JP2008058509A - 液晶表示装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】入力画像データを供給する前に、入力画像データの階調レベルに液晶が応答する速度を向上するための補正画像データを画素電極に供給することによって、液晶表示装置のコストを抑制しながら液晶の応答速度を向上できる液晶表示装置を提供する。
【解決手段】入力画像データの階調レベルに液晶が応答する速度を向上するための補正画像データを格納する補正画像データ記憶部8と、入力画像データと、補正画像データ記憶部8に格納されている補正画像データとをソースドライバ4に出力する液晶コントローラ9とを備え、ソースドライバ4は、現フレーム期間内において、液晶表示パネル2の画素電極に入力画像データを供給する前に補正画像データを供給する。
【選択図】図1

Description

本発明は、液晶を入力画像データの階調レベルに応じて応答させることにより画像を表示する液晶表示装置に関し、特に、入力画像データの階調レベルに液晶が応答する速度を向上できる液晶表示装置に関する。
近年では、液晶テレビだけではなく、パーソナルコンピュータ用の液晶ディスプレイや携帯端末機器(携帯電話やPDAなど)用の液晶ディスプレイなどにおいても、動画像を表示する機会が急速に高まっている。例えば、ブロードバンド通信の普及により、パーソナルコンピュータ用の液晶ディスプレイにおいて、動画像を表示する機会が増えてきている。また、地上波デジタル放送の開始により、携帯端末機器用の液晶ディスプレイにおいて、動画像を表示する機会が増えてきている。このため、近年では、残像現象やちらつきなどが少なく高画質に表示可能な液晶表示装置が求められている。それゆえ、液晶表示装置の動画像の画質を改善するための技術開発が活発に行われており、多くの成果が上がっている。
例えば、特許文献1には、1フレーム期間経過後に液晶を確実に入力画像データの定める透過率(目標階調輝度)へ応答到達させる技術が開示されている。すなわち、特許文献1の液晶表示装置100は、図21に示すように、同期検出部101、制御CPU102、フレーム周波数変換部103、フレームメモリ104、ROM105、強調変換部106、液晶コントローラ107、液晶表示パネル108、ゲートドライバ109、および、ソースドライバ110を備えている。
同期検出部101は、入力画像データ(60Hzのプログレッシブスキャン信号)から垂直/水平同期信号を抽出する。制御CPU102は、同期検出部101で抽出された垂直/水平同期信号などに基づいて、各部の動作制御を行う。
フレーム周波数変換部103は、制御CPU102からの制御信号に基づいて、入力画像データのフレーム周波数を2倍(120Hz)に変換する。すなわち、フレーム周波数変換部103は、制御CPU102からの制御信号に基づいて、2倍のフレーム周波数(120Hz)で入力画像データを2回繰り返し読み出している。フレーム周波数変換部103は、入力画像データの1フレーム期間(16.7msec)を、第1画像表示期間(8.3msec)と第2画像表示期間(8.3msec)とに分割し、それぞれの画像表示期間において、時間軸圧縮された1フレーム期間分の同一の画像データを出力する。
フレームメモリ104は、1フレーム期間分の入力画像データを格納する。
ROM105は、表示すべき階調に対応する電圧よりも高い電圧(オーバーシュート駆動電圧)を印加するための強調変換パラメータを格納する。強調変換部106は、ROM105を参照して1フレーム期間前後の画像データから対応する強調変換パラメータを読み出し、読み出した強調変換パラメータに基づいて、強調変換データを出力する。液晶コントローラ107は、制御CPU102からの制御信号に基づいて、第1画像表示期間に強調変換データをソースドライバ110に出力し、第2画像表示期間に入力画像データをソースドライバ110に出力する。
液晶表示パネル108は、ゲートドライバ109から走査信号が出力される複数のゲート配線、および、ソースドライバ110から画像データ(強調変換データ、入力画像データ)が出力される複数のソース配線を備え、複数のゲート配線と複数のソース配線とが交差する付近には、画素電極がそれぞれ配置されている。
特許文献1の液晶表示装置100によれば、1フレーム期間内の第1画像表示期間でオーバーシュート駆動に伴う液晶応答誤差が生じても、1フレーム期間内の続く第2画像表示期間で入力画像データが入力されることにより、この液晶応答誤差を補正できる。それゆえ、1フレーム期間経過後に液晶を確実に入力画像データの定める透過率(目標階調輝度)へ応答到達させることができる。
また、例えば、特許文献2には、液晶表示装置を擬似的にインパルス型表示にするブランキングに関する技術が開示されている。すなわち、特許文献2の液晶表示装置は、液晶表示パネルの表示画面を上側画素アレイと下側画素アレイとに分割し(上側画素アレイのソース配線と下側画素アレイのソース配線とに分割し)、それぞれの画素アレイに独立して画像データを書き込むために、複数のソースドライバが形成されている。このため、特許文献2の液晶表示装置によれば、画像データの書き込みとブランキングデータの書き込みとを同時に行うことができる。
特開2004−240410号公報 特開2004−264481号公報
しかしながら、特許文献1に開示された構成では、1フレーム期間を第1画像表示期間と第2画像表示期間とに分割するため、フレーム周波数変換部が必要である。また、強調変換部が、1フレーム期間前後の画像データに基づいて強調変換データを出力するため、フレームメモリが必要である。さらに、オーバーシュート駆動電圧を印加するため、強調変換部が必要である。
また、特許文献2に開示された構成では、特許文献1に開示されたフレーム周波数変換部やフレームメモリは不要であるが、液晶表示パネルの上側画素アレイと下側画素アレイとに独立して画像データを書き込むために、複数のソースドライバが必要である。
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、入力画像データを供給する前に、入力画像データの階調レベルに液晶が応答する速度を向上するための補正画像データを画素電極に供給することによって、液晶表示装置のコストを抑制しながら液晶の応答速度を向上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に本発明における液晶表示装置は、ゲート配線と、前記ゲート配線と交差するソース配線と、前記ゲート配線と前記ソース配線との交差部に配置されたスイッチング素子と、前記スイッチング素子に接続された画素電極とを有するアクティブマトリクス基板と、前記ゲート配線に選択電圧を印加して画素電極を選択し、選択した画素電極に前記ソース配線を介して入力画像データを供給する駆動部と、前記アクティブマトリクス基板と対向基板との間に挟持された液晶とを備え、前記液晶を入力画像データの階調レベルに応じて応答させることにより画像を表示する液晶表示装置であって、入力画像データの階調レベルに前記液晶が応答する速度を向上するための補正画像データを格納する補正画像データ記憶部と、入力画像データと、前記補正画像データ記憶部に格納されている補正画像データとを前記駆動部に出力する表示制御部とを備え、前記駆動部は、現フレーム期間内において、前記画素電極に入力画像データを供給する前に補正画像データを供給することを特徴とする。
本発明の液晶表示装置において、補正画像データ記憶部には、入力画像データの階調レベルに液晶が応答する速度を向上するための補正画像データを格納している。なお、補正画像データは、液晶表示装置の応答特性(輝度や階調などの光学応答特性)の実測値に基づいて決定されることが好ましい。表示制御部は、入力画像データと、補正画像データ記憶部に格納されている補正画像データとを駆動部に出力する。駆動部は、現フレーム期間内において、画素電極に入力画像データを供給する前に補正画像データを供給する。
本発明の液晶表示装置によれば、入力画像データを供給する前に、入力画像データの階調レベルに液晶が応答する速度を向上するための補正画像データを画素電極に供給している。これにより、補正画像データを画素電極に供給しない態様と比較して、入力画像データの階調レベルに液晶が応答する速度を向上できる。それゆえ、従来の液晶表示装置のように、液晶の応答速度を向上するために、フレーム周波数変換部や強調変換部などを備えていなくとも良い。この結果、液晶表示装置のコストを抑制しながら液晶の応答速度を向上することができる。
上記本発明における液晶表示装置においては、前記補正画像データ記憶部に格納されている補正画像データは、予め定められた所定の階調レベルである態様とするのが好ましい。
この態様によれば、補正画像データ記憶部には、予め定められた所定の階調レベルが格納されているので、複数の階調レベルが格納されているよりも、補正画像データ記憶部の記憶容量を抑えることができる。補正画像データ記憶部の記憶容量を抑えることができるので、補正画像データ記憶部のコストを抑えることができる。また、従来の液晶表示装置のように、液晶の応答速度を向上するために、フレームメモリ、フレーム周波数変換部、および、強調変換部などを備えていなくとも良い。この結果、液晶表示装置のコストを抑制しながら液晶の応答速度を向上することができる。
