(57)【要約】【課題】  フレームレートの制御による表示装置の画質悪化を減らす。【解決手段】  本発明は複数のフレームレート制御（ＦＲＣ）データパターンを信号制御部のルックアップテーブルに記憶させた後、ＦＲＣ処理を実施する液晶標識装置に関する。ルックアップテーブルに記憶されたＦＲＣデータパターンは４×４データ行列を基本単位とし、各データエレメントは“１”または“０”のデータ値を有する。この４×４データ行列に対応する４×４画素行列は２×１ドット反転とフレーム反転が行なわれ、毎フレームに相当するＦＲＣデータパターンで、「＋」極性を有する画素に対応し、“１”の値を有するデータエレメントの数と「−」極性を有する画素に対応し、“１”の値を有するデータエレメントの数は互いにじである。これによって、同じＦＲＣデータ値を有する相反した極性の画素数が互いにじになる。【選択図】  図３
2005242359.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画素を含む液晶表示板組立体と、
第１値または第２値をそれぞれに有する複数のデータエレメントからなるフレームレート制御（FRC）データパターンを複数個記憶し、複数の前記FRCデータパターンの中から、第１ビット数を有する入力映像データに対応するFRCデータパターンを選択し、前記選択されたFRCデータパターンに基づいて、前記入力映像データを、前記第１ビット数より少ない第２ビット数を有する出力映像データに変換して出力する信号制御部と、
前記信号制御部から出力される前記出力映像データに関連する前記FRCデータパターン内の前記データエレメントに対応して定めたデータ電圧を、前記データエレメントに対応する画素に印加するデータ駆動部と、
を含み、
前記データ電圧は第１極性または第２極性を有し、
前記出力映像データに関連する前記FRCデータパターン内の前記第１値を有する前記データエレメントに対応する前記画素において、前記第１極性を有するデータ電圧が印加される画素の数は、前記第２極性を有するデータ電圧が印加される画素の数と同じである、
液晶表示装置。
【請求項２】
前記信号制御部は、前記複数のFRCデータパターンを記憶するルックアップテーブルと、前記ルックアップテーブルに記憶された前記複数のFRCデータパターンに基づいて前記入力映像データを変換するデータ処理部とを含む、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
それぞれの前記FRCデータパターンは４×４行列形態を有する、請求項１または２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記第１ビット数と前記第２ビット数との差は２ビットである、請求項１ないし３の何れかに記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記複数のFRCデータパターンの中から選択される、前記入力映像データに対応するFRCデータパターンは、前記入力映像データの下位２ビットとフレーム番号とに基づいて選択される、請求項１ないし４の何れかに記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記データ処理部は、前記入力映像データの下位２ビット値が「００」である時、前記下位２ビットを除いた上位ビットを出力映像データのデータ値とする、請求項５に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記下位２ビットが「０１」である時の各フレームに対応するFRCデータパターンがそれぞれに異なり、
前記下位２ビットが「１１」である時の各フレームに対応するFRCデータパターンがそれぞれに異なり、
前記下位２ビットが「１０」である時の各フレームに対応するFRCデータパターンの中で少なくとも二つのFRCデータパターンは同一である、
請求項５または６に記載の液晶表示装置
【請求項８】
前記下位２ビットの各値に対して、４つのフレームに対する四つのFRCデータパターンが存在し、
前記下位２ビットが「０１」である場合、前記四つのFRCデータパターンのうちの二つのFRCデータパターンは互いに反転対称で、残り二つのFRCデータパターンも互いに反転対称であり、
前記下位２ビットが「１１」である場合、前記四つのFRCデータパターンのうちの二つのFRCデータパターンは互いに反転対称で、残り二つのFRCデータパターンも互いに反転対称である、
請求項５ないし７の何れかに記載の液晶表示装置。
【請求項９】
それぞれの前記FRCデータパターンは一対の４×２データ行列を含み、
前記下位２ビットが「０１」である時、それぞれの前記４×２データ行列のデータエレメントのうちの二つのデータエレメントが前記第１値を有し、前記一対の４×２データ行列のうちの一方のデータ行列における前記第１値を有するデータエレメントの間の距離は、前記一対の４×２データ行列のうちの他方のデータ行列における前記第１値を有するデータエレメントの間の距離と同一である、
請求項５ないし８の何れかに記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
それぞれの前記FRCデータパターンは一対の４×２データ行列を含み、
前記下位２ビットが「１１」である時、それぞれの前記４×２データ行列のデータエレメントのうちの二つのデータエレメントが前記第２値を有し、前記一対の４×２データ行列のうちの一方のデータ行列における前記第２値を有するデータエレメントの間の距離は、前記一対の４×２データ行列のうちの他方のデータ行列における前記第２値を有するデータエレメントの間の距離と同一である、
請求項５ないし９の何れかに記載の液晶表示装置。
【請求項１１】
それぞれの前記FRCデータパターンは一対の４×２データ行列を含み、
前記下位２ビットが「０１」である時、それぞれの前記４×２データ行列のデータエレメントのうちの二つのデータエレメントが前記第１値を有し、前記一対の４×２データ行列のうちの一方のデータ行列における前記第１値を有するデータエレメントの間の距離は、前記一対の４×２データ行列のうちの他方のデータ行列における前記第１値を有するデータエレメントの間の距離と異なる、
請求項５ないし８の何れかに記載の液晶表示装置。
【請求項１２】
それぞれの前記FRCデータパターンは一対の４×２データ行列を含み、
