(57)【要約】  １つの画素が複数のサブ画素を備え、１つの画素の各サブ画素がそれぞれの蓄積容量アドレス配線と結合され、従って、個々のサブ画素の両端間に印加される電圧が、信号電圧と、結合された蓄積容量アドレス配線に印加される電圧との両方に依存する、マルチピクセルドライブ（ＭＰＤ）型のアクティブマトリックスＬＣＤディスプレイは、フレームの第１の表示リフレッシュ期間における、複数の容量配線電圧のうちの少なくとも第１の容量配線電圧と、容量配線電圧のうちの第２の容量配線電圧の間の関係が、フレームの第２の表示リフレッシュ期間における、複数の容量配線電圧のうちの第１と、複数の容量配線電圧のうちの第２との間の関係とは異なるように駆動される。これは、フレームにわたって第１のサブ画素の両端間に印加される二乗平均平方根（ＲＭＳ）電圧が、フレームにわたって第２のサブ画素の両端間に印加されるＲＭＳ電圧とは少なくとも部分的に独立して制御されることを可能にし、それによって解像度向上を提供する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクティブマトリックスＬＣＤディスプレイであって、複数のソース配線と、前記ソース配線と交差した複数のゲート配線と、複数の蓄積容量アドレス配線とを有し、前記ソースおよびゲート配線の交点には独立してアドレス可能な画素が設けられ、１つの画素は、複数のサブ画素を備え、１つの画素の各サブ画素は、前記蓄積容量アドレス配線のうちのそれぞれ１つと結合され、前記ディスプレイは、第１のモードで、画像データの１つのフレームのための１つの画素に関する入力データに応答して、前記フレームに関する複数の信号電圧を前記画素の前記ソース配線へ供給し、かつ複数の容量配線電圧を供給するための駆動回路を有し、前記容量配線電圧のそれぞれは、前記画素のそれぞれの蓄積容量アドレス配線へ供給され、
前記駆動回路は、前記フレームの第１の表示リフレッシュ期間に供給される、前記複数の容量配線電圧のうちの少なくとも第１の容量配線電圧と、前記複数の容量配線電圧のうちの第２の容量配線電圧との間の関係が、前記フレームの後続の表示リフレッシュ期間に供給される、前記複数の容量配線電圧のうちの前記第１と、前記複数の容量配線電圧のうちの前記第２との間の前記関係とは異なるように、前記複数の容量配線電圧を供給するようになっている、アクティブマトリックスＬＣＤディスプレイ。
【請求項２】
前記駆動回路は、前記フレームにわたって第１の前記サブ画素の両端間に印加される二乗平均平方根（ＲＭＳ）電圧が、前記フレームにわたって第２の前記サブ画素の両端間に印加されるＲＭＳ電圧とは少なくとも部分的に独立して制御可能であるように、前記フレームの前記第１および第２の表示リフレッシュ期間に前記複数の信号電圧と前記複数の容量配線電圧のうちの前記第１の容量配線電圧とを供給するようになっている、請求項１に記載のディスプレイ。
【請求項３】
アクティブマトリックスＬＣＤディスプレイであって、複数のソース配線と、前記ソース配線と交差した複数のゲート配線と、複数の蓄積容量アドレス配線とを有し、前記ソースおよびゲート配線の交点には独立してアドレス可能な画素が設けられ、１つの画素は、複数のサブ画素を備え、１つの画素の各サブ画素は、前記蓄積容量アドレス配線のうちのそれぞれ１つと結合され、前記ディスプレイは、第１のモードで、画像データの１つのフレームのための１つの画素に関する入力データに応答して、前記フレームに関する複数の信号電圧を前記画素の前記ソース配線へ供給し、かつ複数の容量配線電圧を供給するための駆動回路を有し、各前記容量配線電圧は、前記画素のそれぞれの蓄積容量アドレス配線へ供給され、
前記駆動回路は、前記フレームにわたって第１の前記サブ画素の両端間に印加される二乗平均平方根（ＲＭＳ）電圧が、前記フレームにわたって第２の前記サブ画素の両端間に印加されるＲＭＳ電圧とは少なくとも部分的に独立して制御可能であるように、前記複数の信号電圧と前記複数の容量配線電圧とを供給するようになっている、アクティブマトリックスＬＣＤディスプレイ。
【請求項４】
前記駆動回路は、使用中に、第１の信号電圧を前記フレームの第１の表示リフレッシュ期間に前記画素の前記ソース配線へ供給し、使用中に、前記第１の信号電圧とは異なる第２の信号電圧を前記フレームの第２の表示リフレッシュ期間に供給する、請求項１、２または３に記載のディスプレイ。
【請求項５】
前記駆動回路は、前記第１のサブ画素の両端間に前記フレームにわたって印加される前記ＲＭＳ電圧が、前記フレームにわたって前記第２のサブ画素の両端間に印加される前記ＲＭＳ電圧の１／３と３倍との間で制御可能であるように、前記フレームの前記第１および第２の表示リフレッシュ期間に前記複数の信号電圧と前記複数の蓄積容量配線電圧とを供給するようになっている、請求項２または３、あるいは請求項２または３に従属する場合の請求項４に記載のディスプレイ。
【請求項６】
１つのフレームに第１および第２の表示リフレッシュ期間が定義された、請求項１〜５のいずれか１つに記載のディスプレイ。
【請求項７】
１つのフレームに第１から第４の表示リフレッシュ期間が定義された、請求項１〜５にいずれか１つに記載のディスプレイ。
【請求項８】
前記駆動回路は、前記複数のサブ画素のうちの各サブ画素に関して、Ｎ個の連続するフレームの一群において前記サブ画素の両端間に印加される正味の電圧が、すぐ後に続くＮ個の連続するフレームの一群において前記サブ画素の両端間に印加される正味の電圧と反対極性であり、かつ振幅が実質的に等しいように、前記複数の信号電圧と前記複数の容量配線電圧を供給するようになっている、請求項１〜７にいずれか１つに記載のディスプレイ。
【請求項９】
１つのフレームのための１つの画素に関する前記入力データは、各入力データ値が前記画素のそれぞれのサブ画素の所望の輝度を定義する、複数の前記入力データ値を備える、請求項１〜８にいずれか１つに記載のディスプレイ。
【請求項１０】
前記駆動回路は、前記複数の入力データ値に応じて、１つのフレームのための１つの画素に関する前記複数の信号電圧を供給するようになっている、請求項９に記載のディスプレイ。
【請求項１１】
前記駆動回路は、前記複数の入力データ値に応じて、１つのフレームのための１つの画素に関する前記複数の信号電圧と前記複数の容量配線電圧とを供給するようになっている、請求項９に記載のディスプレイ。
【請求項１２】
前記駆動回路は、１つのフレームのための１つの画素に関して、ｎ個の信号電圧の少なくとも２つのセットを確定し、ここでｎは、１つのフレームにおける表示リフレッシュ期間の数であり、信号電圧の各セットが、前記画素に前記フレームにわたって所望のＲＭＳ電圧を提供するように、かつ、信号電圧の前記第１のセットが、信号電圧の前記第２のセットにより前記画素の両端間に前記フレームにわたって生成される総合的な電圧と実質的に等しい振幅であり反対極性の総合的な電圧を、前記画素の両端間に前記フレームにわたって提供するように確定するようになっている請求項１〜１１のいずれか１つに記載のディスプレイ。
【請求項１３】
予め計算された複数の信号電圧を記憶するための記憶装置を備え、前記駆動回路は、１つの表示リフレッシュ期間に関して、前記画素の前記信号配線への供給のために前記予め計算された複数の信号電圧のうちの１つを選択するようになっている、請求項１〜１２のいずれか１つに記載のディスプレイ。
【請求項１４】
予め計算された各信号電圧は、各前記サブ画素の前記所望の輝度に依存する、請求項９に直接的または間接的に従属する場合に請求項１３に記載のディスプレイ。
【請求項１５】
前記記憶装置は、使用中に、１つの画素の前記複数のサブ画素の所望の輝度値の組み合わせごとに予め計算された信号電圧の第１および第２のセットを記憶し、前記駆動回路は、１つの表示リフレッシュ期間に関して、その表示リフレッシュ期間に前記画素の両端間に印加される前記電圧の所望の極性に応じて、予め計算された信号電圧の前記第１および第２のセットのうちの１つを選択する、請求項１３または１４に記載のディスプレイ。
【請求項１６】
前記記憶装置は、ルックアップテーブルを備える、請求項１３、１４または１５に記載のディスプレイ。
【請求項１７】
前記ディスプレイの少なくとも１つの画素は、２つのサブ画素を備えるか、または前記ディスプレイの少なくとも１つの画素は、３つ以上のサブ画素を備える、請求項１〜１６のうちのいずれか１つに記載のディスプレイ。
【請求項１８】
前記駆動回路は、１つの表示リフレッシュ期間に供給される信号電圧の前記極性が直前の表示リフレッシュ期間に供給された信号電圧の前記極性と反対であるように、前記複数の信号電圧を供給するように配置された、請求項７に、または請求項７に直接的または間接的に従属する場合に請求項８〜１７のうちのいずれか１つに記載のディスプレイ。
【請求項１９】
異なる色の少なくとも４つの画素からなる複数の合成白色画素を有し、各色画素は、第１の方向に沿って互いに離隔した複数のサブ画素を備えるディスプレイであって、前記第１のモードで、前記駆動回路は、前記第１の方向に平行な方向に実効解像度を向上させるように、前記複数の信号電圧と前記複数の容量配線電圧とを供給し、前記色画素は、各合成白色画素中で順々に配置されて、前記第１の方向に沿って延びる色縞の繰り返しパターンを作り出し、それにより前記第１の方向と交差する方向に前記実効解像度を向上させるように配置された、請求項１〜１８のうちのいずれか１つに記載のディスプレイ。
【請求項２０】
１つの画素は、互いに異なるサイズの少なくとも２つのサブ画素を備える、請求項１〜１９のうちのいずれか１つに記載のディスプレイ。
【請求項２１】
１つの画素は、画素エリアの１／３を占有する第１のサブ画素と、前記画素エリアの２／３を占有する第２のサブ画素を備えるか、または、１つの画素は、画素エリアの１／７を占有する第１のサブ画素と、前記画素エリアの２／７を占有する第２のサブ画素と、前記画素エリアの４／７を占有する第３のサブ画素を備える、請求項２０に記載のディスプレイ。
【請求項２２】
前記表示駆動回路は、１つの完全な画素のみに関する１つのデータ値を指定する画像データに応答して、前記入力データによって定義された前記画素の総合的な輝度に従って各サブ画素上で軸上視聴者への前記輝度を制御するために複数の信号電圧を出力するようになっているが、その画素の所望の軸外輝度に従って前記画素全体の前記軸外輝度を制御するために前記総合的な輝度を前記サブ画素間で分割する、請求項１〜８にいずれか１つに、または請求項１〜８にいずれか１つに直接的または間接的に従属する場合に請求項１１〜２１にいずれか１つに記載のディスプレイ。
【請求項２３】
各画素の前記所望の軸外輝度は、１つの２次入力データ値によって確定されるか、または、各画素の前記所望の軸外輝度は、前記画素に関する前記入力データ値によって指定される前記意図された軸上輝度にできるだけ近いか、もしくはそれに比例するように確定されるか、あるいは各画素の前記所望の軸外輝度は、前記画素に関する前記入力データ値とは独立した１つの固定値に確定される、請求項２２に記載のディスプレイ。
【請求項２４】
アクティブマトリックスＬＣＤディスプレイを駆動する方法であって、前記ディスプレイは、複数のソース配線と、前記ソース配線と交差した複数のゲート配線と、複数の蓄積容量アドレス配線を有し、前記ソースおよびゲート配線の交点には独立してアドレス可能な画素が設けられ、１つの画素は、複数のサブ画素を備え、１つの画素の各サブ画素は、前記蓄積容量アドレス配線のうちのそれぞれ１つと結合され、前記方法は、第１のモードで、画像データの１つのフレームのための１つの画素に関する入力データに応答して、前記フレームに関する複数の信号電圧を前記画素の前記ソース配線へ供給するステップと、複数の容量配線電圧を供給するステップとを備え、各前記容量配線電圧は、前記画素のそれぞれの蓄積容量アドレス配線へ供給される、方法であって、
