(57)【要約】【課題】表示画像の階調レベル制御することにより、ＴＦＤ液晶パネルなどで発生しやすいクロストークを除去する。【解決手段】画像表示装置は、入力画像データを構成する複数の入力画素を表示部に表示する。その際、各入力画素は、その階調値とは異なる階調値を有する表示画素の組み合わせとして表示される。例えば入力画素としてある階調値を有する画素がある場合、その画素をその階調値のままで表示部に表示するのではなく、代わりに、その階調値とは異なる階調値を有する複数の表示画素を組み合わせて表示する。これにより、同一の階調値が連続して表示されることがなくなるので、それに起因して特にＴＦＤ液晶などで問題となるクロストークの発生が低減される。【選択図】      図１３
2004334153.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示部と、
入力画像データを構成する複数の入力画素を、当該入力画素の階調値とは異なる階調値を有する複数の表示画素の組み合わせとして前記表示部上に表示する表示制御手段と、を備えることを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記複数の表示画素は、前記入力画素の階調値よりも大きい階調値を有する第１の表示画素と、前記入力画素の階調値よりも小さい第２の表示画素を含むことを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記複数の表示画素は前記表示部上の走査線方向に隣接して表示されることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記表示制御手段は、
表示画素の階調値に対応した数の階調制御パルスにより規定される駆動パルス信号に基づいて前記表示部上の画素領域を駆動する駆動手段と、
前記階調制御パルスを制御することにより、前記複数の表示画素を表示する手段と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記入力画像データは、複数のフレーム画像により構成される動画データであり、
前記表示制御手段は、前記フレーム画像ごとに、相互に異なる前記複数の表示画素の第１の組み合わせと第２の組み合わせを切り替えて表示する切替制御手段を有することを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項６】
前記表示制御手段は、表示画素の階調値に対応した数の階調制御パルスにより規定される駆動パルス信号に基づいて前記表示部上の画素領域を駆動する駆動手段を有し、
前記切替制御手段は、前記階調制御パルスを制御することにより、前記複数の表示画素の第１の組み合わせと前記複数の表示画素の第２の組み合わせを表示することを特徴とする請求項５に記載の画像表示装置。
【請求項７】
前記切替制御手段は、前記入力画像データに基づいて前記複数の表示画素の第１の組み合わせと前記複数の表示画素の第２の組み合わせを生成する手段を有することを特徴とする請求項５に記載の画像表示装置。
【請求項８】
前記複数の表示画素の第１の組み合わせは、前記表示部の走査線方向に、階調値が前記入力画素より大きい表示画素と階調値が前記入力画素より小さい表示画素とが交互に配列されてなり、
前記複数の表示画素の第２の組み合わせは、前記表示部の走査線方向に、階調値が前記入力画素より大きい表示画素と階調値が前記入力画素より小さい表示画素とが、前記複数の表示画素の第１の組み合わせとは逆の順序で交互に配列されてなることを特徴とする請求項５乃至７のいずれか一項に記載の画像表示装置。
【請求項９】
前記複数の表示画素の第１の組み合わせ及び前記複数の表示画素の第２の組み合わせは、前記表示部の走査線方向に、前記各表示画素を構成するサブピクセル単位で階調値が所定値より大きいサブピクセルと階調値が所定値より小さいサブピクセルとが交互に配列されてなることを特徴とする請求項５乃至７のいずれか一項に記載の画像表示装置。
【請求項１０】
前記入力画像データは、複数のフレーム画像により構成される動画データであり、
前記表示制御手段は、前記フレーム画像ごとに、前記複数の表示画素の相互に異なる奇数種類の組み合わせのうちの１つを切り替えて表示する切替制御手段を有することを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項１１】
前記表示制御手段は、表示画素の階調値に対応した数の階調制御パルスにより規定される駆動パルス信号に基づいて前記表示部上の画素領域を駆動する駆動手段を有し、
前記切替制御手段は、前記階調制御パルスを制御することにより、前記複数の表示画素の組み合わせを表示することを特徴とする請求項１１に記載の画像表示装置。
【請求項１２】
前記複数種類は３種類であることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の画像表示装置。
【請求項１３】
表示部を有する画像表示装置における画像表示方法において、
複数の入力画素により構成される入力画像データを入力する入力工程と、
前記複数の入力画素を、当該入力画素の階調値とは異なる階調値を有する複数の表示画素の組み合わせとして前記表示部上に表示する表示工程と、を有することを特徴とする画像表示方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種情報の表示に用いて好適な液晶パネルの駆動回路、液晶パネルおよび電子機器に関する。
【０００２】
【背景技術】
二端子素子型アクティブ・マトリクス、あるいはＴＦＤ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｄｉｏｄｅ）と呼ばれる液晶パネルにおいては、相互に対向する２枚の基板のうち一方の基板に走査電極が、他方の基板に信号電極が形成され、両基板間に液晶層が封入される。そして、その液晶層と走査電極間あるいは液晶層と信号電極間には、電流−電圧特性が非線形な素子が介挿される。この非線形二端素子としてセラミックバリスタを用いた例（非特許文献１参照）、アモルファス・シリコンＰＮダイオードを用いた例（非特許文献２参照）、ＭＩＭ（Ｍｅｔａｌ  Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ  Ｍｅｔａｌ）素子を用いた例（非特許文献３及び４参照）などが知られている。さらに、二端子素子型アクティブ・マトリクスを用いて中間調を表示する技術が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特許第２５７６９５１号公報
【非特許文献１】
Ｄ．Ｅ．Ｃａｓｆｌｅｂｅｒｒｙ，ＩＥＥＥ，ＥＤ−２６，ｌ９７９，Ｐ１１２３〜１１２８
【非特許文献２】
富堅他、テレビジョン学会技術報告、ＥＤ７８２，ＩＰＤ８６−３，ｌ９８４
【非特許文献３】
Ｄ．Ｒ．Ｂａｒａｆｆ等，ＩＥＥＥ．ＥＤ−２８．ｌ９８１，Ｐ７３６〜７３９
【非特許文献４】
Ｋ．ＮｉＷａ等，ＳＩＤ８４，ＤＩＧＥＳＴ，ｌ９８４，Ｐ３０４〜３０７
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ＴＦＤ液晶パネルにおいては、構造上、表示画面の１ライン（走査線）の表示中に、その１ラインに含まれる画素のレベルが特定の階調に集中すると、一斉に信号電極線の電位が変化する。この電位変化は走査線を通じて各画素へ伝搬し、横方向のクロストーク（以下、単に「クロストーク」と呼ぶ。）を生じさせる。クロストークとは、上記のように、画素レベルが特定の階調に集中したラインと、そうでないラインとにおいて、同一階調を表示しているにも拘わらず、表示画像上では表示レベルが異なってしまうことをいう。
