JP2007148054A - 表示装置および表示装置の駆動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】動画に対しても静止画と同様の補正を行って動画時の表示品位の低下を抑える。
【解決手段】フィールド反転駆動方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置において、入力される画像データをフィールドメモリ３１を用いて当該画像データのフィールド周波数の２倍のフィールド周波数の画像データに倍速化し、縦クロストーク補正回路３３において、この倍速化された画像データの単位である２フィールドのうち、１フィールド目の情報を用いて２フィールド目でクロストーク補正を行うことで、動画に対しても静止画と同様の補正を行う。
【選択図】図４

Description

本発明は、表示装置および表示装置の駆動方法に関し、特に電気光学素子を含む画素が行列状に２次元配置されてなるアクティブマトリクス型表示装置および当該表示装置の駆動方法に関する。

電気光学素子を含む画素が行列状に２次元配置されてなる表示装置、例えば電気光学素子として液晶セルを用い、当該液晶セルを含む画素が行列状に２次元配置されてなるアクティブマトリクス型液晶表示装置では、一般的に、液晶に同極性の直流電圧が印加され続けることによって液晶が劣化したり、配向膜に焼き付けが生じたりすることを防止するために、コモン電位ＶＣＯＭを中心に表示信号の極性をある周期で反転させる交流駆動方式が採られている。

図１３は、フィールド周期で表示信号の極性を反転させるフィールド反転駆動方式の説明図である。図１３において、（Ａ）は例えば４行４列の画素配列を、（Ｂ）は当該画素配列の各画素の駆動波形をそれぞれ示している。

このフィールド反転駆動方式の場合、液晶セルをスイッチングする画素トランジスタのリークに起因して発生するいわゆる縦クロストークによって表示品位が低下する問題がある。具体的には、例えばノーマリーホワイト方式の液晶表示装置（液晶への印加電圧が高くなるほど透過率が低くなる液晶表示装置）の場合は、図１４に示すように、灰色を背景にして黒色のウィンドウ表示を行うと、黒色領域０１の垂直走査方向（上下方向）に位置する灰色領域０２，０３の画素が、黒色領域０１の上方領域０２では本来の灰色に対して暗く表示され、黒色領域０１の下方領域０３では本来の灰色に対して明るく表示されるという問題が発生する。

この縦クロストークの問題の発生原因は、フィールド反転駆動によって正極性駆動と負極性駆動がフィールド単位で切り替わることにより、画素のコモン電極、ソース配線、ゲート間における電位が変化し、上方領域０２での画素トランジスタのリーク量（クロストーク量）と下方領域０３での画素トランジスタのリーク量とに差がでることによる。

より具体的に説明すると、画素に対してあるフィールドでは正極性（または、負極性）で書き込みを行い、次のフィールドでは負極性（または、正極性）で書き込みを行うとしたときに、黒色領域０１の書き込みを行う段階で、書き込み行の極性と書き込みが終わった上方領域０２の極性とは同じ負極性であるのに対して、これから書き込む下方領域０３の極性は前フィールドの正極性のままである。

このように、黒色領域０１に書き込もうとする電位に対して、画素が保持している電位の極性が上方領域０２と下方領域０３とで異なることで、上方領域０２と下方領域０３とで画素トランジスタのリーク量に差がでるために、黒色領域０１の上方領域０２では本来の灰色に対して暗く表示され、黒色領域０１の下方領域０３では本来の灰色に対して明るく表示されることになる。

このような縦クロストークによる表示品位の低下に対して、従来は、電位変化に伴って画素電極の電位が変化したとしても、画素電極の電位変化が生じないと仮定した場合のフレーム内の平均電位と一致するように各画素の画像データを補正するようにしていた（例えば、特許文献１参照）。

また、走査線の１ライン分の容量を有するメモリ（ラインメモリ）を使用し、前フィールドの縦１列分の情報の和を格納しておき、このラインメモリに格納された情報を用いて現フィールドの各画素の画像データを補正するようにした技術も知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００５−０７７５０８号公報 特開２０００−３３００９３号公報

しかしながら、特許文献１記載の従来技術では、１画面分の表示データを記憶可能な容量を有する大規模メモリが必要になるという問題がある。一方、特許文献２記載の従来技術では、動画では正しく補正を行うことができず、動画時に補正機能をオフさせることで対処することになるために、動画の表示品位の低下は避けられないことになる。

図１５は、１ライン分の容量を有するラインメモリを使用した場合の動画時に発生する問題を具現化した図である。同図から明らかなように、Ｎ−１フィールド（前フィールド）の画像に対してＮフィールド（現フィールド）の画像が例えば右に１画素分だけ移動していると、ラインメモリに格納された情報を使用してＮフィールドの画像データを補正すると正しく補正されないことになる。

しかも、特許文献１，２記載の各従来技術はいずれも、１Ｈ（Ｈは水平周期）で表示信号の極性を反転させる１Ｈ反転駆動方式を前提として為されたものであるために、フィールド反転駆動方式特有の縦クロストーク、即ち黒色領域０１の上方領域０２と下方領域０３とでクロストーク量が異なる縦クロストークに対応できるものではない。

