JPH0854860A - 多階調表示装置および多階調表示方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】少ない電圧レベル数でフリッカ等のない多階調
の表示を実現する。 【構成】多階調表示装置は、ｍフレーム期間で一表示階
調が得られる第１階調パターンを発生する第１階調パタ
ーン発生回路311 と、ｎ（ｎはｍよりも大きい正の整
数）フレーム期間で他の一表示階調が得られる第２階調
パターンを発生する第２階調パターン発生回路321 と、
入力される多階調表示データが第１または第２階調パタ
ーンに基づく一表示階調に対応する場合、第１または第
２階調パターン発生回路311,321 のいずれか一方の出力
に基づいて一電圧レベルを選択して出力する選択回路34
1 とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示装置、エレク
トロルミネッセンス（ＥＬ）表示装置等の表示装置に係
り、特に多階調表示を可能とする多階調表示装置および
多階調表示方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、液晶表示装置に代表される表示装
置には、高精細化は勿論のこと、多階調表示の要求が高
まっている。薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴと略称す
る。）等のスイッチ素子が複数の表示画素の各々に設け
られるアクティブマトリクス型の液晶表示装置を例にと
ると、この液晶表示装置は複数の画素電極、これら画素
電極に対向する対向電極、およびこれら画素電極と対向
電極との間に保持される液晶組成物を有する。一般に、
このような構造の液晶表示装置は、各フレーム（Ｆ）期
間保持される駆動電圧を各表示画素の電極間に印加する
ことにより画像表示を行なう。

【０００３】このように駆動される液晶表示装置におい
て例えば６４（＝２⁶ ）階調という多階調表示を実現す
る場合、液晶組成物の劣化を防止するため交流駆動する
必要から６４×２段階もの電圧レベルを必要とする。

【０００４】しかし、６４×２段階もの電圧レベルを備
えた駆動電圧を用意することは、駆動回路用ＩＣの消費
電力あるいはコストの増大を招くことから好ましい方式
ではい。

【０００５】他の駆動方式としては、パルス幅変調方式
が知られている。この方式では、画素電極に印加される
駆動電圧の電圧レベルを表示階調に応じて変化させる代
わりに、駆動電圧の印加期間、すなわちパルス幅を表示
階調に応じて変化させる。

【０００６】しかしながら、パルス幅変調方式も、６４
（＝２⁶ ）階調等の多階調の表示においては駆動回路の
複雑化や制御の困難性を招くといった問題がある。最近
ではフレーム・レート・コントロール（ＦＲＣ）方式が
上述の問題点を解決して多階調表示を実現するために開
発された。この方式は、連続する複数のフレーム（Ｆ）
期間を１周期として１表示期間を構成し、１表示期間に
おいて画素電極に所定レベルの駆動電圧を印加すること
により表示画素をＯＮするフレーム期間（Ｆ）数を制御
する。特開平２−１１５８９３号はこのＦＲＣ方式を用
いた液晶表示装置で発生するフリッカを防止できる技術
を開示する。この技術では、複数の隣接表示画素が一制
御単位とされ、隣接表示画素間でＯＮされるフレーム期
間（Ｆ）数が変化する。上述のＦＲＣ方式は、駆動電圧
の電圧レベルを変化させる必要をなくすことができるう
え、パルス幅変調方式で生じた不都合も解消できる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、より多
くの階調表示をＦＲＣ方式において実現させるために
は、１表示期間を構成するフレーム期間（Ｆ）数をさら
に増大させる必要がある。例えば、６４（＝２⁶ ）階調
等の多階調表示を実現させようとすると、このフレーム
期間（Ｆ）数の増大に伴い、視覚的に多階調表示が認識
されなくなったり、フリッカが発生するといった問題を
引き起こしてしまう。

【０００８】本発明の目的は、上記した技術課題に対処
するために成されたものであって、表示品位の低下およ
びフリッカ等の発生を招くことなく多階調表示を実現で
きる多階調表示装置および多階調表示方法を提供するこ
とにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の第１観点によれ
ば、入力される多階調表示データに応じて所定の電圧レ
ベルが選択されて画像表示を行なう多階調表示装置にお
いて、複数の表示画素を備えた表示パネルと、ｍ（ｍは
２以上の正の整数）フレーム期間で一表示階調が得られ
る第１階調パターンを発生する第１階調パターン発生回
路と、ｎ（ｎはｍよりも大きい正の整数）フレーム期間
で他の一表示階調が得られる第２階調パターンを発生す
る第２階調パターン発生回路と、入力される多階調表示
データが第１階調パターンまたは第２階調パターンに基
づく一表示階調に対応する場合、第１階調パターン発生
回路または第２階調パターン発生回路のいずれか一方の
出力に基づいて所定の電圧レベルの内の一電圧レベルを
選択して出力する選択制御手段とを備えた多階調表示装
置が提供される。

【００１０】本発明の第２観点によれば、入力されるｋ
（ｋは２よりも大きい正の整数）ビット多階調表示デー
タに応じて画像表示を行なう多階調表示装置において、
複数の表示画素を備えた表示パネルと、２ⁱ （ｉはｋ＋
１よりも小さい正の整数）個の電圧レベルの階調電圧を
発生する階調電圧発生回路と、ｍ（ｍは２以上の正の整
数）フレーム期間で一表示階調が得られる第１階調パタ
ーンを発生する第１階調パターン発生回路と、ｎ（ｎは
ｍよりも大きい正の整数）フレーム期間で他の一表示階
調が得られる第２階調パターンを発生する第２階調パタ
ーン発生回路と、多階調表示データが一電圧レベルに対
応する場合、ｋビット多階調表示データを一電圧レベル
に対応する（ｉ−１）ビット多階調表示データに変換し
て出力する選択制御手段とを備えた多階調表示装置が提
供される。

【００１１】本発明の第３観点によれば、入力されるｋ
（ｋは２よりも大きい正の整数）ビット多階調表示デー
タに応じて画像表示を行なう多階調表示装置において、
複数の表示画素を備えた表示パネルと、２ⁱ （ｉはｋ＋
１よりも小さい正の整数）個の電圧レベルの階調電圧を
発生する階調電圧発生回路と、ｍ（ｍは２以上の正の整
数）フレーム期間で一表示階調が得られる第１階調パタ
ーンを発生する第１階調パターン発生回路と、ｎ（ｎは
ｍよりも大きい正の整数）フレーム期間で他の一表示階
調が得られる第２階調パターンを発生する第２階調パタ
ーン発生回路と、多階調表示データが第１階調パターン
もしくは第２階調パターンの表示階調に対応する場合、
ｋビット多階調表示データを第１階調パターン発生回路
もしくは第２階調パターン発生回路の出力に基づき一電
圧レベルに対応する（ｉ−１）ビット多階調表示データ
に変換して出力する選択制御手段とを備えた多階調表示
装置が提供される。

【００１２】本発明の第４観点によれば、多階調表示デ
ータに基づいて電圧レベル群の内の一電圧レベルを選択
して画像表示を行なう複数の表示画素を備えた表示パネ
ルと、ｍ（ｍは２以上の正の整数）フレーム期間で一表
示階調が得られる第１階調パターンを発生する第１階調
パターン発生回路と、ｎ（ｎはｍよりも大きい正の整
数）フレーム期間で他の一表示階調が得られる第２階調
パターンを発生する第２階調パターン発生回路と、入力
されるｋ（ｋはｊよりも大きい正の整数）ビット多階調
表示データをｊビット多階調表示データに変換する表示
データ変換手段と、ｋビット多階調表示データが第１階
調パターンに基づく一表示階調に対応する場合はｊビッ
ト多階調表示データを第１階調パターンに基づいて演算
処理を施し、第２階調パターンに基づく一表示階調に対
応する場合は第２階調パターンに基づいて演算処理を施
して出力する演算処理回路とを備えた多階調表示装置が
提供される。

