JP2007264104A - 液晶表示装置及びその駆動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】低階調表示時における画像品質を向上させることのできる液晶表示装置を提供する。
【解決手段】液晶表示装置１は、最大ｎ階調（ｎは２以上の整数）の画像データを受け取り、画像データによって表示される画像が、画像データがそれぞれ有する階調値がすべてｋ階調（ｋは１以上の整数、ｋ＜ｎ）以下である低階調画像であるか否かを判定する画像判定回路２と、画像判定回路２により画像が低階調画像であると判定されたときに、各画像データを構成するビットデータをＭＳＢ方向に向かってスライドさせたスライド画像データに画像データを変換する画像データ変換回路３と、スライド画像データに基づいて液晶印加電圧を液晶パネルに供給する液晶ドライバ４と、画像判定回路２により画像が低階調画像であると判定されたときに、液晶パネル５を透過するバックライト７を、通常のバックライト輝度よりも暗くするバックライト調光回路６とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、バックライトが透過する液晶パネルに画像データの階調値に応じた液晶印加電圧を供給して画像を表示する液晶表示装置及びその駆動方法に関するものである。

従来から、バックライトが透過する液晶パネルに画像データの階調値に応じた液晶印加電圧を供給して画像を表示する液晶表示装置が広く使われている。上記液晶表示装置は、マトリックス状に配置した複数個の画素を形成した液晶パネルと、画像データの階調値に応じた液晶印加電圧を液晶パネルに供給する液晶ドライバと、液晶パネルを透過するバックライトを供給するために設けられたバックライトユニットとを備えている。

このように構成された従来の液晶表示装置においては、画像データが入力されると、画像データの階調値に応じた液晶印加電圧が液晶パネルに供給され、バックライトユニットからのバックライトが透過する液晶パネルの各画素に形成された液晶素子が、液晶ドライバから供給された液晶印加電圧によって駆動され、画像データによって表される画像が液晶パネルに表示される。
特開平２００１−１６６７３９号公報（平成１３年６月２２日（２００１．６．２２）公開） 特許第３２１５３８８号明細書（平成１３年１月３０日（２００１．１．３０）公開） 特許第３３４０７０３号明細書（平成１３年１月３０日（２００１．１．３０）公開） 特許第３４３０９９８号明細書（平成１３年５月１８日（２００１．５．１８）公開） 特許第３５４９３５６号明細書（平成１０年９月１４日（１９９８．９．１４）公開） 特許第３５５２６０６号明細書（平成１３年４月６日（２００１．４．６）公開）

しかしながら、上記従来の構成では、低階調の画像データを表示する時において、バックライトが透過する液晶パネルの画素から生じる光漏れのために、液晶パネルの階調輝度特性が、低階調表示時において、理想的な階調輝度特性から乖離してしまうという問題がある。

図７は、従来の液晶表示装置に入力される画像データの階調値と、上記液晶表示装置に設けられた液晶パネルのパネル正規化輝度の対数値との関係を説明するためのグラフである。横軸は、６４階調の液晶表示装置の場合の階調値を示しており、縦軸は液晶表示装置に設けられた液晶パネルのパネル輝度を正規化した正規化輝度を対数値によって示している。従来の液晶表示装置の液晶パネルの階調輝度特性Ｃ９２は、液晶パネルの画素から生じる光漏れのために、低階調表示時において、理想的な階調輝度特性Ｃ９１から乖離する。

例えば暗い赤（３１、０、０）のような低い階調を表示させた場合には、発光させない緑や青の画素からの光漏れ（輝度）が相対的に大きくなり、それにより、色みが薄くなり、色再現範囲が小さくなってしまうという問題を生じる。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、低階調表示時における画像品質を向上させることのできる液晶表示装置及びその駆動方法を実現することにある。

本発明に係る液晶表示装置は、上記課題を解決するために、１フレームの画像を表示するための最大ｎ階調（ｎは２以上の整数）の画像データを受け取り、前記画像データによって表示される画像が、前記画像データがそれぞれ有する階調値がすべてｋ階調（ｋは１以上の整数、ｋ＜ｎ）以下である低階調画像であるか否かを判定する画像判定回路と、前記画像判定回路により前記画像が低階調画像であると判定されたときに、各画像データを構成するビットデータをＭＳＢ方向に向かってスライドさせたスライド画像データに前記画像データを変換する画像データ変換回路と、前記スライド画像データに基づいて液晶印加電圧を液晶パネルに供給する液晶ドライバと、前記画像判定回路により前記画像が低階調画像であると判定されたときに、前記液晶パネルを透過するバックライトを、通常のバックライト輝度よりも暗くするバックライト調光回路とを備えたことを特徴としている。

