JP4998017B2

JP4998017B2 - 液晶表示装置

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Publication number: JP4998017B2
Application number: JP2007053025A
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Inventors: 友宏田村; 正行高橋; 綾田中
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Filing date: 2007-03-02
Publication date: 2012-08-15
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Also published as: JP2008216574A

Description

本発明は、液晶表示装置に関し、特に、極性反転信号の供給方式に特徴を有するものに関する。

液晶表示装置では、液晶分子への直流印加電圧の累積を避けるために、極性反転駆動（交流駆動）が行われている。この極性反転駆動の原理を、図１及び図２を用いて説明する。

図１は、アクティブマトリクス型の液晶パネルの１画素の等価回路を示す図である。同一の基板上に形成されたデータ線及び走査線が、スイッチング素子であるＴＦＴと液晶分子及び蓄積容量とを介して、対向基板上の共通電極に接続される。

図示しないゲートドライバ（走査線駆動回路）から走査線にパルス電圧を供給してＴＦＴをオンにするとともに、図示しないデータドライバ（データ線駆動回路）からデータ線にデータ電圧を供給すると、データ電圧と共通電極電圧との差分が液晶分子に印加され、その印加電圧が次回のデータ電圧供給時まで蓄積容量に保持される。

共通電極電圧に対するデータ電圧の極性が常に一定であると、液晶分子に直流印加電圧が累積するので、液晶分子の特性が劣化する原因となる。そこで、液晶分子に同じ大きさの電圧を印加する場合でも、図２に示すように、共通電極電圧Ｖｃに対してΔＶだけ高い正極性のデータ電圧とΔＶだけ低い負極性のデータ電圧とをデータ線に交互に（フレーム毎、ライン毎、さらには水平方向の画素毎に交互に）供給することにより、液晶分子への直流印加電圧の累積を避けている。

こうした極性反転駆動は、データドライバに極性反転信号を供給することによって行われる。従来の液晶表示装置では、この極性反転信号は、液晶パネル，データドライバ及びゲートドライバと同じモジュール（液晶モジュールと呼ぶことにする）として構成されることの多いタイミングコントローラからのみ、データドライバに供給されていた。（例えば特許文献１参照。なお、特許文献１ではタイミングコントローラは「タイミングジェネレータ」と記載されている。）

図３は、そうした従来の液晶表示装置の回路構成例を示すブロック図である。液晶表示装置の外部から供給されたインタレース方式の６０Ｈｚの映像信号が、映像信号処理回路５１に入力される。映像信号処理回路５１では、このインタレース方式の映像信号に対し、プログレシブ変換や、液晶パネルのサイズに合わせたスケーリングや、垂直同期信号・水平同期信号の検出等の処理が行われる。そして、映像信号処理回路５１から液晶モジュール５２に映像信号及び垂直同期信号・水平同期信号が供給される。

液晶モジュール５２には、タイミングコントローラ５３，データドライバ５４，ゲートドライバ５５及び液晶パネル５６が設けられている。映像信号処理回路５１から液晶モジュール５２に供給された映像信号及び垂直同期信号・水平同期信号は、タイミングコントローラ５３に入力される。

タイミングコントローラ５３は、データドライバ５４に映像信号を供給するとともに、
垂直同期信号・水平同期信号に基づいてタイミング信号（データドライバ５４やゲートドライバ５５での電圧の供給タイミングを制御する信号）と極性反転信号とを生成し、データドライバ５４にタイミング信号及び極性反転信号を供給し、ゲートドライバ５５にタイミング信号を供給する。

データドライバ５４は、タイミングコントローラ５３からのタイミング信号及び極性反転信号に従い、液晶パネル５６の各データ線５７にデータ電圧を供給する。ゲートドライバ５５は、タイミングコントローラ５３からのタイミング信号に従い、液晶パネル５６の各走査線５８に順次パルス電圧を供給する。

図４は、タイミングコントローラ５３が生成する極性反転信号を示すタイミングチャートである。１ライン毎にＨ（ハイ）とＬ（ロウ）とが切り替わり、且つ、１フレーム毎に同じラインがＨとＬとに切り替わる極性反転信号を生成する。

図５は、この図４の極性反転信号によって実現される極性反転パターンを示す図である。図の上段には、横方向を画面水平方向とし、縦方向を画面垂直方向とした１フレーム毎の極性反転パターンを示している。図の下段には、横方向を時間軸方向とし、縦軸を画面垂直方向とした複数フレーム分の極性反転パターンを示している。

図６は、図５の極性反転パターンを、１つの画素に着目して示す図である。１フレーム毎に、共通電極電圧Ｖｃに対して正極性のデータ電圧と負極性のデータ電圧とによって交互に画素が駆動される。これにより、液晶分子への直流印加電圧の累積を避けることができる。

特開平８−２３４７０２号公報

ところで、液晶パネルを駆動する際の映像信号の方式としては、プログレシブ方式以外に、例えば、インタレース方式の入力映像信号を液晶パネルに忠実に再現することを目的とした擬似インタレース方式も存在する。

図７は、この擬似インタレース方式の映像信号（周波数は６０Ｈｚのままのもの）による駆動の様子を示す図である。図の上段には、横方向を画面水平方向とし、縦方向を画面垂直方向とした１フレーム毎の駆動の様子を示している。図の下段には、横方向を時間軸方向とし、縦軸を画面垂直方向とした複数フレーム分の駆動の様子を示している。１フレーム目は本来の映像データを奇数ラインとして偶数ラインに黒信号を補間し、２フレーム目は本来の映像データを偶数ラインとして奇数ラインに黒信号を補間し、…というように、１フレーム毎に、偶数ラインと奇数ラインとに交互に黒信号を補間することにより、奇数フィールドと偶数フィールドとを交互に作成していく。