【００１３】本発明の第５観点によれば、入力される多
階調表示データに応じて所定の電圧レベルを選択して画
像表示を行なう多階調表示方法において、入力される多
階調表示データが所定の電圧レベルの内の第１電圧レベ
ルと第１電圧レベルよりも小さい第２電圧レベルの中間
の電圧レベルに対応する場合、ｍ（ｍは２以上の正の整
数）フレーム期間で一表示階調が得られる第１階調パタ
ーンを発生する第１階調パターン発生回路と、ｎ（ｎは
ｍよりも大きい正の整数）フレーム期間で他の一表示階
調が得られる第２階調パターンを発生する第２階調パタ
ーン発生回路とのいずれか一方の出力に基づいて所定の
電圧レベルの内の一電圧レベルを選択して出力する多階
調表示方法が提供される。

【００１４】本発明の第６観点によれば、入力されるｋ
（ｋは２よりも大きい正の整数）ビット多階調表示デー
タに応じて画像表示を行なう多階調表示方法において、
ｋビット多階調表示データが予め用意された２ⁱ （ｉは
ｋ＋１よりも小さい正の整数）個の電圧レベルの一電圧
レベルに対応する場合、ｋビット多階調表示データを一
電圧レベルに対応する（ｉ−１）ビット多階調表示デー
タに変換して出力し、ｋビット多階調表示データが予め
用意された２ⁱ 個の電圧レベルのいずれにも対応しない
場合、ｋビット多階調表示データを、ｍ（ｍは２以上の
正の整数）フレーム期間で一表示階調が得られる第１階
調パターンを発生する第１階調パターン発生回路と、ｎ
（ｎはｍよりも大きい正の整数）フレーム期間で他の一
表示階調が得られる第２階調パターンを発生する第２階
調パターン発生回路のいずれか一方の出力に基づき（ｉ
−１）ビット多階調表示データに変換して出力する多階
調表示方法が提供される。

【００１５】本発明の第７観点によれば、入力される多
階調表示データに応じて所定の電圧レベルが選択されて
画像表示を行なう多階調表示装置において、複数の表示
画素を備える表示パネルと、ｍ（ｍは２以上の正の整
数）フレーム期間で一表示階調が得られる階調パターン
を発生する階調パターン発生回路と、多階調表示データ
が階調パターンに基づく一表示階調に対応する場合、階
調パターン発生回路の出力に基づいて所定の電圧レベル
の内の一電圧レベルを選択して出力する選択制御手段と
を備え、階調パターンは魔法陣もしくは完全魔法陣に基
づき構成される多階調表示装置が提供される。

【００１６】

【作用】本発明の第１から第６観点の装置および方法で
は、上記したように、ｍ（ｍは２以上の正の整数）フレ
ーム期間で一表示階調が得られる第１階調パターンを発
生する第１の階調パターン発生回路と、ｎ（ｎはｍより
も大きい正の整数）フレーム期間で他の一表示階調が得
られる第２階調パターンを発生する第２階調パターン発
生回路とを備えている。

【００１７】入力される多階調表示データが第１階調パ
ターンもしくは第２階調パターンの表示階調に対応する
場合、多階調表示データに基づき第１階調パターン発生
回路と第２階調パターン発生回路のいずれか一方の出力
に応じて予め用意された所定の電圧レベルに対応するよ
う変換される。このため、予め用意されない電圧レベル
に対応する階調表示が可能となる。

【００１８】また、多階調表示データに基づいて、異な
るフレーム（Ｆ）期間で制御される第１階調パターン発
生回路と第２階調パターン発生回路のいずれか一方の出
力に応じて予め用意された所定の電圧レベルが選択され
るため、多階調表示を実現する際にも制御すべきフレー
ム期間（Ｆ）数が大幅に増大することがなく、このため
フリッカ等の発生がなく、しかも表示品位を損なうこと
なく多階調表示を実現することができる。

【００１９】本発明の第７観点の装置では、上記したよ
うに、ｍ（ｍは２以上の正の整数）フレーム期間で一表
示階調が得られる階調パターンを発生する階調パターン
発生回路を備えている。

【００２０】入力される多階調表示データが階調パター
ンの表示階調に対応する場合、多階調表示データに基づ
き階調パターン発生回路の出力に応じて予め用意された
所定の電圧レベルに対応するよう変換される。このた
め、予め用意されない電圧レベルに対応する階調表示が
可能となる。

【００２１】また、多階調表示データに基づいて、異な
るフレーム（Ｆ）期間で制御される階調パターン発生回
路の出力に応じて予め用意された所定の電圧レベルが選
択されるため、多階調表示を実現する際にも制御すべき
フレーム期間（Ｆ）数が大幅に増大することがなく、こ
のためフリッカ等の発生がなく、しかも表示品位を損な
うことなく多階調表示を実現することができる。

【００２２】

【実施例】以下、本発明の一実施例に係るティブマトリ
クス型の液晶表示装置を図面を参照して説明する。この
液晶表示装置は６４（＝２⁶ ）階調で画像を表示するよ
う構成される。

【００２３】この液晶表示装置1 は、図１に示すよう
に、（６４０×３）行×４８０列でマトリクス状に配列
される表示画素を備えたカラー表示が可能な液晶パネル
11と、この液晶パネル11に電気的に接続されるＸドライ
バ101 およびＹドライバ201 と、これらＸドライバ101
およびＹドライバ201 を制御する液晶コントローラ251
と、外部から入力される６ビット階調表示データを４ビ
ット階調表示データに変換して液晶コントローラ251 に
出力する階調信号変換回路301 と、図３に示すように１
フレーム（Ｆ）期間毎に基準電圧に対して極性反転され
る１６個の方形波電圧からなる階調電圧（Ｖ0 ，Ｖ1 ，
Ｖ2 …Ｖ15）をＸドライバ101 に出力する階調電圧発生
回路501 とを備えて構成されている。尚、この実施例で
は、フレーム反転駆動を例にとっているが、よりフリッ
カ等の発生を防止するために、フレーム反転駆動にライ
ン反転駆動等を組み合わせる場合は、１フレーム（Ｆ）
期間毎に基準電圧に対して極性反転されると共に、所定
の水平走査線期間毎にも基準電圧に対して極性反転され
る方形波電圧を階調電圧（Ｖ0 ，Ｖ1 ，Ｖ2 …Ｖ15）と
して用いると良い。

【００２４】この液晶パネル11は、いわゆるアクティブ
マトリクス型と呼ばれ、各表示画素電極21毎にＴＦＴ31
が設けられている。ＴＦＴ31に接続される走査線13に
は、シフトレジスタで構成されるＹドライバ201 から走
査パルス（ＶG ）が供給され、所定期間、ＴＦＴ31が導
通状態となる。これにより、Ｘドライバ101 に接続され
た信号線15からの階調電圧がＴＦＴ31を介して表示画素
電極21に書き込まれ、液晶容量（Ｃlc）と、補助容量線
51によって液晶容量（Ｃlc）と並列に設けられる補助容
量（Ｃs ）とに１フレーム（Ｆ）期間保持され画像表示
が成される仕組みとなっている。

【００２５】Ｘドライバ101 は、図２に示すように、入
力される４ビット階調表示データをシフトクロック（C
K）とスタートパルス（ST）に基づいて順次転送するシ
フトレジスタ111 と、シフトレジスタ111 からの出力を
変換するデコーダ113 と、デコーダ113 の出力に応じて
１６個の階調電圧（Ｖ0 ，Ｖ1 ，…Ｖ15）の内の一つ
を選択して出力する選択回路115 と、この出力を所定期
間保持するラッチ回路117 とを備えている。

【００２６】次に、この液晶表示装置1 の階調信号変換
回路301 について説明する。この階調信号変換回路301
は、外部から入力される６ビット階調表示データを、階
調電圧発生回路501 に用意された１６個の階調電圧（Ｖ
0 ，Ｖ1 ，…Ｖ15）のいずれかが選択されるように４ビ
ット階調表示データに変換する階調制御回路331 を備え
ている。

