JP4475656B2 - 画面のちらつきを改善する液晶表示装置、及びその方法 - Google Patents

Description

この発明は、液晶表示装置に関し、特に液晶表示装置を起動する場合に発生する画面のちらつき現象を改善する機能を具える液晶表示装置と、及びその方法に関する。

液晶表示装置は、薄く、軽量で、節電、電磁波の輻射がないといった特性を有するため、従来のＣＲＴ表示装置にとってかわろうとしている。目下、液晶表示装置は高画質のディジタルテレビ、デスクトップタイプのコンピュータ、パーソナル・ディジタル・アシスト、ディジタルカメラ、携帯電話機などの電子製品に広く応用されている。

図１に、液晶表示装置における単一の画素の等価回路図を開示する。図面によれば、画素１は薄膜トランジスタ２と、液晶コンデンサ３とを含む。薄膜トランジスタ２はソースに信号線（もしくはデータラインと称する）４が接続し、ゲートに走査線５が接続する。また、液晶コンデンサ３は一端が薄膜トランジスタ２のドレインに接続し、他端にはコモン電圧が印加される。

液晶コンデンサ３は、コモン電極層（図示しない）と、画素電極層（図示しない）と、その間に設けられる液晶層（図示しない）とによって構成される。該コモン電極層には、固定的で不変のコモン電圧を印加する。また該画素電極層は操作電圧を提供する。該コモン電圧と該操作電圧との電圧の差によって、該液晶層に電場を発生させて液晶分子を駆動し、ツイストさせる。

一般に、液晶分子を同一方向に固定させた場合、液晶分子が電場に従い回転する特性によって破壊することを防ぐために、極性の異なる電圧によって液晶分子を駆動しなければ液晶分子を駆動しなければならない。よって、前記画素電極層に印加する操作電圧は、正、負極性が交互に出現する交流電圧を印加する。

液晶表示パネルの画面に静止画像を表示する場合、図２に開示するように操作電圧Ｖｏの波形に正極性（Positive Cycle）と負極性（Negative Cycle）とが交互に発生する。該正極性の部分は、操作電圧値Ｖｏがコモン電圧値Vcomonより大きく、該負極性の部分は操作電圧Ｖｏがコモン電圧値Vcomonより小さい。静止画像を画面に表示するためには、コモン電圧値Vcomonと操作電圧Ｖｏとの電圧差は、一定の絶対値を維持しなければならない。即ち、液晶分子は、操作維持する電極の正、負極性の変化にしたがって方向が変化する。このため液晶分子をツイストさせる電場の大きさを固定的にして維持することができれば、液晶層は、一定の透過率を維持することができる。

図３にコモン電圧に正バイアス（Positive bias）が発生した状況を開示する。図示するように、操作電圧コモン電圧値Vcomon’が所定値であるVcomonから離れていると、コモン電圧値Vcomon’と操作電圧値Ｖｏとの電圧差は、一定の絶対値を維持することができない。即ち、図面には正極性の部分については、操作電圧値Ｖｏとコモン電圧値Vcomon’との電圧差の絶対値が縮小し、負極性の部分については操作電圧値Ｖｏとコモン電圧値Vcomon’との電圧差の絶対値が増大する。このため、液晶層内の電場の大きさが操作電圧値Ｖｏの正、負極性の変化にしたがって変化し、これによって液晶層の透過率を一定に維持することができなくなり、画面のちらつき（Flicker）現象が発生する。

図１に開示する液晶コンデンサ３内に未放出の電荷が残留していると（即ち、コモン電極層と、画素電極層との間に直流バイアスが存在する）、コモン電圧のレベルが変化し、図３に開示するように画面のちらつき現象が発生する。また、液晶表示装置を起動する場合、通常液晶コンデンサ内に電荷が残留している。次に液晶表示装置を起動するまでに、これら電荷を排除しなければ液晶コンデンサ内に直流バイアスが発生する。よって、次回の液晶表示装置の起動時に、液晶表示パネルに暫時的なちらつき現象が発生する。したがって、液晶表示装置を起動する場合、液晶コンデンサ内の残留電荷の画面に対する干渉を如何にして防ぎ、液晶表示装置の品質を高めるかが極めて重要な課題となっている。

