JP2003066918A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、構造の大型化・複雑化を抑制しつ
つ、動画ぼやけ等に起因する画質劣化を抑制することが
可能な表示装置を提供することを目的とする。 【解決手段】本発明は、ドレイン線とゲート線がマトリ
クス状に形成された表示素子アレイ106と、画像に応じ
た階調電圧を前記表示素子へ供給するドレインドライバ
105と、前記階調電圧を供給するための前記表示素子の
ラインを走査するゲートドライバ104と、前記画像の１
フレーム期間分の画像データにブランキングデータを挿
入するデータ制御回路102と、任意の前記表示素子に前
記１フレーム期間内に前記画像データと前記ブランキン
グデータとが表示されるように、前記表示素子のライン
を走査するためのクロックを生成するタイミング制御回
路103とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ブランキング処理
を行う表示装置に係り、特に、アモルファスシリコン液
晶又はポリシリコン液晶又は発光ダイオード又は有機EL
等の表示素子を有する表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の技術として、特開平11-109921号
公報には、一つの液晶表示パネルを上下2つの画素アレ
イに分割し、その分割された画素アレイのそれぞれにデ
ータ線駆動回路を設け、上下の画素アレイの各々に1本
ずつ、上下併せて計2本のゲート線を選択し、上下2分割
した表示領域をそれぞれの駆動回路でデュアルスキャン
しながら、1フレーム期間内に上下位相をずらしてブラ
ンキング画像（黒画像）を挿入することが開示されてい
る。つまり、1フレーム期間が映像表示期間とブランキ
ング期間の状態を取ることとなり、映像ホールド期間を
短縮することができる。そのため液晶ディスプレイで、
ブラウン管ライクな動画表示性能を得ることができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述の従来の
技術は、液晶表示パネルを上下に分割し、それぞれにデ
ータ線駆動回路を設けた構成となっているため、部品コ
スト及び製造コストが増加すると共に、構造が大型化・
複雑化する。大画面、高精細化に伴うコストも通常のパ
ネルより増大することは言うまでもない。また、前述の
従来の技術に示した液晶表示パネルは、動画表示特性は
飛躍的に向上するが、パーソナルコンピュータ等のデス
クトップ映像に代表される静止画においては通常の液晶
表示パネルと変わらない。つまり、ノート型パーソナル
コンピュータ等のモニター用途として広く普及している
液晶パネルとしてはオーバースペックとなり、マルチメ
ディア用途の高級品種と限定されてしまう。そのため、
多品種量産化により、量産効率が低下してしまう。

【０００４】本発明は、構造の大型化・複雑化を抑制し
つつ、動画ぼやけ等に起因する画質劣化を抑制すること
が可能な表示装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、１フレーム期
間分の映像データにブランキングデータを挿入し、任意
の表示素子に１フレーム期間内に映像データとブランキ
ングデータとが表示されるように、表示素子のラインを
走査する。好ましくは、隣接するｎラインを同時に選択
しデータに応じた階調電圧を印加し、次に、そのｎライ
ンを飛ばし、次の隣接するｎラインを同時に選択しデー
タに応じた階調電圧を印加する。但し、ｎは、２、３、
４、５・・・（２以上の自然数）である。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１の実施の形態
を説明する。

【０００７】図1は本実施の形態において説明する液晶
表示装置のシステムブロック図である。101はパーソナ
ルコンピュータやテレビなどの画像信号を生成及び再生
する画像信号源、102は画像信号源101からの異なるフォ
ーマットの映像を受信可能なインターフェースを有し、
その映像信号を元に複数回画面走査するデータを生成す
る複数回走査データ生成回路、103は複数回画面走査す
るためのタイミングを生成する複数回走査タイミング生
成回路である。また106は、ゲート線及びドレイン線を
マトリクス状に配線し、その交差部に薄膜トランジスタ
（TFT）を配置した液晶表示素子アレイで、104は前記ゲ
ート線を駆動するゲート線駆動回路、また105は、前記
ドレイン線を駆動するドレイン線駆動回路であり、ゲー
ト線駆動回路104はゲート線制御バス109を介して、ドレ
イン線駆動回路105はドレイン線制御バス110を介して制
御される。107は液晶表示素子の背面に設置されたバッ
クライトで、108は前記バックライトを駆動するバック
ライト駆動回路であり、バックライト制御バス111によ
って点灯制御される。

【０００８】表示素子アレイ106は、例えば図2に示すよ
うにゲート線G1〜Gmとドレイン線D1〜Dnを有するm×nの
マトリクス構造となっている。図中207は表示素子が構
成する画素であり、ゲート線201とドレイン線203の交差
部にTFT204が設けられ、保持容量205はTFTのソースとコ
モン信号線202の間に形成した（Cstg型）の構造を成し
ている。また206は液晶とそれを挟持する電極とから構
成された容量であり、有機EL等の自発行型の表示素子の
場合には、この部分がダイオード素子として置換された
等価回路構成図となる。液晶表示素子としては、IPS、T
N、MVA、OCBなどのスイッチングモードを有する形態が
知られているが、本実施の形態ではいずれの場合も含む
し、前記表示素子を駆動するTFTもa-Si（アモルファス
シリコン）やp-Si（ポリシリコン）の場合も同様であ
る。

【０００９】図3は液晶表示アレイ106のゲート線を駆動
するゲート線駆動回路104の出力パルスタイミングチャ
ートである。このゲート線駆動パルスは図1の複数回走
査タイミング生成回路103によって供給されるゲート駆
動回路制御信号により生成される。図3中301はフレーム
周期であり通常60Hzで16.7msである。302は映像走査期
間で、フレーム周期の1/2の約8.4msである。303はブラ
ンキング走査期間で、前記同様、フレーム周期の1/2約
8.4msである。また304はゲート選択期間であり、同時に
選択しているラインに映像を書き込む期間と一致する。
この場合、複数ラインを同時に選択し、同じデータを書
き込んでいるため、304の期間は従来の1ライン書き込み
期間と同じである。表示アレイ106のゲート線は同時に
（並列に、オーバーラップして）2ラインが選択状態と
され、映像を書き込み、2ライン飛び越して走査してい
る。つまり、映像書き込み期間302で、ゲート線G1、G2
を同時に選択、2ラインに同じ映像を書き込み、ついで
ゲート線G1、G2を飛び越し、G3、G4を選択して次のライ
ン映像を書き込む。このため、1フレーム期間の半分の
期間で映像を走査ラインすべてに書き込み終えることが
でき、残りの半フレーム期間、書き込み走査に余裕がで
きる。この走査期間を2ライン同時書き込み、2ライン飛
び越し走査で、ブランキングデータ（黒データほど望ま
しい）を書き込むことで、1フレーム期間に映像表示と
ブランキング表示を行うことができ、ホールド型の液晶
表示アレイで、ブラウン管のようなインパルス型の表示
特性を擬似的に再現し、動画の表示性能を向上させるこ
とができる。

【００１０】ブランキングデータ書き込みの際、映像書
き込み時と異なる走査方法、例えば映像書き込み時には
2ライン同時書き込み、2ライン飛び越し走査で、ブラン
キング書き込み時には4ライン同時書き込み、4ライン飛
び越して走査すれば、さらに映像とブランキングの全走
査期間を短縮できる。但し、書き込みラインによって、
例えば第1ラインと最終ラインとでは、映像の書き込み
間隔が前者は長く、後者は短いというように異なり、表
示ムラが生じやすいため、本実施の形態では、ブランキ
ング書き込みは、映像書き込みと同じ走査方法を採って
いる。

【００１１】図4は表示アレイの1画素に着目した各信号
線駆動波形と液晶の光学応答波形を示す。401は1フレー
ム期間、402はフレーム周期401の半分の映像書き込み期
間、403は同様にフレーム周期401の半周期のブランキン
グ書き込み期間である。また404は1ラインのゲート選択
期間であり、書き込み期間と一致する。405はゲート線
駆動波形で、図3に示したタイミングで2ライン同時選
択、2ライン飛び越し走査を行うことにより、1フレーム
期間401内に2回ゲート線を選択状態とする。406はドレ
イン線駆動波形で、この場合、ノーマリブラックモード
のドット反転駆動を想定している。ただし、2ライン同
時に書き込んでいるため、2ラインドット反転となって
いる。図4のように、書き込み極性の交流化は、各ライ
ンの書き込み毎に行う必要は必ずしもなく、n回の書き
込み毎に行ってもよいし、フレーム周期401毎に行って
もよい。又は、映像書き込み期間406とブランキング書
き込み期間407とで極性を変えてもよい。

【００１２】本実施の形態では、複数ラインに同じデー
タを同時に書き込むため、書き込み期間は従来と同じ期
間を確保できるが、複数ラインに同時に書き込むため、
書き込み電流が従来以上に必要になる。ドレイン線駆動
回路105の書き込み電流の供給能力を考慮すると、フレ
ーム周期401毎に極性を反転するほうが、書き込み電流
を抑制できるため、書き込み特性を向上させられる点で
望ましいことになる。また、ドレイン波形406は、1フレ
ーム期間に映像信号と、ブランキングデータを同じ極性
で書き込むように交流化しているため、常に同じデータ
を書き込むブランキング期間での同極性書き込みによる
直流残像を抑制している。407はソース電圧波形、408は
コモンレベルであり、両者の差電圧が液晶に印可され
る。409は液晶の光学応答波形であり、1フレーム期間40
1の最初の書き込み期間402で映像を書き込んだ後、光学
応答波形409のように、映像表示の応答を始め、その後
ブランキングデータ書き込みで、黒レベルへ遷移する。
このようにして、1フレーム毎に映像応答、黒応答を繰
り返すことで、ホールド型の表示特性を有する液晶表示
素子アレイを用いて、インパルス型の光学特性を得るこ
とができ、動画表示性能を向上させることができる。

