(57)【要約】【課題】  表示データが変化した場合に、ＲＧＢ間で画素部の応答時間が異なることにより、開始階調から目標階調までの変化過程で色ズレが知覚される。【解決手段】  外部装置から入力した第１の表示データ(501)と、フレームメモリに記憶した第２の表示データ(505)とを用いて、第１の表示データに応答時間を短縮させるための補正データ(521)を付与する補正回路(500)に、液晶表示パネルの階調の変化過程において、第１の色情報(511)と第２の色情報(513)と液晶表示パネルの応答特性から導き出される階調の変化途中の第３の色情報(517)とから階調の変化過程における色ズレの発生の有無を判定する判定情報生成回路(518)と、色ズレが発生すると判定された場合に色ズレが発生しないような補正データ(521)を生成する生成回路(520)とを設けた。【選択図】  図５
2005141190.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画素がマトリックス状に配置された表示パネルと、外部から入力された表示データに応じた階調電圧を前記画素へ印加する信号線駆動回路と、前記階調電圧を印加すべき画素を選択する走査線駆動回路と、１フレーム期間前の表示データと現フレーム期間の表示データとの変化に応じて前記現フレーム期間の表示データを補正する補正回路とを備えた表示装置において、
前記補正回路は、前記１フレーム期間前の表示データと前記現フレーム期間の表示データの色成分の変化に応じて、前記現フレーム期間の表示データを補正するための補正データを生成することを特徴とする表示装置。
【請求項２】
複数の画素がマトリックス状に配置された表示パネルと、外部から入力された表示データに応じた階調電圧を前記画素へ印加する信号線駆動回路と、前記階調電圧を印加すべき画素を選択する走査線駆動回路と、１フレーム期間前の表示データと現フレーム期間の表示データとの変化に応じて前記現フレーム期間の表示データを補正する補正回路とを備えた表示装置において、
前記補正回路は、前記１フレーム期間前の表示データと前記現フレーム期間の表示データの色成分の変化に応じて、前記現フレーム期間の表示データの原色成分(ＲＧＢ)を個別に補正するか、まとめて補正するかが選択可能なことを特徴とする表示装置。
【請求項３】
複数の画素がマトリックス状に配置された表示パネルと、外部から入力された表示データに応じた階調電圧を前記画素へ印加する信号線駆動回路と、前記階調電圧を印加すべき画素を選択する走査線駆動回路と、１フレーム期間前の表示データと現フレーム期間の表示データとの変化に応じて前記現フレーム期間の表示データを補正する補正回路とを備えた表示装置において、
前記補正回路は、前記１フレーム期間前の表示データと前記現フレーム期間の表示データの色成分の変化に応じて、前記現フレーム期間の表示データを補正するための補正データを個別に設定可能なことを特徴とする表示装置。
【請求項４】
請求項１に記載の表示装置において、前記現フレーム期間の表示データを補正するための補正データは、開始階調と到達階調との組合せからなるテーブル又は関数を用いた演算により生成することを特徴とする表示装置。
【請求項５】
請求項１に記載の表示装置において、色ズレ判定データによって、第１の補正データと第２の補正データのいずれかの補正データを前記現フレーム期間の表示データを補正するための補正データとすることを特徴とする表示装置。
【請求項６】
請求項５に記載の表示装置において、前記色ズレ判定データは、到達点を示す第１の色信号データと開始点を示す第２の色信号データと色ズレ判定点を示す第３の色信号データとの位置関係から生成されることを特徴とする表示装置。
【請求項７】
請求項６に記載の表示装置において、前記色ズレ判定点に対して、色ズレ許容範囲を生成することを特徴とする表示装置。
【請求項８】
請求項７に記載の表示装置において、前記色ズレ許容範囲は、２つの色成分の組合せからなるテーブルにより生成することを特徴とする表示装置。
【請求項９】
請求項１に記載の表示装置において、時間内応答収束可否データによって、第１の補正データと第２の補正データのいずれかの補正データを前記現フレーム期間の表示データを補正するための補正データとすることを特徴とする表示装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の表示装置において、前記時間内応答収束可否データは、開始階調と到達階調との組合せからなるテーブルにより生成することを特徴とする表示装置。
【請求項１１】
複数の画素がマトリックス状に配置された表示パネルと、外部から入力された表示データに応じた階調電圧を前記画素へ印加する信号線駆動回路と、前記階調電圧を印加すべき画素を選択する走査線駆動回路と、１フレーム期間前の表示データと現フレーム期間の表示データとの変化に応じて前記現フレーム期間の表示データを補正する補正回路とを備えた表示装置において、
前記補正回路は、前記１フレーム期間前から前記現フレーム期間までの色ズレを判定し、前記色ズレが許容範囲内である場合に、第１の補正データ群の補正データにより、前記現フレーム期間の表示データを補正し、前記色ズレが許容範囲外である場合に、第２の補正データ群の補正データにより、前記現フレーム期間の表示データを補正し、
補正前の前記表示データが同一である場合に、前記第１の補正データ群の補正データにより補正された表示データにより表される輝度は、前記第２の補正データ群の補正データにより補正された表示データにより表される輝度よりも大きいことを特徴とする表示装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の表示装置において、
前記第１の補正データ群の各補正データによる補正により、各画素の輝度は、前記現フレーム期間で、補正前の前記補正データから定まる輝度よりも大きくなり、
前記第２の補正データ群の各補正データによる補正により、各画素の輝度は、前記現フレーム期間で、補正前の前記補正データから定まる輝度にほぼ等しくなることを特徴とする表示装置。
【請求項１３】
請求項１１に記載の表示装置において、
前記補正回路は、前記現フレーム期間における色ズレを判定することを特徴とする表示装置。
【請求項１４】
請求項１１に記載の表示装置において、
前記第１の補正データ群の各補正データは、前記第２の補正データ群の各補正データよりも大きいことを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像を表示する表示装置に係わり、特に、液晶の輝度(階調)変化時間である応答速度を改善する補正回路を備えた表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、液晶の応答時間とは、液晶に階調電圧が印加されてから、所望する輝度が得られるまでの時間を示す。また、液晶の応答特性は、変化前の開始階調電圧と変化後の目標階調電圧に依存するため、変化前後の階調の組合せに応じて応答時間はそれぞれ異なる。
【０００３】
そして、カラー表示が可能な液晶の画素部は、例えば原色成分のＲＧＢ(Red,Green,Blue)の各サブピクセルで構成されるが、表示データにより、ＲＧＢの階調は個別に定まり、必ずしも一致しないため、各サブピクセルに印加される階調電圧もＲＧＢで必ずしも一致しない。
【０００４】
つまり、カラー表示に際して、ＲＧＢの各サブピクセルで応答時間が必ずしも一致しないこととなり、その結果、開始階調から目標階調までの変化の過程で、本来想定していない色相の変化（色ズレ）が知覚されてしまうケースが発生してしまう。
【０００５】
この色ズレの発生を抑制する手法としては、例えば、下記特許文献１に開示されているように、液晶ディスプレイを駆動するオーバードライブコントローラにて、ＲＧＢの各サブピクセルにおける現輝度から目標輝度への遷移状態を把握する変化率Ｒst計算部と、把握された遷移状態の中で、遷移が最も遅いサブピクセルと他のサブピクセルとを選択する選択部と、遷移が最も遅いサブピクセルに対して輝度遷移を加速するための電圧を算出するオーバードライブ電圧算出部と、選択された他のサブピクセルに対し協調のために輝度遷移を加減速するための電圧を算出する実効輝度Ｙst'計算部及びＹst'オーバードライブ電圧算出部とを備え、スイッチ(ＳＷ)により切替えて供給電圧を供給する手段が知られている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−２９７１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記背景技術においては、色ズレの発生は抑制できる一方、ＲＧＢの各サブピクセル中、応答速度が最も遅いサブピクセルの応答時間に他の２つのサブピクセルの応答時間を揃えて遅らせるため、応答時間を短縮しにくいという課題があった。
【０００８】
