(57)【要約】 【課題】  フレームの階調分布に基づきデジタル階調データを生成して液晶の応答速度を向上させ、動映像の画質を改善する。【解決手段】  複数の階調電圧のうちから映像データに該当する階調電圧を選択してデータ電圧として前記画素に印加するデータ駆動部と、映像データをデータ駆動部に提供し、１フレームに対する映像データの階調分布に基づいてデジタル階調データを生成しデータ駆動部に供給する信号制御部を含む。【選択図】      図４
2004226981.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
行列状に配列された複数の画素を含む液晶表示装置を駆動する装置であって、
複数の階調電圧のうちから映像データに対応する階調電圧を選択し、データ電圧として前記画素に印加するデータ駆動部と、
前記映像データを前記データ駆動部に提供し、１フレームに対する前記映像データの階調分布に基づいてデジタル階調データを生成して前記データ駆動部に供給する信号制御部と、
を含む液晶表示装置の駆動装置。
【請求項２】
デジタル/アナログ変換部をさらに含み、前記デジタル/アナログ変換部は前記信号制御部からの前記デジタル階調データをアナログ電圧に変換して前記データ駆動部に供給する請求項１に記載の液晶表示装置の駆動装置。
【請求項３】
前記階調分布は、前記映像データが表現できる明るさデータの範囲を複数区間に分けており、前記各区間に含まれる明るさデータの個数である請求項１に記載の液晶表示装置の駆動装置。
【請求項４】
前記映像データは赤色用映像データ、緑色用映像データ及び青色用映像データを含み、前記明るさデータは前記赤色用映像データ、前記緑色用映像データ及び青色用映像データの各階調の平均階調である請求項３に記載の液晶表示装置の駆動装置。
【請求項５】
前記信号制御部は、読み取られた１フレームの映像データから前記映像データの階調分布を算出し、標準階調電圧曲線を補正することによって前記デジタル階調データを生成する階調電圧生成部を含む請求項３に記載の液晶表示装置の駆動装置。
【請求項６】
前記階調電圧生成部は１フレームに対する前記映像データの明るさデータを算出し、前記区間に含まれる前記映像データの個数を算出して前記映像データの階調分布Ｐｘを算出する請求項５に記載の液晶表示装置の駆動装置。
【請求項７】
前記階調電圧生成部は、
【数１】
2004226981.tif 000007
及び
【数２】
2004226981.tif 000008
（ここで、ΔＶｘは標準階調電圧曲線の各区間での最大階調電圧と最少階調電圧との差、Ｋｘは区間毎に与えられた加重値である。このＫｘは使用者が区間毎に画面状態を観察して最も視認性が良い時の値に設定する。また、ΔＰｘはＰｘ−（ＡＰ）ｘであり、（ＡＰ）ｘは標準階調電圧曲線を維持させる分布確率である。ΣΔＶは各区間毎ΔＶｘの合計であり、ΣΔＶ’は各区間別ΔＶｘ’の合計である。また、ＶＧ(x-1)は標準階調曲線における直前区間の最大階調電圧である。）
を利用して前記デジタルデータ電圧に対応する各区間別目標階調電圧ＶＧｘ’を算出する請求項６に記載の液晶表示装置の駆動装置。
【請求項８】
１フレームに対する映像データを読み取る段階と、
前記読み取った映像データの階調分布を算出する段階と、
前記算出された階調分布に基づいて標準階調電圧曲線を補正するデジタル階調データを生成する段階と、
を含む液晶表示装置の駆動方法。
【請求項９】
前記階調分布算出段階は前記映像データの明るさデータを算出する段階と、複数の明るさデータ区間に各々含まれる前記明るさデータの個数を算出する段階とを含む請求項８に記載の液晶表示装置の駆動方法。
【請求項１０】
前記デジタル階調データは、
【数３】
2004226981.tif 000009
【数４】
2004226981.tif 000010
