(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
階調表示が可能な液晶パネルを有する液晶表示装置において、
上記液晶パネルの１画素は、それぞれが独立駆動可能な複数のサブ画素からなり、
上記液晶パネルの表示画面における階調と輝度比との関係を示す階調カーブの視角による歪みを調整する歪み調整手段が設けられ、
上記歪み調整手段は、
上記液晶パネルに入力する表示データを生成する表示データ生成手段と、
階調カーブの視角による歪みを調整するために参照されるルックアップテーブルとを備え、
上記表示データ生成手段は、
上記ルックアップテーブルによる参照結果に基づいて、１つの画素内の全てのサブ画素に対してそれぞれ異なる階調カーブを示す表示データを生成することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
階調表示が可能な液晶パネルを有する液晶表示装置において、
上記液晶パネルの１画素は、それぞれが独立駆動可能な複数のサブ画素からなり、
上記液晶パネルの表示画面における階調と輝度比との関係を示す階調カーブの視角による歪みを調整する歪み調整手段が設けられ、
上記歪み調整手段は、
上記液晶パネルに入力する表示データを生成する表示データ生成手段と、
階調カーブの視角による歪みを調整するために参照されるルックアップテーブルを複数種類有すると共に、該ルックアップテーブルを選択する選択手段とを備え、
上記表示データ生成手段は、
上記選択手段によって選択されたルックアップテーブルによる参照結果に基づいて、１つの画素内の全てのサブ画素に対してそれぞれ異なる階調カーブを示す表示データを生成することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項３】
階調表示が可能な液晶パネルを有する液晶表示装置において、
上記液晶パネルの１画素は、３原色に対応するそれぞれが独立駆動可能なサブ画素と、該３原色のサブ画素以外の１つまたは複数のサブ画素とからなり、
上記液晶パネルの表示画面における階調と輝度比との関係を示す階調カーブの視角による歪みを調整する歪み調整手段が設けられ、
上記歪み調整手段は、
上記液晶パネルに入力する表示データを生成する表示データ生成手段と、
階調カーブの視角による歪みを調整するために参照されるルックアップテーブルとを備え、
上記表示データ生成手段は、
上記ルックアップテーブルによる参照結果に基づいて、１つの画素内の全てのサブ画素に対してそれぞれ異なる階調カーブを示す表示データを生成することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項４】
階調表示が可能な液晶パネルを有する液晶表示装置において、
上記液晶パネルの１画素は、３原色に対応するそれぞれが独立駆動可能なサブ画素と、該３原色のサブ画素以外の１つまたは複数のサブ画素とからなり、
上記液晶パネルの表示画面における階調と輝度比との関係を示す階調カーブの視角による歪みを調整する歪み調整手段が設けられ、
上記歪み調整手段は、
上記液晶パネルに入力する表示データを生成する表示データ生成手段と、
階調カーブの視角による歪みを調整するために参照されるルックアップテーブルを複数種類有すると共に、該ルックアップテーブルを選択する選択手段とを備え、
上記表示データ生成手段は、
上記選択手段によって選択されたルックアップテーブルによる参照結果に基づいて、１つの画素内の全てのサブ画素に対してそれぞれ異なる階調カーブを示す表示データを生成することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項５】
上記表示データ生成手段は、上記表示データに基づき、上記サブ画素のデータを生成するにあたり、複数のパターンを生成すると共に、フレームごとにそのパターンを切り替え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】
上記表示データ生成手段は、上記フレームごとに切り替えられるパターンと、電圧の印加方向を切り替えるパターンとの相関を下げるためのサブ画素のパターンを生成することを特徴とする請求項５記載の液晶表示装置。
【請求項７】
上記液晶パネルの１画素の表示のための１フレームが複数のサブフレームからなり、上記歪み調整手段は、１つの画素の表示のための全てのサブフレームに対してそれぞれ異なる階調カーブを示すように、上記液晶パネルに入力する表示データを設定す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８】
上記液晶パネルは、視野角を広げるための広視野角化液晶モードで駆動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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、階調表示が可能な液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、アクティブマトリクス型液晶表示装置は、２枚のガラス基板を対向させて固定し、その隙間に液晶を封入した構造となっており、一方のガラス基板に透明な共通電極が形成され、他方のガラス基板には多数の透明な画素電極が行列状に形成されると共に、各画素電極に個別的に電圧を印加するための回路が形成されている。
【０００３】
液晶表示装置は、上記の構造を偏光板で挟み込み表示を行うため、視野角が狭いといった特徴をもっている。
【０００４】
この視野角を広げるために、分割配向等の物理的な方法として、IPS(In Plane Switching)、MVA(Multi domain Vertical Aline)、ASV(Advance Super View)等のモードを使用した液晶表示装置が提案されている。
【０００５】
ここで、一般的な視野角拡大方法について、以下に説明する。
【０００６】
まず、TN(Twisted Nematic)モードについて、図２７を参照しながら以下に説明する。図２７において、太い黒線が液晶素子を示す。
【０００７】
TNモードでの液晶の動きは、図２７に示すように、電圧がかかっていないオフの状態では、図中左に示す状態となり、電圧をかけるにしたがって図の真中のように液晶が立ち上がる。そして、最大電圧印加時が図中右に示す状態となる。各階調は、印加電圧を変化させることによって表現する。
【０００８】
上記TNモードでは、液晶が斜めを向いており、向いている方向によっては視角特性が発生する。ここで、視角特性が発生するとは、表示画面を見る角度によって表示画像が正常に見えない状態になることを示す。
【０００９】
このように視角特性が発生するのは、液晶が細長い形状を有して、偏光特性を有しているからである。つまり、液晶に電圧をかけた際、個々の液晶が同じ特性をもつため、同一方向に移動しようとする特性を有している。これによって、液晶素子の傾いている角度によって視角特性が発生する。
【００１０】
そこで、従来、この液晶の偏光特性による影響影響を減らすために、図２８に示すように、通常の配向とは異なり、画素の配向を異なる配向方向に分割し、液晶の配向方向を散らすことによって、偏光特性を減少させる配向分割方法が用いられている。
【００１１】
この配向分割方法を用いれば、TNモードの液晶素子において視角特性を生じさせないようになるので、広視野角化を実現することが可能となる。
【００１２】
次に、IPS(In Plane Switching)モードについて、図２９を参照しながら以下に説明する。
【００１３】
IPSの動作モードは、図２９に示すように、液晶の長手方向がパネル面と並行になっているので、物理的な視角に対する依存性は低いものの、液晶素子を透過する光に波長依存性を有し、この波長依存性の分だけ視角変化が発生する。そして、人間の目には波長特性があるので、表示画面上において、波長依存性による輝度の変化が発生する。このため、視野角が狭くなるという問題が生じる。
【００１４】
そこで、従来、この波長依存性をキャンセルするようにジグザクに配向分割を行って、広視野角化を実現する方法（スーパーIPS）が提案されている。
【００１５】
なお、このIPSモードには大きな欠点が２つある。
▲１▼   応答速度が遅い
▲２▼   透過率が極めて悪い
続いて、VA(Vertical Alignment)モードについて、図３０を参照しながら以下に説明する。
【００１６】
VAモードでは、図３０に示すように、オフのときは液晶の長手方向とパネル面とが垂直になり、オンのときは液晶の長手方向とパネル面が水平となるので、オンとオフの時の視角特性は良くなる。ただし、その間の電圧がかかっている中間調では、液晶が斜めに同じ方向を向くので、視角特性が発生する。この場合の視角特性は、TNモードと同レベルである。
【００１７】
したがって、VAモードにおいては、中間調において視角特性が発生するので、視野角が狭くなるという問題が生じる。
【００１８】
なお、VAモードでは、IPSモードに比べ下記のような特性がある。
▲１▼   応答速度が高速
▲２▼   黒の品位が高いため、コントラストを稼ぐことができる。
▲３▼   TNよりは悪いがIPSよりは透過率が高い。
【００１９】
上記VAモードの中間調での視角特性を改良するために、以下に示すMVA（Multi-domain VA）モードが提案されている。
【００２０】
次いで、MVAモードについて、図３１を参照しながら以下に説明する。
【００２１】
このMVAモードは、VAモードを配向分割したものである。このように配向分割することによって、中間調の視角特性を改善することができる。
【００２２】
具体的には、図３１（ａ）に示すように、パネル面上に断面略三角形状の構造物を付加し、その上に配向膜を形成する。したがって、図３１（ｂ）に示すように、パネル面上に上述のような構造物があることによって、電圧を印加した際に構造物に沿って液晶が斜めに倒れていき、中間調において分割配向の効果が得られるようになる。このようにして、VAモードにおいて、広視野角化を実現している。
【００２３】
なお、VAモードでは、分割配向によって、上述のように、視角特性を向上させることができるものの、IPSモードほど向上しない。
【００２４】
また、特開平７−１２１１４４号公報には、上述の分割配向等の物理的な方法でなく、入力画像信号を入力として互いに異なる複数のガンマ特性を利用して、電気的に視野角の拡大を図る液晶表示装置が提案されている。
【００２５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、液晶表示装置における視野角の広さは、白黒のコントラスト比が一定値以上となる領域の広さによって定義される。なお、階調カーブも画像を正確に再現するためには重要な要素であるが、ブラウン管型モニターやプラズマモニターといった液晶以外の表示装置では階調カーブが視角によって大きく変化するということが無いため、通常、この定義で問題ないと考えられる。
【００２６】
しかし、階調カーブも画像の再現性のためには重要な要素である。例えば、２５６階調の表示装置で、正面の階調カーブが
輝度比＝（ｎ／２５５）2.2
となっており、斜めからの階調カーブが、
輝度比＝（ｎ／２５５）1.0
であったとする。但し、ｎは階調をあらわす。
【００２７】
このときに、階調１２８の灰色を表示した場合、正面では階調１２８の表示がなされるのに対し、斜めからは階調１８６の灰色の表示になるため、正面に対して、白っぽい表示となる。
【００２８】