本発明の目的は、色ズレ発生を抑制しつつ、可能な限り応答時間を短縮することで、高画質な動画表示が得られる表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明では、表示装置において、外部装置から入力する第１の表示データを記憶するフレームメモリと、第１の表示データとフレームメモリに記憶した第１の表示データとは１フレーム分遅延した(１フレーム期間前の)第２の表示データとに応じて、現フレーム期間の第１の表示データに、表示パネルの応答時間を短縮させるための補正データを付与し、補正された第１の表示データに応じた階調電圧を表示パネルに印加する補正手段とを設けた。
【００１０】
また、前記補正データとしては、色ズレが発生しないように調整した第１の補正データと、できるだけ応答時間が短くなるように設定した第２の補正データとが生成され、この生成された２つの補正データを切替えて、または、演算して第３の補正データを生成する生成手段を設けた。
【００１１】
また、前記切替えにあたっては、輝度(階調)の変化途中において色ズレが発生するか、しないかを判定する判定手段を設け、この判定手段によって輝度(階調)の変化途中に色ズレが発生すると判定された場合は、色ズレが発生しないように、前記第１の補正データに切替え、色ズレが発生しないと判定された場合は、できるだけ応答時間が短くなるように前記第２の補正データに切替える。
【００１２】
さらに、前記判定手段による色ズレ発生の判定にあたっては、輝度(階調)の変化後の色情報を取り出す第１の色情報生成手段と、輝度(階調)の変化前の色情報を取り出す第２の色情報生成手段と、表示パネルの応答特性から導き出される変化途中の色情報を取り出す第３の色情報生成手段とを設け、前記３つの色情報の相互関係から、輝度(階調)の変化途中に色ズレが発生するかどうかを判定する。
【発明の効果】
【００１３】
このように、本発明によれば、表示装置において、色ズレの発生を抑えることと、表示装置の応答速度を向上させることをバランスよく両立し、高画質な動画表示を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００１５】
以下、本発明の実施例１を図面を用いて詳細に説明する。まず、図１を用いて、液晶表示パネルの輝度の応答速度を向上させるオーバードライブについて述べる。
【００１６】
図１は、液晶表示パネルに入力する階調を変化させたときの、液晶表示パネルの輝度の応答の様子の一例を示すグラフである。図１（ａ）は、液晶表示パネルに入力する階調の変化を示す。縦軸は階調データ、横軸は時間である。ここで、階調データの大小は液晶に印加する電位差の大小に対応する。図１（ｂ）は、液晶表示パネルの輝度の応答の様子を示す。縦軸は液晶表示パネルの輝度、横軸は時間である。図１（ａ）（ｂ）共に、実線はオーバードライブがない場合の例、破線はオーバードライブがある場合の例である。
【００１７】
始めに、オーバードライブがない場合の例について説明する。
【００１８】
図１の例では時刻tにおいて、液晶に印加する階調電圧をステップ状に変化させた結果、液晶の輝度が開始値から目標値に収束していく様子を示している。また、横軸に示すＴは１フレーム期間である。ここで、1フレーム期間とは、液晶の画素部の表示データを更新する周期、すなわち、液晶に印加する電圧を更新する周期のことである。このとき、前フレーム（時刻ｔ−Ｔ）で表示していたデータが現フレーム（時刻ｔ）で残像として残ることを防ぐためには、1フレーム期間Ｔ内に輝度が目標値に達することが必要である。しかし、液晶の応答が充分でないと、目標値に達するまでに１フレーム期間Ｔ以上の時間がかかってしまうことになる。
【００１９】
この問題を解決する方法の一つがオーバードライブと呼ぶ手法である。液晶の応答時間は、変化前の開始階調電圧と、変化後の目標階調電圧に依存する。そこで、オーバードライブは、例えば目標となる階調電圧よりも高い、あるいは低い電圧を印加することで、液晶の応答速度を制御する。その結果、液晶の応答時間を１フレーム期間内に収めることが可能となる。
【００２０】
具体的には、図１（ａ）の破線に示すように、表示内容が変化した画素部の表示データに対して、補正データを付加することで、表示内容が変化した画素部に印加する階調電圧を改善し、液晶の応答時間を短縮するように構成している。その結果、図１（ｂ）の破線に示すように、液晶の輝度の応答を加速し、１フレーム以内に応答させることが可能になる。
【００２１】
ここで、オーバードライブは、例えば式（１）のように補正データを付加することで実現する。
【００２２】
Ｄ’ｃ ＝ Ｄｃ ＋Ｄｏ   ・・・式（１）
ここで、Ｄｃは現フレームのデータであり、Ｄｏは補正データであり、Ｄ’ｃは補正後の現フレームデータである。
【００２３】
また、補正データは例えば式（２）のように現フレームのデータと前フレームのデータから補正データ算出用関数を用いて算出する。
【００２４】
Ｄｏ ＝ ｆ（Ｄｃ，Ｄｐ）  ・・・式（２）
ここで、Ｄｐは前フレームのデータである。
【００２５】
式（２）において、補正データ算出用関数は例えば開始階調と目標階調とを索引とした補正データ算出用テーブルを用いて定めることができる。補正データ算出用テーブルは、例えば開始階調と目標階調の各組合せにおいて液晶の輝度の応答が１フレームに収まるように調整した補正データを格納したテーブルである。
【００２６】
あるいは、補正データ算出用関数は例えは式（３）のように定めることができる。
【００２７】
Ｄｏ ＝ ｆ（Ｄｃ，Ｄｐ）＝α*（Ｄｃ−Ｄｐ）  ・・・式（３）
ここで、αは補正データ算出用係数である。補正データ算出用係数αは、例えば開始階調と目標階調の各組合せにおいて液晶の輝度の応答が１フレームに収まるように定める。また、複数の補正データ算出用係数を用意して、開始階調と目標階調の組合せに応じて適宜最適な一つを選択して適用するような構成とすることにしても良い。
【００２８】
次に、図２から図４を用いて液晶の過渡応答中に発生する色ズレについて説明する。液晶の画素部を、ＲＧＢの各サブピクセルで構成する。
【００２９】
図２は、色ズレの発生しない場合の、ＲＧＢ各サブピクセル毎の輝度変化の様子の一例を示す図である。ここではＲの輝度をレベル０からレベル３へ、Ｇの輝度をレベル０からレベル２へ、Ｂの輝度をレベル０からレベル１へ変化させる場合の例を示した。この例は、黒から肌色へ変化させた場合の例である。
【００３０】
ここに示すように、ＲＧＢの各サブピクセルが、それぞれ一定の応答時間で１フレーム期間Ｔ内に目標とする輝度値に達することが理想である。このような応答を実現した場合、開始色から目標色への変化にあたって、色相の異なった不自然な色が認識される色ズレは発生しない。
【００３１】
図３は、色ズレの発生する場合の、ＲＧＢの各サブピクセル毎の輝度変化の様子の一例を示す図である。図２に示した場合と同様に、Ｒの輝度をレベル０からレベル３へ、Ｇの輝度をレベル０からレベル２へ、Ｂの輝度をレベル０からレベル１へ変化させる。ただし、Ｒの応答時間に比べ、ＧとＢの応答時間が長くなっている。
【００３２】
このように、ＲＧＢにおいて応答時間のバラつきが発生すると、色の変化にあたって不自然な色が認識される色ズレが発生する。図２の例と同様に黒から肌色へ変化させた場合の例であるが、途中に赤みがかった茶色が知覚されてしまう。
【００３３】
以上の例を別の視点から説明する。色相を扱う場合、ＲＧＢ信号をそのまま扱うよりも、ＲＧＢ信号を他の色空間信号に変換して扱った方が便利である場合がある。例えば、他の色空間信号とはＹＵＶ信号である。ここで、Ｙは輝度信号(輝度成分)であり明るさを示す。ＵとＶは色成分としての色差信号であり、ＵＶを用いて色相の情報を得ることができる。ＹＵＶの各信号は、例えば、ＲＧＢを下記式（４）〜式（５）によって変換することで求められる。他に、ＹＣｂＣｒ、ＹＰｂＰｒと呼ばれる信号を用いても、計算式は若干異なるが、ほぼ同様の効果を得ることができる。
【００３４】
Ｙ ＝   0.299×Ｒ ＋0.587×Ｇ ＋0.114×Ｂ ・・・式（４）
Ｕ ＝ −0.169×Ｒ −0.331×Ｇ ＋0.500×Ｂ ・・・式（５）
Ｖ ＝   0.500×Ｒ −0.419×Ｇ −0.081×Ｂ ・・・式（６）
図４に、色ズレの発生する場合と発生しない場合の、ＹＵＶの変化の様子の一例を示す。横軸にＵ、縦軸にＶをとり、図２，３に示したＲＧＢの変化例をＹＵＶに変換し、そのうちＵとＶの変化の様子をプロットした。
【００３５】
図４中に示す開始点とは、ＲＧＢそれぞれの輝度が変化し始める前の位置を示す。例えば、開始点の輝度は、１フレーム期間前の輝度である。到達点とは、ＲＧＢそれぞれの輝度が目標値（補正前の入力表示データにより表現される輝度）に達した時の位置を示す。例えば、到達点の輝度は、現フレーム期間の輝度である。液晶が応答するに従って、開始点から到達点に向かって色が変化していく。このとき、図２に例を示したように、ＲＧＢ全ての応答時間がほぼ同じであれば、開始点から到達点までの軌跡はほぼ直線状に変化する。
【００３６】
一方、図３に例を示したように、ＲＧＢの応答時間にバラつきがある場合は、開始点から到達点までの軌跡は、直線的でなく、大きく湾曲している。ここで軌跡が大きく湾曲するというとは、過渡応答の最中に色相が大きく変化しているということを示す。言いかえれば色ズレが発生しているということである。
【００３７】