この発明は液晶表示装置を起動する場合に発生する画面のちらつき現象を改善する液晶表示装置の画面のちらつきを改善する機能を具える液晶表示装置、及びその方法を提供することを課題とする。

そこで、本発明者は従来の技術に見られる欠点に鑑み鋭意研究を重ねた結果、画面を表示するための複数の液晶コンデンサを具える液晶表示パネルと、該液晶表示パネルの必要とする電力を供給する電源供給器と、該液晶表示パネルに入力する画面の内容を制御するビデオコントローラと、該ビデオコントローラ及び、該液晶表示パネルに電気的に接続し、該ビデオコントローラ及び、該液晶表示パネルの運行順序を制御するタイミングコントローラとを含んでなり、かつ該液晶表示装置を起動する場合、該タイミングコントローラが第１設定時点において該液晶パネルに起動を通知し、次いで第二設定時点において該ビデオコントローラに通知して予め設定された画面を該液晶表示パネルに提供し、該液晶コンデンサに高速充電を行うとともに、該ビデオコントローラによって、予め設定された画面が終了した後、ノーマル画面を該液晶表示パネルに提供するように構成してなる液晶表示装置と、その操作方法によって課題を解決できる点に着眼し、かかる知見に基づいて本発明を完成させた。

以下、この発明について具体的に説明する。
請求項１に記載する液晶表示装置は、起動時、画面のちらつき現象を防ぐことのできる液晶表示装置であって、
画面を表示するための複数の液晶コンデンサを具える液晶表示パネルと、
前記液晶表示パネルの必要とする電力を供給する電源供給器と、
前記液晶表示パネルに入力する画面の内容を制御するビデオコントローラと
前記ビデオコントローラ及び、前記液晶表示パネルに電気的に接続し、前記ビデオコントローラ及び、前記液晶表示パネルの運行順序を制御するタイミングコントローラと、
を含み、
前記液晶表示装置を起動する場合、前記タイミングコントローラが第１設定時点において前記液晶パネルに起動を通知し、次いで、第二設定時点において前記ビデオコントローラに通知して予め設定された画面を前記液晶表示パネルに提供することで、ソースドライバにおいて最大駆動電場値の９０％以上の電場を液晶分子に提供し、これによって、前記液晶コンデンサ内の液晶分子を十分に活性化させ、前記液晶コンデンサに高速充電を行うとともに、前記ビデオコントローラによって、予め設定された画面が終了した後、ノーマル画面を該液晶表示パネルに提供し、
前記液晶コンデンサは、コモン電極層と、画素電極層と、その間に設けられる液晶層とによって構成される。

請求項２に記載する液晶表示装置は、請求項１における予め設定された画面が、１〜１００個の画面を持続させるか、もしくは１０ｍｓ〜１０００ｍｓ持続させる。

請求項３に記載する液晶表示装置は、請求項１におけるビデオコントローラが、予め設定された画面を発生させる画面発生手段と、
ノーマル画面と、予め設定された画面とを受信して、該液晶表示パネルに出力する画面の内容を選択するマルチプレクサとを含む。

請求項４に記載する液晶表示装置起動時の画面ちらつきを改善する方法は、液晶表示装置を起動する場合に発生する画面のちらつきを改善する方法であって、該液晶表示装置は複数の液晶コンデンサを有する液晶表示パネルを具えてなり、
前記液晶表示装置の電源をＯＮにするパワーオンのステップと、
前記パワーオンのステップの後、第一設定時点において該液晶表示パネルを起動する液晶パネル起動のステップと、
前記パワーオンのステップの後、第二設定時点において予め設定された画面を該液晶表示パネルに提供することで、ソースドライバにおいて最大駆動電場値の９０％以上の電場を液晶分子に提供し、これによって、前記液晶コンデンサ内の液晶分子を十分に活性化させるステップと、
前記パワーオンのステップの後、第三設定時点においてノーマル画面を該液晶パネルに提供するノーマル画面提供のステップと、
前記液晶表示装置のバックライトを起動するバックライトステップと、
を含み、
前記液晶コンデンサは、コモン電極層と、画素電極層と、その間に設けられる液晶層とによって構成される。

