(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに異なる色に対応するドットが一定の規則性で配列し、且つ前記ドットのオンまたはオフを階調レベルに対応してフレーム毎に制御して階調表示を行うカラー表示装置の駆動方法であって、
オンまたはオフのドットを、前記色数のｎ（ｎは２以上の整数）倍のドット数で繰り返す第１の場合には、当該ｎドットを１単位として変化させる一方、前記第１の場合とは異なる第２の場合には、１ドットを単位として変化させる
ことを特徴とするカラー表示装置の駆動方法。
【請求項２】
ｎ＝２とする
ことを特徴とする請求項１に記載のカラー表示装置の駆動方法。
【請求項３】
前記色は、赤、緑、青に相当する３色である
ことを特徴とする請求項１に記載のカラー表示装置の駆動方法。
【請求項４】
前記色は、シアン、マゼンダ、イエローに相当する３色であることを特徴とする請求項１に記載のカラー表示装置の駆動方法。
【請求項５】
互いに異なる色に対応するドットが、複数の走査線と複数の信号線との交差に対応して一定の規則性で配列してなり、
前記ドットのオンまたはオフを、階調レベルに対応してフレーム毎に制御して階調表示を行うカラー表示装置の駆動回路であって、
オンまたはオフのドットを、前記色数のｎ（ｎは２以上の整数）倍のドット数で繰り返す第１の場合には、当該ｎドットを１単位として変化させる信号電圧を、前記信号線の各々に印加する一方、
前記第１の場合とは異なる第２の場合には、１ドットを単位として変化させるための信号電圧を前記信号線の各々に印加する
ことを特徴とするカラー表示装置の駆動回路。
【請求項６】
前記ドットのオンオフを規定するドットデータを、少なくとも階調レベルを規定する階調データとフレーム番号とに対応して予め記憶する記憶メモリを備え、
選択された走査線との交差に対応するドットについては、
当該ドットの階調データとその時点のフレームの順番とに対応するドットデータを、前記記憶メモリから読み出して、当該ドットのオンまたはオフを規定する
ことを特徴とする請求項５に記載のカラー表示装置の駆動回路。
【請求項７】
前記走査線を複数本毎に順次選択するとともに、その選択期間を１フレーム内において複数回に分けて選択電圧を印加する
ことを特徴とする請求項５に記載のカラー表示装置の駆動回路。
【請求項８】
中間階調の表示を行うドットの信号線への信号電圧が取り得るレベルと、中間階調の表示を行わないドットの信号線への信号電圧が取り得るレベルとを、互いに同一に設定する
ことを特徴とする請求項５に記載のカラー表示装置の駆動回路。
【請求項９】
互いに異なる色に対応するドットが、複数の走査線と複数の信号線との交差に対応して一定の規則性で配列してなり、前記ドットのオンまたはオフを、階調レベルに対応してフレーム毎に制御して階調表示を行うカラー表示装置であって、
オンまたはオフのドットを、前記色数のｎ（ｎは２以上の整数）倍のドット数で繰り返す第１の場合には、当該ｎドットを１単位として変化させる一方、
前記第１の場合と異なる第２の場合には、１ドットを単位として変化させる
ことを特徴とするカラー表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、ＦＲＣ（Flame Rate Control）方式による階調表示を行うカラー表示装置において、特定の階調レベルで発生する表示品位の低下を防止したカラー表示装置の駆動方法、その駆動回路およびカラー表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、カラー表示装置では、１画素を、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各原色に対応して３ドット（サブ画素）に分割するとともに、各色のドットを階調表示して、カラー階調表示を行う構成となっている。このような階調表示の方式の１つとして、フレーム単位で各ドットのオンオフを制御するＦＲＣ方式が知られている。
【０００３】
ここで、ＦＲＣ方式を用いて、１ドットについて、例えば１６階調表示（１画素について４０９６色のカラー表示）を行う場合を想定する。この場合、あるドットについて、１５フレームのうち、オン（またはオフ）させるフレームを、当該ドットの階調レベルに応じて０〜１５の１６段階で変化させることで、階調表示が行われる。ただし、オンまたはオフさせるドットを時間的、空間的に集中させると、いわゆるフリッカの原因となるので、オンまたはオフさせるドットを、なるべく時間的、空間的に分散させるのが一般的である。
【０００４】
例えば５／１５階調とするドットについては、１５フレームのうち、５フレームだけオンさせれば良いが、単純に、第１〜第５フレームにおいてオンさせて、残りの第６〜第１５フレームにオフさせるような方式では、フリッカが目立ってしまう。このため、例えば、第１、第４、第７、第１０、第１３フレームのように３フレーム毎にオンさせて、あるドットに着目したときに、オンさせるフレームを時間的に分散させる方式が採用される。
【０００５】
同様に、例えば１０／１５階調とするドットについては、例えば、第１、第２、第４、第５、第７、第８、第１０、第１１、第１３、第１４フレームにおいてオンさせて（３フレーム毎にオフさせて）、１５フレームのうち、オンさせる１０フレームを時間的に分散させる方式が採用される。
【０００６】
