JP2003036055A - 液晶表示装置およびその駆動方法 - Google Patents

液晶表示装置およびその駆動方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 階調変化時に伴う画素電極の電圧の変化を低
減して階調表示のずれを抑制し、動画表示時の画質を向
上させる。 【解決手段】 画素を有し、この画素にフレームごとに
階調データに基づく階調電圧を印加することで階調表示
を行う液晶表示装置であって、表示すべきフレームの階
調データおよび直前のフレームの階調データが入力さ
れ、表示すべきフレームの階調データを変換して出力す
るＬＵＴメモリ３２と、ＬＵＴメモリ３２から出力され
る変換された階調データに基づいて階調電圧を画素に印
加するソースドライバ１２と、画素に含まれ、印加され
た階調電圧により階調表示が可能な液晶セル２２とを備
え、ＬＵＴメモリ３２には、表示すべきフレームの階調
データと直前のフレームの階調データとによって特定さ
れる出力すべき階調データがルックアップテーブルとし
て予め記憶されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、階調表示が可能な
液晶表示装置およびその駆動方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図１４は、スイッチング素子としての薄
膜トランジスタ（以下「ＴＦＴ」という。）を備えたア
クティブマトリクス型の液晶パネル１０、およびこの液
晶パネルを駆動するドライバ（ソースドライバ１２、ゲ
ートドライバ１４）を備えた液晶表示装置の構成を示す
概略構成図である。液晶パネル１０は、画面縦方向に互
いに平行に配置された複数のソースバスライン１６と、
画面横方向に互いに平行に配置された複数の走査ライン
１８とを有している。液晶パネル１０の外側において、
ソースバスライン１６はソースドライバ１２に接続され
ており、走査ライン１８はゲートドライバ１４に接続さ
れている。また、ソースバスライン１６と走査ライン１
８とはほぼ直交しており、その交点に対応して画素が形
成されている。この画素には、ＴＦＴ２０および液晶セ
ル２２が配置されている。
【０００３】この液晶パネル１０によって画像を表示す
る際には、ゲートドライバ１４で各走査ライン１８に接
続されたＴＦＴ２０を走査ライン１８ごとに順次ＯＮさ
せつつ、ソースドライバ１２で各走査ライン１８に対応
した階調データ（画像データ）に応じた階調電圧を各走
査ライン１８に対応する画素に書き込んでいく。
【０００４】図１５は、図１４の液晶パネル１０におけ
る各画素の等価回路を示す回路図である。液晶セル２２
は、ＴＦＴ２０のドレインと、全画素間で共通の共通電
極２６とに接続されている。また、図１４には示してい
ないが、画素には負荷容量２４が設けられている。この
負荷容量２４は、ＴＦＴ２０のドレインと全画素間で共
通の負荷容量電極２８とに接続されている。
【０００５】画素の動作時には、ＴＦＴ２０がＯＮ（ゲ
ートＯＮ）の状態でソースバスライン１６から階調デー
タに応じた階調電圧が液晶セル２２に印加される。階調
電圧は階調データに応じて設定されており、階調データ
に応じて各画素に１フレームごとに印加される。液晶セ
ル２２に電圧が印加されると、液晶セル２２内の液晶分
子はその誘電異方性により長軸方向（ダイレクター）が
変化される。液晶分子は光学異方性を有するため、その
方向が変化されると液晶セル２２を透過する光の偏光方
向も変化する。そして、液晶セル２２に設けられる偏光
板などの作用を伴って、液晶セル２２に印加する階調電
圧によって液晶セル２２を透過する光の光量が制御され
る。これにより、各画素の輝度を表示させたい階調輝度
にすることができ、画像表示を行うことができる。
【０００６】液晶セル２２に対して階調電圧が印加され
る際には、負荷容量２４にも同じ階調電圧が印加され
る。負荷容量２４は、印加される階調電圧に応じた電荷
を蓄積する。ＴＦＴ２０がＯＮからＯＦＦ（ゲートＯＦ
Ｆ）に切り換わった後も次のフレームで再び階調電圧が
印加されるまでは負荷容量２４は電荷を保持する。これ
により、液晶セル２２に階調電圧が印加された状態が１
フレームの間において保持される。
【０００７】フレーム間において画素の階調輝度を変化
させる際、その変化前では液晶分子のダイレクターは前
のフレームの階調輝度を表示する方向になっている。現
フレームの階調電圧が画素に印加されると、それに伴っ
て液晶分子のダイレクターが変化する。これによりその
画素の光学特性が変化し、その画素の階調輝度を変化さ
せることができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところで、液晶分子が
印加電圧の変化に応答するためにはある程度の時間が必
要となる。例えば、ネマチック液晶の場合の応答速度
は、表示モードによって異なるが、およそ数ｍｓから数
十ｍｓのオーダーである。これは、ＴＦＴ２０がＯＦＦ
されるまでに液晶分子の応答が完了せず、ＯＦＦ後もダ
イレクターが変化することを意味する。
【０００９】ここで、液晶分子は誘電異方性を有してい
るため、液晶分子のダイレクターが変化すると必然的に
液晶セル２２内の液晶の誘電率が変化し、液晶セル２２
の電極間の容量（電気容量）が変化することになる。上
述したように液晶分子のダイレクターの変化はＴＦＴ２
０のＯＦＦ後も続く。一方、液晶セル２２および負荷容
量２４への電荷の供給はＴＦＴ２０のＯＦＦ後は停止さ
れる。したがって、ＴＦＴ２０のＯＦＦ後において液晶
セル２２の容量が変化すると、液晶セル２２の電極間の
電圧が変化することになる。つまり、液晶セル２２の電
圧は、ＴＦＴ２０のＯＦＦ後においてＴＦＴ２０のＯＮ
時に印加された階調電圧から変化することになる。
【００１０】したがって、液晶分子が１フレーム内で応
答する特性を有していても、液晶セル２２の電圧が１フ
レーム内で変化するため表示させたい階調輝度を得るこ
とができない場合がある。逆に、表示させたい階調輝度
に達するには数フレーム（例えば３フレーム）間にわた
って同じ階調電圧を印加しなければならない場合があ
る。
【００１１】なお、印加電圧に対する液晶分子の応答の
遅さを補正する技術は、例えば特開昭６４−１０２９９
号公報に開示されている。しかし、上記公報に開示され
ている技術では、その装置構成において補正回路を用い
ており、この補正回路によって逐次出力するデータを予
測するものであるため、補正回路の構成が複雑なものと
なるとともに、処理速度の低下が問題となりやすい。さ
らに、その補正回路に入力されるデータの一方が、直前
に補正回路にて補正された後でメモリに記憶されたもの
であり、補正されたデータを用いてさらに次のデータを
補正するようになっており、装置構成が複雑なものとな
っている。また、上記公報に開示されている技術では、
上記のような液晶セル２２の容量の変化による影響は考
慮されておらず、これに対処するための具体的なデータ
の変換方法も開示されていない。
【００１２】本発明は上記の課題に鑑みてなされたもの
であり、簡素で処理速度が大きい装置構成により、液晶
表示素子において階調変化時に伴う画素電極の電圧の変
化を低減して階調表示のずれを抑制し、見かけ上の液晶
分子の応答速度を向上させることで、動画表示時の画質
を向上させることを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明の液晶表示装置は、画素を有し、前記画素
にフレームごとに階調データに基づく階調電圧を印加す
ることで階調表示を行う液晶表示装置であって、表示す
べきフレームの階調データおよび直前のフレームの階調
データが入力され、表示すべきフレームの階調データを
変換して出力する変換部と、前記変換部から出力される
変換された階調データに基づいて階調電圧を前記画素に
印加する駆動部と、前記画素に含まれ、印加された階調
電圧により階調表示が可能な液晶セルとを備え、前記変
換部には、表示すべきフレームの階調データと直前のフ
レームの階調データとによって特定される出力すべき階
調データが予め記憶されていることを特徴としている。
【００１４】上記の構成では、表示すべきフレームの階
調データと直前のフレームの階調データとによって特定
される所定の階調データを変換部によって出力し、その
階調データに応じた階調電圧を画素に印加することがで
きる。したがって、直前のフレームと表示すべきフレー
ムとの間の液晶セルの容量（電気容量）の変化による影
響を考慮した階調電圧を画素に印加することができる。
これにより、液晶セルの容量が変化することによる階調
表示のずれを補正することができる。その結果、特に動
画表示時などにおいて入力される階調データをより忠実
に再現した表示が可能になる。
【００１５】本発明の液晶表示装置は、上記の液晶表示
装置において、さらに、前記変換部が第１入力および第
２入力を有し、前記第２入力には、入力される階調デー
タを記憶してその階調データを１フレーム分遅らせて出
力する記憶部が接続されており、階調データは、前記第
１入力に入力されるとともに、前記記憶部を介して前記
第２入力に入力されることが好ましい。
【００１６】上記の構成では、表示すべきフレームの階
調データを変換部の第１入力に直接入力するとともに記
憶部を介して変換部の第２入力に入力する。この記憶部
は、入力された階調データを１フレーム分遅らせて出力
するものである。これにより、簡素な構成で表示すべき
フレームの階調データと直前のフレームの階調データと
を変換部に入力することができる。
【００１７】本発明の液晶表示装置は、上記変換部が第
１入力および第２入力を有する液晶表示装置において、
さらに、前記変換部が、前記第１入力および第２入力に
入力される階調データによって特定されるアドレスに記
憶されている階調データを出力するメモリであることが
好ましい。
【００１８】上記の構成では、演算などの処理を介する
ことなく階調データの変換を行うことができる。したが
って、階調データを変換する処理を設けることによる処
理速度の低下を抑制することができる。
【００１９】本発明の液晶表示装置は、上記何れかの液
晶表示装置において、さらに、前記駆動部が出力する階
調電圧の範囲が、静止画像を表示する際の前記液晶セル
の階調表示範囲に対応する階調電圧の範囲を含み、か
つ、その範囲よりも広いことが好ましい。
【００２０】液晶セルによる表示を例えば階調表示範囲
の上限（下限）へ他の階調から変化させるような場合、
液晶セルの容量の変化による影響を補正するためにはそ
の上限（下限）に対応する階調電圧以上（以下）の電圧
を印加させることが好ましい場合がある。上記の構成で
は、このような場合に対応できるため上記の補正を適切
に行うことができる。
【００２１】本発明の液晶表示装置は、上記何れかの液
晶表示装置において、さらに、前記変換部に記憶されて
いる階調データが、表示すべきフレームの階調データを
静止画像として表示する場合の階調電圧をＶｍ、表示す
べきフレームの階調データを静止画像として表示した場
合の前記液晶セルの電気容量をＣｍ、直前のフレームの
階調データを静止画像として表示した場合の前記液晶セ
ルの電気容量をＣｎとしたとき、 Ｖ’＝Ｃｍ／Ｃｎ×Ｖｍ で求められる階調電圧に対応する階調データであること
が好ましい。
【００２２】上記の構成では、液晶セルの容量の変化に
よる影響を補正することができる変換部から出力すべき
階調データを、上式に基づいて容易に設定することがで
きる。
【００２３】上記の課題を解決するために、本発明の液
晶表示装置は、画素を有し、前記画素にフレームごとに
階調データに基づく階調電圧を印加することで階調表示
を行う液晶表示装置であって、表示すべきフレームの階
調データおよび直前のフレームの階調データに基づい
て、表示すべきフレームの階調データを補正階調データ
に変換する変換部と、前記変換部にて変換された補正階
調データに基づいて階調電圧を前記画素に印加する駆動
部と、前記画素に含まれ、印加された階調電圧により階
調表示が可能な液晶セルとを備え、前記変換部には、表
示すべきフレームの階調データと直前のフレームの階調
データとによって特定される設定階調データが予め記憶
されており、特定した設定階調データに基づいて補正階
調データを生成することを特徴としている。
【００２４】このように、変換部は変換して出力する階
調データそのものを記憶しているのではなく、記憶して
いる階調データに対して簡単な演算等を施して出力する
ようになっていてもよい。
【００２５】この液晶表示装置において、前記変換部
は、表示すべきフレームの階調データの上位桁および直
前のフレームの階調データの上位桁に基づいて設定階調
データを特定し、表示すべきフレームの階調データの上
位桁を特定した設定階調データに置き換えて変換し、そ
の変換結果に基づいて補正階調データを生成することが
好ましい。
【００２６】上記の構成では、階調データの予め定めた
上位桁（上位ビット）に基づいて階調データの変換を行
う。これにより、変換部で扱うデータ量を削減すること
ができ、変換部の簡素化を図ることができる。例えば、
変換部における補正階調データを記憶する部分の容量の
削減を図ることができる。
【００２７】本発明の液晶表示装置は、上記上位桁に基
づく変換を行う液晶表示装置において、さらに、前記変
換部が、表示すべきフレームの階調データの上位桁およ
び直前のフレームの階調データの上位桁に基づいて、表
示すべきフレームの階調データの上位桁を変換するとと
もに、変換された表示すべきフレームの階調データの上
位桁と、表示すべきフレームの階調データの下位桁とを
加算することにより補正階調データを生成することが好
ましい。
【００２８】上記の構成では、階調データの残りの下位
桁（下位ビット）を加算することにより、上位桁のみに
基づく変換を行ったことによる誤差を小さくすることが
できる。
【００２９】あるいは、本発明の液晶表示装置は、上記
上位桁に基づく変換を行う液晶表示装置において、さら
に、前記変換部が、表示すべきフレームの階調データの
上位桁および直前のフレームの階調データの上位桁に基
づいて、表示すべきフレームの階調データの上位桁を変
換するとともに、表示すべきフレームの階調データの下
位桁および直前のフレームの階調データの下位桁に基づ
いて、表示すべきフレームの階調データの下位桁を変換
し、表示すべきフレームの階調データの変換された上位
桁と変換された下位桁とを加算することにより補正階調
データを生成することが好ましい。
【００３０】上記の構成では、階調データの残りの下位
桁を変換してから加算することにより、さらに誤差を小
さくすることが可能となる。
【００３１】上記の課題を解決するために、本発明の液
晶表示装置は、画素を有し、前記画素にフレームごとに
階調データに基づく階調電圧を印加することで階調表示
を行う液晶表示装置であって、表示すべきフレームの階
調データおよび直前のフレームの階調データに基づい
て、表示すべきフレームの階調データを補正階調データ
に変換する変換部と、前記変換部にて変換された補正階
調データに基づいて階調電圧を前記画素に印加する駆動
部と、前記画素に含まれ、印加された階調電圧により階
調表示が可能な液晶セルとを備え、前記変換部には、表
示すべきフレームの階調データに対応する第１変換値、
および直前のフレームの階調データに対応する第２変換
値が予め記憶されており、前記変換部は、表示すべきフ
レームの階調データおよび直前のフレームの階調データ
にそれぞれ対応する第１変換値および第２変換値を用い
た演算により補正階調データを生成することを特徴とし
ている。
【００３２】上記の構成では、表示すべきフレームの階
調データおよび直前のフレームの階調データから補正階
調データを生成する処理において、複雑な演算を要する
処理については予め記憶された第１変換値および第２変
換値への変換により行い、簡単な演算が可能な処理につ
いては演算により行うことができる。したがって、すべ
ての処理を演算により行うことによる演算の複雑化を抑
えて変換部の構成の簡素化を図ることができる。また、
あらゆる場合に対応した変換値を記憶しておくことによ
る記憶容量の増大を抑えて変換部の簡素化を図ることが
できる。
【００３３】本発明の液晶表示装置は、上記変換部に第
１変換値および第２変換値が記憶されている液晶表示装
置において、さらに、前記変換部が、記憶している第１
変換値の群および第２変換値の群の少なくとも一方を外
部から書換え可能としていることが好ましい。
【００３４】上記の構成では、変換部に記憶されている
第１変換値の群および第２変換値の群を書き換え可能と
することにより、特性が異なる液晶セルを備えた液晶パ
ネルを用いるような場合に柔軟に適応できる。つまり、
第１変換値の群および第２変換値の群を書き換えること
で、液晶セルの特性に合った補正階調データを生成する
ことが可能になる。
【００３５】上記の課題を解決するために、本発明の液
晶表示装置は、画素を有し、前記画素にフレームごとに
階調データに基づく階調電圧を印加することで階調表示
を行う液晶表示装置であって、表示すべきフレームの階
調データおよび直前のフレームの階調データに基づい
て、表示すべきフレームの階調データを補正階調データ
に変換する変換部と、前記変換部にて変換された補正階
調データに基づいて階調電圧を前記画素に印加する駆動
部と、前記画素に含まれ、印加された階調電圧により階
調表示が可能な液晶セルとを備え、前記変換部には、表
示すべきフレームの階調データに対応する第１変換値を
算出するための第１基準値、および直前のフレームの階
調データに対応する第２変換値を算出するための第２基
準値が予め記憶されており、前記変換部は、第１基準値
および第２基準値に基づいて補間を行うことによりそれ
ぞれ第１変換値および第２変換値を算出するとともに、
表示すべきフレームの階調データおよび直前のフレーム
の階調データにそれぞれ対応する第１変換値および第２
変換値を用いた演算により補正階調データを生成するこ
とを特徴としている。
