(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の透明ガラス基板間に液晶が封入され、一方の透明ガラス基板に形成された複数の走査電極と他方の透明ガラス基板に形成された信号電極とが格子状に配設された液晶表示パネルの前記信号電極に水平期間毎に反転又は非反転して印加される表示駆動信号のパルス幅を、階調レベルを示す階調データと所定のタイミングパターンを有する階調制御用クロックとに基づいて制御し、該表示駆動信号と前記走査電極に供給される走査駆動信号との間の実効電圧により、液晶表示パネルを駆動して階調表示を行なう液晶駆動方法において、
前記信号電極に供給される表示駆動信号は２つの電圧レベルを有し、１水平期間内において、前記階調データの何れの階調レベルにおいても、前記各電圧レベル間で変化する立ち上がりと立ち下がりをそれぞれ同一回数行なうようにしたことを特徴とする液晶駆動方法。
【請求項２】
前記表示駆動信号の立ち上がりは、１水平期間の開始時期に同期させるようにしたことを特徴とする請求項１記載の液晶駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、液晶駆動方法に関し、特にマトリクス型の液晶表示パネルにおける走査電極に発生するスパイクノイズの低減に有効な液晶駆動方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の単純マトリクス型液晶表示パネルは、複数の走査電極と複数の信号電極とが液晶層を挟んで互いに直交する方向に対向配置されて格子状をなしており、信号電極を駆動する信号側駆動回路と走査電極を駆動する走査側駆動回路とを備えている。
【０００３】
上記のような液晶表示パネルの駆動には、従来、例えば電圧平均化法が用いられており、中間調を表示する場合は、１走査電極の選択期間内のある期間、つまり表示データに対応した期間だけオン電圧（選択電圧）の走査駆動信号を印加し、残り期間オフ電圧（非選択電圧）の走査駆動信号を印加するようなパルス幅変調方式（ＰＷＭ）が採用されている。
【０００４】
この従来の液晶駆動方法により液晶表示パネルを駆動すると、図８に示すように、セグメント電極に印加される表示駆動信号Ｙｉの微分により走査電極Ｘ1，Ｘ2，‥‥上に、スパイクノイズＡ1，Ａ2，Ａ3，‥‥，Ｂ1，Ｂ2，Ｂ3，‥‥が発生する。
【０００５】
このように、液晶表示パネルの表示制御を行なう表示駆動信号は、走査電極の走査駆動信号に上記スパイクノイズを発生させて、これによって表示駆動信号と走査駆動信号との間の実効電圧に影響を与え、いわゆる「糸引き」と呼ばれる画質の低下を招く。
【０００６】
そこで、従来、このようなスパイクノイズによる画質の低下を軽減するため、走査電極に発生するスパイクノイズとは逆極性のパルス（逆極性パルス）を生成して走査駆動信号に付加するようにした液晶駆動方法が提案されている（特開平１−２０５１２７号公報）。
【０００７】
この従来の液晶駆動方法は、信号側駆動回路に入力される表示データを検出し、この表示データにより信号側駆動回路から信号電極に出力される表示駆動信号の立ち上がりと立ち下がりの回数を計数して、この立ち上がりと立ち下がりの割合に応じて、１走査期間内（又は１走査開始点）の補正パルスの幅を決定するというものである。
【０００８】
