特許 6249807 液晶表示装置及び駆動方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6249807

(24)【登録日】2017年12月1日

(45)【発行日】2017年12月20日

(54)【発明の名称】液晶表示装置及び駆動方法

(51)【国際特許分類】

   G09G 3/36 20060101AFI20171211BHJP

   G09G 3/20 20060101ALI20171211BHJP

【ＦＩ】

   G09G3/36

   G09G3/20 611A

   G09G3/20 621K

   G09G3/20 612U

   G09G3/20 621F

   G09G3/20 660U

   G09G3/20 641P

【請求項の数】3

【全頁数】18

(21)【出願番号】特願2014-21517(P2014-21517)

(22)【出願日】2014年2月6日

(65)【公開番号】特開2015-148719(P2015-148719A)

(43)【公開日】2015年8月20日

【審査請求日】2016年10月3日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005049

【氏名又は名称】シャープ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100114557

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 英仁

(74)【代理人】

【識別番号】100078868

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 登夫

(72)【発明者】

【氏名】荒田 勝美

(72)【発明者】

【氏名】田中 勇司

(72)【発明者】

【氏名】中村 龍昇

【審査官】 越川 康弘

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−０１３６３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１６７７６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−３０２０２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００８／１１４６５８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００４−３６３７０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０７６８５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−３３０１７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１１／０２２１７１７（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０９Ｇ ３／３６

Ｇ０９Ｇ ３／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

フレーム単位で時系列的に入力される階調データに基づいて複数の画素を備えた液晶表示パネルを駆動することにより、画像表示を行う液晶表示装置において、
入力された階調データをフレーム順次に記憶する記憶部、
入力された階調データに基づく画像表示を行う第１表示方式、及び階調データの入力を停止して、前記記憶部に記憶した階調データに基づく画像表示を行う第２表示方式の何れか一方を選択する選択部、
前記第１表示方式を選択した場合、入力されたフレーム単位の階調データから、表示すべき現フレームの画像の各画素における目標階調値を定めた階調パターンを生成し、前記第２表示方式を選択した場合、前記記憶部に記憶したフレーム単位の階調データから、表示すべき現フレームの画像の各画素における目標階調値を定めた階調パターンを生成する第１パターン生成部、
該第１パターン生成部が生成した階調パターンに従って画像表示を行う際に参照すべき各画素の階調値を定めた参照パターンを、前記記憶部に記憶した階調データから生成する第２パターン生成部、及び
前記第１パターン生成部が生成した階調パターンと、前記第２パターン生成部が生成した参照パターンとに基づき、前記液晶表示パネルにおける液晶の応答時間を短縮するためのオーバドライブを行う駆動部
を備え、
前記第１パターン生成部は、隣接する２つの画素の階調値を所定値以上異ならせた階調パターンを生成すると共に、フレーム毎に高階調の画素と低階調の画素とを切り替え、
前記第２パターン生成部は、前記現フレームより１つ前のフレームの画像に対する階調パターンと同一のパターンを前記参照パターンとして生成するようにしてある
ことを特徴とする液晶表示装置。

【請求項2】

前記駆動部は、前記階調パターンと前記参照パターンとの階調値の差分に基づき、前記目標階調値に応じた駆動電圧よりも高い電圧にて前記液晶表示パネルを駆動するようにしてあることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。

【請求項3】

フレーム単位で時系列的に入力される階調データに基づいて、複数の画素を備えた液晶表示パネルを駆動する方法において、
入力された階調データをフレーム順次に記憶部に記憶し、
入力された階調データに基づく画像表示を行う第１表示方式、及び階調データの入力を停止して、前記記憶部に記憶した階調データに基づく画像表示を行う第２表示方式の何れか一方を選択し、
前記第１表示方式を選択した場合、入力されたフレーム単位の階調データから、表示すべき現フレームの画像の各画素における目標階調値を定めた、隣接する２つの画素の階調値を所定値以上異ならせた階調パターンを生成すると共に、フレーム毎に高階調の画素と低階調の画素との切り替えを行い、
前記第２表示方式を選択した場合、前記記憶部に記憶したフレーム単位の階調データから、表示すべき現フレームの画像の各画素における目標階調値を定めた、隣接する２つの画素の階調値を所定値以上異ならせた階調パターンを生成すると共に、フレーム毎に高階調の画素と低階調の画素との切り替えを行い、
生成した階調パターンに従って画像表示を行う際に参照すべき各画素の階調値を定め、前記現フレームより１つ前のフレームの画像に対する階調パターンと同一のパターンである参照パターンを、前記記憶部に記憶した階調データから生成し、
生成した階調パターンと参照パターンとに基づき、前記液晶表示パネルにおける液晶の応答時間を短縮するためのオーバドライブを行う
ことを特徴とする駆動方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ＰＳＲ機能及び視野角改善処理を実現しつつ、オーバドライブが可能な液晶表示装置及び駆動方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、視野角改善処理とオーバシュート処理とを実現した液晶表示装置が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。

【0003】

視野角改善処理では、例えば、液晶表示パネルにおいて、隣り合う画素で高階調表示及び低階調表示を行うと共に、表示フレームごとに高階調表示と低階調表示とを切り替える。このような構成とすることにより、各表示フレームにおいて、各画素が斜め方向から見た場合であっても階調や色味が大きく変化し難い階調に変換され、その結果、液晶表示パネルの視野角特性を改善することができる。

【0004】

オーバシュート処理は、表示すべき画像が変化する場合に、液晶の駆動電圧を本来の駆動電圧より少し上昇させる（または、少し低下させる）ことで、液晶の応答速度を改善させる技術である。オーバシュート処理では、現フレームの画像を表示する際に、前フレームの画像における各画素の階調値を参照して、目標階調値を定めるため、液晶表示装置は、各画素の階調値を記憶するためのフレームメモリを備える。

