JPH0566738A - 液晶表示装置の多階調駆動回路 - Google Patents

液晶表示装置の多階調駆動回路

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JPH0566738A
JPH0566738A JP22911091A JP22911091A JPH0566738A JP H0566738 A JPH0566738 A JP H0566738A JP 22911091 A JP22911091 A JP 22911091A JP 22911091 A JP22911091 A JP 22911091A JP H0566738 A JPH0566738 A JP H0566738A
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voltage
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display data
signal
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JP22911091A
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English (en)
Inventor
Tsutomu Furuhashi
勉 古橋
Shigeyuki Nishitani
茂之 西谷
Shigehiko Kasai
成彦 笠井
Hiroyuki Nitta
博幸 新田
Isao Takita
功 滝田
Koji Takahashi
孝次 高橋
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】複数レベルの階調表示が可能な信号駆動回路を
用いて、複数レベルの階調数より多い階調数を実現でき
る液晶表示装置の多階調駆動回路を提供する。 【構成】マトリックス状に配列した画素部を有し、画素
部はスイッチング素子と液晶で構成し、液晶に印加する
電圧レベルで光の透過量を制御し、画像表示を行う液晶
表示装置の駆動回路において、各画素mビットの表示デ
ータ100を、1または複数のフレーム毎に、各々n
(<m)ビットの同一又は異なる第1および第2の表示
データ105に交互に変換するデータ変換手段と、各々
2のn乗個の異なる電圧レベルを有する第1および第2
の液晶印加電圧を周期的に切り換えて生成する電圧生成
手段121と、データ変換手段の出力するnビットの表
示データに応じて、電圧生成手段の出力する2のn乗個
の電圧レベルから表示データに対応する電圧レベルを選
択出力する信号駆動手段113と備えた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、アクティブマトリクス
タイプの液晶表示装置に係り、特に、フレーム毎に各画
素部に印加する電圧を切り換えることで、多色/多階調
表示を行う駆動回路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の多色/多階調駆動回路を用いて構
成した液晶表示装置は、入力する表示データに対応した
液晶印加電圧を生成し液晶パネルに出力する信号駆動回
路に、日立LCDドライバLSIデータブック(株式会
社日立製作所半導体事業部平成2年3月発行)記載の日
立製HD66310等を用いて構成していた。
【0003】従来の多階調駆動回路を用いて構成した液
晶表示装置について、図6から図9を用いて説明する。
【0004】図6は、従来の多階調駆動回路を用いて構
成した液晶表示装置のブロック図である。
【0005】図6において、600はカラーの表示デー
タであり、多色/多階調を実現するために1画素当り3
ビットのビット幅を有する。この従来例ではカラー表示
であることから、600Rを赤色(Red:以下Rと略
す。)データ、600Gを緑色(Green:以下Gと
略す。)データ、600Bを青色(Blue:以下Bと
略す。)データとし、いずれの表示データ600も1画
素当り3ビットの8(=2の3乗)階調データとする。
101は表示データ600に同期したドットクロックで
あり、102は1水平周期毎に有効となる水平同期信号
であり、103は1フレーム周期毎に有効となる垂直同
期信号である。
【0006】また、108はデータ並び換え回路であ
る。601U、601Lは並び換え後の表示データであ
り、各々12(=4画素×3ビット)ビット幅を有す
る。107は液晶交流化信号である。110は表示デー
タに同期したシフトクロックであり、111は1水平ラ
イン分の表示データ601U、601Lをラッチするラ
ッチクロックである。112は1フレーム毎に有効とな
る垂直ラインスタート信号である。113U、113L
は信号駆動回路であり、入力する表示データを4画素×
3ビット毎にシフトクロック110にて取り込む日立製
8階調ドライバ:HD66310で構成される。114
U、114Lは信号線であり、各々に信号駆動回路11
3U、113Lで生成した液晶印加電圧を各画素毎に転
送する。
【0007】115は走査駆動回路であり、116は走
査線である。走査線116は信号線114U、114L
の出力に同期して順次ラインを選択する。117はカラ
ー液晶パネルであり、1ピクセルをR、G、Bの3画素
で構成するものとする。118、119、200はいず
れも基準電圧であり、基準電圧118は基準電圧120
に対して正極性の特性を有し、基準電圧119は基準電
圧120に対して負極性の特性を有する。602は電圧
生成回路であり、603U、603Lのそれぞれ8レベ
ルの液晶印加電圧を生成する。
【0008】図7は図6に記載した電圧生成回路602
の詳細を示すブロック図である。
【0009】図7において、200は電圧セレクタであ
り、201は選択された基準電圧である。700は分圧
回路であり、603Lの8レベル液晶印加電圧を生成す
る。701は反転回路であり、分圧回路700から出力
