JP2005215591A

JP2005215591A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JP2005215591A
Application number: JP2004025215A
Authority: JP
Inventors: Wataru Machitori; 渡待鳥
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-02-02
Filing date: 2004-02-02
Publication date: 2005-08-11

Abstract

【課題】液晶表示装置において動画表示性能の改善をする目的で中間画像挿入法を用いる場合、書込時間の低下による書込不足を生じないようにする必要がある。その一方で、書込不足を解消しようとすると、一時的な不正規表示やクロストーク、フリッカ性能の低下を伴ない、これらを両立することができなかった。
【解決手段】入力映像信号の周波数が一定値未満の場合には反転駆動パターンをドット反転に、入力映像信号の周波数が一定値以上の場合には反転駆動パターンをカラム反転とする。
また、入力映像信号の周波数が一定値以上の場合には、入力映像信号の周波数が一定値未満の場合よりもプリチャージ時間を長くすることを特徴とした。
【選択図】図１

Description

本発明は、アクティブマトリクス型液晶表示装置に関するものである。

近年、液晶ディスプレイは用途をパソコン用モニターからテレビへと変え、市場を拡大しつつある。それに伴い動画像を表示する機会が増えたが、現時点において液晶表示装置の動画表示性能は尾引き状の残像などが見えてしまい十分なものとはいえない。動画表示性能の低さは、液晶材料自身の応答特性の悪さと、１フィールド期間にわたり同じ表示を続ける方式、いわゆるホールド型表示に起因している。

ホールド型表示に起因する動画の画質改善には、主に２つの方法が知られている（特許文献１）。第１にバックライトを間欠発光させることで表示のホールド時間を縮小する方法である。第２にフィールド間の中間画像を動きベクトルの情報に基づき作成し、フィールド周波数を上げ表示光をできるだけ画像の動きに沿った画面位置に配置する方法である。本明細書では後者を「中間画像挿入法」と呼ぶ。中間画像挿入法は、輝度の低下を伴なわないため、表示の明るさを求められるテレビ用途において特に有効な手段である。なお、改善効果は３００Ｈｚ程度までは高速で駆動するほど大きく得ることができるといわれている。

ところで、アクティブマトリクス型の液晶表示装置のある画素に映像信号に応じた電圧を印加しようとする場合、単純に計算して、フィールド時間を走査線数で割った時間が書込時間となる。上述の中間画像挿入法においては書込時間が短くなり、目標の印加電圧に達しない、いわゆる書込不足が生じやすくなる。書込不足は表示ムラやコントラストの低下をもたらし好ましくない。

このような書込時間の不足を補うための技術が既に知られている（特許文献２）。この技術は複数の走査線を同時に選択状態とすることにより書込時間を実効的に延長するものである。本明細書ではこの技術をプリチャージ駆動と呼び、実効的に延長される書込時間をプリチャージ時間と呼ぶことにする。プリチャージ駆動は本来、高精細化に伴なう書込時間の不足を補う技術として開発されたものであるが、中間画像挿入法による書込不足に対しても同様に適用することができる。なお、プリチャージ駆動には、プリチャージを開始してから本来の映像信号を書込むまでの時間において、短時間ながらも一時的に不正規な表示をするという欠点がある。

また、液晶表示装置は液晶の組成分解を防いで動作寿命を確保するため交流駆動が必須である。そのためフィールドごとに印加電圧の極性を反転させて駆動するのが一般的である。図２に示すように反転駆動方式には、カラム反転駆動と呼ばれる画素列ごとに同一極性でかつ隣接列とは異なる極性とする方式（図２（ａ））や、ドット反転と呼ばれる同じ極性の画素が市松模様に配置される方式（図２（ｂ））などがある。ここでカラム反転方式とドット反転方式を比較する。カラム反転駆動は１フレーム期間を通じ列電極（ソース電極）に印加する電圧の極性が同一であることから、画素への書込において有利な方式で、中間画像挿入法のように書込時間が短い場合に好適である。その一方でクロストークやフリッカの性能で劣る。逆にドット反転駆動はクロストークやフリッカの性能は高いが、画素への書込で不利である。このように反転駆動方式は両者で一長一短である。

なお、インターレース方式において１フレーム期間は２フィールド期間に相当し、本明細書における液晶表示装置は１フィールドごとに液晶パネルの全画素を書き換えるものとする。
特開２００１−４２８３１号公報特開２００２−３４１８３４号公報