【００３６】上記の構成では、各階調に対応する第１変
換値および第２変換値をすべて記憶させておく必要がな
いため、変換部に必要な記憶容量を小さくすることがで
きる。また、補間は比較的簡単な演算で行うことが可能
であるため、比較的簡単な回路構成で実現可能である。
したがって、変換部における回路構成の複雑化も抑える
ことができる。
【００３７】本発明の液晶表示装置は、上記変換部に第
１基準値および第２基準値が記憶されている液晶表示装
置において、さらに、前記変換部が、記憶している第１
基準値の群および第２基準値の群の少なくとも一方を外
部から書換え可能としていることが好ましい。
【００３８】上記の構成では、上述の場合と同様に特性
が異なる液晶セルを備えた液晶パネルを用いるような場
合に柔軟に適応できる。
【００３９】上記の課題を解決するために、本発明の液
晶表示装置は、画素を有し、前記画素にフレームごとに
階調データに基づく階調電圧を印加することで階調表示
を行う液晶表示装置であって、表示すべきフレームの階
調データおよび直前のフレームの階調データに基づい
て、表示すべきフレームの階調データを補正階調データ
に変換する変換部と、表示すべきフレームの階調データ
および直前のフレームの階調データの桁を変換する桁変
換部と、前記変換部にて変換された補正階調データに基
づいて階調電圧を前記画素に印加する駆動部と、前記画
素に含まれ、印加された階調電圧により階調表示が可能
な液晶セルとを備え、前記桁変換部は、階調データが示
す階調が予め定めた閾値より明側である場合にはその階
調データの下位桁を削除し、階調データが示す階調が前
記閾値より暗側である場合にはその階調データの上位桁
を削除することで、その階調データの桁数が小さくなる
ように変換し、前記変換部には、前記桁変換部にて変換
された表示すべきフレームの階調データと直前のフレー
ムの階調データとによって特定される設定階調データが
予め記憶されており、特定した設定階調データに基づい
て補正階調データを生成することを特徴としている。
【００４０】上記の構成では、上述したように、直前の
フレームと表示すべきフレームとの間の液晶セルの容量
の変化による影響を考慮した階調電圧を画素に印加する
ことができ、液晶セルの容量が変化することによる階調
表示のずれを補正することができる。
【００４１】ここで、上記の構成では、さらに、桁変換
部により、表示すべきフレームの階調データおよび直前
のフレームの階調データに関して、階調データが示す階
調に応じてその階調データの一部を削除してその階調デ
ータの桁数が小さくなるように変換する。そして、変換
部には、桁変換部により変換された表示すべきフレーム
の階調データと、直前のフレームの階調データとによっ
て特定される設定階調データが予め記憶されている。こ
のように階調データの桁数を小さくしてそのデータ量を
小さくすることは、変換部にて設定階調データを特定す
るためのデータが小さくなることになり、記憶しておく
べき設定階調データの量も小さくなる。これにより、変
換部における設定階調データを記憶するための容量の削
減を図ることができる。
【００４２】また、桁変換部により階調データの桁数を
変換する際には、その階調データが示す階調が所定値よ
り明側である場合には下位桁を削除し、暗側である場合
には上位桁を削除する。これにより、変換部による変換
により大きく影響する部分を残して階調データの桁数を
小さくすることができ、表示品位が低下することを抑制
することができる。
【００４３】本発明の液晶表示装置は、上記桁変換部を
備える液晶表示装置において、さらに、前記変換部は第
１入力および第２入力を有し、前記第２入力には、入力
される階調データを記憶してその階調データを１フレー
ム分遅らせて出力する記憶部が接続されており、階調デ
ータは、前記桁変換部を介して前記第１入力に入力され
るとともに、前記桁変換部を介して前記記憶部に入力さ
れ、前記記憶部から前記第２入力に入力されることが好
ましい。
【００４４】上記の構成では、上述したように、簡素な
構成で表示すべきフレームの階調データと直前のフレー
ムの階調データとを変換部に入力することができる。ま
た、記憶部には、桁数が小さくなるように桁変換部にて
変換された後の階調データが入力される。したがって、
記憶部における容量の削減をも図ることができる。
【００４５】上記桁変換部を備える液晶表示装置におい
て、階調データが２５６階調表示用の階調データであ
り、階調データが示す最も暗い階調を０階調とすると、
前記閾値は、例えば３２階調であることが好ましい。こ
のとき、階調データは８ビットの階調データであり、前
記桁変換部は、階調データの変換を行う際に、階調デー
タの上位３桁または下位３桁を削除するとともに、上位
桁または下位桁の何れを削除したかを示すフラグビット
を設定するようにすればよい。
【００４６】あるいは、上記桁変換部を備える液晶表示
装置において、階調データが２５６階調表示用の階調デ
ータであり、階調データが示す最も暗い階調を０階調と
すると、前記閾値は、例えば６４階調であってもよい。
このとき、階調データは８ビットの階調データであり、
前記桁変換部は、階調データの変換を行う際に、階調デ
ータの上位２桁または下位３桁を削除するとともに、上
位桁または下位桁の何れを削除したかを示すフラグビッ
トを設定し、かつ、上位２桁を削除した場合にはさらに
最下位１桁を削除するようにすればよい。
【００４７】本発明の液晶表示装置は、上記液晶表示装
置において、さらに、前記変換部に予め記憶されている
階調データが、その階調データに基づいて前記画素の階
調表示を行った場合に、その階調データに基づく階調電
圧が前記画素に印加されてから１フレームに相当する時
間が経過したときのその画素の輝度が、本来表示すべき
輝度の９０％から１１０％の範囲内に入るように設定さ
れていることが好ましい。
【００４８】また、本発明の液晶表示装置の駆動方法
は、印加された階調電圧により階調表示が可能な液晶セ
ルを含む画素を有し、前記画素にフレームごとに階調デ
ータに基づく階調電圧を印加することで階調表示を行う
液晶表示装置の駆動方法であって、表示すべきフレーム
の階調データおよび直前のフレームの階調データに基づ
いて予め記憶されている階調データの中から階調データ
を特定し、特定した階調データに基づく階調電圧を前記
画素に印加して表示すべきフレームの階調表示を行わせ
るように前記液晶表示装置を駆動し、前記予め記憶され
ている階調データは、その階調データに基づいて前記画
素の階調表示を行った場合に、その階調データに基づく
階調電圧が前記画素に印加されてから１フレームに相当
する時間が経過したときのその画素の輝度が、本来表示
すべき輝度の９０％から１１０％の範囲内に入るように
設定されていることを特徴としている。
【００４９】上記の範囲を越えるような階調データを用
いると、その階調データにより表示するフレームの輝度
が本来表示すべき輝度、すなわち表示すべきフレームの
階調データが示す階調に対応する輝度からかけ離れた輝
度として観察されるばかりでなく、そのフレーム以降の
フレームにおける異常表示をもたらすことになりかねな
い。上記の構成および方法では、このような問題の発生
を抑えることができる。
【００５０】
【発明の実施の形態】〔実施形態１〕本発明の実施の一
形態について図１から図１１に基づいて説明すれば、以
下の通りである。図１は、本実施形態に係るアクティブ
マトリクス型の液晶表示装置（ＬＣＤ）の構成を示すブ
ロック図である。なお、図１において液晶パネル１０、
ソースドライバ（駆動部）１２、ゲートドライバ１４等
は、上記従来の技術の項において図１４に基づいて説明
したものと同等であり、図１ではこれらを簡略化して示
している。図１４および図１５に示した構成要素と同等
の機能を有する構成要素については同一の符号を用い
る。
【００５１】ソースドライバ１２およびゲートドライバ
１４は、コントローラ（ＬＣＤコントローラ、ゲートア
レイ）３０によって制御される。コントローラ３０は、
ソースバスライン１６を介して各画素に書き込むべき階
調電圧を指定するための階調データ（画像データ）をソ
ースドライバ１２に対して送る。ここで、階調データは
デジタルデータである。また、コントローラ３０は、ゲ
ートドライバ１４に対して走査タイミングを指示する信
号を与えるとともに、ソースドライバ１２に対して上記
走査タイミングと同期して階調電圧を切り換えて出力す
るための信号を与える。
【００５２】コントローラ３０によりソースドライバ１
２に送られる階調データは、後述するルックアップテー
ブル（ＬＵＴ）を備えたメモリであるルックアップテー
ブルメモリ（変換部、メモリ）３２（以下「ＬＵＴメモ
リ３２」と記す。）からコントローラ３０に対して出力
されるものである。ＬＵＴメモリ３２はＳＲＡＭにより
構成されており、２つの入力を有している。この２つの
入力のうちの一方（以下「第１入力」という。）には、
階調データを伝送するデータバスラインが直接接続され
ており、他方（以下「第２入力」という。）には、デー
タバスラインがフレームメモリ（記憶部、１フレーム遅
延回路）３４を介して接続されている。
【００５３】なお、図１ではＬＵＴメモリ３２およびフ
レームメモリ３４がそれぞれ１つ備えられた構成となっ
ているが、液晶パネル１０がＲＧＢのカラー表示可能な
ものであり、階調データがＲＧＢのカラーデータである
場合には、ＬＵＴメモリ３２およびフレームメモリ３４
をＲＧＢの階調データごとに独立に備えておけばよい。
また、ＬＵＴメモリ３２の代わりにＦＰＧＡ（Field-Pr
ogrammabel Gate Array ）等の演算素子を用いることも
可能である。
【００５４】フレームメモリ３４は、１フレーム分の階
調データを記憶することができるＦＩＦＯ（First-in F
irst-out）方式のメモリである。したがって、フレーム
メモリ３４ではデータの入出力の同時処理を行うことが
できる。また、フレームメモリ３４を介することによ
り、簡単な構成で階調データを１フレーム分遅らせて出
力することができる。
【００５５】したがって、表示すべきフレームの階調デ
ータ（以下「表示フレーム階調データ」という。）は、
ＬＵＴメモリ３２の第１入力に入力されると同時にフレ
ームメモリ３４にも入力される。このとき、フレームメ
モリ３４からは表示すべきフレームの１フレーム前のフ
レーム（直前のフレーム）の階調データ（以下「前フレ
ーム階調データ」という。）が出力され、ＬＵＴメモリ
３２の第２入力に入力される。
【００５６】この入出力関係を図２を用いて説明する。
図２は、フレームメモリ３４に対する階調データの入出
力の関係を示すタイミングチャートである。データバス
ラインに階調データ（DATA）が存在していることを示す
信号（ENAB）がハイ（High）の期間に、フレームメモリ
３４に表示フレーム階調データ（FIFO(IN)）が順次書き
込まれ、同時にフレームメモリ３４から前フレーム階調
データ（FIFO(OUT) ）が順次出力される。
【００５７】ＳＲＡＭからなるＬＵＴメモリ３２のピン
接続は図３の通りである。図３はＬＵＴメモリ３２のピ
ン接続図である。ＬＵＴメモリ３２のアドレスＡ０〜Ａ
７には表示フレーム階調データが、アドレスＢ０〜Ｂ７
には前フレーム階調データ、つまりフレームメモリ３４
の出力が入力される。そして、ＬＵＴメモリ３２に記憶
されたルックアップテーブルに基づいてこれらの入力に
より特定される階調データが出力される。具体的には、
アドレスＡ０〜Ａ７およびアドレスＢ０〜Ｂ７に入力さ
れる各階調データに基づいてＬＵＴメモリ３２のアドレ
スが指定され、指定されたアドレスに記憶されている階
調データがアドレスＹ０〜Ｙ９から出力される。本実施
形態ではＬＵＴメモリ３２から０ビットから９ビットの
アドレスを用いて階調データを出力するものとし、他の
アドレスＹ１０〜Ｙ１５をＮＣ（ノーコネクション）と
した。
【００５８】このように、ＬＵＴメモリ３２は表示フレ
ーム階調データと前フレーム階調データとに基づいて、
予め定められてＬＵＴメモリ３２に記憶されたルックア
ップテーブルから特定の階調データを出力するようにな
っている。これにより、演算などの処理を介することな
く階調データの変換を行うことができ、処理速度の低下
を抑制することができる。
【００５９】次に、ＬＵＴメモリ３２に記憶させるルッ
クアップテーブルについて説明する。従来の技術の項で
図１４および図１５に基づいて説明したように、フレー
ム間で画素の階調が変化する場合には、ゲートＯＦＦ後
においてもその画素の液晶分子のダイレクターが継続し
て変化することがある。このとき、液晶分子のダイレク
ターの変化に起因して液晶セル２２の電極間の容量（以
下、単に「液晶セル２２の容量」という。）が変化す
る。このため、液晶セル２２の電極間の電圧（以下、単
に「液晶セル２２の電圧」という。）がゲートＯＮ時に
印加した階調電圧から変化することがある。
【００６０】現在のＴＦＴを備えた液晶パネルの表示駆
動では、上述したようにソースドライバにデジタルデー
タで階調データが送られており、ソースドライバ側で階
調変化時にその変化量ごとに、かつ、画素ごとに出力す
る階調電圧を変化させることは難しい。
【００６１】そこで、本実施形態では上述した液晶セル
２２における階調変化時の容量変化による階調電圧のず
れを補うことで、特に動画表示における画質の向上を図
る。そのために、ソースドライバ１２ヘ送る階調データ
を、予め決めてＬＵＴメモリ３２に記憶させておいたル
ックアップテーブルにより、すなわち前フレーム階調デ
ータおよび表示フレーム階調データで予め設定された定
数を特定することにより決定するものである。このルッ
クアップテーブルに設定されたソースドライバ１２ヘ送
るための階調データは、直前のフレームと表示すべきフ
レームとの間の液晶セルの容量の変化に基づいて定めら
れている。なお、ＬＵＴメモリ３２を用いることにより
構成が簡素になり、かつ、処理速度を容易に向上させる
ことができるため好ましい。
【００６２】フレーム間で階調が変化する場合には、後
のフレームに印加する階調電圧の値として、そのフレー
ム間での液晶セル２２の容量変化の比率に応じた値を付
加した値とすることが好ましい。これにより、液晶分子
のダイレクターの変化が終了した後、つまり液晶分子の
応答が完了した後に、液晶セル２２の電圧が表示させた
い階調輝度に応じた階調電圧（以下「理想階調電圧」と
いう。）となるようにすることができる。ただし、実際
には液晶分子の応答速度などにより適切な電圧値は変化
し得る。
【００６３】ここでは、簡単のためゲートＯＮ時には液
晶分子がほとんど応答せず、フレームの期間内には液晶
分子の応答が完了すると仮定する。この場合に、液晶分
子の応答完了時に液晶セル２２の電圧が理想階調電圧と
なるようにゲートＯＮ時に印加すべき階調電圧を決定す
る方法の一例について説明する。
【００６４】階調数が２５６の場合、０，１，２，…，
ｎ，…，ｍ，…，２５５階調のときの階調電圧を、それ
ぞれＶ０，Ｖ１，Ｖ２，…，Ｖｎ，…，Ｖｍ，…Ｖ２５
５とし、各階調における液晶セル２２の容量をＣ０，Ｃ
１，Ｃ２，…，Ｃｎ，…，Ｃｍ，…Ｃ２５５とする。な
お、これらは液晶セル２２が定常状態にあるとき、すな
わち静止画表示のときの値とする。
【００６５】ある画素にｎ階調が表示されて定常状態に
なっているとすると、この時の液晶セル２２の電圧はＶ
ｎであり液晶セル２２の容量はＣｎである。このとき、
次のフレームでｍ階調の表示に変更する場合、液晶セル
２２に蓄えなければならない電荷量Ｑは、 Ｑ＝Ｃｍ×Ｖｍ … （１） である。しかし、上述の仮定（ゲートＯＮ時に液晶分子
がほとんど応答しないという仮定）に基づくと、液晶セ
ル２２の容量がＣｎからＣｍへ変化する前であり、か
つ、液晶セル２２の容量がまだＣｎの状態で、ＴＦＴ２
０がＯＦＦになることになる。したがって、この時点で
液晶セル２２にＶｍを印加した場合に実際に液晶セル２
２に蓄えられる電荷量Ｑ’は、 Ｑ’＝Ｃｎ×Ｖｍ … （２） となってしまう。つまり、液晶セル２２が電荷をＱだけ
蓄えるために必要な電圧Ｖ’を求めると、（１）より、 Ｑ＝Ｃｎ×Ｖ’＝Ｃｎ×（Ｃｍ／Ｃｎ×Ｖｍ） … （３） が成り立つことから、 Ｖ’＝Ｃｍ／Ｃｎ×Ｖｍ … （４） となる。
【００６６】ルックアップテーブルとしてＬＵＴメモリ
３２に記憶される階調データ（以下「設定階調データ」
という。）は、上記式（４）に基づいて得られる結果に
液晶セル２２の階調間の応答性、画素の負荷容量２４な
どを考慮して決定すればよい。または、液晶パネル１０
において実際の階調間の応答性を視覚的に判断して決定
することもできる。いずれの方法によって決定した場合
も大差は生じないが、視覚的に決定した場合では人間の
感覚による影響も含まれることになる。
【００６７】ルックアップテーブルの具体例について説
明する。図４は液晶パネル１０における各階調と階調電
圧との関係を示すグラフである。図５は液晶パネル１０
における各階調と液晶セル２２の容量（相対値）との関
係を示すグラフである。
【００６８】図４および図５のデータと、上記式（４）
に基づいてルックアップテーブルを作成すると図９のよ
うになる。図９は、図４、図５および上記式（４）に基
づいて求めたルックアップテーブルを示している。な
お、図９の第１列目はＬＵＴメモリ３２のアドレスＢ０
〜Ｂ７に入力される階調データ、つまり前フレーム階調
データを表し、図９の第１行目はＬＵＴメモリ３２のア
ドレスＡ０〜Ａ７に入力される階調データ、つまり表示
フレーム階調データを表している。そして、前フレーム
階調データで特定される所定の行に属し、かつ、表示フ
レーム階調データで特定される所定の列に属する値が、
その前フレーム階調データおよび表示フレーム階調デー
タに対して出力される設定階調データを表している。ま
た、図９には、前フレーム階調データおよび表示フレー
ム階調データがそれぞれ０，３２，６４，９６，１２
８，１６０，１９２，２２４，２５５の各階調の場合の
みを示している。
【００６９】図９のルックアップテーブルでは、静止画