される液晶印加電圧603Lの電圧レベルを基準電圧1
20に対して反転し、液晶印加電圧603Uとして生成
する。
【0010】図8は図6に記載した電圧生成回路602
から出力される液晶印加電圧603U、603Lの交流
駆動波形を示すタイミング図である。
【0011】図8において、液晶交流化信号107は1
フレーム周期(図面には1Vと記載。)毎に‘H’レベ
ルと‘L’レベルを繰り返す交流信号である。液晶交流
化信号107の下に示すタイミング図は、それぞれ8レ
ベルの液晶印加電圧603U、603Lを示しており、
603U(V0)は基準電圧120に対して正負いずれ
もV0の波高値を示し、以下同様に603U(V1)は
V1の波高値を、603U(V7)はV7の波高値を示
す。603L(V0)は基準電圧120に対して603
U(V0)の反対の極性を有し、以下同様に603L
(V1)は603U(V1)の反対の極性、603L
(V7)は603U(V7)の反対の極性を有するもの
である。上記いずれの8レベルの液晶印加電圧603
U、603Lも液晶交流化信号107に同期して交流化
が行われている。図面では603U(V2)から603
U(V6)と603L(V2)から603L(V6)の
記載は省略してある。
【0012】図9は、図6に記載した信号駆動回路11
3U、113Lの入力データと入力したデータによって
選択される電圧の関係を示したものである。入力データ
は3ビットであるから、hex7からhex0までの8
つの値を示す。これらの各値に応じて、それぞれ対応す
る電圧V7からV0が選択される。
【0013】再び図6に戻り、従来の多階調駆動回路で
構成した液晶表示装置の動作を詳しく説明する。
【0014】図6において、表示データ600R、60
0G、600Bは各々1画素当たり3ビットで8階調の
輝度情報を有するデータとして、ドットクロック101
に同期して転送される。表示データ600R、600
G、600Bは、水平同期信号102が有効となる間、
1水平ライン分の表示データを転送し、更に垂直同期信
号103が有効となる間、1フレーム分の表示データを
転送する。データ並び換え回路108では、表示データ
600R、600G、600B、水平同期信号102、
垂直同期信号103を入力し、表示データ601U、6
01Lに並び換える。表示データ601U、601Lは
信号駆動回路113U、113Lと、液晶パネル117
の1ピクセルを構成するR、G、Bの各画素の配列に依
存する。この従来例では、表示データ601U、601
LいずれもRデータ600R、Gデータ600G、Bデ
ータ600Bを混在させた12(=4画素×3ビット)
ビットの幅を有する。
【0015】データ並び換え回路108では、表示デー
タ601U、601Lを信号駆動回路113U、113
Lに順次取り込むクロックとなるシフトクロック110
を生成する。シフトクロック110は、入力するドット
クロック101に同期していることからドットクロック
101により容易に生成できる。更に、データ並び換え
回路108では、1水平ライン分の表示データ601
U、601Lをラッチするラッチクロック111も生成
する。ラッチクロック111は水平同期信号103と同
周期の信号であることから、水平同期信号103から容
易に生成できる。更に、データ並び換え回路108で
は、垂直ラインスタート信号112と液晶交流化信号1
07を生成する。垂直ラインスタート信号112は、走
査駆動回路115に転送され、走査線116のうち、最
も上位のラインを選択有効とする信号である。従って、
本信号は垂直同期信号104と同周期であることから垂
直同期信号104から容易に生成できる。また、液晶交
流化信号107に関しては、1フレーム毎に極性が反転
する信号であることから垂直同期信号104から容易に
生成できる。
【0016】データ並び換え回路108で生成した表示
データ601U、601Lは各々信号駆動回路113
U、113Lに転送され、シフトクロック110で順次
取り込まれていき、ラッチクロック111が有効となる
ことで、1水平分の表示データを全て取り込む。信号駆
動回路113Uに取り込まれたデータは電圧生成回路6
02で生成された液晶印加電圧603Uのうち各々の画
素データに対応したレベルの電圧を選択する。同様に信
号駆動回路113Lに取り込まれたデータは、液晶印加
電圧603Lのうち各々の画素データに対応したレベル
の電圧を選択する。この時の液晶印加電圧603U、6
03Lを生成する電圧生成回路602を図7のブロック
図を用いて説明する。
【0017】図7の電圧生成回路602において、電圧
セレクタ200では、基準電圧120に対して正極性の
基準電圧118と、基準電圧120に対して負極性の基
準電圧119とを入力し、液晶交流化信号107によっ
て、1フレーム周期毎に何れかの基準電圧を選択し、基
準電圧201として出力する。ここでは、液晶交流化信
号107が‘L’レベルの時、基準電圧118を選択
し、‘H’レベルの時、基準電圧119を選択するもの
とする。分圧回路700では、基準電圧201と基準電
圧120を入力して8レベルの液晶印加電圧603Lを
生成する。この分圧回路700は、基準電圧201と基
準電圧120の電圧レベルを8つに分圧する回路である
ことから、抵抗を直列または並列に接続することで容易
に構成可能である。更に、反転回路701にて液晶印加
電圧603Lを基準電圧120に対して反転させ、液晶
印加電圧603Uとする。この8レベルの液晶印加電圧
603Uの駆動波形を図8のタイミング図を用いて説明
する。
【0018】図8において、液晶交流化信号107が
‘H’レベルの時、液晶印加電圧603Uには基準電圧
120に対して正極性の8レベルの電圧が有効となり、
液晶交流化信号107が‘L’レベルの時、液晶印加電
圧603Uには基準電圧120に対して負極性の8レベ
ルの電圧が有効となっていることが分かる。この交流駆
動を1フレーム周期(図面では1Vと記載。)毎に繰り
返す。また、各々の電圧603U(V0)、603U
(V1)、603U(V7)は、基準電圧120に対し
