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CN101939778A - 液晶显示装置、及液晶显示装置和驱动方法 - Google Patents

液晶显示装置、及液晶显示装置和驱动方法 Download PDF

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CN101939778A
CN101939778A CN2008801267008A CN200880126700A CN101939778A CN 101939778 A CN101939778 A CN 101939778A CN 2008801267008 A CN2008801267008 A CN 2008801267008A CN 200880126700 A CN200880126700 A CN 200880126700A CN 101939778 A CN101939778 A CN 101939778A
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gray
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greyscale transformation
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CN2008801267008A
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古川智朗
藤冈和巧
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Abstract

本发明的液晶显示装置(10)使用过冲驱动来进行图像显示。液晶显示装置(10)包括：温度传感器(31)，该温度传感器(31)测定液晶面板(11)的表面温度；灰度变换部(12)，该灰度变换部(12)使所输入的灰度值转换至下位侧的灰度值；及伪多灰度级化部(23)，该伪多灰度级化部(23)对于在灰度变换部(21)中进行了灰度值的转换处理后的图像数据进行伪多灰度级化处理。灰度变换部(21)根据由温度传感器(31)检测出的液晶面板(11)的温度，决定是否进行所述灰度值的转换处理。

Description

液晶显示装置、及液晶显示装置和驱动方法
技术领域
本发明涉及进行过冲驱动以使液晶的响应速度提高的液晶显示装置、及其驱动方法。
背景技术
现今的图像显示装置，不管是PC用还是TV用都广泛使用液晶显示装置(LCD)来取代阴极射线管(CRT)。LCD是如下装置：即，对注入到两个基板之间的具有各向异性介电常数的液晶层施加电场，调节该电场的强度来调节透过基板的光量，从而得到所要的图像信号。
当前，正进行各种研究以使LCD的性能提高，而改善液晶的响应速度也是其中之一。作为加快液晶的响应速度的方法，进行了使液晶材料最佳化或减小液晶单元的厚度(单元间隙)等各种尝试，而另一方面，还进行了如下研究：即，通过改进其驱动方法从而加快响应速度，而不依赖于液晶本身的性能。
为了改善这样的液晶响应速度的问题，已知有如下的液晶驱动方法：即，对应于1个垂直期间前的输入图像信号和当前垂直期间的输入图像信号的组合，向液晶显示面板提供比预先决定的当前垂直期间的输入图像信号所对应的灰度电压高(过冲后)的驱动电压。这种液晶驱动方法一般被称为过冲驱动。
通过进行该过冲驱动，尽管对于灰度值从中间灰度向中间灰度转变的情况而言，响应速度变快，但对于从任意的灰度值向进行黑色附近(或白色附近)的显示的灰度值的转变，由于转变后的灰度值为灰度范围的边缘部分，因此存在如下问题：即，过冲驱动未充分起作用，难以进行高速响应。
而且，例如，像车载用的液晶显示装置那样，在液晶显示面板置于冰点下那样的低温状态的情况下，特别是在过冲驱动的效果较小的向白显示的灰度变换时，液晶的响应速度大幅下降，上述问题较显著。
对于这种响应速度的问题，专利文献1所记载的技术中，通过减小动态范围(使用灰度的范围)来进行应对。通过这样减小动态范围，能够对于向黑显示侧的灰度值或白显示侧的灰度值的灰度转变施加过冲，因此能加快向黑侧或白侧的灰度转变的响应速度。而且，在专利文献1所记载的液晶显示方法中，根据液晶面板的温度对上述动态范围的变换特性进行控制，来抑制低温下的响应速度的下降。
专利文献1：日本国公开专利公报“特开2004-348151号公报(公开日：2004年12月9日)”
专利文献2：日本公开专利公报“特开2005-10520号公报(公开日：2005年1月13日)”
发明内容
