(57)【要約】【課題】ＰＶＡ液晶モードにおいて、オーバードライブ駆動を行なうと生じる揺戻し現象を起因とする動画応答特性の低下を改善する。【解決手段】画素セルは、高階調側の表示を担当する高階調側のサブ画素と低階調側の表示を担当する低階調側のサブ画素に分割され、各サブ画素を独立に駆動する個別の薄膜トランジスタを具備した多分割ドメイン制御技術を採用して視野角改善を図る。高階調側のサブ画素に対するオーバードライブ駆動特性と低階調側のサブ画素に対するオーバードライブ駆動特性とを独立に設定するルックアップテーブルを設ける。高階調側のサブ画素に対するオーバードライブ駆動特性と低階調側のサブ画素に対するオーバードライブ駆動特性の少なくとも一方を過剰気味のオーバードライブ量に設定することで、揺戻し現象を起因とする動画応答特性の低下を改善する。【選択図】図３
2009276653.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶素子および前記液層素子に電気的に接続された薄膜トランジスタを具備する複数の画素セルがマトリクス状に配置された画素アレイ部と、
現時点の入力階調と１表示周期前の入力階調のレベル差に応じたオーバードライブ駆動特性に従って、前記液晶素子の光学応答を１表示周期内にほぼ完了させるようにオーバードライブ駆動を制御する表示制御部と
を備え、
前記複数の画素セルのそれぞれは、入力されたある階調レベルについてレベル変換により担当分けされた高階調側の表示を担当する高階調側のサブ画素と低階調側の表示を担当する低階調側のサブ画素に分割され、各サブ画素を独立に駆動する個別の薄膜トランジスタを具備し、
前記表示制御部は、前記高階調側のサブ画素に対するオーバードライブ駆動特性と前記低階調側のサブ画素に対するオーバードライブ駆動特性とを独立に設定する
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記表示制御部は、前記高階調側のサブ画素に対するオーバードライブ駆動特性を規定する高階調側のルックアップテーブルと、前記低階調側のサブ画素に対するオーバードライブ駆動特性を規定する低階調側のルックアップテーブルを記憶したテーブルメモリを有する
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】
前記画素セルは、オーバードライブ駆動後の表示周期内に、前記液晶素子の配向乱れを起因として、一時的に輝度が低下する現象を生じ得るものであり、
前記表示制御部は、前記高階調側のサブ画素に対するオーバードライブ駆動特性と前記低階調側のサブ画素に対するオーバードライブ駆動特性の少なくとも一方を過剰気味のオーバードライブ量に設定する
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４】
前記表示制御部は、前記高階調側のサブ画素に対するオーバードライブ駆動特性と前記低階調側のサブ画素に対するオーバードライブ駆動特性に関して、何れか一方を過剰気味のオーバードライブ量に設定するとともに、他方を不足気味のオーバードライブ量に設定する
ことを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記表示制御部は、入力階調が比較的高い階調範囲に属するときには、前記低階調側のサブ画素に対しては過剰気味のオーバードライブ量に設定するとともに、前記高階調側のサブ画素に対しては不足気味のオーバードライブ量に設定する
ことを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記複数の画素セルのそれぞれは、入力されたある階調レベルについて３つ以上に担当する階調領域が分けられたサブ画素と、各サブ画素を独立に駆動する個別の薄膜トランジスタを具備し、
前記表示制御部は、最も高い階調領域を担当するサブ画素に対しては不足気味のオーバードライブ量に設定するとともに、残りのサブ画素の少なくとも１つに対しては過剰気味のオーバードライブ量に設定する
ことを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記表示制御部は、オーバードライブ駆動を実行する表示周期後の透過率変動が最終到達透過率に対して１５％以内となるように前記オーバードライブ量を設定する
ことを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記画素アレイ部は、所定のセルギャップで対向配置された一対の基板と、前記一対の基板間に形成された配向膜間に封止された液晶層を有するものであり、
前記液晶層が負の誘電異方性を備える
ことを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記表示制御部は、
前記液晶素子を含む絵素容量を入力画像信号に対応する充電状態とすることによって１表示周期ごとに表示を更新するとともに、
入力階調が比較的高い階調範囲に属するときには、前記高階調側のサブ画素に対してはオーバードライブ駆動を行なわずに、前記低階調側のサブ画素に対しては過剰気味のオーバードライブ量に設定する
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１０】
前記画素セルは、オーバードライブ駆動後の表示周期内に、前記液晶素子の配向乱れを起因として、一時的に輝度が低下する現象を生じ得るものであり、
前記複数の画素セルのそれぞれは、入力されたある階調レベルについて３つ以上に担当する階調領域が分けられたサブ画素と、各サブ画素を独立に駆動する個別の薄膜トランジスタを具備し、
前記表示制御部は、最も高い階調領域を担当するサブ画素に対してはオーバードライブ駆動を行なわずに、残りのサブ画素の内、より高い階調領域を担当するサブ画素には通常または不足気味のオーバードライブ量に設定するとともに、残りのサブ画素の少なくとも１つに対しては過剰気味のオーバードライブ量に設定する
ことを特徴とする請求項９に記載の液晶表示装置。
【請求項１１】
液晶素子および前記液層素子に電気的に接続された薄膜トランジスタを具備する複数の画素セルがマトリクス状に配置された画素アレイ部について、現時点の入力階調と１表示周期前の入力階調のレベル差に応じたオーバードライブ駆動特性に従って、前記液晶素子の光学応答を１表示周期内にほぼ完了させるようにオーバードライブ駆動する液晶駆動方法であって、
前記複数の画素セルのそれぞれは、入力されたある階調レベルについてレベル変換により担当分けされた高階調側の表示を担当する高階調側のサブ画素と低階調側の表示を担当する低階調側のサブ画素に分割され、各サブ画素を独立に駆動する個別の薄膜トランジスタを具備しており、
前記高階調側のサブ画素に対するオーバードライブ駆動特性と前記低階調側のサブ画素に対するオーバードライブ駆動特性とを独立に設定する
ことを特徴とする液晶駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力映像信号に応じた階調表示が可能な液晶表示装置およびその駆動方法に関する。より詳細には、動画応答特性の改善技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置（液晶ディスプレイ）は、画素がマトリクス状に配列され、液晶表示面を介して出力画像を表示するアクティブマトリクス型の画像ディスプレイである。液晶表示装置は、直視型のディプレイであり、通常、動画応答性が問題となる。このため、従来の液晶表示装置においては、液晶応答の高速化を実現する手法が種々考えられている（たとえば特許文献１を参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−３４３６２５号公報
【０００４】
たとえば、従来の液晶表示装置においては、表示モードに関わらず、絵素容量に１表示周期に亘って電圧を印加し続けるスタティック駆動ではなく、絵素容量を入力画像信号に対応する充電状態とすることによって１表示周期ごとに表示を更新する駆動方式の場合には、低階調から高階調に移る駆動時においては、電圧書込み直後の液晶層の大きなキャパシタンス変化に起因して、電圧書込み後の最初の表示周期が電圧印加不足になることに起因して輝度変化の２段応答が現われる（特許文献１の段落１９〜２９を参照）。
