JP2003050566A - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置

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JP2003050566A
JP2003050566A JP2001238406A JP2001238406A JP2003050566A JP 2003050566 A JP2003050566 A JP 2003050566A JP 2001238406 A JP2001238406 A JP 2001238406A JP 2001238406 A JP2001238406 A JP 2001238406A JP 2003050566 A JP2003050566 A JP 2003050566A
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Koichi Koga
弘一 古賀
Toru Kume
徹 久米
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Abstract

(57)【要約】 【課題】フレームレートコントロールを行うことなく、
所望の程度の多階調表示を行うことを可能にする液晶表
示装置を提供する。 【解決手段】一画素１４を複数の副画素１４ａに分割し
て用いる液晶表示装置１０において、各副画素毎１４ａ
の階調−輝度特性は非線形の関係に設定されており、各
副画素毎に任意の輝度を選択することにより、画素１４
の輝度として所望の輝度が設定される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は液晶表示装置に関
し、特に、１つの画素を複数の副画素に分割し、多階調
表示を行うことを可能にする液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】液晶表示装置において多階調表示を行う
方法の一つとして、１つの画素を複数の副画素に分割す
る方法が知られている。
【０００３】その一例が特開２００１−３４２３２号公
報に記載されている。
【０００４】図１１は、同公報に記載されている液晶表
示装置２００のブロック図である。
【０００５】液晶表示装置２００は、液晶によって画像
を表示するカラー液晶パネル２１２と、バックライト部
２１４と、データ処理を行うデータ処理部２１６と、カ
ラー液晶パネル２１２を駆動するドライバ２１８と、イ
ンターフェイス（Ｉ／Ｆ）２２２と、から構成されてい
る。
【０００６】図１２（Ａ）は、カラー液晶パネル２１２
の表示画面の部分的拡大図である。
【０００７】図１２（Ａ）に示すように、カラー液晶パ
ネル２１２の表示画面は、カラーフィルタを用いた際
に、水平方向にＲ画素、Ｇ画素及びＢ画素が配列される
ように構成されている。通常は、これらのＲ画素、Ｇ画
素及びＢ画素を介してそれぞれＲ、Ｇ及びＢの画像デー
タによりカラー表示が行われるが、液晶表示装置２００
においては、次のようにして、モノクロ画像が表示され
る。
【０００８】すなわち、液晶表示装置２００において
は、図１２（Ａ）に示したＲ画素、Ｇ画素及びＢ画素を
一単位画素として用い、モノクロ画像表示が行われる。
ここでは、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るので、一つ
の単位画素で表示可能な輝度値の設定数が、Ｒ画素、Ｇ
画素及びＢ画素それぞれの画素によって表示可能な輝度
値の設定数の３倍になる。
【０００９】すなわち、設定値間の輝度幅を３分の１に
細かく設定することにより、表示画像の階調を細かくす
ることができる。
【００１０】例えば、図１２（Ｂ）に示すように、一つ
の画素ｐを３個の副画素ｐ１、ｐ２、ｐ３に分割するも
のとする。副画素ｐ１、ｐ２、ｐ３の各々が８ビット表
示を行う場合、表示可能な輝度値は０から２５５であ
り、単位画素ｐが表示可能な輝度値は０から７６５（２
