液晶表示装置および電子機器
【課題】液晶パネルの応答速度を、より正確に補償する。
【解決手段】複数の画素１１０を含む液晶パネル１００と、画素１１０の階調レベルをそれぞれ指定する映像データＣdを、１フレーム前の映像データＰdで指定された階調レベルとの変化分に応じて補償し、補償映像データＶdとして出力するオーバードライブ回路３０と、（ｍ＋１）行最終列の画素の明るさを検出して、その検出信号Ｐを出力する光センサー４０と、該（ｍ＋１）行最終列の画素に対する階調レベルを第１値（Ｇe）から第２値（Ｇf）に変化させたときの検出信号Ｐに応じて、オーバードライブ回路３０における補償内容を変更する応答時間解析回路５０と、を有する。
【解決手段】複数の画素１１０を含む液晶パネル１００と、画素１１０の階調レベルをそれぞれ指定する映像データＣdを、１フレーム前の映像データＰdで指定された階調レベルとの変化分に応じて補償し、補償映像データＶdとして出力するオーバードライブ回路３０と、（ｍ＋１）行最終列の画素の明るさを検出して、その検出信号Ｐを出力する光センサー４０と、該（ｍ＋１）行最終列の画素に対する階調レベルを第１値（Ｇe）から第２値（Ｇf）に変化させたときの検出信号Ｐに応じて、オーバードライブ回路３０における補償内容を変更する応答時間解析回路５０と、を有する。
【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表示の際のぼやけ感を適切に低減する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置では、動画を表示させる際に、液晶の光学応答が十分でないことに起因して、ぼやけ感が発生する。このぼやけ感を低減するために、いわゆるオーバードライブという技術がある（特許文献１参照）。また、光学応答は、温度に応じて変化するので、液晶パネル近傍に温度センサーを設けるとともに、検出した温度に応じて各種の制御を行う技術も提案されている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２６５２９８号公報（図５）
【特許文献２】特開平９−９６７９６号公報（図２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、温度センサーは、液晶パネル近傍の温度を検出するものであり、液晶パネル内部の温度を実際に測定しているわけではない。このため、温度センサーで検出される温度は、液晶パネル内部における実際の温度に対して誤差を伴いやすい。したがって、温度センサーによって検出した温度に応じて、液晶パネルの光学的な応答速度を正確に補償することはできない、という問題が浮上した。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、その目的の１つは、液晶パネルの応答速度を、より正確に補償することを可能と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】
【０００５】
上記課題を解決するために本発明に係る液晶表示装置にあっては、複数の画素を有する液晶パネルと、複数の前記画素の階調レベルをそれぞれ指定する映像データを、過去の映像データで指定された階調レベルとの変化分に応じて補償し、補償映像データとして出力する補償回路と、複数の前記画素のうち、一部の画素の明るさを検出する光センサーと、該一部の画素に対する階調レベルを第１値から第２値に変化させたときの前記光センサーの検出結果に応じて、前記補償回路における補償内容を変更させる補償内容変更回路と、を具備することを特徴とする。本発明によれば、液晶パネルにおける光学応答を実際に光センサーによって検出するとともに、該検出結果に応じてオーバードライブにおける補償内容を変更するので、液晶パネルの応答速度を、より正確に補償することが可能となる。
【０００６】
本発明において、前記補償回路は、それぞれが互いに異なる光学応答に対応した複数のルックアップテーブルと、複数の前記ルックアップテーブルのうち、いずれかを選択するセレクターと、を含み、選択されたルックアップテーブルに基づいて前記補償映像データを出力し、前記補償内容変更回路は、前記セレクターに対して選択すべきルックアップテーブルを指示する構成としても良い。この構成によれば、光センサーの検出結果に応じて演算等の複雑な処理が不要となる。
本発明において、前記補償内容変更回路は、前記光センサーの検出結果を温度情報に変換して出力する構成としても良いし、前記光センサーの検出結果を温度情報に変換し、該温度情報を出力するとともに、前記セレクターに対して選択すべきルックアップテーブルを該温度情報に基づき指示する構成としても良い。温度情報を出力する構成にすると、バックライトの輝度調整や内部冷却ファンの回転数などを、温度センサーを用いることなく、制御することが可能となる。
なお、本発明は、液晶表示装置のみならず、該液晶表示装置を含む電子機器としても概念することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１実施形態に係る液晶表示装置の構成を示す図である。
【図２】同液晶表示装置における画素の等価回路を示す図である。
【図３】同液晶表示装置における光センサーの配置を示す図である。
【図４】同液晶表示装置におけるオーバードライブ回路の構成を示す図である。
【図５】同オーバードライブ回路による補償内容を示す図である。
【図６】同液晶表示装置のダミー画素の映像データおよび光学応答を示す図である。
【図７】ダミー画素に対する他の映像データおよび光学応答を示す図である。
【図８】第２実施形態に係る液晶表示装置の構成を示す図である。
【図９】変形例に係る液晶表示装置の構成を示す図である。
【図１０】実施形態に係る液晶表示装置を適用した携帯電話の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
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、本発明の第１実施形態に係る液晶表示装置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１は、表示制御回路２０と、オーバードライブ回路３０、光センサー４０、応答時間解析回路５０、液晶パネル１００、Ｙドライバー１３０およびＸドライバー１４０を有する。
この液晶表示装置１には、図示省略した上位回路から、液晶パネル１００で表示すべき画像を規定する映像データＣdが、同期信号Ｓyncにしたがった画素の順でフレーム毎に供給される構成となっている。
【０００９】
液晶パネル１００は、例えばアクティブマトリクス型であり、１行目から（ｍ＋１）行目までの走査線１１２が図において横方向に延在し、また、複数列のデータ線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るとともに、これらの走査線１１２とデータ線１１４との交差のそれぞれに対応して、画素１１０がそれぞれ配設されている。このうち、１〜ｍ行目の画素１１０が表示領域として用いられ、残りの（ｍ＋１）行目の画素１１０は、表示には寄与しないダミー画素として用いられる。
【００１０】
表示領域として用いられる画素も、ダミーの画素も、電気的な構成でみれば互いに同一である。そこで、画素１１０の電気的な構成について図２を参照して説明する。
図２に示されるように画素１１０は、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と液晶素子１２０との組が設けられている。ＴＦＴ１１６のゲート電極は走査線１１２に接続され、ソース電極がデータ線１１４に接続され、ドレイン電極が液晶素子１２０の一端である画素電極１１８に接続されている。
一方、液晶素子１２０の他端は、コモン電極１０８に共通接続されており、該コモン電極１０８には、図示省略した回路によって電圧ＬＣcomが印加されている。
このため、液晶素子１２０は、画素電極１１８とコモン電極１０８とで液晶層１５０を挟持したものとなり、画素電極１１８およびコモン電極１０８の電位差に相当する電圧が保持されるとともに、両電極間で生じる電界に応じて液晶の分子の配向状態が変化して、透過率が変化する構成となっている。
