JP3564407B2 - アクティブマトリクス型液晶表示装置および液晶パネルの表示制御方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、外部装置から出力された映像信号および水平・垂直同期信号がそれぞれデータドライバおよび走査ドライバに供給されて駆動される液晶パネルを有するアクティブマトリクス型液晶表示装置、およびその液晶パネルの表示制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５に、従来のアクティブマトリクス型液晶表示装置の主要構成を示す。このアクティブマトリクス型液晶表示装置は、パーソナルコンピュータなどの外部コントローラ１００からの映像信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）および同期信号（水平・垂直同期信号）をそれぞれ入力とする信号変換部１０１と、カラーフィルタを備えた液晶パネル１０２とを有する。
【０００３】
信号変換部１０１は、外部コントローラ１００から入力される映像信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）をソース信号として液晶パネル１０２のソースドライバへ供給し、同期信号を液晶パネル１０２のゲートドライバへ供給する。液晶パネル１０２では、信号変換部１０１から供給される信号に応じて、画素を構成するコモン電極１０３と画素電極１０４の間に電圧が印加されて画像表示が行われる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来のアクティブマトリクス型液晶表示装置においては、同じ画面を長時間にわたって表示すると、コモン電極１０３と画素電極１０４の間に直流電圧成分がかかる。各画素での残留直流電圧成分は、各画素の画素電極とコモン電極の間にかかる電圧に依存する。そのため、同一の表示パターンを連続して出力する場合、白表示領域の画素に蓄積される残像の電荷量と黒表示領域の画素に蓄積される残像の電荷量との差がより大きなものとなり、これら領域の境界が残像によってより明瞭なものになってしまう。特に横電界方式（ＩＰＳ方式）の場合は、一定時間以上画素に大きな電圧を印加し続けると、配向規制力が非線形的に劣化してしまい、これが残像発生の要因となる。
【０００５】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、残像による画質の劣化を緩和することのできる、アクティブマトリクス型液晶表示装置および液晶パネルの表示制御方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のアクティブマトリクス型液晶表示装置は、外部装置から出力された映像信号および水平・垂直同期信号がそれぞれデータドライバおよび走査ドライバに供給されて駆動される液晶パネルを有するアクティブマトリクス型液晶表示装置において、前記映像信号を解析して得られた映像データの各画素のデータをランダムに並び替えてランダマイズした、表示パターンの異なる複数のランダマイズ信号を、前記水平・垂直同期信号に同期して所定の時間間隔で順次発生する信号変換手段と、前記ランダマイズ信号、前記映像信号および水平・垂直同期信号をそれぞれ入力とし、ランダマイズ信号の入力がない場合は、映像信号をデータ信号として前記データドライバへ供給するとともに水平・垂直同期信号を前記走査ドライバへ供給し、ランダマイズ信号の入力があると、映像信号とランダマイズ信号を合成した信号をデータ信号として前記データドライバへ供給する信号合成手段とを有することを特徴とする。
【０００７】
上記の場合、前記信号変換手段が、解析して得られた映像データをライン毎に走査し、Ｎライン・Ｍ画素目のデータを（Ｎ＋ｎ）ライン・（Ｍ＋ｍ）画素目のデータとして出力するように構成してもよい。
【０００８】
また、前記信号変換手段が、ランダマイズ信号によって黒表示される画素が前記映像信号に基づいて黒表示されるパターンの周りに複数配置されるような表示パターンのランダマイズ信号を発生するように構成してもよい。
【０００９】
さらに、前記複数のランダマイズ信号によって黒表示される表示パターンの変化の間隔が１０〜２０ｍｓｅｃであってもよい。
【００１１】
