JP3711138B2 - 液晶表示装置 - Google Patents
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Description
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示パネルを用いて画像を表示する液晶表示装置に関し、特に液晶表示パネルの階調変化に対する応答速度を向上させることができる液晶表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近来、パーソナルコンピュータやテレビ受信機などの軽量化、薄形化によってディスプレイ装置も軽量化、薄形化が要求されており、このような要求に従って陰極線管（ＣＲＴ）の代わりに液晶表示装置（ＬＣＤ）のようなフラットパネル型ディスプレイが開発されている。
【０００３】
ＬＣＤは二つの基板の間に注入されている異方性誘電率を有する液晶層に電界を印加し、この電界の強さを調節して基板を透過する光の量を調節することによって所望の画像信号を得る表示装置である。このようなＬＣＤは携帯の簡便なフラットパネル型ディスプレイのうちの代表的なものであり、この中でも薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）をスイッチング素子として用いたＴＦＴ ＬＣＤが主に用いられている。
【０００４】
最近は、ＴＦＴ ＬＣＤがコンピュータのディスプレイ装置だけでなく、テレビ受信機のディスプレイ装置として広く用いられるため、動画像を具現する必要が増加してきた。しかしながら、従来のＴＦＴ ＬＣＤは応答速度が遅いために動画像を具現するのは難しいという短所があった。
【０００５】
このような液晶の応答速度の問題を改善するために、１フレーム前の入力画像データと現フレームの入力画像データの組み合わせに応じて、予め決められた現フレームの入力画像データに対する階調電圧より高い（オーバーシュートされた）駆動電圧或いはより低い（アンダーシュートされた）駆動電圧を液晶表示パネルに供給する液晶駆動方法が知られている。以下、本願明細書においては、この駆動方式をオーバーシュート駆動と定義する。
【０００６】
従来のオーバーシュート駆動回路の概略構成を図７に示す。すなわち、これから表示するＮ番目のフレームの入力画像データ（Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｄａｔａ）と、フレームメモリ１に保存されたＮ−１番目のフレームの入力画像データ（Ｐｒｅｖｉｏｕｓ Ｄａｔａ）とを書込階調決定部２に読み出し、両データの階調遷移パターンとＮ番目のフレームの入力画像データとを、外部メモリに保存したＯＳテーブルメモリ（印加電圧データ一覧表）３と照合し、照合して見つけ出した印加電圧データに基づき、Ｎ番目のフレームの画像表示に要する書込階調データを決定して、液晶表示パネル４に供給する。
【０００７】
一般的に液晶表示パネルにおいては、ある中間調から別の中間調に変更させる時間は長く、中間調を１フレーム期間（例えば６０Ｈｚのプログレッシブスキャンの場合は１６．７ｍｓｅｃ）内に表示することができず、残像が発生するだけでなく、中間調を正しく表示することができないという課題があったが、上述のオーバーシュート駆動を用いることにより、図８に示すように、目標の中間調を短時間（１フレーム期間内）で表示することが可能となる。
【０００８】
ここで、上述のようなオーバーシュート駆動方法においては、すべての階調遷移に対して液晶表示パネルが１フレーム期間経過後に目標階調に到達可能であることが前提となっているため、Ｐｒｅｖｉｏｕｓ Ｄａｔａとして１フレーム前の入力画像データを、そのまま書込階調決定部２に入力している。しかしながら、液晶の応答特性が悪いとき、或いはデータ数が８ビットの２５６階調である場合、１フレーム前の画像データの階調レベルが０で中間調に遷移する時に現在フレームの画像データの階調レベルが液晶の応答性を十分に補償できないという問題があった。
【０００９】
このような問題に対して、例えば特開平７−２０８２８号公報（後述する特許文献１）には、図９に示すような液晶表示装置が提案されている。この液晶表示装置においては、入力画像信号Ｘｎに対して、液晶の印加電圧に対する透過率応答特性を補償するための処理を施す信号処理部１１と、この信号処理部１１の出力Ｚｎに対して液晶の電圧応答特性を近似した低域通過処理を施し、その出力信号Ｙｎ−１を対応する液晶の応答電圧の予測値として信号処理部２にフィードバックするための応答予測部１２とを備えている。
【００１０】
上記応答予測部１２は、係数αが電圧レベルにより変化される低域通過フィルター（ＬＰＦ）群として、液晶の応答特性を近似している。これにより、実際の１フィールド前の液晶の応答電圧がＬＰＦ出力として近似することができるため、この電圧を次のフィールドでの初期電圧（Ｐｒｅｖｉｏｕｓ Ｄａｔａ）とすることにより、液晶の光学応答特性をより忠実に補償することを可能としている。
【特許文献１】
特開平７−２０８２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上述した従来の特開平７−２０８２８号公報に記載の液晶表示装置の場合、電圧レベル依存型のＬＰＦ群により液晶の応答特性を近似することで、実際の１フィールド後の液晶の応答電圧（表示階調）を求めているが、一般的な液晶表示パネルにおいては、例えば図１０からも理解されるように、変化（遷移）前の階調と変化（遷移）後の階調との組み合わせにより不規則な応答特性を示し、特定の階調間遷移では極端に応答速度が遅くなることが知られている。
【００１２】
すなわち、特開平７−２０８２８号公報に記載のもののように、電圧レベル依存型のＬＰＦ群により液晶の応答特性を近似することでは、すべての階調遷移パターンについての正確な１垂直表示期間経過後の到達階調を得ることができず、依然として中間調表示を含む動画像に対する液晶の応答性、忠実性を十分に補償することができないという問題がある。
【００１３】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、１垂直表示期間前後でどのような階調遷移が生じても、すなわち１垂直表示期間内で目標階調に未到達の時があっても、その１垂直表示期間内での実際の到達階調を用いてオーバーシュート駆動を行うことにより、どのような階調遷移パターンを持つ動画像に対しても正確に残像の発生を抑えるとともに、中間調を正しく表示することが可能な液晶表示装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本願の第１の発明は、液晶表示パネルを用いて画像を表示する液晶表示装置において、少なくとも１垂直表示期間前後における階調遷移の組み合わせに応じて、入力画像データに対して前記液晶表示パネルの光学応答特性を補償する書込階調データを決定するための書込階調決定手段と、少なくとも１垂直表示期間前後における階調遷移の組み合わせに応じて、入力画像データに対して前記液晶表示パネルの１垂直表示期間経過後における到達階調データを出力する到達階調決定手段と、装置内温度を検出する温度検出手段とを備え、前記書込階調決定手段は、前記到達階調決定手段より出力される１垂直表示期間前の入力画像データに対応した前記液晶表示パネルの到達階調データと、現垂直表示期間の入力画像データと、前記検出された装置内温度とに基づいて、前記液晶表示パネルに供給する書込階調データを決定し、前記到達階調決定手段は、均一もしくは不均一な間隔を有する代表階調毎の代表階調遷移パターンについて前記液晶表示パネルの光学応答特性の実測値から得られる到達階調パラメータを記憶した到達階調テーブルメモリを有し、前記検出された装置内温度に基づいて、前記入力画像データに対応した前記液晶表示パネルの１垂直表示期間経過後における到達階調データを決定することを特徴とする。
