(57)【要約】【課題】液晶ディスプレイ等の表示装置において、特に低温時にも充分高速に応答できる技術、またそれを低コストで実現できる技術を提供することである。【解決手段】本液晶ディスプレイでは、例えばＴＮ液晶の液晶パネルに係わり、その階調間の遷移の応答特性及び温度状態に対応して、所定の圧縮率で、表示データ（階調）の範囲を、高階調側（応答の遅い階調範囲（１０１））を除いた低階調側（応答の早い階調範囲（１０２））に圧縮して表示する処理（１０５）と、それに伴う輝度変化分、バックライトを増光して補償する処理（１０６）とを行う。これにより、低温時でも応答を早くする。【選択図】図１
2009020340.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光量が制御可能な光源及び前記光源の前面側に配置された光の透過率が制御される素子を制御することにより表示を行う表示装置の駆動回路であって、
前記素子の付近の温度状態が基準温度未満の時には、全出力階調のうち前記基準温度以上の時の前記素子での応答速度が相対的に早い一部階調範囲を表示に使用するように、表示する画像の階調に対応させる前記素子の透過率を変更する第１の処理を行うこと、を特徴とする表示装置駆動回路。
【請求項２】
光量が制御可能な光源及び前記光源の前面側に配置された光の透過率が制御される素子を制御することにより表示を行う表示装置の駆動回路であって、
前記素子の付近の温度状態が基準温度未満の時には、全出力階調のうち前記基準温度以上の時の前記素子での応答速度が相対的に早い一部階調範囲を表示に使用するように、
表示する画像の階調に対応させる前記素子の透過率を変更する第１の処理、
かつ、前記透過率の変更に対応させて前記光源の光量を変更する第２の処理、を行うこと、を特徴とする表示装置駆動回路。
【請求項３】
請求項２記載の表示装置駆動回路において、
前記第１の処理で前記透過率を低側または高側へ圧縮して前記素子の表示の輝度を低下または増加させ、その量に応じて、前記第２の処理で前記光源の光量を増加または低下させて、前記表示する画像の元の階調による輝度に近付けること、を特徴とする表示装置駆動回路。
【請求項４】
請求項２または３に記載の表示装置駆動回路において、
前記第１の処理に関し、前記表示する画像の階調及びその範囲に対応させる前記透過率及びその範囲を、前記温度に従って、かつ、前記素子での透過率間の遷移に対する応答速度の特性に従って、低側または高側の一部を使用するように変更すること、を特徴とする表示装置駆動回路。
【請求項５】
請求項４記載の表示装置駆動回路において、
前記素子は、ＴＮ液晶素子であり、印加電圧が無い時に階調が最大となり、階調の高い状態への遷移が相対的に遅い特性であり、
前記第１の処理では、前記温度が前記基準温度未満の場合には、前記表示する画像の階調の範囲を、前記基準温度以上の場合の当該階調の範囲に比べて、低側の一部へ圧縮し、
かつ、前記第２の処理では、前記光源の光量を増加させるように制御すること、を特徴とする表示装置駆動回路。
【請求項６】
請求項４記載の表示装置駆動回路において、
前記素子は、ＶＡ液晶素子であり、印加電圧が無い時に階調が最小となり、階調の低い状態から中間の状態への遷移が相対的に遅い特性であり、
前記第１の処理では、前記温度が前記基準温度未満の場合には、前記表示する画像の階調の範囲を、前記基準温度以上の場合の当該階調の範囲に比べて、高側の一部へ圧縮し、
かつ、前記第２の処理では、前記光源の光量を低下させるように制御すること、を特徴とする表示装置駆動回路。
【請求項７】
請求項５記載の表示装置駆動回路において、
前記階調に対応した階調電圧を生成して前記液晶素子へ出力する階調電圧生成回路と、  前記第１の処理に関し、前記素子の付近の温度の情報を受け取り、前記温度に応じて前記階調電圧生成回路に与える基準電圧値を変更するセレクタ回路と、
前記第２の処理に関し、前記素子の付近の温度の情報を受け取り、前記温度に応じて前記光源の光量を変更する制御を行う光源制御回路と、を有すること、を特徴とする表示装置駆動回路。
【請求項８】
請求項５記載の表示装置駆動回路において、
前記階調に対応した階調電圧を生成して前記液晶素子へ出力する階調電圧生成回路と、
前記階調電圧生成回路に与える複数のγ調整設定値が格納されるレジスタ回路と、
前記第１の処理に関し、前記素子の付近の温度の情報を受け取り、前記温度に応じて前記階調電圧生成回路に与えるγ調整設定値を変更するセレクタ回路と、
前記第２の処理に関し、前記素子の付近の温度の情報を受け取り、前記温度に応じて前記光源の光量を変更する制御を行う光源制御回路と、を有すること、を特徴とする表示装置駆動回路。
【請求項９】
請求項５記載の表示装置駆動回路において、
前記階調に対応した階調電圧を生成して前記液晶素子へ出力し、前記表示する画像の階調数よりも多い数の当該階調電圧を生成する、階調電圧生成回路と、
前記第１の処理に関し、前記素子の付近の温度の情報を受け取り、前記温度に応じて前記階調電圧生成回路で生成する前記階調電圧を選択するセレクタ回路と、
前記第２の処理に関し、前記素子の付近の温度の情報を受け取り、前記温度に応じて前記光源の光量を変更する制御を行う光源制御回路と、を有すること、を特徴とする表示装置駆動回路。
【請求項１０】
請求項５記載の表示装置駆動回路において、
前記第１の処理に関し、前記画像の表示データにおける階調値に対し、前記温度に応じて、１以下の一定値（β）を乗算することにより、当該表示データの階調の範囲を低側へ圧縮する演算を行う回路を有すること、を特徴とする表示装置駆動回路。
【請求項１１】
請求項９または１０に記載の表示装置駆動回路において、
前記液晶素子への階調電圧に対し画像間の階調差分値に応じた係数を乗算してオーバードライブする回路を有し、
前記第１の処理での前記圧縮により全階調範囲のうちで使用されなくなった階調についての階調電圧を前記オーバードライブに使用すること、を特徴とする表示装置駆動回路。
【請求項１２】
光量が制御可能な光源及び前記光源の前面側に配置された光の透過率が制御される素子を制御することにより表示を行う表示装置であって、
前記素子の付近の温度状態が基準温度未満の時には、全出力階調のうち前記基準温度以上の時の前記素子での応答速度が相対的に早い一部階調範囲を表示に使用するように、表示する画像の階調に対応させる前記素子の透過率を変更する第１の処理を行うこと、を特徴とする表示装置。
【請求項１３】
光量が制御可能な光源及び前記光源の前面側に配置された光の透過率が制御される素子を制御することにより表示を行う表示装置であって、
前記素子の付近の温度状態が基準温度未満の時には、全出力階調のうち前記基準温度以上の時の前記素子での応答速度が相対的に早い一部階調範囲を表示に使用するように、
表示する画像の階調に対応させる前記素子の透過率を変更する第１の処理、
かつ、前記透過率の変更に対応させて前記光源の光量を変更する第２の処理、を行うこと、を特徴とする表示装置。
【請求項１４】
請求項１３記載の表示装置において、
前記第１の処理で前記透過率を低側または高側へ圧縮して前記素子の表示の輝度を低下または増加させ、その量に応じて、前記第２の処理で前記光源の光量を増加または低下させて、前記表示する画像の元の階調による輝度に近付けること、を特徴とする表示装置。
【請求項１５】
請求項１３または１４に記載の表示装置において、
