JP5259134B2 - 表示装置の駆動装置及びその映像信号の補正方法 - Google Patents

Description

本発明は、表示装置の駆動装置及びその映像信号の補正方法に関する。

液晶表示装置は、現在、最も広く用いられている平板表示装置のうちの一つであって、画素電極と共通電極など電場生成電極が形成されている２枚の表示板と、その間に挿入されている液晶層とからなり、電場生成電極に電圧を印加して液晶層に電場を生成し、これを通じて液晶層の液晶分子の配向を決定し、入射光の偏光を制御することによって映像を表示する。

液晶表示装置は、また、各画素電極に接続されているスイッチング素子、及びスイッチング素子を制御して画素電極に電圧を印加するためのゲート線とデータ線など複数の信号線を含む。

このような液晶表示装置は、コンピュータの表示装置だけでなく、テレビなどの表示画面としても広く用いられていることによって、動映像を表示する必要が高まっている。しかし、液晶表示装置は、液晶の応答速度が遅いため、動画像を表示することが難しい。

つまり、液晶分子の応答速度が遅いため、液晶キャパシタに充電される電圧が目標電圧、つまり、所望の輝度を得ることのできる電圧まで到達するには所定の時間がかかり、この時間は液晶キャパシタに直前に充電されていた電圧との差によって変わる。したがって、例えば、目標電圧と直前電圧との差が大きい場合、最初から目標電圧のみを印加すれば、スイッチング素子がターンオンされている時間の間に目標電圧に到達できないことがある。

一方、このような液晶表示装置、特に垂直電界を用いる液晶表示装置の場合、視野角によって液晶の光学位相遅延（ｏｐｔｉｃａｌ ｐｈａｓｅ ｒｅｔａｒｄａｔｉｏｎ）が変わって、正面における光透過率特性が側面における光透過率特性と異なるので、正面における視認性特性と側面における視認性特性が異なるようになる。

例えば、液晶表示装置において、各階調別に光の透過率を測定してみれば、低い階調のときには側面に行くほど光透過率が増加する反面、高い階調のときには側面に行くほど光透過率が減少する。このように、視野角による光透過率の差によって側面に行くほど各階調間の透過率の差が減少して視認性が悪くなる。

側面における視認性の減少を減らすための方案として、一つの画素を二つの副画素に分割し、一つの副画素には正常電圧を印加し、他の副画素にはそれより小さい電圧を印加するか、または大きい電圧を印加して、液晶キャパシタに充電される電圧を相異なるようにすることで、視認性を向上させる方法が提示された。

しかし、一つの副画素を二つの副画素に分割する方法は、各階調に合う電圧を正確に決めることが困難であるため、視認性の改善に限界がある。
特開2005-164937号公報

本発明が目的とする技術的課題は、液晶表示装置の画質を向上させることである。

本発明１による表示装置の駆動装置は、複数の画素を含む表示装置の駆動装置であって、前記画素に対応する現在映像信号を、前記現在映像信号と前記現在映像信号の１つ前のフレームの映像信号である直前映像信号との差によって第１補正信号（Ｉ _Ｎ ’）に変換する第１補正部、前記画素に対応する前記第１補正信号（Ｉ _Ｎ ’）を第１出力映像信号（Ｈ _Ｎ ）及び第２出力映像信号（L _Ｎ ）に変換する第２補正部、前記画素の周辺の階調変化の度合いを表す境界変数（α _Ｎ ）を出力する境界検出部、及び、前記境界検出部の出力に基づいて前記第１出力映像信号の変換信号（Ａ _Ｎ ）及び第２出力映像信号の変換信号（Ｂ _Ｎ ）を形成する第１演算部を有し、前記第１出力映像信号の変換信号（Ａ _Ｎ ）及び前記第２出力映像信号の変換信号（Ｂ _Ｎ ）は下記の（式１）を満たし、前記第１出力映像信号に対応するガンマ曲線と前記第２出力映像信号に対応するガンマ曲線との平均は、前記画素に対応する映像信号に対応するガンマ曲線と一致することを特徴とする。
（式１）
Ａ _Ｎ ＝Ｉ _Ｎ ’＋α _Ｎ （Ｈ _Ｎ −Ｉ _Ｎ ’）
Ｂ _Ｎ ＝Ｉ _Ｎ ’＋α _Ｎ （Ｌ _Ｎ −Ｉ _Ｎ ’）
映像信号から第１出力映像信号及び第２出力映像信号を生成し、例えば１フレームを２つのフィールドに分けて第１及び第２出力映像信号を印加することで、液晶キャパシタに充電される電圧を変化させて側面視認性を改善することができるとともに、例えば焼き付きや，フリッカーなどを防ぐことができるというインパルス駆動の効果を得ることができる。

第１出力映像信号及び第２出力映像信号を、境界検出部の出力に基づいて変化させることで、画面の境界がない場合には、フリッカー現象を抑制しつつ液晶の応答速度を速くし、画面の境界がある場合には、ブラーリング現象を抑制しつつ液晶の応答速度を早くすることができる。なお、ブラーリング現象とは、液晶分子の動作速度が遅いために、画面の境界部分がシャープにならずぼけて表示されることを意味する。

互いに隣接するフレームの映像信号の差に基づいて第１補正信号を生成する。そして、その第１補正信号に基づいて電圧を印加することで、目標電圧への到達を早くして液晶の応答速度を速めることができる。

また、第１補正信号から第１出力映像信号及び第２出力映像信号を生成し、例えば１フレームを２つのフィールドに分けて第１及び第２出力映像信号を印加することで、液晶キャパシタに充電される電圧を変化させて側面視認性を改善することができるとともに、例えば焼き付きや，フリッカーなどを防ぐことができるというインパルス駆動の効果を得ることができる。

第１出力映像信号及び第２出力映像信号を、境界検出部の出力に基づいて変化させることで、画面の境界がない場合には、フリッカー現象を抑制しつつ液晶の応答速度を速くし、画面の境界がある場合には、ブラーリング現象を抑制しつつ液晶の応答速度を早くすることができる。

発明２は、発明１において、前記画素の周辺の階調変化がない場合、前記第１出力映像信号の変換信号と前記第２出力映像信号の変換信号は、前記映像信号と同一である。

画面の境界がない場合には、フリッカー現象を抑制することができる。

本発明３による表示装置の駆動装置は、複数の画素を含む表示装置の駆動装置であって、前記画素に対応する現在映像信号を、前記現在映像信号と前記現在映像信号の１つ前のフレームの映像信号である直前映像信号との差によって第１補正信号（Ｉ _Ｎ ’）に変換する第１補正部、前記画素に対応する前記現在映像信号及び前記直前映像信号を利用して、前記現在映像信号を第１出力映像信号（ＱＨ _Ｎ ）及び第２出力映像信号（ＱＬ _Ｎ ）に変換する第２補正部、前記画素の周辺の階調変化の度合いを表す境界変数（α _Ｎ ）を出力する境界検出部、及び、前記境界検出部の出力に基づいて前記第１出力映像信号の変換信号（Ｃ _Ｎ ）及び第２出力映像信号（Ｄ _Ｎ ）の変換信号を形成する第１演算部を有し、前記第１出力映像信号の変換信号（Ｃ _Ｎ ）及び前記第２出力映像信号の変換信号（Ｄ _Ｎ ）は下記の（式２）を満たし、前記第１出力映像信号に対応するガンマ曲線と前記第２出力映像信号に対応するガンマ曲線との平均は、前記画素に対応する映像信号に対応するガンマ曲線と一致することを特徴とする。
（式２）
Ｃ _Ｎ ＝Ｉ _Ｎ ’＋α _Ｎ （ＱＨ _Ｎ −Ｉ _Ｎ ’）
Ｄ _Ｎ ＝Ｉ _Ｎ ’＋α _Ｎ （ＱＬ _Ｎ −Ｉ _Ｎ ’）
互いに隣接するフレームの映像信号の差に基づいて第１補正信号を生成する。そして、その第１補正信号に基づいて電圧を印加することで、目標電圧への到達を早くして液晶の応答速度を速めることができる。

また、映像信号から第１出力映像信号及び第２出力映像信号を生成し、例えば１フレームを２つのフィールドに分けて第１及び第２出力映像信号を印加することで、液晶キャパシタに充電される電圧を変化させて側面視認性を改善することができるとともに、例えば焼き付きや，フリッカーなどを防ぐことができるというインパルス駆動の効果を得ることができる。

第１出力映像信号及び第２出力映像信号を、境界検出部の出力信号に基づいて変化させることで、画面の境界がない場合には、フリッカー現象を抑制しつつ液晶の応答速度を速くし、画面の境界がある場合には、ブラーリング現象を抑制しつつ液晶の応答速度を早くすることができる。

発明４は、発明３において、前記画素の周辺の階調変化がない場合、前記第１出力映像信号の変換信号と前記第２出力映像信号の変換信号は、前記映像信号と同一である。

画面の境界がない場合には、フリッカー現象を抑制することができる。

前記境界検出部は、前記画素間の階調差の程度を演算する第２演算部、及び前記第２演算部から前記階調差の程度に対する情報を受けて境界変数を算出するスケール調整部を有することができる。

