JPH09106267A - 液晶表示装置及びその駆動方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ＴＦＴ液晶ディスプレイにおいて、特に出力ダ
イナミックレンジの小さい信号ドライバを用いても、十
分なコントラスト特性が得られる高画質表示を行うこ
と。 【解決手段】画素部の液晶４２７の一方の電極である対
向電極４２５を駆動する対向電極駆動回路４１０を設
け、各画素表示データの上位ビットデータを前記対向電
極駆動回路４１０は取り込む動作をし、前記上位ビット
データに応じて複数レベルの対向電極電圧レベルのうち
何れか一つを選択して出力する構成にし、信号ドライバ
の出力する電圧レベルと前記対向電極電圧レベルの電位
差を利用して、信号ドライバのダイナミックレンジ以上
の電圧を液晶に印加する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高画質表示を行う
液晶ディスプレイの駆動回路及び駆動方法に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来の薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ Ｆ
ｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｅｒ、以下ＴＦＴという）を
用いた液晶ディスプレイは特開昭６３−２３７０９５号
公報に記載されている様に、ＴＦＴ、液晶からなる画素
部がマトリックス状に配列されたＴＦＴ液晶パネルに表
示データに対応した階調電圧を印加することで表示を行
っている。

【０００３】従来のＴＦＴ液晶ディスプレイを、図１、
図２、図３を用いて説明する。説明を簡単にするため
に、白黒８階調の場合について説明する。図１は従来の
液晶表示装置の構成図で、１００は、システム、例えば
パソコンやワークステーションなどの表示制御部（図示
せず）から供給される表示データと表示制御信号を転送
する信号バス、１０１は液晶コントローラ、１０２は画
素電極駆動回路に供給する表示データと液晶駆動信号を
転送する信号バス、１０３は走査回路に供給する信号バ
ス、１０４は電源回路に供給する液晶交流化信号（以
下、Ｍ信号という）、１０５は走査回路が選択した画素
電極部に対して、駆動電圧を供給する画素電極駆動回
路、１０６はマトリクス上に構成された複数の画素電極
部のうち、１行ずつ順次選択する走査回路、１０７は電
源回路、１０８はＴＦＴ液晶パネルである。なお、本発
明では、Ｍ信号は１水平期間毎にレベルが切り替わるも
のとする。

【０００４】画素電極駆動回路１０５において、１０９
は信号バス１０２で転送される表示データを順次取り込
み記憶する記憶回路、１１０は記憶回路１０９で記憶し
た表示データを転送するデータバス、１１１はデータバ
ス１１０で転送される表示データを同時に取り込み記憶
する記憶回路、１１２は記憶回路１１１で記憶した表示
データを転送するデータバス、１１３はデータバス１１
２で転送される表示データを入力して、階調電圧を生成
する階調電圧生成回路、１１４は画素電極駆動回路１０
５の出力端子で、階調電圧であるドレイン電圧ＶｄをＴ
ＦＴ液晶パネルに供給するドレインバスである。

【０００５】走査回路１０６において、１１５はシフト
レジスタ、１１６はシフトレジスタの出力するデータを
転送するデータバス、１１７はシフトレジスタの出力す
るデータの電圧レベルを変換するレベルシフタ、１１８
は走査回路１０６の出力端子、一水平ライン分の画素を
順次選択するゲート電圧Ｖｇを供給するゲートバスであ
る。

【０００６】電源回路１０７の出力において、１１９は
走査回路１０６に電源電圧を供給する電源バス、１２０
は画素電極駆動回路１０５に電源電圧を供給する電源バ
ス、１２１はＴＦＴ液晶パネル１０８の対向電極に電源
電圧を供給する電源バスである。ＴＦＴ液晶パネル１０
８は、ドレインバス１１４とゲートバス１１８がマトリ
クス状に交差し、交差部はスイッチング素子であるＴＦ
Ｔ１２２と、液晶１２３とで画素部を構成している。

【０００７】ＴＦＴ１２２のゲート電極にはゲートバス
１１８が、ドレイン電極にはドレインバス１１４が各々
接続されており、ＴＦＴ１２２のソース電極１２４は液
晶１２３の一方の電極となる。液晶１２３のもう一方の
電極は、対向電極１２５で、電源バス１２１と接続して
いる。なお、対向電極１２５は全ての画素部の液晶１２
３に対して共通なものとなっている。

【０００８】図２は、従来の階調電圧印加動作につい
て、液晶ディスプレイの縦１列に着目して示したもの
で、時間とともに表示ラインが切り替わる様子を示して
いる。Ｖｇ１はゲートバス１１８のうち１ライン目のゲ
ート信号が示すゲート電圧Ｖｇ、Ｖｇ２はゲートバス１
１８のうち２ライン目のゲート信号が示すゲート電圧Ｖ
ｇ、Ｖｇｏｎは選択電圧レベル、Ｖｇｏｆｆは非選択電
圧レベルである。なお、ドレイン電圧Ｖｄのダイナミッ
クレンジはＶｄｗとし、その中で、表示データに対応し
た階調レベルのドレイン電圧を出力する。

【０００９】Ｖｃｏｍは対向電極１２５の電圧波形で、
ＶｃｏｍＰは対向電極１２５に印加される正極性の電圧
値、ＶｃｏｍＮは対向電極１２５に印加される負極性の
電圧値、この対向電極電圧Ｖｃｏｍは液晶１２３に印加
保持される電圧の基準となる電圧レベルである。図３
は、ＴＦＴ液晶パネルの電圧輝度特性図を示すものであ
る。

【００１０】再び図を用いて、動作を説明する。液晶コ
ントローラ１０１は、信号バス１００で転送される表示
データと表示制御信号を液晶表示装置を駆動するための
表示データ及び液晶駆動信号に変換する。そして、画素
電極駆動回路１０５に供給する表示データ及び液晶駆動
信号を信号バス１０２で転送し、走査回路１０６に供給
する液晶駆動信号を信号バス１０３で転送し、電源回路
１０７に供給する信号をＭ信号１０４で転送する。画素
電極駆動回路１０５は、信号バス１０２で転送される表
示データを記憶回路１０９で順次取り込み記憶する。

【００１１】そして、画素電極駆動回路１０５は、一水
平ライン分の液晶表示データを取り込み終わると、信号
バス１０２で転送する表示制御信号に同期して、記憶回
路１１１に液晶表示データを記憶し、階調電圧生成回路
１１３で一水平ライン分の液晶表示データに対応したド
レイン電圧Ｖｄを生成し、ドレインバス１１４に出力す
る。画素電極駆動回路１０５がドレイン電圧を生成し、
ドレインバス１１４に出力するのに同期して、走査回路
１０６はゲートバス１１８に順次選択電圧を印加する。

【００１２】走査回路１０６は、シフトレジスタ１１５
が信号バス１０３で転送される表示制御信号を入力して
順次ゲート電圧の基準となるパルスを生成し、レベルシ
フタ１１７によって、液晶パネル１０８内のＴＦＴ１２
２が選択状態、非選択状態になる電圧（選択電圧レベ
ル：Ｖｇｏｎ、非選択電圧レベル：Ｖｇｏｆｆ）に変換
してゲートバス１１８に出力する。よって、ゲートバス
１１８の選択電圧Ｖｇｏｎは図２に示す様に順次一水平
期間印加されることになる。そして、これを一フレーム
期間繰り返すことにより、総てのＴＦＴ１２２を選択す
ることになる。

【００１３】また、図２に示す様に、走査回路１０６が
選択ラインを切り替える毎に、対向電極電圧Ｖｃｏｍも
ＶｃｏｍＰとＶｃｏｍＮとを切り替える（以下、対向電
極電圧を交流化するという）。

【００１４】また、図３から分かるように、対向電極電
圧Ｖｃｏｍが正極性レベルのＶｃｏｍＰの時、画素部の
液晶１２３には負極性の電圧、すなわち対向電極電圧に
対する負のドレイン電圧が印加され、最大電位差Ｖｒｍ
ｓ２−、最小電位差Ｖｒｍｓ１−となる。また、対向電
極電圧Ｖｃｏｍが負極性レベルのＶｃｏｍＮの時、図３
に示すように、画素部の液晶１２３は正極性の電圧、す
なわち対向電極電圧に対する正のドレイン電圧が印加さ
れ、最大電位差Ｖｒｍｓ２＋、最小電位差Ｖｒｍｓ１＋
となる。

