JPH0895530A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 各階調数毎の階調レベルを制御することによ
り、所望の階調表示を行うようにする。 【構成】 階調制御回路１７では、バイナリカウンタ３
１からバイナリコードに応じたタイミングパルスをパラ
レルにデコード回路に出力する。また、不揮発性メモリ
であるＲＯＭ３３には、予め液晶の特性やユーザの仕
様、液晶表示パネルの画面サイズ、表示階調数等に応じ
て液晶駆動パルスのパルス幅を決定するデコードデータ
を各モード毎に格納している。そして、モード入力端子
１８を選択して、ＲＯＭ３３から所望のデコードデータ
を読み出し、デコード回路３２でバイナリカウンタ３１
からのカウント値を選択して、当該モードにおける６つ
のタイミングパルスをオア回路３５で加算し、フリップ
フロップ回路３５で同期をとって、階調制御クロックＣ
ＫＣＢを出力する。この階調制御クロックＣＫＣＢと表
示階調データに基づいて、液晶駆動パルスを作成して液
晶を駆動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示パネルを使っ
て多階調表示を行う液晶表示装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えばＴＮ（Twisted Nematic ）
液晶を用いた液晶表示パネル等を使って階調表示する場
合は、表示する階調データに応じて液晶に印加する電圧
を制御することで行っている。この液晶表示装置におけ
る階調の制御は、階調データに応じた電圧印加時間、あ
るいは印加電圧値を変えることで、液晶にかかる実効電
圧を変化させて制御している。

【０００３】例えば、印加電圧（Ｖｏｐ）の実効値を制
御して多階調表示する場合は、液晶に電圧を徐々に印加
していくと、液晶分子の配向ベクトルが電界方向に向き
をそろえるように立ち上がり始める。

【０００４】図６は、ＴＮ液晶に印加される実効電圧と
輝度との関係を示す線図である。図６に示すように、し
きい値電圧（ＶOFF ）を超えたあたりから急激に旋光性
を失って透過光が遮断され、黒い表示があらわれる。そ
して、印加電圧をさらに上げると徐々に輝度が上昇し、
飽和電圧（ＶON）以上の実効電圧を印加することによっ
て、コントラストの高い良好な表示が得られる 従来、電圧印加時間を可変して８階調表示を行う場合
は、図６のＴＮ液晶の特性線図のしきい値電圧（ＶOF
F）〜 飽和電圧（ＶON）までの間（Ｔ１）を８等分した
電圧の印加時間を選択することによって、それぞれの階
調を表示している。このように、従来の多階調の表示制
御では、電圧平均化法を用いて、映像信号の階調数に応
じた液晶駆動電圧パルスのパルス幅を制御（ＰＷＭ）す
ることにより行っている。具体的には、以下に述べる階
調制御回路１を用いて階調数に応じた液晶駆動パルスの
パルス幅を予め設定している。

【０００５】図７は、従来の階調制御回路１の構成を示
す図である。図７に示すように、バイナリカウンタ２の
ＣＫ端子には、内部基本クロックＣＫ１が入力されると
ともに、ＲＥＳＥＴ端子には、バイナリカウンタ２をリ
セットするカウンタリセット信号ＣＫＮ１が入力され
る。

【０００６】このバイナリカウンタ２は、８ビットの同
期式立下がりバイナリカウンタを構成しており、内部基
本クロックパルスＣＫ１に基づいて順次デコード回路３
に複数のカウント値からなるタイミング信号が出力され
る。デコード回路３では、バイナリカウンタ２から出力
される８つの信号のＮＡＮＤ（否定的論理積）をとっ
て、このＮＡＮＤ出力をさらにＯＲ回路４で足し合わせ
ることにより、１Ｈ（１水平走査期間）を均等に７等分
する階調制御クロックＣＫＣＢを作り出すものである。
そして、この均等な液晶駆動パルスの階調制御クロック
ＣＫＣＢは、内部基本クロックＣＫ２によって反転Ｑ出
力端子から出力され、バッファ６を介して出力される。

【０００７】図８は、上記した内部基本クロックパルス
ＣＫ１，ＣＫ２のクロックタイミングと、１Ｈ区間毎に
バイナリカウンタ２をリセットするカウンタリセット信
号ＣＫＮ１のパルスと、これらの信号に基づいてデコー
ド回路３で作成される階調制御クロック信号ＣＫＣＢの
タイミングチャートである。図８に示すように、バイナ
リカウンタ２に入力されるＣＫ１と、これに基づいて作
成される階調制御クロックＣＫＣＢを出力するＣＫ２と
の位相をずらし、１Ｈ区間毎に出力されるカウンタリセ
ット信号ＣＫＮ１と次のＣＫＮ１との間に階調制御クロ
ックＣＫＣＢが等間隔（間隔ａ）で所定のパルスが６発
入るようにタイミングが設定されている。

【０００８】この出力された階調制御クロックＣＫＣＢ
は、例えば８階調表示の場合、図８に示すように、ＣＫ
Ｎ１から次のＣＫＮ１までの１水平走査区間（１Ｈ区
間）を等間隔で６発のパルスを入れることにより、７つ
の液晶駆動パルスを作成し、この各液晶駆動パルスを０
〜７まで選択的に印加することによって８階調を表示す
るものである。

【０００９】このように、従来の液晶駆動パルスのパル
ス幅を制御する階調制御クロックＣＫＣＢは、上記した
デコード回路３のカウント値によって固定的に設定され
ていた。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の液晶表示装置にあっては、階調制御する液晶
駆動パルスのパルス幅を決定する階調制御クロックＣＫ
ＣＢの出力タイミングが等間隔であって、その出力タイ
ミングがデコード回路３のカウント値によって固定され
ていることから、常に同じ幅の液晶駆動パルスを階調数
に応じて出力していた。このため、階調制御クロックＣ
ＫＣＢのタイミングは、図６に示すＴＮ（Twisted Nema
tic ）液晶に合せると、図９に示すＳＴＮ（Super Twis
ted Nematic ）液晶のように、しきい値電圧（ＶOFF ）
〜飽和電圧（ＶON）までの間（Ｔ２）が狭い液晶の階調
制御に利用することができず、また、その逆の場合も同
様に利用することができなくなる。

