(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
走査線駆動回路により、映像入力信号に応じた走査タイミングで前記各走査線を走査するとともに、当該各信号線に入力される映像入力信号を、信号線駆動回路により、正と負の映像信号を交互に所定周期毎に極性反転して表示する液晶駆動装置において、
前記映像入力信号の大きさによって、前記信号線に供給される映像入力信号の極性反転周期を異ならせ、輝度の変化量が急峻な領域での極性反転周期を早くし、輝度の変化量が緩やかな領域での極性反転の周期を遅くするように制御する極性反転周期制御手段を設けたことを特徴とする液晶駆動装置。
【請求項２】
前記極性反転周期制御手段は、映像入力信号の階調数に応じて前記極性反転周期及び駆動電圧を設定する設定データを記憶する反転周期設定手段を具備することを特徴とする請求項１記載の液晶駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、液晶駆動装置に係り、詳細には、例えば、映像入力信号を極性反転させて画素毎のトランジスタを交流駆動する、アクティブマトリックスＬＣＤの駆動制御に好適な液晶駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えばＴＮ（Twisted Nematic）液晶を用いた液晶表示パネル等を使っ て階調表示を行う場合は、表示する階調データに応じて液晶に印加する電圧を制御することにより行っている。この印加電圧の制御は、階調データに応じた電圧印加時間、あるいは印加電圧値を変えて、液晶にかかる実効電圧を制御するものである。
【０００３】
印加電圧（Ｖｏｐ）の実効値を制御して多階調表示する場合は、液晶に電圧を徐々に印加していくと、液晶分子の配向ベクトルが電界方向に向きをそろえるように立ち上がり始める。
【０００４】
図４は、ＴＮ液晶に印加される実効電圧と輝度との関係を示す線図である。図４に示すように、しきい値電圧（ＶOFF ）を超えたあたりから急激に旋光性を失って透過光が遮断され、黒い表示があらわれる。そして、印加電圧をさらに上げると徐々に輝度が上昇し、飽和電圧（ＶON）以上の実効電圧を印加することによって、コントラストの高い良好な表示が得られる
従来、電圧印加時間を可変して８階調表示を行う場合は、図４のＴＮ液晶の特性線図のしきい値電圧（ＶOFF ）〜飽和電圧（ＶON）までの間（Ｔ１）を８等分した電圧の印加時間を選択することによって、それぞれの階調を表示することができる。このように、従来の多階調表示では、電圧平均化法を用いて、映像信号の階調数に応じた液晶駆動電圧パルスのパルス幅を制御（ＰＷＭ）することにより行っていた。具体的には、以下に述べる階調制御回路１を用いて階調数に応じた液晶駆動パルスのパルス幅を予め設定するものである。
【０００５】
また、従来のアクティブマトリクスＬＣＤを駆動する液晶駆動装置では、走査線と信号線の各交点に接続されたＴＦＴ（Thin Film Transistor）において、各信号線に入力される映像入力信号を、１水平期間毎、あるいは１フレーム毎に極性反転させる交流駆動を行うことにより、画素電極へのＤＣ成分の残留を防止している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のアクティブマトリクスＬＣＤを駆動する液晶駆動装置にあっては、各信号線に入力される映像入力信号を、１水平期間毎、あるいは１フレーム毎に極性反転させる交流駆動を行うことにより、画素電極へのＤＣ成分の残留を防止しているが、その極性反転周期は、映像入力信号の階調数データによらず等間隔で極性反転するように制御されていたため、その極性反転周期を長くするとフリッカを発生させたり、また、極性反転周期を短くすると消費電力を増大させるという問題点があった。
【０００７】
本発明の目的は、映像入力信号の階調数の変化に合わせてＴＦＴを交流駆動する際の極性反転周期を可変制御して、フリッカの発生を防止し、消費電力を低減する液晶駆動装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、走査線駆動回路により、映像入力信号に応じた走査タイミングで前記各走査線を走査するとともに、当該各信号線に入力される映像入力信号を、信号線駆動回路により、正と負の映像信号を交互に所定周期毎に極性反転して表示する液晶駆動装置において、前記映像入力信号の大きさによって、前記信号線に供給される映像入力信号の極性反転周期を異ならせ、輝度の変化量が急峻な領域での極性反転周期を早くし、輝度の変化量が緩やかな領域での極性反転の周期を遅くするように制御する極性反転周期制御手段を設けたことを特徴としている。
