(57)【要約】【課題】  本発明は、インパルス発光方式のバックライトを備えた液晶ディスプレイを駆動するに際して、ディスプレイ面内で均一な輝度を保持し得るオーバードライブ制御法を提供する。【解決手段】  本発明の液晶ディスプレイは、複数の走査線と信号線が交差して画された複数の画素により画像表示領域を形成する液晶セルと、液晶セルの複数の画素に走査線を介して順次走査電圧を印加する走査ドライバと、走査線を介して走査電圧が印加された画素に信号線を介して信号電圧を印加する信号ドライバと、信号ドライバが前記画素に印加する信号電圧として、該画素が表示するべき目標輝度を得るための信号電圧よりも過剰な信号電圧であるオーバードライブ電圧を印加するように、信号ドライバを制御するオーバードライブコントローラと、を備え、オーバードライブコントローラは、走査線の位置に応じて前記信号ドライバに印加するオーバードライブ電圧を制御し得る。【選択図】    図１ 
2006030834.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の走査線と信号線が交差して画された複数の画素により画像表示領域を形成する液晶セルと、
前記液晶セルの複数の画素に、該複数の画素を画する走査線を介して順次走査電圧を印加する走査ドライバと、
前記走査線を介して走査電圧が印加された画素に、該画素を画する信号線を介して信号電圧を印加する信号ドライバと、
前記信号ドライバが前記画素に印加する信号電圧として、該画素が表示するべき目標輝度を得るための信号電圧よりも過剰な信号電圧であるオーバードライブ電圧を印加するように、該信号ドライバを制御するオーバードライブコントローラと、
を備え、
前記オーバードライブコントローラは、前記走査線の位置に応じて前記信号ドライバに印加するオーバードライブ電圧を制御し得る、
液晶ディスプレイ。
【請求項２】
前記液晶ディスプレイは、
前記走査ドライバが、すべての前記走査線に順次走査電圧を印加し終わる１フレーム間より短いバックライト発光期間だけインパルス発光し、前記画像表示領域を照射するバックライトを備え、
前記オーバードライブコントローラは、すべての画素に対し、前記バックライト発光期間中に同等かつ目標の積算輝度を得るように、走査電圧を印加される走査線の位置ごとに信号線に印加するオーバードライブ電圧を調節する、
請求項１に記載の液晶ディスプレイ。
【請求項３】
前記液晶セルは、N本の走査線を有し、該N本の走査線をM（≦N）個のグループに分割した時に、各グループに属する走査線を有する前記各画素が、前記バックライト発光期間中に同等かつ目標の積算輝度を得るように、前記オーバードライブコントローラは前記該走査線が属する前記グループ位置によって信号線に印加するオーバードライブ電圧を調節する、請求項１に記載の液晶ディスプレイ。
【請求項４】
前記オーバードライブコントローラは、
前記前フレームの画像データを記憶するフレームバッファと、
前記フレームバッファに記憶された前記前フレームの画像データと次のフレームの画像データから、次のフレームに前記各画素に書き込むべき階調情報が得られる、少なくとも2つ以上のルックアップテーブルと、
入力された同期信号のカウント数から、次のフレームで任意の画素に目的の階調を書き込む情報が格納された前記ルックアップテーブルを選択するためのセレクタと、
を備え、
前記垂直同期信号のカウント数に応じて使用するルックアップテーブルを選択し、次のフレームにて前記各画素に印加するオーバードライブ電圧を前記信号ドライバに出力する、請求項１乃至３に記載の液晶ディスプレイ。
【請求項５】
前記オーバードライブコントローラは、前記液晶セル内の走査線の位置によって前記信号ドライバに出力するオーバードライブ電圧が異なる少なくとも２つ以上のルックアップテーブルを有する、請求項１乃至４に記載の液晶ディスプレイ。
【請求項６】
前記セレクタが、前記同期信号のカウント数から、任意の画素の走査線位置情報を取得し、前記情報に応じて次のフレームで前記複数のルックアップテーブルから１つのルックアップテーブルを選択することにより任意の画素に階調を書き込む、請求項５に記載の液晶ディスプレイ。
【請求項７】
複数の走査線と信号線が交差して画された複数の画素により画像表示領域を形成する液晶セルと、前記走査線に走査電圧を印加する走査ドライバと、前記信号線に信号電圧を印加する信号ドライバと、前記信号ドライバを制御するオーバードライブコントローラと、前記走査ドライバがすべての前記走査線に順次走査電圧を印加し終わる１フレーム間より短い期間だけインパルス発光して前記画像表示領域を照射するバックライトと、
を含む液晶ディスプレイのオーバードライブ制御法による駆動方法であって、
前記信号ドライバが前記画素に印加する信号電圧として、該画素が表示するべき目標輝度を得るための信号電圧よりも過剰な信号電圧であるオーバードライブ電圧を、前記走査線の位置に応じて印加するように、前記オーバードライブコントローラが該信号ドライバにオーバードライブ制御信号を出力するステップと、
前記走査ドライバが前記液晶セルの複数の画素に、該複数の画素を画する走査線を介して順次走査電圧を印加するステップと、
前記オーバードライブコントローラから入力したオーバードライブ制御信号に従って、前記信号ドライバが、前記走査線を介して走査電圧が印加された画素に、該画素を画する信号線を介してオーバードライブ電圧を印加するステップと、
