JP2002149132A

JP2002149132A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JP2002149132A
Application number: JP2000345294A
Authority: JP
Inventors: Akimasa Yuki; 昭正結城; Shin Tabata; 伸田畑; Kyoichiro Oda; 恭一郎小田; Toshio Hida; 敏男飛田; Shiro Miyake; 史郎三宅; Kazuhiro Kobayashi; 和弘小林; Keiichi Murayama; 慶一村山
Original assignee: Advanced Display Inc; Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Advanced Display Inc; Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2000-11-13
Filing date: 2000-11-13
Publication date: 2002-05-24

Abstract

(57)【要約】【課題】高画質な動画表示が可能で、かつ、低消費電
力なアクティブマトリックス型液晶表示装置を提供す
る。【解決手段】アクティブマトリックス型液晶表示装置
において、１フレーム期間を複数のサブフレーム期間に
分割し、各サブフレーム期間の前に当該サブフレーム期
間中に走査する全ラインの画素を一括選択し、この一括
選択に同期して、画素電位を揃えるための消去信号を一
括選択された画素に書き込む。また、本来の画像信号レ
ベルを消去信号レベルからのレベル差が大きくなる方向
に補正して変換する機能を有し、この変換された信号を
画像信号として各画素に書き込むため、液晶の応答速度
が加速され、液晶パネルの輝度が向上する。更に、サブ
フレーム期間中に走査する全ラインの画素に一括して消
去信号を書き込むため、従来と同等の駆動周波数で動作
させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アクティブマトリ
ックス型液晶表示装置に関し、特に、高画質な動画表示
が可能で低消費電力なアクティブマトリックス型液晶表
示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、高精細表示、低消費電力、省スペ
ースを実現できる液晶表示装置（以下、ＬＣＤという）
が、コンピュータモニタやテレビジョン表示装置などの
様々な用途に急速に普及しつつある。しかし、ＬＣＤ
は、これらの用途に従来から主に用いられてきた陰極線
管（以下、ＣＲＴという）に対して、動画表示における
画質が十分ではない。

【０００３】例えば、図１２（ａ）に示すように、黒い
背景中を白い物体５０が矢印の方向に移動する画面を表
示する場合、ＬＣＤでは図１２（ｂ）に示すように、観
視者に物体５０の輪郭がぼけて知覚される「動きぼけ」
や、図１２（ｃ）に示すように、移動前の物体５０の残
像５１が知覚される「ゴースト」が発生してしまう。

【０００４】こうした動画表示上の問題は、一つには、
信号に対する液晶の応答時間が長いことに起因する。現
在一般に用いられているツイステッド・ネマチック型
（以下、ＴＮ型という）やスーパ・ツイステッド・ネマ
チチック型（以下、ＳＴＮ型という）のＬＣＤにおいて
は、液晶に電界を印加してから液晶分子の配列が変化し
て所望の光透過率に達するまでの電気光学応答時間が、
一般的な映像信号のフレーム周期である１６．７ｍｓｅ
ｃに対して数倍長いため、１フレーム期間内に動き部分
の光学応答が完了しない。この液晶の光学応答の遅れ
が、「動きぼけ」や「ゴースト」として視認されてしま
う。

【０００５】また、ＬＣＤが次のフレームの画像情報に
書き換えられるまで、発光を続けるホールド型であるこ
とも、動画に対する表示品質が低い原因であるとされて
いる。ＬＣＤとして多く用いられている薄膜トランジス
タ型（以下、ＴＦＴ型という）ＬＣＤは、液晶に電界を
印加することにより蓄えられた電荷が、次に電界を印加
するまで比較的高い割合で保持される。このため、図１
３（ａ）に示すように、ＬＣＤの各画素は次のフレーム
の画像情報に基づく電界印加により書き換えられるまで
発光を続ける。一方、電子ビームを走査して蛍光体を発
光させて表示を行うＣＲＴ表示装置においては、図１３
（ｂ）に示すように、各画素の発光は概ねインパルス状
となる。従って、ＬＣＤは、ＣＲＴに比べて画像表示光
の時間周波数特性が低く、それに伴い空間周波数特性も
低下して観視画像に「動きぼけ」を生じる。

【０００６】ＬＣＤの動画表示における画質を向上する
ために、バックライトを分割して駆動することが、例え
ば特開平１１−２０２２８５号公報に開示されている。
図１４は、その装置構成を示すブロック図である。液晶
パネルの背面に配置されたバックライト５４を複数の発
光領域５４ａ〜５４ｄに分割し、液晶パネルの対応する
領域への画像書き込み操作に対して一定の時間遅延を持
たせながら、各発光領域５４ａ〜５４ｄにある放電ラン
プ５６を点灯制御回路６０によって順次発光させる。

【０００７】図１５は、このような液晶表示装置におけ
る、液晶の光学応答とバックライト発光タイミングの関
係を示すタイミング図である。各画素に映像信号を書き
込むタイミングを制御するゲートパルス６２がフレーム
周期毎に立ち上り、それに同期して各画素の画像情報が
書き換えられる。時刻Ｓ１において黒画像から白画像に
書き換えられた画素の液晶光学応答６４ａは、書き換え
直後のフレーム期間において輝度が大きく増加し、その
後数フレームをかけて完全な白表示となる。バックライ
トは、ゲートパルス６２の立ち上りに対して一定の遅延
時間が経過した時刻Ｓ２に点灯を開始し、次のゲートパ
ルス６２が立ち上がる時刻Ｓ３に消灯する。これによ
り、液晶光学応答の変化の途中経過が観視者にあまり見
えず、また、各画素の発光がインパルス状に近くなるた
め、動画表示における画質が向上する。