【００１１】
説明を再び図１に戻すと、光センサー４０は、ダミー画素である（ｍ＋１）行目のうち、特定の列（例えば右端に位置する最終列）の画素の明るさ（輝度）を検出して、該輝度を示す検出信号Ｐを出力する。詳細については、光センサー４０は、例えば図３に示されるように、液晶パネル１００の背面側に設けられたバックライト６０による照射光のうち、（ｍ＋１）行最終列の画素１１０を透過した光の輝度を検出する。なお、ダミーの（ｍ＋１）行目は、ベゼル７０によって覆われるので、観察側に視認されることはない。
【００１２】
応答時間解析回路５０は、光センサー４０による検出信号Ｐの時間的な推移から画素１１０における光学応答を、本実施形態では低、中、高の３段階で判別するとともに、判別した光学応答を、信号Ｒesで出力するものである。
なお、応答時間解析回路５０は、信号Ｒesによって、後述する３つのルックアップテーブルのうち、いずれかの選択を指定して、応答補償の内容を変更する構成となっている。このため、本実施形態では、応答時間解析回路５０が補償内容変更回路に相当することになる。応答時間解析回路５０における詳細については後述する。
【００１３】
表示制御回路２０は、上位回路から供給される同期信号Ｓyncにしたがって各部の動作を制御する。
Ｙドライバー１３０は、表示制御回路２０による制御にしたがって、複数行の走査線１１２をフレームにわたってそれぞれ１、２、３、…、ｍ、（ｍ＋１）行目という順番で選択し、選択した走査線に選択電圧を、それ以外の走査線には非選択電圧を、それぞれ印加する走査線駆動回路である。
ここで、フレームとは、液晶パネル１００を駆動することによって、画像の１コマ分を表示させるのに要する期間をいい、同期信号Ｓyncの垂直走査周波数が６０Ｈｚであれば、その逆数である１６．７ミリ秒である。
また、選択電圧とは、後述する薄膜トランジスターのゲート電極に印加されたときに該薄膜トランジスターがオン状態となる電圧であり、非選択電圧とは、薄膜トランジスターのゲート電極に印加されても該薄膜トランジスターがオン状態とはならない、すなわちオフ状態とさせる電圧である。
【００１４】
オーバードライブ回路３０は、詳細については後述するが、画素１１０の階調レベルを指定する映像データＣdを、信号Ｒesで示される光学応答で補償し、補償映像データＶdとして出力する補償回路である。
Ｘドライバー１４０は、表示制御回路２０による制御にしたがって、補償映像データＶdをアナログのデータ信号に変換するとともに、Ｙドライバー１３０によって選択された１行分の画素１１０の各々に対し、変換したデータ信号を、それぞれデータ線１１４を介して供給するデータ線駆動回路である。
【００１５】
なお、本実施形態において表示領域は１行目からｍ行目までであるので、上位回路から供給される映像データＣdには、ダミーの（ｍ＋１）行目の画素に対応するものが含まれない。ただし、表示制御回路２０は、Ｙドライバー１３０に対し、フレームのうち、垂直有効走査期間において走査信号Ｙ1〜Ｙmを順番にＨレベルとした後に、垂直帰線期間において、あたかも（ｍ＋１）行目の映像データＣdが供給されたかのように、（ｍ＋１）行目の走査信号Ｙ（m+1)を、他の走査信号と同じ期間だけＨレベルとするように制御する。
一方、表示制御回路２０は、Ｘドライバー１４０に対し、走査信号Ｙ（m+1)をＨレベルとしたときに、階調レベルＧe（第１階調レベル）と階調レベルＧf（第２階調レベル）とに相当するダミーの映像データを供給して、該映像データに基づくデータ信号を、フレーム毎に交互に供給する。
【００１６】
続いて、オーバードライブ回路３０について説明する。図４は、オーバードライブ回路３０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、オーバードライブ回路３０は、フレームメモリー３０２、セレクター３０４、３０６、演算回路３０８、ルックアップテーブル（ＬＵＴ）３１１〜３１３を有する。
このうち、フレームメモリー３０２は、表示制御回路２０（図１参照）による制御信号にしたがって、上位回路から供給される映像データＣdを一時的に記憶するとともに、１フレーム経過後に読み出し、映像データＰdとして出力するものである。このため、映像データＰdは、映像データＣdに対して１フレーム前の画素の階調レベルを指定するものとなる。
なお、映像データＰdが１フレーム前のものであることとの関係上、表示すべき画像を示す映像データＣdについては、現フレームの映像データと呼ぶことがある。
【００１７】
セレクター３０４は、入力端ａ0・ｂ0に供給されたデータを、信号Ｒesに応じて出力端ａ1・ｂ1、出力端ａ2・ｂ2または出力端ａ3・ｂ3のいずれかの組に振り分けて出力するものである。詳細には、セレクター３０４の入力端ａ0には映像データＣdが、入力端ｂ0には映像データＰdが、それぞれ供給される一方、セレクター３０４は、信号Ｒesによって低応答が示されているとき、出力端ａ1・ｂ1を選択し、中応答が示されているとき、出力端ａ2・ｂ2を選択し、高応答が示されているとき、出力端ａ3・ｂ3を選択する。
【００１８】
ルックアップテーブル３１１は、現フレームの映像データＣdと１フレーム前の映像データＰdとを入力したときに、低応答時における画素の階調レベルの変化分に応じた補償値β1を、セレクター３０６の入力端ａに供給するものである。詳細には、ルックアップテーブル３１１は、映像データＣdで指定される階調レベルと映像データＰdで指定される階調レベルとの組み合わせの各々に対応して、低応答を補償するための補償値β1を予め記憶したテーブルであって、映像データＣdと映像データＰdとが入力された場合に、これら２つのデータで指定される階調レベルの組み合わせに対応する補償値β1を出力する二次元変換テーブルである。
ルックアップテーブル３１２は、映像データＣdと映像データＰdとを入力したときに、中応答時における画素の階調レベルの変化分に応じた補償値β2を、セレクター３０６の入力端ｂに供給する二次元変換テーブルである。
ルックアップテーブル３１３は、映像データＣdと映像データＰdとを入力したときに、高応答時における画素の階調レベルの変化分に応じた補償値β3を、セレクター３０６の入力端ｃに供給する二次元変換テーブルである。
【００１９】
ここで、補償値β1について図５を参照して説明する。ここでは、図５の（ａ）の実線で示されるように、ある画素に着目して、映像データＣdで指定される階調レベルが、１フレーム前の階調レベルのＧ10から、より明るいＧ11に変化したときを想定する。
この想定において、映像データＣdをデータ信号に変換して該着目画素の画素電極１１８に、該着目画素に対応する走査線を選択することによって印加しても、液晶層１５０が低応答であるために該着目画素（液晶容量）における実際の透過率は、図５の（ａ）において一点鎖線で示されるように、該走査線が次に選択されるタイミングまでに、目的とする階調レベルＧ11に応じた透過率に達せず、それよりも手前の透過率となってしまう。
そこで、図５の（ｂ）に示されるように、映像データＣdが指定する階調レベルＧ11を、階調変化方向にやや大きめに過剰に振った値に補正して、該着目画素における実際の透過率が、該走査線の次選択のタイミングまでに、階調レベルＧ11に応じた透過率となるように補償する。このときの階調変化方向に過剰に振る値を補償値β1としている。
なお、ここでは、階調レベルが、Ｇ10からＧ11に変化するときで説明しているが、実際の補償値β1は、液晶層が低応答となる環境下において、映像データＣd、Ｐdで指定される階調レベルの組み合わせの各々に対し、予め実験等により求められた値である。この組み合わせの各々に対する補償値がルックアップテーブル３１１に記憶されている。
【００２０】
液晶層１５０の応答特性が中程度である場合、該着目画素における実際の透過率は、図５の（ａ）において二点鎖線で示されるように、該走査線が次に選択されるタイミングまでに、目的とする階調レベルＧ11に応じた透過率に達しないが、低応答と比較すると改善される。そこで、中応答である場合には、図５の（ｂ）に示されるように、映像データＣdが指定する階調レベルＧ11を、補償値β1よりも小さい補償値β2で補償する。