【0005】

また、近年では、液晶表示装置における消費電力の削減が求められており、例えば、動画を表示する必要がない状況下等において、フレームメモリに保持した特定のフレームの画像に基づいて画像表示を行うＰＳＲ機能（PSR : Panel Self Refresh）を搭載した液晶表示装置が知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１３−１６７７６６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

特許文献１に開示されている液晶表示装置においてＰＳＲ機能を搭載する場合、オーバシュート処理を実現するためのフレームメモリと、ＰＳＲ機能を実現するためのフレームメモリとが必要となり、製造コストが上昇するという問題点を有していた。また、視野角改善処理では、高階調の画素と低階調の画素とを時間的に切り替えることにより実現しているが、ＰＳＲ処理ではフレームメモリに保持した階調データを基に画像を表示するので、両者を両立させることは困難であった。

【0008】

本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、フレームメモリを追加することなく、ＰＳＲ機能及び視野角改善処理を実現しつつ、液晶の応答速度を改善するためのオーバドライブを実行できる液晶表示装置及び駆動方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明に係る液晶表示装置は、フレーム単位で時系列的に入力される階調データに基づいて複数の画素を備えた液晶表示パネルを駆動することにより、画像表示を行う液晶表示装置において、入力された階調データをフレーム順次に記憶する記憶部、入力された階調データに基づく画像表示を行う第１表示方式、及び階調データの入力を停止して、前記記憶部に記憶した階調データに基づく画像表示を行う第２表示方式の何れか一方を選択する選択部、前記第１表示方式を選択した場合、入力されたフレーム単位の階調データから、表示すべき現フレームの画像の各画素における目標階調値を定めた階調パターンを生成し、前記第２表示方式を選択した場合、前記記憶部に記憶したフレーム単位の階調データから、表示すべき現フレームの画像の各画素における目標階調値を定めた階調パターンを生成する第１パターン生成部、該第１パターン生成部が生成した階調パターンに従って画像表示を行う際に参照すべき各画素の階調値を定めた参照パターンを、前記記憶部に記憶した階調データから生成する第２パターン生成部、及び前記第１パターン生成部が生成した階調パターンと、前記第２パターン生成部が生成した参照パターンとに基づき、前記液晶表示パネルにおける液晶の応答時間を短縮するためのオーバドライブを行う駆動部を備え、前記第１パターン生成部は、隣接する２つの画素の階調値を所定値以上異ならせた階調パターンを生成すると共に、フレーム毎に高階調の画素と低階調の画素とを切り替え、前記第２パターン生成部は、前記現フレームより１つ前のフレームの画像に対する階調パターンと同一のパターンを前記参照パターンとして生成するようにしてあることを特徴とする。

【0012】

本発明に係る液晶表示装置は、前記駆動部は、前記階調パターンと前記参照パターンとの階調値の差分に基づき、前記目標階調値に応じた駆動電圧よりも高い電圧にて前記液晶表示パネルを駆動するようにしてあることを特徴とする。

【0013】

本発明に係る駆動方法は、フレーム単位で時系列的に入力される階調データに基づいて、複数の画素を備えた液晶表示パネルを駆動する方法において、入力された階調データをフレーム順次に記憶部に記憶し、入力された階調データに基づく画像表示を行う第１表示方式、及び階調データの入力を停止して、前記記憶部に記憶した階調データに基づく画像表示を行う第２表示方式の何れか一方を選択し、前記第１表示方式を選択した場合、入力されたフレーム単位の階調データから、表示すべき現フレームの画像の各画素における目標階調値を定めた、隣接する２つの画素の階調値を所定値以上異ならせた階調パターンを生成すると共に、フレーム毎に高階調の画素と低階調の画素との切り替えを行い、前記第２表示方式を選択した場合、前記記憶部に記憶したフレーム単位の階調データから、表示すべき現フレームの画像の各画素における目標階調値を定めた、隣接する２つの画素の階調値を所定値以上異ならせた階調パターンを生成すると共に、フレーム毎に高階調の画素と低階調の画素との切り替えを行い、生成した階調パターンに従って画像表示を行う際に参照すべき各画素の階調値を定め、前記現フレームより１つ前のフレームの画像に対する階調パターンと同一のパターンである参照パターンを、前記記憶部に記憶した階調データから生成し、生成した階調パターンと参照パターンとに基づき、前記液晶表示パネルにおける液晶の応答時間を短縮するためのオーバドライブを行うことを特徴とする。

【発明の効果】

【0014】

本願によれば、フレームメモリ等の記憶手段を追加することなく、ＰＳＲ機能及び視野角改善処理を実現しつつ、液晶の応答速度を改善するためのオーバドライブを実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本実施の形態に係る液晶表示装置の要部構成を示すブロック図である。

【図2】ＰＳＲ機能がオフである場合の動作を説明する説明図である。

【図3】第１視野角改善処理部における階調パターンの生成方法を説明する説明図である。

【図4】第２視野角改善処理部における階調パターンの生成方法を説明する説明図である。

【図5】階調パターン及び参照パターンの一例を示す模式図である。

【図6】ＰＳＲ機能がオンである場合の動作を説明する説明図である。

【図7】実施の形態２における視野角改善処理を説明する説明図である。

【図8】第１視野角改善処理部における階調パターンの生成方法を説明する説明図である。

【図9】実施の形態３に係る視野角改善処理を説明する説明図である。

【図10】実施の形態４に係る視野角改善処理を説明する説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。
実施の形態１．
図１は本実施の形態に係る液晶表示装置の要部構成を示すブロック図である。本実施の形態に係る液晶表示装置は、フレームメモリ１１、切替部１２、第１視野角改善処理部１３、第２視野角改善処理部１４、オーバシュート処理部１５（以下、ＯＳ処理部１５という）、及び液晶表示パネル１６を備える。本実施の形態では、外部から順次入力されるフレーム単位の階調データに基づいて画像表示を行う第１表示方式、及び階調データの入力を停止した状態で、フレームメモリ１１に記憶した階調データに基づき画像表示を行う第２表示方式（ＰＳＲ機能）の何れか一方を選択可能としている。

