(57)【要約】      （修正有）【課題】映像入力信号の配線本数を増加させることなく、カラー表示と多階調モノクロ表示を可能とする。【解決手段】液晶表示パネル１と駆動回路２、３とを備え、駆動回路２、３が、外部から入力されるｍビットのモノクロ映像データを、それぞれｍビットのＲ、Ｇ、Ｂのモノクロ映像データに変換して出力するルックアップテーブルと、ルックアップテーブルから出力されるｍビットのＲ、Ｇ、Ｂのモノクロ映像データを、前記液晶表示パネルに２ｍ階調のモノクロ画像を擬似的に表示するｋ（ｋ＜ｍ）ビットのＲ、Ｇ、Ｂのモノクロ映像データに変換して出力する第１の疑似階調処理回路と、切替回路とを有し、切替回路が、第１の疑似階調処理回路から出力されるｋビットのＲ、Ｇ、Ｂのモノクロ映像データと、外部から入力されるｋビットのＲ、Ｇ、Ｂのカラー映像データを切り替えて出力する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画素を有する液晶表示パネルと、
前記各画素を駆動する駆動回路とを備え、
前記駆動回路には、外部から映像データが入力され、
前記外部から入力される映像データは、ｍビットのモノクロ映像データを含み、
前記駆動回路は、前記外部から入力されるｍビットのモノクロ映像データを、それぞれｍビットのＲ、Ｇ、Ｂのモノクロ映像データに変換して出力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から出力されるｍビットのＲ、Ｇ、Ｂのモノクロ映像データを、前記液晶表示パネルに２ｍ階調のモノクロ画像を擬似的に表示するｋ（ｋ＜ｍ）ビットのＲ、Ｇ、Ｂのモノクロ映像データに変換して出力する第１の疑似階調処理回路とを備えることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記ルックアップテーブルは、外部から入力されるｍビットのモノクロ映像データの色調を調整し、ｍビットのＲ、Ｇ、Ｂのモノクロ映像データに変換して出力することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記第１の疑似階調処理回路は、ディザ回路、あるいは、フレーム・レイト・コントロール回路であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記外部から入力される映像データは、ｍビットのモノクロ映像データの他に、それぞれｋビットのＲ、Ｇ、Ｂのカラー映像データを含み、
前記第１の疑似階調処理回路の後段に設けられ、モノクロ／カラーモード切替信号が入力される切替回路を有し、
前記切替回路は、前記モノクロ／カラーモード切替信号がモノクロモードの場合に、前記第１の疑似階調処理回路から出力されるｋビットのＲ、Ｇ、Ｂのモノクロ映像データを出力し、前記モノクロ／カラーモード切替信号がカラーモードの場合に、前記外部から入力されるｋビットのＲ、Ｇ、Ｂのカラー映像データを出力することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記外部から入力される映像データは、ｍビットのモノクロ映像データの他に、それぞれｎ（ｋ＜ｎ）ビットのＲ、Ｇ、Ｂのカラー映像データを含み、
前記外部から入力されるｎビットのＲ、Ｇ、Ｂのカラー映像データを、前記液晶表示パネルに２ｎ階調のモノクロ画像を擬似的に表示するｋビットのＲ、Ｇ、Ｂのカラー映像データに変換して出力する第２の疑似階調処理回路と、
前記第１の疑似階調処理回路の後段に設けられ、モノクロ／カラーモード切替信号が入力される切替回路を有し、
前記切替回路は、前記モノクロ／カラーモード切替信号がモノクロモードの場合に、前記第１の疑似階調処理回路から出力されるｋビットのＲ、Ｇ、Ｂのモノクロ映像データを出力し、前記モノクロ／カラーモード切替信号がカラーモードの場合に、前記第２の疑似階調処理回路から出力されるｋビットのＲ、Ｇ、Ｂのカラー映像データを出力することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記第２の疑似階調処理回路は、ディザ回路、あるいは、フレーム・レイト・コントロール回路であることを特徴とする請求項５に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記外部から入力される映像データは、映像データの無効期間に挿入されるモード切替用データを含み、
