JPH09244593A

JPH09244593A - 液晶駆動回路

Info

Publication number: JPH09244593A
Application number: JP5788696A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Sekine; 浩之関根
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 1996-03-14
Filing date: 1996-03-14
Publication date: 1997-09-19

Abstract

(57)【要約】【課題】フレーム間引き法を用いた液晶駆動回路にお
いて、階調レベル数が増加しても適正な階調表示が可能
な液晶駆動回路を提供することを目的とする。【解決手段】液晶表示パネル７を走査信号及び表示信
号により駆動し、所定数のフレームを１周期とし、各周
期毎に表示データの表示階調数に対応するフレームの表
示を間引いて表示データの階調表示を行う液晶駆動回路
１において、４階調の表示データをフレームメモリ４の
３つのフレームメモリに記憶し、タイミング制御回路２
は、タイムレジスタＴ１〜Ｔ３に記憶された時間データ
に基づき、各フレームを表示する際の走査信号発生タイ
ミングを制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶駆動回路に関
し、詳細には、フレーム間引き法ＦＲＣ（FrameRate Co
ntrol）により階調表示を行う液晶駆動回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】近時、液晶表示装置は、液晶の普及に伴
って、白と黒の２値表示だけでなく、「白」と「黒」の
中間状態を表示する多階調表示を行うことによって、表
現実感を向上させている。

【０００３】この中間状態を幾つかのレベルに区切るか
を階調数といい、この階調数が多くなればなるほど多種
の画像を表現することが可能となる。

【０００４】このような高階調表示としては、従来、例
えば、ＳＴＮ（Super Twisted Nematic）型の液晶セル
を使用した場合、複数のフレームを１周期として１つの
表示データを表示する際に、液晶を点灯させる回数を変
えることにより階調表現するフレーム間引き法ＦＲＣ
（Frame Rate Control）が用いられている。

【０００５】かかるフレーム間引き法は、例えば、フレ
ーム数を３フレームとすると、３フレームのうち０回、
１回、２回、３回と階調レベル数に応じて選択回数を変
えることによって画素にかかる実効電圧を変化させ階調
表示を行うものである。

【０００６】即ち、フレーム間引き法によれば、ｍ個の
フレームを１つの単位とした場合、ある表示画素に着目
した時に、ｍ回の走査の時にｎ回（０≦ｎ≦ｍ）選択す
ることにより、最大ｍ＋１の階調表示を実現することが
可能となる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たフレーム間引き法にあっては各階調における実効電圧
差は等分になるが、液晶は一般に、図４に示す如く、駆
動実効電圧に対する透過光特性が非線形であるため、階
調レベル数が増加するにつれて、この非線形性のため
に、各階調間の透過光率の差が不均一となると共に、部
分的には各階調間の差分が小さくなり、明度の差が判別
しにくくなってしまうという問題がある。

【０００８】そこで、本発明は、上記課題を解決すべく
なされたものであり、フレーム間引き法を用いた液晶駆
動回路において、階調レベル数が増加しても適正な階調
表示が可能な液晶駆動回路を提供することを目的とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の液晶駆動
回路は、液晶表示パネルを走査信号及び表示信号により
駆動し、所定数のフレームを１周期とし、各周期毎に表
示データの表示階調数に対応するフレームの表示を間引
いて表示データの階調表示を行う液晶駆動回路であっ
て、表示信号に担わしめる表示データを記憶する複数の
フレームメモリと、各フレームに対応した時間データを
記憶する時間データ記憶手段と、前記時間データ記憶手
段に記憶された時間データに基づき各フレームを表示す
る際の走査信号発生タイミングを制御するタイミング制
御手段と、を備えたことを特徴とする。

