JPH07334125A

JPH07334125A - 液晶表示装置とその駆動方法

Info

Publication number: JPH07334125A
Application number: JP6151778A
Authority: JP
Inventors: Soichi Sato; 宗一佐藤
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 1994-06-10
Filing date: 1994-06-10
Publication date: 1995-12-22
Anticipated expiration: 2019-03-31
Also published as: JP3513920B2

Abstract

(57)【要約】【目的】印加電圧の数に制限があるために表示できな
い色を複数の画素の混色により表示できる液晶表示装置
を提供することである。【構成】変換テーブル１９は、画像データに対応する
４ビットの電圧データを出力する。電圧データは、Ｄ／
Ａ変換器２３が実際に出力可能な電圧Ｖ０〜Ｖ７とそれ
らの中間値のいずれかを指示する。中間色制御回路２１
は、供給された電圧データが電圧Ｖ０〜Ｖ７を指示して
いる場合、その電圧データの上位３ビットをＤ／Ａ変換
器２３に供給し、電圧データが中間値を指示している場
合、その電圧データの上位３ビットのデータと上位３ビ
ットに”００１”を加算したデータとを交互に出力す
る。Ｄ／Ａ変換器２３は、供給された３ビットのデータ
をアナログ電圧Ｖ０〜Ｖ７のいずれかに変換して列ドラ
イバ３３に供給し、電圧Ｖ０〜Ｖ７を印加しただけでは
表示できない色を複数画素の混色により表示する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、印加電圧に応じた色
を表示する液晶表示素子を用いたカラー液晶表示装置及
びその駆動方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、カラー表示装置は、赤、緑、青の
三原色による加色混合により任意の表示色を得るもので
あり、赤、緑、青の三原色に対応するドットを備えてい
る。そして、このカラー表示装置は各原色に対応する
赤、緑、青のドットの輝度を独立させて制御することに
より任意の各色を表示する。このため、カラー表示装置
を備えたテレビジョンセット、パソコン等は、赤、緑、
青の三原色に対応する３つの輝度データを表示装置に供
給し、これらの三原色の輝度データに応じて各色のドッ
トの輝度を制御し、画素単位で所望の色を表示してい
る。

【０００３】カラー液晶表示素子においても同様に、三
原色（赤、緑、青）のカラーフィルターに対応する３つ
のドットから１つの画素を形成するように複数のドット
を形成する電極が配列され、これらのドットを透過する
光の強さをそれぞれ独立させて制御することにより前記
３つのドットからなる１画素の表示色を選択するように
駆動されている。

【０００４】この三原色カラーフィルターを備えた液晶
表示装置は、光の透過率が低いため背面に強力な光源を
配置した透過型の液晶表示装置としてテレビジョンセッ
ト、パソコン等に採用されている。しかし、上記カラー
液晶表示素子はカラーフィルターによる光吸収が大きい
ため背面からの照明を必要としない反射型のカラー液晶
表示装置を得ることが出来ない。

【０００５】カラーフィルターを用いることなく、複数
色のカラー表示が可能な液晶表示素子として、電界制御
複屈折効果型が知られている。この電界制御複屈折効果
型の液晶表示素子は、配向処理が施された一対の基板間
に液晶を封入した液晶セルと、この液晶セルを挟むよう
に配置された２枚の偏光板とから構成され、電場を印加
して液晶の分子配列を変えさせることにより、液晶層の
複屈折効果を変化させ、この複屈折効果の変化により液
晶セルを透過する光のスペクトル分布を変えて所望の色
を表示させてカラー表示を行うものである。

【０００６】この電界制御複屈折効果型の液晶表示素子
は、カラーフィルターを使用することなくカラー表示が
でき、カラーフィルターによる光吸収がないため、表示
が明るい。従って、反射型のカラー液晶表示装置が実現
可能であり、また、液晶表示素子の構造が単純であると
いう利点を有している。

【０００７】電界制御複屈折効果型の液晶表示素子は、
液晶セルの対向する基板に配置された互いに対向する電
極間に印加する電圧を制御することにより所望の複数の
色を表示するものであり、１つのドットが１つの画素を
形成し、その１つの画素を構成する電極間に印加される
各電圧それぞれに各色が１対１で対応している。

【０００８】この液晶表示素子の表示色を制御する為
に、画素単位で表示したい色に対応する電圧データをＤ
／Ａ変換器を介してアナログ映像信号に変換し、アナロ
グＬＣＤドライバに供給する。アナログＬＣＤドライバ
は、供給されたアナログ映像信号を１走査ライン分づつ
サンプリングし、複屈折制御方式の液晶表示素子に供給
し、画素単位で任意の色を表示する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上述のようなカラー液
晶表示装置では、駆動回路から液晶表示素子に印加でき
る電圧の数に限りがあり、印加電圧の変化に対する表示
色の変化が急激な部分と穏やかな部分がある。従って、
Ｄ／Ａ変換器の分解能（即ち、液晶に印加する電圧の間
隔）によっては、表示できる色と表示できる色との間隔
が非常に大きくなり、「色とび」が発生する場合があ
る。このような問題を回避するためには、印加できる電
圧の数を増加させる、即ち、Ｄ／Ａ変換器の分解能を高
くする必要があった。しかし、Ｄ／Ａ変換器の分解能を
高くすると、回路構成が複雑となり、コストも増加して
しまう。