表示の場合、つまり前フレーム階調データと表示フレー
ム階調データとが等しい場合、ＬＵＴメモリ３２に入力
される８ビットデータ範囲（ｖ０からｖ２５５）は１２
８階調から３８３階調（２５６階調分）に変換される
（ＬＵＴメモリ３２に入力される階調データを、ｖ０，
ｖ１，…，ｖ２５５と記す）。このように変換するの
は、次に説明する動画表示の場合において出力する設定
階調データ、つまりコントローラ３０に入力される階調
データが負の値となるのを避けるためである。つまり、
入力される階調データを１２８階調シフトさせること
で、負の値となるべき設定階調データを１２８階調未満
の正の値の設定階調データに対応付けることができる。
したがって、図４および図５における階調、並びに図９
から図１１における前フレーム階調データおよび表示フ
レーム階調データはシフト前の階調データであり、図９
から図１１における設定階調データはシフト後の階調デ
ータである。
【００７０】また、動画表示の場合、つまり前フレーム
階調データと表示フレーム階調データとが異なる場合、
１２０階調から３９１階調の範囲内に変換される。した
がって、動画表示の場合では、静止画表示の場合の設定
階調データの範囲を含み、かつ、その範囲よりも広い範
囲の設定階調データに変換されることになる。ソースド
ライバ１２もこれに伴った広い範囲の階調電圧を出力す
ることができる。つまり、ソースドライバ１２は液晶セ
ル２２の黒表示に対応する階調電圧から白表示に対応す
る階調電圧までの範囲に加え、その上下における所定の
範囲の電圧をも出力することができる。
【００７１】このような設定階調データに対する階調電
圧の値の関係を図１２に、また、上記階調電圧に対する
輝度（％）の関係を図１３に示す。図１２は、設定階調
データと階調電圧の値との関係を示すグラフであり、図
１３は、階調電圧と輝度の関係を示すグラフである。
【００７２】図６から図８は、ルックアップテーブルを
用いて階調データを補正した場合と、補正しなかった場
合とにおいて、表示の切り換えの応答特性を示すグラフ
である。ここで、図６は、図９のルックアップテーブル
の場合であり、第０フレームと第１フレームとの間で、
黒表示（ｖ０）から白表示（ｖ２５５）へ切り換えら
れ、その後白表示を維持した場合の輝度（％）の変化を
示している。
【００７３】第０フレームから第１フレームへ切り換わ
った瞬間に輝度が０％から１００％に変化することが理
想的である。しかし、実際には液晶分子の応答速度の遅
さや、液晶セル２２の容量変化に起因して徐々に輝度が
上昇する。ここで、補正を行わない場合では、上述の理
由によって１フレーム経過後も輝度が１００％に達して
いない。このように、１フレーム経過後も輝度が理想値
に達しない場合には、表示が入力された信号に対して間
違ったものとなる。各フレームで表示させたい階調の輝
度を得るには、そのフレーム内で輝度が理想値に達する
ことが必要である。補正を行った場合では、液晶セル２
２の容量変化による影響が抑制されるため応答性が改善
される。
【００７４】しかし、液晶分子の応答速度が遅くなる条
件では上記の補正では応答性が充分に改善されない場合
もある。図７は、液晶分子の応答速度が遅くなる条件と
して、例えば第０フレームと第１フレームとの間で中間
調表示（ｖ３２）から中間調表示（ｖ１９２）へ切り換
えられ、その後中間調表示（ｖ１９２）を維持した場合
の輝度（％）の変化を示している。この場合、上記の補
正を行っても１フレーム経過後も輝度が理想値に達して
いない。このような液晶分子の応答速度が遅くなる階調
変化では、図９のルックアップテーブルにおける設定階
調データに対して、その遅くなる分も加えた値を設定階
調データとすることが好ましい。その値を厳密に計算す
ることは困難であるが、液晶分子の応答速度を考慮して
計算し、さらに実際の表示に基づいてその値を修正する
ことにより決定することができる。
【００７５】なお、設定階調データの値を修正する場合
には、上記式（４）に基づいた図９のルックアップデー
ブルにおける設定階調データの値に対して１０階調程度
の範囲内に設定することが望ましい。設定階調データを
修正した場合には、表示する輝度が理想値を越えること
があるが、設定階調データが上記の範囲内であれば、表
示する輝度が理想値を越えたとしても１フレーム内で理
想値に戻ると考えられる。ただし、この範囲は表示階調
や液晶材料、表示モード等によって異なる場合もある。
【００７６】このようにして求めた設定階調データを図
１０に示す。図１０は、図９のルックアップテーブルを
修正したルックアップテーブルの一例である。なお、図
１０では図９から変更した設定階調データにアンダーラ
インを付している。
【００７７】図１０の設定階調データでも、静止画表示
の場合、ｖ０からｖ２５５は１２８階調から３８３階調
（２５６階調分）に変換される。図１０のルックアップ
テーブルでは図９のものに対して、相対的に階調数が低
い中間調表示から相対的に階調数が高い中間調表示への
変化の場合の設定階調データの値が大きくなっている。
これは、このような変化において液晶分子の応答速度が
特に遅いからである。なお、逆に相対的に階調数が高い
中間調表示から相対的に階調数が低い中間調表示への変
化の場合の設定階調データの値を変更する必要がある場
合もある。
【００７８】図８は、上記と同様に第０フレームと第１
フレームとの間で中間調表示（ｖ３２）から中間調表示
（ｖ１９２）へ切り換えられ、その後中間調表示（ｖ１
９２）を維持した場合の輝度（％）の変化を示してい
る。ただし、図８の場合は、図１０のルックアップテー
ブルを補正に用いている。この場合、上記の補正を行う
ことで１フレーム経過後には輝度が理想値に達すること
になる。
【００７９】なお、ソースドライバ１２が液晶セル２２
の黒表示に対応する階調電圧から白表示に対応する階調
電圧までの範囲外の電圧を出力することができない場合
には、図１１に示すように中間調表示の範囲でのみ補正
を行うように設定階調データを定めておけばよい。図１
１は、上記のようなソースドライバ１２を用いた場合の
ルックアップテーブルの一例である。
【００８０】この場合、設定階調データは０階調から２
５５階調（２５６階調分）となる。この補正では、白表
示から黒表示への切り換えのような階調変化においては
補正の効果は得られないが、中間調表示の範囲での切り
換えにおいて応答速度の改善が得られ、動画表示性能の
向上を図ることができる。
【００８１】ここで、ルックアップテーブルに設定され
るべき設定階調データについての説明を補足する。
【００８２】図９に示したルックアップテーブルは、ス
テップ充放電特性に基づいて設定されたものであるが、
液晶分子の応答に要する時間（応答時間）によっては不
適切なこともある。そこで、液晶分子の応答時間が長い
ことを考慮し、図１０に示したルックアップテーブルの
ように、容量変化に基づく補正（上記式（４）に基づく
補正）よりさらに大きく補正した設定階調データを設定
することが好ましい。ここで、単純で効果的だが、実際
には使用できない補正方法を説明することで、上記のよ
うな補正を行うことの効果を説明する。
【００８３】図３１は、階調電圧と輝度との関係を示す
仮想的なグラフである。図３１では、表示階調電圧、つ
まり、輝度が０％から１００％まで変化する範囲に対応
する階調電圧の外側に、補正のために用いる階調電圧で
あるオーバーブラック階調電圧ＯＢおよび、オーバーホ
ワイト階調電圧ＯＷを仮定する。オーバーブラック階調
電圧ＯＢおよびオーバーホワイト階調電圧ＯＷは、あら
ゆる階調変化の組み合わせに対して、それぞれ十分高電
圧および低電圧となるように設定されているものとす
る。つまり、図９に示したルックアップテーブルにおけ
る全ての設定階調データに対応する階調電圧に対して、
オーバーブラック階調電圧ＯＢは十分高電圧となるよう
に設定されており、オーバーホワイト階調電圧ＯＷは十
分低電圧となるように設定されている。なお、黒表示
（輝度０％）に対応する階調電圧をブラック階調電圧
Ｂ、白表示（輝度１００％）に対応する階調電圧をホワ
イト階調電圧Ｗとする。
【００８４】ここで、暗い階調から明るい階調へ変化さ
せる際にオーバーホワイト階調電圧ＯＷを適用し、明る
い階調から暗い階調へ変化させる際にオーバーブラック
階調電圧ＯＢを適用すると、全ての階調変化に対する液
晶分子の応答を１フレーム以内におさめることは可能で
ある。
【００８５】しかし、このような補正を行うと、実際に
は次のような不都合が生じ得る。図３２は、第０フレー
ムの開始とともに、黒表示から白表示へ切り換え、その
後第１および第２フレームで白表示を維持する際の階調
電圧および輝度の変化を示すグラフであり、実線は第０
フレームでオーバーホワイト階調電圧ＯＷを用いた場合
を示し、破線は第０フレームでホワイト階調電圧Ｗを用
いた場合、つまり補正を行わない場合を示している。ま
た、図３３は、第０フレームの開始とともに、黒表示か
ら灰表示（輝度５０％）へ切り換え、その後第１および
第２フレームで灰表示を維持する際の階調電圧および輝
度の変化を示すグラフであり、実線は第０フレームでオ
ーバーホワイト階調電圧ＯＷを用いた場合を示し、破線
は第０フレームで灰表示に対応するグレー階調電圧Ｇを
用いた場合、つまり補正を行わない場合を示している。
図３２では、オーバーホワイト階調電圧ＯＷを用いるこ
とにより、補正を行わない場合のフレーム間での段階的
な応答が解消され、良好な高速応答を示すようになる。
ところが、図３３では、オーバーホワイト階調電圧ＯＷ
を用いることにより、第１フレームまでに白表示にまで
到達してしまう。すなわち、目的とする階調をはるかに
越えて応答してしまうことになる。もちろん、オーバー
ホワイト階調電圧ＯＷを用いた場合は目的の階調に達す
るのに要する時間が約１／６フレーム時間となり、応答
時間短縮効果はあるといえばあるが、例え応答時間が短
縮されたとしても目的とする階調が得られないのでは意
味がない。さらに、行き過ぎた応答はその後の第１フレ
ーム以降に悪影響を残すことになる。すなわち、行き過
ぎた階調から目的の階調に戻すために、２から３フレー
ム時間を要することになる。この第１フレーム以降で
は、応答時間短縮のための補正は行われない。なぜな
ら、第１フレーム以降に表示すべき階調は灰表示で一定
しており、階調変化がなく、静止画表示の扱いとなるか
らである。
【００８６】以上の例は非常に極端ではあるが、応答時
間が短縮されても１フレーム時間経過したときの表示階
調が目的とする階調と大きく異なるような補正を行え
ば、同様の現象が起こることになる。この現象が起こる
ことを避けるためには、ＬＵＴメモリ３２のルックアッ
プテーブルに設定されるべき設定階調データは、その設
定階調データに応じた階調電圧が印加されてから１フレ
ームに相当する時間（１フレーム時間）が経過すると
き、つまり次のフレームにおける階調電圧が印加される
直前において表示している輝度が、目的の輝度（表示す
べき階調の輝度、理想値）に対して９０％〜１１０％の
範囲、つまり輝度の誤差が±１０％の範囲となるような
階調であることが好ましい。この範囲を越えるような設
定階調データを用いると、その設定階調データにより表
示するフレームの輝度が目的とする輝度からかけ離れた
輝度として観察されるばかりでなく、そのフレーム以降
のフレームにおける異常表示をもたらすことになりかね
ない。この点は、以下に説明する他の実施形態に関して
も同様である。
【００８７】上記輝度の誤差が±１０％の範囲となるよ
うに設定階調データを設定することが好ましい点は、次
の実験により確認された。
【００８８】図４０に示す評価映像を９種類のディスプ
レイに表示させ、その評価映像を５０人の被験者に主観
評価させる実験を行った。図４０は、この実験に用いた
評価映像を示す概念図である。この評価映像は、中間調
の横階調バーからなる表示パターン上に、中間調の縦バ
ーを横スクロールさせるものである。この評価映像の表
示領域は６４０ドット×４８０ドットとした。また、横
階調バーは６４階調、９６階調、１２８階調、１６０階
調、１９２階調の各横バーを上から順に並べたものであ
り、縦バーは６４階調、１２８階調、１９２階調のもの
をランダムに変化させたものである。また、縦バーの横
スクロール速度は、４ドット／フレーム（６０Ｈｚ）と
した。
【００８９】被験者による評価項目は、縦バーの周辺の
エッジぼけであり、図４１に示す基準で判定させた。図
４１は、本実験の評価基準を示す図表である。実験に用
いた９種類のディスプレイの各形態は、図４２に示す通
りであり、各ディスプレイでは、輝度の誤差が図４２に
示す範囲に収まるように設定してある。図４２は、本実
験に用いた各ディスプレイの形態、各ディスプレイに設
定されている輝度の誤差、および評価結果を示す図表で
ある。評価結果は、図４１に示した評価基準の点数の全
被験者間での平均値で表している。液晶表示装置として
の液晶テレビでは、ＣＲＴのようなインパルス型ディス
プレイのように輝度の誤差が０％、評価結果５．０とす
るのは難しいが、輝度の誤差が±１０％以内では評価結
果３．０以上となり、多くの被験者が少なくとも表示エ
ラーが邪魔にならないと判断した。したがって、輝度の
誤差が±１０％以内では実用上問題のないレベルである
ことがわかった。
【００９０】ルックアップテーブルに予め設定階調デー
タを設定することによって補正を行う本発明の補正方法
は、液晶パネル１０の電気的特性ばかりでなく、液晶分
子そのものの応答特性、人間の視覚特性にも合わせた適
切な補正階調を設定しうる点で、特に汎用性に優れた補
正方法であるといえる。
【００９１】なお、ＬＵＴメモリ３２による変換を演算
化して、メモリー容量の削減、接続ピン数の削減などを
図る工夫もあり得る。このような場合でも、階調変化に
おいて、１フレーム時間が経過したときに表示している
階調の、目的の階調に対する誤差が±１０％以内に収ま
るようにすることが好ましい。例えば、互いに近い階調
間での応答速度が遅いことによる階調差をフィードバッ
クして、小さい変化を埋め合わせるような演算方式とす
ることが望ましい。
【００９２】以上のように、本実施形態に係る液晶表示
装置は、各画素における各フレーム間での階調変化を認
識するために前フレーム階調データを記憶するフレーム
メモリ３４を有している。そして、予めＬＵＴメモリ３
２に記憶させたルックアップテーブルを参照し、フレー
ムメモリ３４に記憶している前フレーム階調データと、
表示フレーム階調データとに基づいて特定される設定階
調データをコントローラ３０に出力する。すなわち、Ｌ
ＵＴメモリ３２は前フレーム階調データと表示フレーム
階調データとに基づいて、記憶されたルックアップテー
ブルにより階調データを変換して出力する。
【００９３】ＬＵＴメモリ３２からコントローラ３０に
出力された階調データは、ソースドライバ１２に書き込
まれる。そして、ソースドライバ１２によりその階調デ
ータに対応する階調電圧がソースバスライン１６を介し
てその階調データに対応する画素の液晶セル２２および
負荷容量２４に書き込まれ、その画素において階調表示
が行われる。
【００９４】ルックアップテーブルによる階調データの
変換は、階調変化の際に目標とする階調表示が得られる
ような階調電圧に対応する階調データへの変換とする。
これにより液晶パネル１０に最適な階調電圧を印加する
ことができ、特に動画像の品位を向上させることができ
る。
【００９５】なお、ルックアップテーブルを求める際に
は、簡易的には上述した式（４）に基づくことができる
が、実際の液晶セル２２ではゲートＯＮ時から液晶分子
が除々に応答するため、その計算値からずれることがあ
る。特に１フレーム以内に液晶分子の応答が完了しない
ような場合では、計算値よりも補正量を大きくすること
が好ましい。
【００９６】ここで、ＬＵＴメモリ３２としてＳＲＡＭ
を用いるとフレーム周波数の高い高精細な画像データに
も対応できるため好ましい。
【００９７】このようにすることにより、コントローラ
３０から出力されるデータを従来と同様なソースドライ
バ１２等に対して出力することができる。つまり、コン
トローラ３０以降の構成として、従来のソースドライバ
１２等を用いることができる。
【００９８】ただし、従来と同様なソースドライバ１２
の場合では、ソースドライバ１２が出力できる階調電圧
の範囲が、液晶セル２２の白表示に対応する階調電圧と
黒表示に対応する階調電圧との間に限られている場合が
ある。この場合では、例えば、表示を白表示から黒表示
へ変化させるときに、黒表示に対応する階調電圧をその
まま出力するしかなく、適切な補正を行うことができな
い場合がある。これに対して、ソースドライバ１２が白
表示に対応する階調電圧と黒表示に対応する階調電圧と
の範囲外の階調電圧（例えば、白表示に対応する階調電
圧より上の階調電圧、および黒表示に対応する階調電圧
より下の階調電圧）を出力することが可能であれば、上
記のような場合でも適切な補正が可能になる。
【００９９】補正後においても液晶セル２２に階調電圧
を印加するために、本実施形態では、ＬＵＴメモリ３２
を用いて前フレーム階調データと表示フレーム階調デー
タとにより印加する階調電圧に対応する階調データを選
択する。このため、階調変換を簡単に行うことができ
る。
【０１００】以上のように、本実施形態では、階調変化
時に起こる印加電圧の変化を、その変化を予め加味した
階調電圧を印加することにより最小限に抑え、１フレー
ム以内で液晶分子を応答させ、特に動画像の表示性能の
向上を図ることができる。
【０１０１】また、ＬＵＴメモリ３２を用いることで、
階調変化時に伴う印加電圧のズレを加味した階調電圧を
印加することができるシステムを、より簡単に構成する
ことができる。
【０１０２】〔実施形態２〕本発明の第２の実施形態に
ついて図１６から図１９に基づいて説明すれば、以下の
通りである。本実施形態に係るアクティブマトリクス型
の液晶表示装置の構成は、基本的には実施形態１におい
て図１に基づいて説明したものと同等であるため、ここ
では相違点のみ説明する。本実施形態に係るアクティブ
