JP4177065B2 - 液晶表示装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、動画表示の際の視認性向上を図るアクティブマトリクス方式の液晶表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置は、例えば、特許文献１にあるように、一般的にホールド型駆動をし、そのために動画を表示した際に画像がぼやけて視認されるという現象が起こる。
これを改善するために、光源を点滅させたり、表示画像にある時間、黒表示をさせたりする期間を設ける方法が考案されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−３２５７１５号公報（段落番号０００２）
【特許文献２】
特開２００１−１６６２８０号公報（段落番号００２３〜００２９、図１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
表示画像に黒の表示期間を設ける方法において、フレームごとに黒表示を設ける方法では、ちらつきがおきたり、時間的に表示できる画像量が間引かれるという欠点があった。また、倍速で走査する方法においては、高速な制御信号が必要となり、回路構成規模も大きい。
特許文献２の駆動方法は、各々の行について画像表示期間と黒表示期間が一定であるために視認される画像の面内均一性が高く、さらに従来のＴＦＴ配線をそのまま使用できるため、開口率の低下及び回路規模の増大を抑える効果がある。しかし、これを実現するための回路構成については、例えば、信号線駆動回路に黒データを入力して黒電圧出力をする場合に、１水平時間内にデータ信号と黒信号両方を入力するには非常に大掛かりなものが必要である。
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、一般的な信号線駆動ＩＣ及び選択線信号出力ＩＣを用いる簡単な回路構成で、表示画像にある時間、黒表示をする期間を設けるようにした液晶表示装置を得るものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明に係わる液晶表示装置においては、複数の選択線及びデータ線の交点に配置された多数の画素を有する液晶パネル、この液晶パネルの選択線に選択線信号を出力する選択線信号出力ＩＣ、二つの電圧間に直列接続された第１の抵抗及びこの第１の抵抗に直列に接続された第２の抵抗によって形成され、第１の抵抗の各接続点から複数の参照電圧を発生し、画像表示用電圧として接続点に接続された複数の配線に出力するよう構成された参照電圧発生回路、及び画像データ信号と制御信号と参照電圧発生回路によって発生される参照電圧とが入力され、液晶パネルのデータ線に画像表示用電圧に基づき画像書込み電圧を出力する信号線駆動ＩＣを備え、
参照電圧発生回路は、黒電圧選択信号によって開閉されるスイッチ部を有し、
スイッチ部は、複数の画像表示用電圧のうちの黒の電圧を発生させる接続点と白の電圧を発生させる接続点との間を開閉するように第１の抵抗と並列に配置された第１のスイッチング素子と、第２の抵抗の抵抗値を制御するように配置され、第１のスイッチング素子とは逆極性の第２のスイッチング素子とを有し、
黒電圧選択信号に基づいて、第１のスイッチング素子を閉状態にし、第２のスイッチング素子を開状態にして接続点間を短絡するとともに第２の抵抗の抵抗値を変化させることにより黒表示用電圧を複数の配線に出力するよう構成され、
信号線駆動ＩＣは、黒表示用電圧に基づき黒書込み電圧をデータ線に出力し、
スイッチ部は、１水平期間中に画像表示用電圧を供給する画像表示期間と黒表示用電圧を供給する黒表示期間とを含むとともに、選択線の画像書込みをする行及び黒書込みをする行の選択線信号の変化と同期するように、黒電圧選択信号によって、切り替えられるものである。
【０００６】
また、複数の選択線及びデータ線の交点に配置された多数の画素を有する液晶パネル、この液晶パネルの選択線に選択線信号を出力する選択線信号出力ＩＣ、二つの電圧間に直列接続された第１の抵抗及びこの第１の抵抗に直列に接続された第２の抵抗によって形成され、第１の抵抗の各接続点から複数の参照電圧を発生し、画像表示用電圧として接続点に接続された複数の配線に出力するよう構成された参照電圧発生回路、及び画像データ信号と制御信号と参照電圧発生回路によって発生される参照電圧とが入力され、液晶パネルのデータ線に画像表示用電圧に基づき画像書込み電圧を出力する信号線駆動ＩＣを備え、
参照電圧発生回路は、正極性では全て黒表示用電圧を発生し、負極性では画像表示用電圧を発生する第一の参照電圧発生モードと、負極性では全て黒表示用電圧を発生し、正極性では画像表示用電圧を発生する第二の参照電圧発生モードのいずれかに黒電圧極性選択信号によって切替えるスイッチ部を有し、
スイッチ部は、正極性及び負極性でそれぞれ、閉状態では、複数の画像表示用電圧のうちの黒の電圧を発生させる接続点と白の電圧を発生させる接続点とを短絡するように第１の抵抗と並列に配置された第１のスイッチング素子と、第２の抵抗の抵抗値を制御するように配置され、第１のスイッチング素子とは逆極性の第２のスイッチング素子とを有し、
黒電圧選択信号に基づいて、第１のスイッチング素子を閉状態にし、第２のスイッチング素子を開状態にして接続点間を短絡するとともに第２の抵抗の抵抗値を変化させることにより黒表示用電圧を複数の配線に出力するよう構成され、
信号線駆動ＩＣは、黒表示用電圧に基づき黒書込み電圧をデータ線に出力し、
第一の参照電圧発生モード及び第二の参照電圧発生モードは、画素について、１垂直期間中は画像書込み電圧または黒書込み電圧が出力されるように、黒電圧極性選択信号によって、垂直期間毎に交互に切替えられるものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による液晶表示装置を示すブロック図である。
図１において、水平方向にｎＨ、垂直方向にｎＶ個配置された画素１００を有し、それぞれの画素は、１本の選択線１０１及び１本のデータ線１０２に接続されている。データ線１０２は、一般には複数の信号線駆動ＩＣ２００に接続され、信号線駆動ＩＣ２００は、画像データ信号４００、水平クロック４０１、出力用ラッチパルス４０２、その他の制御信号４０３及び複数の参照電圧３００により駆動される。参照電圧３００は、黒電圧選択信号４０４により画像表示用電圧又は黒表示用電圧に切替えることのできる参照電圧発生回路３０１から出力される。選択線１０１は、各々選択線信号出力ＩＣ２０２、２０３、２０４に接続され、一つの選択線信号出力ＩＣは、ｎＧ本の選択線に出力できる。選択線信号出力ＩＣ２０２、２０３、２０４には、選択線用クロック信号５００が入力され、選択線信号出力ＩＣ２０２には、選択線用スタートパルス５０１が入力され、この選択線用スタートパルス５０１は、次の選択線信号出力ＩＣ２０３へ入力されるようにカスケード接続されている。また、選択線信号出力ＩＣ２０２、２０３、２０４は、それぞれ独立に選択線制御信号５０２、５０３、５０４が入力されている。
【０００８】
図２は、この発明の実施の形態１による液晶表示装置の各信号のタイミングチャートである。
図３は、この発明の実施の形態１によるノーマリーホワイト方式の液晶表示装置の参照電圧発生回路を示す回路図である。
図３においては、直列接続された抵抗によって構成され、抵抗に直列または並列に接続されたスイッチング素子により抵抗値が変化される。Ｖ０は正極性黒の電圧、Ｖ７は正極性白の電圧、Ｖ８は負極性白の電圧、Ｖ１５は負極性黒の電圧を発生する。
図４は、この発明の実施の形態１によるノーマリーブラック方式の液晶表示装置の参照電圧発生回路を示す回路図である。
図４においては、直列接続された抵抗によって構成され、抵抗に直列または並列に接続されたスイッチング素子により抵抗値が変化される。Ｖ０は正極性白の電圧、Ｖ７は正極性黒の電圧、Ｖ８は負極性黒の電圧、Ｖ１５は負極性白の電圧を発生する。
図５は、この発明の実施の形態１によるノーマリーホワイト方式の液晶表示装置のスイッチ部をトランジスタで構成した参照電圧発生回路を示す回路図である。
図５においては、直列接続された抵抗によって構成され、抵抗に直列または並列に接続されたスイッチング素子により抵抗値が変化される。Ｖ０は正極性黒の電圧、Ｖ７は正極性白の電圧、Ｖ８は負極性白の電圧、Ｖ１５は負極性黒の電圧を発生する。
【０００９】
図６は、この発明の実施の形態１による液晶表示装置の選択線信号出力ＩＣの出力有効信号を生成する回路を示す図である。