しかし、この擬似インタレース駆動を行う場合に、プログレシブ駆動の場合と同じ極性反転信号をデータドライバに供給すると、液晶分子への直流印加電圧の累積を避けることはできない。図８は、擬似インタレース６０Ｈｚ駆動と、図４の極性反転信号による極性反転パターンとの関係を示す図である。また図９は、図８の極性反転パターンを、１つの画素に着目して示す図である。１フレーム毎に本来の映像データによるデータ電圧と黒信号によるデータ電圧とで交互に画素が駆動されることから、本来の映像データによるデータ電圧は常に正極性になる。そのため、液晶分子に直流印加電圧が累積されてしまう。

したがって、擬似インタレース駆動時には、極性反転駆動における極性反転パターンを、プログレシブ駆動時とは変更する必要がある。

極性反転パターンを変更する方法としてまず考えられるのは、擬似インタレース方式の映像信号に対応した極性反転信号を生成するタイミングコントローラを新たに開発するという方法である。

しかし、タイミングコントローラは、図３にも示したように、データドライバ，ゲートドライバ及び液晶パネルと一緒に液晶モジュールとして開発されることが多い。そのため、タイミングコントローラを新たに開発するには費用と時間とを要してしまう。

また、擬似インタレース方式の映像信号に対応したタイミングコントローラを開発しても、逆にプログレシブ駆動時には、そのタイミングコントローラの極性反転パターンでは液晶分子への直流印加電圧の累積を避けることができなくなる。

例えば、プログレシブ方式の映像信号に対応した極性反転信号と、擬似インタレース方式の映像信号に対応した極性反転信号とを切り替えて生成する機能を有するタイミングコントローラを新たに開発するということも考えられる、

しかし、プログレシブ方式の映像信号には６０Ｈｚのものだけでなく１２０Ｈｚのものが存在し、擬似インタレース方式の映像信号にも６０Ｈｚのものだけでなく１２０Ｈｚのものが存在しており、それぞれの映像信号毎に、液晶分子への直流印加電圧の累積を避けることのできる極性反転パターンが異なっている。そのような多様な映像信号に対応した極性反転信号の生成機能を有するタイミングコントローラを開発することには、膨大な費用と時間を要してしまう。

本発明は、上述の点に鑑み、極性反転駆動を行う液晶表示装置において、様々な映像信号に対応した極性反転信号を生成するタイミングコントローラを新たに開発することなく、極性反転パターンを容易に切り替えることができるようにすることを課題とする。

上記課題を解決するため、本発明は、
液晶パネルと、
前記液晶パネルを駆動するデータドライバ及びゲートドライバと、
前記データドライバに映像信号，タイミング信号及び極性反転信号を供給するとともに前記ゲートドライバにタイミング信号を供給するタイミングコントローラと
を設けた液晶モジュールと、
前記液晶モジュール内の前記タイミングコントローラに映像信号及び同期信号を供給する映像信号処理回路と
を有する液晶表示装置において、
前記映像信号処理回路内に、前記液晶モジュール内の前記データドライバに供給される極性反転信号を変更するための信号を出力する極性反転パターン制御部を備え、
前記極性反転パターン制御部の出力信号が前記映像信号処理回路から前記液晶モジュールに供給され、
前記液晶モジュール内に、前記極性反転パターン制御部の出力信号と前記タイミングコントローラからの極性反転信号とが入力される論理回路を備え、
前記論理回路の出力信号が前記データドライバに極性反転信号として供給される
ことを特徴とする。

この液晶表示装置では、タイミングコントローラに映像信号及び同期信号を供給する映像信号処理回路内に、データドライバに供給される極性反転信号を変更するための信号を出力する極性反転パターン制御部が設けられ、この極性反転パターン制御部の出力信号が映像信号処理回路から液晶モジュールに供給される。

また、液晶モジュール内に、この極性反転パターン制御部の出力信号とタイミングコントローラからの極性反転信号とが入力される論理回路が設けられる。そして、この論理回路の出力信号が、データドライバに極性反転信号として供給される。

このような構成により、液晶モジュール内には簡単な構成の論理回路を追加するだけで、映像信号処理回路側から液晶モジュールに供給する信号を切り替えることによって、データドライバに供給する極性反転信号を切り替えることができる。

これにより、様々な映像信号に対応した極性反転信号を生成するタイミングコントローラを新たに開発することなく、極性反転駆動における極性反転パターンを容易に切り替えることができる。

本発明によれば、極性反転駆動を行う液晶表示装置において、様々な映像信号に対応した極性反転信号を生成するタイミングコントローラを新たに開発することなく、極性反転パターンを容易に切り替えることができるという効果が得られる。

以下、本発明の実施の形態を図面を用いて具体的に説明する。図１０は、本発明を適用した液晶表示装置の回路構成例を示すブロック図であり、図３に示した回路と同一構成の部分には同一符号を付している。液晶表示装置の外部から供給されたインタレース方式の６０Ｈｚの映像信号が、映像信号処理回路１に入力される。

図１１は、この映像信号処理回路１の回路構成のうち、本発明に関連する部分を示すブロック図である。映像信号処理回路１には、インタレース方式の映像信号をプログレシブ変換するためのＩ／Ｐ変換回路１１や、フレーム倍速化回路１２や、擬似インタレース化回路１３や、同期検出回路１４が設けられている。また図示は省略しているが、映像信号処理回路１には、液晶パネルのサイズに合わせて映像信号のスケーリングを行う回路も設けられている。

フレーム倍速化回路１２は、液晶パネルの表示応答性の改善を目的として映像信号のフレームレートを倍速化するための回路である。図１２は、Ｉ／Ｐ変換回路１１でプログレシブ変換された映像信号をフレーム倍速化回路１２で倍速化した１２０Ｈｚの映像信号による駆動の様子を示す図である。図の上段には、横方向を画面水平方向とし、縦方向を画面垂直方向とした１フレーム毎の駆動の様子を示している。図の下段には、横方向を時間軸方向とし、縦軸を画面垂直方向とした複数フレーム分の駆動の様子を示している。本来の映像データのフレームの間に、１つずつ黒信号のフレームを挿入していく。

