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JP2004093666A - Liquid crystal driving device and liquid crystal driving method - Google Patents

Liquid crystal driving device and liquid crystal driving method Download PDF

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Publication number
JP2004093666A
JP2004093666A JP2002251520A JP2002251520A JP2004093666A JP 2004093666 A JP2004093666 A JP 2004093666A JP 2002251520 A JP2002251520 A JP 2002251520A JP 2002251520 A JP2002251520 A JP 2002251520A JP 2004093666 A JP2004093666 A JP 2004093666A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
display
frames
frame
gradation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2002251520A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tatsuhiko Yonekawa
米川 達彦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Casio Computer Co Ltd
Original Assignee
Casio Computer Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Casio Computer Co Ltd filed Critical Casio Computer Co Ltd
Priority to JP2002251520A priority Critical patent/JP2004093666A/en
Publication of JP2004093666A publication Critical patent/JP2004093666A/en
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  • Liquid Crystal Display Device Control (AREA)
  • Transforming Electric Information Into Light Information (AREA)
  • Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)

Abstract

【課題】単純マトリックス形の液晶表示パネルを駆動する液晶駆動装置で、駆動回路系の負担が偏ってしまうのを軽減し、液晶表示パネル個体の有するγ特性にも対応して適正な中間階調表示を実現する。
【解決手段】液晶表示パネルを隣接した走査電極範囲に対応して例えば4つのエリアA〜Dに分割すると共に、各画素を表示する1表示期間を例えば4つのフレーム(frame)0〜3に分割し、分割した各エリアA〜D毎に異なるフレームを選択するように分割した複数のフレーム中の各1フレームでPWMに基づいた階調表示(PWM0〜15)を行ない、且つ他のフレームではフレーム単位での2値(ON/OFF)表示を行なうことで、1表示期間を構成する4つのフレーム0〜3全体で階調表示を行なう。
【選択図】  図4
A liquid crystal driving device for driving a simple matrix type liquid crystal display panel, which reduces a bias in a driving circuit system and has an appropriate intermediate gradation corresponding to a γ characteristic of the liquid crystal display panel itself. Realize the display.
A liquid crystal display panel is divided into, for example, four areas A to D corresponding to adjacent scanning electrode ranges, and one display period for displaying each pixel is divided into, for example, four frames 0 to 3. Then, gradation display (PWM0 to PWM15) based on PWM is performed in each of a plurality of divided frames so as to select a different frame for each of the divided areas A to D, and in other frames, By performing binary (ON / OFF) display in units, gradation display is performed on the entire four frames 0 to 3 constituting one display period.
[Selection diagram] Fig. 4

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特に単純マトリックス形の液晶駆動装置及び液晶駆動方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
TN(Twisted Nematic)液晶やSTN(Super Twisted Nematic)液晶を用いた単純マトリックス形の液晶表示装置で中間階調表示を行なう方法には、大きく分けてFRC(Frame Rate Control:フレーム間引き)法とPWM(Pulse Width Modulation:パルス幅変調)法の2つがある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上記FRC法は、液晶表示パネル自体には各画素毎にオン/オフの2値表示のものを使用し、1画素の表示期間を複数フレームに分割してフレーム単位でオン/オフを制御することにより中間階調を実効値で駆動表示するものであり、完全なオン(1)/オフ(0)を含めて、例えば4階調を表示するためには1画素を3フレームで、また16階調を表示するためには1画素を15フレームで、というように、n階調を表示するためには1画素を「n−1」フレームに時間的に分割する必要がある。
