JP2008164849A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コモン電圧に対する残留ＤＣ成分の発生を回避して、フリッカや焼きつきなどの発生を確実に回避した液晶表示装置を得る。
【解決手段】液晶表示パネル３０と、映像信号Ａに基づき階調表示用の基準電圧ＶＲを生成する表示制御回路１０Ａと、液晶表示パネル３０のコモン電極にコモン電圧を印加するとともに、基準電圧ＶＲに基づく交流駆動信号を液晶表示パネル３０の各画素電極に印加するドライバ回路２０とを備え、表示制御回路１０Ａは、記憶装置１１Ａを有する基準電圧生成回路１２Ａを含む。記憶装置１１Ａは、液晶表示パネル３０における実際の表示画像に基づく補正データを格納し、基準電圧生成回路１２Ａは、映像信号Ａに基づく基準電圧ＶＲを、補正データを用いて補正した後にドライバ回路２０に出力する。
【選択図】図１

Description

この発明は、コモン電極に対して画素電極を正負方向に交流駆動して画像を表示する液晶表示装置に関し、特に階調表示用の基準電圧に対する補正データが格納された液晶表示装置に関するものである。

従来の液晶表示装置は、輝度特性やホワイトバランスの製造ばらつきなどを改善して階調表示性能を向上させるために、表示制御回路内にルックアップテーブル（ＬＵＴ）が設けられており、ＬＵＴ内に基準電圧に対する所定の補正データがあらかじめ格納されている（たとえば、特許文献１、特許文献２参照）。

図８は特許文献１または特許文献２に記載された従来の液晶表示装置の構成を示すブロック図である。図８において、従来の液晶表示装置１は、Ｄ／Ａ変換器により構成された表示制御回路１０と、ドライバ回路２０と、液晶表示パネル３０とを備えている。

表示制御回路１０は、ルックアップテーブル（ＬＵＴ）からなる記憶装置１１と、基準電圧生成回路１２とを備え、外部から入力される映像信号Ａ（デジタル信号）に基づいて、Ｄ／Ａ変換された表示信号Ｂと階調表示用の基準電圧ＶＲ（アナログ信号）とを生成する。

記憶装置１１内のルックアップテーブルは、映像信号Ａを補正するための補正データをあらかじめ保存しており、入力された映像信号Ａを、補正データで補正し、製造ばらつきなどを修正した映像信号に変換する。基準電圧生成回路１２は、補正後の映像信号に基づいて、階調表示用の基準電圧ＶＲを生成する。

ドライバ回路２０は、液晶表示パネル３０のコモン電極（図示せず）にコモン電圧Ｖｃｏｍを印加するとともに、表示信号Ｂおよび基準電圧ＶＲに基づく交流駆動信号を液晶表示パネル３０の各画素電極に印加して、液晶表示パネル３０に所望の画像を表示させる。

図９は従来の液晶表示装置１における中心電圧と駆動電圧との関係を図式的に示すタイミングチャートである。図９において、中心電圧の上下に示した交流駆動用の正極電位（Ｖ＋）および負極電位（Ｖ−）は、液晶表示パネル３０の画素電極（図示せず）に印加される。

正極電位（Ｖ＋）および負極電位（Ｖ−）は、それぞれ、白色表示用の最大電位Ｖ＋ｍａｘ、Ｖ−ｍａｘと、黒色表示用の最小電位Ｖ＋ｍｉｎ、Ｖ−ｍｉｎとの間の任意数の階調電位を有する。画素電極は、たとえば白色表示時には、実線矢印で示すように最大電位Ｖ＋ｍａｘ、Ｖ−ｍａｘの振幅で交流駆動され、また、白色表示時には、２点鎖線矢印で示すように、最小電位Ｖ＋ｍｉｎ、Ｖ−ｍｉｎの振幅で交流駆動される。

図８および図９に示すように、液晶表示装置１において、液晶表示パネル３０の画素電極には、映像信号Ａに基づく交流駆動するための正極電位（Ｖ＋）および負極電位（Ｖ−）が、表示制御回路１０およびドライバ回路２０を介して印加される。このとき、表示制御回路１０内の記憶装置１１において、映像信号Ａには、所定の補正データによる補正が施されている。

しかし、所定の補正データのみによる補正では、個々の液晶表示装置１のばらつきを完全に吸収することができず、正極電位（Ｖ＋）と負極電位（Ｖ−）との間にアンバランスが生じ、液晶表示パネル３０での表示画面にフリッカが発生する可能性がある。また、正極電位（Ｖ＋）と負極電位（Ｖ−）とのバランスが悪い状態で交流電圧を印加し続けると、コモン電極と画素電極との間の液晶にＤＣ成分が残り、残留ＤＣ成分により焼きつきが発生する。

