JP3721602B2 - 液晶駆動方法 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は、液晶駆動方法に関し、特にマトリクス型の液晶表示パネルにおける走査電極に発生するスパイクノイズの低減に有効な液晶駆動方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の単純マトリクス型液晶表示パネルは、複数の走査電極と複数の信号電極とが液晶層を挟んで互いに直交する方向に対向配置されて格子状をなしており、信号電極を駆動する信号側駆動回路と走査電極を駆動する走査側駆動回路とを備えている。
【0003】
上記のような液晶表示パネルの駆動には、従来、例えば電圧平均化法が用いられており、中間調を表示する場合は、1走査電極の選択期間内のある期間、つまり表示データに対応した期間だけオン電圧(選択電圧)の走査駆動信号を印加し、残り期間オフ電圧(非選択電圧)の走査駆動信号を印加するようなパルス幅変調方式(PWM)が採用されている。
【0004】
この従来の液晶駆動方法により液晶表示パネルを駆動すると、図8に示すように、セグメント電極に印加される表示駆動信号Yiの微分により走査電極X1,X2,‥‥上に、スパイクノイズA1,A2,A3,‥‥,B1,B2,B3,‥‥が発生する。
【0005】
このように、液晶表示パネルの表示制御を行なう表示駆動信号は、走査電極の走査駆動信号に上記スパイクノイズを発生させて、これによって表示駆動信号と走査駆動信号との間の実効電圧に影響を与え、いわゆる「糸引き」と呼ばれる画質の低下を招く。
【0006】
そこで、従来、このようなスパイクノイズによる画質の低下を軽減するため、走査電極に発生するスパイクノイズとは逆極性のパルス(逆極性パルス)を生成して走査駆動信号に付加するようにした液晶駆動方法が提案されている(特開平1−205127号公報)。
【0007】
この従来の液晶駆動方法は、信号側駆動回路に入力される表示データを検出し、この表示データにより信号側駆動回路から信号電極に出力される表示駆動信号の立ち上がりと立ち下がりの回数を計数して、この立ち上がりと立ち下がりの割合に応じて、1走査期間内(又は1走査開始点)の補正パルスの幅を決定するというものである。
【0008】
そして、このようにして決定したパルス幅を有する補正パルスをパルス発生回路で発生して、走査側駆動回路から出力される走査駆動信号に印加することで、走査電極に発生するスパイクノイズを相殺し、液晶実効電圧への影響の軽減を図っている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の液晶駆動方法にあっては、表示駆動信号の立ち上がりと立ち下がりの割合に応じたパルス幅の補正パルスをパルス発生回路で発生して走査駆動信号に付加するようにしているが、走査電極に発生するスパイクノイズの大きさは同一ではないため、単に表示駆動信号の立ち上がりと立ち下がりの回数を計数してその回数に応じたパルス幅を有する補正パルスを形成して付加してもスパイクノイズを完全に相殺することができないとともに、複雑且つ大規模な補正パルス発生回路が必要であるという問題店があった。
【0010】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、比較的簡単な回路構成で、走査電極に発生するスパイクノイズによる画質の低下を防止することのできる液晶駆動方法を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、一対の透明ガラス基板間に液晶が封入され、一方の透明ガラス基板に形成された複数の走査電極と他方の透明ガラス基板に形成された信号電極とが格子状に配設された液晶表示パネルの前記信号電極に水平期間毎に反転又は非反転して印加される表示駆動信号のパルス幅を、階調レベルを示す階調データと所定のタイミングパターンを有する階調制御用クロックとに基づいて制御し、該表示駆動信号と前記走査電極に供給される走査駆動信号との間の実効電圧により、液晶表示パネルを駆動して階調表示を行なう液晶駆動方法において、前記信号電極に供給される表示駆動信号は2つの電圧レベルを有し、1水平期間内において、前記階調データの何れの階調レベルにおいても、前記各電圧レベル間で変化する立ち上がりと立ち下がりをそれぞれ同一回数行なうようにした(請求項1)。
【0012】
上記の場合 前記表示駆動信号の立ち上がりは、1水平期間の開始時期に同期させるようにしてもよい(請求項2)。
