JP4162625B2 - 陰極線管インパルス式画像表示を模擬する方法 - Google Patents

陰極線管インパルス式画像表示を模擬する方法 Download PDF

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Description

本発明は、液晶ディスプレイで陰極線管インパルス式画像表示を模擬する方法に関する。
液晶表示技術と装置は広く消費性電子製品、特にビデオ信号製品例えば、テレビ、コンピュータ、ディスプレイ、携帯電話、PDAに使用され、その製品の種類は多く、液晶ディスプレイの技術進歩は急速である。それは将来の電子製品の軽量化、薄型化、小型化、低消費パワー、低放熱量等の特性に対する不断の発展の要求に符合する。
現在、液晶表示技術で製造されたテレビとスクリーンは大量生産され、伝統的な陰極線管(CRT)で製造したテレビやディスプレイに置き換わっている。しかし、現在の液晶表示技術には依然として克服及び改善すべき欠点と制限がある。
CRTの画像表示は、インパルスタイプの画像表示方式を使用し、単一電子ビームを蛍光材料を塗布した画素に照射して光線を発射するが、図1中の曲線(a)に示されるように、この画素はそれぞれのフレーム期間の短時間のある瞬間(instant)に光線を発射するだけであり、このためフレームの間に表示する画像に視覚オーバーラップの現象はほぼない。
しかし、LCDの画像表示はLCD材料自身の特性により、残存式(hold type)の画像表示方式を使用し、それはLCDに印加された駆動電圧の発生する光学応答(即ちグレースケール応答)により画像を表示する。しかし、液晶材料自身の特性の制限により、その画像表示時間は各フレームのほとんどの時間を占用し、図1中の曲線(c)に示されるとおりである。毎回画像が改変される時、その輝度もまたステップ方式で改変する。このため鑑賞者から観ると、前のフレームの画像と新しいフレームの画像がオーバーラップし、画像輪郭が曖昧となりいわゆる残像(after image)の現象が形成される。
LCDをパーソナルコンピュータのディスプレイとして使用する時、その画像表示のほとんどは静態表示であり、このような残像の現象はあまり明らかでない。しかしLCDをテレビに使用する時、テレビ番組はほとんどが動態画像であるため、このLCDの光学グレースケール応答が緩慢である問題が明らかとなる。このため、伝統的なLCDテレビの画像表示効果は明らかにCRTテレビより劣る。
LCDの光学応答の緩慢が形成する上述の残像が画像輪郭を曖昧とする現象を処理及び除去するため、現在ほとんどのLCDテレビ製造メーカーはLCDのロードタイプ(load type)画像表示を行ない、いわゆるオーバードライブ技術でCRTディスプレイに類似の模擬インパルスタイプ(pseudo impulse type)LCDを製造している。その画像表示が依るところの光学応答は図1中の曲線(b)に示されるように、フレーム時間の一部分しか占有せず、即ち各フレーム期間に画像未表示の時間がある。
このようなオーバードライブ法は液晶に対して設定目標電圧(例えばcode120)より高い電圧(例えばcode200)を印加して液晶分子の応答速度を高め、これにより設定された光学応答値の達成を加速して液晶材料で製造されたLCDの液晶グレースケール応答時間を一つのフレームの時間より短縮して図1中の曲線(b)のようになす。
しかし、このようなオーバードライブ技術を用いて製造したLCDはグレースケール応答時間を一つのフレーム時間内に縮減するが、液晶材料の特性が、その光学応答が緩慢でその衰退もまた緩慢であることから、フレームの表示画像より完全に画像オーバーラップと残像による輪郭のあいまいさの現象を除去することができない。
徹底的に残像を除去するための周知の方法は以下の三種類がある。即ち、(1)このフレーム中に画像表示した後の残った時間にブラックデータ或いはブラックフレームを書き込む、(2)バックライトオフ、例えばHitachi社の発表したブリンクライト(blink light)法の使用、(3)以上の(1)と(2)を結合させ、即ち、ブラックフレームを挿入し且つバックライトをオフする。以下にそれぞれの内容とその制限について説明する。
先ず、図2に示される周知の第1種の方法では、一系列のフレーム1、2、3、4にあって、フレーム1、2の間、フレーム2、3の間、フレーム3、4の間にフルブラックフレーム11、12及び13を挿入し、模擬CRTインパルス式画像表示の目的を達成する。以上のフレームの時間点に対応するバックライト光源14−20はいずれも発光状態にある。
周知の第2種の方法は、図3に示されるようであり、この時、LCDが現出する画像は順に放送されるフレーム1−7で構成される。この第2種の方法はフレーム2、4及び6の時間点に対応するバックライト光源22、24及び26をオフし、1、3、5、7及び9のフレームの時間点に対応するバックライト光源21、23、25及び27を発光状態とし、この方式によりLCDでCRTディスプレイのインパルス式画像表示を模擬し且つ残像を除去する目的を達成する。
周知の第3種の方法は、図4に示されるように、一系列のフレーム1−4で構成される。フレーム1と2の間、2と3の間、及び3と4の間にそれぞれフルブラックのデータフレーム11、12及び13が挿入され、並びにそれぞれフレーム11、12及び13の時間点に対応するバクライト光源22、24及び26部分がオフ状態とされ、その他のフレーム1、2、3及び4の時間点に対応するバックライト光源は発光状態とされる。即ち、この第3種の方法は、フレーム1、2、3及び4の間にフルブラックフレームを挿入し、且つバックライト光源をオフするという交替が発光状態とオフの点滅モードとされ、これによりLCDでCRTディスプレイのインパルス式画像表示を模擬する効果を達成している。
しかし、上述の三種類の周知の方法にはそれぞれ欠点と制限がある。
第1種の、表示フレームの間にブラックフレームを挿入する方法は、周波数を倍増する設備が必要である。かりにもとの画像表示が60フレーム/分であれば、この方法を使用するには周波数を倍増する設備で画像表示速度を120フレーム/分まで高めなければならず、そのフレーム数の半分をブラックフレームに供する。このため、このような方法は設備コストが増加する。且つ画像表示周波数の倍増は電磁干渉の増加をもたらす。これが周知の第1種の方法の欠点と制限である。
周知の第2種の方法もまた周波数倍増設備を必要とし、同様に表示フレーム数/単位時間を達成しなければならない。なぜならこの単位時間内の表示画面中の半分のフレームはバックライトオフ状態に対応し画像表示されないためである。このためこの第2種の方法もまた設備コストを増し、且つ電磁干渉を増す。且つバックライト光源を点滅させるためには、関係設備の増設が必要であり、このため更にコストが増す。これが周知の第2種の技術の制限と欠点である。
周知の第3種の方法は以上の二種類の方法を結合させたもので、即ち、ブラックフレームを挿入しバックライトモジュールを点滅させる。この方法の欠点と制限は、以上の二種類の方法の欠点と制限を含む。このためまた理想的でない。
このほか、第1種と第2種の方法中、液晶材料により光学応答の特性と速度は異なり、ブラックフレームを挿入する方法は液晶材料によっては適用不能である。なぜなら液晶材料によっては明から暗の変化が急速で、暗から明の変化が緩慢であるが、別の液晶材料は明から暗の変化が緩慢で、暗から明の変化が急速である。これにより均等な時間間隔を以てブラックフレームを挿入してCRTインパルス式画像表示を模擬する効果が理想的とならず、全く使用できないものもあり、LCDでCRTディスプレイを模擬する目的を達成できず、また残像除去の効果も達成できない。
本発明の主要な目的は、一種の陰極線管(CRT)インパルス式画像表示を模擬する方法を提供し、周知の技術の制限と欠点を改善することにある。本発明は周知の技術のブラックフレーム挿入を使用せず、またバックライトオフの設計と方法も使用せず、スクリーン上に走査黒線を提供する方法により、CRTインパルス式画像表示を模擬する目的を達成し、有効に残像と画像輪郭の曖昧現象を除去し、大幅にLCDの画像表示品質を高め、且つ余分な設備費用を節約する。
請求項1の発明は、第1入力制御線、第2入力制御線、第1入力データ線、第2入力データ線、第1トランジスタ、第2トランジスタ、第1コンデンサ、第2コンデンサ、及び駆動電圧出力線を具えた回路を提供するステップ、
