JPH065927B2 - 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。

〔従来技術〕 液晶テレビパネルは、走査電極と信号電極を各各縦横に
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
さ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、Ｔ_１〜Ｔ_ｎはｎ本
の走査電極、Ｓ_１〜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。

Ｔ_１，Ｔ_２，Ｔ_３は、第７図における走査電極Ｔ_１１，
Ｔ_２１，Ｔ_３１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
数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法を提供する
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、１本の走査電極
に第１フィールドでは走査線２本分の画像データ、第２
フィールドでは走査線１本分の画像データを表示し、次
の走査電極では第１フィールドで走査線１本分、第２フ
ィールドでは走査線２本分の画像データを表示し、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。同図(C)、(D)は次のフレームの
第１、第２フィールドを示しているが、便宜上、これを
それぞれ第３、第４フィールドとする。第１図におい
て、ＨＳは水平同期信号、ＢＳは液晶を駆動させるため
の基本となるベース信号、Ｔ_１，Ｔ_２，Ｔ_３，Ｔ_４はそ
れぞれ第１、第２、第３、第４の走査電極の印加電圧で
あり、Ｔ_１，Ｔ_２，Ｔ_３，Ｔ_４の順に走査電極を選択す
るパルス（以下選択タイミングパルスと称する）が出力
される。Ｓ_ｉはｉ番目の信号線の印加電圧で選択タイミ
ングパルス信号と同様３レベル信号であり、中心電位は
走査電極の中心電位と一致し、画像表示しない期間は信
号線の出力Ｓ_ｉが中心電圧となり、走査電極も中心電圧
になるようにしてあるので、液晶に電圧が印加されない
休止状態になり、画像表示中は階調に応じてハイレベル
あるいはローレベルのどちらかの電位となる様子を示し
ている。

第１図(A)に示すように、第１フィールドで第１の走査
電極に対して２Ｈ幅のタイミングパルスが正極性で印加
されると、信号線のパルス幅変調出力との差電圧により
与えられる電圧実効値に従って、走査線２本分の情報が
第１の走査電極上の画素に表示される。第１図(B)に示
す第２フィールドでは第１の走査電極に対して印加され
る選択タイミングパルスは、幅が１Ｈなのでテレビ信号
の走査線１本分が表示される。よって２フィールド（１
フレーム）で３本分のテレビ信号の走査線が第１の走査
電極上の画素に表示されることになる。

第１図(C)と(D)にそれぞれ示す第３、第４フィールドで
は、第１図(A)と(B)で示したと同様の選択タイミングパ
ルスを極性を反転して印加することにより液晶の交流駆
動を完了している。第１図(A)に示す如く、第２の走査
電極の出力Ｔ_２は第１フィールドで幅が１Ｈで負方向の
選択タイミングパルスを出力し、第２の走査電極上にテ
レビ信号の走査線１本分の表示を行う。第１図(B)に示
すように第２の走査電極の出力Ｔ_２は第２フィールドで
は正方向に幅２Ｈの選択タイミングパルスを出力し、テ
レビ信号の２走査線分を第２の電極上に表示する。第１
図(C)、(D)において第２の走査電極の選択タイミングパ
ルスＴ_２は交流駆動を満足するように第１図(A)、(B)に
対しそれぞれ幅が同じで向きが反対になる。第１図にお
いて第３と第４の走査電極の選択タイミングパルスＴ_３
とＴ_４の幅と向きはそれぞれ第１と第２の走査電極の選
択タイミングパルスＴ_１，Ｔ_２と一致する。このように
奇数桁と偶数桁でのタイミングパルス幅を変えることに
より、従来にない約１５０桁の表示が可能となり、１１
０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２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２図において、ＶＳは垂直同期
信号、ＨＳは水平同期信号、２０１は前記信号ＶＳ，Ｈ
Ｓを入力信号とし３相のクロック信号Ａ，Ｂ，Ｃを出力
する１／６分周回路、２０２は偶数フィールドか奇数フ
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、２０３は前記フィールド判定信号
ＯＥを分周し分周信号Ｆを出力する１／２分周回路、２
０４は前記１／６分周回路２０１、フィールド判定回路
２０２、１／２分周回路２０３の出力信号Ａ，Ｂ，Ｃ，
ＯＥおよびＦを合成してベース信号ＢＳをつくる合成回
路である。