【００１０】この発明は上記実状に鑑みてなされたもの
で、印加できる電圧の種類（数）に制限がある場合に、
その電圧を印加しただけでは表示できない色を表示する
ことができる液晶表示装置及びその駆動方法を提供する
ことを目的とする。また、この発明は、簡単な構成で多
色の色を表示できる液晶表示装置及びその駆動方法を提
供することを他の目的とする。また、この発明は、複数
の画素で多色の色を表示できる液晶表示装置及びその駆
動方法を提供することを他の目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明にかかる液晶表示装置は、印加電圧に応じ
た複数の色を画素単位で表示する液晶表示素子と、前記
液晶表示素子の指定表示色を指示する色指示手段と、前
記色指示手段により指示された指定表示色を、前記液晶
表示素子の印加電圧−表示色特性に基づいて表示可能な
色に対応する出力データに変換する変換手段と、前記変
換手段の出力データに基づいて、前記液晶表示素子に所
定数の電圧のうちのいずれかを印加することにより前記
液晶表示素子にカラー画像を表示させる駆動手段と、か
ら構成され、前記駆動手段は、前記変換手段の出力デー
タが前記駆動手段の所定数の電圧に対応しない電圧を指
示している時、前記所定数の電圧を複数画素に印加する
ことにより、前記指定表示色に近似した色を表示する、
ことを特徴とする。

【００１２】また、この発明にかかる液晶表示装置の駆
動方法は、印加電圧に応じた複数の色を画素単位で表示
する液晶表示装置に所定の色に応じた複数の電圧のいず
れかを印加することにより、液晶表示装置にカラー画像
を表示させる液晶表示装置の駆動方法において、前記複
数の電圧に対応しない指定表示色が指示された際に、複
数の画素の色の混合により前記指定表示色に近似する色
を表示する、ことを特徴とする。

【００１３】

【作用】この発明によれば、印加電圧の電圧値の数が限
られているために表示できない色を表示したい場合に、
複数の画素で近似的にその色を表示する。従って、限ら
れた数の印加電圧を用いて印加電圧の数より多数の色を
近似的に表示できる。

【００１４】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図面を参照して
説明する。図２に示すような、電圧−表示色特性を示す
複屈折制御方式の液晶表示素子において、液晶表示素子
に印加する電圧をＶ１，Ｖ２とし、その時の表示色をＣ
Ｌ１とＣＬ２とすると、電圧−表示色特性がほぼ直線で
近似できる場合、色ＣＬ１と色ＣＬ２の中間色ＣＬ３
は、色ＣＬ１の画素と色ＣＬ２の画素を交互に配列する
ことにより、複数画素の混色により近似的に表現でき
る。

【００１５】同様に、上記電圧−表示色特性図上で色Ｃ
Ｌ３と色ＣＬ２との中間の位置にある色ＣＬ４は、色Ｃ
Ｌ１の画素１つと色ＣＬ２の画素３つを順番に配列する
ことにより近似的に表現できる。そこで、この実施例で
は、Ｄ／Ａ変換器の分解能等の制限のため、液晶表示素
子に印加できる電圧の数に制限があるために個々の画素
では表示できない色を、複数画素を用いて近似的に表示
する。

【００１６】次に、この実施例の複屈折制御方式の液晶
表示装置の構成を図１を参照して説明する。この実施例
では、液晶表示素子の各画素に実際に印加できる電圧を
Ｖ０乃至Ｖ７の８種類とし、複数画素の混色により１５
種類の色を表示可能とする。図示するように、この液晶
表示装置は、予め定められたプログラムに従ってシステ
ム全体を制御するＣＰＵ（中央処理装置）１１と、該Ｃ
ＰＵ１１の動作プログラム、例えば、画像作成プログラ
ムを記憶したプログラムメモリ１３と、ＣＰＵ１１によ
り画像データが書き込まれる画像メモリ（表示メモリ）
１５と、ＣＰＵ１１の制御下に画像メモリ１５に記憶さ
れた画像データを順次読み出す表示制御回路１７と、表
示制御回路１７により読み出された画像データを対応す
る４ビットの電圧データに変換する変換テーブル１９
と、変換テーブル１９から出力された４ビットの電圧デ
ータを３ビットの電圧データに変換する中間色制御回路
２１と、中間色制御回路２１の出力する３ビットの電圧
データをアナログ電圧に変換するＤ／Ａ（ディジタルア
ナログ）変換器２３と、複屈折制御方式のアクティブマ
トリクス液晶表示素子２５から構成される。

【００１７】複屈折制御方式のアクティブマトリクス液
晶表示素子２５は、液晶表示パネル３１と、Ｄ／Ａ変換
器２３の出力信号をサンプリングし、データライン４９
と薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴ）４５を介して画素
電極４３に供給する列ドライバ（ドレインドライバ）３
３と、ＴＦＴ４５をオン・オフさせる行ドライバ（ゲー
トドライバ）３５から構成される。