図１１において、擬似インタレース化回路１３は、インタレース方式の入力映像信号を液晶パネルに忠実に再現することを目的として映像信号の擬似インタレース化を行うための回路である。擬似インタレース化を行う場合には、Ｉ／Ｐ変換回路１１ではプログレシブ変換を行わない。

周波数は６０Ｈｚのまま擬似インタレース化を行う場合には、フレーム倍速化回路１２では倍速化を行わない。この擬似インタレース６０Ｈｚ駆動の様子は、図７に示したとおりである。

また、フレーム倍速化回路１２で倍速化を行った後擬似インタレース化回路１３で擬似インタレース化を行うことにより、擬似インタレース１２０Ｈｚ駆動を行うことができる。図１３は、この擬似インタレース１２０Ｈｚ駆動の様子を示す図である。

なお、インタレース方式の６０Ｈｚの映像信号を６０Ｈｚのままプログレシブ変換する場合には、フレーム倍速化回路１２での倍速化や擬似インタレース化回路１３での擬似インタレース化は行われない。

図１１に示すように、映像信号処理回路１には、さらに極性反転パターン制御部１５が設けられている。極性反転パターン制御部１５には、Ｉ／Ｐ変換回路１１，フレーム倍速化回路１２，擬似インタレース化回路１３から、それぞれ現在プログレシブ変換，倍速化，擬似インタレース化が行われているか否かを示すステータス信号が供給される、また極性反転パターン制御部１５には、同期検出回路１４によって映像信号から検出された垂直同期信号・水平同期信号が供給される。

極性反転パターン制御部１５は、Ｉ／Ｐ変換回路１１，フレーム倍速化回路１２，擬似インタレース化回路１３からのステータス信号に基づいて、現在擬似インタレース６０Ｈｚ駆動，プログレシブ１２０Ｈｚ駆動，擬似インタレース１２０Ｈｚ駆動，プログレシブ６０Ｈｚ駆動のうちのいずれが行われるモードであるかを判別し、現在のモードに合わせた極性反転信号を垂直同期信号・水平同期信号に同期して生成するとともに、現在のモードに合わせた選択制御信号を生成する回路である。

映像信号処理回路１からは、Ｉ／Ｐ変換回路１１，フレーム倍速化回路１２，擬似インタレース化回路１３や図示しないスケーリング回路を経由した映像信号と、同期検出回路１４で検出された垂直同期信号・水平同期信号と、極性反転パターン制御部１５で生成された極性反転信号及び選択制御信号とが出力されて、図１０に示すようにこれらの信号が
液晶モジュール２に供給される。

液晶モジュール２には、図３に示した従来の液晶モジュール５２と同一構成のタイミングコントローラ５３，データドライバ５４，ゲートドライバ５５及び液晶パネル５６が設けられている以外に、２入力１出力のセレクタ３が設けられている。

映像信号処理回路１から液晶モジュール２に供給された映像信号及び垂直同期信号・水平同期信号は、タイミングコントローラ５３に入力される。タイミングコントローラ５３は、データドライバ５４に映像信号を供給するとともに、垂直同期信号・水平同期信号に基づいてタイミング信号（データドライバ５４やゲートドライバ５５での電圧の供給タイミングを制御する信号）と極性反転信号とを生成する。タイミングコントローラ５３が生成する極性反転信号は、図４に示したような、プログレシブ６０Ｈｚ駆動に対応した極性反転信号である。

タイミングコントローラ５３で生成されたタイミング信号は、図３の液晶モジュール５２と同じく、データドライバ５４及びゲートドライバ５５に供給される。これに対し、タイミングコントローラ５３で生成された極性反転信号は、セレクタ３の一方の選択入力端子に入力される。

また、映像信号処理回路１から液晶モジュール２に供給された極性反転信号がセレクタ３のもう一方の選択入力端子に入力されるとともに、映像信号処理回路１から液晶モジュール２に供給された選択制御信号がセレクタ３の制御入力端子に入力される。そして、セレクタ３で選択された極性反転信号が、データドライバ５４に供給される。

データドライバ５４は、タイミングコントローラ５３からのタイミング信号とセレクタ３からの極性反転信号とに従い、液晶パネル５６の各データ線５７にデータ電圧を供給する。ゲートドライバ５５は、タイミングコントローラ５３からのタイミング信号に従い、液晶パネル５６の各走査線５８に順次パルス電圧を供給する。

次に、映像信号処理回路１内の極性反転パターン制御部１５が生成する極性反転信号及び選択制御信号について説明する。図１４は、擬似インタレース６０Ｈｚ駆動時に極性反転パターン制御部１５が生成する極性反転信号を示すタイミングチャートである。１フレームを１／６０ｓｅｃとして、同じフレームでは１ライン毎にＨ（ハイ）とＬ（ロウ）とが切り替わり、且つ、２フレーム毎に同じラインがＨとＬとに切り替わる極性反転信号が生成される。

また、擬似インタレース６０Ｈｚ駆動時には、極性反転パターン制御部１５は、極性反転パターン制御部１５が生成した図１４の極性反転信号のほうを選択させる選択制御信号を生成する。したがって、擬似インタレース６０Ｈｚ駆動時には、図１４の極性反転信号がセレクタ３で選択されてデータドライバ５４に供給される。

図１５は、擬似インタレース６０Ｈｚ駆動と、図１４の極性反転信号によって実現される極性反転パターンとの関係を示す図である。図の上段には、横方向を画面水平方向とし、縦方向を画面垂直方向とした１フレーム毎の極性反転パターンを示している。図の下段には、横方向を時間軸方向とし、縦軸を画面垂直方向とした複数フレーム分の極性反転パターンを示している。