本発明の液晶パネルの表示制御方法は、外部装置から出力された映像信号および水平・垂直同期信号がそれぞれデータドライバおよび走査ドライバに供給されて駆動される液晶パネルの表示制御方法において、前記映像信号を解析して得られた映像データの各画素のデータをランダムに並び替えてランダマイズした、表示パターンの異なる複数のランダマイズ信号を、前記水平・垂直同期信号に同期して所定の時間間隔で順次発生し、前記ランダマイズ信号の入力がない場合は、前記映像信号をデータ信号として前記データドライバへ供給するとともに前記水平・垂直同期信号を前記走査ドライバへ供給し、前記ランダマイズ信号の入力があると、該ランダマイズ信号と前記映像信号を合成した信号をデータ信号として前記データドライバへ供給することを特徴とする。
【００１２】
上記の場合、前記ランダマイズ信号の発生を、解析して得られた映像データをライン毎に走査し、Ｎライン・Ｍ画素目のデータを（Ｎ＋ｎ）ライン・（Ｍ＋ｍ）画素目のデータとして出力する処理により行うようにしてもよい。
【００１３】
また、前記ランダマイズ信号によって黒表示される画素は、前記映像信号に基づいて黒表示されるパターンの周りに複数配置されるようにすることが望ましい。
【００１４】
さらに、前記複数のランダマイズ信号によって黒表示される表示パターンの変化の間隔が１０〜２０ｍｓｅｃであってもよい。
【００１６】
（作用）
上述の本発明のうち、ランダマイズ信号を用いる発明においては、記映像信号を解析して得られた映像データの各画素のデータをランダムに並び替えてランダマイズした、表示パターンの異なる複数のランダマイズ信号が映像信号と合成されてデータ信号としてデータドライバへ供給されるので、映像信号に基づいて表示されるパターンの周辺のいくつかの画素がランダマイズ信号によって黒表示されることになる。このようにしてランダマイズ信号による黒表示がなされると、映像信号に基づいて表示されるパターンの周辺では、画素間の残留直流電圧成分が平均化されるので、表示パターン（黒表示）と白表示領域との境界が残像によって明瞭なものになってしまうことはない。
【００１７】
また、ランダマイズ信号によって黒表示される画素が、映像信号に基づいて黒表示されるパターンの周りに複数配置されるようにした発明においては、映像信号に基づいて表示されるパターンの周辺での画素間の残留直流電圧成分の平均化を効率よく行うことができる。
【００１８】
さらに、複数のランダマイズ信号によって黒表示される表示パターンの変化の間隔を１０〜２０ｍｓｅｃとする発明においては、ランダマイズ信号による黒表示は人間の目では感知することができないので、ランダマイズ信号によって表示されたパターンによって画質が劣化することはない。
【００２０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００２１】
（第１の実施形態）
図１に、本発明の第１の実施形態のアクティブマトリクス型液晶表示装置の概略構成を示す。このアクティブマトリクス型液晶表示装置は、残像により生じる直流電圧成分の画面内分布を平均化することを特徴とするものであって、その構成は、信号合成部１１、信号変換部２０、カラー表示可能な液晶パネル１３からなる。ここで、残留直流電圧成分の画面内分布の平均化とは、例えば図２（ａ）に示すような表示パターンにおいて、黒表示されるパターンと白表示領域との境界が残像によってより明瞭なものになってしまうような残像の電荷の分布を平均化することをいう。
【００２２】
信号変換部２０は、外部コントローラ１０から入力された映像信号を解析して得られる映像データの各画素のデータをランダムに並び替えた、それぞれ表示パターンの異なる複数のランダマイズ信号を生成するとともに、該生成したランダマイズ信号を外部コントローラ１０から入力された同期信号に同期して所定の時間間隔で順次、信号合成部１１へ出力する。
【００２３】
この信号変換部２０のランダマイズ信号の生成では、例えば、解析して得られた映像データをライン毎に走査し、Ｎライン・Ｍ画素目のデータを（Ｎ＋ｎ）ライン・（Ｍ＋ｍ）画素目のデータとして出力することで画素をずらしている。望ましくは、この画素ずらしは、例えば図２（ａ）に示すソース信号に対して、黒表示されるパターンの周りにランダマイズ後における黒表示される画素がある程度配置されるようにする。この信号変換部２０におけるランダマイズで必要とされるメモリは、ランダマイズ１回につき数バイトである。
【００２４】
信号合成部１１は、外部コントローラ１０から出力された映像信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）および同期信号（水平・垂直同期信号）と信号変換部２０から出力されるランダマイズ信号とをそれぞれ入力とし、ランダマイズ信号の入力がない場合は、映像信号をソース信号として液晶パネル１３のソースドライバへ供給するとともに同期信号を液晶パネル１３のゲートドライバへ供給するようになっており、ランダマイズ信号の入力があると、映像信号とランダマイズ信号を合成した信号をソース信号として液晶パネル１３のソースドライバへ供給する。なお、ランダマイズ信号が生成されて信号合成部１１へ出力される間隔、すなわち液晶パネル１３に表示されるランダマイズパターンの変化の間隔は、人間の目ではそのランダマイズパターンが感知されない程度の間隔（例えば１０〜２０ｍｓｅｃの時間間隔）とする。
