JP2008309839A - 表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ＦＢＩ駆動方法を採用する表示装置において、ドレインドライバの発熱量を低減する。
【解決手段】各サブピクセルは、連続する２フレーム期間の一方のフレーム期間に第１表示データに対応する階調と、連続する２フレーム期間の他方のフレーム期間に第２表示データに対応する階調の２つの階調を表示することにより、外部システムから要求された１つの階調を表示し、前記外部システムから入力される表示データが中間階調である場合に、前記第２表示データによる輝度は、前記第１表示データによる輝度よりも低い、ＦＢＩ駆動方法を採用する表示装置において、電源回路が、前記第１フレーム期間に高電位第１電源電圧を前記ドライバに供給し、前記第２フレーム期間に前記高電位第１電源電圧よりも低電位の低電位第１電源電圧を供給する。
【選択図】図７
【解決手段】各サブピクセルは、連続する２フレーム期間の一方のフレーム期間に第１表示データに対応する階調と、連続する２フレーム期間の他方のフレーム期間に第２表示データに対応する階調の２つの階調を表示することにより、外部システムから要求された１つの階調を表示し、前記外部システムから入力される表示データが中間階調である場合に、前記第２表示データによる輝度は、前記第１表示データによる輝度よりも低い、ＦＢＩ駆動方法を採用する表示装置において、電源回路が、前記第１フレーム期間に高電位第１電源電圧を前記ドライバに供給し、前記第２フレーム期間に前記高電位第１電源電圧よりも低電位の低電位第１電源電圧を供給する。
【選択図】図７
Description
本発明は、液晶表示装置や、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイのようなホールド型の表示装置に係り、特に、動画表示に適した表示装置に関する。
コンピュータやその他の情報機器の高精細度カラーモニター、あるいはテレビ受像機の表示デバイスとして、液晶表示モジュールが使用される。
液晶表示モジュールは、基本的には、少なくとも一方が透明なガラス等からなる二枚の（一対の）基板の間に、液晶層を挟持した、所謂、液晶表示パネルを有し、この液晶表示パネルの基板に形成したサブピクセル形成用の各種電極に選択的に電圧を印加して、所定サブピクセルの点灯と消灯を行うものである。
液晶表示モジュールにおいては、静止画の場合はちらつきのない良好な表示品質を得ることができる反面、動画の場合には移動する物体の周囲がぼやけて見える、所謂、動画ぼやけが発生するという課題がある。
この動画ぼやけの発生要因は、物体の移動に伴い視線を移動する際、輝度のホールドされた表示画像に対して移動前後の表示イメージを観測者が補間する、所謂、網膜残像に起因するため、表示ディスプレイ装置の応答速度をどれだけ向上させても動画ぼやけは完全に解消しない。
これを解決するためには、より短い周波数で表示画像を更新するか、黒画面などの挿入によって一旦網膜残像をキャンセルすることで、インパルス応答型ディスプレイ装置に近づける方法が有効である。
液晶表示モジュールは、基本的には、少なくとも一方が透明なガラス等からなる二枚の（一対の）基板の間に、液晶層を挟持した、所謂、液晶表示パネルを有し、この液晶表示パネルの基板に形成したサブピクセル形成用の各種電極に選択的に電圧を印加して、所定サブピクセルの点灯と消灯を行うものである。
液晶表示モジュールにおいては、静止画の場合はちらつきのない良好な表示品質を得ることができる反面、動画の場合には移動する物体の周囲がぼやけて見える、所謂、動画ぼやけが発生するという課題がある。
この動画ぼやけの発生要因は、物体の移動に伴い視線を移動する際、輝度のホールドされた表示画像に対して移動前後の表示イメージを観測者が補間する、所謂、網膜残像に起因するため、表示ディスプレイ装置の応答速度をどれだけ向上させても動画ぼやけは完全に解消しない。
これを解決するためには、より短い周波数で表示画像を更新するか、黒画面などの挿入によって一旦網膜残像をキャンセルすることで、インパルス応答型ディスプレイ装置に近づける方法が有効である。
インパルス応答型ディスプレイ装置に近づける方法として、外部システムから要求された階調が低階調側である場合に、所定の階調と最小階調とを切り替えて表示することにより、外部システムから要求された階調を擬似的に表示する方法（以下、ＦＢＩ駆動方法と称する）が知られている。（下記、特許文献１参照）
ＦＢＩ駆動方法では、各サブピクセルが複数の階調を表示することにより外部システムから要求される階調を擬似的に表示する。そして、外部システムから要求される階調が中間低階調である場合に、複数の階調の少なくとも１つの階調は最小階調（最小輝度）とし、外部システムから要求された階調が中間高階調である場合に、複数の階調の他の少なくとも１つの階調は最大階調（最大輝度）とする。
つまり、外部システムから要求された階調が低階調側である場合に、所定の階調と最小階調とを切り替えて表示することにより、外部システムから要求された階調を擬似的に表示する。
一方、外部システムから要求された階調が高階調側である場合に、所定の階調と最大階調とを切り替えて表示することにより、外部システムから要求された階調を擬似的に表示する。
ＦＢＩ駆動方法では、各サブピクセルが複数の階調を表示することにより外部システムから要求される階調を擬似的に表示する。そして、外部システムから要求される階調が中間低階調である場合に、複数の階調の少なくとも１つの階調は最小階調（最小輝度）とし、外部システムから要求された階調が中間高階調である場合に、複数の階調の他の少なくとも１つの階調は最大階調（最大輝度）とする。
つまり、外部システムから要求された階調が低階調側である場合に、所定の階調と最小階調とを切り替えて表示することにより、外部システムから要求された階調を擬似的に表示する。
