WO2006098148A1 - 表示装置,液晶モニター,液晶テレビジョン受像機および表示方法 - Google Patents

Description

表示装置，液晶モニター，液晶テレビジョン受像機および表示方法 技術分野

[0001] 本発明は、 1フレームを、第 1および第 2サブフレームからなる 2つのサブフレームに 分割して画像表示を行う表示装置に関するものである。

背景技術

[0002] 近年、 CRT (陰極線管)が用いられて ヽた分野で、液晶表示装置、特に TN(Twisted

Nematic)型の液晶表示パネル（TNモードの液晶パネル； TNパネル）を有するカラ 一液晶表示装置が多く用いられるようになってきて!/、る。

[0003] 例えば、特許文献 1には、表示する画像が動画像であるか静止画像であるかによつ て TNパネルの駆動方法を切り替える、液晶表示装置が開示されて 、る。

[0004] ところで、このような TNパネルでは、 CRTに比して、視野角特性にやや問題がある

[0005] このため、視線角度 (パネルを見る角度;パネルの法線方向と、パネルを見る方向と のなす角度)の増加に応じて階調特性が変わり、階調反転してしまう角度も存在する

[0006] そこで、従来、光学フィルムを用いて視野角特性の改善する技術や、表示方法に 工夫を凝らすことで階調反転を抑制する記述が開発されている。例えば、特許文献 2 および特許文献 3では、 1フレームを分割して 1画素に複数回信号書込みを行う、ま たその信号書込み電圧レベルを組み合わせて改善する方法がある。

[0007] また、 TV (テレビジョン受像機)などの広視野角を必要とする液晶表示パネルでは 、 TNモードではなぐ IPS (In-Plane- Switching)モードや VA (Vertical Alignment)モ ードなどの液晶を用いることによって、広視野角化を図っている。例えば、 VAモード の液晶パネル (VAパネル）では、上下左右 170° の範囲でコントラストが 10以上とな り、階調反転もなくなつている。

特許文献 1：特開 2001— 296841号公報 (公開日； 2001年 10月 26日）

特許文献 2：特開平 5 - 68221号公報 (発行日； 1993年 3月 19日） 特許文献 3：特開 2002— 23707号公報 (公開日； 2002年 1月 25日） 非特許文献 1 :新編 色彩科学ハンドブック;第 2版 (東京大学出版会;公開日； 1998 年 6月 10曰）

発明の開示

[0008] しカゝしながら、広視野角と!ヽわれて ヽる VAパネルでも、視野角度による階調特性 の変化を完全になくすことはできず、例えば左右方向の視野角度が大きくなると階調 特性が悪化する。

[0009] すなわち、図 2に示すように、視野角度が 60度となると、正面からパネルを望む場 合 (視野角度 0度）に対し、階調 γ特性が変わり、中間調の輝度が明るくなる白浮き 現象が起こってしまう。

[0010] また、 IPSモードの液晶パネルに関しても、光学フィルムなどの光学特性の設計に もよるが、程度の大小はあれ、視野角度の増加に応じて階調特性の変化が起こる。

[0011] 本発明は、上記のような従来の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、 白浮き現象を抑制可能な表示装置を提供することにある。

[0012] 上記の目的を達成するために、本発明の表示装置 (本表示装置）は、

1フレームを、第 1および第 2サブフレーム力 なる 2つのサブフレームに分割して画 像表示を行う表示装置において、

入力された表示信号の輝度階調に基づいた輝度の画像を表示する表示部と、 1フレームに表示部から出力される輝度の総和であるフレーム輝度をフレームの分 割によつて変えないように、第 1および第 2サブフレームの表示信号である第 1および 第 2表示信号を生成して表示部に出力する制御部とを備えており、

この制御部が、フレーム輝度が最大値より小さい場合、両サブフレームから出力さ れる輝度に差をつけるとともに、この輝度差を、 1つのサブフレームで表示できる最大 の輝度であるサブ最大輝度より小さくする構成である。

[0013] 本表示装置は、表示画面 (液晶パネルなど）を備えた表示部を用いて画像を表示 するものである。

[0014] そして、本表示装置は、制御部が、サブフレーム表示によって表示部を駆動するよ うになつている。ここで、サブフレーム表示とは、 1つのフレームを複数 (本表示装置で は 2つ）のサブフレーム (第 1および第 2サブフレーム）に分けて行う表示方法である。

[0015] すなわち、制御部は、 1フレーム期間に、表示部に対して、表示信号を 2回出力す る（第 1サブフレームの表示信号である第 1表示信号と、第 2サブフレームの表示信号 である第 2表示信号とを出力する)。

[0016] これにより、制御部は、両サブフレーム期間で、表示部の表示画面の全ゲートライン を 1回ずつ ONとする（1フレームに 2回 ONとする）こととなる。なお、フレームをサブフ レームに分割せずに行う通常の表示（通常ホールド表示）では、 1フレーム期間で、 表示画面の全ゲートラインを 1回だけ ONとすることとなる。

[0017] また、表示部 (表示画面）は、制御部力 入力された表示信号の輝度階調に基づい た輝度の画像を表示するように設計されて！、る。

[0018] そして、制御部は、フレームを分割することによって、 1フレームに画面から出力され る輝度の総和 (フレーム輝度)を変えな 、ように、第 1表示信号および第 2表示信号を 生成する（これらの表示信号の輝度階調を設定する）ようになって!/、る。

[0019] また、通常、表示部の表示画面は、画像の輝度を最小あるいは最大に近づける場 合に、大きな視野輝度での実際輝度と予定輝度とのズレ (輝度ズレ）を小さくできる。

[0020] ここで、予定輝度とは、表示画面から出力されるはずの輝度 (表示信号の輝度階調 に応じた値)のことである。また、実際輝度とは、画面力も実際に出力された輝度のこ とであり、視野角度に応じて変化する値である。また、画面の正面では、これら実際輝 度と予定輝度とは等しくなる。

[0021] 本表示装置では、制御部が、フレーム輝度が最大値より小さい場合 (完全な白表示 でない場合）、両サブフレームから出力される輝度に差をつけるように設計されている

[0022] これにより、本表示装置では、両サブフレームから同じ輝度を出力する場合 (通常 ホールド表示に相当）に比して、いずれか一方のサブフレームで表示される輝度を、 最小あるいは最大に近づけることができる。

[0023] このため、本表示装置では、通常ホールド表示を行う構成に比して、 1フレームでの 輝度ズレを減らすことが可能となり、このズレに起因する白浮き現象を抑制できるよう になっている。 [0024] また、上記のようなサブフレーム表示を行うことによって、動画の表示品質を向上さ せることち可會となる。

[0025] すなわち、通常ホールド表示で表示されている物体の動きを視線追従すると、直前 のフレームの色や明るさも同時に見えてしまう。このため、物体のエッジがボケて認識 される。

[0026] 一方、サブフレーム表示 (特に低輝度)で動画を表示する場合には、各フレームの いずれかのサブフレームの輝度が低くなる。このため、視認しているフレームの画像 と、直前のフレームの画像 (色'明るさ）とが視覚上で混在することを抑制できる。従つ て、上記のようなエッジボケを回避し、動画の表示品質を向上させられる。

[0027] ここで、上記した輝度ズレを最大限に防止するためには、フレーム輝度がサブ最大 輝度（1つのサブフレームで表示できる最大の輝度）以下の場合 (低輝度の場合）、 一方のサブフレームを黒表示としたまま、他方のサブフレームの輝度を調整すること で表示を行うことが好まし 、。

[0028] なお、サブ最大輝度は、サブフレームの期間を 1： 1とする場合には、フレーム輝度 の最大値の半分となる。

[0029] また、フレーム輝度がサブ最大輝度より高 、場合 (高輝度の場合）には、他方のサ ブフレームを白表示としつつ、一方のサブフレームの輝度を調整することで表示を行 うことが好ましい。これにより、いずれか一方のサブフレームの輝度ズレを 0にできる。

[0030] ところで、表示部における階調と輝度との関係は、その応答特性（ γ値）に応じたも のであり、各サブフレームで同様のものである。また、一般に、階調の増加に対する 輝度の上昇の度合 、 (上昇率)は、輝度階調の低！、場合には小さく、輝度階調の高 い場合には大きくなる。

[0031] 従って、上記した輝度ズレを最大限に防止可能なサブフレーム表示を行うと、低輝 度と高輝度との切り替わる階調 (切替階調;サブ最大輝度に対応)を境に、輝度を出 力するサブフレームが完全に入れ代わる。

[0032] このため、階調増加に対する輝度の上昇率が大きく変化し、階調一輝度曲線に変 曲点 (特異点）が生じてしまう（詳しくは、後述する〔発明を実施するための最良の形 態〕を参照されたい)。 [0033] そこで、このような変曲点の発生を抑制するために、本表示装置では、両サブフレ ームの輝度差を、 1つのサブフレームで表示できる最大の輝度であるサブ最大輝度 より小さくするように設定されている。

[0034] これにより、少なくともサブ最大輝度 (切替階調)の近傍では、階調の増加に応じて

、両サブフレームの輝度がともに上昇することなる（上昇率の高い輝度と上昇率の低 い輝度とがともに増加する)。従って、サブ最大輝度 (切替階調)の近傍で発生する 変曲点を抑制することが可能となる。

[0035] また、本表示装置では、制御部は、フレーム輝度が所定の閾値以下である場合に は、一方のサブフレームを黒表示とする一方、他方のサブフレームの輝度を調整して 表示を行うことが好ましい。

[0036] さらに、フレーム輝度が上記の閾値より大きい場合には、両サブフレームから出力さ れる輝度の差をサブ最大輝度より小さくすることが好ましい。なお、この閾値は、サブ 最大輝度よりも小さい値である。

[0037] これにより、本表示装置では、フレーム輝度が小さい（サブ最大輝度よりも小さい閾 値以下となる）場合、すなわち、上記の変曲点の発生しない場合には、 1つのサブフ レームを黒表示とできる。従って、輝度ズレを小さくできる。

[0038] ここで、上記の閾値については、これを小さくして切替階調に応じた輝度 (サブ最大 輝度)から離すにつれて、変曲点の抑制効果を向上できる。一方、閾値を小さくし過 ぎると、フレーム輝度の小さい場合での、サブフレーム表示による白浮き改善効果を 減少させてしまう。

[0039] そこで、本表示装置では、上記の閾値を、サブ最大輝度に応じた輝度階調の 98% 以下で、 50%以上の輝度階調に応じた輝度範囲に設定することが好ましい。

[0040] 閾値をこの範囲に設定すれば、白浮き改善効果を維持したまま、変曲点の抑制効 果を良好に発揮できる。

[0041] また、上記の構成では、フレーム輝度が閾値より大きい場合には、両サブフレーム から輝度を出力することとなる。ここで、一方のサブフレームの輝度がサブ最大輝度（ 白表示）となるまでは、両サブフレームの輝度差を小さくし過ぎると、サブフレーム表 示による白浮き改善効果を減少させてしまう。また、輝度差を大きくしすぎると、変曲 点の抑制効果を減じてしまう。

[0042] そこで、本表示装置では、両サブフレームの輝度差を、閾値と同様に、サブ最大輝 度に応じた輝度階調の 98%以下で、 50%以上の輝度階調に応じた輝度範囲に設 定することが好ましい。