前記第１の処理に関し、前記表示する画像の階調及びその範囲に対応させる前記透過率及びその範囲を、前記温度に従って、かつ、前記素子での透過率間の遷移に対する応答速度の特性に従って、低側または高側の一部を使用するように変更すること、を特徴とする表示装置。
【請求項１６】
請求項１５記載の表示装置において、
前記素子は、ＴＮ液晶素子であり、印加電圧が無い時に階調が最大となり、階調の高い状態への遷移が相対的に遅い特性であり、
前記第１の処理では、前記温度が基準温度未満の場合には、前記表示する画像の階調の範囲を、前記基準温度以上の場合の当該階調の範囲に比べて、低側の一部へ圧縮し、
かつ、前記第２の処理では、前記光源の光量を増加させるように制御すること、を特徴とする表示装置。
【請求項１７】
請求項１５記載の表示装置において、
前記素子は、ＶＡ液晶素子であり、印加電圧が無い時に階調が最小となり、階調の低い状態から中間の状態への遷移が相対的に遅い特性であり、
前記第１の処理では、前記温度が基準温度未満の場合には、前記表示する画像の階調の範囲を、前記基準温度以上の場合の当該階調の範囲に比べて、高側の一部へ圧縮し、
かつ、前記第２の処理では、前記光源の光量を低下させるように制御すること、を特徴とする表示装置。
【請求項１８】
請求項１６記載の表示装置において、
前記階調に対応した階調電圧を生成して前記液晶素子へ出力する階調電圧生成回路と、  前記第１の処理に関し、前記素子の付近の温度の情報を受け取り、前記温度に応じて前記階調電圧生成回路に与える基準電圧値を変更するセレクタ回路と、
前記第２の処理に関し、前記素子の付近の温度の情報を受け取り、前記温度に応じて前記光源の光量を変更する制御を行う光源制御回路と、を有すること、を特徴とする表示装置。
【請求項１９】
請求項１６記載の表示装置において、
前記階調に対応した階調電圧を生成して前記液晶素子へ出力する階調電圧生成回路と、
前記階調電圧生成回路に与える複数のγ調整設定値が格納されるレジスタ回路と、
前記第１の処理に関し、前記素子の付近の温度の情報を受け取り、前記温度に応じて前記階調電圧生成回路に与えるγ調整設定値を変更するセレクタ回路と、
前記第２の処理に関し、前記素子の付近の温度の情報を受け取り、前記温度に応じて前記光源の光量を変更する制御を行う光源制御回路と、を有すること、を特徴とする表示装置。
【請求項２０】
請求項１６記載の表示装置において、
前記階調に対応した階調電圧を生成して前記液晶素子へ出力し、前記表示する画像の階調数よりも多い数の当該階調電圧を生成する、階調電圧生成回路と、
前記第１の処理に関し、前記素子の付近の温度の情報を受け取り、前記温度に応じて前記階調電圧生成回路で生成する前記階調電圧を選択するセレクタ回路と、
前記第２の処理に関し、前記素子の付近の温度の情報を受け取り、前記温度に応じて前記光源の光量を変更する制御を行う光源制御回路と、を有すること、を特徴とする表示装置。
【請求項２１】
請求項１６記載の表示装置において、
前記第１の処理に関し、前記画像の表示データにおける階調値に対し、前記温度に応じて、１以下の一定値（β）を乗算することにより、当該表示データの階調の範囲を低側へ圧縮する演算を行う回路を有すること、を特徴とする表示装置。
【請求項２２】
請求項２０または２１に記載の表示装置において、
前記液晶素子への階調電圧に対し画像間の階調差分値に応じた係数を乗算してオーバードライブする回路を有し、
前記第１の処理での前記圧縮により全階調範囲のうちで使用されなくなった階調についての階調電圧を前記オーバードライブに使用すること、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、光量が制御可能な光源を備え光源の前面側に配置された光の透過率が制御可能な透過率制御素子を制御することにより表示を行う表示装置及びその駆動回路に係わり、特に、液晶素子（液晶パネル）を備える液晶表示装置（液晶ディスプレイ）及びその駆動回路（ＬＳＩ等）に関する。
【背景技術】
【０００２】
光源及び透過率制御素子を備える表示装置として、バックライト及び液晶パネルを備える液晶ディスプレイがある。例えばカーナビゲーションなどで用いられる車載用の液晶ディスプレイは、−４０℃〜９５℃という広い温度範囲で安定した動作が要求されている。車載用の液晶ディスプレイでは、例えば、車の起動時からの地図スクロール動作など、液晶画面に動画を表示する性能（機能）が要求されており、そして、０℃以下といった低温時でも充分高速な又は実用的な応答速度で表示できることが必要とされている。
【０００３】
一方、透過率制御素子（液晶素子）の応答速度は、素子（パネル）特性及び温度状態に応じて変化する。例えば、一般に、液晶は、温度が低下すると応答速度が遅くなる、という性質がある。
【０００４】
上記表示装置での応答速度に係わり、例えば特開２００４−１６３８７３号公報（特許文献１）に示されるように、液晶ディスプレイにおいて、オーバードライブ技術を用いて動画表示の応答速度を早くする技術がある。この技術では、周囲温度に応じてオーバードライブ印加電圧を制御し、低温でも適切な印加電圧を加えることにより、低温時の応答速度を早くする工夫がなされている。
【特許文献１】特開２００４−１６３８７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述のように、液晶ディスプレイ等の表示装置において、特に低温時を含む広い温度範囲で十分高速に応答できることが要求されているが、例えば車載用の液晶ディスプレイ等において、素子特性及び温度状態（例えば低温時）に応じて応答速度が遅くなり、望ましい表示が得られない場合がある。液晶素子などの素子において、フレーム間の画素表示における、階調間の遷移に対する応答特性（前フレームの入力階調値と現フレームの出力階調値との遷移の組み合わせにおける遷移時間の特性）は一様ではない。例えば、ＴＮ液晶では、高階調側への遷移の応答が遅く、更に低温時に応答が遅くなる特性である。
【０００６】
また特に、前記オーバードライブ技術及び車載用の液晶ディスプレイ等に関しては、第１の問題として、当該ディスプレイでオーバードライブを行うためにはフレームメモリ等の具備が必要であり、コスト要因等から実現が困難な場合がある。第２の問題として、当該ディスプレイのシステムで使用電圧が一定に設計されるので、フレーム間の画素表示で最高階調や最低階調へ時間的に遷移するような場合には、オーバードライブがあまり有効でない場合が多い。
【０００７】
本発明は以上のような問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、液晶ディスプレイ等の表示装置において、素子特性及び温度状態（特に低温時を含む広い温度範囲）に応じて、充分高速に応答できる技術、またそれを低コストで実現できる技術を提供することである。また特に、液晶ディスプレイにおいて、液晶の低温時の応答の低下に対処し、動画表示の特性を改善できる技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。前記目的を達成するために、本発明は、光量が制御される光源及び光の透過率が制御される素子を備える表示装置、及びその駆動回路、例えば、バックライト及び液晶素子を備える液晶表示装置、及びその駆動回路の技術であって、以下に示す構成を有することを特徴とする。以下の特徴的な構成は、表示装置内で実現されてもよいし、駆動回路内で実現されてもよい。
【０００９】