一方、外部システムから要求された階調が高階調側である場合に、所定の階調と最大階調とを切り替えて表示することにより、外部システムから要求された階調を擬似的に表示する。
なお、本願発明に関連する先行技術文献としては以下のものがある。
特開２００６−３４３７０６号公報
近年、より低コスト化を図るために、１ドレインドライバ当たりの出力本数を増加させて、液晶表示モジュールに使用するドレインドライバ数を低減するようにしている。そのため、ドレインドライバの発熱量が増大するという問題点があった。
本発明は、前記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、ＦＢＩ駆動方法を採用する表示装置において、ドレインドライバの発熱量を低減することが可能となる技術を提供することにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかにする。
本発明は、前記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、ＦＢＩ駆動方法を採用する表示装置において、ドレインドライバの発熱量を低減することが可能となる技術を提供することにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかにする。
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記の通りである。
（１）複数のサブピクセルを有する表示パネルと、外部システムから入力される表示データに対応する映像電圧を前記各サブピクセルへ出力するドライバと、前記ドライバに第１電源電圧を供給する電源回路とを有し、前記各サブピクセルは、連続する２フレーム期間の一方のフレーム期間に第１表示データに対応する階調と、連続する２フレーム期間の他方のフレーム期間に第２表示データに対応する階調の２つの階調を表示することにより、外部システムから要求された１つの階調を表示し、前記ドライバは、連続する２フレーム期間の一方のフレーム期間に、第１表示データに対応する第１映像電圧を前記各サブピクセルへ出力し、前記連続する２フレーム期間の他方のフレーム期間に、前記第２表示データに対応する第２映像電圧を前記各サブピクセルへ出力する表示装置であって、前記外部システムから入力される表示データが中間階調である場合に、前記第２表示データによる輝度は、前記第１表示データによる輝度よりも低く、前記電源回路は、前記第１フレーム期間に高電位第１電源電圧を前記ドライバに供給し、前記第２フレーム期間に前記高電位第１電源電圧よりも低電位の低電位第１電源電圧を供給する。
（２）（１）において、前記電源回路は、前記高電位第１電源電圧を出力する第１端子と、前記低電位第１電源電圧を出力する第２端子とを有し、前記第１端子から出力される前記高電位第１電源電圧、あるいは、前記第２端子から出力される前記低電位第１電源電圧を選択して前記ドライバに供給するセレクタと、前記セレクタを制御する制御回路とを有する。
（３）（２）において、前記制御回路は、垂直帰線期間内に前記セレクタを切り換え、前記ドライバに供給する第１電源電圧を、前記高電位第１電源電圧、あるいは前記低電位第１電源電圧に変更する。
（１）複数のサブピクセルを有する表示パネルと、外部システムから入力される表示データに対応する映像電圧を前記各サブピクセルへ出力するドライバと、前記ドライバに第１電源電圧を供給する電源回路とを有し、前記各サブピクセルは、連続する２フレーム期間の一方のフレーム期間に第１表示データに対応する階調と、連続する２フレーム期間の他方のフレーム期間に第２表示データに対応する階調の２つの階調を表示することにより、外部システムから要求された１つの階調を表示し、前記ドライバは、連続する２フレーム期間の一方のフレーム期間に、第１表示データに対応する第１映像電圧を前記各サブピクセルへ出力し、前記連続する２フレーム期間の他方のフレーム期間に、前記第２表示データに対応する第２映像電圧を前記各サブピクセルへ出力する表示装置であって、前記外部システムから入力される表示データが中間階調である場合に、前記第２表示データによる輝度は、前記第１表示データによる輝度よりも低く、前記電源回路は、前記第１フレーム期間に高電位第１電源電圧を前記ドライバに供給し、前記第２フレーム期間に前記高電位第１電源電圧よりも低電位の低電位第１電源電圧を供給する。
（２）（１）において、前記電源回路は、前記高電位第１電源電圧を出力する第１端子と、前記低電位第１電源電圧を出力する第２端子とを有し、前記第１端子から出力される前記高電位第１電源電圧、あるいは、前記第２端子から出力される前記低電位第１電源電圧を選択して前記ドライバに供給するセレクタと、前記セレクタを制御する制御回路とを有する。
（３）（２）において、前記制御回路は、垂直帰線期間内に前記セレクタを切り換え、前記ドライバに供給する第１電源電圧を、前記高電位第１電源電圧、あるいは前記低電位第１電源電圧に変更する。
（４）（１）ないし（３）の何れかにおいて、第１変換回路と第２変換回路とを有し、前記第１変換回路は、前記外部システムから入力される表示データＡを第１表示データに変換し、前記第２変換回路は、前記外部システムから入力される表示データＢを第２表示データに変換する。
（５）（４）において、前記表示データＡと、前記表示データＢは同一のデータである。
（６）（１）ないし（５）の何れかにおいて、前記外部システムから要求された階調が最大階調と最小階調との間の中間階調のうちの低階調側に含まれる場合に、前記一方のフレーム期間の階調は前記外部システムから要求された階調に応じて変化し、前記他方のフレーム期間の階調は最小階調であり、前記外部システムから要求された階調が前記中間階調のうちの高階調側に含まれる場合に、前記一方のフレーム期間の階調は最大階調であり、前記他方のフレーム期間の階調は前記外部システムから要求された階調に応じて変化する。