５５×３）となるが、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、最大輝度値を画像データの最大
値に対応させる。これにより、高階調の表示画像を得る
ことができる。
【００１１】データ処理部２１６は、さらに、画像デー
タから変換された輝度値を単位画素ｐに供給する際に、
画素ｐ１、ｐ２、ｐ３の３画素にほぼ均等に分散させ
る。
【００１２】具体的には、８ビット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。
【００１３】次に、データ処理部２１６は、画像データ
から得られた輝度値を、以下の表１に示すにように、画
素ｐ１、ｐ２、ｐ３に振り分ける。例えば、輝度値０に
対しては、画素ｐ１、ｐ２、ｐ３に０、０、０を配分
し、輝度値１に対しては、０、０、１を配分し、輝度値
２に対しては、０、１、１を配分し、以下、輝度値７６
５まで同様の配分を行う。
【００１４】（表１） 輝度値 画素ｐ１ 画素ｐ２ 画素ｐ３ ０ ０ ０ ０ １ ０ ０ １ ２ ０ １ １ ３ １ １ １ ４ １ １ ２ ５ １ ２ ２ ： ： ： ： ７６２ ２５４ ２５４ ２５４ ７６３ ２５４ ２５４ ２５５ ７６４ ２５４ ２５５ ２５５ ７６５ ２５５ ２５５ ２５５
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】表１において、輝度値
は液晶表示装置２００に対する入力階調に等しい。
【００１６】図１２（Ｂ）に示したように、液晶表示装
置２００においては、１画素を３つの相等しい副画素ｐ
１、ｐ２、ｐ３に分割し、３つの副画素の階調（ドライ
バへの入力データ）を合算することにより、ほぼ３倍の
階調数を得ている。
【００１７】すなわち、図１３に示すように、液晶表示
装置２００においては、液晶表示装置２００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１３では、規格化輝度）との関係は線形となっ
ている。このため、各副画素ｐ１、ｐ２、ｐ３の輝度値
の総和が画素ｐの輝度値に等しくなる。
【００１８】しかしながら、液晶表示装置２００におい
ては、各副画素ｐ１、ｐ２、ｐ３への入力階調とそれら
の輝度値との関係を線形に設定しているため、画素全体
として実現することが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。
例えば、各副画素が処理することができる階調数が２５
６階調である場合には、画素全体として表現することが
できる階調数は７６６階調にしかならない。
【００１９】このため、従来の液晶表示装置２００によ
って、所望の程度に多階調表示を行うことは必ずしも可
能ではない。
【００２０】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（ＦＲＣ）がある。
【００２１】フレームレートコントロールとは、例え
ば、１０ビットの画像データを分割して４つの８ビット
の画像データとし、この画像データを周波数を上げて順
次表示することにより、８ビットで１０ビットの階調表
現を行うものである。
【００２２】このフレームレートコントロールを行え
ば、容易に多階調表示を行うことができるが、このフレ
ームレートコントロールによる画像表示においては、フ
リッカ（画面のちらつき）の多発という問題がある。ま
た、フレームレートコントロールを表示フレームレート
よりも長い周期で行う場合は、動画像の微妙な色の表示
（追加階調の範囲内での表示）が正しくなくなるという
問題がある。
【００２３】このフリッカを解消し、あるいは、動画像
での色再現を正しく行うためには、フレーム周波数を上
げて、高速で表示切り換えを行う必要があるが、モニタ
のドライバＩＣまたはモニタ自体の応答速度には限界が
あり、高速での表示切り換えは必ずしも容易ではない。
【００２４】本発明はこのような問題点に鑑みてなされ
たものであり、フレームレートコントロールを行うこと