（１）前述のように、液晶素子などの素子において、階調（透過率）間の遷移に対する応答特性は、温度等に応じて変化し、相対的に早いもの・遅いもの（組み合わせ）が存在する。これに基づき、例えば以下の構成を有する。
【００１０】
（１−１）本発明の装置（表示装置または駆動回路）では、素子及び光源の制御により画像（動画像）を表示する際、素子特性及び温度状態に応じて、例えば通常、常温または高温時、例えば基準温度（例：０℃）以上の時には、透過率（階調）の全範囲（全出力階調）を表示に使用し、低温時、例えば基準温度（例：０℃）未満の時には、当該全範囲のうち、素子での応答速度が相対的に充分早くなる一部範囲を表示に使用する（素子での応答速度が相対的に遅くなる範囲を表示に使用しない）ように、表示データまたは電圧などにおける透過率（階調）の範囲を低側や高側へ変更する第１の処理を行う。
【００１１】
換言すれば、本発明の装置は、例えば、素子の付近の温度状態が低温時には、全透過率（階調）のうち素子での応答速度の早い一部範囲を表示に使用するように、表示画像の階調に対応させる素子の透過率を変更、例えば全体的に低階調側へ圧縮する、第１の処理を行う。
【００１２】
（１−２）更に、本発明の装置では、上記第１の処理で透過率（階調）の範囲を変更して表示を行うことに伴い、当該変更（輝度変化）に対応させて、光源（バックライト）の光量を変更する第２の処理を行う。例えば、低温時、第１の処理で素子の透過率を低側へ変更して輝度が低下させることに伴い、第２の処理で光源を増光して輝度を上昇させる。
【００１３】
（１−３）更に、本発明の装置では、第１と第２の処理を相関制御して輝度を補償する。即ち、上記第１の処理では、温度状態に応じて、表示データの階調の範囲を圧縮して表示し、第１の処理により変化した輝度の割合の分、第２の処理では、光源の光量（輝度）を増減制御することにより、例えば元の輝度と同じ又は近付くように補償する。
【００１４】
（２）更に、本発明の装置は、例えば以下の構成を有する。本発明の装置では、上記第１の処理に関し、表示画像の階調（透過率）を、素子の温度状態（素子の付近から検出した温度）、及び、前記素子での透過率間の遷移に対する応答速度の特性に従って、一部を表示に使用するように変更する。また、本発明の装置では、素子の付近の温度の情報を受け取り、当該温度に従って、表示画像の階調（透過率）の範囲及び更には光源の光量を変更する回路を有する。また、本発明の装置では、素子の付近の温度の情報を受け取り、当該素子の階調（透過率）間の遷移の応答速度の特性に従って、表示画像の階調（透過率）の範囲を変更する回路を有する。
【００１５】
（３）更に、本発明の装置では、上記素子は、例えばＴＮ液晶素子であり、印加電圧が無い時に透過率（階調）が最大（最低電圧印加階調が最高階調）となるノーマリホワイト特性で、階調の高い状態への遷移が相対的に遅い特性である。そして、第１の処理では、低温時（基準温度未満の場合）には、表示画像（表示データ）の階調の範囲を、通常時（基準温度以上の場合）の当該階調の範囲に比べて、低い部分（低階調側）へ圧縮する。そして、第２の処理では、低側への圧縮による輝度低下に応じて光源の光量を増やすように制御する。
【００１６】
（３−１）例えば、本発明の装置では、低温時に階調の範囲を低側に変更するために、駆動回路における階調電圧生成回路（ラダー回路）に与える電圧値（基準電圧値）を、温度状態に応じて変更するセレクタ回路などを有する。
【００１７】
（３−２）例えば、本発明の装置では、階調電圧生成回路に与えるγ（ガンマ）調整設定値が複数用意され、温度状態に応じてγ調整設定値を選択・変更するセレクタ回路などを有する。
【００１８】
（３−３）例えば、本発明の装置は、階調電圧生成回路で生成する階調電圧の数が表示する画像の階調数よりも多い構成であり、温度に応じて階調電圧を選択するセレクタ回路などを有する。
【００１９】
（３−４）例えば、本発明の装置では、表示画像の表示データにおける階調値に対し、温度に応じて、圧縮のための１以下の一定値（圧縮係数：β）を乗算することにより、当該表示データの階調の範囲を低側に圧縮する演算を行う回路を有する。
【００２０】
（３−５）例えば、本発明の装置では、液晶素子への階調電圧に対し画像間の階調差分値に応じた係数を乗算してオーバードライブする回路を有し、前記階調の範囲の圧縮により使用されなくなった階調についての階調電圧を、オーバードライブ用の階調電圧（オーバードライブ印加電圧）として使用する。
【００２１】
（４）更に、本発明の装置では、上記素子は、例えばＶＡ液晶素子であり、印加電圧が無い時に透過率（階調）が最小（最低電圧印加階調が最低階調）となるノーマリブラック特性で、階調の低い状態から中間の状態への遷移が相対的に遅い特性である。そして、第１の処理では、低温時（基準温度未満の場合）には、表示画像（表示データ）の階調の範囲を、通常時（基準温度以上の場合）の当該階調の範囲に比べて、高い部分（高階調側）へ圧縮する。そして、第２の処理では、高側への圧縮による輝度上昇に応じてバックライトの光量を減らすように制御する。
【発明の効果】
【００２２】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。本発明によれば、液晶ディスプレイ等の表示装置において、素子特性及び温度状態（特に低温時を含む広い温度範囲）に応じて、充分高速に応答でき、またそれを低コストで実現できる。また特に、液晶ディスプレイにおいて、液晶の低温時の応答の低下に対処し、動画表示の特性を改善できる。
【００２３】
前記課題を解決するための手段における各構成に応じた効果は以下である。前記（１），（２）によれば、低温時でも良好な応答特性を得ることができる。特に前記（１−３）によれば、低温時などでも表示の輝度が元の輝度に対してあまり変化せずに、良好な表示特性が得られる。
【００２４】
更に前記（３）によれば、ＴＮ液晶などにおいて、低温時でも良好な応答特性が得られる。前記（３−１）によれば、表示データの圧縮を行っても、表示階調数を減らすことがない。前記（３−２）によれば、表示データの圧縮を行っても、良好なγ特性を維持できる。前記（３−３）によれば、複数のγ調整設定値を持たなくても、γ特性を良好に維持できる。これらの構成によれば、アナログ処理により、階調飛びが発生しない。また、前記（３−４）によれば、デジタル処理により、回路構成が比較的簡単になり低コストである。前記（３−５）によれば、オーバードライブ実行により、より高速な応答が得られる。
【００２５】
更に前記（４）によれば、ＶＡ液晶などにおいて、低温時でも良好な応答特性が得られる。特に前記（１−３）との組み合わせの場合には、黒輝度が浮くのを抑え、良好な表示品質が維持できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一部には原則として同一符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００２７】
＜従来技術＞
本発明の実施の形態を説明する前に、それと関連する、前記発明が解決しようとする課題において言及した従来技術例及びその問題点について補足説明する。
【００２８】
前記オーバードライブ技術及び車載用の液晶ディスプレイに関して、第１の問題は詳しくは以下である。オーバードライブ技術では、表示画像（画素群）の表示データにおける現在フレームとその１つ前のフレームとの差分（階調差分値）を用いて印加電圧（オーバードライブ印加電圧）を制御する。よって、当該表示装置では、１フレーム分の表示データ（階調データ）を格納するフレームメモリを持つことが必須となる。