【００２５】
次に、このアクティブマトリクス型液晶表示装置の表示動作について説明する。
【００２６】
外部コントローラ１０から映像信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）および同期信号（水平・垂直同期信号）が信号合成部１１および信号変換部２０へそれぞれ出力される。
【００２７】
外部コントローラ１０から例えば図２（ａ）のような映像データの映像信号（ソース信号）が出力されると、信号変換部２０は、その映像信号を解析して得られる映像データの各画素のデータをランダムに並び替えて、例えば図２の（ｂ）、（ｄ）のようなパターンの異なるランダマイズ信号を生成するとともに、該生成したランダマイズ信号を入力された同期信号に同期して所定の時間間隔で順次、信号合成部１１へ出力する。
【００２８】
信号合成部１１は、ランダマイズ信号の入力がない場合は、映像信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）をソース信号として液晶パネル１３のソースドライバへ供給するとともに、同期信号を液晶パネル１３のゲートドライバへ供給する。この動作により、液晶パネル１３では、映像信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）に応じた表示が行われる。
【００２９】
信号変換部２０からランダマイズ信号が入力されると、信号合成部１１は、映像信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）とランダマイズ信号を合成した信号をソース信号として液晶パネル１３のソースドライバへ供給する。例えば、信号変換部２０から図２の（ｂ）、（ｄ）に示すような表示パターンのランダマイズ信号が順次送出された場合は、次のような動作が行われる。
【００３０】
信号変換部２０から図２（ｂ）のパターンのランダマイズ信号が入力されると、信号合成部１１は、入力されたランダマイズ信号と映像信号とを合成して図２（ｃ）に示すようなパターン（図２中、黒で塗りつぶした画素および斜線が引かれた画素はいずれも黒表示される。）の合成信号を生成する。この合成信号は、ソース信号として液晶パネル１３のソースドライバへ供給される。この場合、液晶パネル１３には図２（ｃ）に示すような表示パターンが表示される。
【００３１】
続いて信号変換部２０から図２（ｄ）のパターンのランダマイズ信号が入力されると、信号合成部１１は、入力されたランダマイズ信号と映像信号とを合成して図２（ｅ）に示すような表示パターン（図２中、黒で塗りつぶした画素および斜線が引かれた画素はいずれも黒表示される。）の合成信号を生成する。この合成信号は、ソース信号として液晶パネル１３のソースドライバへ供給される。この場合、液晶パネル１３には図２（ｅ）に示すような表示パターンが表示される。
【００３２】
上述のようにして、液晶パネル１３には図２の（ｃ）、（ｅ）の表示パターンが順次表示されることになるが、液晶パネル１３に表示されるランダマイズパターンの変化の間隔（ランダマイズ信号が生成されて信号合成部１１へ出力される間隔）は人間の目では感知されない程度の間隔になっているため、図２（ｅ）のような表示パターンが目視されることになる。
【００３３】
以上の表示動作によれば、順次送出されたランダマイズ信号を合成することにより、外部コントローラ１０からの映像信号に基づいて黒表示されるパターン（元の表示パターン）の近傍の画素が人間の目では感知されない程度の間隔でランダムに黒表示されることとなる。これにより、元の表示パターン（黒表示）と白表示領域との境界近傍における画素間の残留直流電圧成分が平均化され、残像による明瞭な境界がなくなる。
【００３４】
以上説明したように、本形態の表示装置は明暗のはっきりした境界での効果が大きいため、ウインドウのような表示に対して特に有効である。
【００３５】
（第２の実施形態）
ここでは、上述した第１の実施形態のものとは異なる表示動作で、残像により生じる残留直流電圧成分の画面内分布を平均化するものについて説明する。
【００３６】
