JPH0642730B2 - 液晶テレビパネルの駆動方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、液晶テレビパネルの駆動方式に関するもので
ある。

〔従来の技術〕

液晶テレビパネルは、走査電極と信号電極を各縦横にマ
トリクス状に配置し、走査電極には選択信号を、信号電
極には階調信号を印加する所謂マトリクス駆動によりテ
レビ画像を表示するものである。通常、１選択期間には
１本の走査電極を選択し、比較的高い電圧を印加すると
同時に、この走査電極に対向する全信号電極に対して各
々階調データに応じた比較的低い電圧を印加することに
より、選択された走査電極上の各画素の表示を行なう。
このとき、各々の信号電極の階調信号電圧は同時に印加
しなければならないため、あらかじめテレビ用合成映像
信号をサンプリングしてＡ／Ｄ変換し、少なくとも一回
の選択期間に要する階調データは常に作成記憶しておく
必要がある。１選択期間は、通常、１水平走査期間（以
降、１Ｈと言う。）に一致するが、方式によっては２Ｈ
の場合もあり、この期間中には次の選択期間のためのサ
ンプリング動作も同時に行なうのが普通である。こうし
て全走査電極を順次選択し終った時、１枚の画面の表示
が完了する。

このような液晶テレビパネルによってＮＴＳＣ方式のテ
レビ画像を表示する場合には、１フレーム２フィール
ド、１フィールド262.5本の走査線のうち垂直帰線期間
を除く有効部分である約２２０本を表示するのが普通で
ある。このとき、第１フィールドと第２フィールドを互
いにインターレースすることはせず、毎フィールド同じ
選択動作を行なって表示することが多い。また、現存す
る液晶材料の性能ではマトリクス駆動の分割数に限度が
あり、実用上満足し得るコントラスト比を維持できるの
は百数十程度までとされている。このため、前述の１フ
ィールド２２０本の走査線を表示する場合、分割数を小
く抑えるための工夫が様々なされている。例えば、２画
素分の幅をもつ走査電極と２系統の信号電極（信号電極
数は横方向画素数の２倍となる）を用いる２重マトリク
ス方式では、走査線２本分の映像信号を階調データに変
換しておき、１選択期間に同時に２走査線分の階調信号
を印加することにより走査電極１１０本で２２０本の走
査線の表示を行なうことができる。また、上下分割方式
は、画面を上下に２分割し、走査電極と信号電極を上画
面用と下画面用とに分離することにより上下それぞれが
１１０分割のマトリクス駆動となるようにすることがで
きる。

しかし、前者の２重マトリクス方式では、電極パターン
が複雑になり、液晶パネルの歩留り低下に伴うコストア
ップをまねくだけでなく、各画素間に配線が入り込むた
め、画面全体の面積に対する画素面積の割合すなわち開
口率が低下し、画像品質が悪化するという問題がある。
また、後者の上下分割方式は上下画面の境界部分の電極
形成が容易でないための歩留り低下と、ＩＣの個数増に
よるコストアップの問題、さらに、上画面と下画面とで
表示に差が出るという画像品質悪化の問題がある。この
ような状況のもと、現在実用化されているのは、単に縦
方向の画素数を半分に減らす方法であり、前述した２重
マトリクス方式と上下分割方式がいづれも縦方向画素数
は２２０だったのに対し、１１０画素しか配置しない。
水平方向の画素列を水平画素ラインと呼ぶことにする
と、前述した２重マトリクス方式では１走査線に対し１
水平画素ラインが対応していたのに対し、２走査線を同
一水平画素ライン上に表示することになる。この１１０
桁方式には、２２０本の走査線のうち１本おきの１１０
本だけをＡ／Ｄ変換して階調データとするやり方と、２
２０本全部を変換して階調データとして利用するやり方
とがあるが、いづれも１選択期間を２Ｈとすることに違
いはなく、１１０分割の単純マトリクス（多重でないマ
トリクス）である。

上述したように現状の技術では、テレビ映像信号が本来
有する分解能（１フレーム４４０走査線）を落として表
示するほかなく、インターレースを行なわないことによ
って分解能は半分になり、フィールド内で２走査線を同
一水平画素ラインに表示することによりさらに半分とな
っているのである。すなわち、４４０本の走査線を４本
づつ平均化して１本にまとめ、１１０本のラインで表示
していることになる。