【0004】
したがって、例えば16階調表示で階調「1/16」を表示する場合には、1画素の表示期間を15フレームに分割してそのうちの1フレームのみオン表示するものこととなるもので、このような表示によりフリッカが発生する。
【0005】
このフリッカの発生を防止する策としては、フレーム周波数を上げることが考えられるが、そうすると、今度はFRC法の特徴である低消費電力である点が損なわれてしまうという不具合がある。
【0006】
一方、上記PWM法は、液晶表示装置の走査電極の選択期間を、表示したい階調数から1減じた数で分割される信号電極の信号幅によって可変駆動することで、液晶に印加される実効値を制御して階調表示を行なうものである。
【0007】
したがって、表示したい階調数を増やすと走査電極の選択期間を分割する数が増えるので、制御回路に使用する駆動クロックの周波数が大きくなり、やはり消費電力が増加してしまうという不具合を生じる。
【0008】
そこで、FRC法による階調表示回路と、PWM法による階調表示回路の2つを持ち、特定のフレームのみPWM法による駆動をする一方で、その他のフレームではFPC法による駆動を行なうものとして、双方の駆動方式を組合わることが考えられる。
【0009】
図6は、FRCとPWMを組合わせて4ビット16階調を4フレームで駆動するものとした場合の、液晶表示パネルの各画素位置で1画素分の表示データを表示する4つのフレーム期間に実際に印加される信号の内容を示すものである。
【0010】
図中、frame0〜3は、4つの各フレームに対応したタイミングでそれぞれオンとなるフレーム期間であり、PWM0〜PWM15の各信号は、第4フレーム期間「frame3」で中間階調である階調「0」〜「15」に対応したパルス幅を有する信号である。
【0011】
なお、階調信号level15はframe0〜3に渡って常時オンとなるものとし、あわせて階調信号level0はframe0〜3に渡って常時オフとなるものとする。
【0012】
したがって、階調信号level15で使用するPWM15は1フレームに渡って常時オンとなる信号、階調信号level0で使用するPWM0は1フレームに渡って常時オフとなる信号であるものとし、これらの信号は中間階調信号としては生成しないこととする。
【0013】
上述した如く4つのフレーム期間中の3つ、frame0〜2では、通常のFRC法と同様にフレーム単位でのオン/オフのみにより階調表示を行なう。
【0014】
その一方、4番目の最終フレームであるframe3では、図7に示すようなPWM0〜15の計16階調のPWM信号を与えるものとする。
【0015】
この場合、PWM0は1フレームを15分割したframe3の期間中を通してずっとオフ(0(ゼロ))となるものであり、frame0〜2におけるオフに等しい。
【0016】
反対に、PWM15は1フレームを15分割したframe3の期間中を通してずっとオン(1)となるものであり、frame0〜2におけるオンに等しい。
【0017】
例えば、16階調中で2番目に高い階調の表示を指示する階調信号Level14によれば、1フレームを15分割した価値度を表わす最小単位を「1」とすれば、
15(frame0)+15(frame1)+ 15(frame2)+11(frame3:PWM11) でフル階調「60/60」(60=15×4)に対する中間調「56/60」を表示するものとなる。
【0018】
同様に、階調信号Level13によれば、
15(frame0)+15(frame1)+ 15(frame2)+7(frame3:PWM7)
で中間調「52/60」を表示する。
【0019】
このように、全16階調を4フレームで表現する駆動を実現できるため、単純なFRC法に比してはるかに小さいフレーム周波数としながらも多階調表示ができ、且つPWM法のみを用いる場合に比して消費電力を格段に低減することができる。
【0020】
したがって、各画素で表示すべき表示データに対応して上記階調信号Level14〜1をデコードするものとすれば、容易に消費電力を低く抑えながら、多階調を有する高画質の画像を表示することが可能となる。
【0021】
こうした駆動方式を採ることで、ある程度消費電力を低く抑え、且つフリッカの発生を防止しながら、多数の階調を有する高画質の画像を表示することが可能となる。
【0022】
しかしながらこの駆動方式では、FRC表示とPWM表示との負荷の差が大きく、全表示期間毎に特定のフレームでPWM法による駆動を行なうことで電源回路に負担をかけることになる。
【0023】
また、この駆動方法では、液晶表示パネルのγ特性に応じた各階調毎の印加電圧の補正が困難であった。
【0024】
本発明は上記のような実情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、なるべく消費電力を低く抑え、フリッカの発生を防止しながら多数の階調を有する高画質の画像を表示すると共に、駆動回路系の負担が偏ってしまうのを軽減し、液晶表示パネルが有するγ(ガンマ)特性にも対応して適正な中間階調表示を実現することが可能な液晶駆動装置及び液晶駆動方法を提供することにある。
【0025】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の発明は、単純マトリックス形の液晶表示パネルを駆動する液晶駆動装置であって、液晶表示パネルを隣接した走査電極範囲に対応した複数の領域に分割すると共に、各画素を表示する1表示期間を複数のフレームに分割し、分割した各領域毎に異なるフレームを選択するように分割した複数のフレーム中の少なくとも一つのフレームでパルス幅変調に基づいた階調表示を行ない、且つ他のフレームではフレーム単位での2値表示を行なうことで、該1表示期間を構成する複数のフレーム全体で階調表示を行なうことを特徴とする。
【0026】
このような構成とすれば、なるべく消費電力を低く抑え、フリッカの発生を防止しながら多数の階調を有する高画質の画像を表示すると共に、パルス幅変調による階調表示を行なうフレームをパネル領域に応じて分散させるものとしたため、駆動回路系の負担が偏ってしまうのを軽減できる。
【0027】
請求項2記載の発明は、上記請求項1記載の発明において、上記パルス幅変調に基づいて信号電極へ与える駆動信号の表示階調値数を、上記フレーム全体の表示階調値数と一致させることを特徴とする。
【0028】
このような構成とすれば、上記請求項1記載の発明の作用に加えて、その液晶表示パネルが有するγ(ガンマ)特性にも対応して容易に表示階調数値の補正を行なうことができ、常に適正な中間階調表示を実現できる。
【0029】
