(57)【要約】【課題】  本発明は、画像信号の階調を正しく表示し、高画質な動画表示の液晶表示装置を提供することを目的とする。【解決手段】  液晶層を有する画素に電圧信号を印加することで表示を行う液晶パネル１８と、上記液晶パネル１８のそれぞれの画素に対して、１フレーム期間中に、画像信号および消去信号とに対応する電圧を書き込む駆動回路１０とを備えた液晶表示装置であって、駆動回路１０が、それぞれの画素について、前回のフレーム期間の第１画像信号と現フレーム期間の第２画像信号との組み合わせに応じて、現フレーム期間の初期の液晶配向から第２画像信号に対応する液晶の配向へ遷移させる補正画像信号を、ＯＳパラメータテーブル１３を参照して生成する組み合わせ検出回路１２を有する。【選択図】  図１
2005301220.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶層を有する画素に電圧を印加することで表示を行う液晶パネルと、
上記液晶パネルのそれぞれの画素に対して、１フレーム期間中に、画像信号と消去信号とに対応した電圧を印加する駆動回路とを備えた液晶表示装置であって、
上記駆動回路が、
それぞれの画素について、前回のフレーム期間の第１画像信号と現フレーム期間の第２画像信号との組み合わせに応じて、現フレーム期間初期の液晶配向から第２画像信号に対応する液晶配向へ遷移させる補正画像信号を生成する補正手段を有することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
上記補正画像信号が、第１画像信号に対応する配向状態の液晶に、所定期間消去信号を書き込み、保持した後の液晶配向から、第２画像信号に対応する液晶配向へと遷移させることができる電圧に対応した階調として測定されたものであることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
上記駆動回路が、さらに、第１画像信号と第２画像信号との組み合わせと、これに対応する補正画像信号とを関連付けて記憶したパラメータテーブルを有し、
上記補正手段が、このパラメータテーブルを参照して補正画像信号を決定するものであることを特徴とする請求項１または２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
上記補正画像信号に対応する電圧値が、画像信号に使用される階調に対応する電圧値の範囲外の値を含むことを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
第１画像信号と第２画像信号とが同一の画像信号である場合には、
上記駆動回路が、第２画像信号に応じた補正電圧を印加するものであり、
上記補正電圧と消去信号に対応する電圧とを所定期間ずつ複数回印加した場合の１フレーム期間の平均の液晶透過率を当該画像信号の設定透過率としたとき、上記第２画像信号と液晶の設定透過率との関係が所定のガンマ値となるように、補正電圧が設定されていることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
第１画像信号と第２画像信号とが同一の画像信号である場合には、上記補正手段は第２画像信号をそのまま出力することを特徴とする請求項５に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
１フレーム期間中において、上記液晶パネルのそれぞれの画素に対して画像信号に対応した電圧を書き込む期間の長さと、消去信号に対応した電圧を書き込む期間の長さとが、互いに異なることを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
１フレーム期間中に、上記液晶パネルのそれぞれの画素に対して消去信号に対応した電圧の書き込みを複数回行うことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
１フレーム期間中において、上記液晶パネルのそれぞれの画素に画像信号に対応した電圧を書き込み、保持させる期間の長さと、消去信号に対応した電圧を書き込み、保持させる期間の長さとが、互いに異なることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の液晶表示素子。
【請求項１０】
液晶パネルのそれぞれの画素に対して、１フレーム期間中に、画像信号と消去信号とを書き込む液晶表示装置の駆動方法であって、
それぞれの画素について、前回のフレーム期間の第１画像信号と現フレーム期間の第２画像信号との組み合わせに応じて生成された、現フレーム期間初期の液晶配向から第２画像信号に対応する液晶配向へ遷移させる補正画像信号に基づいて駆動することを特徴とする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、液晶表示装置に関し、特に、動画表示を行う液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶表示装置は、例えばパーソナルコンピュータ、ワードプロセッサ、アミューズメント機器、テレビ装置など広範囲に使用されるようになってきた。しかし、液晶表示装置は、ブラウン管などの表示光が瞬間的であるインパルス型表示装置とは異なり、表示光が時間により連続的に変化するホールド型ディスプレイであるため、一般的に応答時間が遅い。したがって、特に動画表示を行う上では動きボケなどの画像劣化が生じると言う問題点があった。そこで、高画質の動画表示を得るために、表示の応答特性を改善する方法が検討されている。
【０００３】
その方法の一つとして、液晶表示装置のようなホールド型の表示装置に、擬似的にインパルス型の表示特性を持たせる、すなわち、表示光をブラウン管のように瞬間的あるいは間欠的にする方法が提案されている。
【０００４】
液晶表示装置にインパルス型の表示特性を持たせるために、特許文献１は、１フレーム期間分の映像データ同士の間にブランキングデータを挿入し、１フレーム期間内に映像データとブランキングデータとを交互に表示するように駆動する表示装置を開示している。これにより、構造の大型化・複雑化を抑制しつつ、動画ぼやけ等に起因する画質劣化を抑制することが可能となる。
【０００５】
より詳細には、特許文献１の表示装置は、図１０に示すように、画像信号源１０１から得られる１フレーム期間分の画像データにブランキングデータを挿入する複数回走査データ生成回路１０２と、ゲート線の駆動タイミングを生成する複数回走査タイミング生成回路１０３と、表示素子アレイ１０６とを有する。
【０００６】
この表示装置で生成される走査信号は、図１１に示すように、フレーム周期３０１が２分割されて映像走査期間３０２とブランキング走査期間３０３になっており、つまりは、１フレーム期間内に２回ゲート線が選択される。そして、映像走査期間３０２では、走査信号は、２ライン同時に書き込み、２ライン飛び越し走査で、すなわち、Ｇ１とＧ２とを同時に選択して書き込み、次にＧ３とＧ４とを同時に選択してに次の映像信号を書き込む。そのあと、ブランキングデータも同様の２ライン同時に書き込み、２ライン飛び越し走査で書き込む。これにより、１フレーム期間に映像表示とブランキング表示が行われる。
【０００７】
このとき、表示アレイの１画素については、図１２に示すように、フレーム期間４０１の１フレーム期間のうちの映像書き込み期間４０２に映像信号が、ブランキング書き込み期間４０３に映像の階調電圧よりもコモンレベルに近いブランキングデータが書き込まれる。つまり、ゲート駆動波形４０５に示される映像書き込み期間４０２中の選択期間にソース波形４０７に示す映像信号が書き込まれ、光学応答波形４０９に示すように透過性があがる。そして、ゲート駆動波形４０５に示されるブランキング書き込み期間４０３中の選択期間にソース波形４０７に示す消去信号が書き込まれ、光学応答波形４０９に示すように透過性が下がる。
【０００８】
このような駆動方法によれば、図１３（ａ）に示すような表示ができる。すなわち、画像信号源１０１からの原映像８０１を、複数回走査データ生成回路１０２にて垂直方向に半分に圧縮し、残り半分に無効映像が付加される。この映像を図１３（ｂ）に示すように、複数回走査タイミング生成回路１０３にて、上記した２ライン同時に書き込み、２ライン飛び越し走査となるようなタイミングで書き込めば、１フレーム期間内に映像データとブランキングデータとが表示され、映像応答、黒応答が繰り返されることになる。したがって、インパルス型の表示特性を持たせることができ、これにより、動画ぼやけ等に起因する画質劣化を抑制することができる。