上記特徴によれば、画像判定回路により画像が、画像データがそれぞれ有する階調値がすべてｋ階調（ｋは１以上の整数、ｋ＜ｎ）以下である低階調画像であると判定されたときに、各画像データを構成するビットデータをＭＳＢ方向に向かってスライドさせて画像データから変換されたスライド画像データに基づいて液晶印加電圧が液晶パネルに供給されるとともに、液晶パネルを透過するバックライトを、通常のバックライト輝度よりも暗くする。このため、最大ｋ階調のフレームにおけるｋ階調の輝度が、最大ｎ階調のフレームにおけるｋ階調の輝度に等しくなるように、バックライトを暗くすることにより、階調輝度特性に連続性を持たせながら、低階調表示時における輝度を低くして理想的な階調輝度特性に近づけることができる。従って、例えば、暗い赤（３１、０、０）のような低い階調を表示させた場合であっても、発光させない緑や青の画素からの光漏れ（輝度）が相対的に大きくなることがなく、色みが薄くなることもなく、色再現範囲が小さくなってしまうこともない。その結果、低階調画像の表示品質が良好な液晶表示装置を提供することができる。

本発明に係る液晶表示装置においては、前記バックライト調光回路は、（通常のバックライト輝度）×（液晶パネルのｋ階調に対応する透過率）＝（暗くしたバックライト輝度）×（液晶パネルのｒ階調に対応する透過率）（ここで、ｒは１以上ｎ以下の整数）、となるように、前記バックライトを暗くすることが好ましい。

上記構成によれば、バックライトを暗くすることにより、最大ｋ階調のフレームにおけるｋ階調の輝度を、最大ｎ階調のフレームにおけるｋ階調の輝度に等しくすることができる。このため、階調輝度特性に連続性を持たせることができる。

本発明に係る液晶表示装置においては、ｋ＝（ｒ／２）（ｒは偶数）であることが好ましい。

上記構成によれば、各画像データを構成するビットデータをスライドさせて容易に等間隔のスライド画像データに変換することができる。

本発明に係る液晶表示装置においては、ｋ＝（ｒ／４）（ｒは４の倍数）であることが好ましい。

上記構成によれば、各画像データを構成するビットデータをスライドさせて容易に等間隔のスライド画像データに変換することができ、また、階調輝度特性を理想的な階調輝度特性により一層近づけることができる。

本発明に係る液晶表示装置においては、前記画像データ変換回路は、前記画像判定回路により前記画像が低階調画像であると判定されたときに、各画像データを構成するビットデータをＭＳＢ方向に向かって１ビットずつスライドさせることが好ましい。

上記構成によれば、各画像データを構成するビットデータをスライドさせて容易にスライド画像データに変換することができる。

本発明に係る液晶表示装置においては、前記画像データ変換回路は、各画像データを構成するビットデータをＭＳＢ方向に向かって１ビットずつスライドさせたあとの空白データとなるＬＳＢに０を割り当てることが好ましい。

上記構成によれば、空白データとなるＬＳＢに０を割り当てるので、黒輝度をより低く抑えることができる。

本発明に係る液晶表示装置においては、前記画像データ変換回路は、各画像データを構成するビットデータをＭＳＢ方向に向かって１ビットずつスライドさせたあとの空白データとなるＬＳＢに１を割り当てることが好ましい。

上記構成によれば、空白データとなるＬＳＢに割り当てられるデータが統一されるので、スライド画像データの階調値の間の間隔を等間隔にすることができる。

本発明に係る液晶表示装置においては、前記画像データ変換回路は、各画像データを構成するビットデータをＭＳＢ方向に向かって１ビットずつスライドさせたあとの空白データとなるＬＳＢに１ビットずつスライドさせたＭＳＢを割り当てることが好ましい。

上記構成によれば、変換後の画像データにて明るい階調はより明るく表示され、一方で暗い階調はより暗く表示されるためにより高いコントラストが得られる。

本発明に係る液晶表示装置においては、前記画像データ変換回路は、前記画像判定回路により前記画像が低階調画像であると判定されたときに、各画像データを構成するビットデータをＭＳＢ方向に向かって２ビットずつスライドさせることが好ましい。