然而，上述专利文献1所记载的方法中，会产生如下问题：即，由于减小动态范围使得能表现的灰度级数减少，因此灰度表现力下降，破坏显示品质。
另外，例如还会产生如下问题：即，通过舍弃黑侧的灰度值使得在显示中不使用0～15的灰度，从而会浮现黑显示，对比度会降低。
本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种技术，该技术在使用过冲驱动来进行显示的液晶显示装置中，防止在低温下向白显示的灰度转变的响应速度的下降，且维持灰度表现力。
本发明所涉及的液晶显示装置为了解决上述问题，使用过冲驱动来进行图像显示，其特征为，包括：温度传感器，该温度传感器测定液晶面板的表面温度；灰度变换部，该灰度变换部使所输入的灰度值转换至下位侧的灰度值；及伪多灰度级化部，该伪多灰度级化部对于在所述灰度变换部中进行了灰度值的转换处理后的图像数据进行伪多灰度级化处理，所述灰度变换部根据由所述温度传感器检测出的液晶面板的温度，决定是否进行所述灰度值的转换处理。
另外，本发明所涉及的液晶显示装置的驱动方法为了解决上述问题，是包括测定液晶面板的表面温度的温度传感器、并使用过冲驱动来进行图像显示的液晶显示装置的驱动方法，其特征为，该驱动方法包括：灰度转换步骤，该灰度转换步骤根据由所述温度传感器检测出的液晶面板的温度，决定是否进行使所输入的灰度值转换至下位侧的灰度值的处理；及伪多灰度级化步骤，该伪多灰度级化步骤对于在所述灰度变换步骤中进行了灰度值的转换处理后的图像数据进行伪多灰度级化处理。
根据上述结构或方法，灰度变换部使所输入的灰度值转换至比该灰度值更下位侧的灰度值，从而能够不使用白显示附近的上位侧的灰度值。而且，通过根据液晶面板的温度来决定是否进行灰度值的转换处理，从而能以如下方式进行图像显示，即不会在温度下降的情况下获得过冲驱动的效果，特别是不使用响应速度的下降显著的高灰度侧(白显示侧)的灰度值。这里，根据液晶面板的温度来决定是否进行灰度值的转换处理例如是指，在液晶面板的温度为阈值以下的情况下，进行上述灰度值的转换处理，在液晶面板的温度高于阈值的情况下，不进行上述灰度值的转换处理。
这样，在灰度变换部中，通过变换灰度值使得整个图像数据的灰度值存在于从预定灰度值以下的中间灰度至低灰度区域内，从而从显示图像中除去显示响应较慢的白显示附近的高灰度部分，因此能得到响应速度较快的图像。
而且，根据上述结构或方法，通过对于进行了灰度值的转换处理后的图像数据进行伪多灰度级化处理，从而能抑制因使用的灰度级数减少而导致的灰度表现力下降。由此，能抑制液晶显示装置置于低温环境下的情况下的显示品质的下降。
本发明的液晶显示装置中，也可为，当利用所述温度传感器检测出液晶面板的温度为0℃以下时，所述灰度变换部进行所述灰度值的转换处理。
另外，本发明的液晶显示装置的驱动方法中，也可为，所述灰度变换步骤中，当利用所述温度传感器检测出液晶面板的温度为0℃以下时，进行所述灰度值的转换处理。
一般的液晶显示器的动作补偿温度范围为0℃至60℃。因此，一般在上述温度范围内可得到所要的特性，但在车载用液晶面板的情况下，动作保证温度范围扩大至-30℃至85℃，特别是0℃以下的特性常常成为问题。
根据上述结构或方法，在响应速度的下降成为问题的液晶面板的温度为0℃以下的情况下，通过进行灰度值的转换处理，从而能抑制液晶的响应速度的下降。因此，能有效利用车载用的液晶显示装置等。
本发明的液晶显示装置也可为，还包括向所述液晶面板照射光的背光源、及对由该背光源照射的光的亮度进行调节的背光源驱动部，在所述灰度变换部进行所述灰度值的转换处理时，所述背光源驱动部调节背光源的亮度，使得照射亮度比不进行所述转换处理时要大。
本发明的液晶显示装置的驱动方法中，也可为，所述液晶显示装置包括向所述液晶面板照射光的背光源，所述驱动方法还包括背光源驱动步骤，该背光源驱动步骤对由所述背光源照射的光的亮度进行调节，所述灰度变换步骤中进行所述灰度值的转换处理时，在所述背光源驱动步骤中，调节背光源的亮度，使得照射亮度比不进行所述转换处理时要大。
根据上述结构或方法，通过增大背光源的照射亮度，从而能对因上述灰度值的转换处理而不使用上位侧的灰度值所引起的亮度下降进行补偿。
本发明的液晶显示装置中，所述灰度变换部在对于n位(这里，n为整数)的输入图像数据进行灰度变换、以作为位数比n位大的m位(这里，m为整数)的图像数据进行输出的期间，使所输入的灰度值转换至下位侧的灰度值，所述伪多灰度级化部对于所述m位的图像数据进行伪多灰度级化处理，以作为n位的图像数据进行输出。