[0043] 両サブフレームの輝度差をこの範囲に設定すれば、白浮き改善効果を維持したま ま、変曲点の抑制効果を良好に発揮できる。

[0044] また、液晶パネルカゝらなる表示部を備えた本表示装置と画像信号入力部 (信号入 力部）とを組み合わせることで、パーソナルコンピューターなどに使用される液晶モ- ターを構成することが可能である。

[0045] ここで、画像信号入力部とは、外部から入力された画像信号を制御部に伝達する ためのものである。

[0046] この構成では、本表示装置の制御部が、画像信号入力部から伝達された画像信号 に基づいて、表示信号を生成して表示部に出力することとなる。

[0047] また、液晶パネル力 なる表示部を備えた本表示装置とチューナ部とを組み合わせ ることで、液晶テレビジョン受像機を構成することも可能である。

[0048] ここで、チューナ部とは、テレビ放送信号のチャネルを選択し、選択されたチャネル のテレビ画像信号を制御部に伝達するためのものである。

[0049] この構成では、本表示装置の制御部が、チューナ部力 伝達されたテレビ画像信 号に基づいて表示信号を生成して表示部に出力することとなる。

[0050] また、本発明の画像表示方法 (本表示方法）は、 1フレームを、第 1および第 2サブ フレーム力 なる 2つのサブフレームに分割して画像表示を行う表示方法において、 1フレームに表示部から出力される輝度の総和であるフレーム輝度をフレームの分割 によって変えないように、第 1および第 2サブフレームの表示信号である第 1および第 2表示信号を生成して表示部に出力する出力工程を含み、この出力工程が、フレー ム輝度が最大値より小さい場合、両サブフレームから出力される輝度に差をつけると ともに、この輝度差を、 1つのサブフレームで表示できる最大の輝度であるサブ最大 輝度より小さくするように設定されている方法である。

[0051] 本表示方法は、上記した本表示装置において使用されている表示方法である。従 つて、本表示方法によれば、通常ホールド表示を行う場合に比して、輝度ズレを小さ く抑えられるので、視野角特性を向上させることが可能となる。このため、白浮き現象 を良好に抑制できる。また、動画の表示品質を向上させることも可能となる。

[0052] さらに、サブフレームの輝度差をサブ最大輝度より小さくすることによって、階調一 輝度曲線に変曲点 (特異点)の発生することを防止できる。

[0053] 以上のように、本発明の表示装置 (本表示装置）は、 1フレームを、第 1および第 2サ ブフレーム力 なる 2つのサブフレームに分割して画像表示を行う表示装置において 、入力された表示信号の輝度階調に基づいた輝度の画像を表示する表示部と、 1フ レームに表示部から出力される輝度の総和であるフレーム輝度をフレームの分割に よって変えないように、第 1および第 2サブフレームの表示信号である第 1および第 2 表示信号を生成して表示部に出力する制御部とを備えており、この制御部が、フレー ム輝度が最大値より小さい場合、両サブフレームから出力される輝度に差をつけると ともに、この輝度差を、 1つのサブフレームで表示できる最大の輝度であるサブ最大 輝度より小さくする構成である。

[0054] 本表示装置では、制御部が、フレーム輝度が最大値より小さい場合 (完全な白表示 でない場合）、両サブフレームから出力される輝度に差をつけるように設計されている

[0055] これにより、本表示装置では、両サブフレームから同じ輝度を出力する場合 (通常 ホールド表示に相当）に比して、いずれか一方のサブフレームで表示される輝度を、 最小あるいは最大に近づけることができる。

[0056] このため、本表示装置では、通常ホールド表示を行う構成に比して、 1フレームでの 輝度ズレを減らすことが可能となり、このズレに起因する白浮き現象を抑制できるよう になっている。

[0057] また、上記のようなサブフレーム表示を行うことによって、動画の表示品質を向上さ せることち可會となる。

[0058] すなわち、通常ホールド表示で表示されている物体の動きを視線追従すると、直前 のフレームの色や明るさも同時に見えてしまう。このため、物体のエッジがボケて認識 される。 [0059] 一方、サブフレーム表示 (特に低輝度)で動画を表示する場合には、各フレームの いずれかのサブフレームの輝度が低くなる。このため、視認しているフレームの画像 と、直前のフレームの画像 (色'明るさ）とが視覚上で混在することを抑制できる。従つ て、上記のようなエッジボケを回避し、動画の表示品質を向上させられる。

[0060] また、本表示装置では、両サブフレームの輝度差を、 1つのサブフレームで表示で きる最大の輝度であるサブ最大輝度より小さくするように設定されて 、る。

これにより、少なくともサブ最大輝度 (切替階調)の近傍では、階調の増加に応じて、 両サブフレームの輝度がともに上昇することなる（上昇率の高 、輝度と上昇率の低!ヽ 輝度とがともに増加する)。従って、サブ最大輝度 (切替階調)の近傍で発生する変 曲点を抑制することが可能となる。

[0061] 本発明のさらに他の目的、特徴、および優れた点は、以下に示す記載によって十 分わ力るであろう。また、本発明の利益は、添付図面を参照した次の説明で明白にな るであろう。

図面の簡単な説明

[0062] [図 1]本発明の一実施形態に力かる表示装置の構成を示すブロック図である。

[図 2]通常ホールド表示の場合に液晶パネルから出力される表示輝度（予定輝度と実 際輝度との関係)を示すグラフである。

[図 3]図 1に示した表示装置においてサブフレーム表示を行う場合に液晶パネルから 出力される表示輝度 (予定輝度と実際輝度との関係)を示すグラフである。

[図 4] (a)な 、し (c)は、図 1に示した表示装置のフレームメモリに入力される画像信号 を示す説明図である。

[図 5]図 1に示した表示装置においてフレームを 3 : 1に分割する場合における、前段 表示信号と後段表示信号とに関するゲートラインの ONタイミングを示す説明図であ る。

[図 6]図 3に示した輝度のグラフを明度に変換したものを示すグラフである。

[図 7]図 1に示した表示装置においてフレームを 3 : 1に分割した場合における、予定 明度と実際明度との関係を示すグラフである。

[図 8]図 1に示した表示装置の構成を一部変更した表示装置を示す説明図である。 圆 9(a)]電極間電圧の極性をフレーム周期で反転させる方法を示す説明図である。 圆 9(b)]電極間電圧の極性をフレーム周期で反転させる方法を示す説明図である。

[図 10(a)]液晶の応答速度を説明するための図である。

[図 10(b)]液晶の応答速度を説明するための図である。

[図 10(c)]液晶の応答速度を説明するための図である。

[図 11]応答速度の遅い液晶を用いてサブフレーム表示を行う場合に、液晶パネルか ら出力される表示輝度 (予定輝度と実際輝度との関係)を示すグラフである。

[図 12(a)]表示輝度力Lmaxの 3Z4および 1Z4の場合に、前サブフレームおよび後 サブフレームによって表示される輝度を示すグラフである。

圆 12(b)]液晶に印加される電圧 (液晶電圧)の極性をサブフレーム周期で変えた場 合の、液晶電圧の遷移状態を示すグラフである。

圆 13(a)]電極間電圧の極性をフレーム周期で反転させる方法を示す説明図である。 圆 13(b)]電極間電圧の極性をフレーム周期で反転させる方法を示す説明図である。

[図 14(a)]液晶パネルにおける 4つの画素と、各画素の液晶電圧の極性を示す説明図 である。

[図 14(b)]液晶パネルにおける 4つの画素と、各画素の液晶電圧の極性を示す説明 図である。

[図 14(c)]液晶パネルにおける 4つの画素と、各画素の液晶電圧の極性を示す説明図 である。

[図 14(d)]液晶パネルにおける 4つの画素と、各画素の液晶電圧の極性を示す説明 図である。

[図 15]均等な 3つのサブフレームにフレームを分割して表示を行った結果 (破線およ び実線）と、通常ホールド表示を行った結果 (一点鎖線および実線）と合わせて示す グラフである。

[図 16]フレームを 3つに分割し、フレームごとに電圧極性を反転した場合における、 液晶電圧の遷移を示すグラフである。

[図 17]フレームを 3つに分割し、サブフレームごとに電圧極性を反転した場合におけ る、液晶電圧の遷移を示すグラフである。 [図 18]輝度を調整しないサブフレームにおける、表示部に出力される信号階調（％; 表示信号の輝度階調)と、各信号階調に応じた実際輝度階調 (%)との関係 (視野角 階調特性 (実測) )を示すグラフである。

[図 19]液晶パネルに関する、正規化輝度と信号階調とのなす階調-輝度曲線を示 すグラフである。

[図 20]液晶パネルによって表示される、グレースケールを示す説明図である。

[図 21]液晶パネルに関する、変曲点を有する階調-輝度曲線を示すグラフである。

[図 22]液晶パネルによって表示される、変曲点を有するグレースケールを示す説明 図である。

[図 23] (a)な 、し (f)は、 2つのサブフレームを用いたサブフレーム表示を示す説明図 である。

[図 24] (a)ないし (f)は、 2つのサブフレームを用いたサブフレーム表示において、両 サブフレームの輝度差を所定範囲内に抑えるように制御した場合の表示を示す説明 図である。

[図 25]液晶パネルに関する、変曲点のない階調-輝度曲線を示すグラフである。

[図 26]液晶パネルによって表示される、変曲点の解消されたグレースケールを示す 説明図である。

発明を実施するための最良の形態

[0063] 本発明の一実施形態について説明する。

[0064] 本実施の形態に力かる液晶表示装置 (本表示装置）は、複数のドメインに分割され た垂直配向（VA)モードの液晶パネルを有するものである。そして、本表示装置は、 外部から入力された画像信号を液晶パネルに表示する液晶モニターとして機能する ものである。

[0065] 図 1は、本表示装置の内部構成を示すブロック図である。図 1に示すように、本表示 装置は、フレームメモリ（F. M. ) 11,前段 LUT12,後段 LUT13,表示部 14および 制御部 15を備えている。

[0066] フレームメモリ（画像信号入力部） 11は、外部の信号源から入力される画像信号 (R GB信号）を 1フレーム分蓄積するものである。前段 LUT (look-up table) 12および後 段 LUT13は、外部から入力される画像信号と、表示部 14に出力する表示信号との 対応表 (変換表)である。

[0067] なお、本表示装置は、サブフレーム表示を行うようになって!/、る。ここで、サブフレー ム表示とは、 1つのフレームを複数のサブフレームに分けて表示を行う方法である。

[0068] すなわち、本表示装置は、 1フレーム期間に入力される 1フレーム分の画像信号に 基づいて、その 2倍の周波数で、サイズ (期間）の等しい 2つのサブフレームによって 表示を行うように設計されて 、る。

[0069] そして、前段 LUT12は、前段のサブフレーム（前サブフレーム）において出力され る表示信号 (前段表示信号)のための対応表である。一方、後段 LUT13は、後段の サブフレーム (後サブフレーム）において出力される表示信号 (後段表示信号)のた めの対応表である。