上記構成によれば、各画像データを構成するビットデータをスライドさせて容易にスライド画像データに変換することができ、また、階調輝度特性をより一層理想的な階調輝度特性に近づけることができる。

本発明に係る液晶表示装置においては、前記画像データ変換回路は、前記画像判定回路により前記画像が低階調画像であると判定されたときに、各画像データを構成するビットデータをＭＳＢ方向に向かって２ビットずつスライドさせることが好ましい。

上記構成によれば、各画像データの上位２ビット（ビットデータＤ５・Ｄ４）が双方とも「０」である場合に、低階調画像であると判断する構成に適用することができる。

本発明に係る液晶表示装置においては、前記画像データ変換回路は、各画像データを構成するビットデータをＭＳＢ方向に向かって２ビットずつスライドさせたあとの空白データとなる下位２ビットに００を割り当てることが好ましい。

上記構成によれば、黒輝度をより低く抑えることができる。

本発明に係る液晶表示装置においては、前記画像データ変換回路は、各画像データを構成するビットデータをＭＳＢ方向に向かって２ビットずつスライドさせたあとの空白データとなる下位２ビットに０１を割り当てることが好ましい。

上記構成によれば、使用者の要求に応じたコントラストで等間隔に表示することが可能である。

本発明に係る液晶表示装置においては、前記画像データ変換回路は、各画像データを構成するビットデータをＭＳＢ方向に向かって２ビットずつスライドさせたあとの空白データとなる下位２ビットに１０を割り当てることが好ましい。

上記構成によれば、使用者の要求に応じたコントラストで等間隔に表示することが可能である。

本発明に係る液晶表示装置においては、前記画像データ変換回路は、各画像データを構成するビットデータをＭＳＢ方向に向かって２ビットずつスライドさせたあとの空白データとなる下位２ビットに１１を割り当てることが好ましい。

上記構成によれば、使用者の要求に応じたコントラストで等間隔に表示することが可能である。

本発明に係る液晶表示装置においては、前記画像データ変換回路は、各画像データを構成するビットデータをＭＳＢ方向に向かって２ビットずつスライドさせたあとの空白データとなる下位２ビットに２ビットずつスライドさせた上位２ビットを割り当てることが好ましい。

上記構成によれば、変換後の画像データにて明るい階調はより明るく表示され、一方で暗い階調はより暗く表示されるためにより高いコントラストが得られる。

本発明に係る液晶表示装置の駆動方法は、上記課題を解決するために、１フレームの画像を表示するための最大ｎ階調（ｎは２以上の整数）の画像データを受け取り、前記画像データによって表示される画像が、前記画像データがそれぞれ有する階調値がすべてｋ階調（ｋは１以上の整数、ｋ＜ｎ）以下である低階調画像であるか否かを判定し、前記画像が低階調画像であると判定されたときに、各画像データを構成するビットデータをＭＳＢ方向に向かってスライドさせたスライド画像データに前記画像データを変換し、前記スライド画像データに基づいて液晶印加電圧を液晶パネルに供給しながら、前記液晶パネルを透過するバックライトを、通常のバックライト輝度よりも暗くすることを特徴とする。

上記特徴によれば、画像データがそれぞれ有する階調値がすべてｋ階調（ｋは１以上の整数、ｋ＜ｎ）以下である低階調画像であると画像が判定されたときに、各画像データを構成するビットデータをＭＳＢ方向に向かってスライドさせて画像データから変換されたスライド画像データに基づいて液晶印加電圧が液晶パネルに供給されるとともに、液晶パネルを透過するバックライトを、通常のバックライト輝度よりも暗くする。このため、最大ｋ階調のフレームにおけるｋ階調の輝度が、最大ｎ階調のフレームにおけるｋ階調の輝度に等しくなるように、バックライトを暗くすることにより、階調輝度特性に連続性を持たせながら、低階調表示時における輝度を低くして理想的な階調輝度特性に近づけることができる。従って、例えば、暗い赤（３１、０、０）のような低い階調を表示させた場合であっても、発光させない緑や青の画素からの光漏れ（輝度）が相対的に大きくなることがなく、色みが薄くなることもなく、色再現範囲が小さくなってしまうこともない。その結果、低階調画像の表示品質が良好な液晶表示装置の駆動方法を提供することができる。