【００１５】
本願の第２の発明は、前記到達階調テーブルメモリは、複数の装置内温度に対応した到達階調パラメータを格納していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の液晶表示装置においては、１垂直表示期間前の入力画像データにより得られる、液晶表示パネルの１垂直表示期間経過後における実際の到達階調輝度を示す到達階調データを求め、これをＰｒｅｖｉｏｕｓ Ｄａｔａとして参照し、現垂直表示期間の入力画像データ（Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｄａｔａ）に対してオーバーシュート駆動を行うため、１垂直表示期間経過後に液晶表示パネルを正確に入力画像データの定める階調輝度に応答させることが可能となり、どのような階調遷移を持つ動画像に対しても正確に残像の発生を抑えるとともに、中間調を正しく表示することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の液晶表示装置の第１実施形態を、図１乃至図３とともに詳細に説明するが、上記従来例と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。ここで、図１は本実施形態の液晶表示装置における要部概略構成を示すブロック図、図２はある階調遷移パターンに対する液晶表示パネルのステップ応答特性を示す説明図、図３は本実施形態の液晶表示装置におけるＯＳテーブルの内容例を示す概略説明図である。
【００１８】
本実施形態の液晶表示装置においては、図１に示すように、フレームメモリ１の出力（Ｐｒｅｖｉｏｕｓ Ｄａｔａ）と入力画像データ（Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｄａｔａ）とを入力し、到達階調テーブルメモリ（ＲＯＭ）６を参照して、入力画像データに対して液晶表示パネル４の光学応答特性より得られる１フレーム期間（１６．７ｍｓｅｃ）経過後の到達階調データを決定し、フレームメモリ１に出力する到達階調決定部５を設けている。尚、順次走査されている入力画像データであれば、１フレーム期間＝１６．７ｍｓｅｃに限られないことは、言うまでもない。
【００１９】
また、書込階調決定部２は、フレームメモリ１に格納されている１フレーム前の入力画像データに対応した液晶表示パネル４の到達階調データをＰｒｅｖｉｏｕｓ Ｄａｔａとして入力し、現フレームの入力画像データ（Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｄａｔａ）との階調遷移の組み合わせに応じて、液晶表示パネル４の光学応答特性を補償する書込階調データを決定する。すなわち、１フレーム期間（１６．７ｍｓｅｃ）経過後に液晶表示パネル４が現フレームの画像データにより定められる階調輝度に応答することが可能な書込階調データを求め、これを液晶表示パネル４に供給する。
【００２０】
例えば、図２に示すようなステップ応答特性を持つ液晶表示パネルに対して、オーバーシュート駆動を行っても１フレーム期間（１６．７ｍｓｅｃ）内で画像データの定める目標階調＃Ａに到達しない場合、図７とともに上述した従来例では、Ｐｒｅｖｉｏｕｓ Ｄａｔａとして１フレーム前の画像データの定める目標階調＃Ａを参照し、１フレーム期間経過後に液晶が現フレームの画像データ（Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｄａｔａ）の定める目標階調＃Ｂに到達するための書込階調データを求めているのに対して、本実施形態では、実際の１フレーム期間経過後の到達階調＃Ａ’をＰｒｅｖｉｏｕｓ Ｄａｔａとして参照し、１フレーム期間経過後に液晶が現フレームの画像データ（Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｄａｔａ）の定める目標階調＃Ｂに到達するための書込階調データを求めている。
【００２１】
すなわち、上述した種々の要因によって、前フレームの画像データの定める目標階調＃Ａに１フレーム期間内で液晶表示パネルが応答しない場合であっても、本実施形態においては、実際の到達階調＃Ａ’を用いて現フレームの画像データに対するオーバーシュート量（書込階調データ）を決定しているので、１フレーム期間経過後に液晶表示パネルを確実に現フレームの画像データの定める目標階調＃Ｂへ応答させることが可能である。
【００２２】
液晶表示パネル４では、書込階調決定部２で決定した書込階調データに対応した階調駆動電圧を液晶層に印加して所望の画像を表示する。尚、本実施形態においては、書込階調決定部２とＯＳテーブルメモリ３とで書込階調決定手段を構成し、到達階調決定部５と到達階調テーブルメモリ６とで到達階調決定手段を構成している。
【００２３】
ここで、表示信号レベル数すなわち表示データ数が８ビットの２５６階調である場合、ＯＳテーブルメモリ（ＲＯＭ）３には、図３に示すように、全ての階調遷移パターンに対する書込階調データ（オーバーシュート量）が２５６×２５６のマトリクス状に記憶されている。このＯＳテーブルメモリ３に格納されるオーバーシュート量は、当該装置で用いられる液晶表示パネル４の光学応答特性の実測値から得られるものであり、現フレームの画像データの階調レベルと１フレーム前の画像データの階調レベルとの組み合わせに応じて決められた値である。
【００２４】
また、到達階調テーブルメモリ（ＲＯＭ）６には、図３に示したＯＳテーブルメモリ３と同様に、１フレーム期間前後の階調遷移の組み合わせ毎に得られる、入力画像データ（Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｄａｔａ）による液晶表示パネル４の１フレーム期間（１６．７ｍｓｅｃ）経過後における到達階調データが、２５６×２５６のマトリクス状に記憶されている。この値は、当該装置で用いられる液晶表示パネル４の光学応答特性の実測値、すなわち各階調遷移パターン毎に実測された、液晶表示パネル４の１フレーム期間経過後における実際の到達階調輝度に基づいて決められている。
【００２５】
尚、上述したＯＳテーブルメモリ３及び到達階調テーブルメモリ６においては、２５６×２５６のすべての階調遷移パターンについて、書込階調データ、到達階調データを記憶するようにしているが、均一もしくは不均一に配列された代表点（代表階調遷移パターン）における変換パラメータ（実測値）のみを記憶しておき、その他の階調遷移パターンについては、上記変換パラメータ（実測値）から計算で求めるようにしても良い。
【００２６】
例えば６４階調毎の代表階調遷移パターンについての変換パラメータ（実測値）のみを５×５のマトリクス状に記憶しておき、その他の階調遷移パターンについては、上記変換パラメータ（実測値）に線形補間等の演算を施すことによって、液晶表示パネル４の光学応答特性を補償する書込階調データ（オーバーシュート量）、１フレーム期間経過後に液晶表示パネル４が実際に到達する階調輝度に対応した到達階調データを求めるようにしても良い。