このように、ＹＵＶを用いると、ＲＧＢの３次元の空間における色ズレの発生をＵＶの２次元の平面で表現することができるため、変化途中の色ズレの発生の有無の判定が容易になる。さらに、以後の演算用のデータ量の削減が見込めるという利点もある。
【００３８】
カラー表示の場合、ＲＧＢの各階調は個別に設定されるため、各サブピクセルの階調電圧もそれに応じてＲＧＢごとに個別に定まる。加えて、液晶の応答特性は、変化前の開始階調電圧と変化後の目標階調電圧に依存する。すなわち、変化前後の階調の組合せに応じて各サブピクセルの応答時間はそれぞれ個別に定まり、必ずしも一致しない。つまり、ＲＧＢの各サブピクセルの階調電圧の制御を協調させず、それぞれ別々に制御していては、応答時間を揃えることが困難であるため、色ズレが発生してしまうこととなる。
【００３９】
以上のように、液晶表示装置において、過渡応答中の色ズレの発生を抑制するためには、ＲＧＢの各サブピクセルの応答時間を揃えればよいこと、また、ＹＵＶの変化の様子から色ズレの発生の有無を判定できることを説明した。
【００４０】
次に、ＲＧＢの各サブピクセルの応答時間を揃える方法の一例について説明する。例えば全ての階調の応答時間を揃えれば、必然的にＲＧＢの各サブピクセルの応答時間が揃うこととなり、色ズレの発生を抑えることができる。ここで、全ての階調の応答時間を揃えるためには、各階調間の応答速度を加速あるいは減速することが有効である。これは適切な補正電圧を印加するように、オーバードライブを構成することにより実現できる。
【００４１】
しかし、オーバードライブを適用しても、液晶材料の性質などによる制限により、応答時間を短くすることには限界がある。そのため、応答時間を揃えるためには、必然的に、最も応答時間が長い階調の組合せの応答時間に、全ての階調の応答時間を揃えることとなる。
【００４２】
最も応答時間が長い階調の組合せとは、例えば、適正なオーバードライブを施すことができない階調の組合せが考えられる。すなわち、液晶表示パネルに階調電圧を印加する回路の耐圧により、印加できる階調電圧に上限があるケースや、あるいは、前記回路の構成の都合により、階調電圧として液晶表示パネルに印加できない電圧範囲が存在したりするケースがある。
【００４３】
このようなケースにおいて、例えば、階調の目標値が、利用可能な階調範囲の上限付近や下限付近の値であった場合、適正なオーバードライブを施すために階調電圧を補正した結果、補正した階調電圧が利用可能な範囲を逸脱してしまうことがある。このような場合は適正なオーバードライブを施すことができないため、その結果、適正なオーバードライブを施すことができた場合に比べ、応答時間が長くなる。
【００４４】
以上、ＲＧＢの各サブピクセルの応答時間を揃える方法の一例について説明した。しかし、応答時間が最も長い階調の組合せにおける応答時間に、全ての階調の応答時間を揃えることで色ずれの発生を抑える方法には弊害もある。
【００４５】
例えば、前記の最も応答時間が長い階調の組合せにおいて、応答時間が１フレーム期間よりも長かった場合、その応答時間に合わせるようにオーバードライブを施すと、全ての階調において応答時間が１フレーム期間よりも長くなるため、残像の発生を防ぐことができず、動画を表示した場合の画質が著しく劣化してしまうこととなる。そこで、色ズレの発生を抑えつつ、残像の発生による画質劣化を回避する方法が必要となる。
【００４６】
次にその方法について説明する。変化前後の色の組合せの中には、応答時間を短縮しても色ズレが発生しない組合せや、あるいは、色ズレの発生が微量であるため知覚不可能である組合せとなるものもある。このような色の組合せの場合は、最長の応答時間となる階調の組合せに応答時間を揃えるようにオーバードライブを施す必要はなく、さらに一層応答時間を短縮するようにオーバードライブを施してもよい。応答時間の短縮によって動画表示の際の残像が軽減され、画質が向上する。
【００４７】
前記応答時間の短縮は、オーバードライブの補正量を調整し、ＲＧＢそれぞれの応答時間が短くなるような階調電圧を印加することで実現できる。ここで、色ズレが発生しない場合とは、例えば、ＲＧＢの各サブピクセル全てが、同じ開始階調から同じ到達階調へ変化する場合である。この場合、各サブピクセルの応答時間は全く同一となるため、オーバードライブによる補正を施しても色ズレは発生しない。
【００４８】
以上、説明したように、階調の変化の過程で色ズレが発生するか、しないかを判定し、その結果に応じてオーバードライブの補正量を調整することで、色ズレの発生を抑えつつ、残像の発生による画質劣化を回避することができる。
【００４９】
次に色ズレが発生するか、しないかを確認する方法について説明する。色ズレが発生するか、しないかを確認する方法としては、例えば、前記ＹＵＶによる色ズレ判別法が利用できる。つまり、ＲＧＢをＹＵＶに変換し、ＵＶ平面上で、表示データの変化による開始点から到達点までの軌跡を判定し、その軌跡が開始点から到達点までを結ぶ直線から大きく離れるか否かを確認すればよい。
【００５０】
具体的には、軌跡上の各点と直線との距離を計算し、その距離が所定の値より大きいか、小さいかを判別すればよい。所定の値よりも大きければ色ズレが発生し、所定の値よりも小さければ色ズレが発生しないと判定できる。前記判定の結果により、色ズレが発生しないと判定された場合は、オーバードライブによって、できるだけ応答時間を短縮するように表示データに補正を行なう。一方、色ズレが発生すると判定された場合は、オーバードライブによって色ズレが発生しないように表示データに補正を行なう。
【００５１】
以上、色ズレの発生を抑えつつ、可能な限り応答時間を短縮するオーバードライブの方法について説明した。本方法を適用すれば、色ズレの抑制と残像によるぼやけの抑制の両立が可能となり、液晶表示装置に動画を表示させた際に、より高画質な映像表示を得ることができる。
【００５２】
次に、前記オーバードライブを実現する機構を備えた液晶表示装置について説明する。図５は、本発明を適用した液晶表示装置のブロック構成の一例であって、５００はオーバードライブを実施するデータ補正回路(オーバードライブ回路)、５０１は外部装置から入力する表示データと同期信号を転送するバス、５０２はフレームメモリ制御回路、５０３はフレームメモリ制御バス、５０４はフレームメモリ、５０５はフレームメモリから読み出した表示データを転送するデータバスである。
【００５３】
５０６はデータバス５０１とデータバス５０５で転送される表示データを比較する第１の加減算データ生成回路であり、５０７は加減算データ生成回路５０６で生成される加減算データを転送するデータバスである。
【００５４】
５０８はデータバス５０１とデータバス５０５で転送される表示データを比較する第２の加減算データ生成回路であり、５０９は加減算データ生成回路５０８で生成される加減算データを転送するデータバスである。
【００５５】
５１０はデータバス５０１で転送される表示データから色信号を生成する第１の色信号データ生成回路であり、５１１は第１の色信号データ生成回路５１０で生成される第１の色信号データを転送するデータバスである。
【００５６】
５１２はデータバス５０５で転送される表示データから色信号を生成する第２の色信号データ生成回路であり、５１３は第２の色信号データ生成回路５１２で生成される第２の色信号データを転送するデータバスである。
【００５７】
５１４はデータバス５０１とデータバス５０５で転送される表示データを比較する応答時間データ生成回路であり、５１５は応答時間データ生成回路５１４で生成される応答時間データを転送するデータバスである。
【００５８】
５１６はデータバス５１５で転送される応答時間データから色信号を生成する第３の色信号データ生成回路であり、５１７は第３の色信号データ生成回路５１６で生成される第３の色信号データを転送するデータバスである。
【００５９】
５１８はデータバス５１１とデータバス５１３とデータバス５１７とで転送される色信号データを比較する色ズレ判定データ生成回路であり、５１９は色ズレ判定データ生成回路５１８で生成される色ズレ判定データを転送するデータバスである。
【００６０】
５２０はデータバス５０７で転送される第１の加減算データと、データバス５０９で転送される第２の加減算データと、データバス５１９で転送される色ズレ判定データとから第３の加減算データを生成する第３の加減算データ生成回路であり、５２１は第３の加減算データ生成回路５２０で生成される第３の加減算データを転送するデータバスである。
【００６１】
５２２はデータバス５２１で転送される第３の加減算データをもとに、データバス５０１で転送される表示データを変換するデータ加減算回路であり、５２３はデータ加減算回路５２２で生成される表示データ及び同期信号等のタイミング制御を行なうための制御信号を転送するバスである。
【００６２】
５２４は液晶駆動回路の各種タイミング信号を生成するタイミング制御回路であり、５２５はタイミング制御回路５２４の生成する表示データと同期信号を転送するバスであり、また、５２８はタイミング制御回路５２４の生成する同期信号を走査線駆動回路５２９に転送するバスである。
【００６３】
