KR100973367B1 - 표시 장치 및 표시 장치 구동 회로 - Google Patents

표시 장치 및 표시 장치 구동 회로 Download PDF

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Abstract

액정 디스플레이 등의 표시 장치에서, 특히 저온시에도 충분히 고속으로 응답할 수 있는 기술, 또한 그것을 저코스트로 실현 가능한 기술을 제공하는 것이다.
본 액정 디스플레이에서는，예를 들면 TN 액정의 액정 패널에 관한 것으로, 이 계조간의 천이의 응답 특성 및 온도 상태에 대응하여, 소정의 압축율로, 표시 데이터(계조)의 범위를, 고계조측(응답이 느린 계조 범위(101))을 제외한 저계조측(응답의 빠른 계조 범위(102))으로 압축하여 표시하는 처리(105)와, 거기에 수반하는 휘도 변화만큼，백라이트를 증광하여 보상하는 처리(106)를 행한다. 이것에 의해,저온시에서도 응답을 빠르게 한다.
표시 장치, 계조, 백라이트, 펄스, 액정 디스플레이, 설정 레지스터

Description

표시 장치 및 표시 장치 구동 회로{DISPLAY DEVICE AND DISPLAY DEVICE DRIVING CIRCUIT}
본 발명은, 광량을 제어 가능한 광원을 구비하고 광원의 전면측에 배치된 광의 투과율을 제어 가능한 투과율 제어 소자를 제어함으로써 표시를 행하는 표시 장치 및 그 구동 회로에 관한 것으로, 특히, 액정 소자(액정 패널)를 구비하는 액정 표시 장치(액정 디스플레이) 및 그 구동 회로(LSI 등)에 관한 것이다.
광원 및 투과율 제어 소자를 구비하는 표시 장치로서, 백라이트 및 액정 패널을 구비하는 액정 디스플레이가 있다. 예를 들면, 카 네비게이션 등에서 이용되는 차재용 액정 디스플레이는, -40℃∼95℃라고 하는 넓은 온도 범위에서 안정된 동작이 요구되고 있다. 차재용 액정 디스플레이에서는, 예를 들면, 자동차의 기동시부터의 지도 스크롤 동작 등, 액정 화면에 동화상을 표시하는 성능(기능)이 요구되고 있으며, 그리고, 0℃ 이하라고 하는 저온시에서도 충분히 고속인 또는 실용적인 응답 속도로 표시할 수 있는 것이 필요로 되어 있다.
한편, 투과율 제어 소자(액정 소자)의 응답 속도는, 소자(패널) 특성 및 온도 상태에 따라서 변화된다. 예를 들면, 일반적으로, 액정은, 온도가 저하되면 응 답 속도가 늦어진다라고 하는 성질이 있다.
상기 표시 장치에서의 응답 속도에 관한 것으로, 예를 들면 특허 공개 2004-163873호 공보(특허 문헌 1)에 나타낸 바와 같이, 액정 디스플레이에서, 오버드라이브 기술을 이용하여 동화상 표시의 응답 속도를 빠르게 하는 기술이 있다. 이 기술에서는, 주위 온도에 따라서 오버드라이브 인가 전압을 제어하고, 저온에서도 적절한 인가 전압을 인가함으로써, 저온시의 응답 속도를 빠르게 하는 연구가 이루어져 있다.
전술한 바와 같이, 액정 디스플레이 등의 표시 장치에서, 특히 저온시를 포함하는 넓은 온도 범위에서 충분히 고속으로 응답할 수 있는 것이 요구되고 있지만, 예를 들면 차재용 액정 디스플레이 등에서, 소자 특성 및 온도 상태(예를 들면 저온시)에 따라서 응답 속도가 늦어져서, 바람직한 표시가 얻어지지 않는 경우가 있다. 액정 소자 등의 소자에서, 프레임간의 화소 표시에서의, 계조간의 천이에 대한 응답 특성(전 프레임의 입력 계조값과 현 프레임의 출력 계조값의 천이의 조합에서의 천이 시간의 특성)은 똑같지는 않다. 예를 들면, TN 액정에서는, 고계조측으로의 천이의 응답이 늦고, 저온시에 응답이 더욱 늦어지는 특성이다.
또한 특히, 상기 오버드라이브 기술 및 차재용 액정 디스플레이 등에 관해서는, 제1 문제로서, 해당 디스플레이에서 오버드라이브를 행하기 위해서는 프레임 메모리 등의 구비가 필요하며, 코스트 요인 등에 의해 실현이 곤란한 경우가 있다. 제2 문제로서, 상기 디스플레이의 시스템에서 사용 전압이 일정하게 설계되므로, 프레임간의 화소 표시에서 최고 계조나 최저 계조로 시간적으로 천이하도록 한 경우에는, 오버드라이브가 그다지 유효하지 않은 경우가 많다.
본 발명은 이상과 같은 문제를 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은, 액정 디스플레이 등의 표시 장치에서, 소자 특성 및 온도 상태(특히 저온시를 포함하는 넓은 온도 범위)에 따라서, 충분히 고속으로 응답할 수 있는 기술, 또한 그것을 저코스트로 실현할 수 있는 기술을 제공하는 것이다. 또한 특히, 액정 디스플레이에 서, 액정의 저온시의 응답 저하에 대처하여, 동화상 표시의 특성을 개선할 수 있는 기술을 제공하는 것이다.
본원에서 개시되는 발명 중, 대표적인 것의 개요를 간단히 설명하면, 다음과 같다. 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 광량이 제어되는 광원 및 광의 투과율이 제어되는 소자를 구비하는 표시 장치, 및 그 구동 회로, 예를 들면, 백라이트 및 액정 소자를 구비하는 액정 표시 장치, 및 그 구동 회로의 기술로서, 이하에 나타내는 구성을 갖는 것을 특징으로 한다. 이하의 특징적인 구성은, 표시 장치 내에서 실현되거나, 구동 회로 내에서 실현되어도 된다.
(1) 전술한 바와 같이, 액정 소자 등의 소자에서, 계조(투과율)간의 천이에 대한 응답 특성은, 온도 등에 따라서 변화되고, 상대적으로 빠른 것·느린 것(조합)이 존재한다. 이것에 기초하여, 예를 들면 이하의 구성을 갖는다.
(1-1) 본 발명의 장치(표시 장치 또는 구동 회로)에서는, 소자 및 광원의 제 어에 의해 화상(동화상)을 표시할 때, 소자 특성 및 온도 상태에 따라서, 예를 들면 통상적으로, 상온 또는 고온시, 예를 들면 기준 온도(예: 0℃) 이상일 때에는, 투과율(계조)의 전체 범위(전체 출력 계조)를 표시에 사용하고, 저온시, 예를 들면 기준 온도(예: 0℃) 미만일 때에는, 그 전체 범위 중, 소자에서의 응답 속도가 상대적으로 충분히 빠르게 되는 일부 범위를 표시에 사용하도록(소자에서의 응답 속도가 상대적으로 느리게 되는 범위를 표시에 사용하지 않도록), 표시 데이터 또는 전압 등에서의 투과율(계조)의 범위를 저측이나 고측으로 변경하는 제1 처리를 행한다.
환언하면, 본 발명의 장치는, 예를 들면, 소자의 부근의 온도 상태가 저온시에는, 전체 투과율(계조) 중 소자에서의 응답 속도가 빠른 일부 범위를 표시에 사용하도록, 표시 화상의 계조에 대응시키는 소자의 투과율을 변경, 예를 들면 전체적으로 저계조측으로 압축하는, 제1 처리를 행한다.
(1-2) 또한, 본 발명의 장치에서는, 상기 제1 처리에서 투과율(계조)의 범위를 변경하여 표시를 행하는 것에 수반하여, 그 변경(휘도 변화)에 대응시키고, 광원(백라이트)의 광량을 변경하는 제2 처리를 행한다. 예를 들면, 저온시, 제1 처리에서 소자의 투과율을 저측으로 변경하여 휘도를 저하시키는 것에 수반하여, 제2 처리에서 광원을 증광하여 휘도를 상승시킨다.
(1-3) 또한, 본 발명의 장치에서는, 제1 및 제2 처리를 상관 제어하여 휘도를 보상한다. 즉, 상기 제1 처리에서는, 온도 상태에 따라서, 표시 데이터의 계조 범위를 압축하여 표시하고, 제1 처리에 의해 변화된 휘도의 비율만큼, 제2 처리에 서는, 광원의 광량(휘도)을 증감 제어함으로써, 예를 들면 원래의 휘도와 동일하거나 또는 근접하도록 보상한다.
