液晶表示装置、その駆動方法および電子機器
【課題】光源を間欠的に点灯させる技術とオーバードライブとを組み合わせたときに、表示上の段差に起因した二重像の発生を抑える。
【解決手段】複数の画素の明るさをそれぞれ規定するとともに現フィールドで供給された映像データＶid-2を、直前フィールドで供給された映像データからの明るさ変化分に応じて補正する補正回路３０と、複数の画素１１０を有し、補正回路によって補正されたオーバードライブデータＶid-2'に応じたデータ信号の電圧が前記複数の画素にそれぞれ書き込まれる液晶表示パネル１００と、液晶表示パネル１００に光を駆動信号Ｌd1〜Ｌd4にしたがって照射する光源６１〜６４と、補正回路によって画素の光学応答が補償される期間に光源を消灯させるように駆動信号Ｌd1〜Ｌd4を生成する光源制御回路５０とを具備する。
【解決手段】複数の画素の明るさをそれぞれ規定するとともに現フィールドで供給された映像データＶid-2を、直前フィールドで供給された映像データからの明るさ変化分に応じて補正する補正回路３０と、複数の画素１１０を有し、補正回路によって補正されたオーバードライブデータＶid-2'に応じたデータ信号の電圧が前記複数の画素にそれぞれ書き込まれる液晶表示パネル１００と、液晶表示パネル１００に光を駆動信号Ｌd1〜Ｌd4にしたがって照射する光源６１〜６４と、補正回路によって画素の光学応答が補償される期間に光源を消灯させるように駆動信号Ｌd1〜Ｌd4を生成する光源制御回路５０とを具備する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置において、動画を表示する際のぼやけ感等を低減する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置では、光学応答が、ＣＲＴのようなインパルス型ではなく、ホールド型であるので、動画を表示する際に、前の画像が残像として視認されやすく、動きのない背景に対して動きのある部分の境界がぼやけるという現象が発生しやすい。そこで、バックライトの発光領域を複数に分割するとともに、これらの分割した発光領域を、液晶表示の水平走査に同期するように順次間欠的に点灯させることによって、残像感を低減して、上記ぼやけ感を低減させる技術が知られている（特許文献１参照）。
また、液晶の光学的な応答速度が十分でないことにも起因してぼやけ感が発生する。そこで、低応答によるぼやけ感を低減するための技術として、いわゆるオーバードライブという技術もある（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平１１−２０２２８５号公報（図１、図２、段落００３１等参照）
【特許文献２】特開２００１−２６５２９８号公報（図５等参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、バックライト等の光源を間欠的に点灯させる技術とオーバードライブとを組み合わせたときに、二重像が視認されるという問題が懸念された。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的の１つは、このような二重像が視認されにくくする技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を達成するために、本発明に係る液晶表示装置は、複数の画素の明るさをそれぞれ規定する映像データを、過去の映像データからの明るさ変化分に応じて補正する補正回路と、複数の画素を有し、前記補正回路によって補正された映像データに応じた電圧を前記複数の画素にそれぞれ書き込む液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルに光を駆動信号にしたがって照射する光源と、前記光源に前記駆動信号を供給する光源制御回路であって、前記補正回路によって前記画素の光学応答が補償される期間に前記光源を消灯させるように前記駆動信号を生成する光源制御回路と、を具備することを特徴とする。本発明によれば、映像の明るさに変化があった場合、補正によって画素の応答が補償されて透過率または反射率が変化する期間では、光源が消灯するので、当該変化している途中状態が視認されることはない。このため、変化前から変化後までにかけて二重像の発生を抑えた上で、動画を表示する際のぼやけ感を低減することが可能となる。
【０００５】
本発明において、外部から同期信号にしたがった走査速度で供給される映像データを、前記同期信号にしたがった走査速度のｎ（ｎは２以上）倍の走査速度で、ｎ回繰り返して出力する速度変換回路を、備え、前記速度変換回路によって出力される映像データを、前記補正回路に供給する構成としても良い。この構成によれば、光源の点灯・消灯のサイクル周波数を低下させる場合と比較して、フリッカーの発生を抑えることができる。また、本発明において、前記光源制御回路は、前記速度変換回路によるｎ倍の走査速度を示す信号をｎ分周した分周信号に基づき前記駆動信号を生成しても良い。
なお、本発明は、液晶表示装置のほか、液晶表示装置の駆動方法としても、また、当該液晶表示装置を有する電子機器としても概念することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図１は、実施形態に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。
この図に示されるように、液晶表示装置１０は、速度変換回路２０、フレームメモリー２２、補正回路３０、フレームメモリー３２、Ｄ／Ａ変換回路３５、分周回路４０、光源制御回路５０、光源６１〜６４および液晶表示パネル１００を有する。
【０００７】
ここで、説明の便宜上、液晶表示パネル１００について説明する。液晶表示パネル１００は、特に図示しないが、素子基板と対向基板とが一定の間隙を保って貼り合わせられるとともに、この間隙に液晶が封止された構成となっている。対向基板のうち、素子基板との対向面には、透明性を有するコモン電極が全面にわたって設けられるとともに、当該コモン電極には、図示しない電圧供給回路によって電圧Ｖcomが印加されている。
一方、素子基板のうち、対向基板との対向面には、本実施形態では１２０行の走査線１１２が図において横方向に延在し、また、１６０列のデータ線１１４が図において縦方向に延在し、かつ、各走査線１１２と互いに電気的に絶縁を保つように設けられている。さらに、画素１１０が、走査線１１２とデータ線１１４との交差のそれぞれに対応して設けられる。
【０００８】
ここで、画素１１０の詳細について説明する。図２は、画素１１０の等価回路を示す図であり、ｉ行目及びこれに下方向で隣接する（ｉ＋１）行目と、ｊ列目及びこれに右方向で隣接する（ｊ＋１）列との交差に対応する２×２の計４画素分の構成が示されている。なお、ｉ、（ｉ＋１）は、画素１１０が配列する行を説明するための記号であって、それぞれ１以上１２０以下の整数であり、また、ｊ、（ｊ＋１）は、画素１１０が配列する列を説明するための記号であって、１以上１６０以下の整数である。
【０００９】
図２に示されるように、各画素１１０は互いに同一構成なので、ｉ行ｊ列に位置するもので代表して説明すると、当該ｉ行ｊ列の画素１１０において、ｎチャネル型の薄膜トランジスター（thin film transistor：以下単に「ＴＦＴ」と略称する）１１６は、そのゲート電極がｉ行目の走査線１１２に接続され、そのソース電極がｊ列目のデータ線１１４に接続され、そのドレイン電極が透明性を有する矩形形状の画素電極１１８に接続されている。
このため、画素１１０毎に、画素電極１１８とコモン電極とで液晶１０５を挟持した液晶容量１２０が構成されることになる。
【００１０】
液晶表示パネル１００の背面側には、バックライトとして例えば白色ＬＥＤからなる光源６１〜６４が設けられて、光を背面側から観察側に向けて照射する。詳細には、液晶表示パネル１００では、バックライトによる発光領域が、１〜３０行目の画素配列領域、３１〜６０行目の画素配列領域、６１〜９０行目の画素配列領域および９１〜１２０行目の画素配列領域に４分割されており、このうち、光源６１は、１〜３０行目の領域に、駆動信号Ｌd1がＨレベルであるときに光を照射する。同様に、光源６２、６３および６４は、３１〜６０行目、６１〜９０行目および９１〜１２０行目の領域に、それぞれ駆動信号Ｌd2、Ｌd3およびＬd4がそれぞれＨレベルであるときに光を照射する。
【００１１】
