JP2002132227A - 表示装置およびその駆動方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 フリッカが視認されにくい１Ｈ反転駆動を用
いた場合、コントラスト特性をある程度犠牲にせざるを
得ない。 【解決手段】 水平同期信号および垂直同期信号に基づ
いてコントロール部１４から１Ｈ反転制御および１Ｆ
（フィールド）反転制御のための各制御信号を出力し、
これら制御信号に基づいてシグナルドライバ１２，１３
において１Ｈ周期で交流化されたアナログ映像信号と１
Ｆ周期で交流化されたアナログ映像信号とを生成する。
また、入力される映像信号のレベルが黒レベルまたはそ
の近傍であることを検波部１５で検知する。そして、ス
イッチング素子１６において、検波部１５の検波信号に
基づいて、２つの交流化されたアナログ映像信号の一方
を選択して液晶パネル１７に供給することで、黒表示時
には１Ｆ反転駆動を、それ以外では１Ｈ反転駆動を行
う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、表示装置およびそ
の駆動方法に関し、特に交流駆動化されたアナログ映像
信号によって表示部を駆動する表示装置およびその駆動
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】画素がマトリクス状に配列されてなる表
示装置、例えば液晶表示装置の駆動方式として、画素の
各々に対して個々の独立した画素電極を配列し、これら
画素電極の各々に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ；Thin Fil
m Transistor）等のスイッチング素子を接続して画素を
選択的に駆動する、いわゆるアクティブマトリクス駆動
方式（以下、単にアクティブマトリクス型と記す）が知
られている。

【０００３】アクティブマトリクス型液晶表示装置で
は、スイッチング素子として例えば薄膜トランジスタが
形成されたＴＦＴ基板と、カラーフィルタや対向電極等
が形成された対向基板とを重ね合わせ、これら基板間に
液晶を封入することによって液晶パネルが構成されてい
る。そして、この液晶パネルにおいて、薄膜トランジス
タによるスイッチング制御と映像信号に基づく電圧印加
によって液晶の配向を制御し、光の透過率を変えること
で映像表示を行っている。

【０００４】アクティブマトリクス型液晶パネルでは、
マトリクス状に配列された画素の各々を囲む状態に、ブ
ラックマトリクスと呼ばれる遮光性に優れた膜が基板上
にパターン化されて成膜されている。ブラックマトリク
スは、液晶パネルの高精細化に伴い、画素電極の周縁付
近、つまり画素間にて生じるいわゆるリバースチルトド
メインと呼ばれる配向欠陥の領域からの光抜けを防止す
るために不可欠なものである。この光抜けを防止するこ
とにより、液晶パネルのコントラスト特性の向上を図る
ことができる。

【０００５】ところで、アクティブマトリクス型液晶パ
ネルの駆動系では、一般的に、映像信号と水平、垂直同
期信号（または、水平、垂直同期信号を含む複合映像信
号）をタイミングジェネレータおよびアナログ信号ドラ
イバが受け、タイミングジェネレータからは各種のタイ
ミング信号を、アナログ信号ドライバからは交流駆動化
されたアナログ映像信号をそれぞれ液晶パネルに供給す
ることによって表示駆動が行われる。

【０００６】ここで、交流駆動化されたアナログ映像信
号とは、液晶に同極性の直流電圧が印加され続けること
によって液晶の比抵抗（物質固有の抵抗値）等が劣化す
るのを防ぐために、基準電圧(シグナルセンター)Ｖｃｏ
ｍを中心にある周期にて極性が反転するアナログ映像信
号のことを言う。

