JP2014211536A - 表示装置および表示方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図2は、酸化物半導体液晶表示パネルを1Hzのリフレッシュレートで駆動した時の、各階調のフリッカ率を示すグラフである。フリッカ率は、フリッカの視認されやすさを表し、その値が大きいほどフリッカが視認されやすい。例えば、フリッカ率1.5%がフリッカが視認されやすいか否かの1つの基準になる。低リフレッシュレートで駆動した場合に、フリッカが生じやすいか否かは、表示する画像の階調に依存する。図2では、最小の階調(黒)が0、最大の階調(白)が255である。なお、フリッカの視認されやすさは、画面の大きさおよび製造工程によっても異なる。パネル1はパネル2に比べて大型の液晶表示パネルである。パネル1とパネル2とは製造工程も異なる。
図1は、本発明に係る一実施形態の表示装置の構成を示すブロック図である。表示装置1は、表示部10と、表示駆動部20と、ホスト制御部30(制御装置)とを備えている。
ホスト制御部30は、画面更新検知部31(更新検知部)、CPU32、ホストメモリ33、ホストTG34(ホストタイミングジェネレータ)、画像判定部35、表示方式切替部36、およびガンマ補正部37を備えている。ホスト制御部30は、例えば基板上に形成された制御回路で構成される。
表示駆動部20は、例えば、表示部10のガラス基板にCOG(Chip on Glass)実装された、いわゆるCOGドライバであり、上記画面に、表示データに基づく表示を行わせるように、表示部10を駆動する。表示駆動部20は、メモリ21、TG22(タイミングジェネレータ)、およびソースドライバ23(画素書込部)を備える。
図3は、表示装置1において静止画を表示するときのタイミングチャートである。図3は、静止画像Aと静止画像Bとが順に表示される場合を示す。画像Aは、第2範囲(階調20〜階調80)の階調の画素の割合が第1閾値(30%)より小さく、フリッカを視認させやすい特徴を有しない画像である。画像Bは、第2範囲の階調の画素の割合が第1閾値以上であり、フリッカを視認させやすい特徴を有する画像である。そのため、画像Aはカラム反転駆動によって表示が行われ、画像Bはドット反転駆動によって表示が行われる。
図5は、ホスト制御部30が表示方式を決定するフローチャートを示す図である。画面更新検知部31が表示の更新(画像の内容の変化)を検知する毎に、図5のフローが実行される。
図6は、カラム反転駆動における表示部10の状態を示す図である。図7は、ドット反転駆動における表示部10の状態を示す図である。表示部10は、R(赤)、G(緑)、B(青)の3色にそれぞれ対応する画素PIXを有する。各絵素PEは、RGBの3つの画素PIXを含む。各画素PIXの画素電極は、液晶を挟んで共通電極(図示せず)に対向している。各画素PIXは、TFTの半導体層として酸化物半導体が用いられているTFTを有する。図6、図7における「+」および「−」は、画素PIXに書き込まれる電位の極性を示している。ここで電位の極性は、共通電極の電位を基準(0V)として考える。ソース信号線SLは、画素列に沿って配置されており、画素PIXにソース信号を供給する。走査信号線GLは、画素行に沿って配置されており、画素PIXのTFTの導通/非導通を制御する。なお、絵素PE2は、絵素PE1に対して列方向に隣接する絵素である。絵素PE1に含まれるR画素を画素PIX1、絵素PE2に含まれるR画素を画素PIX2とする。ソースドライバ23は、(ガンマ補正後の)デジタル階調の表示データから各階調に対応する電位のソース信号を生成し、ソース信号をソース信号線SLに供給する。このとき、ソースドライバ23は、カラム反転駆動かドット反転駆動かに応じて、ソース信号の電位の極性を設定する。
本実施形態のガンマ補正について、さらに詳細に説明する。ガンマ補正部37は、カラム反転駆動であるかドット反転駆動であるかに応じて、異なるガンマ補正を行う。
本実施形態の表示装置1によれば、静止画の表示において、フリッカが視認されやすい画像を表示する場合に、表示方式をドット反転駆動にすることによりフリッカが視認されることを防止することができる。また、静止画の表示において、フリッカが視認されにくい画像を表示する場合に、表示方式をカラム反転駆動にすることにより消費電力を低減することができる。そして、表示装置1は、動画を表示する場合は、動画の更新頻度に合わせたリフレッシュレートで表示を行い、静止画を表示する場合は、より低いリフレッシュレート(例えば10Hz以下)で表示を行う。それゆえ、表示装置1は、表示品位を高く保ちつつ消費電力を低減することができる。