上記本発明における液晶表示装置においては、前記液晶表示装置の温度を検出する温度検出部を更に備え、前記補正画像データ記憶部には、所定の温度に対応付けられている補正画像データの階調レベルが格納されており、前記表示制御部は、前記温度検出部が検出した温度に基づいて、前記補正画像データ記憶部に格納されている補正画像データの階調レベルを読み出す態様とするのが好ましい。
一般に、液晶の応答速度は、温度依存性が非常に大きく、特に低温時では、入力画像データに対する液晶の追従性が極端に悪くなり、応答速度が増大することが知られている。このため、この態様によれば、温度検出部が検出した温度に基づいて、補正画像データ記憶部に格納されている補正画像データの階調レベルを読み出すことができる。
上記本発明における液晶表示装置においては、前記補正画像データ記憶部には、現フレーム期間における入力画像データの階調レベルに対応付けられている補正画像データの階調レベルが格納されており、前記表示制御部は、現フレーム期間における入力画像データの階調レベルに基づいて、前記補正画像データ記憶部に格納されている補正画像データの階調レベルを読み出す態様とするのが好ましい。
この態様によれば、現フレーム期間における入力画像データの階調レベルに基づいて、補正画像データ記憶部に格納されている補正画像データの階調レベルを読み出すことができる。これにより、補正画像データ記憶部に格納されている補正画像データを予め定められた所定の階調レベルにする態様と比較して、入力画像データの階調レベルに液晶が応答する速度を確実に向上することができる。また、従来の液晶表示装置のように、液晶の応答速度を向上するために、フレームメモリ、フレーム周波数変換部、および、強調変換部などを備えていなくとも良い。この結果、液晶表示装置のコストを抑制しながら液晶の応答速度を向上することができる。
上記本発明における液晶表示装置においては、前記液晶表示装置の温度を検出する温度検出部を更に備え、前記補正画像データ記憶部に格納されている補正画像データの階調レベルには、更に、所定の温度が対応付けられており、前記表示制御部は、現フレーム期間における入力画像データの階調レベルおよび前記温度検出部が検出した温度に基づいて、前記補正画像データ記憶部に格納されている補正画像データの階調レベルを読み出す態様とするのが好ましい。
この態様によれば、現フレーム期間における入力画像データの階調レベルおよび温度検出部が検出した温度に基づいて、補正画像データ記憶部に格納されている補正画像データの階調レベルを読み出すことができる。これにより、現フレーム期間における入力画像データの階調レベルに基づいて、補正画像データ記憶部に格納されている補正画像データの階調レベルを読み出す態様と比較して、液晶表示装置の温度を考慮した補正画像データの階調レベルを読み出すことができる。
上記本発明における液晶表示装置においては、1フレーム期間前における入力画像データを格納するフレームメモリを更に備え、前記補正画像データ記憶部には、現フレーム期間における入力画像データの階調レベルおよび1フレーム期間前における入力画像データの階調レベルに対応付けられている補正画像データの階調レベルが格納されており、前記表示制御部は、現フレーム期間における入力画像データの階調レベルおよび前記フレームメモリに格納されている1フレーム期間前における入力画像データの階調レベルに基づいて、前記補正画像データ記憶部に格納されている補正画像データの階調レベルを読み出す態様とするのが好ましい。
この態様によれば、現フレーム期間における入力画像データの階調レベルおよび1フレーム期間前における入力画像データの階調レベルに基づいて、補正画像データ記憶部に格納されている補正画像データの階調レベルを読み出すことができる。これにより、現フレーム期間における入力画像データの階調レベルに基づいて、補正画像データ記憶部に格納されている補正画像データの階調レベルを読み出す態様と比較して、入力画像データの階調レベルに液晶が応答する速度を確実に向上することができる。また、従来の液晶表示装置のように、液晶の応答速度を向上するために、フレーム周波数変換部や強調変換部などを備えていなくとも良い。この結果、液晶表示装置のコストを抑制しながら液晶の応答速度を向上することができる。
上記本発明における液晶表示装置においては、前記液晶表示装置の温度を検出する温度検出部を更に備え、前記補正画像データ記憶部に格納されている補正画像データの階調レベルには、更に、所定の温度が対応付けられており、前記表示制御部は、現フレーム期間における入力画像データが示す階調レベル、前記フレームメモリに格納されている1フレーム期間前における入力画像データの階調レベル、および、前記温度検出部が検出した温度に基づいて、前記補正画像データ記憶部に格納されている補正画像データの階調レベルを読み出す態様とするのが好ましい。
この態様によれば、現フレーム期間における入力画像データの階調レベル、1フレーム期間前における入力画像データの階調レベル、および、温度検出部が検出した温度に基づいて、補正画像データ記憶部に格納されている補正画像データの階調レベルを読み出すことができる。これにより、現フレーム期間における入力画像データの階調レベルおよび1フレーム期間前における入力画像データの階調レベルに基づいて、補正画像データ記憶部に格納されている補正画像データの階調レベルを読み出す態様と比較して、液晶表示装置の温度を考慮した補正画像データの階調レベルを読み出すことができる。
上記目的を達成するために本発明における液晶表示装置は、第1のゲート配線と、前記第1のゲート配線と交差する第1のソース配線と、前記第1のゲート配線と前記第1のソース配線との交差部に配置された第1のスイッチング素子と、前記第1のスイッチング素子に接続された画素電極とを有するアクティブマトリクス基板と、前記第1のゲート配線に選択電圧を印加して画素電極を選択し、選択した画素電極に前記第1のソース配線を介して入力画像データを供給する第1の駆動部と、前記アクティブマトリクス基板と対向基板との間に挟持された液晶とを備え、前記液晶を入力画像データの階調レベルに応じて応答させることにより画像を表示する液晶表示装置であって、前記アクティブマトリクス基板には、第2のゲート配線と、前記第2のゲート配線と交差する第2のソース配線と、前記第2のゲート配線と前記第2のソース配線との交差部に配置された第2のスイッチング素子とを更に備え、前記画素電極には、更に前記第2のスイッチング素子が接続され、前記第2のゲート配線に選択電圧を印加して前記画素電極を選択し、選択した前記画素電極に前記第2のソース配線を介して補正画像データを供給する第2の駆動部と、入力画像データの階調レベルに前記液晶が応答する速度を向上するための補正画像データを格納する補正画像データ記憶部と、入力画像データを前記第1の駆動部に出力し、前記補正画像データ記憶部に格納されている補正画像データを前記第2の駆動部に出力する表示制御部とを備え、現フレーム期間内において、前記第1の駆動部が前記画素電極に入力画像データを供給する前に、前記第2の駆動部が前記画素電極に補正画像データを供給することを特徴とする。
本発明の液晶表示装置において、第1の駆動部は、第1のゲート配線に選択電圧を印加して画素電極を選択し、選択した画素電極に第1のソース配線を介して入力画像データを供給する。第2の駆動部は、第2のゲート配線に選択電圧を印加して画素電極を選択し、選択した画素電極に第2のソース配線を介して補正画像データを供給する。補正画像データ記憶部は、入力画像データの階調レベルに液晶が応答する速度を向上するための補正画像データを格納している。なお、補正画像データは、液晶表示装置の応答特性(輝度や階調などの光学応答特性)の実測値に基づいて決定されることが好ましい。表示制御部は、入力画像データを第1の駆動部に出力し、補正画像データ記憶部に格納されている補正画像データを第2の駆動部に出力する。現フレーム期間内において、第1の駆動部が画素電極に入力画像データを供給する前に、第2の駆動部が画素電極に補正画像データを供給する。
本発明の液晶表示装置によれば、入力画像データを供給する前に、入力画像データの階調レベルに液晶が応答する速度を向上するための補正画像データを画素電極に供給している。これにより、補正画像データを画素電極に供給しない態様と比較して、入力画像データの階調レベルに液晶が応答する速度を向上できる。それゆえ、従来の液晶表示装置のように、液晶の応答速度を向上するために、フレームメモリ、フレーム周波数変換部、および、強調変換部などを備えていなくとも良い。この結果、液晶表示装置のコストを抑制しながら液晶の応答速度を向上することができる。
また、本発明の液晶表示装置によれば、画素電極に第1のソース配線を介して入力画像データを供給し、画素電極に第2のソース配線を介して補正画像データを供給している。これにより、画素電極に同一のソース配線を介して補正画像データおよび入力画像データを交互に供給する態様と比較して、ソース配線の充放電による消費電力の増加を抑えることができる。