また、Ｒ，Ｇ，Ｂの階調が異なる場合は、もっと顕著に発生する。例えば、Ｒが０階調、Ｇが１２８階調、Ｂが２５５階調の場合、正面の輝度比はＲ：Ｇ：Ｂ＝０：０．２２：１となるのに対し、斜めからはＲ：Ｇ：Ｂ＝０：０．５０：１と緑が強い色の変化となってしまう。
【００２９】
以上のように、階調カーブが変化すると、元のデータが同じでも、異なった画像となる。
【００３０】
そのため、上記のISP、MVA、ASVモード等の広視野角モードを使用した液晶表示装置では、コントラスト比から見れば、広視野角を実現しているにも関わらず、斜めから見た階調カーブが異なるため、斜めからの画像の再現性に欠けることになる。
【００３１】
このように、正面と斜めとの階調カーブが異なることを、階調カーブの歪みと呼ぶことにする。
【００３２】
また、上記公報に開示された液晶表示装置では、複数のガンマ特性を利用して、斜め方向からの視角特性を改良することで視野角を広げるようにしているため、正面での階調カーブが歪んでしまうという性質がある。特に、正面を挟んで両側での視角特性が、目的のガンマ特性と同じ方向にずれる場合、正面の階調カーブを大きく崩す必要がある。
【００３３】
このことは、正面での画像の再現性の悪化を惹起することを意味している。
【００３４】
以上のように、従来の広視野角化を実現している液晶表示装置では、何れも、正面から見た場合の階調カーブと、斜めから見た場合の階調カーブとが異なるため、すなわち表示画像において階調カーブの視角による歪みが発生しているため、正面から見た画像と斜めから見た画像が異なる。結果として、広い視角範囲で良質な画像を得ることができず、表示品位を低下させるという問題が生じる。
【００３５】
また、従来の液晶表示装置では、視角範囲が一定であるため、他人に見せたい情報を多くの人に見せる場合と他人に見せたくない情報を見せないようにする場合のように視角範囲を変えたいのであれば表示装置そのものを取り替える必要があるという問題が生じる。
【００３６】
本発明は、上記の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、表示画面における階調カーブの視角による歪みを調整することで、広い視野角で高コントラストと良い階調カーブを得て表示画面の表示品位を向上させることができると共に、逆に狭い視野角の表示画面を実現し、他人に見られたくない情報を安心して表示し得る液晶表示装置を提供することにある。
【００３７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明の液晶表示装置は、階調表示が可能な液晶パネルを有する液晶表示装置において、上記液晶パネルの表示画面における階調と輝度比との関係を示す階調カーブの視角による歪みを調整する歪み調整手段が設けられていることを特徴としている。
【００３８】
一般に、液晶表示装置において、視野角の広さは白黒のコントラスト比が一定値以上になる領域によって決定されるが、表示の正確さにおいては各階調における表示画面における視角と輝度との関係を示す階調カーブが重要となる。
【００３９】
しかしながら、液晶表示装置の場合、階調カーブが視角毎に異なるので、同一階調での視角による輝度比の差が生じることになる。つまり、液晶表示装置では、階調カーブが視角によって歪むことになる。この階調カーブの視角による歪みが大きくなれば、表示画面を正面から見た印象と、斜めから見た印象との差が大きくなり、結果として、表示画面全体の表示品位を低下させるという問題が生じる。この現象は、広視野角化された液晶表示装置において顕著である。
【００４０】
したがって、階調カーブの視角による歪み、すなわち同一階調での視角による輝度比の差が小さくなれば、表示画面を正面から見た印象と、斜めから見た印象との差を小さくすることができ、結果として、表示画像全体の表示品位を向上させることができる。
【００４１】
そこで、上記の構成のように、歪み調整手段によって、階調カーブの視角による歪みを調整することで、表示画面の視角による印象の差を調整することが可能となる。
【００４２】
例えば、歪み調整手段によって、階調カーブの視角による歪みが小さくなるように調整すれば、表示画面の視角による印象の差を小さくすることができる。つまり、表示画面を正面から見た印象と、斜めから見た印象との差を小さくすることができる。これにより、表示画像の正面から見た場合の印象と斜めから見た場合の印象をほぼ同じにすることができるので、特に、広い視角範囲（広視野角）での液晶表示装置における表示品位を向上させることができる。
【００４３】
また、歪み調整手段によって、階調カーブの視角による歪みが大きくなるように調整すれば、表示画面の視角による印象の差を大きくすることができる。つまり、表示画面を正面からみた印象と、斜めからみた印象との差を大きくすることができる。これにより、狭い視角範囲（狭視野角）で画面を表示させることができるので、例えば正面から見やすくし、斜め方向から見えにくくすることが可能となり、他人に見せたくない情報を安心して表示させることができる。
【００４４】
以上のように、階調カーブの視角による歪みを調整することにより、表示画面において、広視野角表示と狭視野角表示とを自由に切り替えることが可能となるので、液晶表示装置の表示目的に応じた視野角で表示品位の高い画像を表示させることができる。
【００４５】
上記歪み調整手段は、階調カーブの視角による歪みを調整するために参照されるルックアップテーブルと、上記ルックアップテーブルによる参照結果に基づいて、階調カーブの視角による歪みを調整した表示データを生成する表示データ生成手段とを備えている構成であってもよい。
【００４６】
この場合、階調カーブの視角による歪みを調整するために参照されるルックアップテーブルは、表示目的、例えば広視野角化を図りたい場合には、広視野角用の内容（階調カーブ）とし、狭視野角化を図りたい場合には、狭視野角用の内容（階調カーブ）とすればよいので、液晶パネルにおける表示内容に応じた表示が可能となる。
【００４７】
上記のように、表示の目的が一つであれば、上述のように予め用意するルックアップテーブルは１種類でよいが、表示の目的が複数あれば、予め用意するルックアップテーブルを複数種類必要である。
【００４８】
すなわち、上記歪み調整手段は、階調カーブの視角による歪みを調整するために参照されるルックアップテーブルを複数種類有すると共に、該ルックアップテーブルを選択する選択手段と、上記選択手段によって選択されたルックアップテーブルによる参照結果に基づいて、階調カーブの視角による歪みを調整した表示データを生成する表示データ生成手段とを備えた構成であってもよい。
【００４９】
この場合、ルックアップテーブルを表示目的の種類分用意し、必要に応じて切り替えることで、使用者は目的とする階調カーブで情報を表示することが可能となる。したがって、ルックアップテーブルを切り替えるだけで、表示目的に応じた表示を容易に行うことができる。
【００５０】
上記の歪み調整手段による階調カーブの視角による歪み調整についての具体的な手段としては、以下に示すものがある。
【００５１】
上記液晶パネルの１画素を、それぞれが独立駆動可能な複数のサブ画素で構成し、上記歪み調整手段は、１つの画素内の全てのサブ画素に対してそれぞれ異なる階調カーブを示すように、上記液晶パネルに入力する表示データを設定するようにしてもよい。
【００５２】
この場合、１画素を構成する全てのサブ画素が全て異なる階調カーブを示すようになるので、表示画面における階調の調整が容易に行え、表示目的に応じた表示画面を容易に得ることが可能となる。
【００５３】
また、１画素の分割数、すなわち１画素を構成するサブ画素の数が多くなればなるほど表示画面における階調の調整が容易に行え、表示性能の向上も容易に行える。
【００５４】
しかしながら、サブ画素を多くした場合には、以下に示すような問題があるので、液晶表示装置の使用目的等を考慮して、サブ画素数を決定するのが好ましい。
【００５５】
▲１▼サブ画素の数が多くなればそれだけ駆動回路の数が必要となり、また、微細加工も必要とされるので、液晶表示装置のコストアップを招来する。
【００５６】
▲２▼回路数が増えれば、液晶パネル内の配線等が増えることになり、開口率が下がり、透過率が減少するため、輝度を確保するために余分な光量が必要となる。これにより、バックライトの消費電力が増加し、バックライトのコストが上昇する。
【００５７】
なお、サブ画素が２個の場合には、液晶パネルのソースドライバに階調カーブの視角による歪みを調整するのに参照するルックアップテーブルを組み込むことが可能となるので、液晶表示装置の回路規模を抑えることが可能となる。
【００５８】
また、以下においては、カラー表示を行う液晶パネルを備えた液晶表示装置の場合では、上記液晶パネルの１画素は、３原色に対応するサブ画素と、該３原色のサブ画素以外の１つまたは複数のサブ画素とからなり、上記歪み調整手段は、１つの画素内の全てのサブ画素に対してそれぞれ異なる階調カーブを示すように、上記液晶パネルに入力する表示データを設定するようにしてもよい。
【００５９】
この場合も前述のように、１画素を複数に分割した場合と同様の効果を奏する。すなわち、１画素を構成する全てのサブ画素が全て異なる階調カーブを示すようになるので、表示画面における階調の調整が容易に行え、表示目的に応じた表示画面を容易に得ることが可能となる。
【００６０】
また、１画素の分割数、すなわち１画素を構成するサブ画素の数が多くなればなるほど表示画面における階調の調整が容易に行え、表示性能の向上も容易に行える。
【００６１】
しかしながら、サブ画素を多くした場合には、上記の▲１▼及び▲２▼に示すような問題があるので、液晶表示装置の使用目的等を考慮して、サブ画素数を決定するのが好ましい。
【００６２】
なお、３原色以外のサブ画素を１個の場合には、白のサブ画素とし、サブ画素が２個の場合には、緑の輝度に対する寄与率が大きいことから、緑と赤の２個のサブ画素とするのが好ましい。また、３原色以外のサブ画素が３個の場合には、赤、緑、青の３原色の３個のサブ画素とするのが好ましい。
【００６３】
また、上記表示データ生成手段は、表示データに基づいて、1フレーム中の各サブ画素に対して輝度の明暗を交互に繰り返すように設定すると共に、輝度の明暗が切り替わった複数のサブ画素のデータを生成するパターンを持ち、フレームごとに、パターンを切り替える機能を備えていても良い。
【００６４】
つまり、上記表示データ生成手段は、上記表示データに基づき、上記サブ画素のデータを生成するにあたり、複数のパターンを生成すると共に、フレームごとにそのパターンを切り替えるようにしてもよい。
【００６５】
この場合、サブ画素のデータの割り振りを、輝度の明暗に応じて交互に繰り返すようになるので、ベタ画面において縞などの人間の目に認識されやすい繰り返しパターンの発生を抑制することができ、この結果、表示品位の向上を図ることができる。
【００６６】
つまり、表示品位を落とすサブ画素による繰り返し模様が表示に発生しないようになり、表示品位の向上を図ることができる。
【００６７】
さらに、フレーム-フレーム間の切り替えパターンと、液晶表示装置特有の分極を防ぐために、電圧の印加方向を切り替えるパターンの相関を下げるように設計されたサブ画素のパターンを使用する機能を有していても良い。
【００６８】
この場合、各サブ画素において、極性の配置と明暗の配置とをフレーム毎にずらすことになるので、瞬きが見えやすくなるパターンを複雑にすることができる。これによって、通常表示時にこの瞬きの発生を出現しにくくすることができるので、表示品位の向上を図ることができる。
【００６９】
また、上記液晶パネルの１画素の表示のための１フレームが複数のサブフレームからなり、上記歪み調整手段は、１つの画素の表示のための全てのサブフレームに対してそれぞれ異なる階調カーブを示すように、上記液晶パネルに入力する表示データを設定するようにしてもよい。