【００１０】即ち、請求項１記載の液晶駆動回路によれ
ば、液晶表示パネルを走査信号及び表示信号により駆動
し、所定数のフレームを１周期とし、各周期毎に表示デ
ータの表示階調数に対応するフレームの表示を間引いて
表示データの階調表示を行う液晶駆動回路であって、複
数のフレームメモリに表示データを記憶すると共に、時
間データ記憶手段に各フレームに対応した時間データを
記憶し、タイミング制御手段は、時間データ記憶手段に
記憶された時間データに基づき各フレームを表示する際
の走査信号発生タイミングを制御する。

【００１１】従って、フレーム間引き方式において、各
フレームの１画素あたりの選択時間を制御可能となり、
各フレーム毎に適宜な選択時間を設定することにより、
液晶の駆動実効電圧と光透過率の非線形特性による各階
調間の明度の差が小さくなる現象を回避可能となり、液
晶の適正な階調表示が可能となる。

【００１２】また、この場合、請求項２記載の発明の如
く、前記タイミング制御手段は、前記時間データ記憶手
段に記憶された時間データがセットされ、かつ、当該時
間データをダウンカウントして所定数カウントする毎
に、走査タイミング信号を出力する走査タイミング信号
生成手段と、前記走査タイミング信号をカウントしてフ
レーム番号を指定するフレーム番号指定手段と、前記フ
レーム番号指定手段により指定されたフレーム番号に対
応する時間データを前記時間データ記憶手段から選択し
て前記走査タイミング信号生成手段にセットする時間デ
ータ設定手段と、を備えたことが有効である。

【００１３】即ち、請求項２記載の液晶表示回路によれ
ば、タイミング制御手段は、走査タイミング信号生成手
段と、フレーム番号指定手段と、及び時間データ設定手
段とを含み、走査タイミング信号生成手段は、時間デー
タ記憶手段に記憶された時間データがセットされ、か
つ、当該時間データをダウンカウントして所定数カウン
トする毎に、走査タイミング信号を出力し、フレーム番
号指定手段は、走査タイミング信号をカウントしてフレ
ーム番号を指定し、時間データ設定手段は、フレーム番
号指定手段により指定されたフレーム番号に対応する時
間データを時間データ記憶手段から選択して走査タイミ
ング信号生成手段にセットする。

【００１４】従って、請求項１記載の発明の効果に加え
て、簡単な回路構成で、液晶の適正な階調表示が可能と
なる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を図面を参照しつつ説明する。図１〜図３は、本発明の
実施の形態に係る液晶駆動回路を説明するための図であ
る。

【００１６】先ず、構成を説明する。

【００１７】図１は、液晶駆動回路１の構成を示すブロ
ック図であり、フレーム間引き法によって階調表示する
液晶駆動回路を示したものである。本実施の形態では、
４階調の表示データを３フレームを１サイクルとして表
示する例を示す。図２は、液晶駆動回路１の各部の信号
のタイミング図であり、図３は４階調表示を行う場合の
各フレームの組み合わせ図である。

【００１８】図１において、液晶駆動回路１は、タイミ
ング制御回路２、データ読出回路３、フレームメモリ
４、走査電極駆動回路５、信号電極駆動回路６、及び液
晶表示パネル７等から構成されており、さらに、タイミ
ング制御回路２は、タイミング信号発生回路２１、カウ
ンタ２２、ラインカウンタ２３、ＦＬＭ生成回路２４、
ＦＬＭ番号回路２５、セレクタ２６、及びタイムレジス
タＴ１〜Ｔ３から構成されている。

【００１９】液晶表示パネル７は、ここでは、単純マト
リックス型の液晶表示パネルが使用されており、複数の
走査電極（コモン電極）Ｘ１〜Ｘｍと複数の信号電極
（セグメント電極）Ｙ１〜ＹｎとがＳＴＮ（Super Twis
ted Nematic）液晶層を挟んで対向配置されて、マトリ
ックス状に配置されている。そして、液晶表示パネル７
は、後述する走査電極（コモン電極）駆動回路５及び信
号電極（セグメント電極）駆動回路６から供給される走
査（コモン）信号及び表示（セグメント）信号により、
順次走査電極Ｘ１〜Ｘｍ及び信号電極Ｙ１〜Ｙｎが選択
駆動され、３フレームを１サイクルとして、表示データ
に応じた階調表示がなされる。

