JP2003308048A - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 液晶表示装置において、より多階調の表現を
可能にする。 【解決手段】 開示される液晶表示装置は、液晶パネル
１０１Ａ上に配置された各単位画素ｐが複数の副画素ｐ
１，ｐ２，ｐ３からなる液晶表示装置において、副画素
ｐ１，ｐ２，ｐ３をそれぞれ分割副画素ｐ１１，ｐ１２
と、ｐ２１，ｐ２２と、ｐ３１，ｐ３２に分割するとと
もに、副画素を構成する各分割副画素ｐ１１，ｐ２１，
ｐ３１と、ｐ１２，ｐ２２，ｐ３２に対して、それぞれ
異なる階調−輝度特性をもつように駆動するドライバＩ
Ｃ２０１，２０２を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、多階調表示可能
な液晶表示装置に係り、詳しくは、既存の性能のドライ
バを用いて、その性能以上の多階調表示が可能な液晶表
示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】フラットパネルを用いた画像表示装置と
しては、液晶表示装置や、プラズマ表示装置等が知られ
ているが、これらの表示装置における入力インタフェー
スには、通常、ディジタル信号が用いられている。入力
インタフェースとしてディジタル信号を用いる表示装置
において、表示可能な階調数は、取り扱う信号のビット
数によって定まり、多階調になるほどビット数が増加す
る。液晶表示装置の場合について言えば、現在用いられ
ているうちで、最も階調数が大きいソースドライバは８
ビット（２５６階調）であって、これ以上の階調を表現
することはできない。
【０００３】例えば、単純にビット数を増加して、１２
ビットのソースドライバを開発したとした場合、８ビッ
トのソースドライバと比較すると、各階調を生成するた
めのディジタル・アナログコンバータ（以下、ＤＡＣと
いう）を構成する抵抗の分割数や、分割した抵抗を選択
するためのスイッチ回路の数は、２12／２8 ＝４０９６
／２５６＝１６倍となって、回路規模が著しく大きくな
り、チップサイズの拡大等の理由から、コスト的にも上
昇することを避けられない。そこで、既存の回路システ
ムを用いて、既存のシステムより多い階調表現を可能に
することが考えられるが、そのための一つの方法とし
て、１個の画素を複数の副画素に分割して使用する方法
が提案されている。
【０００４】このような提案の一例として、特開２００
１−３４２３２号公報に開示されたものがある。図１３
は、従来の、及び本発明が適用される液晶表示装置の構
成例を示すブロック図である。液晶表示装置１００は、
図１３に示すように、カラー液晶パネル１０１と、バッ
クライト１０２と、セルドライバ１０３と、データ処理
部１０４と、入出力部（Ｉ／Ｆ）１０５とから概略構成
されている。
【０００５】カラー液晶パネル１０１は、平面上に配列
された液晶セルによってカラー画像を表示する。バック
ライト１０２は、液晶パネルに背面から白色光を与え
て、透過光によってカラー画像表示を行わせるための光
源となる。セルドライバ１０３は、入力データによって
液晶パネルの各液晶セルを駆動するための駆動信号を発
生する。データ処理部１０４は、入力ディジタル信号に
よって、セルドライバ１０３に入力データを供給するた
めのデータ処理を行う。Ｉ／Ｆ１０５は、外部入出力と
のインタフェースをとる。セルドライバ１０３は、液晶
セルを駆動するトランジスタのソースを垂直方向（カラ
ム方向）の配列に従って制御するソースドライバ（不図
示）と、トランジスタのゲートを水平方向（ロウ方向）
の配列に従って制御するゲートドライバ（不図示）とか
らなっている。
【０００６】図１４は、従来の液晶表示装置における表
示画面の構成例を説明するものであって、前述の特開２
００１−３４２３２号公報に開示されているものであ
る。同図において（ａ）は、カラー液晶パネルの表示画
面の部分的拡大図、（ｂ）は、各画素の分割の例を示す
図である。従来の液晶表示装置におけるカラー液晶パネ
ル１０１の表示画面は、図１４（ａ）に示すように、カ
ラーフィルタを用いた場合に、各行ごとに、水平方向に
Ｒ（赤）画素，Ｇ（緑）画素及びＢ（青）画素が、順次
繰り返して配列されるように構成されている。このよう
に、カラーフィルタを用いることによって、これらのＲ
画素，Ｇ画素及びＢ画素を介して、それぞれ赤，緑及び
青の画像データによるカラー表示が行われるが、カラー
液晶パネル１０１の各画素を構成する液晶セル自体にお
いては、モノクロ画像が表示されている。
【０００７】すなわち、カラー液晶パネル１０１におい
ては、図１４（ａ）に示された一組のＲ画素とＧ画素と