【００１１】また、図６のＴＮ液晶の特性線図に見られ
るように、しきい値電圧（ＶOFF ）と飽和電圧（ＶON）
付近では、輝度の変化量が少なく、その中間部分では変
化量が大きくなるという特性があるため、同じパルス幅
を持った液晶駆動パルスを階調数に応じて印加するだけ
では適性に階調表示することができないという問題があ
る。

【００１２】さらに、数値上の階調レベルとユーザの視
認感覚による階調レベルとに差がある場合は、視認感覚
の階調レベルに近づけるように階調レベルを補正する必
要がある。しかし、従来の液晶駆動パルスでは、パルス
幅が固定されているため、階調数に応じて個別に階調レ
ベルを調整することができないという問題がある。

【００１３】また、画面サイズの異なる液晶表示パネル
と交換する場合は、１Ｈ区間における内部基本クロック
パルスＣＫ１，ＣＫ２の数が画面サイズによって変って
くるため、画面サイズに合ったＣＫ１，ＣＫ２のカウン
ト値に応じて液晶を駆動する必要がある。しかし、従来
の液晶表示装置では、異なった画面サイズの液晶表示パ
ネルに対応させて液晶駆動法を変えることができないと
いう問題があった。

【００１４】また、多階調表示する場合に、異なった階
調数で液晶を駆動するには、所定周期毎に出力される液
晶駆動パルスのパルス数を変える必要がある。しかし、
従来の液晶表示装置は、液晶駆動パルスのパルス数を調
整することができないことから、例えば、８階調表示用
のドライバをそれ以外の多階調表示用のドライバとして
利用することができないという問題があった。

【００１５】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
であって、液晶の特性やユーザの視認感覚等に応じて各
階調数毎の階調レベルを制御して所望の階調表示を行っ
たり、液晶表示パネルの画面サイズや異なった階調数の
表示制御にも対応することができる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】請求項１記載の液晶表示
装置は、所定周期毎に階調データに対応した数の液晶駆
動パルスを液晶表示パネルの液晶に印加して、液晶にか
かる実効電圧を制御しながら階調表示する液晶表示装置
であって、基本クロックをカウントして複数のカウント
値を出力するカウント手段と、各階調に対応するパルス
幅データを記憶し、且つ前記各階調に対応する該パルス
幅データの変化量が少なくとも一部分において不均一な
パルス幅データを予め記憶したメモリからなるパルス幅
データ記憶手段と、前記カウント手段から出力されるカ
ウント値と、前記パルス幅データ記憶手段から出力され
るパルス幅データに基づいて、任意の階調に応じたパル
ス幅を選択して階調制御信号を生成する階調制御信号作
成手段と、を備えたことにより、上記目的を達成する。

【００１７】また、請求項２記載の液晶表示装置は、前
記パルス幅データ記憶手段は、さらに該パルス幅データ
記憶手段に記憶されている複数モードのパルス幅データ
の中から所望のモードを選択するモード選択手段を備
え、前記モード選択手段でモードを選択し、該モードの
パルス幅データに基づいて階調制御信号を得るようにし
てもよい。

【００１８】さらに、請求項３記載の液晶表示装置の前
記モード選択手段には、液晶表示画面サイズに応じて変
化するクロックパルスの周波数に対応して記憶された前
記パルス幅データ記憶手段のパルス幅データを選択する
画面サイズ用モード選択手段を備えるようにしてもよ
い。

【００１９】

【作用】請求項１記載の液晶表示装置では、カウント手
段で基本クロックをカウントして複数のカウント値を出
力するとともに、パルス幅データ記憶手段により各階調
に対応するパルス幅データを記憶し、且つ前記各階調に
対応する該パルス幅データの変化量が少なくとも一部分
において不均一なパルス幅データを予め記憶し、階調制
御信号作成手段により前記カウント手段から出力される
カウント値と、前記パルス幅データ記憶手段から出力さ
れるパルス幅データに基づいて、任意の階調に応じたパ
ルス幅を選択して階調制御信号を生成する。

【００２０】従って、異なる液晶表示パネルに交換した
ような場合に、その液晶表示パネルの液晶の種類やユー
ザ仕様等に応じた適切な階調制御信号を供給するため、
不揮発性メモリからなるパルス幅データ記憶手段に予め
記憶させておいた種々の階調データを選択的に取り出し
て、階調制御を行なうパルス幅を適宜変更することで所
望の階調表示を行うことができる。

【００２１】請求項２記載の液晶表示装置では、前記パ
ルス幅データ記憶手段が、さらに該パルス幅データ記憶
手段に記憶されている複数モードのパルス幅データの中
から所望のモードを選択するモード選択手段を備え、前
記モード選択手段でモードを選択して、そのモードのパ
ルス幅データに基づいて階調制御信号を得るようにす
る。

【００２２】従って、上記モード選択手段を使ってモー
ドを切り換えるだけで容易に所望の階調制御を行なうこ
とができる。

【００２３】請求項３記載の液晶表示装置では、モード
選択手段に液晶表示画面サイズに応じて変化するクロッ
クパルスの周波数に対応して記憶された前記パルス幅デ
ータ記憶手段のパルス幅データを画面サイズ用モード選
択手段を使って選択するようにした。

【００２４】従って、異なった画面サイズの液晶表示パ
ネルに交換しても、画面サイズに対応したモード選択を
行なうだけで容易に画面サイズに対応できる。

【００２５】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説
明する。図１〜図５は、本発明の液晶表示装置を説明す
る図であり、本実施例では、主に黒レベルから白レベル
までの８つの階調を表示する８階調表示の他、６階調表
示や５階調表示を行なっている。