図６において、カウンタ６００には、選択線用クロック信号５００とリセット信号が入力され、カウンタ６００の出力及びリセット信号は、シフトレジスタ６０１に入力され、シフトレジスタ６０１の出力及び黒電圧選択信号４０４が、選択線制御信号５０２、５０３、５０４に対応するように複数設けられたＸＯＲゲート６０２に入力されて、ＸＯＲゲート６０２からそれぞれ選択線制御信号５０２、５０３、５０４が出力される。
【００１０】
図７は、この発明の実施の形態１による液晶表示装置の表示効果を示す図である。
図８は、この発明の実施の形態１による液晶表示装置のデータ取り込み期間中に黒表示と画像表示を切替える場合のタイミングチャートである。
図９は、この発明の実施の形態１による液晶表示装置の選択線信号の伝達遅延を考慮した場合のタイミングチャートである。
【００１１】
黒電圧選択信号４０４により画像表示用電圧又は黒表示用電圧に切替えることのできる参照電圧発生回路３０１は、図３、図４に示される回路などにて容易に作成することができる。また、参照電圧発生回路３０１のスイッチ部は、図５に示されるように、例えば、Ｐチャネル及びＮチャネルの小信号用トランジスタにて安価に作成可能である。
このように、参照電圧を変化させることにより、信号線駆動ＩＣ２００にいかなるデータが入力されていても、信号線駆動ＩＣ２００は、黒書込み電圧を出力することができるので、黒書込みのために画像データ信号に特殊な処理をする大掛かりな回路構成の必要がない。
また、接続された抵抗値を適切に選定することにより、液晶に印加される黒書込み電圧を、通常の画像書込み電圧の黒用の電圧とは異なった電圧に容易に設定することができる。
参照電圧発生回路３０１は、上記より回路構成が複雑になるが、デジタルアナログ（Ｄ／Ａ）コンバータのような、入力される信号により任意の電圧値を発生することのできる半導体素子を用い、その入力信号を変更することにより参照電圧の切替えを行うこともできる。
【００１２】
次に、図２のタイミングチャートについて説明する。
図２は、ｎＶ＝７６８及び、ｎＧ＝２５６すなわち選択線信号出力ＩＣが３つの場合の、信号のタイミングチャートを示す。選択線１０１は、選択線用クロック信号５００が立ち上がるときに、オンするものとし、このとき、その前に選択されていた選択線１０１は、オフするものとする。また、その選択線が接続されている選択線信号出力ＩＣ２０２、２０３、２０４に入力される選択線制御信号５０２、５０３、５０４が、それぞれロウレベルの時にオンし、ハイレベルのときはオフするものとする。また、信号線駆動ＩＣ２００は、出力用ラッチパルス４０２の立下りにおいて、出力を開始し、出力用ラッチパルス４０２がロウレベルの間、出力を続けるものとする。また、参照電圧発生回路３０１は、黒電圧選択信号４０４がハイレベルのときに黒表示用電圧を出力し、ロウレベルのときに各々画像表示用電圧を出力するものとする。
【００１３】
実施の形態１では、画像データ４００を信号線駆動ＩＣ２００に取り込んだ後、黒電圧選択信号４０４をハイレベルにし、出力用ラッチパルス４０２をロウレベルにすることにより、信号線駆動ＩＣ２００から黒書込み電圧を出力することができる。
また、次の行のデータが来る前に黒電圧選択信号４０４をロウレベルにし、出力用ラッチパルス４０２を再びロウレベルにすることにより、信号線駆動ＩＣ２００は画像書込み電圧を出力することができる。つまり、図２に示されるように、信号線駆動ＩＣ２００に画像データ４００が取り込まれていない水平ブランキング期間に、画像表示用電圧と黒表示用電圧との切替えが行われる。
選択線用スタートパルス５０１には、データ書込み用パルスに続いて、ｎＧ個（本例では２５６）の選択線用クロック５００以降に、黒書込み用パルスを出力するものとする。本例ではｎ行後に出力するものとする。
【００１４】
図６では、各選択線信号出力ＩＣ２０２、２０３、２０４には、選択線用スタートパルスが入力されてから、選択線信号出力ＩＣの出力数ｎＧに選択線用クロック周期ＴＨを乗じた期間ｎＧＴＨのもののみ、データ線１０２が画像書込み電圧に選択されている時ロウレベルで、黒書込み電圧が選択されている時ハイレベルになる信号、すなわち本例では黒電圧選択信号４０４が入力され、その他のこの期間に該当しない選択線信号出力ＩＣには、この信号を反転したものが入力されるように、選択線制御信号５０２、５０３、５０４が形成される。
例えば、図６のように、選択線制御信号５０２、５０３、５０４それぞれを排他的論理和（ＸＯＲ）ゲート出力に接続し、そのＸＯＲゲート６０２の片方に黒電圧選択信号４０４を入力し、もう片方にはカウンタ６００出力によりビットシフトするシフトレジスタ６０１の各ビット出力に接続することにより、簡単に実現できる。
図６の例では、リセット信号が入力されると、カウンタ６００はリセットされ、シフトレジスタ６０１には２進数で”１１０”が入るものとする。この時点では選択線制御信号５０２のみ黒電圧選択信号４０４の信号、その他の選択線制御信号５０３、５０４は、黒電圧選択信号４０４を反転した信号が出力されることになる。選択線用クロック５００によりカウンタ６００がカウントアップされ、設定した値になると、キャリーフラグが出力され、シフトレジスタ６０１の値は２進数で”１０１”となる。そのときは、選択線制御信号５０３のみ黒電圧選択信号４０４の信号、その他は黒電圧選択信号４０４を反転した信号が出力されることになる。
【００１５】
これにより、データ線１０２に画像書込み電圧が出力されている時、黒表示をする行の選択線１０１は非選択状態にあり、画像書込み電圧を書き込む行の選択線のみが選択状態にある。逆に、黒書込みをする行の選択線が選択状態にあるときは、データ書込みをする行は非選択状態となる。従って、黒表示用電圧出力期間及びデータ電圧出力期間と、選択線制御信号５０２、５０３、５０４とを同期させることにより、１水平期間内に、黒書込み電圧の書込みと画像書込み電圧の書込みを異なる行において行うことができる。
画像書込みをしてからｎ行後に黒書込みをする期間中、画素はデータによる画像を表示しているが、その時間が短いとコントラストが低下し、全体的に暗い映像になってしまう。逆に長いとホールド型に起因する、動画の視認性が低下してしまう。実施の形態１においては、画像書込み電圧を書き込んだ後、黒書込み電圧を書き込むまでの時間は、ｎＧ行以降から、総行数＋垂直ブランキング期間−ｎＧ−黒書込み選択線用スタートパルス期間の範囲で、任意に調整できるため、このトレードオフを最適なところに調整することができるし、更に表示画像に応じて、この時間を任意に調整することもできる。
【００１６】
実施の形態１による表示効果を図７に示す。１行目の画素は、１垂直期間の最初に表示画像が書き込まれ、ｎ行経過後に黒画像が書き込まれる。またｎ行目の画素は、１行目からｎ−１行の走査経過後に表示画像が書き込まれ、さらにｎ行の走査経過後に黒画像が書き込まれる。この表示画像が書き込まれてから黒画像が書き込まれるまでの期間は全ての行について一定であり、面内で均一な表示を得ることができる。また、表示される画像も目視によるスピードより十分速く、ちらつきもない。更には、時間的に表示される情報量も、入力されるデータ量と同じである。
【００１７】
ところで、図２のタイミングでは、データ出力用ラッチパルス４０２を使用して、参照電圧を切替えるが、一般的な信号線駆動ＩＣでは、このデータ出力用ラッチパルス４０２は、画面データ取り込み中には出されないので、水平ブランキング期間中にこのデータ出力用ラッチパルス４０２を２回出して、画像表示用電圧→黒表示用電圧→画像表示用電圧の切り替えを行う必要がある。
しかしながら、これでは、水平ブランキング期間の非常に短い画像信号の場合、黒の充電時間が極めて短くなり、極端な場合、画素のトランジスタがＯＮしないうちに切替えが行われることもあり得る。そのような場合には、何回黒を書き込んでも意味のないことになる。
図８の方法では、信号線駆動ＩＣに画像データが取り込まれている期間に参照電圧の切替えを行うので、上述のような課題は解決される。
図８の方式では、黒電圧選択信号４０４及び、選択線制御信号５０２、５０３、５０４は、いつでも黒電圧書込み状態及び、画像電圧書込み状態に切替えることができるので、画素の充電特性に合わせて任意にその期間を調整することができる。
信号線駆動ＩＣの構成によっては、図８のタイミングを取り得えない場合がある。通常、信号線駆動ＩＣは、Ｄ／Ａコンバータを用いているが、その内部構成にはいろいろな種類がある。信号線出力が、参照電圧に対して直接（内部直列抵抗を通して）ボルテージフォロア接続されているものであれば、参照電圧を変化させることで、信号線出力は変化し、このような場合は、図２でも、図８のタイミングでも実現することができる。