請求項５に記載する液晶表示装置起液晶表示装置起動時の画面ちらつきを改善する方法は、請求項４における液晶パネルがツイスト配向型（ＴＮ）の場合、前記予め設定された画面が黒表示の画面信号であって、前記液晶表示パネルがマルチドメイン垂直配列型（ＭＶＡ）か、横方向電場型（ＩＰＳ）である場合、前記予め設定された画面が白表示の画面信号である。

本発明の画面のちらつきを改善する液晶表示装置、及びその方法は、液晶表示装置の起動時に発生する画面のちらつきを改善して画面の品質を高めるとともに、液晶表示装置の使用寿命を延長させることができ、さらには、
タイミングコントローラによってビデオコントローラと液晶表示パネルを制御し、該ビデオコントローラが所定の時点において予め設定された画面を液晶表示装置に提供するように制御するため、その他余剰の装置などによって行う必要がなく、生産コストを増加させることがないといった利点を有する。

この発明は、液晶表示装置を起動する場合に発生する画面のちらつき現象を改善する機能を具える液晶表示装置、及びその方法を提供するものであって、画面を表示するための複数の液晶コンデンサを具える液晶表示パネルと、該液晶表示パネルの必要とする電力を供給する電源供給器と、該液晶表示パネルに入力する画面の内容を制御するビデオコントローラと、該ビデオコントローラ及び、該液晶表示パネルに電気的に接続し、該ビデオコントローラ及び、該液晶表示パネルの運行順序を制御するタイミングコントローラとを含んでなり、かつ該液晶表示装置を起動する場合、該タイミングコントローラが第１設定時点において該液晶パネルに起動を通知し、次いで第二設定時点において該ビデオコントローラに通知して予め設定された画面を該液晶表示パネルに提供し、該液晶コンデンサに高速充電を行うとともに、該ビデオコントローラによって、予め設定された画面が終了した後、ノーマル画面を該液晶表示パネルに提供するように構成する。

また、晶表示装置を起動する場合に発生する画面のちらつき現象を改善する方法は、該液晶表示装置の電源をＯＮにするパワーオンのステップと、該パワーオンのステップの後、第一設定時点において該液晶表示パネルを起動する液晶パネル起動のステップと、該パワーオンのステップの後、第二設定時点において予め設定された画面を該液晶表示パネルに提供し、該液晶コンデンサを高速で充填して該液晶コンデンサ内の液晶層を活性かさせる設定画面提供のステップと、 該パワーオンのステップの後、第三設定時点においてノーマル画面を該液晶パネルに提供するノーマル画面提供のステップと、 該液晶表示装置のバックライトを起動するバックライトステップと、を含む。
係る構成の画面のちらつきを改善する液晶表示装置、及びその方法について、その構造と特徴を詳述するために具体的な実施例を挙げ、以下に説明する。

図４に、この発明の実施例を開示する。液晶表示装置１０は、液晶表示パネル２０と、ビデオコントローラ４０と、タイミングコントローラ５０とを含んでなる。液晶表示パネル２０は画面を表示するための複数の液晶コンデンサ（図示しない）を具える。また、液晶表示パネル２０は電力を供給する電源供給器（図示しない）に電気的に接続する。ビデオコントローラ４０は液晶表示パネル２０に電気的に接続し、画面の内容を提供する。タイミングコントローラ５０は液晶表示パネル２０、及びビデオコントローラ４０に電気的に接続し、制御信号を液晶表示パネル２０の駆動手段（例えばソースドライバとゲートドライバ）に制御信号を送信して、液晶表示パネル２０のそれぞれの液晶コンデンサの充電、放電（即ちそれぞれの画素の表示）の順序とタイミングを決定する。

ビデオコントローラ４０は、画面発生手段４２と、マルチプレクサ４４と、クロック発生手段４６とを含む。画面発生手段４２は予め設定された画面Fを発生させるために用いる。マルチプレクサ４４は画面発生手段４２において発生した予め設定された画面F、外部から入力するノーマル画面Aとを受信し、その内の一を選択して液晶表示パネル２０に出力する。クロック発生手段４６は、画面発生手段４２と電気的に接続し、予め設定された画面Fの必要に対応するクロック信号Sを提供する。該クロック信号Sによって予め設定された画面Fを液晶表示パネル２０に表示するための走査速度と持続時間を制御する。