【０００７】また、図２に示すように、アナログ映像信
号の反転のタイミングにより、１Ｆ（１Ｆは１フィール
ド期間）反転駆動（Ａ）と１Ｈ（１Ｈは１水平走査期
間）反転駆動（Ｂ）とに大別される。１Ｆ反転駆動
（Ａ）は、ある極性のアナログ映像信号を全画素に書き
込んだ後に、アナログ映像信号の極性を反転させる駆動
法である。一方、１Ｈ反転駆動（Ｂ）は、横方向（水平
方向）１ラインごとにアナログ映像信号の極性を反転さ
せ、これをさらにフィールドごとに反転させる駆動法で
ある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】図６に、１Ｆ反転駆動
の場合（Ａ）と１Ｈ反転駆動の場合（Ｂ）の画素電位の
極性を示す。同図から明らかなように、１Ｆ反転駆動
（Ａ）では、各画素間のブラックマトリクス上で縦方向
（垂直方向）に電界がかからないので、この部分での液
晶配向の乱れが発生しない。したがって、黒表示時の光
漏れがないため高コントラストを達成できるが、その反
面、中間信号レベルではＨｉｇｈ側（＋側）とＬｏｗ側
（−側）との輝度レベル差がフリッカ（画像のちらつ
き）として視認される。

【０００９】逆に、１Ｈ反転駆動（Ｂ）では、中間信号
レベルにおいてＨｉｇｈ側とＬｏｗ側との画素電位が隣
接しているため、フリッカは視認されにくい。ところ
が、ブラックマトリクス上では、縦方向に電界がかかる
ことになるため液晶配向の乱れによる光漏れが生じ、コ
ントラスト特性を低下させることになる。通常は、フリ
ッカが視認されにくい１Ｈ反転駆動を用いて表示駆動を
行っているが、上述したことから明らかなように、これ
はコントラスト特性をある程度犠牲にしていることにな
る。

【００１０】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、フリッカの少ない映
像表示を実現しつつ、液晶パネルのコントラスト特性の
向上を可能とした表示装置およびその駆動方法を提供す
ることにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、画素がマトリクス状に配列されてなる
表示部を有する表示装置において、入力される映像信号
のレベルが黒レベルまたはその近傍であるときは１Ｆ周
期にて基準電圧を中心に極性が反転する映像信号によっ
て表示部を駆動（１Ｆ反転駆動）し、入力される映像信
号のレベルが黒レベルまたはその近傍以外のときは１Ｈ
周期にて基準電圧を中心に極性が反転する映像信号によ
って表示部を駆動（１Ｈ反転駆動）する。

【００１２】画素がマトリクス状に配列されてなる表示
部に対して、入力される映像信号のレベルが黒レベルま
たはその近傍のときに１Ｆ反転駆動を行うことで、表示
部のブラックマトリクスにおける色抜け領域が抑えら
れ、黒表示時の輝度が下がるため、高コントラストを得
ることができる。一方、黒表示以外では１Ｈ反転駆動を
行うことで、フリッカの少ない映像表示を実現できる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。

【００１４】図１は、本発明の一実施形態に係るアクテ
ィブマトリクス型液晶表示装置の構成例を示すブロック
図である。同図から明らかなように、本実施形態に係る
アクティブマトリクス型液晶表示装置は、映像信号処理
部１１、シグナルドライバ１２，１３、コントロール部
１４、検波部１５、スイッチング素子１６および液晶パ
ネル（表示部）１７を有し、電界を印加しない状態で光
が通過するノーマリーホワイトモードのパネル構成とな
っている。

【００１５】上記構成のアクティブマトリクス型液晶表
示装置において、映像信号処理部１１は、入力される映
像信号に対してホワイトバランス調整やガンマ補正など
の通常の画質調整を行う信号処理を施した後、シグナル
ドライバ１２，１３に供給する。コントロール部１２
は、水平同期信号および垂直同期信号を入力とし、これ
ら同期信号に基づいて各種のタイミング信号を生成して
出力するとともに、１Ｈ反転および１Ｆ反転の反転制御
を行うための各制御信号を生成してシグナルドライバ１
２，１３に与える。

【００１６】シグナルドライバ１２は、コントロール部
１４から与えられる１Ｈ反転の制御信号に基づいて、映
像信号処理部１１を経た映像信号に対して１Ｈ反転の制
御を行う。また、シグナルドライバ１３は、コントロー
ル部１４から与えられる１Ｆ反転の制御信号に基づい
て、映像信号処理部１１を経た映像信号に対して１Ｆ反
転の制御を行う。これにより、シグナルドライバ１２，
１３からは、１Ｈ周期、１Ｆ周期でそれぞれ交流駆動化
されたアナログ映像信号が出力される。