【０００５】
本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、表示画像の階調を制御することにより、上記のようなクロストークを除去することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の１つの観点では、画像表示装置は、表示部と、入力画像データを構成する複数の入力画素を、当該入力画素の階調値とは異なる階調値を有する複数の表示画素の組み合わせとして前記表示部上に表示する表示制御手段と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
上記の画像表示装置は、複数の入力画素により構成される入力画像データを表示部に表示する。ここで入力画素とは入力画像データを構成する画素をいう。その際、各入力画素は、表示部上で、その階調値とは異なる階調値を有する表示画素の組み合わせとして表示される。表示画素とは、表示部に表示される画素をいう。例えば入力画素としてある階調値ａを有する画素がある場合、その画素をその階調値ａのままで表示部に表示するのではなく、代わりに、その階調値ａとは異なる階調値ｂ、ｃなどを有する複数の表示画素を組み合わせて表示部に表示する。
【０００８】
この方法では、例えば入力画像データにおいて同一の階調値ａの画素が連続して存在する場合でも、階調値ａの画素が連続して表示されるのではなく、その代わりに階調値ｂとｃの表示画素が表示される。よって、同一の階調値が連続して表示されることがなくなるので、それに起因するクロストークの発生が低減される。また、同時に視野角の改善効果も得られる。
【０００９】
上記の画像表示装置の一態様では、前記複数の表示画素は、前記入力画素の階調値よりも大きい階調値を有する第１の表示画素と、前記入力画素の階調値よりも小さい第２の表示画素を含むことができる。この態様では、入力画素の階調値に対して、それより大きい階調値と小さい階調値の表示画素の組み合わせを表示することにより、入力画素の階調値に近い表示が可能となる。
【００１０】
上記の画像表示装置の一態様では、前記複数の表示画素は前記表示部上の走査線方向に隣接して表示される。これにより、表示部の走査線方向に同一階調値の画素が連続することが防止できるので、ＴＦＤ液晶パネルなどにおける横方向のクロストークを効果的に抑制することができる。
【００１１】
上記の画像表示装置の一態様では、前記表示制御手段は、表示画素の階調値に対応した数の階調制御パルスにより規定される駆動パルス信号に基づいて前記表示部上の画素領域を駆動する駆動手段と、前記階調制御パルスを制御することにより、前記複数の表示画素を表示する手段と、を備える。この態様では、階調制御パルスを制御することにより、異なる階調値の表示画素の表示が行われる。
【００１２】
上記の画像表示装置の一態様では、前記入力画像データは、複数のフレーム画像により構成される動画データであり、前記表示制御手段は、前記フレーム画像ごとに、相互に異なる前記複数の表示画素の第１の組み合わせと第２の組み合わせを切り替えて表示する切替制御手段を有する。
【００１３】
上述のように、１つの入力画素を複数の表示画素として表示することによりクロストークを低減できるのであるが、画像データの解像度は低下することになる。しかし、動画の場合、複数の表示画素の組み合わせとして２種類の異なる組み合わせを用意し、フレーム画像ごとに両者を切り替えて表示すれば、人間の視覚上、解像度の低下を改善することができる。
【００１４】
上記の画像表示装置の一態様では、前記表示制御手段は、表示画素の階調値に対応した数の階調制御パルスにより規定される駆動パルス信号に基づいて前記表示部上の画素領域を駆動する駆動手段を有し、前記切替制御手段は、前記階調制御パルスを制御することにより、前記複数の表示画素の第１の組み合わせと前記複数の表示画素の第２の組み合わせを表示する。この態様では、フレーム画像ごとの前記複数の表示画像の組み合わせの切替処理を、階調制御パルスを制御することにより行うことができる。よって、表示制御手段に対して入力画像データを入力するだけで、駆動手段などのハードウェア処理により切替表示が実現される。
【００１５】
上記の画像表示装置の一態様では、前記切替制御手段は、前記入力画像データに基づいて前記複数の表示画素の第１の組み合わせと前記複数の表示画素の第２の組み合わせを生成する手段を有する。この態様では、入力画像データに基づいて、複数の表示画素の第１の組み合わせと第２の組み合わせに対応する画像を生成しておき、それらをフレーム画像ごとに交互に表示することにより、フレーム画像ごとの切替表示を実現する。よって、入力画像データに対してソフトウェア的処理を行って切替表示されるべき画像を生成しておくので、表示部への表示処理においては単純にそれらを交互に表示するだけで切替制御を実現することができる。
【００１６】
上記の画像表示装置の一態様では、前記複数の表示画素の第１の組み合わせは、前記表示部の走査線方向に階調値が前記入力画素より大きい表示画素と階調値が前記入力画素より小さい表示画素が交互に配列されてなり、前記複数の表示画素の第２の組み合わせは、前記表示部の走査線方向に階調値が前記入力画素より大きい表示画素と階調値が前記入力画素より小さい表示画素が、前記複数の表示画素の第１の組み合わせとは逆の順序で交互に配列されてなる。このように、階調値の差、つまり明暗のパターンが逆である２種類の画像をフレームごとに切替表示するので、解像度が改善される。
【００１７】
上記の画像表示装置の一態様では、前記複数の表示画素の第１の組み合わせ及び前記複数の表示画素の第２の組み合わせは、前記表示部の走査線方向に、前記各表示画素を構成するサブピクセル単位で階調値が所定値より大きいサブピクセルと階調値が所定値より小さいサブピクセルが交互に配列されてなる。この態様では、表示画素を構成するサブピクセルの単位で階調値を異ならせることにより、視野角の改善効果を向上させることができる。
【００１８】
上記の画像表示装置の一態様では、前記入力画像データは、複数のフレーム画像により構成される動画データであり、前記表示制御手段は、前記フレーム画像ごとに、前記複数の表示画素の相互に異なる奇数種類の組み合わせのうちの１つを切り替えて表示する切替制御手段を有する。上述のように、１つの入力画素を複数の表示画素の組み合わせとして表示することによりクロストークを低減できるのであるが、画像データの解像度は低下することになる。しかし、動画の場合、複数の表示画素の組み合わせとして複数種類の異なる組み合わせを用意し、フレーム画像ごとに両者を切り替えて表示すれば、人間の視覚上、解像度の低下を改善することができる。ここで、切替表示する異なる表示画像の組み合わせを奇数種類とすることにより、表示画素に印加される電圧が直流成分を含むことを防止することができる。表示画像の組み合わせ数の好適な例は３種類である。
【００１９】
上記の画像表示装置の一態様では、前記表示制御手段は、表示画素の階調値に対応した数の階調制御パルスにより規定される駆動パルス信号に基づいて前記表示部上の画素領域を駆動する駆動手段を有し、前記切替制御手段は、前記階調制御パルスを制御することにより、前記複数の表示画素の組み合わせを表示する。この態様では、フレーム画像ごとの前記複数の表示画像の組み合わせの切替表示処理を、階調制御パルスを制御することにより行うことができる。よって、表示制御手段に対して入力画像データを入力するだけで、駆動手段などのハードウェア処理により切替表示が実現される。
【００２０】