[0070] 表示部 14は、図 1に示すように、液晶パネル 21,ゲートドライバー 22,ソースドライ バー 23を備えており、入力される表示信号に基づいて画像表示を行うものである。こ こで、液晶パネル 21は、 VAモードのアクティブマトリックス（TFT)液晶パネルである

[0071] 制御部 15は、本表示装置における全動作を制御する、本表示装置の中枢部であ る。そして、制御部 15は、上記した前段 LUT12,後段 LUT13を用いて、フレームメ モリ 11に蓄積された画像信号力も表示信号を生成し、表示部 14に出力するものであ る。

[0072] すなわち、制御部 15は、通常の出力周波数 (通常クロック；例えば 25MHz)で送ら れてくる画像信号をフレームメモリ 11に蓄える。そして、制御部 15は、この画像信号 を、通常クロックの 2倍の周波数を有するクロック（倍クロック； 50MHz)により、フレー ムメモリ 11から 2回出力する。

[0073] そして、制御部 15は、 1回目に出力する画像信号に基づいて、前段 LUT12を用い て前段表示信号を生成する。その後、 2回目に出力する画像信号に基づいて、後段 LUT13を用いて後段表示信号を生成する。そして、これらの表示信号を、倍クロック で順次的に表示部 14に出力する。

[0074] これにより、表示部 14が、順に入力される 2つの表示信号に基づいて、 1フレーム 期間に、互いに異なる画像を 1回ずつ表示する（両サブフレーム期間で、液晶パネル

21の全ゲートラインを 1回ずつ ONとする）。なお、表示信号の出力動作については、 後により詳細に説明する。

[0075] ここで、制御部 15による、前段表示信号および後段表示信号の生成について説明 する。まず、液晶パネルに関する一般的な表示輝度 (パネルによって表示される画像 の輝度）について説明する。

[0076] 通常の 8ビットデータを、サブフレームを用いずに 1フレームで画像を表示する場合

(1フレーム期間で、液晶パネルの全ゲートラインを 1回だけ ONとする、通常ホールド 表示する場合)、表示信号の輝度階調 (信号階調)は、 0〜255までの段階となる。

[0077] そして、液晶パネルにおける信号階調と表示輝度とは、以下の（1)式によって近似 的に表現される。

( (T-T0) / (Tmax-TO) ) = (L/Lmax) " γ - - - (1)

ここで、 Lは 1フレームで画像を表示する場合 (通常ホールド表示で画像を表示する 場合)の信号階調 (フレーム階調）、 Lmaxは最大の輝度階調 (255)、 Tは表示輝度

、 Tmaxは最大輝度（L = Lmax = 255のときの輝度；白）、 TOは最小輝度（L = 0のと きの輝度；黒）、 γは補正値 (通常 2. 2)である。

[0078] なお、実際の液晶パネル 21では、 ΤΟ = 0ではない。し力しながら、説明を簡略化す るため、以下では、 TO = 0とする。

[0079] また、この場合 (通常ホールド表示の場合）に液晶パネル 21から出力される表示輝 度 Tを、図 2にグラフとして示す。このグラフは、横軸に出力されるはずの輝度（予定 輝度;信号階調に応じた値，上記の表示輝度 Tに相当）を、縦軸に実際に出力され た輝度 (実際輝度)を示して 、る。

[0080] このグラフに示すように、この場合には、上記した 2つの輝度は、液晶パネル 21の 正面 (視野角度 0度）においては等しくなる。一方、視野角度を 60度としたときには、 実際輝度が、階調 γ特性の変化によって、中間調の輝度で明るくなつてしまう。

[0081] 次に、本表示装置における表示輝度について説明する。

本表示装置では、制御部 15が、

(a)「前サブフレームおよび後サブフレームのそれぞれにおいて表示部 14によって表 示される画像の輝度 (表示輝度）の総和（1フレームにおける積分輝度）を、通常ホー ルド表示を行う場合の 1フレームの表示輝度と等しくする」

(b)「一方のサブフレームを黒 (最小輝度）、または白（最大輝度）にする」

を満たすように階調表現を行うように設計されて!ヽる。

[0082] このために、本表示装置では、制御部 15が、フレームを 2つのサブフレームに均等 に分割し、 1つのサブフレームによって最大輝度の半分までの輝度を表示するように 設計されている。

[0083] すなわち、最大輝度の半分（閾輝度; TmaxZ2)までの輝度を 1フレームで出力す る場合 (低輝度の場合）、制御部 15は、前サブフレームを最小輝度（黒）とし、後サブ フレームの表示輝度のみを調整して階調表現を行う（後サブフレームのみを用いて 階調表現を行う）。この場合、 1フレームにおける積分輝度は（最小輝度 +後サブフレ ームの輝度) Z2の輝度となる。

[0084] また、上記の閾輝度より高い輝度を出力する場合 (高輝度の場合）、制御部 15は、 後サブフレームを最大輝度（白）とし、前サブフレームの表示輝度を調整して階調表 現を行う。この場合、 1フレームにおける積分輝度は（前サブフレームの輝度 +最大 輝度) Z2の輝度となる。

[0085] 次に、このような表示輝度を得るための表示信号 (前段表示信号および後段表示 信号)の信号階調設定について具体的に説明する。

[0086] なお、信号階調設定については、図 1に示した制御部 15が行う。制御部 15は、上 記した（1)式を用いて、上記した閾輝度 (TmaxZ2)に対応するフレーム階調をあら かじめ算出しておく。

[0087] すなわち、このような表示輝度に応じたフレーム階調（閾輝度階調; Lt)は、（1)式よ り、

Lt = 0. 5" (ΐ/ γ ) X Lmax …（2)

となる。

[0088] そして、制御部 15は、画像を表示する際、フレームメモリ 11から出力された画像信 号に基づいて、フレーム階調 Lを求める。そして、この Lが Lt以下の場合、制御部 15 は、前段表示信号の輝度階調 (Fとする）を、前段 LUT12によって最小 (0)とする。 一方、制御部 15は、後段表示信号の輝度階調 (Rとする）を、（1)式に基づいて、 R = 0. 5" (ΐ/ γ ) X L …（3)

となるように、後段 LUT13を用いて設定する。

[0089] また、フレーム階調 Lが L り大きい場合、制御部 15は、後段表示信号の輝度階 調 Rを最大（255)とする。一方、制御部 15は、前サブフレームの輝度階調 Fを、 (1) 式に基づいて、

F= (L" y -0. 5 X Lmax" γ ) " (1/ γ ) · · · (4)

とする。

[0090] 次に、本表示装置における表示信号の出力動作について、より詳細に説明する。

なお、以下では、液晶パネル 21の画素数を a X bとする。

[0091] この場合、制御部 15は、ソースドライバー 23に対し、倍クロックで、 1番目のゲートラ インの画素 (a個）の前段表示信号を蓄積する。

[0092] そして、制御部 15は、ゲートドライバー 22によって、 1番目のゲートラインを ONとし 、このゲートラインの画素に対して前段表示信号を書き込む。その後、制御部 15は、 ソースドライバー 23に蓄積する前段表示信号を変えながら、同様に、 2〜b番目のゲ 一トラインを倍クロックで ONしてゆく。これにより、 1フレームの半分の期間（1Z2フレ ーム期間)で、全ての画素に前段表示信号を書き込める。

[0093] さらに、制御部 15は、同様の動作を行って、残りの 1Z2フレーム期間で、全ゲート ラインの画素に後段表示信号の書き込みを行う。これにより、各画素には、前段表示 信号と後段表示信号とが、それぞれ均等の時間（1Z2フレーム期間）書き込まれるこ とになる。

[0094] 図 3は、このような前段表示信号および後段表示信号を前'後サブフレームに分け て出力するサブフレーム表示を行った結果 (破線および実線)を、図 2に示した結果（ 一点鎖線および実線）と合わせて示すグラフである。

[0095] 本表示装置では、図 2に示したように、大きな視野角度での実際輝度と予定輝度（ 実線と同等）とのズレが、表示輝度が最小あるいは最大の場合に最小 (0)となる一方 、中間調（閾輝度近傍)で最も大きくなる液晶パネル 21を用いて 、る。

[0096] そして、本表示装置では、 1つのフレームをサブフレームに分割するサブフレーム 表示を行っている。さらに、 2つのサブフレームの期間を等しく設定し、低輝度の場合 、 1フレームにおける積分輝度を変化させない範囲で、前サブフレームを黒表示とし 、後サブフレームのみを用いて表示を行っている。従って、前サブフレームでのズレ が最小となるので、図 3の破線に示すように、両サブフレームのトータルのズレを約半 分に減少することができる。

[0097] 一方、高輝度の場合、 1フレームにおける積分輝度を変化させない範囲で、後サブ フレームを白表示とし、前サブフレームの輝度だけを調整して表示を行っている。こ のため、この場合にも、後サブフレームのズレが最小となるので、図 3の破線に示すよ うに、両サブフレームのトータルのズレを約半分に減少することができる。

[0098] このように、本表示装置では、通常ホールド表示を行う構成 (サブフレームを用いず に 1フレームで画像を表示する構成）に比して、全体的にズレを約半分に減らすこと が可能となっている。このため、図 2に示したような、中間調の画像が明るくなつて白く 浮!、てしまう現象（白浮き現象）を抑制することが可能である。

[0099] なお、本実施の形態では、前サブフレームと後サブフレームとの期間が等しいとし ている。これは、最大値の半分までの輝度を 1つのサブフレームで表示するためであ る。し力しながら、これらのサブフレームの期間を、互いに異なる値に設定してもよい

[0100] すなわち、本表示装置において問題とされている白浮き現象は、視野角度の大き い場合に実際輝度が図 2のような特性を持つことで、中間調の輝度の画像が明るくな つて白く浮いて見える現象のことである。

[0101] なお、通常、カメラに撮像された画像は、輝度に基づいた信号となる。そして、この 画像をデジタル形式で送信する場合には、（1)式に示した γを用いて画像を表示信 号に変換する (すなわち、輝度の信号を（ΐΖ γ )乗し、均等割りして階調をつける)。 そして、このような表示信号に基づいて、液晶パネル等の表示装置によって表示され る画像は、（1)式によって示される表示輝度を有することとなる。

[0102] ところで、人間の視覚感覚は、画像を、輝度ではなく明度として受け取つている。ま た、明度（明度指数) Μとは、以下の（5) (6)式によって表されるものである（非特許文 献 1参照)。 [0103] M= 116 XY" (l/3) - 16, Y>0. 008856 · · · (5)

M = 903. 29 XY, Y≤0. 008856 · · · (6)

ここで、 Yは、上記した実際輝度に相当するものであり、 Y= (yZyn)なる量である。 なお、 yは、任意な色の xyz表色系における三刺激値の y値であり、また、 ynは、完全 拡散反射面の標準の光による y値であり yn= 100と定められている。

[0104] これらの式より、人間は、輝度的に暗い映像に対して敏感であり、明るい映像に対 しては鈍感になっていく傾向がある。そして、白浮きに関しても、人間は、輝度のズレ ではなぐ明度のズレとして受け取っていると考えられる。

