JP3560756B2 - 表示装置の駆動方法 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は複数の基本色、例えば、R(赤色)、G(緑色)、B(青色)を組み合わせて1つの色を表示するマトリクス駆動表示装置の駆動方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、液晶などの表示素子を利用してこれに光源とカラーフィルタを組み合わせ、カラー表示を可能とした液晶表示装置が知られている。
ここでカラーフィルタとして、R、G、Bの3つの基本色をそれぞれドットとして組み合わせて用いることで1つの色表示を行う画素を構成し、この画素を表示領域に多数配列し、更に、液晶を駆動するために信号線と走査線をマトリクス状に配線して信号線と走査線に区画された領域に画素電極を配置し、画素電極に対するスイッチングの切り換えを薄膜トランジスタにより行って各ドットに対応する液晶に電界を印加し、液晶の透過率を変化させて表示、非表示を切り換える薄膜トランジスタ駆動方式の液晶表示装置を例にとって以下に説明する。
【0003】
この種の液晶表示装置が適用されるコンピュータ用の表示装置において、640(横)×480(縦)ドットの表示を行うVGAにあっては、表示の単位となる画素(R、G、B各1ドット一組で1画素を構成)の数が、640×480=307200画素であり、信号線に沿ってRGBに3分割されているために、走査線、信号線の数は、走査線数480本、信号線数640×3=1920本である。従って総ドット数は、640×3×480=921600ドットとされている。
【0004】
図20は、この種のカラー液晶表示装置の画面に駆動用LSIを取り付けたカラー液晶駆動ユニットを示すものである。この図において1は、2枚の対向配置された透明基板間に液晶が封入され、一方の透明基板に共通電極とカラーフィルタが備えられ、他方の透明基板に縦方向に信号線が横方向に走査線がそれぞれ多数本マトリックス状に配線され、信号線と走査線に囲まれて区画された領域に画素電極と薄膜トランジスタが設けられた液晶表示素子であり、この例では液晶表示素子1の左側部側に走査線駆動用の複数のゲートドライバGdが、上辺側と下辺側にそれぞれ信号線駆動用の複数のソースドライバSdが取り付けられている。
【0005】
図21にこの例の液晶表示素子1の回路構成を示すが、この例の回路において縦列の信号線S、S、S・・・と、横列の走査線G、G・・・が交差状態で多数形成され、信号線と走査線による区画された領域にそれぞれ画素電極5と薄膜トランジスタ6が設けられ、画素電極5を形成した1つの領域が1つのドットとされ、このドットが3つ集合して1つの画素とされている。
従って、図20に示す回路においては、図21の鎖線で囲まれたような画素7が構成されているので、上記VGAの表示装置にあっては、この画素7が1画面上に307200個形成されていることになる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
このようなドット数の液晶表示装置1に対して設けられるソースドライバSdとゲートドライバGdは、通常、240本程度の出力ピンを有する1個のLSIから構成されるので、液晶表示素子1の透明基板に実装されるのは、ポリイミドテープにLSIが装着されたものを用いるTCP(テープキャリアパッケージ)の形態であるか、LSIを直接実装するCOG(チップオングラス)の形態とされるのが通常である。
【0007】
従って、上記液晶表示装置1に用いられる信号線1920本と走査線480本に対応するためには、図20に示すように240ピンのソースドライバSdを8個(240×8=1920)、240ピンのゲートドライバGdを2個(240×2=480)用いる必要があった。なお、実際の液晶表示装置にあっては、これらの他にもドライバに信号等を供給するための回路が別途必要であるがここでの説明では省略してある。
【0008】
ここで上記ドライバの消費電力は、以下に記載する如くソースドライバSdの方がゲートドライバGdより大きいとされている。
ドライバ消費電力(約840mW)
ゲートドライバ 低い(約 20mW×2=40 mW:5%を占める。)
ソースドライバ 高い(約100mW×8=800mW:95%を占める。)
また、ソースドライバの方がゲートドライバよりも一般に単価において倍程度高価であることも知られている。
【0009】
なお、上記のソースドライバの消費電力は、現状においてカラー表示で6bit(階調数64)の代表的なものであり、8bitの場合は、価格、消費電力共により大きな値となり、ゲートドライバとソースドライバの価格差と消費電力差は更に広がる方向になる。
以上の背景から、更なる大画面化、高階調化が進められている液晶表示装置の低コスト化、低消費電力化を図るためには、これらの高価格なドライバの必要数を少なくすることが望まれている。
また、低消費電力を図ったことに引き換え、フリッカ等の画質の劣化が生じてしまうと大画面であるが故にこの劣化が際立って目だってしまう。従って、低消費電力化を図るとともに、画質の品質を維持する必要がある。
