JP4436622B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置に関し、特に、動画表示に好適に用いられる液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置は、例えばパーソナルコンピュータ、ワードプロセッサ、アミューズメント機器、テレビ装置などに用いられている。さらに、液晶表示装置の応答特性を改善し、高画質の動画表示を得るための検討がなされている。
【０００３】
特許文献１は、大画面、高解像度の画素表示に対応できる液晶制御回路および液晶パネルの駆動方法を開示している。具体的には、液晶に印加している現在の電圧値と、次のフィールドで液晶に印加する電圧値とを比較・演算し、電圧値を補正することによって、液晶の立ち上がり時の応答時間が短縮されることを開示している。
【０００４】
【特許文献１】
特開平３−１７４１８６号公報（第１図〜第４図参照）
特許文献１に開示された液晶パネルの駆動方法について、図１３を参照しながら説明する。図１３では、補正前の電圧データがフィールド番号Ｆ４でＤ１からＤ５に変化している場合を示している。
【０００５】
図１３に示すように、Ｖ１、Ｖ５で示す電圧が比較的小さく、つまりコモン電圧に近く、かつＶ５−Ｖ１＞０なる関係が成り立つときは、液晶の立ち上がり速度が遅いので、透過量が所定の値まで変化するのに長時間を要する。ＴＮ（Twisted Nematic ）液晶を反射モードで用いた液晶パネルであって、液晶が光を透過させない最小電圧値が２．０Ｖ、液晶が最大量の光を透過させる最大の電圧値が３．５Ｖの液晶パネルを一例とする。この液晶パネルにおいて、印加電圧Ｖ１を２．０Ｖ、変化した電圧Ｖ５を２．５Ｖとすると、透過量が所定の値になる時間は、約７０〜１００ｍｓｅｃである。したがって、応答に要する時間は２フィールド以上となるので、画像の尾ひきが発生する。
【０００６】
この応答時間は、Ｖ５が大きくなるほど小さくなり、２フィールド内の３３ｍｓｅｃ以内に応答するようになる。このように電圧Ｖ５が所定値より小さいときは、電圧Ｖ５を印加するフィールドＦ４で電圧Ｖ５よりも高い電圧が印加されるように電圧データを補正する。具体的には、液晶制御回路によって、フィールドＦ３とＦ４のデータを比較したとき、その画素の電圧変化量がわかるので、データ補正器（特許文献１の第２図参照）によって、フィールドＦ４のデータをＤ５からＤ７に補正する。ソースドライブＩＣ（特許文献１の第１図参照）は、フィールドＦ４で前記補正電圧データＤ７によりソース信号線にＶ７なる電圧を印加する。したがって、液晶の立ち上がり特性は改善され、Ｆ４で示す１フィールド内で所定の透過量Ｔ５が得られる。
【０００７】
この液晶パネルによれば、たとえば電圧Ｖ７として３．０〜３．５Ｖを印加することによって、２０〜３０ｍｓｅｃに応答時間を改善できる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
液晶表示装置においては、動画のボケのない高画質を得るために、液晶の高速応答が求められている。特許文献１に開示された方法によれば、液晶の応答は高速化する。しかし、液晶応答が遅い条件では、液晶に印加している電圧値に対応する液晶パネルの定常状態の透過率と、実際の液晶パネルの透過率との間に差が生じるので、電圧値の補正が正確にできないという問題がある。例えば、低温環境下では液晶応答速度が低下するので、中間調付近でも目標とする階調に到達しなくなるおそれがある。
【０００９】
また、高階調から、階調電圧の設定値の中で極限に近い電圧値に対応する低階調に遷移する場合や、低階調から、階調電圧の設定値の中で極限に近い電圧値に対応する高階調に遷移する場合などでは、液晶パネルへの印加電圧が飽和するので、目標とする階調に到達しなくなるおそれがある。あるいは、電圧値の補正方法の精度が低い場合には、実用にたえる補正値を得られずに、目標の階調に到達しないおそれがある。このように、目標の階調に到達していない状態で、次フィールドの駆動を行うと、誤差が蓄積する。これらの結果、動画表示で残像現象による画像のボヤケが発生したり、動画像の輪郭に輝点が表示されたりした。
【００１０】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、高画質な動画表示の液晶表示装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の局面による液晶表示装置は、液晶層に印加する電圧レベルに応じて、表示の階調レベルが変化する液晶表示パネルと、１フレーム内での前記液晶表示パネルの光学応答による目標の階調レベルである目標階調レベル、及び、前記目標階調レベルに到達せず且つ前記液晶表示パネルが表示可能な階調レベルである限界階調レベルが複数設定されている第１テーブルと、前記目標階調レベル又は前記限界階調レベルに対応する電圧を前記液晶層に印加したときに、１フレーム内で実際に到達する階調レベルである到達階調レベルが複数設定されている第２テーブルと、前記第２テーブルを参照して、ｎ番目のフレームにおける入力画像信号と、ｎ−１番目のフレームにおける予測信号との組合せに応じて得られる前記到達階調レベルに対応する信号を、ｎ番目のフレームにおける予測信号として検出する第２設定手段と、前記第１テーブルを参照して、前記第２設定手段により検出されたｎ番目のフレームにおける予測信号と、ｎ＋１番目のフレームにおいて入力された入力画像信号との組合せに応じて、ｎ＋１番目のフレームにおける前記目標階調レベル又は前記限界階調レベルを検出する第１設定手段と、前記第１設定手段により検出された前記目標階調レベル又は限界階調レベルに対応するオーバーシュート電圧を前記液晶表示パネルに印加する電圧印加手段とを備え、前記第１テーブルに設定されている前記目標階調レベル及び前記限界階調レベルの総数は、前記第２テーブルに設定されている前記到達階調レベルの総数よりも少ない。
【００１２】
本願明細書において、液晶表示装置において表示を行うために液晶層に印加される電圧を階調電圧Ｖｇと呼び、例えば、０階調（黒）〜６３階調（白）の全６４階調表示を行う場合、０階調の表示を行うための階調電圧ＶｇをＶ０、６３階調の表示を行うための階調電圧ＶｇをＶ６３で示す。実施形態で例示するノーマリブラックモード（以下「ＮＢモード」と称する。）の液晶表示装置の場合、Ｖ０が最低の階調電圧であり、Ｖ６３が最高の階調電圧となる。これに対し、ノーマリホワイトモード（以下「ＮＷモード」と称する。）の液晶表示装置においては、逆に、Ｖ０が最高の階調電圧であり、Ｖ６３が最低の階調電圧となる。
【００１３】
以下では、液晶表示装置で表示すべき画像情報を与える信号を入力画像信号Ｓと呼び、それぞれの入力画像信号Ｓに応じて画素に印加される電圧を階調電圧Ｖｇと呼ぶ。６４階調の入力画像信号（Ｓ０〜Ｓ６３）は、それぞれ階調電圧（Ｖ０〜Ｖ６３）に一対一で対応する。階調電圧Ｖｇは、それぞれの階調電圧Ｖｇが印加された液晶層が定常状態に到達したときに、それぞれの入力画像信号Ｓに対応する透過率（表示状態）となるように設定される。このときの透過率を定常状態透過率と称する。勿論、階調電圧Ｖ０〜Ｖ６３の値は液晶表示装置によって異なり得る。
【００１４】
液晶表示装置は、例えばインターレース駆動され、１枚の画像に対応する１フレームを２つのフィールドに分割し、各フィールドに入力画像信号Ｓに対応する階調電圧Ｖｇが表示部に印加される。勿論、１フレームが３以上のフィールドに分割されることもあり得るし、ノンインターレース駆動されてもよい。ノンインターレース駆動においては、各フレームに入力画像信号Ｓに対応する階調電圧Ｖｇが表示部に印加される。インターレース駆動における１フィールドまたはノンインターレース駆動における１フレームをここでは１垂直期間と称する。