前記外部から入力される映像データ中のモード切替用データをデコードしてモノクロ／カラーモード切替信号に変換し、前記切替回路に出力するデコーダ回路を有することを特徴とする請求項４ないし請求項６のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記ｍは２４、前記ｋは８であることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置に係り、特に、カラー表示と多階調モノクロ表示を行う液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータやその他の情報機器の高精細度カラーモニター、あるいはテレビ受像機の表示デバイスとして、液晶表示装置が使用される。
液晶表示装置は、基本的には、少なくとも一方が透明なガラス等からなる二枚の（一対の）基板の間に、液晶層を挟持した、所謂、液晶表示パネルを有し、この液晶表示パネルの基板に形成した画素形成用の各種電極に選択的に電圧を印加して、所定画素の点灯と消灯を行うもので、コントラスト性能、高速表示性能に優れている。
ここで、高品質なカラー画像データとしては、Ｒ、Ｇ、Ｂの各表示データが８ビットの２４ビットが一般的である。一方、Ｘ線画像などの画像のコントラストが重要な情報をもつモノクロ画像では、例えば、１２ビットの、より量子化精度の高い情報が要求されている。（下記特許文献１参照）
この特許文献１には、２４ビット精度のデジタルフルカラー画像と１２ビット精度の高精度デジタルモノクロ画像を蓄積、表示する際に使用するフレームメモリが記載されている。
また、下記引用文献２には、タイミング信号の変更のみで、Ｒ、Ｇ、Ｂ入力と、高精細なモノクロ入力の２つの入力が実現できる信号処理回路が記載されている。
【０００３】
なお、本願発明に関連する先行技術文献としては以下のものがある。
【特許文献１】特開平９−６３０６号公報
【特許文献２】特開平７−１５２３４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のカラー液晶表示パネルを持つ液晶表示装置では、例えば、６ビット、８ビットなどの所定ビット幅を持つＲ、Ｇ、Ｂの表示データを、ソースドライバでＤ／Ａ変換を行い、階調電圧を生成し、この階調電圧を画素電極に印加し、液晶表示パネルに画像を表示する。しかしながら、この構成では、Ｒ、Ｇ、Ｂの階調数と、これらを合成した白黒（モノクロ）表示の階調数は同じとなる。
即ち、従来のカラー液晶表示パネルを持つ液晶表示装置では、映像入力信号の配線本数を増加させることなく、カラー表示と多階調モノクロ表示を行うことはできなかった。このことは、前述の特許文献１、特許文献２にも記載されていない。
本発明は、前記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、液晶表示装置において、映像入力信号の配線本数を増加させることなく、カラー表示と多階調モノクロ表示を行うことが可能となる技術を提供することにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかにする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記の通りである。
（１）複数の画素を有する液晶表示パネルと、前記各画素を駆動する駆動回路とを備え、前記駆動回路には、外部から映像データが入力され、前記外部から入力される映像データは、ｍビットのモノクロ映像データを含み、前記駆動回路は、前記外部から入力されるｍビットのモノクロ映像データを、それぞれｍビットのＲ、Ｇ、Ｂのモノクロ映像データに変換して出力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から出力されるｍビットのＲ、Ｇ、Ｂのモノクロ映像データを、前記液晶表示パネルに２ｍ階調のモノクロ画像を擬似的に表示するｋ（ｋ＜ｍ）ビットのＲ、Ｇ、Ｂのモノクロ映像データに変換して出力する第１の疑似階調処理回路とを備える。
（２）（１）において、前記ルックアップテーブルは、外部から入力されるｍビットのモノクロ映像データの色調を調整し、ｍビットのＲ、Ｇ、Ｂのモノクロ映像データに変換して出力する。
（３）（１）または（２）において、前記第１の疑似階調処理回路は、ディザ回路、あるいは、フレーム・レイト・コントロール回路である。