なく、所望の程度の多階調表示を行うことを可能にする
液晶表示装置を提供することを目的とする。
【００２５】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明は、一画素を複数の副画素に分割して用いる
液晶表示装置において、各副画素毎の階調−輝度特性は
非線形の関係に設定されており、各副画素毎に任意の階
調を選択することにより、画素の輝度として所望の輝度
が設定されることを特徴とする液晶表示装置を提供す
る。
【００２６】本発明に係る液晶表示装置においては、一
つの画素は複数個の副画素に分割されており、各副画素
における階調−輝度特性は非線形の関係に設定されてい
る。図１３に示したように、従来の液晶表示装置におい
ては、各副画素の階調−輝度特性は線形の関係に設定さ
れていたため、入力階調が１単位増加すると、それに対
応する輝度の増加分は一定であった。これに対して、本
発明に係る液晶表示装置においては、後に図２において
示すように、各副画素における階調−輝度特性は非線形
の関係に設定されている。このため、入力階調の１単位
分の増加に対して、一定ではない様々な量の輝度の増加
分を実現することができる。従って、非線形に設定され
ている各副画素の階調−輝度特性のうち、各副画素にお
いて、必要な輝度の増加分のみを選択し、選択した複数
個の輝度の増加分を組み合わせることによって、画素全
体に対して、所望の輝度を実現することができる。この
ため、所望の程度の多階調表示を行うことが可能であ
る。
【００２７】本液晶表示装置は、各副画素毎に設定され
た階調−輝度特性を記憶するメモリを備えることが好ま
しい。
【００２８】これにより、一旦設定された階調−輝度特
性を保存しておくことができ、また、以前に設定した階
調−輝度特性を容易に引き出すことができる。
【００２９】各副画素毎に設定される階調−輝度特性は
テーブル形式で表現することが可能である。この場合、
前述のメモリはテーブル形式で表された階調−輝度特性
を記憶することとなる。
【００３０】本液晶表示装置は、上述のメモリに代え
て、各副画素毎に設定される階調−輝度特性を演算し、
演算結果をソースドライバに送る演算手段を備えること
が可能である。
【００３１】例えば、この演算手段がリアルタイム処理
を行う場合には、演算結果をメモリに記憶することは必
ずしも必要ではない。ソースドライバはシリアルに送ら
れてくる階調データを順次記憶する機能をも備えている
ので、演算手段が演算結果をソースドライバに送ること
により、演算結果を保持することができる。
【００３２】演算手段は階調−輝度特性を専用のアルゴ
リズムを用いて計算するように構成することができる。
この場合、計算結果をメモリに記憶するようにすること
もできる。
【００３３】本液晶表示装置は、入力データの階調に応
じて各副画素毎に設定する階調を逐次演算する算出手段
を備えることができる。
【００３４】例えば、各副画素のγ値は画素のγ値より
も大きく設定することができる。
【００３５】複数の副画素に対して、入力データに対す
る駆動電位を同時に印加することが好ましい。
【００３６】各副画素の最大輝度の和が画素の最高階調
に対する輝度に等しくなるようにすることができる。
【００３７】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の第１の実施形態
に係る液晶表示装置１０の概略的な構成を示すブロック
図である。
【００３８】本実施形態に係る液晶表示装置１０は、複
数の画素１４がマトリクス状に配列されている液晶表示
（ＬＣＤ）パネル１２と、入力信号を受信するデコーダ
１６と、デコーダ１６に接続されている信号処理回路１
８と、信号処理回路１８と接続され、さらに、ＬＣＤパ
ネル１２の各画素１４に接続されているソースドライバ
１９と、を備えている。
【００３９】各画素１４は、Ｒ（Ｒは２以上の正の整
数）個の副画素１４ａに分割されているものとする。
【００４０】デコーダ１６は、Ｎビットの入力信号を、