そして、このようにして決定したパルス幅を有する補正パルスをパルス発生回路で発生して、走査側駆動回路から出力される走査駆動信号に印加することで、走査電極に発生するスパイクノイズを相殺し、液晶実効電圧への影響の軽減を図っている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の液晶駆動方法にあっては、表示駆動信号の立ち上がりと立ち下がりの割合に応じたパルス幅の補正パルスをパルス発生回路で発生して走査駆動信号に付加するようにしているが、走査電極に発生するスパイクノイズの大きさは同一ではないため、単に表示駆動信号の立ち上がりと立ち下がりの回数を計数してその回数に応じたパルス幅を有する補正パルスを形成して付加してもスパイクノイズを完全に相殺することができないとともに、複雑且つ大規模な補正パルス発生回路が必要であるという問題店があった。
【００１０】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、比較的簡単な回路構成で、走査電極に発生するスパイクノイズによる画質の低下を防止することのできる液晶駆動方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、一対の透明ガラス基板間に液晶が封入され、一方の透明ガラス基板に形成された複数の走査電極と他方の透明ガラス基板に形成された信号電極とが格子状に配設された液晶表示パネルの前記信号電極に水平期間毎に反転又は非反転して印加される表示駆動信号のパルス幅を、階調レベルを示す階調データと所定のタイミングパターンを有する階調制御用クロックとに基づいて制御し、該表示駆動信号と前記走査電極に供給される走査駆動信号との間の実効電圧により、液晶表示パネルを駆動して階調表示を行なう液晶駆動方法において、前記信号電極に供給される表示駆動信号は２つの電圧レベルを有し、１水平期間内において、前記階調データの何れの階調レベルにおいても、前記各電圧レベル間で変化する立ち上がりと立ち下がりをそれぞれ同一回数行なうようにした（請求項１）。
【００１２】
上記の場合  前記表示駆動信号の立ち上がりは、１水平期間の開始時期に同期させるようにしてもよい（請求項２）。
【００１４】
【作用】
請求項１記載の液晶駆動方法によれば、階調データの何れの階調レベルにおいても、信号電極に水平期間毎に反転又は非反転して供給される表示駆動信号が１水平期間内において立ち上がりと立ち下がりを同一回数行なって、走査電極に発生するスパイクノイズと極性が逆でかつこれと同一の大きさノイズを１水平期間内に走査電極に印加させることができるため、走査電極に発生するスパイクノイズを完全に相殺することができ、表示駆動信号と走査駆動信号との間の実効電圧の変化を抑制し画質の低下を防止することができる。
【００１５】
請求項２に記載の発明の液晶駆動方法によれば、
表示駆動信号の立ち上がりタイミングを与える信号もしくはクロックを新たに生成してやる必要がないため、僅かな回路変更で走査電極に発生するスパイクノイズを相殺して画質の低下を防止することができる。
【００１７】
【実施例】
以下、本発明の液晶駆動方法を実施例に基づいて説明する。
図１は、本発明の液晶駆動方法を適用して好適な液晶表示装置の構成例を示すブロック図である。
この実施例の液晶表示装置１は、液晶表示パネル２と、信号側駆動回路３と、走査側駆動回路４と、駆動電源発生回路５と、階調データ作成回路６と、走査信号発生回路７と、基本信号発生回路８等から構成されている。
【００１８】
上記基本信号発生回路８は、例えば、図外の回路から供給される水平同期信号（Ｈｓｙｎｃ）や垂直同期信号（Ｖｓｙｎｃ）のような同期信号に基づいて図３（Ｂ）に示すような基本クロックＣＫＣ’や走査線信号発生回路７に対する同期クロックＣＫを発生し供給する。また、この基本信号発生回路８は液晶パネルをフレーム毎に交流駆動させるための図２（Ａ）に示すようなタイミング信号ＣＫＦも形成する。
【００１９】
上記階調データ作成回路６は、入力されたＲ、Ｇ、Ｂ（レッド、グリーン、ブルー）の表示データに基づいて階調データ信号を形成して信号側駆動回路３に供給する回路である。