本发明的液晶显示装置的驱动方法中，所述灰度变换步骤中，对于n位(这里，n为整数)的输入图像数据进行灰度变换，以作为位数比n位大的m位(这里，m为整数)的图像数据进行输出，并且在进行所述灰度值的转换处理的情况下，在将所述n位的输入图像数据变换成m位的图像数据的期间，使灰度值转换至下位侧的灰度值，所述伪多灰度级化步骤中，对于所述m位的图像数据进行伪多灰度级化处理，以作为n位的图像数据进行输出。
根据上述结构或方法，灰度变换部在对于n位的输入图像数据进行灰度变换、以作为位数比n位大的m位的图像数据进行输出的期间，使所输入的灰度值转换至下位侧的灰度值，从而能防止灰度级数的减少。而且，通过对于m位的图像数据进行伪多灰度级化处理，从而能高效地进行伪多灰度级化处理。
这里，所述n、m是表示位数的整数，m＞n。作为n、m的具体例，例如可举出n＝6、m＝8的情况。
本发明的液晶显示装置中，也还可设置过冲运算部，该过冲运算部对于由所述灰度变换部进行了灰度值的转换处理后的图像数据进行过冲运算。
本发明的液晶显示装置的驱动方法中，也还可包括过冲运算步骤，该过冲运算步骤对于由所述灰度变换步骤进行了灰度值的转换处理后的图像数据进行过冲运算。
另外，本发明所涉及的液晶显示装置为了解决上述问题，使用过冲驱动来进行图像显示，其特征为，包括：温度传感器，该温度传感器测定液晶面板的表面温度；灰度变换部，该灰度变换部使所输入的灰度值转换至下位侧的灰度值；伪多灰度级化部，该伪多灰度级化部对于在所述灰度变换部中进行了灰度值的转换处理后的图像数据进行伪多灰度级化处理；背光源，该背光源向所述液晶面板照射光；及背光源驱动部，该背光源驱动部对由所述背光源照射的光的亮度进行调节，所述灰度变换部根据由所述温度传感器检测出的液晶面板的温度，决定是否进行所述灰度值的转换处理，并且在所述灰度变换部进行所述灰度值的转换处理时，所述背光源驱动部调节背光源的亮度，使得照射亮度比不进行所述转换处理时要大。
根据上述结构，由于响应速度较慢的白显示附近的高灰度部分从显示图像中除去，因此能得到响应速度较快的图像。
另外，根据上述结构，通过对于进行了灰度值的转换处理后的图像数据进行伪多灰度级化处理，从而能抑制因使用的灰度级数减少而导致的灰度表现力下降。由此，能抑制液晶显示装置置于低温环境下的情况下的显示品质的下降。
而且，通过增大背光源的照射亮度，从而能对因上述灰度值的转换处理而不使用上位侧的灰度值所引起的亮度下降进行补偿。
本发明的其它目的、特征以及优点通过以下所示的叙述可以充分了解。另外，本发明的优点通过参照附图的以下说明将变得明白。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施方式所涉及的液晶显示装置的结构的控制框图。
图2是示意地表示图1所示的液晶显示装置中设置的液晶面板内的一个像素的结构的俯视图。
图3是表示本发明的一个实施方式所涉及的液晶显示装置的液晶面板的温度为-30℃的情况下、对灰度转变时的液晶的响应速度进行测定的结果的表。图3(a)是d＝15.5μm的情况，图3(b)是d＝21.5μm的情况，图3(c)是d＝25.0μm的情况。
图4是表示本发明的一个实施方式所涉及的液晶显示装置的液晶面板的温度为常温的情况下、对灰度转变时的液晶的响应速度进行测定的结果的表。图4(a)是d＝15.5μm的情况，图4(b)是d＝21.5μm的情况，图4(c)是d＝25.0μm的情况。
图5是表示本发明的一个实施方式所涉及的液晶显示装置的液晶面板的温度为0℃的情况下、对灰度转变时的液晶的响应速度进行测定的结果的表。图5(a)是d＝15.5μm的情况，图5(b)是d＝21.5μm的情况，图5(c)是d＝25.0μm的情况。
图6是表示图1所示的液晶显示装置的灰度变换部中进行的灰度值的转换处理的一个例子的图。
图7是用于说明图1所示的液晶显示装置的伪多灰度级化部中进行的伪多灰度级化处理的图。
图8是用于说明图1所示的液晶显示装置的伪多灰度级化部中进行的伪多灰度级化处理的图。
图9是表示作为本发明的另一实施方式的TN模式的液晶显示装置中、对灰度转变时的液晶的响应速度进行测定的结果的表。图9(a)是液晶面板的温度为常温的情况，图9(b)是液晶面板的温度为-30℃的情况。
标号说明
10  液晶显示装置
11  液晶面板
12  背光源
13  栅极驱动器
14  源极驱动器
15  背光源驱动电路
16  显示控制器
21  灰度变换部
22  增强变换运算器(过冲运算部)
23  伪多灰度级化部
24  液晶控制器
31  温度传感器
具体实施方式
下面，基于图1～图8，说明本发明的一个实施方式。此外，本发明并不限于该实施方式。
本实施方式的液晶显示装置采用作为使液晶的响应速度提高的显示驱动方法的过冲驱动来进行显示。本实施方式中，以包括垂直取向(VA模式)的液晶面板并以常黑的方式配置偏光板的液晶显示装置为例进行说明。