液晶表示装置１０をシャットダウンした後、液晶表示パネル２０の液晶コンデンサに電荷が残留していると、次に液晶表示装置１０を起動する場合、暫時的な画面のちらつき現象が発生する。但し、液晶表示装置１０を起動した後、即液晶コンデンサに充電を行い、液晶コンデンサ内の液晶層を活性化すれば、係る画面のちらつき現象を改善することができる。

液晶コンデンサの液晶層に対して効率よく充電するために、ビデオコントローラ４０は、液晶表示装置を起動した後、予め設定された画面Fを液晶パネル２０に提供する。該予め設定された画面Fは液晶コンデンサに十分な駆動電場を提供し、短時間内に液晶表示パネル２０の液晶コンデンサを充電することができる。好ましい実施例では、該十分な駆動電場とはソースドライバにおいて液晶分子を駆動してツイストさせる最大駆動電場値の９０％に設定されることを指す。８ビット駆動の液晶表示パネルについて言えば、最大駆動電場は２５５段階の駆動信号によって発生する駆動電場である。当然のことながら、該十分な駆動電場の大きさはそれぞれの液晶表示装置の特性によって異なる。

液晶コンデンサ内の液晶分子を十分に活性化させるために、ビデオコントローラ４０は１〜１００個の異なる数量の予め設定された画面Fを提供するか、もしくは１０ｍｓ〜１０００ｍｓの異なる予め設定された画面の長さを提供する。また、この発明の実施例において、予め設定された画面Ｆは液晶表示パネル２０の特性に基づき、異なる画面信号を提供する。例えば液晶表示パネル２０の液晶層がツイスト配向型（Ｔｗｉｓｔｅｄ
Ｎｅｍａｔｉｃ）であれば、予め設定された画面Ｆは光を遮断させる黒表示の画面信号であって、十分な駆動電場を提供して液晶コンデンサに対して高速充電を行う。液晶表示装置がマルチドメイン垂直配列型（Ｍｕｌｕｔｉ−ｄｏｍａｉｎ
Ｖｅｒｔｉａｌ Ａｌｉｇｉｎｍｅｎｔ）か、もしくは横方向電場型（Ｉｎ−Ｐｌａｉｎ Ｓｗｉｃｈｉｎｇ）であれば、予め設定された画面Ｆは光を透過させる白表示の画面信号であって、十分な駆動電場を提供して液晶コンデンサに対して高速充電を行う。

図５に、好ましい実施例の操作方法を開示する。図５に開示する実施例の操作方法について、図４のブロック図と図６の動作タイミングの説明図を参照にして以下に説明する。

液晶表示装置の電源をＯＮにすると（ステップ１００）、タイミングコントローラ５０は第１設定時点ｔ１において液晶表示パネル２０の起動を通知して（ステップ１２０）、液晶表示パネル２０の必要とする電力を供給する。次いで第２設定時点ｔ２において、ビデオコントローラ４０内のマルチプレクサ４４に通知して、画面発生手段４２の提供する予め設定された画面Ｆを選択し、液晶表示パネル２０に出力して液晶層を高速で充電する（ステップ１４０）。

予め設定された画面Ｆの再生が終了するとタイミングコントローラ５０は所定の第三の時点ｔ３においてマルチプレクサ４４に通知し、外部から提供されるノーマル画面Ａを選択して液晶表示パネル２０に通知し（ステップ１６０）、液晶表示パネル２０の正常な運行を開始する。

好ましい実施例においては、所定の第一の時点ｔ１が液晶表示装置を起動した後の１００ｍｓ内に在り、予め設定された画面Ｆの時間の長さｄ１が２０ｍｓ〜１００ｍｓの間に介在し、第二の設定時点ｔ２と、第三の設定時点ｔ３との間の間隔が、予め設定された画面Ｆの持続時間ｄ１と同等となる。当然のことながら、これらパラメータであるｔ１、ｔ２、ｔ３、及びｄ１の数値は異なる表示装置の設計によってそれぞれ異なる。