そこで、本発明は、縦クロストークによる表示品位の低下に対して、１画面分の表示データを記憶可能な容量を有する大規模メモリを用いることなく、動画時の表示品位の低下を抑えることができる液晶表示装置およびその駆動方法を提供することを第１の目的とする。

また、本発明は、フィールド反転駆動方式特有の縦クロストークに対しても、より確実に縦クロストーク補正を行うことが可能な表示装置およびその駆動方法を提供することを第２の目的とする。

上記第１の目的を達成するために、本発明では、電気光学素子を含む画素が行列状に２次元配置されてなり、前記画素の各々に書き込む表示信号の極性をフィールド周期で反転させるフィールド反転駆動方式の表示装置において、入力される表示信号を当該表示信号のフィールド周波数の２倍のフィールド周波数の表示信号に倍速化し、この倍速化された表示信号の単位である２フィールドのうち、１フィールド目の情報を用いて２フィールド目でクロストーク補正を行う構成をとっている。

上記構成の表示装置において、倍速化された表示信号は２フィールドを単位とし、この２フィールドを単位として情報が変化する。換言すれば、単位となる２フィールド間では情報は同じである。したがって、この情報が変化しない２フィールド間でクロストーク補正を行う、具体的には１フィールド目の情報を用いて２フィールド目でクロストーク補正を行うことで、動画に対しても静止画と同様の補正を行うことができる。

上記第２の目的を達成するために、本発明では、クロストーク補正に際して、１フィールド目の画像情報の全行について列ごとに累積された第１の総和輝度情報と、２フィールド目の画像情報のこれから書き込む行の１ライン前（または、これから書き込む行）まで列ごとに累積された第２の総和輝度情報とを保持しておき、これら第１，第２の総和輝度情報を基に補正領域ごとに独立した補正係数を用いて補正演算を行う構成を採っている。

上記クロストーク補正において、第１の総和輝度情報だけでなく、第２の総和輝度情報をも基にして補正演算を行うとともに、補正領域ごとに独立した補正係数を設定できることで、フィールド反転駆動方式特有の縦クロストーク、即ち黒色領域の上方領域と下方領域とでクロストーク量が異なる縦クロストークに対しても、各クロストーク量に応じた補正係数を設定できる。

本発明によれば、動画に対しても静止画と同様の補正を行うことができるために、動画時の表示品位の低下を抑えることができる。また、補正領域ごとに各クロストーク量に応じた補正係数を設定できるために、フィールド反転駆動方式特有の縦クロストークに対しても、より確実に縦クロストーク補正を行うことができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明が適用される表示装置の構成の概略を示すシステム構成図である。ここでは、画素の電気光学素子として液晶セルを用いたアクティブマトリクス型液晶表示装置に適用した場合を例に挙げて説明するものとする。

図１に示すように、本適用例に係るアクティブマトリクス型液晶表示装置１０は、画像を表示する表示パネル（液晶パネル）２０と、当該表示パネル２０を駆動する駆動回路３０とを有する構成となっている。

表示パネル２０は、電気光学素子である液晶セルを含む画素４０が行列状に２次元配置されてなる画素アレイ部２１が形成された透明絶縁基板、例えば第１のガラス基板（図示せず）と第２のガラス基板とが所定の間隙を持って対向配置され、当該間隙内に液晶材料が封止された構成となっている。

画素アレイ部２１には、行列状の画素配列に対して行ごとに走査線２２が、列ごとに信号線２３がそれぞれ配線されている。表示パネル２０（第１のガラス基板）２０上には、画素アレイ部２１に加えて、その周辺駆動回路として例えば２つの垂直駆動回路２４，２５および水平駆動回路２６等が搭載されている。

（画素回路）
図２は、画素４０の回路構成の一例を示す回路図である。図２から明らかなように、画素４０は、画素トランジスタ、例えばＮ型ＴＦＴ(Thin Film Transistor;薄膜トランジスタ)４１と、このＴＦＴ４１のドレイン電極に画素電極が接続された液晶セル４２と、ＴＦＴ４１のドレイン電極に一方の電極が接続された保持容量４３とを有する構成となっている。ここで、液晶セル４２は、画素電極とこれに対向して形成される対向電極との間で発生する液晶容量を意味する。

ＴＦＴ４１はゲート電極が走査線２２に、ソース電極が信号線２３にそれぞれ接続されている。また、例えば、液晶セル４２の対向電極と保持容量４３の他方の電極がコモン線２４に対して各画素共通に接続されている。そして、液晶セル４２の対向電極および保持容量４３の他方の電極には、コモン線２４を介してコモン電位（対向電極電圧）ＶＣＯＭが各画素共通に与えられる。

図１に説明を戻す。２つの垂直駆動回路２４，２５は、画素アレイ部１１を挟んで左右両側に配置されている。なお、ここでは、画素アレイ部１１の左右両側に垂直駆動回路２４，２５を配置するとしたが、１つの垂直駆動回路２４（２５）を画素アレイ部１１の左右の一方側にのみ配置する構成を採ることも可能である。