以上のように、本発明の液晶表示装置によれば、入力画像データを供給する前に、入力画像データの階調レベルに液晶が応答する速度を向上するための補正画像データを画素電極に供給することによって、液晶表示装置のコストを抑制しながら液晶の応答速度を向上できるという効果を奏する。
以下、本発明のより具体的な実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
(実施の形態1)
図1は、本実施形態に係る液晶表示装置1の概略構成を示すブロック図である。すなわち、本実施形態に係る液晶表示装置1は、携帯電話やPDAなどの携帯用の端末装置、パーソナルコンピュータ、テレビ、ビデオカメラ、デジタルカメラなどの電子機器に好適に用いられるものであって、液晶表示パネル2、ゲートドライバ3、ソースドライバ4、同期検出部5、制御CPU6、信号処理回路7、補正画像データ記憶部8、および、液晶コントローラ9を備えている。
液晶表示パネル2は、アクティブマトリクス基板と対向基板とを備え、アクティブマトリクス基板と対向基板との間に液晶が狭持されたものである。アクティブマトリクス基板には、図2に示すように、複数のゲート配線Gi(i=1〜n)、および、複数のソース配線Sj(j=1〜m)がマトリクス状に形成され、複数のゲート配線Giと複数のソース配線Sjとの交差部には、複数の画素Aij(i=1〜n、j=1〜m)が形成されている。なお、アクティブマトリクス基板上には、ゲートドライバ3、ソースドライバ4、同期検出部5、制御CPU6、信号処理回路7、補正画像データ記憶部8、および、液晶コントローラ9が実装されていても良いし、アクティブマトリクス基板とは別の基板上に実装されていても良い。
画素Aijは、液晶の分子配列方向を制御するものであって、図3に示すように、スイッチング素子であるTFT(Thin Film Transistor)2aが設けられている。TFT2aのゲート端子はゲート配線Giに接続されている。TFT2aのソース端子はソース配線Sjに接続されている。また、TFT2aのドレイン端子は画素電極2bおよび補助容量2cに接続されている。画素電極2bおよび補助容量2cは共通電極COMに接続されている。なお、TFTに代えて、MIM(Metal Insulator Metal)が設けられていても良い。
ゲートドライバ(駆動部)3は、シフトレジスタ3a、および、バッファ3bを備えている。シフトレジスタ3aは、液晶コントローラ9からのスタートパルスYIを、クロックclkのタイミングでシフトレジスタ3a内を転送し、バッファ3bに出力する。バッファ3bは、シフトレジスタ3aから出力されたスタートパルスYIに基づいて、ゲート配線Giに走査信号を出力する。これにより、図7に示すタイミングチャートのように、ゲート配線Giに走査信号が出力される。
ソースドライバ(駆動部)4は、mビットのシフトレジスタ4a、m×6ビットのレジスタ4b、m×6ビットのラッチ4c、および、m個の6ビットD/A変換回路4dを備えている。mビットのシフトレジスタ4aは、液晶コントローラ9からのスタートパルスSPを、クロックclkのタイミングでmビットのシフトレジスタ4a内を転送し、m×6ビットのレジスタ4bにタイミングパルスSSPを出力する。m×6ビットのレジスタ4bは、タイミングパルスSSPに基づいて、液晶コントローラ9からの6ビットのデータDxを対応するソース配線Sjの位置に保持する。m×6ビットのラッチ4cは、保持されたm×6ビットのデータDxを、液晶コントローラ9からのラッチパルスLPのタイミングで取り込み、m個の6ビットD/A変換回路4dに出力する。m個の6ビットD/A変換回路4dは、m×6ビットのラッチ4cから出力された6ビットのデータDxに基づいて、ソース配線Sjに画像データを供給する。これにより、図7に示すタイミングチャートのように、ソース配線Sjに画像データ(補正画像データDa、入力画像データDij)が出力される。なお、図7のタイミングチャートの詳細については後述する。
同期検出部5は、入力画像データから垂直同期信号および水平同期信号を抽出する。抽出した垂直同期信号および水平同期信号は、制御CPU6に出力される。本実施形態において、入力画像データは、60Hzのプログレッシブスキャン信号を例として説明するが、インターレース信号などであっても良い。
制御CPU6は、同期検出部5から出力された垂直同期信号および水平同期信号に基づいて、信号処理回路7および液晶コントローラ9に制御信号を出力する。
信号処理回路(表示制御部)7は、制御CPU6から出力された制御信号に基づいて、入力画像データの1フレーム期間をk個の単位期間に分割する(図7参照、単位期間U1〜Uk)。ここで、kはゲート配線Giの総数n以上の整数であって、本実施形態においては、k−nの単位期間に帰線信号が出力される。各単位期間には、ゲート配線Giに選択電圧が印加され、画素Aijが選択される。
また、信号処理回路7は、各単位期間を更に2個の選択期間(図7参照、第1の選択期間S1および第2の選択期間S2)に分割する。第1の選択期間には、選択した画素Aijに補正画像データが供給され、第2の選択期間には、選択した画素Aijに入力画像データが供給される。なお、1フレーム期間とは、ゲート配線Giを順々に走査し(i=1〜nまで)、一画面を表示する期間である。本実施形態においては、入力画像データは、60Hzのプログレッシブスキャン信号であるので、1フレーム期間は16.7msecとなる。
信号処理回路7は、第1の選択期間において、補正画像データ記憶部8から補正画像データを読み出し、読み出した補正画像データを液晶コントローラ9に出力する。また、信号処理回路7は、第2の選択期間において、入力画像データを液晶コントローラ9に出力する。
補正画像データ記憶部8は、例えば、ROM(Read Only Memory)から構成されており、予め定められた所定の階調レベルの補正画像データが格納されている。予め定められた所定の階調レベルが格納されているので、複数の階調レベルが格納されているよりも、補正画像データ記憶部8の記憶容量を抑制できる。この補正画像データは、液晶表示パネル2の応答特性(光学応答特性)の実測値に基づいて決定される。決定された補正画像データは、例えば、液晶表示装置1を製造する時点などにおいて、補正画像データ記憶部8に格納される。
以下では、補正画像データの決定方法について説明する。
一例として、液晶表示パネル2の応答特性が実測された結果、図4に示すように、液晶表示パネル2の応答特性(輝度特性)が得られたものとする。図4は、遷移前後の輝度レベルにおける応答時間を表している。
本実施形態においては、まず、図4の応答特性の中で最も長い応答時間をT0とする。図4の応答特性の中で最も応答時間が長いのは、輝度レベルが100%から80%に遷移する場合である。すなわち、T0は8.7msecである。
ここで、1フレーム期間前における入力画像データの輝度レベルを100%、現フレーム期間における入力画像データの輝度レベルを80%とする。また、1フレーム期間前における入力画像データの輝度レベル100%から現フレーム期間における補正画像データの輝度レベルに遷移するまでの応答時間をTa、現フレーム期間における補正画像データの輝度レベルから現フレーム期間における入力画像データの輝度レベル80%に遷移するまでの応答時間をTbとする。
ここで、Ta+Tbが最小となり、かつ、Ta+Tb≦T0となる補正画像データを決定する。
例えば、補正画像データの輝度レベルを0%とすると、1フレーム期間前における入力画像データの輝度レベル100%から現フレーム期間における補正画像データの輝度レベル0%に遷移する応答時間Taは0.09msecである。また、現フレーム期間における補正画像データの輝度レベル0%から現フレーム期間における入力画像データの輝度レベル80%に遷移するまでの応答時間Tbは3.9msecである。つまり、Ta+Tb=3.99msecとなる。
これを輝度レベルが20%の場合、40%の場合、・・・100%の場合と順に繰り返し、Ta+Tbを算出する。図4の応答特性を総当りした結果、Ta+Tbが最小となり、かつ、Ta+Tb≦T0となる補正画像データは、輝度レベル0%の場合である。これにより、図4の応答特性においては、補正画像データとして、輝度レベル0%が決定される。
また、他の例として、液晶表示パネル2の応答特性が実測された結果、図5に示すように、液晶表示パネル2の応答特性(階調特性)が得られたものとする。図5は、X軸が遷移前の階調、Y軸が遷移後の階調、Z軸が応答時間を表している。
図5の応答特性の中で応答時間が長くなるのは、遷移前の階調レベルが0〜63階調の場合である。特に、図5の応答特性の中で最も応答時間が長くなるのは、矢印Aに示すように、0階調から128階調に遷移する場合である。それゆえ、補正画像データとして、64〜255階調のいずれかの階調レベルが決定される。
一例として、1フレーム期間前における入力画像データの階調レベルを0階調、現フレーム期間における入力画像データの階調レベルを128階調とし、補正画像データとして、255階調を決定したものとする。また、図5の矢印Aに示すように、0階調から128階調に遷移する場合の応答時間をT0とする。また、図6の矢印Bに示すように、0階調から255階調に遷移する場合の応答時間をTaとする。さらに、図6の矢印Cに示すように、255階調から128階調に遷移する場合の応答時間をTbとする。図5および図6に示すように、Ta+Tb≦T0となることが分かる。