（ここで、△Ｖｘ´は前記デジタル階調データに対応する目標階調電圧、△Ｖｘは標準階調電圧曲線の各区間での最大階調電圧と最少階調電圧との差、Ｋ_{ｘ}は区間毎に与えられた加重値である。このＫ_{ｘ}は使用者が区間毎に画面状態を観察して最も視認性が良い時の値に設定する。また、△ＰｘはＰｘ-（ＡＰ）ｘであり、（ＡＰ）ｘは標準階調電圧曲線を維持させる分布確率である。Σ△Ｖは各区間毎△Ｖｘの合計であり、Σ△Ｖ´は各区間毎△Ｖｘ´の合計である。また、ＶＧ_{ｘ-１}は標準階調曲線における直前区間の標準階調電圧である。）
によって算出される請求項８に記載の液晶表示装置の駆動方法。
【請求項１１】
前記映像データは赤色用映像データ、緑色用映像データ及び青色用映像データを含み、
前記明るさデータは前記赤色用映像データ、前記緑色用映像データ及び青色用映像データの各階調の平均階調である請求項８〜請求項１０のいずれか１項に記載の液晶表示装置の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液晶表示装置（ＬＣＤ）の駆動装置に関し、詳しくはフレームの階調分布に基づいてデジタル階調データを補正する液晶表示装置の駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な液晶表示装置は、画素電極及び共通電極を具備する２つの表示板とその間に入っている誘電率異方性を有する液晶層を含む。画素電極は行列状に配列されており、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）などのスイッチング素子に連結されて一行ずつ順次にデータ電圧を印加される。共通電極は表示板の前面に形成されていて共通電圧を印加される。画素電極と共通電極及びその間の液晶層は回路的に見れば液晶蓄電器を成し、液晶蓄電器はこれに連結されたスイッチング素子と共に画素を構成する基本単位となる。
【０００３】
このような液晶表示装置では、２つの電極に電圧を印加して液晶層に電界を生成し、この電界の強さを調節して液晶層を通過する光の透過率を調節することにより所望の画像を得る。この時、液晶層に一方向の電界が長く印加されることにより発生する劣化現象を防止するためにフレーム毎、行毎、またはドット毎に共通電圧に対するデータ電圧の極性を反転させる。
【０００４】
このような液晶表示装置はコンピュータの表示装置のみでなくテレビの表示画面として広く用いられるようになり、動画像実現の要求が高まっている。しかし、従来の液晶表示装置は液晶の応答速度が遅くて動画像の実現が難しい短所があり、停止画像用表示装置として開発されたため動映像表示における輝度やコントラスト率などが劣り、鮮明な画質と躍動する動映像の実現が難しい。
【０００５】
さらに、外部から伝えられる映像信号の階調によって各画素に出力されるデータ電圧は、各階調毎に既に定められた複数の階調電圧により決定される。液晶の応答速度はデータ電圧により調整することが可能と考えられるが、前述した理由により、データ電圧を液晶の応答速度の調整に用いることができないため、ますます画質が低下するという問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようする技術的課題は、フレームの階調分布に応じてデジタル階調データを生成することである。また、本発明が解決しようとする技術的課題は、液晶の応答速度を向上させて動映像の画質を改善することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記技術的課題を解決するための本発明は、行列状に配列された複数の画素を含む液晶表示装置を駆動する装置であって、この駆動装置は複数の階調電圧のうちから映像データに対応する階調電圧を選択してデータ電圧として前記画素に印加するデータ駆動部、そして前記映像データを前記データ駆動部に提供し、１フレームに対する前記映像データの階調分布に基づいてデジタル階調データを生成して前記データ駆動部に供給する信号制御部を含む。
【０００８】
また、駆動装置はデジタル/アナログ変換部をさらに含み、前記デジタル/アナログ変換部は前記信号制御部からの前記デジタル階調データをアナログ電圧に変換して前記データ駆動部に供給する。
【０００９】