【0014】
【作用】
請求項1記載の液晶駆動方法によれば、階調データの何れの階調レベルにおいても、信号電極に水平期間毎に反転又は非反転して供給される表示駆動信号が1水平期間内において立ち上がりと立ち下がりを同一回数行なって、走査電極に発生するスパイクノイズと極性が逆でかつこれと同一の大きさノイズを1水平期間内に走査電極に印加させることができるため、走査電極に発生するスパイクノイズを完全に相殺することができ、表示駆動信号と走査駆動信号との間の実効電圧の変化を抑制し画質の低下を防止することができる。
【0015】
請求項2に記載の発明の液晶駆動方法によれば、
表示駆動信号の立ち上がりタイミングを与える信号もしくはクロックを新たに生成してやる必要がないため、僅かな回路変更で走査電極に発生するスパイクノイズを相殺して画質の低下を防止することができる。
【0017】
【実施例】
以下、本発明の液晶駆動方法を実施例に基づいて説明する。
図1は、本発明の液晶駆動方法を適用して好適な液晶表示装置の構成例を示すブロック図である。
この実施例の液晶表示装置1は、液晶表示パネル2と、信号側駆動回路3と、走査側駆動回路4と、駆動電源発生回路5と、階調データ作成回路6と、走査信号発生回路7と、基本信号発生回路8等から構成されている。
【0018】
上記基本信号発生回路8は、例えば、図外の回路から供給される水平同期信号(Hsync)や垂直同期信号(Vsync)のような同期信号に基づいて図3(B)に示すような基本クロックCKC’や走査線信号発生回路7に対する同期クロックCKを発生し供給する。また、この基本信号発生回路8は液晶パネルをフレーム毎に交流駆動させるための図2(A)に示すようなタイミング信号CKFも形成する。
【0019】
上記階調データ作成回路6は、入力されたR、G、B(レッド、グリーン、ブルー)の表示データに基づいて階調データ信号を形成して信号側駆動回路3に供給する回路である。
なお、上記入力R,G,B信号がアナログ信号の場合には、この階調データ作成回路6内に4ビットのA/D変換回路を含ませるようにしても良い。
【0020】
上記走査信号発生回路7は、基本信号発生回路8から入力される垂直同期信号に同期したクロックCKに基づいて液晶パネル2の走査線を走査するタイミング信号を形成して走査側駆動回路4に供給する。
【0021】
上記液晶表示パネル2は、例えばガラス板で構成された2枚の透明基板間にTN液晶を封入し各基板の対向面にITOからなる信号電極(セグメント電極)と走査電極(コモン電極)とをそれぞれ直交方向に格子状に配置した単純マトリックス型の液晶表示パネルが使用されている。
【0022】
上記信号側駆動回路3は、上記階調データ作成回路6から供給される階調データおよび駆動電源発生回路5から供給される電源電圧を受けて、液晶を交流駆動するのに適した電圧波形を有する液晶駆動パルス(セグメント駆動電圧)を形成して液晶表示パネル2の各信号電極に所定のタイミングで印加することにより階調表示を行なわせる。
【0023】
より具体的には、上記信号側駆動回路3は、液晶表示パネル2の上側に配設されており、液晶表示パネル2の信号電極Y1〜Ymに接続されている。
そして、この信号側駆動回路3には、信号側制御信号、正側表示駆動電圧及び負側表示駆動電圧が入力されており、信号側駆動回路3は、信号側制御信号に基づいて表示データに対応した正側表示駆動電圧と負側表示駆動電圧を選択して各信号電極Y1〜Ymに表示駆動信号として出力する。
【0024】
走査側駆動回路4は、上記走査信号発生回路7からのタイミング信号に従って走査駆動信号を発生して、液晶表示パネル2の複数の走査電極に順次供給して選択状態とし、上記信号電極と交差する各画素位置の液晶に所定の電圧を印加して液晶を駆動させる。
【0025】
より具体的には、上記走査側駆動回路4は、液晶表示パネル2の右側に配設されており、液晶表示パネル2の走査電極X1〜Xnが接続されている。
走査側駆動回路4には、走査側制御信号及び負側選択電圧、正側選択電圧が入力され、走査側駆動回路4は、走査側制御信号に基づいて負側選択電圧または正側選択電圧を選択して、走査駆動信号として順次走査電極X1〜Xnに出力することにより、走査電極X1〜Xnを順次走査駆動する。
【0026】
すなわち、信号側駆動回路3と走査側駆動回路4は、液晶表示パネル2を交流駆動し、この交流駆動に応じて、正側表示駆動電圧と負側表示駆動電圧及び正側選択電圧と負側選択電圧を選択するとともに、補正非選択電圧を適宜選択して、信号電極Y1〜Ym及び走査電極X1〜Xnに出力する。
