JPH1144874A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 自発分極を有する液晶を用いてアクティブマ
トリックス駆動を行う液晶表示装置において、高品質な
画像を表示することを可能とする。 【解決手段】 固有又は電界を印加することにより誘起
される自発分極を有する液晶を用いたアクティブマトリ
ックス型の液晶パネル１と、変化後の表示信号と変化前
の表示信号との差分信号に対応した信号を変化後の表示
信号に加算する加算回路５と、液晶パネル１の液晶に印
加すべき極性を記憶する極性記憶回路６と、加算回路５
における加算結果に基づく信号の極性が表示信号の極性
と異なるときには極性記憶回路６に記憶されている極性
と異なる極性の極性信号を出力する信号制御回路７と、
信号制御回路７から出力される絶対値信号及び極性信号
に基づいて液晶パネル１に信号を供給する信号線ドライ
バー８とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は液晶表示装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、液晶表示装置は大型化・高精細化
が進み、パーソナルコンピューター等のディジタル機器
のディスプレイとして、その応用が拡大している。ま
た、パーソナルコンピューター等の高機能化により、液
晶表示装置に表示される画像は静止画から動画まで幅広
いものとなっており、液晶表示装置にはより高画質な表
示性能が求められている。しかしながら、通常広く用い
られているＴＮ(Twisted Nematic) 液晶を用いた液晶表
示装置では、液晶材料の応答速度が表示信号のフレーム
周期の数倍〜数十倍と遅いため、動画表示に対しては残
像や画像ボケ等が発生し、十分な表示性能が得られてい
ないのが現状である。

【０００３】また、ＴＮ液晶に比べて応答速度の速い強
誘電液晶（ＦＬＣ：FerroelectricLiquid Crystal) 、
反強誘電液晶（ＡＦＬＣ：Anti-Ferroelectric Liquid
Crystal)、ＤＨＦ(Distorted Helical Ferroelectric l
iquid crystal)など、固有又は電界を印加することによ
り誘起される自発分極を有する液晶材料を用いた液晶表
示装置もある。しかし、このような自発分極を有する液
晶材料を用いた液晶表示装置の場合でも、液晶の応答時
間に対して表示信号の書き込み時間が十分に長くないこ
とに起因して、表示信号の保持期間でも液晶の応答が続
くため、結果として表示画像が十分に変化しない、つま
り残像や画像のボケがある表示画像になってしまうとい
う問題がある。

【０００４】このような問題に対して、表示信号の変化
を強調する信号を表示信号に重畳して応答速度を改善す
る低残像駆動法（例えば、特開平４−２８８５８９号）
がある。この駆動方法によれば、中間調での応答速度が
改善され低残像化が可能であり、特にＴＮ液晶を用いた
液晶表示装置に有効である。しかしながら、この低残像
駆動法は主としてＴＮ液晶を念頭にしたものであるた
め、液晶に印加される電界がゼロに変化するような表示
信号に対しては強調信号は重畳されない。したがって、
この低残像駆動法をＡＦＬＣ等の自発分極を有する液晶
材料を用いた液晶表示装置に適用した場合、中間調の駆
動に関してはＴＮ液晶の場合と同様に応答速度が改善さ
れるが、電界をゼロ又はゼロ近傍に変化させるような表
示の場合には応答速度の改善効果は期待できない。

【０００５】図７は、従来の低残像駆動法の原理を示し
たものである。同図は、黒色の背景を円形の表示が移動
する場合について示したものであり、ｍフィールドでは
左側にあった円形の表示が、ｍ＋１フィールドでは右側
に移動した場合について示した例である。通常の駆動方
法の場合には、ｍフィールドでは同図（ａ）に示すよう
な表示信号であり、ｍ＋１フイールドでは同図（ｂ）に
示すような表示信号であるが、低残像駆動法において
は、ｍ＋１フィールドでは同図（ｃ）に示すように、白
方向に変化した表示信号は表示信号の変化を強調するよ
うな信号が重畳される。