（７）（６）において、前記外部システムから要求された階調が最大階調である場合に、前記一方および前記他方のフレーム期間の２つの階調は共に前記最大階調である。
（８）（６）において、前記外部システムから要求された階調の前記低階調側と前記高階調側の境界は、前記連続する２つのフレーム期間内の２つの階調の一方を前記最小階調とし他方を前記最大階調として得られる階調である。
（５）（４）において、前記表示データＡと、前記表示データＢは同一のデータである。
（６）（１）ないし（５）の何れかにおいて、前記外部システムから要求された階調が最大階調と最小階調との間の中間階調のうちの低階調側に含まれる場合に、前記一方のフレーム期間の階調は前記外部システムから要求された階調に応じて変化し、前記他方のフレーム期間の階調は最小階調であり、前記外部システムから要求された階調が前記中間階調のうちの高階調側に含まれる場合に、前記一方のフレーム期間の階調は最大階調であり、前記他方のフレーム期間の階調は前記外部システムから要求された階調に応じて変化する。
（７）（６）において、前記外部システムから要求された階調が最大階調である場合に、前記一方および前記他方のフレーム期間の２つの階調は共に前記最大階調である。
（８）（６）において、前記外部システムから要求された階調の前記低階調側と前記高階調側の境界は、前記連続する２つのフレーム期間内の２つの階調の一方を前記最小階調とし他方を前記最大階調として得られる階調である。
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである。
本発明によれば、ＦＢＩ駆動方法を採用する表示装置において、ドレインドライバの発熱量を低減することが可能となる。
本発明によれば、ＦＢＩ駆動方法を採用する表示装置において、ドレインドライバの発熱量を低減することが可能となる。
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。
なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
図１は、本発明の実施例の液晶表示モジュールの概略構成を示すブロック図である。本実施例の液晶表示モジュールは、液晶表示パネル１と、ドレインドライバ２と、ゲートドライバ３と、表示制御回路４と、電源回路５と、階調基準電圧生成回路６とで構成される。
ドレインドライバ２は、液晶表示パネル１の一辺に配置された半導体チップで構成され、また、ゲートドライバ３は、液晶表示パネル１の他の辺に配置された半導体チップで構成される。
表示制御回路４は、表示データ変換回路５０と、タイミング生成回路５１とを有する。タイミング生成回路５１は、テレビ受信回路等の表示信号源（ホスト側）から入力されるドットクロック（ＤＣＬＫ）、ディスプレイタイミング信号（ＤＴＭＧ）、水平同期信号（ＨＳＹＮＣ）、および垂直同期信号（ＶＳＹＮＣ）に基づき、表示データの交流化等、液晶表示パネル１の表示に適したタイミング調整を行い、同期信号（クロック信号）と共にドレインドライバ２と、ゲートドライバ３に入力する。
表示制御回路４のタイミング生成回路５１の制御の基に、ゲートドライバ３は、走査線（ＧＬ；ゲート線ともいう）に走査電圧を供給し、また、ドレインドライバ２は、映像線（ＤＬ；ドレイン線、ソース線ともいう）に階調電圧を供給して映像を表示する。電源回路５は液晶表示装置に要する各種の電圧を生成し、階調基準電圧生成回路６は、Ｖ１〜Ｖ１２の階調基準電圧を生成する。
なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
図１は、本発明の実施例の液晶表示モジュールの概略構成を示すブロック図である。本実施例の液晶表示モジュールは、液晶表示パネル１と、ドレインドライバ２と、ゲートドライバ３と、表示制御回路４と、電源回路５と、階調基準電圧生成回路６とで構成される。
ドレインドライバ２は、液晶表示パネル１の一辺に配置された半導体チップで構成され、また、ゲートドライバ３は、液晶表示パネル１の他の辺に配置された半導体チップで構成される。
表示制御回路４は、表示データ変換回路５０と、タイミング生成回路５１とを有する。タイミング生成回路５１は、テレビ受信回路等の表示信号源（ホスト側）から入力されるドットクロック（ＤＣＬＫ）、ディスプレイタイミング信号（ＤＴＭＧ）、水平同期信号（ＨＳＹＮＣ）、および垂直同期信号（ＶＳＹＮＣ）に基づき、表示データの交流化等、液晶表示パネル１の表示に適したタイミング調整を行い、同期信号（クロック信号）と共にドレインドライバ２と、ゲートドライバ３に入力する。
表示制御回路４のタイミング生成回路５１の制御の基に、ゲートドライバ３は、走査線（ＧＬ；ゲート線ともいう）に走査電圧を供給し、また、ドレインドライバ２は、映像線（ＤＬ；ドレイン線、ソース線ともいう）に階調電圧を供給して映像を表示する。電源回路５は液晶表示装置に要する各種の電圧を生成し、階調基準電圧生成回路６は、Ｖ１〜Ｖ１２の階調基準電圧を生成する。
図１において、ＴＦＴは薄膜トランジスタ、ＰＸは画素電極であり、ＣＴは対向電極（コモン電極）、ＣＬは液晶層を等価的に示す液晶容量、Ｃａｄｄは、画素電極（ＰＸ）と対向電極（ＣＴ）との間に形成された保持容量である。
図１に示す液晶表示パネル１において、列方向に配置された各サブピクセルの薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）の第１の電極（ドレイン電極またはソース電極）は、映像線（ＤＬ）に接続され、各映像線（ＤＬ）は列方向に配置されたサブピクセルに、表示データに対応する階調電圧を供給するドレインドライバ２に接続される。