を含む、オーバードライブ制御法による駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インパルス発光方式のバックライトを備えた液晶ディスプレイの、オーバードライブ制御法による駆動方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
薄型、軽量、低電力消費といった特性をもつ液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）は、近年様々な電子機器に用いられ、ＣＲＴ（Cathode-Ray-Tube）を用いたディスプレイにとって代わりつつある。
【０００３】
液晶ディスプレイに表示を行なう液晶セルコントロール回路は、一般に図５（ａ）のように構成される。ビデオインターフェース１１２を介して液晶セルコントロール回路１０１にディジタルのＲ、Ｇ、Ｂ各画像信号及び同期信号が入力され、ＬＣＤコントローラ１１４に受取られる。また、液晶セルコントロール回路１０１に対する電源も、一般にビデオインターフェース１１２を介してＤＣ−ＤＣコンバータ１１６に供給される。ＤＣ−ＤＣコンバータ１１６は、受取った電源をＬＣＤコントローラ１１４、走査ドライバ１１８等に供給する。
【０００４】
ＬＣＤコントローラ１１４は、ビデオインターフェース１１２から受取った信号を処理して、信号ドライバ１２０の各ＩＣ１２２、及び走査ドライバ１１８の各ＩＣに供給すべき信号を、必要なタイミングで出力する。
【０００５】
信号ドライバ１２０は、図５（ｂ）のような液晶セル２００上にマトリクス状に並んだ各画素２０１中のＴＦＴ（Thin-Film-Transistor）２１６の配列において、垂直方向に並んだＴＦＴ２１６の各ソース電極２１８に印加する電圧を信号線２１４を介して出力する。又、走査ドライバ１１８は、同じくＴＦＴ２１６の配列において、水平方向に並んだＴＦＴ２１６の各ゲート電極２２０に印加する電圧を走査線２１２を介して出力する。
【０００６】
Ｒ、Ｇ、Ｂの各ドットからなる各画素２０１に対応してマトリクス状に配列されたＴＦＴ２１６は、図６に示すように同一列が共通の信号線２１４に、同一行が共通の走査線２１２に属し、信号線２１４は、液晶セル２００の上方又は下方に引き出されている。
【０００７】
１フレーム分の駆動の手順は、先ず走査ドライバ１１８が第1行の走査線２１２にＴＦＴ２１６をオンにする電圧を印加し、ゲート電極２２０を駆動させる。これと同時に信号ドライバ１２０がすべての列、ｎ×３の信号線２１４に、それぞれ対応する画素の表示すべき階調に応じた電圧を一度に供給する。これを順次1行ずつ、最下行の第ｍ行目の走査線２１２まで繰り返して１フレーム分の駆動が終了する。尚、液晶ディスプレイが白黒表示の場合には、各画素２０１中のＲ、Ｇ、Ｂの各ドットは1つのドットでよく、上記液晶セル２００はｎ×ｍのマトリクスに分割される。
【０００８】
ＴＦＴ２１６のゲート電極２２０がオンとなるときに信号線２１４から印加された、対応する画素の表示階調に応じた電圧は、図５に示すＴＦＴ２１６を介して液晶２１０を挟む両極板間に印加される。図示しないバックライトからの光が液晶２１０を透過して、液晶セル２００中の各画素は所望の輝度を得る。
【０００９】
上述のような液晶セル２００の1フレームの駆動に要する時間は、例えば６０Ｈｚのリフレッシュ駆動では１６ｍｓ程度である。しかし、現在用いられている液晶は応答が遅く、特に中間調間の階調遷移では図９に示すように、目標輝度又は目標階調に達するための応答が大きく遅れてしまう。
【００１０】
即ち、図９において、縦軸の階調は画素２０１の階調、前フレームの階調は階調を変化させる前の階調、目標階調は表示する階調を意味する。そして、通常駆動の曲線は従来の液晶ディスプレイのある画素２０１に電圧を印加して駆動させた場合に、当該画素２０１が目標階調に達するまでの輝度の時間変化を表す。この図９のように、上述のように従来の駆動方法では、目標階調に達するために数フレームを要する。尚、縦軸の階調は、中間調における画素２０１の輝度としてもよい。
【００１１】
このため、特に中間調間の階調遷移の応答時間が遅い画素では、ｋ+１番目のフレームで再現したい階調に前回のｋ番目のフレームで再現すべき階調が混入し、ディスプレイ全体ではｋ+１番目とｋ番目のフレームのイメージが混合し、特に動画を表示する際に、残像が発生することとなり、表示画質を大きく低減させる原因となっている。
【００１２】
このようなドライバからの入力電圧に対する液晶２１０の応答の遅延の問題を解決するため、オーバードライブ制御法による応答特性の改善方法が提案されている（例えば、特許文献１を参照。）。オーバードライブ制御法とは、液晶２１０の電圧応答特性を予測し、液晶２１０に対する印加電圧を図９のオーバードライブ駆動の曲線に示すように目標階調よりも高い、もしくは低い階調に相当する電圧を1フレーム間印加して、１フレーム内に各画素を目標輝度に到達させる方法である。この目的階調よりも高い、もしくは低い階調をオーバードライブ階調、目標電圧よりも高いもしくは低い電圧を、以下オーバードライブ電圧という。
【００１３】
各画素２０１の液晶２１０を挟む液晶電極の容量値を予測することによりオーバードライブ電圧を算出する方法の発明が、特許文献２に開示されている。図７に示す液晶セルコントロール回路１０２は、特許文献２に記載された回路と等価であり、従来の回路１０１のＬＣＤコントローラ１１４と信号ドライバ１２０間にオーバードライブコントローラ１５０が配置されている。