特に図示はしないが、両基板の各対向面には、液晶分子の長軸方向が両基板間で例えば約９０度連続的に捻れるようにラビング処理された配向膜がそれぞれ設けられる一方、両基板の各背面側には配向方向に応じた偏光子がそれぞれ設けられる。
光源６１〜６４によって照射された光のうち、画素電極１１８とコモン電極１０８との間を通過する光は、液晶容量１２０に保持された電圧の実効値がゼロ（またはゼロ近傍）であれば、液晶分子の捻れに沿って約９０度旋光する一方、当該電圧実効値が大きくなるにつれて、液晶分子が電界方向に傾く結果、その旋光性が消失する。このため、透過型において、例えば入射側と背面側とに配向方向に合わせて偏光軸が互いに直交する偏光子をそれぞれ配置させると、当該電圧実効値がゼロに近ければ、光の透過率が最大となる白色表示になる一方、電圧実効値が大きくなるにつれて透過する光量が減少して、ついには透過率が最小となる黒色表示になる（ノーマリーホワイトモード）。
【００１２】
ここで、走査線１１２に選択電圧を印加させるとともに、選択走査線１１２に対応する画素１１０（液晶容量１２０）に対して、目的とする透過率に応じた電圧のデータ信号を、データ線１１４を介して供給させると、当該走査線１１２にゲート電極が接続されたＴＦＴ１１６がオン状態となり、当該データ信号が、オン状態のＴＦＴ１１６を介して画素電極１１８に印加されるので、目的とする透過率にさせることができる。
なお、走査線に非選択電圧を印加して、ＴＦＴ１１６をオフ状態とさせても、ＴＦＴ１１６がオン状態のときに液晶容量１２０に書き込まれた電圧は、その容量性により保持される。
【００１３】
図示しない上位装置からは、第１同期信号Ｓync-1と映像データＶid-1とが供給される。映像データＶid-1は、液晶表示パネル１００の各画素の明るさ（輝度）をそれぞれ指定するデジタルデータであって、第１同期信号Ｓync-1に含まれる垂直同期信号、水平同期信号およびドットクロック信号によって走査される画素の順番で供給される。なお、映像データＶid-1が輝度を指定する画素の順番は、画素配列の行でいえば、１、２、３、…、１２０行目であって、各行において１、２、３、…、１６０列目である。
また、第１同期信号Ｓync-1に含まれる垂直同期信号の周波数（垂直走査周波数）は６０Ｈｚとしている。このため、表示すべき画像の１コマ分は、垂直走査周波数の逆数である１６．７ミリ秒で供給される。本実施形態では、この１コマ分の映像データが供給される期間をフレームと称している。
【００１４】
速度変換回路２０は、映像データＶid-1の供給速度を２倍速化するとともに、２回繰り返して、映像データＶid-2として出力するものである。詳細には、速度変換回路２０は、映像データＶid-1をフレームメモリー２２に一旦書き込んだ後、第１同期信号Ｓync-1に含まれる垂直同期信号、水平同期信号およびドットクロック信号の周波数をそれぞれ２倍化して、これらを第２同期信号Ｓync-2として生成するとともに、フレームメモリー２２から映像データＶid-1を第２同期信号Ｓync-2にしたがって２回、読み出して、映像データＶid-2として出力する。
換言すれば、１フレーム分の映像データＶid-1が速度変換回路２０に供給されると、当該速度変換回路２０は、同じ内容の映像データＶid-2を２倍の速度で２回繰り返して出力することになる。そこで便宜的に、同じ内容の映像データＶid-2が１番目に供給される期間をフィールド１ｆとし、２番目に供給される期間をフィールド２ｆとする。
なお、第２同期信号Ｓync-2に含まれる垂直同期信号Ｖsync-2の周波数は、第１同期信号Ｓync-1の２倍である１２０Ｈｚとなり、フィールド１ｆ、２ｆの期間は、フレームの半分の８．３５ミリ秒である。
【００１５】
Ｙドライバー１３０は、１、２、３、…、１２０行目の走査線１１２に、選択電圧または非選択電圧の走査信号Ｇ1、Ｇ2、Ｇ3、…、Ｇ120を供給する走査線駆動回路である。詳細には、Ｙドライバー１３０は、フィールド１ｆ、２ｆのそれぞれにおいて走査線１１２を、それぞれ１、２、３、…、１２０行目という順番で選択して、選択走査線には選択電圧を印加し、それ以外の走査線には非選択電圧を印加する。なお、Ｙドライバー１３０は、第２同期信号Ｓync-2に含まれる垂直同期信号および水平同期信号にしたがって１〜１２０行目の走査線を選択する。
【００１６】
補正回路３０は、液晶の低応答性を補償するための、いわゆるオーバードライブ回路であり、映像データＶid-2を補正してオーバードライブデータＶid-2'として出力するものである。
詳細には、補正回路３０は、例えば、あるフィールド（現フィールド）において映像データＶid-2が供給されたときに、当該現フィールドの映像データＶid-2をフレームメモリー３２に記憶するとともに、直前フィールドの映像データＶid-2をフレームメモリー３２から読み出し、直前フィールドで指定された輝度からの変化分を画素毎に求め、当該変化分に応じて現フィールドの映像データＶid-2の輝度を補正する。なお、フレームメモリー３２に記憶された現フィールドの映像データＶid-2は、次フィールドにおいて比較のために読み出される。
また、補正回路３０は、単純には、現フレームの映像データＶid-2で規定される輝度と、直前フレームの映像データＶid-2で供給される輝度との二つの入力値に応じた値を出力するような二次元ルックアップテーブルで構成しても良い。
【００１７】
Ｄ／Ａ変換回路３５は、補正回路３０によるオーバードライブデータＶid-2'を、基準電圧Ｖcを基準にして高位側の正極性電圧および低位側の負極性電圧のデータ信号ｄsに、交互に所定周期毎に切り替えながら変換して出力する。
【００１８】
Ｘドライバー１４０は、１、２、３、…、１６０列目のデータ線１１４に、データ信号ｄ1、ｄ2、ｄ3、…、ｄ160を供給するデータ線駆動回路である。詳細には、Ｘドライバー１４０は、第２同期信号Ｓync-2に含まれる水平同期信号およびドットクロック信号にしたがってデータ線１１４を選択するとともに、選択したデータ線１１４にデータ信号ｄsを、サンプリングする。ある行の画素が水平走査される期間において、データ信号ｄsは、１、２、３、…、１６０列目という画素の順で供給されるので、１〜１６０列目のデータ線１１４には、水平走査される行の画素に対応したデータ信号がそれぞれサンプリングされることになる。
したがって、フィールド１ｆ、２ｆのそれぞれにおいて１〜１２０行目の走査線１１２が順番に選択されるとともに、選択走査線に位置する画素１１０（液晶容量１２０）にデータ信号がデータ線１１４を介して書き込まれることになる。
【００１９】
分周回路４０は、速度変換回路２０によって出力される第２同期信号Ｓync-2のうち、垂直同期信号Ｖsync-2の周波数を１／２にして、信号Ｓync-aとして出力するものである。したがって、信号Ｓync-aによって、映像データＶid-2（オーバードライブデータＶid-2’）が規定するフィールド１ｆ、２ｆ、すなわちフレームが特定される。なお、本実施形態では、垂直同期信号Ｖsync-2の周波数が１２０Ｈｚであるから、信号Ｓync-aの周波数は６０Ｈｚとなる。
光源制御回路５０は、信号Ｓync-aで特定される各フレームのうち、図３の（ｃ）に示されるように、デューティ比５０％であって後半期間にＨレベルとなるパルス信号の駆動信号Ｌd1を出力する。このため、駆動信号Ｌd1は、映像データＶid-2（オーバードライブデータＶid-2'）で規定される各フレームのうち、フィールド１ｆでＬレベルとなり、フィールド２ｆでＨレベルとなる。光源制御回路５０は、また、駆動信号Ｌd1に対しそれぞれ位相が４５度、９０度、１３５度遅延した駆動信号Ｌd2、Ｌd3、Ｌd4を生成する。
【００２０】
次に、本実施形態に係る液晶表示装置１０の動作について説明する。図３は、映像データＶid-1の供給動作、液晶表示装置１０の表示動作、および、光源動作を示す図である。
なお、図では、時間的に連続する複数フレームを便宜的に区別するために、順番にＮフレーム、（Ｎ＋１）フレーム、（Ｎ＋２）フレーム、…、と表記している。また、映像データＶid-1を２倍速化して映像データＶid-2として出力する際に、速度変換回路２０は、上述したように映像データＶid-1をフレームメモリー２２に一旦記憶した後、読み出す構成となっているので、映像データＶid-2（および当該映像データＶid-2を補正したオーバードライブデータＶi d-2’）で規定されるフレームは、映像データＶid-1で規定されるフレームに対して、実際には遅延した関係になるが、図３では、説明理解のために時間的に揃えている。
【００２１】