前記方法は、前記フレームの第１の表示リフレッシュ期間に供給される、前記複数の容量配線電圧のうちの少なくとも第１の容量配線電圧と、前記複数の容量配線電圧のうちの第２の容量配線電圧との間の前記関係が、前記フレームの後続の表示リフレッシュ期間に供給される、前記複数の容量配線電圧のうちの前記第１と、前記複数の容量配線電圧のうちの前記第２との間の前記関係とは異なるように、前記複数の容量配線電圧を供給するステップを備える、方法。
【請求項２５】
アクティブマトリックスＬＣＤディスプレイを駆動する方法であって、前記ディスプレイは、複数のソース配線と、前記ソース配線と交差した複数のゲート配線と、複数の蓄積容量アドレス配線とを有し、前記ソースおよびゲート配線の交点には独立してアドレス可能な画素が設けられ、１つの画素は、複数のサブ画素を備え、１つの画素の各サブ画素は、前記蓄積容量アドレス配線のうちのそれぞれ１つと結合され、前記方法は、第１のモードで、画像データの１つのフレームのための１つの画素に関する入力データに応答して、
前記フレームに関する複数の信号電圧を前記画素の前記ソース配線へ供給するステップと、複数の容量配線電圧を供給するステップとを備え、各前記容量配線電圧は、前記画素のそれぞれの蓄積容量アドレス配線へ供給される方法であって、
前記方法は、前記フレームにわたって第１の前記サブ画素の両端間に印加される前記二乗平均平方根（ＲＭＳ）電圧が、前記フレームにわたって第２の前記サブ画素の両端間に印加される前記ＲＭＳ電圧とは少なくとも部分的に独立して制御可能であるように、前記複数の信号電圧と前記複数の容量配線電圧とを供給するステップを備える、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディスプレイ装置に関し、より詳しくは、マルチピクセルドライブ（ＭＰＤ：ｍｕｌｔｉ−ｐｉｘｅｌ  ｄｒｉｖｅ）型のＬＣＤディスプレイに関する。さらに、本発明は、かかるディスプレイ装置を駆動する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
アクティブマトリックス液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：ｌｉｑｕｉｄ  ｃｒｙｓｔａｌ  ｄｉｓｐｌａｙ）においては、画像は、その画像の画素ごとのデータ値からなるデジタル画像データを、そのデータに依存する値をもつアナログ電圧に変換して、それらの電圧を、ソース・データ配線、ゲート配線および薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：ｔｈｉｎ  ｆｉｌｍ  ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）スイッチ素子からなるアクティブマトリックス経由で、アレイ中の各画素電極へ導くことを通じて、個別の画像要素（画素）からなる２次元アレイの光透過率を制御することによって生成される。このタイプの配置が（出典は非特許文献１であり、その文献ではさらに十分に説明がなされる）図１に示される。かかる配置では、各画素は、各表示リフレッシュ期間に単一のデータ電圧によってアクティブマトリックス経由でアドレス可能な各分離した電極エリアとして定義される。通常、かかるディスプレイでは画素がソースおよびゲート配線の各交点に設けられ、画素は、ゲート電圧パルスをゲート配線経由でＴＦＴのゲート端子へ印加し、かつゲート・パルスが存在する期間中に、データ電圧をソース配線経由でＴＦＴのソースまたはドレイン端子へ印加することによってアドレスされるように、ＴＦＴを用いてこれらの配線に電気的に接続される。画素電極は、ＴＦＴの残ったソースまたはドレイン端子に接続され、それゆえに、ゲート選択パルスの間にソース配線により供給されるデータ電圧まで充電されるが、ゲート電圧パルスが存在しないときには、ソース配線により供給される先行または後続電圧によっては影響されないままである。かかるディスプレイの解像度は、独立して制御可能な画像要素の数であり、ソースおよびゲート配線の間の交点の数によって確定される。カラーディスプレイには、典型的に、合成白色画素当たり３つの色サブ画素（赤色、緑色および青色タイプのそれぞれ１つ）があり、各画素がディスプレイの色域内の任意の色または輝度を表示できるためには、これら色サブ画素のそれぞれが独立して制御可能である必要があり、従ってカラーディスプレイにおける解像度はｍ行×ｎ列として示され、ソースとゲートとの交点の数はｍ×ｎ×３である。この開示のために、画素は、ソース−ゲート交点に対応する任意の電極領域であると見做すことになろう。
【０００３】
ＴＶおよび標識などの用途の大面積（＞対角１０インチ）ＬＣＤ、特に、垂直配向ネマティック（ＶＡＮ：ｖｅｒｔｉｃａｌｌｙ  ａｌｉｇｎｅｄ  ｎｅｍａｔｉｃ）液晶（ＬＣ：ｌｉｑｕｉｄ  ｃｒｙｓｔａｌ）モードを利用したものでは、ディスプレイの各画素に２つの分離した画素電極領域が設けられるのが一般的であり、各領域は、別々のＴＦＴによって駆動されるが、両方のＴＦＴが同じソースおよびゲート配線に接続され、各領域は、別々の蓄積容量（ＣＳ：ｓｔｏｒａｇｅ  ｃａｐａｃｉｔｏｒ）配線と結合される。この配置を用いると、各フレーム期間に両方の画素領域へ供給されるデータ電圧（ＶＤ）は同じことになるが、各容量配線に印加される信号は、別々に制御可能であり、共通データ電圧の印加ならびにゲート選択パルスの除去後に印加されることになる各画素電極領域上の電圧に異なる変調を与えることができる。この画素配置は、容量結合型分割画素駆動またはマルチピクセルドライブ（ＭＰＤ）として知られ、図２ａ）に示される。等価電子回路は、図２ｂ）に電圧参照記号とともに示される。
【０００４】
かかる配置の利点は、単一のデータ電圧のみの印加にも係わらず、各画素が異なる透過率の２つの領域を生成しうることである。これは、パネルの広視野角性能の改善を可能にし、かかる目的のためのかかる画素配置の設計および使用は、特許文献１（シャープ）に開示される。ゲート・パルス電圧の除去後に蓄積容量配線に印加される電圧変化の画素電極上への容量結合を通じて、２つの画素領域から異なる透過率を提供するために図２の画素配置へ供給される電圧がどのように制御されるかを示すタイミング図が図３に示される。
【０００５】
特許文献１に記載される駆動方法の１つの潜在的な制限は、２つの画素領域によって異なる透過率が生成されるとはいえ、それらの相対的な透過率が固定された関係を有することである。２つの蓄積容量配線が１つの行におけるすべての画素に共通なので、両方の領域へのデータ電圧の印加後に画素電極電圧になされたいずれの変調も、その行におけるすべての画素に対してなされる。それゆえに、その行の１つの画素の領域Ａが領域Ｂより明るくされる場合には、（同じ電圧極性で駆動される）その行におけるすべての画素にこのことが当て嵌まり（反対極性で駆動される画素では相対的な明るさは依然として固定されるが反転される）、２つの領域から異なる透過率を提供する能力は、表示解像度の向上を提供しない。２つの領域の間の明るさの差の度合いも、どの領域の方が明るいかも、いずれも画素ごとに変更できず、従って、画像データをパネルの画素アレイより精緻な詳細度で表現することができない。
【０００６】
特許文献２（キヤノン）は、画素電極領域ごとに複数の対抗電極を設けることによって、ディスプレイのアクティブマトリックスのソース−ゲート交点の数より高解像度の画像データを表示する手段を開示する。しかしながら、本来の解像度向上をこの方法によって提供するためには、この方法を高速スイッチング、双安定液晶モード、例えば、強誘電性ＬＣと併用しなければならない。
【０００７】
特許文献３（ＩＴＬ）は、画素ごとに複数の対抗電極をやはり利用して、アクティブマトリックス・パネルの各ＴＦＴアドレス領域から独立して制御可能な明るさの複数の領域を実現する同様の手段を開示する。しかしながら、この方法は、電圧制御透過型ＬＣＤではなく、電流駆動発光型ディスプレイタイプに適用され、各画素のダイオード様の挙動により対抗電極電圧が画素の対応領域を選択または非選択することが可能である。加えて、本来の解像度向上を達成するためには、画素の各対抗電極制御領域が時系列パターンで駆動されなければならず、従って解像度向上は、総合的な明るさを代償として得られる。
【０００８】
特許文献４は、蓄積容量配線上の電圧を制御することによって、画素電極へ供給されるデータ電圧に係わらず異なる画素領域が何らかの光を透過するのを防止するように、特許文献１のタイプのＭＰＤ型ＬＣＤを駆動する手段を開示する。しかしながら、やはり、行のすべての画素の対応画素領域が透過することも防がなければならず、従って、いずれの解像度向上も、やはり異なる画素領域からの時系列透過の形態で、それゆえに明るさを代償として得られなければならない。
【０００９】
特許文献５（シャープ）は、特許文献１のタイプの画素をもつディスプレイを駆動する手段を開示し、それによれば、ＭＰＤにより提供される広視野の改善を達成可能とすべく、ビデオフレーム入力期間ごとに複数の電圧レベルをもつ１つのＡＣ波形が、列極性反転ＤＣバランシング駆動パターンまたはブロック極性反転駆動パターンとともに入力される。しかしながら、やはり、蓄積容量配線が１つの行におけるすべての画素に共通であるため、その行における異なる画素に関してどの画素領域の方が明るいかを変更し、それゆえに、より高解像度の画像データの表示を可能にする手段は、何も記載されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】米国特許第７０７９２１４号
【特許文献２】米国特許第４９７３１３５号
【特許文献３】国際公開２００１／２４１５３＿Ａ１号
【特許文献４】国際公開２０１１／１１８４２３号
【特許文献５】米国特許出願第２０１０／００９７３６６号
【特許文献６】米国特許第５７６７８３６号
【特許文献７】国際公開２００９／１１０１２８号
【特許文献８】国際公開２０１１／０３４２０９号
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】エルンスト・リューダー（Ｅｒｎｓｔ  Ｌｕｅｄｅｒ），液晶ディスプレイ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙｓ），ワイリー・アンド・サンズ社（Ｗｉｌｅｙ  ａｎｄ  Ｓｏｎｓ  Ｌｔｄ），２００１
【非特許文献２】ネーリングおよびメッツ（Ｎｅｈｒｉｎｇ  ａｎｄ  Ｋｍｅｔｚ），ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ  ｏｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｄｅｖｉｃｅｓ．Ｖｏｌ．ＥＤ−２６、ｐｐ．７９５−８０２．１９７９
【非特許文献３】アルトおよびプレシュコ（Ａｌｔ  ａｎｄ  Ｐｌｅｓｈｋｏ），ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ  ｏｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｄｅｖｉｃｅｓ．Ｖｏｌ．ＥＤ−２１、ｐｐ．１４６ー１５５．１９７４
【非特許文献４】Ｔ．Ｊ  シェファー（Ｔ．Ｊ  Ｓｈｅｆｆｅｒ）他，「ディスプレイ（Ｄｉｓｐｌａｙｓ）」，１４，２，ｐｐ７４−８５，１９９３
