JP2010039204A - 液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】使用する信号線の種類を従来よりも削減しつつ、従来と同等の表示駆動を実現することが可能な液晶表示装置を提供する。
【解決手段】タイミング生成部42が、有効データ信号と埋め込み同期信号とを含む映像信号Dinから、埋め込み同期信号を検出する。また、この埋め込み同期信号とクロック信号CLKとに基づいて、表示タイミング信号(データイネーブル信号DEおよびストローブ信号STV)を生成する。そして、有効データ信号とこの表示タイミング信号とに基づく駆動電圧を各画素20の液晶素子に対して印加し、表示駆動を行う。これにより、映像信号Dinおよびクロック信号CLKのみに基づいて、各画素20の液晶素子に対する表示駆動が行われる。
【選択図】図1
【解決手段】タイミング生成部42が、有効データ信号と埋め込み同期信号とを含む映像信号Dinから、埋め込み同期信号を検出する。また、この埋め込み同期信号とクロック信号CLKとに基づいて、表示タイミング信号(データイネーブル信号DEおよびストローブ信号STV)を生成する。そして、有効データ信号とこの表示タイミング信号とに基づく駆動電圧を各画素20の液晶素子に対して印加し、表示駆動を行う。これにより、映像信号Dinおよびクロック信号CLKのみに基づいて、各画素20の液晶素子に対する表示駆動が行われる。
【選択図】図1
Description
本発明は、映像信号に基づいて映像表示を行う液晶表示装置に関する。
近年、液晶を用いた表示素子(液晶素子)を駆動することによって映像表示を行う液晶表示装置が広く活用されている。このような液晶表示装置では、ガラス等の基板間に封止した液晶層において、液晶分子の配列を変化させることにより光源からの光を透過、変調させて表示を行っている。
ここで、従来のアクティブマトリクス型の液晶表示装置では、装置側I/F(インタフェース)から入力される映像信号が、タイミングコントローラを介してソースドライバに供給されることにより、常に装置側からの映像信号を表示し続けるようになっている(例えば、特許文献1)。このような従来の駆動方式では、タイミングを規定する信号(同期信号)として、画像の同期信号であり有効データ期間を表すデータイネーブル信号DEと、水平周期同期信号Hsyncと、垂直周期同期信号Vsyncとが用いられている。
また、最近では、水平周期同期信号Hsyncおよび垂直周期同期信号Vsyncを用いずに、データイネーブル信号DEのみを同期信号として用いるようにした駆動方式も提案されている。
ここで、データイネーブル信号DEのみを同期信号として用いた駆動方式では、特許文献1による駆動方式と比べ、同期信号を供給するための同期信号線が削減されている。したがって、削減した同期信号線の代わりに、別の付加価値を設けるための制御信号線などを追加することも可能となる。他方、信号線を削減した状態で使用すれば、省スペース化や低コスト化に寄与するになる。
ところが、液晶表示装置における更なる高付加価値化や省スペース化、低コスト化などの要求により、表示駆動に用いる信号線の本数(種類)においても、更なる削減が望まれていた。
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、使用する信号線の種類を従来よりも削減しつつ、従来と同等の表示駆動を実現することが可能な液晶表示装置を提供することにある。
本発明の液晶表示装置は、全体としてマトリクス状に配置され、各々が液晶素子を有する複数の画素と、画像を表示するための有効データ領域に対応する有効データ信号と、有効データ領域の外縁に位置するブランク領域内において有効データ領域における各水平ライン方向の先頭位置を示す埋め込み同期信号と、を含む入力映像信号から、埋め込み同期信号を検出する信号検出部と、この信号検出部により検出された埋め込み同期信号と、外部から入力されたクロック信号とに基づいて、表示タイミング信号を生成する信号生成部と、有効データ信号と信号生成部により生成された表示タイミング信号とに基づく駆動電圧を、各画素の液晶素子に対して印加することにより表示駆動を行う駆動部とを備えたものである。
本発明の液晶表示装置では、上記有効データ領域に対応する有効データ信号と、上記ブランク領域内において有効データ領域における各水平ライン方向の先頭位置を示す埋め込み同期信号とを含む入力映像信号から、埋め込み同期信号が検出される。また、この検出された埋め込み同期信号と上記クロック信号とに基づいて、表示タイミング信号が生成される。そして、有効データ信号とこの生成された表示タイミング信号とに基づく駆動電圧が、各画素の液晶素子に対して印加され、表示駆動が行われる。すなわち、上記埋め込み同期信号を含む入力映像信号とクロック信号とのみに基づいて、各画素の液晶素子に対する表示駆動が可能となり、表示タイミングを規定する同期信号(表示タイミング信号)を外部から供給する必要がなくなる。
本発明の液晶表示装置によれば、上記有効データ信号と上記埋め込み同期信号とを含む入力映像信号から埋め込み同期信号を検出すると共に、この埋め込み同期信号と上記クロック信号とに基づいて表示タイミング信号を生成し、上記有効データ信号とこの表示タイミング信号とに基づく駆動電圧を各画素の液晶素子に対して印加することによって表示駆動を行うようにしたので、上記入力映像信号およびクロック信号のみに基づいて、各画素の液晶素子に対する表示駆動を行うことができる。よって、使用する信号線の種類を従来よりも削減しつつ、従来と同等の表示駆動を実現することが可能となる。
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。
