JP2006284825A - 液晶表示パネルの表示制御回路 - Google Patents

Abstract

【課題】 暗い画像領域の高コントラスト化と明るい画像領域の低フリッカ化を両立できる液晶表示パネルの表示制御回路を提供する。
【解決手段】 タイミングコントローラ２０は、同期信号１９に基づいて、液晶表示パネル１１を駆動するための各種タイミング信号２１を生成しており、１Ｈ極性反転信号（１ラインごとに極性を反転させるための制御信号）１３を出力する。信号レベル検出回路１５は、映像信号１２を取り込み、各ラインごとの輝度レベルを検出する。変調回路１７は、検出信号１６が明るい映像であることを示しているときには、タイミングコントローラ１４から供給される１Ｈ極性反転信号をそのまま出力する。一方、検出信号１６が暗い映像であることを示しているときには、前の極性反転信号を維持する。
【選択図】 図１

Description

この発明は、映像信号を極性反転することで液晶表示パネルを交流駆動するものであり、液晶プロジェクターや液晶テレビジョンなどに利用される表示制御回路に関する。

従来、マトリックス型の液晶パネルを映像信号で表示制御する場合、液晶への直流電圧印加による画像焼き付きを防止するために、映像信号の極性を一定期間毎に反転するという交流駆動を行っている。この交流駆動には、１フィールド毎に全画素の極性を切り替えるフィールド反転と、１水平ライン毎に極性を切り替えるライン反転がある。更に、その他の反転方式として、フィールド反転を基本としながらも隣接画素で極性を逆にしたコラム反転、コラム反転とライン反転を組み合わせたコラムライン反転などがある。

図５は、交流駆動されるマトリックス型の液晶パネルに印加されるチャージ状態を示す。同図（Ａ）はフィールド反転（１Ｆ反転）の場合を示し、このフィールド反転では、Ｎフィールド→Ｎ＋１フィールド→Ｎ＋２フィールドと、１フィールド毎に極性を切り替えている。同図（Ｂ）のライン反転（１Ｈ反転）の場合では、Ｎフィールド→Ｎ＋１フィールド→Ｎ＋２フィールドの遷移において、１水平ライン毎に極性を切り替えている。

ＴＦＴ液晶表示パネルの断面例を図６に示す。この液晶表示パネルは同図のように、液晶層１の前後面にそれぞれ配置される多数の画素電極２…と、対向電極３とを備え、画素電極２，２間の対向した位置（画素の境界部）にはいわゆるブラックマトリックスと呼ばれる遮光層４がそれぞれ設けられている。そして、遮光層４は画素開口率を向上させるべく狭小化される傾向にある。

このようなアクティブマトリックス型のＴＦＴ液晶表示装置において、ライン反転（１Ｈ反転）によれば、図６に示すように逆極性であるプラスチャージの画素電極２とマイナスチャージの画素電極２とが隣接するため、フリッカは視認されにくい。しかし、遮光層４と、隣接する画素電極２，２の間に渡って位置する画素境界部（図６の点線楕円で示す部分）では、画素電極２，２に印加される電圧が打ち消しあうため、液晶配向の乱れによって光漏れ（黒浮き）が生じ、黒表示時のコントラスト特性の低下を招きやすい。

このような問題点の改善案として特許文献１が知られている。この特許文献１では、画素がマトリクス状に配列されてなる表示部と、入力される映像信号のレベルが黒レベルまたはその近傍であることを検知して検知信号を出力する検知手段と、入力される映像信号を受けて前記検知手段から検知信号が出力されたときは１フィールド期間の周期にて基準電圧を中心に極性が反転（フィールド反転）する映像信号を生成して前記表示部を駆動し、前記検知信号が出力されないときは１水平走査期間の周期にて基準電圧を中心に極性が反転（ライン反転）する映像信号を生成して前記表示部を駆動する駆動手段とを備えた表示装置が開示されている。すなわち、入力される映像信号のレベルが黒レベルまたはその近傍であるときはフィールド反転制御し、入力される映像信号のレベルが黒レベルおよびその近傍以外のときはライン反転制御するものであり、これによって、黒表示時の高コントラスト特性と、フリッカの少ない映像表示を両立しようとしている。
特開２００２−１３２２２７号公報

しかし、前記特許文献１によれば、ライン反転（１Ｈ反転）制御のための信号とフィールド反転（１Ｆ反転）制御のための信号という２つの制御信号を生成する手段を必要とする。ところが、液晶プロジェクターなどに用いる汎用的なタイミングジェネレータＩＣでは、どちらか一方の反転制御信号を出力する。そして、両方の反転制御信号を出力できる回路を開発するとすれば、多くの開発コストが必要になる。