請求項3記載の発明は、単純マトリックス形の液晶表示パネルを駆動するための液晶駆動方法であって、液晶表示パネルを隣接した走査電極範囲に対応した複数の領域に分割すると共に、各画素を表示する1表示期間を複数のフレームに分割し、分割した各領域毎に異なるフレームを選択するように分割した複数のフレーム中の少なくとも一つのフレームでパルス幅変調に基づいた階調表示を行なわせ、且つ他のフレームではフレーム単位での2値表示を行なわせることで、該1表示期間を構成する複数のフレーム全体で階調表示を行なわせることを特徴とする。
【0030】
このような構成とすれば、なるべく消費電力を低く抑え、フリッカの発生を防止しながら多数の階調を有する高画質の画像を表示すると共に、パルス幅変調による階調表示を行なうフレームをパネル領域に応じて分散させるものとしたため、駆動回路系の負担が偏ってしまうのを軽減できる。
【0031】
【発明の実施の形態】
以下本発明の一実施形態に係る液晶駆動装置について図面を参照して説明する。
【0032】
図1は、駆動対象となる単純マトリックス形の液晶表示パネル10の基本構成を示すものであり、1枚のガラス11上面に透明電極でなる列電極12,12,‥‥が形成される一方、もう1枚のガラス13の下面に同じく透明電極でなる行電極14,14,‥‥が形成されており、これらのガラス11,13間にここでは図示しない液晶物質を封入して液晶表示パネルが構成される。
【0033】
上記ガラス11にはまた、上記列電極12,12,‥‥を駆動して画像データに対応した列信号を与えるための列ドライバ15が配設される一方、ガラス13にも、ここでは図示しないが上記行電極14,14,‥‥を順次走査駆動するための行ドライバが配設される。
【0034】
ここで本実施形態においては、図2に示すように液晶表示パネル10を、隣接した行電極14,14,‥‥の範囲に対応した複数、例えば4つの領域エリアA〜Dに分割するものとし、あわせて各画素を表示する1表示期間を複数のフレームに分割し、各エリアA〜Dのそれぞれにおいては、後に詳述する如く、異なるフレームを選択するように分割した複数のフレーム中の少なくとも一つのフレームでパルス幅変調に基づいた階調表示を行なわせ、且つ他のフレームではフレーム単位での2値表示を行なわせるものとする。
【0035】
図3は、上記列ドライバ15内に設けられ、各タイミング信号から上記図2で示したエリアAに属する列電極12,12,‥‥に与える階調信号を生成するデータ変換回路21aの回路構成を例示するものである。
【0036】
ここでは、FRCとPWMを組合わせて4ビット16階調を4フレームで駆動するものとする。図中、frame0〜3は、4つの各フレームに対応したタイミングでそれぞれオンとなるフレームタイミング信号であり、PWM(1:14)信号は、frame0の信号に応じた第1フレーム期間で、中間階調である階調「1」〜「14」に対応したパルス幅を有する信号である。
【0037】
これらの各信号に対応し、図示する如くアンド回路22a〜22k、ノア回路23a〜23k、ナンド回路24a〜24c、及びインバータ25a〜25nでなる論理回路により、階調信号Level1〜14を生成している。
【0038】
なお、階調信号level15はframe0〜3に渡って常時オンとなるものとし、あわせて階調信号level0はframe0〜3に渡って常時オフとなるものとして、このデータ変換回路21aではあえてこれら階調信号level15,0を生成することはしないものとする。
【0039】
上記列ドライバ15は、上記階調信号Level0〜15の1つを、上記画像データに対応させて選択し、上記各列電極に供給することにより、これら列電極と走査信号が順次供給される走査電極の交差する領域の各画素に印加する電圧を制御し、これら各画素を透過する光をオン/オフ、またはこれらの中間の透過率に制御する。
【0040】
なお、データ変換回路21aは上記図2で示したエリアAに属する列電極12,12,‥‥に与える階調信号を生成するためのものであり、他のエリアB〜Dのためには、ここでは図示しないデータ変換回路21b〜21dが設けられるものとする。
【0041】
この場合、回路構成自体はデータ変換回路21aとまったく同様であり、フレームタイミング信号frame0〜3の入力位置とPWM(1:14)信号の入力タイミングのみが異なる。
【0042】
例えば、エリアBに属する列電極12,12,‥‥に与える階調信号を生成するデータ変換回路21bでは、データ変換回路21aのフレームタイミング信号frame0とframe1の入力位置が入れ替わっており、且つPWM(1:14)信号がframe1の信号に応じた第2フレーム期間に与えられることとなる。
【0043】
上記のような構成にあって、その動作は以下のようになる。
【0044】
図4は、上記階調信号level15〜0により、液晶表示パネル10の各エリアA〜Dに対応した各画素位置で、1画素分の表示データを表示するframe0〜3の4つのフレーム期間に実際に印加される信号の内容を示すものである。
【0045】
液晶表示パネル10のエリアAにおいて、4つのフレーム期間中の第1番目のフレームであるframe0では、図5に示すようなPWM0〜15の計16階調のPWM信号を与えるものとしている。
【0046】
この場合、PWM0は1フレームを15分割したframe0の期間中を通してずっとオフ(0(ゼロ))となるものであり、frame1〜3におけるオフに等しい。
【0047】
反対に、PWM15は1フレームを15分割したframe0の期間中を通してずっとオン(1)となるものであり、frame1〜3におけるオンに等しい。
【0048】
その一方、残る3つのフレーム期間、すなわちframe1〜3では、通常のFRC法と同様にフレーム単位でのオン/オフのみにより階調表示を行なう。
【0049】
その結果、16階調中で2番目に高い階調の表示を指示する階調信号Level14によれば、1フレームを15分割した価値度を表わす最小単位を「1」とすれば、
11(frame0:PWM14)+15(frame1)+ 15(frame2)+15(frame3)
でフル階調「60/60」(60=15×4)に対する中間調「56/60」を表示するものとなる。
【0050】
同様に、階調信号Level13によれば、
7(frame0:PWM13)+15(frame1)+ 15(frame2)+15(frame3)
で中間調「52/60」を表示する。
【0051】
同様に、階調信号Level12によれば、
3(frame0:PWM12)+15(frame1)+ 15(frame2)+15(frame3)
で中間調「48/60」を表示する。
【0052】
同様に、階調信号Level11によれば、
14(frame0:PWM11)+0(frame1)+ 15(frame1)+15(frame2)
で中間調「44/60」を表示する。
【0053】
