JP2007171489A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】フリッカの発生を、より柔軟な対応によって抑制することができる液晶表示装置を提供する。
【解決手段】液晶表示装置１がライン反転駆動方式を採用する場合、中心電位制御回路２は、液晶パネル４の各画素電極間に印加される反転電圧の中心電位レベルを、１表示画面内おいて複数の表示領域に分割した各領域毎に変更する。それにより、個別の製造ばらつきや１つの表示画面内における表示形態などにより垂直方向領域におけるフリッカの発生状態が異なる場合でも、フリッカを夫々良好に抑制する。
【選択図】図１

Description

本発明は、液晶パネルのコモン電極及び画素電極間に、電圧を反転させながら印加する反転駆動方式を採用する液晶表示装置に関する。

従来より、例えばカーナビゲーション装置に接続して地図や自動車の位置等を表示するためのアクティブマトリクス方式の液晶表示装置がある。このような液晶表示装置では、液晶に直流を印加し続けることにより液晶物質が劣化するのを防ぐため、液晶パネルの画素電極及びコモン電極間に印加する電圧を一定の周期毎に反転させる反転駆動方式の駆動制御が採用されている（以下、この両電極間に印加される電圧を反転電圧と称す）。
この場合、反転電圧の中心電位レベルを基準レベル（両電極間の電位差が０Ｖのレベル）に一致させて、反転電圧の基準レベルに対する正側及び負側の振幅比を対称にすることによって表示画面のちらつき（フリッカ）は抑制される。

比較的大型の液晶表示装置においては、フリッカ防止策として、１画素（ドット）毎に電圧を反転するドット反転駆動方式を採用したり、或いは駆動周波数をより高く設定することなどが一般に行われている。ところが、斯様な対策では、高耐圧のドライバが必要となったり、消費電力が大きくなるという問題があることから、比較的小型の液晶表示装置ではライン反転駆動方式を採用している。
例えば、特許文献１には、予めコモン電極に印加する中心電位レベルを、フリッカが顕著に発生するように設定しておき、その状態からフリッカが最小となるように中心電位をシフトして調整する構成が開示されている。
特開２００２−１４９１２３号公報

特許文献１に開示されているようにしてフリッカ調整を行なえば、その調整を行なうために表示させていた画面や周辺環境下ではフリッカを最小にできる。しかしながら、実際の表示を行う状況では、そのとき使用するバックライトが有している輝度むらや、ユーザの視覚に応じた輝度の変化などが不定要素として存在するため、必ずしもフリッカを最小レベルに抑制できているとは限らない。更に、ある画像パターンではフリッカが最小になっているとしても、別の画像パターンでは輝度差があるため少なからずフリッカが発生してしまう場合がある。特に、大型の液晶表示装置では上記の問題が顕著に現れることから、表示品質の低下を防止するためドット反転方式を採用しているという事情がある。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、フリッカの発生を、より柔軟な対応によって抑制することができる液晶表示装置を提供することにある。

請求項１記載の液晶表示装置によれば、ライン反転駆動方式を採用する場合に、画素電極及びコモン電極間に印加される反転電圧の中心電位レベルを１表示画面内で変更可能とする。従って、反転電圧の中心電位レベルを、各液晶表示装置個別の製造ばらつきや１つの表示画面内における表示形態などに応じてより適切に調整することが可能となり、フリッカを良好に抑制することができる。

請求項２記載の液晶表示装置によれば、１表示画面を垂直方向において複数の表示領域に分割し、各表示領域毎に中心電位レベルを変更するので、表示画面の垂直方向領域におけるフリッカの発生状態が異なる場合でも、各表示領域のフリッカを夫々抑制することが可能となる。

請求項３記載の液晶表示装置によれば、垂直同期信号の出力をトリガとして水平同期信号の出力数をカウントし、そのカウント値が所定の値となった場合に中心電位レベルを変更するので、水平方向のライン単位で表示領域を設定して、各領域のフリッカを抑制するように調整することができる。

請求項４記載の液晶表示装置によれば、１表示画面の水平方向において中心電位レベルを変更するので、フリッカの発生状態が画面の水平方向について異なる場合も、フリッカを抑制するように調整することができる。

請求項５記載の液晶表示装置によれば、水平同期信号の出力をトリガとして各画素に対応して出力されるドットクロックの出力数をカウントし、そのカウント値が所定の値となった場合に中心電位レベルを変更するので、表示画面の水平方向に並ぶ画素毎に、フリッカを抑制するように調整することができる。

請求項６記載の液晶表示装置によれば、１表示画面の所定部分毎に中心電位レベルを変更するので、１表示画面で任意の所定部分毎にフリッカの発生状態が異なる場合でも、各フリッカの発生を抑制するように調整することができる。