【0017】

なお、表示方式の選択については、ユーザからの選択操作を受付けたときに表示方式を一方から他方に切り替える構成としてもよく、液晶表示装置内部の制御部（不図示）が適宜のタイミングで切り替える構成としてもよい。

【0018】

第１表示方式が選択されている場合、フレームメモリ１１には、フレーム単位の階調データが時系列的に順次入力される。フレームメモリ１１は、１フレーム分の階調データを記憶する記憶容量を有しており、新たなフレームに対応した階調データが入力された場合、前フレームの階調データは新たに入力されたフレームの階調データによって上書き消去される構成としている。

【0019】

切替部１２には、第２表示方式が選択されているか否かを示す信号（すなわち、ＰＳＲ機能のオン／オフを示す信号）が入力され、その信号に応じて表示すべき階調データの入力源を切替える機能を有する。

【0020】

第２表示方式が選択されていないことを示す信号（ＰＳＲ機能のオフを示す信号）が切替部１２に入力された場合、第１表示方式にて画像表示を行うために、切替部１２は、外部から順次入力されるフレーム単位の階調データを後段の第１視野角改善処理部１３へ送出する。外部から順次入力されるフレーム単位の階調データはフレームメモリ１１にも送出され、フレームメモリ１１にて記憶される。第２視野角改善処理部１４は、切替部１２が階調データを第１視野角改善処理部１３へ送出するタイミングに同期して、フレームメモリ１１に記憶されている１つ前のフレームの階調データを読み出して取得する。すなわち、第１表示方式にて画像表示を行う場合、第１視野角改善処理部１３には、Ｎ番目のフレームに対応した階調データが切替部１２を経由して入力され、第２視野角改善処理部１４には、Ｎ−１番目のフレームに対応した階調データがフレームメモリ１１を経由して入力される。

【0021】

第２表示方式が選択されていることを示す信号（ＰＳＲ機能のオンを示す信号）が切替部１２に入力された場合、第２表示方式にて画像表示を行うために、表示すべき階調データの入力源をフレームメモリ１１に切替える。このとき、フレームメモリ１１への新たな階調データの入力は停止される。第１視野角改善処理部１３は、フレームメモリ１１に記憶されている特定のフレームの階調データを読み出して取得する。また、第２視野角改善処理部１４は、第１視野角改善処理部１３がフレームメモリ１１から階調データを読み出すタイミングに同期して、フレームメモリ１１に記憶されている階調データを読み出して取得する。すなわち、第２表示方式にて映像表示を行う場合、第１視野角改善処理部１３及び第２視野角改善処理部１４には、フレームメモリ１１に記憶されている特定のフレームの階調データが入力される。

【0022】

第１視野角改善処理部１３は、液晶表示パネル１６に表示すべき現フレームの画像における各画素の目標階調値を定めた階調パターンを生成する。第１視野角改善処理部１３が生成する階調パターンは、隣接する２つの画素の階調値を所定値以上異ならせたパターンであり、高階調の画素と低階調の画素とが空間的に交互に並ぶ千鳥状のパターンである。また、第１視野角改善処理部１３は、フレーム毎に高階調の画素と低階調の画素とを切替え、後段のＯＳ処理部１５に階調パターンを送出する。

【0023】

高階調の画素と低階調の画素とを空間的に交互に配置した階調パターンを生成し、その階調パターンに基づき液晶表示パネル１６を駆動することにより、中間階調の画像を表示することができ、液晶表示パネル１６を斜め方向から見たときに中間階調が白浮きすることが抑制される。本実施の形態では、高階調の画素と低階調の画素とを１画素毎に交互に配置した千鳥状のパターンとしているので、画像の精細感を高めることができる。また、高階調の画素と低階調の画素とを時間的に切り替えるので、輝度を平均化することができ、千鳥状のサブ画素を目立たなくすることができる。

【0024】

第２視野角改善処理部１４は、液晶表示パネル１６に表示すべき現フレームより１つ前のフレームの画像に対する階調パターンと同一のパターンを参照パターンとして生成する。すなわち、第２視野角改善処理部１４が生成する参照パターンは、階調パターンと同様に、高階調の画素と低階調の画素とが空間的に交互に並ぶ千鳥状のパターンであり、第１視野角改善処理部１３でＮ番目のフレームの階調パターンを生成する場合、Ｎ−１番目のフレームの階調パターンに相当するパターンを参照パターンとして生成する。第２視野角改善処理部１４は、第１視野角改善処理部１３に同期して後段のＯＳ処理部１５に参照パターンを送出する。

【0025】

なお、第１表示方式が選択されている場合には、第１視野角改善処理部１３がＮ番目のフレームの階調データを取得したことに同期して、第２視野角改善処理部１４がＮ−１番目のフレームの階調データをフレームメモリ１１から取得することにより、第１視野角改善処理部１３が生成する階調パターンと第２視野角改善処理部１４が生成する参照パターンとの間で１フレーム分だけフレームをずらすことができる。一方、第２表示方式が選択されている場合には、第１視野角改善処理部１３及び第２視野角改善処理部１４は、共にフレームメモリ１１に記憶されている階調データを読み出して取得する。したがって、厳密には両者の間でフレームを１フレーム分だけずらすことはできないが、生成するパターンを１フレーム分だけずらしたパターンとすることにより、疑似的に１フレーム分だけずらしたフレームを生成することができる。

【0026】

ＯＳ処理部１５は、第１視野角改善処理部１３から送出される階調パターン、及び第１視野角改善処理部１３に同期して第２視野角改善処理部１４から送出される参照パターンを取得し、階調パターン及び参照パターンに基づき液晶表示パネル１６をオーバドライブする。階調パターンは、表示すべき現フレームの画像における各画素の目標階調値を定めたものであり、参照パターンは、現フレームより１つ前のフレームにおける各画素の階調値を示すパターンである。ＯＳ処理部１５は、参照パターンで示される各画素の階調値から階調パターンで示される各画素の目標階調値への変化分に基づき、液晶表示パネル１６をオーバドライブする。

