JP5281233B2 - 表示装置及び表示装置の駆動方法 - Google Patents

Description

本発明は、表示装置に関し、特に、動画像においてモーションブラーリングと輝度の低下とを最小化するようにした表示装置及び表示装置の駆動方法に関する。

液晶表示装置や有機電界発光ダイオード装置（ＯＬＥＤ）のようなホールドタイプの表示装置は、維持特性により、動画像において画面が鮮やかではなく、かすかに映るブラーリング（Ｂｌｕｒｉｎｇ：ブレ）現象が発生する。この現象について、陰極線管（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ：ＣＲＴ）及び液晶表示装置のデータ特性を示す図１及び図２を用いて説明する。

ＣＲＴは、図１のように、１フィールド周期のうち、初期の非常に短い時間の間のみに蛍光体を発光させてデータを表示し、１フィールド周期の残りの大部分が停止期間であるインパルスタイプの表示装置である。反面、液晶表示装置は、図２のように、スキャンハイ電圧（Ｖｇｈ）が供給されるスキャニング期間の間、液晶にデータが供給され、１フレーム周期の大部分である非スキャニング期間に液晶に供給されたデータが維持される。

これに従って、動画像に関して、見る者の知覚イメージは、ＣＲＴにおいて鮮やかに表示される。反面、液晶表示装置においては、動画像に関して、液晶の維持特性の関係で、ブラーリング現象により表示画像がかすかに映ることとなる。このような知覚イメージの差は、動きを追従する目から一時的に持続される映像の積分効果に起因する。従って、液晶表示装置の応答速度が速いとしても、目の動きと毎フレームの静止画との間の不一致により、見る者にはかすかな画面が映し出される。

このような従来の液晶表示装置のモーションブラーリングを緩和するため、図３に示すように、各フレームの期間の間、ホールディングタイムを短縮させ、ブラックデータを挿入する方法が提案されたことがある。

このようなモーションブラーリングの緩和方法は、図４のように、１フレームの間、１つのフレームデータが供給される一般的な方式とは異なり、図５のように、各フレーム内からフレームデータのホールディングタイム（Ｄ１〜Ｄ５）を短縮させ、ブラックデータ（Ｂ１〜Ｂ５）を挿入し、擬似インパルスタイプで液晶表示装置を駆動させることによりモーションブラーリング現象を緩和する。これに従って、図３に示すように、各フレームの６０％程度からは短縮されたホールディングタイムによる入力データの階調が表示され、４０％程度からは挿入されたブラック階調が表示される。

一方、図３及び図５に示すモーションブラーリングの緩和方法により、モーションブラーリング問題はある程度解決され得るが、各フレームのデータホールディングタイム（Ｄ１〜Ｄ５）が短縮され、ブラックデータが挿入されることにより、図６のように、輝度（ＢＤＩ）が顕著に低下してしまうという他の問題が発生する。

従って、本発明の目的は、ホールドタイプの表示装置において、動画像に関するモーションブラーリングと輝度の低下とを最少化するようにした表示装置と、その駆動方法を提供することである。