てある波高値を有しており、この波高値はV0>V1>
V2>V3>V4>V5>V6>V7の関係になってい
る。図面では603U(V2)から603L(V6)の
記載は省略してある。
【0019】図7で上述したように、図8において、液
晶印加電圧603Uが基準電圧120に対して正極性を
示すとき、液晶印加電圧603Lは負極性を示す。同様
に液晶印加電圧603Uが基準電圧120に対して負極
性を示すとき、液晶印加電圧603Lは正極性を示す。
つまり、液晶印加電圧603U(V0)の電圧レベルが
+V0の時、液晶印加電圧603L(V0)の電圧レベ
ルは−V0となり、液晶印加電圧603U(V0)の電
圧レベルが−V0の時、液晶印加電圧603L(V0)
の電圧レベルは+V0となる。同様に、液晶印加電圧6
03U(V1)の電圧レベルが+V1の時、液晶印加電
圧603L(V1)の電圧レベルは−V1となり、液晶
印加電圧603U(V1)の電圧レベルが−V1の時、
液晶印加電圧603L(V1)の電圧レベルは+V1と
なる。また、各々の電圧603L(V0)、603L
(V1)、603L(V7)も基準電圧120に対して
ある波高値を有しており、この波高値は|−V0|>|
−V1|>|−V2|>|−V3|>|−V4|>|−
V5|>|−V6|>|−V7|の関係になっている。
図面では603L(V2)から603L(V6)の記載
は省略している。
【0020】液晶印加電圧603U、603Lを交流化
することは、液晶に直流成分が印加すると劣化するとい
う課題を解決するものであり、液晶印加電圧603U、
603Lの極性を反転することは、全液晶に同一フレー
ム内で同一の極性の電圧を印加すると画面にちらつきが
発生するという不具合を防ぐものである。
【0021】再び、図6にもどり、上記で説明した様な
各々8レベルの液晶印加電圧603U、603Lを信号
駆動回路113U、113Lは入力し、表示データ60
1U、601Lに対応した液晶印加電圧603U、60
3Lのうち何れかの電圧レベルを各画素毎に信号線11
4U、114Lを経由して、液晶パネル117に出力す
る。信号線114Uは液晶パネル117の奇数画素に接
続し、信号線114Lは液晶パネル117の偶数画素に
接続している。
【0022】図9に示したようにデータは3ビットであ
ることからhex7からhex0までの8つの値を示す
ことが出来る。そして信号駆動回路113U、113L
では、このデータに対応した電圧V7からV0選択可能
となる。データ‘7’が電圧V7を、データ‘6’が電
圧V6を順次選択し、データ‘0’が電圧V0を選択す
る。液晶パネル117に出力される液晶印加電圧V7か
らV0は1フレーム周期毎に交流化している。これによ
って液晶の劣化を防止できる。また、データによって液
晶に印加する電圧レベルが異なるので、液晶の傾きを制
御でき、電圧レベルが各画素8レベルであることから各
画素8階調の多階調表示が実現できる。
【0023】
【発明が解決しようとする課題】従来の多階調駆動回路
を用いた液晶表示装置では、電圧生成回路で生成する電
圧レベルが信号駆動回路の入力する電圧レベル数しか生
成しておらず、例えば本従来例においては、電圧レベル
が8つの液晶印加電圧値となっていた。よって表示デー
タは各画素3ビット幅のデータしか入力出来ず、各画素
の表示可能な階調数も8階調と制限されていた。これに
より、各画素3ビット以上の多階調表示データを入力す
ることが出来ず、また、各画素8階調以上の多階調表示
が出来なかった。
【0024】本発明の目的は、複数レベルの階調表示が
可能な信号駆動回路を用いて、前記複数レベルの階調数
より多い階調数を実現できる液晶表示装置の多階調駆動
回路を提供することにある。
【0025】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明による液晶表示装置の多階調駆動回路は、マ
トリックス状に配列した画素部を有し、該画素部はスイ
ッチング素子と液晶で構成し、前記液晶に印加する電圧
レベルで光の透過量を制御し、画像表示を行う液晶表示
装置の駆動回路において、各画素mビットの表示データ
を、1または複数のフレーム毎に、各々n(<m)ビッ
トの同一又は異なる第1および第2の表示データに交互
に変換するデータ変換手段と、各々2のn乗個の異なる
電圧レベルを有する第1および第2の液晶印加電圧を周
期的に切り換えて生成する電圧生成手段と、前記データ
変換手段の出力するnビットの表示データに応じて、前
記電圧生成手段の出力する2のn乗個の電圧レベルから
当該表示データに対応する電圧レベルを選択出力する信
号駆動手段とを備えたことを特徴とする。
【0026】この回路において、好ましくは、ライン毎
に前記第1および第2の液晶印加電圧を切り換え、か
つ、前記第1および第2の表示データの切り換えタイミ
ングと同期して当該ライン毎の前記第1および第2の液
晶印加電圧の切り換え順序を変更する。
【0027】また、前記データ変換手段の第1および第
2の表示データの切り換えタイミングおよび前記電圧生
成手段の第1および第2の液晶印加電圧の切り換えタイ
ミングを、各画素部の液晶に対して印加する正極性と負
極性の電圧値の積分量が等しくなるように制御すること
が望ましい。
【0028】例えば、前記第1および第2の液晶印加電
圧は1または複数フレーム毎に正負極性間で交流化を行
うとともに、該交流化の周期を前記表示データの切り換
え周期と異ならせる。
【0029】
【作用】本発明では、既存の信号駆動回路を用いても各
画素多階調の液晶表示を行えるように、まず、信号駆動
回路の入力表示データの画素単位のビット数nより大き
いビット数mの表示データ入力を採用する。次に、この
1画素mビットの入力表示データを1または複数フレー
ム毎に同一または異なる第1および第2のnビットの表
示データに変換する。例えばm=6,n=3とすれば、
各画素2の6乗(64)とおりの入力表示データを、そ
れぞれ、同一または異なる第1および第2の3ビットデ
ータに変換する(図10参照)。信号駆動回路へは、こ