【００１５】そして、所望の輝度を得るために、対向電
極電圧の交流化と同期して、ドレイン電圧Ｖｄも対向電
極１２５との間で所望の電位差が得られるようにライン
毎に出力を切り替える（ドレイン電圧を交流化するとい
う）。たとえば、最大輝度を得るためには、対向電極電
圧が正極性レベルのＶｃｏｍＰの時、ドレイン電圧Ｖｄ
は最小値とし、対向電極電圧が負極性レベルのＶｃｏｍ
Ｎの時、ドレイン電圧Ｖｄは最大値とする。この結果、
ライン毎に正極性と負極性の電圧を交互に印加すること
が可能になる。この結果、正極性と負極性の電圧が画面
全体に均等に分布し、ちらつきが発生しなくなる。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】従来技術に記載した液
晶表示装置は、電圧輝度特性において、画素電極駆動回
路１０５の出力するドレイン電圧Ｖｄのダイナミックレ
ンジがＶｄｗの範囲で最大輝度、最小輝度が得られる構
成となっている。今後、液晶表示装置のマルチメディア
への対応、具体的には動画表示、多色表示などの要求が
高まると予想されている。多色表示、すなわち各原色で
の階調数を増やそうとすると、図３に示す電圧輝度特性
図において、細かく電圧を制御する必要がある。しか
し、電圧変動、温度変化に強くするためには、電圧の変
化に対して輝度の傾斜が滑らかな液晶材料を使うことが
望ましい。また、動画表示を実現しようとすると、高速
応答液晶材料を使う必要があるが、高速応答液晶材料
は、一般的に電圧の変化に対して輝度の傾斜が滑らかな
性質を持つ。

【００１７】しかし、電圧の変化に対して輝度の傾斜が
滑らかな液晶材料、すなわち最大輝度から最小輝度まで
を得られる印加電圧幅が従来より大きい液晶材料をつか
う場合に、従来の画素電極駆動回路では、最大輝度もし
くは最小輝度が得られなくなり、十分なコントラストを
得ることが困難となる。よって、電圧の変化に対して輝
度の変化（傾斜）が滑らかな液晶材料において画素電極
駆動回路１０５の出力するドレイン電圧Ｖｄの振幅を大
きくする必要があり、その振幅が生成できる回路プロセ
スを使用する必要がある。よって、ダイナミックレンジ
Ｖｄｗの広い画素電極駆動回路１０５を構成すること
も、一つの解決手段として考えられるが、製造コストが
高くなるという問題が生じる。

【００１８】したがって、本発明の目的は、十分なコン
トラストを得る液晶表示装置の駆動回路を安価に提供す
ることである。また、具体的な本発明の目的は、ドレイ
ン電圧ＶｄのダイナミックレンジＶｄｗを広くする画素
電極駆動回路の回路プロセスを用いずに、ドレイン電圧
ＶｄのダイナミックレンジＶｄｗの狭い画素電極駆動回
路を用いても、十分なコントラストが得られる液晶表示
装置の駆動回路を提供することである。

【００１９】また、他の具体的な本発明の目的は、電圧
の変化に対して輝度の傾斜が滑らかな液晶材料を用いて
も十分なコントラストが得られる液晶表示装置の駆動回
路を提供することである。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、画素電極部と液晶と対向電極で構成さ
れた画素部を複数備えて同じ表示データに対応した電圧
が同時に供給される画素部列を複数備えた液晶パネル
と、入力された表示データから生成した画素電極駆動デ
ータを画素電極駆動電圧に変換して、複数の前記画素部
列に供給する画素電極駆動手段と、前記入力された表示
データから生成した対向電極駆動データを対向電極駆動
電圧に変換して、複数の前記画素部列に供給する対向電
極駆動手段とを備えたものである。

【００２１】さらに、本発明の液晶表示装置の駆動回路
は、前記画素部列の前記複数の画素電極部のうち、同時
には一つを選択する走査手段を備え、前記複数の画素電
極部はそれぞれ、画素電極と、前記走査手段から選択さ
れた場合に前記画素電極駆動電圧を前記画素電極に供給
するスイッチング素子とからなることを特徴とするもの
である。

【００２２】さらに、本発明の前記対向電極駆動手段
は、前記画素電極駆動手段が同時に画素電極駆動電圧を
供給する画素部列の数と同じ数のデータを記憶する記憶
手段と、記憶手段に記憶したデータに応じて対向電極駆
動電圧を選択して出力する選択手段とで構成する対向電
極動手段を有することを特徴とするものである。

【００２３】さらに、本発明の前記画素電極駆動手段
は、複数の画素部列に異なる画素電極駆動データを同時
に供給し、前記対向電極駆動手段は、複数の画素部列に
異なる対向電極駆動データを同時に供給することを特徴
とするものである。

【００２４】さらに、本発明の前記画素電極駆動手段
と、前記対向電極駆動手段は、同じ表示データから分離
し、生成した、画素電極駆動電圧と、対向電極駆動電圧
を同時に液晶パネルに出力することを特徴とするもので
ある。

【００２５】さらに、本発明の画素電極駆動手段と、対
向電極駆動手段とは、前記液晶に周期的に正極性と負極
性の電圧を印加することを制御する交流化信号に応じ
て、出力する画素電極駆動電圧と、対向電極駆動電圧を
変化させることを特徴とするものである。

【００２６】さらに、本発明の前記対向電極駆動手段
は、前記液晶に正極性と負極性の電圧を印加することを
制御する交流化信号を画素データとして、取り込み、液
晶対向電圧を生成することを特徴とするものである。

【００２７】さらに、本発明の前記液晶の最大輝度と最
少輝度が得られる電圧範囲は、前記画素電極駆動電圧の
電圧変化範囲と前記対向電極駆動電圧の電圧変化範囲そ
れぞれより広く、前記画素電極駆動電圧と前記対向電極
駆動電圧との電位差の変化範囲にほぼ等しく、前記画素
電極駆動電圧と前記対向電極駆動電圧との最大電位差よ
り小さいことを特徴とするものである。

【００２８】さらに、本発明の前記対向電極駆動手段
は、前記液晶に印加する電圧に応じた輝度範囲を２つ以
上の領域に分け、この輝度領域に応じて、各対向電極に
供給する対向電極駆動電圧を変化させることを特徴とす
るものである。

【００２９】また、本発明の画素電極と対向電極との間
に発生する電界で液晶を制御する画素部を複数備えた液
晶表示装置の駆動方法は、入力された表示データを画素
電極駆動データと、対向電極駆動データに分け、前記画
素電極駆動データを前記画素電極に供給し、前記対向電
極駆動データを前記対向電極に供給し、前記画素電極と
前記液晶対向電極との間に生成される電界で液晶を駆動
することを特徴とするものである。

【００３０】

【発明の実施の形態】本発明の第１の実施例を、図４〜
図１０を用いて説明する。なお、本実施例においては、
横６４０ドット×縦４８０ドットの白黒１６階調液晶パ
ネルについて説明する。図４は本発明の液晶表示装置の
構成図である。図１と同じ構成要素には同じ番号を付し
てある。４０１は、例えば、パソコンやワークステーシ
ョンなどの表示制御部（図示せず）から供給される表示
データと表示制御信号を転送する信号バス、４０２は液
晶コントローラ、４０３は画素電極駆動回路に供給する
画素電極駆動データと液晶駆動信号を転送する信号バ
ス、４０６は対向電極駆動回路に供給する対向電極駆動
データと液晶駆動信号を転送する信号バスである。

【００３１】本実施例では、信号バス４０１で１画素あ
たり１６階調を表現する４ビットの表示データが転送さ
れ、液晶コントローラ４０２はそのうち下位３ビットを
画素電極駆動データとして信号バス４０３で転送し、最
上位ビットを対向電極駆動データとして信号バス４０６
で転送するものとする。信号バス４０１の転送方法は問
わず、並列転送でも、直列転送でもよい。直列転送の場
合は、直並列変換を液晶コントローラ４０２が行う。４
０９は電源回路、４１０は本発明の主要部分となる対向
電極駆動回路、４１１はＴＦＴ液晶パネルである。

【００３２】従来例の説明では省略したが、ドレインバ
ス１１４には、液晶ディスプレイの横方向の表示ドット
数（本実施例では６４０）分の信号線があり、それぞれ
を区別するために、１１４−１〜１１４−６４０のよう
に表現する。電源回路４０９の出力において、４２４は
対向電極駆動回路４１０に電源電圧を供給する電源バス
である。なお、詳細は後述するが、本実施例では電源回
路４０９は対向電極駆動回路４１０に４レベルの電源電
圧を供給するものとする。