上記は液晶表示パネル10のエリアAに属する画素の表示に係るものであり、エリアBにおいては、4つのフレーム期間中の第1番目のフレームframe0、及び第3,4番目のフレームframe2,3で通常のFRC法と同様にフレーム単位でのオン/オフのみにより階調表示を行なう一方、第2番目のフレームframe1で図5に示すようなPWM0〜15の計16階調のPWM信号を表示するものとしている。
【0054】
また、エリアCにおいては、4つのフレーム期間中の第1,2番目のフレームframe0,1、及び第4番目のフレームframe3で通常のFRC法と同様にフレーム単位でのオン/オフのみにより階調表示を行なう一方、第3番目のフレームframe2で図5に示すようなPWM0〜15の計16階調のPWM信号を表示するものとしている。
【0055】
さらに、エリアDにおいては、4つのフレーム期間中の第1乃至第3番目のフレームframe0〜2で通常のFRC法と同様にフレーム単位でのオン/オフのみにより階調表示を行なう一方、第4番目のフレームframe3で図5に示すようなPWM0〜15の計16階調のPWM信号を表示するものとしている。
【0056】
このように、いずれのエリアA〜Dにおいても全16階調を4フレームで表現する駆動を実現できるため、単純なFRC法に比してはるかに小さいフレーム周波数としながらも多階調表示ができ、且つPWM法のみを用いる場合に比して消費電力を格段に低減することができる。
【0057】
したがって、各画素で表示すべき表示データに対応して上記階調信号Level14〜1をデコードするものとすれば、容易に消費電力を低く抑えながら、多階調を有する高画質の画像を表示することが可能となる。
【0058】
加えて、PWM信号を表示するフレームをエリアA〜Dのそれぞれにおいて異ならせるものとしており、行電極14,14,‥‥の順次走査駆動に伴なう各エリアA〜Dの駆動毎にPWM信号の表示を行なうフレームのタイミングを分散させるようにしたため、FRC法とPWM法の負荷の差異による、電源回路を始めとした駆動回路系の負担が特定のフレームで偏ってしまうのを軽減できる。
【0059】
さらに、上記実施形態においては、PWM法に基づいて信号電極へ与える駆動信号PWM“n”(n=0〜15)の表示階調値数nを、上記表示期間全体の表示階調Level“n”(n=0〜15)の値数nと一致させるものとした。
【0060】
例えば、上記図6で示した従来の方法では、駆動信号のパルス幅に対応して駆動信号PWM“n”(n=0〜15)の値数nを設定するとしていたため、14階調(Level14)を表示させる場合に駆動信号PWM11を供給し、13階調(Level13)を表示させる場合に駆動信号PWM7を供給する、というように、表示させたい階調値の数と駆動信号の値数とがほとんど一致していなかった。
【0061】
これに対して本実施形態では、上述した如くPWM法に基づいて信号電極へ与える駆動信号の表示階調値数と表示期間全体の表示階調の値数とを一致させるものとしたので、PWM信号の値数を補償することにより、液晶表示パネル10の個体が有するγ(ガンマ)特性に対応して容易に表示階調数値の補正を行なうことができ、結果として液晶表示パネル10個体が有するガンマ特性に影響を受けず、常に適正な中間階調表示を実現できる。
【0062】
なお、上記実施形態では、1画素を表示するにあたって表示期間を4フレームに分割し、これに併せて液晶表示パネルを隣接した行電極(走査電極)の範囲に対応して4つの領域エリアに分割するものとしたが、本発明はこれに限るものではなく、フレーム周波数やパルス幅変調の階調数、液晶表示パネル10のエリアの分割数等については、当然ながら他の数値においても同様に実現可能である。
【0063】
また、上記実施形態では、1画素を表示するための複数フレーム中の1フレームでのみパルス幅変調を行なうものとして説明したが、パルス幅変調を行なうフレームを複数のフレームに分散させることにより、画素に印加される液晶駆動波形の同時変化を少なくして、さらに消費電力の低減とすることが期待できると共に、FRC法とPWM法の負荷の差を小さくして電源回路を含む駆動回路系の負担を軽減できる。
【0064】
その他、本発明は上記実施形態に限らず、その要旨を逸脱しない範囲内で種々変形して実施することが可能であるものとする。
【0065】
さらに、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題の少なくとも1つが解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果の少なくとも1つが得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【0066】
【発明の効果】
請求項1記載の発明によれば、なるべく消費電力を低く抑え、フリッカの発生を防止しながら多数の階調を有する高画質の画像を表示すると共に、パルス幅変調による階調表示を行なうフレームをパネル領域に応じて分散させるものとしたため、駆動回路系の負担が偏ってしまうのを軽減できる。
【0067】
請求項2記載の発明によれば、上記請求項1記載の発明の効果に加えて、その液晶表示パネルが有するγ(ガンマ)特性にも対応して容易に表示階調数値の補正を行なうことができ、常に適正な中間階調表示を実現できる。
【0068】
請求項3記載の発明によれば、なるべく消費電力を低く抑え、フリッカの発生を防止しながら多数の階調を有する高画質の画像を表示すると共に、パルス幅変調による階調表示を行なうフレームをパネル領域に応じて分散させるものとしたため、駆動回路系の負担が偏ってしまうのを軽減できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る液晶表示パネルの基本構成を示す斜視図。
【図2】同実施形態に係る液晶表示パネルの行電極範囲に応じた分割領域を例示する図。
【図3】同実施形態に係るデータ変換回路の1つの具体的な構成を例示する図。
【図4】同実施形態に係る上記階調信号に対応して各フレーム期間に印加される信号の内容を示す図。
【図5】同実施形態に係るPWM信号の内容を示す図。
【図6】FRCとPWMを組合わせて4ビット16階調を4フレームで駆動する場合の、4つのフレーム期間に実際に印加される信号の内容を示す例示する図。
【図7】図6の最終フレームframe3で与えられるPWM信号の波形を例示する図。
【符号の説明】
10…液晶表示パネル
11…ガラス
12…列電極
13…ガラス
14…行電極
15…列ドライバ
21a…データ変換回路
22a〜22k…アンド回路
23a〜23k…ノア回路
24a〜24c…ナンド回路
25a〜25n…インバータ
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention particularly relates to a simple matrix type liquid crystal driving device and a liquid crystal driving method.