液晶コントローラ(表示制御部)9は、制御CPU6からの制御信号に基づいて、第1の選択期間に信号処理回路7から出力された補正画像データをソースドライバ4に出力し、第2の選択期間に信号処理回路7から出力された入力画像データをソースドライバ4に出力する。また、液晶コントローラ9は、クロックclkおよび各種の制御信号(YI、LP、SPなど)をゲートドライバ3およびソースドライバ4に出力する。なお、液晶コントローラ9は、入力画像データをソースドライバ4に出力する際、ソースドライバ4が処理し易いように、入力画像データに所定の係数を積算するなどして出力しても良い。
続いて、上記構成を有する液晶表示装置1の駆動方法について説明する。
図7に、1)ソース配線Sjの信号、2)ゲート配線G1の信号、3)ゲート配線G2の信号、4)ゲート配線G3の信号、5)ゲート配線G4の信号、6)ゲート配線G5の信号、7)ゲート配線G6の信号、8)画素A1jのデータ、9)画素A2jのデータ、10)画素A3jのデータ、11)画素A4jのデータ、12)画素A5jのデータ、13)画素A6jのデータの変化タイミングを示す。
また、図7において、横軸で示す時間軸は、1選択期間をt0の単位として表している。図7では、2t0〜4t0を第1の単位期間U1、4t0〜6t0を第2の単位期間U2、6t0〜8t0を第3の単位期間U3、8t0〜10t0を第4の単位期間U4、10t0〜12t0を第5の単位期間U5、12t0〜14t0を第6の単位期間U6、14t0〜16t0を第7の単位期間U7とする。また、各単位期間は、第1の選択期間S1と第2の選択期間S2とに分割されている。
ここで、ゲート配線G1〜G6の走査信号は、GHまたはGLに制御されるものとする。GHは、ゲート配線G1〜G6に接続されているTFT2aをON状態(導通状態)とする選択電圧である。GLは、ゲート配線G1〜G6に接続されているTFT2aをOFF状態(非導通状態)とするローレベルの電圧である。また、ソース配線Sjの信号におけるDijを入力画像データ、Daを補正画像データとする。なお、図7では、ゲート配線Giは、i=1〜6までを表しているが、i=7〜nについては、図示を省略している。
まず、第1の単位期間U1には、ゲート配線G1の走査信号がGHとなる。すなわち、ゲート配線G1には選択電圧が印加される。これにより、TFT2aがON状態となる。ここで、第1の単位期間U1の第1の選択期間S1において、画素A1jの画素電極2bには、ソース配線Sjを介して補正画像データDaが供給される。また、第1の単位期間U1の第2の選択期間S2において、画素A1jの画素電極2bには、ソース配線Sjを介して入力画像データD1jが供給される。
そして、第2の単位期間U2には、ゲート配線G2の走査信号がGHとなる。すなわち、ゲート配線G2には選択電圧が印加される。これにより、TFT2aがON状態となる。ここで、第2の単位期間U2の第1の選択期間S1において、画素A2jの画素電極2bには、ソース配線Sjを介して補正画像データDaが供給される。また、第2の単位期間U2の第2の選択期間S2において、画素A2jの画素電極2bには、ソース配線Sjを介して入力画像データD2jが供給される。
そして、上記と同様に、第3の単位期間U3には、ゲート配線G3の走査信号がGH、第4の単位期間U4には、ゲート配線G4の走査信号がGH、第5の単位期間U5には、ゲート配線G5の走査信号がGH、第6の単位期間U6には、ゲート配線G6の走査信号がGHとなる。これにより、それぞれの画素Aij(i=3〜6)の画素電極2bには、補正画像データDaおよび入力画像データDij(i=3〜6)が連続して供給される。
ところで、例えば、図5の応答特性により、補正画像データDaとして、64〜255階調のいずれかの階調を用いる場合、例えば、第1の単位期間U1の第1の選択期間S1(t0期間)において、画素A1jの画素電極2bには、64〜255階調の所定の階調レベルの補正画像データDaが供給されることになる。
すなわち、0階調(黒表示)の入力画像データを画素A1jの画素電極2bに供給し続ける場合であっても、t0期間において、画素A1jの画素電極2bには、64〜255階調の所定の階調レベルの補正画像データDaが供給されることになる。このため、コントラストが低下する可能性を示している。
しかしながら、近年では、携帯電話用の液晶表示パネルであっても、表示品位の高い総画素数76800(320×240)となるQVGAが用いられている。このQVGAの場合、ゲート配線の総数が320であるので、t0期間は、1/640フレーム期間程度となる。したがって、この1/640フレーム期間に、64〜255階調の所定の階調レベルの補正画像データDaが供給されても、コントラストの低下はほとんど生じない。
具体的には、暗輝度が0.1cd/m2、明輝度が200cd/m2とする。ここで、画素A1jの画素電極2bには、64階調の補正画像データDaが供給されるものとすると、t0期間において、200×(64/255)×(1/640)≒0.0784cd/m2程度の光漏れが生じることになる。また、画素回路A1jの画素電極2bには、255階調を示す補正画像データDaが供給されるものとすると、t0期間において、200×(255/255)×(1/640)≒0.3125cd/m2程度の光漏れが生じることになる。したがって、1/640フレーム期間程度に、0.0784〜0.3125cd/m2程度の光漏れが生じても、コントラストの低下はほとんど生じないことが分かる。
以上のように、本発明の液晶表示装置1によれば、入力画像データを供給する前に、入力画像データの階調レベルに液晶が応答する速度を向上するための補正画像データを画素電極2bに供給している。これにより、補正画像データを画素電極2bに供給しない態様と比較して、入力画像データの階調レベルに液晶が応答する速度を向上できる。それゆえ、従来の液晶表示装置のように、液晶の応答速度を向上するために、フレームメモリ、フレーム周波数変換部、および、強調変換部などを備えていなくとも良い。この結果、液晶表示装置1のコストを抑制しながら液晶の応答速度を向上することができる。
(実施の形態2)
図8は、本実施形態に係る液晶表示装置10の概略構成を示すブロック図である。なお、図1において説明した構成と同様の機能を有する構成については、図1と同じ参照符号を付記し、その詳細な説明は省略する。
本実施形態に係る液晶表示装置10は、図1に示す液晶表示装置1に加えて、温度検出部11を更に備えている。
温度検出部11は、例えば、サーミスタや熱電対などの温度センサから構成されており、液晶表示パネル2の温度を検出する。温度検出部11は、液晶表示パネル2の近傍に設けられているが、液晶表示パネル2の温度が検出できれば、温度検出部11の配置位置については任意である。検出した温度は、温度データTxとして制御CPU12に出力される。
制御CPU12は、図1に示す制御CPU6の機能に加えて、温度検出部11から出力された温度データTxに基づいて、信号処理回路13に切換制御信号を出力する機能を備えている。切換制御信号は、温度データTxを示す信号である。
信号処理回路(表示制御部)13は、図1に示す信号処理回路7の機能に加えて、制御CPU12から出力された切換制御信号に基づいて、第1の選択期間に、補正画像データ記憶部8に格納されている補正画像データの階調レベルを読み出す機能を備えている。
補正画像データ記憶部8は、所定の温度に対応付けられている補正画像データの階調レベルを格納する。補正画像データ記憶部8は、所定の温度と補正画像データの階調レベルとを、例えば、図9に示すようにテーブル形式にて格納するが、格納形式については任意である。
以下では、所定の温度に対応付けられている補正画像データの決定方法について説明する。
実施の形態1で説明したように、図5の応答特性においては、補正画像データとして、64〜255階調のいずれかの階調が決定される。ここで、一般に、液晶の応答速度は、温度依存性が非常に大きく、特に低温時では、入力画像データに対する液晶の追従性が極端に悪くなり、応答速度が増大することが知られている。このため、コントラストの低下を考慮し、低温(例えば、20〜30℃)時では補正画像データの階調レベルを大きくし、高温(例えば、40〜50℃)時では補正画像データの階調レベルを小さくすることが好ましい。
一例として、図9に示すように、温度20℃に対応付けられている補正画像データの階調を255階調、温度30℃に対応付けられている補正画像データの階調を192階調、温度40℃に対応付けられている補正画像データの階調を128階調、温度50℃に対応付けられている補正画像データの階調を64階調などにする。
以上のように、本実施形態に係る液晶表示装置10によれば、温度検出部11が検出した温度に基づいて、補正画像データ記憶部8に格納されている補正画像データの階調レベルを読み出すことができる。
(実施の形態3)
