JP2001201763A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 表示光の提示開始時点において液晶が所望の
光学応答に達するように画像情報を書き込むことがで
き、表示画面の位置によらず動画像の動きぼけを十分に
改善できる液晶表示装置を得る。 【解決手段】 表示すべきフレームの画像信号と、それ
以前に表示されたフレームの画像信号とに基づいて、予
備書込み信号を発生し、予備書込み信号により画素の予
備書込みを行った後、表示すべきフレームの画像信号を
書込み、その後に、シャッタを開口する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、液晶表示装置に
関わり、特に、ＴＦＴ(Thin Film Transistor)液晶表示
装置（ＴＦＴ ＬＣＤ（Liquid Crystal Display））等
のホールド型電気−光変換特性を有する表示装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、高精細、低消費電力、省スペース
を実現できる液晶表示装置（以下、ＬＣＤと記す。）等
のフラットパネル型表示装置（ＦＰＤ（Flat Panel Dis
play））が盛んに開発されてきており、その中でも特に
コンピュータ表示装置やテレビジョン表示装置等の用途
へのＬＣＤの普及は目覚しいものがある。しかしなが
ら、このような用途に従来から主として用いられてきた
陰極線管（ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）、以下、ＣＲＴ
と記す。）表示装置に対して、ＬＣＤにおいては、動き
のある画像（以下、動画と記す。）を表示した場合に、
観視者には動き部分の輪郭がぼけて知覚されてしまうと
いう、いわゆる「動きぼけ」の欠点が指摘されていた。

【０００３】そして、現在一般的に用いられているＴＮ
（Twisted Nematic）型やＳＴＮ（Super - Twisted Nem
atic）型ＬＣＤにおいては、液晶に電界を印加してから
液晶分子の配列が変化して所望の光透過率に達するまで
の電気光学応答時間が、例えばＮＴＳＣテレビジョン方
式のフィールド周期である約１６．７（ｍｓｅｃ）に対
して数倍遅いため、動画表示の場合にフィールド期間内
に動き部分の光学応答が完了しないという点がこのよう
な動きぼけの原因として従来より挙げられてきた。この
ため、μｓｅｃオーダーの電気光学応答が可能な強誘電
性液晶（ＦＬＣ（Ferroelectric Liquid Crystal））や
反強誘電性液晶（ＡＦＬＣ（Anti-ferroelectric Liqui
d Crystal））といった高速応答液晶及びそれを用いた
表示装置の開発が活発化してきている。

【０００４】一方、最近になって、動画表示における動
きぼけが液晶の光学応答時間の遅れ以外に、例えば特開
平９−３２５７１５号公報に記載されるようにＬＣＤの
表示方式そのものにも起因するという指摘がなされ始め
た。電子ビームを走査して蛍光体を発光させて表示を行
うＣＲＴ表示装置においては、各画素の発光は蛍光体の
若干の残光はあるものの概ねインパルス状となる、いわ
ゆるインパルス型表示方式となっている。これに対し
て、ＬＣＤにおいては、液晶に電界を印加することによ
り蓄えられた電荷が次に電界を印加するまで比較的高い
割合で保持されるため（特にＴＦＴ ＬＣＤにおいて
は、画素を構成するドット毎にＴＦＴスイッチが設けら
れており、さらに通常は各画素毎に補助容量が設けられ
ているので蓄えられた電荷の保持能力がきわめて高
い。）、液晶画素が次のフレームの画像情報に基づく電
界印加により書き換えられるまで発光し続けるという、
いわゆるホールド型表示方式である。 このような、ホ
ールド型表示装置においては画像表示光のインパルス応
答が時間的な広がりを持つため、時間周波数特性が劣化
して、それに伴い空間周波数特性も低下して、観視画像
のぼけが生じる。そこで、特開平９−３２５７１５号公
報においては、表示面に設けたシャッタもしくは光源ラ
ンプ（バックライト）をオン／オフ制御することによ
り、表示画像の各フィールド期間の後半のみ表示光を観
視者に提示して、インパルス応答の時間的広がりを制限
することにより、観視画像の動きぼけを改善する表示装
置が提案されている。

【０００５】このようなホールド型表示方式を採る表示
装置の動きぼけを改善できる従来の表示装置を以下説明
する。図１１は特開平９−３２５７１５号公報に記載さ
れた従来の表示装置の構成を示すブロック図である。図
において、４０は光源ランプ、４１は表示素子、４２は
シャッタ、４３は駆動回路、４４はパルス発生回路であ
る。４１は例えばＴＦＴ液晶である。次に動作につき説
明する。光源ランプ４０からの光は、画像信号で透過率
が変化する表示素子４１により画像表示光に変換され
る。駆動回路４３は表示装置に入力される画像信号と同
期信号により、表示素子４１を駆動するための駆動信号
を発生し、表示素子４１へ出力する。このように、駆動
信号により入力画像信号に応じて表示素子２２の光透過
率を変化させることにより光源ランプ２１からの光を変
調して画像を表示する。パルス発生回路４４は、入力さ
れた垂直同期信号に同期したシャタ制御信号を発生し、
シャッタ４２はシャッタ制御信号により表示光の透過率
を変化させ、光源ランプ２１からの光を変調する。シャ
ッタ制御信号は図１２に示すように、垂直同期信号ＶＤ
の周期、即ちフィールド期間Ｔの後半５０％ないし２５
％の期間オンとなり、この期間シャッタ４２が光を透過
する。このように、観視者への表示光は、フィールド期
間Ｔの後半５０％ないし２５％の期間に時間的な広がり
が制限されるため、観視画像の動きぼけを改善できる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の表示装置は、以
上のように構成されているので、次のような問題があっ
た。

