JP5522375B2 - 液晶表示装置、該装置に用いられるタイミングコントローラ及び信号処理方法 - Google Patents
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Description
同図9に示すように、VSP信号は、液晶パネル1のフレーム速度を決定するための基準信号であり、この周期が1垂直期間(1V期間)となる。VCK信号は、表示期間dにおいてゲート駆動部3を駆動するためのクロック信号であり、この周期が1水平期間(1H期間)となる。GOE信号は、ゲート駆動部3の出力をマスクする信号であり、たとえば低レベル(以下、“L”という)のときに走査信号Gj を出力させ、高レベル(以下、“H”という)ときに走査信号Gj を出力させない。STB信号は、映像信号inの階調に相当する電圧の画素データDi を液晶パネル1の画素SPi,j へ書き込むための信号である。POL信号は、画素データDi を液晶パネル1へ書き込む際の極性を制御する信号である。この信号を制御することで、ドット反転駆動や1H2V反転駆動が行われる。これらの各信号に基づいて、ゲート駆動部3により走査電極Yj が順次走査され、かつ、映像信号inの階調に相当する電圧の画素データDi が液晶パネル1の各画素SPi,j に書き込まれることで、映像信号inに対応する映像が液晶パネル1に表示される。
よって、上記表示装置においては、液晶パネル1をシールド遮蔽して対策する方法ではなく、別の対策をとる必要がある。さらに、表示装置の高解像度化や高速動作(120Hz駆動など)などが普及してくると、液晶パネル1の画素への書込み起因で発生するノイズのタイミングが速くなってくることが想定され(すなわち、1H期間が短くなり、ノイズの発生周期が速くなる)、問題が顕在化してくる可能性が高くなる。このため、データの送受信を行う周辺回路を有する回路基板などに対して受信感度の劣化や誤動作などを発生させない液晶表示装置が要求されている。
通常の液晶表示装置では、Yドライバ(ゲート駆動部)は、独立したICモジュールとして基板に装着されるので、図10(b)に示すように、走査禁止信号(ゲートマスク信号)GINHがYドライバに供給されるタイミングが適切でない場合、つまり、同走査禁止信号GINHに遅延が発生した場合に走査信号Y1に不要パルスが発生し、表示画面に不要なストライプが発生することがある。このため、この文献に記載された表示制御装置では、表示領域(走査線の数)よりも多い映像信号が入力された場合に、図10(a)に示すように、ゲート出力を適切な位置でマスクして液晶パネルの画素に対する書込みを一部禁止することで、誤動作することなく水平映像信号を適切に間引くようにしている。これにより、1フレーム期間内に2H期間ノイズなしの状態が1箇所以上生成され、電流の変動に起因するノイズは発生しないと想定される。
すなわち、特許文献1に記載された表示制御装置では、映像信号の間引き補完が行われるため、映像信号を部分的に削除(間引き)していることになる。つまり、映像信号が欠落する部分が生じてしまうため、入力された映像信号全てを表示させようする場合には、本来所望する映像表示が行われないという問題点がある。
液晶表示装置を駆動するための水平同期信号や垂直同期信号は、VESA(Video Electronics Standards Association )規格にて標準化され、水平同期信号や垂直同期信号の発生タイミングなどは同VESA規格に基づいて決定される。
たとえば、UXGA(Ultra Extended Graphics Array )の解像度を有する液晶表示装置に対して、以下のような規格が決められている。
解像度;1600×1200(ドット)
PIXEL CLOCK ;130.25(MHz)
Horizontal Frequency;74.00(kHz)
Vertical Scan Frame Rate;59.92(Hz)
Horizontal Total;1760(PIXELS)
Horizontal Blank;160(PIXELS)
Vertical Total;1235(LINES)
