JPH06180562A - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置

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JPH06180562A
JPH06180562A JP6296392A JP6296392A JPH06180562A JP H06180562 A JPH06180562 A JP H06180562A JP 6296392 A JP6296392 A JP 6296392A JP 6296392 A JP6296392 A JP 6296392A JP H06180562 A JPH06180562 A JP H06180562A
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liquid crystal
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Tatsuji Yamawaki
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 配線数の増加なしに、フルカラーに対応し6
4〜256まで階調数を増大できるアクティブ・マスト
リクス方式の液晶表示装置を提供する。 【構成】 クロック信号107を介して、外部よりのM
ビットのデジタル表示信号101、102、103を取
込むデータ・レジスタ1と、これから入力されるデジタ
ル表示信号を受けて、外部より供給される複数の基準電
圧(V1 、V2 、……、V2M)の内より1個の基準電圧
を選択して出力する、複数出力に対応するマルチプレク
サ2と、Nビットのデジタル表示信号104、105、
106のパルス幅変調回路3と、マルチプレクサ2より
の複数出力信号と、パルス幅変調信号との論理積をとっ
て出力するAND回路6−1、……、6−nとを駆動回
路として備えている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は液晶表示装置に関し、特
に、フルカラー表示が可能なデジタル・ビデオ信号の表
示用として用いられる液晶表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、液晶表示装置は、液晶自体の表示
品位と応答性に優れた唯一のフラットパネル・ディスプ
レイとして脚光を浴びており、パーソナル・コンピュー
タ、液晶テレビジョンおよびその応用製品である液晶プ
ロダクション等に利用されている。今後は、デジタル・
アナログの双方の画像を表示することができるマルチメ
ディア分野に対する応用面が期待されている。例えば、
液晶テレビジョンのようなフルカラー表示が可能なパー
ソナル・コンピュータ用10インチ・サイズのアクティ
ブ・マトリクス方式液晶(以下、液晶と呼ぶ)の駆動回
路を構成する際には、当該駆動回路の構成手法として
は、従来より用いられている以下の方式による対応が考
えられている。その一つは、従来のデジタル信号を入力
し、当該デジタル信号に対応する外部基準電源をマルチ
プレクサにより選択して、液晶に出力する方式である。
また、もう一つは、デジタル信号をD/A変換器により
アナログ信号に変換し、従来のテレビジョン用のアナロ
グ・ドライバを介して液晶に出力する方式である。更
に、最後は、外部サンプリング信号を入力して、デジタ
ル液晶信号により、当該信号をサンプリングして、アナ
ログ・ドライバを介して液晶に出力する方式である。
【0003】一般に液晶のカラー表示においては、液晶
パネルを光バルブとして、各液晶ピクセルごとにカラー
・フィルタを装着し、3ピクセルヲ1画素とする加色法
により実現されている。例えば、前記デジタル信号によ
りフルカラー表示する場合には、1ピクセル当り64ま
たは256階調の階調表示が必要となり、当然のことな
がら、液晶表示装置の階調数64または256に対応す
る電圧出力機能が要求される。
【0004】また、液晶表示装置においては、液晶パネ
ルの縦横にマトリクス状に表示ドライバを配置し、横方
向に配置されるドライバをソース・ドライバ、縦方向に
配置されるドライバをゲート・ドライバと呼んでいる。
階調表示する際には、ソース・ドライバから、液晶表示
装置の階調数の2倍の電圧の中から、中央のコモン電位
に対して、それぞれ同一振幅レベルの正負対称電圧を交
互に液晶に印加することにより充放電動作を行い、階調
表示を実現している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の液晶表
示装置においては、従来例の説明において、最初に挙げ
たマルチプレクサによる選択方式により、デジタル信号
によりフルカラー表示を行う場合、液晶表示装置の階調
数は前述のように、64または256階調表示が必要と
なる。この場合、マルチプレクサにより選択される外部
基準電源の数量は128または512個となり、当該基
準電源と液晶表示装置を接続する配線も同数必要となる
ため、本方式による実現性はないと考えられる。また、
マルチプレクサの回路規模が大きくなることもあり、本
方式では8〜16階調程度の比較的低階調表示に用途が
限定され、64階調以上の表示には不適格である。
【0006】次に、デジタル信号をD/A変換器により
アナログ信号に変換した後に、アナログ・ドライバによ