なお、中応答時における補償値β2は、液晶層が中応答となる環境下において、映像データＣd、Ｐdで指定される階調レベルの組み合わせの各々に対し、予め実験等により求められた値であり、この値がルックアップテーブル３１２に記憶されている。
液晶層１５０の応答特性が高い場合、該着目画素における実際の透過率は、図５の（ａ）において破線で示されるように、該走査線が次に選択されるタイミングまでに、目的とする階調レベルＧ11に応じた透過率に達しないが、中応答と比較してさらに改善される。そこで、高応答である場合には、図５の（ｂ）に示されるように、映像データＣdが指定する階調レベルを、補償値β2よりも小さい補償値β3で補償する。
なお、高応答時における補償値β3は、液晶層が高応答となる環境下において、映像データＣd、Ｐdで指定される階調レベルの組み合わせの各々に対し、予め実験等により求められた値であり、この値がルックアップテーブル３１３に記憶されている。
【００２１】
また、補償値β1〜β3は、図５の（ｂ）においては、階調レベルが暗から明に変化したために正値であるが、逆に階調レベルが明から負に変化したときには負値となる。すなわち、補償値β1〜β2は、正負を伴う概念である。
【００２２】
説明を図４に戻すと、セレクター３０６は、信号Ｒesによって低応答が示されているとき入力端ａを選択し、中応答が示されているとき入力端ｂを選択し、高応答が示されているとき入力端ｃを選択して、選択した入力端に供給された補償値を、出力端Ｏutから出力するものである。
演算回路３０８は、現フレームの映像データＣdに、セレクター３０６によって選択された補償値を加算して、補償映像データＶdとして出力するものである。
【００２３】
この構成に係るオーバードライブ回路３０において、信号Ｒesによって低応答が示された場合、セレクター３０４が出力端ａ1・ｂ1を選択し、セレクター３０６が入力端ａを、それぞれ選択するので、補償映像データＶdは、現フレームの映像データＣdに、低応答のルックアップテーブル３１１による補償値β1を加算したものとなる。
一方、信号Ｒesによって中応答が示された場合、セレクター３０４が出力端ａ2・ｂ2を選択し、セレクター３０６が入力端ｂを、それぞれ選択するので、補償映像データＶdは、映像データＣdに、中応答用のルックアップテーブル３１２による補償値β2を加算したものとなる。
また、信号Ｒesによって高応答が示された場合、セレクター３０４が出力端ａ3・ｂ3を選択し、セレクター３０６が入力端ｃを、それぞれ選択するので、補償映像データＶdは、映像データＣdに、高応答用のルックアップテーブル３１３による補償値β3を加算したものとなる。
【００２４】
次に、液晶表示装置１の動作について説明する。上位回路からは、映像データＣdが、１行１列〜１行最終列、２行１列〜２行最終列、３行１列〜３行最終列、…、ｍ行１列〜ｍ行最終列の画素の順番で垂直有効走査期間にわたって供給される。
このうち、１行１列〜１行最終列の画素１行分の映像データＣdが供給される期間において、表示制御回路２０は、Ｙドライバー１３０に対して１行目の走査線１１２を選択させる一方、オーバードライブ回路３０におけるフレームメモリー３０２に対して次のように制御する。
すなわち、表示制御回路２０は、１行１列の画素に対応する映像データＣdが供給されたとき、該映像データＣdを一旦ラッチするとともに、１フレーム前における１行１列の映像データＰdを、フレームメモリー３０２における１行１列に対応するアドレスから読み出し、この後、ラッチした映像データＣdをフレームメモリー３０２における１行１列に対応するアドレスに書き込む。
【００２５】
これにより、オーバードライブ回路３０では、上位回路から供給された１行１列の映像データＣdと、フレームメモリー３０２から読み出された１フレーム前の１行１列の映像データＰdとが、信号Ｒesに応じて選択されたルックアップテーブルに入力されるとともに、選択されたルックアップテーブルから出力された補償値が、該１行１列の映像データＣdに加算され、補償映像データＶdとして出力される。
以下、１行２列、１行３列、…、１行最終列の画素の映像データＣdについても、同様に補償値が加算されて、それぞれ補償映像データＶdとして出力される。
【００２６】
また、表示制御回路２０は、Ｘドライバー１４０に対して、オーバードライブ回路３０から出力される１行１列〜１行最終列の画素の補償映像データＶdをデータ信号に変換させるとともに、１列目から最終列目までのデータ線１１４に出力させる。
【００２７】
１行目の走査線が選択されると、該１行目の走査線のみに選択電圧が印加され、他の走査線には非選択電圧が印加されるので、１行目の画素１１０におけるＴＦＴ１１６がオンする。これにより、１列目から最終列目までのデータ線１１４に供給されたデータ信号は、それぞれオン状態にあるＴＦＴ１１６を介して、それぞれ１行１列〜１行最終列の画素電極１１８に印加されるので、１行１列〜１行最終列の液晶素子には、それぞれ映像データＣdを信号Ｒesで示される応答特性で補償した補償映像データＶdに対応した電圧が書き込まれることになる。
同様な動作が、２行目、３行目、…、ｍ行目の順番で実行され、これにより、垂直有効走査期間において、各液晶素子には、それぞれ補償映像データＶdに基づいた電圧が書き込まれることになる。
【００２８】
垂直有効走査期間における書き込み後、表示制御回路２０は、垂直帰線期間において、Ｙドライバー１３０に対して走査信号Ｙ(m+1)だけをＨレベルとさせる一方、Ｘドライバー１４０に対して次のように制御する。
すなわち、表示制御回路２０は、Ｘドライバー１４０に、図６の（ａ）に示されるように、該垂直帰線期間が属するフレームが奇数フレームであれば階調レベルＧeを、偶数フレームであれば階調レベルＧfを、それぞれダミーの映像データとして供給する。さらに、表示制御回路２０は、Ｘドライバー１４０に対し、該ダミーの映像データをデータ信号に変換させて、それぞれ１列目から最終列までのデータ線１１４にそれぞれ供給させる。
走査信号Ｙ(m+1)がＨレベルになると、（ｍ＋１）行目のＴＦＴ１１６がオンするので、１列目から最終列目までのデータ線１１４に供給されたデータ信号が、それぞれオン状態にあるＴＦＴ１１６を介して、それぞれ（ｍ＋１）行１列〜（ｍ＋１）行最終列の画素電極１１８に印加される。
【００２９】
このため、（ｍ＋１）行最終列の画素１１０の輝度を検出する光センサー４０の検出信号Ｐは、図６の（ｂ）に示されるように、奇数フレームであれば、走査信号Ｙ(m+1)がＨレベルとなるタイミングにおいて階調レベルＧfに相当する輝度Ｔfから、時間経過とともに階調レベルＧeに相当する輝度Ｔeに変化し、偶数フレームであれば、反対に輝度Ｔeから時間経過とともに輝度Ｔfに変化する。
【００３０】
階調レベルＧe、Ｇfの切り替えたときに、検出信号Ｐによって示される光学応答は、液晶層１５０の温度が高いほど、輝度変化が速くなる。このため、応答時間解析回路５０は、第１に、例えば偶数フレームにおいて、光センサー４０による検出信号Ｐによって示される輝度が、走査信号Ｙ(m+1)をＨレベルとしたタイミングから予め定められた閾値Ｔthに達するまでの時間を計測するとともに、第２に、計測した時間が予め定めた低、中、高応答のどの範囲に属しているかを判別することによって、画素１１０において実際の光学応答を示す信号Ｒesを出力することができる。
【００３１】
オーバードライブ回路３０では、信号Ｒesに応じて、ルックアップテーブル３１１〜３１３のいずれかが選択されるので、液晶パネル１００の各画素１１０では、映像データＣdで指定された階調レベルに応じた透過率となるように、液晶層の光学応答に合わせて適切に補償される。
このため、本実施形態によれば、液晶パネル１００の光学応答が、温度等によって変化しても、より正確に補償することを可能となるのである。
【００３２】
なお、このときの階調レベルＧe、Ｇfは、上述した階調レベルＧ10、Ｇ11とは異なり、フレームに相当する１６．７ミリ秒の期間において光学応答が十分に完了する程度の差となるような中間階調を用いることが好ましい。または、階調レベルＧe、Ｇfの切り替え周期を複数フレームとし、該複数フレームに相当する期間内において光学応答が十分に完了する程度に、階調レベルＧe、Ｇfを設定しても良い。