【０００９】
また、この場合、請求項２に記載するように、前記極性反転周期制御手段は、映像入力信号の階調数に応じて前記極性反転周期及び駆動電圧を設定する設定データを記憶する反転周期設定手段を具備することが有効である。
【００１０】
【作用】
請求項１記載の発明によれば、走査線駆動回路により、映像入力信号に応じた走査タイミングで前記各走査線を走査するとともに、当該各信号線に入力される映像入力信号を、信号線駆動回路により、正と負の映像信号を交互に所定周期毎に極性反転して表示する液晶駆動装置において、極性反転周期制御手段により、前記映像入力信号の大きさによって、前記信号線に供給される映像入力信号の極性反転周期を異ならせ、輝度の変化量が急峻な領域での極性反転周期を早くし、輝度の変化量が緩やかな領域での極性反転の周期を遅くするように制御される。
【００１１】
したがって、従来の階調によらず極性反転周期一定の制御に比べて、輝度変化量が大きい表示データを転送する際の極性反転周期を最適化（長くしすぎない）して、フリッカの発生を防止することができるとともに、輝度変化量が小さい表示データを転送する際の電圧レベルを変化させる周期を最適化（短くしすぎない）して、消費電力を低減することができる。
【００１２】
請求項２記載の発明によれば、
前記極性反転周期制御手段は、映像入力信号の階調数に応じて前記極性反転周期及び駆動電圧を設定する設定データを記憶する反転周期設定手段を具備するので、表示する階調数に対応して極性反転周期を容易に設定することができる。
【００１３】
【実施例】
以下、図１〜図３を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。
図１〜図３は、本発明を適用した液晶表示装置の一実施例を示す図である。
【００１４】
まず、構成を説明する。
図１は、本実施例の液晶表示装置１の要部ブロック構成を示す図である。
この図１において、液晶表示装置１は、信号源２、Ａ／Ｄ変換回路３、データ変換回路４、制御回路５、インターフェース回路６、走査側駆動回路７、信号側駆動回路８及びアクティブマトリックス型液晶表示パネル９等により構成されている。
【００１５】
信号源２は、外部入力される同期信号を含む映像信号から同期信号を分離した映像信号Ｄ１をＡ／Ｄ変換回路３に出力するとともに、同期信号を含む映像信号Ｓ１を制御回路５に出力する。
【００１６】
Ａ／Ｄ変換回路３は、信号源２から入力される映像信号Ｄ１を制御回路５から入力されるタイミング信号Ｓ２に基づいてＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換（サンプリング）し、そのデジタル映像信号Ｄ２をデータ変換回路４に出力する。データ変換回路４は、Ａ／Ｄ変換回路３から入力されるデジタル映像信号Ｄ２を信号側駆動回路８で保持可能なデータ形式に変換し、そのデジタル映像データＤ３を信号側駆動回路８に出力する。
【００１７】
すなわち、データ変換回路４は、例えば、Ａ／Ｄ変換回路３から入力されるデジタル映像信号Ｄ２を制御回路５から入力されるタイミング信号Ｓ２により順次読み込み、１ライン分のデジタル映像信号Ｄ２を読み込んだ後、そのデジタル映像信号Ｄ２に応じて階調信号を生成して、表示データＤ３として信号側駆動回路８に出力する。
【００１８】
また、本実施例のデータ変換回路４では、この表示データＤ３を生成するため、図２に示すようなデータ変換テーブルを格納しており、このデータ変換テーブルにより、入力されるデジタル映像信号Ｄ２に応じた８階調データを交流駆動する際の極性反転周期及び電圧レベルを設定しており、制御回路５から１水平期間毎に入力されるカウント信号Ｓ３により、このデータ変換テーブルに基づいて階調信号を生成し、上記表示データＤ３を信号側駆動回路８に出力する。
【００１９】
図２のデータ変換テーブルは、ＬＣＤ９に表示される映像の階調数を“８”とした場合の設定内容であり、入力されるデジタル映像信号Ｄ２の階調“０”〜“７”の８段階で設定し、その階調毎に交流駆動する設定電圧の振幅を“０”〜“１５”の１６段階に設定し、その極性反転する周期が制御回路５から１水平期間毎に入力されるカウント信号Ｓ３により、所定の階調以上又は以下のものが他の階調とは異なるものとなるように設定してある。
【００２０】
その極性反転周期の設定は、本実施例の場合は、デジタル映像信号の階調が“０”，“１”と“６”，“７”の場合は２水平期間毎に極性を反転し、階調が“２”〜“５”の場合は１水平期間毎に極性を反転している。この極性反転周期の設定の根拠としては、図３に示す本実施例の液晶の特性曲線に基づいている。