マトリクス型の液晶表示装置では、ＬＵＴメモリ３２の
代わりにＬＵＴメモリ（変換部、メモリ）３６を備える
とともに、ＬＵＴメモリ３６の入出力が実施形態１の場
合と異なっている。
【０１０３】図１６は、本実施形態に係るＬＵＴメモリ
３６周辺の構成を示すブロック図である。ＬＵＴメモリ
３６には、表示フレーム階調データおよび前フレーム階
調データの各上位ビット（上位桁）のみが入力される。
ＬＵＴメモリ３６は、入力される表示フレーム階調デー
タおよび前フレーム階調データの各上位ビットに基づい
て、予め定められてＬＵＴメモリ３６に記憶されたルッ
クアップテーブルから特定の設定階調データを出力する
ようになっている。ＬＵＴメモリ３６から出力される設
定階調データも、入力に対応した上位ビットのみの設定
階調データである。そして、ＬＵＴメモリ３６から出力
された上位ビットのみの設定階調データと、表示フレー
ム階調データの下位ビット（下位桁）とを加算器３８に
て加算してコントローラ３０に入力する。
【０１０４】実施形態１で説明したように、階調データ
のすべてのビットに基づいて階調データの変換を行うこ
とにより最適な変換、つまり最も誤差の少ない変換を行
うことができる。しかし、例えば８ビット（２５６階
調）の階調データにおいて、下位２ビット（４階調分）
程度を階調データの変換の考慮に入れないとしても、そ
れによる誤差の程度はごく小さく、実用上問題がないと
考えられる。一方、階調データの上位ビットのみに基づ
いてＬＵＴメモリ３６による変換を行うことにより、よ
り容量の小さいＬＵＴメモリ３６およびフレームメモリ
３４を利用することができ、装置のコストダウンを図る
ことができる。例えば、ＬＵＴメモリ３６は、図３に示
したＬＵＴメモリ３２に対して、表示フレーム階調デー
タの上位ビットを入力するためのアドレスＡ０〜Ａ５、
前フレーム階調データの上位ビットを入力するためのア
ドレスＢ０〜Ｂ５、および変換した上位ビットのみの設
定階調データを出力するためのアドレスＹ０〜Ｙ５のみ
を有しておればよいことになる。
【０１０５】このように、階調データの変換の際に下位
ビットを考慮に入れないことにより、フレーム間で画素
の階調が変化する場合に、（下位ビットの値）／（全ビ
ットの値）に相当する誤差が生じることになる。しか
し、この場合でも、実施形態１で説明した補正の効果は
小さくなるものの、その効果が得られなくなるわけでは
なく、十分な効果を得ることが可能である。
【０１０６】本実施形態の構成において適切なルックア
ップテーブルをＬＵＴメモリ３６に設定し、適切なルッ
クアップテーブルをＬＵＴメモリ３２に設定した実施形
態１の構成の場合と比較した。フレーム間におけるあら
ゆる階調データの変化に関して、本実施形態の構成によ
る上位６ビットのみに基づく階調データの変換と、実施
形態１の構成による８ビットすべてに基づく階調データ
の変換とを比較すると、コントローラ３０に入力される
階調データ（以下「補正階調データ」という。なお、実
施形態１では設定階調データが補正階調データとな
る。）において、各変換の間の差がほとんど場合では４
階調未満におさまった。上記の差が４階調以上になった
のは、隣り合うフレーム間における全６５５３６通りの
階調変化において３３４通りとなり、その割合は約０．
５％であった。最も上記の差が大きくなったのは、前フ
レーム階調データが２５１階調、表示フレーム階調デー
タが８７階調の場合であり、その差は補正階調データに
おいて２２階調、階調電圧の差において０．３５Ｖとな
った。
【０１０７】図１７は、上記の比較において、ＬＵＴメ
モリ３２に設定したルックアップテーブルの一部を示す
図表であり、図１８は、ＬＵＴメモリ３６に設定したル
ックアップテーブルの一部を示す図表である。ここで、
補正（階調データの変換）を行わない場合における８７
階調に対応する階調電圧は４．０２５Ｖであった。ま
た、前フレーム階調データが２５１階調であり表示フレ
ーム階調データが８７階調の場合、階調データの変換を
８ビットすべてに基づいて行なったときの階調電圧は
５．４９５Ｖ（１階調に相当）であったのに対して、上
位６ビットのみに基づいて行なったときの階調電圧は
５．１４５Ｖ（２３階調に相当）であった。したがっ
て、階調データの変換を８ビットすべてに基づいて行な
ったときと、上位６ビットのみに基づいて行なったとき
との階調電圧の差は０．３５Ｖ（２２階調の差に相当）
となった。しかし、補正を行わない場合の階調電圧は
４．０２５Ｖであるのに対して、上位６ビットのみに基
づく変換による補正を行う場合の階調電圧は５．１４５
Ｖであるため、補正を行わない場合に対して１Ｖ以上大
きい階調電圧を印加することになり、その効果は大き
い。
【０１０８】以上のように、本実施形態では、変換部を
構成するＬＵＴメモリ３６が、表示フレーム階調データ
および前フレーム階調データに基づいて、表示フレーム
階調データを補正階調データに変換する。このとき、Ｌ
ＵＴメモリ３６は、表示フレーム階調データの上位ビッ
ト（上位桁）および前フレーム階調データの上位ビット
に基づいて、記憶している上位ビットのみの設定階調デ
ータを特定する。上位ビットとして利用するビット数は
特に限定されないが、例えば８ビットに対して上位６ビ
ットを利用するとよい。このように、階調データの予め
定めた上位ビットに基づいて階調データの変換を行うこ
とにより、ＬＵＴメモリ３６で扱うデータ量を削減する
ことができる。したがって、入出力ピン数がより少な
く、容量もより小さいＬＵＴメモリ３６を利用すること
ができ、回路部品の簡素化を図ることができる。
【０１０９】なお、ＬＵＴメモリ３６により特定された
上位ビットのみの設定階調データに対して、加算器３８
により表示フレーム階調データの残りの下位ビット（下
位桁）を加算することにより補正階調データとし、コン
トローラ３０に入力することが望ましい。このとき、加
算器３８も変換部を構成する。これにより、上位ビット
のみに基づく階調データの変換を行ったことにより生じ
る誤差を小さくすることができる。
【０１１０】また、下位ビットに関しても、前フレーム
階調データの下位ビットに基づいて、下位ビット変換部
３７により表示フレーム階調データの下位ビットを変換
し、その変換結果とＬＵＴメモリ３６により特定された
上位ビットのみの設定階調データとを加算器３８により
さらに加算するようにしてもよい。この場合の構成は図
１９のようになる。図１９は、本実施形態の変形例に係
るＬＵＴメモリ３６周辺の構成を示すブロック図であ
る。このとき、下位ビット変換部３７も変換部を構成す
る。
【０１１１】表示フレーム階調データおよび前フレーム
階調データの各下位ビットが示す値が等しい場合は、表
示フレーム階調データの下位ビットをそのまま加算する
ようにしてもよいが、これらが異なる場合には表示フレ
ーム階調データの下位ビットを変換した方がよい。例え
ば、表示フレーム階調データの下位ビットが前フレーム
階調データの下位ビットより大きい場合には、表示フレ
ーム階調データの下位ビットをより大きい値に変換し、
逆に、表示フレーム階調データの下位ビットが前フレー
ム階調データの下位ビットより小さい場合には、表示フ
レーム階調データの下位ビットをより小さい値に変換し
た方がよい。
【０１１２】具体例を用いて説明すると次のようにな
る。なお、以下の具体例で用いる２進数の値は説明のた
めのものであり、必ずしも実際の値として適切であると
は限らない。前フレーム階調データが「０００００００
０」であり、表示フレーム階調データが「１０００００
１１」であり、実施形態１のように８ビットすべてに基
づいて最適な変換を行うと「１１００１１００」となる
とする。そして、上位６ビットを用いて変換を行うと
「１１００００（００）」となったとする。上位６ビッ
トを用いた変換結果に対して、表示フレーム階調データ
の下位２ビットである「１１」を単純に加算すると「１
１００００１１」となり、８ビットすべてに基づいて最
適な変換を行った場合の「１１００１１００」と比較し
て「１００１」の誤差が生じる。
【０１１３】これに対して、表示フレーム階調データの
下位２ビットである「１１」が、前フレーム階調データ
の下位２ビットである「００」より大きいため、表示フ
レーム階調データの下位２ビットを下位ビット変換部３
７により「１００」に変換してから加算すると、「１１
０００１００」とすることができる。このときの誤差は
「１０００」となり、上記単純に加算した場合より誤差
を小さくすることができる。
【０１１４】下位ビット変換部３７は、ＬＵＴメモリに
より構成してもよく、単純な演算を行う演算回路により
構成してもよい。ＬＵＴメモリにより構成する場合は、
ＬＵＴメモリ３６の場合と同じように、入力される表示
フレーム階調データおよび前フレーム階調データの各下
位ビットに基づいて、予め定められて記憶されたルック
アップテーブルから特定のデータを出力するようにすれ
ばよい。また、下位ビット変換部３７から出力するデー
タは厳密なものでなくてもよいため、入力される表示フ
レーム階調データおよび前フレーム階調データの各下位
ビットに対して、予め定めた単純な演算を施して出力す
るようにすればよい。例えば、表示フレーム階調データ
の下位ビットと前フレーム階調データの下位ビットとの
差の定数倍を出力するようにしてもよい。
【０１１５】〔実施形態３〕本発明の第３の実施形態に
ついて図２０から図２５に基づいて説明すれば、以下の
通りである。本実施形態に係るアクティブマトリクス型
の液晶表示装置の構成は、基本的には実施形態１におい
て図１に基づいて説明したものと同等であるため、ここ
では相違点のみ説明する。本実施形態に係るアクティブ
マトリクス型の液晶表示装置では、ＬＵＴメモリ３２の
代わりに変換演算回路４０を備えている。
【０１１６】表示フレーム階調データおよび前フレーム
階調データに基づいて、簡単な演算のみにより適切な階
調データへ変換することは難しい。それは、その変換の
ための演算には、表示すべき階調に応じて液晶セル２２
の電極間に印加すべき電圧（上記式（４）のＶｍ）、お
よび直前に表示していた階調に対する階調変化に起因す
る液晶セル２２の電極間の容量比（上記式（４）のＣｍ
／Ｃｎ）が必要となるが、それらの値は階調に関する単
純な関数等にあてはまらないためである。
【０１１７】そこで、本実施形態の変換演算回路４０で
は、階調データを液晶セル２２の電極間の電圧および容
量に相当する値に変換するためのテーブルを用い、その
テーブルによる変換結果に対して演算を行い、その演算
結果を再び対応する階調データへ変換するという処理を
行う。このような処理を行なうことで、簡単な変換およ
び演算で補正階調データを生成することができるように
なる。
【０１１８】図２０は、本実施形態に係る変換演算回路
４０周辺の構成を示すブロック図である。変換演算回路
４０は、第１〜第３ＬＵＴメモリ４２・４４・４６、お
よび演算器４８を備えている。変換演算回路４０におい
て、表示フレーム階調データは第１ＬＵＴメモリ４２に
入力され、前フレーム階調データは第２ＬＵＴメモリ４
４に入力される。第１ＬＵＴメモリ４２および第２ＬＵ
Ｔメモリ４４は、それぞれ表示フレーム階調データおよ
び前フレーム階調データの各階調に対応して予め設定し
ておいた数値データを記憶しており、入力される各階調
データに対応する数値データを出力するようになってい
る。つまり、第１ＬＵＴメモリ４２および第２ＬＵＴメ
モリ４４では、入力される各階調データを、予め設定さ
れた対応する数値データに変換する。以下では、第１Ｌ
ＵＴメモリ４２におけるこの変換を数値変換Ｉ、第２Ｌ
ＵＴメモリ４４におけるこの変換を数値変換Ｍという。
数値変換Ｉおよび数値変換Ｍによる変換結果としての数
値データを一般的にいうときには、それぞれ数値データ
Ａおよび数値データＢというものとする。第１ＬＵＴメ
モリ４２および第２ＬＵＴメモリ４４からそれぞれ出力
される数値データＡおよび数値データＢは、演算器４８
に入力される。演算器４８では、数値データＡおよび数
値データＢの簡単な演算、例えば四則演算を行う。この
演算結果としての数値データを一般的にいうときには、
数値データＤというものとする。演算器４８から出力さ
れる数値データＤは、第３ＬＵＴメモリ４６に入力され
る。第３ＬＵＴメモリ４６は、演算器４８からの数値デ
ータＤに対応して予め設定しておいた補正階調データを
記憶しており、入力される数値データＤに対応する補正
階調データをコントローラ３０に対して出力するように
なっている。つまり、第３ＬＵＴメモリ４６では、入力
される数値データＤを、予め設定された対応する補正階
調データに変換する。以下では、第３ＬＵＴメモリ４６
におけるこの変換を数値変換Ｏという。
【０１１９】変換および演算の例を示す。アクティブマ
トリクス型の液晶表示装置では、発明が解決しようとす
る課題の項で説明したように、表示すべき階調を変化さ
せる際に、液晶セル２２内の液晶の誘電率が変化するこ
とにより、液晶セル２２の電圧が変化する（電圧降下ま
たは電圧上昇が起こる）。このため、表示すべき階調に
適した階調電圧を印加することができなくなる。上述し
たように、アクティブマトリクス型の液晶表示装置で
は、表示すべき階調に応じて液晶セル２２の電極間に印
加すべき電圧（上記式（４）のＶｍ）、および直前に表
示していた階調に対する階調変化に起因する液晶セル２
２の電極間の容量比（上記式（４）のＣｍ／Ｃｎ）を、
簡単な関数で表すことは困難である。そのため、階調デ
ータをそのまま用いて演算することにより適切な変換を
行うことは難しい。
【０１２０】そこで、本実施形態では、階調データを、
液晶セル２２の電圧の値や液晶セル２２の容量の値を反
映した数値に一旦変換する。この変換を行うために、表
示フレーム階調データおよび前フレーム階調データの各
階調に対応した数値データを第１ＬＵＴメモリ４２およ
び第２ＬＵＴメモリ４４に予め記憶させておく。そし
て、入力される表示フレーム階調データおよび前フレー
ム階調データに基づいて第１ＬＵＴメモリ４２および第
２ＬＵＴメモリ４４を参照することにより、対応する数
値データを得るようにする。
【０１２１】第１ＬＵＴメモリ４２および第２ＬＵＴメ
モリ４４に記憶させておく数値データについては、以下
のように定める。ここでは、表示フレーム階調データが
示す階調をｍ、前フレーム階調データが示す階調をｎと
する。また、ｍ階調が表示されて定常状態となっている
ときの液晶セル２２の電圧をＶｍ、液晶セル２２の容量
をＣｍ、ｎ階調が表示されて定常状態となっているとき
の液晶セル２２の容量をＣｎとする。そして、ｎ階調か
らｍ階調へ変化させる場合に液晶セル２２の電圧として
必要な電圧（補正を含んだ電圧）をＶｐとすると、上記
式（４）と同様に、 Ｖｐ＝Ｃｍ／Ｃｎ×Ｖｍ … （５） とすることができる。
【０１２２】そこで、ｍ階調に対して第１ＬＵＴメモリ
４２のルックアップテーブルに記憶させる数値データを
Ａｍ＝α×Ｖｍ×Ｃｍとし、ｎ階調に対して第２ＬＵＴ
メモリ４４のルックアップテーブルに記憶させる数値デ
ータをＢｎ＝１／Ｃｎ×βとする。ここで、αおよびβ
については後述するが、これらは予め定めた定数であ
る。そして、演算器４８における演算としては、数値デ
ータＡｍと数値データＢｎとの積とする。つまり、演算
器４８を乗算器とする。その演算結果を数値データＤｐ
とすると、Ｄｐ＝α×β×Ｖｐとなる。そして、ルック
アップテーブルとして第３ＬＵＴメモリ４６に記憶させ
る補正階調データが示す階調を、数値データＤｐに対し
てＰ階調とする。このＰ階調は、コントローラ３０を介
して液晶セル２２に電圧Ｖｐを印加するための階調であ
る。
【０１２３】つまり、変換演算回路４０では、 ｍ→Ｖｍ，Ｃｍ … （６） ｎ→Ｃｎ … （７） Ａｍ←（Ｖｍ×Ｃｍ）×α … （８） Ｂｎ←（１／Ｃｎ）×β … （９） Ｄｐ＝Ａｍ×Ｂｎ … （１０） Ｐ←Ｄｐ … （１１） の変換および演算により階調データの変換を行う。ここ
で、式（６）および式（８）の変換を第１ＬＵＴメモリ
４２で、式（７）および式（９）の変換を第２ＬＵＴメ
モリ４４で、式（１０）の演算を演算器４８で、式（１
１）の変換を第３ＬＵＴメモリ４６で行う。なお、式
（６）〜式（１１）において「→」または「←」はルッ
クアップテーブルを用いた変換を表し、「＝」は演算を
表している。また、ここでは式（８）および式（９）も
ルックアップテーブルを用いた変換に含めているが、こ
れらは演算により行ってもよい。さらに、式（６）およ
び式（７）についても演算により行ってもよいが、式
（６）および式（７）を演算により行う場合、その演算
は複雑なものになることが予想されるため、上記変換に
よることが望ましい。
【０１２４】上記変換および演算の内容についてさらに
詳しく述べる。なお、ここで用いた液晶パネル１０は、
図２１および図２２に示す特性を有するものである。図
２１は本実施形態で用いた液晶パネル１０の定常状態に
おける各階調と階調電圧との関係を示すグラフである。
図２２は本実施形態で用いた液晶パネル１０の定常状態
における各階調と液晶セル２２の容量（相対値）との関
係を示すグラフである。
【０１２５】ＶｍおよびＣｍは図２１および図２２から
読み取られる実数値であるため、デジタルの演算には適
していない。そこで、これらの値を等倍して桁落ちによ
る誤差が生じ難いようにする必要がある。ここで、数値
データＡｍは、Ｖｍ×Ｃｍの値に対応するものであり、
この値の階調間における最小差は０．００８４８であっ
た。したがって、上記誤差をなくすために、例えばＶｍ
×Ｃｍを１２０倍することにより上記最小差を約１にす
る。また、数値データＢｎは、１／Ｃｎの値に対応する
ものであり、この値の階調間における最小差は０．００
０１２４であった。したがって、上記誤差をなくすため
に、例えば１／Ｃｎを８０７０倍することにより上記最
小差を約１にする。このとき、α＝１２０，β＝８０７
０である。
【０１２６】これらαおよびβはそれほど厳密な値でな
くてもよく、仮に上記最小差が１未満となり隣り合う階
調データ間で数値データＡｍまたは数値データＢｎが同
一の値となった場合でも、それほど大きな誤差は生じな