[0105] ここで、図 6は、図 3に示した輝度のグラフを明度に変換したものを示すグラフである 。このグラフは、横軸に『出力されるはずの明度 (予定明度;信号階調に応じた値，上 記の明度 Mに相当）』を、縦軸に『実際に出力された明度 (実際明度)』を示している。 このグラフに実線で示すように、上記した 2つの明度は、液晶パネル 21の正面 (視野 角度 0度）においては等しくなる。

[0106] 一方、このグラフの破線に示すように、視野角度を 60度とし、かつ、各サブフレーム の期間を均等とした場合 (すなわち、最大値の半分までの輝度を 1つのサブフレーム で表示する場合）には、実際明度と予定明度とのズレは、通常ホールド表示を行う従 来の場合よりは改善されている。従って、白浮き現象を、ある程度は抑制できているこ とがわかる。

[0107] また、人間の視覚感覚にあわせて白浮き現象をより大きく抑制するためには、輝度 ではなぐ明度に合わせてフレームの分割割合を決定することがより好ましいといえる 。そして、実際明度と予定明度とのズレは、輝度の場合と同様に、予定明度における 最大値の半分の点で最も大きくなる。

[0108] 従って、最大値の半分までの輝度を 1つのサブフレームで表示するようにフレーム を分割するよりも、最大値の半分までの明度を 1つのサブフレームで表示するようにフ レームを分割する方が、人間に感じられるズレ (すなわち白浮き）を改善できることに なる。

[0109] そこで、以下に、フレームの分割点における好ましい値について説明する。まず、 演算を簡単に行うために、上記した（5) (6)式を、以下の（6a)式のような形（（1)式に 類似の形）にまとめて近似する。

Μ =Υ" ( 1/ α ) - - - (6a)

このような形に変換した場合、この式の αは、約 2. 5となる。

[0110] また、この aの値が 2. 2〜3. 0の間にあれば、（6a)式における輝度 Yと明度 Mとの 関係は適切となる（人間の視覚感覚に対応している）と考えられている。

[0111] そして、 1つのサブフレームで、最大値の半分の明度 Mを表示するためには、 2つ のサブフレームの期間を、 γ = 2. 2のときは約 1 : 3、 γ = 3. 0のときは約 1： 7とするこ とが好ましいことがわ力つている。なお、このようにフレームを分割する場合には、輝 度の小さいときに表示に使用する方のサブフレーム（高輝度の場合に最大輝度に維 持しておく方のサブフレーム）を短い期間とすることとなる。

[0112] 以下に、前サブフレームと後サブフレームとの期間を 3 : 1とする場合について説明 する。まず、この場合における表示輝度について説明する。

[0113] この場合には、最大輝度の 1Ζ4 (閾輝度; TmaxZ4)までの輝度を 1フレームで出 力する表示する低輝度表示を行う際、制御部 15は、前サブフレームを最小輝度（黒） とし、後サブフレームの表示輝度のみを調整して階調表現を行う（後サブフレームの みを用いて階調表現を行う）。このときには、 1フレームにおける積分輝度は『(最小輝 度 +後サブフレームの輝度) /4』の輝度となる。

[0114] また、閾輝度 (TmaxZ4)より高い輝度を 1フレームで出力する場合 (高輝度の場合

)、制御部 15は、後サブフレームを最大輝度（白）とし、前サブフレームの表示輝度を 調整して階調表現を行う。この場合、 1フレームにおける積分輝度は『(前サブフレー ムの輝度 +最大輝度) Z4』の輝度となる。

[0115] 次に、このような表示輝度を得るための表示信号 (前段表示信号および後段表示 信号)の信号階調設定について具体的に説明する。なお、この場合にも、信号階調（ および後述する出力動作）は、上記した (a)(b)の条件を満たすように設定される。

[0116] まず、制御部 15は、上記した（1)式を用いて、上記した閾輝度 (TmaxZ4)に対応 するフレーム階調をあら力じめ算出しておく。

[0117] すなわち、このような表示輝度に応じたフレーム階調（閾輝度階調; Lt)は、（1)式よ り、 Lt= (l/4) " (l/ y ) X Lmax · · · (7)

そして、制御部 15は、画像を表示する際、フレームメモリ 11から出力された画像信 号に基づいて、フレーム階調 Lを求める。そして、この Lが Lt以下の場合、制御部 15 は、前段表示信号の輝度階調 (F)を、前段 LUT12を用いて最小 (0)とする。

[0118] 一方、制御部 15は、後段表示信号の輝度階調 (R)を、（1)式に基づいて、 R= (1

/4) " (l/ y ) X L · ' · (8)

となるように、後段 LUT13を用いて設定する。

[0119] また、フレーム階調 Lが L り大きい場合、制御部 15は、後段表示信号の輝度階 調 Rを最大（255)とする。一方、制御部 15は、前サブフレームの輝度階調 Fを、 (1) 式に基づいて、

F= ( (L - (1/4) X Lmax" γ ) ) ΊΐΖ Ύ ) · · · (9)

とする。

[0120] 次に、このような前段表示信号および後段表示信号の出力動作について説明する 上記したように、フレームを均等分割する構成では、画素には、前段表示信号と後段 表示信号とが、それぞれ均等の時間（1Z2フレーム期間）書き込まれる。これは、倍 クロックで前段表示信号を全て書き込んだ後に、後段表示信号の書き込みを行うた め、各表示信号に関するゲートラインの ON期間が均等となったためである。

[0121] 従って、後段表示信号の書き込みの開始タイミング (後段表示信号に関するゲート

ONタイミング)を変えることにより、分害の害合を変えられる。

[0122] 図 4 (a)は、フレームメモリ 11に入力される画像信号、（b)は、 3 : 1に分割する場合 における、フレームメモリ 11から前段 LUT12に出力される画像信号、そして、（c)は

、同じく後段 LUT13に出力される画像信号を示す説明図である。また、図 5は、同じ く 3 : 1に分割する場合における、前段表示信号と後段表示信号とに関するゲートライ ンの ONタイミングを示す説明図である。

[0123] これらの図に示すように、この場合、制御部 15は、 1フレーム目の前段表示信号を、 通常のクロックで各ゲートラインの画素に書き込んでゆく。そして、 3Z4フレーム期間 後に、後段表示信号の書き込みを開始する。このときからは、前段表示信号と後段表 示信号とを、倍クロックで、交互に書き込んでゆく。

[0124] すなわち、「全ゲートラインの 3Z4」番目のゲートラインの画素に前段表示信号を書 き込んだ後、ソースドライバー 23に 1番目のゲートラインに関する後段表示信号の蓄 積し、このゲートラインを ONする。次に、ソースドライバー 23に「全ゲートラインの 3/ 4」 + 1番目のゲートラインに関する前段表示信号を蓄積し、このゲートラインを ONす る。

[0125] このように 1フレーム目の 3Z4フレーム期間後から、倍クロックで、前段表示信号と 後段表示信号とを交互に出力することで、前サブフレームと後サブフレームとの割合 を 3 : 1とすることが可能となる。そして、これら 2つのサブフレームにおける表示輝度の 総和 (積分総和）が、 1フレームにおける積分輝度となる。なお、フレームメモリ 11に 蓄えられたデータは、ゲートタイミングにあわせてソースドライバー 23に出力されるこ とになる。

[0126] また、図 7は、フレームを 3 : 1に分割した場合における、予定明度と実際明度との関 係を示すグラフである。図 7に示すように、この構成では、予定明度と実際明度とのズ レの最も大きくなる点でフレームを分割できている。従って、図 6に示した結果に比べ て、視野角度を 60度とした場合における予定明度と実際明度との差が、非常に小さ くなつている。

[0127] すなわち、本表示装置では、「TmaxZ4」までの低輝度 (低明度）の場合、 1フレー ムにおける積分輝度を変化させない範囲で、前サブフレームを黒表示とし、後サブフ レームのみを用いて表示を行っている。従って、前サブフレームでのズレ（実際明度 と予定明度との差）が最小となるので、図 7の破線に示すように、両サブフレームのト 一タルのズレを約半分に減少することができる。

[0128] 一方、高輝度 (高明度)の場合、 1フレームにおける積分輝度を変化させない範囲 で、後サブフレームを白表示とし、前サブフレームの輝度だけを調整して表示を行つ ている。このため、この場合にも、後サブフレームのズレが最小となるので、図 7の破 線に示すように、両サブフレームのトータルのズレを約半分に減少することができる。

[0129] このように、本表示装置では、通常ホールド表示を行う構成に比して、全体的に明 度のズレを約半分に減らすことが可能となっている。このため、図 2に示したような、中 間調の画像が明るくなつて白く浮いてしまう現象（白浮き現象)を、より効果的に抑制 することが可能である。

[0130] ここで、上記では、表示開始時から 3Z4フレーム期間までの間において、 1フレー ム目の前段表示信号を、通常のクロックで各ゲートラインの画素に書き込むとしてい る。これは、後段表示信号を書き込むべきタイミングに達していないからである。

[0131] し力しながら、このような措置に変えて、ダミーの後段表示信号を用いて、表示開始 時力も倍クロックでの表示を行うようにしてもよい。すなわち、表示開始時から 3Z4フ レーム期間までの間に、前段表示信号と、信号階調 0の後段表示信号 (ダミーの後段 表示信号）とを交互に出力するようにしてもょ 、。

[0132] ここで、以下に、より一般的に、前サブフレームと後サブフレームとの割合を n: 1とす る場合について説明する。この場合、制御部 15は、最大輝度の lZ (n+ l) (閾輝度 ； Tmax/ (n+ 1) )までの輝度を 1フレームで出力する場合 (低輝度の場合）、前サブ フレームを最小輝度（黒）とし、後サブフレームの表示輝度のみを調整して階調表現 を行う（後サブフレームのみを用いて階調表現を行う）。この場合、 1フレームにおける 積分輝度は（最小輝度 +後サブフレームの輝度) Z (n+ 1)の輝度となる。

[0133] また、閾輝度 (TmaxZ (n+ l) )より高い輝度を出力する場合 (高輝度の場合)、制 御部 15は、後サブフレームを最大輝度（白）とし、前サブフレームの表示輝度を調整 して階調表現を行う。この場合、 1フレームにおける積分輝度は『(前サブフレームの 輝度 +最大輝度) / (n+ 1)』の輝度となる。

[0134] 次に、このような表示輝度を得るための表示信号 (前段表示信号および後段表示 信号)の信号階調設定について具体的に説明する。なお、この場合にも、信号階調（ および後述する出力動作）は、上記した (a)(b)の条件を満たすように設定される。

[0135] まず、制御部 15は、上記した（1)式を用いて、上記した閾輝度 (TmaxZ (n+ l) ) に対応するフレーム階調をあら力じめ算出しておく。

[0136] すなわち、このような表示輝度に応じたフレーム階調（閾輝度階調; Lt)は、（1)式よ り、

Lt= (l/ (n+ l) ) " (l/ y ) X Lmax · · · (10)

そして、制御部 15は、画像を表示する際、フレームメモリ 11から出力された画像信 号に基づいて、フレーム階調 Lを求める。そして、この Lが Lt以下の場合、制御部 15 は、前段表示信号の輝度階調 (F)を、前段 LUT12を用いて最小 (0)とする。一方、 制御部 15は、後段表示信号の輝度階調 (R)を、（1)式に基づいて、

