WO2014080828A1 - 表示装置および電子機器 - Google Patents

Abstract

　液晶パネル（６）と、画像データの更新頻度に基づいて、液晶ドライバ（７）を、第１の駆動周波数で駆動させる第１のモードと、上記第１の駆動周波数より低い第２の駆動周波数で駆動させる第２のモードと、を備えた画像最適化回路（４）と、を備えているので、画像データの伝送路に制限がある場合に用いることができるとともに、低消費電力化と高解像度の画像データを最適に表示できる表示装置を実現できる。

Description

表示装置および電子機器

　本発明は、低消費電力化とともに、高解像度の表示を実現できる表示装置および電子機器に関するものである。

　近年、携帯電話・タブレットＰＣを始めとするモバイル端末分野においては、ＣＰＵの動作周波数の向上などによる消費電力の増大が問題となっている。そして、これらのモバイル端末に搭載されるディスプレイ（液晶表示装置）は、ＨＤ（Ｈｉｇｈ　Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ）以上の高解像度を有する物が主流となってきており、表示を行う際における消費電力も、今後ますます増加する傾向を見せるものと予想される。

　そこで、ディスプレイ技術として、消費電力を低減しつつ高解像度の表示を行う技術が、注目されるようになっている。

　液晶表示装置における消費電力は、基本的にその駆動周波数に依存するため、消費電力を低減するためには、駆動周波数を低く設定することが有効な手段として知られている。

　表示装置分野において、最も一般的によく用いられている液晶表示装置においては、従来、液晶パネルを駆動するスイッチング素子として、ＣＧＳ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　Ｇｒａｉｎ　Ｓｉｌｉｃｏｎ）やａ－Ｓｉ（ａｍｏｒｐｈｏｕｓ　ｓｉｌｉｃｏｎ）により形成される半導体層を備えた薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を用いたものが主流であった。

　このような液晶表示装置は、通常６０Ｈｚで駆動されるが、その消費電力を低減するために６０Ｈｚ未満の駆動周波数で駆動すると、リフレッシュ頻度が下がり、その分、上記ＴＦＴのＯＦＦ期間が長くなり、画素電極の電圧を略一定に維持する必要がある期間が長くなる。

　しかしながら、このようなＣＧＳやａ－Ｓｉにより形成される半導体層を備えたＴＦＴは、ＯＦＦ時におけるリーク電流量が比較的大きく、ＯＦＦ時において所定期間以上、画素電極の電圧を略一定に維持することができず、画素電極の電圧低下が生じてしまう。

　このため、ＣＧＳやａ－Ｓｉにより形成される半導体層を備えたＴＦＴを用いる場合であって、ＯＦＦ期間を所定期間以上に設定した場合には、輝度の低下やフリッカーの増大が生じてしまい、表示品位の劣化を招いてしまう。

　これに対し、近年、注目されている半導体層がＩｎ（インジウム）、Ｇａ（ガリウム）、Ｚｎ（亜鉛）から選択される少なくとも一つの元素を含む酸化物層、例えばＩｎＧａＺｎＯｘなどの酸化物半導体層を用いて形成されたＴＦＴは、上述したＣＧＳやａ－Ｓｉによって形成されたＴＦＴに比べ、ＯＦＦ時におけるリーク電流量が格段と小さい。

　したがって、このような酸化物半導体層を用いて形成されたＴＦＴにおいては、ＯＦＦ時に画素から電荷が抜けにくいので、６０Ｈｚ未満の周波数で駆動しても、表示品位の劣化は起こらない。

　以上のように、酸化物半導体層を備えたＴＦＴを有する液晶パネル（以後、酸化物半導体液晶パネルと呼ぶ）では、その駆動周波数を低下させて駆動することが可能であることから、ＣＧＳやａ－Ｓｉによって形成されたＴＦＴを有する液晶パネルよりその消費電力を低減することが可能である。

　この他にも、上記酸化物半導体液晶パネルに備えられた酸化物半導体を用いたＴＦＴは、ＯＮ状態での電子移動度がＣＧＳやａ－Ｓｉを用いたＴＦＴより高い。このため、各画素にＴＦＴをより小さく形成することができ、酸化物半導体液晶パネルの開口率および透過率を高めることができる。

　このような液晶パネル特性を利用すれば、バックライトの電力を削減することが可能となるので、従来と同じ輝度を維持しながらも、液晶表示装置として、低消費電力化を実現することができる。または、輝度を低下させずに従来の解像度より高い液晶パネルを作製することが可能となる。

　以上から、上記酸化物半導体液晶パネルは、低消費電力化を追求するディスプレイ（液晶表示装置）分野において、益々、重要視されるものと考えられる。

　一方、高解像度画像データを、伝送路を介して伝送する方法についても、従来から多数の工夫がなされている。

　例えば、画像データの単位時間当たりの伝送可能容量を増大させるために、伝送路を増設するなどして伝送路の表面積を増大させたり、データ伝送周波数を高めることなどがなされている。

　このように、伝送路の表面積が広くなれば一回の伝送で多くの画像データを伝送することができる。一方、データ伝送周波数を高めれば単位時間当たりのデータ伝送量を増加させることができる。

　しかし、このような方法を用いると、モバイル端末などにおいては、その額縁サイズや消費電力の増加を招いてしまう。

　また、特許文献１、２および３には、画像データを高速伝送する方法について開示されているが、何れの方法も、その消費電力、実装面積の増大が懸念される。

日本国公開特許公報「特開２００９－８９２０９号公報（２００９年４月２３日公開）」 日本国公開特許公報「特開２００８－９７００５号公報（２００８年４月２４日公開）」 日本国公開特許公報「特開平１１－２４２４６３号公報（１９９９年９月７日公開）」

　そこで、表示パネルを用いて、表示する画像が動画像か静止画像かによって、その駆動周波数を切り替えて表示する駆動方式が提案されており、例えば、酸化物半導体液晶パネルを用いて、表示する画像が動画像か静止画像かによって、通常駆動（６０Ｈｚ）と休止駆動（１Ｈｚ）とを切り替えて表示する駆動方法が提案されている。

