JP5068048B2

JP5068048B2 - 表示装置

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Publication number: JP5068048B2
Application number: JP2006247454A
Authority: JP
Inventors: 健太遠藤; 純久大石
Original assignee: Panasonic Liquid Crystal Display Co Ltd
Current assignee: Panasonic Liquid Crystal Display Co Ltd
Priority date: 2006-09-13
Filing date: 2006-09-13
Publication date: 2012-11-07
Anticipated expiration: 2026-09-13
Also published as: JP2008070495A

Description

本発明は、液晶ディスプレイや有機ＥＬ（ＥｌｅｃｔｒｏＬｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイなどのホールド応答型の表示装置に関するものである。

従来、テレビやパーソナル・コンピュータ（ＰＣ）向けのディスプレイなどの表示装置を動画表示の観点で分類した場合、インパルス応答型とホールド応答型に大別される。前記インパルス応答型の表示装置は、たとえば、ブラウン管の残光特性のように、輝度応答が走査直後から低下するタイプの表示装置である。また、前記ホールド応答型の表示装置は、たとえば、液晶ディスプレイのように、表示データに基づく輝度を次の走査まで保持し続けるタイプのディスプレイである。

前記ホールド応答型の表示装置は、たとえば、静止画を表示する場合にはちらつきのない良好な表示品質を得ることができるが、動画を表示する場合には移動する物体の周囲がぼやけて見える、いわゆる動画ぼやけが発生し、表示品質が著しく低下するという課題がある。この動画ぼやけの発生は、たとえば、表示されている物体の移動にともない観察者が視線を移動する際に、輝度の固定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、いわゆる網膜残像に起因する。そのため、前記ホールド応答型ディスプレイでは、応答速度をどれだけ向上させても動画ぼやけを完全に解消することができない。そこで、前記ホールド応答型の表示装置では、たとえば、より短い周期で表示画像を更新する、あるいは黒画面などの挿入によって前記網膜残像をキャンセルすることで、観察者に対する視覚効果を前記インパルス応答型の表示装置に近づけ、動画ぼやけを軽減する方法が提案されている。

動画表示が求められる表示装置として代表的なものは、テレビ受像器であり、その走査周波数は、たとえば、ＮＴＳＣ方式では６０Ｈｚ、ＰＡＬ方式では５０Ｈｚといったように規格化されている。そのため、これらの走査周波数に基づき生成した表示画像のフレーム周波数を６０Ｈｚまたは５０Ｈｚとした場合、周波数は高くないために動画ぼやけが生じてしまう。

このテレビ受像器における動画ぼやけを改善するために、前述のようなより短い周期で表示画像を更新する技術としては、たとえば、走査周波数を高めるとともに、フレーム間の表示データに基づき補間フレームの表示データを生成し、画像の更新速度を高める手法（以下、補間フレーム生成方式と略す）が提案されている（たとえば、特許文献１を参照。）。

また、前述のような黒画面（黒フレーム）を挿入する技術としては、たとえば、表示データの間で黒表示データを挿入する手法（以下、黒表示データ挿入方式と略す）が提案されている（たとえば、特許文献２を参照。）。
特開２００５−６２７５号公報特開２００３−２８０５９９号公報

しかしながら、前記ホールド応答型ディスプレイに上記技術を適用することで、動画ぼやけを改善できるものの、それにともない以下のような課題が生じることが知られている。

前記補間フレーム生成方式では、本来存在しない補間フレームの表示データを生成することになる。そのため、より正確な表示データを生成しようとすると、回路規模が増大してしまう。また、逆に、回路規模を抑えると補間フレームの表示データに生成ミスが発生し、表示品質が著しく低下する恐れがある。

一方、前記黒フレームを挿入する方式では、原理的に補間フレームの表示データの生成ミスは発生しない。また、回路規模の点でも補間フレーム生成手法と比較して有利である。しかしながら、前記黒表示データ挿入方式、あるいはブリンクバックライト方式と呼ばれる手法は、いずれにおいても黒フレームの分だけ全階調における表示輝度が低下してしまう。この輝度低下分を補償するために、たとえば、黒表示データ挿入方式に対してバックライトの輝度を上昇させると、その分だけ消費電力の増大を招くとともに、発熱対策に多大な労力を必要とする。さらに、黒表示における光漏れの絶対値が増大することによってコントラストの低下を招いてしまう。また、前記ブリンクバックライト方式では、非点灯状態から点灯状態に移行するために大電流を要したり、蛍光材料の違いによって可視光の応答速度が波長毎に異なることによる着色が生じたりする。

本発明の目的は、輝度の低下やコントラストの低下、発光に要する電力の増加を抑制しつつ、動画ぼやけを低減した表示装置を提供することである。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面によって明らかになるであろう。