[0002]
[Prior art]
A method of performing halftone display with a simple matrix type liquid crystal display device using a TN (Twisted Nematic) liquid crystal or an STN (Super Twisted Nematic) liquid crystal is roughly divided into an FRC (Frame Rate Control) method and a PWM method. (Pulse Width Modulation) method.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In the FRC method, the liquid crystal display panel itself uses a binary display of on / off for each pixel, and divides a display period of one pixel into a plurality of frames and controls on / off for each frame. Is used to drive and display the intermediate gray scale with the effective value. For example, in order to display 4 gray scales including full on (1) / off (0), one pixel is displayed in three frames, and 16 gray scales are displayed. To display tones, one pixel must be divided into 15 frames, and so to display n gradations, one pixel must be temporally divided into "n-1" frames.
[0004]
Therefore, for example, when displaying the gray scale "1/16" in the 16 gray scale display, the display period of one pixel is divided into 15 frames, and only one of the frames is turned on. Such display causes flicker.
[0005]
As a measure to prevent the occurrence of flicker, it is conceivable to increase the frame frequency. However, in this case, there is a problem that the low power consumption characteristic of the FRC method is impaired.
[0006]
On the other hand, in the PWM method, the effective period applied to the liquid crystal is controlled by variably driving the selection period of the scanning electrode of the liquid crystal display device by the signal width of the signal electrode divided by one less than the number of gradations to be displayed. The gradation is displayed by controlling the value.
[0007]
Therefore, when the number of gray scales to be displayed is increased, the number of divisions of the selection period of the scanning electrode is increased, so that the frequency of the drive clock used for the control circuit is increased, and the power consumption is also increased.
[0008]
In view of this, it is assumed that there are two gradation display circuits based on the FRC method and the gradation display circuit based on the PWM method, and only a specific frame is driven by the PWM method while other frames are driven by the FPC method. It is conceivable to combine both drive schemes.
[0009]
FIG. 6 shows four frame periods in which one pixel of display data is displayed at each pixel position of the liquid crystal display panel when four bits and 16 gradations are driven in four frames by combining FRC and PWM. It shows the contents of the signal actually applied.
[0010]
In the figure, frame0 to frame3 are frame periods that are turned on at the timings corresponding to the four frames, respectively, and each of the signals PWM0 to PWM15 has the grayscale level “middle grayscale” in the fourth frame period “frame3”. This signal has a pulse width corresponding to “0” to “15”.
[0011]
It is assumed that the gradation signal level15 is always on over the frames 0 to 3, and that the gradation signal level0 is always off over the frames 0 to 3.
[0012]
Therefore, the PWM 15 used for the gradation signal level 15 is a signal that is always on over one frame, and the PWM 0 used for the gradation signal level 0 is a signal that is always off for one frame. It is not generated as an intermediate gradation signal.
[0013]
As described above, in three of the four frame periods, frame0 to frame2, gradation display is performed only by ON / OFF in a frame unit as in the normal FRC method.
[0014]
On the other hand, in frame 4 which is the fourth final frame, PWM signals of a total of 16 gradations of PWM 0 to 15 as shown in FIG.
[0015]
In this case, PWM0 is off (0 (zero)) throughout the period of frame3 obtained by dividing one frame into 15, and is equal to off in frames 0 and 2.
[0016]
On the other hand, the PWM 15 is turned on (1) throughout the period of frame 3 obtained by dividing one frame into 15, and is equal to the ON state in frames 0 to 2.
[0017]
For example, according to the gradation signal Level14 instructing the display of the second highest gradation among the 16 gradations, if the minimum unit representing the value obtained by dividing one frame into 15 is “1”,
15 (frame0) +15 (frame1) +15 (frame2) +11 (frame3: PWM11) displays the halftone “56/60” for the full gradation “60/60” (60 = 15 × 4).
[0018]
Similarly, according to the gradation signal Level13,
15 (frame0) +15 (frame1) +15 (frame2) +7 (frame3: PWM7)
Displays the halftone "52/60".
[0019]
As described above, since the drive for expressing all 16 gray scales by 4 frames can be realized, a multi-gray scale display can be performed while the frame frequency is much smaller than that of the simple FRC method, and only the PWM method is used. Power consumption can be significantly reduced.
[0020]
Therefore, if the gradation signals Level 14 to 1 are decoded in accordance with display data to be displayed by each pixel, a high-quality image having multiple gradations is displayed while easily reducing power consumption. It becomes possible.
[0021]
By employing such a driving method, it is possible to display a high-quality image having a large number of gradations while suppressing power consumption to some extent and preventing flicker.
[0022]
However, in this driving method, a load difference between the FRC display and the PWM display is large, and a load is applied to the power supply circuit by performing the driving by the PWM method in a specific frame every whole display period.