【0010】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、複数の基本色を組み合わせて1つの色を表示する画素を配列してマトリクス駆動を行う表示装置において、駆動回路系での消費電力の低減を図るとともに、画質の低下を招かない駆動方法を提供することを他の目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するために複数の基本色を組み合わせて色を表示する画素が多数配列され、多数の走査線と多数の信号線とによって前記多数の画素がマトリクス駆動されるとともに、各信号線方向に沿って前記複数の基本色の組み合わせが繰り返し配列され、走査線の数が、一信号線に沿って並ぶ画素数と前記基本色数とを乗算した数にされた表示装置を駆動する表示装置の駆動方法であって、画素表示情報の1フレームを前記基本色数以上の色数であって、前記基本色数で割り切れない数のフィールドに分割し、前記走査線を間引いて走査して各々のフィールド内で前記基本色を同一の割合で表示させることを特徴とする。
また、本発明は、複数の基本色を組み合わせて色を表示する画素が多数配され、多数の走査線と多数の信号線とによって前記多数の画素がマトリクス駆動されるとともに、各信号線方向に沿って前記複数の基本色の組み合わせが繰り返し配列され、走査線の数が、一信号線に沿って並ぶ画素数と前記基本色数とを乗算した数にされた表示装置を駆動する表示装置の駆動方法であって、画素表示情報の1フレームを前記基本色数以上の色数であって、前記基本色数で割り切れない数のフィールドに分割し、前記走査線を間引いて走査し、各々のフィールド内で各基本色を色順に表示させることを特徴とする。
【0012】
本発明によれば、1つのフレームを複数のフィールドに分割し、フィールド毎に走査することで、従来構造の駆動の場合と同様に表示装置を駆動することができるとともに消費電力を低減できるという効果がある。
さらに、フィールドが走査線毎にそれぞれ異なる基本色が表示されるよう走査され、フレームが、各フィールド毎に表示色が異なる基本色数分のフィールドからなるよう走査されるようにしたので、フリッカ等を防止することができるという効果がある。具体的には、見る者に対して極めて見やすい表示を行えるという効果がある。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
まず、本発明の駆動方法が適用される駆動装置について説明する。
図1は本発明が適用される液晶表示装置の一形態を示すもので、この形態において2枚の透明基板間に液晶が封入されて液晶表示素子10が構成され、この液晶表示素子10の透明基板の上縁部にソースドライバSdが3個(Sd〜Sd)、液晶表示素子10の透明基板の左側部と右側部にそれぞれ3個、合計6個のゲートドライバGd(Gd〜Gd)が設けられている。
【0014】
次に、上記液晶表示素子10を構成する2枚の透明基板のうち、一方の基板には共通電極とカラーフィルタが設けられ、他方の透明基板には薄膜トランジスタ回路が構成されている。その回路構成のうちの1画素に相当する部分を図2に拡大して示す。
この形態における1つの画素12は、2本の縦列の信号線S、Sと4本の横列の走査線G、G、G、Gによって区画された領域で構成されている。そして、信号線S、S、と走査線G、Gとにより囲まれた領域に1つの画素電極11が設けられてこの領域が1つのドットとされ、信号線S、S、と走査線G、Gとにより囲まれた領域に1つの画素電極11が設けられてこの領域が1つのドットとされ、信号線S、S、と走査線G、Gとにより囲まれた領域に1つの画素電極11が設けられてこの領域が1つのドットとされ、これら3つのドットによって1つの画素12が構成されるとともに、各画素電極11の側部側にそれぞれスイッチ素子としての薄膜トランジスタTが構成されている。
【0015】
また、上記画素電極11が構成された透明基板に対向する他の基板にはカラーフィルタが設けられるが、この形態においては図2に示す1つの画素のうち、上段の画素電極11に対向する位置に図3に示すようにRのカラーフィルタが、中段の画素電極11に対向する位置に図3に示すようにGのカラーフィルタが、下段の画素電極11に対向する位置に図3に示すようにBのカラーフィルタがそれぞれ配置される。また、他の複数の画素も含めたカラーフィルタのRGBの配置関係を図3に示すが、この形態においては、各信号線の長さ方向(図3の上下方向)に沿ってRGB、RGBの順序でカラーフィルタが配列され、走査線No.1の方向にはR、R、R…、走査線No.2の方向にはG、G、G…、信号線No.3の方向にはB、B、B…、走査線No.4の方向にはR、R、R…、走査線No.5の方向にはG、G、G…、走査線No.6の方向にはB、B、B…の順にそれぞれカラーフィルタが走査線数に対応させて配置されている。
【0016】
また、この形態においては、VGA表示を行うために、信号線Sは640本設けられているが、走査線Gが480×3=1440本設けられている。従って、この形態においては、画素数は640×480=307200であって図20に示す従来構造と同等の画素数であるが、信号線本数が従来構造の1/3に減少している。ただし、走査線数は図20に示す従来構造の3倍(基本色数倍)となる。
【0017】
この構造により、従来と同等の240ピンの駆動用LSIを用いるとすると、ソースドライバSdは3個で240×3=720本まで対応可能となり、VGAで640本とすると80本の余裕が生まれるので図1に示すように3個のソースドライバSd〜Sdが設けられ、実際には2個のソースドライバSdの端子全部と3個目のソースドライバSdの160本程度の端子が実際に信号線S・・・に接続されている。