さらに、ダミーの画素に供給するデータ信号の階調レベルについては、中間階調に限られず、図７の（ａ）に示されるように、階調レベルの最高値Ｇmax、最低値Ｇminとしても良い。このとき、図７の（ｂ）に示されるように液晶素子の光学応答が複数フレームにわたる場合がある。このため、走査信号Ｙ(m+1)をＨレベルとしてから、予め定められた期間が経過したとき、例えば走査信号Ｙ(m+1)をＨレベルとしてから、次に走査信号Ｙ(m+1)をＨレベルとするまでの期間（フレームに相当する１６．７ミリ秒の期間）が経過したとき、光センサー４０の検出信号によって示される輝度Ｔdを取得して、当該輝度Ｔdが高いほど、光学応答が高いと判別しても良い。
また、光センサー４０の検出信号Ｐによって示される輝度変化のうち、走査信号Ｙ(m+1)をＨレベルとしてから、予め定められた期間が経過するまでの積分値（図７の（ｂ）においてハッチングで示される領域）を求めて、当該積分値が大きいほど、光学応答が高いと判別しても良い。
くわえて、光学応答を検出するための階調レベルについては２値のみならず、３値以上として、透過率を段階的に遷移させて、その遷移状態によって光学応答を判別しても良い。
【００３３】
次に、本発明の第２実施形態に係る液晶表示装置について説明する。図８は、第２実施形態に係る液晶表示装置を示すブロック図である。
この図に示す液晶表示装置が、図１に示した第１実施形態と比較して相違する部分は、温度変換回路８０を有する点にある。
上述したように、応答時間解析回路５０によって出力される信号Ｒesは、画素１１０における光学応答を示すものである。ここで、該光学応答は、温度に応じて変化することから、同時に、液晶層１５０における温度を示す情報でもある。
そこで、温度変換回路８０は、信号Ｒesによって示される光学応答を液晶層１５０の温度情報Ｔmpに変換して外部に出力する。このような変換は、温度変換回路８０に、予め信号Ｒesによって示される光学応答と温度情報とを対応付けたテーブルを持たせることで、信号Ｒesを温度情報Ｔmpに変換することが可能である。
なお、第２実施形態では、応答時間解析回路５０と温度変換回路８０とが補償内容変更回路に相当することになる。
【００３４】
温度情報Ｔmpを出力して、該温度情報Ｔmpによって例えばバックライトの輝度調整や内部冷却ファンの回転数などを制御すると、温度センサーが不要となるので、構成の簡易化を図ることができる。また、温度情報Ｔmpは、液晶層１５０の温度を反映したものであるので、液晶パネル１００の近傍に温度センサーを設けた構成と比較して、検出する誤差が小さくなる。このため、温度に応じた正確な制御が可能となる。
【００３５】
このような温度情報を出力する構成は、図９に示される変形例でも可能である。なお、図９に示される構成では、温度変換回路８０によって出力された温度情報Ｔmpに応じて、
オーバードライブ回路３０におけるルックアップテーブル３１１〜３１３のいずれかが選択される構成である。
詳細には、温度情報Ｔmpで示される温度が低温域であれば、低応答用のルックアップテーブル３１１が選択され、常温域であれば、中応答用のルックアップテーブル３１２が選択され、高温域であれば、高応答用のルックアップテーブル３１３が選択される構成となっている。
このような構成においても、構成の簡易化を図ることができる上に、温度に応じた正確な制御が可能となる。
【００３６】
なお、上述した実施形態や変形例においては、オーバードライブ回路３０におけるルックアップテーブルを光学応答（温度）に応じて３種類としたが、もちろん４種類以上であっても良いし、２種類であっても良い。
また、ルックアップテーブルにおいては、現フレームの映像データＣdと１フレーム前の映像データＰdとを入力して、補償値を出力するテーブルとしたが、補償映像データＶdそのものを出力するテーブルとしても良い。
補償映像データＶdで示される階調レベルは、現フレームの映像データＣdに、補償値βを加算したものであるが、該補償値は、階調レベルの変化分に係数αを乗じた値で近似的に計算することができる。そこで、オーバードライブ回路３０については、現フレームの映像データＣdに、階調レベルの変化分に係数αを乗じた値を加算する、という演算回路で構成するとともに、この係数αを、光学応答が高速になるにつれて（温度が高くなるつれて）小さくなるように切り替える構成としても良い。
【００３７】
一方、光センサー４０によって明るさを検出する画素は、ダミー画素に限られず、表示領域として用いられる画素に設けても良い。また、光センサー４０については、液晶パネルの外部ではなく、表示パネル１００の内部、詳細には、ＴＦＴ１１６の製造プロセスにおいて、同時にフォトダイオード等を造り込むことによって画素１１０の内部に設けても良い。
また、光センサー４０は、１つに限られず、複数の画素の各々に対応するように設けても良い。光センサー４０を複数個設ける場合、複数の検出信号Ｐに基づいて、例えば検出した複数画素における明るさ平均値の時間的な推移に基づいて、光学応答を判別しても良い。
【００３８】
次に、上述した実施形態に係る液晶表示装置１を有する電子機器について説明する。図１０は、実施形態に係る液晶表示装置１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や十字キー１２０４のほか、受話口１２０６、送話口１２０８とともに、上述した液晶表示装置を備えるものである。なお、液晶表示装置のうち、液晶パネル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。
なお、実施形態に係る液晶表示装置は、携帯電話以外の電子機器にも適用可能である。このような電子機器としては、例えばデジタルスチルカメラや、ノートパソコン、液晶テレビ、ビューファインダー型（またはモニタ直視型）のビデオレコーダー、カーナビゲーション装置、電子手帳、電卓、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、タッチパネルを備えた機器等などの表示部を有するものが挙げられる。
【符号の説明】
【００３９】
１…液晶表示装置、２０…表示制御回路、３０…オーバードライブ回路、４０…光センサー、５０…応答時間解析回路、８０…温度変換回路、１００…液晶パネル、１１２…走査線、１１４…データ線、１２０…液晶素子、３０４、３０６…セレクター、３１１〜３１３…ルックアップテーブル、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表示の際のぼやけ感を適切に低減する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置では、動画を表示させる際に、液晶の光学応答が十分でないことに起因して、ぼやけ感が発生する。このぼやけ感を低減するために、いわゆるオーバードライブという技術がある（特許文献１参照）。また、光学応答は、温度に応じて変化するので、液晶パネル近傍に温度センサーを設けるとともに、検出した温度に応じて各種の制御を行う技術も提案されている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２６５２９８号公報（図５）
【特許文献２】特開平９−９６７９６号公報（図２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、温度センサーは、液晶パネル近傍の温度を検出するものであり、液晶パネル内部の温度を実際に測定しているわけではない。このため、温度センサーで検出される温度は、液晶パネル内部における実際の温度に対して誤差を伴いやすい。したがって、温度センサーによって検出した温度に応じて、液晶パネルの光学的な応答速度を正確に補償することはできない、という問題が浮上した。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、その目的の１つは、液晶パネルの応答速度を、より正確に補償することを可能と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】