【００１８】図１又は図９に示すように、液晶表示パネ
ル３１を構成する一対の透明基板４１、５１（例えば、
ガラス基板）のうちの下方基板４１には、透明な画素電
極４３と画素電極４３にソースが接続されたＴＦＴ４５
とがマトリクス状に配列されている。さらに、下方基板
４１には、行方向にゲートライン（走査ライン）４７が
配線され、ゲートライン４７は対応する行のＴＦＴ４５
のゲート電極に接続されている。また、列方向には、デ
ータライン（階調信号ライン）４９が配線され、対応す
る列のＴＦＴ４５のドレインに接続されている。また、
下方基板４１には、図９に示すように、画素電極４３及
びＴＦＴ４５上に所定の配向処理が施された配向膜６０
が設けられ、さらに、その裏面側には、偏光板５３と偏
光板５３の裏面側にアルミニウム等の金属からなる反射
板５５とが設けられている。

【００１９】一方、上方基板５１には、各画素電極４３
に対向する透明な対向電極５８が形成されている。さら
に、基板５１の対向電極５８上には、所定の配向処理が
施された配向膜５９が設けられている。上方基板５１の
表面側には、位相差板５２が設けられ、この位相差板５
２の表面側には偏光板５４が設けられている。

【００２０】両基板４１、５１は、図示しない枠状のシ
ール材を介して接着されており、両基板４１、５１とシ
ール材とで囲まれた領域には、例えば、誘電異方性が正
のネマティック液晶５６が配向膜５９、６０によりツイ
スト配向されて封入されている。

【００２１】液晶表示パネル３１の上方基板５１の配向
膜５９の表面上における液晶分子配向方向と偏光板５
３、５４の透過軸方向は、液晶表示パネル３１の下方基
板４１の配向膜６０の表面上における液晶分子の配向方
向を方位角０°の方向とし、この方向を基準として設定
されている。液晶表示パネル３１の上方基板５１上にお
ける液晶分子の配向方向は、下方基板４１上における液
晶分子の配向方向、つまり方位角０°の方向に対し、上
方すなわち観察側から見て、例えば、左回りにほぼ９０
°ずれており、液晶分子は両基板４１、５１間において
ほぼ９０°のツイスト角でツイスト配向されている。

【００２２】また、偏光板５４の透過軸は方位角０°の
方向に対し観察側すなわち表面側からみて３０°の方向
にあり、偏光板５３の透過軸は方位角０°の方向に対し
観察側から見て５０°の方向にあり、位相差板５２の遅
相軸は、上方偏光板５４の透過軸に対して、斜めにずれ
ている。

【００２３】液晶表示パネル３１は、上方偏光板５４側
から入射する光が、反射板５５で反射されて表示する反
射型であり、入射光は、上方偏光板５４、位相差板５
２、液晶５６及び下方偏光板５３を順次通り、反射板５
５で反射され、この反射光が下方偏光板５３、液晶５
６、位相差板５２及び上方偏光板５４を順次通って出射
する。

【００２４】位相差板５２の遅相軸は、上方偏光板５４
の透過軸に対して斜めにずれているため、上方偏光板５
４を通って偏光された直線偏光が位相差板５２を通る過
程でその複屈折効果により各波長光ごとに異なる楕円偏
光となり、この楕円偏光が液晶５６を通る過程でその複
屈折効果によりさらに偏光状態が変えられて下方偏光板
５３に出射され、各波長光の下方偏光板５３の透過軸方
向の偏光成分のみが透過し、反射板５５に反射される。

【００２５】この反射光は下方偏光板５３、液晶５６、
位相差板５２及び上方偏光板５４を順次通る過程で偏光
作用、複屈折作用を受け、再び上方偏光板５４に入射す
る。上方偏光板５４に入射した光は、その透過軸方向の
偏光成分のみが透過し、透過した偏光成分を持つ波長光
に応じて着色される。液晶５６の複屈折効果は、液晶５
６に印加される電圧に応じて変化し、その複屈折効果の
違いに応じて、出射する光のスペクトル分布が異なるの
で、液晶表示パネル３１からの出射光は、液晶５６に印
加される電圧に応じて、複数の色に着色される。

【００２６】即ち、液晶表示素子２５は、各画素、即
ち、画素電極４３と対向電極５８の間に電圧を印加する
ことにより、それらの間に介在する液晶分子の配列を変
化させ、その際に生ずる液晶５６の複屈折効果により偏
光されて各画素毎に表示色を制御して、カラー画像を表
示する。

【００２７】ＣＰＵ１１が生成し、画像メモリ１５が記
憶する画像データは、例えば、図３に示すように１画素
当たり６ビットのデータから構成され、２ビットは赤
（Ｒ）、２ビットは緑（Ｇ）、２ビットは青（Ｂ）の輝
度を表し、これらの合成色が各画素に表示したい色（指
定表示色）に相当する。

【００２８】表示制御回路１７は、ＣＰＵ１１の制御下
に、画像メモリ１５に記憶された画像データを１走査ラ
イン分づつ順次読み出し、変換テーブル１９に出力す
る。変換テーブル１９は、例えば、図４に示すように、
画像データをアドレスとする各記憶領域にその画像デー
タに対応する４ビットの電圧データを記憶しており、Ｃ
ＰＵ１１の制御下に、表示制御回路１７から供給される
画像データによりアドレス指定された位置に記憶されて
いる電圧データを読み出して出力する。

