JPH11109921A - 液晶表示装置における画像表示方法及び液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置における画像表示方法及び液晶表示装置

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JPH11109921A JP9248818A JP24881897A JPH11109921A JP H11109921 A JPH11109921 A JP H11109921A JP 9248818 A JP9248818 A JP 9248818A JP 24881897 A JP24881897 A JP 24881897A JP H11109921 A JPH11109921 A JP H11109921A
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】動画像表示において画像のぼけを低減し、かつ
ゴーストが生じない良好な画質を得る。 【解決手段】１画像を表示する周期中の一期間におい
て、液晶パネル上に画像を表示するために、第１及び第
２の画素アレイごとに、ゲート線を選択するようにゲー
ト線駆動手段２を制御し、画像を表示する画像信号を第
１及び第２のデータ線グループに供給するように第１及
び第２のデータ線駆動手段４ａ、４ｂを制御し、かつ一
期間と同一の周期中の一期間とは異なる別の期間におい
て、第１及び第２の画素アレイごとに、ゲート線を再度
選択するようにゲート線駆動手段２を制御し、所定の電
位を有し、画像信号とは異なる非画像信号を第１及び第
２のデータ線グループに供給するように第１及び第２の
データ線駆動手段４ａ、４ｂを制御する制御手段とを有
する液晶表示装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する利用分野】本発明は、液晶表示装置にお
ける画像表示方法及び液晶表示装置に係り、特に高速応
答性を有する液晶モードを利用した液晶表示装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】液晶パネル上に表示される画像の表示特
性を改善する技術としては、例えば特開昭６４−８２０
１９号公報に開示されているように、バックライトをフ
レーム周期に同期させて間欠点灯させる方法がある。す
なわち、選択的に点滅可能な複数のバックライトを設け
ておき、液晶表示の走査電極駆動のタイミングに合わせ
て、これらのバックライトを順次点滅させるものであ
る。それぞれのバックライトは、各々の照明範囲内にあ
る画像走査電極がすべて選択され終わった直後に点灯
し、所定時間経過後に消えるように構成されている。各
走査線に関して、そのコントラスト比が高い瞬間だけバ
ックライトが点灯し、それ以外の期間でバックライトは
消されている。このように所望の期間だけ画像表示する
ために、それ以外の期間で強制的に非画像を表示する
（バックライトを消すことにより非表示状態とすること
も含む）ことをブランキングという。このブランキング
により、互いに連続した別フレームが、ある時間におい
て、一画面中に混ざって見えることを防止できるため、
表示画像の画質、特に動画の表示特性を改善することが
できる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来技術で
は、ブランキングはバックライト単位でしかできないた
め、走査線ごとに最適なタイミングを設定できないとい
う問題がある。すなわち、各走査線は、タイミングをわ
ずかにずらして順次駆動される。そのため、走査線が異
なれば、コントラストの高い瞬間も異なることになる。
バックライトの本数が少ない場合（つまり１本のバック
ライトの照明範囲が広い場合）、その範囲内の走査線の
タイミングのずれは無視できない程度に大きくなるの
で、ある走査線に関しては最適なタイミングで点灯して
いるとしても、他の走査線に関しては適切とはいえなく
なってくる。これを解消するには、バックライトの本数
を増やす必要性が生じる。理想的には、走査線の本数分
のバックライトを設ければよいのであるが、そのような
構成は現実問題として困難である。
【０００４】そこで、本発明の目的は、画像表示特性を