図３に、本発明の第２の実施形態のアクティブマトリクス型液晶表示装置の概略構成を示す。このアクティブマトリクス型液晶表示装置は、信号合成部１１および信号変換部２０に代えて信号変換部３０が設けられ、パネルサイズが標準サイズより大きな液晶パネル３１が設けられた以外は上述した第１の実施形態のものとほぼ同様の構成のものである。
【００３７】
信号変換部３０は、外部コントローラ１０からの映像信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）および同期信号（水平・垂直同期信号）をそれぞれソース信号およびゲート信号として液晶パネル３１へ供給するとともに、その映像信号に基づく表示パターンが液晶パネル３１の画面上で中央の標準領域あるいは上下左右いずれかの方向にｎライン分シフトした領域で表示され、該表示領域以外の画素に対してダミー表示が行われるように制御する。液晶パネル３１は、パネル中央に標準サイズの表示領域を有し、さらにその上下左右にｎライン分の表示領域が加えられた構成になっている。
【００３８】
このアクティブマトリクス型液晶表示装置における表示動作には、映像信号に基づく表示パターンが液晶パネル３１の画面上で中央の標準領域に表示される通常表示と、映像信号に基づく表示パターンが液晶パネル３１の画面上で上下左右いずれかの方向にｎライン分シフトした領域に表示されるシフト表示とがある。本形態では、これら通常表示およびシフト表示により、液晶パネル３１の画面上で表示画像がシフトされる。以下に、表示画像のシフトを具体的に説明する。
【００３９】
表示画像のシフトは、例えば図４（ａ）〜（ｃ）に示すように行われる。ここで、液晶パネル３１は１０×１０画素サイズで、標準の状態では中央の８×８画素の領域が標準表示領域とされ、その周辺の画素に対してダミー表示が行われる。図４（ａ）は、ソース信号として、表示領域のサイズが８×８画素で４×４画素サイズの「Ｎ」の文字を表示する信号が出力されて、その表示パターンが液晶パネル３１の画面上で中央の標準領域に表示され、該表示領域以外の画素に対してダミー表示が行われるように制御された通常表示の一例である。図４（ｂ）は、同様の信号がソース信号として出力されて、その表示パターンが液晶パネル３１の画面上で１ライン分左側へシフトされて表示され、該表示領域以外の画素（右側２ライン分）に対してダミー表示が行われるように制御されたシフト表示の一例である。図４（ｃ）も、同様の信号がソース信号として出力されて、その表示パターンが液晶パネル３１の画面上で１ライン分上側へシフトされて表示され、該表示領域以外の画素（下側２ライン分）に対してダミー表示が行われるように制御されたシフト表示の一例である。
【００４０】
上述の図４（ａ）〜（ｃ）のように表示画像をシフトさせると、「Ｎ」を表示する画素が各表示毎に上下左右にずれることになり、「Ｎ」の表示パターン（黒表示）の近傍の画素の残留直流電圧成分が平均化される。これにより、「Ｎ」の表示パターン（黒表示）と白表示領域との境界近傍における画素間の残留直流電圧成分が平均化され、残像による明瞭な境界がなくなる。
【００４１】
以上説明したように、本形態の表示装置も上述の第１の実施形態のものと同様、明暗のはっきりした境界での効果が大きいため、ウインドウのような表示に対して特に有効である。
【００４２】
なお、本形態では、余分な画素を利用するため、表示画面をシフトさせても外部コントローラの情報が失われることはない。また、表示画像のシフトは、数十分程度に１回の間隔で行うことが望ましい。
【００４３】
以上説明した各実施形態では、カラー液晶パネルを有するものについて説明したが、いずれの形態もカラー液晶パネルに限定されることはなく、白黒液晶パネルにおける残像による画質劣化の防止にもその効果が適用できることはいうまでもない。
【００４４】
また、各実施形態の液晶パネルは、外部装置から出力された映像信号がソース信号としてソースドライバへ入力される構成になっているが、本発明はこれに限定されることはない。すなわち、本発明は、外部装置から出力された映像信号および水平・垂直同期信号がそれぞれデータドライバおよび走査ドライバに供給されて駆動される液晶パネルに適用される。
【００４５】
【発明の効果】
本発明のうち、ランダマイズ信号を用いるものによれば、ランダマイズ信号による黒表示により、表示パターン周辺における画素間の残留直流電圧成分を平均化することができるので、表示パターン（黒表示）と白表示領域との境界が残像によって明瞭なものになってしまうことを防止することができ、従来にない高画質の画像を提供することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態のアクティブマトリクス型液晶表示装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】（ａ）はソース信号によって表示されるパターンの一例、（ｂ）および（ｄ）は（ａ）に示す映像信号をランダマイズした例、（ｃ）は（ａ）のソース信号と（ｂ）のランダマイズ信号を合成した場合のパネル出力、（ｅ）は（ａ）のソース信号と（ｄ）のランダマイズ信号を合成した場合のパネル出力、（ｆ）は（ｃ）および（ｅ）のパネル出力を目視した際の表示画像を示す図である。
