JP2007304325A - 液晶表示装置および液晶パネル駆動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】フレーム反転倍速駆動におけるフリッカの発生を抑制する。
【解決手段】複数の液晶セルからなる液晶パネル１６を備える液晶表示装置であって、正極性の映像データに基づく表示画像の明るさを調整するための特性データが予め格納されたＬＵＴ１２ａと、負極性の映像データに基づく表示画像の明るさを調整するための特性データが予め格納されたＬＵＴ１２ｂとを有する。映像データの極性に応じてＬＵＴ１２ａ、１２ｂを切り替えて、正極性および負極性の映像データに基づく表示画像の明るさを調整する。
【選択図】図１

Description

本発明は、液晶プロジェクタなどに代表される、液晶パネルを用いた液晶表示装置に関し、特に、複数の液晶セルが共通に接続されたコモン電極にコモン電圧が供給される液晶表示装置に関する。

液晶表示装置では、液晶の劣化対策として、液晶に印加される電圧の極性が所定の周期で反転する交流駆動が行われる。交流駆動にはドット反転駆動、ライン反転駆動、フレーム反転駆動などがあり、液晶表示装置では、これらの一つ又は複数の組み合わせで駆動されている。

図７Ａに、ライン反転駆動の映像データの波形を示す。図７Ａに示す映像データでは、リファレンス電圧Ｖｒｅｆを基準にして極性を反転させた正極性の映像データと負極性の映像データとを、水平走査期間毎に交互に切り替えるようになっている。ライン反転駆動では、図７Ａに示すように、水平走査期間毎に映像信号の極性が反転する。正極性の映像データと負極性の映像データは、リファレンス電圧Ｖｒｅｆを中心に上下で対称となっている。コモン電圧Ｖｃｏｍは、各液晶セルの共通電極に印加する電圧で、映像データが反転することによって発生するフリッカ（明るさのちらつき）が最小となるように調整される（特許文献１参照）。

図８に、交流駆動が行われる液晶パネルの液晶セルの等価回路を示す。映像信号線Ｌ１とゲート線Ｌ２の交差する部分にＴＦＴが設けられている。ＣＬＣは液晶セルの容量、ＣＳは付加容量、ＣＧＤはＴＦＴのゲート−ドレイン間の寄生容量をそれぞれ示す。対象液晶セルに電圧を印加したとき（すなわち、映像信号書き込み時）に、ゲート線Ｌ２がＨｉｇｈとなって、ＴＦＴは通電状態となる。映像信号書き込み後は、ゲート線Ｌ２がＬｏｗとなり、それ以降、書き込まれた映像信号が保持される。ゲート線Ｌ２がＨｉｇｈからＬｏｗとなるとき、寄生容量ＣＧＤの微分効果により、液晶セル電位ＶＬＣが下がることになる。この電圧降下分は、映像信号の極性には依存せず一定である。また、液晶セル容量ＣＬＣと付加容量ＣＳの合成容量による電圧降下の影響により、コモン電圧Ｖｃｏｍは、映像データの中心値であるリファレンス電圧Ｖｒｅｆよりも低い電圧で最適調整値となる。

液晶表示装置に使用されるネマテック液晶は、一般に棒状の形状をしており、長軸方向の誘電率の方が短軸方向の誘電率よりも大きい、という誘電率異方性を有する。電圧が掛かっていない状態では、液晶分子は略水平状態に配置され、印加電圧の大きさに応じて立ち上がっていく。このように、印加電圧の大きさによって誘電率が異なる。誘電率が変化すると、静電容量が変化する。液晶セルの電位は、ＴＦＴのゲート−ドレイン間の浮遊容量と、液晶容量及び付加容量の合成容量に影響を受け、コモン電圧は、後者の電圧降下分だけ液晶セル電位よりも低い電圧で調整される。そして、後者の電圧降下は、液晶セルへの印加電圧（映像データ）により変化することになる。

図９に、ライン反転駆動を採用する液晶パネル駆動装置のブロック図を示す。図９を参照すると、液晶パネル駆動装置は、Ｖ−Ｔ／ガンマ補正回路１００、液晶駆動回路１０１およびコモン電圧発生回路１０２を有する。

Ｖ−Ｔ／ガンマ補正回路１００は、Ｓ字状の曲線で表される液晶パネルの電圧（Ｖ）−透過率（Ｔ）特性を線形的な特性（ＶがＴに対して比例的に変化する特性）となるように補正するＶ−Ｔ補正回路と、入力−出力特性を非線形となるように補正するガンマ補正回路とからなる。一般に、これらＶ−Ｔ補正回路およびガンマ補正回路はともに、ルックアップテーブル（以下ＬＵＴと記す）で構成することができる。Ｖ−Ｔ補正回路およびガンマ補正回路を、両補正回路で使用する補正データを別々に格納した２つのＬＵＴで構成してもよいし、両補正が可能な補正データを格納した１つのＬＵＴで構成してもよい。特許文献２に、Ｖ−Ｔ補正回路およびガンマ補正回路を１つのＬＵＴで構成することが開示されている。