【０００５】
この対策のため、特許文献１（請求項１）では、液晶容量と液晶容量に電気的に並列に接続された蓄積容量とで絵素容量を構成するとともに、蓄積容量の液晶容量に対する容量比を１以上に設定することで、絵素容量の充電特性の応答速度（２段応答特性）が改善され、絵素容量が、少なくとも最高の階調電圧が印加されたとき、１垂直期間に亘って充電電圧の９０％以上を保持するので、階調レベルが高い高階調領域における応答特性を改善するようにしている。２段応答に対して、液晶容量と並列に蓄積容量を設けることで液晶層に電荷を補填する役割を果たす仕組みである。
【０００６】
また、特許文献１（請求項２，３）では、応答速度が遅い中間階調領域での液晶応答の高速化を実現する一手法として、信号切替直後の１表示周期に、前表示周期と現表示周期の入力階調差の組合せに応じて、予め決められた、現表示周期の入力階調より大きな階調で駆動するオーバードライブ駆動を行なっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載の２段応答の対する改善手法では、当然の如く、液晶容量と蓄積容量との容量比の制約があり、素子構成上の自由度が少ない。液晶容量に対して蓄積容量を大きくするほど２段応答性は軽減されるが、パネル開口率が低下することとなる。
【０００８】
また、オーバードライブ駆動を行なうと、低階調領域におけるオーバードライブ駆動直後に、液晶の配向乱れに起因する揺戻し現象を起因として、一時的に輝度が低下する表示モードのものがある。つまり、液晶表示モードによっては、オーバードライブ駆動を行なうと、揺戻し現象を起因とする一時的な輝度低下が起こり、動画応答特性が低下すると言った新たな問題が生じる。
【０００９】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、特許文献１に記載の仕組みとは異なる手法により、２段応答を起因とする動画応答特性の低下を改善する仕組みを提供することを第１の目的とする。また、特許文献１に記載の仕組みとは異なる手法により、揺戻し現象を起因とする動画応答特性の低下を改善する仕組みを提供することを第２の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る表示装置の一形態は、液晶素子および液層素子に電気的に接続された薄膜トランジスタを具備する複数の画素セルがマトリクス状に配置された画素アレイ部と、現時点の入力階調と１表示周期前の入力階調のレベル差に応じたオーバードライブ駆動特性に従って液晶素子の光学応答を１表示周期内にほぼ完了させるようにオーバードライブ駆動を制御する表示制御部を備える。
【００１１】
ここで、複数の画素セルのそれぞれは、入力されたある階調レベルについてレベル変換により担当分けされた高階調側の表示を担当する高階調側のサブ画素と低階調側の表示を担当する低階調側のサブ画素に分割され、各サブ画素を独立に駆動する個別の薄膜トランジスタを具備するものとする。そして、表示制御部は、高階調側のサブ画素に対するオーバードライブ駆動特性と低階調側のサブ画素に対するオーバードライブ駆動特性とを独立に設定する。
【００１２】
画素分割した各サブ画素に対してオーバードライブ駆動を実行するに当たり、それぞれに対するオーバードライブ駆動特性を独立に設定することで、それぞれにより得られるオーバードライブ駆動の効果（掛り具合）を異なるようにできる。
【００１３】
たとえば、画素セルが、オーバードライブ駆動後の表示周期内に、液晶素子の配向乱れを起因とした揺戻し現象により一時的に輝度が低下する現象を生じ得るものである場合には、表示制御部は、高階調側のサブ画素に対するオーバードライブ駆動特性と低階調側のサブ画素に対するオーバードライブ駆動特性の少なくとも一方を過剰気味のオーバードライブ量に設定することで、揺戻し現象を起因とする動画応答特性の低下を改善する。
【００１４】
また、表示制御部は、液晶素子を含む絵素容量を入力画像信号に対応する充電状態とすることによって１表示周期ごとに表示を更新するとともに、入力階調が比較的高い階調範囲に属するときには、高階調側のサブ画素に対してはオーバードライブ駆動を行なわずに、低階調側のサブ画素に対しては過剰気味のオーバードライブ量に設定することで、２段応答を起因とする動画応答特性の低下を改善する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の一形態によれば、液晶容量と蓄積容量との容量比の制約を受けることなく、揺戻し現象や２段応答を起因とする動画応答特性の低下を改善できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、以下においては、画素の表示素子として自発光型でない液晶素子を例に、また補助光源をバックライトとして使用する透過型の表示装置で具体的に説明する。ただしこれは一例であって、補助光源から発せられた照明光をフロント側から照射する反射型の表示装置や、画素の表示素子として自発光型でない液晶素子を使用しつつ補助光源を使用せず周囲光を利用する反射型の表示装置でもよい。さらに、透過型と反射型の機能を１つの表示パネルに取り込んだ半透過型と称される表示装置でもよい。
【００１７】
＜液晶表示装置の全体構成＞
図１は、たとえば電気光学素子として液晶素子を用いてなる液晶表示装置の一実施形態の全体構成の概略を示す図である。このような表示装置は、半導体メモリやミニディスク（ＭＤ）やカセットテープなどの記録媒体を利用した携帯型の音楽プレイヤーやその他の電子機器の表示部に利用される。
【００１８】
図１に示すように、液晶表示装置１は、基板２の上に画素アレイ部３が集積形成され、その近傍に第１の制御部であるゲートドライバ部５（垂直駆動部とも称される）と第２の制御部であるソースドライバ部６（水平駆動部とも称される）などが配置されている。ゲートドライバ部５やソースドライバ部６には、パネル外に配された駆動制御回路から、映像信号や種々のパルス信号が供給されるようになっている。ゲートドライバ部５、およびソースドライバ部６やパネル外に配された駆動制御回路を纏めて表示制御部９と称する。
【００１９】
詳細は後述するが、本実施形態の表示制御部９は、現時点の入力階調と１画面前の入力階調のレベル差に応じて、液晶素子の光学応答を１表示周期内にほぼ完了させるようにオーバードライブ駆動を制御するようになっている。
【００２０】
図では、画素アレイ部３のみで表示パネル部とした形態を示しているが、製品形態としてはこのようなものに限らない。すなわち、製品形態としては、画素アレイ部３とゲートドライバ部５やソースドライバ部６などの制御部を同一のガラス基板上に搭載した表示パネル部と駆動信号生成部や映像信号処理部を別体とする形態（パネル上配置構成と称する）や、表示パネル部には画素アレイ部３を搭載し、それとは別基板（たとえばフレキシブル基板）上に制御部や駆動信号生成部や映像信号処理部などの周辺回路を搭載する形態（周辺回路パネル外配置構成と称する）が考えられる。
【００２１】
また、画素アレイ部３と制御部とを同一のガラス基板上に搭載して表示パネル部を構成するパネル上配置構成の場合、画素アレイ部３のＴＦＴを生成する工程にて同時に制御部（必要に応じて駆動信号生成部や映像信号処理部も）用の各ＴＦＴを生成する仕組み（ＴＦＴ一体構成と称する）と、ＣＯＧ（Chip On Glass ）実装技術により画素アレイ部３が搭載されたガラス基板上に制御部（必要に応じて駆動信号生成部や映像信号処理部も）用の半導体チップを直接実装する仕組み（ＣＯＧ搭載構成と称する）が考えられる。
【００２２】
画素アレイ部３は、１対の基板２と両者の間に保持された液晶素子３２とを備えたパネル構造を有する。たとえば、画素トランジスタなどを含む画素セル３０が、透明絶縁基板、たとえば第１のガラス基板（駆動側基板）上に行列状に２次元配置され、この画素配列に対して行ごとに垂直走査線が配線されるとともに、列ごとに水平走査線が配線された構成となっている。第１のガラス基板は、第２のガラス基板（対向側基板）と所定の間隙を持って対向配置されるとともに、図示しないシール剤を介して貼り合わされている。そして、そのシール剤の位置よりも内側の領域に液晶材料が封入されることになる。カラー液晶表示パネルとする場合にはカラーフィルタが、フィルタ色の位置と画素位置を整合させて表示面側に配置される。