いま、ある特定の画素、例えば光源６１の発光領域である１〜３０行目のうち、最初に選択される１行目であって、１〜１６０列のいずれかの画素について着目して、映像データＶid-1によって当該着目画素に指定される輝度に対し、液晶表示パネル１００の当該着目画素における実際の透過率がどのように変化するかについて説明する。
【００２２】
図３の（ａ）に示されるように、映像データＶid-1が、当該着目画素に対し、Ｎフレームにおいて輝度２０％を指定していたときに、（Ｎ＋１）フレーム以降において輝度８０％に変化した状態を想定する。
この状態において、映像データＶid-2が指定する輝度は、映像デ−タＶid-1と同値である。すなわち、特に図示しないが、映像データＶid-2が当該着目画素に指定する輝度は、Ｎフレームのフィールド１ｆ、２ｆにおいてそれぞれ２０％であり、（Ｎ＋１）フレーム以降のフィールド１ｆ、２ｆにおいてそれぞれ８０％である。
【００２３】
（Ｎ＋１）フレームのフィールド１ｆにおいて映像データＶid-2が指定する輝度は、直前のＮフレームのフィールド２ｆから変化している。このため、補正回路３０は、図３の（ｂ）において破線で示されるように、（Ｎ＋１）フレームのフィールド１ｆにおいてオーバードライブデータＶid-2'が指定する輝度を、映像データＶid-2が指定する輝度８０％よりも輝度変化方向に振った値に補正する。なお、（Ｎ＋１）フレームのフィールド１ｆ以外では輝度変化が生じていないので、オーバードライブデータＶid-2'で指定される輝度は、映像データＶid-2で指定される輝度と一致する。
【００２４】
オーバードライブデータＶid-2’は、Ｄ／Ａ変換回路３５によってデータ信号ｄsに変換された後、フィールド１ｆ、２ｆで当該着目画素の液晶容量１２０に書き込まれる。液晶表示パネル１００において当該着目画素の実際の透過率は、図３の（ｂ）において実線で示されるように、（Ｎ＋１）フレームのフィールド１ｆでは、２０％から８０％まで変化して、液晶の低応答性が補償される。一方、（Ｎ＋１）フレームのフィールド１ｆ以外では、指定される輝度に変化がなく、応答補償されないので、着目画素の実際の透過率は、Ｎフレームであれば２０％であり、（Ｎ＋１）フレームのフィールド２ｆ以降では８０％であって、いずれも１フィールドでみたときに一定である。
【００２５】
上述したように、また、駆動信号Ｌd1は、映像データＶid-2（オーバードライブデータＶid-2'）で規定される各フレームのうち、図３の（ｃ）に示されるように、フィールド１ｆでＬレベルとなり、フィールド２ｆでＨレベルとなる。このため、光源６１は、フィールド１ｆで消灯し、フィールド２ｆで点灯するので、液晶表示パネル１００にあっては、映像データＶid-2およびオーバードライブデータＶid-2'で規定されるフレームのうち、図４に示されるように、フィールド１ｆでの書き込みによる透過率の変化状態が視認されずに、フィールド２ｆで透過率の一定状態だけが視認される。
【００２６】
なお、ここでは１行目の画素を着目して説明したが、１行目以外の他の画素についても同様である。すなわち、各フィールドにおいて走査線は、１行目から１２０行目まで順番に選択されるので、フィールド１ｆで応答補償がなされるときに、例えば１行目の画素では、当該フィールド１ｆの最初に書き込みがなされるために、当該フィールド１ｆの終了までに目的とする透過率になるが、最終の１２０行目の画素では、当該フィールド１ｆの終了間際で書き込みがなされるために、当該フィールド１ｆの終了までに目的とする透過率に達していない。つまり、画面の下に向かうにつれて、目的とする透過率に達していない可能性が高くなる。そこで、本実施形態では、バックライトの発光領域を４分割して、光源６１、６２、６３、６４を順次点灯させるので、１行目以外の他の走査線についても、フィールド１ｆでの書き込みによる透過率の変化状態が視認されずに、透過率の一定状態だけが光源の点灯により視認される。
【００２７】
ここで、本実施形態における液晶表示装置１０の優位性を説明するために、比較例に係る液晶表示装置の動作について、図９および図１０参照して説明する。この比較例に係る液晶表示装置としては、本実施形態のような速度変換回路２０が存在しないものであって、光源を間欠的に点灯させる技術とオーバードライブとを単に組み合わせたものを想定している。
【００２８】
図９の（ａ）に示されるように、比較例においても、映像データＶid-1によって指定される輝度の変化については、図３の（ａ）と同様としている。
比較例では、（Ｎ＋１）フレームにおいて映像データＶid-1によって指定される輝度が直前のＮフレームから変化しているので、図９の（ｂ）において破線で示されるように、（Ｎ＋１）フレームにおいてオーバードライブデータによって指定される輝度が、映像データＶid-1が指定する輝度８０％よりも輝度変化方向に振った値に補正される。このため、液晶表示パネル１００における実際の透過率は、図９の（ｂ）において実線で示されるように、（Ｎ＋１）フレームにおいて、２０％から８０％まで変化して、液晶の応答性が補償されることになる。
一方、動画ぼやけ感を解消するために、図９の（ｃ）に示されるように、光源をデューティ比５０％で各フレームの後半期間で間欠的に点灯させる。
【００２９】
この比較例では、図１０に示されるように、（Ｎ＋１）フレームの後半期間において光源が点灯して、液晶の透過率が変化している状態が視認されるので、映像データＶid-1で指定された輝度に正しく対応させることができない。すなわち、（Ｎ＋１）フレーム以降においての映像データＶid-1は、輝度８０％を指定しているが、光学応答の補償がなされた（Ｎ＋１）フレームにおける透過率は、補償がなされない（Ｎ＋２）フレーム以降の透過率よりも低くなってしまうので、（Ｎ＋１）フレームにおいて実際に観察側で視認される明るさは、（Ｎ＋２）フレームおよび（Ｎ＋３）フレームよりも、暗くなって、映像データＶidで指定される輝度とは異なってしまうことになる。（Ｎ＋１）フレームが（Ｎ＋２）フレーム以降よりも暗くなってしまうことは、同じであるべき明るさが２種類存在して、時間を異ならせて段階的に出現することから、一種の二重像として視認されることなる。
【００３０】
なお、各フレームの終端側では、液晶の透過率が目的値にほぼ達しているので、二重像の発生は、例えば、光源を例えばデューティ比１０％で各フレームの終端側で期間を狭めて点灯させることによって、かなり抑えることができる。しかしながら、各フレームにおいて点灯期間を狭めると、表示画面の全体が暗くなる。表示画面の全体が暗くならないようにするためには、光源を高輝度タイプに変更しなければならないだけでなく、さらに装置の肥大化や高コスト化などの別の問題を引き起こすので、現実的な解決策ではない。
また、ここでは、比較説明のために、発光領域のうち、駆動信号Ｌd1に相当する領域だけに着目しているが、実施形態のように４分割した場合でも事情は同じである。
【００３１】
これに対して、本実施形態では、図４に示されるように、応答補償によって透過率が変化している状態が視認されず、透過率が一定となっている状態だけが視認されるので、映像データＶid-1で指定された輝度に正しく対応させることができ、比較例のような二重像の発生を抑えることができる。
【００３２】
上述した実施形態では、速度変換回路２０における変換速度を２倍としたが、それ以上の速度としても良い。また、上述した実施形態では、光源６０をデューティ比５０％で駆動したが、それ以外の値としても良い。
図５は、このような応用例に係る液晶表示装置の構成を示す図であり、速度変換回路２０における変換速度を４倍速とし、光源６０をデューティ比２５％で駆動する場合の例であって、発光領域を分割せずに、１個の光源６０によって光を液晶表示パネル１００に照射するものとした例である。
この図に示される例において、速度変換回路２０は、第１同期信号Ｓync-1に含まれる垂直同期信号、水平同期信号およびドットクロック信号の周波数をそれぞれ４倍化して、これらを第２同期信号Ｓync-4として生成することによって、映像データＶid-1の供給速度を４倍速化し、映像データＶid-4として、４回繰り返して出力するものである。
なお、便宜的に、同じ内容の映像データＶid-4が１番目に供給される期間をフィールド１ｆとし、同様に、２、３および４番目に供給される期間をそれぞれフィールド２ｆ、３ｆおよび４ｆとする。また、第２同期信号Ｓync-4に含まれる垂直同期信号Ｖsync-4の周波数は、２４０Ｈｚとなる。
【００３３】