それぞれＭビットのＲ個の副画素信号に割り当てる機能
を有している。ここに、Ｎは入力信号の１画素当たりの
階調データのビット数であり、例えば、８、１０、１２
または１６である。本実施形態においては、Ｎ＝１２で
ある。Ｍはソースドライバの１副画素当たりのビット数
であり、本実施形態においては、８である。Ｒは１画素
当たりの副画素数である。
【００４１】本実施形態においては、デコーダ１６は、
Ｎビットの入力階調信号をアドレスとし、出力をＭ×Ｒ
としたＲＯＭ、ＲＡＭまたはそれらを論理合成した論理
回路により実現されている。
【００４２】後述するように、これらのＲＯＭ、ＲＡＭ
またはそれらを論理合成した論理回路は、画素１４の輝
度値が所望の輝度値になるように、各副画素１４ａの輝
度値を決定する変換テーブルを内蔵している。
【００４３】各副画素１４ａに対しては、入力データに
対する駆動電位が同時に印加される。
【００４４】信号処理回路１８は、ソースドライバ１９
を適切に駆動するための駆動信号をソースドライバ１９
に発信する。ソースドライバ１９に順次信号を送る場合
には、入力信号のクロック周波数のＲ倍の周波数を有す
る別個のクロックにより、各副画素１４ａの値を順次出
力する。
【００４５】なお、信号処理回路１８及びソースドライ
バ１９は通常の液晶表示装置に用いられる一般的なもの
である。
【００４６】図２は、一つの画素１４を３個の副画素１
４ａに分割した場合（Ｒ＝３）における画素１４の階調
−輝度特性及び各副画素１４ａの階調−輝度特性を表す
グラフである。なお、図２においては、輝度は規格化輝
度として表されている。
【００４７】規格化輝度Ｌは次式（１）により表され
る。
【００４８】Ｌ＝（Ｓ／Ｓｍａｘ）γ （１） 式（１）において、Ｓは階調数（Ｓは０≦Ｓ≦Ｓｍａｘ
の範囲内の整数）、Ｓｍａｘは最大階調数（１以上の正
の整数）、γは階調−輝度特性を表すパラメータ（定
数）である。
【００４９】例えば、８ビット階調においては、最大階
調数Ｓｍａｘは２５５（２8−１）となる。また、パラ
メータγとしては、一般的には、２．２の値が用いられ
ることが多い。
【００５０】各副画素１４ａはそれぞれ８ビットのドラ
イバで駆動される。各副画素１４ａの階調−輝度特性は
γ＝３．１７７と非線形で表し、画素１４のγ値が２．
２になるように各副画素１４ａの階調を組み合わせる。
【００５１】図２に示す例においては、画素１４の最大
輝度を２としている。すなわち、画素１４の最大輝度は
副画素１４ａの２個分の最大輝度に等しく設定されてい
る。
【００５２】画素１４の輝度Ｌｐと副画素１４ａの輝度
Ｌｓｐとの関係は次式（２）により表される。
【００５３】Ｌｐ＝ΣＬｓｐ （２） 画素１４の輝度Ｌｐの範囲は次式（３）により示され
る。
【００５４】０≦Ｌｐ≦ΣＬｓｐ ｍａｘ （３） 式（３）において、Ｌｓｐ ｍａｘは各副画素１４ａの
最大輝度を示す。
【００５５】式（２）から明らかであるように、一つの
画素１４の輝度は、その画素１４を構成する副画素１４
ａの各輝度の総和に等しい。
【００５６】本実施形態によれば、フレームレートコン
トロールを行うことなく、多階調表示を行うことが可能
である。具体的には、既存の８ビットドライバを用い
て、１２ビット（４０９６階調）での階調表現を行うこ
とができる。
【００５７】また、画素１４を３個の副画素１４ａに分
割する場合には、必要なドライバの数は３倍になるが、
４ビットを増やしてソースドライバ１９内のＤ／Ａ変換
部の回路規模を１６倍にすることと比較すれば、ハード
ウェアにおける増加量は少なくなる。
【００５８】図３に、入力階調（１２ビット）と各副画
素１４ａの輝度との間のデータ変換マップ（８ビット）
の一例を示す。ただし、図３は、最初の０から１００ま
での入力階調と最後の３９９５から４０９５までの入力
階調のみを示す。
【００５９】以上のように、本実施形態に係る液晶表示
装置１０によれば、ソースドライバ１９の階調以上の階
調を表現することが可能になる。以下、その理由を説明
する。
