JP2001154171A - アクティブマトリクス型液晶表示装置 - Google Patents

アクティブマトリクス型液晶表示装置

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JP2001154171A JP34139399A JP34139399A JP2001154171A JP 2001154171 A JP2001154171 A JP 2001154171A JP 34139399 A JP34139399 A JP 34139399A JP 34139399 A JP34139399 A JP 34139399A JP 2001154171 A JP2001154171 A JP 2001154171A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 表示モード切替時、または入力信号切替時に
おいて、表示画面にフリッカが発生するのを防止するこ
と。 【解決手段】 画素マトリクス10と、データ線を駆動
するデータドライバ回路12−1〜12−Nと、ゲート
線を駆動するゲートドライバ回路14−1〜14−N
と、前記データドライバ回路及びゲートドライバ回路を
制御する制御手段20とを有し、画素マトリクスを前記
データドライバ回路及びゲートドライバ回路により反転
駆動するアクティブマトリクス型液晶表示装置におい
て、制御手段は、画素マトリクスへの給電を停止する直
前に、画素マトリクスの全ての画素において、画素電極
電位と共通電極電位との電位差の極性が同一となるよう
にゲートドライバ回路を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、アクティブマトリ
クス型液晶表示装置に係り、特にアクティブマトリクス
型液晶表示装置の駆動方式に関する。
【0002】
【従来の技術】液晶に印加する電界の方向を基板界面に
ほぼ平行な方向にする表示方式(以下、横電界方式)の
アクティブマトリクス型液晶表示装置では、直前に表示
していた画像が長時間、残像するのを防止するために液
晶の比抵抗を下げる必要があることが知られている(特
開平7−159786)。また、横電界方式であると、
液晶に印加する電界の方向を基板界面に垂直とする表示
方式(以下、縦電界方式)であるとに関わらず、最近の
アクティブマトリクス型液晶表示装置では、表示の途中
で表示モード(分解能)を切り替える機能や、液晶表示
装置への入力信号系を2系統有し、これらの2入力のい
ずれかをスイッチ一つで選択する機能を有するものが多
い。表示モードの切替としては、例えば、液晶表示装置
の使用中に表示モードを、超高精細モード(SXGA=
1280×1024画素)と低解像度モード(VGA=
640×480画素)とを、ユーザが見たい画面によっ
て切り替えるような使い方をする場合がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上述したアクティブマ
トリクス型液晶表示装置では、表示モード切替時、また
は入力信号切替時に、切り替えている過程の何秒かは、
画像信号が印加されない状態となるために、液晶表示装
置の表示動作を継続していると、画面に雑音(ちらつ
き)が表示され、見苦しい。そこで、表示モード切替
時、または入力信号切替時における切替過程において
は、一時的に液晶表示装置の表示動作を停止させてい
る。
【0004】ところが、再度、液晶表示装置を駆動し、
表示動作を再開させた際に、切替直後から表示画面が2
〜20秒間ちらつく現象が発見された。その原因を追求
したところ、次のようなメカニズムにより発生するもの
と考えられる。すなわち、液晶表示装置では、液晶の劣
化防止のために液晶には交流信号が印加されるように駆
動する。つまり、画像信号(画素電位に等しい)は、電
圧の絶対値が等しく共通電極電位に対して極性が反転す
る信号である。液晶表示装置で表示画面の表示を一時的
に消すためには、画素電極電位と共通電極電位とを同時
に同電位(例えば、グランド電位)にしたいのである
が、両電極間で直流の電位差が生じてしまう。
【0005】これは、画素電極電位と共通電極電位とを
同時にグランド電位にする場合に、回路構成上、共通電
極には直接、グランド電位が供給されるために、共通電
極電位は直ちにグランド電位になるのに対して、画素電
極にはデータ線より薄膜トランジスタを介して グラン
ド電位が供給されるために放電時間が長くなり、切替期
間中にはグランド電位にはならないことに起因してい
る。上記直流電位差は、画素毎に交互に画像信号の極性
を反転させる画素反転駆動の場合には、画素毎に異なる
ことになるが、この直流電位差を打ち消すように、逆極
性の電荷が前記直流電圧に応じた量だけ共通電極あるい
は各画素電極に付着してしまい、再度液晶表示装置を駆
動し、表示動作を開始させる時点でもその電荷が各画素
電極に残留している。この結果、残留電荷分の電圧が画
像信号に重畳し、表示画面において、各フレーム毎に画
面が明るくなったり、暗くなったりするために、フリッ
カが発生し、このフリッカは残留電荷が消滅するまで続
く。この電荷付着による表示画面のフリッカは、液晶の
比抵抗を小さくしたために顕著となった。
【0006】上記フリッカが発生するメカニズムについ
て更に、図17乃至図20を参照して具体的に説明す
る。図17は、液晶表示装置の画素マトリクスにおける
1画素の回路構成について示しており、図18はその断
面構造の概略構成を示している。図17において、液晶
の等価回路としての液晶容量CLと液晶抵抗RLとの並
列回路が、容量C1を介して画素電極210に接続さ
れ、また容量C2を介して共通電極212に接続されて
いる。画素電極210は、薄膜トランジスタ(TFT)
206のソースと接続され、薄膜トランジスタ206の
ドレインはデータ線200に接続されている。薄膜トラ
ンジスタ206のゲートはゲート線202に接続され、
共通電極212は共通電極配線204に接続されてい
る。C1、C2は、図18に示すように透明絶縁性基板
214上に形成された画素電極210と共通電極212
とが、パッシベーション膜213を介して画素を構成す
る液晶と接するように構成されているために形成される
容量である。
【0007】上記構成において、液晶表示装置の表示モ
ード切替時、または入力信号切替時における切替過程に
おいて画素電極210と共通電極212との間には直流
電圧が印加され、例えば、画素電極210が共通電極2
12に対して正の直流電圧が印加された状態にあると、
図18(A)に示すように液晶中の正電荷は共通電極2
12付近に移動し、図18(B)に示すように共通電極
212付近に付着した残留電荷による電界は共通電極2
12から画素電極210に向かう方向に発生する。
【0008】図20に画素マトリクスにおけるデータ線
への入力信号Aを入力信号Bに切り替える場合におけ
る、ゲート線電位VG、データ線電位VD、画素電極電位
PI及び共通電極電位VCOMの変化状態を示している。
図17に示す画素を例に取り説明すると、入力信号Aを
書き込む際に、時刻t1でゲート線202の電位VG
Vgoff(−10ボルト(以下、Vと記す。))からVgo
n(19V)に変化し、薄膜トランジスタ206がオン
状態となり、データ線200に印加されている入力信号
Aの電位が液晶容量CL、容量C1、C2の合成容量に
充電されることにより画素電極電位が所定の電位に保持
され、液晶表示装置への電源供給が断たれる時刻t6に
至るまで継続する。尚、図20では、データ線200の
電位VDとしてバイアス電圧のレベルのみが示されてお
り、信号電圧は省略されている。
【0009】またゲート線202の電位VGは時刻t2
でVgonからVgoffに変化し、その後時刻t6までこの
電位に保持される。共通電極配線204に接続される共
通電極212の電位VCOMは、時刻t6に至るまで常に
一定電位(例えば、4.5V)に保持される。またデー
タ線の電位VDは、時刻t3でデータドライバ回路より
出力された値が入力無しの判定信号が出力される時刻t
4までそのまま保持される。
【0010】データ線200に入力信号Aが入力されな
くなった時刻t3から上記判定信号の出力タイミングで
あるt4に至る期間T1は映像信号が入力される信号処
理回路が入力が無くなったことを判定するに要する時間
(例えば、40msec)であり、時刻t4から液晶表示
装置への給電が停止される時刻t6までの期間T2は、
入力信号が無いことを認識してから液晶表示装置の電源
をオフするまでに要する時間(例えば、5msec)であ
る。さらに時刻t6から入力信号Bに切り替えられる時
刻t7までの期間T3は、新たな信号が入力されるまで
の待機時間(例えば、300msec)である。入力信号が
無いことを示す判定信号が出力された時刻t4でデータ
ドライバ回路への電源供給が停止されるので、データ線
電位VDは、下降し、時刻t5でグランド電位となる。
【0011】次いで、時刻t6で液晶表示装置の電源が
オフ状態となり、ゲート線202、共通電極配線204
には直接、グランド電位が供給されるので、ゲート線電
位V G及び共通電極電位VCOMは直ちにグランド電位とな
るが、画素電極210には薄膜トランジスタ206を介
してグランド電位が供給されるので、放電時間が長くな
り、画素電極210と共通電極212との間には正の直
流電位差ΔVが印加された状態となる。これは、入力電
圧Aが正電位である場合について説明したが、負電位の
場合における画素電極電位VPI'についても同様に画素
電極210と共通電極212との間には負の直流電位差