　しかし、この駆動方法は、画像データの伝送路に制限がない場合、すなわち、画像データのサイズが比較的小さい場合や画像データの伝送路の表面積が比較的大きい場合のように、１フレーム期間の間にフルサイズの画像データを画像データの伝送路を介して、伝送できる場合は容易に用いることができるが、画像データのサイズが、１フレーム期間内に上記伝送路を介して伝送可能なサイズを上回る場合には、容易に用いることができない。

　本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、画像データの伝送路に制限がある場合に用いることができるとともに、低消費電力化と高解像度の画像データを最適に表示できる表示装置および電子機器を提供することを目的とする。

　本発明の表示装置は、上記の課題を解決するために、複数のアクティブ素子を備えた表示パネルと、上記表示パネルの走査信号線およびデータ信号線を駆動する駆動回路と、上記駆動回路に画像データおよび制御信号を供給する画像処理回路部と、を備えた表示装置であって、上記画像処理回路部には、上記画像データの更新頻度に基づいて、上記駆動回路を、第１の駆動周波数で駆動させる第１のモードと、上記第１の駆動周波数より低い第２の駆動周波数で駆動させる第２のモードと、を備えた画像最適化回路が備えられており、上記画像最適化回路においては、上記駆動回路が上記第１のモードで駆動される際に、上記画像処理回路部と上記駆動回路との間の伝送路を介して伝送される画像データ量が、１フレーム期間あたりの伝送可能容量を超える場合、上記第１のモードで駆動される際の１フレーム期間内に、上記画像データを、上記伝送路を介して伝送できるように、上記画像データのデータ量を減らす第１の画像データ処理がなされ、上記駆動回路においては、上記画像最適化回路から伝送される画像復元制御信号に基づいて、上記第１の画像データ処理された画像データを復元表示させるための第２の画像データ処理がなされ、上記駆動回路が上記第２のモードで駆動される場合には、上記画像最適化回路においては、上記第２のモードで駆動される際の１フレーム期間内に、上記画像データを、上記伝送路を介して伝送できるように、上記駆動回路を上記第２の駆動周波数で駆動するための制御信号が出力されることを特徴としている。

　本発明の表示装置は、以上のように、上記画像処理回路部には、上記画像データの更新頻度に基づいて、上記駆動回路を、第１の駆動周波数で駆動させる第１のモードと、上記第１の駆動周波数より低い第２の駆動周波数で駆動させる第２のモードと、を備えた画像最適化回路が備えられており、上記画像最適化回路には、上記駆動回路が上記第１のモードで駆動される際に、上記画像処理回路部と上記駆動回路との間の伝送路を介して伝送される画像データ量が、１フレーム期間あたりの伝送可能容量を超える場合、上記第１のモードで駆動される際の１フレーム期間内に、上記画像データを、上記伝送路を介して伝送できるように、上記画像データのデータ量を減らす第１の画像データ処理がなされ、上記駆動回路においては、上記画像最適化回路から伝送される画像復元制御信号に基づいて、上記第１の画像データ処理された画像データを復元表示させるための第２の画像データ処理がなされ、上記駆動回路が上記第２のモードで駆動される場合には、上記画像最適化回路においては、上記第２のモードで駆動される際の１フレーム期間内に、上記画像データを、上記伝送路を介して伝送できるように、上記駆動回路を上記第２の駆動周波数で駆動するための制御信号が出力される構成である。

　それゆえ、画像データの伝送路に制限がある場合に用いることができるとともに、低消費電力化と高解像度の画像データを最適に表示できる表示装置および電子機器を実現することができる。

本発明の一実施の形態の液晶表示装置の概略的なシステム構成を示す図である。 本発明の一実施の形態の液晶表示装置に備えられた画像最適化回路において、行われる画像処理の一例と、液晶ドライバにおいて、行われる画像処理の一例と、を示す図である。 本発明の一実施の形態の液晶表示装置の動作例を説明するための図である。 本発明の他の一実施の形態の液晶表示装置の概略的なシステム構成を示す図である。 本発明の他の一実施の形態の液晶表示装置において、用いられている極性反転駆動方式を説明するための図である。 駆動モードＡと駆動モードＢとで液晶パネルが駆動される場合において、同じγ補正パラメータ（補正パラメータＡ）を適用した場合に生じる光学特性の差異を説明するための図である。 液晶表示装置を駆動モードＡおよびＢの何れか一つのモードでのみ駆動した場合の問題点を説明するための図である。

　以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などはあくまで一実施形態に過ぎず、これらによってこの発明の範囲が限定解釈されるべきではない。

　なお、以下の実施の形態においては、液晶表示装置について説明するが、本発明は、液晶表示装置に限らず、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）表示装置などのその他の平面型表示装置にも適用可能であり、さらにこれら表示装置を備えた各種電子機器にも適用可能である。

　〔実施の形態１〕
　以下、図１、図２、図３および図７に基づいて、本発明の一実施の形態の液晶表示装置１について説明する。

　図１は、液晶表示装置１の概略的なシステム構成を示す図である。

　図示されているように、液晶表示装置１には、ＣＰＵ３と画像最適化回路４とを備えたホスト部２と、メモリ５と、液晶パネル６と液晶ドライバ７とを備えた液晶モジュール部８と、を備えている。

　なお、本実施の形態においては、液晶パネル６は、半導体層がＩｎ、Ｇａ、Ｚｎから選択される少なくとも一つの元素を含む酸化物層、例えば、ＩｎＧａＺｎＯｘなどの酸化物半導体層を用いて形成されたＴＦＴを有する基板を用いて作製された液晶パネルを用いているが、これに限定されることはなく、例えば、ＣＧＳやａ－Ｓｉなどにより形成される半導体層を備えたＴＦＴを有する基板を用いて作製された液晶パネルを用いてもよい。