【０００７】動画像を表示するようなＬＣＤ等の表示装
置においては、一般にマトリクス駆動が行われ、１フィ
ールド期間内に先頭ラインから順次Ｙ（列）ドライバに
より走査され、走査ラインに対応する液晶に所定の画像
がＸ（行）ドライバを介して順次書き込まれる。ところ
が、従来の表示装置では、フィールド期間の後半の所定
期間でシャッタを開口する、もしくは光源ランプ（バッ
クライト）を点燈するため、特に光学応答の遅い液晶を
使った指数型の表示方式の場合には、シャッタ開口期間
もしくは光源ランプ点燈期間、すなわち表示光の提示期
間においては、前半の表示ライン（通常、画面の上部に
相当する。）では液晶が光学的に十分応答しているた
め、動き画像（移動オブジェクト）の輪郭部分のコント
ラストが十分得られ動きぼけも十分に改善されるが、後
半の表示ライン（通常、画面の下部に相当する。）にお
いては、液晶の光学応答が不十分であり、シャッタ開口
期間もしくは光源ランプ点燈期間、すなわち表示光の提
示期間においても液晶の光学応答が継続しているため、
動き画像の輪郭部分のコントラストが低下して輪郭部分
がぼけてしまい動きぼけが十分改善されない。

【０００８】この発明は上述のような課題を解決するた
めになされたもので、表示光の提示開始時点において液
晶が所望の光学応答に達するように画像情報を書き込む
ことができ、表示画面の位置によらず動画像の動きぼけ
を十分に改善できる液晶表示装置を得ることを目的とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明の第１の構成に
よる液晶表示装置は、表示すべきフレームの画像信号
と、それ以前に表示されたフレームの画像信号とに基づ
いて、予備書込み信号を発生する予備書込み発生手段
と、液晶パネルの前面または後面に設けられたシャッタ
手段を備え、予備書込み信号により前記複数の画素の予
備書込みを行った後、表示すべきフレームの画像信号を
書込み、その後に、シャッタ手段を開口するものであ
る。

【００１０】さらに、この発明の第２の構成による液晶
表示装置は、表示すべきフレームの画像信号を複数の画
素に書き込んで所定期間を経過した後にシャッタ手段を
開口するものである。

【００１１】また、この発明の第３の構成による液晶表
示装置は、表示すべきフレームの画像信号と、それ以前
に表示されたフレームの画像信号とに基づいて、予備書
込み信号を発生する予備書込み発生手段と、液晶パネル
の背面に設けられたバックライトを備え、予備書込み信
号により前記複数の画素の予備書込みを行った後、表示
すべきフレームの画像信号を前記複数の画素に書込み、
その後に、バックライトを点燈するものである。

【００１２】さらに、この発明の第４の構成による液晶
表示装置は、表示すべきフレームの画像信号を複数の画
素に書き込んで所定期間を経過した後にバックライトを
点燈するものである。

【００１３】さらにまた、この発明の第５の構成による
液晶表示装置は、予備書込み信号発生手段が表示階調の
変化の大きさ及び変化の方向に応じて予備書込み信号の
大きさを制御するものである。

【００１４】さらに、この発明の第６の構成による液晶
表示装置は、予備書込み信号発生手段が少なくとも、表
示すべきフレームの画像信号レベル及びそれ以前に表示
された画像信号レベルに応じて予備書込み信号に変換す
るルックアップテーブルを備えたものである。

【００１５】

【発明の実施の形態】実施の形態１．以下、この発明の
実施の形態１を図に基づいて説明する。図１はこの発明
の実施の形態１である液晶表示装置の構成を示す図であ
る。図において、１は入力画像信号を記憶するメモリ、
２は液晶への予備書込み信号を発生（生成）する予備書
込み信号発生回路、３は画像信号の処理を制御する画像
信号処理制御回路、４はメモリ１及び予備書込み信号発
生回路２の出力信号を切換るマルチプレクサ、５は液晶
パネル１４のソース線（信号線）を駆動するソース・ド
ライバ、６はシフトレジスタ、７はマルチプレクサ４の
出力信号をラッチするラッチ回路、８はラッチ回路７の
出力信号をＤ／Ａ変換するＤ／Ａコンバータ、９はバッ
ファ、１０は液晶パネル１４のゲート線を駆動するゲー
ト・ドライバ、１１はシフトレジスタ、１２はバッフ
ァ、１３はソース・ドライバ５及びゲート・ドライバ１
０を制御するドライバ制御回路、１４は液晶パネル、１
５は液晶サブ画素、１６はソース線からの信号電圧の液
晶サブ画素１５への導通をオン／オフするＴＦＴ、１７
は液晶パネルの前面に設けられたシャッタ、１８はシャ
ッタ１７のオン／オフ（開口／非開口）を制御するシャ
ッタ制御回路、１９はシャッタ１７を駆動するシャッタ
駆動回路である。