図１６は、図１５の極性反転パターンを、１つの画素に着目して示す図である。擬似インタレース６０Ｈｚ駆動では１フレーム毎に本来の映像データによるデータ電圧と黒信号によるデータ電圧とで交互に画素が駆動されるが、本来の映像データによるデータ電圧は共通電極電圧Ｖｃに対して交互に正極性と負極性とを繰り返すようになる。これにより、液晶分子への直流印加電圧の累積を避けることができる。

図１７（ａ）は、プログレシブ１２０Ｈｚ駆動時に極性反転パターン制御部１５が生成する極性反転信号を、図１５の下段と同様に横方向を時間軸方向とし縦軸を画面垂直方向とした極性反転パターンとして示す図である。この極性反転信号は、１フレームを１／１２０ｓｅｃとして、同じフレームでは１ライン毎に正極性と負極性とが切り替わり、且つ、２フレーム毎に同じラインが正極性と負極性とに切り替わる極性反転信号である。この極性反転信号による極性反転パターンは、プログレシブ１２０Ｈｚ駆動時に液晶分子への直流印加電圧の累積を避けることのできるパターンである。

図１７（ｂ）は、擬似インタレース１２０Ｈｚ駆動時に極性反転パターン制御部１５が生成する極性反転信号を、図１５の下段と同様に横方向を時間軸方向とし縦軸を画面垂直方向とした極性反転パターンとして示す図である。この極性反転信号は、１フレームを１／１２０ｓｅｃとして、同じフレームでは１ライン毎に正極性と負極性とが切り替わり、且つ、８フレーム単位で、１〜４フレーム目と５〜８フレーム目とで切り替わりかたが対称になるようにして、同じラインが正極性と負極性とに切り替わる極性反転信号である。この極性反転パターンは、擬似インタレース１２０Ｈｚ駆動時に液晶分子への直流印加電圧の累積を避けることのできるパターンである。

プログレシブ１２０Ｈｚ駆動時，擬似インタレース１２０Ｈｚ駆動時にも、極性反転パターン制御部１５は、極性反転パターン制御部１５が生成した極性反転信号を選択させる選択制御信号を生成する。したがって、プログレシブ１２０Ｈｚ駆動時，擬似インタレース１２０Ｈｚ駆動時には、それぞれ図１７（ａ），図１７（ｂ）の極性反転パターンを実現する極性反転信号がデータドライバ５４に供給される。

なお、プログレシブ６０Ｈｚ駆動時には、極性反転パターン制御部１５は、タイミングコントローラ５３が生成した極性反転信号のほうを選択させる選択制御信号を生成する。このとき、極性反転パターン制御部１５は、極性反転信号を生成しない（あるいは、それまでと同じ極性反転信号を生成したままにしても、セレクタ３で選択されなくなるので支障はない）。

これにより、タイミングコントローラ５３が生成した極性反転信号がデータドライバ５４に供給されるので、図６に示したように、液晶分子への直流印加電圧の累積を避けることができる。

このように、この液晶表示装置では、タイミングコントローラ５３に映像信号及び同期信号を供給する映像信号処理回路１内に、データドライバ５４に供給される極性反転信号を変更するための信号を出力する極性反転パターン制御部１５が設けられ、この極性反転パターン制御部１５の出力信号が映像信号処理回路１から液晶モジュール２に供給される。

また、液晶モジュール２内に、この極性反転パターン制御部１５の出力信号とタイミングコントローラ５３からの極性反転信号とが入力される論理回路であるセレクタ３が設けられる。そして、このセレクタ３の出力信号が、データドライバ５４に極性反転信号として供給される。

このような構成により、液晶モジュール２２内には従来と同じ構成のタイミングコントローラ５３を設けるとともに簡単な構成の論理回路であるセレクタ３を追加するだけで、映像信号処理回路１側から液晶モジュール２に供給する信号（極性反転信号及び選択制御信号）を現在のモード（擬似インタレース６０Ｈｚ駆動，プログレシブ１２０Ｈｚ駆動，擬似インタレース１２０Ｈｚ駆動，プログレシブ６０Ｈｚ駆動のいずれであるか）に応じて切り替えることにより、データドライバ５４に供給する極性反転信号を、現在のモードに対応した極性反転信号に切り替えることができる。

これにより、様々な映像信号に対応した極性反転信号を生成するタイミングコントローラや、そうしたタイミングコントローラを設けた液晶モジュールを新たに開発することなく、極性反転駆動における極性反転パターンを容易且つ柔軟に切り替えることができる。

次に、図１８は、本発明を適用した液晶表示装置の回路構成例を示すブロック図であり、図３に示した回路と同一構成の部分には同一符号を付している。液晶表示装置の外部から供給されたインタレース方式の６０Ｈｚの映像信号が、映像信号処理回路２１に入力される。

図１９は、この映像信号処理回路２１の回路構成のうち、本発明に関連する部分を示すブロック図であり、図１１に示した映像信号処理回路１と同一構成の部分には同一符号を付している。映像信号処理回路２１には、インタレース方式の映像信号をプログレシブ変換するためのＩ／Ｐ変換回路１１や、フレーム倍速化回路１２や、擬似インタレース化回路１３や、同期検出回路１４が設けられている。また図示は省略しているが、映像信号処理回路１には、液晶パネルのサイズに合わせて映像信号のスケーリングを行う回路も設けられている。

フレーム倍速化回路１２は、液晶パネルの表示応答性の改善を目的として映像信号のフレームレートを倍速化するための回路である。Ｉ／Ｐ変換回路１１及びフレーム倍速化回路１２によるプログレシブ１２０Ｈｚ駆動の様子は、図１２に示したとおりである。

擬似インタレース化回路１３は、インタレース方式の入力映像信号を液晶パネルに忠実に再現することを目的として映像信号の擬似インタレース化を行うための回路である。擬似インタレース化回路１３による擬似インタレース６０Ｈｚ駆動の様子は、図７に示したとおりである。また、フレーム倍速化回路１２及び擬似インタレース化回路１３による擬似インタレース１２０Ｈｚ駆動の様子は、図１３に示したとおりである。