【００６０】以下の例においては、画素１４を構成する
副画素１４ａの数を２とし、各副画素１４ａの階調−輝
度特性と最大輝度とはそれぞれ全て同一であるものとす
る。また、入力階調数はソースドライバ１９の階調数よ
り＋２ビット大きいものとする。
【００６１】副画素１４ａの階調−輝度特性を決定する
γ値を、求める画素の階調−輝度特性よりも大きな値の
γ値に設定する。ただし、副画素１４ａのγ値は必ずし
もγ曲線上のγ値である必要はない。
【００６２】この場合、副画素１４ａの階調が、求める
画素の階調の１／４（２+2）の輝度になるように設定す
る。
【００６３】このような設定を行うことにより、一つの
副画素１４ａを画素の求める階調よりも小さい最大値に
設定し、その求める階調との差に最も近い値にもう一つ
の副画素の輝度を設定することが可能になる。その組み
合わせを入力階調に対する各画素の値のテーブルとして
求める。このようにして求められたテーブルはデコーダ
１６に設定される。
【００６４】以下、図４を参照して上記の具体例を説明
する。
【００６５】図４は、画素全体、第１の副画素及び第２
の副画素の各階調と規格化輝度との関係を示すグラフで
ある。
【００６６】画素全体の階調Ａの点の輝度は以下のよう
にして求められる。
【００６７】先ず、第１の副画素に階調Ｂを与えたとき
の輝度Ｘ１を求める。この輝度Ｘ１に対応する画素全体
における輝度は階調Ａ’において与えられるものとす
る。この場合、階調Ａ’における画素全体の輝度は、階
調Ａにおける画素全体の輝度よりも小さいように階調
Ｂ、階調Ａ’及び階調Ａを決定する。
【００６８】次いで、階調Ａ’と求める階調Ａとの差に
対応する画素全体上の輝度の増加分に等しい輝度の増加
分を第２の副画素上の輝度において与える階調を決定す
る。
【００６９】これにより、画素全体の輝度が決定され
る。
【００７０】この具体例においては、上記の輝度の増加
分を第２の副画素上の輝度において与える階調は、γ値
の大きい曲線、すなわち、傾斜の小さい第２の副画素の
輝度−階調特性曲線を用いて決定することができるた
め、ソースドライバ１９の最小階調差よりも小さな値の
補完を行うことが可能である。
【００７１】図２においては、一つの画素１４の最大輝
度を１副画素１４ａの最大輝度の２倍にした例を示した
が、一つの画素１４の最大輝度の１副画素１４ａの最大
輝度に対する倍数は２には限定されない。副画素数Ｒ以
下の任意の正数の値Ｔを選択することができる（０＜Ｔ
≦Ｒ）。値Ｔは整数には限定されない。小数であっても
よい。
【００７２】図５に、倍数として３を選択した場合の例
を示す。すなわち、図５は、一つの画素１４の最大輝度
を１副画素１４ａの最大輝度の３倍にした場合における
画素１４の階調−輝度特性及び各副画素１４ａの階調−
輝度特性を表すグラフである。
【００７３】各副画素１４ａはそれぞれ８ビットのドラ
イバで駆動される。各副画素１４ａの階調−輝度特性は
γ＝３．１０４と非線形で表し、画素１４のγ値が２．
２になるように各副画素１４ａの階調を組み合わせる。
【００７４】本実施例によっても、図２に示した例の場
合と同様に、フレームレートコントロールを行うことな
く、多階調表示を行うことが可能である。具体的には、
既存の８ビットドライバを用いて、１２ビット（４０９
６階調）での階調表現を行うことができる。
【００７５】図６に、入力階調（１２ビット）と各副画
素１４ａの輝度との間のデータ変換マップ（８ビット）
の一例を示す。ただし、図６は、最初の０から１００ま
での入力階調と最後の３９９５から４０９５までの入力
階調のみを示す。
【００７６】上述の実施形態においては、図３または図
６に示したデータ変換マップを用いて、入力階調に対応
する各副画素１４ａの輝度を求めたが、データ変換マッ
プを用いずに、各副画素１４ａの輝度を計算で求めるこ
とも可能である。
【００７７】以下に、各副画素１４ａの輝度を計算で求
める場合の手順を示す。
【００７８】以下の例においては、一つの画素１４を３
個の副画素１４ａに分割し、各副画素１４ａを８ビット