垂直駆動回路２４，２５は、シフトレジスタやバッファ回路等によって構成され、画素アレイ部２１の各行を順次走査することにより、各画素４０を行単位で選択する。水平駆動回路２６は、例えば、シフトレジスタ、サンプリング回路、バッファ回路等によって構成され、垂直駆動回路２４，２５によって選択された画素行の各画素４０に対して、外部の駆動回路３０から入力される画像データを画素単位で書き込む。

駆動回路３０は、縦クロストークによる表示品位の低下を抑えるために、画像データに対して補正処理を行う補正回路を内蔵している。この補正回路は、２フィールド間で各画素の画像データを補正することによって縦クロストークの補正を行う。本発明では、この縦クロストークの補正回路の具体的な構成について特徴としており、その詳細については後述する。

上記構成のアクティブマトリクス型液晶表示装置１０では、表示信号である画像データの極性を、コモン電位ＶＣＯＭを中心にフィールド周期で反転させるフィールド反転駆動方式を採るものとする。このフィールド反転駆動方式の場合、フリッカ対策として高速駆動化が必要になる。高速駆動化の方法としては、フィールドメモリを使用した倍速駆動方式が一般的に採用されている。

この倍速駆動方式では、周知のように、１垂直期間内で１フィールド分の画像データのフィールドメモリへの書き込みを行いつつ、当該フィールドメモリから１垂直期間内で１フィールド分の画像データを２回読み出すことによって倍速化された画像データを得る処理が行われる。したがって、出力される画像データとしては必ず同じデータが２フィールド分連続することになる。これは言い換えると、動画の場合でも連続する２フィールドでは静止画とみなすことができることを意味する。

以上のことから、倍速駆動化のために使用するフィールドメモリの出力データは最少でも２フィールド単位で変化することになるために、縦クロストークの補正のように２フィールド間で各画素の画像データを補正する場合においては、この変化しない２フィールド間でのみ補正を有効にし、データ変化が起こり得る次フィールド間（フレーム間）では補正を無効にするようにすることで、動画に対しても静止画と同様の画像データの補正を行うことができるために、動画時の表示品位の低下を抑えることができ、かつ縦クロストークの補正にフィールドメモリを必要としなくて済むことになる。

すなわち、本発明は、倍速駆動化の単位となる２フィールド間でのみ補正を有効にし、１フィールド目の情報を用いて２フィールド目で縦クロストーク補正を行うことで、動画に対しても静止画と同様の画像データの補正を行い、動画時の表示品位の低下を抑えることことを特徴としている。以下に、その詳細について具体的に説明する。

先ず、縦クロストークについて考察する。縦クロストークは、例えばノーマリーホワイト方式の液晶表示装置では、先述したように、灰色を背景とする画面中に黒色のウィンドウ（以下、「黒ウィンドウ」と記述する）表示を行う場合にその書き込み行の上下に、ウィンドウの幅で帯状に発生する。

縦クロストークの出方は、次の通りである。
・黒ウィンドウの上側（書き込み行の前）では黒っぽく、下側（書き込み行の前）では白っぽくでる（図１４参照）。
・黒ウィンドウの幅に比例してクロストーク量（画素トランジスタ（図２のＴＦＴ４１）のリーク量）が変化する。
・黒ウィンドウの書き込みレベルに比例してクロストーク量が変化する。
・クロストークのレベルは黒ウィンドウの位置には依存せず、黒信号の量と階調レベルのみに依存する。
・黒ウィンドウが上下に二つある場合に、その間の縦クロストーク量は上側のウィンドウ幅とレベル、下側のウィンドウ幅とレベルで決まる縦クロストーク量との和になる（図３参照）。

上記の縦クロストークの出方からすると、縦クロストークの補正に当たっては、これから信号を書き込もうとする書き込み行の上（スキャン上方）にある行の信号レベルと、下（スキャン下方）にある行の信号レベルの総和に補正量が依存すると言える。この点に鑑みて為されたのが、以下に説明する縦クロストーク補正回路である。

［実施例］
図４は、本発明の一実施例に係る縦クロストーク補正回路を含む駆動回路３０の機能ブロック図である。

図４に示すように、駆動回路３０は、倍速駆動化のために使用するフィールドメモリ３１と、当該フィールドメモリ３１に対する画像データの書き込み／読み出しの制御を行う制御回路３２と、縦クロストークによる表示品位の低下を抑えるために、画像データに対して補正処理を行う縦クロストーク補正回路３３と、表示パネル２０を駆動するドライバ３４とを有する構成となっている。フィールドメモリ３１および制御回路３２は、特許請求の範囲における倍速化手段を構成している。

制御回路３２は、倍速同期信号発生回路３２１とタイミング発生回路３２２とによって構成されている。この制御回路２３２において、倍速同期信号発生回路３２１は、所定周波数、例えば６０Ｈｚの垂直同期信号ＶＳＹＮＣを入力とし、垂直同期信号ＶＳＹＮＣを１／２分周して１２０Ｈｚの垂直同期信号（以下、「倍速同期信号」と記述する）ＶＳを生成する。