映像信号処理回路２１には、さらに極性反転パターン制御部３１が設けられている。極性反転パターン制御部３１には、Ｉ／Ｐ変換回路１１，フレーム倍速化回路１２，擬似インタレース化回路１３から、それぞれ現在プログレシブ変換，倍速化，擬似インタレース化が行われているか否かを示すステータス信号が供給される、また極性反転パターン制御部３１には、同期検出回路１４によって映像信号から検出された垂直同期信号・水平同期信号が供給される。

極性反転パターン制御部３１は、Ｉ／Ｐ変換回路１１，フレーム倍速化回路１２，擬似インタレース化回路１３からのステータス信号に基づいて、現在擬似インタレース６０Ｈｚ駆動，プログレシブ１２０Ｈｚ駆動，擬似インタレース１２０Ｈｚ駆動，プログレシブ６０Ｈｚ駆動のうちのいずれが行われるモードであるかを判別し、現在のモードに合わせた極性制御信号を垂直同期信号・水平同期信号に同期して生成する回路である。

映像信号処理回路２１からは、Ｉ／Ｐ変換回路１１，フレーム倍速化回路１２，擬似インタレース化回路１３や図示しないスケーリング回路を経由した映像信号と、同期検出回路１４で検出された垂直同期信号・水平同期信号と、極性反転パターン制御部３１で生成された極性制御信号とが出力されて、図１８に示すようにこれらの信号が液晶モジュール２２に供給される。

液晶モジュール２２には、図３に示した従来の液晶モジュール５２と同一構成のタイミングコントローラ５３，データドライバ５４，ゲートドライバ５５及び液晶パネル５６が設けられている以外に、ＸＯＲ（排他的論理和）回路２３が設けられている。

映像信号処理回路２１から液晶モジュール２２に供給された映像信号及び垂直同期信号・水平同期信号は、タイミングコントローラ５３に入力される。タイミングコントローラ５３は、データドライバ５４に映像信号を供給するとともに、垂直同期信号・水平同期信号に基づいてタイミング信号（データドライバ５４やゲートドライバ５５での電圧の供給タイミングを制御する信号）と極性反転信号とを生成する。タイミングコントローラ５３が生成する極性反転信号は、図４に示したような、プログレシブ６０Ｈｚ駆動に対応した極性反転信号である。

タイミングコントローラ５３で生成されたタイミング信号は、図３の液晶モジュール５２と同じく、データドライバ５４及びゲートドライバ５５に供給される。これに対し、タイミングコントローラ５３で生成された極性反転信号は、ＸＯＲ回路２３の一方の入力端子に入力される。

また、映像信号処理回路２１から液晶モジュール２２に供給された極性制御信号が、ＸＯＲ回路２３のもう一方の入力端子に入力される。そして、ＸＯＲ回路２３でこの極性制御信号とタイミングコントローラ５３からの極性反転信号との排他的論理和をとった信号が、データドライバ５４に極性反転信号として供給される。

データドライバ５４は、タイミングコントローラ５３からのタイミング信号とＸＯＲ回路２３からの極性反転信号とに従い、液晶パネル５６の各データ線５７にデータ電圧を供給する。ゲートドライバ５５は、タイミングコントローラ５３からのタイミング信号に従い、液晶パネル５６の各走査線５８に順次パルス電圧を供給する。

次に、映像信号処理回路２１内の極性反転パターン制御部３１が生成する極性制御信号について説明する。図２０は、擬似インタレース６０Ｈｚ駆動時に極性反転パターン制御部３１が生成する極性制御信号を、タイミングコントローラ５３が生成する極性反転信号と、ＸＯＲ回路２３から出力される極性反転信号とともに示すタイミングチャートである。

擬似インタレース６０Ｈｚ駆動時には、極性制御信号は、１フレームを１／６０Ｈｚとして、同じフレームは全ラインでＨ（ハイ）またはＬ（ロウ）の一方のみになり、且つ、４フレーム単位で、１〜２フレーム目と３〜４フレーム目とで切り替わりかたが対称になるようにしてＬとＨとが切り替わる信号になる。

その結果、擬似インタレース６０Ｈｚ駆動時には、ＸＯＲ回路２３から出力される極性反転信号は、１ライン毎にＨとＬとが切り替わり、且つ、２フレーム毎に同じラインがＨとＬとに切り替わる極性反転信号になる。

図２１は、擬似インタレース６０Ｈｚ駆動と、図２０のＸＯＲ回路２３からの極性反転信号によって実現される極性反転パターンとの関係を示す図である。図の上段には、横方向を画面水平方向とし、縦方向を画面垂直方向とした１フレーム毎の極性反転パターンを示している。図の下段には、横方向を時間軸方向とし、縦軸を画面垂直方向とした複数フレーム分の極性反転パターンを示している。

この図２１の極性反転パターンは、図１５に示した極性反転パターンと同じである。したがって、１つの画素に着目すると、図１６に示したように、本来の映像データによるデータ電圧は共通電極電圧Ｖｃに対して交互に正極性と負極性とを繰り返すようになる。これにより、擬似インタレース６０Ｈｚ駆動時に液晶分子への直流印加電圧の累積を避けることができる。

図２２は、図２０に示した極性制御信号及び各極性反転信号を、図１７と同様に横方向を時間軸方向とし縦軸を画面垂直方向とした極性反転パターンとして示す図である。図の左端には、擬似インタレース６０Ｈｚ駆動時に液晶分子への直流印加電圧の累積を避けるために必要な極性反転パターンを示しており、この極性反転パターンとＸＯＲ回路２３からの極性反転信号（図の右端）による極性反転パターンとが一致している。

