JP2004144831A

JP2004144831A - 液晶表示パネルの応答特性評価パターン表示方法及びその応答特性評価パターン生成装置

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Publication number: JP2004144831A
Application number: JP2002307100A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Fujine; 藤根　俊之; Michiyuki Sugino; 杉野　道幸
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2002-10-22
Filing date: 2002-10-22
Publication date: 2004-05-20
Anticipated expiration: 2022-10-22
Also published as: JP3916544B2

Abstract

【課題】液晶表示装置の光学応答特性を正確且つ短時間で測定できるようにする。
【解決手段】移動評価信号発生部１１は、複数の階調領域２００ａ〜２００ｉを所定間隔で配列した帯状の移動評価パターンデータを記憶しており、固定評価信号発生部１３は、複数の階調領域１００ａ〜１００ｉを隣接して配列した帯状の固定評価パターンデータを記憶している。移動評価信号発生部１１を出力した信号は、スクロール部１２において、液晶表示パネル５０の画面上を一定速度で移動表示するようにスクロール処理される。そして、重畳部１４において、移動評価パターン信号と固定評価パターン信号を重畳して、入力画像信号として評価対象である液晶表示装置６０に入力し、液晶表示パネル５０で評価パターンを表示する。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示パネルの光学応答特性を評価するための評価パターンを発生して表示する液晶表示パネルの応答特性評価パターン表示方法及びその応答特性評価パターン生成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近来、パーソナルコンピュータやテレビ受信機などの軽量化、薄形化によってディスプレイ装置も軽量化、薄形化が要求されており、このような要求に従って陰極線管（ＣＲＴ）の代わりに液晶表示装置（ＬＣＤ）のようなフラットパネル型ディスプレイが開発されている。
【０００３】
ＬＣＤは二つの基板の間に注入されている異方性誘電率を有する液晶層に電界を印加し、この電界の強さを調節して基板を透過する光の量を調節することによって所望の画像信号を得る表示装置である。このようなＬＣＤは携帯の簡便なフラットパネル型ディスプレイのうちの代表的なものであり、この中でも薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）をスイッチング素子として用いたＴＦＴ　ＬＣＤが主に用いられている。
【０００４】
最近は、ＬＣＤがコンピュータのディスプレイ装置だけでなく、テレビ受信機のディスプレイ装置として広く用いられるため、動画像を具現する必要が増加してきた。しかしながら、従来のＬＣＤは応答速度が遅いために動画像を具現するのは難しいという短所があった。
【０００５】
このような液晶の応答速度の問題を改善するために、１フレーム前の入力画像信号と現フレームの入力画像信号の組み合わせに応じて、予め決められた現フレームの入力画像信号に対する階調電圧より高い（オーバーシュートされた）駆動電圧或いはより低い（アンダーシュートされた）駆動電圧を液晶表示パネルに供給する液晶駆動方法が知られている。以下、本願明細書においては、この駆動方式をオーバーシュート（ＯＳ）駆動と定義する。
【０００６】
特開２００２−６２８５０号公報（特許文献１参照）にあるように、従来から、テーブルメモリ（ＲＯＭ）にＯＳテーブルを記憶させて、これに基づいてオーバーシュート駆動を行うことにより、液晶表示パネルの光学応答特性を補償するものが知られている。
【０００７】
図６は、オーバーシュート駆動回路を有する液晶表示装置の概略構成を示すブロック図である。この液晶表示装置は、フレームメモリ（図中ＦＭ）２０、書込階調決定部３０、液晶コントローラ４０、液晶表示パネル５０を備えた構成である。書込階調決定部３０は、強調変換部３１と、ＯＳテーブルメモリ３２とからなる構成である。
