JPH10161610A

JPH10161610A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JPH10161610A
Application number: JP32505296A
Authority: JP
Inventors: Sumihisa Oishi; 純久大石; Tsutomu Furuhashi; 勉古橋; Hiroyuki Nitta; 博幸新田; Toshio Futami; 利男二見; Satoru Tsunekawa; 悟恒川
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1996-12-05
Filing date: 1996-12-05
Publication date: 1998-06-19

Abstract

(57)【要約】【課題】単純マトリクス形液晶表示装置で多階調表示を
行う場合に、表示品質を良好にする。【解決手段】液晶表示装置は複数の行と列を持つ液晶表
示パネルと、その列電極にデータ電圧を与えるＸ電極駆
動回路、行電極に走査電圧を与えるＹ電極駆動回路と外
部から転送されてくる表示データの液晶表示用のデータ
への変換手段、及びＸ，Ｙ電極駆動回路を介して液晶表
示パネルに電圧を供給する電源回路からなる。液晶表示
パネルは変換手段で変換されたデータに基づき、表示オ
ン，オフとなる電圧値がＸ，Ｙ電極駆動回路の出力の差
電圧として印加される。中間調表示を行う場合は、階調
の値に関わらず、ｍフレームで完結させるには、階調値
に従い、ｍフレーム期間中ある１フレームの走査期間中
で、表示オンとオフを切り換える。他のフレームでは表
示オン又はオフに固定する。表示オンとオフを切り換え
るフレームはドット毎に変える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は液晶表示装置の駆動
方式、特に、単純マトリックス型液晶表示装置における
多階調表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の単純マトリックス型液晶表示装置
の多階調表示技術として、特開平３−１２５１８８号公
報で表示データのビットに応じてフレーム毎に表示オ
ン，表示オフを行うＦＲＣ（Frame Rate Control)方式
を行い、１水平走査期間におけるパルス幅を変化させて
更なる多階調表示を行う技術が記載されている。この方
法について図１６ないし図２０を用いて説明する。

【０００３】図１６で１６０１，１６０２は階調表示す
べき表示データの上位１ビット及び下位３ビットデータ
であり、１６０３はＦＲＣパターン発生回路、１６０４
はＦＲＣパターン発生回路１６０３から出力されるＦＲ
Ｃ表示データＦＤ、１６０５は階調パルス発生手段であ
り、１６０６，１６０７，１６０８は階調パルス発生手
段１６０５から出力される階調表示パルス、１６０９は
階調表示パルス１６０６，１６０７，１６０８のうちか
ら、上位表示データ１６０１及びＦＤ１６０４により一
つの階調表示パルスを選択する表示パルス選択回路であ
り、１６１０は表示パルス選択回路１６０９から出力さ
れる液晶表示パルスで１６１１は液晶表示パルスであ
る。階調パルス発生手段１６０５は輝度レベル０％のＰ
on、輝度レベル５０％のＰg、輝度レベル１００％のＰo
nを出力する。この三つの階調パルスは、表示パルス発
生手段１６０５で一つのパルスが選択され、液晶パネル
１６１１へ出力される。

【０００４】以上の回路による実際の液晶パネルでの表
示例を図１７を用いて説明する。図１７は、３ビット下
位表示データ１６０２が（１，０，１）の時の表示例で
ある。この３ビット表示データに従い選択されるＦＲＣ
データＦＤ１６０４は４／５である。すなわち、ＦＤ１
６０４は５フレーム中４フレームは“１”となり、残り
の１フレームはＦＤ１６０４は“０”となることから、
図１７で第１フレームから第５フレームのうち、第３フ
レームは、ＦＤ１６０４が“０”となり、残りのフレー
ムはＦＤ１６０４が“１”となっている。

【０００５】そして、上位表示データ１６０１が“０”
の場合、ＦＤ１６０４が“０”のフレームには、Ｐoff
が液晶に印加され、輝度レベル０％の表示を行い、ＦＤ
１６０４が“１”のフレームには、Ｐgが液晶に印加さ
れ、輝度レベル５０％の表示を行う。このようにして５
フレーム中４フレームは、輝度レベル５０％の表示を行
い、残りの１フレームは、輝度レベル０％の表示を行
い、５フレームを平均してみると、輝度レベル４０％の
表示を行うことになる。さらに、上位表示データ１６０
１が“１”の場合も同様に、ＦＤ１６０４が“０”のフ
レームに対しては、Ｐgが液晶に印加され、輝度レベル
５０％の表示を行い、ＦＤ１６０４が“１”のフレーム
に対しては、Ｐonが印加され、輝度レベル１００％の表
示を行う。このようにして５フレーム中４フレームは、
輝度レベル１００％の表示を行い、残りの１フレーム
は、輝度レベル５０％の表示を行い、５フレームを平均
してみると輝度レベル９０％の表示を行うことになる。

【０００６】次に上記に記載されている具体的な例を図
１８ないし図２０を用いて説明する。

【０００７】図１８で、１８０１，１８０２は１ライン
表示するための情報であり、１ドットの表示を行うため
の色情報の上位，下位２種類の表示データＡデータ，Ｂ
データであり、（Ａデータ及びＢデータは図１６におけ
る上位表示データ１６０１及びＦＲＣデータＦＤ１６０
４に相当する。）１８０３，１８０４はＡデータを１８
０５，１８０６はＢデータを１ライン分格納するライン
メモリである。１８０７はパルスクロック１８０８、ラ
インクロック１８０９によりデータセレクト信号１８１
０，１８１１を生成するデータセレクト信号生成回路で
あり、データセレクト信号１８１０はラインクロック１
８０９に従い、“ハイ”，“ロー”を繰り返す信号であ
る。１８１２，１８１３はデータセレクト回路、１８１
４は２種類の表示データを並び換える位相反転回路であ
り、１８１５は液晶パネルであり、１８１６及び１８１
７は液晶パネル１８１５を駆動させるためのＸ駆動回路
及びＹ駆動回路である。

【０００８】図１８で、１ライン分のＡデータを１ライ
ン毎交互にラインメモリ１Ａ１８０３又は、ラインメモ
リ２Ａ１８０４に取り込み、かつ１ライン毎交互に取り
込みとは反対のラインメモリから読み出しを行う。この
読み出されたデータＭ１Ａ、又はＭ２Ａは、データセレ
クト回路１８１２でＭＡとして選択される。Ｂデータ１
８０２、ラインメモリ１Ｂ１８０５、ラインメモリ２Ｂ
１８０６の動作も同様でデータセレクト回路１８１２か
らはＭＢが選択される。

【０００９】位相反転回路１８１４で、データセレクタ
１８１２から送られるデータＭＡ，ＭＢはＸ方向のドッ
ト単位並びにＹ方向のライン単位に並び換えられ、Ｘ駆
動回路１８１６のＸ駆動用データＸＡ及びＸＢとして出
力される。以下、位相反転回路１８１４のデータの並び
換えについて図１９，図２０を用いて説明する。

【００１０】図１９に位相反転回路１８１４のデータの
並び換え箇所を示す。図１９で“−”表示されたドット
は位相反転回路１８１４の入力データＭＡ，ＭＢの並び
換えをせずに、そのままＸ駆動用データＸＡ，ＸＢとし
て出力する。すなわち、図１９で“−”表示されたドッ
トでは、入力データ（ＭＡ，ＭＢ）＝（０，０）の時
（ＸＡ，ＸＢ）＝（０，０）が、（ＭＡ，ＭＢ）＝
（０，１）の時（ＸＡ，ＸＢ）＝（０，１）が、（Ｍ
Ａ，ＭＢ）＝（１，０）の時（ＸＡ，ＸＢ）＝(１，
０）が、（ＭＡ，ＭＢ）＝（１，１）の時（ＸＡ，Ｘ
Ｂ）＝（１，１）がそれぞれ出力される。図１９で
“０”表示されたドットでは、（ＭＡ，ＭＢ）＝（０，
０）の時（ＸＡ，ＸＢ）＝（０，０）が、（ＭＡ，Ｍ
Ｂ）＝（０，１）の時（ＸＡ，ＸＢ）＝（１，０）が、
（ＭＡ，ＭＢ）＝（１，０）の時（ＸＡ，ＸＢ）＝
（０，１）が、（ＭＡ，ＭＢ）＝（１，１）の時（Ｘ
Ａ，ＸＢ）＝（０，０）が出力される。結果として、位
相反転回路１８１４では、入力データ（ＭＡ，ＭＢ）＝
（０，１）又は（ＭＡ，ＭＢ）＝（１，０）が“０”表
示ドットでデータの並び換えが行われＸＡ，ＸＢに出力
される。位相反転回路１８１４から出力するＸＡ，ＸＢ
は１ラインを均等に分割するデータセレクト信号１８１
１により、データセレクタ１８１３でＸＡ又はＸＢのう
ち一方が選択されてＸＤとして出力される。