【００１４】
特許文献２に開示されたオーバードライブコントローラ１５０は、図８に示すように、目標輝度と現在の容量値とからその画素２０１に今回印加すべきオーバードライブ電圧を算出するオーバードライブ電圧算出部１５１、１フレーム後の容量値を予測する容量予測部１５２、容量予測部１５２により予測された１フレーム後の容量値を格納するフレームバッファ１５３、から構成される。特許文献２の発明は、オーバードライブコントローラ１５０により目標輝度を得るための電圧より行き過ぎたオーバードライブ電圧を印加し、その１リフレッシュサイクル時間内に画素輝度が目標値に達するように液晶セルコントロール回路１０２を駆動することができる。
【００１５】
一方、ＣＲＴは発光がインパルス型であるのに対し、ＬＣＤはフレームの全期間にわたってバックライトの光が液晶２１０を照射するホールド型であり、動画像表示時にイメージが画面上で引きずられるように見える、残像の問題が顕著である。
【００１６】
この問題は、液晶は粘性流体であることに起因する上記の応答遅延の問題だけではなく、人間の視覚の残像効果も寄与していることが判っている。即ち、液晶ディスプレイのようなホールド型表示装置では、液晶２１０を挟む液晶に印加される電圧情報を、次のフレームでの書き込みまでの１リフレッシュサイクルの間液晶電極間の容量で保持するため、前フレームの情報が目に残り、人間の視覚に残像を生じやすい。CRTでは画面上に電子ビームが当たった瞬間のみ情報を表示し、他の期間は黒表示となるインパルス型であるため、残像が認識されにくい。従って、液晶ディスプレイで高速動画を表示するには、CRTのようなインパルス型発光に近づけるのが望ましい。
【００１７】
以上のように、ＣＲＴと同等の動画特性を得るため、リフレッシュレートの倍増やフレームごとに間欠発光させるインパルス発光方式が提案されている。インパルス発光方式等を採用することにより、ディスプレイの動画特性を改善することができる。しかし、これらは超高速に応答可能な液晶が前提であり、そのままの従来の方式は現在用いられている液晶では実現できない。
【００１８】
そこで、液晶の電圧に対する応答遅延を改善しつつ、インパルス型発光を実現するため、図１０に示すように、インパルス発光方式のバックライトと上記オーバードライブ制御法を組合わせることが考えられる。図１０は、このインパルス発光方式とオーバードライブ制御法を組合わせた駆動方法を説明する図であり、横軸は時間、縦軸の階調は注目する画素２０１の階調（又は輝度）を表す。又、図１０において前フレームの階調は第１フレームの画素階調であり、目的階調は今回のフレーム、またはそれ以降の第２〜第４フレームで達成したい画素階調を示す。ここで今回のフレームとは、図１０における第２フレームを示している。図１０はインパルス型発光のバックライト方式を表現するため、バックライトの発光期間を時間幅で表している。
【００１９】
上記インパルス発光方式において人間が認識する画素２０１の１フレームの輝度は、瞬間の輝度ではなく、１フレーム内における積算輝度である。この積算輝度は、図１０において発光期間の時間幅中、斜線部の面積に相当する。従って、今回のフレームである第２フレームと第３フレームの輝度レベル差を最小にするためには、各フレームの終了直前にインパルス発光させるのが好ましい。
【００２０】
以上のように、インパルス発光方式とオーバードライブ制御法を組合わせて液晶セル２００内の各画素２０１を駆動することにより、各画素２０１の時間経過に伴う残像を改善することができる。
【００２１】
ところが、上述のインパルス発光方式とオーバードライブ制御法を組合わせた方法では、異なる走査線から走査電圧の供給を受ける画素２０１間において、第２フレームと第３もしくは第４フレーム間の輝度差に差がが生じ、残像によるぼやけの発生を表示画素全体で一様に回避することは出来ない。以下に具体例により残像が発生する理由を説明する。
【００２２】
図４のように、ｎ個の信号線２１４と２ｍ個の走査線２１２が配線された、ｎ×２ｍの画素２０１がマトリクス状に並んだ液晶セル２００を考える。同一の信号線２１４から信号電圧の供給を受け、１番目及びｍ番目の走査線２１２からそれぞれ走査電圧の供給を受ける画素２０１を、それぞれ画素Gate（１）及び画素Gate（ｍ+１）とする。更に簡単のため、図１１において画素Gate（１）の輝度を基準にして第１フレーム〜第４フレームで、画素Gate（１）及び画素Gate（ｍ+１）は同一の階調即ち輝度を表示することを目標としているとする。
【００２３】
図１１において、縦軸、横軸、及び曲線、時間幅の意味は、上記図１０と同一である。図１１に示すように、画素Gate（１）と画素Gate（ｍ+１）へのオーバードライブ電圧の印加開始時間は１フレームの半分の時間ずれる。この結果、第２フレームと第３フレームの各画素Gate（１）及び画素Gate（ｍ+１）の積算輝度差は、図１１に示すようにそれぞれ略ΔL１−ΔL２に相当する。
【００２４】
図１１において、ΔＬ１＜ΔＬ２が常に成り立つ。上記例において、走査電圧を供給される走査線２１２が、画素Gate（１）のようにインパルス発光のタイミングが最も最適化された走査線２１２から位置からずれるほど、前後フレームの輝度差が大きくなり、残像が発生しやすくなる。
