JP4962421B2

JP4962421B2 - 液晶表示装置

Info

Publication number: JP4962421B2
Application number: JP2008155874A
Authority: JP
Inventors: 均中塚
Original assignee: Funai Electric Co Ltd
Current assignee: Funai Electric Co Ltd
Priority date: 2008-06-13
Filing date: 2008-06-13
Publication date: 2012-06-27
Anticipated expiration: 2028-06-13
Also published as: JP2009300781A

Description

本発明は、液晶表示装置に関し、特に簡単な構成で、映像信号電圧の極性反転ラインの位置をフレーム毎に異ならせる液晶表示装置に関する。

従来から、液晶パネルに電圧を印加して駆動させる際に、液晶の焼き付きや、輝度むら（クロストーク）や、フリッカーを防止する方法として、印加する電圧の極性を一定時間毎に反転させる方法が知られている。

具体的には、タイミングコントローラが、液晶パネルの各画素に印加される映像信号の電圧（以下、映像信号電圧という）の極性を反転させるための極性制御信号（以下、ＰＯＬ信号）をソースドライバに送る。ソースドライバは、映像信号の出力トリガーであるラッチパルス信号（以下、ＬＰ信号）の立ち上がり時に受信したＰＯＬ信号がＨｉｇｈレベルであれば、正極性の映像信号電圧を液晶パネルに出力し、ＰＯＬ信号がＬｏｗレベルであれば、負極性の映像信号電圧を液晶パネルに出力する。

近年、液晶パネルの極性制御方式として、１ライン反転方式、又は２ライン反転方式が知られている。１ライン反転方式は、ラインごとに出力する映像信号電圧の極性を反転させるので、ソースドライバの消費電力が大きくなり、大画面や、高精細の液晶パネルを駆動させる場合、ソースドライバの発熱が大きくなるという問題がある。

また、近年、液晶パネルの動画ぶれを改善するために、フレーム周期を１２０ＨＺで駆動させる倍速駆動方式の液晶表示装置が普及している。倍速駆動方式と１ライン反転方式を組み合わせた場合、ソースドライバの消費電力がさらに大きくなるという問題がある。

これに対して、２ライン反転方式は、１ライン反転方式と比較して消費電力は小さくなるので、上記問題点を解決できる。しかし、２ライン反転方式では、液晶パネルの充電時間が短い場合、充電不足により、極性が反転するラインと、このラインの直後のラインとの間に電圧差が生じるため、ライン毎（２ライン反転方法の場合、２ライン毎）に、画面上に横筋が見えやすくなるという新たな問題が生じる。

これに対して、特許文献１には、極性反転ラインの位置を各フレーム毎に異ならせることができる液晶表示装置が開示されている。この種の液晶表示装置によれば、各フレーム毎に同じライン間で極性が反転しないので、充電不足による横筋の発生を防ぐことができる。

しかしながら、この種の液晶表示装置は、極性反転ラインの位置をフレーム毎に異ならせるために、各フレーム毎に決まったパターンの映像信号電圧を出力するように予め設定された回路を備える必要がある。そのため、特許文献１の液晶表示装置では、例えば、２ライン反転以外の反転方式以外の映像信号を生成することができないという新たな問題が生じる。

また、特許文献２乃至４には、液晶パネルの駆動方法がそれぞれ開示されているが、上記問題の解決方法が開示されていない。
特開２００５−３４５６０３号公報特開平３−１６７５２１号公報特開昭６２−２０９５１５号公報特開２００１−２４９６４３号公報

