JP2004354577A - 液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】非映像信号の電圧と1H間に挿入する時間割合との間にある一定の関係に基づいて挿入時間割合を計算する演算部を有することで、非映像信号の電圧をROMに書き込むだけでパネル調整を完了させる。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置に関し、特に、液晶パネルを用いた動画像の表示や、OCB(Optically self−Compensated Birefringence)モードの液晶パネルを用いる場合に好適な液晶表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
液晶表示装置は、コンピュータ装置等の表示デバイスとして数多く使用されているが、今後はTV用途での使用拡大も見込まれている。しかしながら現在広く使用されているTN(Twisted Nematic)モードの液晶パネルは、視野角が狭く、応答速度が不充分であるという欠点を有している。よって、TNモードの液晶パネルをTV用途で使用するには、視差によるコントラストの低下や、動画像表示時の輪郭のボケなど、解決すべき大きな課題が存在する。
【0003】
近年、上記TNモードに代わり、OCBモードに関する研究が進んでいる。OCBモードは、TNモードに比べて視野角が広く、応答速度も高速であるため、動画表示により適している。
【0004】
図8に、一般的な液晶パネルの構成を示す。これはTNモードでもOCBモードでも共通である。図8において、X1〜Xnはゲート線、Y1〜Ynはソース線であり、ゲート線X1〜Xnおよびソース線Y1〜Ynの各交点にはスイッチング素子としての薄膜トランジスタ(以下、TFTと称す)504が設けられており、各TFT504のドレイン電極は、液晶パネルの各画素505の画素電極にそれぞれ接続されている。各画素505では、画素電極と対向電極との間に液晶が挟持されている。対向電極の電位は、対向駆動部503によって制御される。
【0005】
502は、TFT504の状態のオン・オフを制御するためのゲートパルスをゲート線X1〜Xnに供給するゲートドライバである。ゲートドライバ502は、ソース線Y1〜Ynへのデータの供給と同期して、TFT504の状態をオンにするための電位をゲート線X1〜Xnに対して順次印加する。
【0006】
501は、画素電極の電位を制御するソースドライバである。ソースドライバ501によって制御される画素電極の電位と、対向駆動部503によって制御される対向電極の電位との差が液晶にかかる電圧となり、この電圧により各画素505の透過率が決定される。
【0007】
ところで、OCBモードの液晶パネルを用いる場合には、画像表示を開始する最初の段階で、TNモードにはない独特の手順が必要となる。OCBセルは、ベンド配向とスプレイ配向という2つの状態を取りうる。OCBモードの液晶パネルで画像を表示するためにはOCBセルがベンド配向の状態になっている必要がある。
【0008】
しかしながら、通常、OCBセルはスプレイ配向の状態にあるので、画像を表示する際にはOCBセルの状態をスプレイ配向からベンド配向に変化させる必要がある。以下、このようなスプレイ配向からベンド配向への状態変化を“転移”と称す。OCBセルを転移させるためには、一定時間高電圧を印加するなどの独特の手順が必要であるが、この手順については本発明に直接は関係しないので説明を省略する。
【0009】
上記の独特の手順を経てOCBセルが転移してベンド配向の状態になると、画像の表示が可能となる。しかしながら、OCBセルに所定のレベル以上の電圧が印加されない状態が一定時間以上続くと、OCBセルの状態がベンド配向からスプレイ配向に戻ってしまう。
【0010】
以下、このようなベンド配向からスプレイ配向への状態変化を“逆転移”と称す。よって、OCBモードの液晶パネルを用いて継続的に画像を表示するためには、逆転移を防止する必要がある。逆転移を防止するためには、特開平11−109921号公報(特許文献1)や日本液晶学会誌1999年4月25日号(Vol.3.No.2)P99(17)〜P106(24)(非特許文献1)に開示されているように、OCBセルに定期的に高い電圧を印加すればよい。以下、このようにOCBセルに高い電圧を周期的に印加するような液晶パネルの駆動方法を“逆転移防止駆動”と称す。