【００２５】
即ち、インパルス発光方式と、従来のオーバードライブ制御法を組合わせた方法では、各画素２０１の時間経過に伴う残像を最適化することはできるが、異なる走査線から走査電圧の供給を受ける画素２０１間では輝度差が生じ、残像の発生を全表示画素において一様に回避することは困難である。
【００２６】
【特許文献１】特開平７−２０８２８号公報（図１）
【特許文献２】特開２００２−３５１４０９号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２７】
本発明の目的は、インパルス発光方式のバックライトを備えた液晶ディスプレイを駆動するに際して、ディスプレイ面内で均一な輝度を保持し、且つ一様に残像の改善を得るオーバードライブ制御法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２８】
本発明の液晶ディスプレイは、複数の走査線と信号線が交差して画された複数の画素により画像表示領域を形成する液晶セルと、前記液晶セルの複数の画素に、該複数の画素を画する走査線を介して順次走査電圧を印加する走査ドライバと、前記走査線を介して走査電圧が印加された画素に、該画素を画する信号線を介して信号電圧を印加する信号ドライバと、前記信号ドライバが前記画素に印加する信号電圧として、該画素が表示するべき目標輝度を得るための信号電圧よりも過剰な信号電圧であるオーバードライブ電圧を印加するように、該信号ドライバを制御するオーバードライブコントローラと、を備え、前記オーバードライブコントローラは、前記走査線の位置に応じて前記信号ドライバに印加するオーバードライブ電圧を制御し得る。
【００２９】
本発明の液晶ディスプレイは、前記液晶ディスプレイは、前記走査ドライバが、すべての前記走査線に順次走査電圧を印加し終わる１フレーム間より短い期間だけインパルス発光し、前記画像表示領域を照射するバックライトを備え、前記オーバードライブコントローラは、すべての画素に対し、可能な限り前記バックライト発光期間中に同等かつ目標の積算輝度を得るように、走査電圧を印加される走査線の位置ごとに信号線に印加するオーバードライブ電圧を調節する。
【００３０】
本発明の液晶ディスプレイは、前記液晶セルは、N本の走査線を有し、該N本の走査線をM（≦N）個のグループに分割した時に、各グループに属する走査線を有する前記各画素が、前記バックライト発光期間中に可能な限り同等かつ目標の積算輝度を得るように、前記オーバードライブコントローラは前記該走査線が属する前記グループ位置によって信号線に印加するオーバードライブ電圧を調節し得る。
【００３１】
本発明の液晶ディスプレイは、前記オーバードライブコントローラは、前記前フレームの画像データを記憶するフレームバッファと、前記フレームバッファに記憶された前記前フレームの画像データと次のフレームの画像データから、次のフレームに前記各画素に書き込むべき階調情報が得られる、少なくとも2つ以上のルックアップテーブルと、入力された同期信号のカウント数から、次のフレームで任意の画素に目的の階調を書き込む情報が格納された前記ルックアップテーブルを選択するためのセレクタと、を備え、前記垂直同期信号のカウント数に応じて、使用するルックアップテーブルを選択し、次のフレームにて前記各画素に印加するオーバードライブ電圧を、前記信号ドライバに出力する、請求項１乃至３に記載の液晶ディスプレイ。
【００３２】
本発明の液晶ディスプレイは、前記オーバードライブコントローラは、前記液晶セル内の走査線の位置によって前記信号ドライバに出力するオーバードライブ電圧が異なる少なくとも２つ以上のルックアップテーブルを有し得る。
【００３３】
本発明の液晶ディスプレイは、前記セレクタが、前記同期信号のカウント数から、任意の画素の走査線位置情報を取得し、前記情報に応じて次のフレームで前記複数のルックアップテーブルから１つのルックアップテーブルを選択することにより任意の画素に階調を書き込んでもよい
【００３４】
本発明のオーバードライブ制御法による駆動方法は、複数の走査線と信号線が交差して画された複数の画素により画像表示領域を形成する液晶セルと、前記走査線に走査電圧を印加する走査ドライバと、前記信号線に信号電圧を印加する信号ドライバと、前記信号ドライバを制御するオーバードライブコントローラと、前記走査ドライバがすべての前記走査線に順次走査電圧を印加し終わる１フレーム間より短い期間だけインパルス発光して前記画像表示領域を照射するバックライトと、を含む液晶ディスプレイのオーバードライブ制御法による駆動方法であって、前記信号ドライバが前記画素に印加する信号電圧として、該画素が表示するべき目標輝度を得るための信号電圧よりも過剰な信号電圧であるオーバードライブ電圧を、前記走査線の位置に応じて印加するように、前記オーバードライブコントローラが該信号ドライバにオーバードライブ制御信号を出力するステップと、前記走査ドライバが前記液晶セルの複数の画素に、該複数の画素を画する走査線を介して順次走査電圧を印加するステップと、前記オーバードライブコントローラから入力したオーバードライブ制御信号に従って、前記信号ドライバが、前記走査線を介して走査電圧が印加された画素に、該画素を画する信号線を介してオーバードライブ電圧を印加するステップと、を含む。
【００３５】