　酸化物半導体層を用いて形成されたＴＦＴを有する基板を用いて作製された液晶パネル６は、前述したように、ＴＦＴのＯｆｆ時のリーク電流量が少なく、書き換え周期を長くしても（駆動周波数を低くしても）表示が可能であるから、酸化物半導体液晶パネルを用いることにより、駆動周波数を可変にすることができる。

　なお、ＣＧＳやａ－Ｓｉなどにより形成される半導体層を備えたＴＦＴを有する基板を用いて作製された液晶パネルを用いた場合にも、表示品位の劣化を生じさせずに、その書き換え周期を長くできる範囲は異なるが、同様に駆動周波数を可変にすることができる。

　図１に図示されているように、ＣＰＵ３は、メモリバス９を介して、画像データを画像最適化回路４とメモリ５とに転送する。

　それから、画像最適化回路４は、ＣＰＵ３からの画像データの更新情報（更新頻度）に基づいて、液晶ドライバ７の駆動周波数と、画像データ用伝送路１１を介して、液晶ドライバ７に伝送する画像データのサイズとを、最適化する。

　そして、画像最適化回路４は、液晶ドライバ７の駆動周波数を制御する駆動周波数制御信号と、画像復元制御信号と、を、制御信号用伝送路１０を介して、液晶ドライバ７に伝送し、上記最適化された画像データは、画像データ用伝送路１１を介して、液晶ドライバ７に伝送するようになっている。

　なお、上記画像復元制御信号は、画像最適化回路４において、例えば、画像データが圧縮された場合には、圧縮データを復元して表示させ、一方、画像データが圧縮されない場合には、そのまま表示させるための制御信号である。

　液晶ドライバ７は、画像最適化回路４から伝送された画像データを、上記画像復元制御信号に基づいて、画像処理後、最適化された駆動周波数で液晶パネル６を駆動し、液晶パネル６の表示面に表示させる。

　すなわち、液晶表示装置１においては、画像データの伝送路に制限がある場合に用いることができるとともに、低消費電力化と高解像度の画像データを最適に表示できる表示装置を実現するため、ＣＰＵ３から伝送される更新情報（更新頻度）に基づいて、そのときの液晶パネルの駆動周波数と画像データのサイズとを定め、液晶パネル６の表示面に表示させるようになっている。

　図２は、液晶表示装置１に備えられた画像最適化回路４において行われる画像圧縮処理の一例と、液晶ドライバ７において、行われる画像復元処理の一例とを示す図である。

　画像最適化回路４においては、ＣＰＵ３から画像最適化回路４に伝送される更新情報において、画像更新がある場合は、駆動周波数を６０Ｈｚとするように設定されており、１フレーム期間が１６．７ｍｓｅｃと比較的短い。

　そして、液晶表示装置１は、そのサイズに制約があるモバイル端末などに用いられるため、画像データ用伝送路１１の表面積を増やすには限界がある。

　したがって、より高解像度の画像データを、上記１フレーム期間内に、制約のある画像データ用伝送路１１を介して、そのまま転送するのは困難である。

　よって、本実施の形態においては、画像最適化回路４において、画像データのデータ量を減らすために、画像圧縮処理として、隣接する画素の画像データを間引く画像処理を行っている場合を示す。

　図２（ａ）は、画像最適化回路４で採用している画像処理方法を示しており、図中のＨ方向およびＶ方向において隣接する画素の画素データを間引く方法を説明するための図である。

　図示されているように、画像最適化回路４においては、高解像度を有する１フレーム分の画像データにおいて、図中のＨ方向およびＶ方向において隣接する画素の画素データを間引き、残りの画素（図中、白色で示される画素）の画像データのみを、画像データ用伝送路１１を介して、液晶ドライバ７に伝送するようになっているので、画像データ用伝送路１１を介して、伝送される画像データのデータ量を１／２に減らすことができる。

　このような画像処理方法を用いることにより、上記１フレーム期間内に、制約のある画像データ用伝送路１１を介して、１フレーム分の画像データを伝送することができる。

　一方、図２（ｂ）は、液晶ドライバ７において、行われる画像復元処理を示しており、図２（ａ）のように間引きされた画素の画像データを、隣接画素の画像データをそのまま用いて復元表示する方法を説明するための図である。

　図示されているように、図中Ｖ方向において奇数行目においては、隣接する左画素の画像データをそのまま用いて、隣接する右画素の表示を行っており、図中Ｖ方向において偶数行目においては、隣接する右画素の画像データをそのまま用いて、隣接する左画素の表示を行っている。

　なお、図２（ａ）および図２（ｂ）は、隣接する左画素と右画素との間で行われる画像処理を例に挙げているが、隣接する上画素と下画素との間でこのような画像処理をしてもよい。

　また、図２（ｃ）は、画像最適化回路４において用いることができる他の画像処理方法の一例を示す図である。

　図示されているように、この画像処理方法においては、図中、Ｈ方向において、１列置きに画像データを間引き、伝送される画像データのデータ量を１／２に減らしている。

　なお、本実施の形態において、画像更新がある場合に用いられている駆動周波数や画像データの縮小率は、一例であり、これに限定されるものではない。

　図２（ｄ）は、液晶ドライバ７において行われる画像処理を示しており、図２（ｃ）のように間引きされた画素の画像データを、隣接画素の画像データをそのまま用いて復元表示する方法を説明するための図である。

　図示されているように、隣接する左画素の画像データをそのまま用いて、隣接する右画素の表示を行っている。

　なお、図２（ｃ）および図２（ｄ）は、隣接する左画素と右画素との間で行われる画像処理を例に挙げているが、隣接する上画素と下画素との間でこのような画像処理をしてもよい。

　なお、ＣＰＵ３から画像最適化回路４に伝送される１フレーム分の画像データのデータ量が、１フレーム期間以内に画像データ用伝送路１１を介して、伝送可能なデータ量であるならば、図２において説明したような画像処理は行わなくてもよい。