サイクルパルス波形を有する第1制御信号を第1トランジスタのゲートに提供するステップ、
サイクルパルス波形を有し位相遅延を有するほかは第1制御信号と同じである第2制御信号を第2トランジスタのゲートに提供するステップ、
第1データ信号を該第1トランジスタのソースに提供し、該第1制御信号にトリガされる時、該回路が第1データ信号を駆動電圧出力線にフィードするステップ、
第2データ信号を第2トランジスタのソースに提供し、第2制御信号にトリガされる時、該回路が第2データ信号を駆動電圧出力線にフィードするステップ、
以上のステップにより発生した出力駆動電圧を画素に出力し画像を表示するステップ、
以上のステップを具えた陰極線管インパルス式画像表示を模擬する方法であって、
流電力(AC)を制御電圧と駆動電圧として使用し、これによりこれら電圧がその制御、駆動過程中に正負の位相が交替して出現する現象を有し、その進行の過程は以下の方式で、時間点A1からA6の時間順序で重複して循環し、即ち、
(a)時間点A1の前の第N−1個のフレーム中の駆動電圧パルスD1'の値はV1'で、且つ駆動電圧パルスVLCの値V1'で、負極性である、
(b)時間点A1で第N個のフレームに進入開始し、この時駆動電圧パルスD1 の値は上昇してV2 となり、制御電圧パルスG1 の作用により、この模擬装置の発生する出力駆動電圧パルスVLCの値もまた上昇してV2 となり正極性となり、且つ時間点A2までそれを保持する、
(c)その後、時間が時間点A2に進むと、この時、駆動電圧パルスD1'の値はV1 となり、制御電圧パルスG1'の作用により、駆動電圧パルスVLCの値が瞬間的にV2 よりV1 (V1 <V2 )に下降するが正極性であり、その値は時間点A3まで保持される、
(d)その後、時間が時間点A3に進み、この時第N+1個のフレーム進入開始し、この時、駆動電圧パルスD1 の値は下降しV3 ' となり、制御電圧パルスG1 の作用により、駆動電圧パルスVLCの値は瞬間的にV3 ’に下降し、それは負極性で、時間点A4まで保持される、
(e)その後、時間点A4に至ると、駆動電圧パルスD1'の値はV1' で、制御電圧パルスG1'の作用により、駆動電圧パルスVLCの値はV1 ’に上昇するが負極性であり、時間点A5に至るまで保持され、
(f)時間が時間点A5に至ると、第N+2個のフレームに進入開始し、この時、駆動電圧パルスD1 の値はV3 に上昇し、正極性となり、制御電圧パルスG1 の作用により、駆動電圧パルスVLCの値が瞬間的に上昇してV3 となり、これを時間点A6まで保持する、
以上を特徴とする。
請求項の発明は、請求項1に記載の陰極線管インパルス式画像表示を模擬する方法において、各時間点間にあって模擬装置の出力駆動電圧VLCが(code0)である時は、この時間期間にスクリーン上で黒線走査を行ない、フレーム間にブラックフレームを挿入するか或いはフレーム間でバックライトをオフするより優れた模擬機能、即ち、LCDによる陰極線管インパルス式画像表示の模擬機能を達成することを特徴とする、陰極線管インパルス式画像表示を模擬する方法としている
総合すると、本発明の陰極線管インパルス式画像表示を模擬する方法は、周知の技術のブラックフレーム挿入、バックライト点滅、或いはその両者を組み合わせた方法により達成されたLCDで陰極線管インパルス式画像表示を模擬する効果を達成し、且つ周知の技術よりも以下の点で優れている。
1.周知の技術に必要であった余分の周波数倍増設備或いはバックライト点滅設備にかかる費用を節約できる。
2.設備増加による電磁干渉を防止できる。
3.同一フレーム時間中の二種類の入力制御パルスG1 、G1'間の時間インターバルを実際の必要に応じて調整でき、同一フレーム時間中の液晶光学応答と黒線走査の時間長さ(特に黒線走査の)を調整できる。これにより、液晶ディスプレイの設計者は液晶材料により異なる光学応答特性が必要とする時間により黒線走査時間を調整でき、十分に設計の弾性を具え、且つ徹底的に周知の技術の残像により形成される画像オーバーラップと輪郭が曖昧になる現象を除去でき、画像の品質を最適化できる。これにより、本発明は確実にLCDでCRTディスプレイのインパルス式画像表示の効果と目的を模擬する目的と効果を達成している。
総合すると、本発明の陰極線管インパルス式画像表示を模擬する方法は確実に周知の技術の液晶ディスプレイの欠点と制限を改善しており、装置の費用コストを節約し、大幅にその機能を高めている。ゆえに、本発明の陰極線管インパルス式画像表示を模擬する方法は周知の技術よりも優れており、確実に産業上の利用価値を具え、新規性、進歩性を有している。
本発明は陰極線管インパルス式画像表示を模擬する方法を提供する。
本発明の各種の特徴と長所は以下の実施例で詳細に説明し並びによく理解されるように図を参照しながら説明する。そのうち、同じ部品については同じ参考符号を用いている。
以下の実施例中、波形(wave form)をツールとして、その液晶に印加する電圧及び液晶光学応答経路と行為を記述して本発明の長所と特徴について説明する。
以下の実施例中、図6、8、10、12及び14中の横軸は時間、その単位はms、A1からA6は時間順序により進行する時間点、その縦軸は駆動電圧でコード(code)を表示単位とする。そのうち、上述の各図は説明しやすいように、この時間をフレーム時間を単位として(N−1)、N、(N+1)、(N+2)のフレーム時間区間(partition)に分割され、図6中の(a)、図8中の(a)、図10中の(a)、図12中の(a)及び図14中の(a)中の点線は液晶分子が異なる駆動電圧を印加された時の光学応答(即ちグレースケール応答)経路特性曲線である。この光学応答は通常液晶が現出する輝度とされ、その単位はnits(カンデラ/平方センチメートル)である。
図6中の(a)から(e)、図8中の(a)から(g)、図10中の(a)から(d)、図12中の(a)から(d)、図14中の(a)から(e)中の電圧パルスの代表する符号の意義については、図5の(b)、図7の(b)、図9の(b)、図11の(b)及び図13の(b)中の回路構造より了解できる。例えば、図6の(b)中に示される波形は図5の(b)中の模擬装置のトランジスタQのゲートに印加される制御電圧パルスを代表し、図6の(c)に示される波形は図5の(b)中のトランジスタ(Q’)のゲートに印加される制御電圧パルスを代表し、図6の(d)に示される波形は図5の(b)中のトランジスタ(Q)のソースに印加される駆動電圧パルスを代表し、図6の(e)に示される波形は図5の(b)中のトランジスタ(Q’)のソースに印加される駆動電圧パルスを代表し、VLCはこの模擬装置の発生する出力駆動電圧パルスであり、VCOM は参考電圧である。以上は図6の(a)から(e)を相互に比較対照しやすくするためであり、その時間横軸は図6の(e)の下に描かれたものを図6の(a)から(e)が共同使用している。A1からA6は時間順序により進行する時間点である。その他の図8、10、12、14はいずれも以上と類似の方式で説明される。
以下に各実施例中に示される回路図、液晶表示コントローラ画素ユニットの制御電圧パルス波形、駆動電圧パルス波形及びその発生する光学応答特性曲線を以て、本発明の模擬装置と方法について説明する。
以下に図5の(a)、(b)、及び図6の(a)から(e)で本発明の第1実施例を説明する。先ず、図5の(a)は、本発明の第1実施例は複数のゲート線とデータ線の交点が構成する画素アレイ及び、複数のデータドライバと複数のゲートドライバが構成する駆動回路を示す。図5の(b)は本発明の実施例の模擬装置を示す。
模擬装置:
図5中、(a)と(b)より分かるように、この液晶ディスプレイのオーバードライブ装置は、第1入力制御線(G1 )、第2入力制御線(G1')、第1入力データ線(D1 )、第2入力データ線(D1')、第1コンデンサ(CS )、第2コンデンサ(CLC)、駆動電圧出力線(図示せず)、第1トランジスタ(Q)、第2トランジスタ(Q’)を具えている。
該第1トランジスタ(Q)は第1入力制御線(G1 )に接続された第1ゲートと、第1入力データ線(D1 )に接続された第1ソースと、駆動電圧出力線及び第1コンデンサ(CS )及び第2トランジスタ(Q’)のドレインに接続された第1ドレインを具えている。
該第2トランジスタ(Q’)は、第2入力制御線(G1')に接続された第2ゲートと、第2入力データ線(D1')に接続された第2ソースと、第1トランジスタ(Q)のドレインと第2コンデンサ(CLC)及び駆動電圧出力線に接続された第2ドレインとを具えている。