の変換後のnビットの表示データを入力する。その結
果、異なる第1および第2の3ビットデータについて
は、両データの表わす階調の中間の階調が得られ、表示
可能な階調数を増加させることができる。
【0030】なお、液晶印加電圧が従来のままであれ
ば、異なる第1および第2の3ビット表示データの切り
換えの順序を変えただけの出力表示データの階調は同じ
になってしまう。そこで、本発明ではさらに、2のn乗
個の電圧レベルを有する液晶印加電圧を2組設け、両液
晶印加電圧のレベルを相互に異ならせておく。これによ
って、異なる第1および第2の3ビット表示データの切
り換えの順序を変えただけの出力表示データの階調を異
ならせることが可能になる。
【0031】このようにして、例えば、1画素の6ビッ
ト入力データを各々3ビットの第1および第2の表示デ
ータに変換する構成では、1画素64階調を得ることが
できる。カラー表示ではRGBの各画素64階調となる
ので、26万色の多色表示が行えることになる。
【0032】
【実施例】本発明の一実施例を図1から図5及び図9、
図10を用いて説明する。
【0033】図1は、本発明の多階調液晶駆動回路を用
いて構成した液晶表示装置のブロック図を示したもので
ある。
【0034】100はカラー表示データであり、多色/
多階調を実現するため、1画素当り複数のビット幅を有
する。本実施例では、100RのRデータ、100Gの
Gデータ、100BのBデータのいずれのデータも1画
素当り6ビットの64(=2の6乗)階調データとす
る。図6の従来例と同様、101は表示データ100に
同期したドットクロックであり、102は1水平周期毎
に有効となる水平同期信号であり、103は1フレーム
周期毎に有効となる垂直同期信号である。
【0035】104はデータ変換回路であり、入力する
Rデータ100R、Gデータ100G、Bデータ100
Bの各画素6ビットデータを3ビットデータに変換す
る。105は変換後のデータであり、105RはRデー
タ、105GはGデータ、105BはBデータである。
106は水平同期信号102に同期した液晶交流化信号
であり、107は垂直同期信号103に同期した液晶交
流化信号である。
【0036】108はデータ並び換え回路である。10
9U、109Lは並び換え後の表示データであり、各々
12(=4画素×3ビット)ビット幅を有する。110
は表示データ109U、109Lに同期したシフトクロ
ックであり、111は1水平ライン分の表示データをラ
ッチするラッチクロックである。112は1フレーム毎
に有効となる垂直ラインスタート信号である。
【0037】113U、113Lは従来例に示したもの
と同じ信号駆動回路であり、本実施例では入力する表示
データを4画素×3ビット毎にシフトクロック110に
て同期して取り込む日立製8階調ドライバHD6631
0で構成するが、同等の信号駆動回路を用いてもよい。
【0038】114U、114Lは信号線であり、各々
の信号駆動回路113U、113Lで生成した液晶印加
電圧を各画素毎に転送する。115は走査駆動回路であ
り、116は走査線である。走査線116は信号線11
4U、114Lの出力に同期して順次ラインを選択す
る。
【0039】117はカラー液晶パネルであり、1ピク
セルをR、G、Bの3画素で構成するものとする。11
8、119、120はいずれも基準電圧であり、基準電
圧118は基準電圧120に対して正極性の特性を有
し、基準電圧119は基準電圧120に対して負極性の
特性を有する。121は電圧生成回路であり、122
U、122Lの8レベルの液晶印加電圧を生成する。
【0040】図2は、図1に記載した電圧生成回路12
1の詳細を示すブロック図である。図2において、20
0は電圧セレクタであり、201は選択された基準電圧
である。202a、202bはいずれも8レベルの電圧
を生成する分圧回路であり、分圧回路202a、202
bの分圧比は異なるものとする。203aと203bは
それぞれ分圧回路202a、202bで生成された8レ
ベルの電圧である。204aと204bはいずれも反転
回路であり、8レベルの電圧203aと203bの電圧
レベルを各々基準電圧120に対して反転することによ
り、それぞれ8レベルの電圧205aと205bを生成
する。206aと206bは電圧セレクタである。電圧
セレクタ206aは、電圧205aまたは205bを選
択して液晶印加電圧122Lを出力する。電圧セレクタ
206bは、電圧203aまたは203bを選択して液
晶印加電圧122Uを出力する。
【0041】図3は、図2に示す電圧生成回路121の
うち、8レベル電圧203a、203bの交流駆動波形
を示すタイミング図である。
【0042】図3において、液晶交流化信号107に同
期して、8レベル電圧203a、203bも交流化され
る。8レベルの電圧203aのうち、電圧203a(V
0’)は基準電圧120に対して正負いずれの極性もV
0’の電圧波高値を示し、以下同様に、電圧203a
(V1’)はV1’の電圧波高値を、電圧203a(V
7’)はV7’の電圧波高値を示す。更に、8レベルの
電圧203bにおいても同様に、電圧203b(V
0'')はV0''の電圧波高値を、電圧203b(V
1'')はV1''の電圧波高値を、電圧203b(V
7'')はV7''の電圧波高値を示す。図面では、203
a(V2’)から203a(V6’)と、203b(V
2'')から203b(V6'')の記載は省略する。
【0043】図4は、図2に示す電圧生成回路121の
うち、液晶印加電圧122U、122Lの交流駆動波形
を示すタイミング図である。
【0044】図4において、液晶交流化信号107は1
フレーム周期(図面では1Vと記載)毎に‘H’レベル
と‘L’レベルを繰り返す交流信号であり、106は1
水平周期(図面では1Hと記載)毎に‘H’レベルと
‘L’レベルを繰り返す交流化信号である。本実施例で
は交流化信号106を2フレーム毎に位相反転させてい
ることに留意されたい。この液晶交流化信号106、1
07に同期して、液晶印加電圧122U、122Lは交
