JPH1097220A - 液晶駆動装置及びそれを用いた液晶表示装置 - Google Patents

液晶駆動装置及びそれを用いた液晶表示装置

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JPH1097220A
JPH1097220A JP24814996A JP24814996A JPH1097220A JP H1097220 A JPH1097220 A JP H1097220A JP 24814996 A JP24814996 A JP 24814996A JP 24814996 A JP24814996 A JP 24814996A JP H1097220 A JPH1097220 A JP H1097220A
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JP24814996A
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Takayuki Matsumoto
貴之 松本
Yasutomo Nishihara
康友 西原
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 フレーム間引き方式等の階調方式のみを利用
して実効電圧を制御して階調表示を行う場合、その階調
方式の特性上出力できる電圧は、入力電圧と階調数によ
って決まるため、出力したい実効電圧に近づけるために
は、階調数を増やし実効電圧を細かく分割する必要があ
り、表示データの量が増し、VRAMを無駄に使用する
ことになる。 【解決手段】 電子機器4と間引きコントローラ2との
間に、データ選択回路3を設ける。データ選択回路3の
多数の階調データ設定端子には、1画素の重みを表す表
示データ(nビット)より多い階調データ(n+αビッ
ト)が予め設定されており、データ選択回路3は、入力
されるnビットの表示データを基に、ハード上で設定し
た上記階調データの中から、2n 個選択して間引きコン
トローラ2へと出力する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、情報通信機器やオ
ーディオ・ビジュアル装置等の電子機器にディスプレイ
として多用される液晶表示装置、及びその液晶駆動装置
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、液晶層に印加する実効電圧のレベ
ルを、ON/OFFの2値レベルドライバを用いて自由
に制御する手法としては、フレーム間引き方式やパルス
幅変調方式等がある。
【0003】フレーム間引き方式とは、複数のフレー
ム、例えば8階調であれば8フレーム、16階調であれ
ば16フレームを用いて1画面を構成し、各画素におい
てフレーム単位で白黒2値表示の画素をON/OFF制
御して中間階調の表示を可能とするものである。
【0004】図5に、従来のフレーム間引き方式を用い
た回路構成を示す。この構成において、電子機器32側
のVRAM(Random Access Memory) 33にnビットの
表示データが記憶されているとすると、電子機器32側
から出力される該表示データは、間引きコントローラ3
1にて2n 階調制御でフレーム間引きされ、フレーム単
位でLCD(Liquid Crystal Display) モジュール34
の信号電極ドライバ(2値レベルドライバ)がON/O
FF制御され、LCDモジュール34が2n 階調で駆動
されることとなる。
【0005】また、パルス幅変調方式とは、選択時間を
いくつかに分割し、ON時間の幅を変えることによって
階調を実現するものである。
【0006】一方、特開平5−165425号公報に
は、4ビットの表示データに基づく階調データを出力す
る変換回路と並列に、4ビットの表示データの中の特定
ビットのみを選択し得るマルチプレクサを設け、前記変
換回路が出力する階調データとマルチプレクサの出力す
る選択信号とを選択する切替回路を設けることにより、
実効電圧のレベルを制御するといった構成が開示されて
いる。
【0007】図6に該公報の手法による回路構成を示
す。図示しない変換回路から出力された4ビットの表示
データに基づく階調データは、データ入力端子41から
入力されて切替回路42に入る。また、上記の階調デー
タは、制御回路43からの制御信号が入力されるマルチ
プレクサ44にも入力されており、マルチプレクサ44
は制御信号の指示に応じて4ビットの階調データの中の
特定のビットのみを選択して1ビットの選択信号を出力
し、この選択信号が前記切替回路42に入力される。切
替回路42は、表示データ入力端子41から入力された
4ビットの階調データとマルチプレクサ44から入力さ
