JP2009237352A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】応答速度を向上させつつ、表示画質を保持することが可能な液晶表示装置を提供する。
【解決手段】各画素２０の液晶素子２２Ａ，２２Ｂに対する表示駆動の際に、映像信号Ｄ１に基づき、各画素２０に対する表示駆動を空間的に２つに分割した分割駆動を行う。また、各サブ画素２０Ａ，２０Ｂ用の映像信号Ｄ２２ａ，Ｄ２２ｂに対してオーバードライブ処理を行う際に、サブ画素２０Ａでは、適切なオーバードライブ量よりも大きなオーバードライブ量を用いる。一方、サブ画素２０Ｂでは、適切なオーバードライブ量よりも小さなオーバードライブ量を用いる。これにより、液晶の応答特性が改善されると共に、画素２０全体において、オーバーシュート現象による波形とゆり戻し現象による波形とが互いに打ち消し合うようになる。
【選択図】図１

Description

本発明は、各画素が複数のサブ画素構造により構成された液晶表示装置に関する。

近年、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ；Liquid Crystal Display）を備えた液晶表示装置が大きな発展を続けている。例えば、ＰＣ（Personal Computer）に用いられる液晶表示装置では、従来、静止画の表示が中心であったが、近年、グラフィックスシステムとして動画像の表示や、モニタとしてビデオ映像の表示等がなされている。すなわち、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）に代わってＬＣＤが広く用いられるようになっており、ＬＣＤでの動画表示の技術についての関心が、富に高まってきている。

ところで、このＬＣＤに動画像を表示する際に大きな問題となるのは、液晶の応答速度の遅さである。すなわち、応答速度の遅い表示装置に動画を映すと、残像が見えてしまうため、表示品位を損なうことになる。

そこで、このようなＬＣＤにおける応答速度の改善策の一つとして、いわゆるオーバードライブ技術がある（例えば、特許文献１，２）。このオーバードライブ技術は、ステップ入力に対する応答特定の改善を図るため、例えば入力変化の最初のフレームにおいて、目的の電圧よりも高い電圧を印加させることにより、輝度の状態遷移を加速させるものである。このようなオーバードライブ技術を利用することで、液晶表示装置において、中間調における応答速度を向上させることが可能になる。

特公昭６３−２５５５６号公報 特開２００５−１０７４９１号公報

ところが、例えば、垂直配向型液晶を用いたＶＡ（Vertical Alignment）モードを採用した液晶表示装置では、例えば図１１中の符号Ｐ２０３で示したように、オーバードライブ処理を行った直後には所望の表示がなされる（ステップ入力である画像データＤ２００により設定された輝度に達する）ものの、次のフレーム期間において通常の駆動を行うと、応答が完了していない状態（画像データＤ２００により設定された輝度に達していない状態）に戻ってしまうことがある。このような現象はゆり戻し（バックフロー）と呼ばれており、応答特性低下の一因となっている。

一方、このようなゆり戻し現象を回避するため、さらに強いオーバードライブ処理を施した場合、液晶の応答特性は改善されるものの、例えば図１１中の符号Ｐ２０４で示したように、今度はオーバーシュート現象やアンダーシュート現象が発生してしまう。このようなオーバーシュート現象等が発生すると、表示画質が劣化してしまうことになる。

このように従来の技術では、応答速度を向上させつつ表示画質を保持するのが困難であり、改善の余地があった。

なお、このような問題は、これまで説明したＶＡモードの液晶に特有のものではなく、他のモードの液晶についても同様に生ずるものである。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、応答速度を向上させつつ表示画質を保持することが可能な液晶表示装置を提供することにある。

本発明の液晶表示装置は、全体としてマトリクス状に配置され、各々が液晶素子を有する複数の画素と、各画素の液晶素子に対して映像信号に基づく駆動電圧を印加することにより表示駆動を行う駆動手段とを備えたものである。ここで、各画素は、低電圧階調の階調表現に用いられるサブ画素を有する第１のサブ画素群と、この低電圧階調よりも高電圧の階調である高電圧階調の階調表現に用いられるサブ画素を有する第２のサブ画素群とにより構成されている。また、上記駆動手段は、映像信号に基づき、各画素に対する表示駆動を、サブ画素ごとに空間的に分割した分割駆動によって行うようになっている。また、この駆動手段は、各サブ画素の映像信号に対してオーバードライブ処理を行う際に、第１および第２のサブ画素群のうちの一方のサブ画素群では、状態遷移前後の階調により定まる適切なオーバードライブ量よりも大きなオーバードライブ量を用いると共に、第１および第２のサブ画素群のうちの他方のサブ画素群では、上記適切なオーバードライブ量よりも小さなオーバードライブ量を用いるようになっている。