【００２３】
たとえば、画素アレイ部３には、ゲートドライバ部５から供給される行選択パルスを伝送する垂直走査線１２（ゲート線）とソースドライバ部６から供給されるソース出力電圧Ｖsourceを伝送して液晶素子を駆動するための水平走査線１４（信号線やデータ線とも称される）が形成されている。両者の交差部には画素セル３０が配置される。
【００２４】
画素セル３０は、液晶素子３２、その画素電極を駆動する薄膜トランジスタ（ＴＦＴ；Thin Film Transistor）３４、および画素信号を保持する保持容量３６（画素容量）を有する。図では、垂直走査線１２、水平走査線１４、および画素セル３０をそれぞれ１つ示しているが、画素セル３０が２次元マトリクス状に配置され、それらの画素セル３０に対して垂直走査線１２と水平走査線１４が配線される。
【００２５】
さらに、本実施形態の画素セル３０は、詳細は後述するが（図２や図２Ａを参照）、１つの画素セル３０が、空間的に隣接した領域の複数（典型例は２つ）のサブ画素により表現されるようになっており、複数個のサブ画素を用いた空間的な変調を施すことにより視野角を改善するハーフトーン表示あるいは多分割ドメイン制御と称される技術を採用する。たとえば、一方のサブ画素を本来の階調（入力階調）よりも高い階調で表示し、他方のサブ画素を本来の階調（入力階調）よりも低い階調で表示すると、空間的に連続した画素を人間が見たときには、それらの合成輝度（１つの画素セル３０の輝度）は平均化されて認識され、本来の映像と同じ映像を見ていると認識されるとともに、視野角の改善がなされる（たとえば特開２００５−６２８８２号公報や特開２００７−８６７９１号公報を参照）。
【００２６】
ゲートドライバ部５は、垂直走査線１２を介して各画素セル３０を順次選択する。ソースドライバ部６は、選択された画素セル３０に対し水平走査線１４を介して画像信号を書き込む。たとえば、ゲートドライバ部５は、入力される基準ガンマ電圧Ｖγに基づきタイミングコントローラ部３００からの出力画像信号Ｖsoutに対してガンマ補正を施すガンマ補正回路やガンマ補正後の映像信号をサンプリングして出力画像信号Ｖsoutとして保持するサンプリング回路や、出力画像信号Ｖsoutを水平走査線１４を介して画素セル３０に供給する出力バッファなどを有する。出力バッファは論理ゲートの組合せ（ラッチも含む）によって構成され、画素アレイ部３の各画素セル３０を行単位で選択する。
【００２７】
なお、図１では、画素アレイ部３の一方側にのみゲートドライバ部５を配置する構成を示しているが、画素アレイ部３を挟んで左右両側にゲートドライバ部５を配置する構成を採ることも可能である。ソースドライバ部６は、シフトレジスタやサンプリングスイッチ（水平スイッチ）などによって構成され、ゲートドライバ部５によって選択された行の各画素セル３０に対して画素単位で映像信号を書き込む。なお、図１では、画素アレイ部３の一方側にのみソースドライバ部６を配置する構成を示しているが、画素アレイ部３を挟んで上下両側にソースドライバ部６を配置する構成を採ることも可能である。
【００２８】
ここでは、選択行の各画素セル３０に対して映像信号を画素単位で書き込む点順次駆動を例に挙げたが、選択行の各画素セル３０に対して映像信号を行単位で書き込む線順次駆動を採ることも可能である。
【００２９】
また、液晶表示装置１は、画素アレイ部３の周辺（図ではパネル外）に、入力画像信号Ｖsin を出力画像信号Ｖsoutに変換するレベル変換部１００と、ソースドライバ部６用のγ（ガンマ、階調）カーブを示す階調基準電圧（以下基準ガンマ電圧Ｖγと称する）を生成する階調基準電圧生成部２００と、タイミング信号を生成するタイミングジェネレータ部３２０を具備したタイミングコントローラ部３００を備える。
【００３０】
さらに液晶表示装置１は、表示パネルを照明する照明部（光源、ライティング部）の一例であるバックライト部４００と、制御信号CN_1を介した指示に基づきレベル変換部１００を制御する、制御信号CN_2を介した指示に基づき階調基準電圧生成部２００を制御する、制御信号CN_3を介した指示に基づきタイミングコントローラ部３００を制御する、制御信号CN_4を介した指示に基づきバックライト部４００を制御するなど、装置全体の動作を制御する表示輝度制御部の一例である制御・統括部５００を備える。
【００３１】
図示しないが、その他にもたとえば、主にソースドライバ部６用の電源電圧（以下ソース電源電圧Ｖsdと称する）を生成するソース電圧用供給電源部や、主にゲートドライバ部５用の電源電圧Ｖgdを生成するゲート電源部なども設けられる。
【００３２】
レベル変換部１００は、たとえば抵抗分割回路を利用して補正量（オーバードライブ量）や補正後（オーバードライブ補正後）の階調値を規定する関数カーブを設定するアナログ方式、あるいはテーブルデータ（ＬＵＴ：ルックアップテーブル）を利用したデジタル方式（たとえば８〜１２ビット）で、現時点の入力階調と１画面前の入力階調のレベル差に応じたオーバードライブ駆動特性を規定し、このオーバードライブ駆動特性に従って、液晶素子３２の光学応答を１表示周期内にほぼ完了させるようにオーバードライブ駆動を制御するべく、入力画像信号Ｖsin を出力画像信号Ｖsoutに変換する。本実施形態では後者のデジタル方式を採用する。
【００３３】
レベル変換時には、液晶素子３２の応答性改善のため、入力階調が変化したときに、表示の変化をより強調するようにオーバードライブを行なう。このとき、関数カーブを設定するアナログ方式では関数カーブの設定の自由度が少なく信号レベルによって応答性の改善度合いが左右され得るが、ルックアップテーブルを用いたデジタル方式を採用すると、信号レベルが変化した場合に応答が１表示周期内に過不足なく完了する補正データをテーブルとして予め書き込んでおくことができ、これによって、どのような信号レベルの切替えにおいても高速応答を実現できる。
【００３４】
たとえば黒のレベルを“０”、白を“２５５”とした場合、１フレーム前の入力画像信号Ｖsin が８ビット階調データの最低値“０”であり、これが現在の入力画像信号Ｖsin ＝“１１８”に変化したとき、オーバードライブが必要なときには、レベル変換部１００は、その“１１８”を出力画像信号Ｖsoutとして出力せずに、パネル上で必要な輝度が１フレーム表示期間（１Ｖ）以内に得られるように、液晶素子３２をより早く応答させるために補正を施した、たとえば“１２８”を出力画像信号Ｖsoutとする。
【００３５】
なお、ルックアップテーブルを用いたデジタル方式とする場合、表示信号レベル数すなわち表示階調数と階調変化量に１：１で対応する全ての補正データ（あるいは補正済みの階調データ）を持つようにしてもよい（たとえば８ビット時には２５６×２５６＝６５５３６個のデータとなる）が、データ量を削減するため、間引いてデータを保持し、データの存在しない部分については線形補間などにより求めるようにしてもよい。当然に、１：１で対応する全ての補正データを保持する形態では、全ての信号レベル変化の組み合わせにおいて、信号レベルが変化した場合に応答が１表示周期内に過不足なく完了する補正データがテーブルとして予め書き込むことができるのでオーバードライブ補正としては好ましい。
【００３６】
ここで、本実施形態の液晶表示装置１は、オーバードライブ処理に特徴があり、複数個のサブ画素３１の合成によって１画素分の輝度を表現するようになっている画素セル３０に対して、個々のサブ画素３１のオーバードライブ量を、一般的に設定される最適量とするのではなく、少なくとも一方のサブ画素３１については、その最適量とは異なる値にすることで、液晶素子３２の応答の際の揺戻し現象や２段応答を起因とする輝度変化を抑制し、動画応答特性を改善する点に特徴を有する。
【００３７】