制御回路３２は、外部から入力される垂直同期信号ＶＳＹＮＣに同期して１フィールド分のデジタル画像データをフィールドメモリ３１に書き込む一方、倍速同期信号発生回路３２１で生成された倍速同期信号ＶＳに同期してフィールドメモリ３１から１フィールド分の画像データを２回読み出す制御を行う。これにより、フィールドメモリ３１からは、入力される画像データ（表示信号）が当該画像データのフィールド周波数の２倍のフィールド周波数の画像データに倍速化されて出力される。

図５に、倍速化の処理の概念を示す。同図から明らかなように、フィールドメモリ３１から出力される倍速化された画像データは必ず同じデータが２フィールド分連続することになる。ただし、本液晶表示装置１０においては、フィールド反転駆動方式を採用しているために、同じデータが連続する２フィールドの各フィールドで画像データの極性が異なることになる。

制御回路３２において、タイミング発生回路３２２は、倍速同期信号発生回路３２１で生成された１２０Ｈｚの倍速同期信号ＶＳに基づいて、フィールド選択信号ＦＳＰおよび極性指定信号ＦＲＰを発生する。

フィールド選択信号ＦＳＰは、図５に示すように、倍速化された画像データの２フィールドを単位とし、１フィールド目で第１極性、例えば負極性（以下、「“Ｌ”レベル」と記述する）になり、２フィールド目で第２極性、例えば正極性（以下、「“Ｈ”レベル」と記述する）になるパルス信号であり、縦クロストーク補正回路３３に供給される。

このフィールド選択信号ＦＳＰは、“Ｌ”レベルのときは、フィールドメモリ３１から出力される画像データが倍速化された画像データの１フィールド目であることを、“Ｈ”レベルのときは、フィールドメモリ３１から出力される画像データが倍速化された画像データの２フィールド目であることを示す。

極性指定信号ＦＲＰは、図５から明らかなように、フィールド選択信号ＦＳＰと逆極性（逆位相）、即ち倍速化された画像データの２フィールドを単位とし、１フィールド目で“Ｈ”レベルになり、２フィールド目で“Ｌ”レベルになるパルス信号であり、ドライバ３４に供給される。

ドライバ３４は、縦クロストーク補正回路３３から出力されるデジタル画像データをアナログ画像信号に変換処理を行うとともに、極性指定信号ＦＲＰが第１極性（“Ｌ”レベル）のときは負極性のアナログ画像信号として、極性指定信号ＦＲＰが第２極性（“Ｈ”レベル）のときは正極性のアナログ画像信号として表示パネル２０に入力する。

極性指定信号ＦＲＰは、上述したように、倍速化された画像データの１フィールド目で“Ｈ”レベルになり、２フィールド目で“Ｌ”レベルになるパルス信号である。したがって、表示パネル２０に入力されるアナログ画像信号は、倍速化された画像データの１フィールド目で正極性になり、２フィールド目で負極性になる。

縦クロストーク補正回路３３は、加算器３３１、切替えスイッチ３３２、２つのラインメモリ３３３，３３４、補正演算部３３５、データ選択部３３６および動画検出回路３３７を有する構成となっている。

加算器３３１は、フィールドメモリ３１から出力される倍速化された画像データに対して１フィールド目と２フィールド目で異なる加算処理を行う。具体的には、１フィールド目では当該フィールドの画像データの１ライン（行）目の輝度情報（輝度レベルデータ）を、切替えスイッチ３３２を介してラインメモリ３３３に格納し、次のラインからは１ライン前までに列ごとに累積された輝度情報に対して加算を実行してラインメモリ３３３の格納データを更新する動作を１画面に亘って繰り返して実行する。その結果、ラインメモリ３３３には、図６に示すように、１フィールド目の画像データの全ラインについて列ごとに累積された総和輝度情報Ｂ１〜Ｂｎが保持される。

加算器３３１はさらに、２フィールド目では画像データの１ライン目の輝度情報を、切替えスイッチ３３２を介してラインメモリ３３４に格納し、次のラインからは１ライン前までに列ごとに累積された輝度情報に対して加算を実行してラインメモリ３３４の格納データを更新する動作を繰り返して実行する。その結果、ラインメモリ３３４には、図６に示すように、２フィールド目の画像データのこれから書き込むラインの１ライン前（または、これから書き込むライン）まで列ごとに累積された総和輝度情報Ａ１〜Ａｎが保持される。

なお、次フレームの１フィールド目では、ラインメモリ３３４に前フレームの２フィールド目の全ラインについて列ごとに累積された総和輝度情報が保持され、ラインメモリ３３３に次フレームの１フィールド目の書き込もうとしているラインの１ライン前まで列ごとに累積された総和輝度情報が保持されることになる。また、ラインメモリ３３３，３３４は、１２０Ｈｚの倍速同期信号により、保持している輝度情報がクリアされるようになっている。

切替えスイッチ３３２は、制御回路３２から与えられるフィールド選択信号により切り替えられ、フィールド選択信号ＦＳＰが“Ｌ”レベルのときはラインメモリ３３３側を選択し、フィールド選択信号ＦＳＰが“Ｈ”レベルのときはラインメモリ３３４側を選択する。この切替えスイッチ３３２によるラインメモリ３３３／３３４の選択により、上述した加算器３３１による加算処理が可能になる。

