JPH0412072B2

JPH0412072B2 -

Info

Publication number: JPH0412072B2
Application number: JP2082542A
Authority: JP
Inventors: Minoru Hosokawa; Katsuyuki Ikeda; Satoru Yazawa
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1990-03-29
Filing date: 1990-03-29
Publication date: 1992-03-03
Also published as: JPH0362688A

Description

【発明の詳細な説明】本発明はマトリクス型の液晶テレビの画像表示
方式に関し、特に表示画像の分解能をテレビ映像
信号の分解能よりも低くした液晶テレビの画像表
示方式に関する。

液晶は、その電気光学効果によつて受光型の表
示体として実用化されている。ここでは液晶の材
料による表示特性の差に係らず、画像表示、特に
テレビジヨン用の映像信号を表示する場合に、一
般的な液晶の特性に合わせて信号を表示体に分配
する方式に係るものである。印加電圧に対する液
晶の表示応答特性を第１図に示す。

第１図Ａは液晶を挟む両電極間に印加される電
圧波形を表わす。

第１図Ｂは該印加電圧に応じて液晶が光学的に
変化する度合を表わしており波形Ｂの縦軸は表示
コントラストとする。図において１は液晶の立上
り応答、２は立下りの応答を示す。又、液晶の材
質によつて差はあるが、時間的に同一の電圧波
形、例えば同一周波数の交番信号或はパルス信号
に対しては、一般に印加電圧の実効値に対して液
晶の表示コントラストは比例的に変化する。

第２図は液晶表示パネルの一構成例でパネル断
面図を表わす。図中３はガラス、４はネサ膜等の
共通透明電極、５は液晶、６はガラス３と対向し
て液晶５を挟む板で、この場合液晶を駆動する為
の回路が載つている。１例として６はシリコン結
晶ウエハーから成るとする。７はアルミ等の電極
でガラス３上の透明電極４と共に液晶に電圧を印
加する。８，９，１０は表示画素毎に設けられた
トランジスタの各部に対応し、８はソース、９は
ゲート、１０はドレインである。ドレイン１０は
電極７と結合している。本発明に係る液晶表示パ
ネルは第２図の構成に限られるものではないが、
以後の説明は第２図を例にして進める。

第３図は第２図のパネルに対する液晶駆動回路
の例である。１３は映像信号入力、１１は映像信
号から分離した同期信号、１２は同期信号１１よ
り液晶表示体駆動回路１４，１５に送るタイミン
グクロツクを発生する回路である。１４は映像信
号１３を各データライン１９毎にサンプルし、各
データラインに出力するデータライン駆動回路、
１５はゲートライン１８を順次走査する為のゲー
トライン駆動回路でそれぞれ主要回路はシフトレ
ジスタで構成される。１６は液晶画素、１７は液
晶画素に直列に接続され、ゲートライン駆動回路
１５の出力に応じてON、OFF動作するトランジ
スタで、データライン駆動回路１４によつてデー
タライン１９に出力される映像信号を各画素１６
の電極に選択的に印加する。２０は液晶表示画面
部全体を表わし（破線部内）ており、画面はマト
リクス表示される事を示している。

第４図はテレビジヨン映像信号の画面構成にお
ける飛び越し走査の方法を示している。

第４図における四角形の枠は、いわゆるテレビ
表示画面全体を表わしている。枠の中で、斜めに
引かれた線がそれぞれ水平走査線を表わし、枠内
の画像は、各走査線毎に走査表示される事により
全体として一画面分の画像を表示する。走査線a₁
からa₅₂₅までは順次番号に従つて走査され、前半
の262.5本と後半の262.5本は同一画面内に１本置
きに配置される。走査方向は、矢印の如く画面の
左から右へ行なわれる。この時、前半の252.5本
から成る画面を第１フイールド、後半の262.5本
から成る画面を第２フイールドと言い、両方を併
せて525本から成る画面を１フレームと言う事に
する。テレビ映像信号にあつては、第１フイール
ド、第２フイールド共に、走査時間が約16.7ｍ_se
_ｃ、１フレーム走査時間が約33.3ｍ_secである。