【００１１】Ｘ駆動回路１８１６はデータラッチクロッ
ク１８１９で１ライン分の表示データＸＤ（＝ＸＡ）の
表示情報を取込み、その後のパルスクロック１８０８の
立ち下がりでＸＤ（＝ＸＡ）の指示する表示情報を、Ｘ
1からＸiに出力する。さらにＸ駆動回路１８１６が上位
データＸＤ（＝ＸＡ）の表示情報を出力しているうち
に、データラッチクロック１８１８で１ライン分下位デ
ータＸＤ（＝ＸＢ）を取り込み、その後のパルスクロッ
クの立ち下がりでＸＤ（＝ＸＢ）の表示する表示情報を
Ｘ1からＸiに出力する。このＸ駆動回路１８１６から印
加された表示情報Ｘ1ないしＸiはその時“ハイ”となっ
ているＹ駆動回路１８１７の出力Ｙ1ないしＹjの１ライ
ン上の液晶に印加され、その表示情報に比例した光量が
透過される。Ｙ駆動回路１８１７は先頭ラインクロック
１８１９をラインクロック１８０９で取り込み、Ｙ1を
“ハイ”にし、その後、ラインクロック１８０９によっ
て“ハイ”をＹ2ないしＹjへとシフトする。

【００１２】ここで位相反転回路１８１４の役割につい
て図２０を用いて説明する。図２０によると隣接するＸ
ドットの出力パルスが異なりあるドットのパルスが立ち
上がった時、その隣接するドットのパルスが同時に立ち
下がっている。このように隣接するドットの表示パルス
が異なるタイミングで立ち上がり，立ち下がりとなるこ
とで、それぞれのノイズを打ち消し合い、液晶表示の輝
度低下を無くす、又は少なくすることができる効果、い
わゆる相殺効果が生まれる。また、図２０にあるように
あるＸドットのある１ラインの表示パルスと次ラインの
表示パルス又は前ラインの表示パルスを一つにまとめる
ことにより、１ライン中の表示パルスの立ち上がり又は
立ち下がりを無くし、１フレーム期間中の表示パルスの
変動を半減させている。これにより周波数成分も半減
し、結果として液晶パネル１８１５に発生するクロスト
ークを減少させる効果があるとしている。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】反射型カラーＬＣＤの
一つに、液晶セルの複屈折効果によってカラーフィルタ
を用いることなくカラー表示を行う反射型カラーＳＴＮ
（Super Twisted Nenatic）−ＬＣＤがある。このＥＣ
Ｂ（Electrically Controlled Birefringence）方式反
射型カラーＳＴＮ−ＬＣＤは、カラーフィルタを必要と
しないため、入射光の利用効率が多階ＬＣＤを作成する
ことができる。しかしＥＣＢ方式反射型カラーＳＴＮ−
ＬＣＤは輝度特性だけでなく、色度特性も同時に変化す
るために、駆動電圧や外温が僅かでも変化すると異なる
色に見えてしまうという欠点を持つ。これを解消するた
めに、表示オン，表示オフをフレーム毎に切り換えるＦ
ＲＣ方式や１水平走査期間内でパルス幅変調を行い表示
オン，表示オフを切り換えるＰＷＭ方式を用いること
で、２０色以上を設定可能とし、その中からユーザが仕
様環境に応じて、適した色を選択できるものが一般的で
ある。

【００１４】しかし、ＦＲＣ方式のみで２０色以上を表
示する場合、１色の表示が完結するのに少なくとも１９
フレームを必要とする。このフレーム毎の切り替えが完
結する周波数（以下、この周波数をＦＲＣ周波数と呼
ぶ）が低いと、このＦＲＣ周波数に起因する輝度，色度
の変化がフリッカや表示流れとして見える。また、ＰＷ
Ｍ方式では、データ電圧波形の周波数成分が高くなるた
めに、クロストークによって輝度，色度が変化し、同一
の色を表示していながら、液晶表示パネル上の位置によ
って輝度，色度が異なる現象が生じる。

【００１５】一方、多階調表示装置を用いた場合には、
ＦＲＣ周波数を上昇させることなく、多階調化が可能で
あり、更に、位相反転回路１８１６によってデータ電圧
波形の周波数成分を低減できるために、表示品質を高め
ることができる。

【００１６】しかし、ＰＷＭ方式の階調数が３値以上の
場合や、１ライン毎に、中間色表示とオン表示，オフ表
示を交互に行うストライプ表示では、周波数成分を低減
できないため、クロストークの発生を解決できないとい
う課題があった。

【００１７】本発明の目的は、ＥＣＢ方式反射型カラー
ＳＴＮ−ＬＣＤのような単純マトリックス型ＬＣＤで、
多階調表示を行う場合に対し、表示品質の安定した、具
体的にはフリッカ、表示流れやクロストークの発生を抑
えた多階調表示装置を提供することにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明による液晶駆動方式は、ｍフレームで完結す
るＦＲＣ方式に対して、パルス幅変調を各ドットに対し
て多くとも１回とする。更にパルス幅変調を用いるドッ
トをｍフレーム内で分散させて階調表示を行う。

【００１９】表示オン，表示オフの場合を各々１階調と
すると、ＦＲＣ方式による階調数をＸ、パルス幅変調に
よる階調数をＹにすれば、本発明による階調数は、ＸＹ
−(Ｘ＋Ｙ）＋２となり、容易に多階調化が可能とな
る。さらにどの階調にもよらず、パルス幅変調を用いた
表示はＦＲＣ方式のマトリックスサイズの行数回の走査
に１回となるために、どの階調でも周波数成分が著しく
高くなることがなく、クロストークが少ない安定した表
示を得ることができる。さらには１水平走査期間で表示
オン，表示オフのみならず、中間調となる表示も含むこ
とになり、これによって液晶の応答に伴うフリッカや表
示流れといった現象を低減させることが可能である。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の中間調表示の原理
を図１ないし図３を用いて説明する。図１は本発明によ
る階調表示の例であり、中間調データが完結するフレー
ム数を４とすると共に、１水平走査期間を３等分したパ
ルス幅変調によって、表示オンと表示オフの比を０：３
（０／３），１：２（１／３），２：１（２／３），
３：０(３／３）とすることでさらに中間調表示を行っ
ている。この結果、完結するフレーム数を４、１水平走
査期間を３等分したときの本方式の階調数は、５×４＋
１＝１３となり、０／１２ないし１２／１２の１３階調
表示を実現できる。このうち、表示オンの割合を７／１
２，８／１２，９／１２とした場合を図１にして示して
あり、各々の小さな正方形は１ドットを示し、これが４
×４で構成された部分が同じ中間調のマトリックスパタ
ーンであり、各ドットの黒部分は表示オフ、白部分は表
示オン、濃いバッチング部分はパルス幅変調による１／
３階調表示、薄いハッチング部分はパルス幅変調による
２／３階調表示を示してある。