【００２９】
しかしながら、車載用やモバイル用途などの液晶ディスプレイは、コスト低減に対する要求が厳しく、上記フレームメモリ等を備えることが困難である場合が多い。即ち、当該液晶ディスプレイでは、上記要求から、オーバードライブ（それによる応答速度の向上）を実現すること自体が困難である場合が多い。
【００３０】
第２の問題は詳しくは以下である。オーバードライブ技術では、１つ前と現在のフレーム間で表示データ（階調値）に差がある場合、その差分値が大きいほど大きな電圧を、オーバードライブ印加電圧として、現在フレームの表示データ（階調値）に印加するべき電圧に対して、加算して印加する。これにより、急激な立ち上がり特性を得る。
【００３１】
一般に、液晶ドライバ（液晶ディスプレイの駆動回路）では、最も高電圧を印加して表示する階調（最大電圧印加階調と呼ぶ。ノーマリブラックの液晶では２５５階調、ノーマリホワイトの液晶では０階調。）の印加電圧に合わせて、ドライバ内で使用する電圧が設計されている。現在フレームの表示画素が最高階調の場合、オーバードライブを行うためには、オーバードライブ印加電圧として、最高階調用印加電圧（非オーバードライブ時）よりも充分に高い電圧が必要となる。しかしながら、コスト低減要求、ドライバのサイズなどから、電圧の最大値はおのずと決まってしまう。よって、当該最大値以上の電圧（オーバードライブ印加電圧）を印加することは不可能である。
【００３２】
また、最も低電圧を印加して表示する階調（最小電圧印加階調。ノーマリブラックの液晶では０階調、ノーマリホワイトの液晶では２５５階調。）の印加電圧は通常０Ｖであり、オーバードライブを行うためには、充分に低い負の電圧が必要となる。これに関しても、同様に、電圧の最低値はおのずと決まってしまい、当該最低値以下の電圧を印加することは不可能である。
【００３３】
上記から、フレーム間の画素表示で最高階調や最低階調へ遷移するような場合には、オーバードライブがあまり有効でない場合が多い。特に、ノーマリホワイト特性のＴＮ液晶などでは、一般に、フレーム間の画素表示での各階調間の応答特性、即ち入出力階調の時間的な遷移の関係（組み合わせ）のうち、最低電圧印加階調（最高階調である２５５階調）への遷移が、最も応答が遅い（遷移時間が長い）ことが知られている。このような遷移の場合にはオーバードライブがあまり有効でない。
【００３４】
例えば、通常駆動において、電圧範囲が０Ｖ（階調値０）〜５Ｖ（階調値２５５）であり、オーバードライブ駆動において、電圧範囲が上記範囲（０Ｖ〜５Ｖ）よりも広くなる。システム（回路）的に一定の電圧範囲しか確保されないので、最小階調（０）や最大階調（２５５）の付近ではオーバードライブが有効ではない。
【００３５】
上記のようにオーバードライブ技術が有効でない場合があり、それに依らずに、液晶ディスプレイ等において液晶の低温時の応答の低下に対処できる技術が要求される。
【００３６】
（実施の形態１）
以上を踏まえ、図１〜図６を用いて、本発明の実施の形態１の表示装置（液晶ディスプレイ）及びその駆動回路（液晶ドライバ）を説明する。実施の形態１では、本発明で特徴的な方式として、液晶特性及び温度状態に応じた、表示データ圧縮及びバックライト光量の制御を行うものであり、特に、図３に示す液晶ドライバ３０１内のＤＡ変換部３１１及びバックライトコントローラ３１２の構成により実現されている。上記制御では、低温時に、表示データの階調範囲を低階調側へ圧縮（範囲変更）すると共に、それによる輝度低減の量に相関してバックライトを増光して、元の輝度に近付けるようにする。
【００３７】
＜概要＞
まず、図１，図２を参照して、本発明の一実施の形態（実施の形態１，２，３）の表示装置（液晶ディスプレイ）及び駆動回路（液晶ドライバ）において行う処理（表示データ圧縮及びバックライト光量の制御など）の概要について簡単に説明する。
【００３８】
図１において、本表示装置に与えられる表示画像フレームの表示データの階調値のヒストグラムの例を示しており、横軸は、表示の階調（０〜２５５階調）を示し、縦軸は、表示の階調の頻度値を示す。全階調数（２５６）及び範囲をＸとする。圧縮時（低温時）における階調数をｘとする。１０１は、本液晶素子（液晶パネル）の特性における、応答の遅い階調範囲（高階調範囲１０１）を示し、１０２は、応答の早い階調範囲（低階調範囲１０２）を示す。これらの範囲及び境界は、本例では簡単のために、高低で２分割した場合を示している。
【００３９】
１０３は、通常時（常温または高温時）における全階調範囲Ｘに対応した表示画像ヒストグラム（圧縮前表示データ１０３）を示し、１０４は、圧縮時（低温時）における階調数ｘに対応した表示画像ヒストグラム（圧縮後表示データ１０４）を示す。
【００４０】
一般にノーマリホワイトのＴＮ液晶では、階調間の応答特性において、高階調側への遷移が遅く、低階調側への遷移が早い。本実施の形態では、低温時での応答速度を向上させるために、図１の１０５，１０６に示す操作（処理）を行う。即ち、１０５では、本表示装置に表示すべき表示画像の圧縮前表示データ１０３に対し、圧縮のための１以下の一定値（圧縮係数：β）を乗じることにより、全体を低階調側に圧縮して、この圧縮後表示データ１０４により表示する操作（階調（表示データ）圧縮処理１０５）を行う。
【００４１】
また、１０６では、階調圧縮処理１０５により輝度が低下した分、バックライトを増光する操作（バックライト増光処理１０６）を行う。これにより、元の階調（輝度）に戻す（近付ける）ように補償する。これによって、応答の早い低階調範囲１０２側のみを使用して画像を表示することができるので、低温時に、応答速度を著しく改善することができる。
【００４２】
上記表示データ圧縮（階調圧縮処理１０５）において、全階調数Ｘに対する圧縮後の階調数ｘを用いて、圧縮率：α［％］を、下記数式（１）のように定義する。
【００４３】
【数１】
2009020340.tif 000003
【００４４】
ＴＮ液晶では、高階調ほどその階調への遷移時間が長くなる（応答速度が遅くなる）ので、圧縮率αが高くなるほど、応答の遅い部分（高階調範囲１０１）を使用しないことになり、平均の応答時間が短くなる。ただし、圧縮率αが高くなるほど、バックライトの増光量が大きくなる（元の輝度に戻す場合）。
【００４５】
図２において、一般的な液晶の階調輝度特性（γ特性）である、γ＝２．２の特性の場合の入力階調（０〜２５５）−輝度（透過率）［％］の特性を示している。階調圧縮処理１０５において、例えば圧縮率αが５０％のとき、階調が１２８の輝度値と、階調が２５５の輝度値との比は、下記数式（２）である。
【００４６】
【数２】
2009020340.tif 000004
【００４７】
よって、上記２つの処理（１０５，１０６）の相関制御において、圧縮前と同じ輝度値にするためには、下記数式（３）から、バックライト輝度（光量）を、４．６倍（逆数）する必要がある。
【００４８】
【数３】
2009020340.tif 000005
【００４９】
ここで、上記階調輝度特性の縦軸は、液晶の透過率とも考えることができる。圧縮率α＝０％のときの階調が２５５の透過率を１００％とすると、圧縮率α＝５０％のときの階調が２５５の透過率は２１．８％である。即ち、０〜２５５階調に対応する透過率の範囲を透過率の低い方へと変更することとなる。