しかし、参照電圧をサンプリングした後、別回路にてその電圧を保持するような構成の信号線駆動ＩＣでは、参照電圧をサンプリング後、信号線電圧を出力している期間は、参照電圧に接続されていないので、参照電圧の変化は出力に反映されないことになり、この場合には、図２のタイミングでのみ動作が可能になる。
【００１８】
同一選択線行内の画素間で、選択線信号の遅延がある場合、選択線制御信号と参照電圧選択信号を同時に切替えると、選択線信号が画素に伝わる前に次の参照電圧が書き込まれてしまい、表示画像に影響が出てしまう。これを解決するためには、図９のように、選択線制御信号は、参照電圧を切替える前に有効状態から無効状態にするとよい。
図９では、参照電圧発生回路が、黒表示用電圧から画像表示用電圧に切替えられる時刻をＴ１、画像表示用電圧から黒表示用電圧に切替えられる時刻をＴ２とした場合に、（Ｔ２−Ｔ１）／２ ＋ Ｔ１の時刻で選択されている選択線の行は、（Ｔ２−Ｔ１）／２ ＋ Ｔ１より遅く、Ｔ２より早い時刻で非選択となるようにする。
実際の回路構成においては、参照電圧発生回路に入力される黒電圧選択信号は、遅延回路を通し、また選択線制御信号は、通す前の信号を使用すればよい。
【００１９】
黒電圧書込みの期間が短く、画素への充電が不十分な場合は、黒書込み用の選択線用スタートパルスを数個入力し、数回にわたって黒電圧を書き込むことにより、画素電圧を黒表示に十分な値にすることができる。但し、１選択線ごとに同列にある画素の印加電圧極性が異なる場合は、スタートパルスは１選択線おきに入力するとよい。この場合、黒を書き込む選択線を、参照電圧を黒に切替える前に有効にすると、１フレーム期間中の２回目以降に黒が書き込まれる際、一旦画像表示用電圧が書き込まれてしまうことになる。この影響が表示に面内の不均一などの影響を及ぼす場合には、黒を書き込むための選択線有効信号を有効にするタイミングを遅らせて調整すればよい。
【００２０】
また、実施の形態１では、画像表示用電圧の黒用の電圧と黒表示用電圧とは、容易に異ならせることができるので、１回の充電時間で目標の画素電圧に達するように、それらの電圧を調整することもできる。例えば、ノーマリーホワイト方式の液晶表示装置の場合、液晶に印加される電圧の絶対値を高く、また、ノーマリーブラック方式の場合、低く設定するとよい。
【００２１】
黒書込み電圧及び画像書込み電圧の書込み時において、それらの期間が短く、選択線の電圧が目標とする電圧に達することができない場合は、選択状態の電圧を高くし、その期間に十分達するようにすることにより解決できる。
【００２２】
実施の形態１によれば、一般的な信号線駆動ＩＣ及び選択線信号出力ＩＣを用いる簡単な回路構成で、表示画像にある時間、黒表示をする期間を設けることができ、面内均一性の高い画像を得ることができる。
【００２３】
実施の形態２．
ホールド型に起因する動画画質を向上する方法として、フレームごとに交互に黒表示及び画像表示を行う方法があるが、単純に６０Ｈｚの垂直周期で黒画像を挿入すると大きなフリッカーとして視認される。これは、積算された画面輝度が、６０Ｈｚの半分の３０Ｈｚで明暗を繰り返すためであり、これを改善する方法として、１水平ラインおきに黒表示を行うインターレス駆動や、縦横隣り合う画素ごとに黒と画像を表示させる方法がある。これにより、入力された画像信号が同じであれば、積算された画面輝度は、フレームごとに同じとなるため、フリッカーは視認されなくなる。
【００２４】
実施の形態１では、ある画素に着目すると、１フレーム中に画像と黒の両方の表示を行うために、この方式よりもちらつきが少ないし、時間的に表示される情報量も倍となる。しかし、近年液晶表示装置の高解像度化が進み、例えば１６００×１２００個の画素を持つ（ＵＸＧＡ）表示装置を６０Ｈｚの垂直周波数で駆動する場合、１水平周期は、約１３．３μｓと非常に短くなり、液晶表示装置の画素への画像書込み時間が非常に短くなってしまう。実施の形態１記載の方法では、画像書込み期間が１水平周期よりも短くなるので、高解像度の液晶表示装置は、１フレームごとに黒表示を行う方法が現実的である。
【００２５】
図１０は、一般的な液晶表示装置のインターレス駆動を説明するための模式図である。
図１１は、この発明の実施の形態２によるノーマリーブラック方式の液晶表示装置の参照電圧発生回路を示す回路図である。
図１１においては、直列接続された抵抗によって構成され、抵抗に直列または並列に接続されたスイッチング素子により抵抗値が変化される。Ｖ０は正極性白の電圧、Ｖ７は正極性黒の電圧、Ｖ８は負極性黒の電圧、Ｖ１５は負極性白の電圧を発生する。
図１２は、この発明の実施の形態２による液晶表示装置の各信号のタイミングチャートである。
【００２６】
以下、簡単のために１水平ラインおきに黒表示を行うインターレス駆動の場合について説明する。
図１０は、インターレス駆動を行う場合の表示される画像の模式図を示し、黒が、黒表示を行っているライン、白が画像表示を行っているラインである。液晶表示装置が、１水平ラインおきに液晶に印加される電圧の極性が入れ替わる駆動方式の場合、実施の形態１同様、参照電圧の切替えにより本駆動が可能になる。
【００２７】
図１１の参照電圧発生回路の回路構成では、黒電圧極性選択信号により、接続されたスイッチがオンオフし、例えば図示したようにスイッチが開閉していれば、負極性の参照電圧全てが黒表示用電圧となり正極性の参照電圧は、画像表示用電圧になる（第二の参照電圧発生モード）。その反論理でスイッチが開閉した場合は、正極性の参照電圧全てが黒表示用電圧となり、負極性が画像表示用電圧となる（第一の参照電圧発生モード）。
図示したスイッチの開閉状態であれば、奇数フレームの水平ラインの印加電圧極性が上から正負正負…の順番であった場合、いかなるデータがデータ線駆動ＩＣに入力されていても、負極性の参照電圧は全て黒表示用に固定されているので、偶数ライン目が黒表示となる。また、その次のフレームで、水平ラインの印加電圧極性が上から負正負正…の順番であった場合、奇数ライン目が自動的に黒表示となる。
この開閉スイッチは、実施の形態１と同様、小信号用トランジスタなどのスイッチング素子や、正極性用黒と負極性用黒表示用電圧を別に用意しておき、アナログスイッチ等で切替えることにより簡単に製作可能である。また、実施の形態１と同様にＤ／Ａコンバータも使用することができる。
【００２８】
この状態では、液晶に印加される電圧が、正極性データと、負極性黒を繰り返すために、液晶に直流電圧成分が印加され続けることになり、液晶に劣化が起きてしまう。そのため、図１２のように、黒電圧極性選択信号と、画素に印加される電圧を選択する画素電圧極性選択信号を２フレームおきに切替えることにより、例えば正極性データ、負極性黒、負極性データ、正極性黒とを繰り返し、平均して直流電圧成分を打ち消すことができる。
【００２９】
なお、上記順番は平均化して直流電圧成分が打ち消されれば、入れ替わってもよいし、黒電圧極性選択信号の方を１水平ラインごとに切替えてもよい。
【００３０】
また、水平ライン中で、隣り合う画素ごとに極性が異なる駆動方式の信号線駆動ＩＣを用いる場合でも本方式がそのまま使用できる。その場合、隣り合う画素ごとに黒表示と画像表示が繰り返されるので、前述のインターレス駆動よりもより緻密に視認される表示を得ることができる。
【００３１】
実施の形態２によれば、インターレス駆動においても、簡単な回路構成で、表示画像にある時間黒表示をする期間を設けることができ、面内均一性の高い画像を得ることができる。
【００３２】
【発明の効果】
この発明は、以上説明したように、複数の選択線及びデータ線の交点に配置された多数の画素を有する液晶パネル、この液晶パネルの選択線に選択線信号を出力する選択線信号出力ＩＣ、二つの電圧間に直列接続された第１の抵抗及びこの第１の抵抗に直列に接続された第２の抵抗によって形成され、第１の抵抗の各接続点から複数の参照電圧を発生し、画像表示用電圧として接続点に接続された複数の配線に出力するよう構成された参照電圧発生回路、及び画像データ信号と制御信号と参照電圧発生回路によって発生される参照電圧とが入力され、液晶パネルのデータ線に画像表示用電圧に基づき画像書込み電圧を出力する信号線駆動ＩＣを備え、
参照電圧発生回路は、黒電圧選択信号によって開閉されるスイッチ部を有し、