流化して生成される。図は液晶印加電圧122U、12
2Lのうち最も波高値の高い電圧122U(V0)と1
22L(V0)のみ記載する。
【0045】図5は図1に記載したデータ変換回路10
4の詳細を示すブロック図である。図5において、50
0R、500G、500Bはデータをデコードするデコ
ーダであり、各々6ビットのRデータ100R、Gデー
タ100G、Bデータ100Bデータをデコードする。
501R、501G、501Bはデコード線であり、5
01RはRデータ用、501GはGデータ用、501B
はBデータ用のデコード線である。各々のデコード線は
64(=2の6乗)本を有する。502R、502G、
502Bは表示データ500の変換後の3ビットデータ
を予め格納しておくデータレジスタであり、各々Rデー
タ用、Gデータ用、Bデータ用のレジスタとなってい
る。503Rはデータレジスタ502Rの出力するデー
タであり、503Gはデータレジスタ502Gの出力す
るデータであり、503Bはデータレジスタ502Bの
出力するデータである。本実施例においては、R、G、
B各画素データに対して2種類の3ビットデータを対応
させることから、データ503R、503G、503B
は、各々384(=64(入力表示データの階調数)×
2(種類)×3(ビット数))ビットのデータを有する
ことになる。504R、504G、504Bはデータセ
レクタであり、各々Rデータ105R、Gデータ105
G、Bデータ105Bを選択出力する。なお、この時の
同期信号に505R、505G、505Bを各々のデー
タセレクタ504R、504G、504Bは用いる。
【0046】図1に記載した信号駆動回路113U、1
13Lに着目してみれば、この回路は従来のものと同等
なので、その入力データと入力したデータによって選択
される電圧の関係は図9に示したものと同じになる。入
力データは3ビットであるから、hex7からhex0
までの8つの値を示す。
【0047】図10は、図1及び図5に記載したデータ
変換回路104の入力データと出力データの関係を示し
たものである。入力データは6ビットデータであるか
ら、hex3Fからhex0まで64個の値を示す。出
力データは3ビットデータであるから、hex7からh
ex0まで8個の値を示す。但し、各入力データに対し
て、同種または異種の3ビットの出力データを対応させ
てある。すなわち、各6ビットの入力データは、ある周
期をもって、同一または異なる3ビットの出力データに
変換される。この変換されるタイミングをα、βとして
記載している。例えば、入力データhex3Fには出力
データhex7とhex7が割当てられ、入力データh
ex3Eには出力データhex7とhex6が割当てら
れ、入力データhex3Dには出力データhex6とh
ex7が割当てられる。出力データα、βの切り替え周
期は本実施例では2フレームであり、図5の同期信号5
05R,505G,505Bによって制御される。
【0048】再び図1に戻り、本実施例の多階調駆動回
路で構成した液晶表示装置の動作を詳しく説明する。
【0049】図1において、表示データ100R、10
0G、100Bは各々1画素当たり6ビットで64階調
の輝度情報を有するデータとして、ドットクロック10
1に同期して転送される。更に表示データ100R、1
00G、100Bは水平同期信号102が有効となる
間、1水平ライン分の表示データを転送する。更に垂直
同期信号103が有効となる間、1フレーム分の表示デ
ータを転送する。データ変換回路104では、各画素6
ビットのデータを3ビットのデータに変換するように動
作する。このデータ変換回路104を図5を用いて詳し
く説明する。
【0050】図5において、表示データ100R、10
0G、100Bは各対応するデコーダ500R、500
G、500Bに入力する。デコーダ500R、500
G、500Bでは、各々デコード線501R、501
G、501Bを有しており、前記表示データ100R、
100G、100Bの各画素データに対応したデコード
線501R、501G、501Bのいずれかが随時有効
となり、変換後の3ビットのデータの選択信号となる。
【0051】データレジスタ502R、502G、50
2Bには、前述したように、表示データ100R、10
0G、100Bに対応するデータを格納しており、本実
施例においては、R、G、B各画素データに対して2種
類の3ビットデータを対応させることから、データ50
3R、503G、503Bは、各々384ビットのデー
タを有する。データレジスタ502R、502G、50
2Bの格納するデータ503R、503G、503B
は、前記デコード線501R、501G、501Bと共
に対応するデータセレクタ504R、504G、504
Bに入力する。各々のデータセレクタ504R、504
G、504Bでは、前記各々382ビットのデータ50
3R、503G、503Bからデコード線501R、5
01G、501Bのうち有効となったデコード線に対応
する3ビットデータが選択できることになる。この時、
各々のデコード線には2種類の3ビットデータが対応し
ていることから、同期信号505R、505G、505
Bによって、2種類のうちいずれかを選択することにな
る。この各画素6ビットの表示データ100R、100
G、100Bと各画素3ビットの表示データ105R、
105G、105Bの関係は図10に示したとおりであ
る。
【0052】前述のように、出力データは、前記64個
の入力データにそれぞれ対応した同種または異種の値を
αまたはβのタイミングで生成する。例えば表示データ
がhex3Fのとき、α、βいずれのタイミングでも、
出力データにhex7を出力することにし、また、表示
データがhex3Eのときは、αのタイミングでは、出
力データにhex7を出力し、βのタイミングでは、出
力データにhex6を出力する。以下同様に、図10に
示す入力データと出力データの関係が成り立つよう出力
する。
【0053】図5のデータ変換回路104では、上記図
10の関係を、表示データ100R、100G、100
