JPH06308916A

JPH06308916A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JPH06308916A
Application number: JP33698093A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Gohara; 良寛郷原
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1993-02-23
Filing date: 1993-12-28
Publication date: 1994-11-04

Abstract

(57)【要約】【目的】表示時のフリッカー現象を大幅に低減し、高
品位の階調表示が可能な液晶表示装置を提供することを
目的とする。【構成】液晶表示パネルの３フレーム期間を一単位と
して、３フレーム期間各々に対応する３種類の実効値の
選択電圧の電圧比を１：２：４となるように構成し、各
フレーム期間１，２，３毎の印加電圧を、非選択か、選
択電圧の３種類のうちの１種類かを選ぶことによって液
晶表示パネルの画素に８階調の表示をさせる。また、水
平走査期間毎に相異なる上記Ｎ種類の実効値の選択電圧
を印加できるように実効値可変手段を構成し、水平走査
期間毎に異なる実効値の選択電圧を印加することで同一
フレーム期間における各走査線毎の表示輝度を異ならせ
ることにより、フリッカー現象をさらに低減するもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はテレビジョンなどの映像
機器やコンピュータなどの情報機器のディスプレイとし
て用いて有用な階調表示のできる液晶表示装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】図６は従来の液晶表示装置における各画
素に印加する実効値電圧の印加タイミング図である。図
６において、６１、６２、６３、６４、６５、６６、６
７、６８はそれぞれ画素１、画素２、画素３、画素４、
画素５、画素６、画素７、画素８に印加する実効値電圧
で、前記各実効値電圧は非選択電圧と選択電圧の２種類
の実効値電圧から構成されている。電圧６１はフレーム
１〜７まで全て非選択電圧、電圧６２はフレーム１のみ
選択電圧でフレーム２〜７までは非選択電圧、電圧６３
はフレーム１とフレーム２が選択電圧でフレーム３〜７
までは非選択電圧、電圧６４はフレーム１〜３が選択電
圧でフレーム４〜７までは非選択電圧、電圧６５はフレ
ーム１〜４が選択電圧でフレーム５〜７までは非選択電
圧、電圧６６はフレーム１〜５が選択電圧でフレーム６
とフレーム７は非選択電圧、電圧６７はフレーム１〜６
が選択電圧でフレーム７のみ非選択電圧、電圧６８はフ
レーム１〜７まで全て選択電圧となっており、７フレー
ム期間を１単位とした電圧印加タイミングとなってい
る。

【０００３】以上のように構成された従来の液晶表示装
置の前記電圧印加タイミングに対応した各画素の表示状
態を以下に説明する。

【０００４】図７は従来の液晶表示装置の画素の表示状
態図である。図７は画素１、画素２、画素３、画素４、
画素５、画素６、画素７、画素８に図６に示される各実
効値電圧６１、６２、６３、６４、６５、６６、６７、
６８がそれぞれ印加された時の各画素の各フレーム毎の
表示状態を示しており、７１は明状態、７２は暗状態を
示している。７３、７４、７５、７６、７７、７８、７
９、８０は７フレーム期間を１単位とした時の画素１〜
８に各々対応した平均表示輝度を示している。７フレー
ム期間における各フレーム毎の輝度の積分値を平均した
ものがその画素の表示輝度となるので、７３の輝度が階
調レベル０、７４の輝度が階調レベル１、７５の輝度が
階調レベル２、７６の輝度が階調レベル３、７７の輝度
が階調レベル４、７８の輝度が階調レベル５、７９の輝
度が階調レベル６、８０の輝度が階調レベル７となる。
このように７フレーム期間を１単位として、８階調の表
示を実現することができる。（「フラットパネル・ディ
スプレイ１９９２」日経ＢＰ社）

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記のよ
うな構成では、８階調を表示するには７フレーム期間を
１単位として画素に選択または非選択の実効値電圧を印
加する必要がある。そのため１つの階調を表現するため
に最低７フレーム期間を必要とするので、中間調を表示
している画素の表示がちらつくフリッカーと呼ばれる現
象が発生するという問題点を有していた。前記液晶表示
装置ではＮ階調を表示する場合Ｎ−１フレームを必要と
する。通常１フレーム期間の長さは約１６ミリ秒程度で
一定であるため、このフリッカーは前記１単位を構成す
るフレーム数が多くなるほど目だち易くなるため、表示
階調数を増加させるほどフリッカーが増え、通常１６階
調程度の表示が実用上の限界となっていた。また、多階
調表示をするために同時に画素毎に印加電圧を変化させ
ることは、駆動回路が複雑になり、コストが非常に高く
なるという課題もある。