(2) 또한, 본 발명의 장치는, 예를 들면 이하의 구성을 갖는다. 본 발명의 장치에서는, 상기 제1 처리에 관한 것으로, 표시 화상의 계조(투과율)를, 소자의 온도 상태(소자의 부근으로부터 검출한 온도) 및, 상기 소자에서의 투과율간의 천이에 대한 응답 속도의 특성에 따라서, 일부를 표시에 사용하도록 변경한다. 또한, 본 발명의 장치에서는, 소자의 부근의 온도 정보를 수취하고, 이 온도에 따라서, 표시 화상의 계조(투과율)의 범위 및 또한 광원의 광량을 변경하는 회로를 갖는다. 또한, 본 발명의 장치에서는, 소자의 부근의 온도 정보를 수취하고, 그 소자의 계조(투과율)간의 천이의 응답 속도의 특성에 따라서, 표시 화상의 계조(투과율)의 범위를 변경하는 회로를 갖는다.
(3) 또한, 본 발명의 장치에서는, 상기 소자는, 예를 들면 TN 액정 소자이고, 인가 전압이 없을 때에 투과율(계조)이 최대(최저 전압 인가 계조가 최고 계조)로 되는 노멀리 화이트 특성이며, 계조가 높은 상태로의 천이가 상대적으로 느린 특성이다. 그리고, 제1 처리에서는, 저온시(기준 온도 미만인 경우)에는, 표시 화상(표시 데이터)의 계조 범위를, 통상시(기준 온도 이상인 경우)의 해당 계조의 범위에 비해, 낮은 부분(저계조측)으로 압축한다. 그리고, 제2 처리에서는, 저측으로의 압축에 의한 휘도 저하에 따라서 광원의 광량을 늘리도록 제어한다.
(3-1) 예를 들면, 본 발명의 장치에서는, 저온시에 계조의 범위를 저측으로 변경하기 위해서, 구동 회로에서의 계조 전압 생성 회로(래더 회로)에 공급하는 전 압값(기준 전압값)을, 온도 상태에 따라서 변경하는 셀렉터 회로 등을 갖는다.
(3-2) 예를 들면, 본 발명의 장치에서는, 계조 전압 생성 회로에 공급하는 γ(감마) 조정 설정값이 복수 준비되며, 온도 상태에 따라서 γ 조정 설정값을 선택·변경하는 셀렉터 회로 등을 갖는다.
(3-3) 예를 들면, 본 발명의 장치는, 계조 전압 생성 회로에서 생성하는 계조 전압의 수가 표시하는 화상의 계조수보다도 많은 구성이며, 온도에 따라서 계조 전압을 선택하는 셀렉터 회로 등을 갖는다.
(3-4) 예를 들면, 본 발명의 장치에서는, 표시 화상의 표시 데이터에서의 계조값에 대하여, 온도에 따라서, 압축을 위한 1 이하의 일정값(압축 계수:β)을 승산함으로써, 해당 표시 데이터의 계조 범위를 저측으로 압축하는 연산을 행하는 회로를 갖는다.
(3-5) 예를 들면, 본 발명의 장치에서는, 액정 소자에의 계조 전압에 대하여 화상간의 계조 차분값에 따른 계수를 승산하여 오버드라이브하는 회로를 갖고, 상기 계조 범위의 압축에 의해 사용되지 않게 된 계조에 대한 계조 전압을, 오버드라이브용 계조 전압(오버드라이브 인가 전압)으로서 사용한다.
(4) 또한, 본 발명의 장치에서는, 상기 소자는, 예를 들면 VA 액정 소자이고, 인가 전압이 없을 때에 투과율(계조)이 최소(최저 전압 인가 계조가 최저 계조)로 되는 노멀리 블랙 특성이며, 계조가 낮은 상태로부터 중간 상태로의 천이가 상대적으로 느린 특성이다. 그리고, 제1 처리에서는, 저온시(기준 온도 미만인 경우)에는, 표시 화상(표시 데이터)의 계조 범위를, 통상시(기준 온도 이상인 경우) 의 해당 계조 범위에 비해, 높은 부분(고계조측)으로 압축한다. 그리고, 제2 처리에서는, 고측으로의 압축에 의한 휘도 상승에 따라서 백라이트의 광량을 줄이도록 제어한다.
본원에서 개시되는 발명 중, 대표적인 것에 의해 얻어지는 효과를 간단히 설명하면 이하와 같다. 본 발명에 의하면, 액정 디스플레이 등의 표시 장치에서, 소자 특성 및 온도 상태(특히 저온시를 포함하는 넓은 온도 범위)에 따라서, 충분히 고속으로 응답할 수 있고, 또한 그것을 저코스트로 실현할 수 있다. 또한 특히, 액정 디스플레이에서, 액정의 저온시의 응답 저하에 대처하여, 동화상 표시의 특성을 개선할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 수단에서의 각 구성에 따른 효과는 이하와 같다.상기 (1), (2)에 의하면, 저온시에서도 양호한 응답 특성을 얻을 수 있다. 특히 상기 (1-3)에 의하면, 저온시 등에서도 표시 휘도가 원래의 휘도에 대하여 그다지 변화되지 않아, 양호한 표시 특성이 얻어진다.
또한 상기 (3)에 의하면, TN 액정 등에서, 저온시에서도 양호한 응답 특성이 얻어진다. 상기 (3-1)에 의하면, 표시 데이터의 압축을 행하여도, 표시 계조수를 줄이는 일이 없다. 상기 (3-2)에 의하면, 표시 데이터의 압축을 행하여도, 양호한 γ특성을 유지할 수 있다. 상기 (3-3)에 의하면, 복수의 γ조정 설정값을 갖지 않아도, γ특성을 양호하게 유지할 수 있다. 이들 구성에 의하면, 아날로그 처리에 의해, 계조 건너뛰기가 발생되지 않는다. 또한, 상기 (3-4)에 의하면, 디지털 처리에 의해, 회로 구성이 비교적 간단하게 되어 코스트가 낮아진다. 상기 (3-5)에 의하면, 오버드라이브 실행에 의해, 보다 고속의 응답이 얻어진다.
또한 상기 (4)에 의하면, VA 액정 등에서, 저온시에서도 양호한 응답 특성이 얻어진다. 특히 상기 (1-3)과의 조합인 경우에는, 흑 휘도가 나타나는 것을 억제하여, 양호한 표시 품질을 유지할 수 있다.
본 발명의 이들 및 다른 특징, 목적 및 이점들은 첨부 도면을 참조한 이하의 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.
이하, 본 발명의 실시 형태를 도면에 기초하여 상세히 설명한다. 또한, 실시 형태를 설명하기 위한 전체 도면에서, 동일부에는 원칙으로서 동일 부호를 붙이고, 그 반복된 설명은 생략한다.
<종래기술>
본 발명의 실시 형태를 설명하기 전에, 그것과 관련된, 상기 발명이 해결하고자하는 과제에서 언급한 종래 기술예 및 그 문제점에 대하여 보충 설명한다.
상기 오버드라이브 기술 및 차재용 액정 디스플레이에 관하여, 제1 문제는 상세히 설명하면 이하와 같다. 오버드라이브 기술에서는, 표시 화상(화소군)의 표시 데이터에서의 현재 프레임과 그 1개 전의 프레임과의 차분(계조 차분값)을 이용하여 인가 전압(오버드라이브 인가 전압)을 제어한다. 따라서, 상기 표시 장치에서는，1프레임분의 표시 데이터(계조 데이터)를 저장하는 프레임 메모리를 갖는 것이 필수로 된다.
그러나, 차재용이나 모바일 용도 등의 액정 디스플레이는, 코스트 저감에 대 한 요구가 엄격하여, 상기 프레임 메모리 등을 구비하는 것이 곤란한 경우가 많다.즉, 상기 액정 디스플레이에서는, 상기 요구로부터, 오버드라이브(그것에 의한 응답 속도의 향상)를 실현하는 것 자체가 곤란한 경우가 많다.
제2 문제는 상세하게는 이하와 같다. 오버드라이브 기술에서는，1개 전과 현재의 프레임간에서 표시 데이터(계조값)에 차가 있는 경우, 그 차분값이 클수록 큰 전압을, 오버드라이브 인가 전압으로서, 현재 프레임의 표시 데이터(계조값)에 인가할 전압에 대하여, 가산하여 인가한다. 이것에 의해, 급격한 상승 특성을 얻는다.
일반적으로, 액정 드라이버(액정 디스플레이의 구동 회로)에서는, 가장 고전압을 인가하여 표시하는 계조(최대 전압 인가 계조라 함; 노멀리 블랙의 액정에서는 255계조, 노멀리 화이트의 액정에서는 0계조)의 인가 전압에 맞춰, 드라이버 내에서 사용하는 전압이 설계되어 있다. 현재 프레임의 표시 화소가 최고 계조의 경우, 오버드라이브를 행하기 위해서는, 오버드라이브 인가 전압으로서, 최고 계조용 인가 전압(비오버드라이브시)보다도 충분히 높은 전압이 필요해진다. 그러나, 코스트 저감 요구, 드라이버의 사이즈 등으로부터, 전압의 최대값은 자연히 결정되게 된다. 따라서, 상기 최대값 이상의 전압(오버드라이브 인가 전압)을 인가하는 것은 불가능하다.