【０００８】
まず、これから表示するＮ番目のフレームの入力画像データ（Ｃｕｒｒｅｎｔ　Ｄａｔａ）と、フレームメモリ２０に保存されたＮ−１番目のフレームの入力画像データ（Ｐｒｅｖｉｏｕｓ　Ｄａｔａ）とを強調変換部３１に読み出す。強調変換部３１は、両データの階調遷移パターンとＮ番目のフレームの入力画像データとを、ＯＳテーブルメモリ（ＲＯＭ）３２に保存されている付加電圧データ一覧表と照合する。そして、照合して見つけ出した印加電圧データ（強調変換パラメータ）に基づいてＮ番目のフレームの画像表示に要する書込階調信号（強調変換信号）を決定する。書込階調信号に基づいて液晶コントローラ４０が、液晶表示パネル５０を駆動する。
【０００９】
ここで、上述のＯＳテーブルメモリ３２に格納されている印加電圧データ（強調変換パラメータ）は、液晶表示パネル５０の光学応答特性の実測値から予め得られるものである。例えば、表示信号レベル数すなわち表示データ数が８ビットの２５６階調である場合、図７に示すように、２５６の全ての階調に対する印加電圧データを持っていても良い。あるいは、例えば６４階調毎の５つの代表階調、或いは３２階調毎の９つの代表階調についての実測値のみを記憶しておき、その他の印加電圧データについては、上記実測値から線形補完等の演算で求めるようにしても良い。
【００１０】
また、特開平６−３８２４７号公報（特許文献２）には、３角形を基本とする表示パターンを採用することにより、表示パターン駆動速度を増大するにつれて３角形の鋭角部分の消失量或は巨視的３角形を構成する四角形の消失量は増大するので、この消失量に着目することにより応答特性を半定量的に評価することを可能にしたテストパターン信号発生器が提案されている。
【００１１】
【特許文献１】
特開２００２−６２８５０号公報（段落番号［００１２］〜［００２１］、図１〜図３）
【特許文献２】
特開平６−３８２４７号公報（段落番号［００１０］〜［００１５］、図１〜図３）
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
特開２００２−６２８５０号公報に記載のものは、このようなＯＳテーブルを設定するとき、或いはＯＳ駆動の効果を確認するとき、入力画像信号の各階調遷移ごとに液晶表示パネルの光学応答特性（応答速度）を測定しなければない。特に図７に示すＯＳテーブルを作成する際、０〜２５５の各階調遷移の組み合わせに対する液晶応答速度を測定し確認する必要があるが、この測定には時間がかかり、すべての階調遷移の組み合わせに対する応答特性を測定するには多くの時間を費やしていた。
【００１３】
また、特開平６−３８２４７号公報に記載のものは、表示パターンＡの階調と背景Ｂの階調との間の遷移に対して、液晶表示パネルの光学応答特性を評価するものであり、入力画像信号の広範囲な階調遷移の組み合わせに対応するためには、表示パターンＡの階調と背景Ｂの階調との組み合わせを切換えながら、各諧調遷移に対する液晶表示パネルの光学応答特性を測定評価する必要があり、膨大な時間を費やすという問題がある。
【００１４】
そこで、本発明の目的は、簡便な測定により、液晶表示パネルの光学応答特性が正確且つ短時間で評価することが可能な液晶表示パネルの応答特性評価パターン表示方法及びその応答特性評価パターン生成装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、入力画像信号の階調遷移に対する液晶表示パネルの光学応答特性を評価するパターンを表示する液晶表示パネルの応答特性評価パターン表示方法において、複数の異なる階調領域を有する固定評価パターンを表示すると同時に、複数の異なる階調領域を有する移動評価パターンを、前記固定評価パターンを表示する範囲において一定速度で移動させながら表示することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明は、前記液晶表示パネルの応答特性評価パターン表示方法であって、前記複数の階調領域が隣接して一定方向に伸びる帯状の前記固定評価パターンを表示すると同時に、前記固定評価パターンと交差する方向に伸びる前記複数の階調領域からなる前記移動評価パターンを、前記固定評価パターンの階調領域が伸びる方向に沿って移動させながら表示することを特徴とする。
【００１７】