【0018】
また、ゲートドライバGdにおいては、走査線必要本数が1440本であるために240ピンのLSIを用いるとすると、6個必要になるので、図1に示すように6個のゲートドライバGd〜Gdが設けられている。なお、透明基板の左上側のゲートドライバGdと右上側のゲートドライバGdに対する走査線G…の接続形態について説明すると、透明基板の左上側のゲートドライバCdに対して走査線G…が1本おきに接続され、右上側のゲートドライバCdに対して残りの1本おきの走査線G…が接続されている。従って、左右に対向するゲートドライバCdとゲートドライバCdにG〜G480の合計480本のゲート線Gがそれぞれ1本おきに接続されている。
【0019】
ここで、ソースドライバSdはゲートドライバGdよりも倍程度高価であるがために、高価なソースドライバSdを従来の8個から3個に減少させることで大幅なコストダウンをなし得る。また、ゲートドライバGdはソースドライバSdの単価において半額程度であるので、図20に示す従来構造で2個必要なものがこの形態において6個必要になったとして必要コストが向上しても、そのための必要コスト増加分は、ソースドライバSdの低減によるコスト安の分よりも少なくなる。従って結果的に表示画素数を全く変えることなく高価なソースドライバの削減による低コスト化を実現できたことになる。
また、消費電力に関して見ると、消費電力約20mWのゲートドライバが6個で120mW、消費電力約100mWのソースドライバ3個で300mWとすると、合計で約420mWとなり、従来構造の約840mWに対して約半分に抑えることができる。
【0020】
ところで、最近ではポリシリコンを用いて薄膜トランジスタ回路を透明基板上に形成する際に同時に薄膜トランジスタ駆動回路も形成して液晶用透明基板に駆動回路を内蔵化する構造も見られるが、液晶表示用の画素電極のオンオフ制御を行うための1bitのゲートドライバGdに比べて6〜8bit程度の多階調の信号を高速で処理しなくてはならないソースドライバSdの方が消費電力が大きく、ソースドライバSdのトランジスタ数も多いために、歩留まりも悪い問題がある。従って駆動回路を内蔵化した液晶表示装置であっても、信号線数を減少させ、ソースドライバSdを削減することは、低消費電力化と歩留まりの向上化に大きく寄与する。
【0021】
また、この形態においては図3に示すようにカラーフィルタのRGB配置を行ったが、カラーフィルタのRGB配置はこの形態のように限るものではなく、図4に示すように、走査線No.1に沿ってR、B、Gの繰り返し、走査線No.2に沿ってG、R、Bの繰り返し、走査線No.3に沿ってB、G、Rの繰り返し、走査線No.4に沿ってR、B、Gの繰り返しのような配置を繰り返し走査線数に対応させて行ったものであっても良いのは勿論である。なお、この配列は、信号線Sdに沿って配列された基本色の順番が信号線に沿って繰り返し同じ順番とされ、上記基本色のそれぞれが信号線に対して斜めに配列され、かつ走査線に沿って互いに異なった基本色が隣接配列された配列である。
【0022】
次に、図3に示すパターンのR、G、B配置は、横ストライプとも言える配置であるが、この形態の配置であるならば、信号を処理してパソコン上でデジタル画像を加工する場合、特に隣接する画素の相関をとる誤差拡散のような処理を行う場合には、隣接する色が同じなので処理が容易でメモリー消費が少なくて済む効果を期待できる。
また、図4に示すパターンのR、G、B配置は、モザイク的な配置とも言えるが、この形態では風景のような映像を見る場合に横縞を生じることがないので、より自然な滑らかな画像を得ることができる。
【0023】
次に、図1〜図3を基に先に示した形態の液晶表示装置において駆動回路を駆動する場合について説明する。
上記の形態の液晶表示装置の駆動方法を説明するにあたり、図20と図21に示す従来の液晶表示装置の駆動方法と対比させて以下に説明する。
図20と図21に示す従来の液晶表示装置においてVGAで640×480ドットの表示を行う場合、フレーム周波数は60Hz(1秒間に60回画面を書き換える)とされるので、1画面を書き換えるために、約16msecの時間を要する。即ち、この16msecの間に、480本の走査線をスキャンすることになる。従って、ゲートドライバGdが1本1本の走査線をスキャンしてゆく周波数は60Hz×480本で、約30kHz(1本あたり約30μsec)となる。
一方、信号線側については、ソースドライバSdには、信号線640本分の信号とブランキング信号とが時系列に送られてくるため、時系列に送られてくる信号を1ドット分ずつ読み取るためのドットクロックは、約25MHzとなる。
【0024】
これに対して、図1と図2に示す構造の液晶表示装置を用いてフレーム周波数を先の場合と同様に60Hzとすると、走査線Gの本数を図20と図21に示す従来構造に比べてR、G、B用に図5に示すように3倍としているので、走査速度を3倍として駆動する。
具体的には、走査線Gを480×3=1440本、信号線Sを640本としているので、ゲートドライバGdが走査線Gをスキャンする場合の周波数は、60Hz×480×3本=約90kHzとなる。ここで通常使用されているゲートドライバでは、約100kHzまで動作可能であり、この点からみれば、従来構造と同じゲートドライバを用いることができる。