【0027】

図２はＰＳＲ機能がオフである場合の動作を説明する説明図である。ＰＳＲ機能がオフである場合、切替部１２にはＰＳＲ機能がオフであることを示す信号が入力される。切替部１２は、当該信号の入力を受けて、階調データの入力源を切替える。すなわち、切替部１２は、外部から時系列的に入力されるフレーム単位の階調データを第１視野角改善処理部１３へ送出する。

【0028】

外部から入力される時系列的に入力される階調データは、フレームメモリ１１にも供給される。フレームメモリ１１は、供給された階調データを記憶領域に書き込む際に１フレーム分だけ遅延させることにより、現フレームより１つ前のフレームの階調データを保持するようにしている。

【0029】

第２視野角改善処理部１４は、切替部１２が現フレームの階調データを第１視野角改善処理部１３へ送出したことに同期して、フレームメモリ１１に保持されている１フレーム前の階調データを取得する。

【0030】

第１視野角改善処理部１３は、切替部１２から取得した現フレームの階調データを基に、現フレームの画像を表示する際の各画素における目標階調値を定めた階調パターンを生成する。このとき、第１視野角改善処理部１３は、隣接する画素間で階調値を所定以上異ならせ、高階調の画素と低階調の画素とが空間的に交互に並ぶような階調パターンを生成する。

【0031】

図３は第１視野角改善処理部１３における階調パターンの生成方法を説明する説明図である。第１視野角改善処理部１３は、例えば、各画素を縦方向及び横方向に２倍に拡大する解像度変換を行った後に夫々の画素の階調値を設定することで、高階調の画素と低階調の画素とが交互に並ぶ階調パターンを生成する。

【0032】

図３Ａは、Ｎ番目のフレーム（フレームＮ）の画像における任意の注目画素を縦方向及び横方向に２倍に解像度変換し、それぞれの画素の階調値を設定した状態を示している。解像度変換前の注目画素の階調値をＰ_N とした場合、第１視野角改善処理部１３は、解像度変換後の４つの画素の階調値を、図３Ａに示すように、それぞれＰ_N −α，Ｐ_N ＋α，Ｐ_N ＋α，Ｐ_N −α（αは適宜の整数）に設定する。このような解像度変換と階調値の設定とを、注目画素を変更しながら各画素について実行することにより、高階調の画素と低階調の画素とを交互に配置した階調パターンを生成することができる。

【0033】

同様に、図３Ｂは、Ｎ＋１番目のフレーム（フレームＮ＋１）の画像における前記注目画素を縦方向及び横方向に２倍に解像度変換し、それぞれの画素の階調値を設定した状態を示している。解像度変換前の注目画素の階調値をＰ_N+1 とした場合、第１視野角改善処理部１３は、前フレーム（Ｎ番目のフレーム）において対応する画素が高階調であれば低階調となるように、低階調であれば高階調となるように、解像度変換後の４つの画素の階調値を、図３Ｂに示す如く、それぞれＰ_N+1 +α，Ｐ_N+1 −α，Ｐ_N+1 −α，Ｐ_N+1 ＋α（αは適宜の整数）に設定する。このような解像度変換と階調値の設定とを、注目画素を変更しながら各画素について実行することにより、高階調の画素と低階調の画素とを交互に配置した階調パターンを生成することができ、Ｎ番目のフレームに対する階調パターンからは、高階調の画素と低階調の画素とを切り替えた階調パターンを生成することができる。

【0034】

なお、本実施の形態では、元の階調値からαだけ高い階調値を高階調の画素に設定し、元の階調値からαだけ低い階調値を低階調の画素に設定する構成としたが、αの値は適宜定めることができ、予め定めた定数であってもよく、元の階調値の高低に応じて定まる変数であってもよい。また、元の階調値からαだけ高い階調値を高階調の画素に設定し、元の階調値からβ（β≠α）だけ低い階調値を低階調の画素に設定する構成としてもよい。

【0035】

一方、第２視野角改善処理部１４は、第１視野角改善処理部１３と同様にして、フレームメモリ１１から取得した現フレームの階調データを基に、現フレームの画像を表示する際に参照すべき各画素の階調値を定めた参照パターンとして、現フレームよりも１つ前の階調パターンと同一のパターンを生成する。

【0036】

図４は第２視野角改善処理部１４における階調パターンの生成方法を説明する説明図である。第２視野角改善処理部１４は、第１視野角改善処理部１３と同様に、各画素を縦方向及び横方向に２倍に拡大する解像度変換を行った後に夫々の画素の階調値を設定することで、高階調の画素と低階調の画素とが交互に並ぶ階調パターンを生成する。

【0037】

第１視野角改善処理部１３がＮ番目のフレームの画像について階調パターンを生成する場合、第２視野角改善処理部１４では、それより１つ前のＮ−１番目のフレームの画像から参照パターンを生成する。図４Ａは、Ｎ−１番目のフレームの画像における注目画素を縦方向及び横方向に２倍に解像度変換し、それぞれの画素の階調値を設定した状態を示している。解像度変換前の注目画素の階調値をＰ_N-1 とした場合、第２視野角改善処理部１４は、解像度変換後の４つの画素の階調値を、図４Ａに示す如く、それぞれＰ_N-1 −α，Ｐ_N-1 ＋α，Ｐ_N-1 ＋α，Ｐ_N-1 −α（αは適宜の整数）に設定する。このような解像度変換と階調値の設定とを、注目画素を変更しながら各画素について実行することにより、高階調の画素と低階調の画素とを交互に配置した参照パターンを生成することができる。