【非特許文献５】吉田（Ｙｏｓｈｉｄａ）他、「Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｓｏｃｉｅｔｙ  ｆｏｒ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｄｉｓｐｌａｙ」，１９，１１，ｐｐ７７１−７８０，２０１１
【発明の概要】
【００１２】
本発明の第１の態様は、複数のソース配線と、ソース配線と交差した複数のゲート配線と、複数の蓄積容量アドレス配線とを有し、ソースおよびゲート配線の交点には独立してアドレス可能な画素が設けられ、１つの画素は、複数のサブ画素を備え、１つの画素の各サブ画素は、蓄積容量アドレス配線のうちのそれぞれ１つと結合された、アクティブマトリックスＬＣＤディスプレイを提供する。本ディスプレイは、第１のモードで、画像データの１つのフレームのための１つの画素に関する入力データに応答して、フレームに関する複数の信号電圧を画素のソース配線へ供給し、かつ複数の容量配線電圧を供給するための駆動手段（駆動回路素子）を有し、各容量配線電圧は、画素のそれぞれの蓄積容量アドレス配線へ供給される。駆動手段は、フレームの第１の表示リフレッシュ期間に供給される、複数の容量配線電圧のうちの少なくとも第１の容量配線電圧と、複数の容量配線電圧のうちの第２の容量配線電圧との間の関係が、フレームの後続の表示リフレッシュ期間に供給される、複数の容量配線電圧のうちの第１と、複数の容量配線電圧のうちの第２との間の関係とは異なるように、複数の容量配線電圧を供給するようになっている。
【００１３】
本発明のディスプレイにおいて、ソース配線に印加される電圧は、１つのフレームにわたって一定ではなく、１つのフレームの異なる表示リフレッシュ期間に異なる値を取ってもよい。これは、１つのフレームにおいて信号電圧波形が変化する振幅を有する単一の信号電圧波形を供給すると見做すこともできるであろうが、記述を明確にするために、この印加は、１つのフレームにおいて２つ（またはそれ以上）の信号電圧が供給され、各表示リフレッシュ期間に１つの信号電圧が供給されることを指すことになろう。
【００１４】
複数の容量配線電圧のうちの２つの間の関係がフレームの１つの表示リフレッシュ期間と後続の表示リフレッシュ期間との間で変化するように、複数の容量配線電圧を供給するステップは、サブ画素の相対的な透過率が１つのフレームにわたって固定されるという特許文献１に関連して記載された限界を克服して、解像度向上を提供する。
【００１５】
用語「フレーム」は、本明細書では、ディスプレイへ供給される入力画像の１つのフレームに対応する表示期間を示す。図３に示されるように駆動される従来型ディスプレイでは、表示が１つのフレームで１回だけリフレッシュされるが、本発明のディスプレイでは、表示が１つのフレームで２回以上リフレッシュされる。
【００１６】
１つのフレームに３つ以上の表示リフレッシュ期間がある実施形態では、「第１の」表示リフレッシュ期間と「後続の」表示リフレッシュ期間とが連続した表示リフレッシュ期間である必要はない−複数の容量配線電圧のうちの第１の容量配線電圧と、複数の容量配線電圧のうちの第２の容量配線電圧との間の関係は、（例えば、下の図１３において第２および第３の表示リフレッシュ期間に関して示されるように）１つのフレームの２つの連続した表示リフレッシュ期間に対して同じままであってもよい。
【００１７】
本発明の第２態様は、複数のソース配線と、ソース配線と交差した複数のゲート配線と、複数の蓄積容量アドレス配線とを有し、ソースおよびゲート配線の交点には独立してアドレス可能な画素が設けられ、１つの画素は、複数のサブ画素を備え、１つの画素の各サブ画素は、蓄積容量アドレス配線のうちのそれぞれ１つと結合された、アクティブマトリックスＬＣＤディスプレイを提供する。本ディスプレイは、第１のモードで、画像データの１つのフレームのための１つの画素に関する入力データに応答して、フレームに関する複数の信号電圧を画素のソース配線へ供給し、かつ複数の容量配線電圧を供給するための駆動手段を有し、各容量配線電圧は、画素のそれぞれの蓄積容量アドレス配線へ供給される。駆動手段は、フレームにわたって第１のサブ画素の両端間に印加される二乗平均平方根（ＲＭＳ：ｒｏｏｔ−ｍｅａｎ−ｓｑｕａｒｅ）電圧が、フレームにわたって第２のサブ画素の両端間に印加されるＲＭＳ電圧とは少なくとも部分的に独立して制御可能であるように、信号電圧と複数の容量配線電圧とを供給するようになっている。
【００１８】
本発明の第３の態様は、アクティブマトリックスＬＣＤディスプレイを駆動する方法を提供し、本ディスプレイは、複数のソース配線と、ソース配線と交差した複数のゲート配線と、複数の蓄積容量アドレス配線とを有し、ソースおよびゲート配線の交点には独立してアドレス可能な画素が設けられ、１つの画素は、複数のサブ画素を備え、１つの画素の各サブ画素は、蓄積容量アドレス配線のうちのそれぞれ１つと結合され、本方法は、第１のモードで、
【００１９】
画像データの１つのフレームのための１つの画素に関する入力データに応答して、フレームに関する複数の信号電圧を画素のソース配線へ供給するステップと、複数の容量配線電圧を供給するステップとを備え、各容量配線電圧は、画素のそれぞれの蓄積容量アドレス配線へ供給される方法であって、
【００２０】
本方法は、フレームの第１の表示リフレッシュ期間に供給される、複数の容量配線電圧のうちの少なくとも第１の容量配線電圧と、複数の容量配線電圧のうちの第２の容量配線電圧との間の関係が、フレームの後続の表示リフレッシュ期間に供給される、複数の容量配線電圧のうちの第１と、複数の容量配線電圧のうちの第２との間の関係とは異なるように、複数の容量配線電圧を供給することを備える。
【００２１】
本発明の第４の態様は、アクティブマトリックスＬＣＤディスプレイを駆動する方法を提供し、本ディスプレイは、複数のソース配線と、ソース配線と交差した複数のゲート配線と、複数の蓄積容量アドレス配線とを有し、ソースおよびゲート配線の交点には独立してアドレス可能な画素が設けられ、１つの画素は、複数のサブ画素を備え、１つの画素の各サブ画素は、蓄積容量アドレス配線のうちのそれぞれ１つと結合され、本方法は、第１のモードで、画像データの１つのフレームのための１つの画素に関する入力データに応答して、フレームに関する複数の信号電圧を画素のソース配線へ供給するステップと、複数の容量配線電圧を供給するステップとを備え、各容量配線電圧は、画素のそれぞれの蓄積容量アドレス配線へ供給される方法であって、本方法は、フレームにわたって第１のサブ画素の両端間に印加される二乗平均平方根（ＲＭＳ）電圧が、フレームにわたって第２のサブ画素の両端間に印加されるＲＭＳ電圧とは少なくとも部分的に独立して制御可能であるように、信号電圧と複数の蓄積容量配線電圧とを供給するステップを備える。
【００２２】
本発明の方法は、第１および第２の態様のディスプレイに関して上記に定義された任意の特徴または特徴の組み合わせを提供する。
【００２３】
前述および関連する目的の達成に向けて、本発明は、さらに、以下に十分に説明され、とりわけ特許請求の範囲に指摘される特徴を備える。以下の説明および添付図面は、本発明のいくつかの例示的な実施形態を詳細に提示する。これらの実施形態は、しかしながら、本発明の原理が使用される様々な方法のうちのいくつかを示すに過ぎない。本発明の他の目的、利点および新規な特徴は、本発明の以下の詳細な説明を図面とともに考察したときに明らかになるであろう。
【技術課題】
【００２４】
本発明は、改善されたディスプレイ、例えば、改善されたＬＣＤディスプレイを提供するという課題を取り扱う。
【課題の解決法】
【００２５】
複数の容量配線電圧のうちの２つの間の関係がフレームの１つの表示リフレッシュ期間と後続の表示リフレッシュ期間との間で変化するように複数の容量配線電圧を供給するステップは、１つのフレームにわたってサブ画素の相対的な透過率が固定されるという上記の特許文献１に関連して記載された限界を克服し、解像度の向上を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】標準的なＬＣＤ制御エレクトロニクス配置の概略図である。
【図２】図２ａはマルチピクセルドライブ型画素レイアウトの概略図であり、図２ｂは等価電子回路である。
【図３】図２（ａ）および図２（ｂ）のタイプの１つの画素を駆動する従来の方法のタイミング図である。
【図４】本発明の実施形態によるＬＣＤ制御エレクトロニクス配置の概略図である。
【図５】本発明の実施形態による図２のタイプの１つの画素を駆動する手段を示すタイミング図である。
【図６】図５に示されるタイプの複数の信号電圧に従って駆動されたときに、図２に示されるタイプの１つの画素の２つの画素領域上で同時に達成されるｒｍｓ電圧の範囲を示すプロットである。
【図７】１つの画素によって生成する輝度をｒｍｓ電圧の関数として示すプロットである。
【図８】本発明のさらなる実施形態による図２のタイプの１つの画素を駆動する手段を示すタイミング図である。
【図９】本発明のさらなる実施形態による図２のタイプの１つの画素を駆動する手段を示すタイミング図である。
【図１０】本発明のさらなる実施形態による図２のタイプの１つの画素を駆動する手段を示すタイミング図である。
【図１１】本発明のさらなる実施形態による図２のタイプの１つの画素を駆動する手段を示すタイミング図である。
【図１２】本発明の実施形態の一部として記憶される複数のキー信号電圧を示すＬＵＴの例である。
【図１３】本発明の別の実施形態による図２のタイプの１つの画素を駆動する手段を示すタイミング図である。
【図１４】図１３の実施形態において用いられる複数のデータ電圧の例を示す。
【図１５】図１３の実施形態において用いられる複数のデータ電圧の例を示す。
【図１６】本発明の実施形態によるＬＣＤ制御エレクトロニクス配置の概略図である。
【図１７】本発明の実施形態によるＬＣＤ制御エレクトロニクス配置の概略図である。
【図１８】図１８（ａ）および（ｂ）は、本発明の実施形態による、異なるサイズの少なくとも部分的に独立してアドレス可能な複数の副領域を備える表示画素の説明図である。図１８（ｃ）は、このタイプの画素によって提供される軸外輝度の精度の改善を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
それゆえに、図２（ａ）および図２（ｂ）に一般的に示されるようなＭＰＤ画素アーキテクチャをもつアクティブマトリックスＬＣＤディスプレイを提供することが望ましく、このディスプレイでは、いくつかの表示リフレッシュ期間にわたって単一の画素内の２つ以上の領域のそれぞれの両端間に印加される二乗平均平方根電圧、延いては、これらの領域のそれぞれにより生成される明るさが、ある程度独立して制御可能であり、それによってＬＣＤパネルの解像度が画素の数または各画素を備える電子部品の追加または修正なしに向上する。
【００２８】