前記下位２ビットが「１１」である時、それぞれの前記４×２データ行列のデータエレメントのうちの二つのデータエレメントが前記第２値を有し、前記一対の４×２データ行列のうちの一方のデータ行列における前記第２値を有するデータエレメントの間の距離は、前記一対の４×２データ行列のうちの他方のデータ行列における前記第２値を有するデータエレメントの間の距離と異なる、
請求項５、６、７、８または１１に記載の液晶表示装置。
【請求項１３】
それぞれの前記FRCデータパターンは四つの２×２データ行列を含み、
前記下位２ビットが「１０」である時、前記四つの２×２データ行列の中で、２つの２×２データ行列が同じであり、残りの２つの２×２データ行列が同じであり、これら二対の２×２データ行列は互いに反転対称である、
請求項５ないし８の何れかに記載の液晶表示装置。
【請求項１４】
それぞれの前記FRCデータパターンは四つの２×２データ行列を含み、
それぞれの前記２×２データ行列において、一方の行の２つのデータエレメントは互いに同じ値を有し、他方の行の２つのデータエレメントは互いに異なる値を有する、
請求項５、６、７、８または１３に記載の液晶表示装置。
【請求項１５】
それぞれの前記FRCデータパターンは四つの２×２データ行列を含み、
それぞれの前記２×２データ行列において、一方の列の２つのデータエレメントは互いに同じ値を有し、他方の列の２つのデータエレメントは互いに異なる値を有する、
請求項５、６、７、８または１３に記載の液晶表示装置。
【請求項１６】
縦方向および横方向の隣接した２×２データ行列が互いに反転していて、対角線方向の２×２データ行列が互いに同一である、請求項１３に記載の液晶表示装置。
【請求項１７】
それぞれの前記FRCデータパターンは四つの２×２データ行列を含み、
それぞれの前記２×２データ行列の全てのデータエレメントは同じ値を有する、
請求項５、６、７、８または１６に記載の液晶表示装置。
【請求項１８】
それぞれの前記FRCデータパターンは四つの２×２データ行列を含み、
前記FRCデータパターンのうちの少なくとも一つのFRCデータパターンの各２×２データ行列で、対角線方向のデータエレメントは同じ値を有し、縦方向および横方向の隣接したデータエレメントは前記対角線方向のデータエレメントと異なる値を有する、請求項５、６、７、８または１６に記載の液晶表示装置。
【請求項１９】
複数の画素を含む液晶表示板組立体と、
第１値または第２値をそれぞれに有するデータエレメントからなるフレームレート制御（FRC）データパターンを複数個記憶し、複数の前記FRCデータパターンの中から、第１ビット数を有する入力映像データに対応するFRCデータパターンを選択し、選択された前記FRCデータパターンに基づいて、前記入力映像データを前記第１ビット数より少ない第２ビット数を有する出力映像データに変換して出力する信号制御部と、
前記信号制御部から出力される前記出力映像データに関連する前記FRCデータパターン内の前記データエレメントに対応して定めたデータ電圧を、前記データエレメントに対応する画素に印加するデータ駆動部と、
を含み、
前記第１ビット数と前記第２ビット数との差は２ビットであり、
前記入力映像データに対応するFRCデータパターンは、前記入力映像データの下位２ビットとフレーム番号とによって決められ、
前記FRCデータパターンは一対の４×２データ行列を含み、
前記下位２ビットが「０１」である時、それぞれの前記４×２データ行列のデータエレメントのうちの二つが前記第１値を有し、前記一対のデータ行列のうちの一方のデータ行列における前記第１値を有するデータエレメントの間の距離は、前記一対のデータ行列のうちの他方のデータ行列における前記第１値を有するデータエレメントの間の距離と同じであり、前記下位２ビットが「１１」である時、それぞれの前記４×２データ行列のデータエレメントのうちの二つが前記第２値を有し、前記一対の４×２データ行列のうちの一方のデータ行列における前記第２値を有するデータエレメントの間の距離は、前記一対の４×２データ行列のうちの他方のデータ行列における前記第２値を有するデータエレメントの間の距離と同じである、
液晶表示装置。
【請求項２０】
複数の画素を含む液晶表示板組立体と、
第１値または第２値をそれぞれに有するデータエレメントからなるフレームレート制御（FRC）データパターンを複数個記憶し、複数の前記FRCデータパターンの中から、第１ビット数を有する入力映像データに対応するFRCデータパターンを選択し、選択された前記FRCデータパターンに基づいて、前記入力映像データを前記第１ビット数より少ない第２ビット数を有する出力映像データに変換して出力する信号制御部と、
前記信号制御部から出力される前記出力映像データに関連する前記FRCデータパターン内の前記データエレメントに対応して定めたデータ電圧を、前記データエレメントに対応する画素に印加するデータ駆動部と、
を含み、
前記第１ビット数と前記第２ビット数との差は２ビットであり、
前記入力映像データに対応するFRCデータパターンは、前記入力映像データの下位２ビットとフレーム番号とによって決められ、
前記FRCデータパターンは一対の４×２データ行列を含み、
前記下位２ビットが「０１」である時、それぞれの前記４×２データ行列のデータエレメントのうちの二つが前記第１値を有し、前記一対のデータ行列のうちの一方のデータ行列における前記第１値を有するデータエレメントの間の距離は、前記一対のデータ行列のうちの他方のデータ行列における前記第１値を有するデータエレメントの間の距離と異なり、前記下位２ビットが「１１」である時、それぞれの前記４×２データ行列のデータエレメントのうちの二つが前記第２値を有し、前記一対の４×２データ行列のうちの一方のデータ行列における前記第２値を有するデータエレメントの間の距離は、前記一対の４×２データ行列のうちの他方のデータ行列における前記第２値を有するデータエレメントの間の距離と異なる、
液晶表示装置。
【請求項２１】
複数の画素を含む液晶表示板組立体と、
第１値または第２値をそれぞれに有するデータエレメントからなるフレームレート制御（FRC）データパターンを複数個記憶し、複数の前記FRCデータパターンの中から、第１ビット数を有する入力映像データに対応するFRCデータパターンを選択し、選択された前記FRCデータパターンに基づいて、前記入力映像データを前記第１ビット数より少ない第２ビット数を有する出力映像データに変換して出力する信号制御部と、
前記信号制御部から出力される前記出力映像データに関連する前記FRCデータパターン内の前記データエレメントに対応して定めたデータ電圧を、前記データエレメントに対応する画素に印加するデータ駆動部と、
を含み、
前記第１ビット数と前記第２ビット数との差は２ビットであり、