【０００９】
また、特許文献１には、原映像を１／４に圧縮し、フレーム周期を４分割する方法も記載されている。この場合は、フレーム期間の１／４に高速応答化フィルタを適用して応答性を向上させるべく作成した液晶高速応答化映像（原映像を強調した映像）を書き込み、次の１／４フレーム期間に映像を書き込み、残りの１／２フレーム期間にブランキングデータを書き込むことでより一層の高速応答ができる。
【００１０】
さらに、同様の走査を１ラインごとの走査で行うときは、１ラインの書き込み期間を約半分程度に短くすることも記載されている。
【００１１】
また、特許文献２は、各サブフレーム期間の前に消去信号を書き込んだうえ、画像信号を、消去信号レベルからの差が大きくなる方向に補正することを開示している。これにより、液晶の応答速度が加速され、動画表示の画質を高めることができる。
【特許文献１】特開２００３−６６９１８号公報（公開日：２００３年３月５日）
【特許文献２】特開２００２−１４９１３２号公報（公開日：２００２年５月２４日）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかし、特許文献１で開示された表示装置では、液晶応答高速化映像により、光学応答波形の黒レベルからの急速な立ち上がりが可能であるが、ブランキングデータの書き込みが完全に行われなかった場合に、正しい映像が表示されない。より詳細には、図１４の上の波形の点線に示すような電圧印加に対して、その下の点線に示す波形のような光学応答となる。なお、図１４では、画像信号に対応する電圧から消去信号に対応するＶ０Ｈへ遷移する時に、極性が反転するものとする（図１４において、透過率Ｔｘに対応する電圧のうち、＋駆動時の電圧をＶｘＨ、−駆動時の電圧をＶｘＬとする）。
【００１３】
つまり、特許文献１のようにブランキングデータを表示する表示装置では、画像信号走査期間３２ａにおいて、前回の映像信号に対応する電圧ＶａＬに反応して液晶の透過率がＴａとなった後、実線に示すように、消去信号走査期間３３ａにおいて透過率Ｔ０の定常状態となることを前提としている。したがって、画像信号走査期間３２ｂにおいて、今回の映像信号に対応する電圧ＶｘＨが入力された場合、映像書込み期間内に、液晶が、Ｔ０から映像信号Ｖｘに対応する透過率Ｔｘに変化するような電圧Ｖｘ’Ｈを印加する。しかし、実際は液晶の応答が遅いため、液晶透過率の波形は、点線で示すように、消去信号走査期間でＴ０に達せず（Ｔ０より高いＴ０’となる）、画像信号走査期間３２ｂでは目標の透過率であるＴｘより高い透過率Ｔｘ″に達する。
【００１４】
さらに、このような場合、消去信号の電圧値Ｖ０が一定（極性の反転によって、Ｖ０ＨあるいはＶ０Ｌが印加される）であっても次の書き込みが始まる時点での液晶の透過率Ｔ０’の値は、前回のフレーム期間の映像信号Ｖａに依存にして様々に変化するので、前回の映像信号Ｖｘに応じて透過率Ｔｘを与える電圧Ｖｘ’も変化する。よって、映像信号Ｖｘに応じて一定の電圧を与える従来の方法では、入力画像信号の階調を正しく表示することができず、高画質の動画表示を実現することができない。
【００１５】
また、特許文献２で開示された液晶表示装置も、消去信号の書込みにより液晶のフレーム期間での初期状態が均一化されたものとして画像信号を設定しており、液晶応答が遅いために、消去信号に対応する電圧を印加しても所望の均一化された透過率に達していないという場合は想定されていない。このように、初期状態の液晶が均一化状態からずれていると、印加される電圧が所望の透過率を与える電圧からずれてしまい、元の画像信号に忠実な映像は表示されない。
【００１６】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、高画質な動画表示の液晶表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の液晶表示装置は、上記課題を解決するために、液晶層を有する画素に電圧を印加することで表示を行う液晶パネルと、上記液晶パネルのそれぞれの画素に対して、１フレーム期間中に、画像信号と消去信号とに対応した電圧を印加する駆動回路とを備えた液晶表示装置であって、上記駆動回路が、それぞれの画素について、前回のフレーム期間の第１画像信号と現フレーム期間の第２画像信号との組み合わせに応じて、現フレーム期間初期の液晶配向から第２画像信号に対応する液晶配向へ遷移させる補正画像信号を生成する補正手段を有することを特徴としている。
【００１８】
ここで、上記「画像信号」とは、表示装置の映像信号を画素に供給される単位にわけたものであり、１つの階調を示す。そして、駆動回路が、この画像信号の階調を表示させるような液晶層の液晶配向にする電圧を、画素に印加することで、画像信号の階調が表示され、映像信号に応じた映像を液晶パネルに表示する。このようにして、それぞれの画素に１フレーム期間毎に異なる画像信号に対応する電圧を供給することで、液晶パネルの画素を変化させて、表示を行う。また、消去信号は、画像信号を消去するために、すべての画素に常に同一の電圧にてあたえられる。
【００１９】
また、「現フレーム期間初期の液晶配向から第２画像信号に対応する液晶配向へ遷移させる補正画像信号」とは、現フレーム期間初期の液晶配向から第２画像信号に対応する液晶配向へ遷移させる電圧の印加を指示する信号であり、例えば、画像信号が示す階調から選ばれる階調を示していても良く、あるいは、直接対応する電圧値を規定する信号を生成してもよい。
【００２０】
一方、液晶表示装置においては、動画の表示品位向上のために、画像信号と消去信号とを交互に書き込むことが知られている。このためには、あるフレーム期間における、画像信号に対応する電圧を印加してから、それに続くフレーム期間の画像信号に対応する電圧を印加されるまでの間に、消去信号に対応する電圧を印加することとなる。この場合、すべての消去信号に対応する電圧を、十分に、つまり、消去信号に対応する電圧印加後の液晶の配向状態が常に一定となるまでの時間印加できず、次のフレーム期間の画像信号に対応する電圧は、種々の配向状態の液晶に印加されることになるので、正確な画像が表示できないという問題があった。
【００２１】
そこで、本発明では、前回のフレーム期間の第１画像信号と現フレーム期間の第２画像信号との組み合わせを考慮して決定された補正画像信号に対応する電圧を印加することで、現フレーム期間の初期の液晶配向から第２画像信号に対応する液晶の配向へと正確に遷移させている。
【００２２】
すなわち、消去信号に対応する電圧印加後の液晶の配向状態が場合によって異なるのは、この液晶の配向状態が、前回の第１画像信号に対応する液晶配向に、不十分な所定の期間消去信号に対応する電圧を印加した状態であるからである。言い換えれば、消去信号に対応する電圧印加後の配向状態が前回の第１画像信号の値に依存して変わるからである。したがって、同じ画像信号に対応する電圧を印加し、消去信号に対応する電圧を印加した後の液晶の配向状態は常に一定となるはずである。そこで、第２画像信号だけでなく、前回の第１画像信号をも考慮して補正画像信号を生成することで、第２画像信号に対応する液晶配向状態に正確に導くことができる。
【００２３】
また、本発明の液晶表示装置は、上記補正画像信号が、第１画像信号に対応する配向状態の液晶に、所定期間消去信号を書き込み、保持した後の液晶の配向から、第２画像信号に対応する液晶の配向へと遷移させることができる電圧に対応した階調として測定されたものであることを特徴としている。
【００２４】
ここで、上記所定期間とは、使用する液晶表示装置の駆動方法における、消去信号の走査期間である。例えば、通常のフレーム期間の半分の期間書き込み・保持する場合は、８．４ｍｓｅｃである。
【００２５】
上記したように、本発明は、第１画像信号に対応する配向状態の液晶に所定の消去信号に対応する電圧を印加し、さらに、補正画像信号に対応する電圧を印加した場合に、第２の画像信号に対応する液晶の配向状態となるようにするものである。そして、１つの液晶表示装置では、消去信号の走査期間は一定である。そこで、第１画像信号に対応する液晶の配向状態に、この一定の消去信号の走査期間の間消去信号を書き込み、保持し、この状態から第２の画像信号に対応する液晶の配向状態とさせる電圧値に対応した階調を測定して、この階調を、当該第１画像信号と第２画像信号の組み合わせに対する補正画像信号として予め設定しておけばよい。