なお、上記入力Ｒ，Ｇ，Ｂ信号がアナログ信号の場合には、この階調データ作成回路６内に４ビットのＡ／Ｄ変換回路を含ませるようにしても良い。
【００２０】
上記走査信号発生回路７は、基本信号発生回路８から入力される垂直同期信号に同期したクロックＣＫに基づいて液晶パネル２の走査線を走査するタイミング信号を形成して走査側駆動回路４に供給する。
【００２１】
上記液晶表示パネル２は、例えばガラス板で構成された２枚の透明基板間にＴＮ液晶を封入し各基板の対向面にＩＴＯからなる信号電極（セグメント電極）と走査電極（コモン電極）とをそれぞれ直交方向に格子状に配置した単純マトリックス型の液晶表示パネルが使用されている。
【００２２】
上記信号側駆動回路３は、上記階調データ作成回路６から供給される階調データおよび駆動電源発生回路５から供給される電源電圧を受けて、液晶を交流駆動するのに適した電圧波形を有する液晶駆動パルス（セグメント駆動電圧）を形成して液晶表示パネル２の各信号電極に所定のタイミングで印加することにより階調表示を行なわせる。
【００２３】
より具体的には、上記信号側駆動回路３は、液晶表示パネル２の上側に配設されており、液晶表示パネル２の信号電極Ｙ１〜Ｙｍに接続されている。
そして、この信号側駆動回路３には、信号側制御信号、正側表示駆動電圧及び負側表示駆動電圧が入力されており、信号側駆動回路３は、信号側制御信号に基づいて表示データに対応した正側表示駆動電圧と負側表示駆動電圧を選択して各信号電極Ｙ１〜Ｙｍに表示駆動信号として出力する。
【００２４】
走査側駆動回路４は、上記走査信号発生回路７からのタイミング信号に従って走査駆動信号を発生して、液晶表示パネル２の複数の走査電極に順次供給して選択状態とし、上記信号電極と交差する各画素位置の液晶に所定の電圧を印加して液晶を駆動させる。
【００２５】
より具体的には、上記走査側駆動回路４は、液晶表示パネル２の右側に配設されており、液晶表示パネル２の走査電極Ｘ１〜Ｘｎが接続されている。
走査側駆動回路４には、走査側制御信号及び負側選択電圧、正側選択電圧が入力され、走査側駆動回路４は、走査側制御信号に基づいて負側選択電圧または正側選択電圧を選択して、走査駆動信号として順次走査電極Ｘ１〜Ｘｎに出力することにより、走査電極Ｘ１〜Ｘｎを順次走査駆動する。
【００２６】
すなわち、信号側駆動回路３と走査側駆動回路４は、液晶表示パネル２を交流駆動し、この交流駆動に応じて、正側表示駆動電圧と負側表示駆動電圧及び正側選択電圧と負側選択電圧を選択するとともに、補正非選択電圧を適宜選択して、信号電極Ｙ１〜Ｙｍ及び走査電極Ｘ１〜Ｘｎに出力する。
【００２７】
次に、上記のような構成の液晶駆動装置における本発明の液晶駆動方法の一例（参考例）を図２のタイミングチャートを用いて説明する。本実施例においては、従来は図２（Ｆ）に示すような波形のセグメント駆動電圧を信号電極に印加していたものを、１水平期間（１Ｈ）内に立ち下がりと立ち上がりの両方のエッジを有する図２（Ｄ），（Ｅ）に示すような駆動パルスを形成してセグメント電極に印加させるようにするものである。
【００２８】
これによって、図２（Ｂ）のように本来避けることのできないスパイクノイズｎ1，ｎ2，‥‥と極性が逆である補正ノイズｎc を１水平期間内にコモン電圧波形に発生させることができ、しかも補正ノイズの大きさはトータルのスパイクノイズの大きさと同一である。その結果、コモン電圧波形に発生するスパイクノイズｎ1，ｎ2，‥‥を補正ノイズｎcで必ず１水平期間内で相殺させることができ、液晶に印加される実効電圧はスパイクノイズの影響を受けなくなり、画質の低下を防止することができるようになる。
【００２９】
次に、本発明の液晶駆動方法の他の実施例を説明する。ただし、以下の実施例においては、図１の階調データ作成回路６から信号側駆動回路３に供給される階調データが３ビットで構成され、信号側駆動回路３は８段階の階調表示を行なうようにされているものとする。
