JP2000267635A - 液晶装置の駆動方法 - Google Patents
液晶装置の駆動方法Info
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Abstract
する。 【解決手段】 各画素のキャパシタに次画面のデータを
線順次で予め書き込んでおき(図4(c) 参照)、該書き
込んだデータを次のフレーム期間で一括して各画素に書
き込む(同図(b) 参照)。また、バックライト装置の点
灯期間Δt1 の長さは、動画像の画質が良好となるよう
に設定する。バックライト装置は点灯期間Δt1 以外は
消灯されているため、消費電力の増加も防止される。
Description
法に関する。
る液晶装置は、種々の方法によって駆動されていた。
方法の一例を示すタイミングチャート図であるが、この
駆動方法では、所定の期間Δt2 内に液晶パネルのゲー
ト線にゲートパルスを線順次で印加してゆき(同図(b)
参照)、その線順次走査が終了し液晶パネルに白黒階調
の画像が書き込まれた時点t10でバックライト装置を点
灯して画像を表示するようになっている(同図(c) 参
照)。
を駆動した場合には、液晶パネルの線順次書き込みに時
間がかかってしまうことから、バックライト装置による
照明時間Δt3 が短くなり、画像が暗くなるという問題
があった。
晶パネルには画素毎に2つの薄膜トランジスタ(TF
T)やデータホールド回路を設けておき、図8に示すよ
うに、一の画像を表示している間に次の画像データのた
めの電圧を線順次でデータホールド回路に充電し(図8
(c) 参照)、該充電された電圧を線順次ではなく全画面
一括で各画素に印加して(同図(b) 参照)、その電圧に
基づく画像を表示させるようにしたものが、特開平08
−95526号公報にて提案されている。この方式によ
れば、画像の一括書き込みが可能であってその書き換え
時間Δt4 が短縮されてバックライト装置による照明時
間Δt5 が長くなり、画像を明るくすることができる。
順次書き換えていくことによって動画像を表示する場
合、例えばCRTのように1つの静止画像を表示してか
ら次の静止画像を表示するまでの間に画像を表示しない
期間を設ける方式(以下“インパルス型”とする)の方
が、そのような期間を設けずに静止画像を連続表示する
方式(以下“ホールド型”とする)よりも、画質が良い
ことが知られている(「信学技報」EID96−4(1
996)p.16参照)。
の静止画像を表示してから次の静止画像を表示するまで
の間Δt4 は光照射が休止されていて上述したインパル
ス型に近いものの、その間Δt4 は、専ら画像書き換え
のために設けられたものに過ぎず、画質が良好ではなか
った。
示走査と消去走査とを交互に行うことによって液晶パネ
ルの画面を静止画像を表示する度に消去し、その表示を
非ホールド化しインパルス型表示に近づけたものがある
(SID97、p.203参照)。しかし、かかる液晶
パネルでは、画面を消去している間も光が無駄に照射さ
れており、消費電力が大きいという問題があった。
防止する液晶装置の駆動方法を提供することを目的とす
るものである。
る液晶装置の駆動方法を提供することを目的とするもの
である。
してなされたものであり、対向するようにマトリクス状
に配置されて複数の画素を構成する第1電極及び第2電
極、前記第2電極に接続されて任意の電圧を保持する電
圧保持手段、該電圧保持手段と前記第2電極との間に介
装されたスイッチング素子、及び前記第1電極及び前記
第2電極の間に配置された液晶からなる液晶素子と、該
液晶素子に対向するように配置されて該液晶素子を照明
する照明手段と、を備えた液晶装置、を駆動する液晶装
置の駆動方法において、前記スイッチング素子がオフの
状態で前記電圧保持手段に任意の電圧を順に印加し、該
電圧の印加が終了した時点で前記スイッチング素子を一
括してオンにして前記電圧保持手段のそれぞれに保持さ
れていた該電圧を前記第2電極にそれぞれ印加して、前
記第1電極と前記第2電極との電位差によって前記液晶
を画素毎に駆動して前記液晶素子に一の画像を表示さ
せ、該一の画像を表示している間に、30〜70%の時
間開口率で前記照明手段による照明を行うと共に、前記
スイッチング素子をオフにした状態で前記電圧保持手段
に次の画像データについての電圧を順に印加する、こと
を特徴とする。
本発明の実施の形態について説明する。
置の構造について、図1乃至図3を参照して説明する。
ここで、図1は、本発明が適用される液晶装置の全体構
成を示すブロック図であり、図2は、液晶素子の構造の
一例を示す断面図、図3は、液晶素子の構造の一例を示
す平面図である。