となるように、後段 LUT13を用いて設定する。

[0137] また、フレーム階調 Lが L り大きい場合、制御部 15は、後段表示信号の輝度階 調 Rを最大（255)とする。一方、制御部 15は、前サブフレームの輝度階調 Fを、 (1) 式に基づいて、

F=((L -(l/(n+l))XLmax ))"(l/y)---(12)

とする。

[0138] また、表示信号の出力動作については、フレームを 3: 1に分けた場合の動作にお いて、 1フレーム目の nZ(n+l)フレーム期間後から、倍クロックで、前段表示信号と 後段表示信号とを交互に出力するように設計すればよい。

[0139] また、フレームを均等分割する構成は、以下のような構成であるといえる。すなわち 、 1フレームを「l+n」のサブフレーム期間に分割する。そして、通常クロックの「l+n 」倍のクロックで、 1つのサブフレーム期間に前段表示信号を出力し、後の n個のサブ フレーム期間に後段表示信号を連続的に出力する。

[0140] し力しながら、この構成では、 nが 2以上となると、クロックを非常に速める必要がある ため、装置コストが増大する。従って、 nが 2以上となる場合には、上記したような前段 表示信号と後段表示信号とを交互に出力する構成とすることが好ましい。 この場合 には、後段表示信号の出力タイミングを調整することで、前サブフレームと後サブフレ ームとの割合を n:lとすることが可能となるため、必要となるクロック周波数を、通常の 2倍に維持できる。

[0141] また、本実施の形態では、制御部 15が、前段 LUT12,後段 LUT13を用いて、画 像信号を表示信号に変換するとしている。ここで、本表示装置に備える前段 LUT12 ,後段 LUT13を、複数としてもよい。

[0142] 図 8は、図 1に示した構成において、前段 LUT12に変えて 3つの前段 LUT12aな いし 12c,後段 LUT13に代えて 3つの後段 LUT13aないし 13cを備え、さらに、温度 センサー 16を備えた構成である。

[0143] すなわち、液晶パネル 21は、環境温度 (表示部 14のおかれている環境の温度 (気 温)）により、その応答特性や階調輝度特性の変化するものである。このため、画像信 号に応じた最適な表示信号も、環境温度に応じて変化する。

[0144] そして、上記の前段 LUT12aないし 12cは、互いに異なる温度範囲での使用に適 した前段 LUTである。また、後段 LUT13aないし 13cも、互いに異なる温度範囲での 使用に適した後段 LUTである。

[0145] また、温度センサー 16は、本表示装置のおかれて 、る環境温度を計測し、計測結 果を制御部 15に伝達するものである。

[0146] そして、この構成では、制御部 15は、温度センサー 16から伝達された環境温度の 情報に基づいて、使用する LUTを切り替えるように設計されている。従って、この構 成では、画像信号に対してより適切な表示信号を液晶パネル 21に伝達できる。従つ て、想定される全ての温度範囲（例えば 0°C〜65°Cの範囲）で、より忠実な輝度での 画像表示を行うことが可能となる。

[0147] また、液晶パネル 21は、交流により駆動されることが好ましい。これは、交流駆動と することにより、フレーム毎に、画素の電荷極性 (液晶を挟む画素電極間の電圧（電 極間電圧）の向き）を変えられるからである。

[0148] 直流駆動とすると、電極間に偏った電圧が力かるため、電極に電荷がたまる。そし て、この状態が続くと、電圧を印加していないときでも、電極間に電位差が発生した 状態 ( 、わゆる焼き付きと 、う状態）になってしまう。

[0149] ここで、本表示装置のようにサブフレーム表示を行う場合、サブフレーム間で、画素 電極間に印加される電圧値 (絶対値)が異なることが多!、。

[0150] 従って、電極間電圧の極性をサブフレーム周期で反転させると、前サブフレームと 後サブフレームとの電圧値の違いにより、印加される電極間電圧に偏りが生じる。こ のため、液晶パネル 21を長時間駆動させると、電極に電荷がたまり、上記した焼き付 きゃフリツ力などの発生する可能性がある。

[0151] そこで、本表示装置では、電極間電圧の極性をフレーム周期（1フレームの時間幅 の周期）で反転させることが好ましい。なお、電極間電圧の極性をフレーム周期で反 転させる方法は 2つある。 1つの方法は、 1フレームの間、同極性の電圧を印加する 方法である。また、もう 1つの方法は、 1フレーム内の 2つのサブフレーム間で電極間 電圧を逆極性とし、さらに、後サブフレームと、 1つ後のフレームの前サブフレームと を同極性で駆動する方法である。

[0152] 図 9 (a)に、前者の方法をとつた場合における、電圧極性 (電極間電圧の極性）とフ レーム周期との関係を示す。また、図 9 (b)に、後者の方法をとつた場合における、電 圧極性とフレーム周期との関係を示す。このようにフレーム周期で電極間電圧を交流 化することにより、サブフレーム間で電極間電圧が大きく異なっていても、焼き付きや フリツ力を防止できる。

[0153] また、上記のように、本表示装置では、サブフレーム表示によって液晶パネル 21を 駆動しており、これにより、白浮きを抑制している。しかしながら、液晶の応答速度 (液 晶にカゝかる電圧 (電極間電圧）が印加電圧と等しくなるまでの速度）が遅い場合、この ようなサブフレーム表示による効果が薄れてしまうことがある。

[0154] すなわち、通常ホールド表示を行う場合、 TFT液晶パネルでは、ある輝度階調に 対して 1つの液晶状態が対応する。従って、液晶の応答特性は、表示信号の輝度階 調に依存しない。

[0155] 一方、本表示装置のようにサブフレーム表示を行う場合、前サブフレームが最小輝 度（白）で後サブフレームが最大輝度となる、中間階調の表示信号を表示する場合、 1フレームで液晶に印加される電圧は、図 10 (a)に示すように変動する。また、電極 間電圧は、液晶の応答速度 (応答特性）に従って、図 10 (b)に実線 Xで示すように変 化する。

[0156] ここで、液晶の応答速度が遅い場合、このような中間調表示を行うと、電極間電圧（ 実線 X)は、図 10 (c)に示すように変化する。従って、この場合には、前サブフレーム の表示輝度が最小とならないとともに、後サブフレームの表示輝度が最大とならない

[0157] このため、予定輝度と実際輝度との関係は、図 11に示すようになる。すなわち、サ ブフレーム表示を行っても、視野角度の大きい場合における予定輝度と実際輝度と の差 (ズレ）の少なくなる輝度 (最小輝度 ·最大輝度)での表示を行えなくなる。このた め、白浮き現象の抑制効果が減少する。

[0158] 従って、本表示装置のようなサブフレーム表示を良好に行うためには、液晶パネル 21における液晶の応答速度が、以下の (c)(d)を満足するように設計されていることが 好ましい。

[0159] (c)最小輝度 (黒;最小明度に相当）を表示している液晶に最大輝度（白；最大明度 に相当）となるための電圧信号 (表示信号に基づいてソースドライバー 23によって生 成されるもの）を与えたときに、短い方のサブフレーム期間内で、液晶の電圧（電極間 電圧）が、電圧信号の電圧における 90%以上の値に到達する（正面の実際明度が 最大明度の 90%に到達する。 )

(d)最大輝度 (白）を表示して 、る液晶に最小輝度 (黒)となるための電圧信号を与え たときに、短い方のサブフレーム期間内で、液晶の電圧 (電極間電圧)が、電圧信号 の電圧における 5%以下の値に到達する（正面の実際明度が最小明度の 5%に到達 する)。

[0160] また、制御部 15は、液晶の応答速度をモニターできるように設計されていることが 好ましい。そして、環境温度の変化等によって液晶の応答速度が遅くなり、上記の (c) (d)を満足できなくなつたと判断した場合、制御部 15は、サブフレーム表示を中断して 、液晶パネル 21を、通常ホールド表示によって駆動するように設定されていてもよい

[0161] これにより、サブフレーム表示によって白浮き現象がかえって顕著となってしまった 場合に、液晶パネル 21の表示方式を通常ホールド表示に切り替えられる。

[0162] また、本実施の形態では、本表示装置が液晶モニターとして機能するとしている。し 力しながら、本表示装置を、液晶テレビジョン受像機 (液晶テレビ)として機能させるこ とも可能である。このような液晶テレビは、本表示装置に、チューナ部を備えることで 実現できる。このチューナ部は、テレビ放送信号のチャネルを選択し、選択されたチ ャネルのテレビ画像信号を、フレームメモリ 11を介して制御部 15に伝達するためのも のである。この構成では、制御部 15が、このテレビ画像信号に基づいて表示信号を 生成することとなる。

[0163] なお、本実施の形態では、低輝度の場合に前サブフレームを黒とし、後サブフレー ムのみを用いて階調表現を行うとしている。し力しながら、サブフレームの前後関係を 交換しても（低輝度の場合に後サブフレームを黒として、前サブフレームのみを用い て階調表現を行うようにしても）、同様の表示を得られる。

[0164] また、本実施の形態では、（1)式を用いて表示信号 (前段表示信号および後段表 示信号)の輝度階調 (信号階調)を設定するとしている。しかしながら、実際のパネル では、黒表示（階調 0)の場合でも輝度を有し、さらに液晶の応答速度は有限である ため、従って、信号階調の設定に関しては、これらの要素を加味することが好ましい。 すなわち、液晶パネル 21によって実際の画像を表示させて、信号階調と表示輝度と の関係を実測し、実測結果に基づいて、（1)式に合うよう LUT (出力テーブル)を決 めることが好ましい。

[0165] また、本実施の形態では、式（6a)に示した aを、 2. 2〜3の範囲であるとして!/、る。

この範囲は、厳密に導き出されたものではないが、人間の視覚感覚的にほぼ妥当で あるとされて 、る範囲である。

[0166] また、本表示装置のソースドライバー 23として通常ホールド表示用のソースドライバ 一を用いると、入力される信号階調 (表示信号の輝度階調）に応じて、 y = 2. 2とし た（1)式を用いて得られる表示輝度を得られるように、各画素 (液晶）に対して電圧信 号が出力される。

[0167] そして、このようなソースドライバー 23は、サブフレーム表示を行う場合でも、各サブ フレームにおいて、入力される信号階調に応じて、通常ホールド表示で使用する電 圧信号をそのまま出力することとなる。

[0168] しかしながら、このような電圧信号の出力方法では、サブフレーム表示における 1フ レーム内での輝度の総和を、通常ホールド表示での値と同一にできない (信号階調 を表現しきれな ヽ）ことがある。

[0169] 従って、サブフレーム表示では、ソースドライバー 23は、分割した輝度に換算した 電圧信号を出力するように設計されていることが好ましい。すなわち、ソースドライバ 一 23が、信号階調に応じて、液晶に印加する電圧 (電極間電圧)を微調整するように 設定されていることが好ましい。このため、ソースドライバー 23をサブフレーム表示用 に設計し、上記のような微調整を行えるようにしておくことが好ま 、。 [0170] また、本実施の形態では、液晶パネル 21が VAパネルであるとして!/、る。しかしなが ら、これに限らず、 VAモード以外の他モードの液晶パネルを用いても、本表示装置 のサブフレーム表示によって、白浮き現象を抑制することが可能である。