ここで、前記階調分布は前記映像データが表現できる明るさデータの範囲を複数の区間に分けて、前記各区間に含まれる明るさデータの個数であることが好ましく、前記映像データは赤色用映像データ、緑色用映像データ及び青色用映像データを含むのが好ましい。また、前記明るさデータは前記赤色用映像データ、前記緑色用映像データ及び青色用映像データの各階調の平均階調であることが好ましい。
【００１０】
前記信号制御部は、読み取られた１フレームの映像データから前記映像データの階調分布を算出して、標準階調電圧曲線を補正することにより前記デジタル階調データを生成する階調電圧生成部を含むことができる。この時、この階調電圧生成部は１フレームに対する前記映像データの明るさデータを算出し、前記区間に含まれる前記映像データの個数を算出して前記映像データの階調分布（Ｐｘ）を算出する。
【００１１】
また、前記技術的課題を解決するための本発明は液晶表示装置の駆動方法であって、この駆動方法は１フレームに対する映像データを読み取る段階と、前記読み取った映像データの階調分布を算出する段階と、前記算出された階調分布に基づいて標準階調電圧曲線を補正するデジタル階調データを生成する段階とを含む。ここで階調分布算出段階は、前記映像データの明るさデータを算出する段階、そして複数の明るさデータ区間に各々含まれる前記明るさデータの個数を算出する段階を含む構成とすることができる。
【００１２】
本実施例で、デジタルデータ電圧に対応する各区間毎の目標階調電圧（ＶＧｘ’）は、次の数式を利用できる。
【００１３】
【数１】
2004226981.tif 000003
【００１４】
【数２】
2004226981.tif 000004
ここで、ΔＶx’は前記デジタル階調データに対応する目標階調電圧、ΔＶxは標準階調電圧曲線の各区間での最大階調電圧と最少階調電圧との差、Ｋxは区間毎に与えられた加重値である。Ｋxは使用者が区間毎に画面状態を観察して最も視認性の良い時の値で決定される。また、ΔＰxはＰx−（ＡＰ）xであり、（ＡＰ）xは標準階調電圧曲線を維持させる分布確率である。ΣΔＶは各区間毎ΔＶxの合計であり、ΣΔＶ’は各区間毎ΔＶx’の合計である。また、ＶＧ（x-1）は標準階調曲線における以前区間の標準階調電圧である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、１フレームに対する各階調区間毎の階調分布によって輝度の変化幅を調整して階調間輝度差を変化させるので、フレームの映像データに応じて輝度及びコントラスト率が変化し、これにより画面の視認性が向上される。また、躍動的な動映像表示を可能にして使用者の要求を充足させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
添付した図面を参照して本発明の実施例に対し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、本発明は多様な形態で実現することができ、ここで説明する実施例に限定されない。
【００１７】
図面は、各種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ている。明細書全体を通じて類似した部分については同一図面符号を付けている。層、膜、領域、板などの部分が他の部分の“上に”あるとする時、これは他の部分の“すぐ上に”ある場合に限らず、その中間に更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”あるとする時は、中間に他の部分がないことを意味する。
【００１８】
まず、本発明の実施例による液晶表示装置に対して図面を参照して詳細に説明する。
【００１９】
図１は本発明の実施例による液晶表示装置のブロック図であり、図２は本発明の一実施例による液晶表示装置の１画素に対する等価回路図である。
【００２０】
図１に示すように、本発明による液晶表示装置は液晶表示板組立体３００及びこれに連結されたゲート駆動部４００とデータ駆動部５００、データ駆動部５００に連結されたデジタル/アナログ変換部（以下、Ｄ/Ａ変換部という）８１０、そしてこれらを制御する信号制御部６００を含む。