なお1つの絵素にはRGBの画素が含まれる。上記の例では、画像判定部35は、画素の色(RGB)に関係なく、画像における第2範囲の階調である画素の割合を判定する。
本発明のさらに他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上述の実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。本実施形態では、画像判定部および表示方式切替部が、ホスト制御部以外の基板に設けられている。また、本実施形態では、フリッカの視認防止のため、ドット反転駆動の代わりに、画像処理を用いた擬似ドット反転技術によって表示を行う。
図10は、本実施形態の表示装置の構成を示すブロック図である。表示装置2は、表示部10と、表示駆動部40と、表示制御部50(制御装置)と、ホスト制御部60とを備える。
ホスト制御部60は、画面更新検知部61、CPU62、ホストメモリ33、およびホストTG34を備える。
表示制御部50は、画像処理部51、画像判定部52、表示方式切替部53、メモリ21、およびTG22を備える。
なお、画像処理部51は、擬似ドット反転処理に先立って色彩調整等の他の画像処理を行うこともできる。また、画像処理部51は、擬似ドット反転処理の後に、所定の(カラム反転駆動用の)ガンマ補正を行う。画像処理部51は、画像処理された表示データをメモリ21に書き込む。
図12は、第1表示方式(擬似ドット反転処理なし)における表示部10の状態を示す図である。図13は、第2表示方式(擬似ドット反転処理有り)における表示部10の状態を示す図である。絵素PE2は、絵素PE1に対して列方向に隣接する絵素である。絵素PE3は、絵素PE1に対して行方向に隣接する絵素である。絵素PE4は、絵素PE3に対して列方向に隣接する絵素である。絵素PE1に含まれるR画素を画素PIX1、絵素PE2に含まれるR画素を画素PIX2、絵素PE3に含まれるR画素を画素PIX3、絵素PE4に含まれるR画素を画素PIX4とする。本実施形態では、表示方式に関わらずカラム反転駆動によって表示が行われる。
このように、画像処理部51は、表示データにおける第2範囲(階調20から80の範囲)である複数の画素の階調を、第2範囲外の明るい階調(階調81から255)および暗い階調(階調0から19)に変換する。これにより、フリッカを視認させやすい第2範囲の階調の画素の数を少なくすることができる。また、階調を変換した領域の平均輝度は、変換前の平均輝度と同じである。そのため、利用者には第2表示方式で表示を行っても第1表示方式と同じ画像を表示しているように見える。それゆえ、表示装置2は、画像の表示品位を保ちながら、フリッカが視認されるのを防止することができる。
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上述の実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。本実施形態では、表示装置のブロック構成は実施形態1または2と同じであるが、表示方式の決定フローが上述の実施形態とは異なる。ここで説明する表示方式の決定フローは、実施形態1および2のいずれにも適用可能である。
図14は、本実施形態において表示方式を決定するフローチャートを示す図である。画面更新検知部31・61(図1または図10)が表示の更新(画像の内容の変化)を検知する毎に、図14のフローが実行される。
図15の(a)および(b)は、表示装置の画面に表示される画像(静止画)の例を示す図である。これらの画像F、Gでは、白地の背景の中に、ユーザが選択するためのYesボタンおよびNoボタンが配置されている。白地の背景には例えば黒色の文字が描かれる。画像Fでは、ボタン領域は一定の階調30であり、画像Gでは、ボタン領域は一定の階調70である。画像Fにおいて、階調30のボタン領域は全体の18%の割合を占め、画像Gにおいて、階調70のボタン領域は全体の18%の割合を占める。すなわち、画像F、Gにおいて、白地の背景および黒色の文字からなる階調0から5および階調200から255の領域(背景領域)は、全体の80%以上を占める。
本発明のさらに他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上述の実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。本実施形態では、表示装置のブロック構成は実施形態1または2と同じである。ここで説明する画像判定方法は、実施形態1および2のいずれにも適用可能である。
実施形態1では画像全体における所定の範囲の階調である画素の割合を求めたが、画像の一部の領域において所定の範囲の階調である画素の割合を求めてもよい。