図10は、本実施形態に係る液晶表示装置20の概略構成を示すブロック図である。なお、図1において説明した構成と同様の機能を有する構成については、図1と同じ参照符号を付記し、その詳細な説明は省略する。
本実施形態に係る液晶表示装置20は、図1に示す液晶表示装置1に加えて、入力画像データ記憶部21を更に備えている。
ゲートドライバ(駆動部)22は、図11に示すように、第1のシフトレジスタ22a、第2のシフトレジスタ22b、および、論理回路22cを備えている。第1のシフトレジスタ22aは、液晶コントローラ9からのスタートパルスYIaを、クロックclkのタイミングで第1のシフトレジスタ22a内を転送し、信号Yaを論理回路22cに出力する。第2のシフトレジスタ22bは、液晶コントローラ9からのスタートパルスYIbを、クロックclkのタイミングで第2のシフトレジスタ22b内を転送し、信号Ybを論理回路22cに出力する。論理回路22cは、第1のシフトレジスタ22aからの信号Yaと、液晶コントローラ9からの信号SLaとの論理積(AND)を算出する。論理回路22cは、第2のシフトレジスタ22bからの信号Ybと、液晶コントローラ9からの信号SLbとの論理積(AND)を算出する。また、論理回路22cは、算出したそれぞれの論理積の結果の論理和(OR)を算出し、算出した結果をゲート配線Giに走査信号として出力する。これにより、図13に示すタイミングチャートのように、ゲート配線Giに走査信号が出力される。
入力画像データ記憶部21は、例えば、RAM(Random Access Memory)から構成されており、現フレーム期間における入力画像データを格納する。
信号処理回路(表示制御部)23は、図1に示す信号処理回路7の機能に加えて、第1の選択期間に、入力された現フレーム期間における入力画像データの階調レベルに基づいて、補正画像データ記憶部8に格納されている補正画像データの階調レベルを読み出し、第2の選択期間に、入力画像データ記憶部21に格納されている現フレーム期間における入力画像データの階調レベルを読み出す機能を備えている。
補正画像データ記憶部8は、現フレーム期間における入力画像データの階調レベルに対応付けられている補正画像データの階調レベルを格納する。補正画像データ記憶部8は、現フレーム期間における入力画像データの階調レベルと補正画像データの階調レベルとを、例えば、図12に示すようにテーブル形式にて格納するが、格納形式については任意である。
以下では、現フレーム期間における入力画像データの階調レベルに対応付けられている補正画像データの決定方法について説明する。
実施の形態1で説明したように、図5の応答特性においては、補正画像データとして、64〜255階調のいずれかの階調が決定される。
一例として、図12に示すように、入力画像データの0階調に対応付けられている補正画像データの階調を64階調、入力画像データの32階調に対応付けられている補正画像データの階調を64階調、入力画像データの64階調に対応付けられている補正画像データの階調を255階調、入力画像データの128階調に対応付けられている補正画像データの階調を255階調、入力画像データの192階調に対応付けられている補正画像データの階調を255階調、入力画像データの255階調に対応付けられている補正画像データの階調を255階調などにする。
続いて、上記構成を有する液晶表示装置20の駆動方法について説明する。
図13に、1)ソース配線Sjの信号、2)ゲート配線G1の信号、3)ゲート配線G2の信号、4)ゲート配線G3の信号、5)ゲート配線G4の信号、6)ゲート配線G5の信号、7)ゲート配線G6の信号、8)画素A1jのデータ、9)画素A2jのデータ、10)画素A3jのデータ、11)画素A4jのデータ、12)画素A5jのデータ、13)画素A6jのデータの変化タイミングを示す。
また、図13において、横軸で示す時間軸は、1選択期間をt0の単位として表している。図13では、2t0〜4t0を第1の単位期間U1、4t0〜6t0を第2の単位期間U2、6t0〜8t0を第3の単位期間U3、8t0〜10t0を第4の単位期間U4、10t0〜12t0を第5の単位期間U5、12t0〜14t0を第6の単位期間U6、14t0〜16t0を第7の単位期間U7、16t0〜18t0を第8の単位期間U8、18t0〜20t0を第9の単位期間U9とする。また、各単位期間は、第1の選択期間S1と第2の選択期間S2とに分割されている。
ここで、ゲート配線G1〜G6の走査信号は、GHまたはGLに制御されるものとする。GHは、ゲート配線G1〜G6に接続されているTFT2aをON状態(導通状態)とする選択電圧である。GLは、ゲート配線G1〜G6に接続されているTFT2aをOFF状態(非導通状態)とするローレベルの電圧である。また、ソース配線Sjの信号におけるDijを入力画像データ、Eijを補正画像データとする。なお、図13では、ゲート配線Giは、i=1〜6までを表しているが、i=7〜nについては、図示を省略している。
まず、第1の単位期間U1の第1の選択期間S1には、ゲート配線G1の信号がGHとなる。すなわち、ゲート配線G1には選択電圧が印加される。これにより、TFT2aがON状態となる。TFT2aがON状態となった後、画素A1jの画素電極2bには、ソース配線Sjを介して補正画像データE1jが供給される。
そして、第3の単位期間U3の第2の選択期間S2には、ゲート配線G1の信号が再びGHとなる。すなわち、ゲート配線G1には選択電圧が印加される。これにより、TFT2aがON状態となる。TFT2aがON状態となった後、画素A1jの画素電極2bには、ソース配線Sjを介して入力画像データD1jが供給される。
すなわち、画素A1jの画素電極2bには、5t0期間分、補正画像データE1jが供給される。
次に、第2の単位期間U2の第1の選択期間S1には、ゲート配線G2の信号がGHとなる。すなわち、ゲート配線G2には選択電圧が印加される。これにより、TFT2aがON状態となる。TFT2aがON状態となった後、画素A2jの画素電極2bには、ソース配線Sjを介して補正画像データE2jが供給される。
そして、第4の単位期間U4の第2の選択期間S2には、ゲート配線G2の信号が再びGHとなる。すなわち、ゲート配線G2には選択電圧が印加される。これにより、TFT2aがON状態となる。TFT2aがON状態となった後、画素A2jの画素電極2bには、ソース配線Sjを介して入力画像データD2jが供給される。
すなわち、画素A2jの画素電極2bには、5t0期間分、補正画像データE2jが供給される。
そして、上記と同様に、第3の単位期間U3の第1の選択期間S1には、ゲート配線G3の信号がGH、第5の単位期間U5の第2の選択期間S2には、ゲート配線G3の信号が再びGHとなる。また、第4の単位期間U4の第1の選択期間S1には、ゲート配線G4の信号がGH、第6の単位期間U6の第2の選択期間S2には、ゲート配線G4の信号が再びGHとなる。また、第5の単位期間U5の第1の選択期間S1には、ゲート配線G5の信号がGH、第7の単位期間U7の第2の選択期間S2には、ゲート配線G5の信号が再びGHとなる。さらに、第6の単位期間U6の第1の選択期間S1には、ゲート配線G6の信号がGH、第8の単位期間U8の第2の選択期間S2には、ゲート配線G6の信号が再びGHとなる。これにより、それぞれの画素Aij(i=3〜6)の画素電極2bには、補正画像データEij(i=3〜6)が5t0期間分供給された後、入力画像データDij(i=3〜6)が供給される。
ここで、入力画像データ記憶部21は、画素Aijの画素電極2bに補正画像データEijを5t0期間分供給するまで、現フレーム期間における入力画像データDijを格納する。このため、入力画像データ記憶部21は、1フレーム期間分の入力画像データを保持しなくとも良く、フレームメモリのような性能は要求されない。
また、本実施形態では、実施の形態1と比較すると、画素電極2bに補正画像データEijを5t0期間分供給している。ここで、QVGAの液晶表示パネルの場合、ゲート配線の総数が320であるので、t0期間は、1/640フレーム期間程度となる。1フレーム期間は16.7msecであるため、t0期間は、26μsec程度となる。すなわち、実施の形態1のように、画素電極2bに補正画像データをt0期間分供給しても、液晶が補正画像データの階調(輝度)に応答していない可能性がある。このため、本実施形態では、液晶が補正画像データの階調(輝度)に応答するように、画素電極2bに補正画像データEijを5t0期間(26×5=130μsec)分供給している。
なお、本実施形態では、画素Aijにおける現フレーム期間の入力画像データに基づいて、画素Aijにおける現フレーム期間の補正画像データを決定する方法について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、画素Aijの周辺の4つの画素Ai−1j、Aij−1、Aij+1、Ai+1jにおける現フレーム期間の入力画像データ、および、画素Aijにおける現フレーム期間の入力画像データに基づいて、画素Aijにおける現フレーム期間の補正画像データを決定しても良い。すなわち、動画像の表示においては、画像が移動するので、画素Aijの周辺の画素Ai−1j、Aij−1、Aij+1、Ai+1jにおける現フレーム期間の入力画像データは、画素Aijにおける1フレーム期間前の入力画像データである場合が多い。このため、画素Aijの周辺の画素Ai−1j、Aij−1、Aij+1、Ai+1jにおける現フレーム期間の入力画像データを、画素Aijにおける1フレーム期間前の入力画像データと仮定して、画素Aijにおける現フレーム期間の補正画像データを決定する。この場合、画素Aijの周辺の画素Ai−1j、Aij−1、Aij+1、Ai+1jにおける現フレーム期間のそれぞれの入力画像データの中から最も応答時間が長くなる入力画像データに基づいて、補正画像データを決定することが好ましい。