前記の１６０のステップで述べたようにタイミングコントローラ４０がマルチプレクサ４４通知して信号のソースを外部からのノーマル画面Ａに切り換える方法以外に、マルチプレクサ４４が予め設定された画面Ｆの終了信号を直接を検知してタイミングコントローラ４０の信号ソースを外部のノーマル画面Ａに切り換え、液晶表示装置２０の正常な運行を開始するようにしてもよい。

以上の実施例は、この発明を反射式液晶表示装置に応用した場合である。この発明を透過式、もしくは半透過式液晶表示装置した場合、即ち液晶表示装置がバックライトを具える場合の応用例について、図７、８を参照して以下に説明する。

液晶表示装置の電源をＯＮにすると（ステップ２００）、タイミングコントローラ５０は第１設定時点ｔ１において液晶表示パネル２０の起動を通知する（ステップ２２０）。次いで第２設定時点ｔ２において、ビデオコントローラ４０内のマルチプレクサ４４に通知して、画面発生手段４２の提供する予め設定された画面Ｆを液晶表示パネル２０に出力して液晶層を高速で充電する（ステップ２４０）。予め設定された画面Ｆの再生が終了するとマルチプレクサ４４が外部から提供されるノーマル画面Ａを液晶表示パネル２０に提供し（ステップ２６０）、液晶表示パネル２０の正常な運行を開始する。次にバックライトを起動して（ステップ２８０）液晶表示装置の起動の過程を終了する。好ましい実施例としては、ノーマル画面Ａを液晶表示パネルに提供してから２０ｍｓ〜５０ｍｓ経てバックライトを起動する。

この発明における予め設定された画面Ｆが液晶コンデンサ内の直流バイアスを改善する過程について、図９Ａ、９Ｂを参照にして以下に説明する。

図面に開示するＶｏは操作電圧値を表わし、Ｖｃｏｍｏｎは所定のコモン電圧値を表わす。また、Ｖｃｏｍｏｎ”は実際のコモン電圧値を表わす。図９Ａは、予め設定された画面を入力しない状況下における液晶コンデンサのコモン電圧値Ｖｃｏｍｏｎ”の変化を表わし、図９Ｂは、液晶表示装置を起動した後、予め設定された画面を入力した状況下における液晶コンデンサのコモン電圧値Ｖｃｏｍｏｎ”の変化を表わす。図面によれば、予め設定された画面が液晶分子を高速で活性化し、加速的に直流バイアスを排除して、液晶表示装置を起動した後画面がちらつく時間を短縮することが明らかに分かる。

以上をまとめると、この発明は次に掲げる特徴を具える。
１、
この発明においては、液晶表示装置を起動する所定のタイミングで、予め設定された画面Ｆを利用して液晶コンデンサを高速で充電し、液晶コンデンサ内に残留する電荷が画面の正常な表示に与える干渉を防ぐ。よって、液晶表示装置を起動する場合に発生する画面のちらつき現象を改善し液晶表示装置品質を高め、且つ液晶表示装置の使用寿命を延長させることができる。
２、
図８に開示するように予め設定された画面Ｆを入力する過程において、液晶表示装置のバックライトはシャットダウンした状態にある。よって、液晶コンデンサの充電の過程において残像画面が出現したとしてもユーザはこれを発見することが難しい。よって、液晶表示装置を起動する場合の画面の品質を改善することができる。
３、
本発明は、液晶コンデンサ内に残留する電荷によって発生する画面の正常な表示に対する干渉を防ぐことができる。よって、短時間内に再起動する場合、液晶表示装置に発生する画面のちらつき現象に対して特に優れた改善の効果をもたらす。
４、
この発明はタイミングコントローラによってビデオコントローラと液晶表示パネルを制御し、該ビデオコントローラが所定の時点において予め設定された画面を液晶表示装置に提供するように制御する。従って、その他余剰の装置などによって行う必要がなく、生産コストを増加させることがない。

以上はこの発明の好ましい実施例であって、この発明の実施の範囲を限定するものではない。よって、当業者のなし得る修正、もしくは変更であって、この発明の精神の下においてなされ、この発明に対して均等の効果を有するものは、いずれも本発明の特許請求の範囲に属するものとする。

