(57)【要約】【課題】インパルス型の表示方式において、黒色書き込み方法と過電圧印加方法を組み合わせることにより、一回の黒書き込みで十分な書き込み時間を確保することが出来、残像等のない鮮明な画像を実現することができる新規な液晶表示装置を提供する。【解決手段】液晶パネルを上部と下部に分割して、それぞれを独立に駆動するようにして、上部液晶パネルに意図する画像を表示させている期間に、下部液晶パネルは黒書き込みを行うようにすると共に、前画面で与えられた電圧と現画面で与える電圧との間に電位差が存在する場合、上記電位差よりもわずか大きな過電圧を印加するようにしたもの。【選択図】        図１
2005004085.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに直交する複数の走査線と画像信号線との交点にそれぞれ画素が配置された液晶パネルと、前記走査線を駆動する走査線駆動回路と、前記画像信号線を駆動する画像信号線駆動回路とを有し、上記液晶パネルが表示領域中央で上下に分割され、それぞれが前記駆動回路で独立に駆動できるようになっている液晶表示装置であって、上記液晶パネルのそれぞれの１フレーム間に画素書き込み期間と黒書き込み期間とを設けると共に、両期間が上部及び下部液晶パネルで同時に存在しないようにしたことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
請求項１記載の液晶表示装置において、各画素に対する、前画面で与えられた電圧と現画面で与える電圧との間に電位差が存在する場合、上記電位差よりもわずか大きな過電圧を印加するようにしたことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載の液晶表示装置において、上記過電圧印加回路は１フレーム前の画素データ値を予め保存するメモリと、上記１フレーム前の画素データ値と現在表示しようとする画素データ値とを比較し、所定の過電圧を画素に印加する比較回路と、上記比較回路に上記両画素データ値の差に応じて所定の参照データを与えるルックアップテーブルとを備えたことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項４】
請求項１又は請求項２記載の液晶表示装置において、上記電圧印加回路は１フレーム前が黒の場合のデータ値を予め保存するルックアップテーブルと、上記１フレーム前の黒書き込みデータ値と現在表示しようとする画素データ値とを比較し、所定の過電圧を画素に印加する比較回路とを備えたことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の液晶表示装置において、黒書き込みに代えて単一色書き込みを行うことを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、液晶表示装置に関し、特にアクティブマトリックス方式の液晶パネルを用いた液晶表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、マトリックス状に設けられた複数の液晶表示画素を駆動する液晶表示装置においては、一表示期間（１フレーム）中、所望の表示をし続けるホールド型の表示方式を採用しており、その性質上たとえ液晶の応答速度が十分に速いとしても、人間の目が十分に追従できないために、画像の動きに対して残像や画像ボケなどを生じていた。
【０００３】
そこで、ＣＲＴと同様に、１フレーム中の一部の期間だけ所望の表示をするインパルス型の表示方式を採用した液晶表示装置が提案されている。これは１フレーム内に所望の表示データを書き込み、一定時間経過した後に黒色を書き込む方法であるが、現状の表示装置の制御形態では１フレームで十分な黒書き込み時間を確保することはできず、複雑な制御による確保が必要となっていた。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８―１２２７４７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、上記のような問題点を解消するためになされたもので、インパルス型の表示方式において、黒色書き込み方法を採用するに当たり、一回の黒書き込みで十分な書き込み時間を確保することが出来る新規な液晶表示装置を提供することを目的とする。
更にこの発明は、液晶の応答速度を速め、より鮮明な画像を表示できる液晶表示装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係わる液晶表示装置は、互いに直交する複数の走査線と画像信号線との交点にそれぞれ画素が配置された液晶パネルと、前記走査線を駆動する走査線駆動回路と、前記画像信号線を駆動する画像信号線駆動回路とを有し、上記液晶パネルが表示領域中央で上下に分割され、それぞれが前記駆動回路で独立に駆動できるようになっている液晶表示装置であって、上記液晶パネルのそれぞれの１フレーム間に画素書き込み期間と黒書き込み期間とを設けると共に、両期間が上部及び下部液晶パネルで同時に存在しないようにしたことを特徴とするものである。