【００１３】図４では、ドレイン線駆動回路１０５が、
第１のフレーム期間401の映像書き込み期間402で、映像
データに応じた正極性の階調電圧を選択されたライン上
の表示素子へ印加し、ブランキング書き込み期間403
で、ブランキングデータに応じた階調電圧、即ち、映像
データよりもコモンレベル408の負極性の階調電圧を、
選択されたライン上の表示素子へ印加する。ドレイン線
駆動回路１０５が、第２のフレーム期間401の映像書き
込み期間402で、映像データに応じた負極性の階調電圧
を選択されたライン上の表示素子へ印加し、ブランキン
グ書き込み期間403で、ブランキングデータに応じた負
極性の階調電圧、即ち、映像データよりもコモンレベル
408の負極性の階調電圧を、選択されたライン上の表示
素子へ印加する。ブランキングデータの階調が黒の場合
は、コモンレベル408に対する階調電圧の絶対値が最も
小さくなるため、ブランキングデータの階調電圧は映像
の階調電圧よりもコモンレベル408に近い。但し、映像
が黒の場合は、ブランキングデータの階調電圧と映像の
階調電圧とは等しくなる。

【００１４】液晶の光学応答性は速いほうが急峻なイン
パルスとなり、ブランキングへの収束も早くなるため、
映像がさらに鮮明となるが、液晶を高速化すると、液晶
の保持特性が悪くなる傾向があることから、パーソナル
コンピュータ用にホールド発光型モニターと兼用する場
合、コントラストや画面均一性が悪くなることが予想さ
れる。したがって、モニター兼用を考慮した本実施の形
態の場合、応答と保持特性のバランスのとれた液晶を用
いることとする。ただし、テレビ専用機として本実施の
形態を適用する場合は高速な液晶を用いるほうが望まし
い。

【００１５】また、本実施の形態ではノーマリブラック
モードの表示アレイをドット反転駆動で駆動した場合を
想定したが、ノーマリホワイトモードの表示アレイの場
合も、コモン反転駆動にて駆動した場合でも同様の効果
を得ることができる。さらに画質改善を図るため、本実
施の形態では以下のような階調制御機能を付加した。

【００１６】液晶はその応答特性が階調依存性を有する
ため、ホールド型走査した場合と、本発明のようにイン
パルス型で走査した場合とでは、階調データと輝度の特
性であるガンマ特性が異なる場合がある。そこで、本実
施の形態は、ガンマ特性を補正するため、インパルス型
で走査した場合には別の階調電圧を印可できる手段を設
けている。例えばドレイン線駆動回路105内部の階調電
圧分圧抵抗をスイッチで切り替えてガンマカーブを変更
可能なドレインドライバICを用いる方法や、あるいはド
レイン線駆動回路へ供給する階調電圧群V[9:0]（例えば
正負合わせて10レベル）を2系統、複数回走査タイミン
グ生成回路103内部に所持し、ホールド表示かインパル
ス表示かで切り替える方法もある。本実施の形態では複
数回走査タイミング生成回路103内に構成可能な後者を
採用した場合の切り替え方法について詳述し、図5に示
した。図5中、501は選択信号線で、ホールド型走査時か
インパルス型走査時かを示す信号を供給する。502はホ
ールド型走査時のラダー抵抗、503はインパルス型走査
時のラダー抵抗で、それぞれ異なるガンマカーブを生成
する。504、505は、それぞれ502及び503で生成した、ホ
ールド型、インパルス型の階調電圧群を伝送する階調電
圧バスで、この場合64階調のドレイン駆動回路を前提に
10ラインのバスを想定した。したがって、256階調のド
レイン駆動回路を用いればさらにバス幅は大きくなる。
506は前記選択信号線501により、階調電圧バス504、505
を選択するアナログスイッチであり、507はバッファ
で、選択階調電圧群バス508により、ドレイン線駆動回
路104に階調電圧を供給する。このように、走査方法が
ホールド型かインパルス型かによって階調電圧を異なら
しめることで、ガンマ特性を両者それぞれで設定でき、
インパルス型による光学特性の補正や、またブラウン管
のような急峻なガンマ特性を生成し、画質を向上させる
ことができる。

【００１７】さらに本実施の形態を応用すると、次のよ
うな走査も可能である。図6は同時に書き込むライン数
を4本にした場合のゲート選択パルスタイミングであ
る。601はフレーム周期、602、603はフレーム周期の1/4
の映像走査期間、この場合約4.2msで、604、605は同様
フレーム周期の1/4のブランキング走査期間である。同
時に書き込むライン数を4本にすれば、1フレームの1/4
の期間で1画面走査を完了することができるため、残り3
/4のフレーム期間をブランキングや高速応答フィルタ処
理等に割り当てることができ、走査帯域を有効に活用す
ることができる。

【００１８】図7は、第１の映像書き込み期間に液晶高
速化フィルタを適用して、映像書き込みの応答性を向上
させるべく駆動した際の各画素の駆動波形である。図中
701はフレーム周期、702は液晶高速応答化映像書き込み
用の1/4フレーム期間、703は映像書き込み用の1/4フレ
ーム期間、704はブランキング用の1/2フレーム期間で、
705は各ラインのゲート選択期間で、書き込み期間と等
しく、通常の1ライン毎走査時と同じ期間である。706は
ゲート波形、707はドレイン駆動波形、708はTFTのソー
ス波形である。このソース波形708とコモンレベル709と
の差電圧が液晶に印加され、710の光学応答波形を得
る。710の光学応答波形は、ブランキング表示から映像
表示に切り替わる1/4フレーム期間で、液晶を見かけ上
高速応答化する電圧を印加させるための映像を、液晶高
速応答化フィルタで作り出すことで、その立ち上がりが
改善されている。この場合、常に黒レベルからの立ち上
がりのみ考慮すればよいため、高速応答化フィルターの
フィルタ係数の組み合わせが簡略化され、低回路規模で
実現できる利点がある。また、書き込み極性の反転周期
を映像、ブランキングのそれぞれで完結させることがで
きる、すなわち高周波で交流化できるため、直流残像の
心配がなく、液晶の劣化を防ぐことができる。

【００１９】以上、ゲート線の駆動タイミングを生成す
る複数回走査タイミング生成回路103について述べてき
たが、次に前記タイミングに従って書き込むための映像
を生成する複数回走査データ生成回路102の動作につい
て、先に述べた複数回走査タイミング制御回路103の生
成するタイミングと照らし合わせながら説明する。図8
は2ライン同時書き込み、2ライン飛び越し走査で1フレ
ーム期間に映像表示とブランキング表示を実現するため
の、複数回走査データ生成回路102と複数回走査タイミ
ング生成回路103が映像を生成する過程を示す図であ
る。ここで言う複数回走査データ生成回路102の作り出
す映像とは、複数回走査タイミング生成回路103へ転送
される映像であり、複数回走査タイミング生成回路103
で生成される映像とは、表示アレイ106上に走査によっ
て生成される映像を言う。図8(a)は複数回走査データ生
成回路102が映像を生成する過程で、図8(b)は複数回走
査タイミング生成回路103のそれである。複数回走査タ
イミング生成回路103でゲート線駆動回路104を制御する
タイミングを生成し、表示アレイ106で、図3に示したよ
うなタイミングで2ラインのゲートを同時に選択し、同
じデータを書き込むことから、複数回走査データ生成回
路102で供給する映像データの走査線数は表示アレイの
垂直解像度の半分でよい。したがって、例えば画像信号
源101からの映像801が表示アレイと同じ解像度の場合、
複数回走査データ生成回路102は、原映像801を垂直方向
に圧縮して半分とし、残り半分の無効映像を付加して中
間映像802を作り出す。解像度が異なる場合には、スケ
ーリングやインターレース・プログレッシブ変換等の画
像処理により、解像度を等しくした上で垂直解像度を半
分とした映像802とする。

【００２０】その映像802を複数回走査タイミング生成
回路103が受け取り、ゲート線駆動回路104を制御し、図
3のタイミングで表示アレイ106のゲート線を駆動するこ
とで、表示アレイ106に同じデータを2ラインに書き込ん
だラインダブラーなターゲット映像803を映し出す。こ
こで、無効映像とは表示に使わない映像データのこと
で、その無効映像は複数回走査データ生成部102で生成
して無効化（例えば黒データを挿入）してもよいし、複
数回走査タイミング生成部103で無効化（例えばマスク
化）してもよい。

【００２１】4ラインを同時選択して書き込む場合も同
様で、表示アレイ106のゲート線に図6のタイミングで選
択パルスを供給することで、1画面走査を1フレームの1/
4に短縮できる。この場合、ゲート線駆動回路104が図6
のタイミングで4ライン同時に選択パルスを供給し、4ラ
イン飛び越して走査するように、複数回走査タイミング
生成回路103が制御する。4ライン同じデータを書き込む
ため、複数回走査データ生成回路102が複数回走査タイ
ミング生成回路103へ送信する映像は原映像データを垂
直方向に1/4に圧縮した映像でよい。

