JP2009128504A

JP2009128504A - 液晶表示装置

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Publication number: JP2009128504A
Application number: JP2007301783A
Authority: JP
Inventors: Junji Kotani; 淳司小谷
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2007-11-21
Filing date: 2007-11-21
Publication date: 2009-06-11
Also published as: US20090128525A1

Abstract

【課題】オーバードライブ駆動を用いて動画応答性を高める駆動を行ないながらも液晶層に印加する直流電圧成分を実質的になくすことが可能な液晶表示装置を提供する。
【解決手段】映像信号の１フレームをｍフィールドに分割し、１フレームあたりオーバードライブ補正を行なう第１フィールドと、映像信号に基づく第２フィールドのｍフィールドの信号を生成する。また、１フレーム内でｍフィールドのうち第１フィールドを含むフィールドと、第２フィールドからなるフィールドとの同数のフィールドの極性を反転させて液晶表示素子を駆動する。その際、第１フィールドの極性を１フレーム毎に（または複数フレームごとに）交互に変えながら液晶表示素子を駆動する。
【選択図】図５

Description

本発明は、液晶表示装置、特に、動画表示性能を向上させるためのオーバードライブ駆動を行なう液晶表示装置に関するものである。

従来、投射型表示装置には画像変調手段の２次元画素光学スイッチとして液晶変調素子を用いた液晶プロジェクタがある。液晶プロジェクタに用いる液晶変調素子としては、例えば、ＴＮ（Twisted Nematic）液晶変調素子がある。ＴＮ液晶変調素子は透明電極を有する第１の透明基板と、画素を形成する透明電極及び配線、スイッチング素子等を有する第２の透明基板との間に誘電異方性が正のネマチック液晶を封入する。そして、液晶分子長軸を２枚のガラス基板間で連続的に９０°ねじった構成である。

このような透過型の液晶変調素子の他に、所謂ＶＡＮ（Vertical Alignment Nematic）液晶型の反射型液晶変調素子がある。これは透明電極を有する透明基板と、２次元光学スイッチとして一方の基板に反射鏡と配線、スイッチング素子等有する回路基板との間に誘電異方性が負のネマチック液晶を封入する。そして、液晶分子長軸を２枚の基板間に対し略垂直にホメオトロピック配向させた構成である。

液晶変調素子としては、ＥＣＢ（Electrically Controlled Birefringence）効果を利用し、液晶層を通過する光波動に対してリタデーションを与えて、光波動の偏光状態を変化させる作用を制御して画像を形成する方法が主に用いられる。

一般的な液晶変調素子では、入射光をポラライザー等の偏光制御手段を介して波動の偏波を所定方向の直線偏光状態にした光波動を入射させ、この所定方向に振動する直線偏光状態の光が通過する時に、偏光変調を行なう際に次のように設計されている。まず、ノーマリーホワイトを基準とする液晶素子では、液晶へ無電界印加状態で、入射光波長（ある光波長帯域の重心波長）において半波長だけのリタデーションを与えるよう設計されている。

他方、ノーマリーブラックを基準とする液晶素子は、液晶へ無電界印加状態で、入射光波長においては与えるリタデーションを極小とし、液晶へ所定電界を印加した状態にて半波長だけのリタデーションを与えるよう設計されている。半波長のリタデーションを与えられた光は、入射する前の直線偏光の振動方向と直角の方向に振動方向が変換されて出射することとなる。

その後、入射側に配された偏光制御手段とクロスニコル配置をとるポラライザー等の偏光制御手段を配することで偏光状態を選択し、選択された光は透過することとなるよう構成されている。この設計に対して、ＥＣＢ効果を用いて液晶層に印加する電圧を制御することで、液晶分子はその分子長軸方向を液晶層の層厚方向にチルト動作を起こす。そして、液晶層厚方向の複屈折量が減少または増加することで、液晶層を通過した光波動は液晶層印加電圧に応じて楕円偏光状態となり、光出射側に配された偏光制御手段によって振動方向が直交変換されない光成分が遮断される。このようにして入射光の強度を変調するように構成されている。