前記入力映像データに対応するFRCデータパターンは、前記入力映像データの下位２ビットとフレーム番号とによって決められ、
前記FRCデータパターンは四つの２×２データ行列を含み、
それぞれの前記２×２データ行列において、一方の行の２つのデータエレメントは互いに同じ値を有し、他方の行の２つのデータエレメントは互いに異なる値を有する、
液晶表示装置。
【請求項２２】
複数の画素を含む液晶表示板組立体と、
第１値または第２値をそれぞれに有するデータエレメントからなるフレームレート制御（FRC）データパターンを複数個記憶し、複数の前記FRCデータパターンの中から、第１ビット数を有する入力映像データに対応するFRCデータパターンを選択し、選択された前記FRCデータパターンに基づいて、前記入力映像データを前記第１ビット数より少ない第２ビット数を有する出力映像データに変換して出力する信号制御部と、
前記信号制御部から出力される前記出力映像データに関連する前記FRCデータパターン内の前記データエレメントに対応して定めたデータ電圧を、前記データエレメントに対応する画素に印加するデータ駆動部と、
を含み、
前記第１ビット数と前記第２ビット数との差は２ビットであり、
前記入力映像データに対応するFRCデータパターンは、前記入力映像データの下位２ビットとフレーム番号とによって決められ、
前記FRCデータパターンは四つの２×２データ行列を含み、
それぞれの前記２×２データ行列において、一方の列の２つのデータエレメントは互いに同じ値を有し、他方の列の２つのデータエレメントは互いに異なる値を有する、
液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な液晶表示装置（LCD）は画素電極及び共通電極が備えられた二枚の表示板と、その間に入っている誘電率異方性を有する液晶層とを含む。画素電極は行列形態で配列されていて、薄膜トランジスタ（TFT）などのスイッチング素子に接続されて一行ずつ順次にデータ電圧の印加を受ける。共通電極は表示板の全面にかけて形成されており、共通電圧の印加を受ける。画素電極と共通電極及びその間の液晶層は回路的に見ると、液晶キャパシタを構成し、液晶キャパシタはこれに接続されたスイッチング素子と共に画素を構成する基本単位となる。
【０００３】
このような液晶表示装置では、二つの電極に電圧を印加して液晶層に電界を生成し、この電界の強さを調節して液晶層を通過する光の透過率を調節することによって、所望の画像を得る。この時、液晶層に一方向の電界が長く印加されることによって発生する劣化現象などを防止するために、フレーム別に、行別に、または画素別に共通電圧に対するデータ電圧の極性を反転させる。
【０００４】
このような液晶表示装置で外部のグラフィックソースの赤色、緑色、青色の映像データが入力される。液晶表示装置の信号制御部は、この映像データを適切に処理した後、データ駆動ICなどからなるデータ駆動部に提供する。データ駆動部は、印加された映像データに相当するアナログ階調電圧を選択して、液晶表示板組立体に印加する。
【０００５】
一般に、信号制御部に入力される映像データのビット数とデータ駆動部で処理できるビット数とが同一であるのが理想的であるが、液晶表示装置の製造原価を下げるするために処理能力の低いデータ駆動部を利用することができる。例えば、信号制御部に印加される映像データが８ビットである場合、８ビットの映像データを処理するデータ駆動部は非常に高価であるために、８ビットより低い処理能力、例えば６ビットの映像データを処理するデータ駆動部を利用すれば、製品の単価が低くなる。
【０００６】
このために提案された技術がフレームレート制御（FRC）である。フレームレート制御は、入力された映像データのビットの中でデータ駆動部で処理可能なビット数に相当する上位ビットのみを取って作った映像データを、下位ビットに基づいてフレーム単位で再構成することである。
【０００７】
そのために、信号制御部は、下位ビット値による各画素に対する映像データの補正値をルックアップテーブルなどに記憶させて置く。フレームレート制御の基本画素単位に対応する補正値集合を、FRCデータパターンと言う。
【０００８】
しかし、現在FRCデータパターンを利用してこのようなFRCを実施する時には、画素に印加されるデータ電圧の差や極性などにより縞、フリッカーなどが発生しないように、FRCデータパターンを決めることが重要である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
したがって、本発明が解決しようとする技術的課題は、フレームレートの制御により表示装置の画質悪化を減らすことである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
このような技術的課題を構成するための本発明の一つの特徴による液晶表示装置は、複数の画素を含む液晶表示板組立体と、第１値または第２値をそれぞれに有するデータエレメントからなるFRCデータパターンを複数個記憶し、複数のFRCデータパターンの中から、第１ビット数を有する入力映像データに対応するFRCデータパターンを選択し、選択されたFRCデータパターンに基づいて、入力映像データを第１ビット数より少ない第２ビット数を有する出力映像データに変換して出力する信号制御部と、信号制御部から出力される出力映像データに関連するFRCデータパターン内のデータエレメントに対応して定めたデータ電圧を、データエレメントに対応する画素に印加するデータ駆動部と、を含み、データ電圧は第１極性または第２極性を有し、出力映像データに関連するFRCデータパターン内の第１値を有するデータエレメントに対応する画素において、第１極性を有するデータ電圧が印加される画素の数は、第２極性を有するデータ電圧が印加される画素の数と同じである、。
【００１１】
信号制御部は、複数のFRCデータパターンを記憶するルックアップテーブルと、ルックアップテーブルに記憶された複数のFRCデータパターンに基づいて入力映像データを変換するデータ処理部とを含むのが好ましい。
【００１２】
各FRCデータパターンは４×４行列形態を有するのが好ましく、第１ビット数と第２ビット数との差は２ビットであり得る。
複数のFRCデータパターンのうちの、入力映像データに対応するFRCデータパターンは、入力映像データの下位２ビットとフレーム番号とによって決めることができる。
【００１３】
データ処理部は、入力映像データの下位２ビットの値が（００）である時、下位２ビットを除いた上位ビットを出力映像データのデータ値として決めるのが好ましい。