【0038】

同様に、図４Ｂは、Ｎ番目のフレームの画像における前記注目画素を縦方向及び横方向に２倍に解像度変換し、それぞれの画素の階調値を設定した状態を示している。解像度変換前の注目画素の階調値をＰ_N とした場合、第２視野角改善処理部１４は、前フレーム（Ｎ−１番目のフレーム）において対応する画素が高階調であれば低階調となるように、低階調であれば高階調となるように、解像度変換後の４つの画素の階調値を、図４Ｂに示す如く、それぞれＰ_N −α，Ｐ_N ＋α，Ｐ_N ＋α，Ｐ_N −α（αは適宜の整数）に設定する。このような解像度変換と階調値の設定とを、注目画素を変更しながら各画素について実行することにより、高階調の画素と低階調の画素とを交互に配置した参照パターンを生成することができ、Ｎ−１番目のフレームに対する参照パターンからは、高階調の画素と低階調の画素とを切り替えた参照パターンを生成することができる。

【0039】

なお、第２視野角改善処理部１４が生成するＮ番目のフレームの画像から生成する参照パターンは、第１視野角改善処理部１３が生成するＮ番目のフレームの画像から生成する階調パターンと実質的に同一となる。

【0040】

図５は階調パターン及び参照パターンの一例を示す模式図である。第１視野角改善処理部１３は、Ｎ番目のフレーム（フレームＮ）に対応する階調パターンを生成する際、低階調の画素と高階調の画素とが空間的（縦方向及び横方向）に交互に並ぶパターンを生成する。なお、図５において、ハッチングを付した正方形が低階調の画素を表し、白抜きの正方形が高階調の画素を表している。

【0041】

１フレーム分だけ経過した場合、第１視野角改善処理部１３は、低階調の画素と高階調の画素とを切り替えた階調パターンを生成するので、Ｎ番目のフレームに対応する階調パターンにおいて低階調の画素（高階調の画素）は、Ｎ＋１番目のフレームに対応する階調パターンでは高階調の画素（低階調の画素）に変更される。同様に、Ｎ＋１番目のフレームに対応する階調パターンにおいて高階調の画素（低階調の画素）は、Ｎ＋２番目のフレームに対応する階調パターンでは低階調の画素（高階調の画素）に変更される。

【0042】

一方、第２視野角改善処理部１４は、第１視野角改善処理部１３がＮ番目のフレームに対応する階調パターンを生成するとき、それより１つ前のＮ−１番目のフレーム（フレームＮ−１）に対応する参照パターンを生成する。

【0043】

１フレーム分だけ経過した場合、第２視野角改善処理部１４は、低階調の画素と高階調の画素とを切り替えた階調パターンを生成するので、Ｎ−１番目のフレームに対応する参照パターンにおいて高階調の画素（低階調の画素）は、Ｎ番目のフレームに対応する参照パターンでは低階調の画素（高階調の画素）に変更される。同様に、Ｎ番目のフレームに対応する階調パターンにおいて低階調の画素（高階調の画素）は、Ｎ＋１番目のフレームに対応する階調パターンでは高階調の画素（低階調の画素）に変更される。

【0044】

図６はＰＳＲ機能がオンである場合の動作を説明する説明図である。ＰＳＲ機能がオンである場合、階調データの入力は停止されると共に、切替部１２にはＰＳＲ機能がオンであることを示す信号が入力される。切替部１２は、当該信号の入力を受けて、階調データの入力源を切替える。すなわち、切替部１２は、フレームメモリ１１に記憶されている特定のフレームの階調データを第１視野角改善処理部１３へ送出する。

【0045】

第２視野角改善処理部１４は、切替部１２が現フレームの階調データを第１視野角改善処理部１３へ送出したことに同期して、フレームメモリ１１に保持されている前記特定のフレームの階調データを取得する。

【0046】

第１視野角改善処理部１３は、切替部１２から取得した階調データを基に、画像を表示する際の各画素における目標階調値を定めた階調パターンを生成する。このとき、第１視野角改善処理部１３は、隣接する画素間で階調値を所定以上異ならせ、高階調の画素と低階調の画素とが空間的に交互に並ぶような階調パターンを生成する。

【0047】

また、第２視野角改善処理部１４は、フレームメモリ１１から取得した階調データを基に、画像を表示する際に参照すべき各画素の階調値を定めた参照パターンを生成する。ＰＳＲ機能がオンである場合、第１視野角改善処理部１３及び第２視野角改善処理部１４は、共にフレームメモリ１１から取得した特定のフレームの階調データを基にそれぞれ階調パターン及び参照パターンを取得する。このため、第２視野角改善処理部１４は、本来的には、表示すべき現フレームより１つ前のフレームに対応した参照パターンを生成することはできないが、生成するパターンを１フレーム分だけずらしたパターンとすることにより、疑似的に１フレーム分だけずらした参照パターンを生成することができる。

【0048】

以上のように、本実施の形態では、ＰＳＲ機能がオフである場合、第１視野角改善処理部１３では、外部から入力されるフレーム単位の階調データを基に表示すべき画像の目標階調値を定めた階調パターンを生成し、第２視野角改善処理部１４では、フレームメモリ１１に保持される１フレーム前の階調データを用いてＯＳ処理を実行する際の参照パターンを生成する。ＯＳ処理部１５は、第１視野角改善処理部１３から入力される現フレームの階調パターンを用いて液晶表示パネル１６を駆動する際、第２視野角改善処理部１４から入力される前フレームの参照パターンを参照してオーバドライブすることにより、液晶の応答時間を短縮して動画表示性能を高めると共に、画素間に階調値差を与えることで視野角改善処理を実現することができる。

【0049】

また、本実施の形態では、ＰＳＲ機能がオンである場合、第１視野角改善処理部１３及び第２視野角改善処理部１４は、フレームメモリ１１に保持される特定のフレームの階調データからそれぞれ階調パターン及び参照パターンを生成する。ＯＳ処理部１５は、第１視野角改善処理部１３から入力される現フレームの階調パターンを用いて液晶表示パネル１６を駆動する際、第２視野角改善処理部１４により疑似的に生成される前フレームの参照パターンを参照してオーバドライブすることができる。すなわち、本実施の形態では、フレームメモリを追加することなく、ＰＳＲ機能及びＯＳ処理において１つのフレームメモリ１１を共用することにより、消費電力を削減するためのＰＳＲ機能を実現しつつ、液晶の応答時間を短縮するためのオーバドライブを実現することができる。