【００３３】４２５は対向電極駆動回路４１０の出力端
子で対向電極電圧ＶｃｏｍをＴＦＴ液晶パネル４１１に
供給する対向電極バスである。対向電極バス４２５に
は、液晶ディスプレイの横方向の表示ドット数（本実施
例では６４０）分の信号線があり、それぞれを区別する
ために、４２５−１〜４２５−６４０のように表現す
る。

【００３４】ＴＦＴ液晶パネル４１１は、ドレインバス
１１４、対向電極バス４２５とゲートバス１１８がマト
リクス状に交差している。交差部にはスイッチング素子
であるＴＦＴ４２６があり、ＴＦＴ４２６のゲート電極
にはゲートバス１１８が、ドレイン電極にはドレインバ
ス１１４が各々接続されている。ＴＦＴ４２６のソース
電極４２８は液晶４２７に電圧をかけるための一方の電
極となり、液晶４２７に電圧をかけるためのもう一方の
対向電極４２９には対向電極バス４２５が接続されてい
る。よって、本実施例では、対向電極バス４２５のそれ
ぞれの信号線は垂直方向に並んだ画素部では共通になっ
ており、水平方向に並んだ画素部では各々別々の信号線
が接続されている。

【００３５】なお、上記垂直方向に並び、対向電極バス
４２５の信号線が共通に接続される画素部を画素部列と
称す。さらに、本発明では、ＴＦＴ４２６を介して液晶
４２７に電圧をかける電極部分を画素電極部と称す。

【００３６】図５は画素電極駆動回路１０５の動作の説
明図で、ＣＬ１は水平同期の信号、ＣＬ２は表示データ
同期のクロック信号、Ｄａｔａは表示データ、Ｖｄ１は
ドレインバス１１４−１の示すドレイン電圧Ｖｄ、Ｖｄ
２はドレインバス１１４−２の示すドレイン電圧Ｖｄで
ある。ＣＬ１、ＣＬ２は信号バス４０１に含まれている
か、あるいは信号バス４０１で送られてくる制御信号か
ら液晶コントローラ４０２が生成するものである。本実
施例においてＶｄ１、Ｖｄ２のダイナミックレンジはＶ
ｄｗとする。

【００３７】図６は走査回路１０６の動作の説明図で、
ＦＬＭは垂直同期の信号、Ｖｇ１はゲートバス１１８−
１のゲート電圧波形、Ｖｇ２はゲートバス１１８−２の
ゲート電圧波形、Ｖｇｏｎは画素電極部を選択する選択
電圧レベル、Ｖｇｏｆｆは非選択電圧レベルである。Ｆ
ＬＭも信号バス４０１に含まれているか、あるいは信号
バス４０１で送られてくる制御信号から液晶コントロー
ラ４０２が生成するものである。

【００３８】図７は対向電極駆動回路４１０のブロック
図で、７０１は信号バス４０６で転送される対向電極駆
動データを順次取り込み記憶する記憶回路、７０２は記
憶回路７０１で記憶したデータを転送するデータバス、
７０３はデータバス７０２で転送されるデータを、上記
ＣＬ１で同時に取り込み記憶する記憶回路、７０４は記
憶回路７０３で記憶したデータを同時に転送するデータ
バス、７０５はレベルシフタ、７０６はレベルシフタ７
０５でＭ信号１０４を電圧変換した後のＭ信号、７０７
はレベルシフタ７０５で電圧変換した後のデータ、７０
８は反転ゲート回路、７０９はＭ信号７０６を反転ゲー
ト回路７０８で反転したＭ信号、７１１はデコード回
路、７１０は一出力当たりのデコーダ、７１２はデコー
ド回路のデコード結果を出力する信号バス、７１３は電
圧選択回路、７１４は一出力端子当たりの電圧セレクタ
である。

【００３９】図８は対向電極駆動回路の動作の説明図
で、Ｄａｔａは信号バス４０６で次々と送られてくる対
向電極駆動データ、ＭはＭ信号１０４、Ｖｃｏｍ１ｄａ
ｔａは、上記Ｄａｔａのうち、横方向１ドット目のデー
タ、Ｖｃｏｍ２Ｄａｔａは同じく２ドット目のデータで
ある。Ｖｃｏｍ１はＶｃｏｍ１Ｄａｔａに従って生成さ
れた対向電極バス４２５−１の電圧波形で、ドレインバ
ス１１４−１で駆動する画素電極部に対応した対向電極
電圧となり、Ｖｃｏｍ２はＶｃｏｍ２Ｄａｔａに従って
生成された対向電極バス４２５−２の電圧波形で、ドレ
インバス１１４−２で駆動する画素電極部に対応した対
向電極電圧となる。

【００４０】ＶｃｏｍＰＨ、ＶｃｏｍＰＬ、ＶｃｏｍＮ
Ｈ、ＶｃｏｍＮＬは、電源バス４２４で供給される電源
電圧で、ＶｃｏｍＰＨ、ＶｃｏｍＰＬは正極性の対向電
極電圧レベル、ＶｃｏｍＰＨはハイレベル電圧、Ｖｃｏ
ｍＰＬはロウレベル電圧である。ＶｃｏｍＮＨ、Ｖｃｏ
ｍＮＬは負極性の対向電極電圧レベル、ＶｃｏｍＮＨは
ハイレベル電圧、ＶｃｏｍＮＬはロウレベル電圧であ
る。ここで、ハイレベル電圧とロウレベル電圧との差
は、ドレインバス１１４の示すドレイン電圧Ｖｄのダイ
ナミックレンジＶｄｗより大きいものとする。また、こ
の図に示したＭ、Ｖｃｏｍ１Ｄａｔａ、Ｖｃｏｍ２Ｄａ
ｔａ等はあるフレームの１ライン目以降を示すものとす
る。

【００４１】図９は、ドレイン電圧Ｖｄ、ゲート電圧Ｖ
ｇ、対向電極電圧Ｖｃｏｍのタイミングチャートを示し
たもので、液晶４２７に印加される電圧の様子を示した
ものである。図１０は、液晶４２７の電圧−輝度特性図
を示したもので、横軸に液晶４２７に印加される電圧
を、縦軸に輝度を示したものである。本実施例では、液
晶への印加電圧が低い程、つまり、ドレイン電圧Ｖｄが
対向電極電圧Ｖｃｏｍに近いほど輝度が高い、すなわち
光の透過率が高いノーマリホワイト液晶で説明する。

【００４２】図４〜図１０を用いて動作の詳細な説明を
する。液晶コントローラ４０２は、信号バス４０１で転
送される表示データと表示制御信号を、液晶表示装置を
駆動するための表示データ及び液晶駆動信号（ＣＬ１、
ＣＬ２、Ｍ信号１０４）に変換する。そして、信号バス
４０１で転送される各画素４ビットの表示データの内下
位３ビットの画素電極駆動データと液晶駆動信号を信号
バス４０３を介して画素電極駆動回路１０５に供給し、
走査回路１０６に供給する液晶駆動信号を信号バス１０
３で転送し、電源回路４０９、対向電極駆動回路４１０
に供給するＭ信号１０４を転送し、更に、信号バス４０
１で転送される各画素４ビットの表示データの内最上位
ビットの対向電極駆動データと液晶駆動信号（ＣＬ１、
ＣＬ２）を信号バス４０６を介して対向電極駆動回路４
１０に供給する。

【００４３】画素電極駆動回路１０５は、信号バス４０
３で転送される画素電極駆動データを図５に記載した様
な同期したクロック信号ＣＬ２で記憶回路１０９に順次
取り込んで記憶し、記憶した表示データを順次出力す
る。記憶回路１０９が一水平ライン分の表示データを取
り込み終わると、つまり、信号バス１１０に一水平ライ
ン６４０ドット分の表示データが現れると、記憶した表
示データを水平同期信号ＣＬ１で一水平ライン分同時に
記憶回路１１１に取り込む。記憶回路１１１で記憶した
表示データは信号バス１１２を介して階調電圧生成回路
１１３に転送され、階調電圧生成回路１１３では各画素
毎に表示データに対応したドレイン電圧Ｖｄ１〜Ｖｄ６
４０を生成し、ドレインバス１１４−１〜１１４−６４
０に出力する。