另外，本实施方式中，以车载用的液晶显示装置为例进行说明。车载用的液晶显示装置是指安装于车辆、用于显示来自各种传感器或车载设备的信息的装置，也可以用作为车辆导航系统或电视机等。例如在北欧等寒冷地区使用车辆的情况下，车载用的液晶显示装置使用时的面板温度达到冰点以下，有时根据情况还会达到-30℃左右的低温。在这种低温下，在向白侧的灰度值转变的情况下的液晶的响应速度大幅减小。因此，本实施方式的液晶显示装置在低温下使用的情况下，以不使用白侧的灰度值即上位侧的灰度的方式进行灰度值的变换。
图1中示出本实施方式的液晶显示装置10的结构。
如图1所示，液晶显示装置10包括液晶面板11、背光源12、栅极驱动器13、源极驱动器14、背光源驱动电路15、显示控制器16等作为主要构成部件。
液晶面板11采用在有源矩阵基板和相对基板之间具备液晶层的结构。本实施方式的液晶面板11为垂直取向模式(VA模式)，以常黑的方式配置偏光板。
背光源12设置于液晶面板11的背面，对液晶面板照射光。背光源驱动电路15控制背光源12的开/关、照射亮度等。
显示控制器16根据从未图示的面板内控制系统发送来的图像数据信号(输入灰度数据)，生成用于使液晶面板11显示图像的驱动信号(显示驱动信号)。在显示控制器16内包括灰度变换部21(灰度变换部)、增强变换运算器22(过冲运算部)、伪多灰度级化部23、液晶控制器24、FM(帧存储器)25、以及ROM26。
温度传感器31用于测定液晶面板11的表面。温度传感器31既可设置在液晶面板11的表面使得能直接测定面板表面的温度，也可设置在可获得与液晶面板11的表面温度之间的相关关系的部位使得能够间接测定面板表面的温度，根据在该设置部位测定的温度，检测液晶面板11的温度。
未图示的面板内控制系统根据来自安装于车辆的各种传感器、位置检测器、其它车载设备的信息(将这些统称为车辆信息)、或从操作开关输入的信息，生成用于使液晶面板11显示图像的图像数据信号(输入灰度数据)。
显示控制器16中，根据从温度传感器31发送来的与液晶面板的温度相关的信息，对于从面板内控制系统发送来的图像数据(输入灰度数据)，进行灰度变换、过冲、伪多灰度级化处理等处理。对于显示控制器16中进行的图像数据的处理的详细情况，将在后面进行阐述。
图2中示出液晶面板11内的一个像素的结构。图2中，主要示出构成液晶面板11的有源矩阵基板的平面结构，但为了方便起见，还示出了设置在与有源矩阵基板相对配置的相对基板侧的肋部。
液晶面板11包括有源矩阵基板、相对基板、和设置在这些各基板之间的垂直取向型的液晶层。
在有源矩阵基板上，如图2所示，形成有设置成沿图中的横向相互平行延伸的多根栅极总线41、和设置成沿图中的纵向与各栅极总线41交叉的多根源极总线42。在两根栅极总线41和41之间与栅极总线平行地配置有辅助电容布线43。
在各栅极总线41和各源极总线42的各交叉部附近设有TFT44，以作为与栅极总线41及源极总线42电连接的开关元件。另外，在各栅极总线41和各源极总线42交叉形成的各栅格中，形成有像素电极45(图2中带有斜线的部分)，用一个像素电极45构成一个像素。
像素电极45采用与各TFT44电连接的结构，在TFT44中，输入到栅极总线41的扫描信号指示导通的情况下，将对应的源极总线42与像素电极45连接，将发送到源极总线的数据信号输入到像素电极45。由此，各像素电极45中，进行基于所输入的数据信号的显示。
此外，像素电极45中，形成有用于控制液晶层内的液晶分子的取向的缝隙46。另外，在相对基板上，形成有用于控制液晶层内的液晶分子的取向的肋部47。通过形成这种缝隙46及肋部47，从而在施加电压时施加倾斜电场，使得液晶分子容易倾斜取向，能够使液晶的响应速度提高。
这里，将彼此大致平行配置的缝隙46与肋部47的间隔设为d，示出对改变了d的大小的情况下的灰度转变时的液晶的响应速度进行测定的结果。图3中，示出测定时的液晶面板的温度为-30℃的情况下的结果。图4中，示出测定时的液晶面板的温度为常温(约25℃)的情况下的结果。而且，图5中，示出测定时的液晶面板的温度为0℃的情况下的结果。
另外，图3(a)、图4(a)、及图5(a)是d＝15.5μm的情况，图3(b)、图4(b)、及图5(b)是d＝21.5μm的情况，图3(c)、图4(c)、及图5(c)是d＝25.0μm的情况。
图3～图5所示的各表中，纵向的列中示出转变前的灰度值(开始灰度)，横向的行中示出转变后的灰度值(到达灰度)。而且，各灰度值的交叉部分所表示的数值是从转变前的灰度值转换至转变后的灰度值时的响应速度。这里的响应速度的单位是ms。