スイッチ部は、複数の画像表示用電圧のうちの黒の電圧を発生させる接続点と白の電圧を発生させる接続点との間を開閉するように第１の抵抗と並列に配置された第１のスイッチング素子と、第２の抵抗の抵抗値を制御するように配置され、第１のスイッチング素子とは逆極性の第２のスイッチング素子とを有し、
黒電圧選択信号に基づいて、第１のスイッチング素子を閉状態にし、第２のスイッチング素子を開状態にして接続点間を短絡するとともに第２の抵抗の抵抗値を変化させることにより黒表示用電圧を複数の配線に出力するよう構成され、
信号線駆動ＩＣは、黒表示用電圧に基づき黒書込み電圧をデータ線に出力し、
スイッチ部は、１水平期間中に画像表示用電圧を供給する画像表示期間と黒表示用電圧を供給する黒表示期間とを含むとともに、選択線の画像書込みをする行及び黒書込みをする行の選択線信号の変化と同期するように、黒電圧選択信号によって、切り替えられるので、画像表示用電圧に基づき画像書込み電圧を出力する構成の信号線駆動ＩＣ及び選択線信号出力ＩＣを用いる簡単な回路構成で、表示画像にある時間、黒表示をする期間を設けることができ、面内均一性の高い画像を得ることができる。
【００３３】
また、複数の選択線及びデータ線の交点に配置された多数の画素を有する液晶パネル、この液晶パネルの選択線に選択線信号を出力する選択線信号出力ＩＣ、二つの電圧間に直列接続された第１の抵抗及びこの第１の抵抗に直列に接続された第２の抵抗によって形成され、第１の抵抗の各接続点から複数の参照電圧を発生し、画像表示用電圧として接続点に接続された複数の配線に出力するよう構成された参照電圧発生回路、及び画像データ信号と制御信号と参照電圧発生回路によって発生される参照電圧とが入力され、液晶パネルのデータ線に画像表示用電圧に基づき画像書込み電圧を出力する信号線駆動ＩＣを備え、参照電圧発生回路は、正極性では全て黒表示用電圧を発生し、負極性では画像表示用電圧を発生する第一の参照電圧発生モードと、負極性では全て黒表示用電圧を発生し、正極性では画像表示用電圧を発生する第二の参照電圧発生モードのいずれかに黒電圧極性選択信号によって切替えるスイッチ部を有し、
スイッチ部は、正極性及び負極性でそれぞれ、閉状態では、複数の画像表示用電圧のうちの黒の電圧を発生させる接続点と白の電圧を発生させる接続点とを短絡するように第１の抵抗と並列に配置された第１のスイッチング素子と、第２の抵抗の抵抗値を制御するように配置され、第１のスイッチング素子とは逆極性の第２のスイッチング素子とを有し、
黒電圧選択信号に基づいて、第１のスイッチング素子を閉状態にし、第２のスイッチング素子を開状態にして接続点間を短絡するとともに第２の抵抗の抵抗値を変化させることにより黒表示用電圧を複数の配線に出力するよう構成され、
信号線駆動ＩＣは、黒表示用電圧に基づき黒書込み電圧をデータ線に出力し、
第一の参照電圧発生モード及び第二の参照電圧発生モードは、画素について、１垂直期間中は画像書込み電圧または黒書込み電圧が出力されるように、黒電圧極性選択信号によって、垂直期間毎に交互に切替えられるので、第一の参照電圧発生モードと第二の参照電圧発生モードを切替える駆動方法においても、画像表示用電圧に基づき画像書込み電圧を出力する構成の信号線駆動ＩＣ及び選択線信号出力ＩＣを用いる簡単な回路構成で、表示画像にある時間黒表示をする期間を設けることができ、面内均一性の高い画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１による液晶表示装置を示すブロック図である。
【図２】 この発明の実施の形態１による液晶表示装置の各信号のタイミングチャートである。
【図３】 この発明の実施の形態１によるノーマリーホワイト方式の液晶表示装置の参照電圧発生回路を示す回路図である。
【図４】 この発明の実施の形態１によるノーマリーブラック方式の液晶表示装置の参照電圧発生回路を示す回路図である。
【図５】 この発明の実施の形態１によるノーマリーホワイト方式の液晶表示装置のスイッチ部をトランジスタで構成した参照電圧発生回路を示す回路図である。
【図６】 この発明の実施の形態１による液晶表示装置の選択線信号出力ＩＣの出力有効信号を生成する回路を示す図である。
【図７】 この発明の実施の形態１による液晶表示装置の表示効果を示す図である。
【図８】 この発明の実施の形態１による液晶表示装置のデータ取り込み期間中に黒表示と画像表示を切替える場合のタイミングチャートである。
【図９】 この発明の実施の形態１による液晶表示装置の選択線信号の伝達遅延を考慮した場合のタイミングチャートである。
【図１０】 一般的な液晶表示装置のインターレス駆動を説明するための模式図である。
【図１１】 この発明の実施の形態２によるノーマリーブラック方式の液晶表示装置の参照電圧発生回路を示す回路図である。
【図１２】 この発明の実施の形態２による液晶表示装置の各信号のタイミングチャートである。
【符号の説明】
１００ 表示画素
１０１ 選択線
１０２ データ線
２００ 信号線駆動ＩＣ
２０２，２０３，２０４ 選択線信号出力ＩＣ
３００ 参照電圧
３０１ 参照電圧発生回路
４００ 画像データ信号
４０１ 水平クロック
４０２ 出力用ラッチパルス
４０３ その他の制御信号
４０４ 黒電圧選択信号
４０５ 黒電圧極性選択信号
５００ 選択線用クロック
５０１ 選択線用スタートパルス
５０２，５０３，５０４ 選択線制御信号
６００ カウンタ
６０１ シフトレジスタ
６０２ ＸＯＲゲート
【発明の属する技術分野】
この発明は、動画表示の際の視認性向上を図るアクティブマトリクス方式の液晶表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置は、例えば、特許文献１にあるように、一般的にホールド型駆動をし、そのために動画を表示した際に画像がぼやけて視認されるという現象が起こる。
これを改善するために、光源を点滅させたり、表示画像にある時間、黒表示をさせたりする期間を設ける方法が考案されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−３２５７１５号公報（段落番号０００２）
【特許文献２】
特開２００１−１６６２８０号公報（段落番号００２３〜００２９、図１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
表示画像に黒の表示期間を設ける方法において、フレームごとに黒表示を設ける方法では、ちらつきがおきたり、時間的に表示できる画像量が間引かれるという欠点があった。また、倍速で走査する方法においては、高速な制御信号が必要となり、回路構成規模も大きい。
特許文献２の駆動方法は、各々の行について画像表示期間と黒表示期間が一定であるために視認される画像の面内均一性が高く、さらに従来のＴＦＴ配線をそのまま使用できるため、開口率の低下及び回路規模の増大を抑える効果がある。しかし、これを実現するための回路構成については、例えば、信号線駆動回路に黒データを入力して黒電圧出力をする場合に、１水平時間内にデータ信号と黒信号両方を入力するには非常に大掛かりなものが必要である。
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、一般的な信号線駆動ＩＣ及び選択線信号出力ＩＣを用いる簡単な回路構成で、表示画像にある時間、黒表示をする期間を設けるようにした液晶表示装置を得るものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明に係わる液晶表示装置においては、複数の選択線及びデータ線の交点に配置された多数の画素を有する液晶パネル、この液晶パネルの選択線に選択線信号を出力する選択線信号出力ＩＣ、二つの電圧間に直列接続された第１の抵抗及びこの第１の抵抗に直列に接続された第２の抵抗によって形成され、第１の抵抗の各接続点から複数の参照電圧を発生し、画像表示用電圧として接続点に接続された複数の配線に出力するよう構成された参照電圧発生回路、及び画像データ信号と制御信号と参照電圧発生回路によって発生される参照電圧とが入力され、液晶パネルのデータ線に画像表示用電圧に基づき画像書込み電圧を出力する信号線駆動ＩＣを備え、
参照電圧発生回路は、黒電圧選択信号によって開閉されるスイッチ部を有し、
スイッチ部は、複数の画像表示用電圧のうちの黒の電圧を発生させる接続点と白の電圧を発生させる接続点との間を開閉するように第１の抵抗と並列に配置された第１のスイッチング素子と、第２の抵抗の抵抗値を制御するように配置され、第１のスイッチング素子とは逆極性の第２のスイッチング素子とを有し、