本発明の主たる実施形態では、ＭＰＤ画素アーキテクチャをもつアクティブマトリックスＬＣＤディスプレイに図４に示されるような制御ユニットおよびドライバ集積回路（ＩＣ：ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ）からなる制御エレクトロニクスが設けられる。画素１、画素２などのそれぞれは、単色画素であり−本ディスプレイは、複数の合成白色画素を与えるために配置された３つ以上の異なる色の画素の複数の群を備えるが、本発明は、これには限定されない。この図から分かるように、各画素は、それぞれが別の蓄積容量アドレス配線（以下、簡単のために単に「蓄積容量配線」と呼ばれる）に結合された、２つの領域（ＡおよびＢ）を有し、信号は、ゲート・ドライバＩＣ、ソース・ドライバＩＣおよび蓄積容量ドライバＩＣを用いてそれぞれの画素領域に提供される。この主たる実施形態では、ゲート配線、ソース配線および蓄積容量配線へ送信される信号は、入力画像ビデオフレームごとに、各画素への単一のデータ電圧と、各蓄積容量配線電圧における単一のシフトとを供給するのではなく、フレームごとに、少なくとも２つのデータ電圧と各蓄積容量配線電圧における２つのシフトとを供給するという点において、さらに、複数の蓄積容量配線電圧が、すべての表示リフレッシュ期間において互いに固定された関係を有するのではなく、連続するサブフレーム表示リフレッシュ期間において異なる相対的な電圧を有するという点において、図３に例示される従来技術の信号とは異なる。これらのデータ電圧および蓄積容量配線シフトは、入力データのフレームごとに適用される２つ以上の表示リフレッシュ期間にわたって各画素領域上に結果として生じる正味の二乗平均平方根（ｒｍｓ）電圧が、解像度向上入力データによって規定される各画素領域上の輝度を生成するために必要な画素領域の両端間の電圧に対応するように構成される。２つ以上のリフレッシュ期間が十分に短い時間間隔内に生じてＬＣ材料が瞬時電圧に応答できない状況では、ＬＣ応答、延いては各画素領域により透過される輝度を確定するのは、ｒｍｓ電圧である。以下の説明は、かかる効果がどのように達成されるかを記載する。
【００２９】
図２のタイプのＭＰＤ画素では、所定の時刻に各画素領域を通過する光の透過率を確定するのは、画素電極ＡおよびＢと共通電極との間の、液晶層の両端間の電圧振幅、すなわち、｜ＶＰＩＸＡ−ＶＣＯＭ｜および｜ＶＰＩＸＢ−ＶＣＯＭ｜である。簡単にするために、これらの記載では、ＶＣＯＭが常にゼロであると仮定され、従って透過率は、ＶＰＩＸＡおよびＶＰＩＸＢによって確定される。しかしながら、本発明は、ＶＣＯＭ＝０の場合には限定されず、実際の方式では、ＶＣＯＭが非ゼロであってもよく、その場合には、記載される方式の効果を変えることなく、他の電圧が相応に調整されてもよい。図３のＭＰＤ駆動方式では、各フレーム期間中に、パネルの各行にゲート電圧パルスが順次印加される。この期間中に各行が活性化され、パネルの各行を接続するソース配線経由でその行における各画素にデータ電圧が供給される。ソース配線と各画素電極ＡおよびＢとの間のＴＦＴがゲート・パルスによって導電性になったときに、画素電極は、ソース配線によって供給された電圧（Ｖ１）まで充電するであろう。ゲート電圧がその行から一旦除去されると、各画素領域上の電荷は、（ＴＦＴおよびＬＣ層の両端間のいくらかのリークは別として）有効に蓄積される。ゲート・パルスが除去された後に印加される、いずれかの画素領域に対応する蓄積容量配線電圧のシフト（△ＶＣＳＡまたは△ＶＣＳＢ）は、次に、容量結合に起因して、対応する画素電極上の電圧のシフト（α△ＶＣＳＡまたはα△ＶＣＳＢ）をもたらすであろう。画素電極上に結果として生じるこの電圧シフトは、容量配線上の電圧に加えられたシフトのある比率（α）となり、この比率は、蓄積容量およびＬＣ容量の相対的な比率に依存する。簡単のためにこれらの記載では、この比率が１であると見做されるが、実際のシステムにおけるより小さいα値に関しては、△ＶＣＳＡおよび△ＶＣＳＢの大きさを単に１／α倍増加させると同じ効果を生み出す。
【００３０】
ＬＣ層の両端間に結果として生じる電圧は、次に、
ＶＰＩＸＡ１＝Ｖ１＋α△ＶＣＳＡ１    −式１（ａ）
ＶＰＩＸＡ２＝Ｖ２＋α△ＶＣＳＡ２    −式１（ｂ）
ＶＰＩＸＢ１＝Ｖ１＋α△ＶＣＳＢ１    −式１（ｃ）
ＶＰＩＸＢ２＝Ｖ２＋α△ＶＣＳＢ２    −式１（ｄ）
によって示される。
【００３１】
それぞれ、フレーム期間１における画素領域Ａ、フレーム期間２における画素領域Ａ、フレーム期間１における画素領域Ｂ、およびフレーム期間２における画素領域Ａに関する。通常、ＬＣＤディスプレイでは、画素電極をソース配線電圧に帯電させて蓄積容量配線にシフトを印加するために必要な時間間隔がフレーム時間に比べて非常に短く、従って、式１（ａ）〜（ｄ）に示される最終画素電圧は、画素領域によりフレーム時間全体にわたって経験される平均電圧にほぼ等しいと見做してよい。その近似の下で、２つのフレーム期間にわたって各画素領域に印加されるｒｍｓ電圧は、
【数１】
2016526692.tif 000003
によって示される。
【００３２】
図３に示される従来技術の例では、△ＶＣＳＡおよび△ＶＣＳＢの振幅が両方の期間で同じであり、１つの期間が１つの画像フレームに等しいので、各フレームにおける各画素領域上のｒｍｓ電圧は、単にＶＰＩＸＡおよびＶＰＩＸＢに等しく、両方の画素領域を通過する光の全透過率は、ソース・データ電圧によって専ら確定され、各領域の相対的な透過率は、△ＶＣＳＡおよび△ＶＣＳＢにおける差によって確定される。図３の例では、フレーム２において印加される電圧は、フレーム１における電圧と振幅が等しく、極性が反対である。この場合、各画素領域の透過率は、両方のフレームで同じであろうが、２つのフレームにわたって印加される電圧は、ＤＣバランスがとられる。これは、ＬＣ層における荷電不純物の移動を防止するための典型的なＬＣＤ駆動方式である。
しかしながら、図５に示される、この実施形態の駆動方式では、入力画像フレームごとに少なくとも２つのサブフレーム期間が定義され、△ＶＣＳＡおよび△ＶＣＳＢ電圧シフトの間の関係は、１つのフレームの１つのサブフレーム期間からそのフレームの別のサブフレーム期間へと変化する（画素がサブフレーム期間ごとにリフレッシュされるので、サブフレーム期間は、「リフレッシュ期間」とも称される）。図５では、△ＶＣＳＡおよび△ＶＣＳＢ電圧シフトのそれぞれが１つのフレームの１つのサブフレーム期間から他のサブフレーム期間へと変化するが、△ＶＣＳＡおよび△ＶＣＳＢ電圧シフトのうちの一方が２つの副期間の間で変化しさえすれば、これが△ＶＣＳＡおよび△ＶＣＳＢ電圧シフトの間の相対的な電圧の変化を依然として生み出すことになるので、原理的には十分であろう。この場合、各サブフレーム期間におけるＶ１およびＶ２の振幅ならびに極性を変化する蓄積容量配線電圧シフトを用いて設定することによって、各画素領域上のｒｍｓ電圧がある程度独立して制御される。これは、図３の従来の駆動方法を用いてディスプレイを駆動したときに得られる解像度に比較して、ディスプレイの解像度を向上させることができる。
この実施形態の駆動方式を実証するために、図６は、Ｖ１およびＶ２の−４．５Ｖと４．５Ｖとの間の０．１８Ｖステップでのすべての組み合わせに対して、２つのリフレッシュ期間にわたって画素領域ＡおよびＢ上に結果として生じるｒｍｓ電圧のプロットを示し、ここで、△ＶＣＳＡ１＝＋３Ｖ、△ＶＣＳＡ２＝０Ｖ、△ＶＣＳＢ１＝０Ｖ、および△ＶＣＳＢ２＝＋３Ｖである。この図から分かるように、独立した電圧制御範囲（黒い正方形の箱で示される）が存在し、その範囲内ではいずれの画素領域上のｒｍｓ電圧も、他方の画素領域上のｒｍｓ電圧を変更する必要なしに変更できる。示される駆動電圧の例では、この独立したスイッチング範囲が画素領域ごとに１．５Ｖｒｍｓから４．５Ｖｒｍｓの領域をカバーする。これは、選択比（独立して制御可能な最大電圧／独立して制御可能な最小電圧）３を与える。これは、列電圧振幅が可変の２行パッシブマトリックス・アドレス型ディスプレイに対して達成可能な最大選択比であり（ネーリングおよびメッツ，ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ  ｏｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｄｅｖｉｃｅｓ．Ｖｏｌ．ＥＤ−２６、ｐｐ．７９５−８０２．１９７９）、重要な相違は、画素におけるＬＣ層の両端間の電圧が、標準的なパッシブマトリックス・ディスプレイ（アルトおよびプレシュコ，ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ  ｏｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｄｅｖｉｃｅｓ．Ｖｏｌ．ＥＤ−２１、ｐｐ．１４６ー１５５．１９７４）における列電圧と行電圧との間の差ではなく、列データ電圧とシフトした蓄積容量配線行電圧との和となることである。
【００３３】
図７は、テレビジョン・ディスプレイに通常用いられるタイプの、典型的なマルチドメイン垂直配向（ＭＶＡ：ｍｕｌｔｉ−ｄｏｍａｉｎ  ｖｅｒｔｉｃａｌ  ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モードＬＣＤの電圧−透過率（Ｖ−Ｔ：ｖｏｌｔａｇｅ−ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）曲線を示す。上記の駆動方式によって達成される独立して制御可能な電圧範囲は、各画素領域により生成される輝度の独立した制御を表示のほとんど全範囲にわたって可能にするであろうことが分かる。上記の例に示した電圧は、２つの画素領域の独立した輝度制御を図７のようなＶ−Ｔ応答をもつディスプレイに提供するために選択されたが、本方式は、単に駆動電圧をスケーリングすることによって異なる応答をもつＬＣモードにも適用可能なことに留意すべきである。唯一の制限は、理論的な最大値３を有する選択比である。さらに、明らかなのは、本発明が印加電圧のｒｍｓ値に従ってスイッチングする任意のディスプレイに適用できることである。実際、本発明の駆動方式に特に適した閾値電圧、閾値後勾配および最大輝度の電圧を含む特性をもつＶ−Ｔ曲線を提供するようにディスプレイのＬＣモードが選択されてもよい。
【００３４】
この実施形態の駆動方式によって与えられる独立制御のさらなる明確化を通じて、独立した電圧制御が可能な範囲の四隅に対応する４つの電圧構成の例が次に明示的に考察されることになろう。
【００３５】
図８は、画素領域Ａ上のｒｍｓ電圧４．５Ｖｒｍｓおよび画素領域Ｂ上のｒｍｓ電圧１．５Ｖｒｍｓを生成するために必要なゲート配線、蓄積容量配線、およびソース・データ配線上の電圧波形を示す。図から分かるように、サブフレーム期間１および２におけるソース・データ電圧＋１．５Ｖおよび−４．５Ｖは、これを上記の蓄積容量配線電圧シフト＋３Ｖまたは０Ｖのいずれかとの組み合わせで達成し、図７からさらに分かるように、これらのｒｍｓ電圧は、画素領域Ａからのほぼ最大の透過率と画素領域Ｂからのほぼ最小の透過率とを生成するであろう。
【００３６】
図９は、両方のサブフレーム期間におけるソース・データ電圧＋２．７４Ｖが、前例と同じ蓄積容量配線電圧シフトによって、両方の画素領域上のｒｍｓ電圧４．５Ｖｒｍｓをどのようにもたらして、両方の画素領域を有効にスイッチ・オンするかを示す。
【００３７】
図１０は、両方のサブフレーム期間におけるソース・データ電圧−１．５Ｖが、やはり前例と同じ蓄積容量配線電圧シフトによって、両方の画素領域上のｒｍｓ電圧１．５Ｖｒｍｓをどのようにもたらして、画素領域Ａがスイッチ・オフされ、画素領域Ｂがスイッチ・オンされた図８の例とは逆の透過率を与えるかを示す。
【００３８】
図１１は、それぞれ第１および第２のサブフレーム期間におけるソース・データ電圧−４．５Ｖおよび＋１．５Ｖが、やはり前例と同じ蓄積容量配線電圧シフトによって、画素領域Ａ上のｒｍｓ電圧１．５Ｖｒｍｓ、および画素領域Ｂの４．５Ｖｒｍｓをどのようにもたらして、両方の画素領域を有効にスイッチ・オフするかを示す。
【００３９】
これらの例、および図６における各画素領域上に生成される同時に利用可能なｒｍｓ電圧のプロットから分かるように、これらの極端な場合に加えて、２つのサブフレーム期間に適切なデータ電圧を印加することによって、この範囲内の任意の中間的な透過率をいずれの画素からも生成できる。この実施形態のディスプレイは、それゆえに、アクティブマトリックスにより別々にアドレス可能な表示画素ごとに２つの画素データ値を有する、画像データを正確に再現することが可能である。パネルの表示解像度は、それによって実効的に２倍になる。
