JP3958162B2

JP3958162B2 - Liquid crystal display

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Publication number: JP3958162B2
Application number: JP2002270030A
Authority: JP
Inventors: 光浩繁田; 一成冨沢; 誠塩見; 智朗古川; 弘一宮地
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2002-09-17
Filing date: 2002-09-17
Publication date: 2007-08-15
Anticipated expiration: 2022-09-17
Also published as: JP2004109332A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、テレビやＯＡ（Office Automation）用のモニター、ＣＡＤ（Computer-Aided Design）用モニター等に用いられる液晶表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置は、省スペース・省電力の特徴に加え、近年、視野角・コントラスト・色再現性・応答速度等の性能が向上してきたため、今やブラウン管を凌駕する画像表示装置となりつつある。そのため、テレビやＯＡ用のモニターコンピューターのモニター等への液晶表示装置の適用は、今後も拡大の一途を辿ると予測される。
【０００３】
通常、液晶セルに電圧が印加されると、液晶セル内の液晶材料（液晶分子）はその誘電率異方性により長軸方向（ダイレクター）が変化される。液晶材料は光学異方性を有するため、その方向が変化されると液晶セルを透過する光の偏光方向も変化する。そして、液晶セルに設けられた偏光板などの作用を伴って、液晶セルに印加された印加電圧（印加電圧）によって該液晶セルを透過する光の光量が制御される。これにより、各画素の輝度を表示させたい階調輝度にすることができ、画像表示を行うことができる。
【０００４】
しかし、液晶材料が印加印加電圧の変化に応答するためにはある程度の時間が必要となり、所望する応答時間内に応答できない場合がある。例えば、現在広く用いられているＴＮ（Twisted Nematic）、ＩＰＳ（In-Plane-Switching）、またはＶＡ（Vertically Aligned）等の液晶表示方式（液晶表示モード）においては、液晶材料の応答速度は、遅い遷移階調では３０〜５０ｍｓｅｃとなる場合がある。このとき、ＮＴＳＣ（National Television System Committee）信号の６０Ｈｚ（約１６．６ｍｓｅｃ）、あるいはＰＡＬ（Phase Alteration by Line）信号の５０Ｈｚ（２０．０ｍｓｅｃ）に対応する応答速度を実現できず、動画像が十分に表現できない場合が起こりうる。
【０００５】
そこで、従来、液晶材料や表示の駆動方法に工夫を施して、応答速度を早くした液晶表示装置が開発されている。
【０００６】
例えば、特許文献１には、入力された階調（以下、後階調と称する）と１フレーム前の階調（以下、前階調と称する）を比較し、入力された階調が１フレーム前の階調より大きい場合には、入力された階調より大きな電圧を印加し、入力された階調が１フレーム前の階調より小さい場合には、入力された階調より小さい電圧を印加することで、液晶材料を急峻に目標階調へと動かす駆動方法（以下、本明細書ではこのような駆動方法をオーバーシュート駆動と称する）を用いた液晶表示装置が開示されている。
【０００７】
このオーバーシュート駆動では、前階調と後階調とに対応つけて液晶に印加すべき印加階調値（或いは該印加階調を実現する印加電圧値）を定めたルックアップテーブル（以下、ＬＵＴと称する）を予め用意しておき、駆動回路がこれを参照して印加電圧を調整するようになっている。
【０００８】
【特許文献１】
特開平１０−３９８３７号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、液晶パネルは温度によって応答速度が変化する性質を備えており、温度が高い場合には応答速度が速く、温度が低い場合には応答速度が遅い。そのため、例えば０℃の時のように温度が低い場合には、オーバーシュート駆動を行なったとしても十分な応答速度が得られない場合がある。
【００１０】
このような場合には、オーバーシュート駆動を用いても１フレーム内に到達する目標となる階調（以下、目標階調と称する。なお、この目標階調は後階調に等しい。）に到達しない階調の組み合わせが存在し、次のフレームに対してオーバーシュート駆動を実施したときに、目標階調に到達していないにも拘らず目標階調に達していることを前提に印加階調値を決定してしまうため、本来表示すべき階調と異なる階調が表示され、所望の画像を表示できないという問題がある。
【００１１】
このような問題が起きる例を図９及び図１０を用いて説明する。図９は、低温化において、ある液晶パネルをオーバーシュート駆動した時に、１フレーム期間内に液晶が到達する到達階調の実測値を示す説明図であり、図１０は上記オーバーシュート駆動を行なう際に用いたＬＵＴを表す説明図である。なお、本例における液晶パネルはノーマリーブラックであるものとする。
【００１２】
なお、図９において、横軸は前階調を示し、グラフの各線は各目標階調（０，３２，６４，…，２５５）に対する到達階調を示している。また、図中の線（データ値）は図９に向かって最も下方のものが目標階調＝０階調の場合を示しており、最も上方のものが目標階調＝２５５階調の場合を示している。そして、例えば目標階調０に対する線１１は、略全ての前階調に対して横軸に平行になっていないが、これは、略全ての前階調に対してオーバーシュート駆動を行なった場合でも１フレーム期間内に目標階調に達していないことを示しており、逆に、目標階調１２８に対する線１３は前階調が高階調である場合の一部を除く略全ての前階調に対して横軸に平行になっているがこれは、オーバーシュート駆動を行なった場合には１フレーム期間内に目標階調に達していることを示している。
【００１３】
このような特性を備える液晶パネルの一つの画素に対し、映像信号が１フレーム毎に初期階調を０階調として０（初期階調）→１２８→０→１２８→０→１２８・・・のように変化した場合を考える。オーバーシュート駆動の前階調と目標階調の関係を用いて、実際到達する階調（以下、到達階調と称する）を検証すると、図９の太線で示されるように、１４→１５→１６→１７→１８→１９のように階調が変化する。
【００１４】
すなわち、初期階調０階調の液晶パネルに対して目標階調として１２８階調が与えられた際には、図１０のＬＵＴを参照して印加階調として２４２階調（図１０中では３３）が液晶パネルに与えられ、このとき到達階調は１２８階調になり目標階調に到達する（図９中では１４→１５）。そして、次に目標階調として０階調が与えられると、印加階調として０階調（図１０中では３４）が液晶パネルに与えられるが、１フレーム期間内に０階調に達することができず到達階調は４５階調となる（図９中では１５→１６）。
【００１５】
次に、目標階調として１２８階調が与えられると、ＬＵＴから前階調０階調、後階調１２８階調に対する印加階調である２４２階調（図１０中では３３）が液晶パネルに対して与えられ、このとき到達階調は１２８階調より大きくなり２００階調になる（図９中では１６→１７）。
【００１６】
さらに、その後、目標階調として０階調が与えられると、ＬＵＴから前階調１２８階調、後階調０階調に対する印加階調である０階調（図１０中では３４）が液晶パネルに対して与えられ、このとき到達階調は４５階調よりさらに大きくなり８０階調となる（図９中では１７→１８）。
【００１７】
さらに、目標階調として１２８階調が与えられると、ＬＵＴから前階調０階調、後階調１２８階調に対する印加階調である２４２階調（図１０中では３３）が液晶パネルに対して与えられ、このとき到達階調は２００階調よりさらに大きくなり２１２階調になる（図９中では１８→１９）。
【００１８】
つまり、小さい階調値から大きい階調値に変化する場合（以下、この場合をライズと称する）は１フレーム期間内に応答できるのに対し、大きい階調値から小さい階調値に変化する場合（以下、この場合をディッケイと称する）は１フレーム期間内に応答できない階調遷移が交互に続くような組み合わせパターンにおいては、徐々に到達階調が大きくなり、その画素が徐々に明るくなっていく（白化する）という問題が生じ得る。
【００１９】
また、この問題は上記のような完全に反復している映像信号以外の場合でも、発生する場合がある。図９と図１１を用いてその理由を説明すると、図９において横軸に平行になっていない前階調と目標階調（後階調）の組み合わせは１フレーム期間内に応答できない階調変化の組み合わせを示しているが、これを図１０のＬＵＴに上に示すと、ライズ側が範囲Ａ、ディッケイ側が範囲Ｃといったように所定の範囲を有するものとなり図１１のようになる。