前記目的の達成のため、本発明に係る表示装置は、入力データの階調を基準階調と比較して得られた比較結果に応じて前記入力データを変調し、変調したデータの後ろにブラックデータ及びホワイトデータのうち、何れか１つを挿入するデータ変調部と、前記データ変調部からの前記変調したデータと、前記ブラックデータ及び前記ホワイトデータを表示パネルに供給するための駆動部と、前記データ変調部に入力されるｎ番目（ｎは、１以上の整数）の入力データを変調する間、ｎ＋１番目の入力データを遅延させるメモリとを備え、前記データ変調部は、前記入力データの階調の前記比較結果に応じて、予め設定された変調データのうち、何れか１つを選択するルックアップテーブルを含み、前記データ変調部は、前記入力データの階調が前記基準階調未満である場合には、前記入力データを当該入力データより高いレベルに変調し、変調されたデータの後ろにブラックデータを挿入し、前記入力データの階調が前記基準階調以上である場合には、前記入力データを当該入力データより低いレベルに変調し、変調されたデータの後ろにホワイトデータを挿入し、前記変調されたデータと前記ブラックデータまたは前記変調されたデータと前記ホワイトデータは、１フレームの間表示され、前記基準階調は、モーションブラーリングに敏感な階調領域とモーションブラーリングに敏感ではない階調領域との境界を表す階調であることを特徴とする。
また、本発明に係る表示装置の駆動方法は、入力データの階調を基準階調と比較して得られた比較結果に応じて前記入力データを変調する段階と、前記入力データを変調する段階で変調されたデータの後ろにブラックデータ及びホワイトデータのうち、何れか１つを挿入する段階と、前記変調されたデータを表示パネルに表示し、前記ブラックデータ及び前記ホワイトデータのうち、何れか１つを前記表示パネルに表示する段階とを含み、前記入力データを変調する段階は、前記入力データの階調の前記比較結果に応じて、予め設定された変調データのうち、何れか１つを選択する段階と、入力されるデータのうち、ｎ番目（ｎは、１以上の整数）の入力データを変調する間、ｎ＋１番目の入力データを遅延させる段階とを含み、前記変調されたデータの間に前記ブラックデータ及び前記ホワイトデータのうち、何れか１つを挿入する段階は、前記入力データの階調が前記基準階調未満である場合に、前記入力データを当該入力データより高いレベルに変調し、変調したデータの後ろにブラックデータを挿入する段階と、前記入力データの階調が前記基準階調以上である場合に、前記入力データを当該入力データより低いレベルに変調し、変調したデータの後ろにホワイトデータを挿入する段階とを含み、前記変調されたデータと前記ブラックデータまたは前記変調されたデータと前記ホワイトデータは、１フレームの間表示され、前記基準階調は、モーションブラーリングに敏感な階調領域とモーションブラーリングに敏感ではない階調領域との境界を表す階調であることを特徴とする。

本発明に係る表示装置及び表示装置の駆動方法は、ホールドタイプの表示装置において、入力データの階調を分析し、分析結果に応じて入力データを変調し、変調されたデータの間にブラックデータ及びホワイトデータのうち、何れか１つを挿入する。これに従って、モーションブラーリング現象と輝度の低下とを最小化することが可能になる。

以下、図７ないし図１０を参照して本発明の好ましい実施の形態について説明する。

図７を参照すると、本発明に係る表示装置は、データライン１１２とスキャンライン１２２とが交差され、複数のピクセルが形成された表示パネル１３０と、表示パネル１３０のデータライン１１２にデータを供給するためのデータ駆動部１１０と、表示パネル１３０のスキャンライン１２２にスキャンパルスを供給するためのスキャン駆動部１２０と、入力データを変調し、変調したデータを用いてデータ駆動部１１０及びスキャン駆動部１２０を制御するタイミングコントローラ１００と、タイミングコントローラ１００に供給されるビデオデータを１フレームの間遅延させるためのフレームメモリ１４０とを備える。

表示パネル１３０は、データライン１１２とスキャンライン１２２とが互いに直交するように形成され、ピクセルがマトリクス状に配置される。このような表示パネル１３０は、ＬＣＤパネルあるいはＯＬＥＤパネルのようなホールドタイプの表示装置の表示パネルに用いられる。

タイミングコントローラ１００は、入力される信号を制御するための信号制御部１０２と、入力データＲｏＧｏＢｏを変調するためのデータ変調部１０４とを備える。

信号制御部１０２は、システムから入力される第１の垂直／水平同期信号Ｖ０、Ｈ０、第１のクロック信号ＣＬＫ０、第１のデータイネーブル信号ＤＥ０を用いて、変調データＭＲＧＢ（Ｂ、Ｗ）に同期した第２の垂直／水平同期信号Ｖ１、Ｈ１、第２のクロック信号ＣＬＫ１、第２のデータイネーブル信号ＤＥ１を生成する。ここで、第２の垂直／水平同期信号Ｖ１、Ｈ１、第２のクロック信号ＣＬＫ１、第２のデータイネーブル信号ＤＥ１は、従来に比べ２倍（１２０Ｈｚ）の速さでデータ駆動部１１０及びスキャン駆動部１２０を駆動するための変調信号Ｖ１、Ｈ１、ＣＬＫ１である。更に、信号制御部１０２は、１フレームの間、変調された第２の垂直／水平同期信号Ｖ１、Ｈ１、第２のクロック信号ＣＬＫ１、第２のデータイネーブル信号ＤＥ１を変調データＭＲＧＢ（Ｂ、Ｗ）と同期させるように一定期間遅延させる役割をする。