画像判定部35・52は、画像の複数の領域について、所定の範囲の階調である画素の割合を求めてもよい。
画像の中に所定のパターンにマッチする領域があるかを判定することにより、その画像がフリッカが生じやすい領域を有するかを判定することもできる。
上述した画像判定方法の他にも、画像判定部は、画像の中に所定のパターン(例えばストライプ模様)が存在する場合に、該画像はフリッカを視認させやすい特徴を有すると判定してもよい。飽和階調の画素は時間経過による電位の変動が小さいため、飽和階調(最高階調または最低階調)の画素に中間階調の画素が隣接しているとフリッカが視認されやすくなる。画像がこのような所定のパターンを有する場合に、第2表示方式によって表示を行い、フリッカの視認を防止することができる。
本発明のさらに他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上述の実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。本実施形態では、画像判定部、表示方式切替部、および画像処理部が、COGドライバである表示駆動部に設けられている。
図20は、本実施形態の表示装置の構成を示すブロック図である。表示装置3は、表示部10と、表示駆動部70(制御装置)と、ホスト制御部60とを備える。ホスト制御部60の構成は、実施形態2と同様である。ホスト制御部60は、表示の更新が必要な時のみ、更新される画像の表示データを表示駆動部70に転送する。
本発明の態様1に係る表示装置(1、2、3)は、第1絵素(PE1)においてある色を表示する第1画素(PIX1)と、上記第1絵素に隣接する第2絵素(PE2)において上記色を表示する第2画素(PIX2)とを含む表示パネル(10)と、ある期間における表示データが示す画像がフリッカを視認させやすい特徴を有する画像(フリッカ画像)であるか否かを判定する画像判定部(35、52)と、上記期間における画像はフリッカを視認させやすい特徴を有しないと判定された場合、該期間において第1表示方式で該画像の表示を行う一方、上記期間における画像はフリッカを視認させやすい特徴を有すると判定された場合、該期間において第2表示方式で該画像の表示を行うように、表示方式を切り替える表示方式切替部(36、53)と、上記第1表示方式では、上記第1画素に対応する上記表示データの階調と上記第2画素に対応する上記表示データの階調とが同じである場合、上記第1画素および上記第2画素に同じ電位を書き込む一方、上記第2表示方式では、上記第1画素に対応する上記表示データの階調と上記第2画素に対応する上記表示データの階調とが同じである場合であっても、上記第1画素および上記第2画素に異なる電位を書き込む画素書込部(ソースドライバ23)とを備える。
10 表示部(表示パネル)
20、40、70 表示駆動部(制御装置)
23 ソースドライバ(画素書込部)
30、60 ホスト制御部(制御装置)
31、61 画面更新検知部(更新検知部)
35、52 画像判定部(領域指定部)
36、53 表示方式切替部
37 ガンマ補正部
50 表示制御部(制御装置)
51 画像処理部
PIX1 第1画素
PIX2 第2画素
PE1 第1絵素
PE2 第2絵素
Claims (14)
- 第1絵素においてある色を表示する第1画素と、上記第1絵素に隣接する第2絵素において上記色を表示する第2画素とを含む表示パネルと、
ある期間における表示データが示す画像がフリッカを視認させやすい特徴を有する画像であるか否かを判定する画像判定部と、
上記期間における画像はフリッカを視認させやすい特徴を有しないと判定された場合、該期間において第1表示方式で該画像の表示を行う一方、上記期間における画像はフリッカを視認させやすい特徴を有すると判定された場合、該期間において第2表示方式で該画像の表示を行うように、表示方式を切り替える表示方式切替部と、
上記第1表示方式では、上記第1画素に対応する上記表示データの階調と上記第2画素に対応する上記表示データの階調とが同じである場合、上記第1画素および上記第2画素に同じ電位を書き込む一方、上記第2表示方式では、上記第1画素に対応する上記表示データの階調と上記第2画素に対応する上記表示データの階調とが同じである場合であっても、上記第1画素および上記第2画素に異なる電位を書き込む画素書込部とを備えることを特徴とする表示装置。 - 上記第1絵素と上記第2絵素とは、列方向に隣接し、
上記画素書込部は、上記第1表示方式ではカラム反転駆動によって表示を行い、上記第2表示方式ではドット反転駆動によって表示を行い、