また、本発明は、前記液晶表示パネルの応答特性評価パターン表示方法であって、前記固定評価パターン及び前記移動評価パターンにおける前記複数の階調領域には、入力画像信号の階調範囲を所定の幅で区切った代表階調値データがそれぞれ表示されることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明は、入力画像信号の階調遷移に対する液晶表示パネルの光学応答特性を評価するパターン信号を生成する液晶表示パネルの応答特性評価パターン生成装置において、複数の異なる階調領域を有する固定評価パターンを発生する固定評価パターン発生手段と、複数の異なる階調領域を有する移動評価パターンを発生する手段移動評価パターン発生手段と、前記移動評価パターンを所定方向に一定速度で移動させるスクロール手段と、前記一定速度で移動させる移動評価パターンを、前記固定評価パターンに重畳する重畳手段とを備えたことを特徴とする。
【００１９】
また、本発明は、前記液晶表示パネルの応答特性評価パターン生成装置であって、前記固定評価パターン発生手段は、前記複数の階調領域が隣接して一定方向に伸びる帯状の前記固定評価パターンを発生し、前記スクロール手段は、前記固定評価パターンと交差する方向に伸びる前記複数の階調領域からなる前記移動評価パターンを、前記固定評価パターンの階調領域が伸びる方向沿って移動させることを特徴とする。
【００２０】
また、本発明は、前記液晶表示パネルの応答特性評価パターン表示装置であって、前記固定評価パターン及び前記移動評価パターンにおける前記複数の階調領域には、入力画像信号の階調範囲を所定の幅で区切った代表階調値データがそれぞれ表示されることを特徴とする。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２２】
図１は、本発明の評価パターン表示装置の一実施形態を示すブロック図である。
この実施形態の評価パターン表示装置は、図６の液晶表示装置６０の構成に、評価パターン生成装置１０を加えて構成している。評価パターン生成装置１０は、移動評価信号発生部１１と、スクロール部１２と、固定評価信号発生部１３と、重畳部１４と、ＣＰＵ１５と、操作パネル１６とからなる構成である。
【００２３】
移動評価信号発生部１１と固定評価信号発生部１３は、あらかじめ所定の評価パターンデータを記憶している。すなわち、移動評価信号発生部１１は、複数の異なる階調領域２００ａ〜２００ｉが所定間隔を持って配列された帯状の移動評価パターンデータを記憶しており、固定評価信号発生部１３は、複数の異なる階調領域１００ａ〜１００ｉが隣接して配列された帯状の固定評価パターンデータを記憶している。
【００２４】
移動評価信号発生部１１と固定評価信号発生部１３は、この記憶している評価パターンデータの信号を発生する。移動評価信号発生部１１を出力した信号は、スクロール部１２において、移動評価パターンが液晶表示パネル５０の画面上を一定速度で移動表示するようにスクロール処理される。このとき、操作パネル１６から使用者が任意のスクロール速度を設定することができ、この速度になるようにＣＰＵ１５がスクロール部１２を制御する。
【００２５】
一方、固定評価信号発生部１３は、１画面分の固定評価パターンデータの信号を発生する。そして、重畳部１４において、スクロール部１２より出力された移動評価パターン信号を固定評価パターン信号に重畳して、入力画像信号として評価対象である液晶表示装置６０に入力する。この評価パターンからなる入力画像信号が入力された液晶表示装置６０の動作については、上述した従来の技術と同様であるので、説明は省略する。
【００２６】
さて、次に評価パターン生成装置１０からの信号を入力して、液晶表示装置６０の液晶表示パネル５０に評価パターンを表示した場合について説明する。
例えば、液晶表示パネル５０に表示可能な階調が、０〜２５５の２５６階調である場合、図２に示すように、移動評価パターン及び固定評価パターンの各階調領域２００ａ〜２００ｉ、１００ａ〜１００ｉには、２５６階調を３２階調の間隔で区切った代表階調値（０，３２，６４，９６，１２８，１６０，１９２，２２４，２５５）を配してなる。
【００２７】
そして、固定評価信号発生部１３が発生した信号による固定評価パターンを、各階調領域１００ａ〜１００ｉが表示画面の垂直方向に階調順に隣接して配列される状態で、表示画面の水平方向に伸びるように表示する。一方、移動評価信号発生部１１が発生した信号による移動評価パターンを、各階調領域２００ａ〜２００ｉが表示画面の水平方向に階調順に所定間隔を置いて配列される状態で、上記固定評価パターンの表示領域上を水平方向に一定速度でスクロール表示する。