【００２９】変換テーブル１９の記憶データ（電圧デー
タ）は、例えば、次のようにして設定されている。ま
ず、使用する複屈折制御方式の液晶表示素子２５の特性
（印加電圧に応じた画素の表示色の変化の特性）を例え
ば、図５のＲＧＢ色度空間内に示すように求める。即
ち、液晶表示パネル３１の画素電極４３と対向電極５８
との間に０Ｖから５Ｖまで電圧を印加すると矢印の通り
に画素の表示が変化する。次に、Ｄ／Ａ変換器２３が出
力可能な８つの電圧Ｖ０（最小）〜Ｖ７（最大）を印加
した場合に表示される８つの色を求める。さらに、中間
電圧（Ｖ０＋Ｖ１）／２〜（Ｖ６＋Ｖ７）／２を印加し
た場合に表示される７つの中間色を求める。実際に表示
可能な８つの色については、対応する電圧データのＬＳ
Ｂを”０”とし、”００００”乃至”１１１０”とす
る。一方、中間色については、対応する電圧データのＬ
ＳＢを”１”とし、”０００１”乃至”１１０１”とす
る。

【００３０】次に、ＲＧＢそれぞれ２ビット、計６ビッ
トのデータにより定義される６４（２²×２²×２²）色
のそれぞれについて、図６に示すように、上述の１５色
の中から最も近似する色を求め、この表示色に対応する
４ビットの電圧データを変換テーブル１９の対応する記
憶領域に設定する。

【００３１】中間色制御回路２１は、画素単位で表示で
きる色に対応する電圧データ”００００”〜”１１１
０”が変換テーブル１９から供給された場合には、その
色を表示する為の３ビットの電圧データを出力する。ま
た、中間色制御回路２１は、画素単位では表示できない
中間色に対応する電圧データ”０００１”〜”１１０
１”が変換テーブル１９から単独で供給された場合に
は、その中間色に近接する表示可能な色を表示する為の
３ビットの電圧データを出力し、連続して供給された場
合には、混色により指示された中間色を表示するよう
に、その中間色の両側の表示色を表示する為の３ビット
の電圧データを出力する。

【００３２】換言すると、中間色制御回路２１は、ＬＳ
Ｂが”０”のデータ、即ち、データ”ＸＸＸ０”が供給
された際には、上位３ビットから成るデータ”ＸＸＸ”
を出力する。また、ＬＳＢが”１”のデータ、即ち、デ
ータ”ＸＸＸ１”が単独で供給された際には、上位３ビ
ットから成るデータ”ＸＸＸ”を出力する。さらに、中
間色制御回路２１は、ＬＳＢが”１”のデータ、即ち、
データ”ＸＸＸ１”が連続して供給された際には、上位
３ビットから成るデータ”ＸＸＸ”と”ＸＸＸ＋００
１”を交互に出力する。これにより、隣接する２つの画
素に印加される電圧の平均値は、変換テーブル１９の出
力する４ビットの電圧データにより指示された電圧に実
質的に等しい値となる。

【００３３】Ｄ／Ａ変換器２３は、ＣＰＵ１１の制御下
に、中間色制御回路２１から３ビットの電圧データを受
け、これを０Ｖ〜５Ｖの範囲で８段階の電圧Ｖ０〜Ｖ７
に変換して出力する。このように、Ｄ／Ａ変換器２３の
分解能に制限があるため、液晶表示素子２５の特性上は
表示できる色であっても、実際には個々の画素が表示で
きない色が発生する。ＣＰＵ１１の制御により、Ｄ／Ａ
変換器２３は、各水平同期期間には、所定のレベルの信
号を出力する。このため、Ｄ／Ａ変換器２３の出力する
アナログ映像信号は図７に示すような波形となる。

【００３４】列ドライバ３３はＤ／Ａ変換器２３から供
給される１ライン分の映像信号をサンプリングすると共
に１水平走査期間前にサンプリングした映像信号をデー
タライン４９に出力する。行ドライバ３５は、ＣＰＵ１
１からのタイミング信号に従って、ゲートライン４７に
順次ゲートパルスを印加する。ゲートパルスが印加され
たゲートライン４７に接続されたＴＦＴ４５はオンし、
オンしたＴＦＴ４５に接続されている画素電極４３にデ
ータライン４９から表示色に対応する電圧（書き込み電
圧）Ｖ０〜Ｖ７が印加される、即ち、対応する画素に電
圧が印加される。

【００３５】行ドライバ３５は、ＣＰＵ１１からのタイ
ミング信号に従って、データライン４９に印加されてい
る電圧が切り替わる直前にゲートパルスをオフする。す
ると、ＴＦＴ４５がオフし、画素電極４３と対向電極５
８とその間の液晶５６により形成される容量に、それま
で印加されていた電圧が保持され、非選択期間、その画
素の液晶分子の配向状態が所望の状態に維持され、所望
の表示色が維持される。

【００３６】次に、図１に示す液晶表示装置の動作を説
明する。ＣＰＵ１１はプログラムメモリ１３に記憶され
たプログラムを処理し、画像メモリ１５に表示したい画
像を定義する画像データを適宜書き込む。

【００３７】ＣＰＵ１１により画像メモリ１５に書き込
まれた画像データは、画素単位（６ビット単位）で１走
査ライン分づつ表示制御回路１７により読み出され、変
換テーブル１９のアドレス端子に順次供給される。変換
テーブル１９は画像データによりアドレス指定された位
置に記憶された４ビットの電圧データを読み出し、中間
色制御回路２１に供給する。