黒電圧選択信号に基づいて、第１のスイッチング素子を閉状態にし、第２のスイッチング素子を開状態にして接続点間を短絡するとともに第２の抵抗の抵抗値を変化させることにより黒表示用電圧を複数の配線に出力するよう構成され、
信号線駆動ＩＣは、黒表示用電圧に基づき黒書込み電圧をデータ線に出力し、
スイッチ部は、１水平期間中に画像表示用電圧を供給する画像表示期間と黒表示用電圧を供給する黒表示期間とを含むとともに、選択線の画像書込みをする行及び黒書込みをする行の選択線信号の変化と同期するように、黒電圧選択信号によって、切り替えられるものである。
【０００６】
また、複数の選択線及びデータ線の交点に配置された多数の画素を有する液晶パネル、この液晶パネルの選択線に選択線信号を出力する選択線信号出力ＩＣ、二つの電圧間に直列接続された第１の抵抗及びこの第１の抵抗に直列に接続された第２の抵抗によって形成され、第１の抵抗の各接続点から複数の参照電圧を発生し、画像表示用電圧として接続点に接続された複数の配線に出力するよう構成された参照電圧発生回路、及び画像データ信号と制御信号と参照電圧発生回路によって発生される参照電圧とが入力され、液晶パネルのデータ線に画像表示用電圧に基づき画像書込み電圧を出力する信号線駆動ＩＣを備え、
参照電圧発生回路は、正極性では全て黒表示用電圧を発生し、負極性では画像表示用電圧を発生する第一の参照電圧発生モードと、負極性では全て黒表示用電圧を発生し、正極性では画像表示用電圧を発生する第二の参照電圧発生モードのいずれかに黒電圧極性選択信号によって切替えるスイッチ部を有し、
スイッチ部は、正極性及び負極性でそれぞれ、閉状態では、複数の画像表示用電圧のうちの黒の電圧を発生させる接続点と白の電圧を発生させる接続点とを短絡するように第１の抵抗と並列に配置された第１のスイッチング素子と、第２の抵抗の抵抗値を制御するように配置され、第１のスイッチング素子とは逆極性の第２のスイッチング素子とを有し、
黒電圧選択信号に基づいて、第１のスイッチング素子を閉状態にし、第２のスイッチング素子を開状態にして接続点間を短絡するとともに第２の抵抗の抵抗値を変化させることにより黒表示用電圧を複数の配線に出力するよう構成され、
信号線駆動ＩＣは、黒表示用電圧に基づき黒書込み電圧をデータ線に出力し、
第一の参照電圧発生モード及び第二の参照電圧発生モードは、画素について、１垂直期間中は画像書込み電圧または黒書込み電圧が出力されるように、黒電圧極性選択信号によって、垂直期間毎に交互に切替えられるものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による液晶表示装置を示すブロック図である。
図１において、水平方向にｎＨ、垂直方向にｎＶ個配置された画素１００を有し、それぞれの画素は、１本の選択線１０１及び１本のデータ線１０２に接続されている。データ線１０２は、一般には複数の信号線駆動ＩＣ２００に接続され、信号線駆動ＩＣ２００は、画像データ信号４００、水平クロック４０１、出力用ラッチパルス４０２、その他の制御信号４０３及び複数の参照電圧３００により駆動される。参照電圧３００は、黒電圧選択信号４０４により画像表示用電圧又は黒表示用電圧に切替えることのできる参照電圧発生回路３０１から出力される。選択線１０１は、各々選択線信号出力ＩＣ２０２、２０３、２０４に接続され、一つの選択線信号出力ＩＣは、ｎＧ本の選択線に出力できる。選択線信号出力ＩＣ２０２、２０３、２０４には、選択線用クロック信号５００が入力され、選択線信号出力ＩＣ２０２には、選択線用スタートパルス５０１が入力され、この選択線用スタートパルス５０１は、次の選択線信号出力ＩＣ２０３へ入力されるようにカスケード接続されている。また、選択線信号出力ＩＣ２０２、２０３、２０４は、それぞれ独立に選択線制御信号５０２、５０３、５０４が入力されている。
【０００８】
図２は、この発明の実施の形態１による液晶表示装置の各信号のタイミングチャートである。
図３は、この発明の実施の形態１によるノーマリーホワイト方式の液晶表示装置の参照電圧発生回路を示す回路図である。
図３においては、直列接続された抵抗によって構成され、抵抗に直列または並列に接続されたスイッチング素子により抵抗値が変化される。Ｖ０は正極性黒の電圧、Ｖ７は正極性白の電圧、Ｖ８は負極性白の電圧、Ｖ１５は負極性黒の電圧を発生する。
図４は、この発明の実施の形態１によるノーマリーブラック方式の液晶表示装置の参照電圧発生回路を示す回路図である。
図４においては、直列接続された抵抗によって構成され、抵抗に直列または並列に接続されたスイッチング素子により抵抗値が変化される。Ｖ０は正極性白の電圧、Ｖ７は正極性黒の電圧、Ｖ８は負極性黒の電圧、Ｖ１５は負極性白の電圧を発生する。
図５は、この発明の実施の形態１によるノーマリーホワイト方式の液晶表示装置のスイッチ部をトランジスタで構成した参照電圧発生回路を示す回路図である。
図５においては、直列接続された抵抗によって構成され、抵抗に直列または並列に接続されたスイッチング素子により抵抗値が変化される。Ｖ０は正極性黒の電圧、Ｖ７は正極性白の電圧、Ｖ８は負極性白の電圧、Ｖ１５は負極性黒の電圧を発生する。
【０００９】
図６は、この発明の実施の形態１による液晶表示装置の選択線信号出力ＩＣの出力有効信号を生成する回路を示す図である。
図６において、カウンタ６００には、選択線用クロック信号５００とリセット信号が入力され、カウンタ６００の出力及びリセット信号は、シフトレジスタ６０１に入力され、シフトレジスタ６０１の出力及び黒電圧選択信号４０４が、選択線制御信号５０２、５０３、５０４に対応するように複数設けられたＸＯＲゲート６０２に入力されて、ＸＯＲゲート６０２からそれぞれ選択線制御信号５０２、５０３、５０４が出力される。
【００１０】
図７は、この発明の実施の形態１による液晶表示装置の表示効果を示す図である。
図８は、この発明の実施の形態１による液晶表示装置のデータ取り込み期間中に黒表示と画像表示を切替える場合のタイミングチャートである。
図９は、この発明の実施の形態１による液晶表示装置の選択線信号の伝達遅延を考慮した場合のタイミングチャートである。
【００１１】
黒電圧選択信号４０４により画像表示用電圧又は黒表示用電圧に切替えることのできる参照電圧発生回路３０１は、図３、図４に示される回路などにて容易に作成することができる。また、参照電圧発生回路３０１のスイッチ部は、図５に示されるように、例えば、Ｐチャネル及びＮチャネルの小信号用トランジスタにて安価に作成可能である。
このように、参照電圧を変化させることにより、信号線駆動ＩＣ２００にいかなるデータが入力されていても、信号線駆動ＩＣ２００は、黒書込み電圧を出力することができるので、黒書込みのために画像データ信号に特殊な処理をする大掛かりな回路構成の必要がない。
また、接続された抵抗値を適切に選定することにより、液晶に印加される黒書込み電圧を、通常の画像書込み電圧の黒用の電圧とは異なった電圧に容易に設定することができる。
参照電圧発生回路３０１は、上記より回路構成が複雑になるが、デジタルアナログ（Ｄ／Ａ）コンバータのような、入力される信号により任意の電圧値を発生することのできる半導体素子を用い、その入力信号を変更することにより参照電圧の切替えを行うこともできる。
【００１２】
次に、図２のタイミングチャートについて説明する。
図２は、ｎＶ＝７６８及び、ｎＧ＝２５６すなわち選択線信号出力ＩＣが３つの場合の、信号のタイミングチャートを示す。選択線１０１は、選択線用クロック信号５００が立ち上がるときに、オンするものとし、このとき、その前に選択されていた選択線１０１は、オフするものとする。また、その選択線が接続されている選択線信号出力ＩＣ２０２、２０３、２０４に入力される選択線制御信号５０２、５０３、５０４が、それぞれロウレベルの時にオンし、ハイレベルのときはオフするものとする。また、信号線駆動ＩＣ２００は、出力用ラッチパルス４０２の立下りにおいて、出力を開始し、出力用ラッチパルス４０２がロウレベルの間、出力を続けるものとする。また、参照電圧発生回路３０１は、黒電圧選択信号４０４がハイレベルのときに黒表示用電圧を出力し、ロウレベルのときに各々画像表示用電圧を出力するものとする。
【００１３】
実施の形態１では、画像データ４００を信号線駆動ＩＣ２００に取り込んだ後、黒電圧選択信号４０４をハイレベルにし、出力用ラッチパルス４０２をロウレベルにすることにより、信号線駆動ＩＣ２００から黒書込み電圧を出力することができる。