【００２０】走査電極駆動回路５は、上記タイミング制
御回路２から供給される図２（Ｂ）の如き走査タイミン
グ信号ＣＬ１及び図２（Ａ）の如きフレームタイミング
信号ＦＬＭに基づいて、走査信号を順次走査電極Ｘ１〜
Ｘｍに出力することにより、走査電極Ｘ１〜Ｘｍを順次
選択駆動する。

【００２１】信号電極駆動回路６は、たとえば、２値レ
ベルドライバからなり、タイミング制御回路２から供給
される図２（Ｃ）の如きクロック信号ＣＬ２に基づい
て、データ読出回路３から供給されるシリアルの表示デ
ータを取込み、取込んだデータに応じた表示信号を信号
電極Ｙ１〜Ｙｎに供給する。

【００２２】タイミング制御回路２は、液晶表示パネル
７を表示制御するための各種タイミング信号を生成し
て、データ読出回路３、走査電極駆動回路５、及び信号
電極駆動回路６に供給する。

【００２３】具体的には、タイミング信号生成回路２１
は、基本クロックＣＫを生成してカウンタ２２に供給す
ると共に、図２（Ｃ）の如きクロック信号ＣＬ２を生成
してデータ読出回路３及び信号電極駆動回路６に供給す
る。

【００２４】カウンタ２２は、データロード機能付き同
期式ダウンカウンタからなり、セレクタ２６から供給さ
れる時間データを、タイミング信号発生回路２１から供
給される基本クロックＣＫに同期して、ダウンカウント
し、カウント値が「０」になる毎に、図２（Ｂ）の如き
走査タイミング信号ＣＬ１を走査電極駆動回路５及びデ
ータ読出回路３に供給する。この走査タイミング信号Ｃ
Ｌ１の周期に基づいて各フレームの走査電極の選択時間
が設定される。

【００２５】ラインカウンタ２３は、カウンタ２２から
供給される図２（Ｂ）の如き走査タイミング信号ＣＬ１
を所定数（液晶パネル７の走査電極数ｍ）カウントする
毎に、タイミング信号をＦＬＭ生成回路２４に供給す
る。

【００２６】ＦＬＭ生成回路２４は、ラインカウンタ２
３から供給されるタイミング信号に基づいて、図２
（Ａ）の如きフレームタイミング信号ＦＬＭを生成し
て、走査電極駆動回路５、データ読出回路３、及びフレ
ーム番号回路２５に供給する。つまり、フレームタイミ
ング信号ＦＬＭは表示されるフレームの切換え時に出力
されることになる。ここで、フレームタイミング信号Ｆ
ＬＭが出力されると、ラインカウンタ２３のカウンタ値
はリセットされて「０」に設定される。

【００２７】ＦＬＭ番号回路２５は、フレーム生成回路
２４から供給される図２（Ａ）の如きフレームタイミン
グ信号ＦＬＭが供給される毎に、フレーム番号１〜３を
順次選択してセレクタ２６に供給する。即ち、ＦＬＭ番
号回路２５は、フレームタイミング信号ＦＬＭが供給さ
れる度に、フレーム番号１、２、３、１、２、３、１・
・・・・を順次セレクタ２６に供給する。

【００２８】セレクタ２６は、ＦＬＭ番号回路２５から
供給されるフレーム番号に応じて、タイムレジスタＴ１
〜Ｔ３から時間データを選択して、選択した時間データ
をカウンタ２２に供給する。すなわち、セレクタ２６
は、ＦＬＭ番号回路２５からフレーム番号１、２、３が
供給されると、夫々タイムレジスタＴ１、Ｔ２、Ｔ３に
記憶された時間データをカウンタ２２にセットする。