Ｖ−Ｔ／ガンマ補正回路１００でＶ−Ｔ／ガンマ補正された映像信号は、液晶駆動回路１０１に供給される。液晶駆動回路１０１では、Ｖ−Ｔ／ガンマ補正回路１００からの映像信号に対してライン反転・フレーム反転の処理が行われる。液晶駆動回路１０１でライン反転・フレーム反転された映像信号は液晶パネル１０３に供給される。液晶パネル１０３には、コモン電圧発生回路１０２からのコモン電圧が供給される。

上記の液晶パネル駆動装置においては、ライン反転駆動と、フレーム毎に正極性のラインデータと負極性のラインデータを入れ替えるフレーム反転駆動を併用することにより、コモン電圧Ｖｃｏｍの調整が最適値から多少ずれても、フリッカを目立たなくすることができる。

図７Ｂにフレーム反転駆動のＮ番目のフレームにおける映像データの波形を示し、図７ＣにＮ＋１番目のフレームにおける映像データの波形を示す。フレーム反転駆動では、図７Ｂおよび図７Ｃの映像データをフレーム毎に反転する。同一フレーム内では、各ラインの映像データの波形は同じ極性の波形となる。

上記の他、フレーム反転駆動において、入力映像信号の２倍の駆動周波数で液晶パネルを駆動する倍速駆動方式も知られている（特許文献３参照）。
特開２００４−０２０６５７号公報 特許第３０３３９１２号公報 特開２００６−０９９０３４号公報

フレーム反転駆動では、フレーム単位で輝度差が発生するため、フリッカの発生周波数（フレーム周波数に対応する）が低い。このような発生周波数の低いフリッカは、人間の目の特性上、知覚され易い、という問題がある。

一方、液晶パネルを入力映像信号の２倍の駆動周波数で駆動するフレーム反転倍速駆動方式によれば、通常のフレーム反転駆動に比較して、フリッカの発生周波数が高くなるため、人間の目の特性上、フリッカは知覚され難い、とされている。しかし、最近の高輝度のプロジェクタでは、フレーム反転倍速駆動方式を採用した場合でも、明るさアップした分だけ、フリッカが知覚され易くなっている。以下に、その理由を説明する。

フリッカの発生周波数が一定である場合、人間の視覚特性上、フリッカは、画面の輝度の増加に比例して知覚され易くなる。また、視野角が広くなるほど、フリッカが知覚され易くなる。例えば、最近の高輝度タイプのプロジェクタからスクリーン上に投射された画像を、スクリーンの近くで見る場合は、スクリーンから離れた場所から見る場合に比べてフリッカが知覚され易い。したがって、フレーム反転倍速駆動方式を採用する高輝度タイプのプロジェクタにおいても、スクリーンの近くで投射画像を見た場合には、フリッカが知覚されることがある。

上記に加えて、コモン電圧の調整が適切でなく、液晶セルの電位と正極性および負極性の映像データの反転の基準となる基準電圧（参照電圧）との間に差が生じることで、正極性の映像データに基づく表示画像の明るさと負極性の映像データに基づく表示画像の明るさとの差がより大きくなって、フリッカが知覚され易くなる。通常、交流駆動方式を採用するプロジェクタでは、投射画像を目視又は測定器で測定し、フリッカの量が最小となるようにコモン電圧が調整される。すなわちコモン電圧を調整し、液晶セルにかかる電位を正極性の映像データと負極性の映像データ印加時にバランスをとることにより、両者の明るさの差異を最小としている。しかし、液晶セル容量と付加容量の合成容量は、映像データの振幅及び極性により異なるため、コモン電圧が一定である場合は、どうしても正極性の映像データに基づく表示画像の明るさと負極性の映像データに基づく表示画像の明るさの間に微小な差異が存在する。このような明るさの微小な差異は、フリッカが知覚される原因の１つとされている。

なお、コモン電圧を例えばフレーム周波数で高速に変調することで、コモン電圧と基準電圧（参照電圧）の差から生じるフリッカを抑制することができると考えられる。しかし、コモン電圧が供給される対向電極は液晶セル全てに共通であるためその静電容量が大きく、またＴＦＴ基板の配線部のシリコン材はキャリア移動度が低いため、コモン電圧を高速に変調することは困難である。

特許文献１に記載のものにおいては、面内でフリッカを均一に調整することで、液晶パネルの中央部と周辺部でフリッカを最小とするコモン電圧の最適値が異なる問題を解決することができる。しかし、特許文献１には、フレーム反転倍速駆動時におけるフリッカの発生を抑制する構成については記載されていない。したがって、特許文献１に記載のものでは、フレーム反転倍速駆動時におけるフリッカの発生を抑制することは困難である。

特許文献２に記載のものは、簡易な構成でＶ−Ｔ補正やガンマ補正を行うことができる。しかし、特許文献２に記載のものも、フレーム反転倍速駆動時におけるフリッカの発生を抑制する構成を有していない。

特許文献３には、フレーム反転倍速駆動時にフリッカが最小となるようにコモン電圧を調整する方法について記載されているが、あくまでコモン電圧の調整によりフリッカの発生を抑制するのみで、場合によっては、フリッカが知覚されて表示画像の品位が低下するおそれがある。