改善する新規な方法を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、第１の発明は、複数のゲート線と、複数のデータ線
と、これらの交点に対応してマトリックス状に配置され
た画素セルとからなる液晶パネルを有する液晶表示装置
における画像表示方法において、１画像を表示する周期
中の一期間において、液晶パネル上に画像を表示するた
めに、ゲート線を選択すると共に、画像を表示する画像
信号を前記データ線に供給するステップと、上記の一期
間と同一の周期中における一期間とは異なる別の期間に
おいて、ゲート線を再度選択すると共に、所定の電位を
有し、画像信号とは異なる非画像信号をデータ線に供給
するステップとを有する液晶表示装置における画像表示
方法を提供する。
【０００６】また、第２の発明は、複数のゲート線と、
それぞれが複数のデータ線で構成された第１及び第２の
データ線グループと、第１の画素アレイと第２の画素ア
レイとに分割された液晶パネルであって、第１の画素ア
レイは、ゲート線と、第１のデータ線グループ中のデー
タ線と、これらの交点に対応してマトリックス状に配置
された画素セルとからなり、第２の画素アレイは、ゲー
ト線と、第２のデータ線グループ中のデータ線と、これ
らの交点に対応してマトリックス状に配置された画素セ
ルとからなり、第１の画素アレイ及び前記第２の画素ア
レイごとにゲート線を選択するゲート線駆動手段と、第
１のデータ線グループ中のデータ線に信号を供給する第
１のデータ線駆動手段と、第２のデータ線グループ中の
データ線を信号を供給する第２のデータ線駆動手段と、
１画像を表示する周期中の一期間において、液晶パネル
上に画像を表示するために、第１及び第２の画素アレイ
ごとに、ゲート線を選択するようにゲート線駆動手段を
制御し、画像を表示する画像信号を第１及び第２のデー
タ線グループに供給するように第１及び第２のデータ線
駆動手段を制御し、かつ上記の一期間と同一の周期中に
おける上記一期間とは異なる別の期間において、第１及
び第２の画素アレイごとに、ゲート線を再度選択するよ
うにゲート線駆動手段を制御し、所定の電位を有し、画
像信号とは異なる非画像信号を前記第１及び第２のデー
タ線グループに供給するように第１及び第２のデータ線
駆動手段を制御する制御手段とを有する液晶表示装置を
提供する。
【請求項９】
【０００７】
【作用】各ゲート線は、１画像を表示する周期におい
て、通常１回しか選択されないが、上記の構成では複数
回選択される。一方は画像表示のための選択であり、他
方は非画像表示（ブランキング）のための選択である。
画像表示とは別に再度ゲート線を選択して、画素セルを
非画像信号に応じた状態にすることでブランキングをゲ
ート線単位で行うことができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】図１は、本実施例の液晶表示装置
のブロック図である。ここでは、ゲート線が４８０本、
データ線が６４０本で構成された液晶パネルを例に説明
する。ここで、液晶表示装置へのインターフェースは、
ＳＴＮモードで用いられているジュアルスキャン方式を
利用する。液晶パネルの表示部分は、パネル中央で、２
つの画素アレイ１ａ、１ｂに分割されている。画素アレ
イ１ａは、図２に示すように、２４０本のゲート線Ｙ1
〜Ｙ240と第１のデータ線グループを構成する６４０本
のデータ線Ｘ1〜Ｘ640を有し、これらの交点にマトリッ
クス状に画素セルが配置されている。一方、画素アレイ
１ｂは、残りの２４０本のゲート線Ｙ241〜Ｙ480と第２
のデータ線グループを構成する６４０本のデータ線Ｘを
有し、これらの交点に画素セルが配置されている。ここ
で、第１のデータ線グループは、画素アレイ１ａ中の画
素セルにデータを書き込むためのものであり、第二のデ
ータ線グループは、画素アレイ１ｂ中の画素セルにデー
タを書き込むためのものであり、それぞれのグループが
６４０本のデータ線で構成されている。
【０００９】ゲート線駆動回路２は、４８０本のゲート
線Ｙのうちの所望のゲート線Ｙを選択するためのもので
あるが、２本のゲート線を同時に選択する点に特徴があ
る。すなわち、画素アレイ１ａを構成するゲート線Ｙ1