分周回路４０は、分周回路４０は、第２同期信号Ｓync-2のうち、垂直同期信号Ｖsync-2の周波数を１／４にして、信号Ｓync-bとして出力するものである。したがって、信号Ｓync-bによって、映像データＶid-4（オーバードライブデータＶid-4’）が規定するフィールド１ｆ、２ｆ、３ｆ、４ｆすなわちフレームが特定される。なお、本実施形態では、垂直同期信号Ｖsync-4の周波数が２４０Ｈｚであるから、信号Ｓync-bの周波数は６０Ｈｚとなり、この点については実施形態と同様である。
光源制御回路５０は、信号Ｓync-bで特定される各フレームのうち、図６の（ｃ）に示されるように、最終のフィールド４ｆでＨレベルとなる駆動信号Ｌdを出力する。このため、光源６０の点灯は、デューティ比２５％となる。
【００３４】
この例において、補正回路３０は、図６の（ｂ）において破線で示されるように、（Ｎ＋１）フレームのフィールド１ｆにおいてオーバードライブデータＶid-4'が指定する輝度を、映像データＶid-4が指定する輝度８０％よりも輝度変化方向に振った値に補正する。
このため、液晶表示パネル１００において、１行目を着目画素としたときの実際の透過率は、図６の（ｂ）において実線で示されるように、（Ｎ＋１）フレームのフィールド１ｆでは、２０％から８０％まで変化して、液晶の低応答性が補償される。また、最終の１２０行目の画素における実際の透過率は、図６の（ｂ）および図７において※で示されるように、（Ｎ＋１）フレームのフィールド１ｆの終了間際でデータ信号が着込まれるので、ほぼ次フィールド２ｆにおいて、２０％から８０％まで変化して、液晶の低応答性が補償される。
この応用例では、光源６０が、フィールド１ｆ〜３ｆで消灯し、フィールド４ｆで点灯するので、液晶表示パネル１００にあっては、図７に示されるように、映像データＶid-4（オーバードライブデータＶid-4'）で規定されるフレームのうち、フィールド１ｆで透過率が変化する状態が視認されずに、フィールド４ｆで透過率が一定状態だけが視認される。
【００３５】
この応用例では、フィールド４ｆだけ光源を点灯させているので、実施形態と比較すると、動画ぼやけ感をさらに低減することができる点ほか、バックライトの発光領域を分割していないので、構成の簡易化を図ることができる。
【００３６】
なお、応用例では、実施形態と比較すると、画面の明るさを確保することができないという点において不利である。ただし、応用例では、フィールド３ｆにおいても、画面の下端側でも目的とする透過率に達していると考えられるので、フィールド４ｆに加えてフィールド３ｆについても点灯させれば、デューティ比５０％になるので、画面の明るさを実施形態と同程度とすることが可能になる。
【００３７】
また、応用例においても、実施形態と同様にバックライトの発光領域を分割するとともに、対応する光源を順次点灯・消灯させても良い。応用例においてバックライトの発光領域を分割する場合、対応する光源については、オーバードライブデータの書き込みにより透過率が変化するフィールドを少なくとも消灯させれば良いので、デューティ比の上限は７５％になる。
【００３８】
光源の点灯期間を示すデューティ比とは反対に、消灯期間が占める割合（％）は、黒挿入率とも呼ばれ、高いほど動画ぼやけ感を低減することができるが、反面、画面が暗くなりやすい。
液晶表示パネル１００にオーバードライブデータを供給するフィールドの周期、すなわち、液晶表示パネル１００の駆動周期をｍとし、光源の点灯・消灯の１サイクルの周期をｎとしたときに、黒挿入率は、１００／（ｎ／ｍ）となる。例えば、黒挿入率は、実施形態では、ｍ＝８．３５ミリ秒、ｎ＝１６．７ミリ秒であるから、５０％となり、応用例では、ｍ＝４．１７５秒、ｎ＝１６．７ミリ秒であるから、２５％となる。また、映像データを３倍速で供給すれば、黒挿入率を３３％とすることができる。
【００３９】
実施形態や応用例では、光源の点灯・消灯のサイクル周波数を６０Ｈｚ（周期、１６．７ミリ秒）として、映像データＶid-1の垂直走査周波数と一致させたが、本発明のポイントは、オーバードライブデータの書き込みにより透過率が変化するフィールド（またはフレーム）を視認されないようにすれば良いので、映像データＶid-1の垂直走査周波数よりも低くしても良い。ただし、光源の点灯・消灯のサイクル周波数を低くすると、フリッカーとして視認される可能性がある。
【００４０】
上述した実施形態や応用例では、液晶表示パネル１００を透過型として説明したが、反射型であっても良い。反射型であれば、光源６０は、観察側から液晶表示パネル１００に光を照射する構成とすれば良い。
【００４１】
次に、上述した実施形態に係る液晶表示装置１０を有する電子機器について説明する。図８は、実施形態に係る液晶表示装置１０を用いた携帯電話１２００の構成を示す図である。
この図に示されるように、携帯電話１２００は、複数の操作ボタン１２０２のほか、受話口１２０４、送話口１２０６とともに、上述した液晶表示装置１０を備えるものである。なお、液晶表示装置１０のうち、液晶表示パネル１００のみ外観として表れ、他については、携帯電話の筐体内となる。
【００４２】
なお、液晶表示装置１０が適用される電子機器としては、図８に示される携帯電話の他にも、デジタルスチルカメラや、ノートパソコン、液晶テレビ、ビューファインダ型（またはモニタ直視型）のビデオレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた機器等などが挙げられる。そして、これらの各種電子機器の表示装置として、上述した液晶表示装置１０が適用可能であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施形態に係る液晶表示装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】同液晶表示装置の画素の構成を示す図である。
【図３】同液晶表示装置における輝度変化と光源の動作を示す図である。
【図４】同液晶表示装置のフレーム期間毎に視認される輝度を示す図である。
【図５】応用例に係る液晶表示装置の全体構成を示すブロック図である。
【図６】応用例に係る液晶表示装置と光源との動作を示す図である。
【図７】応用例に係る液晶表示装置のフレーム期間毎に視認される輝度を示す図である。
【図８】実施形態に係る液晶表示装置を適用した電子機器の例を示す図である。
【図９】従来の液晶表示装置における輝度変化と光源の動作を示す図である。
【図１０】従来の表示二重像の発生理由を示す図である。
【符号の説明】
【００４４】
１０…液晶表示装置、２０…速度変換回路、３０…補正回路、４０…分周回路、５０…光源制御回路、６０〜６４…光源、１００…液晶表示パネル、１０５…液晶、１０８…コモン電極、１１０…画素、１１８…画素電極、１２０…液晶容量、１２００…携帯電話
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置において、動画を表示する際のぼやけ感等を低減する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置では、光学応答が、ＣＲＴのようなインパルス型ではなく、ホールド型であるので、動画を表示する際に、前の画像が残像として視認されやすく、動きのない背景に対して動きのある部分の境界がぼやけるという現象が発生しやすい。そこで、バックライトの発光領域を複数に分割するとともに、これらの分割した発光領域を、液晶表示の水平走査に同期するように順次間欠的に点灯させることによって、残像感を低減して、上記ぼやけ感を低減させる技術が知られている（特許文献１参照）。
また、液晶の光学的な応答速度が十分でないことにも起因してぼやけ感が発生する。そこで、低応答によるぼやけ感を低減するための技術として、いわゆるオーバードライブという技術もある（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平１１−２０２２８５号公報（図１、図２、段落００３１等参照）