【0050】

実施の形態２．
実施の形態１では、第１視野角改善処理部１３及び第２視野角改善処理部１４における階調パターンの生成方法の一例として、解像度変換を行った後に夫々の画素の階調値を設定する構成について説明したが、階調パターンの生成方法は実施の形態１に記載の方法に限定されるものではない。実施の形態２では、解像度変換を行わずに階調パターンを生成する方法について説明を行う。
なお、実施の形態２では、階調パターンの生成方法のみが実施の形態１と異なり、液晶表示装置のハードウェア構成等については実施の形態１と全く同様であるから、その説明を省略することとする。

【0051】

図７は実施の形態２における視野角改善処理を説明する説明図である。図７Ａでは、第１視野角改善処理部１３による視野角改善処理を表し、図７Ｂでは、第２視野角改善処理部１４による視野角改善処理を表している。実施の形態１で説明したように、ＰＳＲ機能がオフである場合、例えば、切替部１２を通じてＮ番目のフレームに対応する階調データを第１視野角改善処理部１３に入力すると共に、第２視野角改善処理部１４には１フレーム分だけ遅延させたＮ−１番目のフレームに対応する階調データをフレームメモリ１１を通じて入力する。

【0052】

図７に示す入力階調データの例は、白色の正方形により高階調の画素、ハッチングを付した正方形により中間階調の画素、黒色の正方形により低階調の画素を表している。また、図７に示す入力階調データは、説明を簡略化するために、高階調の画素が並ぶ領域と、中間階調の画素が並ぶ領域と、低階調の画素が並ぶ領域とを分離したデータとしている。

【0053】

第１視野角改善処理部１３は、中間階調の画素が並ぶ領域を対象として、高階調の画素と低階調の画素とが空間的に交互に並ぶ千鳥状の階調パターンに変換する。また、第１視野角改善処理部１３は、フレーム毎に高階調の画素と低階調の画素とを切替え、後段のＯＳ処理部１５に階調パターンを送出する。

【0054】

第２視野角改善処理部１４は、液晶表示パネル１６に表示すべき現フレームより１つ前のフレームの画像に対する階調パターンと同一のパターンを参照パターンとして生成する。すなわち、第２視野角改善処理部１４が生成する参照パターンは、階調パターンと同様に、高階調の画素と低階調の画素とが空間的に交互に並ぶ千鳥状のパターンであり、視野角改善処理部１３でＮ番目のフレームの階調パターンを生成する場合、Ｎ−１番目のフレームの階調パターンに相当するパターンを参照パターンとして生成する。第２視野角改善処理部１４は、第１視野角改善処理部１３に同期して後段のＯＳ処理部１５に参照パターンを送出する。

【0055】

なお、上述の視野角改善処理では、ＰＳＲ機能がオフである場合について説明を行ったが、ＰＳＲ機能がオンである場合についても同様である。ＰＳＲ機能がオンである場合、フレームメモリ１１を通じて同一のフレーム番号に対応する階調データを第１視野角改善処理部１３及び第２視野角改善処理部１４の双方に入力し、第２視野角改善処理部１４にて第１視野角改善処理部１３とは１フレーム分だけずらしたパターンを生成することにより、疑似的に１フレーム分だけずらした参照パターンを生成する。このとき、第１視野角改善処理部１３及び第２視野角改善処理部１４は、前述と同様に、中間階調の画素が複数並ぶ部分のパターンを直接的に変更することによって、それぞれ階調パターン及び参照パターンを生成する。

【0056】

図８は第１視野角改善処理部１３における階調パターンの生成方法を説明する説明図である。実施の形態２では、第１視野角改善処理部１３は、解像度変換を行わずに、中間階調の画素が並ぶ領域の各画素の階調値を変更することによって、高階調の画素と低階調の画素とが交互に並ぶ階調パターンを生成する。

【0057】

図８Ａは、Ｎ番目のフレーム（フレームＮ）の階調データにおいて、中間階調の画素が縦方向及び横方向に２つずつ並んだ領域を示している。階調パターン生成前の各画素の階調値をＰ_N とした場合、第１視野角改善処理部１３は、各画素の階調値を図８Ａに示すようにＰ_N ＋α，Ｐ_N −α，Ｐ_N −α，Ｐ_N ＋α（αは適宜の定数）に変更する。第１視野角改善処理部１３は、このような画素値の変更を中間階調領域の各画素に対して適用することにより、高階調の画素と低階調の画素とが交互に並ぶ階調パターンを生成する。

【0058】

図８Ａに示す例では、変換対象の各画素の階調値を全てＰ_N としたが、階調値は必ずしも同一である必要はなく、それぞれが中間階調領域に属する適宜の階調値を有していればよい。なお、各画素が中間階調に属するか否かは既存の判定手法を用いて判定することができ、例えば、第１閾値と第２閾値（第１閾値＜第２閾値）との間にある階調値の画素を中間階調の画素と判定することができる。

【0059】

図８Ｂは、Ｎ＋１番目のフレーム（フレームＮ＋１）の階調データにおいて、中間階調の画素が縦方向及び横方向に２つずつ並んだ領域を示している。階調パターン生成前の各画素の階調値をＰ_N+1 とした場合、第１視野角改善処理部１３は、前フレーム（Ｎ番目のフレーム）において対応する画素が高階調であれば低階調となるように、低階調であれば高階調となるように、各画素の階調値をそれぞれＰ_N+1 −α，Ｐ_N+1 ＋α，Ｐ_N+1 ＋α，Ｐ_N+1 −α（αは適宜の整数）に変更する。第１視野角改善処理部１３は、このような画素値の変更を中間階調領域の各画素に対して適用することにより、高階調の画素と低階調の画素とが交互に並ぶ階調パターンを生成する。