【００５０】
なお、階調（透過率）間の遷移の応答特性について補足すると、フレーム間での画素の階調の表示タイミング（ｔ１）において、入力階調値がｋ１からｋ２に遷移する際、即ち、ｔ１において液晶への印加階調電圧が階調電圧ｖ１から階調電圧ｖ２に遷移する際、液晶の透過率が階調電圧ｖ１に対応する液晶の透過率ｓ１から階調電圧ｖ２に対応する液晶の透過率ｓ２へ到達する時刻ｔ２への遷移時間Ｔ（ｔ２−ｔ１）（例えば透過率が１０％から９０％になるまでにかかる時間）は、階調値（ｋ２，ｖ２）が高階調側になるほど長くなる。また、遷移時間Ｔは、素子が低温度になるほど長くなる。
【００５１】
＜ブロック構成＞
次に、実施の形態１を詳細に説明する。実施の形態１では、階調圧縮処理に関して、基準電圧を変更することで階調電圧を変更する方式（アナログ処理）であり、また、オーバードライブ機能は持たない。
【００５２】
図３において、実施の形態１の液晶ディスプレイ３００のブロック構成を示している。液晶ディスプレイ３００は、液晶ドライバ３０１、ＣＰＵ（中央処理装置）３０２、表示メモリ（メモリ）３０３、内部バス３０４、バックライト（光源）３０５、ＴＮ液晶を用いた液晶パネル（液晶画面）３０６、及び温度計３０７を含んで構成される。液晶ドライバ３０１は、入出力ＩＦ（インターフェイス回路）３０８、ＤＡ変換部３１１、バックライトコントローラ（光源制御部）３１２、メモリ３１０、及びタイミング生成（制御）回路３０９を含んで構成される。
【００５３】
ＤＡ変換部３１１は、基準電圧生成回路３１４、γ設定レジスタ（各圧縮率用のγ設定レジスタ群）３１３、正極性用ラダー回路（Ｌ１）３１６、負極性用ラダー回路（Ｌ２）３１７、ＤＡコンバータ３１５、セレクタ（Ｓ１）３２１，セレクタ（Ｓ２）３２２，セレクタ（Ｓ３）３２３，セレクタ（Ｓ４）３２４を含んで構成される。基準電圧生成回路３１４は、複数の基準電圧３３１〜３３６を生成及び出力する。温度計３０７は、液晶パネル３０６付近に設けられている。
【００５４】
温度計３０７からの温度情報Ｔ１は、液晶ドライバ３０１の入力回路（ピン）に入力され、セレクタ（Ｓ１〜Ｓ４）等の各部へ供給される。セレクタ（Ｓ１〜Ｓ４）は、温度情報Ｔ１を受け取り、その値に応じて当該セレクタの出力が決まる。
【００５５】
＜温度−圧縮率＞
図４において温度−圧縮率の関係を示している。図４に示すように、本実施の形態１では、例えば、（Ａ）常温である０℃以上（第１の温度範囲）のときには、圧縮率α＝０％で表示を行い、（Ｂ）低温（（Ａ）と（Ｃ）の間の遷移状態）である−１０℃以上０℃未満（第２の温度範囲）のときには、α＝２５％で表示を行い、（Ｃ）更に低温である−１０℃未満（第３の温度範囲）のときには、α＝５０％で表示を行う。
【００５６】
なお、このような温度と圧縮率の関係の規定は、制限されるものではなく色々なパターンが考えられ、これらに対応する形態が可能である。
【００５７】
＜階調−出力電圧＞
図５において階調−出力電圧の関係（入力の階調データに対する液晶（３０６）への印加電圧）を示している。（Ａ）常温時でα＝０％のときを示すのは、正極性では４０１、負極性では４０４の曲線である。液晶（３０６）では、一般的に、１フレームごとに共通電極の電位を、正極性では電圧（ｖ１）４１１に制御し、負極性では電圧（ｖ５）４１５に制御し、液晶へ与える印加電圧を、正極性で４０１、負極性で４０４、と制御することにより、液晶へ直流電圧がかかり続けるのを防止し、液晶の劣化を防いでいる。
【００５８】
＜基準電圧＞
基準電圧生成回路３１４は、圧縮率（α）別に複数の基準電圧（３３１〜３３６）を生成する回路であり、本実施形態では、図５に示すｖ１（４１１）〜ｖ５（４１５）の５種類の電圧を生成する。それぞれ、ｖ５は３３３に、ｖ４は３３２に、ｖ３は３３１と３３４に、ｖ２は３３５に、ｖ１は３３６に出力される。
【００５９】
セレクタ（Ｓ１）３２１は、温度計３０７から与えられる温度情報（Ｔ１）に応じて、基準電圧生成回路３１４からの電圧ｖ１（３３６），ｖ２（３３５），ｖ３（３３４）から１つの電圧を選択し、正極性用ラダー回路（Ｌ１）３１６に与える。セレクタ（Ｓ２）３２２は、温度計３０７から与えられる温度情報（Ｔ１）に応じて、電圧ｖ５（３３３）、ｖ４（３３２），ｖ３（３３１）から１つの電圧を選択し、負極性用ラダー回路（Ｌ２）３１７に与える。
【００６０】
正極性用ラダー回路（Ｌ１）３１６及び負極性用ラダー回路（Ｌ２）３１７は、複数の可変抵抗と抵抗が直列に連なった構成となっており、基準電圧生成回路３１４及びセレクタ（Ｓ１）３２１，（Ｓ２）３２２から与えられた電圧の間を階調数で分圧し、各階調に対応する液晶印加電圧を生成する機能を有する。
【００６１】
＜γ設定レジスタ＞
γ設定レジスタ３１３は、正極性用ラダー回路（Ｌ１）３１６及び負極性用ラダー回路（Ｌ２）３１７の可変抵抗の設定値を格納するレジスタであり、圧縮率（α）別に、複数の設定値が格納されている（本例では正・負極性と３つの圧縮率に応じて計６つのレジスタを有する）。これらの設定値は、温度計３０７から与えられた温度（Ｔ１）に応じて、セレクタ（Ｓ３）３２３，（Ｓ４）３２４で選択され、正極性用ラダー回路（Ｌ１）３１６、負極性用ラダー回路（Ｌ２）３１７に与えられる。このセレクタ（Ｓ３，Ｓ４）では、（Ａ）常温（０℃以上）では、正極性では電圧ｖ１（４１１）が、負極性では電圧ｖ５（４１５）が選択される。
【００６２】
（Ｂ）低温（−１０℃以上０℃未満）のとき、圧縮率α＝２５％で表示を行うためには、（Ａ）常温での階調値１９２（※２５６×０．７５＝１９２）の印加電圧（図５の丸印、ｖ２，ｖ４）が、階調値２５５が与えられたときに印加されるように設計しなければならない（図５の四角印）。従って、（Ｂ）低温（−１０℃以上０℃未満）のとき、セレクタ（Ｓ３，Ｓ４）では、正極性ではｖ２（４１２）、負極性ではｖ４（４１４）の電圧が選択され、ラダー回路（Ｌ１，Ｌ２）に与えられる。
【００６３】
（Ｃ）更なる低温（−１０℃未満）のとき、α＝５０％で表示を行うためには、（Ａ）常温での階調値１２８（※２５６×０．５＝１２８）の印加電圧（図５の三角印、ｖ３）が、階調値２５５が与えられたときに印加されるように設計しなければならない（図５の菱形印）。従って、（Ｃ）のとき、セレクタ（Ｓ３，Ｓ４）では、正極性、負極性ともに、電圧ｖ３（４１３）が選択され、ラダー回路（Ｌ１，Ｌ２）に与えられる。
【００６４】
γ設定レジスタ３１３には、（Ａ）常温のとき、正極性で曲線４０１、負極性で曲線４０４の階調−出力電圧特性を与える、正負の各ラダー回路（Ｌ１，Ｌ２）の設定値と、同様に、（Ｂ）低温のとき、正極性で曲線４０２、負極性で曲線４０５の特性を与える、各ラダー回路（Ｌ１，Ｌ２）の設定値と、（Ｃ）更なる低温のとき、正極性で曲線４０３、負極性で曲線４０６の特性を与える、各ラダー回路（Ｌ１，Ｌ２）の設定値と、が格納されている。
【００６５】
＜動作＞
以下、実施の形態１の表示装置の動作（温度情報Ｔ１に応じて、圧縮率（α）、出力電圧（基準電圧、γ設定値）、及びバックライト輝度を切り替える制御）について説明する。ＣＰＵ３０２は、液晶パネル３０６の画面に画像を表示すべきときに、入出力ＩＦ３０８内の図示しない表示開始レジスタへ表示開始モードを書き込み、表示メモリ３０３から表示データを入出力ＩＦ３０８経由でメモリ３１０へ転送する。
【００６６】