図1に符号1で示すように、液晶素子Pと、該液晶素子
Pに対向するように配置されて該液晶素子Pを照明する
照明手段Bと、を備えている。
示すように、対向するようにマトリクス状に配置されて
複数の画素を構成する第1電極2及び第2電極3と、前
記第2電極3に接続されて任意の電圧(画像データに対
応する任意の電圧)を保持する電圧保持手段4と、該電
圧保持手段4と前記第2電極3との間に介装されたスイ
ッチング素子5と、前記第1電極2及び前記第2電極3
の間に配置された液晶6とからなる。
加されていないときに1つの安定状態を示すカイラルス
メクチック液晶、例えば高速応答可能な単安定型強誘電
性液晶(単安定型FLC)や、無閾値反強誘電性液晶
(TAFLC)や、OCB(Optically Co
mpensated Bend)モード等を用いること
ができる。ここで、単安定型FLCは、等方相−コレス
テリック相−カイラルスメクチックC相という相系列を
示すFLCを、上下基板で非対称な配向処理を施した液
晶セルに注入することや、または電界印加による再配向
処理を施すことによって得ることができる。
ついて、図4を参照して説明する。ここで、図4は、本
発明に係る液晶装置の駆動方法の一実施の形態を示すタ
イミングチャート図である。
前記電圧保持手段4に任意の電圧(画像データに対応し
た電圧)を順に印加し、 該電圧の印加が終了した時点で前記スイッチング素
子5を一括してオンにして前記電圧保持手段4のそれぞ
れに保持されていた該電圧を前記第2電極3にそれぞれ
印加する(図4(b) 参照)。これにより、前記第1電極
2と前記第2電極3との電位差によって前記液晶6が画
素毎に駆動されて前記液晶素子Pには一の画像が表示さ
れる。 このように該一の画像を表示している間に、30〜
70%の時間開口率で前記照明手段Bによる照明を行う
と共に(図4(d) 参照)、前記スイッチング素子5をオ
フにした状態で前記電圧保持手段4に次の画像データに
ついての電圧を順に印加する(図4(c) 参照)。
グ素子5をオンにしてから前記照明手段Bによる照明が
終了するまでの時間をΔt0 とし、前記照明手段Bによ
る照明が行われている時間をΔt1 とした場合におい
て、Δt1 ×100/Δt0 で表される値をいう。な
お、この時間開口率は30%〜70%の任意の値に固定
していても良く、その範囲内で表示画像に応じて外部ト
リマによって調整するようにしてもよい。例えば、静止
画像や動きの遅い動画を表示する場合には時間開口率を
高くすると共に照明手段Bの輝度を低くして、画面の輝
度を変えないで消費電力を低減できる。
ラー画像を表示しても良く、白黒画像を表示しても良
い。例えば、カラー画像を表示する場合には、 * 上述した液晶素子Pにカラーフィルターを配置する
と共に、照明手段として白色光を照射するものを用いた
り、 * 上述した液晶素子Pにカラーフィルターを配置せず
に白黒画像を順次表示させると共に、照明手段として各
色光(例えば3原色の各色光)を白黒画像の表示に同期
して順次照射するものを用いたり(図5)、する方法を
挙げることができ、白黒画像を表示する場合には、 * 上述した液晶素子Pにカラーフィルターを配置せず
に、照明手段として白色光を照射するものを用いる方法
(図4参照)、を挙げることができる。
単色蛍光管やLED光源を挙げることができ、3原色の
各色光を順次照射する照明手段としては、RGBの3本
の蛍光管を備えたものや、3本の蛍光管のそれぞれにカ
ラーフィルターを配置したものを挙げることができる。
る。
線順次ではなく全画面について一括して行うため、書き
込み時間を短縮でき、照明手段Bによる照明時間を長く
して画像を明るくすることができる。
ではないため消費電力を低減できる。
〜70%の時間開口率で行うため、動画像の画質を向上
できる。
明する。
び図3に示す液晶パネル(液晶素子)Pを用いて図1に
示す液晶装置1を作成した。
リクス型の液晶パネルPの構造について、図2及び図3
を参照して説明する。
うに、所定距離を開けた状態に配置した一対のガラス基
板10a,10bによって構成し、一方のガラス基板1
0aには、ITO(インジウム・ティン・オキサイド)
からなる第1電極(以下、“対向電極”とする)2を形
成し、この対向電極2の表面には、ポリイミドからなる
厚さ約10nmの配向膜11aを形成し、該配向膜11
aの表面にはラビング処理を施した。
に示すように、ITOからなる透明な画素電極(第2電
極)3を160×120個マトリクス状に配置し、これ
らの対向電極2と画素電極3とによって画素を構成させ
た。さらに、各画素電極3には、スイッチング素子とし
ての一括書き込みTFT5(ソース)を接続し、該TF
T5のドレインには、電圧保持手段としてのキャパシタ