【0011】
ところで上記文献には、画像信号と高電圧信号(周期的に高い電圧をOCBセルに印加するための信号)を交互に書き込むために、ソースドライバを上下両側に配置する方式や、駆動周波数を2倍にする方式が開示されている。
【0012】
図7に、従来技術に係る上記液晶表示装置の構成を示す。図7において、204は入力映像信号に対して周波数変換を行う周波数変換部を、205はソースドライバとゲートドライバをそれぞれ制御するためのパルスを生成する駆動パルス生成部を、201はソースドライバを、202はゲートドライバを、203はOCBモードの液晶パネルを、206はパネル毎にばらつく非映像信号レベルを記憶させるROMを、それぞれ示している。なお、便宜上、液晶パネル203のゲート線数を9ラインとし、1フレーム期間が9水平走査期間からなるものとする。
【0013】
なお、以降特に断らない限り、表示モードは印加電圧が低いときに透過率が高くなる、所謂ノーマリホワイトであるものとする。
【0014】
本液晶表示装置では、液晶パネル203上の各画素に対し、入力映像信号を構成する画像信号と、入力映像信号とは無関係な非映像信号が、1フレーム期間にそれぞれ1度ずつ書き込まれる。ここで非映像信号とは、逆転移を防止すべくOCBセルに高電圧を印加するための信号である。
【0015】
上記のような書き込みを実現するには、入力映像信号を構成する画像信号の間に非映像信号を適宜に挿入する必要がある。そのために、本液晶表示装置の周波数変換部204は、入力映像信号の1画像信号(1ライン分の画像信号)毎に非映像信号を1つ挿入して出力映像信号を生成し、これをソースドライバ201に転送する。
【0016】
ただし、単に非映像信号を挿入すると1フレーム期間の長さが変化してしまうので、周波数変換部204では同時に周波数変換も行われる。つまり、入力映像信号として1つの画像信号が入力される時間(つまり1水平走査期間)に、ソースドライバに対して1つの画像信号と1つの非映像信号からなる計2つの信号の転送を行うために、2倍の周波数変換が行われる。
【0017】
図6に周波数変換部204の具体的構成を示す。制御信号生成部301は、入力同期信号に基づいて、書き込みクロック、読み出しクロック、リードイネーブル信号、出力切替制御信号、出力同期信号をそれぞれ生成する。入力映像信号は、書き込みクロックに同期してラインメモリ302に書き込まれる。そして、ラインメモリ302に書き込まれた入力映像信号は、書き込みクロックの2倍の周波数を有する読み出しクロックに同期してラインメモリ302から読み出される。出力信号選択部303は、出力切替制御信号に基づいて、ラインメモリ302の出力と、ROMから入力された非映像信号との一方を選択して出力映像信号として出力する。以上の処理に関する信号波形を図5に示す。
【0018】
非映像信号は、予めパネル毎に測定等を行って最適なレベルをROMに記憶させておく必要がある。この説明については複雑になるので、後述する。
【0019】
図4は従来技術に係る上記液晶表示装置の駆動波形を示す。図4において、ゲートパルスP0〜P8は、そのHI期間に液晶パネル203上のゲート線GL0〜GL8をそれぞれ選択する。期間T0_0では、ゲートパルスP3がHIとなり、ゲート線GL3上の画素に非映像信号が書き込まれる。
【0020】
それに続く期間T0_1では、ゲートパルスP0がHIとなり、ゲート線GL0上の画素に画像信号がそれぞれ書き込まれる。期間T0_2では、ゲートパルスP4がHIとなり、ゲート線GL4に非映像信号が同時に書き込まれる。
【0021】
図中において、上記非映像信号を書き込むためのパルスには“B”を表記してある。非映像信号を書き込むためのパルスはソース線側からの非映像信号のタイミングと同期している事が判るであろう。
【0022】
以下同様にして、例えば期間T0_7では、ゲートパルスP3がHIとなり、ゲート線GL3上の画素に画像信号がそれぞれ書き込まれる。
【0023】
ここで、ゲート線GL0上の各画素は、非映像信号が書き込まれてからその後に画像信号が書き込まれるまでの期間、すなわちT0_13〜T1_1の期間、非映像信号を保持することになる。このように、液晶パネル203上の全てのゲート線が1フレーム期間に2回ずつ選択され、各ゲート線上の画素には1フレーム期間に画像信号と非映像信号が1回ずつ書き込まれる。