【０００８】また、応答速度が遅いＴＮ型ＬＣＤに代え
て数ｍｓｅｃで応答可能なパイセル型（pi-cell）のＬ
ＣＤを用いることにより光学応答性を高め、さらに、１
フレーム中に２回の書き込みを行うサイクリック・リセ
ッティング駆動法（以下、ＣＲ駆動法）を行うことによ
ってインパルス型発光に近づけて、動画表示の画質を向
上することが提案されている。

【０００９】図１６は、そのような液晶表示装置におけ
る動作タイミングを示すタイミングチャートである。ゲ
ートパルス６４は、１フレーム期間中に２回立ち上が
り、１回目の立ち上がりにおいて画像信号の書き込みが
行われ、２回目の立ち上がりにおいて黒信号の書き込み
が行われる。例えば、時刻Ｓ１’において黒画像から白
画像に書き換えを行った場合、液晶光学応答６６は書き
換え後の短時間に白表示に変化してフレーム期間の前半
は白表示を続け、フレーム中間の時刻Ｓ２’において黒
表示に書き換えられてフレーム期間の後半は黒表示とな
る。液晶が短時間に応答し、また、フレーム前半に画像
を表示してフレーム後半に黒表示を行うことによって各
画素の発光状態がインパルス型に近づくため、動画表示
における画質が向上する。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記従来の液
晶表示装置には、次のような問題点があった。

【００１１】まず、特開平１１−２０２２８５号公報に
記載されているようなバックライトを分割駆動する液晶
表示装置の場合、前述の動画表示上の問題点のうち、
「動きぼけ」は改善されるものの、「ゴースト」を十分
に消すことができない。図１２（ｃ）に示すように、
「ゴースト」が生じる原因は、黒画像から白画像に書き
換えられる領域５２と白画像から白画像に書き換えられ
る領域５３との間に、液晶応答時間の違いに基づくコン
トラスト差が生じることにある。しかし、ＴＮ型液晶の
応答時間はフレーム期間よりも数倍長いため、図１５に
示すように、黒画像から白画像に書き換えられる領域５
２に対応する液晶光学応答６４ａと、白画像から白画像
に書き換えられる領域５３に対応する液晶光学応答６４
ｂとの間には、バックライトが点灯する期間（Ｓ２〜Ｓ
３）においても輝度差が存在する。この輝度差が完全に
解消するのは、書き換えを行ってから数フレーム後であ
る。したがって、バックライトの点灯時間をいくら制限
しても、「ゴースト」が残る。

【００１２】一方、ＣＲ駆動法を用いたパイセル型ＬＣ
Ｄの場合は、液晶の応答速度が速いため、「動画ぼけ」
と「ゴースト」の両方を対策することが可能である。し
かし、ＣＲ駆動法を行う結果、液晶表示装置の消費電力
が高くなり、消費電力と画面輝度の比で表されるエネル
ギ効率が悪くなるという問題点があった。液晶表示装置
の消費電力は、液晶パネルの消費電力分とバックライト
の消費電力分に分けて考えることができるが、ＣＲ駆動
法ではその両方が大きくなる。

【００１３】まず、図１６に示したように、ＣＲ駆動法
では１フレーム期間中に２回の書き込みを行うために、
駆動周波数が通常の２倍になるが、液晶パネルの消費電
力は駆動周波数にほぼ比例するため、液晶パネルの消費
電力が従来の約２倍となってしまう。また、図１６に示
すように、ＣＲ駆動法においては、バックライトを連続
点灯させながら液晶パネル自身を黒表示とすることによ
ってインパルス型の発光としているため、バックライト
の消費電力のうち約半分は画面輝度に関係なく無駄に消
費されている。したがって、従来と同等の明るさを確保
するためには、バックライトへの供給電力を従来の２倍
に上げなければならず、消費電力が従来の約２倍とな
る。また、こうしたエネルギ効率の問題に加えて、パイ
セル型ＬＣＤの製造には、従来用いられてきたＴＮ型Ｌ
ＣＤと異なる製造技術が必要とされるため、実用に供す
るには新たな製造技術の開発が必要とされるという問題
もあった。

【００１４】そこで、本発明は、高画質な動画表示が可
能で、かつ、エネルギ効率が高い新規なアクティブマト
リックス型液晶表示装置を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明の液晶表示装置は、マトリックス状に配列した
画素と、各画素に接続したスイッチ手段とを有する画像
表示部と、前記スイッチ手段を駆動しながら前記画素を
ライン毎に選択して１フレーム期間に亘って一画面の走
査を行う行駆動回路と、前記走査に同期して、選択され
たラインの画素に画像信号を書きこむ列駆動回路とを備
えた液晶表示装置において、前記行駆動回路は、１フレ
ーム期間を複数のサブフレーム期間に分割し、各サブフ
レーム期間の前に当該サブフレーム期間中に走査する全
ラインの画素を一括選択し、該一括選択に同期して、前
記列駆動回路が、画素電位を揃えるための消去信号を一
括選択された画素に書き込み、さらに本来の画像信号レ
ベルを、消去信号レベルからのレベル差が大きくなる方
向に変換する機能を有し、この変換された信号を画像信
号として画素に書き込むことを特徴とする。

【００１６】画像信号を書き込む前に前フレームの画像
情報を消去して各画素電位を揃えるため、液晶の初期状
態を均一化して、前フレームの表示階調の相違による液
晶応答時間の違いを解消することができる。また、サブ
フレーム期間中に走査する全ラインの画素に一括して消
去信号を書き込むため、従来と同等の駆動周波数で動作
させることができる。従って、液晶表示装置の消費電力
を上げることなく、「ゴースト」や「残像」のない優れ
た動画品質とすることができる。