4や別のTFT(以下“シリアル書き込みTFT”とす
る)7(ソース)を接続した。またさらに、画素と画素
との間には図示X方向に一括書込みTFT用ゲート電極
20やシリアル書込みTFT用ゲート電極21やアース
ライン22を形成し、一括書込みTFT用ゲート電極2
0は一括書き込みTFT5のゲートに接続し、シリアル
書込みTFT用ゲート電極21はシリアル書き込みTF
T7のゲートに接続し、アースライン22はキャパシタ
4の他端に接続した。また、画素と画素との間には図示
Y方向にデータ電極23を形成し、このデータ電極23
は、シリアル書き込みTFT7のドレインに接続した。
さらに、これらのTFT5,7等を覆うように配向膜1
1bを形成した。
の間隙には、スペーサービーズ12を配置して基板間隙
を規定し、該基板間隙には液晶6を配置した。
次照射するバックライト装置Bを用いた。
イト装置Bを駆動するための周辺機器について、図1及
び図3を参照して説明する。
25を接続し、一括書込みTFT用ゲート電極20やシ
リアル書込みTFT用ゲート電極21には走査ドライバ
26を接続した。また、アースライン22は、走査ドラ
イバ26に接続し、走査ドライバ26の内部にて接地し
た。なお、接地電圧は、データ電極23に印加される映
像信号の基準電圧であり、対向電極2に印加されている
電圧に等しくした。
は、図1に示すように、制御回路27や外部信号処理メ
モリ28や信号源29を接続した。このうち、信号源2
9は、NTSCやPAL等の記録再生装置或はハイビジ
ョン装置、パーソナルコンピュータ(VGA、XGA
等)等に相当するものであり、外部信号処理メモリ28
は、信号源29からの映像信号をR色用の映像信号と、
G色用の映像信号と、B色用の映像信号と、同期信号と
に分離し、同期信号に従って各映像信号を信号ドライバ
25に供給し、同期信号を走査ドライバ26及び信号ド
ライバ25に供給するものである。また、制御回路27
は、タイミングジェネレータ等からなるものであり、信
号源29からの同期信号を分離し、外部信号処理メモリ
28や、液晶パネルPの駆動パルスや、照明用電圧制御
パルスや、システム電源等をコントロールするものであ
る。
5に示す方法で駆動した。ここで、図5は、本発明に係
る液晶装置の駆動方法の一例を示すタイミングチャート
図である。
パシタ4へのR色用のデータ電圧の充電が完了してい
る。なお、このデータ電圧の充電は、一括書き込みTF
T5がオフで画素電極3とキャパシタ4との接続が絶た
れた状態で、信号ドライバ25から各データ電極23に
はR色用のデータ信号が印加され、かつ、走査ドライバ
26からシリアル書込みTFT用ゲート電極21にはゲ
ートパルスが線順次で印加されて一括書き込みTFT5
が順にオンされることにより行われる。
込みTFT用ゲート電極20に書き換えパルスが同時に
印加されて全ての一括書き込みTFT5がオンされる
(図5(b) 参照)。これにより、各キャパシタ4に保持
されていた電圧が一括書き込みTFT5を介して画素電
極3に印加され、液晶6が画素毎に駆動されて液晶パネ
ルPはR色用の白黒画像を表示する。なお、かかる白黒
画像の表示は、t2 経過後も維持される。
27によってR色蛍光管が点灯され(図5(d) 参照)、
上記白黒画像はR色画像として認識される。本実施例で
は、時間開口率を30%とした。
みTFT5は再びオフとされ、信号ドライバ25から各
データ電極23にはG色用のデータ信号が印加され、か
つ、走査ドライバ26からシリアル書込みTFT用ゲー
ト電極21にはゲートパルスが線順次で印加されてシリ
アル書込みTFT7が順にオンされ(図5(c) 参照)、
各キャパシタ4にはG色用のデータ電圧が充電されてい
く。
完了した時点t4 で、再び全ての一括書き込みTFT5
がオンされ、液晶パネルPはG色用の白黒画像を表示す
る。
Pによる白黒画像の書き換えと各色光の照射とを上述の
ように行うことにより、各色画像を短時間で順次表示
し、観察者に残像現象を利用してフルカラー画像が表示
されているように認識させるものである。
次ではなく全画面について一括して行うようにしたた
め、書き込み時間を短縮でき、バックライト装置Bによ
る照明時間を長くして画像を明るくすることができた。
いるのではなく消費電力を低減できた。
動画像の画質を向上できた。実際に、動画像(BTAの
ハイビジョン標準画像を6.8deg/secの動き速
度で移動させた動画像)を表示させたところ、画面の周
辺ボケは全く観察されず、キレの良い良好な画質である
ことを確認した。なお、6.8deg/secの動き速
度は、テレビ番組の一般的な動き速度である。
液晶パネルPを用いて動画像を表示させ、時間開口率を