【００２１】
すなわち、図３において、縦軸に液晶の輝度、横軸に印加電圧（Ｖｏｐ）の実効値を示しており、閾値電圧（ＶOFF）を越えた付近と、飽和電圧（ＶON）の少し手前で輝度が緩やかに変化し、その中間部分では輝度の変化量が急峻となっている。そこで、図３中に示すように、この特性曲線を８階調で等分に分割した場合、本実施例では、図中の輝度の変化量が緩やかな階調“０”，“１”と“６”，“７”では、交流駆動の周期を長く（例えば、階調０では、電圧レベル“０”と“１５”を２水平周期毎に反転し）設定し、輝度の変化量が急峻な階調“２”〜“５”では、交流駆動の周期を短く（例えば、階調２では、電圧レベル“２”と“１３”を１水平周期毎に反転し）設定している。
【００２２】
このように、輝度の変化量が急峻な領域での極性反転の周期を早くすることによりフリッカを抑えることができるし、また、輝度の変化量が緩やかな領域は駆動電圧が高いから、この領域での極性反転の周期を遅くすることにより消費電力を低減することができる。
【００２３】
制御回路５は、信号源２から入力される映像信号Ｓ１に含まれる同期信号に基づいてタイミング信号Ｓ２を生成してＡ／Ｄ変換回路３に出力するとともに、その同期信号から水平同期信号Ｓ４及び垂直同期信号Ｓ５を分離し、インターフェース回路６に出力する。また、制御回路５は、映像信号から分離した同期信号から１水平期間毎にカウントアップするカウンタを内蔵し、そのカウント信号Ｓ３をデータ変換回路４に出力する。
【００２４】
インターフェース回路６は、制御回路５から入力される水平同期信号Ｓ４及び垂直同期信号Ｓ５に基づいて走査側表示制御信号Ｓ６及び信号側表示制御信号Ｓ７を生成し、その走査側表示制御信号Ｓ６を走査側駆動回路７に出力するとともに、その信号側表示制御信号Ｓ７を信号側駆動回路８に出力する。
【００２５】
走査側駆動回路７は、インターフェース回路６から入力される走査側表示制御信号Ｓ６に基づいてアクティブマトリックス型液晶表示パネル９内の所定数の走査線を順次走査して駆動する。また、信号側駆動回路８は、インターフェース回路６から入力される信号側表示制御信号Ｓ７に基づいてアクティブマトリックス型液晶表示パネル９内の所定数の信号線を順次選択して、データ変換回路４から入力される表示データＤ３を、順次選択した信号ラインに転送する。
【００２６】
アクティブマトリックス型液晶表示パネル９は、一対の透明ガラス基板間に液晶が封入され、この一対の透明ガラス基板の相対向する面に複数の走査線と信号線がマトリックス状に形成されて、走査線と信号線との各交点にＴＦＴ１０と該ＴＦＴ１０に接続された液晶１１からなる表示ドットが形成されおり、上記走査側駆動回路７及び信号側駆動回路８による駆動制御により順次走査線及び信号線が選択駆動されて、順次選択された交点の液晶１１に表示データ（階調データ）に基づくが電荷が蓄積され、その表示データに基づく文字やイメージが階調表示される。
【００２７】
次に、本実施例の動作を説明する。
本実施例の液晶表示装置１の図示しない主電源がＯＮされると、図示しない電源回路により図１に示した各ブロックに電源電圧が供給されて、各ブロックの動作が開始される。
【００２８】
そして、信号源２から同期信号を含む映像信号Ｓ１の制御回路５への出力が開始されるとともに、同期信号を分離した映像信号Ｄ１のＡ／Ｄ変換回路３への出力が開始されると、制御回路５では、入力された映像信号Ｓ１から同期信号が分離され、その同期信号に基づいてタイミング信号Ｓ２が生成されてＡ／Ｄ変換回路３に出力されるとともに、その同期信号から水平同期信号Ｓ４及び垂直同期信号Ｓ５が分離されて、インターフェース回路６に出力される。
【００２９】
また、制御回路５では、映像信号Ｓ１から分離した同期信号から１水平期間毎に内蔵するカウンタがカウントアップされ、そのカウント信号Ｓ３がデータ変換回路４に出力される。
【００３０】
また、Ａ／Ｄ変換回路３では、制御回路５から入力されるタイミング信号Ｓ２に基づいて、映像信号Ｄ１がＡ／Ｄ変換され、そのＡ／Ｄ変換されたデジタル映像信号Ｄ２がデータ変換回路４に出力される。
【００３１】
そして、データ変換回路４では、制御回路５から入力されるタイミング信号Ｓ２により、Ａ／Ｄ変換回路３から入力されるデジタル映像信号Ｄ２が１ライン毎に順次読み込まれ、そのデジタル映像信号Ｄ２に応じた階調信号が生成される。この時、図２に示したデータ変換テーブルにより、そのデジタル映像信号Ｄ２に応じた階調数により交流駆動する電圧振幅（“０”〜“１５”段階）が設定されるとともに、その階調数に応じて制御回路５から入力されるカウント信号Ｓ３により、その設定された極性反転周期で設定電圧が切り替えられて、表示データＤ３として信号側駆動回路８に出力される。