る方式の場合には、64または256階調のような多階
調になると、アナログ・ドライバを構成するオペアンプ
のオフセット電圧(一般に、150mV程度)が液晶を
駆動するダイナミック・レンジを、上記階調数で分割し
た単位電圧値(140mVまた35mV程度)を上回る
ために、階調表示機能を満足させることができなくな
る。このために、本方式の場合も、64または256階
調の多階調表示の実現性がない。そして、更に、オペア
ンプにより構成されるドライバは、当該オペアンプの消
費電流として数十mA程度が必要となり、本方式は液晶
が有する低消費電力性を損なう点で液晶表示装置として
は不適である。
【0007】最後に、外部サンプリング用の信号をサン
プリングして、アナログ・ドライバで出力する方式につ
いても、前記D/A変換器を利用する方式と同様の理由
により、64または256階調の多階調表示の実現性に
乏しい。
【0008】以上、従来の液晶表示装置には、多階調で
低消費電力の液晶表示機能の実現性に欠けるという欠点
がある。
【0009】
【課題を解決するための手段】第1の発明の液晶表示装
置は、マトリクス状に配置されるスイッチング素子と液
晶とにより形成され、当該スイッチング素子のオン・オ
フ動作により画像を表示するアクティブ・マトリクス方
式の液晶表示装置において、外部より入力される所定の
クロック信号を介して、所定の表示コントローラより入
力されるM(正整数)ビットのデジタル表示信号を入力
して取込むデータ・レジスタと、前記データ・レジスタ
より入力されるデジタル表示信号を受けて、当該デジタ
ル表示信号を介して、外部より供給される複数の外部基
準電源の内より1個の基準電圧を選択して出力する複数
出力に対応するマルチプレクサと、N(正整数)ビット
のデジタル表示信号を入力し、所定の基準パルス信号を
介して、当該デジタル表示信号をパルス幅変調して出力
するパルス幅変調回路と、前記マルチプレクサより出力
される複数の出力信号と、前記パルス幅変調回路より出
力されるパルス幅変調信号との論理積演算処理を行い、
液晶表示用の駆動信号として出力する回路ブロックとを
液晶パネルの駆動回路として備えて構成される。
【0010】また、第2の発明の液晶表示装置は、マト
リクス状に配置されるスイッチング素子と液晶とにより
形成され、当該スイッチング素子のオン・オフ動作によ
り画像を表示するアクティブ・マトリクス方式の液晶表
示装置において、外部より入力される所定のクロック信
号およびスタート・パルス信号を入力して、前記スター
ト・パルス信号を介して、前記クロック信号のタイミン
グを制御調整して出力するデータ・レジスタと、前記デ
ータ・レジスタより入力されるクロック信号を介して、
所定の表示コントローラより入力されるM(正整数)ビ
ットのデジタル表示信号を入力して取込むデータ・レジ
スタと、前記データ・レジスタより入力されるデジタル
表示信号を受けて、当該デジタル表示信号を介して、外
部より供給される複数の外部基準電源の内より1個の基
準電圧を選択して出力する複数出力に対応するマルチプ
レクサと、N(正整数)ビットのデジタル表示信号を入
力し、所定の基準パルス信号を介して、当該デジタル表
示信号をパルス幅変調して出力するパルス幅変調回路
と、前記マルチプレクサより出力される複数の出力信号
と、前記パルス幅変調回路より出力されるパルス幅変調
信号との論理積演算処理を行い、液晶表示用の駆動信号
として出力する回路ブロックとを液晶パネルの駆動回路
として備えて構成される。
【0011】なお、前記回路ブロックは、前記マルチプ
レクサより出力される複数の出力信号と、前記パルス幅
変調回路より出力されるパルス幅変調信号との論理積を
とるAND回路と、当該AND回路の出力端に、帰還増
幅器とコンデンサとにより形成されるレベル保持回路と
を供えて構成してもよい。
【0012】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。
【0013】図1は本発明の一実施例におけるソース・
ドライバを示すブロック図である。図1に示されるよう
に、本実施例におけるソース・ドライバは、データ・レ
ジスタ1と、マルチプレクサ2と、パルス幅変調回路3
と、レベル・シフタ4と、ラッチ回路5と、n(正整
数)個のAND回路6−1、6−2、……、6−nと、
電圧セレクタ7とを備えて構成される。
【0014】本実施例による表示階調数は(M+N)階
調(M、Nは正整数)で構成されており、外部表示コン
トローラ(図示されない)により(M+N)ビットのデ
ータ長で、ソース・ドライバのデータ・レジスタ1とパ
ルス幅変調回路3に表示データが送出される。また、本
実施例においては、カラー表示を前提としており、図1
において、前記表示データとしては、データ・レジスタ
1に対しては、それぞれMビットのRの表示データ10
1、Gの表示データ102、Bの表示データ103が入
力されており、また、パルス幅変調回路3に対しては、
それぞれNビットのRの表示データ104、Gの表示デ
ータ105、Bの表示データ106が入力されている。
従って、上記のR、GおよびBを含む合計3ピクセル分
の入力ポートが設けられており、合計3×(M+N)本
のバスが必要となる。また、Mビットの表示データ10
1、102および103は、3ピクセル分が同時に外部
クロック107によりデータ・レジスタ1に取込まれる
が、それに対応して、他方においては、外部に設けられ