【００３０】
上記第１の実施例（参考例）においては、階調レベルが「０」であるセグメント駆動電圧と階調レベルが「７」であるセグメント駆動電圧は、図７（Ｂ）および（Ｉ）に示すように、１水平期間の間同一レベルすなわち連続してロウレベルまたはハイレベルであり立ち上がりエッジや立ち下がりエッジが存在しない。そのため、図２（Ｄ）に示すようなノイズ相殺のためのエッジが発生する場合と発生しない場合があり、階調レベルが「０」または「７」の信号線の数が多いとコモン電圧波形のスパイクノイズを完全に相殺することができないという不具合がある。
【００３１】
そこで、この第２の実施例では、図３（Ａ）に示すように、１水平期間の始めと終わりにそれぞれダミーパルスＤＰ１，ＤＰ２を有するような階調制御用クロックＣＫＣ’を生成して、このクロックと階調データとに基づいて図３（Ｂ）〜（Ｉ）に示すようなセグメント駆動パルスを形成するようにしている。
【００３２】
これによって、階調レベルがどのような場合であっても必ず図２（Ｄ）に示すようなノイズ相殺のためのエッジが発生するようになり、コモン電圧波形のスパイクノイズをより完全に相殺することができる。
なお、この実施例において使用される図３（Ａ）に示すような階調制御用クロックＣＫＣ’は、従来の基本信号発生回路８の回路構成を若干変更するだけで生成することができる。
【００３３】
図４に本実施例を適用する場合の信号側駆動回路３の構成例を示す。すなわち、本実施例の信号側駆動回路３は、基本信号発生回路８から供給される１水平期間を示す信号ＣＫＦに基づいて図２（Ａ）に示すようなＣＫＦ信号の立ち下がりと立ち上がりに同期したワンショットパルスを有するセット信号ＳＥＴを形成するセット信号発生回路３１と、基本信号発生回路８から供給される階調制御用クロックＣＫＣ’と階調データ作成回路６から供給される階調データ（特に制限されないがここでは３ビット）とを比較して駆動パルスの立ち下がりタイミングを与えるリセット信号ＲＥＳを形成する比較回路３２と、上記セット信号発生回路３１および比較回路３２から出力されるセット信号ＳＥＴおよびリセット信号ＲＥＳとによってセットまたはリセットされることにより図３（Ｂ）〜（Ｈ）に示すようなセグメント駆動パルスを形成する駆動パルス形成回路３３と、液晶を交流駆動するため基本信号発生回路８から供給される１水平期間を示す信号ＣＫＦに基づいて上記駆動パルス発生回路３３から供給される駆動パルスを反転または非反転して出力する反転／非反転信号生成回路３４とを備えている。
【００３４】
本実施例において生成されるダミーパルスを有する制御用クロックＣＫＣ’は、１水平期間内のクロックＣＫＣ’の最初と最後のパルス間隔ｔ１，ｔ２が液晶のオン、オフすなわち透過率に影響を与えない程度の値になるように設定するのが望ましい。ただし、液晶表示パネル２に使用される液晶がＴＮ液晶のような場合、その輝度特性は、図５に示すように、完全にリニアな特性を有しておらず、しきい値ＶｏｆｆとＶｏｎの近傍で曲線の傾きが小さくなっているので、上記パルス間隔ｔ１，ｔ２は極端に小さなものとしなくても良い。
【００３５】
なお、上記実施例においては、図３（Ａ）に示すように、階調制御用クロックＣＫＣ’のパルス幅を同一にしているが、液晶表示パネル２に使用される液晶の輝度特性は、前述したように、完全にリニアな特性を有していないので、それを考慮して輝度特性に応じて階調制御クロックのパルス間隔が異なる（図５の特性図における液晶のしきい値Ｖｏｎ、Ｖｏｆｆに近い側ほどパルス間隔を広くする）ようにしてもよい。
また、上記実施例では、セット信号発生回路３１、比較回路３２および駆動パルス発生回路３３を、信号側駆動回路３内に設けているが、これらは階調データ作成回路側に設けるようにしても良い。