第1コンデンサ及び第2コンデンサはそれぞれ保存コンデンサと液晶等価コンデンサとされそれぞれ接地し、該駆動電圧出力線がオーバードライブ電圧をLCDパネルの画素に出力して画像を表示するのに用いられる。その特徴は、これら第1と第2入力制御線が一つのゲートドライバに接続され、これら第1と第2入力データ線が一つのデータドライバに接続されたことにある。
模擬方法:
以下に本発明の第1実施例の模擬装置の駆動方法について説明する。それは以下のステップを有する:
サイクルパルス波形を有する第1制御信号(G1 )を第1トランジスタ(Q)の第1ゲートに提供するステップ、
サイクルパルス波形を有する第2制御信号(G1')を第2トランジスタ(Q' )の第2ゲートに提供するステップ、該第2制御信号(G1')は位相遅延のほかは第1制御信号(G1 )と同じである、
第1データ信号(D1 )を該第1トランジスタ(Q)のソースに提供し、該第1制御信号(G1 )にトリガされる時、該回路が第1データ信号(D1 )を駆動電圧出力線にフィードするステップ、
第2データ信号(D1')を第2トランジスタ(Q' )のソースに提供し、第2制御信号(G1')にトリガされる時、該回路が第2データ信号(D1')を駆動電圧出力線にフィードするステップ、
以上のステップにより発生した出力駆動電圧を画素に出力し画像を表示するステップ。
波形分析:
以下に図6の(a)から(e)を参考にして詳細に本発明の第1実施例の図5の(a)及び(b)の模擬装置の発生する制御電圧パルスG1 、G1'と駆動電圧パルスD1 、D1'、VLCの波形間の関係について説明する。
この装置の制御電圧パルスがG1 の時(図6の(b))、その対応する駆動電圧パルスはD1 (図6の(d))である。この装置の制御電圧パルスがG1'の時(図6の(c))、その対応する駆動電圧パルスはD1'(図6の(e))である。本発明の模擬装置が液晶に対して発生する実際の組合せ出力駆動電圧パルスはVLC(図6の(a))である。
以下の討論中、駆動電圧V0 、V1 、V2 、V3 は一種のコード(code)により表示される電圧値である。
ここで再度強調することは、これら駆動電圧が印加される時に瞬間的にその目標電圧を達成できるが、液晶分子が印加電圧を受けた後にはある時間の応答があってはじめてその目標光学応答位置を達成し、これは液晶自身の材料特性によるものである。
通常交流電力(AC)を液晶に対する駆動電圧として使用するため、その制御と駆動過程中に正負の位相が交替出現する現象がある(即ち駆動電圧パルスD1 、D1'及びVLCの波形に参考電圧VCOM に対して正負位相が交替出現する現象)。
これらの波形は例えば以下の方式を用いて、A1からA6の時間順序により循環重複する。時間点A1の前の第N−1個のフレーム中の駆動電圧パルスD1 の値はV1'(code0)で、且つ駆動電圧パルスVLCの値もV1'(code32)であり、負極性である。時間点A1で第N個のフレームに進入開始し、この時駆動電圧パルスD1 の値は上昇してV2 となり(code32)、制御電圧パルスG1 の作用により、この模擬装置の発生する出力駆動電圧パルスVLCの値もまた上昇してV2 (code32)となり正極性となり、且つ時間点A2までそれを保持する。その後、時間が時間点A2に進むと、この時、駆動電圧パルスD1'の値はV1 (code0)となり、制御電圧パルスG1'の作用により、駆動電圧パルスVLCの値が瞬間的にV2 (code32)よりV1 (code0)に下降するが正極性であり、その値は時間点A3まで保持される。その後、時間が時間点A3に進む。この時第N+1個のフレームへの進入開始し、この時、駆動電圧パルスD1 の値は下降しV3 ' (code120)となり、負極性となり、制御電圧パルスG1 の作用により、駆動電圧パルスVLCの値は瞬間的にV3 ’(code120)に下降し、それは負極性で、時間点A4まで保持される。その後、時間点A4に至ると、この時、駆動電圧パルスD1'の値はV1'(code0)であり、制御電圧パルスG1'の作用により、駆動電圧パルスVLCの値はV1'(code0)に上昇し、それは負極性であり、時間点A5に至るまで保持される。その後、時間が時間点A5に至ると、第N+2個のフレームに進入開始し、この時、駆動電圧パルスD1 の値はV3 (code120)に上昇し、制御電圧パルスG1 の作用により、駆動電圧パルスVLCの値が瞬間的に上昇してV3 (code120)となり正極性となり、これを時間点A6まで保持する。
時間点A6の後のその他の各時間点の制御電圧パルスG1 、G1'、駆動電圧パルスD1 、D1'及びVLCの変化はいずれも以上の説明に照らして容易に推察できる。
図6の(a)に示される点線(a)は模擬駆動実施時の液晶光学応答曲線である。この図中、各時間点間の模擬装置の出力駆動電圧VLCが(code0)の時、即ちこの時間期間にスクリーン上で黒線(black line)走査が実行されることを示し、それは周知の技術がフレーム間にブラックフレームを挿入したり、或いはフレーム間でバックライトをオフするのと同じ効果を達成でき、LCDでCRTディスプレイのインパルス式画像表示を模擬する目的を達成する。
このほか、図6の(c)中の第N個のフレーム中のインパルスG1'部分に示されるnはn個のパルスを表示し、それは同一フレーム中の制御電圧パルスG1 とG1'の間にn本の走査線の時間差があることを示す。即ち、この画素の観点から観ると、第1個のG1 パルスの後に、n個のG1 パルスを経過しなければ、もう一つの制御電圧パルスG1'を入力できないことを示す。このnの代表する時間インターバルの長さを設計者が液晶材料特性等の実際の必要により適宜調整して、黒線を走査してCRTディスプレイのインパルス式画像表示模擬を行なえるようにすることができる。これが本考案の周知の技術より優れた最大の特徴である。
以下に図7中の(a)、(b)及び図8中の(a)から(g)を参照して本発明の第2実施例を説明する。先ず、図7中の(a)は、本実施例の複数のゲート線とデータ線の交点が構成する画素アレイ、及び複数のデータドライバと複数のゲートドライバが構成する駆動回路を示す。図7中、(b)は本実施例の液晶ディスプレイの模擬装置を示す。
模擬装置:
図7中、(a)と(b)より分かるように、この液晶ディスプレイの模擬装置は、第1入力制御線(G1 )、第2入力制御線(G1')、第1入力データ線(D1 )、第2入力データ線(D1')、第3入力データ線(D’)、第4入力データ線(D)、第5入力データ線(DS )、第1コンデンサ(CS )、第2コンデンサ(CLC)、第3トランジスタ(Q3)、第4トランジスタ(Q4)、駆動電圧出力線(図示せず)、第1トランジスタ(Q)、第2トランジスタ(Q’)を具えている。
該第1トランジスタ(Q)は第1入力制御線(G1 )に接続された第1ゲートと、第1入力データ線(D1 )に接続された第1ソースと、駆動電圧出力線及び第1コンデンサ(CS )及び第2トランジスタ(Q’)のドレインに接続された第1ドレインを具えている。
該第2トランジスタ(Q’)は、第2入力制御線(G1')に接続された第2ゲートと、第2入力データ線(D1')に接続された第2ソースと、第1トランジスタ(Q)のドレインと第2コンデンサ(CLC)及び駆動電圧出力線に接続された第2ドレインとを具えている。
第1コンデンサ及び第2コンデンサはそれぞれ保存コンデンサと液晶等価コンデンサとされそれぞれ接地し、該駆動電圧出力線がオーバードライブ電圧をLCDパネルの画素に出力して画像を表示するのに用いられる。その特徴は、これら第1と第2入力制御線(G1 、G1')が一つのゲートドライバに接続され、及びこれら第1と第2入力データ線(D1 、D1')がそれぞれ並列に接続された第3と第4トランジスタ(Q3、Q4)のドレインに接続され、この並列に接続された第3と第4トランジスタのソースが一つのデータドライバに接続され、そのゲートがそれぞれ第3と第4入力データ線(D、D’)に接続され、且つ、第1と第2制御信号G1 、G1'のサイクルパルス波形の間の時間差はn個のパルスのn本の走査線間の時間差であり、調整可能であることである。
模擬方法:
以下に本発明の第2実施例の液晶ディスプレイのオーバードライブ装置の駆動方法について説明する。それは以下のステップを有する:
サイクルパルス波形を有する第1制御信号(G1 )を第1トランジスタのゲートに提供するステップ、
サイクルパルス波形を有する第2制御信号(G1')を第2トランジスタのゲートに提供するステップ、該第2制御信号(G1')は位相遅延のほかは第1制御信号と同じである、 第5データ信号(D1 )を並列に接続された第3トランジスタ(Q3)と第4トランジスタ(Q4)のソースに提供するステップ、
第3データ信号(D’)を第3トランジスタ(Q3)のゲートに提供し、そのドレインに発生する電圧パルスを第1トランジスタ(Q)のソースに提供して第1データ信号(D1 )となし、該第1トランジスタ(Q1)が該第1制御信号(G1 )にトリガされる時、該回路が第1データ信号(D1 )を該駆動電圧出力線にフィードするステップ、
該第4データ信号(D)を第4トランジスタ(Q4)のソースに提供し、そのドレインが発生する電圧パルス信号を第2トランジスタ(Q' )のソースに提供して第2データ信号(D1')となし、第2トランジスタ(Q' )が該第2制御信号(G1')にトリガされる時、この回路が第2データ信号(D1')を駆動電圧出力線にフィードするステップ、
以上のステップで発生する出力駆動電圧を画素に出力して画像を表示するステップ
波形分析:
以下に図8の(a)から(g)を参考にして、詳細に本発明の図7の(a)、(b)の第2実施例の模擬装置の発生する制御電圧パルスG1 、G1'と駆動電圧パルスD1 、D1'、VLCの波形間の関係について説明する。
通常交流電力(AC)を液晶に対する駆動電圧として使用するため、その制御と駆動過程中に正負の位相が交替出現する現象がある(即ち駆動電圧パルスD1 、D1'及びVLCの波形に参考電圧VCOM に対して正負位相が交替出現する現象)。
これらの波形は例えば以下の方式を用いて、A1からA6の時間順序により循環重複する。時間点A1の前の第N−1個のフレーム中の駆動電圧パルスD1'の値はV1'(code0)で、負極性であり、且つ駆動電圧パルスVLCの値もV1'(code32)であり、負極性である。時間点A1で第N個のフレームに進入開始し、この時駆動電圧パルスD1 の値は上昇してV2 となり(code32)、正極性となり、制御電圧パルスG1 の作用により、この模擬装置の発生する出力駆動電圧パルスVLCの値もまた上昇してV2 (code32)となり正極性となり、且つ時間点A2までそれを保持する。その後、時間が時間点A2に進むと、この時、駆動電圧パルスD1'の値はV1 (code0)となり、制御電圧パルスG1'の作用により、駆動電圧パルスVLCの値が瞬間的にV2 (code32)よりV1 (code0)に下降するが正極性であり、その値は時間点A3まで保持される。その後、時間が時間点A3に進む。この時第N+1個のフレームへの進入開始し、この時、駆動電圧パルスD1 の値は下降しV3 ' (code120)となり、負極性となり、制御電圧パルスG1 の作用により、駆動電圧パルスVLCの値は瞬間的にV3 ’(code120)に下降し、それは負極性で、時間点A4まで保持される。その後、時間点A4に至ると、この時、駆動電圧パルスD1'の値はV1'(code0)であり、制御電圧パルスG1'の作用により、駆動電圧パルスVLCの値はV1'(code0)に上昇するが負極性であり、時間点A5に至るまで保持される。その後、時間が時間点A5に至ると、第N+2個のフレームに進入開始し、この時、駆動電圧パルスD1 の値はV3 (code120)に上昇し、正極性となり、制御電圧パルスG1 の作用により、駆動電圧パルスVLCの値が瞬間的に上昇してV3 (code120)となり正極性となり、これを時間点A6まで保持する。
時間点A6の後のその他の各時間点の制御電圧パルスG1 、G1'、駆動電圧パルスD1 、D1'及びVLCの変化はいずれも以上の説明に照らして容易に推察できる。
図8の(d)と(e)は図7の(a)中の第3と第4データ信号電圧パルスの波形である。
図8の(a)に示される点線は、模擬駆動実施時の液晶光学応答曲線である。この図中、各時間点間の模擬装置の出力駆動電圧VLCが(code0)の時、即ちこの時間期間にスクリーン上で黒線(black line)走査が実行されることを示し、それは周知の技術がフレーム間にブラックフレームを挿入したり、或いはフレーム間でバックライトをオフするのと同じ効果を達成でき、LCDでCRTディスプレイのインパルス式画像表示を模擬する目的を達成する。
このほか、図8の(c)中の第N個のフレーム中のインパルスG1'部分に示されるnはn個のパルスを表示し、それは同一フレーム中の制御電圧パルスG1 とG1'の間にn本の走査線の時間差があることを示す。即ち、この画素の観点から観ると、第1個のG1 パルスの後に、n個のG1 パルスを経過しなければ、もう一つの制御電圧パルスG1'を入力できないことを示す。このnの代表する時間インターバルの長さを設計者が液晶材料特性等の実際の必要により適宜調整して、黒線を走査してCRTディスプレイのインパルス式画像表示模擬を行なえるようにすることができる。これが本考案の周知の技術より優れた最大の特徴である。
本実施例の以上の模擬装置の出力する駆動電圧パルスVLCの波形は説明と理解に便利であるように、実施例1と同じとされ、説明過程が複雑すぎて理解できなくなるという状況を防止している。しかし、設計者は必要に応じてこの波形を各種の変化を有するものに設計できる。
以下に図9中の(a)、(b)及び図10中の(a)から(d)を参照して本発明の第3実施例を説明する。先ず、図9中の(a)は、本実施例の複数のゲート線とデータ線の交点が構成する画素アレイ、及び複数のデータドライバと複数のゲートドライバが構成する駆動回路を示す。図9中、(b)は本実施例の液晶ディスプレイの模擬装置を示す。
模擬装置:
図9中、(a)と(b)より分かるように、この液晶ディスプレイの模擬装置は、第1入力制御線(G1 )、第2入力制御線(G1')、第1入力データ線(D)、第1コンデンサ(CS )、第2コンデンサ(CLS)、駆動電圧出力線、第1トランジスタ(Q)、第2トランジスタ(Q’)を具えている。
該第1トランジスタ(Q)は、第1入力制御線(G1 )に接続された第1ゲート、第1入力データ線(D1 )に接続された第1ソース、及び、駆動電圧出力線と第1コンデンサ(CS )及び第2トランジスタ(Q’)の第2ドレインに接続された第1ドレインを具えている。
該第2トランジスタ(Q’)は、第2入力制御線(G1')に接続された第2ゲート、接地した第2ソース、及び第1トランジスタ(Q)のドレインと第2コンデンサ(CLS)及び駆動電圧出力線に接続された第2ドレインを具えている。
該第1コンデンサと第2コンデンサはそれぞれ保存コンデンサと液晶等価コンデンサとされそれぞれ接地し、該駆動電圧出力線は模擬電圧をLCDパネルの画素に出力して画像を表示するのに用いられる。
その特徴は、第1及び第2入力制御線がゲートドライバに接続され、該第1入力データ線がデータドライバに接続され、第1と第2制御信号のサイクルパルス波形の間の時間差がn個のパルスのn本の走査線間の時間差とされて、調整可能であることである。
模擬方法:
以下に本発明の第3実施例の模擬装置の駆動方法について説明する。それは以下のステップを有する:
サイクルパルス波形を有する第1制御信号(G1 )を第1トランジスタの第1ゲートに提供するステップ、
サイクルパルス波形を有する第2制御信号(G1')を第2トランジスタ(Q’)の第2ゲートに提供するステップ、該第2制御信号(G1')は位相遅延のほかは第1制御信号と同じである、
第1データ信号(D1 )を第1トランジスタ(Q)のソースに提供し、第1制御信号(G1 )にトリガされる時、該回路が第1データ信号(D1 )を該駆動電圧出力線にフィードするステップ、
該第2制御信号(G1')にトリガされる時、この回路が接地電位(code0)を駆動電圧出力線にフィードするステップ、
以上のステップで発生する出力駆動電圧を画素に出力して画像を表示するステップ
波形分析:
以下に図10の(a)から(d)を参考にして、詳細に本発明の図3実施例の模擬装置の発生する制御電圧パルスG1 、G1'と駆動電圧パルスD1 、VLCの波形間の関係について説明する。
通常交流電力(AC)を液晶に対する駆動電圧として使用するため、その制御と駆動過程中に正負の位相が交替出現する現象がある(即ち駆動電圧パルスD1 、D1'及びVLCの波形に参考電圧VCOM に対して正負位相が交替出現する現象)。