本発明の一つの特徴として、下位２ビットが（０１）である時のFRCデータパターンが異なり、下位２ビットが（１１）である時のFRCデータパターンが異なり、下位２ビットが（１０）である時のFRCデータパターンの中で少なくとも二つのFRCデータパターンは互いに同じであることができる。
【００１４】
下位２ビットの各値に対して四つのFRCデータパターンが存在し、下位２ビットが（０１）である場合、四つのFRCデータパターンのうちの二つのFRCデータパターンは互いに反転対称であり、残りの二つのFRCデータパターンも互いに反転対称であり、下位２ビットが（１１）である場合、四つのFRCデータパターンのうちの二つのFRCデータパターンは互いに反転対称であり、残りの二つのFRCデータパターンも互いに反転対称であり得る。
【００１５】
また、各FRCデータパターンは一対の４×２データ行列を含み、下位２ビットが（０１）である時、各４×２データ行列のデータエレメントのうちの二つが第１値を有し、一対の４×２データ行列のうちの一方のデータ行列で第１値を有するデータエレメントの間の距離は、一対の４×２データ行列のうちの他方のデータ行列で前記第１値を有するデータエレメントの間の距離と同じであり得る。また、下位２ビットが（１１）である時、各４×２データ行列のデータエレメントのうちの二つが第２値を有し、一対の４×２データ行列のうちの一方のデータ行列で第２値を有するデータエレメントの間の距離は、一対の４×２データ行列のうちの他方のデータ行列で第２値を有するデータエレメントの間の距離と同じであり得る。
【００１６】
また、一例としては、下位２ビットが（０１）である時、各４×２データ行列のデータエレメントのうちの二つが第１値を有し、一対の４×２データ行列のうちの一方のデータ行列で第１値を有するデータエレメントの間の距離は、一対の４×２データ行列のうちの他方のデータ行列で第１値を有するデータエレメントの間の距離と異なっていても良く、下位２ビットが（１１）である時、各４×２データ行列のデータエレメントのうちの二つが第２値を有し、一対の４×２データ行列のうちの一方のデータ行列で第２値を有するデータエレメントの間の距離は、一対の４×２データ行列のうちの他方のデータ行列で第２値を有するデータエレメントの間の距離と異なっていても良い。
【００１７】
また、一例としては、各FRCデータパターンは四つの２×２データ行列を含み、下位２ビットが（１０）である時、四つの２×２データ行列の中で２つの２×２データ行列が同じであり、残りの２つの２×２データ行列が同じであり、これら二対の２×２データ行列は互いに反転対称であり得る。
【００１８】
この時、それぞれの２×２データ行列において、一方の行の２つのデータエレメントは互いに同じ値を有し、他方の行の２つのデータエレメントは互いに異なる値を有し、また、それぞれの２×２データ行列において、一方の列の２つのデータエレメントは互いに同じ値を有し、他方の列の２つのデータエレメントは互いに異なる値を有することもできる。さらに、縦方向および横方向の隣接した２×２データ行列が互いに反転していて、対角線方向の２×２データ行列が互いに同じであり得る。この時、各２×２データ行列の全てのデータエレメントは同じ値を有することもできる。
【００１９】
また、FRCデータパターンのうちの少なくとも一つのFRCデータパターンの各２×２データ行列で、対角線方向のデータエレメントは同じ値を有し、縦方向および横方向の隣接したデータエレメントは互いに異なる値を有することができる。
【００２０】
本発明の他の特徴による液晶表示装置は、複数の画素を含む液晶表示板組立体と、第１値または第２値をそれぞれに有するデータエレメントからなるFRCデータパターンを複数個記憶し、複数のFRCデータパターンの中から、第１ビット数を有する入力映像データに対応するFRCデータパターンを選択し、選択したFRCデータパターンに基づいて、入力映像データを第１ビット数より少ない第２ビット数を有する出力映像データに変換して出力する信号制御部と、信号制御部から出力される出力映像データに関連するFRCデータパターン内のデータエレメントに対応して定めたデータ電圧を、データエレメントに対応する画素に印加するデータ駆動部とを含み、第１ビット数と第２ビット数との差は２ビットであり、入力映像データに対応するFRCデータパターンは、入力映像データの下位２ビットとフレーム番号とによって決められ、FRCデータパターンは一対の４×２データ行列を含み、下位２ビットが（０１）である時、各４×２データ行列のデータエレメントのうちの二つが第１値を有し、一対のデータ行列のうちの一方のデータ行列で第１値を有するデータエレメントの間の距離は、一対のデータ行列のうちの他方のデータ行列で第１値を有するデータエレメントの間の距離と同じであり、下位２ビットが（１１）である時、各４×２データ行列のデータエレメントのうちの二つが第２値を有し、一対の４×２データ行列のうちの一方のデータ行列で第２値を有するデータエレメントの間の距離は、一対の４×２データ行列のうちの他方のデータ行列で第２値を有するデータエレメントの間の距離と同じである。
【００２１】
また、本発明の他の特徴による液晶表示装置は、複数の画素を含む液晶表示板組立体と、第１値または第２値をそれぞれに有するデータエレメントからなるFRCデータパターンを複数個記憶し、複数のFRCデータパターンの中から、第１ビット数を有する入力映像データに対応するFRCデータパターンを選択し、選択したFRCデータパターンに基づいて、入力映像データを第１ビット数より少ない第２ビット数を有する出力映像データに変換して出力する信号制御部と、信号制御部から出力される出力映像データに関連するFRCデータパターン内のデータエレメントに対応して定めたデータ電圧を、データエレメントに対応する画素に印加するデータ駆動部とを含み、第１ビット数と第２ビット数との差は２ビットであり、入力映像データに対応するFRCデータパターンは、入力映像データの下位２ビットとフレーム番号とによって決められ、FRCデータパターンは一対の４×２データ行列を含み、下位２ビットが（０１）である時、各４×２データ行列のデータエレメントのうちの二つが第１値を有し、一対のデータ行列のうちの一方のデータ行列で第１値を有するデータエレメントの間の距離は、一対のデータ行列のうちの他方のデータ行列で第１値を有するデータエレメントの間の距離と異なり、下位２ビットが（１１）である時、各４×２データ行列のデータエレメントのうちの二つが第２値を有し、一対の４×２データ行列のうちの一方のデータ行列で第２値を有するデータエレメントの間の距離は、一対の４×２データ行列のうちの他方のデータ行列で第２値を有するデータエレメントの間の距離と異なっていても良い。