れる1ビットの選択信号とを必要に応じて切り替えてデ
ータ出力端子45より後段の図示しないLCDモジュー
ルに出力する。表1に、その入力信号と出力信号との関
係を示す。
【0008】
【表1】
【0009】これによれば、階調データ4ビットの表示
データを、必要に応じて1ビットのデータとして扱うこ
とができる。
【0010】また、特開平6−75544号公報には、
駆動対象となるLCDモジュールに応じて予めフレーム
間引き方式による階調制御手順に従った階調データをメ
モリに記憶させておき、表示すべき表示データに対応し
て上記メモリより階調データを読み出し、LCDモジュ
ールの信号電極に出力するといった構成が開示されてい
る。特性の異なるLCDモジュールの場合、階調に関し
ては個々のモジュールによって階調データの設定を変更
しなければならないが、このように階調の情報をソフト
にて設定することで、以前のハードにて設定した構成に
比べて、汎用性を高めることができる。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のフレ
ーム間引き方式やパルス幅変調方式等の階調方式のみを
利用して実効電圧を制御して多階調表示を行う場合、そ
の階調方式の特性上出力できる電圧は、入力電圧と階調
数によって決まる。したがって、少ない階調数では出力
させたい実効電圧に近づけることができないので、出力
したい実効電圧に近づけるためには、階調数を増やし実
効電圧を細かく分割する必要がある。
【0012】しかしながら、階調数を増やすためには、
表示データを増やす必要があり、それに伴いVRAMの
容量が多く必要となる。しかも、電圧レベルを細かく分
割するためだけに階調数を増やすため、実際には出力し
ない階調が多く発生し、VRAMを甚だ無駄に使用する
ことになる。例えば必要な階調レベルが4レベルしかな
くても、その階調レベルを実現するには16階調で表示
させなければならないといった場合、常に4ビット(2
4 )の表示データを発生させる必要がある。
【0013】尚、特開平5−165425号公報に記載
されている手法では、フレーム間引き方式とマルチプレ
クサを利用しているが、マルチプレクサが階調データの
特定ビットを選択し「H」レベルか「L」レベルかを判
定する方式のため、2値の判定しか行えず任意の実効電
圧を選択し得るものではない。
【0014】また、特開平6−75544号公報に記載
されている手法では、階調に関するデータをメモリに記
憶させ機種別にアドレスを選択させる手段をとっている
が、階調自体はフレーム間引き方式のため、全体的な階
調データの補正はできるが、個々の階調データを制御す
ることはできない。
【0015】本発明は、上記の課題に鑑みなされたもの
で、実際に必要となる階調レベルのビット数の表示デー
タで、所望とする実効電圧が得られる構成とすること
で、表示データを記録するメモリの削減を図れる液晶駆
動装置、及びそれを用いた液晶表示装置を提供すること
を目的としている。
【0016】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明に係る液晶駆動装置は、液晶パネルの各画
素を、2値レベルドライバを用いて液晶に印加する実効
電圧を制御して階調データに基づく明るさに点灯させ、
階調表示させる液晶駆動装置において、1画素に割り当
てる階調を2n (n=整数)階調とするnビットの階調
の重みを表す表示データを基に、予め設定された、2n
階調より多いn+α(α≧1)階調を表すn+αビット
の階調データの中から2n 個選択して出力するデータ選
択手段を備えたことを特徴としている。
【0017】また、上記構成の液晶駆動装置における、
2値レベルドライバを用いた階調表示には、フレーム間
引き方式を利用することができる。
【0018】前述したように、従来の駆動方法で2値レ
ベルドライバを用いて実効電圧を制御して階調表示させ
る構成においては、実際の階調数よりも階調数を増やし
て実効電圧を細かく分割する必要があり、例えば4階調
で表示したい場合でも16階調が可能なように16レベ
ルに電圧レベルを細分化しておき、そのなかの4つのレ
ベルを使用して表示するといったことが必要である。そ
のため、表示データは16階調分の4ビット必要であ
り、表示データの増加に伴い、表示データを記録するメ
モリの容量が多く必要となっていた。
【0019】しかしながら、これによれば、1画素の重
みを表す表示データ(nビット)より多い階調データ
(n+αビット)がハード上に予め設定されており、デ
ータ選択手段は、入力される表示データを基に、ハード
上で設定した階調データの中から、2n 個選択して出力
するようになっている。より具体的に説明すると、本発
明の構成を採用した場合、1画素の階調を表す表示デー