前記第１出力映像信号の変換信号及び前記第２出力映像信号の変換信号のうちのいずれか一つを交互に選択して出力するマルチプレクサさらに有することができる。

前記第１出力映像信号の変換信号は、前記第２出力映像信号の変換信号より大きくてもよい。

本発明５による表示装置の駆動装置は、発明１〜４のいずれか１つにおいて、前記現在映像信号は、第１周波数で入力され、前記第１出力映像信号の変換信号及び前記第２出力映像信号の変換信号）は交互に前記第１周波数より大きい第２周波数で出力されることを特徴とする。

発明６は、発明５において、前記第２周波数は、前記第１周波数の２倍であることを特徴とする。

発明７は、発明５において、前記画素の周辺の階調変化がある場合、前記第１出力映像信号の変換信号は前記第２出力映像信号の変換信号と異なり、前記画素の周辺の階調変化がない場合、前記第１出力映像信号の変換信号と前記第２出力映像信号の変換信号とが同一である。

発明８は、発明７において、前記第１出力映像信号は、前記第２出力映像信号より大きくてもよい。

ここで、前記信号制御部は、前記入力映像信号を直前フレームの入力映像信号と比較して第１予備補正信号に変換し、前記入力映像信号を上位信号と下位信号とを含む第２予備補正信号に補正したり、前記第１予備補正信号を上位信号と下位信号とを含む第３予備補正信号に変換したりし、前記第１予備補正信号及び第２予備補正信号または前記第１予備信号及び第３予備信号に映像の境界検出結果を反映して前記第１出力信号及び第２出力信号を生成することができる。

ここで、前記下位信号の階調は０であり得る。

ここで、前記入力映像信号が直前フレームの入力映像信号より所定値以上大きい場合、前記第１予備補正信号は前記入力映像信号より大きくてもよい。

ここで、前記第２予備信号の下位信号は、前記第３予備信号の下位信号より低いことがある。

ここで、前記第３予備信号の前記上位信号と前記下位信号による前記画素の光量の合計は、前記第１予備補正信号による前記画素の光量の合計と同一であり得る。

ここで、前記入力映像信号Ｉ_Ｎから変換された前記第１出力映像信号Ａ_Ｎと前記第２出力映像信号Ｂ_Ｎは、Ａ_Ｎ＝Ｉ_Ｎ’＋α_Ｎ（Ｈ_Ｎ−Ｉ_Ｎ’）Ｂ_Ｎ＝Ｉ_Ｎ’＋α_Ｎ（Ｌ_Ｎ−Ｉ_Ｎ’）[但し、Ｉ_Ｎ’は前記第１予備補正信号であり、α_Ｎは境界変数であり、Ｈ_Ｎ及びＬ_Ｎは各々前記第２または第３予備補正信号の上位信号及び下位信号である。]を満たすことができる。

ここで、前記信号制御部は、前記入力映像信号をフレーム単位で記憶するフレームメモリ、前記入力映像信号を行単位で記憶する行メモリ、及び前記フレームメモリ及び前記行メモリから前記入力映像信号を受けて前記第１出力映像信号及び第２出力映像信号を生成する映像信号補正部を有することができる。

ここで、前記映像信号補正部は、直前フレームの入力映像信号に基づいて前記入力映像信号を前記第１予備補正信号に変換する第１予備補正部、前記入力映像信号または前記第１予備補正信号を前記第２予備補正信号に変換する第２予備補正部、前記入力映像信号に基づいて境界変数を検出する境界検出部、前記第１予備補正信号、前記第２予備補正信号の上位信号、前記第２予備補正信号の下位信号、及び前記境界変数に基づいて前記第１出力映像信号及び第２出力映像信号を演算する第１演算部、及び前記第１演算部から前記第１出力映像信号及び第２出力映像信号を交互に選択して出力するマルチプレクサを含むことができる。

ここで、前記境界検出部は、前記画素間の階調差の程度を演算する第２演算部、及び前記第２演算部から階調差の程度に対する情報を受けて前記境界変数を算出するスケール調整部を有することができる。

また、表示装置の映像信号の補正方法は、各画素の直前映像信号及び現在映像信号を読み取る段階、前記直前映像信号に基づいて現在映像信号を補正して第１予備補正信号を算出する段階、前記入力映像信号または前記第１予備補正信号に基づいて第２予備補正信号の上位信号及び下位信号を決定する段階、前記現在映像信号に基づいて前記各画素が映像の境界地域にあるか否かを判断する段階、映像の境界地域にない画素に対しては、前記第１予備補正信号を第１出力映像信号及び第２出力映像信号として２回出力する段階、及び映像の境界地域にある画素に対しては、前記第１予備補正信号、前記第２予備補正信号の上位信号、前記第２予備補正信号の下位信号、及び前記境界変数によって第１出力映像信号及び第２出力映像信号を生成して交互に出力する段階を有し、前記出力映像信号のフレーム周波数は前記現在映像信号のフレーム周波数より大きい。

ここで、前記出力映像信号のフレーム周波数は、前記現在映像信号のフレーム周波数の２倍であり得る。

ここで、前記第２予備補正信号の上位信号は前記第１予備補正信号より大きく、前記第２予備補正信号の下位信号は前記第１予備補正信号より小さく、前記第２予備補正信号の上位信号及び下位信号による前記画素の光量の合計は、前記第１予備補正信号による光量と実質的に同一であり得る。

ここで、前記下位信号の階調は、０であり得る。

ここで、前記入力映像信号が直前フレームの入力映像信号より所定値以上大きい場合、前記第１予備補正信号は前記入力映像信号より大きくてもよい。

ここで、前記第１出力映像信号は、前記第２出力映像信号より大きくてもよい。

ここで、前記入力映像信号Ｉ_Ｎから変換された前記第１出力映像信号ＡＧ_Ｎと前記第２出力映像信号ＢＧ_Ｎは、Ａ_Ｎ＝Ｉ_Ｎ’＋α_Ｎ（Ｈ_Ｎ−Ｉ_Ｎ’）、Ｂ_Ｎ＝Ｉ_Ｎ’＋α_Ｎ（Ｌ_Ｎ−Ｉ_Ｎ’）[但し、Ｉ_Ｎ’は前記第１予備補正信号であり、α_Ｎは境界変数であり、Ｈ_Ｎ及びＬ_Ｎは各々前記第２予備補正信号の上位信号及び下位信号である。]を満たすことができる。

本発明によれば、液晶表示装置の画質を向上させる。

添付した図面を参照して、本発明の実施形態について本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳細に説明する。しかし、本発明は多様な相異な形態で実現でき、ここに説明する実施形態に限定されない。

図面において、種々の層及び領域を明確に表現するために厚さを拡大して示した。明細書の全体にわたって類似する部分については同一の図面符号を付けた。層、膜、領域、板などの部分が他の部分の“上”にあるとするとき、これは他の部分の“すぐ上”にある場合だけでなく、その中間に他の部分がある場合も含む。逆に、ある部分が他の部分の“すぐ上”にあるとするときには、中間に他の部分がないことを意味する。

次に、本発明の表示装置の駆動装置及びその映像信号の補正方法について、図１及び図２を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態による液晶表示装置のブロック図であり、図２は、本発明の一実施形態による液晶表示装置における一つの画素の等価回路図である。

図１を参照すれば、本発明の一実施形態による液晶表示装置は、液晶表示板組立体（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｐａｎｅｌ ａｓｓｅｍｂｌｙ）３００、ゲート駆動部４００、データ駆動部５００、階調電圧生成部８００、及び信号制御部６００を有する。

液晶表示板組立体３００は、等価回路から見れば、複数の信号線Ｇ_１〜Ｇ_ｎ、Ｄ_１〜Ｄ_ｍと、これに接続され、ほぼ行列状に配列された複数の画素ＰＸとを含む。反面、図２に示す構造から見れば、液晶表示板組立体３００は、互いに対向する下部表示板１００及び上部表示板２００と、その間に入っている液晶層３とを含む。

信号線Ｇ_１〜Ｇ_ｎ、Ｄ_１〜Ｄ_ｍは、ゲート信号（“走査信号”ともいう）を伝達する複数のゲート線Ｇ_１〜Ｇ_ｎと、データ電圧を伝達する複数のデータ線Ｄ_１〜Ｄ_ｍとを含む。ゲート線Ｇ_１〜Ｇ_ｎはほぼ行方向にのび、互いにほとんど平行し、データ線Ｄ_１〜Ｄ_ｍはほぼ列方向にのび、互いにほとんど平行する。