【００２１】図２は図１で示した各階調表示におけるデ
ータ電圧波形である。

【００２２】図３は本発明で得られる階調数を示す説明
図である。

【００２３】図１で、階調が９／１２、即ち３／４の場
合は、各ドットに対して、４フレームの間に表示オンを
３回、表示オフを１回と制御することで実現する、７／
１２の場合は、例えば、（ｘ0，ｙ0）で示されるドット
に着目すると、１フレーム目，３フレーム目で表示オ
ン、２フレーム目で表示オフとし、４フレーム目では、
１水平走査期間をパルス幅変調によって表示オンと表示
オフの割合を１：２としている。この結果、得られた階
調は、１/４＋０/４＋１/４＋１/４×１/３＝７／１２
となる。また、各行、及び列に対してパルス幅変調を用
いるドットは、１フレーム目では（ｘ0，ｙ1），（ｘ
1，ｙ2），（ｘ2，ｙ3），（ｘ3，ｙ0）、２フレーム目
では（ｘ0，ｙ2），（ｘ1，ｙ3），（ｘ2，ｙ0），（ｘ
3，ｙ1）、３フレーム目では（ｘ0，ｙ3），（ｘ1，ｙ
0），（ｘ2，ｙ1），（ｘ3，ｙ2）、４フレーム目では
（ｘ0，ｙ0），（ｘ1，ｙ1），（ｘ2，ｙ2），（ｘ3，
ｙ3）となる。即ち何れのフレームでもパルス幅変調を
用いるドットは一つのマトリックスパターンに対する各
行、及び列に対して最大１ドットのみとなり、これによ
って、パルス幅変調で生じる高い周波数成分の比率が急
激に多くすることはない。同様に８／１２の場合は上記
７／１２の場合で、パルス幅変調を適用していたドット
に対し、表示オンと表示オフの割合を２：１としてい
る。この結果、得られる階調は１/４＋０/４＋１/４＋
１/４×２/３＝８／１２となる。

【００２４】これらの各階調のｘ0に対するデータ側の
電圧波形を図２に示す。階調が７／１２，８／１２の時
はｉフレーム目に対してｉ＋１水平走査期間の１回のみ
のパルス幅変調を用いている。又、９／１２の時は３／
４と同階調であり、このときパルス幅変調を行っていな
い。

【００２５】このように本方式を用いて、中間調データ
の完結するフレーム数をｍ、１水平走査期間の分割数を
ｎとするとき、表示可能な階調数は、各フレームでパル
ス幅変調を用いることによって（ｍ＋１）×（ｎ＋１）
−（ｍ＋ｎ＋２）＋２＝ｍ×ｎ＋１となる。従って、ｍ
とｎを変化させた場合の総階調数は、図３となり、例え
ば、３２階調を必要とするとき、高々完結するフレーム
数を６、１水平走査期間の分割数を５、或は完結するフ
レーム数を７、１水平走査期間の分割数を４とすること
で実現できる。このとき、１／（ｍ×ｎ）階調を表示す
る場合は、ｌ＝ｐ×ｎ＋ｑと表現したとき、ｍフレーム
中ｐフレームで表示オンとすると共に、残りの（ｍ−
ｐ）フレーム中１フレームでは、１水平走査期間をｎ分
割した内のｑ回を表示オン、残りを表示オフに割り当て
ることで実現できる。或は又、ｍフレーム中（ｐ−１）
フレームで表示オンとすると共に、残りの（ｍ−ｐ＋
１）フレーム中１フレームで、１水平走査期間をｎ分割
した内の（ｎ＋ｑ）回を表示オン、残りを表示オフに割
り当てることでも同様の中間調を実現できる。

【００２６】次に上記の階調表示を実現するための具体
的な構成を第１の実施例として図４ないし図１１を用い
て説明する。尚、本実施例ではＸ駆動回路は表示データ
のメモリ機能を内蔵したものとして説明を行う。

【００２７】図４は本発明の液晶表示装置のブロック図
であり、４０１は６４０×４８０ドットで構成される液
晶表示パネル、４０２−１ないし４０２−４は液晶表示
パネル４０１の１ないし２４０行目までの各ドットの水
平走査期間中の表示データに応じた電圧を印加するＸ電
極駆動回路であり、各Ｘ電極駆動回路は各々１６０出力
を持つ。４０２−５ないし４０２−８は液晶表示パネル
４０１の２４１ないし４８０行目に対応したＸ電極駆動
回路である。４０２−１ないし４０２−８は各々同じ構
成であるとする。４０３−１，４０３−２は各々２４０
出力を持つＹ電極駆動回路であり、４０３−１と４０３
−２はそれぞれ同じ構成であるとする。４０４は表示デ
ータのデータバスであり、各ドットの表示データは２ビ
ットで構成されている。４０５はＸ電極駆動回路の制御
信号群を転送するＸ電極制御バス、４０６−１，４０６
−２はＹ電極駆動回路４０３−１ないし４０３−２から
液晶表示パネル４０１の駆動タイミングを転送するコン
トロール信号群、４０７は液晶駆動レベル電源の電圧線
である。４０８−１は６４０出力で構成される上側のＸ
電極、４０８−２は６４０出力で構成される下側のＸ電
極であり、４０９は４８０出力分のＹ電極である。Ｘ電
極制御バスの各信号は表示データの表示位置を指示する
表示アドレス、Ｘ電極駆動回路４０２−１ないし４０２
−８のうち、何れの回路が有効であるかを指示するセレ
クト信号、表示データが有効であることを示すライト信
号、表示データを外部回路に転送することを指示する出
力信号で構成される。コントロール信号群は先頭ライン
を指示する先頭ライン信号、液晶パネル４０１への１ラ
イン分のデータの転送を行う転送信号、液晶駆動出力の
交流化を行う交流化信号で構成されており、何れもＹ駆
動回路で生成される。

【００２８】図５は電圧線４０７を介して液晶に印加さ
れる６レベルの電圧線の電圧レベルを示し、Ｘ電極駆動
回路４０２−１ないし４０２−８は交流化信号と表示デ
ータに応じてＶ1，Ｖ3，Ｖ4，Ｖ2の何れか１レベルの電
圧値を選択すると共に、Ｙ電極駆動回路は、走査期間，
非走査期間に応じて、Ｖ1，Ｖ5，Ｖ6，Ｖ2の何れか１レ
ベルの電圧値を選択する。

【００２９】図６はＸ電極駆動回路４０２−１ないし４
０２−８の１回路のブロック図であり、６０１はアドレ
ス管理回路であり、図示しない外部システムから入力さ
れる表示アドレス６０２をＸ電極駆動回路に内蔵されて
いるメモリ回路に対応したアドレスへの変換を行い、変
換列アドレス６０３と変換行アドレス６０４を生成す
る。６０５はタイミング制御回路であり、セレクト信号
６０６、ライト信号６０７、出力信号６０８と先頭ライ
ン信号６０９、転送信号６１０を基に、双方向バッファ
制御信号６１１、ワード線デコーダ制御信号６１２、ラ
インカウント信号６１３、フレームカウント信号６１
４、リセット信号６１５、ラッチＡ信号６１６を生成す
る。６１７は双方向バッファであり、双方向バッファ制
御信号６１１を基に、表示データに対して外部システム
に接続したデータバス４０４とＸ電極駆動回路の内部デ
ータバス６１８の間で転送方向の制御を行う。６１９は
走査カウンタであり、先頭ライン信号６０９を計数して
カウント信号６２０を生成する。この走査カウンタ６１
９はＸ駆動回路が対応する行方向の深さである２４０進
カウンタである。６２１はセレクタであり、変換行アド
レス６０４とカウント信号６２０の一方を転送信号６１
０に従い選択し、選択行アドレス６２２として出力す
る。６２３はワード線デコーダであり、選択行アドレス
６２２をデコードし、ワード線６２４のうち１本を有効
にする。６２５はデータ線デコーダであり、変換列アド
レス６０３をデコードし、有効な表示データと対応し
た、アドレス線６２６を有効にする。６２７はＩ／Ｏセ
レクタであり、内部データバス６１８と有効になったア
ドレス線に対応したデータ線６２８の間で表示データの
読みだし，書き込み動作を行う。６２９はメモリ回路で
あり、１６０×２４０×２ビットのメモリセルで構成さ
れ、ワード線６２４、アドレス線６２６に従った、メモ
リセル上に対して、表示データの書き込み，読みだし、
及びデータ保持動作を行う。６３０は階調制御ブロック
であり、メモリ回路６２９から読み出される１６０×２
ビットで構成される１６０出力分の駆動表示データ６３
１に対して、ラインカウント信号６１３、フレームカウ
ント信号６１４、リセット信号６１５を基に、表示デー
タに対応した階調表示制御を行い、１６０ビットの階調
データ６３２として出力する。６３３はデータラッチ回
路であり、階調データ６３４をラッチ信号６１６でラッ
チし、ラッチデータ６３４を生成する。６３５はデータ
ラッチ回路であり、ラッチデータ６３４を転送信号６１
０でラッチし、ラッチデータ６３６を生成する。６３７
は液晶駆動回路であり、ラッチデータ６３６、交流化信
号６３８を基に、図５で示した６レベルの電圧のうちデ
ータ電圧線６３９を介して、Ｖ1，Ｖ3，Ｖ4，Ｖ2の表示
オン，表示オフとなる何れか１レベルの電圧を選択し、
Ｘ電極６４０に出力する。