【００２８】
尚、上述した水平パターン（固定評価パターン）と垂直パターン（移動評価パターン）が液晶表示パネル５０の全画面に収まるように、その帯の幅及び間隔が設定されている。また、ここでは、表示可能な全階調を所定の階調間隔で区切って、各階調間隔ごとの代表階調値を水平方向及び垂直方向の各階調領域に配し、評価対象となる複数の階調遷移が１画面で表示されるように、評価パターンを形成しているが、必ずしもすべての階調組み合わせを１画面に表示する必要はなく、表示できる範囲の階調でよい。さらに、垂直パターンを左から右に移動したが、右から左でも構わない。
【００２９】
そしてまた、垂直パターンを固定表示とし、水平パターンを移動表示として、上から下、あるいは下から上に移動させてもよい。要するに、複数の階調領域を有する固定表示パターンの表示範囲を、複数の階調領域を有する移動表示パターンが移動して、評価対象の遷移遷移に対する液晶表示パネル５０の光学応答特性が評価できればよい。さらに、ソフトウェア処理により、時間の経過とともに画面上の所定方向に所定速度で移動するようなパターン信号を発生する構成として、スクロール部１２を廃止してもよい。
【００３０】
以上のように、各階調領域２００ａ〜２００ｉからなる垂直パターンを、各階調領域１００ａ〜１００ｉからなる垂直パターン上で左から右へスクロール表示した場合、垂直パターンと水平パターンの接線部分において階調遷移が生じることとなり、液晶応答速度が遅い階調遷移部分については残像、尾引きの表示が起こる。これについて、垂直パターンが６４階調で、水平パターンが９６階調の階調領域部分を例にとって、図３とともに説明する。
【００３１】
すなわち、液晶表示パネル５０上のマトリックス状の評価パターンにおいて、垂直パターンが左から右に移動すると、６４階調の垂直パターンの右側の表示部分では、水平パターンの９６階調から垂直パターンの６４階調への遷移が発生している。一方、６４階調の垂直パターンの左側では垂直パターンの６４階調から水平パターンの９６階調への遷移が発生している。従って、この６４階調の垂直パターンの右側を観測することで、９６階調から６４階調への階調遷移に対する液晶表示パネル５０の光学応答特性を評価することができる。同様に、この６４階調の垂直パターンの左側を観測することで、６４階調から９６階調への階調遷移に対する液晶表示パネル５０の光学応答特性を評価することができる。
【００３２】
次に、液晶応答特性と実際の表示状態について、図４及び図５とともに説明する。
ここでは、６４階調の垂直パターンの右側の表示部分における水平パターンの９６階調から垂直パターンの６４階調への階調遷移を遷移Ａ、６４階調の垂直パターンの左側の表示部分における垂直パターンの６４階調から水平パターンの９６階調への階調遷移を遷移Ｂとする。
【００３３】
図４（ａ）に示すように、遷移Ａと遷移Ｂとでは、所期の透過率に到達するまでの応答時間が異なっているために、その部分の表示に影響が出る。すなわち、入力画像信号が前階調から後階調に遷移したときに、応答時間が長くなる程、その表示部分の液晶が完全に後階調を表示する透過率に到達せず、尾引きとなって表示され、この尾引き部分が帯のように見える。従って、図４（ａ）に示すように、遷移Ｂの方が遷移Ａよりも応答時間が長い場合は、６４階調の垂直パターンの左側の方が、右側より尾引きの幅が大きくなる。
【００３４】
図５（ｂ）に実際の表示の例を示す。ここでは、水平パターン（固定評価パターン）が６４階調から１６０階調まで、垂直パターン（移動評価パターン）が３２階調から９６階調までの階調領域部分を示しており、垂直パターンを左から右に移動した場合を想定している。このときの各階調遷移ごとの応答時間を図５（ａ）に示す。応答時間に応じて各尾引き現象が発生する。例えば、遷移Ａよりも遷移Ｂの方が目標透過率に到達する所要時間、すなわち応答時間が長い。従って、各階調遷移ごとに移動評価パターンの移動速度に応じた尾引きが生じることとなり、移動評価パターンの尾引きの長さから、どの階調遷移に対して応答速度が遅いかが一目でわかる。
【００３５】
以上のとおり、本実施形態においては、固定評価パターン及び移動評価パターンのそれぞれが有する９つの代表階調同士の組み合わせ、すなわち９×９＝８１通りの階調遷移パターンについて、それらに対する液晶表示パネル５０の光学応答特性が１画面上で１度に視認することができる。すなわち、各階調遷移に対して発生する尾引きの幅を測定することにより、各階調遷移による液晶表示パネル５０の光学応答特性を簡単に評価することが可能となる。また、あらかじめ、評価パターンの移動速度、尾引き量、応答速度の関係を実測により求めておけば、尾引きの長さから各階調遷移に対する液晶応答速度を求めることもできる。