【００７０】
この場合、上述した場合のように、画素を複数のサブ画素で構成することはしないで、１つの画素に対する表示のためのフレームを複数のサブフレームで構成するようになっている。これは、人間の目の残像現象を利用したものであり、サブフレームの数を調整することで、人間の目で混色させるようになっている。
【００７１】
このため、サブフレームの数を単純に増加させても、上述のようにサブ画素を単純に増加させた場合のように表示性能を向上させることはできない。これは、上述のように人間の目の残存現象を利用した場合、サブフレーム数が単純に増加すれば、その変化が混色されず瞬いているように見えるだけとなるからである。
【００７２】
したがって、人間の目で変化が混色されている間に１セットの変化を終える必要がある。この場合の１セットの変化は、３０Ｈｚないし８０Ｈｚ程度になるようにする必要がある。
【００７３】
また、サブフレームの数を増やすこと、すなわちフレームの分割数を増やすことは、瞬きを容認するか、より高速なデバイスにする必要がある。なお、高速化する場合には、コストが上がるという問題がある。
【００７４】
以上のことから、フレームの分割数においても、液晶表示装置の使用目的等を考慮して、決定されるべきである。
【００７５】
上記液晶パネルを、視野角を広げるための広視野角化液晶モードで駆動してもよい。
【００７６】
この場合、階調カーブの視角による歪みが小さくなるように設定されていれば、表示画面を正面から見た印象と、斜めから見た印象とを同じにすることができるので、上記のような広視野角化液晶モードで液晶パネルが駆動されている場合、広視野角で表示品位の高い表示を行うことが可能となる。
【００７７】
このように、本発明が好適に用いられる液晶表示装置の広視野角液晶モードは、IPS(In Plane Switching)、MVA(Multi domain Vertical Aline)、ASV(Advance Super View)等のモード等がある。
【００７８】
上記した各広視野角化を図る液晶モードにおいて、本発明を適用すれば、広い視野角で高コントラストと良い階調カーブとを得ることができる。
【００７９】
また、本発明は、階調表示が可能であれば、アクティブマトリクス駆動の液晶表示装置だけでなく、単純マトリクス駆動の液晶表示装置や、ダイナミック駆動の液晶表示装置にも適用することが可能となる。
【００８０】
【発明の実施の形態】
本実施の形態では、広視野角液晶モードとして、ＡＳＶモードを使用した液晶表示装置について説明する。
【００８１】
〔実施の形態１〕
図１に示すように、本実施の形態にかかる表示装置としての液晶表示装置１は、駆動信号生成部２、ＬＵＴ(Look Up Table)３、駆動電圧生成部４、ソース駆動回路５、ゲート駆動回路６、液晶パネル(表示パネル）７を備えたアクティブマトリクス型の構成となっている。
【００８２】
上記駆動信号生成部２は、画像データとＬＵＴ３の参照結果とに基づいてソース駆動回路５及びゲート駆動回路６を動作させる駆動用の信号を生成する回路である。この生成された信号は、それぞれソース駆動回路５及びゲート駆動回路６へ出力される。
【００８３】
上記ＬＵＴ３は、画像データを液晶パネル７に表示する際に、広視野角での階調特性を確保できるように表示データである画像データを変換するための変換テーブルである。つまり、ＬＵＴ３は、駆動信号生成部２に入力される画像データと同じデータが入力され、この入力された画像データに基づいて変換テーブルで参照した結果を上記駆動信号生成部２に送信するようになっている。
【００８４】
なお、上記駆動信号生成部２及びＬＵＴ３は、後述するように階調カーブの歪みを調整する歪み調整手段の機能を有している。この詳細については後述する。
【００８５】
上記駆動電圧生成部４は、液晶パネル７に印加する駆動用の電圧を生成する回路である。この駆動電圧生成部４にて生成された駆動用の電圧は、ソース駆動回路５に送られる。
【００８６】
上記ソース駆動回路５は、上記駆動信号生成部２からの信号と駆動電圧生成部４で生成れた駆動電圧とに基づいて液晶パネル７を駆動するために、液晶パネル７に垂直に配置されたソースバスライン（図示せず）に電圧を印加する回路である。つまり、上記ソースバスラインには、駆動信号生成部２からの信号に基づいた電圧が印加されることになる。
【００８７】
上記ゲート駆動回路６は、上記駆動信号生成部２からの信号に基づいて液晶パネル７を駆動するために、該液晶パネル７に水平に配置されたゲートバスラインにアクティブマトリクス駆動用の電圧を印加する回路である。つまり、上記ゲートバスラインには、駆動信号生成部２からの信号に基づいて、選択的に電圧が印加されることになる。
【００８８】
上記液晶パネル７は、複数の画素がマトリクス状に配置されたアクティブマトリクス型の表示パネルであり、上記ソース駆動回路５及びゲート駆動回路６によって、ソースバスライン及びゲートバスラインに電圧が印加されることにより動作し、入力された画像データに基づいた画像を表示するようになっている。
【００８９】
上記液晶パネル７は、図２に示すように、垂直方向に配列されたソースバスラインＳ１、Ｓ２、Ｓ３、…と、水平方向に配列されたゲートバスラインＧ１、Ｇ２、Ｇ３、…とが直交し、その交点に画素電極及び該画素電極を駆動するトランジスタが配置された構造となっている。
【００９０】
本実施の形態では、１本のゲートバスラインで２列の画素電極に対してゲート駆動回路６からの駆動電圧を印加できるようになっている。つまり、本実施の形態では、図３に示すように、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の画素電極がそれぞれ２個に分割された分割画素Ａ、分割画素Ｂで１つの画素８を構成している。これら分割画素は、同一のゲートバスラインに接続されているので、同一のタイミングでゲート駆動回路６からの駆動電圧が供給されるものの、ソースバスラインはそれぞれ別々に接続されているので、ソース駆動回路５からの駆動電圧は分割画素毎に異なる。
【００９１】
そして、上記画素８における表示は、分割画素Ａ、Ｂの平均値となる。
【００９２】
ここで、駆動信号生成部２の詳細について図４を参照しながら以下に説明する。
【００９３】
上記駆動信号生成部２は、画素データ変換部２１、水平同期信号生成部２２、垂直同期信号生成部２３を有する構成となっている。
【００９４】
上記画素データ変換部２１は、入力される画像データをＬＵＴ３の参照結果に基づいて変換し、ソース駆動用の画像データとしてソース駆動回路５に送るようになっている。
【００９５】
上記水平同期信号生成部２２は、入力される画像データから水平同期信号を生成するようになっており、生成した信号（ソース駆動用の制御信号）をソース駆動回路５に送るようになっている。
【００９６】
また、上記垂直同期信号生成部２３は、入力される画像データから垂直同期信号を生成するようになっており、生成した信号（ゲート駆動用の制御信号）をゲート駆動回路６に送るようになっている。
【００９７】
上記駆動信号生成部２の動作を具体的に説明すれば、以下の通りである。
【００９８】
まず、液晶表示装置１に入力される画像データである元のデータを、
[R1,G1,B1],[R2,G2,B2],[R3,G3,B3], [R4,G4,B4],[R5,G5,B5],・・・
とする。このとき、｛｝括弧は、１画素のデータの区切りを示し、入力データは、（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の一組で構成される。
【００９９】
このとき画素データ変換部２１から出力されるデータ（出力データ）は、ＬＵＴ３からの参照結果、例えば以下の表１に示す参照結果に基づいて、元のデータを変換したデータ（ソース駆動用の画素データ）であり、
[A(R1),B(R1),A(G1),B(G1),A(B1),B(B1)],[A(R2),B(R2),A(G2),B(G2),A(B2),B(B2)],・・・
となる。
【０１００】
【表１】
0003999081.tif 000002
【０１０１】
本実施の形態では、図３に示すように、１つの画素８が二つの分割画素Ａ，Ｂからなるので、｛｝内の1画素のデータは６個から構成される。したがって、上記駆動信号生成部２は、１画素のデータに、水平同期信号生成部２２にて生成される制御信号として、データの取り込みを制御するためのソースクロック、データの開始を示すソーススタートパルス、ソース出力の切り替えを制御するラッチパルス等のソース駆動駆動用の制御信号を加えて、ソース駆動回路５に送り出す。
【０１０２】
また、駆動信号生成部２は、同時にゲート駆動回路６を制御するための信号の生成を垂直同期信号生成部２３にて行う。すなわち、垂直同期信号生成部２３は、印加するゲートバスラインのシフトのタイミングを示すゲートクロック、フレームの切り替えの開始を示すゲートスタートパルス等のゲート駆動用の制御信号を生成して、ゲート駆動回路６に送り出す。
【０１０３】
上記ソース駆動回路５では、駆動信号生成部２から送られるソース駆動用の画素データと駆動電圧生成部４から送られる電圧値に基づいて、ソースバスラインに所望する電圧を印加する。
【０１０４】
例えば、図３では、ソースバスラインＳ１にA(R1)の階調を表示するために必要な電圧が印加され、ソースバスラインＳ２にB(R1)の階調を表示するために必要な電圧が印加され、ソースバスラインＳ３にA(G1)の階調を表示するために必要な電圧が印加され、ソースバスラインＳ４にB(G1)の階調を表示するために必要な電圧が印加され、ソースバスラインＳ５にA(B1)の階調を表示するために必要な電圧が印加され、ソースバスラインＳ６にB(B1)の階調を表示するために必要な電圧が印加される。以下同様にして各ソースバスラインに各画素の階調を表示するために必要な電圧を印加する動作が行われる。
【０１０５】
上記ＬＵＴ３において参照されるルックアップテーブルの求め方について図５を参照しながら以下に説明する。
【０１０６】
まず、方位角φ、視角θ、階調ｎの輝度をＬ（φ，θ，ｎ）としたとき、目標とするΓ（γ、φ、θ、ｎ）の階調カーブは、以下の（１）式で表せる。
【０１０７】
【数１】
0003999081.tif 000003
【０１０８】
但し、Γは、１で正規化した数値となる。また、階調カーブは、通常、γ＝２．２に設定される。
【０１０９】
ここで、上記方位角θとは、図５（ａ）に示すように、モジュール１０１の表示画面の上方向を０度として、測定を時計周りにφだけまわした角度を示し、輝度の測定器１０２によりその角度から該モジュール１０１の表示画面の輝度が測定される。
【０１１０】
また、上記視角θは、図５（ｂ）に示すように、モジュール１０１の法線からθの角度を示し、輝度の測定器１０２によりその角度から該モジュール１０１の表示画面の輝度が測定される。
【０１１１】
次に、本実施の形態では、１つの画素を２つに分割しているため、階調ｎの輝度は、そのときのそれぞれの分割画素の階調をｎA、ｎBとすると、以下の（２）式で表される。
【０１１２】
【数２】
0003999081.tif 000004
【０１１３】
ここで、コントラストは高い方がよいので、コントラストが最大となるように階調をｎA、ｎBを設定すると、以下のようになる。
ｎ＝０のとき、ｎA＝ｎB＝０
ｎ＝２５５のとき、ｎA＝ｎB＝２５５
これに伴って、正規化した輝度Ｌnormは、以下の（３）式で示される。
【０１１４】
【数３】
0003999081.tif 000005
【０１１５】