【００１７】すなわち、図２に示すように、シグナルド
ライバ１２からは、基準電圧(シグナルセンター)Ｖｃｏ
ｍを中心に１ライン（１Ｈ）周期で極性が反転し、これ
がさらにフィールドごとに反転するアナログ映像信号
（Ｂ）が出力される。また、シグナルドライバ１３から
は、基準電圧Ｖｃｏｍを中心に１フィールド（１Ｆ）周
期で極性が反転するアナログ映像信号（Ａ）が出力され
る。これら交流駆動化されたアナログ映像信号は、スイ
ッチング素子１６に供給される。

【００１８】検波部１５は、入力される映像信号のレベ
ルが黒レベルまたはその近傍かそれ以外かを検知する検
知手段としての機能を持つ。すなわち、検波部１５は黒
レベル検知（判定）しきい値を有し、例えば図３の波形
図に示すように、入力映像信号レベルが黒レベル検知し
きい値以上のときにＬｏｗレベル、黒レベル検知しきい
値を下回るときにＨｉｇｈレベルの検波信号（検知信
号）を出力する。黒レベルまたはその近傍とその他のレ
ベルとの境、即ち黒レベル検知しきい値については任意
に調整（設定）できるようになっている。

【００１９】検波部１５から出力される検波信号はスイ
ッチング素子１６に与えられる。スイッチング素子１６
はマルチプレクサ等によって構成され、検波部１５から
出力される検波信号に基づいて、シグナルドライバ１２
から出力される１Ｈ周期で交流化されたアナログ映像信
号またはシグナルドライバ１３から出力される１Ｆ周期
で交流化されたアナログ映像信号を選択して液晶パネル
１７に供給する。

【００２０】図４に、液晶パネル１７の内部の回路構成
例を示す。ここでは、図面の簡略化のために、３行（ｎ
−１行〜ｎ＋１行）４列（ｍ−１列〜ｍ＋２列）の画素
配列の場合を例に採って示している。

【００２１】図４において、表示エリア（有効画素エリ
ア）２１には、画素トランジスタである薄膜トランジス
タＴＦＴ、液晶セルＬＣおよび保持容量Ｃｓを有する単
位画素２２がマトリクス状に配列されている。ここで、
液晶セルＬＣは、薄膜トランジスタＴＦＴで形成される
画素電極とこれに対向して形成される対向電極との間で
発生する容量を意味する。

【００２２】この画素構造において、薄膜トランジスタ
ＴＦＴは、ゲート電極が垂直走査線…，２３ｎ−１，２
３ｎ，２３ｎ＋１，…に接続され、ソース電極が信号線
…，２４ｍ−１，２４ｍ，２４ｍ＋１，２４ｍ＋２，…
に接続されている。液晶セルＬＣは、画素電極が薄膜ト
ランジスタＴＦＴのドレイン電極に接続され、対向電極
がコモン線２５に接続されている。保持容量Ｃｓは、薄
膜トランジスタＴＦＴのドレイン電極とコモン線２５と
の間に接続されている。コモン線２５には、基準電圧で
あるコモン電圧Ｖｃｏｍが印加されている。

【００２３】垂直走査線…，２３ｎ−１，２３ｎ，２３
ｎ＋１，…の各一端は、垂直駆動回路２６の対応する行
の各出力端にそれぞれ接続されている。信号線…，２４
ｍ−１，２４ｍ，２４ｍ＋１，２４ｍ＋２，…の各一端
は、水平駆動回路２７の対応する各列の出力端にそれぞ
れ接続されている。

【００２４】垂直駆動回路２６には、図１のコントロー
ル部１４からタイミング信号として垂直スタートパルス
ＶＳＴおよび垂直クロックパルスＶＣＫが与えられる。
垂直駆動回路２６は、垂直スタートパルスＶＳＴに応答
して垂直駆動（垂直走査）を開始し、垂直クロックパル
スＶＣＫに同期して走査パルス…，φＶｎ−１，φＶ
ｎ，φＶｎ＋１，…を順次出力し、垂直走査線…，２３
ｎ−１，２３ｎ，２３ｎ＋１，…に印加する。