【特許文献２】特開２００１−２６５２９８号公報（図５等参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、バックライト等の光源を間欠的に点灯させる技術とオーバードライブとを組み合わせたときに、二重像が視認されるという問題が懸念された。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的の１つは、このような二重像が視認されにくくする技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を達成するために、本発明に係る液晶表示装置は、複数の画素の明るさをそれぞれ規定する映像データを、過去の映像データからの明るさ変化分に応じて補正する補正回路と、複数の画素を有し、前記補正回路によって補正された映像データに応じた電圧を前記複数の画素にそれぞれ書き込む液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルに光を駆動信号にしたがって照射する光源と、前記光源に前記駆動信号を供給する光源制御回路であって、前記補正回路によって前記画素の光学応答が補償される期間に前記光源を消灯させるように前記駆動信号を生成する光源制御回路と、を具備することを特徴とする。本発明によれば、映像の明るさに変化があった場合、補正によって画素の応答が補償されて透過率または反射率が変化する期間では、光源が消灯するので、当該変化している途中状態が視認されることはない。このため、変化前から変化後までにかけて二重像の発生を抑えた上で、動画を表示する際のぼやけ感を低減することが可能となる。
【０００５】
本発明において、外部から同期信号にしたがった走査速度で供給される映像データを、前記同期信号にしたがった走査速度のｎ（ｎは２以上）倍の走査速度で、ｎ回繰り返して出力する速度変換回路を、備え、前記速度変換回路によって出力される映像データを、前記補正回路に供給する構成としても良い。この構成によれば、光源の点灯・消灯のサイクル周波数を低下させる場合と比較して、フリッカーの発生を抑えることができる。また、本発明において、前記光源制御回路は、前記速度変換回路によるｎ倍の走査速度を示す信号をｎ分周した分周信号に基づき前記駆動信号を生成しても良い。
なお、本発明は、液晶表示装置のほか、液晶表示装置の駆動方法としても、また、当該液晶表示装置を有する電子機器としても概念することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図１は、実施形態に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。
この図に示されるように、液晶表示装置１０は、速度変換回路２０、フレームメモリー２２、補正回路３０、フレームメモリー３２、Ｄ／Ａ変換回路３５、分周回路４０、光源制御回路５０、光源６１〜６４および液晶表示パネル１００を有する。
【０００７】
ここで、説明の便宜上、液晶表示パネル１００について説明する。液晶表示パネル１００は、特に図示しないが、素子基板と対向基板とが一定の間隙を保って貼り合わせられるとともに、この間隙に液晶が封止された構成となっている。対向基板のうち、素子基板との対向面には、透明性を有するコモン電極が全面にわたって設けられるとともに、当該コモン電極には、図示しない電圧供給回路によって電圧Ｖcomが印加されている。
一方、素子基板のうち、対向基板との対向面には、本実施形態では１２０行の走査線１１２が図において横方向に延在し、また、１６０列のデータ線１１４が図において縦方向に延在し、かつ、各走査線１１２と互いに電気的に絶縁を保つように設けられている。さらに、画素１１０が、走査線１１２とデータ線１１４との交差のそれぞれに対応して設けられる。
【０００８】
ここで、画素１１０の詳細について説明する。図２は、画素１１０の等価回路を示す図であり、ｉ行目及びこれに下方向で隣接する（ｉ＋１）行目と、ｊ列目及びこれに右方向で隣接する（ｊ＋１）列との交差に対応する２×２の計４画素分の構成が示されている。なお、ｉ、（ｉ＋１）は、画素１１０が配列する行を説明するための記号であって、それぞれ１以上１２０以下の整数であり、また、ｊ、（ｊ＋１）は、画素１１０が配列する列を説明するための記号であって、１以上１６０以下の整数である。
【０００９】
図２に示されるように、各画素１１０は互いに同一構成なので、ｉ行ｊ列に位置するもので代表して説明すると、当該ｉ行ｊ列の画素１１０において、ｎチャネル型の薄膜トランジスター（thin film transistor：以下単に「ＴＦＴ」と略称する）１１６は、そのゲート電極がｉ行目の走査線１１２に接続され、そのソース電極がｊ列目のデータ線１１４に接続され、そのドレイン電極が透明性を有する矩形形状の画素電極１１８に接続されている。
このため、画素１１０毎に、画素電極１１８とコモン電極とで液晶１０５を挟持した液晶容量１２０が構成されることになる。
【００１０】
液晶表示パネル１００の背面側には、バックライトとして例えば白色ＬＥＤからなる光源６１〜６４が設けられて、光を背面側から観察側に向けて照射する。詳細には、液晶表示パネル１００では、バックライトによる発光領域が、１〜３０行目の画素配列領域、３１〜６０行目の画素配列領域、６１〜９０行目の画素配列領域および９１〜１２０行目の画素配列領域に４分割されており、このうち、光源６１は、１〜３０行目の領域に、駆動信号Ｌd1がＨレベルであるときに光を照射する。同様に、光源６２、６３および６４は、３１〜６０行目、６１〜９０行目および９１〜１２０行目の領域に、それぞれ駆動信号Ｌd2、Ｌd3およびＬd4がそれぞれＨレベルであるときに光を照射する。
【００１１】
特に図示はしないが、両基板の各対向面には、液晶分子の長軸方向が両基板間で例えば約９０度連続的に捻れるようにラビング処理された配向膜がそれぞれ設けられる一方、両基板の各背面側には配向方向に応じた偏光子がそれぞれ設けられる。
光源６１〜６４によって照射された光のうち、画素電極１１８とコモン電極１０８との間を通過する光は、液晶容量１２０に保持された電圧の実効値がゼロ（またはゼロ近傍）であれば、液晶分子の捻れに沿って約９０度旋光する一方、当該電圧実効値が大きくなるにつれて、液晶分子が電界方向に傾く結果、その旋光性が消失する。このため、透過型において、例えば入射側と背面側とに配向方向に合わせて偏光軸が互いに直交する偏光子をそれぞれ配置させると、当該電圧実効値がゼロに近ければ、光の透過率が最大となる白色表示になる一方、電圧実効値が大きくなるにつれて透過する光量が減少して、ついには透過率が最小となる黒色表示になる（ノーマリーホワイトモード）。
【００１２】
ここで、走査線１１２に選択電圧を印加させるとともに、選択走査線１１２に対応する画素１１０（液晶容量１２０）に対して、目的とする透過率に応じた電圧のデータ信号を、データ線１１４を介して供給させると、当該走査線１１２にゲート電極が接続されたＴＦＴ１１６がオン状態となり、当該データ信号が、オン状態のＴＦＴ１１６を介して画素電極１１８に印加されるので、目的とする透過率にさせることができる。
なお、走査線に非選択電圧を印加して、ＴＦＴ１１６をオフ状態とさせても、ＴＦＴ１１６がオン状態のときに液晶容量１２０に書き込まれた電圧は、その容量性により保持される。
【００１３】
図示しない上位装置からは、第１同期信号Ｓync-1と映像データＶid-1とが供給される。映像データＶid-1は、液晶表示パネル１００の各画素の明るさ（輝度）をそれぞれ指定するデジタルデータであって、第１同期信号Ｓync-1に含まれる垂直同期信号、水平同期信号およびドットクロック信号によって走査される画素の順番で供給される。なお、映像データＶid-1が輝度を指定する画素の順番は、画素配列の行でいえば、１、２、３、…、１２０行目であって、各行において１、２、３、…、１６０列目である。
また、第１同期信号Ｓync-1に含まれる垂直同期信号の周波数（垂直走査周波数）は６０Ｈｚとしている。このため、表示すべき画像の１コマ分は、垂直走査周波数の逆数である１６．７ミリ秒で供給される。本実施形態では、この１コマ分の映像データが供給される期間をフレームと称している。
【００１４】
速度変換回路２０は、映像データＶid-1の供給速度を２倍速化するとともに、２回繰り返して、映像データＶid-2として出力するものである。詳細には、速度変換回路２０は、映像データＶid-1をフレームメモリー２２に一旦書き込んだ後、第１同期信号Ｓync-1に含まれる垂直同期信号、水平同期信号およびドットクロック信号の周波数をそれぞれ２倍化して、これらを第２同期信号Ｓync-2として生成するとともに、フレームメモリー２２から映像データＶid-1を第２同期信号Ｓync-2にしたがって２回、読み出して、映像データＶid-2として出力する。
換言すれば、１フレーム分の映像データＶid-1が速度変換回路２０に供給されると、当該速度変換回路２０は、同じ内容の映像データＶid-2を２倍の速度で２回繰り返して出力することになる。そこで便宜的に、同じ内容の映像データＶid-2が１番目に供給される期間をフィールド１ｆとし、２番目に供給される期間をフィールド２ｆとする。