タは、実際に表示したい階調数だけでよく、例えば4階
調で表示を行いたい場合は、2ビットの表示データでよ
い。そして、所望の4階調表示を実現する上で必要なた
めの16階調表示が可能な電圧レベルの細分化は、マル
チプレクサ等から構成されるデータ選択手段側に設定し
ておき、入力された2ビットの表示データを基に、デー
タ選択手段にて予め各々に応じて指定されている16レ
ベルのうちの指定レベルの電圧を選択して出力する。
【0020】これにより、従来よりも少ないデータ量の
表示データで、従来と同じ階調表示が実現でき、表示デ
ータのメモリの無駄な消費を削減することができる。
【0021】また、本発明に係る液晶表示装置は、電圧
制御複屈折形の液晶パネルと、請求項1記載の液晶駆動
装置とを備え、上記データ選択手段により実効電圧を制
御して多色カラー表示を行うことを特徴としている。
【0022】電圧制御複屈折形(ECBモード)の液晶
パネルは、実効電圧によって表示色が変化するものであ
り、このようなECBモードの液晶パネルを、例えば
赤、緑、黒、白の4色でカラー表示したい場合、各色を
表示し得る実効電圧に制御するには、電圧レベルを16
レベル以上に細分化する必要があり、従来の駆動方法で
は、4ビットの表示データが必要であった。しかしなが
ら、上記した本発明の液晶駆動装置を用いることで、表
示データは、データ選択手段に設定されている16レベ
ルのうち、赤を表示し得る電圧レベルを指定するもの、
緑を表示し得る電圧レベルを指定するもの、黒を表示し
得る電圧レベルを指定するもの、白を表示し得る電圧レ
ベルを指定するものの4種類でよく、2ビットですむ。
【0023】
【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態について図
1ないし図4に基づいて説明すれば、以下の通りであ
る。本実施の形態では、本発明に係る液晶駆動装置を用
いて、ECBモードの液晶パネルを備えたLCDモジュ
ールをカラー表示させる液晶表示装置を例示する。
【0024】図2に、本実施の形態の液晶表示装置にお
ける、LCDモジュール1をカラー表示させる場合の回
路構成を示す。液晶表示装置は、LCDモジュール1
と、間引きコントローラ2と、データ選択回路3とから
なる。
【0025】LCDモジュール1は、特に図示しない
が、信号電極群が形成された第1基板と、これら信号電
極群と交差配列した走査電極群が形成された第2基板と
の間に、液晶を挟持してなる所謂単純マトリクス型と称
される液晶パネルを備え、ECBモードで駆動される。
また、このLCDモジュール1は、信号電極群を駆動す
る信号電極ドライバとして、白黒表示用の2値レベルド
ライバを備えており、該信号電極ドライバは、後述する
間引きコントローラ2から入力される間引き制御された
表示データが入力されることで、液晶層に印加される実
効電圧が制御され、実効電圧に応じた色を表示し得るも
のである。
【0026】間引きコントローラ2は、後述するデータ
選択回路3から入力される階調データのビット数に応じ
てLCDモジュール1の信号電極ドライバへの出力を間
引き制御するものである。本実施の形態では、データ選
択回路3よりn+αビットの階調データが入力されるた
め、n+αフレームを用いて1画面を構成し、各画素に
おいてフレーム単位で上記信号電極ドライバをON/O
FF制御し、液晶パネルに印加される実効電圧をn+α
レベルに細分化して制御するものである。
【0027】データ選択回路(データ選択手段)3は、
上記の間引きコントローラ2と、LCDモジュール1に
表示させる表示データをVRAM5に格納した電子機器
4との間に配されるものである。ここでは、後述する電
子機器4のVRAM5に格納されている表示データ(n
ビット)よりも多いn+αビットの階調データを、表示
データの入力を基に2n 個選択して間引きコントローラ
2へと出力するようになっている。
【0028】電子機器4は、例えばディスプレイとして
上記液晶表示装置を搭載したもので、表示データを記憶
するメモリであるVRAM5を備えている。尚、ここで
は、電子機器4と液晶表示装置とは、別体ものとした
が、一体ものであってもよい。
【0029】ここで、上記データ選択回路3についてよ
り詳細に説明する。データ選択回路3は、図1に示すよ
うに、具体的にはマルチプレクサ10から構成されてお
り、マルチプレクサ10に設けられた階調データ設定端
子12…には、n+αビットの階調データが表示データ
のビット数分設定されている。つまり、階調データ設定
端子12…に設定できる階調データの個数は、表示デー
タがnビットであれば、2n 個であり、階調データ設定
端子12…には階調データ1から階調データ2n まで2
n 種類が設定されている。そして、マルチプレクサ10