【００２０】
ライズ側であって１フレーム期間内に応答できる階調変化の組み合わせの集合を範囲Ｂ、ディッケイ側であって１フレーム期間内に応答できる階調変化の組み合わせの集合を範囲Ｄとすると、例えば、０→１２８→３２→６４→１６→６４・・・のように、範囲Ｂと範囲Ｃとの間における階調変化が交互に繰り返されるときには、ディッケイ側が１フレーム期間内に応答できない階調変化であり、ライズ側が１フレーム期間内に応答できる階調変化であるという上記のパターンに該当し、徐々に画素が白化するという問題が生じる。
【００２１】
このような画素の白化の問題は、液晶パネルの応答特性に大きな影響を受ける。液晶パネルの特性によっては、上記の場合とは逆に、ライズ側が１フレーム期間内に応答できない階調変化であり、ディッケイ側が１フレーム期間内に応答できる階調変化である場合があり、この場合は徐々に画素が暗くなる（黒化する）という問題が生じることになる。
【００２２】
本発明は、上記のような問題を解決するために、液晶パネルの応答特性に基づいてオーバーシュート駆動の強調度合いを制御する等して、白化又は黒化を抑制する液晶表示装置を提供することにある。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明においては、液晶に印加する電圧を変えることで階調表示を行う液晶パネルと、１フレーム前の入力階調である前階調と次フレームの入力階調である後階調の組み合わせに基づいて、前記液晶に印加する印加階調値を前記後階調より強調したものとする印加階調強調手段を備えた駆動装置を有する液晶表示装置において、前記後階調より２フレーム以上前の入力階調から後階調までの階調遷移パターンを検出する検出手段を設け、前記検出手段によって検出される階調遷移パターンが、前階調に対して後階調が大きい場合と前階調に対して後階調が小さい場合とが交互に発生するパターンである場合には、印加階調強調手段が強調する強調量を減少する制御を行う制御手段を備えたことを特徴とする液晶表示装置とする。
【００２４】
若しくは、液晶に印加する電圧を変えることで階調表示を行う液晶パネルと、１フレーム前の入力階調である前階調と次フレームの入力階調である後階調の組み合わせに基づいて、前記液晶に印加する印加階調値を前記後階調より強調したものとする印加階調強調手段を備えた駆動装置を有する液晶表示装置において、前記後階調より２フレーム以上前の入力階調から後階調までの階調遷移パターンを検出する検出手段を設け、前記検出手段によって検出される階調遷移パターンが、前階調に対して後階調が大きい場合と前階調に対して後階調が小さい場合とが交互に発生するものであって、かつ、前階調に対して後階調が大きい場合と前階調に対して後階調が小さい場合のいずれか一方が、印加階調強調手段により強調した印加階調値を印加した場合であっても１フレーム期間内に液晶が後階調まで応答できない組み合わせの範囲内にあり、他方が、印加階調強調手段により強調した印加階調値を印加した場合に１フレーム期間内に液晶が後階調にまで応答できる組み合わせの範囲内にあるパターンである場合には、印加階調強調手段が強調する強調量を減少するよう制御する制御手段を備えたことを特徴とする液晶表示装置とする。
【００２５】
このように構成することにより、白化或いは黒化がおこるパターンに対して、印加階調強調手段によって強調される強調量が減少され、白化或いは黒化の問題が減殺される。
【００２６】
また、このとき、前記強調量を減少する制御は、印加階調強調手段を介さずに前記後階調に基づいて印加階調値を液晶に印加するよう制御するものであるものとすることが望ましい。
【００２７】
この構成によれば、白化が発生する場合には、後階調より大きい階調が入力されないことから、到達階調が後階調以上にならない。同様に黒化が発生する場合には、後階調より小さい階調が入力されないことから、到達階調が後階調以下にならない。従って、白化或いは黒化を防止することが可能である。
【００２８】
さらに、液晶パネルの温度を検出する検出手段を備え、前記検出手段が検出した液晶パネルの温度に基づいて、前記組み合わせパターンを変更する手段を備えることが望ましい。
【００２９】
液晶パネルは温度により応答特性が異なるため、温度の変化に伴って白化或いは黒化の原因となる１フレーム期間内に応答できない前階調と後階調の組み合わせ範囲は変化する。従って、この変化に応じて、１フレーム期間内に液晶が後階調まで応答できない組み合わせのパターンを適切に調整すれば、液晶パネルの温度が変化しても白化或いは黒化を防止することが可能である。
【００３０】
【発明の実施の形態】
〔実施の形態１〕
本発明の実施の形態１について図１〜図４を参照して説明する。図１は、実施の形態１にかかる液晶表示装置の概略構成を示す機能ブロック図である。
【００３１】
液晶表示装置６０は主に、液晶パネル６１と、コモン回路６２と、階調回路６３と、ＬＣＤコントローラ６４と、フレームメモリ６６と、ＶＰＣ（Video Processing Controller）６７とから構成される。
【００３２】
液晶パネル６０は、画素が形成された基板（画面）を含んでおり、その画面に対してマトリクス状に配置されたソースバスラインと、走査ラインとを有している。そして、ソースバスラインと走査ラインとの交点にはそれぞれ画素が形成されており、各画素に対応しては、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）、液晶セル、および所定の負荷容量が配置されている。そして、液晶セルは、ＴＦＴのドレインと、全画素間で共通の図示しないコモン電極（共通電極）とに接続されており、このコモン電極はコモン回路６２と接続されている。
【００３３】
コモン回路６２は、コモン電極で使用するコモン電圧を生成する回路であり、前記コモン電極の他にＬＣＤコントローラ６４と接続されている。
【００３４】
階調回路６３は、ＬＣＤコントローラ６４から送られてくる印加階調値を印加電圧に変換するもので、液晶パネル６１の外側に設けられており、ソースドライバーおよびゲートドライバーを含む構成である。そして、上記ソースバスラインはソースドライバーに接続されており、走査ラインはゲートドライバーに接続されている。
【００３５】
そして、フレームメモリ６６は、液晶パネル６１が備える各画素に対する入力階調を記憶可能な容量を備えた記憶装置であり、ＬＣＤコントローラ６４及びＶＰＣ６７に接続されている。そして、ＶＰＣ６７からある画素に対する入力階調が入力されるとその入力階調を記憶しておき、その画素に対する入力階調がＶＰＣ６７から入力されると、それに同期して、記憶していたその画素に対応する１フレーム前の階調階調をＬＣＤコントローラ６４に出力する。
【００３６】
ＶＰＣ６７は、入力画像信号をデジタルデータである入力階調信号に変換する機能を有するもので、ＬＣＤコントローラ６４及びフレームメモリ６６に接続されており、ＬＣＤコントローラ６４及びフレームメモリ６６にデジタル化された入力階調信号を出力するものである。
【００３７】
ＬＣＤコントローラ６４は、前階調と後階調の組み合わせに基づいて、印加階調値を後階調より強調したものとする印加階調強調手段８０と、後階調より３フレーム以上前の入力階調から後階調までの階調遷移パターンを検出する検出手段８１と、検出手段によって検出される階調遷移パターンが所定のパターンであるか否かに応じて、印加階調強調手段が強調する強調量を切り替える制御を行う制御手段８２とが備えられる。
【００３８】
そして、印加階調強調手段８０は、ルックアップテーブル（以下、ＬＵＴと称する）７５を記憶しているメモリと、補完演算素子７６とから形成される。
【００３９】
このＬＵＴ７５は、図２に示すように、入力画像信号に基づく入力階調（後階調）の代表値と、１フレーム前の入力階調（前階調）の代表値との組み合わせをマトリクス状に配置し、その代表値の交点に対応する印加階調値が記憶されている。この印加階調値は、前階調に対する後階調の変化（本明細書において階調遷移と称する）がライズの場合には後階調よりも大きい階調値が記憶されており、階調遷移がディッケイの場合には後階調よりも小さい階調値とされる。また、ＬＵＴ７５は複数設けられており、それぞれのＬＵＴにより、後階調に対してどの程度大きい或いは小さい印加階調値が含まれるか（以下、これを強調量と称する）が異なる。
【００４０】
そして、補完演算素子７６は、ＬＵＴ７５に記憶されている後階調と前階調の代表値に基づいて、本来の後階調と前階調とに対応する印加階調値を補完演算するものであり、例えば、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）またはＧＡ（Gate Array）等により形成される。そして、補完演算素子７６は階調回路６３に接続されており、演算により求められた印加階調値は階調回路６３に送られる。