Vertical Blank;35(LINES)
上記規格より明らかなように、液晶パネルを60Hzで駆動するためには、
PCLK×(1/Horizontal Total)×(1/Vertical Total)=59.92Hz
となり、
PCLK=130.25(MHz)
Horizontal Total=1760(PIXELS)
Vertical Total=1235(LINES)
に設定すればよい。
Horizontal Blank=160(PIXELS)
Vertical Blank=35(LINES)
のブランク期間(映像信号非表示期間)が存在する。このブランク期間を1H期間分削除し、表示期間内の任意の期間に1H期間分挿入することで、液晶パネルの画素への書込みが1H期間停止するため、2H期間分のノイズの発生しない期間が生成される。この場合、1H期間は通常の駆動でノイズの発生がなく、かつ、1H期間のブランクの挿入により、2H期間のノイズの発生しない期間が生成される。
この形態の液晶表示装置は、同図に示すように、液晶パネル11と、データ駆動部12と、ゲート駆動部13と、タイミングコントローラ14とから構成されている。また、液晶パネル11に近い位置に、データの送受信を行う周辺回路15が搭載されている。液晶パネル11は、データ電極Xi (i=1,2,…,m、たとえば、m=1600)と、走査電極Yj (j=1,2,…,n、たとえば、n=1200)と、画素SPi,j と、共通電極COMとから構成されている。
このタイミングコントローラ14は、同図2に示すように、映像信号処理部14aと、水平/垂直同期制御信号出力部14bと、ステータス信号送信部14cとを有している。映像信号処理部14aは、映像信号並び替え部21を有し、同映像信号並び替え部21には、映像信号メモリ部22が設けられている。映像信号並び替え部21は、映像信号inの並び替えを行い、映像信号メモリ部22で記憶する。水平/垂直同期制御信号出力部14bは、基準信号生成部31と、VSP信号制御部32と、VCK信号制御部33と、GOE信号制御部34と、STB信号制御部35と、POL信号制御部36とから構成されている。基準信号生成部31の制御に基づいて、VSP信号制御部32はVSP信号、VCK信号制御部33はVCK信号、GOE信号制御部34はGOE信号、STB信号制御部35はSTB信号、及びPOL信号制御部36がPOL信号を生成して制御する。ステータス信号送信部14cは、水平同期信号停止期間設定モードに対応してステータス信号stを周辺回路15に送信する。
これらの図を参照して、この形態の液晶表示装置に用いられる信号処理方法の処理内容について説明する。
この液晶表示装置では、タイミングコントローラ14により、映像信号ストローブ信号STB及び垂直ドライバクロック信号VCKからなる水平同期信号の出力を1V期間内の表示期間中に少なくとも1回以上かつ2水平期間以上停止する停止期間が設定される(水平同期信号停止期間設定処理)。この水平同期信号停止期間設定処理では、タイミングコントローラ14により、ゲート駆動部13に対して、走査信号Gj の出力を上記水平同期信号の停止期間よりも短い期間停止させるためのゲートマスク信号GOEが出力される。また、水平同期信号停止期間設定処理では、タイミングコントローラ14により、上記水平同期信号の停止期間の一部又は全てにて、極性反転制御信号POLの論理レベルが保持される。また、水平同期信号停止期間設定処理では、タイミングコントローラ14により、上記水平同期信号の停止状態であることを示すステータス信号stが周辺回路15に送信される(信号送信処理)。