一方、隣接するドット同士を同時にオンオフさせると、やはりフリッカの原因となる。このため、上述した５／１５階調の表示を行うドットに対して、例えば右側（下側）に位置するドットについて、同一の５／１５階調とする場合には、第２、第５、第８、第１１、第１４フレームでオンさせる一方、左側（上側）に位置するドットについて、同一の５／１５階調とする場合には、第３、第６、第９、第１２、第１５フレームでオンさせて、あるフレームに着目したときに、オンまたはオフさせるドットを空間的に分散させる方式も採用される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した方式にあっては、ある特定の原色成分が強調される階調表示を比較的広い領域で行うと、表示品位が低下するという問題が発生した。この問題について、例えば、Ｒのドットだけを５／１５階調とし、他のＢ、Ｇのドットをそれぞれ０／１５階調（オフ表示）として、赤色成分だけを階調表示とするカラー表示を行う場合を想定して検討する。この場合、当該表示を行う領域において、ある１行について着目すると、第１フレームにおいて、Ｒのドットがすべてオンする一方、第２および第３フレームにおいて、Ｒのドットがすべてオフすることになる。同様に、第４、第７、第１０、第１３フレームでは、Ｒのドットがすべてオンする一方、他のフレームでは、Ｒのドットがすべてオフすることになる。したがって、当該領域において着目した行では、Ｒのドットのすべてが、フレーム毎に順番にオン、オフ、オフという動作を一斉に行うことになる。一方、着目行の下側に位置する行では、オフ、オン、オフという動作を、着目行の上側に位置する行では、オフ、オフ、オンという動作を、それぞれフレーム毎に順番に繰り返すことになる。このように、当該表示領域では、オンオフするドットがフレーム毎に変化することになるので、いわゆるフリッカが発生する結果、表示品位が著しく低下する。
【０００８】
なお、このような現象は、Ｒ（赤）に限られず、Ｇ（緑）またはＢ（青）の成分が強調される階調表示を、比較的広い領域で行う場合でも同様に発生する。
【０００９】
さらに、同様な現象は、ある１色の成分のドットだけを１０／１５階調とし、他の２色のドットをそれぞれ弱めたカラー表示を行う場合にも発生する。この場合には、当該表示領域において、ある１行について着目すると、ある１色のドットのすべてが、オン、オン、オフという動作を、当該着目行の下側に位置する行では、オフ、オン、オンという動作を、当該着目行の上側に位置する行では、オン、オフ、オンとしう動作を、フレーム毎に順番に繰り返すことになるので、同様な現象が現れることになる。
【００１０】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ＦＲＣ方式による階調表示を行うカラー表示装置において、特定の階調レベルで発生する表示品位が低下するのを防止したカラー表示装置の駆動方法、その駆動回路、および、カラー表示装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上述した現象は、ある行に着目した場合に、当該行に属する画素において、ある１色のドットが集中してオンまたはオフするときに発生する。すなわち、オンまたはオフのドットを、１画素を構成するドット数（色数）の倍数にて時間的または空間的に規則的に配列させても、色について見れば、時間的または空間的に集中してしまうことにほかならない。逆に言えば、オンまたはオフのドットが、色について見たときでも、時間的または空間的に分散していれば、上述した現象の発生が抑えられる、と考えられる。
【００１２】
そこで、本件の第１発明は、互いに異なる色に対応するドットが一定の規則性で配列し、且つ前記ドットのオンまたはオフを階調レベルに対応してフレーム毎に制御して階調表示を行うカラー表示装置の駆動方法であって、オンまたはオフのドットを、前記色数のｎ（ｎは２以上の整数）倍のドット数で繰り返す第１の場合には、当該ｎドットを１単位として変化させる一方、前記第１の場合とは異なる第２の場合には、１ドットを単位として変化させることを特徴としている。すなわち、原則的には、オンまたはオフのドットを、１ドットを単位として時間的または空間的に変化させるが、ある特定の場合には、例外的に、オンまたはオフのドットを、複数ドットを単位として変化させて、色についてみた場合であっても、時間的または空間的に分散するようにしたのである。
【００１３】
このような方法を適用したドットのオンオフについて、１６階調を行う場合であって、ｎ＝２の場合を想定して検討する。この場合、図１に示されるように、５／１５階調では、オンするドットが２ドットをフレーム毎に１単位として右方へシフトし、１０／１５階調では、オフするドットが２ドット１単位としてフレーム毎に右方へシフトすることになる。いずれにしても、オンのドットは、時間的に、３垂直走査期間、例えば３フレームの周期性を有し、また、空間的に６ドットの周期性を有することになる。ただし、オンのドットは２ドットを単位として変化するので、各色については、時間的に見ても空間的に見ても分散することが判る。例えば、５／１５階調において、Ｒ（赤）のドットについて見れば、図において左から順番に、
第１フレームでは、（オン、オフ、オン、オフ、オン）となり、
第２フレームでは、（オフ、オン、オフ、オン、オフ）となり、
第３フレームでは、（オフ、オフ、オフ、オフ、オフ）となるので、
Ｒのドットにおけるオンオフが、フレームで見ても（時間的に見ても）、行で見ても（空間的に見ても）、分散していることが判る。
【００１４】
同様に、１０／１５階調において、Ｒ（赤）のドットについて見れば、
第１フレームでは、（オン、オン、オン、オン、オン）となり、
第２フレームでは、（オフ、オン、オフ、オン、オフ）となり、
第３フレームでは、（オン、オフ、オン、オフ、オン）となって、
Ｒのドットにおけるオンオフが、時間的に見ても、空間的に見ても分散していることが判る。
【００１５】
次に、同じく１６階調を行う場合であって、ｎ＝３の場合を想定して検討すると、図２に示されるように、５／１５階調であっても、１０／１５階調であっても、オンのドットは、空間的に９ドットの周期性を有し、また、時間的に３フレームの周期性を有する。ただし、オンのドットは３ドットを単位として変化しているので、各色については、時間的に見ても空間的に見ても分散することが判る。
