WO2013011744A1 - 液晶表示装置およびその駆動方法 - Google Patents

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WO2013011744A1
WO2013011744A1 PCT/JP2012/063721 JP2012063721W WO2013011744A1 WO 2013011744 A1 WO2013011744 A1 WO 2013011744A1 JP 2012063721 W JP2012063721 W JP 2012063721W WO 2013011744 A1 WO2013011744 A1 WO 2013011744A1
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adjacent
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liquid crystal
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木村 謙一
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シャープ株式会社
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    • G09G2340/00Aspects of display data processing
    • G09G2340/16Determination of a pixel data signal depending on the signal applied in the previous frame

Definitions

  • the present invention relates to a display device, and more particularly to an active matrix liquid crystal display device and a driving method thereof.
  • overshoot drive also called overdrive drive
  • overshoot driving a voltage corresponding to a higher gradation than the target gradation is applied to the liquid crystal when the display gradation is increased, and a voltage corresponding to a gradation lower than the target gradation is applied when the display gradation is decreased.
  • This is a driving method applied to the liquid crystal.
  • the liquid crystal display device that performs overshoot driving has a problem that when a specific color is displayed, a horizontal electric field is generated between two adjacent sub-pixels, and the response speed of the liquid crystal panel is lowered.
  • This problem will be described with reference to FIG. 11 and FIG. 11 and 12 show a cross section of the liquid crystal panel.
  • the liquid crystal panel has a structure in which a liquid crystal layer 92 is sandwiched between two glass substrates 91a and 91b.
  • One glass substrate 91a is provided with a thin film transistor (not shown), a pixel electrode 93, and the like, and the other glass substrate 91b is provided with a counter electrode 94, a color filter 95, and the like.
  • a color pixel included in the liquid crystal panel includes three sub-pixels 96r, 96g, and 96b.
  • the liquid crystal panel shown in FIGS. 11 and 12 is assumed to be a normally black type.
  • a high voltage VM corresponding to the maximum gradation is applied to the liquid crystal layer 92 in any of the three sub-pixels 96r, 96g, and 96b (see FIG. 11).
  • the same voltage VM is applied to the liquid crystal layer 92 of the sub-pixel 96g as in the white display, but is applied to the liquid crystal layer 92 of the sub-pixels 96r and 96b. Voltage remains almost zero (see FIG. 12).
  • a lateral electric field 90 is generated between the sub-pixels 96r and 96g and between the sub-pixels 96g and 96b.
  • the response speed of the liquid crystal panel decreases.
  • the higher the voltage VM the stronger the lateral electric field 90 and the lower the response speed.
  • the response speed is likely to decrease as the gradation difference between two adjacent sub-pixels increases. For example, in a normally black type RGB liquid crystal panel, the response speed is significantly reduced when displaying red, green, blue, or colors close to these.
  • the overshoot gradation when the display gradation changes from near the minimum value to near the maximum value is made lower than the original.
  • Methods are conventionally known. For example, when 256-level gradation display is performed, the overshoot gradation when the display gradation changes from 0 to 255 is set to 240 instead of 255. According to this method, even in the case shown in FIG. 12, the lateral electric field 90 can be suppressed and the response speed can be improved by reducing the voltage VM applied to the liquid crystal layer 92 of the sub-pixel 96g.
  • Patent Document 1 discloses that when the luminance of an image frame changes in the order of low luminance gradation, low luminance gradation, and medium luminance gradation in order to improve moving image display performance, A liquid crystal display device is described in which the medium luminance gradation is replaced with a higher overshoot gradation, and the low luminance gradation immediately before the intermediate luminance gradation is replaced with a higher pretilt gradation.
  • the liquid crystal display device described in Patent Document 1 cannot solve the problem that the response speed is lowered by a lateral electric field.
  • the method of making the overshoot gradation lower than the original in the case of a normally white type, higher than the original
  • the response speed when white display is performed after black display is lower than when this method is not used.
  • the decrease in response speed due to the lateral electric field occurs not only in a liquid crystal display device that performs overshoot driving, but also in a liquid crystal display device that does not perform overshoot driving.
  • an object of the present invention is to provide a liquid crystal display device that improves the response speed when displaying a specific color without reducing the response speed when displaying white or black.
  • a first aspect of the present invention is an active matrix liquid crystal display device, A liquid crystal panel in which sub-pixels constituting color pixels are arranged two-dimensionally; An adjacent tone correction unit that corrects the tone of the sub-pixel included in the video signal; A drive circuit for driving the liquid crystal panel based on the corrected video signal obtained by the adjacent tone correction unit;
  • the adjacent gradation correction unit corresponds to a liquid crystal applied voltage in which the gradation of the target subpixel is higher than the gradation of the adjacent subpixel with respect to the video signal, and between the target subpixel and the adjacent subpixel.
  • An overshoot processing unit that performs overshoot processing on the input video signal is further provided.
  • the adjacent tone correction unit performs the correction process on the video signal after the overshoot processing obtained by the overshoot processing unit.
  • the liquid crystal panel is normally black type
  • the adjacent gradation correction unit obtains a second value corresponding to the gradation of the target subpixel when the gradation of the target subpixel is equal to or higher than the first value, and the gradation of the adjacent subpixel is the first value. When the value is lower than 2, the gradation of the adjacent sub-pixel is corrected to the second value.
  • the adjacent gradation correction unit includes a lookup table that stores the minimum gradation of the adjacent subpixel in association with the gradation of the target subpixel, and performs the correction process using the lookup table. To do.
  • the adjacent gradation correction unit includes a plurality of the lookup tables, and switches a lookup table used in the correction processing according to an arrangement position of the adjacent sub pixels with respect to the target sub pixel.
  • the liquid crystal panel is normally white type
  • the adjacent gradation correction unit obtains a second value corresponding to the gradation of the target sub-pixel when the gradation of the target sub-pixel is equal to or less than a first value, and the gradation of the adjacent sub-pixel is the first value When the value is higher than 2, the gradation of the adjacent sub-pixel is corrected to the second value.
  • a seventh aspect of the present invention is the sixth aspect of the present invention.
  • the adjacent gradation correction unit includes a lookup table that stores the maximum gradation of the adjacent sub-pixel in association with the gradation of the target sub-pixel, and performs the correction process using the lookup table. To do.
  • the adjacent gradation correction unit includes a plurality of the lookup tables, and switches a lookup table used in the correction processing according to an arrangement position of the adjacent sub pixels with respect to the target sub pixel.
  • the adjacent tone correction unit includes a plurality of look-up tables, and switches the look-up table used in the correction processing according to the arrangement position of the adjacent sub-pixels with respect to the target sub-pixel.
  • the sub-pixel has a longitudinal direction and a lateral direction
  • the adjacent gradation correction unit performs the correction process using two sub-pixels arranged adjacent to each other in the lateral direction among the four sub-pixels arranged around the target sub-pixel as the adjacent sub-pixel. It is characterized by performing.
  • the adjacent gradation correction unit performs the correction process using four sub-pixels arranged around the target sub-pixel as the adjacent sub-pixel.
  • the adjacent gradation correction unit performs the correction process on an input video signal.
  • a thirteenth aspect of the present invention is a driving method of an active matrix type liquid crystal display device having a liquid crystal panel in which sub-pixels constituting color pixels are two-dimensionally arranged. Correcting the gradation of sub-pixels included in the video signal; Driving the liquid crystal panel based on the corrected video signal, The correcting step corresponds to a liquid crystal applied voltage in which the gradation of the target subpixel is higher than the gradation of the adjacent subpixel with respect to the video signal, and between the target subpixel and the adjacent subpixel. When it is determined that the gradation difference is large, correction processing is performed to correct the gradation of the adjacent sub-pixel so that the gradation difference becomes small.
  • the gradation of the adjacent sub-pixel is corrected so that the gradation difference becomes small.
  • the horizontal electric field generated between two adjacent subpixels can be suppressed, and the response speed of the liquid crystal panel can be improved.
  • the response speed does not decrease compared to the case where the correction is not performed. Therefore, the response speed when displaying a specific color can be improved without reducing the response speed when displaying white or black.
  • the adjacent gradation correction unit is used to reduce the gradation difference.
  • the horizontal electric field generated between two adjacent sub-pixels can be suppressed, and the response speed when displaying a specific color can be improved without reducing the response speed when displaying white or black. .
  • the correction for increasing the gradation of the adjacent sub-pixel according to the gradation of the target sub-pixel is performed. Done.
  • the horizontal electric field generated between two adjacent sub-pixels is suppressed, and the response when displaying a specific color on a normally black liquid crystal panel without reducing the response speed when displaying white. Speed can be improved.
  • the adjacent area suitable for a normally black liquid crystal panel is used.
  • the gradation correction unit can be easily configured.
  • the influence of the target subpixel from the adjacent subpixel is considered by switching the lookup table used in the correction process according to the arrangement position of the adjacent subpixel.
  • the gradation of adjacent subpixels can be suitably corrected, and the response speed when displaying a specific color can be improved.