Ｂ画素とを１単位の画素として用い、それぞれにモノク
ロ表示が行われる。カラー画像の単位画素は、カラーフ
ィルタを用いた際のＲ画素，Ｇ画素及びＢ画素によって
構成されているので、一つの単位画素によって表示可能
な輝度値の数は、Ｒ画素，Ｇ画素及びＢ画素のそれぞれ
の画素によって表示可能な輝度値の３倍になる。
【０００８】そこで、設定値間の輝度幅を分割して、例
えば、３分の１ごとに細かく設定することによって、表
示画像の階調を細かくするこができる。図１４（ｂ）に
示すように、一つの単位画素ｐを、３個の副画素ｐ１，
ｐ２，ｐ３に分割するものとすると、副画素ｐ１，ｐ
２，ｐ３の各々が、８ビットの表示を行うものとした場
合、各副画素が表示可能な輝度値は０から２５５までな
ので、単位画素ｐによって表示可能な輝度値は、０から
７６５（２５５×３）となり、この輝度値の最小値０を
画像データの最小値に対応させ、最大輝度値７６５を画
像データの最大値に対応させることによって、高階調の
表示画像を得ることができる。
【０００９】データ処理部１０４では、画像データから
変換された輝度値を単位画素ｐに対して供給する際に、
ｐ１，ｐ２，ｐ３の３副画素に対して、ほぼ均等に分散
させる。具体的には、８ビットの表示を行うカラー表示
ディスプレイに８ビットの画像データが入力された場
合、画像データは０から２５５までの値で構成される
が、この画像データの最小値をカラー表示ディスプレイ
の最小輝度値０に対応させ、画像データの最大値をカラ
ー表示ディスプレイの最大輝度値７６５に対応させる。
【００１０】図１５は、従来の液晶表示装置における、
単位画素の輝度値と各副画素の輝度値との関係を示して
いる。データ処理部１０４は、画像データから得られた
輝度値を、図１５に示すように、副画素ｐ１，ｐ２，ｐ
３に振り分ける。例えば、単位画素の輝度値０に対して
は、副画素ｐ１，ｐ２，ｐ３に０，０，０を配分し、単
位画素の輝度値１に対しては、副画素ｐ１，ｐ２，ｐ３
に０，０，１を配分し、単位画素の輝度値２に対して
は、副画素ｐ１，ｐ２，ｐ３に０，１，１を配分すると
いうようにして、以下、輝度値７６５まで、同様の方法
で各副画素の輝度値を配分する。このように、図１４に
示された従来の液晶表示装置においては、輝度値は、液
晶表示装置１００に対する入力階調に等しい。
【００１１】従来例においては、図１４（ｂ）に示すよ
うに、液晶表示装置１００においては、単位画素ｐを３
個の相等しい副画素ｐ１，ｐ２，ｐ３に分割して、３個
の副画素の階調（ドライバへの入力データ）を合算する
ことによって、ほぼ３倍の階調数を得ている。図１６
は、従来の液晶表示装置における、入力階調と輝度との
関係を示したものであって、液晶表示装置１００への入
力階調（あるいは、各分割画素のドライバへのデータ入
力）と輝度（図１５では規格化輝度）との関係は線形に
なっているので、各副画素ｐ１，ｐ２，ｐ３の輝度値の
総和が、単位画素ｐの輝度値に等しくなっている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】図１４〜図１６に示さ
れた従来の液晶表示装置１００では、各副画素ｐ１，ｐ
２，ｐ３への入力階調は、それらの輝度値との関係を線
形に設定しているため、単位画素が表現できる階調数
は、最大でも各副画素が処理することができる階調数の
３倍にしかならない。従って、例えば、各副画素が処理
することができる階調数が２５６階調である場合には、
単位画素が処理できる階調数は、７６５階調にしかなら
ない。そのため、従来の液晶表示装置によって、より高
度の多階調表示を行うことは不可能であった。
【００１３】これに対して、多階調表示を行うための一
手段として、フレームレートコントロール（以下、ＦＲ
Ｃという）の手法が知られている。ＦＲＣとは、例え
ば、１０ビットの画像データを分割して４個の８ビット
画像を形成し、この４個の画像データを、フレーム周波
数を上げて、順次、表示することによって、８ビットの
画像データによって、１０ビットの階調表示を行うもの
である。
【００１４】ＦＲＣを行えば、容易に多階調表示を行う
ことができるが、ＦＲＣによる画像表示の場合、人間の
視覚機能によって生じる残像効果を利用していることか
ら、フリッカ（画面のちらつき）が多発するという問題
がある。フリッカを解消するためには、フレーム周波数
を高くして、高速で表示切り替えを行う必要があるが、
液晶表示装置のドライバＩＣ、又は液晶表示装置自体の
応答速度には限界があるため、高速での表示切り替えは
困難であった。
【００１５】この発明は上述の事情に鑑みてなされたも
のであって、液晶表示装置において、ＦＲＣを行うこと
なしに、所望の程度の多階調表示を行うことが可能な液