　一方、画像最適化回路４においては、ＣＰＵ３から画像最適化回路４に伝送される更新情報において、画像更新がない場合は、駆動周波数は６０Ｈｚより低くし、１フレーム期間をより長く確保するようになっている。

　本実施の形態においては、画像更新がない場合には、駆動周波数は３０Ｈｚに設定され、所定期間後、駆動周波数はさらに１Ｈｚとなるように段階的に駆動周波数が低くなるように設定されているが、これに限定されることはなく、１フレーム分の画像データを、画像データ用伝送路１１を介して１フレーム期間以内に伝送できる程度に１フレーム期間の長さを確保できるのであれば、上記駆動周波数や上記駆動周波数の下げ方などは特に限定されない。

　なお、以上のように、画像更新がない場合は、上記駆動周波数を低くし、十分な１フレーム期間の長さを確保しているので、画像データについては、図２で図示したような画像処理は行われず、画像データ用伝送路１１を介して、液晶ドライバ７に伝送され、そのまま表示される。

　このように、画像更新がない場合は、画像データは静止画像用画像データであり高解像度の画像データであっても、画像処理なくそのまま表示できるので、高解像度表示を実現することができる。また、酸化物半導体層によって形成されたＴＦＴを有する表示装置の場合には、このときの駆動周波数を低くできるため、ＣＧＳやａ－Ｓｉによって形成されたＴＦＴを有する表示装置に比べ表示に使われる消費電力をさらに下げることができる。

　図３は、液晶表示装置１の動作例を説明するための図である。
＜駆動モードＡ：動画像表示モード（正規モード）＞
　図示されているように、ＣＰＵ３から画像最適化回路４とメモリ５とに、画像Ａ、画像Ｂおよび画像Ｃに関する画像データが、順次供給される。

　そして、ＣＰＵ３から画像最適化回路４には、画像データの更新情報が伝送されるが、画像Ｃに関する画像データ以後には、画像更新がないので、画像データの更新情報として、画像更新がないことを示すデータが伝送される。

　なお、本実施の形態においては、画像更新がない場合には、画像データの更新情報として、画像更新がないことを示すデータが伝送されるようにしているが、画像更新がない場合には、更新情報を送信せず、更新があったときのみ情報を送るようにしてもよい。

　ＣＰＵ３から画像最適化回路４に、画像データの更新情報として、画像更新があることを示すデータが伝送された場合、画像最適化回路４は、液晶パネル６を駆動周波数６０Ｈｚで駆動するため、制御信号用伝送路１０を介して、液晶ドライバ７に駆動周波数制御信号を伝送する。

　それから、画像最適化回路４においては、画像Ａ、画像Ｂおよび画像Ｃに関する画像データを図２（ａ）において説明したような画像処理方法を用いて、画像処理し、元の画像データの１／２のデータ量としてから、画像最適化回路４から画像データ用伝送路１１を介して、液晶ドライバ７に伝送する。

　そして、画像最適化回路４から制御信号用伝送路１０を介して、液晶ドライバ７に伝送される画像拡大率制御信号（画像復元制御信号）は、図示されているように、画像Ａ、画像Ｂおよび画像Ｃに関する画像データが画像最適化回路４から液晶ドライバ７に伝送されるタイミングに合わせてＨｉｇｈとなり、液晶ドライバ７では、図２（ｂ）において説明したような画像処理方法を用いて、画像処理し、この画像データを液晶パネル６の表示面に表示させるようになっている。

　なお、上記においては、液晶パネル６を駆動周波数６０Ｈｚで駆動する場合について説明したが、この駆動周波数は、表示環境により適宜設定することができ、最大の駆動周波数とすることが好ましい。

　この駆動モードにおいては、次々に画像更新が行われるため、図２（ａ）および図２（ｂ）において説明したような画像処理方法を用いて、画像処理し、表示を行ったとしても見た目の画像品質の劣化は小さい。

　すなわち、画像更新が次々にある場合は、画像データは動画データと捉えることができ、表示される画像は連続的に画像が変わるため、図２（ａ）および図２（ｂ）において説明したような画像処理方法を用いて、画像処理し、表示を行ったとしても見た目の劣化は小さい。

　また、液晶表示装置１に備えられた液晶モジュール部８において、液晶ドライバ７が液晶モジュール部８に、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ　ｏｎ　Ｇｌａｓｓ）タイプで搭載される場合は、液晶ドライバ７の受信回路をできる限り小さくする必要があるため、画像最適化回路４と液晶ドライバ７間の１フレーム期間あたりの伝送可能容量が、ボトルネックとなるので、画像データのサイズの圧縮率は、上記伝送可能容量に応じて、決めればよい。

　本実施の形態においては、画像データのサイズの圧縮率は、元の画像データの１／２のデータ量とする場合についてのみ例を挙げて説明したが、これに限定されることはなく、１フレーム分の画像データを１フレーム期間内に画像データ用伝送路１１を介して、液晶ドライバ７に伝送できるのであれば、画像データのサイズの縮小率は、元の画像データの２／３や３／４などのデータ量となるようにしてもよい。

　また、１フレームあたりの伝送可能容量が、元の画像データのサイズ以上の場合は、当然、縮小せず、元の画像データのまま伝送し、表示させてもよいが、図２（ａ）および図２（ｂ）において説明したような画像処理方法を用いて、画像処理し、表示を行ったとしても見た目、画像品質の劣化が少ないことから消費電力低減のために、上記画像処理を用いてもよい。
＜駆動モードＢ：静止画像表示モード（追加モード）＞
　液晶表示装置１を上述した駆動モードＡで動作後、ＣＰＵ３から画像最適化回路４には、画像データの更新情報が伝送されるが、画像Ｃに関する画像データ以後には、画像更新がないので、画像データの更新情報として、画像更新がないことを示すデータが伝送される。

　この場合、画像最適化回路４は、液晶パネル６を、所定期間の間、駆動周波数３０Ｈｚで駆動させた後、駆動周波数１Ｈｚで駆動するため、制御信号用伝送路１０を介して、液晶ドライバ７に駆動周波数制御信号を伝送する。