【００４４】本実施例では、各画素３ビットの画素電極
駆動データに対応するため、階調電圧生成回路１１３で
は８レベルのドレイン電圧（最小レベルをＶｄＬ１、最
大レベルをＶｄＬ８とする）のいずれかを出力する構成
になっている。さらに、階調電圧生成回路１１３は、従
来例と同様に、Ｍ信号１０４を用いて、表示データとド
レイン電圧との対応関係を一ライン毎に反転させて出力
する。具体的には、最大輝度を指定する表示データに対
応する階調電圧としてＶｄＬ１とＶｄＬ８の電圧が、Ｍ
信号１０４に従って交互に出力される。２番目の輝度を
指定する表示データに対応する階調電圧としてＶｄＬ２
とＶｄＬ７の電圧が、Ｍ信号１０４に従って交互に出力
される。

【００４５】画素電極駆動回路１０５がドレイン電圧Ｖ
ｄを生成し、ドレインバス１１４に出力するのに同期し
て、走査回路１０６はゲートバス１１８のいずれか１つ
に順次、ゲート電圧Ｖｇｏｎを印加する。走査回路１０
６では、シフトレジスタ１１５が信号バス１０３で転送
される表示制御信号ＣＬ１（水平同期信号）にもとづい
てゲート電圧の基準となるパルスを順次生成し、レベル
シフタ１１７によって、液晶パネル４１１内のＴＦＴ４
２６が選択、非選択状態になる電圧（選択電圧レベル：
Ｖｇｏｎ、非選択電圧レベル：Ｖｇｏｆｆ）に変換して
ゲートバス１１８に出力する。

【００４６】この動作を図６を用いて説明すると、信号
バス１０３で転送される垂直同期信号ＦＬＭがハイレベ
ルになり、水平同期信号ＣＬ１が入力されるとゲートバ
ス１１８のうち１ライン目のゲート電圧Ｖｇ１は選択電
圧レベルＶｇｏｎとなり、他のゲート線電圧Ｖｇは非選
択レベルＶｇｏｆｆとなる。垂直同期信号ＦＬＭがロウ
レベルになり、水平同期信号ＣＬ１が入力されるとゲー
トバス１１８のうち１ライン目のゲート電圧Ｖｇ１は非
選択電圧レベルＶｇｏｆｆとなり、ゲートバス１１８の
うち２ライン目のゲート電圧Ｖｇ２は選択電圧レベルＶ
ｇｏｎとなる。

【００４７】この様にＣＬ１が入力される毎に、ゲート
バス１１８の選択電圧レベルＶｇｏｎは一水平ライン期
間ずつ順次印加されることになる。そして、これを一フ
レーム期間繰り返すことにより、総てのラインを切り替
えながら選択し、液晶４２７にドレインバス１１４から
転送されるドレイン電圧Ｖｄを印加することができる。
また、ゲートバス１１８に非選択電圧Ｖｇｏｆｆを印加
することで、液晶４２７に印加した階調電圧は保持され
ることになる。

【００４８】つぎに、対向電極駆動回路４１０の動作に
関して、図７、図８を用いて説明する。対向電極電圧駆
動回路４１０は、信号バス４０６で転送される対向電極
駆動データを同じく信号バス４０６で転送されるクロッ
ク信号ＣＬ２で記憶回路７０１に順次取り込んで記憶
し、記憶した表示データを順次出力する。記憶回路７０
１が一水平ライン分の表示データを取り込み終わると、
つまり、データバス７０２に一水平ライン６４０ドット
分の表示データが現れると、記憶した表示データを水平
同期信号ＣＬ１で一水平ライン分同時に記憶回路７０３
に取り込む。記憶回路７０３で記憶した表示データはデ
ータバ７０４を介してレベルシフタ７０５で電圧変換が
なされ、信号バス７０７を介してデコード回路７１１に
転送される。

【００４９】デコード回路７１１と電圧選択回路７１３
の動作に関して、図７と図８を用いて、１ライン目から
４ライン目まで説明する。１ライン目は、Ｍ信号１０４
がロウレベルであり、レベルシフタ７０５と反転回路７
０８を介したＭ信号７０９がハイレベルとなるので、デ
コード回路７１１と電圧選択回路７１３では、負極性の
対向電極電圧レベル：ＶｃｏｍＮＨ、ＶｃｏｍＮＬのい
ずれかが選択状態となる。１ライン目は表示データＶｃ
ｏｍ１ｄａｔａが"１"、Ｖｃｏｍ２ｄａｔａ"０"なの
で、Ｖｃｏｍ１はＶｃｏｍＮＨが有効となり、Ｖｃｏｍ
２はＶｃｏｍＮＬが有効となる様に動作する。

【００５０】２ライン目は、Ｍ信号１０４がハイレベル
であり、レベルシフタ７０５を介したＭ信号７０６もハ
イレベルとなるので、デコード回路７１１と電圧選択回
路７１３では、正極性の対向電極電圧レベル：Ｖｃｏｍ
ＰＨ、ＶｃｏｍＰＬのいずれかが選択状態となる。２ラ
イン目は表示データＶｃｏｍ１ｄａｔａが"１"、Ｖｃｏ
ｍ２ｄａｔａが"０"なので、Ｖｃｏｍ１はＶｃｏｍＰＬ
が有効となり、Ｖｃｏｍ２はＶｃｏｍＰＨが有効となる
様に動作する。

【００５１】３ライン目は、Ｍ信号１０４がロウレベル
であり、レベルシフタ７０５を介し、反転回路７０８を
介したＭ信号７０９がハイレベルとなるので、デコード
回路７１１と電圧選択回路７１３では、負極性の対向電
極電圧レベル：ＶｃｏｍＮＨ、ＶｃｏｍＮＬのいずれか
が選択状態となる。３ライン目は表示データＶｃｏｍ１
ｄａｔａが"０"、Ｖｃｏｍ２ｄａｔａ"１"なので、Ｖｃ
ｏｍ１はＶｃｏｍＮＬが有効となり、Ｖｃｏｍ２はＶｃ
ｏｍＮＨが有効となる様に動作する。

【００５２】４ライン目は、Ｍ信号１０４がハイレベル
であり、レベルシフタ７０５を介したＭ信号７０６もハ
イレベルとなるので、デコード回路７１１と電圧選択回
路７１３では、正極性の対向電極電圧レベル：Ｖｃｏｍ
ＰＨ、ＶｃｏｍＰＬのいずれかが選択状態となる。４ラ
イン目は表示データＶｃｏｍ１ｄａｔａが"０"、Ｖｃｏ
ｍ２ｄａｔａが"１"なので、Ｖｃｏｍ１はＶｃｏｍＰＨ
が有効となり、Ｖｃｏｍ２はＶｃｏｍＰＬが有効となる
様に動作する。以降のラインについては説明を省略す
る。

【００５３】ここで、対向電極電圧Ｖｃｏｍが各電圧レ
ベルになった時の液晶に印加される電圧実効値を図８、
図９、図１０を用いて説明する。

【００５４】図９は、図８と同じ状況における、２ライ
ン目と３ライン目の液晶に印加される電圧実行値につい
て示すものである。２ライン目においては、Ｍ信号１０
４がハイレベルであり、このとき、階調電圧生成回路１
１３は、画素電極駆動データが最低輝度表示データであ
ればＶｄＬ１、最高輝度表示データであればＶｄＬ８を
出力する。さらに、Ｖｃｏｍ１は電圧レベルＶｃｏｍＰ
Ｌであり、液晶４２７に印加される電圧は、ＶｄＬ１
（最低輝度時）〜ＶｄＬ８（最高輝度時）に対するＶｃ
ｏｍＰＬとなるから、最小値Ｖｒｍｓ１−、最大値Ｖｒ
ｍｓ２−となる。同様に、Ｖｃｏｍ２は電圧レベルＶｃ
ｏｍＰＨであり、液晶４２７に印加される電圧は、Ｖｄ
Ｌ１（最低輝度時）〜ＶｄＬ８（最高輝度時）に対する
ＶｃｏｍＰＨとなるから、最小値Ｖｒｍｓ３−、最大値
Ｖｒｍｓ４−となる。

【００５５】よって、図１０に示す様に電圧実効値Ｖｒ
ｍｓ１−からＶｒｍｓ２−の領域、つまり、対向電極電
圧ＶｃｏｍがＶｃｏｍＰＬの時のドレイン電圧Ｖｄのダ
イナミックレンジＶｄｗで液晶の電圧輝度特性における
高輝度領域の表示が実現でき、電圧実効値Ｖｒｍｓ３−
からＶｒｍｓ４−の領域、つまり、対向電極電圧がＶｃ
ｏｍＰＨの時のドレイン電圧Ｖｄのダイナミックレンジ
Ｖｄｗで液晶の電圧輝度特性において、低輝度領域の表
示が実現出来ることになる。