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】上記課題を解決するた
め、請求項１記載の発明は液晶表示装置に係り、液晶パ
ネル上に配置された各単位画素が複数の副画素からなる
液晶表示装置において、前記副画素を複数の分割副画素
に分割するとともに、副画素を構成する各分割副画素が
それぞれ異なる階調−輝度特性をもつように駆動するド
ライバ手段を設けたことを特徴としている。
【００１７】また、請求項２記載の発明は、請求項１記
載の液晶表示装置に係り、前記副画素を構成する各分割
副画素がそれぞれ異なる面積を有するとともに、前記ド
ライバ手段が、大きい面積を有する分割副画素には輝度
間隔が広い階調−輝度特性を付与し、小さい面積を有す
る分割副画素には輝度間隔が狭い階調−輝度特性を付与
することを特徴としている。
【００１８】また、請求項３記載の発明は、請求項２記
載の液晶表示装置に係り、前記輝度間隔が狭い階調−輝
度特性が、前記輝度間隔が広い階調−輝度特性の１階調
分を補間するものであることを特徴としている。
【００１９】また、請求項４記載の発明は、請求項２又
は３記載の液晶表示装置に係り、前記輝度間隔が広い階
調−輝度特性が、前記ドライバ手段に対する階調電圧設
定入力の上位ビットによって定まり、前記輝度間隔が狭
い階調−輝度特性が、前記階調電圧設定入力の下位ビッ
トによって定まるものであることを特徴としている。
【００２０】また、請求項５記載の発明は、請求項１記
載の液晶表示装置に係り、前記副画素を構成する各分割
副画素が同じ面積を有するとともに、前記ドライバ手段
が、一方の分割副画素には駆動入力に基づく電圧−輝度
特性の上半部のダイナミックレンジを付与し、他方の分
割副画素には駆動入力に基づく電圧−輝度特性の下半部
のダイナミックレンジを付与することを特徴としてい
る。
【００２１】また、請求項６記載の発明は、請求項５記
載の液晶表示装置に係り、前記上半部の電圧−輝度特性
と、下半部の電圧−輝度特性とが、同一ビット数の階調
電圧設定入力によって定まるものであることを特徴とし
ている。
【００２２】また、請求項７記載の発明は、請求項４又
は６記載の液晶表示装置に係り、前記階調電圧設定入力
が、原階調電圧設定入力に対してフレームレートコント
ロール（ＦＲＣ）処理を施したものであることを特徴と
している。
【００２３】また、請求項８記載の発明は、請求項１乃
至７のいずれか一に記載の液晶表示装置に係り、前記ド
ライバ手段が、前記副画素に対して同一位置関係にある
分割副画素ごとに同一の階調−輝度特性をもつように駆
動する出力を発生する、複数のドライバからなることを
特徴としている。
【００２４】また、請求項９記載の発明は、請求項１乃
至７のいずれか一に記載の液晶表示装置に係り、前記ド
ライバ手段が、前記副画素に対して同一位置関係にある
分割副画素ごとに同一の階調−輝度特性をもつように駆
動する複数の出力を発生する、単一のドライバからなる
ことを特徴としている。
【００２５】また、請求項１０記載の発明は、請求項１
乃至９のいずれか一に記載の液晶表示装置に係り、前記
副画素が、カラー画像を表示する単位画素を原色の構成
に応じて分解したものであることを特徴としている。
【００２６】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施の形態について説明する。説明は、実施例を用い
て具体的に行う。 ◇第１実施例 図１は、本発明の第１実施例である液晶表示装置の基本
構成を示す回路図、図２は、本実施例の液晶表示装置に
おける、単位画素の構成を示す図、図３は、本実施例の
液晶表示装置における、階調と規格化輝度との関係を示
す図、図４は、本実施例の液晶表示装置における、階調
電圧と相対輝度との関係を示す図である。
【００２７】図１においては、この例の液晶表示装置に
おける、液晶パネル１０１Ａと、ソースドライバＩＣ
（以下においては、ソースドライバＩＣを、単にドライ
バＩＣと略称する）２０１，２０２と、ゲートドライバ
ＩＣ２０３との概略構成が示されている。図１に示すよ
うに、液晶パネル１０１Ａに対して、垂直方向に画素列
をスイッチングするドライバＩＣとして、液晶パネル１
０１Ａの上辺に配置された第１のドライバＩＣ（上部）
２０１と、下辺に配置された第２のドライバＩＣ（下
部）２０２とが設けられているとともに、水平方向に画
素行を走査するゲートドライバＩＣ２０３が設けられて
いる。
【００２８】液晶パネル１０１Ａにおいては、ゲートド
ライバＩＣ２０３からの１本の出力ごとに、第１の組の
分割副画素ｐ１１，ｐ２１，ｐ３１と、第２の組の分割
副画素ｐ１２，ｐ２２，ｐ３２とからなる分割副画素群
が、水平方向に多数、繰り返して配置されている。そし