本発明の他の観点では、表示部を有する画像表示装置における画像表示方法は、複数の入力画素により構成される入力画像データを入力する入力工程と、前記複数の入力画素を、当該入力画素の階調値とは異なる階調値を有する複数の表示画素の組み合わせとして前記表示部上に表示する表示工程と、を有することを特徴とする。この画像表示方法によれば、上記の画像表示装置と同様に、クロストークを低減することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。
【００２２】
［液晶パネル］
図１に、本発明の実施形態にかかる液晶パネルの概略構成を示す。図１（ａ）は、非線形二端素子としてＭＩＭ（Ｍｅｔａｌ  Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ  Ｍｅｔａｌ）素子を用いたＴＦＤ液晶パネルの１画素に相当する部分の構成を示す。図示のように、液晶パネル１０１は、２枚のガラス基板１ａ及び１ｂの間に、図示しないシール材などを介して液晶層１８が挟持されてなる。液晶の駆動に関しては、２枚のガラス基板のうち、一方のガラス基板１ａには走査電極１２が形成され、他方のガラス基板１ｂには信号電極１４が形成される。また、ガラス基板１ａには、表示画素に対応する画素電極３が形成され、さらに液晶層１８と信号電極１４との間には電流−電圧特性が非線形な非線形二端子素子２０が形成される。本例では、走査電極１２、画素電極３などはＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）により構成され、非線形二端子素子はＭＩＭにより構成されている。
【００２３】
図１（ｂ）に走査電極１２と信号電極１４との関係を示す。なお、図１（ｂ）は液晶パネル１０１の表示領域の一部分を上方から観察した場合の走査電極１２と信号電極１４の位置関係を示す。走査電極１２は図１（ｂ）に示すように複数の短冊状に形成されている。１つの走査電極１２が１つの走査線（１ライン）に対応し、走査電極１２と信号電極１４が交差した領域に１つの画素が形成される。
【００２４】
図２に、液晶パネル１０１の駆動回路の構成を示す。図２において、液晶パネル１０１の駆動回路は、走査信号駆動回路１００と、データ信号駆動回路１１０と、タイミング信号生成回路６０と、変換回路７０と、を備える。タイミング信号生成回路６０は、図示の各構成要素を駆動するための各種タイミング信号を出力する。
【００２５】
液晶パネル１０１は、行方向に延在して設けられた複数の走査電極１２と、列方向に延在して設けられた複数の信号電極１４とを備える。これら電極１２及び１４の各交差部分においては、非線形二端子素子２０と液晶層１８とが直列に接続され、これによって各交差部分に画素が形成されている。以上の構成要素により、液晶パネル１０１が構成されている。非線形二端子素子２０は、例えば図３に示すような電流−電圧特性を有している。図３においては、電圧が零電圧付近では電流はほとんど流れないが、電圧の絶対値が閾値電圧Ｖｔｈを超えると、電圧の増加とともに電流が急増する。
【００２６】
走査信号駆動回路１００は走査電極１２に対して走査電位ＶＡを印加し、データ信号駆動回路１１０は信号電極１４に対して信号電位ＶＢを印加する。電位ＶＡ及びＶＢについて、図４を参照して説明する。まず、走査電極１２には、図４（ａ）に示すような走査電位ＶＡが印加される。ライン選択期間Ｔ毎に、各走査電極１２は順次選択され、ある共通電位ＶＧＮＤに対して±Ｖｓｅｌなる電位差、即ち電圧を持ついずれかの電位が印加される。なお、この電圧Ｖｓｅｌを選択電圧と呼ぶ。そして、選択された後には、共通電位ＶＧＮＤに対して±Ｖｈｌｄなる電圧を持ついずれかの電位が印加される。ここで、選択時の電位がＶＧＮＤ＋ＶｓｅｌのときにはＶＧＮＤ＋Ｖｈｌｄの電位が印加され、選択時の電位がＶＧＮＤ−ＶｓｅｌのときにはＶＧＮＤ−Ｖｈｌｄの電位が印加される。なお、この電圧Ｖｈｌｄを保持電圧と呼ぶ。また、全ての走査電極が一巡して選択され終わる期間をフィールド期間といい、次のフィールド期間では、先のフィールド期間とは逆特性の選択電圧を用いて順次、走査電極を選択していく。
【００２７】
一方、信号電極１４に対しては、図４（ｂ）に示すように、共通電位ＶＧＮＤに対して±Ｖｓｉｇなる電圧を持ついずれかの電位が印加される。ここで、ある選択期間に選択された走査電極に印加する電位がＶＧＮＤ＋Ｖｓｅｌの場合に、ＶＧＮＤ−Ｖｓｉｇをオン電位Ｖｏｎ、ＶＧＮＤ＋Ｖｓｉｇをオフ電位Ｖｏｆｆとして用いる。また、ある選択期間に選択された走査電極に印加する電位がＶＧＮＤ−Ｖｓｅｌの場合に、ＶＧＮＤ＋Ｖｓｉｇをオン電位Ｖｏｎ、ＶＧＮＤ−Ｖｓｉｇをオフ電位Ｖｏｆｆとして用いる。
【００２８】
即ち、信号電位ＶＢの各ライン選択期間Ｔ内の波形は、当該信号電極１４に係る列における各画素の階調に応じて設定されるが、まず、信号電位ＶＢは、各ライン選択期間Ｔ毎にオン区間とオフ区間に分割され、オン区間においてはオン電位Ｖｏｎに、オフ区間においてはオフ電位Ｖｏｆｆに設定される。即ち、信号電位ＶＢは、階調値に応じてパルス幅変調される。そして、画素に与えるべき階調が高くなるほど（ノーマリーホワイトモードでは暗くなるほど）、オン区間の占める割合が大きく設定される。
【００２９】
次に、走査電極１２及び信号電極１４の電極間電圧ＶＡＢを図４（ｃ）の実線で示す。図示のように、電極間電圧ＶＡＢの絶対値は、当該画素の選択期間において高くなることがわかる。また、液晶層１８に印加される液晶層電圧ＶＬＣは、図４（ｃ）のハッチングで示すようになる。液層層電圧ＶＬＣが変化する際には、液晶層１８が形成する容量を充放電しなければならないため、液晶層電圧ＶＬＣは電極間電圧ＶＡＢに対して過渡応答的に変化する。なお、図４（ｃ）において電圧ＶＮＬは電極間電圧ＶＡＢと液層層電圧ＶＬＣとの差、即ち非線形二端子素子２０の端子電圧である。
【００３０】
本実施形態における信号電位ＶＢの一例を図５（ａ）に示す。図５（ａ）において、ライン選択期間Ｔはオン区間とオフ区間により構成される。また、走査電位ＶＡは図４（ａ）に示すようであるから、電極間電圧ＶＡＢ及び液層層電圧ＶＬＣは図５（ｂ）に示すようになる。
【００３１】
変換回路７０は、外部から入力されたカラー画像信号Ｒ、Ｇ、Ｂをデータ信号ＤＲ、ＤＧ、ＤＢに変換する。具体的には、変換回路７０は、カラー画像信号Ｒ、Ｇ、Ｂが供給されると、これをラインバッファ（図示せず）に格納し、カラー画像信号Ｒ、Ｇ、Ｂをデータ信号ＤＲ、ＤＧ、ＤＢに変換し、データ信号駆動回路１１０に供給する。ここで、カラー画像信号Ｒ、Ｇ、Ｂの各色の階調値は、「０」〜「１５」の範囲の値であり、これらが図６の表に従って、ライン選択期間Ｔ内の階調値に変換される。
【００３２】
また、変換回路７０は、データ信号駆動回路１１０に対してクロック信号ＧＣＰ（Ｇｒａｙ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｐｕｌｓｅ）を供給する。クロック信号ＧＣＰの生成方法について説明する。変換回路７０においては、各ライン選択期間Ｔを「２５６」分周する基本クロック信号が生成される。次に、この基本クロック信号を８ビット（最大２５５）のカウンタでカウントし、そのカウント結果が所定値になるとクロック信号ＧＣＰの１パルスが出力される。この「所定値」が図６に示す階調値（０、１３、２６、…２５５）に対応する。なお、クロック信号ＧＣＰの１パルスが出力されるカウンタ値は液晶パネル１０１の階調特性に応じて直線性が保たれるように設定される。
【００３３】
図６において、階調値が「０」であればオン区間の幅も「０」であり、当該ライン選択期間の全区間がオフ区間となる。そして、階調値が高くなるほどオン区間の占める割合（基本クロック信号の数）が多くなる。そして、階調値１４においてはオン区間は「２５５」に設定され、当該ライン選択期間の全区間がオン区間となる。