これらの波形は例えば以下の方式を用いて、A1からA6の時間順序により循環重複する。時間点A1の前の第N−1個のフレーム中の駆動電圧パルスD1 の値はV2'(code32)で(第2トランジスタのソースがVCOM に接続されているため)、駆動電圧パルスVLCの値はVCOM であり、時間点A1で第N個のフレームに進入開始し、この時駆動電圧パルスD1 の値は上昇してV2 (code32)となり、制御電圧パルスG1 の作用により、この模擬装置の発生する出力駆動電圧パルスVLCの値もまた上昇してV2 (code32)となり正極性となり、且つ時間点A2までそれを保持する。その後、時間が時間点A2に進むと、この時、駆動電圧パルスD1 の値はV2 (code32)となり、制御電圧パルスG1'の作用により(第2トランジスタのソースがVCOM に接続されているため)、駆動電圧パルスVLCの値が瞬間的にV2 (code32)よりV1 (code0)に下降するが正極性であり、その値は時間点A3まで保持される。その後、時間が時間点A3に進む。この時第N+1個のフレームへの進入開始し、この時、駆動電圧パルスD1 の値は下降しV3 ' (code120)となり、負極性となり、制御電圧パルスG1 の作用により、駆動電圧パルスVLCの値は瞬間的にV3 ’(code120)に下降し、それは負極性で、時間点A4まで保持される。その後、時間点A4に至ると、この時、駆動電圧パルスD1 の値はV3'(code120)で負極性であり、制御電圧パルスG1'の作用により(且つ第2トランジスタのソースがVCOM に接続されているため)、駆動電圧パルスVLCの値はVCOM (code0)に上昇するが負極性であり、時間点A5に至るまで保持される。その後、時間が時間点A5に至ると、第N+2個のフレームに進入開始し、この時、駆動電圧パルスD1 の値はV3 (code120)に上昇し、制御電圧パルスG1 の作用により、駆動電圧パルスVLCの値が瞬間的に上昇してV3 (code120)となり正極性となり、これを時間点A6まで保持する。
時間点A6の後のその他の各時間点の制御電圧パルスG1 、G1'、駆動電圧パルスD1 、D1'及びVLCの変化はいずれも以上の説明に照らして容易に推察できる。
図10の(a)に示される点線は、模擬駆動実施時の液晶光学応答曲線である。この図中、各時間点間の模擬装置の出力駆動電圧VLCがVCOM の時、即ちこの時間期間にスクリーン上で黒線(black line)走査が実行されることを示し、それは周知の技術がフレーム間にブラックフレームを挿入したり、或いはフレーム間でバックライトをオフするのと同じ効果を達成でき、LCDでCRTディスプレイのインパルス式画像表示を模擬する目的を達成する。
このほか、図10の(c)中の第N個のフレーム中のインパルスG1'部分に示されるnはn個のパルスを表示し、それは同一フレーム中の制御電圧パルスG1 とG1'の間にn本の走査線の時間差があることを示す。即ち、この画素の観点から観ると、第1個のG1 パルスの後に、n個のG1 パルスを経過しなければ、もう一つの制御電圧パルスG1'を入力できないことを示す。このnの代表する時間インターバルの長さを設計者が液晶材料特性等の実際の必要により適宜調整して、黒線を走査してCRTディスプレイのインパルス式画像表示模擬を行なえるようにすることができる。これが本考案の周知の技術より優れた最大の特徴である。
以下に図11中の(a)、(b)及び図12中の(a)から(d)を参照して本発明の第4実施例を説明する。先ず、図11中の(a)は、本実施例の複数のゲート線とデータ線の交点が構成する画素アレイ、及び複数のデータドライバと複数のゲートドライバが構成する駆動回路を示す。図11中、(b)は本実施例の液晶ディスプレイの模擬装置を示す。
模擬装置:
図11中、(a)と(b)より分かるように、この液晶ディスプレイの模擬装置は、第1入力制御線(G1 )、第2入力制御線(Gm )、第1入力データ線(D1 )、第1コンデンサ(CS )、第2コンデンサ(CLS)、駆動電圧出力線、第1トランジスタ(Q1)を具えている。
そのうち、第1コンデンサと第2コンデンサはそれぞれ接地し、駆動電圧出力線は模擬駆動電圧をLCDの画素に出力して画像を表示するのに用いられる。
その特徴は、該入力データ線がデータドライバに接続され、入力制御線がゲートドライバに接続され、該ゲートドライバが出力許可(OE;output enable)入力線と開始水平パルス(STH;start pulse horizontal)入力線を具え、且つこれら入力線を通して関係信号を受け取って該入力制御線の同期制御電圧パルスG1、Gmを発生し、入力制御線を通してトランジスタのゲートに供給し、その制御により発生する駆動電圧パルスVLCがスクリーン上で相互にm本の走査線隔たった2本の同期走査線を同時に発生して画像を表示することにある。
模擬方法:
以下に本発明の第4実施例の液晶ディスプレイの模擬装置の駆動方法について説明する。それは以下のステップを有する:
サイクルパルス波形を有するデータ信号(D1 )を第1トランジスタ(Q1)のソースに提供するステップ、
OEとSTH制御信号を該ゲートドライバに提供して該ゲートドライバが同期制御信号G1、Gmを発生するのを許可して第1と第2入力制御線を通して第1トランジスタ(Q1)のゲートに提供させるステップ、
これら同期制御信号G1、Gmにトリガされる時、この回路がデータ信号を該駆動電圧出力線にフィードするステップ、
以上のステップで発生した出力駆動電圧を画素に提供し画像を表示するステップ、
波形分析:
以下に図12の(a)から(d)を参考にして詳細に本発明の第4実施例の図11の(a)及び(b)の模擬装置の発生する制御電圧パルスG1 、Gmと駆動電圧パルスD1 、VLCの波形間の関係について説明する。
通常交流電力(AC)を液晶に対する駆動電圧として使用するため、その制御と駆動過程中に正負の位相が交替出現する現象がある(即ち駆動電圧パルスD1 及びVLCの波形に参考電圧VCOM に対して正負位相が交替出現する現象)。
これらの波形は例えば以下の方式を用いて、A1からA6の時間順序により循環重複する。時間点A1の前の第N−1個のフレーム中の駆動電圧パルスD1 の値はV1'(code0)で、負極性であり、且つ駆動電圧パルスVLCの値もV1'(code0)であり、負極性である。時間点A1で第N個のフレームに進入開始し、この時駆動電圧パルスD1 の値は上昇してV2 となり(code32)、正極性となり、制御電圧パルスG1 の作用により、この模擬装置の発生する出力駆動電圧パルスVLCの値もまた上昇してV2 (code32)となり正極性となり、且つ時間点A2までそれを保持する。その後、時間が時間点A2に進むと、この時、駆動電圧パルスD1'の値はV1 (code0)となり、制御電圧パルスG1 の作用により、駆動電圧パルスVLCの値が瞬間的にV2 (code32)よりV1 (code0)に下降するが正極性であり、その値は時間点A3まで保持される。その後、時間が時間点A3に進む。この時第N+1個のフレームへの進入開始し、この時、駆動電圧パルスD1 の値は下降しV3 ' (code120)となり、負極性となり、制御電圧パルスG1 の作用により、駆動電圧パルスVLCの値は瞬間的にV3 ’(code120)に下降し、それは負極性で、時間点A4まで保持される。その後、時間点A4に至ると、この時、駆動電圧パルスD1'の値はV1'(code0)であり、制御電圧パルスG1'の作用により、駆動電圧パルスVLCの値はV1'(code0)に上昇するが負極性であり、時間点A5に至るまで保持される。その後、時間が時間点A5に至ると、第N+2個のフレームに進入開始し、この時、駆動電圧パルスD1 の値はV3 (code120)に上昇し、制御電圧パルスG1 の作用により、駆動電圧パルスVLCの値が瞬間的に上昇してV3 (code120)となり正極性となり、これを時間点A6まで保持する。
時間点A6の後のその他の各時間点の制御電圧パルスG1 、駆動電圧パルスD1 及びVLCの変化はいずれも以上の説明に照らして容易に推察できる。
図12の(a)に示される点線は、模擬駆動実施時の液晶光学応答曲線である。この図中、各時間点間の模擬装置の出力駆動電圧VLCが(code0)の時、即ちこの時間期間にスクリーン上で黒線(black line)走査が実行されることを示し、それは周知の技術がフレーム間にブラックフレームを挿入したり、或いはフレーム間でバックライトをオフするのと同じ効果を達成でき、LCDでCRTディスプレイのインパルス式画像表示を模擬する目的を達成する。