て、第１のドライバＩＣ２０１の出力は、第１の組の分
割副画素ｐ１１，ｐ２１，ｐ３１をスイッチングするそ
れぞれのＴＦＴ（Thin Film Transistor）のデータ電極
に接続され、第２のドライバＩＣ２０２の出力は、第２
の組の分割副画素ｐ１２，ｐ２２，ｐ３２をスイッチン
グするそれぞれのＴＦＴのデータ電極に接続されてい
る。
【００２９】図２においては、図１に示された各分割副
画素の構成が、さらに詳細に説明されている。図２に示
すように、分割副画素ｐ１１，ｐ１２は、組になって副
画素ｐ１を形成し、分割副画素ｐ２１，ｐ２２は、組に
なって副画素ｐ２を形成し、分割副画素ｐ３１，ｐ３２
は、組になって副画素ｐ３を形成するとともに、副画素
ｐ１，ｐ２，ｐ３によって、単位画素ｐを形成してい
る。そして、図１に示されたように、副画素ｐ１，ｐ
２，ｐ３をスイッチングする各ＴＦＴのゲート電極が、
液晶パネルの走査を制御するゲートドライバＩＣ２０３
の一つの出力に対して、共通に接続されている。
【００３０】上辺のドライバＩＣ２０１には、データ処
理部１０４から、副画素を駆動するための階調電圧設定
入力として、Ｖ２からＶ１までの間で変化する電圧が与
えられる。ここで、Ｖ２は、分割副画素ｐ１１，ｐ２
１，ｐ３１に対して印加される駆動電圧（ドライバＩＣ
出力電圧）の最大駆動電圧値であり、Ｖ１は、分割副画
素ｐ１１，ｐ２１，ｐ３１に対して印加される駆動電圧
の最小駆動電圧値である。従って、上辺のドライバＩＣ
２０１の印加電圧のダイナミックレンジは、Ｖ２−Ｖ１
の範囲の電圧となる。
【００３１】また、下辺のドライバＩＣ２０２には、デ
ータ処理部１０４から、副画素を駆動するための階調電
圧設定入力として、Ｖ３からＶ１までの間で変化する電
圧が与えられる。ここで、Ｖ３は、分割副画素ｐ１２，
ｐ２２，ｐ３２に対して印加される駆動電圧の最大駆動
電圧値であり、Ｖ１は、上辺のドライバＩＣ２０１の階
調電圧設定入力Ｖ１と同じ電圧値である。従って、下辺
のドライバＩＣ２０２の印加電圧のダイナミックレンジ
は、Ｖ３−Ｖ１の範囲の電圧となる。ここで、各電圧Ｖ
３，Ｖ２，Ｖ１の大小の関係は、Ｖ２＞Ｖ３＞Ｖ１とな
る。
【００３２】次に、図１乃至図４を参照して、この例の
液晶表示装置の動作を説明する。図３は、ドライバＩＣ
によって液晶セルへ印加される階調電圧と、液晶パネル
の輝度との関係を示し、ドライバＩＣとして、既存の８
ビットディジタルドライバを使用した例を示している。
８ビットディジタルドライバを使用した場合、上辺のド
ライバＩＣ２０１の出力は、階調電圧設定入力Ｖ２−Ｖ
１の範囲で、２５６階調の表現が可能である。同様に、
下辺のドライバＩＣ２０２の出力は、階調電圧設定入力
Ｖ３−Ｖ１の範囲で、２５６階調の表現が可能である。
【００３３】図２に示されたように、分割副画素は、ｐ
１１，ｐ２１，ｐ３１の組（以下、ｐ＊１と称す）と、
ｐ１２，ｐ２２，ｐ３２の組（以下、ｐ＊２と称す）と
では、面積が異なっている。ここで、１６ビットのディ
ジタル映像データの上位８ビットを上辺のドライバＩＣ
２０１へ入力し、下位８ビットを下辺のドライバＩＣ２
０２へ入力した場合に、分割副画素の組ｐ＊１とｐ＊２
との規格化輝度の比が、２５６：１になるように構成す
る。
【００３４】図３（ａ）は、分割副画素の組ｐ＊１とｐ
＊２の、それぞれの階調と規格化輝度の関係を示してい
る。いま、分割副画素ｐ１１とｐ１２とに注目した場
合、分割副画素ｐ１１の規格化輝度最大値を１とする
と、分割副画素ｐ１２の規格化輝度最大値は１／２５６
となる。このとき、分割副画素に対して印加する駆動電
圧として、分割副画素ｐ１１に対しては、上辺のドライ
バＩＣ２０１によって、ダイナミンクレンジＶ２−Ｖ１
の電圧振幅の範囲で、ドライバＩＣ内部にあるラダー抵
抗（不図示）によって、２５６階調の特性を持つ電圧値
を与え、分割副画素ｐ１２に対しては、下辺のドライバ
ＩＣ２０２によって、ダイナミンクレンジＶ３−Ｖ１の
電圧振幅の範囲で、ドライバＩＣ内部にあるラダー抵抗
（不図示）によって、２５６階調の特性を持つ電圧値を
与える。
【００３５】図４に示すように、階調電圧設定入力Ｖ２
は、液晶パネルの階調−輝度特性の中で、液晶セルへ印
加する電圧の最大値であり、また、Ｖ１は最小値であ
る。一方、Ｖ３は、１６ビットのディジタルデータのう
ち、下位８ビット分の重みに相当する相対輝度となる電
圧値を与える。
【００３６】図３（ｂ）は、液晶パネルの階調−輝度特
性の一部を拡大して示したものであって、点ａ〜ｂ，ｂ
〜ｃのそれぞれの間隔は、分割副画素ｐ１１，ｐ２１，
又はｐ３１の１階調を示し、この間隔をさらに、２５６
階調に分割して、分割副画素ｐ１２，ｐ２２，又はｐ３