如图4所示，在常温的情况下，不仅是中间灰度之间的灰度转变的响应速度很快，而且在向高灰度(白显示)或低灰度(黑显示)的灰度转变的响应速度也足够快，在实际使用上不会成为问题。此外，在肋部与缝隙之间的间隔d为25μm的情况下，响应速度稍有下降，在通常的面板设计中，最好将肋部与缝隙之间的间隔d设为小于25μm。
与此不同的是，如图3所示，在-30℃的低温状态下，与常温的情况相比，响应速度大幅下降。而且，该响应速度的下降在转换至作为最大灰度的63灰度的情况下特别显著。
因此可知，在低温下使用液晶显示装置的情况下，若不使用响应速度的下降显著的上位侧的灰度值57～63，则能使响应速度加快10ms以上(参照图3(a)～(c))。
另外，如图5所示，在温度为0℃的状态下，与常温的情况相比，响应速度稍有下降。
一般的液晶显示器的动作补偿温度范围为0℃至60℃。一般在该温度范围内可得到所要的特性，但在车载用的液晶面板的情况下，动作保证温度范围扩大至-30℃至85℃，特别是0℃以下的特性常常成为问题。因此，特别是若关注改善车载用液晶显示器的低温特性这一点，则希望将一般的液晶显示器的动作保证温度的下限值即0℃设为阈值，对温度在该阈值以下的情况下的液晶的响应速度的改善进行探讨。
因此，在考虑了上述结果及液晶面板的特性的基础上，本实施方式的液晶显示装置10中，在液晶面板为预定温度(例如，0℃)以下的情况下，进行使所输入的灰度值转换至比该灰度值更下位侧的灰度值的灰度变换处理。由此，不使用低温状态下响应速度特别慢的、白显示附近的上位侧的灰度值(例如，6位数据中从57至63的灰度值)，能抑制响应速度的下降。下面，使用图1、及图6～图8，说明液晶显示装置10中的图像数据处理的流程。
如图1所示，被输入到显示控制器16的图像数据信号(输入灰度数据)首先被输入到灰度变换部21。另外，对灰度变换部21输入由温度传感器31测定的与液晶面板11的表面温度相关的信息。灰度变换部21中，根据从温度传感器31发送来的温度信息，决定是否进行将所输入的灰度值转换至下位侧的灰度值的变换处理(灰度变换步骤)。
例如，根据发送来的温度信息是否为0℃以下，来决定是否进行上述灰度值的转换处理。即，若发送来的温度为0℃以下，则进行上述灰度值的转换处理，若发送来的温度高于0℃，则不进行上述灰度值的转换处理。
这里，说明发送来的温度为0℃以下的情况下的图像数据处理。图6中，示出在温度传感器31中液晶面板11的表面温度为0℃以下的情况下、在灰度变换部21中将6位的输入灰度数据变换成8位的灰度数据(灰度变换后数据)的例子。图6中，横轴上取所输入的灰度数据(6位)，纵轴上取所输出的灰度数据(8位)，示出输入灰度与输出灰度的关系。如该图所示，在灰度变换部21中的灰度变换处理中，具有0～63的灰度值的图像数据被变换至具有0～224的灰度值的图像数据。
在将6位的输入灰度数据单纯地变换成8位的图像数据的情况下，应该成为具有0～255的灰度值的图像数据。但是，这里，进行使所输入的灰度值转换至比该灰度值更下位侧的灰度值的变换处理，使得变换后的所有数据存在于0～224的灰度区域内。其在6位的图像数据中相当于0～56灰度。如图3所示，若灰度值的范围为0～56，则即使是-30℃的低温，灰度转变时的响应速度下降也不会成为太大的问题。因此，通过进行上述那样的灰度值的转换处理，从而能够不使用低温状态下响应速度的下降显著的高灰度侧的区域。
灰度变换部21中进行了灰度值的转换处理后的图像数据(灰度变换后数据)接着被输入到增强变换运算器22及帧存储器(FM)25。增强变换运算器22中，进行过冲处理(过冲运算步骤)。具体而言，增强变换运算器22中，对存放在帧存储器25中的1场前的图像数据(8位)和当前的图像数据(8位)进行比较，算出灰度转变量，并根据存放在ROM26中的增强变换参数，输出过冲后的图像数据(增强变换后数据(8位))。
此外，存放在ROM26中的增强变换参数存有与温度对应的多个数据，使得根据温度进行最佳的增强变换。因此，增强变换运算器22中，根据来自温度传感器31的信息，从ROM26内的多个参数中选出最佳的参数。因此，温度传感器31的信息被反馈至增强变换运算器22。
进行了过冲处理后的图像数据(增强变换后数据)接着被输入到伪多灰度级化部23，在此进行伪多灰度级化处理(伪多灰度级化步骤)。
伪多灰度级化部23采用公知的多灰度级化技术，对图像数据进行伪多灰度级化，使得不发生因在灰度变换部21中进行灰度变换所引起的灰度突变。
伪多灰度级化处理利用人眼在时间上和空间上平均地识别亮度的性质，在有限的灰度级数下，进行使人眼能看到如同增加了可表现的灰度级数的处理。根据将作为单位的像素区域设计成多大、或将噪声图设计成如何(即各帧的噪声图、周期帧数等)，伪多灰度级化处理存在FRC等多种方式。
关于伪多灰度级化处理的具体方法，例如也可将专利文献2等中记载的方法应用于本发明。