　なお、本実施の形態においては、駆動周波数の急激な切り替わりが目立たぬように、所定期間の間、駆動周波数３０Ｈｚで駆動させた後、駆動周波数１Ｈｚで駆動させ、駆動周波数を段階的に下げているが、必ず駆動周波数を段階的に下げる必要はない。

　図３に図示されているように、ＣＰＵ３から画像最適化回路４に、画像データの更新情報として、画像更新がないことを示すデータが伝送された場合、上記駆動周波数を３０Ｈｚや１Ｈｚと低くし、十分な１フレーム期間の長さを確保しているので、画像データについては、図２で図示したような画像処理は行われず、画像データ用伝送路１１を介して、液晶ドライバ７に伝送され、そのまま表示されることとなる。

　液晶表示装置１においては、駆動モードＢで表示後に再び画像更新があった場合は、駆動モードＡへと切り替わり、また更新がなくなれば駆動モードＢに切り替わる。このように駆動モードＡ・Ｂを切り替え、表示周波数と画像データのサイズを制御することで、低消費電力化および高解像度の表示を実現できる。

　一方、図７は、液晶表示装置を上記駆動モードＡおよびＢの何れか一つのモードでのみ駆動した場合の問題点を説明するための図である。

　図７（ａ）は、液晶表示装置を上記駆動モードＡでのみ駆動した場合における各駆動タイミングと画像データサイズとを示す図である。

　図７（ａ）に図示されている液晶表示装置の駆動方法は、ＣＰＵからメモリに伝送される画像データは、高解像度画像データであり、タイミングジェネレータから液晶ドライバに伝送される画像データは、図２（ａ）に図示されているように、データ処理され、ＣＰＵからメモリに伝送される画像データの半分のデータ量を有するものである。そして、液晶ドライバでは、図２（ｂ）に図示されているように、上記半分のデータ量を有する画像データを拡大して表示する。

　そして、画像が画像Ａから画像Ｂを経て画像Ｃとなる期間の間は、上記半分のデータ量を有する画像データを拡大して表示しても、画像が連続的に変化しているため、表示品位の劣化は問題にならない程度である。

　しかし、画像Ｃの後の画像更新がない期間においては、画像が連続的に変化しないので、上記半分のデータ量を有する画像データを拡大して表示した場合、表示品位の劣化が著しく目立ってしまい問題となる。

　一方、図７（ｂ）は、液晶表示装置を上記駆動モードＢでのみ駆動した場合における各駆動タイミングと画像データサイズとを示す図である。

　図７（ｂ）に図示されている液晶表示装置の駆動方法は、ＣＰＵからメモリに伝送される画像データと、タイミングジェネレータから液晶ドライバに伝送される画像データとは、同じデータ量の高解像度画像データである。

　図示されているように、この方法において、タイミングジェネレータから液晶ドライバに伝送される画像データを高解像度画像データとできるのは、液晶パネルの駆動周波数を３０Ｈｚとし、１フレーム期間を長くすることで、１フレーム分の画像データの伝送可能期間を長く確保できるからである。

　この駆動方法は、液晶パネルの駆動周波数を低くした分、消費電力の増加を抑制することができるとともに、上記図７（ａ）のように、画像データを拡大して表示せず、高解像度画像データをそのまま用いて表示を行うので、画像Ｃの後の画像更新がない期間においても、表示品位の劣化は生じない。

　しかし、この駆動方法においては、画像が画像Ａから画像Ｂを経て画像Ｃとなる期間、すなわち、画像が連続的に変化する期間の間、駆動周波数が３０Ｈｚと低いので、早い動きなどを示す動画像を滑らかに表示することができないという問題が生じる。
＜残像対策＞
　液晶表示の特性として、一度だけの描画（書き込み）リフレッシュ（以後、リフレッシュ）では、前の画像の残像が残る場合がある。

　ＣＰＵ３からの画像データの更新が連続的にある場合には、常に駆動モードＡで駆動され、次々に画像データの更新があるため残像は見えないが、駆動モードＡからＢへ切り替わる際には、１回のリフレッシュでは残像が残ってしまう恐れがある。

　そこで、本実施の形態においては、複数回リフレッシュを行うようにし、残像対策を行っている。

　図３に図示されているように、具体的には、駆動モードＡ（６０Ｈｚ、１／２サイズ）で表示後に、駆動モードＢ（３０Ｈｚおよび１Ｈｚ、１／１サイズ）で複数回リフレッシュを行う。

　なお、この際には、メモリ５に格納されている画像Ｃに関する画像データを複数回、画像最適化回路４が読み出し、複数回リフレッシュを行う。

　図３に図示されている方法以外の方法でも残像対策を行うことができる。

　図示は省略するが、例えば、駆動モードＡ（６０Ｈｚ，１／２サイズ）で表示後に、ＣＰＵ３から画像最適化回路４に、画像更新がないことを示すデータが伝送された場合でも、所定期間の間、駆動モードＡを維持した後、駆動モードＢへと切り替えるようにしてもよい。

　この所定期間、すなわち、残像対策期間中に、画像Ｃに関する画像データを、６０Ｈｚ、１／２サイズで、複数回リフレッシュを行う。

　このように、駆動モードＡの最後の期間に、残像対策期間を設けると、６０Ｈｚのスピードでリフレッシュを行うことができるので、いち早く残像をなくすことができる。

　なお、この方法では駆動モードＡから駆動モードＢへ切り替わるとき、駆動モードＡにて複数回リフレッシュを行う画像データと、駆動モードＢでの画像データのサイズ（解像度）とが異なるが、元の画像データは同じであり、駆動モードＡでは元の画像データから間引きを行った後、拡大して画像データを表示しているので、高解像度を持つ表示装置では、見た目として残像とならない。