一方、図1と図2に示す構造では、信号線Sを図20と図21に示す従来構造の1/3の640本にできるために、ソースドライバSdのドットクロックは約25MHzとなり従来構造の場合と変わらない。
従って、図1と図2に示す構造であると、図20と図21に示す従来構造と同じゲートドライバGdおよびソースドライバSdをそのまま用いることができる。
【0025】
次に、図1と図2に示す構造であると、以下の効果を奏することができる。
▲1▼図1と図2に示す構造は、図20と図21に示す従来構造の液晶表示装置と比べて画質的な劣化を全く生じない。
即ち、1画面を空間的に見ると、画素数は図1に示す構造も図20に示す構造も307200であり、解像度の変化は生じない。また、時間的に見ても、図1に示す構造も図20に示す構造もフレーム周波数は60Hzで同じなので、動画表示の面でも全く問題ない。
▲2▼図1と図2に示す構造は、図20と図21に示す従来構造の液晶表示装置と比べて同じゲートドライバと同じソースドライバを使用することができ、しかも、安価なゲートドライバを2個から6個に増やす必要があるものの、ゲートドライバの2倍程度高価なソースドライバを8個から3個に減少させることができるので、全体として低コスト化できる。
【0026】
▲3▼消費電力を低減できる。
ドライバ消費電力については、ゲートドライバの約20mWの消費電力のものを6個必要とするので120mWであるが、ゲートドライバ1個あたりの消費電力は走査線をスキャンする場合の周波数が3倍になったために、3倍となり、合計で360mWとなり、ソースドライバの約100mWのものを3個必要とするので300mWとすると、全部で合計660mW必要になるが、従来構造では約840mW必要であったので、約4/5程度に削減できる。
【0027】
次に、図1と図2に示す構造を採用した場合の駆動方法の他の形態について図6を基に以下に説明する。
この形態の駆動方法においては、図6に示すように1つのフレームを3つのフィールドに分割してフィールド間を2本飛ばした飛び越し走査を行うところに特徴を有する。
具体的には、1画面を3つのフィールドで書き込み、フレーム周波数を20Hz、フィールド周波数を60Hz(約16msec)とし、1つのフィールド(約16msec)の間にスキャンする走査線を全走査線数1440本の1/3の480本とする。従って、ゲートドライバが走査線をスキャンする周波数は60Hz×480本となり、図20と図21に示す従来構造の駆動の場合と同じ約30kHzとなり、本発明の先に記載した形態の駆動方法の場合の1/3とすることができる。また、それに伴って、ドットクロックも30kHz×640本となり、図20と図21に示す従来構造の駆動と同じ約30kHz、即ち、本発明に係る先の形態の場合の1/3となる。
【0028】
以上のような駆動方法を採用した場合、以下に説明する効果を得ることができる。
▲1▼図20と図21に示す従来構造で用いたものと同等のゲートドライバとソースドライバを用いることができ、しかも、安価なゲートドライバを2個から6個に増やす必要があるものの、高価なソースドライバを8個から3個に減少させることができるので、低コストにすることができる。
【0029】
▲2▼ドライバ消費電力については、走査線をスキャンする周波数が従来と同じであるために従来構造と同じように約20mWであり、約20mWの消費電力のものを6個必要とするので120mWとなり、ソースドライバの約100mWのものを3個必要とするが、それらのドットクロックは、従来の1/3となるために、ソースドライバの1個あたりの消費電力は1/3となり、結果的に100/3mWとなると、全部で合計約220mW必要になるが、従来構造では約840mW必要であったので、約1/4程度に削減できる。
▲3▼回路の設計変更部を少なくして実現できる(先の形態の場合よりも従来構造を流用できる)。特に、1つのフレームを基本色数のフィールド(この形態の場合はR、G、Bの3フィールド)に分け、フィールド周波数を60Hzとし、間を2本飛ばして走査することにより、ゲートドライバの走査線をスキャンする周波数を従来と全く同じ640×480本で約30kHzとすることができ、ゲートドライバの周辺回路を従来構造と同じようにすることができる。
【0030】
ところで、上記の各形態においては、薄膜トランジスタを用いた液晶表示装置(TFT−LCD)の場合を基に説明したが、複数の基本色(例えば、R、G、B)を組み合わせて1つの色を表示する画素を配列し、マトリクス駆動する表示装置においては同様の効果を期待できるので、単純マトリクス液晶表示装置、FED(フィールドエミッションディスプレイ)、強誘電液晶表示装置、プラズマディスプレイ、ELディスプレイ等に広く本発明を適用できるのは勿論である。また、1つの画素を基本色に分割する場合、2色分割あるいは4色分割等も可能であるので、それらの分割の場合は走査線数を従来の2倍あるいは4倍として対応し、カラーフィルタの配置も2色あるいは4色を前述のような横ストライプ配置あるいはモザイク配置とすれば良い。
【0031】