また、行方向に配置された各サブピクセルの薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）のゲート電極は、それぞれ走査線（ＧＬ）に接続され、各走査線（ＧＬ）は、１水平走査時間、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）のゲートに走査電圧（正または負のバイアス電圧）を供給するゲートドライバ３に接続される。
液晶表示パネル１に画像を表示する際、ゲートドライバ３は、上から下（あるいは、下から上）に向かって、走査線（ＧＬ）に順次選択走査電圧を供給し、一方で、ある走査線に選択走査電圧を供給し当該走査線を選択している期間中に、ドレインドライバ２は、表示データに対応する階調電圧を映像線（ＤＬ）に供給する。
映像線（ＤＬ）に供給された電圧は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を経由して、画素電極（ＰＸ）に印加され、最終的に、保持容量（Ｃａｄｄ）と、液晶容量（ＣＬ）に電荷がチャージされ、液晶分子をコントロールすることにより画像が表示される。
図１に示す液晶表示パネル１において、列方向に配置された各サブピクセルの薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）の第１の電極（ドレイン電極またはソース電極）は、映像線（ＤＬ）に接続され、各映像線（ＤＬ）は列方向に配置されたサブピクセルに、表示データに対応する階調電圧を供給するドレインドライバ２に接続される。
また、行方向に配置された各サブピクセルの薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）のゲート電極は、それぞれ走査線（ＧＬ）に接続され、各走査線（ＧＬ）は、１水平走査時間、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）のゲートに走査電圧（正または負のバイアス電圧）を供給するゲートドライバ３に接続される。
液晶表示パネル１に画像を表示する際、ゲートドライバ３は、上から下（あるいは、下から上）に向かって、走査線（ＧＬ）に順次選択走査電圧を供給し、一方で、ある走査線に選択走査電圧を供給し当該走査線を選択している期間中に、ドレインドライバ２は、表示データに対応する階調電圧を映像線（ＤＬ）に供給する。
映像線（ＤＬ）に供給された電圧は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を経由して、画素電極（ＰＸ）に印加され、最終的に、保持容量（Ｃａｄｄ）と、液晶容量（ＣＬ）に電荷がチャージされ、液晶分子をコントロールすることにより画像が表示される。
ここでは、各サブピクセルに供給される階調電圧が、大きくなるほど高い輝度を示す、所謂、ノーマリ黒表示モード（Normally Black-displaying Mode）で動作することを前提とする。
液晶表示パネル１は、画素電極（ＰＸ）、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）、映像線（ＤＬ）、走査線（ＧＬ）などが設けられた第１の基板（ＴＦＴ基板、アクティブマトリクス基板ともいう）と、カラーフィルタ等が形成される第２の基板（対向基板ともいう）とを、所定の間隙を隔てて重ね合わせ、該両基板間の周縁部近傍に枠状に設けたシール材により、両基板を貼り合わせると共に、シール材の一部に設けた液晶封入口から両基板間のシール材の内側に液晶を封入、封止し、さらに、両基板の外側に偏光板を貼り付けて構成される。
また、対向電極（ＣＴ）は、ＴＮ方式やＶＡ方式の液晶表示パネルであれば第２の基板側に設けられる。ＩＰＳ方式の場合は、第１の基板側に設けられる。
なお、本発明は、液晶パネルの内部構造とは関係がないので、液晶パネルの内部構造の詳細な説明は省略する。また、本発明は、どのような構造の液晶パネルであっても適用可能である。
さらに、実際の製品では、液晶表示パネル１の後ろ側にバックライトが配置されるが、本発明は、バックライトの構造とは関係がないので、バックライトの詳細な説明も省略する。
液晶表示パネル１は、画素電極（ＰＸ）、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）、映像線（ＤＬ）、走査線（ＧＬ）などが設けられた第１の基板（ＴＦＴ基板、アクティブマトリクス基板ともいう）と、カラーフィルタ等が形成される第２の基板（対向基板ともいう）とを、所定の間隙を隔てて重ね合わせ、該両基板間の周縁部近傍に枠状に設けたシール材により、両基板を貼り合わせると共に、シール材の一部に設けた液晶封入口から両基板間のシール材の内側に液晶を封入、封止し、さらに、両基板の外側に偏光板を貼り付けて構成される。
また、対向電極（ＣＴ）は、ＴＮ方式やＶＡ方式の液晶表示パネルであれば第２の基板側に設けられる。ＩＰＳ方式の場合は、第１の基板側に設けられる。
なお、本発明は、液晶パネルの内部構造とは関係がないので、液晶パネルの内部構造の詳細な説明は省略する。また、本発明は、どのような構造の液晶パネルであっても適用可能である。
さらに、実際の製品では、液晶表示パネル１の後ろ側にバックライトが配置されるが、本発明は、バックライトの構造とは関係がないので、バックライトの詳細な説明も省略する。
図２は、図１に示すドレインドライバ２の概略回路構成を示すブロック図である。
図２において、２１はクロック制御部、２２はラッチアドレスセレクタ、２３はラッチ回路、２４はＤ／Ａコンバータ回路、２５は出力アンプ回路である。
ラッチ回路２３は、ラッチアドレスセレクタ２２の制御の元に、表示制御回路４から出力される表示データラッチ用クロック（ＣＬ２）に同期して、外部から入力される表示データ（Ｒ［７：０］、Ｇ［７：０］、Ｂ［７：０］）を順次ラッチする。
ラッチ回路２３にラッチされた表示データは、表示制御回路４から出力される、出力タイミング制御用クロック信号（ＣＬ１）に基づき、Ｄ／Ａコンバータ回路２４に出力される。