【0060】

なお、本実施の形態では、元の階調値からαだけ高い階調値を高階調の画素に設定し、元の階調値からαだけ低い階調値を低階調の画素に設定する構成としたが、αの値は適宜定めることができ、予め定めた定数であってもよく、元の階調値の高低に応じて定まる変数であってもよい。また、元の階調値からαだけ高い階調値を高階調の画素に設定し、元の階調値からβ（β≠α）だけ低い階調値を低階調の画素に設定する構成としてもよい。

【0061】

図８では、第１視野角改善処理部１３による階調パターンの生成方法について説明したが、第２視野角改善処理部１４が参照パターンを生成する方法についても同様である。第２視野角改善処理部１４は、第１視野角改善処理部１３と同様にして、フレームメモリ１１から取得した現フレームの階調データを基に、現フレームの画像を表示する際に参照すべき各画素の階調値を定めた参照パターンとして、現フレームよりも１つ前の階調パターンと同一のパターンを生成する。

【0062】

以上のように、実施の形態２では、元の画像の解像度を変換することなく、階調パターン及び参照パターンを生成することができ、これらのパターンを用いて視野角改善処理、オーバドライブを実施することができる。

【0063】

実施の形態３．
実施の形態１及び２では、液晶表示パネル１６での視野角を改善するために、第１視野角改善処理部１３及び第２視野角改善処理部１４において、隣接する２つの画素間で階調値を所定値以上異ならせることにより、高階調の画素と低階調の画素とを空間的に交互に配置したパターンを生成する構成としたが、視野角改善処理は、当該構成に限定されるものではない。例えば、液晶表示パネル１６におけるガンマ特性やトーン特性などの階調特性を考慮した視野角改善処理を行ってもよい。実施の形態３では、液晶表示パネル１６の階調特性を考慮して視野角改善処理を実現する構成について説明を行う。

【0064】

図９は実施の形態３に係る視野角改善処理を説明する説明図である。図９に示すグラフの横軸は入力階調値（０〜２５５）を表し、縦軸は出力階調値（０〜２５５）を表している。図４において、特定Ｃ０は例えば液晶表示パネル１６の表示面に対して垂直方向から視聴者が観察した場合のトーン特性を示している。それに対し、特性Ｃ１は表示面に対して−３０度方向から視聴者が観察した場合のトーン特性を示し、特性Ｃ２は表示面に対して＋３０度の方向から視聴者が観察した場合のトーン特性を示している。

【0065】

実施の形態３では、このような階調特性を利用して視野角改善処理を行う。すなわち、第１視野角改善処理部１３は、解像度変換により１画素（その階調値をＰ_N とする）を４画素に拡大した後、上下方向に隣接する２つの画素のうち一方を特性Ｃ１に対応する階調値（Ｐ_N ＋ａ）とし、他方を特性Ｃ２に対応する画素値（Ｐ_N −ｂ）に変換する。このように階調値を変更することにより、液晶表示パネル１６を観察する視聴者は、特性Ｃ１による階調値と特性Ｃ２による階調値の平均的な階調値（つまり、平均的な明るさ）で画素を観察することになる。
また、第２視野角改善処理部１４は、実施の形態１及び２と同様に、表示すべき現フレームより１つ前のフレームに対応する参照パターンを生成する。

【0066】

以上のように、本実施の形態３では、液晶表示パネル１６の階調特性を考慮して高階調の画素と低階調の画素とを定めるので、液晶表示パネル１６に対して適切な視野角調整を実施することができる。

【0067】

実施の形態４．
実施の形態１−３では、１つのフレーム内で隣接する画素間に階調値差を与えることで視野角改善処理を実現したが、フレーム間で階調値差を与えることで視野角改善処理を実現してもよい。実施の形態４では、フレーム間で階調値差を与えることで視野角改善処理を実現する構成について説明を行う。

【0068】

図１０は実施の形態４に係る視野角改善処理を説明する説明図である。実施の形態４では、第１視野角改善処理部１３は、Ｎ番目、Ｎ＋２番目、Ｎ＋４番目、…のフレームに関して、画像の上半分の領域を低階調の画素に設定し、画像の下半分の領域を高階調の画素に設定した階調パターンを生成する。また、第１視野角改善処理部１３は、Ｎ＋１番目、Ｎ＋３番目、Ｎ＋５番目、…のフレームに関して、画像の上半分の領域を高階調の画素に設定し、画像の下半分の領域を低階調の画素に設定した階調パターンを生成する。このように階調値を変更することにより、液晶表示パネル１６を観察する視聴者は、奇数番目のフレームと偶数番目のフレームとの平均のレベルで表される映像信号を疑似的に観察することになる。
また、第２視野角改善処理部１４は、実施の形態１及び２と同様に、表示すべき現フレームより１つ前のフレームに対応する参照パターンを生成する。

【0069】

以上のように、本実施の形態４では、フレーム間で階調値差を与えることにより、視野角処理を実施することができる。

【0070】

今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

【0071】

本発明の実施態様１では、フレーム単位で時系列的に入力される階調データに基づいて複数の画素を備えた液晶表示パネル（１６）を駆動することにより、画像表示を行う液晶表示装置において、入力された階調データをフレーム順次に記憶する記憶部（１１）と、入力された階調データに基づく画像表示を行う第１表示方式、及び階調データの入力を停止して、前記記憶部（１１）に記憶した階調データに基づく画像表示を行う第２表示方式の何れか一方を選択する選択部（１２）、前記第１表示方式を選択した場合、入力されたフレーム単位の階調データから、表示すべき画像の各画素における目標階調値を定めた階調パターンを生成し、前記第２表示方式を選択した場合、前記記憶部（１１）に記憶したフレーム単位の階調データから、表示すべき画像の各画素における目標階調値を定めた階調パターンを生成する第１パターン生成部（１３）、該第１パターン生成部（１３）が生成した階調パターンに従って画像表示を行う際に参照すべき各画素の階調値を定めた参照パターンを、前記記憶部（１１）に記憶した階調データから生成する第２パターン生成部（１４）、及び前記第１パターン生成部（１３）が生成した階調パターンと、前記第２パターン生成部（１４）が生成した参照パターンとに基づき、前記液晶表示パネル（１６）における液晶の応答時間を短縮するためのオーバドライブを行う駆動部（１５）を備えることを特徴とする。