この発明は、上記の事情に鑑み、汎用的なタイミングジェネレータＩＣなどを利用可能しつつ黒表示または黒に近い表示における高コントラスト化を実現することができる液晶表示パネルの表示制御回路を提供することを目的とする。

この発明の液晶表示パネルの表示制御回路は、所定期間毎に入力映像信号を極性反転し、この極性反転された映像信号にて駆動回路が液晶表示パネルを駆動する液晶表示パネルの表示制御回路において、１ラインごとに極性を反転させるための極性反転信号を出力する極性反転信号出力回路と、前記入力映像信号の各ラインの輝度を検出する輝度検出回路と、検出輝度が所定レベル以上の明るいラインに対しては前記極性反転信号をそのまま前記駆動回路に供給する一方、前記検出輝度が所定レベルより低い暗いラインに対しては前のラインに与えた極性反転信号を前記駆動回路に供給する制御手段と、を備えたことを特徴とする。

上記の構成であれば、１画面内において明るい映像となるライン部分（１Ｈ期間）では、通常通り１ラインごとの極性反転による交流駆動が実行され、暗い（黒レベル）映像となるライン部分では、前ラインの極性が維持される駆動が実行される。前ラインの極性が維持されると、液晶表示パネルの画素に印加される電圧の打ち消し合いはなくなるため、黒レベル画像のコントラスト向上が図れることになる。

上記構成の液晶表示パネルの表示制御回路において、前記輝度検出回路は、前記入力映像信号の各ラインの輝度が所定レベル以上であるときには第１の論理値を出力する一方、前記入力映像信号の各ラインの輝度が所定レベルより低いときには第２の論理値を出力するように構成され、前記制御手段は、第１の論理値を受けたときには前記極性反転信号を示す論理値をそのまま出力する一方、第２の論理値を受けたときには前の極性反転信号を示す論理値の出力を維持する論理回路から成っていてもよい。

また、これら構成の液晶表示パネルの表示制御回路において、前記入力映像信号の一ライン分のデータを保持するラインバッファを備え、当該ラインバッファに保持されているラインの輝度に基づいて制御された極性反転信号が前記駆動回路に供給されるときに、前記駆動回路に前記ラインバッファから前記一ライン分のデータが供給されるのがよい。かかる構成であれば、信号レベル検出の対象とされたラインと、その結果が反映されるラインとに１ライン期間のずれが生じるのを防止することができる。

本発明の請求項の構成によれば、簡単な構成により黒レベル画像のコントラスト向上を図ることができる。また、信号レベル検出の対象とされたラインと、その結果が反映されるラインとの間に１ライン期間のずれが生じるのを防止することができる。

以下、この発明の実施形態を図１乃至図４を参照して説明する。

図１は、この発明の実施形態の表示制御回路を示したブロック図である。タイミングコントローラ２０は、同期信号１９に基づいて、液晶表示パネル１１を駆動するための各種タイミング信号２１を生成しており、１Ｈ反転信号（１ラインごとに極性を反転させるための制御信号）１３を出力する。

信号レベル検出回路１５は、映像信号１２を取り込み、各ラインごとの輝度レベルを検出する。例えば、各ラインの画素の輝度レベル（データ）を加算して当該ラインの画素数で割った値を輝度レベルとする。そして、信号レベル検出回路１５は、前記輝度レベルが閾値レベル（所定レベル）を越えたかどうかを判定する。例えば、前記輝度レベルが所定レベルを越えたときには（そのラインは明るい映像のラインである）、検出信号１６としてhigh信号を出力し、前記輝度レベルが所定レベルを越えないときには（そのラインは暗い映像のラインである）、検出信号１６としてlow 信号を出力する。

変調回路１７は、前記タイミングコントローラ１４から１Ｈ反転信号１３を受け取り、前記信号レベル検出回路１５からは検出信号１６を受け取る。変調回路１７は、前記両信号に基づいて極性反転信号１４を生成し、この極性反転信号１４をＬＣＤドライバ１８に供給する。