各画素ＰＸ、例えば、ｉ番目（ｉ＝１、２、…、ｎ）ゲート線Ｇ_ｉと、ｊ番目（ｊ＝１、２、…、ｍ）データ線Ｄ_ｊとに接続された画素ＰＸは、信号線Ｇ_ｉ、Ｄ_ｊに接続されたスイッチング素子Ｑと、これに接続された液晶キャパシタ（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｃａｐａｃｉｔｏｒ）Ｃｌｃと、ストレージキャパシタ（ｓｔｏｒａｇｅ ｃａｐａｃｉｔｏｒ）Ｃｓｔとを含む。ストレージキャパシタＣｓｔは必要に応じて省略できる。

スイッチング素子Ｑは、下部表示板１００に備えられている薄膜トランジスタなどの三端子素子であって、その制御端子はゲート線Ｇ_ｉと接続されており、入力端子はデータ線Ｄ_ｊと接続されており、出力端子は液晶キャパシタＣｌｃ及びストレージキャパシタＣｓｔと接続されている。

液晶キャパシタＣｌｃは、下部表示板１００の画素電極１９１と上部表示板２００の共通電極２７０とを二つの端子とし、二つの電極１９１、２７０の間の液晶層３は誘電体として機能する。画素電極１９１はスイッチング素子Ｑと接続され、共通電極２７０は上部表示板２００の全面に形成され、共通電圧Ｖｃｏｍの印加を受ける。図２とは異なって、共通電極２７０が下部表示板１００に備えられる場合もあり、この時には、二つの電極１９１、２７０のうちの少なくとも一つを線状または棒状に作ることができる。

液晶キャパシタＣｌｃの補助的な役割を果たすストレージキャパシタＣｓｔは、下部表示板１００に具備された別個の信号線（図示せず）と画素電極１９１とが絶縁体を間に置いて重畳してなり、この別個の信号線には共通電圧Ｖｃｏｍなどの決められた電圧が印加される。しかし、ストレージキャパシタＣｓｔは、画素電極１９１が絶縁体を媒介としてすぐ上の前段ゲート線Ｇ_ｉ〜１と重畳して形成できる。

一方、色表示を実現するためには、各画素ＰＸが基本色（ｐｒｉｍａｒｙ ｃｏｌｏｒ）のうちの一つを固有に表示したり（空間分割）、各画素（ＰＸ）が時間によって交互に基本色を表示するように（時間分割）したりして、これら基本色の空間的、時間的な合計によって所望の色相が認識されるようにする。基本色の例としては、赤色、緑色、青色など三原色がある。図２は、空間分割の一例として、各画素ＰＸが画素電極１９１に対応する上部表示板２００の領域に基本色のうちの一つを示すカラーフィルタ２３０を備えることを示している。図２とは異なって、カラーフィルタ２３０は下部表示板１００の画素電極１９１上または下に設けてもよい。

液晶表示板組立体３００には少なくとも一つの偏光子（図示せず）が備えられている。

再び図１を参照すれば、階調電圧生成部８００は、画素ＰＸの透過率に関連する全体階調電圧または限定された数の階調電圧（以下、“基準階調電圧”という）を生成する。（基準）階調電圧は、共通電圧Ｖｃｏｍに対して正の値を有するものと、負の値を有するものとを含むことができる。

ゲート駆動部４００は、液晶表示板組立体３００のゲート線Ｇ_１〜Ｇ_ｎと接続され、ゲートオン電圧Ｖｏｎとゲートオフ電圧Ｖｏｆｆとの組み合わせからなるゲート信号をゲート線Ｇ_１〜Ｇ_ｎに印加する。

データ駆動部５００は、液晶表示板組立体３００のデータ線Ｄ_１〜Ｄ_ｍと接続されており、階調電圧生成部８００からの階調電圧を選択し、これをデータ電圧としてデータ線Ｄ_１〜Ｄ_ｍに印加する。しかし、階調電圧生成部８００が階調電圧を全て提供することではなく、限定された数の基準階調電圧のみを提供する場合に、データ駆動部５００は基準階調電圧を分圧して所望のデータ電圧を選択する。

信号制御部６００は、ゲート駆動部４００及びデータ駆動部５００などを制御する。

このような駆動装置４００、５００、６００、８００各々は、少なくとも一つの集積回路チップの形態で液晶表示板組立体３００上に直接装着されてもよく、フレキシブル印刷回路膜（ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ ｆｉｌｍ）（図示せず）上に装着されてＴＣＰ（ｔａｐｅ ｃａｒｒｉｅｒ ｐａｃｋａｇｅ）の形態で液晶表示板組立体３００に付着されてもよく、別途の印刷回路基板（ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ ｂｏａｒｄ）（図示せず）上に装着されてもよい。これとは異なって、これら駆動装置４００、５００、６００、８００が、信号線Ｇ_１〜Ｇ_ｎ、Ｄ_１〜Ｄ_ｍ及び薄膜トランジスタスイッチング素子Ｑなどと共に液晶表示板組立体３００に集積されることもできる。また、駆動装置４００、５００、６００、８００は単一チップで集積でき、この場合、これらのうちの少なくとも一つまたはこれらをなす少なくとも一つの回路素子が単一チップの外側にあり得る。

以下、このような液晶表示装置の動作について詳細に説明する。

信号制御部６００は、外部のグラフィック制御機（図示せず）から入力映像信号Ｒ、Ｇ、Ｂ及びその表示を制御する入力制御信号を受信する。入力映像信号Ｒ、Ｇ、Ｂは、各画素ＰＸの輝度（ｌｕｍｉｎａｎｃｅ）情報を含んでおり、輝度は決められた数、例えば、１０２４（＝２^１０）、２５６（＝２^８）または６４（＝２^６）個の階調（ｇｒａｙ）を有している。入力制御信号の例としては、垂直同期信号Ｖｓｙ_Ｎｃ、水平同期信号Ｈｓｙ_Ｎｃ、メインクロックＭＣＬＫ、及びデータイネーブル信号ＤＥなどがある。

信号制御部６００は、入力映像信号Ｒ、Ｇ、Ｂと入力制御信号に基づいて入力映像信号Ｒ、Ｇ、Ｂを液晶表示板組立体３００の動作条件に合うように適切に処理し、ゲート制御信号ＣＯＮＴ１及びデータ制御信号ＣＯＮＴ２などを生成した後、ゲート制御信号ＣＯＮＴ１をゲート駆動部４００に送信し、データ制御信号ＣＯＮＴ２と処理した映像信号ＤＡＴをデータ駆動部５００に送信する。

ゲート制御信号ＣＯＮＴ１は、走査の開始を指示する走査開始信号ＳＴＶと、ゲートオン電圧Ｖｏｎの出力周期を制御する少なくとも一つのクロック信号とを含む。ゲート制御信号ＣＯＮＴ１は、また、ゲートオン電圧Ｖｏｎの持続時間を限定する出力イネーブル信号ＯＥをさらに含むことができる。

データ制御信号ＣＯＮＴ２は、一つの行の画素ＰＸに対するデジタル映像信号の伝送開始を知らせる水平同期開始信号ＳＴＨと、データ線Ｄ_１〜Ｄ_ｍにアナログデータ電圧の印加を指示するロード信号ＬＯＡＤと、データクロック信号ＨＣＬＫとを含む。データ制御信号ＣＯＮＴ２は、また、共通電圧Ｖｃｏｍに対するデータ電圧の極性（以下、“共通電圧に対するデータ電圧の極性”を略して“データ電圧の極性”という）を反転させる反転信号ＲＶＳをさらに含むことができる。

信号制御部６００からのデータ制御信号ＣＯＮＴ２により、データ駆動部５００は一つの行の画素ＰＸに対するデジタル映像信号ＤＡＴを受信し、各デジタル映像信号ＤＡＴに対応する階調電圧を選択することによって、デジタル映像信号ＤＡＴをアナログデータ電圧に変換した後、これを対応するデータ線Ｄ_１〜Ｄ_ｍに印加する。

ゲート駆動部４００は、信号制御部６００からのゲート制御信号ＣＯＮＴ１によってゲートオン電圧Ｖｏｎをゲート線Ｇ_１〜Ｇ_ｎに印加し、このゲート線Ｇ_１〜Ｇ_ｎに接続されたスイッチング素子Ｑを導通させる。そうすると、データ線Ｄ_１〜Ｄ_ｍに印加されたデータ電圧が、導通したスイッチング素子Ｑを通じて対応する画素ＰＸに印加される。

画素ＰＸに印加されたデータ電圧と共通電圧Ｖｃｏｍとの差は、液晶キャパシタＣｌｃの充電電圧、つまり、画素電圧として現れる。液晶分子は、画素電圧の大きさによってその配列を別にし、これによって液晶層３を通過する光の偏光が変化する。このような偏光の変化は、表示板組立体３００に付着された偏光子によって光の透過率の変化として現れ、これによって画素ＰＸは、映像信号ＤＡＴの階調が示す輝度を表示する。

１水平周期（“１Ｈ”とも記し、水平同期信号Ｈｓｙｎｃ及びデータイネーブル信号ＤＥの一周期と同一である）を単位としてこのような過程を繰り返すことにより、全てのゲート線Ｇ_１〜Ｇ_ｎに対して順次にゲートオン電圧Ｖｏｎを印加し、全ての画素ＰＸにデータ電圧を印加して１フレーム（ｆｒａｍｅ）の映像を表示する。