第５図は、従来マトリクス型液晶表示パネルで
映像表示をさせる場合の各マトリクス画素に対応
した映像信号のサンプル点を示す一例である。第
５図は、水平方向の走査線数を３分の１に減らし
た場合の例である。

図中、a₅₀からa₃₁₇までは、第４図の走査線の
一部分を示している。R₁、R₂、R₃、R₄、R₅、
R₆、R₇、R₈及びL₁、L₂、L₃、L₄は、それぞれ液
晶表示体マトリクスの縦及び横の並びの一部分を
表わす。従つて液晶表示体内各画素は、R₁、R₂、
R₃、……とL₁、L₂、L₃、……との交点に位置し、
映像信号は、第５図中の各交点に付けられた丸印
部分がサンプルされ、対応画素の電極に印加され
る事になる。この時、液晶表示パネルによつて一
画面を表わすに要する時間は、原映像信号と同じ
く約33.3ｍ_secである。第５図中の水平走査線a₅₀、
a₃₁₃、a₃₁₄、a₅₂等の映像信号はサンプリングされ
ず、液晶表示画面上にも一切表われない。マトリ
クス型表示パネルにおいて、走査線数を減らす方
法としては、原信号に対し、２分の１、３分の
１、４分の１、５分の１等が考えられ、第５図の
如くサンプル点を設定する方法と共に、第１フイ
ールドのみをサンプルし、第２フイールドの間は
サンプルしない等の方法もある。然し、これらの
方法にあつては、先述の如く、原信号の内で液晶
表示体に全く印加表示されない走査線が生じてし
まう。更に以下の理由により、各画素の駆動サイ
クル時間が長すぎ、この為に回路負担が大きくな
る。第３図中の１画素分の周辺回路を第６図に示
す。

図中、２２は回路基板６とドレイン電極１０と
の間の漏洩抵抗分、２３は液晶を挟む２電極間の
漏洩抵抗を指す。２１は液晶と並列に設けられた
キヤパシターである。２２，２３の漏洩抵抗は極
めて大きな値ではあるが、画質を向上する為に液
晶画素を小さく設定すると、画素電極間の容量は
小さくなる。例えば、10μ厚みの液晶の容量は１
cm²当たり１×10^-10F程度で、この時抵抗値はFE
型液晶で10⁹Ω、DSM型液晶で10⁶Ω程度である。
画素サイズを100μ平方にすると、容量１×
10^-14F、抵抗10¹³Ω、10¹⁰Ωにそれぞれなる。液晶
画素の時定数は、従つてFE型で１×10^-1 _sec、
DSM型で１×10^-4 _sec程度になる。回路内漏洩抵
抗は、トランジスタ１７の漏洩分が主体で、外部
から光が入射すると、更に光起電効果によつて実
効的漏洩抵抗値は、更に小さくなる。この為、キ
ヤパシター２１を液晶１６と並列に設ける。映像
信号のフレーム周期は33.3ｍ_secであるから、第３
図の回路で各画素に表示信号が新たに分配印加さ
れる周期も33.3ｍ_secであり、各画素印加電圧はこ
の間十分保持されなければならないから、回路を
含めた画素の自定数は33.3ｍ_secより十分大きくな
ければならない。キヤパシター２１は、以上の理
由で液晶と並列に挿入するものである。キヤパシ
ター２１は液晶表示自体の容量分に付加され、表
示パネルの消費電力が増大する。又、液晶は有機
化合物の混合体であり、定常的な直流電圧駆動に
対して劣化現象を示す事が知られており、交流電
圧駆動が望まれ、極力直流成分を少なくする事が
良いとされている。従来、液晶表示にあつては、
数字等のキヤラクタ表示が主体であり、信号レベ
ルは１又は０の２値レベル表示だけであつたか
ら、相補型の出力回路を構成し信号の極性を一定
期間毎に反転すれば、実効的に直流成分は回路の
バラツキ以外零になる。階調のある動画像を表示
する場合、画面内の特定位置の信号レベルはフレ
ーム単位で変化し、不特定である。従つて、従来
回路方式等で直流成分をなくする様な事は考えら
れなかつた。