い。また、実施形態２と同様に、下位ビットを考慮しな
くても十分な補正の効果が得られる場合が多い。これ
は、上述したように、４階調程度の誤差であればその誤
差による表示への影響の程度はごく小さく、実用上問題
がないと考えられるためである。
【０１２７】上記のように、α＝１２０，β＝８０７０
とすることにより、上記式（５）、（８）〜（１０）よ
り、 Ａｍ＝１２０×Ｃｍ×Ｖｍ Ｂｎ＝８０７０×（１／Ｃｎ） Ｄｐ＝Ａｍ×Ｂｎ＝８０７０×１２０×Ｖｐ となる。なお、上記各式に基づいて数値データＡｍ，Ｂ
ｎ，Ｄｐを算出する際には、小数点以下を切り捨てるも
のとする。
【０１２８】この場合、図２１および図２２に示したグ
ラフの値から、数値データＡｍは９６４（ｍ＝０）から
２１９（ｍ＝２５５）の値となり、数値データＢｎは５
５２３（ｎ＝０）から７９２６（ｎ＝２５５）の値とな
った。これらの値をそのまま用いてもよいが、数値デー
タをシフトしてより小さい値に設定しておくことにより
容量の削減を図ることができる。つまり、 Ｂｎ＝８０７０×（１／Ｃｍ）−５５２３ Ｄｐ＝Ａｍ×（Ｂｎ＋５５２３）−１２０９５３７ のように数値データＢｎをシフトして数値データＢｎの
最小値が０となるようにしたものを用いることが望まし
い。これにより、第２ＬＵＴメモリ４４の容量を削減す
ることができる。なお、数値データＡｍについても数値
データＢｎのようにして最小値が０となるようにシフト
させてもよい。ただし、数値データＡｍは９６４（ｍ＝
０）から２１９（ｍ＝２５５）の値であって１０ビット
分の容量が必要であるが、シフトさせた場合でも７４５
（ｍ＝０）から０（ｍ＝２５５）の値であって同じく１
０ビット分の容量が必要となる。したがって、容量的に
は変わらないため、シフトさせなくてもよい。
【０１２９】このとき、表示フレーム階調データと数値
データＡｍとの関係、前フレーム階調データと数値デー
タＢｎとの関係、数値データＤｐと階調データＰとの関
係は、それぞれ図２３から図２５のようになった。図２
３から図２５は、上記各関係を示す図表である。
【０１３０】数値データＡｍ，Ｂｎ，Ｄｐをそれぞれ第
１ＬＵＴメモリ４２、第２ＬＵＴメモリ４４、第３ＬＵ
Ｔメモリ４６に記憶させておく場合、より小さい容量の
メモリを用いるようにするためには、実施形態２と同様
に表示フレーム階調データおよび前フレーム階調データ
の例えば上位６ビットのみに基づいて第１ＬＵＴメモリ
４２および第２ＬＵＴメモリ４４による変換を行うよう
にしてもよい。この場合でも、補正の効果がほとんど損
なわれないようにすることができる。
【０１３１】以上のように、本実施形態では、変換部を
構成する変換演算回路４０が、表示フレーム階調データ
および前フレーム階調データに基づいて、表示フレーム
階調データを補正階調データに変換する。ここで、変換
演算回路４０には、表示フレーム階調データによって特
定される数値データＡ（第１変換値）、および前フレー
ム階調データによって特定される数値データＢ（第２変
換値）が予め記憶されている。また、変換演算回路４０
は、特定された数値データＡおよび数値データＢに基づ
く演算により補正階調データを生成する。
【０１３２】これによると、表示フレーム階調データお
よび前フレーム階調データから補正階調データを生成す
る処理において、複雑な演算を要する処理については予
め記憶された数値データＡおよび数値データＢへの変換
により行い、簡単な演算が可能な処理については演算に
より行うことができる。したがって、すべての処理を演
算により行うことによる演算の複雑化を抑えて変換演算
回路４０の構成の簡素化を図ることができる。また、あ
らゆる階調変化の組み合わせ（表示フレーム階調データ
が示す階調と前フレーム階調データが示す階調との組み
合わせ）に対応した補正階調データを記憶しておくこと
による記憶容量の増大を抑えて変換演算回路４０の簡素
化を図ることができる。
【０１３３】〔実施形態４〕本発明の第４の実施形態に
ついて説明すれば、以下の通りである。本実施形態に係
るアクティブマトリクス型の液晶表示装置の構成は、基
本的には実施形態３において図２０に基づいて説明した
ものと同等であり、実施形態３と異なっているのは、変
換や演算の内容である。
【０１３４】本実施形態では、上記式（５）を、 Ｌｏｇ（Ｖｐ）＝Ｌｏｇ（Ｃｍ／Ｃｎ×Ｖｍ） ＝Ｌｏｇ（Ｃｍ×Ｖｍ）−Ｌｏｇ（Ｃｎ） … （１２） と変形した式（１２）を利用する。このように上記式
（５）の両辺の対数をとったのは、演算器４８による演
算を乗算より単純な演算である減算とするためである。
したがって、この対数は常用対数でも自然対数でもよ
い。ここで、γを、実施形態３における定数αやβと同
様、デジタル化における桁落ちを防ぐために予め定めた
定数として、 Ａｍ＝γ×Ｌｏｇ（Ｃｍ×Ｖｍ） … （１３） Ｂｎ＝γ×Ｌｏｇ（Ｃｎ） … （１４） Ｄｐ＝γ×Ｌｏｇ（Ｖｐ） … （１５） とすると、 Ｄｐ＝Ａｍ−Ｂｎ … （１６） とすることができる。
【０１３５】つまり、変換演算回路４０では、 ｍ→Ｖｍ，Ｃｍ … （１７） ｎ→Ｃｎ … （１８） Ａｍ←γ×Ｌｏｇ（Ｖｍ×Ｃｍ） … （１９） Ｂｎ←γ×Ｌｏｇ（Ｃｎ） … （２０） Ｄｐ＝Ａｍ−Ｂｎ … （２１） Ｐ←Ｄｐ … （２２） の変換および演算により階調データの変換を行う。ここ
で、式（１７）および式（１９）の変換を第１ＬＵＴメ
モリ４２で、式（１８）および式（２０）の変換を第２
ＬＵＴメモリ４４で、式（２１）の演算を演算器４８
で、式（２２）の変換を第３ＬＵＴメモリ４６で行う。
したがって、演算器４８は減算器となる。なお、式（１
７）〜式（２２）において「→」または「←」はルック
アップテーブルを用いた変換を表し、「＝」は演算を表
している。また、ここでは式（１９）および式（２０）
もルックアップテーブルを用いた変換に含めているが、
これらは演算により行ってもよい。さらに、式（１７）
および式（１８）についても演算により行ってもよい
が、式（１７）および式（１８）を演算により行う場
合、その演算は複雑なものになることが予想されるた
め、上記変換によることが望ましい。
【０１３６】なお、この表示フレーム階調データの階調
ｍから数値データＡｍへの変換をデジタル処理で実現す
るためには、数値データＡｍはデジタル値を取らなけれ
ばならないため、実施形態３と同様、数値データＡｍの
値が整数値（デジタル値）となるように定数γを設定す
る。
【０１３７】ここで、上記数値データＡｍおよび数値デ
ータＢｎの意味について考え、一般的な液晶セル２２に
対して数値データＡｍおよび数値データＢｎを設定する
際の条件について説明する。
【０１３８】まず、数値データＡｍおよび数値データＢ
ｎの意味を考えるために、簡単な場合として数値データ
Ａｍおよび数値データＢｎがそれぞれ表示フレーム階調
データが示す階調ｍおよび前フレーム階調データが示す
階調ｎに対して線形（１次式）的に変化する場合を想定
し、例えば、補正階調データが示す階調Ｐが、 Ｐ＝ｍ＋ａ×（ｍ−ｎ） … （２３） のような関係にある場合を考える。この場合、表示フレ
ーム階調データがどのような階調であっても、変換後の
補正階調データが示す階調Ｐは、表示フレーム階調デー
タが示す階調ｍに対して、階調変化による階調の差（ｍ
−ｎ）の定数ａ倍を加算した値になる。以下では、この
ａ×（ｍ−ｎ）を「負荷」と称する。この場合、 Ａｍ＝（１＋ａ）×ｍ … （２４） Ｂｎ＝ａ×ｎ … （２５） Ｐ＝Ｄｐ … （２６） となる。
【０１３９】ここで、表示フレーム階調データが示す階
調ｍと数値データＡｍとの関係を示す関数Ａ（ｍ）、前
フレーム階調データが示す階調ｎと数値データＢｎとの
関係を示す関数Ｂ（ｎ）を想定する。
【０１４０】まず、数値データＡｍについて考える。上
記負荷を変えるためには上記定数ａを変える必要があ
り、そのためには式（２４）より関数Ａ（ｍ）の傾きを
変えればよいことがわかる。したがって、表示フレーム
階調データが示す階調ｍにおいて、前フレーム階調デー
タからの階調変化に対して大きい負荷を加えたいところ
では、関数Ａ（ｍ）の傾きの絶対値を大きくし、前フレ
ーム階調データからの階調変化に対して小さい負荷を加
えたいところでは、関数Ａ（ｍ）の傾きの絶対値を小さ
くすればよい。なお、ここで「傾きの絶対値」としたの
は、関数Ａ（ｍ）の傾きは液晶セル２２の表示特性によ
って正負いずれの値もとり得るからである。具体的に
は、液晶セル２２がノーマリーホワイトの場合は関数Ａ
（ｍ）の傾きが負となり、液晶パネル１０がノーマリー
ブラックの場合は関数Ａ（ｍ）の傾きが正となる。
【０１４１】実際には、関数Ａ（ｍ）は線形的に変化す
るものではなく曲線的に変化するものであると予想され
る。上記のことから、数値データＡｍを設定する際に
は、表示フレーム階調データが示す階調ｍにおいて、大
きい負荷を加えたいところでは関数Ａ（ｍ）の傾きが大
きくなるように数値データＡｍを設定し、小さい負荷を
加えたいところでは関数Ａ（ｍ）の傾きが小さくなるよ
うに数値データＡｍを設定すればよい。
【０１４２】また、同じ階調ｑ（ｍ＝ｎ＝ｑ）で比較し
たとき、関数Ａ（ｑ）の傾きの絶対値は、常に関数Ｂ
（ｑ）の傾きの絶対値よりも大きくなるようにする必要
がある。関数Ａ（ｑ）の傾きの絶対値と関数Ｂ（ｑ）の
傾きの絶対値とが等しいと、式（２１）より、階調ｑで
の静止画表示（ｍ＝ｎ＝ｑの場合）と、階調（ｑ＋１）
での静止画表示（ｍ＝ｎ＝（ｑ＋１）の場合）との間で
補正階調データが示す階調が同じ値を示すことになり静
止画表示の階調つぶれを起こすからである。また、関数
Ａ（ｑ）の傾きの絶対値が、関数Ｂ（ｑ）の傾きの絶対
値よりも小さいと、階調が逆転することになるからであ
る。
【０１４３】さらに、関数Ａ（ｑ）の傾きの絶対値は１
以上である必要がある。数値データＡｍはデジタルデー
タであるため、１未満の値は０となる。関数Ａ（ｑ）の
傾きが０となった場合でも上記と同様に静止画表示の階
調つぶれを起こすからである。
【０１４４】したがって、数値データＡｍの値は表示フ
レーム階調データｍの値よりも大きくなり、最低でも表
示フレーム階調データの４倍（２ビット分）程度の大き
さが必要である。
【０１４５】関数Ａ（ｍ）の傾きの絶対値は最低１であ
り、かつ、上記のように常に関数Ｂ（ｑ）の傾きの絶対
値よりも大きくなる必要がある。ここで、階調によって
は数値データＢｎの変化、つまり関数Ｂ（ｑ）の傾きの
絶対値を大きく、例えば２〜３程度にして数値データＢ
ｎの補正への寄与を大きくする必要がある場合もある。
したがって、関数Ａ（ｍ）の傾きの絶対値は４程度の大
きさが必要となる場合、つまり、数値データＡｍの変化
が表示フレーム階調データの変化の４倍（２ビット分）
程度の大きさが必要となる場合もある。そして、関数Ａ
（ｍ）の傾きの絶対値、つまり数値データＡｍの変化の
状態が決まると、Ａ０（表示フレーム階調データの階調
ｍ＝０に対する数値データＡｍ）、およびＡｍａｘ（表
示フレーム階調データの階調ｍが最大値（８ビットの場
合ｍ＝２５５）に対する数値データＡｍ）も決まること
になるが、これらは液晶セル２２の特性により定まるも
のである。
【０１４６】次に、数値データＢｎについて考える。式
（２５）より、数値データＢｎも前フレーム階調データ
に対する負荷を決定する値であることがわかる。そし
て、関数Ｂ（ｎ）の傾きの絶対値は、上記のように関数
Ａ（ｍ）の傾きの絶対値よりも小さくなる必要がある。
【０１４７】また、階調ｑでの静止画表示（ｍ＝ｎ＝ｑ
の場合）を考え、 Ｄｑ＝Ａｑ−Ｂｑ … （２７） とすると、式（２２）によって対応付けられる数値デー
タＤｑに対応する変換後の補正階調データが示す階調は
階調ｑとなる必要がある。これは、この関係がずれる
と、静止画表示の際の表示階調がずれることになるから
である。
【０１４８】上記のように関数Ａ（ｍ）の傾きの絶対値
と関数Ｂ（ｎ）の傾きの絶対値との間に相関関係がある
ことから、数値データＢｎの変化の割合により数値デー
タＡｍの最大値が決まることになる。また、上記式（２
１）において数値データＤｐが負の値にならないよう
に、数値データＡｍの最小値を数値データＢｎの最大値
より大きくする必要がある。このように、数値データＡ
ｍと数値データＢｎとは相関がある値になる。
【０１４９】上記のような条件を考慮して数値データＡ
ｍおよび数値データＢｎを設定するようにすれば、必ず
しも液晶セル２２ごとにその特性を実験により求めなく
てもよくなる。ただし、上記の条件を考慮しても数値デ
ータＡｍおよび数値データＢｎを一義的に定めることは
できないため、実際の表示状態を確認しながら数値デー
タＡｍおよび数値データＢｎを設定する必要がある。
【０１５０】図２１および図２２に示した特性を有する
液晶パネル１０において、表示フレーム階調データが示
す階調ｍと数値データＡｍとの関係、前フレーム階調デ
ータが示す階調ｎと数値データＢｎとの関係、および数
値データＤｐと変換後の補正階調データが示す階調Ｐと
の関係を示すグラフの一例をそれぞれ図２６から図２８
に示す。
【０１５１】以上のように、本実施形態では、実施形態
３と同様に、変換部を構成する変換演算回路４０が、表
示フレーム階調データおよび前フレーム階調データに基
づいて、表示フレーム階調データを補正階調データに変
換する。ここで、変換演算回路４０には、表示フレーム
階調データによって特定される数値データＡ（第１変換
値）、および前フレーム階調データによって特定される
数値データＢ（第２変換値）が予め記憶されている。ま
た、変換演算回路４０は、特定された数値データＡおよ
び数値データＢに基づく演算により補正階調データを生
成する。
【０１５２】これにより、実施形態３の場合と同様の効
果を得ることができる。さらに、本実施形態の場合は演
算器４８を減算器とすることができ、変換演算回路４０
の構成のより簡素化を図ることができる。
【０１５３】〔実施形態５〕本発明の第５の実施形態に
ついて図２９に基づいて説明すれば、以下の通りであ
る。本実施形態に係るアクティブマトリクス型の液晶表
示装置の構成は、基本的には実施形態３および４におい
て図２０に基づいて説明したものと同等であるため、こ
こでは相違点のみ説明する。
【０１５４】本実施形態に係るアクティブマトリクス型
の液晶表示装置では、さらに書換え部５０が設けられて
いるとともに、変換演算回路４０において、第１ＬＵＴ
メモリ４２および第２ＬＵＴメモリ４４に設定されてい
る数値データＡの群および数値データＢの群を書換え部
５０により書き換えることができるようになっている。
【０１５５】このように、第１ＬＵＴメモリ４２および
第２ＬＵＴメモリ４４に設定されている各数値データの
群を書き換え可能とすることにより、特性が異なる液晶
パネル１０を用いる場合に変換演算回路４０を液晶パネ
ル１０の特性に適応させることができ、変換演算回路４
０に汎用性をもたせることができる。
【０１５６】書換え部５０は、数値データＡの群および
数値データＢの群のうちの少なくとも一方の群を書き換
えることができればよい。これにより、例えば用いる液
晶パネル１０が同一種類のものの間で、個体差による特
性のバラツキがあるような場合に、そのバラツキの影響
に変換演算回路４０を適応させて、表示状態の最適化を
図ることができる。
【０１５７】さらに、表示モード、用いる液晶材料、パ
ネル設計等が異なる液晶パネル１０にも適応できるよう
にするためには、両方の群を書き換え可能とし、適応で
きる範囲を広くしておくことが望ましい。
【０１５８】以上のように、変換部を構成する変換演算
回路４０において、記憶している数値データＡの群（第
１変換値の群）および数値データＢの群（第２変換値の
群）の少なくとも一方を外部から書換え可能であること
が望ましい。
【０１５９】〔実施形態６〕本発明の第６の実施形態に
ついて図３０に基づいて説明すれば、以下の通りであ
る。本実施形態に係るアクティブマトリクス型の液晶表
示装置の構成は、基本的には実施形態３および４におい
て図２０に基づいて説明したものと同等であるため、こ
こでは相違点のみ説明する。
【０１６０】本実施形態に係るアクティブマトリクス型
の液晶表示装置では、図２０の変換演算回路４０に相当
する変換演算回路６０において、第１ＬＵＴメモリ４２
の代わりに第１補間部６２および第１基準データメモリ
６６が設けられ、第２ＬＵＴメモリ４４の代わりに第２
補間部６４および第２基準データメモリ６８が設けられ
ている。第１補間部６２および第２補間部６４には、そ
れぞれ第１基準データメモリ６６および第２基準データ
メモリ６８から後述する基準データが送られるようにな
っている。
【０１６１】変換演算回路６０では、各階調に対応する
数値データＡｍおよび数値データＢｍがすべて記憶され
ているのではなく、第１基準データメモリ６６および第
２基準データメモリ６８にそれぞれ予め記憶された所定
階調おきの数値データＡｍおよび数値データＢｍである
基準データに基づいて、第１補間部６２および第２補間
部６４において演算により補間することによって各階調
に対応する数値データＡｍおよび数値データＢｍを算出
するようになっている。つまり、表示フレーム階調デー
タや前フレーム階調データが入力されると、第１補間部
６２や第２補間部６４にて補間により算出した数値デー
タＡｍや数値データＢｍを用いて数値変換Ｉや数値変換
Ｍを行う。
【０１６２】基準データは、例えば１６階調おきに設定
する場合、０階調、１６階調、３２階調、…、２４０階
調、２５５階調に対応する数値データＡｍおよび数値デ
ータＢｍを採用することができる。そして、各基準デー
タの間の階調に対応する数値データＡｍおよび数値デー
タＢｍは、当該各基準データを例えば線形補間すること
により求めることができる。例えば階調ｍ（０＜ｍ＜１
６）に対応する数値データＡｍは、 Ａｍ＝Ａ０＋（Ａ１６−Ａ０）／１６×ｍ により求めることができる。ここで、Ａ０およびＡ１６
は、それぞれ０階調および１６階調に対応する数値デー
タＡｍである。
【０１６３】また、さらに、実施形態５と同様に書換え
部５０を設け、第１基準データメモリ６６内の基準デー