本实施方式中，为了进行这种伪多灰度级化处理，灰度变换部21中将6位的图像数据变换成8位的图像数据。然后，在伪多灰度级化部23中按照以下处理步骤进行处理：即，利用6位驱动器将8位的图像数据划分成上位6位和下位2位，基于下位2位的信息制成1位的噪声图，并将该噪声图与各像素重叠(上位6位+1位噪声图)。由此，8位的图像数据再次变换成6位的图像数据。
在伪多灰度级化部23中进行了伪多灰度级化处理后的图像数据(伪多灰度级化后数据(6位))被输入到液晶控制器24。在液晶控制器24中，根据所输入的图像数据，生成用于使液晶面板11显示图像的显示驱动信号，并发送到栅极驱动器13及源极驱动器14。然后，在液晶显示器11中，根据从栅极驱动器13及源极驱动器14发送来的扫描信号及数据信号等各种信号，进行图像显示。
下面，举出具体的灰度值的变换例，说明各处理部中灰度值怎样进行变换。这里，说明驱动液晶面板的驱动器(栅极驱动器13、源极驱动器14)是6位用的驱动器、被输入到显示控制器16的输入灰度数据(图像数据)也是6位的数据的情况。此外，本发明并不限于该实施方式。
当输入到灰度变换部21的输入灰度数据是6位的图像数据中的32灰度(100000)时，灰度变换部21中将该输入灰度数据变换成113灰度的8位图像数据(01110001)。然后，该8位图像数据被输入到增强变换运算器22，在此进行用于过冲驱动的处理，变换成141灰度的8位数据(10001101)。
为进行过冲驱动而被增强变换后的图像数据此后在伪多灰度级化部23中，被划分成上位6位的数据(100011)和下位2位的数据(01)。然后，根据下位2位的数据，以帧为单位决定噪声数据(000000或000001)的附加图案，输出加上所决定的噪声图后的图像数据。
图7中，对于各帧(第1帧～第4帧)，用表格来示出将由下位2位的数据(01)决定的噪声数据(000000)或(000001)的附加图案和噪声数据相加后的输出数据。图7所示的例子中，将用于得到中间灰度显示(以6位来表示的各灰度值间的显示)的单位周期(被称为帧周期)设为4帧。另外，图8中，示出在相邻的四个像素中、利用加上噪声数据后的输出数据来进行显示的情况的例子。
通过重复这4帧，从而对加上噪声数据后的输出数据进行平均化，使人眼识别为如同输出了8位数据(10001101)。由此，通过不使用响应速度较慢的上位侧的灰度值来对减少后的灰度级数进行补偿，能够维持灰度表现力。
此外，在液晶面板11的温度为0℃以下的情况下，由于利用由灰度变换部21进行的灰度值的转换处理，而不使用亮度较高的上位侧的灰度值，因此显示图像的亮度下降。本实施方式中，为了对该亮度下降进行补偿，在液晶面板11的温度为0℃以下的情况下，进行控制使得通过增大背光源的输出来使亮度提高(背光源驱动步骤)。下面，说明处理的流程。
从温度传感器31发送来的液晶面板11的表面温度的信息被输入到液晶控制器24。液晶控制器24中，根据发送来的温度信息，将用于控制背光源12的信号发送到背光源驱动电路15。
即，在从温度传感器31发送来的表面温度的信息为0℃以下的情况下，由于在灰度变换部21中进行将灰度值转换至下位侧的处理，因此要求使背光源的电流值比通常要大以提高亮度。
因此，液晶控制器24中，在发送来的温度信息为0℃以下的情况下，对背光源驱动电路15进行指示，使得给予背光源的电流值比通常要大(发送背光源电流值控制信号)。由此，背光源驱动电路15中，进行增大电流值的驱动，背光源的照射亮度比不进行灰度值的转换处理时要大。
另一方面，在从温度传感器31发送来的表面温度的信息为高于0℃的情况下，不进行灰度值的转换处理。即，液晶控制器24中，在发送来的温度信息为高于0℃的情况下，对背光源驱动电路15进行指示，使得以通常的电流值进行背光源的驱动。
如上所述，通过对背光源12进行亮度调整，从而能对因灰度变换部21中的灰度值的转换处理而引起的亮度下降进行补偿。
使背光源的电流值比通常要大可能会破坏装置的可靠性，因而成为问题，另外从功耗的角度也担心有不佳的情况。但是，即使是在环境温度为0℃以下的低温的情况下，液晶面板自身在点亮后温度会逐渐上升，从而会高于0℃。若液晶面板的温度高于0℃，则也不会进行上述的灰度转换处理，因此增大背光源的电流值的操作仅限于液晶面板的温度较低的刚开始点亮液晶显示装置之后。
另外，通过在刚开始点亮之后暂时地增大背光源的电流值，从而还能在更短的时间内使液晶面板的温度上升，具有可在短时间内达到液晶的响应速度高速化的温度区域的优点。这样，由于若液晶面板的温度上升，则无需进行灰度值的转换处理，因此还能在更短的期间内使背光源的电流值恢复正常，还可避免装置的可靠性方面的问题。