【０００５】
上記課題を解決するために本発明に係る液晶表示装置にあっては、複数の画素を有する液晶パネルと、複数の前記画素の階調レベルをそれぞれ指定する映像データを、過去の映像データで指定された階調レベルとの変化分に応じて補償し、補償映像データとして出力する補償回路と、複数の前記画素のうち、一部の画素の明るさを検出する光センサーと、該一部の画素に対する階調レベルを第１値から第２値に変化させたときの前記光センサーの検出結果に応じて、前記補償回路における補償内容を変更させる補償内容変更回路と、を具備することを特徴とする。本発明によれば、液晶パネルにおける光学応答を実際に光センサーによって検出するとともに、該検出結果に応じてオーバードライブにおける補償内容を変更するので、液晶パネルの応答速度を、より正確に補償することが可能となる。
【０００６】
本発明において、前記補償回路は、それぞれが互いに異なる光学応答に対応した複数のルックアップテーブルと、複数の前記ルックアップテーブルのうち、いずれかを選択するセレクターと、を含み、選択されたルックアップテーブルに基づいて前記補償映像データを出力し、前記補償内容変更回路は、前記セレクターに対して選択すべきルックアップテーブルを指示する構成としても良い。この構成によれば、光センサーの検出結果に応じて演算等の複雑な処理が不要となる。
本発明において、前記補償内容変更回路は、前記光センサーの検出結果を温度情報に変換して出力する構成としても良いし、前記光センサーの検出結果を温度情報に変換し、該温度情報を出力するとともに、前記セレクターに対して選択すべきルックアップテーブルを該温度情報に基づき指示する構成としても良い。温度情報を出力する構成にすると、バックライトの輝度調整や内部冷却ファンの回転数などを、温度センサーを用いることなく、制御することが可能となる。
なお、本発明は、液晶表示装置のみならず、該液晶表示装置を含む電子機器としても概念することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１実施形態に係る液晶表示装置の構成を示す図である。
【図２】同液晶表示装置における画素の等価回路を示す図である。
【図３】同液晶表示装置における光センサーの配置を示す図である。
【図４】同液晶表示装置におけるオーバードライブ回路の構成を示す図である。
【図５】同オーバードライブ回路による補償内容を示す図である。
【図６】同液晶表示装置のダミー画素の映像データおよび光学応答を示す図である。
【図７】ダミー画素に対する他の映像データおよび光学応答を示す図である。
【図８】第２実施形態に係る液晶表示装置の構成を示す図である。
【図９】変形例に係る液晶表示装置の構成を示す図である。
【図１０】実施形態に係る液晶表示装置を適用した携帯電話の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
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、本発明の第１実施形態に係る液晶表示装置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１は、表示制御回路２０と、オーバードライブ回路３０、光センサー４０、応答時間解析回路５０、液晶パネル１００、Ｙドライバー１３０およびＸドライバー１４０を有する。
この液晶表示装置１には、図示省略した上位回路から、液晶パネル１００で表示すべき画像を規定する映像データＣdが、同期信号Ｓyncにしたがった画素の順でフレーム毎に供給される構成となっている。
【０００９】
液晶パネル１００は、例えばアクティブマトリクス型であり、１行目から（ｍ＋１）行目までの走査線１１２が図において横方向に延在し、また、複数列のデータ線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るとともに、これらの走査線１１２とデータ線１１４との交差のそれぞれに対応して、画素１１０がそれぞれ配設されている。このうち、１〜ｍ行目の画素１１０が表示領域として用いられ、残りの（ｍ＋１）行目の画素１１０は、表示には寄与しないダミー画素として用いられる。
【００１０】
表示領域として用いられる画素も、ダミーの画素も、電気的な構成でみれば互いに同一である。そこで、画素１１０の電気的な構成について図２を参照して説明する。
図２に示されるように画素１１０は、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と液晶素子１２０との組が設けられている。ＴＦＴ１１６のゲート電極は走査線１１２に接続され、ソース電極がデータ線１１４に接続され、ドレイン電極が液晶素子１２０の一端である画素電極１１８に接続されている。
一方、液晶素子１２０の他端は、コモン電極１０８に共通接続されており、該コモン電極１０８には、図示省略した回路によって電圧ＬＣcomが印加されている。
このため、液晶素子１２０は、画素電極１１８とコモン電極１０８とで液晶層１５０を挟持したものとなり、画素電極１１８およびコモン電極１０８の電位差に相当する電圧が保持されるとともに、両電極間で生じる電界に応じて液晶の分子の配向状態が変化して、透過率が変化する構成となっている。
【００１１】
説明を再び図１に戻すと、光センサー４０は、ダミー画素である（ｍ＋１）行目のうち、特定の列（例えば右端に位置する最終列）の画素の明るさ（輝度）を検出して、該輝度を示す検出信号Ｐを出力する。詳細については、光センサー４０は、例えば図３に示されるように、液晶パネル１００の背面側に設けられたバックライト６０による照射光のうち、（ｍ＋１）行最終列の画素１１０を透過した光の輝度を検出する。なお、ダミーの（ｍ＋１）行目は、ベゼル７０によって覆われるので、観察側に視認されることはない。
【００１２】
応答時間解析回路５０は、光センサー４０による検出信号Ｐの時間的な推移から画素１１０における光学応答を、本実施形態では低、中、高の３段階で判別するとともに、判別した光学応答を、信号Ｒesで出力するものである。
なお、応答時間解析回路５０は、信号Ｒesによって、後述する３つのルックアップテーブルのうち、いずれかの選択を指定して、応答補償の内容を変更する構成となっている。このため、本実施形態では、応答時間解析回路５０が補償内容変更回路に相当することになる。応答時間解析回路５０における詳細については後述する。
【００１３】
表示制御回路２０は、上位回路から供給される同期信号Ｓyncにしたがって各部の動作を制御する。
Ｙドライバー１３０は、表示制御回路２０による制御にしたがって、複数行の走査線１１２をフレームにわたってそれぞれ１、２、３、…、ｍ、（ｍ＋１）行目という順番で選択し、選択した走査線に選択電圧を、それ以外の走査線には非選択電圧を、それぞれ印加する走査線駆動回路である。
ここで、フレームとは、液晶パネル１００を駆動することによって、画像の１コマ分を表示させるのに要する期間をいい、同期信号Ｓyncの垂直走査周波数が６０Ｈｚであれば、その逆数である１６．７ミリ秒である。
また、選択電圧とは、後述する薄膜トランジスターのゲート電極に印加されたときに該薄膜トランジスターがオン状態となる電圧であり、非選択電圧とは、薄膜トランジスターのゲート電極に印加されても該薄膜トランジスターがオン状態とはならない、すなわちオフ状態とさせる電圧である。
【００１４】
オーバードライブ回路３０は、詳細については後述するが、画素１１０の階調レベルを指定する映像データＣdを、信号Ｒesで示される光学応答で補償し、補償映像データＶdとして出力する補償回路である。
Ｘドライバー１４０は、表示制御回路２０による制御にしたがって、補償映像データＶdをアナログのデータ信号に変換するとともに、Ｙドライバー１３０によって選択された１行分の画素１１０の各々に対し、変換したデータ信号を、それぞれデータ線１１４を介して供給するデータ線駆動回路である。
【００１５】
