JPH11352933A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】液晶表示装置における表示信号の極性反転とγ
補正を簡単な構成に確実に行わせるようにする。 【解決手段】デジタル信号より成る表示信号を供給する
デジタル信号源１と、このデジタル信号源１からのデジ
タル信号をルックアップテーブルによりラインあるいは
フィールド等のー定周期毎に極性反転させるとともに、
液晶パネル６のγ補正を同時に行わせる論理回路２を設
け、この論理回路２のデジタル出力をアナログ信号に変
換するＤ／Ａ変換器３の出力を行電極駆動回路５で行電
極の走査が制御される上記液晶パネル６の列電極駆動回
路４に供給する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は液晶表示装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置は、液晶が劣化するのを防
止するため、印加する電圧の極性を反転する必要があ
る。例えば、表示データがデジタル信号である場合、Ｄ
／Ａ（デジタル−アナログ）変換器によりアナログデー
タに変換されたデータを極性反転インターフェス回路に
より極性を反転させ、極性の反転した信号を交互に列電
極駆動回路に入力してデータの表示を行わせている。

【０００３】図１０に従来例の液晶表示装置の駆動回路
の構成を示す。デジタル信号源１１からのデジタルデー
タｄａｔａＤは、Ｄ／Ａ変換器１２でアナログデータｄ
ａｔａＡに変換された後、アナログインターフェース極
性反転回路１７に導かれる。この回路１７はラインある
いはフィールド毎に信号の極性が反転するアナログ表示
信号ｄａｔａＰを出力し、液晶パネル１３のアナログ列
電極駆動回路１４に供給する。図中１５は、コントロー
ル信号を各回路に供給する論理回路であり、１６は上記
液晶パネル１３の列電力駆動回路である。

【０００４】図１１は図１０の従来例で示した液晶表示
装置の駆動回路の各部の波形例を示す。本図では、画面
の左が黒で右が白の階段波形の場合で、１ライン（１水
平期間）ごとに表示記号の極性を反転する例を示してい
る。また、アナログ列電極駆動回路１４に入力されるｄ
ａｔａＰの振幅はアナログ列電力駆動回路１４の入力ダ
イナミックレンジ以下に設定している。さらに、液晶表
示装置はノーマリーホワイトモード（電圧がかからない
場合、白を、電圧がかかる場合、黒を表示する表示モー
ド）を想定した場合の波形例を示している。図１１のデ
ジタル信号源１１よりシステムに入力されるデジタル信
号ｄａｔａＤは、最近急速に普及しつつあるカーナビゲ
ーションシステムやアミューズメントゲーム機の場合の
ものである。

【０００５】また、特開平７−１７５４４７号公報には
液晶に印加する信号の極性反転をデジタル信号処理で行
う技術が開示されている。この従来例によると、デジタ
ル信号に変換された映像記号をγ補正する場合に、この
γ補正回路は通常のγ補正データと、このγ補正データ
による補正値を極性反転させた値のデータとの２種類の
ルックアップルテーブルを記憶し、制御部によりそれぞ
れのルックアップルテーブルを映像信号の水平および垂
直周期信号の周期で切り換え、それぞれ交互に読み出
し、γ補正と極性の反転動作を動じ同時に行わせるよう
にしている。

【０００６】しかし、この従来例によると、一方の抵輝
度部分はレベルが持ち上げられ、他方の高輝度部分はレ
ベルが低下した形になり、互いに極性の反転した信号と
して取り出すにはＤ／Ａ変換後にクランプアップ回路を
通し補正する必要がある。即ち、上記のγ補正回路で
は、γ補正とともに極性反転が行われるが、黒黒レベル
差及び白白レベル差が極性反転前後で変わらない。従っ
て、その後、ＤＡ変換を行った後クランプアップ回路で
黒黒、白白レベル差をシフトし、互いに極性が反転した
場合の黒黒レベル及び白白レベルの調整された信号とし
て取り出している。つまり黒黒、白白レベル差をシフト
するためにクランクアップ回路を設ける必要があった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記前者の従来例で
は、液晶劣化防止のため極性反転を行うアナログインタ
ーフェース回路を必要としていた。このインターフェー
ス回路は入力されるアナログデータを増幅し、また、例
えば１水平期間毎に極性を反転して出力する機能を有す
るものであり、このような機能を有する回路は通常バイ
ポーラトランジスタ回路で構成するので、コンパクト化
と低コスト化の妨げになるという問題があった。また、
上記後者の従来例では、デジタル信号で極性反転とγ補
正を行っているが、極性反転時の黒黒レベル差、白白レ
ベル差をシフトさせるクランプアップ回路を必要として
おり、この場合もコンパクト化と低コスト化の妨げにな
るという問題があった。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の問題を解
決するため、請求項１の液晶表示装置では、マトリック
ス状に配置された画素電極と、前記画素電極に接続され
表示信号を前記画素電極に供給する列電極駆動回路と、
前記画素電極に接続され走査信号を前記画素電極に供給
する行電極駆動回路とを備え、前記列電極駆動回路は画
面に表示する少なくとも１水平走査期間分のアナログデ
ータをサンプリングする機能を持ち、前記列電極駆動回
路へ入力されるアナログデータは正負極性に極性反転さ
れており、行電極駆動回路は１水平走査期間ごとに走査
信号を出力しマトリックス型表示装置の垂直走査を行う
機能を持つ液晶表示装置において、デジタル表示信号を
正負両極性のデータに変換するとともに、γ補正を同時
に行う論理回路を設けたことを特徴とする。

