JPH11202286A

JPH11202286A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JPH11202286A
Application number: JP335198A
Authority: JP
Inventors: Yasukatsu Hirai; 保功平井; Yoichi Hori; 陽一堀
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1998-01-09
Filing date: 1998-01-09
Publication date: 1999-07-30
Anticipated expiration: 2018-01-09
Also published as: JP3929578B2

Abstract

(57)【要約】【課題】従来の構造を大きく変えることなく液晶表示
の応答性を高め、動画を表示しても、尾引きのあるぼや
けた表示とならない液晶表示装置を提供する。【解決手段】液晶表示部42は、４８０本の走査線26を
有し、走査線ドライバ回路33により、走査シフトクロッ
クφ2 は、これら走査線26に順次パルス電圧を印加して
走査する。走査線26の第１発光領域23-1を走査している
間は第２発光領域23-2を照明し、第２発光領域23-2を走
査している間は第３発光領域23-3を照明し、第３発光領
域を走査している間は第４発光領域23-4を照明し、第４
発光領域23-4を走査している間は第１発光領域23-1を照
明する。蛍光ランプ44-1，44-2，44-3，44-4は、走査線
26に対する書込み後、垂直同期より小さい９ｍｓの遅延
時間ｔを遅延する。コントラスト比が最大になる最明状
態と最暗状態との間の電気光学応答波形がｅｘｐ（−ｔ
／τ）≦０．０５を満足する時定数τの応答波形を有す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、照明部により液晶
表示部を照明する液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、各種モニタやパーソナルコンピュ
ータなどのフラットパネル表示装置には抵抗Ｒビジョン
（ＴＶ）放送やデジタルビデオディスク（ＤＶＤ）など
により動画が写し出され、この種のフラットパネル表示
装置としては、液晶表示装置が小形軽量という特徴を生
かして広く用いられている。

【０００３】しかし、従来の液晶表示装置に動画を写す
と、液晶の特性上十分な応答性が得られず、尾引きのあ
るぼやけた表示になってしまう。このような問題を解決
する手段として、新しい動作原理の液晶表示素子、たと
えば強誘電性液晶や反強誘電性液晶が研究開発されてい
るが、この種の新しい液晶表示素子は、従来の液晶表示
素子に比べ、液晶層を格段に薄く作らなければならず、
ガラスの張り合わせとギャップの制御が製造上の問題と
なっている。

【０００４】また、液晶表示素子の外にはプラズマディ
スプレイや陰極線管（ＣＲＴ）などがあるが、これらは
形状が大きい上に消費電力も大きい。

【０００５】なお、液晶の応答性が遅いことによるに表
示上の不具合を解決するものとして、特開平７−１２１
１３８号公報に記載の構成が知られている。この特開平
７−１２１１３８号公報に記載の構成は、時分割３原色
発光装置と液晶表示装置とを組合わせた時分割カラー液
晶表示装置に関するもので、液晶の応答性が遅いために
色再現性がよくないという問題点を解決し、３原色発光
装置の走査タイミングを、液晶表示装置の走査タイミン
グより遅らせることにより、色再現性を改良している。

【０００６】しかし、この特開平７−１２１１３８号公
報に記載の構成は、時分割カラー液晶表示装置を対象と
し、その色再現性の改良を目的とし、一般的な液晶表示
装置の尾引き状態の表示を改良する内容とは異なるもの
である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来の液
晶表示装置では、十分な応答性が得られないという液晶
の特性上、尾引きの生じるぼやけた表示になっており、
また、新たな動作原理の液晶表示素子は製造上の問題を
抱えており、さらに、液晶以外の装置は形状や消費電力
が大きいという問題を有している。