【００５６】３ライン目においては、Ｍ信号１０４がロ
ウレベルであり、このとき、階調電圧生成回路１１３
は、画素電極駆動データが最低輝度表示データであれば
ＶｄＬ８、最高輝度表示データであればＶｄＬ１を出力
する。さらに、Ｖｃｏｍ１は電圧レベルＶｃｏｍＮＬで
あり、液晶４２７に印加される電圧は、ＶｃｏｍＮＬに
対するＶｄＬ８（最低輝度時）〜ＶｄＬ１（最高輝度
時）となるから、最小値Ｖｒｍｓ３＋、最大値Ｖｒｍｓ
４＋となる。同様に、Ｖｃｏｍ２は電圧レベルＶｃｏｍ
ＮＨであり、液晶４２７に印加される電圧は、Ｖｃｏｍ
ＮＨに対するＶｄＬ８（最低輝度時）〜ＶｄＬ１（最高
輝度時）となるから、最小値Ｖｒｍｓ１＋、最大値Ｖｒ
ｍｓ２＋となる。

【００５７】よって、図１０に示す様に電圧実効値Ｖｒ
ｍｓ１＋からＶｒｍｓ２＋の領域、つまり、対向電極電
圧がＶｃｏｍＮＨの時のドレイン電圧Ｖｄのダイナミッ
クレンジＶｄｗで液晶の電圧輝度特性における高輝度領
域の表示が実現でき、電圧実効値Ｖｒｍｓ３＋からＶｒ
ｍｓ４＋の領域、つまり、対向電極電圧がＶｃｏｍＮＬ
の時のドレイン電圧ＶｄのダイナミックレンジＶｄｗで
液晶の電圧輝度特性において、低輝度領域の表示が実現
出来ることになる。

【００５８】以上により、画素電極と、対向電極間の電
界はＭ信号によって周期的に反転し、液晶の交流駆動が
実現出来ることになる。よって、図１０に示すような電
圧に対する輝度変化がゆるやかな液晶材料、つまり、最
大輝度から最小輝度までの電圧レベル幅が画素電極駆動
回路１０５の出力するドレイン電圧Ｖｄのダイナミック
レンジＶｄｗよりも広い液晶材料を用いた場合でも、十
分なコントラストが得られることになる。

【００５９】また、対向電極駆動回路４１０は、画素電
極駆動回路１０５と同様に、対向電極バス４２５のすべ
てに、独立にＶｃｏｍＰＨ、ＶｃｏｍＰＬを設定するこ
とが出来るので、ダイナミックレンジＶｄｗの画素電極
駆動回路１０５を用いた場合でも、各画素毎にＶｃｏｍ
の電圧レベルに応じて、高輝度領域と低輝度領域の表示
が同時に実現できる。

【００６０】また、従来では、画素電極駆動回路１０５
の生成出来る階調電圧レベル（本実施例では８レベル）
が表現しうる最大階調数であったが、本実施例では、対
向電極駆動回路４１０の出力する対向電極電圧Ｖｃｏｍ
の電圧レベルが正極性、負極性各々２レベル設定出来る
ことから、おなじ画素電極駆動回路１０５を用いて正極
性、負極性各々１６レベルの階調電圧を生成することが
可能となる。すなわち、従来から存在する画素電極駆動
回路を用いて、表示可能階調数を増やすことが可能にな
る。

【００６１】また、画素電極駆動回路１０５を８階調に
限定することなく本実施例を応用すれば、画素電極駆動
回路の生成できる階調レベル数の２倍の階調数が生成で
きる。さらに、本実施例の対向電極電圧を正極性２レベ
ル、負極性２レベルに限定することなく、増加させるこ
とで、画素電極駆動回路の生成できる階調レベル数の２
倍以上の階調数が生成できることが可能になると共に、
図１０に示すよりも、輝度変化がゆるやかな液晶材料、
つまり、最大輝度から最小輝度までの画素電極駆動回路
の生成できるドレイン電圧ダイナミックレンジＶｄｗよ
り、２倍以上の電圧レベル幅が必要な液晶材料を用いた
場合でも、十分なコントラストが得られることになる。

【００６２】そこで、第２の実施例として、対向電極電
圧Ｖｃｏｍが正極性、負極性各々４レベル生成できる対
向電極駆動回路４１０を用いた例を説明する。第１の実
施例の対向電極駆動回路４１０が表示データの最上位ビ
ットデータとＭ信号を入力して、正極性、負極性いずれ
も２レベルの対向電極電圧レベル（ＶｃｏｍＰＨ、Ｖｃ
ｏｍＰＬ及びＶｃｏｍＮＨ、ＶｃｏｍＮＬ）を生成した
のに対して、第２の実施例は、対向電極駆動回路４１０
が表示データの上位２ビットデータとＭ信号を入力とし
て、正極性、負極性いずれも４レベルの対向電極電圧レ
ベル（ＶｃｏｍＰ４、ＶｃｏｍＰ３、ＶｃｏｍＰ２、Ｖ
ｃｏｍＰ１及びＶｃｏｍＮ４、ＶｃｏｍＮ３、Ｖｃｏｍ
Ｎ２、ＶｃｏｍＮ１）を生成する構成にしたものであ
る。

【００６３】図１１、図１２、図１３、図１４を用いて
説明する。図１１は本実施例における対向電極駆動回路
４１０のブロック図で、１１０１は信号バス４０６で転
送される上位２ビットの対向電極駆動データを順次取り
込み記憶する記憶回路、１１０２は記憶回路１１０１で
記憶したデータを転送するデータバス、１１０３はデー
タバス１１０２で転送されるデータを、上記ＣＬ１で同
時に取り込み記憶する記憶回路、１１０４は記憶回路１
１０３で記憶したデータを同時に転送するデータバス、
１１０５はレベルシフタ、１１０６はレベルシフタ１１
０５でＭ信号１０４を電圧変換した後のＭ信号、１１０
７はレベルシフタ１１０５で電圧変換した後のデータ、
１１０８は反転ゲート回路、１１０９はＭ信号１１０６
を反転ゲート回路１１０８で反転したＭ信号、１１１１
はデコード回路、１１１０は一出力当たりのデコーダ、
１１１２はデコード回路のデコード結果を出力する信号
バス、１１１３は電圧選択回路、１１１４は一出力端子
当たりの電圧セレクタである。

【００６４】図１２は対向電極駆動回路の動作の説明図
で、Ｄａｔａは信号バス４０６で次々と送られてくる対
向電極駆動データ、ＭはＭ信号１０４、Ｖｃｏｍ１ｄａ
ｔａ−ｂｉｔ０は、上記Ｄａｔａのうち、横方向１ドッ
ト目のビット０のデータ、Ｖｃｏｍ１Ｄａｔａ−ｂｉｔ
１は同じくビット１のデータである。Ｖｃｏｍ−１はＶ
ｃｏｍＤａｔａに従って生成された対向電極バス４２５
−１の電圧波形で、ドレインバス１１４−１で駆動する
画素電極部に対応した対向電極電圧となり、ＶｃｏｍＰ
４〜ＶｃｏｍＰ１は正極性の対向電極電圧レベル、Ｖｃ
ｏｍＰ４は最高電圧、ＶｃｏｍＰ１は最低電圧である。
ＶｃｏｍＮ４〜ＶｃｏｍＮ１は負極性の対向電極電圧レ
ベル、ＶｃｏｍＮ４は絶対値が最高の電圧、ＶｃｏｍＮ
１は絶対値が最低の電圧である。

【００６５】図１３は、ドレイン電圧Ｖｄ、ゲート電圧
Ｖｇ、対向電極電圧Ｖｃｏｍのタイミングチャートを示
したもので、液晶４２７に印加される電圧の様子を示し
たものである。図１４は、液晶４２７の電圧−輝度特性
図を示したもので、横軸に液晶４２７に印加される電圧
を、縦軸に輝度を示したものである。本実施例では、液
晶への印加電圧が低い程、つまり、ドレイン電圧Ｖｄが
対向電極電圧Ｖｃｏｍに近いほど輝度が高いすなわち光
の透過率が高いノーマリホワイト液晶で説明する。