図7と図8は本発明が適用される単純マトリクス式の液晶表示装置の例を示すもので、2枚の透明基板間に液晶が封入され、一方の透明基板の液晶側にカラーフィルタが設けられ、更に、この一方の透明基板に透明導電層製の走査線G、G・・・が、他方の基板の液晶側に透明導電層からなる信号線S、S・・・が交差するように対向配置されて液晶表示素子20が構成されている。なお、図8は図7に示す1つの画素22のみを拡大して示すもので、この形態においてもカラーフィルタは、R、G、Bに3分割され、R、G、Bで3分割された各領域毎に走査線Gが設けられている。
また、透明基板の上縁部にはセグメントドライバSg、Sg、Sgが設けられ、各ドライバの端子がそれぞれ信号線Sに接続されるとともに、透明基板の左右両縁部にはそれぞれ3個、合計6個のコモンドライバCd(Cd〜Cd)が設けられ、各ドライバの端子がそれぞれ走査線Gに接続されている。
【0032】
なお、この例においても先の例の場合と同様に、多数配列されたゲート線G…のうち、1本おきのゲート線G…が左側のコモンドライバCdに、残りの1本おきのゲート線G…が右側のコモンドライバに接続されている。
この例においては信号線Sと3つの走査線Gとが挟んで区画する領域に画素が構成され、その画素が3つのドットに分割されて構成されることで目的を達成している。
このように単純マトリクス式の液晶表示装置にあっては、対向して交差する信号線Sと走査線Gの交差部分の間に存在する液晶に電界が印加されて液晶が駆動されるのでこの信号線Sと走査線Gが交差する部分が1つのドットを構成する。
【0033】
なお、前述の各形態の説明においては、640×480画素のVGAの場合について説明したが、この他にも画面の表示形態は種々のものがあり、走査線数480本のNTSC方式のテレビ画面、走査線数570本のPAL方式のテレビ画面、走査線数1125本のHDTV方式、走査線数600本のSVGA、走査線数768本のXGA、走査線数1024本のEWS等の種々の規格に合わせて適用できるのは勿論である。
【0034】
また、上記図5を基に説明した駆動方法と図6を基に説明した駆動方法を切り替えて使用する構造とすることもできる。例えば、液晶表示装置がノートパソコン用に用いられた場合は、ノートパソコンの表示装置回りに切替用のスイッチを設けておき、このスイッチにより図5を基に説明した駆動方法をなす駆動回路と図6を基に説明した駆動方法をなす駆動回路を切り替えて表示装置の表示状態を使用目的に合わせて変更できるように構成しても良い。
【0035】
ところで、前述した各実施形態においては、低コストや消費電力の低下等を達成できたが、図3に示された横ストライプ配置の画素を用いて図6に示された駆動方法、つまり1つのフレームを3つのフィールドに分割してフィールド間を2本飛ばした飛び越し走査を行った場合、フリッカーやラインクローリング(細かなスジが画面上を流れるように表示されてしまう現象)等が発生してしまうという新たな問題が生じた。
【0036】
図3に示された横ストライプ配置の画素を用いて図6に示された駆動方法を用いると、同一フィールド内では同一の色のみ駆動されることになる。つまり、図6に示された駆動方法では、赤を表示するフィールド、緑を表示するフィールド、及び青を表示するフィールドの3つのフィールドによって1つの画面(フレーム)が構成される。赤、緑、青の輝度(透過率)をそれぞれT,T,Tとした場合、透過率の比は、T,T,T≒3:6:1となる。この場合、各色の輝度(透過率)が異なるため、フィールド間での輝度(透過率)のバランスが崩れてしまい、結果として表示エリア全体でフリッカが発生してしまう。
【0037】
上述したフリッカを防止するために、図4に示された横ストライプ配置の画素、つまり、各色がモザイク状に配された画素を用いて図6に示された駆動方法を用いて各色のドットが1フィールド内で同数駆動されるようにした場合、上述したようなフリッカは解消される。しかしながら、例えば、図9に示すように、画面上に1ドットの横線を表示させたときに階段状に表示されてしまう。つまり、図4に示された画素を用いると表示の細部において表示物の輪郭が崩れてしまう等の問題が生じた。
次に、上記の輪郭が崩れるという問題点及びフリッカが生じるという問題点の何れをも解決した駆動方法について説明する。
【0038】
図10〜図12は、本発明に係る表示装置の駆動方法を示す説明図である。この駆動方法では1フレームを3つのフィールドに分割して駆動する。図10は第1フィールド駆動時の様子を示す図であり、図11は第2フィールド駆動時の様子を示す図であり、図12は第3フィールド駆動時の様子を示す図である。図10〜図12に示すフィールドを順次駆動して1つのフレームを表示する。尚、この駆動方法では、図3に示された横ストライプ配置の画素が用いられる。また、以下の説明では、説明を簡単にするため画面を構成するドット全てに対して電圧を印加して白色の表示を行う場合について説明する。
【0039】
この駆動方法では、上述した問題点を解決するために、次の条件が満足されるよう駆動を行っている。
(1)各画素の色配置が全ての表示画面において同一
(2)同一フィールド内で駆動される各色のドット数が等しい
【0040】