【００２６】
これにより、画像信号に基づいて、簡単な処理ですぐに補正画像信号を出力できる。なお、補正画像信号の設定は、画像信号として想定される電圧値の組み合わせについて一部について設定しておいてもよく、すべてについて設定しておいてもよい。
【００２７】
また、本発明の液晶表示装置は、上記駆動回路が、さらに、第１画像信号と第２画像信号との組み合わせと、これに対応する補正画像信号とを関連付けて記憶したパラメータテーブルを有し、上記補正手段が、このパラメータテーブルを参照して補正画像信号を決定するものであることを特徴としている。これによれば、映像信号に基づいて、簡単な処理ですぐに補正画像信号を出力できる。
【００２８】
また、本発明の液晶表示装置は、上記補正画像信号に対応する電圧値が、画像信号に使用される階調に対応する電圧値の範囲外の値を含むことを特徴としている。
【００２９】
これによれば、補正画像信号により、表示に使われる画像信号の階調に対応する電圧値の範囲外の電圧値を印加できるので、画像信号に対応する電圧より高い電圧や低い電圧をも画像表示に使用できる。したがって、補正画像信号により必要となる電圧値を印加することができる。
【００３０】
なお、画像信号の階調に対応する電圧値の範囲外の電圧の印加の必要性は、液晶配向を大きく変えなければいけない場合に顕著である。つまり、液晶の応答が遅いと、表示に使われる画像信号に応じた電圧のうち最も高い電圧、あるいは、最も低い電圧を印加しても、その画像信号走査期間中に目標とする配向状態に達せず、目標とする配向状態に達するのに複数フレームを要することがある。この場合、動画が尾を引いているように見える。例えば、ノーマリブラックの液晶表示装置で、黒表示である第１画像信号から白表示である第２画像信号に変化させる場合、表示に使われる画像信号に対応する電圧のうちの最も高い電圧を印加しても、白表示させるのに十分な電圧とはならず、何回かのフレーム期間の間黒表示の残像が残って、動画が尾を引いているように見える。このような場合に、補正画像信号が、表示に使用される範囲外の電圧値に対応していれば、さらに高い電圧（つまり、表示に使われる画像信号に対応する電圧より高い電圧）を印加できるので、目標とする配向状態に達するまでのフレーム期間の数を小さくすることができる。したがって、尾ひきは改善され、より高画質の動画表示が達成される。
【００３１】
また、本発明の液晶表示装置は、第１画像信号と第２画像信号とが同一の画像信号である場合には、上記駆動回路が、第２画像信号に応じた補正電圧を印加するものであり、上記補正電圧と消去信号に対応する電圧とを所定期間ずつ複数回印加した場合の１フレーム期間の平均の液晶透過率を当該画像信号の設定透過率としたとき、上記第２画像信号と液晶の設定透過率との関係が所定のガンマ値となるように、補正電圧が設定されていることを特徴としている。
【００３２】
ここで、「第１画像信号と第２画像信号とが同一の画像信号である場合」とは、前回のフレーム期間の画像信号と現フレーム期間の画像信号が同じ画像信号である場合であり、言い換えれば、同一の画像信号が複数回入力されたときの２回目以降の画像信号が入力された場合を指している。また、「所定期間」とは上記したのと同様に、使用する液晶表示装置の駆動方法における、画像信号あるいは消去信号の走査期間である。また、「所定のガンマ値」とは、液晶表示装置の特性や好みに応じて設定されたガンマ値である。
【００３３】
これにより、画像信号に応じた液晶配向にするための補正する手段として、画像信号に対応する電圧を補正して印加する方法と、画像信号を適切に補正した補正画像信号を生成する方法との２種類を有することになる。これら２つを独立に実施することで、より精密に画像信号に応じた液晶の配向にできる。
【００３４】
また、この場合、第１画像信号と第２画像信号とが同一の画像信号である場合には、補正手段は第２画像信号をそのまま出力することが好ましい。
【００３５】
ノイズにより画像信号にズレが発生していると、補正画像信号を生成することでよりズレが強調されるという問題があり、この問題は特に静止画を表示するときに問題となる。しかし、静止画を表示する場合、すなわち、第１画像信号と第２画像信号とが同じ階調である場合に、上記した第２画像信号に応じた電圧を変化させる方法をとれば、補正画像信号を生成する必要がなくなり、かつ平均液晶透過率と画像信号との関係が、所定のガンマ値となるような電圧を与えるので、画像信号のズレが強調されることを防げる。
【００３６】
第１画像信号と第２画像信号とが同じ階調である場合に、通常どおり、定常状態のピーク透過率に基づいて所定のガンマ値となるように、画像信号に対する印加電圧を設定すると、画像信号のズレが強調されるが、平均液晶透過率に基づいてガンマ値を設定することで、階調のズレが強調されなくなる。したがって、静止画を表示する際に、ノイズが起こりにくく、自然な映像表現ができる。
【００３７】
なお、ここでは、「ピーク透過率」とは、画像信号と消去信号とに対応する電圧を交互に印加する液晶表示装置において、透過率の最も高い点であり、消去信号に対応する電圧が印加される直前の液晶透過率である。特に、「定常状態のピーク透過率」とは、画像信号と消去信号とに対応する電圧を交互に印加する液晶表示装置において、透過率の波形が安定して上下する状態で、透過率の最も高い点を指す。つまり、透過率の波形が安定して上下する状態で、消去信号に対応する電圧が印加される期間初期の透過率である。
【００３８】
また、１フレーム期間中において、上記液晶パネルのそれぞれの画素に対して、画像信号に対応した電圧を書き込む期間の長さと、消去信号に対応した電圧を書き込む期間の長さとが、互いに異なる構成としてもよい。ここで、画像信号に対応した電圧を書き込む期間とは、画像信号に対応した電圧を書き込む画素が選択されている期間であり、消去信号に対応した電圧を書き込む期間とは、消去信号に対応した電圧を書き込む画素が選択されている期間である。
【００３９】
上記の構成によれば、例えば、画像信号に対応した電圧を書き込む期間の長さと、消去信号に対応した電圧を書き込む期間の長さとを、各信号の特性等に応じて適切に設定することで、各信号の充電時間を適切に確保することができる。
【００４０】
また、１フレーム期間中に、上記液晶パネルのそれぞれの画素に対して、消去信号に対応した電圧の書き込みを複数回行う構成としてもよい。
【００４１】
上記の構成によれば、消去信号に対応した電圧の充電期間を十分に確保することができる。
【００４２】
また、１フレーム期間中において、上記液晶パネルのそれぞれの画素に、画像信号に対応した電圧を書き込み、保持させる期間の長さと、消去信号に対応した電圧を書き込み、保持させる期間の長さとが、互いに異なる構成としてもよい。ここで、画像信号に対応した電圧を書き込み、保持させる期間とは、画像信号の走査期間である。また、消去信号に対応した電圧を書き込み、保持させる期間とは、消去信号の走査期間である。
【００４３】
上記の構成によれば、各信号に応じた電圧を保持する期間の長さを適切に設定することで、輝度と動画性能とのバランスを向上させることができる。
【００４４】
また、本発明の液晶表示装置の駆動方法は、液晶パネルのそれぞれの画素に対して、１フレーム期間中に、入力信号と消去信号とを書き込む液晶表示装置の駆動方法であって、それぞれの画素について、前回のフレーム期間の第１画像信号と現フレーム期間の第２画像信号との組み合わせに応じて生成される、現フレーム期間初期の液晶配向から第２画像信号に対応する液晶の配向へ遷移させる補正画像信号に基づいて駆動することを特徴としている。
【００４５】
これにより、前回のフレーム期間の第１画像信号と現フレーム期間の第２画像信号との組み合わせを考慮して決定された補正画像信号に対応する電圧を印加することができるので、第２画像信号に対応する液晶の配向へと正確に遷移させられる。
【発明の効果】
【００４６】
以上のように、本発明の液晶表示装置は、上記駆動回路が、それぞれの画素について、前回のフレーム期間の第１画像信号と現フレーム期間の第２画像信号との組み合わせに応じて、現フレーム期間初期の液晶配向から第２画像信号に対応する液晶の配向へ遷移させる補正画像信号を生成する補正手段を有するものである。