本発明の目的は、上記問題を解決し、交流駆動におけるフリッカの発生を抑制することのできる液晶表示装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明は、液晶パネルを備える液晶表示装置であって、
前記液晶パネルを構成する複数の液晶セルが共通に接続されたコモン電極に一定のコモン電圧を供給するコモン電圧生成回路と、
外部から入力された映像信号に応じた電圧を前記複数の液晶セルに供給して前記液晶パネルに画像を表示させるとともに、前記複数の液晶セルに供給される電圧の極性を所定の周期で反転させるための制御を行う液晶駆動回路と、
前記液晶セルに供給される電圧の極性及び振幅に起因する明るさの変動を補正するための特性データを記憶する記憶部を備え、前記電圧の極性が正極とされる正極性の映像データに基づく表示画像の明るさと、前記電圧の極性が負極とされる負極性の映像データに基づく表示画像の明るさとを、前記特性データに基づいて調整する調整部と、を有することを特徴とする。

上記の本発明の液晶表示装置は、調整部が、予め得られた特性データに基づいて、正極性の映像データに基づく表示画像の明るさと負極性の映像データに基づく表示画像の明るさとのバランスを調整することで、フリッカが知覚され難い構成となっている。

コモン電圧の最適値は映像データの極性や振幅により変化する。このため、コモン電圧として固定の直流電圧を供給する構成では、映像データが正極性のときと負極性のときに液晶セルに印加される電位のズレ量が大きくなると明るさに変化が生じ、その結果フリッカが知覚され易い状態となる。本発明によれば、調整部により、正極性の映像データに基づく表示画像と負極性の映像データに基づく表示画像との明るさの差が小さくなるように調整されるので、フリッカが知覚され難い。

本発明によれば、フレーム反転倍速駆動におけるフリッカの発生を抑制することができので、フレーム反転倍速駆動方式を採用する高輝度タイプの液晶表示装置において、フリッカが知覚され難い、高品位の画像を提供することができる。

次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態である液晶表示装置の液晶パネル駆動部の概略構成を示すブロック図である。図１を参照すると、液晶パネル駆動部は、液晶パネル１６を駆動するものであって、その主要部は、Ｖ−Ｔ／ガンマ補正回路１０、スイッチ回路１１、ルックアップテーブル（ＬＵＴ）１２ａ、１２ｂ、液晶駆動回路１３、制御信号発生部１４、およびコモン電圧発生回路１５からなる。液晶パネル１６は、既存の液晶パネルであって、例えば図８に示した液晶パネルと同じものである。スイッチ回路１１およびルックアップテーブル（ＬＵＴ）１２ａ、１２ｂは、表示画像の明るさを調整する部分（調整部）である。

Ｖ−Ｔ／ガンマ補正回路１０は、図９に示したＶ−Ｔ／ガンマ補正回路１００と同じ構成であって、ＬＵＴより構成される、Ｖ−Ｔ補正回路およびガンマ補正回路を備える。Ｖ−Ｔ／ガンマ補正回路１０は、外部から供給される映像信号に対してＶ−Ｔ／ガンマ補正を行う。Ｖ−Ｔ／ガンマ補正された映像信号は、スイッチ回路１１の入力に供給される。

スイッチ回路１１は、制御信号発生部１４からのタイミング信号Ｖｄに基づいて、Ｖ−Ｔ／ガンマ補正回路１０から入力された映像信号の出力先を、第１および第２の出力のいずれかに切り替える。第１の出力はＬＵＴ１２ａに供給され、第２の出力はＬＵＴ１２ｂに供給される。

ＬＵＴ１２ａには、正極性の映像データに基づく表示画像の明るさを調整するためのデータが予め格納され、ＬＵＴ１２ｂには負極性の映像データに基づく表示画像の明るさを調整するためのデータが予め格納されている。これらＬＵＴ１２ａ、１２ｂによって正極性の映像データに基づく表示画像と負極性の映像データに基づく表示画像の明るさのバランスを調整することで、正極性の映像データと負極性の映像データのそれぞれの場合の液晶セルに印加される電位とコモン電圧発生回路１５から出力されるコモン電圧の値との差により発生するフリッカを抑制することが可能となっている。

制御信号発生部１４は、外部からの映像信号のフレーム周期を示す垂直同期信号Ｖｓｙｎｃの整数倍（正の整数倍であって、通常は２倍）のタイミング信号Ｖｄを生成する。制御信号発生部１４で生成されたタイミング信号Ｖｄはスイッチ回路１１に供給される。このタイミング信号Ｖｄに基づいて、正極性用のＬＵＴ１２ａと負極性用のＬＵＴ１２ｂの切り替えが行われる。