【００３０】図７は階調制御ブロック６３０の構成を示
す図であり、７０１は４進カウンタであり、フレームカ
ウント信号６１４の４進カウントを行い、２ビットから
なるフレームカウント値７０２を生成すると共に、リセ
ット信号６１５が有効になるとクリアされ、再び０から
計数を始める。７０３は８進カウンタであり、ラインカ
ウント信号６１３の８進カウントを行い、３ビットから
なるラインカウント値７０４を生成し、４進カウンタ７
０１と同様にリセット信号６１５が有効になるとクリア
され、再び０から計数を始める。尚、７０５はラインカ
ウント値７０４の最下位ビットであり、即ちラインカウ
ント信号６１３の分周信号を意味する。７０６は２＿Ｎ
ＯＲ回路、７０７は３＿ＮＯＲ回路であり、何れもフレ
ームカウント値７０２、ラインカウント値７０４が０と
なったときに有効となり、各々、４フレーム信号７０
８、８ライン信号７０９を生成する。７１０−１は階調
データデコーダＷＨＩＴＥ、７１０−２は階調データデ
コーダＲＥＤ、７１０−３は階調データデコーダＢＬＵ
Ｅ、７１０−４は階調データデコーダＧＲＥＥＮであ
り、各々フレームカウント信号６１４、ラインカウント
信号６１３、ライン分周信号７０５、４フレーム信号７
０８、８ライン信号７０９に基づきデコードを行い、各
々４ビットからなるＷＨＩＴＥデータ７１１−１、ＲＥ
Ｄデータ７１１−２、ＢＬＵＥデータ７１１−３、ＧＲ
ＥＥＮデータ７１１−４を生成する。７１２−１ないし
７１２−４は各列毎に２ビットで構成される駆動表示デ
ータ６３１の構成要素であり、７１２−１が１列目に、
７１２−２が２列目に、７１２−３が３列目に、７１２
−４が４列目に対応している。図７上では４列分のみ図
説しているが、実際には１６０列目まで存在する。７１
３−１ないし７１３−４は４to１セレクタであり、４to
１セレクタ７１３−１は駆動表示データ７１２−１を基
にデータ７１１−１ないし７１１−４の各々の第１ビッ
ト目から１本を選択し、４to１セレクタ７１３−２は駆
動表示データ７１２−２を基にデータ７１１−１ないし
７１１−４の各々の第２ビット目から１本を選択し、４
to１セレクタ７１３−３は駆動表示データ７１２−３を
基にデータ７１１−１ないし７１１−４の各々の第３ビ
ット目から１本を選択し、４to１セレクタ７１３−４は
駆動表示データ７１２−４を基にデータ７１１−１ない
し７１１−４の各々の第４ビット目から１本を選択す
る。ここで図示しない残りの駆動表示データに対応した
４to１セレクタに対しては、５列目の４to１セレクタ
は、データ７１１−１ないし７１１−４の各々の第１ビ
ット目から１本を選択し、６列目の４to１セレクタは、
データ７１１−１ないし７１１−４の各々の第２ビット
目から１本を選択し、……、４×ｐ＋ｑ列目の４to１セ
レクタは、データ７１１−１ないし７１１−４の各々の
第ｑビット目から１本を選択している。この選択された
信号は階調データ６３２の構成要素となる各列当たり１
ビットからなる階調データ７１４−１ないし７１１−４
に出力される。

【００３１】図８は階調データデコーダ７１０−１ない
し７１０−４の一つの説明図であり、８０１は初期デー
タデコーダ、８０２−１ないし８０２−４は初期階調
値、８０４−１ないし８０４−４はセレクタ、８０５−
１ないし８０５−４はフレーム初期階調値、８０６−１
ないし８０６−４はラッチ回路、８０７−１ないし８０
７−４はフレームラッチ初期階調値、８０８−１ないし
８０８−４はセレクタ、８０９−１ないし８０９−４は
先頭ライン階調値、８１０−１ないし８１０−４はラッ
チ回路、８１１−１ないし８１１−４はラインラッチ階
調値、８１２−１ないし８１２−４は反転回路、８１３
−１ないし８１３−４は反転ラインラッチ階調値、８１
５−１ないし８１５−４は反転ラインラッチ階調値有効
信号、８１６−１ないし８１６−４はセレクタ、８１７
−１ないし８１７−４は階調データであり、階調データ
８１７−１ないし８１７−４は、ＷＨＩＴＥデータ７１
１−１、ＲＥＤデータ７１１−２、ＢＬＵＥデータ７１
１−３、ＧＲＥＥＮデータ７１１−４の４ビット分のデ
ータの各々に対応している。即ち、各階調データデコー
ダに対しては、初期データデコーダの構成が異なるのみ
であり、階調データの流れは何れも同一である。

【００３２】図９は第一の実施例の走査期間におけるＸ
電極駆動回路とＹ電極駆動回路の出力電圧の差電圧のタ
イミングの例を示す表であり、Ｖtは表示オフとなる場
合の差電圧であり、Ｖsは表示オンとなる場合の差電圧
である。

【００３３】図１０は第一の実施例における階調表示パ
ターンの例であり、図１と同等の意味を持つ。

【００３４】図１１はＸ電極駆動回路とＹ電極駆動回路
の出力電圧のタイミングを示すタイミングチャートであ
る。

【００３５】以下、第一の実施例の液晶表示装置の動作
について特に本発明の核となる中間調表示の実現方法に
重点をおき説明する。

【００３６】初めにＸ駆動回路内のメモリ回路６２９へ
の表示データの書き込みについて説明する。図４で図説
しない外部システムから４画素分８ビットで構成される
表示データ４０４が制御信号４０５と共にＸ駆動回路４
０２−１ないし４０２−８に入力される。Ｘ駆動回路４
０２−１ないし４０２−８は各々が持つ図６に示したア
ドレス管理回路６０１で表示アドレス６０２のデコード
を行い、入力されたアドレスが液晶表示パネル４０１上
で自身の担当するドットであった場合、変換列アドレス
６０３、選択行アドレス６０４を介してワード線デコー
ダ６２３でワード線６２４の一本を有効にすると共に、
変換列アドレス６０３、アドレス線６２６を介して表示
データに対応した、メモリ回路６２９の８ビット分のメ
モリセルにデータ線６２８を介して入力されたデータの
書き込みを行う。

【００３７】次にメモリ回路６２９からの表示データの
読みだし動作について説明する。書き込み動作を行って
いない場合、転送信号６１０が有効になるとセレクタ６
２１は２４０進の走査カウンタ６１９の出力であるカウ
ント信号６２０を選択する。ワード線デコーダ６２３は
このカウント信号６２０をデコードし、デコード結果に
対応したワード線を有効にすることで対応した１ライン
分の表示データを１６０×２ビットからなる駆動表示デ
ータ６３１として転送する。