【００４７】
これにより、前回のフレーム期間の第１画像信号と現フレーム期間の第２画像信号との組み合わせを考慮して補正画像信号を決定でき、この補正画像信号に対応する電圧を印加することで、第２画像信号に対応する液晶の配向へと正確に遷移させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４８】
〔実施の形態１〕
本発明の一実施形態について図１ないし図９に基づいて説明すると以下の通りである。
本実施形態では、映像信号は、６０Ｈｚのプログレッシブ信号とする。
【００４９】
図１は、本発明による実施形態１の液晶表示装置の構成を示す模式図である。なお、図１では、説明に不要な部分は省略している。
【００５０】
本実施の形態の液晶表示装置は、駆動回路１０と、液晶パネル１８を備えている。
【００５１】
駆動回路１０は、画像用記憶回路１１、組み合わせ検出回路１２、オーバーシュートパラメータテーブル(ＯＳパラメータテーブル)１３、消去信号付与回路１４、タイミング制御回路１５、ゲートドライバ１６、ソースドライバ１７を備えており、表示すべき画像の画像信号を生成して、液晶パネル１８に提供するものである。
【００５２】
画像用記憶回路１１は、供給された映像信号を一定期間記録するものである。組み合わせ回路１２は、それぞれの画素について、画像用記憶回路１１に記録された前回のフレーム期間の画像信号と、現在処理中の現フレームの画像信号とを比較し、その信号の階調の組み合わせに応じてされた階調を検出し補正画像信号を出力する。ＯＳパラメータテーブル１３は、前回のフレーム期間の画像信号および現フレームの画像信号の組み合わせと、それに応じた補正画像信号とが関連付けられて記憶されたものであり、組み合わせ検出回路１２が出力信号を決定する際に参照する。消去信号付与回路１４は、組み合わせ検出回路１２から出力された補正画像信号に消去信号を付与して、出力信号を生成する。タイミング制御回路１５は、１フレーム期間を複数のサブフレーム期間に分割し、そのサブフレームに応じたタイミングで出力信号をゲートドライバ１６、ソースドライバ１７に供給する。ゲートドライバ１６は、液晶パネル１８のゲートバスラインに出力信号に応じた電圧を供給する。ソースドライバ１７は、液晶パネル１８のソースバスラインに出力信号に応じた電圧を供給する。
【００５３】
また、液晶パネル１８は、液晶層と、液晶層に電圧を印加する電極と、この電極に電圧を印加するための配線であるゲートバスラインおよびソースバスラインと、を有している。ゲートバスラインとソースバスラインとは、マトリクス状に配され、その交差部にＴＦＴが形成されている。そして、ゲートドライバ１６とソースドライバ１７とによりゲートバスラインとソースバスラインに供給される出力信号に応じて、選択された電極に任意の電圧が印加され、選択された液晶層に任意の電圧が印加される。これにより、液晶層が出力信号に応じた透過率となることで、表示が行われる。
【００５４】
なお、本実施の形態で用いる液晶パネルは、従来の方法で作製された、ノーマリブラック（ＮＢ）の垂直配向型液晶パネルである。また、本実施形態の液晶パネルは、有効表示エリア内に７６８本のゲートバスラインとＲＧＢ各色ごとに１３６６本のソースバスラインを有する。
【００５５】
さらに、液晶層の定常状態のピーク透過率の変化により表される階調が、０階調（黒）〜２５５階調（白）の全２５６階調である。これらの階調に対しては、それぞれ１．６Ｖ〜７．１Ｖの間で階調電圧が設定される。つまり、画像信号が０階調〜２５５階調の全２５６階調のうちの１つを示す場合、２５６種類の画像信号（Ｓ０〜Ｓ２５５）と、それぞれの階調に対応する階調電圧（Ｖ０〜Ｖ２５５）が決定されている。例えば、画像信号が０階調の場合、この階調表示を行うために画素に印加される電圧Ｖ０が決められる。同様に、２５５階調の表示を行うための電圧Ｖ２５５が決められる。
【００５６】
なお、階調と定常状態のピーク透過率との階調―透過率特性はガンマ値２．２に設定されている。ガンマ値は２．２に限られるものではないが、階調と定常状態のピーク透過率とからガンマ値を設定する場合は、映像を表示する場合に高階調側（ノーマリブラックにおける高電圧側）の電圧の使用頻度が高いのでこの部分の精度を高めるためガンマ値を小さくすることが好ましい。
【００５７】
なお、印加電圧を反転させる場合は、それぞれの階調について＋用の電圧と−用の電圧２つが決められている。つまり、Ｖ０には＋電圧であるＶ０Ｈと−電圧であるＶ０Ｌとが、Ｖ２５５には＋電圧であるＶ２５５Ｈと−電圧であるＶ２５５Ｌとが存在する。しかし、ＶｘＨとＶｘＬとは同じ階調を示すものであるので、電圧を具体的数値Ｖｘで示す場合は、どちらもＶｘと表すこととする。言い換えると、階調電圧Ｖｘ＝（ＶｘＨ−ＶｘＬ）／２で示される。
【００５８】
この液晶パネルは、室温に置いた状態では、従来のオーバーシュート駆動をすることで、ほぼ全ての階調遷移で１フレーム内（６０Ｈｚ：１６．７ｍｓｅｃ）に９０％以上の応答を完了する。
【００５９】
次に、組み合わせ検出回路１２において、ＯＳパラメータテーブル１３を参照しながら補正画像信号を生成する工程について図２を用いて説明する。
【００６０】
本実施の形態では、フレーム期間３１を等しく二つのサブフレームに分け、画像信号走査期間３２の約８．４ｍｓｅｃ期間には画像信号に対応する任意の階調電圧が印加・保持され、消去信号走査期間３３の約８．４ｍｓｅｃ期間に対応する電圧Ｖ０が印加・保持されるように設定されている。ここで印加される電圧は、０階調から２５５階調に対応する階調電圧Ｖ０〜階調電圧Ｖ２５５から選ばれる任意の電圧（例えば電圧Ｖａ、Ｖｂ）であり、消去信号として印加される電圧は階調０の階調電圧Ｖ０である。そして、電圧Ｖａ、Ｖｂが印加されたときの定常状態のピーク透過率がそれぞれＴａ、Ｔｂであり、Ｖ０が印加されたときの対応する透過率がＴ０である。なお、図２では、極性反転のタイミングとして、画像信号に対応する電圧から消去信号に対応するＶ０へ遷移するときに、極性が反転するものとしている。
【００６１】
なお、ここでは、「ピーク透過率」とは、画像信号と消去信号とに対応する電圧を交互に印加する液晶表示装置において、透過率の最も高い点であり、消去信号に対応する電圧が印加される直前の液晶透過率である。特に、「定常状態のピーク透過率」とは、画像信号と消去信号とに対応する電圧を繰り返し印加した場合の、透過率の波形が安定して上下する状態でのピーク透過率を示す。
【００６２】
図２に示すように、１回目のフレーム期間３１ａにおける画像信号走査期間３２ａで、液晶パネルに任意の画像信号に対応する電圧ＶａＬを印加・保持し、液晶のピーク透過率をＴａの定常状態とする。次に、消去信号走査期間３３ａで、消去信号に対応する電圧Ｖ０を印加・保持する。このとき、液晶の電圧Ｖ０に対する応答は高速ではないので、液晶の透過率は、徐々にＴａからＴ０に下がり、透過率がＴ０に届く前に、消去信号走査期間３３ａが終了してしまう。したがって、１回目フレーム期間３１ａの終了時点では、液晶の透過率がＴ０とＴａとの間の透過率Ｔ０’となる。このことは、続く２回目のフレーム期間３１ｂにおいて、電圧印加開始時の液晶透過率が透過率がＴ０’となっていることを意味し、２回目の画像信号の印加はこれに考慮して電圧を調整しなければならなくなる。
【００６３】
また、図２に示す実線のように２回目のフレーム期間３１ｂの画像信号走査期間３２ｂで、定常状態のピーク透過率がＴｂとなる階調電圧ＶｂＨを印加・保持したとしても、液晶の応答が遅く、画像信号走査期間３２ｂの期間終了までに透過率Ｔｂ’にしかならず、Ｔｂには達しない。そこで、液晶のピーク透過率をＴｂとするためには、電圧ＶｂＨよりも大きい所定の電圧ＶｏｓＨを印加しなければならない。しかし、この不足分の電圧を、特許文献１や２に記載のように一律に調整しても、Ｔ０’が変化するため、適切なＶｏｓを検出できない。
【００６４】
ここで、１つの表示装置においては、電圧Ｖｏｓは、定常状態のピーク透過率Ｔａと定常状態のピーク透過率Ｔｂとに依存して決定されるといえる。つまり、電圧Ｖｏｓは、前回のフレーム期間３１ａの最終時点での液晶の透過率Ｔ０’と、現フレーム期間３１ｂにおける目標のピーク透過率Ｔｂとから導き出せる。そして、透過率Ｔ０’は、透過率Ｔａに一定の消去信号走査期間３３ａの間、特定電圧値の消去信号を書き込み・保持した後の透過率であるので、Ｔａに応じて決められる。Ｔａは、前回のフレーム期間３１ａの電圧Ｖａに応じて決定される。よって、１つの表示装置においては、電圧Ｖａと電圧Ｖｂとから電圧Ｖｏｓを導き出せる。