【００２７】変換された４ビット階調表示データが階調
電圧発生回路501 に予め用意された階調電圧に対応する
場合、この４ビット階調表示データを演算処理すること
なく出力し、また、変換された４ビット階調表示データ
が、予め階調電圧発生回路501 に用意された階調電圧の
中間の階調に相当する場合、中間の階調を表現するため
の演算処理を施した後に出力する演算処理回路351 とを
備えている。

【００２８】また、この階調信号変換回路301 は、変換
された４ビット階調表示データの演算処理を行なうため
の第１階調パターン発生回路311 および第２階調パター
ン発生回路321 に選択回路341 を介して接続されてい
る。尚、この選択回路341 は、外部から入力される６ビ
ット階調表示データが予め階調電圧発生回路501 に用意
された階調電圧間の中間の表示階調に対応する場合、表
示階調に応じた階調制御回路331 からの出力により第１
階調パターン発生回路311 または第２階調パターン発生
回路321 のいずれかを選択するよう機能するものであ
る。

【００２９】第１階調パターン発生回路311 は、液晶パ
ネル11の表示画素領域を、図４（ａ）に示すように、隣
り合う４行，４列で構成された四角形状を成す１６個の
表示画素（４×４マトリクス）を第１制御単位とし、一
表示画面を１２０行×４８０列のブロックに区切って制
御するものである。第１階調パターン発生回路311 は、
連続する４フレーム（Ｆ）期間を第１表示期間として各
第１制御単位を制御するものである。従って、各階調パ
ターンは、一表示階調を実現するための１６個の階調補
助データから成る一テーブルが図１０（ａ）〜（ｄ）に
示すように４枚で一表示階調を実現するよう構成され、
第１階調パターン発生回路311 には、このような階調パ
ターンが３階調分が記憶されている。

【００３０】また、第２階調パターン発生回路321 は、
液晶パネル11の表示画素領域を、図４（ｂ）に示すよう
に、隣り合う６行，６列で構成された四角形状を成す３
６個の表示画素（６×６マトリクス）を第２制御単位と
し、一表示画面を８０行×３２０列のブロックに区切っ
て制御するものである。第２階調パターン発生回路321
は、連続する６フレーム（Ｆ）期間を第２表示期間とし
て各第２制御単位を制御するものである。従って、各階
調パターンは、一表示階調を実現するための３６個の階
調補助データから成る一テーブルが図１１（ａ）〜
（ｆ）に示すように６枚で一表示階調を実現するよう構
成され、第２階調パターン発生回路321 には、このよう
な階調パターンが２階調分が記憶されている。

【００３１】第１階調パターン発生回路311 は、図１０
に示す各階調パターン中から第１から第４テーブルの一
つを選択する４フレームカウンタ、一テーブル中から表
示画素に対応した階調補助データを得るための４ライン
カウンタおよび４カラムカウンタから成る第１指定回路
313 に接続されている。第２階調パターン発生回路321
は、図１１に示す各階調パターン中から第１から第６テ
ーブルの一つを選択する６フレームカウンタ、一テーブ
ル中から表示画素に対応した階調補助データを得るため
の６ラインカウンタおよび６カラムカウンタから成る第
２指定回路323に接続されている。

【００３２】このようにして構成される階調信号変換回
路301 は、外部から入力される６ビット階調表示データ
を階調制御回路331 により４ビット階調表示データに変
換すると共に、変換された４ビット階調表示データが階
調電圧発生回路501 に予め用意された階調電圧に対応す
る場合、この４ビット階調表示データを演算処理回路35
1 にて演算処理することなく液晶コントローラ251 を介
してＸドライバ101 に出力し、また、変換された４ビッ
ト階調表示データが、予め階調電圧発生回路501 に用意
された階調電圧の中間の階調に相当する場合、選択回路
341 によって選択されたいずれか一方の階調パターン発
生回路311,321 の階調補助データに基づいて演算処理回
路351 で中間の表示階調が表現されるように演算処理
し、この演算処理が施された４ビット階調表示データを
液晶コントローラ251 を介してＸドライバ101 に出力す
る。

【００３３】以下に、この実施例の液晶表示装置1 で用
いられている中間の表示階調を実現する手法について詳
述する。１６個の方形波階調電圧（Ｖ0 ，Ｖ1 ，…Ｖ1
5）が用意される液晶表示装置では、用意された各階調
電圧（Ｖ0 ，Ｖ1 ，…Ｖ15）の一つを選択することによ
り１６階調の画像表示が可能となる。そこで、この液晶
表示装置1 では、１６個の方形波階調電圧（Ｖ0 ，Ｖ1
，…Ｖ15）を用い、６４階調の画像表示を実現するた
め、次のような表示動作を行なう。

【００３４】一階調電圧（Ｖi ）（i=0,1,2,…,14 ）と
これに隣接する他の階調電圧（Ｖi+1 ）との中間の１／
４階調は、連続する４フレーム（Ｆ）期間のうちの３フ
レーム（Ｆ）期間において階調電圧（Ｖi ）を選択し、
残りの１フレーム（Ｆ）期間において階調電圧（Ｖi+1
）を選択する制御により実現される。一階調電圧（Ｖi
）とこれに隣接する階調電圧（Ｖi+1 ）の間の２／４
階調は、連続する４フレーム（Ｆ）期間のうちの２フレ
ーム（Ｆ）期間において階調電圧（Ｖi ）を選択し、残
りの２フレーム（Ｆ）期間において階調電圧（Ｖi+1 ）
を選択する制御により実現される。一階調電圧（Ｖi ）
とこれに隣接する階調電圧（Ｖi+1 ）の間の３／４階調
は、連続する４フレーム（Ｆ）期間のうちの１フレーム
（Ｆ）期間において階調電圧（Ｖi ）を選択し、残りの
３フレーム（Ｆ）期間において階調電圧（Ｖi+1 ）を選
択する制御により実現される。

【００３５】一階調電圧（Ｖi ）とこれに隣接する階調
電圧（Ｖi+1 ）との中間の２／６階調は、連続する６フ
レーム（Ｆ）期間のうちの４フレーム（Ｆ）期間におい
て階調電圧（Ｖi ）を選択し、残りの２フレーム（Ｆ）
期間において階調電圧（Ｖi+1 ）を選択する制御により
実現される。一階調電圧（Ｖi ）とこれに隣接する階調
電圧（Ｖi+1 ）との中間の４／６階調は、連続する６フ
レーム（Ｆ）期間のうちの２フレーム（Ｆ）期間におい
て階調電圧（Ｖi ）を選択し、残りの４フレーム（Ｆ）
期間において階調電圧（Ｖi+1 ）を選択する制御により
実現される。

【００３６】以上のように、フレーム（Ｆ）期間の制御
と１６個の階調電圧（Ｖ0 ，Ｖ1 ，…Ｖ15）との組み合
わせにより、図５に示す如く、理論的には９１階調を実
現することができる。この実施例では、９１階調のうち
で特に表示状態の好ましい６４階調を選択することによ
り６４階調の画像表示が行われる。この実施例は、階調
電圧（Ｖ0 ）と階調電圧（Ｖ1 ）との間の２／６階調
（図５中の理論階調３）と４／６階調（図５中の理論階
調５）、階調電圧（Ｖ1 ）と階調電圧（Ｖ2 ）との間の
２／６階調（図５中の理論階調９）を表示に用い、他の
階調電圧（Ｖi ）と階調電圧（Ｖi+1 ）との間の２／６
階調および４／６階調は表示に用いない。