データ変調部１０４は、入力データＲｏＧｏＢｏを変調するためのルックアップテーブルを備える。このようなデータ変調部１０４は、入力データＲｏＧｏＢｏを基準値と比較し、その比較の結果に対応する変調データＭＲＧＢ（Ｂ、Ｗ）をルックアップテーブルから選択した後、選択した変調データＭＲＧＢ（Ｂ、Ｗ）をデータ駆動部１１０に供給する。

これを更に具体的に説明すると、本願発明では、データ駆動部１１０及びスキャン駆動部１２０を従来に比べ２倍速に駆動させ、従来の１フレームのデータホールディングタイムを短縮させ、余分の期間の間、ブラックデータ及びホワイトデータを挿入する。従って、従来の１フレーム期間の間、入力データＲｏＧｏＢｏが変調された変調イメージデータＭＲＧＢと、変調イメージデータＭＲＧＢの間に挿入されるブラックデータＢあるいはホワイトデータＷとが表示される。

そして、入力データＲｏＧｏＢｏが基準階調未満である場合には、入力データＲｏＧｏＢｏより高い変調イメージデータＭＲＧＢを供給し、入力データＲｏＧｏＢｏが基準階調以上である場合には、入力データＲｏＧｏＢｏより低い変調イメージデータＭＲＧＢを供給する。そして、変調されたイメージデータＭＲＧＢの間にブラックデータＢあるいはホワイトデータＷが挿入される。即ち、入力データＲｏＧｏＢｏが基準階調未満である場合には、変調イメージデータＭＲＧＢの間にブラックデータＢが挿入され、入力データＲｏＧｏＢｏが基準階調以上である場合には、変調イメージデータＭＲＧＢの間にホワイトデータＷが挿入される。

ここで、基準階調は、図９に示すように、画像表示の頻度数及び動画像表示等に相対的に多く用いられる階調領域（図９の第１の領域）と、相対的に頻度数が少ないため、モーションブラーの影響も少ない階調領域（図９の第２の領域）との間の階調値である。

この所定の基準階調値は、ブラックデータＢを挿入した従来方式から得られる最高輝度と、それ以上の輝度の間に該当する階調値として、各階調において隣接する変調イメージデータの間にブラックデータＢを挿入して輝度とモーションブラーリングの実験を行った結果と、ブラックデータＢを挿入していない状態のノーマル状態からモーションブラーリングの実験を行った結果とにより求められる。

このような構成を有するタイミングコントローラ１００は、垂直／水平同期信号Ｖ１、Ｈ１とピクセルクロックＣＬＫ１とを用いて、スキャン駆動部１２０を制御するためのスキャン制御信号ＳＤＣ、データ駆動部１１０を制御するためのデータ制御信号ＤＤＣを発生する。そして、タイミングコントローラ１００は、変調されたピクセルクロックＣＬＫ１に合わせて変調データＭＲＧＢ（Ｂ、Ｗ）をサンプリングし、その変調データＭＲＧＢ（Ｂ、Ｗ）をデータ駆動部１１０に供給する。

フレームメモリ１４０は、データ変調部１０４において、ｎ番目（ｎは、１以上の整数）のフレーム入力データを変調する間、ｎ＋１番目のフレーム入力データを貯蔵し、ｎ番目のフレーム入力データが変調された後、ｎ＋１番目のフレーム入力データをデータ変調部１０４に供給する。