　残像が出る場合には適切な駆動周波数、サイズにて、複数回のリフレッシュを行えばよく、例えば、駆動モードＡにて１フレームあたりの伝送可能容量が元の画像の１／５程度のサイズである場合、残像対策の複数回リフレッシュを３０Ｈｚ、２／５の縮小率で行うなどしてもよい。
＜その他の表示品位の向上策＞
　なお、本実施の形態においては、駆動モードＡからＢへと切り替わるとき、駆動周波数の切り替わりが目立たぬよう、６０Ｈｚ（１／２サイズ）⇒３０Ｈｚ（１／１サイズ）⇒１Ｈｚ（１／１サイズ）と段階的に駆動周波数を落としているが、これに限定されることはなく、例えば、６０Ｈｚ（１／２サイズ）⇒３０Ｈｚ（１／１サイズ）⇒１５Ｈｚ（１／１）サイズ⇒１Ｈｚ（１／１サイズ）といったように段階的に駆動周波数を落としてもよい。

　また、駆動周波数６０Ｈｚの時の表示可能な画像データのサイズが１／２以下である場合は、駆動周波数３０Ｈｚや１５Ｈｚや１Ｈｚで駆動時に、段階的に画像サイズが大きくなるようにしてもよい。

　例えば、６０Ｈｚ（１／４サイズ）⇒３０Ｈｚ（１／２サイズ）⇒１５Ｈｚ（１／１）サイズ⇒１Ｈｚ（１／１サイズ）とすることができ、このように画像データのサイズを段階的に大きくすることで見た目の荒さが目立たないようにできる。

　また、駆動モードＡからＢへと切り替わるとき、画像データの圧縮処理後のサイズを段階的に大きくなるようにすれば、表示品位の劣化を防ぐこともできる。

　〔実施の形態２〕
　次に、図４から図６に基づいて、本発明の第２の実施形態について説明する。本実施の形態の液晶表示装置２０においては、駆動モードがＡからＢへと切り替わる際に、液晶パネル６の極性反転駆動方式も切り替わるとともに、画像最適化回路２４から液晶ドライバ２７には、上記極性反転駆動方式に合わせてγ補正された画像データが伝送されるという点において実施の形態１とは異なっており、その他の構成については実施の形態１において説明したとおりである。説明の便宜上、上記の実施の形態１の図面に示した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付し、その説明を省略する。

　図４は、液晶表示装置２０の概略的なシステム構成を示す図である。

　図示されているように、ホスト部２２に備えられた画像最適化回路２４は、実施の形態１において既に説明した動画像表示モードである駆動モードＡで液晶ドライバ２７が駆動される場合に、駆動周波数は６０Ｈｚと高く、消費電力が問題となることから、消費電力が少ない極性反転駆動方式であるカラム反転駆動にて表示を行うように、画像最適化回路２４から制御信号用伝送路１０を介して、液晶ドライバ２７に、反転駆動制御信号を伝送する。

　一方、静止画像表示モードである駆動モードＢで液晶ドライバ２７が駆動される場合には、その駆動周波数が低く見た目上、フリッカー（画面のチラつき）が観測されやすくなるため、フリッカー率が低い極性反転駆動方式であるドット反転駆動にて表示を行うように、画像最適化回路２４から制御信号用伝送路１０を介して、液晶ドライバ２７に、反転駆動制御信号を伝送する。

　図５は、液晶表示装置２０において、用いられている極性反転駆動方式を説明するための図である。

　図５（ａ）は、駆動モードＡで液晶ドライバ２７が駆動される場合に、適用されるカラム反転駆動を示す図である。

　一方、図５（ｂ）は、駆動モードＢで液晶ドライバ２７が駆動される場合に、適用されるドット反転駆動を示す図である。

　上記駆動モードＢは、３０Ｈｚまたは、１Ｈｚの低周波駆動であるから消費電力は上記駆動モードＡと比べて極めて小さいため、極性反転駆動方式をカラム反転駆動より消費電力が大きい、ドット反転駆動にしても問題ない。

　このような構成を取り入れることにより、低消費電力化およびより高品位な表示を行うことができる液晶表示装置２０を実現できる。

　さらに、上記極性反転駆動方式の切り替えに合わせ、画像最適化回路２４にて、γ補正を行った画像データを、液晶ドライバ２７に伝送することにより、さらに高品位な表示を行うことができる液晶表示装置２０を実現できる。

　液晶表示パネルにおいては、その特性として表示輝度が入力電圧に比例しないため、一般的にγ補正が行われるが、上記駆動モードＡとＢとでは、上述したように、その極性反転駆動方式が異なるため、液晶表示パネルの光学特性に差異が生まれる。

　図６は、駆動モードＡと駆動モードＢとで液晶パネル６が駆動される場合において、同じγ補正パラメータ（補正パラメータＡ）を適用した場合に生じる光学特性の差異を説明するための図である。

　図示されているように、実線は駆動モードＡで液晶パネル６が駆動され、補正パラメータＡが適用された場合の光学特性を示しており、点線は駆動モードＢで液晶パネル６が駆動され、補正パラメータＡが適用された場合の光学特性を示している。

　画像最適化回路２４においては、駆動モードＡで液晶パネル６が駆動される場合には、補正パラメータＡが適用された画像データが、画像データ用伝送路１１を介して、液晶ドライバ２７に伝送され、駆動モードＢで液晶パネル６が駆動される場合には、上記補正パラメータＡとは異なる補正パラメータＢが適用された画像データが、画像データ用伝送路１１を介して、液晶ドライバ２７に伝送されるようになっている。

　なお、上記補正パラメータＡとは異なる補正パラメータＢは、図６に図示されているγカーブの差を縮小させる補正パラメータであれば、特に限定されることはない。

　また、補正パラメータＡとＢは、ルックアップテーブルとして、画像最適化回路２４に格納されていればよい。

　上記構成によれば、さらに高品位な表示を行うことができる液晶表示装置２０を実現できる。

　本発明のそれぞれの実施の形態においては、液晶表示パネルとして酸化物半導体液晶パネルを用いて、その駆動周波数を、低く設定することにより、低消費電力での表示を実現しているが、これに限定されることはなく、例えば、ＣＧＳやａ－Ｓｉなどにより形成される半導体層を備えたＴＦＴを有する基板を用いて作製された液晶パネルを用いてもよい。