第７図に従来の例としてｎ×ｍの液晶テレビパネルの駆
動電極配置を示す。第７図において、Ｔ₁〜Ｔ_nはｎ本の
走査電極、Ｓ₁〜Ｓ_mはｍ本の信号電極を示している。前
述のようにｎは約１１０である。

第８図は、第７図に示した約１１０桁の液晶テレビパネ
ルでテレビ表示をする場合の合成映像信号と走査電極に
印加する選択信号波形の例を示すタイミングチャートで
ある。第８図において、ＶＩＤＥＯはテレビ用合成映像
信号であり、約２フィールドを途中省略した形で示して
いる。ＣＬは走査電極の選択タイミングを与えるととも
に、信号電極側に対しても階調に応じてパルス幅を変化
させるためのタイミングを与えるベース信号であり２Ｈ
ごとに反転する。

Ｔ₁、Ｔ₂、Ｔ₃は、第７図における走査電極Ｔ₁₁、
Ｔ₂₁、Ｔ₃₁に印加する選択信号であり、極性は正の場合
と負の場合がある。すなわち非選択時電位を中心電位と
してハイレベルかまたはローレベルにすることにより走
査電極の選択を行なっている。第８図に示すように隣接
する走査電極の選択電位は互いに逆の極性としており、
さらに各走査電極の選択電圧を１フィールドごとに極性
反転することにより、交流駆動を実現している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

以上、説明したようにＮＴＳＣ方式のテレビ画像を表示
する場合の液晶テレビパネルの走査電極数は、約２２０
本、または、約１１０本の２通りしか存在しなかった。
これは、走査電極駆動ＩＣの出力端数が１チップにつき
約百数十本程度であるのと、現在の液晶材料の性能によ
り、時分割駆動の実用上満足し得るコントラストを維持
できる上限が百数十分割程度であるためである。

しかしながら、１１０桁程度の液晶テレビパネルでは文
字や図形の表示に粗さが目立ち表示画像品質の悪化とい
う問題があった。また２２０桁の液晶テレビパネルの場
合は、２重マトリクス方式により分割数を１１０程度に
おさえてコントラストが低下しないようにするか、走査
電極駆動ＩＣを２個用いて画面を２分割しそれぞれ１１
０分割駆動を行なうようにしなければならず、コスト高
になってしまうという問題があった。

本発明の目的は、以上の問題を解決し、表示品質が良
く、低コストの液晶テレビパネルの駆動方式を提供する
ことである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、液晶テレビパネルにおいて、第１フィールド
の３本の走査線と、その３本の走査線に重ね合うか半ピ
ッチずれに第２フィールドの３本の走査線と液晶テレビ
パネルの２本の走査電極を一組にして、第１の走査電極
に第１フィールドでは第１の走査線の画像データ、第２
フィールドでも第１の走査線の画像データを表示し、第
２の走査電極に第１フィールドでは第３の走査線の画像
データ、第２フィールドでは第２の走査線の画像データ
を表示し、インタレース表示の１フレームで走査線３本
分の画像データを１本の走査電極上に表示し、また非イ
ンタレースでは２フィールドで第１の走査電極で第１の
走査線を表示し、第２の走査電極で第２と第３の走査線
を平均表示することにより画質の向上を図るものであ
る。

〔実施例〕

第１図は本発明の駆動方式でインタレース画像の表示を
したときの実施例のタイミングチャートであり、第１図
(A)、(B)はそれぞれ、第１、第２フィールドを示してい
る。第１図においてＶは合成映像信号、ＢＳは液晶を駆
動させるための基本となるベース信号、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ
３、Ｔ４はそれぞれ各１本の走査電極の中心電位が信号
電極の中心電位と一致する３ステートの印加電圧であ
り、Ｔ１、Ｔ２，Ｔ３、Ｔ４の順に走査電極を選択する
パルス（以下タイミングパルスと称する）が出力され
る。第１図(A)と第１図(B)の合成映像信号Ｖが半ピッチ
ずれているのはインタレース画像を垂直同期信号を基準
にして作図したからであり○で示してある１Ｈが表示さ
れる走査線で、×で示してある１Ｈが非表示の走査線で
あり、第１図のａ、ｂで示す３Ｈの期間が表示の２本の
電極に表示する走査線群であり、それぞれ左から第１と
第２フィールドの第１、第２、第３の走査線である。