また、本実施形態では、画素の画素電極に補正画像データを5t0期間分供給する例について説明したが、これに限定されるものではない。画素回路の画素電極に補正画像データを供給する期間は、液晶表示パネルの応答特性やコントラストの低下などに応じて、任意である。
以上のように、本実施形態に係る液晶表示装置20によれば、現フレーム期間における入力画像データの階調レベルに基づいて、補正画像データ記憶部8に格納されている補正画像データの階調レベルを読み出すことができる。これにより、実施の形態1のように、補正画像データ記憶部8に格納されている補正画像データを予め定められた所定の階調レベルにする態様と比較して、入力画像データの階調レベルに液晶が応答する速度を確実に向上することができる。また、従来の液晶表示装置のように、液晶の応答速度を向上するために、フレームメモリ、フレーム周波数変換部、および、強調変換部などを備えていなくとも良い。この結果、液晶表示装置20のコストを抑制しながら液晶の応答速度を向上することができる。
(実施の形態4)
図14は、本実施形態に係る液晶表示装置30の概略構成を示すブロック図である。なお、図10において説明した構成と同様の機能を有する構成については、図10と同じ参照符号を付記し、その詳細な説明は省略する。
本実施形態に係る液晶表示装置30は、図10に示す液晶表示装置20に加えて、温度検出部31を更に備えている。
温度検出部31は、実施の形態2において説明した温度検出部と同一の機能を有している。
補正画像データ記憶部8は、現フレーム期間における入力画像データの階調レベルおよび所定の温度に対応付けられている補正画像データの階調レベルを格納する。なお、補正画像データ記憶部8の格納形式については任意である。
制御CPU32は、図10に示す制御CPU6の機能に加えて、温度検出部31から出力された温度データTxに基づいて、信号処理回路33に切換制御信号を出力する機能を備えている。切換制御信号は、温度データTxを示す信号である。
信号処理回路(表示制御部)33は、図10に示す信号処理回路23の機能に加えて、第1の選択期間に、入力された現フレーム期間における入力画像データの階調レベルおよび制御CPU31から出力された切換制御信号に基づいて、補正画像データ記憶部8に格納されている補正画像データの階調レベルを読み出す機能を備えている。
以上のように、本実施形態に係る液晶表示装置30によれば、現フレーム期間における入力画像データの階調レベルおよび温度検出部31が検出した温度に基づいて、補正画像データ記憶部8に格納されている補正画像データの階調レベルを読み出すことができる。これにより、実施の形態3のように、現フレーム期間における入力画像データの階調レベルに基づいて、補正画像データ記憶部8に格納されている補正画像データの階調レベルを読み出す態様と比較して、液晶表示装置30の温度を考慮した補正画像データの階調レベルを読み出すことができる。
(実施の形態5)
図15は、本実施形態に係る液晶表示装置40の概略構成を示すブロック図である。なお、図10において説明した構成と同様の機能を有する構成については、図10と同じ参照符号を付記し、その詳細な説明は省略する。
本実施形態に係る液晶表示装置40は、図10に示す入力画像データ記憶部21に代えて、フレームメモリ41を備えている。
フレームメモリ41は、1フレーム期間分の入力画像データを格納することができるものであって、これから表示される現フレーム期間の入力画像データに対し、1フレーム期間前の入力画像データが格納されている。
信号処理回路(表示制御部)42は、第1の選択期間に、入力された現フレーム期間における入力画像データの階調レベルおよびフレームメモリ41に格納されている1フレーム期間前における入力画像データの階調レベルに基づいて、補正画像データ記憶部8に格納されている補正画像データの階調レベルを読み出し、読み出した補正画像データを液晶コントローラ9に出力する。また、信号処理回路42は、第2の選択期間に、入力画像データを液晶コントローラ9に出力する。
補正画像データ記憶部8は、現フレーム期間における入力画像データの階調レベルおよび1フレーム期間前における入力画像データの階調レベルに対応付けられている補正画像データの階調レベルを格納する。なお、補正画像データ記憶部8の格納形式については任意である。
以下では、現フレーム期間における入力画像データの階調レベルおよび1フレーム期間前における入力画像データの階調レベルに対応付けられている補正画像データの決定方法について説明する。
例えば、実施の形態1で説明した図4の応答特性において、現フレーム期間における入力画像データが輝度レベル80%、1フレーム期間前における入力画像データが輝度レベル100%であるものとする。ここで、実施の形態1で説明したように、Ta+Tbが最小となり、かつ、Ta+Tb≦T0となる補正画像データは、輝度レベル0%の場合である。したがって、現フレーム期間における入力画像データが輝度レベル80%および1フレーム期間前における入力画像データが輝度レベル100%に対応付けられる補正画像データとして、輝度レベル0%となる。
また、例えば、実施の形態1で説明した図5の応答特性において、現フレーム期間における入力画像データが128階調、1フレーム期間前における入力画像データが0階調であるものとする。ここで、実施の形態1で説明したように、Ta+Tbが最小となり、かつ、Ta+Tb≦T0となる補正画像データは、255階調の場合である。したがって、現フレーム期間における入力画像データが128階調および1フレーム期間前における入力画像データが0階調に対応付けられる補正画像データとして、255階調となる。
以上のように、本実施形態に係る液晶表示装置40によれば、現フレーム期間における入力画像データDijの階調レベルおよび1フレーム期間前における入力画像データDijの階調レベルに基づいて、補正画像データ記憶部8に格納されている補正画像データEijの階調レベルを読み出すことができる。これにより、実施の形態3のように、現フレーム期間における入力画像データDijの階調レベルに基づいて、補正画像データ記憶部8に格納されている補正画像データEijの階調レベルを読み出す態様と比較して、入力画像データDijの階調レベルに液晶が応答する速度を確実に向上することができる。また、従来の液晶表示装置のように、液晶の応答速度を向上するために、フレーム周波数変換部や強調変換部などを備えていなくとも良い。この結果、液晶表示装置40のコストを抑制しながら液晶の応答速度を向上することができる。
(実施の形態6)
図16は、本実施形態に係る液晶表示装置50の概略構成を示すブロック図である。なお、図15において説明した構成と同様の機能を有する構成については、図15と同じ参照符号を付記し、その詳細な説明は省略する。
本実施形態に係る液晶表示装置50は、図15に示す液晶表示装置40に加えて、温度検出部51を更に備えている。
温度検出部51は、実施の形態2において説明した温度検出部と同一の機能を有している。
補正画像データ記憶部8は、現フレーム期間における入力画像データの階調レベル、1フレーム期間前における入力画像データの階調レベル、および、所定の温度に対応付けられている補正画像データの階調レベルを格納する。なお、補正画像データ記憶部8の格納形式については任意である。
制御CPU52は、図15に示す制御CPU6の機能に加えて、温度検出部51から出力された温度データTxに基づいて、信号処理回路53に切換制御信号を出力する機能を備えている。切換制御信号は、温度データTxを示す信号である。
信号処理回路(表示制御部)53は、図15に示す信号処理回路42の機能に加えて、第1の選択期間に、入力された現フレーム期間における入力画像データの階調レベル、フレームメモリ41に格納されている1フレーム期間前の入力画像データの階調レベル、および、制御CPU52から出力された切換制御信号に基づいて、補正画像データ記憶部8に格納されている補正画像データの階調レベルを読み出す機能を備えている。
以上のように、本実施形態に係る液晶表示装置50によれば、現フレーム期間における入力画像データの階調レベル、1フレーム期間前における入力画像データの階調レベル、および、温度検出部51が検出した温度に基づいて、補正画像データ記憶部8に格納されている補正画像データの階調レベルを読み出すことができる。これにより、実施の形態4のように、現フレーム期間における入力画像データの階調レベルおよび1フレーム期間前における入力画像データの階調レベルに基づいて、補正画像データ記憶部8に格納されている補正画像データの階調レベルを読み出す態様と比較して、液晶表示装置50の温度を考慮した補正画像データの階調レベルを読み出すことができる。