【００２７】
本実施形態の液晶表示装置は、上述のような構成としているので、どのような階調遷移を持つ入力画像に対しても、１フレーム前の入力画像データによって実際に液晶表示パネル４が１フレーム期間経過後に到達する階調レベルに対応した到達階調データをＰｒｅｖｉｏｕｓ Ｄａｔａとしてフレームメモリ１に記憶させることができる。この到達階調データは、当該装置の液晶表示パネル４における実測値（階調輝度）に基づくものであり、しかも全ての階調遷移パターンを網羅しているので、実際の液晶表示パネル４の光学応答特性に即した正確なＰｒｅｖｉｏｕｓ Ｄａｔａを得ることが可能である。
【００２８】
そして、書込階調決定部２では、フレームメモリ１から出力される、１フレーム前の入力画像データに対応した液晶表示パネル４の到達階調データと、現フレームの入力画像データとに基づいて、前記液晶表示パネル４が１フレーム期間経過後に現フレームの入力画像データの定める階調輝度に応答する書込階調データを決定しているので、どのような階調遷移を持つ動画像に対しても正確に液晶表示パネル４の光学応答特性を補償して、残像の発生を抑えるとともに、中間調を正しく表示することが可能なオーバーシュート駆動を行うことができる。
【００２９】
次に、本発明の液晶表示装置の第２実施形態について、図４とともに詳細に説明するが、上述した第１実施形態と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。ここで、図４は本実施形態の液晶表示装置における要部概略構成を示すブロック図である。
【００３０】
液晶表示パネル４の光学応答特性は、液晶の配向モードや液晶材料に電界を印加するための電極構造などによって変化する。そこで、本実施形態の液晶表示装置においては、図４に示すように、当該液晶表示パネル４の光学応答特性を、遷移前の階調と遷移後の階調とを変数とする２次元関数ｆ（ｐｒｅ，ｃｕｒ）で表わし、上記第１実施形態の到達階調テーブルメモリ６の代わりに、２次元関数ｆ（ｐｒｅ，ｃｕｒ）の演算を実行する演算部７を備えている。この２次元関数ｆ（ｐｒｅ，ｃｕｒ）は液晶表示パネル４の光学応答特性の実測値から求められる、前記液晶表示パネル４の１フレーム期間経過後の到達階調輝度を示す関数である。
【００３１】
到達階調決定部５は、この演算部７による２次元関数ｆ（ｐｒｅ，ｃｕｒ）の演算結果から、入力画像データ（Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｄａｔａ）に対する液晶表示パネルの１フレーム期間経過後における実際の到達階調データを求め、Ｐｒｅｖｉｏｕｓ Ｄａｔａとしてフレームメモリ１に出力する。すなわち、本実施形態においては、到達階調決定部５と演算部７とで到達階調決定手段を構成している。
【００３２】
従って、１フレーム期間経過後の液晶表示パネル４の到達階調輝度の実測値より求められる到達階調パラメータを記憶している到達階調テーブル６を有する上記第１実施形態と同様、どのような階調遷移を持つ入力画像に対しても、１フレーム前の入力画像データによって液晶表示パネル４が実際に１フレーム期間経過後に到達する階調輝度レベルに対応した到達階調データをＰｒｅｖｉｏｕｓ Ｄａｔａとしてフレームメモリ１に記憶させることができるので、実際の液晶表示パネル４の光学応答特性に即した正確なＰｒｅｖｉｏｕｓ Ｄａｔａを得ることが可能である。
【００３３】
そして、書込階調決定部２では、フレームメモリ１から出力される、１フレーム前の入力画像データに対応した液晶表示パネル４の到達階調データと、現フレームの入力画像データとに基づいて、前記液晶表示パネル４が１フレーム期間経過後に現フレームの入力画像データの定める階調輝度に応答する書込階調データを決定するので、どのような階調遷移を持つ動画像に対しても液晶表示パネル４の光学応答特性を補償して、正確に残像の発生を抑えるとともに、中間調を正しく表示することが可能なオーバーシュート駆動を行うことができる。
【００３４】
次に、本発明の液晶表示装置の第３実施形態について、図５及び図６とともに詳細に説明するが、上述した第１実施形態と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。ここで、図５は本実施形態の液晶表示装置における要部概略構成を示すブロック図、図６は本実施形態の液晶表示装置における装置内温度と参照テーブルメモリとの関係例を示す説明図である。
【００３５】
液晶の応答速度は温度依存性が非常に大きく、特に低温時の入力信号に対する追従性が極端に悪くなり、応答時間が増大することが知られている。すなわち、入力画像データによって液晶表示パネルが１フレーム期間経過後に到達する階調輝度は、該液晶表示パネルの温度によっても変化する。
【００３６】
そこで、本実施形態の液晶表示装置においては、図５に示すように、複数の装置内温度に対応したＯＳパラメータを格納しているＯＳテーブルメモリ（ＲＯＭ）３ａ〜３ｃと、複数の装置内温度に対応した到達階調パラメータを格納している到達階調テーブルメモリ（ＲＯＭ）６ａ〜６ｃとを備えるとともに、当該装置内の温度を検出する温度センサー８と、該温度センサー８により検出された装置内温度に応じて、ＯＳテーブルメモリ３ａ〜３ｃ及び到達階調テーブルメモリ６ａ〜６ｃの各々のいずれかを切替選択するための制御ＣＰＵ９とを備えている。
【００３７】
ここで、ＯＳテーブルメモリ３ａ〜３ｃに格納されているＯＳパラメータＬＥＶＥＬ１〜ＬＥＶＥＬ３は、それぞれ基準温度Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３（Ｔ１＜Ｔ２＜Ｔ３）の環境下における、液晶表示パネル４の光学応答特性の実測値から予め得られるものであり、同様に、到達階調テーブルメモリ６ａ〜６ｃに格納されている到達階調パラメータＬＥＶＥＬ１〜ＬＥＶＥＬ３は、それぞれ基準温度Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３（Ｔ１＜Ｔ２＜Ｔ３）の環境下における、液晶表示パネル４の光学応答特性の実測値から予め得られるものである。
【００３８】
また、制御ＣＰＵ９は、温度センサー８による温度検出データを、予め決められた所定の閾値温度データ値Ｔｈ１，Ｔｈ２と比較し、この比較結果に基づいて、ＯＳテーブルメモリ３ａ〜３ｃのいずれかを選択し、ＯＳパラメータＬＥＶＥＬ１〜ＬＥＶＥＬ３を切り替えるとともに、到達階調ＯＳテーブルメモリ６ａ〜６ｃのいずれかを選択し、到達階調パラメータＬＥＶＥＬ１〜ＬＥＶＥＬ３を切り替えるための切替制御信号を生成して出力する。
【００３９】
尚、温度センサー８は、できるだけ液晶表示パネル４の温度を検出可能に設けられるのが望ましく、また、１個のみならず複数個をそれぞれ装置内の異なる位置に設けても良い。
【００４０】
ここでは、例えば図６に示すように、温度センサー８で検出された装置内温度が閾値温度Ｔｈ１（＝１０℃）以下であれば、制御ＣＰＵ９は書込階調決定部２に対し、ＯＳテーブルメモリ３ａを選択して参照するように指示する。これによって、書込階調決定部２はＯＳテーブルメモリ３ａに格納されているＯＳパラメータＬＥＶＥＬ１を用いて、１フレーム期間前後の階調遷移から入力画像データに対応した書込階調データを求め、液晶表示パネル４に供給する。
【００４１】