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概略を説明すれば、以下の通りである。

（１）複数の画素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基づいて前記各画素の階調に対応する階調電圧を生成し、前記表示パネルの前記各画素へ出力する第１のドライバと、前記階調電圧を供給すべき画素を選択する第２のドライバとを有し、前記第１のドライバは、１フレーム期間に表示する１画面分の表示データの階調に基づいて第１の階調電圧を生成する第１の階調電圧生成回路、および第２の階調電圧を生成する第２の階調電圧生成回路を有し、前記第２のドライバは、前記１フレーム期間に２回、前記各画素を走査し、前記表示パネルの前記各画素は、前記１フレーム期間に、前記第１の階調電圧による階調の表示と、前記第２の階調電圧による階調の表示を行うことで前記外部システムから入力される表示データにおける各画素の階調を表示する表示装置であって、前記第１の階調電圧生成回路および前記第２の階調電圧生成回路は、それぞれ、複数個の抵抗を直列に接続した抵抗分圧回路を有し、前記第１の階調電圧生成回路の抵抗分圧回路は、中間階調の複数の階調電圧の大きさを変える複数個の抵抗値がほぼ一定の値であり、前記第２の階調電圧生成回路の抵抗分圧回路は、前記第１の階調電圧生成回路の抵抗分圧回路の前記複数個の抵抗値がほぼ一定の階調領域において、前記第１の階調電圧生成回路の抵抗分圧回路の抵抗値よりも低い抵抗値から高い抵抗値に変化する表示装置。
（２）前記（１）の表示装置において、前記第１の階調電圧生成回路および前記第２の階調電圧生成回路は、それぞれ、正極性の階調電圧を生成する抵抗分圧回路と負極性の階調電圧を生成する抵抗分圧回路とを有する表示装置。

（３）複数の映像信号線、複数の走査信号線、および前記映像信号線と前記走査信号線によって定義される複数の画素領域を有する表示パネルと、前記映像信号線に映像信号を供給する第１のドライバ回路と、前記走査信号線に、前記映像信号を書き込むべき画素を選択する走査信号を供給する第２のドライバ回路とを備え、１フレーム分の標準画像を第１のフレームと第２のフレームとに時間的に分け、前記第１のドライバ回路を介して前記表示パネルに供給する表示装置であって、前記第１のドライバ回路は、前記第１のフレーム用の第１の階調電圧生成回路と、前記第２のフレーム用の第２の階調電圧生成回路とを備える表示装置。
（４）前記（３）の表示装置において、前記第１の階調電圧生成回路と前記第２の階調電圧生成回路の各抵抗の値は、低階調領域において、前記第１の階調電圧生成回路の抵抗値が前記第２の階調電圧生成回路の抵抗値よりも高く、高階調領域において、前記第２の階調電圧生成回路の抵抗値が前記第１の階調電圧生成回路の抵抗値よりも高い表示装置。
（５）前記（４）の表示装置において、前記第１のドライバ回路は、０階調から２５５階調までの２５６通りの階調の出力を行う回路であり、前記低階調領域は、０階調から１２７階調までの範囲である表示装置。
（６）前記（３）の表示装置において、前記第１の階調電圧生成回路は、低階調領域、中間階調領域、および高階調領域の３つの領域に分けて、出力される輝度の特性が調整され、前記第２の階調電圧生成回路は、低階調領域、高階調領域の２つの領域に分けて、出力される輝度の特性が調整される表示装置。
（７）前記（６）の表示装置において、前記第１のドライバ回路は、０階調から２５５階調までの２５６通りの階調の出力を行う回路であり、前記第１の階調電圧生成回路において、前記低階調領域は０階調から６３階調までの範囲であり、前記中間階調領域は６４階調から１９１階調までの範囲であり、前記高階調領域は１９２階調から２５５階調までの範囲である表示装置。
（８）前記（６）の表示装置において、前記第１のドライバ回路は、０階調から２５５階調までの２５６通りの階調の出力を行う回路であり、前記第２の階調電圧生成回路において、前記低階調領域は０階調から１２７階調までの範囲であり、前記高階調領域は１２８階調から２５５階調までの範囲である表示装置。

本発明の表示装置によれば、ホールド応答型の表示装置において、輝度の低下やコントラストの低下、発光に要する電力の増加を抑制しつつ、動画ぼやけを低減することができる。

また、ホールド応答型の表示装置において、動画ぼやけを低減しつつ、なめらかな階調表示を行うことができる。

以下、本発明について、図面を参照して実施の形態（実施例）とともに詳細に説明する。
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。

また、以下の説明では、外部システムから表示装置に入力された１画面分の表示データを表示する期間を１フレーム期間、表示装置（表示パネル）のすべての走査信号線を１回ずつ選択する期間を１フィールド期間と定義する。したがって、従来の一般的な表示装置では、１フレーム期間と１フィールド期間とは等しい。

また、表示データが一定の状態で走査を繰り返すことで得られる輝度を静的輝度、１フィールド期間での平均輝度を動的輝度、観察者が視認する輝度を目視輝度と定義する。したがって、従来の一般的なホールド応答型の表示装置では、表示データが変化しない場合、静的輝度、動的輝度、目視輝度はほぼ等しい。