補正演算部３３５は、制御回路３２から与えられるフィールド選択信号ＦＳＰが“Ｈ”レベルのときに、フィールドメモリ３１から出力される倍速化された画像データのうち、２フィールド目の画像データに対して、ラインメモリ３３３に保持されている１フィールド目の全ラインについての総和輝度情報と、ラインメモリ３３４に保持されている２フィールド目の書き込もうとしているラインの１ライン前までの総和輝度情報とを用いて縦クロストーク補正のための演算処理を行う。この演算処理の詳細については後述する。

データ選択部３３６は、制御回路３２から与えられるフィールド選択信号ＦＳＰに基づいて、フィールドメモリ３１から出力される倍速化された画像データと補正演算部３３５で補正された画像データとを択一的に出力する。具体的には、フィールド選択信号ＦＳＰが“Ｌ”レベルのときは、フィールドメモリ３１から出力される１フィールド目の画像データをそのまま選択して出力し、フィールド選択信号ＦＳＰが“Ｈ”レベルのときは、補正演算部３３５で補正された２フィールド目の画像データを選択して出力する。

このデータ選択部３３６による選択動作により、画像データに対する縦クロストーク補正は、フィールドメモリ３１から出力される倍速化された画像データの２フィールドに１回、２フィールド目の画像データに対して有効になる。したがって、補正演算を行うフィールド間の画像データは同一であることから、動画に対しても静止画に対して補正を行う場合と同じ補正結果が得られる。

上述したように、フィールド反転駆動方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置１０において、入力される画像データを当該画像データのフィールド周波数の２倍のフィールド周波数の画像データに倍速化し、この倍速化された画像データの単位である２フィールドのうち、１フィールド目の情報を用いて２フィールド目でクロストーク補正を行うことにより、単位となる２フィールド間では画像データが変化しないために、１画面分の表示データを記憶可能な容量を有する大規模メモリを用いなくても、動画に対しても静止画と同様の補正を行うことができる。因みに、フィールドメモリ３１は、倍速化駆動方式を採る従来の表示装置には、倍速化のために備えられているものである。

（動画検出）
動画検出回路３３７は、１フィールド目の画像データの書き込みが終了した時点のラインメモリ３３３，３３４の各保持データを基に、現在書き込んでいる画像データが動画の画像データであるか否かを検出する。

１フィールド目の画像データの書き込みが終了した時点では、ラインメモリ３３３には現フレームの１フィールド目の画像データについて列ごとに累積された総和輝度情報が保持され、ラインメモリ３３４には前フレームの２フィールド目の画像データについて列ごとに累積された総和輝度情報が保持されていることになる。

ラインメモリ３３３，３３４の各総和輝度情報は、静止画の場合には一致し、動画の場合には両総和輝度情報間に差が出ることになる。そこで、動画検出回路３３７では、ラインメモリ３３３，３３４の各総和輝度情報の差分をとり、その差分が０であれば静止画であると判断し、差分が０以外であれば動画であると判断する。

動画検出回路３３７の検出結果（判定結果）は、制御回路３２内のタイミング発生回路３２２に与えられる。タイミング発生回路３２２は、動画検出回路３３７の検出結果を受けて、フィールド選択信号ＦＳＰが倍速化された画像データの１フィールド目で“Ｌ”レベル、２フィールド目で“Ｈ”レベルになるように、当該フィールド選択信号ＦＳＰの極性状態を制御する。

ここで、動画検出回路３３７によって動画検出を行う理由について説明する。システムの立ち上げ時（電源オン時）に、タイミング発生回路３２２で生成されるフィールド選択信号ＦＳＰの極性状態が不定であり、何らの要因によって反転する場合、即ちフィールド選択信号ＦＳＰが１フィールド目で“Ｈ”レベル、２フィールド目で“Ｌ”レベルになる場合がある。フィールド選択信号ＦＳＰの極性が反転すると、倍速化された画像データの２フィールド目に対して縦クロストーク補正を行うことによって動画に対しても静止画と同様の画像データの補正を行う、という所期の目的を達成できないことになる。

そこで、動画検出回路３３７により、フレーム間においてラインメモリ３３３，３３４の各総和輝度情報を基に先ず動画であるか否かの検出を行う。タイミング発生回路３２２は、動画検出回路３３７の検出結果を受けて、動画のときは、フィールド選択信号ＦＳＰが次のフレームの１フィールド目で“Ｌ”レベル、２フィールド目で“Ｈ”レベルになるように、当該フィールド選択信号ＦＳＰの極性状態を制御する。これにより、補正演算部３３５において、フィールド選択信号ＦＳＰに基づいて確実に、倍速化された画像データの２フィールド目に対して補正を行えることになる。

