(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶パネル、表示データを１表示周期の期間記憶するメモリ、および現表示データと上記メモリに記憶された１表示周期前の表示データとを受けて上記液晶パネルへ出力信号を供給する参照テーブルメモリを備え、上記参照テーブルメモリは、現表示データと１周期前の表示データとのレベル差に応じて、表示データによる上記液晶パネルの光学応答を１表示周期内に完了させるように書き込まれた補正信号データに従って表示データのレベル補正を行い、出力信号として上記液晶パネルに供給するようにしたものにおいて、上記参照テーブルメモリにより補正された表示データの信号レベル幅を、補正前の表示データの信号レベル幅より小さくなるように圧縮し、これにより生じた差分の信号レベルを、表示データのレベル補正時の補正信号として利用するようにしたことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
補正された表示データの信号レベルの幅を、補正前の表示データの信号レベル幅より小さくしたことにより生じる液晶パネルの輝度の低下を、液晶パネルの背後照明の輝度を上げることにより補うようにしたことを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、液晶パネルを用いた液晶表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶パネルは外部からの電気信号によって画面の表示切換を行う。液晶パネルは一般的には外部から表示データを受け取り、表示データを予め定められた電圧レベルの電気信号波形に変換し、これを液晶に印加することにより表示を行っている。この液晶の表示の切換に要する時間は、一般的には数十ｍｓである。液晶に電気信号を印加したときの応答波形の例を図７に示す。
【０００３】
図７で、電気信号波形１０１は、液晶に印加する電圧を示し、横軸は時間、縦軸は信号レベルを表す。期間１は低い信号レベル１、期間２は高い信号レベル２になっている。図７で、光学応答波形１０２は、上記電気信号波形１０１の電圧を印加したときの液晶の光学応答波形であり、横軸は電気信号波形に対応した時間、縦軸は液晶の光透過率を示す。期間１は低い透過率レベル１、期間２は高い透過率レベル２になっている。
【０００４】
信号レベルが１から２へ切り替わった場合には、液晶の光学応答に遅延があるため、期間３のような過渡的な状態が存在することになる。透過率レベル１を０％、透過率レベル２を１００％としたときの透過率が、１０％から９０％まで変化するのに要する時間をその液晶パネルの立ち上がり応答時間あるいは応答速度と呼んでいる。また、信号レベルが高い状態から低い状態へ変化する場合も、同様に、透過率が９０％から１０％まで変化する時間をその液晶パネルの立ち下がり応答時間と呼んでいる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
液晶ディスプレイは、テレビ信号やパソコンの信号で駆動される場合が多いが、これらの信号の画面切換周波数は６０Ｈｚ前後であるのが一般的である。すなわち１画面の表示期間は約１６．７ｍｓであり、画面はこの時間の間隔で常に書き換えられている。一方、液晶パネルの応答速度は一般的には３０〜６０ｍｓであり、６０Ｈｚの画面切換周波数では十分に応答が完了していない。
【０００６】
このような液晶パネルの応答速度の遅さを改善する手法として、液晶パネル駆動信号の切換時に、一時的に高い信号レベルもしくは低い信号レベルを印加し、液晶を加速的に動かす手法が、例えば特許第２６１６６５２号に提案されている。この手法は、液晶の応答速度が数１００ｍｓと比較的遅い、スーパー・ツイステッド・ネマチック（ＳＴＮ）液晶パネルに適用される技術である。応答速度の遅い液晶パネルにこの技術は有効であり、例えばこの手法を用いた場合の駆動信号波形および液晶パネルの応答波形は、図８に示すように、応答速度を１０２から１０２ａのように改善することができる。
【０００７】
しかし、最近の薄膜トランジスタを用いたＴＦＴ−ＬＣＤのように、液晶の応答速度が数１０ｍｓと比較的早い液晶パネルに適用すると、例えば電気信号波形１０１が低い電圧から高い電圧へ切り替わる場合には、図９のように光学応答１０２にオーバーシュートが発生する場合があり、表示の視認性上好ましくない。また逆に、高い電圧から低い電圧に切り替わる場合にはアンダーシュートが発生する場合がある。
【０００８】