【００１７】また、画素電位を揃えるための消去信号
は、画像信号の最大電圧レベル以上の電圧レベルを有す
ることが好ましい。一般に、液晶表示素子は、印加電圧
オフから印加電圧オンへの変化の方がその逆の変化に比
べて応答速度が速く、また、印加電圧レベルが高い程、
応答速度が速くなる。画像信号を消去信号からの変化が
大きくなるように補正して変換すると、液晶の応答速度
が加速され、液晶パネルの画面輝度が向上する。

【００１８】さらに、液晶中の不純物による焼き付きを
防止するために、消去信号の極性をフレーム毎に反転す
ることが好ましい。

【００１９】また更に、前記行駆動回路が、ｎ番目（ｎ
は整数）のサブフレーム期間についての一括選択を、
（ｎ−１）番目のサブフレーム期間における一のライン
の選択と同時に行うことが好ましい。これにより、従来
と異なる新たなタイミングを設定する必要がなくなるた
め、従来の駆動回路を複雑化することなく消去信号の書
き込みを行うことが可能となる。

【００２０】しかし、この場合、一括選択が同時に行わ
れたラインには、画像信号に代えて消去信号が書き込ま
れることになるため、画面に横線が現れるという問題が
ある。そこで、一括選択を同時に行うラインを、当該ラ
インの後にある少なくとも１つのラインと同時に再選択
することが好ましい。これにより、消去信号が書き込ま
れた画素に、本来書き込まれる情報に近い画像信号を書
き込み、横線を目立たなくすることができる。

【００２１】加えて、さらに横線を見えにくくするた
め、一括選択を同時に行うラインを、フレーム毎に異な
るラインとしても良い。

【００２２】また、ｎ番目のサブフレーム期間について
の一括選択を、（ｎ−１）番目のサブフレーム期間にお
ける一のラインの選択に代えて行い、そのラインをフレ
ーム毎に異なるラインとしても良い。

【００２３】また、前記画像表示部の背面に、各サブフ
レーム期間に走査される画素行から成る分割表示領域ご
とに照明可能な光源を備え、前記光源が、各分割表示領
域を、その領域の走査終了から遅延して所定期間だけ照
明することが好ましい。これにより、液晶表示装置の発
光をインパルス型として、「ゴースト」および「動きぼ
け」のない優れた動画品質とすることができる。

【００２４】また、前記光源が、各分割表示領域を、当
該分割表示領域に消去信号が書き込まれる間は照明しな
いことが好ましい。これにより、画像を消去する間の画
像の乱れが観視者に見えず、色度ずれ等の発生を防止す
ることができる。

【００２５】また、本発明の液晶表示装置は、応答速度
の遅い液晶を用いても高画質の動画を表示することがで
きるため、ツイステッド・ネマチック型とすることがで
きる。したがって、従来の製造技術を生かして容易に製
造することができる。

【００２６】また、本発明は、前記本発明に係る液晶表
示装置を備えた液晶モニタでもある。本発明に係る液晶
表示装置は、エネルギ効率が従来と同等であり、かつ高
画質な動画表示が可能であるため、これを用いて液晶モ
ニタを構成することにより、携帯用途に適し、動画対応
に優れた液晶モニタを提供することができる。

【００２７】さらに、本発明は、かかる液晶モニタを備
えたパーソナルコンピュータでもある。高画質の動画を
表示でき、マルチメディア用途に適したパーソナルコン
ピュータを提供することができる。

【００２８】

【発明の実施の形態】実施の形態１図１は、本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置を示
す概略図である。液晶表示装置２０は、液晶パネル２２
と、垂直駆動回路（＝行駆動回路）２４、水平駆動回路
（＝列駆動回路）３０から成り、液晶パネルの背面にバ
ックライトを備える。液晶パネル２２の画像表示部２２
ａには、画素がマトリックス状に配列され、各画素に薄
膜トランジスタ（以下、ＴＦＴ）等のスイッチング素子
が接続されている。なお、図１において、画素およびＴ
ＦＴは省略している。垂直駆動回路２４は、制御回路３
３から送られるタイミング信号に基づいて駆動される、
ゲート・ドライバＩＣ２６を垂直回路基板２５上に有し
ており、ゲート配線２８を介して、各画素のＴＦＴをラ
イン毎に駆動しながら１フレーム期間に亘って一画面の
走査を行う。また、水平駆動回路３０は、制御回路３３
からタイミング信号および画像信号を受信して駆動す
る、ソース・ドライバＩＣ３２を水平回路基板３１上に
有しており、ソース信号線３４を介して、垂直駆動回路
２４によって選択された画素行に画像信号を書き込む。

【００２９】画像表示部２２ａは、例えば８つの分割表
示領域（＃１〜＃８）に分割されており、垂直駆動回路
２４は、各分割表示領域の走査の前に、分割表示領域内
の全てのゲート線を一括選択し、この一括選択に同期し
て、水平駆動回路３０が各画素に消去信号を書き込む。
これにより、画像信号の書き込み前に前フレームの画像
情報を消去して、各画素の光学応答時間を前フレームの
表示画像に依らず均一化することができる。また、一括
消去信号を書き込むためのゲート配線の選択回数は１フ
レーム中に８回であり、画像信号を書き込むためのゲー
ト配線の選択回数（通常は４８０〜８００回）に比べて
僅かであるため、ゲート線の駆動周波数は従来と同等の
まま、消去信号を書き込むことができる。

【００３０】図２および図３は、図１に示す液晶表示装
置を示す側面図および背面図である。液晶パネル２２の
背面に設置されたバックライト３６の中には、画像表示
部２２ａの各分割表示領域＃１〜＃８に対応して８本の
冷陰極蛍光管３８が配置されており、それぞれの点灯領
域の境界に遮光壁４０が備えられている。バックライト
３６内の８本の冷陰極蛍光管３８は、バックライト点灯
回路４２によって駆動される。バックライト点灯回路４
２は、制御回路３３からの制御信号に基づぃ、垂直駆動
回路２４による各分割表示領域の走査に同期して、一定
の遅延時間の後に各冷陰極蛍光管３８を順次点灯する。
これにより、液晶表示装置の発光をインパルス型に近似
した状態とすることができる。