【００３８】次に階調制御ブロックの動作について、図
７，図８を用いて説明する。図８で初期データデコーダ
８０１は４ビットからなる初期階調値８０２−１ないし
８０２−４と反転ラインラッチ有効信号８１５−１ない
し８１５−４を生成する。初期階調値８０２−１ないし
８０２−４は４列分の表示制御の初期値となるデータで
あり、階調表示のうち暗い方（即ち０階調から１／２階
調まで）、もしくは明るい方（即ち１／２階調から１階
調まで）の何れか一方を出力する。例えば、初期値が暗
い階調を基準とする場合に、７／１２階調を表示する場
合は、４列の内１列に対して表示オンを意味する。
“１”を出力し、残りの３列に対して、表示オフを意味
する“０”を出力する。同様に８／１２階調、９／１２
階調の場合も４列の内１列に対して“１”を出力し、残
りの３列に対して“０”を出力する。即ち、図１で示し
たように４フレームで完結し、１水平走査期間に対して
３倍速のパルス幅変調を表示する場合にｎ／１２（０≦
ｎ≦６）階調を表示する場合は、３ｐ−２≦ｎ≦３ｐと
なるｐに対して、ｐ列に対して“１”を出力し、４−ｐ
列に対して“０”を初期階調値として出力する。更に
（ｎ＋６）／１２階調を表示する場合にも、３ｐ−２≦
ｎ≦３ｐとなるｐに対して、ｐ列に対して“１”を出力
し、４−ｐ列に対して“０”を初期階調値として出力す
る。反転ラインラッチ有効信号８１５−１ないし８１５
−４は出力データの反転，非反転、及びパルス幅変調の
制御を行う信号である。

【００３９】次に初期階調値８０２−１ないし８０２−
４と１フレーム前の階調データであるフレームラッチ初
期階調値８０７−１ないし８０７−４の何れか一方が、
セレクタ８０４−１ないし８０４−４で４フレーム信号
７０８によって選択される。ここでセレクタ８０４−１
には初期階調値８０２−１と１列隣のラッチ回路８０６
−２の出力であるフレームラッチ初期階調値８０７−２
が入力しており、同様にセレクタ８０４−２には８０２
−２と８０７−３が入力しており、セレクタ８０４−３
には８０２−３と８０７−４が入力しており、セレクタ
８０４−４には８０２−４と８０７−１が入力してい
る。初めに図７における４進カウンタ７０１のカウント
値が“０”の時は、４フレーム信号７０８が有効とな
り、セレクタ８０４−１ないし８０４−４は各々８０２
−１ないし８０２−４を選択する。選択された信号はラ
ッチ回路８０６−１ないし８０６−４でフレームカウン
ト信号６１４によって１フレーム期間ラッチされる。次
のフレームになると４フレーム信号７０８は無効とな
り、セレクタ８０４−１ないし８０４−４は隣あうラッ
チ回路８０６−１ないし８０６−４の出力を選択し、こ
れを再びラッチする。このことによって、フレームラッ
チ初期階調値は４フレームに１回は各列に対して初期階
調値となると共に、１フレーム毎に一つずつデータをシ
フトさせることができる。

【００４０】このようにして生成したフレームラッチ初
期階調値８０７−１ないし８０７−４とラッチ回路８０
８−１ないし８０８−４の出力であるラインラッチ階調
値８１１−１ないし８１１−４の何れか一方が、セレク
タ８０８−１ないし８０８−４によって８ライン信号７
０９によって選択される。このセレクタ８０８−１ない
し８０８−４に対しても、セレクタ８０４−１ないし８
０４−４と同様に、セレクタ８０８−１にはフレームラ
ッチ初期階調値の８０７−１と１列隣のラッチ回路８１
０−２の出力であるラインラッチ階調値８１１−２が入
力しており、同様にセレクタ８０８−２には８０７−２
と８１１−３が入力しており、セレクタ８０８−３には
８０７−３と８１１−４が入力しており、セレクタ８０
８−４には８０７−４と８１１−１が入力している。そ
して図７における８進カウンタ７０３のカウント値が
“０”の時は、８ライン信号７０９が有効となり、セレ
クタ８０８−１ないし８０８−４は各々８０７−１ない
し８０７−４を選択する。選択された信号はラッチ回路
８１０−１ないし８１０−４で分周信号７０５によって
１水平走査期間ラッチされる。次の水平走査期間になる
と８ライン信号７０９は無効となり、セレクタ８０８−
１ないし８０８−４は隣あうラッチ回路８１０−１ない
し８１０−４の出力を選択し、これを再びラッチし、ラ
インラッチ階調値８１１−１ないし８１１−４として出
力する。このことによって、１水平走査期間毎に一つず
つデータをシフトさせることができる。

【００４１】このように生成されたラインラッチ階調値
８１１−１ないし８１１−４と反転回路８１２−１ない
し８１２−４で反転された反転ラインラッチ階調値８１
３−１ないし８１３−４の何れか一方がセレクタ８１６
−１ないし８１６−４で反転ラインラッチ階調値有効信
号８１５−１ないし８１５−４を基に選択される。

【００４２】ここで、反転ラインラッチ階調値有効信号
８１５−１ないし８１５−４が“０”であるときセレク
タ８１６−１ないし８１６−４はラインラッチ階調値８
１１−１ないし８１１−４を選択し、“１”であるとき
反転ラインラッチ階調値８１３−１ないし８１３−４を
選択するとする場合、初期階調値が暗い階調を基準とし
ている場合には、表示すべき階調値が０から１／２で、
更にパルス幅変調を行わない階調、より具体的には４フ
レームで完結する場合は０／４階調，１／４階調，２／
４階調である場合は、何れの反転ラインラッチ階調値有
効信号も“０”とし、表示すべき階調値が１／２から１
で、更にパルス幅変調を行わない階調、より具体的には
４フレームで完結する場合は３／４階調、４／４階調で
ある場合は、何れの反転ラインラッチ階調値有効信号も
“１”とすることで、何れの場合も各水平走査期間で、
０から１／２の階調では初期値をフレーム毎、及びライ
ン毎にシフトしたデータを階調データ８１７−１ないし
８１７−４として得、１／２から１の階調では初期値を
シフトしたデータを反転させたものを階調データ８１７
−１ないし８１７−４として得る。尚１／２階調の場合
は反転，非反転を問わず階調値は１／２になるため、反
転ラインラッチ階調値有効信号８１５−１ないし８１５
−４は同一の論理であれば、“１”としても良い。更
に、パルス幅変調を行う場合は、例えば図１０に示した
５／８階調を表示する場合は、この階調が１／２階調以
上であることから、（４ｍ＋ｐ）フレーム目の（４ｎ＋
ｐ）ラインを走査している場合（ｐは０から３となる整
数であり、図１における１フレーム目のｙ0の走査中、
２フレーム目のｙ1の走査中、３フレーム目のｙ2の走査
中、４フレーム目のｙ4の走査中に相当する）、１，
２，３列目（各々ｘ0,ｘ1,ｘ2に相当する)に対しての反
転ラインラッチ階調値有効信号８１５−１ないし８１５
−３を“１”とし、４列目（ｘ3に相当する）に対して
は、ラインカウント信号６１３に同期し、２クロックの
内１クロック幅では“０”とし残りの１クロック幅では
“１”とする。同様に、（４ｍ＋ｐ）フレーム目の（４
ｎ＋ｐ＋１）ラインを走査している場合（図１０におけ
る１フレーム目のｙ1の走査中、２フレーム目のｙ2の走
査中、３フレーム目のｙ3の走査中、４フレーム目のｙ0
の走査中に相当する）、２，３，４列目に対しての反転
ラインラッチ階調値有効信号８１５−２ないし８１５−
４を“１”とし、１列目に対しては、ラインカウント信
号６１３に同期し、２クロックの内１クロック幅では
“０”とし残りの１クロック幅では“１”とする。尚５
／８階調に対する反転した階調を意味する３／８階調で
は、５／８階調の時の各パルス幅変調信号が反転したも
のを用いればよい。

【００４３】このようにして各階調デコーダによって生
成された階調データ８１７−１ないし８１７−４は図７
における各階調データデコーダ７１０−１ないし７１０
−４から出力されるデータである７１１−１ないし７１
１−４に相当する。次にこれらのデータの選択方法につ
いて述べる。