極性指定信号ＦＲＰについてもフィールド選択信号ＦＳＰと同様のことが言える。すなわち、システムの立ち上げ時に、タイミング発生回路３２２で生成される極性指定信号ＦＲＰの極性状態が不定であり、何らの要因によって反転する場合、即ち極性指定信号ＦＲＰが１フィールド目で“Ｌ”レベル、２フィールド目で“Ｈ”レベルになる場合がある。極性指定信号ＦＲＰの極性が反転すると、ドライバ３４から表示パネル２０に入力されるアナログ画像信号の極性が、倍速化された画像データの１フィールド目と２フィールド目で反転する、即ち１フィールド目で負極性になり、２フィールド目で正極性になる。

このように、表示パネル２０に入力されるアナログ画像信号の極性が１フィールド目で負極性になり、２フィールド目で正極性になると、次のような不具合が発生することが本願発明者によって確認されている。

画素が保持している電位の極性によって画素トランジスタのリーク量が異なり、片側の極性のリークが支配的な場合、動画に対する縦クロストーク補正では、補正するフィールドがリークの少ない極性となることがある。これは画素トランジスタ、本例ではＮ型ＴＦＴ２１（図２参照）の特性に起因するものであり、負側の灰色レベルを保持しているときに、さらに負側の黒レベルを書き込むときにリーク量が多くなり、正側の灰色レベルを保持しているときに、さらに正側の黒レベルを書き込むときにリーク量が少なくなることが知られている。

このことから、上記の極性状態、即ち１フィールド目が負極性、２フィールド目が正極性の状態になると、リーク量が少ない２フィールド目でクロストーク補正が行われることになるために、黒ウィンドウの動くフィールドがリーク量の多い１フィールド目になることで、図７に示すように、黒ウィンドウの動く方向前方に縦クロストークを補正しきれない部分が残る。

かかる不具合の発生を未然に防止するために、タイミング発生回路３２２は、外部から垂直同期信号ＶＳＹＮＣが与えられるタイミングでリセット動作を行うことで、極性指定信号ＦＲＰの極性が必ず１フィールド目で“Ｈ”レベル、２フィールド目で“Ｌ”レベルになるように、即ちリーク量が多いフィールドが２フィールド目になるように、極性指定信号ＦＲＰの極性制御を行う構成となっている。

このように、極性指定信号ＦＲＰの極性を必ず１フィールド目で“Ｈ”レベル、２フィールド目で“Ｌ”レベルにし、リーク量が多い極性を２フィールド目にすることで、黒ウィンドウの動く方向前方の縦クロストークに対しても確実に補正を行うことができるために、動画に対して縦クロストーク補正をより確実に行うことができる。

なお、本実施例では、タイミング発生回路３２２で極性指定信号ＦＲＰとは別に生成されるフィールド選択信号ＦＳＰを用いてデータ選択部３３６の制御を行うとしたが、図８に示すように、極性指定信号ＦＲＰの極性を反転手段としてのインバータ３５によって反転し、この極性反転された反転極性指定信号ＦＲＰＸをフィールド選択信号ＦＳＰに代えてデータ選択部３３６の制御を行う信号として用いるようにしても、倍速化された画像データの２フィールド目に対してクロストーク補正を行うことが可能である。

このように、フィールド選択信号ＦＳＰに代えて反転極性指定信号ＦＲＰＸを用いることで、動画検出回路３３７を用いて動画を検出し、フィールド選択信号ＦＳＰの極性状態の制御を行わなくても、極性指定信号ＦＲＰによる極性指定によって２フィールド目に必ず補正を行うことができるため、動画検出回路３３７を省略できる分だけ縦クロストーク補正回路３３の回路構成を簡略化できる利点がある。

（縦クロストーク補正）
続いて、上記構成の縦クロストーク補正回路３３で実行される縦クロストーク補正について、図９のタイミングチャートを参照しつつ説明する。

１２０Ｈｚの倍速同期信号によりラインメモリ３３３，３３４の保持データをクリアした後、フィールドメモリ３１から出力される倍速化された画像データの１フィールド目について、加算器３３１による加算処理を行うことで、全ラインについての縦１列分の輝度レベルデータ（輝度情報）の総和Ａ１〜Ａｎをラインメモリ３３３に水平方向の画素数ｎ分だけ格納する。

次に、フィールドメモリ３１から出力される倍速化された画像データの２フィールド目について、加算器３３１による加算処理を行うことで、これから書き込もうとしているライン（行）の１ライン前（これから書き込もうとしているラインを含む場合もある）までの縦１列分の輝度レベルデータの総和Ｂ１〜Ｂｎをラインメモリ３３４に水平方向の画素数ｎ分だけ格納する。

なお、縦１列分の全ての画像データの総和をとると、非常に膨大なデータ量になるために、加算器３３１に入力される画像データに対して、スレッショルドを持たせて階調レベル（輝度レベル）によって重み付けを行い、その重みを加算することでデータ量を減らすことができる。この場合、輝度レベルデータの総和Ａ１〜Ａｎ，Ｂ１〜Ｂｎとは重みデータの総和となる。