２によって表現する。分割副画素の組ｐ＊１と、分割副
画素の組ｐ＊２との面積比を、規格化輝度の比と同じ２
５６：１としていることから、分割副画素の組ｐ＊１で
上位階調の輝度を表現し、分割副画素の組ｐ＊２で下位
階調の輝度を表現していて、副画素ｐ１，ｐ２，ｐ３の
それぞれの輝度は、各分割副画素の合計の輝度となる。
【００３７】従って、１６ビットのディジタルデータを
扱う場合、上位８ビットを分割副画素の組ｐ＊１を駆動
する上辺のドライバＩＣ２０１へ入力し、下位８ビット
を分割副画素の組ｐ＊２を駆動する下辺のドライバＩＣ
２０２へ入力すれば、副画素ｐ１，ｐ２，ｐ３におけ
る、１副画素の階調表現数は、２５６×２５６＝６５５
３６階調となる。このことから、副画素ｐ１，ｐ２，ｐ
３上に、それぞれＲ，Ｇ，Ｂのカラーフィルタを形成す
るカラー液晶パネルでは、６５５３６3 色の表現を行う
ことができ、また、カラーフィルタを含まないモノクロ
液晶パネルでは、６５５３６×３階調の表現を行うこと
ができる。
【００３８】このように、この例の液晶表示装置では、
副画素ｐ１，ｐ２，ｐ３を、それぞれ分割副画素ｐ１
１，ｐ２１，ｐ３１とｐ１２，ｐ２２，ｐ３２に分割す
るとともに、対応する分割副画素の分割比（面積比）を
１以外の値として、それぞれ別のドライバＩＣで駆動す
るようにしたので、複雑な回路構成を必要とせずに、既
存のドライバＩＣを使用して、従来の液晶表示装置によ
る表現以上の多階調表現を行うことができる。
【００３９】なお、第１実施例では、分割副画素の分割
比を１と異ならせるものとしたが、分割副画素の分割比
は、１（同面積）としてもよい。以下においては、この
場合の実施例について説明する。
【００４０】◇第２実施例 図５は、本発明の第２実施例である液晶表示装置の基本
構成を示す回路図、図６は、本実施例の液晶表示装置に
おける、単位画素の構成を示す図、図７は、本実施例の
液晶表示装置における、階調電圧と相対輝度との関係を
示す図、図８は、本実施例の液晶表示装置における、階
調と規格化輝度との関係を示す図である。
【００４１】図５においては、この例の液晶表示装置に
おける、液晶パネル１０１Ｂと、ドライバＩＣ２０１
Ａ，２０２Ａと、ゲートドライバＩＣ２０３との概略構
成が示されている。この例の液晶パネル１０１Ｂは、分
割副画素の面積比が第１実施例の場合の液晶パネル１０
１と異なっている。液晶パネル１０１Ｂの上辺に配置さ
れた第１のドライバＩＣ２０１Ａと、下辺に配置された
第２のドライバＩＣ２０２Ａ、及び水平方向に画素行を
走査するゲートドライバＩＣ２０３の構成は、図１に示
された第１実施例の場合の、ドライバＩＣ２０１，２０
２、及びゲートドライバＩＣ２０３の構成と同様である
が、分割副画素の面積比が、第１実施例の場合と異なる
のに対応して、ドライバＩＣ２０１Ａ，２０２Ａの発生
する電圧が、第１実施例の場合と異なっている。
【００４２】図６においては、図５に示された各分割副
画素の構成が、さらに詳細に説明されている。図６に示
す、Ｒ画素の分割副画素ｐ１１，ｐ１２と副画素ｐ１、
Ｇ画素の分割副画素ｐ２１，ｐ２２と副画素ｐ２、Ｂ画
素の分割副画素ｐ３１，ｐ３２と副画素ｐ３の構成、及
び副画素ｐ１，ｐ２，ｐ３と単位画素ｐの構成は、図２
に示された第１実施例の場合と同様であるが、分割副画
素の面積が、図６に示すように、ｐ＊１とｐ＊２とで同
じであって、面積比が１になっている点が、第１実施例
の場合と異なっている。
【００４３】図７（ａ）においては、ドライバＩＣの１
出力あたりの階調分解能が８ビット（２５６階調）であ
る場合の、ドライバＩＣの階調電圧設定入力に対する単
位画素の相対輝度特性を示している。各ドライバＩＣへ
は、階調情報をもつ８ビットのディジタルデータが入力
されるが、各ドライバＩＣは、階調電圧設定入力で与え
られた電圧範囲を２５６階調分に分割した電圧値を内部
にもっていて、入力ディジタルデータの階調に相当する
電圧値を選択して、データ電極へ出力する。一般的に、
ドライバＩＣ内部にもつ２５６等分の電圧は、内部のラ
ダー抵抗（不図示）の値を調整することによって、各階
調の電圧が、液晶の電圧−輝度特性に合致するように設
定されている。
【００４４】液晶パネル１０１Ｂの上辺に接続される、
分解副画素の組ｐ＊１を駆動するドライバＩＣ２０１Ａ
へは、Ｖ３からＶ２の範囲の階調電圧設定入力を供給す
るので、この際の各副画素の印加電圧のダイナミックレ
ンジは、Ｖ３−Ｖ２となる。また、液晶パネル１０１Ｂ
の下辺に接続される、分解副画素の組ｐ＊２を駆動する
ドライバＩＣ２０２Ａへは、Ｖ２からＶ１の範囲の階調
電圧設定入力を供給するので、この際の各副画素の印加
電圧のダイナミックレンジは、Ｖ２−Ｖ１となる。図６
に示されたように、各副画素ｐ１，ｐ２，ｐ３を構成す