本明細書において、場合に応じて輝度と階調を使用するが、両者は略同一の意味で用いられる。
【発明の効果】
【００３６】
本発明のインパルス発光方式のバックライトを備えた液晶ディスプレイは、オーバードライブ制御法による書き込み階調レベル、すなわちオーバードライブ階調を、ディスプレイの走査線の位置に応じて変化させることによって、走査線の位置の違いに起因する残像を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
本発明の液晶ディスプレイの実施形態を、添付した図を用いて説明する。本実施形態の液晶ディスプレイは、図２（ａ）に示す液晶セルコントロール回路１により駆動され、画像を表示する。液晶セルコントロール回路１は、図２（ｂ）に示すように複数の走査線２１２と信号線２１４が交差して画された複数の画素２０１を有し、該複数の画素２０１により階調制御を行う液晶セル２００と、液晶セル２００の走査線２１２を介して複数の画素２０１に順次走査電圧を印加する走査ドライバ１８と、走査電圧が印加された画素２０１に、当該画素２０１を画する信号線２１４を介して信号電圧を印加する信号ドライバ２０とを含む。更に液晶セルコントロール回路１は、信号ドライバ２０が信号線２１４を介して画素２０１に、目標輝度を得るための信号電圧よりも高い、もしくは低い信号電圧であるオーバードライブ電圧を印加するオーバードライブコントローラ５０を備える。
【００３８】
本実施形態の液晶ディスプレイの液晶セルコントロール回路１は、オーバードライブコントローラ５０以外は上記図５、図７に示した液晶セルコントロール回路１０１、１０２と同一の構成でよく、上記以外にもビデオインターフェース１２、ＬＣＤコントローラ１４、ＤＣ−ＤＣコンバータ１６等を備える。以下の説明において、上記図５で用いた液晶セル２００の構成要素と同一の構成要素については、上記のように同様の符号を重複して使うこととする。
【００３９】
また、本実施形態の液晶ディスプレイはインパルス発光型バックライトを備え、走査ドライバ２０がすべての走査線２１２に順次走査電圧を印加し終わる１フレーム間に、当該１フレーム間より短いバックライト発光期間だけインパルス発光し、液晶セルの画像表示領域を照射する。
【００４０】
次に本実施形態の液晶ディスプレイの動作について、図２を用いて説明する。尚、簡単のために、以下の説明において本発明の液晶ディスプレイは各画素２０１がＲＧＢの各色のドットを持たずに輝度（階調）のみを表示するものとし、液晶電極間の印加電圧が０の場合に黒を表示するノーマリーブラック型とする。
【００４１】
まず、ビデオインターフェース１２を介して液晶セルコントロール回路１に画像信号及び同期信号が入力され、ＬＣＤコントローラ１４が当該信号を受取る。また、液晶セルコントロール回路１に対する電源はＤＣ−ＤＣコンバータ１６に供給され、ＤＣ−ＤＣコンバータ１６は受取った電源を、ＬＣＤコントローラ１４、走査ドライバ１８等に供給する。
【００４２】
ＬＣＤコントローラ１４は、ビデオインターフェース１２から受取った信号を処理して、オーバードライブコントローラ５０に供給すべき信号を、必要なタイミングで出力する。オーバードライブコントローラ５０はＬＣＤコントローラ１４から受取った信号を更に処理し、信号ドライバ２０の各ＩＣ２２に出力するが、オーバードライブコントローラ５０の信号処理については以下に詳説する。
【００４３】
信号ドライバ２０は、図４に示す液晶セル２００上にｎ×２ｍのマトリクス状に並んだ各画素２０１中のＴＦＴ２１６の配列において、水平方向にｎ個並んだＴＦＴ２１６の各ソース電極２１８に印加する電圧を信号線２１４に出力する。又、走査ドライバ１８は、同じくＴＦＴ２１６の配列において、垂直方向に２ｍ個並んだＴＦＴ２１６の各ゲート電極２２０に印加する電圧を走査線２１２に出力する。
【００４４】
１フレーム分の駆動の手順は、先ず走査ドライバ１８が第１行の走査線２１２にＴＦＴ２１６を駆動する電圧を印加し、ＴＦＴ２１６をオンにする。これと同時に信号ドライバ２０がすべての列、ｎ個の信号線２１４に、オーバードライブコントローラ５０から指示された各列に対応するオーバードライブ電圧を一度にかける。これを順次１行ずつ、最下行の第２ｍ行目の走査線２１２まで繰り返して１フレーム分の駆動が終了する。
【００４５】
ＴＦＴ２１６のゲート電極２２０がオンとなるときに信号線２１４から印加された、対応する画素２０１のオーバードライブ電圧は、図４に示すＴＦＴ２１６を介して液晶２１０を挟む電極間に印加される。図示しないバックライトからの光が液晶２１０を透過して、液晶セル２００中の各画素２０１は所望の輝度を得る。
【００４６】
以下に本実施形態の液晶ディスプレイにおけるオーバードライブ制御法を、主に図３を用いて説明する。上記のように、本発明の液晶ディスプレイの備えるバックライトはインパルス発光方式である。
【００４７】
図４のように本実施形態の液晶セル２００は、ｎ個の信号線２１４と、２ｍ個の走査線２１２が配線された、ｎ×２ｍの画素２０１がマトリクス状に並んでいる。同一の信号線２１４から信号電圧の供給を受け、かつ、１番目及びｍ番目の走査線２１２からそれぞれ走査電圧の供給を受ける画素２０１を、それぞれ画素Gate（１）及び画素Gate（ｍ+１）とする。
【００４８】
以下、本実施形態のオーバードライブ制御法を、画素Gate（１）及び画素Gate（ｍ+１）を用いて説明する。
【００４９】