メモリ３１０のサイズ（容量）は、システムによって異なるが、１フレーム分のフレームメモリを持つシステムが最近では一般的になってきている。当該メモリ３１０のサイズは、特に限定されず、例えば数バイトのＦＩＦＯのようなものでも実施可能である。
【００６７】
例えば、寒冷地などの冬場の車の起動時、車内は非常に温度の低い状態となっている。例えば、本装置において、起動時に−１０℃以下（（Ｃ）第３の温度範囲内）で表示開始モードになると、温度計３０７は、温度情報（Ｔ１）を、バックライトコントローラ３１２及び各セレクタ（Ｓ１）３２１〜（Ｓ４）３２４へ出力する。これに基づき、基準電圧に関する各セレクタ（Ｓ１）３２１，（Ｓ２）３２２は、電圧ｖ３（４１３）を選択し、γ設定値に関する各セレクタ（Ｓ３）３２３，（Ｓ４）３２４は、圧縮率α＝５０％時用のγ設定レジスタ３１３の設定値を選択する。その結果、正極性用ラダー回路（Ｌ１）３１６及び負極性用ラダー回路（Ｌ２）３１７から出力される階調電圧は、図５の正極性の曲線４０３，負極性の曲線４０６のようになる。これらの階調電圧が、ＤＡコンバータ３１５へ出力される。
【００６８】
そして、ＤＡコンバータ３１５は、メモリ３１０から表示データ（階調データ）を与えられると、この表示データに対応した階調電圧を、各ラダー回路（Ｌ１，Ｌ２）から与えられた階調電圧の中から選択し、出力電圧（液晶印加電圧）として、液晶パネル３０６に出力する。
【００６９】
＜バックライト輝度＞
続いて、図６において、温度［℃］−基準電圧［Ｖ］及びバックライト輝度［ｃｄ／ｍ２］の関係を示している。５１０は、バックライト輝度を規定する線、５１１は、基準電圧（正極性時）を規定する線、５１２は、基準電圧（負極性時）を規定する線である。バックライトコントローラ３１２は、温度状態に応じた光量（輝度）をバックライト３０５が出力するように、バックライトコントロール信号（Ｃ１）により制御する。
【００７０】
バックライトコントローラ３１２は、（Ｃ）第３の温度範囲（−１０℃以下）では、図６のバックライト輝度に関する線５１０の（Ｃ）対応の部分（Ｂ３）に示すように、（Ａ）第１の温度範囲（０℃以上）のときのバックライト輝度（Ｂ１）５０１の約４．６倍であるバックライト輝度（Ｂ３）５０３が出力されるように制御する。これにより、前記図１のように、液晶（３０６）の応答の早い階調の範囲（低階調範囲）１０２（ｘ：階調値１２８以下）のみを使用して画像を表示することになる。全階調Ｘを使用して表示する場合に比べ、非常に応答を早くできる。また、この場合、アナログ処理であるので、階調飛びや輝度の低下なども無く、良好な表示を得ることができる。
【００７１】
次に、バックライト３０５の点灯、車内のエアコンなどにより、少し液晶（３０６）が暖まってきて、（Ｂ）第２の温度範囲（−１０℃以上０℃未満）になったものとする。すると、基準電圧に関し、セレクタ（Ｓ２）３２２は、電圧ｖ４（４１４）を選択し、セレクタ（Ｓ１）３２１は、電圧ｖ２（４１２）を選択し、γ設定値に関し、セレクタ（Ｓ３）３２３，（Ｓ４）３２４は、圧縮率α＝２５％時用のγ設定レジスタ３１３の設定値を選択する。その結果、各ラダー回路（Ｌ１，Ｌ２）からＤＡコンバータ３１５へ出力される階調電圧は、図５の曲線４０２，４０５のようになる。そして、前述同様に、ＤＡコンバータ３１５は、表示データに対応した階調電圧を、ラダー回路（Ｌ１，Ｌ２）からの階調電圧の中から選択して液晶パネル３０６に出力する。
【００７２】
バックライトコントローラ３１２は、（Ｂ）第２の温度範囲では、図６の線５１０の（Ｂ）対応の部分（Ｂ２）に示すように、（Ａ）のときのバックライト輝度（Ｂ１）５０１の約１．９倍であるバックライト輝度（Ｂ２）５０２が出力されるように制御する。これにより、液晶（３０６）の応答の少し早い階調（透過率）の範囲（階調値１９２以下）のみを使用して画像を表示することになる。全階調（Ｘ）を使用して表示する場合に比べ、表示画質を変えることなく応答を早くできる。
【００７３】
次に、更に液晶（３０６）が暖まってきて（Ａ）第１の温度範囲（０℃以上）になったものとする。すると、セレクタ（Ｓ２）３２２は、電圧ｖ５（４１５）を選択し、セレクタ（Ｓ１）３２１は、電圧ｖ１（４１１）を選択し、セレクタ（Ｓ３）３２３，（Ｓ４）３２４は、α＝０％時用のγ設定レジスタ３１３の設定値を選択する。その結果、各ラダー回路（Ｌ１，Ｌ２）からＤＡコンバータ３１５へ出力される階調電圧は、図５の曲線４０１，４０４のようになる。そして、前述同様に、ＤＡコンバータ３１５は、表示データに対応した階調電圧を、ラダー回路（Ｌ１，Ｌ２）からの階調電圧の中から選択して液晶パネル３０６に出力する。
【００７４】
バックライトコントローラ３１２は、（Ａ）第１の温度範囲（０℃以上）では、図６の線５１０の（Ａ）対応の部分（Ｂ１）に示すように、バックライト輝度（Ｂ１）５０１をバックライト３０５が出力するように制御する。これにより、バックライト３０５の輝度を高くしすぎることによる電力の消費を抑え、通常の電力で通常の液晶表示を得ることができる。
【００７５】
以上のように制御することにより、本装置では、表示品質の劣化無しに、特に、低温時（（Ｂ），（Ｃ））の液晶（３０６）の応答を早くすることができる。
【００７６】
上記構成では、複数のγ設定レジスタ３１３を具備し、温度計３０７から与えられた情報（Ｔ１）によって各セレクタ（Ｓ１〜Ｓ４）で自動的に設定値や基準電圧が選択されるようにした。これに限らず、例えば、温度計３０７をＣＰＵ３０２が監視しておき、γ設定レジスタ３１３の設定値をＣＰＵ３０２で書き換えた後、基準電圧生成回路３１４の出力値をＣＰＵ３０２で切り替えるように構成してもよい。その場合、レジスタ（３１３）の増加に伴う回路規模の増加が抑えられる。
【００７７】
（実施の形態２）
次に、図７〜図８を用いて、本発明の実施の形態２の液晶ディスプレイ及び液晶ドライバを説明する。実施の形態２では、基本的な動作は実施の形態１と同様であり、特徴として、オーバードライブ機能と本発明で特徴的な方式とを併用している構成であり、表示データ圧縮処理に関する回路方式が異なる。実施の形態２では、階調圧縮処理に関して、階調電圧生成回路（ラダー回路）を細分化した構成において階調数よりも多い数の階調電圧を生成してそこから出力階調電圧を選択するものである。
【００７８】
図７において、実施の形態２の液晶ディスプレイ３００のブロック構成を示している。液晶ドライバ３０１は、メモリ３１０及び入出力ＩＦ３０８の後段にオーバードライブ係数演算回路７０２を有し、その後段に、実施の形態１とは異なるＤＡ変換部３１１を有する。
【００７９】
＜オーバードライブ機能＞
オーバードライブ係数演算回路７０２は、オーバードライブするための液晶（３０６）への印加電圧（オーバードライブ印加電圧）を、階調値Ｋ（オーバードライブ係数）の形で出力する機能を持つ回路である。オーバードライブ係数演算回路７０２は、メモリ３１０からの１つ前のフレームの画素値（階調値ｋｉ−１）と入出力ＩＦ３０８からの現在フレームの画素値（階調値ｋｉ）とを比較し（即ちフレーム画素間の階調差分値を算出し）、それらが同じ（差分値が０）である場合には、当該画素値の階調値をそのまま出力する。
【００８０】