−ΔVが印加されることとなる。これらの直流電位差の
逆極性の電荷が画素電極周辺に付着し、フリッカの原因
となる。
【0012】ここで、例えば、液晶表示装置を画素反転
駆動の場合について考える。入力信号Aから入力信号B
に信号を切り替える際に、まず入力信号Aをオフした時
に表示画面の各画素に保持されている電荷の極性が図1
9(A)に示すパターンであったとする。尚、説明の便
宜上、表示画素は3×3としている。この場合に残留電
荷は、図19(A)に示した表示画面の各画素に保持さ
れていた正負のパターンと逆のパターンになり、次に信
号系を入力信号Bに切り替えた場合において、奇数フレ
ームでは、表示画面の残留電荷のパターンに対して逆極
性の、図19(A)に示す正負のパターンで各画素に信
号が書き込まれる(図19(B))。
【0013】また偶数フレームでは、表示画面の正負の
残留電荷のパターンに対して、これと同じ正負の極性で
各画素に信号が書き込まれる(図19(C))。この結
果、奇数フレームでは表示画面の全画素において、上記
残留電荷による残留電界が書込電圧による書込電界を弱
める方向に作用し、表示画面全体の輝度が低くなる。ま
た、偶数フレームでは、上記残留電荷による残留電界が
書込電圧による書込電界を強める方向に作用し、表示画
面全体の輝度が高くなる。したがって、表示画面では奇
数フレームと偶数フレームとで輝度の高低が繰り返され
ることにより、フリッカが発生する。このフリッカは、
横電界方式の場合に発生しやすく、しかも液晶の比抵抗
を1×1013Ω・cm以下に下げたときに、より顕著に観
測される。これは、液晶の比抵抗が小さければ小さい
程、液晶中を電荷が移動しやすくなり、残留電界が強く
なるからである。
【0014】上記例では、液晶表示装置を画素毎に反転
駆動する場合について説明したが、フレーム反転駆動、
走査線反転駆動、信号線反転駆動を行う場合にも同様に
フリッカが発生する。尚、本明細書で単に反転駆動と言
うときは、画素反転駆動、走査線反転駆動及び信号線反
転駆動のいずれかを指すものとする。本発明はこのよう
な事情に鑑みてなされたものであり、表示モード切替
時、または入力信号切替時において、表示画面にフリッ
カが発生するのを防止することができるアクティブマト
リクス型液晶表示装置を提供することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項1に記載の発明は、縦横に配置されたデータ線
とゲート線との各交点に、画素トランジスタと、該画素
トランジスタ及び画素電極を介して前記データ線に一端
が接続され、他端が共通電極に接続される液晶表示素子
を有する画素が配置されてなる画素マトリクスと、デー
タ線を駆動するデータドライバ回路と、ゲート線を駆動
するゲートドライバ回路と、前記データドライバ回路及
びゲートドライバ回路を制御する制御手段とを有し、前
記画素マトリクスを前記データドライバ回路及びゲート
ドライバ回路により反転駆動するアクティブマトリクス
型液晶表示装置において、前記制御手段は、画像データ
が前記データ線に供給されなくなってから、前記画素マ
トリクスへの給電を再開するまでに、前記画素マトリク
スの全ての画素において、画素電極電位と共通電極電位
との電位差の極性が同一となるようにすることを特徴と
する。
【0016】また請求項2に記載の発明は、請求項1に
記載のアクティブマトリクス型液晶表示装置において、
前記制御手段は、画像データが前記データ線に供給され
なくなってから、前記画素マトリクスへの給電を再開す
るまでに、通常駆動時において保持される画素電極電位
の最大値をVPMAXとするとき、前記画素マトリクスへの
給電を停止する直前に、画素電極電位、共通電極電位及
びゲート電極電位について、 VPMAX −(VCOM0−VCOM)<VG+4(V) (但し、VCOMは共通電極電位、VGはゲート電極電位、
COM0は通常駆動時における共通電極電位である。)の
電位条件を満たすタイミングを有するようにすることを
特徴とする。
【0017】また請求項3に記載の発明は、請求項2に
記載のアクティブマトリクス型液晶表示装置において、
前記タイミングは、前記電位条件においてVG=0
(V)、VCOM≦−4(V)となる時間が5m sec以上
に設定されることを特徴とする。
【0018】請求項1乃至3に記載の発明によれば、縦
横に配置されたデータ線とゲート線との各交点に、画素
トランジスタと、該画素トランジスタ及び画素電極を介
して前記データ線に一端が接続され、他端が共通電極に
接続される液晶表示素子を有する画素が配置されてなる
画素マトリクスと、データ線を駆動するデータドライバ
回路と、ゲート線を駆動するゲートドライバ回路と、前
記データドライバ回路及びゲートドライバ回路を制御す
る制御手段とを有し、前記画素マトリクスを前記データ
ドライバ回路及びゲートドライバ回路により反転駆動す
るアクティブマトリクス型液晶表示装置において、前記
制御手段は、画像データが前記データ線に供給されなく
なってから、前記画素マトリクスへの給電を再開するま
でに、前記画素マトリクスの全ての画素において、画素
電極電位と共通電極電位との電位差の極性が同一となる
ようにしたので、表示モード切替時、または入力信号切
替時において、表示画面にフリッカが発生するのを防止
することができる。
【0019】また請求項4に記載の発明は、縦横に配置
されたデータ線とゲート線との各交点に、画素トランジ
スタと、該画素トランジスタ及び画素電極を介して前記
データ線に一端が接続され、他端が共通電極に接続され
る液晶表示素子を有する画素が配置されてなる画素マト
リクスと、データ線を駆動するデータドライバ回路と、
ゲート線を駆動するゲートドライバ回路と、前記データ
ドライバ回路及びゲートドライバ回路を制御する制御手
段とを有し、前記画素マトリクスを前記データドライバ
回路及びゲートドライバ回路により反転駆動するアクテ
ィブマトリクス型液晶表示装置において、前記制御手段
は、画像データが前記データ線に供給されなくなってか
ら、前記画素マトリクスへの給電を再開するまでに、一
旦画素電位を最低レベルとする表示信号を前記画素マト
リクスの少なくとも一部の画素に書き込んだ後、切替動
作に移行するようにすることを特徴とする。
【0020】請求項4に記載の発明によれば、画像デー
タが前記データ線に供給されなくなってから、前記画素
マトリクスへの給電を再開するまでに、制御手段により
一旦画素電位を最低レベルとする表示信号を前記画素マ
トリクスの少なくとも一部の画素に書き込んだ後、切替
動作に移行するようにしたので、より効果的にフリッカ
の発生を防止することができる。
【0021】また請求項5に記載の発明は、縦横に配置
されたデータ線とゲート線との各交点に、画素トランジ
スタと、該画素トランジスタ及び画素電極を介して前記
データ線に一端が接続され、他端が共通電極に接続され
る液晶表示素子を有する画素が配置されてなる画素マト
リクスと、データ線を駆動するデータドライバ回路と、
ゲート線を駆動するゲートドライバ回路と、前記データ
ドライバ回路及びゲートドライバ回路を制御する制御手
段とを有し、前記画素マトリクスを前記データドライバ
回路及びゲートドライバ回路により反転駆動するアクテ
ィブマトリクス型液晶表示装置において、前記制御手段
は、画像データが前記データ線に供給されなくなってか
ら、前記画素マトリクスへの給電を再開するまでに、一
旦画素電位を最低レベルとする表示信号を前記画素マト
リクスの少なくとも一部の画素に書き込んだ後、前記画
素マトリクスへの給電を停止する直前に、前記画素マト
リクスの全ての画素において、画素電極電位と共通電極
電位との電位差の極性が同一となるようにすることを特
徴とする。
【0022】また請求項6に記載の発明は、縦横に配置
されたデータ線とゲート線との各交点に、画素トランジ
スタと、該画素トランジスタ及び画素電極を介して前記
データ線に一端が接続され、他端が共通電極に接続され
る液晶表示素を有する画素が配置されてなる画素マトリ
クスと、データ線を駆動するデータドライバ回路と、ゲ
ート線を駆動するゲートドライバ回路と、前記データド
ライバ回路及びゲートドライバ回路を制御する制御手段
とを有し、前記画素マトリクスを前記データドライバ回
路及びゲートドライバ回路により反転駆動するアクティ
ブマトリクス型液晶表示装置において、前記制御手段
は、画像データが前記データ線に供給されなくなってか
ら、前記画素マトリクスへの給電を再開するまでに、一
旦画素電位を最低レベルとする表示信号を前記画素マト
リクスの少なくとも一部の画素に書き込んだ後、通常駆
動時において保持される画素電極電位の最大値をVPMAX
とするとき、前記画素マトリクスへの給電を停止する直
前に、画素電極電位、共通電極電位及びゲート電極電位
について、 VPMAX −(VCOM0−VCOM)<VG+4(V) (但し、VCOMは共通電極電位、VGはゲート電極電位、
COM0は通常駆動時における共通電極電位である。)の
電位条件を満たすタイミングを有するようにすることを
特徴とする。
【0023】また請求項7に記載の発明は、請求項6に
記載のアクティブマトリクス型液晶表示装置において、
前記タイミングは、前記電位条件においてVG=0
(V)、VCOM≦−4(V)となる時間が5m sec以上
に設定されることを特徴とする。
【0024】請求項5乃至7に記載の発明によれば、縦
横に配置されたデータ線とゲート線との各交点に、画素
トランジスタと、該画素トランジスタ及び画素電極を介
して前記データ線に一端が接続され、他端が共通電極に