タの群および第２基準データメモリ６８内の基準データ
の群のうちの少なくとも一方の群を書換え部５０により
外部から書き換えることができるようにしておくことが
望ましい。これにより、特性が異なる液晶パネル１０に
変換演算回路６０を適応させることができ、変換演算回
路６０に汎用性をもたせることができる。
【０１６４】以上のように、本実施形態では、実施形態
３および４と同様に、変換部を構成する変換演算回路６
０が、表示フレーム階調データおよび前フレーム階調デ
ータに基づいて、表示フレーム階調データを補正階調デ
ータに変換する。ここで、変換演算回路６０には、表示
フレーム階調データによって特定される基準データ（第
１基準値）、および前フレーム階調データによって特定
される基準データ（第２基準値）が予め記憶されてい
る。また、変換演算回路６０は、特定された各基準デー
タに基づいて補間を行うことにより、数値データＡ（第
１変換値）および数値データＢ（第２変換値）を算出す
る。そして、変換演算回路６０は、特定された数値デー
タＡおよび数値データＢに基づく演算により補正階調デ
ータを生成する。
【０１６５】これによると、各階調に対応する数値デー
タＡおよび数値データＢをすべて記憶させておく必要が
ないため、変換演算回路６０に必要な記憶容量を小さく
することができる。なお、補間は比較的簡単な演算であ
るため、補間を行うための第１補間部６２および第２補
間部６４は比較的簡単な回路構成で実現可能である。し
たがって、第１補間部６２および第２補間部６４を含む
ことによる回路構成の複雑化も抑えることができる。
【０１６６】〔実施形態７〕本発明の第７の実施形態に
ついて図３４から図３９に基づいて説明すれば、以下の
通りである。
【０１６７】本発明に係る液晶表示装置において、ＬＵ
Ｔメモリやフレームメモリの容量削減は、コントローラ
のチップサイズの縮小（ピン数削減等も含む）などと関
連しており、考慮しておくことが好ましい。上述したよ
うに、実施形態２においては、ＬＵＴメモリ３６によっ
て階調データの上位ビットのみを変換する構成（図１６
参照）を開示し、実施形態３、５、６においては、演算
器４８を導入することによりＬＵＴメモリの容量削減を
可能とする構成（図２０、図２９、図３０参照）を開示
した。
【０１６８】本実施形態では、実施形態２のように、変
換するビット数を少なくしてＬＵＴメモリやフレームメ
モリの容量削減を図るとともに、表示フレーム階調デー
タとしてＬＵＴメモリ３６に入力される階調データ、お
よび前フレーム階調データとしてフレームメモリ３４に
格納されるデータが、予め、各階調データが示す階調が
ある閾値以上の場合は上位数ビット（もとの階調データ
のビット数より小さいビット数）に変換され、ある閾値
未満の場合は下位数ビット（もとの階調データのビット
数より小さいビット数）に変換される。そして、その変
換された階調データに基づいて、ＬＵＴメモリ３６にお
ける階調データの変換が行われる。
【０１６９】階調データが８ビットである場合を例とし
て、本実施形態の構成による効果について説明する。ま
ず、この効果を説明するために、ＬＵＴメモリによる変
換を演算で置き換えた場合の実際上の課題を確認する。
上述しているように、本発明の目的は、１フレーム時間
経過したときの表示輝度が目的の階調輝度とほぼ一致す
るように階調データを補正することである。この補正内
容としては、電荷モデルに基づいて単純に設定できる部
分もあるが、液晶分子の応答特性に対する最適化が必要
な部分も多い。我々は検討の結果、この液晶分子の特性
により左右される部分をも反映できる演算を見いだして
いるが、液晶モードや階調電圧等の機種ごとの条件によ
っては、演算に用いる最適なパラメータが順当に見出さ
れないこともある。ＬＵＴメモリを用いると、このよう
な部分をも常に補正できる汎用性および自由度を得るこ
とができる。
【０１７０】ところで、階調データの上位ビットのみを
用いて階調データの変換を行う方法について実施形態２
で説明した。例えば８ビットの階調データの上位４ビッ
トを用いることにすれば、１６階調刻みで階調変換がな
されることになる。これは現実にメモリサイズを劇的に
減少させるが、表示品位上懸念すべき点もある。すなわ
ち、８ビットの階調データが示す２５６階調のうち、例
えば２２４階調と２３９階調のように非常に明るい階調
の領域では、それぞれの階調を同一視しても表示品位上
あまり問題にならないが、例えば０階調と１５階調のよ
うに暗い階調の領域では、人間の視覚の特性では明らか
に異なった表示として認識される。したがって、暗い領
域における１６階調の差が区別できないと、それがたと
え１フレームであっても表示品位を著しく低下させ、問
題となることがある。
【０１７１】例えばテレビ映像では、暗い画像が動く場
面は映画等で多用されているため、上記のような表示品
位の低下の問題を有する液晶表示装置でテレビ映像を表
示すると、写りの悪いディスプレイとして認識されるお
それがある。我々は、表示シーンによっては、２階調差
を無視した状態、すなわち下位１ビットのみを無視した
状態までしか許容できないことがあることに気付いた。
逆に、ノート型パソコン等のように、もともとバランス
のよい階調と、データ重視の画像を表示するためのディ
スプレイでは上記の問題は起こりにくい。したがって、
このような用途に用いられる液晶表示装置では、実施形
態２のように、思い切って下位数ビットを削るようにす
ることも可能となる。
【０１７２】図３４は、階調とビットとの関係を表した
図表である。８ビットの階調データの上位４ビットのみ
を用いる場合、０階調から２５５階調への階調変化と、
０階調から２４０階調への階調変化とは、いずれも、上
位４ビットが［０，０，０，０］の前フレーム階調デー
タと、上位４ビットが［１，１，１，１］の表示フレー
ム階調データとに基づいて変換される同じ補正階調デー
タを用いることになる。このとき、同じ補正階調データ
を用いることによる輝度の誤差は例えば１０％程度とな
る。一方、２５５階調から３１階調への階調変化と、２
５５階調から１６階調への階調変化とは、いずれも、上
位４ビットが［１，１，１，１］の前フレーム階調デー
タと、上位４ビットが［０，０，０，１］の表示フレー
ム階調データとに基づいて変換される同じ補正階調デー
タを用いることになる。このとき、同じ補正階調データ
を用いることによる輝度の誤差は例えば７０％以上にな
ることがあり、そのような液晶表示装置は実際には使用
できないような場合もある。
【０１７３】なお、一般に階調輝度はγ２．２で合わせ
られている、つまり輝度が階調の２．２乗に比例するよ
うに設定されているため、同じ階調数のずれでも、暗い
領域ほど輝度の変化率が大きくなる。図４３は、階調と
輝度との一般的な関係を示す図表である。２５５階調の
輝度に対する２４０階調の輝度はその変化率が約１２．
５％であるのに対し、３１階調の輝度に対する１６階調
の輝度はその変化率が約７６％となる。
【０１７４】本実施形態では、ＬＵＴメモリを用いて階
調データを変換することによる汎用性および自由度を失
うことなく、上記のように特に暗い階調の領域で階調差
が失われてしまわないようにしつつ、装置全体における
メモリ容量の削減を図る構成について説明する。
【０１７５】本実施形態に係るアクティブマトリクス型
の液晶表示装置の構成は、基本的には実施形態２におい
て図１６に基づいて説明したものと同等であるため、こ
こでは相違点のみ説明する。本実施形態に係るアクティ
ブマトリクス型の液晶表示装置では、図３５に示すよう
に、ＬＵＴメモリ３６の第１入力に対する階調データの
入力側、およびフレームメモリ３４に対する階調データ
の入力側にそれぞれ第１桁変換部７４ａ・７４ｂが設け
られており、ＬＵＴメモリ３６とコントローラ３０との
間に第２桁変換部７６が介在している。表示フレーム階
調データは第１桁変換部７４ａにて変換されてＬＵＴメ
モリ３６の第１入力に入力され、表示フレーム階調デー
タの予め定められた下位数ビットはラインメモリ７８を
介して第２桁変換部７６に送られる。前フレーム階調デ
ータは第１桁変換部７４ｂにて変換されてフレームメモ
リ３４に一旦格納され、ＬＵＴメモリ３６の第２入力に
入力される。図３５は、本実施形態に係るＬＵＴメモリ
３６周辺の構成を示すブロック図である。
【０１７６】ここで、本実施形態における表記について
説明する。［…］内の記号ａ〜ｈ、Ａ〜Ｈ、ｖ〜ｚは、
階調データの各ビットの値（具体的には「０」または
「１」）を表している。ここで、小文字で表したａ〜ｈ
は表示フレーム階調データとしてＬＵＴメモリ３６に入
力される階調データを示しており、大文字で表したＡ〜
Ｈは前フレーム階調データとしてＬＵＴメモリ３６に入
力される階調データを示している。［…］内の記号ＦＬ
は、フラグとして設定されたビットの値（具体的には
「０」または「１」）を表している。［…］内の記号ま
たは数字に付した添字は、その記号または数字が階調デ
ータの第何ビットのものであるかを表している。つま
り、例えば「［０5 ］」は、階調データの第５ビットが
「０」であることを表しており、「［ａ7 ］」は、階調
データの第７ビットが「ａ」であることを表している。
また、「Ｐ」は、階調データが示す階調を表している。
【０１７７】図３６および図３７は、図３５において
からを付した部分における階調データの内容を示す概
念図である。で示される８ビットの階調データは、第
１桁変換部７４ｂに入力され、第１桁変換部７４ｂによ
りその階調データが示す階調Ｐに応じて異なる変換が施
される。すなわち、予め定めた階調を基準として、階調
データが示す階調Ｐが上記予め定めた階調以上である場
合と、階調Ｐが上記予め定めた階調未満である場合と
で、その階調データに対して異なる変換を施す。なお、
で示される８ビットの階調データも、第１桁変換部７
４ａに入力され、第１桁変換部７４ａにより第１桁変換
部７４ｂと同様の変換が施される。以下では、主に第１
桁変換部７４ｂに関して説明する。
【０１７８】上記予め定めた階調は、例えば３２階調で
あり、３２階調未満の領域は暗い階調であって、この領
域については階調データの変換の際に下位ビットを無視
すると上述した表示品位の低下の問題が顕著になるもの
とする。なお、階調Ｐが３２階調未満であるか否かは、
［Ａ7 ，Ｂ6 ，Ｃ5 ］＝［０7 ，０6 ，０5 ］であるか
否かによって判別することができる。
【０１７９】第１桁変換部７４ｂでは、次のような処理
が行われる。階調Ｐが３２階調未満である場合には、上
位２ビット、つまり第７および第６ビットの［Ａ7 ，Ｂ
6 ］を削除するとともに、第５ビットをフラグとして用
い、階調Ｐが３２階調未満であったことを、第５ビット
を［０5 ］とすることにより表す。このように変換する
と、階調データはのようになる。このように変換した
の階調データは、８ビットから６ビットに縮小されて
いるものの、もとの階調データが有していた情報をすべ
て保持していることになる。
【０１８０】一方、階調Ｐが３２階調以上である場合に
は、階調データを下位側に３ビット分シフトさせてもと
の下位３ビット、つまり第２から第０ビットの［Ｆ2 ，
Ｇ1，Ｈ0 ］を削除するとともに、第５ビットをフラグ
として用い、階調Ｐが３２階調以上であったことを、第
５ビットを［１5 ］とすることにより表す。このように
変換すると、階調データはのようになる。このように
変換したの階調データは、８ビットから６ビットに縮
小され、３２階調以上の領域では階調データの変換に大
きく影響しないと考えられる下位３ビット分の情報が削
除されて８階調刻みで記憶されることになる。
【０１８１】第１桁変換部７４ｂにて変換された階調デ
ータは、フレームメモリ３４により１フレーム時間遅延
され、前フレーム階調データとしてＬＵＴメモリ３６に
入力される。
【０１８２】また、表示フレーム階調データとしての階
調データも、第１桁変換部７４ａにより上記と同様に８
ビットから６ビットに縮小されＬＵＴメモリ３６に入力
される。なお、表示フレーム階調データの下位３ビッ
ト、つまり第２から第０ビットの［ｆ2 ，ｇ1 ，ｈ0 ］
はラインメモリ７８に入力される。
【０１８３】図３８は、ＬＵＴメモリ３６の入出力ビッ
ト数を概念的に示した概念図である。上述したように、
ＬＵＴメモリ３６は、前フレーム階調データとして６ビ
ット分の入力、表示フレーム階調データとして６ビット
分の入力を有している。また、これらの入力によって特
定される設定階調データとして、６ビットの階調データ
がＬＵＴメモリ３６に設定されており、ＬＵＴメモリ３
６は６ビット分の出力を有している。
【０１８４】ＬＵＴメモリ３６に設定されている設定階
調データは、図３７に示すのようになっている。ここ
で、第５ビットにはフラグである［ＦＬ5 ］が設定され
ており、その設定階調データ、すなわち第４から第０ビ
ットの［ｖ4 ，ｗ3 ，ｘ2 ，ｙ1 ，ｚ0 ］が示す階調が
３２階調未満であるか、３２階調以上であるかを表して
いる。ここでは、ＦＬ＝０の場合、その設定階調データ
が示す階調が３２階調未満であり、ＦＬ≠０（ＦＬ＝
１）の場合、その設定階調データが示す階調が３２階調
以上であるものとする。
【０１８５】ＬＵＴメモリ３６から出力される設定階調
データは、第２桁変換部７６に入力される。第２桁変換
部７６では、入力される設定階調データの第５ビットに
設定されたフラグであるＦＬの値に応じた桁変換を行
う。ＦＬ＝０の場合、その設定階調データは３２階調未
満であるため、第７から第５ビットを［０7 ，０6 ，０
5 ］に設定し、のような８ビットの補正階調データに
変換する。ＦＬ≠０の場合、その設定階調データは３２
階調以上であるため、の設定階調データを上位側に３
ビット分シフトさせるとともに、第２から第０ビットの
下位３ビットの値として、ラインメモリ７８にて一旦記
憶された［ｆ2 ，ｇ1 ，ｈ0 ］を付加し、のような８
ビットの補正階調データに変換する。下位３ビットの値
を付加するのは、明るい階調の領域についてより安定し
た静止画を得るため、および表示フレーム階調データの
下位３ビットが有していた情報を付加することにより６
ビットのルックアップテーブルによる変換を補うためで
ある。このように、ラインメモリ７８やラインメモリ７
８にて接続される経路は、表示品位のさらなる向上のた
めに設けるものであり、省略することも可能である。
【０１８６】このようにして変換して得られた補正階調
データは、コントローラ３０に送られる。
【０１８７】ＬＵＴメモリ３６には、表示フレーム階調
データ（前フレーム階調データ）が示す階調Ｐが暗い領
域の場合には表示フレーム階調データ（前フレーム階調
データ）の下位５ビット、および階調Ｐが暗い領域であ
ることを示すフラグが入力され、階調Ｐが明るい領域の
場合には表示フレーム階調データ（前フレーム階調デー
タ）の上位５ビット、および階調Ｐが明るい領域である
ことを示すフラグが入力されるため、ＬＵＴメモリ３６
にこれらに基づく適切な設定階調データを設定しておく
ことにより適切な変換が可能である。
【０１８８】上記の構成では、フレームメモリ３４に
は、その設定階調データが示す階調Ｐが３２階調未満の
場合はそのままの階調を表す階調データが、３２階調以
上の場合は８階調刻みの階調データが格納されることに
なる。そして、フレームメモリ３４は、１画素あたりの
容量が６ビットとなる。また、上記の構成では、ＬＵＴ
メモリ３６は図３８に示したように、前フレーム階調デ
ータが６ビット、表示フレーム階調データが６ビット、
出力される設定階調データが６ビットであることから、
１画素当たりの容量が６＋６＋６＝１８ビットとなる。
実施形態１のような構成（図１参照）では、フレームメ
モリ３４の１画素あたりの容量が８ビットであり、ＬＵ
Ｔメモリ３２の１画素あたりの容量が８＋８＋８＝２４
ビットである。したがって、本実施形態の構成により、
実施形態１の構成に対して、ＬＵＴメモリ３６の容量を
１／６４に削減することができる。なお、フレームメモ
リ３４の容量は１／４に削減することができる。
【０１８９】また、液晶表示装置の用途によっては、２
５６分の１階調の精度は必要としないが、６４階調程度
までは十分な精度を保持したい場合も考えられる。もし
６４階調未満では表示フレーム階調データおよび前フレ
ーム階調データの最下位１ビットをＬＵＴメモリ３６に
よる変換に考慮する必要がなければ、上記の構成におい
て、６４階調未満は２階調刻みで、６４階調以上は８階
調刻みでＬＵＴメモリ３６に表示フレーム階調データお
よび前フレーム階調データを入力させるようにしてもよ
い。このとき、図３６のに代えて、図３９の’を適
用すればよい。階調Ｐが６４階調未満であるか否かは、
［Ａ7 ，Ｂ6 ］＝［０7 ，０6 ］であるか否かによって
判別することができる。階調Ｐが６４階調未満である場
合には、上位２ビット、つまり第７および第６ビットの
［Ａ7 ，Ｂ6 ］を削除するとともに、残りの下位６ビッ
トを下位側に１ビット分シフトさせて第０ビットの［Ｈ
0］を削除する。また、第５ビットをフラグとして用
い、階調Ｐが６４階調未満であったことを、第５ビット
を［０5 ］とすることにより表す。
【０１９０】この場合も、安定した静止画を得るため
に、明るい階調の領域では下位３ビットの［ｆ2 ，
ｇ1 ，ｈ0 ］を、暗い階調の領域では下位１ビットの
［ｈ0 ］をラインメモリ７８等にて一旦記憶し、第２桁
変換部７６において設定階調データに付加するようにす
ることが好ましい。また、この場合も、上記と同様に容
量を削減することができる。
【０１９１】以上のように、本実施形態では、変換部を
構成するＬＵＴメモリ３６および第２桁変換部７６が、
表示フレーム階調データおよび前フレーム階調データに
基づいて、表示フレーム階調データを補正階調データに
変換する。また、桁変換部を構成する第１桁変換部７４
ａ・７４ｂが、表示フレーム階調データおよび前フレー
ム階調データの桁を変換する。この第１桁変換部７４ａ
・７４ｂは、階調データ（表示フレーム階調データ、前
フレーム階調データ）が示す階調が予め定めた閾値より
明側、すなわち明るい輝度に対応する階調である場合に