第１図においてベース信号ＢＳの周期は３Ｈ、デューテ
ィは５０％であり、ベース信号ＢＳのエッヂと合成映像
信号Ｖの輝度信号部分の交差する走査線の表示は行なわ
ず、第１フィールドでは第２の走査線、第２フィールド
では第３の走査線が非表示となり、また第１図のａ、ｂ
で示す走査線群のうちで○をつけた走査線を表示する第
１と第２の走査電極第２図で示すＴ１Ｂ、Ｔ２Ｂあるい
はＴ３Ｂ、Ｔ４ＢはそれぞれＴ３とＴ４を出力する走査
電極である。

第１図においてＴ３を出力する第１の走査電極は第１フ
ィールドでは正極性のタイミングパルスを出力し、この
とき事前に信号電極駆動回路に記憶しておいた第１フィ
ールドの第１の走査線の内容を各信号電極の出力波形に
より決まる実効値で階調表示し、第２フィールドでは負
極性のタイミングパルスを出力し、第２フィールドの第
１の走査線の表示を行ない、この走査電極上の画素の交
流駆動をする。またＴ４を出力する第２の走査電極は第
１フィールドでは負極性のタイミングパルスを出力し第
３の走査線を表示し、第２フィールドでは正極性のタイ
ミングパルスを出力し第２の走査線の表示を行ない、こ
の走査電極上の画素の交流駆動を行なう。

第２図は、テレビ画像を液晶パネルに表示した場合の映
像信号走査線と走査電極との関係について、本発明の駆
動方式の場合と従来の駆動方式の場合とを比較した模式
説明図である。実線は第１フィールドの走査線、破線は
第２フィールドの走査線であり、Ｔ１ＡとＴ２ＡとＴ３
Ａは従来の４本の走査線を１本の走査電極を表示する第
１と第２と第３の走査電極で、Ｔ１ＢとＴ２ＢとＴ３Ｂ
とＴ４Ｂは本発明の方式の第１と第２と第３と第４の走
査電極を示しており、○と×で示した走査線は本発明の
方式でそれぞれ表示と非表示の走査線を表わしている。
このようにして本発明の方式は非表示の走査線を平均的
に分布させるために不自然さが少なく、従来にない約１
５０桁の表示が可能となり、１１０桁の従来液晶テレビ
パネルに比較して４／３倍の分解能が得られる。

第３図は、第１図におけるベース信号ＢＳの発生回路例
のブロック図である。第３図において、ＶＳは垂直同期
信号、ＨＳは合成映像信号から得た水平走査の周期に基
づいて作成したデューティ５０％の水平同期信号、３０
１は前記信号ＶＳ、ＨＳをそれぞれリセットとクロック
の入力信号とし３相クロック信号Ａ、Ｂ、Ｃを出力する
１／３分周回路、３０２は第１フィールドか第２フィー
ルドかを垂直同期信号ＶＳと水平同期信号ＨＳの位相差
により判定し、フィールド判定信号ＯＥを出力するフィ
ールド判定回路、３０３は前記１／３分周回路２０１、
フィールド判定回路２０２の出力信号Ａ、Ｂ、Ｃ、ＯＥ
とフィールド反転信号Ｆを合成してベース信号ＢＳと画
像データのサンプリング期間を与える信号ＳＰをつくる
合成回路である。

第４図は、第３図のフィールド判定回路３０２の出力信
号ＯＥの波形を示すタイミングチャートであり、ＶＳは
垂直同期信号である。第４図においてフィールド判定回
路の出力信号ＯＥは第１フィールドでローレベル、第２
フィールドでハイレベルになっている。

第５図は、第３図の合成回路３０４の具体的構成を示す
回路図である。第５図において、第３図と同じアルファ
ベットは同じ信号を表し、５０１、５０２、５０３はオ
ア、５０４、５０５、５０６はインバータ、５０７、５
０８はイクスクルーシブオア、５０９、５１０、５１１
はナンドである。