図２３は、プログレシブ６０Ｈｚ駆動時に極性反転パターン制御部３１が生成する極性制御信号（図の左から３番目）と、タイミングコントローラ５３が生成する極性反転信号（図の左から２番目）と、ＸＯＲ回路２３から出力される極性反転信号（図の右端）とを、図２２と同様に横方向を時間軸方向とし縦軸を画面垂直方向とした極性反転パターンとして示す図である。

プログレシブ６０Ｈｚ駆動時には、極性制御信号は、１フレームを１／６０Ｈｚとして、全フレームの全ラインでＬになる。その結果、プログレシブ６０Ｈｚ駆動時には、ＸＯＲ回路２３から出力される極性反転信号は、タイミングコントローラ５３からの極性反転信号と同じになる。

図の左端には、プログレシブ６０Ｈｚ駆動時に液晶分子への直流印加電圧の累積を避けるために必要な極性反転パターンを示しており、この極性反転パターンとＸＯＲ回路２３からの極性反転信号による極性反転パターンとが一致している。

図２４は、プログレシブ１２０Ｈｚ駆動時に極性反転パターン制御部３１が生成する極性制御信号（図の左から３番目）と、タイミングコントローラ５３が生成する極性反転信号（図の左から２番目）と、ＸＯＲ回路２３から出力される極性反転信号（図の右端）とを、図２２と同様に横方向を時間軸方向とし縦軸を画面垂直方向とした極性反転パターンとして示す図である。

プログレシブ１２０Ｈｚ駆動時には、極性制御信号は、１フレームを１／１２０Ｈｚとして、同じフレームでは全ラインでＨまたはＬの一方のみになり、且つ、４フレーム単位で、１〜２フレーム目と３〜４フレーム目とで切り替わりかたが対称になるようにして各フレームがＬとＨとに切り替わる信号になる。

その結果、プログレシブ１２０Ｈｚ駆動時には、ＸＯＲ回路２３から出力される極性反転信号は、同じフレームでは１ライン毎にＨとＬとが切り替わり、且つ、２フレーム毎に同じラインがＨとＬとに切り替わる極性反転信号（図１７（ａ）に示したのと同じ極性反転信号）になる。

図の左端には、プログレシブ１２０Ｈｚ駆動時に液晶分子への直流印加電圧の累積を避けるために必要な極性反転パターンを示しており、この極性反転パターンとＸＯＲ回路２３からの極性反転信号による極性反転パターンとが一致している。

図２５は、擬似インタレース１２０Ｈｚ駆動時に極性反転パターン制御部３１が生成する極性制御信号（図の左から３番目）と、タイミングコントローラ５３が生成する極性反転信号（図の左から２番目）と、ＸＯＲ回路２３から出力される極性反転信号（図の右端）とを、図２２と同様に横方向を時間軸方向とし縦軸を画面垂直方向とした極性反転パターンとして示す図である。

擬似インタレース１２０Ｈｚ駆動時には、極性制御信号は、１フレームを１／１２０Ｈｚとして、同じフレームでは全ラインでＬまたはＨの一方のみになり、且つ、４フレーム毎にＬとＨとが切り替わる信号になる。

その結果、擬似インタレース１２０Ｈｚ駆動時には、ＸＯＲ回路２３から出力される極性反転信号は、同じフレームでは１ライン毎にＨとＬとが切り替わり、且つ、８フレーム単位で、１〜４フレーム目と５〜８フレーム目とで切り替わりかたが対称になるようにして同じラインがＨとＬとに切り替わる極性反転信号（図１７（ｂ）に示したのと同じ極性反転信号）になる。

図の左端には、擬似インタレース１２０Ｈｚ駆動時に液晶分子への直流印加電圧の累積を避けるために必要な極性反転パターンを示しており、この極性反転パターンとＸＯＲ回路２３からの極性反転信号による極性反転パターンとが一致している。

このように、この液晶表示装置では、タイミングコントローラ５３に映像信号及び同期信号を供給する映像信号処理回路２１内に、データドライバ５４に供給される極性反転信号を変更するための信号を出力する極性反転パターン制御部３１が設けられ、この極性反転パターン制御部３１の出力信号が映像信号処理回路２１から液晶モジュール２２に供給される。

また、液晶モジュール２２内に、この極性反転パターン制御部３１の出力信号とタイミングコントローラ５３からの極性反転信号とが入力される論理回路であるＸＯＲ回路２３が設けられる。そして、このＸＯＲ回路２３の出力信号が、データドライバ５４に極性反転信号として供給される。

このような構成により、液晶モジュール２２内には従来と同じ構成のタイミングコントローラ５３を設けるとともに簡単な構成の論理演算回路であるＸＯＲ回路２３を追加するだけで、映像信号処理回路２１側から液晶モジュール２２に供給する信号（極性制御信号）を現在のモード（擬似インタレース６０Ｈｚ駆動，プログレシブ１２０Ｈｚ駆動，擬似インタレース１２０Ｈｚ駆動，プログレシブ６０Ｈｚ駆動のいずれであるか）に応じて切り替えることにより、データドライバ５４に供給する極性反転信号を、現在のモードに対応した極性反転信号に切り替えることができる。

また、この液晶表示装置では、ＸＯＲ回路２３の存在により、映像信号処理回路２１側から供給する極性制御信号がＬまたはＨに固定されている場合にも、図２３に示したようにタイミングコントローラ５３からの極性反転信号をそのまま用いて極性反転駆動が行われる。したがって、例えば映像信号処理回路２１の初期化時等の回路未動作時や回路停止等の不具合時に極性制御信号がＬまたはＨに固定されていても、極性反転駆動が行われるので液晶パネル５６を保護することが可能である。