【０００７】
また、上述の液晶表示装置において、各画素に対する、前画面で与えられた電圧と現画面で与える電圧との間に電位差が存在する場合、上記電位差よりもわずか大きな過電圧を印加するようにしたことを特徴とするものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１である液晶表示装置の全体概略構成図で、図において、１は液晶パネルを示し、上部パネル１Ａと下部パネル１Ｂとで構成されている。タイミングコントローラ２から制御される上部及び下部別々の画像信号線駆動回路３、４を備え、上記上部パネル１Ａ、下部パネル１Ｂを別々に駆動する走査線駆動回路５、６が存在する。
【０００９】
図２は図１の液晶表示部の更に詳細な回路構成図を示すものであり、特に液晶パネルを駆動するための周辺回路の構成を示したものである。
液晶パネル３０１の周囲には液晶パネルを駆動するために上下に配置した画像信号線駆動回路４０１〜４０８及び１０１〜１０８が設けられ、側部には走査線駆動回路２０１〜２０３が設けられ、それぞれタイミングコントローラ２から制御信号が供給されている。
【００１０】
なお、上記タイミングコントローラ２の制御基準となる信号には、液晶パネルの水平方向の同期を取るための基準信号として用いられる水平同期信号ＨＤ、液晶パネルの垂直方向の同期を取るための基準信号として用いられる垂直同期信号ＶＤ、画像データが有効である期間を示すデータイネーブル信号ＤＥＮＡ等があり、液晶表示装置の外部から与えられた画像表示データＲ．Ｇ．Ｂ−データ及びこれらの処理を行うための基準となるクロックＤＣＬＫと共にタイミングコントローラ２に入力されている。
【００１１】
なお、画像信号線駆動回路１０１〜１０８、４０１〜４０８は複数の画像信号線を駆動するための回路を内部にそれぞれ集積しており、走査線駆動回路２０１〜２０３は複数の走査線を駆動するための回路を内部にそれぞれ集積している。さらに、これらの集積回路を複数個使うことによって大画面液晶パネル３０１の画像信号線数および走査線数に対応している。
【００１２】
タイミングコントローラ２から画像信号線駆動回路に出力される信号には、液晶パネルの上辺部に位置する画像信号線駆動回路４０１〜４０８において用いられるクロックＣＬＫ２、液晶パネルの下辺部に位置する画像信号線駆動回路１０１〜１０８において用いられるクロックＣＬＫ１と共に、液晶パネルの上辺部に位置する画像信号線駆動回路において画像データの水平方向の始まりを示すスタートパルスＳＴＨ２、液晶パネルの下辺部に位置する画像信号線駆動回路において画像データの水平方向の始まりを示すスタートパルスＳＴＨ１、液晶パネルの上辺部に位置する画像信号線駆動回路において液晶駆動の極性を反転するための極性反転信号ＰＯＬ２（図示せず）、液晶パネルの下辺部に位置する画像信号線駆動回路において液晶駆動の極性を反転するための極性反転信号ＰＯＬ１（図示せず）、液晶パネルの上辺部に位置する画像信号線駆動回路において画像データを画像信号線駆動回路の出力側に伝えるためのラッチパルスＬＰ２、液晶パネルの下辺部に位置する画像信号線駆動回路において画像データを画像信号線駆動回路の出力側に伝えるためのラッチパルスＬＰ１などの制御信号および表示データ信号などが含まれている。
【００１３】
また、タイミングコントローラから走査線駆動回路に出力される信号には、走査線駆動回路で信号処理を行うためのクロックＣＬＫＶ、垂直走査の始まりを示すスタートパルスＳＴＶなどが含まれる。
上記の構成にすることにより、画像信号線駆動回路は上部のグループと下部のグループに分かれて独立に駆動することが可能となる。
【００１４】
次に実施の形態１における液晶パネル内部を詳細に示した回路構成を図３に示す。図３中の液晶パネル中の画像信号線は途中で切断されており、その切断された液晶パネル上部は、液晶パネルの上辺部に位置する画像信号線駆動回路４０１〜４０８、切断されたパネル下部は、液晶パネルの下辺部に位置する画像信号線駆動回路１０１〜１０８でそれぞれ駆動される。
【００１５】
前記液晶パネルにおいて、各画像信号線Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３・・・は、それぞれ前記画像信号線駆動回路１０１〜１０８、４０１〜４０８から出力された信号を各画素に伝え、各走査線Ｇ１、Ｇ２・・・ＧＭは、それぞれ前記走査線駆動回路２０１〜２０３から出力された信号を各画素に伝える役目を果たしている。このように格子状に張り巡らされた画像信号線および走査線を介して各画素に位置する液晶に所望の電圧を加えることで所定の液晶表示を行っている。
【００１６】