【００３７】また、連続する６フレーム（Ｆ）期間のう
ち５フレーム（Ｆ）期間において階調電圧（Ｖi ）を選
択し、残りの１フレーム（Ｆ）期間において階調電圧
（Ｖi+1 ）を選択する制御により階調電圧（Ｖi ）とこ
れに隣接する階調電圧（Ｖi+1）との間の１／６階調等
も実現することができ、これらと組み合わせることによ
り階調数を増大させることも可能である。１／４階調よ
りも小さい階調および３／４階調よりも大きい階調を利
用すると、フリッカが一部の表示画像において視認され
ることがある。このため、このような階調は実施例にお
いて利用されない。

【００３８】次に、この実施例で用いられる各階調パタ
ーンを図６から図１１を参照して詳細に説明する。この
実施例の各階調パターンの選定は、完全魔法陣もしくは
魔法陣の概念に基づいて考えられている。

【００３９】完全魔法陣とは、例えばＮ行，Ｎ列のＮ×
Ｎマトリクスの各マトリクスに１からＮ2 までの連続す
る異なる数字が、各行、各列および各斜列で数字の合計
がいずれも等しくなるように割り当てられて構成される
ものである。また、魔法陣とは、例えばＮ行，Ｎ列のＮ
×Ｎマトリクスの各マトリクスに１からＮ² までの連続
する異なる数字が、各行および各列で数字の合計がいず
れも等しくなるように割り当てられて構成されるもので
ある。

【００４０】（４ｒ＋２）×（４ｒ＋２）マトリクス
（ｒは１以上の正の整数）を除くマトリクスにおいて
は、完全魔法陣が存在する。従って、この実施例の各階
調パターンの内、４×４マトリクスは完全魔法陣に基づ
いて、６×６マトリクスは魔法陣に基づいて構成されて
いる。

【００４１】図６に４×４マトリクスの各マトリクスに
１〜１６の異なる数字が割り当てられて成る完全魔法陣
を示している。このような完全魔法陣は、例えば、４×
４マトリクスの各マトリクスに１〜４の数字が、各行、
各列および各斜列で数字の合計がいずれも等しくなるよ
うに割り当てられて成る補助魔法陣から求めることがで
きる。すなわち、図７に示すように、異なる２種類の補
助魔法陣Ａ，Ｂから、計算式［４×（ａ−１）＋Ｂ］
（式中、ａおよびｂは、それぞれ補助魔法陣Ａ，Ｂ中の
同一箇所のマトリクスの数字を示す。）により求めるこ
とができる。

【００４２】このようにして構成される完全魔法陣か
ら、各階調パターンは以下のようにして選定されてい
る。一表示画素を階調電圧（Ｖi ）とこれに隣接する階
調電圧（Ｖi+1 ）との間の１／４階調に設定するのであ
れば、連続する４フレーム（Ｆ）期間のうちの１フレー
ム（Ｆ）期間においてだけ階調電圧（Ｖi+1 ）を選択
し、他の３フレーム（Ｆ）期間において階調電圧（Ｖi
）を選択する制御を行えば良い。そこで、図８（ａ）
に示すように、１〜４の数字が割り当てられたマトリク
スに階調補助データとしてＯＮデータ｛１｝を割り当
て、他は階調補助データとしてＯＦＦデータ｛０｝を割
り当てて、第１階調パターンの１／４階調を実現するた
めの４テーブルのうちの第１テーブルを構成する。ま
た、同図に示すように、５〜８の数字が割り当てられた
マトリクスに階調補助データとしてＯＮデータ｛１｝を
割り当て、他は階調補助データとしてＯＦＦデータ
｛０｝を割り当てて第１階調パターンの１／４階調を実
現するための４テーブルのうちの第２テーブルを、９〜
１２の数字が割り当てられたマトリクスに階調補助デー
タとしてＯＮデータ｛１｝を割り当て、他は階調補助デ
ータとしてＯＦＦデータ｛０｝を割り当てて第１階調パ
ターンの１／４階調を実現するための４テーブルのうち
の第３テーブルを、さらに１３〜１６の数字が割り当て
られたマトリクスに階調補助データとしてＯＮデータ
｛１｝を割り当て、他は階調補助データとしてＯＦＦデ
ータ｛０｝を割り当てて第１階調パターンの１／４階調
を実現するための４テーブルのうちの第４テーブルを構
成する。尚、同図（ｂ）は、各テーブルの階調補助デー
タとしてＯＮデータ｛１｝が割り当てられたマトリクス
に近似された軸を示すものである。

【００４３】このようにして構成される第１から第４テ
ーブルを４フレーム（Ｆ）期間を１表示期間として順次
繰り返すことにより、４フレーム（Ｆ）期間で階調電圧
（Ｖi ）とこれに隣接する階調電圧（Ｖi+1 ）との間の
１／４階調が得られる。尚、この実施例では、各グルー
プの軸が各フレーム期間毎に９０゜づつ回転するように
各テーブルを並べかえる、すなわち、第１テーブル、第
２テーブル、第４テーブル、第３テーブルの順序に並べ
かえて、図１０に示す階調電圧（Ｖi ）とこれに隣接す
る階調電圧（Ｖi+1 ）との間の１／４階調を実現するた
めの階調パターンを構成している。このように、隣合う
フレーム（Ｆ）期間に選択され得るテーブルで、その軸
が異ならしめられるように各テーブルの選択順序を決定
することにより、表示階調の乱れや表示画面のちらつき
をより一層解消することができる。

【００４４】また、一表示画素を階調電圧（Ｖi ）とこ
れに隣接する階調電圧（Ｖi+1 ）との間の２／４階調に
設定する場合、連続する４フレーム（Ｆ）期間のうちの
２フレーム（Ｆ）期間においてだけ階調電圧（Ｖi+1 ）
を選択し、他の２フレーム（Ｆ）期間において階調電圧
（Ｖi ）を選択する制御を行えば良い。そこで、図９に
示すように、１〜８の数字が割り当てられたマトリクス
に階調補助データとしてＯＮデータ｛１｝を割り当て、
他は階調補助データとしてＯＦＦデータ｛０｝を割り当
てて、第１階調パターンの２／４階調を実現するための
４テーブルのうちの第１テーブルを構成する。また、９
〜１６の数字が割り当てられたマトリクスに階調補助デ
ータとしてＯＮデータ｛１｝を割り当て、他は階調補助
データとしてＯＦＦデータ｛０｝を割り当てて、第１階
調パターンの２／４階調を実現するための４テーブルの
うちの第２テーブルを構成する。また、同様にして第１
階調パターンの２／４階調を実現するための４テーブル
のうちの第３テーブルおよび第４テーブルを構成するこ
とにより、図９に示す階調電圧（Ｖi ）とこれに隣接す
る階調電圧（Ｖi+1 ）との間の２／４階調を実現するた
めの階調パターンを構成している。このようにして構成
されるを４フレーム（Ｆ）期間を１表示期間として、第
１から第４テーブルを順次繰り返すことにより、４フレ
ーム（Ｆ）期間で階調電圧（Ｖi ）とこれに隣接する階
調電圧（Ｖi+1 ）との間の２／４階調が得られる。

【００４５】また、一表示画素を階調電圧（Ｖi ）とこ
れに隣接する階調電圧（Ｖi+1 ）との間の３／４階調に
設定のであれば、連続する４フレーム（Ｆ）期間のうち
の３フレーム（Ｆ）期間においてだけ（Ｖi+1 ）を選択
し、他の１フレーム（Ｆ）期間において階調電圧（Ｖi
）を選択する制御を行えば良い。そこで、図１０に示
す１／４階調を実現するための４テーブルの階調補助デ
ータの反転パターンで階調パターンを構成している。こ
のようにして構成されるを４フレーム（Ｆ）期間を１表
示期間として、第１から第４テーブルを順次繰り返すこ
とにより、４フレーム（Ｆ）期間で階調電圧（Ｖi ）と
これに隣接する階調電圧（Ｖi+1 ）との間の３／４階調
が得られる。