しかし、このＥＣＢ効果を用いて光強度を変調する液晶変調素子において、液晶層に電界を印加することによって液晶層に存在する電界を有したイオン性物質が移動するといった問題が生じる。直流電界を液晶層に与え続けると、イオンの正負電荷符号に依存するものであるが、イオン性物質が対向する２つの電極のどちらかに引き寄せられる。そして、電極に与えられる電圧が一定であっても液晶層に与えられる電界はイオンの電荷によって相殺され、実質的に液晶層へ印加される電界が減衰してしまう現象が生じる。

以上のような問題を避けるため、一般的に配列画素のライン毎に印加する電界の正負極性を反転して且つ６０ヘルツで切り替えるライン反転ドライブ方法がある。また、全配列画素に印加する電界の正負極性を１２０ヘルツで反転するフィールド反転ドライブ方法が用いられる。これらの方法を適用することにより液晶層にかかる電界が一定の極性にならないようにしてイオンの偏りを防止している。

又、液晶層の表示品位を高めることを目的とする駆動方法として、オーバードライブ駆動が知られている。オーバードライブ駆動とは、時間的に階調が変化する駆動を行なう際に時間的に前後する２フィールドの階調差に応じて駆動量を過剰になるように補正するものである。即ち、階調が増大する場合には、増大後の階調として、本来の表示階調よりも大きな階調で液晶表示素子を駆動する。

また、階調が減少するような場合には、減少後の階調として、本来の表示階調よりも小さな階調で液晶表示素子を駆動する。このような駆動を行なうことにより、中間調での液晶での応答速度が改善され、動画像表示に対する画像のぼやけが改善することが知られている。

しかしながら、オーバードライブ駆動を用いて液晶表示素子に動画を表示しつづける場合、長時間の平均として液晶層に直流電圧成分が印加される結果となる。これは、ある階調差において、増加方向と減少方向のオーバードライブ補正量に相当する液晶印加電圧量の絶対値がアンバランスであるためである。

例えば、黒とある中間調とをある時間周期的に繰り返し時間変化する場合を考えると、電圧無印加の黒状態から、中間調への階調変化の際にある量のオーバードライブ量に相当する電圧を印加する。その際、中間調から黒状態への階調変化の際にはオーバードライブ量に相当する電圧値としては０となる。このような電圧印加のアンバランスは、例えば、縞模様の画像を画面上でスキャンし続けるような動画を表示する場合に累積的にアンバランスが生じるため、最も顕著になると考えられる。

従来の直視型液晶パネルにおいては、液晶層への直流電圧成分印加に対しては、隣り合うライン等、画素の平均として相殺するという駆動上の対策手段が知られている。例えば、表示電極の隣り合う１ライン毎に逆向きの極性を持つ電圧を印加するライン反転駆動や、隣り合う１ドット毎に逆向きに極性を持つ電圧を印加するドット反転駆動のような駆動方式を用いる対策である。

但し、投射型表示装置のようなマイクロディスプレイを用いる液晶表示装置においては、ライン反転、ドット反転の駆動を行なうことにより、液晶の異常配向が発生し、表示画像への影響がある。そのため、近年では１フィールドを同一極性で駆動するフィールド反転駆動の使用例が増えており、オーバードライブ駆動における直流電圧成分印加の問題が無視できない。

フィールド反転駆動におけるオーバードライブ駆動について図９を用いて説明する。図９は液晶表示装置のある１画素に対する入力映像信号の階調の時間変化を示すものである。図９の例では１／６０秒のフレームがＦＲＡＭＥ１からＦＲＡＭＥ８まで８フレーム続き、それぞれ階調が１１〜１８であることを示す。１１は黒を示し、１５まで階調が増加し、また１８の黒まで階調が減少する変化を示す。

通常の駆動では、対応する画素部分の液晶層へは、図１０（ａ）に示すように交流駆動電界が印加される。この交流波形は各フレームにおいて入力映像信号を正極性で電界書き込みを行なうフィールドと、負極性で電界書き込みを行なうフィールドとに分割し、交互に駆動することにより実現している。

この例では、正極性フィールドでの電圧２１１、２２1、…、２８１と、負極性フィールドでの電圧２１２、２２２、…、２８２とが交互に印加される。このような交流駆動を行なうことにより、液晶層に直流電圧が印加されることを防止でき、焼きつきやフリッカの発生を防止できる。液晶層に印加される電圧の極性は１フィールド（１画面）で同一である。１フィールド全体の画素に対応する液晶への電界書き込みが終了すると、次のフィールドでは逆の極性の信号を書き込むというフィールド反転駆動を行なう。