種々変化させて画質や輝度を調べたところ、図6に示す
ようになった。なお、図中の縦軸は動画像の画質の5段
階評価(10名が5段階評価をした平均値)を示すもの
であり、具体的には、 尺度5;画面の周辺ボケが全く観察されず、キレの良い
状態 尺度4;画面の周辺ボケがほとんど気にならない状態 尺度3;画面の周辺ボケが観察され、細かい文字は判別
し難い状態 尺度2;画面の周辺ボケが顕著となり、大きな文字も判
別し難い状態 尺度1;画面の周辺ボケが全く観察されず、原画像がほ
とんど判別できない状態 を示す。
画質は良好となるものの画面が暗くなった。また、時間
開口率が80%以上の場合には、画面は明るくなるもの
の画質は悪かった。つまり、動画像の画質及び画面の明
るさの両方を得るには、時間開口率が30〜70%にし
なければならないことが分かった。
画像の書き換えを線順次ではなく全画面について一括し
て行うため、書き込み時間を短縮でき、照明手段による
照明時間を長くして画像を明るくすることができる。
はないため消費電力を低減できるとともに寿命を長くす
ることができる。
70%の時間開口率で行うため、動画像の画質を向上で
きる。
ブロック図。
態を示すタイミングチャート図。
態を示すタイミングチャート図。
するための図。
ングチャート図。
ミングチャート図。
Claims (7)
- 【請求項1】 対向するようにマトリクス状に配置され
て複数の画素を構成する第1電極及び第2電極、前記第
2電極に接続されて任意の電圧を保持する電圧保持手
段、該電圧保持手段と前記第2電極との間に介装された
スイッチング素子、及び前記第1電極及び前記第2電極
の間に配置された液晶からなる液晶素子と、該液晶素子
に対向するように配置されて該液晶素子を照明する照明
手段と、を備えた液晶装置、を駆動する液晶装置の駆動
方法において、 前記スイッチング素子がオフの状態で前記電圧保持手段
に任意の電圧を順に印加し、 該電圧の印加が終了した時点で前記スイッチング素子を
一括してオンにして前記電圧保持手段のそれぞれに保持
されていた該電圧を前記第2電極にそれぞれ印加して、
前記第1電極と前記第2電極との電位差によって前記液
晶を画素毎に駆動して前記液晶素子に一の画像を表示さ
せ、 該一の画像を表示している間に、30〜70%の時間開
口率で前記照明手段による照明を行うと共に、前記スイ
ッチング素子をオフにした状態で前記電圧保持手段に次
の画像データについての電圧を順に印加する、 ことを特徴とする液晶装置の駆動方法。 - 【請求項2】 前記時間開口率は、30〜70%の範囲
内の任意の値に固定されてなる、 ことを特徴とする請求項1に記載の液晶装置の駆動方
法。 - 【請求項3】 前記時間開口率は、30〜70%の範囲
内で表示画像に応じて調整されてなる、 ことを特徴とする請求項1に記載の液晶装置の駆動方
法。 - 【請求項4】 前記照明手段が白色光を照射するもので
あり、前記液晶素子によって白黒画像を表示してなる、 ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載
の液晶装置の駆動方法。 - 【請求項5】 前記照明手段が白色光を照射するもので
あり、前記液晶素子がカラーフィルターを有してカラー
画像を表示してなる、 ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載
の液晶装置の駆動方法。 - 【請求項6】 前記液晶素子に白黒画像を順次表示させ
ると共に、該白黒画像の表示に同期して前記照明手段に
各色光を順次照射させる、 ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載
の液晶装置の駆動方法。 - 【請求項7】 前記液晶が、電圧が印加されていないと
きに1つの安定状態を示すカイラルスメクチック液晶で
ある、 ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載
の液晶装置の駆動方法。
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Publication Number | Publication Date |
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JP2000267635A true JP2000267635A (ja) | 2000-09-29 |
JP2000267635A5 JP2000267635A5 (ja) | 2004-10-28 |
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