또한, 가장 저전압을 인가하여 표시하는 계조(최소 전압 인가 계조; 노멀리 블랙의 액정에서는 0계조, 노멀리 화이트의 액정에서는 255계조)의 인가 전압은 통상 0V이며, 오버드라이브를 행하기 위해서는, 충분히 낮은 마이너스의 전압이 필요 해진다. 이것에 관해서도, 마찬가지로, 전압의 최저값은 자연히 결정되게 되어, 그 최저값 이하의 전압을 인가하는 것은 불가능하다.
상기로부터, 프레임간의 화소 표시에서 최고 계조나 최저 계조로 천이하도록 한 경우에는, 오버드라이브가 그다지 유효하지 않은 경우가 많다. 특히, 노멀리 화이트 특성의 TN 액정 등에서는, 일반적으로, 프레임간의 화소 표시에서의 각 계조간의 응답 특성, 즉 입출력 계조의 시간적인 천이의 관계(조합) 중, 최저 전압 인가 계조(최고 계조인 255계조)로의 천이가, 가장 응답이 느린 (천이 시간이 긴)것이 알려져 있다. 이러한 천이의 경우에는 오버드라이브가 그다지 유효하지 않다.
예를 들면, 통상 구동에서, 전압 범위가 0V(계조값 0)∼5V(계조값 255)이며, 오버드라이브 구동에서, 전압 범위가 상기 범위 (0V∼5V)보다도 넓게 된다. 시스템(회로)적으로 일정한 전압 범위밖에 확보되지 않으므로, 최소 계조(0)나 최대 계조(255)의 부근에서는 오버드라이브가 유효하지 않다.
상기한 바와 같이 오버드라이브 기술이 유효하지 않은 경우가 있어, 거기에 의존하지 않고, 액정 디스플레이 등에서 액정의 저온시의 응답 저하에 대처할 수 있는 기술이 요구된다.
[실시 형태 1]
이상을 근거로 하여, 도 1∼도 6을 이용하여, 본 발명의 실시 형태 1의 표시 장치(액정 디스플레이) 및 그 구동 회로(액정 드라이버)를 설명한다. 실시 형태 1에서는, 본 발명에서 특징적인 방식으로서, 액정 특성 및 온도 상태에 따른, 표시 데이터 압축 및 백라이트 광량의 제어를 행하는 것이며, 특히, 도 3에 도시한 액정 드라이버(301) 내의 DA 변환부(311) 및 백라이트 컨트롤러(312)의 구성에 의해 실현되어 있다. 상기 제어에서는, 저온시에, 표시 데이터의 계조 범위를 저계조측으로 압축(범위 변경)함과 함께, 그에 따른 휘도 저감량에 상관하여 백라이트를 증광하고, 원래의 휘도에 근접하도록 한다.
<개요>
우선, 도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명의 일 실시 형태(실시 형태 1, 2, 3)의 표시 장치(액정 디스플레이) 및 구동 회로(액정 드라이버)에서 행하는 처리(표시 데이터 압축 및 백라이트 광량의 제어 등)의 개요에 대하여 간단히 설명한다.
도 1에서, 본 표시 장치에 공급되는 표시 화상 프레임의 표시 데이터의 계조값의 히스토그램의 예를 나타내고 있으며, 횡축은, 표시 계조(0∼255계조)를 나타내고, 종축은, 표시 계조의 빈도값을 나타낸다. 전체 계조수(256) 및 범위를 X라고 한다. 압축시(저온시)에서의 계조수를 x라고 한다. 참조 부호 101은, 본 액정 소자(액정 패널)의 특성에서의, 응답이 느린 계조 범위(고계조 범위 101)를 나타내고, 참조 부호 102는, 응답이 빠른 계조 범위(저계조 범위 102)를 나타낸다. 이들 범위 및 경계는, 본 예에서는 간단하게 하기 위해, 고저로 2분할한 경우를 나타내고 있다.
참조 부호 103은, 통상시(상온 또는 고온시)에서의 전체 계조 범위 X에 대응한 표시 화상 히스토그램(압축 전 표시 데이터(103))을 나타내고, 참조 부호 104 는, 압축시(저온시)에서의 계조수 x에 대응한 표시 화상 히스토그램(압축 후 표시 데이터(104))을 나타낸다.
일반적으로 노멀리 화이트의 TN 액정에서는, 계조간의 응답 특성에서, 고계조측으로의 천이가 느리고, 저계조측으로의 천이가 빠르다. 본 실시 형태에서는, 저온시에서의 응답 속도를 향상시키기 위해서, 도 1의 참조 부호 105, 106으로 나타내는 조작(처리)을 행한다. 즉, 참조 부호 105에서는, 본 표시 장치에 표시할 표시 화상의 압축 전 표시 데이터(103)에 대하여, 압축을 위한 1 이하의 일정값(압축 계수:β)을 곱함으로써, 전체를 저계조측으로 압축하고, 그 압축 후 표시 데이터(104)에 의해 표시하는 조작(계조(표시 데이터) 압축 처리(105))을 행한다.
또한，참조 부호 106에서는, 계조 압축 처리(105)에 의해 휘도가 저하한 만큼, 백라이트를 증광하는 조작(백라이트 증광 처리(106))을 행한다. 이것에 의해, 원래의 계조(휘도)로 되돌아가도록(근접하도록) 보상한다. 이것에 의해, 응답이 빠른 저계조 범위(102) 측만을 사용하여 화상을 표시할 수 있으므로, 저온시에, 응답 속도를 현저하게 개선할 수 있다.
상기 표시 데이터 압축(계조 압축 처리(105))에서, 전체 계조수 X에 대한 압축 후의 계조수 x를 이용하여, 압축율:α[％]을, 하기 수학식 1과 같이 정의한다.
Figure 112008049845866-pat00001
TN 액정에서는, 고계조일수록 그 계조로의 천이 시간이 길어짐(응답 속도가 늦어짐)으로, 압축율 α가 높아질수록, 응답이 느린 부분(고계조 범위(101))을 사용하지 않게 되어, 평균 응답 시간이 짧아진다. 단, 압축율 α가 높아질수록, 백라이트의 증광량이 커진다(원래의 휘도로 되돌아가는 경우).
도 2에서, 일반적인 액정의 계조 휘도 특성(γ특성)인, γ=2.2의 특성의 경우의 입력 계조(0∼255) - 휘도(투과율)[％]의 특성을 나타내고 있다. 계조 압축 처리(105)에서, 예를 들면 압축율 α가 50％일 때, 계조가 128인 휘도값과, 계조가 255인 휘도값의 비는, 하기 수학식 2이다.
Figure 112008049845866-pat00002
따라서, 상기 2개의 처리(105, 106)의 상관 제어에서, 압축 전과 동일한 휘도값으로 하기 위해서는, 하기 수학식 3으로부터, 백라이트 휘도(광량)를, 4.6배(역수)할 필요가 있다.
Figure 112008049845866-pat00003
여기서, 상기 계조 휘도 특성의 종축은, 액정의 투과율이라고도 생각할 수 있다. 압축율 α=0％일 때의 계조가 255인 투과율을 100％라고 하면, 압축율 α=50％ 일 때의 계조가 255인 투과율은 21.8％이다. 즉, 0∼255계조에 대응하는 투과율의 범위를 투과율이 낮은 쪽으로 변경하게 된다.
또한, 계조(투과율) 사이의 천이의 응답 특성에 대하여 보충하면, 프레임간에서의 화소의 계조 표시 타이밍(t1)에서, 입력 계조값이 k1로부터 k2로 천이할 때, 즉, t1에서 액정에의 인가 계조 전압이 계조 전압 v1로부터 계조 전압 v2로 천이할 때, 액정의 투과율이 계조 전압 v1에 대응하는 액정의 투과율 s1로부터 계조 전압 v2에 대응하는 액정의 투과율 s2에 도달하는 시각 t2로의 천이 시간 T(t2-t1)(예를 들면 투과율이 10％ 내지 90％로 될 때까지 걸리는 시간)은, 계조값(k2, v2)이 고계조측으로 될수록 길어진다. 또한, 천이 시간 T는, 소자가 저온도로 될수록 길어진다.
<블록 구성>
다음으로, 실시 형태 1을 상세히 설명한다. 실시 형태 1에서는, 계조 압축 처리에 관하여, 기준 전압을 변경함으로써 계조 전압을 변경하는 방식(아날로그 처리)이며, 또한, 오버드라이브 기능은 갖지 않는다.