このため、レベル変換部１００は、応答に関する課題を改善する手段として、視野角改善用途のハーフトーン表示技術をベースにして、各サブ画素３１に対して異なる階調電圧を印加し、それらの輝度の足し合わせにより１画素の階調輝度とする。ここで、レベル変換部１００は、ある映像信号に対して、各サブ画素３１の階調を幾つにして表示出力させるかを決める差分型テーブルメモリ構成のルックアップテーブル１１０と、ルックアップテーブル１１０のデータを参照して入力画像信号Ｖsin に対して加減算処理を行ない出力画像信号Ｖsoutを生成するオーバードライブ演算部１２０を有する。なお、オーバードライブ演算部１２０の前段には、必要に応じて入力信号の画像表示レートを通常の６０Ｈｚから１２０Ｈｚに上げる補間処理を行なう補間部を設ける。
【００３８】
ルックアップテーブル１１０には、各サブ画素３１に対してオーバードライブ駆動をするときに、入力レベル変更後の第１フレーム目の階調を幾つにするかを決めるオーバードライブ量ΔＶodのデータが格納される。オーバードライブ演算部１２０は、入力画像信号Ｖsin とオーバードライブ量ΔＶodを加算あるいは減算することで、補正後の階調データである出力画像信号Ｖsoutが生成され、これがソースドライバ部６に供給される。なお、ルックアップテーブル１１０をいわゆる置換型テーブルメモリとすることで、オーバードライブ演算部１２０を割愛した構成を採ることもできる。
【００３９】
本実施形態を適用しない場合であれば、このオーバードライブ用のルックアップテーブル１１０はハーフトーン表示技術用に設けられた高階調領域VHのサブ画素３１_Hと低階調領域VLのサブ画素３１_Lのそれぞれに共通のものを用いることになるが、本実施形態では、応答速度を改善するためのオーバードライブ用のルックアップテーブル１１０を各サブ画素３１について個別（独立に）に設ける、つまり高階調領域VH用のルックアップテーブル１１０_Hと低階調領域VL用のルックアップテーブル１１０_Lを設けることにより最適な応答を実現するようにする。高階調側のサブ画素３１_Hに対するオーバードライブ駆動特性を規定する高階調側のルックアップテーブル１１０_Hと、低階調側のサブ画素３１_Lに対するオーバードライブ駆動特性を規定する低階調側のルックアップテーブル１１０_LはＬＵＴメモリ（テーブルメモリ）に記憶される。
【００４０】
レベル変換部１００のオーバードライブ演算部１２０は、タイミングコントローラ部３００の制御の元で、外部からＲ，Ｇ，Ｂそれぞれの入力画像信号Ｖsin を取り込み、ルックアップテーブル１１０_Hに保持されたオーバードライブ量ΔＶodVHのデータを利用して高階調領域VHに対する高階調出力画像信号Ｖsout_Hを生成するとともに、ルックアップテーブル１１０_Lに保持されたオーバードライブ量ΔＶodVLのデータを利用して低階調領域VLに対する低階調出力画像信号Ｖsout_Lを生成し、それらをメモリに貯蔵する。その後、オーバードライブ演算部１２０は、タイミングコントローラ部３００の制御の元で、メモリに貯蔵された高階調出力画像信号Ｖsout_Hおよび低階調出力画像信号Ｖsout_Lを、画素セル３０の高階調領域用のサブ画素３１_Hと低階調領域用のサブ画素３１_Lの配置に合わせた順序でソースドライバ部６に供給する。
【００４１】
ソースドライバ部６は、階調基準電圧生成部２００からの基準ガンマ電圧Ｖγを用いて、レベル変換部１００（オーバードライブ演算部１２０）からの高階調出力画像信号Ｖsout_Hや低階調出力画像信号Ｖsout_Lをアナログ信号に変換し、液晶パネルの垂直走査線１２（ゲートライン）が駆動されるごとに水平走査線１４（データライン）に供給する。その結果、Ｒ，Ｇ，Ｂの各画素セル３０のそれぞれは、高階調領域VHと低階調領域VLとのそれぞれに供給された高階調出力画像信号Ｖsout_Hおよび低階調出力画像信号Ｖsout_Lに応じた高階調と低階調との組み合わせで階調を表現する。
【００４２】
＜画素セルの構成例＞
図２は、本実施形態の画素セル３０の構成例を説明する図である。図では、１つの画素セル３０を２つのサブ画素３１（高階調領域VHのサブ画素３１_Hと低階調領域VLのサブ画素３１_L）で構成する場合を例示している。
【００４３】
本実施形態では、応答速度を改善するためのオーバードライブ用のルックアップテーブル１１０を各サブ画素３１について個別（独立に）に設けることに対応して、画素セル３０についても、複数個のサブ画素３１を独立に駆動電圧を調整できる構造とする点に特徴を有する。独立に駆動電圧を調整できる構造とするには、画素セル３０の高階調領域VHのサブ画素３１_Hと低階調領域VLのサブ画素３１_Lを異なる薄膜トランジスタ３４_H，３４_Lによって駆動する２ＴＦＴ構成であればよく、たとえば、垂直走査線１２を独立にしつつ水平走査線１４を共通に使用する“２本のゲートバスライン＋１本のソースバスライン”の図２（１）に示す第１構成例（２ゲート１ソースバスライン構造）と、水平走査線１４を独立にしつつ垂直走査線１２を共通に使用する“２本のソースバスライン＋１本のゲートバスライン”の図２（２）示す第２構成例（１ゲート２ソースバスライン構造）に大別できる。
【００４４】
何れの構成においても、高階調領域VHを担当するサブ画素３１_Hは、液晶素子３２_H、薄膜トランジスタ３４_H、保持容量３６_Hを有し、低階調領域VLを担当するサブ画素３１_Lは、液晶素子３２_L、薄膜トランジスタ３４_L、保持容量３６_Lを有する。
【００４５】
図２（１）に示す第１構成例の場合、薄膜トランジスタ３４_H，３４_Lは、ソースおよびドレインの何れか一方が該当列の水平走査線１４が共通に接続され、ソースおよびドレインの他方が、サブ画素３１_H，３１_Lの別に、液晶素子３２_H，３２_Lの一方の画素電極および保持容量３６_H，３６_Lの一方の端子に接続される。液晶素子３２_H，３２_Lの他方の画素電極は共通にたとえば接地配線に接続され、保持容量３６_H，３６_Lの他方の端子は、共通に、コモン配線１３に接続される。ゲートは、サブ画素３１_H，３１_Lの別に（つまり薄膜トランジスタ３４_H，３４_Lごとに）、該当行の垂直走査線１２_H，１２_Lに接続される。
【００４６】
一方、図２（２）に示す第２構成例の場合、薄膜トランジスタ３４_H，３４_Lは、ソースおよびドレインの何れか一方が、サブ画素３１_H，３１_Lの別に（つまり薄膜トランジスタ３４_H，３４_Lごとに）、該当列の水平走査線１４_H，１４_Lに接続される。ソースおよびドレインの他方は、サブ画素３１_H，３１_Lの別に、液晶素子３２_H，３２_Lの一方の画素電極および保持容量３６_H，３６_Lの一方の端子に接続される。液晶素子３２_H，３２_Lの他方の画素電極は共通にたとえば接地配線に接続され、保持容量３６_H，３６_Lの他方の端子は、共通に、コモン配線１３に接続される。ゲートは、該当行の垂直走査線１２に共通に接続される。
【００４７】
＜動画応答特性改善手法：第１実施形態＞
図３および図３Ａは、動画応答特性改善手法の第１実施形態の基本原理を説明する図である。ここで、図３（１）および図３Ａ（１）は第１実施形態を適用しない比較例の応答特性例を示し、図３（２）および図３Ａ（２）は第１実施形態を適用したときの応答特性例を示す。なお、１表示周期を１フレームとして扱う。
【００４８】
第１実施形態の動画応答特性改善手法は、液晶素子３２の応答の際の揺戻し現象を起因とする輝度変化を抑制する点に特徴を有する。
【００４９】
液晶応答の高速化を実現する一手法として、信号切替直後のフレームに、表示の変化をより強調するように過剰な電圧を印加する、つまり本来の信号レベルを増加させる方向にレベル修正するオーバードライブ駆動が知られている。因みに、本来の信号レベルを減少させる方向にレベル修正することにより、液晶に対する印加電圧をマイナス側（絶対値が減少する方向）に補正することをアンダードライブと称し、その減少量をアンダードライブ量と称する。
【００５０】
ここで、たとえばマルチドメインＶＡ（Multi Domain Vertically Aligned ）モードの液晶表示の場合は、図３（１）および図３Ａ（１）に示すように、オーバードライブ駆動直後に、各サブ画素３１_H，３１_Lの双方に、液晶素子３２の配向乱れを起因として、一時的に輝度が低下する現象（オーバードライブ後の揺戻し現象）が生じる。第１実施形態では、マルチドメインＶＡモードの液晶表示装置について説明するが、第１実施形態の仕組みが適用可能な液晶表示装置は、マルチドメインＶＡモードのものに限らず、オーバードライブ後の揺戻し現象が生じるモードのものであればどのようなものであってもよい。