本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、フリッカーや横筋の発生を防止すると共に、簡易な構成で、映像信号電圧の極性反転ラインの位置をフレーム毎に異ならせることができる液晶表示装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明に係る液晶表示装置は、複数の画素の表示データに対応する映像信号電圧を、該複数の画素の各々に対応する複数の映像信号線を介して印加する液晶表示装置であって、正極性又は負極性で示される前記映像信号電圧の極性を、Ｎ（Ｎ≧２）ライン毎に反転させるための極性制御信号を生成するタイミングを知らせるタイミング信号、及び映像フレームの表示開始タイミングを知らせるフレームタイミング信号を出力するタイミングコントローラと、前記タイミングコントローラによって出力される前記タイミング信号に基づいて、１フレーム単位の前記極性制御信号の出力パターンである極性制御信号出力パターンを生成する極性制御信号生成手段と、前記映像信号電圧の極性が正極性から負極性、または負極性から正極性へと変化する位置がフレーム毎に不連続となるように、前記タイミングコントローラによって出力される前記フレームタイミング信号に基づいて、前記極性制御信号生成手段によって生成された前記極性制御信号出力パターンを、フレーム毎に１ライン分シフトさせて、該シフトさせた極性制御信号出力パターンに基づく極性制御信号を順次出力する極性制御信号シフト手段と、前記極性制御信号シフト手段によって順次出力された前記極性制御信号出力に基づいて、前記映像信号電圧を前記複数の映像信号線の各々に供給する映像信号電圧供給手段とを備えるものである。
この発明において、前記タイミングコントローラは、前記極性制御信号生成手段と、前記極性制御信号シフト手段とを含むことが好ましい。

本発明によれば、映像信号電圧供給手段は、シフトされた極性制御信号に基づいて、極性反転ラインの位置を各フレーム毎に異ならせた映像信号電圧を複数の映像信号線のそれぞれに供給する。そのため、簡易な構成で、各フレーム毎に極性反転ラインの位置を異ならせることができるので、液晶パネルが充電不足であっても、フリッカーや横筋の発生を防止することができる。

また、極性制御信号のタイミングをシフトさせることにより、容易に任意のライン数毎に極性反転ラインの位置を異ならせた映像信号電圧を供給することができる。また、映像信号電圧の極性をＮ（Ｎ≧２）ライン毎に反転させるので、１ライン反転方式と比較して、消費電力を抑えることができる。

本発明の一実施形態に係る液晶表示装置について、図１及び図２を参照しながら説明する。本実施形態に係る液晶表示装置の一例として、液晶パネルを用いたテレビジョン（ＴＶ）受像機１を示す。図１は、ＴＶ受像機１の概略構成を示し、図２は、ＴＶ受像機１の液晶ディスプレイ部１１の概略構成を示す。

ＴＶ受像機１は、映像を表示する液晶ディスプレイ部１１と、音声を出力するスピーカ１２と、外部のアンテナに接続され、このアンテナにより受信されるＴＶ放送の所望の番組を選局するチューナ１３と、ＴＶ受像機１の筐体外部に露出するように設けられた端子部１４と、装置本体とは別体となるリモコン装置３から送信された操作信号を受信する受信部１５と、ＴＶ受像機１の各部の動作を制御する制御部１０とを備える。

ＴＶ受像機１は、制御部１０による制御に基づき、例えばチューナ１３により選局されたＴＶ放送番組や、端子部１４に接続された外部の入力機器から入力される映像・音声等を、液晶ディスプレイ部１１やスピーカ１２により視聴可能にすることができるように構成されている。端子部１４は、例えばＤＶＤレコーダ２等の外部機器に、ＨＤＭＩ（High-Definition Multimedia Interface）ケーブル等を介して接続される。

制御部１０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、その他の電子部品で構成された映像処理回路１６や、音声処理回路１７等を備え、チューナ１３により選局された番組の映像表示データや、例えば端子部１４に接続されたＤＶＤレコーダ２から入力された映像表示データ等に基づいて、液晶ディスプレイ部１１に映像信号等を供給し映像を表示させる。

液晶ディスプレイ部１１は、図２に示すように、液晶パネル１１１と、ソースドライバ１１２と、ゲートドライバ１１３と、複数のデータ信号線（映像信号線）１１４と、複数のゲート信号線１１５とを備える。ソースドライバ１１２、及びゲートドライバ１１３は、液晶パネル１１１を制御するものであり、液晶パネル１１１の異なる一辺側にそれぞれ配置されている。複数のデータ信号線１１４、及び複数のゲート信号線１１５は、液晶パネル１１１の周辺に配置されている。