上記（３）式で得られる数値と、上記（１）式で得られる数値との差が小さければ小さいほどよい。
【０１１６】
そこで、上記の差（誤差）をｅとし、評価関数としてｅの二乗を選択すると、以下の（４）式となる。
【０１１７】
【数４】
0003999081.tif 000006
【０１１８】
そして、誤差総和Ｅは、以下の（５）式で示される。
【０１１９】
【数５】
0003999081.tif 000007
【０１２０】
ここで、ｎ＝０，１，２，３，４，…，２５４，２５５、θ＝０°，１６°，３２°，…，８０°、φ＝０°，２２．５°，４５°，…，３３７．５°とし、Ｅが最も小さくなるように、各ｎに対するｎA、ｎBが求まる。このようにして求めた結果、前述の表１のようになる。
【０１２１】
なお、本実施の形態では、簡単のために、各方位を平等に扱っているが、これは、大型のテレビのような様々な視角から見られる液晶表示装置を想定しているためである。視角については、正面が最も重視され、線路長の分だけ、大きな視角の方が軽くなっている。
【０１２２】
したがって、例えばＯＡ用途のような場合には、θが０°〜４０°で使用されることが多いので、評価関数のこの範囲の重みをより大きく設定して求める必要がある。
【０１２３】
以下において、上記表１を利用した液晶表示装置の表示動作について具体的に説明する。ここでは、説明の便宜上、各色８ビットのＡＳＶ仕様の液晶表示装置について説明する。また、説明を簡単にするために、水平方向の視角特性のみで説明を行う。ここでの視角特性とは、視角と輝度の関係を示すグラフで示される。
【０１２４】
まず、ＡＳＶ仕様の液晶表示装置での各階調の視角特性は、図６に示すようになる。図において、縦軸は輝度、横軸は正面を０°とし、左から見た視角を−、右から見た視角を＋として表している。図の各線は、１６階調毎の各階調での視角特性を示している。
【０１２５】
図６に示すグラフから、正面に比べて各階調とも角度がつく、すなわち正面から遠くなるほど、輝度が低下していることが分かる。この状態では、階調特性を評価しにくいので、視角毎に、その視角の白（Ｖ２５５  階調）の輝度で正規化を行う。この結果を、図７に示す。図において、縦軸は正規化した輝度比とし、横軸は階調としている。また、視角は左方向（−方向から）のみのデータ（階調カーブ）を記載している。このデータは、１６度刻みで視角−８０°から０°までの６本を記載している。図７では、上から視角−８０°、−６４°、−３２°、−１６°、０°となっている。
【０１２６】
図７に示すグラフから、正面に比べて、斜めから見た場合の階調カーブがかなり浮き上がっているのが分かる。このため、図７に示すグラフのような階調カーブのままで、表示画面を見た場合、正面に比べ斜めから見た場合に白が浮いているように見える。
【０１２７】
この現象を分かりやすくしたグラフを、図８に示す。図において、縦軸は輝度比、横軸は視角となっており、１６階調毎に線で示している。
【０１２８】
図８に示すグラフから、各階調の線が水平に近ければ近いほど、正面と斜めから見たときの階調カーブの差が小さいことが分かる。
【０１２９】
そこで、本実施の形態では、図３に示す画素８の各階調での分割画素Ａ，Ｂの階調を表１に示すように設定すれば、各階調の視角特性は、図９に示すようになる。図において、縦軸は輝度、横軸は正面を０°とし、左から見た視角を−、右から見た視角を＋として表している。図の各線は、１６階調毎の各階調での視角特性を示している。
【０１３０】
図９に示すグラフから、図６に示すグラフと比べた場合、正面に比べて各階調とも角度がつく、すなわち正面から遠くなっても、それほど輝度が低下していないことが分かる。そして、この状態を、視角毎に、その視角の白（Ｖ２５５  階調）の輝度で正規化を行う。この結果を、図１０に示す。図において、縦軸は正規化した輝度比とし、横軸は階調としている。また、視角は左方向（−方向から）のみのデータ（階調カーブ）を記載している。このデータは、１６度刻みで視角−８０°から０°までの６本を記載している。図１０では、上から視角−８０°、−６４°、−３２°、−１６°、０°となっている。
【０１３１】
図１０に示すグラフは、図７に示すグラフに比べて、全体として階調カーブの浮き上がりが小さいのが分かる。このため、図１０に示すグラフのような階調カーブのままで、表示画面を見た場合、正面から見た場合と斜めから見た場合とでは印象がほとんど変わらない。
【０１３２】
さらに、この現象を分かりやすくしたグラフを、図１１に示す。図において、縦軸は輝度比、横軸は視角となっており、１６階調毎に線で示している。
【０１３３】
図１１に示すグラフから、図８に示すグラフよりも各階調において各線がより水平になっていることがわかる。これは、広い視角において階調特性が改善されたことを意味する。つまり、階調カーブの視角による歪みが改善されたことになる。
【０１３４】
上記表１の数値についての求め方は、前述したが、より具体的には以下の手順で求める。
【０１３５】
▲１▼  デジタル映像機器における規格であるＩＴＵ７０９に準拠した階調カーブを目標値とする。
【０１３６】
▲２▼  すべての階調の組み合わせ（本実施の形態では、２５６階調の画素が２つの組み合わせであるので、２５６2＝６５５３６通りの組み合わせになる。）について、各方位の各視角（本実施の形態では、８方位について８０°、６４°、４８°、３２°、１６°の５通りの視角と正面を加えた４１個）の輝度を求める。
【０１３７】
▲３▼  各方位各視角において階調０の▲１▼の目標値と▲２▼の組み合わせデータの２乗誤差の総和を計算する。
【０１３８】
▲４▼  ▲３▼で求めた２乗誤差の総和の最も小さな▲２▼の組み合わせを選ぶ。この組み合わせを階調０のデータととする。
【０１３９】
▲５▼  各階調（２５６階調）について▲３▼▲４▼を行い、各階調の組み合わせデータを選択する。
【０１４０】
以上のように、本実施の形態にかかる液晶表示装置では、１つの画素を２つの分割画素で構成し、それぞれの分割画素に対して表１で示すような階調データを設定することで、図１１に示すような視角階調輝度比、すなわち広い視野角での階調特性を確保することにより、広い視野角における視角特性を改善することができる。
【０１４１】
なお、本実施の形態では、１つの画素を２つに分割した例について説明したが、分割数については特に限定しない。
【０１４２】
１画素の分割数、すなわち１画素を構成するサブ画素の数が多くなればなるほど表示画面における階調の調整が容易に行え、表示性能の向上も容易に行える。
【０１４３】
しかしながら、サブ画素を多くした場合には、以下に示すような問題があるので、液晶表示装置の使用目的等を考慮して、サブ画素数を決定するのが好ましい。
【０１４４】
▲１▼サブ画素の数が多くなればそれだけ駆動回路の数が必要となり、また、微細加工も必要とされるので、液晶表示装置のコストアップを招来する。
【０１４５】
▲２▼回路数が増えれば、液晶パネル内の配線等が増えることになり、開口率が下がり、透過率が減少するため、輝度を確保するために余分な光量が必要となる。これにより、バックライトの消費電力が増加し、バックライトのコストが上昇する。
【０１４６】
なお、本実施の形態のように、１つの画素を２つに分割した場合には、表１に示すようなルックアップテーブルをソース駆動回路５の内に搭載することができるので、回路規模の増大を抑えることができるという効果を奏する。
【０１４７】
〔実施の形態２〕
本発明の他の実施の形態について説明すれば、以下の通りである。なお、本実施の形態にかかる液晶表示装置は、前記の実施の形態１で説明した図１に示す液晶表示装置とほぼ同じ構成であるので、詳細な説明は省略する。
【０１４８】
本実施の形態にかかる液晶表示装置は、前記実施の形態１の液晶表示装置１とは異なり、図１２に示すような液晶パネル３１を備えている。
【０１４９】
上記液晶パネル３１は、１つの画素が、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の画素電極に加えて、白（Ｗ）の画素電極を有した構成となっている。つまり、図１３に示すように、１つの画素３２は、４つのサブピクセル、すなわち赤のサブピクセル３３、緑のサブピクセル３４、青のサブピクセル３５、白のサブピクセル３６からなっており、４つのサブピクセルを組み合わせて表示すふようになっている。
【０１５０】
上記の各サブピクセルには、それぞれ独立してソースバスラインＳ１〜Ｓ４が接続されると共に、同一のゲートバスラインＧ１が接続されている。これにより、各サブピクセルに対して異なるソース駆動電圧を印加することができる。
【０１５１】
上記構成の液晶パネル３１は、前記実施の形態１の液晶表示装置１に備えられた駆動信号生成部２と同様の構成の駆動信号生成部によって生成されるソース駆動用の画素データ、ソース駆動用の制御信号、ゲート駆動用の制御信号によって駆動される。
【０１５２】
上記ソース駆動用の画素データは、前記実施の形態１と同様にＬＵＴ３を参照して生成される。このとき設定される階調データは、以下の表２のようになる。
【０１５３】
【表２】
0003999081.tif 000008
【０１５４】
ここで、駆動信号生成部の動作を具体的に説明すれば、以下の通りである。
【０１５５】
まず、元のデータ（入力画像データ）を、
[R1,G1,B1],[R2,G2,B2],[R3,G3,B3], [R4,G4,B4],[R5,G5,B5],・・・
とする。このとき、｛｝括弧は、１画素のデータの区切りを示し、入力データは、（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の一組で構成される。表２におけるベクトルＤは、この組データを意味する。
【０１５６】
このとき画素データ変換部２１から出力されるデータ（出力データ）は、ＬＵＴ３からの参照結果、例えば表１に示す参照結果に基づいて、元のデータを変換したデータ（ソース駆動用の画素データ）であり、
[ベクトルA(R1,G1,B1),B(R1,G1,B1)],[ベクトルA(R2,G2,B2),B(R2,G2,B2)],[ベクトルA(R3,G3,B3),B(R3,G3,B3)],・・・
となる。
【０１５７】
本実施の形態では、図１３に示すように、１つの画素３２が４つのサブピクセルからなるので画素データは４個の要素からなる。なお、ベクトルＡの要素は３個であり、ＲＧＢの３つのサブピクセル分の要素数を示し、Ｂの要素は、Ｗのサブピクセルの要素のみを示している。
【０１５８】
したがって、上記駆動信号生成部は、ソース駆動用の画素データに加えて、液晶パネル３１において必要な制御信号として、データの取り込みを制御するためのソースクロック、データの開始を示すソーススタートパルス、ソース出力の切り替えを制御するラッチパルス等のソース駆動駆動用の制御信号を生成し、ソース駆動回路に送り出す。
【０１５９】
また、駆動信号生成部は、同時にゲート駆動回路を制御するための信号、すなわち、印加するゲートバスラインのシフトのタイミングを示すゲートクロック、フレームの切り替えの開始を示すゲートスタートパルス等のゲート駆動用の制御信号を生成して、ゲート駆動回路に送り出す。
【０１６０】
上記ソース駆動回路では、駆動信号生成部から送られるソース駆動用の画素データと駆動電圧生成部から送られる電圧値に基づいて、ソースバスラインに所望する電圧を印加する。
【０１６１】