１フレームが終了すれば、次のフレームが開始し、各画素ＰＸに印加されるデータ電圧の極性が直前フレームにおける極性と反対になるようにデータ駆動部５００に印加される反転信号ＲＶＳの状態が制御される（“フレーム反転”）。このとき、１フレーム内でも反転信号ＲＶＳの特性によって、一つのデータ線を通じて流れるデータ電圧の極性が変わったり（例：行反転、点反転）、一つの画素行に印加されるデータ電圧の極性も互いに異なったりすることがある（例：列反転、点反転）。

次に、図３を参照して、本発明の一実施形態による信号制御部について詳細に説明する。

図３は、本発明の一実施形態による信号制御部のブロック図である。

図３を参照すれば、本実施形態による信号制御部６００は、フレームメモリ（ＦＭ）６１０、行メモリ（ＬＭ）６１１、及び映像信号補正部６２０を含む。

フレームメモリ６１０は、入力される映像信号を１フレームの単位で記憶する。

行メモリ６１１は、入力される入力映像信号を複数行の単位で記憶する。

映像信号補正部６２０は、フレームメモリ６１０及び行メモリ６１１から互いに異なるフレーム（Ｎ番目フレームと（Ｎ−１）番目フレーム）に属する一つの画素ＰＸに対する映像信号Ｉ_Ｎ、Ｉ_Ｎ−１を受け、映像信号Ｉ_Ｎを第１予備補正信号Ｉ_Ｎ’に変換し、第１予備補正信号Ｉ_Ｎ’を一対の第２予備補正信号Ｈ_Ｎ、Ｌ_Ｎに変換し、境界変数α_Ｎを算出し、これに基づいて第１出力映像信号Ａ_Ｎと第２出力映像信号Ｂ_Ｎを生成し、第１出力映像信号Ａ_Ｎ及び第２出力映像信号Ｂ_Ｎを出力映像信号Ｉ_Ｎ’’として交互に出力する。このとき、第１予備補正信号Ｉ_Ｎ’は、画素ＰＸに印加されるデータ電圧が目標データ電圧より大きいかまたは小さくなるようにするＤＣＣ（ｄｙｎａｍｉｃ ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ）補正によって生成され、一対の第２予備補正信号Ｈ_Ｎ、Ｌ_Ｎは一つの画素ＰＸに連続して印加する大きさの互いに異なるデータ電圧に対応し、境界変数α_Ｎは表現する映像で境界（ｅｄｇｅ）の有無判断によって生成される。

このような映像信号補正部６２０は、第１予備補正信号Ｉ_Ｎ’を生成する第１予備補正部６３０、第２予備補正信号Ｈ_Ｎ、Ｌ_Ｎを生成する第２予備補正部６４０、境界変数α_Ｎを生成する境界検出部６５０、演算部６６０、及びマルチプレクサ６７０を含む。

第１予備補正部６３０は、行メモリ６１１から受けた映像信号Ｉ_Ｎと、フレームメモリ６１０から受けた映像信号Ｉ_Ｎ−１に基づいて、第１予備補正信号Ｉ_Ｎ’を生成する。この時、フレームメモリ６１０から受けた映像信号Ｉ_Ｎ−１は、行メモリ６１１から受けた映像信号Ｉ_Ｎを基準として直前フレームの映像信号である。したがって、以下、行メモリ６１１から受けた映像信号Ｉ_Ｎを“現在映像信号（ｃｕｒｒｅｎｔ ｉｍａｇｅ ｓｉｇｎａｌ）”といい、フレームメモリ６１０から受けた映像信号Ｉ_Ｎ−１を“直前映像信号（ｐｒｅｖｉｏｕｓ ｉｍａｇｅ ｓｉｇｎａｌ）”という。

以下、図４を参照して、第１予備補正信号Ｉ_Ｎ’の生成原理について詳細に説明する。

液晶キャパシタＣｌｃの両端に電圧を印加すると、液晶層３の液晶分子はその電圧に対応する安定した状態で再配列しようとするが、液晶分子の応答速度が遅いため、安定した状態に至るまでは所定の時間がかかる。液晶キャパシタＣｌｃに印加される電圧を引続き維持していれば、液晶分子は安定した状態に至るまで引続き動き、その間に光透過率も変化する。液晶分子が安定した状態に至ってそれ以上動かないと、光透過率も一定になる。

このように安定した状態での画素電圧を“目標画素電圧”とし、このときの光透過率を“目標光透過率”とすれば、目標画素電圧と目標光透過率とは一対一の対応関係にある。

しかし、各画素ＰＸのスイッチング素子Ｑをターンオンさせてデータ電圧を印加する時間が制限されているため、データ電圧を印加する間に液晶分子が安定した状態に至ることは困難である。ところが、スイッチング素子Ｑがターンオフされても液晶キャパシタＣｌｃの両端の電圧差は依然として存在し、そのため液晶分子が安定した状態に向かって引続き動く。このように液晶分子の配列状態が変わると、液晶層３の誘電率が変わり、そのため液晶キャパシタＣｌｃの静電容量が変化する。スイッチング素子Ｑがターンオフされた状態では、液晶キャパシタＣｌｃの一端子が浮遊（ｆｌｏａｔｉｎｇ）状態にあるので、漏洩電流を考慮しないならば液晶キャパシタＣｌｃに保存された総電荷は変化せずに一定である。したがって、液晶キャパシタＣｌｃの静電容量の変化は、液晶キャパシタＣｌｃの両端の電圧、つまり、画素電圧の変化を招く。

したがって、安定した状態を基準とした目標画素電圧に対応するデータ電圧（以下、“目標データ電圧”いう）をそのまま画素ＰＸに印加すると、実際に画素ＰＸに印加される画素電圧（以下、“実際画素電圧”いう）は目標画素電圧とは異なるはずであり、そのため目標透過率が得られない。特に、目標透過率がその画素ＰＸが当初に有していた透過率と差がある場合には、実際画素電圧と目標画素電圧との差はさらに著しくなる。

したがって、画素ＰＸに印加するデータ電圧を目標データ電圧より大きいかまたは小さくする必要があり、その方法のうちの一つが前述したＤＣＣである。

本実施形態において、ＤＣＣは信号制御部６００で行われ、任意の画素ＰＸに対する現在映像信号Ｉ_Ｎを、その画素ＰＸに対する直前フレームの映像信号である直前映像信号Ｉ_Ｎ−１に基づいて補正して、補正された第１予備補正信号Ｉ_Ｎ’を生成する。第１予備補正信号Ｉ_Ｎ’は、基本的に実験結果によって決定され、第１予備補正信号Ｉ_Ｎ’と直前映像信号Ｉ_Ｎ−１との差は、補正前の現在映像信号Ｉ_Ｎと直前映像信号Ｉ_Ｎ−１との差より大体大きい。しかし、現在映像信号Ｉ_Ｎと直前映像信号Ｉ_Ｎ−１が同一であるか、または両者の差が小さいときには、第１予備補正信号Ｉ_Ｎ’が同一であり得る。（つまり、補正しなくてもよい）。

以下、第１予備補正信号Ｉ_Ｎ’は、次の式（１）のような関数Ｆ１で示すことができる。
Ｉ_Ｎ’＝Ｆ１（Ｉ_Ｎ、Ｉ_Ｎ−１） ・・・(１)
このようにすると、データ駆動部５００から各画素ＰＸに印加するデータ電圧は、目標データ電圧より高いか、または低い電圧になる。

第１予備補正信号Ｉ_Ｎ’を求めるために、第１予備補正部６３０はルックアップテーブル（図示せず）を含むことができる。ルックアップテーブルには、現在映像信号Ｉ_Ｎ及び直前映像信号Ｉ_Ｎ−１の対に対して第１予備補正信号Ｉ_Ｎ’が記憶されている。

ところが、現在映像信号Ｉ_Ｎ及び直前映像信号Ｉ_Ｎ−１の全ての対に対して第１予備補正信号Ｉ_Ｎ’を記憶しておこうとすれば、ルックアップテーブルの大きさが非常に大きくなってしまう可能性がある。そこで、いくつかの直前映像信号Ｉ_Ｎ−１及び現在映像信号Ｉ_Ｎの対に対してのみ第１予備補正信号Ｉ_Ｎ’を基準補正映像信号として記憶しておき、その他の直前映像信号Ｉ_Ｎ−１及び現在映像信号対Ｉ_Ｎに対しては補間法（ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ）によって演算して第１予備補正信号Ｉ_Ｎ’を求めることが好ましい。