本発明の液晶表示装置では、各画素の液晶素子に対する表示駆動の際に、映像信号に基づき、各画素に対する表示駆動がサブ画素ごとに空間的に分割され、分割駆動がなされる。また、各サブ画素の映像信号に対してオーバードライブ処理を行う際に、第１および第２のサブ画素群のうちの一方のサブ画素群では、状態遷移前後の階調により定まる適切なオーバードライブ量よりも大きなオーバードライブ量が用いられることにより、液晶の応答が早まると共に、オーバーシュート現象が発生する。一方、第１および第２のサブ画素群のうちの他方のサブ画素群では、上記適切なオーバードライブ量よりも小さなオーバードライブ量が用いられることにより、液晶の応答が緩やかとなると共に、ゆり戻し（バックフロー）現象が発生し得る。したがって、画素全体では、各サブ画素群の輝度平均によって、オーバーシュート現象による波形とゆり戻し現象による波形とが互いに打ち消し合うと共に、液晶の応答特性が改善されることになる。

本発明の液晶表示装置によれば、各画素の液晶素子に対する表示駆動の際に、映像信号に基づき、各画素に対する表示駆動をサブ画素ごとに空間的に分割した分割駆動を行うと共に、各サブ画素の映像信号に対してオーバードライブ処理を行う際に、第１および第２のサブ画素群のうちの一方のサブ画素群では、状態遷移前後の階調により定まる適切なオーバードライブ量よりも大きなオーバードライブ量を用いると共に、第１および第２のサブ画素群のうちの他方のサブ画素群では、上記適切なオーバードライブ量よりも小さなオーバードライブ量を用いるようにしたので、液晶の応答特性が改善されると共に、画素全体において、オーバーシュート現象による波形とゆり戻し現象による波形とが互いに打ち消し合うようになる。よって、応答速度を向上させつつ、表示画質を保持することが可能となる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施の形態に係る液晶表示装置（液晶表示装置１）の全体構成を表すものである。この液晶表示装置１は、液晶表示パネル２と、バックライト部３と、映像信号処理部４と、データドライバ５１と、ゲートドライバ５２と、タイミング制御部６１と、バックライト制御部６３とを備えている。

バックライト部３は、液晶表示パネル２に対して光を照射する光源であり、例えばＣＣＦＬ（Cold Cathode Fluorescent Lamp：冷陰極蛍光ランプ）やＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）などを含んで構成される。

液晶表示パネル２は、後述するゲートドライバ５２から供給される駆動信号に従って、データドライバ５１から供給される駆動電圧に基づいてバックライト部３から発せられる光を変調することにより、映像信号Ｄinに基づく映像表示を行うものである。この液晶表示パネル２は、全体としてマトリクス状に並んで配置された複数の画素２０を含んで構成されている。各画素２０は、Ｒ（Red：赤），Ｇ（Green：緑）またはＢ（Blue：青）に対応する画素（図示しないＲ，Ｇ，Ｂ用のカラーフィルタが設けられている画素であり、Ｒ，Ｇ，Ｂの色の表示光を射出する画素）により構成されている。また、各画素２０内には、２つのサブ画素（後述するサブ画素２０Ａ，２０Ｂ）を含む画素回路が形成されている。なお、この画素回路の詳細構成については、後述する（図２，図３）。

映像信号処理部４は、画像処理部４１と、フレームメモリ４０と、２つのマルチ画素変換部４２１，４２２と、２つのオーバードライブ処理部４３Ａ，４３Ｂと、３つのＬＵＴ（ルックアップテーブル）保持部４２０，４３０Ａ，４３０Ｂとを有している。

画像処理部４１は、外部からの映像信号Ｄinに対して所定の画像処理を施すことにより、ＲＧＢ信号である映像信号Ｄ１を生成するものである。

フレームメモリ４０は、画像処理部４１から供給される映像信号Ｄ１を記憶しておくフレームメモリである。これにより、１フレーム期間前の映像信号Ｄ１が、マルチ画素変換部４２１へ供給されるようになっている。

マルチ画素変換部４２２は、ＬＵＴ保持部４２０に保持されているＬＵＴ（後述するＬＵＴ１）を用いることにより、画像処理部４１から供給される現在のフレーム期間の映像信号Ｄ１を、前述の２つのサブ画素用の２つの映像信号Ｄ２２ａ，Ｄ２２ｂに変換する（マルチ画素変換を行う）と共に、これら映像信号Ｄ２２ａ，Ｄ２２ｂをオーバードライブ処理部４３Ａ，４３Ｂへ供給するものである。具体的には、映像信号Ｄ２２ａは、オーバードライブ処理部４３Ａへ供給され、映像信号Ｄ２２ｂは、オーバードライブ処理部４３Ｂへ供給されるようになっている。

また、マルチ画素変換部４２１は、ＬＵＴ保持部４２０に保持されているＬＵＴ（後述するＬＵＴ１）を用いることにより、フレームメモリ４０から供給される映像信号Ｄ１（マルチ画素変換部４２２へ供給される映像信号Ｄ１よりも１フレーム期間前の映像信号Ｄ１）を、前述の２つのサブ画素用の２つの映像信号Ｄ２１ａ，Ｄ２１ｂに変換する（マルチ画素変換を行う）と共に、これら映像信号Ｄ２１ａ，Ｄ２１ｂをオーバードライブ処理部４３Ａ，４３Ｂへ供給するものである。具体的には、映像信号Ｄ２１ａは、オーバードライブ処理部４３Ａへ供給され、映像信号Ｄ２１ｂは、オーバードライブ処理部４３Ｂへ供給されるようになっている。