【００６５】
そこで、電圧Ｖｏｓ設定のために、使用する装置について前回の画像信号と今回の画像信号それぞれの階調の組み合わせ（階調電圧Ｖａと階調電圧Ｖｂとの組み合わせ）に応じて、現フレーム期間初期の液晶配向（透過率Ｔ０’）から、現フレーム期間の画像信号（階調電圧Ｖｂ）に対応する液晶配向Ｔｂへの階調遷移パターンを促す最適な電圧Ｖｏｓを測定して決定しておき、ＯＳパラメータのデータとして、ＯＳパラメータテーブル１３に記憶しておく。これにより、最適な電圧Ｖｏｓを正確に簡単に求められる。
【００６６】
ＯＳパラメータの決定については、図９（ｂ）に示すように、現フレーム期間の画像信号に対応する透過率Ｔｂが、ピーク透過率となるように、電圧Ｖｏｓに対応する階調を測定して求める。
【００６７】
図３のＯＳパラメータテーブル１３は、２５６階調の３２階調ごとの９つの階調の組み合わせについて、９×９のマトリクス状のパラメータテーブルになっている。なお、数値の単位はすべて階調を示す数値であり、この階調に応じて信号の電圧が決定される。例えば、これによると、前回の画像信号が３２階調で現フレームの画像信号が３２階調の場合は、４８階調に対応する画像補正信号を生成する。
【００６８】
なお、ＯＳパラメータテーブル１３では、画像信号や補正画像信号を階調の単位として示しているが、これに限られるものではなく、階調の変化量や、階調に代えて電圧値や電圧値の変化量で表したものを記憶していても良い。
【００６９】
さらに、ＯＳパラメータテーブルのマトリクスのサイズは、ここにあげたものに限られるわけではなく、５×５（６４階調ごと）、１７×１７（１６階調ごと）など、目的に応じて適切なサイズが選択される。
【００７０】
また、オーバーシュート（ＯＳ）とは、直前のフレーム期間の、および現フレーム期間の画像信号を比較し、現フレーム期間のピーク透過率が所望のものとなるように、印加する電圧を補正することを意味している。
【００７１】
本実施形態のＯＳパラメータテーブルは、３２階調ごとの階調以外の階調については測定していないので、テーブルに記載のない階調遷移パターンについては、このテーブルの数値から以下のような計算式（１）から求める。
【００７２】
ここで、テーブルに記載のない階調遷移パターン（補正画像信号を求めようとしている階調遷移パターン）を、（前回の画像信号の階調、現フレームの画像信号の階調）＝（ａ０、ｂ０）とする。また、ａ＝（ａ０を３２で除した余り）、ｂ＝（ｂ０を３２で除した余り）とする。さらに、図４で『前回の画像信号の階調』の３２階調ごとの階調の内、任意の連続する２つの階調をａ１、ａ２とする（ａ１＜ａ２とする）。さらに、ａ２＝２５５の場合は、便宜的に、ａ２＝２５６として取り扱う。また、『現フレームの画像信号の階調』の３２階調ごとの階調の内、任意の連続する２つの階調をｂ１、ｂ２とする（ｂ１＜ｂ２とする）。ｂ２＝２５５の場合は、便宜的に、ｂ２＝２５６として取り扱う。ここで、ａ１≦ａ０＜ａ２、ｂ１≦ｂ０＜ｂ２とし、（前回の画像信号の階調、現フレームの画像信号の階調）＝（ａ１、ｂ１）、（ａ１、ｂ２）、（ａ２、ｂ２）、（ａ２、ｂ１）の４つの階調パターンに対応する図４のＯＳパラメータを、それぞれ、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄとする。例えば、階調１０から階調２０への遷移パターンのＡ〜Ｄは図４に示されるものである。
〔計算式（１）〕
ａ≦ｂの場合、
ＯＳパラメータ＝Ａ＋〔（Ｂ−Ａ）×ｂ＋（Ｃ−Ｂ）×ａ〕／３２
ａ＞ｂの場合、
ＯＳパラメータ＝Ａ＋〔（Ｄ−Ａ）×ａ＋（Ｃ−Ｄ）×ｂ〕／３２
次に、このようにして決定された補正画像信号に消去信号を付与して、対応する電圧を液晶パネル１８に供給する工程を説明する。
【００７３】
消去信号付与回路１４では、すべての補正画像信号の期間を半分に（１／２に圧縮）した上で、１ライン分の補正画像信号の間に、１ライン分の補正画像信号と同じ長さの消去信号を挿入し、出力信号とする。
【００７４】
図５のＡは、消去信号付与回路１４で加工される前と後との、ある画素についての補正画像信号を示したものである。ここで、図５のＡの波形の点線は、組み合わせ検出回路１３が出力するある画素についての４フレーム分の補正画像信号である。図５のＡの波形の実線は、消去信号付与回路１４の出力信号であり、消去信号Ｓ０を付与した補正画像信号である。消去信号付与回路１４では、ある画素についての補正画像信号のフレーム期間３１ａを２つに等しく分割し、前半（画像信号走査期間）に補正画像信号、後半期間（消去信号走査期間）に消去信号が与えられる。なお、図５のＡの縦軸は、画像信号に対応する任意の階調を示す。
【００７５】
このような出力信号は、タイミング制御回路１５を介してソースドライバ１７に供給され、各ソースバスラインに出力される。
【００７６】
図５のＢは、ある画素についての消去信号付与回路１４の出力信号（消去信号を付与した補正画像信号）に対応する、ソースドライバから出力される電圧であり、補正画像信号に対応する電圧（Ｖｓ）と、消去信号に対応する電圧（Ｖ０）とから成る。図５のＢの縦軸は、図５のＡの信号強度に対応する電圧である。Ｖｃｏｍは対向電圧である。極性反転のタイミングについては、Ｖ０からＶｓ（補正画像信号に対応する階調電圧）へ遷移する時にＶ０とＶｓが同じ極性であると電荷の変化量が小さく画素への充電がしやすいので、補正画像信号に対応する電圧と続く消去信号に対応する電圧との間で反転させることがより好ましい。
【００７７】
一方、タイミング制御回路１５では、このようにして生成された出力信号が、１フレーム期間に映像が表示されるような出力タイミングをタイミングパルスとして生成し、ゲートドライバ１６に出力している。ここでは、１フレーム期間の半分８．４ｍｓｅｃの間に、Ｇ１〜Ｇ７６８のすべてのゲートバスラインを１回選択できるように生成される。これにより、１フレーム期間中に、１ゲートバスラインにつき、画像走査信号に対応する電圧と消去信号に対応する電圧とを印加させることができる。
【００７８】
具体的には、ゲートドライバ１６では、タイミング制御回路から出力されたタイミングパルスをゲートドライバ１６に印加することで、液晶パネル１８のゲートバスラインを選択しているが、このときのゲートバスラインの選択を、図６に示すように行う。すなわち、まず、画像信号のうち、映像の上半分に関わる部分は、第１サブフレームで、液晶パネルの有効表示エリア内のゲートバスラインＧ１、Ｇ２…Ｇ７６８（上から順に番号付けしたもの）における、上半分のＧ１〜Ｇ３８４において、奇数番目のタイミングパルスで上から線順次に選択し、下半分のＧ３８５〜Ｇ７６８において、偶数番目のタイミングパルスで線順次に選択を行う。続いて、映像の下半分に関わる部分は、第２サブフレームで、液晶パネルの有効表示エリア内のゲートバスラインにおける、上半分のＧ１〜Ｇ３８４において、偶数番目のタイミングパルスで上から線順次に選択し、下半分のＧ３８５〜Ｇ７６８において、奇数番目のタイミングパルスで線順次に選択を行う。言い換えれば、タイミングパルスは、１フィールド期間中に、Ｇ１、Ｇ３８５、Ｇ２、Ｇ３８６、…、Ｇ３８４、Ｇ７６８の順にゲートバスラインを選択したあと、Ｇ３８５、Ｇ１、Ｇ３８６、Ｇ２…Ｇ７６８、Ｇ３８４の順にゲートバスラインを選択する。
【００７９】
このようなタイミングで、上記した出力信号の走査を行うことで、液晶パネルの各画素には、奇数番目のタイミングパルスによるゲート選択期間に、出力信号の画像信号が書き込まれ、偶数番目のタイミングパルスによるゲート選択期間に消去信号が書き込まれる。
【００８０】
したがって、液晶パネル全体として画像信号の書き込みの様子は図７のようになる。つまり、第１サブフレーム期間では、画面の上半分にて映像の上半分に対応する画像信号が走査され、これと同時に下半分には消去信号が走査されるので、上半分の映像７１と下半分の黒画像７３からなる映像が書き込まれる。そして、第２サブフレーム期間では、画面の上半分に消去信号が走査され、同時に下半分には下半分の映像に対応する画像信号が走査され、上半分の黒画像７３と下半分の映像７２からなる映像が書き込まれる。そして、第１サブフレームと第２サブフレームからなるフレーム期間全体においては、全面の映像と全面の黒表示が表示されたことになる。
【００８１】