도 3에서, 실시 형태 1의 액정 디스플레이(300)의 블록 구성을 나타내고 있다. 액정 디스플레이(300)는, 액정 드라이버(301), CPU(중앙 처리 장치; 302), 표시 메모리(메모리; 303), 내부 버스(304), 백라이트(광원; 305), TN 액정을 이용한 액정 패널(액정 화면; 306) 및 온도계(307)를 포함하여 구성된다. 액정 드라이버(301)는, 입출력 IF(인터페이스 회로; 308), DA 변환부(311), 백라이트 컨트롤러(광원 제어부; 312), 메모리(310) 및 타이밍 생성(제어) 회로(309)를 포함하여 구성된다.
DA 변환부(311)는, 기준 전압 생성 회로(314), γ 설정 레지스터(각 압축율 용 γ 설정 레지스터군; 313), 정극성용 래더 회로(L1; 316), 부극성용 래더 회로(L2; 317), DA 컨버터(315), 셀렉터(S1; 321), 셀렉터(S2; 322), 셀렉터(S3; 323), 셀렉터(S4; 324)를 포함하여 구성된다. 기준 전압 생성 회로(314)는, 복수의 기준 전압(331∼336)을 생성 및 출력한다. 온도계(307)는, 액정 패널(306) 부근에 설치되어 있다.
온도계(307)로부터의 온도 정보 T1은, 액정 드라이버(301)의 입력 회로(핀)에 입력되고, 셀렉터(S1∼S4) 등의 각 부에 공급된다. 셀렉터(S1∼S4)는, 온도 정보 T1을 수취하고, 그 값에 따라서 해당 셀렉터의 출력이 결정된다.
<온도-압축율>
도 4에서 온도-압축율의 관계를 나타내고 있다. 도 4에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태 1에서는, 예를 들면, (A) 상온인 0℃ 이상(제1 온도 범위)일 때에는, 압축율 α=0％로 표시를 행하고, (B) 저온((A)와 (C) 사이의 천이 상태)인 -10℃ 이상 0℃ 미만(제2 온도 범위)일 때에는, α=25％로 표시를 행하고, (C) 더욱 저온인 -l0℃ 미만(제3 온도 범위)일 때에는, α=50％로 표시를 행한다.
또한, 이와 같은 온도와 압축율의 관계 규정은, 제한되는 것이 아니라 다양한 패턴이 고려되며, 이들에 대응하는 형태가 가능하다.
<계조-출력 전압>
도 5에서 계조-출력 전압의 관계(입력의 계조 데이터에 대한 액정(306)에의 인가 전압)를 나타내고 있다. (A) 상온시에서 α=0％일 때를 나타내는 것은, 정극성에서는 401, 부극성에서는 404의 곡선이다. 액정(306)에서는, 일반적으로, 1프 레임마다 공통 전극의 전위를, 정극성에서는 전압(v1) 411로 제어하고, 부극성에서는 전압(v5) 415로 제어하며, 액정에 공급하는 인가 전압을, 정극성에서 4O1, 부극성에서 404로 제어함으로써, 액정에 직류 전압이 계속해서 걸리는 것을 방지하여, 액정의 열화를 방지하고 있다.
<기준 전압>
기준 전압 생성 회로(314)는, 압축율(α)별로 복수의 기준 전압(331∼336)을 생성하는 회로이며, 본 실시 형태에서는, 도 5에 도시한 v1(411)∼v5(415)의 5종류의 전압을 생성한다. 각각, v5는 333으로, v4는 332로, v3은 331과 334로, v2는 335로, v1은 336으로 출력된다.
셀렉터(S1; 321)는, 온도계(307)로부터 공급되는 온도 정보(T1)에 따라서, 기준 전압 생성 회로(314)로부터의 전압 v1(336), v2(335), v3(334)으로부터 1개의 전압을 선택하고, 정극성용 래더 회로(L1; 316)에 공급한다. 셀렉터(S2; 322)는, 온도계(307)로부터 공급되는 온도 정보(T1)에 따라서, 전압 v5(333), v4(332), v3(331)으로부터 1개의 전압을 선택하여, 부극성용 래더 회로(L2; 317)에 공급한다.
정극성용 래더 회로(L1; 316) 및 부극성용 래더 회로(L2; 317)는, 복수의 가변 저항과 저항이 직렬로 늘어선 구성으로 되어 있으며, 기준 전압 생성 회로(314) 및 셀렉터(S1; 321), 셀렉터(S2; 322)로부터 공급된 전압의 사이를 계조수로 분압하여, 각 계조에 대응하는 액정 인가 전압을 생성하는 기능을 갖는다.
<γ 설정 레지스터>
γ 설정 레지스터(313)는, 정극성용 래더 회로(L1; 316) 및 부극성용 래더 회로(L2; 317)의 가변 저항의 설정값을 저장하는 레지스터이며, 압축율(α)별로, 복수의 설정값이 저장되어 있다(본 예에서는 정·부극성으로 3개의 압축율에 따라서계 6개의 레지스터를 갖는다). 이들 설정값은, 온도계(307)로부터 공급된 온도(T1)에 따라서, 셀렉터(S3; 323), 셀렉터(S4; 324)에서 선택되고, 정극성용 래더 회로(L1; 316), 부극성용 래더 회로(L2; 317)에 공급된다. 이 셀렉터(S3, S4)에서는，(A) 상온(0℃ 이상)에서는, 정극성에서는 전압 v1(411)이, 부극성에서는 전압v5(415)가 선택된다.
(B) 저온(-10℃ 이상 0℃ 미만)일 때, 압축율 α=25％로 표시를 행하기 위해서는, (A) 상온에서의 계조값 192(※ 256×0.75=192)의 인가 전압(도 5의 동그라미 표시, v2, v4)이, 계조값 255가 공급되었을 때에 인가되도록 설계해야만 한다(도 5의 사각 표시). 따라서, (B) 저온(-10℃ 이상 0℃ 미만)일 때, 셀렉터(S3, S4)에서는, 정극성에서는 v2(412), 부극성에서는 v4(414)의 전압이 선택되고, 래더 회로(L1, L2)에 공급된다.
(C) 한층 더 저온(-10℃ 미만)일 때, α=50％로 표시를 행하기 위해서는, (A) 상온에서의 계조값 128(※256×0.5=128)의 인가 전압(도 5의 삼각 표시, v3)이, 계조값 255가 공급되었을 때에 인가되도록 설계해야만 한다(도 5의 마름모 표시). 따라서, (C)일 때, 셀렉터(S3, S4)에서는, 정극성, 부극성 모두, 전압v3(413)이 선택되고, 래더 회로(L1, L2)에 공급된다.
γ 설정 레지스터(313)에는, (A) 상온일 때, 정극성에서 곡선 401, 부극성에 서 곡선 404의 계조-출력 전압 특성을 부여하는, 정부의 각 래더 회로(L1, L2)의 설정값과, 마찬가지로, (B) 저온일 때, 정극성에서 곡선 402, 부극성에서 곡선 405의 특성을 부여하는, 각 래더 회로(L1, L2)의 설정값과, (C) 한층 더 저온일 때, 정극성에서 곡선 403, 부극성에서 곡선 406의 특성을 부여하는, 각 래더 회로(L1, L2)의 설정값이 저장되어 있다.
<동작>
이하, 실시 형태 1의 표시 장치의 동작(온도 정보 T1에 따라서, 압축율(α), 출력 전압(기준 전압, γ 설정값) 및 백라이트 휘도를 절환하는 제어)에 대하여 설명한다. CPU(302)는, 액정 패널(306)의 화면에 화상을 표시할 때에, 입출력 IF(308) 내의 도시하지 않은 표시 개시 레지스터에 표시 개시 모드를 기입하고, 표시 메모리(303)로부터 표시 데이터를 입출력 IF(308) 경유로 메모리(310)에 전송한다.
메모리(310)의 사이즈(용량)는, 시스템에 따라 상이하지만，1 프레임분의 프레임 메모리를 갖는 시스템이 최근에는 일반화되어 있다. 상기 메모리(310)의 사이즈는, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 몇 바이트의 FIFO와 같은 것으로도 실시 가능하다.
예를 들면, 한랭지 등의 겨울철의 자동차 기동 시에, 차내는 매우 온도가 낮은 상태로 되어 있다. 예를 들면, 본 장치에서, 기동시에 -10℃ 이하((C) 제3 온도 범위 내)에서 표시 개시 모드로 되면, 온도계(307)는, 온도 정보(T1)를, 백라이트 컨트롤러(312) 및 각 셀렉터(S1; 321)∼셀렉터(S4; 324)에 출력한다. 이에 기 초하여, 기준 전압에 관한 각 셀렉터(S1; 321), 셀렉터(S2; 322)는, 전압 v3(413)을 선택하고, γ 설정값에 관한 각 셀렉터(S3; 323), 셀렉터(S4; 324)는, 압축율 α=50％시용의 γ 설정 레지스터(313)의 설정값을 선택한다. 그 결과, 정극성용 래더 회로(L1; 316) 및 부극성용 래더 회로(L2; 317)로부터 출력되는 계조 전압은, 도 5의 정극성의 곡선(403), 부극성의 곡선(406)과 같이 된다. 이들 계조 전압이, DA 컨버터(315)에 출력된다.