なお、上記ＬＵＴは、映像信号Ｄ１の輝度レベルの階調（入力階調）と、２つのサブ画素に対応する映像信号Ｄ２１ａ（Ｄ２２ａ），Ｄ２１ｂ（Ｄ２２ｂ）の輝度レベルの階調（マルチ画素変換後の階調）とを、Ｒ，Ｇ，Ｂに対応する画素の映像信号ごとに対応付けてなるものである。このＬＵＴ保持部４２１に保持されているＬＵＴの詳細については、後述する（図４）。

オーバードライブ処理部４３Ａは、マルチ画素変換部４２１から供給される映像信号Ｄ２１ａおよびマルチ画素変換部４２２から供給される映像信号Ｄ２２ａを基に、一方のサブ画素（後述するサブ画素２０Ａ）についてのオーバードライブ処理を行うと共に、このオーバードライブ処理後の映像信号Ｄ３ａをタイミング制御部６１へと供給するものである。

また、オーバードライブ処理部４３Ｂは、マルチ画素変換部４２１から供給される映像信号Ｄ２１ｂおよびマルチ画素変換部４２２から供給される映像信号Ｄ２２ｂを基に、他方のサブ画素（後述するサブ画素２０Ｂ）についてのオーバードライブ処理を行うと共に、このオーバードライブ処理後の映像信号Ｄ３ｂをタイミング制御部６１へと供給するものである。

なお、このようなオーバードライブ処理の際、ＬＵＴ保持部４３０Ａに保持されている映像信号Ｄ２１ａ，Ｄ２２ａ用のＬＵＴ（後述するＬＵＴ２Ａ）と、ＬＵＴ保持部４３０Ｂに保持されている映像信号Ｄ２１ｂ，Ｄ２２ｂ用のＬＵＴ（後述するＬＵＴ２Ｂ）との２つのＬＵＴが用いられることにより、映像信号Ｄ２１ａ，Ｄ２２ａと映像信号Ｄ２１ｂ，Ｄ２１ｂの間で、オーバードライブ量が互いに異なることとなるようにしている。これらＬＵＴ保持部４３０Ａ，４３０Ｂに保持されているＬＵＴの詳細については、後述する（図５）。

ゲートドライバ５２は、タイミング制御部６１によるタイミング制御に従って、液晶表示パネル２内の各画素２０を図示しない走査線（後述するゲート線Ｇ）に沿って線順次駆動するものである。

データドライバ５１は、液晶表示パネル２の各画素２０（より詳細には、各画素２０内の各サブ画素２０Ａ，２０Ｂ）へそれぞれ、タイミング制御部６１から供給される映像信号Ｄ３ａ，Ｄ３ｂに基づく駆動電圧を供給するものである。具体的には、このデータドライバ５１は、映像信号Ｄ３ａ，Ｄ３ｂに対してそれぞれＤ／Ａ変換を施すことにより、アナログ信号である映像信号（上記駆動電圧）を生成し、各画素２０（より詳細には、各画素２０内の各サブ画素２０Ａ，２０Ｂ）へ出力するようになっている。

バックライト駆動部６２は、バックライト部３の点灯動作を制御するものである。タイミング制御部６１は、ゲートドライバ５２およびデータドライバ５１の駆動タイミングを制御すると共に、映像信号Ｄ３ａ，Ｄ３ｂをデータドライバ５１へ供給するものである。

次に、図２および図３を参照して、各画素２０に形成された画素回路の構成について詳細に説明する。図２は、この画素２０内の画素回路の回路構成例を表したものである。また、図３は、この画素回路内の各サブ画素の平面構成例を模式的に表したものである。

図２に示したように、画素２０は、低電圧階調（例えば、０〜６Ｖ程度の階調）の階調表現に用いられるサブ画素２０Ａと、この低電圧階調よりも高電圧の階調である高電圧階調（例えば、６〜１２Ｖ程度の階調）の階調表現に用いられるサブ画素２０Ｂとにより構成され、マルチ画素構造となっている。なお、上記した低電圧階調とは、ノーマリーブラック表示モードの場合には低階調に対応し、ノーマリーホワイト表示モードの場合には高階調に対応する。

サブ画素２０Ａには、液晶素子２２Ａが設けられていると共に、ＴＦＴ素子２１Ａが接続されている。また、サブ画素２０Ｂにも同様に、液晶素子２２Ｂが設けられていると共に、ＴＦＴ素子２１Ｂが直接接続されている。

画素２０にはまた、駆動対象の液晶素子を線順次で選択するための１本のゲート線Ｇと、駆動対象の液晶素子に対し、サブ画素２０Ａおよびサブ画素２０Ｂごとにそれぞれ駆動電圧（データドライバ５１から供給される駆動電圧）を供給する２本のデータＤＡ，ＤＢとが接続されている。

液晶素子２２Ａは、データ線ＤＡからＴＦＴ素子２１Ａを介して一端に供給される駆動電圧に応じて、表示のための動作を行う（表示光を射出する）表示要素として機能している。また、液晶素子２２Ｂも同様に、データ線ＤＢからＴＦＴ素子２１Ｂを介して一端に供給される駆動電圧に応じて、表示のための動作を行う（表示光を射出する）表示要素として機能している。これら液晶素子２２Ａ，２２Ｂは、例えばＶＡモードの液晶により構成された液晶層（図示せず）と、この液晶層を挟む一対の電極（図示せず）とを含んで構成されている。これら一対の電極のうちの一方（一端）側は、ＴＦＴ素子２１Ａ，２１Ｂのソースに接続され、他方（他端）側は接地されている。