本発明に係る液晶表示装置は、以上のように、前記画像判定回路により前記画像が低階調画像であると判定されたときに、各画像データを構成するビットデータをＭＳＢ方向に向かってスライドさせたスライド画像データに前記画像データを変換する画像データ変換回路と、前記スライド画像データに基づいて液晶印加電圧を液晶パネルに供給する液晶ドライバと、前記画像判定回路により前記画像が低階調画像であると判定されたときに、前記液晶パネルを透過するバックライトを、通常のバックライト輝度よりも暗くするバックライト調光回路とを備えている。

このため、画像判定回路により画像が、画像データがそれぞれ有する階調値がすべてｋ階調（ｋは１以上の整数、ｋ＜ｎ）以下である低階調画像であると判定されたときに、各画像データを構成するビットデータをＭＳＢ方向に向かってスライドさせて画像データから変換されたスライド画像データに基づいて液晶印加電圧が液晶パネルに供給されるとともに、液晶パネルを透過するバックライトを、通常のバックライト輝度よりも暗くする。このため、最大ｋ階調のフレームにおけるｋ階調の輝度が、最大ｎ階調のフレームにおけるｋ階調の輝度に等しくなるように、バックライトを暗くすることにより、階調輝度特性に連続性を持たせながら、低階調表示時における輝度を低くして理想的な階調輝度特性に近づけることができる。従って、例えば、暗い赤（３１、０、０）のような低い階調を表示させた場合であっても、発光させない緑や青の画素からの光漏れ（輝度）が相対的に大きくなることがなく、色みが薄くなることもなく、色再現範囲が小さくなってしまうこともない。その結果、低階調画像の表示品質が良好な液晶表示装置を提供することができるという効果を奏する。

本発明に係る液晶表示装置の駆動方法は、以上のように、前記画像が低階調画像であると判定されたときに、各画像データを構成するビットデータをＭＳＢ方向に向かってスライドさせたスライド画像データに前記画像データを変換し、前記スライド画像データに基づいて液晶印加電圧を液晶パネルに供給しながら、前記液晶パネルを透過するバックライトを、通常のバックライト輝度よりも暗くする。

このため、画像データがそれぞれ有する階調値がすべてｋ階調（ｋは１以上の整数、ｋ＜ｎ）以下である低階調画像であると画像が判定されたときに、各画像データを構成するビットデータをＭＳＢ方向に向かってスライドさせて画像データから変換されたスライド画像データに基づいて液晶印加電圧が液晶パネルに供給されるとともに、液晶パネルを透過するバックライトを、通常のバックライト輝度よりも暗くする。このため、最大ｋ階調のフレームにおけるｋ階調の輝度が、最大ｎ階調のフレームにおけるｋ階調の輝度に等しくなるように、バックライトを暗くすることにより、階調輝度特性に連続性を持たせながら、低階調表示時における輝度を低くして理想的な階調輝度特性に近づけることができる。従って、例えば、暗い赤（３１、０、０）のような低い階調を表示させた場合であっても、発光させない緑や青の画素からの光漏れ（輝度）が相対的に大きくなることがなく、色みが薄くなることもなく、色再現範囲が小さくなってしまうこともない。その結果、低階調画像の表示品質が良好な液晶表示装置の駆動方法を提供することができる。

本発明の一実施形態について図１ないし図６に基づいて説明すると以下の通りである。すなわち、図１は、本発明の実施形態を示すものであり、液晶表示装置１の要部構成を模式的に示すブロック図である。

液晶表示装置１は、液晶パネル５を備えている。液晶パネル５には、画像を表示するためにマトリックス状に配置した複数個の画素（図示せず）が形成されている。

液晶表示装置１には、画像判定回路２が設けられている。画像判定回路２は、１フレームの画像を表示するための最大６４階調の画像データを受け取る。

図２は、画像判定回路２に入力される画像データの構成を説明するための図である。液晶パネル５にそれぞれ形成された各画素にそれぞれ対応する画像データは、階調値を表すビットデータＤ０・Ｄ１・Ｄ２・Ｄ３・Ｄ４・Ｄ５からなる６ビットデータである。ビットデータＤ０はＬＳＢであり、ビットデータＤ５はＭＳＢである。

画像判定回路２は、このように構成された画像データによって表示される画像が、画像データがそれぞれ有する階調値がすべて３２階調以下である低階調画像であるか否かを判定する。

液晶表示装置１は、画像データ変換回路３を備えている。画像データ変換回路３は、画像判定回路２により画像データによる画像が低階調画像であると判定されたときに、各画像データを構成するビットデータをＭＳＢ方向に向かってスライドさせたスライド画像データに画像データを変換する。