【００４１】
ＬＵＴ７５と補完演算素子７６により後階調より強調された印加階調値を演算する処理は次のように行う。すなわち、まず、前階調と後階調がＬＵＴ７５のどの代表値の間に含まれるかを見極める。このとき、前階調と後階調が代表値と一致する場合はその代表値に対応した印加階調値を補完演算素子７６に出力し、代表値と一致しない場合には直近の代表値の組み合わせに対応した印加階調値を選択し補完演算素子７６に出力する。
【００４２】
補完演算素子７６では、ＬＵＴ７５から出力された印加階調値に基づいて、前階調及び後階調の値に応じて線形補完等の演算処理を行い、前階調及び後階調の値に対応する印加階調値を演算し階調回路６３に出力する。
【００４３】
そして、検出手段８１は、１フレーム期間内に液晶が後階調まで応答できない前階調と後階調の組み合わせを記憶している参照テーブル８３と、後階調に対して前２フレーム目以降（つまり後階調をｎフレーム目とすると、ｎ−２フレーム目からｎフレーム目までの間）に前階調と後階調との組み合わせがどのような領域にあったかを記憶するメモリ８４と、白化或いは黒化する領域変化パターンを記憶するメモリ８５と、メモリ８４に記憶された履歴に基づく領域変化パターンとメモリ８５に記憶された領域変化パターンとを比較して、どの強調量のＬＵＴ７５を使用すべきか判定し制御手段に出力する判定手段８６が備えられる。
【００４４】
参照テーブル８３は、図３に示すように形成されるものであり、ライズ側で１フレーム期間内に液晶が後階調まで応答できない前階調と後階調の組み合わせを領域Ａ、ライズ側で１フレーム期間内に液晶が後階調まで応答できる前階調と後階調の組み合わせを領域Ｂ、ディッケイ側で１フレーム期間内に液晶が後階調まで応答できない前階調と後階調の組み合わせを領域Ｃ、ディッケイ側で１フレーム期間内に液晶が後階調まで応答できる前階調と後階調の組み合わせを領域Ｄとして記憶されている。なお、前階調と後階調とが同一の場合は領域Ｂ或いは領域Ｄのいずれかに含める。また、この範囲は予め実験等により求められるもので、液晶パネルの特性により異なる。
【００４５】
また、メモリ８４は、例えば、領域Ａにある場合は“００”、領域Ｂにある場合は“０１”、領域Ｃにある場合は“１０”、領域Ｄにある場合は“１１”のように、過去の領域をデジタル信号化し、２フレーム前と前階調の階調遷移を記憶するよう形成する。
【００４６】
このメモリ８４の構成の一例を挙げると、図４に示すように、メモリ容量を２ｂｉｔとし、ｎ−２フレーム目とｎ−１フレーム目との階調遷移が領域Ｄである場合には第１ｂｉｔ、第２ｂｉｔに“１１”を記憶しておく。
【００４７】
そして、ｎ−１フレーム目とｎフレーム目との階調遷移の領域が分かると、メモリ８４は第１ｂｉｔ、第２ｂｉｔにあった信号を判定手段８６に出力した後、記憶していた領域に代えてｎ−１フレーム目とｎフレーム目との階調遷移の領域を第１ｂｉｔ、第２ｂｉｔに記憶する。以降は同様の制御を続け、常に前１階調遷移分のデータを記憶するよう制御する。
【００４８】
メモリ８５には、予め実験等より求められた白化及び黒化が発生する領域変化パターンが記憶されている。このような白化及び黒化のパターンを、メモリ８４の領域を用いていうと、領域Ｃ→領域Ｂが白化パターン、領域Ａ→領域Ｄが黒化パターンとなる。
【００４９】
そして、判定手段８６は、後階調（ｎフレーム目）が入力されたときに、メモリ８４に記憶されている領域の履歴を参照するとともに、ｎフレーム目とｎ−１フレーム目との組み合わせによる階調遷移における領域を参照し、領域変化パターンがメモリ８５に記憶されている白化パターン或いは黒化パターンに該当するか否かを判定する。
【００５０】
判定手段８６の判定結果が白化パターン或いは黒化パターンに該当する場合には、判定手段８６から制御手段８７に対して判定結果を伝達するためのフラグを立てる。
【００５１】
そして、制御手段８７は、フラグがあるか否かを検出し、フラグがある場合にはＬＵＴ７５を強調量が小さいＬＵＴに切替えて印加階調強調手段を動作させ、その信号がなくなると再び強調量が大きいＬＵＴに切替えて印加階調強調手段を動作するよう制御する。
【００５２】
以上のように構成することにより、白化パターン或いは黒化パターンが入力されると、ＬＣＤコントローラは白化パターン或いは黒化パターンを検出して、ＬＵＴ７５の強調量を低減するため、白化或いは黒化が大きく進行することなくその現象は減殺されることになる。
【００５３】
上記実施の形態１には種々の変形を加え得る。その変形例について述べると、変形例１は、上記実施の形態１では強調量が大きいＬＵＴと、強調量が小さいＬＵＴの少なくとも２つのＬＵＴを使用していたが、強調量が小さいＬＵＴを設けることなく、白化パターン或いは黒化パターンに該当すると判定手段８６が判定した場合には、印加階調強調手段を介することなく後階調をそのまま階調回路６３に出力するように変形を加えるものである。このように形成すれば、白化或いは黒化のパターンを検出した場合には、強調量を０とすることになり白化或いは黒化を効果的に抑制することが可能である。なお、この明細書においては強調量を減少すると言う場合は強調量を０にする場合も含むものとする。
【００５４】
また、変形例２は、上記実施の形態１が備えていた強調量が小さいＬＵＴに代えて、強調量が大きいＬＵＴの強調量に１より小さい係数を掛けて、強調量を減少するように変形を加えるものである。このように形成しても、白化或いは黒化を抑制することが可能である。
【００５５】
さらに、変形例３は、上記実施の形態１では前２フレーム間の階調遷移を参照して領域変化パターンを判定していたが、前３フレーム間以上とするよう変形を加えるものである。このように形成しても、白化或いは黒化を抑制することが可能である。
【００５６】
〔実施の形態２〕
上記実施の形態１に記載した構成によると精度良く白化或いは黒化を防止できるのであるが、構成が若干複雑である。そこで、回路構成の簡略化を図りつつ擬似的に同様の効果を得る構成を次に説明する。なお、実施の形態１と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
【００５７】
図５は、実施の形態２にかかる液晶表示装置の機能ブロック図である。実施の形態１と実施の形態２が異なる点は、参照テーブル８３、メモリ８４、メモリ８５の構成である。
【００５８】
実施の形態２にかかる参照テーブル９３は、図６に示すように形成されるものであり、前階調及び後階調の双方が例えば０〜１２８階調といった所定の階調範囲にある場合であって、階調遷移がライズにある場合の領域を領域Ｅ、階調遷移がディッケイにある場合の領域を領域Ｆ、それ以外の場合を領域Ｇとし備えている。なお、前階調と後階調とが同一の場合は領域Ｇに含める。ここで言う所定の階調範囲とは、予め液晶パネルの応答特性を試験し、その結果、ライズかディッケイのいずれか一方が１フレーム内に応答できず、他方が応答できる階調遷移の組み合わせの集合が階調遷移範囲として選択される。
【００５９】
また、メモリ９４は、例えば、領域Ｅにある場合は“００”、領域Ｆにある場合は“０１”、領域Ｇにある場合は“１０”といったように、過去の領域をデジタル信号化し、２フレーム前の階調と前階調との階調遷移がどの領域にあったかを記憶するよう形成する。
【００６０】
このメモリ９４もメモリ８４と同様に、メモリ容量を２ｂｉｔとし、例えば、後階調をｎフレーム目としたときのｎ−２フレーム目とｎ−１フレーム目との階調遷移が領域Ｇである場合には第１ｂｉｔ、第２ｂｉｔに“１０”を記憶しておく。
【００６１】
そして、ｎ−１フレーム目とｎフレーム目との階調遷移の領域が分かると、メモリ９４は第１ｂｉｔ、第２ｂｉｔにあった信号を判定手段８６に出力した後、記憶していた領域に代えてｎ−１フレーム目とｎフレーム目との階調遷移の領域を第１ｂｉｔ、第２ｂｉｔに記憶する。以降は同様の制御を続け、常に前１階調遷移分のデータを記憶するよう制御する。
【００６２】
また、メモリ９５には、予め実験等より求められた白化及び黒化が発生する領域変化パターンが記憶されている。このような白化及び黒化のパターンを、参照テーブル９３の領域を用いていうと、領域Ｆが１フレーム期間内に応答できない階調遷移である場合には、領域Ｆ→領域Ｅが白化するパターンに該当し、領域Ｅが１フレーム期間内に応答できない階調遷移である場合には、領域Ｅ→領域Ｆが黒化が発生するパターンに該当する。
【００６３】
そして、判定手段８６は、後階調（ｎフレーム目）が入力されたときに、メモリ９４に記憶されている領域変化の履歴を参照するとともに、ｎフレーム目とｎ−１フレーム目とを比較した階調遷移における領域変化を参照し、領域変化パターンがメモリ９５に記憶されている白化パターン或いは黒化パターンに該当するか否かを判定する。
【００６４】
そして、階調遷移の判定結果が白化パターン或いは黒化パターンに該当する場合には、判定手段８６から制御手段８７に対して判定結果を伝達するためのフラグを立てる。