【００１５】
オーバーシュート電圧を検出するための入力画像信号Ｓの比較は、全ての画素のそれぞれに対する前垂直期間の入力画像信号Ｓと現垂直期間の入力画像信号Ｓとの間で行われる。１フレームの画像情報が複数のフィールドに分割されるインターレース駆動の場合でも、１フレーム前のその画素に対する入力画像信号Ｓや上下のラインの入力画像信号Ｓが補完信号として使用され、１垂直期間中に全ての画素に相当する信号が与えられる。そして、前フィールドと現フィールドのこれらの入力画像信号Ｓが比較される。
【００１６】
オーバーシュートされた階調電圧Ｖｇと所定の階調電圧（現垂直期間の入力画像信号Ｓに対応する階調電圧）Ｖｇとの差をオーバーシュート量ということもある。また、オーバーシュートされた階調電圧Ｖｇをオーバーシュート電圧と呼ぶこともある。オーバーシュート電圧は、所定の階調電圧Ｖｇに対して所定のオーバーシュート量を有する他の階調電圧Ｖｇであってもよいし、オーバーシュート駆動のために予め準備されたオーバーシュート駆動専用電圧であってもよい。最高の階調電圧（階調電圧のなかで最も電圧値の高い階調電圧）および最低の階調電圧（階調電圧のなかで最も電圧値の低い階調電圧）をオーバーシュートする電圧として、高電圧側オーバーシュート駆動専用電圧および低電圧側オーバーシュート駆動専用電圧がそれぞれ用意されてもよい。
【００１７】
本発明の液晶表示装置によれば、現フィールドの入力画像信号Ｓよりも１フィールド前の入力画像信号Ｓが単に記録されるのではなく、現フィールドにおける液晶パネルの透過率（予測値）に即して適切に加工された信号が記録される。この信号と現フィールドの入力画像信号Ｓとを比較・演算するので、電圧値（電圧レベル）の補正がより正確に行われる。したがって、動画表示で残像現象による画像のボヤケが発生したり、動画像の輪郭に輝点が表示されたりすることを防止することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照しながら、本発明による実施形態の液晶表示装置を説明する。以下では、垂直配向型のＮＢモードの液晶表示装置を例に本発明の実施形態及び参考例を説明するが、本発明はこれに限定されない。例えば、本発明を水平配向型のＮＢモードの液晶表示装置や垂直配向型液晶層または水平配向型液晶層を備えたＮＷモードの液晶表示装置に適用することもできる。なお、１フィールドが１垂直期間に相当するインターレース駆動方式の液晶表示装置を例に本発明の実施形態を説明するが、本発明はこれに限られず、１フレームが１垂直期間に相当するノンインターレース駆動方式の液晶表示装置にも適用できる。
【００１９】
（オーバーシュート駆動）
本明細書でオーバーシュート駆動とは、前垂直期間（直前の垂直期間）と現垂直期間との入力画像信号Ｓを比較し現垂直期間の入力画像信号Ｓに対応する階調電圧を補正する、液晶パネルの駆動法を指す。この比較・補正された階調電圧をオーバーシュートされた電圧という。例えば、現垂直期間の入力画像信号Ｓに対応する階調電圧が前垂直期間の入力画像信号Ｓに対応する階調電圧Ｖｇよりも高い場合には、現垂直期間の入力画像信号に対応する階調電圧Ｖｇよりもさらに高い電圧であり、逆に、現垂直期間の入力画像信号Ｓに対応する階調電圧が前垂直期間の入力画像信号に対応する階調電圧Ｖｇよりも低い場合には、現垂直期間の入力画像信号Ｓに対応する階調電圧Ｖｇよりもさらに低い電圧を指す。
【００２０】
本発明の液晶表示装置では、前垂直期間の入力画像信号Ｓが、現フィールドにおける液晶パネルの透過率（予測値）に即して適切に加工されている。
【００２１】
（オーバーシュート駆動専用電圧と階調電圧）
本発明の液晶表示装置においては、階調電圧Ｖｇ（Ｖ０〜Ｖ６３）のほかに、オーバーシュート駆動専用電圧Ｖｏｓが予め設定されてもよい。オーバーシュート駆動専用電圧Ｖｏｓは、階調電圧Ｖｇよりも低電圧側のＶｏｓ（Ｌ）と、高電圧側のＶｏｓ（Ｈ）を含み、それぞれ、複数の異なる電圧値を設定してもよい。高電圧側のオーバーシュート駆動専用電圧Ｖｏｓ（Ｈ）（複数の場合にはその最高値）は、駆動回路（ドライバ、典型的にはドライバＩＣ）の耐圧を越えないように設定される。さらに、オーバーシュート駆動専用電圧Ｖｏｓと階調電圧Ｖｇ（Ｖ０〜６３）をあわせて駆動回路のビット数を越えないように設定される。
【００２２】
次に、図１を参照しながら、オーバーシュート駆動専用電圧Ｖｏｓと階調電圧Ｖｇの設定について具体的に説明する。図１に電圧−透過率（Ｖ−Ｔ）曲線とオーバーシュート駆動専用電圧Ｖｏｓ、階調電圧Ｖｇの関係を示す。本実施形態及び参考例では、階調電圧Ｖｇ（Ｖ０（黒）〜Ｖ６３）は透過率が最低値を示す電圧以上から透過率が最高値を示す電圧以下の範囲で設定される。低電圧側のオーバーシュート駆動専用電圧Ｖｏｓ（Ｌ）（例えば、３２階調のＶｏｓ（Ｌ）１からＶｏｓ（Ｌ）３２）は、０Ｖ以上でＶ０（階調電圧Ｖｇの最低値）未満の範囲で設定される。高電圧側のオーバーシュート駆動専用電圧Ｖｏｓ（Ｈ）（例えば、３２階調のＶｏｓ（Ｈ）１からＶｏｓ（Ｈ）３２）は、Ｖ６３（階調電圧Ｖｇの最高値）より高い電圧から駆動回路の耐圧値を超えない範囲で設定される。
【００２３】
なお、これら階調電圧Ｖｇの階調数およびオーバーシュート駆動専用電圧Ｖｏｓの階調数は、駆動回路のビット数を超えない範囲で任意に設定できる。低電圧側のオーバーシュート駆動専用電圧Ｖｏｓ（Ｌ）の階調数と、高電圧側のオーバーシュート駆動専用電圧Ｖｏｓ（Ｈ）の階調数を異ならしてもよい。
【００２４】
本実施形態及び参考例では、階調電圧Ｖｇ（Ｖ０（黒）〜Ｖ６３）を透過率が最低値を示す電圧以上から透過率が最高値を示す電圧以下の範囲で設定している。しかし、透過率が最低値を示す電圧を低電圧側のオーバーシュート駆動専用電圧Ｖｏｓ（Ｌ）の範囲内で設定しても良い。また、透過率が最高値を示す電圧を高電圧側のオーバーシュート駆動専用電圧Ｖｏｓ（Ｈ）の範囲内で設定しても良い。
【００２５】
オーバーシュート駆動を行うときに印加される電圧は、入力画像信号Ｓの変化に対応して予め決められており、階調電圧Ｖｇおよびオーバーシュート駆動専用電圧Ｖｏｓのいずれかが使用される。
【００２６】
例えば、現フィールドの入力画像信号Ｓに対応する階調電圧Ｖｇが前フィールドの入力画像信号Ｓに対応する階調電圧Ｖｇよりも高い場合、階調電圧Ｖｇおよび高電圧側のオーバーシュート駆動専用電圧Ｖｏｓ（Ｈ）のなかから選択される、現フィールドの入力画像信号Ｓに対応する階調電圧Ｖｇよりさらに高電圧側の電圧が液晶パネルに入力される。オーバーシュート駆動に使用される電圧は、現フィールドの電圧を印加してから、予め決められた所定の時間（例えば、８ｍｓｅｃ）内で、現フィールドの入力画像信号Ｓに対応した定常状態の透過率に到達するように、予め決められる。あるいは、目視により違和感のないような透過率となるように、予め決められる。
【００２７】
オーバーシュート駆動に使用する電圧は、前フィールドの入力画像信号Ｓ（例えば６４階調）と現フィールドの入力画像信号Ｓ（６４階調）との組合せ（但し、階調の変化の無い組合せに対してはオーバーシュート量が０である）に対して決められる。液晶パネルの応答速度によっては、オーバーシュート駆動を必要としない階調の組合せがあり得る。また、オーバーシュート駆動専用電圧Ｖｏｓの階調数も適宜変化し得る。
【００２８】
（オーバーシュート駆動を行う回路：比較例１）
図１４を参照しながら、比較例１の液晶表示装置における駆動回路１００の構成を説明する。