【００１６】図２はこの発明の実施の形態１である液晶
表示装置を横方向から見たときの断面図である。図にお
いて、２０は光源ランプである。ここでは、従来例と同
様に、観視者からみて液晶パネル１４の前面にシャッタ
１７を設けるものとするが、後面に液晶シャッタ１７’
を設けるように構成してもよい。また、液晶パネル１は
カラー表示可能なように、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青
（Ｂ）の各液晶サブ画素で１画素を構成するものとし、
入力される画像信号はデジタル画像信号とする。また、
同期信号は、それぞれ画像信号の水平及び垂直同期タイ
ミングを示す水平同期信号及び垂直同期信号、ならびに
画像信号の有効期間を表わす画像信号イネーブル信号等
の総称として用いる。さらに、液晶パネルの表示階調数
を例えば各色６４階調とし、入力される画像信号のデー
タ幅を上記階調数に対応して各色６ｂｉｔとする。

【００１７】次に動作につき説明する。まず、入力画像
信号はメモリ１に入力され順次所定のアドレスに記憶
（保持）される。このとき、画像信号処理制御回路３は
入力される同期信号に基づいて、メモリ１のアドレスや
書込み／読出しを制御する。予備書込み信号発生回路２
は、メモリ１より読み出される１フレーム期間前の画像
信号及び当該フレーム期間に入力される画像信号から、
予備書込み信号を発生する。ここでは、予備書込み信号
発生回路２は当該フレーム期間に入力される１画素分の
画像信号及びこの画素に対応するメモリ１より読み出さ
れた１フレーム期間前の画像信号をルック・アップ・テ
ーブルにより所定値の信号に変換し、この動作を繰り返
すことにより１フレーム分の予備書込み信号を発生する
ものとするが、詳細については後述する。

【００１８】１フレーム分の予備書込み信号及びメモリ
１から読み出される当該フレームの画像信号はマルチプ
レクサ４に入力され、画像信号処理制御回路３からの切
換信号により所定のタイミングで両者を切り替える。こ
のときの信号の概略タイミングを図３に示す。図示する
ように、マルチプレクサ４からは、まず１フレーム分の
予備書込み信号がソースドライバ５へ送られ、続いて１
フレーム分の画像信号が正規の書込み信号としてソース
ドライバ５へ送られる。

【００１９】ソースドライバ５のシフトレジスタ６には
ドライバ制御回路１３からスタートパルスＳＴＨ、シフ
トクロックＣＬＫＨが入力され、ラッチ回路７にラッチ
パルスを出力する。ラッチ回路７では、シフトレジスタ
７からのラッチパルスに基づいてマルチプレクサ４から
出力される各表示ラインのデータをラッチすることによ
り１ライン分のデータをライン方向（表示の横方向）に
展開する。さらに、ライン方向に展開されたデータは、
ドライバ制御回路１３からのラッチパルスＬＰによりラ
ッチされ、Ｄ／Ａコンバータ８にてデータ値に応じた電
圧のアナログ信号に変換され、バッファ９を介して液晶
パネル１４の各ソース線（信号線）入力端子Ｓ1、Ｓ2、
・・・、Ｓ3ｍ（ここでは、液晶パネルの水平画素数を
ｍとする。）に入力され、各ソース線に接続されたＴＦ
Ｔのソースに送られる。ここでは、Ｄ／Ａコンバータ８
は変換ビット数が表示階調数をあわせた６ビットの抵抗
ストリング型のものとし、書込み極性に応じて、リファ
レンス電圧を切り替えることにより、正負極性それぞれ
で２６段階の電圧に変換する。

【００２０】一方、ゲートドライバ１０のシフトレジス
タ１１にはドライバ制御回路１３から概ね図３に示すよ
うなタイミングでスタートパルスＳＴＶ、シフトクロッ
クＣＬＫＶが入力される。まず、シフトレジスタ１１は
当該フィールドの１回目のゲート走査を行うために、そ
の出力が各ラインの書込み期間に合わせてバッファ１２
を介して液晶パネル１４の各ゲート線入力端子Ｇ1、Ｇ
2、・・・、Ｇn（ここでは、液晶パネル１４の垂直画素
数をｎとする。）に入力され、各ゲート線に接続された
ＴＦＴ１６のゲートに送られる。すなわち、当該フィー
ルドの１回目のゲート走査が行われる。また、液晶パネ
ル１４の対向電極ＣＯＭには所定電圧Ｖｃが常時印加さ
れている。

【００２１】このようにして、アナログ信号に変換され
た予備書込み信号Ａ’の電圧と対向電極電圧Ｖｃの差に
応じた電圧が、まずＴＦＴ１６を介して液晶サブ画素１
５に印加され、ライン毎に予備書込み信号に応じた予備
書込みが順次行われる。そして、ゲートドライバ１０は
２回目のゲート走査を行うために、その出力がバッファ
１２を介して液晶パネル１４の各ゲート線入力端子Ｇ
1、Ｇ2、・・・、Ｇnに入力され、各ゲート線に接続さ
れたＴＦＴ１６のゲートに送られる。このようにして、
各ラインの液晶サブ画素１５への予備書込み終了後に、
正規書込み信号に応じた正規書込みが順次行われる。シ
ャッタ制御回路１８には同期信号が入力され、図３に示
すような画像信号と同期するタイミングでシャッタ制御
信号を発生し、所定期間シャッタ１９が開口するように
シャッタ駆動回路１９を介してシャッタ１７の開口を制
御する。このように、画像信号に同期して表示光の観視
者への提示を時間的に制限する。以上のように、予備書
込み信号に応じた書込みを行った後、正規書込み信号に
応じた書込みが行われ、その後に、シャッタ１７が所定
期間開口される。