第３図は、第２図のフィールド判定回路２０２、１／２
分周回路２０３の出力信号ＯＥ，Ｆの波形を示すタイミ
ングチャートである。第３図においてＶＳは垂直同期信
号である。フィールド判定回路２０２の出力信号ＯＥは
第１フィールドと第３フィールドでローレベル、第２フ
ィールドと第４フィールドでハイレベルとなっており、
１／２分周回路２０３の出力信号ＦはＯＥを１／２分周
したもので２フィールドごとに反転している。

第４図は、第２図の合成回路２０４の具体的構成を示す
回路図である。第４図において４０１，４０２，４０３
はエクスクルーシブオア、４０４，４０５はアンド、４
０６はノア、４０７はインバータであり、イクスクルー
シブオア４０１，４０２の一方の入力端子には１／６分
周回路２０１の出力信号Ａ，Ｂを入力し、もう一方の入
力端にはともに１／６分周回路２０１の出力信号Ｃを入
力する。前記アンド４０４，４０５の一方の入力端には
前記イクスクルーシブオア４０１，４０２の出力信号を
それぞれ入力し、もう一方の入力端にはそれぞれフィー
ルド判定信号ＯＥとＯＥの反転信号を入力する。ノア４
０６には前記アンド４０４，４０５の出力信号が入力さ
れ、その出力信号はＯＥの分周信号Ｆと共にイクスクル
ーシブオア４０３を通すことにより２フィールドごとに
反転されてベース信号ＢＳとなる。

第５図は、第４図の合成回路２０４と走査電極駆動ＩＣ
のリセット信号のタイミングチャートである。第５図に
おいてＶＳは垂直同期信号、ＨＳは水平同期信号、Ａと
ＢとＣは第４図の１／６分周回路の３相出力、Ｒは走査
電極ＩＣのリセット れ第３図の第１、第２、第３、第４のフィールドにおけ
る合成回路２０４の出力信号ＢＳで、第１図の(A)、
(B)、(C)、(D)のベース信号である。

第６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。実線は奇数フィールドの走査線、破線は
偶数フィールドの走査線であり、Ｔ_１ＡとＴ_２ＡとＴ
_３Ａは従来の４本の走査線を１本の走査電極で表示する
方式の第１と第２と第３の走査電極で、Ｔ_１ＢとＴ_２Ｂ
とＴ_３ＢとＴ_４Ｂ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いる。

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〕

以上の説明から明らかなように、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、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、第３図は、第２図の判定回路２
０２、１／２分周回路２０３の出力を示すタイミングチ
ャート、第４図は、第２図の合成回路２０４で用いた回
路図、第５図は、第４図の回路と走査電極駆動ＩＣのリ
セット信号のタイミングチャート、第６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ながら示した
模式説明図、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、 Ｔ_１〜Ｔ_ｎ……走査電極Ｔ_１１〜Ｔ_ｎ１の印加電圧、 Ｓ_１〜Ｓ_ｍ……信号電極Ｓ_１１〜Ｓ_ｍ１の印加電圧、 Ｔ_１Ａ〜Ｔ_ｎＡ……従来の方法による走査電極、 Ｔ_１Ｂ〜Ｔ_ｎＢ……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】液晶テレビパネルの駆動方法において、奇
   数番目（もしくは偶数番目）の走査電極に第１フィール
   ドでは走査線２本分の画像データを、第２フィールドで
   は走査線１本分の画像データを表示し、偶数番目（もし
   くは奇数番目）の走査電極では第１フィールドで走査線
   １本分、第２フィールドでは走査線２本分の画像データ
   を表示することにより、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することを特徴とす
   る液晶テレビパネルの駆動方式。