【００２９】
駆動回路１００は、外部から入力画像信号Ｓを受け取り、それに応じた駆動電圧を液晶表示パネル（以下、「液晶パネル」ともいう。）１１５に供給する。駆動回路１００は、画像用記憶回路１１１と、組合せ検出回路１１２と、オーバーシュート電圧検出回路１１３と、極性反転回路１１４とを有する。
【００３０】
画像用記憶回路１１１は、入力画像信号Ｓの少なくとも１枚のフィールド画像を保持する。組合せ検出回路１１２は、現フィールドの入力画像信号Ｓと、画像用記憶回路１１１に保持された前フィールドの入力画像信号Ｓとを比較し、その組合せを示す信号をオーバーシュート電圧検出回路１１３に出力する。オーバーシュート電圧検出回路１１３は、組合せ検出回路１１２で検出された組合せに対応する駆動電圧を、階調電圧Ｖｇおよびオーバーシュート駆動専用電圧Ｖｏｓのなかから検出する。極性反転回路１１４は、オーバーシュート電圧検出回路１１３で検出された駆動電圧を交流信号に変換し、液晶パネル（表示部）１１５に供給する。
【００３１】
比較例１の液晶表示装置で、オーバーシュート駆動専用電圧Ｖｏｓを用いてオーバーシュート駆動を行う動作を説明する。例えば、オーバーシュート電圧検出回路１３は、６４階調（６ビット）の入力画像信号Ｓに対応して、７ビット（６４の階調電圧Ｖｇ（Ｖ０〜Ｖ６３）と、６４のオーバーシュート電圧Ｖｏｓ（高電圧側：Ｖｏｓ（Ｈ）１〜Ｖｏｓ（Ｈ）３２、低電圧側：Ｖｏｓ（Ｌ）１〜Ｖｏｓ（Ｌ）３２））から所定のオーバーシュート駆動のための駆動電圧を検出することができる。
【００３２】
立ち上がりを例にとり、入力画像信号がＳ４０から１フィールド後にＳ６３に切り換わるとする。入力画像信号Ｓ４０は、画像用記憶回路１１１に保持される。組合せ検出回路１１２は、（Ｓ４０、Ｓ６３）を検出する。そして、オーバーシュート電圧検出回路１１３は、例えば１フィールド以内に入力画像信号Ｓ６３に対応する定常的な透過率に達するように予め決められたオーバーシュート駆動専用電圧Ｖｏｓ（Ｈ）２０を検出し、これを駆動電圧として極性反転回路１１４に供給する。この電圧Ｖｏｓ（Ｈ）２０が、極性反転回路１１４によって交流化された後、液晶パネル１１５に供給される。
【００３３】
（オーバーシュート駆動を行う回路：参考例１）
一般に、現フィールドの液晶パネルの透過率は、現フィールドの入力画像信号Ｓより１フィールド前の入力画像信号Ｓが規定する透過率と一致する。そのため、比較例１の画像用記憶回路１１１では、１フィールド前の入力画像信号Ｓを記録している。
【００３４】
しかし、一般に、液晶パネルの応答時間は、環境条件や駆動条件などによって大きく変動する。例えば、低温環境下では、たとえオーバーシュート電圧を印加しても、所望の透過率に到達できないことがある。このとき、液晶パネル１１５の透過率と、画像用記憶回路１１１に保持された１フィールド前の入力画像信号Ｓが規定する透過率とが異なるので、次のフィールドで印加するべきオーバーシュート電圧に誤差が生ずる。
【００３５】
これを解消するためには、現フィールドの入力画像信号Ｓより１フィールド前の入力画像信号Ｓを単に記録するのではなく、現フィールドにおける液晶パネルの透過率に即して適切に加工された信号を記録すればよい。例えば、オーバーシュート電圧によってそのフィールド中に到達する透過率を予測して、これを１フィールド前の信号として記録する方法などがある。
【００３６】
図２を参照しながら、上述の適当な回路の組合せについての一例を具体的に説明する。図２は、本発明による参考例１の液晶表示装置が備える駆動回路１０の構成を示す模式図である。なお、図２では、説明に不要な部分は省略している。
【００３７】
駆動回路１０は、外部からの入力画像信号Ｓを受け取り、それに応じた駆動電圧を液晶パネル１５に供給する。駆動回路１０は、組合せ検出回路１２と、オーバーシュート電圧検出回路１３と、極性反転回路１４と、予測値検出回路１６と、予測値記憶回路１７とを有する。
【００３８】
組合せ検出回路１２は、予測値記憶回路１７に保持された予測信号と、現フィールドの入力画像信号Ｓとを比較し、その組合せを示す信号を予測値検出回路１６およびオーバーシュート電圧検出回路１３に出力する。予測値検出回路１６は、組合せ検出回路１２で検出された組合せに対応する予測信号（予測値）を検出する。
【００３９】
予測値記憶回路１７は、予測値検出回路１６で検出された予測信号（予測値）を保持する。保持される予測信号（予測値）は、入力画像信号の少なくとも１枚のフィールド画像に相当する。１フレームが複数のフィールドに分割されない場合、予測値記憶回路１７は、少なくとも１枚のフレーム画像に相当する予測信号（予測値）を保存する。
【００４０】
一方、オーバーシュート電圧検出回路１３は、組合せ検出回路１２で検出された組合せに対応する駆動電圧を、階調電圧Ｖｇおよびオーバーシュート駆動専用電圧Ｖｏｓのなかから検出する。極性反転回路１４は、オーバーシュート電圧検出回路１３で検出された駆動電圧を交流信号に変換し、液晶パネル（表示部）１５に供給する。
【００４１】
予測値検出回路１６で検出される信号について、２フィールドにわたって説明する。例えば、ある画素についての入力画像信号がフィールド毎にＳ０，Ｓ１２８，Ｓ１２８の順に変化するとする。
【００４２】
１フィールド目では、現フィールドの入力画像信号がＳ１２８であるときに、予測値記憶回路１７はその画素について信号Ｓ０を保持しているとする。このとき、組合せ検出回路１２は、現フィールドの入力画像信号Ｓ１２８と、予測値記憶回路１７に保持されている予測信号Ｓ０との組合せ（Ｓ０、Ｓ１２８）を検出する。予測値検出回路１６は、組合せ検出回路１２によって検出された組合せ（Ｓ０、Ｓ１２８）に応じて、予め決められた予測信号Ｓ６４を検出し、予測値記憶回路１７がこれを保持する。
【００４３】
一方、オーバーシュート電圧検出回路１３は、組合せ検出回路１２によって検出された組合せ（Ｓ０、Ｓ１２８）に応じて、予め決められた階調電圧Ｖ１６０を検出し、階調電圧Ｖ１６０を駆動電圧として極性反転回路１４に供給する。なお、入力画像信号Ｓに変化がないときには、駆動電圧はオーバーシュートされない。例えば、組合せ検出回路１２が（Ｓ４０、Ｓ４０）を検出すると、オーバーシュート電圧検出回路１３は、Ｓ４０に対応する階調電圧Ｖ４０を駆動電圧として、極性反転回路１４に出力する。
【００４４】
続いて、２フィールド目では、入力画像信号はＳ１２８である。組合せ検出回路１２は、現フィールドの入力画像信号Ｓ１２８と、予測値記憶回路１７に保持されている予測信号Ｓ６４との組合せ（Ｓ６４、Ｓ１２８）を検出する。予測値検出回路１６は、組合せ検出回路１２によって検出された組合せ（Ｓ６４、Ｓ１２８）に応じて、予め決められた予測信号Ｓ９６を検出し、予測値記憶回路１７がこれを保持する。一方、オーバーシュート電圧検出回路１３は、組合せ検出回路１２によって検出された組合せ（Ｓ６４、Ｓ１２８）に応じて、予め決められた階調電圧Ｖ１４８を検出し、階調電圧Ｖ１４８を駆動電圧として極性反転回路１４に供給する。
【００４５】
予測値検出回路１６で検出される予測信号は、オーバーシュート電圧検出回路１３で検出される階調電圧が印加されたときの１フィールド後の透過率に相当するものであることが好ましい。言い換えれば、１垂直期間前における予測信号は、現垂直期間における液晶パネルの透過率に対応していることが好ましい。
【００４６】
このように、予測値検出回路１６および予測値記憶回路１７を有する駆動回路１０によれば、ある画素についての入力画像信号がフィールド毎にＳ０、Ｓ１２８、Ｓ１２８と変化したとき、階調電圧はＶ０、Ｖ１６０、Ｖ１４８となり、連続したフィールドでオーバーシュート駆動を行うことが可能である。応答速度が遅く、オーバーシュート電圧を印加しても１フィールド以内で目標の透過率に到達しない場合に、このように連続してオーバーシュート駆動を行うことは有効である。