（２５６階調）ドライバで駆動し、画素１４としては１
２ビット（４０９６階調）を表現するものとする。各副
画素１４ａの階調−輝度特性はγ曲線に従うものとし、
各副画素１４ａの最大輝度を画素１４の最大輝度の２／
３に設定する。
【００７９】画素１４の規格化輝度をＹ（Ｎ）（０≦Ｎ
＜４０９６、０≦Ｙ（Ｎ）≦２）で表し、３個の各副画
素１４ａの輝度をＹ１（Ｎ１）、Ｙ２（Ｎ２）、Ｙ３
（Ｎ３）で表す。
【００８０】γを画素１４の階調−輝度特性を表すパラ
メータであるとすると、Ｙ（Ｎ）は次のように表され
る。
【００８１】 Ｙ（Ｎ）＝２（Ｎ／（４０９６−１））γ また、γｓｐを各副画素１４ａの階調−輝度特性を表す
パラメータであるとすると、γｓｐをＹ（１）＝Ｙ１
（１）＝Ｙ２（１）＝Ｙ３（１）になるように設定す
る。
【００８２】図７は、Ｙ（Ｎ）を実現するＹ１（Ｎ
１）、Ｙ２（Ｎ２）、Ｙ３（Ｎ３）の値を求める第１の
アルゴリズムを示すフローチャートである。
【００８３】先ず、Ｎ１、Ｎ２及びＮ３を初期化する。
すなわち、Ｎ１、Ｎ２及びＮ３を全て０に設定する（ス
テップＳ１００）。
【００８４】次いで、任意のＮ１に対して、Ｎ１がＮ１
の最大値Ｎ１ｍａｘに等しいか、または、Ｙ１（Ｎ１＋
１）＋Ｙ２（Ｎ２）＋Ｙ３（Ｎ３）がＹ（Ｎ）よりも大
きいか否かを判定する（ステップＳ１１０）。
【００８５】Ｙ１（Ｎ１＋１）＋Ｙ２（Ｎ２）＋Ｙ３
（Ｎ３）がＹ（Ｎ）よりも大きくない場合には（ステッ
プＳ１１０のＮＯ）、（Ｎ１）に代えて（Ｎ１＋１）を
代入し（ステップＳ１２０）、この（Ｎ１＋１）に対し
て、再び、Ｙ１（Ｎ１＋１＋１）＋Ｙ２（Ｎ２）＋Ｙ３
（Ｎ３）がＹ（Ｎ）よりも大きいか否かを判定する（ス
テップＳ１１０）。
【００８６】Ｙ１（Ｎ１＋１）＋Ｙ２（Ｎ２）＋Ｙ３
（Ｎ３）がＹ（Ｎ）よりも大きくなるまで（ステップＳ
１２０のＹＥＳ）、ステップＳ１１０及びステップＳ１
２０を繰り返す。これにより、求めるＹ（Ｎ）を超えな
い最大のＮ１が求められる。
【００８７】次いで、次いで、任意のＮ２に対して、Ｎ
２がＮ２の最大値Ｎ２ｍａｘに等しいか、または、Ｙ１
（Ｎ１）＋Ｙ２（Ｎ２＋１）＋Ｙ３（Ｎ３）がＹ（Ｎ）
よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ１３０）。
【００８８】Ｙ１（Ｎ１）＋Ｙ２（Ｎ２＋１）＋Ｙ３
（Ｎ３）がＹ（Ｎ）よりも大きくない場合には（ステッ
プＳ１３０のＮＯ）、（Ｎ２）に代えて（Ｎ２＋１）を
代入し（ステップＳ１４０）、この（Ｎ２＋１）に対し
て、再び、Ｙ１（Ｎ１）＋Ｙ２（Ｎ２＋１＋１）＋Ｙ３
（Ｎ３）がＹ（Ｎ）よりも大きいか否かを判定する（ス
テップＳ１３０）。
【００８９】Ｙ１（Ｎ１）＋Ｙ２（Ｎ２＋１）＋Ｙ３
（Ｎ３）がＹ（Ｎ）よりも大きくなるまで（ステップＳ
１３０のＹＥＳ）、ステップＳ１３０及びステップＳ１
４０を繰り返す。これにより、Ｙ（Ｎ）との差を超えな
い最大のＮ２が求められる。
【００９０】次いで、次いで、任意のＮ３に対して、Ｎ
３がＮ３の最大値Ｎ３ｍａｘに等しいか、または、Ｙ１
（Ｎ１）＋Ｙ２（Ｎ２）＋Ｙ３（Ｎ３＋１）がＹ（Ｎ）
よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ１５０）。
【００９１】Ｙ１（Ｎ１）＋Ｙ２（Ｎ２）＋Ｙ３（Ｎ３
＋１）がＹ（Ｎ）よりも大きくない場合には（ステップ
Ｓ１５０のＮＯ）、（Ｎ３）に代えて（Ｎ３＋１）を代
入し（ステップＳ１６０）、この（Ｎ３＋１）に対し
て、再び、Ｙ１（Ｎ１）＋Ｙ２（Ｎ２）＋Ｙ３（Ｎ３＋
１＋１）がＹ（Ｎ）よりも大きいか否かを判定する（ス
テップＳ１５０）。
【００９２】Ｙ１（Ｎ１）＋Ｙ２（Ｎ２）＋Ｙ３（Ｎ３
＋１）がＹ（Ｎ）よりも大きくなるまで（ステップＳ１
５０のＹＥＳ）、ステップＳ１５０及びステップＳ１６
０を繰り返す。これにより、Ｙ（Ｎ）との差を超えない
最大のＮ３が求められる。
【００９３】以上により、Ｎ１、Ｎ２及びＮ３が全て決
定される（ステップＳ１７０）。