【００３１】以下、この液晶表示装置の動作の詳細につ
いて説明する。基本的な動作は、線順次方式の映像描画
法であり、映像信号中の同期信号と同期してゲート配線
２８が順次選択され、そのゲート配線２８に接続される
各液晶画素に、各々に対応して割り当てられるべき階調
電圧がソース信号線３４から供給される。図１１に示す
ように、書き込まれた階調電圧に応じて液晶パネルの透
過率が変化するため、バックライトからの光の透過量が
変化し、映像信号を光信号に変換することができる。こ
の動作を、ゲート配線２８を順次選択しながら繰り返す
ことにより画像が表示される。

【００３２】図４は、図１に示す液晶表示装置の駆動回
路を示すブロック図である。駆動回路は、画像表示部２
２ａ、垂直駆動回路２４、水平駆動回路３０、およびバ
ックライト制御回路１８から成り、外部から入力される
画像信号および同期信号に基づいて動作する。画像表示
部２２ａは、８つの分割表示領域＃１〜＃８に分割され
ており、各分割表示領域内に、液晶画素１とこれに接続
したＴＦＴ素子２とのマトリックス配列を有している。
各ＴＦＴ素子２のドレインに液晶画素１が接続し、各Ｔ
ＦＴ素子２のゲートに各行毎に共通してゲート配線２８
が接続し、各ＴＦＴ素子２のソースに各列毎に共通して
ソース信号線３４が接続している。

【００３３】垂直駆動回路２４は、一般的なアクティブ
マトリックス型液晶表示装置と同様に、垂直ドライバ制
御回路１７、シフトレジスタ１２、出力バッファ１４を
有しており、画像表示部２２ａのゲート線２８を線順次
に走査して駆動する。しかし、一般的な液晶表示装置と
異なり、シフトレジスタ１２と出力バッファ１４の間に
はＯＲ回路１３が設けられており、ＯＲ回路１３の入力
側の一方にシフトレジスタの出力信号が入力し、入力側
の他方に一括選択信号ＢＷ１〜ＢＷ８が入力するように
なっている。ＯＲ回路１３の一括選択信号入力側は、対
応する分割表示領域毎に互いに接続されており、各分割
表示領域の番号＃１〜＃８に対応する一括選択信号ＢＷ
１〜ＢＷ８が入力される。一括選択信号ＢＷ１〜ＢＷ８
が入力されることにより、分割表示領域内の全てのＴＦ
Ｔ素子２は一括してＯＮ状態となる。

【００３４】水平駆動回路３０は、一般的なアクティブ
マトリックス型液晶表示装置と同様に、水平ドライバ制
御回路１６、シフトレジスタ６、ラッチ回路７、Ｄ/Ａ
コンバータ８、インバータ９を有しており、垂直駆動回
路２４に同期して、垂直駆動回路２４によって選択され
た行の画素に画像信号を書き込む。しかし、一般的な液
晶表示装置と異なり、水平駆動回路３０は、画像信号処
理回路４において画像信号に消去信号を合成することに
より、垂直駆動回路２４による一括選択のタイミングに
同期して消去信号の書き込みを行う。

【００３５】バックライト制御回路１８は、垂直駆動回
路２４によるゲート配線の選択と同期して、各分割表示
領域＃１〜＃８の走査が終了してから一定の遅延時間後
に、各分割表示領域に対応する冷陰極蛍光管を所定時間
だけ点灯する。

【００３６】図５は、分割表示領域＃１〜＃８におけ
る、各画素行の光学応答およびバックライトの点灯タイ
ミングを示すタイミング図である。図５において、各曲
線は各画素行における液晶の光学応答波形を表し、斜線
部はバックライトの点灯期間を表す。垂直駆動回路２４
は、１つのフレーム期間を、ブランキング期間を除いて
８つのサブフレーム期間（ｔ１〜ｔ８）に分割し、各サ
ブフレーム期間中に、対応する分割表示領域＃１〜＃８
内での書き込み走査を行う。例えば、フレーム周波数を
６０Ｈｚとすると、１フレーム期間は１６．７ｍｓｅｃ
となり、ブランキング期間を除くと、１６/８の約２ｍ
ｓｅｃで各分割表示領域内での書き込み走査を行う。

【００３７】分割表示領域＃１に注目して説明する。ま
ず、あるフレーム期間の最終のサブフレーム期間ｔ８’
において、垂直駆動回路２４によって分割表示領域＃１
の全画素行が一括選択され、これに同期して水平駆動回
路３０から液晶の最大階調（黒階調）以上の消去信号Ｖ
ｈが印加されて分割表示領域＃１内の画素の電位が揃え
られる。次のフレーム期間の最初のサブフレーム期間ｔ
１において、垂直駆動回路２４によって分割表示領域＃
１の各画素行が順次走査され、これに同期して水平駆動
回路３０から各画素に画像信号が書き込まれる。そし
て、サブフレーム期間ｔ２〜ｔ５に相当する８ｍｓｅｃ
の遅延時間の後、サブフレーム期間ｔ６およびｔ７にお
いて、バックライト駆動回路１８によって分割表示領域
＃１に対応する領域のバックライトが点灯される。最終
のサブフレーム期間ｔ８において、バックライトが消灯
され、分割表示領域＃１の全画素行が再び一括選択され
て消去信号Ｖｈが印加される。