【００２６】図１は、本実施例に係る液晶テレビ１１の
構成を示すブロック図であり、液晶に印加する液晶駆動
パルスのパルス幅を制御（ＰＷＭ制御）して液晶表示パ
ネルに表示する階調レベルを調節するものである。

【００２７】この液晶テレビ１１は、アンテナ１２、チ
ューナ１３、受信回路１４、同期回路１５、Ａ／Ｄ変換
器１６、階調制御回路１７、スイッチ部１８、コントロ
ーラ１９、インターフェース回路２０、液晶モジュール
２１、信号側駆動回路２２、走査側駆動回路２３、液晶
表示パネル２４などから構成されている。

【００２８】本実施例の液晶表示装置は、液晶の特性や
各種液晶駆動方法によって表示される階調レベルが異な
って見えることから、液晶駆動パルスのパルス幅を制御
することによって、適正な階調レベルで表示されるよう
表示制御するものである。また、本実施例の液晶表示装
置は、液晶表示パネル２４の画面サイズを変更したり、
表示階調数を変更した場合にも、これに対応した表示制
御を行なうことができる。

【００２９】アンテナ１２は、受信電波をチューナ１３
に供給し、チューナ１３は、コントローラ１９から入力
されるチューニング制御信号ＶＴに従って指定チャネル
を選択して、アンテナ１２から供給される受信電波を中
間周波信号に変換して受信回路１４に出力する。

【００３０】受信回路１４は、中間周波増幅回路、映像
検波回路、映像増幅回路、クロマ回路等により構成さ
れ、チューナ１３から入力される中間周波信号を映像検
波回路により映像検波を行ってカラー映像信号を取り出
し、このカラー映像信号の中から音声信号を取り出して
図示しない音声回路に出力し、映像増幅回路によりカラ
ー映像信号を増幅してクロマ回路に出力する。クロマ回
路は、カラー映像信号からＲ，Ｇ，Ｂの各色映像信号を
分離してＡ／Ｄ変換器１６に出力する。

【００３１】同期回路１５は、カラー映像信号の中から
水平同期信号Ｈｓｙｎｃと垂直同期信号Ｖｓｙｎｃを取
り出してコントローラ１９に出力する。Ａ／Ｄ変換器１
６は、図示していないがサンプリング回路とコンパレー
タ回路とエンコーダ回路から構成されている。機能的に
はＲ，Ｇ，Ｂのアナログ信号をサンプリングしてコンパ
レータによってＡ／Ｄ変換（ＲHH〜ＲLLの範囲で等分）
した後、エンコーダ回路で３ビットのデジタル表示デー
タに変換する。

【００３２】階調制御回路１７は、各階調毎に液晶に印
加する液晶駆動パルスのパルス幅を調節した所望の階調
制御クロックＣＫＣＢを作成して、信号側駆動回路２２
に出力するもので、種々のパターンのパルス幅を持った
液晶駆動パルスを出力することによって、表示される各
階調レベルの調整を行なうものである。基本的な階調制
御方法としては、入力される表示データの階調数に応じ
たパルス数を１Ｈ毎に信号側駆動回路２２に出力して液
晶の階調制御を行うものである。そして、この階調制御
回路１７では、各階調毎に印加するパルス幅を可変する
ことで、液晶の種類や温度、あるいは実際の視認状況等
に合わせて適切な階調表示を行なうようにするものであ
る。

【００３３】スイッチ部１８は、前記階調制御回路１７
に予め設定されている各階調毎のパルス幅の設定データ
を選択して入力するデータ入力部である。具体的には、
階調制御回路１７内に設けられたＲＯＭに予め各階調毎
のパルス幅データが複数モード分格納されていて、その
中の所望のデータを選択するためのＭ１〜Ｍ６（図２参
照）までのスイッチがこれに相当する。特に、Ｍ１〜Ｍ
４までの４ビットスイッチでは、ユーザやＬＣＤの仕様
に応じたモードを選択するようにし、Ｍ５及びＭ６の２
ビットスイッチでは、液晶表示パネルの画面サイズに応
じたモードを選択するようにしている。

【００３４】コントローラ１９は、液晶テレビ１１の全
体の動作を制御するするもので、例えば、水平同期信号
（Ｈｓｙｎｃ）と垂直同期信号（Ｖｓｙｎｃ）とに基づ
いて液晶表示パネル２４に画像表示を行わせたり、Ａ／
Ｄ変換器１６にサンプリングクロックを生成して供給し
たり、階調制御回路１７に対して２つの位相を持った内
部基本クロックＣＫ１、ＣＫ２を供給したりする。

【００３５】インターフェース回路２０は、コントロー
ラ１９から入力される水平同期信号と垂直同期信号とを
信号側駆動回路２２と走査側駆動回路２３にそれぞれ供
給して、走査駆動しながら液晶表示パネル２４に画像表
示を行うものである。

【００３６】この垂直同期信号は、走査電極走査開始タ
イミングと走査電極の選択幅を決定するＣＤＢ信号と液
晶をフレーム毎に交流駆動するための走査反転信号であ
るＣＦＢ信号と前記ＣＤＢ信号を走査側駆動回路２３内
で順次シフトするＣＮＢ信号から成っている。

【００３７】また、水平同期信号は、信号電極に表示デ
ータをラッチして信号側駆動回路２２に蓄えた表示デー
タを液晶表示パネル２４に出力するＣＫＮ信号と、表示
データをサンプリング開始するＳＴＩ信号と液晶をフレ
ーム毎に交流駆動するためのＣＫＦ信号と信号側駆動回
路２２の基本クロック信号であるＣＫ１，ＣＫ２信号と
から成っている。

【００３８】液晶モジュール２１は、液晶表示パネル２
４と、これに封止された液晶を駆動する液晶ドライバで
ある信号側駆動回路２２と走査側駆動回路２３とで構成
されている。