【００９４】以下に、Ｙ（Ｎ）を実現するＹ１（Ｎ
１）、Ｙ２（Ｎ２）、Ｙ３（Ｎ３）の値を求める第２の
アルゴリズムを説明する。
【００９５】図８は第２のアルゴリズムを示すフローチ
ャートである。
【００９６】先ず、γｓｐを各副画素１４ａの階調−輝
度特性を表すパラメータであるとすると、γｓｐをＹ
（１）＝Ｙ１（１）＝Ｙ２（１）＝Ｙ３（１）になるよ
うに設定する（ステップＳ２００）。
【００９７】次いで、副画素１４ａの全ての数値解を求
める（ステップＳ２１０）。
【００９８】次いで、全ての副画素の組み合わせをその
合計値でソートする（ステップＳ２２０）。
【００９９】次いで、求めるＹ（Ｎ）に最も近い値の副
画素の組み合わせを求める（ステップＳ２３０）。
【０１００】次いで、上述の実施形態をカラー画素に適
用した場合の例を以下に示す。
【０１０１】図９（Ａ）に示すように、Ｒ、Ｇ、Ｂの各
ドットを有するカラー画素２０を想定する。
【０１０２】カラー画素２０の各ドットＲ、Ｇ、Ｂは、
例えば、図９（Ｂ）に示すように、薄膜トランジスタ
（ＴＦＴ）２１のドレインを介してドレイン線２２に、
ゲートを介してゲート線２３に接続されている。
【０１０３】上述の実施形態をカラー画素２０に適用す
る場合、図１０（Ａ）に示すように、ドットＲを３個の
副ドットＲＰ1、ＲＰ2、ＲＰ3に分割し、ドットＧを３
個の副ドットＧＰ1、ＧＰ2、ＧＰ3に分割し、さらに、
ドットＢを３個の副ドットＢＰ1、ＢＰ2、ＢＰ3に分割
する。
【０１０４】このように分割された各副ドットは図１０
（Ｂ）または（Ｃ）に示すように接続される。
【０１０５】例えば、ドットＲの分割により得られた３
個の副ドットＲＰ1、ＲＰ2、ＲＰ3は、図１０（Ｂ）に
示すように、それぞれに対応する薄膜トランジスタのド
レインを介してそれぞれに対応するドレイン線Ｄ1、
Ｄ2、Ｄ3に接続され、さらに、各薄膜トランジスタのゲ
ートを介して共通ゲート線２４に接続されている。
【０１０６】あるいは、図１０（Ｃ）に示すように、ド
ットＲの分割により得られた３個の副ドットＲＰ1、Ｒ
Ｐ2、ＲＰ3はそれぞれに対応する薄膜トランジスタのド
レインを介して共通ドレイン線２５に接続され、さら
に、それぞれに対応する薄膜トランジスタのゲートを介
してそれぞれに対応するゲート線Ｇ1、Ｇ2、Ｇ3に接続
されている。この場合、各副ドットＲＰ1、ＲＰ2、ＲＰ
3に対しては、１ライン走査時間中に時分割でドレイン
信号電位が印加される。
【０１０７】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、フレー
ムレートコントロールを行うことなく、多階調表示を行
うことが可能である。例えば、既存の８ビットドライバ
を用いて、１２ビット（４０９６階調）での階調表現を
行うことができる。
【０１０８】また、画素を、例えば３個の副画素に分割
する場合には、必要なドライバの数は３倍になるが、４
ビットを増やしてソースドライバ内のＤ／Ａ変換部の回
路規模を１６倍にすることと比較すれば、ハードウェア
における増加量は少なくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置の
概略的な構成を示すブロック図である。
【図２】第１の実施形態に係る液晶表示装置の階調−輝
度特性を示すグラフである。
【図３】第１の実施形態に係る液晶表示装置における入
力階調（１２ビット）と各副画素の輝度との間のデータ
変換マップ（８ビット）の一例の一部である。
【図４】第１の実施形態の具体例における画素全体、第
１の副画素及び第２の副画素の各階調と規格化輝度との
関係を示すグラフである。
【図５】第１の実施形態に係る液晶表示装置の階調−輝
度特性の他の例を示すグラフである。
【図６】図５に示した液晶表示装置における入力階調
（１２ビット）と各副画素の輝度との間のデータ変換マ
ップ（８ビット）の一例の一部である。
【図７】画素の規格化輝度を実現するための各副画素の
輝度の値を求める第１のアルゴリズムのフローチャート
である。