[0023]
Further, in this driving method, it is difficult to correct the applied voltage for each gradation according to the γ characteristic of the liquid crystal display panel.
[0024]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to display a high-quality image having a large number of gradations while minimizing power consumption and preventing occurrence of flicker. In addition, a liquid crystal driving device and a liquid crystal driving device capable of reducing the bias of the driving circuit system and realizing an appropriate halftone display corresponding to the γ (gamma) characteristic of the liquid crystal display panel. It is to provide a method.
[0025]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 is a liquid crystal driving device for driving a simple matrix type liquid crystal display panel, wherein the liquid crystal display panel is divided into a plurality of regions corresponding to adjacent scanning electrode ranges and each pixel is displayed. One display period is divided into a plurality of frames, and gradation display based on pulse width modulation is performed in at least one of the plurality of divided frames so as to select a different frame for each divided region, and In this frame, gray scale display is performed in a plurality of frames forming one display period by performing binary display in frame units.
[0026]
With such a configuration, a high-quality image having a large number of gradations is displayed while suppressing power consumption as much as possible and flicker is prevented, and a frame for performing gradation display by pulse width modulation is formed in a panel area. , The load on the drive circuit system can be reduced from being biased.
[0027]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the number of display gradation values of the drive signal applied to the signal electrode based on the pulse width modulation is made equal to the number of display gradation values of the entire frame. It is characterized by the following.
[0028]
With this configuration, in addition to the effect of the first aspect of the invention, it is possible to easily correct the display gradation value corresponding to the γ (gamma) characteristic of the liquid crystal display panel. Thus, an appropriate halftone display can always be realized.
[0029]
The invention according to claim 3 is a liquid crystal driving method for driving a simple matrix type liquid crystal display panel, wherein the liquid crystal display panel is divided into a plurality of regions corresponding to adjacent scanning electrode ranges, and each pixel is divided into a plurality of regions. One display period to be displayed is divided into a plurality of frames, and gradation display based on pulse width modulation is performed in at least one of the plurality of divided frames so as to select a different frame for each of the divided regions. In another frame, binary display is performed in frame units, so that gradation display is performed in a plurality of frames constituting the one display period.
[0030]
With such a configuration, a high-quality image having a large number of gradations is displayed while suppressing power consumption as much as possible and flicker is prevented, and a frame for performing gradation display by pulse width modulation is formed in a panel area. , The load on the drive circuit system can be reduced from being biased.
[0031]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a liquid crystal driving device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0032]
FIG. 1 shows the basic configuration of a liquid crystal display panel 10 of a simple matrix type to be driven, in which column electrodes 12, 12,... Row electrodes 14, 14,... Also formed of transparent electrodes are formed on the lower surface of another glass 13, and a liquid crystal material (not shown) is sealed between the glasses 11, 13 to form a liquid crystal display panel. Be composed.
[0033]
The glass 11 is also provided with a column driver 15 for driving the column electrodes 12, 12,... To provide a column signal corresponding to image data, while the glass 13 is not shown here. Are provided with row drivers for sequentially scanning and driving the row electrodes 14, 14,.
[0034]
Here, in the present embodiment, as shown in FIG. 2, the liquid crystal display panel 10 is divided into a plurality of, for example, four area areas A to D corresponding to the range of the adjacent row electrodes 14, 14,. In addition, one display period for displaying each pixel is divided into a plurality of frames, and in each of the areas A to D, at least one of the plurality of frames divided so as to select a different frame as described later in detail. It is assumed that gradation display based on pulse width modulation is performed in one frame, and binary display is performed in frame units in another frame.
[0035]
FIG. 3 is a circuit configuration of a data conversion circuit 21a provided in the column driver 15 for generating a gradation signal to be applied to the column electrodes 12, 12,... Belonging to the area A shown in FIG. Is an example.
[0036]
Here, it is assumed that FRC and PWM are combined to drive 4 bits and 16 gradations in 4 frames. In the figure, frame0 to frame3 are frame timing signals which are turned on at timings corresponding to the four frames, respectively. The PWM (1:14) signal is a first frame period corresponding to the signal of frame0, This is a signal having a pulse width corresponding to the gray scale levels “1” to “14”.
[0037]
As shown in the figure, grayscale signals Level1 to Level14 are generated by logic circuits including AND circuits 22a to 22k, NOR circuits 23a to 23k, NAND circuits 24a to 24c, and inverters 25a to 25n. I have.
[0038]
It is assumed that the gradation signal level15 is always on over frame0 to frame3, and that the gradation signal level0 is always off over frame0 to frame3. The signal level15,0 is not generated.
[0039]
The column driver 15 selects one of the gradation signals Level0 to Level15 in accordance with the image data and supplies the selected signal to each of the column electrodes. The voltage applied to each pixel in the region where the electrode intersects is controlled, and the light passing through each pixel is turned on / off, or is controlled to have a transmittance between these.
[0040]
The data conversion circuit 21a is for generating a gradation signal to be applied to the column electrodes 12, 12,... Belonging to the area A shown in FIG. 2, and for the other areas B to D, Here, it is assumed that data conversion circuits 21b to 21d (not shown) are provided.
[0041]
In this case, the circuit configuration is exactly the same as the data conversion circuit 21a, and only the input positions of the frame timing signals frame0 to frame3 and the input timing of the PWM (1:14) signal are different.