【００４７】
本参考例の液晶表示装置の断面図（電圧印加時）を模式的に図３に示す。本参考例の液晶表示装置３０は、垂直配向型液晶層を備えたＮＢモードの液晶表示装置であり、図２に示した駆動回路１０と液晶パネル１５とを備えている。
【００４８】
液晶パネル１５は、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）基板２１とカラーフィルタ基板（以下、「ＣＦ基板」と称する。）２２とを備えている。これらはいずれも公知の方法で作製される。本発明の液晶表示装置３０はＴＦＴ型の液晶表示装置には限られないが、高い応答速度を実現するためには、ＴＦＴ型またはＭＩＭ（Metal Insulator Metal ）型などのアクティブマトリクス型液晶表示装置であることが好ましい。
【００４９】
ＴＦＴ基板２１においては、ガラス基板３１上にＩＴＯ（Indium Tin Oxide）からなる画素電極３２が形成され、その液晶層２７側の表面に配向膜３３が形成されている。ＣＦ基板２２においては、ガラス基板３５上にＩＴＯからなる対向電極（共通電極）３６が形成され、その液晶層２７側の表面に配向膜３７が形成されている。
【００５０】
なお、図示していないが、液晶分子２７ａの配向方向を規制するための電極スリットや凹凸形状を設けることによって、電圧印加時の液晶分子２７ａ，２７ｂの傾斜方向を電界やプレチルト角の影響により制御することができる。このときの液晶分子２７ａ，２７ｂの配向の模式図を図３に示している。図３に示す液晶分子２７ａ，２７ｂは、電圧印加時には、異なる方向（典型的には１８０°）に倒れる。このように、液晶分子２７ａ，２７ｂの配向方向が異なる領域を一つの画素領域内に複数形成すると、より小さい単位で表示特性を平均化できるので、視野角特性を均一にすることができる。
【００５１】
配向膜３３，３７は、液晶分子２７ａ，２７ｂを垂直配向させる性質を有する垂直配向膜であり、例えば、有機高分子膜の１つであるポリイミド膜を用いて形成される。配向膜３３，３７の表面は、それぞれ１方向にラビングされている。ＴＦＴ基板２１とＣＦ基板２２とを、そのラビング方向が互いに反平行になるように貼り合わせたのち、誘電率異方性Δεが負のネマティック液晶材料を注入し、垂直配向型の液晶層２７を得る。液晶層２７はシール材３８によって封止されている。
【００５２】
ＴＦＴ基板２１およびＣＦ基板２２の外側に、位相差補償素子２３，２４をそれぞれ、ラビング方向と位相差補償素子２３，２４の遅相軸が直交するように貼り付ける。一対の偏光子（例えば、偏光板や偏光フィルム）２５，２６は、その吸収軸が互いに直交し、かつ前述のラビング方向とそれぞれ４５度の角度をなすように配置されている。
【００５３】
次に、図２を参照しながら駆動回路１０の具体的な構成を説明する。入力画像信号Ｓは、６ビット（６４階調）で、１フィールド６０Ｈｚのプログレッシブ信号とした。組合せ検出回路１２は、画素ごとに、現在の入力画像信号Ｓと、予測値記憶回路１７に保持された予測信号との組合せを示す信号（以下、組合せ信号ともいう。）を検出する。検出された組合せ信号は、オーバーシュート電圧検出回路１３および予測値検出回路１６に出力される。
【００５４】
オーバーシュート電圧検出回路１３は、７ビット（低電圧側オーバーシュート駆動専用電圧：０Ｖから２Ｖの間に３２階調、階調電圧：２．１Ｖから５Ｖの間に６４階調、高電圧側オーバーシュート駆動専用電圧：５．１Ｖから７Ｖの間に３２階調）の信号のなかから、組合せ検出回路１２によって検出された組合せ信号に対応する予め決められた駆動電圧を検出する。ここで検出された駆動電圧（信号）は、６０Ｈｚであり、極性反転回路１４で交流信号に変換された後、液晶パネル１５に供給される。
【００５５】
一方、予測値検出回路１６では、組合せ検出回路１２によって検出された組合せ信号に対応する予め決められた透過率の予測値を検出する。ここで検出された予測信号（予測値）は、予測値記憶回路１７に保持された後、組合せ検出回路１２に出力され、次フィールドの入力画像信号との比較（組合せ）が行われる。
【００５６】
図４に、本参考例の液晶表示装置３０の応答特性（透過率Ｉ（ｔ））を実線で示す。図４には、比較例１の応答特性（透過率Ｉ（ｔ））を破線で併せて示している。比較例１では、前垂直期間（直前の垂直期間）の入力画像信号と、現垂直期間の入力画像信号Ｓとを比較して、オーバーシュート駆動を行っており、前垂直期間の入力画像信号は、現フィールドにおける液晶パネルの透過率に即した加工がなされていない。
【００５７】
本参考例では、第２フィールド目で信号レベルが急激に変化して、第２、第３フィールドでオーバーシュートされた電圧が印加されている。これにより、光学応答特性Ｉ（ｔ）は、比較例１の場合に対して、実線で示すように改善されている。
【００５８】
（参考例２）
図５は、本発明による参考例２の液晶表示装置が備える駆動回路１０ａの構成を示す模式図である。なお、図５では、説明に不要な部分は省略している。また、便宜上、信号Ｓに対応する階調レベルをＳで表すことがある。例えば、信号Ｓ１２８に対応する階調レベルをＳ１２８と表すことがある。
【００５９】
駆動回路１０ａは、外部からの入力画像信号Ｓを受け取り、それに応じた駆動電圧を液晶パネル１５に供給する。駆動回路１０ａは、組合せ検出回路１２と、オーバーシュート電圧検出回路１３と、極性反転回路１４と、予測値検出回路１６と、予測値記憶回路１７と、オーバーシュート（以下、「ＯＳ」ともいう。）パラメータテーブル１８と、予測テーブル１９とを有する。なお、ＯＳパラメータテーブル１８および予測テーブル１９は、記憶回路に記憶された、階調レベルに関する情報の集合である。
【００６０】
組合せ検出回路１２は、予測値記憶回路１７に保持された予測信号と、現フィールドの入力画像信号とを比較し、その組合せを示す信号（組合せ信号）を予測値検出回路１６に出力する。また、組合せ検出回路１２は、ＯＳパラメータテーブル１８を参照して、前述の組み合わせに対応する階調レベルを検出し、オーバーシュート電圧検出回路１３に出力する。オーバーシュート予測値検出回路１６は、予測テーブル１９を参照して、組合せ検出回路１２で検出された組合せ信号に対応する予測値（階調レベル）を検出する。以下、ＯＳパラメータテーブル１８に設定された階調レベルを「ＯＳパラメータ」ともいう。
【００６１】
予測値記憶回路１７は、予測値検出回路１６で検出された信号を保持する。保持される信号は、入力画像信号Ｓの少なくとも１枚のフィールド画像に相当する。１フレームが複数のフィールドに分割されない場合、予測値記憶回路１７は、少なくとも１枚のフレーム画像に相当する信号を保存する。
【００６２】
一方、オーバーシュート電圧検出回路１３は、組合せ検出回路１２から出力されたＯＳパラメータに対応する駆動電圧を、階調電圧Ｖｇおよびオーバーシュート駆動専用電圧Ｖｏｓのなかから検出する。極性反転回路１４は、オーバーシュート電圧検出回路１３で検出された駆動電圧を交流信号に変換し、液晶パネル（表示部）１５に供給する。
【００６３】
