JP3103146B2

JP3103146B2 - 液晶表示装置

Info

Publication number: JP3103146B2
Application number: JP03191668A
Authority: JP
Inventors: 洋大田黒; 知正上田; 哲朗板倉; 治彦奥村
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1991-07-31
Filing date: 1991-07-31
Publication date: 2000-10-23
Anticipated expiration: 2015-10-23
Also published as: JPH0535216A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示装置に係わ
り、特に液晶表示素子の駆動手段を改良した液晶表示装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、パーソナルコンピュータのディス
プレイや小型テレビに用いられる表示装置として、薄型
軽量の液晶表示装置が用いられている。この液晶表示装
置は、ガラス基板間に挟まれた液晶層に、図５に示すよ
うな信号電圧を印加することによって、入射光を透過又
は遮断して画像表示を行っている。

【０００３】液晶層に印加される信号電圧は一定の周期
Ｔｆで極性を反転している。液晶の比抵抗は１０の１１
乗から１２乗であるので、線順次走査を行うとリフレッ
シュ時間の間に電圧が減衰してしまい、コントラスト比
の低下やクロストークなどの画質劣化が起こる。また、
走査線数を増やすとリフレッシュ時間が長くなり、益々
画質劣化がひどくなる。このため、走査線数を増やすこ
とができず、画面を大型化することができなくなる。

【０００４】この問題点を解決するために、各画素に薄
膜トランジスタなどの能動素子を付けたアクティブマト
リックス型と呼ばれる液晶表示装置が開発された。アク
ティブマトリックス型では、各画素を１００％デューテ
ィで駆動できるのでコントラストが高く、走査線数も増
やせるので大画面，高画質化が実現できる。しかし、薄
膜トランジスタを用いても非選択時には電流は零になら
ず、微小な電流が流れている。この微小な電流が原因で
画素にかかっている電圧が減衰し、コントラスト比の低
下やクロストーク等の画質劣化が生じる。

【０００５】一方、液晶に直流電圧を印加し続けると、
液晶は劣化してしまう。そこで、１フィールド毎に信号
電圧の極性を反転させる、交流駆動を行っている。ＮＴ
ＳＣ方式のテレビの場合は１フレーム（２フィールド）
が３０Ｈｚである。液晶の場合は電圧のかかる方向には
関係なく実効電圧によって液晶分子の立ち方が決まるの
で、正・負それぞれのフィールドが対象であるならば、
６０Ｈｚで駆動されることになり、フリッカは見えな
い。ところが、前述したように薄膜トランジスタや液晶
を通じて電圧のリークがあるために、３０Ｈｚ成分が出
てきてしまい、フリッカとして視認される。図５に液晶
にかかる実効電圧の減衰の様子と、そのときの液晶表示
装置の光学応答波形を示す。

【０００６】フリッカを見えなくする方法としては、 (1) 液晶の抵抗を上げる。 (2) リークの少ない薄膜トランジスタにする。 (3) １フィールドで走査線が変わる毎に極性を反転する
（走査線反転駆動）。 (4) 隣り合った信号線の極性を反転させる（信号線反転
駆動）。などの方法がある。

【０００７】しかしながら、上記 (1)(2) は材料や製造
プロセスに大きく依存するところであり、改良は非常に
難しい。また、上記 (3)(4) は駆動回路の改造で済む
が、回路が大規模になったり、回路の駆動能力に限界が
ある等の問題点がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】このように従来、液晶
にかかる電圧のリークによって画面のちらつき（フリッ
カ）が生じるという欠点があり、これを防止するために
走査線反転駆動や信号線反転駆動を行うと、回路規模が
大規模化するという問題があった。

【０００９】本発明は、上記事情を考慮してなされたも
ので、その目的とするところは、回路規模が大規模化等
を招くことなく、液晶にかかる電圧のリークによって生
じる画面のちらつき（フリッカ）を無くすことができ、
表示画像の品質向上をはかり得る液晶表示装置を提供す
ることにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の骨子は、基本的
には液晶を直流駆動し、ユーザが気にならないときに信
号電圧を反転させることにある。