以上のような本実施の形態の駆動方法によると、ホールド型の表示装置に特有の動画のボケが改善され、なおかつ、液晶の応答時間の遅さに起因する動画の尾ひきも改善され、高画質の動画を表示することができる。
【００８２】
〔実施の形態２〕
本実施の形態は、組み合わせ検出回路１２において参照される、ＯＳパラメータテーブルの設定方法以外は、本実施形態の構成は実施形態１と同様である。以下に、本実施の形態におけるＯＳパラメータテーブルの設定方法を説明する。
【００８３】
上述したように、１つの表示装置において、図２の、画素に与えられる電圧Ｖｏｓは、定常状態のピーク透過率Ｔａと定常状態のピーク透過率Ｔｂとに依存して決定される。本実施の形態では、この電圧Ｖｏｓとして、画像信号における階調を示す電圧の範囲外の値の電圧を用いている。
【００８４】
図８に液晶に一定電圧の矩形波を印加したときの透過率と電圧との関係を模式的に示すが、これに示されるとおり、印加電圧の変化に比例して液晶の透過率が変化するのは、一定範囲の電圧に限られており、この範囲より低い電圧では透過率は常に０に近く、この範囲より高い電圧では透過率はほぼ一定値Ｔｈに定まっている。このことは、定常状態のピーク透過率に関しても、ほぼ同様なので、ここで、画像信号に対応する階調電圧Ｖｇとしては、上記印加電圧の変化に比例して液晶の透過率変化をもたらす一定範囲の電圧を使用している。しかし、実際に印加される補正画像信号に対応する電圧Ｖｏｓとしては電圧Ｖｇの範囲外の電圧を含めて用いることが好ましい。これにより、表示に使われる階調電圧より高い電圧や低い電圧が動画表示の際に使用できるので、補正画像信号に対応する電圧として電圧Ｖｇの範囲外の電圧値が好ましいと測定されたときも、最適な電圧値を選択できる。なお、このような設定を行っても、ソースドライバの制限などによって、印加可能電圧の範囲では印加電圧が低く、定常状態のピーク透過率がほぼ一定値にならない場合があるが、最大印加可能電圧より低電圧側に階調電圧範囲が収まるように設定し、階調電圧より高電圧側にＶｏｓを設定することで応答改善を図れる。したがって、液晶の応答時間の遅さに起因する動画の尾ひきがより一層改善され、高画質の動画表示が達成される。
【００８５】
ＯＳ駆動用電圧Ｖｏｓのより詳細な設定は、実施の形態１と同様、現フレーム期間の画像信号走査期間終了までに電圧Ｖｂの定常状態のピーク透過率Ｔｂ（現フレーム期間での目標の透過率）とすることができるＯＳ駆動専用電圧Ｖｏｓを、ＶａとＶｂとの組み合わせごとに測定して正確に求める。
【００８６】
以下に、電圧Ｖｏｓを、ＶａとＶｂとの組み合わせごとに測定する方法を説明する。なお、ここでは、画像信号に用いられる階調信号は、０階調から２５５階調までの２５６階調とする。まず、ＯＳ駆動専用電圧Ｖｏｓ、階調電圧Ｖｇを含む、使用する電圧値範囲全体を０階調〜１０２３階調の全１０２４階調に分け、そのうち９６階調〜９６０階調の範囲を、画像信号の２５６階調の階調データに割り当てる。そして、９６階調〜９６０階調の範囲内での変化を、正確に液晶の定常状態のピーク透過率の変化に反映できるようなＯＳ駆動専用電圧Ｖｏｓを測定する。このとき、ＯＳ駆動専用電圧Ｖｏｓとして、０階調〜９５階調および９６１階調〜１０２３階調を含めて使用する。そして、これらの１０２４階調を、階調拡張技術によって、０階調〜２５５階調の全２５６階調に変換した後、ＯＳパラメータテーブルに記録する。
【００８７】
ＯＳパラメータテーブルは、実施の形態１と同様、９×９のマトリクス状で、３２階調ごと（０、３２、６４…階調）の９階調について、前回の画像信号と現フレームの画像信号との組み合わせにごとにＯＳパラメータを記憶している。さらに、３２階調ごとの階調以外の階調については、このテーブルの数値から上記のような計算式（１）に基づいて求める。
【００８８】
以上のようなＯＳパラメータを用いて駆動を行うと、ホールド型の表示装置に特有の動画のボケが改善されるのはもちろんのこと、表示に使われる階調電圧より高い電圧や低い電圧も動画表示の際に使用できるので、高階調側で階調電圧の設定の制限があるために必要な高電圧を印加できないという問題が解消され、液晶の応答時間の遅さに起因する動画の尾ひきがより一層改善され、高画質の動画表示が達成される。
【００８９】
〔実施の形態３〕
本実施の形態は、液晶パネルのガンマ値の設定方法が異なるので、それについて説明する。以下に、所望のガンマ値として２．２をとる場合を例に、説明する。
【００９０】
なお、本実施の形態では、前回の画像信号と今回の画像信号が同じ階調の場合に（つまり、特に静止画像を表示する場合に）、補正画像信号を生成せずに、入力された画像信号をそのまま出力する。
【００９１】
液晶パネルのガンマ値を設定するために、まず、０階調（黒）〜２５５階調（白）の全２５６階調の電圧を、１．６Ｖ〜７．１Ｖの間に仮に設定する。そして、画像信号の階調とそれに対する定常状態のピーク透過率との、階調―透過率特性がガンマ値２．２をとるように、画像信号に対応する印加電圧を調整している。
【００９２】
次に、図９（ａ）に示すように、電圧Ｖａと消去信号に対応する電圧Ｖ０とを交互に１／１２０秒ごとに印加する。なお、本文中では、便宜的に、階調電圧は極性を無視し、単にＶａ、Ｖ０、Ｖｂ等と表記する。図９は、このときの、ソースドライバから出力される電圧値とそれに対応する透過率とを示すものである。このとき、液晶の透過率はＴａとＴ０’との間を６０Ｈｚの波形を描いて安定して上下している（定常状態）。なお、ここで、Ｔａはピーク透過率である。より詳しくは、Ｖａを印加から透過率が徐々に上がり、画像信号走査期間が終了するまでにはＴａに到達する。そして、消去信号走査期間で消去信号に対応する電圧Ｖ０が印加されると透過率はＴ０に向かって下がる。消去信号走査期間が終了して次の画像信号走査期間となると、再びＶａが印加されるので、透過率が徐々に上がり、画像信号走査期間が終了するまでにはＴａに到達する。これが繰り返される。
【００９３】
そして、このような繰り返しにおける１フレーム期間（１６．７ｍｓｅｃ）ごとの透過率の平均値Ｔ（ａｖｅ）ａを求め、設定透過率とする。そして、ある階調とＴ（ａｖｅ）ａとの階調対透過率との関係がガンマ値２．２をとるような電圧を画像信号の補正電圧として設定する。このようにすることで、階調電圧と安定した１フレームの平均透過率とがガンマ値２．２をとるように設定される。
【００９４】
ここで、上記した内容を整理すると、ある階調に対して、その定常状態の平均透過率との関係が所望のガンマ値となるように補正電圧を設定する、ということになる。すなわち、ある階調の画像信号に対応する電圧と、消去信号とに対応する電圧とを繰り返し印加して１フレーム期間の平均透過率を測定し、画像信号に対応する階調と１フレーム期間の平均透過率との階調―透過率特性が所望のガンマ値をとるような電圧を補正電圧として設定する。
【００９５】
ＯＳパラメータの決定については、前回の画像信号と今回の画像信号が異なる階調である場合は、図９（ｂ）に示すように、電圧Ｖａと電圧Ｖｂとの組み合わせに応じて、現フレーム期間初期の液晶配向（透過率Ｔ０’）から、現フレーム期間の画像信号に対応する定常状態のピーク透過率Ｔｂへの階調遷移パターンを促す最適な電圧Ｖｏｓを求めている。
【００９６】
なお、図９を見れば明瞭であるが、本実施形態では、第１画像信号と第２画像信号とが同じである場合には、画像信号の階調は補正されずに出力されることになる。このために、前回の画像信号と今回の画像信号が同じ階調の場合に、今回の画像信号を補正せずに出力するように、ＯＳパラメータテーブルの対応する箇所に補正しない画像信号を記憶しておいて、使用しても良い。すなわち、例えば、前回のフレームの画像信号がＳ３２、現フレームの画像信号がＳ３２の場合、ＯＳパラメータとして参照される値を３２とし、補正されない画像信号が出力されるようにする。そして、補正されない画像信号に対応して上記のように設定した補正電圧が出力される。（実施の形態１、２では、図３に示すように、第１画像信号がＳ３２、第２画像信号がＳ３２の場合、補正画像信号としてＳ４８が出力される）。
【００９７】
ここで、本実施の形態では、液晶パネル１８に電圧を印加するときに、第１画像信号と第２画像信号とが同じである場合には、画像信号に対して補正電圧を印加するように制御されている。
【００９８】