はその階調データの下位ビット（下位桁）を削除し、階
調データが示す階調が予め定めた閾値より暗側、すなわ
ち暗い輝度に対応する階調である場合にはその階調デー
タの上位ビット（上位桁）を削除することで、その階調
データのビット数（桁数）が小さくなるように変換す
る。そして、上記変換部には、第１桁変換部７４ａ・７
４ｂにてそれぞれ変換された表示フレーム階調データと
前フレーム階調データとによって特定される設定階調デ
ータが予め記憶されており、特定した設定階調データに
基づいて補正階調データを生成する。
【０１９２】上記の構成では、ＬＵＴメモリ３６におけ
る設定階調データを記憶するための容量の削減を図るこ
とができる。また、階調データのうち、ＬＵＴメモリ３
６による変換により大きく影響する部分を残して階調デ
ータのビット数を小さくすることができ、表示品位が低
下することを抑制することができる。
【０１９３】また、本液晶表示装置に入力される階調デ
ータは、第１桁変換部７４ａを介してフレームメモリ３
４の第１入力に入力されるとともに、第１桁変換部７４
ｂを介してフレームメモリ３４に入力され、フレームメ
モリ３４からＬＵＴメモリ３６の第２入力に入力される
ことが好ましい。上記の構成では、フレームメモリ３４
に対して、ビット数が小さくなるように第１桁変換部７
４ａ・７４ｂにて変換された後の階調データが入力され
る。したがって、フレームメモリ３４における容量の削
減をも図ることができる。ただし、入力される階調デー
タが、フレームメモリ３４を介して第１桁変換部７４ｂ
に入力され、第１桁変換部７４ｂからＬＵＴメモリ３６
の第２入力に入力されるようにすることも可能である。
【０１９４】第１桁変換部７４ａ・７４ｂにより階調デ
ータの下位ビットまたは上位ビットを削除して、その階
調データのビット数が小さくなるように変換する際に
は、変換した階調データに下位ビットまたは上位ビット
の何れを削除したかを示すフラグ（フラグビット）を設
定する。ＬＵＴメモリ３６では、第１桁変換部７４ａ・
７４ｂにより削除されなかった残りのビットおよび設定
されたフラグに基づいて予め記憶されている設定階調デ
ータが特定される。この設定階調データは、ＬＵＴメモ
リ３６に入力された階調データのビット数（６ビット）
からフラグとしてのビットを除いたビット数（５ビッ
ト）に相当するビット数からなり、補正階調データにお
いて階調を示すための部分（［ｖ4 ，ｗ3 ，ｘ2 ，
ｙ1 ，ｚ0 ］）と、その階調を示すための部分が補正階
調データにおいて下位ビットに対応するものであるか、
上位ビットに対応するものであるかを示すフラグ（フラ
グビット）（ＦＬ）とからなっている。第２桁変換部７
６では、このフラグに基づいて、設定階調データにおけ
る上記階調を示すための部分を、必要に応じてシフト等
させることにより、補正階調データの対応するビットに
設定するとともに、残りのビットを予め定めた値、例え
ば「０」で埋めてもとの階調データのビット数に等しい
ビット数に復元する。このとき、補正階調データの下位
ビットを埋める際には、表示フレーム階調データの下位
ビットを用いてもよい。
【０１９５】なお、階調データは、通常、その階調デー
タが示す階調が暗側であるほど、その階調データは小さ
い値、すなわちより下位側のビットのみで表すことがで
きる値であり、明側になるほど、その階調データは大き
い値、すなわちより上位側のビットを含めて表される値
となる。
【０１９６】本実施形態では、桁変換部を構成する２つ
の第１桁変換部７４ａ・７４ｂを備えた構成について説
明したが、桁変換部を構成する１つの第１桁変換部を設
け、その第１桁変換部の出力をＬＵＴメモリ３６の第１
入力およびフレームメモリ３４に入力するようにしても
よい。
【０１９７】
【発明の効果】以上のように、本発明の液晶表示装置
は、表示すべきフレームの階調データを変換して出力す
る変換部と、変換部から出力される変換された階調デー
タに基づいて階調電圧を画素に印加する駆動部と、液晶
セルとを備え、変換部には、表示すべきフレームの階調
データと直前のフレームの階調データとによって特定さ
れる出力すべき階調データが予め記憶されている構成で
ある。
【０１９８】上記の構成では、直前のフレームと表示す
べきフレームとの間の液晶セルの容量（電気容量）の変
化による影響を考慮した階調電圧を画素に印加すること
ができる。これにより、液晶セルの容量が変化すること
による階調表示のずれを補正することができる。その結
果、特に動画表示時などにおいて入力される階調データ
をより忠実に再現した表示が可能になる。
【０１９９】本発明の液晶表示装置は、上記の液晶表示
装置において、さらに、変換部が第１入力および第２入
力を有し、第２入力には、入力される階調データを記憶
してその階調データを１フレーム分遅らせて出力する記
憶部が接続されており、階調データは、第１入力に入力
されるとともに、記憶部を介して第２入力に入力される
ことが好ましい。
【０２００】上記の構成では、簡素な構成で表示すべき
フレームの階調データと直前のフレームの階調データと
を変換部に入力することができる。
【０２０１】本発明の液晶表示装置は、上記変換部が第
１入力および第２入力を有する液晶表示装置において、
さらに、変換部が、第１入力および第２入力に入力され
る階調データによって特定されるアドレスに記憶されて
いる階調データを出力するメモリであることが好まし
い。
【０２０２】上記の構成では、演算などの処理を介する
ことなく階調データの変換を行うことができる。したが
って、階調データを変換する処理を設けることによる処
理速度の低下を抑制することができる。
【０２０３】本発明の液晶表示装置は、上記何れかの液
晶表示装置において、さらに、駆動部が出力する階調電
圧の範囲が、静止画像を表示する際の液晶セルの階調表
示範囲に対応する階調電圧の範囲を含み、かつ、その範
囲よりも広いことが好ましい。
【０２０４】上記の構成では、例えば上限や下限へ階調
を変化させる際などでも適切な補正が可能になる。
【０２０５】本発明の液晶表示装置は、上記何れかの液
晶表示装置において、さらに、変換部に記憶されている
階調データが、 Ｖ’＝Ｃｍ／Ｃｎ×Ｖｍ で求められる階調電圧に対応する階調データであること
が好ましい。
【０２０６】上記の構成では、液晶セルの容量の変化に
よる影響を補正することができる変換部から出力すべき
階調データを、上式に基づいて容易に設定することがで
きる。
【０２０７】以上のように、本発明の液晶表示装置は、
表示すべきフレームの階調データを補正階調データに変
換する変換部と、変換部にて変換された補正階調データ
に基づいて階調電圧を画素に印加する駆動部と、液晶セ
ルとを備え、変換部には、表示すべきフレームの階調デ
ータと直前のフレームの階調データとによって特定され
る設定階調データが予め記憶されており、特定した設定
階調データに基づいて補正階調データを生成する構成で
ある。
【０２０８】この液晶表示装置において、変換部は、表
示すべきフレームの階調データの上位桁および直前のフ
レームの階調データの上位桁に基づいて設定階調データ
を特定し、表示すべきフレームの階調データの上位桁を
特定した設定階調データに置き換えて変換し、その変換
結果に基づいて補正階調データを生成することが好まし
い。
【０２０９】上記の構成では、変換部で扱うデータ量を
削減することができ、変換部の簡素化を図ることができ
る。
【０２１０】本発明の液晶表示装置は、上記上位桁に基
づく変換を行う液晶表示装置において、さらに、変換部
が、変換された表示すべきフレームの階調データの上位
桁と、表示すべきフレームの階調データの下位桁とを加
算することにより補正階調データを生成することが好ま
しい。
【０２１１】上記の構成では、階調データの残りの下位
桁を加算することにより、上位桁のみに基づく変換を行
ったことによる誤差を小さくすることができる。
【０２１２】あるいは、本発明の液晶表示装置は、上記
上位桁に基づく変換を行う液晶表示装置において、さら
に、変換部が、表示すべきフレームの階調データの下位
桁および直前のフレームの階調データの下位桁に基づい
て、表示すべきフレームの階調データの下位桁を変換
し、表示すべきフレームの階調データの変換された上位
桁と変換された下位桁とを加算することにより補正階調
データを生成することが好ましい。
【０２１３】上記の構成では、階調データの残りの下位
桁を変換してから加算することにより、さらに誤差を小
さくすることが可能となる。
【０２１４】上記の課題を解決するために、本発明の液
晶表示装置は、表示すべきフレームの階調データを補正
階調データに変換する変換部と、変換部にて変換された
補正階調データに基づいて階調電圧を画素に印加する駆
動部と、液晶セルとを備え、変換部には、表示すべきフ
レームの階調データに対応する第１変換値、および直前
のフレームの階調データに対応する第２変換値が予め記
憶されており、変換部は、表示すべきフレームの階調デ
ータおよび直前のフレームの階調データにそれぞれ対応
する第１変換値および第２変換値に基づく演算により補
正階調データを生成する構成である。
【０２１５】上記の構成では、表示すべきフレームの階
調データおよび直前のフレームの階調データから補正階
調データを生成する処理において、複雑な演算を要する
処理については変換により行い、簡単な演算が可能な処
理については演算により行うことができる。したがっ
て、演算の複雑化を抑えて変換部の構成の簡素化を図る
ことができるとともに、記憶容量の増大を抑えて変換部
の簡素化を図ることができる。
【０２１６】本発明の液晶表示装置は、上記変換部に第
１変換値および第２変換値が記憶されている液晶表示装
置において、さらに、変換部が、記憶している第１変換
値の群および第２変換値の群の少なくとも一方を外部か
ら書換え可能としていることが好ましい。
【０２１７】上記の構成では、特性が異なる液晶セルを
備えた液晶パネルを用いるような場合に柔軟に適応でき
る。
【０２１８】上記の課題を解決するために、本発明の液
晶表示装置は、表示すべきフレームの階調データを補正
階調データに変換する変換部と、変換部にて変換された
補正階調データに基づいて階調電圧を画素に印加する駆
動部と、液晶セルとを備え、変換部には、表示すべきフ
レームの階調データに対応する第１変換値を算出するた
めの第１基準値、および直前のフレームの階調データに
対応する第２変換値を算出するための第２基準値が予め
記憶されており、変換部は、第１基準値および第２基準
値に基づいて補間を行うことによりそれぞれ第１変換値
および第２変換値を算出するとともに、表示すべきフレ
ームの階調データおよび直前のフレームの階調データに
それぞれ対応する第１変換値および第２変換値を用いた
演算により補正階調データを生成する構成である。
【０２１９】上記の構成では、変換部に必要な記憶容量
を小さくすることができる。また、変換部における回路
構成の複雑化も抑えることができる。
【０２２０】本発明の液晶表示装置は、上記変換部に第
１基準値および第２基準値が記憶されている液晶表示装
置において、さらに、変換部が、記憶している第１基準
値の群および第２基準値の群の少なくとも一方を外部か
ら書換え可能としていることが好ましい。
【０２２１】上記の構成では、上述の場合と同様に特性
が異なる液晶セルを備えた液晶パネルを用いるような場
合に柔軟に適応できる。
【０２２２】本発明の液晶表示装置は、表示すべきフレ
ームの階調データを補正階調データに変換する変換部
と、表示すべきフレームの階調データおよび直前のフレ
ームの階調データの桁を変換する桁変換部と、変換部に
て変換された補正階調データに基づいて階調電圧を画素
に印加する駆動部と、液晶セルとを備え、桁変換部は、
階調データが示す階調が閾値より明側である場合にはそ
の階調データの下位桁を削除し、暗側である場合にはそ
の階調データの上位桁を削除することで、その桁数が小
さくなるように変換し、変換部には、桁変換部にて変換
された表示すべきフレームの階調データと直前のフレー
ムの階調データとによって特定される設定階調データが
予め記憶されており、特定した設定階調データに基づい
て補正階調データを生成する構成である。
【０２２３】上記の構成では、桁変換部により、階調デ
ータが示す階調に応じてその階調データの一部を削除し
てその階調データの桁数が小さくなるように変換する。
そして、変換部には、桁変換部により変換された表示す
べきフレームの階調データと直前のフレームの階調デー
タとによって特定される設定階調データが予め記憶され
ている。このように階調データの桁数を小さくしてその
データ量を小さくすることは、変換部にて設定階調デー
タを特定するためのデータが小さくなることになり、記
憶しておくべき設定階調データの量も小さくなる。これ
により、変換部における設定階調データを記憶するため
の容量の削減を図ることができる。
【０２２４】また、桁変換部により階調データの桁数を
変換する際には、その階調データが示す階調が所定値よ
り明側である場合には下位桁を削除し、暗側である場合
には上位桁を削除する。これにより、変換部による変換
により大きく影響する部分を残して階調データの桁数を
小さくすることができ、表示品位が低下することを抑制
することができる。
【０２２５】本発明の液晶表示装置は、上記桁変換部を
備える液晶表示装置において、さらに、変換部は第１入
力および第２入力を有し、第２入力には、入力される階
調データを記憶してその階調データを１フレーム分遅ら
せて出力する記憶部が接続されており、階調データは、
桁変換部を介して第１入力に入力されるとともに、桁変
換部を介して記憶部に入力され、記憶部から第２入力に
入力されることが好ましい。
【０２２６】上記の構成では、記憶部における容量の削
減をも図ることができる。
【０２２７】上記桁変換部を備える液晶表示装置におい
て、階調データが２５６階調表示用の階調データであ
り、階調データが示す最も暗い階調を０階調とすると、
閾値は、例えば３２階調であることが好ましい。このと
き、階調データは８ビットの階調データであり、桁変換
部は、階調データの変換を行う際に、階調データの上位
３桁または下位３桁を削除するとともに、上位桁または
下位桁の何れを削除したかを示すフラグビットを設定す
るようにすればよい。
【０２２８】あるいは、上記桁変換部を備える液晶表示
装置において、階調データが２５６階調表示用の階調デ
ータであり、階調データが示す最も暗い階調を０階調と
すると、閾値は、例えば６４階調であってもよい。この
とき、階調データは８ビットの階調データであり、桁変
換部は、階調データの変換を行う際に、階調データの上
位２桁または下位３桁を削除するとともに、上位桁また
は下位桁の何れを削除したかを示すフラグビットを設定
し、かつ、上位２桁を削除した場合にはさらに最下位１
桁を削除するようにすればよい。
【０２２９】本発明の液晶表示装置は、上記液晶表示装
置において、さらに、変換部に予め記憶されている階調
データが、その階調データに基づいて画素の階調表示を
行った場合に、その階調データに基づく階調電圧が画素
に印加されてから１フレームに相当する時間が経過した
ときのその画素の輝度が、本来表示すべき輝度の９０％
から１１０％の範囲内に入るように設定されていること
が好ましい。
【０２３０】また、本発明の液晶表示装置の駆動方法
は、表示すべきフレームの階調データおよび直前のフレ
ームの階調データに基づいて予め記憶されている階調デ
ータの中から階調データを特定し、特定した階調データ
に基づく階調電圧を画素に印加して表示すべきフレーム
の階調表示を行わせるように液晶表示装置を駆動する方
法であり、上記予め記憶されている階調データは、その
階調データに基づいて画素の階調表示を行った場合に、
その階調データに基づく階調電圧が画素に印加されてか
ら１フレームに相当する時間が経過したときのその画素
の輝度が、本来表示すべき輝度の９０％から１１０％の
範囲内に入るように設定されている。
【０２３１】上記の範囲を越えるような階調データを用
いると、その階調データにより表示するフレームの輝度
が本来表示すべき輝度、すなわち表示すべきフレームの
階調データが示す階調に対応する輝度からかけ離れた輝
度として観察されるばかりでなく、そのフレーム以降の
フレームにおける異常表示をもたらすことになりかねな
い。上記の構成および方法では、このような問題の発生
を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置の
構成を示すブロック図である。
【図２】図１の液晶表示装置におけるフレームメモリに
対する階調データの入出力の関係を示すタイミングチャ
ートである。
【図３】図１の液晶表示装置におけるＬＵＴメモリのピ
ン接続図である。
【図４】図１の液晶表示装置における液晶パネルの各階
調と階調電圧との関係を示すグラフである。
【図５】図１の液晶表示装置における液晶パネルの各階
調と液晶セルの容量との関係を示すグラフである。
【図６】ルックアップテーブルを用いて階調データを補
正した場合と、補正しなかった場合とにおいて、表示の
切り換えの応答特性を示すグラフである。
【図７】ルックアップテーブルを用いて階調データを補
正した場合と、補正しなかった場合とにおいて、表示の
切り換えの応答特性を示すグラフである。
【図８】ルックアップテーブルを用いて階調データを補
正した場合と、補正しなかった場合とにおいて、表示の
切り換えの応答特性を示すグラフである。
【図９】図４、図５および式（４）に基づいて求めたル
ックアップテーブルである。
【図１０】図９のルックアップテーブルを修正したルッ
クアップテーブルの一例である。
【図１１】液晶セルの黒表示に対応する階調電圧から白
表示に対応する階調電圧までの範囲外の電圧を出力する
ことができないソースドライバを用いた場合のルックア
ップテーブルの一例である。
【図１２】図１の液晶表示装置における液晶パネルの設
定階調データと階調電圧との関係を示すグラフである。
【図１３】図１の液晶表示装置における液晶パネルの階
調電圧と輝度との関係を示すグラフである。