なお、第２同期信号Ｓync-2に含まれる垂直同期信号Ｖsync-2の周波数は、第１同期信号Ｓync-1の２倍である１２０Ｈｚとなり、フィールド１ｆ、２ｆの期間は、フレームの半分の８．３５ミリ秒である。
【００１５】
Ｙドライバー１３０は、１、２、３、…、１２０行目の走査線１１２に、選択電圧または非選択電圧の走査信号Ｇ1、Ｇ2、Ｇ3、…、Ｇ120を供給する走査線駆動回路である。詳細には、Ｙドライバー１３０は、フィールド１ｆ、２ｆのそれぞれにおいて走査線１１２を、それぞれ１、２、３、…、１２０行目という順番で選択して、選択走査線には選択電圧を印加し、それ以外の走査線には非選択電圧を印加する。なお、Ｙドライバー１３０は、第２同期信号Ｓync-2に含まれる垂直同期信号および水平同期信号にしたがって１〜１２０行目の走査線を選択する。
【００１６】
補正回路３０は、液晶の低応答性を補償するための、いわゆるオーバードライブ回路であり、映像データＶid-2を補正してオーバードライブデータＶid-2'として出力するものである。
詳細には、補正回路３０は、例えば、あるフィールド（現フィールド）において映像データＶid-2が供給されたときに、当該現フィールドの映像データＶid-2をフレームメモリー３２に記憶するとともに、直前フィールドの映像データＶid-2をフレームメモリー３２から読み出し、直前フィールドで指定された輝度からの変化分を画素毎に求め、当該変化分に応じて現フィールドの映像データＶid-2の輝度を補正する。なお、フレームメモリー３２に記憶された現フィールドの映像データＶid-2は、次フィールドにおいて比較のために読み出される。
また、補正回路３０は、単純には、現フレームの映像データＶid-2で規定される輝度と、直前フレームの映像データＶid-2で供給される輝度との二つの入力値に応じた値を出力するような二次元ルックアップテーブルで構成しても良い。
【００１７】
Ｄ／Ａ変換回路３５は、補正回路３０によるオーバードライブデータＶid-2'を、基準電圧Ｖcを基準にして高位側の正極性電圧および低位側の負極性電圧のデータ信号ｄsに、交互に所定周期毎に切り替えながら変換して出力する。
【００１８】
Ｘドライバー１４０は、１、２、３、…、１６０列目のデータ線１１４に、データ信号ｄ1、ｄ2、ｄ3、…、ｄ160を供給するデータ線駆動回路である。詳細には、Ｘドライバー１４０は、第２同期信号Ｓync-2に含まれる水平同期信号およびドットクロック信号にしたがってデータ線１１４を選択するとともに、選択したデータ線１１４にデータ信号ｄsを、サンプリングする。ある行の画素が水平走査される期間において、データ信号ｄsは、１、２、３、…、１６０列目という画素の順で供給されるので、１〜１６０列目のデータ線１１４には、水平走査される行の画素に対応したデータ信号がそれぞれサンプリングされることになる。
したがって、フィールド１ｆ、２ｆのそれぞれにおいて１〜１２０行目の走査線１１２が順番に選択されるとともに、選択走査線に位置する画素１１０（液晶容量１２０）にデータ信号がデータ線１１４を介して書き込まれることになる。
【００１９】
分周回路４０は、速度変換回路２０によって出力される第２同期信号Ｓync-2のうち、垂直同期信号Ｖsync-2の周波数を１／２にして、信号Ｓync-aとして出力するものである。したがって、信号Ｓync-aによって、映像データＶid-2（オーバードライブデータＶid-2’）が規定するフィールド１ｆ、２ｆ、すなわちフレームが特定される。なお、本実施形態では、垂直同期信号Ｖsync-2の周波数が１２０Ｈｚであるから、信号Ｓync-aの周波数は６０Ｈｚとなる。
光源制御回路５０は、信号Ｓync-aで特定される各フレームのうち、図３の（ｃ）に示されるように、デューティ比５０％であって後半期間にＨレベルとなるパルス信号の駆動信号Ｌd1を出力する。このため、駆動信号Ｌd1は、映像データＶid-2（オーバードライブデータＶid-2'）で規定される各フレームのうち、フィールド１ｆでＬレベルとなり、フィールド２ｆでＨレベルとなる。光源制御回路５０は、また、駆動信号Ｌd1に対しそれぞれ位相が４５度、９０度、１３５度遅延した駆動信号Ｌd2、Ｌd3、Ｌd4を生成する。
【００２０】
次に、本実施形態に係る液晶表示装置１０の動作について説明する。図３は、映像データＶid-1の供給動作、液晶表示装置１０の表示動作、および、光源動作を示す図である。
なお、図では、時間的に連続する複数フレームを便宜的に区別するために、順番にＮフレーム、（Ｎ＋１）フレーム、（Ｎ＋２）フレーム、…、と表記している。また、映像データＶid-1を２倍速化して映像データＶid-2として出力する際に、速度変換回路２０は、上述したように映像データＶid-1をフレームメモリー２２に一旦記憶した後、読み出す構成となっているので、映像データＶid-2（および当該映像データＶid-2を補正したオーバードライブデータＶi d-2’）で規定されるフレームは、映像データＶid-1で規定されるフレームに対して、実際には遅延した関係になるが、図３では、説明理解のために時間的に揃えている。
【００２１】
いま、ある特定の画素、例えば光源６１の発光領域である１〜３０行目のうち、最初に選択される１行目であって、１〜１６０列のいずれかの画素について着目して、映像データＶid-1によって当該着目画素に指定される輝度に対し、液晶表示パネル１００の当該着目画素における実際の透過率がどのように変化するかについて説明する。
【００２２】
図３の（ａ）に示されるように、映像データＶid-1が、当該着目画素に対し、Ｎフレームにおいて輝度２０％を指定していたときに、（Ｎ＋１）フレーム以降において輝度８０％に変化した状態を想定する。
この状態において、映像データＶid-2が指定する輝度は、映像デ−タＶid-1と同値である。すなわち、特に図示しないが、映像データＶid-2が当該着目画素に指定する輝度は、Ｎフレームのフィールド１ｆ、２ｆにおいてそれぞれ２０％であり、（Ｎ＋１）フレーム以降のフィールド１ｆ、２ｆにおいてそれぞれ８０％である。
【００２３】
（Ｎ＋１）フレームのフィールド１ｆにおいて映像データＶid-2が指定する輝度は、直前のＮフレームのフィールド２ｆから変化している。このため、補正回路３０は、図３の（ｂ）において破線で示されるように、（Ｎ＋１）フレームのフィールド１ｆにおいてオーバードライブデータＶid-2'が指定する輝度を、映像データＶid-2が指定する輝度８０％よりも輝度変化方向に振った値に補正する。なお、（Ｎ＋１）フレームのフィールド１ｆ以外では輝度変化が生じていないので、オーバードライブデータＶid-2'で指定される輝度は、映像データＶid-2で指定される輝度と一致する。
【００２４】
オーバードライブデータＶid-2’は、Ｄ／Ａ変換回路３５によってデータ信号ｄsに変換された後、フィールド１ｆ、２ｆで当該着目画素の液晶容量１２０に書き込まれる。液晶表示パネル１００において当該着目画素の実際の透過率は、図３の（ｂ）において実線で示されるように、（Ｎ＋１）フレームのフィールド１ｆでは、２０％から８０％まで変化して、液晶の低応答性が補償される。一方、（Ｎ＋１）フレームのフィールド１ｆ以外では、指定される輝度に変化がなく、応答補償されないので、着目画素の実際の透過率は、Ｎフレームであれば２０％であり、（Ｎ＋１）フレームのフィールド２ｆ以降では８０％であって、いずれも１フィールドでみたときに一定である。
【００２５】
上述したように、また、駆動信号Ｌd1は、映像データＶid-2（オーバードライブデータＶid-2'）で規定される各フレームのうち、図３の（ｃ）に示されるように、フィールド１ｆでＬレベルとなり、フィールド２ｆでＨレベルとなる。このため、光源６１は、フィールド１ｆで消灯し、フィールド２ｆで点灯するので、液晶表示パネル１００にあっては、映像データＶid-2およびオーバードライブデータＶid-2'で規定されるフレームのうち、図４に示されるように、フィールド１ｆでの書き込みによる透過率の変化状態が視認されずに、フィールド２ｆで透過率の一定状態だけが視認される。
【００２６】