図1は、本発明の一実施の形態に係る液晶表示装置(液晶表示装置1)の全体構成を表すものである。この液晶表示装置1は、液晶表示パネル2と、バックライト部3と、タイミングコントローラ4と、ソースドライバ51およびゲートドライバ52と、バックライト駆動部6とを備えている。
液晶表示パネル2は、後述するソースドライバ51およびゲートドライバ52から供給される駆動信号によって、外部から入力された映像信号Dinに基づく映像表示を行うものであり、マトリクス状に並んで配置された複数の画素20を含んで構成されている。また、各画素20内には、後述する画素回路ユニットが形成されている。なお、この画素回路ユニットの詳細構成については、後述する。
バックライト部3は、液晶表示パネル2に対して光を照射する光源であり、例えばCCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp:冷陰極蛍光ランプ)やLED(Light Emitting Diode:発光ダイオード)などを含んで構成される。
タイミングコントローラ4は、I/O部41と、タイミング生成部42と、画像処理部43と、基準電源部45と、DC/DCコンバータ46とを有している。このタイミングコントローラ4は、外部から供給される映像信号Din(輝度信号)およびクロック信号CLKに基づいて後述する所定の信号処理を施すことにより、RGB信号である映像信号Doutと、ソースドライバ51およびゲートドライバ52において用いられるタイミング信号(後述するストローブ信号STVおよびデータイネーブル信号DE)とを生成するものである。このタイミングコントローラ4はまた、外部からの電源電圧Vccの供給に基づいて、ソースドライバ51およびゲートドライバ52において用いられる電圧を生成するようになっている。
I/O部41は、映像信号Dinおよびクロック信号CLKをそれぞれ入力し、タイミング生成部42へ供給するものである。なお、詳細は後述するが、本実施の形態の映像信号Dinには、有効データ信号(RGB信号)に加え、有効データ領域における各水平ライン方向の先頭位置を示す埋め込み同期信号が含まれるようになっている。
タイミング生成部42は、I/O部41から供給された映像信号Dinおよびクロック信号CLKに基づいて所定の信号処理を行うものである。具体的には、映像信号Dinを画像処理部43へ供給すると共に、ソースドライバ51およびゲートドライバ52の表示タイミング信号を生成し、この表示タイミング信号およびクロック信号CLKをソースドライバ51およびゲートドライバ52へ供給するものである。より具体的には、タイミング生成部42は、上記した有効データ信号および埋め込み同期信号を含む映像信号Dinから、埋め込み同期信号を検出すると共に、この検出した埋め込み同期信号とクロック信号CLKとに基づいて、表示タイミング信号(後述するデータイネーブル信号DEおよびストローブ信号STV)を生成するようになっている。なお、このタイミング生成部42の詳細構成については、後述する。
画像処理部43は、タイミング生成部42から供給される映像信号Dinに対して所定の画像処理(例えば、ホワイトバランス調整処理や、コントラスト改善処理など)を施すことにより、RGB信号である映像信号Doutを生成するものである。
基準電源部45は、電源電圧Vccに基づいて、DC/DCコンバータ46の基準電圧である基準電圧Vrefを生成するものである。
DC/DCコンバータ46は、供給される基準電圧Vrefに基づいて所定の直流電圧変換を行うことにより、ソースドライバ51の電源電圧およびゲートドライバ52において用いられる電圧(ゲートオン電圧Vonおよびゲートオフ電圧Voff)をそれぞれ生成し、ソースドライバ51およびゲートドライバ52へ供給するものである。
ソースドライバ51は、タイミング生成部42から供給されるタイミング信号(クロック信号CLKおよびデータイネーブル信号DE)に従って、画像処理部43から映像信号Doutを入力すると共に、この映像信号Doutに基づく駆動電圧(ソース電圧)を液晶表示パネル2の各画素20へ供給するものである。
ゲートドライバ52は、タイミング生成部42から供給されるタイミング信号(クロック信号CLKおよびストローブ信号STV)に従って、DC/DCコンバータ46からの供給電圧(ゲートオン電圧Vonおよびゲートオフ電圧Voff)に基づき、液晶表示パネル2内の各画素20を後述するゲート線に沿って線順次駆動するものである。なお、このゲートドライバ52の詳細構成については、後述する。
バックライト駆動部6は、バックライト部3の点灯動作を制御するものであり、例えばインバータ回路を含んで構成されている。
次に図2を参照して、各画素20に形成された画素回路ユニット(液晶表示素子)の構成について詳細に説明する。図2は、画素20内の画素回路ユニットの回路構成例を表したものである。なお、図中の符号m,nはそれぞれ自然数を表しており、画素20(m,n)は、複数の画素20のうちの座標(m,n)に位置する画素を表している。
画素20(m,n)には、主容量素子として機能する液晶素子LCと、補助容量素子Csと、TFT素子Q(m,n)とからなる画素回路ユニットが形成されている。また、この画素20(m,n)には、1本のゲート線G(n)と、1本のソース線S(m)と、1本の補助容量線Cs(n)とが接続されている。ゲート線G(n)は、駆動対象の画素回路ユニットを線順次で選択して、その画素回路ユニット内のTFT素子Qをゲートオン電圧Vonにより選択的にオン状態にすると共に、このTFT素子Qをゲートオフ電圧Voffにより選択的にオフ状態にするためのものである。ソース線S(m)は、駆動対象の画素回路ユニットに対し、その画素回路ユニット内のTFT素子Qを介して画像データ(映像信号Dout)を供給するためのものである。補助容量線Cs(n)は、ゲート線G(n)に沿って延在する各画素回路ユニット内の補助容量素子Csに接続されている。