【図３】本発明の第２の実施形態のアクティブマトリクス型液晶表示装置の概略構成を示すブロック図である。
【図４】（ａ）は通常表示の一例、（ｂ）は（ａ）の表示を左側へ１ライン分シフトした例、（ｃ）は（ａ）の表示を上側へ１ライン分シフトした例を示す図である。
【図５】従来のアクティブマトリクス型液晶表示装置の主要構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０ 外部コントローラ
１１ 信号合成部
１３，３１ 液晶パネル
２０，３０ 信号変換部

Claims (8)

1. 外部装置から出力された映像信号および水平・垂直同期信号がそれぞれデータドライバおよび走査ドライバに供給されて駆動される液晶パネルを有するアクティブマトリクス型液晶表示装置において、
   前記映像信号を解析して得られた映像データの各画素のデータをランダムに並び替えてランダマイズした、表示パターンの異なる複数のランダマイズ信号を、前記水平・垂直同期信号に同期して所定の時間間隔で順次発生する信号変換手段と、
   前記ランダマイズ信号、前記映像信号および水平・垂直同期信号をそれぞれ入力とし、ランダマイズ信号の入力がない場合は、映像信号をデータ信号として前記データドライバへ供給するとともに水平・垂直同期信号を前記走査ドライバへ供給し、ランダマイズ信号の入力があると、映像信号とランダマイズ信号を合成した信号をデータ信号として前記データドライバへ供給する信号合成手段とを有することを特徴とするアクティブマトリクス型液晶表示装置。
2. 請求項１に記載のアクティブマトリクス型液晶表示装置において、
   前記信号変換手段は、解析して得られた映像データをライン毎に走査し、Ｎライン・Ｍ画素目のデータを（Ｎ＋ｎ）ライン・（Ｍ＋ｍ）画素目のデータとして出力することを特徴とするアクティブマトリクス型液晶表示装置。
3. 請求項１に記載のアクティブマトリクス型液晶表示装置において、
   前記信号変換手段は、ランダマイズ信号によって黒表示される画素が前記映像信号に基づいて黒表示されるパターンの周りに複数配置されるような表示パターンのランダマイズ信号を発生することを特徴とするアクティブマトリクス型液晶表示装置。
4. 請求項１に記載のアクティブマトリクス型液晶表示装置において、
   前記複数のランダマイズ信号によって黒表示される表示パターンの変化の間隔が１０〜２０ｍｓｅｃであることを特徴とするアクティブマトリクス型液晶表示装置。
5. 外部装置から出力された映像信号および水平・垂直同期信号がそれぞれデータドライバおよび走査ドライバに供給されて駆動される液晶パネルの表示制御方法において、
   前記映像信号を解析して得られた映像データの各画素のデータをランダムに並び替えてランダマイズした、表示パターンの異なる複数のランダマイズ信号を、前記水平・垂直同期信号に同期して所定の時間間隔で順次発生し、
   前記ランダマイズ信号の入力がない場合は、前記映像信号をデータ信号として前記データドライバへ供給するとともに前記水平・垂直同期信号を前記走査ドライバへ供給し、
   前記ランダマイズ信号の入力があると、該ランダマイズ信号と前記映像信号を合成した信号をデータ信号として前記データドライバへ供給することを特徴とする液晶パネルの表示制御方法。
6. 請求項５に記載の液晶パネルの表示制御方法において、
   前記ランダマイズ信号の発生が、解析して得られた映像データをライン毎に走査し、Ｎライン・Ｍ画素目のデータを（Ｎ＋ｎ）ライン・（Ｍ＋ｍ）画素目のデータとして出力することである液晶パネルの表示制御方法。
7. 請求項５に記載の液晶パネルの表示制御方法において、
   前記ランダマイズ信号によって黒表示される画素が、前記映像信号に基づいて黒表示されるパターンの周りに複数配置されるように制御することを特徴とする液晶パネルの表示制御方法。
8. 請求項５に記載の液晶パネルの表示制御方法において、
   前記複数のランダマイズ信号によって黒表示される表示パターンの変化の間隔が１０〜２０ｍｓｅｃであることを特徴とする液晶パネルの表示制御方法。

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