ゲート駆動部13の内部は、通常、シフトレジスタが動作しているため、GOE信号を制御しなければ、1Hブランク挿入した場合にゲートが2H期間オン状態となり、画素SPi,j に対する過剰な書込みが行われる。この過剰な書込みを避けるために、ゲートをオン状態とする期間は他のラインと同じ条件である1H期間分としなければならないので、1Hブランクを挿入した期間では、ゲートをマスクする必要がある。また、POL信号については、1Hブランク期間を挿入した前後のラインの画素の極性が1Hブランク期間の挿入がない場合と同じ動作となるように制御する必要がある。図3では、ドット反転駆動の場合が示されているが、1Hブランク期間が挿入されている位置の前後のラインの画素の極性は、ドット反転駆動の場合と同じ極性となっている。また、Nライン目に1Hブランク挿入した場合のGOE信号は、N−1ライン目のVCK信号の立ち上がり位置から1H期間経過後に立ち上がって有効(“H”)となり、この立ち上がりから1H経過後に立ち下がって無効(“L”)となる。また、POL信号は、N−1ライン目のSTB信号の立ち上がりで極性反転されて2H期間保持され、2H経過後に再び極性反転される。
なお、液晶パネル11の各TFTのG−D遅延(ゲートとドレインとの間の伝搬遅延)のばらつきが問題となる場合は、極性反転制御信号POLを1H経過後に反転し、次のSTB信号の立ち上がり時では保持しておくようにする。
また、周辺回路15でのデータの送受信に要する時間が2H期間では不足し、たとえば3H期間必要な場合は、図4に示すように、2Hブランクの挿入を行えば良い。
この形態の液晶表示装置では、同図6に示すように、図1中のタイミングコントローラ14に代えて、異なる機能を有するタイミングコントローラ14Aが設けられている。また、液晶パネル11に近い位置に、図1中の周辺回路15に代えて、異なる機能を有する周辺回路15Aが搭載されている。周辺回路15Aは、データの送受信を行うとき、その動作を行う状態であることを示すステータス信号st(第2の信号)を出力する。タイミングコントローラ14Aは、周辺回路15Aからステータス信号stが出力されたとき、水平同期信号停止期間設定モードに対応した動作を行う。他は、図1と同様の構成である。
このタイミングコントローラ14Aでは、図2中の水平/垂直同期制御信号出力部14b及びステータス信号送信部14cに代えて、異なる機能を有する水平/垂直同期制御信号出力部14d及びステータス信号判定部14eが設けられている。ステータス信号判定部14eは、周辺回路15Aからステータス信号stが出力されたとき、これを判定して水平/垂直同期制御信号出力部14dに対して水平同期信号停止期間設定モードに対応した動作を起動する。
たとえば、周辺回路15でのデータ送受信の回数を増加する必要がある場合、たとえば1V期間内に複数回のブランク挿入をすることで、対応が可能である。この1V期間におけるブランク挿入長さとブランク挿入回数は、元のブランク期間(非表示期間b)を超えない範囲で増加することが可能である。また、データ駆動部12は、液晶パネル11を交流駆動する場合、ドット反転駆動方式に限定されず、共通電極COMに印加するコモン電圧又はデータ電極Xi に書き込む画素データDi を、極性反転制御信号POLに基づいて位相反転すれば良く、たとえばフレーム反転駆動方式や2H反転駆動方式などでも良い。この2H反転駆動方式では、データ駆動部12は、縦2ドット毎にコモン電圧又は画素データDi を位相反転する。
12 データ駆動部
13 ゲート駆動部
14,14A タイミングコントローラ(制御手段)
14a 映像信号処理部(制御手段の一部)
14b 水平/垂直同期制御信号出力部(制御手段の一部)
14c ステータス信号送信部(制御手段の一部、信号送信部)
14d 水平/垂直同期制御信号出力部(制御手段の一部)
14e ステータス信号判定部(制御手段の一部、信号判定部)
15,15A 周辺回路(電子回路)
31 基準信号生成部(制御手段の一部)
32 VSP信号制御部(制御手段の一部)
33 VCK信号制御部(制御手段の一部)
34 GOE信号制御部(制御手段の一部)
35 STB信号制御部(制御手段の一部)
36 POL信号制御部(制御手段の一部)
Xi データ電極(液晶パネル11の一部)
Yj 走査電極(液晶パネル11の一部)
SPi,j 画素(液晶パネル11の一部)
COM 共通電極(液晶パネル11の一部)
Claims (15)
- 所定列のデータ電極、所定行の走査電極、前記各データ電極と前記各走査電極との交差箇所に設けられている画素、及び前記各画素の対向電極としての共通電極を有する液晶パネルと、