接続される液晶表示素子を有する画素が配置されてなる
画素マトリクスと、データ線を駆動するデータドライバ
回路と、ゲート線を駆動するゲートドライバ回路と、前
記データドライバ回路及びゲートドライバ回路を制御す
る制御手段とを有し、前記画素マトリクスを前記データ
ドライバ回路及びゲートドライバ回路により反転駆動す
るアクティブマトリクス型液晶表示装置において、前記
制御手段は、画像データが前記データ線に供給されなく
なってから、前記画素マトリクスへの給電を再開するま
でに、一旦画素電位を最低レベルとする表示信号を前記
画素マトリクスの少なくとも一部の画素に書き込んだ
後、前記画素マトリクスへの給電を停止する直前に、前
記画素マトリクスの全ての画素において、画素電極電位
と共通電極電位との電位差の極性が同一となるようにし
たので、より効果的にフリッカの発生を防止することが
できる。
【0025】また請求項8に記載の発明は、縦横に配置
されたデータ線とゲート線との各交点に、画素トランジ
スタと、該画素トランジスタ及び画素電極を介して前記
データ線に一端が接続され、他端が共通電極に接続され
る液晶表示素子を有する画素が配置されてなる画素マト
リクスと、データ線を駆動するデータドライバ回路と、
ゲート線を駆動するゲートドライバ回路と、前記データ
ドライバ回路及びゲートドライバ回路を制御する制御手
段とを有し、前記画素マトリクスを前記データドライバ
回路及びゲートドライバ回路により反転駆動するアクテ
ィブマトリクス型液晶表示装置において、前記制御手段
は、表示モードの切替動作もしくはデータ線への入力信
号の切替動作が行われ前記画素マトリクスの反転駆動を
再開した直後に、前記表示モードの切替もしくはデータ
線への入力信号の切替直前に前記画素電極及び共通電極
間に印加された直流電圧と絶対値が等しく、かつ逆極性
の直流電圧を重畳した信号を前記データ線に入力するよ
うにデータドライバ回路を制御することを特徴とする。
【0026】請求項8に記載の発明によれば、前記画素
マトリクスを前記データドライバ回路及びゲートドライ
バ回路により反転駆動するアクティブマトリクス型液晶
表示装置において、表示モードの切替動作もしくはデー
タ線への入力信号の切替動作が行われ前記画素マトリク
スの反転駆動を再開した直後に、制御手段により、前記
表示モードの切替もしくはデータ線への入力信号の切替
直前に前記画素電極及び共通電極間に印加された直流電
圧と絶対値が等しく、かつ逆極性の直流電圧を重畳した
信号を前記データ線に入力するようにデータドライバ回
路を制御するようにしたので、画素マトリクスの全画素
に蓄積された電荷が素早く拡散され、表示モードの切替
もしくはデータ線への入力信号の切替時におけるフリッ
カの発生を防止することができる。
【0027】また請求項9に記載の発明は、縦横に配置
されたデータ線とゲート線との各交点に、画素トランジ
スタと、該画素トランジスタ及び画素電極を介して前記
データ線に一端が接続され、他端が共通電極に接続され
る液晶表示素子を有する画素が配置されてなる画素マト
リクスと、データ線を駆動するデータドライバ回路と、
ゲート線を駆動するゲートドライバ回路と、前記データ
ドライバ回路及びゲートドライバ回路を制御する制御手
段とを有し、前記画素マトリクスを前記データドライバ
回路及びゲートドライバ回路により反転駆動するアクテ
ィブマトリクス型液晶表示装置において、前記制御手段
は、表示モードの切替動作もしくはデータ線への入力信
号の切替動作が行われ前記画素マトリクスの反転駆動を
再開した直後に、前記表示モードの切替もしくはデータ
線への入力信号の切替直前に前記画素電極及び共通電極
間に印加された直流電圧と絶対値が等しく、かつ逆極性
の直流電圧のみを前記データ線に入力するようにデータ
ドライバ回路を制御することを特徴とする。
【0028】請求項9に記載の発明によれば、前記画素
マトリクスを前記データドライバ回路及びゲートドライ
バ回路により反転駆動するアクティブマトリクス型液晶
表示装置において、表示モードの切替動作もしくはデー
タ線への入力信号の切替動作が行われ前記画素マトリク
スの反転駆動を再開した直後に、制御手段により、前記
表示モードの切替もしくはデータ線への入力信号の切替
直前に前記画素電極及び共通電極間に印加された直流電
圧と絶対値が等しく、かつ逆極性の直流電圧のみを前記
データ線に入力するようにデータドライバ回路を制御す
るようにしたので、画素マトリクスの全画素に蓄積され
た電荷が素早く拡散され、表示モードの切替もしくはデ
ータ線への入力信号の切替時におけるフリッカの発生を
防止することができる。
【0029】請求項10に記載の発明は、請求項1乃至
8のいずれかに記載のアクティブマトリクス型液晶表示
装置において、前記アクティブマトリクス型液晶表示装
置は、前記画素マトリクスに光を照射する光源であるバ
ックライトを有し、前記制御手段は、表示モードの切替
動作もしくはデータ線への入力信号の切替動作が行われ
る期間中、前記画素マトリクスに光を照射する光源であ
るバックライトを消灯させることを特徴とする。
【0030】請求項10に記載の発明によれば、前記画
素マトリクスを前記データドライバ回路及びゲートドラ
イバ回路により反転駆動するアクティブマトリクス型液
晶表示装置において、制御手段により、表示モードの切
替動作もしくはデータ線への入力信号の切替動作が行わ
れる期間中、前記画素マトリクスに光を照射する光源で
あるバックライトを消灯させるようにしたので、表示モ
ードの切替もしくはデータ線への入力信号の切替時にお
けるフリッカの発生をより効果的に防止することができ
る。
【0031】
【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。本発明の第1の実施
の形態に係るアクティブマトリクス型液晶表示装置の構
成を図1に示す。本発明の第1の実施の形態に係るアク
ティブマトリクス型液晶表示装置は、縦横に配置された
データ線とゲート線との各交点に、画素トランジスタ
と、該画素トランジスタ及び画素電極を介して前記デー
タ線に一端が接続され、他端が共通電極に接続される液
晶容量を有する画素が配置されてなる画素マトリクス
と、データ線を駆動するデータドライバ回路と、ゲート
線を駆動するゲートドライバ回路と、前記データドライ
バ回路及びゲートドライバ回路を制御する制御手段とを
有し、前記画素マトリクスを前記データドライバ回路及
びゲートドライバ回路により反転駆動するアクティブマ
トリクス型液晶表示装置において、前記制御手段は、前
記画素マトリクスへの給電を停止する直前に、前記画素
マトリクスの全ての画素において、画素電極電位と共通
電極電位との電位差の極性が同一となるようにゲートド
ライバ回路を制御することを特徴とするものである。
【0032】図1において、本実施の形態に係るアクテ
ィブマトリクス型液晶表示装置は、縦横に配置されたデ
ータ線とゲート線との各交点に、画素トランジスタと、
該画素トランジスタとしての薄膜トランジスタ及び画素
電極を介して前記データ線に一端が接続され、他端が共
通電極に接続される液晶容量を有する画素が配置されて
なる画素マトリクス10と、各データ線を駆動するデー
タドライバ回路12−1〜12−Nと、各ゲート線を駆
動するゲートドライバ回路14−1から14−Nと、デ
ータドライバ回路12−1〜12−NにR、G、Bの映
像入力信号を供給する水平側信号処理回路16と、ゲー
トドライバ回路14−1から14−Nにゲート信号を供
給する垂直側信号処理回路18と、映像信号処理回路2
0と、入力信号の切替を行う切替スイッチ22と、画素
マトリクス10に背面から光を照射するバックライト2
4と、バックライト24の点灯を制御するバックライト
駆動回路26とを有している。
【0033】映像信号処理回路20は入力された映像信
号や同期信号から画素マトリクスに画像を表示するのに
必要な信号を生成するための回路であり、水平側信号処
理回路にはR、G、Bの映像信号及びクロック信号を供
給し、垂直側信号処理回路18には共通電極配線に供給
する共通電極電圧、ゲート線に供給するためのゲート電
圧及びクロック信号を供給する回路であり、本発明の制
御手段に相当する。また映像処理回路20は、バックラ
イト24を駆動するバックライト駆動回路26にバック
ライト24の電源のオン、オフを制御するタイミング信
号を供給する機能を有している。さらに、切替スイッチ
22は、映像信号入力Aと映像信号入力Bとを外部入力
信号により切り替えるためのスイッチである。
【0034】次に、図1における画素マトリクス10の
構造を図2及び図3に示す。図2は画素マトリクス10
の平面図であり、図3は図2におけるA−A線による断
面図である。これらの図において、図上、下側に配置さ
れた第1の透明絶縁性基板30の内側には共通電極31
及び共通電極31に接続される共通電極配線32とがパ
ターニングされ、形成されている。共通電極31及び共
通電極配線32上にはゲート絶縁膜34が堆積され、こ
のゲート絶縁膜34上には、画素電極35及び画素電極
35に薄膜トランジスタを介して接続されるデータ線3
6がパターニングされて形成されている。画素電極35
及びデータ線36上には保護絶縁膜37が堆積され、該
保護絶縁膜37上には配向膜42が形成されている。ま
た第1の透明絶縁性基板30の外側には偏光板44が貼
着されている。
【0035】一方、図上、上側に配置された第2の透明
絶縁性基板38の内側には、第2の透明絶縁性基板38
側からの入射光が直接、薄膜トランジスタに照射される
ことを防止し、さらに、ゲート線およびデータ線と表示
部との間の表示に寄与しない部分からの漏れ光を防止す