図１は、本発明の表示装置における表示方法の原理を説明するための模式図である。図２は、図１に示した表示方法における第１のフィールド期間および第２のフィールド期間ならびに目視輝度の関係の一例を示す模式グラフ図である。

本発明の表示装置では、１フレーム期間に対して複数のフィールド期間を割り当てるとともに、複数のフィールドの動的輝度から得られる目視輝度が、外部システムから入力された表示データに基づく静的輝度とほぼ一致するように表示データの変換を行う。このとき、目視輝度は、複数のフィールド期間の各フィールド期間における動的輝度の平均値とほぼ一致する。

またこのとき、１フレーム期間に対して２つのフィールド期間を割り当てると、表示パネルの各画素は１フレーム期間に２回走査され、たとえば、図１に示すように、ある１フレーム期間ＦＬＭ_ｎは、第１のフィールド期間ＦＬＤ１には表示データ１Ａが表示され、第２のフィールド期間ＦＬＤ２には表示データ１Ｂが表示される。

このとき、観察者が視認するのは、第１のフィールド期間ＦＬＤ１の表示データ１Ａと、第２のフィールド期間ＦＬＤ２の表示データ１Ｂとが合成された表示データ１Ｃである。そのため、第１のフィールド期間ＦＬＤ１に表示される表示データ１Ａの各画素の動的輝度と、第２のフィールド期間ＦＬＤ２に表示される表示データ１Ｂの各画素の動的輝度の平均値が、外部システムから入力された表示データに基づく静的輝度と一致するように各フィールド期間の動的輝度を設定すれば、観察者が視認する表示データ１Ｃの各画素の目視輝度は、静的輝度とほぼ一致する。

同様に、次のフレーム期間ＦＬＭ_ｎ＋１は、第１のフィールド期間ＦＬＤ１には表示データ１Ｄが表示され、第２のフィールド期間ＦＬＤ２には表示データ１Ｅが表示される。

このとき、観察者が視認するのは、第１のフィールド期間ＦＬＤ１の表示データ１Ｄと、第２のフィールド期間ＦＬＤ２の表示データ１Ｅとが合成された表示データ１Ｆである。そのため、第１のフィールド期間ＦＬＤ１に表示される表示データ１Ｄの各画素の動的輝度と、第２のフィールド期間ＦＬＤ２に表示される表示データ１Ｅの各画素の動的輝度の平均値が、静的輝度と一致するように各フィールド期間の動的輝度を設定すれば、観察者が視認する表示データ１Ｆの各画素の目視輝度は、外部システムから入力された表示輝度とほぼ一致する。

なお、図１に示した各表示データ１Ａ〜１Ｆは、それぞれ横４画素×縦３画素の計１２画素で構成された表示パネルにおいて、各画素の表示データの輝度を模式的に表している。

このような表示方法を適用した表示装置において、フレーム期間ＦＬＭ_ｎの第１のフィールド期間ＦＬＤ１に表示する表示データ１Ａの動的輝度と、第２のフィールド期間ＦＬＤ２に表示する表示データ１Ｂの動的輝度を決めるときには、たとえば、第１のフィールド期間ＦＬＤ１に対する動的輝度と第２のフィールド期間ＦＬＤ２に対する動的輝度とを比較したときに、すべての階調ＴＩにおいて第１のフィールド期間ＦＬＤ１に対する動的輝度ＢＤ１のほうが高いかもしくは等しくなるようにすることが考えられる。このような観点で設定された第１のフィールド期間ＦＬＤ１に対する階調と相対輝度との関係を表す輝度曲線ＢＤ１と、第２のフィールド期間ＦＬＤ２に対する階調と相対輝度との関係を表す輝度曲線ＢＤ２とは、たとえば、図２に示すようになる。なお、図２において、横軸は表示データの階調ＴＩであり、縦軸は相対輝度ＢＲである。また、図２には、０階調から２５５階調までの２５６階調の表示が可能な場合を示しており、０階調のときの輝度を０、２５５階調のときの輝度を１としたときの各階調の輝度を示している。

従来の１フレーム期間と１フィールド期間とが一致している表示装置では、たとえば、入力された表示データの階調ＴＩと相対輝度ＢＲとの関係が、輝度曲線ＢＴ（細い実線）で表される関係になっており、外部システムから入力された表示データの階調がＴ_ｘだとすると、その１フレーム期間に表示される表示データは、相対輝度（静的輝度）がＢ_ｘになるように変換される。

一方、たとえば、１フレーム期間を２つのフィールド期間で構成する表示装置では、外部システムから入力された表示データの階調がＴ_ｘだとすると、図２に示したように、第１のフィールド期間ＦＬＤ１に表示する表示データは輝度曲線ＢＤ１（太い実線）に基づき相対輝度（動的輝度）が１になるように変換され、第２のフィールド期間ＦＬＤ２に表示する表示データは輝度曲線ＢＤ２（太い点線）に基づき相対輝度（動的輝度）がＢ_２になるように変換される。このようにすると、目視輝度は、相対輝度１と相対輝度Ｂ_２の平均値とほぼ一致するので、相対輝度Ｂ_２の値は、前記平均値が静的輝度Ｂ_ｘとほぼ一致するようにする。