なお、図１８の例では液晶モジュール２２内には論理回路としてＸＯＲ回路２３を追加しているが、ＸＯＲ回路２３以外の論理演算回路を追加し、映像信号処理回路２１からの極性制御信号とタイミングコントローラ５３からの極性反転信号とをその論理演算回路に入力させて、その論理演算回路での論理演算結果の信号をデータドライバ５４に極性反転信号として供給するようにしてもよい。その場合にも、その論理演算回路での論理演算結果が図２２〜図２５の右端のようになる極性制御信号を映像信号処理回路２１内の極性反転パターン制御部３１で生成すれば、データドライバ５４に供給する極性反転信号を、現在のモードに対応した極性反転信号に切り替えることができる。

また、図１８の例では液晶モジュール２２内にタイミングコントローラ５３とは別にＸＯＲ回路２３を追加しているが、変更例として、タイミングコントローラ５３とＸＯＲ回路２３のような論理演算回路との両方を内蔵した構成のタイミングコントローラを液晶モジュール内に設けるようにしてもよい。図２６は、そのようなタイミングコントローラ４２を設けた液晶モジュール４１の例を示しており、タイミングコントローラ４２以外の部分の構成は図１８と同じなので同一符号を付して重複説明を省略する。

この図２６の例では、タイミングコントローラ４２において、内部で生成した図４のような極性反転信号と、映像信号処理回路２１からの極性制御信号とが、内部の論理演算回路に入力される。そして、その論理演算回路の出力信号が、タイミングコントローラ４２からデータドライバ５４に極性反転信号として供給される。

この図２６の例でも、タイミングコントローラ４２は、従来のように１種類だけの極性反転信号を生成するタイミングコントローラに簡単な構成の論理演算回路を追加しただけのものなので、様々な映像信号に対応した極性反転信号を生成するタイミングコントローラを新たに開発する場合と違って、費用や時間を要しない。

アクティブマトリクス型の液晶パネルの１画素の等価回路を示す図である。極性反転駆動の様子を示す図である。従来の液晶表示装置の回路構成例を示すブロック図である。図３のタイミングコントローラから供給される極性反転信号を示すタイミングチャートである。図４の極性反転信号によって実現される極性反転パターンを示す図である。図５の極性反転パターンを１画素に着目して示す図である。擬似インタレース６０Ｈｚ駆動の様子を示す図である。擬似インタレース６０Ｈｚ駆動と、図４の極性反転信号によって実現される極性反転パターンとの関係を示す図である。図８の極性反転パターンを１画素に着目して示す図である。本発明を適用した液晶表示装置の回路構成例を示すブロック図である。図１０の映像信号処理回路の構成を示すブロック図である。プログレシブ１２０Ｈｚ駆動の様子を示す図である。擬似インタレース１２０Ｈｚ駆動の様子を示す図である。擬似インタレース６０Ｈｚ駆動時に図１１の極性反転パターン制御部から出力される極性反転信号を示すタイミングチャートである。擬似インタレース６０Ｈｚ駆動と、図１４の極性反転信号によって実現される極性反転パターンとの関係を示す図である。図１５の極性反転パターンを１画素に着目して示す図である。プログレシブ１２０Ｈｚ駆動，擬似インタレース１２０Ｈｚ駆動時に図１１の極性反転パターン制御部から出力される極性反転信号を示す図である。本発明を適用した液晶表示装置の別の回路構成例を示すブロック図である。図１８の映像信号処理回路の構成を示すブロック図である。擬似インタレース６０Ｈｚ駆動時の図１９の極性反転パターン制御部の極性制御信号及びＸＯＲ回路からの極性反転信号等を示すタイミングチャートである。擬似インタレース６０Ｈｚ駆動と、ＸＯＲ回路からの極性反転信号によって実現される極性反転パターンとの関係を示す図である。擬似インタレース６０Ｈｚ駆動時の図１９の極性反転パターン制御部の極性制御信号及びＸＯＲ回路からの極性反転信号等を示す図である。プログレシブ６０Ｈｚ駆動時の図１９の極性反転パターン制御部の極性制御信号及びＸＯＲ回路からの極性反転信号等を示す図である。プログレシブ１２０Ｈｚ駆動時の図１９の極性反転パターン制御部の極性制御信号及びＸＯＲ回路からの極性反転信号等を示す図である。擬似インタレース１２０Ｈｚ駆動時の図１９の極性反転パターン制御部の極性制御信号及びＸＯＲ回路からの極性反転信号等を示す図である。図１８の液晶表示装置の構成の変更例を示すブロック図である。

符号の説明

１映像信号処理回路、２液晶モジュール、３セレクタ、１１Ｉ／Ｐ変換回路、１２フレーム倍速化回路、１３擬似インタレース化回路、１４同期検出回路、１５極性反転パターン制御部、２１映像信号処理回路、２２液晶モジュール、２３ＸＯＲ回路、３１極性反転パターン制御部、４２タイミングコントローラ、５３タイミングコントローラ、５４データドライバ、５５ゲートドライバ、５６液晶パネル