液晶表示装置１には、液晶ドライバ４が設けられている。液晶ドライバ４は、画像データ変換回路３から供給されたスライド画像データに基づいて、液晶印加電圧を液晶パネル５に供給する。

液晶表示装置１は、バックライト調光回路６を備えている。バックライト調光回路６は、画像判定回路２により、画像データによる画像が低階調画像であると判定されたときに、バックライトユニット７から供給されて液晶パネル５を透過するバックライトを、通常のバックライト輝度よりも暗くするバックライト調光信号をバックライトユニットへ供給する。

このように構成された液晶表示装置１の動作を説明する。まず、１フレームの画像を表示するための各６ビットの画像データが画像判定回路２に入力されると、画像判定回路２は、各画像データの最上位ビット（ビットデータＤ５（ＭＳＢ））が「０」であるか否かを判断する。そして、各画像データの最上位ビットがすべて「０」であると判断したときは、各画像データがすべて３２階調以下の低階調画像であると判定する。各画像データの最上位ビットがすべて「０」でないと判断したときは、通常画像であると判断する。

図３（ａ）（ｂ）は、画像データ変換回路３による画像データの変換方法を説明するための図である。画像判定回路２によって画像データによる画像が低階調画像であると判定された場合には、画像データ変換回路３は、各画像データを構成するビットデータＤ０・Ｄ１・Ｄ２・Ｄ３・Ｄ４をＭＳＢ方向に向かって１ビットずつスライドさせたスライド画像データに画像データを変換する。変換前の画像データのビットデータＤ５は、前述したように必ず「０」である。変換後のスライド画像データのＬＳＢには、「０」を挿入する。図３（ｂ）は、画像データ（０、１、１、０、０、１）をスライド画像データ（１、１、０、０、１、０）に変換する例を示している。画像データ（０、１、１、０、０、１）は、１０進数表現では２５（＝３２×０＋１６×Ｄ４＋８×Ｄ３＋４×Ｄ２＋２×Ｄ１＋１×Ｄ０）であり、スライド画像データ（１、１、０、０、１、０）は、１０進数表現では５０（＝３２×Ｄ４＋１６×Ｄ３＋８×Ｄ２＋４×Ｄ１＋２×Ｄ０＋１×０）である。従って、画像データの階調値は画像データ変換回路３の変換によって２倍化されることになる。

液晶ドライバ４は、画像データ変換回路３からの２倍化されたスライド画像データに基づいて、液晶印加電圧を液晶パネル５に供給する。これにより、従来の構成では、液晶印加電圧Ｖ０・Ｖ１・Ｖ２…Ｖ３０・Ｖ３１を使用していたものが、本実施の形態では、階調を２倍化した液晶印加電圧Ｖ０・Ｖ２・Ｖ４…Ｖ６０・Ｖ６２を使用する。

図４は、画像データの階調値と、液晶パネル５のパネル輝度との関係を説明するためのグラフである。横軸は画像データの階調値を示しており、縦軸は液晶パネル５のパネル輝度（パネル透過率）を正規化した値を示している。

画像判定回路２により、通常画像であると判断されたときは、画像データは、スライド画像データに変換されず、画像データの階調値に基づいて、ガンマ特性がγ＝２．２である曲線Ｃ１に応じたパネル輝度になるように液晶印加電圧が選択されて液晶ドライバ４から液晶パネル５に供給される。従って、例えば、画像データの階調値が０であるときは、パネル透過率の正規化値は０であり、画像データの階調値が６３であるときは、パネル透過率の正規化値は１である。

画像判定回路２により、各画像データがすべて３２階調以下の低階調画像であると判定されたときは、画像データは、画像データ変換回路３によってスライド画像データに２倍化して変換され、曲線Ｃ２に応じたパネル輝度になるように液晶印加電圧が選択されて液晶ドライバ４から液晶パネル５に供給される。従って、例えば、画像データの階調値が０であるときは、パネル透過率の正規化値は０であり、画像データの階調値が３１であるときに、パネル透過率の正規化値は１になる。

このように、各画像データがすべて３２階調以下の低階調画像であると判定されたときは、曲線Ｃ１を縦方向に引き伸ばすようにした曲線Ｃ２によってパネル透過率を再正規化する。各画像データがすべて３２階調以下の低階調画像であると判定されたときは、パネル透過率（液晶印加電圧）を等間隔に間引いてひとつずつ並べ直すことにより、所望の階調透過率特性を示す曲線Ｃ２が得られる。