図３において、縦軸、横軸、及び曲線、時間幅の意味は、上記図１０、図１１と同一である。即ち、縦軸の階調は画素２０１の階調、前フレームの階調は階調を変化させる前の階調、目的階調は今回のフレームで表示する階調を意味し、斜線を引いた領域の時間幅にわたって全画素２０１にインパルス型のバックライト光が照射される。また、Gate（１）及びGate（ｍ+１）の曲線は画素Gate（１）及び画素Gate（ｍ+１）にオーバードライブ電圧を印加して駆動させた場合に、それぞれ画素Gate（１）及び画素Gate（ｍ+１）が目標階調に達するまでの階調の時間変化を表す。図３においてGate（１）とGate（ｍ+１）の曲線は、いずれもオーバードライブコントローラ５０によりオーバードライブ電圧が印加されているが、両者のオーバードライブ電圧印加開始時間は１フレームの半分の時間ずれている。
【００５０】
第１フレームで画素Gate（１）及び画素Gate（ｍ+１）は共に前フレームの階調でり、第２フレーム、すなわち今回のフレームでのオーバードライブ電圧の印加により、両者は第２フレーム〜第４フレームで、同一の目的階調に相当する輝度に到達することを目標とする。
【００５１】
図３を従来例のオーバードライブ制御法を表す図１１と比較してわかるように、本発明の液晶ディスプレイにおけるオーバードライブ制御法では、Gate（１）とGate（ｍ+１）の曲線の立ち上がりのタイミングが異なっている。上記のように画素Gate（ｍ+１）にオーバードライブ電圧が印加されるのは、画素Gate（１）にオーバードライブ電圧が印加されてから半フレーム後である。しかし本発明のオーバードライブ制御法では、その分Gate（ｍ+１）の曲線の立ち上がりを早くして、インパルス発光時における両画素Gate（１）とGate（ｍ+１）の積算輝度が略同一となるように、オーバードライブ電圧を画素２０１の属する走査線２１２の位置に応じて変化させる。
【００５２】
その後第３フレームにおいては、Target  Levelの階調に丁度達した画素Gate（１）では、Target  Levelの階調を維持するための目標電圧が第３フレーム開始と同時に印加される。一方、画素Gate（ｍ+１）では、第３フレーム開始時から半フレーム経過してから、新たに第３フレームのインパルス発光時に目的階調階調を達成するための新たな電圧がオーバードライブコントローラ５０からの指示により印加される。この第３フレームにおいて画素Gate（ｍ+１）に印加される電圧は、第４フレーム開始直前に目的階調となるように、オーバードライブコントローラ５０が信号ドライバ２０に信号を送る。
【００５３】
次に、本実施形態におけるオーバードライブコントローラ５０の信号処理方法について、図１を用いて説明する。
【００５４】
本実施形態のオーバードライブコントローラ５０は、ＬＣＤコントローラ１６から画像データと同期信号を受取るセレクタ５１、ＬＣＤコントローラ１６から画像データを受取るフレームバッファ５３、及び、画像データをフレームバッファ５３から、同期信号を直接ＬＣＤコントローラ１６から受取るセレクタ５２、を含む。また、オーバードライブコントローラ５０は、セレクタ５１及び５２が、ＬＣＤコントローラ１６及びフレームバッファ５３からそれぞれ受取った画像データ及び同期信号に応じて参照する、ルックアップテーブル１００１〜１０００+Lを有する。
【００５５】
ルックアップテーブル１００１〜１０００+Lは、前フレーム の階調をコラムとし、今回のフレームで到達すべき目的階調をロウとして、１フレームで前フレームの階調
から目的階調に到達するために各画素に書き込むべき階調を参照し得る。表１に示すルックアップテーブルは、各画素２０１が何れも１２８階調を表示する場合の１例であり、例えば前フレームの階調が３２階調であり目的階調が６４階調の場合は、７０階調に相当するオーバードライブ電圧を信号ドライバ２０が出力し、信号線２１４を介して画素２０１に印加すればよいことを示している。また、前フレームの階調が３２階調であり目的階調が１６階調の場合は、１０階調に相当するオーバードライブ電圧を信号ドライバ２０が出力し、画素２０１に印加すればよい。
【００５６】
【表１】
2006030834.tif 000003
【００５７】
各ルックアップテーブル１００１〜１０００+Lに記録されるオーバードライブ階調は、ディスプレイの種類によって異なり、同一の機種であっても製造工程におけるバラツキにより個々の製品によっても異なり得る。本実施形態において、L種類の各ルックアップテーブル１００１〜１０００+Lは、オーバードライブ電圧を印加すべき画素２０１が属する走査線２１２の位置、即ち走査線２１２の上記番号１〜２ｍに依存して作成される。あるルックアップテーブルを用いて前後フレーム間の階調遷移を行う場合、各フレームのバックライト発光期間において近傍の走査線２１２の画素２０１が所望の積算輝度から所定の範囲内の積算輝度を得る場合、これらの近傍の走査線２１２に対して同一のルックアップテーブルを用いる。即ちルックアップテーブルは、走査線２１２の番号１〜２ｍに従って走査線２１２をL個に分類する。尚、L≦２ｍであり、L=２ｍの場合は、各走査線２１２に各１つのルックアップテーブルが対応することとなる。
【００５８】
現在の画像表示をｋ番目のフレームとし、次のｋ+１番目のフレームの画像信号を、ＬＣＤコントローラ１６からオーバードライブコントローラ５０に送信する場合についてオーバードライブコントローラ５０の動作を説明する。