【００３８】中間色制御回路２１は、変換テーブル１９
からＬＳＢが”０”の電圧データが供給された際には、
その上位３ビットを抽出して出力し、ＬＳＢが”１”の
データが単独で供給された際には、その上位３ビットを
出力し、ＬＳＢが”１”のデータが連続して供給された
際には、上位３ビットから成るデータと上位３ビット
に”００１”を加算したデータを交互に出力する。この
ため、例えば、変換テーブル１９から出力される画像デ
ータにより定義される各画素の色の配置が図８（Ａ）に
示すような画像であった場合、中間色制御回路２１の出
力する３ビットの電圧データにより定義される画像は図
８（Ｂ）に示すようになる。なお、図８において、Ｃ０
〜Ｃ７は電圧Ｖ０〜Ｖ７の印加により表示される色、Ｃ
01〜Ｃ67はＣ０とＣ１の中間色〜Ｃ６とＣ７の中間色を
示す。

【００３９】Ｄ／Ａ変換器２３は変換テーブル１９から
順次供給される３ビットの電圧データをアナログ電圧に
変換し、図７に示すようなアナログ映像信号として出力
する。列ドライバ３３は、ＣＰＵ１１からのタイミング
信号に従って、Ｄ／Ａ変換器２３から供給される１ライ
ン分の映像信号をサンプリングし、それを次の水平走査
期間にデータライン４９に出力する。行ドライバ３５
は、ＣＰＵ１１からのタイミング信号に従って、ゲート
ライン４７に順次ゲートパルスを印加して、順次画素電
極４３を選択（スキャン）しており、選択された行の、
画素（画素電極４３）にデータライン４９とＴＦＴ４５
を介して表示色に対応する電圧が印加される。

【００４０】行ドライバ３５は、データライン４９に印
加されている電圧が切り替わる直前にゲートパルスをオ
フし、ＴＦＴ４５をオフし、画素電極４３と対向電極５
８とその間の液晶５６により形成される画素容量に、書
き込み電圧を保持させる。このため、非選択期間中、そ
の画素の液晶分子の配列状態が所望の状態に維持され、
所望の複屈折が維持され、表示色が維持される。

【００４１】このような動作を繰り返すことにより、図
８（Ａ），（Ｂ）に示すように、中間色が連続して指示
された部分では、中間色に近似する色の画素が交互に配
置され、その混色により中間色が液晶表示素子２５に表
示される。

【００４２】次に、中間色制御回路２１の具体的な構成
の一例を図９を参照して説明する。変換テーブル１９の
出力するｍ＋αビット（ｍ＝３、α＝１）の電圧データ
Ｄｔは、入力データを１クロック期間（１画素期間）遅
延させる第１ラッチ７１と比較器７３及び加算器７５に
供給される。比較器７３には、さらに第１ラッチ７１に
より１クロック期間遅延された電圧データＤｔ−１も供
給される。比較器７３は２つの入力データが一致すると
き、一致信号Ｓを”１”レベル、２つの入力データが不
一致のとき、一致信号Ｓを”０”レベルとする。

【００４３】加算器７５は、変換テーブル１９の出力す
る電圧データＤｔと後述する第２ラッチ７９からのデー
タを受け、一致信号Ｓが”１”レベルの時、２つの入力
データを加算して出力し、一致信号Ｓが”０”レベルの
時、変換テーブル１９の出力する電圧データＤｔをその
まま出力する。

【００４４】まるめ器７７は、加算器７５から供給され
たｍ＋αビットのデータの上位ｍビットを抽出してデー
タｄｔとしてＤ／Ａ変換器２３に供給し、加算器７５か
ら供給されたｍ＋αビットのデータの下位αビットを抽
出して第２ラッチ７９に供給する。

【００４５】次に、図１０（Ａ）〜１０（Ｄ）を参照し
て、図７に示す中間色制御回路２１の動作を説明する。
図１０（Ａ）において、実線は、変換テーブル１９から
出力される４ビットの電圧データにより指示される表示
したい色に対応する電圧を示し、実際に液晶に印加可能
な電圧Ｖ０〜Ｖ７とそれらの中間値のいずれかを指示す
る。一方、破線はまるめ器７７から出力される３ビット
の電圧データにより指示される電圧を示し、Ｄ／Ａ変換
器２３が出力しうる電圧Ｖ０〜Ｖ７のいずれかを指示す
る。また、図１０（Ｂ）は比較回路７３の出力する一致
信号Ｓを示し、図１０（Ｃ）は第２ラッチ７９の出力デ
ータを示し、図１０（Ｄ）は表示される各画素の色を示
す。

【００４６】初期状態では、比較器７３の出力信号Ｓは
図１０（Ｂ）に示すように”０”レベルであり、加算器
７５は変換テーブル１９から出力された４ビットの電圧
データ、例えば、”１００１”をそのまま出力する。ま
るめ器７７はその上位３ビット”１００”を抽出してＤ
／Ａ変換器２３に供給し、Ｄ／Ａ変換器２３は図１０
（Ａ）に示すように、電圧データ”１００”をアナログ
電圧Ｖ４に変換して列ドライバ３３に供給する。このた
め、対応する画素の表示色は、図１０（Ｄ）に示すよう
に、電圧Ｖ４に対応する色Ｃ４となる。一方、まるめ器
７７は４ビットの電圧信号”１００１”のＬＳＢ”１”
を第２ラッチ７９に供給する。このため、第２ラッチ７
９の出力は、図１０（Ｃ）に示すように、”１”とな
る。