コモン電圧発生回路１５は、液晶パネル１６の各液晶セルの共通電極に印加するコモン電圧Ｖｃｏｍを生成する。コモン電圧Ｖｃｏｍの大きさは、映像データが反転することによって発生するフリッカが最小となるように予め調整されている。コモン電圧Ｖｃｏｍの調整方法としては、タイミング信号Ｖｄにより測定器の同期を取り、正極性の映像データ（フレーム）に関する表示画像の明るさと、負極性の映像データ（フレーム）に関する表示画像の明るさをそれぞれ測定器で測定し、両者の差が最小となるようにコモン電圧Ｖｃｏｍを調整することが考えられる。また、正極性は全白、負極性は全黒となる信号と、正極性は全黒、負極性は全白となる信号を用意し、両信号により表示された画像の明るさを最小とするようにコモン電圧Ｖｃｏｍを調整してもよい。

液晶駆動回路１３は、ＬＵＴ１２ａ、１２ｂを介して供給された映像データに応じた電圧を液晶パネル１６の各液晶セルに供給して液晶パネル１６に画像を表示させるとともに、各液晶セルに供給される電圧の極性を映像信号のフレーム周波数の整数倍の周波数で反転させるための制御を行う。図１には示していないが、液晶駆動回路１３の後段には、液晶パネル１６の各液晶セルに供給される電圧の極性を反転する極性反転回路が設けられており、液晶駆動回路１３は、この極性反転回路を動作させるための制御信号（トリガーとなる信号）を送出する。この制御信号は、制御信号生成部１４で生成されたタイミング信号Ｖｄと同期しているので、極性反転回路は、タイミング信号Ｖｄで決まる周期で液晶パネル１６の各液晶セルに供給される電圧の極性を反転する。

次に、ＬＵＴ１２ａ、１２ｂに格納されるデータについて具体的に説明する。

通常は、出荷時のコモン電圧の調整におけるフリッカ検出精度の不足や、液晶特性により、正極性の映像データと負極性の映像データの明るさ間に微小な差が生じることが分かっている。したがって、正極性の映像データに基づく表示画像および負極性の映像データに基づく表示画像の明るさのバランスを調整するために、ＬＵＴ１２ａ、１２ｂには、その微小な差を考慮して異なる特性データが格納される。

図２に、正極性の映像データ印加時の明るさが負極性の映像データ印加時の明るさよりも明るい場合における、ＬＵＴ１２ａ、１２ｂに格納される特性データの一例を示す。図２において、正極用および負極用のＬＵＴの特性を示すグラフはいずれも、縦軸を出力（Ｖ）、横軸を入力（Ｖ）とする。この場合、フリッカの発生を抑制するために、ＬＵＴ１２ａには、正極性の映像データに基づく表示画像の明るさが低くなるように調整するための特性データが格納される。すなわち、図２に示すように、入力がある値までは出力が最小の値で一定に維持され、それ以降は、一定の傾きで増加する、という特性データがＬＵＴ１２ａに格納される。一方、ＬＵＴ１２ｂには、一定の傾きで増加する特性データが格納される。

ＬＵＴ１２ａ、１２ｂに図２に示した特性データがそれぞれ格納されることで、正極性の映像データに基づく表示画像の明るさが低くなるように調整される。これにより、正極性の映像データに基づく表示画像と負極性の映像データに基づく表示画像との明るさの差が小さくなり、フリッカの発生が抑制される。

なお、図２に示した例では、ＬＵＴ１２ａにより正極性の映像データに基づく表示画像の明るさを低くするように調整しているが、これに代えて、ＬＵＴ１２ｂにより負極性の映像データに基づく表示画像の明るさを高くするように調整してもよい。この場合も、正極性の映像データに基づく表示画像と負極性の映像データに基づく表示画像との明るさの差が小さくなり、フリッカの発生が抑制される。

また、ＬＵＴ１２ａ、１２ｂの双方で、正極性の映像データに基づく表示画像と負極性の映像データに基づく表示画像との明るさの差が小さくなるように調整してもよい。この場合も、フリッカの発生が抑制される。

さらに、図２に示した例とは反対に、負極性の映像データに基づく表示画像の明るさの方がより大きくなる場合は、図２に示した正極用ＬＵＴの特性データをＬＵＴ１２ｂの特性データとして用い、図２に示した負極用ＬＵＴの特性データを正極用ＬＵＴ１２ａの特性データとして用いればよい。

さらに、ＬＵＴ１２ａ、１２ｂに格納される特性データは、表示画像の明るさを調整することができればよく、特性データの傾きは一定でなくてもよい。

図２に示した例では、ＬＵＴ１２ａ、１２ｂに格納されているデータの関係を分かり易く説明するために、映像データがライン毎に反転するような状態で示したが、映像データはフレーム周波数の整数倍の周波数で反転させてもよい。

次に、本実施形態の液晶表示装置の動作を具体的に説明する。

外部から映像信号がＶ−Ｔ／ガンマ補正回路１０に供給され、その映像信号から同期分離された垂直同期信号Ｖｓｙｎｃが制御信号生成部１４に供給される。Ｖ−Ｔ／ガンマ補正回路１０では、入力された映像信号に対してＶ−Ｔ／ガンマ補正処理が行われる。入力映像信号は液晶セル毎のデータ（画素データ）を含み、すでにガンマ補正のかかった状態でＶ−Ｔ／ガンマ補正回路１０に入力される。例えば、放送局から受信した映像データは、ブラウン管の特性を考慮したガンマ補正が施されている。Ｖ−Ｔ／ガンマ補正回路１０では、このガンマ補正の施された入力映像信号に対して、画素単位（セル単位）に、液晶パネル１６の特性に応じた補正（ＶＴ補正およびガンマ補正）を行う。