　また、ＣＰＵからの画像更新頻度に基づき、画像データのサイズおよびその駆動周波数を制御することで、ＣＰＵから伝送される画像データのサイズが、画像最適化回路と液晶ドライバ間において、１フレーム期間あたりの伝送可能容量を超える場合でも高解像度表示を実現することができる。

　なお、以下に説明する、画像圧縮処理の方法、画像復元処理方法および駆動周波数に関する記載は、上述した実施の形態２のみでなく、実施の形態１にも適用されることは言うまでもない。

　上記説明では、データ圧縮処理の方法として隣接する画素の画像データを間引く画像処理を例に挙げて説明したが、画像圧縮処理の方法はこれに限られることは無く、周知の画像圧縮処理が適用可能である事は明らかであり、画像復元処理方法についても同様である。

　また、上記説明では、ＣＰＵ３から画像最適化回路４に伝送される更新情報において、画像更新がある場合は駆動周波数を６０Ｈｚ、画像更新が無い場合は駆動周波数を３０Ｈｚおよび／または１Ｈｚとして説明したが、各々の駆動周波数はこれらの値に限定されるものではないことは明らかである。

　本発明は上記した各実施の形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施の形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施の形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
（まとめ）
　本発明の表示装置は、複数のアクティブ素子を備えた表示パネルと、上記表示パネルの走査信号線およびデータ信号線を駆動する駆動回路と、上記駆動回路に画像データおよび制御信号を供給する画像処理回路部と、を備えた表示装置であって、上記画像処理回路部には、上記画像データの更新頻度に基づいて、上記駆動回路を、第１の駆動周波数で駆動させる第１のモードと、上記第１の駆動周波数より低い第２の駆動周波数で駆動させる第２のモードと、を備えた画像最適化回路が備えられており、上記画像最適化回路には、上記駆動回路が上記第１のモードで駆動される際の１フレーム期間中に、上記画像処理回路部と上記駆動回路との間の伝送路を介して、伝送できない１フレーム分の画像データ量を有する画像データが入力され、上記駆動回路が上記第１のモードで駆動される場合には、上記画像最適化回路においては、上記第１のモードで駆動される際の１フレーム期間内に、上記画像データを上記伝送路を介して伝送できるように、上記画像データのデータ量を減らす第１の画像データ処理がなされ、上記駆動回路においては、上記画像最適化回路から伝送される画像復元制御信号に基づいて、上記第１の画像データ処理された画像データを復元表示させるための第２の画像データ処理がなされ、上記駆動回路が上記第２のモードで駆動される場合には、上記画像最適化回路においては、上記第２のモードで駆動される際の１フレーム期間内に、上記画像データを上記伝送路を介して伝送できるように、上記駆動回路を上記第２の駆動周波数で駆動するための制御信号が出力されることを特徴としている。

　上記構成によれば、画像データの伝送路に制限がある場合に用いることができるとともに、低消費電力化と高解像度の画像データを最適に表示できる表示装置を実現することができる。

　本発明の表示装置においては、上記表示パネルに動画像を表示する際には、上記駆動回路が上記第１のモードで駆動され、上記表示パネルに静止画像を表示する際には、上記駆動回路が上記第２のモードで駆動されることが好ましい。

　上記構成によれば、動画像を表示する際にも、静止画像を表示する際にも、画像データを最適に表示できる表示装置を実現することができる。

　本発明の表示装置においては、上記画像データのデータ量を減らす第１の画像データ処理は、上記表示パネルにおける隣接する画素に該当する画像データを間引くことにより行われることが好ましい。

　上記構成によれば、比較的容易に上記画像データのデータ量を減らす第１の画像データ処理を行うことができる。

　本発明の表示装置においては、上記第１の画像データ処理された画像データを拡大表示させるための第２の画像データ処理は、間引かれた画像データを、隣接する画素に該当する画像データとすることが好ましい。

　上記構成によれば、比較的容易に、上記第１の画像データ処理された画像データを拡大表示させるための第２の画像データ処理を行うことができる。

　本発明の表示装置においては、上記駆動回路が、上記第１のモードから上記第２のモードに切り替る際には、直前に更新された画像データを用いて、上記表示パネルに同一画像を複数回表示させることが好ましい。

　本発明の表示装置においては、上記第１のモードおよび／または上記第２のモードで、上記直前に更新された画像データを用いて、上記表示パネルに同一画像を複数回表示させることが好ましい。

　上記構成によれば、残像を抑制でき、高品位な表示を行うことができる表示装置を実現できる。

　なお、上記第１のモードで、上記直前に更新された画像データを用いて、上記表示パネルに同一画像を複数回表示させた場合には、残像をより早く消すことができる。

　本発明の表示装置においては、上記第２のモードにおける第２の駆動周波数は、段階的に低くなるように設定されていることが好ましい。

　上記構成によれば、駆動周波数の急減な変化により、画像が乱れることを抑制でき、高品位な表示を行うことができる表示装置を実現できる。

　本発明の表示装置においては、上記駆動回路が上記第１のモードで駆動される場合には、上記表示パネルはカラム反転駆動されることが好ましい。

　上記構成によれば、さらなる低消費電力化を実現することができる。

　本発明の表示装置においては、上記駆動回路が上記第２のモードで駆動される場合には、上記表示パネルはドット反転駆動されることが好ましい。

　上記構成によれば、フリッカーを抑制でき、さらに高品位な表示を行うことができる表示装置を実現できる。

　本発明の表示装置は、上記画像最適化回路においては、上記表示パネルがカラム反転駆動される場合のγカーブと、上記表示パネルがドット反転駆動される場合のγカーブと、を近似させるように、上記画像データをγ補正することが好ましい。