ＴＦＴ素子２１Ａは、ＭＯＳ−ＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor−Field Effect Transistor）により構成されており、ゲートがゲート線Ｇに接続され、ソースが液晶素子２２Ａの一端に接続され、ドレインがデータ線ＤＡに接続されている。このＴＦＴ素子２１Ａは、液晶素子２２Ａの一端に対し、サブ画素２０Ａ用の駆動電圧（映像信号Ｄ３ａに基づく駆動電圧）を供給するためのスイッチング素子として機能している。具体的には、ゲートドライバ５２からゲート線Ｇを介して供給される選択信号に応じて、データ線ＤＡと液晶素子２２Ａの一端との間を選択的に導通させるようになっている。

ＴＦＴ素子２１Ｂも同様にＭＯＳ−ＦＥＴにより構成されており、ゲートがゲート線Ｇに接続され、ソースが液晶素子２２Ｂの一端に接続され、ドレインがデータ線ＤＢに接続されている。このＴＦＴ素子２１Ｂは、液晶素子２２Ｂの一端に対し、サブ画素２０Ｂ用の駆動電圧（映像信号Ｄ３ｂに基づく駆動電圧）を供給するためのスイッチング素子として機能している。具体的には、ゲートドライバ５２からゲート線Ｇを介して供給される選択信号に応じて、データ線ＤＢと液晶素子２２Ｂの一端との間を選択的に導通させるようになっている。

ここで、例えば図３に示したように、各サブ画素２０Ａ，２０Ｂでは、液晶素子２２Ａ，２２Ｂにおける上記した一対の電極のうちの一方側の電極は、平面形状となっている。また、サブ画素２０Ａの電極は、「く」の字型の平面形状となっている。そして本実施の形態では、サブ画素２０Ａの面積（＝Ｓａ）が、サブ画素２０Ｂの面積（＝Ｓｂ）よりも小さくなるように設定されている。

なお、サブ画素２０Ａの面積Ｓａとサブ画素２０Ｂの面積Ｓｂとは、Ｓａ：Ｓｂ＝１：２となるように設定されているのが好ましい。これにより、詳細は後述するが、オーバーシュート現象やゆり戻し現象がより効果的に抑えられ、表示画質がより改善されるためである。

次に、図４を参照して、マルチ画素変換部４２１，４２２において共通に用いられるＬＵＴ（ＬＵＴ１）について詳細に説明する。なお、以下説明する特性図においては、一例として、映像信号の輝度レベルの階調が、０／２５５階調（黒表示状態）から２５５／２５５階調（白表示状態）までに設定されているものとする。

このＬＵＴ１は、例えば図４に示したように、マルチ画素変換部４２１，４２２へ供給される映像信号Ｄ１の輝度レベルの階調を、サブ画素２０Ａ用の映像信号Ｄ２１ａ（または映像信号Ｄ２２ａ）の輝度レベルの階調と、サブ画素２０Ｂ用の映像信号Ｄ２１ｂ（または映像信号Ｄ２２ｂ）の輝度レベルの階調とに分割するためのものである。すなわち、映像信号Ｄ１に基づき、各画素２０に対する表示駆動を、サブ画素２０Ａおよびサブ画素群２０Ｂごとに空間的に２つに分割して分割駆動を行うために用いられるものである。

このＬＵＴ１では、入力階調が大きくなるのに応じて、サブ画素２０Ａに対応する階調が最初に立ち上がり、図４中の階調Ｙ１１で示したようにサブ画素２０Ａに対応する階調がほぼ立ち上がりきった後に、サブ画素２０Ｂに対応する階調が立ち上がるようになっている。これにより、サブ画素２０Ａからサブ画素２０Ｂの順に駆動電圧が印加されるようになっている。

次に、図５を参照して、オーバードライブ処理部４３Ａ，４３Ｂにおいて用いられる２つのＬＵＴ（ＬＵＴ２Ａ，２Ｂ）について詳細に説明する。

ＬＵＴ２Ａは、例えば図５（Ａ）に示したように、オーバードライブ処理の際の前フレーム（Ｎ−１フレーム、スタートフレーム）における映像信号Ｄ２１ａの階調と、オーバードライブ処理の際の後フレーム（Ｎフレーム、ターゲットフレーム）における映像信号Ｄ２２ａの階調とに基づき、オーバードライブ処理後の後フレーム（Ｎフレーム、ターゲットフレーム）における映像信号Ｄ３ａを決定するためのものである。

同様にＬＵＴ２Ｂは、例えば図５（Ｂ）に示したように、オーバードライブ処理の際の前フレーム（Ｎ−１フレーム、スタートフレーム）における映像信号Ｄ２１ｂの階調と、オーバードライブ処理の際の後フレーム（Ｎフレーム、ターゲットフレーム）における映像信号Ｄ２２ｂの階調とに基づき、オーバードライブ処理後の後フレーム（Ｎフレーム、ターゲットフレーム）における映像信号Ｄ３ｂを決定するためのものである。