【００６６】図１１記載の対向電極電圧駆動回路４１０
は、信号バス４０６で転送される２ビットの対向電極駆
動データを同じく信号バス４０６で転送されるクロック
信号ＣＬ２で記憶回路１１０１に順次取り込んで記憶
し、記憶した表示データを順次出力する。記憶回路１１
０１が一水平ライン分の表示データを取り込み終わる
と、つまり、データバス１１０２に一水平ライン６４０
分の表示データが現れると、記憶した表示データを水平
同期信号ＣＬ１で一水平ライン分同時に記憶回路１１０
３に取り込む。記憶回路１１０３で記憶した表示データ
はデータバ１１０４を介してレベルシフタ１１０５で電
圧変換がなされ、信号バス１１０７を介してデコード回
路１１１１に転送される。

【００６７】デコード回路１１１１と電圧選択回路１１
１３の動作に関して、図１２を用いて説明する。Ｍ信号
１０４がハイレベルの時、レベルシフタ１１０５を介し
たＭ信号１１０６もハイレベルとなるので、デコード回
路１１１１と電圧選択回路１１１３では、正極性の対向
電極電圧レベル：ＶｃｏｍＰ１、ＶｃｏｍＰ２、Ｖｃｏ
ｍＰ３、ＶｃｏｍＰ４のいずれかが選択状態となる。対
向電極駆動データＶｃｏｍ１Ｄａｔａ−ｂｉｔ１、ｂｉ
ｔ０が“１１”の時ＶｃｏｍＰ１が有効となり、対向電
極駆動データＶｃｏｍ１Ｄａｔａ−ｂｉｔ１、ｂｉｔ０
が“１０”の時ＶｃｏｍＰ２が有効となり、対向電極駆
動データＶｃｏｍ１Ｄａｔａ−ｂｉｔ１、ｂｉｔ０が
“０１”の時ＶｃｏｍＰ３が有効となり、対向電極駆動
データＶｃｏｍ１Ｄａｔａ−ｂｉｔ１、ｂｉｔ０が“０
０”の時ＶｃｏｍＰ４が有効となる様に動作する。

【００６８】同様に、Ｍ信号１０４がロウレベルの時、
レベルシフタ１１０５と反転回路１１０８を介したＭ信
号１１０９がハイレベルとなるので、デコード回路１１
１１と電圧選択回路１１１３では、負極性の対向電極電
圧レベル：ＶｃｏｍＮ１、ＶｃｏｍＮ２、ＶｃｏｍＮ
３、ＶｃｏｍＮ４のいずれかが選択状態となる。対向電
極駆動データＶｃｏｍＤａｔａ−ｂｉｔ１、ｂｉｔ０が
“１１”の時、Ｖｃｏｍ１はＶｃｏｍＮ１が有効とな
り、ＶｃｏｍＤａｔａ−ｂｉｔ１、ｂｉｔ０が“１０”
の時、ＶｃｏｍＮ２が有効となり、ＶｃｏｍＤａｔａ−
ｂｉｔ１、ｂｉｔ０が“０１”の時、ＶｃｏｍＮ３が有
効となり、ＶｃｏｍＤａｔａ−ｂｉｔ１、ｂｉｔ０が
“００”の時、ＶｃｏｍＮ４が有効となる様に動作す
る。

【００６９】ここで、対向電極電圧Ｖｃｏｍが各電圧レ
ベルになった時の液晶に印加される電圧実効値を図１
３、図１４を用いて説明する。なお、図１３における各
Ｖｃｏｍを生成するＶｃｏｍｄａｔａは、図１２の説明
とは異なっている。１ライン目においては、Ｍ信号１０
４がロウレベルであり、このとき、階調電圧生成回路１
１３は、画素電極駆動データが最低輝度表示データであ
ればＶｄＬ８、最高輝度表示データであればＶｄＬ１を
出力する。さらに、Ｖｃｏｍｄａｔａから生成されるＶ
ｃｏｍ１は電圧レベルＶｃｏｍＮ１であり、液晶４２７
に印加される電圧は、ＶｃｏｍＮ１に対するＶｄＬ８
（最低輝度時）〜ＶｄＬ１（最高輝度時）となるから、
最小値Ｖｒｍｓ１＋、最大値Ｖｒｍｓ２＋となる。同様
に、Ｖｃｏｍｄａｔａから生成されるＶｃｏｍ２は電圧
レベルＶｃｏｍＮ３であり、液晶４２７に印加される電
圧は、ＶｃｏｍＮ３に対するＶｄＬ８（最低輝度時）〜
ＶｄＬ１（最高輝度時）となるから、最小値Ｖｒｍｓ５
＋、最大値Ｖｒｍｓ６＋となる。

【００７０】２ライン目においては、Ｍ信号１０４がハ
イレベルであり、このとき、階調電圧生成回路１１３
は、画素電極駆動データが最低輝度表示データであれば
ＶｄＬ１、最高輝度表示データであればＶｄＬ８を出力
する。さらに、Ｖｃｏｍｄａｔａから生成されるＶｃｏ
ｍ１は電圧レベルＶｃｏｍＰ１であり、液晶４２７に印
加される電圧は、ＶｄＬ１（最低輝度時）〜ＶｄＬ８
（最高輝度時）に対するＶｃｏｍＰ１となるから、最小
値Ｖｒｍｓ１−、最大値Ｖｒｍｓ２−となる。同様に、
Ｖｃｏｍｄａｔａから生成されるＶｃｏｍ２は電圧レベ
ルＶｃｏｍＰ３であり、液晶４２７に印加される電圧
は、ＶｄＬ１（最低輝度時）〜ＶｄＬ８（最高輝度時）
に対するＶｃｏｍＰ３となるから、最小値Ｖｒｍｓ５
−、最大値Ｖｒｍｓ６−となる。

【００７１】３ライン目においては、Ｍ信号１０４がロ
ウレベルであり、このとき、階調電圧生成回路１１３
は、画素電極駆動データが最低輝度表示データであれば
ＶｄＬ８、最高輝度表示データであればＶｄＬ１を出力
する。さらに、Ｖｃｏｍｄａｔａから生成されるＶｃｏ
ｍ１は電圧レベルＶｃｏｍＮ２であり、液晶４２７に印
加される電圧は、ＶｃｏｍＮ２に対するＶｄＬ８（最低
輝度時）〜ＶｄＬ１（最高輝度時）となるから、最小値
Ｖｒｍｓ３＋、最大値Ｖｒｍｓ４＋となる。同様に、Ｖ
ｃｏｍｄａｔａから生成されるＶｃｏｍ２は電圧レベル
ＶｃｏｍＮ４であり、液晶４２７に印加される電圧は、
ＶｃｏｍＮ４に対するＶｄＬ８（最低輝度時）〜ＶｄＬ
１（最高輝度時）となるから、最小値Ｖｒｍｓ７＋、最
大値Ｖｒｍｓ８＋となる。

【００７２】４ライン目においては、Ｍ信号１０４がハ
イレベルであり、このとき、階調電圧生成回路１１３
は、画素電極駆動データが最低輝度表示データであれば
ＶｄＬ１、最高輝度表示データであればＶｄＬ８を出力
する。さらに、Ｖｃｏｍｄａｔａから生成されるＶｃｏ
ｍ１は電圧レベルＶｃｏｍＰ２であり、液晶４２７に印
加される電圧は、ＶｄＬ１（最低輝度時）〜ＶｄＬ８
（最高輝度時）に対するＶｃｏｍＰ２となるから、最小
値Ｖｒｍｓ３−、最大値Ｖｒｍｓ４−となる。同様に、
Ｖｃｏｍｄａｔａから生成されるＶｃｏｍ２は電圧レベ
ルＶｃｏｍＰ４であり、液晶４２７に印加される電圧
は、ＶｄＬ１（最低輝度時）〜ＶｄＬ８（最高輝度時）
に対するＶｃｏｍＰ４となるから、最小値Ｖｒｍｓ７
−、最大値Ｖｒｍｓ８−となる。