【００４７】変換テーブル１９から再び電圧データ”１
００１”が読み出されると、第１ラッチ７１に保持され
ていた先の電圧データと今回の電圧データが一致し、比
較器７３は、図１０（Ｂ）に示すように、”１”レベル
の一致信号Ｓを出力する。この一致信号Ｓに従って、加
算器７５は、変換テーブル１９から出力された電圧デー
タ”１００１”と第２ラッチ７９に保持されていたデー
タ”１”を加算し、データ”１０１０”を出力する。ま
るめ器７７はその上位３ビット”１０１”を抽出してＤ
／Ａ変換器２３に供給し、Ｄ／Ａ変換器２３は、図１０
（Ａ）に示すように、電圧データ”１０１”をアナログ
電圧Ｖ５に変換して列ドライバに供給する。このため、
対応する画素の表示色は、図１０（Ｄ）に示すように、
電圧Ｖ５に対応する色Ｃ５となる。一方、まるめ器７７
はデータ”１０１０”のＬＳＢ”０”を第２ラッチ７９
に供給し、図１０（Ｃ）に示すように、第２ラッチ７９
はこれをラッチする。

【００４８】変換テーブル１９から再び電圧データ”１
００１”が読み出されると、比較器７３は、図１０
（Ｂ）に示すように、”１”レベルの一致信号Ｓを出力
する。加算器７５は、変換テーブル１９から出力された
電圧データ”１００１”と第２ラッチ７９に保持されて
いたデータ”０”を加算し、データ”１００１”を出力
する。まるめ器７７はその上位３ビット”１００”を抽
出してＤ／Ａ変換器２３に供給し、Ｄ／Ａ変換器２３は
アナログ電圧Ｖ４を列ドライバに供給する。このため、
対応する画素の表示色は、図１０（Ｄ）に示すように、
電圧Ｖ４に対応する色Ｃ４となる。一方、まるめ器７７
はデータ”１００１”のＬＳＢ”１”を第２ラッチ７９
に供給し、図１０（Ｃ）に示すように、第２ラッチ７９
はこれをラッチする。

【００４９】以後、同様の動作が繰り返され、変換テー
ブル１９が４ビットの電圧データ”１００１”を連続し
て出力する度に、Ｄ／Ａ変換器２３から電圧Ｖ４とＶ５
が順番に列デコーダ３３に供給され、列デコーダ３３は
供給された電圧Ｖ４とＶ５をサンプリングし、対応する
画素電極４３に印加する。このため、図１０（Ｄ）に示
すように、色Ｃ４の画素と色Ｃ５の画素が交互に配置さ
れ、これらの混色により中間色Ｃ45が表示される。

【００５０】変換テーブル１９の出力する電圧データ
が、図１０（Ａ）に示すように、他の値、例えば、電圧
Ｖ４に対応する”１０００”に変化すると、比較器７３
は、図１０（Ｂ）に示すように、”０”レベルの一致信
号Ｓを出力する。加算器７５は、変換テーブル１９から
出力された電圧データ”１０００”をそのまま出力し、
まるめ器７７はその上位３ビット”１００”を抽出して
Ｄ／Ａ変換器２３に供給し、Ｄ／Ａ変換器２３は図１０
（Ａ）に示すように、アナログ電圧Ｖ４を列ドライバ３
３に供給する。このため、対応する画素の表示色は、図
１０（Ｄ）に示すように、電圧Ｖ４に対応する色Ｃ４と
なる。一方、まるめ器７７はデータ”１０００”のＬＳ
Ｂ”０”を第２ラッチ７９に供給し、図１０（Ｃ）に示
すように、第２ラッチ７９はこれをラッチする。

【００５１】図１０（Ａ）に示すように、変換テーブル
１９から再び電圧データ”１０００”が読み出される
と、比較器７３は図１０（Ｂ）に示すように、”１”レ
ベルの一致信号Ｓを出力する。加算器７５は、変換テー
ブル１９から出力された電圧データ”１０００”と第２
ラッチ７９に保持されていたデータ”０”を加算し、デ
ータ”１０００”を出力する。まるめ器７７はその上位
３ビット”１００”を抽出してＤ／Ａ変換器２３に供給
し、Ｄ／Ａ変換器２３は図１０（Ａ）に示すように、ア
ナログ電圧Ｖ４を列ドライバ３３に供給する。このた
め、対応する画素の表示色は、図１０（Ｄ）に示すよう
に、電圧Ｖ４に対応する色Ｃ４となる。一方、まるめ器
７７はデータ”１０００”のＬＳＢ”０”を第２ラッチ
７９に供給し、図１０（Ｃ）に示すように、第２ラッチ
７９はこれをラッチする。

【００５２】以後、同様の動作が繰り返され、変換テー
ブル１９が４ビットの電圧データ”１０００”を出力す
る度に電圧Ｖ４が列デコーダ３３に供給され、列デコー
ダ３３は供給された電圧Ｖ４をサンプリングし、対応す
る画素電極４３に印加する。