【００４４】図７で例えば各列２ビットの駆動表示デー
タと４種類の各階調データデコーダは１対１に対応して
いる。更に、各階調データデコーダの出力である４ビッ
トで構成される階調データはそれぞれ４to１セレクタ７
１３−１ないし７１３−４に対して、１ビットづつずら
したものが入力している。従って、例えば１列目となる
４to１セレクタ７１３−１が階調データデコーダＷＨＩ
ＴＥ７１０−１に属する階調を選択した場合、７１１−
１の１列目、即ち図８における８１７−１に相当するデ
ータを選択する。同様に２列目となる４to１セレクタ７
１３−２が階調データデコーダＧＲＥＥＮ７１０−４に
属する階調を選択した場合、７１１−４の２列目、即ち
図８における８１７−２に相当するデータを選択する。

【００４５】このようにして、階調ブロック６３０で処
理された階調データ６３２はデータラッチ回路Ａ６３
３、データラッチ回路Ｂ６３５で転送信号６１０に同期
してラッチされた後、液晶駆動回路６３７で液晶駆動電
圧に変換される。

【００４６】ここで、交流化信号６３８とラッチＢデー
タ６３６の関係を図１１に示す。図１１に示すようにＹ
駆動回路の出力タイミングをＸ駆動回路の２倍の周波数
とする。ここで、液晶素子に印加される電圧値はＸ駆動
回路の出力電圧とＹ駆動回路の出力電圧の差電圧である
ことから、選択期間における表示オン時の差電圧、即ち
│Ｖ1−Ｖ2│をＶs、表示オフ時の差電圧、即ち、│Ｖ3
−Ｖ2│,│Ｖ1−Ｖ4│をＶtとおくと、図９に示すよう
にフレームクロック値と液晶駆動クロックカウント値に
応じて、液晶駆動電圧は各列毎にオン表示，オフ表示を
行う。

【００４７】このようにして、図４に示した液晶表示シ
ステムを用いることによって図１０に示す階調表示を実
現することができる。

【００４８】以上、上記の実施例の液晶表示装置におけ
る階調数は９階調までが可能となるが、その他の階調数
に対する場合にも同様の装置を用いることで実現でき
る。具体的には図７に示した４進カウンタ７０１をｍ進
カウンタとし、８進カウンタ７０３をｎ進カウンタと
し、ＦＲＣマトリックスのサイズを（ｎ/ｋ）×（ｎ/
ｋ）とすることでｍ×ｋ＋１階調表示を実現できる。
尚、セレクタ８０６−１ないし８０６−４、或いはセレ
クタ８１６−１ないし８１６−４の被選択信号の接続パ
ターンは一種類しか示さなかったが、これは階調パター
ンに応じて表現流れ等が発生しないように適宜接続パタ
ーンを変えてやってもよい。

【００４９】次に第２の実施例の構成について図１２な
いし図１５を用いて説明する。

【００５０】図１２は第２の実施例における液晶表示装
置の構成を示す図であり、１２０１は表示データ、１２
０２は制御信号である。１２０３は液晶表示コントロー
ラであり、表示データ１２０１と制御信号１２０２を基
に液晶表示データ１２０４、Ｘ駆動回路制御信号１２０
５、及びＹ駆動回路制御信号１２０６を生成する。１２
０７はＸ駆動回路であり、液晶表示データ１２０４とＸ
駆動回路制御信号１２０５を基にデータ電圧１２０８を
生成する。１２０９はＹ駆動回路であり、Ｙ駆動回路制
御信号１２０６を基に走査電圧１２１０を生成する。１
２１１は電源回路であり、液晶表示パネルの印加電圧と
なるＸ駆動電圧１２１２とＹ駆動電圧１２１３を生成す
る。１２１４は液晶表示パネルである。

【００５１】図１３は液晶表示コントローラのブロック
図であり、１３０１は液晶表示データと同期したドット
クロック、１３０２は１ライン分の表示データの先頭を
示すラインクロック、１３０３は１フレーム分の表示デ
ータの先頭を示す先頭ラインクロックであり、１３０１
ないし１３０３は何れも制御信号１２０２の構成要素で
ある。１３０４はドットクロックカウンタであり、ドッ
トクロック１３０１を計数し、計数値をドットクロック
カウント値１３０５として出力すると共に、ラインクロ
ック１３０２によってクリアを受ける。１３０６は分周
回路であり、ラインクロック１３０２を２分周し、分周
信号１３０７を生成するとともに、先頭ライン信号１３
０３によってクリアを受ける。１３０８は反転回路であ
り、１３０９は分周信号１３０７の反転信号である。１
３１０，１３１１は１ライン分の表示データを格納する
ラインメモリであり、ラインメモリ１３１０，１３１１
に対しては、分周信号１３０７と１３０９の論理に従
い、交互のラインメモリに対して、ドットクロックカウ
ント値１３０５に従ったアドレスに対して表示データ１
２０１が書き込まれる。１３１２は基準クロック発生回
路であり、１３１３は基準クロックである。１３１４は
シフトクロックカウンタであり、ドットクロック１３０
１、基準クロック１３１３を基に、Ｘ駆動回路１２０７
における表示データ１２０４のシフト制御を行うシフト
クロック１３１５、データ電圧の出力期間を規定するＸ
電極転送信号１３１６、走査電圧の出力期間を規定する
Ｙ電極転送信号１３１７、及びシフトクロックの計数値
であるシフトクロックカウント値１３１８を生成する。
１３１９は水平信号カウンタであり、Ｙ電極転送信号１
３１７を計数し、水平信号カウント値１３２０を生成す
ると共に、液晶表示パネルの１ライン目の走査期間を規
定する先頭信号１３２１、交流化信号１３２２を生成す
る。１３１５，１３１６，１３２２はＸ駆動回路制御信
号１２０５の構成要素であり、１３１７，１３２０，１
３２２はＹ駆動回路制御信号１２０６の構成要素であ
る。シフトクロックカウント値１３１８はラインメモリ
１３１０，１３１１に入力されることによって書き込み
の行われていない方のラインメモリからシフトクロック
カウント値のアドレスに従い表示データ１３２３，１３
２４として読み出される。１３２５はセレクタであり、
水平信号カウント値の最下位ビット、即ち水平信号の分
周信号に従い、表示データ１３２３，１３２４のどちら
か一方を書き込みの行われていないラインメモリからの
表示データとして選択し、１３２６に転送する。１３２
７は先頭信号カウンタであり、先頭信号１３２１を計数
し、先頭信号カウント値１３２８として生成する。１３
２９は階調データデコーダであり、シフトクロックカウ
ント値１３１８、水平信号カウント値１３２０、先頭信
号カウント値１３２８と表示データ１３２６に基づき、
液晶表示データ１３３０を生成する。

【００５２】図１４は第２の実施例で電圧平均化駆動等
の１ラインづつ順次駆動する場合に対するデータの流れ
を示すタイミングチャートである。

【００５３】図１５は第２の実施例で２ライン同時に駆
動する場合に対するデータの流れを示すタイミングチャ
ートである。

【００５４】次に第２の実施例の液晶表示装置の動作に
ついて説明する。

【００５５】外部から１ドット当たり４ビットで構成さ
れた表示データが３ドット分計１２ビットからなる表示
データバス１２０１を介して液晶表示コントローラ１２
０３に転送される。転送されたきた表示データは液晶表
示コントローラ１２０３におけるドットクロックカウン
タ１３０４のカウント値に従いラインクロックの分周信
号１３０７に従ってラインメモリ１３１０，１３１１に
対して交互に書き込まれる。