液晶素子LCは、ソース線S(m)からTFT素子Q(m,n)を介して一端に供給される映像信号Doutに応じて、表示のための動作を行う(表示光を射出する)表示要素として機能している。この液晶素子LCは、液晶層(図示せず)と、この液晶層を挟む一対の電極(図示せず)とを含んで構成されている。これら一対の電極のうちの一方(一端)側は、接続線L1を介してTFT素子Q(m,n)のソースおよび補助容量素子Csの一端に接続されている。また、一対の電極のうちの他方(他端)側は、コモン電極VCOMに接続されている。なお、上記液晶層は、例えばTN(Twisted Nematic)モードやVA(Vertical Alignment)モードの液晶などにより構成される。
補助容量素子Csは、液晶素子LCの蓄積電荷を安定化させるための容量素子である。この補助容量素子の一端(一方の電極)は、接続線L1を介して液晶素子LCの一端およびTFT素子Q(m,n)のソースに接続されている。また、補助容量素子の他端(対向電極)は、補助容量線Cs(n)に接続されている。
TFT素子Q(m,n)は、MOS−FET(Metal Oxide Semiconductor−Field Effect Transistor)により構成されている。このTFT素子Q(m,n)では、ゲートがゲート線G(n)に接続され、ソースが接続線L1を介して液晶素子LCの一端および補助容量素子Csの一端に接続され、ドレインがソース線S(m)に接続されている。TFT素子Q(m,n)は、液晶素子LCの一端および補助容量素子Csの一端に対して映像信号Doutを供給するためのスイッチング素子として機能している。具体的には、ゲートドライバ52からゲート線G(n)を介して供給される選択信号(ゲート信号)に応じて、ソース線S(m)と画素20(m,n)内の液晶素子LCおよび補助容量素子Csの一端同士との間を選択的に導通させる(オン状態にする)ようになっている。
次に図3〜図6を参照して、タイミング生成部42の回路構成の詳細について説明する。図3に示したように、タイミング制御部42は、ライン開始パルス生成部421と、フレーム開始パルス生成部422と、DE生成部423とを有している。なお、ここでは、映像信号Dinが、赤色(R)表示用のR信号(赤色用映像信号Rdata)と、緑色(G)表示用のG信号(緑色用映像信号Gdata)と、青色(B)表示用のB信号(青色用映像信号Bdata)とから構成されているものとする。
ライン開始パルス生成部421は、映像信号Din(赤色用映像信号Rdata、緑色用映像信号Gdataおよび青色用映像信号Bdata)に含まれる埋め込み同期信号と、クロック信号CLKとに基づいて、各水平ライン方向の表示駆動の開始位置を示すライン開始パルスHstを生成するものである。このライン開始パルス生成部421は、図4に示したように、8つのフリップフロップ(FF)回路FF11〜F18と、3つの排他的論理和回路ExOR11〜ExOR13と、2つのアンド(論理和)回路AND11,AND12とを有している。
FF回路FF11では、データ入力端子Dには赤色用映像信号Rdataが入力され、クロック端子CKにはクロック信号CLKが入力され、出力端子Qからは信号S11が出力されている。FF回路FF12では、データ入力端子Dには信号S11が入力され、クロック端子CKにはクロック信号CLKが入力され、出力端子Qからは信号S11が出力されている。排他的論理和回路ExOR11では、信号S11,S12がそれぞれ入力され、信号S13が出力されている。
FF回路FF13では、データ入力端子Dには緑色用映像信号Gdataが入力され、クロック端子CKにはクロック信号CLKが入力されている。FF回路FF14では、データ入力端子Dには、FF回路13の出力端子Qからの出力信号が入力され、クロック端子CKにはクロック信号CLKが入力されている。排他的論理和回路ExOR12では、FF回路13の出力端子Qからの出力信号およびFF回路14の出力端子Qからの出力信号がそれぞれ入力されている。
FF回路FF15では、データ入力端子Dには青色用映像信号Bdataが入力され、クロック端子CKにはクロック信号CLKが入力されている。FF回路FF16では、データ入力端子Dには、FF回路15の出力端子Qからの出力信号が入力され、クロック端子CKにはクロック信号CLKが入力されている。排他的論理和回路ExOR13では、FF回路15の出力端子Qからの出力信号およびFF回路16の出力端子Qからの出力信号がそれぞれ入力されている。
アンド回路AND11では、排他的論理和回路ExOR11から出力される信号S13と、排他的論理和回路ExOR12からの出力信号と、排他的論理和回路ExOR13からの出力信号とがそれぞれ入力され、信号S14が出力されている。
FF回路FF17では、データ入力端子Dには、アンド回路AND11から出力される信号S14が入力され、クロック端子CKにはクロック信号CLKが入力され、出力端子Qからは信号S15が出力されている。FF回路FF18では、データ入力端子Dには、FF回路17の出力端子Qからの出力信号が入力され、クロック端子CKにはクロック信号CLKが入力され、出力端子Qからは信号S16が出力されている。アンド回路AND12では、FF回路17からの出力信号S15およびFF回路18からの出力信号S16がそれぞれ入力され、ライン開始パルスHstが出力されている。