【００３９】液晶表示パネル２４は、ここでは、ＳＴＮ
液晶を封入した液晶セルを用いて実施したもので、ガラ
ス板で構成された２枚の透明基板の対向面にＩＴＯから
なる信号電極と走査電極とがそれぞれ直交方向に配置さ
れている。

【００４０】信号側駆動回路２２は、階調制御回路１７
でパルス幅制御を行った階調制御クロック（ＣＫＣＢ）
が入力され、この階調制御クロックＣＫＣＢによって上
記した液晶表示パネル２４を駆動して階調制御を行なう
ものである。

【００４１】走査側駆動回路２３は、走査信号を発生さ
せて、液晶表示パネル２４の複数の走査線電極に順次供
給することによって選択状態とし、上記信号電極と交差
する各画素位置の液晶に所定の電圧を印加して液晶を駆
動する。

【００４２】図２は、液晶駆動パルスのパルス幅を制御
する図１の階調制御回路１７の回路図である。図２にお
いて、階調制御回路１７は、バイナリカウンタ３１、デ
コード回路３２（３２１〜３２６）、ＲＯＭ３３、オア
回路３４、フリップフロップ回路３５、バッファ３６な
どから構成されている。

【００４３】バイナリカウンタ３１は、内部基本クロッ
クＣＫ１がＣＫ端子に入力され、バイナリカウンタ３１
のＲＥＳＥＴ端子には１Ｈ（１水平走査期間）毎にカウ
ンタをリセットするカウンタリセット信号ＣＫＮ１が入
力される。このバイナリカウンタ３１は、８ビットの同
期式立下がりバイナリカウンタであって、ＣＫＮ１によ
るリセット後に内部基本クロックパルスＣＫ１に基づい
て、バイナリカウンタ３１の８つの出力ライン（３１ａ
〜３１ｈ）を介して「１，２，４，８，１６，３２，６
４，１２８」のバイナリコードに応じたタイミングパル
スがパラレルにデコード回路３２に出力される。

【００４４】デコード回路３２は、バイナリカウンタ３
１から出力される各種タイミングパルスを後述するＲＯ
Ｍ３３に予め格納されている各種パターンの各階調毎の
パルス幅データに基づいて選択し、この選択されたタイ
ミングによって階調制御クロックＣＫＣＢとなるクロッ
クパルスを出力するものである。すなわち、各デコード
回路３２１〜３２６は、図示しないＡＮＤ（又は、ＮＡ
ＮＤ）ゲートで構成されており、ＲＯＭ３３から読み出
される所定のパターンのデコード値に基づいてバイナリ
カウンタ３１からの出力を選択することにより、所望の
タイミングパルスを得ることができる。

【００４５】ＲＯＭ（ Read Only Memory ）３３は、例
えば、複数の液晶表示装置（ＬＣＤ）の仕様、ユーザの
仕様、使用される液晶の特性、液晶表示パネルの画面サ
イズ等に応じた数種類の階調制御クロックＣＫＣＢを作
成するためのデコード値が予め格納されている。そし
て、このＲＯＭ３３には、外部から所望のパルス幅デー
タを選択的に読み出すスイッチ部１８としてのモード入
力端子Ｍ１〜Ｍ６が設けられている。本実施例では、Ｍ
１〜Ｍ４までのモード入力端子をオン「１」または、オ
フ「０」することにより、ＲＯＭ３３に格納されている
任意のモードのパルス幅データを読み出すことができ
る。このように読み出された所定モードのパルス幅デー
タに基づいて、８ビットのバイナリカウンタ３１からの
カウント値を選択することにより、デコード回路３２で
６個のタイミングパルスがデコード１回路３２１〜デコ
ード６回路３２６からそれぞれ出力することができる。
このタイミングパルスに従って、任意のパルス幅制御
（ＰＷＭ制御）された階調制御クロックＣＫＣＢを得る
ものである。

【００４６】オア回路３４は、デコード加算用であっ
て、デコード回路３２の各デコード１回路３２１〜デコ
ード６回路３２６からそれぞれ出力された値を加算して
出力するものである。

【００４７】フリップフロップ回路３５は、上記オア回
路３４で加算されたデコード回路３２からの６個のタイ
ミングパルスを内部基本クロックＣＫ２のタイミングに
同期させ、バッファ３６を介して階調制御クロックＣＫ
ＣＢとして出力するものである。

【００４８】図３は、本実施例の液晶階調制御方法の原
理を説明する図である。図３において、縦軸が液晶表示
の輝度を示し、横軸が印加電圧（Ｖｏｐ）の実効値を示
している。そして、図３に示す液晶の特性曲線は、しき
い値電圧（ＶOFF ）を越えた付近と、飽和電圧（ＶON）
の少し手前で輝度が緩やかに変化し、中間部分では輝度
の変化量が一定となっている。

【００４９】従来では、前述したようにしきい値電圧
（ＶOFF）〜飽和電圧（ＶON）までの実効電圧を等分し
た同一パルス幅の液晶駆動パルスを階調数に応じたパル
ス数分だけ液晶に印加することでパルス幅制御（ＰＷ
Ｍ）を行って、多階調を表示していた。このため、しき
い値電圧（ＶOFF）を越えた付近と、飽和電圧（ＶON）
の少し手前では、印加電圧に対する輝度の変化量が少な
くなり、中間部分と同じパルス幅の液晶駆動パルスを印
加しても適正な階調を表示することができなかった。そ
こで、本実施例の液晶表示装置は、液晶の特性、ユーザ
の視認状況、液晶駆動方法、表示階調数の変更、あるい
は表示画面サイズの変更等に応じて各階調表示時の印加
電圧の実効値を変更して液晶を駆動するようにしたもの
である。

【００５０】本実施例では、図２に示す階調制御回路１
７を用いて、ＲＯＭ３３に予め格納された各モード毎の
パルス幅データに基づいて、バイナリカウンタ３１から
出力されるカウント値を選択することにより、所定のタ
イミングパルスが作成され、図３に示す１Ｈの間に印加
する各階調〜に応じた液晶駆動パルスの各パルス幅
が任意に設定される。このように、各階調に応じてパル
ス幅を可変した実効電圧を液晶に印加することにより、
種々の階調レベルを任意に調整可能としたものである。