  • the correction that lowers the gray level of the adjacent sub-pixel according to the gray level of the target sub-pixel is performed. Done.
  • the horizontal electric field generated between two adjacent sub-pixels is suppressed, and the response when displaying a specific color on a normally white liquid crystal panel without reducing the response speed during black display. Speed can be improved.
  • the seventh aspect of the present invention by using a look-up table that stores the maximum gradation of adjacent sub-pixels in association with the gradation of the target sub-pixel, the adjacent area suitable for a normally white liquid crystal panel is used.
  • the gradation correction unit can be easily configured.
  • the lateral electric field generated between two subpixels adjacent to the target subpixel in the lateral direction is suppressed, and the response speed when displaying a specific color is improved. be able to.
  • the horizontal electric field generated between the target subpixel and the surrounding four subpixels can be suppressed, and the response speed when displaying a specific color can be improved.
  • the response speed when displaying a specific color is improved without reducing the response speed when displaying white or black. can do.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention. It is a figure which shows the example of the look-up table contained in the overshoot process part of the liquid crystal display device shown in FIG.
  • FIG. 2 is a diagram showing an arrangement of subpixels in the liquid crystal panel of the liquid crystal display device shown in FIG. 1. It is a figure which shows the example of the look-up table contained in the adjacent gradation correction
  • FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention.
  • a liquid crystal display device 10 shown in FIG. 1 includes a liquid crystal panel 1, a display control circuit 2, a scanning signal line driving circuit 3, a data signal line driving circuit 4, an overshoot processing unit 5, and an adjacent gradation correcting unit 11.
  • This is an active matrix liquid crystal display device.
  • m is an integer of 2 or more and n is a multiple of 3.
  • the liquid crystal panel 1 includes m scanning signal lines (not shown), n data signal lines (not shown), and (m ⁇ n) sub-pixels 6 arranged two-dimensionally. It is out.
  • the m scanning signal lines are arranged in parallel to each other.
  • the n data signal lines are arranged in parallel to each other so as to be orthogonal to the scanning signal lines.
  • One (m ⁇ n) sub-pixels 6 are provided near the intersection of the scanning signal line and the data signal line.
  • the sub-pixel 6 includes a thin film transistor (not shown) that functions as an active element, and functions as one of an R sub-pixel that displays red, a G sub-pixel that displays green, and a B sub-pixel that displays blue. .
  • the R sub-pixel, the G sub-pixel, and the B sub-pixel are arranged side by side in the scanning signal line extending direction (horizontal direction in FIG. 1), and three sub-pixels constitute one color pixel.
  • the liquid crystal panel 1 is a normally black type.
  • the display control circuit 2 is a control circuit for the liquid crystal display device 10.
  • the display control circuit 2 outputs a control signal C 1 to the scanning signal line drive circuit 3 and outputs a control signal C 2 to the data signal line drive circuit 4.
  • the control signal C1 includes, for example, a gate start pulse and a gate clock.
  • the control signal C2 includes, for example, a source start pulse and a source clock.
  • the scanning signal line driving circuit 3 and the data signal line driving circuit 4 are driving circuits for the liquid crystal panel 1.
  • the scanning signal line drive circuit 3 selects one scanning signal line from the m scanning signal lines based on the control signal C1, and applies a predetermined selection voltage (for example, high level voltage) to the selected scanning signal line. Apply.
  • the data signal line drive circuit 4 Based on the control signal C2, the data signal line drive circuit 4 applies a voltage (hereinafter referred to as a gradation voltage) corresponding to the corrected video signal X3 output from the adjacent gradation correction unit 11 to the data signal line.
  • a selection voltage is applied to one scanning signal line and a gradation voltage is applied to n data signal lines, different gradation voltages are written in the n sub-pixels 6 respectively.
  • the luminance of the sub-pixel 6 changes according to the written gradation voltage. Therefore, a desired image can be displayed on the liquid crystal panel 1 by writing gradation voltages to the (m ⁇ n) sub-pixels 6 using the scanning signal line driving circuit 3 and the data signal line driving circuit 4. .
  • the video signal X1 is input to the liquid crystal display device 10 as an input video signal from the outside.
  • the overshoot processing unit 5 performs overshoot processing on the video signal X1, and outputs the video signal X2 after the overshoot processing.
  • the adjacent tone correction unit 11 is provided after the overshoot processing unit 5 and before the data signal line driving circuit 4.
  • the adjacent gradation correction unit 11 performs a process of correcting the gradation of the sub-pixel on the video signal X2 after the overshoot process, and outputs the corrected video signal X3.
  • the corrected video signal X3 is supplied to the data signal line driving circuit 4 and used for driving the liquid crystal panel 1.
  • the overshoot processing unit 5 includes a frame memory 7 and a lookup table (Look Up Table: hereinafter referred to as LUT) 8.
  • the frame memory 7 has a capacity capable of storing a video signal for at least one frame.
  • the video signal X1 is stored in the frame memory 7 and read from the frame memory 7 after one frame period.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the LUT 8.
  • the LUT 8 stores the gradation after overshoot processing in association with the combination of the gradation of the previous frame and the gradation of the current frame.
  • the gradation after overshoot processing is higher than the gradation of the current frame when the gradation of the current frame is higher than the gradation of the previous frame, and the gradation of the current frame is lower than the gradation of the previous frame.
  • the gradation is determined to be lower than the gradation of the current frame.
  • the overshoot processing unit 5 extracts the gradation of the current frame from the video signal X1, and extracts the gradation of the previous frame (the gradation corresponding to the gradation of the current frame) from the video signal read from the frame memory 7.
  • the overshoot processing unit 5 obtains the gradation after the overshoot processing by subtracting the LUT 8 using the combination of the gradation of the previous frame and the gradation of the current frame. For example, when the gradation of the previous frame is 4 and the gradation of the current frame is 16, the gradation after the overshoot process is 23.
  • the overshoot processing unit 5 obtains the LUT 8 multiple times using the combination of gradations close to those gradations.
  • the gradation after the overshoot process is obtained by performing an interpolation operation on the obtained value.
  • the overshoot processing unit 5 outputs the video signal X2 after the overshoot process including the gradation obtained by these processes.
  • the overshoot processing unit 5 compares the gradation of the previous frame and the gradation of the current frame with respect to the video signal X1, and when the gradation of the current frame is higher, the gradation of the current frame is made higher. When the gradation of the current frame is lower, an overshoot process for lowering the gradation of the current frame is performed.
  • the adjacent gradation correction unit 11 has the gradation of the target subpixel higher than the gradation of the adjacent subpixel with respect to the video signal X2 after the overshoot process, and the level between the target subpixel and the adjacent subpixel. When it is determined that the tone difference is large, processing is performed to correct the gradation of the adjacent sub-pixel so as to reduce the gradation difference.
  • FIG. 3 is a diagram showing the arrangement of sub-pixels in the liquid crystal panel 1.
  • the sub-pixel 6 shown in FIG. 3 has a shape in which the vertical direction is longer than the horizontal direction.
  • the central sub-pixel is called a target sub-pixel SX
  • the four sub-pixels arranged around the target sub-pixel SX are a left sub-pixel SL, a right sub-pixel SR, an upper sub-pixel SU, and a lower sub-pixel SX.
  • This is called a side subpixel SD.
  • the target subpixel SX is affected by the surrounding four subpixels SL, SR, SU, and SD.
  • the adjacent gradation correction unit 11 treats the left subpixel SL and the right subpixel SR as adjacent subpixels.
  • the sub-pixel 6 has a longitudinal direction and a short-side direction, and is arranged adjacent to the short-side direction among the four sub-pixels arranged around the target sub-pixel SX. Two subpixels SL and SR are adjacent subpixels.
  • the adjacent tone correction unit 11 includes an LUT 12.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the LUT 12.
  • the LUT 12 stores the minimum gradation of the adjacent sub-pixel in association with the gradation of the target sub-pixel.
  • the gradation of the target sub-pixel is the gradation after the overshoot processing of the target sub-pixel SX.
  • the minimum gradation of the adjacent subpixel is the minimum value of the gradation after correction of the adjacent subpixels SL and SR.
  • the adjacent gradation correction unit 11 corrects the gradation of the adjacent subpixels SL and SR using the LUT 12. More specifically, when the gradation of the target subpixel SX is included in the first column of the LUT 12, the adjacent gradation correction unit 11 reads the minimum gradation of the corresponding adjacent subpixel from the second column of the LUT12. (Hereinafter, the read gradation is referred to as Zm). The adjacent gradation correction unit 11 corrects the gradation of the left subpixel SL to Zm when the gradation of the left subpixel SL is lower than Zm. The adjacent gradation correction unit 11 corrects the gradation of the right sub-pixel SR to Zm when the gradation of the right sub-pixel SR is lower than Zm. When the gradation of the target subpixel SX is not included in the first column of the LUT 12, the adjacent gradation correction unit 11 does not correct the gradation of the left subpixel SL or the gradation of the right subpixel SR.
  • the adjacent gradation correction unit 11 corrects the gradation of the left subpixel SL to 12.