以上のような背景から、液晶表示装置において動画表示性能の改善をする目的で中間画像挿入法を用いる場合、書込時間の低下による書込不足を生じないようにする必要がある。その一方で、書込不足を解消しようとすると、一時的な不正規表示やクロストーク、フリッカ性能の低下を伴ない、これらを両立するすることができなかった。

この改善策として、本発明の第１の液晶表示装置は、入力映像信号の周波数が一定値未満の場合には反転駆動パターンをドット反転に、入力映像信号の周波数が一定値以上の場合には反転駆動パターンをカラム反転とすることを特徴とした。

本発明の第２の液晶表示装置は、入力映像信号の周波数が一定値以上の場合には、入力映像信号の周波数が一定値未満の場合よりもプリチャージ時間を長くすることを特徴とした。

本発明の液晶表示装置は、入力映像信号の周波数が一定値以上である場合において生じる書込不足を解消し表示ムラやコントラストの低下を抑制することができ、入力映像信号の周波数が一定値以下で場合においては、一時的な不正規表示やクロストーク、フリッカ性能の低下がないものとすることができる。

以下、本発明について図面を参照しながら説明する。説明の簡略化のため横６×縦６画素の液晶表示装置について説明を行う。

（実施の形態１）
本発明の第１の液晶表示装置は、入力映像信号の周波数が一定値未満の場合には反転駆動パターンをドット反転に、入力映像信号の周波数が一定値以上の場合には反転駆動パターンをカラム反転とする。ここで一定値は液晶パネルやドライバの駆動性能を鑑み決定すればよいものであるが、ここでは６０Ｈｚ（ＮＴＳＣ信号など）を一定値未満、中間画像挿入法を行い９０Ｈｚ（１．５倍の周波数）としたものを一定値以上と判別するために７０Ｈｚとする。

液晶表示装置のブロック図を図１に示す。判定回路１０６は入力映像信号を受けて周波数を算出する。上述の一定値と比較し、その結果をハイまたはロ−のモードとして制御回路１０５へ出力する。

制御回路１０５は入力映像信号とモードを受け、ソースドライバ１０３に映像信号と極性、クロックなどの制御信号を、ゲートドライバ１０４にクロック、スタートなどの制御信号を出力する。その際、モードがローの場合には反転駆動パターンがドット反転となるよう、モードがハイの場合には反転駆動パターンがカラム反転となるよう、ソースドライバの制御を切り替える。モードと制御の関係を図３、図４を用いて以下に説明する。

図３は入力映像信号の周波数が６０Ｈｚでモードがローとなった場合の駆動タイミングを示す図である。垂直ブランキング期間は図３中「（Ｂ）」の印で示してあり２水平期間としている。水平ブランキングは本発明の説明に必要ないため図示していない。その他の本発明の説明に必要としない遅延等も図に示していない（以下同）。

第１ラインのゲート波形はゲートスタートがハイレベルのときゲートシフトクロックに同期して、次のゲートシフトクロックまでの間、１水平期間の幅でハイレベルとなる。このパルスは図３に示す通り第６ラインへ向けてゲートシフトクロックに同期してシフトをする。ソースドライバの極性は、第１ライン左端の画素（以降、画素ｘとする）に着目すると、第ｎフィールドでは図３（ａ）の通り正極性であり、第（ｎ＋１）フィールドでは図３（ｂ）の通り負極性であることから、交流駆動が行われていることが判る。また、画素ｘの隣接右側の画素は第ｎフィールドでは図３（ｃ）の通り負極性、第（ｎ＋１）フィールドでは図３（ｄ）の通り正極性で画素ｘとは反対の極性で交流駆動を繰り返す。同様に画素ｘの隣接下側の画素は、第ｎフィールドでは図３（ｅ）の通り負極性、第（ｎ＋１）フィールドでは図３（ｆ）のとおり正極性となり、やはり画素ｘとは反対の極性で交流駆動を繰り返す。このような解析を繰り返せばモードがローの場合においてはドット反転駆動となっていることが判る。

図４は入力映像信号の周波数が９０Ｈｚでモードがハイとなった場合の駆動タイミングを示す図である。ソースドライバの極性に着目すると、画素ｘは、第ｎフィールドでは図４（ａ）の通り正極性であり、第（ｎ＋１）フィールドでは図４（ｂ）の通り負極性であることから、交流駆動が行われていることが判る。また、画素ｘの隣接右側の画素は第ｎフィールドでは図４（ｃ）の通り正極性、第（ｎ＋１）フィールドでは図４（ｄ）の通り負極性で画素ｘとは反対の極性で交流駆動を繰り返す。同様に画素ｘの隣接下側の画素は、第ｎフィールドでは図４（ｅ）の通り正極性、第（ｎ＋１）フィールドでは図４（ｆ）のとおり負極性となり、画素ｘと同じ極性で交流駆動を繰り返す。このような解析を繰り返せばモードがハイの場合においてはカラム反転駆動となっていることが判る。