(実施の形態7)
図17は、本実施形態に係る液晶表示装置60の概略構成を示すブロック図である。なお、図1において説明した構成と同様の機能を有する構成については、図1と同じ参照符号を付記し、その詳細な説明は省略する。
本実施形態に係る液晶表示装置60は、図1に示すゲートドライバ3に代えて、第1のゲートドライバ61および第2のゲートドライバ62を備えている。
液晶表示パネル63は、アクティブマトリクス基板と対向基板とを備え、アクティブマトリクス基板と対向基板との間に液晶が狭持されたものである。アクティブマトリクス基板には、図18に示すように、複数の第1のゲート配線Gi(i=1〜n)、および、複数の第1のソース配線Sj(j=1〜m)がマトリクス状に形成されている。また、アクティブマトリクス基板には、複数の第2のゲート配線Pi(i=1〜n)、および、複数の第2のソース配線Dj(j=1〜m)がマトリクス状に形成されている。複数の第1のゲート配線Giと複数の第1のソース配線Sjとの交差部、および、複数の第2のゲート配線Piと複数の第2のソース配線Djとの交差部には、複数の画素Bij(i=1〜n、j=1〜m)が形成されている。なお、アクティブマトリクス基板上には、第1のゲートドライバ61、第2のゲートドライバ62、ソースドライバ4、同期検出部5、制御CPU6、信号処理回路64、補正画像データ記憶部8、および、液晶コントローラ65が実装されていても良いし、アクティブマトリクス基板とは別の基板上に実装されていても良い。
画素Bijは、液晶の分子配列方向を制御するものであって、図19に示すように、スイッチング素子であるTFT63aおよびTFT63bが設けられている。TFT63aのゲート端子は第1のゲート配線Giに接続されている。TFT63aのソース端子は第1のソース配線Sjに接続されている。TFT63aのドレイン端子は画素電極63cおよび補助容量63dに接続されている。また、TFT63bのゲート端子は第2のゲート配線Piに接続されている。TFT63bのソース端子は第2のソース配線Djに接続されている。TFT63bのドレイン端子は画素電極63cおよび補助容量63dに接続されている。画素電極63cおよび補助容量63dは共通電極COMに接続されている。なお、TFTに代えて、MIMが設けられていても良い。
第1のゲートドライバ(第1の駆動部)61は、シフトレジスタ61a、および、バッファ61bを備えている。シフトレジスタ61aは、液晶コントローラ64からのスタートパルスYIを、クロックclkのタイミングでシフトレジスタ61a内を転送し、バッファ61bに出力する。バッファ61bは、シフトレジスタ61aから出力されたスタートパルスYIに基づいて、第1のゲート配線Giに走査信号を出力する。これにより、図20に示すタイミングチャートのように、第1のゲート配線Giに走査信号が出力される。
第2のゲートドライバ(第2の駆動部)62は、シフトレジスタ62a、および、バッファ62bを備えている。シフトレジスタ62aは、液晶コントローラ64からのスタートパルスZIを、クロックclkのタイミングでシフトレジスタ62a内を転送し、バッファ62bに出力する。バッファ62bは、シフトレジスタ62aから出力されたスタートパルスZIに基づいて、第2のゲート配線Piに走査信号を出力する。これにより、図20に示すタイミングチャートのように、第2のゲート配線Piに走査信号が出力される。
信号処理回路(表示制御部)64は、各単位期間(第1の選択期間および第2の選択期間)において、補正画像データ記憶部8から補正画像データを読み出し、読み出した補正画像データを液晶コントローラ65に出力する。また、信号処理回路64は、各単位期間において、入力画像データを液晶コントローラ65に出力する。
液晶コントローラ(第2の駆動部、表示制御部)65は、図1に示す液晶コントローラ7の機能に加えて、画素Bijに接続されている第2のソース配線Djに補正画像データを供給する機能を備えている。
続いて、上記構成を有する液晶表示装置60の駆動方法について説明する。
図20に、1)第1のソース配線Sjの信号、2)第1のゲート配線G1の信号、3)第1のゲート配線G2の信号、4)第1のゲート配線G3の信号、5)第1のゲート配線G4の信号、6)第2のソース配線Djの信号、7)第2のゲート配線P1の信号、8)第2のゲート配線P2の信号、9)第2のゲート配線P3の信号、10)第2のゲート配線P4の信号、11)画素B1jのデータ、12)画素B2jのデータ、13)画素B3jのデータ、14)画素B4jのデータの変化タイミングを示す。
また、図20において、横軸で示す時間軸は、1選択期間をt0の単位として表している。図20では、2t0〜4t0を第1の単位期間U1、4t0〜6t0を第2の単位期間U2、6t0〜8t0を第3の単位期間U3、8t0〜10t0を第4の単位期間U4、10t0〜12t0を第5の単位期間U5、12t0〜14t0を第6の単位期間U6、14t0〜16t0を第7の単位期間U7とする。また、各単位期間は、第1の選択期間S1と第2の選択期間S2とに分割されている。
ここで、第1のゲート配線G1〜G4の信号は、GHまたはGLに制御されるものとする。GHは、第1のゲート配線G1〜G4が接続されているTFT63aをON状態(導通状態)とする選択電圧である。GLは、第1のゲート配線G1〜G4に接続されているTFT63aをOFF状態(非導通状態)とするローレベルの電圧である。また、第2のゲート配線P1〜P4の信号は、GHまたはGLに制御されるものとする。GHは、第2のゲート配線P1〜P4が接続されているTFT63bをON状態(導通状態)とする選択電圧である。GLは、第2のゲート配線P1〜P4に接続されているTFT63bをOFF状態(非導通状態)とするローレベルの電圧である。また、第1のソース配線Sjの信号におけるDijを入力画像データ、第2のソース配線DjにおけるDaを補正画像データとする。なお、図20では、第1のゲート配線Giおよび第2のゲート配線Piは、i=1〜4までを表しているが、i=5〜nについては、図示を省略している。
まず、第1の単位期間U1には、第2のゲート配線P1の走査信号がGHとなる。すなわち、第2のゲート配線P1には選択電圧が印加される。これにより、TFT63bがON状態となる。TFT63bがON状態となった後、画素B1jの画素電極63cには、第2のソース配線Djを介して補正画像データDaが供給される。
そして、第4の単位期間U4には、第1のゲート配線G1の走査信号がGHとなる。すなわち、第1のゲート配線G1には選択電圧が印加される。これにより、TFT63aがON状態となる。TFT63aがON状態となった後、画素B1jの画素電極63cには、第1のソース配線Sjを介して入力画像データD1jが供給される。
すなわち、画素B1jの画素電極63cには、6t0期間分、補正画像データDaが供給される。
次に、第2の単位期間U2には、第2のゲート配線P2の走査信号がGHとなる。すなわち、第2のゲート配線P2には選択電圧が印加される。これにより、TFT63bがON状態となる。TFT63bがON状態となった後、画素B2jの画素電極63cには、第2のソース配線Djを介して補正画像データDaが供給される。
そして、第5の単位期間U5には、第1のゲート配線G2の走査信号がGHとなる。すなわち、第1のゲート配線G2には選択電圧が印加される。これにより、TFT63aがON状態となる。TFT63aがON状態となった後、画素B2jの画素電極63cには、第1のソース配線Sjを介して入力画像データD2jが供給される。
すなわち、画素B2jの画素電極63cには、6t0期間分、補正画像データDaが供給される。
そして、上記と同様に、第3の単位期間U3には、第2のゲート配線P3の走査信号がGH、第6の単位期間U6には、第1のゲート配線G3の走査信号がGHとなる。また、第4の単位期間U4には、第2のゲート配線P4の走査信号がGH、第7の単位期間U7には、第1のゲート配線G4の走査信号がGHとなる。これにより、それぞれの画素Bij(i=3、4)の画素電極63cには、補正画像データDaが6t0期間分供給された後、入力画像データDij(i=3、4)が供給される。
以上のように、本実施形態に係る液晶表示装置60によれば、入力画像データを供給する前に、入力画像データの階調レベルに液晶が応答する速度を向上するための補正画像データを画素電極63cに供給している。これにより、補正画像データを画素電極63cに供給しない態様と比較して、入力画像データの階調レベルに液晶が応答する速度を向上できる。それゆえ、従来の液晶表示装置のように、液晶の応答速度を向上するために、フレームメモリ、フレーム周波数変換部、および、強調変換部などを備えていなくとも良い。この結果、液晶表示装置60のコストを抑制しながら液晶の応答速度を向上できる。
また、本発明の液晶表示装置60によれば、画素電極63cに第1のソース配線を介して入力画像データを供給し、画素電極63cに第2のソース配線を介して補正画像データを供給している。これにより、画素電極63cに同一のソース配線を介して補正画像データおよび入力画像データを交互に供給する態様と比較して、ソース配線の充放電による消費電力の増加を抑えることができる。