【００３６】
図６は、本発明の液晶表示装置を適用して好適なシステムの一例としての液晶テレビ１１の構成を示す。
図６における液晶テレビ１１は、アンテナ１２、チューナ１３、受信回路１４、同期回路１５、Ａ／Ｄ変換器１６、階調制御回路１７、コントローラ１９、インターフェース回路２０などからなる表示制御系と、信号側駆動回路３、走査側駆動回路４、液晶表示パネル２などからなる液晶モジュール２１とにより構成されている。
【００３７】
図１における階調データ作成回路６が図６における階調制御回路１７に相当し、図１における駆動電源発生回路５と走査信号発生回路７と基本信号発生回路８が図６におけるコントローラ１９ないしはインターフェース回路２０に相当する。
【００３８】
アンテナ１２は、受信電波をチューナ１３に供給し、チューナ１３は、コントローラ１９から入力されるチューニング制御信号ＴＣに従って指定チャネルを選択して、アンテナ１２から供給される受信電波を中間周波数信号に変換して受信回路１４に出力する。
【００３９】
受信回路１４は、中間周波数増幅回路、映像検波回路、映像増幅回路、クロマ回路等から構成されており、チューナ１３から入力される中間周波信号を映像検波回路により映像検波を行なってカラー映像信号を取り出し、このカラー映像信号の中から音声信号を取り出して図示しない音声回路に出力するとともに、映像増幅回路によりカラー映像信号を増幅してクロマ回路に渡し、クロマ回路において、受信カラー映像信号からＲ，Ｇ，Ｂの各色映像信号を分離してＡ／Ｄ変換器１６に出力する。
【００４０】
同期回路１５は、受信カラー映像信号の中から水平同期信号Ｈｓｙｎｃと垂直同期信号Ｖｓｙｎｃを取り出してコントローラ１９に出力する。
Ａ／Ｄ変換器１６は、図示しないサンプリング回路とコンパレータ回路とエンコーダ回路等から構成されている。機能的にはＲ，Ｇ，Ｂのアナログ信号をサンプリングしてコンパレータにより基準電圧と比較することでＡ／Ｄ変換（ＲHH〜ＲLLの範囲で等分）した後、エンコーダ回路で例えばＲ，Ｇ，Ｂ各３ビットのデジタル表示データに変換する。
【００４１】
コントローラ１９は、ＣＰＵ（Central Processing Unit ）が内蔵されていて、液晶テレビ１１全体の動作を制御するもので、例えば、水平同期信号（Ｈｓｙｎｃ）と垂直同期信号（Ｖｓｙｎｃ）とに基づいて液晶表示パネル２に画像表示させたり、サンプリングクロックを生成してＡ／Ｄ変換器１６に供給したり、階調制御回路１７等内部回路に対する基本クロックＣＫ１、ＣＫ２や制御信号を形成して供給する。
【００４２】
インターフェース回路２０は、コントローラ１９から入力される水平同期信号と垂直同期信号とを、液晶モジュール２１の信号側駆動回路３と走査側駆動回路４にそれぞれ供給して、液晶パネル２の走査線を順次走査しながら信号線を駆動して液晶表示パネル２に画像表示させる。
【００４３】
なお、上記第２実施例においては、階調レベルが「０」であるセグメント駆動電圧と階調レベルが「７」であるセグメント駆動電圧が１水平期間の間同一レベルすなわち連続してロウレベルまたはハイレベルとなり、ノイズ相殺のための立ち上がりエッジが発生する場合と発生しない場合があることを考慮して、１水平期間の始めと終わりにそれぞれダミーパルスを有するような階調制御用クロックＣＫＣ’を生成して、このクロックと階調データとに基づいてセグメント駆動パルスを形成するようにしているが、上記ダミーパルスを有する階調制御クロックを形成する代わりに、階調データ「０」は強制的に「１」とみなし、階調データ「７」は強制的に「６」とみなしてそれぞれ駆動パルスを発生させるようにしても良い。