一方、フレーム開始パルス生成部422は、ライン開始パルス生成部421から供給されるライン開始パルスHstと、クロック信号CLKとに基づいて、各フレーム期間における垂直ライン方向の表示駆動を開始させるための表示タイミング信号であるフレーム開始パルス(STV信号;ストローブ信号)を生成するものである。このフレーム開始パルス生成部422は、図5に示したように、カウンタCNT2と、デコーダDEC2と、JKフリップフロップ(FF)回路JKFF2と、アンド(論理和)回路AND2とを有している。
カウンタCNT2では、リセット端子RSTにはライン開始パルスHstの反転信号が入力され、クロック端子CKにはクロック信号CLKが入力されている。このカウンタCNT2は、後述するV(垂直)ブランク期間(例えば、少なくとも2H(水平)期間)に対応するクロック信号CLKの数をカウントするためのものである。
デコーダDEC2では、カウンタCNT2の出力端子OUTからの出力信号がデコードされ、デコードされた信号S21が出力されている。このデコーダDEC2は、カウンタCNT2からの出力信号(CLK信号のカウント数)が、上記したように、予め設定されたV(垂直)ブランク期間に対応するクロック信号CLKの数に到達したときに、「H(ハイ)」を示す信号S21を出力するものである。
JKFF回路JKFF2では、J端子にはライン開始パルスHstが入力され、K端子にはデコーダDEC2から出力される信号S21が入力され、クロック端子CKにはクロック信号CLKが入力され、出力反転端子QBからは信号S22が出力されている。
アンド回路AND2では、JKFF回路JKFF2から出力される信号S22と、ライン開始パルスHstとが入力され、ストローブ信号Hstが出力されている。
また、DE生成部423は、ライン開始パルス生成部421から供給されるライン開始パルスHstと、クロック信号CLKとに基づいて、映像信号Din(赤色用映像信号Rdata、緑色用映像信号Gdataおよび青色用映像信号Bdata)に含まれる有効データ信号に同期した表示タイミング信号である、データイネーブル信号DEを生成するものである。このDE生成部423は、図6に示したように、カウンタCNT3と、デコーダDEC3と、JKフリップフロップ(FF)回路JKFF3とを有している。
カウンタCNT3では、リセット端子RSTにはライン開始パルスHstの反転信号が入力され、クロック端子CKにはクロック信号CLKが入力されている。このカウンタCNT3は、後述する1H(水平)期間内の有効データ期間に対応するクロック信号CLKの数をカウントするためのものである。
デコーダDEC3では、カウンタCNT3の出力端子OUTからの出力信号がデコードされ、デコードされた信号S3が出力されている。このデコーダDEC3は、カウンタCNT3からの出力信号(CLK信号のカウント数)が、上記したように、予め設定された1H(水平)期間内の有効データ期間に対応するクロック信号CLKの数に到達するまでの間、「H(ハイ)」を示す信号S3を出力するものである。
JKFF回路JKFF3では、J端子にはライン開始パルスHstが入力され、K端子にはデコーダDEC3から出力される信号S3が入力され、クロック端子CKにはクロック信号CLKが入力され、出力端子Qからはデータイネーブル信号DEが出力されている。
次に図7を参照して、ゲートドライバ52の回路構成の詳細について説明する。ゲートドライバ52は、図7に示したシフトレジスタ部521と、図示しない出力部とを含んで構成されている。
シフトレジスタ部521は、タイミング生成部42から供給されるストローブ信号STVおよびクロック信号CLKに基づいて、順次異なるタイミングで「H」状態となるストローブ信号STV1,STV2,STV3,STV4,…を生成するものである。このシフトレジスタ部521は、複数のフリップフロップ(FF)回路(例えば、図7に示したFF回路FF41〜FF45,…)を含んで構成されている。FF回路FF41のデータ入力端子Dにはストローブ信号STVが供給されると共に、各FF回路FF41〜FF45,…のクロック端子CKには、クロック信号CLKが互いに並列に供給されるようになっている。また、FF回路FF41のデータ出力端子Qからはストローブ信号STV1が出力され、このストローブ信号STV1は、FF回路FF42のデータ入力端子Dに供給されるようになっている。同様に、FF回路FF2のデータ出力端子Qからはストローブ信号STV2が出力され、このストローブ信号STV2は、FF回路FF43のデータ入力端子Dに供給されるようになっている。FF回路FF43のデータ出力端子Qからはストローブ信号STV3が出力され、このストローブ信号STV3は、FF回路FF44のデータ入力端子Dに供給されるようになっている。FF回路FF44のデータ出力端子Qからはストローブ信号STV4が出力され、このストローブ信号STV4は、FF回路FF45のデータ入力端子Dに供給されるようになっている。
なお、図示しない出力部は、シフトレジスタ部521から供給されるストローブ信号STV1,STV2,STV3,STV4,…およびDC/DCコンバータ46から供給されるゲートオン電圧Vonおよびゲートオフ電圧Voffに基づいて、ゲートドライバ52の出力信号であるゲート信号(ゲート電圧VG(1),VG(2),…)を生成するものである。
ここで、タイミング生成部42が本発明における「信号検出部」および「信号生成部」の一具体例に対応する。また、ソースドライバ51およびゲートドライバ52が、本発明における「駆動部」の一具体例に対応する。
次に、本実施の形態の液晶表示装置1の作用および効果について説明する。
まず、図1および図2を参照して、液晶表示装置1の基本動作について説明する。