垂直同期信号Ｖｓｙｎｃが制御信号生成部１４に供給されると、制御信号生成部１４が入力垂直同期信号Ｖｓｙｎｃの２倍のタイミング信号Ｖｄを生成して、該タイミング信号Ｖｄをスイッチ回路１１に供給する。スイッチ回路１１は、タイミング信号Ｖｄに基づいて、Ｖ−Ｔ／ガンマ補正回路１０からのＶ−Ｔ／ガンマ補正された映像データをＬＵＴ１２ａ、１２ｂのいずれかに供給する。

ＬＵＴ１２ａは、スイッチ回路１１を介して供給された映像データを、予め格納されている特性データにしたがって、画素単位（セル単位）に補正（明るさの調整）する。同様に、ＬＵＴ１２ｂは、スイッチ回路１１を介して供給された映像データを、予め格納されている特性データにしたがって、画素単位（セル単位）に補正（明るさの調整）する。ここでは、図２に示した特性データがＬＵＴ１２ａ、１２ｂに格納されているものとする。

Ｖ−Ｔ／ガンマ補正回路１０からのＶ−Ｔ／ガンマ補正された映像データのうち、正極性の映像データとされるデータは、ＬＵＴ１２ａを介して液晶駆動回路１３に供給され、負極性の映像データとされるデータは、ＬＵＴ１２ｂを介して液晶駆動回路１３に供給される。液晶駆動回路１３は、ＬＵＴ１２ａ、１２ｂを介して供給された映像データに基づいて液晶パネル１６を駆動する。液晶パネル１６では、各液晶セルに共通のコモン電極にコモン電圧発生回路１５からコモン電圧が供給されており、液晶駆動回路１３からの映像データに基づいて画像表示が行われる。

以上説明した本実施形態の液晶表示装置によれば、映像データの極性に応じて２種類のＬＵＴを切り替えて使用することによって、見た目の明るさの変化を最小化することで、フリッカの発生を抑制する。したがって、高輝度のフレーム反転倍速駆動方式の液晶プロジェクタにおいて、フリッカが知覚され難い構成を提供することが可能である。加えて、ＬＵＴ構成としているため、映像データの振幅による影響も最小とすることが可能となっている。

また、正極用および負極用の２つのＬＵＴを極性によって切り替える構成としているため、すでに極性による特性が判明している液晶パネルだけではなく、将来開発される未知の特性を持つ液晶パネルに対して対応することが容易である。

さらに、ＬＵＴを用いた構成であるため、ノーマリー・ホワイトの液晶パネルとノーマリー・ブラックの液晶パネルを同一の回路で駆動することができる。ノーマリー・ホワイトとノーマリー・ブラックの切り替えは、ＬＵＴのアドレスの降順又は昇順にデータを揃えることによって容易に対応が可能である。

また、本実施形態では、ガンマ補正用ＬＵＴとフリッカ抑圧用ＬＵＴを独立に構成しているため、両者の調整の自由度が増す。また、この場合は、ガンマ補正について、プロジェクタの操作者が好みの特性となるように調整することも容易である。

上述した本実施形態の液晶表示装置は、本発明の一例であり、その構成および動作は発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜に変更することができる。例えば、スイッチ回路およびＬＵＴを液晶駆動回路の後段に配してもよい。

また、Ｒ、Ｇ、Ｂの３原色に対応する３つの液晶パネルを備える場合は、液晶パネルごとに、Ｖ−Ｔ／ガンマ補正回路１０、スイッチ回路１１、ＬＵＴ１２ａ、１２ｂ、および液晶駆動回路１３を設ける。この場合は、制御信号発生部１４は、液晶パネル毎にタイミング信号を生成して各スイッチ回路１１に供給する。各液晶パネルには、コモン電圧発生回路からのコモン電圧が供給される。

［第２の実施形態］
図３は、本発明の第２の実施形態である液晶表示装置の液晶パネル駆動部の概略構成を示すブロック図である。図３に示す液晶パネル駆動部は、スイッチ回路１１およびＬＵＴ１２ａ、１２に代えて、ＬＵＴ２０およびオフセットテーブル２１を設けた点が、図１に示した構成と異なる。Ｖ−Ｔ／ガンマ補正回路１０、制御信号生成部１４およびコモン電圧発生回路１５は図１に示したものと同じである。

ＬＵＴ２０には、正極性または負極性の映像データに関する表示画像の明るさを調整するための特性データが格納される。オフセットテーブル２１には、ＬＵＴ２０の特性データで明るさの調整が施された映像データを、その調整前の明るさの映像データに戻す（オフセットする）ための特性データが格納されている。