階調値Ｘ（０≦Ｘ≦６３）とパネル透過率正規化値Ｙとの関係は、ガンマ特性がγ＝２．２であるので、
Ｙ＝（Ｘ／６３）^２．２、
となる。

階調値０〜階調値６３を再正規化すると、
（ｋ／６３）^２．２／（ｎ／６３）^２．２ ＝ （ｋ／ｎ）^２．２、
ここで、０≦ｋ≦ｎ、ｎは整数。

ところで、（ｋ／ｎ）^２．２、及び０≦ｋ≦ｎ、より、
０×（６３／ｎ）≦ｋ×（６３／ｎ）≦ｎ×（６３／ｎ）、
従って、
０≦６３×（ｋ／ｎ）≦６３、

ここで、６３×（ｋ／ｎ）が、整数であれば、再正規化した階調透過率特性は、もともとの階調透過率特性に等しい。よって、階調透過率特性の一部を縦方向に引き伸ばすことは、横に圧縮することと同じである。また、６３×（ｋ／ｎ）が整数になるように、ｋの値を合わせ込むこともできる。

画像判定回路２により、画像データによる画像が通常画像であると判断されたときは、バックライトユニット７からのバックライトは、通常のバックライト輝度で液晶パネル５を透過する。

画像判定回路２により、低階調画像であると判定されたときは、バックライト調光回路６は、
（通常のバックライト輝度）×（階調値＝３１の透過率）＝（暗くしたバックライト輝度）×（階調値＝６３の透過率）、
となるように、バックライトユニット７によって照射されるバックライトを暗くする。

このことによって、通常のバックライト輝度でバックライトを照射したときの階調輝度特性と、バックライト調光回路６により輝度を暗くしてバックライトを照射したときの階調輝度特性との間に連続性を持たせることができる。

また、
（通常のバックライト輝度）×（階調値＝３０の透過率）＝（暗くしたバックライト輝度）×（Ｖ６１の透過率）、
となり、この（暗くしたバックライト輝度）は一定となるようにすることで、中間階調値においてはバックライトとパネル透過率との双方によるパネル輝度が、低階調画像の場合と通常画像の場合とで、ほぼ等しいものとなる。

一方で、階調値が低くなっていくと、
（通常のバックライト輝度）×（階調値＝１の透過率）＞（暗くしたバックライト輝度）×（階調値＝３の透過率）、
となるようにバックライトとパネル透過率との双方による変換後パネル輝度が、変換前のパネル輝度よりも低くなることで理想的な階調輝度特性に近づくことになる。

このように、画像データを画像データ変換回路３によってスライド画像データに変換する場合の最大階調値（階調値＝３１）における輝度と、画像データを変換しない場合のその階調値（階調値＝３１）における輝度とが一致するように、バックライトユニット７から照射されるバックライトの輝度をバックライト調光回路６が調整する。

階調値が小さくなるにつれて、バックライトの輝度を低くした曲線Ｃ２に対応するパネル輝度が、通常の輝度のバックライトが照射される曲線Ｃ１に対応するパネル輝度よりも低階調において低くなり、これにより、バックライトの輝度を低くした曲線Ｃ２に対応するパネル輝度が、理想的な階調輝度特性に近づく。

本実施の形態によれば、通常の輝度のバックライトによる通常表示に使用する液晶印加電圧Ｖ０・Ｖ１・Ｖ２…Ｖ６１・Ｖ６２・Ｖ６３のみによって、低階調画像の変換表示が可能となり、ＤＡコンバータ、ルックアップテーブルを新たに追加することなく、低階調画像を変換して表示することができる。

図５は、液晶表示装置１に入力される画像データの階調値と、液晶表示装置１に設けられた液晶パネル５のパネル輝度正規化値の対数値との関係を説明するためのグラフである。縦軸は画像データの階調値を示しており、横軸はパネル輝度正規化値を対数値によって示している。本実施の形態に係る液晶表示装置１の液晶パネル５の階調輝度特性Ｃ１は、低階調において、従来の液晶表示装置の液晶パネルの階調輝度特性Ｃ９２よりも低くなり、理想的な階調輝度特性Ｃ９１に従来の階調輝度特性Ｃ９２よりも近づいている。