  • the adjacent gradation correction unit 11 corrects the gradation of the left subpixel SL to 25.
  • the adjacent gradation correction unit 11 does not correct the gradation of the left subpixel SL.
  • the difference between the gray level of the target sub pixel and the minimum gray level of the corresponding adjacent sub pixel is 230. Therefore, by correcting the gradation of the sub-pixel using the LUT 12 shown in FIG. 4, the gradation difference between the target sub-pixel and the adjacent sub-pixel can be reduced to 230 or less.
  • FIG. 5 is a diagram showing a response waveform when green display is performed after black display in a conventional liquid crystal display device.
  • the luminance of the pixel starts to change at time t1, and reaches about 75% of the final luminance L1 at time t2 after one frame period.
  • the luminance of the pixel rises slowly and reaches the final luminance L1 after a period of several tens of frames.
  • a horizontal electric field is generated between two adjacent sub-pixels, and the response speed of the liquid crystal panel is lowered.
  • the adjacent gradation correction unit 11 has a gradation difference between the target subpixel and the adjacent subpixel with respect to the video signal X2 after the overshoot process.
  • a process of correcting the gradation of the adjacent sub-pixel is performed so that the gradation difference is small.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a response waveform when the green display is performed after the black display in the liquid crystal display device 10 according to the present embodiment.
  • the luminance of the pixel starts to change at time t1, and reaches final luminance L1 at time t2 after one frame period.
  • the liquid crystal display device 10 it is possible to suppress a horizontal electric field generated between two adjacent sub-pixels and improve a response speed when displaying a specific color such as red, green, and blue. .
  • the adjacent gradation correction unit 11 corrects the gradation of the adjacent sub-pixels to be high (that is, corrects so as to correspond to a higher liquid crystal applied voltage), so that the response speed is lower than when no correction is performed. None do. Therefore, the response speed when displaying a specific color can be improved without reducing the response speed when displaying white.
  • the gradation of the target subpixel is higher than the gradation of the adjacent subpixel (that is, the gradation of the target subpixel is the level of the adjacent subpixel).
  • Response to white display by correcting the gradation of the adjacent sub-pixel higher when the difference in gradation between the target sub-pixel and the adjacent sub-pixel is large.
  • the response speed when displaying a specific color can be improved without reducing the speed.
  • the response speed when displaying a specific color is improved without reducing the response speed when displaying white. can do.
  • the adjacent gradation correction unit 11 stores the second value (LUT 12) corresponding to the gradation of the target subpixel SX when the gradation of the target subpixel SX is equal to or higher than the first value (240 in FIG. 4).
  • the minimum gradation of the adjacent subpixels SL and SR is obtained, and when the gradation of the adjacent subpixels SL and SR is lower than the second value, the gradation of the adjacent subpixels SL and SR is corrected to the second value. Accordingly, the response speed when displaying a specific color on the normally black liquid crystal panel 1 can be improved without reducing the response speed during white display.
  • the adjacent gradation correction unit 11 suitable for the normally black liquid crystal panel 1 can be easily configured. be able to. Further, by treating two subpixels SL and SR arranged adjacent to each other in the lateral direction as adjacent subpixels, a horizontal electric field generated between the target subpixel SX and the two subpixels SL and SR is generated. It is possible to suppress and improve the response speed when displaying a specific color.
  • FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a liquid crystal display device according to the second embodiment of the present invention.
  • the liquid crystal display device 20 illustrated in FIG. 7 is obtained by replacing the adjacent gradation correction unit 11 with the adjacent gradation correction unit 21 in the liquid crystal display device 10 according to the first embodiment.
  • the same referential mark is attached
  • the adjacent gradation correction unit 21 is provided after the overshoot processing unit 5 and before the data signal line driving circuit 4.
  • the adjacent gradation correction unit 21 performs a process of correcting the gradation of the sub-pixel on the video signal X2 after the overshoot process, and outputs the corrected video signal X3.
  • the adjacent tone correction unit 21 includes two LUTs 22a and 22b.
  • the LUT 12 shown in FIG. 4 is used as the LUT 22a.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an example of the LUT 22b.
  • the LUT 22b has the same configuration as the LUT 22a. The contents of the LUT 22b are different from the LUT 22a.
  • the adjacent gradation correction unit 21 treats the left subpixel SL and the right subpixel SR as adjacent subpixels.
  • the adjacent gradation correction unit 21 corrects the gradation of the left sub-pixel SL using the LUT 22a, and corrects the gradation of the right sub-pixel SR using the LUT 22b. More specifically, when the gradation of the target subpixel SX is included in the first column of the LUT 22a, the adjacent gradation correction unit 21 reads the minimum gradation of the corresponding adjacent subpixel from the second column of the LUT 22a. (Hereinafter, the read gradation is referred to as Zma). The adjacent gradation correction unit 21 corrects the gradation of the left sub-pixel SL to Zma when the gradation of the left sub-pixel SL is lower than Zma. When the gradation of the target subpixel SX is not included in the first column of the LUT 22a, the adjacent gradation correction unit 21 does not correct the gradation of the left subpixel SL.
  • the adjacent gradation correction unit 21 reads out the minimum gradation of the corresponding adjacent sub-pixel from the second column of the LUT 22b (hereinafter, read out).
  • the gradation is called Zmb).
  • the adjacent gradation correction unit 21 corrects the gradation of the right sub-pixel SR to Zmb when the gradation of the right sub-pixel SR is lower than Zmb.
  • the adjacent gradation correction unit 21 does not correct the gradation of the right subpixel SR.
  • the adjacent gradation correction unit 21 includes a plurality of LUTs 22a and 22b, and depends on the arrangement position of the adjacent subpixels SL and SR with respect to the target subpixel SX.
  • the LUT used in the correction process is switched. Therefore, according to the liquid crystal display device 20 according to the present embodiment, the gradation of the adjacent subpixels SL and SR is preferably corrected in consideration of the influence of the target subpixel SX from the adjacent subpixels SL and SR, and a specific The response speed when displaying colors can be improved better.
  • FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of a liquid crystal display device according to the third embodiment of the present invention.
  • the liquid crystal display device 30 illustrated in FIG. 9 is obtained by replacing the adjacent gradation correction unit 11 with the adjacent gradation correction unit 31 in the liquid crystal display device 10 according to the first embodiment.
  • the adjacent gradation correction unit 31 is provided after the overshoot processing unit 5 and before the data signal line driving circuit 4.
  • the adjacent gradation correction unit 31 performs a process of correcting the gradation of the sub-pixel on the video signal X2 after the overshoot process, and outputs the corrected video signal X3.
  • the adjacent tone correction unit 31 includes four LUTs 32a to 32d.
  • the LUTs 32a to 32d have the same configuration as the LUT 12 shown in FIG. The contents of the LUTs 32a to 32d are different from each other.
  • the adjacent tone correction unit 31 treats the left subpixel SL, right subpixel SR, upper subpixel SU, and lower subpixel SD as adjacent subpixels.
  • the adjacent gradation correction unit 31 corrects the gradation of the left sub-pixel SL using the LUT 32a. More specifically, when the gradation of the target subpixel SX is included in the first column of the LUT 32a, the adjacent gradation correction unit 31 reads the minimum gradation of the corresponding adjacent subpixel from the second column of the LUT 32a. (Hereinafter, the read gradation is referred to as Zma). The adjacent gradation correction unit 31 corrects the gradation of the left sub-pixel SL to Zma when the gradation of the left sub-pixel SL is lower than Zma.
  • the adjacent gradation correcting unit 31 does not correct the gradation of the left subpixel SL.
  • the adjacent gradation correction unit 31 corrects the gradation of the right sub-pixel SR using the LUT 32b, corrects the gradation of the upper sub-pixel SU using the LUT 32c, and the lower sub-pixel SD using the LUT 32d. To correct the tone.
  • the adjacent gradation correction unit 31 includes a plurality of LUTs 32a to 32d, and the arrangement of the adjacent subpixels SL, SR, SU, SD with respect to the target subpixel SX.
  • the LUT used for correction processing is switched according to the position. Therefore, according to the liquid crystal display device 30 according to the present embodiment, the gradations of the adjacent subpixels SL, SR, SU, SD are considered in consideration of the influence of the target subpixel SX from the adjacent subpixels SL, SR, SU, SD. Can be suitably corrected, and the response speed when displaying a specific color can be improved.
  • the adjacent gradation correction unit 31 treats the four subpixels SL, SR, SU, and SD arranged around the target subpixel SX as adjacent subpixels. Thereby, the horizontal electric field generated between the target sub-pixel SX and the surrounding four sub-pixels SL, SR, SU, SD can be suppressed, and the response speed when displaying a specific color can be improved.
  • the adjacent tone correction unit only needs to include one LUT.
  • the adjacent gradation correction unit uses the same LUT when correcting the gradation of the adjacent subpixels SL, SR, SU, SD.
  • the influence from the left sub-pixel SL and the influence from the right sub-pixel SR are the same, and the influence from the upper sub-pixel SU and the influence from the lower sub-pixel SD are the same,
  • the correction unit only needs to include two LUTs.