【００５３】このようにして、図９に示す構成の中間色
制御回路２１は、ＬＳＢが”０”のデータ、即ち、デー
タ”ＸＸＸ０”が変換テーブル１９から供給された際に
は、上位３ビットから成るデータ”ＸＸＸ”を出力す
る。また、ＬＳＢが”１”のデータ、即ち、データ”Ｘ
ＸＸ１”が変換テーブル１９から単独で供給された際に
は、その上位３ビットから成るデータ”ＸＸＸ”を出力
する。また、ＬＳＢが”１”のデータ、データ”ＸＸＸ
１”が変換テーブル１９から連続して供給された際に
は、その平均値が供給されたデータに実質的に等しくな
るように、上位３ビットから成るデータ”ＸＸＸ”と”
ＸＸＸ＋００１”を交互に出力し、２つの画素の混色で
個々の画素では表示できない色を表示する。

【００５４】上記実施例では、電圧Ｖ０〜Ｖ７を印加し
て実際に表示できる色の中間色を近似的に表示する場合
を例に説明したが、図２を参照して例示したように、実
際に表示できる色と色の間を色度図上で多等分し、近似
的に表示する色の数を増加してもよい。この場合は、複
数画素の印加電圧の平均値が液晶表示素子の特性上表示
したい色を表示するために印加すべき電圧に等しくなる
ように、印加電圧を配置する。例えば、変換テーブル１
９の出力する電圧データを５ビットとし、図９に示す構
成の中間色制御回路のビット数ｍを３、αを２とするこ
とにより、色度図上で実際に表示できる色と色の間を４
等分して近似的に表示することが可能である。また、液
晶表示素子２５に印加できる電圧を８種類より多数とし
てもよい。この場合、中間色制御回路２１の出力する電
圧データのビット数を４ビット以上し、変換テーブル１
９の出力する電圧データのビット数は４ビットに近似的
に表示する色を指示するためのビット数を加算した値と
する。なお、印加電圧と印加電圧の間隔は、印加電圧−
表示色特性図上で、印加電圧間の特性が直線で近似でき
る程度であることが望ましい。

【００５５】以上説明したように、この実施例によれ
ば、液晶表示素子の特性上は表示できるが、実際には印
加電圧の数の制限のために表示できない色を複数画素の
混色により表現することができる。

【００５６】上記実施例では、中間色変換回路２１の出
力データをＤ／Ａ変換器２３によりＤ／Ａ変換して、各
画素電極４３に印加するアナログ電圧を得たが、他の手
法を使用してもよい。例えば、図１１に示すように、電
圧Ｖ０〜Ｖ７を出力する分圧回路（抵抗分圧回路、容量
分圧回路等）等からなる電圧生成回路６１を配置し、中
間色制御回路２１の出力データに従ってマルチプレクサ
６３で電圧生成回路６１の出力電圧を選択して、列ドラ
イバ３３に供給するようにしてもよい。

【００５７】上記実施例では、ＲＧＢ色度図上の印加電
圧と表示色に基づいて変換テーブルの内容を設定した
が、ＣＩＥ色度図上の表示色の軌跡に基づいて変換テー
ブル１９の内容を設定してもよい。

【００５８】上記実施例では、変換テーブル１９を使用
して画像データを電圧データに変換したが、他の手法を
用いて画像データを電圧データに変換してもよい。ま
た、上記実施例において採用した各データのビット数は
例示であり、例えば、画像データは６ビット以外のビッ
ト数でもよく、変換テーブル１９の出力する電圧データ
のビット数を５ビット以上とし、中間色制御回路２１の
出力する電圧データを４ビット以上として、これに伴っ
てＤ／Ａ変換器２３が出力する電圧の種類を９種類以上
としてもよい。

【００５９】上記実施例における液晶表示素子は、液晶
セル内に誘電異方性が正のネマティック液晶をツイスト
配向させて用いた。しかし、この発明は、液晶分子をホ
メオトロピック配列させたセルを用いる垂直分子配列
（ＤＡＰ）型、液晶分子をねじれのないホモジニアス状
態に配列させたセルを用いる平行分子配列（ホモジニア
ス）型、液晶分子の配列が一方の基板面で垂直、他方の
基板面で平行、そして両基板間でその配列が連続的に変
化しているハイブリッド分子配列させたセルを用いるハ
イブリッド分子配列（ＨＡＮ）型、あるいは、液晶分子
が電圧に応じてスプレイ配向とベンド配向との間で変化
する液晶層を有するセルを用いる液晶配列モード型等の
種々の表示素子に適用可能である。また、上記実施例で
は、位相差板を用いたが、液晶分子の配列によっては、
適宜除いてもよい。また、この発明は、反射型に限ら
ず、透過型の液晶表示素子にも適用可能である。

【００６０】

【発明の効果】この発明によれば、印加電圧に応じて任
意の色を画素単位で表示可能な液晶表示素子において、
液晶表示素子に印加する電圧の数の制限から表示できな
い色が指示された場合に、複数の画素で近似的にその色
を表示するようにしたので、限られた数の駆動電圧で多
数の色を含む画像を表示できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例にかかる液晶表示装置の回
路図である。

【図２】液晶表示素子に印加する電圧とその印加電圧に
より表示される色及びそれらの中間色の関係を示す図で
ある。

【図３】図１に示す画像メモリに記憶される画像データ
の例を示す図である。

【図４】図１に示す変換テーブルの構成例を示す図であ
る。

【図５】液晶表示素子の印加電圧と表示色の関係の一例
を示すＲＧＢ色度図である。

【図６】表示できない色に対応する電圧データを設定す
る手法を説明する図である。

【図７】Ｄ／Ａ変換器の出力信号の一例を示す図であ
る。

【図８】（Ａ）は変換テーブルの出力データにより定義
される画像の一例を示す図であり、（Ｂ）は中間色制御
回路の出力データにより定義される画像の一例を示す図
である。