Claims

液晶パネルと、
前記液晶パネルを駆動するデータドライバ及びゲートドライバと、
前記データドライバに映像信号，タイミング信号及び極性反転信号を供給するとともに前記ゲートドライバにタイミング信号を供給するタイミングコントローラと
を設けた液晶モジュールと、
前記液晶モジュール内の前記タイミングコントローラに映像信号及び同期信号を供給する映像信号処理回路と
を有する液晶表示装置において、
前記映像信号処理回路内に、前記液晶モジュール内の前記データドライバに供給される極性反転信号を変更するための信号を出力する極性反転パターン制御部を備え、
前記極性反転パターン制御部の出力信号が前記映像信号処理回路から前記液晶モジュールに供給され、
前記液晶モジュール内に、前記極性反転パターン制御部の出力信号と前記タイミングコントローラからの極性反転信号とが入力され、前記極性反転パターン制御部の出力信号か前記タイミングコントローラからの極性反転信号かのいずれか一方を選択して出力する論理回路を備え、
前記極性反転パターン制御部は、極性反転信号と、前記論理回路を制御する選択制御信号とを出力し、前記論理回路の出力信号が前記データドライバに極性反転信号として供給される
液晶表示装置。
請求項１に記載の液晶表示装置において、
前記タイミングコントローラは、プログレシブ駆動時における液晶分子への直流印加電圧の累積を避ける極性反転信号を出力し、
前記映像信号処理回路内に、インタレース方式の入力映像信号をプログレシブ変換するか擬似インタレース化するかを切り替える変換回路を備えており、
前記極性反転パターン制御部は、前記変換回路で擬似インタレース化が行われた際に、擬似インタレース駆動時における液晶分子への直流印加電圧の累積を避ける極性反転信号と、該極性反転信号を選択させる選択制御信号とを出力する
液晶表示装置。
請求項１に記載の液晶表示装置において、
前記タイミングコントローラは、プログレシブ駆動時における液晶分子への直流印加電圧の累積を避ける極性反転信号を出力し、
前記映像信号処理回路内に、インタレース方式の入力映像信号をプログレシブ変換した後フレームレートを倍速化するか否かを切り替える変換回路を備えており、
前記極性反転パターン制御部は、前記変換回路でフレームレートが倍速化された際に、フレームレートを倍速化した駆動時における液晶分子への直流印加電圧の累積を避ける極性反転信号と、該極性反転信号を選択させる選択制御信号とを出力する
液晶表示装置。
請求項１に記載の液晶表示装置において、
前記タイミングコントローラは、プログレシブ駆動時における液晶分子への直流印加電圧の累積を避ける極性反転信号を出力し、
前記映像信号処理回路内に、インタレース方式の入力映像信号をプログレシブ変換するかフレームレートを倍速化して擬似インタレース化するかを切り替える変換回路を備えており、
前記極性反転パターン制御部は、前記変換回路でフレームレートを倍速化した擬似インタレース化が行われた際に、フレームレートを倍速化した擬似インタレース化駆動時における液晶分子への直流印加電圧の累積を避ける極性反転信号と、該極性反転信号を選択させる選択制御信号とを出力する
液晶表示装置。
液晶パネルと、
前記液晶パネルを駆動するデータドライバ及びゲートドライバと、
前記データドライバに映像信号，タイミング信号及び極性反転信号を供給するとともに前記ゲートドライバにタイミング信号を供給するタイミングコントローラと
を設けた液晶モジュールと、
前記液晶モジュール内の前記タイミングコントローラに映像信号及び同期信号を供給する映像信号処理回路と
を有する液晶表示装置において、
前記映像信号処理回路内に、前記液晶モジュール内の前記データドライバに供給される極性反転信号を変更するための信号を出力する極性反転パターン制御部を備え、
前記極性反転パターン制御部の出力信号が前記映像信号処理回路から前記液晶モジュールに供給され、
前記液晶モジュール内に、前記極性反転パターン制御部の出力信号と前記タイミングコントローラからの極性反転信号とが入力される論理回路を備え、
前記極性反転パターン制御部は、前記タイミングコントローラから出力した極性反転信号を変更させるための信号を出力し、前記論理回路は、前記極性反転パターン制御部の出力信号と前記タイミングコントローラからの極性反転信号とを論理演算した信号を出力し、前記論理回路の出力信号が前記データドライバに極性反転信号として供給される
液晶表示装置。
請求項５に記載の液晶表示装置において、
前記論理回路は、排他的論理和回路である
液晶表示装置。
請求項５に記載の液晶表示装置において、
前記タイミングコントローラは、プログレシブ駆動時における液晶分子への直流印加電圧の累積を避ける極性反転信号を出力し、
前記映像信号処理回路内に、インタレース方式の入力映像信号をプログレシブ変換するか擬似インタレース化するかを切り替える変換回路を備えており、
前記極性反転パターン制御部は、前記変換回路でプログレシブ変換が行われた際には、前記タイミングコントローラから出力した極性反転信号をそのまま前期論理回路から出力させるパターンの信号を出力し、前記変換回路で擬似インタレース化が行われた際には、前記タイミングコントローラからの極性反転信号を、擬似インタレース駆動時における液晶分子への直流印加電圧の累積を避ける極性反転信号に変更させるパターンの信号を出力する
液晶表示装置。
請求項５に記載の液晶表示装置において、
前記タイミングコントローラは、プログレシブ駆動時における液晶分子への直流印加電圧の累積を避ける極性反転信号を出力し、
前記映像信号処理回路内に、インタレース方式の入力映像信号をプログレシブ変換した後フレームレートを倍速化するか否かを切り替える変換回路を備えており、
前記極性反転パターン制御部は、前記変換回路でフレームレートが倍速化されなかった際には、前記タイミングコントローラから出力した極性反転信号をそのまま前期論理回路から出力させるパターンの信号を出力し、前記変換回路でフレームレートが倍速化された際には、前記タイミングコントローラからの極性反転信号を、フレームレートを倍速化した駆動時における液晶分子への直流印加電圧の累積を避ける極性反転信号に変更させるパターンの信号を出力する
液晶表示装置。
請求項５に記載の液晶表示装置において、
前記タイミングコントローラは、プログレシブ駆動時における液晶分子への直流印加電圧の累積を避ける極性反転信号を出力し、
前記映像信号処理回路内に、インタレース方式の入力映像信号をプログレシブ変換するかフレームレートを倍速化して擬似インタレース化するかを切り替える変換回路を備えており、
前記極性反転パターン制御部は、前記変換回路でプログレシブ変換が行われた際には、前記タイミングコントローラから出力した極性反転信号をそのまま前期論理回路から出力させるパターンの信号を出力し、前記変換回路でフレームレートを倍速化した擬似インタレース化が行われた際には、前記タイミングコントローラからの極性反転信号を、フレームレートを倍速化した擬似インタレース駆動時における液晶分子への直流印加電圧の累積を避ける極性反転信号に変更させるパターンの信号を出力する
液晶表示装置。