なお、図３の中のＴＦＴ  （Ｔｈｉｎ  ＦｉｌｍＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ）は、液晶に書き込みを行うためのスイッチの役割を果たし、ＣＬＣは液晶を含む画素部分が持つ静電容量、Ｃｓは前記静電容量ＣＬＣを補助するためにパネル内で設けられた静電容量、ＶＣＯＭは各画素を駆動する際の基準電位を表し、これらが一つの画素として働く。
また、図１〜図３は、液晶パネル下方から上方に順番に走査するものとして記述している。
【００１７】
次に、タイミングコントローラ２への入力および、タイミングコントローラ２からの出力における電気的波形を図４に示している。なおこの図では、入出力されるクロックＤＣＬＫ、ＣＬＫＨと表示データＲ，Ｇ，Ｂ−ｄａｔａ、Ｒ，Ｇ，Ｂ−ｄａｔａ１、Ｒ，Ｇ，Ｂ−ｄａｔａ２については図示を省略している。
【００１８】
図４の中の電気的波形は、それぞれ１１がＨＤ、１２が垂直同期信号ＶＤ、１３がデータイネーブル信号ＤＥＮＡ、２１がクロックＣＬＫＶ、２２がスタートパルスＳＴＶを示している。また、３１〜３３は下部の液晶パネルに接続される画像信号線駆動回路に入力するための信号を示したもので、３１はスタートパルスＳＴＨ１、３２は極性反転信号ＰＯＬ１、３３はラッチパルスＬＰ１を示している。さらに、４１〜４３は上部の液晶パネルに接続される画像信号線駆動回路に入力するための信号を示したもので、４１はスタートパルスＳＴＨ２、４２は極性反転信号ＰＯＬ２、４３はラッチパルスＬＰ２を示している。
【００１９】
この図においては、水平同期信号ＨＤ（１１）がｌｏｗの期間を水平シンク（同期）期間と称し、その水平シンク期間と水平シンク期間の間が１ライン分の画像データ書き込み期間を意味し、また、垂直同期信号ＶＤ（１２）がｌｏｗの期間を垂直シンク（同期）期間と称し、その垂直シンク期間と垂直シンク期間の間が１フレーム（１画面）分の画像データ書き込み期間であることを意味する。
【００２０】
また、同図のスタートパルスＳＴＨ１（３１）のＡは液晶パネル下部に対する画像表示データの書き込み期間を示しており、Ｂは液晶パネル下部に対する黒書き込み期間を示している。同様に、ＳＴＨ２（４１）のＡ’は液晶パネル上部に対する画像表示データの書き込み期間を示しており、Ｂ’は液晶パネル上部に対する黒書き込み期間を示している。
【００２１】
図から分かるように、上部及び下部液晶パネルはそれぞれ１フレーム間に画像表示データの書き込み期間と黒書き込み期間とを備えており、Ａの期間に液晶パネル下部に所望の画素を書き込んでいる間に、Ｂ’の期間で液晶パネル上部には黒色を書き込んでおり、逆にＡ’の期間に液晶パネル上部に所望の画素を書き込んでいる間に、Ｂの期間で液晶パネル下部には黒色を書き込むようになされている。
【００２２】
さらに、Ｃは、それぞれの液晶パネルの部分における、画像表示データの書き込み期間から黒書き込み期間への移行期間で、特に何も書き込みを行わない期間を示しており、この期間の長さを調節することによって黒書き込みのタイミングを調節することができる。ただし、Ｃを長く取りすぎることによってＢが次の画像表示期間のＡに及んではならない。  同様にＢ’も次の画像表示期間のＡ’に及んではならない。
【００２３】
以上のように、実施形態１によれば、前記液晶パネルを上部と下部に分割して、それぞれを独立に駆動しているため、１フレームの間に所望の画素書き込みと黒書き込みを行うことができる。すなわち上部液晶パネルに意図する画像を表示させている期間に、下部液晶パネルは黒書き込みを行うことができるので、黒書き込み時間を十分長くとることができ、残像等のない鮮明な画像を実現することができる。
【００２４】
また、画素書き込み期間もしくは黒書き込み期間が、両方同時に上部もしくは下部の液晶パネルの範囲内において存在しない限り、黒書き込みのタイミングをずらして調節することが出来る。そのため、垂直ブランキング期間を広げることにより黒書き込みタイミングの調節範囲を広げることも可能である。
なお、前記実施形態では、所望の表示画像と全画面の黒とを交互に表示するものとして記述したが、全画面の黒の変わりに全画面を黒に近い単一色を用いても実質的に同様の効果を得ることができる。
【００２５】
実施の形態２．
一般的に、液晶ディスプレイはテレビ信号やパソコンの信号で駆動される。
これらの信号の画面切り換え周波数は６０Ｈｚ前後であり、一画面の表示期間は約１６．７ｍｓである。一方液晶パネルの応答速度は一般的には３０から６０ｍｓであり、６０Ｈｚの画面切り替え周波数では十分な応答が完了していない。
実施形態２は、このような液晶パネルの応答速度の遅さを改善する手法を付加した液晶表示装置に関するものである。図５にこのような要請に応えた電圧印加回路の一例を示しており、１フレーム前が黒の場合のデータ値を予め保存しておき、上記１フレーム前のデータ値と現在表示しようとする画素データ値とを比較し、その比較値に応じて所定の過電圧を画素に加えるようにしたものである。すなわち、所望の表示画像を出力する際に、液晶にかける電圧を、所望の電圧とはわずかに異なった電圧とし、図４の液晶パネルに所望の画素を書き込んでいる期間Ａ、Ａ’の部分に与えるようにしたものである。