【００５１】本実施例の液晶テレビに使用されている液
晶表示パネルはネガ反転表示するため、ゼロ階調駆動の
実効電圧を印加すると黒い（暗）状態となり、逆に実効
電圧を飽和電圧に達する８階調駆動状態にすると白
（明）となるが、図３に示すしきい値電圧（ＶOFF）を
越えた付近の黒レベルの階調と、飽和電圧（ＶON）の
少し手前の白レベルの階調は、印加電圧に対する輝度
の変化量が少ないことから、他の階調〜の液晶駆動
パルスのパルス幅を大きくすることによって（電圧印加
時間を長くして実効電圧を上げることにより）、輝度の
変化量が各階調毎に均等となるように調整するものであ
る。このように、本実施例の液晶表示装置では、液晶の
特性やユーザの視認状況等に応じて適切な階調表示とな
るように任意に階調レベルを制御することができる。

【００５２】図４は、本実施例にかかる階調制御回路１
７を用いて液晶駆動パルスのパルス幅を任意に設定した
例を示すパルス波形図である。図４に示すＣＫＣＢ１、
ＣＫＣＢ２、ＣＫＣＢ１４、及びＣＫＣＢ１５のパルス
波形は、カウンタリセット信号ＣＫＮ１が１Ｈ毎にバイ
ナリカウンタ３１に入力され、その１Ｈ毎に印加される
液晶駆動パルスの各階調毎のパルス幅を可変した例を示
すものである。

【００５３】図４のＣＫＣＢ１は、１Ｈの間に２７０カ
ウントする基本クロックパルスを用いて、１Ｈ区間のう
ち６発のパルスをそれぞれ固有のタイミングで入力する
ことにより、それぞれ２０、７６、２６、２４、２６、
７６、２０カウント分のパルス幅を持った液晶駆動パル
スが７個設定され、液晶に印加するパルス数に応じて０
〜７までの８階調を表示するものである。

【００５４】また、図４のＣＫＣＢ２は、最初と最後の
パルスが８０カウント分と大きいパルス幅を持ってい
て、中間部分の５つのパルスが２２カウント分のパルス
幅に設定されている。このＣＫＣＢ２の場合は、図３に
示すＴＮ液晶と同様の特性を持った液晶を駆動する場合
のパルス幅設定例であって、しきい値電圧（ＶOFF ）を
越えた付近と、飽和電圧（ＶON）の少し手前で輝度の変
化量がさらに緩やかになっているため、最初と最後のパ
ルス幅を大きく取り、その中間部分では変化量が大きく
一定なため、幅の狭い同一幅のパルスを設定している。

【００５５】さらに、図４のＣＫＣＢ１４は、最初と最
後のパルスが２０カウントと１９カウント分のパルス幅
を持っていて、中間部分の３つのパルスがそれぞれ７７
カウント分のパルス幅に設定されている。このＣＫＣＢ
１４の場合は、１Ｈ区間に４発のパルスを固有のタイミ
ングで入力することにより、最大５個の液晶駆動パルス
を所定のパルス幅に設定することができ、液晶に印加す
るパルス数によって０〜５までの６階調を表示すること
ができる。このＣＫＣＢ１４では、図３に示すＴＮ液晶
とは逆の特性を持った液晶を駆動する場合のパルス幅設
定例であって、しきい値電圧（ＶOFF ）を越えた付近
と、飽和電圧（ＶON）の少し手前での輝度の変化量が急
峻であるため、最初と最後のパルス幅を小さく取り、そ
の中間部分では変化量が緩やかで一定なため、幅の広い
同一幅のパルスを設定している。

【００５６】また、図４のＣＫＣＢ１５は、１Ｈ区間に
３発のパルスを固有のタイミングで入力することによ
り、７３、６３、６３、７１カウントのほぼ同じ間隔の
パルスを最大４個の液晶駆動パルスまで設定することが
でき、液晶に印加するパルス数によって０〜４までの５
階調を表示することができる。この場合は、しきい値電
圧（ＶOFF ）から飽和電圧（ＶON）までの輝度の変化量
が一定である上、階調数が５階調と少ないため、幅の広
い同一幅のパルスを設定している。

【００５７】図５は、上記した図４のＣＫＣＢ１、ＣＫ
ＣＢ２、ＣＫＣＢ１４、ＣＫＣＢ１５に示すパルス幅制
御を行う場合のＲＯＭ内のデコードデータとモード入力
端子の選択状態との関係を示した図である。

【００５８】次に、本実施例の動作を説明する。まず、
図１に示す液晶テレビ１１では、液晶に印加する実効電
圧に対する輝度変化の特性曲線、液晶駆動方法、視認感
覚、液晶表示パネルの画面サイズ、あるいは表示階調数
に応じて、１Ｈ（水平走査期間）に印加する複数の液晶
駆動パルスのパルス幅やパルス数を可変することによ
り、階調レベルの補正や階調数の変更を行なって適正な
階調表示を実現するものである。ここでは、液晶表示パ
ネルが交換可能な液晶モジュールを備えた液晶テレビと
して実施したものである。

【００５９】図１の液晶テレビ１は、テレビ放送電波を
アンテナ１２を介して受信し、その受信画像を液晶表示
パネル２４に表示するものである。図１において、アン
テナ１２で受けた受信電波は、チューナ１３に供給され
る。チューナ１３では、コントローラ１９から入力され
るチューニング制御信号ＶＴに従って指定チャネルを選
択し、アンテナ１２から供給される受信電波を中間周波
信号に変換して受信回路１４に出力する。受信回路１４
では、チューナ１３から入力される中間周波信号を映像
検波回路により映像検波を行ってカラー映像信号を取り
出し、このカラー映像信号の中から音声信号を取り出し
て図示しない音声回路に出力し、映像増幅回路によって
カラー映像信号を増幅してクロマ回路に出力する。クロ
マ回路は、カラー映像信号からＲ，Ｇ，Ｂの各色映像信
号を分離してＡ／Ｄ変換器１６に出力する。