[0042]
For example, in the data conversion circuit 21b that generates a gradation signal to be applied to the column electrodes 12, 12,... Belonging to the area B, the input positions of the frame timing signals frame0 and frame1 of the data conversion circuit 21a are switched, and PWM ( 1:14) signal is provided in the second frame period according to the signal of frame1.
[0043]
In the above configuration, the operation is as follows.
[0044]
FIG. 4 shows that the gray scale signals levels 15 to 0 are used to display one pixel of display data at each pixel position corresponding to each of the areas A to D of the liquid crystal display panel 10 during four frame periods of frames 0 to 3. Shows the contents of the signal applied to the.
[0045]
In the area A of the liquid crystal display panel 10, in frame0 which is the first frame in the four frame periods, PWM signals of a total of 16 gradations of PWM0 to 15 as shown in FIG.
[0046]
In this case, PWM0 is off (0 (zero)) throughout the period of frame0 obtained by dividing one frame into 15 and is equal to off in frames 1 to 3.
[0047]
Conversely, the PWM 15 is always on (1) throughout the period of frame 0 obtained by dividing one frame into 15 and is equal to the ON in frames 1 to 3.
[0048]
On the other hand, in the remaining three frame periods, that is, frame 1 to 3, gradation display is performed only by ON / OFF on a frame basis as in the normal FRC method.
[0049]
As a result, according to the gradation signal Level14 instructing the display of the second highest gradation among the 16 gradations, if the minimum unit representing the value obtained by dividing one frame into 15 is “1”,
11 (frame0: PWM14) +15 (frame1) +15 (frame2) +15 (frame3)
Displays the halftone "56/60" for the full gradation "60/60" (60 = 15 * 4).
[0050]
Similarly, according to the gradation signal Level13,
7 (frame0: PWM13) +15 (frame1) +15 (frame2) +15 (frame3)
Displays the halftone "52/60".
[0051]
Similarly, according to the gradation signal Level12,
3 (frame0: PWM12) +15 (frame1) +15 (frame2) +15 (frame3)
Displays the halftone "48/60".
[0052]
Similarly, according to the gradation signal Level11,
14 (frame0: PWM11) + 0 (frame1) + 15 (frame1) + 15 (frame2)
Displays the halftone "44/60".
[0053]
The above description relates to the display of the pixels belonging to the area A of the liquid crystal display panel 10. In the area B, the first frame frame0 and the third and fourth frames frame2 and 3 in the four frame periods are used. As in the case of the normal FRC method, gradation display is performed only by ON / OFF in units of frames, and a PWM signal of a total of 16 gradations of PWM0 to 15 as shown in FIG. 5 is displayed in the second frame frame1. It is assumed.
[0054]
Further, in the area C, the gray scale is obtained only by ON / OFF in the frame unit in the first and second frames frame0 and 1 and the fourth frame frame3 in the four frame periods as in the normal FRC method. While the display is performed, a PWM signal of a total of 16 gradations of PWM0 to 15 as shown in FIG. 5 is displayed in the third frame frame2.
[0055]
Further, in the area D, the first to third frames frame0 to frame2 of the four frame periods perform grayscale display only by ON / OFF in units of frames in the same manner as in the normal FRC method. In the third frame frame3, PWM signals of a total of 16 gradations of PWM0 to 15 as shown in FIG. 5 are displayed.
[0056]
As described above, in any of the areas A to D, driving in which all 16 gray scales are expressed by 4 frames can be realized, so that multi-gray scale display can be performed with a much lower frame frequency than the simple FRC method. In addition, power consumption can be significantly reduced as compared with the case where only the PWM method is used.
[0057]
Therefore, if the gradation signals Level 14 to 1 are decoded in accordance with display data to be displayed by each pixel, a high-quality image having multiple gradations is displayed while easily reducing power consumption. It becomes possible.
[0058]
In addition, the frame displaying the PWM signal is made different in each of the areas A to D, and the PWM signal is displayed every time the areas A to D are driven by the sequential scanning drive of the row electrodes 14, 14,. Since the timings of the frames in which the display is performed are dispersed, the load on the drive circuit system including the power supply circuit due to the difference in load between the FRC method and the PWM method can be reduced in a specific frame.
[0059]
Further, in the above embodiment, the number n of display gradation values of the drive signal PWM “n” (n = 0 to 15) given to the signal electrode based on the PWM method is changed to the display gradation Level “n” of the entire display period. "(N = 0 to 15).
[0060]
For example, in the conventional method shown in FIG. 6, the value n of the drive signal PWM “n” (n = 0 to 15) is set in accordance with the pulse width of the drive signal. Level 14) is supplied with the drive signal PWM11 when displayed, and 13 gradations (Level 13) is supplied with the drive signal PWM7. For example, the number of gradation values to be displayed and the number of drive signals are supplied. And there was little agreement.
[0061]
On the other hand, in the present embodiment, as described above, the number of display gradation values of the drive signal applied to the signal electrode based on the PWM method is made to match the number of display gradation values of the entire display period. By compensating the number of signal values, it is possible to easily correct the display gradation value corresponding to the γ (gamma) characteristic of the individual liquid crystal display panel 10, and as a result, the individual liquid crystal display panel 10 has An appropriate halftone display can always be realized without being affected by the gamma characteristic.
[0062]
In the above embodiment, when displaying one pixel, the display period is divided into four frames, and at the same time, the liquid crystal display panel is divided into four area areas corresponding to the range of the adjacent row electrodes (scanning electrodes). However, the present invention is not limited to this, and the frame frequency, the number of gradations of pulse width modulation, the number of divisions of the area of the liquid crystal display panel 10 and the like can be naturally realized with other numerical values. It is possible.