Ｄ／Ａコンバータ回路２４の階調電圧生成回路は、階調基準電圧生成回路６から入力される、正極性のＶ１〜Ｖ６の階調基準電圧と、負極性のＶ７〜Ｖ１２の階調基準電圧に基づき、正極性および負極性の０〜２５５階調の階調電圧を生成する階調電圧生成回路（２４−１）を有する。
Ｄ／Ａコンバータ回路２４は、階調電圧生成回路（２４−１）で生成された、正極性および負極性の０〜２５５階調の階調電圧の中から、ラッチ回路２３から入力された表示データに対応した階調電圧を選択して、出力アンプ回路２５に入力する。
出力アンプ回路２５は、Ｄ／Ａコンバータ回路２４から入力された階調電圧を、アンプ回路で電流増幅し、対応する映像線（ＤＬ）に出力する。
図２において、２１はクロック制御部、２２はラッチアドレスセレクタ、２３はラッチ回路、２４はＤ／Ａコンバータ回路、２５は出力アンプ回路である。
ラッチ回路２３は、ラッチアドレスセレクタ２２の制御の元に、表示制御回路４から出力される表示データラッチ用クロック（ＣＬ２）に同期して、外部から入力される表示データ（Ｒ［７：０］、Ｇ［７：０］、Ｂ［７：０］）を順次ラッチする。
ラッチ回路２３にラッチされた表示データは、表示制御回路４から出力される、出力タイミング制御用クロック信号（ＣＬ１）に基づき、Ｄ／Ａコンバータ回路２４に出力される。
Ｄ／Ａコンバータ回路２４の階調電圧生成回路は、階調基準電圧生成回路６から入力される、正極性のＶ１〜Ｖ６の階調基準電圧と、負極性のＶ７〜Ｖ１２の階調基準電圧に基づき、正極性および負極性の０〜２５５階調の階調電圧を生成する階調電圧生成回路（２４−１）を有する。
Ｄ／Ａコンバータ回路２４は、階調電圧生成回路（２４−１）で生成された、正極性および負極性の０〜２５５階調の階調電圧の中から、ラッチ回路２３から入力された表示データに対応した階調電圧を選択して、出力アンプ回路２５に入力する。
出力アンプ回路２５は、Ｄ／Ａコンバータ回路２４から入力された階調電圧を、アンプ回路で電流増幅し、対応する映像線（ＤＬ）に出力する。
本実施例の液晶表示モジュールは、ＦＢＩ駆動方法を採用している。そのため、表示制御回路４は、表示データ変換回路５０を有する。
図３は、図１に示す表示データ変換回路５０の概略構成を示すブロック図である。図３において、５０１はオーバードライブ処理回路、５０２はＦＢＩ処理回路である。
オーバードライブ処理回路５０１は、明フレーム用のオーバードライブ補正量を格納するルックアップテーブル２１１と、暗フレーム用のオーバードライブ補正量を格納するルックアップテーブル２１２と、セレクタ２１３と、メモリ２１４と、演算回路２１５とで構成される。なお、明フレームと暗フレームについては後述する。
本実施例では、外部から、６０Ｈｚフレーム毎に表示データが入力され、メモリ２１４に格納される。このメモリ２１４に格納された表示データを２回読み出し、１２０Ｈｚフレームの第１の表示データと第２の表示データとを生成する。
メモリ２１４から読み出された現フレームの一つ前の表示データ２０３と、現フレームの表示データ２０４とは演算回路２１５に入力され、演算回路２１５は、表示データ２０３と表示データ２０４とを比較し、読み出しアドレス２０１を生成し、オーバードライブ補正量を、ルックアップテーブル２１１とルックアップテーブル２１２から読み出す。
ルックアップテーブル２１１から読み出されたオーバードライブ補正量と、ルックアップテーブル２１２から読み出されたオーバードライブ補正量は、表示制御回路４のタイミング生成回路５１から出力される切替信号（ＲＰＳ）により制御されるセレクタ２１３に基づき、どちらか一方のオーバードライブ補正量２０２が演算回路２１５に入力される。演算回路２１５は、表示データ２０４にオーバードライブ補正量２０２を加算、あるいは表示データ２０４からオーバードライブ補正量２０２を減算して、現フレームの表示データ２０４にオーバードライブ処理を施す。なお、実際には、オーバードライブ処理は明フレームのみ実施するので、ルックアップテーブル２１２内の補正量は０とされる。
図３は、図１に示す表示データ変換回路５０の概略構成を示すブロック図である。図３において、５０１はオーバードライブ処理回路、５０２はＦＢＩ処理回路である。
オーバードライブ処理回路５０１は、明フレーム用のオーバードライブ補正量を格納するルックアップテーブル２１１と、暗フレーム用のオーバードライブ補正量を格納するルックアップテーブル２１２と、セレクタ２１３と、メモリ２１４と、演算回路２１５とで構成される。なお、明フレームと暗フレームについては後述する。
本実施例では、外部から、６０Ｈｚフレーム毎に表示データが入力され、メモリ２１４に格納される。このメモリ２１４に格納された表示データを２回読み出し、１２０Ｈｚフレームの第１の表示データと第２の表示データとを生成する。
メモリ２１４から読み出された現フレームの一つ前の表示データ２０３と、現フレームの表示データ２０４とは演算回路２１５に入力され、演算回路２１５は、表示データ２０３と表示データ２０４とを比較し、読み出しアドレス２０１を生成し、オーバードライブ補正量を、ルックアップテーブル２１１とルックアップテーブル２１２から読み出す。
ルックアップテーブル２１１から読み出されたオーバードライブ補正量と、ルックアップテーブル２１２から読み出されたオーバードライブ補正量は、表示制御回路４のタイミング生成回路５１から出力される切替信号（ＲＰＳ）により制御されるセレクタ２１３に基づき、どちらか一方のオーバードライブ補正量２０２が演算回路２１５に入力される。演算回路２１５は、表示データ２０４にオーバードライブ補正量２０２を加算、あるいは表示データ２０４からオーバードライブ補正量２０２を減算して、現フレームの表示データ２０４にオーバードライブ処理を施す。なお、実際には、オーバードライブ処理は明フレームのみ実施するので、ルックアップテーブル２１２内の補正量は０とされる。