【００２１】
液晶表示板組立体３００は等価回路から見て複数の表示信号線（Ｇ1−Ｇn、Ｄ1−Ｄm）とこれに連結され概ね行列状に配列された複数の画素を含む。
【００２２】
表示信号線（Ｇ1−Ｇn、Ｄ1−Ｄm）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（Ｇ1−Ｇn）とデータ信号を伝達するデータ線（Ｄ1−Ｄm）を含む。ゲート線（Ｇ1−Ｇn）は概ね行方向に延設されて互いにほぼ平行であり、データ線（Ｄ1−Ｄm）は概ね列方向に延設されて互いにほぼ平行である。
【００２３】
各画素は表示信号線（Ｇ1−Ｇn、Ｄ1−Ｄm）に連結されたスイッチング素子Ｑとこれに連結された液晶蓄電器ＣLC及び維持蓄電器ＣSTを含む。維持蓄電器ＣSTは必要に応じて省略することも可能である。
【００２４】
スイッチング素子Ｑは下部表示板１００に設けられており、三端子素子としてその制御端子及び入力端子は各々ゲート線（Ｇ1−Ｇn）及びデータ線（Ｄ1−Ｄm）に連結されており、出力端子は液晶蓄電器ＣLC及び維持蓄電器ＣSTに連結されている。
【００２５】
液晶蓄電器ＣLCは下部表示板１００の画素電極１９０と上部表示板２００の共通電極２７０を２つの端子とし、２つの電極１９０、２７０の間の液晶層３は誘電体として機能する。画素電極１９０はスイッチング素子Ｑに連結され、共通電極２７０は上部表示板２００の前面部のほとんど全面に形成されて共通電圧Ｖｃｏｍが印加される。換言すると、１枚の共通電極が全画素電極に対向する構造である。図２とは異なって、共通電極２７０が下部表示板１００に設けられる場合もあり、この時には２つの電極１９０、２７０が全て線形または棒形状に作られる。
【００２６】
維持蓄電器ＣSTは下部表示板１００に設けられた別個の信号線（図示せず）と画素電極１９０が重なった部分に形成され、この別個の信号線には共通電圧ＶCOMなどの定められた電圧が印加される。しかし、維持蓄電器ＣSTは画素電極１９０が絶縁体を介してすぐ上の前段ゲート線と重なった部分に形成されることもある。
【００２７】
一方、色表示を実現するためには各画素が色相を表示できなければならないが、これは画素電極１９０に対応する領域に基本色相である赤色、緑色、または青色の色フィルター２３０を備えることによって可能となる。図２で、色フィルター２３０は上部表示板２００の対応する領域に形成されているが、これとは異なって下部表示板１００の画素電極１９０上または下に形成することもできる。ここで、一組の赤色、緑色及び青色画素は画面を形成する基本表示単位であるため、これを合わせて画素と呼ぶことにする。
【００２８】
液晶分子は画素電極１９０と共通電極２７０が生成する電場の変化によってその配列を変え、これにより液晶層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１００、２００に付着された偏光子（図示せず）によって光の透過率変化として現れる。
【００２９】
ゲート駆動部４００は、液晶表示板組立体３００のゲート線（Ｇ1−Ｇn）に連結され、外部からのゲートオン電圧Ｖonとゲートオフ電圧Ｖoffの組み合わせからなるゲート信号をゲート線（Ｇ1−Ｇn）に印加する。また、データ駆動部５００は液晶表示板組立体３００のデータ線（Ｄ1−Ｄm）に連結され、外部からのアナログ階調電圧を選択してデータ信号としてデータ線（Ｄ1−Ｄm）に印加する。
【００３０】
信号制御部６００は、ゲート駆動部４００とデータ駆動部５００などの動作を制御する制御信号を生成し、該当する制御信号をゲート駆動部４００とデータ駆動部５００に供給する。また、信号制御部６００は１フレームの映像信号に対する階調分布に基づいて該当するデジタル階調データを生成し、Ｄ/Ａ変換部８１０に供給する。
【００３１】
Ｄ/Ａ変換部８１０は、信号制御部６００からのデジタル階調データをアナログ電圧に変換して階調電圧としてデータ駆動部５００に伝達する。
【００３２】