[0171] すなわち、本表示装置のサブフレーム表示は、視野角度を大きくしたときに予定輝 度 (予定明度)と実際輝度 (実際明度)とがずれてしまう液晶パネル (階調ガンマの視 野角特性変化するモードの液晶パネル）に対しては、白浮き現象を抑制することが可 能である。

[0172] また、特に、本表示装置のサブフレーム表示は、視野角度を増加させると表示輝度 の強くなるような特性を有している液晶パネルに有効である。

[0173] また、本表示装置における液晶パネル 21は、 NB (Normally Black;ノーマリーブラッ ク）であっても、また、 NW (Normally White;ノーマリーホワイト）であってもよい。

[0174] さらに、本表示装置では、液晶パネル 21に変えて、他の表示パネル (例えば有機 E

Lパネルやプラズマディスプレイパネル）を用いてもょ 、。

[0175] また、本実施の形態では、フレームを 1:3〜1： 7に分割することが好ましいとしてい る。しかしながら、これに限らず、本表示装置を、フレームを l:nあるいは n:l(nは 1 以上の自然数)の範囲で分割するように設計してもよ!/、。

[0176] また、本実施の形態では、上記した（10)式を用いて、表示信号 (前段表示信号お よび後段表示信号)の信号階調設定を行うとしている。しかしながら、この設定は、液 晶の応答速度を Omsとし、かつ、 TO (最小輝度） =0とした設定方法である。このため

、実使用の際には、さらに工夫を重ねることが好ましい。

[0177] すなわち、片側のサブフレーム (後サブフレーム)で出力できる最大の輝度（閾輝度

)は、液晶応答が Omsで T0 = 0の場合には、 TmaxZ(n+l)となる。そして、閾輝度 階調 Ltは、この輝度のフレーム階調である。

Lt= (( (Tmax/(n+ 1)) /Tmax)" (1/ γ ) ) XLmax(y =2.2)

液晶の応答速度が 0でない場合、例えば、黒→白がサブフレーム内で Y%の応答、 白→黒がサブフレーム内で Ζ%の応答、 ΤΟ=ΤΟとすると、閾輝度 (Ltの輝度) Ttは、 Tt=((Tmax-TO) XY/100+ (Tmax— TO) XZ/100)/2

となる。従って、 Lt=(((Tt— TO)Z(Tmax— ΤΟ))'(1ΖΎ)) XLmax(y =2.2) となる。

[0178] また、実際には、 Ltはもう少し複雑になることもあり、閾輝度 Ttを単純な式では表せ ないこともある。従って、 Ltを Lmaxで表現することが困難なこともある。このような場 合に Ltを求めるには、液晶パネルの輝度を測定した結果を用いることが好ましい。す なわち、片側のサブフレームが最大の輝度、かつ、他方のサブフレームの輝度が最 小輝度の場合に液晶パネルから照射される輝度を測定して、その輝度を Ttとする。 そして、下式により、こぼれだしの階調 Ltを決める。

Lt= ( ( (Tt TO) / (Tmax-TO) ) " (ΐ/ γ ) ) X Lmax

( y = 2. 2)

このように、 （10)式を用いて求めた Ltについては、理想的な値であり、目安として 使用することが好まし 、場合もあると 、える。

[0179] ここで、本表示装置において、電極間電圧の極性をフレーム周期で反転させること が好ましい点について、より詳細に説明する。図 12 (a)は、表示輝度力Lmaxの 3Z 4および 1Z4の場合に、前サブフレームおよび後サブフレームによって表示される輝 度を示すグラフである。この図に示すように、本表示装置のようにサブフレーム表示を 行う場合、サブフレーム間で、液晶に印加される電圧値 (画素電極間に印加される電 圧値;絶対値)は異なる。

[0180] 従って、液晶に印加される電圧 (液晶電圧）の極性をサブフレーム周期で反転させ ると、図 12 (b)に示すように、前サブフレームと後サブフレームとの電圧値の違いによ り、印加される液晶電圧に偏りが生じる（トータルの印加電圧が (ことならない)。この ため、液晶電圧の直流成分をキャンセルできなくなり、液晶パネル 21を長時間駆動 させると、電極に電荷がたまり、焼き付きゃフリツ力などの発生する可能性がある。

[0181] そこで、本表示装置では、液晶電圧の極性をフレーム周期で反転させることが好ま しい。なお、液晶電圧の極性をフレーム周期で反転させる方法は 2つある。 1つの方 法は、 1フレームの間、同極性の電圧を印加する方法である。また、もう 1つの方法は 、 1フレーム内の 2つのサブフレーム間で液晶電圧を逆極性とし、さらに、後サブフレ ームと、 1つ後のフレームの前サブフレームとを同極性とする方法である。

[0182] 図 13 (a)は、前者の方法をとつた場合における、電圧極性 (液晶電圧の極性）とフ レーム周期および液晶電圧との関係を示すグラフである。一方、図 13 (b)は、後者の 方法をとつた場合の、同様のグラフである。

[0183] これらのグラフに示すように、液晶電圧を 1フレーム周期で反転させる場合、隣り合 う 2つのフレーム間で、前サブフレームどうしの平均電圧、および、後サブフレームの 平均電圧を、 0Vとできる。従って、 2フレームでの平均電圧を 0Vとできるので、印加 電圧の直流成分をキャンセルすることが可能となる。このようにフレーム周期で液晶 電圧を交流化することにより、サブフレーム間で液晶電圧が大きく異なっていても、焼 き付きゃフリツ力を防止できる。

[0184] また、図 14 (a)ないし図 14 (d)は、液晶パネル 21における 4つの画素と、各画素の 液晶電圧の極性を示す説明図である。上記したように、 1つの画素に印加される電圧 については、フレーム周期で極性を反転させることが好ましい。この場合、各画素の 液晶電圧の極性は、フレーム周期ごとに、図 14 (a)から図 14 (d)の順で示すように変 ィ匕することとなる。

[0185] ここで、液晶パネル 21の全画素に印加される液晶電圧の和については、 OVとする ことが好ましい。このような制御については、例えば、図 14 (a)ないし図 14 (d)に示す ように、隣接する画素間で電圧極性を変えることで実現できる。

[0186] また、本実施の形態では、前サブフレーム期間と後サブフレーム期間との比（フレ ームの分割比）を、 3 : 1〜7 : 1に設定することが好ましいとしている。し力しながら、こ れに限らず、フレームの分割比を、 1 : 1あるいは 2 : 1に設定してもよい。

[0187] 例えば、フレームの分割比を 1： 1とする場合、図 3に示したように、通常ホールド表 示に比して、実際輝度を予定輝度に近づけることが可能となる。また、図 6に示したよ うに、明度に関しても、通常ホールド表示に比して、実際明度を予定明度に近くでき る。従って、この場合でも、通常ホールド表示に比して、視野角特性を改善できること は明らかである。

[0188] また、液晶パネル 21では、液晶電圧 (液晶に印加される電圧;電極間電圧）を表示 信号に応じた値とするまでに、液晶の応答速度に応じた時間がかかる。従って、いず れかのサブフレーム期間が短すぎると、この期間内に、液晶の電圧を表示信号に応 じた値にまで上げられな 、可能性がある。 [0189] 従って、前サブフレームと後サブフレーム期間との比を、 1 : 1あるいは 2 : 1に設定す ることで、一方のサブフレーム期間を短くしすぎることを防止できる。従って、応答速 度の遅い液晶を用いても、適切な表示を行える。

[0190] また、フレームの分割比（前サブフレームと後サブフレームとの比）については、 n: 1

(nは 7以上の自然）に設定してもよい。また、この分割比を、 n: l (nは 1以上の実数（ より好ましくは 1より大きい実数)）としてもよい。例えば、この分割比を 1. 5 : 1に設定 することで、 1 : 1とする場合に比して視野角特性を向上させられる。また、 2 : 1とする 場合に比べて、応答速度の遅い液晶材料を使用することが容易となる。

[0191] また、フレームの分割比を n: 1 (nは 1以上の実数）とする場合でも、「最大輝度の (n

+ 1)分の 1 (TmaxZ (n+ l) ) jまでの低輝度 (低明度)の画像を表示する際には、 前サブフレームを黒表示とし、後サブフレームのみを用いて表示を行うことが好まし い。また、「TmaxZ (n+ l)」以上の高輝度（高明度）の画像を表示するときには、後 サブフレームを白表示とし、前サブフレームの輝度だけを調整して表示を行うことが 好ましい。これにより、常に 1つのサブフレームを、実際輝度と予定輝度との差のない 状態としておける。従って、本表示装置の視野角特性を良好にできる。

[0192] ここで、フレームの分割比を n： 1にする場合、前フレームを nとしても後フレーム nと しても実質的に同じ効果が狙える。すなわち n: lと l :nは視野角改善効果に関しては 同一である。また、 nは 1以上の実数とした場合でも、上記した（10)〜（12)式を用い た輝度階調の制御にっ 、ては有効である。

[0193] また、本実施の形態では、本表示装置のサブフレーム表示を、フレームを 2つのサ ブフレームに分割して行う表示であるとしている。しかしながら、これに限らず、本表 示装置を、フレームを 3つ以上のサブフレームに分割したサブフレーム表示を行うよう に設計してもよい。

[0194] フレームを m個に分割する場合のサブフレーム表示では、輝度の非常に低い場合 には、 m— 1個のサブフレームを黒表示とする一方、 1つのサブフレームの輝度 (輝度 階調)だけを調整して表示を行う。そして、このサブフレームだけでは表現できないく らい輝度の高くなつた場合に、このサブフレームを白表示とする。そして、 m— 2個の サブフレームを黒表示とする一方、残った 1つのサブフレームの輝度を調整して表示 を行う。

[0195] すなわち、フレームを m個に分割する場合でも、 2個に分割するときと同様に、輝度 を調整する（変化させる）サブフレームを常に 1つとし、他のサブフレームを白表示あ るいは黒表示としておくことが好ましい。これにより、 m—l個のサブフレームを、実際 輝度と予定輝度とのズレのない状態とできる。従って、本表示装置の視野角特性を 良好にできる。

[0196] 図 15は、本表示装置によって、均等な 3つのサブフレームにフレームを分割して表 示を行った結果 (破線および実線）と、通常ホールド表示を行った結果 (一点鎖線お よび実線；図 2に示したものと同様）と合わせて示すグラフである。このグラフに示すよ うに、サブフレームを 3つに増やした場合、実際輝度を予定輝度に非常に近づけるこ とが可能となる。従って、本表示装置の視野角特性をより良好な状態とできることがわ かる。

[0197] また、フレームを m個に分割する場合でも、上記した極性反転駆動を行うことが好ま しい。図 16は、フレームを 3つに分割し、フレームごとに電圧極性を反転した場合に おける、液晶電圧の遷移を示すグラフである。この図に示すように、この場合でも、 2 フレームでの平均の液晶電圧を OVとできる。