さらには、表示の切換後の信号レベルが最大レベルの場合、それ以上のレベルの補正信号を発生できないため、応答速度の改善を行うことができないという問題を有している。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る液晶表示装置は、液晶パネル、表示データを１表示周期の期間記憶するメモリ、および現表示データと上記メモリに記憶された１表示周期前の表示データとを受けて上記液晶パネルへ出力信号を供給する参照テーブルメモリを備え、上記参照テーブルメモリは、現表示データと１周期前の表示データとのレベル差に応じて、表示データによる上記液晶パネルの光学応答を１表示周期内に完了させるように書き込まれた補正信号データに従って表示データのレベル補正を行い、出力信号として上記液晶パネルに供給するようにしたものにおいて、上記参照テーブルメモリにより補正された表示データの信号レベル幅を、補正前の表示データの信号レベル幅より小さくなるように圧縮し、これにより生じた差分の信号レベルを、表示データのレベル補正時の補正信号として利用するようにしたものである。
【００１１】
また、補正された表示データの信号レベルの幅を、補正前の表示データの信号レベル幅より小さくしたことにより生じる液晶パネルの輝度の低下を、液晶パネルの背後照明の輝度を上げることにより補うようにしたものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
はじめに、図１を用いてこの発明の概念を説明する。図１のグラフにおいて、横軸は時間、縦軸は電気信号（以下単に信号と呼ぶ）波形１０１およびその信号が印加された液晶パネルの光学応答波形１０２の光透過率である。図は信号レベルが信号レベル１から信号レベル２に変化したときの液晶の光学応答変化を記録したものであり、  透過率レベル１が信号レベル１の場合の所望の透過率、透過率レベル２が信号レベル２の場合の所望の透過率である。
【００１３】
信号レベル３、４、５は、本来の信号レベルは信号レベル２であるが、信号レベルを１から２へ切り換える場合に、液晶を加速的に動かすために補正された信号レベルであり、１表示周期分出力したものである。この補正された信号レベルが信号レベル３のように補正が過多である場合には、光学応答波形１０２は応答３のようにオーバーシュートしてしまい、また、信号レベルが信号レベル４のように補正が過小である場合には、光学応答波形は応答４のように、１表示周期期間で応答が完了しない。補正信号レベルを５のように最適なるように選ぶことにより、光学応答波形は応答５のようにちょうど１表示周期内に応答が完了することができる。
【００１４】
この補正信号レベルは、初期の信号レベル１と表示切換後の信号レベル２の大きさによって、最適値を一意的に決めることができる。そこで、この発明の第１の手法として、表示すべきデータの変化のすべての場合の補正信号レベルを予め測定し、これをテーブルとして準備しておくことにより、表示信号レベルが切り替わった場合、切換の前と後の信号レベルから、１表示周期に過不足なく光学応答を完了することのできる補正信号レベルを選び出して液晶パネルに印加する。
【００１５】
例えば、ｎ階調の表示を行うことができる液晶パネルは、表示切換の組み合わせの場合の数はｎ2 通りであるので、ｎ2 個の補正信号レベルをテーブルとして、例えばＲＯＭ（リード・オンリー・メモリ）に記憶させておく。
【００１６】
ここで、液晶パネルへ供給される元の信号レベル変化の目標値が、信号レベルの最大値もしくは最小値である場合、前述した補正信号を生成することができない。このような場合には、元の信号レベルを圧縮することにより解決できる。すなわち、この発明の第２の手法として、信号レベルを常にある割合で圧縮することで信号レベルにレベルの余裕を持たせ、最大信号レベルへの信号変化があった場合、最大信号レベルはレベルが下げられ、生じた余裕の部分を用いて補正信号レベルを発生する。
【００１７】
また、上記第２の手法では、圧縮変換後の信号レベルの最大値は、もとの信号レベルの最大値より小さくなってしまうため、このことによる液晶パネルの透過率の低下を、液晶パネルの背後照明の輝度を上げることにより補い、人の目に違和感を与えないようにする。
【００１８】
実施の形態１．
図２は、この発明の実施の形態１に係る駆動信号波形を生成するための液晶パネル駆動回路のブロック図である。図において、１０は液晶表示装置の液晶パネル、１１は参照テーブルメモリ（補正データＲＯＭ）、１２はフレームメモリ、１３は制御回路、１４はデータ入力端子、１５は同期信号入力端子、１６は参照テーブルメモリ１１のデータバス、１７は同じく参照テーブルメモリ１１のアドレスバスである。
【００１９】
液晶表示装置の液晶パネル１０は、表示データをデジタルで入力するのが一般的であり、この回路も表示データがデジタルであることを想定したものであり、ここでは表示信号レベル数すなわち表示データ数が８ビットの２５６階調である場合を想定している。表示データ数が２５６個であるから、予め準備する補正信号レベルデータの個数は２５６２個であり、８ビットのデータバス１６で１６ビットのアドレスバス１７を有する補正データＲＯＭ１１を用いることにより、すべてのデータを記憶させておくことができる。
【００２０】
入力端子１４から入力される表示データは、参照テーブルメモリ１１のアドレス内８ビットに入力されると共に、フレームメモリ１２にも入力される。フレームメモリ１２からは１表示周期分遅延したデータが出力され、遅延データは参照テーブルメモリ１１のアドレスの残り８ビットに入力される。参照テーブルメモリ１１には前述したような、すべての信号レベル変化の組み合わせにおいて、信号レベルが変化した場合に応答が１表示周期内に過不足なく完了する補正データがテーブルとして予め書き込まれている。データは２５６×２５６のマトリクス状に表記されるが、図３にその一部を示す。