本発明は、これら従来方式における欠点を改良
するもので、キヤパシター２１の容量を小さく
し、或は除去して、パネルの消費電力を低下させ
て、本来の液晶表示としての低電力性の活かすと
共に、映像信号の走査線数を減らした場合に生ず
る画質の低下を保障し、又、画面の応答速度を本
来の映像信号の動画の速度に近づける事によつ
て、高品質なテレビジヨン映像を液晶表示パネル
によつて再生する事を目的とするものである。

以下、本発明の方式について順次説明してい
く。

第７図は、本発明になる映像信号のサンプル点
と液晶パネルによる表示の構成の一部分を表わし
ている。a₅₀、a₅₁、a₅₂は、第１フイールドの水平
走査線、a₃₁₂、a₃₁₃、a₃₁₄は、第２フイールドの
水平走査線である。l₁、l₂、l₃は、液晶表示パネ
ルのマトリクス画素の構成の内、横方向の画素の
並びの一部を示す。同様に、r₁、r₂、r₃、r₄は、
液晶表示パネル内マトリクス画素の内、縦方向の
画素の並びの一部を示す。２４，２５の四角形
は、l₁の画素列上に並んだ２個の画素を示してい
る。第５図に示した従来の映像信号のサンプル方
式に対して、本発明にあつては、第７図中の各走
査線上に記した丸印の点をサルプルし、表示する
ものである。即ち、テレビジヨン映像信号より該
当画素に対応した点の信号をサンプルして表示す
る場合、例えば、液晶表示画面内の画素２４に対
しては、映像信号の第１フイールド内における走
査線a₅₀上の点２７の信号をサンプルし、続いて
第２フイールド内における走査線a₃₁₂上の点２６
の信号をサンプルする事により、第１フイールド
では２７の信号を表示し、第２フイールドでは２
６の信号を表示する。その他の画素についても同
様に表示を行なう。この結果、液晶表示パネル内
のラインl₁上の画素によつて、映像信号走査線
a₅₀とa₃₁₂上の映像が１フイールド毎に繰り返し
表示される事になり、他の走査線についても、す
べて半フレーム毎に表示がなされる。従つて、液
晶表示パネル内の画素ライン数が、本来のテレビ
ジヨン信号走査線数の２分の１になつても、すべ
ての走査線上の映像は、液晶によつて表示される
事が可能となる。更に正確には、第１図に示した
液晶の応答特性に従つて、各画素に繰り返し印加
される第１フイールドの信号レベルと第２フイー
ルドの信号レベルの実効的な電圧波形に応じた画
像が表示される事になり、全体として第１フイー
ルドの画面と第２フイールドの画面を重量し、平
均化した画面が液晶パネル上に表示される。画質
は、本来の映像信号に近づき、従来の方式に比較
して大幅に向上する。特に、従来単に走査線を２
分の１だけ消去した場合に生ずるモザイク的トゲ
トゲしさが無くなり、やわらかい画質が得られ
る。

又、各画素に信号を書き込む繰り返し周期は、
１フイールド単位、即ち半フレーム周期となつ
て、従来方式の２分の１になる。各画素内回路の
漏洩電流を補償して液晶に印加する信号を保持す
る為に設けたキヤパシター２１の値は、従つて従
来方式の２分の１で足りる事になり、小さな画素
サイズ内に容量の大きなキヤパシターを設ける為
の負担が半減する。この結果、液晶表示パネル内
の端子１３に映像信号を供給する為の映像増幅器
の出力容量も、パネル内画素の負荷容量が半減す
る事から、従来増幅器より小さな回路で満足で
き、増幅器消費電力を低減できる。更に、液晶パ
ネルが表示する画面は、全画面にわたつて本来の
映像信号の半フレーム単位で書き換えられるか
ら、従来１フレームの時間をかけて書き換える場
合に比較して動画面の応答性が改善され、液晶自
体の応答遅れと書き換えに要する時間の遅れとの
相乗効果に伴う動画面の応答の悪さが半減する事
になる。