1水平期間毎に与えられる映像信号ストローブ信号に基づいて前記各データ電極に該当する画素データを書き込むと共に、前記1水平期間毎に与えられる極性反転制御信号に基づいて、前記液晶パネルに対して所定の交流駆動を行うデータ駆動部と、
1垂直期間毎に与えられる垂直同期信号に同期すると共に1水平期間毎に与えられる垂直ドライバクロック信号に基づいて、前記各走査電極を所定の順序で駆動するための走査信号を出力するゲート駆動部と、
映像信号に基づいて、前記データ駆動部に前記映像信号ストローブ信号及び極性反転制御信号を出力すると共に、前記ゲート駆動部に前記垂直同期信号及び垂直ドライバクロック信号を出力する制御手段とを有する液晶表示装置であって、
前記1垂直期間が、表示期間と垂直ブランク期間とからなると共に、
前記制御手段は、
前記映像信号ストローブ信号及び垂直ドライバクロック信号からなる水平同期信号の出力を、前記1垂直期間内の表示期間中に少なくとも1回以上かつX水平期間(X;0よりも大きい実数)遅延させる遅延期間を設定する水平同期信号停止期間設定モードを有し、前記1垂直期間内の前記表示期間中に設定された遅延期間に相当する時間分、当該1垂直期間内の前記垂直ブランク期間を短縮することを特徴とする液晶表示装置。 - 前記制御手段は、
前記水平同期信号停止期間設定モードのとき、前記ゲート駆動部に対して、前記走査信号の出力を前記水平同期信号の遅延期間よりも短い期間遅延させるためのゲートマスク信号を出力する構成とされていることを特徴とする請求項1記載の液晶表示装置。 - 前記制御手段は、
前記水平同期信号停止期間設定モードのとき、前記水平同期信号の遅延期間の一部又は全てにて、前記極性反転制御信号の論理レベルを保持する構成とされていることを特徴とする請求項1又は2記載の液晶表示装置。 - 当該液晶表示装置の周辺又は/及び内部に、与えられた第1の信号に基づいて所定の動作を行う電子回路が設けられ、
前記制御手段は、
前記水平同期信号停止期間設定モードのとき、前記水平同期信号の遅延状態であることを示す前記第1の信号を前記電子回路に送信する信号送信部が設けられていることを特徴とする請求項1、2又は3記載の液晶表示装置。 - 当該液晶表示装置の周辺又は/及び内部に、所定の動作を行うときに該動作を行う状態であることを示す第2の信号を出力する電子回路が設けられ、
前記制御手段は、
前記電子回路から前記第2の信号が出力されたとき、前記水平同期信号停止期間設定モードに対応した動作を起動する信号判定部が設けられていることを特徴とする請求項1、2又は3記載の液晶表示装置。 - 所定列のデータ電極、所定行の走査電極、前記各データ電極と前記各走査電極との交差箇所に設けられている画素、及び前記各画素の対向電極としての共通電極を有する液晶パネルと、
1水平期間毎に与えられる映像信号ストローブ信号に基づいて前記各データ電極に該当する画素データを書き込むと共に、前記1水平期間毎に与えられる極性反転制御信号に基づいて、前記液晶パネルに対して所定の交流駆動を行うデータ駆動部と、
1垂直期間毎に与えられる垂直同期信号に同期すると共に1水平期間毎に与えられる垂直ドライバクロック信号に基づいて、前記各走査電極を所定の順序で駆動するための走査信号を出力するゲート駆動部とを有する液晶表示装置に用いられるタイミングコントローラであって、
前記1垂直期間が、表示期間と垂直ブランク期間とからなると共に、
映像信号に基づいて、前記データ駆動部に前記映像信号ストローブ信号及び極性反転制御信号を出力すると共に、前記ゲート駆動部に前記垂直同期信号及び垂直ドライバクロック信号を出力し、かつ、前記映像信号ストローブ信号及び垂直ドライバクロック信号からなる水平同期信号の出力を、前記1垂直期間内の表示期間中に少なくとも1回以上かつX水平期間(X;0よりも大きい実数)遅延させる遅延期間を設定する水平同期信号停止期間設定モードを有し、前記1垂直期間内の前記表示期間中に設定された遅延期間に相当する時間分、当該1垂直期間内の前記垂直ブランク期間を短縮することを特徴とするタイミングコントローラ。 - 前記水平同期信号停止期間設定モードのとき、前記ゲート駆動部に対して、前記走査信号の出力を前記水平同期信号の遅延期間よりも短い期間遅延させるためのゲートマスク信号を出力する構成とされていることを特徴とする請求項6記載のタイミングコントローラ。