【００３４】
次に、データ信号駆動回路１１０の構成を、図７を参照して詳細に説明する。データ信号駆動回路１１０内のシフトレジスタ１１２は「ｍ／３」ビット（ｍは信号電極１４の数）のシフトレジスタであり、画素クロックＸＳＣＬが供給される毎に、各ビットの内容を右側に隣接するビットにシフトしてゆく。なお、図８に示すように、画素クロックＸＳＣＬは、各画素のデータ信号ＤＲ、ＤＧ、ＤＢが供給されるタイミングに同期して立ち下がる信号である。シフトレジスタ１１２の左端のビットにはパルス信号ＤＸが供給される。このパルス信号ＤＸは、変換回路７０からライン選択期間Ｔのデータ信号ＤＲ、ＤＧ、ＤＢの出力が開始されるときにおいて発生するワンショットのパルス信号である。従って、シフトレジスタ１１２の各ビットから出力される信号Ｓ１〜Ｓｍは、画素クロックＸＳＣＬの周期に等しい時間だけ順次排他的にＨレベルになる信号となる。
【００３５】
レジスタ１１４は、シフトレジスタ１１２の出力信号Ｓ１〜Ｓｍの各立ち上がりに同期して、３画素ずつデータ信号ＤＲ、ＤＧ、ＤＢをラッチする。ラッチ回路１１６はラッチパルスＬＰの立ち上がりに同期してレジスタ１１４に記憶されたデータ信号を一斉にラッチする。波形変換部１１８は、ラッチされたデータ信号を図５（ａ）に示すような信号電位ＶＢに変換し、ｍ本の信号電極１４に印加する。即ち、このラッチパルスＬＰの出力タイミングがライン選択期間Ｔの開始タイミングになる。
【００３６】
次に、波形変換部１１８の構成例を図９に示す。図９において、カウンタ１２４は全信号電極１４に対して共通に設けられたカウンタであり、ラッチパルスＬＰの立ち上がり時にカウント値が「０」にリセットされ、クロック信号ＧＣＰをカウントする。比較器１２６は、ラッチ回路１１６にラッチされた各画素のデータ信号ＤＲ、ＤＧ、ＤＢとカウンタ１２４のカウント値とを比較し、カウント値がデータ信号の値未満であればＨレベル、カウント値がデータ信号の値以上であればＬレベルの比較信号ＣＭＰを出力する。そして、スイッチ１２２は、対応する比較信号ＣＭＰがＨレベルであればオン電位Ｖｏｎを選択し、Ｌレベルであればオフ電位Ｖｏｆｆを選択し、選択した電位を信号電位ＶＢとして出力する。
【００３７】
図１０に、ＴＦＤ液晶パネル１０１における階調表示における駆動波形を示す。上述のように、ＴＦＤ液晶パネルでは液晶層１８に印加する駆動電圧をパルス幅変調することにより階調表示が行われる。図１０の上段に白表示、グレー表示、黒表示の場合の１ライン分（１Ｔ）の駆動波形例を示す。なお、本例ではノーマリーホワイトの液晶パネルであるとする。
【００３８】
走査線駆動波形３１は走査電極１２に印加されるパルス波形であり、上記の操作電位ＶＡを規定する。また、信号線駆動波形３２は信号電極１４に印加されるパルス波形であり、上記信号電位ＶＢを規定する。図１（ａ）から理解されるように、液晶層１８に対しては、走査電極１２と信号電極１４の電位差、つまり電極間電位が印加される。即ち、液晶層１８には、走査線駆動波形３１と信号線駆動波形３２の合計の電圧、即ち図１０の下段に示す合成電圧波形に示す電極間電圧が印加される。また、図１０の下段では、実際の液晶層１８の電圧レベル（液晶層電圧レベル）の変化を液晶層電圧波形３３として示している。液晶層１８は、電圧を印加してから液晶分子の配向が変化するまでに遅延があるため、その分の過渡応答が生じて図１０下段に示す液晶層電圧波形３３が液晶層１８に印加されることになる。液晶層電圧レベルに応じて、液晶表示パネルの階調が変化する。本例の液晶パネルはノーマリーホワイトであるので、液晶層電圧レベルが低い場合が白表示、高い場合が黒表示、その中間がグレー表示（中間調表示）となる。
【００３９】
図１０上段の波形から理解されるように、グレー表示（中間調表示）時の中間調レベルは信号線駆動波形３２のパルス幅により制御される。この信号線駆動波形３２は、前述のＧＣＰにより決定される。従って、ＧＣＰを変化させることにより、信号線駆動波形３２のパルス幅が変化し、その結果中間調レベルを変化させることができる。
【００４０】
［クロストークの発生原理］
次に、クロストークについて図１１及び図１２を参照して説明する。
図１１は液晶パネル１０１の１つの走査線の等価回路を示す。走査電極１２と信号電極１４の間の液晶層１８は両電極間の容量Ｃとして作用する。つまり、電気的には、特定の１ラインについて、走査電極１２と信号電極１４との間に１ラインの画素数分の容量Ｃが並列接続された状態となる。また、走査電極１２の引き回しの長さに起因する抵抗分Ｒがこれら容量Ｃの並列接続に対して直列に接続された状態となる。これにより、液晶層１８に印加されるパルス波形には過渡応答が生じる。
【００４１】
図１２は、液晶パネル１０１の特定のラインＸ及びＹにおける等価回路、並びに、それに印加される駆動波形及び合成電圧波形などを示す。図１２において、液晶パネル１０１はクロストークが発生した状態を示している。液晶パネル１０１に対しては、エリアＡ及びエリアＣが同一のグレーレベルとなり、かつ、エリアＢが白レベルとなるように走査線電圧及び信号線電圧を印加している。しかし、実際にはクロストークの発生により、同一の階調レベルであるはずのエリアＡとエリアＣでは表示画像上のグレーレベルが異なってしまっている。
【００４２】
具体的には、ラインＸの等価回路を図１２上段に示している。エリアＡは同一の階調レベルで表示がなされるので、ラインＸの各画素は同一の階調レベルで表示がなされる。そのときの駆動波形Ａには図示のように抵抗分Ｒと容量Ｃによりスパイク状の波形（以下、説明の便宜上「スパイク波形」と呼ぶことにする。）３６が生じ、合成電圧波形Ａにもそれに対応するスパイク波形３８が生じる。この合成電圧波形により、ラインＸ上の表示画素のグレーレベルが決まる。
【００４３】
一方、ラインＹについては、エリアＢの領域では左下の駆動波形Ｂが印加され、エリアＣの領域では右下の駆動波形Ｃが印加される。従って、ラインＸの場合と比較すると、白表示を行うエリアＢの領域においては印加電圧が小さく、その結果駆動波形Ｃに生じるスパイク波形３７のレベルは駆動波形Ａのスパイク波形３６と比較して小さくなる。従って、ラインＹの合成電圧波形ＢＣにおけるスパイク波形３９は、ラインＸの合成電圧波形Ａにおけるスパイク波形３８より大きくなる。その結果、エリアＣにおいてはエリアＡに比べて、液晶層１８に印加される液晶層電圧レベルが高くなり、表示画素はより黒に近いグレーとなる。つまり、同じグレーレベルを表示しようとしたエリアＣとエリアＡの階調が異なってしまうことになる。以上がクロストークが発生する原理である。
【００４４】
［クロストーク低減方法］
次に、クロストークを低減する方法を説明する。上述のように、クロストークは、あるライン中の画素の階調が１つの階調に集中することにより、スパイク波形が大きくなるため発生しやすくなる。上記のラインＸとＹの例では、エリアＡにおいて同じグレー階調が集中したために、本来の階調レベルよりも薄いグレー階調が表示される。これに対してエリアＢでは、階調が白レベルに集中したため、それにより当該ラインの信号線電圧は、白レベルの波形変化とエリアＡと同じグレーを表示するための波形変化に分散される。このため、エリアＣではスパイク波形による電位変化が少なくなるため、エリアＡに比べて濃いグレー表示となり、クロストークが発生している。よって、基本的には、あるライン中の画素の階調レベルが１つの階調に集中しないように階調制御を行うことにより、クロストークを低減することができることになる。
【００４５】