図６は、画像データ変換回路３による画像データの他の変換方法を説明するための図である。前述した図３（ａ）（ｂ）では、ビットデータＤ０・Ｄ１・Ｄ２・Ｄ３・Ｄ４を１ビットずつスライドさせた例を示したが、本発明はこれに限定されない。画像判定回路２が、各画像データの上位２ビット（ビットデータＤ５・Ｄ４）が双方とも「０」であるか否かを判断し、双方とも「０」であると判断したときに、１６階調以下の低階調画像であるとして、画像データ変換回路３が、ビットデータＤ０・Ｄ１・Ｄ２・Ｄ３を２ビットずつスライドさせてもよい。変換前の画像データのビットデータＤ５・Ｄ４は、前述したように必ず「０」である。変換後のスライド画像データの下位２ビットは、図３（ａ）（ｂ）の例と同様に、任意であるが、「００」を挿入することが好ましい。下位２ビットに「００」を挿入すると、画像データの階調値は画像データ変換回路３の変換によって４倍化されることになる。

なお、本実施の形態では、最大６４階調の画像データによる画像を表示する液晶表示装置の例を示したが、本発明はこれに限定されない。本発明は、最大ｎ階調（ｎは２以上の整数）の画像データの画像を表示する液晶表示装置に適用することができる。

また、変換後のスライド画像データのＬＳＢに「０」を挿入する例を示したが、本発明はこれに限定されない。適当な論理回路によって決定した値を変換後のスライド画像データのＬＳＢに挿入しても良い。スライド画像データのＬＳＢに挿入する値は、スライド画像データの階調値の間の間隔を等間隔にする観点から、「０」または「１」で統一することが好ましい。また、黒輝度をより低く抑える観点から、「０」をスライド画像データのＬＳＢに挿入することが好ましい。

また、最大６４階調の画像データにおいて、階調値がすべて３２階調以下または１６階調以下である低階調画像であるか否かを判定する例を示したが、本発明はこれに限定されない。低階調画像であるか否かの判断の基準は、最大ｎ階調（ｎは２以上の整数）の画像データにおいて、ｋ階調（ｋは１以上の整数、ｋ＜ｎ）であればよい。

本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明は、バックライトが透過する液晶パネルに画像データの階調値に応じた液晶印加電圧を供給して画像を表示する液晶表示装置及びその駆動方法に適用することができる。

本発明の実施形態を示すものであり、液晶表示装置の要部構成を模式的に示すブロック図である。 上記液晶表示装置に設けられた画像判定回路に入力される画像データの構成を説明するための図である。 （ａ）（ｂ）は、上記液晶表示装置に設けられた画像データ変換回路による画像データの変換方法を説明するための図である。 上記液晶表示装置に入力される画像データの階調値と、上記液晶表示装置に設けられた液晶パネルのパネル輝度との関係を説明するためのグラフである。 上記液晶表示装置に入力される画像データの階調値と、上記液晶表示装置に設けられた液晶パネルのパネル輝度の対数値との関係を説明するためのグラフである。 上記画像データ変換回路による画像データの他の変換方法を説明するための図である。 従来の液晶表示装置に入力される画像データの階調値と、上記液晶表示装置に設けられた液晶パネルのパネル輝度の対数値との関係を説明するためのグラフである。

符号の説明

１ 液晶表示装置
２ 画像判定回路
３ 画像データ変換回路
４ 液晶ドライバ
５ 液晶パネル
６ バックライト調光回路
７ バックライトユニット

Claims (18)