【００５１】
たとえば、液晶表示装置では一般に、画面を斜めに見るほど画像が歪曲して見える。このため、視野角を拡げる代表的な技術として、マルチドメインＶＡが知られている。ＶＡ（垂直配向）を用いた液晶表示装置（ＶＡモードの液晶表示装置）では一般に、液晶セルに対して電界が印加されていないとき、負の誘電率異方性を示す液晶分子の配向方向が液晶パネルの表面に対してほぼ垂直に設定されており、液晶パネルに設置された偏光子によりその液晶セルを透過した光が遮断されるのでノーマリブラックとなる。
【００５２】
液晶セルに対して電界が印加されているとき、液晶分子が電界の方向に対して斜めに傾くが、このとき、偏光子により、液晶分子の傾斜角に応じて液晶セルの光透過率が上昇する。さらに、マルチドメインＶＡモードの液晶表示装置では、各液晶セル（画素セル３０）に含まれる液晶層が複数のドメイン（サブ画素３１）に分割され、ドメインごとに液晶分子の傾斜方向が異なるようにされる（たとえば特開２００５−６２８８２号公報や特開２００７−８６７９１号公報を参照）。特に、液晶分子の傾斜方向を対称的に変化させることで、視角に応じた各画素セル３０の光透過率の変化が抑えられるので、広い視野角が得られる。複数のドメインの形成には、各画素セル３０の液晶層を挟む基板の表面に形成された突起や各画素セル３０に含まれる電極に形成されたスリットが用いられる。
【００５３】
ここで、複数のドメインが基板表面の突起を用いて形成されている液晶表示装置では、各画素セル３０に対して電界がまだ印加されていないときに液晶分子が既に小さく傾斜しているプリチルト状態となる。プリチルトの方向はドメインごとに異なり、特に突起に対して対称に分布している。プリチルト状態にある液晶分子に対して電界が印加されると、液晶分子がプリチルトの方向にさらに大きく傾く。その結果、液晶分子の傾斜方向がドメインごとに変化する。ところが、突起の近傍では液晶分子の受ける拘束力が弱く、液晶分子の配向に乱れが生じ易く、その乱れに起因する光漏れが発生し、これによって輝度低下が起こってしまう。
【００５４】
これに対して、本願発明者による検討の結果、個々のサブ画素３１_H，３１_Lのオーバードライブ量を、一般的に設定される最適量とするのではなく、サブ画素３１_H，３１_Lの少なくとも一方（ただし表示階調レベルに応じて最適な方は特定される）を、その最適量よりもオーバードライブ量が大きな過剰気味のオーバードライブ駆動とすることで、オーバードライブ駆動直後のフレーム（階調変化後の第２フレーム目）に関して、双方を足し合わせた合成後の輝度は、揺戻しによる輝度低下を抑制できることを見出した。これは、オーバードライブ量を通常の最適量よりも過剰気味にすることで、オーバードライブ駆動直後にオーバーシュートの効果が得られ、当該サブ画素３１の輝度低下が抑制され、他方のサブ画素３１に過剰なオーバードライブ駆動を掛けないとしても、合成輝度としてはオーバードライブ駆動直後に現われる輝度低下を相殺できることによると考えられる。
【００５５】
ここで、一方を過剰気味にし他方を通常の最適量にする、あるいは、双方を過剰気味にすると、オーバードライブ駆動が適用される階調変化後の第１フレーム目の合成輝度がその分上昇することになる。そこで、好ましくは、図３Ａ（２）および図３Ａ（２）に示すように、サブ画素３１_H，３１_Lの他方を、その最適量よりもオーバードライブ量が小さな不足気味のオーバードライブ駆動とすることで、オーバードライブ駆動が適用される第１フレーム目にアンダーシュートの効果を享受することで、第１フレーム目に関して、オーバーシュートとアンダーシュートの合成により、全体の輝度維持も図るようにするのがよい。この際、画素の入力階調が比較的高い場合には、望ましくは、低階調領域VHのサブ画素３１_Lの方を過剰気味のオーバードライブ駆動とし（オーバーシュートさせ）、高階調領域VHのサブ画素３１_Hの方を不足気味のオーバードライブ駆動とする（アンダーシュートさせる）方が良好であることも見出した。これは、液晶の方位角ブレによる応答悪化が高階調ほど顕著であることに起因すると考えられる。
【００５６】
因みに、画素の入力階調が比較的低い場合には、図３Ａ（２）および図３Ａ（２）に示すように、サブ画素３１_H，３１_Lの何れを過剰気味のオーバードライブ駆動と不足気味のオーバードライブ駆動とするかは任意である。なお、図３に示す第１例はサブ画素３１_Hを不足気味のオーバードライブ駆動としサブ画素３１_Lを過剰気味のオーバードライブ駆動とした場合を示し、図３Ａに示す第２例はサブ画素３１_Hを過剰気味のオーバードライブ駆動としサブ画素３１_Lを不足気味のオーバードライブ駆動とした場合を示す。
【００５７】
＜第１実施例＞
図４〜図４Ｅは、第１実施形態の動画応答特性改善手法を適用した第１実施例を説明する図である。ここで、図４は、本実施例で採用する液晶セルの動作原理を説明する図（画素アレイ部３の断面模式図）である。図４Ａは、各サブ画素が担当する階調カーブ（ガンマ特性）の一例を示す図である。図４Ｂ〜図４Ｄは、オーバードライブ駆動時の各サブ画素の階調を示す図表である。図４Ｅは、透過率の時間変化を示す図であり、図４Ｅ（１）はサブ画素３１_H，３１_Lの別に比較例と第１実施例の透過率の時間変化を示し、図４Ｅ（２）はサブ画素３１_H，３１_Lの合成により得られる正規化した比較例と第１実施例の透過率の時間変化を示す。
【００５８】
図４において、（１）は薄膜トランジスタ３４がオフで黒を表示する状態を示し、（２）は薄膜トランジスタ３４がオンでたとえば白を表示する状態を示している。図４（１），（２）に示すように、薄膜トランジスタ３４、１５μｍ幅の垂直走査線１２（ゲート線）、１２μｍ幅の水平走査線１４（データ線）、２０μｍ幅の保持容量３６（蓄積キャパシタ）、および画素電極が配置される下部表示板としてのアレイ基板部６００と、カラーフィルタ、共通電極、および４μｍのスペーサ突起物が配置される上部表示板としてのカラーフィルタ基板部７００を用意し、それぞれに対して垂直配向膜６０２，７０２を塗布し、負の誘電異方性を備える液晶組成物を滴下注入後に、前述のアレイ基板部６００とカラーフィルタ基板部７００を所定のセルギャップで対向配置させて貼り合わせてシールの硬化を行なうことで、一対の基板（アレイ基板部６００とカラーフィルタ基板部７００）間に形成された垂直配向膜６０２，７０２間に封止された液晶層３ａとで画素アレイ部３（液晶表示パネル部）を構成した。
【００５９】
つまり、本実施形態（第１実施形態に限らず後述の第２実施形態も含む）の動画応答特性改善手法を適用する画素アレイ部３は、薄膜トランジスタ３４や保持容量３６が配されるアレイ基板部６００、これと対向しているカラーフィルタ基板部７００、およびアレイ基板部６００とカラーフィルタ基板部７００との間に注入されアレイ基板部６００とカラーフィルタ基板部７００に垂直に配向されている液晶分子を含む負の誘電異方性を備える液晶層３ａを備える。それぞれの基板部６００，７００には、垂直配向膜６０２，７０２が形成されており、垂直配向膜６０２，７０２は液晶層３ａの液晶分子を各基板部６００，７００に対し垂直に配向させる垂直配向モード（ＶＡモード）である。
【００６０】
１つの画素セル３０は、視野角（側面視認性）改善のため、２つのサブ画素３１_H，３１_Lから構成されており、その有効画素面積Area_H，Area_Lの比はArea_H：Area_L＝１：２とした。画素電極は、１０μｍ幅のスリットを設けており、アレイ基板とカラーフィルタ基板を合わせた状態にて２５μｍ間隔で配置されている、いわゆるＰＶＡ（Patterned Vertically Aligned）構造とする。サブ画素３１_H，３１_Lの各領域構造としては、たとえば特開２００５−６２８８２号公報や特開２００７−８６７９１号公報に記載のものとするとよい。作製したセルに対して、偏向軸が互いに９０度になるように偏光板をセル外側に貼り合わせることで、クロスニコル状態とした。
【００６１】