このほか、図12の(c)中のHsyncは制御電圧パルスG1 とGm が同期信号であることを表示する。
本実施例の設計によると、制御電圧パルスG1 とGm が同期の制御電圧パルスであり、Gm の制御で発生する走査線とG1 の制御で発生する走査線はスクリーン上でm−1本の走査線のインターバルを有し、この二種類の走査線がスクリーン上で同期方式で走査を行なう。該制御電圧パルスGm と駆動電圧パルスD1 、VLCの波形間の関係は、上述の制御電圧パルスGm と駆動電圧パルスD1 、VLCの波形間の関係(即ち、図12の(a)から(d)で説明したとおり)と同じであるため、重複した説明は行なわない。
本実施例の上述の模擬装置の出力する駆動電圧パルスVLCの波形は説明と理解のために実施例1と同じとされて、説明過程中に複雑過ぎて理解が難しくなる状況を防止している。しかし設計者は実際の必要に応じてこの波形設計を各種変化を具備する波形に設計することができる。
ここで特に強調しなければならないことは、この液晶駆動電圧パルスVLCの値が正極性或いは負極性のいずれであっても、ただそれが設定された目標準位を達成することができれば、いずれも液晶光学反応のオーバードライブの目的と効果を達成できるということである。
このほか、本発明の設計の特徴によると、同一フレーム(例えば第N個のフレーム)中の二つの相互に連続する制御電圧パルスG1 (図12中、(b))とGm (図12中、(c))の間のインターバルmは実際に達成したい効果と設計により必要に応じて調整できることであり、これが本発明の重要な特徴であり、現在ある関係技術にはないことである。
以下に図13中の(a)、(b)及び図14中の(a)から(e)を参照して本発明の第5実施例を説明する。この第5実施例と以下に説明する第6実施例の装置はいずれも図13の(a)及び(b)を使用して説明され、その目的は、同じ装置を使用して異なる制御方法でスクリーン上に異なる表示効果を達成できることを説明するためである。
まず、図13中の(a)は、第5実施例の複数のゲート線とデータ線の交点が構成する画素アレイ、及び複数のデータドライバと複数のゲートドライバが構成する駆動回路を示す。図13中、(b)は本実施例の液晶ディスプレイの模擬装置を示す。
模擬装置:
図13中、(a)と(b)より分かるように、この液晶ディスプレイの模擬装置は、第1入力制御線(G1 )、第2入力制御線(Gm+1 )、第3入力制御線(G2m+1)、第1入力データ線(D1 )、第1コンデンサ(CS )、第2コンデンサ(CLS)、駆動電圧出力線、第1トランジスタ(Q1)を具えている。
該第1トランジスタ(Q1)は、第1入力制御線(G1 )或いは第2入力制御線(Gm+1 )或いは第3入力制御線(G2m+1)に接続されたゲート、第1入力データ線(D1 )に接続されたソース、及び、駆動電圧出力線と二つの並列に接続されたコンデンサ(CS 、CLS)に接続されたドレインを具えている。
該第1コンデンサと第2コンデンサはそれぞれ保存コンデンサと液晶等価コンデンサとされそれぞれ接地し、該駆動電圧出力線は模擬駆動電圧をLCDパネルの画素に出力して画像を表示するのに用いられる。
その特徴は、入力データ線が一つのデータドライバに接続され、入力制御線がゲートドライバに接続され、該ゲートドライバが第1、第2及び第3出力許可(OE;output enable)入力線と開始水平パルス(STH;start pulse horizontal)入力線を具え、且つこれら入力線を通して関係信号を受け取り、これらゲートドライバの入力するOE信号の制御により、これらゲートドライバの出力に同期の二組の制御電圧パルスを発生させ、それは以下の三組の制御電圧パルスより選出される。即ち、(1)(G1 、Gm )、(2)(Gm+1 、G2m)、(3)(G2m+1、G3m)。この三組の制御電圧パルスより選出されて組み合わされた二組の制御電圧パルス(1,3)或いは(1,2)或いは(2,3)が循環交替モードでそれが対応する第1、第2或いは第3入力制御線を通してトランジスタ(Q1)のゲートに供給される。
その制御により発生する駆動電圧パルスVLCはスクリーン上で画素を循環交替モードで駆動し、第1から第2m+1線より開始して同時に2m走査線のインターバルを有する2本の走査線を発生し、画像を表示する。
駆動方法:
以下に本発明の第5実施例の液晶ディスプレイの模擬駆動装置の駆動方法について説明する。それは以下のステップを有する:
サイクルパルス波形を有するデータ信号(D1 )をトランジスタ(Q1)のソースに提供するステップ、
OEとSTH制御信号をゲートドライバの第1、第2及び第3OE入力線とSTH入力線に提供し、且つこれら入力線を通して関係信号を受け取るステップ。これらゲートドライバの入力するOE信号の制御により、これらゲートドライバの出力端に同期の二組の制御電圧パルスを発生させ、それは以下の三組の制御電圧パルスより選出され、即ち、(1)(G1 、Gm )、(2)(Gm+1 、G2m)、(3)(G2m+1、G3m)であり、この三組の制御電圧パルスより選出されて組み合わされた二組の制御電圧パルス(1,3)或いは(1,2)或いは(2,3)が循環交替モードでそれが対応する第1、第2或いは第3入力制御線を通してこれらトランジスタ(Q1)のゲートに供給される。
その特徴は、これら二組の同期制御信号(1,3)或いは(1,2)或いは(2,3)にトリガされる時、この回路がデータ信号を駆動電圧出力線にフィードし、及び、
以上のステップで発生した出力駆動電圧がこれら画素に出力されてスクリーン上に第1から第2m+1の走査線より開始して循環交替モードで相互に2mの走査線隔たった2本の同期走査線を発生し、画像を表示する。
波形分析:
以下に図14の(a)から(e)を参考にして詳細に本発明の第5実施例の図13の(a)及び(b)の液晶オーバードライブ装置の発生する制御電圧パルス(G1 、Gm )、(Gm+1 、G2m)、(G2m+1、G3m)と駆動電圧パルスD1 、VLCの波形間の関係について説明する。
通常交流電力(AC)を液晶に対する駆動電圧として使用するため、その制御と駆動過程中に正負の位相が交替出現する現象がある(即ち駆動電圧パルスD1 、D1'及びVLCの波形に参考電圧VCOM に対する正負位相が交替出現する現象)。
これらの波形は例えば以下の方式を用いて、A1からA6の時間順序により循環重複する。時間点A1の前の第N−1個のフレーム中の駆動電圧パルスD1 の値はV1'(code0)で、駆動電圧パルスVLCの値はV1'(code0)であり、負極性である。時間点A1で第N個のフレームに進入開始し、この時駆動電圧パルスD1 の値は上昇してV2 となり(code32)、制御電圧パルスG1 の作用により、この模擬装置の発生する出力駆動電圧パルスVLCの値もまた上昇してV2 (code32)となり正極性となり、且つ時間点A2までそれを保持する。その後、時間が時間点A2に進むと、この時、駆動電圧パルスD1'の値はV1 (code0)となり、制御電圧パルスG1 の作用により、駆動電圧パルスVLCの値が瞬間的にV2 (code32)よりV1 (code0)に下降するが正極性であり、その値は時間点A3まで保持される。その後、時間が時間点A3に進む。この時第N+1個のフレームへの進入開始し、この時、駆動電圧パルスD1 の値は下降しV3 ' (code120)となり、制御電圧パルスG1 の作用により、駆動電圧パルスVLCの値は瞬間的にV3 ’(code120)に下降し、それは負極性で、時間点A4まで保持される。その後、時間点A4に至ると、この時、駆動電圧パルスD1 の値はV1'(code0)であり、制御電圧パルスG1 の作用により、駆動電圧パルスVLCの値はV1'(code0)に上昇するが負極性であり、時間点A5に至るまで保持される。その後、時間が時間点A5に至ると、第N+2個のフレームに進入開始し、この時、駆動電圧パルスD1 の値はV3 (code120)に上昇し、制御電圧パルスG1 の作用により、駆動電圧パルスVLCの値が瞬間的に上昇してV3 (code120)となり正極性となり、これを時間点A6まで保持する。
時間点A6の後のその他の各時間点の制御電圧パルスGm+1 、G2m+1、駆動電圧パルスD1 及びVLCの変化はいずれも以上の説明に照らして容易に推察できる。