그리고, DA 컨버터(315)는, 메모리(310)로부터 표시 데이터(계조 데이터)가 공급되면, 이 표시 데이터에 대응한 계조 전압을, 각 래더 회로(L1, L2)로부터 공급된 계조 전압 내로부터 선택하고, 출력 전압(액정 인가 전압)으로서, 액정 패널(306)에 출력한다.
<백라이트 휘도>
계속해서, 도 6에서, 온도[℃] - 기준 전압[V] 및 백라이트 휘도[cd/㎡]의 관계를 나타내고 있다. 참조 부호 510은, 백라이트 휘도를 규정하는 선, 참조 부호 511은, 기준 전압(정극성 시)을 규정하는 선, 참조 부호 512는, 기준 전압(부극성 시)을 규정하는 선이다. 백라이트 컨트롤러(312)는, 온도 상태에 따른 광량(휘도)을 백라이트(305)가 출력하도록, 백라이트 컨트롤 신호(C1)에 의해 제어한다.
백라이트 컨트롤러(312)는, (C) 제3 온도 범위(-10℃ 이하)에서는, 도 6의 백라이트 휘도에 관한 선 510의 (C) 대응 부분(B3)으로 나타낸 바와 같이, (A) 제1 온도 범위(0℃ 이상)일 때의 백라이트 휘도(B1; 501)의 약 4.6배인 백라이트 휘도(B3; 503)가 출력되도록 제어한다. 이것에 의해, 상기 도 1과 같이, 액정(306) 의 응답이 빠른 계조 범위(저계조 범위) 102(x:계조값 128 이하)만을 사용하여 화상을 표시하게 된다. 전체 계조 X를 사용하여 표시하는 경우에 비하여, 매우 응답을 빠르게 할 수 있다. 또한, 이 경우, 아날로그 처리이므로, 계조 건너뛰기나 휘도의 저하 등도 없어, 양호한 표시를 얻을 수 있다.
다음으로, 백라이트(305)의 점등, 차내의 에어컨 등에 의해, 액정(306)이 조금 따뜻해져서, (B) 제2 온도 범위(-10℃ 이상 0℃ 미만)로 된 것으로 한다. 그렇게 하면, 기준 전압에 관하여, 셀렉터(S2; 322)는, 전압 v4(414)를 선택하고, 셀렉터(S1; 321)는, 전압 v2(412)를 선택하며, γ 설정값에 관하여, 셀렉터(S3; 323), 셀렉터(S4; 324)는, 압축율α=25%시용의 γ 설정 레지스터(313)의 설정값을 선택한다. 그 결과, 각 래더 회로(L1, L2)로부터 DA 컨버터(315)에 출력되는 계조 전압은, 도 5의 곡선(402, 405)와 같이 된다. 그리고, 전술한 바와 마찬가지로, DA 컨버터(315)는, 표시 데이터에 대응한 계조 전압을, 래더 회로(L1, L2)로부터의 계조 전압 중으로부터 선택하여 액정 패널(306)에 출력한다.
백라이트 컨트롤러(312)는, (B) 제2 온도 범위에서는, 도 6의 선 510의 (B) 대응 부분(B2)으로 나타내는 바와 같이, (A)일 때의 백라이트 휘도(B1; 501)의 약 1.9배인 백라이트 휘도(B2; 502)가 출력되도록 제어한다. 이것에 의해, 액정(306)의 응답이 조금 빠른 계조(투과율)의 범위(계조값 192 이하)만을 사용하여 화상을 표시하게 된다. 전체 계조(X)를 사용하여 표시하는 경우에 비하여, 표시 화질을 바꾸지 않고 응답을 빠르게 할 수 있다.
다음으로, 액정(306)이 더 따뜻해져서 (A) 제1 온도 범위(0℃ 이상)로 된 것 으로 한다. 그렇게 하면, 셀렉터(S2; 322)는, 전압 v5(415)을 선택하고, 셀렉터(S1; 321)는, 전압 v1(411)을 선택하며, 셀렉터(S3; 323), 셀렉터(S4; 324)는, α=0％시용의 γ 설정 레지스터(313)의 설정값을 선택한다. 그 결과, 각 래더 회로(L1, L2)로부터 DA 컨버터(315)에 출력되는 계조 전압은, 도 5의 곡선(401, 404)과 같이 된다. 그리고, 전술한 바와 마찬가지로, DA 컨버터(315)는, 표시 데이터에 대응한 계조 전압을, 래더 회로(L1, L2)로부터의 계조 전압 중으로부터 선택하여 액정 패널(306)에 출력한다.
백라이트 컨트롤러(312)는, (A) 제1 온도 범위(0℃ 이상)에서는, 도 6의 선(510)의 (A) 대응 부분(B1)으로 나타낸 바와 같이, 백라이트 휘도(B1; 501)를 백라이트(305)가 출력하도록 제어한다. 이것에 의해, 백라이트(305)의 휘도를 지나치게 높게 함에 따른 전력의 소비를 억제하여, 통상의 전력으로 통상의 액정 표시를 얻을 수 있다.
이상과 같이 제어함으로써, 본 장치에서는, 표시 품질의 열화 없이, 특히, 저온시((B), (C))의 액정(306)의 응답을 빠르게 할 수 있다.
상기 구성에서는, 복수의 γ 설정 레지스터(313)를 구비하고, 온도계(307)로부터 공급된 정보(T1)에 의해 각 셀렉터(S1∼S4)에서 자동적으로 설정값이나 기준 전압이 선택되도록 하였다. 이것에 한하지 않고, 예를 들면, 온도계(307)를 CPU(302)가 감시해 놓고，γ 설정 레지스터(313)의 설정값을 CPU(302)에서 재기입한 후, 기준 전압 생성 회로(314)의 출력값을 CPU(302)에서 절환하도록 구성하여도 된다. 그 경우, 레지스터(313)의 증가에 수반하는 회로 규모의 증가가 억제된다.
[실시 형태 2]
다음으로, 도 7∼도 8를 참조하여, 본 발명의 실시 형태 2의 액정 디스플레이 및 액정 드라이버를 설명한다. 실시 형태 2에서는, 기본적인 동작은 실시 형태1과 마찬가지이며, 특징으로서, 오버드라이브 기능과 본 발명에서 특징적인 방식을 병용하고 있는 구성이고, 표시 데이터 압축 처리에 관한 회로 방식이 서로 다르다. 실시 형태 2에서는, 계조 압축 처리에 관하여, 계조 전압 생성 회로(래더 회로)를 세분화한 구성에서 계조수보다도 많은 수의 계조 전압을 생성하여 그곳으로부터 출력 계조 전압을 선택하는 것이다.
도 7에서, 실시 형태 2의 액정 디스플레이(300)의 블록 구성을 나타내고 있다. 액정 드라이버(301)는, 메모리(310) 및 입출력 IF(308)의 후단에 오버드라이브 계수 연산 회로(702)를 갖고, 그 후단에, 실시 형태 1과는 서로 다른 DA 변환부(311)를 갖는다.
<오버드라이브 기능>
오버드라이브 계수 연산 회로(702)는, 오버드라이브하기 위한 액정(306)에의 인가 전압(오버드라이브 인가 전압)을, 계조값 K(오버드라이브 계수)의 형태로 출력하는 기능을 갖는 회로이다. 오버드라이브 계수 연산 회로(702)는, 메모리(310)로부터의 1개 전의 프레임의 화소값(계조값 ki -1)과 입출력 IF(308)로부터의 현재 프레임의 화소값(계조값 ki)을 비교하여(즉 프레임 화소간의 계조 차분값을 산출하여), 그들이 동일한 (차분값이 0인) 경우에는, 이 화소값의 계조값을 그대로 출력 한다.
오버드라이브 계수 연산 회로(702)는, 1개 전의 프레임의 화소값(ki-1)보다도 현재 프레임의 화소값(ki) 쪽이 높은 계조인 경우(계조 차분값 (ki-ki -1)이 플러스)에는, 현재의 화소값의 계조값(ki)에 값 a를 가산한 값 K(K=ki+a)를 출력한다. 여기에서, a는 플러스의 정수이며, 계조값 K=ki+a에 대응하는 전압값을 액정(306)에 1프레임분 인가할 때에, 휘도의 오버슈트가 일정값 이내에 들어가는 최대 값이, LUT(Look Up Table)의 형태로 미리 준비되어 있다. 또한，1개 전의 프레임의 화소값(ki -1)보다도 현재의 화소값(ki) 쪽이 낮은 계조인 경우(계조 차분값(ki-ki-1)이 마이너스)에는, 현재의 화소값의 계조값(ki)으로부터 값 b를 감산한 값 K(K=ki-b)를 출력한다. 여기에서, b은 플러스의 정수이며, 계조값 K=ki-b에 대응하는 전압값을 액정(306)에 1프레임분 인가하였을 때에, 휘도의 언더 슈트가 일정값 이내에 들어가는 최대 값이 LUT의 형태로 미리 준비되어 있다. 이상은 공지의 오버드라이브 기술과 마찬가지이다.