５２６はバス５２５で転送される表示データに応じた階調電圧を生成する信号線駆動回路である。５２９は信号線駆動回路５２６で生成する階調電圧を印加するラインを順次選択する走査線駆動回路である。５３１は複数の画素がマトリックス状に配置された液晶表示パネルである。５２７は信号線駆動回路５２６の生成する階調電圧を液晶表示パネル５３１に転送するドレイン線バスであり、５３０は走査線駆動回路５２９の生成する走査電圧を液晶表示パネル５３１に転送するゲート線バスである。
【００６４】
本発明の液晶表示装置では、外部装置からデータバス５０１を介して入力する表示データと同期信号は、フレームメモリ制御回路５０２及びフレームメモリ制御バス５０３を介して、フレームメモリ５０４に格納される。
【００６５】
フレームメモリ制御回路５０２では、１フレーム後に、フレームメモリ５０４に格納した表示データを順次読み出し、データバス５０５を介して順次出力する。フレームメモリ制御回路５０２、フレームメモリ制御バス５０３及びフレームメモリ５０４では、この動作を順次繰り返すことになる。
【００６６】
したがって、第１の加減算データ生成回路５０６と、第２の加減算データ生成回路５０８と、第２の色信号データ生成回路５１２と、応答時間データ生成回路５１４とに入力される表示データは、バス５０５で転送されるから、データバス５０１で転送される表示データに対して1フレーム分遅れた表示データ、すなわち、１フレーム期間前の表示データになる。このように連続する２つのフレームで対応する画素の階調変化を算出する。
【００６７】
この結果、第１の加減算データ生成回路５０６では、フレーム間で表示データに変化があるか、ないかを判断することが可能になる。さらに、フレーム間で表示データに変化がある場合、変化前の表示データと変化後の表示データとの関係から、データバス５０７で転送する補正データとなる第１の加減算データの算出が可能になる。
【００６８】
このデータバス５０７で転送する第１の加減算データの算出にあたっては、例えば、開始階調と到達階調の組合せから最適な第1の加減算データを求めるためのテーブルを予め用意しておき、このテーブルを参照することで第1の加減算データを決定する方法を用いることができる。
【００６９】
図６に、開始階調と到達階調の組合せから第1の加減算データを参照するための第１のテーブルの例を示す。この第１のテーブルは、液晶表示パネル５３１としてＩＰＳ(In Plane Switching)モードの液晶表示パネルを用いた場合の一例であるが、各項目の値を適切に設定することで他のモードの液晶表示パネルなどにも本方法を適用することができる。第１のテーブルにおいて、第1の加減算データは、開始階調と到達階調の全ての組合せにおいて、応答時間が同程度になるように設定する。具体的には、応答の最も遅い組合せの応答時間に、他の組合せの応答時間を揃えるよう設定する。
【００７０】
図６には、取り扱う階調の分解能を０から２５５までの２５６段階とした場合の例を示したが、これ以外の階調分解能を持つ構成としてもよい。また、ここでは２５６階調を８つのブロックに分割し、各ブロック毎に加減算データを定めるテーブル構成としたが、ブロックの分割数はこれに限るものではない。また各ブロックに含まれる階調数、すなわち、ブロックの大きさを全て等しくしているが、各ブロック毎に大きさが異なる構成としてもよい。例えば、階調の低階調と高階調は分割数を多くし、中程度の階調は分割数を少なくするといった構成とすることもできる。
【００７１】
また、階調と階調電圧との対応づけは、例えば、信号線駆動回路５２６によって実施する。この対応づけは、液晶表示装置へ入力する階調と、その階調によって得られる輝度との関係を定めるガンマ特性を調整するものである。そのため、液晶表示装置のガンマ特性を変化させる場合は、階調と階調電圧の関係が変化するため、第１のテーブルの値も、変更されたガンマ特性にあわせて適宜変更する必要がある。
【００７２】
なお、図６に示した第１のテーブルは、ＲＧＢ全てに同一のテーブルを使用してもよいし、ＲＧＢそれぞれに別個に用意してもよい。また、第１の加減算データの形態は液晶表示パネルの材質等により異なる。
【００７３】
また、第１の加減算データの算出にあたってテーブルを用いる方法について説明したが、例えば、開始階調と到達階調と所定のいくつかのパラメータとの算術演算によって加減算データを求める方法で構成することもできる。
【００７４】
例えば、第１の加減算データのテーブルを１次関数や２次関数などを用いて近似することにしてもよい。その際、この関数の各項の係数をパラメータとして外部（例えば、ＣＰＵ）から、データ加減算回路内部のレジスタに設定することが望ましい。それにより各種液晶表示パネルに柔軟に対応できる。あるいは、第１の加減算データのテーブルを、複数の線分を組合せた折れ線状の関数で近似することにしてもよい。その際、この関数において各線分が交わる位置や各線分の傾きなどをパラメータとして外部から設定できる構成とすることが望ましい。それにより各種液晶表示パネルに柔軟に対応できるような構成とすることができる。
【００７５】
また、第１のテーブルや、算術演算のためのパラメータは、例えば、ＥＥＰＲＯＭなどの記憶装置や、ＣＰＵとのインタフェイスや、設定情報入力用の外部端子などを用いて外部から設定できる構成とすることが望ましい。
【００７６】
同様に、第２の加減算データ生成回路５０８では、フレーム間で表示データに変化があるか、ないかを判断することが可能になる。さらに、フレーム間で表示データに変化がある場合、変化前の表示データと変化後の表示データとの関係から、データバス５０９で転送する補正データとなる第２の加減算データの算出が可能になる。
【００７７】
このデータバス５０９で転送する第２の加減算データの算出にあたっては、例えば、開始階調と到達階調の組合せから最適な第２の加減算データを求めるためのテーブルを予め用意しておき、このテーブルを参照することで第２の加減算データを決定する方法を用いることができる。
【００７８】
図７に、開始階調と到達階調の組合せから第２の加減算データを参照するための第２のテーブルの例を示す。このテーブルは、液晶表示パネル５３１としてＩＰＳ(In Plane Switching)モードの液晶表示パネルを用いた場合の一例であるが、各項目の値を適切に設定することで他のモードの液晶表示パネルなどにも本方法を適用することができる。
【００７９】
ここで、第２の加減算データは、開始階調と到達階調の各々の組合せにおいて、第１の加減算データを用いて補正を行なった場合よりも、応答時間が短くなるように、例えば、応答時間が最も短くなるように設定する。
【００８０】
図７において、＊印でしるした箇所は、オーバードライブを施すために階調電圧を補正した結果、補正した階調電圧が利用可能な範囲を逸脱してしまうケースである。前述のように、このようなケースでは、適正なオーバードライブの効果を得られない。しかし、利用可能な階調電圧の範囲内で、補正した階調電圧に最も近い電圧値を使用することで、ある程度の効果を得ることができる。
【００８１】
図７には、取り扱う階調の分解能を０から２５５までの２５６段階とした場合の例を示したが、これ以外の階調分解能を持つ構成としてもよい。また、ここでは２５６階調を８つのブロックに分割し、各ブロック毎に加減算データを定めるテーブル構成としたが、ブロックの分割数はこれに限るものではない。また、各ブロックに含まれる階調数、すなわち、ブロックの大きさを全て等しくしているが、各ブロック毎に大きさが異なる構成としてもよい。例えば、階調の低階調と高階調は分割数を多くし、中程度の階調は分割数を少なくするといった構成とすることもできる。
【００８２】
また、階調と階調電圧との対応づけは、例えば、信号線駆動回路５２６によって実施する。この対応づけは、液晶表示装置へ入力する階調と、その階調によって得られる輝度との関係を定めるガンマ特性を調整するものである。そのため、液晶表示装置のガンマ特性を変化させる場合は、階調と階調電圧の関係が変化するため、第２のテーブルの値も、変更されたガンマ特性にあわせて適宜変更する必要がある。
【００８３】
なお、第２のテーブルは、ＲＧＢ全てに同一のテーブルを使用してもよいし、ＲＧＢそれぞれに別個に用意してもよい。また、第２の加減算データの形態は液晶表示パネルの材質等により異なる。
【００８４】
図７においては、第２の加減算データの算出にあたって第２のテーブルを用いる方法について説明したが、例えば、開始階調と到達階調と所定のいくつかのパラメータとの算術演算によって加減算データを求める方法で構成することもできる。
【００８５】
例えば、第２の加減算データのテーブルを１次関数や２次関数などを用いて近似することにしてもよい。その際、この関数の各項の係数をパラメータとして外部から設定できる構成とすることが望ましい。それにより各種液晶表示パネルに柔軟に対応できるような構成とすることができる。あるいは、第２の加減算データのテーブルを、複数の線分を組合せた折れ線状の関数で近似することにしてもよい。その際、この関数において各線分が交わる位置や各線分の傾きなどをパラメータとして外部から設定できる構成とすることが望ましい。それにより各種液晶表示パネルに柔軟に対応できるような構成とすることができる。