この液晶表示装置1では、図1に示したように、タイミングコントローラ4において、外部からの映像信号Dinおよびクロック信号CLKに基づいて所定の信号処理が施され、映像信号Doutおよびタイミング信号(ストローブ信号STVおよびデータイネーブル信号DE)が生成される。また、それと共に、電源電圧Vccの供給に基づいて、ソースドライバ51およびゲートドライバ52において用いられる電圧が生成される。
具体的には、まず、I/O部41を介して入力した映像信号Dinおよびクロック信号CLKに基づいて、タイミング処理部42が、ストローブ信号STVおよびデータイネーブル信号DEをそれぞれ生成する。このストローブ信号STVは、クロック信号CLKと共にゲートドライバ52へ出力される。また、データイネーブル信号DEは、クロック信号CLKと共にソースドライバ51へ出力される。また、それと共に、映像信号Dinが画像処理部43へ出力される。
次に、画像処理部43は、映像信号Dinに対して所定の画像処理(例えば、ホワイトバランス調整処理や、コントラスト改善処理など)を施し、RGB信号である映像信号Doutを生成する。
一方、基準電源部45により供給される基準電圧Vrefに基づいて、DC/DCコンバータ46は直流電圧変換を行う。そして、生成されたソースドライバ51の電源電圧が、ソースドライバ51へ供給されると共に、生成されたゲートオン電圧Vonおよびゲートオフ電圧Voffがそれぞれ、ゲートドライバ52へ供給される。
ここで、ゲートドライバ52は、タイミング生成部42から供給されるストローブ信号STVおよびクロック信号CLKと、DC/DCコンバータ46から供給されるゲートオン電圧Vonおよびゲートオフ電圧Voffに基づいて、ゲート電圧を生成する。そして、そのようにして生成されたゲート電圧は、各ゲート線に沿って液晶表示パネル2の各画素20へ供給される。
一方、ソースドライバ51は、タイミング生成部42から供給されるデータイネーブル信号DEおよびクロック信号CLKに従って、画像処理部43から映像信号Doutを入力し、この映像信号Doutに基づく駆動電圧(ソース電圧)を生成する。そして、そのようにして生成されたソース電圧は、ソース線に沿って液晶表示パネル2の各画素20へ供給される。
ここで、ゲートドライバ52およびソースドライバ51から出力される各画素20内への駆動電圧(ゲート電圧およびソース電圧)によって、各画素20に対する線順次表示駆動動作が行われる。すなわち、映像信号Doutに含まれる有効データ信号と、タイミング生成部42により生成された表示タイミング信号(ストローブ信号STVおよびデータイネーブル信号DE)とに基づく駆動電圧が、各画素20の液晶素子に対して印加され、線順次表示駆動が行われる。具体的には、図2に示した画素20(n,m)内の画素回路ユニットでは、以下のようにしていわゆるライン反転駆動動作がなされる。
まず、ソースドライバ51からソース線S(m)を介して画素20(m,n)用の映像信号Doutが供給されると共に、ゲートドライバ52からゲート線G(n)を介して画素20(m,n)用の選択信号(具体的には、ゲート電圧VG(n)におけるゲートオン電圧Von)が供給されると、ゲート線G(n)にパルス状の電位(ゲートオン電圧Vonの電位)が発生する。これにより、TFT素子Q(m,n)がオン状態となり、接続線L1を介して映像信号Doutに基づく電流が流れ、液晶素子LCおよび補助容量素子Csの一端同士に電荷が蓄積される(画像データが供給される)。すなわち、映像信号Doutに基づく電圧が、画素20(m,n)内の液晶素子LCおよび補助容量素子Cs(m,n)の両端間にそれぞれ印加される。
次に、ゲート線G(n)により供給されるゲートオフ電圧VoffによってTFT素子Q(m,n)が選択的にオフ状態となると、ソース線S(m)からの映像信号Doutの供給が停止され、画素20(m,n)内の液晶素子LCおよび補助容量素子Cs(m,n)の両端間の電圧が保持される。
以上のような液晶表示パネル2における線順次表示駆動動作により、バックライト駆動部6の駆動動作によりバックライト部3から照射される照明光が、液晶表示パネル2により画素20ごとに変調され、表示光として液晶表示パネル2から出力される。これにより、映像信号Dinに基づく表示光により、映像表示がなされる。
次に、図1および図2に加え、図3〜図13を参照して、本発明の特徴的部分の1つである、タイミング生成部42によるタイミング信号の生成動作等の詳細について説明する。
最初に、図8を参照して、液晶表示パネル2(映像信号Din)における、水平期間(H期間、水平ライン方向)および垂直期間(V期間、垂直ライン方向)と、有効データ領域(有効データ期間)およびブランク領域(帰線期間、ブランク期間)との関係について説明する。本実施の形態の映像信号Dinには、画像を表示するための有効データ領域に対応する有効データ信号(RGB信号)に加え、有効データ領域の外縁に位置するブランク領域内(例えば、図中の符号P1で示したように、有効データ信号の2クロック前の期間)において、有効データ領域における各水平ライン方向の先頭位置を示す(具体的には、1クロック期間「H(ハイ)」状態となる)埋め込み同期信号が含まれるようになっている。また、ブランク期間(水平ブランク期間および垂直ブランク期間)では、映像信号Dinのデータは、常に一定状態を保持するようになっている。
ここで、本実施の形態のタイミング処理部42では、まず、ライン開始パルス生成部421において、例えば図9に示したようにして、映像信号Dinおよびクロック信号CLKに基づいてライン開始パルスHstが生成される。図9は、ライン開始パルス生成部421の動作をタイミング波形図で表したものであり、(A)はクロック信号CLKを、(B)〜(G)は図4中に示した信号S11〜S16を、(H)はライン開始パルスHstを、それぞれ表している。