図10〜図12中の左側に示す矢印はそのフィールドで駆動される走査線を示す。図10に示す第1フィールドにおいては、第n行目の画素の赤のドットのみが、第n+1行目の画素の緑のドットのみが、第n+2行目の画素の青のドットのみがそれぞれ駆動される。図11に示す第2フィールドにおいては、第n行目の画素の緑のドットのみが、第n+1行目の画素の青のドットのみが、第n+2行目の画素の赤のドットのみがそれぞれ駆動される。また、図12に示す第3フィールドにおいては、第n行目の画素の青のドットのみが、第n+1行目の画素の赤のドットのみが、第n+2行目の画素の緑のドットのみがそれぞれ駆動される。以下、順次n+3、n+4、さらにn+5と同様に駆動される。
【0041】
図10〜図12中に示された符号‘+’及び符号‘−’は、そのドッドに書き込む電圧の極性を示している。
まず、第1フィールドの第n行目をなす画素の赤のドットが、列毎に異なる極性で駆動される。つまり、図示されたように、‘+’,‘−’,‘+’,‘−’,……の極性で順次駆動される。次に第n+1行目をなす画素の緑のドットが、‘−’,‘+’,‘−’,‘+’,……の極性で順次駆動され、第n+2行目をなす画素の青のドットが、‘+’,‘−’,‘+’,‘−’,……の極性で順次駆動される。
【0042】
同様に、第2,3フィールドにおいても、各行をなす画素の1つの色のドットが異なる極性で駆動され、1フレームが表示される。
次のフレームにおいても、上述したように、第1フィールド、第2フィールド、及び第3フィールドの順に駆動されるが、各々のドットは、前回印加された極性と異なる極性の電圧が印加される。例えば、第1フィールドについて説明すると、第n行目をなす画素の赤のドットは、上述した前回の駆動時においては、‘+’,‘−’,‘+’,‘−’,……の極性で順次駆動されるが、今回は、前回印加された電圧と異なる電圧、つまり、‘−’,‘+’,‘−’,‘+’,……の極性で順次駆動される。第2フィールド、第3フィールドにおいても同様に、前回印加された電圧と異なる極性の電圧が印加される。このように、この駆動方法では、空間的(液晶表示素子の縦横方向の意味)に異なる極性で各ドットが駆動されるとともに、時間的にも異なる極性で駆動される。
【0043】
以上説明した、第1フィールド〜第3フィールド、及びこの第1フィールド〜第3フィールドと異なる極性で駆動される第1フィールド〜第3フィールドの計6フィールドによって、一連のシーケンスが終了する。以降、このシーケンスが順次繰り返されることとなる。
尚、上述した実施形態においては、同一の走査線上の隣接ドット及び同一の信号線上の書き込み時間が隣接するドットが異なる極性で駆動されることによってラインクローリングの視認も防止しているが、これに限られず、輝度(透過率)の空間周波数を実質的にコントロールできる同一走査線上のドットにのみ着目し、ラインクローリングの視認が防止できる範囲で極性を反転する周期(空間周波数、時間的周波数)を決定すればよい。
【0044】
次に、前述した問題点、つまり、輪郭が崩れるという問題点及びフリッカが生じるという問題点の何れをも解決した他の駆動方法について説明する。
図13,14は、本発明に係る表示装置の他の駆動方法を示す説明図である。図10〜図12に示された駆動方法と異なる点は、1フレームが4つのフィールドに分割して駆動される点である。
【0045】
図10〜図12に示された駆動方法では、1フレームが3つのフィールド、つまり基本色(赤、緑、青)の数のフィールドに分割されていたため、1フレーム内で走査される走査線が等間隔ではなかったが、1フィールドを4つのフィールドに分割することによって1フィールド内で駆動される走査線を等間隔にすることができる。
尚、この駆動方法においても、図3に示された横ストライプ配置の画素が用いられる。また、以下の説明では、説明を簡単にするため画面を構成するドット全てに対して電圧を印加して白色の表示を行う場合について説明する。
【0046】
図13(a)は、本駆動方法で駆動された場合の第1フィールドを示す図である。この図に示されたように、本駆動方法では、4本の走査線毎に1本の割合で走査線を駆動する。つまり、図13(a)に示されたように、第1フィールドは4本の走査線を1つの単位とし、各単位をなす走査線の第1行目の走査線を駆動する。この場合、図示されたように第r番目の単位では赤の走査線が、第r+1番目の単位では緑の走査線が、第r+2番目の単位では青の走査線が、第r+3番目の単位では赤の走査線が、第r+4番目の単位では緑の走査線が、第r+5番目の単位では青の走査線が順に走査される。
【0047】
また、図13(b)は、本方法で駆動された場合の第2フィールドを示す図である。この図に示されるように、第2フィールドは、1つの単位とされた4本の走査線のうち、第2番目の走査線を走査する。図13(b)では、第r番目から第r+5番目の単位の順に、緑、青、赤、緑、青、赤の順で順次駆動される。
図14(a)は、本方法で駆動された場合の第3フィールドを示す図である。この図に示されるように、第3フィールドは、1つの単位とされた4本の走査線のうち、第3番目の走査線を走査する。図14(a)では、第r番目から第r+5番目の単位の順に、青、赤、緑、青、赤、緑の順で順次駆動される。
図14(b)は、本方法で駆動された場合の第4フィールドを示す図である。このフィールドは残りの走査線を駆動する。つまり、第4フィールドは、1つの単位とされた4本の走査線のうち、第4番目の走査線が走査され、図14(b)では、第r番目から第r+5番目の単位の順に、赤、緑、青、赤、緑、青の順で順次駆動される。
【0048】