【００２６】
具体的には、画像信号線駆動回路へ入力するよりも前の段階で、ある画素において、予めメモリ１０に蓄えておいた１フレーム前の画素データの値Ｄ１と、現在表示しようとしている画素データの値Ｄ２を比較回路１１において、ＲＧＢ（Ｒ：ｒｅｄ信号、Ｇ：ｇｒｅｅｎ信号、Ｂ：ｂｌｕｅ信号）それぞれに比較して、１フレーム前の画素データの値よりも現在表示しようとしている画素データの値が低い場合には、現在表示しようとする画素データよりもわずかに低い値を画像信号線駆動回路に与え、また、１フレーム前の画素データの値よりも現在表示しようとしている画素データの値が高い場合には、現在表示しようとする画素データよりもわずかに高い値を画像信号線駆動回路に与える。
【００２７】
また、１フレーム前の画素データの値と現在表示しようとしている画素データの値が同じかもしくはかなり近い値の場合は、現在表示しようとする画素データはそのまま画像信号線駆動回路に与える。なお、この与えるデータを決めるために、ルックアップテーブル（ＬＵＴ）１２の中に蓄えられている比較表を参照する。上記ルックアップテーブル（ＬＵＴ）はＲ（Ｒｅｄ）、Ｇ（Ｇｒｅｅｎ）、Ｂ（Ｂｌｕｅ）に対して共通のものを使用してもよいし、Ｒ、Ｇ、Ｂそれぞれに対して別個のものを用いれば、より細かな設定が可能となる。
【００２８】
このように、各画素には、フレーム間で変化が生じたときに応じて、前画面で画素に与えられていた電圧と現画面で画素に与える電圧との電位差を通常よりもわずか大きな電圧（過電圧）を掛けることによって、各画素における液晶の過渡的な応答を早めることができ、より鮮明な画像を実現できる効果を有する。
【００２９】
実施の形態３．
図６は実施の形態２を更に改良した実施の形態３を示す回路構成を示している。図５の方法と異なる点は、１フレーム前の画素データの値を予め貯えるメモリ１０を省略した点である。すなわち上記実施形態２では前画面とこれから表示しようとする画面の比較を行わなくてはならないため、前画面の全てのデータを保存するメモリを必要とする。しかし、黒書き込み機能と過電圧印加機能とを組み合わせた場合には、通常の表示画面の前は必ず黒書き込み期間となっている。
【００３０】
従って黒のデータをメモリで保存する必要性がなく、単に通常の表示画面と黒を比較するだけでよい。また、ルックアップテーブル（ＬＵＴ）は実施の形態２では色々な変化に対する過電圧の係数を保存する必要があり、前画面データと現画面データの比較のために２次元の係数テーブルが必要であるが、本実施の形態では黒と現表示画面との比較係数しか必要がないため１次元の係数テーブルでよいことになる。
このため比較のために参照される１フレーム分の画素データを保存するための特別なメモリを準備する必要がなくなり回路を経済的に準備することができると共に、ＬＵＴ（ルックアップテーブル）のメモリもごく小さい量でよい。
【００３１】
前記では、所望の表示画像と全画面の黒とを交互に表示すると記述したが、全画面の黒の代わりに全画面を単一色で用いてもこれに近い効果が得ることができる。
また、前記本実施形態では、実施形態１の黒書き込み方式と組み合わせることを前提としたが、他の黒書き込み方式と組み合わせても同様の効果が得られる。
これらによって、黒書き込み方式の効果と過電圧方式の効果を、少ないメモリの量で実現できて、鮮明な動画を表示することができる。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の液晶表示装置によれば、液晶パネルを上部と下部に分割して、それぞれを独立に駆動しているため、上部液晶パネルに意図する画像を表示させている期間に、下部液晶パネルは黒書き込みを行うことができるので、黒書き込み時間を十分長くとることができ、残像等のない鮮明な画像を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１である液晶表示装置の全体概略構成図である。
【図２】図１の液晶表示部の更に詳細な回路構成図である。
【図３】実施の形態１における液晶パネル内部の詳細回路構成図である。
【図４】タイミングコントローラの入出力電気波形図である。
【図５】過電圧印加回路のブロック構成図である。
【図６】図５の過電圧印加回路を更に改良したブロック構成図である。
【符号の説明】
１    液晶パネル
２    タイミングコントローラ
１０    メモリ
１１    比較回路
１２    ルックアップテーブル
１０１〜１０８    画像信号線駆動回路
２０１〜２０３    走査線駆動回路
４０１〜４０８    画像信号線駆動回路
【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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