請求項７記載の液晶表示装置によれば、１表示画面の所定部分毎に映像信号レベルの平均値を求め、その平均値に応じた補正係数を乗じることで中心電位レベルを決定する。即ち、表示画面の所定部分毎に表示される画像の映像信号レベルと、フリッカの発生状態との間には相関を有している場合も想定される。従って、所定部分毎に映像信号レベルの平均値に応じた補正係数を乗じて夫々の中心電位レベルを決定すれば、フリッカの発生を所定部分毎に抑制することが可能となる。

以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明する。図１は、液晶表示装置１のブロック構成を示すものである。中心電位制御回路２は、マイクロコンピュータ（マイコン）を主体とした電子回路で構成されており、コモン信号の中心電位を制御する。また、中心電位制御回路２は、後述するようにフリッカ調整モードの場合に、タッチスイッチ３の操作状態に応じてコモン信号の中心電位を制御するようになっている。そして、タッチスイッチ３は、液晶パネル４の表示画面上に画像として表示されるスイッチシンボルの位置に合わせて設定されるようになっている。

映像生成回路５では、映像入力装置６より入力される画像データ信号が取り込まれ、映像信号、水平，垂直同期信号，コモン信号及び映像基準信号が生成される。そして、映像信号及び水平，垂直同期信号は液晶パネル４に出力され、コモン信号及び映像基準信号はコモン信号・映像基準信号増幅回路７（以下、信号増幅回路７と称す）に出力される。映像基準信号とは、交流的に変化する映像信号の基準電位を示す信号である。
液晶パネル４は、具体的には図示しないが、例えば特許文献１と同様に信号電極駆動回路及び走査電極駆動回路を内蔵しており、複数の信号電極と複数の走査電極（画素電極）との交点に薄膜トランジスタ及び液晶を用いた画素が配置される、所謂アクティブマトリクス方式の液晶表示部を有して構成されている。

信号増幅回路７では、映像生成回路５より入力されるコモン信号並びに映像基準信号が増幅される。次に、Ｄ／Ａコンバータ８を介して中心電位制御回路２より入力されるレベル調整信号に基づいて、増幅されたコモン信号の中心電位レベルのシフトが行われる。そして、このシフトされたコモン信号は、液晶パネル４のコモン電極に出力される。
また、ドットクロック生成回路９は、液晶パネル４の水平方向に並ぶ１ラインの画素数に応じたクロックパルスを出力するもので、例えば上記１ラインの画素数が「２５６」である場合、水平同期信号の出力周期内で２５６個のクロックパルスを中心電位制御回路２及び映像生成回路５に出力する。即ち、上記クロックパルスに基づいて、映像生成回路５により同期信号が生成出力される。

尚、液晶表示装置１では、電極間に印加する電圧を１ライン（水平方向の走査電極）毎に反転させる駆動方式を採用している。即ち、図３に示すように、映像生成回路５からは、１ライン毎に、基準レベル（電極間の電位差が０Ｖのレベル）に対して電位レベルの符号を反転させた映像信号（（ａ）参照）及びコモン信号（（ｂ）参照）が出力されるようになっている。これにより、電極間に印加される電圧は、基準レベルに対する正側及び負側における振幅比が対称となるような反転電圧となる（（ｃ）参照）。

図２は、中心電位制御回路２の内部構成を示すものである。水平同期カウンタ１１には水平並びに垂直同期信号が与えられている。水平同期カウンタ１１は、垂直同期信号の出力間隔で水平同期信号の出力数をカウントし、そのカウントデータは、２つの（マグニチュード）コンパレータ１２，１３に出力される。コンパレータ１２，１３は、そのカウントデータを、図４に示すように、液晶パネル４の表示画面を垂直方向の領域に３分割するためのデータであるデータＡ，Ｂと比較して、カウントデータが夫々データＡ，Ｂ以上になるとハイレベルを出力するようになっている。

即ち、図４において、液晶パネル４の上段は低輝度領域４Ｌ，中断は中輝度領域４Ｍ，下段は高輝度領域４Ｈに設定されており、低輝度領域４Ｌと中輝度領域４Ｍとの境界はラインＡ，中輝度領域４Ｍと高輝度領域４Ｈとの境界はラインＢとなっている。従って、中心電位制御回路２のコンパレータ１２，１３の出力結果に応じて、液晶パネル４のどの領域が走査されているのかが以下のように判る。
コンパレータ１２，１３の出力レベル 液晶パネル４の領域
Ｌ，Ｌ ４Ｌ
Ｈ，Ｌ ４Ｍ
Ｈ，Ｈ ４Ｈ
尚、データＡ，Ｂについては、液晶パネル４の表示領域境界が固定であれば固定データを与えれば良く、境界が可変である場合はデータレジスタに書き込んで設定すれば良い。