ここで、本実施の形態では、サブ画素２０Ａとサブ画素２０Ｂとの間で、オーバードライブ処理の際のオーバードライブ量（図５中におけるオーバードライブ処理後の後フレームにおける映像信号Ｄ３ａ，Ｄ３ｂの階調）が互いに異なることとなるように、ＬＵＴ２Ａ，２Ｂが設定されている。すなわち、サブ画素２０Ａとサブ画素２０Ｂとの間で、液晶の応答速度を改善するためのオーバードライブ量が、互いに独立に設定されている。具体的には、サブ画素２０Ａでは、状態遷移前後の階調（Ｎ−１フレームの階調（Ｄ２１ａ，Ｄ２１ｂ）およびＮフレームの階調（Ｄ２２ａ，Ｄ２２ｂ））により定まる適切なオーバードライブ量よりも大きなオーバードライブ量が設定されていると共に、サブ画素２０Ｂでは、上記適切なオーバードライブ量よりも小さなオーバードライブ量が設定されている。これにより、詳細は後述するが、オーバーシュート現象やゆり戻し現象が抑えられると共に、液晶の応答特性が改善されるようになっている。

なお、一般に、低電圧階調から中間階調への状態遷移の場合に液晶の応答速度が最も遅くなることから、ＬＵＴ２Ａ，２Ｂでは、そのような状態遷移の場合に比較的大きなオーバードライブ量が設定される一方、中間階調から高電圧階調への状態遷移の場合には比較的小さなオーバードライブ量が設定されるようになっている。

ここで、マルチ画素変換部４２１，４２２、オーバードライブ処理部４３Ａ，４３Ｂ、タイミング制御部６１、データドライバ５１およびゲートドライバ５２が、本発明における「駆動手段」の一具体例に対応する。また、サブ画素２０Ａが、本発明における「一方のサブ画素群」および「第１のサブ画素群」の一具体例に対応し、サブ画素２０Ｂが、本発明における「他方のサブ画素」および「第２のサブ画素群」の一具体例に対応する。また、ＴＦＴ素子２１Ａ，２１Ｂが、本発明における「２つのスイッチング素子」の一具体例に対応する。

次に、本実施の形態の液晶表示装置１の動作について詳細に説明する。

まず、図１〜図４を参照して、液晶表示装置１の基本動作について説明する。

この液晶表示装置１では、図１に示したように、外部から供給された映像信号Ｄinが画像処理部４１により画像処理され、各画素２０用の映像信号Ｄ１が生成される。そしてこの映像信号Ｄ１は、マルチ画素変換部４２２へ直接供給されると共に、フレームメモリ４０に保持された後、マルチ画素変換部４２１へ供給される。マルチ画素変換部４２１，４２２ではそれぞれ、供給された映像信号Ｄ１が、サブ画素２０Ａ用の映像信号Ｄ２１ａ，Ｄ２２ａおよびサブ画素２０Ｂ用の映像信号Ｄ２１ｂ，Ｄ２２ｂに変換される（マルチ画素変換）。オーバードライブ処理部４３Ａでは、映像信号Ｄ２１ａ，Ｄ２２ａを基にオーバードライブ処理がなされることによって映像信号Ｄ３ａが生成され、タイミング制御部６１を介してデータドライバ５１へ供給される。同様に、オーバードライブ処理部４３Ｂでは、映像信号Ｄ２１ｂ，Ｄ２２ｂを基にオーバードライブ処理がなされることによって映像信号Ｄ３ｂが生成され、タイミング制御部６１を介してデータドライバ５１へ供給される。

次に、データドライバ５１では、映像信号Ｄ３ａ，Ｄ３ｂに対するＤ／Ａ変換が施され、アナログ信号である２つの映像信号が生成される。そしてこれら２つの映像信号に基づき、ゲートドライバ５２およびデータドライバ５１から出力される各画素２０内のサブ画素２０Ａおよびサブ画素２０Ｂへの駆動電圧によって、画素２０ごとに線順次表示駆動動作がなされる。具体的には、図２に示したように、ゲートドライバ５２からゲート線Ｇを介して供給される選択信号に応じて、ＴＦＴ素子２１Ａ，２１Ｂのオン・オフが切り替えられ、データ線ＤＡ，ＤＢと液晶素子２２Ａ，２２Ｂとの間が選択的に導通されることにより、データドライバ５１から供給される２つの映像信号に基づく駆動電圧が液晶素子２２Ａ，２２Ｂへと供給され、表示駆動動作がなされる。

すると、データ線ＤＡ，ＤＢと液晶素子２２Ａ，２２Ｂとの間が導通された画素２０では、バックライト部３０からの照明光が液晶表示パネル２において変調され、表示光として出力される。これにより、映像信号Ｄinに基づく映像表示が、液晶表示装置１において行われる。