なお、本実施形態における液晶表示装置に、実施の形態2、実施の形態4、および、実施の形態6において説明した温度検出部を備え、温度検出部が検出した温度に基づいて、補正画像データ記憶部に格納されている補正画像データの階調レベルを読み出しても良い。
また、本実施形態では、画素の画素電極に補正画像データを6t0期間分供給する例について説明したが、これに限定されるものではない。画素の画素電極に補正画像データを供給する期間は、液晶表示パネルの応答特性やコントラストの低下などに応じて、任意である。
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。
以上のように、本発明は、入力画像データを供給する前に、入力画像データの階調レベルに液晶が応答する速度を向上するための補正画像データを画素電極に供給することによって、液晶表示装置のコストを抑制しながら液晶の応答速度を向上できる液晶表示装置などに有用である。
第1の実施の形態に係る液晶表示装置の概略構成を示すブロック図である。 上記液晶表示装置における液晶表示パネル、ゲートドライバ、および、ソースドライバの概略構成を示すブロック図である。 上記液晶表示パネルにおける画素の概略構成を示す等価回路図である。 上記液晶表示パネルの応答特性(輝度特性)を示す説明図である。 上記液晶表示パネルの応答特性(階調特性)を示す説明図である。 上記液晶表示パネルの応答特性(階調特性)を示す説明図である。 上記画素を動作させるための動作タイミングを示すタイミングチャートである。 第2の実施の形態に係る液晶表示装置の概略構成を示すブロック図である。 上記液晶表示装置における補正画像データ記憶部のデータ構造を示す概念図である。 第3の実施の形態に係る液晶表示装置の概略構成を示すブロック図である。 上記液晶表示装置における液晶表示パネル、ゲートドライバ、および、ソースドライバの概略構成を示すブロック図である。 上記液晶表示装置における補正画像データ記憶部のデータ構造を示す概念図である。 上記画素を動作させるための動作タイミングを示すタイミングチャートである。 第4の実施の形態に係る液晶表示装置の概略構成を示すブロック図である。 第5の実施の形態に係る液晶表示装置の概略構成を示すブロック図である。 第6の実施の形態に係る液晶表示装置の概略構成を示すブロック図である。 第7の実施の形態に係る液晶表示装置の概略構成を示すブロック図である。 上記液晶表示装置における液晶表示パネル、ゲートドライバ、および、ソースドライバの概略構成を示すブロック図である。 上記液晶表示パネルにおける画素の概略構成を示す等価回路図である。 上記画素を動作させるための動作タイミングを示すタイミングチャートである。 従来の液晶表示装置の概略構成を示すブロック図である。
符号の説明
1、10、20、30、40、50、60 液晶表示装置
2、63 液晶表示パネル
2a TFT(スイッチング素子)
3、22 ゲートドライバ(駆動部)
61 第1のゲートドライバ(第1の駆動部)
62 第2のゲートドライバ(第2の駆動部)
4 ソースドライバ(駆動部)
8 補正画像データ記憶部
7、13、23、33、42、53、64 信号処理回路(表示制御部)
63a TFT(第1のスイッチング素子)
63b TFT(第2のスイッチング素子)
9、65 液晶コントローラ(表示制御部、第2の駆動部)
11、31、51 温度検出部
41 フレームメモリ
Gi ゲート配線、第1のゲート配線
Sj ソース配線、第1のソース配線
Pi 第2のゲート配線
Dj 第2のソース配線

Claims (8)

  1. ゲート配線と、前記ゲート配線と交差するソース配線と、前記ゲート配線と前記ソース配線との交差部に配置されたスイッチング素子と、前記スイッチング素子に接続された画素電極とを有するアクティブマトリクス基板と、前記ゲート配線に選択電圧を印加して画素電極を選択し、選択した画素電極に前記ソース配線を介して入力画像データを供給する駆動部と、前記アクティブマトリクス基板と対向基板との間に挟持された液晶とを備え、前記液晶を入力画像データの階調レベルに応じて応答させることにより画像を表示する液晶表示装置であって、
    入力画像データの階調レベルに前記液晶が応答する速度を向上するための補正画像データを格納する補正画像データ記憶部と、
    入力画像データと、前記補正画像データ記憶部に格納されている補正画像データとを前記駆動部に出力する表示制御部とを備え、
    前記駆動部は、現フレーム期間内において、前記画素電極に入力画像データを供給する前に補正画像データを供給することを特徴とする液晶表示装置。
  2. 前記補正画像データ記憶部に格納されている補正画像データは、予め定められた所定の階調レベルである請求項1に記載の液晶表示装置。
  3. 前記液晶表示装置の温度を検出する温度検出部を更に備え、
    前記補正画像データ記憶部には、所定の温度に対応付けられている補正画像データの階調レベルが格納されており、
    前記表示制御部は、前記温度検出部が検出した温度に基づいて、前記補正画像データ記憶部に格納されている補正画像データの階調レベルを読み出す請求項1に記載の液晶表示装置。
  4. 前記補正画像データ記憶部には、現フレーム期間における入力画像データの階調レベルに対応付けられている補正画像データの階調レベルが格納されており、
    前記表示制御部は、現フレーム期間における入力画像データの階調レベルに基づいて、前記補正画像データ記憶部に格納されている補正画像データの階調レベルを読み出す請求項1に記載の液晶表示装置。
  5. 前記液晶表示装置の温度を検出する温度検出部を更に備え、
    前記補正画像データ記憶部に格納されている補正画像データの階調レベルには、更に、所定の温度が対応付けられており、
    前記表示制御部は、現フレーム期間における入力画像データの階調レベルおよび前記温度検出部が検出した温度に基づいて、前記補正画像データ記憶部に格納されている補正画像データの階調レベルを読み出す請求項4に記載の液晶表示装置。
  6. 1フレーム期間前における入力画像データを格納するフレームメモリを更に備え、
    前記補正画像データ記憶部には、現フレーム期間における入力画像データの階調レベルおよび1フレーム期間前における入力画像データの階調レベルに対応付けられている補正画像データの階調レベルが格納されており、
    前記表示制御部は、現フレーム期間における入力画像データの階調レベルおよび前記フレームメモリに格納されている1フレーム期間前における入力画像データの階調レベルに基づいて、前記補正画像データ記憶部に格納されている補正画像データの階調レベルを読み出す請求項1に記載の液晶表示装置。
  7. 前記液晶表示装置の温度を検出する温度検出部を更に備え、
    前記補正画像データ記憶部に格納されている補正画像データの階調レベルには、更に、所定の温度が対応付けられており、
    前記表示制御部は、現フレーム期間における入力画像データの階調レベル、前記フレームメモリに格納されている1フレーム期間前における入力画像データの階調レベル、および、前記温度検出部が検出した温度に基づいて、前記補正画像データ記憶部に格納されている補正画像データの階調レベルを読み出す請求項6に記載の液晶表示装置。
  8. 第1のゲート配線と、前記第1のゲート配線と交差する第1のソース配線と、前記第1のゲート配線と前記第1のソース配線との交差部に配置された第1のスイッチング素子と、前記第1のスイッチング素子に接続された画素電極とを有するアクティブマトリクス基板と、前記第1のゲート配線に選択電圧を印加して画素電極を選択し、選択した画素電極に前記第1のソース配線を介して入力画像データを供給する第1の駆動部と、前記アクティブマトリクス基板と対向基板との間に挟持された液晶とを備え、前記液晶を入力画像データの階調レベルに応じて応答させることにより画像を表示する液晶表示装置であって、
    前記アクティブマトリクス基板には、第2のゲート配線と、前記第2のゲート配線と交差する第2のソース配線と、前記第2のゲート配線と前記第2のソース配線との交差部に配置された第2のスイッチング素子とを更に備え、前記画素電極には、更に前記第2のスイッチング素子が接続され、
    前記第2のゲート配線に選択電圧を印加して前記画素電極を選択し、選択した前記画素電極に前記第2のソース配線を介して補正画像データを供給する第2の駆動部と、
    入力画像データの階調レベルに前記液晶が応答する速度を向上するための補正画像データを格納する補正画像データ記憶部と、
    入力画像データを前記第1の駆動部に出力し、前記補正画像データ記憶部に格納されている補正画像データを前記第2の駆動部に出力する表示制御部とを備え、
    現フレーム期間内において、前記第1の駆動部が前記画素電極に入力画像データを供給する前に、前記第2の駆動部が前記画素電極に補正画像データを供給することを特徴とする液晶表示装置。
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