【００２２】図9は4ライン同時書き込み、4ライン飛び
越し走査で1フレーム期間に、液晶高速応答化フィルタ
ー処理映像表示と原映像表示及びブランキングを実現す
るための、複数回走査データ生成部102と複数回走査タ
イミング生成回路103が映像を生成する過程を示す図で
ある。複数回走査データ生成回路102は原映像901の垂直
解像度を1/4に圧縮し、液晶の応答を高速化するため、
原映像を強調した映像904を生成する。その映像に1/4に
垂直圧縮された原映像905と無効映像906を合わせた中間
映像902を生成し、複数回走査タイミング生成回路103へ
転送する。1/4垂直圧縮され、高速応答化フィルタを施
された映像と1/4垂直圧縮された映像、さらに2/4の無効
映像からなる中間映像902を受けた複数回走査タイミン
グ生成回路103は、4ライン同時書き込み、4ライン飛び
越し走査の選択タイミング図6で、表示アレイ106のゲー
ト線を駆動するタイミングをゲート線駆動回路104に供
給し、前半の2/4期間で映像を、残りの期間でブランキ
ング表示を行うという動画表示を高画質化する本発明の
基本システムを構成する。

【００２３】以上、本発明を代表する基本的なシステム
構成とその各要素の動作を説明した。以降は、この基本
システムを応用する際に特に考慮すべき点を挙げ、本発
明のシステム構成で、その改善策を提供する方法につい
て詳しく述べていく。

【００２４】第一に考えるべきことは、本発明による方
法が、複数ラインに同じ走査データを書き込む走査であ
るため、垂直解像度を低下させてしまうという点であ
る。したがって、同時に書き込むライン数はできる限り
少ないほうが望ましい。しかし、近年、より高解像度な
表示アレイが主流になりつつあること、放送のデジタル
化、ブロードバンド化、映像サービスの多様化など映像
フォーマットが多彩となってきた時代の流れから、表示
アレイの解像度と映像フォーマットの関係、及びそれに
適した本方法の適用のあり方などを考察することによっ
ていくつかの解決策が見出せる。以下、その解決策を考
察するにあたり、表示アレイと映像フォーマットの組み
合わせについてまず説明していくこととする。

【００２５】図10に、図2に示した液晶表示アレイとし
て、画素配列のアスペクト比が4:3のマトリクスを成す
規格化された代表的な表示アレイと、さらに近年、ワイ
ドなアスペクト比の規格化されつつある表示アレイを列
挙した。ここで、図2に示した画素はスクエアピクセル
を仮定しているものとし、したがって、アスペクト比と
は水平、垂直画素数の比を表すものとして取り扱う。

【００２６】例えば、XGA（Extended Graphics Arra
y）解像度の表示アレイは1024×768のマトリクスを成
す、アスペクト比4:3のアレイであるが、そのワイド版W
XGA（Wide Extended Graphics Array）解像度では、
1280×768とアスペクト比が横に長い。この流れは、先
に述べた放送のデジタル化により、映像信号フォーマッ
トにおいて、アスペクト比が16:9へとワイド化しつつあ
ること、また液晶表示装置においてもマルチメディア化
が浸透しつつあること等の理由からである。

【００２７】図11はデジタル放送で規格化されている映
像フォーマットを示している。有効走査線数の末尾のi
もしくはpは、インターレース走査であるか、プログレ
ッシブ走査であるかを示す添え字で、インターレース走
査の映像は、プログレッシブ走査映像の半分の垂直解像
度しか有していない。図11に示したような映像フォーマ
ットのワイド化と、液晶表示装置のマルチメディア化の
流れに加え、従来のパーソナルコンピュータ等の表示規
格とのコンパチビリティを維持するため、図1中の複数
回走査データ生成回路102には両者のインターフェース
を設けてある。そのため、例えばXGA解像度の表示アレ
イに1080iの映像や、パーソナルコンピュータ等の映像
など、同じ表示アレイで、異なるフォーマットの映像を
表示することが可能となる。ただし、XGAの垂直解像度
は768であるのに対し、1080iは60Hzで540の走査線しか
ないこと、また、XGAのアスペクト比は4:3であり、1080
iの映像フォーマットはアスペクト比16:9であることか
ら、パーソナルコンピュータの映像を表示する場合と異
なり、いくつかの表示方法が考えられる。

【００２８】具体的に表示アレイとフォーマットの異な
る映像を表示する際の表示方法について例をいくつか挙
げると図12、13のようになる。

【００２９】図12に、XGAに代表されるアスペクト比4:3
の表示アレイにアスペクト比が一致した映像やワイドア
スペクト比の映像を表示する場合の代表的な表示例を挙
げた。図12(a)は、アスペクト比が一致する映像、もし
くはアスペクト比を調整して全画面を有効表示領域とし
て表示した場合である。図12(b)は、映像信号のワイド
アスペクト比を維持するため、表示アレイの水平解像度
をすべて活用した場合であり、垂直方向に余る表示領域
はブランキングデータでパディングしている。図12(c)
は表示アレイの解像度と映像信号の解像度を完全に一致
させた場合で、水平、垂直方向に余る表示領域はこの場
合もブランキングデータでパディングしている。図12
(d)は映像信号のワイドアスペクト比を維持するため、
表示アレイの垂直解像度をすべて活用した場合である。
この場合、水平方向の映像はすべて表示できないため、
表示部分を選択可能とし、全領域の一部を表示するよう
なシステム構成と成っている。

【００３０】図13は逆にWXGAに代表されるワイドアスペ
クト比の表示アレイにワイド映像やワイドでないアスペ
クト比の映像を表示した場合の表示方法を示しており、
図13(a)はアスペクト比の一致した映像を全画面で表示
する、あるいは異なる場合でも、水平方向に引き伸ばし
て表示した場合であり、図13(b)は全垂直解像度表示
で、左右ブランキングデータでパディングした場合、図
13(c)は解像度を一致させて表示し、余る表示領域はブ
ランキングデータでパディングした場合、図13(d)は全
水平解像度で映像の一部を表示した表示方法をそれぞれ
示している。

【００３１】図14は、各アスペクト比の映像を各表示ア
レイに表示する際の代表的な組み合わせ例を示してい
る。図14の表(A)は各表示アレイが4:3並びに16:9のアス
ペクト比の映像を表示する際、ワイドでない表示アレイ
にワイドアスペクト比の映像を表示する場合には、アス
ペクト比を維持した図12(b)の表示方法で、ワイドな表
示アレイにワイドでない映像を表示する場合には、図13
(b)の表示方法で表示した際、有効表示領域のための
走査線を何ライン確保可能か、そしてブランキング領域
のための走査線を何ライン必要とするか算出したそれぞ
れの結果を示した表である。図14の表(B)には、表(A)で
算出した有効表示領域に各フォーマットの映像を表示し
た際に、アスペクト比の調整とブランキングデータパデ
ィングに伴う走査線の過不足数をまとめている。XGAとW
XGAを例として、前記過不足数について具体的に説明す
る。

【００３２】XGAの表示アレイでは、4:3の映像表示時に
は、アスペクト比が一致しているため、垂直解像度768
ラインをすべて有効表示領域として使うことが可能であ
るため、ブランキングライン数は0本となる。しかし、
アスペクト比16:9の映像表示時には、有効表示領域は10
24×9÷16=576ライン、ブランキング領域は768−576=19
2ラインとなる。すなわち、アスペクト比4:3の480iの映
像表示時には、インターレース240本の有効走査線に528
ライン補足し、768ラインとすることで、ブランキング
データでパディングすることなく、XGAの表示アレイ全
画面に映像を表示することができることを意味し、一
方、アスペクト比16:9の1080iの映像表示時には、イン
ターレース540本の有効走査線に36ライン補足して576ラ
インとし、残り192ラインをブランキングデータでパデ
ィングすることでXGAの表示アレイに1080iのアスペクト
比を維持した表示が可能であることを意味している。し
たがって、補足すべき走査線は、480i表示時で528ライ
ン、1080i表示時で36ラインとなる。

【００３３】同様にWXGAの表示アレイに4:3の映像を表
示する場合、XGAと同じ垂直解像度768ラインの表示領域
が確保できる。この場合、左右に計1280-1024=256ドッ
ト幅のブランキングデータをパディングすることでアス
ペクト比を維持するか、ブランキングデータの代わりに
映像を水平方向に引き伸ばして表示することも可能であ
る。16:9の映像の場合、アスペクト比を維持するため、
垂直有効ラインは1280×9÷16=720ラインとなり、ブラ
ンキングラインは768-720=48ラインとなる。したがっ
て、1080iの映像を表示する際、720-540=180ラインは補
足する必要があるが、ブランキングラインが48ラインと
少ないため、表示領域を有効に活用できることになる。