このライン開始パルス生成部421では、映像信号Din(赤色用映像信号Rdata、緑色用映像信号Gdataおよび青色用映像信号Bdata)に含まれる埋め込み同期信号と、クロック信号CLKとに基づいて、各水平ライン方向の表示駆動の開始位置を示すライン開始パルスHstが生成される。この埋め込み同期信号とは、例えば図9(B)に示した信号S11に含まれる、有効データ信号の2クロック前の期間(タイミングt11〜t12の期間)に「H(ハイ)」状態となる同期信号のことである。ここでは、赤色用映像信号Rdata、緑色用映像信号Gdataおよび青色用映像信号Bdataの3つの信号それぞれについて、信号値の時間変化が監視されることにより、埋め込み同期信号が検出される。具体的には、赤色用映像信号Rdataにおいて埋め込み同期信号が検出されると、信号S13(図9(D))が変化し、「H」状態となる。そして、それと同期して(同時に)、緑色用映像信号Gdataおよび青色用映像信号Bdataにおいても埋め込み同期信号が検出されると、信号S14(図9(E))が変化し、「H」状態となる。これにより、映像信号Dinに含まれる埋め込み同期信号が検出され、信号S14に基づいてライン開始パルスHst(図9(H);タイミングt12〜t13の期間に「H」状態となる信号)が生成される。
次に、フレーム開始パルス生成部422では、例えば図10に示したようにして、クロック信号CLKおよびライン開始パルス生成部421から供給されるライン開始パルスHstに基づいて、フレーム開始パルスに対応するストローブ信号STVが生成される。図10は、フレーム開始パルス生成部422の動作をタイミング波形図で表したものであり、(A)はクロック信号CLKを、(B)ライン開始パルスHstを、(C),(D)は図5中に示した信号S21,S22を、(E)はストローブ信号STVを、それぞれ表している。
このフレーム開始パルス生成部422では、ライン開始パルス生成部421から供給されるライン開始パルスHstと、クロック信号CLKとに基づいて、各フレーム期間における垂直ライン方向の表示駆動を開始させるための表示タイミング信号であるフレーム開始パルス(STV信号;ストローブ信号)が生成される。ここでは、水平ブランク期間および垂直のブランク期間では、映像信号Dinのデータが常に一定状態を保持する(データが変化しない)ことを利用し、最低2水平期間の間データの変化がない場合に、垂直ブランク期間であると判断する。具体的には、カウンタCNT2では、ライン開始パルスHstの入力によりリセットされる(例えば、図10中のタイミングt21〜t22の期間)と共に、クロック信号CLKの数がカウントされる(例えば、タイミングt22〜t23の期間)。また、デコーダDEC2では、カウンタCNT2からの出力信号がデコードされ、デコードされた信号S21が出力される。すなわち、カウンタCNT2からの出力信号(CLK信号のカウント数)が、予め設定されたV(垂直)ブランク期間に対応するクロック信号CLKの数に到達したときに、「H(ハイ)」を示す信号S21が出力される(例えば、タイミングt23〜t24の期間)。そして、これによりJKFF回路JKFF2からの出力信号S22が「H状態」になると共に、この信号S22が「H状態」である期間(例えば、タイミングt24以降の期間)内にライン開始パルスHstが入力されることにより、有効データ領域内の1ライン目の先頭部分を示すフレーム開始パルスである、ストローブ信号STVが生成される(例えば、タイミングt25〜t26の期間)。
一方、このような動作と並行して、DE生成部423では、例えば図11に示したようにして、クロック信号CLKおよびライン開始パルス生成部421から供給されるライン開始パルスHstに基づいて、データイネーブル信号DEが生成される。図11は、DE生成部423の動作をタイミング波形図で表したものであり、(A)はクロック信号CLKを、(B)ライン開始パルスHstを、(C)は図6中に示した信号S3を、(E)はデータイネーブル信号DEを、それぞれ表している。
このDE生成部423では、ライン開始パルス生成部421から供給されるライン開始パルスHstと、クロック信号CLKとに基づいて、映像信号Din(赤色用映像信号Rdata、緑色用映像信号Gdataおよび青色用映像信号Bdata)に含まれる有効データ信号に同期した表示タイミング信号である、データイネーブル信号DEが生成される。具体的には、カウンタCNT3では、ライン開始パルスHstの入力によりリセットされる(例えば、図11中のタイミングt31〜t32,t35〜t36の期間)と共に、クロック信号CLKの数がカウントされる(例えば、タイミングt32〜t33の期間)。また、デコーダDEC3では、カウンタCNT3からの出力信号がデコードされ、デコードされた信号S3が出力される。すなわち、カウンタCNT3からの出力信号(CLK信号のカウント数)が、予め設定された1H(水平)期間内の有効データ期間に対応するクロック信号CLKの数に到達するまでの間、「H(ハイ)」を示すデータイネーブル信号DEが出力される(例えば、タイミングt32〜t34,t36以降の期間)。
このようにして、本実施の形態の液晶表示装置1では、例えば図12に示したような水平周期タイミングおよび垂直周期タイミングにより、表示駆動動作が行われる。この図12は、液晶表示装置1全体における水平周期タイミング(図12(A)〜(E)に対応)および垂直周期タイミング(図12(F)〜(J)に対応)をタイミング波形図で表したものであり、(A)はクロック信号CLKを、(B)〜(D)および(F)〜(H)はそれぞれ赤色用映像信号Rdata,緑色用映像信号Gdata,青色用映像信号Bdataを、(E)および(I)はそれぞれデータイネーブル信号DEを、(J)はストローブ信号STVを、それぞれ表している。