同時に、制御ＣＰＵ９は到達階調決定部５に対し、到達階調テーブルメモリ６ａを選択して参照するように指示する。これによって、到達階調決定部５は到達階調テーブルメモリ６ａに格納されている到達階調パラメータＬＥＶＥＬ １を用いて、１フレーム期間前後の階調遷移から入力画像データに対応した到達階調データを求め、フレームメモリ１に出力する。
【００４２】
また、温度センサー８で検出された装置内温度が閾値温度Ｔｈ１（＝１０℃）より大きく且つ閾値温度Ｔｈ２（＝３０℃）以下であれば、制御ＣＰＵ９は書込階調決定部２に対し、ＯＳテーブルメモリ３ｂを選択して参照するように指示する。これによって、書込階調決定部２はＯＳテーブルメモリ３ｂに格納されているＯＳパラメータＬＥＶＥＬ２を用いて、１フレーム期間前後の階調遷移から入力画像データに対応した書込階調データを求め、液晶表示パネル４に供給する。
【００４３】
同時に、制御ＣＰＵ９は到達階調決定部５に対し、到達階調テーブルメモリ６ｂを選択して参照するように指示する。これによって、到達階調決定部５は到達階調テーブルメモリ６ｂに格納されている到達階調パラメータＬＥＶＥＬ２を用いて、１フレーム期間前後の階調遷移から入力画像データに対応した到達階調データを求め、フレームメモリ１に出力する。
【００４４】
さらに、温度センサー８で検出された装置内温度が閾値温度Ｔｈ２（＝３０℃）より大きい場合、制御ＣＰＵ９は書込階調決定部２に対し、ＯＳテーブルメモリ３ｃを選択して参照するように指示する。これによって、書込階調決定部２はＯＳテーブルメモリ３ｃに格納されているＯＳパラメータＬＥＶＥＬ３を用いて、１フレーム期間前後の階調遷移から入力画像データに対応した書込階調データを求め、液晶表示パネル４に供給する。
【００４５】
同時に、制御ＣＰＵ９は到達階調決定部５に対し、到達階調テーブルメモリ６ｃを選択して参照するように指示する。これによって、到達階調決定部５は到達階調テーブルメモリ６ｃに格納されている到達階調パラメータＬＥＶＥＬ３を用いて、１フレーム期間前後の階調遷移から入力画像データに対応した到達階調データを求め、フレームメモリ１に出力する。
【００４６】
以上のように、本実施形態の液晶表示装置によれば、装置内温度に応じて到達階調テーブルメモリ６ａ〜６ｃのいずれかを切替参照しているので、常に正確な液晶表示パネル４の到達階調データを求めることが可能となり、これをＰｒｅｖｉｏｕｓ Ｄａｔａとしてフレームメモリ１に記憶させることができる。すなわち、温度依存性を有する実際の液晶表示パネル４の光学応答特性に即した正確なＰｒｅｖｉｏｕｓ Ｄａｔａを得ることが可能である。
【００４７】
そして、書込階調決定部２においても、装置内温度に応じてＯＳテーブルメモリ３ａ〜３ｃのいずれかを切替参照し、フレームメモリ１から出力される、１フレーム前の入力画像データに対応した液晶表示パネル４の到達階調データと、現フレームの入力画像データとに基づいて、前記液晶表示パネル４が１フレーム期間経過後に現フレームの入力画像データの定める階調輝度に応答する書込階調データを決定するので、常にどのような階調遷移を持つ動画像に対しても液晶表示パネル４の光学応答特性を補償して、正確に残像の発生を抑えるとともに、中間調を正しく表示することが可能なオーバーシュート駆動を行うことができる。
【００４８】
尚、上記実施形態においては、３段階の温度範囲（〜１０℃、１０℃〜３０℃、３０℃〜）のそれぞれに対応した３種類のＯＳテーブルメモリ３ａ〜３ｃ及び到達階調テーブルメモリ６ａ〜６ｃを設け、ＯＳテーブルメモリ３ａ〜３ｃ及び到達階調テーブルメモリ６ａ〜６ｃの各々を装置内温度の検出データに基づいて切替え参照しているが、２種類或いは４種類以上の温度範囲に対応したＯＳテーブルメモリ及び到達階調テーブルメモリを設けても良いことは言うまでもない。
【００４９】
また、複数の温度に対応したテーブルメモリを備えるのではなく、単一のテーブルメモリに格納された変換パラメータに対して、装置内温度に応じた所定の演算を施すことで、液晶表示パネル４の光学応答特性を補償する書込階調データ（オーバーシュート量）、１フレーム期間経過後に液晶表示パネルが実際に到達する階調輝度に対応した到達階調データを求めるように構成しても良い。
【００５０】
さらに、上記本発明の実施形態では、１フレーム前の画像データと現フレームの画像データとを比較し、該比較結果から現フレームの画像データに対応した書込階調データを決定して、液晶表示パネルの応答速度を改善しているが、例えば２フレーム前、３フレーム前・・・の画像データをも用いて、液晶表示パネルの光学応答特性を補償する書込階調データを求めるように構成しても良い。
【００５１】
同様に、１フレーム前の画像データ（到達階調データ）と現フレームの画像データに加え、２フレーム前、３フレーム前・・・の画像データ（到達階調データ）も用いて、現フレームの画像データに対応した液晶表示パネルの１フレーム期間経過後における到達階調データを決定するように構成しても良い。
【００５２】
本発明の液晶表示装置は、上記のような構成としているので、１垂直表示期間内で目標階調に未到達の時があっても、その１垂直表示期間内での到達階調（液晶表示パネルの階調輝度の実測値に基づいた到達階調）を用いて、液晶表示パネルのオーバーシュート駆動を行うことにより、どのような階調遷移を持つ動画像に対しても液晶表示パネルの光学応答特性を補償して、正確に残像の発生を抑えるとともに、中間調を正しく表示することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明に係る液晶表示装置は、液晶表示パネルのオーバーシュート駆動を行うことにより、各階調遷移に対する液晶表示パネルの光学応答特性を補償するパーソナルコンピュータやテレビ受像機のディスプレイ装置に用いるのに適している。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の液晶表示装置の第１実施形態における要部概略構成を示す機能ブロック図である。
【図２】ある階調遷移パターンにおける液晶表示パネルのステップ応答特性を示す説明図である。
【図３】本発明の液晶表示装置の第１実施形態におけるＯＳテーブルの内容例を示す概略説明図である。
【図４】本発明の液晶表示装置の第２実施形態における要部概略構成を示す機能ブロック図である。
【図５】本発明の液晶表示装置の第３実施形態における要部概略構成を示す機能ブロック図である。
【図６】本発明の液晶表示装置の第３実施形態における装置内温度と参照テーブルメモリとの関係例を示す説明図である。
【図７】従来の液晶表示装置における要部概略構成を示す機能ブロック図である。
【図８】液晶に加える電圧と液晶の応答との関係を示す説明図である。
【図９】従来の他の液晶表示装置における要部概略構成を示す機能ブロック図である。
【図１０】液晶表示パネルにおける階調遷移と応答時間との関係を示す説明図である。
【０００１】
本発明は、液晶表示パネルを用いて画像を表示する液晶表示装置に関し、特に液晶表示パネルの階調変化に対する応答速度を向上させることができる液晶表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近来、パーソナルコンピュータやテレビ受信機などの軽量化、薄形化によってディスプレイ装置も軽量化、薄形化が要求されており、このような要求に従って陰極線管（ＣＲＴ）の代わりに液晶表示装置（ＬＣＤ）のようなフラットパネル型ディスプレイが開発されている。
【０００３】