なお、設定透過率のガンマ値は２．２に限られるものではなく、例えば、２．０〜２．８の範囲で好ましい数値を選べばよく、ユーザー指向と駆動特性を合せて２．１〜２．６の範囲で設定されることがより好ましい。最近のハイビジョンテレビやモニターの使用に際しては、低階調側（ノーマリブラックにおける低電圧側）で精度の高い表現が求められることから、ガンマ値を２．２より大きい２．４程度に設定することが好ましい。また、本実施形態のように、階調と平均透過率でガンマ値を設定する場合は、映像を表示する場合に実施形態１、２よりも相対的に低階調側の電圧を使用する頻度が高いので、その部分の精度を高めるためにガンマ値を大きくすることが好ましい。
【００９９】
本実施形態によると、実施形態１と同様にホールド型の表示装置に特有の動画のボケが改善されるのはもちろんのこと、上述のようにガンマ値を設定することで、高階調側と低階調側とのどちらか所望する方で、映像の階調表現の精度を高めることができる。さらに、本実施形態では、静止画を表示する際（第１画像信号と第２画像信号が同じ場合）には補正画像信号の階調は補正されないので、画像信号がノイズによりズレた場合でも、それが補正により強調されることはない。（一方、実施形態１、２のように、静止画を表示する際にも補正画像信号の階調値を補正する場合には、ズレた画像信号の階調値を補正することになるので、階調のズレが強調され、所望の映像を表示することができない）。したがって、高画質の動画表示が達成されると同時に、低階調側の映像表現が豊かになり、また、静止画を表示する際にはノイズに対しても強くなり、より自然な映像表現ができる。
【０１００】
以上、垂直配向型のＮＢモードの液晶表示装置を例に本発明の実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、本発明を水平配向型のＮＢモードの液晶表示装置や垂直配向型液晶層または水平配向型液晶層を備えたノーマリホワイトモードの液晶表示装置に適用することもできる。
【０１０１】
また、１フレームが１垂直期間に相当するプログレッシブ駆動方式の液晶表示装置を例に本発明の実施形態を説明したが、本発明はこれに限られず、１フィールドが１垂直期間に相当するインターレース駆動方式の液晶表示装置にも適用できる。
【０１０２】
さらに、本発明の実施形態の液晶表示装置の光学特性を、液晶パネルの透過率をもとに述べたが、バックライトユニットの特性を含めた輝度で表現してもよいのはもちろんである。
【０１０３】
また、電圧値やガンマ値の具体的設定値については、実施の形態に記載されている値に限定されるものでない。
【０１０４】
また、本発明の液晶表示装置は、以下の構成であってもよい。
【０１０５】
液晶層と上記液晶層に電圧を印加する電極とを有する液晶パネルと、１フレームを複数のサブフレームに分割し、１フレームに画像信号と消去信号とに対応した電圧を印加する駆動回路とを備え、上記駆動回路は、１垂直期間前の入力画像信号と現垂直期間の入力画像信号との組み合わせに応じて、上記液晶パネルの光学応答を消去信号に対応する電圧値に対応する配向状態からサブフレーム内に完了させることを目標とする目標階調レベルが設定されているテーブルを有し、このテーブルを参照し現垂直期間の入力画像信号を補正する第１の液晶表示装置。
【０１０６】
第１の液晶表示装置において、上記駆動回路が、入力画像信号の補正に伴い、階調表示に使用される電圧の範囲外の電圧を液晶パネルに印加する液晶表示装置。
【０１０７】
上記液晶パネルが、階調と、消去信号に対応する電圧と画像信号に対応する電圧とを印加した場合の１フレーム期間の安定した透過率とを基にガンマ値を設定する上記の液晶表示装置。
【０１０８】
〔実施の形態４〕
本実施の形態は、ゲートバスラインの選択方法が異なる以外は、実施の形態１と略同様である。すなわち、本実施の形態にかかる液晶表示装置の回路構成は図１に示したものと同様であり、パネル構成等についても実施の形態１と同様であるが、ゲートバスラインの選択方法が異なる。なお、説明の便宜上、実施の形態１と同じ機能を奏する部材については、同じ符号を付し、その説明を省略する。
【０１０９】
本実施の形態におけるゲートバスラインの選択方法について、図１５に示すタイミングチャートを参照して説明する。
【０１１０】
本実施の形態では、図１５に示すように、第１サブフレームにおいて、液晶パネルの有効表示エリア内のゲートバスラインＧ１，Ｇ２，…，Ｇ７６８（上から順に番号付けしたもの）における上半分のＧ１〜Ｇ３８４を、奇数番目のタイミングパルスで上から線順次に選択する。そして、この際、下半分のＧ３８５〜Ｇ７６８については、それぞれ、連続する４回の偶数番目のタイミングパルスによって、順次選択する。また、第２サブフレームにおいては、下半分のＧ３８５〜Ｇ７６８を、奇数番目のタイミングパルスで上から線順次に選択する。そして、この際、上半分のＧ１〜Ｇ３８４を、それぞれ、連続する４回の偶数番目のタイミングパルスによって、順次選択する。
【０１１１】
より詳細には、図１５に示すように、第１サブフレームにおいて、まず、奇数番目のタイミングパルスでＧ１のゲートバスラインを選択して画像信号を書き込んだ後、続く偶数番目のタイミングパルスでＧ３８５のゲートバスラインを選択して消去信号を書き込む。そして、次の奇数番目のタイミングパルスでＧ２のゲートバスラインを選択して画像信号を書き込んだ後、続く偶数番目のタイミングパルスでＧ３８５，Ｇ３８６のゲートバスラインを同時に選択して消去信号を書き込む。さらに、その次の奇数番目のタイミングパルスでＧ３のゲートバスラインを選択して画像信号を書き込んだ後、続く偶数番目のタイミングパルスでＧ３８５，Ｇ３８６，Ｇ３８７のゲートバスラインを同時に選択して消去信号を書き込む。そして、その次の奇数番目のタイミングパルスでＧ４のゲートバスラインを選択して画像信号を書き込み、続く偶数番目のタイミングパルスでＧ３８５，Ｇ３８６，Ｇ３８７，Ｇ３８８を同時に選択して消去信号を書き込む。その後、次の奇数番目のタイミングパルスでＧ５のゲートバスラインを選択して画像信号を書き込み、続く偶数番目のタイミングパルスでＧ３８６，Ｇ３８７，Ｇ３８８，Ｇ３８９を同時に選択して消去信号を書き込む。以降、奇数番目のタイミングパルスによってＧ３８４を選択して画像信号を書き込み、偶数番目のタイミングパルスによってＧ７６５，Ｇ７６６，Ｇ７６７，Ｇ７６８を同時に選択して消去信号を書き込むまで、同様の動作を順次繰り返す。
【０１１２】
また、第２サブフレームでは、まず、奇数番目のタイミングパルスでＧ３８５のゲートバスラインを選択して画像信号を書き込んだ後、続く偶数番目のタイミングパルスでＧ１のゲートバスラインを選択して消去信号を書き込む。そして、次の奇数番目のタイミングパルスでＧ３８６のゲートバスラインを選択して画像信号を書き込んだ後、続く偶数番目のタイミングパルスでＧ１，Ｇ２のゲートバスラインを同時に選択して消去信号を書き込む。さらに、その次の奇数番目のタイミングパルスでＧ３８７のゲートバスラインを選択して画像信号を書き込んだ後、続く偶数番目のタイミングパルスでＧ１，Ｇ２，Ｇ３のゲートバスラインを同時に選択して消去信号を書き込む。そして、その次の奇数番目のタイミングパルスでＧ３８８のゲートバスラインを選択して画像信号を書き込み、続く偶数番目のタイミングパルスでＧ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４を同時に選択して消去信号を書き込む。そして、次の奇数番目のタイミングパルスでＧ３８９のゲートバスラインを選択して画像信号を書き込み、続く偶数番目のタイミングパルスでＧ２，Ｇ３，Ｇ４，Ｇ５を同時に選択して消去信号を書き込む。以降、奇数番目のタイミングパルスによってＧ７６８を選択して画像信号を書き込み、偶数番目のタイミングパルスによってＧ３８１，Ｇ３８２，Ｇ３８３，Ｇ３８４を同時に選択して消去信号を書き込むまで、同様の動作を順次繰り返す。
【０１１３】
このようなタイミングで出力信号の走査を行うことで、液晶パネルの各画素には、奇数番目のタイミングパルスによるゲート選択期間に、出力信号の画像信号が書き込まれ、偶数番目のタイミングパルスによるゲート選択期間に消去信号が書き込まれる。
【０１１４】
したがって、第１サブフレーム期間では、画面の上半分にて映像の上半分に対応する画像信号が走査され、これと同時に下半分には消去信号が走査される。そして、第２サブフレーム期間では、画面の下半分にて映像の下半分に対応する画像信号が走査され、これと同時に上半分には消去信号が走査される。したがって、液晶パネル全体としては、１フレームの１／２期間が画像信号走査期間で、１／２期間が消去信号走査期間となる。