例えば、ベクトルＡ＝（Ａ１，Ａ２，Ａ３）とすると、図１３では、ソースバスラインＳ１にA１(R1,G1,B1)の階調を表示するために必要な電圧が印加され、ソースバスラインＳ２にA2(R1,G1,B1)の階調を表示するために必要な電圧が印加され、ソースバスラインＳ３にA3(R1,G1,B1)の階調を表示するために必要な電圧が印加され、ソースバスラインＳ４にB(R1,G1,B1)の階調を表示するために必要な電圧が印加され、ソースバスラインＳ５にA1(R1,G1,B1)の階調を表示するために必要な電圧が印加され、ソースバスラインＳ６にA2(R1,G1,B1)の階調を表示するために必要な電圧が印加され、以下同様にして各ソースバスラインに各画素の階調を表示するために必要な電圧を印加する動作が行われる。
【０１６２】
上記駆動信号生成部においてソース駆動用の画素データを生成する際に参照するＬＵＴは、前記実施の形態１で説明した方法と同じであるので、その説明は省略する。
【０１６３】
ところで、通常の液晶表示装置では、赤緑青の色の三原色のサブピクセルから構成されている。実施の形態１では、この３つのサブピクセルを２組以上に分割することによって、１つの画素を構成するようになっているので、実際に駆動する画素数が２倍以上になり、液晶パネルの回路規模が大きくなるという問題が生じる。
【０１６４】
これに対して、本実施の形態では、広視野角化のために、赤緑青のサブピクセルを分割せずに、白のサブピクセルを追加するようにしているため、赤緑青の３つのサブピクセルのみの場合の液晶パネルに比べて、回路規模は４／３倍で済む。
【０１６５】
しかしながら、実施の形態１の場合には、赤のサブピクセルに対しては赤、緑のサブピクセルに対しては緑、青のサブピクセルに対しては青で、それぞれ独立して補正すればよいが、本実施の形態では、赤緑青の組み合わせに対して補正する必要があるので、実施の形態１の場合に比べてＬＵＴが大きくなる。
【０１６６】
何れの場合においても、階調特性を改善し、広視野での視角特性を改善するようになっているので、表示画像の品位は従来の広視野角化された液晶表示装置に比べて高い。
【０１６７】
例えば、本実施の形態において、広視野角化の効果は、ｎ階調の白ピクセルの輝度＝ｎ階調の赤のサブピクセルの輝度＋ｎ階調の緑のサブピクセルの輝度＋ｎ階調の青のサブピクセルの輝度となるように設定し、表２に示すように各サブピクセルの階調を設定する。これにより、本実施の形態にかかる液晶パネル３１においても、実施の形態１と同様に、白黒の中間調での表示品を向上させることができる。
【０１６８】
なお、本実施の形態では、補正用のサブピクセルとして白のサブピクセルを一つだけ追加した構成としているが、これに限定されるものではなく、補正用のサブピクセルとして複数のサブピクセルを用いてもよい。
【０１６９】
また、１画素の分割数、すなわち１画素を構成するサブピクセルの数が多くなればなるほど表示画面における階調の調整が容易に行え、表示性能の向上も容易に行える。
【０１７０】
しかしながら、サブピクセルを多くした場合には、上記の前記実施の形態１で示した▲１▼及び▲２▼に示すような問題があるので、液晶表示装置の使用目的等を考慮して、サブピクセル数を決定するのが好ましい。
【０１７１】
なお、３原色以外のサブピクセルが１個の場合には、白のサブピクセルとし、サブピクセルが２個の場合には、緑の輝度に対する寄与率が大きいことから、緑と赤の２個のサブピクセルとするのが好ましい。また、３原色以外のサブピクセルが３個の場合には、赤、緑、青の３原色の３個のサブ画素とするのが好ましい。
【０１７２】
〔実施の形態３〕
本発明のさらに他の実施の形態について説明すれば、以下の通りである。なお、前記の各実施の形態と同一機能を有する部材には、同一の符号を付記し、その説明は省略する。
【０１７３】
図１４に示すように、本実施の形態にかかる液晶表示装置４１は、前記実施の形態１の図１に示す液晶表示装置１と同様の構成、すなわち、駆動信号生成部４２、ＬＵＴ４３、駆動電圧生成部４４、ソース駆動回路４５、ゲート駆動回路４６、液晶パネル４７を備え、さらに、画像データをビデオボード４８を介して上記駆動信号生成部４２に入力する構成となっている。このビデオボード４８は、画像データをデジタル化するためのボードである。
【０１７４】
上記液晶表示装置４１において、液晶パネル４７及びビデオボード４８以外の構成については、前記実施の形態１の液晶表示装置１の構成と同じであるので、その説明は省略する。
【０１７５】
上記液晶パネル４７は、図１５に示すように、ソースバスラインとゲートバスラインとの交点に画素電極が形成され、ソースバスラインに印加されるソース駆動用の画素データ及びソース駆動用の制御信号と、ゲートバスラインに印加されるゲート駆動用の制御信号とによって駆動され、所望する画像を表示するようになっている。
【０１７６】
上記液晶パネル４７では、通常の液晶表示装置と同様に、赤緑青の３原色の３つのサブピクセルで一つの画素を構成している。
【０１７７】
本実施の形態では、上記駆動信号生成部４２において、各画素のフレーム２ｎとフレーム２ｎ＋１の各階調での階調を以下の表３に示すように設定する。
【０１７８】
【表３】
0003999081.tif 000009
【０１７９】
表３において、Ｄは階調、Ａ（Ｄ）はフレーム２ｎの階調、Ｂ（Ｄ）はフレーム２ｎ＋１を示す。
【０１８０】
例えば、階調Ｄ＝１４４を表示する場合は、あるフレームでは階調Ａ（Ｄ）＝０を表示し、次のフレームでは階調Ｂ（Ｄ）＝１８２を表示し、そして次のフレームでは階調Ａ（Ｄ）＝０を表示し、次のフレームでは階調Ｂ（Ｄ）＝１８２を表示するといったように、同一画素においてフレーム毎に表示する階調を異なるようにする。このフレームの切り替えが十分に高速であれば、人間の目には残像による混色が行われて、中間の輝度に見える。
【０１８１】
このようにして得られる視角階調輝度比は、前記実施の形態１と同じ図１１に示すようなグラフとなる。
【０１８２】
ここで、上記のフレーム動作の詳細について以下に説明する。
【０１８３】
まず、２ｎ（ｎは自然数）フレーム動作について説明する。
【０１８４】
第２ｎフレームの入力データを
[R1(2n),G1(2n),B1(2n)],[R2(2n),G2(2n),B2(2n)],[R3(2n),G3(2n),B3(2n)], [R4(2n),G4(2n),B4(2n)],・・・
とする。このとき、｛｝括弧は、1画素のデータの区切りであり、入力データはR,G,B一組で構成されている。
【０１８５】
このときの駆動信号生成部４２から出力されるソース駆動用の画素データ（出力データ）は、
[A(R1(2n)),A(G1(2n)),A(B1(2n))], [A(R2(2n)),A(G2(2n)),A(B2(2n))],・・・
となる。本実施形態では、｛｝内の１画素のデータは３個から構成されている。したがって、駆動信号生成部４２は、上記画素データからＬＵＴ４３によって参照された結果を考慮して生成されたソース駆動用の画素データに、ソース駆動用の制御信号として、データの取り込みを制御するためのソースクロック、データの開始を示すソーススタートパルス、ソース出力の切り替えを制御するラッチパルス等を加えて、ソース駆動回路４５に送る。
【０１８６】
また、駆動信号生成部４２は、同時にゲート駆動回路４６を制御する信号の生成も行う。印加するゲートバスラインのシフトのタイミングを示すゲートクロック、フレームの切り替えの開始を示すゲートスタートパルス等のゲート駆動用の制御信号を生成して、ゲート駆動回路４６に送る。
【０１８７】
上記ソース駆動回路４５では、送られたソース駆動用の画素データと制御信号と駆動電圧生成部４４から送られてくる電圧値とに基づいてソースバスラインに印加する電圧を設定する。
【０１８８】
したがって、図１５に示すソースバスラインでは、ソースバスラインＳ１にA(R1(2n))の階調を表示するために必要な電圧が印加され、ソースバスラインＳ２にA(G1(2n))の階調を表示するために必要な電圧が印加され、ソースバスラインＳ３にA(B1(2n))の階調を表示するために必要な電圧が印加され、ソースバスラインＳ４に(R2(2n))の階調を表示するために必要な電圧が印加され、ソースバスラインＳ５にA(G2(2n))の階調を表示するために必要な電圧が印加され、ソースバスラインＳ６にA(B2(2n))の階調を表示するために必要な電圧が印加れる。
【０１８９】
次に、２ｎ＋１（ｎは自然数）フレーム動作を説明する。
【０１９０】
第２ｎ＋１フレームの入力データを、
[R1(2n+1),G1(2n+1),B1(2n+1)],[R2(2n+1),G2(2n+1),B2(2n+1)],[R3(2n+1),G3(2n+1),B3(2n+1)], [R4(2n),・・・
とする。このとき、｛｝括弧は、１画素のデータの区切りであり、入力データはR,G,B一組で構成される。
【０１９１】
このときの駆動信号生成部４２から出力されるソース駆動用の画素データ（出力データ）は、
[B(R1(2n+1)),B(G1(2n+1)),B(B1(2n+1))],[B(R2(2n+1)),B(G2(2n+1)),B(B2(2n+1))],・・・
となる。
【０１９２】
本実施形態では、｛｝内の１画素のデータは３個から構成されている。したがって、駆動信号生成部４２は、上記３個の画素データからＬＵＴ３を参照して、ソース駆動用の画素データを生成し、これに、制御信号として、データの取り込みを制御するためのソースクロック、データの開始を示すソーススタートパルス、ソース出力の切り替えを制御するラッチパルス等のソース駆動用の制御信号を生成し、ソース駆動回路４５に送る。
【０１９３】
また、駆動信号生成部４２は、同時にゲート駆動回路４６を制御するゲート駆動用の制御信号として、印加するゲートバスラインのシフトのタイミングを示すゲートクロック、フレームの切り替えの開始を示すゲートスタートパルス等を生成して、ゲート駆動回路４６に送る。
【０１９４】
ソース駆動回路４５では、送られてきたソース駆動用の画素データ及び制御信号と駆動電圧生成部４４から送られてくる電圧値とに基づいて、ソースバスラインに印加する電圧値を設定する。
【０１９５】
図１５に示すソースバスラインでは、ソースバスラインＳ１にB(R1(2n+1))の階調を表示するために必要な電圧が印加され、ソースバスラインＳ２にB(G1(2n+1))の階調を表示するために必要な電圧が印加され、ソースバスラインＳ３にB(B1(2n+1))の階調を表示するために必要な電圧が印加され、ソースバスラインＳ４にB(R2(2n+1))の階調を表示するために必要な電圧が印加され、ソースバスラインＳ５にB(G2(2n+1))の階調を表示するために必要な電圧が印加され、ソースバスラインＳ６にB(B2(2n+1))の階調を表示するために必要な電圧が印加される。
【０１９６】
以上の動作によって、フレーム間の色の混色が行われる。
【０１９７】
上記構成においては、駆動信号生成部４２において、画像データが入力されるときのフレーム周期と、生成された画像データが出力されるときのフレーム周期とは同じ周期である。このため、出力時においては、混色する際に、フレーム周波数を下げる必要がある。
【０１９８】
そこで、図１６に示すように、出力時のフレームを、入力時のフレームの周期の２分の１のサブフレームに分割することで、フレーム周波数を下げずに混色を行うことが可能となる。
【０１９９】
例えば、入力データを
[R1,G1,B1],[R2,G2,B2],[R3,G3,B3], [R4,G4,B4],・・・
とする。このとき、｛｝括弧は、１画素のデータの区切りであり、入力データはR,G,B一組で構成される。
【０２００】
そして、サブフレームＡの出力データは、
[A(R1),A(G1),A(B1)], [A(R2),A(G2),A(B2)],・・・