【００４０】
同様に留意すべきは、図８から１１の例では、２倍の解像度の画像データの単一の入力フレームを正確に再現するために必要な、少なくとも２つのサブフレーム期間のための複数の信号電圧のみが示され、従って、画素電極上に結果として生じるｒｍｓ電圧が総合的なＤＣ成分を有する。ディスプレイのＬＣ材料への損傷を防止するためには、図に示されるすべての信号電圧の極性を専ら反転させることによって、このＤＣ成分を交互のフレーム期間に反転させるとよい。しかしながら、寄生容量およびオフ状態ＴＦＴを通してのリークに起因するフリッカおよび画素間のクロストークを最小限に抑えるために、さらに画素電極電圧の極性を各フレームにおいて空間的に、行方向、列方向のいずれかに、または市松模様に交互に替えるのが、ＬＣＤディスプレイを駆動するときの標準的な技法である。図４から分かるように、画素行間の蓄積容量配線の共用に起因して（例えば、画素１領域Ｂおよび画素３領域Ｂが共用ＶＣＳＢ配線を有し、図の画素３領域Ａおよび画素４領域Ａの下方のサブ画素の行がそれらの画素のＶＣＳＡ配線を共用することになるなど、この共用パターンが続く）、蓄積容量シフト電圧ＶＣＳＡおよびＶＣＳＢの両方の極性を交互の行に対して反転させるのは可能でない。ＶＣＳ配線が１つの行におけるすべての列にわたって共用されるので、これらの信号を交互の列に対して反転させることも可能ではない。しかしながら、蓄積容量配線信号を変更することなく、示される例と同じｒｍｓ電圧であるが反対の平均電圧、延いては逆のＤＣ成分の電圧を各画素電極領域上に提供することは、依然として可能である。これは、ソース・データ電圧Ｖ１およびＶ２の対ごとに、代わりのソース・データ電圧Ｖ１’およびＶ２’の相補的な対を提供することによって達成される。これら代わりのデータ電圧は、Ｖ１およびＶ２の組み合わせごとに、両方のサブフレーム期間にわたってそれらがＶ１およびＶ２と等しいが反対の平均電圧をもち、同じｒｍｓ電圧を各画素領域上に生成しなければならないという条件に基づいて算出される。これらの条件は、次のように表現される。
【数２】
2016526692.tif 000004
【００４１】
および
【数３】
2016526692.tif 000005
【００４２】
画素領域Ａ上の電圧に関して、式３（ａ）は、２次方程式
Ｖ１’２＋２△ＶＣＳＡ１Ｖ１’２＋Ｖ２’２＋２△ＶＣＳＡ２Ｖ２’２＋Ａ＝０  −式４（ａ）
を生じ、
ここでＡ＝−Ｖ１２−２Ｖ１△ＶＣＳＡ１−Ｖ２２−２Ｖ２△ＶＣＳＡ２      −式４（ｂ）
であり、式３（ｂ）は、線形方程式
Ｖ２’＝Ｂ−Ｖ１’    −式５（ａ）
を生じ、
ここでＢ＝−Ｖ１−Ｖ２−２△ＶＣＳＡ１−２△ＶＣＳＡ２                −式５（ｂ）
であり、式５（ａ）を式４（ａ）に代入すると、一般的な二次方程式の解の公式
【数４】
2016526692.tif 000006
を用いて解かれるＶ１’の２次式が得られ、
ここでａ＝２、ｂ＝２△ＶＣＳＡ１−２Ｂ−△ＶＣＳＡ２、およびｃ＝Ｂ２−２△ＶＣＳＢ２Ｂ＋Ａ  −式６（ｂ，ｃ，ｄ）
である。
【００４３】
この二次式は、Ｖ１’に２つの可能な値を与え、これらの値のそれぞれが式５（ａ）に返されて、Ｖ２’に２つの対応する値を与える。これらの値の対は、いずれも画素領域Ａに関して式３（ａ）および（ｂ）の条件を満たすが、これらの値の対のうちの１つは、画素領域Ｂに関しても、正しいｒｍｓ電圧と反転した平均電圧とを与えるであろう。
【００４４】
それゆえに、必要とされる画素領域ＡおよびＢの明るさの組み合わせを達成するために、その画素に関するデータ電圧としてＶ１およびＶ２またはＶ１’およびＶ２’が印加されるかどうかを専ら選択することによって、ディスプレイの画素上に任意の空間的なＤＣ反転パターンを実装することが可能である。上記の計算は、蓄積容量電圧信号が例に示された通りである場合に関して、対応するデータ電圧Ｖ１’およびＶ２’を導出することに留意すべきである。２つの画素領域の独立制御を依然として可能にする異なる蓄積容量電圧信号が用いられてもよく、これらの電圧信号に関しては、画素の両端間のｒｍｓは等しいが反対の平均電圧に対応するデータ電圧対の導出は異なるが、同じ原理を用いて達成されるであろう。さらに、上記の計算は、Ｖ１’およびＶ２’を導出する例示的な手段を提供し、これらの値は、本発明の範囲から逸脱することなく同じ効果を達成するために任意の他の手段によって計算されてもよい。
【００４５】
原則として、１つの画素に関する入力データ値が受信されるたびに、１つの画素の複数の領域に印加されることになる複数の電圧が新たに計算される。しかしながら、いくつかの実施形態では、異なる入力データ値に対応する予め計算された複数の信号電圧を記憶するための、記憶装置、例えば、ルックアップテーブル（ＬＵＴ：ｌｏｏｋ−ｕｐ  ｔａｂｌｅ）がディスプレイに設けられてもよい。予め計算され、記憶された複数の信号電圧のうちの１つを、受信した入力データ値に基づいて、１つの表示リフレッシュ期間に対して選択することができ、結果として、適切な複数の信号電圧を繰り返して計算する必要性を回避する。例えば、それぞれの予め計算された信号電圧は、各サブ画素の所望の輝度に依存してもよい。
【００４６】
上記の説明から分かるように、画像データの入力フレームごとに、２つのサブフレーム期間／表示リフレッシュ期間が必要とされ、２つのサブフレーム期間中に各画素へ供給されるソース・データ電圧Ｖ１およびＶ２は、そのフレームのための両方の画素領域の意図された明るさに従って確定される。次に、この好ましい実施形態によれば、表示駆動エレクトロニクスが、予め計算された電圧を記憶するためのＬＵＴまたは他の記憶装置を含む場合、ＬＵＴまたは他の記憶装置は、複数の領域からなるディスプレイ中の画素ごとに、すべての画素領域上のデータ値のすべての組み合わせに対する入力画像データを、予め計算された出力ソース・データ電圧の２つの対、Ｖ１およびＶ２ならびにＶ１’およびＶ２’へマッピングする。次に、そのフレームにおけるその画素に正または負のＤＣ成分が意図されるかどうかに従ってディスプレイの意図された画素へ出力するために、これらの対のうちの１方が選択される。キー値のみをもつＬＵＴの例が図１２に示される。この図において留意すべきは、所定の出力のうちの３つに対して、キー値がＶ１とＶ１’およびＶ２とＶ２’で同じ電圧出力を有することである−その理由は、図８，１０および１１からわかるように−これらが、フレーム時間中のＶＰＩＸ電圧の総合的なＤＣ成分がゼロである、特別な場合の値であるためである。補足的な実施形態では、ＬＵＴは、複数の信号電圧を出力するのではなく、画素領域ごとに提供される複数の入力画像データ値から修正された複数のデジタル画像データ値を出力し、これら複数の出力データ値が、その後、表示ドライバ・エレクトロニクスには標準的なディジタル・アナログ変換器によって意図されたアナログ・データ電圧へマッピングされる。
【００４７】
上記の説明から分かるように、主たる実施形態の１つの特徴は、各表示リフレッシュ期間に各画素に印加される両方のデータ電圧が、今やその画素の両方の領域に関する画像データ値に依存することである。制御エレクトロニクスは、信号電圧機能に対する直接的な入力データ値ではなく、エントリの数が各画素領域に適用されるデータ値の数の２乗である拡張されたＬＵＴを提供しなければならない。典型的な８ビット表示では、ＬＵＴは、２５６２＝６５５３６個のエントリを有する必要がある。このサイズのＬＵＴに対するメモリ要求は、モバイル・ディスプレイ装置では法外であるが、ＴＶのような他の用途では制限とならないであろう。
【００４８】
なおさらなる実施形態において、意図された用途の装置では、データ処理能力をメモリよりディスプレイ制御エレクトロニクスに含める方が実用的かつ経済的ならば、サブフレーム期間ごとのデータ電圧をリアルタイムで、例えば、提供された式を用いて計算してもよい。
【００４９】
図５の実施形態は、図１２に示されるように２つのサブ画素の輝度の完全な独立制御を可能にする一方で、２つのサブ画素の輝度のある組み合わせは、連続する表示リフレッシュ期間におけるソース電圧が互いに同じ極性を有する必要があるという潜在的な不利点を有する。例えば、図１２は、両方のサブ画素がデータ値「０」を有する場合には、ソース電圧が１つのフレームの２つの表示リフレッシュ期間に負極性（すなわち、Ｖ１＝−１．５Ｖ、Ｖ２＝−１．５Ｖ）をもつ必要があることを示す。いくつかの利用可能なソース・ドライバは択一的に正および負の出力を提供し、かかるソース・ドライバは、図５の実施形態を実装するために用いることはできない。なおさらなる実施形態では、それゆえに、２画素領域ＭＰＤ型ディスプレイがフレーム当たり４つの表示リフレッシュ期間を用いて駆動される。これは、各表示リフレッシュ期間中に印加されるデータ電圧の極性を交互に正または負電圧に制限することを可能にし、一方では有用な電圧選択比を依然として許容するので有利である。これは、この制限された極性を交互の画素列に対して交互に替える、および／または逐次的なフレームにおいて反転させることも可能にし、一方では各フレーム内の表示リフレッシュ期間のフルセットにわたって各画素領域上に同じ範囲のｒｍｓ電圧が生成されることを依然として許容する。このさらなる実施形態は、交互に替わるソース電圧極性の使用が一般に利用可能なソース・ドライバ・エレクトロニクスとのコンパティビリティを提供するので有利である。
【００５０】
図１２から分かるように、前述の２サブフレーム方式では、２つのサブフレーム・リフレッシュ期間に所定の画素に逐次的に供給されることになる、画素データ電圧の２つの対が、画素の２つのサブ画素領域上に結果として生じる意図されたｒｍｓ電圧の組み合わせごとに提供され、各対は、意図されたｒｍｓ電圧の組み合わせではあるが反対の平均ＤＣ電圧を生成する。これは、ディスプレイの画素アレイに任意のＤＣ極性反転パターンを適用することを可能にする。同様に現在の実施形態では、４つの画素データ電圧の４つのセット、ＤＣ極性ごとに１つ、および４つのサブフレームの制限されたデータ電圧極性のパターンごとに１つ（例えば、偶数列に対して＋、−、＋、−および奇数列に対して−、＋、−、＋）が、各画素領域上に結果として生じるｒｍｓ電圧の組み合わせごとに提供される。
【００５１】
図１３は、図８に等しい状況に関してゲート配線、蓄積容量配線、およびソース・データ配線のための波形の例を示し、この状況では、サブ画素領域Ａ上に結果として生じるｒｍｓ電圧が大きい必要があり、サブ画素領域Ｂ上に結果として生じるｒｍｓ電圧が小さい必要がある。図１４は、図１３の結果と、さらに他の３つの極端なｒｍｓの組み合わせの場合とを生成するための複数の電圧データの例を示す表である。これらの図から分かるように、データ電圧極性の制限（すなわち、出力電圧は、択一的に正および負でなければならないという制約条件）にも係わらず、各サブ画素領域上のｒｍｓ電圧の独立制御が依然として可能であるとはいえ、この４フレーム方式を用いると、最大選択比が３から５の平方根へ減少する。（図１４ではエントリのいくつかがゼロ出力電圧を含むことが分かるであろう。例えば、図１４における第１のエントリではＶ１、Ｖ２、Ｖ３およびＶ４のそれぞれがゼロである−しかしながら、これは、交互に替わる正および負の出力電圧の特別の場合と見なされ、択一的に正および負でなければならない出力電圧を提供するように制約された従来型ソース・ドライバを用いて、図１４におけるＶ１、Ｖ２、Ｖ３およびＶ４のすべてのセットを提供することができる）。図１４における例は、総合的なＤＣ電圧ゼロを有する特別の場合であり、従って、正および負のＤＣ目標に対するデータ電圧が同じであることにも留意すべきである。図１５は、サブ画素領域のうちの少なくとも１つに中間値のｒｍｓ電圧が必要ないくつかのさらなる例を示す。このより一般的な場合には、等しいが反対のＤＣ成分を生成するために反対極性および／または順序を変えたデータ電圧が必要である。