るための遮光層として機能するブラックマトリクス39
が形成され、ブラックマトリクス39の間にカラーフィ
ルタを構成する色層40が形成されている。ブラックマ
トリクス39及び色層40の内側にはオーバコート層4
1が形成されており、このオーバコート層41の内側に
はさらに、配向膜42が形成されている。また第2の透
明絶縁性基板38の外側には透明導電膜43が形成さ
れ、さらに透明導電膜43の外側には偏光板44が貼着
されている。
【0036】このように各種の電極層、絶縁層等が形成
された第1の透明絶縁性基板30と第2の透明絶縁性基
板38とが図示してないスペーサ部材を介して一定間隔
に保持され、配向膜42、42間には封入された液晶層
50が形成されている。液晶としては、固定パターンの
長時間表示に伴う残像を避けるために、比抵抗が10 12
Ω・cm程度の比較的抵抗の低い材料を用いた。図2にお
いて、54はゲート線であり、52は薄膜トランジスタ
が形成されている島状非晶質シリコン領域であり、この
島状非晶質シリコン領域52は、図3の断面図で第1の
透明絶縁性基板30側に形成されたゲート絶縁層34上
に形成され、プラズマCVD法等によりリン等の不純物
をドープしてソース領域及びドレイン領域が形成され、
ドレイン領域にデータ線36が、ソース領域に画素電極
35が接続されている。
【0037】次に、図1における映像信号処理回路20
のうち本発明に関連する回路部分を図4に示す。同図に
おいて、映像信号処理回路20は、無信号状態であるこ
とを判定する無入力判定信号発生部60と、無入力判定
信号発生部60の出力信号に基づいて共通電極電位及び
ゲート線電位を切り替えるための制御信号を生成する制
御信号発生部62と、電圧切替部64とを有している。
無入力判定信号発生部60はデータ線に信号が入力され
無くなった状態を認識し、信号が無入力状態であること
を示す判定信号POWCを出力する。
【0038】制御信号発生部62は、電圧切替部64に
おける共通電極電位VCOM、ゲート線電位VGを切り替え
るための制御信号を出力する。電圧切替部64では、共
通電極電位VCOMは、切替スイッチ66により通常動作
時における電位であるVCOM 0(=+5V)、−5V(=
COM)のいずれかに切り替えられるようになってお
り、電源がオフしたとき0Vとなる。またゲート線電位
GのうちVgoffが切替スイッチ68により−10Vと
0Vのいずれかに切り替えられるようになっている。電
圧切替部64から出力される信号に基づいてゲートドラ
イバ回路14−1〜14−Nが制御され、各部に所定の
電圧が供給される。図1に示す画素マトリクス10にお
ける1画素の回路構成を図7に示す。図7の構成は符号
が異なるのみで図17に示す構成と同一であるので、重
複する説明を省略する。
【0039】上記構成からなる本実施の形態に係るアク
ティブマトリクス型液晶表示装置の動作を図5及び図6
を参照して説明する。図6は、映像信号入力が入力信号
Aから入力信号Bに切り替える場合における、画素マト
リクス10における各画素におけるデータ線電位VD
画素電極電位VPI及び共通電極電位の変化状態を示して
おり、図5は制御信号発生部62により制御されるゲー
ト線電位VGのうち薄膜トランジスタをオフ状態にする
ゲート線電位Vgoff、共通電極電位VCOM及び判定信号
POWCの変化状態を示すタイミングチャートである。
図6において、図7に示す画素を例にとり、説明する。
【0040】これらの図において、入力信号Aを書き込
む際に、時刻t10でゲート線82の電位VGがVgoff
(−10V)からVgon(19V)に変化し、薄膜トラ
ンジスタ72がオン状態となり、データ線80に印加さ
れている入力信号Aの電位が液晶容量CL、容量C1、
C2の合成容量に充電されることにより画素電極電位V
PIが所定の電位に保持される。尚、図6では、データ線
80の電位VDとしてバイアス電圧のレベルのみが示さ
れており、信号電圧は省略されている。
【0041】また、ゲート線82の電位VGは時刻t1
1でVgon(19V)からVgoff(−10V)に変化
し、その後、入力信号が無くなったと判定され、判定信
号POWCが5Vから0Vに変化する時刻t13までこ
の電位に保持される。さらに、共通電極配線70に接続
される共通電極76の電位VCOMは、時刻t13に至る
まで常に一定電位(例えば、5V)に保持される。ま
た、データ線80の電位VDは、時刻t13でデータド
ライバ回路より出力された値が、入力無しの判定信号が
出力されるタイミングt14までそのまま保持される。
【0042】入力信号Aが入力されなくなった時刻t1
2から上記判定信号POWCの出力タイミングであるt
13に至る期間T10は映像信号が入力される信号処理
回路が入力が無くなったことを判定するに要する時間
(例えば、40msec)であり、時刻t13から液晶表
示装置への給電が停止される時刻t14までの期間T1
1は、入力信号がないことを認識してから液晶表示装置
の電源をオフするまでに要する時間(例えば、5mse
c)である。さらに時刻t14から入力信号Bに切り替
えられる時刻t15までの期間T12は、新たな信号が
入力されるまでの待機時間(例えば、300msec)であ
る。
【0043】判定信号POWCが出力された時刻t13
で制御信号発生部62は、制御信号を電圧切替部64に
出力する。この結果、共通電極76の電位VCOMは、5
Vから−5Vに切り替えられ、かつゲート線82の電位
GがVgoff(−10V)から0Vに切り替えられる。
これと同時に時刻t13でデータドライバ回路への電源
供給が停止されるので、データ線電位VDは徐々に下降
し、グランド電位となる。
【0044】時刻t13で共通電極76の電位V
COMは、5Vから−5Vに変化したことにより、画素電
極74における電位VPIは、共通電極76の電位VCOM
の変化に伴い、略、共通電極76の電位変化分に相当す
る電位だけ、降下し、グランド電位より低い電位とな
る。他方、ゲート線82の電位VGが、すなわち薄膜ト
ランジスタ72のゲート電位がVgoff(−10V)から
0Vになるので、薄膜トランジスタ72はオン状態とな
り、データ線80には既にグランド電位が供給されてい
るので、液晶容量CL、C1、C2の合成容量に蓄積さ
れた電荷はデータ線80を介して放電し、画素電極74
における電位VPIは、グランド電位になるまで上昇す
る。
【0045】次いで、時刻t14で液晶表示装置の電源
がオフ状態となり、共通電極電位V COMは、−5Vから
グランド電位に変化する。このとき、共通電極電位V
COMの変化に伴い、画素電極74における電位VPIはグ
ランド電位から上昇し、共通電極電位VCOMがグランド
電位になった時点t16から放電によりグランド電位に
なるまで下降する。このようにして画素電極電位VPI
共通電極電位VCOMとの間の電位差は液晶表示装置への
給電停止後で、かつ入力信号Bに切り替える時刻t15
以前の時点で零になる。
【0046】上述した例では、入力信号Aとして画素に
正電位が書き込まれる場合について説明したが、負電位
が書き込まれる場合についても、画素電極電位VPI'と
共通電極電位VCOMとの間の電位差は、給電停止される
直前t14の時点で、正電位が書き込まれた場合とほぼ
等しくなり、その後、入力信号Bに切り替える時刻t1
5以前の時間で、正電位を書き込んだ場合と等しい電位
の時間変化となり、ある時点でほぼ零になる。画素に負
電位が書き込まれる場合の画素電極電位は図6におい
て、VPI'として示されている。したがって、画素マト
リクス10における全画素について画素電極電位と共通
電極電位との間の電位差は同極性となる。
【0047】上述した例では、画素電極電位と共通電極
電位との間の電位差が零になる場合について説明した
が、画素電極電位と共通電極電位との間の電位差は、こ
れに限らず、全画素について信号切替前、具体的には画
素マトリクスへの給電を停止する直前に、同極性となれ
ばよい。画素電極電位と共通電極電位との間の電位差を
全画素において同極性とするには、通常駆動時において
保持される画素電極電位の最大値をVPMAXとするとき、
前記画素電極電位、共通電極電位及びゲート電極電位に
ついて、VPMAX −(VCOM0−VCOM)<VG+4(V)
(但し、VCOMは共通電極電位、VGはゲート電極電位、
COM0は通常駆動時における共通電極電位である。)の
電位条件を満たすタイミングを有するように制御手段と
しての映像信号処理回路20によりゲートドライバ回路
14−1〜14−Nを制御することにより実現できる。
【0048】また、前記タイミングは、前記電位条件に
おいてVG=0(V)、VCOM≦−4(V)となる時間が
5m sec以上に設定されることが望ましい。
【0049】次に、画素マトリクス10への給電を停止
する直前に画素マトリクス10の全画素において画素電
極電位と共通電極電位との間の電位差が同極性になるよ
うに書き込むことによる効果について図8を参照して説
明する。例えば、図8(A)に示すように、時刻t16
の時点で画素マトリクス10の全画素に正の電位が書き
込まれることになる。よって、残留電界はすべて正とな
る。図8(B)、(C)で○で囲まれた正負の符号は、
時刻t15で入力信号Bをオンした時の画素反転駆動に
より書き込まれた信号電圧の極性を示している。図8
(B)、(C)は、すべての画素が同極性である正電位
で書き込まれた後に、画素反転駆動により再度、信号電
圧を書き込んだ状態を示しており、図8(B)は奇数フ
レームの状態を、図8(C)は、偶数フレームの状態