【００２５】水平駆動回路２７には、図１のスイッチン
グ素子１６で選択されたアナログ映像信号が供給される
とともに、コントロール部１４からタイミング信号とし
て水平スタートパルスＨＳＴおよび水平クロックパルス
ＨＣＫが与えられる。水平駆動回路２７は、水平スター
トパルスＨＳＴに応答して水平駆動を開始し、水平クロ
ックパルスＨＣＫに同期してアナログ映像信号を１Ｈご
とに順次サンプリングする。

【００２６】この水平駆動回路２７の駆動方式として
は、点順次駆動方式と線順次駆動方式とがある。点順次
駆動方式の場合には、１Ｈ分のアナログ映像信号を順次
サンプリングしてそのまま順に信号線…，２４ｍ−１，
２４ｍ，２４ｍ＋１，２４ｍ＋２，…に出力する。これ
により、垂直駆動回路２６によって選択されているライ
ン（行）の画素２２に対して順番に映像信号が書き込ま
れる。

【００２７】線順次駆動方式の場合には、アナログ映像
信号を順次サンプリングし、かつ１ライン（１Ｈ）分の
映像信号を一旦ラッチする。そして、このラッチした１
ライン分の映像信号を一括して信号線…，２４ｍ−１，
２４ｍ，２４ｍ＋１，２４ｍ＋２，…に出力する。これ
により、垂直駆動回路２６によって選択されているライ
ン（行）の画素２２に対して１ライン分の映像信号が一
斉に書き込まれる。

【００２８】なお、本実施形態に係るアクティブマトリ
クス型液晶表示装置では、水平駆動回路２７の駆動方式
として点順次駆動方式を採るか、線順次駆動方式を採る
かは問わない。すなわち、本発明は、いずれの駆動方式
の水平駆動回路２７にも適用可能である。

【００２９】次に、上述した本実施形態に係るアクティ
ブマトリクス型液晶パネル１７を駆動する場合の動作に
ついて説明する。

【００３０】入力される映像信号は、映像信号処理回路
１１で通常の画質調整のための信号処理がなされた後シ
グナルドライバ１２，１３に供給されるとともに、検波
部１５に直接供給される。コントロール部１４からは、
水平同期信号および垂直同期信号に基づいて、１Ｈ反転
／１Ｆ反転のための各制御信号が生成されて出力される
とともに、垂直スタートパルスＶＳＴ、垂直クロックパ
ルスＶＣＫ、水平スタートパルスＨＳＴおよび水平クロ
ックパルスＨＣＫなどの各種のタイミング信号が生成さ
れて出力される。

【００３１】検波部１５は、入力される映像信号のレベ
ルを監視し、例えば図３の波形図に示すように、入力映
像信号レベルが黒レベル検知しきい値以上のときにはＬ
ｏｗレベル、黒レベル検知しきい値を下回るときにはＨ
ｉｇｈレベルの検波信号を出力し、スイッチング素子１
６に与える。すると、スイッチング素子１６はこの検波
信号に基づいて、シグナルドライバ１２から出力される
１Ｈ周期で交流化されたアナログ映像信号またはシグナ
ルドライバ１３から出力される１Ｆ周期で交流化された
アナログ映像信号を選択して液晶パネル１７に供給す
る。

【００３２】具体的には、検波部１５の検波信号がＨｉ
ｇｈレベルのとき、即ち入力される映像信号が黒レベル
またはその近傍以外のときには、シグナルドライバ１２
から出力される１Ｈ周期で交流化されたアナログ映像信
号を選択して液晶パネル１７に供給する。検波部１５の
検波信号がＬｏｗレベルのとき、即ち入力される映像信
号が黒レベルまたはその近傍のときには、シグナルドラ
イバ１３から出力される１Ｆ周期で交流化されたアナロ
グ映像信号を選択して液晶パネル１７に供給する。

【００３３】これにより、入力映像信号レベルが黒レベ
ルあるいは黒レベルに近いところでは液晶パネル１７の
１Ｆ反転駆動を、それ以外の入力映像信号レベルでは液
晶パネル１７の１Ｈ反転駆動を実現できる。