  • the adjacent gradation correction unit uses one LUT when correcting the gradation of the left subpixel SL and the right subpixel SR, and corrects the gradation of the upper subpixel SU and the lower subpixel SD.
  • the other LUT is used.
  • FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of a liquid crystal display device according to the fourth embodiment of the present invention.
  • a liquid crystal display device 40 shown in FIG. 10 includes a liquid crystal panel 1, a display control circuit 2, a scanning signal line drive circuit 3, a data signal line drive circuit 4, and an adjacent gradation correction unit 11.
  • the liquid crystal display device 40 is obtained by deleting the overshoot processing unit 5 from the liquid crystal display device 10 according to the first embodiment.
  • the adjacent gradation correction unit 11 is provided in front of the data signal line driving circuit 4.
  • the video signal X1 is input to the adjacent tone correction unit 11.
  • the adjacent gradation correction unit 11 performs a process of correcting the gradation of the sub-pixel on the video signal X1, and outputs a corrected video signal X3.
  • the corrected video signal X3 is supplied to the data signal line driving circuit 4 and used for driving the liquid crystal panel 1.
  • the decrease in the response speed due to the transverse electric field occurs not only in the liquid crystal display device that performs overshoot driving but also in the liquid crystal display device that does not perform overshoot driving.
  • the response speed when displaying a specific color without reducing the response speed when displaying white or black. Can be improved.
  • a similar liquid crystal display device may be configured by deleting the overshoot processing unit 5 from the liquid crystal display devices 20 and 30 according to the second and third embodiments.
  • the liquid crystal display device of the present invention may include a normally white liquid crystal panel.
  • the adjacent gradation correction unit has a gradation of the target subpixel lower than that of the adjacent subpixel (that is, the gradation of the target subpixel is the adjacent subpixel).
  • the adjacent sub-pixel Corresponding to the liquid crystal applied voltage higher than the gradation of the pixel), and it is determined that the gradation difference between the target sub-pixel and the adjacent sub-pixel is large, the adjacent sub-pixel The gradation is corrected to be low (that is, corrected to correspond to a higher liquid crystal applied voltage).
  • the adjacent gradation correction unit obtains a second value corresponding to the gradation of the target subpixel when the gradation of the target subpixel is equal to or lower than the first value, and the gradation of the adjacent subpixel is the second value. If it is higher, the gradation of the adjacent sub-pixel may be corrected to the second value.
  • Such an adjacent gradation correction unit can be easily configured using an LUT that stores the maximum gradation of the adjacent subpixel in association with the gradation of the target subpixel.
  • the adjacent tone correction unit may include a plurality of LUTs and switch the LUT used for the correction process according to the arrangement position of the adjacent sub pixels with respect to the target sub pixel.
  • the gray level of the target sub pixel when the gray level of the target sub pixel is low and the gray level of the adjacent sub pixel is high, the gray level of the adjacent sub pixel is reduced according to the gray level of the target sub pixel. Is done. As a result, the horizontal electric field generated between two adjacent sub-pixels is suppressed, and the response when displaying a specific color on a normally white liquid crystal panel without reducing the response speed during black display. Speed can be improved.
  • the adjacent gradation correction unit corresponds to the liquid crystal applied voltage in which the gradation of the target subpixel is higher than the gradation of the adjacent subpixel with respect to the video signal, and the target subpixel and the adjacent subpixel.
  • a process of correcting the gradation of the adjacent sub-pixels may be performed so that the gradation difference becomes small.
  • the response speed when displaying a specific color is improved without reducing the response speed when displaying white or black. be able to.