【００２１】
このような回路構成および補正データを書き込んだ参照テーブルメモリ（ＲＯＭ）を準備することにより、現在の表示すべき信号レベルと１表示周期前の信号レベルとから常時決定される所望の表示信号レベルを補正データとして液晶パネル１０に印加することができ、どのような信号レベルの切換においても高速応答の表示を得ることができる。
【００２２】
実施の形態２．
次に、常に元の信号を圧縮しながら補正信号を生成する具体的手法について説明する。８ビットすなわち２５６レベルの表示を行うことができる液晶パネルでは、例えば、常にデータを２５６分の２００に圧縮するデータ基準にする。１表示周期前の信号レベルと現在の信号レベルが等しい場合は、例えば図３のテーブルの対角線上の値が補正データとして選ばれるが、実施の形態１ではここには元の信号レベルのデータがそのまま書き込まれていた。本実施の形態２では、図４のように、テーブルの対角線上には、１表示周期前の信号レベルと現在の信号レベルが等しい場合のデータとして、元のデータを２５６分の２００に圧縮したデータを予め準備してもっておく。
【００２３】
このようにすることにより、元のデータの信号レベルが２５６であった場合に、出力される信号レベルは２００になり、あまった２０１から２５６の信号レベルは補正信号を生成することに利用することができるようになる。図５にこの手法を用いて液晶パネルを駆動する場合の電気信号レベルの時間変化を示す。破線で示す元の信号波形１０１が信号レベル６から最大信号レベル７に変化する場合、信号レベル６、７はそれぞれ２５６分の２００に圧縮された実線で示す新しい信号レベル８、９になり、また補正信号が信号レベル１０で生成できている。
【００２４】
実施の形態３．
実施の形態２では液晶パネルに供給する信号レベルを圧縮するため、表示上輝度の低下が発生することになり、液晶パネルを通常の駆動と圧縮を有する駆動を切り換えて表示する場合に輝度の差が違和感をもたらす場合がある。その場合には図６に示すように、通常の駆動と圧縮を有する駆動との切換を、液晶パネルの背後照明の輝度切換と連動させ、信号圧縮を有する駆動を行う場合には、背後照明輝度を高くして信号レベル低下による輝度低下分を補うようにすることにより、望ましい輝度での表示状態を得ることができる。
【００２５】
図６において、Ｓ１、Ｓ２は連動する切換スイッチで、スイッチＳ１は通常駆動接点ａと圧縮駆動接点ｂとを有し、スイッチＳ２は標準輝度接点ｃと高輝度接点ｄとを有する。スイッチＳ１、Ｓ２の可動接点は通常駆動のときは標準輝度を、圧縮駆動のときは高輝度を選択する。
【００２６】
【発明の効果】
以上のようにこの発明によれば、信号レベル変化のすべての組み合わせについて、１表示周期に応答が過不足なく完了するデータを予め準備しておくことにより、どの信号レベルの変化でもオーバーシュート、アンダーシュートが発生することなしに、液晶パネルの応答を１表示周期内に完了させることができる。
【００２７】
また、元の信号レベルが最大レベルや最小レベルを有する信号であっても、信号の圧縮により液晶を加速的に動かす補正信号を生成することができるので、液晶バネルの応答を１表示周期内に完了させることができる。
【００２８】
また、信号の圧縮による輝度の低下を背後照明で補うことにより、液晶パネルの応答を１表示周期内に完了させ、かつ望ましい輝度での表示状態を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の補正原理を説明する電気信号および光学応答波形図である。
【図２】  この発明の実施の形態１に係る液晶表示装置の主要回路構成を示すブロック図である。
【図３】  実施の形態１の参照テーブルメモリに用いるデータ例である。
【図４】  この発明の実施の形態２に係る液晶表示装置の参照テーブルメモリに用いるデータ例である。
【図５】  実施の形態２により補正した電気信号波形図である。
【図６】  この発明の実施の形態３に係る液晶表示装置の主要回路構成を示すブロック図である。
【図７】  従来の液晶表示装置の電気信号および光学応答波形図である。
【図８】  従来の補正方法による液晶表示装置の電気信号および光学応答波形図である。
【図９】  従来の補正方法による液晶表示装置の電気信号および光学応答波形図である。
【符号の説明】
１０  液晶パネル、              １１  参照テーブルメモリ、
１２  フレームメモリ、          １３  制御回路、
１４  データ入力端子、          １５  同期信号入力端子、
１０１  電気信号波形、          １０２  光学応答波形。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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