JPS6042944B2 - 画像表示装置のパルス幅変調信号発生装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は液晶等を用いたマトリクス表示装置において
、中間調をもつ画像表示を行なうためのパルス幅変調信
号発生装帯置に関する。

液晶は電圧を印加すると光の透過率、或いは散乱光強
度が変化するという性質をもつ。

この性質を利用して、液晶材料を用いテレビジョン画像
の如く中間調を有する信号を表示する液晶表示装置の開
発が行なわれている。液晶表示装置の駆動には、通常線
順次走査によるマトリクス駆動法が洋いられている。第
１図は液晶マトリクスパネルの構造例を示したもので第
１図Ａは正面図、同図Ｂは同図Ａの駆動装置を除きＢ、
−Ｂ。線に沿つた断面図である。厚さ数−の２枚のガラ
ス板１と２の表面に、帯状電極３と４とを形成する。帯
状電極の一方は透明電極、他方は透明或いは金属反射電
極である。２枚のガラス板は、厚さ１０〜数十ミクロン
のスペーサ５を介して接着され、その空隙６に液晶が満
されている。

帯状電極のうち３は走査電極（以下Ｙ電極と記述する）
、４は映像信号を印加する信号電極（以下ｘ電極と記述
する）てそれぞれ駆動回路７、８によつて駆動される。
液晶の表示の原理は、電界を印加しないと透明てある
が、電界を印加すると白濁して不透明となる動的散乱モ
ード（ＤＳＭ）と、液晶の分子配列によつて複屈折性、
或は施光性をもち、電界によつて分子配列を制御できる
電界効果モード（ＦＥＭ）がある。

本発明は、いずれの動作モードに対しても、適用するこ
とができる。第２図は、液晶の印加電圧対輝度特性の例
を示したものである。印加電圧は実効値であり、ＤＳＭ
、ＦＥＭいずれも類似の特性をもつ。印加電圧が０のと
き輝度は低いが、ＶＴを越えると輝度は急激に変化する
。ＶＴをスレッショルド電圧という。印加電圧がＶＴ以
下のとき、液晶は非点灯状態、ＶＴを越えたとき点灯状
態というものとする。 液晶は、直流駆動を行なうと寿
命が短いため、通常、短形波による交流駆動を行なう。

第２図より、液晶に印加される実効電圧を制御すること
によつて、液晶の輝度を制御できることは明らかである
。このとき交流駆動を行ない、中間調表示のできること
は既に知られている。

第３図に液晶マトリクスの駆動波形を示す。第３図にお
いてＣｐはクロックパルス、τｗはパルス幅変調信号、
ｙ１〜Ｙ４は走査用シフトレジスタの出力、Ｖｙは第１
図においてＹｉ電極に印加される電圧波形、ＶｘはＸｊ
電極に印加される電圧波形、Ｖｙ−■ＸはＹｌ電極とＸ
ｊ電極の交点の液晶に印加される電圧波形てある。

走査線数をＮ本とすると、最適駆動条件となるためには
、Ｖｙ−■Ｘを与える式においてａが次式で与えられる
値にする必要のあることが知られている。このとき、液
晶に印加される実効電圧Ｖｓは、次式で与えられる。

ｍは変調率てある。

０≦τ≦Ｔであるから、０≦ｍ≦１である。

パルス幅γを変えることにより、液晶に印加される実効
電圧を変えることができるので、液晶の輝度を制御する
ことができる。すなわち、液晶マトリクスパネルを使用
して、中間調をもつ画像表示が可能となる。パルス幅変
調信号τｗを発生させる従来の方法としては、クロック
パルスＣｐ或いはピｐでトリガされる単安定マルチバイ
ブレータを使用する方法があるが、その回路はコンデン
サを使用しなければならないことと、パルス幅を正確に
設定することが困難てありそのためＩＣ化等小型化する
には問題があつた。

本発明の目的は前述のの欠点を改善し、正確にパルス幅
を設定することができ、ＩＣ化に有利なディジタル手段
によるパルス幅変調信号を発生させる装置を提供するに
ある。

そのため本発明ではシフトレジスタ、フリップフロップ
、論理回路を使用してパルス幅変調信号を発生させるこ
とを主要点とする。

以下本発明の実施例を図面により詳細に説明する。

第４図は本発明の一実施例を示すブロック図、第５図は
第４図の動作を説明するタイミングチャートを示す。第
４図において９はリセットパルス発生器（その出力をＣ
Ｌとし第５図Ａに示す）、１０はクロックパルス発生器
（その出力をＣｐとし第５図Ｂに示す）、１１は８ビッ
トシフトレジスタ（その出力を第１ビットから第８ビッ
トまでそれぞれＡｌ，ａ２，・・・・Ａｓとし第５図Ｃ
に示す）、１２はＪ−Ｋフリップフロップ、１３はイン
バータ、１４論理回路である。図示の接続であるからシ
フトレジスタ１１はクロックパルスＣｐによつて駆動さ
れ、フリップフロップ１２はシフトレジスタ１１の入力
・出力各端子と接続され（即ちシフトレジスタ１１の入
力にはフリップフロップ１２のＯ出力力功賦られ）、論
理回路１４にはシフトレジスタの各ビット出力が入力さ
れる。まずリセットパルス発生器９の出力ＣＬによりシ
フトレジスタ１１はリセットされるので、その出力ａ１
〜Ａ８はすべて０となる。