信号制御部６００は、ゲート駆動部４００及びデータ駆動部５００などの動作を制御する制御信号を生成して、該当する制御信号をゲート駆動部４００及びデータ駆動部５００に供給する。
【００３３】
本発明の実施例で、ゲート駆動部４００及びデータ駆動部５００は、複数のゲート駆動ＩＣ（図示しない）及びデータ駆動ＩＣ（図示しない）で形成することが一般的である。これら複数のゲート駆動ＩＣとデータ駆動ＩＣは、液晶表示板組立体３００の外部に別途存在するよに構成しても良く、液晶表示板組立体３００上に装着することもでき（ＣＯＧ方式：ｃｈｉｐ  ｏｎ  ｇｌａｓｓ）、信号線（Ｇ1-Ｇn、Ｄ1-Ｄm）及び薄膜トランジスタＱと同一の工程で液晶表示板組立体３００上に形成することもできる。
【００３４】
以下、このような液晶表示装置の表示動作について詳細に説明する。
【００３５】
信号制御部６００は、外部のグラフィック制御機（図示しない）からＲＧＢ映像信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）及びその表示を制御する入力制御信号、例えば垂直同期信号Ｖsyncと水平同期信号Ｈsync、メーンクロックＭＣＬＫ、データイネーブル信号ＤＥなどの提供を受ける。信号制御部６００は、入力制御信号に基づいてゲート制御信号ＣＯＮＴ１及びデータ制御信号ＣＯＮＴ２などを生成し、ゲート制御信号ＣＯＮＴ１をゲート駆動部４００に送り出し、データ制御信号ＣＯＮＴ２をデータ駆動部５００に送り出す。また、信号制御部６００は、１フレームの映像信号に対する階調分布を算出し、その階調分布に基づいてデジタル階調データを生成した後Ｄ/Ａ変換部８１０に伝達する。
【００３６】
ゲート制御信号ＣＯＮＴ１は、ゲートオンパルス（ゲートオン電圧区間）の出力開始を指示する垂直同期開始信号ＳＴＶ、ゲートオンパルスの出力時期を制御するゲートクロック信号ＣＰＶ及びゲートオンパルスの幅を限定する出力イネーブル信号ＯＥなどを含む。
【００３７】
データ制御信号ＣＯＮＴ２は、映像データ（Ｒ’、Ｇ’、Ｂ’）の入力開始を指示する水平同期開始信号ＳＴＨとデータ線（Ｄ1−Ｄm）に対応するデータ電圧の印加を指示するロード信号ＬＯＡＤ、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称する）を反転させる反転信号ＲＶＳ及びデータクロック信号ＨＣＬＫなどを含む。
【００３８】
データ駆動部５００は、信号制御部６００からのデータ制御信号ＣＯＮＴ２によって１行の画素に対応する映像データ（Ｒ’、Ｇ’、Ｂ’）を順次に受信し、Ｄ/Ａ変換部８１０からのアナログ階調電圧のうち各映像データ（Ｒ’、Ｇ’、Ｂ’）に対応する階調電圧を選択することによって映像データ（Ｒ’、Ｇ’、Ｂ’）を該当データ電圧に変換して各画素に供給する。
【００３９】
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（Ｇ1−Ｇn）に印加して、このゲート線（Ｇ1−Ｇn）に連結されたスイッチング素子Ｑをターンオンさせる。
【００４０】
１つのゲート線（Ｇ1−Ｇn）にゲートオン電圧Ｖonが印加され、これに連結された１行のスイッチング素子Ｑがターンオンされている間（この期間を１Ｈまたは１水平周期と言い、水平同期信号Ｈsync、データイネーブル信号ＤＥ、ゲートクロックＣＰＶの一周期と同じである）、データ駆動部４００は各データ電圧を該当データ線（Ｄ1−Ｄm）に供給する。データ線（Ｄ1−Ｄm）に供給されたデータ電圧は、ターンオンされたスイッチング素子Ｑを通じて該当画素に印加される。
【００４１】
このような方式で、１フレームの間全てのゲート線（Ｇ1-Ｇn）に対して順次にゲートオン電圧Ｖonを印加して全ての画素にデータ電圧を印加する。１フレームが終了すれば次のフレームが始まり、各画素に印加されるデータ電圧の極性が直前フレームでの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）。この時、１フレーム内でも反転信号ＲＶＳの特性によって１つのデータ線を通じて流れるデータ電圧の極性を変えることができ（ライン反転）、１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るように構成することができる（ドット反転）。