[0063]
Further, in the above embodiment, the pulse width modulation is performed only in one frame among a plurality of frames for displaying one pixel. However, by distributing the pulse width modulation frame into a plurality of frames, the pixel width can be reduced. It is expected that the simultaneous change of the liquid crystal driving waveform applied to the LCD will be reduced, and the power consumption will be further reduced. Can be reduced.
[0064]
In addition, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be variously modified and implemented without departing from the gist thereof.
[0065]
Further, the embodiments include inventions at various stages, and various inventions can be extracted by appropriately combining a plurality of disclosed constituent elements. For example, even if some components are deleted from all the components shown in the embodiment, at least one of the problems described in the column of the problem to be solved by the invention can be solved, and the problem described in the column of the effect of the invention can be solved. If at least one of the effects described above can be obtained, a configuration from which this configuration requirement is deleted can be extracted as an invention.
[0066]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, a frame for displaying a high-quality image having a large number of gradations while suppressing power consumption as much as possible and preventing flicker and performing gradation display by pulse width modulation is provided. Since the distribution is performed according to the panel area, it is possible to reduce the bias of the drive circuit system.
[0067]
According to the second aspect of the present invention, in addition to the effect of the first aspect of the present invention, it is possible to easily correct the display gradation value corresponding to the γ (gamma) characteristic of the liquid crystal display panel. Therefore, an appropriate halftone display can always be realized.
[0068]
According to the third aspect of the present invention, a frame for displaying a high-quality image having a large number of gradations while suppressing power consumption as much as possible and preventing occurrence of flicker and performing gradation display by pulse width modulation is provided. Since the distribution is performed according to the panel area, it is possible to reduce the bias of the drive circuit system.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a basic configuration of a liquid crystal display panel according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view exemplifying divided regions according to a row electrode range of the liquid crystal display panel according to the embodiment.
FIG. 3 is a view exemplifying one specific configuration of the data conversion circuit according to the embodiment;
FIG. 4 is an exemplary view showing the contents of a signal applied in each frame period corresponding to the gradation signal according to the embodiment;
FIG. 5 is an exemplary view showing contents of a PWM signal according to the embodiment;
FIG. 6 is an exemplary view showing the contents of signals actually applied during four frame periods in a case where four bits and 16 gray scales are driven in four frames by combining FRC and PWM.
FIG. 7 is a view exemplifying a waveform of a PWM signal given in a last frame frame3 of FIG. 6;
[Explanation of symbols]
10 liquid crystal display panel 11 glass 12 column electrode 13 glass 14 row electrode 15 column driver 21a data conversion circuits 22a to 22k AND circuits 23a to 23k NOR circuits 24a to 24c NAND circuits 25a to 25n Inverter

Claims (3)

単純マトリックス形の液晶表示パネルを駆動する液晶駆動装置であって、
液晶表示パネルを隣接した走査電極範囲に対応した複数の領域に分割すると共に、各画素を表示する1表示期間を複数のフレームに分割し、分割した各領域毎に異なるフレームを選択するように分割した複数のフレーム中の少なくとも一つのフレームでパルス幅変調に基づいた階調表示を行ない、且つ他のフレームではフレーム単位での2値表示を行なうことで、該1表示期間を構成する複数のフレーム全体で階調表示を行なう
ことを特徴とする液晶駆動装置。
A liquid crystal driving device for driving a simple matrix type liquid crystal display panel,
The liquid crystal display panel is divided into a plurality of regions corresponding to adjacent scanning electrode ranges, and one display period for displaying each pixel is divided into a plurality of frames, and a different frame is selected for each divided region. By performing gradation display based on pulse width modulation in at least one of the plurality of frames, and performing binary display in frame units in other frames, the plurality of frames constituting the one display period are displayed. A liquid crystal driving device characterized by performing gradation display as a whole.
上記パルス幅変調に基づいて信号電極へ与える駆動信号の表示階調値数を、上記フレーム全体の表示階調値数と一致させることを特徴とする
ことを特徴とする請求項1記載の液晶駆動装置。
2. The liquid crystal drive according to claim 1, wherein the number of display gradation values of the drive signal applied to the signal electrode based on the pulse width modulation is made to match the number of display gradation values of the entire frame. apparatus.
単純マトリックス形の液晶表示パネルを駆動するための液晶駆動方法であって、
液晶表示パネルを隣接した走査電極範囲に対応した複数の領域に分割すると共に、各画素を表示する1表示期間を複数のフレームに分割し、分割した各領域毎に異なるフレームを選択するように分割した複数のフレーム中の少なくとも一つのフレームでパルス幅変調に基づいた階調表示を行なわせ、且つ他のフレームではフレーム単位での2値表示を行なわせることで、該1表示期間を構成する複数のフレーム全体で階調表示を行なわせる
ことを特徴とする液晶駆動方法。
A liquid crystal driving method for driving a simple matrix type liquid crystal display panel,
The liquid crystal display panel is divided into a plurality of regions corresponding to adjacent scanning electrode ranges, and one display period for displaying each pixel is divided into a plurality of frames, and a different frame is selected for each divided region. The gray scale display based on the pulse width modulation is performed in at least one of the plurality of frames, and the binary display is performed in frame units in the other frames, so that the plurality of frames constituting the one display period are displayed. A liquid crystal driving method characterized in that gradation display is performed over the entire frame.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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