一例として、図１０に示すように、スレッショルドＶＸＴ＿ＴＨ１〜ＶＸＴ＿ＴＨ４を持たせて、データが０００ｈ以上でＶＸＴ＿ＴＨ１未満のとき、即ち黒レベルのときに重みを２、ＶＸＴ＿ＴＨ１以上でＶＸＴ＿ＴＨ２未満のとき、即ち濃い灰色レベルのときに重みを１、ＶＸＴ＿ＴＨ２以上でＶＸＴ＿ＴＨ３未満のとき重みを０、ＶＸＴ＿ＴＨ３以上でＶＸＴ＿ＴＨ４未満のとき、即ち淡い灰色レベルのときに重みを−１、ＶＸＴ＿ＴＨ４以上でＦＦＦｈ未満のとき、即ち白レベルのときに重みを−２とする。

クロストーク量、即ち画素トランジスタ（図２のＴＦＴ４１）のリーク量は、その画素に信号が書き込まれ、当該画素に保持されている期間に信号線２３が保持電圧に対してどの程度変動しているかによって異なる。したがって、縦クロストークに対する補正量は、書き込もうとする画素のスキャン上方の信号レベルの総和と、スキャン下方の信号レベルの総和の差と書き込み電圧によって決まる。

そこで、補正演算部３３５は、ラインメモリ３３３，３３４に保持されている各輝度レベルデータ（輝度重みデータの和）を基に、次式（１）から補正量αを算出する。
α＝ａ＊（Ｂ−Ａ）−ｂ＊Ａ ……（１）

上記（１）式において、ＡはＮフィールドの書き込むラインの１ライン前（これから書き込むラインを含む場合もある）までの輝度重みデータの和、Ｂは（Ｎ−１）フィールドの全ラインについての輝度重みデータの和である。また、ａは黒ウィンドウの上側に出る縦クロストークに対する補正係数（スキャン前方補正係数）、ｂは黒ウィンドウの下側に出る縦クロストークに対する補正係数（スキャン後方補正係数）である。

ここで、黒ウィンドウの上方領域で補正を行うときは、１ライン前までの輝度重みデータの和Ａを０として扱うものとすると、補正量αは黒ウィンドウの上方領域の補正ではα＝ａ＊Ｂとなり、黒ウィンドウの補正ではα＝ａ＊（Ｂ−Ａ）となり、黒ウィンドウの下方領域の補正ではα＝ｂ＊Ａとなる。そして、補正係数ａ，ｂにより、黒ウィンドウの上側と下側で出る極性、発生量が異なる縦クロストークに対して独立に補正量αを設定できる。

一例として、垂直１２×水平１６の画素配列において、図１１（Ａ）に示すように、画像データに対して重み付けを行った場合を考える。図１１（Ａ）において、画像中の数字は重みを表している。このとき、一方のラインメモリ３３４に保持される（Ｎ−１）フィールドの全ラインについての輝度重みの和Ｂは図１１（Ｂ）に示すようになり、他方のラインメモリ３３４に保持されるＮフィールドの書き込もうとしているラインの１ライン前までの輝度重みの和Ａは図１２（Ａ）に示すようになる。

ここで、黒ウィンドウの上側に出る縦クロストークに対する補正係数ａを３、黒ウィンドウの下側に出る縦クロストークに対する補正係数ｂを２に設定すると、垂直１２×水平１６の画素配列における各画素の補正量αは上記式から図１２（Ｂ）に示すようになる。そして、補正演算部３３５は、これから書き込もうとしている２フィールド目の画像データの階調レベルに上記補正量αを重畳することで、縦クロストークの補正を行う。

このように、（Ｎ−１）フィールドの全ラインについての輝度重みデータの和Ｂをラインメモリ３３３／３３４に保持するとともに、Ｎフィールドの書き込むラインの１ライン前（これから書き込むラインを含む場合もある）までの輝度重みデータの和Ａをラインメモリ３３４／３３３に保持しておき、輝度重みデータの和Ｂのみならず、輝度重みデータの和Ａをも用いるとともに、独立した補正係数ａ，ｂを用いて補正処理を行うことで、フィールド反転駆動方式特有の縦クロストーク、即ち黒色領域の上方領域と下方領域とでクロストーク量が異なる縦クロストークに対しても、補正係数ａ，ｂの設定によってそれぞれのクロストーク量に対応した最良の補正処理を実現できる。

なお、本縦クロストークの補正処理においては、倍速化された画像データの２フィールド目に対して補正を行うことから、当然のことながら、１フィールド目に対しては補正が行われないことになる。そこで、補正に当たっては、従来のフィールドごとに補正を行う場合の補正量以上、例えば２倍程度の補正量で補正を行うようにする。このときの補正量については、補正係数ａ，ｂによって設定できる。

このように、２フィールド目での補正に当たって、１フィールド分の補正量以上の補正を行うようにすることで、倍速化された画像データの単位となる２フィールド間で補正量が平均化（積分）されるために、擬似的に１フィールド目に対しても補正を行った場合と同等の効果をすることができる。

なお、上記実施形態では、画素の電気光学素子として液晶セルを用いたアクティブマトリクス型液晶表示装置に適用した場合を例に挙げて説明したが、本発明は液晶表示装置への適用に限られるものではなく、フィールド反転駆動方式を採る表示装置全般に対して適用可能である。