- 前記水平同期信号停止期間設定モードのとき、前記水平同期信号の遅延期間の一部又は全てにて、前記極性反転制御信号の論理レベルを保持する構成とされていることを特徴とする請求項6又は7記載のタイミングコントローラ。
- 当該液晶表示装置の周辺又は/及び内部に、与えられた第1の信号に基づいて所定の動作を行う電子回路が設けられ、
前記水平同期信号停止期間設定モードのとき、前記水平同期信号の停止状態であることを示す前記第1の信号を前記電子回路に送信する信号送信部が設けられていることを特徴とする請求項6、7又は8記載のタイミングコントローラ。 - 当該液晶表示装置の周辺又は/及び内部に、所定の動作を行うときに該動作を行う状態であることを示す第2の信号を出力する電子回路が設けられ、
前記電子回路から前記第2の信号が出力されたとき、前記水平同期信号停止期間設定モードに対応した動作を起動する信号判定部が設けられていることを特徴とする請求項6、7又は8記載のタイミングコントローラ。 - 所定列のデータ電極、所定行の走査電極、前記各データ電極と前記各走査電極との交差箇所に設けられている画素、及び前記各画素の対向電極としての共通電極を有する液晶パネルと、
1水平期間毎に与えられる映像信号ストローブ信号に基づいて前記各データ電極に該当する画素データを書き込むと共に、前記1水平期間毎に与えられる極性反転制御信号に基づいて、前記液晶パネルに対して所定の交流駆動を行うデータ駆動部と、
1垂直期間毎に与えられる垂直同期信号に同期すると共に1水平期間毎に与えられる垂直ドライバクロック信号に基づいて、前記各走査電極を所定の順序で駆動するための走査信号を出力するゲート駆動部と、
映像信号に基づいて、前記データ駆動部に前記映像信号ストローブ信号及び極性反転制御信号を出力すると共に、前記ゲート駆動部に前記垂直同期信号及び垂直ドライバクロック信号を出力する制御手段とを有する液晶表示装置に用いられる信号処理方法であって、
前記1垂直期間が、表示期間と垂直ブランク期間とからなると共に、
前記制御手段が、前記映像信号ストローブ信号及び垂直ドライバクロック信号からなる水平同期信号の出力を、前記1垂直期間内の表示期間中に少なくとも1回以上かつX水平期間(X;0よりも大きい実数)遅延させる遅延期間を設定する水平同期信号停止期間設定処理を行い、前記1垂直期間内の前記表示期間中に設定された遅延期間に相当する時間分、当該1垂直期間内の前記垂直ブランク期間を短縮することを特徴とする信号処理方法。 - 前記水平同期信号停止期間設定処理では、
前記制御手段が、前記ゲート駆動部に対して、前記走査信号の出力を前記水平同期信号の遅延期間よりも短い期間遅延させるためのゲートマスク信号を出力することを特徴とする請求項11記載の信号処理方法。 - 前記水平同期信号停止期間設定処理では、
前記制御手段が、前記水平同期信号の遅延期間の一部又は全てにて、前記極性反転制御信号の論理レベルを保持することを特徴とする請求項11又は12記載の信号処理方法。 - 当該液晶表示装置の周辺又は/及び内部に、与えられた第1の信号に基づいて所定の動作を行う電子回路が設けられ、
前記水平同期信号停止期間設定処理では、
前記制御手段が、前記水平同期信号の停止状態であることを示す前記第1の信号を前記電子回路に送信する信号送信処理を行うことを特徴とする請求項11、12又は13記載の信号処理方法。 - 当該液晶表示装置の周辺又は/及び内部に、所定の動作を行うときに該動作を行う状態であることを示す第2の信号を出力する電子回路が設けられ、
前記電子回路から前記第2の信号が出力されたとき、前記制御手段が、前記水平同期信号停止期間設定処理を起動する信号判定処理を行うことを特徴とする請求項11、12又は13記載の信号処理方法。
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