このようにすることによって、多少階調表示は低下するもののスパイクノイズによる「糸引き」のような致命的な画質の低下は防止することができる。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、本願発明に係る液晶駆動方法は、一対の透明ガラス基板間に液晶が封入され、一方の透明ガラス基板に形成された複数の走査電極と他方の透明ガラス基板に形成された信号電極とが格子状に配設された液晶表示パネルの前記信号電極に水平期間毎に反転又は非反転して印加される表示駆動信号のパルス幅を、階調レベルを示す階調データと所定のタイミングパターンを有する階調制御用クロックとに基づいて制御し、該表示駆動信号と前記走査電極に供給される走査駆動信号との間の実効電圧により、液晶表示パネルを駆動して階調表示を行なう液晶駆動方法において、前記信号電極に供給される表示駆動信号は２つの電圧レベルを有し、１水平期間内において、前記階調データの何れの階調レベルにおいても、前記各電圧レベル間で変化する立ち上がりと立ち下がりをそれぞれ同一回数行なうようにしたので、階調データの何れの階調レベルにおいても、信号電極に供給される表示駆動信号が１水平期間内において立ち上がりと立ち下がりを同一回数行なって、走査電極に発生するスパイクノイズと極性が逆でかつこれと同一の大きさノイズを１水平期間内に走査電極に印加させることができるため、走査電極に発生するスパイクノイズを完全に相殺することができ、表示駆動信号と走査駆動信号との間の実効電圧の変化を抑制し、いわゆる「糸引き」と呼ばれる画質低下を防止することができる。また、補正パルスを印加してスパイクノイズを相殺する従来方法に比べて、簡単な回路の追加もしくは僅かな回路変更でスパイクノイズによる画質の低下の少ない液晶表示装置を実現することができるという効果がある。
【００４５】
また、本願発明は、請求項２に記載されているように、
前記表示駆動信号の立ち上がりは、１水平期間の開始時期に同期させるようにしたので、
表示駆動信号の立ち上がりタイミングを与える信号もしくはクロックを新たに生成してやる必要がないため、僅かな回路変更で走査電極に発生するスパイクノイズを相殺して画質の低下を防止することができる。その結果、さらにコストの低減を図ることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の液晶駆動方法を適用して好適な液晶表示装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】本発明の液晶駆動方法を適用した液晶表示装置のセグメント電圧波形の一例を示す波形図である。
【図３】本発明の第２の実施例におけるセグメント電圧波形を示す波形図である。
【図４】本発明の第３の実施例における信号側駆動回路の構成例を示すブロック図である。
【図５】ＴＮ液晶に印加される実効電圧と輝度との関係を示す輝度特性図である。
【図６】本発明を適用して好適な液晶テレビの構成例を示すブロック図。
【図７】従来の液晶表示装置におけるセグメント電圧波形を示す波形図である。
【図８】従来の液晶駆動方法における走査駆動信号と表示駆動信号の波形およびスパイクノイズを示す波形図。
【符号の説明】
１  液晶表示装置
２  液晶表示パネル
３  信号側駆動回路
４  走査側駆動回路
５  駆動電源発生回路
６  データ作成回路
７  走査信号発生回路
８  基本信号発生回路
１１  液晶テレビ
１２  アンテナ
１３  チューナ
１４  受信回路
１５  同期回路
１６  Ａ／Ｄ変換器
１７  階調制御回路
１９  コントローラ
２０  インターフェース回路
２１  液晶モジュール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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