を、それぞれ示している。
【0050】図8(B)、(C)に示すように、ある画
素に着目するとフリッカは生じているのだが、各画素で
画素電極と共通電極との間に発生する電界の強弱状態が
画面全体では奇数フレーム及び偶数フレームで同じ割合
に平均化されて現れるため、人間には奇数フレームと偶
数フレームとの輝度が変わらないように見え、フリッカ
として観測されない。したがって、入力信号切替時、ま
たは表示モード切替時において、画素マトリクス10へ
の給電を停止する直前に画素マトリクス10の全画素に
おいて画素電極電位と共通電極電位との間の電位差が同
極性になるように書き込むことにより、いずれのタイプ
の反転駆動方式においてもフリッカの発生を防止するこ
とができる。
【0051】尚、映像信号処理回路20は、表示モード
の切替動作もしくは入力信号の切替動作の際、一旦黒レ
ベルの表示信号を画素マトリクス10の全ての画素に書
き込んだ後、切替動作に移行するようにデータドライバ
回路12−1〜12−N及びゲートドライバ回路14−
1〜14−Nを制御することにより、より効果的にフリ
ッカの発生を防止することができる。これは、黒レベル
の表示信号が書き込まれることにより、共通電位に対し
て正の電圧を書き込まれる画素と負の電圧を書き込まれ
る画素との間の電位差の絶対値が少なくなるため、これ
らの画素に発生する残留電荷量の差異が少なくなるため
である。これによりフリッカは弱められる。このフリッ
カ発生の抑制効果は、上述したように画素マトリクスの
全画素に黒レベルの信号を書き込む場合に最大の効果が
発揮できるが、画素マトリクスの一部の画素に書き込む
場合においても効果がある。尚、ここでいう「黒レベ
ル」とは、ノーマリブラックの横電界方式での液晶駆動
でいう黒レベルであり、通常のノーマリホワイトのツイ
ステッドネマチック表示方式に代表される縦電界方式で
は白レベルに相当する。
【0052】更に、映像信号処理回路20は、表示モー
ドの切替動作もしくは入力信号の切替動作の際、一旦黒
レベルの表示信号を画素マトリクス10の全ての画素に
書き込んだ後、画素マトリクスへの給電を停止する直前
に、画素マトリクス10の全ての画素において、画素電
極電位と共通電極電位との電位差の極性が同一となるよ
うにゲートドライバ回路14−1〜14−Nを制御する
ようにしてもよい。
【0053】また、映像信号処理回路20は、表示モー
ドの切替動作もしくは入力信号の切替動作の際、一旦黒
レベルの表示信号を画素マトリクス10の全ての画素に
書き込んだ後、通常駆動時において保持される画素電極
電位の最大値をVPMAXとするとき、前記画素マトリクス
への給電を停止する直前に、画素電極電位、共通電極電
位及びゲート電極電位について、 VPMAX −(VCOM0−VCOM)<VG+4(V) (但し、VCOMは共通電極電位、VGはゲート電極電位、
COM0は通常駆動時における共通電極電位である。)の
電位条件を満たすタイミングを有するようにゲートドラ
イバ回路14−1〜14−Nを制御するようにしてもよ
い。
【0054】前記タイミングは、前記電位条件において
G=0(V)、VCOM≦−4(V)となる時間が5m s
ec以上に設定されることが望ましい。上述したように、
表示モードの切替動作もしくは入力信号の切替動作の
際、一旦黒レベルの表示信号を画素マトリクス10の全
ての画素に書き込んだ後、画素マトリクス10への給電
を停止する直前に画素マトリクス10の全画素において
画素電極電位と共通電極電位との間の電位差が同極性に
なるようにするための切替制御シーケンスを行うことに
より、より効果的にフリッカの発生を防止することがで
きる。
【0055】さらに、映像信号処理回路20は、表示モ
ードの切替動作もしくは入力信号の切替動作が行われる
期間中、バックライトを消灯しておけば、液晶表示パネ
ルに乱れた画像が表示されない。逆に、この期間中前記
画素マトリクスに光を照射する光源であるバックライト
を点灯させるように制御することにより、乱れた画像が
表示されるものの、切り替え後のフリッカをより早く消
すことができる。これは、切替動作期間中に、バックラ
イトを点灯させておくと、バックライトの照射光が薄膜
トランジスタに入射され、薄膜トランジスタを流れる電
流が増大するため、全画素において、画素電極電位と共
通電極電位との間の電位差が同極性になるようにするた
めの切替制御シーケンスに伴う各電極電位の変化がより
速やかに進行するためである。
【0056】次に本発明の第2の実施の形態に係るアク
ティブマトリクス型液晶表示装置について説明する。本
実施の形態に係るアクティブマトリクス型液晶表示装置
の構成は図1乃至図4に示した第1の実施の形態に係る
アクティブマトリクス型液晶表示装置と基本的には同一
であるので、図1乃至図4を用いて説明する。異なるの
は信号処理回路20における制御内容である。本実施の
形態に係るアクティブマトリクス型液晶表示装置では、
制御手段としての映像信号処理回路20は、表示モード
の切替動作もしくは入力信号の切替動作が行われ画素マ
トリクス10の反転駆動を再開した直後に、前記表示モ
ードの切替もしくは入力信号の切替時に画素マトリクス
における前記画素電極及び共通電極間に印加された直流
電圧と絶対値が等しく、かつ逆極性の直流電圧を重畳し
た信号をデータ線に入力するようにデータドライバ回路
12−1〜12−Nを制御するようしたものである。
【0057】上述した本実施の形態に係るアクティブマ
トリクス型液晶表示装置の制御内容を図9に概念的に示
す。同図に示すように、本実施の形態に係るアクティブ
マトリクス型液晶表示装置において、液晶表示装置が画
素反転駆動により画像表示中に表示モードを例えば、超
高精細モード(SXGA=1280×1024画素)か
ら低解像度モード(VGA=640×480画素)に切
り替えるとする。この場合に超高精細モードによる表示
動作を時点tiで停止した際に、「発明が解決しようと
する課題」で既述したように、正電位の入力信号を書き
込んだ画素については共通電極電位VCOMは共通電極配
線を介して直接、グランド電位が供給されるので直ちに
グランド電位となるが、画素電極電位VPIは、薄膜トラ
ンジスタを介してグランド電位が供給されるので放電時
間が長くなり、時刻tiから低解像度モードに切り替え
る時刻ti+1に至る期間T21において正の直流電圧
V0が画素電極と共通電極との間に印加されることな
る。
【0058】この時刻tiから時刻ti+1に至る期間
T21における直流電圧V0の時間積分値Q1を打ち消
す逆極性の直流電圧Va−Vbを時刻ti+1から時刻
ti+2に至る期間T22だけ印加し、この期間T22
における直流電圧Va−Vbの時間積分値をQ2とした
場合にQ1=Q2(Q1,Q2は絶対値)となるように
直流電圧Va−Vbの値及び期間T22の値を設定する
ことにより、表示モード切替時において各画素における
蓄積された残留電荷を液晶層内に素早く拡散することが
でき、上記残留電荷に起因する表示画面のフリッカの発
生を防止することができる。
【0059】これは、表示モードの切替のみならず、入
力信号の切替時についても同様である。また図9では、
表示モード切替前に正電位の入力信号が画素に書き込ま
れた場合について示したが、負電位の入力信号が書き込
まれた場合についても極性が逆になるだけで同じである
ので、説明を省略する。
【0060】次に、本発明の第2の実施の形態に係るア
クティブマトリクス型液晶表示装置の各実施例について
説明する。第1実施例を図10に示す。第1実施例は、
表示モード切替時、または入力信号切替時に各画素に蓄
積される電荷を液晶層内で素早く拡散されるように表示
画面の1フレーム目のみに切替前に各画素に書き込まれ
た直流電圧と逆極性の直流電圧を印加した信号をデータ
線に入力することにより、フリッカの発生の防止を図っ
ている。このとき、直流電圧を印加する時間T22と印
加する逆極性の直流電圧Va−Vbとの積(時間積分
値)Q2が、既述したように表示モード切替時(入力信
号切替時)における直流電圧の印加される期間T21内
における印加される直流電圧V0の時間積分値Q1より
も少ない範囲(Q1≧Q2)で逆極性の直流電圧Va−
Vbを印加する。ここでQ1=Q2である場合にはフリ
ッカの発生が防止され、Q1>Q2となる場合はフリッ
カの発生を軽減できる効果がある。
【0061】図10において、同図(A)は、画素マト
リクスを画素反転駆動により画像を表示中に正電圧の信
号を書き込んだ状態で液晶駆動装置への給電を停止した
画素についてのデータ線への入力信号波形を、同図
(B)は、負電圧の信号を書き込んだ状態で液晶駆動装
置への給電を停止した画素についての入力信号波形を、
同図(C)は、図4における無入力判定信号発生部60
により出力される入力信号が無いことを示す判定信号P
OWCの出力タイミングを、それぞれ示している。図1
0から明らかなように、正電圧の信号を書き込んだ状態
で液晶駆動装置への給電を停止した画素においては、表
示モード切替に伴う電源供給停止期間T21後に駆動が
再開された1フレーム目で逆極性の、すなわち負の直流
電圧Va−Vbが重畳された入力信号が書き込まれ、2
フレーム目以降は、通常の入力信号が入力される(図1
0(A))。
【0062】また、負電圧の信号を書き込んだ状態で液
晶駆動装置への給電を停止した画素においては、液晶表
示装置の駆動が再開された1フレーム目で逆極性の、す
なわち正の直流電圧Va−Vbが重畳された入力信号が
書き込まれ、2フレーム目以降は、通常の入力信号が入
力される(図10(B))。
【0063】次に、本発明の第2の実施の形態に係るア