【００４２】
以下、本発明の一実施例に基づいてフレームの映像信号の階調分布に基づいてデータ駆動部５００に供給されるデジタル階調データを補正する信号制御部６００の動作に対して図１、図３及び図４を参照して詳細に説明する。
【００４３】
図３は、本発明の一実施例による階調電圧生成部６１０の階調分布算出方法に対する動作フローチャートである。
【００４４】
図１に示すように、信号制御部６００は階調電圧生成部６１０を含む。本実施例で、階調電圧生成部６１０は信号制御部６００の内部に形成されているが、この階調電圧生成部６１０は信号制御部６００と異なる別途の装置で実現され、信号制御部６００外部に装着できる。
【００４５】
次に、信号制御部６００により１フレームの階調分布に基づいて階調電圧を生成する動作を詳細に説明する。
【００４６】
図３に示すように、動作を開始すると（Ｓ３１）階調電圧生成部６１０は、１フレームの有効な最初の映像データが入力されたか否かにより、フレーム開始を判断する（Ｓ３２）。本実施例では、１フレームの周期で信号が入力される垂直同期信号Ｖsyncやデータイネーブル信号ＤＥなどを利用して１フレームの有効な最初の映像データが入力されたかを判断できる。
【００４７】
階調電圧生成部６１０は、１フレームの有効な最初の映像データが入力されていない状態であると判断した場合、引続き１フレームの有効な最初のデータ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）が入力されたか否かを判断する（Ｓ３２）。
【００４８】
階調電圧生成部６１０は、１フレームの開始データが入力された状態であると判断した場合には、用いられる変数（Ｌ32、Ｌ64、Ｌ96、Ｌ128、Ｌ160、Ｌ192、Ｌ224、Ｌ240）を“０”で初期化する（Ｓ３３）。これらの変数については後に詳細に説明する。
【００４９】
次に、階調電圧生成部６１０は入力される映像データ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を読み取った後、これらの映像データ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）に対する明るさデータを算出する（Ｓ３４）。本実施例で、明るさデータは１つの表示単位を構成する１組の赤色、緑色及び青色の画素に対する赤色用映像データ（Ｒ）、緑色用映像データ（Ｇ）及び青色用映像データ（Ｂ）の階調平均で定義する。以下、画素とは基本表示単位を構成する１組の赤色、緑色及び青色の画素を意味する。このような明るさデータの定義は、各色相に対して同一の階調は同一の透過率を有するという仮定によるものである。しかし、このような明るさデータの計算方式は変更できる。
【００５０】
本発明の実施例では、赤色、緑色及び青色の３色相からなる画素構造を基本として赤色用映像データ（Ｒ）、緑色用映像データ（Ｇ）及び青色用映像データ（Ｂ）の明るさデータを算出するが、赤色、緑色、青色及び白色の４色相からなる画素構造を有する液晶表示装置にも適用できる。
【００５１】
次に、階調電圧生成部６１０は、算出された明るさデータが設定範囲内に存在するか否かを判断する（Ｓ３５）。例えば、明るさデータが１６未満であるか２４０以上であるかを判断する。これらの範囲は透過率が低すぎたり高すぎて動画像を表示する時に画質に大きく影響を及ぼさないため無視してもよい範囲である。従って、明るさデータがこれらの範囲に属する場合には階調電圧生成部６１０はステップＳ３７に移動する。
【００５２】
明るさデータがこれらの範囲に属しない場合、階調電圧生成部６１０は算出された明るさデータがどの範囲に属するかを判定した後、（Ｓ３５１〜Ｓ３５８）、各該当範囲を示す変数（Ｌ32、Ｌ64、Ｌ96、Ｌ128、Ｌ160、Ｌ192、Ｌ224、Ｌ240）の値を“１”ずつ増加させる（Ｓ３６１〜Ｓ３６８）。