また、第１のフィールド期間ＦＬＤ１に対する輝度曲線ＢＤ１と、第２のフィールド期間ＦＬＤ２に対する輝度曲線ＢＤ２を比較したときに、図２に示したように、すべての輝度ＴＩにおいて第１のフィールド期間ＦＬＤ１の相対輝度のほうが高いか、もしくは第２のフィールド期間ＦＬＤ２の相対輝度と同じ値になる場合、第１のフィールド期間ＦＬＤ１を明フィールドと呼び、第２のフィールド期間ＦＬＤ２を暗フィールドと呼ぶ。

このとき、静的輝度が０から１の範囲をとるとすれば、たとえば、第１のフィールド期間ＦＬＤ１（明フィールド）における動的輝度を０．５、第２のフィールド期間ＦＬＤ２（暗フィールド）における動的輝度を０とした場合、これをフィールド毎に切り替えることで約０．２５の目視輝度を得る。同様に、第１のフィールド期間ＦＬＤ１における動的輝度を１、第２のフィールド期間ＦＬＤ２に動的輝度を０とした場合、これをフィールド毎に切り替えることで約０．５の目視輝度を得る。このように、第２のフィールド期間ＦＬＤ２における動的輝度が０であれば、前記黒フレーム挿入方式と同様の効果が得られ、動画ぼやけを改善することができる。

また、本発明に類似する技術として、いわゆるＦＲＣ（ＦｒａｍｅＲａｔｅＣｏｎｔｒｏｌ）方式と呼ばれる多階調化方式が一般に知られている。ＦＲＣ方式とは、フレーム毎に異なる階調表示を繰り返すことで、データドライバが有する以上の多階調化を実現する方式である。これに対し、本発明は動画ぼやけの改善とそれを実現する装置の提供であり、それを実現するため、１フレーム期間を第１のフィールド期間ＦＬＤ１と第２のフィールドＦＬＤ２に分けるとともに、外部システムから入力されるフレーム周波数に対して２倍の周波数で駆動する点が異なる。

なお、図２は、第１のフィールド期間ＦＬＤ１に対する輝度曲線ＢＤ１と、第２のフィールド期間ＦＬＤ２に対する輝度曲線ＢＤ２の一例を示しており、本発明の表示装置では、以下に示すような分布にすることで、動画ぼやけを改善するとともに、なめらかな階調表現を可能にしている。

図３（ａ）は、本発明に関わる表示装置の概略構成の一例を示す模式ブロック図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）に示した表示パネルの１画素の概略構成の一例を示す模式回路図である。図３（ｃ）は、図３（ａ）に示したデータドライバの概略構成の一例を示す模式ブロック図である。図３（ｄ）は、図３（ｃ）に示した抵抗分圧回路の概略構成の一例を示す模式回路図である。

本発明に関わる表示装置は、外部システムから入力された表示データを、図１および図２に沿って説明したような原理で変換して表示する表示装置であり、その主要部の構成は、たとえば、図３（ａ）乃至図３（ｄ）に示したような構成になっている。

本発明に関わる表示装置の一例として液晶表示装置を挙げると、たとえば、図３（ａ）に示すように、外部システムから入力された表示データを表示して観察者に提示する液晶表示パネル２は、縦方向に長く延びる複数本の映像信号線ＤＬと、横方向に長く延びる複数本の走査信号線ＧＬが設けられている。また、液晶表示パネル２の１画素は、たとえば、図３（ｂ）に示すような構成であり、２本の隣接する映像信号線ＤＬ_ｐ，ＤＬ_ｐ＋１と、２本の隣接する走査信号線ＧＬ_ｑ，ＧＬ_ｑ＋１で囲まれた領域が１つの画素領域に相当する。このとき、各画素領域には、たとえば、スイッチング素子（アクティブ素子）として用いるＴＦＴが設けられており、ＴＦＴのゲート（Ｇ）は走査信号線ＧＬ_ｑ＋１に接続され、ＴＦＴのドレイン（Ｄ）は映像信号線ＤＬ_ｐに接続され、ＴＦＴのソース（Ｓ）は画素電極ＰＸに接続されている。また、画素電極ＰＸは、一対の基板の間に封入された液晶材料ＬＣおよび共通電極ＣＴ（対向電極と呼ぶこともある）とともに画素容量（液晶容量と呼ぶこともある）を形成している。なお、本発明に関わる液晶表示装置において、液晶表示パネル２の映像信号線ＤＬ、走査信号線ＧＬ、ＴＦＴ、画素電極ＰＸ、共通電極ＣＴの形状や構成、液晶材料ＬＣの種類などは、従来の液晶表示パネルと同じでよいので、詳細な説明は省略する。