【００２２】ここで、各フレームにおける書込みによる
液晶の光学応答を考える。図４は書込み電圧と液晶パネ
ルの透過光強度との関係を示す図である。なお、液晶パ
ネルは液晶電圧が０の通常状態が黒表示となるノーマリ
ブラックとする。例えば、ここではＴＮ型の液晶を用い
ているので、図示するように、書込み電圧に応じた透過
光強度をとる。つまり、表示階調に応じた透過光強度を
得るような書込み電圧を与えれば、書込み電圧により表
示階調を制御できる。図５は黒表示から白表示方向に表
示が変化する場合（液晶への印加電圧が立上りの場合に
相当）の液晶への書込み電圧と液晶パネルの透過光強度
の相対レベルとの時間関係を示す図である。なお、簡単
のため、図は書込み電圧が正極性の場合を示している。

【００２３】例えば、同図（１）に示すように、最高階
調レベルの白表示の場合、画面の上部分に相当する信号
の予備書込み時には、図４に示した最高階調表示レベル
となるような書込み電圧Ｖｆを与える（ａ）。また、同
様に正規書込みでも書込み電圧Ｖｆを与える（ｂ）。こ
のときの液晶パネルの光学応答は、概ね図５（３）のａ
１に示した応答となる。すなわち、液晶は予備書込みに
より正規書込みを行う直前でほぼ所定の透過光強度とな
るまで応答し、さらに正規書込みでシャッタの開口開始
時点ｔonでは所望の透過光強度Ｌａ１（＝Ｌｆ）に達す
る。予備書込みを行わないときの透過光強度の時間応答
ａ１’に比べ、２回書込みを行うので応答スピードが加
速される。

【００２４】次に透過光強度Ｌｍとなるような中間調表
示の場合、予備書込みにおいては同図（２）に示すよう
に、図４に示した透過光強度Ｌｍに対応する書込み電圧
Ｖｍより大きなα・Ｖｍを与える（図中（ｅ））。但
し、α：過電圧率、α≧１。これにより、正規書込みを
行う直前ではＶｍを与えたときの応答よりも大きな透過
光強度を得るように応答する。そして、正規書込みにお
いて本来の書込み電圧Ｖｍを与えることにより（図中
（ｆ））、所定の中間調レベルに対応する透過光強度Ｌ
ａ２を得ることができる。すなわち、予備書込みにおい
て液晶に過電圧を印加して応答スピードを加速して、正
規書込みにより本来の書込み電圧を印加するので、時間
応答はａ２のようになり、予備書込みを行わないときの
時間応答ａ２’に比べ、応答スピードが加速される。

【００２５】同様に、画面の下部分に相当する信号の書
込み時には、最高階調レベルの白表示に変化する場合、
図５（ｃ）に示すように書込み電圧Ｖｆで予備書込みを
行ったのち、（ｄ）に示すように書込み電圧Ｖｆで正規
書込みを行う。このときの液晶の光学応答は図５（４）
のｂ１に示すようになり、２度書込みを行うことによ
り、シャッタ開口開始時点ｔonでは所望の透過光強度Ｌ
ｂ１（＝Ｌｆ）に達し、予備書込みを行わない場合の光
学応答ｂ１’に比べ、応答スピードを加速できる。ま
た、透過光強度Ｌｍとなるような中間調表示の場合、図
５（２）の（ｇ）に示すように書込み電圧をα・Ｖｍと
して過電圧で予備駆動を行ったのち、（ｈ）で示すよう
に本来の書込み電圧Ｖｍで書込みを行う。このときの液
晶の光学応答は図５（４）のｂ２に示すようになり、過
電圧で予備書込みを行ったのち、本来の書込み電圧で再
度書き込むので、シャッタ開口開始時点ｔonではほぼ所
望の透過光強度Ｌｂ２（≒Ｌｍ）に達し、予備書込みを
行わない場合の光学応答ｂ２’に比べ、応答スピードを
加速できる。

【００２６】さらに、図６は図５で説明したのとは反対
に白表示から黒表示方向に表示が変化する場合（液晶へ
の印加電圧が立下りの場合に相当）の液晶への書込み電
圧と液晶パネルの透過光強度の相対レベルとの時間関係
を示す図である。なお、簡単のため、図は書込み電圧が
正極性の場合を示している。例えば、同図（１）に示す
ように、最低階調レベルの黒表示に変化する場合、画面
の上部分に相当する信号の予備書込み時には、図４に示
した最低階調表示レベルとなるような書込み電圧Ｖ0を
与える（ａ）。また、同様に正規書込みでも書込み電圧
Ｖ0を与える（ｂ）。

【００２７】このときの液晶パネルの光学応答は、概ね
図中（３）のｃ１に示した応答となる。すなわち、液晶
は予備書込みにより正規書込みを行う直前でほぼ所定の
透過光強度となるまで応答し、さらに正規書込みでシャ
ッタの開口開始時点ｔonでは所望の透過光強度Ｌｃ１
（＝Ｌ0）に達する。予備書込みを行わないときの透過
光強度の時間応答ｃ１’に比べ、２回書込みを行うので
応答スピードが加速される。