【０００８】本発明は、上問題点に鑑みなされたもの
で、従来の構造を大きく変えることなく液晶表示の応答
性を高め、動画を表示しても、尾引きのあるぼやけた表
示とならない液晶表示装置を提供することを目的とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、互いに交差し
て配置された複数の信号線および複数の走査線、各信号
線に表示データを書き込む信号線ドライバ回路、各走査
線を走査する走査線ドライバ回路を設けた液晶表示部
と、この液晶表示部を照明する照明部とを具備した液晶
表示装置において、前記照明部は、走査方向に発光する
複数の発光領域を有し、これら複数の発光領域を前記液
晶表示部の垂直同期信号に同期して順次スキャン点灯さ
せ、これら各発光領域を発光によって照明される前記液
晶表示部の走査線書込みタイミングに対して、垂直同期
信号の周期Ｔより小さい遅延時間ｔを遅延して発光さ
せ、前記液晶表示部は、そのコントラスト比が最大にな
る最明状態と最暗状態との間の電気光学応答波形がｅｘ
ｐ（−ｔ／τ）≦０．０５を満足する時定数τの応答波
形を有するものである。

【００１０】そして、複数の発光領域を、垂直同期信号
に同期して順次スキャン点灯させるので、液晶表示部の
画素にデータが書込まれた後、液晶が応答した頃に照明
を光らせることになり、人間は液晶の光学応答の途中経
過を見ないことになり、すなわち、照明部の発光を垂直
同期信号に同期させ、発光によって照明される液晶表示
部の走査線書込みタイミングに対して、垂直同期信号の
周期Ｔより小さい時間の遅延ｔを持って発光させること
は、画素にデータが書込まれた後の液晶の光学応答の途
中経過を人間の目に見せないように作用し、人間は急峻
な光学変化を感じるようになり、人間の主観的に、液晶
表示部のコントラスト比が最大になるところの最明状態
と最暗状態との間の電気光学応答波形がｅｘｐ（−ｔ／
τ）≦０．０５を満足する時定数τを持つ応答波形にす
ることにより、照明部の発光遅れ時間ｔに対して最適な
応答波形が与えられることになり、動画表示時の尾引き
をなくした良好な表示を得る。

【００１１】また、液晶表示部は、そのコントラスト比
が中間的となる明状態と暗状態との間の電気光学応答波
形の時定数が、コントラスト比が最大になる最明状態と
最暗状態との間の電気光学応答波形の時定数より大き
く、かつ、暗い側にある前記明状態と前記暗状態との間
の電気光学応答波形の時定数は、明るい側にある前記明
状態と前記暗状態との間の電気光学応答波形の時定数よ
り小さく設定される応答波形を有するものである。

【００１２】そして、このようにコントラスト比および
時定数を設定することにより、動きの多い映像において
も尾引きが全くなく、はっきりと見ることができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の液晶表示装置の一
実施の形態を図面を参照して説明する。

【００１４】まず、図２および図３により、時定数を得
るための実験装置および実験内容を説明する。

【００１５】図２に示すように、11は液晶表示部で、こ
の液晶表示部11は照明部としてのバックライト12を有す
る。これら、液晶表示部11とバックライト12とは、パー
ソナルコンピュータ（ＰＣ）13の制御のもと、ゲートシ
ンクロスイッチング回路14により、液晶表示部11のゲー
トパルスに同期してバックライト12を点滅させて実験す
る。すなわち、ゲートパルスに同期した点滅光をいわゆ
るサンプリングパルスとして利用し、尾引き状態を明確
な影、すなわちゴーストに変換させ、このゴーストの有
無で尾引きの有無を評価する。

【００１６】ここで、光によるサンプリング周期は１
６．６ｍｓ（＝１垂直周期）としているので、尾引きの
アナログ的輝度変化は１６．６ｍｓ毎に区画された明確
なゴーストとして変換され、観察することができる。こ
の実験装置では、バックライト12は、ゲートシンクロス
イッチング回路14により点滅が制御されている。

【００１７】また、図３は液晶表示部11に対し１垂直周
期Ｔ毎に加わるゲート書込みパルスと、ゲート書込み
後、時定数τを持って変化する液晶の電気光学応答波形
と、ゲート書込みに対し遅延時間ｔを持って発光するバ
ックライト12の発光タイミングとの関係を示している。