【0027】
次に、上記のような構成の液晶駆動装置における本発明の液晶駆動方法の一例(参考例)を図2のタイミングチャートを用いて説明する。本実施例においては、従来は図2(F)に示すような波形のセグメント駆動電圧を信号電極に印加していたものを、1水平期間(1H)内に立ち下がりと立ち上がりの両方のエッジを有する図2(D),(E)に示すような駆動パルスを形成してセグメント電極に印加させるようにするものである。
【0028】
これによって、図2(B)のように本来避けることのできないスパイクノイズn1,n2,‥‥と極性が逆である補正ノイズnc を1水平期間内にコモン電圧波形に発生させることができ、しかも補正ノイズの大きさはトータルのスパイクノイズの大きさと同一である。その結果、コモン電圧波形に発生するスパイクノイズn1,n2,‥‥を補正ノイズncで必ず1水平期間内で相殺させることができ、液晶に印加される実効電圧はスパイクノイズの影響を受けなくなり、画質の低下を防止することができるようになる。
【0029】
次に、本発明の液晶駆動方法の他の実施例を説明する。ただし、以下の実施例においては、図1の階調データ作成回路6から信号側駆動回路3に供給される階調データが3ビットで構成され、信号側駆動回路3は8段階の階調表示を行なうようにされているものとする。
【0030】
上記第1の実施例(参考例)においては、階調レベルが「0」であるセグメント駆動電圧と階調レベルが「7」であるセグメント駆動電圧は、図7(B)および(I)に示すように、1水平期間の間同一レベルすなわち連続してロウレベルまたはハイレベルであり立ち上がりエッジや立ち下がりエッジが存在しない。そのため、図2(D)に示すようなノイズ相殺のためのエッジが発生する場合と発生しない場合があり、階調レベルが「0」または「7」の信号線の数が多いとコモン電圧波形のスパイクノイズを完全に相殺することができないという不具合がある。
【0031】
そこで、この第2の実施例では、図3(A)に示すように、1水平期間の始めと終わりにそれぞれダミーパルスDP1,DP2を有するような階調制御用クロックCKC’を生成して、このクロックと階調データとに基づいて図3(B)〜(I)に示すようなセグメント駆動パルスを形成するようにしている。
【0032】
これによって、階調レベルがどのような場合であっても必ず図2(D)に示すようなノイズ相殺のためのエッジが発生するようになり、コモン電圧波形のスパイクノイズをより完全に相殺することができる。
なお、この実施例において使用される図3(A)に示すような階調制御用クロックCKC’は、従来の基本信号発生回路8の回路構成を若干変更するだけで生成することができる。
【0033】
図4に本実施例を適用する場合の信号側駆動回路3の構成例を示す。すなわち、本実施例の信号側駆動回路3は、基本信号発生回路8から供給される1水平期間を示す信号CKFに基づいて図2(A)に示すようなCKF信号の立ち下がりと立ち上がりに同期したワンショットパルスを有するセット信号SETを形成するセット信号発生回路31と、基本信号発生回路8から供給される階調制御用クロックCKC’と階調データ作成回路6から供給される階調データ(特に制限されないがここでは3ビット)とを比較して駆動パルスの立ち下がりタイミングを与えるリセット信号RESを形成する比較回路32と、上記セット信号発生回路31および比較回路32から出力されるセット信号SETおよびリセット信号RESとによってセットまたはリセットされることにより図3(B)〜(H)に示すようなセグメント駆動パルスを形成する駆動パルス形成回路33と、液晶を交流駆動するため基本信号発生回路8から供給される1水平期間を示す信号CKFに基づいて上記駆動パルス発生回路33から供給される駆動パルスを反転または非反転して出力する反転/非反転信号生成回路34とを備えている。
【0034】
本実施例において生成されるダミーパルスを有する制御用クロックCKC’は、1水平期間内のクロックCKC’の最初と最後のパルス間隔t1,t2が液晶のオン、オフすなわち透過率に影響を与えない程度の値になるように設定するのが望ましい。ただし、液晶表示パネル2に使用される液晶がTN液晶のような場合、その輝度特性は、図5に示すように、完全にリニアな特性を有しておらず、しきい値VoffとVonの近傍で曲線の傾きが小さくなっているので、上記パルス間隔t1,t2は極端に小さなものとしなくても良い。