[0198] また、図 17は、同様にフレームを 3つに分割し、サブフレームごとに電圧極性を反 転した場合における、液晶電圧の遷移を示すグラフである。このように、フレームを奇 数個に分割する場合には、サブフレームごとに電圧極性を反転させても、 2フレーム での平均の液晶電圧を OVとできる。従って、フレームを m個（m; 2以上の整数）に分 割した場合には、制御部 15は、隣接するフレーム間の M番目（M ; l〜m)のサブフレ ームどうし力 異なる極性の液晶電圧を印加されて 、る状態とすることが好ま 、と!/ヽ える。これにより、 2フレームでの平均の液晶電圧を OVとできる。

[0199] また、フレームを m個（m; 2以上の整数）に分割した場合には、 2フレーム（あるいは より多くのフレーム）でのトータルの液晶電圧を OVとするように、液晶電圧の極性を反 転させることが好ま ヽと 、える。

[0200] また、上記では、フレームを m個に分割する場合、輝度を調整するサブフレームを 常に 1つとし、他のサブフレームを白表示 (最大輝度)あるいは黒表示 (最小輝度）と することが好ま U、として 、る。

[0201] し力しながら、これに限らず、輝度を調整するサブフレームを 2つ以上としてもょ 、。

この場合でも少なくとも 1つのサブフレームを白表示 (最大輝度)あるいは黒表示 (最 小輝度)とすることで、視野角特性を向上させられる。

[0202] また、輝度を調整しな!、サブフレームの輝度を、最大輝度とする代わりに「最大また は第 2所定値より大きい値」としてもよい。また、最小輝度とする代わりに、「最小また は第 1所定値より小さい値」としてもよい。この場合でも、輝度を調整しないサブフレー ムにおける実際明度と予定明度とのズレ（明度ズレ）を十分に小さくできる。従って、 本表示装置の視野角特性を向上させられる。

[0203] ここで、図 18は、輝度を調整しないサブフレームにおける、表示部 14に出力される 信号階調 (%；表示信号の輝度階調)と、各信号階調に応じた実際輝度階調 (%)と の関係 (視野角階調特性 (実測) )を示すグラフである。

[0204] なお、実際輝度階調とは、「各信号階調に応じて表示部 14の液晶パネル 21から出 力された輝度 (実際輝度)を、上記した（1)式を用いて輝度階調に変換したもの」であ る。

[0205] このグラフに示すように、上記した 2つの階調は、液晶パネル 21の正面 (視野角度 0 度）においては等しくなる。一方、視野角度を 60度としたときには、白浮きのため、実 際輝度階調が中間調で信号階調より明るくなる。また、この白浮きは、視野角度によ らず、輝度階調が 20%〜30%の間となるときに最大値をとる。

[0206] ここで、このような白浮きについては、上記のグラフに破線で示した「最大値の 10% 」を越えて 、な 、場合には、本表示装置の十分に表示品位を保てる（上記した明度 ズレを十分に小さくできる）ことがわ力つている。また、白浮きが「最大値の 10%」を越 えないような信号階調の範囲は、信号階調の最大値の 80〜100%、および、 0〜0. 02%である。また、この範囲は、視野角度が変化しても不変である。

[0207] 従って、上記した第 2所定値としては、最大輝度の 80%に設定することが好ましぐ また、第 1所定値としては、最大輝度の 0. 02%に設定することが好ましいといえる。

[0208] また、輝度を調整しな!、サブフレームを設けなくてもよ 、。すなわち、 m個のサブフ レームで表示を行う場合、各サブフレームの表示状態に差をつけなくてもよい。この ような構成であっても、上記したような、フレーム周期で液晶電圧の極性を反転する 極性反転駆動を行うことが好ましい。なお、 m個のサブフレームで表示を行う場合、 各サブフレームの表示状態に少しでも差をつけるだけで、液晶パネル 21の視野角特 性を向上させることは可能である。

[0209] また、本実施形態では、サブフレーム表示によって、液晶の視野角特性を向上でき る（白浮きを改善できる）としている。しかしながら、これに限らず、上記のようなサブフ レーム表示を行うことによって、動画の表示品質を向上させることが可能となる。

[0210] すなわち、通常ホールド表示で表示されている物体の動きを視線追従すると、直前 のフレームの色や明るさも同時に見えてしまう。このため、物体のエッジがボケて認識 される。一方、サブフレーム表示 (特に低輝度)で動画を表示する場合には、各フレ ームのいずれかのサブフレームの輝度が低くなる。このため、視認しているフレーム の画像と、直前のフレームの画像 (色'明るさ）とが視覚上で混在することを抑制でき る。従って、上記のようなエッジボケを回避し、動画の表示品質を向上させられる。

[0211] ここで、上記したように、液晶パネルにおける信号階調と表示輝度とは、以下の（1) 式によって近似的に表現される。

( (T-TO) / (Tmax-TO) ) = (L/Lmax) " γ - - - (1)

なお、 Lは 1フレームで画像を表示する場合 (通常ホールド表示で画像を表示する 場合)の信号階調 (フレーム階調)、 Lmaxは最大の輝度階調 (階調信号が 8ビット時 は、 255)、 Tは表示輝度、 Tmaxは最大輝度（L=Lmax= 255のときの輝度；白）、 TOは最小輝度 (L = 0のときの輝度；黒）、 γは補正値 (通常 2. 2)である。また、 L/ Lmaxは、一般に正規ィ匕表示階調と称される値であり、また、（LZLmax) ' γは、同 じく正規化輝度と呼ばれるものである。

[0212] 図 19は、室温 (25°C)における正規化輝度と信号階調とのなす階調一輝度曲線（

7曲線)を示すグラフである。本表示装置の階調一輝度曲線は、この図に示すような 、滑らかな状態（γ曲線にのった状態）になることが好ましい。

また、このような場合、液晶パネルの表示画面では、図 20に示すように、グレースケ ールを、信号階調の変化に応じた自然なグラデーションで表示できる。

[0213] ここで、上記のように、本表示装置では、白浮きを防止するために、図 23 (a)ないし (f)に示すように、低輝度 (最大輝度の半分以下)の画像を表示する場合、前サブフ レームを黒表示として後サブフレームのみを用いて表示を行って 、る。

[0214] 一方、高輝度 (最大輝度の半分より高輝度)の画像を表示する場合、後サブフレー ムを白表示として前サブフレームの輝度だけを調整して表示を行っている。

[0215] また、液晶パネル 21における階調と輝度との関係は、その応答特性 ( γ値）に応じ たものであり、各サブフレームで同様のものである。また、図 19に示すように、階調の 増加に対する輝度の上昇の度合い (上昇率)は、信号階調の低い場合には小さく、 信号階調の高い場合には大きくなる。

[0216] 従って、単純にサブフレーム表示を行うと、低輝度と高輝度との切り替わる階調 (切 替階調)の前後で、輝度を出力するサブフレームが完全に入れ代わる。このため、切 替階調の前後で輝度の上昇率が大きく異なることとなり、図 21に示すように、本表示 装置の階調一輝度曲線に変曲点 (特異点）が生じてしまう。従って、本表示装置では 、切替階調の前後で階調-輝度曲線を滑らかにつなげられるように、画像信号を表 示信号 (信号階調）に変換するための前段 LUT12,後段 LUT13の値を、適切に設 定することが好ましい。

[0217] なお、これらの LUT12. 13の値は、通常、 γ = 2. 2のとき（ほぼ 25°Cのとき）に、階 調—輝度曲線を、図 19に示すような滑らかな関係にできるように設定される。

[0218] ここで、上記の γの値は、液晶パネル 21の応答特性に応じたものである。従って、 温度変化に応じて液晶パネル 21の応答特性が変化すると、この γの値も 2. 2からず れることとなる。そして、室温に応じた 1組の LUT12' 13だけを用いる場合、本表示 装置のおかれている環境温度が変化して γが 2. 2からずれると、前サブフレームで の表示を開始する輝度で (切替階調で)、階調—輝度曲線に図 21に示すような変曲 点が生じてしまう。また、この場合、図 22に示すように、グレースケールも、上記の変 曲点に応じた異質な部位が生じるため、不自然なグラデーションとなる。

[0219] なお、このような変曲点については、 LUTを複数組備え、温度に応じて使い分ける ことで容易に防止できる。しかしながら、この構成では、複数の LUTを記憶させる必 要があるため、コスト高となる。

[0220] そこで、本表示装置では、このような変曲点の発生を回避するために、前サブフレ 一ムと後サブフレームとの輝度差を、所定範囲内に抑えるように制御することが好ま しい。図 24 (a)ないし (f)は、このような制御を行う場合における、前サブフレームと後 サブフレームとの輝度を示す説明図である。これらの図に示すように、この制御では、 両サブフレームの輝度差が所定範囲 Dを超えな 、ようになって 、る。

[0221] なお、この所定範囲 Dについては、本表示装置では、「切替階調の 98%以下で、 5 0%以上の階調に応じた輝度範囲」に設定される。例えば、切替階調が 170であれ ば、所定範囲 Dは、 85〜167の信号階調に応じた輝度範囲となる。

[0222] この構成では、 1フレームで表示する輝度 (フレーム輝度）力 所定範囲 D内の任意 の輝度（閾値) D1以下である場合（B音輝度の場合）、前サブフレームを黒表示とする 一方、後サブフレームのみを用いて表示を行う。

[0223] 一方、フレーム輝度が D1より高ぐ「最大輝度 Dl」以下となるとき（中間輝度の場 合)、前サブフレームと後サブフレームとの双方の輝度を調整する。また、このとき、後 サブフレームの輝度が最大（白表示）となるまでは、両サブフレームの輝度差を D内 に保つように制御する。

[0224] すなわち、 Dl <フレーム輝度≤Dl + dである場合、後サブフレームで D1の輝度を 、前サブフレームで残りの輝度を表示する。また、 Dl + dくフレーム輝度≤Dl + 2d である場合、後サブフレームで D + dの輝度を、前サブフレームで残りの輝度を表示 する。ここで、 dは、 Dl + dを D内にとするような、任意のステップ値である。この制御 では、両サブフレームの輝度差は、 D1あるいは Dl + dとなる。

[0225] また、フレーム輝度が「最大輝度一（Dl + d)」以上となる場合（明輝度の場合)、後 サブフレームの輝度が最大（白表示）となる。従って、フレーム輝度がこれ以上の値と なる場合には、後サブフレームを白表示とし、前サブフレームの輝度だけを調整して 表示を行う。

[0226] このような制御を行うことによって、中間輝度では、信号階調の増加に応じて、両サ ブフレームの輝度が交互に上昇することなる。すなわち、後サブフレームによる上昇 率の高 、輝度 (上昇率；階調の増加に対する輝度の上昇の度合!/、）と、前サブフレー ムによる上昇率の低い輝度とを混在させられる（2種類の輝度を、信号階調の増加に 応じて、ステップ値 dごとに交互に増加できる)。 [0227] このため、本表示装置の階調—輝度曲線を、図 25に示すような状態にできる。この 曲線は、図 19に示した γ曲線からは外れている。しかしながら、中間輝度 (切替階調 の前後）で、上昇率の異なる輝度を混在させているため、図 25に示すように、曲線の 尖りを抑えられる。このため、変曲点 (特異点）の発生を防止することが可能となり、図 26に示すように、自然なグレースケール表示を得られる。