【００５６】次にＸ駆動回路制御信号１２０５とＹ駆動
回路制御信号１２０６について説明する。

【００５７】基準クロック発生回路１３１２で生成され
る基準クロック１３１３はシフトクロックカウンタ１３
１４でラインクロック１３０２が有効になってから液晶
表示パネル１２１４の１ラインのドット数を液晶表示デ
ータ１２０４の転送ビット数で割った値まで計数する。
具体的には液晶表示パネル１２１４が６４０×３×４８
０の構成であり、転送ビット数が８ビットであるとき、
６４０×３／８＝２４０まで計数し、Ｘ電極転送信号１
３１６を生成する。計数が完了すると水平信号を有効に
すると共に、再び基準クロックを２４０まで計数する。
そして再び２４０まで計数が完了するとラインクロック
１３０２が再び有効となることでクリアを受けると共
に、Ｙ電極転送信号１３１７を生成する。即ち、Ｘ電極
転送信号１３１６が２回有効となる間にＹ電極転送信号
１３１７は１回有効になる。水平信号カウンタ１３１９
はＹ電極転送信号１３１７を液晶表示パネル１２１４の
ライン数まで計数する。即ち６４０×３×４８０の液晶
表示パネルに対しては４８０までの計数を行い、水平信
号カウント値１３２０として出力すると共に、４８０ま
で計数すると先頭信号１３２１を有効にする。先頭信号
カウンタ１３２７はこのように生成された先頭信号１３
２１を計数する。この時の先頭信号カウント値ｍは、ラ
インクロック１３０２が有効な期間にシフトクロックカ
ウント値がクリアを受けた回数をｎ、表示データの階調
数を１とするとき、ｍ＝［（ｌ−１）／ｎ＋１］であ
る。但し、［ｘ］はｘよりも大きくない整数値を示す。
具体的には上記設定の場合、ｎ＝２、１ドット当たり４
ビットであるためｌ＝１６であることから先頭信号カウ
ント値は８となる。

【００５８】ラインメモリ１３１０もしくは１３１１か
らシフトクロックカウント値のアドレスに従い読み出さ
れた１ドット当たり４ビットで構成される表示データ１
３２６は階調データデコーダ１３２９によって１ドット
当たり１ビットのシリアルな８ビットで構成される液晶
データ１３３０に変換される。この変換原理について説
明する。

【００５９】表示データ１３２６が例えば“０１１０”
で表されるとき、１０進数であらわすと、偶数値の
“６”であることからこのときの階調値を６／１６とす
る。先頭信号カウント値１３２８が１周する間、即ち
“１”から“１”になる間に表示データはラインメモリ
から８×２回読み出される。このときの表示データが常
に前述した“０１１０”であるとき、変換された液晶表
示データ１３３０は１６回の読み出しに対して“１”
“１”“０”“０”“０”“０”“１”“１”“０”
“０”“０”“０”“１”“１”“０”“０”と“１”
が６回、“０”が１０回のデータに変換される。このと
き、偶数回目に変換されたデータは１回目前の奇数回目
に変換されたデータと同じ論理になる。又、表示データ
が“０１１１”の場合の階調値は７／１６となるが、こ
のときに、変換される液晶表示データは、偶数値の場合
と同じく１６回の読み出しに対して“１”“１”“０”
“０”“０”“０”“１”“１”“０”“１”“０”
“０”“１”“１”“０”“０”と“１”が７回、
“０”が９回のデータに変換される。このとき、偶数回
目に変換されたデータは１回のみ１回前の奇数回目に変
換されたデータと論理が異なり、残りの７回の偶数回目
では１回前の奇数回目に変換されたデータと同じ論理と
なる。

【００６０】このように、４ビットの表示データが１０
進で２ｍの場合は、“１”を２ｍ回取り、且つ偶数回目
の論理は１回前に変換されたデータと同じ値を取ると共
に、表示データが２ｍ＋１の時は、“１”を２ｍ＋１回
取り、且つ偶数回目の論理は１回のみ１回前の奇数回目
に変換されたデータと論理が異なり、残りの偶数回目で
は１回前の奇数回目に変換されたデータと同じ論理を取
る。尚、表示データが４ビットで構成される場合は１６
種類の値を取るのに対し、階調値は１６を基数としてい
るために、０／１６ないし１６／１６と１７種類の値を
取る。上記で示した例によれば表示データが“１１１
１”の場合の階調値は１５／１６となり、階調値が１６
／１６の場合を取れないが、これに対しては、例えば、
２／１６を取り除いて表示データと階調値を割り当てる
等の処理を施すことで解決できるため、説明を簡単にす
るため、本実施例では階調値が１５／１６の場合を取り
除いて説明した。

【００６１】Ｘ駆動回路１２０７は液晶表示コントロー
ラ１２０３から転送されてくる表示データ１２０４をシ
フトクロック１３１５に従い１ライン分取り込む。取り
込みが完了するとＸ電極転送信号１３１６の立ち下がり
によって、液晶パネル１２１４に対して、取り込んだ液
晶表示データが“０”の場合はＸ電極１２０８を介して
オフ表示となるデータ電圧を印加すると共に、“１”の
場合はオン表示となるデータ電圧を印加する。又、Ｙ駆
動回路１２０９は先頭信号１３２０が入力されるとその
次のＹ電極転送信号１３１７の立ち下がりで液晶パネル
１２１４の１ライン目に対して走査電圧が印加され、そ
の他のラインに対しては非走査電圧が印加される。次に
Ｙ電極転送信号１３１７が立ち下がると、２ライン目に
対して走査電圧が印加され、その他のラインに対して非
走査電圧で印加される。このようにＹ電極転送信号１３
１７が入力される毎に順次走査電圧を与えるラインがシ
フトされ、２４０ライン目まで走査電圧が印加されると
先頭信号１３２０の入力に伴い再び１ライン目から走査
を開始する。

【００６２】ここで、Ｘ駆動回路１２０７はＸ電極転送
信号１３１６に従いデータ電圧が切り替わり、Ｙ駆動回
路１２０９はＹ電極転送信号１３１７に従い走査電圧が
切り替わるが、Ｘ電極転送信号１３１６はＹ電極転送信
号１３１７に対して２倍の周期である。従って、Ｙ駆動
回路１２０９が１ラインを走査する間にＸ駆動回路１２
０７からは２回文のデータ電圧が印加されることにな
る。但し液晶表示コントローラ１２０３で変換された表
示データは偶数階調の時は、偶数回目の変換データと奇
数回目の変換データは同じ論理を取るために、最終的な
データ電圧の表示オン，表示オフの切り替わりはＹ電極
転送信号１３１７と同じとなり、即ち、１ライン分の走
査中に電圧が切り替わることはない。更に、奇数階調を
表示する場合でも、奇数回目と偶数回目のデータが異な
るのは前述したように８回に１回、即ち階調表示が完結
する８フレームに対して１回のみであるため、偶数階調
と奇数階調の周波数特性は大きく変らず、従って中間調
表示におけるクロストークの影響を極力減らすことが可
能となる。

【００６３】以上のタイミング関係を図１４に示した
が、２ライン同時駆動における液晶表示コントローラ出
力のタイミング関係を図１５に示す。

【００６４】２ライン同時駆動の場合は、１行目と２行
目、３行目と４行目、と２行分の表示データを基にデー
タ電圧を決定する。従って、図１５に示すようにＹ電極
転送信号が２回有効になる間（従ってＸ電極転送信号は
４回有効になる間）に１行目のデータ、２行目のデー
タ、１行目のデータ、２行目のデータ、と転送を行うこ
とで対応させることが可能となる。このときの各ドット
毎の表示パターンは図１４を用いて説明した方法と同じ
である。また、２ライン同時駆動では、走査電圧に直交
性を持つため、交流化を行う必要がなく、従って、図１
５では交流化信号を図説していない。

【００６５】尚、上記実施例では、１６階調を表示する
場合について説明したが、これに捕らわれることはな
く、入力する表示データのビット数に応じて適当な階調
数を決定することが可能である。

【００６６】

【発明の効果】本発明の液晶表示装置を用いることによ
って、多階調表示を行った場合でも、データ側の表示パ
ターンに伴う電圧の周波数を高くする必要がない。従っ
て、階調表示を行った時に問題となる表示むらを抑えた
上での多階調表示が可能となる。更に完結するフレーム
数も増やす必要がない上に、１走査期間当たり、表示オ
ン，表示オフ，中間調表示の３値を取り得ることが可能
となり、これに伴い、フリッカや表示流れといった課題
をも解決することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による階調表示パターンの説明図。