【００３４】このように、黒を表示するときのみアナロ
グ映像信号を１Ｆ反転駆動とすることで、液晶パネル１
７の各画素間のブラックマトリクス上で縦方向に電界が
かからないため、この部分での液晶配向の乱れが発生し
ない。したがって、ブラックマトリクスにおける色抜け
領域が抑えられ、黒表示時の輝度が下がるため、高コン
トラストを得ることができる。また、黒表示以外では、
アナログ映像信号を１Ｈ反転駆動とすることで、図６
（Ｂ）から明らかなように、中間信号レベルにおいてＨ
ｉｇｈ側とＬｏｗ側との画素電位が隣接しているため、
フリッカが視認されにくく、フリッカの少ない映像表示
を実現できる。

【００３５】換言すれば、中間調映像信号ではフリッカ
の少ない１Ｈ反転駆動方式を、黒映像信号ではコントラ
ストの高い１Ｆ反転駆動方式を同一の液晶パネル１７内
で実現できることになる。

【００３６】なお、上記実施形態では、シグナルドライ
バ１２，１３の後段にスイッチング素子１６を配置し、
シグナルドライバ１２から出力される１Ｈ周期で交流化
されたアナログ映像信号またはシグナルドライバ１３か
ら出力される１Ｆ周期で交流化されたアナログ映像信号
を選択して液晶パネル１７に供給する構成としたが、検
波部１５の検波信号に基づいてシグナルドライバ１２，
１３の一方のみを動作可能状態とし、１Ｈ周期または１
Ｆ周期で交流化されたアナログ映像信号を択一的に生成
するように構成することも可能である。これにより、シ
グナルドライバ１２，１３の後段でのスイッチング処理
が不要となる利点がある。

【００３７】また、上記実施形態では、シグナルドライ
バ１２，１３の後段にスイッチング素子１６を配置する
構成としたが、図５に示すように、単一のシグナルドラ
イバ１８の前段にスイッチング素子１９を配置し、この
スイッチング素子１９では検波部１５の検波信号に基づ
いて、コントロール部１４から出力される１Ｈ反転およ
び１Ｆ反転の制御を行うための各制御信号の一方を選択
してシグナルドライバ１８を供給するように構成するこ
とも可能である。

【００３８】この変形例の場合には、シグナルドライバ
１８では、スイッチング素子１９から与えられる１Ｈ反
転または１Ｆ反転の反転制御のための制御信号に基づい
て、映像信号処理部１１を経た映像信号に対して１Ｈ反
転または１Ｆ反転の反転制御が行われる。そして、シグ
ナルドライバ１８からは、１Ｈ周期または１Ｆ周期で交
流化されたアナログ映像信号が出力され、液晶パネル１
７に供給されることになる。

【００３９】この変形例では、スイッチング素子１９に
よって１Ｈ反転または１Ｆ反転のための制御信号を選択
してシグナルドライバ１８に与え、当該ドライバ１８を
制御する構成であることから、シグナルドライバ１８の
数は通常駆動の場合と同じ１個で済み、スイッチング素
子１９を付加するだけで良いため、簡単な回路構成にて
所期の目的、即ち黒表示時の高コントラスト化を達成す
ることができるという利点がある。

【００４０】なお、上記実施形態では、液晶表示装置に
適用した場合を例に採って説明したが、本発明は、これ
に限定されるものではなく、画素がマトリクス状に配列
されてなる画素部を、交流化されたアナログ映像信号に
よって駆動する構成の表示装置全般に適用可能である。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
入力される映像信号のレベルが黒レベルまたはその近傍
のときは１Ｆ反転駆動を行い、それ以外では１Ｈ反転駆
動を行うようにしたことにより、黒映像信号ではコント
ラストの高い映像表示を、また中間調映像信号ではフリ
ッカの少ない映像表示を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係るアクティブマトリク
ス型液晶表示装置の構成例を示すブロック図である。