【００６０】そして、この図１に示す液晶テレビ１１の
場合は、階調制御回路１７のＲＯＭに予め格納されたモ
ード別のデコード値をスイッチ部（モード入力端子）１
８を使って選択することにより、Ａ／Ｄ変換器１６から
入力される表示データによって液晶の階調を制御する各
液晶駆動パルスを所望のパルス幅に設定することができ
る。このように、モード入力端子１８を使って所望のパ
ターンのパルス幅を選択することにより、種々の階調制
御を容易に行うことができる。上記したＡ／Ｄ変換器１
６で作成されたＲ，Ｇ，Ｂの３ビットのパラレル表示デ
ータと階調制御回路１７とによって、所定のパルス幅変
調された階調制御クロックＣＫＣＢは、信号側駆動回路
２２に出力される。信号側駆動回路２２は、パラレル表
示データをシリアル表示データに変換するため、タイミ
ング信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３信号と前記階調制御クロック
ＣＫＣＢと水平同期信号とによってシリアルの階調制御
された表示データを作成して、液晶表示パネル２４に供
給するものである。

【００６１】具体的には、図１に示すように、ユーザ
は、スイッチ部１８のモード入力端子を使って１Ｈ毎に
液晶に印加する各液晶駆動パルスの所定のパルス幅デー
タを指定するモード選択を行なう。このモード選択は、
図２に示すように、スイッチ部１８のモード入力端子Ｍ
１〜Ｍ６のオン／オフを適宜組み合わせることにより、
ＲＯＭ３３に予め格納されている所望のパルス幅データ
を指定して読み出すことができる。

【００６２】そして、バイナリカウンタ３１では、入力
される内部基本クロックＣＫ１（１Ｈ区間で２７０カウ
ントする）に基づいてバイナリコードである「１，２，
４，８，１６，３２，６４，１２８」のタイミングパル
スをライン３１ａ〜３１ｈを介してデコード回路３２に
出力する。そして、デコード回路３２では、入力された
各種タイミングパルスを上記したＲＯＭ３３から読み出
された所定モードのパルス幅データに基づいて選択する
ことにより、所望のタイミングからなる各種階調制御ク
ロックＣＫＣＢを作成することができる。

【００６３】そこで、図５に示すように、１Ｈ区間内に
２７０個の基本クロックパルス（ＣＫ１、ＣＫ２）があ
るとして、従来のように階調制御回路１７から出力され
るＣＫＣＢ信号を等間隔として８階調表示する場合は、
モード入力端子１８のＭ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４を「０、
０、０、０」として、ＲＯＭ３３から各デコード１回路
３２１〜デコード６回路３２６に対して当該モードのパ
ルス幅データを読み出してバイナリカウンタ３１のカウ
ント値を組み合わせて選択することにより、「３９、７
８、１１７、１５６、１９５、２３４」のカウント分の
タイミングパルスが作成されて、図８に示すような従来
と同じパルス幅を持った階調制御クロックＣＫＣＢを作
成することができる。

【００６４】具体的には、デコード１回路３２１では、
ＲＯＭ３３から入力される１番目のパルス幅データのＤ
ＥＣ１により、バイナリカウンタ３１からのバイナリ出
力の１，２，３番目と６番目を選択することにより、バ
イナリコードの合計が１＋２＋４＋３２となり、３９カ
ウント分のタイミングを作成して出力する。

【００６５】次に、デコード２回路３２２では、ＲＯＭ
３３から入力される２番目のパルス幅データのＤＥＣ２
により、バイナリカウンタ３１からのバイナリ出力の
２，３，４番目と７番目を選択することにより、バイナ
リコードの合計が２＋４＋８＋６４となり、７８カウン
ト分のタイミングを作成する。

【００６６】また、デコード３回路３２３では、上記と
同様に１番目と３番目と５，６，７番目を選択して、バ
イナリコードの合計が１＋４＋１６＋３２＋６４とな
り、１１７カウント分のタイミングを作成する。

【００６７】さらに、デコード４回路３２４では、３，
４，５番目と８番目を選択して、バイナリコードの合計
が４＋８＋１６＋１２８となり、１５６カウント分のタ
イミングを作成する。

【００６８】また、デコード５回路３２５では、１，２
番目と７，８番目を選択して、バイナリコードの合計が
１＋２＋６４＋１２８となり、１９５カウント分のタイ
ミングを作成する。

【００６９】また、デコード６回路３２６では、２番目
と４番目と６，７，８番目を選択して、バイナリコード
の合計が２＋８＋３２＋６４＋１２８となり、２３４カ
ウント分のタイミングを作成する。

【００７０】上記のようにして作成された６個のタイミ
ングデータは、図２に示すように、デコード回路３２か
らオア回路３４で加算されてフリップフロップ３５に入
力され、内部基本クロックＣＫ２のタイミングにしたが
って反転Ｑ出力端子からバッファ３６を介して階調制御
クロックＣＫＣＢが出力される。これにより、図８に示
すような従来と同じ等間隔の８階調表示を行なう液晶駆
動パルスを作成することができる。

【００７１】上記した階調制御クロックＣＫＣＢは、図
８のリセットパルスＣＫＮ１が入って、次のＣＫＮ１が
入るまでの１Ｈ区間に各パルス幅が３９カウント分の液
晶駆動パルスが６個と３６カウント分の液晶駆動パルス
を１個形成する。この階調制御クロックＣＫＣＢは、し
きい値電圧（ＶOFF）〜飽和電圧（ＶON）の間における
液晶の輝度変化が一定の場合であり、液晶駆動パルスの
各パルス幅を均等に制御する必要がある場合である。