なお、ここでは１行目の画素を着目して説明したが、１行目以外の他の画素についても同様である。すなわち、各フィールドにおいて走査線は、１行目から１２０行目まで順番に選択されるので、フィールド１ｆで応答補償がなされるときに、例えば１行目の画素では、当該フィールド１ｆの最初に書き込みがなされるために、当該フィールド１ｆの終了までに目的とする透過率になるが、最終の１２０行目の画素では、当該フィールド１ｆの終了間際で書き込みがなされるために、当該フィールド１ｆの終了までに目的とする透過率に達していない。つまり、画面の下に向かうにつれて、目的とする透過率に達していない可能性が高くなる。そこで、本実施形態では、バックライトの発光領域を４分割して、光源６１、６２、６３、６４を順次点灯させるので、１行目以外の他の走査線についても、フィールド１ｆでの書き込みによる透過率の変化状態が視認されずに、透過率の一定状態だけが光源の点灯により視認される。
【００２７】
ここで、本実施形態における液晶表示装置１０の優位性を説明するために、比較例に係る液晶表示装置の動作について、図９および図１０参照して説明する。この比較例に係る液晶表示装置としては、本実施形態のような速度変換回路２０が存在しないものであって、光源を間欠的に点灯させる技術とオーバードライブとを単に組み合わせたものを想定している。
【００２８】
図９の（ａ）に示されるように、比較例においても、映像データＶid-1によって指定される輝度の変化については、図３の（ａ）と同様としている。
比較例では、（Ｎ＋１）フレームにおいて映像データＶid-1によって指定される輝度が直前のＮフレームから変化しているので、図９の（ｂ）において破線で示されるように、（Ｎ＋１）フレームにおいてオーバードライブデータによって指定される輝度が、映像データＶid-1が指定する輝度８０％よりも輝度変化方向に振った値に補正される。このため、液晶表示パネル１００における実際の透過率は、図９の（ｂ）において実線で示されるように、（Ｎ＋１）フレームにおいて、２０％から８０％まで変化して、液晶の応答性が補償されることになる。
一方、動画ぼやけ感を解消するために、図９の（ｃ）に示されるように、光源をデューティ比５０％で各フレームの後半期間で間欠的に点灯させる。
【００２９】
この比較例では、図１０に示されるように、（Ｎ＋１）フレームの後半期間において光源が点灯して、液晶の透過率が変化している状態が視認されるので、映像データＶid-1で指定された輝度に正しく対応させることができない。すなわち、（Ｎ＋１）フレーム以降においての映像データＶid-1は、輝度８０％を指定しているが、光学応答の補償がなされた（Ｎ＋１）フレームにおける透過率は、補償がなされない（Ｎ＋２）フレーム以降の透過率よりも低くなってしまうので、（Ｎ＋１）フレームにおいて実際に観察側で視認される明るさは、（Ｎ＋２）フレームおよび（Ｎ＋３）フレームよりも、暗くなって、映像データＶidで指定される輝度とは異なってしまうことになる。（Ｎ＋１）フレームが（Ｎ＋２）フレーム以降よりも暗くなってしまうことは、同じであるべき明るさが２種類存在して、時間を異ならせて段階的に出現することから、一種の二重像として視認されることなる。
【００３０】
なお、各フレームの終端側では、液晶の透過率が目的値にほぼ達しているので、二重像の発生は、例えば、光源を例えばデューティ比１０％で各フレームの終端側で期間を狭めて点灯させることによって、かなり抑えることができる。しかしながら、各フレームにおいて点灯期間を狭めると、表示画面の全体が暗くなる。表示画面の全体が暗くならないようにするためには、光源を高輝度タイプに変更しなければならないだけでなく、さらに装置の肥大化や高コスト化などの別の問題を引き起こすので、現実的な解決策ではない。
また、ここでは、比較説明のために、発光領域のうち、駆動信号Ｌd1に相当する領域だけに着目しているが、実施形態のように４分割した場合でも事情は同じである。
【００３１】
これに対して、本実施形態では、図４に示されるように、応答補償によって透過率が変化している状態が視認されず、透過率が一定となっている状態だけが視認されるので、映像データＶid-1で指定された輝度に正しく対応させることができ、比較例のような二重像の発生を抑えることができる。
【００３２】
上述した実施形態では、速度変換回路２０における変換速度を２倍としたが、それ以上の速度としても良い。また、上述した実施形態では、光源６０をデューティ比５０％で駆動したが、それ以外の値としても良い。
図５は、このような応用例に係る液晶表示装置の構成を示す図であり、速度変換回路２０における変換速度を４倍速とし、光源６０をデューティ比２５％で駆動する場合の例であって、発光領域を分割せずに、１個の光源６０によって光を液晶表示パネル１００に照射するものとした例である。
この図に示される例において、速度変換回路２０は、第１同期信号Ｓync-1に含まれる垂直同期信号、水平同期信号およびドットクロック信号の周波数をそれぞれ４倍化して、これらを第２同期信号Ｓync-4として生成することによって、映像データＶid-1の供給速度を４倍速化し、映像データＶid-4として、４回繰り返して出力するものである。
なお、便宜的に、同じ内容の映像データＶid-4が１番目に供給される期間をフィールド１ｆとし、同様に、２、３および４番目に供給される期間をそれぞれフィールド２ｆ、３ｆおよび４ｆとする。また、第２同期信号Ｓync-4に含まれる垂直同期信号Ｖsync-4の周波数は、２４０Ｈｚとなる。
【００３３】
分周回路４０は、分周回路４０は、第２同期信号Ｓync-2のうち、垂直同期信号Ｖsync-2の周波数を１／４にして、信号Ｓync-bとして出力するものである。したがって、信号Ｓync-bによって、映像データＶid-4（オーバードライブデータＶid-4’）が規定するフィールド１ｆ、２ｆ、３ｆ、４ｆすなわちフレームが特定される。なお、本実施形態では、垂直同期信号Ｖsync-4の周波数が２４０Ｈｚであるから、信号Ｓync-bの周波数は６０Ｈｚとなり、この点については実施形態と同様である。
光源制御回路５０は、信号Ｓync-bで特定される各フレームのうち、図６の（ｃ）に示されるように、最終のフィールド４ｆでＨレベルとなる駆動信号Ｌdを出力する。このため、光源６０の点灯は、デューティ比２５％となる。
【００３４】
この例において、補正回路３０は、図６の（ｂ）において破線で示されるように、（Ｎ＋１）フレームのフィールド１ｆにおいてオーバードライブデータＶid-4'が指定する輝度を、映像データＶid-4が指定する輝度８０％よりも輝度変化方向に振った値に補正する。
このため、液晶表示パネル１００において、１行目を着目画素としたときの実際の透過率は、図６の（ｂ）において実線で示されるように、（Ｎ＋１）フレームのフィールド１ｆでは、２０％から８０％まで変化して、液晶の低応答性が補償される。また、最終の１２０行目の画素における実際の透過率は、図６の（ｂ）および図７において※で示されるように、（Ｎ＋１）フレームのフィールド１ｆの終了間際でデータ信号が着込まれるので、ほぼ次フィールド２ｆにおいて、２０％から８０％まで変化して、液晶の低応答性が補償される。
この応用例では、光源６０が、フィールド１ｆ〜３ｆで消灯し、フィールド４ｆで点灯するので、液晶表示パネル１００にあっては、図７に示されるように、映像データＶid-4（オーバードライブデータＶid-4'）で規定されるフレームのうち、フィールド１ｆで透過率が変化する状態が視認されずに、フィールド４ｆで透過率が一定状態だけが視認される。
【００３５】
この応用例では、フィールド４ｆだけ光源を点灯させているので、実施形態と比較すると、動画ぼやけ感をさらに低減することができる点ほか、バックライトの発光領域を分割していないので、構成の簡易化を図ることができる。
【００３６】
なお、応用例では、実施形態と比較すると、画面の明るさを確保することができないという点において不利である。ただし、応用例では、フィールド３ｆにおいても、画面の下端側でも目的とする透過率に達していると考えられるので、フィールド４ｆに加えてフィールド３ｆについても点灯させれば、デューティ比５０％になるので、画面の明るさを実施形態と同程度とすることが可能になる。
【００３７】
また、応用例においても、実施形態と同様にバックライトの発光領域を分割するとともに、対応する光源を順次点灯・消灯させても良い。応用例においてバックライトの発光領域を分割する場合、対応する光源については、オーバードライブデータの書き込みにより透過率が変化するフィールドを少なくとも消灯させれば良いので、デューティ比の上限は７５％になる。
【００３８】
光源の点灯期間を示すデューティ比とは反対に、消灯期間が占める割合（％）は、黒挿入率とも呼ばれ、高いほど動画ぼやけ感を低減することができるが、反面、画面が暗くなりやすい。