ＬＣＤは二つの基板の間に注入されている異方性誘電率を有する液晶層に電界を印加し、この電界の強さを調節して基板を透過する光の量を調節することによって所望の画像信号を得る表示装置である。このようなＬＣＤは携帯の簡便なフラットパネル型ディスプレイのうちの代表的なものであり、この中でも薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）をスイッチング素子として用いたＴＦＴ ＬＣＤが主に用いられている。
【０００４】
最近は、ＴＦＴ ＬＣＤがコンピュータのディスプレイ装置だけでなく、テレビ受信機のディスプレイ装置として広く用いられるため、動画像を具現する必要が増加してきた。しかしながら、従来のＴＦＴ ＬＣＤは応答速度が遅いために動画像を具現するのは難しいという短所があった。
【０００５】
このような液晶の応答速度の問題を改善するために、１フレーム前の入力画像データと現フレームの入力画像データの組み合わせに応じて、予め決められた現フレームの入力画像データに対する階調電圧より高い（オーバーシュートされた）駆動電圧或いはより低い（アンダーシュートされた）駆動電圧を液晶表示パネルに供給する液晶駆動方法が知られている。以下、本願明細書においては、この駆動方式をオーバーシュート駆動と定義する。
【０００６】
従来のオーバーシュート駆動回路の概略構成を図７に示す。すなわち、これから表示するＮ番目のフレームの入力画像データ（Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｄａｔａ）と、フレームメモリ１に保存されたＮ−１番目のフレームの入力画像データ（Ｐｒｅｖｉｏｕｓ Ｄａｔａ）とを書込階調決定部２に読み出し、両データの階調遷移パターンとＮ番目のフレームの入力画像データとを、外部メモリに保存したＯＳテーブルメモリ（印加電圧データ一覧表）３と照合し、照合して見つけ出した印加電圧データに基づき、Ｎ番目のフレームの画像表示に要する書込階調データを決定して、液晶表示パネル４に供給する。
【０００７】
一般的に液晶表示パネルにおいては、ある中間調から別の中間調に変更させる時間は長く、中間調を１フレーム期間（例えば６０Ｈｚのプログレッシブスキャンの場合は１６．７ｍｓｅｃ）内に表示することができず、残像が発生するだけでなく、中間調を正しく表示することができないという課題があったが、上述のオーバーシュート駆動を用いることにより、図８に示すように、目標の中間調を短時間（１フレーム期間内）で表示することが可能となる。
【０００８】
ここで、上述のようなオーバーシュート駆動方法においては、すべての階調遷移に対して液晶表示パネルが１フレーム期間経過後に目標階調に到達可能であることが前提となっているため、Ｐｒｅｖｉｏｕｓ Ｄａｔａとして１フレーム前の入力画像データを、そのまま書込階調決定部２に入力している。しかしながら、液晶の応答特性が悪いとき、或いはデータ数が８ビットの２５６階調である場合、１フレーム前の画像データの階調レベルが０で中間調に遷移する時に現在フレームの画像データの階調レベルが液晶の応答性を十分に補償できないという問題があった。
【０００９】
このような問題に対して、例えば特開平７−２０８２８号公報（後述する特許文献１）には、図９に示すような液晶表示装置が提案されている。この液晶表示装置においては、入力画像信号Ｘｎに対して、液晶の印加電圧に対する透過率応答特性を補償するための処理を施す信号処理部１１と、この信号処理部１１の出力Ｚｎに対して液晶の電圧応答特性を近似した低域通過処理を施し、その出力信号Ｙｎ−１を対応する液晶の応答電圧の予測値として信号処理部２にフィードバックするための応答予測部１２とを備えている。
【００１０】
上記応答予測部１２は、係数αが電圧レベルにより変化される低域通過フィルター（ＬＰＦ）群として、液晶の応答特性を近似している。これにより、実際の１フィールド前の液晶の応答電圧がＬＰＦ出力として近似することができるため、この電圧を次のフィールドでの初期電圧（Ｐｒｅｖｉｏｕｓ Ｄａｔａ）とすることにより、液晶の光学応答特性をより忠実に補償することを可能としている。
【特許文献１】
特開平７−２０８２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上述した従来の特開平７−２０８２８号公報に記載の液晶表示装置の場合、電圧レベル依存型のＬＰＦ群により液晶の応答特性を近似することで、実際の１フィールド後の液晶の応答電圧（表示階調）を求めているが、一般的な液晶表示パネルにおいては、例えば図１０からも理解されるように、変化（遷移）前の階調と変化（遷移）後の階調との組み合わせにより不規則な応答特性を示し、特定の階調間遷移では極端に応答速度が遅くなることが知られている。
【００１２】
すなわち、特開平７−２０８２８号公報に記載のもののように、電圧レベル依存型のＬＰＦ群により液晶の応答特性を近似することでは、すべての階調遷移パターンについての正確な１垂直表示期間経過後の到達階調を得ることができず、依然として中間調表示を含む動画像に対する液晶の応答性、忠実性を十分に補償することができないという問題がある。
【００１３】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、１垂直表示期間前後でどのような階調遷移が生じても、すなわち１垂直表示期間内で目標階調に未到達の時があっても、その１垂直表示期間内での実際の到達階調を用いてオーバーシュート駆動を行うことにより、どのような階調遷移パターンを持つ動画像に対しても正確に残像の発生を抑えるとともに、中間調を正しく表示することが可能な液晶表示装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本願の第１の発明は、液晶表示パネルを用いて画像を表示する液晶表示装置において、少なくとも１垂直表示期間前後における階調遷移の組み合わせに応じて、入力画像データに対して前記液晶表示パネルの光学応答特性を補償する書込階調データを決定するための書込階調決定手段と、少なくとも１垂直表示期間前後における階調遷移の組み合わせに応じて、入力画像データに対して前記液晶表示パネルの１垂直表示期間経過後における到達階調データを出力する到達階調決定手段と、装置内温度を検出する温度検出手段とを備え、前記書込階調決定手段は、前記到達階調決定手段より出力される１垂直表示期間前の入力画像データに対応した前記液晶表示パネルの到達階調データと、現垂直表示期間の入力画像データと、前記検出された装置内温度とに基づいて、前記液晶表示パネルに供給する書込階調データを決定し、前記到達階調決定手段は、均一もしくは不均一な間隔を有する代表階調毎の代表階調遷移パターンについて前記液晶表示パネルの光学応答特性の実測値から得られる到達階調パラメータを記憶した到達階調テーブルメモリを有し、前記検出された装置内温度に基づいて、前記入力画像データに対応した前記液晶表示パネルの１垂直表示期間経過後における到達階調データを決定することを特徴とする。
【００１５】