ＦＢＩ処理回路５０２は、明フレーム用のＦＢＩ設定値を格納するルックアップテーブル２１６と、暗フレーム用のＦＢＩ設定値を格納するルックアップテーブル２１７と、セレクタ２１８と、演算回路２１９とで構成される。
本実施例において、１２０Ｈｚフレーム毎に、メモリ２１４から最初に読み出される表示データを第１表示データ、２回目に読み出される表示データを第２表示データとし、第１表示データを明フレーム用の表示データ、第２表示データを暗フレーム用の表示データとする。
演算回路２１５から出力された表示データは、演算回路２１９に入力される。演算回路２１９は、演算回路２１５から出力された表示データに対応するＦＢＩ設定値２０６を、ルックアップテーブル２１６とルックアップテーブル２１７から読み出す。ルックアップテーブル２１６から読み出されたＦＢＩ設定値とルックアップテーブル２１７から読み出されたＦＢＩ設定値は、切替信号（ＲＰＳ）により制御されるセレクタ２１８に基づき、どちらか一方のＦＢＩ設定値が演算回路２１９に入力され、明フレーム用の表示データ、あるいは、暗フレーム用の表示データに変換される。
本実施例において、１２０Ｈｚフレーム毎に、メモリ２１４から最初に読み出される表示データを第１表示データ、２回目に読み出される表示データを第２表示データとし、第１表示データを明フレーム用の表示データ、第２表示データを暗フレーム用の表示データとする。
演算回路２１５から出力された表示データは、演算回路２１９に入力される。演算回路２１９は、演算回路２１５から出力された表示データに対応するＦＢＩ設定値２０６を、ルックアップテーブル２１６とルックアップテーブル２１７から読み出す。ルックアップテーブル２１６から読み出されたＦＢＩ設定値とルックアップテーブル２１７から読み出されたＦＢＩ設定値は、切替信号（ＲＰＳ）により制御されるセレクタ２１８に基づき、どちらか一方のＦＢＩ設定値が演算回路２１９に入力され、明フレーム用の表示データ、あるいは、暗フレーム用の表示データに変換される。
以下、ＦＢＩ処理について簡単に説明する。
図４は、横軸を入力表示データ、縦軸を明フレーム用の表示データ（Ｄｄａｒｋ）及び暗フレーム用の表示データ（Ｄｌｉｇｈｔ）とし、入力表示データから明フレーム用の表示データ及び暗フレーム用の表示データへの変換特性を示す図である。
本実施例において、図４のＡに示す変換特性が施された表示データにより画像を表示するフレームを明フレーム、図４のＢを示す変換特性が施された表示データにより画像を表示するフレームを暗フレームとする。また、一般に、液晶表示パネルは、液晶印加電圧Ｖに応じて静的輝度Ｔが変化するが、その輝度が最小となるＴｍｉｎと、最大となるＴｍａｘを有する。
本実施例における変換アルゴリズムは、明フレームと暗フレームを合わせて入力表示データに対応した目視輝度を実現し、且つ暗フレームはできるだけ、液晶表示パネルのＴｍｉｎとなる動的輝度を得ること、入力表示データが最も明るくなる２５５階調の場合の静的輝度はＴｍａｘと同等であることを条件とする。
暗フレームの動的輝度が小さいほど、暗フレームの動的輝度が小さい範囲が大きいほど動画ぼやけを低減できる。よって、暗フレームはＴｍｉｎであるのが好ましいが、Ｔｍｉｎよりも少し高い輝度であってもよい。暗フレームの動的輝度がＴｍｉｎである範囲は、０階調から明フレームの動的輝度をＴｍａｘとし、暗フレームの動的輝度をＴｍｉｎとして得られる目視輝度に対応する入力表示データの階調までの範囲である。但し、明フレームの動的輝度をＴｍａｘとし暗フレームの動的輝度をＴｍｉｎとして得られる目視輝度に対応する入力表示データの階調よりも少し小さい階調までであってもよい。
また、明フレームの動的輝度がＴｍａｘである範囲は、明フレームの動的輝度をＴｍａｘとし暗フレームの動的輝度をＴｍｉｎとして得られる目視輝度に対応する入力表示データの階調から２５５階調までの範囲である。但し、明フレームの動的輝度をＴｍａｘとし暗フレームの動的輝度をＴｍｉｎとして得られる目視輝度に対応する入力表示データの階調よりも少し小さい階調からであってもよい。
図４は、横軸を入力表示データ、縦軸を明フレーム用の表示データ（Ｄｄａｒｋ）及び暗フレーム用の表示データ（Ｄｌｉｇｈｔ）とし、入力表示データから明フレーム用の表示データ及び暗フレーム用の表示データへの変換特性を示す図である。
本実施例において、図４のＡに示す変換特性が施された表示データにより画像を表示するフレームを明フレーム、図４のＢを示す変換特性が施された表示データにより画像を表示するフレームを暗フレームとする。また、一般に、液晶表示パネルは、液晶印加電圧Ｖに応じて静的輝度Ｔが変化するが、その輝度が最小となるＴｍｉｎと、最大となるＴｍａｘを有する。
本実施例における変換アルゴリズムは、明フレームと暗フレームを合わせて入力表示データに対応した目視輝度を実現し、且つ暗フレームはできるだけ、液晶表示パネルのＴｍｉｎとなる動的輝度を得ること、入力表示データが最も明るくなる２５５階調の場合の静的輝度はＴｍａｘと同等であることを条件とする。
暗フレームの動的輝度が小さいほど、暗フレームの動的輝度が小さい範囲が大きいほど動画ぼやけを低減できる。よって、暗フレームはＴｍｉｎであるのが好ましいが、Ｔｍｉｎよりも少し高い輝度であってもよい。暗フレームの動的輝度がＴｍｉｎである範囲は、０階調から明フレームの動的輝度をＴｍａｘとし、暗フレームの動的輝度をＴｍｉｎとして得られる目視輝度に対応する入力表示データの階調までの範囲である。但し、明フレームの動的輝度をＴｍａｘとし暗フレームの動的輝度をＴｍｉｎとして得られる目視輝度に対応する入力表示データの階調よりも少し小さい階調までであってもよい。
また、明フレームの動的輝度がＴｍａｘである範囲は、明フレームの動的輝度をＴｍａｘとし暗フレームの動的輝度をＴｍｉｎとして得られる目視輝度に対応する入力表示データの階調から２５５階調までの範囲である。但し、明フレームの動的輝度をＴｍａｘとし暗フレームの動的輝度をＴｍｉｎとして得られる目視輝度に対応する入力表示データの階調よりも少し小さい階調からであってもよい。