以上のような構成により本発明の第１の液晶表示装置は、入力映像信号の周波数が一定値以下の場合には反転駆動パターンをドット反転とすることでクロストーク、フリッカの性能を高いものとし、入力映像信号の周波数が一定値以上の場合には反転駆動パターンをカラム反転とし、書込不足を解消表示してムラやコントラストの低下を抑制することができる。

（実施の形態２）
本発明の第２の液晶表示装置は、入力映像信号の周波数が一定値以上の場合には、入力映像信号の周波数が一定値未満の場合よりもプリチャージ時間を長くする。なお、プリチャージ駆動を行わないことは、プリチャージ時間がゼロであるものとする。モードがローである場合の動作は実施例１と同様とし、プリチャージ駆動は行っていないため、プリチャージ時間はゼロである。その他、モードがハイである場合の制御以外は実施例１と同様であるので相違点についてのみ説明する。

図５は入力映像信号の周波数が９０Ｈｚでモードがハイとなった場合の駆動タイミングを示す図である。反転駆動パターンは、モードがローの場合と同様にドット反転としている。

図５より、どのゲート線も１フィールド期間に２回、ハイレベルとなっていることが判る。換言すれば、あるタイミングでは同時に２ラインのゲート線がハイレベルとなっている（但しブランキングにかかる場合を除く）。これらのうち一方はプリチャージ駆動を行うためにハイレベルとなっているもので、該当する箇所は図５において「（Ｐ）」の印で示した。

プリチャージ駆動の説明のため、第３ライン左端の画素（以降、画素ｙとする）に着目する。画素ｙは第ｎフィールドにおいてはソースドライバの極性は正極性である（図５（ｇ））。図５（ｇ）は表示すべき映像信号を画素ｙへ書き込むためのものであるが、この２水平期間前にもゲート線がハイレベルとなり（図５（ｈ））、画素ｙに書込みが行われている（図５（ｉ））。図５（ｉ）は実際にプリチャージが行われている箇所で、この例ではプリチャージ時間は１水平期間である。プリチャージは映像信号を書き込む補助をするものであることから、プリチャージの極性は、映像信号を書き込む極性と同一でなければならない。１水平期間の時間のプリチャージを行うために、映像信号の書き込みの直前ではなく、２水平期間前の１水平期間をプリチャージ時間に充てているのはそのためである。このようにモードがハイの場合にはプリチャージ時間を１水平期間としてプリチャージが行われており、モードがローの場合のプリチャージ時間がゼロより、プリチャージ時間が長くなっている。

以上のような構成により本発明の第２の液晶表示装置は、入力映像信号の周波数が一定値以上の場合には、入力映像信号の周波数が一定値未満の場合よりもプリチャージ時間を長くすることで、書込不足を解消し、表示ムラやコントラストの低下を抑制することができる。入力映像信号の周波数が一定値以下の場合には、プリチャージ時間を短くすることで一時的な不正規表示を解消、もしくは軽減することができる

本発明の液晶表示装置は、中間画像挿入法による駆動周波数の増加から生じる書込不足を解消し、動画表示性能において優れた液晶表示装置を提供することができる。

本発明の液晶表示装置のブロック図反転駆動パターンの説明図従来の液晶表示装置の駆動タイミング図本発明の第１の液晶表示装置の駆動タイミング図本発明の第２の液晶表示装置の駆動タイミング図

符号の説明

１０１液晶表示装置
１０２液晶パネル
１０３ソースドライバ
１０４ゲートドライバ
１０５制御回路
１０６判定回路

Claims

入力映像信号の周波数が予め設定された設定値未満の場合には反転駆動パターンをドット反転に、入力映像信号の周波数が前記設定値以上の場合には反転駆動パターンをカラム反転とすることを特徴とした液晶表示装置。
入力映像信号の周波数が予め設定された設定値以上の場合には、入力映像信号の周波数が前記設定値未満の場合よりもプリチャージ時間を長くすることを特徴とした液晶表示装置。
入力映像信号の周波数によって、反転駆動パターン、プリチャージ時間の少なくとも１つを変更することを特徴とした液晶表示装置。