液晶パネル１１１は、マトリクス状に配置されたＴＦＴ等の画素（図示せず）を、データ信号線１１４、及びゲート信号線１１５が交差する各領域内に有する。各画素は、それぞれデータ信号線１１４、及びゲート信号線１１５と接続されている。

ソースドライバ１１２は、複数のデータ信号線１１４のそれぞれに対して、そのデータ信号線１１４に接続された各画素の映像表示データに対応する映像信号の電圧（以下、映像信号電圧という）を供給して印加する。ソースドライバ１１２は、映像処理回路１６から送信される映像信号電圧の極性を反転させるための極性制御信号（以下、ＰＯＬ信号という）に基づいて、映像信号電圧を正極性、又は負極性として供給する。

具体的には、ソースドライバ１１２は、映像信号電圧の出力トリガーであるラッチパルス信号（液晶パネル１１１の１ライン分の映像表示データをラッチするための信号；以下、「ＬＰ信号」という）の立ち上がり時に、基準レベル以上（Ｈｉｇｈレベル）のＰＯＬ信号（以下、ＨｉレベルのＰＯＬ信号という）を受信した場合、正極性の映像信号電圧をデータ信号線１１４に供給し、基準レベル未満（Ｌｏｗレベル）のＰＯＬ信号（以下、ＬｏレベルのＰＯＬ信号という）を受信した場合、負極性の映像信号電圧をデータ信号線１１４に供給する。また、ソースドライバ１１２は、ＨｉレベルのＰＯＬ信号、及びＬｏレベルのＰＯＬ信号の受信パターンに基づいて、複数のデータ信号線１１４のそれぞれに供給する映像信号電圧の極性を、Ｎ（Ｎ≧２）ライン毎に反転させる。詳細については後述する。

ゲートドライバ１１３は、対応するゲート信号線１１５に対して、そのゲート信号線１１５に接続された各画素を選択駆動するためのアドレス信号を供給する。

次に、映像処理回路１６の構成について、図３及び図４参照して説明する。図３は、映像処理回路１６の概略構成を示すブロック図であり、図４は、映像処理回路１６の概略構成の他の例を示すブロック図である。

映像処理回路１６は、タイミングコントローラ１６１と、ＰＯＬ信号を出力するＮライン反転ＰＯＬ信号発生回路（極性制御信号出力手段）１６２と、Ｎライン反転ＰＯＬ信号発生回路１６２によって出力されるＰＯＬ信号のタイミングをシフトさせるシフト回路１６３（極性制御信号シフト手段）とを備える。

タイミングコントローラ１６１は、Ｎライン反転ＰＯＬ信号発生回路１６２に対してＰＯＬ信号を生成するタイミングを知らせるためのタイミング信号を出力し、シフト回路１６３に対して、映像フレームの表示開始タイミングを知らせるためのフレームタイミング信号を出力する。

Ｎライン反転ＰＯＬ信号発生回路１６２は、タイミングコントローラ１６１から出力されるタイミング信号を受信したとき、シフト回路１６３に対して、ソースドライバ１１２から出力される映像信号電圧の極性をＮ（Ｎ≧２）ライン毎に反転させるためのＰＯＬ信号を生成して順次出力するものである。Ｎライン反転ＰＯＬ信号発生回路１６２から出力されるＰＯＬ信号のそれぞれは、液晶パネル１１１の各ラインにそれぞれ対応する。

Ｎライン反転ＰＯＬ信号発生回路１６２から順次出力されるＰＯＬ信号の出力パターン（以下、ＰＯＬ信号出力パターンという）は、反転させる極性ラインの数ごとに１つの出力パターンが予め決められており、それらはＮライン反転ＰＯＬ信号発生回路１６２内に予め記憶されている。