【００１８】この実験では、液晶表示部11の書込み用ゲ
ートを閉じた後、バックライト12を点灯させるまでの遅
延時間ｔを変化させ、ゴーストが見えなくなるパネル透
過率を求めた。これらの透過率を、図４で示すように、
到達必要透過率Ｔrise、Ｔdecay とする。この結果を下
表に示す。なお、下表において、階調ＧＳ0 は最暗状態
を示し、階調ＧＳ63は最明状態を示す。なお、階調（Ｇ
Ｓ値）は画面のＬ＊が均等になるように設定してある。

【００１９】

【表１】ここで、尾引きが見えないための条件は、遅延時間ｔの
遅延点灯バックライトでは、遅延時間ｔの間に透過率が
Ｔrise、Ｔdecay に到達することである。なお、連続点
灯バックライトの場合は、画像入力直後に透過率がＴri
se、Ｔdecay に到達する。

【００２０】表１において、最も理想的な応答が必要な
のはＧＳ0 −ＧＳ63の階調間であり、Ｔriseは９５％、
Ｔdecay は４％と、最明状態（１００％）／最暗状態
（０％）からわずか５％以下であることが判明した。こ
れに対して、中間的な応答では、明状態／暗状態から１
０％も許容できることが確認された。

【００２１】つまり、液晶応答波形をｅｘｐのカーブと
おいたとき、遅延点灯バックライト12を用いた場合は、
遅延時間ｔに対して、ｅｘｐ（−ｔ／τ）≦０．０５を
満足する時定数τの応答波形が必要になる。

【００２２】以下、上述した時定数τの応答波形により
駆動される液晶表示装置の一実施の形態を図１により説
明する。

【００２３】そして、この液晶表示装置は、６４０×４
８０×ＲＧＢのドットの薄膜トランジスタ（Thin Film
Transistor）を用いたいわゆるツイストネマチック（Ｔ
Ｎ）液晶型のＴＦＴ−ＬＣＤで、映像信号、同期信号を
入力するための信号入力端子21を備えている。

【００２４】この液晶表示装置は、液晶表示部22とこの
液晶表示部22を照明する照明部としてのバックライト23
を有しており、液晶表示部22は互いに直交配置された複
数、たとえば６４０×ＲＧＢ本の信号線25および複数、
たとえば４８０本の走査線26を有する。

【００２５】また、信号線25に対しては、表示データ書
込み用の信号線ドライバ回路28が設けられており、信号
線ドライバ回路28は、各信号線25毎に設けられたシフト
レジスタ29、ラッチ30、Ｄ／Ａ変換回路31を有してお
り、シフトレジスタ29がタイミングパルスSTH とシフト
クロックφ1 を受けることにより、表示データDATAを各
ラッチ30に順次取り込ませる。全てのラッチ30に表示デ
ータDATAが蓄積されると、これら蓄積された表示データ
は水平同期信号φ2 を受けてＤ／Ａ変換回路31に出力さ
れ、アナログ変換されて、バッファ32を介して対応する
信号線25に出力される。

【００２６】また、各走査線26に対しては、走査用の走
査線ドライバ回路33が設けられている。この走査線ドラ
イバ回路33は、各走査線26毎に設けられたシフトレジス
タ34およびスイッチング素子35a ，35b を有するスイッ
チ回路35を有している。このうちシフトレジスタ34は、
走査タイミングパルス（垂直同期信号）STV と走査シフ
トクロック（水平同期信号）φ2 を入力することによ
り、走査タイミングパルスを順次シフトしていく。スイ
ッチ回路35では、走査タイミングパルスSTV が入力され
るとスイッチング素子35b により電圧Vg2 を選択し、走
査タイミングパルスSTV が入力されないときはスイッチ
ング素子35a により電圧Vg1 を選択して対応する走査線
26に出力される。すなわち、各走査線26には１ライン毎
に走査パルスが出力される。

【００２７】これら信号線25と走査線26との交差部に
は、画素駆動用の薄膜トランジスタ36を介して画素電極
37がそれぞれ設けられており、各画素電極37は液晶層38
を介してコモン電極39と対向している。なお、これら画
素電極37、液晶層38、コモン電極39に対して補助容量40
が並列接続されている。