【図２】１Ｆ反転駆動の場合（Ａ）と１Ｈ反転駆動の場
合（Ｂ）のアナログ映像信号を示す波形図である。

【図３】検波部の動作説明のための波形図である。

【図４】液晶パネル内部の回路構成例を示す回路図であ
る。

【図５】本発明の変形例に係るアクティブマトリクス型
液晶表示装置の構成例を示すブロック図である。

【図６】１Ｆ反転駆動の場合（Ａ）と１Ｈ反転駆動の場
合（Ｂ）の画素電位の極性を示す図である。

【符号の説明】

１１…映像信号処理部、１２，１３，１８…シグナルド
ライバ、１４…コントロール部、１６，１９…スイッチ
ング素子、１７…液晶パネル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H093 NA16 NA32 NA33 NA42 NA43 NC16 NC26 NC34 ND04 ND10 ND49 5C006 AB01 AB03 AC02 AC27 AC28 AF42 AF44 BB16 BC06 BC16 FA23 5C080 AA10 BB05 DD06 DD30 FF07 JJ02 JJ04

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画素がマトリクス状に配列されてなる表
   示部と、 入力される映像信号のレベルが黒レベルまたはその近傍
   であることを検知して検知信号を出力する検知手段と、 入力される映像信号を受けて前記検知手段から検知信号
   が出力されたときは１フィールド期間の周期にて基準電
   圧を中心に極性が反転する映像信号を生成して前記表示
   部を駆動し、前記検知信号が出力されないときは１水平
   走査期間の周期にて基準電圧を中心に極性が反転する映
   像信号を生成して前記表示部を駆動する駆動手段とを備
   えたことを特徴とする表示装置。
2. 【請求項２】 前記駆動手段は、水平同期信号および垂
   直同期信号に基づいて１フィールド期間の周期の第１の
   反転制御信号と１水平走査期間の周期の第２の反転制御
   信号とを生成する制御信号生成手段と、前記検知信号が
   出力されたときは前記第１の反転制御信号に基づいて１
   フィールド期間の周期にて極性が反転する映像信号を生
   成し、前記検知信号が出力されないときは前記第２の反
   転制御信号に基づいて１水平走査期間の周期にて極性が
   反転する映像信号を生成する映像信号生成手段とを有す
   ることを特徴とする請求項１記載の表示装置。
3. 【請求項３】 前記映像信号生成手段は、前記第１の反
   転制御信号に基づいて１フィールド期間の周期にて極性
   が反転する映像信号を生成する第１の信号生成手段と、
   前記第２の反転制御信号に基づいて１水平走査期間の周
   期にて極性が反転する映像信号を生成する第２の信号生
   成手段と、前記検知信号が出力されたときは前記第１の
   信号生成手段で生成された映像信号を、それ以外は前記
   第２の信号生成手段で生成された映像信号をそれぞれ選
   択して前記表示部に供給する選択手段とを有することを
   特徴とする請求項２記載の表示装置。
4. 【請求項４】 前記映像信号生成手段は、前記検知信号
   が出力されたときは前記第１の反転制御信号を選択し、
   それ以外は前記第２の反転制御信号を選択する選択手段
   と、前記選択手段で選択された前記第１の反転制御信号
   または前記第２の反転制御信号に基づいて１フィールド
   期間の周期または１水平走査期間の周期にて極性が反転
   する映像信号を生成して前記表示部に供給する信号生成
   手段とを有することを特徴とする請求項２記載の表示装
   置。
5. 【請求項５】 前記表示部の各画素の表示素子が液晶セ
   ルからなることを特徴とする請求項１記載の表示装置。
6. 【請求項６】 画素がマトリクス状に配列されてなる表
   示部を有する表示装置の駆動方法であって、 入力される映像信号のレベルが黒レベルまたはその近傍
   であるときは１フィールド期間の周期にて基準電圧を中
   心に極性が反転する映像信号によって前記表示部を駆動
   し、 入力される映像信号のレベルが黒レベルまたはその近傍
   以外のときは１水平走査期間の周期にて基準電圧を中心
   に極性が反転する映像信号によって前記表示部を駆動す
   ることを特徴とする表示装置の駆動方法。
7. 【請求項７】 前記表示部の各画素の表示素子が液晶セ
   ルからなることを特徴とする請求項６記載の表示装置の
   駆動方法。