　上記構成によれば、さらに高品位な表示を行うことができる表示装置を実現できる。

　本発明の表示装置においては、上記第１のモードから上記第２のモードに切り替わる際には、上記画像データのデータ量は段階的に大きくなることが好ましい。

　上記構成によれば、上記画像データのデータ量の急激な変化により生じる表示品位の劣化を防ぐことができる。

　本発明の表示装置においては、上記複数のアクティブ素子の各々には、半導体層が備えられており、上記半導体層は酸化物半導体層であることが好ましい。

　本発明の表示装置において、上記酸化物半導体層は、Ｉｎ、Ｇａ、Ｚｎから選択される少なくとも一つの元素を含む半導体層であることが好ましい。

　上記構成によれば、酸化物半導体液晶パネルが用いられているので、低消費電力化と高解像度の画像データを最適に表示できる表示装置を実現できる。

　本発明の電子機器は、上記表示装置を備えている構成である。

　上記構成によれば、画像データの伝送路に制限がある場合に用いることができるとともに、低消費電力化と高解像度の画像データを最適に表示できる電子機器を実現することができる。

　本発明は、表示装置および電子機器に好適に用いることができる。

　１　　　　　　　　　　　液晶表示装置（表示装置）
　２　　　　　　　　　　　ホスト部（画像処理回路部）
　３　　　　　　　　　　　ＣＰＵ
　４　　　　　　　　　　　画像最適化回路
　５　　　　　　　　　　　メモリ
　６　　　　　　　　　　　液晶パネル（表示パネル）
　７　　　　　　　　　　　液晶ドライバ（駆動回路）
　８　　　　　　　　　　　液晶モジュール部
　８ａ　　　　　　　　　　液晶モジュール部
　９　　　　　　　　　　　メモリバス
　１０　　　　　　　　　　制御信号用伝送路（伝送路）
　１１　　　　　　　　　　画像データ用伝送路（伝送路）
　２０　　　　　　　　　　液晶表示装置（表示装置）
　２２　　　　　　　　　　ホスト部（画像処理回路部）
　２４　　　　　　　　　　画像最適化回路
　２７　　　　　　　　　　液晶ドライバ（駆動回路）

Claims (12)

1. 　複数のアクティブ素子を備えた表示パネルと、
   　上記表示パネルの走査信号線およびデータ信号線を駆動する駆動回路と、
   　上記駆動回路に画像データおよび制御信号を供給する画像処理回路部と、
   を備えた表示装置であって、
   　上記画像処理回路部には、上記画像データの更新頻度に基づいて、上記駆動回路を、第１の駆動周波数で駆動させる第１のモードと、上記第１の駆動周波数より低い第２の駆動周波数で駆動させる第２のモードと、を備えた画像最適化回路が備えられており、
   　上記画像最適化回路においては、上記駆動回路が上記第１のモードで駆動される際に、上記画像処理回路部と上記駆動回路との間の伝送路を介して伝送される画像データ量が、１フレーム期間あたりの伝送可能容量を超える場合、上記第１のモードで駆動される際の１フレーム期間内に、上記画像データを、上記伝送路を介して伝送できるように、上記画像データのデータ量を減らす第１の画像データ処理がなされ、
   　上記駆動回路においては、上記画像最適化回路から伝送される画像復元制御信号に基づいて、上記第１の画像データ処理された画像データを復元表示させるための第２の画像データ処理がなされ、
   　上記駆動回路が上記第２のモードで駆動される場合には、上記画像最適化回路においては、上記第２のモードで駆動される際の１フレーム期間内に、上記画像データを、上記伝送路を介して伝送できるように、上記駆動回路を上記第２の駆動周波数で駆動するための制御信号が出力されることを特徴とする表示装置。
2. 　上記表示パネルに動画像を表示する際には、上記駆動回路が上記第１のモードで駆動され、上記表示パネルに静止画像を表示する際には、上記駆動回路が上記第２のモードで駆動されることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 　上記画像データのデータ量を減らす第１の画像データ処理は、上記表示パネルにおける隣接する画素に該当する画像データを間引くことにより行われ、
   　上記第１の画像データ処理された画像データを復元表示させるための第２の画像データ処理は、間引かれた画像データを、隣接する画素に該当する画像データとすることを特徴とする請求項１または２に記載の表示装置。
4. 　上記駆動回路が、上記第１のモードから上記第２のモードに切り替る際には、直前に更新された画像データを用いて、上記表示パネルに同一画像を複数回表示させることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の表示装置。
5. 　上記第２のモードにおける第２の駆動周波数は、段階的に低くなるように設定されていることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の表示装置。
6. 　上記駆動回路が上記第１のモードで駆動される場合には、上記表示パネルはカラム反転駆動されることを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の表示装置。
7. 　上記駆動回路が上記第２のモードで駆動される場合には、上記表示パネルはドット反転駆動されることを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の表示装置。
8. 　上記駆動回路が上記第１のモードで駆動される場合には、上記表示パネルはカラム反転駆動される一方、上記駆動回路が上記第２のモードで駆動される場合には、上記表示パネルはドット反転駆動され、
   上記画像最適化回路は、上記表示パネルがカラム反転駆動される場合のγカーブと、上記表示パネルがドット反転駆動される場合のγカーブと、を近似させるように、上記画像データをγ補正することを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の表示装置。
9. 　上記第１のモードから上記第２のモードに切り替わる際には、上記画像データのデータ量は段階的に大きくなることを特徴とする請求項１から８の何れか１項に記載の表示装置。
10. 　上記複数のアクティブ素子の各々には、半導体層が備えられており、
    　上記半導体層は酸化物半導体層であることを特徴とする請求項１から９の何れか１項に記載の表示装置。
11. 　上記酸化物半導体層は、Ｉｎ、Ｇａ、Ｚｎから選択される少なくとも一つの元素を含む半導体層であることを特徴とする請求項１０に記載の表示装置。
12. 　請求項１から１１の何れか１項に記載の表示装置を備えたことを特徴とする電子機器。

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