図４は、階調の数が２５６個の場合、いくつかの直前映像信号Ｉ_Ｎ−１及び現在映像信号Ｉ_Ｎの対に対する第１予備補正信号Ｉ_Ｎ’を示すルックアップテーブルの一例である。図４において、任意の一対の直前映像信号Ｉ_Ｎ−１及び現在映像信号Ｉ_Ｎに対する補間は、該当する映像信号対Ｉ_Ｎ−１、Ｉ_Ｎと近い映像信号対Ｉ_Ｎ−１、Ｉ_Ｎに対する基準補正映像信号を探し、その値に基づいて該当映像信号対Ｉ_Ｎ−１、Ｉ_Ｎに対する第１予備補正信号Ｉ_Ｎ’を求めることである。

例えば、デジタル信号の映像信号Ｉ_Ｎ−１、Ｉ_Ｎを上位ビットと下位ビットに分け、ルックアップテーブルには下位ビットが０の直前映像信号Ｉ_Ｎ−１と現在映像信号Ｉ_Ｎの対に対する基準補正映像信号を記憶しておく。任意の直前映像信号Ｉ_Ｎ−１及び現在映像信号対Ｉ_Ｎに対してその上位ビットに基づき関連した基準補正映像信号をルックアップテーブルで探した後、直前映像信号Ｉ_Ｎ−１及び現在映像信号Ｉ_Ｎの下位ビットとルックアップテーブルで探した基準補正映像信号とを利用して第１予備補正信号Ｉ_Ｎ’を算出する。

このような補間について、図５を参照してさらに詳細に説明する。

図５は、本発明の一実施形態による液晶表示装置において、第１予備補正信号を補間によって算出する例を説明する図面である。

入力映像信号は、ｘビットの上位ビット（ｕｐｐｅｒ ｂｉｔｓ）と、ｙビットの下位ビット（ｌｏｗｅｒ ｂｉｔｓ）とからなる。例えば、８ビットの映像信号の場合、上位ビットのビット数は４または３とすることができ、４の場合には１７×１７入力映像信号の対（Ｉ_Ｎ−１、Ｉ_Ｎそれぞれについて、０，１６，３２，４８，・・・２２４，２４０，２５６の１７個の入力）、３の場合には９×９入力映像信号の対（Ｉ_Ｎ−１、Ｉ_Ｎそれぞれについて、０，３２，６４，・・・２２４，２５６の９個の入力）に対する出力映像信号のみを記憶すればよい。８ビットの場合、上位ビットのビット数が４の場合に対し、図５に示すように横軸と縦軸に各々直前映像信号Ｉ_Ｎ−１と現在映像信号Ｉ_Ｎを配置する。

図５において、実線によって区画された正四角形の領域は、直前入力映像信号Ｉ_Ｎ−１と現在映像信号Ｉ_Ｎの上位ビットの値を基準として分れたブロックである。ブロックの境界に存在する点は、直前映像信号Ｉ_Ｎ−１または現在映像信号Ｉ_Ｎの下位ビットが０である点である。直前映像信号Ｉ_Ｎ−１と現在映像信号Ｉ_Ｎの全てに対し、各ブロックの中に存在する点の上位ビットは全て同一であり、左側辺と上側辺の上に位置する点もブロック内部の点と同一の上位ビットを有する。但し、右側辺と下側辺の上に存在する点の上位ビットは、ブロック内部の点の上位ビットと相異している。

このような各ブロックの頂点については出力映像信号が与えられ、これを基準データｆという。例えば、図５は、一つのブロックを定義する４つの頂点に対する出力映像信号をｆ_００、ｆ_０１、ｆ_１０、ｆ_１１に示している。頂点でない点に対する出力映像信号は、これらと下位ビットとの関数に与えられる演算によって求める。

再び図３を参照すれば、第２予備補正部６４０は、第１予備補正部６３０から第１予備補正信号Ｉ_Ｎ’を受けて、それぞれの第１予備補正信号Ｉ_Ｎ’を一対の第２予備補正信号Ｈ_Ｎ、Ｌ_Ｎに変換する。第２予備補正信号Ｈ_Ｎ、Ｌ_Ｎは、上位信号Ｈ_Ｎ及び下位信号Ｌ_Ｎからなる。

次に、図６乃至図８を参照して、第２予備補正部６４０について詳細に説明する。

図６は、本発明の一実施形態による液晶表示装置における第２予備補正部のブロック図であり、図７は、本発明の一実施形態による液晶表示装置において、第１予備補正信号Ｉ_Ｎ−１及び第２予備補正信号Ｈ_Ｎ、Ｌ_Ｎのガンマ曲線を示すグラフであり、図８は、第１予備補正信号Ｉ_Ｎ’の階調の数が２５６個である場合、いくつかの下位信号Ｌ_Ｎ及び上位信号Ｈ_Ｎの対を示すルックアップテーブルの一例である
図６を参照すれば、第２予備補正部６４０は、フレームメモリ（ＦＭ）６４１、及びこれと接続されている信号変換部６４２を含む。

フレームメモリ６４１は、第１予備補正部６３０から入力される第１予備補正信号Ｉ_Ｎ’を記憶する。

信号変換部６４２は、フレームメモリ６４１に記憶されている第１予備補正信号Ｉ_Ｎ’を順次に受け、第１予備補正信号Ｉ_Ｎ’各々を上位信号Ｈ_Ｎ及び下位信号Ｌ_Ｎからなる第２予備補正信号Ｈ_Ｎ、Ｌ_Ｎに変換する。具体的に説明すれば、信号変換部６４２は、第１予備補正信号Ｉ_Ｎ’を一回ずつ読み込んで上位信号Ｈ_Ｎ及び下位信号Ｌ_Ｎのうちのいずれか一つに変換して順次に出力した後、第１予備補正信号Ｉ_Ｎ’を再び一回ずつ読み込んで上位信号Ｈ_Ｎ及び下位信号Ｌ_Ｎのうちの残り一つに変換して順次に出力する。

一方、フレームメモリ６４１に記憶されている第１予備補正信号Ｉ_Ｎ’を２回ずつ読み取るため、フレームメモリ６４１の読み取り周波数（ｒｅａｄ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）（または出力周波数）ｆｒは、書き取り周波数（ｗｒｉｔｅ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）（または入力周波数）ｆｗの２倍である。そのため、フレームメモリ６４１の入力フレーム周波数ｆｗが６０Ｈｚであれば、映像信号補正部６２０の出力フィールド周波数及びデータ電圧の印加周波数も１２０Ｈｚになる。

図７を参照すれば、第１予備補正信号Ｉ_Ｎ’、上位信号Ｈ_Ｎ、及び下位信号Ｌ_Ｎ各々に対応するガンマ曲線Ｔｉ、Ｔ１、Ｔ２が示されている。上位信号Ｈ_Ｎ及び下位信号Ｌ_Ｎ各々に対応するガンマ曲線Ｔ１、Ｔ２の平均は、第１予備補正信号Ｉ_Ｎ’に対応するガンマ曲線Ｔと一致する。

これを他の方式で表現すれば、上位信号Ｈ_Ｎ及び下位信号Ｌ_Ｎによる画素の光量の合計が、第１予備補正信号Ｉ_Ｎ’による光量と同一であるといえる。ここで、光量とは、輝度とその輝度を維持する時間をかけたものと同一である。

したがって、第１予備補正信号Ｉ_Ｎ’に対応する輝度をＴ（Ｉ_Ｎ’）とし、上位信号Ｈ_Ｎに対応する輝度をＴ（Ｈ_Ｎ）とし、下位信号Ｌ_Ｎに対応する輝度をＴ（Ｌ_Ｎ）とすれば、次の式（２）が成立する。
２Ｔ（Ｉ_Ｎ’）＝Ｔ（Ｈ_Ｎ）＋Ｔ（Ｌ_Ｎ） ・・・（２）
図８は、第１予備補正信号Ｉ_Ｎ’の階調の数が２５６個である場合、いくつかの下位信号Ｌ_Ｎ及び上位信号Ｈ_Ｎの対を示すルックアップテーブルの一例である。

以下、図９を参照して、第１予備補正信号Ｉ_Ｎ’及び第２予備補正信号Ｈ_Ｎ、Ｌ_Ｎがデータ駆動部５００に伝送される場合、画素に印加される電圧について詳細に説明する。

図９は、本発明の一実施形態による液晶表示装置において、第１予備補正信号及び第２予備補正信号に該当するデータ電圧を示すグラフである。

図９を参照すれば、横軸は時間をフレーム単位で示し、縦軸は絶対値で表示したデータ電圧を示す。（Ｎ−１）番目及びＮ番目フレームの入力映像信号は同一であり、初期電圧Ｖａに対応する。（Ｎ＋１）番目、（Ｎ＋２）番目、及び（Ｎ＋３）番目フレームの入力映像信号は同一であり、目標電圧Ｖｂに対応する。Ｎ番目フレームの入力映像信号と、（Ｎ＋１）番目入力映像信号とは、差が大きい。