となる。本実施形態では、｛｝内の１画素のデータは３個から構成される。したがって、駆動信号生成部４２は、この３個の画素データからソース駆動用の画素データを生成し、この生成した画素データに加えて、データの取り込みを制御するためのソースクロック、データの開始を示すソーススタートパルス、ソース出力の切り替えを制御するラッチパルス等のソース駆動用の制御信号を加えて、ソース駆動回路４５に送る。
【０２０１】
また、駆動信号生成部４２は、同時にゲート駆動回路４６を制御するゲート駆動用の制御信号、すなわち印加するゲートバスラインのシフトのタイミングを示すゲートクロック、フレームの切り替えの開始を示すゲートスタートパルス等の制御信号を生成し、ゲート駆動回路４６に送る。
【０２０２】
上記ソース駆動回路４５では、送られたソース駆動用の画素データ及び制御信号と、駆動電圧生成部４４から送られる電圧値とに基づいて、ソースバスラインに印加する電圧値を設定する。
【０２０３】
図１５に示すソースバスラインでは、ソースバスラインＳ１にA(R1)の階調を表示するために必要な電圧が印加され、ソースバスラインＳ２にA(G1)の階調を表示するために必要な電圧が印加され、ソースバスラインＳ３にA(B1)の階調を表示するために必要な電圧が印加され、ソースバスラインＳ４にA(R2)の階調を表示するために必要な電圧が印加され、ソースバスラインＳ５にA(G2)の階調を表示するために必要な電圧が印加され、ソースバスラインＳ６にA(B2)の階調を表示するために必要な電圧が印加される。
【０２０４】
上記のサブフレームＡの動作は、元のフレーム長の２分の１の時間で行われる。
【０２０５】
一方、サブフレームＢの出力データは、
[B(R1),B(G1),B(B1)], [B(R2)),B(G2),B(B2)],・・・
となる。
【０２０６】
本実施形態では、｛｝内の１画素のデータは３個から構成される。したがって、駆動信号生成部４２は、ソース駆動用の画素データを生成し、このソース駆動用の画素データに、データの取り込みを制御するためのソースクロック、データの開始を示すソーススタートパルス、ソース出力の切り替えを制御するラッチパルス等のソース駆動用の制御信号を加えて、ソース駆動回路４５に送る。
【０２０７】
また、駆動信号生成部４２は、同時にゲート駆動回路４６を制御する信号として、印加するゲートバスラインのシフトのタイミングを示すゲートクロック、フレームの切り替えの開始を示すゲートスタートパルス等のゲート駆動用の制御信号を生成し、ゲート駆動回路４６に送る。
【０２０８】
上記ソース駆動回路４５では、送られたソース駆動用の画素データ及び制御信号と、駆動電圧生成部４４から送られる電圧値とに基づいて、ソースバスラインに印加する電圧値を設定する。
【０２０９】
図１５に示すソースバスラインでは、ソースバスラインＳ１にB(R1)の階調を表示するために必要な電圧が印加され、ソースバスラインＳ２にB(G1)の階調を表示するために必要な電圧が印加され、ソースバスラインＳ３にB(B1)の階調を表示するために必要な電圧が印加され、ソースバスラインＳ４にB(R2)の階調を表示するために必要な電圧が印加され、ソースバスラインＳ５にB(G2)の階調を表示するために必要な電圧が印加され、ソースバスラインＳ６にB(B2)の階調を表示するために必要な電圧が印加される。
【０２１０】
このサブフレームＢの動作も、サブフレームＡと同様に、元のフレーム長の２分の１の時間で行われる。
【０２１１】
上記サブフレームＡの出力とサブフレームＢの出力は連続して行われる。そして、上記のような動作を入力フレーム毎に行うことによって、フレーム間の色の混色を行うようになっている。
【０２１２】
上記の図１６に示すような入力フレームを２つのサブフレームに分割する方法を実現する場合の駆動信号生成部４２は、図１７に示すように、入力データである画像データをメモリ４９を介して画素データ変換部２１に入力するようになっている。この構成以外は、前記実施の形態１で図４に示した駆動信号生成部２の構成と同じである。
【０２１３】
つまり、本実施の形態では、画像データを一旦メモリ４９に蓄えることにより、タイミングをずらして、画素データ変換部２１でのソース駆動用の画素データの生成を行うようにしている。
【０２１４】
以上のように、フレームを考慮した場合でも、実施の形態１と同様に、白と黒の中間調の階調特性を改善することができ、この結果、視角特性を良好なものとすることで、広視野角化した場合の液晶パネルにおいて階調カーブの歪みを小さくすることができる。
【０２１５】
上述した場合のように、画素を複数のサブ画素で構成することはしないで、１つの画素に対する表示のためのフレームを複数のサブフレームで構成するようになっている。これは、人間の目の残像現象を利用したものであり、サブフレームの数を調整することで、人間の目で混色させるようになっている。
【０２１６】
このため、サブフレームの数を単純に増加させても、上述のようにサブ画素を単純に増加させた場合のように表示性能を向上させることはできない。これは、上述のように人間の目の残存現象を利用した場合、サブフレーム数が単純に増加すれば、その変化が混色されず瞬いているように見えるだけとなるからである。
【０２１７】
したがって、人間の目で変化が混色されている間に１セットの変化を終える必要がある。この場合の１セットの変化は、３０Ｈｚないし８０Ｈｚ程度になるようにする必要がある。
【０２１８】
また、サブフレームの数を増やすこと、すなわちフレームの分割数を増やすことは、瞬きを容認するか、より高速なデバイスにする必要がある。なお、高速化する場合には、コストが上がるという問題がある。
【０２１９】
以上のことから、フレームの分割数においても、液晶表示装置の使用目的等を考慮して、決定されるべきである。
【０２２０】
なお、上記の実施の形態１ないし３では、広視野角化された液晶表示装置における階調カーブの歪みを小さくし、表示品位を向上させるための構成を開示し、その説明を行ってきた。
【０２２１】
しかしながら、モバイル機器、例えばノートパソコン等を屋外で使用する場合に、他人に表示画面を見られないようにするには、逆に視野角を狭くすることが考えられる。
【０２２２】
したがって、以下の実施の形態４では、階調カーブの歪みを大きくしたり、小さくしたり調整することで、ユーザが希望する視野角に調整することのできる液晶表示装置について説明する。
【０２２３】
〔実施の形態４〕
本発明のさらに他の実施の形態について説明すれば、以下の通りである。
【０２２４】
図１８に示すように、本実施の形態にかかる液晶表示装置５１は、駆動信号生成部５２、ＬＵＴ５３、駆動電圧生成部５４、ソース駆動回路５５、ゲート駆動回路５６、液晶パネル５７を有する構成となっている。
【０２２５】
上記液晶表示装置５１は、前記実施の形態１の液晶表示装置１とほぼ同じ構成をしているが、ＬＵＴ５３における参照可能なルックアップテーブルを複数用意し、選択的に参照できる点が異なる。本実施の形態では、ＬＵＴ５３に選択信号が入力され、この選択信号に基づいてルックアップテーブルが選択されるようになっている。
【０２２６】
上記駆動信号生成部５２は、図１９に示すように、前記実施の形態１の図４で示した駆動信号生成部２と同じ構成である。一方、上記ＬＵＴ５３は、前記実施の形態１で示したＬＵＴ３とは異なり、５個のルックアップテーブル（ＬＵＴ０からＬＵＴ４）と、これらルックアップテーブルを切り替えるための切替機５７と有する構成となっている。
【０２２７】
上記切替機５７は、外部から入力される選択信号に基づいて、５個のルックアップテーブル（ＬＵＴ０からＬＵＴ４）の何れかを選択するようになっている。そして、選択されたルックアップテーブルを参照して入力される画像データの階調が設定される。
【０２２８】
上記ＬＵＴ０からＬＵＴ４は、それぞれ視角特性を異なるものに設定することで、これらを切り替えることによって、視角特性を変更することができる。
【０２２９】
一般に、ASV、MVAモジュールの場合は、白及び、黒に近くなるほど視角特性が良く、中間調の特性が悪くなるため、実施形態１であれば、下記のように、データの白(階調255)、データの黒（階調0）を下記の表４に示すように設定する。
【０２３０】
【表４】
0003999081.tif 000010
【０２３１】
このように、各ＬＵＴを設定することにより、コントラスト特性をＬＵＴ０からＬＵＴ４に向かって悪化させるように変化させることができる。
【０２３２】
中間調については、正面の階調カーブがγ=２．２を維持し、斜めからの視角の階調カーブが、ＬＵＴ０からＬＵＴ４に向かってγ＝２．２から外れるように設定する。
【０２３３】
以上によって、視角特性の切り替えを実現することができる。
【０２３４】
ここで、視角特性の切替機構について詳細に説明する。なお、液晶表示装置の基本的な構造は、前記実施の形態１と同じにし、この構造に複数のＬＵＴを持たせて、各ＬＵＴを選択可能したものとする。
【０２３５】
なお、構成条件としては、画素を２分割とする。
【０２３６】
設計方位角φは、
０°、２２．５°、７７．５°、９０°、１１２．５°、１３５°、１５７．５°．１８０°、２０２．５°、２２５°、２４７．５°、２７０°、２９２．５°、３１５°、３３７．５°
とする。
【０２３７】
視角範囲の最低コントラストは１０とする。
【０２３８】
広視野角化モジュールはＡＳＶとする。
【０２３９】
中央コントラストを３００とする。これは、モニター用液晶モジュールの一般的な仕様である。
【０２４０】
調整は５段階で行う。
【０２４１】
視角特性として、重要となるパラメータには、以下のものがある。
【０２４２】
▲１▼  コントラストの視角特性
▲２▼  階調カーブの視角特性
まず、▲１▼のコントラストの視角特性の設定について説明する。
【０２４３】
コントラストは白と黒の比となるので、以下の（６）式によって求められる。
【０２４４】
【数６】
0003999081.tif 000011
【０２４５】
また、中央コントラストを３００としているので、以下の（７）式を満たす必要がある。
【０２４６】
【数７】
0003999081.tif 000012
【０２４７】
視角範囲の最低コントラストを１０と規定しているので、以下の（８）式を満たす必要がある。
【０２４８】
【数８】
0003999081.tif 000013
【０２４９】
但し、上述の設定方位角φをすべての条件で満たすものとする。
【０２５０】
次に、５段階に視角特性を切り替えるためのテーブルの作成を行う。
【０２５１】
コントラストによる視角特性とは、コントラストのグラフの尖度によって変化する。普通のコントラストのグラフでは、図２０に示すように、尖度はパルスの大きさとパルスの幅の除算によって表される。したがって、パルスが大きく、パルスの幅が狭いほど尖度は大きいことになる。
【０２５２】
ここで、中央のコントラストを以下の（９）式によって設定する。
【０２５３】
【数９】
0003999081.tif 000014
【０２５４】
上記の（９）式により中央のコントラストを設定することにより、大きさが一定となるので、尖度は、幅によって規定される。なお、視角特性は方位もあるので、上記のパルスの幅は面積で表される。
【０２５５】
ここで、パルスの幅を、コントラスト２５０のところで規定し、上記（６）（７）（９）式によって、パルス幅の面積を計算し、その最大値をＳｍａｘ、最小値をＳｍｉｎとする。
【０２５６】
そして、ＬＵＴ０〜ＬＵＴ４までのパルス幅の面積を下記のようにして求める。
【０２５７】
ＬＵＴ０：Ｓｍａｘ
ＬＵＴ１：（Ｓｍａｘ−Ｓｍｉｎ）＊０．７５＋Ｓｍｉｎ
ＬＵＴ２：（Ｓｍａｘ−Ｓｍｉｎ）＊０．５＋Ｓｍｉｎ
ＬＵＴ３：（Ｓｍａｘ−Ｓｍｉｎ）＊０．２５＋Ｓｍｉｎ
ＬＵＴ４：Ｓｍｉｎ
上記のようにして求めた結果を、以下の表５に示す
【０２５８】
【表５】
0003999081.tif 000015