【0072】

本発明では、時系列的に入力される階調データに基づいて画像表示を行う第１表示方式と、階調データの入力を停止して、記憶部に記憶した階調データに基づいて画像表示を行う第２表示方式とを選択可能としている。

【0073】

第１表示方式を選択した場合には、順次入力される各フレームの階調データから目標輝度を定めた階調パターンを生成すると共に、記憶部に記憶したフレームの階調データから参照パターンを生成し、これらの階調パターン及び参照パターンを利用して液晶表示パネルに対するオーバドライブを行う。第１パターン生成部が生成する階調パターンにて視野角改善パターンを構成することで、液晶表示パネルにおける視野角が改善されるので、視野角改善処理及びオーバシュート処理（オーバドライブ）が共通の記憶部を利用して実現される。

【0074】

第２表示方式を選択した場合には、階調データの入力が停止されるので、通常の表示（第１表示方式）と比較して電力消費が抑えられる。また、第２表示方式を選択した場合には、記憶部に記憶したフレームの階調データから階調パターンと参照パターンとを生成し、これらの階調パターン及び参照パターンを利用して液晶表示パネルに対するオーバドライブを行う。すなわち、第２表示方式を選択する場合であっても、フレームメモリ等の記憶部を追加することなく、視野角改善処理及びオーバシュート処理（オーバドライブ）が実現される。

【0075】

本発明の実施態様２では、前記第１パターン生成部（１３）は、表示すべき現フレームの画像における各画素の目標階調値を定めた階調パターンを生成するようにしてあり、前記第２パターン生成部（１４）は、前記現フレームより１つ前のフレームの画像に対する階調パターンと同一のパターンを前記参照パターンとして生成するようにしてあることを特徴とする。

【0076】

本発明では、液晶表示装置は、参照パターンが定める前フレームの階調値から階調パターンが定める現フレームの階調値への変化分に基づいて、液晶表示パネルに対する駆動電圧を制御することより、液晶の応答時間を短縮するオーバドライバが実現される。

【0077】

本発明の実施態様３では、前記第１パターン生成部（１３）は、隣接する２つの画素の階調値を所定値以上異ならせた階調パターンを生成するようにしてあることを特徴とする。

【0078】

本発明では、第１パターン生成部により生成される階調パターンは、高階調の画素と低階調の画素とが交互に並ぶ千鳥状のパターンとなり、しかもフレーム毎に高階調の画素と低階調の画素とが切り替わる。このような階調パターンを基に液晶表示パネルを駆動することで、表示する画像の精細感を高めつつ、中間階調における白浮きが抑制される。

【0079】

本発明の実施態様４では、前記駆動部（１５）は、前記階調パターンと前記参照パターンとの階調値の差分に基づき、前記目標階調値に応じた駆動電圧よりも高い電圧にて前記液晶表示パネル（１６）を駆動するようにしてあることを特徴とする。

【0080】

本発明では、駆動部は、階調パターンと参照パターンとの階調値の差分に基づいて目標階調値に応じた駆動電圧よりも高い電圧で液晶表示パネルを駆動するので、低階調から高階調へ移行する際の液晶の応答時間が短縮される。

【0081】

本発明の実施態様５では、フレーム単位で時系列的に入力される階調データに基づいて、複数の画素を備えた液晶表示パネル（１６）を駆動する方法において、入力された階調データをフレーム順次に記憶部（１１）に記憶し、入力された階調データに基づく画像表示を行う第１表示方式、及び階調データの入力を停止して、前記記憶部（１１）に記憶した階調データに基づく画像表示を行う第２表示方式の何れか一方を選択し、前記第１表示方式を選択した場合、入力されたフレーム単位の階調データから、表示すべき画像の各画素における目標階調値を定めた階調パターンを生成し、前記第２表示方式を選択した場合、前記記憶部（１１）に記憶したフレーム単位の階調データから、表示すべき画像の各画素における目標階調値を定めた階調パターンを生成し、生成した階調パターンに従って画像表示を行う際に参照すべき各画素の階調値を定めた参照パターンを、前記記憶部（１１）に記憶した階調データから生成し、生成した階調パターンと参照パターンとに基づき、前記液晶表示パネルにおける液晶の応答時間を短縮するためのオーバドライブを行うことを特徴とする。

【0082】

第１表示方式を選択した場合には、順次入力される各フレームの階調データから目標輝度を定めた階調パターンを生成すると共に、記憶部に記憶したフレームの階調データから参照パターンを生成し、これらの階調パターン及び参照パターンを利用して液晶表示パネルに対するオーバドライブを行う。第１パターン生成部が生成する階調パターンにて視野角改善パターンを構成することで、液晶表示パネルにおける視野角が改善されるので、視野角改善処理及びオーバシュート処理（オーバドライブ）が共通の記憶部を利用して実現される。

【0083】

第２表示方式を選択した場合には、階調データの入力が停止されるので、通常の表示（第１表示方式）と比較して電力消費が抑えられる。また、第２表示方式を選択した場合には、記憶部に記憶したフレームの階調データから階調パターンと参照パターンとを生成し、これらの階調パターン及び参照パターンを利用して液晶表示パネルに対するオーバドライブを行う。すなわち、第２表示方式を選択する場合であっても、フレームメモリ等の記憶部を追加することなく、視野角改善処理及びオーバシュート処理（オーバドライブ）が実現される。

【符号の説明】

【0084】

１１ フレームメモリ
１２ 切替部
１３ 第１視野角改善処理部
１４ 第２視野角改善処理部
１５ オーバシュート処理部
１６ 液晶表示パネル

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】