従来の技術による単一の画素の等価回路図である。 従来の液晶表示装置において静止画面を表示する場合の電圧の波形を示した説明図である。 従来の液晶表示装置において画面のちらつきが発生した場合の操作電圧の波形を示した説明図である。 この発明による液晶表示装置の構造を示した説明図である。 この発明による方法のプロセスを示したフローチャートである。 図５に開示するプロセスにおける電源と画面信号の波形を示した説明図である。 他の実施形態による方法のプロセスを示したフローチャートである。 図７に開示するプロセスにおける電源と画面信号の波形を示した説明図である。 予め設定された画面を入力しない状況下における液晶コンデンサのコモン電圧値の変化を示した説明図である。 液晶表示装置を起動した後、予め設定された画面を入力した状況下における液晶コンデンサのコモン電圧値の変化を示した説明図である。

符号の説明

１ 画素
１０ 液晶表示装置
２ 薄膜トランジスタ
２０ 液晶表示パネル
３ 液晶コンデンサ
４ 信号線
４０ ビデオコントローラ
４２ 画面発生手段
４４ マルチプレクサ
４６ クロック発生手段
５ 走査線
５０ タイミングコントローラ

Claims (5)

1. 起動時、画面のちらつき現象を防ぐことのできる液晶表示装置であって、
   画面を表示するための複数の液晶コンデンサを具える液晶表示パネルと、
   前記液晶表示パネルの必要とする電力を供給する電源供給器と、
   前記液晶表示パネルに入力する画面の内容を制御するビデオコントローラと
   前記ビデオコントローラ及び、前記液晶表示パネルに電気的に接続し、前記ビデオコントローラ及び、前記液晶表示パネルの運行順序を制御するタイミングコントローラと、
   を含み、
   前記液晶表示装置を起動する場合、前記タイミングコントローラが第１設定時点において前記液晶パネルに起動を通知し、次いで、第二設定時点において前記ビデオコントローラに通知して予め設定された画面を前記液晶表示パネルに提供することで、ソースドライバにおいて最大駆動電場値の９０％以上の電場を液晶分子に提供し、これによって、前記液晶コンデンサ内の液晶分子を十分に活性化させ、前記液晶コンデンサに高速充電を行うとともに、前記ビデオコントローラによって、予め設定された画面が終了した後、ノーマル画面を該液晶表示パネルに提供し、
   前記液晶コンデンサは、コモン電極層と、画素電極層と、その間に設けられる液晶層とによって構成されることを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記予め設定された画面が、１〜１００個の画面を持続させるか、もしくは１０ｍｓ〜１０００ｍｓ持続させることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記ビデオコントローラが、予め設定された画面を発生させる画面発生手段と、
   ノーマル画面と、予め設定された画面とを受信して、前記液晶表示パネルに出力する画面の内容を選択するマルチプレクサとを含むことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
4. 液晶表示装置を起動する場合に発生する画面のちらつきを改善する方法であって、該液晶表示装置は複数の液晶コンデンサを有する液晶表示パネルを具えてなり、
   前記液晶表示装置の電源をＯＮにするパワーオンのステップと、
   前記パワーオンのステップの後、第一設定時点において該液晶表示パネルを起動する液晶パネル起動のステップと、
   前記パワーオンのステップの後、第二設定時点において予め設定された画面を該液晶表示パネルに提供することで、ソースドライバにおいて最大駆動電場値の９０％以上の電場を液晶分子に提供し、これによって、前記液晶コンデンサ内の液晶分子を十分に活性化させるステップと、
   前記パワーオンのステップの後、第三設定時点においてノーマル画面を該液晶パネルに提供するノーマル画面提供のステップと、
   前記液晶表示装置のバックライトを起動するバックライトステップと、
   を含み、
   前記液晶コンデンサは、コモン電極層と、画素電極層と、その間に設けられる液晶層とによって構成されることを特徴とする液晶表示装置起動時の画面ちらつきを改善する方法。
5. 前記液晶パネルがツイスト配向型（ＴＮ）の場合、前記予め設定された画面が黒表示の画面信号であって、前記液晶表示パネルがマルチドメイン垂直配列型（ＭＶＡ）か、横方向電場型（ＩＰＳ）である場合、前記予め設定された画面が白表示の画面信号であることを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置起動時の画面ちらつきを改善する方法。