【００２２】
本発明の他の特徴による液晶表示装置は、複数の画素を含む液晶表示板組立体と、第１値または第２値をそれぞれに有するデータエレメントからなるFRCデータパターンを複数個記憶し、複数のFRCデータパターンの中から、第１ビット数を有する入力映像データに対応するFRCデータパターンを選択し、選択したFRCデータパターンに基づいて、入力映像データを第１ビット数より少ない第２ビット数を有する出力映像データに変換して出力する信号制御部と、信号制御部から出力される出力映像データに関連するFRCデータパターン内のデータエレメントに対応して定めたデータ電圧を、データエレメントに対応する画素に印加するデータ駆動部とを含み、第１ビット数と第２ビット数との差は２ビットであり、入力映像データに対応するFRCデータパターンは、入力映像データの下位２ビットとフレーム番号とによって決められ、FRCデータパターンは四つの２×２データ行列を含み、それぞれの２×２データ行列において、一方の行の２つのデータエレメントは互いに同じ値を有し、他方の行の２つのデータエレメントは互いに異なる値を有する。
【００２３】
本発明の他の特徴による液晶表示装置は、複数の画素を含む液晶表示板組立体と、第１値または第２値をそれぞれに有するデータエレメントからなるFRCデータパターンを複数個記憶し、複数のFRCデータパターンの中から、第１ビット数を有する入力映像データに対応するFRCデータパターンを選択し、選択したFRCデータパターンに基づいて、入力映像データを第１ビット数より少ない第２ビット数を有する出力映像データに変換して出力する信号制御部と、信号制御部から出力される出力映像データに関連するFRCデータパターン内のデータエレメントに対応して定めたデータ電圧を、データエレメントに対応する画素に印加するデータ駆動部とを含み、第１ビット数と第２ビット数との差は２ビットであり、入力映像データに対応するFRCデータパターンは、入力映像データの下位２ビットとフレーム番号とによって決められ、FRCデータパターンは四つの２×２データ行列を含み、それぞれの２×２データ行列において、一方の列の２つのデータエレメントは互いに同じ値を有し、他方の列の２つのデータエレメントは互いに異なる値を有する。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、FRCのためのFRCデータパターンが４×４データ行列を基本単位として各フレームに対するFRCデータパターンを作るので、多様なFRCデータパターンを実現することができる。また、各フレームごとに同一の階調値が与えられる画素の間の極性差による画素電圧の差が減るので、輝度差による画質悪化が減少する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
添付した図面を参照して、本発明の実施例について本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳細に説明する。
図面では、多様な層及び領域を明確に表現するために、厚さを拡大して示した。明細書全体にわたり、類似の部分については同じ図面符号を付けた。層、膜、領域、板などの部分が他の部分の「上」にあるとする時、これは他の部分の「すぐ上」にある場合だけでなく、その中間に他の部分がある場合も含む。ある部分が他の部分の「すぐ上」にあるとする時には、中間に他の部分がないことを意味する。
【００２６】
以下で本発明の実施例による液晶表示装置について図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明の一実施例による液晶表示装置のブロック図であり、図２は本発明の一実施例による液晶表示装置の一つの画素に対する等価回路図である。
【００２７】
図１に示したように、本発明の一実施例による液晶表示装置は、液晶表示板組立体３００と、これに接続されたゲート駆動部４００及びデータ駆動部５００、データ駆動部５００に接続された階調電圧生成部８００、そしてこれらを制御する信号制御部６００を含む。
【００２８】
液晶表示板組立体３００は等価回路で見る時、複数の表示信号線G１−Gn、D１−Dmと、これらに接続されており、ほぼ行列形態で配列された複数の画素とを含む。
表示信号線G１−Gn、D１−Dmは、ゲート信号（「走査信号」とも言う）を伝達する複数のゲート線G１−Gnと、データ信号を伝達するデータ信号線またはデータ線D１−Dmとを含む。ゲート線G１−Gnはほぼ行方向に伸びていて、互いにほとんど平行であり、データ線D１−Dmはほぼ列方向に伸びていて、互いにほとんど平行である。
【００２９】
各画素は表示信号線G１−Gn、D１−Dmに接続されたスイッチング素子Qと、これに接続された液晶キャパシタCLC及びストレージキャパシタCSTとを含む。ストレージキャパシタCSTは必要に応じて省略することができる。
【００３０】
薄膜トランジスタなどのスイッチング素子Qは下部表示板１００に備えられており、三端子素子であり、その制御端子及び入力端子は各々ゲート線G１−Gn及びデータ線D１−Dmに接続されており、出力端子は液晶キャパシタCLC及びストレージキャパシタCSTに接続されている。
【００３１】
液晶キャパシタCLCは、下部表示板１００の画素電極１９０と上部表示板２００の共通電極２７０とを二つの端子とし、二つの電極１９０、２７０の間の液晶層３は誘電体として機能する。画素電極１９０はスイッチング素子Qに接続され、共通電極２７０は上部表示板２００の全面に形成されており、共通電圧Vcomの印加を受ける。また、図２とは違って、共通電極２７０が下部表示板１００に備えられる場合もあり、この時には二つの電極１９０、２７０のうちの少なくとも一つが線形または棒形で作られても良い。
【００３２】
液晶キャパシタCLCの補助的な役割を果たすストレージキャパシタCSTは、下部表示板１００に備えられた別個の信号線（図示せず）と画素電極１９０が絶縁体を間に置いて重なって構成され、この別個の信号線には共通電圧Vcomなどの決められた電圧が印加される。また、ストレージキャパシタCSTは、画素電極１９０が絶縁体を媒介として真上の前段ゲート線と重なって構成されることもできる。
【００３３】