【００５９】
まず、セレクタ５１及びフレームバッファ５３はＬＣＤコントローラ１６からｋ+１番目のフレームの全画素２０１の階調データを受取る。フレームバッファ５３はｋ+１番目のフレームの前画素２０１の階調データを記憶すると共に、少なくとも前のフレームであるｋ番目のフレームの全画素２０１の階調データを保持している。セレクタ５２はフレームバッファ５３からｋ番目のフレームの全画像信号を受取る。即ち、ｋ+１番目のフレームの液晶セル２００の表示を走査駆動するに際して、オーバードライブコントローラ５０のセレクタ５１、５２には、少なくともそれぞれｋ+１番目とｋ番目のフレームの全画素２０１の階調情報が入力されている。
【００６０】
また、走査ドライバ１８の駆動に同期して、ＬＣＤコントローラ１６から同期信号がセレクタ５１、５２に入力され、各セレクタはこの同期信号をカウントする。セレクタ５１、５２はこの同期信号のカウント数により、参照すべきルックアップテーブルを選択する。例えば１番目の走査線２１２、すなわち同期信号のカウント数が１の時についてはルックアップテーブル１を、ｍ番目の走査線２１２についてはLを偶数としてルックアップテーブルL／２を、というように、各走査線２１２、すなわち同期信号のカウント数に応じて参照すべきルックアップテーブルをセレクタ５１、５２が選択する。
【００６１】
更にセレクタ５１、５２は、同期信号により特定した走査線２１２に属する画素２０１のそれぞれ前フレームの階調と目的階調を、同期信号のカウント数により選択したルックアップテーブルに送り、各画素２０１の前フレームの階調と目的階調からからｋ+１番目のフレームで各画素２０１に印加すべきオーバードライブ階調を決定し、信号ドライバ２０にオーバードライブ電圧を出力する。
【００６２】
以上の動作により、本実施形態のオーバードライブコントローラ５０は各フレームで各画素２０１に印加すべきオーバードライブ電圧を決定し、信号ドライバ２０を介して各画素２０１を図３で説明したように駆動する。
【００６３】
上記本実施形態のオーバードライブ制御法では、同一の信号線２１４から信号電圧の供給を受け、かつ、１番目及びｍ+１番目の走査線２１２からそれぞれ走査電圧の供給を受ける、同一階調を表示する画素Gate（１）及び画素Gate（ｍ+１）の画素を例として説明した。より詳しく本実施形態のオーバードライブ制御法を説明するため、図３において引き続き第１フレームで前フレームの階調を、第２〜第４フレームで目的階調を表示する場合を考えると、本発明のオーバードライブ制御法は画素２０１が属する走査線２１２の位置に依存し、信号線２１４の同異には依存しない。従って以下、すべての画素２０１を、当該画素の属する走査線２１２の番号１〜２ｍで分類することとする。
【００６４】
上記本実施形態のオーバードライブ制御法は、画素Gate（１）及び画素Gate（ｍ+１）を用いて説明したが、他の走査線２１２に属する画素Gate（２）〜Gate（ｍ）及び画素Gate（ｍ+２）〜Gate（２ｍ）について考察する。１フレームの所要時間、即ち１リフレッシュに要する時間を２ｍ×Δｔとすると、走査線２１２の番号１〜２ｍの順にオーバードライブ階調の書き込みを行った場合、この順番にオーバードライブ階調の書き込み開始時刻は順次Δｔづつ遅れる。従って、各フレームのインパルス発光期間において各画素が略同一の積算輝度を得るためには、走査線２１２の番号が大きいほど過剰なオーバードライブ階調を書き込む必要がある。即ち、オーバードライブコントローラ５０が信号ドライバ２０に指示する各画素のオーバードライブ階調は、画素Gate（１）から走査線の位置が大きくなるに従い、次第に本来書き込むべき階調からの差が大きくなる。従って画素Gate（２ｍ）において、印加されるオーバードライブ階調と本来書き込むべき階調との差が最大となる。
【００６５】
しかし、現実的には液晶２１０の印加電圧に対する応答が遅いため、画素Gate（ｍ+１）〜Gate（２ｍ）に過大、または過小ななオーバードライブ階調を印加しても、第２フレームのインパルス発光期間において画素Gate（ｍ+１）〜画素Gate（２ｍ）と画素Gate（１）と画素Gate（ｍ+１）の積算輝度を略同一とすることは現状では困難である。上述のように液晶２１０の印加電圧に対する応答速度は遅く、高々ｍ×Δｔ程度で目的階調に達する応答速度程度しか期待できないからである。
【００６６】
しかしこの場合でも、従来のインパルス発光型ディスプレイでのオーバードライブ制御法と比較すると、異なる走査線に属する画素２０１間の輝度差は大幅に改善され、残像の発生が抑制される。またさらに、すべての走査線に順次電圧を印加するのに要する時間を短くすることにより、画素Gate（１）と画素Gate（２ｍ）における、オーバードライブ階調の書き込み開示時刻の差、Δｔ×２ｍが短縮されることとなり、全表示領域における残像の程度差がさらに一層改善されることが可能となる。
【００６７】
最後に本発明のオーバードライブ制御法における画素２０１の階調遷移において、オーバードライブ階調により目標階調を得るための目標電圧より過剰となった電圧を補正して液晶セル２００を駆動する場合について図３を例として説明する。
【００６８】