〜Ｙ240のいずれか一本を選択すると共に、画素アレイ
１ｂを構成するゲート線Ｙ241〜Ｙ480のいずれか一本を
同時に選択する。
【００１０】画像信号処理回路３は、外部から供給され
た情報を、液晶パネルが表示可能な信号に変換し、デー
タ線駆動回路４ａ，４ｂに供給するための回路である。
【００１１】データ線駆動回路４ａ、４ｂは、各画素ア
レイ１ａ、１ｂｇごとに設けられている。一方のデータ
線駆動回路４ａは、画像信号処理回路３より入力される
表示情報に基づいて、画素アレイ１ａ中において選択さ
れたゲート線に接続されている各画素セルを所望の状態
にする信号を供給する。他方のデータ線駆動回路４ｂ
は、画素アレイ１ｂ中の選択された各画素セルを、所望
の状態にする信号を供給する。
【００１２】クロック生成回路５は、ゲート線駆動回路
２及びデータ線駆動回路４ａ、４ｂに、生成した制御信
号を供給することにより、これらの回路を制御してい
る。具体的には、１画像を表示する周期中（例えば１秒
間に３０フレームの画像を表示する通常の場合、１フレ
ーム周期（通常１７ｍｓ））中の一期間において、液晶
パネル上に画像を表示するために、画素アレイ１ａ、１
ｂごとに１本のゲート線を選択するような制御信号をゲ
ート線駆動回路２に供給する。そして、画像を表示する
画像信号を第１のデータ線グループ及び第２のデータ線
グループに同時に供給するような制御信号をデータ線駆
動回路４ａ、４ｂに供給する。さらに、同一の１フレー
ム周期中の別の期間において、画素アレイごと１ａ、１
ｂに一旦選択されたゲート線を再度選択するような制御
信号をゲート線駆動回路２に供給する。そして、所定の
電位を有し、画像信号とは異なる非画像信号を第１及び
第２のデータ線グループに同時に供給するような制御信
号をデータ線駆動回路４ａ、４ｂに供給する。
【００１３】本実施例では、画素セルとして、ベント配
向セル（パイセル）を用いる。ここで、ベント配向セル
は、応答特性が良好な点に着目して、動画表示特性を飛
躍的に改良するものとして期待されている。ベント配向
セル自体は周知であるためこれ以上説明しないが、必要
ならば日本特許願：平成９年７１３２号（当社参照番号
ＪＡ９９６−０８２）に記載されているので参照された
い。
【００１４】上記の液晶表示装置の構成からわかるよう
に、本実施例では、１フレーム周期において、通常の画
像信号に応じた画素セルへの書き込みの他に、さらに、
非画像信号に応じた書き込みを行っている。本実施例に
おける非画像信号は、ブランキング画像を表示するため
の信号である。ここでブランキング画像とは、画面全て
が同一階調からなる画像であって、コントラスト重視の
観点では黒画像が好ましい。すなわち、通常のフレーム
ごとの書き換えの間に、黒レベルの電圧を１回書き込む
点に特徴がある。
【００１５】図３は、ゲート線に関するタイミングチャ
ートである。ゲート線Ｙ1〜Ｙ480は、タイミングを少し
ずらして、１フレーム周期中において、画像信号を画素
セルに書き込むために順次立ち上げられる。４８０本す
べてのゲート線を立ち上げて、画像信号を画素セルに書
き込むことで１フレーム周期が終了する。このとき、画
像信号書き込みのための立ち上げから１／２フレーム周
期程遅れて、ゲート線Ｙ1〜Ｙ480を再度立ち上げて、各
画素セルに、データ線Ｘを介して、黒を表示する電位を
供給する。これにより、各画素セルは黒表示状態とな
る。すなわち、各ゲート線Ｙは、１フレーム周期におい
て、異なる期間で２回高レベルとなる。１回目の選択に
より画素セルは一定時間画像データを表示し、それに続
く２回目の選択で、画素セルは強制的に黒表示すること
により、ブランキングが達成される。
【００１６】このように、表示パネル中の画素アレイを
２分割し、各画素アレイを表示動作させるのは、１フレ
ーム周期中に２度の表示動作が必要であるという点に起
因している。画素アレイを分割しない場合、ゲート線を
高レベルにする期間を従来の方式の半分にして、倍のク
ロックで表示動作させれば、動作させることも可能かも
しれない。しかしながら、ベント配向セルがいくら高速
応答性に優れていると言っても、そのような設計はかな
りの困難を伴うであろう。そこで、分割された画素アレ
イごとに、データ線駆動回路を設けて、液晶パネルの上