以上是液晶面板11的温度为0℃以下的情况下的说明。与此不同的是，在液晶显示装置10所使用的环境温度高于0℃的情况下，或者，如上所述，在环境温度为0℃以下也点亮液晶显示装置后经过一定的时间、液晶面板11的表面温度高于0℃的情况下，以如下那样的流程进行处理。
在液晶面板11的温度高于0℃的情况下，在通常的面板设计中，由于如图4所示响应速度的下降不会成为太大的问题，因此在灰度变换部21、增强变换运算器22、及伪多灰度级化部23中不进行灰度值的变换处理，输入灰度数据原样被输入到液晶控制器24。在液晶控制器24中，根据所输入的输入灰度数据，生成用于使液晶面板11显示图像的显示驱动信号，并发送到栅极驱动器13及源极驱动器14。而且，在液晶显示器11中，根据从栅极驱动器13及源极驱动器14发送来的扫描信号及数据信号等各种信号，进行图像显示。
如上所述，本实施方式的液晶显示装置中，灰度变换部21使所输入的灰度值转换至比该灰度值更下位侧的灰度值，从而能够不使用白显示附近的上位侧的灰度值。例如，在6位的图像数据中，当输入灰度值57以上的灰度数据时，通过变换成56以下的灰度值，从而从显示图像中排除灰度值57以上的灰度数据。
然后，通过根据液晶面板11的温度，来决定是否进行灰度值的转换处理，从而能以如下方式进行图像显示，即不会在温度下降的情况下获得过冲驱动的效果，特别是不使用响应速度的下降显著的高灰度侧(白显示侧)的灰度值。这样，在灰度变换部21中，通过变换灰度值使得整个图像数据的灰度值存在于从预定值以下的中间灰度至低灰度区域内，从而从显示图像中除去显示响应较慢的白显示附近的高灰度部分，因此能得到响应速度较快的图像。
而且，根据本实施方式的液晶显示装置，通过对于进行了灰度值的转换处理后的图像数据进行伪多灰度级化处理，从而能抑制因使用的灰度数的减少而导致的灰度表现力下降。由此，能抑制液晶显示装置置于低温状态的情况下的显示品质下降。
此外，上述的实施方式中，将使用垂直取向(VA)模式的液晶面板以常黑模式进行显示的情况作为例子进行了说明，但本发明并不限于此，在使用TN模式液晶面板以常白模式进行显示的情况下也可得到同样的效果。
图9中，示出在TN模式的液晶显示装置中对灰度转变时的液晶的响应速度进行测定的结果。图9(a)是液晶面板的温度为常温的情况，图9(b)是液晶面板的温度为-30℃的情况。
图9所示的各表中，纵向的列中示出转变前的灰度值(开始灰度)，横向的行中示出转变后的灰度值(到达灰度)。而且，各灰度值的交叉部分所示的数值是从转变前的灰度值转换至转变后的灰度值时的响应速度。这里的响应速度的单位是ms。
如图9(a)所示，在常温的情况下，不仅中间灰度之间的灰度转变的响应速度很快，而且在向高灰度(白显示)或低灰度(黑显示)的灰度转变的响应速度也足够快，在实际的使用上不会成为问题。
与此不同的是，如图9(b)所示，在-30℃的低温状态下，与常温的情况相比，响应速度大幅下降。而且，该响应速度的下降在转换至作为最大灰度的63灰度的情况下特别显著。
这样，在TN模式的液晶显示装置中，与VA模式的液晶显示装置相同，在低温状态下响应速度的下降也成为问题。因此，在VA模式的液晶显示装置中，与上述的实施方式的液晶显示装置10相同，可采用如下结构：即，在液晶面板为预定的温度(例如，0℃)以下的情况下，进行灰度变换以使所输入的灰度值转换至比该灰度值更下位侧的灰度值。由此，不使用低温状态下响应速度特别慢的、白显示附近的上位侧的灰度值(例如，6位数据中从57至63的灰度值)，能抑制响应速度的下降。
本发明并不限定于上述实施方式，在权利要求所示的范围内可以进行各种变更。即，对在权利要求所示的范围内适当变更后的技术方法分别进行组合而得到的实施方式，也包含在本发明的技术范围内。
本发明所涉及的液晶显示装置如上所述，包括：温度传感器，该温度传感器测定液晶面板的表面温度；灰度变换部，该灰度变换部使所输入的灰度值转换至下位侧的灰度值；及伪多灰度级化部，该伪多灰度级化部对于在所述灰度变换部中进行了灰度值的转换处理后的图像数据进行伪多灰度级化处理，所述灰度变换部根据由所述温度传感器检测出的液晶面板的温度，决定是否进行所述灰度值的转换处理。
另外，本发明所涉及的液晶显示装置的驱动方法如上所述，包括：灰度变换步骤，该灰度变换步骤根据由温度传感器检测出的液晶面板的温度，决定是否进行使所输入的灰度值转换至下位侧的灰度值的处理；及伪多灰度级化步骤，该伪多灰度级化步骤对于在所述灰度变换步骤中进行了灰度值的转换处理后的图像数据进行伪多灰度级化处理。
因而根据本发明，由于响应速度较慢的白显示附近的高灰度部分从显示图像中除去，因此能得到响应速度较快的图像。而且，根据本发明，通过对于进行了灰度值的转换处理后的图像数据进行伪多灰度级化处理，从而能抑制因使用的灰度数的减少而导致的灰度表现力下降。由此，能抑制液晶显示装置置于低温环境下的情况下的显示品质下降。