また、次の行のデータが来る前に黒電圧選択信号４０４をロウレベルにし、出力用ラッチパルス４０２を再びロウレベルにすることにより、信号線駆動ＩＣ２００は画像書込み電圧を出力することができる。つまり、図２に示されるように、信号線駆動ＩＣ２００に画像データ４００が取り込まれていない水平ブランキング期間に、画像表示用電圧と黒表示用電圧との切替えが行われる。
選択線用スタートパルス５０１には、データ書込み用パルスに続いて、ｎＧ個（本例では２５６）の選択線用クロック５００以降に、黒書込み用パルスを出力するものとする。本例ではｎ行後に出力するものとする。
【００１４】
図６では、各選択線信号出力ＩＣ２０２、２０３、２０４には、選択線用スタートパルスが入力されてから、選択線信号出力ＩＣの出力数ｎＧに選択線用クロック周期ＴＨを乗じた期間ｎＧＴＨのもののみ、データ線１０２が画像書込み電圧に選択されている時ロウレベルで、黒書込み電圧が選択されている時ハイレベルになる信号、すなわち本例では黒電圧選択信号４０４が入力され、その他のこの期間に該当しない選択線信号出力ＩＣには、この信号を反転したものが入力されるように、選択線制御信号５０２、５０３、５０４が形成される。
例えば、図６のように、選択線制御信号５０２、５０３、５０４それぞれを排他的論理和（ＸＯＲ）ゲート出力に接続し、そのＸＯＲゲート６０２の片方に黒電圧選択信号４０４を入力し、もう片方にはカウンタ６００出力によりビットシフトするシフトレジスタ６０１の各ビット出力に接続することにより、簡単に実現できる。
図６の例では、リセット信号が入力されると、カウンタ６００はリセットされ、シフトレジスタ６０１には２進数で”１１０”が入るものとする。この時点では選択線制御信号５０２のみ黒電圧選択信号４０４の信号、その他の選択線制御信号５０３、５０４は、黒電圧選択信号４０４を反転した信号が出力されることになる。選択線用クロック５００によりカウンタ６００がカウントアップされ、設定した値になると、キャリーフラグが出力され、シフトレジスタ６０１の値は２進数で”１０１”となる。そのときは、選択線制御信号５０３のみ黒電圧選択信号４０４の信号、その他は黒電圧選択信号４０４を反転した信号が出力されることになる。
【００１５】
これにより、データ線１０２に画像書込み電圧が出力されている時、黒表示をする行の選択線１０１は非選択状態にあり、画像書込み電圧を書き込む行の選択線のみが選択状態にある。逆に、黒書込みをする行の選択線が選択状態にあるときは、データ書込みをする行は非選択状態となる。従って、黒表示用電圧出力期間及びデータ電圧出力期間と、選択線制御信号５０２、５０３、５０４とを同期させることにより、１水平期間内に、黒書込み電圧の書込みと画像書込み電圧の書込みを異なる行において行うことができる。
画像書込みをしてからｎ行後に黒書込みをする期間中、画素はデータによる画像を表示しているが、その時間が短いとコントラストが低下し、全体的に暗い映像になってしまう。逆に長いとホールド型に起因する、動画の視認性が低下してしまう。実施の形態１においては、画像書込み電圧を書き込んだ後、黒書込み電圧を書き込むまでの時間は、ｎＧ行以降から、総行数＋垂直ブランキング期間−ｎＧ−黒書込み選択線用スタートパルス期間の範囲で、任意に調整できるため、このトレードオフを最適なところに調整することができるし、更に表示画像に応じて、この時間を任意に調整することもできる。
【００１６】
実施の形態１による表示効果を図７に示す。１行目の画素は、１垂直期間の最初に表示画像が書き込まれ、ｎ行経過後に黒画像が書き込まれる。またｎ行目の画素は、１行目からｎ−１行の走査経過後に表示画像が書き込まれ、さらにｎ行の走査経過後に黒画像が書き込まれる。この表示画像が書き込まれてから黒画像が書き込まれるまでの期間は全ての行について一定であり、面内で均一な表示を得ることができる。また、表示される画像も目視によるスピードより十分速く、ちらつきもない。更には、時間的に表示される情報量も、入力されるデータ量と同じである。
【００１７】
ところで、図２のタイミングでは、データ出力用ラッチパルス４０２を使用して、参照電圧を切替えるが、一般的な信号線駆動ＩＣでは、このデータ出力用ラッチパルス４０２は、画面データ取り込み中には出されないので、水平ブランキング期間中にこのデータ出力用ラッチパルス４０２を２回出して、画像表示用電圧→黒表示用電圧→画像表示用電圧の切り替えを行う必要がある。
しかしながら、これでは、水平ブランキング期間の非常に短い画像信号の場合、黒の充電時間が極めて短くなり、極端な場合、画素のトランジスタがＯＮしないうちに切替えが行われることもあり得る。そのような場合には、何回黒を書き込んでも意味のないことになる。
図８の方法では、信号線駆動ＩＣに画像データが取り込まれている期間に参照電圧の切替えを行うので、上述のような課題は解決される。
図８の方式では、黒電圧選択信号４０４及び、選択線制御信号５０２、５０３、５０４は、いつでも黒電圧書込み状態及び、画像電圧書込み状態に切替えることができるので、画素の充電特性に合わせて任意にその期間を調整することができる。
信号線駆動ＩＣの構成によっては、図８のタイミングを取り得えない場合がある。通常、信号線駆動ＩＣは、Ｄ／Ａコンバータを用いているが、その内部構成にはいろいろな種類がある。信号線出力が、参照電圧に対して直接（内部直列抵抗を通して）ボルテージフォロア接続されているものであれば、参照電圧を変化させることで、信号線出力は変化し、このような場合は、図２でも、図８のタイミングでも実現することができる。
しかし、参照電圧をサンプリングした後、別回路にてその電圧を保持するような構成の信号線駆動ＩＣでは、参照電圧をサンプリング後、信号線電圧を出力している期間は、参照電圧に接続されていないので、参照電圧の変化は出力に反映されないことになり、この場合には、図２のタイミングでのみ動作が可能になる。
【００１８】
同一選択線行内の画素間で、選択線信号の遅延がある場合、選択線制御信号と参照電圧選択信号を同時に切替えると、選択線信号が画素に伝わる前に次の参照電圧が書き込まれてしまい、表示画像に影響が出てしまう。これを解決するためには、図９のように、選択線制御信号は、参照電圧を切替える前に有効状態から無効状態にするとよい。
図９では、参照電圧発生回路が、黒表示用電圧から画像表示用電圧に切替えられる時刻をＴ１、画像表示用電圧から黒表示用電圧に切替えられる時刻をＴ２とした場合に、（Ｔ２−Ｔ１）／２ ＋ Ｔ１の時刻で選択されている選択線の行は、（Ｔ２−Ｔ１）／２ ＋ Ｔ１より遅く、Ｔ２より早い時刻で非選択となるようにする。
実際の回路構成においては、参照電圧発生回路に入力される黒電圧選択信号は、遅延回路を通し、また選択線制御信号は、通す前の信号を使用すればよい。
【００１９】
黒電圧書込みの期間が短く、画素への充電が不十分な場合は、黒書込み用の選択線用スタートパルスを数個入力し、数回にわたって黒電圧を書き込むことにより、画素電圧を黒表示に十分な値にすることができる。但し、１選択線ごとに同列にある画素の印加電圧極性が異なる場合は、スタートパルスは１選択線おきに入力するとよい。この場合、黒を書き込む選択線を、参照電圧を黒に切替える前に有効にすると、１フレーム期間中の２回目以降に黒が書き込まれる際、一旦画像表示用電圧が書き込まれてしまうことになる。この影響が表示に面内の不均一などの影響を及ぼす場合には、黒を書き込むための選択線有効信号を有効にするタイミングを遅らせて調整すればよい。
【００２０】
また、実施の形態１では、画像表示用電圧の黒用の電圧と黒表示用電圧とは、容易に異ならせることができるので、１回の充電時間で目標の画素電圧に達するように、それらの電圧を調整することもできる。例えば、ノーマリーホワイト方式の液晶表示装置の場合、液晶に印加される電圧の絶対値を高く、また、ノーマリーブラック方式の場合、低く設定するとよい。
【００２１】
黒書込み電圧及び画像書込み電圧の書込み時において、それらの期間が短く、選択線の電圧が目標とする電圧に達することができない場合は、選択状態の電圧を高くし、その期間に十分達するようにすることにより解決できる。
【００２２】
実施の形態１によれば、一般的な信号線駆動ＩＣ及び選択線信号出力ＩＣを用いる簡単な回路構成で、表示画像にある時間、黒表示をする期間を設けることができ、面内均一性の高い画像を得ることができる。
【００２３】
実施の形態２．