なお、本実施形態において表示領域は１行目からｍ行目までであるので、上位回路から供給される映像データＣdには、ダミーの（ｍ＋１）行目の画素に対応するものが含まれない。ただし、表示制御回路２０は、Ｙドライバー１３０に対し、フレームのうち、垂直有効走査期間において走査信号Ｙ1〜Ｙmを順番にＨレベルとした後に、垂直帰線期間において、あたかも（ｍ＋１）行目の映像データＣdが供給されたかのように、（ｍ＋１）行目の走査信号Ｙ（m+1)を、他の走査信号と同じ期間だけＨレベルとするように制御する。
一方、表示制御回路２０は、Ｘドライバー１４０に対し、走査信号Ｙ（m+1)をＨレベルとしたときに、階調レベルＧe（第１階調レベル）と階調レベルＧf（第２階調レベル）とに相当するダミーの映像データを供給して、該映像データに基づくデータ信号を、フレーム毎に交互に供給する。
【００１６】
続いて、オーバードライブ回路３０について説明する。図４は、オーバードライブ回路３０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、オーバードライブ回路３０は、フレームメモリー３０２、セレクター３０４、３０６、演算回路３０８、ルックアップテーブル（ＬＵＴ）３１１〜３１３を有する。
このうち、フレームメモリー３０２は、表示制御回路２０（図１参照）による制御信号にしたがって、上位回路から供給される映像データＣdを一時的に記憶するとともに、１フレーム経過後に読み出し、映像データＰdとして出力するものである。このため、映像データＰdは、映像データＣdに対して１フレーム前の画素の階調レベルを指定するものとなる。
なお、映像データＰdが１フレーム前のものであることとの関係上、表示すべき画像を示す映像データＣdについては、現フレームの映像データと呼ぶことがある。
【００１７】
セレクター３０４は、入力端ａ0・ｂ0に供給されたデータを、信号Ｒesに応じて出力端ａ1・ｂ1、出力端ａ2・ｂ2または出力端ａ3・ｂ3のいずれかの組に振り分けて出力するものである。詳細には、セレクター３０４の入力端ａ0には映像データＣdが、入力端ｂ0には映像データＰdが、それぞれ供給される一方、セレクター３０４は、信号Ｒesによって低応答が示されているとき、出力端ａ1・ｂ1を選択し、中応答が示されているとき、出力端ａ2・ｂ2を選択し、高応答が示されているとき、出力端ａ3・ｂ3を選択する。
【００１８】
ルックアップテーブル３１１は、現フレームの映像データＣdと１フレーム前の映像データＰdとを入力したときに、低応答時における画素の階調レベルの変化分に応じた補償値β1を、セレクター３０６の入力端ａに供給するものである。詳細には、ルックアップテーブル３１１は、映像データＣdで指定される階調レベルと映像データＰdで指定される階調レベルとの組み合わせの各々に対応して、低応答を補償するための補償値β1を予め記憶したテーブルであって、映像データＣdと映像データＰdとが入力された場合に、これら２つのデータで指定される階調レベルの組み合わせに対応する補償値β1を出力する二次元変換テーブルである。
ルックアップテーブル３１２は、映像データＣdと映像データＰdとを入力したときに、中応答時における画素の階調レベルの変化分に応じた補償値β2を、セレクター３０６の入力端ｂに供給する二次元変換テーブルである。
ルックアップテーブル３１３は、映像データＣdと映像データＰdとを入力したときに、高応答時における画素の階調レベルの変化分に応じた補償値β3を、セレクター３０６の入力端ｃに供給する二次元変換テーブルである。
【００１９】
ここで、補償値β1について図５を参照して説明する。ここでは、図５の（ａ）の実線で示されるように、ある画素に着目して、映像データＣdで指定される階調レベルが、１フレーム前の階調レベルのＧ10から、より明るいＧ11に変化したときを想定する。
この想定において、映像データＣdをデータ信号に変換して該着目画素の画素電極１１８に、該着目画素に対応する走査線を選択することによって印加しても、液晶層１５０が低応答であるために該着目画素（液晶容量）における実際の透過率は、図５の（ａ）において一点鎖線で示されるように、該走査線が次に選択されるタイミングまでに、目的とする階調レベルＧ11に応じた透過率に達せず、それよりも手前の透過率となってしまう。
そこで、図５の（ｂ）に示されるように、映像データＣdが指定する階調レベルＧ11を、階調変化方向にやや大きめに過剰に振った値に補正して、該着目画素における実際の透過率が、該走査線の次選択のタイミングまでに、階調レベルＧ11に応じた透過率となるように補償する。このときの階調変化方向に過剰に振る値を補償値β1としている。
なお、ここでは、階調レベルが、Ｇ10からＧ11に変化するときで説明しているが、実際の補償値β1は、液晶層が低応答となる環境下において、映像データＣd、Ｐdで指定される階調レベルの組み合わせの各々に対し、予め実験等により求められた値である。この組み合わせの各々に対する補償値がルックアップテーブル３１１に記憶されている。
【００２０】
液晶層１５０の応答特性が中程度である場合、該着目画素における実際の透過率は、図５の（ａ）において二点鎖線で示されるように、該走査線が次に選択されるタイミングまでに、目的とする階調レベルＧ11に応じた透過率に達しないが、低応答と比較すると改善される。そこで、中応答である場合には、図５の（ｂ）に示されるように、映像データＣdが指定する階調レベルＧ11を、補償値β1よりも小さい補償値β2で補償する。
なお、中応答時における補償値β2は、液晶層が中応答となる環境下において、映像データＣd、Ｐdで指定される階調レベルの組み合わせの各々に対し、予め実験等により求められた値であり、この値がルックアップテーブル３１２に記憶されている。
液晶層１５０の応答特性が高い場合、該着目画素における実際の透過率は、図５の（ａ）において破線で示されるように、該走査線が次に選択されるタイミングまでに、目的とする階調レベルＧ11に応じた透過率に達しないが、中応答と比較してさらに改善される。そこで、高応答である場合には、図５の（ｂ）に示されるように、映像データＣdが指定する階調レベルを、補償値β2よりも小さい補償値β3で補償する。
なお、高応答時における補償値β3は、液晶層が高応答となる環境下において、映像データＣd、Ｐdで指定される階調レベルの組み合わせの各々に対し、予め実験等により求められた値であり、この値がルックアップテーブル３１３に記憶されている。
【００２１】
また、補償値β1〜β3は、図５の（ｂ）においては、階調レベルが暗から明に変化したために正値であるが、逆に階調レベルが明から負に変化したときには負値となる。すなわち、補償値β1〜β2は、正負を伴う概念である。
【００２２】
説明を図４に戻すと、セレクター３０６は、信号Ｒesによって低応答が示されているとき入力端ａを選択し、中応答が示されているとき入力端ｂを選択し、高応答が示されているとき入力端ｃを選択して、選択した入力端に供給された補償値を、出力端Ｏutから出力するものである。
演算回路３０８は、現フレームの映像データＣdに、セレクター３０６によって選択された補償値を加算して、補償映像データＶdとして出力するものである。
【００２３】
この構成に係るオーバードライブ回路３０において、信号Ｒesによって低応答が示された場合、セレクター３０４が出力端ａ1・ｂ1を選択し、セレクター３０６が入力端ａを、それぞれ選択するので、補償映像データＶdは、現フレームの映像データＣdに、低応答のルックアップテーブル３１１による補償値β1を加算したものとなる。
一方、信号Ｒesによって中応答が示された場合、セレクター３０４が出力端ａ2・ｂ2を選択し、セレクター３０６が入力端ｂを、それぞれ選択するので、補償映像データＶdは、映像データＣdに、中応答用のルックアップテーブル３１２による補償値β2を加算したものとなる。
また、信号Ｒesによって高応答が示された場合、セレクター３０４が出力端ａ3・ｂ3を選択し、セレクター３０６が入力端ｃを、それぞれ選択するので、補償映像データＶdは、映像データＣdに、高応答用のルックアップテーブル３１３による補償値β3を加算したものとなる。
【００２４】
次に、液晶表示装置１の動作について説明する。上位回路からは、映像データＣdが、１行１列〜１行最終列、２行１列〜２行最終列、３行１列〜３行最終列、…、ｍ行１列〜ｍ行最終列の画素の順番で垂直有効走査期間にわたって供給される。