Bと、Rデータ105R、Gデータ105G、Bデータ
105Bの対応するデータ間で実施できる。
【0054】データ並び換え回路108では、データ1
05R、105G、105B、水平同期信号102、垂
直同期信号103を入力し、表示データ109U、10
9Lに並び換える。表示データ109U、109Lは信
号駆動回路113U、113Lと、液晶パネル117の
1ピクセルを構成するR、G、Bの各画素の配列に依存
する。本従来例では、表示データ109U、109Lい
ずれもRデータ105R、Gデータ105G、Bデータ
105Bを混在させた12(=4画素×3ビット)ビッ
トの幅を有するものとする。データ並び換え回路108
では、表示データ601U、601Lを信号駆動回路1
13U、113Lに順次取り込むクロックとなるシフト
クロック110を生成する。シフトクロックは入力する
ドットクロック101に同期していることからドットク
ロック101から容易に生成できる。更に、データ並び
換え回路108では、1水平ライン分の表示データ10
9U、109Lをラッチするラッチクロック111も生
成する。ラッチクロック111は水平同期信号103と
同周期の信号であることから、水平同期信号103から
容易に生成できる。更に、データ並び換え回路108で
は、垂直ラインスタート信号112と液晶交流化信号1
07を生成する。垂直ラインスタート信号112に関し
ては、走査駆動回路115に転送され、走査線116の
うち、最も上位のラインを選択有効とする信号である。
従って、本信号は垂直同期信号104と同周期であるこ
とから垂直同期信号104から容易に生成できる。
【0055】データ並び換え回路108で生成した表示
データ105U、105Lは各々信号駆動回路113
U、113Lに転送され、シフトクロック110で1水
平分の表示データとして、取り込まれる。信号駆動回路
113Uに取り込まれたデータは電圧生成回路121で
生成された液晶印加電圧122Uのうち各々の画素デー
タに対応したレベルの電圧を選択する。同様に信号駆動
回路113Lに取り込まれたデータは、液晶印加電圧1
22Lのうち各々の画素データに対応したレベルの電圧
を選択する。この時の液晶印加電圧122U、122L
を生成する電圧生成回路121を図2のブロック図を用
いて詳しく説明する。
【0056】図2の電圧生成回路121において、電圧
セレクタ200では、基準電圧120に対して正極性の
基準電圧118と、基準電圧120に対して負極性の基
準電圧119とを入力し、液晶交流化信号107によっ
て、1フレーム周期毎に何れかの基準電圧を選択し、基
準電圧201として出力する。ここでは、液晶交流化信
号107が‘H’レベルの時、基準電圧118を選択
し、‘L’レベルの時、基準電圧119を選択するもの
とする。2つの分圧回路202a、202bでは、基準
電圧201と基準電圧120を入力して、それぞれ8レ
ベルの電圧203a、203bを生成する。2つの分圧
回路202a、202bは、基準電圧201と基準電圧
120の電圧レベルを8つに分圧する回路であることか
ら、抵抗を直列または並列に接続することで容易に構成
可能である。なお、2つの分圧回路202a、202b
の分圧比は異なるように構成する。次に、この2種類の
8レベルの電圧203a、203bの駆動波形を図3の
タイミング図を用いて説明する。
【0057】図3において、液晶交流化信号107が
‘H’レベルの時、電圧203a、203bには基準電
圧120に対して各々正極性の8レベルの電圧が有効と
なり、液晶交流化信号107が‘L’レベルの時、電圧
203a、203bには基準電圧120に対して負極性
の8レベルの電圧が有効となっていることが分かる。こ
の交流駆動を1フレーム周期(図面では1Vと記載)毎
に繰り返す。また、各々の電圧203a(V0’)、2
03a(V1’)、203a(V7’)および、電圧2
03b(V0'')、203b(V1'')、203b(V
7'')は、基準電圧120に対してある波高値を有して
おり、この波高値はV0’>V0''>V1’>V1''>
V2’>V2''>V3’>V3''>V4’>V4''>V
5’>V5''>V6’>V6''>V7’>V7''の関係
とする。
【0058】再び図2において、8レベルの電圧203
a、203bは各々反転回路204a、204bによっ
て、基準電圧120に対し、極性が反転した8レベルの
電圧205a、205bとなる。そして、電圧セレクタ
206a、206bによって、選択され、液晶印加電圧
122L、122Uとして出力される。電圧セレクタ2
06bでは、2種類の8レベル電圧203aと203b
を入力し、液晶交流化信号106で何れか8レベルの電
圧を選択し、液晶印加電圧122Uを出力する。この様
子を図4を用いて説明する。
【0059】図4において、液晶交流化信号107が
‘H’レベルを示すとき、電圧203aは基準電圧12
0に対して、正極性の電圧レベル+V0’を示し、電圧
203bは基準電圧120に対して、正極性の電圧レベ
ル+V0''を示すことから、液晶印加電圧122U(V
0)は、液晶交流化信号106に同期して、液晶交流化
信号106が‘H’レベルを示すとき、電圧レベル+V
0’を、液晶交流化信号106が‘L’レベルを示すと
き、電圧レベル+V0''を示して交流駆動する。さら
に、液晶交流化信号107が‘L’レベルを示すとき、
電圧203aは基準電圧120に対して、負極性の電圧
レベルを−V0’を示し、電圧203bは基準電圧12
0に対して、負極性の電圧レベルを−V0''を示すこと
から、液晶印加電圧122U(V0)は、液晶交流化信
号106に同期して、液晶交流化信号106が‘H’レ
ベルを示すとき、電圧レベル−V0’を、液晶交流化信
号106が‘L’レベルを示すとき、電圧レベル−V
0''を示して交流駆動する。
【0060】図2で説明したように、電圧セレクタ20
6aでは、2種類の8レベル電圧205aと205bを
入力し、液晶交流化信号106で何れか8レベルの電圧