特に、図９から明らかなように、正極電位（Ｖ＋）および負極電位（Ｖ−）は、グランド電位ＧＮＤに対するＤＣ成分が互いに異なることから、液晶表示装置１内の回路インピーダンスによる正極電位（Ｖ＋）および負極電位（Ｖ−）に対する電圧降下成分が非対称となるので、単に補正データによる補正を施しても、交流駆動時の残留ＤＣ成分をなくすことはできない。たとえば、白色表示時における正極の最大電位Ｖ＋ｍａｘでのインピーダンス成分による電圧降下は、負極の最大電位Ｖ＋ｍｉｎでのインピーダンス成分による電圧降下よりも著しく大きくなる。

特開２００４−０９４０１７号公報 特開２００４−０６２１８７号公報

従来の液晶表示装置では、製造ばらつきなどを修正するために、記憶装置１１内のＬＵＴ内にあらかじめ所定の補正データを格納しているが、映像信号Ａを補正データで変換することのみでは、液晶表示装置１の個々のばらつきや、正極電位（Ｖ＋）および負極電位（Ｖ−）の非対称特性を完全に吸収することができないので、フリッカや焼きつきなどの発生を確実に回避することができないという課題があった。

この発明は、個々の液晶表示装置の実際の表示画面に応じた補正データをあらかじめ格納することにより、コモン電圧に対する残留ＤＣ成分の発生を回避して、フリッカや焼きつきなどの発生を確実に回避した液晶表示装置を得ることを目的とする。

この発明による液晶表示装置は、外部から入力される映像信号に基づく画像を表示する液晶表示パネルと、映像信号に基づきＤ／Ａ変換された階調表示用の基準電圧を生成する表示制御回路と、液晶表示パネルのコモン電極にコモン電圧を印加するとともに、基準電圧に基づく交流駆動信号を液晶表示パネルの各画素電極に印加して液晶表示パネルに画像を表示させるドライバ回路と、を備えた液晶表示装置において、表示制御回路は、記憶装置を有する基準電圧生成回路を含み、記憶装置は、液晶表示パネルにおける実際の表示画像に基づく補正データを格納し、基準電圧生成回路は、映像信号に基づく基準電圧を、補正データを用いて補正した後にドライバ回路に出力するものである。

この発明によれば、個々の液晶表示装置の実際の表示画面に応じた補正データをあらかじめ格納することにより、コモン電圧に対する残留ＤＣ成分の発生を回避して、フリッカや焼きつきなどの発生を確実に回避することができる。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る液晶表示装置を示すブロック図である。図１において、前述（図８参照）と同様のものについては、前述と同一符号を付して、または符号の後に「Ａ」を付して詳述を省略する。

この発明の実施の形態１に係る液晶表示装置１Ａは、外部から入力される映像信号Ａに基づく画像を表示する液晶表示パネル３０と、映像信号Ａに基づきＤ／Ａ変換された表示信号Ｂおよび階調表示用の基準電圧ＶＲを生成する表示制御回路１０Ａと、液晶表示パネル３０のコモン電極にコモン電圧Ｖｃｏｍを印加するとともに、基準電圧ＶＲに基づく交流駆動信号を液晶表示パネル３０の各画素電極に印加して液晶表示パネル３０に画像を表示させるドライバ回路２０と、を備えている。

表示制御回路１０Ａは、記憶装置１１Ａを有する基準電圧生成回路１２Ａを含む。記憶装置１１Ａは、液晶表示パネル３０における実際の表示画像に基づく補正データを格納しており、基準電圧生成回路１２Ａは、映像信号Ａに基づく基準電圧ＶＲを、記憶装置１１Ａ内の補正データを用いて補正した後にドライバ回路２０に出力する。記憶装置１１Ａ内の補正データは、交流駆動信号の正極電位（Ｖ＋）および負極電位（Ｖ−）の両方に対する補正データを含む。

また、記憶装置１１Ａ内の補正データは、交流駆動信号のフィードバック調整時（イニシャライズ時）に液晶表示パネル３０および記憶装置１１Ａに接続される制御用パソコン（後述する）からの制御信号により記憶装置１１Ａに格納される。すなわち、記憶装置１１Ａは、液晶表示装置１Ａの出荷前の階調補正（輝度補正）における補正データを保存している。