【００７３】よって、図１４に示す様に電圧実効値Ｖｒ
ｍｓ１＋からＶｒｍｓ２＋の領域、つまり、対向電極電
圧がＶｃｏｍＮ１の時のドレイン電圧Ｖｄのダイナミッ
クレンジＶｄｗで液晶の電圧輝度特性における第１の領
域の表示が実現出来る。同様に、電圧実効値Ｖｒｍｓ３
＋からＶｒｍｓ４＋の領域、つまり、対向電極電圧がＶ
ｃｏｍＮ２の時のドレイン電圧Ｖｄのダイナミックレン
ジＶｄｗで液晶の電圧輝度特性における第２の輝度領域
の表示が実現出来、電圧実効値Ｖｒｍｓ５＋からＶｒｍ
ｓ６＋の領域、つまり、対向電極電圧がＶｃｏｍＮ３の
時のドレイン電圧ＶｄのダイナミックレンジＶｄｗで液
晶の電圧輝度特性における第２の輝度領域の表示が実現
出来、電圧実効値Ｖｒｍｓ７＋からＶｒｍｓ８＋の領
域、つまり、対向電極電圧がＶｃｏｍＮ４の時のドレイ
ン電圧ＶｄのダイナミックレンジＶｄｗで液晶の電圧輝
度特性における第２の輝度領域の表示が実現出来ること
になる。対向電極電圧がＶｃｏｍＰ１〜ＶｃｏｍＰ４の
時も同様である。

【００７４】よって、図１４に示すような電圧に対する
輝度変化がゆるやかな液晶材料、つまり、最大輝度から
最小輝度までの電圧レベル幅が画素電極駆動回路１０５
の出力するドレイン電圧Ｖｄのダイナミックレンジｖｄ
ｗよりも広い液晶材料を用いた場合でも、十分なコント
ラストが得られることになる。また、第２の実施例も第
１の実施例と同様に対向電極駆動回路４１０は対向電極
バス１３０のすべてにおいて、独立に対向電極値Ｖｃｏ
ｍを設定することが出来るので、ダイナミックレンジＶ
ｄｗの画素電極駆動回路１０５を用いた場合でも、各画
素毎にＶｃｏｍの電圧レベルに応じて、各輝度領域の表
示が同時に実現できる。

【００７５】また、従来では、画素電極駆動回路１０５
の生成出来る階調電圧レベル（本実施例では８レベル）
が表現しうる最大階調数であったが、本実施例では、対
向電極駆動回路４１０の出力する対向電極電圧Ｖｃｏｍ
の電圧レベルが正極性、負極性各々４レベル設定出来る
ことから、おなじ画素電極駆動回路１０５を用いて正極
性、負極性各々３２レベルの階調電圧を生成することが
可能となる。また、画素電極駆動回路１０５を８階調に
限定することなく、本実施例を応用すれば、画素電極駆
動回路の生成できる階調レベル数の２倍の階調数が生成
できる。

【００７６】上記実施例では、１６階調、３２階調につ
いて説明したが、画素電極駆動回路、対向電極駆動回路
の階調数を各々増やすことで、更に全体の階調数を増や
すことができる。具体的には、フルカラー表示には１原
色あたり２５６階調必要とされているが、そのためには
画素電極駆動回路１６階調×対向電極駆動回路１６階
調、同じく３２階調×８階調（またはその逆）、同じく
６４階調×４階調（またはその逆）などの組み合わせが
考えられる。更にどちらかの階調数を増やすことで、更
に多くの階調（カラーの場合は色数）が可能になる。

【００７７】第１、第２の実施例が信号バス１００で転
送される表示データがデジタル信号であることを前提に
話しを進めてきたが、画素電極駆動回路をアナログ処理
する場合に対応する第３の実施例について説明する。

【００７８】図１５は第３の実施例のブロック図で、１
５０１はＰＣ、ＷＳ本体のシステムバス、１５０２は表
示コントローラ、１５０３は表示メモリ、１５０４は表
示メモリバス、１５０５は表示データの上位ビットデジ
タルデータと表示制御信号を転送する信号バス、１５０
６は表示データの下位ビットデジタルデータと表示デー
タに同期したクロックを転送する信号バスである。１５
０７はデジタル表示データをアナログ表示データに変換
するアナログ／デジタル変換回路、１５０８はアナログ
表示データを転送する信号バスである。１５０９は液晶
コントローラ、１５１０は画素電極駆動回路に供給する
アナログ表示データと液晶駆動信号を転送する信号バ
ス、本実施例では、信号バス１５０５で転送される表示
データの上位側ビットが信号バス４０６に転送されるも
のとする。

【００７９】１５１１は画素電極駆動回路であり、画素
電極駆動回路１５１１において、１５１２は信号バス１
５１０で転送されるアナログ表示データを順次取り込み
記憶するサンプリング回路、１５１３はサンプリング回
路１５１２で記憶したアナログ表示データを転送するデ
ータバス、１５１４はデータバス１５１３で転送される
アナログ表示データを同時に取り込み記憶するホールド
回路、１５１５はホールド回路１５１４で記憶したアナ
ログ表示データを転送するデータバス、１５１６はデー
タバス１５１５で転送されるアナログ表示データを入力
して、増幅化する増幅回路、１１７は画素電極駆動回路
１５１１の出力端子で階調電圧であるドレイン電圧Ｖｄ
をＴＦＴ液晶パネルに転送するドレインバスである。

【００８０】液晶コントローラ１５０９は、信号バス１
５０５、１５０８で転送される表示データと表示制御信
号を液晶表示装置を駆動するための表示データ及び液晶
駆動信号に変換する。信号バス１５０８で転送されるア
ナログ表示データに対しては、その転送速度が画素電極
駆動回路１５１１のサンプリング回路１５１２の取り込
み速度よりも速い場合、シリアル／パラレル変換して信
号バス１５１０で転送する。画素電極駆動回路１５１１
は、信号バス１５１０で転送される表示データを実施例
１の図６に記載した様な表示データに同期したクロック
信号ＣＬ２でサンプリング回路１４１２に順次取り込み
記憶する。そして、画素電極駆動回路１５１１は、サン
プリング回路１５１２で記憶したアナログ表示データを
信号バス１５１３に転送する。

【００８１】サンプリング回路１５１２で一水平ライン
分のアナログ表示データを取り込み終わると、つまり、
信号バス１５１３に一水平ライン分のアナログ表示デー
タが現れると、記憶したアナログ表示データを水平同期
の信号ＣＬ１で一水平ライン分同時にホールド回路１５
１４に取り込む。ホールド回路１５１４で記憶したアナ
ログ表示データは信号バス１５１５を介して増幅回路１
５１６に転送され、増幅回路１５１６ではアナログ表示
データを増幅してドレイン電圧を生成し、ドレインバス
１１７に出力する。対向電極駆動回路４１０の動作、及
び液晶４２７に電圧を印加する動作に関しては第１の実
施例と同様である。

【００８２】よって、アナログ表示データを扱う画素電
極駆動回路１５１１を用いた場合でも、第１の実施例と
同様に輝度変化がゆるやかな液晶材料、つまり、最大輝
度から最小輝度までの画素電極駆動回路の生成できるド
レイン電圧ダイナミックレンジＶｄｗより、２倍以上の
電圧レベル幅が必要な液晶材料を用いた場合でも、十分
なコントラストが得られることになる。なお、本実施例
において、すべての表示データをアナログ化して送り出
し、液晶表示装置側で一旦デジタル化して画素電極駆動
データとなる最上位ビットだけ分離して、再びアナログ
化してもよい。また、すべての表示データをデジタル化
して送り出し、液晶表示装置側で、画素電極駆動データ
となる最上位ビットを分離した後アナログ化してもよ
い。

【００８３】なお、上記各実施例では、横６４０ドット
×縦４８０ドットの白黒液晶パネルについて説明した
が、これは一例であって、横方向のドット数、縦方向の
ドット数が変化しても、同様に本発明を適用できること
はいうまでもない。また、上記各実施例では、液晶の印
加電圧が低い程、つまり、ドレイン電圧Ｖｄが対向電極
電圧Ｖｃｏｍに近いほど輝度が高い、すなわち光の透過
率が高いノーマリホワイト液晶で説明したが、この逆
に、ドレイン電圧Ｖｄが対向電極電圧Ｖｃｏｍに近いほ
ど輝度が低い、すなわち光の透過率が低いノーマリブラ
ック液晶を用いた場合でも、同様に実現可能である。す
なわち、ドレイン電圧Ｖｄと表示データの関係、それと
対向電極電圧と表示データとの関係をそれぞれ逆にすれ
ばよい。

【００８４】また、上記各実施例では、白黒表示につい
て説明したが、上述の構成をＲＧＢ３原色について各々
設けることで、カラー表示も可能である。この場合、本
発明の液晶表示装置と、パソコン等の表示制御部とのイ
ンタフェースは、従来と同じでよい。