図14の(a)に示される点線は、模擬駆動実施時の液晶光学応答曲線である。この図中、各時間点間の模擬装置の出力駆動電圧VLCが(code0)の時、即ちこの時間期間にスクリーン上で黒線(black line)走査が実行されることを示し、それは周知の技術がフレーム間にブラックフレームを挿入したり、或いはフレーム間でバックライトをオフするのと同じ効果を達成でき、LCDでCRTディスプレイのインパルス式画像表示を模擬する目的を達成する。
本実施例の上述の模擬装置の出力する駆動電圧パルスVLCの波形は説明と理解のために実施例1と同じとされて、説明過程中に複雑過ぎて理解が難しくなる状況を防止している。しかし設計者は実際の必要に応じてこの波形設計を各種変化を具備する波形に設計することができる。
本実施例の目的は、スクリーン上に2本の同期走査線を展開することにあり、それは図14中の(a)、(b)、(c)に示されるようであり、G1 、Gm+1 、G2m+1は同期制御電圧パルスであり、その制御により発生した駆動電圧パルスがスクリーン上で二組の走査線を発生し、それは相互に2m本走査線のインターバルを以て同期走査を行なう。
以下に図13中の(a)、(b)及び図15中の(a)から(e)を参照して本発明の第6実施例を説明する。この第6実施例と前述の第5実施例の装置はいずれも図13の(a)及び(b)を使用して説明され、その目的は、同じ装置を使用して異なる制御方法でスクリーン上に異なる表示効果を達成できることを説明するためである。
まず、図13中の(a)は、第6実施例の複数のゲート線とデータ線の交点が構成する画素アレイ、及び複数のデータドライバと複数のゲートドライバが構成する駆動回路を示す。図13中、(b)は本実施例の液晶ディスプレイの模擬装置を示す。
模擬装置:
図13中、(a)と(b)より分かるように、この液晶ディスプレイの模擬装置は、第1入力制御線(G1 )、第2入力制御線(Gm+1 )、第3入力制御線(G2m+1)、入力データ線(D1 )、第1コンデンサ(CS )、第2コンデンサ(CLS)、駆動電圧出力線、第1トランジスタ(Q1)を具えている。
該第1トランジスタ(Q1)は、第1入力制御線(G1 )或いは第2入力制御線(Gm+1 )或いは第3入力制御線(G2m+1)に接続されたゲート、入力データ線(D1 )に接続されたソース、及び、駆動電圧出力線と二つの並列に接続されたコンデンサ(CS 、CLS)に接続されたドレインを具えている。
該第1コンデンサと第2コンデンサはそれぞれ保存コンデンサと液晶等価コンデンサとされそれぞれ接地し、該駆動電圧出力線は模擬駆動電圧をLCDパネルの画素に出力して画像を表示するのに用いられる。
その特徴は、入力データ線が一つのデータドライバに接続され、入力制御線がゲートドライバに接続され、該ゲートドライバが第1、第2及び第3出力許可(OE;output enable)入力線と開始水平パルス(STH;start pulse horizontal)入力線を具え、且つこれら入力線を通して関係信号を受け取り、これらゲートドライバの入力するOE信号の制御により、これらゲートドライバの出力に同期の三組の制御電圧パルスを発生させ、それは以下の三組の制御電圧パルスで構成される。即ち、(1)(G1 、Gm )、(2)(Gm+1 、G2m)、(3)(G2m+1、G3m)。この三組の制御電圧パルスが対応する第1、第2或いは第3入力制御線を通してこれらトランジスタ(Q1)のゲートに供給される。これら三組の同期制御信号(1,2,3)にトリガされる時、この回路はデータ信号を駆動電圧出力線にフィードし、及び、その制御により発生する駆動電圧パルスVLCが画素を駆動してスクリーン上にあって相互にm本の走査線隔たった三本の同期走査線を発生し、画像を表示する。
模擬方法:
以下に本発明の第6実施例の液晶ディスプレイの模擬装置の駆動方法について説明する。それは以下のステップを有する:
サイクルパルス波形を有するデータ信号(D1 )をトランジスタ(Q1)のソースに提供するステップ、
OEとSTH制御信号をゲートドライバの第1、第2及び第3OE入力線とSTH入力線に提供し、且つこれら入力線を通して関係信号を受け取るステップ。これらゲートドライバの入力するOE信号の制御により、これらゲートドライバの出力端に同期の二組の制御電圧パルスを発生させ、それは以下の三組の制御電圧パルスで構成され、即ち、(1)(G1 、Gm )、(2)(Gm+1 、G2m)、(3)(G2m+1、G3m)であり、この三組の制御電圧パルス(1,2,3)が対応する第1、第2或いは第3入力制御線を通してこれらトランジスタ(Q1)のゲートに供給される。
その特徴は、これら三組の同期制御信号(1,2,3)にトリガされる時、この回路がデータ信号を駆動電圧出力線にフィードし、及び、
以上のステップで発生した出力駆動電圧がこれら画素に出力されてスクリーン上に相互にm本の走査線隔たった三本の同期走査線を発生し、画像を表示する。
波形分析:
以下に図15の(a)から(e)を参考にして詳細に本発明の第6実施例の図13の(a)及び(b)の模擬装置の発生する制御電圧パルス(G1 、Gm )、(Gm+1 、G2m)、(G2m+1、G3m)と駆動電圧パルスD1 、VLCの波形間の関係について説明する。
通常交流電力(AC)を液晶に対する駆動電圧として使用するため、その制御と駆動過程中に正負の位相が交替出現する現象がある(即ち駆動電圧パルスD1 及びVLCの波形に参考電圧VCOM に対する正負位相が交替出現する現象)。
これらの波形は例えば以下の方式を用いて、A1からA6の時間順序により循環重複する。時間点A1の前の第N−1個のフレーム中の駆動電圧パルスD1 の値はV1'(code0)で、駆動電圧パルスVLCの値はV1'(code0)であり、負極性である。時間点A1で第N個のフレームに進入開始し、この時駆動電圧パルスD1 の値は上昇してV2 となり(code32)、制御電圧パルスG1 の作用により、この模擬装置の発生する出力駆動電圧パルスVLCの値もまた上昇してV2 (code32)となり正極性となり、且つ時間点A2までそれを保持する。その後、時間が時間点A2に進むと、この時、駆動電圧パルスD1'の値はV1 (code0)となり、制御電圧パルスG1 の作用により、駆動電圧パルスVLCの値が瞬間的にV2 (code32)よりV1 (code0)に下降するが正極性であり、その値は時間点A3まで保持される。その後、時間が時間点A3に進む。この時第N+1個のフレームへの進入開始し、この時、駆動電圧パルスD1 の値は下降しV3 ' (code120)となり、制御電圧パルスG1 の作用により、駆動電圧パルスVLCの値は瞬間的にV3 ’(code120)に下降し、それは負極性で、時間点A4まで保持される。その後、時間点A4に至ると、この時、駆動電圧パルスD1 の値はV1'(code0)であり、制御電圧パルスG1 の作用により、駆動電圧パルスVLCの値はV1'(code0)に上昇するが負極性であり、時間点A5に至るまで保持される。その後、時間が時間点A5に至ると、第N+2個のフレームに進入開始し、この時、駆動電圧パルスD1 の値はV3 (code120)に上昇し、制御電圧パルスG1 の作用により、駆動電圧パルスVLCの値が瞬間的に上昇してV3 (code120)となり正極性となり、これを時間点A6まで保持する。
時間点A6の後のその他の各時間点の制御電圧パルスGm+1 、G2m+1、駆動電圧パルスD1 及びVLCの変化はいずれも以上の説明に照らして容易に推察できる。
図15の(a)に示される点線は、模擬駆動実施時の液晶光学応答曲線である。この図中、各時間点間の模擬装置の出力駆動電圧VLCが(code0)の時、即ちこの時間期間にスクリーン上で黒線(black line)走査が実行されることを示し、それは周知の技術がフレーム間にブラックフレームを挿入したり、或いはフレーム間でバックライトをオフするのと同じ効果を達成でき、LCDでCRTディスプレイのインパルス式画像表示を模擬する目的を達成する。
本実施例の目的は、スクリーン上に3本の同期走査線を展開することにあり、それは図12中の(a)、(b)、(c)に示されるようであり、G1 、Gm+1 、G2m+1は同期制御電圧パルスであり、その制御により発生した駆動電圧パルスがスクリーン上で三組の走査線を発生し、それは相互にm本走査線のインターバルを以て同期走査を行なう。