第１予備補正部６３０は、Ｎ番目及び（Ｎ＋１）番目フレームにおける入力映像信号の差によって、（Ｎ＋１）番目フレームで目標電圧Ｖｂより高いデータ電圧Ｖｏを与える第１予備補正信号Ｉ_Ｎ＋１’を生成する。そして、Ｎ番目、（Ｎ＋２）番目、及び（Ｎ＋３）番目フレームの入力映像信号は、その直前フレームの入力映像信号と各々同一であるので、Ｎ番目及び（Ｎ＋２）番目フレームの第１予備補正信号Ｉ_Ｎ’は対応する入力映像信号と同一である。

したがって、第１予備補正信号Ｉ_Ｎ＋１’をデータ駆動部５００に伝送してデータ電圧を生成する場合、図９で太い実線で示す通りである。

第２予備補正部６４０は、全てのフレームにおいて、第１予備補正信号Ｉ_Ｎ’を上位信号Ｈ_Ｎ及び下位信号Ｌ_Ｎからなる第２予備補正信号Ｈ_Ｎ、Ｌ_Ｎに変換する。液晶表示装置は、図９において細い実線で示すように、一つのフレームを二つのフィールドに分け、二つのうちの一つのフィールド間には上位信号Ｈ_Ｎに対応するデータ電圧を画素に印加し、その他の一つのフィールド間には下位信号Ｌ_Ｎに対応するデータ電圧を画素に印加する。具体的に説明すれば、（Ｎ−１）番目及びＮ番目フレームにおいては、上位データ電圧Ｖａｈ及び下位データ電圧Ｖａｌが一つのフィールドずつ画素に印加される。（Ｎ＋１）番目フレームにおいては、上位データ電圧Ｖｏｈ及び下位データ電圧Ｖｏｌが一つのフィールドずつ画素に印加され、（Ｎ＋１）番目及び（Ｎ＋２）番目フレームにおいては、上位データ電圧Ｖｂｈ及び下位データ電圧Ｖｂｌが一つのフィールドずつ画素に印加される。ここで、上位データ電圧Ｖａｈ、Ｖｏｈ、Ｖｂｈは第２予備補正信号の上位信号Ｈ_Ｎに該当し、下位データ電圧Ｖａｌ、Ｖｏｌ、Ｖｂｌは第２予備補正信号の下位信号Ｌ_Ｎに該当する。

一方、下位信号Ｌ_Ｎを０とするか、または０に近くすると、インパルス駆動の効果を与えることができる。

再び図３を参照すれば、境界検出部６５０は、画素の輝度差を測定することによって表示する映像の境界（ｅｄｇｅ）を検出する。詳細に説明すれば、境界検出部６５０は、行メモリ６１１から各画素とその周辺のいろいろな画素に対する映像信号Ｉ_Ｎを受けて境界変数α_Ｎを算出する。

次に、図１０乃至図１３Ｂを参照して、本実施形態による境界検出部６５０について詳細に説明する。

図１０は、図３に示した信号制御部のうちの境界検出部の一例を示すブロック図であり、図１１Ａ及び図１１Ｂは、各々図１０に示した境界検出部のうちのＸ方向フィルタ及びＹ方向フィルタを示す図面であり、図１２Ａ乃至図１２Ｅは、各々図１０に示した境界検出部のうちのスケール調整部の多様な例を示すグラフであり、図１３Ａは本発明の一実施形態による液晶表示装置が表示する映像の一例を示す図面であり、図１３Ｂは図１３Ａに示した液晶表示装置が表示する映像の境界を検出した結果を示す図面である。

まず、図１０を参照すると、本実施形態による信号制御部６００の境界検出部６５０は、フィルタ６５１、演算部６５２、及びスケール調整部６５３を含む。

フィルタ６５１は、任意の画素（以下“中心画素”という）とその周辺の階調差の程度を計算するものであって、図１１Ａ及び図１１Ｂに各々Ｘ方向フィルタ及びＹ方向フィルタの一例が示されている。図１１Ａ及び図１１Ｂに記載したフィルタ６５１は７×５の行列形態であって、小さい大きさのフィルタよりノイズに敏感でない。フィルタ６５１は、境界検出のために、１次微分方式としてロバーツ（Ｒｏｂｅｒｔｓ）、フリウィット（Ｒｒｅｗｉｔｔ）、ソベル（Ｓｏｂｅｌ）、フライチェン（Ｆｒｅｉ−Ｃｈｅｎ）演算子などを用いたり、２次微分方式としてラプルラシアン（Ｌａｐｌａｃｉａｎ）演算子などを用いたりすることができる。

周辺画素は、中心画素の上下左右に配置されている同一の色の画素を意味し、フィルタによって演算に参照される周辺画素の数が変わる。

演算部６５２は、行メモリ６１１から中心画素及び周辺画素の映像信号Ｉ_Ｎを受けて周辺画素に対する中心画素の階調差の程度を計算し、スケール調整部６５３に出力する。演算部６５２の演算は、次の式（３）によって行われる。

ここで、μ（ｉ、ｊ）はｉ行、ｊ列の画素の階調変化指数であり、Ｉ_Ｎ（ｉ＋ｋ、ｊ＋ｌ）は（ｉ＋ｋ）行、（ｊ＋ｌ）列の画素の階調であり、Ｘ（ｋ、ｌ）及びＹ（ｋ、ｌ）は、各々図１１Ａまたは図１１Ｂにおいて、ｋ番目列及びｌ番目行の値であり、−３≦ｋ≦＋３、−２≦ｌ≦＋２であり、Ｋとλは比例定数である。

スケール調整部６５３は、階調変化指数μ（ｉ、ｊ）を変換して各画素に対する境界変数（α_Ｎ）（＝ｆ（μ））を算出する。スケール調整部６５３はルックアップテーブルの形態であってもよく、関数ｆの多様な例が図１２Ａ乃至図１２Ｅに示されている。

図１３Ａは表示装置映像の一例である。図１３Ａのような元来の映像を上記のような方法によって境界検出すると、図１３Ｂのように現れる。

再び図３を参照すれば、演算部６６０は、第１予備補正部６３０から第１予備補正信号Ｉ_Ｎ’を、第２予備補正部６４０から第２予備補正信号Ｈ_Ｎ、Ｌ_Ｎを、境界検出部６５０から境界変数α_Ｎを受け、これに基づいて第１出力映像信号Ａ_Ｎ及び第２出力映像信号Ｂ_Ｎを算出する。このとき、第１予備補正部６３０は第１予備補正信号Ｉ_Ｎ’を２回出力し、演算部６６０の演算は、次の式（４）によって行われる。
Ａ_Ｎ＝Ｉ_Ｎ’＋α_Ｎ（Ｈ_Ｎ−Ｉ_Ｎ’）
Ｂ_Ｎ＝Ｉ_Ｎ’＋α_Ｎ（Ｌ_Ｎ−Ｉ_Ｎ’） ・・・（４）
式（４）を参照すれば、境界変数α_Ｎが０の場合には、第１出力映像信号Ａ_Ｎ及び第２出力映像信号Ｂ_Ｎは二つとも第１予備補正信号Ｉ_Ｎ’と同一である。つまり、ある画素が映像の境界地域にない場合、その映像信号についてはＤＣＣだけを適用する。したがって、この画素には一つのフレームの間にＤＣＣ補正された映像信号に該当するデータ電圧を２回印加する。このようにする理由は、境界変数α_Ｎが０の映像において、１つのフレームを二つのフィールドに分けて異なる電圧を印加すると、フリッカー現象が起こりやすいためである。したがって、本発明によれば、境界変数α_Ｎが０の映像において、フリッカー発生を防止して画面をさらに優秀に表現することができる。

反面、境界変数α_Ｎが０より大きい場合には、第１出力映像信号Ａ_Ｎ及び第２出力映像信号Ｂ_Ｎは互いに異なる値を有する。

マルチプレクサ６７０は、フィールド選択信号ＦＳを受信し、これによって第１出力映像信号Ａ_Ｎ及び第２出力映像信号Ｂ_Ｎを交互に選択して最終出力映像信号Ｉ_Ｎ’’として出力する。フィールド選択信号ＦＳは、１つのフレームを二つのフィールドに分けて電圧を印加するための信号である。

次に、図１４Ａ及び図１４Ｂを参照して、本発明の一実施形態によるデータ電圧の印加方法について詳細に説明する。

図１４Ａは、図３に示す信号制御部を含む液晶表示装置における映像信号を補正する前のデータ電圧を示す波形図であり、図１４Ｂは図３に示す信号制御部を含む液晶表示装置における映像信号を補正した後のデータ電圧を示す波形図である。

第１出力映像信号Ａ_Ｎと第２出力映像信号Ｂ_Ｎのうちのいずれか一つは、他の一つより大きいか、または同じであるが、二つのうちの大きいものを先に出力し、小さいものを後に出力するか、またはその反対にすることができる。ノーマリーブラックモードの液晶表示装置の場合、映像信号が大きければ該当するデータ電圧も（共通電極を基準として）大きく、図１４Ｂに、このようなノーマリーブラックモードの液晶表示装置において、二つの出力映像信号Ａ_Ｎ、Ｂ_Ｎのうちの大きいものに該当するデータ電圧を先に出力し、小さいものに該当するデータ電圧を後に出力することを示した。つまり、一つのフレームを二つのフィールドに分け、各フィールドに第１出力映像信号Ａ_Ｎと第２出力映像信号Ｂ_Ｎのうちの一つを出力する。これにより、側面視認性を改善しながらも選択的にインパルス駆動の効果を得ることができる。