【図２】ｘ0に対するデータ電圧波形図。

【図３】本発明による総階調数を示す説明図。

【図４】本発明の液晶表示装置のブロック図。

【図５】液晶駆動電圧波形図。

【図６】Ｘ駆動回路のブロック図。

【図７】階調制御ブロック図。

【図８】階調データデコーダの構成を示す説明図。

【図９】クロックカウント値と液晶駆動電圧の対応を示
す説明図。

【図１０】第１の実施例による階調表示パターンを示す
説明図。

【図１１】液晶表示回路の出力タイミングチャート。

【図１２】第２の実施例の液晶表示装置のブロック図。

【図１３】液晶表示コントローラのブロック図。

【図１４】液晶表示コントローラの出力タイミングチャ
ート。

【図１５】２ライン同時駆動における液晶表示コントロ
ーラの出力タイミングチャート。

【図１６】従来の液晶表示システムを示すブロック図。

【図１７】従来例における表示結果を示す説明図。

【図１８】従来の液晶表示システムのブロック図。

【図１９】位相反転回路の並び換えの説明図。

【図２０】Ｘ駆動回路の出力パルスを示す説明図。

【符号の説明】

４０１…液晶表示パネル、４０２−１〜４０２−８…Ｘ
電極駆動回路、４０３−１，４０３−２…Ｙ電極駆動回
路、４０４…データバス、４０５…Ｘ電極制御バス、４
０６−１，４０６−２…コントロール信号群、４０７…
電圧線、４０８−１，４０８−２…Ｘ電極、４０９…液
晶表示パネル。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者二見利男千葉県茂原市早野3300番地株式会社日立製作所電子デバイス事業部内 (72)発明者恒川悟東京都小平市上水本町五丁目20番１号株式会社日立製作所半導体事業部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の行電極と複数の列電極を持ち、各行
電極，列電極の差電圧に従い、交点のドットの透過率が
変化することによって表示を決定するマトリックス型液
晶表示パネルと、前記行電極に対して電圧を印加する行
電極駆動手段と、列電極に対して電圧を印加する列電極
駆動手段とを具備する液晶表示装置において、前記液晶表示パネルの各ドットに対して、ｍフレーム期
間に対する表示オン，表示オフの回数を前記行電極駆動
手段、前記列電極駆動手段を用いて制御し、行電極を走
査する１水平走査期間をｎ分割し、ｍフレーム期間の１
フレームにおける前記ドットの走査期間では、表示オ
ン，表示オフの割合を前記行電極駆動手段、前記列電極
駆動手段を用いて制御し残りの（ｍ−１）フレームの走
査期間では表示オン、又は表示オフに固定した電圧を印
加することで階調表示を行うことを特徴とする液晶表示
装置。
【請求項２】請求項１において、全ての前記ドットを同
一の中間調表示とするとき、前記各フレームで１走査期
間内での表示オンと表示オフの制御を行うドットは何れ
の行，列でも一定数である液晶表示装置。
【請求項３】請求項１において、前記走査期間で表示オ
ン，表示オフを切り換える回数は多くとも１回である液
晶表示装置。
【請求項４】Ｘ方向にｍドット、Ｙ方向にｎドットで構
成される液晶表示パネルと、Ｘ方向に対しては表示デー
タに対応した表示オン，表示オフからなる電圧を印加す
るＸ駆動手段と、Ｙ方向に対しては走査電圧を印加する
Ｙ駆動手段を具備した液晶表示装置において、ｍ′×ｎ′ドット（ｍ≧ｍ′，ｎ≧ｎ′）を１単位と
し、前記１単位の中で表示オン，表示オフの割合をフレ
ーム毎に制御した上で、各ドットの表示オンと表示オフ
を組み合せることで中間表示を行い、表示オン、又は表
示オフとなるドットの走査中に表示オフ、又は表示オン
に切り替えることで中間調表示を行うことを特徴とする
液晶表示装置。
【請求項５】行電極，列電極からなるドットマトリック
ス型の液晶表示パネルと、行電極駆動手段と列電極駆動
手段と、表示データ発生装置で生成される表示データと
制御信号を基に液晶表示パネル用の表示データに変換す
るデータ変換手段と行電極制御信号と列電極制御信号に
変換する制御信号変換手段を有する液晶表示コントロー
ル回路を具備し、前記列電極駆動手段は前記液晶表示コ
ントロール回路から出力される表示データと列電極制御
信号を基に前記液晶表示パネルに印加する電圧を決定
し、前記行電極駆動手段は行電極制御信号を基に前記液
晶表示パネルに印加する電圧を決定する液晶表示装置に
おいて、前記液晶表示コントロール回路は、１ドット当たり複数
のビットで構成された表示データを前記液晶表示パネル
の列順に１ビットからなるデータに変換した後、前記列
電極駆動手段に対して順次転送し、１ライン分のデータ
の転送が完了する毎に、転送されてきたデータの値に従
い列電極に電圧を１ライン分同時に印加するための制御
信号を前記列電極駆動手段に転送し、これをｎ回繰り返
し、前記行電極駆動手段に対しては１ドット当たりｎ回
に分割した１ライン分のデータの転送が完了することを
指示する信号を転送し、この信号に基づき前記行電極駆
動手段は行電圧を決定し、前記ｎ回に分割したデータは
前記液晶表示パネル上の何れのドットに対しても、少な
くとも２回に１回は同じ論理となることを特徴とする液
晶表示装置。
【請求項６】行電極，列電極からなるドットマトリック
ス型の液晶表示パネルと、直交関数発生手段と、行電極
駆動手段と、列電極駆動手段と、表示データ発生装置で
生成される表示データと制御信号を基に前記液晶表示パ
ネル用の表示データに変換するデータ変換手段と行電極
制御信号と列電極制御信号に変換する制御信号変換手段
を有する液晶表示コントロール回路を具備し、前記列電
極駆動手段は前記液晶表示コントロール回路から出力さ
れる表示データと列電極制御信号と前記直交関数発生手
段の出力に従い前記液晶表示パネルに印加する電圧を決
定し、前記行電極駆動手段は行電極制御信号と前記直交
関数発生手段の出力に従い同時に複数の行電極に対して
走査電圧を印加することによって前記液晶表示パネル上
の複数行を同時に選択行とすることが可能な複数ライン
同時駆動方法を実現できる液晶表示装置において、走査電圧を印加する行数を１行とするとき、前記液晶表
示コントロール回路は、１ドット当たり複数のビットで
構成された表示データを前記液晶表示パネルの列順に１
ビットからなるデータに変換した後、順次、前記列電極
駆動手段に転送し、これを１回繰り返した後、前記直交
関数発生手段の出力と転送されてきたデータとの間で積
和演算を行い、この演算結果に従う電圧値を前記液晶表
示パネルの列電極に印加するための制御信号を前記列電
極駆動手段に転送し、これをｎ回繰り返しすると共に、前記行電極駆動手段に対しては１ドット当たりｎ回に分
割した１行分のデータの転送が完了することを指示する
信号を転送し、この信号に基づき前記行電極駆動手段は
行電圧を決定し、前記ｎ回に分割したデータは液晶表示
パネル上の何れのドットに対しても、少なくとも２回に
１回は同じ論理となることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項７】請求項５、又は請求項６において、前記デ
ータ変換手段は前記列電極駆動手段に内蔵し、前記制御
信号変換手段は前記列電極駆動手段に内蔵した液晶表示
装置。
【請求項８】請求項５、又は請求項６において、ある任
意のドットを示すデータの論理がｎ回に分割した中で変
化する場合は、次に同じ列に対してｎ回に分けて転送さ
れてくるデータは表示オン、又は表示オフの何れか一方
の論理となるようにデータ変換を行う液晶表示コントロ
ール回路。
【請求項９】少なくとも複数の行電極と列電極からなる
液晶表示パネルと前記液晶表示パネルの行電極に対して
行電圧を印加する行電極駆動回路と列電極に対して列電
圧を印加する列電極駆動回路と前記行電極駆動回路と列
電極駆動回路に対してそれぞれ行電圧，列電圧を供給す
る電源回路を具備し、前記行電極駆動回路，列電極駆動
回路，電源回路のインターフェースとなるコネクタを具
備した液晶モジュールにおいて、行電圧の電圧印加タイミングを規定した信号Ａと列電圧
の電圧印加タイミングを規定した信号Ｂは異なるコネク
タ上のピンからなり、前記信号Ｂの周波数を前記信号Ａのｎ倍（ｎ≧２となる
整数）とした液晶表示装置。