データ駆動部１１０は、シフトレジスタ、タイミングコントローラ１００からの変調データＭＲＧＢ（Ｂ、Ｗ）を貯蔵するためのレジスタ、シフトレジスタからのクロック信号に応じて変調データＭＲＧＢ（Ｂ、Ｗ）を１ライン分ずつ貯蔵し、貯蔵された１ライン分の変調データＭＲＧＢ（Ｂ、Ｗ）を同時に出力するためのラッチ、ラッチからの変調データＭＲＧＢ（Ｂ、Ｗ）値に対応し、アナログ正極性／負極性のガンマ補償電圧を選択するためのディジタル／アナログ変換器、正極性／負極性のガンマ補償電圧が供給されるデータライン１１２を選択するためのマルチプレクサ、及びマルチプレクサとデータライン１１２の間に接続された出力バッファ等で構成される。このデータ駆動部１１０は、変調データＭＲＧＢ（Ｂ、Ｗ）の入力を受け、その変調データＭＲＧＢ（Ｂ、Ｗ）をタイミングコントローラ１００の制御下で表示パネル１３０のデータライン１１２に供給する。

即ち、従来の１フレーム期間の間と同一な期間に、変調イメージデータＭＲＧＢとブラックデータＢあるいはホワイトデータＷが表示される。

このようなデータ駆動部１１０のディジタル／アナログ変換器に供給されるガンマ電圧は、所定の基準階調未満の階調領域（図９の第１の領域）においては、ブラックデータＢを挿入した状態における変調データＭＲＧＢ（Ｂ、Ｗ）に対応する電圧値に設定され、基準階調以上の階調領域（図９の第２の領域）においては、ホワイトデータＷを挿入した状態における変調データＭＲＧＢ（Ｂ、Ｗ）に対応する電圧値に設定される。

スキャン駆動部１２０は、タイミングコントローラ１００からのスキャン制御信号ＳＤＣに応じてスキャンパルスを順次発生する。ここで、スキャン駆動部１２０は、２倍速の駆動をすることにより、図１０に示すように、変調イメージデータＭＲＧＢに同期した第１のスキャンパルスＳＰ１と、ブラックデータＢあるいはホワイトデータＷに同期した第２のスキャンパルスＳＰ２とをそれぞれ発生させる。

図９は、本発明に係る変調されたデータ供給方式とノーマル状態のデータ供給方式との輝度差を示し、図１１は、本発明に係るデータ整列の一例を示す。

図９及び図１１を参照すると、タイミングコントローラ１００において、基準階調未満の入力データは、自己のデータより高い階調を示す変調イメージデータＤ１、Ｄ４、Ｄ５に変調され、変調イメージデータＤ１、Ｄ４、Ｄ５に続いてブラックデータＢ１、Ｂ４、Ｂ５が挿入される。

それとは反対に、基準階調以上の入力データは、自己のデータより低い階調を示す変調イメージデータＤ２、Ｄ３に変調され、変調イメージデータＤ２、Ｄ３に続いてホワイトデータＷが挿入される。このような変調イメージデータＭＲＧＢ、ブラックデータＢ、ホワイトデータＷの全輝度は、ノーマルデータと実質的に同等になる。

このように、本発明に係る表示装置及び表示装置の駆動方法は、モーションブラーリングに敏感な階調領域にはブラックデータＢを挿入することによりブラーリングを最小化すると共に、ブラックデータＢの挿入により低下される輝度は、入力データを高い階調に変調することにより補償される。それと同時に、モーションブラーリングに相対的に敏感ではない階調領域においては、入力データを低い階調に変調することによりモーションブラーリングを最小化すると共に、低い階調に入力データが変調されることにより減少される輝度は、ホワイトデータＷを挿入することにより補償される。

陰極線管の発光特性を示す特性図である。 液晶表示装置の発光特性を示す特性図である。 従来の液晶表示装置におけるブラックデータの挿入を通じたモーションブラーリングの改善を示す図である。 ノーマル状態のデータ整列を示す図である。 ブラックデータが全階調領域に挿入されたデータ整列を示す図である。 ノーマル状態の輝度とブラックデータの挿入時の輝度とを比較したグラフである。 本発明に係る表示装置を示すブロック図である。 図７におけるタイミングコントローラの構成を具体的に示すブロック図である。 本発明により変調されたデータ供給方式とノーマル状態のデータ供給方式との輝度差を示すグラフである。 変調データに同期したスキャンパルスを示す波形図である。 図８に示す変調データの一例を示す図面である。

符号の説明

１００ タイミングコントローラ、１０２ 信号制御部、１０４ データ変調部、１１０ データ駆動部（駆動部）、１１２ データライン、１２０ スキャン駆動部（駆動部）、１２２ スキャンライン、１３０ 表示パネル、１４０ フレームメモリ。