この際、マルチ画素変換部４２１，４２２では、例えば図４に示したＬＵＴ１が用いられることにより、各画素２０の液晶素子２２Ａ，２２Ｂに対する表示駆動の際に、映像信号Ｄ１に基づき、各画素２０に対する表示駆動が空間的に２つに分割されて分割駆動がなされる。具体的には、映像信号Ｄ１に対してマルチ画素変換がなされた映像信号Ｄ２１ａ，Ｄ２２ａおよび映像信号Ｄ２１ｂ，Ｄ２２ｂに基づき、各画素２０に対する表示駆動が、サブ画素２０Ａおよびサブ画素２０Ｂごとに空間的に２つに分割されて分割駆動がなされる。したがって、そのような分割駆動がなされない場合と比べ、表示画面を斜め方向（例えば、４５°方向）から見た場合のガンマ特性（映像信号Ｄ１の輝度レベルの階調と、明るさ（輝度）との関係を示す特性）の変動（表示画面を正面方向から見た場合からの変動）が、分散される。これにより、マルチ画素構造による分割駆動がなされていない場合と比べ、輝度の視野角特性が向上する。

次に、図１〜図４に加えて図５〜図９を参照して、本発明の液晶表示装置における特徴的部分について、比較例と比較しつつ詳細に説明する。

本実施の形態の液晶表示装置１では、例えば図５（Ａ），（Ｂ）に示したＬＵＴ２Ａ，２Ｂのように、サブ画素２０Ａでは、状態遷移前後の階調（Ｎ−１フレームの階調（Ｄ２１ａ，Ｄ２１ｂ）およびＮフレームの階調（Ｄ２２ａ，Ｄ２２ｂ））により定まる適切なオーバードライブ量よりも大きなオーバードライブ量が設定されると共に、サブ画素２０Ｂでは、上記適切なオーバードライブ量よりも小さなオーバードライブ量が設定されるようになっている。

これにより、例えば図６に示したように、各サブ画素２０Ａ，２０Ｂ用の映像信号Ｄ２２ａ，Ｄ２２ｂに対してオーバードライブ処理を行う際に、サブ画素２０Ａでは、上記適切なオーバードライブ量よりも大きなオーバードライブ量が用いられることにより、図中の駆動電圧Ｖ３ａの波形のように、液晶の応答が早まると共に、オーバーシュート現象が発生する。一方、サブ画素２０Ｂでは、上記適切なオーバードライブ量よりも小さなオーバードライブ量が用いられることにより、図中の駆動電圧Ｖ３ｂの波形のように、液晶の応答が緩やかとなると共に、ゆり戻し（バックフロー）現象が発生し得る。したがって、画素２０全体では、図中の合成波形Ｖ３ａｂ（画素２０全体の輝度Ｙtotal）のように、各サブ画素２０Ａ，２０Ｂの輝度平均によって、オーバーシュート現象による波形（駆動電圧Ｖ３ａの波形）とゆり戻し現象による波形（駆動電圧Ｖ３ｂの波形）とが互いに打ち消し合うと共に、液晶の応答特性が改善されることになる。

また、本実施の形態では、例えば図７（Ａ）〜（Ｃ）に示したように、各サブ画素２０Ａ，２０Ｂの画素２０全体に対する面積比に応じたオーバードライブ量を用いるようにするのが好ましい。具体的には、この面積比が小さくなるのに応じてそのサブ画素におけるオーバードライブ量が大きくなるように、各サブ画素２０Ａ，２０Ｂでのオーバードライブ量が設定されているのが好ましい。より具体的には、状態遷移前後の階調により定まる適切なオーバードライブ量（マルチ画素構造ではない通常の画素構造の場合の標準のオーバードライブ量）をＯＤ０とした場合、サブ画素２０Ａ用のオーバードライブ量ＯＤａおよびサブ画素２０Ｂ用のオーバードライブ量ＯＤｂはそれぞれ、以下の（１）〜（６）式により算出されるようにするのが好ましい。ここで、図７（Ａ）〜図７（Ｃ）ではそれぞれ、Ｓａ：Ｓｂ＝１：２、Ｓａ：Ｓｂ＝１：１、Ｓａ：Ｓｂ＝２：１の場合を示しているが、これらの駆動電圧Ｖ３ａ，Ｖ３ｂの波形を考慮すると、サブ画素２０Ａの面積Ｓａとサブ画素２０Ｂの面積Ｓｂとは、Ｓａ：Ｓｂ＝１：２となるように設定されているのが好ましいと言える。これにより、図７（Ａ）〜図７（Ｃ）から分かるように、オーバーシュート現象やゆり戻し現象が特に効果的に抑えられ、表示画質がより改善されるためである。
ＯＤａ＝Ｒａ×Ｋａ×ＯＤ０ …（１）
ＯＤｂ＝Ｒｂ×Ｋｂ×ＯＤ０ …（２）
Ｒａ＝（サブ画素２０Ａの面積Ｓａ／画素２０全体の面積Ｓtotal） …（３）
Ｒｂ＝（サブ画素２０Ｂの面積Ｓｂ／画素２０全体の面積Ｓtotal） …（４）
Ｋａ＝２．０（定数） …（５）
Ｋｂ＝０．５（定数） …（６）