ている基準電源(図示されない)より、電圧セレクタ7
に供給される2M個の基準電圧V1 、V2 、……、V2M
の内より、当該電圧セレクタ7を介して、その内のM個
の電圧が選択されてマルチプレクサ2に入力される。マ
ルチプレクサ2においては、これらのM個の電圧の内よ
り1個の電圧が選択されて、ラッチ回路5を介してラッ
チされる。この場合、電圧セレクタ7において外部から
供給される2M個の基準電圧よりM個の電圧が選択され
るタイミングは、液晶のフレーム反転またはライン反転
による交流化周期ごとのタイミングである。
【0015】また、一方、前記Nビットの表示データ1
04、105および106は、パルス幅変調回路3に入
力され、前記外部表示コントローラより供給される基準
パルスを介して、2N 種類のパルス幅信号に変調されて
出力され、レベル・シフタ4においてレベル変換されて
n個のAND回路6−1、6−2、……、6−nに入力
される。n個のAND回路6−1、6−2、……、6−
nにおいては、前述のように、ラッチ回路5によりラッ
チされた選択電圧との論理積が取られて、液晶のR、G
およびBピクセルに対応する電圧が出力される。
【0016】本実施例の場合においては、外部表示コン
トローラと本液晶表示装置とを接続する表示データ・バ
スの本数は、3×(M+N)本となるが、当該液晶表示
装置と外部基準電源とを接続する接続線の数は、中間に
電圧セレクタ7を設けることによりM本に節減される。
このことを具体的に示すと以下のとうりになる。即ち、
デジタル・フルカラー表示の目安となる256階調(1
670万色)の場合、本発明によると、M=3ビット、
N=5ビットとなり、表示データ・バスの本数は、R、
GおよびBの各入力ポートにおいて計24本となり、ま
た電源接続線の本数は8本で済むことになる。因みに、
従来技術による外部基準電源に対応して電圧選択を行う
構成においては、電源接続線の本数は256本となり、
実現不可能な本数となる。
【0017】図4(a)、(b)、(c)および(d)
に示されるのは、外部表示コントローラより供給される
基準パルス108と、パルス幅変調回路3より出力され
る任意の変調出力と、前以て選択されている外部基準電
源電圧Vi (iは、0〜2Mの範囲内に含まれる任意
数)と、AND回路の論理積出力として、液晶表示装置
より出力される信号との相互の時間位相関係を示す図で
ある。なお、図4(a)、(b)、(c)および(d)
において、Tは基準周期を表わしている。この図4によ
り、1水平期間即ち基準周期ごとに、当該液晶表示装置
より所望の表示出力信号が得られることが理解される。
【0018】図2に示されるのは、本発明の第2の実施
例におけるソース・ドライバを示すブロック図である。
図2に示されるように、本実施例におけるソース・ドラ
イバは、シフト・レジスタ8と、データ・レジスタ9
と、マルチプレクサ10と、パルス幅変調回路11と、
レベル・シフタ12と、ラッチ回路13と、n個のAN
D回路14−1、14−2、……、14−nと、電圧セ
レクタ15とを備えて構成される。
【0019】本実施例の第1の実施例との相違点は、デ
ジタル表示データ入力用のデータ・レジスタ9における
当該表示データの取込み期間を、外部より制御すること
ができるように、シフト・レジスタ8を追加しているこ
とである。このシフト・レジスタ8に対して、外部クロ
ック信号107の入力に加えて、表示データ取込み制御
用のスタート・パルス信号109を入力することによ
り、1水平期間中において、ブランキング・タイムを自
由に設定することができるという利点が得られている。
【0020】また、図3に示されるのは、本発明の第3
の実施例におけるソース・ドライバを示すブロック図で
ある。図3に示されるように、本実施例におけるソース
・ドライバは、データ・レジスタ16と、マルチプレク
サ17と、パルス幅変調回路18と、レベル・シフタ1
9と、ラッチ回路20と、n個のAND回路21−1、
21−2、……、21−nと、n個のコンデンサ22−
1、22−2、……、22−nと、n個の増幅器23−
1、23−2、……、23−nと、電圧セレクタ24と
を備えて構成される。
【0021】本実施例の第1の実施例との相違点は、マ
ルチプレクサ17より液晶表示データが出力される回路
として、n個のAND回路21−1、21−2、……、
21−nの出力側に、n個のコンデンサ22−1、22
−2、……、22−nと、n個の増幅器23−1、23
−2、……、23−nとが付加されていることである。
これにより、液晶表示装置において階調出力されたパル
ス電圧が、1水平期間中にコンデンサ22−1、22−
2、……、22−nと増幅器23−1、23−2、…
…、23−nとにより形成される回路ブロックを介して
保持され、振幅変調された出力電圧が、次の水平期間を
フルに活用して液晶に対する電圧印加(書込み)を可能
にするという利点がある。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、外部基
準電源を介してパルス信号の変調を行うことにより、当
該外部基準電源との接続線本数を増すことなしに、階調
数を8〜16階調よりフルカラーに対応する64〜25
6階調まで飛躍的に増大させることができるという効果
がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例を示すブロック図であ
る。