アレイ基板部６００は、ガラスなどの透明な絶縁物質からなる下部絶縁基板６１０上に、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）やＩＺＯ（Indium Zinc Oxide ）などの透明な導電物質からなる第１画素電極６２０_Hおよび第２画素電極６２０_Lが形成されている。第１画素電極６２０_Hおよび第２画素電極６２０_Lは切開部６２２によって分離されている。第１画素電極６２０_Hは薄膜トランジスタ３４_Hに直接連結され、また第２画素電極６２０_Lは薄膜トランジスタ３４_Lに直接連結されて、１つの画素セル３０を構成する複数のサブ画素３１_H，３１_Lがそれぞれ独立に画像信号電圧の印加を受けるようになっている。
【００６２】
透過型液晶表示パネルの場合には、下部絶縁基板６１０の下面には下部偏光板（図示を割愛する）が取り付けられるが、反射型液晶表示パネルの場合には、画素電極６２０_H，６２０_Lは、透明でない物質で形成でき、下部偏光板も不要である。
【００６３】
カラーフィルタ基板部７００は、ガラスなどの透明な絶縁物質からなる上部絶縁基板７１０の下面に、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の色別のカラーフィルタ７３０、保護膜７４０、ＩＴＯまたはＩＺＯなどの透明な導電物質からなる共通電極７５０が形成されている。共通電極７５０には、アレイ基板部６００側の画素電極６２０_H，６２０_Lの切開部６２２とともにフリンジフィールドを形成して液晶分子を分割配向するドメイン分割手段である切開部７５２が形成されている。なお、必要に応じて、画素領域に開口部を有して画素領域間から漏れる光を防止するためのブラックマトリックスを設けてもよい。ブラックマトリックスは、画素領域の周囲部だけでなく、切開部７５２によって発生する光漏れを防止するべく、共通電極７５０の切開部７５２と重畳する部分にも形成してもよい。
【００６４】
このようにして作製した液晶セルを搭載した画素アレイ部３（パネルモジュール）のサブ画素３１_H，３１_Lに対して、表示階調に対応するオーバードライブ電圧を決めるルックアップテーブルをルックアップテーブル１１０_H，１１０_Lとして独立に持たせ、その駆動時における透過率の時間変化を評価した。比較対象として、サブ画素３１_H，３１_Lのオーバードライブ電圧（階調）を決めるルックアップテーブルを共通とした駆動回路を有する比較例のパネルモジュールも同時に用意した。
【００６５】
モジュールの駆動周波数は６０Ｈｚとし、比較例のパネルモジュールのオーバードライブ電圧は印加してから１フレーム分（１６．７ｍｓ）の時間が経過した後に目標階調の透過率に到達するように調整してあり、第１実施形態を適用するパネルモジュールは、高階調領域VH用のサブ画素３１_Hに対してオーバードライブ電圧は不足気味とし、低階調領域VL用のサブ画素３１_Lに対しては過剰気味とすることで、１フレーム目の画素の透過率が同じなるように調整を行なった。
【００６６】
評価基準としては、オーバードライブ電圧を印加する１フレーム目の直後に表れる一時的な透過率変動（透過率低下）を表す揺戻し率を示す下記式（１）を用いた。式（１）で求められる揺戻し率の値が小さいほど透過率低下量が小さく、応答特性としてより好ましい。
【００６７】
【数１】
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【００６８】
たとえば黒のレベルを“０”、白を“２５５”とした場合において、サブ画素３１_H，３１_Lが担当する階調カーブ（階調カーブ）を図４Ａに示し、入力階調が“０”から“１１８”に変化したときにおける各サブ画素階調を図４Ｂに示し、透過率の時間変化を図４Ｅに示す。図４Ｂにおいて、第１フレームについて括弧内に示している値がオーバードライブ量である。
【００６９】
図４Ａに示すガンマ曲線から分るように、サブ画素３１_Hは入力階調よりも高い高階調側を担当し、サブ画素３１_Lは入力階調よりも低い低階調側を担当するように設定されおり、ハーフトーン表示技術（多分割ドメイン制御技術）によって視野角改善が図られる用になっている。
【００７０】
さらに、図４Ｂに示す図表から分るように、第１実施形態を適用しない比較例（通常のオーバードライブを行なう場合）および第１実施形態を適用した例の何れも、入力階調変化後の第１フレームでは、サブ画素３１_H，３１_Lの双方は、それぞれが担当する階調レベルよりもさらに強調するようにオーバードライブを行なっている。
【００７１】
たとえば、Ｒ，Ｇ，Ｂの各画素データが、それぞれ８ビットの信号であり、各色が“０”〜“２５５”の１０進数で示す２５６階調により表現されているものとする。この場合、ルックアップテーブル１１０としては、基本的には１フレーム前の２５６階調と、現在の２５６階調とから補正後の階調を特定するための１６ビット入力のテーブルを必要とする。しかしながら、これではメモリ容量が大きくなり過ぎるので、図４Ｂ，図４Ｃでは、補間処理を行なうことを前提に、階調レベルを間引いてデータを保存している。補間を行う手段は、特に限定されず、たとえば、直線補間あるいは３点補間その他の線形または非線形の手法を用いることができる。
【００７２】
なお、図４Ｂは比較例の場合、図４Ｃは第１実施形態の場合である。図４Ｂ，図４Ｃでは、一部の値が記述されていないが、テーブルに格納されているオーバードライブ駆動を規定する補正後の階調値もしくはオーバードライブ量は、入力階調が変化したときの液晶の応答特性に基づき、予め実験値を参照して求めて設定がされる。因みに、入力階調が最高レベル近傍時には、電源電圧との関係で事実上オーバードライブ駆動ができないので、オーバードライブ量は“０”となる。
【００７３】
ここで、本実施形態を適用しない比較例の場合、図４Ｂに示すように、ルックアップテーブル１１０としてはサブ画素３１_H，３１_Lに共通のもので、基本的に、現在の信号レベルが１フレーム前の信号レベルより低い場合は、現在の信号レベルよりさらに低い値（信号レベル）で現在の信号レベルを置換するし、また、現在の信号レベルが１フレーム前の信号レベルより高い場合は、現在の信号レベルよりさらに高い値（信号レベル）で現在の信号レベルを置換することのできるようなオーバードライブ量が設定される。
【００７４】
たとえば、１フレーム前の信号レベルが“０”であり、現在の信号レベルが“１１８”の場合、通常の階調レベルはサブ画素３１_Hは“１８３”、サブ画素３１_Lは“６０”に設定される。そして、階調変化後の第１フレーム時にはオーバードライブ駆動のため、それぞれ現在の信号レベルより高い値（たとえば図４Ｄに示すように、補正後においてサブ画素３１_Hの階調は“２２１”、サブ画素３１_Lの階調は“１６１”）が特定され、これが補正後の現在の信号レベルとして出力される。現在の信号レベルと補正後の現在の信号レベルとの差がオーバードライブ駆動のための補正量つまりオーバードライブ量である。
【００７５】
ルックアップテーブル１１０として補正後の現在の信号レベルをデータとして持たずにオーバードライブ量を持つ場合には、オーバードライブ演算部１２０は、テーブルに格納されている対応する階調のオーバードライブ量を読み出し、その空間位置に対する現在の信号レベルに加算または減算する。
【００７６】
加えて、図４Ｂ，図４Ｃ，（３）に示す図表から分るように、比較例で適用している通常のオーバードライブ駆動（たとえば補正後においてサブ画素３１_Hの階調は“２２１”、サブ画素３１_Lの階調は“１６１”）に対して、第１実施例（独立ＬＵＴ駆動）は、たとえば図４Ｄに示すように、補正後において、サブ画素３１_Hの階調は“２０２”であり不足気味のオーバードライブ量に設定されており、サブ画素３１_Lの階調は“１８８”であり過剰気味のオーバードライブ量に設定されている。
【００７７】
つまり、サブ画素３１_H用のルックアップテーブル１１０_Hとサブ画素３１_L用のルックアップテーブル１１０_Lを併用する仕組みを採り、すなわち、１つの画素セル３０に独立に駆動することが可能な複数のサブ画素３１_H，３１_Lを備え、入力された映像信号に対してその各々のサブ画素３１_H，３１_Lに印加する電圧に関して、複数のサブ画素用に独立したルックアップテーブルを有する仕組みを採り、その独立した各ルックアップテーブル１１０_H，１１０_Lの双方には、オーバードライブ電圧を印加するためのデータが設定される。