Claims (4)

1. 入力データの階調を基準階調と比較して得られた比較結果に応じて前記入力データを変調し、変調したデータの後ろにブラックデータ及びホワイトデータのうち、何れか１つを挿入するデータ変調部と、
   前記データ変調部からの前記変調したデータと、前記ブラックデータ及び前記ホワイトデータを表示パネルに供給するための駆動部と、
   前記データ変調部に入力されるｎ番目（ｎは、１以上の整数）の入力データを変調する間、ｎ＋１番目の入力データを遅延させるメモリと
   を備え、
   前記データ変調部は、前記入力データの階調の前記比較結果に応じて、予め設定された変調データのうち、何れか１つを選択するルックアップテーブルを含み、
   前記データ変調部は、前記入力データの階調が前記基準階調未満である場合には、前記入力データを当該入力データより高いレベルに変調し、変調されたデータの後ろにブラックデータを挿入し、前記入力データの階調が前記基準階調以上である場合には、前記入力データを当該入力データより低いレベルに変調し、変調されたデータの後ろにホワイトデータを挿入し、
   前記変調されたデータと前記ブラックデータまたは前記変調されたデータと前記ホワイトデータは、１フレームの間表示され、
   前記基準階調は、モーションブラーリングに敏感な階調領域とモーションブラーリングに敏感ではない階調領域との境界を表す階調である
   ことを特徴とする表示装置。
2. 前記駆動部は、前記データ変調部により変調されたデータをアナログデータ電圧に変換し、前記表示パネルのデータラインに供給するデータ駆動部と、
   前記データラインと交差されるスキャンラインに、前記変調された入力データに同期した第１のスキャンパルスと、前記ブラックデータあるいは前記ホワイトデータに同期した第２のスキャンパルスとを順次供給するスキャン駆動部と、
   前記スキャン駆動部及び前記データ駆動部を制御するタイミングコントローラと
   を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 入力データの階調を基準階調と比較して得られた比較結果に応じて前記入力データを変調する段階と、
   前記入力データを変調する段階で変調されたデータの後ろにブラックデータ及びホワイトデータのうち、何れか１つを挿入する段階と、
   前記変調されたデータを表示パネルに表示し、前記ブラックデータ及び前記ホワイトデータのうち、何れか１つを前記表示パネルに表示する段階と
   を含み、
   前記入力データを変調する段階は、前記入力データの階調の前記比較結果に応じて、予め設定された変調データのうち、何れか１つを選択する段階と、入力されるデータのうち、ｎ番目（ｎは、１以上の整数）の入力データを変調する間、ｎ＋１番目の入力データを遅延させる段階とを含み、
   前記変調されたデータの間に前記ブラックデータ及び前記ホワイトデータのうち、何れか１つを挿入する段階は、
   前記入力データの階調が前記基準階調未満である場合に、前記入力データを当該入力データより高いレベルに変調し、変調したデータの後ろにブラックデータを挿入する段階と、
   前記入力データの階調が前記基準階調以上である場合に、前記入力データを当該入力データより低いレベルに変調し、変調したデータの後ろにホワイトデータを挿入する段階と
   を含み、
   前記変調されたデータと前記ブラックデータまたは前記変調されたデータと前記ホワイトデータは、１フレームの間表示され、
   前記基準階調は、モーションブラーリングに敏感な階調領域とモーションブラーリングに敏感ではない階調領域との境界を表す階調である
   ことを特徴とする表示装置の駆動方法。
4. 前記変調されたデータ、前記ブラックデータ、前記ホワイトデータを表示パネルに表示する段階は、
   前記変調されたデータ、前記ブラックデータ、前記ホワイトデータをアナログデータ電圧に変換して表示パネルに供給する段階と、
   前記変調されたデータに同期した第１のスキャンパルスを前記表示パネルに順次供給する段階と、
   前記ブラックデータあるいは前記ホワイトデータに同期した第２のスキャンパルスを表示パネルに順次供給する段階と
   を含むことを特徴とする請求項３に記載の表示装置の駆動方法。

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