Ｔ−Ｖ／ガンマ補正回路１０からの映像データはＬＵＴ２０を介して液晶駆動回路１３に供給されている。液晶駆動回路１３には、制御信号生成部１４で生成されたタイミング信号Ｖｄおよびオフセットテーブル２１の特性データがそれぞれ供給されている。液晶駆動回路１３は、制御信号生成部１４で生成されたタイミング信号Ｖｄに基づいて、ＬＵＴ２０を介して入力された映像データのうち、正極性または負極性の映像データとされるデータをオフセットテーブル２１により調整前の明るさの映像データに戻す。例えば、ＬＵＴ２０に、図２に示した正極性用ＬＵＴの特性データが格納されている場合は、液晶駆動回路１３は、負極性の映像データとされるデータをオフセットテーブル２１により調整前の明るさの映像データに戻す。これにより、図２に示した正極用および負極用のＬＵＴを用いた明るさの調整処理と同じ処理を行うことができる。

なお、上記の動作では、液晶駆動回路１３は、負極性の映像データを元の明るさとするためのオフセットを行うようにしているが、これとは反対に、正極性の映像データを元の明るさとするためのオフセットを行うようにしてもよい。この場合は、ＬＵＴ２０に、負極性の映像データに関する表示画像の明るさを調整するための特性データが格納される。

本実施形態の液晶表示装置によっても、上述した第１の実施形態の場合と同様の効果を奏する。

加えて、ＬＵＴの数を１つとすることで、回路規模の縮小を図ることが可能となっている。本実施形態は、液晶特性の判明している既存の液晶パネルの駆動方法に適している。

［第３の実施形態］
図４は、本発明の第３の実施形態である液晶表示装置の液晶パネル駆動部の概略構成を示すブロック図である。図４に示す液晶パネル駆動部は、Ｖ−Ｔ／ガンマ補正回路１０およびＬＵＴ１２ａ、１２ｂに代えて、Ｖ−Ｔ補正回路３０およびガンマ補正回路３１ａ、３１ｂを設けた点が、図１に示した構成と異なる。制御信号生成部１４およびコモン電圧発生回路１５は図１に示したものと同じである。

Ｖ−Ｔ補正回路３０は、Ｖ−Ｔ／ガンマ補正回路１０を構成するＶ−Ｔ補正回路と基本的には同じものであって、ＬＵＴより構成される。図５Ａに、Ｖ−Ｔ補正回路３０でのＶ−Ｔ補正に利用されるＬＵＴの特性データを示す。縦軸は出力（Ｖ）、横軸は入力（Ｖ）である。この特性データは、外部から供給される映像信号を液晶パネル１６の特性に合わせて補正するものであって、傾きが急激に増加する区間と、傾きが緩やかに変化する区間、傾きが急激に増加する区間の３つの区間を含む。

ガンマ補正回路３１ａは、ガンマ補正および正極性の映像データに関する明るさ調整の双方を行うための特性データ（Ｖ−Ｔ／ガンマ補正回路１０を構成するガンマ補正回路に関するＬＵＴの特性データと図１に示したＬＵＴ１２ａに関する特性データとを組み合わせた特性データ）を格納する１つのＬＵＴよりなる。ガンマ補正回路３１ｂも、ガンマ補正および負極性の映像データに関する明るさ調整の双方を行うための特性データ（Ｖ−Ｔ／ガンマ補正回路１０を構成するガンマ補正回路に関するＬＵＴの特性データと図１に示したＬＵＴ１２ｂに関する特性データとを組み合わせた特性データ）を格納する１つのＬＵＴよりなる。ガンマ補正回路３１ａ、３１ｂのいずれも、ガンマ補正と明るさ調整の処理を１つのＬＵＴで行うことが可能である。図５Ｂに、ガンマ補正に利用されるＬＵＴの特性データを示す。縦軸は出力（Ｖ）、横軸は入力（Ｖ）である。

本実施形態の液晶表示装置では、外部から供給された映像信号は、Ｖ−Ｔ補正回路３０でＶ−Ｔ補正が施された後、スイッチ回路１１に供給される。スイッチ回路１１は、制御信号生成部１４からのタイミング信号Ｖｄに基づいて、Ｖ−Ｔ補正回路３０からの映像データのうち正極性の映像データとされるデータをガンマ補正回路３０ａに出力し、負極性の映像データとされるデータをガンマ補正回路３０ｂに出力する。

ガンマ補正回路３０ａでは、Ｖ−Ｔ補正回路３０からの映像データ（正極性の映像データに対応する）に対して、ガンマ補正を行うとともに、表示画像の明るさの調整を行う。これと同様に、ガンマ補正回路３０ｂでは、Ｖ−Ｔ補正回路３０からの映像データ（負極性の映像データに対応する）に対して、ガンマ補正を行うとともに、表示画像の明るさの調整を行う。このようにして、ガンマ補正回路３０ａ、３０ｂによって、正極性の映像データに基づく表示画像と負極性の映像データに基づく表示画像との明るさの差が小さくなるように調整されるので、正極性の映像データと負極性の映像データの明るさ間に微小な差が生じた場合において発生するフリッカを抑制することができる。

本実施形態の液晶表示装置によっても、上述した第１の実施形態の場合と同様の効果を奏する。

加えて、ガンマ補正とフリッカ抑制のための処理を１つのＬＵＴで行うことができるので、回路規模は第１の実施形態のものより縮小される。ただし、ＬＵＴを用いたガンマ補正および明るさ調整の自由度は低下する。