は、データ入力端子11から入力されたnビットの表示
データに対応した階調データ(n+αビット)を2n
の中から一つ選択し、選択した階調データY(Y=1,
2,3…2n のうちの一つ)をデータ出力端子13から
出力するようになっている。
【0030】つまり、このようなデータ選択回路3を電
子機器4と間引きコントローラ2との間に配すること
で、nビットの表示データを基に、それよりも多い(n
+α)ビットの階調データでLCDモジュール1を駆動
できることとなる。
【0031】〔実施例〕ここで、本実施の形態の液晶表
示装置をより分かり易くするために、その実施例を一つ
説明する。なお、本実施例では、上記LCDモジュール
1として、図4に示すような実効電圧と表示色との関係
を有するものを用い、1/160デューティ、1/9バ
イアスにて、赤、緑、黒、白の4色カラー表示を行わせ
る場合を例示する。
【0032】上記LCDモジュール1の液晶の特性に従
い、赤、緑、黒、白の各色を表示させるに最適な実効電
圧は、表2の通りとなる。尚、表2に実効電圧と色の関
係を抜粋して示す。
【0033】
【表2】
【0034】表2に示すように、表示色の中で最も高い
電圧となるのは赤色である。そこで、赤色の実効電圧
2.23Vを最適コントラスト時の電圧Vopとする
と、LCDモジュール1の液晶パネルに印可される、表
示ON時の実効電圧Von及び表示OFF時の実効電圧
Voffは、式(1)(2)によってそれぞれ表され、該
式(1)(2)に、以下に示す液晶パネルの駆動条件を代
入すると、実効電圧Vonは2.23V、実効電圧Vo
ffは2.07Vとそれぞれ算出される。
【0035】
【数1】
【0036】液晶パネルの駆動条件 Vop=18.58V バイアス比:1/9バイアス デューティ比:1/160デューティ LCDモジュール1の液晶パネルの色調は、液晶に印加
される実効電圧によって色調が変化するECB特性か
ら、階調を与えることにより表示させることができる。
そこで、各色の実効電圧に近づけるため、実際の表示色
である赤、緑、黒、白の4色(4階調)より多い階調数
に電圧ベレルを分割する必要がある。
【0037】表2の条件において、Von〜Voffを
16階調に分割した場合は、15フレームを1周期とし
て階調をつけるため、X階調目の実効電圧は式(3)に
より、表3のように表される。
【0038】
【数2】
【0039】
【表3】
【0040】各色の最適実効値は表2に示したとおりと
なるため、図1と表3にしたがい、各色の最適の階調デ
ータを、図1に示すデータ選択回路3のマルチプレクサ
10の階調データ設定端子12…に設定する。
【0041】つまり、図3に示すように、表示データは
2ビットであるため、その内容は「00(2) 」「01
(2) 」「10(2) 」「11(2) 」となる。一方、マルチ
プレクサ10の4つの階調データ設定端子12…には、
それぞれ白色となる「0000(2) 」、黒色となる「0
111(2) 」、緑色となる「1000(2) 」、赤色とな
る「1111(2) 」の4ビットの階調データを設定して
おく。
【0042】これにより、図2に示す電子機器4のVR
AM5より出力された2ビット(4色)の表示データ
が、図1に示すデータ入力端子11に入力されると、マ
ルチプレクサ10は、入力された表示データに従い階調
データ設定端子12…に設定されている所定の4ビット
の階調データを、入力された表示データに従い、 表示データ 階調データ 「00(2) 」 → 「0000(1) 」(0H(16)) 「01(2) 」 → 「0111(1) 」(7H(16)) 「10(2) 」 → 「1000(1) 」(8H(16)) 「11(2) 」 → 「1111(1) 」(FH(16)) というように各々対応するデータ出力端子13より図2
に示す間引きコントローラ2に出力する。なお、添字の
(2)(16) はそれぞれ2進数、16進数を表している。
【0043】この時、表示データが2ビットであるの
で、データ選択回路3に設定できる階調データの個数は
4個となる。尚、3ビットであれば8個となる。一方、
設定可能な階調データのデータ数に関しては、表示デー
タのデータ数に関係無く、間引きコントローラ3の階調
数となり、16階調のドライバなら4ビット、32階調
のドライバなら5ビットとなる。
【0044】そして、間引きコントローラ2は、データ
選択回路3から入力された4ビットの階調データに従
い、2値レベルドライバを使用したLCDモジュール1
に階調データに従い選択された4階調を与える。これに
より、LCDモジュール1は、赤、緑、黒、白の4色の
カラー表示を行う。
【0045】このように、本実施の形態の液晶表示装置
では、例えば赤、緑、黒、白の4色カラー表示を行いた