ホールド型に起因する動画画質を向上する方法として、フレームごとに交互に黒表示及び画像表示を行う方法があるが、単純に６０Ｈｚの垂直周期で黒画像を挿入すると大きなフリッカーとして視認される。これは、積算された画面輝度が、６０Ｈｚの半分の３０Ｈｚで明暗を繰り返すためであり、これを改善する方法として、１水平ラインおきに黒表示を行うインターレス駆動や、縦横隣り合う画素ごとに黒と画像を表示させる方法がある。これにより、入力された画像信号が同じであれば、積算された画面輝度は、フレームごとに同じとなるため、フリッカーは視認されなくなる。
【００２４】
実施の形態１では、ある画素に着目すると、１フレーム中に画像と黒の両方の表示を行うために、この方式よりもちらつきが少ないし、時間的に表示される情報量も倍となる。しかし、近年液晶表示装置の高解像度化が進み、例えば１６００×１２００個の画素を持つ（ＵＸＧＡ）表示装置を６０Ｈｚの垂直周波数で駆動する場合、１水平周期は、約１３．３μｓと非常に短くなり、液晶表示装置の画素への画像書込み時間が非常に短くなってしまう。実施の形態１記載の方法では、画像書込み期間が１水平周期よりも短くなるので、高解像度の液晶表示装置は、１フレームごとに黒表示を行う方法が現実的である。
【００２５】
図１０は、一般的な液晶表示装置のインターレス駆動を説明するための模式図である。
図１１は、この発明の実施の形態２によるノーマリーブラック方式の液晶表示装置の参照電圧発生回路を示す回路図である。
図１１においては、直列接続された抵抗によって構成され、抵抗に直列または並列に接続されたスイッチング素子により抵抗値が変化される。Ｖ０は正極性白の電圧、Ｖ７は正極性黒の電圧、Ｖ８は負極性黒の電圧、Ｖ１５は負極性白の電圧を発生する。
図１２は、この発明の実施の形態２による液晶表示装置の各信号のタイミングチャートである。
【００２６】
以下、簡単のために１水平ラインおきに黒表示を行うインターレス駆動の場合について説明する。
図１０は、インターレス駆動を行う場合の表示される画像の模式図を示し、黒が、黒表示を行っているライン、白が画像表示を行っているラインである。液晶表示装置が、１水平ラインおきに液晶に印加される電圧の極性が入れ替わる駆動方式の場合、実施の形態１同様、参照電圧の切替えにより本駆動が可能になる。
【００２７】
図１１の参照電圧発生回路の回路構成では、黒電圧極性選択信号により、接続されたスイッチがオンオフし、例えば図示したようにスイッチが開閉していれば、負極性の参照電圧全てが黒表示用電圧となり正極性の参照電圧は、画像表示用電圧になる（第二の参照電圧発生モード）。その反論理でスイッチが開閉した場合は、正極性の参照電圧全てが黒表示用電圧となり、負極性が画像表示用電圧となる（第一の参照電圧発生モード）。
図示したスイッチの開閉状態であれば、奇数フレームの水平ラインの印加電圧極性が上から正負正負…の順番であった場合、いかなるデータがデータ線駆動ＩＣに入力されていても、負極性の参照電圧は全て黒表示用に固定されているので、偶数ライン目が黒表示となる。また、その次のフレームで、水平ラインの印加電圧極性が上から負正負正…の順番であった場合、奇数ライン目が自動的に黒表示となる。
この開閉スイッチは、実施の形態１と同様、小信号用トランジスタなどのスイッチング素子や、正極性用黒と負極性用黒表示用電圧を別に用意しておき、アナログスイッチ等で切替えることにより簡単に製作可能である。また、実施の形態１と同様にＤ／Ａコンバータも使用することができる。
【００２８】
この状態では、液晶に印加される電圧が、正極性データと、負極性黒を繰り返すために、液晶に直流電圧成分が印加され続けることになり、液晶に劣化が起きてしまう。そのため、図１２のように、黒電圧極性選択信号と、画素に印加される電圧を選択する画素電圧極性選択信号を２フレームおきに切替えることにより、例えば正極性データ、負極性黒、負極性データ、正極性黒とを繰り返し、平均して直流電圧成分を打ち消すことができる。
【００２９】
なお、上記順番は平均化して直流電圧成分が打ち消されれば、入れ替わってもよいし、黒電圧極性選択信号の方を１水平ラインごとに切替えてもよい。
【００３０】
また、水平ライン中で、隣り合う画素ごとに極性が異なる駆動方式の信号線駆動ＩＣを用いる場合でも本方式がそのまま使用できる。その場合、隣り合う画素ごとに黒表示と画像表示が繰り返されるので、前述のインターレス駆動よりもより緻密に視認される表示を得ることができる。
【００３１】
実施の形態２によれば、インターレス駆動においても、簡単な回路構成で、表示画像にある時間黒表示をする期間を設けることができ、面内均一性の高い画像を得ることができる。
【００３２】
【発明の効果】
この発明は、以上説明したように、複数の選択線及びデータ線の交点に配置された多数の画素を有する液晶パネル、この液晶パネルの選択線に選択線信号を出力する選択線信号出力ＩＣ、二つの電圧間に直列接続された第１の抵抗及びこの第１の抵抗に直列に接続された第２の抵抗によって形成され、第１の抵抗の各接続点から複数の参照電圧を発生し、画像表示用電圧として接続点に接続された複数の配線に出力するよう構成された参照電圧発生回路、及び画像データ信号と制御信号と参照電圧発生回路によって発生される参照電圧とが入力され、液晶パネルのデータ線に画像表示用電圧に基づき画像書込み電圧を出力する信号線駆動ＩＣを備え、
参照電圧発生回路は、黒電圧選択信号によって開閉されるスイッチ部を有し、
スイッチ部は、複数の画像表示用電圧のうちの黒の電圧を発生させる接続点と白の電圧を発生させる接続点との間を開閉するように第１の抵抗と並列に配置された第１のスイッチング素子と、第２の抵抗の抵抗値を制御するように配置され、第１のスイッチング素子とは逆極性の第２のスイッチング素子とを有し、
黒電圧選択信号に基づいて、第１のスイッチング素子を閉状態にし、第２のスイッチング素子を開状態にして接続点間を短絡するとともに第２の抵抗の抵抗値を変化させることにより黒表示用電圧を複数の配線に出力するよう構成され、
信号線駆動ＩＣは、黒表示用電圧に基づき黒書込み電圧をデータ線に出力し、
スイッチ部は、１水平期間中に画像表示用電圧を供給する画像表示期間と黒表示用電圧を供給する黒表示期間とを含むとともに、選択線の画像書込みをする行及び黒書込みをする行の選択線信号の変化と同期するように、黒電圧選択信号によって、切り替えられるので、画像表示用電圧に基づき画像書込み電圧を出力する構成の信号線駆動ＩＣ及び選択線信号出力ＩＣを用いる簡単な回路構成で、表示画像にある時間、黒表示をする期間を設けることができ、面内均一性の高い画像を得ることができる。
【００３３】
また、複数の選択線及びデータ線の交点に配置された多数の画素を有する液晶パネル、この液晶パネルの選択線に選択線信号を出力する選択線信号出力ＩＣ、二つの電圧間に直列接続された第１の抵抗及びこの第１の抵抗に直列に接続された第２の抵抗によって形成され、第１の抵抗の各接続点から複数の参照電圧を発生し、画像表示用電圧として接続点に接続された複数の配線に出力するよう構成された参照電圧発生回路、及び画像データ信号と制御信号と参照電圧発生回路によって発生される参照電圧とが入力され、液晶パネルのデータ線に画像表示用電圧に基づき画像書込み電圧を出力する信号線駆動ＩＣを備え、参照電圧発生回路は、正極性では全て黒表示用電圧を発生し、負極性では画像表示用電圧を発生する第一の参照電圧発生モードと、負極性では全て黒表示用電圧を発生し、正極性では画像表示用電圧を発生する第二の参照電圧発生モードのいずれかに黒電圧極性選択信号によって切替えるスイッチ部を有し、
スイッチ部は、正極性及び負極性でそれぞれ、閉状態では、複数の画像表示用電圧のうちの黒の電圧を発生させる接続点と白の電圧を発生させる接続点とを短絡するように第１の抵抗と並列に配置された第１のスイッチング素子と、第２の抵抗の抵抗値を制御するように配置され、第１のスイッチング素子とは逆極性の第２のスイッチング素子とを有し、
黒電圧選択信号に基づいて、第１のスイッチング素子を閉状態にし、第２のスイッチング素子を開状態にして接続点間を短絡するとともに第２の抵抗の抵抗値を変化させることにより黒表示用電圧を複数の配線に出力するよう構成され、
信号線駆動ＩＣは、黒表示用電圧に基づき黒書込み電圧をデータ線に出力し、
第一の参照電圧発生モード及び第二の参照電圧発生モードは、画素について、１垂直期間中は画像書込み電圧または黒書込み電圧が出力されるように、黒電圧極性選択信号によって、垂直期間毎に交互に切替えられるので、第一の参照電圧発生モードと第二の参照電圧発生モードを切替える駆動方法においても、画像表示用電圧に基づき画像書込み電圧を出力する構成の信号線駆動ＩＣ及び選択線信号出力ＩＣを用いる簡単な回路構成で、表示画像にある時間黒表示をする期間を設けることができ、面内均一性の高い画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１による液晶表示装置を示すブロック図である。