1. １フレームの画像を表示するための最大ｎ階調（ｎは２以上の整数）の画像データを受け取り、前記画像データによって表示される画像が、前記画像データがそれぞれ有する階調値がすべてｋ階調（ｋは１以上の整数、ｋ＜ｎ）以下である低階調画像であるか否かを判定する画像判定回路と、
   前記画像判定回路により前記画像が低階調画像であると判定されたときに、各画像データを構成するビットデータをＭＳＢ方向に向かってスライドさせたスライド画像データに前記画像データを変換する画像データ変換回路と、
   前記スライド画像データに基づいて液晶印加電圧を液晶パネルに供給する液晶ドライバと、
   前記画像判定回路により前記画像が低階調画像であると判定されたときに、前記液晶パネルを透過するバックライトを、通常のバックライト輝度よりも暗くするバックライト調光回路とを備えたことを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記バックライト調光回路は、
   （通常のバックライト輝度）×（液晶パネルのｋ階調に対応する透過率）＝（暗くしたバックライト輝度）×（液晶パネルのｒ階調に対応する透過率）
   （ここで、ｒは１以上ｎ以下の整数）、
   となるように、前記バックライトを暗くする請求項１記載の液晶表示装置。
3. 前記バックライト調光回路は、前記画像判定回路により前記画像が低階調画像であると判定されたときに、前記液晶パネルを透過するバックライトを、通常のバックライト輝度よりも暗くするバックライト調光信号をバックライトユニットへ供給する請求項１記載の液晶表示装置。
4. ｋ＝（ｒ／２）（ｒは偶数）である請求項１記載の液晶表示装置。
5. ｋ＝（ｒ／４）（ｒは４の倍数）である請求項１記載の液晶表示装置。
6. 前記画像データ変換回路は、前記画像判定回路により前記画像が低階調画像であると判定されたときに、各画像データを構成するビットデータをＭＳＢ方向に向かって１ビットずつスライドさせる請求項１記載の液晶表示装置。
7. 前記画像データ変換回路は、前記画像判定回路により前記画像が低階調画像であると判定されたときに、各画像データを構成するビットデータをＭＳＢ方向に向かって１ビットずつスライドさせる請求項２記載の液晶表示装置。
8. 前記画像データ変換回路は、各画像データを構成するビットデータをＭＳＢ方向に向かって１ビットずつスライドさせたあとの空白データとなるＬＳＢに０を割り当てる請求項６に記載の液晶表示装置。
9. 前記画像データ変換回路は、各画像データを構成するビットデータをＭＳＢ方向に向かって１ビットずつスライドさせたあとの空白データとなるＬＳＢに１を割り当てる請求項６に記載の液晶表示装置。
10. 前記画像データ変換回路は、各画像データを構成するビットデータをＭＳＢ方向に向かって１ビットずつスライドさせたあとの空白データとなるＬＳＢに１ビットずつスライドさせたＭＳＢを割り当てる請求項６に記載の液晶表示装置。
11. 前記画像データ変換回路は、前記画像判定回路により前記画像が低階調画像であると判定されたときに、各画像データを構成するビットデータをＭＳＢ方向に向かって２ビットずつスライドさせる請求項１記載の液晶表示装置。
12. 前記画像データ変換回路は、前記画像判定回路により前記画像が低階調画像であると判定されたときに、各画像データを構成するビットデータをＭＳＢ方向に向かって２ビットずつスライドさせる請求項２記載の液晶表示装置。
13. 前記画像データ変換回路は、各画像データを構成するビットデータをＭＳＢ方向に向かって２ビットずつスライドさせたあとの空白データとなる下位２ビットに００を割り当てる請求項１１に記載の液晶表示装置。
14. 前記画像データ変換回路は、各画像データを構成するビットデータをＭＳＢ方向に向かって２ビットずつスライドさせたあとの空白データとなる下位２ビットに０１を割り当てる請求項１１に記載の液晶表示装置。
15. 前記画像データ変換回路は、各画像データを構成するビットデータをＭＳＢ方向に向かって２ビットずつスライドさせたあとの空白データとなる下位２ビットに１０を割り当てる請求項１１に記載の液晶表示装置。
16. 前記画像データ変換回路は、各画像データを構成するビットデータをＭＳＢ方向に向かって２ビットずつスライドさせたあとの空白データとなる下位２ビットに１１を割り当てる請求項１１に記載の液晶表示装置。
17. 前記画像データ変換回路は、各画像データを構成するビットデータをＭＳＢ方向に向かって２ビットずつスライドさせたあとの空白データとなる下位２ビットに２ビットずつスライドさせた上位２ビットを割り当てる請求項１１に記載の液晶表示装置。
18. １フレームの画像を表示するための最大ｎ階調（ｎは２以上の整数）の画像データを受け取り、前記画像データによって表示される画像が、前記画像データがそれぞれ有する階調値がすべてｋ階調（ｋは１以上の整数、ｋ＜ｎ）以下である低階調画像であるか否かを判定し、
    前記画像が低階調画像であると判定されたときに、各画像データを構成するビットデータをＭＳＢ方向に向かってスライドさせたスライド画像データに前記画像データを変換し、
    前記スライド画像データに基づいて液晶印加電圧を液晶パネルに供給しながら、前記液晶パネルを透過するバックライトを、通常のバックライト輝度よりも暗くすることを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。

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