図１３に、クロストーク低減のために、そのような階調の集中を防止する方法を模式的に示している。図１３（ａ）の上段に示す駆動波形４１により図１３（ａ）下段に示す階調レベルの画素４２を表示する際に、本発明では図１３（ｂ）に示すように２つの異なる階調レベルの階調を使用する。即ち、図１３（ｂ）に示す、もとの画素４２の階調レベルよりも明るい階調レベルの画素４２ａと暗いグレーレベルの画素４２ｂの２つの画素の組み合わせで階調レベルを表示する。駆動波形としては、図１３（ｂ）に示すように、信号線駆動波形３２のＯＮ期間が長い駆動波形４１ａと、ＯＮ期間が短い駆動波形４１ｂにより液晶層１８を駆動する。これにより、同一ライン上で階調レベルが集中することを防止することができ、クロストークを低減することが可能となる。
【００４６】
この場合、画素４２ａ及び画素４２ｂの階調値については、例えば画素４２ａの階調値が画素４２の階調値より小さく、画素４２ｂの階調値が画素４２の階調値より大きくなるように決定することが好ましい。こうすることにより、図１３（ｂ）に示す画素４２ａと４２ｂの組み合わせが全体として画素４２の階調と同等と認識される。より具体的な例としては、
（画素４２の階調値）＝｛（画素４２ａの階調値）＋（画素４２ｂの階調値）｝／２
とすることが好ましい。この場合の階調値とは、人間の視角特性上の階調値を示し、光学特性上の階調値ではない。これは、人間の視角特性が線形ではなく、光学的な輝度値に対して通常γ＝２．２の特性を持つためである。
【００４７】
このように異なる階調レベルの画素の組み合わせを利用してもとの画素を表示することにより、人間の視覚上もクロストークを低減することができる。図１４に液晶層の印加電圧と透過率との関係を示す。印加電圧と透過率とは図示のような非線形な関係を有する。例えば図１３に示す画素４２の階調レベルが図１４の領域４３付近にあるとすれば、それより明るい階調レベルの画素４２ａは図１４上では領域４３ａ付近となり、暗い階調レベルの画素４２ｂは図１４上では領域４３ｂ付近となる。領域４３付近では、グラフの傾きが大きく、印加電圧の変化に対する液晶層の透過率の変化、つまり階調レベルの変化は大きくなる。これに対し、領域４３ａ及び４３ｂでは、グラフの傾きは小さく、印加電圧の変化に対する液晶層の透過率の変化、つまり階調レベルの変化は小さい。よって、クロストークの影響により印加電圧が変動した場合に、同じ電圧の変動量であっても、領域４３に対応する画素４２の階調レベルの変化は大きいが、領域４３ａ及び４３ｂに対応する画素４２ａ及び４２ｂの階調レベルの変化は小さい。よって、図１３（ｂ）に示すように、特定の階調レベルの画素を、階調レベルの明るい画素４３ａと暗い画素４３ｂの組み合わせとして表示することにより、それぞれの画素の駆動電圧が多少変動した場合でも表示画素上で認識される階調レベルの変動は小さくなる。こうして、液晶の特性上からもクロストークを低減する効果が得られる。
【００４８】
また、このようにある階調レベルの画素を、それより階調レベルの高い画素と低い画素の組み合わせとして表示することにより、クロストークの低減効果に加えて、視野角の改善効果も得られる。視野角の改善効果について図１５に模式的に示す。液晶のモードはノーマリホワイトで説明している。ノーマリホワイトでは、電界がかからない場合、（液晶が寝ている状態）では白表示であり、電界をかけた場合（液晶が立っている状態）では黒表示になる。
【００４９】
図１５（ａ）は、ある階調レベルを１つの画素により表示した場合の例である。この場合、液晶層内の液晶分子は図示のように一方向に向いている。よって、観察者の見る方向に依存して、それに対する液晶分子の角度が異なる。液晶パネルでは、液晶分子が透過又は遮断する光により明暗が表示されるので、図１５（ａ）の観察者４５ｂから見るとその画素は暗く見え、観察者４５ａから見るとその画素は明るく見えることになる。つまり、液晶パネルの表示上、視野角依存性が大きくなってしまう。
【００５０】
これに対し、図１５（ｂ）は、上述のクロストーク低減手法に従い、ある階調レベルの画素を明るい階調レベルと暗い階調レベルという２つの異なる階調レベルの画素の組み合わせとして表示した場合を示している。図から理解されるように、この場合、２つの階調レベル毎に液晶層内の液晶分子の向きが異なるので、観察者の見る方向に拘わらず同等の階調レベルで認識される。つまり、観察者４６ａと４６ｂの位置で同様の階調レベルに認識されることになり、視野角依存性が改善される。
【００５１】
このように、本発明のクロストーク低減手法により、ある階調レベルの画素を、異なる階調レベルの画素の組み合わせとして表示することにより、クロストーク低減効果に加えて、視野角改善効果も得ることができる。なお、このクロストーク低減手法は、表示すべき画像データが静止画である場合も動画である場合も適用可能である。
【００５２】
［フレーム画像の切替制御］
上述のように、本発明のクロストーク低減方法は、ある階調レベルの画素を異なる２つの階調レベルの画素で表示するものであるが、図１３などから理解されるように、１つの階調レベルを隣接する４画素の組み合わせにより表示するため、画像としての解像度は低下してしまうことになる。そこで、階調レベルの変化をフレーム毎に切り替えることにより、解像度の低下を防止することができる。この手法について説明する。
【００５３】
図１６に、複数の画素を含む領域の階調制御例を示す。図１６（ｂ）は標準の階調特性、つまり上述のクロストーク低減のための階調制御を適用しない場合の階調特性を示し、図１６（ａ）はその場合の複数画素の表示例を示す。全ての画素を図１６（ｂ）に示す階調特性で表示している。階調特性は、前述のように、液晶層の信号線駆動波形３２を決定するＧＣＰを変化させることにより、変化させることができる。図１６（ｂ）においては、標準の階調特性に対応するＧＣＰにより得られる階調特性を示している。
【００５４】
一方、本発明のクロストーク低減のための階調制御では、図１６（ｃ）に示すように、隣接する画素を、明るい階調レベルの画素と暗い階調レベルの画素の組み合わせにより表示する。この際、解像度の低下を防止するために、フレーム毎に異なる構成の画像を交互に表示する。図１６（ｃ）の例では、明るい画素は明るい階調特性に対応するＧＣＰ１を使用し、暗い画素は暗い階調特性に対応するＧＣＰ２を使用することにより得られる。この場合のＧＣＰ１及びＧＣＰ２に対応する階調特性例を図１６（ｄ）に示す。つまり、明るい階調特性に対応するＧＣＰ１と暗い階調特性に対応するＧＣＰ２を用意し、フレーム毎に両者を切り替えて使用して表示を行うことにより、図１６（ｃ）に示すように構成の異なる画像を交互に表示することになり、解像度の低下を抑制することができる。図１６（ｄ）に示す階調特性上は、いずれも波線で示すＧＣＰ１に対応する階調特性とＧＣＰ２に対応する階調特性に従って隣接する画素が交互に表示されるので、人間の視覚上は実線で示すＧＣＰに従って画素が表示されるように認識される。よって、クロストーク低減に加えて、フレーム毎に異なるパターンの画像を表示することにより、人間が認識する解像度の低下を抑制することが可能となる。
【００５５】
（フレーム毎の切替制御による効果）
このようにフレーム毎に２つの異なる画像パターンを切替表示すること（以下、「フレーム切替制御」と呼ぶ。）による効果を説明する。基本的に、本発明のクロストーク低減のための階調制御により解像度が低下する場合に、フレーム切替制御を適用することにより解像度の低下分を改善することができる。また、これに伴う副次的な効果として以下の事項が挙げられる。
【００５６】
まず、図１に示した非線形二端子素子の特性のばらつきや素子間の電気的接続状態のばらつきに起因する表示上のムラを吸収できるという効果がある。液晶パネル１０１に使用される非線形二端子素子の特性やそれら素子間の電気的接続状態にばらつきがあると、それに起因して、同一の駆動電圧を印加した場合でも、画素毎に階調レベルが微妙に相違し、表示画像上にはムラやシミのような部分が生じることがある。しかし、上記のフレーム切替制御を適用することにより、そのような表示上の不具合を目立たなくすることができる。