本願の第２の発明は、前記到達階調テーブルメモリは、複数の装置内温度に対応した到達階調パラメータを格納していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の液晶表示装置においては、１垂直表示期間前の入力画像データにより得られる、液晶表示パネルの１垂直表示期間経過後における実際の到達階調輝度を示す到達階調データを求め、これをＰｒｅｖｉｏｕｓ Ｄａｔａとして参照し、現垂直表示期間の入力画像データ（Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｄａｔａ）に対してオーバーシュート駆動を行うため、１垂直表示期間経過後に液晶表示パネルを正確に入力画像データの定める階調輝度に応答させることが可能となり、どのような階調遷移を持つ動画像に対しても正確に残像の発生を抑えるとともに、中間調を正しく表示することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の液晶表示装置の第１実施形態を、図１乃至図３とともに詳細に説明するが、上記従来例と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。ここで、図１は本実施形態の液晶表示装置における要部概略構成を示すブロック図、図２はある階調遷移パターンに対する液晶表示パネルのステップ応答特性を示す説明図、図３は本実施形態の液晶表示装置におけるＯＳテーブルの内容例を示す概略説明図である。
【００１８】
本実施形態の液晶表示装置においては、図１に示すように、フレームメモリ１の出力（Ｐｒｅｖｉｏｕｓ Ｄａｔａ）と入力画像データ（Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｄａｔａ）とを入力し、到達階調テーブルメモリ（ＲＯＭ）６を参照して、入力画像データに対して液晶表示パネル４の光学応答特性より得られる１フレーム期間（１６．７ｍｓｅｃ）経過後の到達階調データを決定し、フレームメモリ１に出力する到達階調決定部５を設けている。尚、順次走査されている入力画像データであれば、１フレーム期間＝１６．７ｍｓｅｃに限られないことは、言うまでもない。
【００１９】
また、書込階調決定部２は、フレームメモリ１に格納されている１フレーム前の入力画像データに対応した液晶表示パネル４の到達階調データをＰｒｅｖｉｏｕｓ Ｄａｔａとして入力し、現フレームの入力画像データ（Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｄａｔａ）との階調遷移の組み合わせに応じて、液晶表示パネル４の光学応答特性を補償する書込階調データを決定する。すなわち、１フレーム期間（１６．７ｍｓｅｃ）経過後に液晶表示パネル４が現フレームの画像データにより定められる階調輝度に応答することが可能な書込階調データを求め、これを液晶表示パネル４に供給する。
【００２０】
例えば、図２に示すようなステップ応答特性を持つ液晶表示パネルに対して、オーバーシュート駆動を行っても１フレーム期間（１６．７ｍｓｅｃ）内で画像データの定める目標階調＃Ａに到達しない場合、図７とともに上述した従来例では、Ｐｒｅｖｉｏｕｓ Ｄａｔａとして１フレーム前の画像データの定める目標階調＃Ａを参照し、１フレーム期間経過後に液晶が現フレームの画像データ（Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｄａｔａ）の定める目標階調＃Ｂに到達するための書込階調データを求めているのに対して、本実施形態では、実際の１フレーム期間経過後の到達階調＃Ａ’をＰｒｅｖｉｏｕｓ Ｄａｔａとして参照し、１フレーム期間経過後に液晶が現フレームの画像データ（Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｄａｔａ）の定める目標階調＃Ｂに到達するための書込階調データを求めている。
【００２１】
すなわち、上述した種々の要因によって、前フレームの画像データの定める目標階調＃Ａに１フレーム期間内で液晶表示パネルが応答しない場合であっても、本実施形態においては、実際の到達階調＃Ａ’を用いて現フレームの画像データに対するオーバーシュート量（書込階調データ）を決定しているので、１フレーム期間経過後に液晶表示パネルを確実に現フレームの画像データの定める目標階調＃Ｂへ応答させることが可能である。
【００２２】
液晶表示パネル４では、書込階調決定部２で決定した書込階調データに対応した階調駆動電圧を液晶層に印加して所望の画像を表示する。尚、本実施形態においては、書込階調決定部２とＯＳテーブルメモリ３とで書込階調決定手段を構成し、到達階調決定部５と到達階調テーブルメモリ６とで到達階調決定手段を構成している。
【００２３】
ここで、表示信号レベル数すなわち表示データ数が８ビットの２５６階調である場合、ＯＳテーブルメモリ（ＲＯＭ）３には、図３に示すように、全ての階調遷移パターンに対する書込階調データ（オーバーシュート量）が２５６×２５６のマトリクス状に記憶されている。このＯＳテーブルメモリ３に格納されるオーバーシュート量は、当該装置で用いられる液晶表示パネル４の光学応答特性の実測値から得られるものであり、現フレームの画像データの階調レベルと１フレーム前の画像データの階調レベルとの組み合わせに応じて決められた値である。
【００２４】
また、到達階調テーブルメモリ（ＲＯＭ）６には、図３に示したＯＳテーブルメモリ３と同様に、１フレーム期間前後の階調遷移の組み合わせ毎に得られる、入力画像データ（Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｄａｔａ）による液晶表示パネル４の１フレーム期間（１６．７ｍｓｅｃ）経過後における到達階調データが、２５６×２５６のマトリクス状に記憶されている。この値は、当該装置で用いられる液晶表示パネル４の光学応答特性の実測値、すなわち各階調遷移パターン毎に実測された、液晶表示パネル４の１フレーム期間経過後における実際の到達階調輝度に基づいて決められている。
【００２５】
尚、上述したＯＳテーブルメモリ３及び到達階調テーブルメモリ６においては、２５６×２５６のすべての階調遷移パターンについて、書込階調データ、到達階調データを記憶するようにしているが、均一もしくは不均一に配列された代表点（代表階調遷移パターン）における変換パラメータ（実測値）のみを記憶しておき、その他の階調遷移パターンについては、上記変換パラメータ（実測値）から計算で求めるようにしても良い。
【００２６】
例えば６４階調毎の代表階調遷移パターンについての変換パラメータ（実測値）のみを５×５のマトリクス状に記憶しておき、その他の階調遷移パターンについては、上記変換パラメータ（実測値）に線形補間等の演算を施すことによって、液晶表示パネル４の光学応答特性を補償する書込階調データ（オーバーシュート量）、１フレーム期間経過後に液晶表示パネル４が実際に到達する階調輝度に対応した到達階調データを求めるようにしても良い。
【００２７】
本実施形態の液晶表示装置は、上述のような構成としているので、どのような階調遷移を持つ入力画像に対しても、１フレーム前の入力画像データによって実際に液晶表示パネル４が１フレーム期間経過後に到達する階調レベルに対応した到達階調データをＰｒｅｖｉｏｕｓ Ｄａｔａとしてフレームメモリ１に記憶させることができる。この到達階調データは、当該装置の液晶表示パネル４における実測値（階調輝度）に基づくものであり、しかも全ての階調遷移パターンを網羅しているので、実際の液晶表示パネル４の光学応答特性に即した正確なＰｒｅｖｉｏｕｓ Ｄａｔａを得ることが可能である。
【００２８】