【００６５】
そして制御手段８７は、フラグがあるか否かを検出し、フラグがある場合にはＬＵＴ７５を強調量が小さいＬＵＴに切替えて印加階調強調手段を動作させ、その信号がなくなると再び強調量が大きいＬＵＴに切替えて印加階調強調手段を動作するよう制御する。
【００６６】
このように構成した場合であっても、実施の形態１と同様に、白化或いは黒化パターンが入力されると、それを検出し、白化或いは黒化を防止することが可能である。
【００６７】
また、この実施の形態２では、参照テーブル９３の範囲の割り当てが、ライズかディッケイかを判断し、前階調と後階調との双方が所定の階調範囲であるか否かによって決められているため、容易な回路構成にて形成することができる。
【００６８】
なお、この実施の形態２においても、実施の形態１に対する変形と同様の変形が加え得ることは勿論である。
【００６９】
〔実施の形態３〕
上記実施の形態２については、更に回路構成の簡略化を図るよう変形しうる。その変形例を実施の形態３として説明する。
【００７０】
液晶パネルの特性によっては、ライズ或いはディッケイのいずれかについては必ず１フレーム期間内に目標階調まで到達できないという特性を備えている場合がある。
【００７１】
このような特性を備えていると判断できる液晶パネルに対しては、図７に示すように、実施の形態２において備えていた参照テーブル９３及びメモリ９５を廃し、メモリ９４に代えて後階調をｎフレーム目としたときに、ｎ−２フレーム目とｎ−１フレーム目（＝前階調）の階調遷移がライズであったかディッケイであったかを記憶するメモリ９８を備えるようにする。
【００７２】
そして、判定手段８６は、後階調（ｎフレーム目）が入力されたときに、メモリ９８に記憶されているｎ−２フレーム目と前階調（ｎ−１フレーム目）の階調遷移を参照して判定を行い、その判定結果を制御手段８７に伝達するフラグを立てる。
【００７３】
この判定手法について説明すると、液晶パネルの特性がディッケイの場合には階調遷移が目標階調にまで到達できない場合には、メモリ９８に記憶されている階調遷移がディッケイであって、次の階調遷移がライズであった場合には、白化のパターンであると判定するようにする。
【００７４】
逆に、液晶パネルの特性がライズの場合には階調遷移が目標階調にまで到達できない場合には、メモリ９８に記憶されている階調遷移がライズであって、次の階調遷移がディッケイであった場合には、黒化のパターンであると判定するようにする。
【００７５】
そして、制御手段８７は、フラグがあるか否かを検出し、フラグがある場合にはＬＵＴ７５を強調量が小さいＬＵＴに切替えて印加階調強調手段を動作させ、その信号がなくなると再び強調量が大きいＬＵＴに切替えて印加階調強調手段を動作するよう制御する。
【００７６】
以上のように構成することにより、２フレーム前と前階調との階調遷移結果を記憶しておくだけで、白化或いは黒化を防止できるため、非常に容易な構成とすることができる。
【００７７】
なお、この実施の形態３についても、実施の形態１に記載した変形例は同様に適用しうる。
【００７８】
〔実施の形態４〕
次に実施の形態４について説明する。液晶パネル６１の応答特性には、温度依存性があることは上記にも述べたとおりである。したがって、液晶パネル６１の温度が低下すると、参照テーブル８３或いは９３に記憶している領域が変化する場合があるため、液晶パネル６１の温度を検出する温度検出手段４０と、その温度検出手段４０により検出された結果をＬＣＤコントローラ６４に与えるマイコン４１を設け、液晶パネル６１の温度によって、参照テーブル８３の領域或いは参照テーブル９３の領域を変化させる構成とするものが、実施の形態４である。
【００７９】
実施の形態２に温度検出手段４０及びマイコン４１を取付けた場合の機能ブロック図を図８に示し、この構成において液晶パネル６１の温度が上昇したときに、参照テーブル９３の領域の変更を行う場合について具体例をあげて説明する。
【００８０】
図６に示した参照テーブル９３の例を、ある液晶パネルの１０℃のときの例であると仮定し、液晶パネルは温度を上げると応答速度が上昇し、温度変化に追従して１フレーム期間内に応答できない領域が減少していく。図６の例と同一の液晶パネルの４０℃のときの例を示すと、１フレーム期間内に応答できない領域Ｅ、領域Ｆは図９のようになり、ライズかディッケイのいずれか一方が１フレーム内に応答できず他方が応答できる階調遷移領域は０〜６４階調といったように変化する。
【００８１】
従って、参照テーブル９３を温度変化に応じて変化させたものを複数用意しておき、温度の検出結果によって切り替えて使用するか、或いは、参照テーブル９３の領域Ｅ或いは領域Ｇを判定する際のライズかディッケイのいずれか一方が１フレーム内に応答できず他方が応答できる階調遷移範囲を切り替えるかして、参照テーブル９３を温度変化に追従させる。これにより、液晶パネルの温度が変化しても、正確に白化或いは黒化を防止でき、かつ、白化或いは黒化が発生しない階調遷移範囲に対する高速応答性を損なうことがない。
【００８２】
なお、この技術思想は実施の形態１についても応用しうる。実施の形態１においては、参照テーブル８３を温度変化に応じて変化させたものを複数用意しておき、温度の検出結果によって切り替えて使用することにより、液晶パネルの温度が変化しても、正確に白化或いは黒化を防止できるように構成しうる。
【００８３】
なお、この技術思想は実施の形態３においても応用しうる。実施の形態３に記載したように、ライズ或いはディッケイのいずれかについて必ず１フレーム期間内に目標階調まで到達できないという特性は、液晶パネルが例えば５℃以下といったような低温になった場合に通常発生する場合が多い。従って、液晶パネルの温度を検出する温度検出手段を設けて、所定の温度以上である場合には、実施の形態３を使用することなく、所定の温度以下になった場合には、実施の形態３の回路を使用するように切り替えるように形成すると、液晶パネルの温度特性に追従できさらに良好である。
【００８４】
また、この際、実施の形態３と実施の形態２とを温度によって切り替える構成にしても良い。
【００８５】
【発明の効果】
以上のとおり、本発明によれば、白化或いは黒化がおこるパターンに対して、印加階調強調手段によって強調される強調量が減少されるため、白化或いは黒化の問題が減殺される。
【００８６】
また、液晶パネルの温度を検出する温度検出手段を備え、前記温度検出手段が検出した液晶パネルの温度に基づいて、白化或いは黒化がおこると判定するパターンを変更する手段を備えることにより、さらに精度よく白化或いは黒化を防止できるとともに、かつ、白化或いは黒化が発生しない階調遷移範囲に対する高速応答性を損なうことがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１にかかる液晶表示装置の概略構成を示す機能ブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態１にかかるＬＵＴを示す説明図である。
【図３】本発明の実施の形態１にかかる参照テーブルを示す説明図である。
【図４】本発明の実施の形態１にかかるメモリ８４の記憶状態を示す説明図である。
【図５】本発明の実施の形態２にかかる液晶表示装置の概略構成を示す機能ブロック図である。
【図６】本発明の実施の形態２にかかる参照テーブルを示す説明図である。
【図７】本発明の実施の形態３にかかる液晶表示装置の概略構成を示す機能ブロック図である。
【図８】本発明の実施の形態４にかかる液晶表示装置の概略構成を示す機能ブロック図である。
【図９】本発明の実施の形態４にかかる参照テーブルを示す説明図である。
【図１０】低温化においてある液晶パネルをオーバーシュート駆動した時に、１フレーム期間内に液晶が実際に到達する階調の実測値を示す説明図である。
【図１１】図１０の液晶パネルをオーバーシュート駆動する際に用いるＬＵＴを表す説明図である。
【図１２】図１１のＬＵＴ上に、１フレーム期間内に応答できない階調変化の組み合わせ範囲及び１フレーム期間内に応答できる階調変化の組み合わせ範囲をライズ側とディッケイ側に分けて示した説明図である。
【符号の説明】
６０液晶表示装置
６１液晶パネル
６２コモン回路
６３階調回路
６４ＬＣＤコントローラ
６６フレームメモリ（ＦＭ）
６７ＶＰＣ
７５ルックアップテーブル（ＬＵＴ）
７６補完演算素子
８０印加階調強調手段
８１検出手段
８２制御手段
８３参照テーブルメモリ
８４メモリ
８５メモリ
８６判定手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a liquid crystal display device used for, for example, a monitor for a television, OA (Office Automation), a monitor for CAD (Computer-Aided Design), or the like.