【００１６】
また、同じく１６階調を行う場合であって、ｎ＝４の場合を想定して検討すると、図３に示されるように、５／１５階調であっても、１０／１５階調であっても、オンのドットは、空間的に１２ドットの周期性を有し、また、時間的に３フレームの周期性を有する。ただし、オンのドットは４ドットを単位として変化しているので、各色については、時間的に見ても空間的に見ても分散することが判る。
【００１７】
このように、ｎを大きくすると、色について見た場合の時間的、空間的な分散性は確保されるが、画素として見た場合の時間的、空間的な分散性は失われることになる。このため、ｎについては、色について見ても、画素として見ても、ある程度の分散性が得られる「２」とすることが望ましい、と考えられる。すなわち、本発明においては、ｎ＝２とすることが望ましい。一方、本発明において、用いる原色としては、種々のものが想定されるが、一般的には、赤、緑、青に相当する３色であることが望ましい。この他に、シアン、マゼンダ、イエローに相当する３色であることでも構わない。
【００１８】
次に、本件の第２発明は、互いに異なる色に対応するドットが、複数の走査線と複数の信号線との交差に対応して一定の規則性で配列してなり、前記ドットのオンまたはオフを、階調レベルに対応してフレーム毎に制御して階調表示を行うカラー表示装置の駆動回路であって、オンまたはオフのドットを、前記色数のｎ（ｎは２以上の整数）倍のドット数で繰り返す第１の場合には、当該ｎドットを１単位として変化させる信号電圧を、前記信号線の各々に印加する一方、前記第１の場合とは異なる第２の場合には、１ドットを単位として変化させるための信号電圧を前記信号線の各々に印加することを特徴としている。この第２の発明によれば、上記第１の発明と同様な理由により、オンまたはオフのドットが、色について見たときでも、時間的または空間的に分散するので、フリッカの発生が抑えられて、表示品位の低下が防止されることとなる。
【００１９】
ここで、第２の発明において、前記ドットのオンオフを規定するドットデータを、少なくとも階調レベルを規定する階調データとフレームの順番とに対応して予め記憶する記憶メモリを備え、選択された走査線との交差に対応するドットについては、当該ドットの階調データとその時点のフレーム番号とに対応するドットデータを、前記記憶メモリから読み出して、当該ドットのオンまたはオフを規定する構成が望ましい。あるドットのオンオフについては、当該ドットの階調データと現時点におけるフレームの順番とによって一義的に定められる。このため、階調データとフレーム番号とをドットのオンオフを規定するドットデータに変換するテーブルとして、記憶メモリ、望ましくは、読出専用の記憶メモリを用いることで構成の簡略化を図ることが可能となる。
【００２０】
また、第２発明において、前記走査線を複数本毎に順次選択するとともに、その選択期間を１フレーム内において複数回に分けて選択電圧を印加する構成も望ましい。一般に、１本ずつ走査線を選択して選択電圧を印加する構成では、比較的高い選択電圧が要求されるが、複数本を同時に選択するとともに、その選択期間を１フレーム内において複数回に分けて選択する構成によれば、比較的低い選択電圧でも良好な表示が可能となる。
【００２１】
このような構成においては、中間階調の表示を行うドットの信号線への信号電圧が取り得るレベルと、階調表示を行わないドットの信号線への信号電圧が取り得るレベルとを、互いに同一に設定することが望ましい。このような設定によれば、中間階調の表示を行うドットを含む信号線に存在して、背景を表示する（階調表示を行わないオンまたはオフの）ドットの光学応答と、背景だけを表示するドットの信号線に存在して、その背景を表示するドットの光学応答とが、互いに同一となるので、クロストークの発生を未然に防止することが可能となる。
【００２２】
次に、本件の第３の発明は、互いに異なる色に対応するドットが、複数の走査線と複数の信号線との交差に対応して一定の規則性で配列してなり、前記ドットのオンまたはオフを、階調レベルに対応してフレーム毎に制御して階調表示を行うカラー表示装置であって、オンまたはオフのドットを、前記色数のｎ（ｎは２以上の整数）倍のドット数で繰り返す第１の場合には、当該ｎドットを１単位として変化させる一方、前記第１の場合と異なる第２の場合には、１ドットを単位として変化させることを特徴としている。この第３の発明によれば、上記第１の発明と同様な理由により、オンまたはオフのドットが、色について見たときでも、時間的または空間的に分散するので、フリッカの発生が抑えられて、表示品位の低下が防止されることとなる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２４】
＜カラー表示装置の構成＞
はじめに、本発明の実施形態に係るカラー表示装置について、液晶表示装置を例にとって説明する。図４は、この液晶表示装置の構成を示すブロック図である。この図に示されるように、液晶パネル１００には、複数ｍ本の走査電極（走査線）Ｙ１〜Ｙｍが行方向に延在して形成される一方、複数ｎ本の信号電極（信号線）Ｘ１〜Ｘｎが列方向に延在して形成されている。ここで、液晶パネル１００では、一対の基板のうち、一方の基板に走査電極Ｙ１〜Ｙｍが形成され、他方の基板に信号電極Ｘ１〜Ｘｎが形成されるとともに、両基板の間に液晶が挟持された構成となっている。したがって、各ドットは、走査電極Ｙ１〜Ｙｍと信号電極Ｘ１〜Ｘｎとの各交差部分において、両電極間とその間に挟持される液晶とにより構成されることになる。ここで、各ドットには、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のうち、いずれか１色が順番に割り当てられ、カラーフィルタ（図示省略）によって透過光または反射光が着色される構成となっている。また、相隣接するＲＧＢの３ドットにより、ほぼ正方形の１画素が構成されている。