また、液晶表示装置は、液晶表示パネル２の各映像信号線ＤＬに出力する映像信号（階調データと呼ぶこともある）を生成するデータドライバ３と、液晶表示パネル２の各走査信号線ＧＬに出力する走査信号を生成する走査ドライバ４と、データドライバ３から階調電圧を出力するタイミングおよび走査ドライバ４から走査信号を出力するタイミングを制御するタイミング制御回路５とを有する。

また、液晶表示装置は、少なくとも１画面分（１フレーム期間分）の表示データを記憶、保持しておくフレームメモリ６と、データドライバ３において生成する階調データ（階調電圧）のもとになる基準電圧を生成する基準電圧生成回路７とを有する。

また、データドライバ３は、たとえば、図３（ｃ）に示すように、４つの階調電圧生成回路３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃ，３０１ｄと、４つの階調電圧生成回路で生成された階調電圧のうちの１つを選択する階調電圧選択回路３０２と、階調電圧選択回路３０２で選択した階調電圧が１ライン選択期間、言い換えると１本の走査信号線ＧＬにＴＦＴが接続されている複数個の画素に表示する表示データが集まるまで保持する出力バッファ回路３０３とを有する。

４つの階調電圧生成回路３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃ，３０１ｄのうちの階調電圧生成回路３０１ａは、たとえば、第１のフィールド期間ＦＬＤ１に表示させる表示データに対する正極性の階調電圧ＦＬＤ１_Ｐを生成する回路である。また、階調電圧生成回路３０１ｂは、たとえば、第１のフィールド期間ＦＬＤ１に表示させる表示データに対する負極性の階調電圧ＦＬＤ１_Ｎを生成する回路である。また、階調電圧生成回路３０１ｃは、たとえば、第２のフィールド期間ＦＬＤ２に表示させる表示データに対する正極性の階調電圧（ＦＬＤ２_Ｐ）を生成する回路であり、階調電圧生成回路３０１ｄは、たとえば、第２のフィールド期間ＦＬＤ２に表示させる表示データに対する負極性の階調電圧（ＦＬＤ２_Ｎ）を生成する回路である。

なお、上記正極性および負極性は、画素電極ＰＸに書き込まれる階調電圧の電位と共通電極ＣＴとの電位の関係を示す極性であり、正極性は画素電極ＰＸの電位が共通電極ＣＴの電位よりも高くなる極性、負極性は画素電極ＰＸの電位が共通電極ＣＴの電位よりも低くなる極性である。

また、階調電圧生成回路３０１ａは、たとえば、複数個の抵抗が直列に接続された抵抗分圧回路であり、液晶表示パネルの各画素が２５６階調の階調表示に対応した液晶表示装置の場合、たとえば、図３（ｄ）に示すように、２５５個の抵抗Ｒ_１〜Ｒ_２５５が直列に接続されている。このとき、階調電圧生成回路３０１ａには、たとえば、基準電圧生成回路７から基準電圧Ｖ_Ｃ０〜Ｖ_Ｃ３が入力され、抵抗分圧回路により最小階調（０階調）に対応する階調電圧Ｖ_Ｔ０から最大階調（２５５階調）に対応する階調電圧Ｖ_Ｔ２５５までの２５６通りの正極性の階調電圧が生成される。生成された正極性の階調電圧は、階調電圧選択回路３０２に出力される。

またこのとき、階調電圧生成回路３０１ａの抵抗分圧回路を構成する抵抗Ｒ_１〜Ｒ_２５５の抵抗値は、生成される階調電圧で表示したときの相対輝度ＢＲが、たとえば、図２に示した輝度曲線ＢＤ１のような分布になるように設定される。

また、繰り返しの説明になるので省略するが、残りの階調電圧生成回路３０１ｂ，３０１ｃ，３０１ｄの構成も、階調電圧生成回路３０１ａの構成と同様であり、たとえば、２５５個の抵抗Ｒ_１〜Ｒ_２５５が直列に接続された抵抗分圧回路により２５６通りの正極性または負極性の階調電圧が生成され、階調電圧選択回路３０２に出力される。

階調電圧選択回路３０２は、たとえば、タイミング制御回路５からのクロック信号と、フレームメモリ６で保持されている表示データとに基づき、各階調電圧生成回路３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃ，３０１ｄで生成された階調電圧のなかから、表示データの１つの画素に対応する階調電圧を選択し、当該画素の階調データとして出力バッファ回路３０３に保持させる。このとき、階調電圧選択回路３０２は、表示データのすべての画素に対してこの動作を繰り返し、前記１ライン選択期間に表示させる表示データの全ての画素に対する階調電圧を順次選択する。

出力バッファ回路３０３は、１ライン選択期間に表示させる表示データの全ての画素に対する階調データが集まると、たとえば、タイミング制御回路５からのクロック信号に基づいて、集まった階調データ（階調電圧）を各映像信号線ＤＬに出力する。

本発明の表示装置は、上記のような構成、および表示原理で外部システムから入力された映像データを表示することで、輝度の低下やコントラストの低下、発光に要する電力の増加を抑制しつつ、動画ぼやけを低減することができる。