また、Ｖ−Ｔ補正回路をガンマ補正回路３０ａ、３０ｂに統合することも可能である。これにより、回路規模をさらに縮小することができる。ただし、ＬＵＴを用いたＶ−Ｔ補正、ガンマ補正および明るさ調整の自由度はさらに低下する。

［第４の実施形態］
図６は、本発明の第４の実施形態である液晶表示装置の液晶パネル駆動部の概略構成を示すブロック図である。図６に示す液晶パネル駆動部は、スイッチ回路１１、ＬＵＴ１２ａ、１２ｂおよび液晶駆動回路１３に代えて、液晶駆動回路４０を設けた点が、図１に示した構成と異なる。Ｖ−Ｔ／ガンマ補正回路１０、制御信号生成部１４、およびコモン電圧発生回路１５は図１に示したものと同じである。

液晶駆動回路４０は、Ｖ−Ｔ／ガンマ補正回路１０から入力された映像データに応じた電圧を液晶セルに供給して液晶パネル１６に画像を表示させるとともに、各液晶セルに供給される電圧の極性を映像信号のフレーム周波数の整数倍の周波数で反転させるための制御を行う。また、液晶駆動回路４０は、正極性の映像データと負極性の映像データの間の明るさの微小な差から予め得られた特性データに基づいて、正極性の映像データに基づく表示画像の明るさと、負極性の映像データに基づく表示画像の明るさとを調整する。この調整回路は、入力された映像データの振幅を増減する振幅増幅回路と、黒レベルを調整する黒レベル調整回路と、映像データの極性に応じて、振幅増幅回路による振幅および黒レベル調整回路によるレベルの調整を制御する制御部と、から構成される。

本実施形態によれば、回路規模は従来と同等で、フリッカの抑制が可能となる。映像データの振幅によるコモン電圧の最適値からのズレ量が比較的小さく、極性による影響が支配的な液晶パネルに対して特に有効である。ただし、正極性又は負極性の映像データの振幅又は黒レベルを制御すると、ダイナミックレンジの減少や、白つぶれ（または黒つぶれ）などが発生する場合がある。フリッカの知覚と、これらの問題とはトレードオフの関係にある。

ノーマリー・ホワイト／ノーマリー・ブラックの液晶パネルへの対応は、映像データの各ビットを反転することにより容易に実現することができる。

なお、上述した第１乃至第４の実施形態においては、映像データをＬＵＴ等によってフリッカを抑制するように調整しているが、これに代わって、正極性の映像データと負極性の映像データの反転の基準となる基準電圧（参照電圧Ｖｒｅｆ）を、映像データの極性に応じて変調しても、同等の効果を得ることができる。

以上説明した本発明は、複数の液晶セルに供給される電圧の極性を所定の周期で反転させる交流駆動の液晶パネルを用いた液晶表示装置一般に適用することができ、特に、フレーム反転倍速駆動を採用する液晶表示装置に適用することで、フリッカの抑制という格別な効果を奏する。

本発明の第１の実施形態である液晶表示装置の液晶パネル駆動部の概略構成を示すブロック図である。 図１に示すＬＵＴに格納される特性データの一例を説明するための図である。 本発明の第２の実施形態である液晶表示装置の液晶パネル駆動部の概略構成を示すブロック図である。 本発明の第３の実施形態である液晶表示装置の液晶パネル駆動部の概略構成を示すブロック図である。 Ｖ−Ｔ補正に利用されるＬＵＴの特性データの一例を示す特性図である。 ガンマ補正に利用されるＬＵＴの特性データの一例を示す特性図である。 本発明の第４の実施形態である液晶表示装置の液晶パネル駆動部の概略構成を示すブロック図である。 ライン反転駆動の映像データの波形を示す図である。 フレーム反転駆動のＮ番目のフレームにおける映像データの波形を示す図である。 フレーム反転駆動のＮ＋１番目のフレームにおける映像データの波形を示す図である。 液晶パネルの一例を示す図である。 ライン反転駆動を採用する液晶パネル駆動装置の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１０ Ｖ−Ｔ／ガンマ補正回路
１１ スイッチ回路
１２ａ、１２ｂ ルックアップテーブル（ＬＵＴ）
１３ 液晶駆動回路
１４ 制御信号生成部
１５ コモン電圧発生回路
１６液晶パネル

Claims (7)