具体的には、例えば、映像信号電圧の極性を２ライン毎に反転させる場合、「ＨｉレベルのＰＯＬ信号、ＨｉレベルのＰＯＬ信号、ＬｏレベルのＰＯＬ信号、ＬｏレベルのＰＯＬ信号」の順にＰＯＬ信号を出力するＰＯＬ信号出力パターン、又は「ＬｏレベルのＰＯＬ信号、ＬｏレベルのＰＯＬ信号、ＨｉレベルのＰＯＬ信号、ＨｉレベルのＰＯＬ信号」の順にＰＯＬ信号を出力するＰＯＬ信号出力パターンのうちのいずれか１つがＮライン反転ＰＯＬ信号発生回路１６２内に記憶されている。

シフト回路１６３は、タイミングコントローラ１６１から受信したフレームタイミング信号に基づき、表示されたフレームの数をカウントして記憶するためのフレームカウンタ１６３ａを有する。シフト回路１６３は、１フレーム毎に、Ｎライン反転ＰＯＬ信号発生回路１６２から出力されたＰＯＬ信号出力パターンに基づくＰＯＬ信号の出力タイミングを１ライン分シフトさせた後、シフトさせたＰＯＬ信号をソースドライバ１１２に順次出力するものである。そのため、シフトされたＰＯＬ信号出力パターンに基づくＰＯＬ信号に基づいてソースドライバ１１２から出力される映像信号電圧は、映像信号電圧の極性が正極性から負極性、又は負極性から正極性へと変化する位置（以下、極性反転ライン位置という）がフレーム毎に不連続となる。

具体的には、例えば、映像信号電圧の極性を２ライン毎に反転させる場合、シフト回路１６３は、Ｎライン反転ＰＯＬ信号発生回路１６２から「ＨｉレベルのＰＯＬ信号、ＨｉレベルのＰＯＬ信号、ＬｏレベルのＰＯＬ信号、ＬｏレベルのＰＯＬ信号」の順であるＰＯＬ信号出力パターンを受信したとき、任意のｋ番目のフレームでは、ＰＯＬ信号の出力タイミングをシフトさせることなく、「ＨｉレベルのＰＯＬ信号、ＨｉレベルのＰＯＬ信号、ＬｏレベルのＰＯＬ信号、ＬｏレベルのＰＯＬ信号」の順にＰＯＬ信号をソースドライバ１１２に順次出力する。そして、（ｋ＋１）番目のフレームでは、ＰＯＬ信号出力パターンを１ライン分シフトさせて、「ＨｉレベルのＰＯＬ信号、ＬｏレベルのＰＯＬ信号、ＬｏレベルのＰＯＬ信号、ＨｉレベルのＰＯＬ信号」の順にＰＯＬ信号をソースドライバ１１２に順次出力する。

なお、映像処理回路１６は、図４に示すように、Ｎライン反転ＰＯＬ信号発生回路１６２と、シフト回路１６３とをタイミングコントローラ１１１に含み、１チップとするものであってもよい。

次に、シフト処理されたＰＯＬ信号に基づく映像信号電圧の出力処理について、図５に示すフローチャートを参照して説明する。ここでは、既にシフト回路１６３は、Ｎライン反転ＰＯＬ信号発生回路１６２からＰＯＬ信号出力パターンを受信しているものとする。

シフト回路１６３は、タイミングコントローラ１６１からフレームタイミング信号を受信すると（Ｓ１）、フレームカウンタ１６３ａの値を判断し（Ｓ２）、この値に基づいて、ＰＯＬ信号出力パターンをシフトさせるためのシフト処理を行う（Ｓ３）。なお、シフト処理の詳細については後述する。