図４は、本発明による一実施例の表示装置の表示方法の一例を示す模式グラフ図である。

本発明は、図３（ａ）乃至図３（ｄ）に示したような構成の表示装置を用い、たとえば、図１および図２に示したように、１フレーム期間を第１のフィールド期間ＦＬＤ１および第２のフィールド期間ＦＬＤ２に分けて、１フレーム期間分の表示データを表示する。

このとき、第１のフィールド期間ＦＬＤ１において表示する表示データの輝度曲線ＢＤ１を、たとえば、図２に示したような分布にすると、従来の表示装置において２５６段階に分割されていた最小階調（０階調）の輝度と最大階調（２５５階調）の輝度の間が、約１９２段階（階調）に分割される。そのため、たとえば、６４階調から１９２階調程度までの中間階調における隣接した階調間の階調電圧（相対輝度）の差が従来より大きくなり、階調表現が粗くなる。

同様に、第２のフィールド期間ＦＬＤ２において表示する表示データの輝度曲線ＢＤ２を、たとえば、図２に示したような分布にすると、従来の表示装置において２５６段階に分割されていた最小階調（０階調）の輝度と最大階調（２５５階調）の輝度の間が、約６４段階（階調）に分割される。そのため、たとえば、１９２階調以上の階調における隣接した階調間の階調電圧（相対輝度）の差が従来より大きくなり、階調表現が粗くなる。

すなわち、第１のフィールド期間ＦＬＤ１に対する輝度曲線ＢＤ１と第２のフィールド期間ＦＬＤ２に対する輝度曲線ＢＤ２が、図２に示したような分布の場合、各輝度曲線ＢＤ１，ＢＤ２と、従来の表示装置における輝度曲線ＢＴとの差が大きいため、階調表現が粗くなる可能性がある。

そこで、本実施例では、図３（ａ）乃至図３（ｄ）に示したような構成の表示装置で１フレーム期間を第１のフィールド期間ＦＬＤ１および第２のフィールド期間ＦＬＤ２に分けて、１フレーム期間分の表示データを表示するときに、動画ぼやけを低減し、かつ、なめらかな階調表現が可能な表示方法の一例について説明する。

図３（ａ）乃至図３（ｄ）に示したような構成の表示装置で動画ぼやけを低減し、かつ、なめらかな階調表現を可能にするためには、たとえば、第１のフィールド期間ＦＬＤ１に対する輝度曲線ＢＤ１と第２のフィールド期間ＦＬＤ２に対する輝度曲線ＢＤ２を、図４に示したような分布にすればよいことを、本願発明者らは見いだした。

なお、図４において、横軸は表示データの階調ＴＩであり、縦軸は相対輝度ＢＲである。また、図４には、０階調から２５５階調までの２５６階調の表示が可能な場合を示しており、０階調のときの輝度を０、２５５階調のときの輝度を１としたときの各階調の輝度を示している。

図４に示した第１のフィールド期間ＦＬＤ１に対する輝度曲線ＢＤ１'（太い実線）は、たとえば、以下のような方法で生成する。まず、輝度曲線ＢＤ１'における最小階調（０階調）から６３階調までの範囲ＴＲ１１の各階調の相対輝度ＢＲは、たとえば、図２に示した第２のフィールド期間ＦＬＤ２（暗フィールド）に対する輝度曲線ＢＤ２の０階調の相対輝度（０）と、第１のフィールド期間ＦＬＤ１（明フィールド）に対する輝度曲線ＢＤ１の０階調から６３階調までの各階調における相対輝度を合成して生成する。このようにすると、輝度曲線ＢＤ１'の範囲ＴＲ１１は、従来の表示装置における輝度曲線ＢＴよりも輝度の変化率が大きく、かつ、輝度が高くなるにつれて両者の差が大きくなる。

また、輝度曲線ＢＤ１’における６４階調から１９１階調までの範囲ＴＲ１２の各階調の相対輝度ＢＲも、たとえば、図２に示した第２のフィールド期間ＦＬＤ２（暗フィールド）に対する輝度曲線ＢＤ２の０階調の相対輝度（０）と、第１のフィールド期間ＦＬＤ１（明フィールド）に対する輝度曲線ＢＤ１の６４階調から１９１階調までの各階調における相対輝度を合成して生成する。このようにすると、輝度曲線ＢＤ１’の範囲ＴＲ１２は、従来の表示装置における輝度曲線ＢＴよりも輝度の変化率が小さく、かつ、ある階調を境に、輝度曲線ＢＤ１’のほうが小さくなる。

また、輝度曲線ＢＤ１’における１９２階調から２５５階調までの範囲ＴＲ１３の各階調の相対輝度ＢＲも、たとえば、図２に示した第２のフィールド期間ＦＬＤ２（暗フィールド）に対する輝度曲線ＢＤ２の０階調の相対輝度（０）と、第１のフィールド期間ＦＬＤ１（明フィールド）に対する輝度曲線ＢＤ１の１９２階調から２５５階調までの各階調における相対輝度を合成して生成する。このようにすると、輝度曲線ＢＤ１’の範囲ＴＲ１３は、従来の表示装置における輝度曲線ＢＴよりも輝度の変化率が大きく、かつ、最大階調（２５５階調）で両者の相対輝度が１になる。