【００３８】分割表示領域＃２〜＃８においては、１サ
ブフレーム期間（２ｍｓｅｃ）ずつタイミングをずらし
ながら、分割表示領域＃１と同様の動作が行われる。例
えば、サブフレーム期間ｔ８’においては、分割表示領
域＃１が一括選択され、分割表示領域＃８が走査され、
分割表示領域＃２および＃３のバックライトが点灯して
いる。サブフレーム期間ｔ１においては、分割表示領域
＃１が走査され、分割表示領域＃２が一括選択され、分
割表示領域＃３および＃４のバックライトが点灯してい
る。

【００３９】こうして駆動された液晶表示装置において
は、画像信号の書き込み前に分割表示領域内の全画素の
電位がＶｈに揃えられ、また、画像信号の書き込み後の
液晶の応答がある程度安定した期間にのみバックライト
が点灯するため、前フレーム期間の表示階調が異なる画
素同士であっても、液晶光学応答のずれは殆ど知覚され
ない。従って、ＴＮ型液晶等の応答速度の遅い液晶を用
いた場合にも、ゴーストを完全に除去することができ
る。また、バックライトの点灯期間が制限されている結
果、インパルス型の発光状態となっているため、「動き
ぼけ」のないシャープな画像が得られる。

【００４０】また、画素電位をＶｈに揃えて前フレーム
期間の画像を消去する間はバックライトが消灯している
ため、この画像消去期間における画素間の光学応答のず
れは観視者に見えず、色度ずれの問題も発生しない。

【００４１】なお、「ゴースト」除去の観点からは、消
去信号は黒信号であることが好ましく、その電圧Ｖｈは
できるだけ高い方が好ましい。一般的なノーマリホワイ
ト駆動のＴＮ型液晶表示素子は、白階調から黒階調への
変化の方が液晶の応答速度が速く、また、液晶表示素子
一般に、印加電圧が高い方が応答速度が速くなるからで
ある。また、液晶中の不純物による焼き付き対策とし
て、Ｖｈの極性を表示領域毎に、或いはフレーム毎に反
転させることが好ましい。

【００４２】また、この実施例において、各分割表示領
域のバックライトの点灯時間は約４ｍｓｅｃであり、バ
ックライトの点灯時間比率は約１／４となる。従って、
バックライトを連続点灯する従来の場合と同等の画面輝
度を確保するためには、バックライト中の冷陰極蛍光管
の本数を増やすなどにより、バックライトの発光輝度を
約４倍に高める必要がある。しかし、バックライトの点
灯時間比率に比例して消費電力も従来の１/４となって
いるため、バックライトの輝度を高めても消費電力は従
来と同等とすることができる。

【００４３】なお、バックライトの点灯時間比率は、前
記バックライト点灯の遅延時間を変化させることによっ
て調節することができ、動画表示と画面輝度のバランス
を考慮して適宜設定すれば良い。動画表示の観点から
は、液晶の光学応答が安定してから発光するように点灯
時間比率を小さく設定する方が好ましいが、一方、画面
輝度の観点からは点灯時間比率を大きく設定する方が好
ましい。

【００４４】次に、消去信号の書き込み、画像信号の書
き込み、およびバックライトの点灯の具体的なタイミン
グについて図６を参照しながら説明する。図６は、サブ
フレーム期間ｔ８’〜ｔ２にかけてのタイミングを示し
ており、図の上段はソース信号線の電位を表し、中段は
分割表示領域＃１および＃２における１行目〜４行目の
ゲート配線の電位を表し、下段は分割表示領域＃１〜＃
４におけるバックライトの点灯タイミングを表してい
る。

【００４５】まず、サブフレーム期間ｔ８’において、
画像信号の同期信号により決められた最初のタイミング
で、分割表示領域＃１に対応する領域のバックライトが
消灯し、分割表示領域＃３に対応する領域のバックライ
トが点灯し、分割表示領域＃１の全ゲート配線が一括選
択されて消去信号Ｖhがソース信号線から供給される。
続いて、サブフレーム期間ｔ８’の残りの期間をかけ
て、分割表示領域＃８のゲート配線が順次選択されて各
画素に割り当てるべき画像信号Ｖｓｉｇがソース信号線
から供給される。次に、サブフレーム期間ｔ1におい
て、最初のタイミングで分割表示領域＃２に対応する領
域のバックライトが消灯し、分割表示領域＃４に対応す
る領域のバックライトが点灯し、分割表示領域＃２の全
ゲート配線が一括選択されて消去信号Ｖｈがソース信号
線から供給される。続いて、サブフレーム期間ｔ１の残
りの時間をかけて、分割表示領域＃１の全ゲート配線が
順次選択されて各画素に割り当てるべき画像信号Ｖｓｉ
ｇが供給される。以降のサブフレーム期間においても同
様の動作が繰り返される。

【００４６】図６に示すように、ｎ番目の分割表示領域
の一括選択は、（ｎ−１）番目の分割表示領域の１行目
の選択と同時に行われ、これに同期してソース信号線は
消去信号Ｖhを出力する。こうした駆動を行うことによ
り、通常の画像書き込みを行う場合と同一の駆動周波数
によって一括消去信号を書き込むことができ、液晶パネ
ルの消費電力を従来と同等とすることができる。しか
し、これによって各分割表示領域の１行目の画素には、
画像信号Ｖｓｉｇの代わりに消去信号Ｖｈが書き込まれ
ることとなり、分割表示領域の１行目が黒い横線となっ
て見えるという問題が生じる。