【００４６】以上のように、完全魔法陣に基づき構成さ
れる４×４マトリクスの階調パターンを用いることによ
り、例えば隣り合う複数の各表示画素に階調電圧（Ｖi
）と階調電圧（Ｖi+1 ）との中間の同一表示階調を表
示させる場合であっても、隣接する表示画素間で階調電
圧（Ｖi ）を選択するフレーム（Ｆ）期間と階調電圧
（Ｖi+1 ）を選択するフレーム（Ｆ）期間とが均等にば
らつくため、フリッカ等の発生を招くことがない。

【００４７】また、一表示画素に階調電圧（Ｖi ）とこ
れに隣接する階調電圧（Ｖi+1 ）との間の２／６階調、
４／６階調を設定する場合については、上述したように
完全魔法陣が存在しないことから、６×６マトリクスの
魔法陣を用い、同様にして構成される図１１に示す第１
から第６テーブルから成る階調パターンを用いた。

【００４８】このようにして構成される各階調パターン
は、ＲＡＭで構成されるそれぞれの階調パターン発生回
路311,321 に予め記憶されている。この実施例では、階
調パターン発生回路311,321 をＲＡＭで構成したが、Ｒ
ＯＭで構成しても良い。

【００４９】図１２は、液晶パネル11の一表示状態を示
すもので、このような表示を実現する具体的な動作につ
いて説明する。まず、表示画素（１，１）を第１階調に
設定する場合、第１階調に対応する６ビット階調表示デ
ータ｛００００００｝が液晶表示装置1 の階調信号変換
回路301 に入力される。この６ビット階調表示データ
｛００００００｝は、階調信号変換回路301 の階調制御
回路331 によって１６個の階調電圧（Ｖ0 ，Ｖ1 ，…Ｖ
15）に対応する４ビット階調表示データ｛００００｝に
変換される。第１階調を得るための６ビット階調表示デ
ータ｛００００００｝は、予め用意された１６個の階調
電圧（Ｖ0 ，Ｖ1 ，…Ｖ15）の内の階調電圧（Ｖ0 ）に
対応することから、演算処理回路351 で演算処理される
ことなく４ビット階調表示データ｛００００｝が液晶コ
ントローラ251 を介してＸドライバ101 に出力される。
そして、Ｘドライバ101 により、この４ビット階調表示
データ｛００００｝に基づいて階調電圧（Ｖ0 ）が選択
され駆動電圧として表示画素（１，１）に出力され、表
示画素（１，１）を第１階調に設定する。

【００５０】表示画素（１，２）を第４階調に設定する
場合、第４階調に相当する６ビット階調表示データ｛０
０００１１｝が階調信号変換回路301 に入力される。こ
の６ビット階調表示データ｛００００１１｝は、階調制
御回路331 によって１６個の階調電圧（Ｖ0 ，Ｖ1 ，…
Ｖ15）に対応する４ビット階調表示データ｛００００｝
に変換される。この第４階調を得るための６ビット階調
表示データ｛００００１１｝は用意された１６個の階調
電圧（Ｖ0 ，Ｖ1 ，…Ｖ15）に対応しない中間階調、す
なわち、階調電圧（Ｖ0 ）とこれに隣接する階調電圧
（Ｖ1 ）との間の２／４階調に相当し、第１の階調パタ
ーン発生回路311 によって制御される必要があるため、
階調制御回路331 からの出力によって選択回路341 は第
１階調パターン発生回路311 を選択する。第１の指定回
路313 は、第１階調パターン発生回路311 から、表示画
素（１，２）に対応する階調補助データとして第１テー
ブルの１ライン、２カラムの階調補助データ、すなわ
ち、図１０中の２／４階調の第１テーブルからＯＦＦデ
ータ｛０｝を抽出し出力する。これにより、４ビット階
調表示データ｛００００｝には、演算処理回路351 によ
って第１階調パターン発生回路311 からの階調補助デー
タとしてＯＦＦデータ｛０｝が加算処理され、この演算
処理回路351 からの４ビット階調表示データ｛０００
０｝が液晶コントローラ251 を介してＸドライバ101 に
出力される。そして、Ｘドライバ101 により、この４ビ
ット階調表示データ｛００００｝に基づいて階調電圧
（Ｖ0 ）が選択され出力されることになる。

【００５１】第２フレーム（Ｆ）期間も第１フレーム
（Ｆ）期間と同様に第４階調に設定するのであれば、図
１０中の２／４階調の第２テーブルから階調補助データ
としてＯＮデータ｛１｝を抽出し、４ビット階調表示デ
ータ｛００００｝に演算処理回路351 で階調補助データ
が加算処理され、この４ビット階調表示データ｛０００
１｝に基づいてＸドライバ101 から階調電圧（Ｖ1 ）が
出力されることなる。

【００５２】第３フレーム（Ｆ）期間も第１フレーム
（Ｆ）期間と同様に第４階調に設定するのであれば、図
１０中の２／４階調の第３テーブルから階調補助データ
としてＯＦＦデータ｛０｝を抽出し、４ビット階調表示
データ｛００００｝に演算処理回路351 で階調補助デー
タが加算処理され、この４ビット階調表示データ｛００
００｝に基づいてＸドライバ101 から階調電圧（Ｖ0 ）
が出力されることなる。

【００５３】さらに、第４フレーム（Ｆ）期間も第１フ
レーム（Ｆ）期間と同様に第４階調に設定するのであれ
ば、図１０中の２／４階調の第４テーブルから階調補助
データとしてＯＮデータ｛１｝を抽出し、４ビット階調
表示データ｛００００｝に演算処理回路351 で階調補助
データが加算処理され、この加算処理された４ビット階
調表示データ｛０００１｝に基づいてＸドライバ101 か
ら階調電圧（Ｖ1 ）が出力されることなる。

【００５４】このようにして、第４階調を得るための６
ビット階調表示データ｛００００１１｝が連続して入力
される場合、連続する４フレーム（Ｆ）期間を１表示期
間とすることにより第４階調の表示が実現される。

【００５５】表示画素（１，２）に隣接する表示画素
（１，３）等においても同様に第４階調を設定する場合
であっても、この実施例では表示画素（２，１）と表示
画素（１，３）等の隣接する表示画素とは、階調電圧
（Ｖ0 ）を選択するフレーム（Ｆ）期間および階調電圧
（Ｖ1 ）を選択するフレーム（Ｆ）期間とが旨くバラン
スされるように階調パターンが選定されているため、フ
リッカ等の発生を招くことがない。

【００５６】ところで、上記した場合は、表示画素
（１，２）について入力される６ビット階調表示データ
が、４フレーム（Ｆ）期間中のいずれにおいても第４階
調を得るための６ビット階調表示データ｛００００１
１｝である場合を示したが、例えば動画等では、各フレ
ーム（Ｆ）期間毎に入力される６ビット階調表示データ
が異なってくる場合がある。

【００５７】そこで、第２フレーム（Ｆ）期間で第５階
調を得るための６ビット階調表示データ｛０００１０
０｝が入力された場合について説明する。この６ビット
階調表示データ｛０００１００｝は、上記したと同様に
階調制御回路331 によって１６個の階調電圧（Ｖ0 ，Ｖ
1 ，…Ｖ15）に対応する４ビット階調表示データ｛００
００｝に変換される。そして、この第５階調を表示させ
るための６ビット階調表示データ｛０００１００｝は用
意された１６個の階調電圧（Ｖ0 ，Ｖ1 ，…Ｖ15）に対
応しない中間調であるため、第２の階調パターン発生回
路311 によって制御される必要がある。従って、変換さ
れた４ビット階調表示データ｛００００｝は、図１１中
の２／６階調の第２テーブルから階調補助データとして
ＯＮデータ｛１｝を抽出し、４ビット階調表示データ
｛００００｝に演算処理回路351 で階調補助データが加
算処理され、この加算処理された４ビット階調表示デー
タ｛０００１｝に基づいてＸドライバ101 から階調電圧
（Ｖ1 ）が出力されることなる。