次に、図２〜図７を参照しながら、図１に示したこの発明の実施の形態１に係る液晶表示装置１Ａ内の補正データの格納処理について説明する。
図２はこの発明の実施の形態１における調整装置を概略的に示すブロック図であり、交流駆動信号の調整時に用いられる制御基板１３と、ドライバ回路２０に含まれるソースドライバ２１とを示している。なお、表示制御回路１０Ａは、あらかじめ制御基板１３上に実装されてもよい。

制御基板１３は、制御用パソコン（図示せず）の制御下で、コモン電圧Ｖｃｏｍと、階調表示用の正極電位（Ｖ＋）および負極電位（Ｖ−）に対応した基準電圧ＶＲとを出力し、ソースドライバ２１を介して液晶表示パネル３０を駆動する。

図３はコモン電圧Ｖｃｏｍと駆動電圧（交流駆動信号）との関係を図式的に示すタイミングチャートであり、コモン電圧Ｖｃｏｍに対する正極電位（Ｖ＋）および負極電位（Ｖ−）の時間変化を示している。また、正極電位（Ｖ＋）および負極電位（Ｖ−）において、最大電位Ｖ＋ｍａｘ、Ｖ−ｍａｘと、最小電位Ｖ＋ｍｉｎ、Ｖ−ｍｉｎとの間に、一例として、イニシャライズ調整時（後述する）に関連した各６段階の基準電圧ＶＲ（破線参照）を示している。

図４は基準電圧生成回路１２Ｂの他の構成例を示す回路図である。図４において、基準電圧生成回路１２Ｂは、Ｄ／Ａ変換器からなる基準電圧生成回路１２Ａに代えて、複数の可変抵抗手段Ｒ１〜Ｒ５からなるデジタルポテンショメータにより構成されている。可変抵抗手段Ｒ１〜Ｒ５の各一端からは、正極および負極ごとに複数段の基準電圧Ｖ２５５、Ｖ１２７、Ｖ０が生成される。

図５は図２の調整装置によるコモン電圧Ｖｃｏｍの調整方法を示す説明図であり、デジタル信号の映像信号Ａが８ビットの場合を例にとり、最大電位Ｖ＋ｍａｘ（＋２５５）、Ｖ−ｍａｘ（−２５５）と、最小電位Ｖ＋ｍｉｎ（＋０）、Ｖ−ｍｉｎ（−０）と、フリッカ調整用に上下シフトされるコモン電圧Ｖｃｏｍ（１点鎖線参照）とを示している。

図６は図２の調整装置による階調（基準電圧ＶＲ）の調整方法を示す説明図であり、輝度調整時に振幅が増減シフトされるとともに、フリッカ調整時に上下シフトされる正極電位（Ｖ＋）および負極電位（Ｖ−）を示している。

図７は図２の調整装置によるコモン電圧Ｖｃｏｍおよび基準電圧ＶＲの調整方法を示すフローチャートであり、調整時（初期設定時）における補正データの格納処理手順を示している。液晶表示装置１Ａの調整処理は、図７のように実行される。

図７において、まず、制御用パソコンは、初期設定処理により、フリッカ測定部および輝度測定部（図示せず）の初期化を行う（ステップＳ１）。

続いて、制御信号をソースドライバ２１に出力して液晶表示パネル３０を駆動し、液晶表示パネル３０の撮像信号を、フリッカ測定部を介してフィードバックしながら、液晶表示パネル３０のコモン電極に印加するコモン電圧Ｖｃｏｍの調整処理を行う（ステップＳ２）。このとき、たとえば８ビットの「２５５」、「０」階調表示で、液晶表示パネル３０の表示画面のフリッカが最初となるように、図５のようにコモン電圧Ｖｃｏｍをシフト調整する。

次に、制御信号をソースドライバ２１に出力して液晶表示パネル３０を駆動し、液晶表示パネル３０の撮像信号をフリッカ測定部および輝度測定部を介してフィードバックしながら、階調の調整処理を行う（ステップＳ３）。

このとき、正極電位（Ｖ＋）および負極電位（Ｖ−）に対応した複数段階の基準電圧ＶＲ（たとえば、「２２３」階調、「１９１」階調、「１２７」階調、「６３」階調、「３１」階調、「１」階調）に対して、図６のシフト調整により輝度調整およびフリッカを調整する。

すなわち、ステップＳ３においては、液晶表示パネル３０の表示輝度が駆動制御輝度と一致するように、かつ、フリッカが最小となるようにフィードバック調整する。

以上のステップＳ２、Ｓ３により、正極電位（Ｖ＋）および負極電位（Ｖ−）に対応した各８段階の基準電圧ＶＲに対する調整が行われ、所望の輝度で、かつフリッカが発生することのない画像を液晶表示パネル３０に表示させるための各基準電圧ＶＲに対する補正データが、液晶表示装置１Ａに固有のデータ値として得られる。