【図１４】スイッチング素子としての薄膜トランジスタ
を有するアクティブマトリクス型の液晶パネル、および
この液晶パネルを駆動するドライバを備えた液表示装置
の構成を示す概略構成図である。
【図１５】図１４の液晶パネルにおける各画素の等価回
路を示す回路図である。
【図１６】本発明の第２の実施形態に係るＬＵＴメモリ
周辺の構成を示すブロック図である。
【図１７】図１のＬＵＴメモリに設定したルックアップ
テーブルの一部を示す図表である。
【図１８】図１６のＬＵＴメモリに設定したルックアッ
プテーブルの一部を示す図表である。
【図１９】本発明の第２の実施形態の変形例に係るＬＵ
Ｔメモリ周辺の構成を示すブロック図である。
【図２０】本発明の第３の実施形態に係る変換演算回路
周辺の構成を示すブロック図である。
【図２１】本発明の第３の実施形態で用いた液晶パネル
の定常状態における各階調と階調電圧との関係を示すグ
ラフである。
【図２２】本発明の第３の実施形態で用いた液晶パネル
の定常状態における各階調と液晶セルの容量との関係を
示すグラフである。
【図２３】本発明の第３の実施形態における表示フレー
ム階調データと数値データとの関係を示す図表である。
【図２４】本発明の第３の実施形態における前フレーム
階調データと数値データとの関係を示す図表である。
【図２５】本発明の第３の実施形態における数値データ
と階調データとの関係を示す図表である。
【図２６】本発明の第４の実施形態における表示フレー
ム階調データと数値データとの関係を示すグラフであ
る。
【図２７】本発明の第４の実施形態における前フレーム
階調データと数値データとの関係を示すグラフである。
【図２８】本発明の第４の実施形態における数値データ
と補正階調データとの関係を示すグラフである。
【図２９】本発明の第５の実施形態に係る変換演算回路
周辺の構成を示すブロック図である。
【図３０】本発明の第６の実施形態に係る変換演算回路
周辺の構成を示すブロック図である。
【図３１】階調電圧と輝度との関係を示す仮想的なグラ
フである。
【図３２】第０フレームの開始とともに、黒表示から白
表示へ切り換え、その後第１および第２フレームで白表
示を維持する際の階調電圧および輝度の変化を示すグラ
フである。
【図３３】第０フレームの開始とともに、黒表示から灰
表示（輝度５０％）へ切り換え、その後第１および第２
フレームで灰表示を維持する際の階調電圧および輝度の
変化を示すグラフである。
【図３４】階調とビットとの関係を表した図表である。
【図３５】本発明の第７の実施形態に係るＬＵＴメモリ
周辺の構成を示すブロック図である。
【図３６】図３５においてからを付した部分におけ
る階調データの内容を示す概念図である。
【図３７】図３５においてからを付した部分におけ
る階調データの内容を示す概念図である。
【図３８】図３５におけるＬＵＴメモリの入出力ビット
数を概念的に示した概念図である。
【図３９】図３６の階調データの内容を一部変形した概
念図である。
【図４０】映像の評価実験に用いた評価映像を示す概念
図である。
【図４１】映像の評価実験の評価基準を示す図表であ
る。
【図４２】映像の評価実験に用いた各ディスプレイの形
態、各ディスプレイに設定されている輝度の誤差、およ
び評価結果を示す図表である。
【図４３】階調と輝度との一般的な関係を示す図表であ
る。
【符号の説明】
１０ 液晶パネル １２ ソースドライバ（駆動部） １４ ゲートドライバ １６ ソースバスライン １８ 走査ライン ２０ ＴＦＴ ２２ 液晶セル ２４ 負荷容量 ２６ 共通電極 ３０ コントローラ ３２ ＬＵＴメモリ（変換部、メモリ） ３４ フレームメモリ（記憶部） ３６ ＬＵＴメモリ（変換部、メモリ） ３７ 下位ビット変換部（変換部） ３８ 加算器（変換部） ４０ 変換演算回路（変換部） ４２ 第１ＬＵＴメモリ ４４ 第２ＬＵＴメモリ ４６ 第３ＬＵＴメモリ ４８ 演算器 ５０ 書換え部 ６０ 変換演算回路（変換部） ６２ 第１補間部 ６４ 第２補間部 ６６ 第１基準データメモリ ６８ 第２基準データメモリ ７４ａ 第１桁変換部（桁変換部） ７４ｂ 第１桁変換部（桁変換部） ７６ 第２桁変換部（変換部） ７８ ラインメモリ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 冨沢 一成 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 宮地 弘一 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 陣田 章仁 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 Ｆターム(参考） 2H093 NA55 NC29 NC34 NC50 ND01 ND06 5C006 AA16 AF04 AF44 AF46 BB16 BC03 BC06 BC13 BC16 FA14 FA19 FA56 GA03 5C080 AA10 BB05 DD08 DD30 EE29 JJ02 JJ03 JJ04 JJ05

Claims (21)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】画素を有し、前記画素にフレームごとに階
    調データに基づく階調電圧を印加することで階調表示を
    行う液晶表示装置において、 表示すべきフレームの階調データおよび直前のフレーム
    の階調データが入力され、表示すべきフレームの階調デ
    ータを変換して出力する変換部と、 前記変換部から出力される変換された階調データに基づ
    いて階調電圧を前記画素に印加する駆動部と、 前記画素に含まれ、印加された階調電圧により階調表示
    が可能な液晶セルとを備え、 前記変換部には、表示すべきフレームの階調データと直
    前のフレームの階調データとによって特定される出力す
    べき階調データが予め記憶されていることを特徴とする
    液晶表示装置。
  2. 【請求項２】請求項１に記載の液晶表示装置において、 前記変換部は第１入力および第２入力を有し、 前記第２入力には、入力される階調データを記憶してそ
    の階調データを１フレーム分遅らせて出力する記憶部が
    接続されており、 階調データは、前記第１入力に入力されるとともに、前
    記記憶部を介して前記第２入力に入力されることを特徴
    とする液晶表示装置。
  3. 【請求項３】請求項２に記載の液晶表示装置において、 前記変換部は、前記第１入力および第２入力に入力され
    る階調データによって特定されるアドレスに記憶されて
    いる階調データを出力するメモリであることを特徴とす
    る液晶表示装置。
  4. 【請求項４】請求項１から３の何れか１項に記載の液晶
    表示装置において、 前記駆動部が出力する階調電圧の範囲は、静止画像を表
    示する際の前記液晶セルの階調表示範囲に対応する階調
    電圧の範囲を含み、かつ、その範囲よりも広いことを特
    徴とする液晶表示装置。
  5. 【請求項５】請求項１から４の何れか１項に記載の液晶
    表示装置において、 前記変換部に記憶されている階調データは、 表示すべきフレームの階調データを静止画像として表示
    する場合の階調電圧をＶｍ、表示すべきフレームの階調
    データを静止画像として表示した場合の前記液晶セルの
    電気容量をＣｍ、直前のフレームの階調データを静止画
    像として表示した場合の前記液晶セルの電気容量をＣｎ
    としたとき、 Ｖ’＝Ｃｍ／Ｃｎ×Ｖｍ で求められる階調電圧に対応する階調データであること
    を特徴とする液晶表示装置。
  6. 【請求項６】画素を有し、前記画素にフレームごとに階
    調データに基づく階調電圧を印加することで階調表示を
    行う液晶表示装置において、 表示すべきフレームの階調データおよび直前のフレーム
    の階調データに基づいて、表示すべきフレームの階調デ
    ータを補正階調データに変換する変換部と、 前記変換部にて変換された補正階調データに基づいて階
    調電圧を前記画素に印加する駆動部と、 前記画素に含まれ、印加された階調電圧により階調表示
    が可能な液晶セルとを備え、 前記変換部には、表示すべきフレームの階調データと直
    前のフレームの階調データとによって特定される設定階
    調データが予め記憶されており、特定した設定階調デー
    タに基づいて補正階調データを生成することを特徴とす
    る液晶表示装置。
  7. 【請求項７】請求項６に記載の液晶表示装置において、 前記変換部は、表示すべきフレームの階調データの上位
    桁および直前のフレームの階調データの上位桁に基づい
    て設定階調データを特定し、表示すべきフレームの階調
    データの上位桁を特定した設定階調データに置き換えて
    変換し、その変換結果に基づいて補正階調データを生成
    することを特徴とする液晶表示装置。
  8. 【請求項８】請求項７に記載の液晶表示装置において、 前記変換部は、表示すべきフレームの階調データの上位
    桁および直前のフレームの階調データの上位桁に基づい
    て、表示すべきフレームの階調データの上位桁を変換す
    るとともに、変換された表示すべきフレームの階調デー
    タの上位桁と、表示すべきフレームの階調データの下位
    桁とを加算することにより補正階調データを生成するこ
    とを特徴とする液晶表示装置。
  9. 【請求項９】請求項７に記載の液晶表示装置において、 前記変換部は、表示すべきフレームの階調データの上位
    桁および直前のフレームの階調データの上位桁に基づい
    て、表示すべきフレームの階調データの上位桁を変換す
    るとともに、表示すべきフレームの階調データの下位桁
    および直前のフレームの階調データの下位桁に基づい
    て、表示すべきフレームの階調データの下位桁を変換
    し、表示すべきフレームの階調データの変換された上位
    桁と変換された下位桁とを加算することにより補正階調
    データを生成することを特徴とする液晶表示装置。
  10. 【請求項１０】画素を有し、前記画素にフレームごとに
    階調データに基づく階調電圧を印加することで階調表示
    を行う液晶表示装置において、 表示すべきフレームの階調データおよび直前のフレーム
    の階調データに基づいて、表示すべきフレームの階調デ
    ータを補正階調データに変換する変換部と、 前記変換部にて変換された補正階調データに基づいて階
    調電圧を前記画素に印加する駆動部と、 前記画素に含まれ、印加された階調電圧により階調表示
    が可能な液晶セルとを備え、 前記変換部には、表示すべきフレームの階調データに対
    応する第１変換値、および直前のフレームの階調データ
    に対応する第２変換値が予め記憶されており、 前記変換部は、表示すべきフレームの階調データおよび
    直前のフレームの階調データにそれぞれ対応する第１変
    換値および第２変換値を用いた演算により補正階調デー
    タを生成することを特徴とする液晶表示装置。
  11. 【請求項１１】請求項１０に記載の液晶表示装置におい
    て、 前記変換部は、記憶している第１変換値の群および第２
    変換値の群の少なくとも一方を外部から書換え可能とし
    ていることを特徴とする液晶表示装置。
  12. 【請求項１２】画素を有し、前記画素にフレームごとに
    階調データに基づく階調電圧を印加することで階調表示
    を行う液晶表示装置において、 表示すべきフレームの階調データおよび直前のフレーム
    の階調データに基づいて、表示すべきフレームの階調デ
    ータを補正階調データに変換する変換部と、 前記変換部にて変換された補正階調データに基づいて階
    調電圧を前記画素に印加する駆動部と、 前記画素に含まれ、印加された階調電圧により階調表示
    が可能な液晶セルとを備え、 前記変換部には、表示すべきフレームの階調データに対
    応する第１変換値を算出するための第１基準値、および
    直前のフレームの階調データに対応する第２変換値を算
    出するための第２基準値が予め記憶されており、 前記変換部は、第１基準値および第２基準値に基づいて
    補間を行うことによりそれぞれ第１変換値および第２変
    換値を算出するとともに、表示すべきフレームの階調デ
    ータおよび直前のフレームの階調データにそれぞれ対応
    する第１変換値および第２変換値を用いた演算により補
    正階調データを生成することを特徴とする液晶表示装
    置。
  13. 【請求項１３】請求項１２に記載の液晶表示装置におい
    て、 前記変換部は、記憶している第１基準値の群および第２
    基準値の群の少なくとも一方を外部から書換え可能とし
    ていることを特徴とする液晶表示装置。
  14. 【請求項１４】画素を有し、前記画素にフレームごとに
    階調データに基づく階調電圧を印加することで階調表示
    を行う液晶表示装置において、 表示すべきフレームの階調データおよび直前のフレーム
    の階調データに基づいて、表示すべきフレームの階調デ
    ータを補正階調データに変換する変換部と、 表示すべきフレームの階調データおよび直前のフレーム
    の階調データの桁を変換する桁変換部と、 前記変換部にて変換された補正階調データに基づいて階
    調電圧を前記画素に印加する駆動部と、 前記画素に含まれ、印加された階調電圧により階調表示
    が可能な液晶セルとを備え、 前記桁変換部は、階調データが示す階調が予め定めた閾
    値より明側である場合にはその階調データの下位桁を削
    除し、階調データが示す階調が前記閾値より暗側である
    場合にはその階調データの上位桁を削除することで、そ
    の階調データの桁数が小さくなるように変換し、 前記変換部には、前記桁変換部にて変換された表示すべ
    きフレームの階調データと直前のフレームの階調データ
    とによって特定される設定階調データが予め記憶されて
    おり、特定した設定階調データに基づいて補正階調デー
    タを生成することを特徴とする液晶表示装置。
  15. 【請求項１５】請求項１４に記載の液晶表示装置におい
    て、 前記変換部は第１入力および第２入力を有し、 前記第２入力には 入力される階調データを記憶してそ
    の階調データを１フレーム分遅らせて出力する記憶部が
    接続されており、 階調データは、前記桁変換部を介して前記第１入力に入
    力されるとともに、前記桁変換部を介して前記記憶部に
    入力され、前記記憶部から前記第２入力に入力されるこ
    とを特徴とする液晶表示装置。
  16. 【請求項１６】請求項１４または１５に記載の液晶表示
    装置において、 階調データが２５６階調表示用の階調データであり、階
    調データが示す最も暗い階調を０階調とすると、前記閾
    値は３２階調であることを特徴とする液晶表示装置。
  17. 【請求項１７】請求項１６に記載の液晶表示装置におい
    て、 階調データが８ビットの階調データであり、 前記桁変換部は、階調データの変換を行う際に、階調デ
    ータの上位３桁または下位３桁を削除するとともに、上
    位桁または下位桁の何れを削除したかを示すフラグビッ
    トを設定することを特徴とする液晶表示装置。
  18. 【請求項１８】請求項１４または１５に記載の液晶表示
    装置において、 階調データが２５６階調表示用の階調データであり、階
    調データが示す最も暗い階調を０階調とすると、前記閾
    値は６４階調であることを特徴とする液晶表示装置。
  19. 【請求項１９】請求項１８に記載の液晶表示装置におい
    て、 階調データが８ビットの階調データであり、 前記桁変換部は、階調データの変換を行う際に、階調デ
    ータの上位２桁または下位３桁を削除するとともに、上
    位桁または下位桁の何れを削除したかを示すフラグビッ
    トを設定し、かつ、上位２桁を削除した場合にはさらに
    最下位１桁を削除することを特徴とする液晶表示装置。
  20. 【請求項２０】請求項１から４の何れか１項に記載の液
    晶表示装置において、 前記変換部に予め記憶されている階調データは、その階
    調データに基づいて前記画素の階調表示を行った場合
    に、その階調データに基づく階調電圧が前記画素に印加
    されてから１フレームに相当する時間が経過したときの
    その画素の輝度が、本来表示すべき輝度の９０％から１
    １０％の範囲内に入るように設定されていることを特徴
    とする液晶表示装置。
  21. 【請求項２１】印加された階調電圧により階調表示が可
    能な液晶セルを含む画素を有し、前記画素にフレームご
    とに階調データに基づく階調電圧を印加することで階調
    表示を行う液晶表示装置の駆動方法において、 表示すべきフレームの階調データおよび直前のフレーム
    の階調データに基づいて予め記憶されている階調データ
    の中から階調データを特定し、特定した階調データに基
    づく階調電圧を前記画素に印加して表示すべきフレーム
    の階調表示を行わせるように前記液晶表示装置を駆動
    し、 前記予め記憶されている階調データは、その階調データ
    に基づいて前記画素の階調表示を行った場合に、その階
    調データに基づく階調電圧が前記画素に印加されてから
    １フレームに相当する時間が経過したときのその画素の
    輝度が、本来表示すべき輝度の９０％から１１０％の範
    囲内に入るように設定されていることを特徴とする液晶
    表示装置の駆動方法。
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