下からデータを供給することにより、通常のシングルス
キャン方式に比べて、２倍のゲート書き込みが可能とな
る。もちろん、より多くのブロックに画素アレイを分割
して、各ブロックを動作させれば、１フレーム周期中に
より多くの書き込み動作を行うこともできる。
【００１７】このように、各ゲート線を１フレーム周期
中に２度高レベルにして、画像表示及び黒表示を行って
いる。ゲート線単位でブランキングを行うことができる
ので、各ゲート線ごとに、最適なタイミングでブランキ
ングを行うことができる。従って、複数のバックライト
を所定のタイミングで順次間欠点灯する従来の方法と比
べて、動画のぼけを有効に低減できるので表示画像の品
質を向上させることができる。
【００１８】さらに、ゲート線の立ち上げ前の状態は、
必ず黒表示された一定の状態となっているので、高速応
答液晶モード特有の前状態依存性を解消することができ
るという効果もある。この点を詳述する。ベント配向セ
ル（パイセル）のような高速応答液晶モードでは、連続
点灯時の表示画像のぼけは、ＴＮモードに比べて小さ
い。従来技術のように、パルス化した複数のバックライ
トを高速応答モードに用いることで、このぼけは解消す
ることができるものの、ゴーストを消すことはできない
ことが発明者らの実験により判明した。バックライトの
本数を増やし、点灯時間をいかに小さくしても、ゴース
トが１つだけ残るのである。
【００１９】この問題を検討するために、ベント配向セ
ルの透過率の時間変化を観察した。図４は、ベント配向
セルの透過率の時間変化を示すグラフである。黒レベル
から白レベルへ変化した第１回目のフレームＡでは、目
的の白レベルに到達せず途中の階調レベルにとどまり、
さらに白レベルを書き込む第２回目のフレームＢでよう
やく白レベルに到達している。この原因は液晶セルの電
気容量が変化しているものと考えられる。すなわち、書
き込みによってセルに保持される電気量は、書き込み前
の液晶の分子配向で決まるセル容量（Ｖ０：書き込み前
の電圧とするとＣａ(V0)で表す）を書き込み電圧（Ｖ
１）で充電した量となる。そして、書き込み後には、液
晶分子配向が別の平衡状態になり、そのときのセル電圧
（Ｖｅ）は、その平衡状態におけるセル電圧（Ｖｅ）と
セル電気容量（Ｃａ(Ve)で表す）との積が先の書き込み
時のセル電気量と等しくなる。 Ｖｅ・Ｃａ(Ve) ＝ Ｖ１・Ｃａ(V0) 従って、書き込み後の平衡状態のセル電圧（Ｖｅ）は一
般的に書き込み電圧（Ｖ１）と等しくならず、書き込み
直前のセル電圧（Ｖ０）に依存したものとなることを発
明者らは知得した。これを前状態依存性と呼ぶことにす
る。これはＴＮモードのような遅い液晶モードでは確認
できない現象である。
【００２０】以上のような理由により、高速応答液晶モ
ードでバックライトの間欠点灯方式を用いた場合、動画
のぼけは解消されるものの、高速応答液晶モード特有の
前状態依存性により、ゴーストが生じ、ＣＲＴと同レベ
ルの動画表示特性を得ることができないことが判明し
た。このような問題は、通常のフレームごとの書き換え
の間に一定の階調レベルの電圧を１回書き込んでおくこ
とにより、前状態依存性をなくすことが可能となる。本
実施例では、画像の表示前は、必ず黒表示状態という一
定の状態となっているので、上記のような状態依存によ
り生じるゴーストを有効に低減することが可能となる。
なお、この前状態依存性をなくすという観点でみれば、
予め黒レベルにすることなく、前状態依存性に基づく変
化を考慮して、実際に液晶セルを書き換える電圧自体を
補正してしまうといった方法も考えられる。
【００２１】発明者らの実験によると、画素セルの点灯
時間が１フレーム周期に占める割合は、２０％以上７５
％以下の範囲が画質の点で好ましく、特に３０％以上６
０％以下の範囲において最適な画像が得られることが分
かった。
【００２２】なお、、上記実施例では、高速応答液晶モ
ードとしてベント配向セル（パイセル）を用いた液晶パ
ネルを例を説明したが、その他にも、強誘電液晶パネ
ル、または反強誘電液晶パネルといった液晶モードを用
いたものであってもよい。現在、通常用いられるＴＮモ
ードは動画応答特性が遅いとされているため、１フレー
ム周期中で２回書き込みを行うことは必ずしも適してい