同時にＪ−Ｋフリップフロップ１２もリセットされるの
で、Ｏは１となり、シフトレジスタ１１の入力は１とな
る。最初のクロックパルスＣｐによつてａ１＝１になる
。たＳ゛しシフトレジスタ１１はクロックパルスの正の
電圧変化で状態を変化するものとする。以下クロックパ
ルスＣｐが加わることによつてＡ２〜Ａ３・・・・・Ａ
８は順次１になる。Ａ８が１になると、Ａ８はインバー
タ１３によつて反転され、Ｊ−Ｋフリップフロップ１２
に加わるので、Ｑ＝１（したがつてＯ＝０）になる。シ
フトレジスタ１１の入力は０になるので、以後Ａｌ，ａ
２，・・，Ａ８は順次０になる。したがつて、ａ１〜Ａ
８は、第５図Ｃに示した波形となる。第５図Ｄに示すτ
１，τ２，・・，τ７は、パルス幅比が１：２： ：
７であるようなパルス幅変調信号であり、ａ１〜Ａ８を
用い次式に示す論理演算を行なうことによつて得ること
ができる。

１４は、式４で表わされるパルス幅変調信号τｏ〜γ７
を得るための論理回路であり、論理ゲートを用いて容易
に実現することができる。

τｏは、常にＯ（パルス幅は０）の信号である。第５図
Ｄは第３図における一周期すなわちＴ。の期間だけを示
したものであり、Ｔ１＝Ｔ２＝Ｔである。期間Ｔ１にお
けるパルス幅変調信号τｗは、第３図におけるパルス幅
変調信号τＷと同じである。期間Ｔ２では第５図Ｄのτ
ｗは、パルス幅変調信号の後縁が一致する。第５図Ｅは
■ｙ一■ｘの波形の一周期だけを示したものである。第
５図ＤおよびＥに示したパルス幅変調信号を用いたとき
、液晶に印加される実効電圧は式（２）と同一となるこ
とは明らかである。以上中間調を８階調で表示する場合
について説明したがこの装置はより多くの階調数の場合
に拡張できる。

またｋ階調表示を行なう場合、最小ｋビットのシフトレ
ジスタを必要とするが、シフトレジスタのビット数を増
すことにより任意のパルス幅比に設定することができる
。Ｊ−ＫフリップフロップはＲ−Ｓフリップフロップに
おきかえても良い。また表示装置は液晶を使用するもの
に限ることなく、信号電圧のパルス幅を制御することに
よつて輝度を制御することのてきる他の素子を使用した
マトリクス表示装置に適用できる。

またテレビジョンの動画像表示を行なう場合は、リセッ
トパルスＣＬとして水平同期パルスを利用すると装置が
簡潔になる。このようにして本発明によると下記の効果
が得られる。

（１）コンデンサの如く、アナログ素子を使用していな
いため、ＩＣ化に適する。（２） パルス幅変調信萼の
パルス幅比は、正確に決定することができる。

（３） クロックパルスの発振周波数以外に調整する個
所がない。

（４）シフトレジスタと、１個のフリップフロップと、
論理ゲートを使用しているだけであり、簡単な構成であ
ること。

したがつて、ＩＣ化した場合、チップ面積は少くてすむ
。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の液晶マトリクスパネルの構造を示す図、
第２図は液晶の電圧輝度特性を示す図、第３図は液晶マ
トリクスの駆動波形図、第４図は本発明実施例を示すブ
ロック図、第５図は第４図の動作を説明するタイミング
チャートである。 ３・・・・・・走査電極、４・・・・・・信号電極、７
・・・・・・走査電極駆動回路、８・・・・・・信号電
極駆動回路、９・・・リセットパルス発生器、１０・・
・・・・クロックパルス発生器、１１・・・・・ウフト
レジスタ、１２・・・・・・Ｊ−Ｋフリップフロップ、
１４・・・・・論理回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 走査電極と信号電極を有するマトリクスパネルの信
   号電極に印加するパルス幅を制御することにより、中間
   調を有する画像表示を行なう装置において、クロックパ
   ルスによつて駆動される最小ｋビットのシフトレジスタ
   と、該シフトレジスタの入力・出力各端子と接続したフ
   リップフロップと、シフトレジスタの各ビット出力の入
   力される論理回路とで構成し、論理回路の出力側より一
   選択時間内に同一のパルス幅変調信号を２度発生させ、
   なお選択時間内の前半では各パルス幅変調信号の前縁は
   一致し、後半では後縁が一致することを特徴とする画像
   表示装置のパルス幅変調信号発生装置。 （たゞしｋは中間調表示の階調数とする。）