[0002]
[Prior art]
In addition to the features of space saving and power saving, the liquid crystal display device has recently been improved in performance such as viewing angle, contrast, color reproducibility, response speed and the like, and is now becoming an image display device that surpasses the cathode ray tube. For this reason, it is predicted that the application of liquid crystal display devices to monitors of televisions and OA monitor computers will continue to expand.
[0003]
Normally, when a voltage is applied to the liquid crystal cell, the major axis direction (director) of the liquid crystal material (liquid crystal molecules) in the liquid crystal cell is changed by the dielectric anisotropy. Since the liquid crystal material has optical anisotropy, when the direction is changed, the polarization direction of light transmitted through the liquid crystal cell also changes. The amount of light transmitted through the liquid crystal cell is controlled by an applied voltage (applied voltage) applied to the liquid crystal cell with the action of a polarizing plate or the like provided in the liquid crystal cell. As a result, the luminance of each pixel can be set to the gradation luminance to be displayed, and image display can be performed.
[0004]
However, a certain amount of time is required for the liquid crystal material to respond to a change in the applied voltage, and there are cases where the liquid crystal material cannot respond within a desired response time. For example, in a liquid crystal display method (liquid crystal display mode) such as TN (Twisted Nematic), IPS (In-Plane-Switching), or VA (Vertically Aligned) that is currently widely used, the response speed of the liquid crystal material is slow. The transition gradation may be 30 to 50 msec. At this time, the response speed corresponding to 60 Hz (about 16.6 msec) of the NTSC (National Television System Committee) signal or 50 Hz (20.0 msec) of the PAL (Phase Alteration by Line) signal cannot be realized, and the moving image is sufficient. There are cases where it cannot be expressed.
[0005]
In view of this, liquid crystal display devices have been developed in which liquid crystal materials and display driving methods have been devised to increase the response speed.
[0006]
For example, in Patent Document 1, an input gradation (hereinafter referred to as a subsequent gradation) is compared with a gradation one frame before (hereinafter referred to as a previous gradation), and the input gradation is one frame. If the input gray level is larger than the previous gray level, a voltage larger than the input gray level is applied. If the input gray level is smaller than the previous gray level, a voltage smaller than the input gray level is applied. Thus, there is disclosed a liquid crystal display device using a driving method (hereinafter, this driving method is referred to as overshoot driving) in which the liquid crystal material is sharply moved to a target gradation.
[0007]
In this overshoot drive, a look-up table (hereinafter referred to as LUT) that defines applied gradation values (or applied voltage values that realize the applied gradations) to be applied to the liquid crystal in association with the previous gradation and the subsequent gradation. Is prepared in advance, and the drive circuit refers to this to adjust the applied voltage.
[0008]
[Patent Document 1]
JP 10-39837 A
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, the liquid crystal panel has a property that the response speed changes depending on the temperature. When the temperature is high, the response speed is fast, and when the temperature is low, the response speed is slow. Therefore, when the temperature is low, for example, at 0 ° C., a sufficient response speed may not be obtained even if overshoot driving is performed.
[0010]
In such a case, even if overshoot driving is used, the target gradation (hereinafter referred to as target gradation, which is equal to the subsequent gradation) is reached within one frame. Applied gradations, assuming that the target gradation is reached when overshoot drive is performed for the next frame, even though the target gradation is not reached. Since the value is determined, a gradation different from the gradation to be originally displayed is displayed, and there is a problem that a desired image cannot be displayed.
[0011]
An example in which such a problem occurs will be described with reference to FIGS. FIG. 9 is an explanatory diagram showing actual measured values of the reached gradation that the liquid crystal reaches within one frame period when a certain liquid crystal panel is overshoot driven at a low temperature. FIG. 10 is a diagram when performing the overshoot drive. It is explanatory drawing showing the LUT used for. Note that the liquid crystal panel in this example is normally black.
[0012]
In FIG. 9, the horizontal axis represents the previous gradation, and each line of the graph represents the reached gradation for each target gradation (0, 32, 64,..., 255). Further, the line (data value) in the figure shows the case where the lowermost one in FIG. 9 is the target gradation = 0 gradation, and the uppermost one is the case where the target gradation = 255 gradation. Show. For example, the line 11 for the target gradation 0 is not parallel to the horizontal axis with respect to substantially all previous gradations, but this is the case when overshoot driving is performed for substantially all previous gradations. However, it indicates that the target gradation has not been reached within one frame period, and conversely, the line 13 for the target gradation 128 is almost all of the previous gradations except a part when the previous gradation is a high gradation. However, this indicates that the target gradation has been reached within one frame period when overshoot drive is performed.
[0013]
For one pixel of a liquid crystal panel having such characteristics, the video signal has an initial gradation of 0 gradation for each frame and 0 (initial gradation) → 128 → 0 → 128 → 0 → 128. Consider the case where changes occur. When the actually reached gradation (hereinafter referred to as the reached gradation) is verified using the relationship between the previous gradation of the overshoot drive and the target gradation, 14 → 15 → 16 as shown by the bold line in FIG. The gradation changes as follows: → 17 → 18 → 19.
[0014]
That is, when 128 gradations are given as the target gradation to the liquid crystal panel having the initial gradation 0 gradation, 242 gradations (33 in FIG. 10) are applied gradations with reference to the LUT in FIG. ) Is given to the liquid crystal panel. At this time, the reached gradation reaches 128 gradations and reaches the target gradation (14 → 15 in FIG. 9). Next, when 0 gradation is given as the target gradation, 0 gradation (34 in FIG. 10) is applied to the liquid crystal panel as the applied gradation, but it may reach 0 gradation within one frame period. The reached gradation becomes 45 gradations (15 → 16 in FIG. 9).
[0015]
Next, when 128 gradations are given as the target gradation, 242 gradations (33 in FIG. 10) applied to the previous gradation 0 gradation and the subsequent gradation 128 gradation are applied to the liquid crystal panel from the LUT. In this case, the reached gradation is larger than 128 gradations and becomes 200 gradations (16 → 17 in FIG. 9).
[0016]
Further, when 0 gradation is given as the target gradation thereafter, 0 gradation (34 in FIG. 10), which is the applied gradation for the previous gradation 128 gradation and the subsequent gradation 0 gradation from the LUT. At this time, the reached gradation is larger than 45 gradations and becomes 80 gradations (17 → 18 in FIG. 9).
[0017]
Further, when 128 gradations are given as the target gradation, 242 gradations (33 in FIG. 10) applied from the LUT to the previous gradation 0 gradation and the subsequent gradation 128 gradation are applied to the liquid crystal panel. At this time, the reached gradation is further larger than 200 gradations and becomes 212 gradations (18 → 19 in FIG. 9).
[0018]
In other words, when changing from a small gradation value to a large gradation value (hereinafter referred to as “rise”), the response can be made within one frame period, while changing from a large gradation value to a small gradation value. (Hereinafter referred to as “decay”), in a combination pattern in which gradation transitions that cannot be responded within one frame period alternate, the reached gradation gradually increases and the pixel gradually becomes brighter. (Whitening) may occur.
[0019]
This problem may occur even in cases other than the video signal that is completely repeated as described above. The reason for this will be described with reference to FIGS. 9 and 11. In FIG. 9, the combination of the previous gradation and the target gradation (rear gradation) that are not parallel to the horizontal axis cannot change within one frame period. In the LUT of FIG. 10, this is shown above, and the rise side has a predetermined range such as range A, and the decay side has range C as shown in FIG.
[0020]
Assume that a set of gradation changes that can be responded within one frame period on the rise side is a range B, and a set of gradation changes that can be responded within one frame period on the decay side is a range D. When the gradation change between the range B and the range C is repeated alternately like 0 → 128 → 32 → 64 → 16 → 64..., The gradation side cannot respond within one frame period. There is a problem that the rise side corresponds to the above-described pattern in which the gradation change is a response within one frame period, and the pixel is gradually whitened.
[0021]
Such a problem of pixel whitening is greatly affected by the response characteristics of the liquid crystal panel. Depending on the characteristics of the liquid crystal panel, contrary to the above case, the rise side may have a gradation change that cannot respond within one frame period, and the decay side may have a gradation change that can respond within one frame period. Causes a problem that pixels gradually darken (blacken).
[0022]
In order to solve the above problems, the present invention provides a liquid crystal display device that suppresses whitening or blackening by controlling the degree of overshoot drive enhancement based on the response characteristics of a liquid crystal panel. It is in.