図１４Ａは、入力映像信号を補正せずに、そのまま出力した場合のデータ電圧を示している。

以上のように本発明によれば、互いに隣接するフレームの映像信号、つまり直前映像信号Ｉ_Ｎ−１と現在映像信号Ｉ_Ｎとの差に基づいて第１予備補正信号Ｉ_Ｎ’を生成する。そして、その第１予備補正信号Ｉ_Ｎ’に基づいて電圧を印加することで、目標電圧への到達を早くして液晶の応答速度を速めることができる。

また、第１予備補正信号Ｉ_Ｎ’は、上位信号Ｈ_Ｎ及び下位信号Ｌ_Ｎからなる第２予備補正信号Ｈ_Ｎ、Ｌ_Ｎに変換される。ここで、上位信号Ｈ_Ｎ及び下位信号Ｌ_Ｎ各々に対応するガンマ曲線Ｔ１、Ｔ２の平均は、第１予備補正信号Ｉ_Ｎ’に対応するガンマ曲線Ｔと一致する。そして、一つのフレームを二つのフィールドに分け、各フィールドに第２予備補正信号Ｈ_Ｎ、Ｌ_Ｎに基づいた電圧を出力する。このように、半フレーム毎に異なる電圧が印加されることで、液晶キャパシタに充電される電圧を変化させて側面視認性を改善することができるとともに、例えば焼き付きや，フリッカーなどを防ぐことができるというインパルス駆動の効果を得ることができる。

また、本発明によれば、画素の輝度差を測定することによって映像の境界（ｅｄｇｅ）を検出して境界変数α_Ｎを算出する。そして、第２予備補正信号Ｈ_Ｎ、Ｌ_Ｎを境界変数α_Ｎに応じて変化させて印加する。具体的に、画面の境界がない場合（境界変数α_Ｎが０の映像の場合）には、半フレーム毎に印加する第２予備補正信号Ｈ_Ｎ、Ｌ_Ｎの値を同一にする。つまり、画面の境界がない場合には、１フレーム中に印加する電圧の値を一定とする。このようにするのは、境界変数α_Ｎが０の映像において半フレーム毎に異なる電圧を印加するとフリッカー現象が起こりやすいためである。一方、画面の境界がある場合には、半フレーム毎に第２予備補正信号Ｈ_Ｎ、Ｌ_Ｎそれぞれに応じた電圧を印加する。このように、第２予備補正信号Ｈ_Ｎ、Ｌ_Ｎを境界変数α_Ｎに応じて変化させることで、画面の境界がない場合には、フリッカー現象を抑制しつつ液晶の応答速度を速くし、画面の境界がある場合には、ブラーリング現象を抑制しつつ液晶の応答速度を早くすることができる。なお、ブラーリング現象とは、液晶分子の動作速度が遅いために、画面の境界部分がシャープにならずぼけて表示されることを意味する。 次に、図１５乃至図１７Ｂを参照して、本発明の他の実施形態による信号制御部について詳細に説明する。

図１５は、本発明の他の実施形態による信号制御部のブロック図であり、図１６は、図１５に示す信号制御部のうちの第３予備補正部を含む液晶表示装置を仮定し、時間による電圧変化を示すグラフであり、図１７Ａ及び図１７Ｂは、図１５の信号制御部のうちの第３予備補正部６４５の一例を示す表である。

図１５を参照すれば、本実施形態による信号制御部６０２は、フレームメモリ（ＦＭ）６１０、行メモリ（ＬＭ）６１１、及び映像信号補正部６２２を有する。

図１５のフレームメモリ６１０及び行メモリ６１１は、図３に示す信号制御部６０１のフレームメモリ６１０及び行メモリ６１１と実質的に同一であるので、詳細な説明は省略する。

映像信号補正部６２２は、第１予備補正部６３０、第３予備補正部６４５、境界検出部６５０、演算部６６１、及びマルチプレクサ６７１を有する。

図１５の第１予備補正部６３０及び境界検出部６５０も、図３に示す第１予備補正部６３０及び境界検出部６５０と実質的に同一である。つまり、第１予備補正部６３０は、フレームメモリ６１０から受けた直前映像信号Ｉ_Ｎ−１に基づいて、行メモリ６１１からの現在映像信号Ｉ_Ｎを第１予備補正信号Ｉ_Ｎ’に変換する。境界検出部６５０は、行メモリ６１１から各画素とその周辺の種々の画素に対する映像信号Ｉ_Ｎを受けて境界変数α_Ｎを算出する。

第３予備補正部６４５は、フレームメモリ６１０からの直前映像信号Ｉ_Ｎ−１に基づいて、行メモリ６１１からの現在映像信号Ｉ_Ｎを上位信号ＱＨ_Ｎ及び下位信号ＱＬ_Ｎからなる第２予備補正信号に変換する。このとき、上位信号ＱＨ_Ｎ及び下位信号ＱＬ_Ｎは、直前映像信号Ｉ_Ｎ−１と現在映像信号Ｉ_Ｎを比較して決定する。例えば、現在映像信号Ｉ_Ｎを先に図７に示すガンマ曲線に沿って二つの映像信号（高い映像信号及び低い映像信号）に変換した後、高い映像信号を直前映像信号Ｉ_Ｎ−１と比較してＤＣＣ補正し上位信号ＱＨ_Ｎを生成し、低い映像信号を高い映像信号と比較してＤＣＣ補正し下位信号ＱＬ_Ｎを生成することができ、この結果がルックアップテーブルに記憶され得る。したがって、実際に上位信号ＱＨ_Ｎと下位信号ＱＬ_Ｎを得るときには、直前映像信号Ｉ_Ｎ−１と現在映像信号Ｉ_Ｎのみをルックアップテーブルに入れればよく、この場合、上位信号ＱＨ_Ｎを下位信号ＱＬ_Ｎより先に出力する。このようにする場合、上位信号ＱＨ_Ｎは高い映像信号より高い値になり、反対に下位信号ＱＬ_Ｎは低い映像信号よりさらに低い値になる。しかし、これとは異なって、上位信号ＱＨ_ＮだけＤＣＣ補正が適用された信号である場合もあり、上位信号ＱＨ_Ｎと下位信号ＱＬ_Ｎを全て実験によって求めることも可能である。

次に、図１６乃至図１７Ｂを参照して、第３予備補正部６４５についてさらに詳細に説明する。

図１６は、本発明の他の実施形態による液晶表示装置において、第１予備補正信号及び第２予備補正信号に該当するデータ電圧を示すグラフである。

図１６も図９と同一に、横軸は時間をフレーム単位で示し、縦軸は絶対値で表示したデータ電圧を示す。

図１６のグラフは、図９のグラフと実質的に同一の入力映像信号から得たものであり、その形状も類似している。

しかし、直前フレームの入力映像信号と現在映像信号とが相異する（Ｎ＋１）番目フレームにおいては、上位データ電圧Ｖｏｈ’が目標データ電圧Ｖｂより高く、下位データ電圧Ｖｏｌ’が目標データ電圧Ｖｂより低い。しかし、下位データ電圧Ｖｏｌ’はその値が変わることもある。

このような第２補正信号の一例が、図１７Ａ及び図１７Ｂに示されている。図１７Ａ及び図１７Ｂは、各々階調の数が２５６個の場合、１６個の階調ごとに得られた第２予備補正信号の上位信号ＱＨ_Ｎ及び第２予備補正信号の下位信号ＱＬ_Ｎの一例を示す。

演算部６６１は、第１予備補正部６３０から第１予備補正信号Ｉ_Ｎ’を、第３予備補正部６４５から上位信号ＱＨ_Ｎと下位信号ＱＬ_Ｎを、境界検出部６５０から境界変数α_Ｎを受け、これに基づいて第１出力映像信号Ｃ_Ｎ及び第２出力映像信号Ｄ_Ｎを算出する。このとき、第１予備補正部６３０は第１予備補正信号Ｉ_Ｎ’を２回出力し、演算部６６１による第１出力映像信号Ｃ_Ｎ及び第２出力映像信号Ｄ_Ｎの演算は、次の式（５）によって決定できる。
Ｃ_Ｎ＝Ｉ_Ｎ’＋α_Ｎ（ＱＨ_Ｎ−Ｉ_Ｎ’）
Ｄ_Ｎ＝Ｉ_Ｎ’＋α_Ｎ（ＱＬ_Ｎ−Ｉ_Ｎ’） ・・・（５）
式（５）は、式（４）と実質的に同一の形態である。