DA 변환부(311)는, γ 설정 레지스터(정극용·부극용의 2개: 313), 정극성용 래더 회로(L1; 316), 부극성용 래더 회로(L2; 317), DA 컨버터(315), 셀렉터(703)및 카운터(정극·부극 카운터; 701)를 포함하여 구성된다.
카운터(701)는, 타이밍 생성 회로(309)의 출력인 프레임 SYNC(동기) 신호를 수신할 때마다, 정극, 부극, 정극 등과 같이 상태가 변하는 카운터이다.
<래더 회로 및 셀렉터>
도 8에서, DA 변환부(311)에서의, 정극성용 래더 회로(L1; 316), 부극성용 래더 회로(L2; 317) 및 셀렉터(703)의 상세 회로 구성을 나타내고 있다. 도 8에 도시한 바와 같이, 정극성용 래더 회로(L1; 316) 및 부극성용 래더 회로(L2; 317)는, 가변 저항(1203∼1222 및 1223∼1242)을 직렬로 접속하여 만들어져 있다. 가변 저항(1203∼1222 및 1223∼1242)의 설정값은, γ 설정 레지스터(313)의 정극용 γ 설정 레지스터(1201)와 부극용 γ 설정 레지스터(1202)로 설정되어 있다. 여기에서, 정극성용 래더 회로(L1; 316), 부극성용 래더 회로(L2; 3l7) 내의, 직렬로 접속되어 있는 저항은, 모두가 가변 저항일 필요는 없고, 고정값의 저항이 들어가 있어도 무방하다. 래더 회로(L1, L2)로부터는, 각각 255개 이상의 계조 전압값이 출력되어 있다. 본 실시 형태 2에서도, 온도와 압축율 α의 관계는 상기 도 4와 같이 한다. 또한，DA 컨버터(315)로부터의 온도마다의 각 계조에 대한 출력 전압값은 상기 도 5와 같이 한다. 즉, (A) 제1 온도 범위에서는，α=0％, 정극성에서는 401, 또한 부극성에서는 404, (B) 제2 온도 범위에서는，α=25％, 정극성에서는 402, 또한 부극성에서는 405, (C) 제3 온도 범위에서는，α=50％, 정극성에서는 403, 또한 부극성에서는 406으로 한다.
도 8에서, 참조 부호 1243∼1248은, 계조값과 계조 전압 출력의 관계에 대한 설명을 위해 설정한 테두리이고, 참조 부호 1243과 1246은, (C)일 때의 계조값과 계조 전압 출력의 관계를 기재한 것이며, 마찬가지로, 참조 부호 1244와 1247은, (B)일 때, 참조 부호 1245와 1248은, (A)일 때이다. 상기 도 5로부터 알 수 있는 바와 같이, 출력 전압 v3(413)은, (A)에서는, 계조값 128, (B)에서는 계조값 192, (C)에서는 계조값 255에 상당한다. 따라서, 출력 전압 v3(413)을 출력하는 계조 전압 출력 1252는, 틀(1243)에서는 계조값 255, 틀(1244)에서는 계조값 192, 틀 (1245)에서는 계조값 128에 대응한다. 셀렉터(703) 내의 복수의 셀렉터(1249∼1251)는, 카운터(701)로부터의 정극 부극 정보(i1)와 온도계(307)로부터의 온도 정보(T1)를 수취하고, 이들 정보에 의해, 복수의 계조 전압으로부터 1개의 계조 전압을 선택하고, DA 컨버터(315)에 출력한다.
또한 본 구성에서는, 저온시 ((B), (C)), 틀(1243, 1244, 1246, 1247) 등에서는, 계조값(255)에 대하여, 래더 회로(L1, L2)의 출력 전압에 여유가 있다. 이 출력 전압 부분에 대해서는, 오버드라이브 인가 전압으로서, 계조값 256에 대응하며 셀렉터(1250), 계조값 257에 대응하며 셀렉터(1251, …)등과 같이 하여, 셀렉터(703)로부터 출력한다. 이렇게 함으로써, 응답이 느린 저온시((B),(C))에는, 오버드라이브 계수(K=ki+a)가 계조값 255를 초과한 경우에도, 최적의 오버드라이브 계수로 액정(306)을 구동(오버드라이브)할 수 있어, 더욱 고속화할 수 있다.
[실시 형태 3]
다음으로, 도 9를 참조하여, 본 발명의 실시 형태 3의 액정 디스플레이 및 액정 드라이버를 설명한다. 실시 형태 3에서는, 특징으로서, 표시 데이터 압축 처리에 대해서는 계조값 그대로 행하는 디지털 처리의 방식이다. 또한, 실시 형태 3에서도, 오버드라이브 계수 연산 회로(702)에 의해, 오버드라이브 계수(계조값 K) 를 계산한다. 또한, 액정 드라이버(301)에 데이터 압축 계수 출력 회로(801) 및 압축 연산 회로(802, 803)를 구비하고, 데이터 압축 계수 출력 회로(801)는, 온도계(307)로부터 공급되는 온도 정보(T1)에 의해, 고정값을 데이터 압축 계수 β(β=1-α)로서 출력한다. 데이터 압축 계수 β는, 압축 연산 회로(802, 803) 및 백라이트 컨트롤러(312)에 출력된다.
예를 들면 상기 도 4에 도시한 압축율 α로 제어하는 경우에는, 데이터 압축 계수 β로서, (A) 상온(0℃ 이상)에서, β=1, (B) 저온(-10℃ 이상 0℃ 미만)에서, β=0.75, (C) 한층 더 저온(-10℃ 미만)에서, β=0.5를 출력한다. 압축 연산 회로(802, 803)에서는, 메모리(310)로부터 공급되는 1개 전의 프레임의 표시 데이터(입력 화소 데이터)와, 입출력 IF(308)로부터 공급되는 현재 프레임의 표시 데이터에, 데이터 압축 계수 출력 회로(801)로부터 공급되는 데이터 압축 계수 β를 승산하고, 오버드라이브 계수 연산 회로(702)에 출력한다. 오버드라이브 계수 연산 회로(702)에서는, 온도 정보(T1)에 기초하여, 오버드라이브를 고려한 기입 계조로 변경하고, 액정 컨트롤러(804)에 출력한다. 그리고, 액정 컨트롤러(804)(공지의 구성)에 의해, 액정(306)에 기입한다.
본 실시 형태 3에서는, 표시 데이터 압축 처리를 행한 만큼 색 수가 줄어들지만, 오버드라이브 계수 연산 회로(702)가 압축 연산 회로(802, 803)보다도 뒤에 있으므로, 압축율 α에 상관없이, 오버드라이브 계수 연산을 일정한 연산으로 행할 수 있다(회로 구성을 일정화할 수 있다). 또한, 본 실시 형태 3에서도, (B) -10℃ 이상 0℃ 미만에서는, 표시 데이터의 계조가 255일 때, 액정(306)에의 기입 계조는 192로 되고, (C) -10℃ 미만에서는, 표시 데이터의 계조가 255일 때, 기입 계조는 128로 되며, 기입 계조가 255까지의 분을, 실시 형태 2와 마찬가지로, 오버드라이브를 위해 사용할 수 있다. 그 때문에, 표시 계조가 255(최고 계조)로의 천이시에서도, 충분히 오버드라이브 인가 전압을 걸 수 있어, 표시 데이터 압축 처리에 의한 고속화뿐만 아니라, 고속화를 더 행할 수 있다.
[실시 형태 4]
다음으로, 도 10∼도 12를 참조하여, 본 발명의 실시 형태 4의 액정 디스플레이 및 액정 드라이버를 설명한다. 실시 형태 4에서는, 특징으로서, 액정 패널(306)이 VA 액정인 경우이다. 일반적으로, VA 액정에서는, 특성으로서, 저계조로부터 중간조로의 응답이 느리다. 따라서, TN 액정(실시 형태 1∼3)인 경우와는 반대로, 실시 형태 4에서는, 고계조측에 표시 데이터(계조 범위)를 압축(변경)하는 표시 데이터 압축 처리를 행한다(상기 도 1과 사고 방법은 마찬가지이다). 이것에 의해, 응답을 고속화할 수 있다.
도 10에서, 실시 형태 4에 관한 계조-휘도 특성을 나타내고 있다. 참조 부호 901은, (A) 상온(0℃ 이상)일 때의 특성이다. 참조 부호 902는, 저온시의 고계조측에의 압축시의 특성이다. 참조 부호 903은, 또한, 저온시의 백라이트 휘도조정에 의한 특성이다.