【００８５】更に、カラー表示時において、対向電極駆
動電圧に対して原色別にオフセット値をあらかじめ与え
ておくことで、色補正機能を持たせることが可能にな
る。具体的に説明すると、図７の構成において、あらか
じめＶｃｏｍ４２４を、値を少しずつ変えて何組か作っ
ておくとともに、色別に補正値を記憶するレジスタ等を
設けておく。表示する際に補正値をパソコン等の表示制
御部から設定しておき、それを用いて色毎にＶｃｏｍ４
２４を一組選択することで補正が可能になる。または、
Ｖｃｏｍ４２４を細かく何段階にも作っておき、上記補
正値によって、その中のある値の電圧が組で選ばれるよ
うにしておく。その電圧の組の中から、対向電極駆動デ
ータに応じて電圧値を選ぶようにすればよい。同じ原色
に対しては同じ補正値の組が有効になるようにすれば、
色補正が可能になる。

【００８６】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、十
分なコントラスト特性が得るための電圧幅が、階調電圧
を生成する画素電極駆動回路の出力ダイナミックレンジ
幅より広い電圧輝度特性を有する液晶材料を用いた場合
でも、各画素毎に対向電極の電圧レベルを制御する事が
可能になるので、前記画素電極駆動回路を用いて十分な
コントラスト、階調数を得る事が出来る効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の液晶表示装置の構成図である。

【図２】従来の階調電圧印加動作の説明図である。

【図３】ＴＦＴ液晶パネルの電圧輝度特性図である。

【図４】本発明の液晶表示装置の構成図である。

【図５】本発明の画素電極駆動回路の動作の説明図であ
る。

【図６】本発明の走査回路の動作の説明図である。

【図７】本発明の第１の実施例における対向電極駆動回
路のブロック図である。

【図８】本発明の第１の実施例における対向電極駆動回
路の動作の説明図である。

【図９】本発明の第１の実施例における階調電圧印加動
作の説明図である。

【図１０】本発明の第１の実施例における電圧輝度特性
図である。

【図１１】本発明の第２の実施例における対向電極駆動
回路のブロック図である。

【図１２】本発明の第２の実施例における対向電極駆動
回路の動作の説明図である。

【図１３】本発明の第２の実施例における階調電圧印加
動作の説明図である。

【図１４】本発明の第２の実施例における電圧輝度特性
図である。

【図１５】本発明の液晶表示装置の第３の実施例におけ
る装置構成図である。

【符号の説明】

１００…信号バス、 １０１…液晶コ
ントローラ、１０２…信号バス、 １
０３…信号バス、１０４…Ｍ信号、
１０５…画素電極駆動回路、１０６…走査回路、
１０７…電源回路、１０８…ＴＦＴ液晶
パネル、 １０９…記憶回路、１１０…データ
バス、 １１１…記憶回路、１１２…デ
ータバス、 １１３…階調電圧生成回
路、１１４…ドレインバス、 １１５…シ
フトレジスタ、１１６…データバス、
１１７…レベルシフタ、１１８…ゲートバス、
１１９…電源バス、１２０…電源バス、
１２１…電源バス、１２２…ＴＦＴ、
１２３…液晶、１２４…ソース電極、
４０１…信号バス、４０２…液晶コン
トローラ、 ４０３…信号バス、４０６…信号
バス、 ４０９…電源回路、４１０…
対向電極駆動回路、 ４１１…ＴＦＴ液晶パネ
ル、４２２…電源バス、 ４２３…電
源バス、４２４…電源バス、 ４２５
…対向電極バス、４２６…ＴＦＴ、
４２７…液晶、４２８…ソース電極、
４２９…対向電極、７０１…記憶回路、
７０２…データバス、７０３…記憶回路、
７０４…データバス、７０５…レベルシフ
タ、 ７０６…Ｍ信号、７０７…データ、
７０８…反転ゲート回路、７０９
…Ｍ信号、 ７１０…デコード回
路、７１１…デコーダ、 ７１２…信
号バス、７１３…電圧選択回路、 ７１４
…電圧セレクタ、１１０１…記憶回路、
１１０２…データバス、１１０３…記憶回路、
１１０４…データバス、１１０５…レベルシ
フタ、 １１０６…Ｍ信号、１１０７…デー
タ、 １１０８…反転ゲート回路、１
１０９…Ｍ信号、 １１１０…デコー
ド回路、１１１１…デコーダ、 １１１
２…信号バス、１１１３…電圧選択回路、
１１１４…電圧セレクタ。

フロントページの続き (72)発明者 工藤 泰幸 神奈川県川崎市麻生区王禅寺1099番地株式 会社日立製作所システム開発研究所内 (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

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】画素電極部と液晶と対向電極で構成された
   画素部を複数備えて同じ表示データに対応した電圧が同
   時に供給される画素部列を複数備えた液晶パネルと、 入力された表示データから生成した画素電極駆動データ
   を画素電極駆動電圧に変換して、複数の前記画素部列に
   供給する画素電極駆動手段と、 前記入力された表示データから生成した対向電極駆動デ
   ータを対向電極駆動電圧に変換して、複数の前記画素部
   列に供給する対向電極駆動手段とを備えたことを特徴と
   する液晶表示装置の駆動回路。
2. 【請求項２】前記液晶表示装置の駆動回路は、前記画素
   部列の前記複数の画素電極部のうち、同時には一つを選
   択する走査手段を備え、 前記複数の画素電極部はそれぞれ、画素電極と、前記走
   査手段から選択された場合に前記画素電極駆動電圧を前
   記画素電極に供給するスイッチング素子とからなること
   を特徴とする請求項１記載の液晶表示装置の駆動回路。
3. 【請求項３】前記対向電極駆動手段において、 前記画素電極駆動手段が同時に画素電極駆動電圧を供給
   する画素部列の数と同じ数のデータを記憶する記憶手段
   と、記憶手段に記憶したデータに応じて対向電極駆動電
   圧を選択して出力する選択手段とで構成する対向電極動
   手段を有することを特徴とする請求項１または２記載の
   液晶表示装置の駆動回路。
4. 【請求項４】前記画素電極駆動手段は、複数の画素部列
   に異なる画素電極駆動データを同時に供給し、 前記対向電極駆動手段は、複数の画素部列に異なる対向
   電極駆動データを同時に供給することを特徴とする請求
   項１ないし３いずれか一に記載の液晶表示装置の駆動回
   路。
5. 【請求項５】前記画素電極駆動手段と、前記対向電極駆
   動手段は、同じ表示データから分離し、生成した、画素
   電極駆動電圧と、対向電極駆動電圧を同時に液晶パネル
   に出力することを特徴とする請求項１ないし４いずれか
   一に記載の液晶表示装置の駆動回路。
6. 【請求項６】画素電極駆動手段と、対向電極駆動手段と
   は、 前記液晶に周期的に正極性と負極性の電圧を印加するこ
   とを制御する交流化信号に応じて、 出力する画素電極駆動電圧と、対向電極駆動電圧を変化
   させることを特徴とする請求項１ないし５いずれか一に
   記載の液晶表示装置の駆動回路。
7. 【請求項７】前記対向電極駆動手段は、 前記液晶に正極性と負極性の電圧を印加することを制御
   する交流化信号を画素データとして、取り込み、液晶対
   向電圧を生成することを特徴とする請求項１ないし６い
   ずれか一に記載の液晶表示装置の駆動回路。
8. 【請求項８】前記液晶の最大輝度と最少輝度が得られる
   電圧範囲は、 前記画素電極駆動電圧の電圧変化範囲と前記対向電極駆
   動電圧の電圧変化範囲それぞれより広く、 前記画素電極駆動電圧と前記対向電極駆動電圧との電位
   差の変化範囲にほぼ等しく、 前記画素電極駆動電圧と前記対向電極駆動電圧との最大
   電位差より小さいことを特徴とする請求項１ないし７い
   ずれか一に記載の液晶表示装置の駆動回路。
9. 【請求項９】前記対向電極駆動手段は、 前記液晶に印加する電圧に応じた輝度範囲を２つ以上の
   領域に分け、この輝度領域に応じて、各対向電極に供給
   する対向電極駆動電圧を変化させることを特徴とする請
   求項１ないし８いずれか一に記載の液晶表示装置の駆動
   回路。
10. 【請求項１０】画素電極と対向電極との間に発生する電
    界で液晶を制御する画素部を複数備えた液晶表示装置の
    駆動方法であって、 入力された表示データを画素電極駆動データと、対向電
    極駆動データに分け、 前記画素電極駆動データを前記画素電極に供給し、 前記対向電極駆動データを前記対向電極に供給し、 前記画素電極と前記液晶対向電極との間に生成される電
    界で液晶を駆動することを特徴とする液晶表示装置の駆
    動方法。