ここで、液晶層は駆動電圧の絶対値に応じた階調応答を示すため、光学的な応答としては、図１１の３０１（破線）に示すように液晶印加電圧の振幅に対応した輝度変動となる。液晶応答はある時定数を持つため、入力された映像信号と比較して、表示階調は緩やかに変化する。このため、通常の駆動では動画表示等を行なうと動きのぼやけが視認される結果となる。

一方、オーバードライブ駆動の場合には、画素部分の液晶層に対し通常の液晶駆動である図１０（ａ）と比較して図１０（ｂ）に実線で示すような印加電圧波形をとる。階調が大きな方向へ変化する切り替わり直後のフィールドの液晶駆動電圧を、表示階調の電圧よりも大きな振幅で駆動を行なう。即ち、通常駆動の電圧２２１、２３１、２４１、２５１よりそれぞれ２２１Ａ、２３１Ａ、２４１Ａ、２５１Ａだけ増加して駆動する。

又、階調が小さな方向へと変化する切り替わり直後のフィールドにおいても、同様にして表示階調の電圧よりも小さな量で駆動を行なう。即ち、表示階調の電圧２６１、２７１より２６１Ａ、２７１Ａだけ減少させて駆動する。このような駆動により、図１１の３０１（破線）に示す通常駆動での光学応答特性に比べ、３０２（実線）に示すような急峻な立ち上がり、立ち下りを実現した光学応答特性となる。

なお、オーバードライブの補正量を過剰に大きくすると輝度のオーバーシュートが発生してしまう。このような場合には、表示画面としては動画物体の輪郭が不自然に強調されるといった表示上の不具合が生じる。そのため、オーバードライブ駆動の効果を最大限に発揮しつつ、表示上の不具合が無いような最適のオーバードライブ量を選ぶことが望ましい。この最適オーバードライブ量は階調変化の組み合わせに応じて異なる値を持つことが知られている。このようにフィールド反転駆動において、オーバードライブ駆動によって動画表示におけるぼやけを低減させることができる。

しかしながら、上述したように立ち上がり方向のオーバードライブ補正量と立ち下り方向のオーバードライブ補正量とはアンバランスである。換言すれば、立ち上がり方向電圧補正分の積算量と、立ち下り方向電圧補正分との積算量とが等しくならない。図１０（ｂ）の例では、以下の電圧差が０とならず、この電圧差がＦＲＡＭＥ１〜８の８フレームでの直流電圧成分となる。

（２２１Ａ＋２３１Ａ＋２４１Ａ＋２５１Ａ）−（２６１Ａ＋２７１Ａ）
このようにオーバードライブ駆動を継続すると、オーバードライブ補正量のアンバランス性による電圧差が蓄積され、直流電圧成分が累積的に印加されることとなる。また、中間階調の後に黒階調を表示する場合には、上式のマイナス成分が０となり、特に、直流電圧成分が大きくなるパターンとなる。

このような液晶素子への直流電圧成分の印加対策としては、例えば、特許第３４０７６９８号公報に示された技術がある（特許文献１）。特許文献１のものでは、オーバードライブ駆動を行なうことによる直流電圧成分の印加に対して、電極材料よりイオンが生成されてしまい、しみが生じるという問題が指摘されている。

この特許文献１には、その問題に対し、構造上の工夫として電極材料をＣｒからＩＴＯ（酸化インジウムスズ,Indium Tin Oxide）へと変更することにより、電極材料からのイオン生成を防止する技術が開示されている。
特許第３４０７６９８号公報

液晶層に直流電圧成分を印加すると、特許文献１に挙げたようなしみの発生といった問題以外にも、焼きつきの発生やフリッカの発生といった問題が引き起こされ、表示品位低下が発生することが知られている。そのため、安定した表示品位を保つには、液晶層への直流電圧成分の印加を根本的に防止する必要があった。

本発明の目的は、オーバードライブ駆動を用いて動画応答性を高める駆動を行いながらも、液晶層に印加する直流電圧成分を実質的になくすことが可能な液晶表示装置を提供することにある。