【００３４】ここで、XGA、WXGAの例に本実施の形態を
適用した場合の垂直解像度について議論すると以下のよ
うになる。まず、XGAの表示アレイにアスペクト比の等
しい480iの映像を表示する場合を考える。480iの映像信
号は、60Hzで有効走査線が240ラインしかないため、480
iの映像に対してXGAの表示アレイは垂直解像度が3倍以
上大きいことになる。そのため、2ライン同時書き込
み、2ライン飛び越し走査を行って、走査線を補足して
も、原映像の情報が欠落しないため、比較的画質の劣化
は生じにくい。つまり、この組み合わせのケースは、本
実施の形態を適用し、黒データ走査によるブランキング
効果で、動画表示特性の向上が画質の向上に直結する。

【００３５】では、次にXGAの表示アレイに、アスペク
ト比が異なり、かつ解像度の高い1080Iの映像を表示す
る場合について考える。この場合、図14(A)より、576ラ
インしか有効表示領域が得られないため、2ライン同時
書き込み、2ライン飛び越し走査を行うと、その半分の
走査線288ラインしか表示できない。つまり、1080iの映
像は60Hzで540ラインの走査線を有するため、残り540-2
88=252ラインの映像情報を常に失うこととなる。したが
って、この組み合わせの場合、本実施の形態の適用、つ
まり垂直解像度の一部をブランキングに割り当てる方法
は、動画質の向上には貢献するが、必ずしも画質の点で
十分とは言えない。

【００３６】そこで、本方法を適用するにあたり、いく
つかのオプションを考えた。図15は本発明の基本システ
ムを用いてそれを改善するための1つのオプションであ
る走査方法を示す図である。図中1501はフレーム周期、
1502は映像書き込み用の1/2フレーム周期で、1503はブ
ランキング用の1/2フレーム周期である。前述のよう
に、表示アレイとアスペクト比の異なる映像を表示する
場合、例えば4:3の表示アレイに16:9の映像を表示する
場合などでは、有効表示領域を全表示領域の一部しか確
保できず、それ以外はブランキングする必要があり、そ
のため原映像の垂直解像度を大幅に削減せざるを得なか
った。そこで、図15はアスペクト比調整のためのブラン
キング走査領域G1〜G96（図15ではG1〜G4のみ記載）とG
672〜G768（図15ではGn-3〜Gnのみ記載）は4ライン同時
書き込み、4ライン飛び越し走査を行っている。もちろ
ん、同時書き込み及び飛び越しライン数は4ラインに限
定されず、さらに多くのライン数を設定してもよい。特
にブランキング書き込みは同じデータであるため、でき
る限り多くのラインを同時に書き込むほうが、原映像の
走査線を有効に再現できることは言うまでもない。この
ように、4ライン同時に書き込むと、計192ラインのブラ
ンキングな無効表示領域は48回で走査を終えることがで
き、残り336ラインの走査期間が確保できる。つまり、
原映像を336ライン再現できることになる。この336ライ
ンの走査期間を有効表示領域576ラインの走査期間に割
り当てる必要があるため、2ライン同時書き込み、2ライ
ン飛び越し走査が240回、1ライン走査がその残り96回必
要となる。

【００３７】図15では、前述の1ラインと2ライン走査を
ある領域で交互に行った例を示しており、Gi-5、Gi-4に
は同じデータを書き込み、Gi-3は1ラインのみ、次のGi-
2、Gi-1には同じデータ、次のGiは1ラインのみというよ
うに、同時書き込みライン数を異ならしめる。この場合
は、1ライン走査回数が96回と少ないため、何回かの2ラ
イン走査に1回といったようにできる限り分散させて挿
入することになる。当然のことながら、複数回走査デー
タ生成部102、及び複数回走査タイミング生成部103では
1ライン及び2ライン走査するためのデータとタイミング
を生成しなければ、所望の映像は得られない。このよう
にすることで、図1の本実施の形態のシステムにおい
て、表示アレイとアスペクト比の異なる原映像であって
も、走査線の欠落を最小限に抑制することができる。

【００３８】あるいは、図15(d)のようなファインダー
表示にて、垂直解像度を最大活用する方法も考えられ
る。この場合、2ライン同時書き込みによって、2倍に拡
大するため、384ラインの原映像を表示できる。ただ
し、水平解像度が足りないため、全映像を一度には表示
できないが、ユーザーが表示領域を選択可能なように選
択手段を設けてある。本選択手段については後ほど詳し
く説明する。このように本発明にいくつかのオプション
を設けて、それらを選択可能とすることで、垂直解像度
の低下を抑制することができる。

【００３９】さらに、別のケースとして、今度はWXGAの
表示アレイに1080iの映像を表示する場合を例にとる。
図14(A)に示したように、WXGAでは720ライン有効表示領
域として確保できるため、2ライン同時書き込み、2ライ
ン飛び越し走査を行っても、原映像の走査線360ライン
は再現できることになる。つまり、ワイドな表示アレイ
では有効表示領域が大きく確保できるため、本実施の形
態を適用して動画質の向上を図りつつ、垂直解像度もで
きる限り維持可能である点から、画質改善効果が大き
い。

【００４０】以上、動画の観点で本実施の形態の効果を
述べたが、放送のコンテンツは動画に限らず、静止画映
像も多いだろうし、ユーザーによっては動画であっても
垂直解像度を優先したいという場合もある。またデジタ
ルカメラ等の撮影映像の再生表示機能を設ければ、垂直
解像度の方が常に優先されるというケースもある。さら
に、図12、13のようないくつかの表示モードを備え、コ
ンテンツによって表示方法を切り替え可能とすること
で、コンテンツの使い方、楽しみ方をユーザーの趣向に
整合させることもできる。

【００４１】具体例として、1080iのスポーツ観戦放送
を受信し、4:3の表示アレイで表示する場合、まず図12
(b)の表示で動画モードの全体映像を表示したあと、特
定の人物や領域にフォーカスして図12(d)の表示に切り
替え、ユーザーの見たい部分のみを抽出できる。この場
合、動画として表示画質を向上する点で、先のオプショ
ン機能を適用することができる。またデジタル放送を録
画し、その録画映像再生の際も同様であるが、この場
合、一時停止などの機能で、静止画像とすると、1ライ
ン毎でブランキングしない走査に切り替え、インターレ
ース・プログレッシブ変換等の原映像の持つ走査線を最
大限に再現する方法でよりクリアな映像を楽しむことが
できる。

【００４２】これらの観点から、本実施の形態のシステ
ムでは、以上に述べた複数ライン同時書き込みによるブ
ランキング効果を利用した動画モードと1ライン走査に
よる垂直解像度を最大に活用した静止画モードとを切り
替え可能な切り替え手段を設けた。また、図12、13のよ
うな表示モードをいくつか設け、そのモード切り替え
や、特定領域のフォーカシング、ズーム機能、ファイン
ダー移動等の機能も設けてある。

【００４３】図1中109がその切り替え信号で、ユーザー
がリモコン等の外部コントローラから制御信号を複数回
走査データ生成回路102へ送信することで前述のモード
を切り替える。この複数回走査データ生成回路102は静
止画モードでは1ライン走査の映像を、ただし表示する
表示アレイ106に合わせて、必要に応じてスケーリング
やインターレース・プログレッシブ変換を施した映像を
形成し、動画モードでは複数ライン同時書き込み、飛び
越し走査を行う前提で図8、9のように映像を形成し、ま
た表示モードに応じて、アスペクト比調整用にブランキ
ングデータでパディングして、複数回走査タイミング生
成回路103へデータを転送する。複数回走査データ生成
回路102で生成される映像と複数回走査タイミング生成
回路103で生成するタイミングは対応しているため、動
画・静止画モード切り替えや、図12、13のような表示モ
ード切り替え時に、生成する映像を変えた場合、同様に
タイミングも切り替えなければならない。したがって、
制御切り替え信号線109を複数回走査データ生成回路102
だけではなく、複数回走査タイミング生成回路103へも
供給する必要がある。ただし、両者に信号線を供給する
構成では、静止画・動画モードや表示モードのバリエー
ションや、異なる表示アレイに表示する場合での配線な
どで、配線数の増加、複雑化を招き、さらに拡張性にも
乏しい。したがって、本実施の形態では、複数回走査デ
ータ生成回路102は、図16に示すように、帰線期間にモ
ード指定による映像の制御情報を付加した映像データを
複数回走査タイミング生成回路103へ送信することで前
記要求に応えた。

【００４４】図17に付加する制御情報とその代表的な設
定値例をまとめた。そのうちいくつかは連動して設定し
てもよいし、単独で制御してもよい。このように映像デ
ータにその制御情報を付加したフォーマットでデータを
転送すると、基本的なパラメータは元より、さらに拡張
設定として、ユーザー固有にパラメータを設定したい場
合でも余分に配線を加えることなく、容易に実現可能で
ある。したがって、図1に示した本実施の形態のシステ
ム構成は、表示アレイと映像の解像度の組み合わせに応
じて、動画と静止画の表示特性をコントロールでき、さ
らにユーザーが選択可能な選択手段を設けたことで、動
画表示性能の高い、かつ柔軟性、汎用性及び拡張性の優
れた液晶表示装置を構成できる。

【００４５】以下、本発明の第２の実施の形態を説明す
る。

【００４６】第１の実施の形態において提示したシステ
ムは1フレーム期間内にブランキングを行うため、液晶
の応答性や開口率によって輝度が低下する。また、黒書
き込みによるブランキング時には、バックライトを点灯
したままであったため発光効率が低下していた。そこで
本実施の形態では第１の実施の形態に加え、バックライ
トの点灯を制御することでその改善を図った。