オーバードライブ係数演算回路７０２は、１つ前のフレームの画素値（ｋｉ−１）よりも現在フレームの画素値（ｋｉ）の方が高い階調である場合（階調差分値（ｋｉ−ｋｉ−１）が正）には、現在の画素値の階調値（ｋｉ）に値ａを加算した値Ｋ（Ｋ＝ｋｉ＋ａ）を出力する。ここで、ａは正の整数であり、階調値Ｋ＝ｋｉ＋ａに対応する電圧値を液晶（３０６）に１フレーム分印加したときに、輝度のオーバーシュートが一定値以内に収まる最大の値が、ＬＵＴ（Look Up Table）の形であらかじめ準備されている。また、１つ前のフレームの画素値（ｋｉ−１）よりも現在の画素値（ｋｉ）の方が低い階調である場合（階調差分値（ｋｉ−ｋｉ−１）が負）には、現在の画素値の階調値（ｋｉ）から値ｂを減算した値Ｋ（Ｋ＝ｋｉ−ｂ）を出力する。ここで、ｂは正の整数であり、階調値Ｋ＝ｋｉ−ｂに対応する電圧値を液晶（３０６）に１フレーム分印加したときに、輝度のアンダーシュートが一定値以内に収まる最大の値がＬＵＴの形であらかじめ準備されている。以上は公知のオーバードライブ技術と同様である。
【００８１】
ＤＡ変換部３１１は、γ設定レジスタ（正極用・負極用の２つ）３１３、正極性用ラダー回路（Ｌ１）３１６、負極性用ラダー回路（Ｌ２）３１７、ＤＡコンバータ３１５、セレクタ７０３、及びカウンタ（正極負極カウンタ）７０１を含んで構成される。
【００８２】
カウンタ７０１は、タイミング生成回路３０９の出力であるフレームＳＹＮＣ（同期）信号を受信するたびに、正極、負極、正極といったように状態が変わるカウンタである。
【００８３】
＜ラダー回路及びセレクタ＞
図８において、ＤＡ変換部３１１における、正極性用ラダー回路（Ｌ１）３１６、負極性用ラダー回路（Ｌ２）３１７、及びセレクタ７０３の詳細回路構成を示している。図８に示すように、正極性用ラダー回路（Ｌ１）３１６及び負極性用ラダー回路（Ｌ２）３１７は、可変抵抗１２０３〜１２２２及び１２２３〜１２４２を直列に接続して作られている。可変抵抗１２０３〜１２２２及び１２２３〜１２４２の設定値は、γ設定レジスタ３１３の正極用γ設定レジスタ１２０１と負極用γ設定レジスタ１２０２とに設定されている。ここで、正極性用ラダー回路（Ｌ１）３１６、負極性用ラダー回路（Ｌ２）３１７の中の、直列に接続されている抵抗は、すべてが可変抵抗である必要はなく、固定値の抵抗が入っていても構わない。ラダー回路（Ｌ１，Ｌ２）からは、それぞれ２５５本以上の階調電圧値が出力されている。本実施の形態２においても、温度と圧縮率αの関係は前記図４の通りとする。また、ＤＡコンバータ３１５からの温度毎の各階調に対する出力電圧値は前記図５の通りとする。即ち、（Ａ）第１の温度範囲では、α＝０％、正極性では４０１、かつ負極性では４０４、（Ｂ）第２の温度範囲では、α＝２５％、正極性では４０２、かつ負極性では４０５、（Ｃ）第３の温度範囲では、α＝５０％、正極性では４０３、かつ負極性では４０６、とする。
【００８４】
図８中、１２４３〜１２４８は、階調値と階調電圧出力の関係についての説明のために設けた枠であり、１２４３と１２４６は、（Ｃ）の時の階調値と階調電圧出力の関係を記載したものであり、同様に、１２４４と１２４７は、（Ｂ）の時、１２４５と１２４８は、（Ａ）の時である。前記図５からわかるように、出力電圧ｖ３（４１３）は、（Ａ）では、階調値１２８、（Ｂ）では階調値１９２、（Ｃ）では階調値２５５に相当する。従って、出力電圧ｖ３（４１３）を出力する階調電圧出力１２５２は、枠１２４３では階調値２５５、枠１２４４では階調値１９２、枠１２４５では階調値１２８に対応する。セレクタ７０３の中の複数のセレクタ１２４９〜１２５１は、カウンタ７０１からの正極負極情報（ｉ１）と温度計３０７からの温度情報（Ｔ１）とを受け取り、これらの情報により、複数の階調電圧から１つの階調電圧を選択して、ＤＡコンバータ３１５へ出力する。
【００８５】
また本構成では、低温時（（Ｂ），（Ｃ））、枠１２４３，１２４４，１２４６，１２４７などでは、階調値２５５に対して、ラダー回路（Ｌ１，Ｌ２）の出力電圧に余裕がある。この出力電圧部分については、オーバードライブ印加電圧として、階調値２５６に対応でセレクタ１２５０，階調値２５７に対応でセレクタ１２５１，……といったようにして、セレクタ７０３から出力する。このようにすることにより、応答の遅い低温時（（Ｂ），（Ｃ））には、オーバードライブ係数（Ｋ＝ｋｉ＋ａ）が階調値２５５を超えた場合にも、最適なオーバードライブ係数で液晶（３０６）を駆動（オーバードライブ）することができ、更に高速化できる。
【００８６】
（実施の形態３）
次に、図９を用いて、本発明の実施の形態３の液晶ディスプレイ及び液晶ドライバを説明する。実施の形態３では、特徴として、表示データ圧縮処理については階調値のままで行うデジタル処理の方式である。また、実施の形態３においても、オーバードライブ係数演算回路７０２により、オーバードライブ係数（階調値Ｋ）を計算する。また、液晶ドライバ３０１にデータ圧縮係数出力回路８０１及び圧縮演算回路８０２，８０３を備え、データ圧縮係数出力回路８０１は、温度計３０７から与えられる温度情報（Ｔ１）により、固定値をデータ圧縮係数β（β＝１−α）として出力する。データ圧縮係数βは、圧縮演算回路８０２，８０３及びバックライトコントローラ３１２へ出力される。
【００８７】
例えば前記図４に示す圧縮率αで制御する場合には、データ圧縮係数βとして、（Ａ）常温（０℃以上）で、β＝１、（Ｂ）低温（−１０℃以上０℃未満）で、β＝０．７５、（Ｃ）更なる低温（−１０℃未満）で、β＝０．５、を出力する。圧縮演算回路８０２，８０３では、メモリ３１０から与えられる１つ前のフレームの表示データ（入力画素データ）と、入出力ＩＦ３０８から与えられる現在フレームの表示データとに、データ圧縮係数出力回路８０１から与えられるデータ圧縮係数βを乗算し、オーバードライブ係数演算回路７０２へ出力する。オーバードライブ係数演算回路７０２では、温度情報（Ｔ１）に基づき、オーバードライブを考慮した書き込み階調に変更し、液晶コントローラ８０４へ出力する。そして、液晶コントローラ８０４（公知の構成）により、液晶（３０６）へ書き込む。
【００８８】
本実施の形態３では、表示データ圧縮処理を行った分色数が減ってしまうが、オーバードライブ係数演算回路７０２が圧縮演算回路８０２，８０３よりも後にあるので、圧縮率αに係わらず、オーバードライブ係数演算を一定の演算で行うことができる（回路構成を一定化できる）。また、本実施の形態３においても、（Ｂ）−１０℃以上０℃未満では、表示データの階調が２５５の時、液晶（３０６）への書き込み階調は１９２となり、（Ｃ）−１０℃未満では、表示データの階調が２５５の時、書き込み階調は１２８となり、書き込み階調が２５５までの分を、実施の形態２同様に、オーバードライブのために使用することができる。そのため、表示階調が２５５（最高階調）への遷移の時でも、充分にオーバードライブ印加電圧をかけることができ、表示データ圧縮処理による高速化だけでなく、更に高速化を行うことができる。
【００８９】
（実施の形態４）
次に、図１０〜図１２を用いて、本発明の実施の形態４の液晶ディスプレイ及び液晶ドライバを説明する。実施の形態４では、特徴として、液晶パネル３０６がＶＡ液晶である場合である。一般的に、ＶＡ液晶では、特性として、低階調から中間調への応答が遅い。従って、ＴＮ液晶（実施の形態１〜３）の場合とは逆に、実施の形態４では、高階調側へ表示データ（階調範囲）を圧縮（変更）する表示データ圧縮処理を行う（前記図１と考え方は同様）。これにより、応答を高速化することができる。
【００９０】
図１０において、実施の形態４に関する階調−輝度特性を示している。９０１は、（Ａ）常温（０℃以上）の時の特性である。９０２は、低温時の高階調側への圧縮時の特性である。９０３は、更に、低温時のバックライト輝度調整による特性である。