すなわち、本実施の形態の液晶表示装置1では、映像信号Din(赤色用映像信号Rdata、緑色用映像信号Gdataおよび青色用映像信号Bdata)に含まれる埋め込み同期信号と、クロック信号CLKとに基づいて、有効データ領域に同期した表示タイミング信号であるデータイネーブル信号DEが生成される。そして、このデータイネーブル信号DEは、例えば図中のタイミングt41〜t48に示したように、水平周期タイミングにおいて表示駆動に用いられる。
一方、映像信号Dinに含まれる埋め込み同期信号とクロック信号CLKとに基づいて、各フレーム期間における垂直ライン方向の表示駆動を開始させるための表示タイミング信号である、ストローブ信号STVが生成される。そして、上記データイネーブル信号DEと、このストローブ信号STVとが、例えば図中のタイミングt51〜t54に示したように、垂直周期タイミングにおいて表示駆動に用いられる。
このようにして、本実施の形態の液晶表示装置1では、映像信号Dinおよびクロック信号CLKに基づいて、有効データ領域、水平ブランク期間および垂直ブランク期間の判別が行えるため、従来の液晶表示装置のようにデータイネーブル信号DEを外部から供給することなく、表示駆動が実現される。
また、このようにして生成されたストローブ信号STVを用いて、ゲートドライバ52では、例えば図13に示したようなゲート電圧が生成される。この図13は、ゲートドライバ52の動作をタイミング波形図で表したものであり、(A)はクロック信号CLKを、(B)〜(F)はストローブ信号STV,STV1〜STV4を、(G)〜(I)はゲート信号G(1)〜G(3)の電圧を示すゲート電圧VG(1)〜VG(3)を、それぞれ表している。
すなわち、ゲートドライバ52において、まず、図7に示したシフトレジスタ部521では、フレーム開始パルス生成部422から供給されるストローブ信号STVおよびクロック信号CLKに基づき、例えば図13(C)〜(F)にそれぞれ示したようなタイミング波形(タイミングt60〜t65)からなるストローブ信号STV1〜STV4等が生成される。そして、次に図示しない出力部では、シフトレジスタ部521から供給されるストローブ信号STV1,STV2,STV3,STV4,…およびDC/DCコンバータ46から供給されるゲートオン電圧Vonおよびゲートオフ電圧Voffに基づいて、例えば図13(G)〜(I)にそれぞれ示したようなタイミング波形(タイミングt61〜t65)からなるゲート電圧VG(1),VG(2),VG(3),…が生成される。
このようにして本実施の形態の液晶表示装置1では、有効データ領域に対応する有効データ信号と、ブランク領域内において有効データ領域における各水平ライン方向の先頭位置を示す埋め込み同期信号とを含む映像信号Dinから、埋め込み同期信号が検出される。また、この検出された埋め込み同期信号とクロック信号CLKとに基づいて、ソースドライバ51およびゲートドライバ52において用いられる表示タイミング信号(データイネーブル信号DEおよびストローブ信号STV)が生成される。そして、有効データ信号とこの生成された表示タイミング信号とに基づく駆動電圧が、ソースドライバ51およびゲートドライバ52によって各画素20の液晶素子に対して印加され、表示駆動が行われる。すなわち、埋め込み同期信号を含む映像信号Dinとクロック信号CLKとのみに基づいて、各画素20の液晶素子に対する表示駆動が可能となり、データイネーブル信号DEおよびストローブ信号STVのような表示タイミング信号を、従来のように外部から供給する必要がなくなる。
以上のよう本実施の形態では、有効データ信号と埋め込み同期信号とを含む映像信号Dinから埋め込み同期信号を検出すると共に、この埋め込み同期信号とクロック信号CLKとに基づいて表示タイミング信号(データイネーブル信号DEおよびストローブ信号STV)を生成し、有効データ信号とこの表示タイミング信号とに基づく駆動電圧を各画素20の液晶素子に対して印加することによって表示駆動を行うようにしたので、映像信号Dinおよびクロック信号CLKのみに基づいて、各画素20の液晶素子に対する表示駆動を行うことができる。よって、使用する信号線の種類を従来よりも削減しつつ、従来と同等の表示駆動を実現することが可能となる。
具体的には、映像信号Dinが、赤色用映像信号Rdataと、緑色用映像信号Gdataと、青色用映像信号Bdataとから構成されると共に、これら3つの信号それぞれについて信号値の時間変化を監視することによって、埋め込み同期信号を検出するようにしたので、上記のような効果を得ることが可能となる。
また、削減した同期信号線の代わりに、別の付加価値を設けるための制御信号線などを追加することも可能となる一方、信号線を削減した状態で使用すれば、省スペース化や低コスト化を図ることが可能となる。
以上、実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明はこの実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。