【図８】画素の規格化輝度を実現するための各副画素の
輝度の値を求める第２のアルゴリズムのフローチャート
である。
【図９】図９（Ａ）はカラー画素の概略的な平面図であ
り、図９（Ｂ）は図９（Ａ）に示したカラー画素の接続
例を示す回路図である。
【図１０】図１０（Ａ）は図９（Ａ）に示したカラー画
素を副画素に分割した状態を示す概略的な平面図であ
り、図１０（Ｂ）及び（Ｃ）は各副画素の接続例を示す
回路図である。
【図１１】従来の液晶表示装置の概略的な構造を示すブ
ロック図である。
【図１２】図１２（Ａ）は、図１１に示した液晶表示装
置におけるカラー液晶パネルの表示画面の部分的拡大図
であり、図１２（Ｂ）は、一つの画素を複数の副画素に
分割した状況を示す概念図である。
【図１３】図１１に示した液晶表示装置の階調−輝度特
性を示すグラフである。
【符号の説明】
１０ 第１の実施形態に係る液晶表示装置 １２ 液晶表示パネル １４ 画素 １４ａ 副画素 １６ デコーダ １８ 信号処理回路 １９ ソースドライバ ２０ カラー画素 ２１ 薄膜トランジスタ ２２ ドレイン線 ２３ ゲート線 ２４ 共通ゲート線 ２５ 共通ドレイン線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H093 NA16 NA51 NC13 NC34 NC42 NC54 ND06 ND07 ND10 5C006 AA12 AA16 AA17 BB16 BC16 FA11 FA56 5C080 AA10 BB05 CC03 DD01 DD08 EE19 EE29 FF11 FF12 JJ01 JJ02 JJ05 JJ07

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 一画素を複数の副画素に分割して用いる
    液晶表示装置において、 各副画素毎の階調−輝度特性は非線形の関係に設定され
    ており、各副画素毎に任意の階調を選択することによ
    り、前記画素の輝度として所望の輝度が設定されること
    を特徴とする液晶表示装置。
  2. 【請求項２】 各副画素毎に設定された階調−輝度特性
    を記憶するメモリを備えることを特徴とする請求項１に
    記載の液晶表示装置。
  3. 【請求項３】 各副画素毎に設定された階調−輝度特性
    はテーブルとして表現されており、前記メモリは前記テ
    ーブルを記憶するものであることを特徴とする請求項２
    に記載の液晶表示装置。
  4. 【請求項４】 各副画素毎に設定される階調−輝度特性
    を演算し、演算結果をソースドライバに送る演算手段を
    備えることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装
    置。
  5. 【請求項５】 前記演算手段は前記階調−輝度特性を専
    用のアルゴリズムを用いて計算するものであることを特
    徴とする請求項４に記載の液晶表示装置。
  6. 【請求項６】 入力データの階調に応じて各副画素毎に
    設定する階調を逐次演算する算出手段を備えることを特
    徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
  7. 【請求項７】 各副画素のγ値は前記画素のγ値よりも
    大きいことを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に
    記載の液晶表示装置。
  8. 【請求項８】 前記複数の副画素に対して、入力データ
    に対する駆動電位を同時に印加することを特徴とする請
    求項１乃至７の何れか一項に記載の液晶表示装置。
  9. 【請求項９】 前記各副画素の最大輝度の和が前記画素
    の最高階調に対する輝度に等しいことを特徴とする請求
    項１乃至８の何れかに記載の液晶表示装置。
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