ＬＣＤドライバ１８は映像信号１２と極性反転信号１４とを受け取り、液晶表示パネル１１に対して基本的には１ラインごとの極性反転駆動（交流駆動）を実行する。

前記変調回路１７は、例えば、図２に示すように、トランスペアレントラッチ２２にて構成されている。このトランスペアレントラッチ２２の入力端子Ｃには前記検出信号１６が入力され、入力端子Ｄには前記１Ｈ極性反転信号１３が入力される。トランスペアレントラッチ２２は、同図に示しているごとく、入力端子Ｃにhigh信号を受けているときには、出力Ｑとして入力端子Ｄの入力値をそのまま出力する。一方、入力端子Ｃにlow 信号を受けているときには、入力条件が確定する直前（入力端子Ｃにlow が入力される直前）の出力Ｑの値を維持する。従って、図３のタイミングチャートからも分かるように、１フィールド期間（１画面）において明るい映像となるライン部分（１Ｈ期間）では、通常通り１Ｈ極性反転による交流駆動が実行され、暗い（黒レベル）映像となるライン部分では、前ラインの極性が維持される駆動が実行される。前ラインの極性が維持されると、液晶表示パネル１１の画素に印加される電圧の打ち消し合いはなくなるため、黒レベル画像のコントラスト向上が図れる。

なお、前記図１に示した回路構成では、信号レベル検出の対象とされたラインと、その結果が反映されるラインとに１ライン期間のずれが生じる。

図４は上記期間ずれを解消できる回路構成を示したブロック図である。すなわち、この図４の表示制御回路においては、１ライン分のデータを格納できるラインバッファ２３を備えている。このラインバッファ２３は、映像信号１２を入力し、１ライン分（１Ｈ期間）の遅延を生じさせてＬＣＤドライバ１８に供給する。これにより、或るラインＡついての信号レベルが検出されるとき、当該ラインＡはラインバッファ２３に格納されることになり、前記信号レベルに基づいて決定された極性反転信号１４がＬＣＤドライバ１８に供給されるとき、このＬＣＤドライバ１８には前記ラインＡが供給されることになる。すなわち、信号レベル検出の対象とされたラインと、その結果が反映されるラインとが厳密に一致することになる。

この発明の実施形態の表示制御回路を示すブロック図である。 変調回路を構成するトランスペアレントラッチ及びその論理値表を示した説明図である。 各信号のタイミングチャートを示した説明図である。 この発明の実施形態の他の表示制御回路を示すブロック図である。 同図（Ａ）は液晶表示パネルをフィールド反転（１Ｆ極性反転）で表示制御した場合の状態遷移図であり、同図（Ｂ）は液晶表示パネルをライン反転（１Ｈ反転）表示制御した場合の状態遷移図である。 液晶表示パネルの断面図である。

符号の説明

１１ 液晶表示パネル
１２ 映像信号
１３ ライン反転信号（１Ｈ反転信号）
１４ 極性反転信号
１５ 信号レベル検出回路
１６ 検出信号
１７ 変調回路
２２ トランスペアレントラッチ
２３ ラインバッファ

Claims (3)

1. 所定期間毎に入力映像信号を極性反転し、この極性反転された映像信号にて駆動回路が液晶表示パネルを駆動する液晶表示パネルの表示制御回路において、１ラインごとに極性を反転させるための極性反転信号を出力する極性反転信号出力回路と、前記入力映像信号の各ラインの輝度を検出する輝度検出回路と、検出輝度が所定レベル以上の明るいラインに対しては前記極性反転信号をそのまま前記駆動回路に供給する一方、前記検出輝度が所定レベルより低い暗いラインに対しては前のラインに与えた極性反転信号を前記駆動回路に供給する制御手段と、を備えたことを特徴とする液晶表示パネルの表示制御回路。
2. 請求項１に記載の液晶表示パネルの表示制御回路において、前記輝度検出回路は、前記入力映像信号の各ラインの輝度が所定レベル以上であるときには第１の論理値を出力する一方、前記入力映像信号の各ラインの輝度が所定レベルより低いときには第２の論理値を出力するように構成され、前記制御手段は、第１の論理値を受けたときには前記極性反転信号を示す論理値をそのまま出力する一方、第２の論理値を受けたときには前の極性反転信号を示す論理値の出力を維持する論理回路から成ることを特徴とする液晶表示パネルの表示制御回路。
3. 請求項１又は請求項２に記載の液晶表示パネルの表示制御回路において、前記入力映像信号の１ライン分のデータを保持するラインバッファを備え、当該ラインバッファに保持されているラインの輝度に基づいて制御された極性反転信号が前記駆動回路に供給されるときに、前記駆動回路に前記ラインバッファから前記１ライン分のデータが供給されることを特徴とする液晶表示パネルの表示制御回路。

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