このようにして、例えば図８（Ａ），（Ｂ）に示した比較例に係る従来の液晶表示装置と、例えば図９（Ａ），（Ｂ）に示した実施例に係る液晶表示装置とを比較すると、以下のことが分かる。すなわち、比較例に係る液晶表示装置では、図８（Ａ）中の符号Ｐ１０１，Ｐ１０２に示したように、低電圧階調から中間階調や高電圧階調への状態遷移の場合に、液晶の応答速度が特に遅くなっていると共に、図８（Ｂ）中の符号Ｐ１０３，Ｐ１０４に示したように、印加電圧の波形において、オーバーシュート現象やゆり戻し現象が発生してしまっている。これに対し、実施例に係る液晶表示装置では、図９（Ａ）に示したように、比較例と比べて全体的に液晶の応答速度が改善されている（低電圧階調から中間階調や高電圧階調への状態遷移の場合に、特に改善されている）と共に、図９（Ｂ）に示したように、印加電圧の波形において、オーバーシュート現象やゆり戻し現象の発生が抑えられている（または回避されている）ことが分かる。

以上のように本実施の形態では、各画素２０の液晶素子２２Ａ，２２Ｂに対する表示駆動の際に、映像信号Ｄ１に基づき、各画素２０に対する表示駆動を空間的に２つに分割した分割駆動を行うと共に、各サブ画素２０Ａ，２０Ｂ用の映像信号Ｄ２２ａ，Ｄ２２ｂに対してオーバードライブ処理を行う際に、サブ画素２０Ａでは、適切なオーバードライブ量よりも大きなオーバードライブ量を用いる一方、サブ画素２０Ｂでは、適切なオーバードライブ量よりも小さなオーバードライブ量を用いるようにしたので、液晶の応答特性が改善されると共に、画素２０全体において、オーバーシュート現象による波形とゆり戻し現象による波形とが互いに打ち消し合うようになる。よって、応答速度を向上させつつ、表示画質を保持することが可能となる。

また、各サブ画素２０Ａ，２０Ｂの画素２０全体に対する面積比に応じたオーバードライブ量を用いると共に、この面積比が小さくなるのに応じてそのサブ画素におけるオーバードライブ量が大きくなるように、各サブ画素２０Ａ，２０Ｂでのオーバードライブ量を設定するようにした場合には、特に、サブ画素２０Ａの面積Ｓａとサブ画素２０Ｂの面積ＳｂとがＳａ：Ｓｂ＝１：２となるように設定することにより、オーバーシュート現象やゆり戻し現象を特に効果的に抑えることができ、表示画質をより改善することが可能となる。

さらに、本実施の形態では、各サブ画素２０Ａ，２０Ｂにおける輝度の分割比は変えていないため、視野角特性を低下させることなく、応答速度を向上させることが可能となる。

以上、実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明はこの実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。

例えば、上記実施の形態では、サブ画素２０Ａにおいて適切なオーバードライブ量よりも大きなオーバードライブ量を用いると共に、サブ画素２０Ｂにおいて適切なオーバードライブ量よりも小さなオーバードライブ量を用いる場合について説明したが、逆に、サブ画素２０Ａにおいて適切なオーバードライブ量よりも小さなオーバードライブ量を用いると共に、サブ画素２０Ｂにおいて適切なオーバードライブ量よりも大きなオーバードライブ量を用いるようにしてもよい。

また、上記実施の形態では、図２に示した画素２０のように、各画素において、１本のゲート線Ｇおよび２本のデータ線ＤＡ，ＤＢが接続されている場合のマルチ画素構造について説明したが、例えば図１０に示した画素２０−１のように、各画素において、２本のゲート線ＧＡ，ＧＢおよび１本のデータ線Ｄが接続されているようなマルチ画素構造においても、本発明を適用することが可能である。なお、このような画素２０−１の場合、１フレーム期間を時間軸に沿って２分割して２つのサブフレーム期間を設けると共に、各サブフレーム期間内でゲート線ＧＡ，ＧＢから供給される選択信号およびデータドライバＤから供給される駆動電圧に従って、各サブ画素２０Ａ，２０Ｂが駆動されることになる。

また、上記実施の形態では、画素２０内に２つのサブ画素２０Ａ，２０Ｂが設けられている場合について説明したが、画素に含まれるサブ画素の数はこれには限られず、任意に設定することが可能である。また、ゲート線やデータ線の本数、ＴＦＴ素子の数も、任意に設定することが可能である。

また、上記実施の形態では、サブ画素の画素電極の平面形状を具体的に挙げて説明したが、このサブ画素電極の平面形状は、図３に示したものには限られない。

さらに、上記実施の形態では、ＶＡモードの液晶を挙げて説明したが、本発明は、例えばＴＮ（Twisted Nematic）モードやＩＰＳ（In-Plane Switching）モードなどの他のモードの液晶に対しても適用することが可能である。

本発明の一実施の形態に係る液晶表示装置の全体構成を表すブロック図である。 図１に示した画素の詳細構成を表す回路図である。 図１に示した画素の詳細構成を表す平面模式図である。 図１に示したマルチ画素変換部において用いられるＬＵＴ（ルックアップテーブル）の一例を表す特性図である。 図１に示したオーバードライブ処理部において用いられるＬＵＴの一例を表す特性図である。 実施の形態に係るオーバードライブ処理の際の動作波形例を表す特性図である。 各サブ画素同士の面積比とオーバードライブ処理の際の動作波形との関係の一例を表す特性図である。 比較例に係るオーバードライブ処理の際の応答速度および動作波形を表す特性図である。 実施例に係るオーバードライブ処理の際の応答速度および動作波形を表す特性図である。 本発明の変形例に係る画素の詳細構成を表す回路図である。 従来の液晶表示装置におけるオーバードライブ処理について説明するための特性図である。