【０００６】
（４）（１）ないし（３）の何れかにおいて、前記外部から入力される映像データは、ｍビットのモノクロ映像データの他に、それぞれｋビットのＲ、Ｇ、Ｂのカラー映像データを含み、前記第１の疑似階調処理回路の後段に設けられ、モノクロ／カラーモード切替信号が入力される切替回路を有し、前記切替回路は、前記モノクロ／カラーモード切替信号がモノクロモードの場合に、前記第１の疑似階調処理回路から出力されるｋビットのＲ、Ｇ、Ｂのモノクロ映像データを出力し、前記モノクロ／カラーモード切替信号がカラーモードの場合に、前記外部から入力されるｋビットのＲ、Ｇ、Ｂのカラー映像データを出力する。
【０００７】
（５）（１）ないし（３）の何れかにおいて、前記外部から入力される映像データは、ｍビットのモノクロ映像データの他に、それぞれｎ（ｋ＜ｎ）ビットのＲ、Ｇ、Ｂのカラー映像データを含み、前記外部から入力されるｎビットのＲ、Ｇ、Ｂのカラー映像データを、前記液晶表示パネルに２ｎ階調のモノクロ画像を擬似的に表示するｋビットのＲ、Ｇ、Ｂのカラー映像データに変換して出力する第２の疑似階調処理回路と、前記第１の疑似階調処理回路の後段に設けられ、モノクロ／カラーモード切替信号が入力される切替回路を有し、前記切替回路は、前記モノクロ／カラーモード切替信号がモノクロモードの場合に、前記第１の疑似階調処理回路から出力されるｋビットのＲ、Ｇ、Ｂのモノクロ映像データを出力し、前記モノクロ／カラーモード切替信号がカラーモードの場合に、前記第２の疑似階調処理回路から出力されるｋビットのＲ、Ｇ、Ｂのカラー映像データを出力する。
（６）（５）において、前記第２の疑似階調処理回路は、ディザ回路、あるいは、フレーム・レイト・コントロール回路である。
（７）（４）ないし（６）の何れかにおいて、前記外部から入力される映像データは、映像データの無効期間に挿入されるモード切替用データを含み、前記外部から入力される映像データ中のモード切替用データをデコードしてモノクロ／カラーモード切替信号に変換し、前記切替回路に出力するデコーダ回路を有する。
（８）（１）ないし（７）の何れかにおいて、前記ｍは２４、前記ｋは８である。
【発明の効果】
【０００８】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである。
本発明の液晶表示装置によれば、映像入力信号の配線本数を増加させることなく、カラー表示と多階調モノクロ表示を行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。
なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
図１は、本発明の実施例の液晶表示装置の概略構成を示すブロック図である。
本実施例の液晶表示モジュールは、液晶表示パネル１、ゲート・ドライバ部２、ソース・ドライバ部３、表示制御回路４、電源回路５で構成される。
ゲート・ドライバ部２、ソース・ドライバ部３は、液晶表示パネル１の周辺部に設置される。ゲート・ドライバ部２は、液晶表示パネル１の一辺に配置された複数のゲート・ドライバＩＣから構成される。また、ソース・ドライバ部３は、液晶表示パネル１の他の辺に配置された複数のソース・ドライバＩＣから構成される。
表示制御回路４は、パソコンやテレビ受信回路等の表示信号源（ホスト側）から入力する表示信号を、データの交流化等、液晶表示パネル１の表示に適したタイミング調整を行い、表示形式の表示データに変換して同期信号（クロック信号）と共にゲート・ドライバ部２、ソース・ドライバ部３に入力する。
ゲート・ドライバ部２とソース・ドライバ部３は、表示制御回路４の制御の基に走査線に走査電圧を供給し、また、映像線に映像電圧を供給して映像を表示する。電源回路５は入力電圧（Ｖｉｎ）から、液晶表示装置に要する各種の電圧を生成し、ゲート・ドライバ部２とソース・ドライバ部３に出力する。
【００１０】
図２は、図１に示す液晶表示パネル１の画素部の等価回路を示す図である。なお、同図は、実際の画素の幾何学的配置に対応しており、有効表示領域（画素部）にマトリクス状に配置される複数のサブピクセルは、１サブピクセル当たり１つの薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）で構成したものである。