マルチプレクサ（ＭＰＸ）１４には、３つのデータレジスタ１５〜１７にセットされたデータが与えられている。各レジスタ１５〜１７には、液晶パネル４の各表示領域４Ｌ，４Ｍ，４Ｈに対応して出力すべき中心電位データが中心電位制御回路２の図示しないＣＰＵによって書き込まれる。そして、マルチプレクサ（ＭＰＸ）１４は、コンパレータ１２，１３の出力を受けて、上記ロジックに基づき、液晶パネル４の各表示領域４Ｌ，４Ｍ，４Ｈに対応するデータレジスタ１５〜１７の何れか１つを選択して出力する。

次に、本実施例の作用について図５乃至図７も参照して説明する。上述したように、中心電位制御回路２のデータレジスタ１５〜１７に対して、液晶パネル４の表示領域４Ｌ〜４Ｈに応じた中心電位データがセットされると、図５（ｄ）に示すように、各表示領域毎にコモン信号の中心電位が変動するように、Ｄ／Ａコンバータ８を介して信号増幅回路７に電圧が出力される。
その結果、コモン信号は、図５（ｃ）に示すように変動振幅は一定で、中心電位が変動する信号として液晶パネル４に出力される。すると、図３（ｃ）に示す反転電圧の中心電位が各表示領域毎に変動するので、その中心電位が各表示領域毎にフリッカを抑制するのに適切な電位にとなるようデータレジスタ１５〜１７にデータを設定すれば、各表示領域の状態に合わせてフリッカを抑制できる。

図６は、液晶パネル４についてフリッカ調整を行なう場合の手順を示すフローチャートであり、図７は、その場合の液晶パネル４の表示状態を示すものである。先ず、液晶表示装置１をフリッカ調整モードに設定すると、映像入力装置６は、液晶パネル４の領域４Ｌにテストパターン画像を表示させると共に、領域４Ｈにタッチスイッチ３のシンボル画像を表示させる（ステップＳ１，図７（ｂ）参照）。

フリッカ調整を行なう場合のテストパターン画像としては、水平方向の１ライン毎に白黒を交互に表示する反転画像パターンか、若しくは、各ラインにつき白黒割合が夫々５０％となるグレー画像が適している。そして、その状態で作業者にタッチスイッチ３を操作させ、表示領域４Ｌの調整を行なわせる。例えば、タッチスイッチ３の画面右側にタッチすると、画面上のカーソル表示が右方向に移動してコモン信号の中心電位が上昇し、タッチスイッチ３の画面左側にタッチすると、画面上のカーソル表示が左方向に移動して中心電位が下降するように設定する。

以上のようにして、作業者が表示領域４Ｌのテストパターンを参照しながらフリッカを視認できなくなる状態にした後、図示しない確定用スイッチを操作するなどして調整を終了すると（ステップＳ２：「ＹＥＳ」）、中心電位制御回路２は、その時点で出力していた中心電位データをデータレジスタ１５に書き込んでセットする（ステップＳ３）。尚、上記の調整を、図２に示す構成を利用して行う場合は、データレジスタ１５に最後に書き込んだデータをそのまま保持させれば良い。

それから、図７（ｃ）に示すように、今度は表示領域４Ｍにテストパターンを表示させて、作業者に同様の調整を行なわせる（ステップＳ４）、調整が終了すると（ステップＳ５：「ＹＥＳ」）、その時点で出力していた中心電位データをデータレジスタ１６に書き込んでセットする（ステップＳ６）。
続いて、図７（ｄ）に示すように、今度は表示領域４Ｈにテストパターンを表示させると共に表示領域４Ｌにタッチスイッチ３の画像を表示させて作業者に同様の調整を行なわせ（ステップＳ７）、調整が終了すると（ステップＳ８：「ＹＥＳ」）、その時点で出力していた中心電位データをデータレジスタ１７に書き込んでセットする（ステップＳ９）。以上でフリッカ調整作業が終了する。

上述のようにフリッカ調整を行なった結果、液晶表示装置１を図５に示すように動作させれば、液晶パネル４の各表示領域４Ｌ〜４Ｈの表示輝度が夫々異なる場合でも、各領域毎にフリッカを最適に抑制するようにコモン信号の中心電位を変化させて、画像を表示させることが可能となる。