る分割副画素は、上下に等分割されている関係上、Ｖ２
としては、分割副画素の組ｐ＊１の最小輝度であって、
分割副画素の組ｐ＊２の最大輝度となる電圧値を入力す
る。
【００４５】図８は、各副画素の０〜２５５階調の階調
電圧（ドライバ入力データ）に対する規格化輝度を示し
たものである。単位画素ｐの全体の規格化輝度の最大値
を３と定義した場合、副画素ｐ１，ｐ２，ｐ３の最大規
格化輝度は、それぞれ、３等分した１となる。また、副
画素を構成する分割副画素の規格化輝度は、分割副画素
の組ｐ＊１とｐ＊２とで、印加される階調電圧範囲が異
なるため、ｐ＊１では０．５〜１の範囲となり、ｐ＊２
では０〜０．５の範囲となるので、副画素ｐ１，ｐ２，
ｐ３のそれぞれの輝度は合計されて、２倍のｐ＊１＋ｐ
＊２となる。
【００４６】さらに、１単位画素の輝度は、各副画素の
輝度の合計で表現されるため、副画素ｐ１，ｐ２，ｐ３
の最大輝度が１の場合、１単位画素の最大輝度はその３
倍の３となる。このことを階調数で表すと、副画素上
に、Ｒ，Ｇ，Ｂのカラーフィルタが形成されているカラ
ー液晶パネルの場合、図８（ａ）に示すように、１分割
副画素の階調数は２５６階調であり、１副画素で表現可
能な階調数は２倍の５１２階調となって、さらに１単位
画素では、５１２3 色の表現が可能となる。また、カラ
ーフィルタを含まないモノクロ液晶パネルの場合は、図
８（ｂ）に示すように、１副画素あたり５１２階調なの
で、１単位画素では、３倍の１５３６階調となる。
【００４７】図７（ｂ）においては、各ドライバＩＣへ
入力されるディジタルデータにＦＲＣ処理を施すことに
よって、１分割副画素の表現階調数を１０ビット相当に
したときの例を示している。この場合、各副画素ｐ１，
ｐ２，ｐ３では、１０２４の２倍の２０４８階調の表現
が可能になるので、単位画素ｐの階調数は、カラー液晶
パネルのとき２０４８3 色となり、モノクロ液晶パネル
としたとき、３倍の６１４４階調となる。
【００４８】このように、この例の液晶表示装置では、
副画素ｐ１，ｐ２，ｐ３を、それぞれ分割副画素ｐ１
１，ｐ２１，ｐ３１とｐ１２，ｐ２２，ｐ３２に等分割
して、それぞれ別のドライバＩＣで駆動するようにした
ので、複雑な回路構成を必要とせずに、既存のドライバ
ＩＣを使用して、従来の液晶表示装置による表現以上の
多階調表現を行うことができる。この例の場合、第１実
施例の場合と比較して表現可能な階調数は少なくなる
が、同一副画素を分割した分割副画素の面積が同じなの
で、プロセス上の構成が第１実施例の場合より容易にな
る。
【００４９】第１実施例，第２実施例においては、ドラ
イバＩＣを液晶パネルの上辺と下辺とに分割して設ける
ものとしたが、ドライバＩＣをいずれかの１辺のみに設
けることも可能である。以下においては、ドライバＩＣ
を液晶パネルの上辺のみに設ける場合の実施例について
説明する。
【００５０】◇第３実施例 図９は、本発明の第３実施例である液晶表示装置の基本
構成を示す回路図、図１０は、本実施例の液晶表示装置
における、単位画素の構成を示す図、図１１は、本実施
例の液晶表示装置における、階調電圧生成用ラダー抵抗
の構成の関係を示す図、図１２は、本実施例の液晶表示
装置における、階調電圧と相対輝度との関係を示す図で
ある。
【００５１】図９においては、この例の液晶表示装置に
おける、液晶パネル１０１Ｃと、ドライバＩＣ２０４
と、ゲートドライバＩＣ２０３との概略構成が示されて
いる。この例の液晶パネル１０１Ｃは、分割副画素の配
置は第１実施例の場合の液晶パネル１０１と同じであ
る。各副画素を駆動するドライバＩＣ２０４は、液晶パ
ネル１０１Ｃの上辺に配置されていて、分割副画素の組
ｐ＊１とｐ＊２とを同一ドライバＩＣから駆動するよう
に構成されている点が、第１実施例及び第２実施例の場
合と異なっている。図１０においては、図９の液晶表示
装置における各分割副画素の構成が示されているが、第
１実施例の場合と同様なので、以下においてはその説明
を省略する。
【００５２】図１１においては、ドライバＩＣ２０４に
おける、階調電圧生成用ラダー抵抗の構成が示されてい
る。階調電圧生成用ラダー抵抗は、分割副画素の組ｐ＊
１用の抵抗分圧器３０１と、分割副画素の組ｐ＊２用の
抵抗分圧器３０２とからなっている。抵抗分圧器３０１
は、階調電圧設定入力Ｖ２−Ｖ１間で、０階調から２５
５階調までの２５６階調分の階調電圧を生成して、分割
副画素の組ｐ＊１の各分割副画素へ供給する。抵抗分圧
器３０２は、階調電圧設定入力Ｖ３−Ｖ１間で、０階調
から２５５階調までの２５６階調分の階調電圧を生成し
て、分割副画素の組ｐ＊２の各分割副画素へ供給する。
【００５３】抵抗分圧器３０１のＶ１のノードと、抵抗