도 11에서, 실시 형태 4에서의, 온도-압축율α 및 백라이트 휘도의 관계를 나타내고 있다. 실시 형태 4에서는, 선(1110)으로 나타낸 바와 같이, (A) 상온(0℃ 이상)에서, 압축율 α=0％, (D) 저온(0℃미만)에서는，α=25％로 규정한다. 또 한, 선(1120)으로 나타낸 바와 같이, (A) 상온에서의 백라이트 휘도를, B5(1101)와 같이 규정한다. 또한，(D) 저온일 때, 표시 데이터를 고계조측으로 압축하고, 도 10의 참조 부호 902로 나타내는 특성으로 한다. 이것에 의해, 흑 레벨이 들뜬 만큼, 백라이트 휘도를, 도 11의 B4(1102)와 같이 내리고, 도 10의 참조 부호 903으로 나타내는 특성으로 한다.
실시 형태 4의 블록 구성은, 예를 들면 상기 도 9의 실시 형태 3의 구성과 마찬가지이다. VA 액정인 경우에도 실시 형태 1∼3과 마찬가지의 구성을 적용 가능하다. 압축 연산 회로(802, 803)에서는, 압축율 α, 입력 계조를 x(또한 이것은 도 1의 x와는 별도임), 출력 계조를 y라고 할 때, 하기 수학식 4로 표현하는 연산을 행한다.
Figure 112008049845866-pat00004
이와 같이 연산함으로써, 도 10의 참조 부호 902로 나타내는 특성을 실현할 수 있다. 이렇게 제어함으로써, 응답이 느린 저계조로부터 중간조로의 천이를 없앨 수 있으므로, VA 액정에서도, 응답을 빠르게 할 수 있다.
도 12에서, 실시 형태 4에 대응하는 계조-출력 전압의 특성을 나타내고 있다. 본 실시 형태 4에서는, 표시 데이터 압축 처리를 디지털 연산으로 행하였지만, VA 액정의 경우에도, TN 액정의 경우(실시 형태1, 2)와 마찬가지로，DA 변환부(311)를 연구하고, 도 12에 도시한 바와 같이, (A) 상온일 때, 정극성에서는 1001, 부극성에서는 1003으로 하고, (D) 저온일 때, 정극성에서는 1002, 부극성에 서는 1004로 하여, 계조-출력 전압의 특성을 실현함으로써, 실현 가능하다.
이상 설명한 바와 같이, 각 실시 형태에 따르면, 액정(306)의 저온시의 응답을 빠르게 할 수 있어, 동화상 특성을 개선할 수 있다. 넓은 온도 범위에서 사용가능한 액정 디스플레이를 제공할 수 있다. 예를 들면 TN 액정에서는, 표시 데이터를 저계조측으로 압축하여 표시하고, 백라이트(305)를 증광함으로써, 응답을 빠르게 할 수 있다. 또한，VA 액정에서는, 반대로, 고계조측으로 압축하여 표시하고, 백라이트(305)를 감광함으로써, 흑이 들뜨는 현상을 억제하여, 응답을 빠르게 한다.
이상, 본 발명자에 의해 이루어진 발명을 실시 형태에 기초하여 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 형태에 한정되는 것이 아니라, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변경가능한 것은 물론이다.
본 발명은, 예를 들면 차재용 액정 디스플레이, 액정 디스플레이를 이용한 텔레비전, PC, 휴대 전화 등의 각종 기기에 적용가능하다.
도 1은, 본 발명의 일 실시 형태(실시 형태 1∼3)의 표시 장치 및 구동 회로에서의, 특징적인 구성의 개념을 표시 화상의 화소 계조의 히스토그램의 형식으로 나타내는 도면.
도 2는, 본 발명의 일 실시 형태(실시 형태 1∼3)의 표시 장치 및 구동 회로에서의, 입력 계조-휘도(투과율)의 특성, 및, 데이터 압축과 백라이트 휘도의 관계를 나타내는 도면.
도 3은, 본 발명의 실시 형태 1의 표시 장치에서의 블록 구성을 나타내는 도면.
도 4는, 본 발명의 일 실시 형태(실시 형태 1∼3)에서의, 온도와 표시 데이터의 압축율 관계를 나타내는 도면.
도 5는, 본 발명의 실시 형태 1에서의, 표시 데이터의 계조와 출력 전압(DA 컨버터의 출력인 액정 인가 전압)의 관계를 나타내는 도면.
도 6은, 본 발명의 실시 형태 1에서의, 온도와, 계조 전압 생성 회로(래더 회로)에 공급하는 기준 전압 및 백라이트 휘도와의 관계를 나타내는 도면.
도 7은, 본 발명의 실시 형태 2의 표시 장치에서의 블록 구성을 나타내는 도면.
도 8은, 본 발명의 실시 형태 2에서의, DA 변환부(각 래더 회로, 셀렉터)의 상세 회로 구성을 나타내는 도면.
도 9는, 본 발명의 실시 형태 3의 표시 장치에서의 블록 구성을 나타내는 도 면.
도 10은, 본 발명의 실시 형태 4의 표시 장치에서의, 계조와 휘도의 관계를 나타내는 도면.
도 11은, 본 발명의 실시 형태 4에서의, 온도와, 표시 데이터의 압축율 및 백라이트 휘도와의 관계를 나타내는 도면.
도 12는, 본 발명의 실시 형태 4에서의, 표시 데이터의 계조와 출력 전압(DA 컨버터의 출력인 액정 인가 전압)의 관계를 나타내는 도면.

Claims (22)

  1. 광량을 제어 가능한 광원 및 상기 광원의 전면측에 배치된 광의 투과율이 제어되는 소자를 제어함으로써 표시를 행하는 표시 장치의 구동 회로로서,
    상기 소자의 부근의 온도 상태가 기준 온도 미만일 때에는, 전체 출력 계조 중 상기 기준 온도 이상일 때의 상기 소자에서의 응답 속도가 상대적으로 빠른 일부 계조 범위를 표시에 사용하도록, 표시하는 화상의 계조에 대응시키는 상기 소자의 투과율을 변경하는 제1 처리를 행하는 것을 특징으로 하는 표시 장치 구동 회로.
  2. 광량을 제어 가능한 광원 및 상기 광원의 전면측에 배치된 광의 투과율이 제어되는 소자를 제어함으로써 표시를 행하는 표시 장치의 구동 회로로서,
    상기 소자의 부근의 온도 상태가 기준 온도 미만일 때에는, 전체 출력 계조 중 상기 기준 온도 이상일 때의 상기 소자에서의 응답 속도가 상대적으로 빠른 일부 계조 범위를 표시에 사용하도록,
    표시하는 화상의 계조에 대응시키는 상기 소자의 투과율을 변경하는 제1 처리와,
    상기 투과율의 변경에 대응시켜 상기 광원의 광량을 변경하는 제2 처리
    를 행하는 것을 특징으로 하는 표시 장치 구동 회로.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 처리에서 상기 투과율을 저측 또는 고측으로 압축하여 상기 소자의 표시 휘도를 저하 또는 증가시키고, 그 양에 따라서, 상기 제2 처리에서 상기 광원의 광량을 증가 또는 저하시키며, 상기 표시하는 화상의 원래 계조에 의한 휘도에 근접시키는 것을 특징으로 하는 표시 장치 구동 회로.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제1 처리에 관하여, 상기 표시하는 화상의 계조 및 그 범위에 대응시키는 상기 투과율 및 그 범위를, 상기 온도에 따라서, 또한, 상기 소자에서의 투과율간의 천이에 대한 응답 속도의 특성에 따라서, 저측 또는 고측의 일부를 사용하도록 변경하는 것을 특징으로 하는 표시 장치 구동 회로.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 소자는, TN 액정 소자이며, 인가 전압이 없을 때에 계조가 최대로 되고, 계조가 높은 상태로의 천이가 상대적으로 느린 특성이며,
    상기 제1 처리에서는, 상기 온도가 상기 기준 온도 미만인 경우에는, 상기 표시하는 화상의 계조 범위를, 상기 기준 온도 이상인 경우의 해당 계조 범위에 비하여, 저측의 일부로 압축하고,
    또한, 상기 제2 처리에서는, 상기 광원의 광량을 증가시키도록 제어하는 것을 특징으로 하는 표시 장치 구동 회로.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 소자는, VA 액정 소자이며, 인가 전압이 없을 때에 계조가 최소로 되고, 계조가 낮은 상태로부터 중간 상태로의 천이가 상대적으로 느린 특성이며,
    상기 제1 처리에서는, 상기 온도가 상기 기준 온도 미만인 경우에는, 상기 표시하는 화상의 계조 범위를, 상기 기준 온도 이상인 경우의 해당 계조 범위에 비하여, 고측의 일부로 압축하고,
    또한, 상기 제2 처리에서는, 상기 광원의 광량을 저하시키도록 제어하는 것을 특징으로 하는 표시 장치 구동 회로.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 계조에 대응한 계조 전압을 생성하여 상기 액정 소자에 출력하는 계조 전압 생성 회로와,
    상기 제1 처리에 관하여, 상기 소자의 부근의 온도 정보를 수취하고, 상기 온도에 따라서 상기 계조 전압 생성 회로에 공급하는 기준 전압값을 변경하는 셀렉터 회로와,
    상기 제2 처리에 관하여, 상기 소자의 부근의 온도 정보를 수취하고, 상기 온도에 따라서 상기 광원의 광량을 변경하는 제어를 행하는 광원 제어 회로
    를 갖는 것을 특징으로 하는 표시 장치 구동 회로.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 계조에 대응한 계조 전압을 생성하여 상기 액정 소자에 출력하는 계조 전압 생성 회로와,
    상기 계조 전압 생성 회로에 공급하는 복수의 γ 조정 설정값이 저장되는 레지스터 회로와,
    상기 제1 처리에 관하여, 상기 소자의 부근의 온도 정보를 수취하고, 상기 온도에 따라서 상기 계조 전압 생성 회로에 공급하는 γ 조정 설정값을 변경하는 셀렉터 회로와,
    상기 제2 처리에 관하여, 상기 소자의 부근의 온도 정보를 수취하고, 상기 온도에 따라서 상기 광원의 광량을 변경하는 제어를 행하는 광원 제어 회로
    를 갖는 것을 특징으로 하는 표시 장치 구동 회로.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 계조에 대응한 계조 전압을 생성하여 상기 액정 소자에 출력하고, 상기 표시하는 화상의 계조수보다도 많은 수의 해당 계조 전압을 생성하는, 계조 전압 생성 회로와,
    상기 제1 처리에 관하여, 상기 소자의 부근의 온도 정보를 수취하고, 상기 온도에 따라서 상기 계조 전압 생성 회로에서 생성하는 상기 계조 전압을 선택하는 셀렉터 회로와,
    상기 제2 처리에 관하여, 상기 소자의 부근의 온도 정보를 수취하고, 상기 온도에 따라서 상기 광원의 광량을 변경하는 제어를 행하는 광원 제어 회로
    를 갖는 것을 특징으로 하는 표시 장치 구동 회로.