【００５７】
また、液晶パネルに動画を表示する際のエッジのぼけを低減する効果が期待できる。具体的には、液晶パネル上に例えば矩形のウィンドウを含む動画であって、そのウィンドウが表示画面内を移動する動画を表示する場合、ウィンドウの移動に伴ってウィンドウのエッジが尾を引くように表示されるという不具合が生じうる。これに対して、表示画像の階調変化を急峻にすることが効果的であるとの報告がされているが（Ｋａｚｕｏ  Ｓｅｋｉｙａ他、”Ｌａｔｅ−Ｎｅｗｓ  Ｐａｐｅｒ：  Ｅｙｅ−Ｔｒａｃｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ  Ｅｆｆｅｃｔ  ｏｎ  Ｔｈｅ  Ｐｅｒｃｅｐｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｍｏｖｉｎｇ  Ｐｉｃｔｕｒｅｓ  ａｎｄ  Ａ  Ｎｅｗ  Ｐｏｓｓｉｂｉｌｉｔｙ  ｆｏｒ  Ｒｅｄｕｃｉｎｇ  Ｂｌｕｒ  ｏｎ  Ｈｏｌｄ−Ｔｙｐｅ  Ｄｉｓｐｌａｙｓ，  ９３０  ＳＩＤ  ０２  ＤＩＧＥＳＴ）、上記のフレーム切替制御により、同等の改善が得られると考えられる。
【００５８】
また、液晶パネルにおいては、駆動電圧の印加に対して液晶の配向変化の応答が遅延する性質がある。この遅延を改善するために駆動電圧の初期レベルを増加させる手法が提案されている（この手法は、レベル・アダプティブ・オーバードライブ（”Ｌｅｖｅｌ  Ａｄａｐｔｉｖｅ  Ｏｖｅｒｄｒｉｖｅ”）と呼ばれる。）が、その代わりに上記のフレーム切替制御を適用することにより、人間の視覚特性を利用して液晶の応答の遅延を感知しにくくなると考えられる。
【００５９】
［フレーム毎の切替制御の構成例］
次に、上述のフレーム切替制御を実現する構成の実施例を説明する。
【００６０】
（第１実施例）
まず、図１７を参照して第１実施例を説明する。第１実施例は、液晶パネル１０１を駆動するドライバＩＣ内で２種類のＧＣＰを生成する構成であり、その例を図１７に示す。図１７はドライバＩＣの一部の構成を示しており、ドライバＩＣは、階調制御回路２１２ａ及び２１２ｂ、補正制御回路２１３ａ、スイッチ２１４、ドライバ回路２１５、一致検出回路２１６ａ及び２１６ｂ、ＲＡＭ２１７などを有している。なお、図１７では、ＲＡＭ２１７、一致検出回路２１６ａ及び２１６ｂ、ドライバ回路２１５などは１画素分（ＲＧＢ３つのサブピクセルから構成され、各々が１つのセグメントＳＥＧに対応する）の構成ブロック毎に分割して図示している。よって、ドライバ回路２１５、一致検出回路２１６ａ及び２１６ｂ、ＲＡＭ２１７などは実際には１つのユニットとして構成することができる。
【００６１】
図１７において、外部から入力される画像データは、ＲＡＭ２１７に一時的に保存される。ＲＡＭ２１７に一時的に保存された画像データは、一致検出回路２１６ａ及び２１６ｂに供給される。一方、階調制御回路２１２ａは前述のように明るい階調特性に対応するＧＣＰ１を生成してスイッチＳＷ２１４へ供給する。また、階調制御回路２１２ｂは暗い階調特性に対応するＧＣＰ２を生成してスイッチＳＷ２１４へ供給する。スイッチ２１４は、補正制御回路２１３ａからの切り替え信号に基づいて、第ｎラインについてＧＣＰ１を一致検出回路２１６ａへ供給し、第（ｎ＋１）ラインについてＧＣＰ２を一致検出回路２１６ｂへ供給する。
【００６２】
一致検出回路２１６ａ及び２１６ｂは交互に動作し、入力されたＧＣＰ１又は２に従って信号線駆動電圧をドライバ回路２１５へ供給する。つまり、ＳＥＧ１〜３に対応する画素がＧＣＰ１に対応する明るい階調特性で表示され、ＳＥＧ４〜６に対応する画素がＧＣＰ２に対応する暗い階調特性で表示され、という具合に、１ラインの全画素が表示される。こうして、図１６（ｃ）に例示するように、フレーム毎に明るい画素と暗い画素のパターンが異なる画像を表示することができる。
【００６３】
（第２実施例）
第１実施例はドライバＩＣ内に２つのＧＣＰを生成する構成を設け、ドライバＩＣ内部のハードウェア制御によりＧＣＰを切り替えて表示を行った。これに対し、第２実施例は、入力画像データに基づいて、ソフトウェア処理により２つのフレームに対応する画像を用意し、それらを切り替えて表示する。即ち、第１実施例ではドライバＩＣへ供給される画像データは１種類であるが、第２実施例ではソフトウェア的に作成した２種類の画像データが交互にドライバＩＣに供給され、ドライバＩＣは単に供給された画像データを表示することになる。
【００６４】
第２実施例の概略構成を図１８に示す。入力画像データはＲＡＭ２２２に一時的に保存された後、ＣＰＵ２２０に送られる。ＣＰＵ２２０はＲＡＭ２２２から入力された入力画像データに基づいて、図１６（ｃ）に例示するように階調レベルの明暗を制御した異なる２つのパターンの画像データ（例えば画像Ａ及び画像Ｂ）を生成する。それら２つのパターンの画像データは第ｎフレームと第（ｎ＋１）フレームに対応するものである。そして、ＣＰＵ２２０はそれら２つの画像データを交互にＬＣＤモジュール２２１へ供給する。ここで、ＬＣＤモジュール２２１は液晶パネル１０１とドライバＩＣを備えるユニットであり、ＣＰＵ２２０から供給された画像データを液晶パネル１０１上に表示する。
【００６５】
本実施例では、ＣＰＵ２２０から２種類の画像データが交互に入力されるので、ＬＣＤモジュール２２１は単にそれを表示するだけで、図１６に示すようにフレーム毎に異なる画像の表示が可能となる。つまり、本実施例では２つの異なるパターンの画像データをソフトウェア処理により生成するので、通常のＬＣＤモジュールを使用することが可能であり、ハードウェア構成を単純化することができる。
【００６６】
（第３実施例）
第３実施例は、ソフトウェア処理により２つの異なるパターンの画像データを生成する点は第２実施例と同様であるが、生成した２つのパターンの画像を一時的に記憶するＲＡＭを２つ設けてＣＰＵの処理負荷を軽減するものである。
【００６７】
図１９に第３実施例の構成を概略的に示す。ＣＰＵ２２０は入力画像データを受け取ると、２つの異なるパターンの画像データを生成し、それぞれＲＡＭ２２２ａとＲＡＭ２２２ｂに格納する。ＲＡＭ２２２ａ及びＲＡＭ２２２ｂ内の画像データはＬＣＤコントローラ２２３に入力され、ＬＣＤコントローラ２２３が２つの画像データをフレーム毎に交互に選択してＬＣＤモジュール２２１へ供給する。ＬＣＤモジュール２２１は第２実施例の場合と同様に、供給された画像データを液晶パネル１０１上に表示する。
【００６８】
第２実施例では、ＣＰＵ２２０がフレーム毎に毎回画像データをＬＣＤモジュール２２１へ送信する分、ＣＰＵの負荷が大きくなり、消費電力も増加するが、第３実施例ではＲＡＭを２つ用意したのでその分のＣＰＵの負荷が軽減される。また、２つの異なるパターンの画像データをソフトウェア処理により生成するので、通常のＬＣＤモジュールを使用することが可能であり、ハードウェア構成を単純化することができる。
【００６９】
（第４実施例）
第４実施例もソフトウェア処理により２つの異なるパターンの画像データを生成するものであるが、その処理をＣＰＵではなく、ＬＣＤコントローラ内で行うものである。図２０に第４実施例の構成を示す。図２０において、ＬＣＤコントローラ２２３は、デコーダ２２５と、スイッチ２２６と、制御回路２２７とを備える。デコーダ２２５は、例えば異なる２つの階調特性のＬＵＴ（ルックアップテーブル）を備える。
【００７０】
