JP2005275137A - 液晶パネルの駆動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】従来の技術による諸問題を解決するため、液晶分子の反応速度を速める液晶表示パネルの駆動方法を提供する。
【解決手段】液晶パネルの駆動方法は、複数のフレームデータを連続的に受信し、一フレーム周期間隔でフレームデータによってピクセルごとに対して少なくとも一つのオーバードライブデータインパルスと初期データインパルスを生じさせ、一フレーム周期内にオーバードライブデータインパルスと初期データインパルスをピクセルと接続されるデータラインを通してピクセルの液晶素子に順次印加するなどのステップを含む。
【選択図】図４

Description

この発明は液晶表示器の駆動方法に関し、特に１フレーム周期内にピクセル電極にオーバードライブデータインパルスと初期データインパルスを順次に印加する駆動方法に関する。

液晶表示器はその軽量、低電力消費及び低輻射などの長所によって、ノートブック型コンピューター、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）などの携帯型電気製品に幅広く使用されている。一方、液晶モニター及び液晶テレビジョンも従来のブラウン管モニターとテレビジョンに取って代わりつつある。しかし、液晶表示器もその独自の欠点がある。例えば映像が変わるたび、液晶分子の配列方法を変更しなければならないので画面に遅延が起こる。この問題を改善するために液晶の反応速度の向上は要求される。

一般に、液晶パネルを駆動する場合、駆動回路は複数のフレームデータを連続的に受信し、それによって関連のデータインパルス、スキャンライン電圧、タイミング信号などを生じさせて液晶パネルのピクセルの動作を制御する。各フレームデータは、１フレーム周期においてすべてのピクセルを更新するに必要なデータを含むため、複数のピクセルデータを含むとみなされる。各ピクセルデータはピクセルが１フレーム周期内に達するグレイスケールを定義する。現在の標準によれば、各ピクセルは２５６（２^８）のグレイスケールの間に切り替え、各ピクセルデータの長さは８ビットとなっている。

図１を参照する。図１は従来の液晶パネルにおけるピクセルデータ値とフレームとの対応を表すタイミング図である。ピクセルを駆動する場合、駆動回路はピクセルを駆動するに必要な複数のピクセルデータを順次に受信する。図１によれば、ＧＮ、ＧＮ＋１、ＧＮ＋２は駆動回路がそれぞれのフレーム周期内Ｎ、Ｎ＋１、Ｎ＋２において受信したピクセルを表す。駆動回路はピクセルデータＧＮ、ＧＮ＋１、ＧＮ＋２の値によって、ピクセルをフレーム周期内Ｎ、Ｎ＋１、Ｎ＋２において予定のグレイスケールに達するように駆動する。一般に、ピクセルデータの値が大きければ、グレイスケール値がそれにつれて大きくなる。駆動回路はピクセルデータＧＮ、ＧＮ＋１、ＧＮ＋２によって、それぞれ対応するフレーム周期内にデータインパルスを生じさせて対応するピクセルのピクセル電極に印加し、ピクセルがそれぞれのフレーム周期において予定のグレイスケールに達するように駆動する。

図２を参照する。図２は従来のピクセルとフレームとの対応を表すタイミング図である。図２は理想状態にある透過率変換曲線Ｃ１と、従来の技術でオーバードライブされた透過率変化曲線Ｃ２を示す。曲線Ｃ１、Ｃ２はいずれも駆動回路がピクセルをフレーム周期Ｎにおいて光線透過率をＴ１からＴ２に変換するときにはかられるものである。従来のオーバードライブ駆動法として特許文献1記載の例がある。液晶分子は充電される場合に遅延が起こるため、１フレーム周期内に予定の角度にひねられることができず、予定の光線透過率に達することは困難である。オーバードライブされない場合、光線透過率はフレームＮにおいて予定値に達することができないので、理想状況の曲線Ｃ１とだいぶ異なっている。このような遅延によって残像が生じて画面はぼやける。こういう欠点を改善するため、従来の液晶パネルはオーバードライブ法で、本来より高いまたは低いデータインパルスをピクセルのピクセル電極に印加して液晶分子の反応速度を速め、ピクセルが予定のフレーム周期内に予定のグレイスケールに達するようにさせる。曲線Ｃ２に示されるように、オーバードライブデータインパルスを利用してピクセルの切り替え時間を短くする。図２によれば、オーバードライブされた場合、透過率は予定のフレーム周期内にＴ２に達するが、最終に予定とは異なってＴ３に達する。このようなオーバードライブは画面のひずみをもたらす。
アメリカ合衆国特許公開ＵＳ２００２／００５０９６５号