るわけではない。ところが高速応答性を有する液晶モー
ドは、例えばベント配向セルでは、最低電圧から最高電
圧への立ち上がり時間が１ｍｓ未満、その逆が、２〜５
ｍｓ程度と非常に高速であるため、上述した動作でも十
分な追従特性を有している。このような液晶モードを用
いた液晶パネルは、その高速性においてＣＲＴと比べて
も遜色のないほどの高速性を有しており、ＣＲＴと同様
な動画表示特性を有するＬＣＤを実現することが可能と
なる。実際、ＴＮモードに比べて画像のぼけがかなり低
減されていることが確認された。
【００２３】また、上記実施例は、非画像信号として、
黒表示させるような所定の電圧を供給することを例に説
明した。しかしながら、黒以外の色を表示させるような
電圧であっても本発明の範囲に含まれることは当然であ
る。また、ここで、非画像信号が有する所定の電位は、
実質的に一定の電位であればよい。すなわち、画像の状
態にあわせて視覚的な影響があまり生じない程度に階調
を適応的に若干変化させるようにすることも本発明に含
まれる。
【００２４】上記実施例をバックライトの間欠点灯方式
と組み合わせれば、表示画像の品質のさらなる向上が期
待される。
【００２５】
【効果】このように本発明によれば、各ゲート線を、画
像表示のために選択する以外に、ブランキングのために
再度選択している。そして、このようなゲート線の複数
回選択及び、それに応じたデータ線への信号供給という
一連の動作を１画像を表示する期間（１フレーム周期）
で行っている。従って、各ゲート線ごとに最適なタイミ
ングでブランキングすることが可能となるので、特に動
画像表示において画像のぼけを低減し、かつゴーストが
生じない良好な画質を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例の液晶表示装置のブロック図である
【図２】画素アレイの構成図である
【図３】ゲート線に関するタイミングチャートである
【図４】ベント配向セルの透過率の時間変化を示すグラ
フである
【符号の説明】
１ａ、ｂ・・・画素アレイ、 ２・・・ゲート線駆動回路、 ３・・・画像信号処理回路、 ４ａ、ｂ・・・データ線駆動回路、 ５・・・クロック生成回路
フロントページの続き (72)発明者 末岡 邦明 神奈川県大和市下鶴間1623番地14 日本ア イ・ビー・エム株式会社 東京基礎研究所 内 (72)発明者 中村 肇 神奈川県大和市下鶴間1623番地14 日本ア イ・ビー・エム株式会社 大和事業所内

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】複数のゲート線と、複数のデータ線と、前
    記ゲート線と前記データ線との交点に対応してマトリッ
    クス状に配置された画素セルとからなる液晶パネルを有
    する液晶表示装置における画像表示方法において、 １画像を表示する周期中の一期間において、前記液晶パ
    ネル上に画像を表示すために、前記ゲート線を選択する
    と共に、前記画像を表示する画像信号を前記データ線に
    供給するステップと、 前記一期間と同一の前記周期中における前記一期間とは
    異なる別の期間において、前記ゲート線を再度選択する
    と共に、所定の電位を有し、前記画像信号とは異なる非
    画像信号を前記データ線に供給するステップとを有する
    ことを特徴とする液晶表示装置における画像表示方法。
  2. 【請求項２】前記非画像信号は、前記液晶パネル上にブ
    ランキング画像を表示するための信号であることを特徴
    とする請求項１に記載の液晶表示装置における画像表示
    方法。
  3. 【請求項３】前記ブランキング画像は、黒画像であるこ
    とを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置における
    画像表示方法。
  4. 【請求項４】前記液晶パネルは、ベント配向セルを用い
    た液晶パネル、強誘電液晶パネル、または反強誘電液晶
    パネルであることを特徴とする請求項１に記載の液晶表
    示装置の画像表示方法。
  5. 【請求項５】前記画素セルの点灯時間が前記１フレーム
    周期に占める割合が、２０％以上７５％以下の範囲内で