【図2】本発明の第2の実施例を示すブロック図であ
る。
【図3】本発明の第3の実施例を示すブロック図であ
る。
【図4】第1の実施例における動作信号を示すタイミン
グ図である。
【符号の説明】
1、9、16 データ・レジスタ 2、10、17 マルチプレクサ 3、11、18 パルス幅変調回路 4、12、19 レベル・シフタ 5、13、20 ラッチ回路 6−1〜6−n、14−1〜14n、21−1〜21〜
n AND回路 7、15、24 電圧セレクタ 8 シフト・レジスタ 22−1〜22−n コンデンサ 23−1〜23−n 増幅器

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 マトリクス状に配置されるスイッチング
    素子と液晶とにより形成され、当該スイッチング素子の
    オン・オフ動作により画像を表示するアクティブ・マト
    リクス方式の液晶表示装置において、 外部より入力される所定のクロック信号を介して、所定
    の表示コントローラより入力されるM(正整数)ビット
    のデジタル表示信号を入力して取込むデータ・レジスタ
    と、 前記データ・レジスタより入力されるデジタル表示信号
    を受けて、当該デジタル表示信号を介して、外部より供
    給される複数の外部基準電源の内より1個の基準電圧を
    選択して出力する複数出力に対応するマルチプレクサ
    と、 N(正整数)ビットのデジタル表示信号を入力し、所定
    の基準パルス信号を介して、当該デジタル表示信号をパ
    ルス幅変調して出力するパルス幅変調回路と、 前記マルチプレクサより出力される複数の出力信号と、
    前記パルス幅変調回路より出力されるパルス幅変調信号
    との論理積演算処理を行い、液晶表示用の駆動信号とし
    て出力する回路ブロックと、 を液晶パネルの駆動回路として備えることを特徴とする
    液晶表示装置。
  2. 【請求項2】 マトリクス状に配置されるスイッチング
    素子と液晶とにより形成され、当該スイッチング素子の
    オン・オフ動作により画像を表示するアクティブ・マト
    リクス方式の液晶表示装置において、 外部より入力される所定のクロック信号およびスタート
    ・パルス信号を入力して、前記スタート・パルス信号を
    介して、前記クロック信号のタイミングを制御調整して
    出力するデータ・レジスタと、 前記データ・レジスタより入力されるクロック信号を介
    して、所定の表示コントローラより入力されるM(正整
    数)ビットのデジタル表示信号を入力して取込むデータ
    ・レジスタと、 前記データ・レジスタより入力されるデジタル表示信号
    を受けて、当該デジタル表示信号を介して、外部より供
    給される複数の外部基準電源の内より1個の基準電圧を
    選択して出力する複数出力に対応するマルチプレクサ
    と、 N(正整数)ビットのデジタル表示信号を入力し、所定
    の基準パルス信号を介して、当該デジタル表示信号をパ
    ルス幅変調して出力するパルス幅変調回路と、 前記マルチプレクサより出力される複数の出力信号と、
    前記パルス幅変調回路より出力されるパルス幅変調信号
    との論理積演算処理を行い、液晶表示用の駆動信号とし
    て出力する回路ブロックと、 を液晶パネルの駆動回路として備えることを特徴とする
    液晶表示装置。
  3. 【請求項3】 前記回路ブロックが、前記マルチプレク
    サより出力される複数の出力信号と、前記パルス幅変調
    回路より出力されるパルス幅変調信号との論理積をとる
    AND回路と、当該AND回路の出力端に、帰還増幅器
    とコンデンサとにより形成されるレベル保持回路とを供
    えることを特徴とする請求項1および2記載の液晶表示
    装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6384806B1 (en) 1998-03-24 2002-05-07 Seiko Epson Corporation Digital driver circuit for electro-optical device and electro-optical device having the digital driver circuit
US6947060B2 (en) 1998-02-16 2005-09-20 Canon Kabushiki Kaisha Image forming apparatus, electron beam apparatus, modulation circuit, and image-forming apparatus driving method

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US6384806B1 (en) 1998-03-24 2002-05-07 Seiko Epson Corporation Digital driver circuit for electro-optical device and electro-optical device having the digital driver circuit

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