ＣＰＵ２２０は、入力画像データをＲＡＭ２２２へ供給し、ＲＡＭ２２２はそれを一時的に記憶した後、ＬＣＤコントローラ２２３内のデコーダ２２５へ供給する。デコーダ２２５は、２つの階調特性のＬＵＴを参照して、ＲＡＭ２２２から供給された入力画像データをもとに、異なる２つのパターンの画像データ（画像Ａ及び画像Ｂ）を生成し、スイッチ２２６へ供給する。制御回路２２７はフレーム毎の切り替え指示信号をスイッチ２２６へ供給し、デコーダ２２５から供給されている画像Ａ及び画像Ｂをフレーム毎に交互に選択してＬＣＤモジュール２２１へ供給させるようにスイッチ２２６を制御する。ＬＣＤモジュールは第２及び第３実施例と同様に、供給された画像データを液晶パネル１０１上に表示する。
【００７１】
本実施例ではＣＰＵ２２０が画像データを生成する必要がないので、その分のＣＰＵの負荷が軽減される。また、２つの異なるパターンの画像データをソフトウェア処理により生成するので、通常のＬＣＤモジュールを使用することが可能であり、ハードウェア構成を単純化することができる。
【００７２】
［サブピクセル単位の階調制御］
上記のクロストーク低減のための階調制御では、図１６（ｃ）に例示するように、１画素毎に隣接する画素の明暗を制御している。これに対し、画素単位ではなく、画素を構成するサブピクセル単位（ＲＧＢの領域単位）で明暗を制御することも可能である。以下、その手法について説明する。
【００７３】
図２１（ａ）に、サブピクセル単位で明暗を制御した４画素分の例を示す。図２１（ａ）において、左側に示す４画素分のサブピクセルを上下左右方向に明暗の組み合わせで配置したものを図２１（ａ）の右側に示す。なお、図中の「Ｕ」で示したサブピクセルは明るい階調特性により表示されるものであり、「Ｄ」で示したサブピクセルは暗い階調特性により表示されるものである。このように、サブピクセル単位で明暗のパターンを構成することにより、画素単位の場合よりさらに視野角の改善効果が得られる。
【００７４】
次に、サブピクセル単位で階調制御を行う場合について、前述のフレーム切替制御を適用する場合について説明する。図２１（ａ）に示したサブピクセル単位の階調制御に対して、フレーム切替制御を適用する場合には、図２１（ｂ）に示すように第ｎフレームと第ｎ＋１フレームで明暗のパターンを逆転させ、それらをフレーム毎に切り替えて表示すればよい。これにより、フレーム切替制御による解像度の低下防止効果が期待できる。
【００７５】
図２２に、サブピクセル単位の階調制御に対してフレーム切替制御を適用した場合の他の例を示す。図２２（ａ）は横方向に隣接する２つのサブピクセル毎に明暗のパターンを設定した例であり、図２２（ｂ）は横方向に隣接する３つのサブピクセル毎に明暗のパターンを設定した例である。また、図２２（ｃ）は、ＲＧＢ３色のうち緑（Ｇ）に対する人間の視感度が高いことを考慮し、緑（Ｇ）と、Ｒ（赤）及びＢ（青）の組み合わせとの２つのグループに対して明暗のパターンを設定した例である。
【００７６】
［奇数フレーム周期の切替制御］
これまで説明したフレーム画像の切替制御では、図１６、図２１、図２２などに示すように、フレーム毎に異なる画像パターンを交互に表示すること、即ち、２フレームを１周期（１単位）として異なる画像パターンを切替表示することにより解像度の低下を改善している。これに対し、以下に述べるように、奇数フレーム周期、より好適には３フレームを１周期として異なる画像パターンを切替表示することができる。
【００７７】
図２３（ａ）に、３フレームを１周期として異なる画像パターンを切替表示する例を示す。図２３（ａ）の左側には明暗切替パターン例１が示されている。明暗切替パターン例１は、縦横３×３画素のブロック中の各画素の明暗が、連続する３フレームにおいてどのように変化するかを示している。明暗切替パターン例１の各画素部分に示されている数値（“１”〜“３”）は、その画素が前述の暗い画素（即ち、暗い階調特性に従って表示される画素）として表示されるフレーム番号を示している。例えば、数値“１”が記入されている画素は、３フレームを１周期としたときの第１フレームにおいて暗い画素として表示され、数値“２”が記入されている画素は、３フレームを１周期としたときの第２フレームにおいて暗い画素として表示される。
【００７８】
明暗切替パターン例１に従って、３フレームからなる１周期のフレーム画像の各画素の明暗の変化が図２３（ａ）の右側に示されている。ここで、図２１と同様に、図中の“Ｄ”が記入されている画素は暗い画素（暗めの階調特性により表示される画素）であり、“Ｕ”が記入されている画素は明るい画素（明るめの階調特性により表示される画素）である。明暗切替パターン例１を参照すると理解されるように、第１フレームでは左側１列の３つの画素が暗い画素として表示され、残りの画素は明るい画素として表示される。第２フレームでは中央列の３つの画素が暗い画素として表示され、残りの画素は明るい画素として表示される。第３フレームでは、右側１列の３つの画素が暗い画素として表示され、残りの画素は明るい画素として表示される。
【００７９】
別の明暗切替パターン例２を図２３（ｂ）に示す。図２３（ａ）に示した明暗切替パターン例は同じ階調値が直線上（縦方向）に並ぶためジッタが生じやすいが、図２３（ｂ）に示す明暗切替パターン例２ではジッタは生じにくい。明暗切替パターン例２に従って作成された第１フレームから第３フレームの画素が図２３（ｂ）の右側に示されている。明暗切替パターン例２を参照すると理解されるように、第１フレームでは、明暗切替パターン例２において数値“１”が記入されている画素が暗い画素として表示され、残りの画素は明るい画素として表示される。第２フレームでは、明暗切替パターン例２において数値“２”が記入されている画素が暗い画素として表示され、残りの画素は明るい画素として表示される。第３フレームでは、明暗切替パターン例２において数値“３”が記入されている画素が暗い画祖として表示され、残りの画素は明るい画素として表示される。
【００８０】
以上のように、３フレームを１周期としてフレーム切替制御を行う場合も、図１６などに示した２フレームを１周期としてフレーム切替制御を行う場合と同様に、前述した解像度の低下を改善することができる。さらに、３フレームなどの奇数個のフレームを１周期としてフレーム切替制御を行う場合は、２フレーム又は４フレームなどの偶数個のフレームを１周期としてフレーム切替制御を行う場合と比較して、画素の駆動波形における直流（ＤＣ）成分を除去できるなどの利点がある。これについて以下に説明する。
【００８１】
図２４（ａ）は、図１６に示したように、２フレームを１周期としてフレーム切替制御を行う場合（即ち、フレーム毎に画像パターンを交互に切り替える場合）の画素の明暗の例を示す。本例では、２フレームを１周期としてフレーム切替制御を行うので、第１フレームの画像パターンと第２フレームの画像パターンとが、その後の第３、第４フレーム以降も交互に表示される。
【００８２】
図２４（ｂ）は、図２４（ａ）における画素“ａ”及び“ｂ”に印加される合成電圧波形を示す。例えば画素“ａ”は、第１フレームが暗い画素、第２フレームが明るい画素、第３フレームが暗い画素、第４フレームが明るい画素となる。液晶表示装置がノーマリホワイトであるとすると、暗い画素は合成電圧波形のレベルが大きく（“Ｄ”で示す）、明るい画素は合成電圧波形のレベルが小さい（“Ｕ”で示す）。前述のように、液晶表示装置ではフレーム毎に駆動電圧の極性を反転させるので、画素“ａ”及び“ｂ”に印加される合成電圧波形は図２３（ｂ）に示すようになる。よって、それぞれの合成電圧波形は直流電圧（ＤＣ）成分を有することになり、これは液晶の焼き付きの原因となりうる。
【００８３】