ＯＳパラメータテーブル１８には、２個の信号のそれぞれに対応する階調レベルを組み合わせた階調遷移のパターン毎に、液晶パネル１５の光学応答を１フィールド内に完了させることを目標とする目標階調レベルが設定されている。また、ＯＳパラメータテーブル１８には、目標階調レベルに達せず、かつ液晶パネル１５が表示可能な限界階調レベルが設定されている。限界階調レベルは、言い換えれば、ＮＢモードの液晶表示装置において、階調電圧の設定値の中で最大値に近い電圧値に対応する高階調レベル、または階調電圧の設定値の中で最小値に近い電圧値に対応する低階調レベルである。また、限界階調レベルは、ＮＷモードの液晶表示装置において、階調電圧の設定値の中で最大値に近い電圧値に対応する低階調レベル、または階調電圧の設定値の中で最小値に近い電圧値に対応する高階調レベルである。
【００６４】
図６は、本参考例のＯＳパラメータテーブル１８を示す図である。本参考例のＯＳパラメータテーブル１８には、３２階調ごとの代表的な階調遷移パターンについて、オーバーシュート電圧に対応する目標階調レベルおよび限界階調レベルが記録されている。その他の階調遷移パターンについては、テーブル１８に記録された階調レベルから計算で求められる。
【００６５】
図６を参照しながら、目標階調レベルおよび限界階調レベルについて具体的に説明する。目標階調レベルは、液晶パネル１５の光学応答を１フィールド内に完了させることを目標とする階調レベルであり、予測値記憶回路１７に保持された予測信号に対応する階調レベルと、現フィールドの入力画像信号に対応する階調レベルとの組合せに対応して設定されている。すなわち、階調遷移パターンに対応して、目標階調レベルが設定されている。例えば、予測値記憶回路１７に保持されている信号Ｓ９６と、現フィールドの入力画像信号Ｓ１２８との組合せ（Ｓ９６、Ｓ１２８）に対応して、目標階調レベルＳ１４７が設定されている。
【００６６】
しかし、予測信号と入力画像信号との組合せ（階調遷移パターン）によっては、目標階調レベルに達しない階調レベルを設定せざるを得ない場合がある。例えば、低階調レベルから、階調電圧の設定値の中で最大値に近い電圧値に対応する高階調レベルに遷移する場合（例えば、Ｓ０からＳ２５５に遷移する場合）や、高階調レベルから、階調電圧の設定値の中で最小値に近い電圧値に対応する低階調レベルに遷移する場合（例えば、Ｓ２５５からＳ０に遷移する場合）には、目標階調レベルに達しない階調レベルを設定せざるを得ない場合がある。その理由は、２５６階調の液晶パネル１５においては、液晶パネル１５が表示可能な０階調（黒）から２５５階調（白）のいずれかの階調レベルを設定せざるを得ない場合があるからである。例えば、Ｓ０からＳ２５５に遷移する場合であっても、上限の階調レベルＳ２５５を設定せざるを得ない場合があり、同様に、Ｓ２５５からＳ０に遷移する場合であっても、下限の階調レベルＳ０を設定せざるを得ない場合がある。これら階調レベルＳ０，Ｓ２５５に対応する階調電圧を液晶パネル１５へ印加しても、印加電圧が飽和しているので、目標とする階調レベルには到達しない。言い換えれば、階調遷移パターンによっては、目標階調レベルに達せず、かつ液晶パネル１５が表示可能な限界階調レベルを設定せざるを得ない場合がある。
【００６７】
このように、ＯＳパラメータテーブル１８に格納されるＯＳパラメータは、１フィールド後に目標の階調に到達するように決められた目標階調レベルであるか、あるいは目標階調レベルに達しない限界階調レベルである。しかし、階調遷移パターンによっては、液晶応答が遅いので、設定された目標階調レベルを用いても、１フィールド後に目標の階調レベルに到達しないこともある。本参考例では、予測テーブル１９から、現フィールドで実際に到達する階調レベルの予測値を求め、この予測値に基づいて、次フィールドの入力画像信号を補正する。
【００６８】
予測テーブル１９には、オーバーシュート電圧検出回路１３が極性反転回路１４を介して液晶パネル１５に目標電圧レベルまたは限界電圧レベルを印加した場合に、液晶表示パネル１５が１フィールド後に実際に到達する到達階調レベルが、階調遷移のパターン毎に設定されている。なお、目標電圧レベルとは、目標階調レベルに対応する電圧値であり、限界電圧レベルとは、限界階調レベルに対応する電圧値である。階調遷移パターンに応じて、目標電圧レベルおよび限界電圧レベルが選択的に印加される。
【００６９】
図７は、本参考例の予測テーブル１９を示す図である。本参考例の予測テーブル１９には、３２階調ごとの代表的な階調遷移パターンについて、オーバーシュート電圧によって、そのフィールド中に到達する階調レベルが記録されている。例えば、図６に示すＯＳパラメータテーブル１８を参照して、予測信号Ｓ９６と入力画像信号Ｓ１２８との組合せ（Ｓ９６、Ｓ１２８）に対応する目標階調レベルＳ１４７の目標電圧レベルが印加された場合、１フィールド後に実際に到達する到達階調レベルはＳ１２５である。図７に示す予測テーブル１９には、組合せ（Ｓ９６、Ｓ１２８）に対応して、到達階調レベルＳ１２５が記録されている。テーブル１９に記録された階調レベルは、予め測定することにより求められ、その他の階調遷移パターンについては、テーブル１９に記録された階調レベルから計算で求められる。
【００７０】
本参考例における駆動回路１０ａの動作を２フィールドにわたって説明する。入力画像信号は８ビットとする。例えば、ある画素についての入力画像信号Ｓがフィールド毎にＳ２５５，Ｓ６４，Ｓ１２８の順に変化するとする。
【００７１】
１フィールド目では、現フィールドの入力画像信号がＳ６４であるときに、予測値記憶回路１７は、その画素について信号Ｓ２５５を保持しているとする。このとき、組合せ検出回路１２は、現フィールドの入力画像信号Ｓ６４と、予測値記憶回路１７に保持されている信号Ｓ２５５との組合せ（Ｓ２５５、Ｓ６４）を検出する。さらに、ＯＳパラメータテーブル１８から、この組み合わせに応じたＯＳパラメータＳ０を検出し、オーバーシュート電圧検出回路１３に出力する。すなわち、組合せ検出回路１２は、ＯＳパラメータテーブル１８から、入力画像信号Ｓ６４と予測信号Ｓ２５５との組合せ（Ｓ２５５、Ｓ６４）に応じたＯＳパラメータＳ０を設定している。言い換えれば、組合せ検出回路１２は、階調遷移パターンに応じて、目標階調レベルと限界階調レベルとを選択的に設定する設定手段である。
【００７２】
オーバーシュート電圧検出回路１３は、ＯＳパラメータＳ０に対応した階調電圧Ｖ０を検出し、階調電圧Ｖ０を駆動電圧として極性反転回路１４に供給する。極性反転回路１４は、オーバーシュート電圧検出回路１３で検出された駆動電圧（階調電圧Ｖ０）を交流信号に変換し、液晶パネル１５に供給する。言い換えれば、オーバーシュート電圧検出回路１３および極性反転回路１４は、設定手段（組合せ検出回路１２）により設定された目標階調レベルに対応する目標電圧レベルと、設定手段（組合せ検出回路１２）により設定された限界階調レベルに対応する限界電圧レベルとを選択的に液晶層に印加する電圧印加手段である。
【００７３】
一方、予測値検出回路１６は、組合せ検出回路１２によって検出された組合せ（Ｓ２５５、Ｓ６４）に応じて、予測テーブル１９から予測信号Ｓ１３４を検出し、予測値記憶回路１７がこれを保持する。
【００７４】
続いて、２フィールド目では、入力画像信号はＳ１２８である。組合せ検出回路１２は、現フィールドの入力画像信号Ｓ１２８と、予測値記憶回路１７に保持されている予測信号Ｓ１３４との組合せ（Ｓ１３４、Ｓ１２８）を検出し、オーバーシュート電圧検出回路１３に出力する。オーバーシュート電圧検出回路１３は、ＯＳパラメータＳ１２０に対応した階調電圧Ｖ１２０を検出し、階調電圧Ｖ１２０を駆動電圧として極性反転回路１４に供給する。
【００７５】
一方、予測値検出回路１６は、組合せ検出回路１２によって検出された組合せ（Ｓ１３４、Ｓ１２８）に応じて、予測テーブル１９から予測信号Ｓ１２８を計算により検出し、予測値記憶回路１７がこれを保持する。
【００７６】