このうち、１行１列〜１行最終列の画素１行分の映像データＣdが供給される期間において、表示制御回路２０は、Ｙドライバー１３０に対して１行目の走査線１１２を選択させる一方、オーバードライブ回路３０におけるフレームメモリー３０２に対して次のように制御する。
すなわち、表示制御回路２０は、１行１列の画素に対応する映像データＣdが供給されたとき、該映像データＣdを一旦ラッチするとともに、１フレーム前における１行１列の映像データＰdを、フレームメモリー３０２における１行１列に対応するアドレスから読み出し、この後、ラッチした映像データＣdをフレームメモリー３０２における１行１列に対応するアドレスに書き込む。
【００２５】
これにより、オーバードライブ回路３０では、上位回路から供給された１行１列の映像データＣdと、フレームメモリー３０２から読み出された１フレーム前の１行１列の映像データＰdとが、信号Ｒesに応じて選択されたルックアップテーブルに入力されるとともに、選択されたルックアップテーブルから出力された補償値が、該１行１列の映像データＣdに加算され、補償映像データＶdとして出力される。
以下、１行２列、１行３列、…、１行最終列の画素の映像データＣdについても、同様に補償値が加算されて、それぞれ補償映像データＶdとして出力される。
【００２６】
また、表示制御回路２０は、Ｘドライバー１４０に対して、オーバードライブ回路３０から出力される１行１列〜１行最終列の画素の補償映像データＶdをデータ信号に変換させるとともに、１列目から最終列目までのデータ線１１４に出力させる。
【００２７】
１行目の走査線が選択されると、該１行目の走査線のみに選択電圧が印加され、他の走査線には非選択電圧が印加されるので、１行目の画素１１０におけるＴＦＴ１１６がオンする。これにより、１列目から最終列目までのデータ線１１４に供給されたデータ信号は、それぞれオン状態にあるＴＦＴ１１６を介して、それぞれ１行１列〜１行最終列の画素電極１１８に印加されるので、１行１列〜１行最終列の液晶素子には、それぞれ映像データＣdを信号Ｒesで示される応答特性で補償した補償映像データＶdに対応した電圧が書き込まれることになる。
同様な動作が、２行目、３行目、…、ｍ行目の順番で実行され、これにより、垂直有効走査期間において、各液晶素子には、それぞれ補償映像データＶdに基づいた電圧が書き込まれることになる。
【００２８】
垂直有効走査期間における書き込み後、表示制御回路２０は、垂直帰線期間において、Ｙドライバー１３０に対して走査信号Ｙ(m+1)だけをＨレベルとさせる一方、Ｘドライバー１４０に対して次のように制御する。
すなわち、表示制御回路２０は、Ｘドライバー１４０に、図６の（ａ）に示されるように、該垂直帰線期間が属するフレームが奇数フレームであれば階調レベルＧeを、偶数フレームであれば階調レベルＧfを、それぞれダミーの映像データとして供給する。さらに、表示制御回路２０は、Ｘドライバー１４０に対し、該ダミーの映像データをデータ信号に変換させて、それぞれ１列目から最終列までのデータ線１１４にそれぞれ供給させる。
走査信号Ｙ(m+1)がＨレベルになると、（ｍ＋１）行目のＴＦＴ１１６がオンするので、１列目から最終列目までのデータ線１１４に供給されたデータ信号が、それぞれオン状態にあるＴＦＴ１１６を介して、それぞれ（ｍ＋１）行１列〜（ｍ＋１）行最終列の画素電極１１８に印加される。
【００２９】
このため、（ｍ＋１）行最終列の画素１１０の輝度を検出する光センサー４０の検出信号Ｐは、図６の（ｂ）に示されるように、奇数フレームであれば、走査信号Ｙ(m+1)がＨレベルとなるタイミングにおいて階調レベルＧfに相当する輝度Ｔfから、時間経過とともに階調レベルＧeに相当する輝度Ｔeに変化し、偶数フレームであれば、反対に輝度Ｔeから時間経過とともに輝度Ｔfに変化する。
【００３０】
階調レベルＧe、Ｇfの切り替えたときに、検出信号Ｐによって示される光学応答は、液晶層１５０の温度が高いほど、輝度変化が速くなる。このため、応答時間解析回路５０は、第１に、例えば偶数フレームにおいて、光センサー４０による検出信号Ｐによって示される輝度が、走査信号Ｙ(m+1)をＨレベルとしたタイミングから予め定められた閾値Ｔthに達するまでの時間を計測するとともに、第２に、計測した時間が予め定めた低、中、高応答のどの範囲に属しているかを判別することによって、画素１１０において実際の光学応答を示す信号Ｒesを出力することができる。
【００３１】
オーバードライブ回路３０では、信号Ｒesに応じて、ルックアップテーブル３１１〜３１３のいずれかが選択されるので、液晶パネル１００の各画素１１０では、映像データＣdで指定された階調レベルに応じた透過率となるように、液晶層の光学応答に合わせて適切に補償される。
このため、本実施形態によれば、液晶パネル１００の光学応答が、温度等によって変化しても、より正確に補償することを可能となるのである。
【００３２】
なお、このときの階調レベルＧe、Ｇfは、上述した階調レベルＧ10、Ｇ11とは異なり、フレームに相当する１６．７ミリ秒の期間において光学応答が十分に完了する程度の差となるような中間階調を用いることが好ましい。または、階調レベルＧe、Ｇfの切り替え周期を複数フレームとし、該複数フレームに相当する期間内において光学応答が十分に完了する程度に、階調レベルＧe、Ｇfを設定しても良い。
さらに、ダミーの画素に供給するデータ信号の階調レベルについては、中間階調に限られず、図７の（ａ）に示されるように、階調レベルの最高値Ｇmax、最低値Ｇminとしても良い。このとき、図７の（ｂ）に示されるように液晶素子の光学応答が複数フレームにわたる場合がある。このため、走査信号Ｙ(m+1)をＨレベルとしてから、予め定められた期間が経過したとき、例えば走査信号Ｙ(m+1)をＨレベルとしてから、次に走査信号Ｙ(m+1)をＨレベルとするまでの期間（フレームに相当する１６．７ミリ秒の期間）が経過したとき、光センサー４０の検出信号によって示される輝度Ｔdを取得して、当該輝度Ｔdが高いほど、光学応答が高いと判別しても良い。
また、光センサー４０の検出信号Ｐによって示される輝度変化のうち、走査信号Ｙ(m+1)をＨレベルとしてから、予め定められた期間が経過するまでの積分値（図７の（ｂ）においてハッチングで示される領域）を求めて、当該積分値が大きいほど、光学応答が高いと判別しても良い。
くわえて、光学応答を検出するための階調レベルについては２値のみならず、３値以上として、透過率を段階的に遷移させて、その遷移状態によって光学応答を判別しても良い。
【００３３】
次に、本発明の第２実施形態に係る液晶表示装置について説明する。図８は、第２実施形態に係る液晶表示装置を示すブロック図である。
この図に示す液晶表示装置が、図１に示した第１実施形態と比較して相違する部分は、温度変換回路８０を有する点にある。
上述したように、応答時間解析回路５０によって出力される信号Ｒesは、画素１１０における光学応答を示すものである。ここで、該光学応答は、温度に応じて変化することから、同時に、液晶層１５０における温度を示す情報でもある。
そこで、温度変換回路８０は、信号Ｒesによって示される光学応答を液晶層１５０の温度情報Ｔmpに変換して外部に出力する。このような変換は、温度変換回路８０に、予め信号Ｒesによって示される光学応答と温度情報とを対応付けたテーブルを持たせることで、信号Ｒesを温度情報Ｔmpに変換することが可能である。
なお、第２実施形態では、応答時間解析回路５０と温度変換回路８０とが補償内容変更回路に相当することになる。
【００３４】
温度情報Ｔmpを出力して、該温度情報Ｔmpによって例えばバックライトの輝度調整や内部冷却ファンの回転数などを制御すると、温度センサーが不要となるので、構成の簡易化を図ることができる。また、温度情報Ｔmpは、液晶層１５０の温度を反映したものであるので、液晶パネル１００の近傍に温度センサーを設けた構成と比較して、検出する誤差が小さくなる。このため、温度に応じた正確な制御が可能となる。
【００３５】
このような温度情報を出力する構成は、図９に示される変形例でも可能である。なお、図９に示される構成では、温度変換回路８０によって出力された温度情報Ｔmpに応じて、