[0228] なお、上記したステップ値 dについては、これを小さく設定することによって、狭い間 隔で 2種類の輝度を細力べ混ぜられるため、階調一輝度曲線における尖り度合いをよ り良好に抑制できる。従って、変曲点の発生をより確実に抑えることが可能となる。こ のため、ステップ値 dについては、なるべく小さい値 (例えば、 1階調〜 3階調分の輝 度）に設定することが好ましい。

[0229] また、上記では、信号階調の増加に応じて、両サブフレームの輝度をステップ値ご とに交互に増カロさせるとしている。しかしながら、このようなステップ値を用いることなく (交互に増加させることなく）、両サブフレームの輝度差を D内とするように制御するだ けでもよい。この構成でも、中間輝度では、両サブフレームの輝度を、フレーム輝度 の上昇に応じて増加させられる（両サブフレームの輝度を混在させられる）。従って、 この場合でも、変曲点の発生を抑えることは可能である。

[0230] また、上記では、所定範囲 Dを、「切替階調の 98%以下で、 50%以上の階調に応 じた輝度範囲」としている。ここで、 Dの下限値については、これを小さくし過ぎると、 サブフレーム表示による白浮き改善効果を減少させてしまう。また、 Dの上限値につ いては、切替階調に応じた輝度に近づけると、変曲点の抑制効果を減じてしまう。従 つて、 Dの上限値'下限値については、これらの点を考慮して決定することが好ましい といえる。

[0231] しかし、より単純に、両サブフレームの輝度差を、切替階調に応じた輝度 (フレーム 輝度の最大値の半分の値)より小さくするだけでもよい。この構成でも、変曲点の発生 を抑制することは可能である。また、上記では、切替階調の例として階調値 170を挙 げたが、この値は、液晶パネル 21の液晶材料の特性 (応答速度など）によって変わる 値である。

[0232] また、上記では、低輝度の場合、前サブフレームを黒表示として後サブフレームの 輝度を調整して表示を行うとし、高輝度の場合に後サブフレームを白表示として前サ ブフレームの輝度を調整して表示を行うとして 、る。

[0233] し力しながら、これに限らず、前サブフレームとあとサブフレームとの役割を代えても よい。すなわち、低輝度の場合、後サブフレームを黒表示として前サブフレームの輝 度を調整して表示を行うとし、高輝度の場合に前サブフレームを白表示として後サブ フレームの輝度を調整して表示を行うように設定してもよ 、。

[0234] すなわち、低輝度（高輝度）の場合に黒表示（白表示）とするサブフレームについて は、前サブフレームでも後サブフレームでも、どちらでもよい。なお、この点について は、変曲点を回避するために両サブフレームの輝度差を D内とする場合についても 同様である。

[0235] また、上記では、本表示装置における全ての処理を、制御部 15の制御により行うと している。し力しながら、これに限らず、これらの処理を行うためのプログラムを記録媒 体に記録し、このプログラムを読み出すことのできる情報処理装置を、制御部 15に代 えて用いるようにしてもよい。

[0236] この構成では、情報処理装置の演算装置 (CPUや MPU)が、記録媒体に記録さ れているプログラムを読み出して処理を実行する。従って、このプログラム自体が処 理を実現するといえる。

[0237] ここで、上記の情報処理装置としては、一般的なコンピューター（ワークステーション やパソコン)の他に、コンピューターに装着される、機能拡張ボードや機能拡張ュ-ッ トを用いることができる。

[0238] また、上記のプログラムとは、処理を実現するソフトウェアのプログラムコード (実行 形式プログラム，中間コードプログラム，ソースプログラム等）のことである。このプログ ラムは、単体で使用されるものでも、他のプログラム (OS等）と組み合わせて用いられ るものでもよい。また、このプログラムは、記録媒体力 読み出された後、装置内のメ モリ (RAM等）にいつたん記憶され、その後再び読み出されて実行されるようなもの でもよい。

[0239] また、プログラムを記録させる記録媒体は、情報処理装置と容易に分離できるもの でもよいし、装置に固定 (装着)されるものでもよい。さらに、外部記憶機器として装置 に接続するものでもよ ヽ。

[0240] このような記録媒体としては、ビデオテープやカセットテープ等の磁気テープ、フロ ッピー（登録商標）ディスクやハードディスク等の磁気ディスク、 CD-ROM, MO, M D, DVD, CD— R等の光ディスク（光磁気ディスク）、 ICカード，光カード等のメモリ力 ード、マスク ROM, EPROM, EEPROM,フラッシュ ROM等の半導体メモリなどを 適用できる。

[0241] また、ネットワーク (イントラネット'インターネット等)を介して情報処理装置と接続さ れている記録媒体を用いてもよい。この場合、情報処理装置は、ネットワークを介する ダウンロードによりプログラムを取得する。すなわち、上記のプログラムを、ネットワーク

(有線回線あるいは無線回線に接続されたもの）等の伝送媒体 (流動的にプログラム を保持する媒体)を介して取得するようにしてもよい。なお、ダウンロードを行うための プログラムは、装置内（あるいは送信側装置'受信側装置内）にあらかじめ記憶されて 、ることが好まし!/、。

[0242] また、本発明について、以下のように述べることもできる。すなわち、 TFT液晶表示 デバイスにおいて、パネルのある画素の階調輝度表示において、その階調輝度表示 方法に関して、 1フレームを 2つのサブフレームに分割し表示を行うことにより動画表 示性能の向上もしくは、視野角特性の向上などを行う駆動方法で、半分の輝度表示 までは、 2つのサブフレームの第 1のサブフレームを最小輝度にし、もう一方の第 2の サブフレームにより階調を変化させ階調輝度表示を行い、表示輝度が最大輝度の半 分以上の場合には、第 1のサブフレームの輝度を変化させ階調輝度表示をさせるよう な駆動を行う表示駆動方法 (図 23参照）は、動画性能の向上や、視野角特性の向上 が見込まれる。

[0243] し力しながら、このような表示方法を液晶パネルで行うと次のような不具合を生じる。

液晶パネルは、温度により応答特性が変化するため、上記駆動方法を行う場合に、 その温度によって、階調表示輝度が変化してしまう（図 21参照)。したがって、室温で 表示階調輝度を γが 2.2となる設定 (図 19参照）としていても、温度が低くなつた場合 や高くなつた場合には、 γが 2.2から変化してしまう（図 21参照)。また、上記駆動方 法を行うと 2つのサブフレームに分割し、片側の輝度表示階調から、両サブフレーム の輝度表示になった場合にその階調輝度特性の温度特性が変化するため、その階 調出力で階調変化が変わり、変曲点となる（図 22参照)。 yが 2.2から変化することに より画像の印象が変わることは、もちろんであるが、階調変化が急激に変化すること は、さらに問題である。

[0244] これを解決するために、前サブフレーム表示と後サブフレーム表示の信号を各温度 で変えて出力する方法があるが、その場合には、温度センサーと温度ごとの出力テ 一ブルをもつ必要がありコストアップにつながる。従って、階調輝度表示の方法をサ ブフレームフレーム期間の表示輝度の差以上にならないように出力することにより、 上記問題を解決することが好ましい（図 24参照)。この表示駆動方法を行うことにより 、変曲点がなくなり、見かけ上スムースなグレースケール表示となる（図 25、図 26参 照)。

[0245] また、本発明の TFT液晶パネルを、 1フレームを 2つのサブフレームに分割する TF T液晶パネルの表示駆動方法において、個々のサブフレームの画素の輝度の総和 により 1フレームの階調輝度表示を行う方法において、そのサブフレーム期間での表 示輝度が 1フレーム表示時のサブフレーム間での差がある一定の輝度 (相対的に）以 上とならないような、表示をさせる TFT液晶パネル（モジュール、モニター、 TV)、と 表現することちでさる。

[0246] 発明の詳細な説明の項にお!、てなされた具体的な実施形態または実施例は、あく までも、本発明の技術内容を明らかにするものであって、そのような具体例にのみ限 定して狭義に解釈されるべきものではなぐ本発明の精神と次に記載する特許請求 事項の範囲内で、いろいろと変更して実施することができるものである。

産業上の利用可能性

[0247] 本発明は、白浮き現象の生じる表示画面を備えた装置に対し、好適に使用できるも のである。

Claims

請求の範囲

[1] 1フレームを、第 1および第 2サブフレーム力 なる 2つのサブフレームに分割して画 像表示を行う表示装置において、

入力された表示信号の輝度階調に基づいた輝度の画像を表示する表示部と、 1フレームに表示部から出力される輝度の総和であるフレーム輝度をフレームの分 割によつて変えないように、第 1および第 2サブフレームの表示信号である第 1および 第 2表示信号を生成して表示部に出力する制御部とを備えており、

この制御部が、

フレーム輝度が最大値より小さい場合、両サブフレームから出力される輝度に差を つけるとともに、この輝度差を、 1つのサブフレームで表示できる最大の輝度であるサ ブ最大輝度より小さくすることを特徴とする表示装置。

[2] 上記の制御部が、

フレーム輝度が所定の閾値以下である場合には、一方のサブフレームを黒表示と する一方、他方のサブフレームの輝度を調整して表示を行うように設計されており、 フレーム輝度が上記閾値より大きい場合には、両サブフレームから出力される輝度 の差をサブ最大輝度より小さくするように設計されており、

さらに、上記閾値が、サブ最大輝度よりも小さく設定されていることを特徴とする請 求項 1に記載の表示装置。

[3] 上記の閾値が、サブ最大輝度に応じた輝度階調の 98%以下で、 50%以上の輝度 階調に応じた輝度範囲に設定されていることを特徴とする、請求項 2に記載の表示装 置。

[4] 上記の制御部は、

一方のサブフレームの輝度がサブ最大輝度となるまでは、両サブフレームの輝度 差を、サブ最大輝度に応じた輝度階調の 98%以下で、 50%以上の輝度階調に応じ た輝度範囲に設定することを特徴とする、請求項 2に記載の表示装置。

[5] 上記の表示部が液晶パネルであることを特徴とする請求項 1に記載の表示装置。

[6] 請求項 5に記載の表示装置と、

外部カゝら入力された画像信号を制御部に伝達するための信号入力部とを備え、 表示装置の制御部が、この画像信号に基づいて表示信号を生成するように設計さ れて 、ることを特徴とする液晶モニター。

[7] 請求項 5に記載の表示装置と、

テレビ放送信号のチャネルを選択し、選択されたチャネルのテレビ画像信号を制御 部に伝達するためのチューナ部とを備え、

表示装置の制御部が、このテレビ画像信号に基づ 、て表示信号を生成するように 設計されていることを特徴とする液晶テレビジョン受像機。

[8] 1フレームを、第 1および第 2サブフレーム力もなる 2つのサブフレームに分割して画 像表示を行う表示方法にぉ 、て、

1フレームに表示部から出力される輝度の総和であるフレーム輝度をフレームの分 割によつて変えないように、第 1および第 2サブフレームの表示信号である第 1および 第 2表示信号を生成して表示部に出力する出力工程を含み、

この出力工程が、

フレーム輝度が最大値より小さい場合、両サブフレームから出力される輝度に差を つけるとともに、この輝度差を、 1つのサブフレームで表示できる最大の輝度であるサ ブ最大輝度より小さくするように設定されて ヽることを特徴とする表示方法。