図２において、ＤＲ，ＤＧ，ＤＢは、映像線（ドレイン線、または、ソース線ともいう）、Ｇは走査線（または、ゲート線ともいう）、Ｒ，Ｇ，Ｂは各色（赤、緑、青）の画素電極（ＩＴＯ１）であり、ＩＴＯ２は対向電極（または、コモン電極）、Ｃｌｃは液晶層を等価的に示す液晶容量、Ｃｓｔｇは、共通信号線（ＣＯＭ）とソース電極の間に形成された保持容量である。
図２に示す液晶表示パネル１において、列方向に配置された各画素の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）のドレイン電極は、それぞれ映像線（ＤＲ，ＤＧ，ＤＢ）に接続され、各映像線（Ｄ）は列方向に配置された画素に、表示データに対応する映像電圧を供給するソース・ドライバ部３に接続される。
【００１１】
また、行方向に配置された各画素における薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）のゲート電極は、それぞれ走査線（Ｇ）に接続され、各走査線（Ｇ）は、１水平走査時間、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）のゲートに走査電圧（正または負のバイアス電圧）を供給するゲート・ドライバ部２に接続される。
液晶表示パネル１に画像を表示する際、ゲート・ドライバ部２は、走査線（Ｇ０，Ｇ１，...Ｇｊ，Ｇｊ＋１）を上から下に向かって（Ｇ０→Ｇ１...の順番で）選択し、一方で、ある走査線の選択期間中に、ソース・ドライバ部３は、表示データに対応する映像電圧を、映像線（ＤＲ，ＤＧ，ＤＢ）に供給し、画素電極（ＩＴＯ１）に印加する。
映像線（Ｄ）に供給された電圧は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を経由して、画素電極（ＩＴＯ１）に印加され、最終的に、保持容量（Ｃｓｔｇ）と、液晶容量（Ｃｌｃ）に電荷がチャージされ、液晶分子をコントロールすることにより画像が表示される。
【００１２】
本実施例の液晶表示装置は、２４ビットのフルカラー表示と、２４ビットの多階調モノクロ表示を行うことを可能とするものである。
図３は、図１に示す表示制御回路４の内部回路構成を示すブロック図である。なお、図３は、本実施例の液晶表示装置に係わる構成のみを図示し、その他の構成の図示は省略している。
図３に示すように、本実施例では、表示制御回路４に入力される映像データ（Ｄｉｎ）として、それぞれ８ビットのＲ、Ｇ、Ｂのカラー映像データと、２４ビットのモノクロ映像データとから成る。
２４ビットのモノクロ映像データ（図３のＡの経路上のデータ）は、ルックアップテーブル１０に入力され、ルックアップテーブル１０により色調が調整され、それぞれ２４ビットのＲ、Ｇ、Ｂのモノクロ映像データ（図３のＢの経路上のデータ）に変換される。
この２４ビットのＲ、Ｇ、Ｂのモノクロ映像データは、第１の疑似階調処理回路１１に入力され、第１の疑似階調処理回路１１は、２４ビットのＲ、Ｇ、Ｂのモノクロ映像データを、液晶表示パネル１に２２４階調のモノクロ画像を擬似的に表示する８ビットのＲ、Ｇ、Ｂのモノクロ映像データ（図３のＣの経路上のデータ）に変換して出力する。
【００１３】
ここで、第１の疑似階調処理回路１１は、フレーム・レート・コントロール回路（ＦＲＣ）、あるいは、ディザ回路で構成される。
良く知られているように、フレーム・レート・コントロール回路（ＦＲＣ）は、複数フレーム期間を１表示期間として、オン／オフの回数比で中間調を表示するものである。また、ディザ回路は、元の画像の階調に応じて一定の規則の基に白黒を生成していき、白黒の出現頻度によって中間調を表示するものである。
また、モノクロ／カラーモード切替信号（Ｓｒｐ）が入力される切替回路１２は、モノクロ／カラーモード切替信号（Ｓｒｐ）がモノクロモードの場合に、第１の疑似階調処理回路１１から出力される８ビットのＲ、Ｇ、Ｂのモノクロ映像データを出力し、モノクロ／カラーモード切替信号（Ｓｒｐ）がカラーモードの場合に、外部から入力される８ビットのＲ、Ｇ、Ｂのカラー映像データを出力する。
本実施例によれば、２４ビットのフルカラー表示を行う場合には２５６階調であるが、２４ビットの多階調モノクロ表示の場合には、１６７７万階調表示が可能となる。
なお、前述の説明では、Ｒ、Ｇ、Ｂのカラー映像データは、それぞれ８ビット、モノクロ映像データは、２４ビットの場合について説明したが、これはあくまでも一例であって、Ｒ、Ｇ、Ｂのカラー映像データは８ビット以外のビット数、モノクロ映像データは２４ビット以外のビット数でも構わない。