【０２５９】
上記表５の結果をコントラストと視角との関係を示すグラフで示したのが図２１である。
【０２６０】
図２１に示すグラフから分かるように、中央のコントラストを３００で保ったまま、コントラストの視角特性がＬＵＴ毎に変化していることが分かる。すなわち、ＬＵＴ０が最もコントラストの視角特性がよく、ＬＵＴ４に向かっていくほどコントラストの視角特性が悪くなっているのが分かる。
【０２６１】
続いて、▲２▼の階調カーブの視角特性について説明する。
【０２６２】
階調カーブは、視角範囲内では、γ＝２．２のカーブに近い必要があり、視角範囲外では遠い必要がある。γ＝２．２の式は、以下の（１０）式で示される。
【０２６３】
【数１０】
0003999081.tif 000016
【０２６４】
但し、Γは、１で正規化した数値となる。
【０２６５】
次に、実施の形態１の場合は、２つの画素で１つの画素のデータとしていたため、階調ｎの輝度は、そのときのそれぞれの画素の階調をｎA，ｎBとすると、下記の通りとなる。
【０２６６】
ここで、ｎ＝０とｎ＝２５５のときのｎA，ｎBの値は表５に示す値とする。したがって、正規化した輝度Ｌnormは、ｎ＝２５５のときの値に準じる。
【０２６７】
上記Ｌnormの数値と（１０）式の数値の差が小さければ小さいほど、γ＝２．２のカーブに近いことになる。
【０２６８】
そこで、この誤差をｅとすると、以下の（１１）式で示すようになる。
【０２６９】
【数１１】
0003999081.tif 000017
【０２７０】
ここで、見え方が変わるということは、この誤差のカーブの尖度が変わることになるので、次のようにして、各階調の組み合わせを選択することにより、階調カーブの視角特性の設定を行うことができる。
（１）▲１▼のコントラストの視角特性の説明において求めたコントラストから目標となる輝度値を計算する。
（２）上記（１）で求めた輝度値に対して、正面での誤差が１％以下になる組み合わせを選ぶ。
（３）上記（２）で求めた組み合わせの誤差１０％でのパルス幅の面積を求める。
（４）組み合わせの中で、最大の面積Ｓｍａｘと最小の面積Ｓｍｉｎとを求める。
（５）上記（４）で求めた面積から５段階の面積を以下のように設定する。
【０２７１】
ＬＵＴ０：Ｓｍａｘ
ＬＵＴ１：（Ｓｍａｘ−Ｓｍｉｎ）＊０．７５＋Ｓｍｉｎ
ＬＵＴ２：（Ｓｍａｘ−Ｓｍｉｎ）＊０．５＋Ｓｍｉｎ
ＬＵＴ３：（Ｓｍａｘ−Ｓｍｉｎ）＊０．２５＋Ｓｍｉｎ
ＬＵＴ４：Ｓｍｉｎ
（６）上記（５）で求めた面積となるように、組み合わせを選択する。
【０２７２】
上記の工程によって、求めた組み合わせが以下の表６〜表１０となる。但し、階調０、階調２５５についても、組み合わせを選択しているため、これらの階調の組む合わせはコントラストの視角特性についての説明で求めた結果とは異なる。
【０２７３】
【表６】
0003999081.tif 000018
【０２７４】
【表７】
0003999081.tif 000019
【０２７５】
【表８】
0003999081.tif 000020
【０２７６】
【表９】
0003999081.tif 000021
【０２７７】
【表１０】
0003999081.tif 000022
【０２７８】
上記の各ＬＵＴによって得られた階調カーブは、それぞれ図２２〜図２６に示すようになる。すなわち、表６のＬＵＴ０によって得られた階調カーブは図２２に示すグラフである。表７のＬＵＴ１によって得られた階調カーブは図２３に示すグラフである。表８のＬＵＴ２によって得られた階調カーブは図２４に示すグラフである。表９のＬＵＴ３によって得られた階調カーブは図２５に示すグラフである。表１０のＬＵＴ４によって得られた階調カーブは図２６に示すグラフである。
【０２７９】
尚、本発明は、特開平７−１２１１４４号公報に開示されているような、電気的な視野角拡大方法に適用することも可能であり、コントラストを改善させる技術と併用することによって、複合的な効果を得ることができる。
【０２８０】
以下に示す実施の形態５、６では、前記の各実施の形態のように、表示画面における階調カーブの視角による歪みを調整することで、広い視野角で高コントラストと良い階調カーブを得て表示画面の表示品位を向上させることができると共に、逆に狭い視野角の表示画面を実現し、他人に見られたくない情報を安心して表示し得る液晶表示装置を前提とし、さらに、表示品位の向上を図る例について説明する。
【０２８１】
〔実施の形態５〕
本発明のさらに他の実施の形態について説明すれば、以下の通りである。なお、本実施の形態にかかる液晶表示装置は、前記の実施の形態１で説明した図１に示す液晶表示装置とほぼ同じ構成であるので、詳細な説明は省略する。
【０２８２】
本実施の形態にかかる液晶表示装置は、前記実施の形態１で説明した液晶表示装置１と同様に、図２、図３に示すような赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の画素電極それぞれ２個に分割された分割画素（サブ画素）Ａ、分割画素（サブ画素）Ｂで１つの画素８を構成している。なお、本実施の形態では、図２に示す液晶パネルを模式的に示した、図３２ないし図３４を用いて説明する。
【０２８３】
図３２ないし図３４において、記号Ｃｍｎｄは、ｍ行ｎ列のピクセルｍｎのＣ（Ｒ,Ｇ,またはＢ）色の画素の分割画素ｄ（ＡまたはＢ）を示す。
【０２８４】
ここで、ピクセルｍｎのデータに基づき、分割画素Ａ,Ｂのデータを生成する。このときの分割画素Ａ,Ｂのデータの割り振りは、輝度の明暗に基づいて行なわれる。すなわち、図３３に示す各ピクセルの明暗の状態を一フレームとし、図３４に示す各ピクセルの明暗の状態を一フレームとしたときに、図３３と図３４とで示されるフレームを、輝度の明暗に応じて交互に繰り返すように、分割画素Ａ，Ｂのデータの割り振りが行なわれる。
【０２８５】
例えば、液晶パネルが、図３２に示すように各色の画素が分割画素Ａ，Ｂとして配置された状態で、分割画素Ａ（Ｒ１１Ａ、Ｇ１１Ａ、Ｂ１１Ａ、…、Ｒ２１Ａ、Ｇ２１Ａ、Ｂ２１Ａ、…）に明るいデータが配置され、分割画素Ｂ（Ｒ１１Ｂ、Ｇ１１Ｂ、Ｂ１１Ｂ、…、Ｒ２１Ｂ、Ｇ２１Ｂ、Ｂ２１Ｂ、…）に暗いデータが配置されると、ベタ画面では縞が発生することになる。
【０２８６】
しかしながら、液晶パネルを、図３２に示すように各色の画素が分割画素Ａ，Ｂとして配置された状態で、分割画素Ａ，Ｂのデータの割り振りを、輝度の明暗に応じて交互に繰り返すように設定し、さらに、各分割画素の輝度の明暗を、フレーム毎に図３３と図３４とに示す状態に交互に切り替えることで、ベタ画面において縞の発生を抑制することができる。
【０２８７】
なお、各分割画素のフレーム毎の切り替え（図３３と図３４の切り替え）は、図３５に示すような、２つのセレクタ６１、６２からなる簡単な論理回路にて実現することができる。この回路では、制御信号が０のとき、出力ｎＡ’＝ｎＡ、ｎＢ’＝ｎＢとなり、制御信号が１のときｎＡ’＝ｎＢ、ｎＢ’＝ｎＡとなる。フレーム毎にこの制御信号を０、１、０、１、０、１、０、……と切り替えることにより、分割画素のフレーム毎の切り替えを可能とする。
【０２８８】
上記論理回路は、前記実施の形態１で説明した図１の駆動信号生成部２にて実現され、上記制御信号もここで生成されるものとする。
【０２８９】
上記駆動信号生成部２は、表示データに基づき、サブ画素（分割画素Ａ，Ｂ）のデータを生成するにあたり、複数のパターンを生成すると共に、フレームごとにそのパターンを切り替えるようになっている。このことは、駆動信号生成部２において、より実際的には、元の画像データから、サブ画素に変換するテーブルを複数用意しておき、それをフレームごとに切り替えることによって実現できる。
【０２９０】
〔実施の形態６〕
本発明のさらに他の実施の形態について説明すれば、以下の通りである。なお、本実施の形態にかかる液晶表示装置は、前記の実施の形態１で説明した図１に示す液晶表示装置とほぼ同じ構成であるので、詳細な説明は省略する。
【０２９１】
一般に、液晶表示装置は、液晶分子に電界をかけて、分子を移動させることによって表示を行っている。ところで、液晶分子は極性を持っているため、同一方向の電界をかけ続けると、分極を起こしてしまう。分極が発生すると、分子の移動のダイナミックレンジが減少してしまうため、表示品位の低下を招来するという問題が生じる。
【０２９２】
そこで、フレーム毎に液晶に印加する電圧の極性を反転させて、液晶の分極を抑制し、表示品位の低下を防いでいる。なお、この印加電圧の極性の反転方法には、フレーム反転駆動、ライン反転駆動、ドット反転駆動などの種類があり、これらについて、以下に説明する。
【０２９３】
上記フレーム反転駆動は、全画面の極性をフレーム毎に＋極性と−極性と入れ換えるものである。
【０２９４】
また、ライン反転駆動は、ライン毎に交互に反転するように極性を配置しておき、フレーム毎に、図３６に示す状態と図３７に示す状態とを入れ換えることによって駆動を行うものである。ここで、図３６において、＋、−、＋、…という順番になるように極性が配置されれば、図３７では、図３６の逆の、−、＋、−、…という順番になるように極性が配置される。
【０２９５】
さらに、ドット反転駆動は、画素単位で交互に反転するように極性を配置しておき駆動を行うものである。
【０２９６】
本実施の形態では、上記のライン反転駆動について以下に説明する。
【０２９７】
本実施の形態にかかる液晶表示装置は、前記実施の形態５の図３３と図３４と同様に、分割画素の各色の画素においてフレーム毎に輝度の明暗を交互に反転させるようになっている。
【０２９８】
なお、本実施の形態では、さらに、図３８、図３９に示すように、分割画素毎に極性を反転させて配置させ、フレーム毎に各ラインの極性を反転させるようになっている。ここで、図中で、"明＋"と記載されているのは＋極性で、画素分割されたときに明るいほうを意味する。また、"暗＋"と記載されているのは＋極性で、画素分割されたときに暗いほうを意味する。さらに、"明−"と記載されているのは−極性で、画素分割されたときに明るいほうを意味する。また、"暗−"と記載されているのは−極性で、画素分割されたときに暗いほうを意味する。
【０２９９】
このように極性を配置するのは、本来＋極性と−極性の輝度は同じになるように設計されているが、生産時のばらつき等の要因によって輝度差が発生する。そのため、ライン反転駆動の場合は、中間調のベタデータと黒データをライン毎に交互に繰り返すようなパターンを表示させると、＋極性と−極性の輝度差によって、ベタ画面が瞬いて見えるので、表示品位が低下するという問題が生じる。
【０３００】
これに対して、図３８に示す状態と図３９に示す状態とフレーム毎に切り替えることで、極性の配置と明暗の配置とをフレーム毎にずらすことになり、ベタ画面における瞬きが見えやすくなるパターンを複雑にすることができる。これによって、通常表示時にこの瞬きの発生を出現しにくくすることができる。なお、このときの、極性の配置と明暗の配置とのずらし方は、極性の配置と明暗の配置とを２つの変数とした場合の相関係数が０に近くなるように設定すればよい。
【０３０１】
つまり、上記表示データ生成手段としての駆動信号生成部２は、フレームごとに切り替えられるパターンと、電圧の印加方向を切り替えるパターンとの相関を下げるためのサブ画素のパターンを生成するようにしている。
【０３０２】
上記印加電圧の極性を変更は、前記実施の形態１で説明した駆動電圧生成部４にて行なわれる。なお、液晶の分極を防ぐための印加電圧の極性反転は、上述のように駆動電圧生成部４で行う方式以外に、ソース駆動回路５で行う方式もある。
【０３０３】