クティブマトリクス型液晶表示装置の第2実施例につい
て説明する。第2実施例を図11に示す。第2実施例
は、表示モード切替時、または入力信号切替時に各画素
に蓄積される電荷を液晶層内で素早く拡散されるように
切替前に各画素に書き込まれた直流電圧と逆極性の直流
電圧を重畳した信号を、表示画像のNフレームの間、デ
ータ線に入力することにより、フリッカの発生の防止を
図っている。このとき、直流電圧を印加する時間T22
と印加する逆極性の直流電圧(Va−Vb)/Nとの積
(時間積分値)Q2が、表示モード切替時(入力信号切
替時)における直流電圧の印加される期間T21内にお
ける印加される直流電圧V0の時間積分値Q1よりも少
ない範囲(Q1≧Q2)で逆極性の直流電圧Va−Vb
を印加する。ここでQ1=Q2である場合にはフリッカ
の発生が防止され、Q1>Q2となる場合はフリッカの
発生を軽減できる効果があるのは第1実施例と同様であ
る。
【0064】図11において、同図(A)は、画素マト
リクスを画素反転駆動により画像を表示中に正電圧の信
号を書き込んだ状態で液晶駆動装置への給電を停止した
画素についてのデータ線への入力信号波形を、同図
(B)は、負電圧の信号を書き込んだ状態で液晶駆動装
置への給電を停止した画素についての入力信号波形を、
同図(C)は、図4における無入力判定信号発生部60
により出力される入力信号が無いことを示す判定信号P
OWCの出力タイミングを、それぞれ示している。
【0065】図11から明らかなように、正電圧の信号
を書き込んだ状態で液晶駆動装置への給電を停止した画
素においては、表示モード切替に伴う電源供給停止期間
T21後に駆動が再開された1フレーム目からNフレー
ム目までの間、逆極性の、すなわち負の直流電圧(Va
−Vb)/Nが重畳された入力信号が書き込まれ、(N
+1)フレーム目以降は、通常の入力信号が入力される
(図11(A))。
【0066】また、負電圧の信号を書き込んだ状態で液
晶駆動装置への給電を停止した画素においては、液晶表
示装置の駆動が再開された1フレーム目からNフレーム
目までの間、逆極性の、すなわち正の直流電圧(Va−
Vb)/Nが重畳された入力信号が書き込まれ、(N+
1)フレーム目以降は、通常の入力信号が入力される
(図1(B))。
【0067】図12は、図11(A)に示した表示モー
ド切替前において画素に書き込まれた正の直流電圧を打
ち消すための逆極性の直流電圧をNフレームにわたって
印加する場合における、判定信号POWC(図12
(A))、共通電極電圧VCOM(図12(B))、ゲー
ト電極電位Vg(図12(C))及びデータ線電位VD
(図12(D))の変化状態のタイミングを、それぞれ
示している。判定信号POWCとデータ線電位VDとの
関係は図11と同一である。時刻tkで判定信号POW
Cが出力され、その電位が5Vからグランド電位(GN
D)に変化すると、共通電極電位VCOMが5Vからグラ
ンド電位に変化し、これと同時にゲート電極電位Vgが
−10Vからグランド電位まで上昇する。
【0068】この時点でデータドライバ回路への電源供
給が断たれるが、既述した理由で正の直流電圧が印加さ
れた状態が表示モードの切替時点tk+2まで継続す
る。時刻tk+1で判定信号が元の5Vの電位に復帰
し、次いで表示モードの切替時点tk+2で共通電極電
位VCOMがグランド電位から5Vに変化し、かつゲート
電極電位Vgがグランド電位から−10Vまで変化す
る。これと同時にデータ線にはNフレームにわたって負
の直流電圧(Va−Vb)/Nが重畳された入力信号V
Dが書き込まれた後、通常の入力信号(映像信号)が入
力される。尚、図12(D)において、電位Vd0と
は、通常の入力信号の振幅の中点となる電位である。
【0069】図12に示した各部の電位の制御は、図1
3に示す映像信号処理回路20の電圧切替部64Aによ
り実現される。尚、本実施例に係る映像信号処理回路2
0は図4において電圧切替部のみ構成が異なる。電圧切
替部64Aは、切替スイッチ100、102、104、
106を有しており、判定信号POWC、共通電極電位
COMは、それぞれ切替スイッチ100、102により
5V、グランド電位(GND)のいずれかに切り替えら
れるようになっている。また、ゲート電極電位Vgは切
替スイッチ104により、−10V、グランド電位のい
ずれかに切り替えられるようになっている。さらに、デ
ータ線電位VDは、切替スイッチ106により逆極性の
直流電圧(バイアス電圧)が重畳された入力信号である
COM±5V、グランド電位、Vd0±5V(通常の入力
信号)のいずれかに電位に切り替えられるようになって
いる。これらの切替スイッチ100〜106を図4にお
ける制御信号発生部62からの制御信号により切り替え
ることにより図12に示す制御シーケンスを実現するこ
とができる。
【0070】次に、本発明の第2の実施の形態に係るア
クティブマトリクス型液晶表示装置の第3実施例につい
て説明する。第3実施例を図14に示す。第3実施例
は、表示モード切替時、または入力信号切替時に各画素
に蓄積される電荷を液晶層内で素早く拡散されるように
切替前に各画素に書き込まれた直流電圧と逆極性の直流
電圧を、切替後の表示を行う直前にデータ線に入力する
ことにより、フリッカの発生の防止を図っている。
【0071】このとき、直流電圧を印加する時間T22
と印加する逆極性の直流電圧Va−Vbとの積(時間積
分値)Q2が、表示モード切替時(入力信号切替時)に
おける直流電圧の印加される期間T21内における印加
される直流電圧V0の時間積分値Q1よりも少ない範囲
(Q1≧Q2)で逆極性の直流電圧Va−Vbを切替後
の表示を行う直前の時間T22だけ印加する。ここでQ
1=Q2である場合にはフリッカの発生が防止され、Q
1>Q2となる場合はフリッカの発生を軽減できる効果
があるのは第1実施例と同様である。
【0072】図14において、同図(A)は、画素マト
リクスを画素反転駆動により画像を表示中に正電圧の信
号を書き込んだ状態で液晶駆動装置への給電を停止した
画素についてのデータ線への入力信号波形を、同図
(B)は、負電圧の信号を書き込んだ状態で液晶駆動装
置への給電を停止した画素についての入力信号波形を、
同図(C)は、図4における無入力判定信号発生部60
により出力される入力信号が無いことを示す判定信号P
OWCの出力タイミングを、それぞれ示している。
【0073】図14から明らかなように、正電圧の信号
を書き込んだ状態で液晶駆動装置への給電を停止した画
素においては、表示モード切替に伴う電源供給停止期間
T21後に駆動が再開される直前の時間T22だけ逆極
性の、すなわち負の直流電圧Va−Vbが重畳された入
力信号が書き込まれる(図14(A))。
【0074】また、負電圧の信号を書き込んだ状態で液
晶駆動装置への給電を停止した画素においては、表示モ
ード切替に伴う電源供給停止期間T1後に駆動が再開さ
れる直前の時間T2だけ逆極性の、すなわち正の直流電
圧Va−Vbがが書き込まれる(図14(B))。
【0075】図15は、図14(B)に示した表示モー
ド切替前において画素に書き込まれた負の直流電圧を打
ち消すための逆極性の直流電圧を切替後の表示を行う直
前の期間T22において印加する場合の判定信号POW
C(図15(A))、共通電極電位VCOM(図15
(B))、ゲート電極電位Vg(図15(C))及びデ
ータ線電位VD(図15(D))の状態及びバックライ
ト24の点灯状態の各タイミングを、それぞれ示してい
る。判定信号POWCとデータ線電位VDとの関係は図
14(B)と同一である。時刻tmで判定信号POWC
が出力され、その電位が5Vからグランド電位(GN
D)に変化すると、共通電極電位VCOMが5Vからグラ
ンド電位に変化し、これと同時にゲート電極電位Vgが
−10Vからグランド電位まで上昇する。
【0076】この時点でデータドライバ回路への電源供
給が断たれるが、既述した理由で負の直流電圧が印加さ
れた状態がその後、継続する。時刻tm+1で判定信号
が元の5Vの電位に復帰し、これと同時にデータ線電位
VDに前記負の直流電圧を打ち消すための逆極性の直流
電圧である、正の直流電圧Va−Vbが表示モードの切
替時点tm+2に至る期間T22だけ印加され、それ以
降は通常の入力信号(映像信号)が入力される。
【0077】また表示モードの切替時点tm+2におい
て、共通電極電位VCOMはグランド電位から5Vに変化
し、かつゲート電極電位Vgがグランド電位から−10
Vまで変化する。尚、図15(D)において、電位Vd
0とは、通常の入力信号の振幅の中点となる電位であ
る。一方、バックライト24はデータドライバ回路への
電源供給が断たれる時刻tmから表示モードの切替時点
tm+2に至る期間T21において、液晶表示パネルが
乱れた表示を行わないようにするため、消灯するように
制御される。
【0078】なお、第1実施例と同様、切替期間中にバ
ックライトを点灯させるように制御することにより、よ
り効果的にフリッカの発生を防止してもよい。図15に
示した各部の電位の制御は、図16に示す映像信号処理
回路20の電圧切替部64Bにより実現される。尚、本
実施例に係る映像信号処理回路は図20は図4において
電圧切替部のみ構成が異なる。
【0079】電圧切替部64Bは、切替スイッチ20
0、202、204、206、208を有しており、判
定信号POWC、共通電極電位VCOMは、それぞれ切替
スイッチ200、202により5V、グランド電位(G
ND)のいずれかに切り替えられるようになっている。
また、ゲート電極電位Vgは切替スイッチ204によ