【００９１】
図１１において、実施の形態４における、温度−圧縮率α及びバックライト輝度の関係を示している。実施の形態４では、線１１１０に示すように、（Ａ）常温（０℃以上）で、圧縮率α＝０％、（Ｄ）低温（０℃未満）では、α＝２５％、と規定する。また、線１１２０で示すように、（Ａ）常温でのバックライト輝度を、Ｂ５（１１０１）のように規定する。また、（Ｄ）低温のとき、表示データを高階調側に圧縮し、図１０の９０２で示す特性とする。これにより、黒レベルが浮いた分、バックライト輝度を、図１１のＢ４（１１０２）のように下げ、図１０の９０３で示す特性とする。
【００９２】
実施の形態４のブロック構成は、例えば前記図９の実施の形態３の構成と同様である。ＶＡ液晶の場合にも実施の形態１〜３と同様の構成を適用可能である。圧縮演算回路８０２，８０３では、圧縮率α、入力階調をｘ（なおこれは図１のｘとは別である）、出力階調をｙとするとき、下記数式（４）に示す演算を行う。
【００９３】
【数４】
2009020340.tif 000006
【００９４】
このように演算することにより、図１０の９０２に示す特性を実現できる。このように制御することにより、応答の遅い低階調から中間調への遷移を無くすことができるので、ＶＡ液晶においても、応答を早くすることができる。
【００９５】
図１２において、実施の形態４に対応する階調−出力電圧の特性を示している。本実施の形態４では、表示データ圧縮処理をデジタル演算で行ったが、ＶＡ液晶の場合も、ＴＮ液晶の場合（実施の形態１，２）と同様に、ＤＡ変換部３１１を工夫し、図１２に示すように、（Ａ）常温の時、正極性では１００１、負極性では１００３とし、（Ｄ）低温の時、正極性では１００２、負極性では１００４として、階調−出力電圧の特性を実現することにより、実現可能である。
【００９６】
以上説明したように、各実施の形態によれば、液晶（３０６）の低温時の応答を早くでき、動画特性を改善できる。広い温度範囲で使用可能な液晶ディスプレイを提供できる。例えばＴＮ液晶では、表示データを低階調側へ圧縮して表示し、バックライト３０５を増光することにより、応答を早くできる。また、ＶＡ液晶では、逆に、高階調側へ圧縮して表示し、バックライト３０５を減光することにより、黒浮きを抑え、応答を早くできる。
【００９７】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００９８】
本発明は、例えば車載用の液晶ディスプレイ、液晶ディスプレイを用いたテレビ、ＰＣ、携帯電話などの各種機器に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本発明の一実施の形態（実施の形態１〜３）の表示装置及び駆動回路における、特徴的な構成の概念を表示画像の画素階調のヒストグラムの形式で示す図である。
【図２】本発明の一実施の形態（実施の形態１〜３）の表示装置及び駆動回路における、入力階調−輝度（透過率）の特性、及び、データ圧縮とバックライト輝度の関係を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態１の表示装置におけるブロック構成を示す図である。
【図４】本発明の一実施の形態（実施の形態１〜３）における、温度と表示データの圧縮率との関係を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態１における、表示データの階調と出力電圧（ＤＡコンバータの出力である液晶印加電圧）との関係を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態１における、温度と、階調電圧生成回路（ラダー回路）に与える基準電圧及びバックライト輝度との関係を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態２の表示装置におけるブロック構成を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態２における、ＤＡ変換部（各ラダー回路、セレクタ）の詳細回路構成を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態３の表示装置におけるブロック構成を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態４の表示装置における、階調と輝度の関係を示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態４における、温度と、表示データの圧縮率及びバックライト輝度との関係を示す図である。
【図１２】本発明の実施の形態４における、表示データの階調と出力電圧（ＤＡコンバータの出力である液晶印加電圧）との関係を示す図である。
【符号の説明】
【０１００】
１０１…応答の遅い階調範囲（高階調範囲）、１０２…応答の早い階調範囲（低階調範囲）、１０３…圧縮前表示データ、１０４…圧縮後表示データ、１０５…階調（表示データ）圧縮処理、１０６…バックライト増光処理、３００…液晶ディスプレイ、３０１…液晶ドライバ、３０２…ＣＰＵ、３０３…メモリ、３０４…内部バス、３０５…バックライト、３０６…液晶パネル（液晶画面）、３０７…温度計、３０８…入出力ＩＦ（インターフェイス回路）、３０９…タイミング生成（制御）回路、３１０…メモリ、３１１…ＤＡ変換部、３１２…バックライトコントローラ、３１３…γ設定レジスタ（各圧縮率用のγ設定レジスタ群）、３１４…基準電圧生成回路、３１５…ＤＡコンバータ、３１６…正極性用ラダー回路（Ｌ１）、３１７…負極性用ラダー回路（Ｌ２）、３２１，３２２，３２３，３２４…セレクタ（Ｓ１〜Ｓ４）、３３１〜３３６…基準電圧、４０１〜４０６…特性の曲線、４１１〜４１５…電圧（ｖ１〜ｖ５）、５０１〜５０３…バックライト輝度（Ｂ１〜Ｂ３）、５１０…バックライト輝度に関する線、５１１，５１２…基準電圧に関する線、７０１…カウンタ（正極負極カウンタ）、７０２…オーバードライブ係数演算回路、７０３…セレクタ、８０１…データ圧縮係数出力回路、８０２，８０３…圧縮演算回路、８０４…液晶コントローラ、９０１〜９０３…特性、１００１〜１００４…特性の曲線、１１０１…バックライト輝度（Ｂ５）、１１０２…バックライト輝度（Ｂ４）、１１１０…圧縮率に関する線、１１２０…バックライト輝度に関する線、１２０１…正極用γ設定レジスタ、１２０２…負極用γ設定レジスタ、１２０３〜１２２２，１２２３〜１２４２…可変抵抗、１２４３〜１２４８…枠、１２４９，１２５０，１２５１…セレクタ、１２５２…階調電圧出力、Ｃ１…バックライトコントロール信号、Ｔ１…温度情報、α…圧縮率、β…データ圧縮係数。
【図１】
2009020340.tif 000007
【図２】
2009020340.tif 000008
【図３】
2009020340.tif 000009
【図４】
2009020340.tif 000010
【図５】
2009020340.tif 000011
【図６】
2009020340.tif 000012
【図７】
2009020340.tif 000013
【図８】
2009020340.tif 000014
【図９】
2009020340.tif 000015
【図１０】
2009020340.tif 000016
【図１１】
2009020340.tif 000017
【図１２】
2009020340.tif 000018