【０００９】また、請求項２の液晶表示装置は、請求項
１に記載の液晶表示装置において、上記論理回路が入力
デジタル信号を極性反転させるとともにγ補正を同時に
行うルックアップテーブルを備えていることを特徴とす
る。

【００１０】また、請求項３の液晶表示装置は、請求項
１あるいは２記載の液晶表示装置において、上記論理回
路の入力デジタル信号の階調ビット数が出力デジタル信
号の階調ビット数以下であることを特徴とする。

【００１１】また、請求項４の液晶表示装置は、請求項
１乃至３のいずれかに記載の液晶表示装置において、上
記論理回路から出力される出力デジタルデーダが、ＤＡ
変換機でアナログ信号に変換した後、上記列電極駆動回
路に入力するようにしたことを特徴とする。

【００１２】従って、図１に示すように、デジタル信号
源１より表示信号として供給されるデジタル信号ｄａｔ
ａＤは論理回路２でコントロール信号Ｃによってライン
あるいはフィールド毎に極性の反転する信号に変換され
ると同時にγ補正が行われ、極性反転時の信号レベルも
所定の値に設定されたデジタル信号ｄａｔａＤＰとして
導出される。このように、上記のデジタル信号ｄａｔａ
Ｄの極性反転とγ補正はデジタル信号のまま論理回路２
内で同時に行われるので、クランクアップ回路等を必要
とせず、これらの信号処理を安価な構成で且つコンパク
トに行わせることができる。

【００１３】そして、上記論理回路２により上記の信号
処理が行われたデジタル信号ｄａｔａＤＰは、次段のＤ
／Ａ変換器３に導かれて、ここでアナログ信号に変換さ
れ、液晶パネル６を駆動する列電極駆動回路４に導かれ
る。上記液晶パネル６の走査電極には、行電極駆動回路
５より走査信号が供給されているので、この走査信号
と、列電極駆動回路４より列電極に供給される表示信号
により、ラインあるいはフィールド毎に極性が反転し、
γ補正が行われ且つ、極性反転時の信号レベルも所定の
値に設定された表示記号による表示を液晶パネルに行わ
せることができる。

【００１４】また、上記論理回路での上記信号処理は、
ルックアップテーブルを用いて行うので、所望する値に
簡単且つ確実に行わせることができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１は本発明の構成を示すブロッ
ク図であり、図２は図１の各部の波形を示す図である。
デジタル信号源１からの表示用のデジタル信号ｄａｔａ
Ｄは、まず論理回路（コントロール回路）２に入力され
る。この論理回路２はゲートアレイ等で構成され、デジ
タル信号処理のみを行うので、集積化、低コスト化を容
易に行うことが可能である。上記論理回路２に入力され
たデジタル信号データｄａｔａＤは映像信号の水平同期
信号あるいは垂直同期信号等より生成された極性反転信
号に同期して極性の反転が順次行われるとともにγ補正
が行われる。そして、論理回路２より、ラインあるいは
フィールド等で極性が反転し、同時にγ補正が行われた
デジタル信号ｄａｔａＤＰが導出される。

【００１６】図３（ａ）、（ｂ）は、上記論理回路２で
極性の反転を行わせるデータの変換を示すもので、
（ａ）は正極性の場合を、また（ｂ）は負極性の場合を
示しでいる。上記論理回路２に入力されるデジタル信号
ｄａｔａＤは６ビット（６４階調）の例を示しており、
このデジタル信号ｄａｔａＤは論理回路２で、図３
（ａ）（ｂ）に示すように、略２倍のフルスケールの７
ビット（１２８階調）のデジタル信号に変換される。

【００１７】一方、液晶の透過率特性は、図４に示すよ
うに、中間調で急峻で、白または黒の部分で勾配が緩や
かになるいわゆるγ特性を持つため、これを補正するγ
補正を同時に行わせる。これは、上記論理回路２でのデ
ータ変換を図５（ａ）（ｂ）に示すような非線形に設定
することにより達成される。つまり、白、黒の部分で変
換率の利得を上げ、中間調の部分で変換率の利得を下げ
るようにすると、表示信号データの黒から白までの全領
域を液晶表示装置でリニアに表示させることが可能にな
る。また、図５（ａ）、（ｂ）に示す非線型特性の変極
点の位置を論理回路２の外部から設定できるような構成
にしておけば、透過率特性が異なる液晶を用いた場合で
も、それぞれ適正なγ補正を行わせることができ、γ特
性の異なる液晶表示装置でもそれぞれ最適な状態で表示
動作を行わせることができる。