  10. 제5항에 있어서,
    상기 제1 처리에 관하여, 상기 화상의 표시 데이터에서의 계조값에 대하여, 상기 온도에 따라서, 1 이하의 일정값(β)을 승산함으로써, 해당 표시 데이터의 계조 범위를 저측으로 압축하는 연산을 행하는 회로를 갖는 것을 특징으로 하는 표시 장치 구동 회로.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 액정 소자에의 계조 전압에 대하여 화상간의 계조 차분값에 따른 계수를 승산하여 오버드라이브하는 회로를 갖고,
    상기 제1 처리에서의 상기 압축에 의해 전체 계조 범위 중에서 사용되지 않게 된 계조에 대한 계조 전압을 상기 오버드라이브에 사용하는 것을 특징으로 하는 표시 장치 구동 회로.
  12. 광량을 제어 가능한 광원 및 상기 광원의 전면측에 배치된 광의 투과율이 제어되는 소자를 제어함으로써 표시를 행하는 표시 장치로서,
    상기 소자의 부근의 온도 상태가 기준 온도 미만일 때에는, 전체 출력 계조 중 상기 기준 온도 이상일 때의 상기 소자에서의 응답 속도가 상대적으로 빠른 일 부 계조 범위를 표시에 사용하도록, 표시하는 화상의 계조에 대응시키는 상기 소자의 투과율을 변경하는 제1 처리를 행하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  13. 광량을 제어 가능한 광원 및 상기 광원의 전면측에 배치된 광의 투과율이 제어되는 소자를 제어함으로써 표시를 행하는 표시 장치로서,
    상기 소자의 부근의 온도 상태가 기준 온도 미만일 때에는, 전체 출력 계조 중 상기 기준 온도 이상일 때의 상기 소자에서의 응답 속도가 상대적으로 빠른 일부 계조 범위를 표시에 사용하도록,
    표시하는 화상의 계조에 대응시키는 상기 소자의 투과율을 변경하는 제1 처리와,
    상기 투과율의 변경에 대응시켜 상기 광원의 광량을 변경하는 제2 처리
    를 행하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1 처리에서 상기 투과율을 저측 또는 고측으로 압축하여 상기 소자의 표시 휘도를 저하 또는 증가시키고, 그 양에 따라서, 상기 제2 처리에서 상기 광원의 광량을 증가 또는 저하시키며, 상기 표시하는 화상의 원래 계조에 의한 휘도에 근접시키는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 제1 처리에 관하여, 상기 표시하는 화상의 계조 및 그 범위에 대응시키는 상기 투과율 및 그 범위를, 상기 온도에 따라서, 또한, 상기 소자에서의 투과율간의 천이에 대한 응답 속도의 특성에 따라서, 저측 또는 고측의 일부를 사용하도록 변경하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 소자는, TN 액정 소자이며, 인가 전압이 없을 때에 계조가 최대로 되고, 계조가 높은 상태로의 천이가 상대적으로 느린 특성이며,
    상기 제1 처리에서는, 상기 온도가 기준 온도 미만인 경우에는, 상기 표시하는 화상의 계조 범위를, 상기 기준 온도 이상인 경우의 해당 계조 범위에 비하여, 저측의 일부로 압축하고,
    또한, 상기 제2 처리에서는, 상기 광원의 광량을 증가시키도록 제어하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 소자는, VA 액정 소자이며, 인가 전압이 없을 때에 계조가 최소로 되고, 계조가 낮은 상태로부터 중간 상태로의 천이가 상대적으로 느린 특성이며,
    상기 제1 처리에서는, 상기 온도가 기준 온도 미만인 경우에는, 상기 표시하는 화상의 계조 범위를, 상기 기준 온도 이상인 경우의 해당 계조 범위에 비하여, 고측의 일부로 압축하고,
    또한, 상기 제2 처리에서는, 상기 광원의 광량을 저하시키도록 제어하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 계조에 대응한 계조 전압을 생성하여 상기 액정 소자에 출력하는 계조 전압 생성 회로와,
    상기 제1 처리에 관하여, 상기 소자의 부근의 온도 정보를 수취하고, 상기 온도에 따라서 상기 계조 전압 생성 회로에 공급하는 기준 전압값을 변경하는 셀렉터 회로와,
    상기 제2 처리에 관하여, 상기 소자의 부근의 온도 정보를 수취하고, 상기 온도에 따라서 상기 광원의 광량을 변경하는 제어를 행하는 광원 제어 회로
    를 갖는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 계조에 대응한 계조 전압을 생성하여 상기 액정 소자에 출력하는 계조 전압 생성 회로와,
    상기 계조 전압 생성 회로에 공급하는 복수의 γ 조정 설정값이 저장되는 레지스터 회로와,
    상기 제1 처리에 관하여, 상기 소자의 부근의 온도 정보를 수취하고, 상기 온도에 따라서 상기 계조 전압 생성 회로에 공급하는 γ 조정 설정값을 변경하는 셀렉터 회로와,
    상기 제2 처리에 관하여, 상기 소자의 부근의 온도 정보를 수취하고, 상기 온도에 따라서 상기 광원의 광량을 변경하는 제어를 행하는 광원 제어 회로
    를 갖는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  20. 제16항에 있어서,
    상기 계조에 대응한 계조 전압을 생성하여 상기 액정 소자에 출력하고, 상기 표시하는 화상의 계조수보다도 많은 수의 해당 계조 전압을 생성하는, 계조 전압 생성 회로와,
    상기 제1 처리에 관하여, 상기 소자의 부근의 온도 정보를 수취하고, 상기 온도에 따라서 상기 계조 전압 생성 회로에서 생성하는 상기 계조 전압을 선택하는 셀렉터 회로와,
    상기 제2 처리에 관하여, 상기 소자의 부근의 온도 정보를 수취하고, 상기 온도에 따라서 상기 광원의 광량을 변경하는 제어를 행하는 광원 제어 회로
    를 갖는 것을 특징으로하는 표시 장치.
  21. 제16항에 있어서,
    상기 제1 처리에 관하여, 상기 화상의 표시 데이터에서의 계조값에 대하여, 상기 온도에 따라서, 1 이하의 일정값(β)을 승산함으로써, 상기 표시 데이터의 계조 범위를 저측으로 압축하는 연산을 행하는 회로를 갖는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  22. 제20항에 있어서,
    상기 액정 소자에의 계조 전압에 대하여 화상간의 계조 차분값에 따른 계수를 승산하여 오버드라이브하는 회로를 갖고,
    상기 제1 처리에서의 상기 압축에 의해 전체 계조 범위 중에서 사용되지 않게 된 계조에 대한 계조 전압을 상기 오버드라이브에 사용하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
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