【００５３】
本実施例で、映像データ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）は各々８ビットのデータからなるので、各映像データによって表現できる明るさデータの個数は２8=２５６個である。従って、Ｌ32は１フレームの間明るさデータが１６〜３１である画素数であり、Ｌ64は１フレームの間明るさデータが３２〜６３である画素数であり、Ｌ96は１フレームの間明るさデータが６４〜９５である画素数である。また、Ｌ128は１フレームの間明るさデータが９６〜１２７である画素数であり、Ｌ160は１フレームの間明るさデータが１２８〜１５９である画素数であり、Ｌ192は１フレームの間明るさデータが１６０〜１９１である画素数である。そしてＬ224は１フレームの間明るさデータが１９２〜２２３である画素数であり、Ｌ240は１フレームの間明るさデータが２２４〜２３９である画素数である。
【００５４】
次に、階調電圧生成部６１０は１フレームの有効な最終映像データが入力されたか否かを判断する（Ｓ３７）。１フレームの有効な最終映像データが入力されていない状態の場合には、階調電圧生成部６１０はステップＳ３４に移動して前記動作を繰り返す。しかし、１フレームの有効な最終映像データが既に入力された状態であると判断した場合、階調電圧生成部６１０は既に１フレームに対する全ての映像データが入力された状態であると判断し、ステップＳ３６１〜Ｓ３６８で算出された各変数（Ｌ32、Ｌ64、Ｌ96、Ｌ128、Ｌ160、Ｌ192、Ｌ224、Ｌ240）の値を記憶する（Ｓ３８）。既に説明したように、本実施例で１フレームの有効な最終映像データが入力されたか否かを判断するために、階調電圧生成部６１０は、信号制御部６００に入力された垂直同期信号Ｖsyncやデータイネーブル信号ＤＥを利用することができる。
【００５５】
このような動作を通じて１フレームに対する全画素の階調分布を算出すると、階調電圧生成部６１０は階調分布に基づいて標準階調電圧曲線を補正し、目標デジタル階調データを算出した後データ駆動部５００に伝達する。
【００５６】
次に、図４を参照して１フレームの画素に対する階調分布に基づいて標準階調電圧曲線を補正した目標階調電圧曲線によるデジタル階調データを算出する動作を説明する。図４は、本発明の一実施例による階調電圧生成部６１０のデジタル階調データ算出方法のフローチャートである。
【００５７】
動作を開始すると（Ｓ４１）、階調電圧生成部６１０は映像信号の階調分布算出段階（Ｓ３０）で記憶された各変数（Ｌ32、Ｌ64、Ｌ96、Ｌ128、Ｌ160、Ｌ192、Ｌ224、Ｌ240）の値を読み取る（Ｓ４２）。次に、階調電圧生成部６１０は全ての変数（Ｌ32、Ｌ64、Ｌ96、Ｌ128、Ｌ160、Ｌ192、Ｌ224、Ｌ240）の総合（Ｌtotal）を算出し（Ｓ４３）、各区間別分布確率Ｐx（ｘ=３２、６４、１２８、１６０、１９２、２２４、２４０）を算出する（Ｓ４４）。分布確率Ｐx=Ｌx/Ｌtotalである。
【００５８】
次に、階調電圧生成部６１０は、数式１を利用して目標階調電圧曲線の各区間での最大階調電圧と最少階調電圧との差（ΔＶx’）を算出する（Ｓ４５）。
【００５９】
【数３】
2004226981.tif 000005
ここで、ΔＶxは標準階調電圧曲線の各区間での最大階調電圧と最少階調電圧との差、Ｋxは区間毎に与えられた加重値である。このＫxは、使用者が区間毎に画面状態を観察して最も視認性が良い時の値で設定される。また、ΔＰxはＰx−（ＡＰ）xであり、（ＡＰ）xは標準階調電圧曲線を維持させる分布確率である。従って、数式１によりΔＶx’はΔＰx値に比例することが分かる。
【００６０】
次に、階調電圧生成部６１０は、数式２を利用して区間毎の目標階調電圧（ＶＧx’）を算出し（Ｓ４６）、Ｄ/Ａ変換部８１０に出力する（Ｓ４７）。
【００６１】
【数４】
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ここで、ΣΔＶは各区間毎ΔＶxの合計であり、ΣΔＶ’は各区間毎ΔＶx’の合計である。また、ＶＧ（x-1）は標準階調曲線における直前区間の最大階調電圧である。