[0023]
[Means for Solving the Problems]
Therefore, in the present invention, a liquid crystal panel that performs gradation display by changing a voltage applied to the liquid crystal, a previous gradation that is an input gradation before one frame, and a rear gradation that is an input gradation of the next frame. In a liquid crystal display device having a driving device including applied gradation emphasizing means that emphasizes the applied gradation value applied to the liquid crystal based on the combination from the subsequent gradation, two or more frames from the subsequent gradation Detection means for detecting a gradation transition pattern from the previous input gradation to the subsequent gradation is provided, and when the gradation transition pattern detected by the detection means is larger than the previous gradation and the previous gradation In the case of a pattern in which the case where the rear gradation is smaller than the gradation is alternately generated, the control means includes control means for performing control to reduce the enhancement amount emphasized by the applied gradation enhancement means. A liquid crystal display device is assumed.
[0024]
Alternatively, based on a combination of a liquid crystal panel that performs gradation display by changing a voltage applied to the liquid crystal and a previous gradation that is an input gradation one frame before and a subsequent gradation that is an input gradation of the next frame, In a liquid crystal display device having a driving device provided with applied gradation emphasizing means that emphasizes an applied gradation value applied to the liquid crystal from the subsequent gradation, an input gradation that is two frames or more before the subsequent gradation Detecting means for detecting a gradation transition pattern from the first gradation to the subsequent gradation, and the gradation transition pattern detected by the detection means includes a case where the subsequent gradation is larger than the previous gradation and the previous gradation The case where the rear gradation is small occurs alternately, and either the case where the rear gradation is larger than the previous gradation or the case where the rear gradation is small relative to the previous gradation, The applied gradation value emphasized by the applied gradation enhancement means is marked. Even in this case, the liquid crystal is within the range of combinations that cannot respond to the subsequent gradation within one frame period, and the other is within one frame period when the applied gradation value emphasized by the applied gradation enhancement means is applied. When the liquid crystal has a pattern within the range of the combination that can respond to the subsequent gradation, the liquid crystal is provided with control means for controlling to reduce the enhancement amount emphasized by the applied gradation enhancement means A display device is used.
[0025]
With this configuration, the amount of emphasis emphasized by the applied tone emphasis unit is reduced with respect to a pattern that is whitened or blackened, and the problem of whitening or blackening is reduced.
[0026]
Further, at this time, the control for decreasing the enhancement amount is to control the application gradation value to be applied to the liquid crystal based on the subsequent gradation without using the application gradation enhancement means. desirable.
[0027]
According to this configuration, when whitening occurs, a gradation greater than the subsequent gradation is not input, and thus the reached gradation does not exceed the subsequent gradation. Similarly, when blackening occurs, since a gradation smaller than the subsequent gradation is not input, the reached gradation does not fall below the subsequent gradation. Therefore, it is possible to prevent whitening or blackening.
[0028]
Further, it is desirable that a detection unit for detecting the temperature of the liquid crystal panel is provided, and a unit for changing the combination pattern based on the temperature of the liquid crystal panel detected by the detection unit.
[0029]
Since the liquid crystal panel has different response characteristics depending on the temperature, the combination range of the pre-gradation and the post-gradation that cannot respond within one frame period that causes whitening or blackening changes with the change of temperature. Therefore, by appropriately adjusting the combination pattern in which the liquid crystal cannot respond to the subsequent gradation within one frame period according to this change, it is possible to prevent whitening or blackening even if the temperature of the liquid crystal panel changes. It is.
[0030]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[Embodiment 1]
Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a functional block diagram illustrating a schematic configuration of the liquid crystal display device according to the first embodiment.
[0031]
The liquid crystal display device 60 mainly includes a liquid crystal panel 61, a common circuit 62, a gradation circuit 63, an LCD controller 64, a frame memory 66, and a VPC (Video Processing Controller) 67.
[0032]
The liquid crystal panel 60 includes a substrate (screen) on which pixels are formed, and has source bus lines and scanning lines arranged in a matrix with respect to the screen. A pixel is formed at each intersection of the source bus line and the scanning line, and a TFT (thin film transistor), a liquid crystal cell, and a predetermined load capacitance are arranged corresponding to each pixel. The liquid crystal cell is connected to the drain of the TFT and a common electrode (common electrode) (not shown) that is common to all the pixels, and this common electrode is connected to the common circuit 62.
[0033]
The common circuit 62 is a circuit that generates a common voltage used by the common electrode, and is connected to the LCD controller 64 in addition to the common electrode.
[0034]
The gradation circuit 63 converts an applied gradation value sent from the LCD controller 64 into an applied voltage, and is provided outside the liquid crystal panel 61 and includes a source driver and a gate driver. The source bus line is connected to a source driver, and the scanning line is connected to a gate driver.
[0035]
The frame memory 66 is a storage device having a capacity capable of storing an input gradation for each pixel included in the liquid crystal panel 61, and is connected to the LCD controller 64 and the VPC 67. When an input gradation for a certain pixel is input from the VPC 67, the input gradation is stored. When an input gradation for the pixel is input from the VPC 67, the stored pixel is synchronized with the input gradation. Is output to the LCD controller 64.
[0036]
The VPC 67 has a function of converting an input image signal into an input gradation signal which is digital data. The VPC 67 is connected to the LCD controller 64 and the frame memory 66, and the digitized input to the LCD controller 64 and the frame memory 66. A gradation signal is output.
[0037]
The LCD controller 64 includes applied gradation emphasizing means 80 that enhances the applied gradation value from the subsequent gradation based on the combination of the previous gradation and the subsequent gradation, and an input three frames or more before the subsequent gradation. The detecting means 81 for detecting a gradation transition pattern from the gradation to the subsequent gradation, and the applied gradation emphasizing means emphasizes depending on whether or not the gradation transition pattern detected by the detecting means is a predetermined pattern. And a control means 82 for performing control for switching the amount of enhancement to be performed.
[0038]
The applied gradation emphasizing means 80 is formed of a memory storing a look-up table (hereinafter referred to as LUT) 75 and a complementary arithmetic element 76.
[0039]
As shown in FIG. 2, this LUT 75 is a matrix of combinations of representative values of the input gradation (post-gradation) based on the input image signal and the representative values of the input gradation (pre-gradation) one frame before. The applied gradation value corresponding to the intersection of the representative values is stored. This applied gradation value stores a gradation value larger than the subsequent gradation when the change in the subsequent gradation (referred to as gradation transition in this specification) with respect to the previous gradation is a rise. When the transition is decay, the gradation value is smaller than the subsequent gradation. Also, a plurality of LUTs 75 are provided, and how much larger or smaller applied gradation value is included with respect to the subsequent gradation (hereinafter referred to as enhancement amount) differs depending on each LUT.
[0040]
The complementary calculation element 76 performs a complementary calculation on the applied gradation values corresponding to the original subsequent gradation and the previous gradation based on the representative values of the subsequent gradation and the previous gradation stored in the LUT 75. For example, it is formed by FPGA (Field-Programmable Gate Array) or GA (Gate Array). The complementary calculation element 76 is connected to the gradation circuit 63, and the applied gradation value obtained by the calculation is sent to the gradation circuit 63.
[0041]
The process of calculating the applied gradation value emphasized from the subsequent gradation by the LUT 75 and the complementary operation element 76 is performed as follows. That is, first, it is determined which representative value of the LUT 75 includes the previous gradation and the subsequent gradation. At this time, when the preceding gradation and the following gradation match the representative value, the applied gradation value corresponding to the representative value is output to the complementary arithmetic element 76, and when it does not match the representative value, the latest representative value is displayed. An applied gradation value corresponding to the combination is selected and output to the complementary arithmetic element 76.
[0042]
Based on the applied gradation value output from the LUT 75, the complementary arithmetic element 76 performs arithmetic processing such as linear interpolation according to the value of the previous gradation and the subsequent gradation, and converts the value of the previous gradation and the subsequent gradation. The corresponding applied gradation value is calculated and output to the gradation circuit 63.
[0043]
Then, the detecting means 81 stores a reference table 83 storing a combination of the previous gradation and the subsequent gradation in which the liquid crystal cannot respond to the subsequent gradation within one frame period, and the second and subsequent frames for the subsequent gradation. A memory 84 that stores in what region the combination of the previous gradation and the subsequent gradation is in (that is, from the (n-2) th frame to the nth frame, where the subsequent gradation is the nth frame); The memory 85 for storing the area change pattern to be whitened or blackened, the area change pattern based on the history stored in the memory 84 and the area change pattern stored in the memory 85, and which LUT 75 is used for which enhancement amount A determination means 86 is provided for determining whether or not to output and outputting it to the control means.