【０１１５】
また、本実施の形態では、偶数番目のタイミングパルスによるゲート選択期間は、奇数番目のタイミングパルスによるゲート選択期間の１／７とした。ただし、画像信号を書き込むためのタイミングパルスによるゲート選択期間と、消去信号を書き込むためのタイミングパルスによるゲート選択期間との比率は、これに限るものではなく、任意に設定することができる。
【０１１６】
また、ＯＳパラメータテーブル１３に記憶しておくＯＳパラメータテーブルのデータは、実施の形態１と同様に、現フレーム期間初期の液晶配向から、現フレーム期間の画像信号に対応する液晶配向への階調遷移パターンを促す最適な電圧Ｖｏｓを測定して決定したものである。ただし、上記最適電圧Ｖｏｓの測定は、本実施の形態で述べた駆動方法で液晶表示装置を駆動して行うことが好ましい。
【０１１７】
以上のような本実施の形態の駆動方法によると、ホールド型の表示装置に特有の動画のボケが改善され、なおかつ、液晶の応答時間の遅さに起因する動画の尾ひきも改善され、高画質の動画を表示することができる。
【０１１８】
なお、上記の説明では、液晶パネル全体として、１フレームの１／２期間を画像信号走査期間とし、１／２期間を消去信号走査期間とする場合について説明したが、本実施の形態にかかる液晶表示装置の駆動方法はこれに限るものではない。すなわち、液晶パネル全体としての、画像信号走査期間と消去信号走査期間とが異なっていてもよい。この場合の駆動方法の一例について、図１６に示すタイミングチャートを参照して説明する。
【０１１９】
この図に示す駆動方法では、１フレーム期間において、液晶パネルの有効表示エリア内のゲートバスラインＧ１，Ｇ２，…，Ｇ７６８（上から順に番号付けしたもの）を、奇数番目のタイミングパルスで上から線順次に選択し、画像信号を書き込む。そして、この際、液晶パネルの有効表示エリア内のゲートバスラインＧ１９３，Ｇ１９４，…，Ｇ７６８，Ｇ１，Ｇ２，…，Ｇ１９２を、偶数番目のタイミングパルスで順次選択し、消去信号を書き込む。なお、各ゲートバスラインは、消去信号を書き込むために、偶数番目のタイミングパルスによって４回ずつ選択する。
【０１２０】
すなわち、図１６に示すように、各フレーム期間において、まず、奇数番目のタイミングパルスでＧ１のゲートバスラインを選択して画像信号を書き込んだ後、続く偶数番目のタイミングパルスでＧ１９３のゲートバスラインを選択して消去信号を書き込む。そして、次の奇数番目のタイミングパルスでＧ２のゲートバスラインを選択して画像信号を書き込んだ後、続く偶数番目のタイミングパルスでＧ１９３，Ｇ１９４のゲートバスラインを同時に選択して消去信号を書き込む。さらに、その次の奇数番目のタイミングパルスでＧ３のゲートバスラインを選択して画像信号を書き込んだ後、続く偶数番目のタイミングパルスでＧ１９３，Ｇ１９４，Ｇ１９５のゲートバスラインを同時に選択して消去信号を書き込む。そして、その次の奇数番目のタイミングパルスでＧ４のゲートバスラインを選択して画像信号を書き込み、続く偶数番目のタイミングパルスでＧ１９３，Ｇ１９４，Ｇ１９５，Ｇ１９６を同時に選択して消去信号を書き込む。そして、次の奇数番目のタイミングパルスでＧ５のゲートバスラインを選択して画像信号を書き込み、続く偶数番目のタイミングパルスでＧ１９４，Ｇ１９５，Ｇ１９６，Ｇ１９７を同時に選択して消去信号を書き込む。以降、奇数番目のタイミングパルスによってＧｉ（ｉは１から７６８までの整数）を選択して画像信号を書き込み、偶数番目のタイミングパルスによってＧｉ＋１９２〜Ｇｉ＋１９５（ただし、ｉ＞５７６の場合にはＧｉ−５７６〜Ｇｉ−５７３）を同時に選択して消去信号を書き込むまで、同様の動作を順次繰り返す。
【０１２１】
なお、図１６に示した例では、偶数番目のタイミングパルスによるゲート選択期間は、奇数番目のタイミングパルスによるゲート選択期間の１／７とした。
【０１２２】
このような駆動方法を用いる場合、液晶パネル全体としては、１フレームの３／４期間が画像信号走査期間で、１／４期間が消去信号走査期間となる。なお、画像信号走査期間と、消去信号走査期間との比率は、上記の例に限るものではなく、任意に設定することができる。例えば、画像信号走査期間および消去信号走査期間を、輝度と動画性能とのバランスを向上させるように適宜設定すればよい。
【０１２３】
また、奇数番目のタイミングパルスによるゲート選択期間と、偶数番目のタイミングパルスによるゲート選択期間との比率についても任意に設定すればよく、例えば、各信号の書き込みのための充電期間を確保できるように設定すればよい。また、例えばユーザーの希望に応じて、任意に設定するようにしてもよい。
【０１２４】
以上のように、本実施の形態では、消去信号走査期間を任意に設定することができる。これにより、消去信号走査期間を適切に設定することで、輝度と動画性能とのバランスを向上させることができる。
【０１２５】
また、本実施の形態では、消去信号を書き込むためのゲートバスラインの選択を、所定回数のタイミングパルスによって行っている。これにより、消去信号書き込み時の充電時間を確保することができる。
【０１２６】
なお、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１２７】
本発明の液晶表示装置は、高画質の動画表示を可能とするために、１フレーム期間内に画像信号に対応する電圧と消去信号に対応する電圧とを印加する液晶表示装置において、表示をより正確なものにするものであるので、パーソナルコンピュータ、ワードプロセッサ、アミューズメント機器、テレビ装置として適用でき、特に高画質の動画表示が要求される装置に対して好適に適用される。
【図面の簡単な説明】
【０１２８】
【図１】本発明の実施形態の液晶表示装置の構成を示す模式図である。
【図２】本発明の実施形態において、出力信号波形と、光応答波形とを示す図面である。
【図３】本発明の実施形態に係るＯＳパラメータテーブルの一例を示す図面である。
【図４】本発明の実施形態に係るＯＳパラメータテーブルを示す図面である。
【図５】本発明の実施形態に係る出力信号の波形を示す図面である。
【図６】本発明の実施形態に係るゲートバスラインの選択タイミングチャートを示す図である。
【図７】本発明の実施形態において、出力信号により表示される画面をサブフレームごとに示した図面である。
【図８】本発明の実施形態において、液晶パネルの透過率と印加電圧との関係を示す模式図である。
【図９】本発明の実施形態の液晶表示装置の透過率を示し、（ａ）がある画像信号に対応する電圧を複数回印加したときの透過率を示す図面であり、（ｂ）がある画像信号に対応する電圧を印加した後別の画像信号に対応する電圧を印加したときの透過率を示している。
【図１０】従来技術の液晶表示装置のシステムブロック図である。
【図１１】従来技術の液晶表示装置のゲート選択パルスタイミングチャートである。
【図１２】従来技術の液晶表示装置の各信号線駆動波形と表示素子の光学応答波形である。
【図１３】従来技術の液晶表示装置の映像データ生成過程の概念図である。
【図１４】従来技術の液晶表示装置における、出力信号波形と、光応答波形とを示す図面である。
【図１５】本発明の実施形態に係るゲートバスラインの選択タイミングチャートの一例を示す図である。
【図１６】本発明の実施形態に係るゲートバスラインの選択タイミングチャートの一例を示す図である。
【符号の説明】
【０１２９】
１０    駆動回路
１２    組み合わせ検出回路（補正手段）
１３    ＯＳパラメータテーブル（パラメータテーブル）
１８    液晶パネル
３１ａ  前回のフレーム期間
３１ｂ  現フレーム期間
３２ａ  第１サブフレーム
３３ａ  第２サブフレーム
３２ｂ  第１サブフレーム
Ｖａ    画像信号（第１画像信号）
Ｖｂ    画像信号（第２画像信号）
Ｖ０    消去信号
Ｖｏｓ  補正画像信号
Ｖｇ    画像信号
Ｔａ    透過率（第１画像信号に対応する液晶配向）
Ｔｂ    透過率（第２画像信号に対応する液晶配向）
Ｔ０’  透過率（現フレーム期間初期の液晶配向）
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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