表示ディスプレイは人間の目視で各階調間の輝度差が等間隔に近いことが望ましく、一般に２５５階調の場合、液晶駆動用の表示データＤと静的輝度Ｔとの関係は、下記（１）式の、所謂、ガンマカーブを満足するよう設計される。
[数１]
（静的輝度Ｔ）＝（液晶駆動データＤ／２５５）＾γ ・・・ （１）
尚、γ＝２．２が用いられることが一般的であることから、以下γ＝２．２として説明する。
液晶表示パネル１の立上り時間Ｔｒ、立下り時間Ｔｆが共に０と仮定すると、表示輝度は下記（２）式のように近似できる。
[数２]
表示輝度＝（明フレームの静的輝度Ｔ）／２＋（暗フレームの静的輝度Ｔ）／２ ・・・・・・・・・・・・・・・・ （２）
入力表示データをＤｉｎ、明フレームの表示データをＤｌｉｇｈｔ、暗フレームの表示データをＤｄａｒｋとすると、（１）式、（２）式からγ＝２．２において、下記（３）式となり、図５の実線で示される特性が得られる。
[数１]
（静的輝度Ｔ）＝（液晶駆動データＤ／２５５）＾γ ・・・ （１）
尚、γ＝２．２が用いられることが一般的であることから、以下γ＝２．２として説明する。
液晶表示パネル１の立上り時間Ｔｒ、立下り時間Ｔｆが共に０と仮定すると、表示輝度は下記（２）式のように近似できる。
[数２]
表示輝度＝（明フレームの静的輝度Ｔ）／２＋（暗フレームの静的輝度Ｔ）／２ ・・・・・・・・・・・・・・・・ （２）
入力表示データをＤｉｎ、明フレームの表示データをＤｌｉｇｈｔ、暗フレームの表示データをＤｄａｒｋとすると、（１）式、（２）式からγ＝２．２において、下記（３）式となり、図５の実線で示される特性が得られる。
なお、２１６，２１７のルックアップテーブルは、必ずしも全ての入力表示データ（Ｄｉｎ）に対するテーブル値を持つ必要はなく、階調間でのリニアリティが十分満足されれば、例えば、図５に示すように、１６階調毎のテーブルを用意しておき、その間の階調に関しては、線形補間等といった補間によって変換表示データを生成してもよい。これによって変換テーブルのサイズを小さくすることが可能となる。
本実施例では、ＦＢＩ駆動方法における明フレームで画像を表示するときと、暗フレームで画像を表示するときとで、ドレインドライバ２に供給する、ＡＶＤＤのアナログ用の電源電圧の電圧を異ならせたことを特徴とする。
具体的には、図６に示すように、明フレーム（ＢＲ）の時にドレインドライバ２に供給するアナログ用の電源電圧をＡＶＤＤ１、暗フレーム（ＤＡ）の時にドレインドライバ２に供給するアナログ用の電源電圧をＡＶＤＤ２とするとき、ＡＶＤＤ１の電圧を、ＡＶＤＤ２の電圧よりも高電位（ＡＶＤＤ１＞ＡＶＤＤ２）とする。
暗フレームで画像を表示するときは、図４のＢの変換特性に示すように、あまり高電位の映像電圧（液晶駆動電圧）を使用することがないため、アナログ用の電源電圧を低くしても駆動上問題がない。
例えば、出力アンプ回路２５では入力信号がない場合でも常時電流が流れている。この電流は駆動電圧を低くすることにより少なくできる。したがって、本実施例では、従来のように、ドレインドライバ２に常に高電位のアナログ用の電源電圧を供給している場合に比べて、出力アンプ回路２５での消費電力を抑え、ドレインドライバ２を構成する半導体チップの発熱を抑えることができる。
具体的には、図６に示すように、明フレーム（ＢＲ）の時にドレインドライバ２に供給するアナログ用の電源電圧をＡＶＤＤ１、暗フレーム（ＤＡ）の時にドレインドライバ２に供給するアナログ用の電源電圧をＡＶＤＤ２とするとき、ＡＶＤＤ１の電圧を、ＡＶＤＤ２の電圧よりも高電位（ＡＶＤＤ１＞ＡＶＤＤ２）とする。
暗フレームで画像を表示するときは、図４のＢの変換特性に示すように、あまり高電位の映像電圧（液晶駆動電圧）を使用することがないため、アナログ用の電源電圧を低くしても駆動上問題がない。
例えば、出力アンプ回路２５では入力信号がない場合でも常時電流が流れている。この電流は駆動電圧を低くすることにより少なくできる。したがって、本実施例では、従来のように、ドレインドライバ２に常に高電位のアナログ用の電源電圧を供給している場合に比べて、出力アンプ回路２５での消費電力を抑え、ドレインドライバ２を構成する半導体チップの発熱を抑えることができる。
ドレインドライバ２に供給するアナログ用の電源電圧を切り替えるために、本実施例では、図７に示すように、電源回路５に、ＡＶＤＤ１のアナログ用の電源電圧と、ＡＶＤＤ２のアナログ用の電源電圧の２系統のアナログ用の電源電圧を持たせ、表示制御回路４のタイミング生成回路５１から出力される切り替え信号（ＳＥＬ）により制御されるセレクタ７に基づき、明フレーム（ＢＲ）の時に、ＡＶＤＤ１のアナログ用の電源電圧をドレインドライバ２に供給し、暗フレーム（ＤＡ）の時に、ＡＶＤＤ２のアナログ用の電源電圧をドレインドライバ２に供給する。
このように、本実施例によれば、ドレインドライバ２での消費電力を抑え、ドレインドライバ２を構成する半導体チップの発熱を抑えることができる。そのため、半導体チップの発熱により、アナログ用の電源電圧を上昇させることができなかった場合でも、本実施例により、アナログ用の電源電圧を上昇させ、出力電圧を上昇させることが可能となる。これにより、白輝度のオーバードライブを実行することが可能となる。
なお、前述までの説明では、本発明を液晶表示モジュールに適用した実施例について説明したが、本発明は、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイやＬＣＯＳ（Liquid Crystal On Silicon）ディスプレイのようなホールド型表示装置にも適用可能である。
以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。