[0044]
The reference table 83 is formed as shown in FIG. 3, and the combination of the previous gradation and the rear gradation in which the liquid crystal cannot respond to the subsequent gradation within one frame period on the rise side is set on the area A and the rise side. The combination of the pre-gradation and the post-gradation that the liquid crystal can respond to the post-gradation within one frame period is the region B, the pre-gradation and the post-gradation that the liquid crystal cannot respond to the post-gradation within one frame period on the decking side. The combination is stored as region C, and the combination of the previous gradation and the rear gradation that the liquid crystal can respond to the subsequent gradation within one frame period on the decking side is stored as region D. Note that if the previous gradation and the rear gradation are the same, they are included in either the region B or the region D. In addition, this range is obtained in advance by experiments or the like, and varies depending on the characteristics of the liquid crystal panel.
[0045]
The memory 84 is, for example, “00” when in the area A, “01” when in the area B, “10” when in the area C, and “11” when in the area D. The past area is converted into a digital signal so as to store gradation transitions of the previous and previous gradations of two frames.
[0046]
As an example of the configuration of the memory 84, as shown in FIG. 4, when the memory capacity is 2 bits and the gradation transition between the n-2 frame and the n-1 frame is the region D, the first bit is used. , “11” is stored in the second bit.
[0047]
When the area of gradation transition between the (n−1) th frame and the nth frame is known, the memory 84 outputs the signal corresponding to the first bit and the second bit to the determination means 86, and then replaces the stored area. The gradation transition region between the (n−1) th frame and the nth frame is stored in the first bit and the second bit. Thereafter, similar control is continued, and control is performed so as to always store data for the previous one-tone transition.
[0048]
The memory 85 stores a region change pattern in which whitening and blackening, which are obtained in advance through experiments or the like, occur. When such whitening and blackening patterns are used in the area of the memory 84, the area C → the area B becomes the whitening pattern and the area A → the area D becomes the blackening pattern.
[0049]
Then, the determination unit 86 refers to the history of the area stored in the memory 84 when the post-gradation (nth frame) is input, and is based on the combination of the nth frame and the (n−1) th frame. It is determined whether or not the region change pattern corresponds to the whitening pattern or the blackening pattern stored in the memory 85 with reference to the region in the gradation transition.
[0050]
When the determination result of the determination unit 86 corresponds to a whitening pattern or a blackening pattern, a flag for transmitting the determination result from the determination unit 86 to the control unit 87 is set.
[0051]
Then, the control unit 87 detects whether or not there is a flag, and if there is a flag, the LUT 75 is switched to a LUT with a small enhancement amount to operate the applied gradation enhancement unit, and when the signal disappears, the enhancement amount again. The applied gradation emphasizing means is controlled to operate by switching to a large LUT.
[0052]
With the above configuration, when a whitening pattern or blackening pattern is input, the LCD controller detects the whitening pattern or blackening pattern and reduces the enhancement amount of the LUT 75, so that whitening or blackening is large. The phenomenon will be diminished without progress.
[0053]
Various modifications can be added to the first embodiment. The modification 1 will be described. In the first embodiment, at least two LUTs, that is, the LUT having a large enhancement amount and the LUT having a small enhancement amount are used in the first embodiment, but an LUT having a small enhancement amount is provided. If the determination means 86 determines that the pattern corresponds to a whitening pattern or a blackening pattern, a modification is made so that the subsequent gradation is output as it is to the gradation circuit 63 without passing through the applied gradation enhancement means. . If formed in this way, when a whitening or blackening pattern is detected, the enhancement amount is set to 0, and whitening or blackening can be effectively suppressed. In this specification, the case where the enhancement amount is reduced includes the case where the enhancement amount is zero.
[0054]
Also, in the second modification, instead of the LUT with the small enhancement amount provided in the first embodiment, the enhancement amount of the LUT with the large enhancement amount is multiplied by a coefficient smaller than 1 to reduce the enhancement amount. Is added. Even if it forms in this way, it is possible to suppress whitening or blackening.
[0055]
Furthermore, in the third modification, the region change pattern is determined with reference to the gradation transition between the previous two frames in the first embodiment, but the modification is made so that the region change pattern is equal to or more than the previous three frames. Even if it forms in this way, it is possible to suppress whitening or blackening.
[0056]
[Embodiment 2]
According to the configuration described in the first embodiment, whitening or blackening can be prevented with high accuracy, but the configuration is slightly complicated. Therefore, a configuration for obtaining the same effect in a pseudo manner while simplifying the circuit configuration will be described below. In addition, about the structure similar to Embodiment 1, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.
[0057]
FIG. 5 is a functional block diagram of the liquid crystal display device according to the second embodiment. The difference between the first embodiment and the second embodiment is the configuration of the reference table 83, the memory 84, and the memory 85.
[0058]
The reference table 93 according to the second embodiment is formed as shown in FIG. 6 and is a case where both the previous gradation and the subsequent gradation are in a predetermined gradation range such as 0 to 128 gradation. In this case, the region E in which the gradation transition is in the rise is the region E, the region in which the gradation transition is in the decay is the region F, and the other case is the region G. In addition, when the previous gradation and the rear gradation are the same, they are included in the region G. The predetermined gradation range here refers to a combination of gradation transitions in which either the rise or the decay cannot respond within one frame and the other can respond, as a result of testing the response characteristics of the liquid crystal panel in advance. A set is selected as the gradation transition range.
[0059]
The memory 94 converts the past area into a digital signal such as “00” in the area E, “01” in the area F, “10” in the area G, and the like. It is formed so as to store in which region the gradation transition between the gradation before the frame and the gradation before is present.
[0060]
Similarly to the memory 84, the memory 94 has a memory capacity of 2 bits. For example, the transition of gradation between the (n-2) th frame and the (n-1) th frame when the subsequent gradation is the nth frame is the region G. In this case, “10” is stored in the first bit and the second bit.
[0061]
When the gradation transition region between the (n−1) th frame and the nth frame is known, the memory 94 outputs the signal in the first bit and the second bit to the determination means 86 and then replaces the stored region. The gradation transition region between the (n−1) th frame and the nth frame is stored in the first bit and the second bit. Thereafter, similar control is continued, and control is performed so as to always store data for the previous one-tone transition.
[0062]
Further, the memory 95 stores a region change pattern in which whitening and blackening, which are obtained in advance through experiments or the like, occur. Such a whitening and blackening pattern using the region of the reference table 93 is a pattern in which the region F → the region E is whitened when the region F is a gradation transition that cannot respond within one frame period. If this is the case and the region E is a gradation transition that cannot respond within one frame period, the region E → the region F corresponds to a pattern in which blackening occurs.
[0063]
Then, the determination means 86 refers to the area change history stored in the memory 94 when the subsequent gradation (the nth frame) is input, and compares the nth frame with the (n−1) th frame. It is determined whether the area change pattern corresponds to the whitening pattern or the blackening pattern stored in the memory 95 by referring to the area change in the gradation transition.
[0064]
When the gradation transition determination result corresponds to a whitening pattern or a blackening pattern, a flag for transmitting the determination result from the determination unit 86 to the control unit 87 is set.
[0065]
Then, the control means 87 detects whether or not there is a flag, and if there is a flag, the LUT 75 is switched to a LUT with a small enhancement amount to operate the applied gradation enhancement means. Control is performed so that the applied tone emphasis means operates by switching to a large LUT.
[0066]
Even in such a configuration, as in the first embodiment, when a whitening or blackening pattern is input, it can be detected and whitening or blackening can be prevented.
[0067]
Further, in the second embodiment, it is determined whether the allocation of the range of the reference table 93 is a rise or a decay, and is determined by whether or not both the previous gradation and the subsequent gradation are within a predetermined gradation range. Therefore, it can be formed with an easy circuit configuration.
[0068]
Of course, in the second embodiment, the same modification as that of the first embodiment can be applied.
[0069]
[Embodiment 3]
The second embodiment can be modified to further simplify the circuit configuration. This modification will be described as a third embodiment.
[0070]
Depending on the characteristics of the liquid crystal panel, there is a case where either the rise or the decay always has a characteristic that the target gradation cannot be reached within one frame period.
[0071]
For a liquid crystal panel that can be determined to have such characteristics, as shown in FIG. 7, the reference table 93 and the memory 95 provided in the second embodiment are eliminated, and the post-gradation is replaced with the memory 94. Is provided with a memory 98 for storing whether the gradation transition of the (n-2) th frame and the (n-1) th frame (= previous gradation) was rise or decay.