【００７８】
サブ画素３１_H，３１_Lについて共通のルックアップテーブルを使用して通常のオーバードライブ駆動を行なった比較例の場合、および各サブ画素３１_H，３１_Lに過剰気味もしくは不足気味のオーバードライブ駆動を行なった第１実施例の場合において、揺戻し率を算出すると、比較例では２１．７％、第１実施例では１０．７％となり、第１実施例（第１実施形態）における応答特性に改善効果が確認された。
【００７９】
オーバードライブ電圧を印加するフレーム後の透過率変動を表す揺戻し率が最終到達透過率（目標階調透過率）に対して略１０％以内である場合には、動画応答時に視覚的に比較的認識され難く、表示装置として好ましい。略１０％以内と称しているが、厳格である必要はなく、１０％よりも若干大きくてもよく、たとえば１５％以下であればよい。前記実施例の結果では揺戻し率が１０．７％となっており１０％よりも若干大きいが、ほぼその要件を満たしているので、動画応答時には揺戻し現象を起因とする輝度変化は視覚的に認識され難く、揺戻しを起因とする輝度変化を抑制し、動画応答特性を改善することができるといってよい。
【００８０】
＜動画応答特性改善手法：第２実施形態＞
図５は、動画応答特性改善手法の第２実施形態の基本原理を説明する図である。ここで、図５（１）は第２実施形態を適用しない比較例の応答特性例を示し、図５（２）は第２実施形態を適用したときの応答特性例を示す。
【００８１】
第２実施形態の動画応答特性改善手法は、入力階調レベルが比較的高いときに液晶素子３２の応答の際の２段応答現象を起因とする輝度変化を抑制する点に特徴を有する。
【００８２】
第１実施形態でも述べたが、液晶応答の高速化を実現する一手法として、オーバードライブ駆動が知られている。ここで、ＶＡモードであるか否かに拘わらず、ＴＦＴ型液晶表示装置は、表示の切替後の階調レベルが最大レベル近傍の場合、電源電圧との関係から最大レベル以上のレベルの補正信号を発生できないため、事実上オーバードライブ駆動を行なうことができず、応答速度の改善を行なうことができない。このため、低階調から高階調に移る駆動時においては、電圧書込み直後の液晶層の大きなキャパシタンス変化に起因して、第１フレーム目が電圧印加不足になることによる輝度変化の２段応答特性（ステップ応答特性とも称される）が現われる。特許文献１の段落２６〜２９には、「２段応答特性」そのものの文言はないが、現象および問題点として指摘されている。
【００８３】
これは、マトリクス状に配置された複数の絵素容量（本実施形態では液晶素子３２の容量と保持容量３６）が入力画像信号に対応する充電状態となることによって１垂直期間（１表示周期＝１フレーム）ごとに表示を更新する液晶表示装置に起こるもので、絵素容量が充電された電荷を保持している期間（１フレームの間、特許文献１では１フィールドと記載している）に、絵素容量の電圧は徐々に下がっていくことに起因する。何故なら、対向する一対の電極の電極面に平行に配向した△ε＞０の液晶分子は、印加された電圧に応じて電極面の法線方向に立ち上がる（電界に平行に配向する）。この液晶分子の配向の変化に伴い、液晶層の誘電率が上昇するので、液晶容量の静電容量が大きくなる、すなわち、絵素容量の静電容量が大きくなる。絵素容量の静電容量が大きくなると、Ｑ＝ＣＶの関係に従って、絵素容量にかかる電圧は低下してしまう。
【００８４】
このように、１フレームの間に絵素容量が保持する電圧が低下すると、図５（１）のサブ画素３１_Hについて示したように、透過率（または充電電圧）つまり輝度が１フレームごとにステップ状に変化（ステップ応答）するので、階調変化直後の第１フレーム目では輝度不足となり、次フレームとの関係では段階的に輝度レベルが変化するので２段応答として観測されるのである。
【００８５】
この２段応答は、絵素容量に１フレームに亘って電圧を印加し続ける、いわゆるスタティック駆動では起こらない。液晶パネルが２段応答するＴＦＴ型液晶表示装置では、液晶層に電圧が印加し続けるスタティック駆動による液晶表示装置に比べ、応答速度が遅くなり、残像の程度が大きくなるので、動画表示の品位が劣る。
【００８６】
特許文献１では、その対策として、液晶容量Ｃｌｃと電気的に並列に蓄積容量Ｃｓを設け、蓄積容量Ｃｓの液晶容量Ｃｌｃに対する容量比がＣｓ／Ｃｌｃ≧１の関係を満足するようにすることで、液晶分子の配向変化によって液晶容量Ｃｌｃの静電容量が増大しても、絵素容量の静電容量の変化を抑制し、透過率（または充電電圧）の２段応答を抑制している。
【００８７】
これに対して、第２実施形態の動画応答特性改善手法においては、容量比の前記条件の側面からではなく、高階調領域VHを担当するサブ画素３１_Hに対するオーバードライブ量の側面から、２段応答を起因とする輝度変化を抑制し、動画応答特性を改善する対策を講じる点に特徴を有する。液晶容量と蓄積容量との容量比の制約を受けないので、素子構成上の自由度がある。
【００８８】
具体的には、高階調側のサブ画素３１_Hが最大の階調付近になる場合には、階調変化後の第１フレーム目にオーバードライブ駆動をすることができないため、液晶の誘電率変化に伴う電圧不足が光学的に表面化するようになる現象が現われるが、本願発明者による検討の結果、輝度低下を補償するために、もう一方の低階調側のサブ画素３１_Lを過剰気味のオーバードライブにしてオーバーシュート気味とすることで、階調変化後の第１フレーム目の輝度低下を抑制できることを見出した。これは、低階調側のサブ画素３１_Lのオーバードライブ量を通常の最適量よりも過剰気味にすることで、オーバードライブ駆動時にオーバーシュートの効果が得られ、合成後の輝度としては、オーバードライブ駆動時に現われる輝度不足を相殺できることによると考えられる。
【００８９】
＜第２実施例＞
図６は、第２実施形態の動画応答特性改善手法を適用した第２実施例を説明する図である。ここで、図６は、黒のレベルを“０”、白を“２５５”とした場合において、入力階調が“０”から“２２５”に変化したときにおける各サブ画素階調を示す。図６において、第１フレームについて括弧内に示している値がオーバードライブ量である。適用したデバイスは第１実施例と同様のものである。
【００９０】
図６に示す図表から分るように、比較例で適用している通常のオーバードライブ駆動（たとえば補正後においてサブ画素３１_Lの階調は“２３１”）に対して、第２実施形態は、補正後において、サブ画素３１_Lの階調は“２４２”であり過剰気味のオーバードライブ量に設定されている。つまり、第２実施形態においても、サブ画素３１_H用のルックアップテーブル１１０_Hとサブ画素３１_L用のルックアップテーブル１１０_Lを併用する仕組みを採り、すなわち、１つの画素セル３０に独立に駆動することが可能な複数のサブ画素３１_H，３１_Lを備え、入力された映像信号に対してその各々のサブ画素３１_H，３１_Lに印加する電圧に関して、複数のサブ画素用に独立したルックアップテーブルを有する仕組みを採り、その独立した各ルックアップテーブル１１０_H，１１０_Lの双方には、オーバードライブ電圧を印加するためのデータが設定される。
【００９１】
そして、サブ画素３１_H，３１_Lについて共通のルックアップテーブルを使用して通常のオーバードライブ駆動を行なった比較例の場合と、入力階調が比較的高いときにサブ画素３１_Hにはオーバードライブを掛けずにサブ画素３１_Lには過剰気味のオーバードライブ駆動を行なった第２実施形態の場合において、揺戻し率を算出すると、比較例では１０．４％、第２実施例（第２実施形態）では６．２％となり、第２実施形態における応答特性に改善効果が確認された。
【００９２】
これは、個々のサブ画素３１_H，３１_Lのオーバードライブ量を、一般的に設定される最適量（比較例で適用されているオーバードライブ量）とするのではなく、サブ画素３１_H，３１_Lの少なくとも一方（本例ではサブ画素３１_L）を、その最適量よりもオーバードライブ量が大きな過剰気味のオーバードライブ駆動とすることで、揺戻しによる輝度低下を抑制できる第１実施形態の仕組みが、入力階調レベルが比較的高いときにも有効に機能していることによる。
【００９３】