また、本発明は、上述した各実施の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、異なる実施の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の形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【０３０４】
【発明の効果】
以上のように、本発明の液晶表示装置は、階調表示が可能な液晶パネルを有する液晶表示装置において、上記液晶パネルの表示画面における階調と輝度比との関係を示す階調カーブの視角による歪みを調整する歪み調整手段が設けられている構成である。
【０３０５】
それゆえ、歪み調整手段によって、階調カーブの視角による歪みを調整することで、表示画面の視角による印象の差を調整することが可能となる。
【０３０６】
例えば、歪み調整手段によって、階調カーブの視角による歪みが小さくなるように調整すれば、表示画面の視角による印象の差を小さくすることができる。つまり、表示画面を正面から見た印象と、斜めから見た印象との差を小さくすることができる。これにより、表示画像の正面から見た場合の印象と斜めから見た場合の印象をほぼ同じにすることができるので、特に、広い視角範囲（広視野角）での液晶表示装置における表示品位を向上させることができる。
【０３０７】
また、歪み調整手段によって、階調カーブの視角による歪みが大きくなるように調整すれば、表示画面の視角による印象の差を大きくすることができる。つまり、表示画面を正面からみた印象と、斜めからみた印象との差を大きくすることができる。これにより、狭い視角範囲（狭視野角）で画面を表示させることができるので、例えば正面から見やすくし、斜め方向から見えにくくすることが可能となり、他人に見せたくない情報を安心して表示させることができる。
【０３０８】
以上のように、階調カーブの視角による歪みを調整することにより、表示画面において、広視野角表示と狭視野角表示とを自由に切り替えることが可能となるので、液晶表示装置の表示目的に応じた視野角で表示品位の高い画像を表示させることができるという効果を奏する。
【０３０９】
上記歪み調整手段は、階調カーブの視角による歪みを調整するために参照されるルックアップテーブルと、上記ルックアップテーブルによる参照結果に基づいて、階調カーブの視角による歪みを調整した表示データを生成する表示データ生成手段とを備えている構成であってもよい。
【０３１０】
この場合、階調カーブの視角による歪みを調整するために参照されるルックアップテーブルは、表示目的、例えば広視野角化を図りたい場合には、広視野角用の内容（階調カーブ）とし、狭視野角化を図りたい場合には、狭視野角用の内容（階調カーブ）とすればよいので、液晶パネルにおける表示内容に応じて表示することができるという効果を奏する。
【０３１１】
また、上記歪み調整手段は、階調カーブの視角による歪みを調整するために参照されるルックアップテーブルを複数種類有すると共に、該ルックアップテーブルを選択する選択手段と、上記選択手段によって選択されたルックアップテーブルによる参照結果に基づいて、階調カーブの視角による歪みを調整した表示データを生成する表示データ生成手段とを備えた構成であってもよい。
【０３１２】
この場合、ルックアップテーブルを表示目的の種類分用意し、必要に応じて切り替えることで、使用者は目的とする階調カーブで情報を表示することが可能となる。したがって、ルックアップテーブルを切り替えるだけで、表示目的に応じた表示を容易に行うことができるという効果を奏する。
【０３１３】
上記の歪み調整手段による階調カーブの視角による歪み調整についての具体的な手段としては、以下に示すものがある。
【０３１４】
上記液晶パネルの１画素を、それぞれが独立駆動可能な複数のサブ画素で構成し、上記歪み調整手段は、１つの画素内の全てのサブ画素に対してそれぞれ異なる階調カーブを示すように、上記液晶パネルに入力する表示データを設定するようにしてもよい。
【０３１５】
この場合、１画素を構成する全てのサブ画素が全て異なる階調カーブを示すようになるので、表示画面における階調の調整が容易に行え、表示目的に応じた表示画面を容易に得ることができるという効果を奏する。
【０３１６】
また、上記液晶パネルの１画素は、３原色に対応するサブ画素と、該３原色のサブ画素以外の１つまたは複数のサブ画素とからなり、上記歪み調整手段は、１つの画素内の全てのサブ画素に対してそれぞれ異なる階調カーブを示すように、上記液晶パネルに入力する表示データを設定するようにしてもよい。
【０３１７】
この場合、カラー表示を行う液晶パネルを備えた液晶表示装置において、前述のように、１画素を複数に分割した場合と同様の効果を奏する。すなわち、１画素を構成する全てのサブ画素が全て異なる階調カーブを示すようになるので、表示画面における階調の調整が容易に行え、表示目的に応じた表示画面を容易に得ることができるという効果を奏する。
【０３１８】
また、上記液晶パネルの１画素の表示のための１フレームが複数のサブフレームからなり、上記歪み調整手段は、１つの画素の表示のための全てのサブフレームに対してそれぞれ異なる階調カーブを示すように、上記液晶パネルに入力する表示データを設定するようにしてもよい。
【０３１９】
この場合も、前述のように、１画素を複数に分割した場合と同様の効果を奏する。すなわち、１画素を表示するための１フレームを構成する複数のサブフレームが全て異なる階調カーブを示すようになるので、表示画面における階調の調整が容易に行え、表示目的に応じた表示画面を容易に得ることができるという効果を奏する。
【０３２０】
上記液晶パネルを、視野角を広げるための広視野角化液晶モードで駆動してもよい。
【０３２１】
この場合、階調カーブの視角による歪みが小さくなるように設定されていれば、表示画面を正面から見た印象と、斜めから見た印象とを同じにすることができるので、上記のような広視野角化液晶モードで液晶パネルが駆動されている場合、広視野角で表示品位の高い表示を行うことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態にかかる液晶表示装置の概略構成ブロック図である。
【図２】図１に示す液晶表示装置に備えられた液晶パネルの詳細を示す模式図である。
【図３】図２に示す液晶パネルを構成する画素の詳細を示す模式図である。
【図４】図１に示す液晶表示装置に備えられた駆動信号生成部の概略構成ブロック図である。
【図５】（ａ）（ｂ）は、液晶パネルにおける各視角における輝度を測定するための方法を説明する図である。
【図６】ＡＳＶモードで表示される液晶パネルの視角と輝度との関係を示すグラフである。
【図７】図６に示すグラフを階調と輝度比との関係に置き換えたグラフである。
【図８】図６に示すグラフを各階調での視角と輝度比との関係に置き換えたグラフである。
【図９】本実施の形態の液晶表示装置における液晶パネルの視角と輝度との関係を示すグラフである。
【図１０】図９に示すグラフを階調と輝度比との関係に置き換えたグラフである。
【図１１】図９に示すグラフを各階調での視角と輝度比との関係に置き換えたグラフである。
【図１２】本発明の他の実施の形態にかかる液晶表示装置に備えられた液晶パネルの模式図である。
【図１３】図１２に示す液晶パネルを構成する画素の詳細を示す模式図である。
【図１４】本発明のさらに他の実施の形態にかかる液晶表示装置の概略構成ブロック図である。
【図１５】図１４に示す液晶表示装置に備えられた液晶パネルの模式図である。
【図１６】図１４に示す液晶表示装置における駆動信号生成部でのデータの入出力の状態を示す図である。
【図１７】図１４に示す液晶表示装置における駆動信号生成部の概略構成ブロック図である。
【図１８】本発明のさらに他の実施の形態にかかる液晶表示装置の概略構成ブロック図である。
【図１９】図１８に示す液晶表示装置に備えられた駆動信号生成部及びＬＵＴの概略構成ブロック図である。
【図２０】液晶パネルのコントラストを示すグラフである。
【図２１】各ＬＵＴにおける視角とコントラストとの関係を示すグラフである。
【図２２】図２１で示したＬＵＴ０を用いて表示した場合の液晶パネルの階調と輝度比との関係を示すグラフである。
【図２３】図２１で示したＬＵＴ１を用いて表示した場合の液晶パネルの階調と輝度比との関係を示すグラフである。
【図２４】図２１で示したＬＵＴ２用いて表示した場合の液晶パネルの階調と輝度比との関係を示すグラフである。
【図２５】図２１で示したＬＵＴ３を用いて表示した場合の液晶パネルの階調と輝度比との関係を示すグラフである。
【図２６】図２１で示したＬＵＴ４を用いて表示した場合の液晶パネルの階調と輝度比との関係を示すグラフである。
【図２７】ＴＮモードにおける液晶の動作を示す図である。
【図２８】ＴＮモードにおける広視野角化を図った場合の配向状態を説明する図である。
【図２９】ＩＰＳモードにおける液晶の動作を示す図である。
【図３０】ＶＡモードにおける液晶の動作を示す図である。
【図３１】ＶＡモードでの広視野角化を図る場合を示し、（ａ）は基板表面の構造を示す概略断面図であり、（ｂ）は（ａ）に示す構造の基板間での液晶の動作を示す図である。
【図３２】本発明のさらに他の実施の形態にかかる液晶表示装置に備えられた液晶パネルを示す模式図である。
【図３３】図３２に示す液晶パネルの各サブ画素における輝度の明暗の配置例を示す図である。
【図３４】図３２に示す液晶パネルの各サブ画素における輝度の明暗の他の配置例を示す図である。
【図３５】図３２に示す液晶パネルのサブ画素のフレーム毎の切り替えを実現するための回路を示す回路図である。
【図３６】液晶パネルのライン駆動方法を示す説明図である。
【図３７】液晶パネルのライン駆動方法を示す説明図である。
【図３８】本発明のさらに他の実施の形態にかかる液晶表示装置に備えられた液晶パネルのあるフレームでの印加電圧の極性のパターンを示す図である。
【図３９】図３８に示す液晶パネルの他のフレームでの印加電圧の極性のパターンを示す図である。
【符号の説明】
１    液晶表示装置
２    駆動信号生成部（表示データ生成手段、歪み調整手段）
３    ＬＵＴ（ルックアップテーブル、歪み調整手段）
４    駆動電圧生成部
５    ソース駆動回路
６    ゲート駆動回路
７    液晶パネル
８    画素
２１    画素データ変換部
２２    水平同期信号生成部
２３    垂直同期信号生成部
３１    液晶パネル
３２    画素
３３    赤のサブピクセル（サブ画素）
３４    緑のサブピクセル（サブ画素）
３５    青のサブピクセル（サブ画素）
３６    白のサブピクセル（サブ画素）
４１    液晶表示装置
４２    駆動信号生成部（表示データ生成手段、歪み調整手段）
４３    ＬＵＴ（ルックアップテーブル、歪み調整手段）
４４    駆動電圧生成部
４５    ソース駆動回路
４６    ゲート駆動回路
４７    液晶パネル
４８    ビデオボード
４９    メモリ
５１    液晶表示装置
５２    駆動信号生成部（表示データ生成手段、歪み調整手段）
５３    ＬＵＴ（ルックアップテーブル、歪み調整手段）
５４    駆動電圧生成部
５５    ソース駆動回路
５６    ゲート駆動回路
５７    切替機
Ａ    分割画素（サブ画素）
Ｂ    分割画素（サブ画素）
【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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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