【００２５】
一方、走査電極駆動回路１２０は、走査電極Ｙ１〜Ｙｍをそれぞれ駆動するものであり、信号電極駆動回路１４０は、信号電極Ｘ１〜Ｘｎをそれぞれ駆動するものである。
【００２６】
ここで、液晶が例えばＴＮ（Twisted Nematic）型であれば、液晶分子の長軸方向が両基板間で約９０度連続的にねじれるような配向処理が施される。そして、配向処理によって両電極間を通過する光は、電圧無印加状態の場合には、液晶分子のねじれに沿って約９０度旋光する一方、電圧印加状態の場合には、液晶分子が電界方向に傾く結果、電圧無印加状態の旋光性が消失する。このため、液晶パネル１００が例えば透過型であれば、前面側と背面側とに、偏光軸が互いに直交（平行）する偏光子をそれぞれ配置させることで、電圧無印加状態で光が透過（遮断）する一方、電圧印加状態で光が遮断（透過）することになる。したがって、各ドットに印加される電圧を、走査電極駆動回路１２０および信号電極駆動回路１４０によって制御することによって、所定の表示が可能となっている。
【００２７】
なお、液晶分子が１８０度以上のねじれ配向を有するＳＴＮ（Super Twisted Nematic）型液晶であれば、一対の基板の外側に各々偏光板を配置するとともに、少なくとも一方の偏光板と基板との間には着色を補償する位相差板を配置させる構成でも、同様な表示が可能である。このように、液晶材料は、本発明の駆動方法に適合できるものであれば、種々選択して用いることができる。
【００２８】
一方、制御回路１８０は、走査電極駆動回路１２０および信号電極駆動回路１４０の各々に対し、各種の制御信号（必要に応じて後述する）やクロック信号などを生成・供給するとともに、信号電極駆動回路１４０に対しては、特に、表示内容を規定する表示データＤＡＴＡを、書込アドレスＷａｄとともに供給するものである。
【００２９】
次に、電源回路１９０は、走査電極Ｙ１〜Ｙｍの走査電圧として用いられる±Ｖ３（選択電圧）、Ｖｃ（非選択電圧）を生成して走査電極駆動回路１２０に供給する一方、信号電極Ｘ１〜Ｘｍの信号電圧として用いられる±Ｖ２、±Ｖ１、Ｖｃを生成して信号電極駆動回路１４０に供給するものである。ここで、電圧Ｖｃは、信号電圧として用いる電圧±Ｖ２、±Ｖ１の中間値電圧であって、極性の基準となる電圧である。このため、本実施形態において正極側とは電圧Ｖｃよりも高位をいい、負極側とは電圧Ｖｃよりも低位をいう。また、Ｖｃを基準とした場合の信号電圧Ｖ１、Ｖ２の電圧比は、Ｖ１：Ｖ２＝１：２である。
【００３０】
なお、走査電極駆動回路１２０や、信号電極駆動回路１４０、制御回路１８０および電源回路１９０にあっては、集積化して１チップとして構成することが可能である。このように構成すると、液晶パネル１００の実装や回路規模の縮小の面などにおいて有利となる。
【００３１】
＜ＭＬＳ駆動＞
ここで、説明の便宜上、本実施形態における駆動について説明する。本実施形態の液晶表示装置は、複数本の走査電極を同時に複数選択するとともに、１フレーム（１垂直走査期間）で走査電極を複数回選択する、というＭＬＳ（Multi-Line Selection）方式の駆動方法を用いている。ここで、本実施形態では、同時に駆動する走査電極数を「４」とすると、図６に示されるように、１フレームを４等分した各フィールド（１ｆ）のそれぞれにおいて、走査電極が順次４本毎に選択期間（１Ｈ）において同時に選択される。
【００３２】
詳細には、走査電極Ｙ１〜Ｙｍにおいて、正規性および直交性を維持しながら、選択期間を時間的に１フレーム内に均等分散させるとともに、走査電極Ｙ１〜Ｙｍのうち、４本を組にして同時に選択して、空間的に分散させたものである。ここで、「正規性」とは、すべての走査電極Ｙ１〜Ｙｍに印加される選択電圧の実効値がフレーム周期単位において互いに等しくなることを意味し、また、「直交性」とは、ある走査電極に印加される電圧振幅と、他の任意の走査電極に印加される電圧振幅とを１フレーム分、積和した結果がゼロになることを意味する。
【００３３】
さて、このようなＭＬＳ方式に対応するため、制御回路１８０は、それぞれ次のような制御信号を生成する。すなわち、制御回路１８０は、第１に、各フィールドの最初に開始パルスＹＤを出力し、第２に、各フィールドの最初において、４本の走査電極の選択を指示する選択データＳＤを出力し、第３に、４本の走査電極を同時選択する選択期間（１Ｈ）毎にラッチパルスＬＰを出力し、第４に、選択された走査電極に対して印加すべき選択電圧の極性を指示する極性データＰＳを出力し、第５に、現時点におけるフレーム番号（垂直走査期間の順番）を示すフレームデータＦＲを出力する。
【００３４】
ここで、本実施形態では、４本の走査電極を同時に選択するので、極性データＰＳは、選択する４本の走査電極に対応したＰＳ１〜ＰＳ４から構成される。例えば、図６に示されるような走査電圧とするため、極性データＰＳ１〜ＰＳ４は、選択電圧Ｖ３を選択して正極側とする場合を「＋」と表記し、選択電圧−Ｖ３を選択して負極側とする場合を「−」と表記すると、第ｉフレームにおいて、第１フィールドでは順番に（＋−＋＋）、第２フィールドでは（−＋＋＋）、第３フィールドでは（＋＋＋−）、第４フィールドでは（＋＋−＋）となる。また、交流駆動を行うために、極性データＰＳ１〜ＰＳ４によって示される極性は、１フレーム毎に反転されるので、続く第（ｉ＋１）フレームにおいて、第１フィールドでは（−＋−−）、第２フィールドでは（＋−−−）、第３フィールドでは（−−−＋）、第４フィールドでは（−−＋−）となる。
【００３５】