【００８６】
また、第２のテーブルや、算術演算のためのパラメータは、例えば、ＥＥＰＲＯＭなどの記憶装置や、ＣＰＵとのインタフェイスや、設定情報入力用の外部端子などを用いて外部から設定できる構成とすることが望ましい。
【００８７】
同様に、応答時間データ生成回路５１４では、フレーム間で表示データに変化があるか、ないかを判断することが可能になる。さらに、フレーム間で表示データに変化がある場合、変化前の表示データと変化後の表示データとの関係から、データバス５１５で転送する応答時間データの算出が可能になる。
【００８８】
ここでいう応答時間データとは、開始階調と到達階調の組合せにおいて第２のテーブルに基づいてオーバードライブ処理を実施した場合に、液晶表示パネルの応答に要する時間を表すデータのことである。
【００８９】
このデータバス５１５で転送する応答時間データの算出にあたっては、例えば、開始階調と到達階調の組合せから応答時間を求めるためのテーブルを予め用意しておき、このテーブルを参照することで応答時間を決定する方法を用いることができる。
【００９０】
図８に、開始階調と到達階調の組合せから、第２の加減算データのテーブルに基づいてオーバードライブ処理を実施した場合の応答時間を判定するための第３のテーブルの例を示す。ここで、応答時間は、１フレーム期間の長さをＴとした場合に、Ｔの何倍の時間であるかということを表している。
【００９１】
図８に示すテーブルは、液晶表示パネル５３１としてＩＰＳ(In Plane Switching)モードの液晶表示パネルを用いた場合の一例であるが、各項目の値を適切に設定することで他のモードの液晶表示パネルなどにも本方法を適用することができる。
【００９２】
図８には、取り扱う階調の分解能を０から２５５までの２５６段階とした場合の例を示したが、これ以外の階調分解能を持つ構成としてもよい。また、ここでは２５６階調を８つのブロックに分割し、各ブロック毎に加減算データを定めるテーブル構成としたが、ブロックの分割数はこれに限るものではない。また、各ブロックに含まれる階調数、すなわち、ブロックの大きさを全て等しくしているが、各ブロック毎に大きさが異なる構成としてもよい。例えば、階調の低階調と高階調は分割数を多くし、中程度の階調は分割数を少なくするといった構成とすることもできる。
【００９３】
また、階調と階調電圧との対応づけは、例えば、信号線駆動回路５２６によって実施する。この対応づけは、液晶表示装置へ入力する階調と、その階調によって得られる輝度との関係を定めるガンマ特性を調整するものである。そのため、液晶表示装置のガンマ特性を変化させる場合は、階調と階調電圧の関係が変化するため、第３のテーブルの値も、変更されたガンマ特性にあわせて適宜変更する必要がある。
【００９４】
なお、第３のテーブルは、ＲＧＢ全てに同一のテーブルを使用してもよいし、ＲＧＢそれぞれ別個に用意してもよい。また、応答時間データの形態は液晶表示パネルの材質等により異なる。
【００９５】
図８においては、応答時間の算出にあたってテーブルを用いる方法について説明したが、例えば、開始階調と到達階調と所定のいくつかのパラメータとの算術演算によって応答時間を求める方法で構成することもできる。例えば、液晶表示パネルに用いる液晶材料の粘性率や弾性率、液晶セルの液晶層の厚み、誘電異方性などをパラメータとして用いることで、応答時間を算出できる。
【００９６】
また、第３のテーブルや、算術演算のためのパラメータは、例えば、ＥＥＰＲＯＭなどの記憶装置や、ＣＰＵとのインタフェイスや、設定情報入力用の外部端子などを用いて外部から設定できる構成とすることが望ましい。
【００９７】
図５に戻って、５１０はデータバス５０１で転送される表示データから色信号を生成する第１の色信号データ生成回路であり、第１の色信号データの生成にあたっては、例えば、式（５）ないし式（６）に示した演算を実施する回路を設けることで実現する。
【００９８】
５１２はデータバス５０５で転送される表示データから色信号を生成する第２の色信号データ生成回路であり、第２の色信号データの生成にあたっては、例えば、式（５）ないし式（６）に示した演算を実施する回路を設けることで実現する。
【００９９】
５１６はデータバス５１５で転送される応答時間データから色信号を生成する第３の色信号データ生成回路であり、第３の色信号データの生成にあたっては、例えば、画素部に輝度の変化があった場合に、輝度が開始値から変化し始めてから、目標値に到達するまでの間の所定のタイミングにおける、ＲＧＢそれぞれの輝度の値を演算する回路を設ける。この値を、ここではＲＧＢの過渡輝度値と呼ぶ。ＲＧＢそれぞれの過渡輝度値は、輝度の開始値と、輝度の目標値と、応答時間データと、過渡輝度値を算出するタイミングとの関係から算出することができる。
【０１００】
５１６は、ＲＧＢの過渡輝度値を用いてＹＵＶの過渡値を計算する。このとき、ＹＵＶの過渡値の演算にあたっては、例えば、式（５）ないし式（６）に示した演算を実施する回路を設けることで実現する。
【０１０１】
５１８はデータバス５１１とデータバス５１３とデータバス５１７とで転送される色信号データを比較する色ズレ判定データ生成回路であり、色ズレ判定データ生成回路５１８で生成する色ズレ判定データは、輝度の変化中に色ズレが知覚できるかできないかを示すデータである。ここで、色ズレ判定データは、前述のように、ＵＶ平面上における開始点と到達点と色ズレ判定点の位置関係から算出することができる。
【０１０２】
次に、色ズレの判定の方法の一例について、図９を用いてより詳しく説明する。図９は図４と同様に、画素の表示データの変化によってＲＧＢの各サブピクセルの輝度が変化する際の、色信号ＵＶの変化の様子を示す図である。
【０１０３】
図９に示した到達点は、第１の色信号データから得られ、開始点は、第２の色信号データから得られ、色ズレ判定点は、第３の色信号データから得られる。輝度の変化中に色ズレが知覚できるかできないかの判定は、図９に示すＵＶ平面において、色ズレ判定点が、開始点と到達点の位置関係から決定する色ズレ許容範囲の中にあるのか、あるいは外にあるのかを判断することで実現できる。
【０１０４】
例えば、色ズレ判定点が色ズレ許容範囲の中にある場合、すなわち、開始点と到達点とを結ぶ線分の近傍にある場合は色ズレが発生しないと判定し、一方、色ズレ許容範囲の外にある場合、すなわち、色ズレ判定点が開始点と到達点とを結ぶ線分から離れている場合は色ズレが発生すると判定する。
【０１０５】
ここで、色ズレ許容範囲とは、例えば、開始点と到達点をその中に含む、長方形、円、楕円、平行四辺形などの図形を用いて表現することができる。このとき、各図形の大きさが色ズレ発生の許容値を示す。すなわち、図形が大きい、すなわち、許容値が大きいほど色ズレが発生すると判定される可能性は低くなり、逆に許容値が小さいほど色ズレが発生すると判定される可能性が高くなる。
【０１０６】
図９は、色ズレ許容範囲を点線で描いた長方形で定めた場合の例を示している。開始点と到達点を対角にもつ長方形から、Ｕ軸方向、Ｖ軸方向にそれぞれ色ズレの許容値の分だけ各辺を長くした長方形を定め、長方形の中に含まれる領域を色ズレ許容範囲とする例を示す。
【０１０７】
また、図１０は、色ズレ許容範囲を開始点と到達点とをそれぞれの対角線の中心とする２つ正方形と、この正方形の頂点同士を結んだ領域を定め、この領域を色ズレの許容範囲とする例を示す。このとき、許容値は、例えば、各正方形の一辺の長さの半分を示すように定める。
【０１０８】
さらに、図１１に示す例では、開始点と到達点を結ぶ線分の中点を中心とし、中点から開始点ないしは到達点までの距離に許容値の値を足した値を半径とした円の中に含まれる領域を色ズレ許容範囲とする例を示す。このとき、円でなく楕円を用いてもよい。
【０１０９】
色ズレの許容値についてさらに説明する。人間の視覚の光の周波数に対する解像度は、周波数によって異なる。つまり、色の変化に対して敏感な色とそうではない色がある。つまり、色の変化に敏感な色に対しては色ズレの許容値を小さくし、変化に敏感ではない色に対しては色ズレの許容値を大きくするように設定することで、より人間の視覚特性に適した形で、色ズレ発生の有無の判定精度を向上させることができる。もちろん全ての色に対して一律に許容範囲を設定することも可能である。
【０１１０】
図１２は、ＵとＶの組合せから、色ごとに色ズレの許容範囲を設定する場合に用いる許容値のテーブルの例である。図１２に示す許容値は、色ズレの許容範囲の大きさの指標である。例えば、許容値が大きいほど許容範囲が大きく色ズレの発生に対して寛容であることになる。一方、許容値が小さいほど許容範囲が小さく色ズレの発生に対して敏感であることを示す。開始点と到達点において、それぞれのＵ、Ｖの値から色別の許容値を参照し、許容範囲を適当な大きさで設定することができる。
【０１１１】
例えば、図９、図１０、図１１に示すように、色ズレ許容範囲を設定した場合、開始点と到達点を結ぶ線分の中点の座標から許容値の値を参照するようにテーブルを構成することができる。または、開始点あるいは到達点の座標から許容値の値を参照するようにテーブルを構成としてもよい。