【００３２】
また、インターフェース回路６では、制御回路５から入力される水平同期信号Ｓ４及び垂直同期信号Ｓ５からに走査側表示制御信号Ｓ６及び信号側表示制御信号Ｓ７が生成され、その走査側表示制御信号Ｓ６が走査側駆動回路７に出力されるとともに、その信号側表示制御信号Ｓ７が信号側駆動回路８に出力される。
【００３３】
そして、走査側駆動回路７では、インターフェース回路６から入力される走査側表示制御信号Ｓ６に基づいてアクティブマトリックス型液晶表示パネル９内の所定数の走査線を順次走査して駆動し、信号側駆動回路８では、インターフェース回路６から入力される信号側表示制御信号Ｓ７に基づいてアクティブマトリックス型液晶表示パネル９内の所定数の信号線を順次選択して、データ変換回路４から入力される表示データＤ３を、順次選択した信号ラインに転送することにより、アクティブマトリックス型液晶表示パネル９では、順次選択された交点の液晶に表示データ（階調データ）に基づくが電荷が蓄積され、その表示データに基づく文字やイメージが階調表示される。
【００３４】
以上のように、本実施例の液晶表示装置１では、データ変換回路４において、アクティブマトリックス型液晶表示パネル９内のＴＦＴ１０を交流駆動する際の極性反転周期を、アクティブマトリックス型液晶表示パネル９の液晶特性曲線の階調変化に基づいて、その階調毎に可変制御するようにしたため、すなわち、輝度変化量が緩やかな階調“０”，“１”と“６”，“７”では、交流駆動の周期を長く（例えば、２水平周期毎に極性反転し）設定し、輝度の変化量が急峻な階調“２”〜“５”では、交流駆動の周期を短く（例えば、１水平周期毎に極性反転し）設定したため、従来の階調によらず極性反転周期一定の制御に比べて、輝度変化量が大きい表示データを転送する際のフリッカの発生を防止することができるとともに、輝度変化量が小さい表示データを転送する際の電圧レベルの変化を緩慢にして消費電力を低減することができる。
【００３５】
その結果、交流駆動方法を採用する液晶表示装置１の表示能力の向上と消費電力の低減を図ることができる。
なお、上記実施例では、８階調の表示データにおいて極性反転周期を表示データに応じて制御する場合を説明したが、その他の階調数、例えば、１６階調や２４階調の表示データにおいても同様に極性反転周期を可変制御することが可能であることは勿論である。すなわち、図２に示したデータ変換テーブルの設定内容を、その要求される表示階調数に合わせて最適に設定変更することことにより、容易に対応させることができる。
【００３６】
また、本発明は、アクティブマトリックス型に限らず単純マトリックス型の液晶表示パネルにも適用可能である。さらに、上記実施例では、階調数に応じて極性反転周期を制御する場合で説明したが、近年、カラーフィルターを用いずに液晶の複屈折特性を利用して、液晶の駆動電圧の制御によりカラー表示する液晶表示パネルが開発されているが、このようなものにも適用することが可能である。
【００３７】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、従来の階調によらず極性反転周期一定の制御に比べて、輝度変化量が大きい表示データを転送する際の極性反転周期を最適化（長くしすぎない）して、フリッカの発生を防止することができるとともに、輝度変化量が小さい表示データを転送する際の電圧レベルを変化させる周期を最適化（短くしすぎない）して、消費電力を低減することができる。
【００３８】
請求項２記載の発明によれば、表示する階調数に対応して極性反転周期を容易に設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した液晶表示装置の要部ブロック構成図。
【図２】図１のデータ変換回路内に格納されるデータ変換テーブルの一例を示す図。
【図３】本実施例のＬＣＤの液晶の特性曲線を示す図。
【図４】従来のＴＮ液晶の特性曲線を示す図。
【符号の説明】
１    液晶表示装置
２    信号源
３    Ａ／Ｄ変換回路
４    データ変換回路
５    制御回路
６    インターフェース回路
７    走査側駆動回路
８    信号側駆動回路
９    アクティブマトリックス型液晶表示パネル
【図１】
0003684611.tif 000002
【図２】
0003684611.tif 000003
【図３】
0003684611.tif 000004
【図４】
0003684611.tif 000005