り、−10V、グランド電位のいずれかに切り替えられ
るようになっている。また、データ線電位VDは、切替
スイッチ106により逆極性の直流電圧(バイアス電
圧)であるVa−Vb、グランド電位、Vd0±5V
(通常の入力信号)のいずれかの電位に切り替えられる
ようになっている。
【0080】さらに、バックライト24は、切替スイッ
チ208によりオン状態またはオフ状態に切り替えられ
るようになっている。これらの切替スイッチ200〜2
08を図4における制御信号発生部62からの制御信号
により切り替えることにより図15に示す制御シーケン
スを実現することができる。
【0081】
【発明の効果】以上に説明したように、請求項1乃至3
に記載の発明によれば、縦横に配置されたデータ線とゲ
ート線との各交点に、画素トランジスタと、該画素トラ
ンジスタ及び画素電極を介して前記データ線に一端が接
続され、他端が共通電極に接続される液晶表示素子を有
する画素が配置されてなる画素マトリクスと、データ線
を駆動するデータドライバ回路と、ゲート線を駆動する
ゲートドライバ回路と、前記データドライバ回路及びゲ
ートドライバ回路を制御する制御手段とを有し、前記画
素マトリクスを前記データドライバ回路及びゲートドラ
イバ回路により反転駆動するアクティブマトリクス型液
晶表示装置において、前記制御手段は、画像データが前
記データ線に供給されなくなってから、前記画素マトリ
クスへの給電を再開するまでに、前記画素マトリクスの
全ての画素において、画素電極電位と共通電極電位との
電位差の極性が同一となるようにしたので、表示モード
切替時、または入力信号切替時において、表示画面にフ
リッカが発生するのを防止することができる。
【0082】また、請求項4に記載の発明によれば、画
像データが前記データ線に供給されなくなってから、前
記画素マトリクスへの給電を再開するまでに、制御手段
により一旦画素電位を最低レベルとする表示信号を前記
画素マトリクスの少なくとも一部の画素に書き込んだ
後、切替動作に移行するようにしたので、より効果的に
フリッカの発生を防止することができる。
【0083】また、請求項5乃至7に記載の発明によれ
ば、縦横に配置されたデータ線とゲート線との各交点
に、画素トランジスタと、該画素トランジスタ及び画素
電極を介して前記データ線に一端が接続され、他端が共
通電極に接続される液晶表示素子を有する画素が配置さ
れてなる画素マトリクスと、データ線を駆動するデータ
ドライバ回路と、ゲート線を駆動するゲートドライバ回
路と、前記データドライバ回路及びゲートドライバ回路
を制御する制御手段とを有し、前記画素マトリクスを前
記データドライバ回路及びゲートドライバ回路により反
転駆動するアクティブマトリクス型液晶表示装置におい
て、前記制御手段は、画像データが前記データ線に供給
されなくなってから、前記画素マトリクスへの給電を再
開するまでに、一旦画素電位を最低レベルとする表示信
号を前記画素マトリクスの少なくとも一部の画素に書き
込んだ後、前記画素マトリクスへの給電を停止する直前
に、前記画素マトリクスの全ての画素において、画素電
極電位と共通電極電位との電位差の極性が同一となるよ
うにしたので、より効果的にフリッカの発生を防止する
ことができる。
【0084】また、請求項8に記載の発明によれば、前
記画素マトリクスを前記データドライバ回路及びゲート
ドライバ回路により反転駆動するアクティブマトリクス
型液晶表示装置において、表示モードの切替動作もしく
はデータ線への入力信号の切替動作が行われ前記画素マ
トリクスの反転駆動を再開した直後に、制御手段によ
り、前記表示モードの切替もしくはデータ線への入力信
号の切替直前に前記画素電極及び共通電極間に印加され
た直流電圧と絶対値が等しく、かつ逆極性の直流電圧を
重畳した信号を前記データ線に入力するようにデータド
ライバ回路を制御するようにしたので、画素マトリクス
の全画素に蓄積された電荷が素早く拡散され、表示モー
ドの切替もしくはデータ線への入力信号の切替時におけ
るフリッカの発生を防止することができる。
【0085】また、請求項9に記載の発明によれば、前
記画素マトリクスを前記データドライバ回路及びゲート
ドライバ回路により反転駆動するアクティブマトリクス
型液晶表示装置において、表示モードの切替動作もしく
はデータ線への入力信号の切替動作が行われ前記画素マ
トリクスの反転駆動を再開した直後に、制御手段によ
り、前記表示モードの切替もしくはデータ線への入力信
号の切替直前に前記画素電極及び共通電極間に印加され
た直流電圧と絶対値が等しく、かつ逆極性の直流電圧の
みを前記データ線に入力するようにデータドライバ回路
を制御するようにしたので、画素マトリクスの全画素に
蓄積された電荷が素早く拡散され、表示モードの切替も
しくはデータ線への入力信号の切替時におけるフリッカ
の発生を防止することができる。
【0086】請求項10に記載の発明によれば、前記画
素マトリクスを前記データドライバ回路及びゲートドラ
イバ回路により反転駆動するアクティブマトリクス型液
晶表示装置において、制御手段により、表示モードの切
替動作もしくはデータ線への入力信号の切替動作が行わ
れる期間中、前記画素マトリクスに光を照射する光源で
あるバックライトを消灯させるようにしたので、表示モ
ードの切替もしくはデータ線への入力信号の切替時にお
けるフリッカの発生をより効果的に防止することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の実施の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を示すブロック図。
【図2】 図1における画素マトリクスの構造を示す平
面図。
【図3】 図1におけるA−A線による画素マトリク
スの構造を示す断面図。
【図4】 図1における映像信号処理回路の要部の構成
を示す回路図。
【図5】 図4の回路動作を説明するためのタイミング
チャート。
【図6】 本発明の第1の実施の形態に係るアクティブ
マトリクス型液晶表示装置の動作状態を示すタイミング
チャート。
【図7】 図1に示す画素マトリクスにおける1画素の
回路構成を示す回路図。
【図8】 本発明の第1の実施の形態に係るアクティブ
マトリクス型液晶表示装置による効果を説明するための
図。
【図9】 本発明の第2の実施の形態に係るアクティブ
マトリクス型液晶表示装置の制御内容を概念的に示す説
明図。
【図10】 本発明の第2の実施の形態に係るアクティ
ブマトリクス型液晶表示装置の第1実施例におけるデー
タ線への入力信号の出力タイミングを示すタイミングチ
ャート。
【図11】 本発明の第2の実施の形態に係るアクティ
ブマトリクス型液晶表示装置の第2実施例におけるデー
タ線への入力信号の出力タイミングを示すタイミングチ
ャート。
【図12】 図11(A)に示した表示モード切替前に
おいて画素に書き込まれた正の直流電圧を打ち消すため
の逆極性の直流電圧を印加する場合における、各部の電
位の変化状態のタイミングを示すタイミングチャート。
【図13】 図12における制御シーケンスを実現する
映像信号処理回路20における電圧切替部64Aの構成
を示す回路図。
【図14】 本発明の第2の実施の形態に係るアクティ
ブマトリクス型液晶表示装置の第3実施例におけるデー
タ線への入力信号の出力タイミングを示すタイミングチ
ャート。
【図15】 図14(B)に示した表示モード切替前
において画素に書き込まれた負の直流電圧を打ち消すた
めの逆極性の直流電圧を印加する場合における、各部の
電位の変化状態のタイミングを示すタイミングチャー
ト。
【図16】 図15における制御シーケンスを実現する
映像信号処理回路20における電圧切替部64Bの構成
を示す回路図。
【図17】 液晶表示装置の画素マトリクスにおける1
画素の回路構成を示す回路図。
【図18】 液晶表示装置の1画素の断面構造の概略構
成を示す図。
【図19】 従来のアクティブマトリクス型液晶表示装
置を画素反転駆動した場合にフリッカが発生する状態を
示す説明図。
【図20】 従来のアクティブマトリクス型液晶表示装
置において画素マトリクスにおける各部における電位の
変化状態を示す説明図。
【符号の説明】
10 画素マトリクス 12−1〜12−N データドライバ回路 14−1〜14−N ゲートドライバ回路 16 水平側信号処理回路 18 垂直側信号処理回路 20 映像信号処理回路(制御手段) 22 切替スイッチ 24 バックライト 26 バックライト駆動回路 30 第1の透明絶縁性基板 31 共通電極 32 共通電極配線 34 ゲート絶縁膜 35 画素電極 36 データ線 37 保護絶縁膜 38 第2の透明絶縁性基板 39 ブラックマトリクス 40 色層 42 配向膜 43 透明導電膜 44 偏光板 50 液晶層 52 島状非晶質シリコン領域 54 ゲート線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 板倉 州優 東京都港区芝五丁目7番1号 日本電気株 式会社内 (72)発明者 式 辰也 東京都港区芝五丁目7番1号 日本電気株 式会社内 (72)発明者 清水 寿和 東京都港区芝五丁目7番1号 日本電気株 式会社内 (72)発明者 黒羽 昇一 東京都港区芝五丁目7番1号 日本電気株 式会社内 (72)発明者 西田 真一 東京都港区芝五丁目7番1号 日本電気株 式会社内 Fターム(参考) 2H093 NA31 NB01 NC42 ND10 ND33 5C006 AA01 AC26 AF67 BB16 EA01 FA23 GA02 GA03 5C080 AA10 BB05 DD06 FF11 JJ02 JJ04 JJ05 JJ06