【００１１】即ち本発明は、画像表示に供される液晶表
示素子と、この液晶表示素子を駆動する駆動回路とを備
えた液晶表示装置において、駆動回路によって、スクロ
ール信号，キーボード入力，マウス入力等の制御信号を
入力したときに信号電圧の極性を反転させ、且つ信号電
圧の極性が同じ状態が一定期間以上続いた時に信号電圧
の極性を反転させるようにしたものである。

【００１２】また、本発明の望ましい実施態様として
は、以下に述べる (1)〜(6) があげられる。 (1) 信号電圧の極性を反転させるための制御信号とし
て、画面が上下又は左右にスクロールされたことを検出
した信号を用いる。 (2) 信号電圧の極性を反転させるための制御信号とし
て、キーボード若しくはマウスなどにより入力されたこ
とを検出した信号を用いる。 (3) 信号電圧の極性を反転させるための制御信号とし
て、画面の輝度が大きく変化したことを検出した信号を
用いる。 (4) 信号電圧の極性が同じ状態が６０秒以上続いた場合
は、液晶に印加する信号電圧の極性を反転させる。 (5) フレーム間或いはフィールド間で画面の動きを検出
し、動きがあったときに液晶に印加する信号電圧の極性
を反転させる。 (6) 極性反転する位相を、１画素毎若しくは数画素以上
集まったブロック毎に異ならせる。

【００１３】

【作用】本発明によれば、フリッカの原因となる信号電
圧３０Ｈｚ成分を無くすために液晶を直流駆動してい
る。このとき、液晶の劣化を防ぐために非周期的に信号
電圧の極性を反転させるが、その反転させるタイミング
を画面がスクロールした場合や、キーボードやマウスか
ら入力があった場合や輝度の変化に応じて行う。このた
め、通常はフリッカは発生せず、フリッカが発生するの
はユーザが画面を注視していないときのみとなる。従っ
て、ユーザ側からするとフリッカの発生が実質的に抑え
られ、これにより表示画質の向上をはかることが可能と
なる。また、信号線反転駆動や走査線反転駆動の場合と
異なり、駆動回路を大規模にせずに、現状の液晶表示素
子を用いて実現することが可能である。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の詳細を図示の実施例によって
説明する。

【００１５】図１は、本発明の第１の実施例に係わる液
晶表示装置の概略構成を示すブロック図である。アクテ
ィブマトリックス型の液晶パネル１０には、走査側駆動
回路２０及び信号側駆動回路３０が接続され、それぞれ
の駆動回路２０，３０はコントロール回路４０により制
御される。また、コントロール回路４０には、画面のス
クロールを検出するスクロール検出回路５０が接続され
ている。なお、走査側駆動回路２０は、液晶パネル１０
に設けた薄膜トランジスタのゲート電圧を制御し、信号
側駆動回路３０は、薄膜トランジスタのドレイン電圧を
制御するものである。

【００１６】ここで、走査側駆動回路２０の動作は従来
装置と同様であるが、信号側駆動回路３０の動作は交流
駆動とした従来装置とは大きく異なっている。本実施例
の特徴である信号側駆動回路３０の動作は、次のように
なっている。

【００１７】信号側駆動回路３０は、コントロール回路
４０からの指令により基本的には、液晶パネル１０を直
流で駆動する。即ち、液晶パネル１０に印加する信号電
圧を直流電圧としている。画面のスクロールが検出され
ると、信号側駆動回路３０は信号電圧の極性を反転させ
る。また、信号電圧の極性が一定期間以上続いた時に
は、信号電圧の極性を反転させるものとなっている。

【００１８】図２に、本実施例における信号電圧波形の
変化を示す。スクロール信号が発生すると、スクロール
信号か発生した直後のフィールドの変わり目の時に、信
号電圧の極性が反転する。画面がスクロールしていると
きは画面自体が動いているので、ちらつきが出ても人間
の目には見えない。また、通常１度スクロールをして次
にスクロールをするまでの時間はフレーム周期（33.3ms
ec）よりも十分長いので、この間は直流電圧駆動をして
いることになり、ちらつきは起こらない。

【００１９】但し、画面によってはスクロールすること
がない場合が考えられるので、一定時間、例えば６０秒
経過してもスクロールが行われない場合は極性を反転す
るなどの措置が必要である。なお、６０秒と言う制限時
間は液晶材料に依存し、直流電圧を印加し続けた場合に
液晶が劣化してしまう時間に依存している。液晶材料に
よっては６０秒でなく１２０秒になる場合があり得る。