[0072]
Then, when the rear gradation (the nth frame) is input, the determination unit 86 performs the gradation transition between the n−2th frame and the previous gradation (the n−1th frame) stored in the memory 98. A determination is made with reference to this, and a flag for transmitting the determination result to the control means 87 is set.
[0073]
This determination method will be described. If the gradation transition cannot reach the target gradation when the characteristic of the liquid crystal panel is decaying, the gradation transition stored in the memory 98 is decaying, and When the gradation transition is rise, it is determined that the pattern is a whitening pattern.
[0074]
On the other hand, when the characteristic of the liquid crystal panel is rise, and the gradation transition cannot reach the target gradation, the gradation transition stored in the memory 98 is rise and the next gradation transition is If it is a decay, it is determined that the pattern is black.
[0075]
Then, the control unit 87 detects whether or not there is a flag, and if there is a flag, the LUT 75 is switched to a LUT with a small enhancement amount to operate the applied gradation enhancement unit, and when the signal disappears, the enhancement amount again. The applied gradation emphasizing means is controlled to operate by switching to a large LUT.
[0076]
With the configuration described above, it is possible to prevent whitening or blackening simply by storing the result of gradation transition between two frames before and the previous gradation, so that a very easy configuration can be achieved.
[0077]
Note that the modification described in the first embodiment can be applied to the third embodiment as well.
[0078]
[Embodiment 4]
Next, a fourth embodiment will be described. As described above, the response characteristic of the liquid crystal panel 61 has temperature dependence. Therefore, when the temperature of the liquid crystal panel 61 decreases, the area stored in the reference table 83 or 93 may change. Therefore, the temperature detecting means 40 for detecting the temperature of the liquid crystal panel 61 and the temperature detecting means 40 In the fourth embodiment, the microcomputer 41 that provides the detected result to the LCD controller 64 is provided, and the area of the reference table 83 or the area of the reference table 93 is changed according to the temperature of the liquid crystal panel 61.
[0079]
FIG. 8 shows a functional block diagram when the temperature detection means 40 and the microcomputer 41 are attached to the second embodiment. When the temperature of the liquid crystal panel 61 rises in this configuration, the area of the reference table 93 is changed. Will be described with a specific example.
[0080]
Assuming that the example of the reference table 93 shown in FIG. 6 is an example of a certain liquid crystal panel at 10 ° C., the response speed of the liquid crystal panel increases as the temperature rises, and one frame period follows the temperature change. The area that cannot respond is decreasing. In the example of the same liquid crystal panel as in the example of FIG. 6 at 40 ° C., the region E and the region F that cannot respond within one frame period are as shown in FIG. 9, and either rise or decay is one frame. The gradation transition region in which one cannot respond and the other can respond changes from 0 to 64 gradations.
[0081]
Accordingly, a plurality of reference tables 93 that are changed according to temperature changes are prepared and used by switching according to the temperature detection result, or rise when determining the region E or region G of the reference table 93 The reference table 93 is made to follow the temperature change by switching the gradation transition range in which either one of the decays cannot respond within one frame and the other can respond. As a result, even when the temperature of the liquid crystal panel changes, whitening or blackening can be prevented accurately, and high-speed response to a gradation transition range where whitening or blackening does not occur is not impaired.
[0082]
This technical idea can also be applied to the first embodiment. In the first embodiment, a plurality of reference tables 83 that are changed according to temperature changes are prepared, and the reference table 83 is used by switching according to the temperature detection result. Further, it can be configured to prevent whitening or blackening.
[0083]
This technical idea can also be applied to the third embodiment. As described in the third embodiment, the characteristic that the target gradation cannot be reached within one frame period for either rise or decay is usually the case when the liquid crystal panel is at a low temperature such as 5 ° C. or lower. Often occurs. Therefore, the temperature detection means for detecting the temperature of the liquid crystal panel is provided, and when the temperature is equal to or higher than the predetermined temperature, the third embodiment is not used. If the circuit is switched to use the circuit No. 3, the temperature characteristics of the liquid crystal panel can be followed, which is even better.
[0084]
At this time, the third embodiment and the second embodiment may be switched according to the temperature.
[0085]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, since the amount of enhancement emphasized by the applied tone emphasizing unit is reduced with respect to a pattern that is whitened or blackened, the problem of whitening or blackening is reduced.
[0086]
In addition, the apparatus further includes a temperature detection unit that detects the temperature of the liquid crystal panel, and further includes a unit that changes a pattern for determining that whitening or blackening occurs based on the temperature of the liquid crystal panel detected by the temperature detection unit. Whitening or blackening can be prevented with high accuracy, and high-speed response to a gradation transition range in which whitening or blackening does not occur is not impaired.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a functional block diagram showing a schematic configuration of a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing an LUT according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an explanatory diagram of a reference table according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a storage state of the memory 84 according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 5 is a functional block diagram illustrating a schematic configuration of a liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention;
FIG. 6 is an explanatory diagram of a reference table according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a functional block diagram illustrating a schematic configuration of a liquid crystal display device according to a third embodiment of the present invention;
FIG. 8 is a functional block diagram illustrating a schematic configuration of a liquid crystal display device according to a fourth embodiment of the present invention;
FIG. 9 is an explanatory diagram of a reference table according to the fourth embodiment of the present invention.
FIG. 10 is an explanatory diagram showing measured values of gradations that the liquid crystal actually reaches within one frame period when a liquid crystal panel is overshoot driven at a low temperature.
11 is an explanatory diagram showing an LUT used when overshoot driving the liquid crystal panel of FIG.
FIG. 12 is a diagram showing, on the LUT in FIG. 11, a combination range of gradation changes that cannot be responded within one frame period and a combination range of gradation changes that can be responded within one frame period, divided into a rise side and a decay side. FIG.
[Explanation of symbols]
60 Liquid crystal display device
61 LCD panel
62 Common circuit
63 gradation circuit
64 LCD controller
66 Frame memory (FM)
67 VPC
75 Look-up table (LUT)
76 Complementary computing elements
80 Applied tone enhancement means
81 Detection means
82 Control means
83 Reference table memory
84 memory
85 memory
86 Judgment means

Claims

The liquid crystal panel that performs gradation display by changing the voltage applied to the liquid crystal, and the liquid crystal based on the combination of the previous gradation that is the input gradation one frame before and the subsequent gradation that is the input gradation of the next frame In a liquid crystal display device having a driving device provided with applied gradation emphasizing means that emphasizes the applied gradation value applied to the above-mentioned subsequent gradation,
Detection means for detecting a gradation transition pattern from an input gradation to a subsequent gradation two frames or more before the subsequent gradation is provided, and the gradation transition pattern detected by the detection means corresponds to the previous gradation. When the rear gradation is large and the rear gradation is smaller than the previous gradation , and the liquid crystal has a pattern that cannot respond to the subsequent gradation within one frame period. Is a liquid crystal display device comprising control means for performing control to reduce the enhancement amount emphasized by the applied gradation enhancement means.

The liquid crystal panel that performs gradation display by changing the voltage applied to the liquid crystal, and the liquid crystal based on the combination of the previous gradation that is the input gradation one frame before and the subsequent gradation that is the input gradation of the next frame In a liquid crystal display device having a driving device provided with applied gradation emphasizing means that emphasizes the applied gradation value applied to the above-mentioned subsequent gradation,
Detection means for detecting a gradation transition pattern from an input gradation to a subsequent gradation two frames or more before the subsequent gradation is provided, and the gradation transition pattern detected by the detection means corresponds to the previous gradation. The case where the rear gradation is large and the case where the rear gradation is small relative to the previous gradation occur alternately, and the case where the rear gradation is larger than the previous gradation and the previous gradation Even if the applied gradation value emphasized by the applied gradation emphasizing means is applied, either one of the cases where the subsequent gradation is small is within the range of the combination in which the liquid crystal cannot respond to the subsequent gradation within one frame period. And the other is a pattern in a combination range in which the liquid crystal can respond to the subsequent gradation within one frame period when the applied gradation value emphasized by the applied gradation enhancement means is applied. Decrease the amount of emphasis by the applied tone emphasis means The liquid crystal display device characterized by comprising control means for controlling so as to.

2. The control for reducing the amount of emphasis controls the application gradation value to be applied to the liquid crystal based on the subsequent gradation without using the application gradation enhancement means. Item 3. A liquid crystal display device according to Item 2.

A temperature detection means for detecting the temperature of the liquid crystal panel, and a combination range of gradation values in which the liquid crystal cannot respond within one frame period of the applied gradation enhancement means based on the temperature of the liquid crystal panel detected by the temperature detection means 4. The liquid crystal display device according to claim 1, further comprising means for changing a combination range of gradation values that can be responded to . 5.