发明的详细说明内容中叙述的具体实施方式或实施例都只是用于阐明本发明的技术内容，不应狭义地解释为只限定于这样的具体示例，在本发明的思想和后文记载的权利要求书的范围内，可以进行各种变更来实施。
工业上的实用性
若使用本发明的液晶显示装置，则在防止低温下向白显示的灰度转变的响应速度下降的基础上，能维持灰度表现力，并能抑制显示品质的下降。因而，本发明的液晶显示装置也可适用于在低温下使用的车载用的显示装置。

Claims (11)

1.一种液晶显示装置，使用过冲驱动来进行图像显示，其特征在于，包括：
温度传感器，该温度传感器测定液晶面板的表面温度；
灰度变换部，该灰度变换部使所输入的灰度值转换至下位侧的灰度值；及
伪多灰度级化部，该伪多灰度级化部对于在所述灰度变换部中进行了灰度值的转换处理后的图像数据，进行伪多灰度级化处理，
所述灰度变换部根据由所述温度传感器检测出的液晶面板的温度，决定是否进行所述灰度值的转换处理。
2.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，
当利用所述温度传感器检测出液晶面板的温度为0℃以下时，所述灰度变换部进行所述灰度值的转换处理。
3.如权利要求1或2所述的液晶显示装置，其特征在于，
还包括向所述液晶面板照射光的背光源、和对由该背光源照射的光的亮度进行调解的背光源驱动部，
在所述灰度变换部进行所述灰度值的转换处理时，
所述背光源驱动部调节背光源的亮度，使得照射亮度比不进行所述转换处理时要大。
4.如权利要求1至3的任一项所述的液晶显示装置，其特征在于，
所述灰度变换部在对于n位(这里，n为整数)的输入图像数据进行灰度变换、以作为位数比n位大的m位(这里，m为整数)的图像数据进行输出的期间，使所输入的灰度值转换至下位侧的灰度值，
所述伪多灰度级化部对于所述m位的图像数据进行伪多灰度级化处理，以作为n位的图像数据进行输出。
5.如权利要求1至4的任一项所述的液晶显示装置，其特征在于，
还设有过冲运算部，该过冲运算部对于利用所述灰度变换部进行了灰度值的转换处理后的图像数据，进行过冲运算。
6.一种液晶显示装置的驱动方法，该液晶显示装置包括对液晶面板的表面温度进行测定的温度传感器，使用过冲驱动来进行图像显示，其特征在于，该驱动方法包括：
灰度变换步骤，该灰度变换步骤根据由所述温度传感器检测出的液晶面板的温度，决定是否进行使所输入的灰度值转换至下位侧的灰度值的处理；及
伪多灰度级化步骤，该伪多灰度级化步骤对于在所述灰度变换步骤中进行了灰度值的转换处理后的图像数据，进行伪多灰度级化处理。
7.如权利要求6所述的驱动方法，其特征在于，
所述灰度变换步骤中，当利用所述温度传感器检测出液晶面板的温度为0℃以下时，进行所述灰度值的转换处理。
8.如权利要求6或7所述的驱动方法，其特征在于，
所述液晶显示装置包括向所述液晶面板照射光的背光源，
所述驱动方法还包括背光源驱动步骤，该背光源驱动步骤对由所述背光源照射的光的亮度进行调节，
所述灰度变换步骤中进行所述灰度值的转换处理时，在所述背光源驱动步骤中，调节背光源的亮度，使得照射亮度比不进行所述转换处理时要大。
9.如权利要求6至8的任一项所述的驱动方法，其特征在于，
所述灰度变换步骤中，对于n位(这里，n为整数)的输入图像数据进行灰度变换，以作为位数比n位大的m位(这里，m为整数)的图像数据进行输出，并且在进行所述灰度值的转换处理的情况下，在将所述n位的输入图像数据变换成m位的图像数据的期间，使灰度值转换至下位侧的灰度值，
所述伪多灰度级化步骤中，对于所述m位的图像数据进行伪多灰度级化处理，以作为n位的图像数据进行输出。
10.如权利要求6至9的任一项所述的驱动方法，其特征在于，
还包括过冲运算步骤，该过冲运算步骤对于利用所述灰度变换步骤进行了灰度值的转换处理后的图像数据，进行过冲运算。
11.一种液晶显示装置，使用过冲驱动来进行图像显示，其特征在于，包括：
温度传感器，该温度传感器测定液晶面板的表面温度；
灰度变换部，该灰度变换部使所输入的灰度值转换至下位侧的灰度值；
伪多灰度级化部，该伪多灰度级化部对于在所述灰度变换部中进行了灰度值的转换处理后的图像数据，进行伪多灰度级化处理；
背光源，该背光源向所述液晶面板照射光；及
背光源驱动部，该背光源驱动部对由所述背光源照射的光的亮度进行调节，
所述灰度变换部根据由所述温度传感器检测出的液晶面板的温度，决定是否进行所述灰度值的转换处理，并且
在所述灰度变换部进行所述灰度值的转换处理时，
所述背光源驱动部调节背光源的亮度，使得照射亮度比不进行所述转换处理时要大。
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