【０１１２】
また、前記許容値のテーブルは、例えば、ＥＥＰＲＯＭなどの記憶装置や、ＣＰＵとのインタフェイスや、設定情報入力用の外部端子などを用いて外部から設定できる構成とすることが望ましい。
【０１１３】
図１２には、取り扱うＵＶの分解能を−１２８から１２７までの２５６段階とした場合の例を示したが、これ以外の分解能を持つ構成としてもよい。また、ここでは２５６段階を８つのブロックに分割し、各ブロック毎に許容範囲を定めるテーブル構成としたが、ブロックの分割数はこれに限るものではない。また各ブロックに含まれる段階数、すなわちブロックの大きさを全て等しくしているが、各ブロック毎に大きさが異なる構成としてもよい。
【０１１４】
また、階調と階調電圧との対応づけは、例えば、信号線駆動回路５２６によって実施する。この対応づけは、液晶表示装置へ入力する階調と、その階調によって得られる輝度との関係を定めるガンマ特性を調整するものである。そのため、液晶表示装置のガンマ特性を変化させる場合は、階調と階調電圧の関係が変化するため、色ズレの許容値を示すテーブルの値も、変更されたガンマ特性にあわせて適宜変更する必要がある。
【０１１５】
図５に戻り、５２０は第３の加減算データ生成回路であり、データバス５０７で転送される第１の加減算データと、データバス５０９で転送される第２の加減算データと、データバス５１９で転送される色ズレ判定データとから、第３の加減算データを生成する。
【０１１６】
例えば、色ズレ判定データから、第２の加減算データを用いると色ズレが発生すると判定した場合は、ＲＧＢそれぞれにおいて第１の加減算データを選択して第３の加減算データとし、第２の加減算データを用いても色ズレが発生しないと判定した場合は、ＲＧＢそれぞれにおいて第２の加減算データを選択して第３の加減算データとする。
【０１１７】
言い換えれば、開始階調と到達階調の組合せにおいて応答時間の短縮を主眼においた第２の加減算データを用いると色ズレが発生すると判定した場合は、色ズレが発生しないことを主眼においた第１の加減算データを用いてオーバードライブを制御し、第２の加減算データを用いても色ズレが発生しないと判定した場合は、第２の加減算データを用いてオーバードライブを制御する。
【０１１８】
あるいは、ＲＧＢそれぞれの第１の加減算データとＲＧＢそれぞれの第２の加減算データを、色ズレ判定データの値に応じて重みをつけて畳み込み演算したものをＲＧＢそれぞれの第３の加減算データとすることとしてもよい。
【０１１９】
このようにすることで、オーバードライブにおいて、適宜最適な加減算データを選択することが可能になり、色ズレ発生の抑制と応答時間の短縮による動画質の向上の両立が実現できることとなる。
【０１２０】
再び、図５に戻り動作の説明を続けると、第３の加減算データ生成回路５２０で生成される加減算データはデータバス５２１を介して、データ加減算回路５２２に入力され、データ加減算回路５２２では表示内容が変化した部分に補正データを加算又は減算することが可能になる。そして、タイミング制御回路５２４によって、信号線駆動回路５２６と走査線駆動回路５２９を動作させる表示データと同期信号に変換されて、データバス５２５、５２８に転送される。
【０１２１】
信号線駆動回路５２６では、データバス５２５を介して転送されてきた表示データをそのデータに対応する階調電圧に変換して、ドレイン線バス５２７に出力する。信号線駆動回路５２６では、この表示データを階調電圧に変換する動作を１水平ライン分の画素に対して同時に実施する。そして、信号線駆動回路５２６からドレイン線バス５２７に階調電圧が出力されるタイミングに同期して走査線駆動回路５２９で、階調電圧を印加するラインを選択状態にする。この動作を各ライン毎に順次実施することで、１画面分の表示データに対応した階調電圧を各画素部に印加することが可能になり、さらに表示データに対応した表示輝度を得ることが可能になる。
【０１２２】
以上、図５を用いて本発明を適用した液晶表示装置の実施例１について説明した。  ところで、本実施形態では、液晶表示装置において、輝度の応答途中でオーバーシュートが発生しないようにオーバードライブを施す場合での適用例について述べている。そこで、次に輝度の応答途中でオーバーシュートが発生するようにオーバードライブを施す場合の例について説明する。
【０１２３】
図１５に、液晶表示装置においてオーバードライブを施した場合の輝度の応答の一例を示す。縦軸に輝度、横軸に時間をとっている。
【０１２４】
オーバードライブにおける補正データを大きくしてゆくと、図１５に示すサブピクセルＧやサブピクセルＢのように、輝度の応答波形がオーバーシュートする。
【０１２５】
動画表示時のボヤケを考慮した場合、オーバーシュートが全くない場合よりも、若干オーバーシュートさせた場合の方が輪郭が強調されたような効果が得られ、ボヤケが低減されたように知覚できる場合がある。そのため、あえてオーバーシュートするように補正データの大きさを定めることもできる。しかし、オーバーシュートが大きくなり過ぎると色ズレの発生を招いてしまうため、オーバーシュートの度合いを適量に設定することが必要となる。
【０１２６】
また、オーバーシュートが発生するように補正データを定めた場合、新たな問題が発生する。前述のように、例えば、階調の目標値が、利用可能な階調範囲の上限付近や下限付近の値であった場合など、適正なオーバードライブを施すことができないケースが存在する。そのため、ＲＧＢデータの組合せによっては、オーバーシュートするサブピクセルとオーバーシュートしないサブピクセルが混在するケースが発生する。
【０１２７】
図１５に例を示すと、サブピクセルＧやサブピクセルＢではオーバードライブによりオーバーシュートが発生している一方、サブピクセルＲではオーバーシュートが発生していない。これはサブピクセルＲの目標階調が利用可能な階調範囲の上限付近であるため、オーバードライブが施せない場合の例である。
【０１２８】
また、図１５の例における、ＵＶの軌跡の様子の例を図１６に示す。図１６と図４を比較すると明らかなように、オーバーシュートが発生する場合と発生しない場合では、オーバーシュートが発生する場合の方が、液晶応答過程での色の変化が一層複雑となる。オーバーシュートが発生しない図４のケースでは、ＵＶの軌跡はゆるやかに湾曲する一つの曲線だが、オーバーシュートが発生する図１６のケースでは、ＵＶの軌跡は途中で曲率が急激に変化する頂点Ａを持つ。ここで、図１６の頂点Ａは、図１５における時刻ｔ＋Ｔの時点での輝度に対応する。また、図１６の開始点から頂点Ａまでの軌跡は図１５における時刻ｔから時刻ｔ＋Ｔまでの期間に対応し、頂点Ａから到達点までの軌跡は図１５における時刻ｔ＋Ｔから応答が収束するまで期間に対応する。
【０１２９】
このように、オーバーシュートが発生するように補正データを定めたケースでは、例えば頂点Ａ、すなわち、階調の変化があったフレーム（時刻ｔ）の次のフレーム（時刻ｔ＋Ｔ）での輝度に対応するＵＶ平面状の点を色ズレ判定点として定め、この色ズレ判定点が前記許容範囲に含まれているかどうかを判定することで、色ズレ発生の有無を確認することができる。そして色ズレが発生する場合は、オーバーシュートが発生する補正データに替えて、より小さい補正データ、すなわち色ズレが発生しないように定めた補正データを用いることで、色ズレの発生を抑止することができる。つまり、色ズレが大きい場合は、１フレーム期間経過後（時刻ｔ+Ｔ）において、画素部の輝度は、補正前の表示データにより定まる輝度とほぼ等しくする。一方、色ずれが小さい場合は、１フレーム期間経過後（時刻ｔ+Ｔ）において、補正前の表示データにより定まる輝度により大きくする。制御上は、始めに、オーバーシュートが発生する補正データを用いて表示データを補正し、色ズレが許容範囲外と判断された場合に、色ズレが発生しないように定めた補正データに切替えてもよい。
【０１３０】
このように、本発明を適用すれば、オーバーシュートを生じるように補正データを設定した場合でも、色ズレの発生を抑えることが可能になる。
【実施例２】
【０１３１】
続いて、図１３を用いて、本発明を適用した液晶表示装置の実施例２について説明する。
【０１３２】
図１３において、１１００はオーバードライブを実施するデータ補正回路であり、１１０１は外部装置から入力する表示データと同期信号を転送するバスであり、１１０２はフレームメモリ制御回路であり、１１０３はフレームメモリ制御バスであり、１１０４はフレームメモリであり、１１０５はフレームメモリから読み出した表示データを転送するデータバスである。
【０１３３】
１１０６はデータバス１１０１とデータバス１１０５で転送される表示データを比較する第１の加減算データ生成回路であり、１１０７は第１の加減算データ生成回路１１０６で生成される第１の加減算データを転送するデータバスである。
【０１３４】
１１０８はデータバス１１０１とデータバス１１０５で転送される表示データを比較する第２の加減算データ生成回路であり、１１０９は第２の加減算データ生成回路１１０８で生成される第２の加減算データを転送するデータバスである。
【０１３５】