【０００６】本発明は、従来の多階調表示におけるこの
ような課題を考慮し、フリッカーの発生を低減し、しか
も低価格で多階調表示を容易に実現できる液晶表示装置
および液晶表示パネルの駆動方法を提供することを目的
とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、画素に選択電
圧と非選択電圧とを印加することにより、画素の光学的
透過率（或いは反射率）を可変できる液晶表示パネル
と、各フレーム期間毎に各々相異なる実効値の選択電圧
を画素に印加できるように構成した実効値可変手段を具
備し、前記液晶表示パネルの連続する所定数のフレーム
期間を一単位とし、前記各フレーム期間毎に画素へ印加
する実効値電圧を前記選択電圧か非選択電圧かを選ぶこ
とで、前記単位期間内に各画素毎に印加された実効値電
圧の変化によって、前記画素に階調表示をさせるよう構
成した液晶表示装置である。

【０００８】また、本発明は、液晶の光学的性質の変化
程度を決定する電気に関する物理量を印加することによ
り液晶表示手段を駆動する液晶表示パネルの駆動方法に
おいて、前記電気に関する物理量の種類を３種類以上と
し、複数個のフレーム期間に分割されている単位期間の
内の一フレーム期間に、複数個の画素へ印加する前記電
気に関する物理量を、前記３種類以上のうちの２種類と
する液晶表示パネルの駆動方法である。

【０００９】

【作用】本発明は前記した構成により、所定数のフレー
ム期間を一単位として各フレーム期間毎に異なる実効値
電圧を画素に印加できるようになっているため、少ない
フレーム数で多階調表示をすることができるものであ
る。さらに、水平走査期間毎に異なる実効値の選択電圧
を印加できるように構成することにより、実効値が水平
走査電極毎に変化するため、フリッカー現象をさらに目
立たなくでき、前記同様に多階調表示ができるものであ
る。

【００１０】また、水平走査期間における選択電圧の印
加時間を可変する実効値可変手段を具備することによ
り、容易に選択電圧の実効値を可変できフリッカー現象
の少ない多階調表示を実現することができるものであ
る。

【００１１】

【実施例】図１は本発明にかかる一実施例の液晶表示装
置に階調表示をさせるための各画素に印加する実効値電
圧の印加タイミング図である。図１において、１１、１
２、１３、１４、１５、１６、１７、１８はそれぞれ画
素１、画素２、画素３、画素４、画素５、画素６、画素
７、画素８に印加される実効値電圧で、前記各実効値電
圧は非選択電圧と実効値電圧の比が１：２：４となる３
種類の選択電圧（以下、各々の実効値電圧をレベル１、
レベル２、レベル４の電圧と呼ぶ）から構成され、フレ
ーム１ではレベル１を、フレーム２ではレベル２を、フ
レーム３ではレベル４の実効値電圧が印加できるように
なっている。それらは、実効値可変手段（公知の技術に
よって実現されるので、図示省略）によって印加され
る。電圧１１はフレーム１〜３まで全て非選択電圧、電
圧１２はフレーム１のみレベル１の選択電圧でフレーム
２とフレーム３は非選択電圧、電圧１３はフレーム１と
フレーム３が非選択電圧でフレーム２がレベル２の選択
電圧、電圧１４はフレーム１がレベル１の選択電圧でフ
レーム２がレベル２の選択電圧でフレーム３が非選択電
圧、電圧１５はフレーム１とフレーム２が非選択電圧で
フレーム３がレベル４の選択電圧、電圧１６はフレーム
１がレベル１の選択電圧でフレーム２が非選択電圧でフ
レーム３はレベル４の選択電圧、電圧１７はフレーム１
が非選択電圧でフレーム２がレベル２の選択電圧でフレ
ーム３がレベル４の選択電圧、電圧１８はフレーム１が
レベル１の選択電圧でフレーム２がレベル２の選択電圧
でフレーム３がレベル４の選択電圧となっており、３フ
レーム期間を１単位とした電圧印加タイミングとなって
いる。なお、それら各画素は、液晶表示パネルに表示さ
れる。