【図２】 この発明の実施の形態１による液晶表示装置の各信号のタイミングチャートである。
【図３】 この発明の実施の形態１によるノーマリーホワイト方式の液晶表示装置の参照電圧発生回路を示す回路図である。
【図４】 この発明の実施の形態１によるノーマリーブラック方式の液晶表示装置の参照電圧発生回路を示す回路図である。
【図５】 この発明の実施の形態１によるノーマリーホワイト方式の液晶表示装置のスイッチ部をトランジスタで構成した参照電圧発生回路を示す回路図である。
【図６】 この発明の実施の形態１による液晶表示装置の選択線信号出力ＩＣの出力有効信号を生成する回路を示す図である。
【図７】 この発明の実施の形態１による液晶表示装置の表示効果を示す図である。
【図８】 この発明の実施の形態１による液晶表示装置のデータ取り込み期間中に黒表示と画像表示を切替える場合のタイミングチャートである。
【図９】 この発明の実施の形態１による液晶表示装置の選択線信号の伝達遅延を考慮した場合のタイミングチャートである。
【図１０】 一般的な液晶表示装置のインターレス駆動を説明するための模式図である。
【図１１】 この発明の実施の形態２によるノーマリーブラック方式の液晶表示装置の参照電圧発生回路を示す回路図である。
【図１２】 この発明の実施の形態２による液晶表示装置の各信号のタイミングチャートである。
【符号の説明】
１００ 表示画素
１０１ 選択線
１０２ データ線
２００ 信号線駆動ＩＣ
２０２，２０３，２０４ 選択線信号出力ＩＣ
３００ 参照電圧
３０１ 参照電圧発生回路
４００ 画像データ信号
４０１ 水平クロック
４０２ 出力用ラッチパルス
４０３ その他の制御信号
４０４ 黒電圧選択信号
４０５ 黒電圧極性選択信号
５００ 選択線用クロック
５０１ 選択線用スタートパルス
５０２，５０３，５０４ 選択線制御信号
６００ カウンタ
６０１ シフトレジスタ
６０２ ＸＯＲゲート
Claims (9)
- 複数の選択線及びデータ線の交点に配置された多数の画素を有する液晶パネル、この液晶パネルの選択線に選択線信号を出力する選択線信号出力ＩＣ、二つの電圧間に直列接続された第１の抵抗及びこの第１の抵抗に直列に接続された第２の抵抗によって形成され、上記第１の抵抗の各接続点から複数の参照電圧を発生し、画像表示用電圧として上記接続点に接続された複数の配線に出力するよう構成された参照電圧発生回路、及び画像データ信号と制御信号と上記参照電圧発生回路によって発生される上記参照電圧とが入力され、上記液晶パネルのデータ線に上記画像表示用電圧に基づき画像書込み電圧を出力する信号線駆動ＩＣを備え、
上記参照電圧発生回路は、黒電圧選択信号によって開閉されるスイッチ部を有し、
上記スイッチ部は、上記複数の画像表示用電圧のうちの黒の電圧を発生させる接続点と白の電圧を発生させる接続点との間を開閉するように上記第１の抵抗と並列に配置された第１のスイッチング素子と、上記第２の抵抗の抵抗値を制御するように配置され、上記第１のスイッチング素子とは逆極性の第２のスイッチング素子とを有し、
上記黒電圧選択信号に基づいて、上記第１のスイッチング素子を閉状態にし、上記第２のスイッチング素子を開状態にして上記接続点間を短絡するとともに上記第２の抵抗の抵抗値を変化させることにより黒表示用電圧を上記複数の配線に出力するよう構成され、
上記信号線駆動ＩＣは、上記黒表示用電圧に基づき黒書込み電圧を上記データ線に出力し、
上記スイッチ部は、１水平期間中に上記画像表示用電圧を供給する画像表示期間と上記黒表示用電圧を供給する黒表示期間とを含むとともに、上記選択線の画像書込みをする行及び黒書込みをする行の選択線信号の変化と同期するように、上記黒電圧選択信号によって、切り替えられることを特徴とする液晶表示装置。 - 上記選択線信号出力ＩＣがｎＧ本の選択線を駆動し、上記選択線の駆動に用いられる選択線用クロック周期をＴＨとするとき、上記選択線信号出力ＩＣには、スタートパルスが入力されてからｎＧＴＨ期間中は、上記参照電圧が画像表示用電圧に切替えられているとき上記選択線信号出力ＩＣの出力を有効にすると共に上記参照電圧が黒表示用電圧に切替えられているとき上記選択線信号出力ＩＣの出力を無効にする信号が入力され、かつ、ｎＧＴＨ期間後においては、上記信号の反転信号が入力されることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
- 上記参照電圧が、黒表示用電圧から画像表示用電圧に切替えられる時刻をＴ１、画像表示用電圧から黒表示用電圧に切替えられる時刻をＴ２とした場合に、
（Ｔ２−Ｔ１）／２ ＋ Ｔ１の時刻で選択されている選択線の行は、
（Ｔ２−Ｔ１）／２ ＋ Ｔ１より遅く、Ｔ２より早い時刻で非選択となるように、上記選択線信号出力ＩＣは選択線信号を出力することを特徴とする請求項１または請求項２記載の液晶表示装置。 - 上記参照電圧の切替えは、上記信号線駆動ＩＣに画像データが取り込まれていない期間に行われることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の液晶表示装置。
- 上記参照電圧の切替えは、上記信号線駆動ＩＣに画像データが取り込まれている期間に行われることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の液晶表示装置。
- 複数の選択線及びデータ線の交点に配置された多数の画素を有する液晶パネル、この液晶パネルの選択線に選択線信号を出力する選択線信号出力ＩＣ、二つの電圧間に直列接続された第１の抵抗及びこの第１の抵抗に直列に接続された第２の抵抗によって形成され、上記第１の抵抗の各接続点から複数の参照電圧を発生し、画像表示用電圧として上記接続点に接続された複数の配線に出力するよう構成された参照電圧発生回路、及び画像データ信号と制御信号と上記参照電圧発生回路によって発生される上記参照電圧とが入力され、上記液晶パネルのデータ線に上記画像表示用電圧に基づき画像書込み電圧を出力する信号線駆動ＩＣを備え、
上記参照電圧発生回路は、正極性では全て黒表示用電圧を発生し、負極性では画像表示用電圧を発生する第一の参照電圧発生モードと、負極性では全て黒表示用電圧を発生し、正極性では画像表示用電圧を発生する第二の参照電圧発生モードのいずれかに黒電圧極性選択信号によって切替えるスイッチ部を有し、
上記スイッチ部は、上記正極性及び負極性でそれぞれ、閉状態では、上記複数の画像表示用電圧のうちの黒の電圧を発生させる接続点と白の電圧を発生させる接続点とを短絡するように上記第１の抵抗と並列に配置された第１のスイッチング素子と、上記第２の抵抗の抵抗値を制御するように配置され、上記第１のスイッチング素子とは逆極性の第２のスイッチング素子とを有し、
上記黒電圧選択信号に基づいて、上記第１のスイッチング素子を閉状態にし、上記第２のスイッチング素子を開状態にして上記接続点間を短絡するとともに上記第２の抵抗の抵抗値を変化させることにより上記黒表示用電圧を上記複数の配線に出力するよう構成され、
上記信号線駆動ＩＣは、上記黒表示用電圧に基づき黒書込み電圧を上記データ線に出力し、
上記第一の参照電圧発生モード及び第二の参照電圧発生モードは、上記画素について、１垂直期間中は上記画像書込み電圧または上記黒書込み電圧が出力されるように、上記黒電圧極性選択信号によって、垂直期間毎に交互に切替えられることを特徴とする液晶表示装置。 - 上記参照電圧発生回路は、直列接続された抵抗によって構成され、上記抵抗に直列または並列に接続されたスイッチング素子により上記抵抗値が変化されることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の液晶表示装置。
- 上記参照電圧発生回路は、デジタル信号を入力することができる半導体素子によって構成され、上記デジタル信号に応じて任意の電圧値が発生されることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の液晶表示装置。
- 上記スイッチ部は、アナログスイッチにより形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の液晶表示装置。
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