次に、図２５は４フレームを１周期としてフレーム切替制御を行う例を示す。図２５（ａ）はその場合の第１〜第４フレームの各画素の明暗を示す。本例では、第１フレームと第２フレームが同一の画像パターンであり、第３フレームと第４フレームが同一の画像パターンである。また、図２５（ｂ）は画素“ａ”及び“ｂ”に印加される合成電圧波形を示す。図２５（ｂ）から理解されるように、本例では、各画素に印加される直流成分は、４フレーム単位でキャンセルされる。従って、図２４に示した、２フレームを１単位とするフレーム切替制御例と比較すると、直流成分による液晶の焼き付きという不具合の発生は防止できる。しかしながら、本例では、２フレーム単位で同一画像パターンが繰り返されることになるので、表示画像にフリッカーが目立つという不具合がある。
【００８４】
次に、図２６は３フレームを１周期としてフレーム切替制御を行う例を示す。図２６（ａ）は、その場合の第１〜第６フレームの各画素の明暗を示す。なお、第１〜第３フレームが１周期、第４〜第６フレームが１周期を構成している。図２６（ｂ）は画素“ａ”及び“ｂ”に印加される合成電圧波形を示す。図２６（ｂ）から理解されるように、本例では、各画素に印加される直流成分は、６フレーム単位でキャンセルされる。従って、図２４に示した、２フレームを１単位とするフレーム切替制御例と比較すると、直流成分による液晶の焼き付きという不具合の発生は防止できる。また、図２５の例のように２フレーム毎に画像パターンが繰り返されることにはならないので、表示画像にフリッカーが目立つという不具合も防止できる。
【００８５】
以上より、３フレームを１周期としてフレーム切替制御を行うことにより、液晶に直流成分が印加される不具合やフリッカーが生じる不具合を生じることなく、解像度の低下を防止できる。
【００８６】
次に、３フレームを１周期としてフレーム切替制御を行う場合の各画素の階調値の決定方法について述べる。図１６を参照して説明したように、２フレームを１単位としてフレーム切替制御を行う場合は、本来表示すべきある階調値の画素を、それより明るい画素と、それより暗い画素の組み合わせにより表示することになる。よって、最も単純な方法では前述のように、明るい画素と暗い画素の階調値の平均が表示すべき画素の階調値となるように、２つのフレームにおける各階調値を決定すればよい。
【００８７】
これに対して、３フレームを１単位としてフレーム切替制御を行う場合、表示すべき画素は、１周期を構成する３フレーム中に、２回は暗い画素又は明るい画素のいずれか一方として表示され、１回は他方として表示される。即ち、３フレームのうち、２回暗い画素として表示され、１回明るい画素として表示されるか、又は、１回暗い画素として表示され、２回明るい画素として表示されることになる。今、本来表示すべき画素の階調値をｘとし、その画素を階調値ｘｄの暗い画素２つと、階調値ｘｂの明るい画素１つで表示することとすれば、その合計３つの画素の階調値の平均が本来表示すべき画素の階調値と近くなるように各階調値ｘｄ及びｘｂを決定することが必要となる。最も単純な例では、
ｘ  ＝（２×ｘｄ＋１×ｘｂ）／３
となる。
【００８８】
また、ノーマリーホワイト表示の場合、暗い画素を表示する際の方が画素容量が大きくなるので、暗い画素におけるノイズ発生度合いは明るい画素に比べて大きくなる。よって、暗い画素の出現頻度が低く、明るい画素の出現頻度が高くなるように暗い画素と明るい画素の階調値を決定すれば、ノイズの影響を軽減することができる。また、本来表示すべき画素の階調を表示するために、それぞれ明るい画素と暗い画素の階調値を特定の値に設定することで各階調値に対応するＧＣＰのパルス幅の設定が容易になるなどの事情がある場合には、それに従って各階調値を決定することが好ましい。
【００８９】
なお、上記の例では、３フレームを１周期としてフレーム切替制御を行う例を示したが、５フレーム、７フレームなどの奇数個のフレームを１周期としてフレーム切替制御を行うことにより、同様に直流成分の印加やフリッカーなどの不具合を生じることなく、解像度の低下を改善することができる。例えば、５フレームを１周期としてフレーム切替制御を行う場合、ある画素は５フレームのうち３フレームで暗い画素又は明るい画素の一方として表示され、残りの２フレームでは他方として表示されることになり、フリッカーの問題は生じない。また、５フレームを１単位とした場合、画素に印加される合成電圧波形の直流成分は１０フレーム毎にキャンセルされることになる。
【００９０】
［視野角改善と解像度］
上述のように、表示すべき画素を階調値の異なる複数の画素として表示することにより、クロストークを低減することができると同時に、視野角改善効果を得ることができる。しかし、その場合は１つの画素を複数の画素の組み合わせにより表示する分、解像度が低下してしまう。一方、解像度の低下を抑制するためにはフレーム切替処理を行うことが好ましいが、フレーム切替処理を適用すると視野角改善効果は期待できなくなる。つまり、クロストーク低減のために表示すべき画素を階調値の異なる複数の画素として表示する手法を採る場合、視野角の改善と解像度の低下防止とは択一的にのみ実現可能であるといえる。
【００９１】
よって、例えば本発明の画像表示装置が適用される電子機器などにおいては、使用者がいずれを優先するかを入力手段などにより指定できるように構成することができる。例えば携帯電話やＰＤＡなどの電子機器の場合、入力キーなどの操作により利用者が表示モードとして広視野角優先モードか解像度優先モードかを指定できるように構成する。そして、広視野角優先モードの場合は上記のフレーム切替制御を適用せず、解像度優先モードにおいてはフレーム切替制御を適用するようにすれば、表示すべき画像の種類などに応じて利用者が好みのモードで適切な画像表示を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例による液晶パネルの構造を示す。
【図２】液晶パネルの駆動回路例を示す。
【図３】非線形二端子素子の特性図である。
【図４】液晶パネルにおける各部の波形図である。
【図５】信号線電位ＶＢ及び電圧ＶＡＢの波形図である。
【図６】階調値とオン区間のパルス幅との関係を示す図表である。
【図７】データ信号駆動回路の回路図である。
【図８】液晶パネルの駆動時のタイミングチャートである。
【図９】波形変換部の回路図である。
【図１０】異なる階調レベルの駆動波形例を示す波形図である。
【図１１】液晶パネルの１ライン分の等価回路を示す。
【図１２】クロストークの発生原理を説明する図である。
【図１３】クロストーク低減方法を説明する図である。
【図１４】液晶層の印加電圧と透過率の関係を示すグラフである。
【図１５】本方法による視野角改善効果を説明する図である。
【図１６】フレーム切替制御例を示す。
【図１７】フレーム切替制御のための構成例を示す。
【図１８】フレーム切替制御のための他の構成例を示す。
【図１９】フレーム切替制御のための他の構成例を示す。
【図２０】フレーム切替制御のための他の構成例を示す。
【図２１】サブピクセル単位の階調制御を説明する図である。
【図２２】サブピクセル単位のフレーム切替制御例を示す。
【図２３】３フレームを１周期としたフレーム切替制御の画像パターン例を示す。
【図２４】２フレームを１周期としたフレーム切替制御の例を示す。
【図２５】４フレームを１周期としたフレーム切替制御の例を示す。
【図２６】３フレームを１周期としたフレーム切替制御の例を示す。
【符号の説明】
１ａ、１ｂ  ガラス基板、  ２  液晶、  ３  画素電極、  ５  非線形二端子素子、  １１２  走査電極、  １４  信号電極、  １００  走査信号駆動回路、１０１  液晶パネル、  １１０  データ信号駆動回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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