本発明は、映像信号の１フレーム毎にオーバードライブ補正量を算出し、前記オーバードライブ補正量に基づき１フレーム毎にオーバードライブ補正を行ないながら液晶表示素子を駆動する液晶表示装置において、前記映像信号の１フレームをｍフィールド（ｍは２以上の偶数）に分割し、前記１フレームあたり前記映像信号と前記オーバードライブ補正量に基づく前記オーバードライブ補正を行なう第１フィールドと、前記映像信号に基づく第２フィールドとを有するｍフィールドの信号を生成する手段と、前記１フレーム内で前記ｍフィールドのうち前記第１フィールドを含むｍ／２フィールドと、前記第２フィールドからなるｍ／２フィールドとの極性を反転させて前記液晶表示素子を駆動する手段とを有し、前記駆動手段は、前記オーバードライブ補正を行なう第１フィールドの極性を１フレーム毎に正極性と負極性に交互に変えながら前記液晶表示素子を駆動することを特徴とする。

また、本発明は、映像信号の１フレーム毎にオーバードライブ補正量を算出し、前記オーバードライブ補正量に基づき１フレーム毎にオーバードライブ補正を行ないながら液晶表示素子を駆動する液晶表示装置において、前記映像信号の１フレームをｍフィールド（ｍは２以上の偶数）に分割し、前記１フレームあたり前記映像信号と前記オーバードライブ補正量に基づく前記オーバードライブ補正を行なう第１フィールドと、前記映像信号に基づく第２フィールドとを有するｍフィールドの信号を生成する手段と、前記１フレーム内で前記ｍフィールドのうち前記第１フィールドを含むｍ／２フィールドと、前記第２フィールドからなるｍ／２フィールドとの極性を反転させて前記液晶表示素子を駆動する手段とを有し、前記駆動手段は、前記オーバードライブ補正を行なう第１フィールドの極性を所定の複数フレーム毎に正極性と負極性に交互に変えながら前記液晶表示素子を駆動することを特徴とする。

本発明によれば、オーバードライブ駆動を用いた場合にも液晶表示素子に印加する直流電圧成分を実質的になくすことが可能となり、しみの発生、焼き付きの発生、或いはフリッカの発生等を防止することが可能となる。そのため、安定した表示品位を維持することが可能な液晶表示装置を提供することができる。

次に、発明を実施するための最良の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。最初に本発明の液晶表示装置の実施形態としてフィールド反転駆動の例について説明する。但し、本発明はライン反転駆動、ドット反転駆動を行なう場合の液晶表示装置においても同様の効果を見込めるため、本発明はフィールド反転駆動だけでなくそれ以外の駆動方法にも使用することが可能である。

（実施形態１）
図１は本発明に係る液晶表示装置の使用例を示す。図中４１は本発明に係る液晶表示装置であるところの液晶プロジェクタである。液晶プロジェクタ４１は入力されたビデオ信号を、使用者が映像を観賞するに好適な投射映像光として射出する装置である。４２は液晶プロジェクタ４１に入力するビデオ信号を生成するためのビデオプレーヤである。４３はビデオプレーヤ４２から出力されるビデオ信号を液晶プロジェクタ４１に入力するためのビデオケーブルである。

図２は本実施形態の液晶表示装置４１を示すブロック図である。図中５１は入力されたビデオ信号をデジタル処理に好適なデジタル映像信号に変換するＡＤ（アナログ−デジタル）コンバータ、５２はデジタル映像信号に対し観賞に好適な映像に加工する処理を行なう映像処理部である。

５３はデジタル映像信号を後述する液晶表示素子５７の駆動に好適な液晶駆動信号に変換する液晶駆動部、５４は投射映像光を形成する光学系である。光学系５４には投射映像光の元となるランプ５５、ランプ５５から射出された光を平行光化する照明光学系５６等が含まれている。

また、光学系５４内の５７は光を変調して画像を形成する液晶表示素子、５８は液晶表示素子５７によって形成された変調光を投射映像光として外部に射出する投射光学系である。液晶表示素子５７については後述する。５９は液晶プロジェクタ４１全体の動作や電源状態を制御する制御部である。

図３は液晶表示素子５７の一例を示す概略図である。図３に示すように液晶層７４は相対向する２つの電極７１、７５で挟まれており、液晶層７４の液晶配向を制御するための配向膜７３が２電極７１、７５の液晶層７４側に配置されている。