を選択し、液晶印加電圧122Lを出力する。この様子
を図4を用いて説明する。
【0061】図4において、液晶交流化信号107が
‘H’レベルを示すとき、電圧205aは基準電圧12
0に対して、負極性の電圧レベルを−V0’を示し、電
圧205bは基準電圧120に対して、負極性の電圧レ
ベルを−V0''を示すことから、液晶印加電圧122L
(V0)は、液晶交流化信号106に同期して、液晶交
流化信号106が‘H’レベルを示すとき、電圧レベル
−V0’を、液晶交流化信号106が‘L’レベルを示
すとき、電圧レベル−V0''を示して交流駆動する。さ
らに、液晶交流化信号107が‘L’レベルを示すと
き、電圧205aは基準電圧120に対して、正極性の
電圧レベルを+V0’を示し、電圧205bは基準電圧
120に対して、正極性の電圧レベルを+V0''を示す
ことから、液晶印加電圧122L(V0)は、液晶交流
化信号106に同期して、液晶交流化信号106が
‘H’レベルを示すとき、電圧レベル+V0’を、液晶
交流化信号106が‘L’レベルを示すとき、電圧レベ
ル+V0''を示して交流駆動する。上記のように、12
2U、122Lいずれも交流化信号107に従って1フ
レーム毎に基準電圧120に対して交流駆動をすると共
に、交流化信号106に従って1水平周期ごとに同極性
内で交流駆動する。
【0062】液晶印加電圧122U、122Lを1フレ
ーム内で交流化することは、液晶に直流成分が印加する
と劣化するという課題を解決するものであり、液晶印加
電圧122U、122Lの極性を反転することは、全液
晶に同一フレーム内で同一の極性の電圧を印加すると画
面にちらつきが発生する課題を防ぐものである。
【0063】再び、図1にもどり、上記で説明した様な
各々8レベルの液晶印加電圧122U、122Lを信号
駆動回路113U、113Lは入力し、表示データ10
9U、109Lに対応した液晶印加電圧109U、10
9Lのうち何れかの電圧レベルを各画素毎に信号線11
4U、114Lを経由して、液晶パネル117に出力す
る。再び図9、図10、図4を用いて、表示データと液
晶印加電圧の関係を詳しく説明する。
【0064】図9に示す様に信号駆動回路113U、1
13Lの入力する表示データは3ビットであることから
hex7からhex0までの8つの値を示すことが出来
る。そして信号駆動回路113U、113Lでは、この
データに対応した電圧V7からV0が選択可能となる。
データ‘7’が電圧V7を、データ‘6’が電圧V6を
順次選択し、データ‘0’が電圧V0を選択し、液晶パ
ネル117に出力される。ここで本実施例において、電
圧V7からV0は図4に示す液晶印加電圧122U、1
22Lであるから、1水平周期毎に波高値の異なる電圧
レベルが入力されることになる。さらに、各画素6ビッ
トの表示データ100はデータ変換回路104で図10
に記載した3ビットのデータ105に変換されて信号駆
動回路113U、113Lに入力される。2種類の3ビ
ットデータが選択される周期を2フレーム周期とする
と、例えば図10の入力データがhex3Fのとき、第
1フレームで選択される電圧は+V0’、第2フレーム
で選択される電圧は−V0’、第3フレームで選択され
る電圧は+V0''、第4フレームで選択される電圧は−
V0''となることから、電圧値V0’とV0''で得られ
る表示輝度の中間調が得られることになる。他の入力デ
ータも同様にα、βのタイミングで有効となる3ビット
のデータに対応した2種類の電圧値の中間の表示輝度を
得ることが可能なる。
【0065】なお、図10に記載した入力データと出力
データの関係および図4に示した液晶印加電圧122
U、122Lの電圧値は、入力データの値の増減に対応
して表示輝度が増減する関係とすることが必要であり、
更に、入力データと得られる表示輝度の関係が上記の様
であれば、図9と図10に示した関係を取らなくてもよ
い。
【0066】更に、本実施例では液晶印加電圧122
U、122Lの極性が反転する周期を1フレーム毎と
し、表示データについてのαおよびβの切り替えタイミ
ングを2フレーム毎としたが、これに限らず、液晶印加
電圧122U、122Lの反転タイミングを2フレーム
毎とし、表示データの切り替えタイミングを1フレーム
毎とすることもできる。印加電圧の直流分を蓄積させな
いように、両周期はなるべく異ならせる方が好ましい。
また、図10においてαとβの順序のみが逆の出力デー
タが割当てられた2つの入力データ(たとえばhex3
E,hex3D)について階調を異ならせるために、交
流化信号106の位相の切り替えタイミングと表示デー
タの切り替えタイミングとは一致させることが好まし
い。本実施例によって表示データ3ビットを入力し各画
素8階調表示を行う信号駆動回路122U、122Lを
用いて各画素64階調が実現でき、カラーで26万色表
示が可能となる。
【0067】
【発明の効果】本発明によれば、従来の液晶表示装置の
信号駆動回路、走査駆動回路、液晶パネルの構成を変え
ることなく、データ変換回路を付加し、電圧生成回路を
工夫するだけで、従来の階調数をn階調とすると、n×
n階調とかなり多くの階調数を実現できる。
【0068】本発明のデータ変換回路およびデータ並び
換え回路はデジタル回路で容易に構成出来、更に、前記
データ変換回路、データ並び換え回路および電圧生成回
路は、高集積回路に搭載することが可能で、液晶表示装
置のうち駆動回路の占める面積の割合が従来の駆動回路
と同等規模で構成でき。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の多階調駆動回路を用いた液晶表示装置
のブロック図である。
【図2】図1に示す本発明の電圧生成回路のブロック図
である。
【図3】図2示す電圧生成回路のうち分圧回路で生成す
る8レベルの液晶電圧のタイミング図である。
【図4】図2に示す電圧生成回路の生成する液晶印加電
圧のタイミング図である。
【図5】図1に示す本発明のデータ変換回路のブロック
図である。
【図6】従来の多階調駆動回路を用いた液晶表示装置の