図３に示すように、第２フレームで画素Gate（ｍ+１）にオーバードライブ電圧を印加すると、第３フレームにおいて画素Gate（ｍ+１）のバックライト発光期間における積算輝度は、所望の目的階調より実際には大きい輝度に達してしまう。この問題を回避するため、図３には図示していないが、この第３フレームにおいて画素Gate（ｍ+１）に目的階調よりも小さな階調を書き込み、第３フレームのバックライト発光期間における画素Gate（ｍ＋１）の積算輝度を目的階調の積算輝度と同一にすることが可能となる。それ以後のフレームにおいても第３フレームと同様の補償駆動を行うことにより、バックライト発光期間における積算輝度を同一とすることができ、残像を大幅に改善することが可能となる。
【００６９】
以上、本発明の実施形態例について説明したが、本発明のオーバードライブ制御法による駆動方法及びその方法を用いた液晶ディスプレイは上記形態に限定されるものではない。本発明のオーバードライブ制御法はアクティブ型の液晶ディスプレイについて適用可能である。また、上記実施形態の液晶ディスプレイはノーマリーブラック型として説明したが、本発明のオーバードライブ制御法は、ノーマリーホワイト型、またそれ以外の液晶ディスプレイにも適用し得る。更に、上記実施形態の液晶ディスプレイは輝度（階調）のみを表示するものとしたが、各画素がＲＧＢの各色のドットをもつカラーディスプレイであってもよい。
【００７０】
尚、本実施形態の液晶ディスプレイは、走査ドライバ２０がすべての走査線２１２に順次走査電圧を印加するノン・インターレス方式としたが、奇数走査線と偶数走査線毎に飛び越し走査を行なうインターレス方式、それ以外の走査線選択方式であっても本発明のオーバードライブ制御法は適用し得る。
【００７１】
また、本実施形態の液晶ディスプレイは、参照されるべき各ルックアップテーブルに分類される走査線の数は、一定でなくてもよい。例えば番号１〜５の走査線についてはルックアップテーブル１を、番号５〜５０の走査線についてはルックアップテーブル２を、番号５０〜１５０の走査線についてはルックアップテーブル３を、というように、各ルックアップテーブルを参照すべき走査線の個数はそれぞれ異なっていてよい。この各ルックアップテーブルに対する走査線の分類は、製品によって異なってよく、各製品の製造段階において個々の製品ごとに各走査線についてオーバードライブ階調のデータが収集されて、ルックアップテーブル１〜Lに記憶されてよい。
【００７２】
その他、本発明は、その主旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づき種々の改良、修正、変更を加えた態様で実施できるものである。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
液晶テレビやパソコンディスプレイ、その他の液晶ディスプレイすべてに利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明に係る液晶ディスプレイのオーバードライブコントローラのブロック図である。
【図２】本発明に係る液晶ディスプレイの液晶セルコントロール回路のブロック図である。
【図３】本発明に係る液晶ディスプレイの、インパルス発光方式とオーバードライブ制御法を組合わせた駆動方法を説明する図である。
【図４】本発明に係る液晶ディスプレイの液晶セルの構成を表す模式図である。
【図５】（ａ）従来の液晶ディスプレイの液晶セルコントロール回路のブロック図である。（ｂ）従来の液晶ディスプレイの画素の構成を示す模式図である。
【図６】従来の液晶ディスプレイの液晶セルの構成を表す模式図である。
【図７】従来のオーバードライブ方式を採用する液晶ディスプレイの液晶セルコントロール回路のブロック図である。
【図８】従来の液晶ディスプレイのオーバードライブ電圧算出部のブロック図である。
【図９】従来の液晶ディスプレイの駆動方法を説明する図である。
【図１０】従来の液晶ディスプレイのオーバードライブ制御法による駆動方法を説明する図である。
【図１１】従来の液晶ディスプレイの、インパルス発光方式とオーバードライブ制御法を組合わせた駆動方法を説明する図である。
【符号の説明】
【００７５】
１、１０１、１０２：液晶セルコントロール回路
１２、１１２：ビデオインターフェース
１４、１１４：ＬＣＤコントローラ
１６、１１６：ＤＣ−ＤＣコンバータ
１８、１１８：走査ドライバ
２０、１２０：信号ドライバ
２２、１２２：信号ドライバＩＣ
５０、１５０：オーバードライブコントローラ
５１、５２：セレクタ
５３：フレームバッファ
１５１：オーバードライブ電圧算出部
１５２：容量予測部
１５３：フレームバッファ
２００：液晶セル
２０１：画素
２１２：走査線
２１４：信号線
２１６：ＴＦＴ（Thin-Film-Transistor）
２１８：ソース電極
２２０：ゲート電極
１００１：ルックアップテーブル
【図１】
2006030834.tif 000004
【図２】
2006030834.tif 000005
【図３】
2006030834.tif 000006
【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】
2006030834.tif 000011
【図９】
2006030834.tif 000012
【図１０】
2006030834.tif 000013
【図１１】
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