そして、シフト回路１６３は、上記Ｓ３の処理によってシフトされたＰＯＬ信号出力パターンに基づいて、ＰＯＬ信号をソースドライバ１１２に順次出力する（Ｓ４）。そして、ソースドライバ１１２は、シフト回路１６３によりシフトされたＰＯＬ信号出力パターンに基づいて出力されるＰＯＬ信号に基づいて、正極性、又は負極性の映像信号電圧を、複数のデータ信号線１１４のそれぞれに供給する（Ｓ５）。

次に、上記シフト処理の詳細について、図６に示すフローチャートを参照して説明する。ここでは、映像信号電圧の極性を２ライン毎に反転させるものとする。また、カウンタフレームの値の初期値は１であるものとする。

まず、シフト回路１６３は、フレームカウンタ１６３ａの値が、（４ｍ（ｍはゼロ以上の整数である）＋１）である場合（Ｓ３１でＹＥＳ）、受信したＰＯＬ信号出力パターンをシフトさせない（Ｓ３４）。

一方、フレームカウンタ１６３ａの値が、（４ｍ＋１）でない場合（Ｓ３１でＮＯ）、フレームカウンタ１６３ａの値が、（４ｍ＋２）であるとき（Ｓ３２でＹＥＳ）、シフト回路１６３は、受信したＰＯＬ信号出力パターンを１ライン分シフトさせる（Ｓ３５）。

一方、フレームカウンタ１６３ａの値が、（４ｍ＋２）でない場合（Ｓ３２でＮＯ）、フレームカウンタ１６３ａの値が、（４ｍ＋３）であるとき（Ｓ３３でＹＥＳ）、シフト回路１６３は、受信したＰＯＬ信号出力パターンを２ライン分シフトさせる（Ｓ３６）。

一方、フレームカウンタ１６３ａの値が、（４ｍ＋３）でない場合（Ｓ３３でＮＯ）、シフト回路１６３は、受信したＰＯＬ信号出力パターンを３ライン分シフトさせる（Ｓ３７）。

次に、ソースドライバ１１２から供給される映像信号電圧の極性変化について、図７乃至図９に示すグラフを参照して説明する。図７乃至図９の縦軸は、液晶パネル１１１の任意の列におけるライン番号を示し、横軸は、フレーム番号を示す。図中のｎは正の整数である。

図７は、映像信号電圧の極性を２ライン毎に反転させる場合における極性の変化を示す。例えば、各フレーム毎の最初の正極性への極性反転ライン位置は、図７に示すように、ｎフレームのとき１ライン目であり、ｎ＋１フレームのとき２ライン目であり、ｎ＋２フレームのとき３ライン目であり、ｎ＋３フレームのとき４ライン目である。そして、ｎ＋４フレームのとき１ライン目になり、以下、同様にフレーム毎の極性反転ライン位置が変化する。従って、２ライン毎に順次極性が反転されると共に、各フレーム毎に極性反転ライン位置が異なる。

図８は、映像信号電圧の極性を３ライン毎に反転させる場合における極性の変化を示す。例えば、各フレーム毎の最初の正極性への極性反転ライン位置は、図８に示すように、ｎフレームのとき１ライン目であり、ｎ＋１フレームのとき２ライン目であり、ｎ＋２フレームのとき３ライン目であり、ｎ＋３フレームのとき４ライン目であり、ｎ＋４フレームのとき５ライン目であり、ｎ＋５フレームのとき６ライン目である。そして、ｎ＋６フレームのとき１ライン目になり、以下、同様にフレーム毎の極性反転ライン位置が変化する。従って、３ライン毎に順次極性が反転されると共に、各フレーム毎に極性反転ライン位置が異なる。

図９は、映像信号電圧の極性を４ライン毎に反転させる場合における極性の変化を示す。例えば、各フレーム毎の最初の正極性への極性反転ライン位置は、図９に示すように、ｎフレームのとき１ライン目であり、ｎ＋１フレームのとき２ライン目であり、ｎ＋２フレームのとき３ライン目であり、ｎ＋３フレームのとき４ライン目であり、ｎ＋４フレームのとき５ライン目であり、ｎ＋５フレームのとき６ライン目であり、ｎ＋６フレームのとき７ライン目であり、ｎ＋７フレームのとき８ライン目である。そして、ｎ＋９フレームのとき１ライン目になり、以下、同様にフレーム毎の極性反転ライン位置が変化する。従って、４ライン毎に順次極性が反転されると共に、各フレーム毎に極性反転ライン位置が異なる。