【０００６】図８は、従来の低残像駆動法をＡＦＬＣ等
の自発分極を有する液晶材料を用いた液晶表示装置に適
用した場合の各部の電位を示したものである。同図
（ｅ）に示すように、低残像駆動法により表示信号が黒
から中間レベルに変化する画素では、自発分極を有する
液晶材料の動作が完了した状態で本来の表示信号レベル
に到達する。しかしながら、従来の低残像駆動法は主と
してＴＮ液晶を念頭にしたものであり、同図（ｃ）の場
合には表示信号を黒レベル以下に強調するような補正を
行わないため（補正を行う意味がないため）、液晶材料
の動作が完了した状態で本来の表示である黒には到達で
きていない。なお、同図において、ＭＤは本来の中間レ
ベルを、ＥＭは低残像駆動法による強調分を示してい
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このように、自発分極
を有する液晶材料を用いた液晶表示装置では、保持期間
において画素への書き込み時間に比較して液晶の応答速
度が遅いことに起因する画素電位の変動が生じる。上記
低残像駆動法を仮に用いたとしても、表示を黒レベルへ
変化させる（電界をゼロ又はゼロ近傍に変化させる）よ
うな場合には、表示信号を黒レベル以下に強調するよう
な補正が行われない或いはほとんど行われないため、残
像、画像ボケ、黒浮き等が生じ、表示品質を劣化させる
という問題があった。

【０００８】本発明は上記従来の問題に対してなされた
もので、自発分極を有する液晶を用いてアクティブマト
リックス駆動を行う液晶表示装置において、高品質な画
像を表示することのできる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】本発明における液晶表示
装置は、固有又は電界を印加することにより誘起される
自発分極を有する液晶を用いたアクティブマトリックス
型の液晶パネル（ここでいう液晶パネルは信号線ドライ
バー等の駆動回路部分は含まない概念）と、表示信号の
変化状態に応じて表示信号の変化を強調する信号を表示
信号に重畳した補正表示信号を生成する重畳手段と、こ
の重畳手段で生成された補正表示信号の極性と表示信号
の極性とが異なるときには、表示信号の変化前に前記液
晶パネルに供給されていた信号の極性とは異なる極性の
信号を前記補正表示信号に基づいて前記液晶パネルに供
給する供給制御手段とを有することを特徴とする。

【００１０】また、本発明における液晶表示装置は、固
有又は電界を印加することにより誘起される自発分極を
有する液晶を用いたアクティブマトリックス型の液晶パ
ネルと、変化後の表示信号と変化前の表示信号との差分
信号に対応した信号を変化後の表示信号に加算する加算
手段と、前記液晶パネルの液晶に印加すべき極性を記憶
する極性記憶手段と、前記加算手段における加算結果に
基づく信号の絶対値信号を出力するとともに、前記加算
手段における加算結果に基づく信号の極性が表示信号の
極性と同じときには前記極性記憶手段に記憶されている
極性と同じ極性の極性信号を出力し、前記加算手段にお
ける加算結果に基づく信号の極性が表示信号の極性と異
なるときには前記極性記憶手段に記憶されている極性と
異なる極性の極性信号を出力する信号制御手段と、この
信号制御手段から出力される絶対値信号及び極性信号に
基づいて前記液晶パネルに信号を供給する信号供給手段
とを有することを特徴とする。

【００１１】前記発明によれば、表示信号の変化前に液
晶パネルに供給されていた信号の極性とは異なる極性の
信号を液晶パネルに供給することができるので、表示信
号の変化が電界がゼロ又はゼロ近傍に変化するような場
合にも表示信号の変化が強調され、自発分極を有する液
晶の応答速度の遅さに起因する印加電圧の変動を補正す
る最適な電圧を液晶に印加することができ、高品質な画
像表示が可能となる。したがって、ノーマリブラックの
表示モードの場合は、表示画像の黒側の応答速度が向上
し、残像、画像ボケ、黒浮き等が少なくコントラストの
高い高品質な動画像表示を行うことができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を説明する。