上記表示方式切替部は、上記画像判定部の判定結果に応じて上記画素書込部の表示方式をカラム反転駆動とドット反転駆動との間で切り替えることを特徴とする請求項1に記載の表示装置。 - 上記第1画素に対応する階調が、中間階調の中の第1範囲の階調である場合、上記第1表示方式において上記画素書込部が上記第1画素に書き込む電位と、上記第2表示方式において上記画素書込部が上記第1画素に書き込む電位とは、同極性であり、かつ異なる大きさであることを特徴とする請求項2に記載の表示装置。
- 上記第1表示方式と上記第2表示方式とで、上記表示データに対して異なるパラメータを用いてガンマ補正を行うガンマ補正部を備えることを特徴とする請求項2または3に記載の表示装置。
- 上記ガンマ補正部は、上記第1表示方式における階調−輝度特性と、上記第2表示方式における階調−輝度特性とが同じになるように、ガンマ補正を行うことを特徴とする請求項4に記載の表示装置。
- 上記第1画素に対応する上記表示データの階調と上記第2画素に対応する上記表示データの階調とが中間階調の中の第2範囲の階調である場合、上記第2表示方式では、上記第1画素に対応する階調を高く変換し、上記第2画素に対応する階調を低く変換するように、画像処理を行う画像処理部を備えることを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
- 上記画像処理部は、上記第1表示方式では上記画像処理を行わないことを特徴とする請求項6に記載の表示装置。
- 上記第1画素に対応する上記表示データの階調と上記第2画素に対応する上記表示データの階調とが同じである場合、上記画像処理部は、上記第2表示方式における上記第1画素および上記第2画素の平均輝度が、上記第1表示方式における上記第1画素の輝度と同じになるように、上記画像処理を行うことを特徴とする請求項7に記載の表示装置。
- 上記第2表示方式では、上記画像処理部は、
上記色を表示する複数の画素に対応する上記表示データの階調が、同じでありかつ上記第2範囲の階調であるような、所定の大きさ以上の領域を検出し、
上記変換によって階調が高くなる画素と上記変換によって階調が低くなる画素とが市松模様に並ぶように、上記画像における該領域に対して上記画像処理を行うことを特徴とする請求項6から8のいずれか一項に記載の表示装置。 - 上記画像処理部は、上記第2表示方式における上記変換によって階調が高くなる上記画素および上記変換によって階調が低くなる上記画素の平均輝度が、上記第1表示方式における上記領域の画素の輝度と同じになるように、上記画像処理を行うことを特徴とする請求項9に記載の表示装置。
- 上記第2表示方式においては、上記画像処理部は、変換後の上記第1画素に対応する階調と変換後の上記第2画素に対応する階調とが上記第2範囲外の階調になるように、上記画像処理を行うことを特徴とする請求項6から10のいずれか一項に記載の表示装置。
- 上記画素書込部は、上記表示データが示す画像の内容が変化したタイミング、および、上記第1画素および上記第2画素に電位を書き込んでから所定期間が経過したタイミングのいずれか早いタイミングで、表示の更新を行い、
上記所定期間は、動画を表示するときの表示更新間隔よりも長いことを特徴とする請求項1から11のいずれか一項に記載の表示装置。 - 上記画像判定部は、上記画像の所定の領域における、中間階調の中の第2範囲の階調である画素の割合が第1閾値以上であるか否かに応じて、上記期間における画像がフリッカを視認させやすい特徴を有するか否かを判定することを特徴とする請求項1から12のいずれか一項に記載の表示装置。
- 表示装置の表示方法であって、
上記表示装置は、第1絵素においてある色を表示する第1画素と、上記第1絵素に隣接する第2絵素において上記色を表示する第2画素とを含む表示パネルを備え、
ある期間における表示データが示す画像がフリッカを視認させやすい特徴を有する画像であるか否かを判定する画像判定ステップと、
上記期間における画像はフリッカを視認させやすい特徴を有しないと判定された場合、該期間において第1表示方式で該画像の表示を行う一方、上記期間における画像はフリッカを視認させやすい特徴を有すると判定された場合、該期間において第2表示方式で該画像の表示を行うように、表示方式を切り替える表示方式切替ステップと、
上記第1表示方式では、上記第1画素に対応する上記表示データの階調と上記第2画素に対応する上記表示データの階調とが同じである場合、上記第1画素および上記第2画素に同じ電位を書き込む一方、上記第2表示方式では、上記第1画素に対応する上記表示データの階調と上記第2画素に対応する上記表示データの階調とが同じである場合であっても、上記第1画素および上記第2画素に異なる電位を書き込む画素書込ステップとを含むことを特徴とする表示方法。
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