【図９】図１に示す中間色制御回路の構成の一例を示す
図である。

【図１０】図９に示す中間色制御回路の動作を説明する
ためのタイミングチャートであり、（Ａ）は出力したい
電圧（変換テーブルから出力される電圧データにより指
示される電圧）と実際に出力される電圧（Ｄ／Ａ変換器
から出力される電圧）を示す図、（Ｂ）は図９に示す比
較回路の出力する一致信号Ｓを示す図、（Ｃ）は図９に
示す第２ラッチの出力データを示す図、（Ｄ）は実際に
表示される各画素の色を示す図である。

【図１１】中間色制御回路の出力データに基づいて列ド
ライバに供給するアナログ電圧を生成する回路の他の構
成例を示す図である。

【図１２】液晶表示パネルの断面図である。

【符号の説明】

１１・・・ＣＰＵ、１３・・・プログラムメモリ、１５・・・画
像メモリ、１７・・・表示制御回路、１９・・・変換テーブ
ル、２１・・・中間色制御回路、２３・・・Ｄ／Ａ変換器、２
５・・・液晶表示素子、３１・・・液晶表示パネル、３３・・・
列ドライバ、３５・・・行ドライバ、４１・・・基板、４３・・
・画素電極、４５・・・薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）、４７
・・・ゲートライン、４９・・・データライン、５１・・・基
板、５２・・・位相差板、５３・・・偏光板、５４・・・偏光
板、５５・・・反射板、５６・・・液晶、５８・・・対向電極、
５９・・・配向膜、６０・・・配向膜、６１・・・電圧生成回
路、６３・・・マルチプレクサ７１・・・第１ラッチ、７３・・
・比較器、７５・・・加算器、７７・・・まるめ器、７９・・・第
２ラッチ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】印加電圧に応じた複数の色を画素単位で表
示する液晶表示素子と、前記液晶表示素子の指定表示色を指示する色指示手段
と、前記色指示手段により指示された指定表示色を、前記液
晶表示素子の印加電圧−表示色特性に基づいて表示可能
な色に対応する出力データに変換する変換手段と、前記変換手段の出力データに基づいて、前記液晶表示素
子に所定数の電圧のうちのいずれかを印加することによ
り前記液晶表示素子にカラー画像を表示させる駆動手段
と、から構成され、前記駆動手段は、前記変換手段の出力データが前記駆動
手段の所定数の電圧に対応しない電圧を指示している
時、前記所定数の電圧を複数画素に印加することによ
り、前記指定表示色に近似した色を表示する、ことを特
徴とする液晶表示装置。
【請求項２】前記色指示手段は、前記指定表示色を、異
なる波長域からなる複数色の色データとして指示する、
ことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】前記駆動手段は、前記変換手段が前記駆動
手段の所定数の電圧に対応しない電圧の出力データを繰
り返して出力する時、その電圧の近傍の前記所定数の電
圧を選択して複数画素に印加することにより、前記複数
画素の混色により前記指定表示色に近似した色を表示す
る、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶表示
装置。
【請求項４】前記駆動手段は、前記所定数の電圧を複数
画素に印加することにより、前記液晶表示素子の印加電
圧−表示色特性図上において、前記駆動手段が前記複数
画素に印加する前記所定数の電圧の間を直線的に近似す
る色を表示することを特徴とする請求項１、２又は３に
記載の液晶表示装置。
【請求項５】印加電圧に応じた複数の色を画素単位で表
示する液晶表示素子と、前記液晶表示素子にｎ（ｎは２以上の自然数）個の電圧
のいずれかを印加することにより、前記液晶表示素子を
駆動する駆動手段と、前記液晶表示素子に印加すべき電圧を画素単位で指示す
る指示手段と、前記指示手段により指示された電圧の電圧値が前記ｎ個
の電圧以外の電圧値である時に、前記駆動手段を制御
し、平均値が前記指示手段により指示された電圧の電圧
値に実質的に等しくなるような複数の電圧を前記ｎ個の
電圧の中から選択して前記液晶表示素子の複数画素に印
加させる制御手段と、を備えることを特徴とする液晶表
示装置。
【請求項６】前記液晶表示素子は、複屈折制御方式の液
晶表示素子であることを特徴とする請求項１乃至５のい
ずれか１つに記載の液晶表示装置。
【請求項７】印加電圧に応じた複数の色を画素単位で表
示する液晶表示装置に所定の色に応じた複数の電圧のい
ずれかを印加することにより、液晶表示装置にカラー画
像を表示させる液晶表示装置の駆動方法において、前記複数の電圧に対応しない指定表示色が指示された際
に、複数の画素の色の混合により前記指定表示色に近似
する色を表示する、ことを特徴とする液晶表示装置の駆
動方法。
【請求項８】前記指定表示色あるいはそれに近時した色
を表示するために印加すべき電圧の電圧値に電圧値の平
均値がほぼ同一になるような複数の電圧を複数画素に印
加するステップを含む、ことを特徴とする請求項７に記
載の液晶表示装置の駆動方法。