加えて、第２実施例（第２実施形態）では、入力階調が比較的高く、高階調領域VHを担当するサブ画素３１_Lに対してオーバードライブ駆動を掛けられないときに、低階調領域VLを担当するサブ画素３１_Lを、オーバードライブ量が最適量よりも大きな過剰気味のオーバードライブ駆動とすることで、階調変化後の第１フレーム目に関して、サブ画素３１_Hで発生するステップ部分、つまり輝度上昇が得られず輝度不足が生じる部分を、サブ画素３１_Lで発生するオーバーシュートの効果を享受することで、ステップ部分（輝度不足分）とオーバーシュートの合成により２段応答を補償でき、高階調域（階調が高い領域）における応答特性を改善できる。
【００９４】
＜変形例＞
以上、本発明について実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は前記実施形態に記載の範囲には限定されない。発明の要旨を逸脱しない範囲で前記実施形態に多様な変更または改良を加えることができ、そのような変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
【００９５】
また、前記の実施形態は、クレーム（請求項）にかかる発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている特徴の組合せの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。前述した実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜の組合せにより種々の発明を抽出できる。実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、効果が得られる限りにおいて、この幾つかの構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【００９６】
たとえば、前記実施形態および実施例では、多分割ドメイン制御技術を採用して視野角改善を図るに当たり、１つの画素セル３０を２つのサブ画素３１に分割する例で示したが、サブ画素３１の分割数は２つに限らず３以上であってもよく、その場合にも、前述の本実施形態の仕組みを適用できる。その際には、何れを過剰気味のオーバードライブ駆動特性にし、何れを不足気味のオーバードライブ駆動特性にするかは、それぞれが担当する階調領域に応じて決めればよい。
【００９７】
たとえば、図７は、１つの画素セル３０を４つのサブ画素３１_A，３１_B，３１_C，３１_Dに分割する例である。図７（１）に示すように、各サブ画素３１_A，３１_B，３１_C，３１_Dが担当する階調領域は、サブ画素３１_Hが最も高い階調領域を担当し、３１_B，３１_C，３１_Dの順でより低い階調領域を担当するものとする。
【００９８】
この場合において、第１実施形態の揺戻し改善駆動を適用する場合、４つのサブ画素３１_A，３１_B，３１_C，３１_Dの少なくとも一方を過剰気味のオーバードライブ量に設定すればよい。好ましくは、何れか一方を過剰気味のオーバードライブ量に設定するとともに他方を不足気味のオーバードライブ量に設定するが、この際にはより低い階調領域を担当するものは過剰気味のオーバードライブ量に設定しより高い階調領域を担当するものは不足気味のオーバードライブ量に設定する限り、適用対象となるサブ画素３１の数は任意である（ただし少なくとも２つではある）。
【００９９】
よって、考え方としては、図７（２−１）に示すように、比較的低い階調領域を担当する２つのサブ画素３１_C，３１_Dを対象として第１実施形態を適用し、比較的高い階調領域を担当する２つのサブ画素３１_A，３１_Bについては通常のオーバードライブ駆動特性にしておくことも考えられる。あるいは、最も高い階調領域を担当するサブ画素３１_Aを除く３つのサブ画素３１_B，３１_C，３１_Dを対象として第１実施形態を適用し、サブ画素３１_Aについては通常のオーバードライブ駆動特性にしておくことも考えられる。
【０１００】
しかし、揺戻し現象がより大きく問題となるのは、より高い階調領域を担当するサブ画素である。よって、図７（２−２）に示すように、少なくとも最も高い階調領域を担当するサブ画素３１_Aに対しては不足気味のオーバードライブ量に設定し、残りのサブ画素３１_B，３１_C，３１_Dの少なくとも１つを過剰気味のオーバードライブ量に設定するのがよい。３分割の場合や５分割以上の場合についても、このような観点から、各サブ画素に対するオーバードライブ駆動特性を決めればよい。
【０１０１】
また、第２実施形態の２段応答改善駆動を適用する場合、図７（３）に示すように、４つのサブ画素３１_A，３１_B，３１_C，３１_Dのうち、最も高い階調領域を担当するサブ画素３１_Aについてはオーバードライブ駆動を行なわず、残りの３つのサブ画素３１_B，３１_C，３１_Dの少なくとも１つに対しては過剰気味のオーバードライブ量に設定するとよい。
【０１０２】
ただし、揺戻し現象を発生し得る液晶表示モードの場合には、残りの３つのサブ画素３１_B，３１_C，３１_Dの中でより高階調領域を担当するサブ画素３１_Bに対して過剰気味のオーバードライブ量に設定すると揺戻し現象の弊害が懸念される。よって、好ましくは、より高階調領域を担当するサブ画素３１に対しては通常のオーバードライブ量に設定しあるいは第１実施形態と同様に不足気味のオーバードライブ量に設定し、より低階調領域を担当するサブ画素３１に対して過剰気味のオーバードライブ量に設定する組合せを選択するのがよい。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】液晶表示装置の一実施形態の全体構成の概略を示す図である。
【図２】本実施形態の画素セルの構成例を説明する図である。
【図３】動画応答特性改善手法の第１実施形態の基本原理（第１例）を説明する図である。
【図３Ａ】動画応答特性改善手法の第１実施形態の基本原理（第２例）を説明する図である。
【図４】第１実施形態の動画応答特性改善手法を適用した第１実施例で採用する液晶セルの動作原理を説明する画素アレイ部の断面模式図である。
【図４Ａ】第１実施例（比較例も）において各サブ画素が担当する階調カーブの一例を示す図である。
【図４Ｂ】第１実施例（比較例も）においてオーバードライブ駆動時の各サブ画素の階調を示す図表（共通）である。
【図４Ｃ】第１実施例（比較例も）においてオーバードライブ駆動時の各サブ画素の階調を示す図表（高階調用と低階調用）である。
【図４Ｄ】第１実施例（比較例も）においてオーバードライブ駆動時の各サブ画素の階調を示す図表（結果）である。
【図４Ｅ】第１実施例（比較例も）において透過率の時間変化を示す図である。
【図５】動画応答特性改善手法の第２実施形態の基本原理を説明する図である。
【図６】第２実施形態の動画応答特性改善手法を適用した第２実施例を説明する図である。
【図７】変形例（４つのサブ画素の場合）を説明する図である。
【符号の説明】
【０１０４】
１…液晶表示装置、１００…レベル変換部、１１０_H，１１０_L…ルックアップテーブル、１２…垂直走査線、１２０…オーバードライブ演算部、１３…コモン配線、１４…水平走査線、２…基板、２００…階調基準電圧生成部、３…画素アレイ部、３０…画素セル、３００…タイミングコントローラ部、３１_H，３１_L…サブ画素、３２…液晶素子、３２０…タイミングジェネレータ部、３４…薄膜トランジスタ、３６…保持容量、３ａ…液晶層、４００…バックライト部、５…ゲートドライバ部、５００…制御・統括部、６…ソースドライバ部、６００…アレイ基板部、６０２…垂直配向膜、６１０…下部絶縁基板、６２０…画素電極、６２２…切開部、７００…カラーフィルタ基板部、７０２…垂直配向膜、７１０…上部絶縁基板、７３０…カラーフィルタ、７４０…保護膜、７５０…共通電極、７５２…切開部、９…表示制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図３Ａ】
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【図４】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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