【００２８】これら画素電極37、液晶層38、コモン電極
39によって構成される画素には、対応する走査線26に走
査パルスが出力されることにより、対応する信号線25に
出力された信号電圧が書き込まれ、垂直周期は１６．６
ｍｓとした。

【００２９】ここで、液晶表示部22の液晶としては、液
晶層38の厚さが３．５μｍのＴＮ形液晶を用いており、
ゲート書込み後、ＧＳ0 −ＧＳ63の階調間のパネル光学
応答（０−９０％間、１００−１０％間の応答時間）が
６．９ｍｓ以下になるようにした。

【００３０】また、バックライト23は、液晶表示部22の
垂直走査方向に対して複数個、たとえば４個に区分され
た短冊形状の発光領域23-1，23-2，23-3，23-4を有して
おり、これら各発光領域23-1，23-2，23-3，23-4毎に蛍
光ランプ44-1，44-2，44-3，44-4が設けられている。

【００３１】これら４本の蛍光ランプ44-1，44-2，44-
3，44-4はゲートパルスに同期して１本ずつ発光し、第
１発光領域23-1から第４発光領域23-4に向けて順次スキ
ャン発光させる。すなわち、各蛍光ランプ44-1，44-2，
44-3，44-4に対して設けられた点灯制御回路45は、分周
用のカウンタ46およびシフトレジスタ47、点灯駆動用の
インバータ48を有しており、カウンタ46によって走査シ
フトクロックφ2 を分周し、シフトレジスタ47により走
査タイミングパルスSTV に同期して分周された信号を各
インバータ48に順次与えることによって、蛍光ランプ44
-1，44-2，44-3，44-4を１本ずつ順次点灯および消灯さ
せる。

【００３２】ここで、液晶表示部42は、４８０本の走査
線26を有しており、走査線ドライバ回路33により、走査
シフトクロック（水平同期信号）φ2 は、これら４８０
本の走査線26に順次パルス電圧を印加して走査する。

【００３３】また、この走査とバックライト23のスキャ
ン発光との関係は次の通りである。すなわち、走査線26
の１番目から１２０番目を走査している間は第２発光領
域23-2の蛍光ランプ44-2が点灯し、１２１番目から２４
０番目を走査している間は第３発光領域23-3の蛍光ラン
プ44-3が点灯し、２４１番目から３６０番目を走査して
いる間は第４発光領域23-4の蛍光ランプ44-4が点灯し、
３６１番目から４８０番目を走査している間は第１発光
領域23-1の蛍光ランプ44-1が点灯するように点灯制御回
路45を設定している。このような関係により、蛍光ラン
プ44-1，44-2，44-3，44-4は、走査線26に対する書込み
後、９ｍｓの遅延時間ｔをおいて点灯される。

【００３４】このように、バックライト43の遅延時間ｔ
＝９ｍｓ、液晶の電気光学応答時間が透過率０−９０％
間、１００−１０％間で６．９ｍｓ、時定数τ＝３ｍｓ
で、ｅｘｐ（−ｔ／τ）が０．０５の条件のもと、テレ
ビジョン（ＴＶ）画像やデジタルビデオディスク（ＤＶ
Ｄ）画像などを写し出した。その結果、動きの多い映像
においても尾引きが全くなく、はっきりと見ることがで
き、陰極線管（ＣＲＴ）と遜色ない画を表示させること
ができた。特に、流れるテロップの文字は、その移動速
度に関係なく尾を引くことはなかった。

【００３５】これは、人間が液晶の光学応答の途中経過
を見ないことによる。すなわち、画素にデータが書き込
まれた後の液晶の光学応答の途中経過を人間の目に見せ
ないようにしたため、人間は急峻な光学変化を感じるよ
うになる。したがって、動画表示時の尾引きをなくした
良好な表示を得ることができる。