【００２８】次に透過光強度Ｌｍとなるような中間調表
示の場合、予備書込みにおいては同図（２）に示すよう
に、図４に示した透過光強度Ｌｍに対応する書込み電圧
Ｖｍより小さなβ・Ｖｍを与える（図中（ｅ））。但
し、β：過電圧率、β≦１。これにより、正規書込みを
行う直前ではＶｍを与えたときの応答よりも小さな透過
光強度を得るように応答する。そして正規書込みにおい
て本来の書込み電圧Ｖｍを与えることにより（図中
（ｆ））、所定の中間調レベルに対応する透過光強度Ｌ
ｃ２を得ることができる。すなわち、予備書込みにおい
て液晶に過電圧を印加して応答スピードを加速して、正
規書込みにより本来の書込み電圧を印加するので、時間
応答はｃ２のようになり、予備書込みを行わないときの
時間応答ｃ２’に比べ、応答スピードが加速される。

【００２９】同様に、画面の下部分に相当する信号の書
込み時には、最低階調レベルの黒表示に変化する場合、
図６（ｃ）に示すように書込み電圧Ｖ０で予備書込みを
行ったのち、（ｄ）に示すように書込み電圧Ｖ０で正規
書込みを行う。このときの液晶の光学応答は図６（４）
のｄ１に示すようになり、２度書込みを行うことによ
り、シャッタ開口開始時点ｔonでは所望の透過光強度Ｌ
ｄ１（＝Ｌ0）に達し、予備書込みを行わない場合の光
学応答ｄ１’に比べ、応答スピードを加速できる。ま
た、透過光強度Ｌｍとなるような中間調表示の場合、図
６（２）の（ｇ）に示すように書込み電圧をβ・Ｖｍと
して過電圧で予備駆動を行ったのち、ｈで示すように本
来の書込み電圧Ｖｍで書込みを行う（図中（ｈ））。こ
のときの液晶の光学応答は図６（４）のｄ２に示すよう
になり、過電圧で予備書込みを行ったのち、本来の書込
み電圧で再度書き込むので、シャッタ開口開始時点ｔon
ではほぼ所望の透過光強度Ｌｄ２（≒Ｌｍ）に達し、予
備書込みを行わない場合の光学応答ｄ２’に比べ、応答
スピードを加速できる。

【００３０】ここで、ＴＮ型液晶の場合、液晶の光学応
答時間は印加電圧の立上り時のほうが立下り時よりも速
く、また、印加電圧が大きい方が速い。ここでは、ノー
マリブラックの液晶を考えているので、黒から白への応
答のほうが白から黒への応答より速く、中間調表示で
は、最低階調←→最高階調への応答よりも遅いというこ
とになる。そこで、以上のように、中間調表示では、過
電圧で予備書込みを行うことにより、液晶の応答をより
加速する。

【００３１】また、シャッタ制御回路１８は、図３に示
すように画面の液晶サブ画素への正規書込みが終了して
から所定期間Ｔd後にシャッタ１７の開口が開始するよ
うに制御する。所定期間Ｔdは画面下部の液晶サブ画素
の光学応答が所望の透過率まで応答するに十分な期間と
すればよい。このように、画面下部の液晶サブ画素の光
学応答が所望の透過率まで十分応答した後にシャッタ１
７を開口するので、画面内での動きボケの改善度合いに
むらが生じることがない。また、画面上部において、次
のフレームの予備書込みによる表示が提示されてしまう
のを防ぐために、次のフレームに対応した液晶サブ画素
への書込みが開始されるよりも所定期間Ｔf前にシャッ
タ１７の開口が終了するようにする。所定期間Ｔfは、
シャッタ１７が開口を終了してから十分に閉口されるま
でに期間とすれば良い。

【００３２】以上は黒表示から白表示方向に変化する場
合、及び白表示から黒表示方向に変化する場合について
説明したが、実際には、変化前後の階調レベル及び変化
の方向は表示階調数に対応するだけ存在する。例えばこ
こでは、表示階調数を６４階調としているので、６４×
６４＝４０９６通りの変化が存在し、さらに、液晶を反
転駆動している関係上、液晶に印加する電圧の変化とし
てみれば、さらにその２倍の８１９２通りの変化が存在
する。そして、中間調表示を行うときの予備書込みにお
ける過電圧率α、βはこの各変化に対して個別に設定す
るのが望ましい。例えば階調変化のステップが大きいと
きには、液晶への印加電圧変化のステップも大きく、過
電圧率α、βをあまり大きくとらなくても良く、場合に
よっては、α＝１、β＝１でも良い。一方、階調変化の
ステップが小さいときには、液晶への印加電圧変化のス
テップも小さいので、過電圧率α、βを大きくとるほう
が良い。また、上述したように、例えばＴＮ型液晶の場
合、一般に液晶の立上りと立下りで光学応答速度が異な
るので、立上り方向の過電圧率αと立下り方向の過電圧
率βを異なるようにしたほうが良い。すなわち、階調変
化の方向、大きさに応じて、予備書込み電圧を適応的に
設定する。