ブロック図である。
【図7】図6に示す従来の電圧生成回路のブロック図で
ある。
【図8】図7に示す電圧生成回路の生成する液晶印加電
圧のタイミング図である。
【図9】信号駆動回路で生成する電圧と入力データの関
係を示す説明図である。
【図10】図1に示す本発明のデータ変換回路の入力デ
ータと出力データの関係を示す説明図である。
【符号の説明】
100…表示データ、100R…R表示データ、100
G…G表示データ、100B…B表示データ、101…
ドットクロック、102…水平同期信号、103…垂直
同期信号、104…データ変換回路、105…データ、
105R…Rデータ、105G…Gデータ、105B…
Bデータ、106…液晶交流化信号、107…液晶交流
化信号、108…データ並び換え回路、109U…表示
データ、109L…表示データ、110…シフトクロッ
ク、111…ラッチクロック、112…垂直ラインスタ
ート信号、113U…信号駆動回路、113L…信号駆
動回路、114U…信号線、114L…信号線、115
…走査駆動回路、116…走査線、117…液晶パネ
ル、118…基準電圧、119…基準電圧、120…基
準電圧、121…電圧生成回路、122U…液晶印加電
圧、122L…液晶印加電圧、200…電圧セレクタ、
201…基準電圧、202a…分圧回路、202b…分
圧回路、203a…8レベルの電圧、203b…8レベ
ルの電圧、204a…反転回路、204b…反転回路、
205a…8レベルの電圧、205b…8レベルの電
圧、206a…電圧セレクタ、206b…電圧セレク
タ、501R…デコード線、501G…デコード線、5
01B…デコード線、503R…データ、503G…デ
ータ、503B…データ、505R…同期信号、505
G…同期信号、505B…同期信号。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 笠井 成彦 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所マイクロエレクトロニク ス機器開発研究所内 (72)発明者 新田 博幸 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所マイクロエレクトロニク ス機器開発研究所内 (72)発明者 滝田 功 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所マイクロエレクトロニク ス機器開発研究所内 (72)発明者 高橋 孝次 千葉県茂原市早野3300番地 株式会社日立 製作所茂原工場内

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】マトリックス状に配列した画素部を有し、
    該画素部はスイッチング素子と液晶で構成し、前記液晶
    に印加する電圧レベルで光の透過量を制御し、画像表示
    を行う液晶表示装置の駆動回路において、 各画素mビットの表示データを、1または複数のフレー
    ム毎に、各々n(<m)ビットの同一又は異なる第1お
    よび第2の表示データに交互に変換するデータ変換手段
    と、 各々2のn乗個の異なる電圧レベルを有する第1および
    第2の液晶印加電圧を周期的に切り換えて生成する電圧
    生成手段と、 前記データ変換手段の出力するnビットの表示データに
    応じて、前記電圧生成手段の出力する2のn乗個の電圧
    レベルから当該表示データに対応する電圧レベルを選択
    出力する信号駆動手段と、 を備えたことを特徴とする液晶表示装置の多階調駆動回
    路。
  2. 【請求項2】ライン毎に前記第1および第2の液晶印加
    電圧を切り換え、かつ、前記第1および第2の表示デー
    タの切り換えタイミングと同期して当該ライン毎の前記
    第1および第2の液晶印加電圧の切り換え順序を変更す
    ることを特徴とする請求項1記載の液晶表示装置の多階
    調駆動回路。
  3. 【請求項3】前記データ変換手段の第1および第2の表
    示データの切り換えタイミングおよび前記電圧生成手段
    の第1および第2の液晶印加電圧の切り換えタイミング
    を、各画素部の液晶に対して印加する正極性と負極性の
    電圧値の積分量が等しくなるように制御することを特徴
    とする請求項1または2記載の液晶表示装置の多階調駆
    動回路。
  4. 【請求項4】前記第1および第2の液晶印加電圧は1ま
    たは複数フレーム毎に正負極性間で交流化を行うととも
    に、該交流化の周期を前記表示データの切り換え周期と
    異ならせたことを特徴とする請求項3記載の液晶表示装
    置の多階調駆動回路。
  5. 【請求項5】前記第1および第2の液晶印加電圧の各々
    の2のn乗個の電圧レベルは、相互に他方の2のn乗個
    の電圧レベルの間隙を埋める値を有することを特徴とす
    る請求項1記載の液晶表示装置の多階調駆動回路。
  6. 【請求項6】前記mは‘6’、前記nは‘3’とし、各
    画素64階調表示を行うことを特徴とする請求項1記載
    の液晶表示装置の多階調駆動回路。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006243232A (ja) * 2005-03-02 2006-09-14 Seiko Epson Corp 基準電圧発生回路、表示ドライバ、電気光学装置及び電子機器
US7663586B2 (en) 2005-03-02 2010-02-16 Seiko Epson Corporation Reference voltage generation circuit, display driver, electro-optical device, and electronic instrument

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