一方、色表示を実現するためには各画素が三原色のうちの一つを固有に表示したり（空間分割）、各画素が時間によって交互に三原色を表示するように（時間分割）して、これら三原色の空間的、時間的合計で所望の色相を認識させる。図２は空間分割の一例であって、各画素が画素電極１９０に対応する領域に赤色、緑色、または青色の色フィルター２３０を備えることを示している。また、図２とは異なって、色フィルター２３０は下部表示板１００の画素電極１９０上または下に形成しても良い。
【００３４】
液晶表示板組立体３００の二枚の表示板１００、２００のうちの少なくとも一つの外側面には、光を偏光させる偏光子（図示せず）が付着されている。
階調電圧生成部８００は画素の透過率と関連された二対の複数階調電圧を生成する。二対のうちの一対は共通電圧Vcomに対して正の値を有し、他の一対は負の値を有する。
【００３５】
ゲート駆動部４００は、液晶表示板組立体３００のゲート線G１−Gnに接続され、外部からのゲートオン電圧Vonとゲートオフ電圧Voffの組み合わせからなるゲート信号をゲート線G１−Gnに印加するものであり、通常複数の集積回路からなる。
【００３６】
データ駆動部５００は、液晶表示板組立体３００のデータ線D１−Dmに接続され、階調電圧生成部８００からの階調電圧を選択してデータ信号として画素に印加するものであり、通常複数の集積回路からなる。
【００３７】
複数のゲート駆動集積回路またはデータ駆動集積回路は、チップの形態でTCP（図示せず）に実装して、TCPを液晶表示板組立体３００に付着させることもでき、TCPを使用せずにガラス基板上にこれら集積回路チップを直接付着させることもでき（COG実装方式）、また、これら集積回路チップと同じ機能をする回路を画素の薄膜トランジスタと共に液晶表示板組立体３００に直接形成しても良い。
【００３８】
信号制御部６００はゲート駆動部４００及びデータ駆動部５００などの動作を制御し、データ処理部６０１とルックアップテーブル６０２とを含む。ルックアップテーブル６０２には、フレームレート制御に必要なFRCデータパターンが記憶されている。
【００３９】
次に、このような液晶表示装置の表示動作について詳細に説明する。
信号制御部６００は、外部のグラフィック制御器（図示せず）から、入力映像信号（R、G、B）及びその表示を制御する入力制御信号、例えば、垂直同期信号Vsyncと水平同期信号Hsync、メインクロックMCLK、データイネーブル信号DEなどを受け取る。信号制御部６００のデータ処理部６０１は、所定ビット数の入力映像信号（R、G、B）と入力制御信号とに基づいて、映像信号（R、G、B）を液晶表示板組立体３００の動作条件に合うように適切に処理し、ゲート制御信号CONT１及びデータ制御信号CONT２などを生成した後、ゲート制御信号CONT１をゲート駆動部４００に出力し、データ制御信号CONT２と処理した映像信号DATをデータ駆動部５００に出力する。
【００４０】
信号制御部６００のデータ処理には、ルックアップテーブル６０２に保存したFRCデータパターンを利用したフレームレート制御が含まれるが、このフレームレート制御とは、データ駆動部５００で処理できるデータのビット数が入力映像信号（R、G、B）のビット数より少ない場合に、データ駆動部５００で処理できるビット数の上位ビットのみを選択して、残り下位ビットが示すデータはこのような上位ビットの時間的、空間的平均として実現することを意味する。例えば、入力映像信号（R、G、B）のビット数が８であり、データ駆動部５００が処理できるデータのビット数が６であれば、入力映像信号（R、G、B）のビットの中で上位６ビットのみを出力する。この時、下位２ビットは、この上位６ビットデータの空間的、時間的配列を決定し、このパターンがルックアップテーブル６０２に保存されているFRCデータパターンである。このようなフレームレート制御については後述する。
【００４１】
ゲート制御信号CONT１は、ゲートオン電圧Vonの出力開始を指示する垂直同期開始信号STV、ゲートオン電圧Vonの出力時期を制御するゲートクロック信号CPV、及びゲートオン電圧Vonの持続時間を限定する出力イネーブル信号OEなどを含む。
【００４２】
データ制御信号CONT２は、映像データDATの入力開始を知らせる水平同期開始信号STHとデータ線D１−Dmに当該データ電圧を印加することを命令するロード信号LOAD、共通電圧Vcomに対するデータ電圧の極性（以下、「共通電圧に対するデータ電圧の極性」を「データ電圧の極性」と言う）を反転させる反転信号RVS、及びデータクロック信号HCLKなどを含む。
【００４３】
データ駆動部５００は、信号制御部６００からのデータ制御信号CONT２によって一行の画素に対する映像データDATの入力を順次に受けてシフトさせ、階調電圧生成部８００から得られる階調電圧のうちから各映像データDATに対応する階調電圧を選択することによって映像データDATを当該データ電圧に変換した後、これを当該データ線D１−Dmに印加する。即ち、入力される映像データ（ＤＡＴ）をシフトレジスタにシフトさせて、一行に該当する全ての映像データ（ＤＡＴ）の入力を受け、その後、一行に該当する複数の映像データ（ＤＡＴ）に対するデータ電圧が同時にデータ線D１−Dmを通じて一行の該当画素へ伝達される。
【００４４】
ゲート駆動部４００は、信号制御部６００からのゲート制御信号CONT１によってゲートオン電圧Vonをゲート線G１−Gnに印加して、このゲート線G１−Gnに接続されたスイッチング素子Qを導通させ、これによりデータ線D１−Dmに印加されたデータ電圧が、導通したスイッチング素子Qを通じて当該画素に印加される。
【００４５】
画素に印加されたデータ電圧と共通電圧Vcomの差は、液晶キャパシタCLCの充電電圧、つまり、画素電圧として現れる。液晶分子は画素電圧の大きさによってその配列が異なり、そのために液晶層３を通過する光の偏光が変化する。このような偏光の変化は、表示板１００、２００に付着された偏光子（図示せず）によって光の透過率変化として現れる。
【００４６】
１水平周期（または「１H」）［水平同期信号Hsync、データイネーブル信号DE、ゲートクロックCPVの一周期］が経過すれば、データ駆動部５００とゲート駆動部４００は次の行の画素に対して同じ動作を繰り返す。このような方式で１フレームの間に全てのゲート線G１−Gnに対して順次にゲートオン電圧Vonを印加して全ての画素にデータ電圧を印加する。１フレームが終われば、次のフレームが始まり、各画素に印加されるデータ電圧の極性が直前フレームにおける極性と反対になるように、データ駆動部５００に印加される反転信号RVSの状態が制御される（「フレーム反転」）。この時、１フレーム内でも反転信号RVSの特性によって一つのデータ線を通じて流れるデータ電圧の極性が変わったり（「ライン反転」）、一つの画素行に印加されるデータ電圧の極性も互いに異なることがある（「ドット反転」）。