次に、ドットをオンする場合を「＋」とし、オフする場合を「−」と定義すると、選択された４本の走査電極と交差する信号電極への信号電圧は、次のような手順にしたがって設定される。すなわち、第１に、対象となる信号電極と選択される４本の走査電極との交差に対応する４つのドットについて着目し、第２に、ドットのオンオフと選択電圧の極性との不一致を検出し、第３に、不一致数が「０」であれば−Ｖ２を、不一致数が「１」であれば−Ｖ１を、不一致数が「２」であれば−Ｖｃを、不一致数が「３」であればＶ１を、不一致数が「４」であればＶ２を、それぞれ選択することとする。
【００３６】
例えば、走査電極Ｙ１〜Ｙ４と信号電極Ｘ１と交差する４つのドットがすべてオンである場合、図６の第ｉフレームの第１フィールドにおいて、走査電極Ｙ１〜Ｙ４の選択電圧の極性は（＋−＋＋）であり、４つのドットのオンオフは（＋＋＋＋）であるから、順番に比較すると、２番目だけが不一致である。このため、不一致数が「１」となるので、当該フィールドの最初の選択期間において、信号電極Ｘ１には、電圧−Ｖ１が選択されることとなる。
【００３７】
また、例えば、走査電極Ｙ５〜Ｙ８と信号電極Ｘ１と交差する４つのドットがすべてオフである場合、走査電極Ｙ１〜Ｙ４の選択電圧の極性は（＋−＋＋）であり、４つのドットのオンオフは（−−−−）であるから、順番に比較すると、１、３、４番目が不一致である。このため、不一致数が「３」となるので、各フィールドの２番目の選択期間において、信号電極Ｘ１には、電圧はＶ１が選択されることとなる。
【００３８】
同様な選択が各フィールド毎に行われると、第２〜第４フィールドにおいて、最初の選択期間に印加される電圧はいずれも−Ｖ１となり、２番目の選択期間に印加される電圧はいずれもＶ１となる。さらに、次の第（ｉ＋１）フレームでは、交流駆動により印加電圧が反転されるから、上記表示を行う場合に、各フィールドの最初の選択期間および２番目の選択期間において、信号電極Ｘ１に印加される電圧波形は、図６に示される通りとなる。
【００３９】
＜階調パターン＞
次に、本実施形態では、ＦＲＣ方式を用い１ドットについて１６階調表示を行うものとすると、図８および図９に示されるような階調パターンが用いられる。この階調パターンは、４本の走査電極を同時に選択するＭＬＳ方式に対応して、４行×１５列のドット（４行×５列の画素）を基本パターンとするものであり、図示のように、０／１５〜１５／１５の階調レベルのいずれについても、第１行および第３行は、互いに同一のパターンであり、また、第２行および第４行は、互いに同一のパターンであり、さらに、偶数行の配列は、奇数行の配列に対してシフトさせたパターンとなっている。
【００４０】
ここで、図示の階調パターンは、５／１５階調および１０／１５階調以外の階調パターンについては、フレーム毎に１ドットを単位として、図において右方へシフトさせて用いられる。このため、これらの階調パターンは、時間的には１５フレームの周期性を有することになる。一方、５／１５階調および１０／１５階調の階調パターンについては、図１（ｎ＝２）で示したものであり、フレーム毎に２ドットを単位として、図において右方へシフトさせて用いられる（図１０参照）。このため、５／１５階調および１０／１５階調の階調パターンは、時間的には３フレームの周期性を有するが、他の階調パターンと同様に扱うために、１５フレームの周期性を有するものとする。
【００４１】
そこで、図８および図９に示す階調パターンを、第１フレームにおいて用いるものと定義すると、５／１５階調および１０／１５階調以外の階調パターンについては、以降、第１５フレームまで、１フレーム毎に１ドットずつ右方へシフトしたパターンとなる一方、５／１５階調および１０／１５階調については、１フレーム毎に２ドットずつオンオフパターンが右方へシフトしたパターンとなる。したがって、あるドットについて見れば、当該ドットの階調レベルとフレーム番号とによって、オンまたはオフさせるかが一義的に定まることになる。そこで、フレーム番号を特定するために、制御回路１８０は、フレームデータＦＲを出力しているのである。
【００４２】
さて、本実施形態で用いる階調パターン（図８および図９参照）は、いずれの階調レベルであっても、同一列の４個のドットに着目すれば、上から順番に▲１▼オン・オフ・オン・オフ（＋−＋−）、▲２▼オフ・オン・オフ・オン（−＋−＋）、▲３▼すべてがオン（＋＋＋＋）、▲４▼すべてがオフ（−−−−）のいずれかの表示パターンとなっている。一方、４本の走査電極に印加される選択電圧の極性パターンは、極性反転まで考慮すると、（＋−＋＋）、（−＋＋＋）、（＋＋＋−）、（＋＋−＋）、（−＋−−）、（＋−−−）、（−−−＋）、（−−＋−）の８通りである。このため、表示パターンと極性パターンとの組み合わせは、計３２通り存在するが、すべての組み合わせにおける不一致数は、必ず「１」または「３」のいずれかとなる。したがって、同時選択される４本の走査電極と交差する４個のドットが同一の階調レベルとなる表示を行う場合には、信号電極Ｘ１〜Ｘｎに印加される信号電圧は、−Ｖ１またはＶ１のいずれかとなる。
【００４３】
例えば図１１に示されるように、走査電極Ｙ５〜Ｙｍと信号電極Ｘ１〜Ｘ６との交点に対応するドットを５／１５階調とし、それ以外のドットを０／１５階調（オフ）とする背景表示を行う場合を想定する。この場合、信号電極Ｘ１〜Ｘ６に印加される信号電圧は、走査電極Ｙ１〜Ｙ４の選択期間では表示パターンが（−−−−）となるので、−Ｖ１またはＶ１となり、また、走査電極Ｙ５〜Ｙ８の選択期間では表示パターンが上記▲１▼、▲２▼、▲４▼のいずれかのパターンとなるので、やはり、−Ｖ１またはＶ１となる。以降の選択期間でも同様である。一方、信号電極Ｘ７〜Ｘｎに印加される信号電圧は、表示パターン（−−−−）であるので、いずれの選択期間においても、−Ｖ１またはＶ１のいずれかとなる。
【００４４】