【００４７】図18は2ライン同時書き込み、2ライン飛び
越し走査時の表示アレイのゲート選択パルスとバックラ
イトとの点灯タイミングを示す図で、1801はフレーム周
期、1802は半フレーム周期の書き込み期間、1803は半フ
レーム周期のブランキング期間、1804は1ライン選択期
間を示し、1805はゲートパルスを、1806は液晶の光学応
答を、1807はバックライトの点灯タイミングを示す。本
実施の形態でも、液晶はノーマリブラックモードを仮定
し、バックライトの点灯タイミングを示す1807はHighレ
ベルで点灯、Lowレベルで消灯するものとする。

【００４８】バックライトを構成するランプの配置とし
ては、ランプを筐体の上下もしくは片側に設置したサイ
ドライトタイプと、表示アレイの真後ろに配置した直下
型とがある。前者は筐体を薄型に設計できるため、ノー
トパソコン等によく用いられ、後者は高輝度化が容易な
ため、開口率の低い液晶表示アレイの高輝度化に適して
いる。本実施の形態では、高輝度化の観点から直下型を
用いた場合を想定して説明する。

【００４９】図18のように、隣り合うゲート線G1、G2か
ら順にゲート線を選択状態とし、映像を書き込むと、書
き込みの完了したラインから液晶は数ms〜数十msを経て
順に応答していく。

【００５０】本実施の形態では、バックライトを点滅制
御するが、バックライトを消灯すると、当然のことなが
らさらに輝度が低下する。そこで、黒データ走査とバッ
クライトの消灯によるブランキングで低下する輝度分を
考慮し、ランプの管電流を増加させ、輝度を向上させて
いる。望ましくは、ランプの発光特性は短時間に所望す
る明るさに達し、かつ残光の短いものほどよい。実際に
はランプの管電流には制限があり、寿命との兼ね合いか
らあまり多くは流せない。また発光及び残光時間として
数ms程度は要してしまう。そのため、本実施の形態で
は、ランプ管電流を増加させた点灯期間を1フレーム期
間の半分とし、1フレーム期間に1回点滅させることとし
た。また点滅は直下型の複数のランプを、ひとつずつ順
次タイミングをずらして制御する方法もあるが、前述し
たようにランプの瞬時発光が困難であり、タイミングを
ずらす効果が期待できないことから、複数のランプの点
滅はすべて同じタイミングで行った。そして、図18のよ
うに黒のブランキングデータ走査が開始するタイミング
で点灯させ、映像書き込み開始時に消灯することとし
た。

【００５１】図18の1808が点灯期間であり、このような
タイミングで点灯と消灯を繰り返すと、画面中央はちょ
うど応答が完了した期間が長いため、鮮明で明るい映像
となる。

【００５２】また、ランプの管電流をさらに流して輝度
を確保可能な場合には、点灯期間をさらに短縮し、1809
としてもよい。こうすると、黒表示時には完全に消灯し
ており、かつ画面中央は完全に応答しきってからの点灯
表示となるため、鮮明さが増すとともにランプの発光効
率が向上する。

【００５３】ランプの温度特性に関しても、バックライ
トを消灯するため、ランプを冷やす効果があり、温度上
昇による輝度低下を防ぐ意味でも利点もある。

【００５４】さらに、図19は表示アレイとアスペクト比
の異なる映像を表示した際にも、バックライトの点灯制
御を行った例を示す図である。図19(a)はアスペクト比
の異なる映像を図12(b)で表示した例で、無効表示領域
はブランキングデータでパディングしている。図19(b)
は表示アレイの背面に設置された直下型バックライト
で、それぞれ単独に制御可能な6本のランプで構成され
ている。図19の意味するところは、黒でパディングした
無効表示領域はバックライトを点灯する必要がないため
消灯していることである。つまり、上下2本のランプは
消灯し、中央4本のみ点灯すればよいことになり、この
間、バックライトの消費電力を低減することができ、発
光効率が向上する。

【００５５】本実施の形態におけるこれらのバックライ
ト制御は、例えば図20のようなパラメータを用意してお
き、第１の実施の形態で述べた図16のように、制御情報
を映像に添付する切り替え方法にて、容易に切り替える
ことができる。つまり、図1中複数回走査タイミング生
成回路103が、複数回走査データ生成回路102からバック
ライト制御情報付き映像データを受け取り、バックライ
ト制御バス111を介して各ランプの制御方法を切り替え
ることで実現できる。この場合の例は、ランプ1とラン
プ6は常時消灯、ランプ2から5は図18のタイミングで点
滅制御するという制御情報である。

【００５６】ノートパソコンなど薄型な薄型設計を実現
するサイドライト型の表示装置ではこのような制御は意
味をなさないが、一括で図18のタイミング点滅制御は可
能であるため、バックライトの点滅制御の適用は可能で
ある。

【００５７】このように、ブランキング表示期間あるい
は表示領域を考慮し、バックライトを点灯制御すること
で、動画表示特性とさらに発光効率の優れた表示装置が
実現できる。

【００５８】以下、本発明の第３の実施の形態を説明す
る。

【００５９】第１の実施の形態に説明したように、2ラ
イン同時書き込み、2ライン飛び越し走査で表示する
と、原映像の半分の垂直走査線しか再現できない。図14
から分かるように、映像が表示アレイより十分解像度の
低い、具体的には半分以下の場合には、2ライン同時書
き込み飛び越し走査を行っても、原映像情報を欠落させ
ず、表示アレイに再現できるが、逆に、映像信号が表示
アレイの半分の解像度を超える場合、映像情報を削減す
るか、従来の1ライン毎走査、ホールド型の表示モード
に切り替えざるを得ない。前者は動画表示においては高
画質であるが、静止画は垂直解像度の低下を招き、後者
はその逆となる。本実施の形態は、ブランキング効果に
よる動画表示性能を向上させつつ、映像情報をロスレス
で表示する方法を提供する。

【００６０】現在入手可能なドレイン駆動回路（ドレイ
ンドライバIC）のデータ転送帯域は約50MHz程度と低
い。このドレインドライバICを用いてXGAの表示アレイ
を駆動すると、少なくとも60×768×1024≒47MHz必要で
あり、ドライバデータ転送帯域にマージンがない。そこ
で現在はデータバスを2画素分用意し、転送レートをハ
ーフレートとした構成で製品化している。特にモニター
用途ではVESAのXGA規格、ドットクロック約80MHz相当を
サポートするためには必須である。しかし、デジタル放
送や、NTSCはモニター規格と異なり、独自の信号処理回
路を搭載して液晶表示アレイに表示しているため、比較
的転送方法の制限を受けない。筆者はこの点に着目し、
使用するドレインドライバICのデータ転送帯域を最大限
に活用する方法を考案した。

【００６１】先に述べたように、ドレインドライバICの
データ転送バスは2画素分用意されているため、47MHzで
データ転送すると、60Hzで2画面走査が可能となる。こ
れを利用すると、もう1画面分の走査をブランキングに
割り当てることが可能となり、垂直解像度を失うことな
く動画表示性能を向上させることができる。

【００６２】図21に本実施の形態におけるゲート選択パ
ルスのタイミングチャートを示した。2101はフレーム周
期で、2102はフレーム周期の半分の映像書き込み期間、
2103はフレーム周期の半分のブランキング期間、2104は
1ラインの書き込み期間である。この場合、1フレーム期
間に1ライン毎の走査で2画面走査するため、1ラインの
書き込み期間が約半分程度に短くなる。そこで本実施の
形態では、図22に示すように、極性反転周期をフレーム
周期で、つまり映像走査とブランキング走査を終えた時
点で行うことで書き込み率を向上させた。図中2201はフ
レーム周期、2202は半フレーム周期の書き込み期間、22
03は半フレーム期間のブランキング期間で、2204は1ラ
インのゲート選択期間である。また、2205はゲート波
形、2206はドレイン波形、2207はソース波形で、コモン
レベル2208とソース電圧2207の差電圧が液晶に印可され
るため、1フレーム周期で極性が反転する。2209は液晶
の光学応答波形で、この場合、ノーマリブラックモード
を想定している。本駆動により、光学応答波形2209は1
フレーム期間に映像表示とブランキングへの応答を行
う、インパルス型の波形を示すため、動画表示特性が向
上する。

【００６３】また第２の実施の形態のバックライトシス
テムを組み合わせれば、動画表示はさらに鮮明となり、
バックライトの発光効率と合わせて性能が向上する。

【００６４】また、第１の実施の形態とは異なり、複数
ライン同時にデータを書き込まないため、原映像の映像
情報を欠落させる必要はなく、垂直解像度も低下するこ
とはない。この点で画質がさらに向上する。

【００６５】本実施の形態と第１の実施の形態を組み合
わせると、さらに動画性能は向上する。なぜなら、2ラ
イン同時書き込み、2ライン飛び越し走査を行うと、1フ
レーム期間内に4回画面走査が可能となるからである。
静止画の場合には、映像のディテールを高い垂直解像度
で再現し、動きの速い映像は、時間方向に解像度を確保
し、液晶の高速応答化フィルタ処理等で画質を向上させ
るという制御が可能となるからである。特に液晶自身の
応答速度は数msから数十msで、液晶材料自体の応答を高
速化しても保持特性が悪くなるという傾向があるため、
あまり高速化できないということ、またパーソナルコン
ピュータ等では保持特性のよいほうがフリッカが生じに
くいため優れるといった理由もある。