符号の説明

１…液晶表示装置、２…液晶表示パネル、２０，２０−１…画素、２０Ａ，２０Ｂ…サブ画素、２１Ａ，２１Ｂ…ＴＦＴ素子、２２Ａ，２２Ｂ…液晶素子、３…バックライト部、４…映像信号処理部、４０…フレームメモリ、４１…画像処理部、４２０…ＬＵＴ保持部、４２１，４２２…マルチ画素変換部、４３０Ａ，４３０Ｂ…ＬＵＴ保持部、４３Ａ，４３Ｂ…オーバードライブ処理部、５１…データドライバ、５２…ゲートドライバ、６１…タイミング制御部、６２…バックライト駆動部、Ｄin…映像信号、Ｄ１，Ｄ２１ａ，Ｄ２１ｂ，Ｄ２２ａ，Ｄ２２ｂ，Ｄ３ａ，Ｄ３ｂ…映像信号、Ｇ，ＧＡ，ＧＢ…ゲート線、Ｄ，ＤＡ，ＤＢ…データ線、ＬＵＴ１，ＬＵＴ２Ａ，ＬＵＴ２Ｂ…ルックアップテーブル、Ｖ３ａ，Ｖ３ｂ,Ｖ３ａｂ…印加電圧、Ｙtotal…画素全体の輝度（合成波形）。

Claims (11)

1. 全体としてマトリクス状に配置され、各々が液晶素子を有する複数の画素と、
   各画素の液晶素子に対して映像信号に基づく駆動電圧を印加することにより表示駆動を行う駆動手段と
   を備え、
   前記画素が、
   低電圧階調の階調表現に用いられるサブ画素を有する第１のサブ画素群と、
   前記低電圧階調よりも高電圧の階調である高電圧階調の階調表現に用いられるサブ画素を有する第２のサブ画素群と
   により構成され、
   前記駆動手段は、前記映像信号に基づき、各画素に対する表示駆動を、サブ画素ごとに空間的に分割した分割駆動によって行うと共に、各サブ画素の映像信号に対してオーバードライブ処理を行う際に、前記第１および第２のサブ画素群のうちの一方のサブ画素群では、状態遷移前後の階調により定まる適切なオーバードライブ量よりも大きなオーバードライブ量を用い、前記第１および第２のサブ画素群のうちの他方のサブ画素群では、前記適切なオーバードライブ量よりも小さなオーバードライブ量を用いる
   ことを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記駆動手段は、各サブ画素群の画素全体に対する面積比に応じたオーバードライブ量を用いる
   ことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記駆動手段は、前記面積比が小さくなるのに応じて、そのサブ画素群におけるサブ画素でのオーバードライブ量が大きくなるように、各サブ画素でのオーバードライブ量を設定する
   ことを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
4. 前記第１のサブ画素郡の面積（＝Ｓａ）と、前記第２のサブ画素群の面積（＝Ｓｂ）とが、Ｓａ：Ｓｂ＝１：２となるように設定されている
   ことを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
5. 前記駆動手段は、前記第１のサブ画素群では、前記適切なオーバードライブ量よりも大きなオーバードライブ量を用いると共に、前記第２のサブ画素群では、前記適切なオーバードライブ量よりも小さなオーバードライブ量を用いる
   ことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
6. 前記駆動手段は、前記オーバードライブ処理の際に、前記第１のサブ画素群と前記第２のサブ画素群との間で、互いに異なるＬＵＴ（ルックアップテーブル）を用いる
   ことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
7. 前記第１のサブ画素群が、前記低電圧階調の階調表現に用いられる１つのサブ画素を有し、
   前記第２のサブ画素群が、前記高電圧階調の階調表現に用いられる１つのサブ画素を有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
8. 前記駆動手段は、各液晶素子に対して線順次で表示駆動を行うものであり、
   各画素に、
   駆動対象の液晶素子を線順次で選択するための１本のゲート線と、
   駆動対象の液晶素子に対して前記駆動電圧を供給するための２本のデータ線と
   が接続されている
   ことを特徴とする請求項７に記載の液晶表示装置。
9. 前記駆動手段は、各液晶素子に対して線順次で表示駆動を行うものであり、
   各画素に、
   駆動対象の液晶素子を線順次で選択するための２本のゲート線と、
   駆動対象の液晶素子に対して前記駆動電圧を供給するための１本のデータ線と
   が接続されている
   ことを特徴とする請求項７に記載の液晶表示装置。
10. 前記駆動手段は、前記映像信号における輝度レベルと各サブ画素における輝度レベルとをそれぞれ対応付けてなるＬＵＴ（ルックアップテーブル）を用いることにより、各サブ画素における分割駆動を行う
    ことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
11. 前記液晶素子が、垂直配向（ＶＡ）モードの液晶を含んで構成されている
    ことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。

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