１１１４はデータバス１１０１とデータバス１１０５で転送される表示データを比較する収束可否判別回路であり、１１１５は収束可否判別回路１１１４で生成される時間内応答収束可否データを転送するデータバスである。
【０１３６】
１１２０はデータバス１１０７で転送される第１の加減算データと、データバス１１０９で転送される第２の加減算データと、データバス１１１５で転送される時間内応答収束可否データとから第３の加減算データを生成する第３の加減算データ生成回路であり、１１２１は第３の加減算データ生成回路１１２０で生成される第３の加減算データを転送するデータバスである。
【０１３７】
１１２２はデータバス１１２１で転送される第３の加減算データをもとに、データバス１１０１で転送される表示データを変換するデータ加減算回路であり、１１２３はデータ加減算回路１１２２で生成される表示データ及び同期信号等のタイミング制御を行なうための制御信号を転送するバスである。
【０１３８】
１１２４は液晶駆動回路の各種タイミング信号を生成するタイミング制御回路であり、１１２５はタイミング制御回路１１２４が生成する表示データと同期信号を転送するバスであり、また、１１２８はタイミング制御回路１１２４が生成する同期信号を走査線駆動回路１１２９に転送するバスである。
【０１３９】
１１２６はバス１１２５で転送される表示データに応じた階調電圧を生成する信号線駆動回路であり、１１２９は信号線駆動回路１１２６で生成する階調電圧を印加するラインを順次選択する走査線駆動回路である。１１３１は複数の画素がマトリックス状に配置された液晶表示パネルである。
【０１４０】
１１２７は信号線駆動回路１１２６が生成する階調電圧を液晶表示パネル１１３１に転送するドレイン線バスであり、また、１１３０は走査線駆動回路１１２９が生成する走査電圧を液晶表示パネル１１３１に転送するゲート線バスである。
【０１４１】
本発明の液晶表示装置では、外部装置からデータバス１１０１を介して入力する表示データと同期信号は、フレームメモリ制御回路１１０２及びフレームメモリ制御バス１１０３を介して、フレームメモリ１１０４に格納される。フレームメモリ制御回路１１０２では、１フレーム後に、フレームメモリ１１０４に格納した表示データを順次読み出し、データバス１１０５を介して順次出力する。フレームメモリ制御回路１１０２、フレームメモリ制御バス１１０３及びフレームメモリ１１０４では、この動作を順次繰り返すことになる。
【０１４２】
したがって、第１の加減算データ生成回路１１０６と、第２の加減算データ生成回路１１０８と、収束可否判別回路１１１４とにバス１１０５で入力される表示データは、データバス１１０１で転送される表示データに対して1フレーム分遅れた表示データ、すなわち、１フレーム期間前の表示データになる。このように連続する２つのフレームで対応する画素の階調変化を算出する。
【０１４３】
この結果、第１の加減算データ生成回路１１０６では、フレーム間で表示データに変化があるか、ないかを判断することが可能になる。さらに、フレーム間で表示データに変化がある場合、変化前の表示データと変化後の表示データの関係から、データバス１１０７で転送する補正データとなる第１の加減算データの算出が可能になる。
【０１４４】
このデータバス１１０７で転送する第１の加減算データの算出にあたっては、例えば、開始階調と到達階調の組合せから最適な第１の加減算データを求めるための第１のテーブルを予め用意しておき、このテーブルを参照することで第１の加減算データを決定する方法を用いることができる。
【０１４５】
この第１のテーブルとしては、前述した図６に示した第１のテーブルを使用し、図１３においては、液晶表示パネル１１３１として、ＩＰＳ(In Plane Switching)モードの液晶表示パネルを用いた場合の一例であるが、各項目の値を適切に設定することで他のモードの液晶表示パネルなどにも本方法を適用することができる。
【０１４６】
第１のテーブルにおいて、第１の加減算データは、開始階調と到達階調の全ての組合せにおいて、応答時間が同程度になるように設定する。具体的には、応答の最も遅い組合せの応答時間に、他の組合せの応答時間を揃えるよう設定する。ここで、第１のテーブルは、ＲＧＢ全て同一のテーブルを使用してもよいし、ＲＧＢそれぞれに別個に用意してもよい。
【０１４７】
また、図１３において、第１の加減算データの形態は液晶表示パネルの材質等により異なる。ここでは、第１の加減算データの算出にあたってテーブルを用いる方法について説明したが、例えば、開始階調と到達階調と所定のいくつかのパラメータとの算術演算によって第１の加減算データを求める方法で構成することもできる。
【０１４８】
例えば、第１の加減算データのテーブルを１次関数や２次関数などを用いて近似することにしてもよい。その際、この関数の各項の係数をパラメータとして外部から設定できる構成とすることが望ましい。それにより各種パネルに柔軟に対応できるような構成とすることができる。あるいは、第１の加減算データのテーブルを、複数の線分を組合せた折れ線状の関数で近似することにしてもよい。その際、この関数において各線分が交わる位置や各線分の傾きなどをパラメータとして外部から設定できる構成とすることが望ましい。それにより各種パネルに柔軟に対応できるような構成とすることができる。
【０１４９】
また、第１のテーブルや、算術演算のためのパラメータは、例えば、ＥＥＰＲＯＭなどの記憶装置や、ＣＰＵとのインタフェイスや、設定情報入力用の外部端子などを用いて外部から設定できる構成とすることが望ましい。
【０１５０】
同様に、第２の加減算データ生成回路１１０８では、フレーム間で表示データに変化があるか、ないかを判断することが可能になる。さらに、フレーム間で表示データに変化がある場合、変化前の表示データと変化後の表示データの関係から、データバス１１０９で転送する補正データとなる第２の加減算データの算出が可能になる。
【０１５１】
このデータバス１１０９で転送する第２の加減算データの算出にあたっては、例えば、開始階調と到達階調の組合せから最適な第２の加減算データを求めるための第２のテーブルを予め用意しておき、このテーブルを参照することで第２の加減算データを決定する方法を用いることができる。
【０１５２】
この第２のテーブルとしては、前述した図７に示した第２のテーブルを使用し、第２の加減算データは、開始階調と到達階調の各々の組合せにおいて、応答時間が最も短くなるように設定する。ここで、第２のテーブルは、ＲＧＢ全てに同一のテーブルを使用してもよいし、ＲＧＢそれぞれに別個に用意してもよい。
【０１５３】
また、図１３において、階調と階調電圧との対応づけは、例えば、信号線駆動回路１１２６によって実施する。この対応づけは、液晶表示装置へ入力する階調と、その階調によって得られる輝度との関係を定めるガンマ特性を調整するものである。そのため、液晶表示装置のガンマ特性を変化させる場合は、階調と階調電圧の関係が変化するため、第２のテーブルの値も、変更されたガンマ特性にあわせて適宜変更する必要がある。
【０１５４】
図１３に示した第２の加減算データの形態は液晶表示パネルの材質等により異なる。ここでは第２の加減算データの算出にあたってテーブルを用いる方法について説明したが、例えば、開始階調と到達階調と所定のいくつかのパラメータとの算術演算によって第２の加減算データを求める方法で構成することもできる。
【０１５５】
例えば、第２の加減算データのテーブルを１次関数や２次関数などを用いて近似することにしてもよい。その際、この関数の各項の係数をパラメータとして外部から設定できる構成とすることが望ましい。それにより各種パネルに柔軟に対応できるような構成とすることができる。あるいは、第２の加減算データのテーブルを、複数の線分を組合せた折れ線状の関数で近似することにしてもよい。その際、この関数において各線分が交わる位置や各線分の傾きなどをパラメータとして外部から設定できる構成とすることが望ましい。それにより各種パネルに柔軟に対応できるような構成とすることができる。
【０１５６】
また、第２のテーブルや、算術演算のためのパラメータは、例えば、ＥＥＰＲＯＭなどの記憶装置や、ＣＰＵとのインタフェイスや、設定情報入力用の外部端子などを用いて外部から設定できる構成とすることが望ましい。
【０１５７】
同様に、収束可否判別回路１１１４では、フレーム間で表示データに変化があるか、ないかを判断することが可能になる。さらに、フレーム間で表示データに変化がある場合、変化前の表示データと変化後の表示データの関係から、データバス１１１５で転送する時間内応答収束可否データの算出が可能になる。
【０１５８】
ここでいう時間内応答収束可否データとは、開始階調と到達階調の組合せにおいて第２のテーブルに基づいてオーバードライブ処理を実施した場合に、液晶表示パネルの応答が所定の時間内に収束して目標の輝度値に達するか否かを表すデータのことである。
【０１５９】
このデータバス１１１５で転送する時間内応答収束可否データの算出にあたっては、例えば、開始階調と到達階調の組合せから時間内に応答が収束することが可能かどうかを判定するためのテーブルを予め用意しておき、このテーブルを参照することで時間内応答収束の可否を決定する方法を用いることができる。
【０１６０】