【００１８】図６は、上記論理回路２における極性反転
回路の具体例を示すものである。この極性反転回路は、
表示データとなる上記デジタル信号ｄａｔａＤが４ビッ
ト（ｄａｔａＤ０，ｄａｔａＤ１，ｄａｔａＤ２，ｄａ
ｔａＤ３）の場合を示すもので、ｄａｔａＤ０は最下位
ビット、ｄａｔａＤ３は最上位ビットとする。このデジ
タル信号ｄａｔａＤ０、ｄａｔａＤ１，ｄａｔａＤ２、
ｄａｔａＤ３は、それぞれ、各エックスクルーシブＯＲ
回路ＥＸ−ＯＲ０、ＥＸ−ＯＲ１，ＥＸ−ＯＲ２、ＥＸ
−ＯＲ３の一方の入力端子に供給され、エックスクルー
シブＯＲ回路ＥＸ−ＯＲ０，ＥＸ−ＯＲ１，ＥＸ−ＯＲ
２、ＥＸ−ＯＲ３の他方の各入力端子には上記デジタル
信号Ｄの極性を反転する”１”あるいは”０”の極性反
転のためのコントロール信号Ｃが同時に印加される。そ
の結果、上記エックスクルーシブＯＲ回路ＥＸ−ＯＲ
０，ＥＸ−ＯＲ１，ＥＸ−ＯＲ２，ＥＸ−ＯＲ３の各出
力端子より、上記コントロール信号Ｃの”１”あるい
は”０”に応じて、極性が反転した出力信号Ｄ０，Ｄ
１，Ｄ２，Ｄ３が導出される。

【００１９】図７は、上記図６に示す極性反転回路にお
ける入出力信号の真理値表である。上記極性反転信号と
なるコントロール信号Ｃの値”１”あるいは”０”によ
り、入力される上記デジタル信号ｄａｔａＤ０〜ｄａｔ
ａ３の反転、非反転を切り換えることができ、上記論理
回路２より出力されるデジタル信号ｄａｔａＤＰの値を
反転、あるいは非反転の状態に制御している。

【００２０】このように、上記論理回路２はデジタル信
号源１より入力するデジタル信号ｄａｔａＤ（ｄａｔａ
Ｄ０，ｄａｔａＤ１，ｄａｔａＤ２，ｄａｔａＤ３）を
γ補正するとともに、ラインあるいはフィールド毎に”
１”あるいは”０”になる極性反転用のコントロール信
号Ｃにより反転あるいは非反転を行わせ、γ補正と同時
に極性反転を交互に選択的に行わせたデジタル信号Ｄ０
〜Ｄ３を出力する。

【００２１】図８は、上記論理回路２の動作をルックア
ップテーブルを用いて行わせる場合のルックアップテー
ブルの例を示すものである。このルックアップテーブル
は３ビットのデジタル信号ｄａｔａＤ０，ｄａｔａＤ
１，ｄａｔａＤ２（８階調）を入力データとし、４ビッ
トのデジタル信号ｄａｔａＤ０，ｄａｔａＤ１，ｄａｔ
ａＤ２，ｄａｔａＤ３（１６諧調）を出力データとする
場合の例を示している。図８から明らかなように、入力
ｄａｔａＤが０、１、２および５、６、７レベルの白あ
るいは黒に近い領域では、出力データｄａｔａＤＰの勾
配は急峻であり、入力ｄａｔａＤが２、３、４、５レベ
ルの中間調近辺の領域では、出力データｄａｔａＤＰの
勾配が緩やかになっており、この勾配とその領域は使用
する液晶表示装置のγ特性を補正できるような値に定め
設定される。

【００２２】また、図８に示すルックアップテーブルに
おいて、入力ｄａｔａＤに対する出力ｄａｔａＤＰは、
極性反転用のコントロール信号Ｃにより、極性が反転さ
れる。この場合、極性反転時の黒黒レベルの差、及び白
白レベルの差も所望の値になるように定め自由に設定す
ることができ、レベル合わせの手段を別に設ける必要は
ない。従って、このようなルックアップテーブルを設定
し、このルックアップテーブルを用いて上記論理回路２
でデータの変換を行えば、入力データの極性反転を選択
的に行わせるとともに、γ補正を同時に行わせることが
でき、しかも極性反転時の黒黒レベル及び白白レベルの
調整も同時に行わせることができる。