ここで、電圧−Ｖ１と電圧Ｖ１とは、その極性が相違するだけで、その実効値は同一である。さらに、非選択期間では、電圧−Ｖ３、Ｖｃ、Ｖ３のいずれも選択されない。このため、図１１において、中間階調の表示を行うドットを含む信号電極に存在して、０／１５階調の表示を行うドット（例えば、走査電極Ｙ１と信号電極Ｘ６との交点に対応するドット）の光学応答と、０／１５階調の表示だけを行うドットの信号電極に存在して、０／１５階調の表示を行うドット（例えば、走査電極Ｙ１と信号電極Ｘ７との交点に対応するドット）の光学応答とは、ともに図１２に示されるように同一となるので、透過率（反射率）に差が生じない。同様なことは、他の中間階調レベルでも言え、さらに、背景表示を０／１５階調の（オフ）のほか、１５／１５階調（オン）とする場合にも言える。したがって、本実施形態によれば、上述した表示を行う場合に、クロストークの発生が未然に防止されるので、高品位の表示が可能となる。
【００４５】
＜走査電極駆動回路＞
次に、上記階調パターンを用いてＭＬＳ方式の駆動を行う駆動回路の具体的構成について説明する。まず、走査電極駆動回路１２０の構成について図５を参照して説明する。図５は、走査電極駆動回路１２０の構成を示すブロック図である。この図において、シフトレジスタ１２０２は、走査電極Ｙ１〜Ｙｍの総数に対応するｍビットシフトレジスタであり、制御回路１８０から供給された選択データＳＤを、ラッチパルスＬＰによって選択期間毎に順次シフトして出力する。ここで、シフトレジスタ１２０２による各ビットの転送信号は、各走査電極にそれぞれ１対１に対応して、同時に選択すべき４本の走査電極を指定するものである。本実施形態では、４本の走査電極が選択期間毎に順次指定される構成となっているので、例えば、１フレーム内の最初の選択期間では、走査電極Ｙ１〜Ｙ４が選択され、次の選択期間では、走査電極Ｙ５〜Ｙ８が選択されることとなる。続いて、デコーダ１２０４は、シフトレジスタ１２０２により指定された４本の走査電極の各々に対しては、極性データＰＳ１〜ＰＳ４にしたがって、選択電圧Ｖ３または−Ｖ３の選択を指示する電圧選択信号を出力する一方、その他の走査電極に対しては、電圧Ｖｃの選択を指示する電圧選択信号を出力するものである。
【００４６】
さて、レベルシフタ１２０６は、デコーダ１２０４によって出力される電圧選択信号の電圧振幅を拡大するものである。そして、セレクタ１２０８は、電圧振幅が拡大された電圧選択信号によって指示される選択電圧を、実際に選択して、対応する走査電極に印加するものである。
【００４７】
このような構成の走査電極駆動回路１２０によれば、１フレームを４等分した各フィールドの最初に、４本の走査電極の選択を指示する選択データＳＤが供給されて、これがラッチパルスＬＰによって選択期間毎に順次転送されるとともに、極性データＰＳ１〜ＰＳ４が各フィールド毎に供給されるので、走査電極Ｙ１〜Ｙｍに印加される電圧波形は、例えば、図６に示される通りとなる。
【００４８】
＜信号電極駆動回路＞
次に、信号電極駆動回路１４０の構成について図７を参照して説明する。図７は、信号電極駆動回路１４０の構成を示すブロック図である。この図において、アドレス制御回路１４０２は、表示データの読み出しに用いる４行分の行アドレスＲａｄを生成するものであり、当該４行分の行アドレスＲａｄを、開始パルスＹＤによりリセットするとともに、選択期間毎に供給されるラッチパルスＬＰで４行毎に歩進させる構成となっている。したがって、例えば、アドレス制御回路１４０２は、各フィールドの最初の選択期間では、第１行〜第４行の行アドレスＲａｄを生成し、次の選択期間では、第５行〜第８行の行アドレスＲａｄを生成することになる。
【００４９】
続いて、表示メモリ１４０４は、少なくともｍ行×ｎ列のドットに対応する記憶領域を有するデュアルポートＲＡＭであり、書き込み側では、各ドットの階調レベルを示す階調データＤＡＴＡが書込アドレスＷａｄで指定された番地にランダムに書き込まれる一方、読み出し側では、アドレスＲａｄで指定された番地の階調データが４行分シーケンシャルに読み出される構成となっている。すなわち、表示メモリ１４０４からは、４行×ｎ列のドットに対応する階調データが選択期間毎に読み出される。そこで、説明の便宜上、各列において読み出される４個の階調データを、信号電極Ｘ１〜Ｘｎの各列に対応してａ１〜ａｎと表記することとする。
【００５０】
次に、階調データ変換回路１４０６は、読み出された階調データａ１〜ａｎに応じて、図８や図９に示したような階調パターンに変換し、選択された４本の走査電極と交差するドットのオンオフを決定するものである。この各ドットのオンオフは、先に述べたように、所定数の行列のドット単位内においてそのオンオフのドットが順次シフトする形となるため、フレーム番号を示すフレームデータに応じて、各ドットのオンオフが先に述べたルールに応じて変換されることとなる。
【００５１】
このため、階調データ変換回路１４０６は、変換テーブル１４０６ａを各列に対応してｎ個備える。ここで、ある列に対応する変換テーブル１４０６ａは、図８および図９に示される第１フレームの階調パターンを１フレーム毎に１ドット（５／１５階調および１０／１５階調の階調パターンは２ビット）ずつシフトしたパターンのうち、当該列に対応するものを、第１〜第１５フレームの階調パターンとして予め記憶するものである。そして、４個のドットに対応する階調データと、フレーム番号を示すフレームデータＦＲとが供給されると、変換テーブル１４０６ａは、各ドットについて、当該階調データに対応する階調レベルとフレームデータＦＲで示されるフレームとに対応する階調パターンを調べるとともに、当該ドットがオンかオフかを判別して、そのドットのオンオフを示すドットデータを出力する。そして、ある１列に対応する変換テーブル１４０６ａは、当該列における４個のドットのオンオフを示すドットデータｂを出力する構成となっており、このため、階調データ変換回路１４０６からは、４行×ｎ列に相当するドットデータｂ１〜ｂｎが、それぞれｎ列の信号電極Ｘ１〜Ｘｎに対応して出力されることとなる。
【００５２】