【００５８】動画等では、一表示画素について入力され
る６ビット階調表示データが、各フレーム期間（Ｆ）毎
に異なってくる。このような場合、１６個の階調電圧
（Ｖ0，Ｖ1 ，…Ｖ15）で表現しきれない階調が存在し
ても、視覚的に階調を区別することは困難であるため、
上記したように、入力される６ビット階調表示データに
基づいて各フレーム（Ｆ）期間毎にそれぞれ表示を行え
ば良い。このようなことから、１６以上の階調電圧（Ｖ
0 ，Ｖ1 ，…Ｖ15）と組み合わせることが有効である。

【００５９】次に、図１２に示すように、表示画素
（１，５）に第４階調を設定する場合について説明す
る。上記したと同様に第４階調に相当する６ビット階調
表示データ｛００００１１｝は、４ビット階調表示デー
タ｛００００｝に変換される。そして、用意された１６
個の階調電圧（Ｖ0 ，Ｖ1 ，…Ｖ15）に対応しない中間
調であるため、第１階調パターン発生回路311 によって
制御される必要があことから、この４ビット階調表示デ
ータ｛００００｝は、図６に示す２／４階調の階調パタ
ーンを構成する第１テーブルの１ライン、１カラムのデ
ータ、すなわち階調補助データとしてＯＮデータ｛１｝
が演算処理回路351 で加算処理され、演算処理された４
ビット階調表示データ｛０００１｝が液晶コントローラ
251 を介してＸドライバ101 に出力される。そして、Ｘ
ドライバ101 からは、この４ビット階調表示データ｛０
００１｝に基づいて階調電圧（Ｖ1 ）が選択され出力さ
れることになる。

【００６０】また、第２フレーム（Ｆ）期間で表示画素
（１，５）に第５階調を設定する場合、図１１に示す４
／６階調の階調パターンを構成する第２テーブルの１ラ
イン、５カラムのデータ、すなわち階調補補償データと
してＯＦＦデータ｛０｝が演算処理回路351 で加算処理
され、４ビット階調表示データ｛００００｝に基づいて
階調電圧（Ｖ0 ）が選択され出力されることなる。

【００６１】以上のように、この実施例の液晶表示装置
1 によれば、３２個の電圧レベルを備えた１６個の方形
波階調電圧（Ｖ0 ，Ｖ1 ，…Ｖ15）を用いて６４階調表
示を実現することができる。しかも、この実施例では各
階調パターンを構成する各テーブルの各マトリクスに
は、魔法陣もしくは完全魔法陣の概念に基づいてＯＮ／
ＯＦＦの制御が成されるように１ビットの階調補助デー
タが割り当てられて構成されており、さらに各電圧レベ
ル間の１／４階調よりも小さい、あるいは３／４階調よ
りも大きい中間調の利用を避けているため、フリッカの
発生がなく、表示品位の高い多諧調の画像表示を実現す
ることができる。

【００６２】ところで、上述した実施例では、１６個の
階調電圧（Ｖ0 ，Ｖ1 ，…Ｖ15）を用意したが、本発明
はこれに限定されるものではなく、種々の階調電圧と組
み合わせて有効に作用する。

【００６３】また、この実施例では、１６個の階調電圧
（Ｖ0 ，Ｖ1 ，…Ｖ15）に連続する４フレーム（Ｆ）期
間および６フレーム（Ｆ）期間での制御を組み合わせて
用いたが、何等これに限定されるものではなく、連続す
る５フレーム（Ｆ）期間および７フレーム（Ｆ）期間で
の制御を組み合わせても良く、あるいは連続する４フレ
ーム（Ｆ）期間および６フレーム（Ｆ）期間での制御
に、さらに５フレーム（Ｆ）期間で制御する場合等を追
加することにより、より少ない階調電圧数で６４階調表
示を実現することができる。

【００６４】この実施例では、表示画素が正方配列され
る液晶パネル11を例にとり説明したが、デルタ配列等の
場合でも良いことは言うまでもない。また、この実施例
では、予め用意された電圧レベルの中間の表示階調を実
現する具体的な手法として、連続する複数フレーム
（Ｆ）期間で隣接する階調電圧のいずれか一方が選択出
力されるように構成したが、このように必ずしも隣接す
る階調電圧を選択する必要はない。すなわち、階調電圧
（Ｖ1 ）と階調電圧（Ｖ2）との中間の階調表示を行な
う場合、階調電圧（Ｖ0 ）と階調電圧（Ｖ2 ）あるいは
階調電圧（Ｖ0 ）と階調電圧（Ｖ3 ）等を選択するよう
にしても良く、また複数フレーム期間で２種類以上の階
調電圧を選択するように制御しても良い。

【００６５】このような制御は、各マトリクスに２ビッ
ト以上の階調補助データを割り当ててることにより容易
に行なうことができ、一層の多階調化を実現可能にす
る。さらに、この実施例では、各階調パターン発生回路
311,321 は、液晶パネル11の表示画素領域を、図４
（ａ），（ｂ）に示すように、四角形状を成す１６個の
表示画素（４×４マトリクス）および３６個の表示画素
（６×６マトリクス）の制御単位とし、複数のブロック
に区切って制御するよう構成したが、これら制御単位
は、必ずしも略正方配列されたパターンとする必要はな
く、図１３に示すような配列等、種々選ぶことができ
る。

【００６６】ところで、この実施例では、外部から入力
される６ビット階調表示データは、階調信号変換回路30
1 を介して４ビット階調表示データに変換された後、液
晶コントローラ251 に入力されるように構成したが、例
えば図１４（ａ），（ｂ）に示すように外部から入力さ
れる階調表示データを直接液晶コントローラ251 に入力
される、または階調信号変換回路301 を介して入力され
るといった接続形態が選択可能なようにセレクタ回路60
1,603 を設けておくと良い。

【００６７】このようにすることで、外部から入力され
る階調表示データのビット数に合わせて複数種の液晶表
示装置を設計する必要がなくなる。例えば、図１４
（ａ）に示すように構成することで、外部から入力され
る階調表示データが４ビットの場合は、セレクタ回路60
1,603 の切り換えにより、階調信号変換回路301 を介す
ることなく４ビット階調表示データを液晶コントローラ
251 を介して出力させることができる。すなわち、外部
から入力される階調表示データが４ビットであっても、
また６ビットであっても共通の液晶表示装置1 により階
調表示を実現できる。

【００６８】尚、この実施例では、アクティブマトリク
ス型の液晶表示装置を例にとり説明したが、この他にも
種々の表示装置に適用することができ有効に作用する。
結論として、上述の実施例は、入力される多階調表示デ
ータが予め用意されている電圧レベルの中間の電圧レベ
ルに対応する場合に、この多階調表示データに基づき第
１階調パターン発生回路と第２階調パターン発生回路の
いずれか一方の出力に応じて所定の電圧レベルを選択し
て出力するよう選択制御手段を制御するため少ない電圧
レベル数で多階調の表示を実現することができる。これ
により、装置の低廉価あるいは小型化を達成することが
できる。また、多階調表示データに基づいて、異なるフ
レーム期間（Ｆ）数で制御される第１階調パターン発生
回路と第２階調パターン発生回路のいずれか一方の出力
に応じて所定の電圧レベルを選択することにより多階調
表示のために制御すべきフレーム期間（Ｆ）数を増大さ
せないようにできる。このため、フリッカ等の発生およ
び表示品位の低下を防止して多階調表示を実現できる。

【００６９】以上のように、魔法陣もしくは完全魔法陣
に基づいて選定される階調パターンを用いて、予め設定
される階調電圧に対応しない階調表示データに基づく表
示を行なうことにより、フリッカ等の表示不良の発生を
効果的に防止できる。そして、このような階調パターン
を複数組み合わせて用いることにより、上述した効果は
一層顕著となる。