  • the liquid crystal display device of the present invention has a feature that the response speed when displaying a specific color can be improved without reducing the response speed when displaying white or black, it can be used for various applications as a display device. Can be widely used.

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Abstract

 隣接階調補正部11は、オーバーシュート処理後の映像信号X2に対して、サブ画素の階調を補正する処理を行う。隣接階調補正部11は、対象サブ画素の階調が隣接サブ画素の階調よりも高い液晶印加電圧に対応し、かつ、対象サブ画素と隣接サブ画素の間の階調差が大きいと判断したときに、階調差が小さくなるように隣接サブ画素の階調を補正する。液晶パネル1の駆動には、隣接階調補正部11で求めた補正後の映像信号X3を用いる。これにより、赤、緑、青など特性の色を表示するときに、隣接する2個のサブ画素間に発生する横電界を抑制し、液晶パネル1の応答速度を改善する。

Description

液晶表示装置およびその駆動方法
 本発明は、表示装置に関し、特に、アクティブマトリクス型の液晶表示装置およびその駆動方法に関する。
 液晶表示装置では、液晶パネルの応答速度を改善するために、オーバーシュート駆動(オーバードライブ駆動とも呼ばれる)が行われる。オーバーシュート駆動は、表示階調を高くするときには目標階調よりも高い階調に応じた電圧を液晶に印加し、表示階調を低くするときには目標階調よりも低い階調に応じた電圧を液晶に印加する駆動方法である。オーバーシュート駆動を行うことにより、液晶分子の動きを速くして、応答速度を改善することができる。
 オーバーシュート駆動を行う液晶表示装置には、特定の色を表示するときに、隣接する2個のサブ画素間に横電界が発生し、液晶パネルの応答速度が低下するという問題がある。図11および図12を参照して、この問題を説明する。図11および図12には、液晶パネルの断面が記載されている。液晶パネルは、2枚のガラス基板91a、91bの間に液晶層92を挟み込んだ構造を有する。一方のガラス基板91aには薄膜トランジスタ(図示せず)や画素電極93などが設けられ、他方のガラス基板91bには対向電極94やカラーフィルタ95などが設けられる。液晶パネルに含まれるカラー画素は、3個のサブ画素96r、96g、96bで構成される。
 図11および図12に示す液晶パネルは、ノーマリーブラック型であるとする。黒表示の後に白表示を行うときには、3個のサブ画素96r、96g、96bのいずれでも液晶層92に対して、最大階調に対応した高い電圧VMが印加される(図11を参照)。これに対して、黒表示の後に緑表示を行うときには、サブ画素96gの液晶層92には白表示のときと同じ電圧VMが印加されるが、サブ画素96r、96bの液晶層92に印加される電圧はほぼゼロのままである(図12を参照)。このとき、サブ画素96r、96gの間、および、サブ画素96g、96bの間に横電界90が発生する。
 横電界90が発生すると、液晶層92内の液晶分子(図示せず)の一部は、上下方向ではなく左右方向に傾く。このように液晶分子の配向が乱れると、液晶パネルの応答速度は低下する。図12では、電圧VMが高いほど、横電界90は強くなり、応答速度は低下しやすくなる。また、隣接する2個のサブ画素間の階調差が大きいほど、応答速度は低下しやすい。例えばノーマリーブラック型でRGB方式の液晶パネルでは、赤、緑、青、あるいは、これらに近い色を表示するときに、応答速度の低下は顕著になる。
 この問題を解決する方法として、ノーマリーブラック型の液晶パネルをオーバーシュート駆動するときに、表示階調が最小値付近から最大値付近に変化するときのオーバーシュート用階調を本来よりも低くする方法が、従来から知られている。例えば256レベルの階調表示を行う場合には、表示階調が0から255に変化するときのオーバーシュート用階調を255ではなく240にする。この方法によれば、図12に示す場合でも、サブ画素96gの液晶層92に印加される電圧VMを低くすることにより、横電界90を抑制し、応答速度を改善することができる。
 なお、本件発明に関連して、特許文献1には、動画表示性能を向上させるために、画像フレームの輝度が低輝度階調、低輝度階調および中輝度階調の順に変化するときに、中輝度階調をそれよりも高いオーバーシュート用階調に置き換え、中輝度階調の直前の低輝度階調をそれよりも高いプレチルト用階調に置き換える液晶表示装置が記載されている。
日本国特開2010-113240号公報
 特許文献1に記載された液晶表示装置は、横電界によって応答速度が低下するという問題を解決することができない。また、オーバーシュート用階調を本来よりも低くする(ノーマリーホワイト型のときには、本来よりも高くする)方法には、横電界が元々発生しない場合には応答速度が逆に低下するという問題がある。例えばノーマリーブラック型の液晶パネルにこの方法を用いた場合、黒表示の後に白表示を行うときの応答速度はこの方法を用いない場合よりも低下する。なお、横電界による応答速度の低下は、オーバーシュート駆動を行う液晶表示装置だけでなく、オーバーシュート駆動を行わない液晶表示装置でも起こる。
 それ故に、本発明は、白表示あるいは黒表示のときの応答速度を低下させることなく、特定の色を表示するときの応答速度を改善した液晶表示装置を提供することを目的とする。
 本発明の第1の局面は、アクティブマトリクス型の液晶表示装置であって、
 カラー画素を構成するサブ画素を2次元状に配置した液晶パネルと、
 映像信号に含まれるサブ画素の階調を補正する隣接階調補正部と、
 前記隣接階調補正部で求めた補正後の映像信号に基づき、前記液晶パネルを駆動する駆動回路とを備え、
 前記隣接階調補正部は、前記映像信号に対して、対象サブ画素の階調が隣接サブ画素の階調よりも高い液晶印加電圧に対応し、かつ、前記対象サブ画素と前記隣接サブ画素の間の階調差が大きいと判断したときに、前記階調差が小さくなるように前記隣接サブ画素の階調を補正する補正処理を行うことを特徴とする。
 本発明の第2の局面は、本発明の第1の局面において、
 入力映像信号に対してオーバーシュート処理を行うオーバーシュート処理部をさらに備え、
 前記隣接階調補正部は、前記オーバーシュート処理部で求めたオーバーシュート処理後の映像信号に対して前記補正処理を行うことを特徴とする。
 本発明の第3の局面は、本発明の第2の局面において、
 前記液晶パネルはノーマリーブラック型であり、
 前記隣接階調補正部は、前記対象サブ画素の階調が第1の値以上のときには前記対象サブ画素の階調に対応した第2の値を求め、前記隣接サブ画素の階調が前記第2の値よりも低いときには前記隣接サブ画素の階調を前記第2の値に補正することを特徴とする。
 本発明の第4の局面は、本発明の第3の局面において、
 前記隣接階調補正部は、対象サブ画素の階調に対応づけて隣接サブ画素の最小階調を記憶したルックアップテーブルを含み、前記ルックアップテーブルを用いて前記補正処理を行うことを特徴とする。
 本発明の第5の局面は、本発明の第4の局面において、
 前記隣接階調補正部は、前記ルックアップテーブルを複数含み、前記対象サブ画素に対する前記隣接サブ画素の配置位置に応じて、前記補正処理で用いるルックアップテーブルを切り替えることを特徴とする。
 本発明の第6の局面は、本発明の第2の局面において、
 前記液晶パネルはノーマリーホワイト型であり、
 前記隣接階調補正部は、前記対象サブ画素の階調が第1の値以下のときには前記対象サブ画素の階調に対応した第2の値を求め、前記隣接サブ画素の階調が前記第2の値よりも高いときには前記隣接サブ画素の階調を前記第2の値に補正することを特徴とする。
 本発明の第7の局面は、本発明の第6の局面において、
 前記隣接階調補正部は、対象サブ画素の階調に対応づけて隣接サブ画素の最大階調を記憶したルックアップテーブルを含み、前記ルックアップテーブルを用いて前記補正処理を行うことを特徴とする。
 本発明の第8の局面は、本発明の第7の局面において、
 前記隣接階調補正部は、前記ルックアップテーブルを複数含み、前記対象サブ画素に対する前記隣接サブ画素の配置位置に応じて、前記補正処理で用いるルックアップテーブルを切り替えることを特徴とする。
 本発明の第9の局面は、本発明の第1の局面において、
 前記隣接階調補正部は、複数のルックアップテーブルを含み、前記対象サブ画素に対する前記隣接サブ画素の配置位置に応じて、前記補正処理で用いるルックアップテーブルを切り替えることを特徴とする。
 本発明の第10の局面は、本発明の第1の局面において、
 前記サブ画素は長手方向と短手方向を有し、
 前記隣接階調補正部は、前記対象サブ画素の周囲に配置された4個のサブ画素のうち短手方向に隣接して配置された2個のサブ画素を前記隣接サブ画素として前記補正処理を行うことを特徴とする。
 本発明の第11の局面は、本発明の第1の局面において、
 前記隣接階調補正部は、前記対象サブ画素の周囲に配置された4個のサブ画素を前記隣接サブ画素として前記補正処理を行うことを特徴とする。
 本発明の第12の局面は、本発明の第1の局面において、
 前記隣接階調補正部は、入力映像信号に対して前記補正処理を行うことを特徴とする。
 本発明の第13の局面は、カラー画素を構成するサブ画素を2次元状に配置した液晶パネルを有するアクティブマトリクス型の液晶表示装置の駆動方法であって、
 映像信号に含まれるサブ画素の階調を補正するステップと、
 補正後の映像信号に基づき、前記液晶パネルを駆動するステップとを備え、
 前記補正するステップは、前記映像信号に対して、対象サブ画素の階調が隣接サブ画素の階調よりも高い液晶印加電圧に対応し、かつ、前記対象サブ画素と前記隣接サブ画素の間の階調差が大きいと判断したときに、前記階調差が小さくなるように前記隣接サブ画素の階調を補正する補正処理を行うことを特徴とする。
 本発明の第1または第13の局面によれば、対象サブ画素と隣接サブ画素の間の階調差が大きいときには、階調差が小さくなるように隣接サブ画素の階調が補正される。これにより、隣接する2個のサブ画素間に発生する横電界を抑制し、液晶パネルの応答速度を改善することができる。また、隣接サブ画素の階調をより高い液晶印加電圧に対応するように補正するので、補正を行わない場合と比べて応答速度が低下することはない。したがって、白表示あるいは黒表示のときの応答速度を低下させることなく、特定の色を表示するときの応答速度を改善することができる。