【００１２】以上のように構成された本発明にかかる一
実施例の液晶表示装置における前記電圧印加タイミング
に対応した各画素の表示状態を以下に説明する。

【００１３】図２は本発明の液晶表示装置の画素の表示
状態図である。図２は画素１、画素２、画素３、画素
４、画素５、画素６、画素７、画素８に図１に示される
各実効値電圧１１、１２、１３、１４、１５、１６、１
７、１８がそれぞれ印加された時の各画素の各フレーム
毎の表示状態を示しており、１９は明状態、２０は少し
暗い状態、２１は２０よりさらに暗い状態、２２は２１
よりさらに暗い暗状態を示している。２３、２４、２
５、２６、２７、２８、２９、３０は３フレームを一単
位とした時の画素１、画素２、画素３、画素４、画素
５、画素６、画素７、画素８の各平均表示輝度を示して
いる。３フレーム期間における各フレーム毎の輝度の積
分値を平均したものがその画素の表示輝度となるので、
２３の輝度が階調レベル０、２４の輝度が階調レベル
１、２５の輝度が階調レベル２、２６の輝度が階調レベ
ル３、２７の輝度が階調レベル４、２８の輝度が階調レ
ベル５、２９の輝度が階調レベル６、３０の輝度が階調
レベル７となる。このように３フレーム期間を１単位と
して、８階調の表示を実現することができる。

【００１４】つまり、上記実施例を一般的に表現する
と、Ｎフレーム期間を一単位とし、その一単位内におい
て、Ｎフレーム期間各々に対応するＮ種類の実効値の選
択電圧を、各々の実効値の比の値が概略（数３）の関係
になるように実効値可変手段を構成することにより、

【００１５】

【数３】２ⁿ （ｎは整数で、ｎ＝０、１、２、・・・・、Ｎ−１）（数４）で示される階調数を表示できる。

【００１６】

【数４】２^N このＮ種類の実効値電圧の値の比は、１：２：３：・・
・・：（数３）：・・・・・：（数５）と表される。

【００１７】

【数５】２^N-1 図３は本発明にかかる一実施例の液晶表示装置に階調表
示をさせるための各画素に印加する実効値電圧の印加タ
イミング図である。図３において、３１、３２、３３、
３４、３５、３６、３７、３８はそれぞれ信号線１、信
号線２、信号線３、信号線４、信号線５、信号線６、信
号線７、信号線８に印加される実効値電圧で、上記各実
効値電圧は非選択電圧と実効値電圧がレベル１、レベル
２、レベル４の３種類の電圧から構成され、フレーム１
において、水平走査期間１ではレベル１を、水平走査期
間２ではレベル４を、水平走査期間３ではレベル２の実
効値電圧を印加し、フレーム２において、水平走査期間
１ではレベル２を、水平走査期間２ではレベル１を、水
平走査期間３ではレベル４の実効値電圧を印加し、フレ
ーム３において、水平走査期間１ではレベル４を、水平
走査期間２ではレベル２を、水平走査期間３ではレベル
１の実効値電圧を印加できるようになっている。各水平
走査期間において実際に画素に印加する実効値電圧は、
図１の場合と同様に、上記構成の選択電圧か、または非
選択電圧かのどちらかの実効値電圧を印加する。

【００１８】以上のように構成された本発明にかかる一
実施例の液晶表示装置における上記電圧印加タイミング
に対応した各画素の表示状態を以下に説明する。

【００１９】図４は本発明の液晶表示装置の画素の表示
状態図で、図３に示されるような実効値電圧を印加した
各画素の各フレーム毎の表示輝度と３フレーム期間の平
均表示輝度とを示している。各フレームにおいて走査線
の同一ラインに注目すると図１の場合と同様に３フレー
ムの平均表示輝度として８階調の表示ができることがわ
かる。図４の場合、同一フレームにおいて、走査線３ラ
イン毎に異なる実効値の選択電圧が印加されているため
に、同一の階調レベルを表示する場合でもフレーム毎に
隣接走査ラインでの表示輝度が異なり、３フレームでの
輝度変化が隣接走査ライン毎に異なるため、表示面全体
としてはフリッカーが大幅に低減できるものである。

【００２０】図５は本発明にかかる一実施例の液晶表示
装置における選択電圧の実効値可変手段の別の構成を示
すタイミング図である。図５において、５１はレベル１
の実効値電圧、５２はレベル２の実効値電圧、５３はレ
ベル４の実効値電圧を示しており、水平走査期間におけ
る選択電圧の印加時間を可変することで実効値の可変を
実現している。

【００２１】なお、上記実施例に示した各画素への印加
電圧は説明を理解し易くするために実効値電圧として表
現してあり、一般に液晶の各画素に印加する電圧は交流
化された電圧を使用するため、実際の電圧波形とは異な
っている。また、実効値電圧の値もこの電圧に限定され
るものではなく、液晶表示パネルも、高い実効値電圧を
印加することで表示が暗状態となるノーマリホワイトモ
ードのパネルでの例を示したが、逆に高い実効値電圧印
加により表示が明状態となるノーマリブラックモードの
液晶表示パネルを用いてもよい。