【００７０】また、ｍ（ｍは２以上の正の整数）フレー
ム期間で一表示階調が得られる第１階調パターンを発生
する第１階調パターン発生回路と、ｎ（ｎはｍよりも大
きい正の整数）フレーム期間で一表示階調が得られる第
２階調パターンを発生する第２階調パターン発生回路と
を組み合わせて用いることにより、予め設定される階調
電圧に対応しない階調表示データに基づく表示に際し
て、表示期間の増大なく、フリッカ等の表示不良の発生
を効果的に防止できる。

【００７１】特に、第１階調パターンあるいは第２階調
パターンを、魔法陣もしくは完全魔法陣に基づいて選定
することで、上述した効果は一層顕著となる。ところ
で、上述した実施例では、液晶表示装置1 の各Ｘドライ
バとして、階調電圧発生回路301 から供給される複数の
階調電圧の中から、少なくとも一階調電圧を階調表示デ
ータに基づいて選択し出力する電圧選択方式の例を説明
した。しかしながら、本発明はこのようなＸドライバの
構成に限定されるものではない。例えば外部から入力さ
れる基準電圧を各Ｘドライバ内で抵抗分割あるいは容量
分割することにより複数の階調電圧を設定し、階調表示
データに基づいて少なくとも一階調電圧を選択出力する
ＤＡＣ（Digital Analog Converter）方式であっても良
い。

【００７２】このようなＤＡＣ方式の採用は各Ｘドライ
バの回路規模を若干増大させることになるが、階調電圧
発生回路501 を設ける場合よりも外部からの入力配線数
を低減できる。

【００７３】また、上述した実施例では、Ｘドライバ10
1 やＹドライバ201 が液晶パネル11の外部に独立に設け
られこの液晶パネル11に接続される構成の液晶表示装置
1 について説明したが、この構成はＸドライバ101 やＹ
ドライバ201 が多結晶シリコン等を利用して液晶パネル
11と一体的に形成されるよう変更してもよい。この変更
はこれらドライバ101 ，201 と液晶パネル11とを接続す
る配線の煩わしさを緩和することができる。

【００７４】

【発明の効果】本発明によれば、表示品位の低下および
フリッカ等の発生を招くことなく多階調表示を実現でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の一実施例に係る液晶表示装置
の概略構成図である。

【図２】図２は、図１に示すＸドライバの概略構成図で
ある。

【図３】図３は、図１に示す階調電圧発生回路によって
発生される階調電圧波形を示す図である。

【図４】図４は、図１に示す階調パターン発生回路によ
り制御される制御単位を示す図である。

【図５】図５は、図１に示す液晶表示装置の多階調表示
の概念を説明するための図である。

【図６】図６は、４×４マトリクスの完全魔法陣を説明
するための図である。

【図７】図７は、図６に示す４×４マトリクスの完全魔
法陣の作成方法を説明するための図である。

【図８】図８は、図６に示す完全魔法陣に基づく一階調
パターンの作成を説明するための図である。

【図９】図９は、図６に示す完全魔法陣に基づく他の一
階調パターンの作成を説明するための図である。

【図１０】図１０は、図６に示す完全魔法陣に基づいて
作成され、図１に示す第１階調パターン発生回路に記憶
されてた４×４マトリクスの階調パターンを示す図であ
る。

【図１１】図１１は、魔法陣に基づいて作成され、図１
における第２階調パターン発生回路に記憶された６×６
マトリクスの階調パターンを示す図である。

【図１２】図１２は、図１に示す液晶表示装置の一表示
例を示す図である。

【図１３】図１３は、図１に示す液晶表示装置の他の制
御単位を示す図である。

【図１４】図１４は、図１に示す液晶表示装置の変形例
の構成を概略的に示す図である。

【符号の説明】

1 …液晶表示装置、 11…液晶パネル、 101 …Ｘドライバ、 201 …Ｙドライバ、 251 …液晶コントローラ 301 …階調信号変換回路、 311 …第１階調パターン発生回路、 321 …第２階調パターン発生回路、 601,603 … セレクタ回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 有田 績 東京都杉並区上井草１−19−４ (72)発明者 柳澤 俊夫 兵庫県姫路市余部区上余部50番地 株式会 社東芝姫路工場内 (72)発明者 山本 和義 兵庫県姫路市余部区上余部50番地 株式会 社東芝姫路工場内 (72)発明者 村田 浩義 兵庫県姫路市余部区上余部50番地 株式会 社東芝姫路工場内 (72)発明者 浜側 裕之 兵庫県姫路市余部区上余部50番地 株式会 社東芝姫路工場内