1. 液晶パネルを備える液晶表示装置であって、
   前記液晶パネルを構成する複数の液晶セルが共通に接続されたコモン電極に一定のコモン電圧を供給するコモン電圧生成回路と、
   外部から入力された映像信号に応じた電圧を前記複数の液晶セルに供給して前記液晶パネルに画像を表示させるとともに、前記複数の液晶セルに供給される電圧の極性を所定の周期で反転させるための制御を行う液晶駆動回路と、
   前記液晶セルに供給される電圧の極性及び振幅に起因する明るさの変動を補正するための特性データを記憶する記憶部を備え、前記電圧の極性が正極とされる正極性の映像データに基づく表示画像の明るさと、前記電圧の極性が負極とされる負極性の映像データに基づく表示画像の明るさとを、前記特性データに基づいて調整する調整部と、を有する液晶表示装置。
2. 外部から入力される前記映像信号のフレーム周期を示す垂直同期信号の整数倍のタイミング信号を生成する制御信号生成部をさらに有し、
   前記調整部は、
   前記正極性の映像データに基づく表示画像の明るさを調整するための特性データが格納された第１のルックアップテーブルと、
   前記負極性の映像データに基づく表示画像の明るさを調整するための特性データが格納された第２のルックアップテーブルと、
   前記映像信号を入力とし、該入力映像信号を、前記制御信号生成部で生成されたタイミング信号に基づいて、前記第１および第２のルックアップテーブルのいずれかに選択的に供給するスイッチ回路と、を有し、
   前記第１および第２のルックアップテーブルにて調整された映像データが前記液晶駆動回路に供給される、請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 外部から入力される前記映像信号のフレーム周期を示す垂直同期信号の整数倍のタイミング信号を生成する制御信号生成部をさらに有し、
   前記調整部は、
   前記正極性の映像データに基づく表示画像の明るさを調整するための特性データが格納された第１のルックアップテーブルと、
   前記負極性の映像データに基づく表示画像の明るさを調整するための特性データが格納された第２のルックアップテーブルと、
   前記液晶駆動回路の出力信号を入力とし、該入力信号を、前記制御信号生成部で生成されたタイミング信号に基づいて、前記第１および第２のルックアップテーブルのいずれかに選択的に供給するスイッチ回路と、を有し、
   前記第１および第２のルックアップテーブルにて調整された映像データが前記液晶パネルに供給される、請求項１に記載の液晶表示装置。
4. 外部から入力される前記映像信号のフレーム周期を示す垂直同期信号の整数倍のタイミング信号を生成する制御信号生成部をさらに有し、
   前記調整部は、
   前記映像信号のガンマ補正を行うとともに前記正極性の映像データに基づく表示画像の明るさを調整するための特性データが格納された第１のルックアップテーブルと、
   前記映像信号のガンマ補正を行うとともに前記負極性の映像データに基づく表示画像の明るさを調整するための特性データが格納された第２のルックアップテーブルと、
   前記映像信号を入力とし、該入力映像信号を、前記制御信号生成部で生成されたタイミング信号に基づいて、前記第１および第２のルックアップテーブルのいずれかに選択的に供給するスイッチ回路と、を有し、
   前記第１および第２のルックアップテーブルにて調整された映像データが前記液晶駆動回路に供給される、請求項１に記載の液晶表示装置。
5. 前記調整部は、前記正極性または負極性の映像データに基づく表示画像の明るさを調整するための特性データが格納されたルックアップテーブルを有し、
   前記ルックアップテーブルで明るさの調整が施された前記正極性または負極性の映像データを、その調整前の明るさの映像データに戻すための特性データが格納されたオフセットテーブルと、
   外部から入力される前記映像信号のフレーム周期を示す垂直同期信号の整数倍のタイミング信号を生成する制御信号生成部と、をさらに有し、
   前記液晶駆動回路は、前記映像信号が前記ルックアップテーブルを介して入力されており、前記制御信号生成部で生成されたタイミング信号に基づいて、該入力映像信号のうちの前記正極性または負極性の映像データを前記オフセットテーブルにより調整前の明るさの映像データに戻す、請求項１に記載の液晶表示装置。
6. 複数の液晶セルからなる液晶パネルを備える液晶表示装置であって、
   前記複数の液晶セルが共通に接続されたコモン電極に一定のコモン電圧を供給するコモン電圧生成回路と、
   外部から入力された映像信号に応じた電圧を前記複数の液晶セルに供給して前記液晶パネルに画像を表示させるとともに、前記複数の液晶セルに供給される電圧の極性を前記映像信号のフレーム周波数の整数倍の周波数で反転させるための制御を行う液晶駆動回路と、を有し、
   前記液晶駆動回路は、前記電圧の極性が正極とされる正極性の映像データに基づく表示画像の明るさと、前記電圧の極性が負極とされる負極性の映像データに基づく表示画像の明るさとを、前記コモン電圧と前記正極性および負極性の映像データの反転の基準となる基準電圧との差に基づいて得られた特性データに基づいて調整する、液晶表示装置。
7. 複数の液晶セルからなる液晶パネルを駆動する方法であって、
   前記複数の液晶セルが共通に接続されたコモン電極に一定のコモン電圧を供給するステップと、
   外部から入力された映像信号に応じた電圧を前記複数の液晶セルに供給して前記液晶パネルに画像を表示させるとともに、前記複数の液晶セルに供給される電圧の極性を所定の周期で反転させるための制御を行うステップと、
   前記液晶セルに供給される電圧の極性及び振幅の変動に起因する明るさの変動を補正するための特性データに基づいて、前記電圧の極性が正極とされる正極性の映像データに基づく表示画像の明るさと、前記電圧の極性が負極とされる負極性の映像データに基づく表示画像の明るさとをそれぞれ調整するステップと、を含む、液晶パネル駆動方法。
   
   

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