【００２９】タイムレジスタＴ１〜Ｔ３は、各フレーム
（フレーム番号１〜３）の走査電極を駆動する選択時間
の時間データを記憶するレジスタであり、フレーム番号
１、２、３、に夫々対応させて、タイムレジスタＴ１、
Ｔ２，Ｔ３に時間データが設定されている。タイムレジ
スタＴ１〜Ｔ３は、フレーム番号回路２５から供給され
るフレーム番号に応じて、セレクタ２６により選択され
る。このフレーム番号に対応して設定された時間データ
は、各フレームの１走査電極の駆動時間となる。

【００３０】フレームメモリ４は、第１、第２及び第３
の３つのフレームメモリから構成され、各フレームメモ
リは液晶表示パネル７の画素に対応したデータを記憶す
る。このフレームメモリは、図示しない画像メモリに記
憶された４階調の表示データを、２値（１ビット）デー
タ単位で３つのフレームメモリ（第１〜第３フレームメ
モリ）に記憶する。例えば、図３に示すように、表示色
が、白、淡灰、濃灰、及び黒の４階調（２ビット）の表
示データが、各画素について各フレーム（第１〜第３フ
レーム）に２値（１ビット）データ単位で記憶され、こ
れら３フレームを１サイクルとして表示データが合成表
示されることになる。

【００３１】データ読出回路３は、タイミング制御回路
２から供給される図２（Ｂ）の如き走査タイミング信号
ＣＬ１、図２（Ｃ）の如きクロック信号ＣＬ２，及び図
２（Ａ）の如きフレームタイミング信号ＦＬＭに応じ
て、フレームメモリ４の対応するフレームメモリ１〜３
から２値データを読出して、信号電極駆動回路６に供給
する。

【００３２】次に、この液晶駆動回路の動作を説明す
る。尚、説明はフレームタイミング信号ＦＬＭが出力し
てフレーム１の表示に切り替わるところから始める（図
２参照）。

【００３３】フレームタイミング信号ＦＬＭがＦＬＭ生
成回路２４から出力されると、データ読出し回路３はフ
レーム１からのデータ読出しを行うように切換えられ、
クロックＣＬ２に従って走査電極Ｘ1に対応した１ライ
ンの表示データ（セグメント信号データ）が信号電極駆
動回路６に送り込まれる。

【００３４】一方、ＦＬＭ番号回路２５はセレクタ２６
にフレーム番号１を与えるようになるので、タイムレジ
スタＴ１に記憶された時間データがセレクタ２６を介し
てカウンタ２３にセットされる。そしてカウンタ２２は
このセットされた時間をカウントすると走査タイミング
信号ＣＬ１を出力し、この走査タイミング信号ＣＬ１の
出力により次の走査電極Ｘ2に対応する１ラインの表示
データが信号電極駆動回路６に取り込まれることにな
る。つまり、走査タイミング信号ＣＬ１の周期が１走査
の時間になり、走査タイミング信号ＣＬ１の出力が次の
１ラインの表示データの取込みタイミングを指定するこ
とになる。

【００３５】このようにして走査電極Ｘｍまでの表示処
理を行うとラインカウンタ２３から信号が出力され、Ｆ
ＬＭ生成回路２４はフレームタイミング信号ＦＬＭを出
力する。これにより、次はフレーム２の表示に切換わ
り、タイムレジスタＴ２の時間データがカウンタ２２に
セットされ、フレーム２に記憶されたデータについて上
記と同じ動作で表示処理が為される。

【００３６】そしてフレーム２の表示が終了すると同様
にしてフレーム３の表示データがタイムレジスタＴ３の
記憶時間に基づいて表示処理される。フレーム３につい
ての表示を終了するとフレーム１の処理に戻り、以降こ
れらの処理を繰り返す。

【００３７】以上説明したように、本実施の形態では、
フレーム間引き法によって階調表示する液晶駆動回路に
おいて、表示データを２値データ単位で複数のフレーム
メモリに記憶し、また、この各フレームに対応した時間
データをタイムレジスタに記憶し、各フレームを表示す
る際に、この時間データに対応した選択時間で走査電極
を駆動し、そして複数フレームを１サイクルとして表示
データに応じた階調表示を行う構成である。