分圧器３０２のＶ１のノードとは、ドライバＩＣ２０４
の内部で接続されている。抵抗分圧器３０１によって、
Ｖ２−Ｖ１間の階調電圧設定入力に基づいて生成された
階調電圧は、ドライバＩＣ２０４の奇数番目の出力を介
して分割副画素の組ｐ＊１の各分割副画素へ供給され、
抵抗分圧器３０２によって、Ｖ３−Ｖ１間の階調電圧設
定入力に基づいて生成された階調電圧は、ドライバＩＣ
２０４の偶数番目の出力を介して分割副画素の組ｐ＊２
の各分割副画素へ供給される。
【００５４】この例における階調電圧と相対輝度との関
係は、第１実施例の場合と同様であって、図１２に示す
ように、階調電圧設定入力Ｖ２は、液晶パネルの階調−
輝度特性の中で、液晶セルへ印加する電圧の最大値であ
り、また、Ｖ１は最小値である。一方、Ｖ３は、１６ビ
ットのディジタルデータのうち、下位８ビット分の重み
に相当する相対輝度となる電圧値を与える。
【００５５】このように、この例の液晶表示装置では、
同一のドライバＩＣ２０４から分割副画素の組ｐ＊１と
ｐ＊２とを駆動するようにしたので、分割副画素の組ｐ
＊１を駆動する階調電圧設定入力のＶ１ノードと、分割
副画素の組ｐ＊２を駆動する階調電圧設定入力のＶ１ノ
ードとをドライバＩＣ２０４の内部で接続することがで
き、従って、Ｖ１ノードが、上辺のドライバＩＣ２０１
と、下辺のドライバＩＣ２０２とに分離している第１実
施例の場合のように、両ドライバＩＣ間の階調電圧設定
入力の誤差に基づいて、出力階調にばらつきが生じるこ
とを防止できる。
【００５６】以上、この発明の実施例を図面により詳述
してきたが、具体的な構成はこの実施例に限られたもの
ではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変
更等があってもこの発明に含まれる。例えば、第１実施
例と第２実施例の場合に、第１のドライバＩＣと第２の
ドライバＩＣの位置は、液晶パネルの上辺と下辺に限ら
ず、逆の位置関係であってもよい。また、第３実施例の
場合に、ドライバＩＣは、液晶パネルの上辺に限らず、
下辺にあってもよい。
【００５７】また、ＦＲＣ処理は、第２実施例の場合に
限らず、第１実施例及び第３実施例の場合にも適用する
ことができる。また、第３実施例において、同一副画素
を構成する分割副画素の面積比は、第１実施例の場合と
同様に１と異なるものとしたが、第２実施例の場合と同
様に１であるとしてもよい。さらに、この発明は、カラ
ー液晶表示装置の場合に限らず、液晶パネルを構成する
単位画素が１個の画素からなるモノクロ液晶表示装置の
場合にも適用することができる。
【００５８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の液晶表示
装置によれば、各副画素を分割副画素から構成して、そ
れぞれ別のドライバＩＣで駆動することによって、複雑
な回路構成を必要とせずに、既存のドライバＩＣを使用
して、従来の液晶表示装置による表現以上の多階調表現
を行うことができる。また、本発明の液晶表示装置によ
れば、各副画素を分割副画素から構成して、同一のドラ
イバＩＣで駆動することによって、新規のドライバＩＣ
を必要とするが、従来の液晶表示装置による表現以上の
多階調表現を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例である液晶表示装置の基本
構成を示す回路図である。
【図２】同実施例の液晶表示装置における、単位画素の
構成を示す図である。
【図３】同実施例の液晶表示装置における、階調と規格
化輝度との関係を示す図である。
【図４】同実施例の液晶表示装置における、階調電圧と
相対輝度との関係を示す図である。
【図５】本発明の第２実施例である液晶表示装置の基本
構成を示す回路図である。
【図６】同実施例の液晶表示装置における、単位画素の
構成を示す図である。
【図７】同実施例の液晶表示装置における、階調電圧と
相対輝度との関係を示す図である。
【図８】同実施例の液晶表示装置における、階調と規格
化輝度との関係を示す図である。
【図９】本発明の第３実施例である液晶表示装置の基本
構成を示す回路図である。
【図１０】同実施例の液晶表示装置における、単位画素
の構成を示す図である。
【図１１】同実施例の液晶表示装置における、階調電圧
生成用ラダー抵抗の構成を示す図である。
【図１２】同実施例の液晶表示装置における、階調電圧
と相対輝度との関係を示す図である。
【図１３】従来の、及び本発明が適用される液晶表示装
置の構成例を示すブロック図である。
【図１４】従来の液晶表示装置における表示画面の構成
例を示す図である。
【図１５】従来の液晶表示装置における、単位画素の輝
度値と各副画素の輝度値との関係を示す図である。