【００４７】
次に、図３乃至図８を参照して、本発明の一実施例における信号制御部６００のデータ処理部６０１で実施されるフレームレート制御について説明する。
図３乃至図８は本発明の互いに異なる実施例によるFRCデータパターンの集合を示している。図３乃至図８のうちのいずれか一つに示したFRCデータパターン集合が信号制御部６００のルックアップテーブルに記憶され、各FRCデータパターン集合に属するFRCデータパターンの各々は、入力映像データの下位２ビット値とフレーム番号によって決められる。連続する四つのフレームについて、下位２ビット値が（０１）、（１０）、（１１）のものに対して一つずつのFRCデータパターンが存在し、合計１２ののFRCデータパターンが存在する。下位２ビットが（００）である時のデータパターンは別に決められていない。
【００４８】
図３乃至図８に示したように、各々のFRCデータパターンでは空間的配列の基本単位は４×４データ行列であり、これは対応する４×４画素行列を基本単位としてFRCデータパターンを反復的に適用することを意味する。各FRCデータパターンのデータエレメントは“１”または“０”の値を有する。図面において、“０”の値を有するデータエレメントは白色で、“１”の値を有するデータエレメントは斜線で示した。
【００４９】
信号処理部６０１は、ある画素の入力映像データ（R、G、B）に対して入力映像信号（R、G、B）の下位２ビットの値及びフレーム番号によって、複数のFRCデータパターンのうちの一つを選択し、その画素の位置に相当するデータエレメントのデータ値を読み込んで、これに基づいてデータ駆動部５００に出力する出力映像データDATを決める。
【００５０】
具体的には、選択された位置のデータ値が“０”である場合、データ処理部６０１は映像データ（R、G、B）の上位６ビットによって決められた階調の値を最終階調と決める。しかし、当該位置に記憶されたデータ値が“１”である場合、データ処理部６０１は、上位６ビットの決められた階調値に“１”を足した値を最終階調として決める。信号制御部６００は、この最終階調に相当する６ビットの映像データDATをデータ駆動部５００に出力する。
【００５１】
但し、入力映像データ（R、G、B）の下位２ビットが（００）である場合には、データ処理部６０１は、ルックアップテーブル６０２に記憶されたFRCデータパターンを読み込まず、直ちに映像データ（R、G、B）の上位６ビットによって決められた階調値を最終階調として決める。
【００５２】
以下では図３乃至図８に示したFRCデータパターンについて具体的に説明する。
下位２ビットが（０１）であれば、各FRCデータパターンの１６個のデータエレメントの３／４、つまり、１６個のうちの１２個のデータエレメントが“０”の値を有し、残り四つのデータエレメントが“１”の値を有する。また、下位２ビットが（１０）であれば各FRCデータパターンの全体の２/４、つまり、１６個のうちの８個のデータエレメントが“０”の値を有し、残り８個のデータエレメントが“１”の値を有し、（１１）であれば全体の１/４、つまり、１６個のうちの四つのデータエレメントが“０”の値を有し、残り１２個のデータエレメントが“１”の値を有する。このような規則はディザーリング（dithering）と言う空間的フレームレート制御の原則による。
【００５３】
また、各々の下位２ビット値に対して存在する四つのFRCデータパターンの各FRCデータパターンにおける或る１つの位置のデータエレメントを参照すると、下位２ビット値によって、“０”または“１”の値を有する回数が決められることが分かる。つまり、或る１つの位置にある一つのデータエレメントを見れば、下位２ビットが（０１）である時に与えられる四つのFRCデータパターンのうちの一つのFRCデータパターンでは“１”の値を有し、残り３つのFRCデータパターンでは“０”の値を有する。その位置のデータエレメントは、下位２ビットが（１０）である時には、与えられる四つのFRCデータパターンのうちの二つのFRCデータパターンで“１”の値を有し、残り二つのFRCデータパターンで“０”の値を有する。また、その位置のデータエレメントは、下位２ビットが（１１）である時に与えられる四つのFRCデータパターンのうちの３つのFRCデータパターンで“１”の値を有し、一つのFRCデータパターンで“０”の値を有する。このように規則は時間的フレームレート制御の規則によるものである。
【００５４】
一方、下位２ビットが（００）である場合に対して作られるFRCデータパターンではデータエレメントの値が全て“０”であるので、別途のFRCデータパターンを作らなくても良い。したがって、８ビット映像データ（R、G、B）を６ビット映像データDATに変換する時、空間的、時間的フレームレート制御のために必要な全FRCデータパターンの数は実質的に１６個であるが、ルックアップテーブル６０２には下位２ビットが（００）である時のFRCデータパターン四つを除いた合計１２個のFRCデータパターンのみが記憶されている。
【００５５】
次に、図３乃至図８に示したFRCデータパターンの特徴を見てみる。
各図面に示した１２個のFRCデータパターンでは、下位２ビットが（０１）である場合に対する四つのFRCデータパターンは互いに異なっており、また、下位２ビットが（１１）である場合に対する四つのFRCデータパターンも互いに異なっている。また、下位２ビットが（０１）である場合と（１１）である場合において、それぞれ、四つのFRCデータパターンのうちの二つのFRCデータパターンは互いに反転対称であり、残り二つのFRCデータパターンも互いに反転対称である。
【００５６】
一方、下位２ビットが（１０）である場合に対する四つのFRCデータパターンでは、少なくとも二つのFRCデータパターンは互いに同一であり得る。例えば、図３乃至図５に示したFRCデータパターン集合では、それぞれ、第１フレームと第３フレームに対するFRCデータパターンが同一であり、第２フレームと第４フレームに対するFRCデータパターンが同一である。また、図６と図７各々に示したFRCデータパターン集合では、第１フレームと第２フレームに対するFRCデータパターンが同一であり、第３フレームと第４フレームに対するFRCデータパターンが同一である。
【００５７】
一方、４×４データ行列からなるFRCデータパターンは、二つの４×２データ行列に分けることができ、このような４×２データ行列に対しても時間的、空間的フレームレート制御の原則によって配列が決められいる。
【００５８】