 本発明の第2の局面によれば、オーバーシュート処理によって隣接する2個のサブ画素間の階調差が大きくなったときでも、隣接階調補正部を用いて階調差を小さくすることにより、隣接する2個のサブ画素間に発生する横電界を抑制し、白表示あるいは黒表示のときの応答速度を低下させることなく、特定の色を表示するときの応答速度を改善することができる。
 本発明の第3の局面によれば、対象サブ画素の階調が高く、隣接サブ画素の階調が低いときには、対象サブ画素の階調に応じて隣接サブ画素の階調を高くする補正が行われる。これにより、隣接する2個のサブ画素間に発生する横電界を抑制し、白表示のときの応答速度を低下させることなく、ノーマリーブラック型の液晶パネルで特定の色を表示するときの応答速度を改善することができる。
 本発明の第4の局面によれば、対象サブ画素の階調に対応づけて隣接サブ画素の最小階調を記憶したルックアップテーブルを用いることにより、ノーマリーブラック型の液晶パネルに適した隣接階調補正部を容易に構成することができる。
 本発明の第5、第8または第9の局面によれば、隣接サブ画素の配置位置に応じて補正処理で用いるルックアップテーブルを切り替えることにより、対象サブ画素が隣接サブ画素から受ける影響を考慮して隣接サブ画素の階調を好適に補正し、特定の色を表示するときの応答速度をより良く改善することができる。
 本発明の第6の局面によれば、対象サブ画素の階調が低く、隣接サブ画素の階調が高いときには、対象サブ画素の階調に応じて隣接サブ画素の階調を低くする補正が行われる。これにより、隣接する2個のサブ画素間に発生する横電界を抑制し、黒表示のときの応答速度を低下させることなく、ノーマリーホワイト型の液晶パネルで特定の色を表示するときの応答速度を改善することができる。
 本発明の第7の局面によれば、対象サブ画素の階調に対応づけて隣接サブ画素の最大階調を記憶したルックアップテーブルを用いることにより、ノーマリーホワイト型の液晶パネルに適した隣接階調補正部を容易に構成することができる。
 本発明の第10の局面によれば、対象サブ画素と短手方向に隣接する2個のサブ画素の間に発生する横電界を抑制し、特定の色を表示するときの応答速度を改善することができる。
 本発明の第11の局面によれば、対象サブ画素と周囲の4個のサブ画素の間に発生する横電界を抑制し、特定の色を表示するときの応答速度を改善することができる。
 本発明の第12の局面によれば、オーバーシュート駆動を行わない液晶表示装置について、白表示あるいは黒表示のときの応答速度を低下させることなく、特定の色を表示するときの応答速度を改善することができる。
本発明の第1の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。 図1に示す液晶表示装置のオーバーシュート処理部に含まれるルックアップテーブルの例を示す図である。 図1に示す液晶表示装置の液晶パネルにおけるサブ画素の配置を示す図である。 図1に示す液晶表示装置の隣接階調補正部に含まれるルックアップテーブルの例を示す図である。 従来の液晶表示装置の応答波形の例を示す図である。 図1に示す液晶表示装置の応答波形の例を示す図である。 本発明の第2の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。 図7に示す液晶表示装置の隣接階調補正部に含まれるルックアップテーブルの例を示す図である。 本発明の第3の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。 本発明の第4の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。 液晶表示装置で白表示を行うときの液晶印加電圧を示す図である。 液晶表示装置で緑表示を行うときの液晶印加電圧と横電界を示す図である。
 (第1の実施形態)
 図1は、本発明の第1の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。図1に示す液晶表示装置10は、液晶パネル1、表示制御回路2、走査信号線駆動回路3、データ信号線駆動回路4、オーバーシュート処理部5、および、隣接階調補正部11を備えたアクティブマトリクス型の液晶表示装置である。以下、mは2以上の整数、nは3の倍数であるとする。
 液晶パネル1は、m本の走査信号線(図示せず)、n本のデータ信号線(図示せず)、および、2次元状に配置された(m×n)個のサブ画素6を含んでいる。m本の走査信号線は、互いに平行に配置される。n本のデータ信号線は、走査信号線と直交するように互いに平行に配置される。(m×n)個のサブ画素6は、走査信号線とデータ信号線の交点近傍に1個ずつ設けられる。サブ画素6は、アクティブ素子として機能する薄膜トランジスタ(図示せず)を含み、赤を表示するRサブ画素、緑を表示するGサブ画素、および、青を表示するBサブ画素のいずれかとして機能する。Rサブ画素、Gサブ画素およびBサブ画素は、走査信号線の伸延方向(図1では横方向)に並べて配置され、3個のサブ画素で1個のカラー画素を構成する。以下、液晶パネル1は、ノーマリーブラック型であるとする。
 表示制御回路2は、液晶表示装置10の制御回路である。表示制御回路2は、走査信号線駆動回路3に対して制御信号C1を出力し、データ信号線駆動回路4に対して制御信号C2を出力する。制御信号C1には、例えば、ゲートスタートパルスやゲートクロックなどが含まれる。制御信号C2には、例えば、ソーススタートパルスやソースクロックなどが含まれる。
 走査信号線駆動回路3とデータ信号線駆動回路4は、液晶パネル1の駆動回路である。走査信号線駆動回路3は、制御信号C1に基づきm本の走査信号線の中から1本の走査信号線を選択し、選択した走査信号線に所定の選択電圧(例えば、ハイレベル電圧)を印加する。データ信号線駆動回路4は、制御信号C2に基づき、隣接階調補正部11から出力された補正後の映像信号X3に応じた電圧(以下、階調電圧という)をデータ信号線に印加する。
 1本の走査信号線に選択電圧を印加し、n本のデータ信号線に階調電圧を印加したとき、n個のサブ画素6にはそれぞれ異なる階調電圧が書き込まれる。サブ画素6の輝度は、書き込まれた階調電圧に応じて変化する。したがって、走査信号線駆動回路3とデータ信号線駆動回路4を用いて(m×n)個のサブ画素6に階調電圧を書き込むことにより、液晶パネル1に所望の画像を表示することができる。
 液晶表示装置10には、外部から入力映像信号として映像信号X1が入力される。オーバーシュート処理部5は、映像信号X1に対してオーバーシュート処理を行い、オーバーシュート処理後の映像信号X2を出力する。隣接階調補正部11は、オーバーシュート処理部5の後段で、データ信号線駆動回路4の前段に設けられる。隣接階調補正部11は、オーバーシュート処理後の映像信号X2に対してサブ画素の階調を補正する処理を行い、補正後の映像信号X3を出力する。補正後の映像信号X3は、データ信号線駆動回路4に供給され、液晶パネル1の駆動に用いられる。
 図1に示すように、オーバーシュート処理部5は、フレームメモリ7とルックアップテーブル(Look Up Table :以下、LUTという)8を含んでいる。フレームメモリ7は、少なくとも1フレーム分の映像信号を記憶できる容量を有する。映像信号X1は、フレームメモリ7に記憶され、1フレーム期間後にフレームメモリ7から読み出される。
 図2は、LUT8の例を示す図である。図2に示すように、LUT8は、前フレームの階調と現フレームの階調の組合せに対応づけて、オーバーシュート処理後の階調を記憶している。オーバーシュート処理後の階調は、現フレームの階調が前フレームの階調よりも高いときには現フレームの階調よりも高い階調に、現フレームの階調が前フレームの階調よりも低いときには現フレームの階調よりも低い階調に決定されている。
 オーバーシュート処理部5は、映像信号X1から現フレームの階調を取り出し、フレームメモリ7から読み出した映像信号から前フレームの階調(現フレームの階調に対応した階調)を取り出す。オーバーシュート処理部5は、前フレームの階調と現フレームの階調の組合せを用いてLUT8を引くことにより、オーバーシュート処理後の階調を求める。例えば、前フレームの階調が4で、現フレームの階調が16のときには、オーバーシュート処理後の階調は23となる。なお、2個の階調の組合せに対応した値がLUT8に記憶されていないときには、オーバーシュート処理部5は、それらの階調に近い階調の組合せを用いてLUT8を複数回引き、得られた値に対して補間演算を行うことにより、オーバーシュート処理後の階調を求める。オーバーシュート処理部5は、これらの処理で求めた階調を含むオーバーシュート処理後の映像信号X2を出力する。
 このようにオーバーシュート処理部5は、映像信号X1に対して、前フレームの階調と現フレームの階調を比較し、現フレームの階調のほうが高いときには現フレームの階調をより高くし、現フレームの階調のほうが低いときには現フレームの階調をより低くするオーバーシュート処理を行う。
 隣接階調補正部11は、オーバーシュート処理後の映像信号X2に対して、対象サブ画素の階調が隣接サブ画素の階調よりも高く、かつ、対象サブ画素と隣接サブ画素の間の階調差が大きいと判断したときに、階調差が小さくなるように隣接サブ画素の階調を高く補正する処理を行う。
 図3は、液晶パネル1におけるサブ画素の配置を示す図である。図3に示すサブ画素6は、上下方向が左右方向よりも長い形状を有する。図3において、中央のサブ画素を対象サブ画素SXといい、対象サブ画素SXの周囲に配置された4個のサブ画素を左側サブ画素SL、右側サブ画素SR、上側サブ画素SU、および、下側サブ画素SDという。対象サブ画素SXは、周囲の4個のサブ画素SL、SR、SU、SDから影響を受ける。
 本実施形態では、上側サブ画素SUからの影響と下側サブ画素SDからの影響を無視でき、左側サブ画素SLからの影響と右側サブ画素SRからの影響は同じ程度であるとする。隣接階調補正部11は、左側サブ画素SLと右側サブ画素SRを隣接サブ画素として扱う。このように本実施形態では、サブ画素6は長手方向と短手方向を有し、対象サブ画素SXの周囲に配置された4個のサブ画素のうち、短手方向に隣接して配置された2個のサブ画素SL、SRが隣接サブ画素となる。