【0035】
なお、上記実施例においては、図3(A)に示すように、階調制御用クロックCKC’のパルス幅を同一にしているが、液晶表示パネル2に使用される液晶の輝度特性は、前述したように、完全にリニアな特性を有していないので、それを考慮して輝度特性に応じて階調制御クロックのパルス間隔が異なる(図5の特性図における液晶のしきい値Von、Voffに近い側ほどパルス間隔を広くする)ようにしてもよい。
また、上記実施例では、セット信号発生回路31、比較回路32および駆動パルス発生回路33を、信号側駆動回路3内に設けているが、これらは階調データ作成回路側に設けるようにしても良い。
【0036】
図6は、本発明の液晶表示装置を適用して好適なシステムの一例としての液晶テレビ11の構成を示す。
図6における液晶テレビ11は、アンテナ12、チューナ13、受信回路14、同期回路15、A/D変換器16、階調制御回路17、コントローラ19、インターフェース回路20などからなる表示制御系と、信号側駆動回路3、走査側駆動回路4、液晶表示パネル2などからなる液晶モジュール21とにより構成されている。
【0037】
図1における階調データ作成回路6が図6における階調制御回路17に相当し、図1における駆動電源発生回路5と走査信号発生回路7と基本信号発生回路8が図6におけるコントローラ19ないしはインターフェース回路20に相当する。
【0038】
アンテナ12は、受信電波をチューナ13に供給し、チューナ13は、コントローラ19から入力されるチューニング制御信号TCに従って指定チャネルを選択して、アンテナ12から供給される受信電波を中間周波数信号に変換して受信回路14に出力する。
【0039】
受信回路14は、中間周波数増幅回路、映像検波回路、映像増幅回路、クロマ回路等から構成されており、チューナ13から入力される中間周波信号を映像検波回路により映像検波を行なってカラー映像信号を取り出し、このカラー映像信号の中から音声信号を取り出して図示しない音声回路に出力するとともに、映像増幅回路によりカラー映像信号を増幅してクロマ回路に渡し、クロマ回路において、受信カラー映像信号からR,G,Bの各色映像信号を分離してA/D変換器16に出力する。
【0040】
同期回路15は、受信カラー映像信号の中から水平同期信号Hsyncと垂直同期信号Vsyncを取り出してコントローラ19に出力する。
A/D変換器16は、図示しないサンプリング回路とコンパレータ回路とエンコーダ回路等から構成されている。機能的にはR,G,Bのアナログ信号をサンプリングしてコンパレータにより基準電圧と比較することでA/D変換(RHH〜RLLの範囲で等分)した後、エンコーダ回路で例えばR,G,B各3ビットのデジタル表示データに変換する。
【0041】
コントローラ19は、CPU(Central Processing Unit )が内蔵されていて、液晶テレビ11全体の動作を制御するもので、例えば、水平同期信号(Hsync)と垂直同期信号(Vsync)とに基づいて液晶表示パネル2に画像表示させたり、サンプリングクロックを生成してA/D変換器16に供給したり、階調制御回路17等内部回路に対する基本クロックCK1、CK2や制御信号を形成して供給する。
【0042】
インターフェース回路20は、コントローラ19から入力される水平同期信号と垂直同期信号とを、液晶モジュール21の信号側駆動回路3と走査側駆動回路4にそれぞれ供給して、液晶パネル2の走査線を順次走査しながら信号線を駆動して液晶表示パネル2に画像表示させる。
【0043】
なお、上記第2実施例においては、階調レベルが「0」であるセグメント駆動電圧と階調レベルが「7」であるセグメント駆動電圧が1水平期間の間同一レベルすなわち連続してロウレベルまたはハイレベルとなり、ノイズ相殺のための立ち上がりエッジが発生する場合と発生しない場合があることを考慮して、1水平期間の始めと終わりにそれぞれダミーパルスを有するような階調制御用クロックCKC’を生成して、このクロックと階調データとに基づいてセグメント駆動パルスを形成するようにしているが、上記ダミーパルスを有する階調制御クロックを形成する代わりに、階調データ「0」は強制的に「1」とみなし、階調データ「7」は強制的に「6」とみなしてそれぞれ駆動パルスを発生させるようにしても良い。
このようにすることによって、多少階調表示は低下するもののスパイクノイズによる「糸引き」のような致命的な画質の低下は防止することができる。