片側の電極７５は画像情報を表示するため画素構造をなしており、信号線７６より供給される映像信号が、走査電極回路７７により各々の画素電極７５へと順次供給される。又、対向する電極７１には共通電位として直流電圧が７２より供給される。液晶層７４は対向する２電極７１、７５間の電位差に応じて駆動される。本発明の液晶表示装置は液晶表示素子５７を２次元状に配置して画像を表示する。

図４は図２の液晶駆動部５３の一例を示すブロック図である。液晶駆動部５３には１／６０秒毎にフレームが更新される、６０Ｈｚのデジタル映像信号が入力される。入力された映像信号はフレーム遅延回路６１、オーバードライブ（ＯＤ）補正量算出回路６２に供給される。この映像信号のある８フレーム期間ＦＲＡＭＥ１〜ＦＲＡＭＥ８における特定画素の階調変化の例を図５（ａ）に示す。

フレーム遅延回路６１はフレームメモリ６３に１フレーム分の映像信号情報を記録する。また、フレーム遅延回路６１は１フレーム遅延した映像信号情報をフレームメモリ６３から読み出し、オーバードライブ補正量算出回路６２及び２倍速回路６４に供給する。オーバードライブ補正量算出回路６２には時間的に前後する２フレームの映像信号が逐次入力され、画素毎に２フレームの階調の組み合わせに基づき内蔵するルックアップテーブル（ＬＵＴ）によりオーバードライブ補正量を算出する。

このＬＵＴには予め実験で求められた２フレームの階調の組み合わせと、それに対応する好適なオーバードライブ補正量との関係が記述されている。算出したオーバードライブ補正量は２倍速回路６４に出力される。図５（ａ）の階調変化に対応するオーバードライブ補正量を図５（ｂ）に示す。

２倍速回路６４は入力された映像信号のフレーム周波数を２倍速化した上でオーバードライブのための補正を行なう回路である。まず、２倍速回路６４はフレーム遅延回路６１より入力された映像信号、及びオーバードライブ補正量算出回路６２より入力されたオーバードライブ補正量を、１フレーム毎に１フレーム分、フレームメモリ６５に記録する。これら記録した１フレーム分のデータは、２倍速回路６４で入力フレーム周波数の２倍の周波数１２０Ｈｚで読み出され、入力１フレーム周期あたり以下に示す第１、第２のフィールドの信号として反転回路６７へ出力される。

第１フィールド：入力映像信号とオーバードライブ補正量とをピクセル毎に加算したデータを出力する。

第２フィールド：入力映像信号のデータを出力する。

この入力１フレームが２フィールドに分割された映像信号を図５（ｃ）に示す。図５（ｃ）に示すように各フレームの第１フィールドでは入力映像信号とオーバードライブ補正量が加算され、第２フィールドでは入力映像信号のみとなっている。また、２倍速回路６４は第１フィールドに同期するように第１フィールドではＨＩＧＨレベル、第２フィールドではＬＯＷレベルとなるようなタイミング信号を反転パターン生成回路６６に出力する。このタイミング信号を図５（ｄ）に示す。

反転パターン生成回路６６は２倍速回路６４から入力されたタイミング信号をもとに２倍速回路６４から出力された２倍速映像信号を反転するための反転パターン信号を生成し、反転回路６７に出力する。この反転パターン信号は入力されたタイミング信号の周波数を半分にし、位相を９０°ずらすことで生成される。この反転パターン信号を図５（ｅ）に示す。

反転回路６７は２倍速回路６４から入力された２倍速映像信号の極性を、反転パターン生成回路６６から入力された反転パターン信号に基づき反転又は非反転する。具体的には、フィールド毎に反転パターン信号がＨＩＧＨレベルであれば映像信号の極性を反転し、ＬＯＷレベルであれば反転しない。

この処理を行なった後の映像信号は液晶制御回路６８に出力される。この映像信号を図５（ｆ）に示す。第１フィールドは１フレームの最初に、第２フィールドはその後に設けられている。また、図５（ｆ）に示すように１フレーム内で第１フィールドと第２フィールドとの極性が反転し、オーバードライブ補正を行なう第１フィールドの極性が１フレーム毎に正極性と負極性に交互に変化している。