例えば、上記実施の形態では、赤色用映像信号Rdata、緑色用映像信号Gdataおよび青色用映像信号Bdataの3つの信号それぞれについて、信号値の時間変化を監視することにより埋め込み同期信号を検出する場合について説明したが、他の方法によって埋め込み同期信号を検出するようにしてもよい。例えば、赤色用映像信号Rdata、緑色用映像信号Gdataおよび青色用映像信号Bdataの3つの信号のうちの少なくとも1つの信号について信号値の時間変化を監視することにより、埋め込み同期信号を検出するようにしてもよい。また、赤色用映像信号Rdata、緑色用映像信号Gdataおよび青色用映像信号Bdataの3つの信号のうちの少なくとも2つの信号について信号値の時間変化を監視すると共に、その監視している複数の信号のうちの少なくとも1つの信号において埋め込み同期信号が検出された場合に、映像信号Dinから埋め込み同期信号が検出されたものとみなすようにしてもよい。後者のように構成した場合、上記実施の形態と比べ、映像信号Dinに含まれるノイズに対する耐久性(耐ノイズ性)を向上させることが可能となる。
また、上記実施の形態では、液晶表示パネル2内の各画素回路ユニットをいわゆるライン反転により表示駆動する場合について説明したが、例えば、いわゆるフレーム反転やドット反転により表示駆動するようにしてもよい。
さらに、上記実施の形態では、1種類のゲートオフ電圧Voffを用いて表示駆動を行う場合について説明したが、例えば、複数種類のゲートオフ電圧を用いて表示駆動を行う(例えば、3値駆動など)ようにしてもよい。
1…液晶表示装置、2…液晶表示パネル、20,20(m,n)…画素、3…バックライト部、4…タイミングコントローラ、41…I/O部、42…タイミング生成部、421…ライン開始パルス生成部、422…フレーム開始パルス生成部、423…DE生成部、43…画像処理部、45…基準電源部、46…DC/DCコンバータ、51…ソースドライバ、52…ゲートドライバ、521…シフトレジスタ部、6…バックライト駆動部、Din…(入力)映像信号、Dout…(出力)映像信号、Rdata…赤色用映像信号、Gdata…緑色用映像信号、Bdata…青色用映像信号、CLK…クロック信号、Hst…ライン開始パルス、STV,STV1〜STV4…ストローブ信号、DE…データイネーブル信号、Vcc…電源電圧、Vref…基準電圧、Von…ゲートオン電圧、Voff…ゲートオフ電圧、LC…液晶素子、Cs,Cs(m,n)…補助容量素子、Q,Q(m,n)…TFT素子、L1…接続線、G(n)…ゲート線、S(m)…ソース線、Cs(n)…補助容量線、VCOM…コモン電極、FF11〜FF18,F41〜F45…フリップフロップ(FF)回路、JKFF2,JKFF3…JKフリップフロップ(FF)回路、CNT1,CNT2…カウンタ、DEC1,DEC2…デコーダ、AND11,AND12,AND2…アンド(論理積)回路、ExOR11〜ExOR13…排他的論理和回路、S11〜S16,S21,S22,S3…信号、VG(1)〜VG(3)…ゲート電圧、t11〜t13,t21〜t26,t31〜t36,t41〜t48,t51〜t54,t60〜t65…タイミング。
Claims (6)
- 全体としてマトリクス状に配置され、各々が液晶素子を有する複数の画素と、
画像を表示するための有効データ領域に対応する有効データ信号と、前記有効データ領域の外縁に位置するブランク領域内において有効データ領域における各水平ライン方向の先頭位置を示す埋め込み同期信号と、を含む入力映像信号から、前記埋め込み同期信号を検出する信号検出部と、
前記信号検出部により検出された埋め込み同期信号と、外部から入力されたクロック信号とに基づいて、表示タイミング信号を生成する信号生成部と、
前記有効データ信号と前記信号生成部により生成された表示タイミング信号とに基づく駆動電圧を、各画素の液晶素子に対して印加することにより表示駆動を行う駆動部と
を備えた液晶表示装置。 - 前記信号生成部は、前記埋め込み同期信号と前記クロック信号とに基づいて、各水平ライン方向の表示駆動の開始位置を示すライン開始パルスを生成するライン開始パルス生成部を有する
請求項1に記載の液晶表示装置。 - 前記信号生成部は、
前記ライン開始パルスと前記クロック信号とに基づいて、各フレーム期間における垂直ライン方向の表示駆動を開始させるための表示タイミング信号であるフレーム開始パルス(STV信号;ストローブ信号)を生成するフレーム開始パルス生成部と、
前記ライン開始パルスと前記クロック信号とに基づいて、前記有効データ信号に同期した表示タイミング信号であるデータイネーブル信号(DE信号)を生成するデータイネーブル信号生成部とをさらに有する
請求項2に記載の液晶表示装置。 - 前記駆動部は、
前記ストローブ信号と前記クロック信号とに基づいて、各画素の液晶素子に対する表示駆動を行うゲートドライバと、
前記有効データ信号と、前記データイネーブル信号と、前記クロック信号とに基づいて、各画素の液晶素子に対する表示駆動を行うソースドライバとを有する
請求項3に記載の液晶表示装置。 - 前記入力映像信号が、赤色(R)表示用のR信号と、緑色(G)表示用のG信号と、青色(B)表示用のB信号とから構成され、
前記信号検出部は、前記R信号、前記G信号および前記B信号のうちの少なくとも1つの信号について、信号値の時間変化を監視することにより、前記埋め込み同期信号を検出する
請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の液晶表示装置。 - 前記信号検出部は、前記R信号、前記G信号および前記B信号のうちの少なくとも2つの信号について信号値の時間変化を監視すると共に、その監視している複数の信号のうちの少なくとも1つの信号において前記埋め込み同期信号が検出された場合に、前記入力映像信号から埋め込み同期信号が検出されたものとみなす
請求項5に記載の液晶表示装置。
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