【００１３】図１に、本発明の実施形態に係る液晶表示
装置のブロック図を示す。

【００１４】１はＡＦＬＣ等の自発分極を有する液晶材
料を用いたアクティブマトリックス型の液晶パネル、２
は表示信号Ｓｉを一画面分遅延するフレームメモリー回
路、３は現在の表示信号Ｓｉと１フィールド前の表示信
号Ｄｉとの差分（Ｓｕｂｉ＝Ｓｉ−Ｄｉ）を検出する差
分回路、４は差分回路３からの差分信号Ｓｕｂｉに所定
の演算処理（例えば、表示信号の保持期間に自発分極に
よって変化する液晶への印加電圧に対応する電圧変化分
を算出する。）を施す係数回路、５は表示信号Ｓｉと係
数回路４からの信号Ｃｏｍｐｉとを加算する加算回路で
ある。６は液晶パネル１の各画素に対応した表示極性を
記憶する極性記憶回路、７は加算回路５からの加算結果
等に基づいて補正された表示信号Ｓｉｇｉを出力する信
号制御回路、８は信号制御回路７から出力される信号の
絶対値及び極性に基づいて液晶パネル１に駆動信号を供
給する信号線ドライバー（信号供給回路）である。な
お、主として信号制御回路７及び信号供給回路８から供
給制御手段が構成される。

【００１５】以下、図１の動作について図２を用いて説
明する。同図は、黒色の背景を円形の表示が移動する場
合について示したものであり、ｍフィールドでは左側に
あった円形の表示が、ｍ＋１フィールドでは右側に移動
した場合について示した例である。液晶パネル１はノー
マリブラックの表示モードであり、黒色の表示の場合に
は画素へ印加される電圧は０ボルトとなる。

【００１６】現在の表示信号Ｓｉ及び１フィールド前の
表示信号Ｄｉは、それぞれ図２（ｂ）及び（ａ）のよう
になり、差分回路３で得られる差分信号Ｓｕｂｉは同図
（ｄ）のようになる。差分信号Ｓｕｂｉは、係数回路４
で任意の値に演算処理され、現在入力されている表示信
号Ｓｉに加算すべき信号Ｃｏｍｐｉに変換される。この
Ｃｏｍｐｉ信号は加算回路５によって現在の表示信号Ｓ
ｉに加算され、その加算結果に基づき、信号制御回路７
からは補正された表示信号Ｓｉｇｉが出力される。すな
わち、信号制御回路７では、加算回路５の加算結果の絶
対値を出力するとともに、加算結果がプラスとなった場
合には極性記憶回路６から供給される極性信号と同極性
の信号を出力し、加算結果がマイナスとなった場合には
極性記憶回路６から供給される極性信号と逆極性の信号
を出力する。このようにして補正された表示信号Ｓｉｇ
ｉは信号線ドライバー８に送られ、信号線ドライバー８
から液晶パネル１に駆動信号が供給される。

【００１７】図３に、信号制御回路７と極性記憶回路６
の詳細を示す。

【００１８】極性記憶回路６は、液晶パネル１の各画素
に対応した表示極性を記憶しておく極性メモリー６２、
極性メモリー６２の極性信号の入出力（Ｒｅａｄ／Ｗｒ
ｉｔｅ）を制御する画素カウンター６１、各画素の極性
を任意の周期で反転するための反転周期カウンター６３
等で構成されている。なお、極性反転パターンＲＯＭ６
４は、電源投入時やシステムのリセットが発生した場合
に、各画素の反転パターンを初期状態に戻すための反転
パターンを保持しているものであり、通常は使用しな
い。