液晶表示パネル１００にオーバードライブデータを供給するフィールドの周期、すなわち、液晶表示パネル１００の駆動周期をｍとし、光源の点灯・消灯の１サイクルの周期をｎとしたときに、黒挿入率は、１００／（ｎ／ｍ）となる。例えば、黒挿入率は、実施形態では、ｍ＝８．３５ミリ秒、ｎ＝１６．７ミリ秒であるから、５０％となり、応用例では、ｍ＝４．１７５秒、ｎ＝１６．７ミリ秒であるから、２５％となる。また、映像データを３倍速で供給すれば、黒挿入率を３３％とすることができる。
【００３９】
実施形態や応用例では、光源の点灯・消灯のサイクル周波数を６０Ｈｚ（周期、１６．７ミリ秒）として、映像データＶid-1の垂直走査周波数と一致させたが、本発明のポイントは、オーバードライブデータの書き込みにより透過率が変化するフィールド（またはフレーム）を視認されないようにすれば良いので、映像データＶid-1の垂直走査周波数よりも低くしても良い。ただし、光源の点灯・消灯のサイクル周波数を低くすると、フリッカーとして視認される可能性がある。
【００４０】
上述した実施形態や応用例では、液晶表示パネル１００を透過型として説明したが、反射型であっても良い。反射型であれば、光源６０は、観察側から液晶表示パネル１００に光を照射する構成とすれば良い。
【００４１】
次に、上述した実施形態に係る液晶表示装置１０を有する電子機器について説明する。図８は、実施形態に係る液晶表示装置１０を用いた携帯電話１２００の構成を示す図である。
この図に示されるように、携帯電話１２００は、複数の操作ボタン１２０２のほか、受話口１２０４、送話口１２０６とともに、上述した液晶表示装置１０を備えるものである。なお、液晶表示装置１０のうち、液晶表示パネル１００のみ外観として表れ、他については、携帯電話の筐体内となる。
【００４２】
なお、液晶表示装置１０が適用される電子機器としては、図８に示される携帯電話の他にも、デジタルスチルカメラや、ノートパソコン、液晶テレビ、ビューファインダ型（またはモニタ直視型）のビデオレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた機器等などが挙げられる。そして、これらの各種電子機器の表示装置として、上述した液晶表示装置１０が適用可能であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施形態に係る液晶表示装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】同液晶表示装置の画素の構成を示す図である。
【図３】同液晶表示装置における輝度変化と光源の動作を示す図である。
【図４】同液晶表示装置のフレーム期間毎に視認される輝度を示す図である。
【図５】応用例に係る液晶表示装置の全体構成を示すブロック図である。
【図６】応用例に係る液晶表示装置と光源との動作を示す図である。
【図７】応用例に係る液晶表示装置のフレーム期間毎に視認される輝度を示す図である。
【図８】実施形態に係る液晶表示装置を適用した電子機器の例を示す図である。
【図９】従来の液晶表示装置における輝度変化と光源の動作を示す図である。
【図１０】従来の表示二重像の発生理由を示す図である。
【符号の説明】
【００４４】
１０…液晶表示装置、２０…速度変換回路、３０…補正回路、４０…分周回路、５０…光源制御回路、６０〜６４…光源、１００…液晶表示パネル、１０５…液晶、１０８…コモン電極、１１０…画素、１１８…画素電極、１２０…液晶容量、１２００…携帯電話
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画素の明るさをそれぞれ規定する映像データを、過去の映像データからの明るさ変化分に応じて補正する補正回路と、
複数の画素を有し、前記補正回路によって補正された映像データに応じた電圧を前記複数の画素にそれぞれ書き込む液晶表示パネルと、
前記液晶表示パネルに光を駆動信号にしたがって照射する光源と、
前記光源に前記駆動信号を供給する光源制御回路であって、前記補正回路によって前記画素の光学応答が補償される期間に前記光源を消灯させるように前記駆動信号を生成する光源制御回路と、
を具備することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
外部からの同期信号にしたがった走査速度で供給される映像データを、前記同期信号にしたがった走査速度のｎ（ｎは２以上）倍の走査速度で、ｎ回繰り返して出力する速度変換回路を、備え、
前記速度変換回路によって出力される映像データを、前記補正回路に供給する
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】
前記光源制御回路は、前記速度変換回路によるｎ倍の走査速度を示す信号をｎ分周した分周信号に基づき前記駆動信号を生成する
ことを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
複数の画素の明るさをそれぞれ規定する映像データを、過去の映像データからの明るさ変化分に応じて補正し、
前記補正した映像データに応じた電圧を、液晶パネルにおける複数の画素にそれぞれ書き込み、
前記液晶表示パネルに光を照射する光源に対し、前記補正回路によって前記画素の光学応答が補償される期間、消灯させるように制御する
ことを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。
【請求項５】
請求項１、２または３に記載の液晶表示装置を有することを特徴とする電子機器。
【請求項１】
複数の画素の明るさをそれぞれ規定する映像データを、過去の映像データからの明るさ変化分に応じて補正する補正回路と、
複数の画素を有し、前記補正回路によって補正された映像データに応じた電圧を前記複数の画素にそれぞれ書き込む液晶表示パネルと、
前記液晶表示パネルに光を駆動信号にしたがって照射する光源と、
前記光源に前記駆動信号を供給する光源制御回路であって、前記補正回路によって前記画素の光学応答が補償される期間に前記光源を消灯させるように前記駆動信号を生成する光源制御回路と、
を具備することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
外部からの同期信号にしたがった走査速度で供給される映像データを、前記同期信号にしたがった走査速度のｎ（ｎは２以上）倍の走査速度で、ｎ回繰り返して出力する速度変換回路を、備え、
前記速度変換回路によって出力される映像データを、前記補正回路に供給する
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】
前記光源制御回路は、前記速度変換回路によるｎ倍の走査速度を示す信号をｎ分周した分周信号に基づき前記駆動信号を生成する
ことを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
複数の画素の明るさをそれぞれ規定する映像データを、過去の映像データからの明るさ変化分に応じて補正し、
前記補正した映像データに応じた電圧を、液晶パネルにおける複数の画素にそれぞれ書き込み、
前記液晶表示パネルに光を照射する光源に対し、前記補正回路によって前記画素の光学応答が補償される期間、消灯させるように制御する
ことを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。
【請求項５】
請求項１、２または３に記載の液晶表示装置を有することを特徴とする電子機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１０−１４５５０９（Ｐ２０１０−１４５５０９Ａ）
【公開日】平成２２年７月１日（２０１０．７．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３１９８３９（Ｐ２００８−３１９８３９）
【出願日】平成２０年１２月１６日（２００８．１２．１６）
【出願人】（３０４０５３８５４）エプソンイメージングデバイス株式会社 (2,386)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年７月１日（２０１０．７．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月１６日（２００８．１２．１６）
【出願人】（３０４０５３８５４）エプソンイメージングデバイス株式会社 (2,386)
【Ｆターム（参考）】
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