【００３６】なお、上記実施の形態では、液晶表示部22
とし液晶層の厚さ３．５μｍのＴＮ形液晶を用いたが、
液晶層の厚さ２μｍの強誘電性ＴＦＴ−ＬＣＤを用いて
もよい。

【００３７】また、液晶表示装置としてバックライト付
直視型の液晶表示装置を用いたが、照明部はバックライ
ト23に限定されるものではなく、照明の付いた全ての液
晶表示装置に適用可能であり、たとえばプロジェクタ用
の液晶表示装置などに用いても同様である。

【００３８】

【発明の効果】本発明によれば、複数の発光領域を、垂
直同期信号に同期して順次スキャン点灯させるので、液
晶表示部の画素にデータが書込まれた後、液晶が応答し
た頃に照明を光らせることになり、人間は液晶の光学応
答の途中経過を見ないことになり、すなわち、照明部の
発光を垂直同期信号に同期させ、発光によって照明され
る液晶表示部の走査線書込みタイミングに対して、垂直
同期信号の周期Ｔより小さい時間の遅延ｔを持って発光
させることは、画素にデータが書込まれた後の液晶の光
学応答の途中経過を人間の目に見せないように作用し、
人間は急峻な光学変化を感じるようになり、人間の主観
的に、液晶表示部のコントラスト比が最大になるところ
の最明状態と最暗状態との間の電気光学応答波形がｅｘ
ｐ（−ｔ／τ）≦０．０５を満足する時定数τを持つ応
答波形にすることにより、照明部の発光遅れ時間ｔに対
して最適な応答波形が与えられることになり、動画表示
時の尾引きをなくした良好な表示となり、良好な画像を
得ることができる。

【００３９】また、液晶表示部は、そのコントラスト比
が中間的となる明状態と暗状態との間の電気光学応答波
形の時定数が、コントラスト比が最大になる最明状態と
最暗状態との間の電気光学応答波形の時定数より大き
く、かつ、暗い側にある前記明状態と前記暗状態との間
の電気光学応答波形の時定数は、明るい側にある前記明
状態と前記暗状態との間の電気光学応答波形の時定数よ
り小さく設定される応答波形を有することにより、動き
の多い映像においても尾引きが全くなく、はっきりと見
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の液晶表示装置の一実施の形態を示す回
路図である。

【図２】同上時定数を得るための実験装置を示す回路図
である。

【図３】同上実験装置による実験内容を説明する波形図
である。

【図４】同上液晶表示部の到達必要透過率Ｔrise、Ｔde
cay を説明する波形図である。

【符号の説明】

22 液晶表示部 23 照明部としてのバックライト 23-1，23-2，23-3，23-4 発光領域 25 信号線 26 走査線 28 信号線ドライバ回路 33 走査線ドライバ回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】互いに交差して配置された複数の信号線
および複数の走査線、各信号線に表示データを書き込む
信号線ドライバ回路、各走査線を走査する走査線ドライ
バ回路を設けた液晶表示部と、この液晶表示部を照明す
る照明部とを具備した液晶表示装置において、前記照明部は、走査方向に発光する複数の発光領域を有
し、これら複数の発光領域を前記液晶表示部の垂直同期
信号に同期して順次スキャン点灯させ、これら各発光領
域を発光によって照明される前記液晶表示部の走査線書
込みタイミングに対して、垂直同期信号の周期Ｔより小
さい遅延時間ｔを遅延して発光させ、前記液晶表示部は、そのコントラスト比が最大になる最
明状態と最暗状態との間の電気光学応答波形がｅｘｐ
（−ｔ／τ）≦０．０５を満足する時定数τの応答波形
を有することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】液晶表示部は、そのコントラスト比が中
間的となる明状態と暗状態との間の電気光学応答波形の
時定数が、コントラスト比が最大になる最明状態と最暗
状態との間の電気光学応答波形の時定数より大きく、か
つ、暗い側にある前記明状態と前記暗状態との間の電気
光学応答波形の時定数は、明るい側にある前記明状態と
前記暗状態との間の電気光学応答波形の時定数より小さ
く設定される応答波形を有することを特徴とする請求項
１記載の液晶表示装置。