一方、図４に示した第２のフィールド期間ＦＬＤ２に対する輝度曲線ＢＤ２'は、たとえば、以下のような方法で生成する。まず、輝度曲線ＢＤ２'における最小階調（０階調）から１２７階調までの範囲ＴＲ２１の各階調の相対輝度ＢＲは、たとえば、０階調の相対輝度を０とし、範囲ＴＲ２１における最大階調（１２７階調）の相対輝度が約０．０５になるように徐々に輝度を高くする。

また、輝度曲線ＢＤ２'における１２８階調から２５５階調までの範囲ＴＲ２２の各階調の相対輝度ＢＲは、たとえば、図２に示した第１のフィールド期間ＦＬＤ１（明フィールド）に対する輝度曲線ＢＤ１の２５５階調の相対輝度（１）と、第２のフィールド期間ＦＬＤ２（暗フィールド）に対する輝度曲線ＢＤ２の１２８階調から２５５階調までの各階調における相対輝度を合成して生成する。

このようにすると、たとえば、第１のフィールド期間ＦＬＤ１に対する輝度曲線ＢＤ１’および第２のフィールド期間ＦＬＤ２に対する輝度曲線ＢＤ２’の分布（形状）は、ともに、図２に示した輝度曲線ＢＤ１，ＢＤ２に比べて、外部システムから入力される表示データに対する従来の輝度曲線ＢＴの分布（形状）に近づく。そのため、図２に示した例に比べて、なめらかな階調表現が可能になる。

なお、図４に示した例では、高階調側に、第１のフィールド期間ＦＬＤ１に対する輝度曲線ＢＤ１'および第２のフィールド期間ＦＬＤ２に対する輝度曲線ＢＤ２'の両方の動的輝度が、外部システムから入力される表示データの輝度曲線ＢＴにおける表示輝度よりも低くなっている領域がある。しかしながら、第１のフィールド期間ＦＬＤ１における動的輝度と第２のフィールド期間ＦＬＤ２における動的輝度の平均値が、外部システムから入力される表示データの輝度曲線ＢＴにおける表示輝度とほぼ一致していれば、動画ぼやけを低減できる。

またさらに、図４に示した例では、高階調側に、第１のフィールド期間ＦＬＤ１に対する輝度曲線ＢＤ１'における動的輝度が、第２のフィールド期間ＦＬＤ２に対する輝度曲線ＢＤ２'における動的輝度よりも低くなっている領域がある。しかしながら、第１のフィールド期間ＦＬＤ１における動的輝度と第２のフィールド期間ＦＬＤ２における動的輝度の平均値が、外部システムから入力される表示データの輝度曲線ＢＴにおける表示輝度とほぼ一致していれば、動画ぼやけを低減できる。

図５は、本実施例の表示方法を実現する階調電圧生成回路の特性を説明するための模式グラフ図である。

図３（ａ）乃至図３（ｄ）に示したような構成の表示装置において、たとえば、図４に示した輝度曲線ＢＤ１'，ＢＤ２'にしたがうように第１のフィールド期間ＦＬＤ１における動的輝度および第２のフィールド期間ＦＬＤ２における動的輝度を生成する場合、階調電圧生成回路３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃ，３０１ｄの各抵抗分圧回路における抵抗値を、たとえば、図５に示すようにすればよい。なお、図５において、横軸は階調数ｍであり、縦軸は各抵抗分圧回路の抵抗Ｒ_ｍの値である。また、図５は、各画素が２５６階調の表示に対応している場合を例に挙げており、図３（ｄ）に示した抵抗分圧回路の抵抗Ｒ_１〜Ｒ _２５５と対応している。

４つの階調電圧生成回路３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃ，３０１ｄのうち、第１のフィールド期間ＦＬＤ１に表示させる表示データに対する正極性の階調電圧ＦＬＤ１_Ｐを生成する階調電圧生成回路３０１ａは、たとえば、図３（ｄ）に示したように、２５４個の抵抗Ｒ_１〜Ｒ_２５５が直列に接続されている。このとき、各抵抗Ｒ_１〜Ｒ_２５５の抵抗値は、たとえば、図５に点線で示した分布ＲＤ１のようになる値に設定する。また、第１のフィールド期間ＦＬＤ１に表示させる表示データに対する負極性の階調電圧ＦＬＤ１_Ｎを生成する階調電圧生成回路３０１ｂの各抵抗Ｒ_１〜Ｒ_２５５の抵抗値も、たとえば、図５に点線で示した分布ＲＤ１のようになる値に設定する。このとき、たとえば、６４階調から１９１階調までの中間階調に対する階調電圧の大きさを変える各抵抗Ｒ_６４〜Ｒ_１９１の抵抗値は、ほぼ一定の値にする。