 図1に示すように、隣接階調補正部11は、LUT12を含んでいる。図4は、LUT12の例を示す図である。図4に示すように、LUT12は、対象サブ画素の階調に対応づけて、隣接サブ画素の最小階調を記憶している。ここで、対象サブ画素の階調とは、対象サブ画素SXのオーバーシュート処理後の階調である。隣接サブ画素の最小階調とは、隣接サブ画素SL、SRの補正後の階調の最小値である。
 隣接階調補正部11は、LUT12を用いて隣接サブ画素SL、SRの階調を補正する。より詳細には、隣接階調補正部11は、対象サブ画素SXの階調がLUT12の第1列に含まれているときには、LUT12の第2列から対応する隣接サブ画素の最小階調を読み出す(以下、読み出した階調をZmという)。隣接階調補正部11は、左側サブ画素SLの階調がZmよりも低いときには、左側サブ画素SLの階調をZmに補正する。隣接階調補正部11は、右側サブ画素SRの階調がZmよりも低いときには、右側サブ画素SRの階調をZmに補正する。対象サブ画素SXの階調がLUT12の第1列に含まれていないときには、隣接階調補正部11は左側サブ画素SLの階調も右側サブ画素SRの階調も補正しない。
 例えば、対象サブ画素SXの階調が242で、左側サブ画素SLの階調が12よりも低いときには、隣接階調補正部11は左側サブ画素SLの階調を12に補正する。対象サブ画素SXの階調が255で、左側サブ画素SLの階調が25よりも低いときには、隣接階調補正部11は左側サブ画素SLの階調を25に補正する。対象サブ画素SXの階調が200のときには、隣接階調補正部11は左側サブ画素SLの階調を補正しない。図4に示すLUT12では、対象サブ画素の階調と対応する隣接サブ画素の最小階調との差は230である。したがって、図4に示すLUT12を用いてサブ画素の階調を補正することにより、対象サブ画素と隣接サブ画素の間の階調差を230以下にすることができる。
 以下、隣接階調補正部を備えていない従来の液晶表示装置と対比して、本実施形態に係る液晶表示装置10の効果を説明する。図12に示すように、従来の液晶表示装置において黒表示の後に緑表示を行うと、隣接する2個のサブ画素間に横電界90が発生し、液晶分子の配向が乱れる。図5は、従来の液晶表示装置において黒表示の後に緑表示を行ったときの応答波形を示す図である。図5では、画素の輝度は、時刻t1で変化し始め、1フレーム期間後の時刻t2では最終輝度L1の約75%に到達する。その後、画素の輝度は、ゆっくりと上昇し、10数フレーム期間後に最終輝度L1に到達する。このように従来の液晶表示装置において黒表示の後に緑表示を行うと、隣接する2個のサブ画素間に横電界が発生し、液晶パネルの応答速度が低下する。
 この問題を解決する方法として、表示階調が最小値付近から最大値付近に変化するときのオーバーシュート用階調を本来よりも低くする方法が考えられる。しかしながら、この方法には、横電界が元々発生しない場合(例えば、白表示を行う場合)には応答速度が逆に低下するという問題がある。
 これに対して、本実施形態に係る液晶表示装置10では、隣接階調補正部11は、オーバーシュート処理後の映像信号X2に対して、対象サブ画素と隣接サブ画素の間の階調差が大きいときには、階調差が小さくなるように隣接サブ画素の階調を補正する処理を行う。これにより、黒表示の後に緑表示を行うときでも、隣接する2個のサブ画素間に発生する横電界を抑制し、液晶分子の配向乱れを抑制することができる。図6は、本実施形態に係る液晶表示装置10において黒表示の後に緑表示を行ったときの応答波形を示す図である。図6では、画素の輝度は、時刻t1で変化し始め、1フレーム期間後の時刻t2では最終輝度L1に到達する。このように液晶表示装置10によれば、隣接する2個のサブ画素間に発生する横電界を抑制し、赤、緑、青など特定の色を表示するときの応答速度を改善することができる。
 また、隣接階調補正部11は、隣接サブ画素の階調を高く補正する(すなわち、より高い液晶印加電圧に対応するように補正する)ので、補正を行わない場合と比べて応答速度が低下することはない。したがって、白表示のときの応答速度を低下させることなく、特定の色を表示するときの応答速度を改善することができる。
 以上に示すように、本実施形態に係る液晶表示装置10によれば、対象サブ画素の階調が隣接サブ画素の階調よりも高く(すなわち、対象サブ画素の階調が隣接サブ画素の階調よりも高い液晶印加電圧に対応し)、かつ、対象サブ画素と隣接サブ画素の間の階調差が大きいときには、隣接サブ画素の階調を高く補正することにより、白表示のときの応答速度を低下させることなく、特定の色を表示するときの応答速度を改善することができる。特に、オーバーシュート処理によって隣接する2個のサブ画素間の階調差が大きくなったときでも、白表示のときの応答速度を低下させることなく、特定の色を表示するときの応答速度を改善することができる。
 また、隣接階調補正部11は、対象サブ画素SXの階調が第1の値(図4では240)以上のときには対象サブ画素SXの階調に対応した第2の値(LUT12に記憶された隣接サブ画素の最小階調)を求め、隣接サブ画素SL、SRの階調が第2の値よりも低いときには隣接サブ画素SL、SRの階調を第2の値に補正する。これにより、白表示のときの応答速度を低下させることなく、ノーマリーブラック型の液晶パネル1で特定の色を表示するときの応答速度を改善することができる。また、対象サブ画素の階調に対応づけて隣接サブ画素の最小階調を記憶したLUT12を用いることにより、ノーマリーブラック型の液晶パネル1に適した隣接階調補正部11を容易に構成することができる。また、短手方向に隣接して配置された2個のサブ画素SL、SRを隣接サブ画素として扱うことにより、対象サブ画素SXと2個のサブ画素SL、SRの間に発生する横電界を抑制し、特定の色を表示するときの応答速度を改善することができる。
 (第2の実施形態)
 図7は、本発明の第2の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。図7に示す液晶表示装置20は、第1の実施形態に係る液晶表示装置10において、隣接階調補正部11を隣接階調補正部21に置換したものである。以下に示す各実施形態では、各実施形態の構成要素のうち先に述べた実施形態と同一の要素については、同一の参照符号を付して説明を省略する。
 隣接階調補正部11と同様に、隣接階調補正部21は、オーバーシュート処理部5の後段で、データ信号線駆動回路4の前段に設けられる。隣接階調補正部21は、オーバーシュート処理後の映像信号X2に対してサブ画素の階調を補正する処理を行い、補正後の映像信号X3を出力する。隣接階調補正部21は、2個のLUT22a、22bを含んでいる。LUT22aには、例えば、図4に示すLUT12を使用する。図8は、LUT22bの例を示す図である。LUT22bは、LUT22aと同じ構成を有する。LUT22bの内容は、LUT22aとは異なる。
 本実施形態では、上側サブ画素SUからの影響と下側サブ画素SDからの影響を無視でき、左側サブ画素SLからの影響が右側サブ画素SRからの影響よりも大きいとする。隣接階調補正部21は、左側サブ画素SLと右側サブ画素SRを隣接サブ画素として扱う。
 隣接階調補正部21は、LUT22aを用いて左側サブ画素SLの階調を補正し、LUT22bを用いて右側サブ画素SRの階調を補正する。より詳細には、隣接階調補正部21は、対象サブ画素SXの階調がLUT22aの第1列に含まれているときには、LUT22aの第2列から対応する隣接サブ画素の最小階調を読み出す(以下、読み出した階調をZmaという)。隣接階調補正部21は、左側サブ画素SLの階調がZmaよりも低いときには、左側サブ画素SLの階調をZmaに補正する。対象サブ画素SXの階調がLUT22aの第1列に含まれていないときには、隣接階調補正部21は左側サブ画素SLの階調を補正しない。
 隣接階調補正部21は、対象サブ画素SXの階調がLUT22bの第1列に含まれているときには、LUT22bの第2列から対応する隣接サブ画素の最小階調を読み出す(以下、読み出した階調をZmbという)。隣接階調補正部21は、右側サブ画素SRの階調がZmbよりも低いときには、右側サブ画素SRの階調をZmbに補正する。対象サブ画素SXの階調がLUT22bの第1列に含まれていないときには、隣接階調補正部21は右側サブ画素SRの階調を補正しない。
 以上に示すように、本実施形態に係る液晶表示装置20では、隣接階調補正部21は、複数のLUT22a、22bを含み、対象サブ画素SXに対する隣接サブ画素SL、SRの配置位置に応じて、補正処理で用いるLUTを切り替える。したがって、本実施形態に係る液晶表示装置20によれば、対象サブ画素SXが隣接サブ画素SL、SRから受ける影響を考慮して隣接サブ画素SL、SRの階調を好適に補正し、特定の色を表示するときの応答速度をより良く改善することができる。
 (第3の実施形態)
 図9は、本発明の第3の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。図9に示す液晶表示装置30は、第1の実施形態に係る液晶表示装置10において、隣接階調補正部11を隣接階調補正部31に置換したものである。
 隣接階調補正部11と同様に、隣接階調補正部31は、オーバーシュート処理部5の後段で、データ信号線駆動回路4の前段に設けられる。隣接階調補正部31は、オーバーシュート処理後の映像信号X2に対してサブ画素の階調を補正する処理を行い、補正後の映像信号X3を出力する。隣接階調補正部31は、4個のLUT32a~32dを含んでいる。LUT32a~32dは、図4に示すLUT12と同じ構成を有する。LUT32a~32dの内容は、互いに異なる。
 本実施形態では、左側サブ画素SL、右側サブ画素SR、上側サブ画素SUおよび下側サブ画素SDからの影響をすべて考慮する必要があり、これら4つの影響の程度が互いに異なるとする。隣接階調補正部31は、左側サブ画素SL、右側サブ画素SR、上側サブ画素SUおよび下側サブ画素SDを隣接サブ画素として扱う。
 隣接階調補正部31は、LUT32aを用いて左側サブ画素SLの階調を補正する。より詳細には、隣接階調補正部31は、対象サブ画素SXの階調がLUT32aの第1列に含まれているときには、LUT32aの第2列から対応する隣接サブ画素の最小階調を読み出す(以下、読み出した階調をZmaという)。隣接階調補正部31は、左側サブ画素SLの階調がZmaよりも低いときには、左側サブ画素SLの階調をZmaに補正する。対象サブ画素SXの階調がLUT32aの第1列に含まれていないときには、隣接階調補正部31は左側サブ画素SLの階調を補正しない。同様に、隣接階調補正部31は、LUT32bを用いて右側サブ画素SRの階調を補正し、LUT32cを用いて上側サブ画素SUの階調を補正し、LUT32dを用いて下側サブ画素SDの階調を補正する。