【0044】
【発明の効果】
以上説明したように、本願発明に係る液晶駆動方法は、一対の透明ガラス基板間に液晶が封入され、一方の透明ガラス基板に形成された複数の走査電極と他方の透明ガラス基板に形成された信号電極とが格子状に配設された液晶表示パネルの前記信号電極に水平期間毎に反転又は非反転して印加される表示駆動信号のパルス幅を、階調レベルを示す階調データと所定のタイミングパターンを有する階調制御用クロックとに基づいて制御し、該表示駆動信号と前記走査電極に供給される走査駆動信号との間の実効電圧により、液晶表示パネルを駆動して階調表示を行なう液晶駆動方法において、前記信号電極に供給される表示駆動信号は2つの電圧レベルを有し、1水平期間内において、前記階調データの何れの階調レベルにおいても、前記各電圧レベル間で変化する立ち上がりと立ち下がりをそれぞれ同一回数行なうようにしたので、階調データの何れの階調レベルにおいても、信号電極に供給される表示駆動信号が1水平期間内において立ち上がりと立ち下がりを同一回数行なって、走査電極に発生するスパイクノイズと極性が逆でかつこれと同一の大きさノイズを1水平期間内に走査電極に印加させることができるため、走査電極に発生するスパイクノイズを完全に相殺することができ、表示駆動信号と走査駆動信号との間の実効電圧の変化を抑制し、いわゆる「糸引き」と呼ばれる画質低下を防止することができる。また、補正パルスを印加してスパイクノイズを相殺する従来方法に比べて、簡単な回路の追加もしくは僅かな回路変更でスパイクノイズによる画質の低下の少ない液晶表示装置を実現することができるという効果がある。
【0045】
また、本願発明は、請求項2に記載されているように、
前記表示駆動信号の立ち上がりは、1水平期間の開始時期に同期させるようにしたので、
表示駆動信号の立ち上がりタイミングを与える信号もしくはクロックを新たに生成してやる必要がないため、僅かな回路変更で走査電極に発生するスパイクノイズを相殺して画質の低下を防止することができる。その結果、さらにコストの低減を図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】本発明の液晶駆動方法を適用して好適な液晶表示装置の構成例を示すブロック図である。
【図2】本発明の液晶駆動方法を適用した液晶表示装置のセグメント電圧波形の一例を示す波形図である。
【図3】本発明の第2の実施例におけるセグメント電圧波形を示す波形図である。
【図4】本発明の第3の実施例における信号側駆動回路の構成例を示すブロック図である。
【図5】TN液晶に印加される実効電圧と輝度との関係を示す輝度特性図である。
【図6】本発明を適用して好適な液晶テレビの構成例を示すブロック図。
【図7】従来の液晶表示装置におけるセグメント電圧波形を示す波形図である。
【図8】従来の液晶駆動方法における走査駆動信号と表示駆動信号の波形およびスパイクノイズを示す波形図。
【符号の説明】
1 液晶表示装置
2 液晶表示パネル
3 信号側駆動回路
4 走査側駆動回路
5 駆動電源発生回路
6 データ作成回路
7 走査信号発生回路
8 基本信号発生回路
11 液晶テレビ
12 アンテナ
13 チューナ
14 受信回路
15 同期回路
16 A/D変換器
17 階調制御回路
19 コントローラ
20 インターフェース回路
21 液晶モジュール
Claims (2)
- 一対の透明ガラス基板間に液晶が封入され、一方の透明ガラス基板に形成された複数の走査電極と他方の透明ガラス基板に形成された信号電極とが格子状に配設された液晶表示パネルの前記信号電極に水平期間毎に反転又は非反転して印加される表示駆動信号のパルス幅を、階調レベルを示す階調データと所定のタイミングパターンを有する階調制御用クロックとに基づいて制御し、該表示駆動信号と前記走査電極に供給される走査駆動信号との間の実効電圧により、液晶表示パネルを駆動して階調表示を行なう液晶駆動方法において、
前記信号電極に供給される表示駆動信号は2つの電圧レベルを有し、1水平期間内において、前記階調データの何れの階調レベルにおいても、前記各電圧レベル間で変化する立ち上がりと立ち下がりをそれぞれ同一回数行なうようにしたことを特徴とする液晶駆動方法。 - 前記表示駆動信号の立ち上がりは、1水平期間の開始時期に同期させるようにしたことを特徴とする請求項1記載の液晶駆動方法。
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