この発明は前述の問題を解決するため、液晶分子の反応速度を速めて透過率を１フレーム周期内に予定レベルに達するようにさせる液晶表示パネルの駆動方法を提供することを課題とする。

この発明は液晶パネルの駆動方法を提供する。当液晶パネルは、複数のスキャンラインと、複数のデータラインと、それぞれ対応するスキャンラインと対応するデータラインと接続され、スイッチ素子と液晶素子とを具える複数のピクセルとを含む。そのうちスイッチ素子が対応するスキャンライン、対応するデータライン及び液晶素子と接続される。当方法は、複数のフレームデータを連続的に受信し、一フレーム周期間隔でフレームデータによってピクセルごとに対して少なくとも一つのオーバードライブデータインパルスと初期データインパルスを生じさせ、一フレーム周期内にオーバードライブデータインパルスと初期データインパルスをピクセルと接続されるデータラインを通してピクセルの液晶素子に順次印加するなどのステップを含む。

この発明は前述以外の液晶パネルの駆動方法も提供する。当方法は、クロック信号と、同期信号と、複数のフレームデータを受信し、クロック信号によって逓倍クロック信号を生じさせ、逓倍クロック信号と同期信号によって逓倍同期信号を生じさせ、フレームデータによって少なくとも一つのオーバードライブデータインパルスと初期データインパルスを生じさせ、逓倍クロック信号によって一フレーム周期にオーバードライブデータインパルスと初期データインパルスを対応するピクセルの液晶素子に順次印加するなどのステップを含む。

この発明による駆動方法は、フレーム周期ごとに液晶パネルのピクセルにオーバードライブデータインパルスと初期データインパルスを印加することによって、ピクセル電極の液晶分子透過率を迅速に変化させる。したがって、この発明による液晶表示器において、グレイスケールの切り替えは１フレーム周期内に完成され、画面に残像とひずみが生じない。なお、この発明によるオーバードライブデータ値の発生方法は従来の技術に類似しているため、別途のコストが要らずに従来のオーバードライブエンジンを使用できる。

かかる装置及び方法の特徴を詳述するために、具体的な実施例を挙げ、図示を参照にして以下に説明する。

図３を参照する。図３はこの発明による液晶パネル１０の回路図である。液晶パネル１０は複数のスキャンライン１２と、複数のデータライン１４と、複数のピクセル１６とを含む。ピクセル１６はそれぞれ対応するスキャンライン１２とデータライン１４と接続され、スイッチ素子１８と、ピクセル電極とも呼ばれる液晶素子２０とを含む。そのほか、スイッチ素子１８は対応するスキャンライン１２とデータライン１４と接続され、駆動回路はスキャンライン１２とデータライン１４を通して各ピクセル１６の動作を制御する。液晶パネル１０を駆動するには、スキャン電圧をスキャンライン１２に印加してスイッチ素子１８をオンにしてから、データライン１４を利用してデータインパルスをスイッチ素子１８を通してピクセル電極に書き込む。よって、スキャン電圧をスキャンライン１２に印加してスイッチ素子１８をオンにするとともに、データライン１４のデータインパルスはスイッチ素子１８を通してピクセル電極２０を充電し、液晶分子を偏向させる。スキャンラインのスキャン電圧を除去してスイッチ素子１８をオフにするとともに、データライン１４とピクセル１６との電気的接続は切断され、ピクセル電極２０は充電された状態を維持する。スキャンライン１２によるスイッチ素子１８の反復開閉にしたがって、ピクセル２０はデータライン１４に反復充電される。スキャンライン１２の電圧で液晶分子をさまざまな方向にねじることによって、ピクセル１６の光透過率を変えてさまざまな画面を表示する。