【００３３】ここでは、液晶サブ画素１５に印加される
電圧は、各階調レベルに応じて決まる（通常は焼き付き
防止のために液晶サブ画素１５に印加される電圧をフレ
ーム毎に反転する反転駆動を用いるので、各階調レベル
に対して正負の２種類の電圧値をとる。）。また、液晶
パネル１７の１つの画素に着目すると、当該フレームの
書換え前の時点で液晶サブ画素１５に保持された電圧
は、当該フレームの１フレーム前の書込みによりその液
晶サブ画素１５へ印加された電圧と対応しているので、
メモリ１から読み出された１フレーム前の画像信号から
予測することが可能である。

【００３４】そこで、予備書込み信号発生回路２では、
メモリ１から読み出された１フレーム前の画像信号及び
入力された画像信号から予備書込み信号のレベルを決定
する。すなわち、メモリ１から読み出された１フレーム
前の画像信号レベル及び入力された画像信号レベルに対
応した図７に示すようなルックアップ・テーブルを用意
し、テーブル内容を本来の書込み電圧の得られるデータ
に上記の過電圧率を乗じたデータとしておくことによ
り、これを用いて比較的容易に予備書込み信号を発生す
ることができる。ここでは、反転駆動を用いるので、液
晶サブ画素に印加する電圧の２つの極性（ＶＣＯＭに対
するＴＦＴを介した書込み電圧の正／負極性）分のルッ
クアップ・テーブルを構成すればよい。

【００３５】さてここで、例えば当該フレームで入力さ
れる画像信号が、表示面上で黒の背景（斜線で示す）に
縦ストライプの移動オブジェクトを含んでいる場合を考
える。図８（ａ）のように、あるフレームにおいて点線
の位置から実線の位置へ移動するものとする。このと
き、液晶への書込みを考えた場合、実線で示した移動先
に相当する液晶サブ画素は、黒から白への書込みとな
り、図５をもとに説明したように、予備書込みを行わな
い場合には、シャッタ開口開始時点ｔonにおいて画面上
部、下部ともに所望の透過光強度に達していないため、
移動オブジェクトのコントラストが低下し、移動オブジ
ェクトの階調レベルが中間調の場合にはその度合いが顕
著となる。また、画面下部においても、シャッタ開口開
始時点ｔonで到達する透過光強度がさらに低いため、移
動オブジェクトのコントラストがさらに低下し、移動オ
ブジェクトの階調レベルが中間調の場合にはその度合い
が顕著となる。さらに、図５にもとづいて説明したこと
から明らかなように、画面下部ほど、シャッタ開口開始
時点ｔonでの透過光強度が低くなるので、画面の下部ほ
ど移動オブジェクトのコントラストが低下し、そのボケ
感が大きい。つまり、シャッタにより観視者への提示光
を制限しても、特に移動オブジェクトが中間調では動き
ボケの改善は不充分であり、また、その改善効果も画面
の下部にいくほど小さくなり改善度に大きなむらが生じ
る。シャッタの開口タイミングをずらしたとしても、改
善度の大きいエリアと小さいエリアが画面上で変化する
だけである。

【００３６】同様に、点線で示した移動元に相当する液
晶サブ画素では、白から黒への書込みとなり、図６で説
明したように、予備書込みを行わない場合には、シャッ
タ開口期間で十分な透過光強度が得られず、本来黒く表
示されるべき移動元の位置に、灰色のゴーストが視認さ
れてしまう。ところが、本実施の形態では、図５及び６
をもとに説明したように、移動先に相当する液晶サブ画
素は、画面の上下を問わず、また、中間調においてもシ
ャッタ開口開始時点ｔonで所望の透過光強度にまで応答
しているので、移動オブジェクトが中間調であってもコ
ントラストが低下することはなく、シャッタにより提示
光を制限することによる動きボケの改善度は大きく、画
面位置による改善度のばらつきもほとんど生じることが
ない。さらに、移動元にゴーストが視認されることもな
い。

【００３７】また、当該フレームで入力される画像信号
が、図８（ｂ）に示すような表示面上で白の背景に縦ス
トライプの移動オブジェクトを含んでいる場合であって
も、移動先、移動元の移動による階調変化の方向が黒い
背景に移動オブジェクトを含む場合とは逆になるだけで
あり、上述の説明から明らかなように、予備書込みを行
わない場合には、シャッタにより観視者への提示光を制
限しても、特に移動オブジェクトが中間調では動きボケ
の改善は不充分であり、その改善効果も画面位置より大
きなむらが生じ、さらにはゴーストも視認されてしま
う。一方、本実施の形態では、移動オブジェクトが中間
調であっても、シャッタ開口開始時点tonで所望の透過
光強度にまで応答しているので、コントラストが低下す
ることはなく、シャッタにより提示光を制限することに
よる動きボケの改善度は大きく、画面位置による改善度
のばらつきもほとんど生じることがない。また、移動元
にゴーストが視認されることもない。

【００３８】以上のように、本実施の形態においては、
入力画像信号と前フレームの画像信号に基づいて、予備
書込みを行った後、表示すべき入力画像信号を書き込む
ように構成したので、シャッタの開口時点、すなわち表
示光の提示開始時点において、液晶が所望の光学応答レ
ベルに達することができ、画面の前後半の表示ラインに
わたり、動きぼけの改善度にむらを生じることがない。