本発明が適用される表示装置の構成の概略を示すシステム構成図である。 画素の回路構成の一例を示す回路図である。 縦クロストークの出方の一例を示す図である。 本発明の一実施例に係る縦クロストーク補正回路を含む駆動回路の機能ブロック図である。 倍速化の処理の概念を示すタイミングチャートである。 ２つのラインメモリに格納されるデータの関係を示す図である。 黒ウィンドウの動く方向前方に縦クロストークを補正しきれない部分が残った状態を示す図である。 本発明の他の実施例に係る縦クロストーク補正回路を含む駆動回路の機能ブロック図である。 縦クロストーク補正の動作説明のためのタイミングチャートである。 画像データに対する階調レベルによる重み付けの説明図である。 縦クロストーク補正の一具体例の説明図（その１）である。 縦クロストーク補正の一具体例の説明図（その２）である。 フィールド周期で表示信号の極性を反転させるフィールド反転駆動方式の説明図である。 灰色を背景にして黒色のウィンドウ表示を行ったときに発生する縦クロストークの様子を示す図である。 １ライン分の容量を有するラインメモリを使用した場合の動画時に発生する問題を具現化した図である。

符号の説明

１０…アクティブマトリクス型液晶表示装置、２０…表示パネル（液晶パネル）、２１…画素アレイ部、２２…走査線、２３…信号線、２４，２５…垂直駆動回路、２６…水平駆動回路、３０…駆動回路、３１…フィールドメモリ、３２…制御回路、３３…縦クロストーク補正回路、３４…ドライバ、４０…画素、４１…ＴＦＴ（画素トランジスタ）、４２…液晶セル、４３…保持容量

Claims (7)

1. 電気光学素子を含む画素が行列状に２次元配置されてなり、前記画素の各々に書き込む表示信号の極性をフィールド周期で反転させるフィールド反転駆動方式の表示装置であって、
   入力される表示信号を当該表示信号のフィールド周波数の２倍のフィールド周波数の表示信号に倍速化する倍速化手段と、
   前記倍速化手段によって倍速化された表示信号の単位である２フィールドのうち、１フィールド目の情報を用いて２フィールド目でクロストーク補正を行うクロストーク補正手段と
   を備えたことを特徴とする表示装置。
2. 前記クロストーク補正手段は、
   １フィールド目の画像情報の全行について列ごとに累積された総和輝度情報を保持する第１のラインメモリと、
   ２フィールド目の画像情報のこれから書き込む行の１ライン前（または、これから書き込む行）まで列ごとに累積された総和輝度情報を保持する第２のラインメモリと、
   前記第１，第２のラインメモリの各保持情報を基に補正領域ごとに独立した補正係数を用いて補正演算を行う演算手段とを有する
   ことを特徴とする請求項１記載の表示装置。
3. １フィールド目の画像情報の書き込みが終了した時点の前記第１，第２のラインメモリの各保持情報を基に、現在書き込んでいる画像情報が動画の画像情報であるか否かを検出する動画検出手段と、
   前記動画検出手段が動画を検出したときに、第１極性で前記倍速化された１フィールド目の表示信号を選択し、第２極性で前記クロストーク補正手段で補正された２フィールド目の表示信号を選択するフィールド選択信号を発生するタイミング発生手段とを有する
   ことを特徴とする請求項１記載の表示装置。
4. システムの立ち上げ時に、前記倍速化された表示信号の１フィールド目で第２極性に、２フィールド目に第１極性となる極性指定信号を発生するタイミング発生手段を有し、
   前記極性指定信号は、第１極性のときは負極性の表示信号を、第２極性のときは正極性の表示信号を前記画素の各々に供給するように極性制御を行う
   ことを特徴とする請求項１記載の表示装置。
5. 前記極性指定信号の極性を反転する反転手段を有し、
   前記反転手段によって極性反転された反転極性指定信号の第１極性で前記倍速化された１フィールド目の表示信号を選択し、第２極性で前記クロストーク補正手段で補正された２フィールド目の表示信号を選択する
   ことを特徴とする請求項４記載の表示装置。
6. 電気光学素子を含む画素が行列状に２次元配置されてなり、前記画素の各々に書き込む表示信号の極性をフィールド周期で反転させるフィールド反転駆動方式の表示装置の駆動方法であって、
   入力される表示信号を当該表示信号のフィールド周波数の２倍のフィールド周波数の表示信号に倍速化し、
   この倍速化された表示信号の単位である２フィールドのうち、１フィールド目の情報を用いて２フィールド目でクロストーク補正を行う
   ことを特徴とする表示装置の駆動方法。
7. 前記クロストーク補正では、１フィールド目の画像情報の全行について列ごとに累積された第１の総和輝度情報と、２フィールド目の画像情報のこれから書き込む行の１ライン前（または、これから書き込む行）まで列ごとに累積された第２の総和輝度情報とを保持しておき、
   前記第１，第２の総和輝度情報を基に補正領域ごとに独立した補正係数を用いて補正演算を行う
   ことを特徴とする請求項６記載の表示装置の駆動方法。
   

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