組合せ検出回路１２による検出動作について、より具体的に説明する。この例では、ｎ−１番目の入力画像信号による階調（Ｓ２５５）からｎ番目の入力画像信号による階調（Ｓ６４）へ階調が遷移している。言い換えれば、ｎ−１番目の入力画像信号とｎ番目の入力画像信号との階調レベルが異なる。この場合には、ｎ−１番目の入力画像信号とｎ番目の入力画像信号との組合せ（Ｓ２５５、Ｓ６４）に応じたＯＳパラメータＳ０と、組合せ（Ｓ２５５、Ｓ６４）に応じた予測信号Ｓ１３４との階調レベルが異なる。言い換えれば、ｎ番目の入力画像信号によって階調レベルをＳ２５５からＳ６４に遷移させるために、ｎ番目の入力画像信号Ｓ６４を補正して、補正されたｎ番目の入力画像信号（ＯＳパラメータ）Ｓ０に対応する電圧を印加しても、１フィールド後に実際に到達する到達階調レベルはＳ１３４である。
【００７７】
ｎ＋１番目の入力画像信号によって目標階調レベルをＳ１２８にする場合には、実際に到達する到達階調レベルＳ１３４に基づいてｎ＋１番目の入力画像信号Ｓ１２８を補正するのが望ましい。そこで、組合せ検出回路１２は、ＯＳパラメータテーブル１８から、組み合わせ（Ｓ１３４、Ｓ１２８）に応じたＯＳパラメータＳ１２０を計算により検出し、オーバーシュート電圧検出回路１３に出力する。
【００７８】
以上の説明から、組合せ検出回路１２は、ｎ−１番目の入力画像信号による階調（Ｓ２５５）からｎ番目の入力画像信号による階調（Ｓ６４）への階調遷移に対して、ｎ−１番目の入力画像信号とｎ番目の入力画像信号とが異なる階調レベルの場合に、予測テーブル１９を参照して得た到達階調レベル（Ｓ１３４）に基づいて、ｎ＋１番目の入力画像信号（Ｓ１２８）による目標階調レベルを補正する補正手段であると言える。ｎ−１番目の入力画像信号とｎ番目の入力画像信号とが異なる階調レベルであるか否かの判断は、例えば組合せ検出回路１２により行われる。また、ｎ−１番目の入力画像信号とｎ番目の入力画像信号との比較に代えて、あるいはこれとともに、ＯＳパラメータと予測信号（到達階調レベル）とを比較してもよく、あるいはｎ番目の入力画像信号と予測信号（到達階調レベル）とを比較しても良い。
【００７９】
一方、ｎ−１番目の入力画像信号とｎ番目の入力画像信号との階調レベルが同じ場合には、階調レベルに変化がないので、ｎ−１番目の入力画像信号（階調レベル）、ｎ番目の入力画像信号（階調レベル）、ＯＳパラメータおよび予測信号（到達階調レベル）は、いずれも同じ値になる。例えば、ｎ−１番目の入力画像信号がＳ１２８、ｎ番目の入力画像信号がＳ１２８のとき、図６に示すＯＳパラメータテーブル１８からＯＳパラメータはＳ１２８であり、図７に示す予測テーブル１９から予測信号（到達階調レベル）はＳ１２８であることが分かる。このように、ｎ−１番目の入力画像信号とｎ番目の入力画像信号との階調レベルが同じ場合、言い換えればＯＳパラメータと予測信号（到達階調レベル）とが同じ値の場合、ＯＳパラメータに基づいて、ｎ＋１番目の入力画像信号による目標階調レベルを補正しても良い。
【００８０】
上記の通り、高階調から低階調に遷移する場合（例えば、Ｓ２５５からＳ０への遷移）や低階調から高階調に遷移する場合（例えば、Ｓ０からＳ２５５への遷移）では、オーバーシュート電圧を印加しても、液晶パネル１５への印加電圧が飽和するので、目標階調レベルに到達しないことがある。また、低温環境下では液晶応答速度が低下するので、中間調付近でも目標とする階調レベルに到達しなくなるおそれがある。本参考例によれば、現フィールドで実際に到達する階調レベルの予測値に基づいて、次フィールドの入力画像信号を補正するので、目標とする階調レベルと実際に到達する階調レベルとの誤差が徐々に解消される。
【００８１】
なお、本参考例では、組合せ検出回路１２は、ＯＳパラメータテーブル１８を参照して、ＯＳパラメータを設定しているが、ＯＳパラメータテーブルをなくして、計算のみによりＯＳパラメータを設定しても良い。
【００８２】
また、本参考例では、ＯＳパラメータテーブル１８には、３２階調ごとの代表的な階調遷移パターンについて階調レベルが記録されているが、１階調ごとの階調遷移パターンについて階調レベルが記録されたＯＳパラメータテーブルを用いても良い。例えば、２５６階調の液晶パネルであれば、２５６×２５６マトリクスのＯＳパラメータテーブルを用いても良い。このような詳細なＯＳパラメータテーブルを用いることによって、計算によるＯＳパラメータの設定が不要になるとともに、精度が高くなるという利点がある。しかし、ＯＳパラメータテーブルを作成するために、手間と時間がかかるという欠点もある。この欠点については、後述の実施形態１で詳述する。
【００８３】
（比較例２）
図１５は、比較例２の液晶表示装置が備える駆動回路１００ａの構成を示す模式図である。なお、比較例１の構成要素と実質的に同じ機能を有する構成要素を同じ参照符号で示し、その説明を省略する。また、本比較例で参照されるＯＳパラメータテーブルは、図６に示す９×９のマトリクス状テーブルであり、図６中の「予測信号」を「前フィールドの入力画像信号」と、「入力画像信号」を「現フィールドの入力画像信号」とそれぞれ読み替える。
【００８４】
駆動回路１００ａは、参考例２と同様に、ＯＳパラメータテーブル１１８を有する。本比較例では、前垂直期間（直前の垂直期間）の入力画像信号Ｓと、現垂直期間の入力画像信号Ｓとを比較し、ＯＳパラメータテーブル１１８を参照して、オーバーシュート駆動を行っている。したがって、本比較例では、前垂直期間の入力画像信号Ｓは、現フィールドにおける液晶パネル１１５の透過率に即した加工がなされていない。
【００８５】
参考例２と同様に、ある画素についての入力画像信号がフィールド毎にＳ２５５，Ｓ６４，Ｓ１２８の順に変化するとする。１フィールド目では、現フィールドの入力画像信号がＳ６４であるときに、画像用記憶回路１１１はその画素について前フィールドの信号Ｓ２５５を保持しているとする。組み合わせ検出回路１１２は、現フィールドと前フィールドの入力画像信号の組み合わせ（Ｓ２５５、Ｓ６４）を検出し、さらにこの組み合わせに応じてＯＳパラメータテーブル１１８からＯＳパラメータＳ０を検出して、オーバーシュート電圧検出回路１１３に出力する。オーバーシュート電圧検出回路１１３は、ＯＳパラメータＳ０に対応する階調電圧Ｖ０を検出する。
【００８６】
２フィールド目では、入力画像信号はＳ１２８である。組合せ検出回路１１２は、現フィールドの入力画像信号Ｓ１２８と、画像用記憶回路１１１に保持されている前フィールドの入力画像信号Ｓ６４との組合せ（Ｓ６４、Ｓ１２８）を検出する。そして、ＯＳパラメータテーブル１１８から、この組み合わせに応じたＯＳパラメータＳ１７６を検出し、オーバーシュート電圧検出回路１１３に出力する。オーバーシュート電圧検出回路１１３は、ＯＳパラメータＳ１７６に対応した階調電圧Ｖ１７６を検出し、階調電圧Ｖ１７６を駆動電圧として極性反転回路１１４に供給する。
【００８７】
入力画像信号Ｓが同様に変化をしても、参考例２と比較例２とでは、組み合わせ検出回路により検出されたＯＳパラメータが異なる。具体的には、参考例２では、ＯＳパラメータが２フィールドでＳ０からＳ１２０に変化したのに対し、比較例２ではＳ０からＳ１７６に変化している。比較例２では、２フィールド目のＯＳパラメータが参考例２よりも大幅に大きくなっているので、その画素における液晶層の透過率が高くなる。したがって、比較例２の液晶表示装置に表示された映像は、その画素部分が本来の映像よりも明るくなり、違和感のあるものであった。
【００８８】
（実施形態１）
本実施形態の液晶表示装置は、参考例２の駆動回路１０ａと同様の構成を有しているので、駆動回路の構成および動作についての説明を省略する。ただし、本実施形態の駆動回路は、ＯＳパラメータテーブル１８および予測テーブル１９が参考例２と異なる。