【００４７】そこで本実施の形態においては、図６に示
すように、各分割表示領域の１行目の画素に消去信号Ｖ
ｈが書き込まれた後に、各分割表示領域の１行目の画素
を２行目の画素の選択と同時に再選択して、１行目およ
び２行目の画素の両方に２行目の画像信号Ｖｓｉｇを書
き込む。３行目以降のゲート配線を選択するときは、従
来と同様に、単にそのゲート配線に接続された画素に対
応した画像信号Ｖｓｉｇを書き込む動作を繰り返す。こ
れにより、１行目の画素に消去信号Ｖｈが書き込まれた
直後に、本来与えられるべき画像信号Ｖｓｉｇに近い信
号を与えることができ、黒い横線発生の問題を解消する
ことができる。なお、図６に示すように画像信号Ｖｓｉ
ｇを画素行毎に極性反転している場合に、本来の極性と
同一極性の画像信号を与えるために、各分割表示領域の
１行目の画素を３行目の画素の選択と同時に再選択して
も良い。

【００４８】また、本実施の形態においては、ｎ番目の
分割表示領域への消去信号の書き込みを、（ｎ−１）番
目の分割表示領域の１行目の選択と同時に行う場合を例
として説明したが、１行目の選択と同時に行う場合だけ
には限られない。消去信号の書き込み後、画像信号が書
き込まれるまでの間に、液晶の応答に充分な時間が確保
されればよい。したがって、（ｎ−１）番目の分割表示
領域の走査開始側約１／４程度にある行であれば、その
行（以下、ｉ行目（ｉは整数）とする）の選択と同時に
ｎ番目の分割表示領域への消去信号の書き込みを行うこ
とができる。また、この場合にはｉ行目の画素を、（ｉ
＋１）行目又は（ｉ＋２）行目の画素と同時に再選択す
ることによって黒い横線発生を防止することができる。

【００４９】さらに、消去信号Ｖｈとして黒信号を印加
した後、画像信号を印加する場合、図７の曲線ａに示す
ように、従来と同じ様に階調信号から印加電圧Ｖ１を決
定すると、液晶の応答が遅れ、所望のパネル透過率に達
しないため、画面輝度が低下してしまう。

【００５０】液晶の応答特性は、図８に示すように、本
来の画像信号に対応した印加電圧Ｖ１では、期待する透
過率Ｙ１に達するためには数フレーム分の時間が必要で
あるが、消去信号Ｖhとの差がより大きい電圧Ｖ２を印
加すると、１フレーム分の時間１６ｍｓｅｃ以内で、所
望の透過率Ｙ１に達する。従って、黒信号の書き込みで
全画面の消去を行ってゴーストを除去する場合には、静
止画状態で透過率がＹ１に達する印加電圧Ｖ１ではな
く、１６ｍｓｅｃ後に液晶の透過率が黒状態から所望の
透過率Ｙ１に変わる印加電圧Ｖ２を選定すれば、バネル
輝度は改善される。

【００５１】消去信号Ｖｈとして黒信号を書き込んだ後
に画像信号Ｖｓｉｇを書き込む場合、黒書き込みをしな
い場合と同じ信号Ｖ１を書き込むと、図７の曲線ａに示
すように液晶の応答が遅れ、液晶パネルの透過率が所望
の値に達せず輝度が低下してしまう。液晶の特性は、図
８に示すように、より大きな電圧変化を加えた方が液晶
の応答が速くなるため、例えば図８の画像信号Ｖ１の代
わりに、電圧Ｖ１を印加した場合の安定状態の透過率に
１フレーム分の時間１６ｍｓｅｃで達する補正電圧Ｖ２
とするように信号変換を行う。これにより、図７の曲線
ｃに示すように液晶の応答が加速され、画面輝度を向上
することができる。

【００５２】図９は、補正された画像信号を液晶パネル
に印加する際の、信号変換フローチャートの具体例を示
すものである。図９において、入力された画像信号から
液晶パネル２２に印加する電圧を決定する際に、信号変
換テーブルを用いて、図８の印加電圧Ｖ１が補正電圧Ｖ
２になるように、画像信号を補正して液晶パネルに割当
て印加する。

【００５３】その結果、液晶表示装置２０の制御回路３
３に内蔵される階調電圧発生回路の構成を変更すること
なく、入力画像信号に対応して液晶パネル２２に印加す
る電圧を、図８のＶ１からＶ２に補正することが可能と
なる。このように画像信号を補正することにより、外部
からの切り替え信号で、信号変換の実施と非実施を切り
替えることができる。

【００５４】実施の形態２実施の形態１においては、黒い横線発生の問題を解決す
るため、消去信号が書き込まれた画素行を、次の画素行
又は１行おいて次の画素行と同時に再選択した。本実施
の形態においては、消去信号を書き込むタイミングをラ
ンダムに、又は周期的に変化させることによって横線を
目立たなくする。

【００５５】例えば、図１０（ａ）に示すように、ｎ番
目の分割表示領域の一括選択を行うタイミングを、（ｎ
−１）番目の分割表示領域における１〜５行目の範囲で
周期的に変化させる。これにより、黒い横線発生の起こ
る行をフレーム毎に変化させて横線の存在が観視者に知
覚されにくくすることができる。なお、一括選択を行う
タイミングを変化させる範囲は、（ｎ−１）番目の分割
表示領域の走査開始側約１／４程度にまで広げても良
く、タイミングの変化はランダムであっても良い。

【００５６】また、図１０（ａ）に示すように消去信号
のタイミングを変化させながら、実施の形態１と同様
に、消去信号が書き込まれた行の画素を、その次又は１
行おいて次の行の画素と同時に再選択しても良い。これ
により、横線が黒色でなくなり、横線をさらに目立たな
くすることができる。