液晶制御回路６８は入力された映像信号に対し、ＤＡ（デジタル−アナログ）変換やレベル変換を行ない、図５（ｆ）の映像信号に応じた駆動信号、即ち、後段の液晶表示素子５７を駆動するために好適な駆動信号を生成する。液晶表示素子５７には液晶制御回路６８から駆動のための駆動信号が入力され、対応する階調変化を発生する。

本実施形態ではオーバードライブ駆動を採用しているので、階調変化は図１１の実線部３０２の軌跡となる。図１１の破線部３０１で示すオーバードライブ駆動を行なわない従来の通常駆動と比較して動画表示に好適な急峻な液晶応答を実現できる。

また、本実施形態では反転パターン生成回路６６にて生成した反転パターン（図５（ｅ））に基づき倍速映像の半分の周波数で且つ位相を９０°ずらした極性にて液晶表示素子５７を駆動する。このため、入力映像信号の１フレーム内の２つのフィールドのうち最初のフィールドに着目すると、オーバードライブ補正を行なう第１フィールドの極性が１フレーム毎に交互に正極性と負極性に変化している。

ここで、本実施形態では、２倍速駆動を用いているため、１フレームをｍフィールド（ｍは２以上の偶数）に分割する場合、１つの第１フィールドと、１つの第２フィールドに分割している（ｍフィールド＝２フィールドの偶数）。ｍフィールド＝４の偶数とする実施形態については後述する。

本実施形態では、１フレーム内の最初のフィールドに関して映像信号レベル変動とは独立な事象として、フレーム毎に等しい確率での正極性と負極性の各駆動が発生する。そのため、オーバードライブ駆動のようなアンバランス性のある電圧印加はフレーム毎に正負各極性に均等に分散することになる。

従って、長期間に渡るオーバードライブ駆動を継続したとしても、特定極性偏りを統計的になくし、液晶表示素子に対する直流電界印加を実質的になくすことが可能となる。そのため、しみの発生、焼き付きの発生、或いはフリッカの発生等を防止でき、安定した表示品位を維持することが可能となる。

（実施形態２）
次に、本発明の実施形態２を説明する。本実施形態では実施形態１の液晶駆動部５３の構成を図６の構成に置き換えたものである。液晶駆動部５３以外の構成は実施形態１と同様である。なお、図６では図４と同一部分には同一符号を付している。図４との違いは２倍速回路６４が４倍速回路６９になった点である。即ち、１フレームをｍフィールド（ｍ＝４）に分割する例を示す。

４倍速回路６９は入力された映像信号のフレーム周波数を４倍速化した上でオーバードライブのための補正を行なう回路である。まず、４倍速回路６９はフレーム遅延回路６１より入力された映像信号、及びオーバードライブ補正量算出回路６２より入力されたオーバードライブ補正量を、１フレーム毎に１フレーム分、フレームメモリ６５に記録する。これら記録した１フレーム分のデータは、４倍速回路６９で入力フレーム周波数の４倍の周波数２４０Ｈｚで読み出され、入力1フレーム周期あたり以下に示す４フィールドの信号として、反転回路６７へ出力される。

第２フィールド：入力映像信号のデータを出力する。第３フィールド：入力映像信号のデータを出力する。第４フィールド：入力映像信号のデータを出力する。第２フィールド乃至第４フィールドは実施形態１の第２フィールドに相当する。

この入力１フレームが４フィールドに分割された映像信号を図７（ｃ）に示す。また、４倍速回路６９は第１フィールドに同期するように第１フィールドではＨＩＧＨレベル、第２〜４フィールドではＬＯＷレベルとなるようなタイミング信号を反転パターン生成回路６６に出力する。このタイミング信号を図７（ｄ）に示す。

なお、本実施形態では、映像信号のある８フレーム期間ＦＲＡＭＥ１〜ＦＲＡＭＥ８における特定画素の階調変化は実施形態１の図５（ａ）と同じとする。また、オーバードライブ補正量も図５（ｂ）と同じとする。

反転パターン生成回路６６は４倍速回路６９から入力されたタイミング信号をもとに４倍速回路６９から出力された４倍速映像信号を反転するための反転パターン信号を生成し、反転回路６７に出力する。この反転パターン信号は入力されたタイミング信号毎に１８０°位相がずれた以下の２つのパターンとなり、反転パターン生成回路６６から交互に出力される。