【００８９】
ＯＳパラメータを正確に決定するには、各階調遷移パターンについて実際に階調レベルを測定する必要がある。例えば、各階調遷移パターンについて、目標の階調レベルに１フィールド内で到達する階調電圧を特定するために、電圧を変更した測定を繰り返す必要がある。この測定作業は、手間と時間を要し、製造コストを上昇させる要因となる。
【００９０】
本実施形態では、この手間と時間を省くために、小さなサイズのＯＳパラメータテーブル１８ａ、言い換えれば簡略化したＯＳパラメータテーブル１８ａを用い、テーブル１８ａに記載のない階調遷移パターンについては、テーブル１８ａに記録された階調レベルから計算で求めることにする。
【００９１】
図８に、簡略化したＯＳパラメータテーブル１８ａの一例を示す。図８に示すテーブル１８ａを用いて、テーブル１８ａに記載のない階調遷移パターンについて階調レベルを計算する方法として、下記の計算方法が挙げられる。
【００９２】
（予測信号、入力画像信号）＝（ａ０、ｂ０）に対し、ａ＝（ａ０を１２８で除した余り）、ｂ＝（ｂ０を１２８で除した余り）とする。例えば、ａ０＜１２８かつｂ０＜１２８とすると、ａ＝ａ０かつｂ＝ｂ０である。ａ≦ｂの場合、ＯＳパラメータ＝Ａ＋〔（Ｂ−Ａ）×ｂ＋（Ｅ−Ｂ）×ａ〕／１２８と求められ、ａ＞ｂの場合、ＯＳパラメータ＝Ａ＋〔（Ｄ−Ａ）×ａ＋（Ｅ−Ｄ）×ｂ〕／１２８と求められる。
【００９３】
図９は、簡略化したＯＳパラメータテーブル１８ａの具体的な一例を示す図である。図９を参照しながら、ＯＳパラメータテーブル１８ａが３×３のマトリクス状のテーブルの場合について説明する。このテーブル１８ａには、１２８階調ごとの代表的な階調遷移パターンについて、オーバーシュート電圧に対応する階調レベルが記録されている。このテーブル１８ａを用いて、（予測信号、入力画像信号）＝（６４、９６）の階調遷移パターンの場合における階調レベルを上記式に代入して求めると、ＯＳパラメータ＝０＋〔（１６８−０）×９６＋（１２８−１６８）×６４〕／１２８＝１０６となる。
【００９４】
しかしながら、一般に、液晶パネルの応答時間は階調遷移パターンにより大きく変動し、一次関数では記述できないので、計算により得られたＯＳパラメータと、測定で得られたＯＳパラメータとの間には差異が生じる。
【００９５】
図１０は、図９に示すＯＳパラメータテーブル１８ａを用いて、３２階調ごとの階調遷移パターンに対応する階調レベルを算出したＯＳパラメータテーブル１８ｂである。言い換えれば、図１０のテーブル１８ｂは、３×３のマトリクス状のテーブル１８ａから９×９のマトリクス状のテーブルに展開したものである。図１１は、同じ条件での測定で得られた９×９のマトリクス状のＯＳパラメータテーブル１８である。
【００９６】
図１０のテーブル１８ｂと図１１のテーブル１８とを比較すると、階調遷移パターンによっては、対応する階調レベルに差異があることが分かる。この差異を考慮し、次フィールドの適切なＯＳパラメータを決定するために、本実施形態では、現フィールドの液晶パネルの表示状態を正確に予測することとし、予測テーブルに設定される階調遷移のパターン数をＯＳパラメータテーブルに設定される階調遷移のパターン数より多くした。
【００９７】
ＯＳパラメータテーブルに格納されるＯＳパラメータは、１フィールド後に目標の階調レベルに到達するように決められるのが一般的であるが、階調遷移パターンによっては、映像ノイズが発生することがある。その場合には、映像ノイズが発生しないように、緩やかなＯＳパラメータを設定することもある。本実施形態では、階調遷移パターンによっては、１フィールド後に目標の階調レベルに到達するよりもかなり緩やかに階調レベルが設定されている。言い換えれば、本実施形態のＯＳパラメータには、２個の信号のそれぞれに対応する階調レベルを組み合わせた階調遷移のパターン毎に、液晶パネル１５の光学応答を１フィールド内に完了させることを目標とする目標階調レベルまたは目標階調レベルよりも緩やかな緩和階調レベルが設定されている。その結果、オーバーシュート駆動をしない場合よりも、液晶の応答は速くなっているが、１フィールド後に目標の階調レベルに到達していない階調遷移パターンも含まれている。なお、本実施形態のＯＳパラメータには、参考例２で述べた限界階調レベルも設定されている。
【００９８】
本実施形態の予測テーブル１９の例を図１２に示す。本実施形態の予測テーブル１９は、９×９のマトリクス状であり、各階調遷移パターンについて、オーバーシュート電圧によって、そのフィールド後に実際に到達する階調レベルが予め測定され、記録されている。
【００９９】
本実施形態における駆動回路の動作を２フィールドにわたって説明する。例えば、ある画素についての入力画像信号Ｓがフィールド毎にＳ１２８，Ｓ０，Ｓ１２８の順に変化するとする。なお、以下の参照符号は、図５に示す構成要素を表している。
【０１００】
１フィールド目では、現フィールドの入力画像信号がＳ０であるときに、予測値記憶回路１７は、その画素について信号Ｓ１２８を保持しているとする。このとき、組合せ検出回路１２は、現フィールドの入力画像信号Ｓ０と、予測値記憶回路１７に保持されている信号Ｓ１２８の組合せ（Ｓ１２８、Ｓ０）を検出する。さらに、ＯＳパラメータテーブル１８ｂから、この組み合わせに応じたＯＳパラメータＳ０を検出し、オーバーシュート電圧検出回路１３に出力する。オーバーシュート電圧検出回路１３は、ＯＳパラメータＳ０に対応した階調電圧Ｖ０を検出し、階調電圧Ｖ０を駆動電圧として極性反転回路１４に供給する。
【０１０１】
一方、予測値検出回路１６は、組合せ検出回路１２によって検出された組合せ（Ｓ１２８、Ｓ０）に応じて、予測テーブル１９から予測信号Ｓ２８を検出し、予測値記憶回路１７がこれを保持する。
【０１０２】
続いて、２フィールド目では、入力画像信号はＳ１２８である。組合せ検出回路１２は、現フィールドの入力画像信号Ｓ１２８と、予測値記憶回路１７に保持されている予測信号Ｓ２８との組合せ（Ｓ２８、Ｓ１２８）を検出する。また、組合せ検出回路１２は、ＯＳパラメータテーブル１８ｂから、この組み合わせに応じたＯＳパラメータＳ１５９を計算により検出し、オーバーシュート電圧検出回路１３に出力する。オーバーシュート電圧検出回路１３は、ＯＳパラメータＳ１５９に対応した階調電圧Ｖ１５９を検出し、階調電圧Ｖ１５９を駆動電圧として極性反転回路１４に供給する。
【０１０３】
一方、予測値検出回路１６は、組合せ検出回路１２によって検出された組合せ（Ｓ２８、Ｓ１２８）に応じて、予測テーブル１９から予測信号Ｓ１２３を検出し、予測値記憶回路１７がこれを保持する。
【０１０４】
このように、本実施形態の駆動回路によれば、ある画素についての入力画像信号がフィールド毎にＳ１２８、Ｓ０、Ｓ１２８と変化したとき、階調電圧はＶ１２８、Ｖ０、Ｖ１５９となる。
【０１０５】
本実施形態で述べた入力画像信号の変化と階調電圧の変化との関係は、一例にすぎず、液晶パネルの特性や駆動条件、さらにはＯＳパラメータの精度やテーブルを補間するための計算方法などにより変わりうる。
【０１０６】
また、本実施形態では、ＯＳパラメータテーブルは３×３のマトリクス状のテーブルであり、予測テーブルは９×９のマトリクス状のテーブルであるが、これは一例に過ぎず、これらテーブルの階調遷移パターン数はこれに限定されない。予測テーブルの階調遷移パターン数は、ＯＳパラメータテーブルを簡略化することにより発生する誤差を補完できる程度であれば良い。例えば、予測テーブルに設定されている階調遷移のパターン数が、ＯＳパラメータテーブルに設定されている階調遷移のパターン数よりも多くなるように設定する。