【００６６】1フレーム期間に4画面走査を可能となれ
ば、最初の2画面は映像書き込み、次の2画面はブランキ
ングと分割し、さらに映像書き込みの最初の画面走査を
高速応答化フィルタ処理に割り当て、次の画面走査で元
に戻すことで、見かけ上応答を高速化したインパルス型
の駆動が実現できる。前記高速応答化フィルタは、ブラ
ンキングの次の映像が常に黒データからの変化であるた
め、比較的小規模な回路で実現できる。さらに、前述の
映像書き込み期間に、異なる極性で映像を書き込めば、
映像書き込み、ブランキングそれぞれで極性反転が完結
するため、液晶に常に対象な電圧が印可でき、液晶の劣
化を抑制できる。

【００６７】図23はそのゲートパルスのタイミングチャ
ートで、2301はフレーム周期、2302は1/4フレーム期間
の液晶を高速化する映像書き込み期間、2303は映像書き
込み期間、2304は1回目のブランキング書き込み期間、2
305は2回目のブランキング書き込み期間である。2306は
ゲート選択期間であり、通常書き込みの約半分である。

【００６８】図24は各信号線の駆動波形で、2401はフレ
ーム周期、2402は応答高速期間、2403はセトリング期
間、2404はブランキング期間、2405はゲート選択期間で
あり、書き込み期間と一致する。2406はゲート線駆動波
形、2407はドレイン線駆動波形、2408はソース波形であ
り、ソース電圧波形2408とコモンレベル2409との差電圧
が液晶に印可される。その印可電圧に応じた透過率へ推
移する波形が2410であり、この場合、ノーマリブラック
モードを想定している。液晶高速応答期間2402は、常に
黒レベルからの応答となるため、セトリング期間2403に
印加される液晶電圧より高いレベルとなるようにフィル
タ係数を設定してある。そのため、液晶応答波形2410の
立ち上がりは高速化され、最速4.2msまで改善できる。
逆に黒のブランキングレベルへの応答は、それ以下の電
圧を印加できないことから、TNモードの液晶のように、
黒レベルへの応答が速いが、白レベルの応答は遅いよう
な液晶を用いるとさらに有効である。また、ドレイン線
駆動波形2407は、書き込み期間2405の短縮から、書き込
み率向上を図るためと、極性反転周期を完結させること
との観点から、1/4フレーム毎に反転させている。

【００６９】ただし、本方法は第１の実施の形態と同様
垂直解像度が低下するため、静止画の場合には、1ライ
ン毎走査、動画と判断できる場合には、本方法での走査
に切り替える手段を設けた。図1のシステムブロックに
おいて、複数回走査データ生成回路102は、映像の動き
ベクトルをパターンマッチング法や勾配法等に基づいて
算出し、ある一定以上の動き量を検出した場合、動画映
像と判定し、2ライン同時書き込み、飛び越し走査用に
映像データを生成して複数回走査タイミング生成回路10
3へ送出する。

【００７０】その際、第１の実施の形態と同様に制御情
報を付加して、複数回走査タイミング制御回路103が図2
3のようなゲートパルスを生成するよう制御する。制御
情報は、例えば第１の実施の形態で説明した図17に加
え、図25のようなパラメータを用意する。それを受け取
った複数回走査タイミング生成回路103は、高速転送か
つ2ライン同時書き込みで表示アレイを駆動するタイミ
ングを生成し、図24のように立ち上がりが高速化された
インパルス駆動で動画をより鮮明に表示する。

【００７１】また、複数回走査データ生成回路102が、
映像に動きがないと判断した場合には、1ライン毎の走
査を行う映像データを生成し、図21に示した1ライン毎
走査のためのゲートパルスを生成するよう制御情報を付
加する。その映像を受け取った複数回走査タイミング生
成回路103では高速転送かつ静止画モードで表示アレイ
を駆動するタイミング図21を生成し、映像の垂直解像度
をそのまま再現したインパルス表示を行う。

【００７２】なお、動画と判定した場合でも、ユーザー
が垂直解像度を常に優先したい場合には、2ライン同時
書き込み、飛び越し走査に切り替える必要は必ずしもな
く、図1の制御バス109でその選択が可能である。

【００７３】これに加え、第２の実施の形態のようなバ
ックライト制御と組み合わせるとバックライトの点滅に
よるブランキング効果で動画表示をさらに鮮明としつ
つ、発光効率を向上させることができるため、高性能な
液晶表示装置を構成できる。

【００７４】以下、本発明の第４の実施の形態を説明す
る。

【００７５】図26は走査開始位置と終了位置が選択可能
なゲートドライバICを搭載した液晶表示アレイで、2601
はそのドライバICから成るゲート線駆動回路、2602はド
レイン線駆動回路、2603は表示アレイ、2604はバックラ
イト、2605はバックライト駆動回路である。

【００７６】本実施の形態でも表示アレイは図2に示し
た構造で、ノーマリブラックモードで動作するものとし
て話を進める。

【００７７】ゲート線駆動回路2601は、走査開始位置と
終了位置が設定可能であるため、表示アレイの最初から
最終ラインまで書き込む通常走査はもちろん、表示アレ
イの途中から書き込みを開始し、途中で書き込みを終え
るパーシャル表示も可能となる。

【００７８】この用途としては、例えば、図14に示した
ように表示アレイと異なるアスペクト比を有するフォー
マットの映像を表示する場合が挙げられる。この場合、
図12(b)のようにブランキングデータで表示に使わない
走査領域をパディングする必要があるため、従来のゲー
ト線駆動回路ではダミーの映像、つまりブランキングデ
ータを書き込んでいた。本ゲート駆動回路を用いれば、
ブランキング表示は映像書き込み期間とは別に行えるた
め、第１の実施の形態及び3で述べた複数ライン同時書
き込み、飛び越し走査や、高速データ転送による複数回
走査が帯域に余裕をもって行える。

【００７９】図27を用いてその原理を詳細に説明する。
図27は表示アレイのゲート選択パルスのタイミングチャ
ートであり、2701はフレーム周期、2702は帰線期間、27
03は表示期間で、2704は表示期間内の映像書き込み期
間、2705はインパルス化のためのブランキングデータ書
き込み期間である。図27はn本のゲート線うち、G1からG
i-1までと、Gi+k+1からGnまでをブランキングでパディ
ングする無効領域とし、GiからGi+kまでのkラインを有
効表示領域と設定した例である。ブランキングデータの
書き込みは、同じ黒データでよいため、G1からGi-1、Gi
+k+1からGnを帰線期間2702に同時に選択し、ブランキン
グデータを書き込み、その後、表示期間2703で映像とイ
ンパルス化のブランキングデータを書き込んでいく。

【００８０】図14を参照して、例を挙げると、XGA表示
アレイに1080iの映像を表示する際、無効表示ラインは1
92本、有効表示ラインは576本である。有効表示期間は5
76ラインの書き込みに使うことができるため、XGAの走
査帯域でインパルス表示する場合、2ライン同時書き込
み回数が192回と1ライン書き込み数が192回で実現でき
る。したがって、2ライン書き込みと1ライン書き込みを
交互に行うことで540ラインからなる原映像の384ライン
を再現したインパルス駆動が行える。あるいは1ライン
毎に書き込みを行って、インパルス化することも可能で
ある。そのためには、1フレーム期間に576×2=1052ライ
ンの走査帯域が必要となるが、これはSXGA相当の帯域で
あるため、既存のドレインドライバICのデータ転送帯域
でカバーできる。これと複数ライン同時書き込み、飛び
越し走査と組み合わせて、第３の実施の形態のように1
フレーム期間に4画面走査すれば、動きの多い動画表示
時にフィルタ処理で応答を高速化することも可能であ
る。

【００８１】また第２の実施の形態のように、無効表示
領域のランプを消灯したり、バックライトの点灯制御を
行うことで、動画をさらに高画質化し、発光効率を向上
させ低消費電力化を図ることができる。

【００８２】それらの切り替えに関して述べると、第１
の実施の形態から3と同様、図1のシステム構成図中、複
数回走査データ生成回路102が、制御バス109より外部か
らの表示モードの切り替え指示を受け取り、まず映像を
その表示方法に適した映像に変換する。そして、本実施
の形態の表示方法に関する図28に示すパラメータや第１
の実施の形態の図17、第２の実施の形態の図20のパラメ
ータを前記加工映像に付加して複数回走査タイミング制
御回路103に転送する。制御情報付き映像データを受け
取った複数回走査タイミング生成回路103は、その情報
に基づきゲート駆動回路104及びドレイン駆動回路105さ
らにバックライト駆動回路108を制御するタイミングを
生成する。その結果、映像コンテンツに応じて、インパ
ルス駆動、ホールド駆動を切り替えながら画質を向上さ
せることができる。

【００８３】以下、本発明の第５の実施の形態を説明す
る。

【００８４】1ライン毎の走査で、1フレーム期間に映像
書き込みとブランキング書き込みを行い、インパルス型
の発光特性を得るには、従来の2倍の走査帯域が必要に
なる。例えば、XGAの表示アレイを対象とすると、1フレ
ームのインパルス映像を生成するには、1/2フレーム期
間で768、つまり1フレーム期間では1536ライン走査する
帯域が必要となり、実にUXGA以上のデータ転送帯域に相
当する。