Claims (25)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力される多階調表示データに応じて所
   定の電圧レベルが選択されて画像表示を行なう多階調表
   示装置において、 複数の表示画素を備える表示パネルと、 ｍ（ｍは２以上の正の整数）フレーム期間で一表示階調
   が得られる第１階調パターンを発生する第１階調パター
   ン発生回路と、 ｎ（ｎはｍよりも大きい正の整数）フレーム期間で他の
   一表示階調が得られる第２階調パターンを発生する第２
   階調パターン発生回路と、 前記多階調表示データが前記第１階調パターンまたは前
   記第２階調パターンに基づく一表示階調に対応する場
   合、前記第１階調パターン発生回路または前記第２階調
   パターン発生回路のいずれか一方の出力に基づいて前記
   所定の電圧レベルの内の一電圧レベルを選択して出力す
   る選択制御手段とを備えることを特徴とする多階調表示
   装置。
2. 【請求項２】 前記多階調表示データは、ｋ（ｋは２よ
   りも大きい正の整数）ビットのディジタル信号であるこ
   とを特徴とする請求項１に記載の多階調表示装置。
3. 【請求項３】 ２^k+1 個よりも少ない電圧レベルが設定
   されていることを特徴とする請求項２に記載の多階調表
   示装置。
4. 【請求項４】 ２^k+1 個よりも少ない電圧レベルを供給
   する階調電圧発生回路を備えることを特徴とする請求項
   ３に記載の多階調表示装置。
5. 【請求項５】 入力されるｋ（ｋは２よりも大きい正の
   整数）ビット多階調表示データに応じて画像表示を行な
   う多階調表示装置において、 複数の表示画素を備える表示パネルと、 ２ⁱ （ｉはｋ＋１よりも小さい正の整数）個の電圧レベ
   ルの階調電圧が設定される階調電圧発生回路と、 ｍ（ｍは２以上の正の整数）フレーム期間で一表示階調
   が得られる第１階調パターンを発生する第１階調パター
   ン発生回路と、 ｎ（ｎはｍよりも大きい正の整数）フレーム期間で他の
   一表示階調が得られる第２階調パターンを発生する第２
   階調パターン発生回路と、 前記多階調表示データが一前記電圧レベルに対応する場
   合、ｋビット多階調表示データを前記一電圧レベルに対
   応する（ｉ−１）ビット多階調表示データに変換して出
   力する選択制御手段とを備えることを特徴とする多階調
   表示装置。
6. 【請求項６】 前記階調電圧発生回路は、一階調電圧と
   して所定期間毎に２つの電圧レベルを備える２^(i-1) 個
   の方形波電圧を発生することを特徴とする請求項５に記
   載の多階調表示装置。
7. 【請求項７】 入力されるｋ（ｋは２よりも大きい正の
   整数）ビット多階調表示データに応じて画像表示を行な
   う多階調表示装置において、 複数の表示画素を備える表示パネルと、 ２ⁱ （ｉはｋ＋１よりも小さい正の整数）個の電圧レベ
   ルの階調電圧が設定される階調電圧発生回路と、 ｍ（ｍは２以上の正の整数）フレーム期間で一表示階調
   が得られる第１階調パターンを発生する第１階調パター
   ン発生回路と、 ｎ（ｎはｍよりも大きい正の整数）フレーム期間で他の
   一表示階調が得られる第２階調パターンを発生する第２
   階調パターン発生回路と、 前記多階調表示データが前記第１階調パターンもしくは
   前記第２階調パターンの表示階調に対応する場合、ｋビ
   ット多階調表示データを前記第１階調パターン発生回路
   もしくは前記第２階調パターン発生回路の出力に基づき
   前記一電圧レベルに対応する（ｉ−１）ビット多階調表
   示データに変換して出力する選択制御手段とを備えるこ
   とを特徴とする多階調表示装置。
8. 【請求項８】 前記階調電圧発生回路は、一階調電圧と
   して所定期間毎に２つの電圧レベルを備える２^(i-1) 個
   の方形波電圧を発生することを特徴とする請求項５に記
   載の多階調表示装置。
9. 【請求項９】 多階調表示データに基づいて少なくとも
   一電圧レベルを選択して画像表示を行なう複数の表示画
   素を備える表示パネルと、 ｍ（ｍは２以上の正の整数）フレーム期間で一表示階調
   が得られる第１階調パターンを発生する第１階調パター
   ン発生回路と、 ｎ（ｎはｍよりも大きい正の整数）フレーム期間で他の
   一表示階調が得られる第２階調パターンを発生する第２
   階調パターン発生回路と、 入力されるｋ（ｋはｊよりも大きい正の整数）ビット多
   階調表示データをｊビット多階調表示データに変換する
   表示データ変換手段と、 ｋビット多階調表示データが前記第１階調パターンに基
   づく一表示階調に対応する場合は前記ｊビット多階調表
   示データを前記第１階調パターンに基づいて演算処理を
   施し、前記第２階調パターンに基づく一表示階調に対応
   する場合は前記第２階調パターンに基づいて演算処理を
   施して出力する演算処理回路とを備えることを特徴とす
   る多階調表示装置。
10. 【請求項１０】 前記第１階調パターン発生回路は連続
    するｍフレーム期間で一表示階調が得られるように複数
    の表示画素を第１制御単位として制御する第１階調パタ
    ーンを発生し、第２階調パターン発生回路は連続するｎ
    フレーム期間で他の一表示階調が得られるように複数の
    表示画素を第２制御単位として制御する第２階調パター
    ンを発生することを特徴とする請求項９に記載の多階調
    表示装置。
11. 【請求項１１】 前記第１階調パターン発生回路はｍ×
    ｍ個の表示画素を第１制御単位として制御し、第２階調
    パターン発生回路はｎ×ｎ個の表示画素を第２制御単位
    として制御することを特徴とする請求項１０に記載の多
    階調表示装置。
12. 【請求項１２】 前記第１階調パターン発生回路はｍ×
    ｍ個の階調補助データから成る第１テーブルがｍ枚で構
    成される第１階調パターンを備え、第２階調パターン発
    生回路はｎ×ｎ個の階調補助データから成る第２テーブ
    ルがｎ枚で構成される第２階調パターンを備えることを
    特徴とする請求項１１に記載の多階調表示装置。
13. 【請求項１３】 前記選択制御手段は、ｍ枚の前記第１
    テーブルを、前記第１テーブルの軸が異なる順序となる
    よう選択することを特徴とする請求項１２に記載の多階
    調表示装置。
14. 【請求項１４】 前記選択制御手段は、ｎ枚の前記第２
    テーブルを、前記第２テーブルの軸が異なる順序となる
    よう選択することを特徴とする請求項１２に記載の多階
    調表示装置。
15. 【請求項１５】 前記第１制御単位および第２制御単位
    は、略正方配列されていることを特徴とする請求項１０
    に記載の多階調表示装置。
16. 【請求項１６】 前記第１階調パターンおよび第２階調
    パターンは、魔法陣もしくは完全魔法陣に基づき構成さ
    れていることを特徴とする請求項１０に記載の多階調表
    示装置。
17. 【請求項１７】 前記第１階調パターン発生回路および
    第２諧調パターン発生回路は、前記ｋビット多階調表示
    データに応じて前記第１階調パターンもしくは前記第２
    階調パターン中から階調補助データを抽出するフレーム
    カウンタ、ラインカウンタおよびカラムカウンタを備え
    ることを特徴とする請求項１０に記載の多階調表示装
    置。
18. 【請求項１８】 入力される多階調表示データに応じて
    所定の電圧レベルを選択して画像表示を行なう多階調表
    示方法において、 入力される前記多階調表示データが前記所定の電圧レベ
    ルの内の第１電圧レベルと前記第１電圧レベルよりも小
    さい第２電圧レベルの中間の電圧レベルに対応する場
    合、ｍ（ｍは２以上の正の整数）フレーム期間で一表示
    階調が得られる第１階調パターンを発生する第１階調パ
    ターン発生回路と、ｎ（ｎはｍよりも大きい正の整数）
    フレーム期間で他の一表示階調が得られる第２階調パタ
    ーンを発生する第２階調パターン発生回路とのいずれか
    一方の出力に基づいて前記所定の電圧レベルの内の一電
    圧レベルを選択して出力する選択制御手段とを備えるこ
    とを特徴とする多階調表示方法。
19. 【請求項１９】 入力されるｋ（ｋは２よりも大きい正
    の整数）ビット多階調表示データに応じて画像表示を行
    なう多階調表示方法において、 前記ｋビット多階調表示データが予め設定された２ⁱ
    （ｉはｋ＋１よりも小さい正の整数）個の電圧レベルの
    一前記電圧レベルに対応する場合、前記ｋビット多階調
    表示データを前記一電圧レベルに対応する（ｉ−１）ビ
    ット多階調表示データに変換して出力し、 前記ｋビット多階調表示データが予め設定された２ⁱ 個
    の電圧レベルのいずれにも対応しない場合、前記ｋビッ
    ト多階調表示データを、ｍ（ｍは２以上の正の整数）フ
    レーム期間で一表示階調が得られる第１階調パターンを
    発生する第１階調パターン発生回路と、ｎ（ｎはｍより
    も大きい正の整数）フレーム期間で他の一表示階調が得
    られる第２階調パターンを発生する第２階調パターン発
    生回路のいずれか一方の出力に基づき（ｉ−１）ビット
    多階調表示データに変換して出力することを特徴とする
    多階調表示方法。
20. 【請求項２０】 入力される多階調表示データに応じて
    所定の電圧レベルが選択されて画像表示を行なう多階調
    表示装置において、 複数の表示画素を備える表示パネルと、 ｍ（ｍは２以上の正の整数）フレーム期間で一表示階調
    が得られる階調パターンを発生する階調パターン発生回
    路と、 前記多階調表示データが前記階調パターンに基づく一表
    示階調に対応する場合、前記階調パターン発生回路の出
    力に基づいて前記所定の電圧レベルの内の一電圧レベル
    を選択して出力する選択制御手段とを備え、前記階調パ
    ターンは魔法陣もしくは完全魔法陣に基づき構成される
    ことを特徴とする多階調表示装置。
21. 【請求項２１】 前記階調パターン発生回路は連続する
    ｍフレーム期間で１表示階調が得られるように複数の表
    示画素を制御単位として制御する階調パターンを発生す
    ることを特徴とする請求項２０に記載の多階調表示装
    置。
22. 【請求項２２】 前記階調パターン発生回路はｍ×ｍ個
    の表示画素を制御単位として制御することを特徴とする
    請求項２１に記載の多階調表示装置。
23. 【請求項２３】 前記階調パターンはｍ×ｍ個の階調補
    助データからなるテーブルがｍ枚で構成されることを特
    徴とする請求項２２に記載の多階調表示装置。
24. 【請求項２４】 前記選択制御手段は、ｍ枚の前記テー
    ブルを、前記テーブルの軸が異なる順序となるよう選択
    することを特徴とする請求項２１に記載の多階調表示装
    置。
25. 【請求項２５】 前記制御単位は、略正方配列されてい
    ることを特徴とする請求項２１に記載の多階調表示装
    置。