【００３８】その結果、フレーム間引き方式における各
フレームの１画素あたりの選択時間を制御可能となり、
各フレーム毎に適宜な選択時間を設定することにより、
液晶の駆動実効電圧と光透過率の非線形特性による各階
調間の明度の差が小さくなる現象を回避可能となり、適
正な階調表示が可能となる。

【００３９】尚、上記した実施の形態では、４階調の表
示データを表示するために３フレームを１サイクルとし
たが、本発明はこれに限られるものではなく、例えば、
８階調や、１６階調の表示データを表示するために、７
フレームや１５フレームを１サイクルとして表示しても
良い。

【００４０】また、上記した実施の形態では、液晶とし
てＳＴＮ液晶を用いたが本発明はこれに限定されるもの
ではなく、例えば、ＴＮ（Twisted Nematic）液晶を用
いても良い。

【００４１】また、上記した実施の形態では、白黒表示
の例について説明したが、本発明はカラー表示について
も適用可能であることは言うまでもない。

【００４２】また、上記した実施の形態において、更
に、温度検出手段を設けて、液晶の光透過率の温度変化
を自動的に補正する構成としても良い。

【００４３】

【発明の効果】請求項１記載の液晶駆動装置によれば、
フレーム間引き制御法によって階調表示する液晶駆動装
置において、表示データを複数のフレームメモリに記憶
し、また、この各フレームに対応した時間データを記憶
し、各フレームを表示する際に、この時間データに対応
した時間、走査電極を選択する構成である。その結果、
フレーム間引き方式における各フレームの１画素あたり
の選択時間を制御可能となり、各フレーム毎に適宜な選
択時間を設定することにより、液晶の駆動実効電圧と光
透過率の非線形特性による各階調間の明度の差が小さく
なる現象を回避可能となり、適正な階調表示が可能とな
る。

【００４４】また、請求項２記載の液晶駆動装置によれ
ば、請求項１記載の発明の効果に加えて、簡単な回路構
成で、適正な液晶の階調表示が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態に係る液晶駆動回路の全体構成を
示すブロック図。

【図２】図１の液晶駆動回路の各部の信号のタイミング
図。

【図３】４階調表示を行う場合の各フレームの組み合わ
せ図。

【図４】液晶の駆動実効電圧に対する透過光特性を示す
図。

【符号の説明】

１液晶駆動装置２タイミング生成回路２１タイミング信号発生回路２２ラインカウンタ２４ＦＬＭ生成回路２５ＦＬＭ番号回路２６セレクタＴ１タイムレジスタＴ２タイムレジスタＴ３タイムレジスタ３データ読出回路４フレームメモリ５走査電極駆動回路６信号電極駆動回路７液晶表示パネル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】液晶表示パネルを走査信号及び表示信号に
より駆動し、所定数のフレームを１周期とし、各周期毎
に表示データの表示階調数に対応するフレームの表示を
間引いて表示データの階調表示を行う液晶駆動回路であ
って、表示信号に担わしめる表示データを記憶する複数のフレ
ームメモリと、各フレームに対応した時間データを記憶する時間データ
記憶手段と、前記時間データ記憶手段に記憶された時間データに基づ
き各フレームを表示する際の走査信号発生タイミングを
制御するタイミング制御手段と、を備えたことを特徴とする液晶駆動回路。
【請求項２】前記タイミング制御手段は、前記時間データ記憶手段に記憶された時間データがセッ
トされ、かつ、当該時間データをダウンカウントして所
定数カウントする毎に、走査タイミング信号を出力する
走査タイミング信号生成手段と、前記走査タイミング信号をカウントしてフレーム番号を
指定するフレーム番号指定手段と、前記フレーム番号指定手段により指定されたフレーム番
号に対応する時間データを前記時間データ記憶手段から
選択して前記走査タイミング信号生成手段にセットする
時間データ設定手段と、を含むことを特徴とする請求項１記載の液晶駆動回路。