 以上に示すように、本実施形態に係る液晶表示装置30では、隣接階調補正部31は、複数のLUT32a~32dを含み、対象サブ画素SXに対する隣接サブ画素SL、SR、SU、SDの配置位置に応じて、補正処理に用いるLUTを切り替える。したがって、本実施形態に係る液晶表示装置30によれば、対象サブ画素SXが隣接サブ画素SL、SR、SU、SDから受ける影響を考慮して隣接サブ画素SL、SR、SU、SDの階調を好適に補正し、特定の色を表示するときの応答速度をより良く改善することができる。
 また、本実施形態に係る液晶表示装置30では、隣接階調補正部31は、対象サブ画素SXの周囲に配置された4個のサブ画素SL、SR、SU、SDを隣接サブ画素として扱う。これにより、対象サブ画素SXと周囲の4個のサブ画素SL、SR、SU、SDの間に発生する横電界を抑制し、特定の色を表示するときの応答速度を改善することができる。
 なお、上記4つの影響がすべて同じ程度である場合には、隣接階調補正部は1個のLUTを含んでいればよい。この場合、隣接階調補正部は、隣接サブ画素SL、SR、SU、SDの階調を補正するときに同じLUTを用いる。また、左側サブ画素SLからの影響と右側サブ画素SRからの影響が同じ程度で、上側サブ画素SUからの影響と下側サブ画素SDからの影響が同じ程度である場合には、隣接階調補正部は2個のLUTを含んでいればよい。この場合、隣接階調補正部は、左側サブ画素SLと右側サブ画素SRの階調を補正するときに一方のLUTを用い、上側サブ画素SUと下側サブ画素SDの階調を補正するときに他方のLUTを用いる。
 (第4の実施形態)
 図10は、本発明の第4の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。図10に示す液晶表示装置40は、液晶パネル1、表示制御回路2、走査信号線駆動回路3、データ信号線駆動回路4、および、隣接階調補正部11を備えている。液晶表示装置40は、第1の実施形態に係る液晶表示装置10からオーバーシュート処理部5を削除したものである。
 液晶表示装置40では、隣接階調補正部11はデータ信号線駆動回路4の前段に設けられる。映像信号X1は、隣接階調補正部11に入力される。隣接階調補正部11は、映像信号X1に対してサブ画素の階調を補正する処理を行い、補正後の映像信号X3を出力する。補正後の映像信号X3は、データ信号線駆動回路4に供給され、液晶パネル1の駆動に用いられる。
 上述したように、横電界による応答速度の低下は、オーバーシュート駆動を行う液晶表示装置だけでなく、オーバーシュート駆動を行わない液晶表示装置でも起こる。本実施形態に係る液晶表示装置40によれば、オーバーシュート駆動を行わない液晶表示装置について、白表示あるいは黒表示のときの応答速度を低下させることなく、特定の色を表示するときの応答速度を改善することができる。
 なお、第2および第3の実施形態に係る液晶表示装置20、30からオーバーシュート処理部5を削除して、同様の液晶表示装置を構成してもよい。
 以上に示す液晶表示装置は、いずれもノーマリーブラック型の液晶パネル1を備えることしたが、本発明の液晶表示装置はノーマリーホワイト型の液晶パネルを備えていてもよい。ノーマリーホワイト型の液晶パネルを備えた液晶表示装置では、隣接階調補正部は、対象サブ画素の階調が隣接サブ画素の階調よりも低く(すなわち、対象サブ画素の階調が隣接サブ画素の階調よりも高い液晶印加電圧に対応し)、かつ、対象サブ画素と隣接サブ画素の間の階調差が大きいと判断したときに、階調差が小さくなるように隣接サブ画素の階調を低く補正する(すなわち、より高い液晶印加電圧に対応するように補正する)。
 例えば、隣接階調補正部は、対象サブ画素の階調が第1の値以下のときには対象サブ画素の階調に対応した第2の値を求め、隣接サブ画素の階調が第2の値よりも高いときには隣接サブ画素の階調を第2の値に補正すればよい。このような隣接階調補正部は、対象サブ画素の階調に対応づけて隣接サブ画素の最大階調を記憶したLUTを用いて容易に構成することができる。また、隣接階調補正部は、複数のLUTを含み、対象サブ画素に対する隣接サブ画素の配置位置に応じて、補正処理に用いるLUTを切り替えてもよい。これらの変形例に係る液晶表示装置では、対象サブ画素の階調が低く、隣接サブ画素の階調が高いときに、対象サブ画素の階調に応じて隣接サブ画素の階調を低くする補正が行われる。これにより、隣接する2個のサブ画素間に発生する横電界を抑制し、黒表示のときの応答速度を低下させることなく、ノーマリーホワイト型の液晶パネルで特定の色を表示するときの応答速度を改善することができる。
 以上をまとめると、隣接階調補正部は、映像信号に対して、対象サブ画素の階調が隣接サブ画素の階調よりも高い液晶印加電圧に対応し、かつ、対象サブ画素と隣接サブ画素の間の階調差が大きいと判断したときに、階調差が小さくなるように隣接サブ画素の階調を補正する処理を行えばよい。このような隣接階調補正部を備えた本発明の液晶表示装置によれば、白表示あるいは黒表示のときの応答速度を低下させることなく、特定の色を表示するときの応答速度を改善することができる。
 本発明の液晶表示装置は、白表示あるいは黒表示のときの応答速度を低下させることなく、特定の色を表示するときの応答速度を改善できるという特徴を有するので、表示装置として各種の用途に広く利用することができる。
 1…液晶パネル
 2…表示制御回路
 3…走査信号線駆動回路
 4…データ信号線駆動回路
 5…オーバーシュート処理部
 6、96…サブ画素
 7…フレームメモリ
 8、12、22、32…LUT
 10、20、30、40…液晶表示装置
 11、21、31…隣接階調補正部
 90…横電界

Claims (13)

  1.  アクティブマトリクス型の液晶表示装置であって、
     カラー画素を構成するサブ画素を2次元状に配置した液晶パネルと、
     映像信号に含まれるサブ画素の階調を補正する隣接階調補正部と、
     前記隣接階調補正部で求めた補正後の映像信号に基づき、前記液晶パネルを駆動する駆動回路とを備え、
     前記隣接階調補正部は、前記映像信号に対して、対象サブ画素の階調が隣接サブ画素の階調よりも高い液晶印加電圧に対応し、かつ、前記対象サブ画素と前記隣接サブ画素の間の階調差が大きいと判断したときに、前記階調差が小さくなるように前記隣接サブ画素の階調を補正する補正処理を行うことを特徴とする、液晶表示装置。
  2.  入力映像信号に対してオーバーシュート処理を行うオーバーシュート処理部をさらに備え、
     前記隣接階調補正部は、前記オーバーシュート処理部で求めたオーバーシュート処理後の映像信号に対して前記補正処理を行うことを特徴とする、請求項1に記載の液晶表示装置。
  3.  前記液晶パネルはノーマリーブラック型であり、
     前記隣接階調補正部は、前記対象サブ画素の階調が第1の値以上のときには前記対象サブ画素の階調に対応した第2の値を求め、前記隣接サブ画素の階調が前記第2の値よりも低いときには前記隣接サブ画素の階調を前記第2の値に補正することを特徴とする、請求項2に記載の液晶表示装置。
  4.  前記隣接階調補正部は、対象サブ画素の階調に対応づけて隣接サブ画素の最小階調を記憶したルックアップテーブルを含み、前記ルックアップテーブルを用いて前記補正処理を行うことを特徴とする、請求項3に記載の液晶表示装置。
  5.  前記隣接階調補正部は、前記ルックアップテーブルを複数含み、前記対象サブ画素に対する前記隣接サブ画素の配置位置に応じて、前記補正処理で用いるルックアップテーブルを切り替えることを特徴とする、請求項4に記載の液晶表示装置。
  6.  前記液晶パネルはノーマリーホワイト型であり、
     前記隣接階調補正部は、前記対象サブ画素の階調が第1の値以下のときには前記対象サブ画素の階調に対応した第2の値を求め、前記隣接サブ画素の階調が前記第2の値よりも高いときには前記隣接サブ画素の階調を前記第2の値に補正することを特徴とする、請求項2に記載の液晶表示装置。
  7.  前記隣接階調補正部は、対象サブ画素の階調に対応づけて隣接サブ画素の最大階調を記憶したルックアップテーブルを含み、前記ルックアップテーブルを用いて前記補正処理を行うことを特徴とする、請求項6に記載の液晶表示装置。
  8.  前記隣接階調補正部は、前記ルックアップテーブルを複数含み、前記対象サブ画素に対する前記隣接サブ画素の配置位置に応じて、前記補正処理で用いるルックアップテーブルを切り替えることを特徴とする、請求項7に記載の液晶表示装置。
  9.  前記隣接階調補正部は、複数のルックアップテーブルを含み、前記対象サブ画素に対する前記隣接サブ画素の配置位置に応じて、前記補正処理で用いるルックアップテーブルを切り替えることを特徴とする、請求項1に記載の液晶表示装置。
  10.  前記サブ画素は長手方向と短手方向を有し、
     前記隣接階調補正部は、前記対象サブ画素の周囲に配置された4個のサブ画素のうち短手方向に隣接して配置された2個のサブ画素を前記隣接サブ画素として前記補正処理を行うことを特徴とする、請求項1に記載の液晶表示装置。
  11.  前記隣接階調補正部は、前記対象サブ画素の周囲に配置された4個のサブ画素を前記隣接サブ画素として前記補正処理を行うことを特徴とする、請求項1に記載の液晶表示装置。
  12.  前記隣接階調補正部は、入力映像信号に対して前記補正処理を行うことを特徴とする、請求項1に記載の液晶表示装置。
  13.  カラー画素を構成するサブ画素を2次元状に配置した液晶パネルを有するアクティブマトリクス型の液晶表示装置の駆動方法であって、
     映像信号に含まれるサブ画素の階調を補正するステップと、
     補正後の映像信号に基づき、前記液晶パネルを駆動するステップとを備え、
     前記補正するステップは、前記映像信号に対して、対象サブ画素の階調が隣接サブ画素の階調よりも高い液晶印加電圧に対応し、かつ、前記対象サブ画素と前記隣接サブ画素の間の階調差が大きいと判断したときに、前記階調差が小さくなるように前記隣接サブ画素の階調を補正する補正処理を行うことを特徴とする、液晶表示装置の駆動方法。
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