【００２３】上記のようにして論理回路２でγ補正と選
択的な極性反転と極性反転時の黒黒レベル、及び白白レ
ベル差が調整されたデジタル信号ｄａｔａＤＰは、次段
のＤ／Ａ変換器３に導かれ、ここでアナログ信号に変換
され、γ補正と極性反転と極性反転時の黒黒レベル及び
白白レベルが調整されたアナログの表示信号ｄａｔａＰ
を導出する。

【００２４】図９は、上記Ｄ／Ａ変換器３でデジタル信
号入力をアナログ信号出力に変換する場合の信号変換例
を示すものである。この例では、上記デジタル信号入
力、即ちデジタル信号ｄａｔａＤＰは７ビット１２８階
調の場合を示している。また、上記Ｄ／Ａ変換器３より
出力されるアナログ信号ｄａｔａＰの出力ダイナミック
レンジは、次段の列電極駆動回路４のダイナミックレン
ジに合せて設定する。

【００２５】上記Ｄ／Ａ変換器３で、アナログ信号に変
換された上記表示信号ｄａｔａＰは、液晶パネル６の列
電極を駆動する列電極駆動回路４に供給され、上記液晶
パネル６のマトリックス状に配設された画素電極に上記
列電極を介して印加される。この場合、上記列電極駆動
回路４は、アナログの表示信号ｄａｔａＰを１水平期間
サンプリングし、そのサンプリングしたデータを次の１
水平期間で液晶パネルの列電極に出力する。そして、行
電極駆動回路５より行電極を介して、液晶パネル６の上
記画素電極に印加される走査信号により、線順次に走査
され、上記表示信号ｄａｔａＰを液晶パネル６上に画像
として表示する。

【００２６】以上説明した実施形態では、システムに入
力される表示信号がデジタル信号の場合を示したが、た
とえばＴＶ信号のようにアナログ信号の場合でも、シス
テム外部にＡ／Ｄ（アナログ−デジタル）変換器を挿入
することで同様に実施することができる。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
極性反転とγ補正と極性反転時のレベル調整を集積化が
容易な論理回路で行うため、従来必要とした極性反転用
のアナログインターフェース回路が不要になるとともに
極性反転時のレベル調整をアナログ信号に変換した後に
行うクランプアップ回路が不要になり、回路構成が簡単
になり、システムの低コスト化及びコンパクト化を図る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態の要部構成図である。

【図２】図１の動作説明図である。

【図３】本発明の要部における極性反転変換特性例を示
す図である。

【図４】液晶表示置のノーマリーホワイトモードでの電
圧透過率特性例を示す図である。

【図５】本発明の要部における他の極性反転変換特性例
を示す図である。

【図６】本発明に用いる極性反転回路のー構成例を示す
図である。

【図７】図６の真理値を示す図である。

【図８】本発明に用いるルックアップテーブルのー例を
示す図である。

【図９】本発明のＡＤ変換部の入出力特性例を示す図で
ある。

【図１０】従来例の構成図である。

【図１１】図１０の動作説明図である。

【符号の説明】

１ デジタル信号源 ２ 論理回路 ３ Ｄ／Ａ変換器 ４ 列電極駆動回路 ５ 行電極駆動回路 ６ 液晶パネル ＥＸ−ＯＲ０〜ＥＸ−ＯＲ３ エックスクルーシブＯ
Ｒ回路

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】マトリックス状に配置された画素電極と、
   前記画素電極に接続され表示信号を前記画素電極に供給
   する列電極駆動回路と、前記画素電極に接続され走査信
   号を前記画素電極に供給する行電極駆動回路とを備え、
   前記列電極駆動回路は画面に表示する少なくとも１水平
   走査期間分のアナログデータをサンプリングする機能を
   持ち、前記列電極駆動回路へ入力されるアナログデータ
   は正負極性に極性反転されており、行電極駆動回路は１
   水平走査期間ごとに走査信号を出力しマトリックス型表
   示装置の垂直走査を行う機能を持つ液晶表示装置におい
   て、 デジタル表示信号を正負両極性のデータに変換するとと
   もに、γ補正を同時に行う論理回路を設けたことを特徴
   とする液晶表示装置。
2. 【請求項２】上記論理回路は入力デジタル信号を極性反
   転させるとともにγ補正を同時に行うルックアップテー
   ブルを備えていることを特徴とする請求項１に記載の液
   晶表示装置。
3. 【請求項３】上記論理回路の入力デジタル信号の階調ビ
   ット数は出力デジタル信号の階調ビット数以下であるこ
   とを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶表示装置。
4. 【請求項４】上記論理回路から出力される出力デジタル
   信号はＤ／Ａ変換器でアナログ信号に変換した後、上記
   列電極駆動回路に入力するようにしたことを特徴とする
   請求項１乃至３のいずれかに記載の液晶表示装置。