パターン１：ＨＩＧＨフィールド、ＬＯＷフィールド、ＬＯＷフィールド、ＨＩＧＨフィールド
パターン２：ＬＯＷフィールド、ＨＩＧＨフィールド、ＨＩＧＨフィールド、ＬＯＷフィールド
この反転パターン信号を図７（ｅ）に示す。

反転回路６７は４倍速回路６９から入力された４倍速映像信号の極性を、反転パターン生成回路６６から入力された反転パターン信号に基づき反転或いは非反転する。具体的には、フィールド毎に反転パターン信号がＨＩＧＨレベルであれば映像信号の極性を反転し、ＬＯＷレベルであれば反転しない。この処理を行なった後の映像信号は液晶制御回路６８に出力される。この映像信号を図７（ｆ）に示す。

図７（ｆ）に示すように１フレーム内で正極性のフィールドと負極性のフィールドの数は同数である。また、実施形態１と同様にオーバードライブ補正を行なう第１フィールドの極性が１フレーム毎に交互に変化している。

ここで、本実施形態では、上述のように１フレームを４分割している。そのため、図７（ｆ）に示すように１フレーム内において第１フィールドを含むｍ／２フィールド（＝２フィールド）と、第２フィールドのｍ／２フィールド（＝２フィールド）の極性を反転させている。

液晶制御回路６８は入力された映像信号に対し、ＤＡ（デジタル−アナログ）変換やレベル変換を行ない、映像信号に応じた駆動信号、即ち、後段の液晶表示素子５７を駆動するために好適な信号を生成する。本実施形態でもオーバードライブ駆動を採用しているため、動画表示に好適な急峻な液晶応答を実現できる。

実施形態２においても実施形態１と同様に長期間に渡るオーバードライブ駆動を継続したとしても、特定極性偏りをなくすことができ、液晶表示素子に対する直流電界印加を実質的になくすことが可能となる。

（実施形態３）
次に、本発明の実施形態３について説明する。本実施形態では実施形態１の液晶駆動部５３において反転パターン生成回路６６を次のように変更するものである。それ以外は実施形態１と同様である。即ち、本実施形態では、１フレームをｍフィールド（２以上の偶数）に分割する場合、実施形態１と同様にｍフィールドは２である。但し、オーバードライブ補正を行なう第１フィールドの極性を１フレーム毎ではなく、複数の所定フレーム毎に変えている点が実施形態１と異なっている。

実施形態３における反転パターン生成回路６６は２倍速回路６４から入力されたタイミング信号をもとに２倍速回路６４から出力された２倍速映像信号を反転するための反転パターン信号を生成し、反転回路６７に出力する。この反転パターン信号は入力されたタイミング信号を参照し、以下のように２つのパターンを４フレーム周期で順番に出力するものとする。

パターンＡ：ＬＯＷフィールド、ＨＩＧＨフィールド
パターンＡ：ＬＯＷフィールド、ＨＩＧＨフィールド
パターンＢ：ＨＩＧＨフィールド、ＬＯＷフィールド
パターンＢ：ＨＩＧＨフィールド、ＬＯＷフィールド
この反転パターン信号を図８（ｅ）に示す。

反転回路６７は実施形態１と同様の動作を行ない、反転パターン信号に基づき２倍速回路６４からの映像信号（図５（ｃ））を反転、非反転の処理を行ない、処理後の映像信号を液晶制御回路６８に出力する。この映像信号を図８（ｆ）に示す。液晶制御回路６８は実施形態１、２と同様に入力された映像信号に対し、ＤＡ変換やレベル変換を行ない、映像信号に応じた駆動信号により液晶表示素子５７を駆動する。

なお、本実施形態では、映像信号のある８フレーム期間ＦＲＡＭＥ１〜ＦＲＡＭＥ８における特定画素の階調変化は実施形態１の図５（ａ）と同じとする。また、オーバードライブ補正量も図５（ｂ）と同じである。更に、上述のような２倍速回路６４における第１、第２のフィールドの映像信号は図５（ｃ）と同じとし、２倍速回路６４におけるタイミング信号も図５（ｄ）と同じとする。本実施形態３においても実施形態１、２と同様の効果が得られ、動画表示に好適な急峻な液晶応答が実現できる。