以上のように本実施例によれば、液晶表示装置１がライン反転駆動方式を採用する場合に、中心電位制御回路２は、液晶パネル４の各画素電極間に印加される反転電圧の中心電位レベルを、１表示画面内おいて複数の表示領域に分割した各領域毎に変更するようにした。従って、各液晶表示装置１個別の製造ばらつきや１つの表示画面内における表示形態などにより、垂直方向領域におけるフリッカの発生状態が異なる場合でも、フリッカを夫々良好に抑制することができる。
具体的には、中心電位制御回路２は、垂直同期信号の出力をトリガとして水平同期信号の出力数をカウントし、そのカウント値が所定の値となった場合に中心電位レベルを変更するので、水平方向のライン単位で表示領域を設定して、各領域のフリッカを抑制するように調整することができる。

本発明は上記し又は図面に記載した実施例にのみ限定されるものではなく、以下のような変形が可能である。
例えば、１表示画面の水平方向において表示領域を複数に分割した場合についても、同様に各表示領域についてフリッカを抑制するように調整できる。その場合には、水平同期信号の出力をトリガとしてドットクロックの出力数をカウントし、そのカウント値が所定の値となった場合に中心電位レベルを変更すれば良い。
また、垂直方向と水平方向とで分割した表示領域を組み合わることで、１表示画面の所定部分毎に中心電位レベルを変更すれば、表示画面で任意の所定部分毎にフリッカの発生状態が異なる場合でも、その発生を抑制するように調整できる。

また、例えば、１表示画面の所定部分毎に映像信号レベルの平均値を求め、その平均値に応じた補正係数を乗じることで中心電位レベルを決定すれば、上記と同様に、１表示画面の所定部分毎にフリッカの発生を抑制することができる。即ち、表示画面の所定部分毎に表示される画像の映像信号レベルと、フリッカの発生状態との間には相関を有している場合も想定される。
従って、例えば、映像信号入力装置６より出力される映像信号について、ライン，ドット，フレームなどを単位とする映像信号レベルの平均値に応じた補正係数を、中心電位制御回路２内部のメモリに記憶させておく。そして、中心電位制御回路２において上記平均値を演算し、当該平均値に前記補正係数を乗じることで夫々の中心電位レベルを決定すれば、フリッカの発生を所定部分毎に抑制することが可能となる（この場合、中心電位制御回路２に対しても映像信号を入力する必要がある）。
コモン信号に替えて、映像基準信号の中心電位レベルを変化させる場合でも、同様の効果を得ることができる。

本発明の一実施例であり、液晶表示装置のブロック構成を示す図 中心電位制御回路の内部構成を示す図 液晶パネルの画素に印加される映像信号、コモン信号、反転電圧の各波形を示す図 液晶パネルの表示領域を、表示輝度に応じて垂直方向に３分割した状態を示す図 液晶表示装置を実動作させた場合の各信号波形を示す図 液晶パネルのフリッカ調整を行なう場合の手順を示すフローチャート フリッカ調整を行なう場合の液晶パネルの表示状態を示す図

符号の説明

図面中、１は液晶表示装置、２は中心電位制御回路、４は液晶パネル、９はドットクロック生成回路、１１は水平同期カウンタを示す。

Claims (7)

1. コモン電極とこれに対向してマトリクス状に配置された個別に制御可能な複数の画素電極との間に液晶を注入した液晶パネルの前記コモン電極及び前記画素電極間に、各ライン毎に電圧を反転させながら印加する反転駆動方式を採用する液晶表示装置において、
   前記画素電極及び前記コモン電極間に印加される反転電圧の中心電位レベルを、１表示画面内で変更可能となるように構成したことを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記１表示画面を、垂直方向において複数の表示領域に分割し、
   前記各表示領域毎に、前記中心電位レベルを変更することを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
3. 垂直同期信号の出力をトリガとして水平同期信号の出力数をカウントし、そのカウント値が所定の値となった場合に、前記中心電位レベルを変更することを特徴とする請求項２記載の液晶表示装置。
4. 前記１表示画面の水平方向において、前記中心電位レベルを変更することを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の液晶表示装置。
5. 水平同期信号の出力をトリガとして各画素に対応して出力されるドットクロックの出力数をカウントし、そのカウント値が所定の値となった場合に、前記中心電位レベルを変更することを特徴とする請求項４記載の液晶表示装置。
6. 前記１表示画面の所定部分毎に、前記中心電位レベルを変更することを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
7. 前記１表示画面の所定部分毎に映像信号レベルの平均値を求め、その平均値に応じた補正係数を乗じることで前記中心電位レベルを決定することを特徴とする請求項６記載の液晶表示装置。
   
   

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