特に、本発明になる表示方式は、画面の縦方向
の画素配列の数をテレビジヨン映像信号走査線数
の２分の１、又は４分の１等、偶数分の１に設定
した時効果が大きい。又、上記説明にあつては、
第３図の場合を例にしたが、別の駆動回路方式に
あつても効果は同様に期待されるものであり、本
発明の範囲を出るものではない。例えば、謂ゆる
ダイナミツク駆動方式により液晶を、Ｘ配列した
電極群を有する板と、この電極群に直角にＹ配列
した電極群を有する板との間に挟み、順次時分割
駆動する方式にあつても、同様に半フレーム毎に
各フイールド信号に対応した駆動を行なう事がで
き、同様の特徴がある。

本発明にあつては、更に従来方式に比較して、
より有効な交流駆動を行うものである。前記した
如く、階調のある動画像信号にあつては、信号レ
ベルが不定であり、従来の方式では問題である。
本発明では、動画の速度に注目し、最も有効な交
流駆動方式を行なうもので、直流成分を実質的に
無視し得ると見なされる。即ち、映像信号の極性
を１フイールド毎に反転させて、各画素に印加す
る。第１フイールドの信号と第２フイールドの信
号とは相互に飛び越し補間し合つて、１フレーム
の映像を形成するものであるから、第７図中２６
と２７は、同一フレーム内の互いに隣接した場所
にある。同様に、全画面にわたつて、第１フイー
ルドと第２フイールド上の各サンプル点が隣接す
る如く信号のサンプルを行ない、マトリクス液晶
パネル上の同一画素に印加表示する。各画素に印
加される第１フイールドでの信号と第２フイール
ドでの信号の較差は、静止中の画面の分解能上最
少の関係である。何故なら、二つのサンプル点は
隣接しているからである。又、動画中にあつて
も、１フレーム毎にサンプルする場合の２分の１
の時間単位でサンプルする事により、画像の動き
に伴う第１フイールドと第２フイールドとの信号
の変位量は、第１フレームと第２フレームとの信
号の変位量の略２分の１となる。従つて本発明で
は、第１フイールドの映像信号と第２フイールド
の映像信号とを、同一画素に印加してやると同時
に、第１フイールドで画素に印加する信号と第２
フイールドで画素に印加する信号との電位極性
を、液晶を挟んで画素電極に対向した共通側電極
の電位を中心にして対称になる如く設定してや
る。実現の方法としては、例えば、映像信号の極
性が相反する２種類の映像出力増幅器を設け、そ
れぞれの出力を１フイールド単位で切り換え、選
択的に印加する等が考えられる。

この様に、信号極性を反転してやれば、液晶に
印加される信号の直流成分は、長期的に見ても又
短期的（１フレーム時間）に見ても、実効的に無
視できる値となる。これにより、液晶の直流電圧
駆動を伴う劣化現象が最も有効な形で回避される
事ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は液晶の印加電圧に対する応答特性を示
す図、第２図は液晶表示パネルの断面の一例を示
す図、第３図は駆動回路図の一例を示す図、第４
図はテレビジヨン画面上の走査線を示す図、第５
図は従来液晶パネルへの映像サンプル方式を示す
図、第６図は第３図及び第４図の回路の一部を示
す図、第７図は本発明になる映像のサンプル方式
を示す図、である。３……ガラス、４……透明電極、５……液晶、
６……基板、７……画素電極、１４，１５……マ
トリクス電極駆動回路、１６……液晶画素、２
４，２５……マトリクス画素。

Claims

【特許請求の範囲】

１複数の行信号線が形成された基板と複数の列
信号線が形成された基板の間に液晶が封入され、
該行信号線と該列信号線がマトリクス状に配列さ
れたダイナミツク駆動方式の液晶表示装置におい
て、入力映像信号の奇数走査線信号からなる奇数
フイールドと偶数走査線信号からなる偶数フイー
ルドとが飛び越し走査される１フレーム映像信号
のうち、互いに隣接し、かつ連続する奇数フイー
ルドの映像信号と偶数フイールドの映像信号とを
該液晶駆動電極の一つに重ねて印加する手段を設
け、該奇数フイールドの映像信号と該偶数フイー
ルドの映像信号は極性が互いに異なる交流映像信
号となり、該交流映像信号の周期は該フレーム映
像信号のフレーム周期と同一であることを特徴と
する液晶表示装置。