【００５７】また、図１０（ａ）に示す動作に併せて、
図１０（ｂ）に示すように、ｎ番目の分割表示領域の一
括選択が同時に行われる（ｎ−１）番目の画素行の選択
を行わないようにしても良い。このような動作を行う
と、一括選択が同時に行われた画素行は画像信号の書き
換えが行われずに前のフレームの画像情報が残るが、一
括選択が同時に行われるタイミングは変化するため、次
のフレームにおいては画像信号の書き込みが行われる。
したがって、画面上には、２フレーム連続して同じ画像
情報を表示する行が、周期的に場所を変えながら現れる
ことになる。これにより、消去信号の書き込みによる画
面への影響をさらに抑制することができる。

【００５８】実施の形態３実施の形態１又は２に示した液晶表示装置を、液晶表示
装置を駆動するための電源、映像信号の入力端子等と共
に筐体に収納して液晶モニタを構成することができる。
こうして構成した液晶モニタは、消費電力が低く、高画
質の動画を表示することができる。また、この液晶モニ
タに、記憶装置および演算装置を組み合わせることによ
ってパーソナルコンピュータを構成することができる。
こうして構成したパーソナルコンピュータは、動画表示
に優れ、マルチメディア用途に適している。

【００５９】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているため、以下の効果を奏する。

【００６０】本発明の液晶表示装置は、各サブフレーム
期間の前に当該サブフレーム期間中に走査する全ライン
の画素を一括選択し、その一括選択に同期して、画素電
位を揃えるための消去信号を書き込むため、液晶の初期
状態を均一化して、前フレームの表示階調の相違による
液晶応答時間の違いを解消することができる。また、サ
ブフレーム期間中に走査する全ラインの画素に一括して
消去信号を書き込むため、従来と同等の駆動周波数で動
作させることができる。更に、元の画像信号レベルを消
去信号レベルからのレベル差が大きくなる方向に補正し
て変換する機能を有し、この変換された信号を表示に用
いるため、液晶の応答速度が加速され、液晶パネルの輝
度が向上する。従って、液晶表示装置の消費電力を上げ
ることなく、「ゴースト」を除去して動画表示の画質を
高めることができる。

【００６１】また、消去信号が画像信号の最大電圧レベ
ル以上の電圧レベルを有することにより、液晶の初期状
態を速やかに均一化して動画画質をさらに高めることが
できる。

【００６２】さらに、消去信号の極性をフレーム毎に反
転することにより、液晶中の不純物による焼き付きを防
止することができる。

【００６３】また更に、ｎ番目のサブフレーム期間につ
いての一括選択を、（ｎ−１）番目のサブフレーム期間
における一のラインの選択と同時に行うことにより、従
来と異なる新たなタイミングを設定する必要がなくなる
ため、従来の駆動回路を複雑化することなく消去信号の
書き込みを行うことが可能となる。

【００６４】加えて、一括選択を同時に行うラインを、
当該ラインの後にある少なくとも１つのラインと同時に
再選択することにより、消去信号が書き込まれた画素
に、本来書き込まれる情報に近い画像信号を書き込み、
消去信号の書き込みによって発生する横線が観視者に認
識されないようにすることができる。

【００６５】加えて、一括選択を同時に行うラインをフ
レーム毎に異なるラインとすることにより、横線をさら
に認識し難くすることができる。

【００６６】また、ｎ番目のサブフレーム期間について
の一括選択を、（ｎ−１）番目のサブフレーム期間にお
ける一のラインの選択に代えて行い、そのラインをフレ
ーム毎に異なるラインとすることによっても、横線が観
視者に認識されないようにすることができる。

【００６７】また、画像表示部の背面に分割表示領域ご
とに照明可能な光源を設けて、各分割表示領域をその領
域の走査終了から遅延して所定期間だけ照明することに
より、液晶表示装置の発光をインパルス型として動画表
示の画質をさらに高めることができる。

【００６８】また、各分割表示領域を、当該分割表示領
域に消去信号が書き込まれる間は照明しないことによ
り、画像を消去する間の画像の乱れが観視者に認識され
ないようにして、色度ずれ等の発生を防止することがで
きる。

【００６９】また、本発明の液晶表示装置をツイステッ
ド・ネマチック型とすることにより、従来の製造技術を
生かして容易に製造することができる。

【００７０】また、本発明に係る液晶表示装置を用いて
液晶モニタを構成することにより、携帯用途に適し、動
画対応に優れた液晶モニタを提供することができる。

【００７１】さらに、本発明は、かかる液晶モニタを用
いてパーソナルコンピュータを構成することにより、高
画質の動画を表示でき、マルチメディア用途に適したパ
ーソナルコンピュータを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の実施の形態１に係る液晶表
示装置を示す正面図である。

【図２】図２は、本発明の実施の形態１に係る液晶表
示装置を示す側面図である。

【図３】図３は、本発明の実施の形態１に係る液晶表
示装置を示す背面図である。

【図４】図４は、本発明の実施の形態１に係る液晶表
示装置の駆動回路を示すブロック図である。

【図５】図５は、本発明の実施の形態１に係る液晶表
示装置について、液晶光学応答およびバックライト点灯
のタイミングを示すタイミング図である。

【図６】図６は、本発明の実施の形態１に係る液晶表
示装置について、ソース信号線とゲート配線との電位変
化、およびバックライトの点灯のタイミングを示すタイ
ミング図である。