以上、4フィールドで1フレームが構成される。図15にその様子を示す。図15は本発明に係る表示装置を駆動する場合のフレーム周波数とフィールドの関係の他の例を示す図である。図のように、1フレームは上述した4フィールド(F〜F)で構成され、1秒間に15フレームが表示される。つまり、1秒間に表示されるフィールド数は4×15=60であり、図5に示されたフィールド数と同様である。尚、図15において、各フィールドF〜F60の右端に示された数字(“1”〜“1440”)は、最も上の走査線を“1”とした場合に、各々の走査線は上から何番目の走査線であるかを示すための数字である。また、記号“○”で囲われている数字はそのフィールド内で駆動される走査線を示す。
【0049】
この駆動方法においては走査線をスキャンする周波数は従来と同じであるためにゲートドライバ1つあたりの消費電力が約20mWであり、約20mWの消費電力のものを6個必要とするので120mWとなる。また、ソースドライバの約100mWのものを3個必要とするが、1つのフレームを4つのフィールドに分割し、この4つのフィールドを飛び越し走査しているため、それらのドットクロックは、従来の1/4となるために、ソースドライバの1個あたりの消費電力は1/4、つまり25mWとなる。従って、ソースドライバで消費される電力は結果的に25×3=75mWであり、ゲートドライバ及びソースドライバで消費される電力は195mWとなり、従来の約23.2%の消費電力に抑えることができる。
また、前述したように、図6に示された駆動方法及び図10〜図12に示された駆動方法を用いた場合の消費電力は220mWであるが、この駆動方法を用いた場合には195mWであるため、図6に示された駆動方法及び図10〜図12に示された駆動方法を用いた場合の消費電力の消費電力に対しても、約88%の消費電力で駆動することができる。
【0050】
次に、前述した問題点、つまり、輪郭が崩れるという問題点及びフリッカが生じるという問題点の何れをも解決し、更に消費電力を低減した他の駆動方法について説明する。
図16〜18は、本発明に係る表示装置の他の駆動方法を示す説明図である。この駆動方法は図13,14に示された駆動方法に対して、5本の走査線を1つの単位として駆動している点が異なる。
この駆動方法においても各フィールド内で駆動される走査線を等間隔にすることができる。
尚、この駆動方法においても、図3に示された横ストライプ配置の画素が用いられる。また、以下の説明では、説明を簡単にするため画面を構成するドット全てに対して電圧を印加して白色の表示を行う場合について説明する。
【0051】
図16(a)は、本駆動方法で駆動された場合の第1フィールドを示す図である。この図に示されたように、本駆動方法では、5本の走査線毎に1本の割合で走査線を駆動する。つまり、図15(a)に示されたように、第1フィールドは5本の走査線を1つの単位とし、各単位をなす走査線の第1行目の走査線を駆動する。この場合、図示されたように第s番目の単位では赤の走査線が、第s+1番目の単位では青の走査線が、第s+2番目の単位では緑の走査線が、第s+3番目の単位では赤の走査線が、第s+4番目の単位では青の走査線が順に走査される。
【0052】
また、図16(b)は、本方法で駆動された場合の第2フィールドを示す図である。この図に示されるように、第2フィールドは、1つの単位とされた5本の走査線のうち、第2番目の走査線を走査する。図16(b)では、第s番目から第s+4番目の単位の順に、緑、赤、青、緑、赤の順で順次駆動される。
図17(a)は、本方法で駆動された場合の第3フィールドを示す図である。この図に示されるように、第3フィールドは、1つの単位とされた5本の走査線のうち、第3番目の走査線を走査する。図17(a)では、第s番目から第s+4番目の単位の順に、青、緑、赤、青、緑の順で順次駆動される。
図17(b)は、本方法で駆動された場合の第4フィールドを示す図である。この図に示されるように、第4フィールドは、1つの単位とされた5本の走査線のうち、第4番目の走査線を走査する。図17(b)では、第s番目から第s+4番目の単位の順に、赤、青、緑、赤、青の順で順次駆動される。
図18は、本方法で駆動された場合の第5フィールドを示す図である。このフィールドは残りの走査線を駆動する。つまり、第5フィールドは、1つの単位とされた5本の走査線のうち、第5番目の走査線が走査され、図18では、第s番目から第s+4番目の単位の順に、緑、赤、青、緑、赤(第s+4番目の単位の図示は省略している)の順で順次駆動される。
【0053】
以上、5フィールドで1フレームが構成される。図19にその様子を示す。図19は本発明に係る表示装置を駆動する場合のフレーム周波数とフィールドの関係の他の例を示す図である。図のように、1フレームは上述した5フィールド(F〜F)で構成され、1秒間に12フレームが表示される。つまり、1秒間に表示されるフィールド数は5×12=60であり、図5に示されたフィールド数と同様である。尚、図19において、各フィールドF〜F60の右端に示された数字(“1”〜“1440”)は、最も上の走査線を“1”とした場合に、各々の走査線は上から何番目の走査線であるかを示すための数字である。また、記号“○”で囲われている数字はそのフィールド内で駆動される走査線を示す。
【0054】