【００１４】
図４は、図１に示す表示制御回路４の変形例の内部回路構成を示すブロック図である。なお、図４も、本実施例の液晶表示装置に係わる構成のみを図示し、その他の構成の図示は省略している。
図４は、Ｒ、Ｇ、Ｂのカラー映像データの経路に、第２の疑似階調処理回路１４を追加されている点で、図３に示す表示制御回路４と異なっている。
図４に示す場合では、表示制御回路４に入力されるＲ、Ｇ、Ｂのカラー映像データは、例えば、２４ビットとされる。
この２４ビットのＲ、Ｇ、Ｂのカラー映像データは、第２の疑似階調処理回路１４に入力され、第２の疑似階調処理回路１４は、２４ビットのＲ、Ｇ、Ｂのカラー映像データを、液晶表示パネル１に２２４階調のカラー映像を擬似的に表示する８ビットのＲ、Ｇ、Ｂのカラー映像データに変換して出力する。
図４に示す場合では、フルカラー表示も、モノクロ表示も、１６７７万階調表示が可能となる。
なお、前述の説明では、Ｒ、Ｇ、Ｂのカラー映像データは、それぞれ２４ビット、モノクロ映像データは、２４ビットの場合について説明したが、これはあくまでも一例であって、Ｒ、Ｇ、Ｂのカラー映像データは２４ビット以外のビット数、モノクロ映像データは２４ビット以外のビット数でも構わない。
【００１５】
図５は、図１に示す表示制御回路４の他の変形例の内部回路構成を示すブロック図である。なお、図５も、本実施例の液晶表示装置に係わる構成のみを図示し、その他の構成の図示は省略している。
図３、図４に示す表示制御回路４では、モノクロ／カラーモード切替信号（Ｓｒｐ）を設ける必要がある。
図５に示す場合では、モノクロ／カラーモード切替信号（Ｓｒｐ）を、表示制御回路４に入力される映像データ（Ｄｉｎ）の無効期間（例えば、垂直同期信号の帰線期間）に、モード切替用データを重畳させることにより、信号配線を憎やすことなく、モノクロモードと、カラーモードを切り替えることが可能である。
そのため、図５に示す表示制御回路４では、デコーダ回路１３を有し、表示制御回路４に入力される映像データ（Ｄｉｎ）の無効期間内に、映像データ（Ｄｉｎ）に重畳されているモード切替用データをデコーダ回路１３でデコードし、モノクロ／カラーモード切替信号（Ｓｒｐ）を切替回路１２に入力する。
【００１６】
これにより、切替回路１２は、モノクロモードと、カラーモードを切り替えることができるので、信号配線を憎やすことなく、高精度のモノクロ表示及びカラー表示を行うことが可能となる。
図５に示す表示制御回路４では、垂直同期信号（Ｖｓｙｎｃ）の帰線期間を検出し、当該検出した垂直同期信号の帰線期間内にのみ、デコーダ回路１３を有効とする。
なお、一般に、表示制御回路４には、垂直同期信号（Ｖｓｙｎｃ）とドットクロック（ＣＬＫ）が入力されるので、垂直同期信号が入力された後に、ドットクロックを所定数カウントすることにより、垂直同期信号の帰線期間を検出することができる。
以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施例の液晶表示装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す液晶表示パネルの画素部の等価回路を示す図である。
【図３】図１に示す表示制御回路の内部回路構成を示すブロック図である。
【図４】図１に示す表示制御回路の変形例の内部回路構成を示すブロック図である。
【図５】図１に示す表示制御回路の他の変形例の内部回路構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００１８】
１  液晶表示パネル
２  ゲート・ドライバ部
３  ソース・ドライバ部
４  表示制御回路  
５  電源回路
１０  ルックアップテーブル
１１  第１の疑似階調処理回路
１２  切替回路
１３  デコーダ回路
１４  第２の疑似階調処理回路
ＤＲ，ＤＧ，ＤＢ  映像線（ドレイン線、または、ソース線）
Ｇ  走査線（または、ゲート線）
ＩＴＯ１  画素電極
ＩＴＯ２  対向電極（または、コモン電極）
ＴＦＴ  薄膜トランジスタ
Ｃｌｃ  液晶容量
Ｃｓｔｇ  保持容量
ＣＯＭ  共通信号線
【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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