オーバードライブ回路３０におけるルックアップテーブル３１１〜３１３のいずれかが選択される構成である。
詳細には、温度情報Ｔmpで示される温度が低温域であれば、低応答用のルックアップテーブル３１１が選択され、常温域であれば、中応答用のルックアップテーブル３１２が選択され、高温域であれば、高応答用のルックアップテーブル３１３が選択される構成となっている。
このような構成においても、構成の簡易化を図ることができる上に、温度に応じた正確な制御が可能となる。
【００３６】
なお、上述した実施形態や変形例においては、オーバードライブ回路３０におけるルックアップテーブルを光学応答（温度）に応じて３種類としたが、もちろん４種類以上であっても良いし、２種類であっても良い。
また、ルックアップテーブルにおいては、現フレームの映像データＣdと１フレーム前の映像データＰdとを入力して、補償値を出力するテーブルとしたが、補償映像データＶdそのものを出力するテーブルとしても良い。
補償映像データＶdで示される階調レベルは、現フレームの映像データＣdに、補償値βを加算したものであるが、該補償値は、階調レベルの変化分に係数αを乗じた値で近似的に計算することができる。そこで、オーバードライブ回路３０については、現フレームの映像データＣdに、階調レベルの変化分に係数αを乗じた値を加算する、という演算回路で構成するとともに、この係数αを、光学応答が高速になるにつれて（温度が高くなるつれて）小さくなるように切り替える構成としても良い。
【００３７】
一方、光センサー４０によって明るさを検出する画素は、ダミー画素に限られず、表示領域として用いられる画素に設けても良い。また、光センサー４０については、液晶パネルの外部ではなく、表示パネル１００の内部、詳細には、ＴＦＴ１１６の製造プロセスにおいて、同時にフォトダイオード等を造り込むことによって画素１１０の内部に設けても良い。
また、光センサー４０は、１つに限られず、複数の画素の各々に対応するように設けても良い。光センサー４０を複数個設ける場合、複数の検出信号Ｐに基づいて、例えば検出した複数画素における明るさ平均値の時間的な推移に基づいて、光学応答を判別しても良い。
【００３８】
次に、上述した実施形態に係る液晶表示装置１を有する電子機器について説明する。図１０は、実施形態に係る液晶表示装置１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や十字キー１２０４のほか、受話口１２０６、送話口１２０８とともに、上述した液晶表示装置を備えるものである。なお、液晶表示装置のうち、液晶パネル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。
なお、実施形態に係る液晶表示装置は、携帯電話以外の電子機器にも適用可能である。このような電子機器としては、例えばデジタルスチルカメラや、ノートパソコン、液晶テレビ、ビューファインダー型（またはモニタ直視型）のビデオレコーダー、カーナビゲーション装置、電子手帳、電卓、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、タッチパネルを備えた機器等などの表示部を有するものが挙げられる。
【符号の説明】
【００３９】
１…液晶表示装置、２０…表示制御回路、３０…オーバードライブ回路、４０…光センサー、５０…応答時間解析回路、８０…温度変換回路、１００…液晶パネル、１１２…走査線、１１４…データ線、１２０…液晶素子、３０４、３０６…セレクター、３１１〜３１３…ルックアップテーブル、１２００…携帯電話
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画素を有する液晶パネルと、
複数の前記画素の階調レベルをそれぞれ指定する映像データを、過去の映像データで指定された階調レベルとの変化分に応じて補償し、補償映像データとして出力する補償回路と、
複数の前記画素のうち、一部の画素の明るさを検出する光センサーと、
該一部の画素に対する階調レベルを第１値から第２値に変化させたときの前記光センサーの検出結果に応じて、前記補償回路における補償内容を変更させる補償内容変更回路と、
を具備することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記補償回路は、それぞれが互いに異なる光学応答に対応した複数のルックアップテーブルと、複数の前記ルックアップテーブルのうち、いずれかを選択するセレクターと、
を含み、選択されたルックアップテーブルに基づいて前記補償映像データを出力し、
前記補償内容変更回路は、前記セレクターに対して選択すべきルックアップテーブルを指示する
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】
前記補償内容変更回路は、前記光センサーの検出結果を温度情報に変換して出力する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記補償内容変更回路は、前記光センサーの検出結果を温度情報に変換し、該温度情報を出力するとともに、前記セレクターに対して選択すべきルックアップテーブルを該温度情報に基づき指示する
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５】
請求項１乃至４のいずれか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】
複数の画素を有する液晶パネルと、
複数の前記画素の階調レベルをそれぞれ指定する映像データを、過去の映像データで指定された階調レベルとの変化分に応じて補償し、補償映像データとして出力する補償回路と、
複数の前記画素のうち、一部の画素の明るさを検出する光センサーと、
該一部の画素に対する階調レベルを第１値から第２値に変化させたときの前記光センサーの検出結果に応じて、前記補償回路における補償内容を変更させる補償内容変更回路と、
を具備することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記補償回路は、それぞれが互いに異なる光学応答に対応した複数のルックアップテーブルと、複数の前記ルックアップテーブルのうち、いずれかを選択するセレクターと、
を含み、選択されたルックアップテーブルに基づいて前記補償映像データを出力し、
前記補償内容変更回路は、前記セレクターに対して選択すべきルックアップテーブルを指示する
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】
前記補償内容変更回路は、前記光センサーの検出結果を温度情報に変換して出力する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記補償内容変更回路は、前記光センサーの検出結果を温度情報に変換し、該温度情報を出力するとともに、前記セレクターに対して選択すべきルックアップテーブルを該温度情報に基づき指示する
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５】
請求項１乃至４のいずれか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２０１０−２０４６１５（Ｐ２０１０−２０４６１５Ａ）
【公開日】平成２２年９月１６日（２０１０．９．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５３２５０（Ｐ２００９−５３２５０）
【出願日】平成２１年３月６日（２００９．３．６）
【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９月１６日（２０１０．９．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月６日（２００９．３．６）
【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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