い場合、表示データは、赤、緑、黒、白の4色に対応し
た2ビットとし、データ選択回路3の各データ設定端子
12に設定される階調データを、赤、緑、黒、白の4色
を表示し得る実効電圧を出力し得るように4ビット、つ
まり16階調表示とすることで、VRAM5を無駄に使
用することなく、カラー表示が可能となる。
【0046】尚、本実施の形態では、ECBモードの液
晶パネルを備えたLCDモジュール1を駆動したが、同
様の方式を白黒用の液晶パネルに用いた場合、例えば4
階調の濃淡で表示するときの濃淡のレベルを自由に制御
することが可能である。
【0047】そして、このような本実施の液晶表示装置
の構成とすることで、出力される階調データをハード上
で設定し、データ選択回路3によって設定された階調デ
ータを選択するため、表示データ数を削減でき表示デー
タを記憶させるVRAM5も削減でき、安価にて作成で
きる。
【0048】尚、本実施の形態では、階調方式において
フレーム間引き方式を利用しているため、従来の2値レ
ベルドライバが使用でき汎用性が広くモジュール自体も
ローコストにて製作することができるという効果も奏す
るが、パルス幅変調においても同様に実施することがで
き、これにおいても同様の効果を奏する。
【0049】
【発明の効果】以上のように、本発明に係る液晶駆動装
置は、1画素に割り当てる階調を2n(n=整数)階調
とするnビットの階調の重みを表す表示データを基に、
予め設定された、2n 階調より多いn+α(α≧1)階
調を表すn+αビットの階調データの中から2n 個選択
して出力するデータ選択手段を備えた構成である。
【0050】また、本発明に係る液晶駆動装置は、上記
の液晶駆動装置の構成において、2値レベルドライバを
用いた階調表示に、フレーム間引き方式を用いる構成で
ある。
【0051】これにより、従来よりも少ないデータ量の
表示データで、従来と同じ階調表示が実現でき、表示デ
ータのメモリであるVRAM等の無駄な消費を削減する
ことができるという効果を奏する。
【0052】また、本発明に係る液晶表示装置は、電圧
制御複屈折形の液晶パネルと、上記液晶駆動装置とを備
え、上記データ選択回路により実効電圧を制御してカラ
ー表示を行う構成である。
【0053】これにより、従来よりも少ないデータ量の
表示データで、表示データのメモリであるVRAM等の
無駄な消費を削減しながら、電圧制御複屈折形の液晶パ
ネルを2値レベルドライバを用いて所望とする最適な色
に表現させることを可能とするという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の一形態を示すもので、液晶表示
装置におけるデータ選択回路の回路図である。
【図2】データ選択回路とフレーム間引き方式とを組み
合わせた、上記液晶表示装置における回路構成を示すブ
ロック図である。
【図3】図4の特性を持つECBモードの液晶パネルに
おいて1/160デューティ、1/9バイアス、16階
調を間引きコントローラを使用し4色表示させる場合の
回路構成を示すブロック図である。
【図4】ECBカラー液晶の実効電圧と表示色との関係
を示す説明図である。
【図5】フレーム間引き方式のみを用いた従来の回路構
成を示すブロック図である。
【図6】4ビットの階調データを必要に応じて2値デー
タに切り替えるようになっている従来の回路構成を示す
ブロック図である。
【符号の説明】
1 LCDモジュール 2 間引きコントローラ 3 データ選択回路(データ選択手段) 4 電子機器 5 VRAM

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】液晶パネルの各画素を、2値レベルドライ
    バを用いて液晶に印加する実効電圧を制御して階調デー
    タに基づく明るさに点灯させ、階調表示させる液晶駆動
    装置において、 1画素に割り当てる階調を2n (n=整数)階調とする
    nビットの階調の重みを表す表示データを基に、予め設
    定された、2n 階調より多いn+α(α≧1)階調を表
    すn+αビットの階調データの中から2n 個選択して出
    力するデータ選択手段を備えたことを特徴とする液晶駆
    動装置。
  2. 【請求項2】2値レベルドライバを用いた階調表示に、
    フレーム間引き方式を用いることを特徴とする請求項1
    記載の液晶駆動装置。
  3. 【請求項3】電圧制御複屈折形の液晶パネルと、 請求項1記載の液晶駆動装置とを備え、 該液晶駆動装置のデータ選択手段により液晶に印加する
    実効電圧が制御され多色カラー表示を行うことを特徴と
    する液晶表示装置。
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