【００７２】次に、図４及び図５の階調制御クロックＣ
ＫＣＢ１を作成する場合は、上記と同様にして、モード
入力端子Ｍ１〜Ｍ４を「１、０、０、０」のように設定
してモードを変更すると、ＲＯＭ３３に格納されている
所定のパルス幅データを読み出して、バイナリカウンタ
３１からのカウント値をデコード回路３２で選択して、
デコード１回路３２１〜デコード６回路３２６までで６
つのタイミングパルスが作成される。その６つのタイミ
ングパルスは、図５に示すように、「２０、９６、１２
２、１４８、１７４、２５０」のカウント分のタイミン
グパルスで作成された階調制御クロックＣＫＣＢ２が出
力され、表示階調データに応じてパルス数を可変させる
ことにより、所望の階調表示を行なうことができる。

【００７３】また、図４及び図５の階調制御クロックＣ
ＫＣＢ２の場合は、上記と同様にして、モード入力端子
Ｍ１〜Ｍ４を「０、１、０、０」のように設定してモー
ドを変更すると、ＲＯＭ３３に格納されている所定のデ
コード値が読み出され、バイナリカウンタ３１からの所
望のバイナリカウント値をデコード回路３２で選択し
て、デコード１回路３２１〜デコード６回路３２６まで
で６つのタイミングパルスが作成される。その６つのタ
イミングパルスは、図５に示すように、「８０、１０
２、１２４、１４６、１６８、１９０」のカウント分の
タイミングパルスで作成された階調制御クロックＣＫＣ
Ｂ３が出力され、表示階調データに応じてパルス数を可
変させることにより、所望の階調表示を行なうことがで
きる。特に、この階調制御クロックＣＫＣＢ２の場合
は、しきい値電圧（ＶOFF ）を越えた付近と、飽和電圧
（ ＶON ）の少し手前で輝度の変化量が緩やかになって
いることから、最初と最後のパルス幅を大きく取って液
晶に印加される実効電圧を大きくすることにより、表示
される各階調レベルの輝度差が等しくなるように階調制
御を行なっている。

【００７４】次に、表示階調数を変える場合は、パルス
幅を制御した階調制御クロックＣＫＣＢのパルス数を変
えることにより可能となる。例えば、図５の階調制御ク
ロックＣＫＣＢ１４に示すように、６階調表示にしたい
場合は、モード入力端子Ｍ１〜Ｍ４を「０、１、１、
１」のように設定してモードを変更し、ＲＯＭ３３に格
納されている所定のパルス幅データを読み出して、バイ
ナリカウンタ３１からの所望のバイナリカウント値をデ
コード回路３２のデコード１回路３２１、デコード２回
路３２２とデコード３回路３２３、デコード４回路３２
４とデコード５回路３２５、及びデコード６回路３２６
の４つを使って４つのタイミングパルスを作成する。そ
の４個のデコード値は、図５に示すように、「２０、９
７、１７４、２５１」のカウント分のタイミングパルス
で作成された階調制御クロックＣＫＣＢ１４が出力さ
れ、表示階調データに応じてパルス数を可変させること
によって、所望の階調レベルで６階調表示を行なうこと
ができる。特に、この階調制御クロックＣＫＣＢ１４の
場合は、図４に示すように、しきい値電圧（ＶOFF ）を
越えた付近と、飽和電圧（ ＶON ）の少し手前で輝度の
変化量が急峻であるため、最初と最後のパルス幅を小さ
くして液晶に印加される実効電圧を小さくすることによ
り、表示される各階調レベルの輝度差が等しくなるよう
にして、適切な階調制御を行なっている。

【００７５】また、５階調表示にする場合は、図５の階
調制御クロックＣＫＣＢ１５に示すように、モード入力
端子Ｍ１〜Ｍ４を「１、１、１、１」のように設定して
モード変更し、ＲＯＭ３３に格納されている所定のパル
ス幅データを読み出して、バイナリカウンタ３１からの
所望のバイナリカウント値をデコード回路３２のデコー
ド１回路３２１とデコード２回路３２２、デコード３回
路３２３とデコード４回路３２４、デコード５回路３２
５とデコード６回路３２６の３つを使って３つのタイミ
ングパルスを作成する。その３個のデコード値は、図５
に示すように、「７３、１３６、１９９」のカウント分
のタイミングパルスで作成された階調制御クロックＣＫ
ＣＢ１５が出力され、表示階調データに応じてパルス数
を可変させることにより、所望の階調レベルで５階調表
示を行なうことができる。特に、この階調制御クロック
ＣＫＣＢ１５の場合は、図４に示すように、輝度の変化
量が一定であるため、ほぼ等間隔のパルス幅を持った液
晶駆動パルスを階調に応じた数だけ印加することによ
り、各階調レベルに応じた実効電圧が印加され、適切な
階調制御を行なうことができる。

【００７６】次に、画面サイズの異なる液晶表示パネル
に交換する場合は、１Ｈ区間の基本クロックパルスであ
るＣＫ１、ＣＫ２のパルス数が変るため、図２に示すよ
うに、モード入力端子１８に画面サイズ用のモード入力
端子としてＭ５、Ｍ６が設けてある。この画面サイズ用
のモード入力端子Ｍ５、Ｍ６は、オン／オフの組み合わ
せで４種類の画面サイズに対応したＣＫ１、ＣＫ２のク
ロックパルス数に応じてＲＯＭ３３内にデコードデーが
予め格納されており、選択されたモードのデコードデー
タに基づいて所望の画面サイズに応じた階調制御クロッ
クＣＫＣＢを出力することができる。

【００７７】このように、本実施例の液晶表示装置は、
液晶に印加する液晶駆動パルスの各階調毎のパルス幅を
作成するデコードデータを予め不揮発性メモリであるＲ
ＯＭ等に格納しておき、そのＲＯＭ内のデコードデータ
を選択的に指定することで各階調毎のパルス幅を可変し
て階調制御を行なうようにしたため、各階調毎の輝度調
整が可能となり、液晶の特性、液晶駆動方法、ユーザの
視認感覚、液晶表示パネルの画面サイズ、あるいは表示
階調数を変更しても、これらに対応した適切な階調制御
を行うことができる。