【００３９】なお、本実施の形態においては、Ｄ／Ａコ
ンバータ８の変換ビット数を画像信号のデータ長と合わ
せたが、Ｄ／Ａコンバータ８の変換ビット数を増やすと
ともに、予備書込み信号発生回路２のルックアップ・テ
ーブルのデータ長もそれに合わせて増やすことにより、
予備書込み電圧をさらに細かく設定することが可能であ
る。

【００４０】また、シャッタ１７の開口／非開口（オン
／オフ）における過渡時間の大きさが、動きぼけの改善
度に影響を与える。特に非開口への過渡時間が問題とな
り、非開口になるときの残光が大きいと、次フレームの
書込みに対応した表示光が提示されてしまい、動き画像
の輪郭に現れるゴーストが大きくなる。従って、フィー
ルド期間に対し、十分に短い数ｍｓｅｃの応答時間のシ
ャッタを使用するのが望ましい。シャッタ１７として、
例えば、数十〜数百μｓｅｃの光学応答速度をもった強
誘電液晶パネルを用いれば、実現可能である。

【００４１】実施の形態２．実施の形態１においては、
シャッタ１７を用いて観視者への提示光を制限すること
により、動きボケを低減するように構成したが、シャッ
タ１７を用いずに光源（バックライト）を各フィールド
期間の所定期間に点燈することにより提示光を制限する
ように構成してもよい。これを実施の形態２として以下
に説明する。

【００４２】図９はこの発明の実施の形態２である液晶
表示装置の構成を示す図である。図において、３０は液
晶パネル１４の背面に設けられたバックライト、３１は
バックライト３０を駆動するインバータ、３２はインバ
ータを介してバックライト３１の点燈／消灯を制御する
インバータ制御回路である。なお、他の構成は実施の形
態１と同じであるため、説明を省略する。

【００４３】インバータ制御回路３２には同期信号が入
力され、図１０に示すような画像信号と同期するタイミ
ングでインバータ制御信号を発生する。インバータ３１
はインバータ制御信号がアクティブ(ここでは例えば
“Ｈ”レベルとする)の期間に、バックライト３０を駆
動するための高周波高圧駆動信号をバックライト３０に
内蔵された冷陰極ランプ（図示せず。）の電極に印加す
る。このようにして、バックライト３０は、画像信号に
同期した所定期間点燈し、液晶パネル１４からの透過表
示光の観視者への提示を時間的に制限する。

【００４４】また、インバータ制御回路３２は、図１０
に示すように画面の液晶サブ画素への正規書込みが終了
してから所定期間Ｔd’後にバックライト３０の点燈が
開始するようにインバータ３１を介してバックライト３
０を制御する。このように、本実施の形態においては、
入力画像信号と前フレームの画像信号に基づいて、予備
書込みを行った後、表示すべき入力画像信号を書き込む
ように構成したので、バックライトの点燈開始時点、す
なわち表示光の提示開始時点において、液晶が所望の光
学応答レベルに達することができ、画面の前後半の表示
ラインにわたり、動きぼけの改善度にむらを生じること
がない。

【００４５】なお、本実施の形態においては、バックラ
イト３０の点灯／消灯（オン／オフ）における過渡時間
の大きさが、動きぼけの改善度に影響を与える。特に消
灯時における蛍光体の残光が問題となり、残光が大きい
と次フレームの書込みに対応した表示光が提示されてし
まい、動き画像の輪郭に現れるゴーストが大きくなる。
従って、フィールド期間に対し、十分に短い数ｍｓｅｃ
の残光時間のものを使用するのが望ましい。

【００４６】

【発明の効果】この発明の第１の構成である液晶表示装
置によれば、表示すべきフレームの画像信号と、それ以
前に表示されたフレームの画像信号とに基づいて、予備
書込み信号を発生し、予備書込み信号により予備書込み
を行った後、表示すべきフレームの画像信号を書込み、
その後に、シャッタ手段を開口するようにしたので、表
示光の提示開始時点において、液晶が所望の光学応答に
達するように画像情報を書き込むことができ、表示画面
の位置によることなく、動画像の動きぼけを十分に改善
することが可能となる。

【００４７】また、この発明の第２の構成である液晶表
示装置によれば、表示すべきフレームの画像信号を書き
込んで所定期間を経過した後にシャッタ手段を開口する
ようにしたので、表示光の提示開始時点において画面下
部においても液晶が所望の光学応答レベルに達すること
ができ、画面内の動きぼけのむらを低減することができ
る。

【００４８】また、この発明の第３の構成である液晶表
示装置によれば、表示すべきフレームの画像信号と、そ
れ以前に表示されたフレームの画像信号とに基づいて、
予備書込み信号を発生し、予備書込み信号により予備書
込みを行った後、表示すべきフレームの画像信号を書込
み、その後に、バックライトを点燈するようにしたの
で、表示光の提示開始時点において、液晶が所望の光学
応答に達するように画像情報を書き込むことのでき、表
示画面の位置によることなく、動画像の動きぼけを十分
に改善することが可能となる。

【００４９】また、この発明の第４の構成である液晶表
示装置によれば、表示すべきフレームの画像信号を書き
込んで所定期間を経過した後にバックライトを点燈する
ようにしたので、表示光の提示開始時点において画面下
部においても液晶が所望の光学応答レベルに達すること
ができ、画面内の動きぼけのむらを低減することができ
る。