図１４に、開始階調と到達階調の組合せから、第２の加減算データのテーブルを用いてオーバードライブ処理を実施した場合に、所定の時間内に応答が収束して目標の輝度値に達するか否かを判定するための第４のテーブルの例を示す。この第４のテーブルにおいて、１が記入されている階調の組合せは、所定の時間内に応答が収束するケースであり、０が記入されている階調の組合せは、所定の時間内に応答が収束しないケースである。
【０１６１】
図１４に示すテーブルは、液晶表示パネル１１３１として、ＩＰＳ(In Plane Switching)モードの液晶表示パネルを用いた場合の一例であるが、各項目の値を適切に設定することで他のモードの液晶表示パネルなどにも本方法を適用することができる。ここで、第４のテーブルは、ＲＧＢ全てに同一のテーブルを使用してもよいし、ＲＧＢそれぞれ別個に用意してもよい。
【０１６２】
また、階調と階調電圧との対応づけは、例えば、信号線駆動回路１１２６によって実施する。この対応づけは、液晶表示装置へ入力する階調と、その階調によって得られる輝度との関係を定めるガンマ特性を調整するものである。そのため、液晶表示装置のガンマ特性を変化させる場合は、階調と階調電圧の関係が変化するため、第４のテーブルの値も、変更されたガンマ特性にあわせて適宜変更する必要がある。
【０１６３】
図１４に示した時間内応答収束可否データの形態は液晶表示パネルの材質等により異なる。ここでは時間内応答収束の可否の判定にあたってテーブルを用いる方法について説明したが、例えば、開始階調と到達階調と所定のいくつかのパラメータとの算術演算によって時間内応答収束の可否を求める方法で構成することもできる。例えば、液晶表示パネルに用いる液晶材料の粘性率や弾性率、液晶セルの液晶層の厚み、誘電異方性などをパラメータとして用いることで、応答時間を算出できる。
【０１６４】
また、前記時間内応答収束可否のテーブルは、例えば、ＥＥＰＲＯＭなどの記憶装置や、ＣＰＵとのインタフェイスや、設定情報入力用の外部端子などを用いて外部から設定できる構成とすることが望ましい。
【０１６５】
１１２０は、第３の加減算データ生成回路であり、データバス１１０７で転送される第１の加減算データと、データバス１１０９で転送される第２の加減算データと、データバス１１１５で転送される時間内応答収束可否データとから、第３の加減算データを生成する。
【０１６６】
例えば、時間内応答収束可否データから、第２の加減算データを用いると、当該画素内に、所定の時間内に応答が収束するサブピクセルと、所定の時間内に応答が収束しないサブピクセルが混在してしまうと判定した場合は、ＲＧＢそれぞれにおいて第１の加減算データを選択して第３の加減算データとし、第２の加減算データを用いても、当該画素内に所定の時間内に応答が収束するサブピクセルと、所定の時間内に応答が収束しないサブピクセルが混在することはない、と判定した場合は、ＲＧＢそれぞれにおいて第２の加減算データを選択して第３の加減算データとする。
【０１６７】
言い換えれば、開始階調と到達階調の組合せにおいて応答時間の短縮を主眼においた第２の加減算データを用いると色ズレが発生すると判定した場合は、色ズレが発生しないようにオーバードライブを制御し、第２の加減算データを用いても色ズレが発生しないと判定した場合は、応答時間を短縮するようにオーバードライブを制御する。
【０１６８】
あるいは、ＲＧＢそれぞれの第１の加減算データとＲＧＢそれぞれの第２の加減算データを、色ズレ判定データの値に応じて重みをつけて畳み込み演算したものをＲＧＢそれぞれの第３の加減算データとすることとしてもよい。
【０１６９】
このようにすることで、オーバードライブにおいて、適宜最適な加減算データを選択することが可能になり、色ズレ発生の抑制と応答時間の短縮による動画質の向上の両立が実現できることとなる。
【０１７０】
再び、図１３に戻り動作の説明を続けると、第３の加減算データ生成回路１１２０で生成される第３の加減算データはデータバス１１２１を介して、データ加算回路１１２２に入力され、データ加算回路１１２２では表示内容が変化した部分に補正データを加算又は減算することが可能になる。そして、タイミング制御回路１１２４によって、信号線駆動回路１１２６、走査線駆動回路１１２９を動作させる表示データと同期信号に変換されて、データバス１１２５、１１２８に転送される。
【０１７１】
信号線駆動回路１１２６では、データバス１１２４を介して転送されてきた表示データを対応する階調電圧に変換して、ドレイン線バス１１２７に出力する。信号線駆動回路１１２６では、この表示データを階調電圧に変換する動作を１水平ライン分の画素に対して同時に実施する。
【０１７２】
そして、信号線駆動回路１１２６からドレイン線バス１１２７に階調電圧が出力されるタイミングに同期して走査線駆動回路１１２９で、前記階調電圧を印加するラインを選択状態にする。この動作を各ライン毎に順次実施することで、１画面分の表示データに対応した階調電圧を各画素部に印加することが可能になり、さらに表示データに対応した表示輝度を得ることが可能になる。
【０１７３】
以上、本発明の実施例２について説明した。
【０１７４】
ところで、これまで述べた実施例１並びに実施例２についての説明は、ＲＧＢの各サブピクセルから構成する液晶表示装置において、各サブピクセルの液晶層が均一である場合を想定している。一方、例えば特公平５−１９６８７号公報に記載のように、液晶層の厚みをＲＧＢの各サブピクセル毎に光学的に最適化し、黒表示時の光漏れを減少させることで、液晶層の厚みが均一である場合に比べ、色再現性とコントラストを向上させる技術が知られている。しかし、液晶層の厚みは液晶の応答時間にも影響を及ぼす。そのため、液晶層の厚みがＲＧＢの各サブピクセルで均一でない場合、応答時間もＲＧＢの各サブピクセルで均一でなくなる。前述のように、ＲＧＢの各サブピクセルで応答時間が均一でないと、応答中に色ズレの発生を招き、動画表示時の画質が劣化してしまう。
【０１７５】
しかし、このような液晶層の厚みがＲＧＢの各サブピクセルで均一でない液晶表示装置でも、本発明を適用し、ＲＧＢの各サブピクセルでそれぞれ応答時間が揃えるようにＲＧＢ各サブピクセル毎に補正データを個別に設定すれば、応答中の色ズレの発生を抑え、動画表示時においても残像やボヤケの少ない良好な画質を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１７６】
本発明は、液晶ＴＶに利用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１７７】
【図１】液晶の輝度応答の例を示す図
【図２】液晶表示パネルの画素を構成するＲＧＢ各サブピクセルの輝度応答の例を示す図
【図３】液晶表示パネルの画素を構成するＲＧＢ各サブピクセルの輝度応答の例を示す図
【図４】液晶表示パネルの画素を構成するＲＧＢ各サブピクセルの輝度応答に伴う色の変化の例を示す図
【図５】実施例１の液晶表示装置の構成を示す図
【図６】開始階調と到達階調とから第１の補正データを決定するためのテーブルの一例を示す図
【図７】開始階調と到達階調とから第２の補正データを決定するためのテーブルの一例を示す図
【図８】開始階調と到達階調とから応答時間を判定するためのテーブルの一例を示す図
【図９】液晶表示パネルの画素を構成するＲＧＢ各サブピクセルの輝度応答に伴う色の変化の一例を示す図
【図１０】液晶表示パネルの画素を構成するＲＧＢ各サブピクセルの輝度応答に伴う色の変化の他の例を示す図
【図１１】液晶表示パネルの画素を構成するＲＧＢ各サブピクセルの輝度応答に伴う色の変化のさらに他の例を示す図
【図１２】開始階調と到達階調の色ごとに色ズレの許容範囲を決定するためのテーブルの一例を示す図
【図１３】実施例２の液晶表示装置の構成を示す図
【図１４】開始階調と到達階調とから所定時間内に輝度が目標値に収束するかどうかを判定するためのテーブルの一例を示す図
【図１５】液晶表示パネルの画素を構成するＲＧＢ各サブピクセルの輝度応答の例を示す図
【図１６】液晶表示パネルの画素を構成するＲＧＢ各サブピクセルの輝度応答に伴う色の変化の例を示す図
【符号の説明】
【０１７８】
５００、１１００…補正回路(オーバードライブ回路)
５０１、５０５、５０７、５０９、５１１、５１３、５１５、５１７、５１９、５２１、５２３、５２５、５２８…データバス
５０２…フレームメモリ制御回路
５０３…フレームメモリ制御バス
５０４…フレームメモリ
５０６、５０８、５２０、１１０６、１１０８、１１２０…加減算データ生成回路
５１０、５１２、５１６…色信号データ生成回路
５１４…応答時間データ生成回路
５１８…色ズレ判定データ生成回路
５２２、１１２２…データ加減算回路
５２４、１１２４…タイミング制御回路
５２６、１１２６…信号線駆動回路
５２７、１１２７…ドレイン線バス
５２９、１１２９…走査線駆動回路
５３０、１１３０…ゲート線バス
５３１、１１３１…液晶表示パネル
【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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