【００８５】第３の実施の形態にて現在入手可能なドレ
インドライバICはかろうじてその帯域で転送可能である
と述べたが、動作マージンが極めて小さい。そこで、現
行ドレインドライバICのデータバス幅で、転送クロック
を上げずに2倍のデータ転送が実現できれば、上記駆動
が可能となる。図29、30、31はそれを可能とするドレイ
ンドライバICの構成を示した図で、ロジック部分のみを
示してある。

【００８６】図29は水平画素データの転送量を半減させ
て、インパルス駆動を実現する例で、表示アレイのドレ
インドライバIC内部で残り半分のデータを補完して作り
出すことが特徴となっている。図29は2画素の転送バス
幅を有する現行のドライバインターフェースをそのまま
維持した構成で、2901は偶数画素データバス、2902は奇
数画素データバス、2903はデータバス幅と等しいデータ
ラッチ回路、2904はマスクロジック、2905はマスク信号
線である。データラッチ回路2903は表示アレイの水平画
素数とRGBの3原色分必要となるため、例えばXGAの表示
アレイの場合で、各ドレインドライバIC内に384個備え
たものを8個用いて、1024×3=3072個用意してある。290
6は同期遅延素子、例えばデータラッチ回路で、2907は
演算回路、2908は演算後のデータバスである。

【００８７】図32は、図29のドレインドライバICが要求
する映像で、図1の複数回走査データ生成回路102が原映
像3201を左半分に圧縮した映像3202を生成し、複数回走
査タイミング制御回路103により、偶数及び奇数画素デ
ータバスへ転送される。転送されるデータはドレインド
ライバIC内部で1ラッチ回路置きに偶数画素データバス2
901と奇数画素データバス2902のいずれかに接続される
ラッチ回路それぞれへ転送され、前記一連のラッチ回路
群のアドレスを選択するアドレス回路（図示せず）によ
り、順次データが格納され、データに応じた階調電圧を
出力し、ドレイン線を駆動する。それによって1フレー
ム期間に映像とブランキング表示を行った映像3203を表
示アレイ上に映し出し、インパルス駆動を可能とする。
本実施の形態では水平ライン2倍のスケーリングを想定
しているが、x倍スケーリング選択可能なようにバス配
線を切り替え可能なように構成してもよい。偶数画素デ
ータバス2901と奇数画素データバス2902のいずれにも接
続されていないラッチ回路は演算回路2903の出力データ
バスに接続されており、演算結果後のデータが格納され
るように構成されている。演算器2907に転送されるデー
タ群は、偶数・奇数データバスそれぞれに転送された画
素データを遅延素子2906により遅延し、この遅延素子内
部に保持された数画素分のデータであり、演算回路2907
と遅延素子群から形成されるFIRフィルタで処理され、
補完データとなる。このように、ドレインドライバIC内
部でスケーリングすることで表示アレイの半分の水平画
素データで水平ラインを生成可能となるため、1フレー
ム期間の半分で映像を表示することが可能となる。さら
に、マスクロジック2904はデータラッチ回路と同じ個数
用意され、それぞれデータラッチ回路内のデータを黒の
ブランキングデータでマスク可能である。マスク信号線
2904は、1フレーム期間の半分で映像を書き込んだ後、
イネーブルすることで、黒データを転送しなくても、残
り半分のブランキング期間に黒データを常に書き込むこ
とができ、この間のデータ転送を省略できる。

【００８８】あるいは、図30のように、ドレインドライ
バIC内にフレームバッファ3001を装備すれば、前記マス
ク期間にバックグラウンドでデータをフレームバッファ
に転送できるため、ドレインドライバIC外部でスケーリ
ングしたデータをそのまま転送する方法であっても、映
像をインパルス表示することができる。両者を組み合わ
せると、ドレインドライバIC内部で部分スケーリング
や、パーシャル表示等、多機能化を図ることもできる。

【００８９】図31は、従来のドレインドライバIC1画素
分のバス幅を2分割して使用可能なモードを付加した例
で、例えば1画素のRGB各データ8ビットバスを4ビットず
つに2つに分割し、4ビット2画素分とすると、2倍の画素
データを転送することになる。1画素RGB各4ビットあれ
ば、2の12乗で4096色再現可能である。もちろんRGB均等
に割り振る必要は必ずしもなく、また論理パレットを用
いてデータを変換してもよい。本実施の形態では均等に
分割する場合について述べる。

【００９０】本実施の形態の特徴は、3101のバス分割マ
ルチプレクサを装備した点である。バス分割マルチプレ
クサ3101は、通常の8ビットバスモードでは、偶数・奇
数画素ラッチ回路と偶数・奇数画素データバスをそれぞ
れ接続するが、本実施の形態で述べるハーフバスモード
では、偶数画素データバスを2分割して、隣り合う偶数
・奇数画素ラッチに接続し、奇数画素データバスを次の
隣り合う偶数・奇数画素ラッチに接続する。この場合、
バス分割マルチプレクサ3101のバスを切り替えるバスス
イッチ（図示せず）と、それと同期してラッチ回路のア
ドレスを選択するアドレス選択回路（図示せず）とが該
当するラッチ回路を選択する必要がある。

【００９１】このような構成を採ると、通常の転送レー
トで2倍の画素データを転送することになるため、1/2フ
レーム期間内に映像を書き込むことができ、残り1/2フ
レーム期間のブランキング期間ではマスクロジック2904
でデータをマスクして黒データを書き込めるため、従来
のドライバデータ転送レートでインパルス駆動を実現で
きる。

【００９２】図33は、ワイドな表示アレイにアスペクト
比の異なる映像を表示するため、図13(b)の表示用に、
左右のブランキング領域を設定可能な表示アレイの構成
を示す。3301はゲート線駆動回路、3302はドレイン線駆
動回路、3303はワイドな表示アレイ、3304はバックライ
ト、3305はバックライト駆動回路である。無効表示領域
用のブランキングデータは黒データで一定であるため、
ドレイン線駆動回路に例えば図29、30、31のようなドレ
インドライバICを用いると、マスクロジック2904でマス
クすればよく、ブランキングデータを転送する必要がな
い。ただし、図29、30、31の構成の場合、マスク信号線
2905は複数本必要となる。このような表示を行う場合に
は、転送の必要ない帯域をインパルス駆動のために割り
当てることができる。

【００９３】例えば、WXGAの表示アレイにXGAの映像を
図13(b)の表示で表示する場合、1280-1024=256画素分の
データ転送が不要となるため、図33の有効表示領域を、
図29、30、31に示したドレインドライバICの帯域確保機
能を用いてインパルス駆動を効率よく行うことができ
る。これらの設定変更は第１の実施の形態で述べたよう
に、図16のようにヘッダに制御情報を付加した映像デー
タとすることで容易に実現できる。

【００９４】本実施の形態では、図29から31のドレイン
ドライバIC用の制御情報として図34のようなパラメータ
を用意した。また、これらと第４の実施の形態のゲート
ドライバを搭載した表示装置を用いれば、1フレーム期
間に4画面走査を行うことができるため、液晶を高速化
するフィルタ処理などでさらに動画を高画質化でき、多
機能な表示装置を構成できる。第１の実施の形態や2と
組み合わせるとさらに効果が大きいことは言うまでもな
い。

【００９５】さらにp-Siを用いたTFTアレイを有する表
示装置であれば、表示媒体が液晶であっても、有機、無
機発光ダイオードであっても、ドライバICをガラス基板
上に構成できるため、狭額縁でかつ精細度が高く、上記
機能を搭載した動画高画質で高機能な表示装置を実現す
ることが可能であり、擬似ホールド型の発光ダイオード
表示素子の場合、バックライトが必要なく、黒レベルが
非常に低いため、ブランキング効果も高いことから、さ
らに鮮明な動画表示を可能とする超薄型ディスプレイを
構成できる。

【００９６】以下、本発明の第６の実施の形態を説明す
る。

【００９７】図35は、書き込む2ラインそれぞれのタイ
ミングをずらし、2ライン飛び越し走査で、1フレームの
半分の期間で映像を書き込み、残り半分で黒のブランキ
ングデータを書き込む際のゲート選択パルスのタイミン
グを示す図である。

【００９８】3501が1フレーム期間、3502が映像書き込
み期間、3503がブランキング期間で、3504が1ラインの
選択期間、3505が前記2ラインに書き込む際のゲート選
択タイミングディレイである。

【００９９】図36は書き込む2ラインに含まれるある画
素に着目した駆動波形で、3606が現ラインのゲート波
形、3607がドレイン波形、3608が現ラインのソース波
形、3609がコモン波形である。

【０１００】3610は次ラインのゲート波形であり、3611
は次ラインのソース波形で、3601、3602、3603、3604は
それぞれフレーム周期、映像書き込み期間、ブランキン
グ期間、ライン選択期間であり、3605はゲート選択パル
スディレイである。

【０１０１】ドレイン波形3607はラインで異なるレベル
を示しているため、現ラインゲート波形3606に期間3605
だけ遅れた次ラインゲート選択パルス波形3610は次のデ
ータ書き込み期間を含むことになる。これは何を意味す
るかというと、次ラインは現データと次データ両方が書
き込まれるため、現ラインとは異なる映像となる。つま
り、次ラインは、現データと次データの中間階調を示す
ような補完ラインとなるため、2ライン同時に同じデー
タを書き込む場合と比較し、画質の劣化具合が低減され
る。