そして、書込階調決定部２では、フレームメモリ１から出力される、１フレーム前の入力画像データに対応した液晶表示パネル４の到達階調データと、現フレームの入力画像データとに基づいて、前記液晶表示パネル４が１フレーム期間経過後に現フレームの入力画像データの定める階調輝度に応答する書込階調データを決定しているので、どのような階調遷移を持つ動画像に対しても正確に液晶表示パネル４の光学応答特性を補償して、残像の発生を抑えるとともに、中間調を正しく表示することが可能なオーバーシュート駆動を行うことができる。
【００２９】
次に、本発明の液晶表示装置の第２実施形態について、図４とともに詳細に説明するが、上述した第１実施形態と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。ここで、図４は本実施形態の液晶表示装置における要部概略構成を示すブロック図である。
【００３０】
液晶表示パネル４の光学応答特性は、液晶の配向モードや液晶材料に電界を印加するための電極構造などによって変化する。そこで、本実施形態の液晶表示装置においては、図４に示すように、当該液晶表示パネル４の光学応答特性を、遷移前の階調と遷移後の階調とを変数とする２次元関数ｆ（ｐｒｅ，ｃｕｒ）で表わし、上記第１実施形態の到達階調テーブルメモリ６の代わりに、２次元関数ｆ（ｐｒｅ，ｃｕｒ）の演算を実行する演算部７を備えている。この２次元関数ｆ（ｐｒｅ，ｃｕｒ）は液晶表示パネル４の光学応答特性の実測値から求められる、前記液晶表示パネル４の１フレーム期間経過後の到達階調輝度を示す関数である。
【００３１】
到達階調決定部５は、この演算部７による２次元関数ｆ（ｐｒｅ，ｃｕｒ）の演算結果から、入力画像データ（Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｄａｔａ）に対する液晶表示パネルの１フレーム期間経過後における実際の到達階調データを求め、Ｐｒｅｖｉｏｕｓ Ｄａｔａとしてフレームメモリ１に出力する。すなわち、本実施形態においては、到達階調決定部５と演算部７とで到達階調決定手段を構成している。
【００３２】
従って、１フレーム期間経過後の液晶表示パネル４の到達階調輝度の実測値より求められる到達階調パラメータを記憶している到達階調テーブル６を有する上記第１実施形態と同様、どのような階調遷移を持つ入力画像に対しても、１フレーム前の入力画像データによって液晶表示パネル４が実際に１フレーム期間経過後に到達する階調輝度レベルに対応した到達階調データをＰｒｅｖｉｏｕｓ Ｄａｔａとしてフレームメモリ１に記憶させることができるので、実際の液晶表示パネル４の光学応答特性に即した正確なＰｒｅｖｉｏｕｓ Ｄａｔａを得ることが可能である。
【００３３】
そして、書込階調決定部２では、フレームメモリ１から出力される、１フレーム前の入力画像データに対応した液晶表示パネル４の到達階調データと、現フレームの入力画像データとに基づいて、前記液晶表示パネル４が１フレーム期間経過後に現フレームの入力画像データの定める階調輝度に応答する書込階調データを決定するので、どのような階調遷移を持つ動画像に対しても液晶表示パネル４の光学応答特性を補償して、正確に残像の発生を抑えるとともに、中間調を正しく表示することが可能なオーバーシュート駆動を行うことができる。
【００３４】
次に、本発明の液晶表示装置の第３実施形態について、図５及び図６とともに詳細に説明するが、上述した第１実施形態と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。ここで、図５は本実施形態の液晶表示装置における要部概略構成を示すブロック図、図６は本実施形態の液晶表示装置における装置内温度と参照テーブルメモリとの関係例を示す説明図である。
【００３５】
液晶の応答速度は温度依存性が非常に大きく、特に低温時の入力信号に対する追従性が極端に悪くなり、応答時間が増大することが知られている。すなわち、入力画像データによって液晶表示パネルが１フレーム期間経過後に到達する階調輝度は、該液晶表示パネルの温度によっても変化する。
【００３６】
そこで、本実施形態の液晶表示装置においては、図５に示すように、複数の装置内温度に対応したＯＳパラメータを格納しているＯＳテーブルメモリ（ＲＯＭ）３ａ〜３ｃと、複数の装置内温度に対応した到達階調パラメータを格納している到達階調テーブルメモリ（ＲＯＭ）６ａ〜６ｃとを備えるとともに、当該装置内の温度を検出する温度センサー８と、該温度センサー８により検出された装置内温度に応じて、ＯＳテーブルメモリ３ａ〜３ｃ及び到達階調テーブルメモリ６ａ〜６ｃの各々のいずれかを切替選択するための制御ＣＰＵ９とを備えている。
【００３７】
ここで、ＯＳテーブルメモリ３ａ〜３ｃに格納されているＯＳパラメータＬＥＶＥＬ１〜ＬＥＶＥＬ３は、それぞれ基準温度Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３（Ｔ１＜Ｔ２＜Ｔ３）の環境下における、液晶表示パネル４の光学応答特性の実測値から予め得られるものであり、同様に、到達階調テーブルメモリ６ａ〜６ｃに格納されている到達階調パラメータＬＥＶＥＬ１〜ＬＥＶＥＬ３は、それぞれ基準温度Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３（Ｔ１＜Ｔ２＜Ｔ３）の環境下における、液晶表示パネル４の光学応答特性の実測値から予め得られるものである。
【００３８】
また、制御ＣＰＵ９は、温度センサー８による温度検出データを、予め決められた所定の閾値温度データ値Ｔｈ１，Ｔｈ２と比較し、この比較結果に基づいて、ＯＳテーブルメモリ３ａ〜３ｃのいずれかを選択し、ＯＳパラメータＬＥＶＥＬ１〜ＬＥＶＥＬ３を切り替えるとともに、到達階調ＯＳテーブルメモリ６ａ〜６ｃのいずれかを選択し、到達階調パラメータＬＥＶＥＬ１〜ＬＥＶＥＬ３を切り替えるための切替制御信号を生成して出力する。
【００３９】
尚、温度センサー８は、できるだけ液晶表示パネル４の温度を検出可能に設けられるのが望ましく、また、１個のみならず複数個をそれぞれ装置内の異なる位置に設けても良い。
【００４０】
ここでは、例えば図６に示すように、温度センサー８で検出された装置内温度が閾値温度Ｔｈ１（＝１０℃）以下であれば、制御ＣＰＵ９は書込階調決定部２に対し、ＯＳテーブルメモリ３ａを選択して参照するように指示する。これによって、書込階調決定部２はＯＳテーブルメモリ３ａに格納されているＯＳパラメータＬＥＶＥＬ１を用いて、１フレーム期間前後の階調遷移から入力画像データに対応した書込階調データを求め、液晶表示パネル４に供給する。
【００４１】
同時に、制御ＣＰＵ９は到達階調決定部５に対し、到達階調テーブルメモリ６ａを選択して参照するように指示する。これによって、到達階調決定部５は到達階調テーブルメモリ６ａに格納されている到達階調パラメータＬＥＶＥＬ １を用いて、１フレーム期間前後の階調遷移から入力画像データに対応した到達階調データを求め、フレームメモリ１に出力する。
【００４２】
また、温度センサー８で検出された装置内温度が閾値温度Ｔｈ１（＝１０℃）より大きく且つ閾値温度Ｔｈ２（＝３０℃）以下であれば、制御ＣＰＵ９は書込階調決定部２に対し、ＯＳテーブルメモリ３ｂを選択して参照するように指示する。これによって、書込階調決定部２はＯＳテーブルメモリ３ｂに格納されているＯＳパラメータＬＥＶＥＬ２を用いて、１フレーム期間前後の階調遷移から入力画像データに対応した書込階調データを求め、液晶表示パネル４に供給する。
【００４３】