【0024】
以上のように、図7に示す液晶表示装置によれば、液晶パネル203上の各画素に対して画像信号と非映像信号を交互に書き込むことができる
【0025】
【特許文献1】
特開平11−109921号公報
【非特許文献1】
日本液晶学会誌1999年4月25日号(Vol.3.No.2)P99(17)〜P106(24)
【0026】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、一般に、所謂ノーマリホワイトモードにおいて逆転移を防止する為に挿入する非映像信号は、黒表示レベル信号であることが望ましい。これはフレーム毎に1度かならず挿入される非映像信号が黒表示レベルで無い場合、黒表示の輝度が明るくなる為である。
【0027】
黒表示輝度が明るくなるとコントラスト比の劣化を招き表示品位を落とす事が知られている。また、黒表示を行う為に液晶に印加する電圧はパネル毎にばらついている事も周知である。
【0028】
従って、パネル毎に非映像信号を最適に選択する必要がある。以上のような理由から、上記従来例では、予めパネル毎に非映像信号レベルをROMに記憶させ、パネル毎にばらつく非映像信号レベルに起因する黒表示の品位低下を抑圧していた。
【0029】
次に、逆転移抑制に必要な逆転移防止電圧印加期間について説明する。筆者らの調査によって、逆転移抑制に必要な逆転移防止電圧(非映像信号)印加期間は、逆転移防止用電圧(非映像信号レベル)に依存する事が判っている。
【0030】
逆転移抑制に必要な逆転移防止電圧印加期間は、逆転移防止用電圧を低くするほど長くなる。注意すべきは、逆転移防止用電圧印加期間を、パネル毎のばらつきを考慮した最大値、即ち、最も逆転移防止電圧が低い限度個体に合わせて一意に決定すると、限度固体でない、大多数のパネルに於いても必要以上に長く逆転移防止用電圧印加期間を与える事になり最大輝度の低下を招く事である。
【0031】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は非映像信号の電圧と挿入期間がパネルに依らず一定の関係であることを利用し、パネル毎の非映像信号の電圧を入力するだけで、非映像信号の挿入期間を求める演算部を設けた以下の構成を採用した。
【0032】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。図1に、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。図1において、液晶表示装置は、周波数変換部204と、駆動パルス生成部205と、非映像信号を記憶させるROM206と、該非映像信号に応じて非映像信号を挿入する期間を算出する演算部101と、ソースドライバ201と、ゲートドライバ202と、液晶パネル203とを備える。ここで、液晶パネル203はOCBモードとする。
【0033】
なお、図1において図7と同等の構成には同一の参照符号を付し、説明を省略する。以上のように構成された液晶表示装置で、従来構成と異なるのは、パネル毎に記憶させた非映像信号に応じて非映像信号を挿入する期間を算出する手段を持つ事である。
【0034】
筆者らの測定では非映像信号レベルと非映像信号を挿入する期間(非映像信号挿入率)との関係は図2に示すようになる。液晶パネル毎に最適となる非映像信号の信号レベルは異なる。しかし、図2に示す、非映像信号の信号レベルと挿入すべき非映像信号の期間の関係は液晶パネル毎に依らない。
【0035】
従って算出部101は、この関係を元に、例えばテーブル等を用いて、非映像信号の信号レベルから挿入期間を求めることができる。
【0036】
ROMには、非映像信号の電圧がパネル毎に書き込まれている。駆動パルス生成部は図2の関係を記憶させたテーブルを参照して非映像信号を挿入期間を算出する。駆動パルス生成部は、その挿入期間を、倍速にされた水平期間を単位とした長さとして求め、非映像信号を挿入する。
【0037】
次に、非映像信号挿入率を変化させる手法について図3を用いて説明する。図において(A)は図4で説明した駆動波形と同じである。また、理解に不必要と思われる、ゲートパルスP4以降の信号は割愛してある。
【0038】