この駆動方法においては走査線をスキャンする周波数は従来と同じであるためにゲートドライバ1つあたりの消費電力が約20mWであり、約20mWの消費電力のものを6個必要とするので120mWとなる。また、ソースドライバの約100mWのものを3個必要とするが、1つのフレームを5つのフィールドに分割し、この5つのフィールドを飛び越し走査しているため、それらのドットクロックは、従来の1/5となるために、ソースドライバの1個あたりの消費電力は1/5、つまり20mWとなる。従って、ソースドライバで消費される電力は結果的に20×3=60mWであり、ゲートドライバ及びソースドライバで消費される電力は180mWとなり、従来の約21.4%の消費電力に抑えることができる。
また、前述したように、図6に示された駆動方法及び図10〜図12に示された駆動方法を用いた場合の消費電力は220mWであるが、この駆動方法を用いた場合には180mWであるため、図6に示された駆動方法及び図10〜図12に示された駆動方法を用いた場合の消費電力の消費電力に対しても、約82%の消費電力で駆動することができる。つまり、本駆動方法を用いればさらに消費電力を抑えることができる。
【0055】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、1つのフレームを複数のフィールドに分割し、フィールド毎に走査することで、従来構造の駆動の場合と同様に表示装置を駆動することができるとともに消費電力を低減できるという効果がある。
さらに、フィールドが走査線毎にそれぞれ異なる基本色が表示されるよう走査され、フレームが、各フィールド毎に表示色が異なる基本色数分のフィールドからなるよう走査されるようにしたので、フリッカ等を防止することができるという効果がある。具体的には、見る者に対して極めて見やすい表示を行えるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が適用される液晶表示装置の一形態を示す図である。
【図2】図1に示す表示装置の画素と薄膜トランジスタ構造の関係を示す拡大図である。
【図3】図2に示す構造においてカラーフィルタのRGB配置の一例を示す図である。
【図4】図2に示す構造においてカラーフィルタのRGB配置の他の例を示す図である。
【図5】表示装置を駆動する場合のフレーム周波数とフィールドの関係の一例を示す図である。
【図6】表示装置を駆動する場合のフレーム周波数とフィールドの関係の他の例を示す図である。
【図7】本発明が適用される単純マトリクス式の液晶表示装置の例を示す図である。
【図8】図7に示す液晶表示装置の1つの画素の拡大図である。
【図9】図4に示された構成の液晶表示装置を駆動する際に生ずる問題点を説明するための図である。
【図10】本発明に係る表示装置の駆動方法を示す説明図である。
【図11】本発明に係る表示装置の駆動方法を示す説明図である。
【図12】本発明に係る表示装置の駆動方法を示す説明図である。
【図13】本発明に係る表示装置の他の駆動方法を示す説明図である。
【図14】本発明に係る表示装置の他の駆動方法を示す説明図である。
【図15】本発明係る表示装置を駆動する場合のフレーム周波数とフィールドの関係の他の例を示す図である。
【図16】本発明に係る表示装置の他の駆動方法を示す説明図である。
【図17】本発明に係る表示装置の他の駆動方法を示す説明図である。
【図18】本発明に係る表示装置の他の駆動方法を示す説明図である。
【図19】本発明係る表示装置を駆動する場合のフレーム周波数とフィールドの関係の他の例を示す図である。
【図20】従来の液晶表示装置の液晶表示装置の平面図である。
【図21】図20に示す液晶表示装置の1つの画素の拡大図である。
【符号の説明】
Sd〜Sd ソースドライバ
Gd〜Gd ゲートドライバ
G 走査線
S 信号線
T 薄膜トランジスタ
10,20 液晶表示素子
11 画素電極
12 画素

Claims (2)

  1. 複数の基本色を組み合わせて色を表示する画素が多数配列され、多数の走査線と多数の信号線とによって前記多数の画素がマトリクス駆動されるとともに、各信号線方向に沿って前記複数の基本色の組み合わせが繰り返し配列され、走査線の数が、一信号線に沿って並ぶ画素数と前記基本色数とを乗算した数にされた表示装置を駆動する表示装置の駆動方法であって、
    画素表示情報の1フレームを前記基本色数以上の色数であって、前記基本色数で割り切れない数のフィールドに分割し、前記走査線を間引いて走査して各々のフィールド内で前記基本色を同一の割合で表示させる
    ことを特徴とする表示装置の駆動方法。
  2. 複数の基本色を組み合わせて色を表示する画素が多数配され、多数の走査線と多数の信号線とによって前記多数の画素がマトリクス駆動されるとともに、各信号線方向に沿って前記複数の基本色の組み合わせが繰り返し配列され、走査線の数が、一信号線に沿って並ぶ画素数と前記基本色数とを乗算した数にされた表示装置を駆動する表示装置の駆動方法であって、
    画素表示情報の1フレームを前記基本色数以上の色数であって、前記基本色数で割り切れない数のフィールドに分割し、前記走査線を間引いて走査し、各々のフィールド内で各基本色を色順に表示させる
    ことを特徴とする表示装置の駆動方法。
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