【０１０７】
ＯＳパラメータテーブル１８を簡略化すればするほど、予測テーブル１９はより詳細に設定するのが望ましい。したがって、ＯＳパラメータテーブル１８を簡略化することにより、ＯＳパラメータを測定するための実験数は低減されるが、予測値を測定するための実験数が増えることがある。しかし、ＯＳパラメータを測定するための実験のほうが、予測値を測定するための実験よりも、時間や手間を要するので、予測値を測定するための実験数が多少増加したとしても、ＯＳパラメータを測定するための実験数の削減による利点がある。その理由について、以下に具体的に説明する。
【０１０８】
例えば、現フィールドの入力画像信号Ｓ１２８と予測値記憶回路１７に保持されている信号Ｓ０との組合せ（Ｓ０、Ｓ１２８）に対応するＯＳパラメータＳ１６８を決めるためには、まずＶ０を印加し、次フィールドでＶ１６８を印加し（Ｖ０→Ｖ１６８）、１フィールドでＳ１２８に対応する透過率になることを確認する必要がある。しかし、次フィールドの電圧がＶ１６８であるということは、予め判明していることではないので、例えば（Ｖ０→Ｖ１６７）や（Ｖ０→Ｖ１６６）のように電圧を変えた測定を繰り返し、その度に透過率を確認するという作業が必要になる。
【０１０９】
一方、同じ階調遷移パターンにおける予測テーブルのパラメータ測定の場合、既にＯＳパラメータが決定しているので、（Ｖ０→Ｖ１６８）の一度の測定で済む。また、ＯＳパラメータを測定するために、電圧を変えた測定を繰り返すことによって、予測値として利用できるデータが蓄積されるので、ＯＳパラメータテーブル１８に設定されている階調遷移パターン以外の階調遷移パターンについて予測値を測定する場合でも、すべての階調遷移パターンについて測定しなければならない訳ではない。例えば、ＯＳパラメータテーブル１８が３×３のマトリクス状のテーブルであり、予測テーブル１９が９×９のマトリクス状のテーブルである場合でも、予測値を測定するために９×９−３×３＝７２回の実験を行わなければならない訳ではない。したがって、予測値を測定するための実験数の削減が期待できる。
【０１１０】
（比較例３）
本比較例の液晶表示装置は、比較例２と同様の構成を持つ（図１５参照）。なお、本比較例で参照されるＯＳパラメータテーブル１１８は、図９に示された３×３のマトリクス状テーブルであり、図９中の「予測信号」を「前フィールドの入力画像信号」と、「入力画像信号」を「現フィールドの入力画像信号」とそれぞれ読み替える。
【０１１１】
ある画素についての入力画像信号Ｓが、実施形態１と同様に、フィールド毎にＳ１２８，Ｓ０，Ｓ１２８の順に変化するとする。ＯＳパラメータは、（Ｓ１２８、Ｓ０）の組み合わせに対しＳ０、次フィールドでは（Ｓ０、Ｓ１２８）の組み合わせに対しＳ１６８となる。したがって、ある画素についての入力画像信号がフィールド毎にＳ１２８、Ｓ０、Ｓ１２８と変化したとき、階調電圧はＶ１２８、Ｖ０、Ｖ１６８となる。
【０１１２】
比較例３の液晶表示装置に表示された映像は、その画素部分が本来の映像よりも明るくなり、違和感のあるものであった。
【０１１３】
【発明の効果】
本発明によると、オーバーシュート電圧をより適切に判定できる液晶表示装置が提供される。本発明の液晶表示装置は、液晶応答の不足や過剰が軽減されるので、動画表示における残像現象による画像のボヤケ発生や動画像の輪郭の輝点が防止され、高品位の動画表示が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による参考例１の液晶表示装置が備える液晶パネルのＶ−Ｔ曲線とオーバーシュート駆動専用電圧Ｖｏｓ、階調電圧Ｖｇの関係を示す模式図である。
【図２】 本発明による参考例１の液晶表示装置が備える駆動回路１０の構成を示す模式図である。
【図３】 本発明による参考例１の液晶表示装置３０を模式的に示す図である。
【図４】 参考例１の液晶表示装置３０の応答特性を説明するための図であり、入力画像信号Ｓ、透過率Ｉ（ｔ）、予測信号および階調信号を比較例１の応答特性とともに示している。
【図５】 本発明による参考例２の液晶表示装置が備える駆動回路１０ａの構成を示す模式図である。
【図６】 参考例２のＯＳパラメータテーブル１８を示す図である。
【図７】 参考例２の予測テーブル１９を示す図である。
【図８】 簡略化したＯＳパラメータテーブル１８ａの一例を示す図である。
【図９】 簡略化したＯＳパラメータテーブル１８ａの具体的な一例を示す図である。
【図１０】 図９に示すＯＳパラメータテーブル１８ａを用いて、３２階調ごとの階調遷移パターンに対応する階調レベルを算出したＯＳパラメータテーブル１８ｂを示す図である。
【図１１】 図１０のＯＳパラメータテーブル１８ｂと同じ条件で測定された９×９のマトリクス状のＯＳパラメータテーブル１８を示す図である。
【図１２】 実施形態１の予測テーブル１９の例を示す図である。
【図１３】 特許文献１に開示された液晶パネルの駆動方法を説明する図である。
【図１４】 比較例１の液晶表示装置が備える駆動回路１００の構成を示す模式図である。
【図１５】 比較例２の液晶表示装置が備える駆動回路１００ａの構成を示す模式図である。
【符号の説明】
１０、１０ａ 駆動回路
１２ 組合せ検出回路
１３ オーバーシュート電圧検出回路
１４ 極性反転回路
１５ 液晶パネル
１６ 予測値検出回路
１７ 予測値記憶回路
１８、１８ａ、１８ｂ ＯＳパラメータテーブル
１９ 予測テーブル
２１、２２ 基板
２３、２４ 位相差補償素子
２５、２６ 偏光子
２７ 液晶層
２７ａ、２７ｂ 液晶分子
３０ 液晶表示装置
３１、３５ ガラス基板
３２ 画素電極
３３、３７ 配向膜
３６ 対向電極（共通電極）
３８ シール材
１００、１００ａ 駆動回路
１１１ 画像用記憶回路
１１２ 組合せ検出回路
１１３ オーバーシュート電圧検出回路
１１４ 極性反転回路
１１８ ＯＳパラメータテーブル

Claims (1)

1. 液晶層に印加する電圧レベルに応じて、表示の階調レベルが変化する液晶表示パネルと、
   １フレーム内での前記液晶表示パネルの光学応答による目標の階調レベルである目標階調レベル、及び、前記目標階調レベルに到達せず且つ前記液晶表示パネルが表示可能な階調レベルである限界階調レベルが複数設定されている第１テーブルと、
   前記目標階調レベル又は前記限界階調レベルに対応する電圧を前記液晶層に印加したときに、１フレーム内で実際に到達する階調レベルである到達階調レベルが複数設定されている第２テーブルと、
   前記第２テーブルを参照して、ｎ番目のフレームにおける入力画像信号と、ｎ−１番目のフレームにおける予測信号との組合せに応じて得られる前記到達階調レベルに対応する信号を、ｎ番目のフレームにおける予測信号として検出する第２設定手段と、
   前記第１テーブルを参照して、前記第２設定手段により検出されたｎ番目のフレームにおける予測信号と、ｎ＋１番目のフレームにおいて入力された入力画像信号との組合せに応じて、ｎ＋１番目のフレームにおける前記目標階調レベル又は前記限界階調レベルを検出する第１設定手段と、
   前記第１設定手段により検出された前記目標階調レベル又は限界階調レベルに対応するオーバーシュート電圧を前記液晶表示パネルに印加する電圧印加手段とを備え、
   前記第１テーブルに設定されている前記目標階調レベル及び前記限界階調レベルの総数は、前記第２テーブルに設定されている前記到達階調レベルの総数よりも少ない、液晶表示装置。

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