例えば、非映像信号挿入率を低下させた(非映像信号印加期間を短くした)場合を(B)に示す。(B)において、ゲートラインGL0において、非映像信号を書き込むためのパルスがHIになるタイミングが、期間T0_12から期間T0_14にずらしてある。この操作によって、例えば(A)でゲート線GL3上で非映像信号挿入期間がT0_1 〜T0_7だったものが(B)ではT0_3〜T0_7となり短くなっている。
【0039】
さらに(A)と(B)の違いを、周波数変換後の映像信号(SIGx2)とゲートパルスの関係で説明する。周波数変換後の映像信号は、映像信号と非映像信号が交互に連続して出力される。この周波数変換後の映像信号に対し、(A)では、P0、P4、P1、P5と4本おきにゲートラインが選択される。一方(B)では、P0、P3、P1、P4と3本おきにゲートラインが選択されている。
【0040】
このゲートラインの選択間隔の違いが、(A)と(B)の非映像信号挿入期間を決めている。上記説明のように演算部は、予め液晶パネル毎に決められた非映像信号の印加電圧に対して、図2から求まる非映像信号挿入率を駆動パルス生成部に送っていた。駆動パルス生成部は、この非映像信号挿入率から、非映像信号挿入期間を求め、交互に選択するゲートラインの間隔を決めている。
【0041】
以上によって、非映像信号のレベルと最適な非映像信号挿入率とを管理し、パネル毎に最適な非映像信号挿入率を用いる事が出来、不要に輝度を低下させる必要がなくなる。
【0042】
以上のように、第1の実施形態によれば、パネル毎に最適な非映像信号レベルと、非映像信号挿入率とを用いる事が出来、非映像信号の電圧レベルが高いパネルにおいては不要な輝度低下を免れる事が出来、逆転移を抑制しつつ良好な表示が可能となる。
【0043】
なお第1の実施形態では、2走査期間を1つの非映像期間と1つの映像期間に変換する2倍速において説明したが、これに限らず、N走査期間を1つの非映像期間とNの映像期間に変換する、(N+1)/N倍速において同様に可能である事は言うまでもない。
【0044】
また、駆動パルス生成部は図2の関係を近似させた関数から、非映像信号の挿入期間を求めるようにしてもよい。
【0045】
【発明の効果】
本発明は非映像信号の電圧と挿入期間がパネルに依らず一定の関係であることを利用し、パネル毎の非映像信号の電圧を入力するだけで、非映像信号の挿入期間を求める演算部を設けたので、OCBタイプのパネルの調整が容易になるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の液晶表示装置の構成を示す図
【図2】非映像信号の電圧と入力信号1H間に非映像信号を挿入すべき割合の関係を示す図
【図3】本願の液晶パネルの動作を示す図
【図4】従来のOCBタイプの液晶パネルの動作を示す図
【図5】周波数変換部による周波数の倍速化の動作を示す図
【図6】駆動パルス生成部の構成を示す図
【図7】従来の液晶表示装置の構成を示す図
【図8】液晶パネルの構成を示す図
【符号の説明】
101 演算部
201 ソースドライバ
202 ゲートドライバ
203 液晶パネル
204 周波数変換部
205 駆動パルス生成部
206 ROM
Claims (2)
- 液晶パネルと、前記液晶パネルのソースラインを駆動するソースドライバと、前記液晶パネルのゲートラインを駆動するゲートドライバと、映像信号を入力する入力映像信号端子と、同期信号を入力する入力同期信号端子と、非映像信号と非映像信号の電圧値を記録したROMと、前記映像信号と、前記同期信号と、前記非映像信号が入力され、映像信号と非映像信号のそれぞれが倍速かつ交互となる周波数変換後映像信号と、前記同期信号を倍速にした周波数変換後同期信号とを出力する周波数変換部と、前記非映像信号の電圧値が入力され、前記非映像信号が前記映像信号の1H期間内に占める割合を示す非映像信号挿入率を計算する演算部と、前記周波数変換後同期信号と前記非映像信号挿入率が入力され、前記ソースドライバを制御するソースドライバ制御信号と前記ゲートドライバを制御するゲートドライバ制御信号を出力する駆動パルス生成部とを有することを特徴とする液晶表示装置。
- 前記ゲートドライバ制御信号は、前記周波数変換後映像信号の映像信号部分を表示させるゲートラインと、非映像信号部分を表示させるゲートラインを一定ライン数ずらす信号であることを特徴とする液晶表示装置。
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