【００６２】
数式１により算出された各区間での最大階調電圧と最少階調電圧との差（ΔＶx’）を標準階調電圧曲線に適用し、直前区間の階調電圧を足して区間別目標階調電圧を算出する。全区間に対する目標階調電圧が算出されれば自然に新たな目標階調電圧曲線が作られる。
【００６３】
このように、標準階調電圧曲線で入力された１フレームに対する各階調分布に基づいて標準階調電圧曲線によるデジタル階調データを算出して目標階調電圧曲線を生成する場合、階調分布量が多い区間では階調電圧曲線の傾きが増加し、反対に階調分布量が少ない区間では階調電圧の傾きは減少する。
【００６４】
階調電圧生成部６１０は、算出された目標階調電圧（ＶＧx’）に対するデジタル階調データをシリアルにＤ/Ａ変換部８１０に伝達する。従って、Ｄ/Ａ変換部８１０は入力されたデジタル階調データをアナログ電圧に変換してデータ駆動部５００に伝達する。本実施例で用いられたＤ/Ａ変換部６３０は多チャンネルであって、例えば、８チャンネルに変換されたアナログ階調電圧をデータ駆動部５００に伝送する。
【００６５】
図５ａ、５ｂ及び図６ａ、６ｂは、本発明により１フレームの映像信号の階調分布を示したヒストグラムとそれに基づいた目標階調電圧曲線グラフである。
【００６６】
図５ａのヒストグラムは、６４〜９６の階調区間で最も多くの画素が分布していることを示す。このようなヒストグラムの場合本発明を適用すれば、標準階調電圧曲線ａは６４〜９６の階調区間の傾きは増加し、階調分布が低い区間の傾きは減少した新たな目標階調電圧曲線ｂを有することになる（図５ｂ）。
【００６７】
図６ａのヒストグラムでは、１９２〜２２４の階調区間で最も多くの画素が分布している。従って、標準階調電圧曲線ａは該当階調区間１９２〜２２４の傾きは増加し、階調分布が低い区間の傾きは減少して、目標階調電圧曲線ｂが生成される（図６ｂ）。
【００６８】
以上、本発明の好ましい実施例について詳細に説明しましたが、本発明の権利範囲はこれに限定されず、請求の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多様な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。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の実施例による液晶表示装置のブロック図である。
【図２】本発明の一実施例による液晶表示装置の一画素に対する等価回路図である。
【図３】本発明の一実施例による階調電圧生成部の階調分布算出方法に関する動作フローチャートである。
【図４】本発明の一実施例による階調電圧生成部のデジタル階調データ算出方法のフローチャートである。
【図５ａ】本発明による１フレームの映像信号の階調分布を示すヒストグラムである。
【図５ｂ】本発明による１フレームの映像信号の階調分布を示すヒストグラムに基づく目標階調電圧曲線のグラフである。
【図６ａ】本発明による１フレームの映像信号の階調分布を示すヒストグラムである。
【図６ｂ】本発明による１フレームの映像信号の階調分布を示すヒストグラムに基づく目標階調電圧曲線のグラフである。
【符号の説明】
【００７０】
１００、２００  表示板
１９０  画素電極  
２７０  共通電極
３００  液晶表示板組立体
４００  ゲート駆動部
５００  データ駆動部  
６１０  階調電圧生成部
８１０  デジタル/アナログ変換部
６００  信号制御部
【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５ａ】
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【図５ｂ】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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