本発明の他の実施形態によっても、前述の実施形態と同様の作用効果を奏する。例えば、互いに隣接するフレームの映像信号、つまり直前映像信号Ｉ_Ｎ−１と現在映像信号Ｉ_Ｎとの差に基づいて電圧を印加することで、目標電圧への到達を早くして液晶の応答速度を速めることができる。

一つのフレームを二つのフィールドに分け、各フィールドに前述の上位信号ＱＨ_Ｎ及び下位信号ＱＬ_Ｎに基づいた電圧を出力する。このように、半フレーム毎に異なる電圧が印加されることで、液晶キャパシタに充電される電圧を変化させて側面視認性を改善することができるとともに、例えば焼き付きや，フリッカーなどを防ぐことができるというインパルス駆動の効果を得ることができる。

また、上位信号ＱＨ_Ｎ及び下位信号ＱＬ_Ｎを境界変数α_Ｎに応じて変化させることで、画面の境界がない場合には、フリッカー現象を抑制しつつ液晶の応答速度を速くし、画面の境界がある場合には、ブラーリング現象を抑制しつつ液晶の応答速度を早くすることができる。

なお、上記実施形態では映像信号から２つの高い信号及び低い信号を生成し、１フレームを２つのフィールドに分けて高い信号及び低い信号を印加している。しかし、映像信号から２以上の信号を生成し、１フレームを２以上のフィールドに分けて２以上の信号を印加するようにしても良い。

以上、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されるわけではなく、添付した請求範囲で定義している本発明の基本概念を利用した当業者の種々の変形及び改良形態も本発明の権利範囲に属するものである。

本発明の一実施形態による液晶表示装置のブロック図である。 本発明の一実施形態による液晶表示装置の一つの画素に対する等価回路図である。 本発明の他の実施形態による信号制御部のブロック図である。 図３に示す信号制御部の第１予備補正部の一例であるルックアップテーブルを示す表である。 図３に示す信号制御部で出力映像信号を決定する他の方法を説明するための図面である。 図３に示す信号制御部の第２予備補正部を示すブロック図である。 図３に示す信号制御部で第２予備補正信号によるガンマ曲線を示すグラフである。 図３に示す信号制御部の第２予備補正部の一例であるルックアップテーブルを示す表である。 図３に示す信号制御部のうちの第１及び第２予備補正部を含む液晶表示装置を仮定して、時間による電圧変化を示すグラフである。 図３に示す信号制御部のうちの境界検出部の一例を示すブロック図である。 図１０に示す境界検出部のうちのＸ方向フィルタを示す図面である。 図１０に示す境界検出部のうちのＹ方向フィルタを示す図面である。 図１１に示す境界検出部のうちのスケール調整部の多様な例を示すグラフ（１）である。 図１１に示す境界検出部のうちのスケール調整部の多様な例を示すグラフ（２）である。 図１１に示す境界検出部のうちのスケール調整部の多様な例を示すグラフ（３）である。 図１１に示す境界検出部のうちのスケール調整部の多様な例を示すグラフ（４）である。 図１１に示す境界検出部のうちのスケール調整部の多様な例を示すグラフ（５）である。 本発明の一実施形態による液晶表示装置が表示する映像の一例を示す図面である。 図１３Ａに示す液晶表示装置が表示する映像の境界を検出した結果を示す図面である。 図３に示す信号制御部を含む液晶表示装置における映像信号を補正する前のデータ電圧を示す波形図である。 図３に示す信号制御部を含む液晶表示装置における映像信号を補正した後のデータ電圧を示す波形図である。 本発明の他の実施形態による信号制御部のブロック図である。 図１５に示す信号制御部のうちの第３予備補正部を含む液晶表示装置を仮定して、時間による電圧変化を示すグラフである。 図１５に示す信号制御部のうちの第３予備補正部の一例であるルックアップテーブルを示す表である。 図１５に示す信号制御部のうちの第３予備補正部の一例であるルックアップテーブルを示す表である。

３ 液晶層
１００ 下部表示板
１９０ 画素電極
２００ 上部表示板
２３０ カラーフィルタ
２７０ 共通電極表示板
３００ 液晶表示板組立体
４００ ゲート駆動部
５００ データ駆動部
６００、６０１、６０２ 信号制御部
６１０ フレームメモリ
６１１ 行メモリ
６２０、６２１、６２２ 映像信号補正部
６３０ 第１予備補正部
６４０ 第２予備補正部
６４５ 第３予備補正部
６５０ 境界検出部
６５１ フィルタ
６５２、６６０、６６１ 演算部
６５３ スケール調整部
６７０、６７１ マルチプレクサ

Claims (8)

1. 複数の画素を含む表示装置の駆動装置であって、
   前記画素に対応する現在映像信号を、前記現在映像信号と前記現在映像信号の１つ前のフレームの映像信号である直前映像信号との差によって第１補正信号（Ｉ _Ｎ ’）に変換する第１補正部、
   前記画素に対応する前記第１補正信号（Ｉ _Ｎ ’）を第１出力映像信号（Ｈ _Ｎ ）及び第２出力映像信号（L _Ｎ ）に変換する第２補正部、
   前記画素の周辺の階調変化の度合いを表す境界変数（α _Ｎ ）を出力する境界検出部、及び
   前記境界検出部の出力に基づいて前記第１出力映像信号の変換信号（Ａ _Ｎ ）及び第２出力映像信号の変換信号（Ｂ _Ｎ ）を形成する第１演算部
   を有し、
   前記第１出力映像信号の変換信号（Ａ _Ｎ ）及び前記第２出力映像信号の変換信号（Ｂ _Ｎ ）は下記の（式１）を満たし、
   前記第１出力映像信号に対応するガンマ曲線と前記第２出力映像信号に対応するガンマ曲線との平均は、前記画素に対応する映像信号に対応するガンマ曲線と一致することを特徴とする表示装置の駆動装置。
   （式１）
   Ａ _Ｎ ＝Ｉ _Ｎ ’＋α _Ｎ （Ｈ _Ｎ −Ｉ _Ｎ ’）
   Ｂ _Ｎ ＝Ｉ _Ｎ ’＋α _Ｎ （Ｌ _Ｎ −Ｉ _Ｎ ’）
   
2. 前記画素の周辺の階調変化がない場合、前記第１出力映像信号の変換信号と前記第２出力映像信号の変換信号は、前記映像信号と同一の信号であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置の駆動装置。
3. 複数の画素を含む表示装置の駆動装置であって、
   前記画素に対応する現在映像信号を、前記現在映像信号と前記現在映像信号の１つ前のフレームの映像信号である直前映像信号との差によって第１補正信号（Ｉ _Ｎ ’）に変換する第１補正部、
   前記画素に対応する前記現在映像信号及び前記直前映像信号を利用して、前記現在映像信号を第１出力映像信号（ＱＨ _Ｎ ）及び第２出力映像信号（ＱＬ _Ｎ ）に変換する第２補正部、
   前記画素の周辺の階調変化の度合いを表す境界変数（α _Ｎ ）を出力する境界検出部、及び
   前記境界検出部の出力に基づいて前記第１出力映像信号の変換信号（Ｃ _Ｎ ）及び第２出力映像信号（Ｄ _Ｎ ）の変換信号を形成する第１演算部
   を有し、
   前記第１出力映像信号の変換信号（Ｃ _Ｎ ）及び前記第２出力映像信号の変換信号（Ｄ _Ｎ ）は下記の（式２）を満たし、
   前記第１出力映像信号に対応するガンマ曲線と前記第２出力映像信号に対応するガンマ曲線との平均は、前記画素に対応する映像信号に対応するガンマ曲線と一致することを特徴とする表示装置の駆動装置。
   （式２）
   Ｃ _Ｎ ＝Ｉ _Ｎ ’＋α _Ｎ （ＱＨ _Ｎ −Ｉ _Ｎ ’）
   Ｄ _Ｎ ＝Ｉ _Ｎ ’＋α _Ｎ （ＱＬ _Ｎ −Ｉ _Ｎ ’）
   
4. 前記画素の周辺の階調変化がない場合、前記第１出力映像信号の変換信号と前記第２出力映像信号の変換信号は、前記映像信号と同一の信号であることを特徴とする請求項３に記載の表示装置の駆動装置。
5. 前記現在映像信号は、第１周波数で入力され、
   前記第１出力映像信号の変換信号及び前記第２出力映像信号の変換信号）は交互に前記第１周波数より大きい第２周波数で出力されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の表示装置の駆動装置。
6. 前記第２周波数は、前記第１周波数の２倍であることを特徴とする請求項５に記載の表示装置の駆動装置。
7. 前記画素の周辺の階調変化がある場合、前記第１出力映像信号の変換信号は前記第２出力映像信号の変換信号と異なり、前記画素の周辺の階調変化がない場合、前記第１出力映像信号の変換信号と前記第２出力映像信号の変換信号とが同一であることを特徴とする請求項５に記載の表示装置の駆動装置。
8. 前記第１出力映像信号の変換信号は、前記第２出力映像信号の変換信号より大きいことを特徴とする請求項７に記載の表示装置の駆動装置。