第６図は第５図の合成回路３０３のタイミングチャート
である。第６図において、第３図と同じアルファベット
は同じ信号を表わし、第６図(A)と(B)はそれぞれ第１と
第２のフィールドに対応し、第１図(A)の第１フィール
ドの場合は垂直同期信号ＶＳのパルスが水平同期信号の
ローレベルのところにある一方、第１図(B)の第２フィ
ールドでは垂直同期信号ＶＳは水平同期信号ＨＳのハイ
レベルの所にあるので、インタレース画像の第１と第２
のフィールド判定ができ、出口信号ＯＥはそれぞれハイ
レベルとローレベルになる。ここで水平同期信号ＨＳの
デューティは５０％であり、この立ち上りエッヂが合成
映像信号の水平同期信号の附近に存在する。本回路では
ベース信号を作るのに水平同期信号ＨＳの１／３分周出
力Ａ、Ｂ、ＣのうちＢとＣを選び、第１フィールドでは
信号Ｃ、第２フィールドでは信号Ｂの反転になるように
フィールド反転信号Ｆを決め、また画像データをサンプ
リングする走査線は信号ＳＰのハイレベルの位置で与え
た。なお信号Ｆは非インタレース画像表示の際にフィー
ルド判定信号ＯＥが常にローレベルになってしまうの
で、液晶パネルの交流駆動を保障するための信号であ
る。

なお本発明で非インタレース画面表示をすると第１フィ
ールドの第１と第２と第３の走査線と第２フィールドの
第１と第２と第３の走査線をそれぞれ重り合うので、本
発明の駆動方式では、最初のフィールドで第１と第３の
走査線を表示し、次のフィールドでは第１と第２の走査
線を表示することから、第１の走査電極は第１の走査線
のみを表示し、第２の走査電極は第２と第３の走査線を
平均化して表示する。

なお本発明の駆動方式は白黒表示、カラー表示ともに有
効であり、パル、セカム方式にも応用できる。さらに非
線型抵抗素子を用いたアクティブパネルにも応用でき
る。また、従来の走査電極駆動ＩＣでも駆動できる。

〔発明の効果〕

以上の説明で明らかなように、本発明によれば、走査電
極の数を１１０本から１５０本程度に増やせるので、主
走査方向の分解能を上げ表示品質を向上させることがで
きる。また、走査電極駆動ＩＣは１つで済み、パネルも
２重マトリクスにする必要がなく、低コストのシステム
が実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図(A)、(B)は、本発明の駆動方式の１実施例のタイ
ミングチャート、第２図は本発明の駆動方式によって液
晶パネルを表示した場合の走査線と走査電極の関係を従
来の駆動方式と比較した模式説明図、第３図は第１図に
おけるベース信号ＢＳの発生回路のブロック図、第４図
は、第３図の判定回路３０２の出力を示すタイミングチ
ャート、第５図は第３図の合成回路３０３で用いた回路
図、第６図(A)、(B)は第５図の回路のタイミングチャー
ト、第７図は、従来の例としてｎ×ｍの液晶テレビパネ
ルの駆動電極配置図、第８図は、第７図に示した従来の
約１１０桁の液晶テレビパネルでテレビ表示をする場合
の合成映像信号と走査電極と信号電極の駆動の例を示す
タイミングチャートである。 ＶＳ……垂直同期信号、 ＨＳ……水平同期信号、 Ｔ₁〜Ｔ_n……走査電極、 Ｔ₁₁〜Ｔ_n1……の印加電圧、 ＢＳ……ベース信号、 Ｔ１Ｂ〜ＴｎＢ……本発明の方法による走査電極。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】走査電極と信号電極とをマトリクス状に配
   置し、前記走査電極上に複数の走査線の画像データを重
   ねて表示するＮＴＳＣ方式の液晶テレビパネルの駆動方
   式において、第１フィールドの三本の走査線と、該走査
   線と半ピッチずれた第２フィールドの三本の走査線のう
   ち、第１フィールドの第１の走査線の画像データと第２
   フィールドの第１の走査線の画像データとを同一の走査
   電極に出力して表示し、第１フィールドの第３の走査線
   の画像データと第２フィールドの第２の走査線の画像デ
   ータとを同一の走査電極に出力して表示し、第１フィー
   ルドの第２の走査線の画像データと第２フィールドの第
   ３の走査線の画像データとの表示は行なわず、液晶テレ
   ビパネルの走査電極数が１フィールドのなかで垂直帰線
   期間を除いた有効部分に存在する走査線数の２／３であ
   り、走査電極数が１５０で１５０本の水平画素ラインを
   有することを特徴とする液晶テレビパネルの駆動方式。