【００５２】
最大選択比が定義された範囲内にあり、かつ任意のＤＣ極性をもつ、ｒｍｓ電圧の任意の組み合わせを２つの画素領域上に生成するデータ電圧の組み合わせが存在するという事実が意味するのは、記載されるような４サブフレーム方式が、任意のＤＣ極性反転パターン（例えば、ドットまたは列反転）とともに適用されてもよいということである。さらに、各列に対するデータ電圧極性の制限は、画素ごとに達成可能なｒｍｓおよびＤＣ電圧の組み合わせへの影響を伴わずに、交互の列において空間的に反転されてもよいのみならず、交互のフレームにおいて時間的に反転されてもよい。加えて、蓄積容量配線信号の極性は、必要に応じて、達成可能なｒｍｓ電圧の組み合わせの範囲またはＤＣ電圧パターンにやはり影響を及ぼすことなく、交互のフレームにおいて反転されてもよい。
【００５３】
同様に留意すべきは、この実施形態の４サブフレーム方式を用いると、結果として生じる多くのｒｍｓ電圧の組み合わせに対してデータ電圧の組み合わせに著しい縮退が存在することである。図１３、１４および１５に示されるデータ電圧が例示的である一方で、ＤＣ電圧振幅が異なるが、所定の画素に必要なｒｍｓ電圧の組み合わせとｄｃ極性要件とを作り出すために、多くの他のデータ電圧シーケンスをディスプレイに用いることができるであろう。表示電力消費、光学的または他の要件に基づく、特定のディスプレイタイプまたは実装に関しては、ｄｃ電圧振幅が最大または最小であるか、あるいはシーケンスのデータ電圧変化が最大または最小であるデータ電圧の組み合わせを選択することが好ましいであろう。
【００５４】
なおさらなる実施形態では、各複数領域能動アドレス型画素が、フレーム当たりの表示リフレッシュ期間の数が前の実施形態より１つ増加したデューティ・アドレスの方法で駆動される、すなわち、２画素領域ＭＰＤ型ディスプレイに対して、３つの表示リフレッシュ期間が用いられる。各画素に印加されるデータ電圧が、次に、Ｔ．Ｊシェファー他による「ディスプレイ，１４，２，ｐｐ７４−８５，１９９３」および米国特許第５７６７８３６号（インフォーカスシステムズ（Ｉｎ  Ｆｏｃｕｓ  Ｓｙｓｔｅｍｓ））に記載されるように、フレーム期間中に印加される各データ電圧が複数の画素領域に関する複数の入力画像データ値のうちの１つのみに依存することを可能にするように計算される。追加の表示リフレッシュ期間は、追加の「仮想」画素領域のためのアドレス用パルスと見做され、他のデータ電圧の一次関数である。
【００５５】
上述した実施形態は、能動アドレス型画素当たり２つの画素領域をもつＭＰＤ型ディスプレイに関連して記載されたが、記載された方法は、すべてが同じデータ電圧を用いてアドレスされるが分離した蓄積容量配線に結合された、画素当たり３つ以上の領域をもつディスプレイに同様に適用可能なことに留意すべきである。これは、ディスプレイの実効解像度のさらなる向上を可能にするが、それぞれが別々に受動的にアドレスされるセグメントにおける行の実効的な数を増加させ、従って、ネーリングおよびメッツによって記載されたように、利用可能なｒｍｓ電圧選択比を減少させる。画素当たり３つの副画素領域をもつかかる方式の概略図の例が図１６に示される。
【００５６】
なおさらなる実施形態では、ディスプレイの１つの行における低い方の画素領域のための蓄積容量配線は、図４に示されるように、下の行の高い方の画素領域と共用されるのではなく、画素行ごとに２つの分離した蓄積容量配線が設けられる。これは、好ましい実施形態のレイアウトが、画素領域ごとに分離した蓄積容量配線を設け、それゆえに、上記のようにｒｍｓベースの独立した駆動を可能する一方で、隣接する画素行間の蓄積容量配線の共用が異なる行に異なるＶＣＳ信号が印加されるのを防ぐので有利である。実際、すべての画素行が同じ２つの蓄積容量配線信号を有さなければならない。これは、例えば、各画素に印加されるすべての信号の極性が行ごとに反転されるのを防ぐ。画素の行ごとに完全に分離した蓄積容量配線を設けることがこの増加した自由度を提供し、これは、駆動信号のＤＣバランスをとり、かつ画素行間の画像データのクロストークを防ぐために有益である。この実施形態の概略図の例が図１７に示される。
【００５７】
上に詳述された実施形態は、縦に配置された各画素の複数の領域に関連して記載されたが、記載された方法は、画素領域が互いに横に隣接して配置されたＭＰＤ画素に同様に適用可能であり、それゆえに、ディスプレイの水平解像度の向上を提供することになろう。実際、なおさらなる実施形態において、これらの実施形態の方法は、各画素の複数の領域が交互に横および縦に隣接して配置されたＭＰＤ型ディスプレイに適用されたときに、特に有利である。これは、ディスプレイに対して両方向の解像度向上を可能にする。
【００５８】
代わりに、前の実施形態により第１の方向（例えば、各画素の複数の領域が縦に配置された場合、縦方向）に提供された解像度向上に合せるために、ＭＰＤ型ディスプレイは、標準通り、第１の方向と交差した第２の方向に２倍の数の画素を用いて（例えば、各画素の複数の領域が縦に配列された場合、水平方向に２倍の数の画素を用いて）構築される。
【００５９】
なおさらなる実施形態において、記載された方法は、合成白色画素当たり３色以上の画素を用いたＭＰＤ型ディスプレイに適用される。かかる多原色ディスプレイは、主としてディスプレイの色域を増加させるために開発されてきたが、それらは、入力画像データのサブ画素レンダリングによってディスプレイの実効解像度を向上させることもできる。かかる方法は、吉田（Ｙｏｓｈｉｄａ）他による「Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｓｏｃｉｅｔｙ  ｆｏｒ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｄｉｓｐｌａｙ，１９，１１，ｐｐ７７１−７８０，２０１１に記載される。総合的な２次元解像度の倍増を提供するために、これらのサブ画素レンダリング法によって提供される水平解像度向上が本発明によって提供される垂直解像度向上と組み合わされてもよい。例えば、（４ｋ２ｋとして知られる）３８４０×２１６０解像度の画像表示を可能にすべく、水平解像度の向上を達成するために既知のサブ画素レンダリング法を用い、かつ垂直解像度の向上を達成するために本発明の方法を用いて、４原色タイプの標準的な高精細度（１９２０×１０８０）画素ディスプレイを駆動してもよい。かかるディスプレイは、著しくより複雑なディスプレイ・ハードウェアに投資する必要なしに視聴者に増加した画像情報の利益を与えるために４ｋ２ｋビデオコンテンツがより一般的になるにつれて特に有利である。４原色以上のディスプレイは、ディスプレイのネイティブ画素解像度の２倍のビデオコンテンツがないときでも、例えば、ＤＶＤビデオコンテンツをフルＨＤディスプレイ上の表示用にアップスケールするために通常その多くが利用可能な、画像解像度アップスケール装置の使用により、これらの水平および垂直解像度向上を組み合わせた方法を用いて、優れた視聴体験を依然として提供することができる。アップスケール装置は、ＤＶＤ（標準精細度ビデオ）またはＨＤビデオのいずれかから４ｋ２ｋビデオへますます利用可能になるであろう。
【００６０】
上記のように、本発明によるディスプレイは、本発明の駆動方法に従ってディスプレイが駆動される第１のモードで動作可能である。本発明によるディスプレイは、追加的に、ディスプレイが従来通りに動作する、すなわち、動作回路がフレーム全体にわたって一定の容量配線電圧を供給する第２のモードで動作可能である。
【００６１】
なおさらなる実施形態において、ＭＤＰ型ディスプレイは、解像度向上能力を必要としない各画像フレームの領域においてのみ標準的な仕方で（すなわち、第２のモードで）で駆動されてもよい。典型的なビデオコンテンツは、隣接する画素間で画像データに急峻な変化がないかなりの画像領域を有するであろう。１つの画素行全体のうちの複数の領域間で画像データに急峻な変化が生じなければ、ディスプレイにデータが入力されるときにこれらの領域が検出されて、これらの行は、次に標準的な仕方で、フレームのすべての表示リフレッシュ期間に同じデータ電圧および蓄積容量配線信号を用いて駆動される。これは、ＭＰＤ画素によって提供される広視野角の改善をこれらのエリアで維持し、加えて、２つの画素領域上の電圧比３：１の制限が総合的な画像コントラストを低下させかねない場合には全電圧範囲で維持することを可能にする。
【００６２】
なおさらなる実施形態において、本ディスプレイは、ディスプレイへの画像データ入力に依存するいくつかのモードのうちの１つで駆動される。画像データがディスプレイにおける画素数に一致する画素解像度を有する場合には、本ディスプレイは、ディスプレイの電力消費を削減するために、本発明の方法を実効的に「オフ」にして、すなわち、図３に要約されるような標準的な技術によるソース信号および容量配線信号を用いて駆動される。画像データがディスプレイのサブ画素領域の数に一致する場合には、その情報を完全に表示するために本発明の方法を用いてもよく、逆に、この追加の解像度情報を犠牲にして、画素に関する単一の平均輝度値を計算し、従って電力を節約するために本発明の方法を依然としてオフにしてディスプレイを駆動してもよく、あるいは、既知のＭＰＤ法に従って広視野の改善を適用できるようにしてもよい。これらのモードのうちのどれが適用されるかは、ユーザ選択可能であるか、または検出された入力データの画素解像度に応じて自動的に選択されてもよい。
【００６３】
本発明のなおさらなる実施形態において、各画素のサブ画素領域は、等しいサイズではない。図２ならびに特許文献１に詳述される広視野の改善のための標準的なＭＰＤ方式の１つの限界は、サブ画素領域の明るさの順序が所定の画素に対して常に固定され、サブ画素領域を異なるサイズにする利点が何もないことである。しかしながら、本発明の方法は、サブ画素領域の相対的な明るさにある程度の独立性を許容するので、画素のサブ画素領域がすべて同一のサイズでなくても、広視野強化の改善を達成できる。例えば、各画素の２つのサブ画素領域が画素の透過エリアのそれぞれ１／３および２／３を占有する場合には、最大値の１／３までの画素輝度を生成するために小さい方のサブ画素をターンオンし、次にターンオフして、最大値の１／３から２／３までの輝度を生成するために大きい方のサブ画素を用いることができ、それより上では必要とされる輝度を生成するために両方の画素の組み合わせを用いるので、達成可能な広視野の改善は、画素当たり３サブ画素の非独立ＭＰＤ方式におよそ等しい。全画素透過エリアのそれぞれ１／７、２／７および４／７の３つの独立したサブ画素領域を用いた場合には、軸外輝度特性が７領域非独立方式からの結果に一致するので、非独立ＭＰＤ方式を凌ぐ広視野の改善がさらに促進される。典型的な垂直配向ネマティック（ＶＡＮ：ｖｅｒｔｉｃａｌ  ａｌｉｇｎｅｄ  ｎｅｍａｔｉｃ）モードＬＣＤの軸外輝度応答におけるこれらの改善が図１８に示される。この実施形態の発明では、軸上解像度の向上ではなく広視野の見映えの改善のために、各画素のサブ画素領域が利用されるので、本発明の駆動回路は、フレーム当たりの画素領域ごとにただ１つの画素データ値を受信するように配置されるであろう。駆動回路は、次に、所望の広視野効果を生成するｒｍｓ電圧を各サブ画素領域の両端間に発生させるために、各サブフレーム・リフレッシュ期間に印加されることになる複数のソース配線信号電圧を確定することになろう。