同時に、制御ＣＰＵ９は到達階調決定部５に対し、到達階調テーブルメモリ６ｂを選択して参照するように指示する。これによって、到達階調決定部５は到達階調テーブルメモリ６ｂに格納されている到達階調パラメータＬＥＶＥＬ２を用いて、１フレーム期間前後の階調遷移から入力画像データに対応した到達階調データを求め、フレームメモリ１に出力する。
【００４４】
さらに、温度センサー８で検出された装置内温度が閾値温度Ｔｈ２（＝３０℃）より大きい場合、制御ＣＰＵ９は書込階調決定部２に対し、ＯＳテーブルメモリ３ｃを選択して参照するように指示する。これによって、書込階調決定部２はＯＳテーブルメモリ３ｃに格納されているＯＳパラメータＬＥＶＥＬ３を用いて、１フレーム期間前後の階調遷移から入力画像データに対応した書込階調データを求め、液晶表示パネル４に供給する。
【００４５】
同時に、制御ＣＰＵ９は到達階調決定部５に対し、到達階調テーブルメモリ６ｃを選択して参照するように指示する。これによって、到達階調決定部５は到達階調テーブルメモリ６ｃに格納されている到達階調パラメータＬＥＶＥＬ３を用いて、１フレーム期間前後の階調遷移から入力画像データに対応した到達階調データを求め、フレームメモリ１に出力する。
【００４６】
以上のように、本実施形態の液晶表示装置によれば、装置内温度に応じて到達階調テーブルメモリ６ａ〜６ｃのいずれかを切替参照しているので、常に正確な液晶表示パネル４の到達階調データを求めることが可能となり、これをＰｒｅｖｉｏｕｓ Ｄａｔａとしてフレームメモリ１に記憶させることができる。すなわち、温度依存性を有する実際の液晶表示パネル４の光学応答特性に即した正確なＰｒｅｖｉｏｕｓ Ｄａｔａを得ることが可能である。
【００４７】
そして、書込階調決定部２においても、装置内温度に応じてＯＳテーブルメモリ３ａ〜３ｃのいずれかを切替参照し、フレームメモリ１から出力される、１フレーム前の入力画像データに対応した液晶表示パネル４の到達階調データと、現フレームの入力画像データとに基づいて、前記液晶表示パネル４が１フレーム期間経過後に現フレームの入力画像データの定める階調輝度に応答する書込階調データを決定するので、常にどのような階調遷移を持つ動画像に対しても液晶表示パネル４の光学応答特性を補償して、正確に残像の発生を抑えるとともに、中間調を正しく表示することが可能なオーバーシュート駆動を行うことができる。
【００４８】
尚、上記実施形態においては、３段階の温度範囲（〜１０℃、１０℃〜３０℃、３０℃〜）のそれぞれに対応した３種類のＯＳテーブルメモリ３ａ〜３ｃ及び到達階調テーブルメモリ６ａ〜６ｃを設け、ＯＳテーブルメモリ３ａ〜３ｃ及び到達階調テーブルメモリ６ａ〜６ｃの各々を装置内温度の検出データに基づいて切替え参照しているが、２種類或いは４種類以上の温度範囲に対応したＯＳテーブルメモリ及び到達階調テーブルメモリを設けても良いことは言うまでもない。
【００４９】
また、複数の温度に対応したテーブルメモリを備えるのではなく、単一のテーブルメモリに格納された変換パラメータに対して、装置内温度に応じた所定の演算を施すことで、液晶表示パネル４の光学応答特性を補償する書込階調データ（オーバーシュート量）、１フレーム期間経過後に液晶表示パネルが実際に到達する階調輝度に対応した到達階調データを求めるように構成しても良い。
【００５０】
さらに、上記本発明の実施形態では、１フレーム前の画像データと現フレームの画像データとを比較し、該比較結果から現フレームの画像データに対応した書込階調データを決定して、液晶表示パネルの応答速度を改善しているが、例えば２フレーム前、３フレーム前・・・の画像データをも用いて、液晶表示パネルの光学応答特性を補償する書込階調データを求めるように構成しても良い。
【００５１】
同様に、１フレーム前の画像データ（到達階調データ）と現フレームの画像データに加え、２フレーム前、３フレーム前・・・の画像データ（到達階調データ）も用いて、現フレームの画像データに対応した液晶表示パネルの１フレーム期間経過後における到達階調データを決定するように構成しても良い。
【００５２】
本発明の液晶表示装置は、上記のような構成としているので、１垂直表示期間内で目標階調に未到達の時があっても、その１垂直表示期間内での到達階調（液晶表示パネルの階調輝度の実測値に基づいた到達階調）を用いて、液晶表示パネルのオーバーシュート駆動を行うことにより、どのような階調遷移を持つ動画像に対しても液晶表示パネルの光学応答特性を補償して、正確に残像の発生を抑えるとともに、中間調を正しく表示することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明に係る液晶表示装置は、液晶表示パネルのオーバーシュート駆動を行うことにより、各階調遷移に対する液晶表示パネルの光学応答特性を補償するパーソナルコンピュータやテレビ受像機のディスプレイ装置に用いるのに適している。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の液晶表示装置の第１実施形態における要部概略構成を示す機能ブロック図である。
【図２】ある階調遷移パターンにおける液晶表示パネルのステップ応答特性を示す説明図である。
【図３】本発明の液晶表示装置の第１実施形態におけるＯＳテーブルの内容例を示す概略説明図である。
【図４】本発明の液晶表示装置の第２実施形態における要部概略構成を示す機能ブロック図である。
【図５】本発明の液晶表示装置の第３実施形態における要部概略構成を示す機能ブロック図である。
【図６】本発明の液晶表示装置の第３実施形態における装置内温度と参照テーブルメモリとの関係例を示す説明図である。
【図７】従来の液晶表示装置における要部概略構成を示す機能ブロック図である。
【図８】液晶に加える電圧と液晶の応答との関係を示す説明図である。
【図９】従来の他の液晶表示装置における要部概略構成を示す機能ブロック図である。
【図１０】液晶表示パネルにおける階調遷移と応答時間との関係を示す説明図である。
Claims (2)
- 液晶表示パネルを用いて画像を表示する液晶表示装置において、
少なくとも１垂直表示期間前後における階調遷移の組み合わせに応じて、入力画像データに対して前記液晶表示パネルの光学応答特性を補償する書込階調データを決定するための書込階調決定手段と、
少なくとも１垂直表示期間前後における階調遷移の組み合わせに応じて、入力画像データに対して前記液晶表示パネルの１垂直表示期間経過後における到達階調データを出力する到達階調決定手段と、
装置内温度を検出する温度検出手段とを備え、
前記書込階調決定手段は、前記到達階調決定手段より出力される１垂直表示期間前の入力画像データに対応した前記液晶表示パネルの到達階調データと、現垂直表示期間の入力画像データと、前記検出された装置内温度とに基づいて、前記液晶表示パネルに供給する書込階調データを決定し、
前記到達階調決定手段は、均一もしくは不均一な間隔を有する代表階調毎の代表階調遷移パターンについて前記液晶表示パネルの光学応答特性の実測値から得られる到達階調パラメータを記憶した到達階調テーブルメモリを有し、前記検出された装置内温度に基づいて、前記入力画像データに対応した前記液晶表示パネルの１垂直表示期間経過後における到達階調データを決定することを特徴とする液晶表示装置。 - 請求項１に記載の液晶表示装置において、
前記到達階調テーブルメモリは、複数の装置内温度に対応した到達階調パラメータを格納していることを特徴とする液晶表示装置。
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