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 縦横に配置されたデータ線とゲート線と
    の各交点に、画素トランジスタと、該画素トランジスタ
    及び画素電極を介して前記データ線に一端が接続され、
    他端が共通電極に接続される液晶表示素子を有する画素
    が配置されてなる画素マトリクスと、データ線を駆動す
    るデータドライバ回路と、ゲート線を駆動するゲートド
    ライバ回路と、前記データドライバ回路及びゲートドラ
    イバ回路を制御する制御手段とを有し、前記画素マトリ
    クスを前記データドライバ回路及びゲートドライバ回路
    により反転駆動するアクティブマトリクス型液晶表示装
    置において、 前記制御手段は、画像データが前記データ線に供給され
    なくなってから、前記画素マトリクスへの給電を再開す
    るまでに、前記画素マトリクスの全ての画素において、
    画素電極電位と共通電極電位との電位差の極性が同一と
    なるようにすることを特徴とするアクティブマトリクス
    型液晶表示装置。
  2. 【請求項2】 前記制御手段は、画像データが前記デ
    ータ線に供給されなくなってから、前記画素マトリクス
    への給電を再開するまでに、通常駆動時において保持さ
    れる画素電極電位の最大値をVPMAXとするとき、前記画
    素マトリクスへの給電を停止する直前に、画素電極電
    位、共通電極電位及びゲート電極電位について、 VPMAX −(VCOM0−VCOM)<VG+4(V) (但し、VCOMは共通電極電位、VGはゲート電極電位、
    COM0は通常駆動時における共通電極電位である。)の
    電位条件を満たすタイミングを有するようにすることを
    特徴とする請求項1に記載のアクティブマトリクス型液
    晶表示装置。
  3. 【請求項3】 前記タイミングは、前記電位条件におい
    てVG=0(V)、VCOM≦−4(V)となる時間が5m
    sec以上に設定されることを特徴とする請求項2に記載
    のアクティブマトリクス型液晶表示装置。
  4. 【請求項4】 縦横に配置されたデータ線とゲート線と
    の各交点に、画素トランジスタと、該画素トランジスタ
    及び画素電極を介して前記データ線に一端が接続され、
    他端が共通電極に接続される液晶表示素子を有する画素
    が配置されてなる画素マトリクスと、データ線を駆動す
    るデータドライバ回路と、ゲート線を駆動するゲートド
    ライバ回路と、前記データドライバ回路及びゲートドラ
    イバ回路を制御する制御手段とを有し、前記画素マトリ
    クスを前記データドライバ回路及びゲートドライバ回路
    により反転駆動するアクティブマトリクス型液晶表示装
    置において、 前記制御手段は、画像データが前記データ線に供給され
    なくなってから、前記画素マトリクスへの給電を再開す
    るまでに、一旦画素電位を最低レベルとする表示信号を
    前記画素マトリクスの少なくとも一部の画素に書き込ん
    だ後、切替動作に移行するようにすることを特徴とする
    アクティブマトリクス型液晶表示装置。
  5. 【請求項5】 縦横に配置されたデータ線とゲート線と
    の各交点に、画素トランジスタと、該画素トランジスタ
    及び画素電極を介して前記データ線に一端が接続され、
    他端が共通電極に接続される液晶表示素子を有する画素
    が配置されてなる画素マトリクスと、データ線を駆動す
    るデータドライバ回路と、ゲート線を駆動するゲートド
    ライバ回路と、前記データドライバ回路及びゲートドラ
    イバ回路を制御する制御手段とを有し、前記画素マトリ
    クスを前記データドライバ回路及びゲートドライバ回路
    により反転駆動するアクティブマトリクス型液晶表示装
    置において、前記制御手段は、画像データが前記データ
    線に供給されなくなってから、前記画素マトリクスへの
    給電を再開するまでに、一旦画素電位を最低レベルとす
    る表示信号を前記画素マトリクスの少なくとも一部の画
    素に書き込んだ後、前記画素マトリクスへの給電を停止
    する直前に、前記画素マトリクスの全ての画素におい
    て、画素電極電位と共通電極電位との電位差の極性が同
    一となるようにすることを特徴とするアクティブマトリ
    クス型液晶表示装置。
  6. 【請求項6】 縦横に配置されたデータ線とゲート線と
    の各交点に、画素トランジスタと、該画素トランジスタ
    及び画素電極を介して前記データ線に一端が接続され、
    他端が共通電極に接続される液晶表示素子を有する画素
    が配置されてなる画素マトリクスと、データ線を駆動す
    るデータドライバ回路と、ゲート線を駆動するゲートド
    ライバ回路と、前記データドライバ回路及びゲートドラ
    イバ回路を制御する制御手段とを有し、前記画素マトリ
    クスを前記データドライバ回路及びゲートドライバ回路
    により反転駆動するアクティブマトリクス型液晶表示装
    置において、 前記制御手段は、画像データが前記データ線に供給され
    なくなってから、前記画素マトリクスへの給電を再開す
    るまでに、一旦画素電位を最低レベルとする表示信号を
    前記画素マトリクスの少なくとも一部の画素に書き込ん
    だ後、 通常駆動時において保持される画素電極電位の最大値を
    PMAXとするとき、前記画素マトリクスへの給電を停止
    する直前に、画素電極電位、共通電極電位及びゲート電
    極電位について、 VPMAX −(VCOM0−VCOM)<VG+4(V) (但し、VCOMは共通電極電位、VGはゲート電極電位、
    COM0は通常駆動時における共通電極電位である。)の
    電位条件を満たすタイミングを有するようにすることを
    特徴とするアクティブマトリクス型液晶表示装置。
  7. 【請求項7】 前記タイミングは、前記電位条件におい
    てVG=0(V)、VCOM≦−4(V)となる時間が5m
    sec以上に設定されることを特徴とする請求項6に記載
    のアクティブマトリクス型液晶表示装置。
  8. 【請求項8】 縦横に配置されたデータ線とゲート線と
    の各交点に、画素トランジスタと、該画素トランジスタ
    及び画素電極を介して前記データ線に一端が接続され、
    他端が共通電極に接続される液晶容量を有する画素が配
    置されてなる画素マトリクスと、データ線を駆動するデ
    ータドライバ回路と、ゲート線を駆動するゲートドライ
    バ回路と、前記データドライバ回路及びゲートドライバ
    回路を制御する制御手段とを有し、前記画素マトリクス
    を前記データドライバ回路及びゲートドライバ回路によ
    り反転駆動するアクティブマトリクス型液晶表示装置に
    おいて、 前記制御手段は、表示モードの切替動作もしくはデータ
    線への入力信号の切替動作が行われ前記画素マトリクス
    の反転駆動を再開した直後に、前記表示モードの切替も
    しくはデータ線への入力信号の切替直前に前記画素電極
    及び共通電極間に印加された直流電圧と絶対値が等し
    く、かつ逆極性の直流電圧を重畳した信号を前記データ
    線に入力するようにデータドライバ回路を制御すること
    を特徴とするアクティブマトリクス型液晶表示装置。
  9. 【請求項9】 縦横に配置されたデータ線とゲート線と
    の各交点に、画素トランジスタと、該画素トランジスタ
    及び画素電極を介して前記データ線に一端が接続され、
    他端が共通電極に接続される液晶容量を有する画素が配
    置されてなる画素マトリクスと、データ線を駆動するデ
    ータドライバ回路と、ゲート線を駆動するゲートドライ
    バ回路と、前記データドライバ回路及びゲートドライバ
    回路を制御する制御手段とを有し、前記画素マトリクス
    を前記データドライバ回路及びゲートドライバ回路によ
    り反転駆動するアクティブマトリクス型液晶表示装置に
    おいて、 前記制御手段は、表示モードの切替動作もしくはデータ
    線への入力信号の切替動作が行われ前記画素マトリクス
    の反転駆動を再開した直後に、前記表示モードの切替も
    しくはデータ線への入力信号の切替直前に前記画素電極
    及び共通電極間に印加された直流電圧と絶対値が等し
    く、かつ逆極性の直流電圧のみを前記データ線に入力す
    るようにデータドライバ回路を制御することを特徴とす
    るアクティブマトリクス型液晶表示装置。
  10. 【請求項10】 前記アクティブマトリクス型液晶表示
    装置は、前記画素マトリクスに光を照射する光源である
    バックライトを有し、 前記制御手段は、表示モードの切替動作もしくはデータ
    線への入力信号の切替動作が行われる期間中、前記画素
    マトリクスに光を照射する光源であるバックライトを消
    灯させることを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに
    記載のアクティブマトリクス型液晶表示装置。
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