【００２２】以上のように、Ｎフレームで（数４）階調
の表示をすることができ、従来のＮ階調表示にＮ−１フ
レームを必要としていた駆動方法と比較して非常に短い
周期で１つの階調表示を実現できる。そのため、表示の
ちらつくフリッカー現象を大幅に低減できるといった効
果を得ることができる。

【００２３】また、１つの階調表示に必要なフレーム数
が少なくて良いため、中間調表示画像の表示応答時間も
従来に比較して高速化することができ、非常に品位の高
い階調表示のできる液晶表示装置を容易に実現すること
ができる。さらに、実効値可変手段を水平走査期間毎に
相異なる実効値を印加できるように構成することによ
り、フリッカー現象をさらに大幅に低減できるものであ
る。

【００２４】なお、上記実施例では、８階調表示の場合
を例に説明したが、これに限らず、例えば、１６階調表
示、３２階調表示、又はそれ以上も適用可能であり、１
６又は３２階調の場合、フレーム数は４又は５でよく、
中間調表示におけるフリッカーを低減できる。

【００２５】また、上記実施例では、印加電圧の種類を
非選択を含めて４種類としたが、これに限らず、３種類
以上であればよい。又、印加電圧として非選択は必ずし
もある必要はない。

【００２６】また、上記実施例では、フレーム期間の個
数は印加電圧の種類の数より１つ少ない個数としたが、
これに限らず、フリッカーを低減できる範囲であれば、
それより多くてもよい。

【００２７】また、上記実施例では、２種類の印加電圧
は１種類を非選択とし、もう１種類を選択のレベル１の
電圧、レベル２の電圧、又はレベル４の電圧の１つを用
いたが、これに限らず、任意の２種類を選ぶようにして
もよい。

【００２８】また、上記実施例では、選択における印加
電圧の大きさの順番が、フレームの順番に対応するよう
に構成されていたが、同じフレームで同じ電圧であれば
よく印加電圧の順番はこれに限定されるものではない。

【００２９】また、上記実施例では、電気に関する物理
量を実効値電圧として矩形波により表現したが、一般に
液晶の各画素に印加する電圧は交流化された電圧を使用
するため、実際の電圧波形とは異なっている。また、実
効値電圧の値もこの電圧に限定されるものではない。更
に、液晶の光学的性質の変化程度を決定できれば、例え
ば、電力値、ピーク値等の他の電気量であってもよい。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
表示のちらつくフリッカー現象の発生を低減し、簡単に
多階調表示ができるという長所を有する。

【００３１】また、階調表示のためのフレーム数が少な
くてすむため、表示応答時間を高速化することができ、
品位の高い階調表示ができるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる一実施例の液晶表示装置におけ
る画素に印加する実効値電圧の印加タイミング図。

【図２】本発明にかかる一実施例の液晶表示装置におけ
る各画素の表示状態図。

【図３】本発明にかかる一実施例の液晶表示装置におけ
る画素に印加する実効値電圧の印加タイミング図。

【図４】本発明にかかる一実施例の液晶表示装置の画素
の表示状態図。

【図５】本発明にかかる一実施例の液晶表示装置におけ
る選択電圧の実効値可変手段の別の構成を示すタイミン
グ図。

【図６】従来の液晶表示装置における各画素に印加する
実効値電圧の印加タイミング図。

【図７】従来の液晶表示装置における各画素の表示状態
図。

【符号の説明】

１１画素１の印加実効値電圧１２画素２の印加実効値電圧１３画素３の印加実効値電圧１４画素４の印加実効値電圧１５画素５の印加実効値電圧１６画素６の印加実効値電圧１７画素７の印加実効値電圧１８画素８の印加実効値電圧２３階調レベル０の輝度２４階調レベル１の輝度２５階調レベル２の輝度２６階調レベル３の輝度２７階調レベル４の輝度２８階調レベル５の輝度２９階調レベル６の輝度３０階調レベル７の輝度