【００５０】また、この発明の第５の構成である液晶表
示装置によれば、表示階調の変化の大きさ及び変化の方
向に応じて予備書込み信号の大きさを制御するようにし
たので、表示階調の変化の大きさ及び変化の方向によら
ず、液晶の光学応答を加速することが可能となる。

【００５１】また、この発明の第６の構成である液晶表
示装置によれば、少なくとも、表示すべきフレームの画
像信号レベル及びそれ以前に表示された画像信号レベル
に応じて予備書込み信号に変換するルックアップテーブ
ルを備えたので、比較的容易に予備書込み信号を発生す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１である液晶表示装置
の構成を示すブロック図である。

【図２】 この発明の実施の形態１である液晶表示装置
を横方向から見たときの断面図である。

【図３】 この発明の実施の形態１である液晶表示装置
における概略処理タイミングを示す図である。

【図４】 この発明の実施の形態１である液晶表示装置
における液晶書込み電圧と液晶パネルの透過光強度の関
係を示す図である。

【図５】 この発明の実施の形態１である液晶表示装置
における黒から白方向に表示が変化する場合の液晶書込
み電圧、液晶パネルの透過光強度、及びシャッタの光学
応答の時間関係を示す図である。

【図６】 この発明の実施の形態１である液晶表示装置
における白から黒方向に表示が変化する場合の液晶書込
み電圧、液晶パネルの透過光強度、及びシャッタの光学
応答の時間関係を示す図である。

【図７】 この発明の実施の形態１である液晶表示装置
のルックアップテーブルの内容を示す図である。

【図８】 この発明の実施の形態１である液晶表示装置
における移動オブジェクトを含む画像を表示する場合の
動きぼけ改善を説明するための図である。

【図９】 この発明の実施の形態２である液晶表示装置
の構成を示すブロック図である。

【図１０】 この発明の実施の形態２である液晶表示装
置における概略処理タイミングを示す図である。

【図１１】 従来の液晶表示装置の構成を示すブロック
図である。

【図１２】 従来の液晶表示装置における概略処理タイ
ミングを示す図である。

【符号の説明】

２ 予備書込み信号発生回路、１４ 液晶パネル、１５
液晶サブ画素、１７シャッタ、１９ シャッタ駆動回
路、３０ バックライト、３１ インバータ、３２ イ
ンバータ制御回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０９Ｇ 3/36 Ｇ０９Ｇ 3/36 (72)発明者 結城 昭正 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 Ｆターム(参考） 2H089 TA09 TA11 TA18 2H093 NA16 NA43 NA53 NC16 NC21 NC22 NC26 NC34 NC45 ND06 ND23 ND32 NE06 NF05 5C006 AA01 AA22 AF44 AF83 BC03 BC12 BF02 BF03 BF04 BF24 FA29 5C080 AA10 BB05 DD05 DD06 EE19 JJ02 JJ04 JJ05 5G435 BB12 BB15 CC09 DD13 EE25 EE30 FF15 GG22

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の画素がマトリクス状に配置された
   液晶パネルを有する液晶表示装置において、表示すべき
   フレームの画像信号と、それ以前に表示されたフレーム
   の画像信号とに基づいて、予備書込み信号を発生する予
   備書込み発生手段と、前記液晶パネルの前面または後面
   に設けられたシャッタ手段を備え、前記予備書込み信号
   により前記複数の画素の予備書込みを行った後、前記表
   示すべきフレームの画像信号を前記複数の画素に書込
   み、前記シャッタ手段を開口することを特徴とする液晶
   表示装置。
2. 【請求項２】 前記表示すべきフレームの画像信号を前
   記複数の画素に書き込んで所定期間を経過した後に前記
   シャッタ手段を開口することを特徴とする請求項１記載
   の液晶表示装置。
3. 【請求項３】 複数の画素がマトリクス状に配置された
   液晶パネルを有する液晶表示装置において、表示すべき
   フレームの画像信号と、それ以前に表示されたフレーム
   の画像信号とに基づいて、予備書込み信号を発生する予
   備書込み発生手段と、前記液晶パネルの背面に設けられ
   たバックライトを備え、前記予備書込み信号により前記
   複数の画素の予備書込みを行った後、前記表示すべきフ
   レームの画像信号を前記複数の画素に書込み、バックラ
   イトを点燈することを特徴とする液晶表示装置。
4. 【請求項４】 前記表示すべきフレームの画像信号を前
   記複数の画素に書き込んで所定期間を経過した後に前記
   バックライトを点燈することを特徴とする請求項３記載
   の液晶表示装置。
5. 【請求項５】 前記予備書込み信号発生手段は、表示階
   調の変化の大きさ及び変化の方向に応じて予備書込み信
   号の大きさを制御することを特徴とする請求項１または
   請求項２記載の液晶表示装置。
6. 【請求項６】 前記予備書込み信号発生手段は、少なく
   とも、前記表示すべきフレームの画像信号レベル及びそ
   れ以前に表示された画像信号レベルに応じて予備書込み
   信号に変換するルックアップテーブルを備えたことを特
   徴とする請求項１または請求項２記載の液晶表示装置。