【図７】図７は、本発明の実施の形態１に係る液晶表
示装置に黒信号の書き込みをした場合としない場合の、
液晶の応答の違いによるパネル透過率の変化を示す図で
ある。

【図８】図８は、本発明の実施の形態１に係る液晶表
示装置の液晶パネルに印加する画像信号による応答速度
の違いを示す図である。

【図９】図９は、本発明の実施の形態１に係る液晶表
示装置の、液晶パネルに印加する画像信号を補正して変
換するフローチャートを示す図である。

【図１０】図１０（ａ）および（ｂ）は、本発明の実
施の形態２に係る液晶表示装置について、ゲート配線の
電位変化を示す模式図である。

【図１１】図１１は、液晶パネルの書き込み電圧と透
過光強度の関係を示すグラフである。

【図１２】図１２（ａ）〜（ｃ）は、動画表示におけ
る画質異常の様子を示す模式図である。

【図１３】図１３（ａ）および（ｂ）は、ＴＦＴ−Ｌ
ＣＤおよびＣＲＴの発光信号を示す模式図である。

【図１４】図１４は、従来の液晶表示装置の構成を示
す概略図である。

【図１５】図１５は、従来の液晶表示装置の動作を示
すタイミング図である。

【図１６】図１６は、従来の液晶表示装置の別の一例
についての動作を示すタイミング図である。

【符号の説明】

１画素、２ＴＦＴ、４画像信号処理回路、６水
平シフトレジスタ、７ラッチ回路、８Ｄ/Ａコンバ
ータ、９および１４バッファ、１２垂直シフトレジ
スタ、１３ＯＲ回路、１６水平ドライバ回路、１７
垂直ドライバ回路、１８バックライト制御回路、２
０液晶表示装置、２２液晶パネル、２２ａ画像表
示部、２４垂直駆動回路、２５垂直回路基板、２６
ゲートドライバＩＣ、２８ゲート配線、３０水平
駆動回路、３１水平回路基板、３２ソースドライバ
ＩＣ、３３ドライバ制御回路、３４ソース信号線、
３６バックライト、３８冷陰極蛍光管、４０遮光
壁、４２バックライト点灯回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０９Ｇ 3/20 ６４１Ｇ０９Ｇ 3/20 ６４１Ｒ 3/34 3/34 ＪＨ０４Ｎ 5/66 １０２Ｈ０４Ｎ 5/66 １０２Ｂ (72)発明者田畑伸東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内 (72)発明者小田恭一郎東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内 (72)発明者飛田敏男東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内 (72)発明者三宅史郎熊本県菊池郡西合志町御代志997番地株式会社アドバンスト・ディスプレイ内 (72)発明者小林和弘熊本県菊池郡西合志町御代志997番地株式会社アドバンスト・ディスプレイ内 (72)発明者村山慶一熊本県菊池郡西合志町御代志997番地株式会社アドバンスト・ディスプレイ内Ｆターム(参考） 2H093 NA16 NA33 NA41 NA51 NC22 NC26 NC34 NC42 ND39 ND52 NF05 NF13 5C006 AA14 AC24 AF42 AF78 AF83 BB15 BC12 BF03 BF04 EA01 FA12 FA47 5C058 AA06 BA02 BA03 BA05 BA26 BA29 BB09 5C080 AA10 BB05 DD08 DD26 EE29 FF11 GG12 JJ01 JJ02 JJ04 JJ05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】マトリックス状に配列した画素と、各画
素に接続したスイッチ手段とを有する画像表示部と、前
記スイッチ手段を駆動しながら前記画素をライン毎に選
択して１フレーム期間に亘って一画面の走査を行う行駆
動回路と、前記走査に同期して、選択されたラインの画
素に画像信号を書き込む列駆動回路とを備えた液晶表示
装置において、前記行駆動回路は、１フレーム期間を複
数のサブフレーム期間に分割し、各サブフレーム期間の
前に当該サブフレーム期間中に走査する全ラインの画素
を一括選択し、該一括選択に同期して、前記列駆動回路
が、画素電位を揃えるための消去信号を一括選択された
画素に書き込み、さらに本来の画像信号レベルを、消去
信号レベルからのレベル差が大きくなる方向に変換する
機能を有し、この変換された信号を画像信号として画素
に書き込むことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】前記消去信号が、前記画像信号の最大電
圧レベル以上の電圧レベルを有することを特徴とする請
求項１記載の液晶表示装置。
【請求項３】前記消去信号の極性が、フレーム毎に反
転することを特徴とする請求項１または２記載の液晶表
示装置。
【請求項４】前記行駆動回路が、ｎ番目（ｎは整数）
のサブフレーム期間についての一括選択を、（ｎ−１）
番目のサブフレーム期間における一のラインの選択と同
時に行うことを特徴とする請求項１、２または３記載の
液晶表示装置。
【請求項５】前記行駆動回路が、前記一括選択を同時
に行う一のラインを、当該ラインの後にある少なくとも
１つのラインと同時に再選択することを特徴とする請求
項４記載の液晶表示装置。
【請求項６】前記行駆動回路が、前記一括選択を同時
に行う一のラインを、フレーム毎に異なるラインとする
ことを特徴とする請求項４または５記載の液晶表示装
置。
【請求項７】前記行駆動回路が、ｎ番目（ｎは整数）
のサブフレーム期間についての一括選択を、（ｎ−１）
番目のサブフレーム期間における一のラインの選択に代
えて行い、前記一のラインをフレーム毎に異なるライン
とすることを特徴とする請求項１、２または３記載の液
晶表示装置。
【請求項８】前記画像表示部の背面に、各サブフレー
ム期間に走査される画素行から成る分割表示領域ごとに
分割して照明可能な光源を備え、前記光源が、各分割表
示領域を、該領域の走査終了から遅延して所定期間だけ
照明することを特徴とする請求項１、２、３、４、５、
６または７記載の液晶表示装置。
【請求項９】前記光源が、各分割表示領域を、当該分
割表示領域に消去信号が書き込まれる間は照明しないこ
とを特徴とする請求項８記載の液晶表示装置。
【請求項１０】ツイステッド・ネマチック型であるこ
とを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７、８
または９記載の液晶表示装置。
【請求項１１】請求項１、２、３、４、５、６、７、
８、９または１０記載の液晶表示装置を備えた液晶モニ
タ。
【請求項１２】請求項１１記載の液晶モニタを備えた
パーソナルコンピュータ。