図４を参照する。図４はこの発明が掲げる方法によるフレームデータの処理を表すタイミング図である。以下は２倍周波数を例とするが、この発明による方法は２倍周波数に限らない。液晶パネルのピクセルデータ値をＧ（ｎ）からＧ（ｎ＋１）に切り替えようとすれば、この発明による方法は、フレームデータＧ（ｎ）、Ｇ（ｎ＋１）、Ｇ（ｎ＋２）を受信してそれを遅延させて遅延フレームデータを生じさせてから、現在のピクセルデータ値Ｇ（ｎ＋１）とそれに対応する遅延ピクセルデータ値Ｇ（ｎ）を比較してオーバードライブデータ値Ｇ（ｎ、ｎ＋１）を生じさせる。オーバードライブデータ値Ｇ（ｎ、ｎ＋１）はピクセルデータＧ（ｎ）とＧ（ｎ＋１）との相互関係によって決められる。一般に、Ｇ（ｎ＋１）がＧ（ｎ）を上回れば、Ｇ（ｎ、ｎ＋１）はＧ（ｎ＋１）を上回る。同じく、Ｇ（ｎ＋１）がＧ（ｎ）を下回れば、Ｇ（ｎ、ｎ＋１）はＧ（ｎ＋１）を下回り、Ｇ（ｎ＋１）がＧ（ｎ）に等しいなら、Ｇ（ｎ、ｎ＋１）もＧ（ｎ＋１）に等しい。その他のクロック周期に対応するオーバードライブデータＧ（ｎ−１、ｎ）、Ｇ（ｎ＋１、ｎ＋２）…は同じ方法で求められる。

この発明において、オーバードライブデータＧ（ｎ−１、ｎ）、Ｇ（ｎ、ｎ＋１）、Ｇ（ｎ＋１、ｎ＋２）…を生じさせた後、関連のスキャンライン駆動回路及びデータライン駆動回路を利用して、オーバードライブデータ（Ｇ（ｎ−１、ｎ）、Ｇ（ｎ、ｎ＋１）、Ｇ（ｎ＋１、ｎ＋２）…）に対応するオーバードライブデータインパルスを液晶パネルのピクセルに出力してから、初期ピクセルデータ（Ｇ（ｎ）、Ｇ（ｎ＋１）、Ｇ（ｎ＋２）…）に対応する初期データインパルスを液晶パネルのピクセルに出力する。オーバードライブデータインパルスと初期データインパルスの出力は１フレーム周期内に完成しなければならない。１フレーム周期内にオーバードライブデータインパルスと初期データインパルスを出力するので、この発明のフレームデータ出力周波数は従来の２倍である。図５と図６を参照する。図５は処理前のピクセルデータ値とフレームとの対応を表すタイミング図であり、図６はこの発明が掲げる方法によって処理されたピクセルデータ値とフレームとの対応を表すタイミング図である。図５と図６によれば、入力ピクセルデータ値がＧ（ｎ）からＧ（ｎ＋１）、Ｇ（ｎ＋２）、Ｇ（ｎ＋３）に切り替わる場合、この発明による方法で処理すれば、Ｇ（ｎ、ｎ＋１）、Ｇ（ｎ＋１）、Ｇ（ｎ＋１、ｎ＋２）、Ｇ（ｎ＋２）、Ｇ（ｎ＋２、ｎ＋３）、Ｇ（ｎ＋３）などの出力ピクセルデータ値は続々と生じる。そのうちＧ（ｎ、ｎ＋１）、Ｇ（ｎ＋１、ｎ＋２）、Ｇ（ｎ＋２、ｎ＋３）はオーバードライブデータ値であり、液晶分子の切り替え速度を速めることができる。オーバードライブデータを生じさせる場合、遅延フレームデータと現在のフレームデータを即時に比較するほか、この発明による方法をもっと速めるため、フレームデータの切り替えに必要な最適オーバードライブデータ値をあらかじめはかってパラメーター表をつくり、そのパラメーター表からオーバードライブ値を取り出してピクセル電極を駆動することも可能である。

図７と図８を参照する。図７と図８は液晶分子の透過率とフレームとの対応を表すタイミング図である。図７における液晶分子の透過率は１フレーム周期内にＴ１からＴ２になってＴ２に維持する。図７によれば、この発明による方法は、１フレーム周期内にまずオーバードライブデータ値Ｇ（ｎ、ｎ＋１）で液晶分子の透過率をＴ２を上回った値に切り替えてから、また初期データ値Ｇ（ｎ＋１）で透過率をＴ２に切り替える。図８によれば、１フレーム周期内に液晶分子の透過率はＴ１からＴ２になり、また次のフレーム周期内にＴ２からそれより低いＴ３になる。この場合、この発明による方法は、第一フレーム周期Ｎ＋１内にまずオーバードライブデータ値Ｇ（ｎ、ｎ＋１）で液晶分子の透過率をＴ２を上回った値に切り替えてから、また初期データ値Ｇ（ｎ＋１）で透過率をＴ２に切り替える。続いて第二フレーム周期Ｎ＋２内にオーバードライブデータ値Ｇ（ｎ＋１、ｎ＋２）で液晶分子の透過率をＴ２からＴ３を下回った値に切り替えてから、また初期データ値Ｇ（ｎ＋２）で透過率をＴ３に切り替える。このようにオーバードライブデータ値と初期データ値を順次に液晶パネルに出力することによって、液晶分子の切り替え速度を速めるのみならず、液晶透過率の最終値を要求通りにさせる。