図３及び図４で、下位２ビットが（０１）である時の各FRCデータパターンを参照すると、一方の４×２データ行列で“１”の値を有するデータエレメントの間の距離は、他方の４×２データ行列で“１”の値を有するデータエレメントの間の距離と同一である。下位２ビットが（１１）である時の各FRCデータパターンを参照すると、一方の４×２データ行列で“０”の値を有するデータエレメントの間の距離は、他方の４×２データ行列で“０”の値を有するデータエレメントの間の距離と同一である。
【００５９】
これとは異なり、図５乃至図８では、下位２ビットが（０１）である時の各FRCデータパターンを参照すると、一方の４×２データ行列で“１”の値を有するデータエレメントの間の距離は、他方の４×２データ行列で“１”の値を有するデータエレメントの間の距離と異なる。下位２ビットが（１１）である時の各FRCデータパターンを参照すると、一方の４×２データ行列で“０”の値を有するデータエレメントの間の距離は、他方の４×２データ行列で“０”の値を有するデータエレメントの間の距離と異なる。
【００６０】
図３乃至図８に示した４×４データ行列のFRCデータパターンは、四つの２×２データ行列に分けることもできる。このような２×２データ行列に対しても時間的、空間的フレームレート制御の原則によって配列が決められいる。
【００６１】
図３乃至図８に示したように、下位２ビットが（０１）である場合と（１１）である場合とに対する各々のFRCデータパターンを構成する四つの２×２データ行列は全て相異である。
【００６２】
まず、下位２ビットが（１０）である時の、各々のFRCデータパターンを構成する四つの２×２データ行列の相互関係を説明する。
図８の場合を除けば、各々のFRCデータパターンを構成する四つの２×２データ行列の中では、２つの２×２データ行列は同一であり、残りの２つの２×２データ行列は互いに反転対称である。例えば、図３、図６及び図７に示した場合において、列方向に配列された二つの２×２データ行列が同一で、行方向に配列された二つの２×２データ行列が互いに反転している。図４の場合には、列方向に配列された二つの２×２データ行列が互いに反転していて、行方向に配列された二つの２×２データ行列が同一である。図５の場合には、縦方向および横方向の隣接した２×２データ行列が互いに反転していて、対角線方向の２×２データ行列が互いに同一である。
【００６３】
図８の場合には、一対の２×２データ行列が互いに反転対称であり、他の一対の２×２データ行列も互いに反転対称である。
次に、下位２ビットが（１０）である時の、各々の２×２データ行列のデータエレメントを説明する。
【００６４】
図３、図６及び図７に示した各２×２データ行列では、同一行のデータエレメントは同一の値を有し、他の行のデータエレメントは異なる値を有する。また、図４の場合、各２×２データ行列で同一列のデータエレメントは同一の値を有し、他の列のデータエレメントは異なる値を有する。図５を参照すれば、２×２データ行列のそれぞれにおいて、全てのデータエレメントの値は同一である。
【００６５】
それに対して、図８を参照すると、第１及び第３フレームの場合、各２×２データ行列は、対角線方向のデータエレメントが同じ値を有し、縦方向および横方向の隣接したデータエレメントは互いに異なる値を有し、第２及び第４フレームの場合には、各２×２データ行列は、同一行のデータエレメントが同一の値を有し、他の行のデータエレメントは異なる値を有する。
【００６６】
図３乃至図８に示したFRCデータパターンは本発明の幾つかの実施例を示すものであり、入力映像信号（R、G、B）のビット数とデータ駆動部５００が処理できるデータのビット数との差、液晶表示装置の特性などによって、他の形態のFRCデータパターンが利用できる。
【００６７】
一方、図３乃至図８のFRCデータパターンに示した「＋」表示と「−」表示は、これら４×４データ行列に対応する４×４画素行列で２×１ドット反転とフレーム反転が行なわれた時に各画素が有することができる画素電圧の極性、つまり、正極性と負極性を示したものである。図示したように、入力映像データ（R、G、B）が全ての画素に対して同一であると仮定すれば、各フレームごとに同一な階調値が与えられる画素の中で「＋」極性の画素電圧を有する画素数と、“−”極性の画素電圧を有する画素数が同一である。同一な階調値に対して正極性の画素電圧と負極性の画素電圧の大きさが実際に多少異なるという点を考慮する時、正極性の画素電圧を有する画素数と負極性の画素電圧を有する画素数が同一であれば、これらの平均輝度が常に一定になるので画質が向上する。
【００６８】
本発明の実施例において、２×１ドット反転の他に、他の形態の反転が行えるのは当然のことである。
また、図３乃至図８に示したFRCデータパターンは、その構造や順序を、行または列単位で変えることができ、また、フレーム単位などで変えることもできる。
【００６９】
以上、本発明の好ましい実施例について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されものではなく、請求範囲で定義している本発明の基本概念を利用した当業者の多様な変形及び改良形態もまた本発明の権利範囲に属する。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の一実施例による液晶表示装置のブロック図である。
【図２】本発明の一実施例による液晶表示装置の一つの画素に対する等価回路図である。
【図３】本発明の実施例による１つのFRCデータパターンである。
【図４】本発明の実施例による１つのFRCデータパターンである。
【図５】本発明の実施例による１つのFRCデータパターンである。
【図６】本発明の実施例による１つのFRCデータパターンである。
【図７】本発明の実施例による１つのFRCデータパターンである。
【図８】本発明の実施例による１つのFRCデータパターンである。
【符号の説明】
【００７１】
３  液晶層
１９０  画素電極
２３０  色フィルター
２７０  共通電極
３００  液晶表示板組立体
４００  ゲート駆動部
５００  データ駆動部
６００  信号制御部
６０１  データ処理部
６０２  ルックアップテーブル
７００  駆動電圧生成部
８００  階調電圧生成部
【図１】
2005242359.tif 000003
【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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