このようにすると、階調電圧生成回路３０１ａ，３０１ｂで生成される各階調電圧で表示される表示データの輝度は、図４に示した輝度曲線ＢＤ１’のようになる。

一方、第２のフィールド期間ＦＬＤ２に表示させる表示データに対する正極性の階調電圧ＦＬＤ２_Ｐを生成する階調電圧生成回路３０１ｃ、および負極性の階調電圧ＦＬＤ２_Ｎを生成する階調電圧生成回路３０１ｄの各抵抗Ｒ_１〜Ｒ_２５５の抵抗値は、たとえば、図５に実線で示した分布ＲＤ２のようになる値に設定する。このとき、たとえば、１２８階調付近において抵抗値を急変させ、１２８階調よりも低い階調では階調電圧生成回路３０１ｃ，３０１ｄのほうが抵抗値が低く、１２８階調よりも高い階調では階調電圧生成回路３０１ｃ，３０１ｄのほうが抵抗値が高くなるようにする。

このようにすると、階調電圧生成回路３０１ｃ，３０１ｄで生成される各階調電圧で表示される表示データの輝度は、図４に示した輝度曲線ＢＤ２’のようになる。

以上説明したように、本実施例の表示装置によれば、輝度の低下やコントラストの低下、発光に要する電力の増加を抑制しつつ、動画ぼやけを低減することができる。

また、動画ぼやけなどの動画表示性能が低下しない範囲で、なめらかな階調表現をすることができる。

以上、本発明を、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もちろんである。

たとえば、前記実施例では、液晶表示装置を例に挙げたが、本発明は、液晶表示装置に限らず、同様の原理で映像や画像を表示するホールド応答型の表示装置であれば適用できる。液晶表示装置以外で本発明が適用できる表示装置としては、たとえば、有機ＥＬディスプレイや、ＬＣＯＳ（ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌＯｎＳｉｌｉｃｏｎ）ディスプレイなどがある。

本発明の表示装置における表示方法の原理を説明するための模式図である。図１に示した表示方法における第１のフィールド期間および第２のフィールド期間ならびに目視輝度の関係の一例を示す模式グラフ図である。本発明に関わる表示装置の概略構成の一例を示す模式ブロック図である。図３（ａ）に示した表示パネルの１画素の概略構成の一例を示す模式回路図である。図３（ａ）に示したデータドライバの概略構成の一例を示す模式ブロック図である。図３（ｃ）に示した抵抗分圧回路の概略構成の一例を示す模式回路図である。本発明による一実施例の表示装置の表示方法の一例を示す模式グラフ図である。本実施例の表示方法を実現する階調電圧生成回路の特性を説明するための模式グラフ図である。

符号の説明

ＦＬＭ_ｎ，ＦＬＭ_ｎ＋１…１フレーム期間
ＦＬＤ１…第１のフィールド期間
ＦＬＤ２…第２のフィールド期間
１Ａ，１Ｄ…第１のフィールド期間の表示データ
１Ｂ，１Ｅ…第２のフィールド期間の表示データ
１Ｃ，１Ｆ…フレーム期間の表示データ
２…液晶表示パネル
ＤＬ，ＤＬ_ｐ，ＤＬ_ｐ＋１…映像信号線
ＧＬ，ＧＬ_ｑ，ＧＬ_ｑ＋１…走査信号線
ＰＸ…画素電極
ＬＣ…液晶材料
ＣＴ…共通電極
３…データドライバ
３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃ，３０１ｄ…階調電圧生成回路
３０２…階調電圧選択回路
３０３…出力バッファ回路
４…走査ドライバ
５…タイミング制御回路
６…フレームメモリ
７…基準電圧生成回路

Claims

複数の映像信号線、複数の走査信号線、および前記映像信号線と前記走査信号線によって定義される複数の画素領域を有する表示パネルと、
前記映像信号線に映像信号を供給する第１のドライバ回路と、
前記走査信号線に、前記映像信号を書き込むべき画素を選択する走査信号を供給する第２のドライバ回路とを備え、
１フレーム分の標準画像を第１のフレームと第２のフレームとに時間的に分け、前記第１のドライバ回路を介して前記表示パネルに供給する表示装置であって、
前記第１のドライバ回路は、前記第１のフレーム用の第１の階調電圧生成回路と、前記第２のフレーム用の第２の階調電圧生成回路とを備え、
前記第１及び第２の階調電圧生成回路は、複数の抵抗が直列に接続された抵抗分割回路を含み、前記抵抗分割回路により階調数に対応する階調電圧を生成し、
前記第１の階調電圧生成回路と前記第２の階調電圧生成回路の各抵抗の値は、低階調領域において、前記第１の階調電圧生成回路の抵抗値が前記第２の階調電圧生成回路の抵抗値よりも高く、高階調領域において、前記第２の階調電圧生成回路の抵抗値が前記第１の階調電圧生成回路の抵抗値よりも高いことを特徴とする表示装置。
前記第１のドライバ回路は、０階調から２５５階調までの２５６通りの階調の出力を行う回路であり、前記低階調領域は、０階調から１２７階調までの範囲であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。