例えば、走査電極Ｙ１と信号電極Ｘ１との交差に対応するＲのドットの階調データが５／１５階調を示し、かつ、フレームデータＦＲで示されるフレーム番号が「３」であるならば、図１０において※で示されるように、当該ドットはオフであるので、階調データ変換回路１４０６は、当該ドットについてオフを示すドットデータを出力する。また、例えば、走査電極Ｙ４と信号電極Ｘ２との交差に対応するＧドットの階調データが３／１５階調を示し、かつ、フレームデータＦＲで示されるフレーム番号が「５」であるならば、図８で示される階調パターンを５ドットだけ右方へシフトさせた場合の周期性から判るように、当該ドットはオンであるので、階調データ変換回路１４０６は、当該ドットについてオンを示すドットデータを出力する。
【００５３】
次に、演算回路１４０８は、オンオフを規定する４行×ｎ列分のドットデータｂ１〜ｂｎから、信号電極Ｘ１〜Ｘｎの各々に印加すべき電圧を選択させる電圧選択信号を生成して出力するものである。このため、演算回路１４０８は、信号電極Ｘ１〜Ｘｎの各列に対応して、デコーダ１４０８ａを備える。ここで、ある１列分のデコーダ１４０８ａは、第１に、当該列に対応する４つのドットデータと転送信号ＰＳ１〜ＰＳ４とを互いに比較して、その不一致数を求め、第２に、その不一致数に応じて、当該列の信号電極に印加すべき信号電圧の選択を指示する電圧選択信号を出力するものである。したがって、演算回路１４０８からは、信号電圧の選択を指示する電圧選択信号ｃ１〜ｃｎが、それぞれｎ列の信号電極Ｘ１〜Ｘｎに対応して出力されることとなる。なお、不一致数と信号電圧との関係は、上述したように、不一致数が、「０」、「１」、「２」、「３」、「４」であれば、それぞれ−Ｖ２、−Ｖ１、Ｖｃ、Ｖ１、Ｖ２である。
【００５４】
そして、レベルシフタ１４１０は、電圧選択信号ｃ１〜ｃｎの電圧振幅をそれぞれ拡大するものである。そして、セレクタ１４１２は、電圧振幅が拡大された電圧選択信号ｃ１〜ｃｎによって指示される電圧を、実際に選択して対応する信号電極Ｘ１〜Ｘｎにそれぞれ印加するものである。
【００５５】
このような構成の信号電極駆動回路１４０によれば、各フィールドのうち、ある選択期間において、ある４本の走査電極が選択されると、当該４本の走査電極との交差に対応する４行分のドットの階調データが、表示メモリ１４０４から読み出されるとともに、この階調データと、制御回路１８０によるフレームデータＦＲとから、当該４行分のドットのオンオフが規定されて、このオンオフにしたがった信号電圧が、信号電極Ｘ１〜Ｘｎのそれぞれ印加されることとなる。
【００５６】
結局、このような実施形態の液晶表示装置によれば、５／１０階調または１０／１５階調の階調表示を行う場合、ドットが２ドットを単位としてシフトするので、ドットのオンオフが時間的、空間的に分散する。このため、従来の技術で述べたような、フリッカの発生が防止されて、表示品位の低下が防止されることとなる。
【００５７】
さらに、本実施形態の液晶表示装置は、４本の走査電極をまとめて順次選択するとともに、その選択期間を１フレームで４回に分けて選択電圧を印加する構成となっているので、１本ずつ走査電極を選択して選択電圧を印加する構成よりも、選択電圧が低くて済むし、かつ、そのような低い選択電圧でも良好な表示が可能となっている。
【００５８】
くわえて、液晶表示装置の階調パターンでは、いずれの階調レベルであっても、ある１列に着目すれば、上記▲１▼〜▲４▼のいずれかの表示パターンとなっているので、同時選択される４本の走査電極と交差する４個のドットが同一の階調レベルとなる表示を行う場合に、クロストークの発生を未然に防止して、高品位の表示が可能となっている。
【００５９】
なお、上述した実施形態にあっては、１６階調表示を行うものとして説明したが、より低階調の「４」階調表示や、より高階調の「６４」階調表示、もしくは、それ以上の階調表示の場合でも、もちろん適用可能である。例えば、４階調表示において、中間階調の１／３階調および２／３階調は、図１３に示されるように、上述した実施形態の１６階調表示における５／１５階調および１０／１５階調と同一視できる。
【００６０】
また、上述した実施形態にあっては、同時駆動する走査電極の数を「４」としたが、本発明はこれに限られず、「１」以上の整数であれば良い。すなわち、同時に複数本の走査電極を選択する構成としても良いし、１本ずつ順番に選択する構成としても良い。いずれにしても、実施形態で述べた技術を用いて、階調パターンを同時駆動する選択電極数に対応させれば、フリッカや、クロストークなどの発生を防止した高品位な表示が可能となる。
【００６１】
なお、上述した実施形態にあっては、色のとして３原色のＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）を前提として説明したが、補色のＣ（シアン）、Ｍ（マゼンダ）、Ｙ（イエロー）の３色を用いても構わない。
【００６２】
さらに、上述した実施形態においては、液晶パネル１００を構成する一対の基板のうち、一方の基板に走査電極Ｙ１〜Ｘｍを、他方の基板に信号電極Ｘ１〜Ｘｎをそれぞれ形成したいわゆるパッシブマトリクス型の液晶表示装置を例にとって説明したが、本発明はこれに限られない。例えば、一方の基板に、走査線または信号線の一方と、矩形状の画素電極と、両者の間にＴＦＤ（Thin Film Diode：薄膜ダイオード）のような２端子型非線形素子とを形成する一方、他方の基板に、走査線または信号線の他方を画素電極と対向するように形成した液晶表示装置にも適用できる。また、一方の基板に、走査線と信号線とを形成するとともに、これらの走査線と信号線との交差に対応して、矩形状の画素電極とＴＦＴ（Thin Film Transistor：薄膜トランジスタ）のような３端子型非線形素子とを形成して、走査線に印加される走査信号により当該素子をオンさせて、信号線に印加される電圧を画素電極に書き込むような液晶表示装置にも適用可能である。そして、これらの液晶表示装置では、透過型、反射型のいずれにも適用可能であるのは言うまでもない。