これにより、本実施例の設計によると、Gm+1 とG1 が同期の制御電圧パルスであり、Gm+1 の制御により発生する走査線とG1 の制御により発生する走査線がスクリーン上でm本走査線のインターバルを有し、この二組の走査線がスクリーン上で同期方式で走査を行なう。即ち、スクリーン上の第1本の走査線と第m本の走査線より走査開始する。この制御電圧パルスGm+1 と駆動電圧パルスD1 、VLCの波形間の関係は、制御電圧パルスG1 と駆動電圧パルスD1 、VLCの波形間の関係(即ち、図15の(a)から(e)で説明したとおり)と同じであるため、重複した説明は行なわない。
上述したことと同時に、制御電圧パルス(Gm+1 、G2m )、(G2m+1、G3m)により発生する対応する駆動電圧パルスがスクリーン上に発生させる走査線が同期の方式でそれぞれスクリーン上の第m+1、2m+1本の走査線より下向きの走査を開始し(即ち、本実施例はスクリーン上で三組の走査線を発生し、それはそれぞれ第1、m+1、2m+1本走査線より下向きに同期走査を行ない重複循環する)。その各制御電圧パルス(Gm+1 、G2m )、(G2m+1、G3m)と駆動電圧パルスD1 、VLCの波形間の関係は、上述の制御電圧パルス(G1 、Gm )と駆動電圧パルスD1 、VLCの波形間の関係(即ち、図15の(a)から(e)で説明したとおり)と同じであるため、重複した説明は行なわない。
本実施例の液晶オーバードライブ装置の出力する駆動電圧パルスVLCの波形は説明と理解のために実施例1と同じとされて、説明過程中に複雑過ぎて理解が難しくなる状況を防止している。しかし設計者は実際の必要に応じてこの波形設計を各種変化を具備する波形に設計することができる。
CRTの表示波形、液晶表示波形、及びCRTインパルス画像表示模擬の液晶光学応答曲線の比較図である。 周知の技術のLCDでCRTディスプレイを模擬する方法の表示図である。 別の周知の技術のLCDでCRTディスプレイを模擬する方法の表示図である。 さらに別の周知の技術のLCDでCRTディスプレイを模擬する方法の表示図である。 本発明の第1実施例の複数のゲート線とデータ線の交点で構成された画素アレイ、及び複数のデータドライバと複数のゲートドライバで構成された駆動回路を示す概要図(a)と、本発明の第1実施例の模擬装置の表示図(b)である。 本発明の第1実施例の模擬装置の発生する制御電圧パルス、駆動電圧パルス、及び液晶光学応答の対応波形図である。 本発明の第2実施例の複数のゲート線とデータ線の交点で構成された画素アレイ、及び複数のデータドライバと複数のゲートドライバで構成された駆動回路を示す概要図(a)と、本発明の第2実施例の模擬装置の表示図(b)である。 本発明の第2実施例の模擬装置の発生する制御電圧パルス、駆動電圧パルス、及び液晶光学応答の対応波形図である。 本発明の第3実施例の複数のゲート線とデータ線の交点で構成された画素アレイ、及び複数のデータドライバと複数のゲートドライバで構成された駆動回路を示す概要図(a)と、本発明の第3実施例の模擬装置の表示図(b)である。 本発明の第3実施例の模擬装置の発生する制御電圧パルス、駆動電圧パルス、及び液晶光学応答の対応波形図である。 本発明の第4実施例の複数のゲート線とデータ線の交点で構成された画素アレイ、及び複数のデータドライバと複数のゲートドライバで構成された駆動回路を示す概要図(a)と、本発明の第4の模擬装置表示図(b)である。 本発明の第4実施例の液晶ディスプレイの模擬装置の発生する制御電圧パルス、駆動電圧パルス、及び液晶光学応答の対応波形図である。 本発明の第5実施例の複数のゲート線とデータ線の交点で構成された画素アレイ、及び複数のデータドライバと複数のゲートドライバで構成された駆動回路を示す概要図(a)と、本発明の第5及び第6実施例の模擬装置表示図(b)である。 本発明の第5実施例の模擬装置の発生する制御電圧パルス、駆動電圧パルス、及び液晶光学応答の対応波形図である。 本発明の第6実施例の模擬装置の発生する制御電圧パルス、駆動電圧パルス、及び液晶光学応答の対応波形図である。
符号の説明
(a) 特性曲線
(b) 特性曲線
A1、A2、A3 時間点
A4、A5、A6 時間点
Cs 保存コンデンサ
DS 入力データ線
1 入力データ線
2 入力データ線
D 入力データ線
D' 入力データ線
1' 入力データ線
1 入力制御線
2 入力制御線
1' 入力制御線
m 入力制御線
m+1 入力制御線
2m 入力制御線
2m+1入力制御線
3m 入力制御線
LC 出力駆動電圧
Q トランジスタ
Q’ トランジスタ
1 トランジスタ
2 トランジスタ
3 トランジスタ
4 トランジスタ
COM 参考電圧

Claims (2)

  1. 第1入力制御線、第2入力制御線、第1入力データ線、第2入力データ線、第1トランジスタ、第2トランジスタ、第1コンデンサ、第2コンデンサ、及び駆動電圧出力線を具えた回路を提供するステップ、
    サイクルパルス波形を有する第1制御信号を第1トランジスタのゲートに提供するステップ、
    サイクルパルス波形を有し位相遅延を有するほかは第1制御信号と同じである第2制御信号を第2トランジスタのゲートに提供するステップ、
    第1データ信号を該第1トランジスタのソースに提供し、該第1制御信号にトリガされる時、該回路が第1データ信号を駆動電圧出力線にフィードするステップ、
    第2データ信号を第2トランジスタのソースに提供し、第2制御信号にトリガされる時、該回路が第2データ信号を駆動電圧出力線にフィードするステップ、
    以上のステップにより発生した出力駆動電圧を画素に出力し画像を表示するステップ、
    以上のステップを具えた陰極線管インパルス式画像表示を模擬する方法において、
    交流電力(AC)を制御電圧と駆動電圧として使用し、これによりこれら電圧がその制御、駆動過程中に正負の位相が交替して出現する現象を有し、その進行の過程は以下の方式で、時間点A1からA6の時間順序で重複して循環し、即ち、
    (a)時間点A1の前の第N−1個のフレーム中の駆動電圧パルスD 1 'の値はV 1 'で、且つ駆動電圧パルスV LC の値V 1 'で、負極性である、
    (b)時間点A1で第N個のフレームに進入開始し、この時駆動電圧パルスD 1 の値は上昇してV 2 となり、制御電圧パルスG 1 の作用により、この模擬装置の発生する出力駆動電圧パルスV LC の値もまた上昇してV 2 となり正極性となり、且つ時間点A2までそれを保持する、
    (c)その後、時間が時間点A2に進むと、この時、駆動電圧パルスD 1' の値はV 1 となり、制御電圧パルスG 1' の作用により、駆動電圧パルスV LC の値が瞬間的にV 2 よりV 1 (V 1 <V 2 )に下降するが正極性であり、その値は時間点A3まで保持される、
    (d)その後、時間が時間点A3に進み、この時第N+1個のフレームに進入開始し、この時、駆動電圧パルスD 1 の値は下降しV 3 ' となり、制御電圧パルスG 1 の作用により、駆動電圧パルスV LC の値は瞬間的にV 3 ’に下降し、それは負極性で、時間点A4まで保持される、
    (e)その後、時間点A4に至ると、駆動電圧パルスD 1' の値はV 1 ' で、制御電圧パルスG 1' の作用により、駆動電圧パルスV LC の値はV 1 ’に上昇するが負極性であり、時間点A5に至るまで保持され、
    (f)時間が時間点A5に至ると、第N+2個のフレームに進入開始し、この時、駆動電圧パルスD 1 の値はV 3 に上昇し、正極性となり、制御電圧パルスG 1 の作用により、駆動電圧パルスV LC の値が瞬間的に上昇してV 3 となり、これを時間点A6まで保持する、
    以上を特徴とする、陰極線管インパルス式画像表示を模擬する方法。
  2. 請求項1に記載の陰極線管インパルス式画像表示を模擬する方法において、各時間点間にあって模擬装置の出力駆動電圧V LC が(code0)である時は、この時間期間にスクリーン上で黒線走査を行ない、フレーム間にブラックフレームを挿入するか或いはフレーム間でバックライトをオフするより優れた模擬機能、即ち、LCDによる陰極線管インパルス式画像表示の模擬機能を達成することを特徴とする、陰極線管インパルス式画像表示を模擬する方法。
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