図９を参照する。図９はこの発明による方法を実現するに望ましい駆動回路３０のブロック図である。そのうち、入力インターフェイス３２は入力フレームデータを続々と受信し、逓倍クロック信号発生器３４は入力クロック信号を受信し、逓倍同期信号発生器３６は垂直同期信号と水平同期信号を受信するものである。逓倍クロック信号発生器３４は入力クロック信号の周波数を倍にして入力インターフェイス３２と、逓倍同期信号発生器３６と、オーバードライブエンジン４２と、出力インターフェイス４４に出力する。逓倍同期信号発生器３６が逓倍されたクロック信号を受信すると、垂直同期信号と水平同期信号の周波数を倍にして垂直逓倍同期信号と水平逓倍同期信号として出力することによって、液晶パネルのスキャンラインとデータラインにおける信号同期を確保する。入力インターフェイス３２が入力フレームデータを受信すると、入力フレームデータをメモリーコントローラー３８に送信する。メモリーコントローラー３８は入力フレームデータをフレームバッファー４０に保存してそれを遅延させて遅延フレームデータＰＲＥを生じさせると同時に、現在のフレームデータＮＯＷを出力して対応する遅延フレームデータＰＲＥとともにオーバードライブエンジン４２に送信する。オーバードライブエンジン４２は現在のフレームデータＮＯＷと対応する遅延フレームデータＰＲＥによってパラメーター表から対応するオーバードライブデータ値を取り出して、逓倍クロック信号によってオーバードライブデータ値と初期データ値を出力インターフェイス４４に順次出力する。出力インターフェイス４４は周波数が倍にされる場合において、オーバードライブデータ値と初期データ値を液晶パネルの各スキャンライン駆動回路とデータライン駆動回路に順次出力してオーバードライブデータインパルスと初期データインパルスをピクセルの液晶素子に出力すると同時に、逓倍クロック信号を液晶パネルのスキャンライン駆動回路とデータライン駆動回路に出力する。

以上はこの発明に好ましい実施例であって、この発明の実施の範囲を限定するものではない。よって、当業者のなし得る修正、もしくは変更であって、この発明の精神の下においてなされ、この発明に対して均等の効果を有するものは、いずれもこの発明の特許請求の範囲に属するものとする。

この発明による駆動方法は、フレーム周期ごとに液晶パネルのピクセルにオーバードライブデータインパルスと初期データインパルスを印加することによって、ピクセル電極の液晶分子透過率を迅速に変化させる。したがって、この発明による液晶表示器において、グレイスケールの切り替えは１フレーム周期内に完成され、画面に残像とひずみが生じない。なお、この発明によるオーバードライブデータ値の発生方法は従来の技術に類似しているため、別途のコストが要らずに従来のオーバードライブエンジンを使用できる。

従来の液晶パネルにおけるピクセルデータ値とフレームとの対応を表すタイミング図である。 従来のピクセルとフレームとの対応を表すタイミング図である。 この発明による液晶パネルの回路図である。 この発明が掲げる方法によるフレームデータの処理を表すタイミング図である。 処理前のピクセルデータ値とフレームとの対応を表すタイミング図である。 この発明が掲げる方法によって処理されたピクセルデータ値とフレームとの対応を表すタイミング図である。 液晶分子の透過率とフレームとの対応を表す第一タイミング図である。 液晶分子の透過率とフレームとの対応を表す第二タイミング図である。 この発明による方法を実現するに望ましい駆動回路のブロック図である。