【００６３】
加えて、本発明は、これらの液晶表示装置のほかに、複数の色の画素をマトリクス状に配置してそれを発光させる、エレクトロルミネッセンスや、蛍光表示管、プラズマディスプレイなどの自発光型表示装置だけでなく、電気光学効果により表示を行うとともに、１画素を各原色に対応する複数のドットから構成されるカラー表示装置のすべてに適用である。
【００６４】
＜電子機器＞
次に、上述したカラー表示装置を携帯型電子機器に適用する場合について説明する。この場合、電子機器は、図１４に示されるように、主に、表示情報出力源１０００、表示情報処理回路１００２、駆動回路１００４、液晶パネル１００、クロック発生回路１００８並びに電源回路１０１０を備えて構成される。このうち、表示情報出力源１０００は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などのメモリや、光ディスク装置などのストレージユニット、画像信号を同調して出力する同調回路等を含み、クロック発生回路１００８からのクロック信号に基づいて、所定フォーマットの画像信号などの表示情報を表示情報処理回路１００２に出力するものである。
【００６５】
また、表示情報処理回路１００２は、増幅・極性反転回路、ローテーション回路、ガンマ補正回路、クランプ回路等の周知の各種処理回路などを含み、クロック信号に基づいて入力された表示情報からデジタル信号を順次生成し、クロック信号ＣＬＫなどのタイミング信号や制御信号とともに駆動回路１００４に出力するものである。さらに、駆動回路１００４は、上述した走査電極駆動回路１２０や、信号電極駆動回路１４０などに相当し、さらに、製造過程において検査に用いる検査回路などを含んだものである。電源回路１０１０は、各回路に所定の電源を供給するものであり、ここでは、上述した電源回路１９０も含む概念のものである。
【００６６】
＜携帯電話＞
次に、上述したカラー表示装置を携帯電話に適用した例について説明する。図１５は、この携帯電話の構成を示す斜視図である。図において、携帯電話１３００は、複数の操作ボタン１３０２のほか、受話口１３０４、送話口１３０６とともに、液晶パネル１００を備えるものである。
【００６７】
なお、本実施形態に係る表示装置を適用する電子機器としては、上述した携帯電話のほか、ページャ、時計、ＰＤＡ（個人向け情報端末）などが好適である。ただし、この他にも、液晶テレビや、ビューファインダ型、モニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた機器等などにも適用可能である。
【００６８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ＦＲＣ方式による階調表示を行うカラー表示装置において、特定の階調レベルで発生する表示品位が低下するのを防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の基本的な階調パターンを説明するための図である。
【図２】  本発明の基本的な階調パターンを説明するための図である。
【図３】  本発明の基本的な階調パターンを説明するための図である。
【図４】  本発明の実施形態に係る液晶表示装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図５】  同液晶表示装置における走査電極駆動回路の構成を示すブロック図である。
【図６】  同走査電極駆動回路による走査電圧波形と信号電圧波形を示すタイミングチャートである。
【図７】  同液晶表示装置における信号電極駆動回路の構成を示すブロック図である。
【図８】  同液晶表示装置における階調パターンを示す図である。
【図９】  同液晶表示装置における階調パターンを示す図である。
【図１０】  同階調パターンのうち、５／１０階調および１０／１５階調のパターンのフレーム毎におけるシフト状態を説明するための図である。
【図１１】  同液晶表示装置の表示の位置例を示す図である。
【図１２】  同液晶表示装置におけるドットの光学応答を示す図である。
【図１３】  液晶表示装置における他の階調パターンを示す図である。
【図１４】  実施形態に係る液晶表示装置を適用した電子機器の概略構成を示すブロック図である。
【図１５】  同液晶表示装置を適用した電子機器の一例たる携帯電話の構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
１００……液晶パネル
１２０……走査電極駆動回路
１４０……信号電極駆動回路
１８０……制御回路
１９０……電源回路
１４０６……階調データ変換回路
１４０６ａ……変換テーブル
Ｘ１〜Ｘｎ……信号電極
Ｙ１〜Ｙｍ……走査電極
【図１】
0003644314.tif 000002
【図２】
0003644314.tif 000003
【図３】
0003644314.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
0003644314.tif 000007
【図７】
0003644314.tif 000008
【図８】
0003644314.tif 000009
【図９】
0003644314.tif 000010
【図１０】
0003644314.tif 000011
【図１１】
0003644314.tif 000012
【図１２】
0003644314.tif 000013
【図１３】
0003644314.tif 000014
【図１４】
0003644314.tif 000015
【図１５】
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