【００６４】
なおさらなる実施形態では、参照により本明細書に組み込まれる、国際公開第２００９１１０１２８Ａ１号および国際公開第２０１１０３４２０９号に記載されるタイプのプライバシー効果を可能にすべく、各サブフレーム・リフレッシュ期間に印加されることになる複数のソース配線信号電圧を確定するために、２次入力画像または２次入力データ値が用いられる。前の実施形態と同様に、本発明の各画素の独立して制御可能なサブ画素領域は、軸外輝度値の範囲を任意の固定された軸上輝度に対して改善することが可能であり、それによりこの事例ではプライバシー強度効果を増大させることができる。プライバシー効果を提供するために、表示駆動回路は、１つの完全な画素に関する１つのデータ値を指定する画像データに応答して、入力データによって定義された画素の総合的な輝度に従って各サブ画素の軸上視聴者への輝度を制御するために複数の信号電圧を出力するようになっているが、その画素の所望の軸外輝度に従って画素全体の軸外輝度を制御するために総合的な輝度を１つの画素のサブ画素間で分割する。各画素の所望の軸外輝度は、例えば、１つの２次入力データ値によって確定されてもよく、画素に関する入力データ値によって指定される意図された軸上輝度にできるだけ近いか、またはそれに比例するように確定されてもよく、あるいは、画素に関する入力データ値とは独立した１つの固定値に確定されてもよい。
【００６５】
当然のことながら、上記の実施形態のそれぞれは、記載される特定の液晶構成を用いた動作には限定されない。本発明の各実施形態は、以下のタイプの液晶ディスプレイ、すなわち、ねじれネマティック（ＴＮ：Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）、超ねじれネマティック（ＳＴＮ：Ｓｕｐｅｒ  Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）、インプレーン・スイッチング（ＩＰＳ：Ｉｎ  Ｐｌａｎｅ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）、フリンジ・フィールド・スイッチング（ＦＦＳ：Ｆｒｉｎｇｅ  Ｆｉｅｌｄ  ＳｗｉｔｃｈｉｎｇおよびＡＦＦＳ）、垂直配向ネマティック（ＶＡＮ）、ねじれ垂直配向ネマティック（ＴＶＡＮ：Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｖｅｒｔｉｃａｌｌｙ  Ａｌｉｇｎｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）、マルチドメイン垂直配向（ＭＶＡ：Ｍｕｌｔｉｄｏｍａｉｎ  Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｅｄ）および連続ピンホイール配向（ＣＰＡ：Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  Ｐｉｎｗｈｅｅｌ  Ａｌｉｇｎｅｄ）のいずれとも用いることができる。他の適切な液晶モードが当業者には容易に利用可能であろう。
【００６６】
（付記）
【００６７】
本発明の第１の態様は、複数のソース配線と、ソース配線と交差した複数のゲート配線と、複数の蓄積容量アドレス配線とを有し、ソースおよびゲート配線の交点には独立してアドレス可能な画素が設けられ、１つの画素は、複数のサブ画素を備え、１つの画素の各サブ画素は、蓄積容量アドレス配線のうちのそれぞれ１つと結合された、アクティブマトリックスＬＣＤディスプレイを提供する。本ディスプレイは、第１のモードで、画像データの１つのフレームのための１つの画素に関する入力データに応答して、フレームに関する複数の信号電圧を画素のソース配線へ供給し、かつ複数の容量配線電圧を供給するための駆動回路を有し、各容量配線電圧は、画素のそれぞれの蓄積容量アドレス配線へ供給される。駆動手段は、フレームの第１の表示リフレッシュ期間に供給される、複数の容量配線電圧のうちの第１の容量配線電圧と、複数の容量配線電圧のうちの第２の容量配線電圧との間の関係が、フレームの後続の表示リフレッシュ期間に供給される、複数の容量配線電圧のうちの第１と、複数の容量配線電圧のうちの第２との間の関係とは異なるように、複数の容量配線電圧を供給するようになっている。
【００６８】
本発明のディスプレイにおいて、ソース配線に印加される電圧は、１つのフレームにわたって一定ではなく、１つのフレームの異なる表示リフレッシュ期間に異なる値を取ってもよい。これは、１つのフレームにおいて信号電圧波形が変化する振幅を有する単一の信号電圧波形を供給すると見做すこともできるであろうが、記述を明確にするために、この印加は、１つのフレームにおいて２つ（またはそれ以上）の信号電圧が供給され、各表示リフレッシュ期間に１つの信号電圧が供給されることを指すことになろう。
【００６９】
複数の容量配線電圧のうちの２つの間の関係がフレームの１つの表示リフレッシュ期間と後続の表示リフレッシュ期間との間で変化するように、複数の容量配線電圧を供給するステップは、サブ画素の相対的な透過率が１つのフレームにわたって固定されるという特許文献１に関連して記載された限界を克服して、解像度向上を提供する。
【００７０】
用語「フレーム」は、本明細書では、ディスプレイへ供給される入力画像の１つのフレームに対応する表示期間を示す。図３に示されるように駆動される従来型ディスプレイでは、表示が１つのフレームで１回だけリフレッシュされるが、本発明のディスプレイでは、表示が１つのフレームで２回以上リフレッシュされる。
【００７１】
１つのフレームに３つ以上の表示リフレッシュ期間がある実施形態では、「第１の」表示リフレッシュ期間と「後続の」表示リフレッシュ期間とが連続した表示リフレッシュ期間である必要はない−複数の容量配線電圧のうちの第１の容量配線電圧と、複数の容量配線電圧のうちの第２の容量配線電圧との間の関係は、（例えば、下の図１３に第２および第３の表示リフレッシュ期間に関して示されるように）１つのフレームの２つの連続した表示リフレッシュ期間に対して同じままであってもよい。
【００７２】
駆動手段は、フレームにわたって第１のサブ画素の両端間に印加される二乗平均平方根（ＲＭＳ）電圧が、フレームにわたって第２のサブ画素の両端間に印加されるＲＭＳ電圧とは少なくとも部分的に独立して制御可能であるように、フレームの第１および第２の表示リフレッシュ期間に信号電圧と複数の容量配線電圧のうちの第１の容量配線電圧とを供給するようになっている。
【００７３】
本発明の第２態様は、複数のソース配線と、ソース配線と交差した複数のゲート配線と、複数の蓄積容量アドレス配線とを有し、ソースおよびゲート配線の交点には独立してアドレス可能な画素が設けられ、１つの画素は、複数のサブ画素を備え、１つの画素の各サブ画素は、蓄積容量アドレス配線のうちのそれぞれ１つと結合された、アクティブマトリックスＬＣＤディスプレイを提供する。本ディスプレイは、第１のモードで、画像データの１つのフレームのための１つの画素に関する入力データに応答して、フレームに関する複数の信号電圧を画素のソース配線へ供給し、かつ複数の容量配線電圧を供給するための駆動回路を有し、各容量配線電圧は、画素のそれぞれの蓄積容量アドレス配線へ供給される。駆動手段は、フレームにわたって第１のサブ画素の両端間に印加される二乗平均平方根（ＲＭＳ）電圧が、フレームにわたって第２のサブ画素の両端間に印加されるＲＭＳ電圧とは少なくとも部分的に独立して制御可能であるように、信号電圧と複数の容量配線電圧とを供給するようになっている。
【００７４】
駆動手段は、第１の信号電圧をフレームの第１の表示リフレッシュ期間に画素のソース配線へ供給し、第１の信号電圧とは異なる第２の信号電圧をフレームの第２の表示リフレッシュ期間に供給してもよい。
【００７５】
駆動手段は、第１のサブ画素の両端間にフレームにわたって印加されるＲＭＳ電圧が、フレームにわたって第２のサブ画素の両端間に印加されるＲＭＳ電圧の１／３と３倍との間で制御可能であるように、フレームの第１および第２の表示リフレッシュ期間に信号電圧と複数の容量配線電圧とを供給する。多くのディスプレイにおいて、画素を最小透過性から最大透過性へ変化させるには、印加電圧をほぼ３倍変化させる必要がある。第１のサブ画素の両端間にフレームにわたって印加されるＲＭＳ電圧が、フレームにわたって第２のサブ画素の両端間に印加されるＲＭＳ電圧の１／３と３倍との間で制御可能であるように配置することは、それゆえに、他のサブ画素の状態に係わらず、各サブ画素をその最小透過状態もしくは最大透過状態、または任意の中間状態に置くことを可能にする。
【００７６】
１つのフレームに第１および第２の表示リフレッシュ期間が定義されてもよい。
【００７７】
代わりに、１つのフレームに２つより多い表示リフレッシュ期間が定義されてもよく−例えば、１つのフレームに第１から第４の表示リフレッシュ期間が定義されてもよい。これは、各表示リフレッシュ期間中に印加されるデータ電圧の極性を交互に正または負電圧に制限することを可能にし、一方では有用な電圧選択比を依然として許容するので有利である。これは、この制限された極性を交互の画素列に対して交互に替える、および／または逐次的なフレームにおいて反転させることも可能にし、一方では各フレーム内の表示リフレッシュ期間のフルセットにわたって各画素領域上に同じ範囲のｒｍｓ電圧が生成されることを依然として許容する。これは、交互に替わるソース電圧極性の使用が一般に利用可能なソース・ドライバ・エレクトロニクスとのコンパティビリティを提供するので有利である。
【００７８】
駆動手段は、複数のサブ画素のうちの各サブ画素に関して、Ｎ個の連続するフレームの一群においてサブ画素の両端間に印加される正味の電圧が、すぐ後に続くＮ個のフレームの一群においてサブ画素の両端間に印加される正味の電圧とは反対極性であり、かつ振幅が実質的に等しいように、信号電圧と複数の容量配線電圧とを供給してもよい。あるタイプの表示媒体（例えば、液晶）は、経時的に正味のＤＣ成分を有する表示電圧を用いてアドレスされると劣化するであろうことが知られている。この実施形態は、２Ｎ個（Ｎ＝１、２、３など）の連続したフレームにわたって、表示媒体の両端間に正味のＤＣ電圧がなく、結果として、表示媒体の電解劣化を防止することを保証する。
【００７９】
１つのフレームのための１つの画素に関する入力データは、各入力データ値が画素のそれぞれのサブ画素の所望の輝度を定義する、複数の入力データ値を備えてもよい。
【００８０】
代わりに、１つのフレームのための１つの画素に関する入力データは、画素に関する所望の総合的な輝度を定義してもよい（結果として、１つのフレームのための１つの画素に関する入力データが単一のデータ値を備えてもよい）。（本明細書では、「画素」が単一色画素に関することに留意すべきである。合成白色画素が３つの画素から形成される場合には、合成白色画素の出力を定義するために３つのデータ値が必要とされる）。
【００８１】
１つのフレームのための１つの画素に関する入力データが複数の入力データ値を備えるところでは、駆動手段は、その複数の入力データ値に応じて、１つのフレームのための１つの画素に関する単一の電圧を供給してもよい。
【００８２】
１つのフレームのための１つの画素に関する入力データが複数の入力データ値を備えるところでは、駆動手段は、その複数の入力データ値に応じて、１つのフレームのための１つの画素に関する複数の信号電圧と複数の容量配線電圧を供給してもよい。
【００８３】