【００３６】
また、ＯＳ駆動を施した評価パターン信号を液晶表示パネル５０に表示して、これを観察測定することにより、ＯＳ駆動による液晶表示パネル５０の光学応答特性の補償効果がどれだけあるかが一目で評価でき、さらに、尾引き量が小さくなるように、ＯＳテーブルに格納する強調変換パラメータを調整設定することで、最適なＯＳ駆動量を簡単に素早く求めることができる。
【００３７】
【発明の効果】
本発明によれば、複数の階調領域からなる固定評価パターンを表示させ、更に複数の階調領域からなる移動評価パターンを前記固定評価パターンの表示範囲に一定速度で移動表示させるので、各階調遷移に応じて発生する尾引きを観察することにより、液晶表示装置の光学応答特性を簡単に素早く正確に評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の評価パターン表示装置の一実施形態を示すブロック図である。
【図２】応答特性評価パターンの表示状態を示す説明図である。
【図３】応答特性評価パターンの移動方向と階調遷移の説明図である。
【図４】特定部分の階調遷移とその応答時間を示す説明図である。
【図５】階調遷移における応答時間と実際の表示状態を示す説明図である。
【図６】従来の液晶表示装置を示すブロック図である。
【図７】ＯＳテーブルを示す説明図である。
【符号の説明】
１０　評価パターン表示装置
１１　評価パターン形成部
１２　スクロール部
１３　固定評価信号発生部
１４　重畳部
１５　ＣＰＵ
１６　操作パネル
２０　フレームメモリ
３０　書込階調決定部
３１　強調変換部
３２　ＯＳテーブルメモリ
４０　液晶コントローラ
５０　液晶表示パネル

Claims

入力画像信号の階調遷移に対する液晶表示パネルの光学応答特性を評価するパターンを表示する液晶表示パネルの応答特性評価パターン表示方法において、
複数の異なる階調領域を有する固定評価パターンを表示すると同時に、
複数の異なる階調領域を有する移動評価パターンを、前記固定評価パターンを表示する範囲において一定速度で移動させながら表示することを特徴とする液晶表示パネルの応答特性評価パターン表示方法。
前記複数の階調領域が隣接して一定方向に伸びる帯状の前記固定評価パターンを表示すると同時に、
前記固定評価パターンと交差する方向に伸びる前記複数の階調領域からなる前記移動評価パターンを、前記固定評価パターンの階調領域が伸びる方向に沿って移動させながら表示することを特徴とする前記請求項１に記載の液晶表示パネルの応答特性評価パターン表示方法。
前記固定評価パターン及び前記移動評価パターンにおける前記複数の階調領域には、入力画像信号の階調範囲を所定の幅で区切った代表階調値データがそれぞれ表示されることを特徴とする前記請求項１又は２に記載の液晶表示パネルの応答特性評価パターン表示方法。
入力画像信号の階調遷移に対する液晶表示パネルの光学応答特性を評価するパターン信号を生成する液晶表示パネルの応答特性評価パターン生成装置において、
複数の異なる階調領域を有する固定評価パターンを発生する固定評価パターン発生手段と、
複数の異なる階調領域を有する移動評価パターンを発生する手段移動評価パターン発生手段と、
前記移動評価パターンを所定方向に一定速度で移動させるスクロール手段と、前記一定速度で移動させる移動評価パターンを、前記固定評価パターンに重畳する重畳手段とを備えたことを特徴とする液晶表示パネルの応答特性評価パターン生成装置。
前記固定評価パターン発生手段は、前記複数の階調領域が隣接して一定方向に伸びる帯状の前記固定評価パターンを発生し、
前記スクロール手段は、前記固定評価パターンと交差する方向に伸びる前記複数の階調領域からなる前記移動評価パターンを、前記固定評価パターンの階調領域が伸びる方向沿って移動させることを特徴とする前記請求項４に記載の液晶表示パネルの応答特性評価パターン生成装置。
前記固定評価パターン及び前記移動評価パターンにおける前記複数の階調領域には、入力画像信号の階調範囲を所定の幅で区切った代表階調値データがそれぞれ表示されることを特徴とする前記請求項４又は５に記載の液晶表示パネルの応答特性評価パターン表示装置。