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画素に選択電圧と非選択電圧とを印加す
ることにより、画素の光学的透過率（或いは反射率）を
可変できる液晶表示パネルと、各フレーム期間毎に各々
相異なる実効値の選択電圧を画素に印加できる実効値可
変手段とを具備し、前記液晶表示パネルの連続する所定
数のフレーム期間を一単位とし、前記各フレーム期間毎
に画素へ印加する実効値電圧を前記選択電圧か非選択電
圧かを選ぶことで、前記単位期間内に各画素毎に印加さ
れた実効値電圧の変化によって、前記画素に階調表示を
させることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】実効値可変手段は、所定の単位期間内の
フレーム期間の個数をＮ（Ｎは自然数）個とし、Ｎ個の
フレーム期間各々に対応するＮ種類の実効値の選択電圧
の互いの比が、実質上次式で示す関係となるように構成
され、【数１】２ⁿ （ｎは整数で、ｎ＝０、１、２、・・・、Ｎ−１）次式に示す階調の表示をさせることを特徴とする請求項
１記載の液晶表示装置。【数２】２^N
【請求項３】選択電圧の実効値可変手段は、１水平走
査期間の内、選択電圧の印加時間をＮ種類可変すること
によって、Ｎ種類の実効値の選択電圧を発生するもので
あることを特徴とする請求項２記載の液晶表示装置。
【請求項４】１水平走査期間の内、Ｎ種類の選択電圧
の印加時間の互いの比が、実質上次式で示す関係となる
ように、【数１】２ⁿ （ｎは整数で、ｎ＝０、１、２、・・・、Ｎ−１）構成したことを特徴とする請求項３記載の液晶表示装
置。
【請求項５】画素に選択電圧と非選択電圧とを印加す
ることにより、画素の光学的透過率（或いは反射率）を
可変できる液晶表示パネルと、各水平走査期間毎に各々
相異なるＮ種類の実効値の選択電圧を画素に印加できる
ように構成した実効値可変手段とを具備し、連続するＮ
個のフレーム期間を一単位とし、前記液晶表示パネルの
同一の水平走査電極上の画素に印加できる選択電圧の実
効値は、前記単位期間の内の各フレーム期間毎に相異な
る実効値電圧となるよう前記実効値可変手段を制御し、
前記液晶表示パネルの各画素に印加する電圧に、前記選
択電圧か非選択電圧かを選ぶことで、前記単位期間内に
各画素毎に印加された実効値電圧の変化によって前記画
素に階調表示をさせるよう構成したことを特徴とする液
晶表示装置。
【請求項６】実効値可変手段は、Ｎ個のフレーム期間
各々に対応するＮ種類の実効値の選択電圧の互いの比
が、実質上次式で示す関係となるように構成され、【数１】２ⁿ （ｎは整数で、ｎ＝０、１、２、・・・、Ｎ−１）次式に示す階調の表示をさせることを、【数２】２^N 特徴とする請求項５記載の液晶表示装置。
【請求項７】選択電圧の実効値可変手段は、１水平走
査期間の内、選択電圧の印加時間をＮ種類可変すること
によって、Ｎ種類の実効値の選択電圧を発生するもので
あることを特徴とする請求項６記載の液晶表示装置。
【請求項８】１水平走査期間の内、Ｎ種類の選択電圧
の印加時間の互いの比が、実質上次式で示す関係となる
ように、【数１】２ⁿ （ｎは整数で、ｎ＝０、１、２、・・・、Ｎ−１）構成したことを特徴とする請求項７記載の液晶表示装
置。
【請求項９】液晶の光学的性質の変化程度を決定する
電気に関する物理量を印加することにより液晶表示手段
を駆動する液晶表示パネルの駆動方法において、前記電
気に関する物理量の種類を３種類以上とし、複数個のフ
レーム期間に分割されている単位期間の内の一フレーム
期間に、複数個の画素へ印加する前記電気に関する物理
量を、前記３種類以上のうちの２種類とすることを特徴
とする液晶表示パネルの駆動方法。
【請求項１０】所定の単位期間内のフレーム期間の個
数をＮ（Ｎは自然数）個とし、前記電気に関する物理量
の種類をＮ＋１種類とし、そのうちのＮ種類の電気に関
する物理量の互いの比を、実質上次式で示す関係とする
ことにより、【数１】２ⁿ （ｎは整数で、ｎ＝０、１、２、・・・、Ｎ−１）次式に示す階調の表示をさせることを特徴とする請求項
９記載の液晶表示パネルの駆動方法。【数２】２^N
【請求項１１】電気に関する物理量とは、実効値電圧で
あることを特徴とする請求項９記載の液晶表示パネルの
駆動方法。
【請求項１２】電気に関する物理量の前記２種類の内に
は、実効電圧が零となるオフ状態が含まれていることを
特徴とする請求項１１記載の液晶表示パネルの駆動方
法。