駆動手段は、１つのフレームのための１つの画素に関して、ｎ個の信号電圧の少なくとも２つのセットを確定してもよく、ここでｎは、１つのフレームにおける表示リフレッシュ期間の数であり、信号電圧の各セットが、画素にフレームにわたって所望のＲＭＳ電圧を提供するように、かつ、信号電圧の第１のセットが、信号電圧の第２のセットにより画素の両端間にフレームにわたって生成される総合的な電圧と実質的に等しい振幅であるが反対極性の総合的な電圧を画素の両端間にフレームにわたって提供するように、これら２つのセットを確定してもよい。次に、特定の表示リフレッシュ期間に関して、信号電圧の第１および第２のセットのうちの１つをその表示リフレッシュ期間における画素の両端間の電圧の所望の極性に応じて選択することができる。この実施形態において、ｎ個の信号電圧の２つのセットが「実質的に等しい振幅の」総合的な電圧を提供すると指定することが意味するのは、信号電圧の２つのセットがディスプレイの視聴者によって同様であると知覚される画素輝度をもたらすことである。
【００８４】
代わりに、本ディスプレイは、予め計算された複数の信号電圧を記憶するための記憶装置を備え、駆動手段が、１つの表示リフレッシュ期間に関して、画素の信号配線への供給のために予め計算された複数の信号電圧のうちの１つを選択するようになっていてもよい。予め計算された複数の信号値を記憶することは、表示リフレッシュ期間ごとに適切な複数の信号電圧を計算する必要性を回避する。
【００８５】
予め計算される各信号電圧は、（フレーム全体に係る）各サブ画素の所望の輝度に依存する。いくつかの場合、表示リフレッシュ期間に１つのサブ画素に印加することになる信号電圧は、その表示リフレッシュ期間にそのサブ画素に意図された輝度のみによっては確定されない−各表示リフレッシュ期間に１つのサブ画素に印加すべき信号電圧を確定するために、フレームのためのすべてのサブ画素に意図された輝度を知ることが必要な場合がある。
【００８６】
記憶装置は、使用中に、１つの画素の複数のサブ画素の所望の輝度値の組み合わせごとに予め計算された信号電圧の第１および第２のセットを記憶し、駆動回路は、１つの表示リフレッシュ期間に関して、その表示リフレッシュ期間に画素の両端間に印加される電圧の所望の極性に応じて、予め計算された信号電圧の第１および第２のセットのうちの１つを選択する。これは、予め計算された複数の信号値を記憶することに関連する利点を提供し、一方では、特定の表示リフレッシュ期間に関して、その表示リフレッシュ期間に画素の両端間の電圧に所望される極性に応じて、記憶された信号電圧の第１および第２のセットのうちの１つを選択できるので、表示リフレッシュ期間に所望される電圧極性を依然として与えることができる。
【００８７】
記憶装置は、ルックアップテーブルを備えてもよい。
【００８８】
ディスプレイの少なくとも１つの画素、および好ましくはすべての画素は、２つのサブ画素を備えてもよい。
【００８９】
代わりに、ディスプレイの少なくとも１つの画素、および好ましくはすべての画素は、３つ以上のサブ画素を備えてもよく、例えば、４つのサブ画素を備えてもよい。
【００９０】
駆動回路は、１つの表示リフレッシュ期間に供給される１つの信号電圧の極性が、直前の表示リフレッシュ期間に供給された１つの信号電圧の極性とは反対であるように、複数の信号電圧を供給するように配置される。多くの共通ソース・ドライバは、択一的に正および負の出力電圧を提供するように制約されており、この実施形態は、かかるソース・ドライバを用いて実装されてもよい。
【００９１】
本ディスプレイは、異なる色の少なくとも４つの画素からなる複数の合成白色画素を有し、各色画素は、第１の方向に沿って互いに離隔した複数のサブ画素を備え、これらの色画素は、各合成白色画素中に順々に配置されて、第１の方向に沿って延びる色縞の繰り返しパターンを作り出し、それにより第１の方向と交差する方向における実効解像度を向上させ、第１のモードで、駆動回路は、ソース配線に平行な方向における実効解像度を向上させるように、複数の信号電圧と複数の容量配線電圧を供給する。以下に説明されるように、本発明は、解像度の向上を提供できる。合成白色画素中に３つより多い色画素（例えば、合成白色画素中に赤色、緑色、青色、および黄色画素）を有するディスプレイが知られ、かかるディスプレイの解像度が入力画像データのサブピクセルレンダリングによって、水平方向に（すなわち、ディスプレイのソース配線と交差する方向に）に向上することも知られている。本発明は、垂直方向に（すなわち、ディスプレイのソース配線に平行な方向に）にかかるディスプレイの解像度を向上させるために用いられる−従って、この実施形態が入力画像データのサブピクセルレンダリングとともに実装されたときに、水平および垂直両方向に解像度向上が達成される。
【００９２】
１つの画素は、互いに異なるサイズの少なくとも２つのサブ画素を備えてもよく、１つの画素が３つ以上のサブ画素を有する場合、１つの画素のすべてのサブ画素を互いに異なるサイズにすることが可能である。１つの画素の複数のサブ画素領域がすべて同一のサイズでない場合、広視野強化の改善を達成できる。
【００９３】
例えば、１つの画素が２つのサブ画素を備える場合、画素は、画素エリアの１／３を占有する第１のサブ画素と、画素エリアの２／３を占有する第２のサブ画素とを備えてもよい。例えば、各画素の２つのサブ画素領域が、画素の透過エリアのそれぞれ１／３および２／３を占有する場合には、最大値の１／３までの画素輝度を生成するために小さい方のサブ画素をターンオンして、次にターンオフし、最大値の１／３から２／３までの輝度を生成するために大きい方のサブ画素を用いることができ、それより上では、必要な輝度を生成するために両方のサブ画素の組み合わせを用いてもよいので、達成可能な広視野の強化は、画素当たり３つのサブ画素の非独立ＭＰＤ方式とおよそ同等である。
【００９４】
さらなる例として、１つの画素が３つのサブ画素を備える場合、画素は、画素エリアの１／７を占有する第１のサブ画素と、画素エリアの２／７を占有する第２のサブ画素と、画素エリアの４／７を占有する第３のサブ画素とを備えてもよい。その場合には軸外輝度特性が７領域非独立方式からの結果と一致するので、これは、非独立ＭＰＤ方式を凌ぐ広視野強化のさらなる改善を提供する。
【００９５】
表示駆動回路は、１つの完全な画素のみに関する１つのデータ値を指定する画像データに応答して、入力データによって定義された画素の総合的な輝度に従って各サブ画素上で軸上視聴者への輝度を制御するために複数の信号電圧を出力するようになっているが、その画素の所望の軸外輝度に従って画素全体の軸外輝度を制御するために総合的な輝度をサブ画素間で分割する。これは、例えば、軸外輝度が軸上輝度に比べて実質的により低い狭視野または「プライベート」ディスプレイ・モードで、または、軸外輝度が軸上輝度に概して匹敵する広視野または「パブリック」ディスプレイ・モードでディスプレイを動作させることを可能にする。
【００９６】
各画素の所望の軸外輝度は、２次入力データ値によって確定されてもよい。これは、狭視野表示モードと広視野表示モードとの間で選択を行う便利な方法である。
【００９７】
代わりに、各画素の所望の軸外輝度は、画素に関する入力データ値によって指定される意図された軸上輝度にできるだけ近いか、またはそれに比例するように確定されてもよい。
【００９８】
代わりに、各画素の所望の軸外輝度は、画素に関する入力データ値とは独立した固定値に確定されてもよい。
【００９９】
第１または第２の態様のディスプレイは、追加的に、当該ディスプレイが従来通り動作する、すなわち、動作回路がフレーム全体にわたって一定である複数の容量配線電圧を供給する、第２のモードで動作可能であってもよい。かかる実施形態では、本発明が表示品質の著しい改善を提供することにならない画像であれば、本発明の処理は作動せず、従って、ディスプレイは、従来型ディスプレイとして動作する。例えば、本ディスプレイは、入力データに依存して第１のモードまたは第２のモードのいずれかを選択するように配置されてもよい−例えば、本ディスプレイは、入力データによって定義される画像の特性（例えばフォーマット）を確定し、確定された特性に依存して第１のモードまたは第２のモードのいずれかを選択してもよい。代わりに、本ディスプレイは、装置が第１のモードまたは第２のモードで動作するかどうかを確定する別の制御入力信号を受信してもよい。
【０１００】
加えて、画像の一部のみにわたって本発明を適用するのが望ましいこともあり、これは、本ディスプレイが表示されることになる画像のいくつかの画素に対して第１のモードで動作し、表示されることになる画像の他の画素に対しては第２のモードで動作するように配置することによって達成できる。
【０１０１】
本発明の第３の態様は、アクティブマトリックスＬＣＤディスプレイを駆動する方法を提供し、本ディスプレイは、複数のソース配線と、ソース配線と交差した複数のゲート配線と、複数の蓄積容量アドレス配線とを有し、ソースおよびゲート配線の交点には独立してアドレス可能な画素が設けられ、１つの画素は、複数のサブ画素を備え、１つの画素の各サブ画素は、蓄積容量アドレス配線のうちのそれぞれ１つと結合され、本方法は、第１のモードで、
【０１０２】
画像データの１つのフレームのための１つの画素に関する入力データに応答して、フレームに関する複数の信号電圧を画素のソース配線へ供給するステップと、複数の容量配線電圧を供給するステップとを備え、各容量配線電圧は、画素のそれぞれの蓄積容量アドレス配線へ供給される方法であって、
【０１０３】
本方法は、フレームの第１の表示リフレッシュ期間に供給される、複数の容量配線電圧のうちの少なくとも第１の容量配線電圧と、複数の容量配線電圧のうちの第２の容量配線電圧との間の関係が、フレームの後続の表示リフレッシュ期間に供給される、複数の容量配線電圧のうちの第１と、複数の容量配線電圧のうちの第２との間の関係とは異なるように、複数の容量配線電圧を供給することを備える。
【０１０４】
本発明の第４の態様は、アクティブマトリックスＬＣＤディスプレイを駆動する方法を提供し、本ディスプレイは、複数のソース配線と、ソース配線と交差した複数のゲート配線と、複数の蓄積容量アドレス配線を有し、ソースおよびゲート配線の交点には独立してアドレス可能な画素が設けられ、１つの画素は、複数のサブ画素を備え、１つの画素の各サブ画素は、蓄積容量アドレス配線のうちのそれぞれ１つと結合され、本方法は、第１のモードで、画像データの１つのフレームのための１つの画素に関する入力データに応答して、フレームに関する複数の信号電圧を画素のソース配線へ供給するステップと、複数の容量配線電圧を供給するステップとを備え、各容量配線電圧は、画素のそれぞれの蓄積容量アドレス配線へ供給される方法であって、本方法は、フレームにわたって第１のサブ画素の両端間に印加される二乗平均平方根（ＲＭＳ）電圧が、フレームにわたって第２のサブ画素の両端間に印加されるＲＭＳ電圧とは少なくとも部分的に独立して制御可能であるように、信号電圧と複数の容量配線電圧を供給するステップを備える。
【０１０５】
本発明の方法は、第１および第２の態様のディスプレイに関して上に定義された任意の特徴または特徴の組み合わせを提供する。
【産業上の利用可能性】
【０１０６】
本明細書に記載される発明は、入力画像データがディスプレイのネイティブ解像度より高い画素解像度であるか、あるいは入力データのアップスケールによって提供される入力画像コンテンツの知覚解像度の向上が望ましい、いずれかのＬＣＤディスプレイに適用可能である。
【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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【国際調査報告】
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