【００１９】極性記憶回路６から信号制御回路７へは表
示信号の各画素に対応した極性信号ｐｏｌが供給されて
いる。信号制御回路７では、極性記憶回路６からの極性
信号ｐｏｌと加算回路５からの加算結果の符号を用い
て、液晶パネル１に供給する表示信号の極性を決定す
る。図２の例では、Ｎｅｇｉで示した部分では加算回路
５での演算結果がマイナスになるため、液晶パネル１に
印加される表示信号Ｓｉｇｉは本来あるベき極性と反対
の極性に制御される。例えば、現在パネルに書き込んで
いる極性がプラス符号（“０”）である場合には、演算
結果のマイナス符号（“１”）により、ＥＸ−ＯＲ（Ｅ
Ｘclusive-ＯＲ）回路７２において液晶パネル１に印加
する表示信号の極性をマイナス（“１”）に反転する。
また、極性の反転を行う場合、つまり演算の符号がマイ
ナスであった場合には、絶対値回路７１で表示信号が絶
対値化される。通常ディジタル演算は２の補数で演算さ
れるため、符号がマイナス（“１”）の場合のときだけ
絶対値回路７１では補数をとる処理が行われ、ＥＸ−Ｏ
Ｒ回路７２で反転された極性とともに表示信号Ｓｉｇｉ
として出力される。

【００２０】信号線ドライバー８では、信号制御回路７
から出力される補正された表示信号の絶対値及び極性に
応じて、それぞれの画素に印加する表示信号が作成され
る。図４に、信号線ドライバー８の詳細を示す。

【００２１】信号線ドライバー８は、表示信号の絶対値
をラッチする表示信号ラッチ回路８３、表示信号の極性
をラッチする極性データラッチ回路８２を有している。
すなわち、信号制御回路７からの表示信号Ｓｉｇｉの極
性（符号）は極性データラッチ回路８２に、絶対値は表
示信号ラッチ回路８３に入力される。極性データラッチ
回路８２及び表示信号ラッチ回路８３では、外部からタ
イミング制御回路８１に印加されるクロックやスタート
信号などにより、液晶パネル１の表示位置に対応した表
示信号を順次取り込む。

【００２２】図５に、信号線ドライバー８における１出
力に相当する回路を示す。図５に示すように、表示信号
ラッチ回路８３と極性データラッチ回路８２とをそれぞ
れ２組づつ設けてあり、走査線毎に交互に使用する構成
になっている。どちらの回路を使用するかの選択は、タ
イミング制御回路８１からの切り換え信号で制御され
る。表示信号ラッチ回路８３及び極性データラッチ回路
８２にラッチされた信号はそれぞれ、切り換え回路８７
により該当する走査線に対応した方の信号が選択され
る。選択された表示信号（絶対値）はＤ／Ａコンバータ
ー８４に、極性データはγ補正電圧選択回路８６に印加
される。Ｄ／Ａコンバーター８４では、表示信号をγ補
正電圧選択回路８６で選択されたγ補正電圧で正極性又
は負極性の電圧にＤ／Ａ変換し、変換されたアナログ信
号が出力バッファ回路８５を通して液晶セルに印加され
る。つまり、加算回路５の演算結果に応じて、液晶セル
に印加する駆動電圧を個々の画素毎に制御するため、各
画素毎に極性を考慮した最適駆動が実現できる。

【００２３】図６に、上記実施形態によって得られる各
部の信号波形を示す。同図（ｂ）に示すように表示信号
の補正が極性を含めて行われるので、同図（ｃ）に示す
ように、表示を黒レベルへ変化させる場合にも最終的に
所望の電位に高速に到達させることができる。なお、同
図において、ＭＤは本来の中間レベルを、ＥＭは従来の
低残像駆動法による強調分を示している。