【図１６】従来の液晶表示装置における、入力階調と輝
度との関係を示す図である。
【符号の説明】
１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ 液晶パネル ２０１，２０１Ａ ドライバＩＣ ２０２，２０２Ａ ドライバＩＣ ２０３ ゲートドライバＩＣ ２０４ ドライバＩＣ ３０１，３０２ 抵抗分圧器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０９Ｇ 3/20 Ｇ０９Ｇ 3/20 ６４１Ｅ ６４１Ｇ ６４１Ｋ ６４２ ６４２Ｋ (72)発明者 山口 真智彦 東京都港区芝五丁目７番１号 日本電気株 式会社内 Ｆターム(参考） 2H093 NA16 NA32 NA33 NA43 NA53 NA54 NA55 NC13 NC22 NC23 NC25 NC34 5C006 AA12 AA14 AA16 AA17 AA22 AC11 AF44 AF47 AF84 AF85 BB16 BC12 BF43 FA12 FA23 FA41 FA52 FA56 5C080 AA10 BB05 CC03 DD06 DD08 DD22 DD27 EE29 EE30 FF11 JJ01 JJ02 JJ03

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 液晶パネル上に配置された各単位画素が
    複数の副画素からなる液晶表示装置において、 前記副画素を複数の分割副画素に分割するとともに、副
    画素を構成する各分割副画素がそれぞれ異なる階調−輝
    度特性をもつように駆動するドライバ手段を設けたこと
    を特徴とする液晶表示装置。
  2. 【請求項２】 前記副画素を構成する各分割副画素がそ
    れぞれ異なる面積を有するとともに、前記ドライバ手段
    が、大きい面積を有する分割副画素には輝度間隔が広い
    階調−輝度特性を付与し、小さい面積を有する分割副画
    素には輝度間隔が狭い階調−輝度特性を付与することを
    特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
  3. 【請求項３】 前記輝度間隔が狭い階調−輝度特性が、
    前記輝度間隔が広い階調−輝度特性の１階調分を補間す
    るものであることを特徴とする請求項２記載の液晶表示
    装置。
  4. 【請求項４】 前記輝度間隔が広い階調−輝度特性が、
    前記ドライバ手段に対する階調電圧設定入力の上位ビッ
    トによって定まり、前記輝度間隔が狭い階調−輝度特性
    が、前記階調電圧設定入力の下位ビットによって定まる
    ものであることを特徴とする請求項２又は３記載の液晶
    表示装置。
  5. 【請求項５】 前記副画素を構成する各分割副画素が同
    じ面積を有するとともに、前記ドライバ手段が、一方の
    分割副画素には駆動入力に基づく電圧−輝度特性の上半
    部のダイナミックレンジを付与し、他方の分割副画素に
    は駆動入力に基づく電圧−輝度特性の下半部のダイナミ
    ックレンジを付与することを特徴とする請求項１記載の
    液晶表示装置。
  6. 【請求項６】 前記上半部の電圧−輝度特性と、下半部
    の電圧−輝度特性とが、同一ビット数の階調電圧設定入
    力によって定まるものであることを特徴とする請求項５
    記載の液晶表示装置。
  7. 【請求項７】 前記階調電圧設定入力が、原階調電圧設
    定入力に対してフレームレートコントロール（ＦＲＣ）
    処理を施したものであることを特徴とする請求項４又は
    ６記載の液晶表示装置。
  8. 【請求項８】 前記ドライバ手段が、前記副画素に対し
    て同一位置関係にある分割副画素ごとに同一の階調−輝
    度特性をもつように駆動する出力を発生する、複数のド
    ライバからなることを特徴とする請求項１乃至７のいず
    れか一に記載の液晶表示装置。
  9. 【請求項９】 前記ドライバ手段が、前記副画素に対し
    て同一位置関係にある分割副画素ごとに同一の階調−輝
    度特性をもつように駆動する複数の出力を発生する、単
    一のドライバからなることを特徴とする請求項１乃至７
    のいずれか一に記載の液晶表示装置。
  10. 【請求項１０】 前記副画素が、カラー画像を表示する
    単位画素を原色の構成に応じて分解したものであること
    を特徴とする請求項１乃至９のいずれか一に記載の液晶
    表示装置。
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