【０１０２】3612、3613は各ラインの光学応答波形を示
しており、3612が現ライン、3613が次ラインのそれであ
る。書き込まれる電圧の違いから、両者は異なる輝度を
発している。なお、本実施例ではノーマリブラックモー
ドの表示アレイを用い、書き込み極性はフレーム内で全
ラインの極性が一致するフレーム反転駆動を前提として
いる。

【０１０３】このように、書き込むゲートのタイミング
を互いにずらし、現ラインデータと次ラインデータの双
方を書き込みませることで、データにはない階調をアナ
ログ的に生成できるため、垂直解像度低下による画質劣
化感を低減する効果がある。

【０１０４】

【発明の効果】本発明によれば、１フレーム期間分の画
像データにブランキングデータを挿入することにより、
１フレーム期間内に画像データとブランキングデータと
を表示するために、動画ぼやけ等に起因する画質劣化を
抑制するという効果を奏する。さらに、本発明によれ
ば、任意の表示素子に１フレーム期間内に画像データと
ブランキングデータとが表示されるようにラインを選択
することにより、ドレインドライバ数の増大を抑制する
ため、構造の大型化・複雑化を抑制するという効果を奏
する。

【図面の簡単な説明】

【図1】本発明の第１の実施の形態の表示装置の構成
図。

【図2】本発明の第１の実施の形態の表示アレイの構成
図。

【図3】本発明の第１の実施の形態における2ライン同時
書き込み、2ライン飛び越し走査時のゲート選択パルス
タイミングチャート。

【図4】本発明の第１の実施の形態における2ライン同時
書き込み、2ライン飛び越し走査時の各信号線駆動波形
と表示素子の光学応答波形。

【図5】本発明の第１の実施の形態の階調電圧生成回路
の構成図。

【図6】本発明の第１の実施の形態における4ライン同時
書き込み、4ライン飛び越し走査時のゲート選択パルス
タイミングチャート。

【図7】本発明の第１の実施の形態における4ライン同時
書き込み、4ライン飛び越し走査時の各信号線駆動波形
と表示素子の光学応答波形。

【図8】本発明の第１の実施の形態における2ライン同時
書き込み、2ライン飛び越し走査時の映像データ生成過
程の概念図。

【図9】本発明の第１の実施の形態における4ライン同時
書き込み、4ライン飛び越し走査時の映像データ生成過
程の概念図。

【図10】表示アレイの解像度とアスペクト比の関係図。

【図11】デジタル放送の映像フォーマットの関係図

【図12】ワイドでない表示アレイにワイドな映像を表示
した場合の模式図。

【図13】ワイドな表示アレイにワイドでない映像を表示
した場合の模式図。

【図14】表示アレイとデジタル放送映像フォーマットの
組み合わせ。

【図15】本発明の第１の実施の形態における無効領域走
査を簡略化するゲート選択パルスタイミングチャート。

【図16】本発明の第１の実施の形態における制御情報付
き映像フォーマットの模式図。

【図17】本発明の第１の第１の実施の形態における制御
パラメータとその値の具体例。

【図18】本発明の第２の実施の形態における2ライン同
時書き込み、2ライン飛び越し走査時のゲート選択パル
スとバックライト点滅タイミングチャート。

【図19】無効表示領域と点灯ランプの対応図。

【図20】本発明の第２の実施の形態における制御パラメ
ータとその値の具体例。

【図21】本発明の第３の実施の形態における1ライン毎
走査時のゲート選択パルスタイミングチャート。

【図22】本発明の第３の実施の形態における1ライン毎
走査時の各信号線駆動波形と液晶の光学応答波形。

【図23】本発明の第３の実施の形態における2ライン同
時書き込み、2ライン飛び越し走査時のゲート選択パル
スタイミングチャート。

【図24】本発明の第３の実施の形態における2ライン同
時書き込み、2ライン飛び越し走査時の各信号線駆動波
形と液晶光学応答波形。

【図25】本発明の第３の実施の形態における制御パラメ
ータとその値の具体例。

【図26】本発明の第４の実施の形態における表示装置の
構成図。

【図27】本発明の第４の実施の形態におけるゲート選択
パルスタイミングチャート。

【図28】本発明の第４の実施の形態における制御パラメ
ータとその値の具体例。

【図29】本発明の第５の実施の形態におけるドレインド
ライバIC構成図。

【図30】本発明の第５の実施の形態におけるドレインド
ライバIC構成図。

【図31】本発明の第５の実施の形態におけるドレインド
ライバIC構成図。

【図32】本発明の第５の実施の形態において、高速デー
タ転送時の映像データ生成過程の概念図。

【図33】本発明の第５の実施の形態における表示装置の
構成図。

【図34】本発明の第５の実施の形態における制御パラメ
ータとその値の具体例。

【図35】本発明の第６の実施の形態におけるゲートパル
スタイミングチャート。

【図36】本発明の第６の実施の形態における連続ライン
に含まれる画素の各駆動波形と光学応答波形。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０９Ｇ 3/20 Ｇ０９Ｇ 3/20 ６６０Ｑ ６６０Ｖ 3/34 3/34 Ｊ Ｆターム(参考） 2H093 NA16 NA22 NA31 NA43 NA51 NC03 NC16 NC29 NC34 ND01 ND23 ND42 5C006 AB01 AB05 AC23 AF59 BB16 BC03 BC16 EA01 FA05 FA51 5C080 AA10 BB05 DD30 EE19 EE21 EE26 FF11 JJ01 JJ02 JJ04

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項1】マトリクス状に配置された複数の表示素子
   を有する表示パネルと、映像データに応じた階調電圧を
   前記表示素子へ供給するドレインドライバと、前記階調
   電圧を供給するための前記表示素子のラインを走査する
   ゲートドライバとを備えた表示装置において、 前記映像の１フレーム期間分の映像データにブランキン
   グデータを挿入するデータ制御回路と、任意の前記表示
   素子に前記１フレーム期間内に前記映像データと前記ブ
   ランキングデータとが表示されるように、前記表示素子
   のラインを走査するためのクロックを生成するタイミン
   グ制御回路とを備えた表示装置。
2. 【請求項2】前記１フレーム期間分の映像データは、イ
   ンターレースのフィールドデータである請求項１に記載
   の表示装置。
3. 【請求項3】前記データ制御回路は、前記１フレーム期
   間分の映像データのサイズをスケーリングし、スケーリ
   ングされた前記映像データに前記ブランキングデータを
   挿入する請求項１に記載の表示装置。
4. 【請求項4】前記データ制御回路は、前記１フレーム期
   間分の映像データの垂直解像度を縮小し、縮小された前
   記映像データに相当する前記ブランキングデータを前記
   映像データに挿入する請求項１に記載の表示装置。
5. 【請求項5】前記データ制御回路は、前記１フレーム期
   間分の映像データのサイズをスケーリングし、スケーリ
   ングされた前記映像データの垂直解像度を縮小し、縮小
   された前記映像データに相当する前記ブランキングデー
   タを前記スケーリングされた映像データに挿入する請求
   項１に記載の表示装置。
6. 【請求項6】前記データ制御回路は、前記1フレーム期間
   分の映像データに、映像表示に有効なデータを付加する
   請求項1に記載の表示装置。
7. 【請求項7】前記データ制御回路は、映像データに異な
   る複数のブランキングデータ挿入方法を有し、前記複数
   の異なる挿入方法を切り替え可能な切り替え手段を有す
   る請求項1記載の表示装置。
8. 【請求項8】前記タイミング制御回路は、前記ドレイン
   ドライバに供給する階調電圧群を異なる複数の系統で有
   し、前記異なる複数系統の階調電圧を選択可能な選択手
   段を有する請求項1記載の表示装置。
9. 【請求項9】前記ゲートドライバは、複数のライン毎に
   前記表示素子アレイのラインを走査する請求項１〜８の
   何れかに記載の表示装置。
10. 【請求項10】前記ブランキングデータの階調は、黒であ
    る請求項１に記載の表示装置。
11. 【請求項11】前記表示パネルを照らす光源と、前記ブラ
    ンキングデータの表示タイミングに応じて、前記表示パ
    ネルが前記光源から受ける光量と前記光源の点灯時間と
    前記光源の消灯時間との少なくとも１つを制御する光源
    制御回路を備えた請求項１に記載の表示装置。
12. 【請求項12】前記光源は、個別に制御可能な複数の光源
    を有する請求項１１に記載の表示装置。
13. 【請求項13】前記ゲートドライバは、1フレーム期間
    に、複数回のゲート選択パルスを出力し、前記複数回の
    ゲート選択パルスのうち、映像データを書き込む第1の
    ゲート選択パルスと、ブランキングデータを書き込む第
    2のゲート選択パルスを出力する請求項1記載の表示装
    置。
14. 【請求項14】前記ゲートドライバは、1フレーム期間
    に、複数回ゲート選択パルスを出力する出力端子と、単
    一回ゲート選択パルスを出力する出力端子とを有するこ
    とを特徴とする請求項1記載の表示装置。
15. 【請求項15】前記ドレインドライバはブランキングデー
    タを生成する請求項1記載の表示装置。