    あることを特徴とする請求項１、２、３または４に記載
    の液晶表示装置の画像表示方法。
  6. 【請求項６】前記画素セルの点灯時間が前記１フレーム
    周期に占める割合が、３０％以上６０％以下の範囲内で
    あることを特徴とする請求項１、２、３または４に記載
    の液晶表示装置の画像表示方法。
  7. 【請求項７】前記１画像を表示する周期が１フレーム周
    期であることを特徴とする請求項１、２、３または４に
    記載の液晶表示装置における画像表示方法。
  8. 【請求項８】前記一期間と前記別の期間とは、１／２フ
    レーム周期ずれていることを特徴とする請求項７に記載
    の液晶表示装置における画像表示方法。
  9. 【請求項９】複数のゲート線と、 それぞれが複数のデータ線で構成された第１及び第２の
    データ線グループと、第１の画素アレイと第２の画素ア
    レイとに分割された液晶パネルであって、前記第１の画
    素アレイは、前記ゲート線と、前記第１のデータ線グル
    ープ中の前記データ線と、前記ゲート線と前記データ線
    との交点に対応してマトリックス状に配置された画素セ
    ルとからなり、前記第２の画素アレイは、前記ゲート線
    と、前記第２のデータ線グループ中の前記データ線と、
    前記ゲート線と前記データ線との交点に対応してマトリ
    ックス状に配置された画素セルとからなり、 前記第１の画素アレイ及び前記第２の画素アレイごとに
    前記ゲート線を選択するゲート線駆動手段と、 前記第１のデータ線グループ中の前記データ線に信号を
    供給する第１のデータ線駆動手段と、 前記第２のデータ線グループ中の前記データ線を信号を
    供給する第２のデータ線駆動手段と、 １画像を表示する周期中の一期間において、前記液晶パ
    ネル上に画像を表示するために、前記第１及び第２の画
    素アレイごとに、前記ゲート線を選択するように前記ゲ
    ート線駆動手段を制御し、前記画像を表示する画像信号
    を前記第１及び第２のデータ線グループに供給するよう
    に前記第１及び第２のデータ線駆動手段を制御し、かつ
    前記一期間と同一の前記周期中の前記一期間とは異なる
    別の期間において、前記第１及び第２の画素アレイごと
    に、前記ゲート線を再度選択するように前記ゲート線駆
    動手段を制御し、所定の電位を有し、前記画像信号とは
    異なる非画像信号を前記第１及び第２のデータ線グルー
    プに供給するように前記第１及び第２のデータ線駆動手
    段を制御する制御手段とを有することを特徴とする液晶
    表示装置。
  10. 【請求項１０】前記非画像信号は、前記液晶パネル上に
    ブランキング画像を表示するための信号であることを特
    徴とする請求項９に記載の液晶表示装置。
  11. 【請求項１１】前記ブランキング画像は、黒画像である
    ことを特徴とする請求項９に記載の液晶表示装置。
  12. 【請求項１２】前記液晶パネルは、ベント配向セルを用
    いた液晶パネル、強誘電液晶パネル、または反強誘電液
    晶パネルであることを特徴とする請求項９に記載の液晶
    表示装置。
  13. 【請求項１３】前記画素セルの点灯時間が前記１フレー
    ム周期に占める割合が、２０％以上７５％以下の範囲内
    であることを特徴とする請求項９、１０、１１または１
    ２に記載の液晶表示装置。
  14. 【請求項１４】前記画素セルの点灯時間が前記１フレー
    ム周期に占める割合が、３０％以上６０％以下の範囲内
    であることを特徴とする請求項９、１０、１１または１
    ２に記載の液晶表示装置。
  15. 【請求項１５】前記１画像を表示する周期が１フレーム
    周期であることを特徴とする請求項９、１０、１１また
    は１２に記載の液晶表示装置における画像表示方法。
  16. 【請求項１６】前記一期間と前記別の期間とは、１／２
    フレーム周期ずれていることを特徴とする請求項１５に
    記載の液晶表示装置における画像表示方法。
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