このように、本実施例によれば、ドレインドライバ２での消費電力を抑え、ドレインドライバ２を構成する半導体チップの発熱を抑えることができる。そのため、半導体チップの発熱により、アナログ用の電源電圧を上昇させることができなかった場合でも、本実施例により、アナログ用の電源電圧を上昇させ、出力電圧を上昇させることが可能となる。これにより、白輝度のオーバードライブを実行することが可能となる。
なお、前述までの説明では、本発明を液晶表示モジュールに適用した実施例について説明したが、本発明は、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイやＬＣＯＳ（Liquid Crystal On Silicon）ディスプレイのようなホールド型表示装置にも適用可能である。
以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。
１ 液晶表示パネル
２ ドレインドライバ
３ ゲートドライバ
４ 表示制御回路
５ 電源回路
６ 階調基準電圧生成回路
７，２１３，２１８ セレクタ
２１ クロック制御部
２２ ラッチアドレスセレクタ
２３ ラッチ回路
２４ Ｄ／Ａコンバータ回路
２４−１ 階調電圧生成回路
２５ 出力アンプ回路
５０ 表示データ変換回路
５１ タイミング生成回路
２１１，２１２，２１６，２１７ ルックアップテーブル
２１４ メモリ
２１５，２１９ 演算回路
５０１ オーバードライブ処理回路
５０２ ＦＢＩ処理回路
ＧＬ 走査線
ＤＬ 映像線
ＴＦＴ 薄膜トランジスタ
ＰＸ 画素電極
ＣＴ 対向電極（コモン電極）
ＣＬ 液晶容量
Ｃａｄｄ 保持容量
２ ドレインドライバ
３ ゲートドライバ
４ 表示制御回路
５ 電源回路
６ 階調基準電圧生成回路
７，２１３，２１８ セレクタ
２１ クロック制御部
２２ ラッチアドレスセレクタ
２３ ラッチ回路
２４ Ｄ／Ａコンバータ回路
２４−１ 階調電圧生成回路
２５ 出力アンプ回路
５０ 表示データ変換回路
５１ タイミング生成回路
２１１，２１２，２１６，２１７ ルックアップテーブル
２１４ メモリ
２１５，２１９ 演算回路
５０１ オーバードライブ処理回路
５０２ ＦＢＩ処理回路
ＧＬ 走査線
ＤＬ 映像線
ＴＦＴ 薄膜トランジスタ
ＰＸ 画素電極
ＣＴ 対向電極（コモン電極）
ＣＬ 液晶容量
Ｃａｄｄ 保持容量
Claims (8)
- 複数のサブピクセルを有する表示パネルと、
外部システムから入力される表示データに対応する映像電圧を前記各サブピクセルへ出力するドライバと、
前記ドライバに第１電源電圧を供給する電源回路とを有し、
前記各サブピクセルは、連続する２フレーム期間の一方のフレーム期間に第１表示データに対応する階調と、連続する２フレーム期間の他方のフレーム期間に第２表示データに対応する階調の２つの階調を表示することにより、外部システムから要求された１つの階調を表示し、
前記ドライバは、連続する２フレーム期間の一方のフレーム期間に、第１表示データに対応する第１映像電圧を前記各サブピクセルへ出力し、前記連続する２フレーム期間の他方のフレーム期間に、前記第２表示データに対応する第２映像電圧を前記各サブピクセルへ出力する表示装置であって、
前記外部システムから入力される表示データが中間階調である場合に、前記第２表示データによる輝度は、前記第１表示データによる輝度よりも低く、
前記電源回路は、前記第１フレーム期間に高電位第１電源電圧を前記ドライバに供給し、前記第２フレーム期間に前記高電位第１電源電圧よりも低電位の低電位第１電源電圧を供給することを特徴とする表示装置。 - 前記電源回路は、前記高電位第１電源電圧を出力する第１端子と、前記低電位第１電源電圧を出力する第２端子とを有し、
前記第１端子から出力される前記高電位第１電源電圧、あるいは、前記第２端子から出力される前記低電位第１電源電圧を選択して前記ドライバに供給するセレクタと、
前記セレクタを制御する制御回路とを有することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。 - 前記制御回路は、垂直帰線期間内に前記セレクタを切り換え、
前記ドライバに供給する第１電源電圧を、前記高電位第１電源電圧、あるいは前記低電位第１電源電圧に変更することを特徴とする請求項２に記載の表示装置。 - 第１変換回路と第２変換回路とを有し、
前記第１変換回路は、前記外部システムから入力される表示データＡを第１表示データに変換し、
前記第２変換回路は、前記外部システムから入力される表示データＢを第２表示データに変換することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の表示装置。 - 前記表示データＡと、前記表示データＢは同一のデータであることを特徴とする請求項４に記載の表示装置。
- 前記外部システムから要求された階調が最大階調と最小階調との間の中間階調のうちの低階調側に含まれる場合に、前記一方のフレーム期間の階調は前記外部システムから要求された階調に応じて変化し、前記他方のフレーム期間の階調は最小階調であり、
前記外部システムから要求された階調が前記中間階調のうちの高階調側に含まれる場合に、前記一方のフレーム期間の階調は最大階調であり、前記他方のフレーム期間の階調は前記外部システムから要求された階調に応じて変化することを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の表示装置。 - 前記外部システムから要求された階調が最大階調である場合に、前記一方および前記他方のフレーム期間の２つの階調は共に前記最大階調であることを特徴とする請求項６に記載の表示装置。
- 前記外部システムから要求された階調の前記低階調側と前記高階調側の境界は、前記連続する２つのフレーム期間内の２つの階調の一方を前記最小階調とし他方を前記最大階調として得られる階調であることを特徴とする請求項６に記載の表示装置。
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