【００２４】以上説明したように、上記実施形態によれ
ば、表示信号の変化が電界がゼロ又はゼロ近傍に変化す
る場合に、従来の低残像駆動法とは異なり、その前のフ
ィールドにおける表示信号の極性とは逆極性の補正され
た表示信号が液晶パネルに供給されるので、特に表示モ
ードがノーマリブラックの場合に、黒表示の残像、画像
ボケ、黒浮き等が低減され、コントラストの高い高品質
の動画像を表示することができる。

【００２５】なお、液晶材料としては、固有又は電界を
印加することにより誘起される自発分極を持つものであ
れば、材質や表示モードに制限されるものではない。ま
た、表示信号の補正（フィルタリング処理）は、上記実
施形態では２の補数で説明を行ったが、極性と実効値で
の演算処理であっても何ら間題はない。また、実際の回
路では演算回路の代わりにＲＯＭを用いて信号処理を行
っても良く、その場合には回路規模の削減が可能にな
る。

【００２６】その他、本発明はその趣旨を逸脱しない範
囲内において種々変形して実施可能である。

【００２７】

【発明の効果】本発明によれば、表示信号の変化が電界
がゼロ又はゼロ近傍に変化するような場合にも表示信号
の変化が強調され、自発分極を有する液晶の応答速度の
遅さに起因する印加電圧の変動を補正する最適な電圧を
液晶に印加することができ、高品質な画像表示が可能と
なる。したがって、ノーマリブラックの表示モードの場
合は、表示画像の黒側の応答速度が向上し、残像、画像
ボケ、黒浮き等が少なくコントラストの高い高品質な動
画像表示を行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る液晶表示装置の全体的
な構成を示したブロック図。

【図２】本発明の実施形態の動作を説明するための説明
図。

【図３】図１に示したブロック図の一部についてその詳
細を示した図。

【図４】図１に示したブロック図の一部についてその詳
細を示した図。

【図５】図４に示したブロック図の一部についてその詳
細を示した図。

【図６】本発明の実施形態によって得られる各部の波形
を示した図。

【図７】従来技術の動作を説明するための説明図。

【図８】従来技術における各部の波形を示した図。

【符号の説明】

１…液晶パネル ２…フレームメモリー ３…差分回路 ４…係数回路 ５…加算回路 ６…信号制御回路 ７…極性記憶回路 ８…信号線ドライバー（信号供給手段）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固有又は電界を印加することにより誘起
   される自発分極を有する液晶を用いたアクティブマトリ
   ックス型の液晶パネルと、表示信号の変化状態に応じて
   表示信号の変化を強調する信号を表示信号に重畳した補
   正表示信号を生成する重畳手段と、この重畳手段で生成
   された補正表示信号の極性と表示信号の極性とが異なる
   ときには、表示信号の変化前に前記液晶パネルに供給さ
   れていた信号の極性とは異なる極性の信号を前記補正表
   示信号に基づいて前記液晶パネルに供給する供給制御手
   段とを有することを特徴とする液晶表示装置。
2. 【請求項２】 固有又は電界を印加することにより誘起
   される自発分極を有する液晶を用いたアクティブマトリ
   ックス型の液晶パネルと、変化後の表示信号と変化前の
   表示信号との差分信号に対応した信号を変化後の表示信
   号に加算する加算手段と、前記液晶パネルの液晶に印加
   すべき極性を記憶する極性記憶手段と、前記加算手段に
   おける加算結果に基づく信号の絶対値信号を出力すると
   ともに、前記加算手段における加算結果に基づく信号の
   極性が表示信号の極性と同じときには前記極性記憶手段
   に記憶されている極性と同じ極性の極性信号を出力し、
   前記加算手段における加算結果に基づく信号の極性が表
   示信号の極性と異なるときには前記極性記憶手段に記憶
   されている極性と異なる極性の極性信号を出力する信号
   制御手段と、この信号制御手段から出力される絶対値信
   号及び極性信号に基づいて前記液晶パネルに信号を供給
   する信号供給手段とを有することを特徴とする液晶表示
   装置。