本実施形態では、実施形態１と同様に１フレーム内で第１フィールドと第２フィールドの極性が反転している。また、図８（ｆ）に示すようにオーバードライブ補正を行なう第１フィールドの極性を２フレーム毎に変えている。本発明は、このようにオーバードライブ補正を行なう第１フィールドの極性を１フレーム毎ではなく、所定の複数フレーム毎に変えても良い。また、２フレーム毎に限ることなく、オーバードライブ補正を行なう第１フィールドの極性を２フレーム以上の所定の複数フレーム毎に変えても良い（例えば、３又は４フレーム毎等）。

本実施形態においても実施形態１、２と同様に長期間に渡るオーバードライブ駆動を継続したとしても、特定極性偏りを統計的になくし、液晶表示素子に対する直流電界印加を実質的になくすことが可能となる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。例えば、以上の実施形態では２倍速駆動及び４倍速駆動を例示したが、それ以上の倍速駆動でもよい。即ち、１フレームを２フィールドと４フィールドに分割した例を示したが、それ以上に分割しても良い。このように本発明の要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

本発明に係る液晶表示装置の使用例を示す図である。本発明に係る液晶表示装置の実施形態１を示すブロック図である。液晶表示素子の一例を示す図である。図２の液晶駆動部の一例を示すブロック図である。実施形態１の各部の信号波形を示す図である。本発明の実施形態２の液晶駆動部を示すブロック図である。本発明の実施形態２の各部の信号波形を示す図である。本発明の実施形態３の各部の信号波形を示す図である。１画素に対する入力映像信号の階調の時間変化の例を示す図である。従来のフィールド反転駆動による液晶駆動波形の例を示す図である。図１０の液晶応答波形の例を示す図である。

符号の説明

４１液晶表示装置（液晶プロジェクタ）
４２ビデオプレーヤ
４３ビデオケーブル
５１ＡＤコンバータ
５２映像処理部
５３液晶駆動部
５４光学系
５５ランプ
５６照明光学系
５７液晶表示素子
５８液晶駆動部
５９制御部
６１フレーム遅延回路
６２オーバードライブ（ＯＤ）補正量算出回路
６３、６５フレームメモリ
６４２倍速回路
６６反転パターン生成回路
６７反転回路
６８液晶制御回路
６９４倍速回路

Claims

映像信号の１フレーム毎にオーバードライブ補正量を算出し、前記オーバードライブ補正量に基づき１フレーム毎にオーバードライブ補正を行ないながら液晶表示素子を駆動する液晶表示装置において、
前記映像信号の１フレームをｍフィールド（ｍは２以上の偶数）に分割し、前記１フレームあたり前記映像信号と前記オーバードライブ補正量に基づく前記オーバードライブ補正を行なう第１フィールドと、前記映像信号に基づく第２フィールドとを有するｍフィールドの信号を生成する手段と、
前記１フレーム内で前記ｍフィールドのうち前記第１フィールドを含むｍ／２フィールドと、前記第２フィールドからなるｍ／２フィールドとの極性を反転させて前記液晶表示素子を駆動する手段とを有し、
前記駆動手段は、前記オーバードライブ補正を行なう第１フィールドの極性を１フレーム毎に正極性と負極性に交互に変えながら前記液晶表示素子を駆動することを特徴とする液晶表示装置。
映像信号の１フレーム毎にオーバードライブ補正量を算出し、前記オーバードライブ補正量に基づき１フレーム毎にオーバードライブ補正を行ないながら液晶表示素子を駆動する液晶表示装置において、
前記映像信号の１フレームをｍフィールド（ｍは２以上の偶数）に分割し、前記１フレームあたり前記映像信号と前記オーバードライブ補正量に基づく前記オーバードライブ補正を行なう第１フィールドと、前記映像信号に基づく第２フィールドとを有するｍフィールドの信号を生成する手段と、
前記１フレーム内で前記ｍフィールドのうち前記第１フィールドを含むｍ／２フィールドと、前記第２フィールドからなるｍ／２フィールドとの極性を反転させて前記液晶表示素子を駆動する手段とを有し、
前記駆動手段は、前記オーバードライブ補正を行なう第１フィールドの極性を所定の複数フレーム毎に正極性と負極性に交互に変えながら前記液晶表示素子を駆動することを特徴とする液晶表示装置。
前記オーバードライブ補正を行なう第１フィールドは、前記１フレーム内の最初に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の液晶表示装置。