【００２０】このように本実施例によれば、液晶パネル
１０を直流電圧で駆動し、スクロール信号で信号電圧の
極性を反転させている。このため、画面のちらつきが生
じるのはスクロール開始直後のみとなる。スクロール時
にちらつきが生じても、ユーザはこれを視認することは
できない、若しくは視認できても殆ど気にならない。つ
まり、フリッカの発生が実質的に抑えられ、画面品質の
向上をはかることができる。また、画面のスクロールを
検出し、このスクロール信号に応じて信号電圧を反転さ
せる回路構成は簡単に実現でき、これによる回路規模が
増大は極めて小さい。このため、信号線反転駆動や走査
線反転駆動の場合とは異なり、駆動回路を大規模にせず
に、現状の液晶表示素子を用いて実現することができ
る。

【００２１】図３は本発明の第２の実施例を説明するた
めのもので、信号電圧及びスクロール信号を示す信号波
形図である。第１の実施例ではスクロールのタイミング
と信号電圧の極性反転のタイミングは必ずしも同じでは
なかったが、本実施例ではスクロールが始まると同時に
信号電圧の極性を反転する。第１の実施例に比べ制御回
路が簡単になる利点がある。スクロールが長時間行われ
ない場合の措置は第１の実施例と同様である。

【００２２】図４は本発明の第３の実施例を説明するた
めのもので、信号電圧及びスクロール信号を示す信号波
形図である。第２の実施例と同様にスクロールが始まる
と同時に信号電圧の極性を反転させ、かつフィールドの
変わり目でも極性を反転させる。この駆動方法を行うこ
とによって、フィールド時間よりも短い時間で極性反転
を行っているので、ちらつきの原因である３０Ｈｚ成分
がなくなる。

【００２３】なお、本発明は上述した各実施例に限定さ
れるものではない。実施例では、信号電圧の極性を反転
させる信号としてスクロール信号を用いたが、スクロー
ル信号の代わりに、キーボードやマウスからの入力信号
によって極性を反転してもよい。また、テレビのように
キーボードやマウスなどを持たない表示装置の場合、映
像の輝度変化が大きい場合に合わせて極性を反転させる
ようにしてもよい。さらに、フレーム間或いはフィール
ド間の画面の動きがあるときに極性を反転させてもよ
い。

【００２４】また、信号電圧の極性反転は全画素同時に
行うよりは、１画素若しくは数画素以上集まったブロッ
ク毎に行う方が輝度変化が少なく、視覚的に目立ちにく
い。従って、各画素の極性反転する位相は異なっていて
もよい。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種
々変形して実施することができる。

【００２５】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、液
晶表示素子を直流電圧で駆動し、スクロール信号，キー
ボード入力，マウス入力等を検出して信号電圧を反転さ
せることにより、回路規模が大規模化等を招くことな
く、液晶にかかる電圧のリークによって生じる画面のち
らつき（フリッカ）を無くすことができ、表示画像の品
質向上をはかり得る液晶表示装置を実現することが可能
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係わる液晶表示装置の
概略構成を示すブロック図、

【図２】第１の実施例の作用を説明するための信号波形
図、

【図３】第２の実施例の作用を説明するための信号波形
図、

【図４】第３の実施例の作用を説明するための信号波形
図、

【図５】従来装置の問題点を説明するための信号波形
図。

【符号の説明】

１０…液晶パネル、２０…走査側駆動回路、３０…信号側駆動回路、４０…コントロール回路、５０…スクロール検出回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者奥村治彦神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地株式会社東芝総合研究所内 (56)参考文献特開昭57−147690（ＪＰ，Ａ) 特開平１−161319（ＪＰ，Ａ) 特開平２−120720（ＪＰ，Ａ) 特開平２−165122（ＪＰ，Ａ) 特開平３−64179（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G09G 3/18 G09G 3/36 G02F 1/133 505 - 580

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】画像表示に供される液晶表示素子と、この
液晶表示素子を駆動する駆動回路とを備えた液晶表示装
置において、前記駆動回路は、所定の制御信号を入力し
たときに信号電圧の極性を反転させ、且つ信号電圧の極
性が同じ状態が一定期間以上続いた時に信号電圧の極性
を反転させるものであることを特徴とする液晶表示装
置。