符号の説明

１０ 液晶パネル
１２ スキャンライン
１４ データライン
１６ ピクセル
１８ スイッチ素子
２０ 液晶素子
３０ 駆動回路
３２ 入力インターフェイス
３４ 逓倍クロック信号発生器
３６ 逓倍同期信号発生器
３８ メモリーコントローラー
４０ フレームバッファー
４２ オーバードライブエンジン
４４ 出力インターフェイス

Claims (12)

1. 液晶パネルの駆動方法において、該液晶パネルは、
   複数のスキャンラインと、
   複数のデータラインと、
   それぞれ対応するスキャンラインと対応するデータラインと接続され、スイッチ素子と液晶素子とを具える複数のピクセルとを含み、そのうちスイッチ素子が対応するスキャンライン、対応するデータライン及び液晶素子と接続され、該方法は、
   複数のフレームデータを連続的に受信し、
   一フレーム周期間隔でフレームデータによってピクセルごとに対して少なくとも一つのオーバードライブデータインパルスと初期データインパルスを生じさせ、
   一フレーム周期内にオーバードライブデータインパルスと初期データインパルスを、ピクセルと接続されるデータラインを通してピクセルの液晶素子に順次印加するなどのステップを含むことを特徴とする液晶パネルの駆動方法。
2. 前記方法は更に、
   フレームデータを遅延させて対応する複数の遅延フレームデータを生じさせ、
   現在のフレームデータと対応する遅延フレームデータを比較することによってオーバードライブデータインパルスの電圧値を決めるなどのステップを含むことを特徴とする請求項１記載の液晶パネルの駆動方法。
3. 前記現在のフレームデータと対応する遅延フレームデータを比較する場合、更にあらかじめつくられたパラメーター表によってオーバードライブデータインパルスの電圧値を決めることを特徴とする請求項２記載の液晶パネルの駆動方法。
4. 前記フレームデータは、ピクセルごとに対応する複数のピクセルデータを含むことを特徴とする請求項１記載の液晶パネルの駆動方法。
5. 前記方法は更に、
   対応するスキャンラインでスキャンライン電圧をピクセルのスイッチ素子に印加することによって、オーバードライブデータインパルスと初期データインパルスを液晶素子に印加するステップを含むことを特徴とする請求項１記載の液晶パネルの駆動方法。
6. 液晶パネルの駆動方法において、該液晶パネルは、
   複数のスキャンラインと、
   複数のデータラインと、
   それぞれ対応するスキャンラインと対応するデータラインと接続され、スイッチ素子と液晶素子とを具える複数のピクセルとを含み、そのうちスイッチ素子が対応するスキャンライン、対応するデータライン及び液晶素子と接続され、該方法は、
   クロック信号と、同期信号と、複数のフレームデータを受信し、
   クロック信号によって逓倍クロック信号を生じさせ、逓倍クロック信号と同期信号によって逓倍同期信号を生じさせ、
   フレームデータによって少なくとも一つのオーバードライブデータインパルスと初期データインパルスを生じさせ、
   逓倍クロック信号によって一フレーム周期にオーバードライブデータインパルスと初期データインパルスを対応するピクセルの液晶素子に順次印加するなどのステップを含むことを特徴とする液晶パネルの駆動方法。
7. 前記方法は更に、
   フレームデータを遅延させて対応する複数の遅延フレームデータを生じさせ、
   現在のフレームデータと対応する遅延フレームデータを比較することによってオーバードライブデータインパルスの電圧値を決めるなどのステップを含むことを特徴とする請求項６記載の液晶パネルの駆動方法。
8. 前記現在のフレームデータと対応する遅延フレームデータを比較する場合、更にあらかじめつくられたパラメーター表によってオーバードライブデータインパルスの電圧値を決めることを特徴とする請求項７記載の液晶パネルの駆動方法。
9. 前記同期信号は水平同期信号と垂直同期信号を含むことを特徴とする請求項６記載の液晶パネルの駆動方法。
10. 前記逓倍同期信号は水平逓倍同期信号と垂直逓倍同期信号を含むことを特徴とする請求項６記載の液晶パネルの駆動方法。
11. 前記フレームデータは、ピクセルごとに対応する複数のピクセルデータを含むことを特徴とする請求項６記載の液晶パネルの駆動方法。
12. 前記方法は更に、
    対応するスキャンラインでスキャンライン電圧をピクセルのスイッチ素子に印加することによって、オーバードライブデータインパルスと初期データインパルスを液晶素子に印加するステップを含むことを特徴とする請求項６記載の液晶パネルの駆動方法。

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