上述したように、本実施形態に係るＴＶ受像機１においては、ソースドライバ１１２は、シフト回路によってシフトされたＰＯＬ信号出力パターンに基づいて出力されたＰＯＬ信号に基づいて、極性反転ラインの位置を各フレーム毎に異ならせた映像信号電圧を複数のデータ信号線のそれぞれに供給する。そのため、簡易な構成で、各フレーム毎に極性反転ラインの位置を異ならせることができるので、液晶パネル１１１が充電不足であっても、フリッカーや横筋の発生を防止することができる。

また、極性制御信号のタイミングをシフトさせることにより、容易に任意のライン数毎に極性反転ラインの位置を異ならせた映像信号電圧をソースドライバ１１２が供給することができる。また、映像信号電圧の極性をＮ（Ｎ≧２）ライン毎に反転させるので、１ライン反転方式と比較して、消費電力を抑えることができる。

なお、本発明は、上記実施形態の構成に限られず、発明の趣旨を変更しない範囲で種々の変形が可能である。

本発明の一実施形態に係るＴＶ受像機の概略構成を示すブロック図。上記ＴＶ受像機の液晶ディスプレイ部のブロック構成図。上記ＴＶ受像機の映像処理部の概略構成を示すブロック図。上記ＴＶ受像機の映像処理部の概略構成の別の例を示すブロック図。上記ＴＶ受像機における映像信号電圧の出力処理の手順を示すフローチャート。上記映像信号電圧の出力処理におけるシフト処理の手順を示すフローチャート。上記ＴＶ受像機における映像信号電圧の極性変化を示すグラフ。上記ＴＶ受像機における映像信号電圧の極性変化を示すグラフ。上記ＴＶ受像機における映像信号電圧の極性変化を示すグラフ。

符号の説明

１ＴＶ受像機（液晶表示装置）
１６映像処理回路
１１２ソースドライバ（映像信号電圧供給手段）
１１４データ信号線（映像信号線）
１６２Ｎライン反転ＰＯＬ信号発生回路（極性制御信号出力手段）
１６３シフト回路（極性制御信号出力手段）

Claims

複数の画素の表示データに対応する映像信号電圧を、該複数の画素の各々に対応する複数の映像信号線を介して印加する液晶表示装置であって、
正極性又は負極性で示される前記映像信号電圧の極性を、Ｎ（Ｎ≧２）ライン毎に反転させるための極性制御信号を生成するタイミングを知らせるタイミング信号、及び映像フレームの表示開始タイミングを知らせるフレームタイミング信号を出力するタイミングコントローラと、
前記タイミングコントローラによって出力される前記タイミング信号に基づいて、１フレーム単位の前記極性制御信号の出力パターンである極性制御信号出力パターンを生成する極性制御信号生成手段と、
前記映像信号電圧の極性が正極性から負極性、または負極性から正極性へと変化する位置がフレーム毎に不連続となるように、前記タイミングコントローラによって出力される前記フレームタイミング信号に基づいて、前記極性制御信号生成手段によって生成された前記極性制御信号出力パターンを、フレーム毎に１ライン分シフトさせて、該シフトさせた極性制御信号出力パターンに基づく極性制御信号を順次出力する極性制御信号シフト手段と、
前記極性制御信号シフト手段によって順次出力された前記極性制御信号出力に基づいて、前記映像信号電圧を前記複数の映像信号線の各々に供給する映像信号電圧供給手段とを備えることを特徴とする液晶表示装置。
前記タイミングコントローラは、前記極性制御信号生成手段と、前記極性制御信号シフト手段と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。