【００７８】なお、上記実施例では、液晶テレビに適用
した場合について説明したが、これに限定されるもので
はなく、液晶評価装置として実際に種々の液晶パネルを
装着して、モードの切り換えを行ないながら最適な液晶
駆動条件を見つけ出すものとして実施してもよく、ま
た、これ以外の液晶表示装置に適用することもできる。

【００７９】さらに、本実施例の液晶表示装置では、８
階調、６階調、５階調表示の場合を例にあげて説明した
が、これに限定されるものではなく、４階調以下、ある
いは９階調以上の多階調表示を行う場合にも同様に適用
することが可能であることはいうまでもない。

【００８０】

【発明の効果】請求項１記載の液晶表示装置によれば、
不揮発性メモリからなるパルス幅データ記憶手段に所定
周期毎に液晶に印加する液晶駆動パルスのパルス幅を各
階調毎に調整した複数モードのパルス幅データを予め記
憶させておき、液晶の特性、ユーザの視認感覚、液晶表
示パネルの画面サイズ、あるいは表示階調数等に応じた
パルス幅データを適宜選択して、所定のパルス幅からな
る階調制御信号を作成するので、容易に所望の階調制御
を行うことができる。

【００８１】請求項２記載の液晶表示装置によれば、パ
ルス幅データ記憶手段に記憶されている複数モードのパ
ルス幅データを選択するモード選択手段を備えているの
で、このモード選択手段を使ってモードを切り換えるだ
けで容易に所望の階調制御を行なうことができる。

【００８２】請求項３記載の液晶表示装置によれば、モ
ード選択手段に液晶表示パネルの画面サイズに応じてモ
ード選択を行なう画面サイズ用モード選択手段を設けた
ので、異なる画面サイズの液晶表示パネルに交換して
も、迅速かつ容易に対応することができ、適切に液晶駆
動を行なうことができる。

【００８３】請求項４記載の液晶表示装置によれば、カ
ウント手段にバイナリカウンタを用いたので、このバイ
ナリカウンタから出力されるカウント値をパルス幅デー
タ記憶手段に記憶されたパルス幅データに基づいて階調
制御信号作成手段で選択するだけで所望のパルス幅の階
調制御信号を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例に係る液晶テレビの構成を示すブロッ
ク図である。

【図２】図１の階調制御回路の詳細な回路構成を示す回
路図である。

【図３】本実施例において液晶の階調を制御する原理説
明図である。

【図４】本実施例の階調制御回路を用いて液晶駆動パル
スのパルス幅を所望のパターンに設定した場合のパルス
波形を示す波形図である。

【図５】図２のＲＯＭ内のデコードデータを選択するた
めのモード入力端子の組み合わせとこれに対応するデコ
ードデータとの関係を示す図である。

【図６】ＴＮ液晶に印加される実効電圧と輝度との関係
を示す線図である。

【図７】従来の階調制御回路の構成を示す図である。

【図８】内部基本クロックパルスのクロックタイミング
とリセットパルスとデコード回路で作成される階調制御
クロックＣＫＣＢのタイミングチャートである。

【図９】ＳＴＮ液晶に印加される実効電圧と輝度との関
係を示す線図である。

【符号の説明】

１１ 液晶テレビ １２ アンテナ １３ チューナ １４ 受信回路 １５ 同期回路 １６ Ａ／Ｄ変換器 １７ 階調制御回路 １８ スイッチ部（モード入力端子） １９ コントローラ ２０ インターフェース回路 ２１ 液晶モジュール ２２ 信号側駆動回路 ２３ 走査側駆動回路 ２４ 液晶表示パネル ３１ バイナリカウンタ ３２ デコード回路 ３２１ デコード１回路 ３２２ デコード２回路 ３２３ デコード３回路 ３２４ デコード４回路 ３２５ デコード５回路 ３２６ デコード６回路 ３３ ＲＯＭ ３４ オア回路 ３５ フリップフロップ回路 ３６ バッファ

【手続補正書】

【提出日】平成６年１１月２４日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図２

【補正方法】変更

【補正内容】

【図２】 ─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成６年１２月１日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図７

【補正方法】変更

【補正内容】

【図７】

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】所定周期毎に階調データに対応した数の液
   晶駆動パルスを液晶表示パネルの液晶に印加して、液晶
   にかかる実効電圧を制御しながら階調表示する液晶表示
   装置であって、 基本クロックをカウントして複数のカウント値を出力す
   るカウント手段と、 各階調に対応するパルス幅データを記憶し、且つ前記各
   階調に対応する該パルス幅データの変化量が少なくとも
   一部分において不均一なパルス幅データを予め記憶した
   メモリからなるパルス幅データ記憶手段と、 前記カウント手段から出力されるカウント値と、前記パ
   ルス幅データ記憶手段から出力されるパルス幅データに
   基づいて、任意の階調に応じたパルス幅を選択して階調
   制御信号を生成する階調制御信号作成手段と、 を備えたことを特徴とする液晶表示装置。
2. 【請求項２】前記パルス幅データ記憶手段は、さらに該
   パルス幅データ記憶手段に記憶されている複数モードの
   パルス幅データの中から所望のモードを選択するモード
   選択手段を備え、 前記モード選択手段でモードを選択し、該モードのパル
   ス幅データに基づいて階調制御信号を得ることを特徴と
   する請求項１記載の液晶表示装置。
3. 【請求項３】前記モード選択手段には、 液晶表示画面サイズに応じて変化するクロックパルスの
   周波数に対応して記憶された前記パルス幅データ記憶手
   段のパルス幅データを選択する画面サイズ用モード選択
   手段を備えたことを特徴とする請求項２記載の液晶表示
   装置。