最後に、制御用パソコンは、最終的に得られた液晶表示装置１Ａに固有の補正データを、表示制御回路１０Ａ（Ｄ／Ａ変換器）内の記憶装置１１Ａに格納し（ステップＳ４）、図７のイニシャライズ調整処理を終了する。
以下、液晶表示装置１Ａに固有の補正データが格納された表示制御回路１０Ａは、常に所望の輝度でフリッカのない画像を表示することができる。

以上のように、この発明の実施の形態１によれば、調整処理時（イニシャライズ時）にコモン電圧Ｖｃｏｍを自動調整するとともに、基準電圧ＶＲの正負バランスを調整することができるので、液晶表示装置１Ａの製造工数を削減することができる。
また、液晶表示パネル３０の表示画像の輝度を自動調整することができるので、輝度のばらつきを最小限に抑制することができる。

また、上記自動調整により、正極電圧（Ｖ＋）および負極電圧（Ｖ−）の補正が可能となり、フリッカが減少して残留ＤＣ成分が発生することがないので、液晶表示パネル３０のフリッカ発生や焼きつきなどの不具合を回避することができる。

また、表示制御回路１０Ａ（Ｄ／Ａ変換器）を制御基板１３上に実装してもよく、この場合、制御基板１３に実装された表示制御回路１０Ａを用いて、コモン電圧Ｖｃｏｍおよび交流駆動信号（データ電圧）を容易に調整することができる。

また、輝度調整時（ステップＳ３）において、正極電位（Ｖ＋）および負極電位（Ｖ−）に対する各基準電圧ＶＲの幅として、それぞれ一例について述べたが、正極性および負極性の幅を任意に調整することができる。また、フリッカ調整時において、正極性および負極性の中心電圧を調整してもよい。
また、記憶装置１１Ａとしては、公知のルックアップテーブル（ＬＵＴ）やＲＯＭなどの任意のメモリ手段が適用され得る。

なお、上記実施の形態１では、映像信号Ａの補正部分の説明を省略したが、従来装置（図８参照）と同様に、表示制御回路１０Ａ内に映像信号Ａの補正手段（記憶装置１１）を設け、基準電圧ＶＲのみならず映像信号Ａを補正するように構成してもよい。

この発明の実施の形態１に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。 この発明の実施の形態１におけるコモン電圧および階調表示用の基準電圧の調整装置を概略的に示すブロック図である。 この発明の実施の形態１におけるコモン電圧と駆動電圧との関係を図式的に示すタイミングチャートである。 この発明の実施の形態１における基準電圧生成回路の他の構成例を示す回路図である。 図２の調整装置によるコモン電圧の調整方法を示す説明図である。 図２の調整装置による基準電圧の調整方法を示す説明図である。 図２の調整装置によるコモン電圧および基準電圧の調整手順を示すフローチャートである。 従来の液晶表示装置の構成を示すブロック図である。 従来の液晶表示装置における中心電圧と駆動電圧との関係を図式的に示すタイミングチャートである。

符号の説明

１Ａ 液晶表示装置、１０Ａ 表示制御回路、１１Ａ 記憶装置、１２Ａ 基準電圧生成回路、２０ ドライバ回路、３０ 液晶表示パネル、Ａ 映像信号、Ｖｃｏｍ コモン電圧、ＶＲ 基準電圧。

Claims (4)

1. 外部から入力される映像信号に基づく画像を表示する液晶表示パネルと、
   前記映像信号に基づきＤ／Ａ変換された階調表示用の基準電圧を生成する表示制御回路と、
   前記液晶表示パネルのコモン電極にコモン電圧を印加するとともに、前記基準電圧に基づく交流駆動信号を前記液晶表示パネルの各画素電極に印加して前記液晶表示パネルに前記画像を表示させるドライバ回路と、
   を備えた液晶表示装置において、
   前記表示制御回路は、記憶装置を有する基準電圧生成回路を含み、
   前記記憶装置は、前記液晶表示パネルにおける実際の表示画像に基づく補正データを格納し、
   前記基準電圧生成回路は、前記映像信号に基づく前記基準電圧を、前記補正データを用いて補正した後に前記ドライバ回路に出力することを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記補正データは、前記交流駆動信号の正極電位および負極電位の両方に対する補正データを含むことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記補正データは、前記交流駆動信号のフィードバック調整時に前記液晶表示パネルおよび前記記憶装置に接続される制御用パソコンからの制御信号により前記記憶装置に格納されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の液晶表示装置。
4. 前記基準電圧生成回路は、デジタルポテンショメータにより構成されたことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の液晶表示装置。

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