JP3183995B2 - 液晶表示装置およびその駆動方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、明るさ調整機能が付加
されている液晶テレビや液晶ディスプレイ等の液晶表示
装置およびその駆動方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】スイッチング素子としてＴＦＴ（Thin F
ilm Transistor）を用いたアクティブマトリクス駆動方
式の液晶表示装置（以下、ＴＦＴ−ＬＣＤと称する）
を、従来例として以下に説明する。

【０００３】上記ＴＦＴ−ＬＣＤは、図１１に示すよう
に、直交配置された信号電極５２…およびゲート電極５
３…、信号電極５２…とゲート電極５３…との各交差部
付近にマトリクス状に配置されたＴＦＴ５５…、ＴＦＴ
５５…の各ドレインに接続された絵素電極５４…、液晶
層を介して絵素電極５４…と対向配置された対向電極５
６等を有する液晶パネル５１を有している。上記ＴＦＴ
５５…のソースは信号電極５２…に、また、ゲートはゲ
ート電極５３…にそれぞれ接続されている。この液晶パ
ネル５１は、信号電極５２…に接続されているソース駆
動回路５７と、ゲート電極５３…に接続されているゲー
ト駆動回路５８とによって駆動される。

【０００４】上記ソース駆動回路５７には、後述の映像
信号と共に、図示しない駆動制御回路からの制御信号が
入力されるようになっており、水平同期信号に同期した
制御信号のサンプリングパルスに基づいて、１水平走査
期間の映像信号が、シフトレジスタ５９を介してサンプ
ルホールド回路６０に与えられ、出力バッファ６１を介
して各信号電極５２…に出力される。

【０００５】一方、ゲート駆動回路５８には上記駆動制
御回路からの制御信号が入力されるようになっており、
この水平同期信号に同期した制御信号に基づいて、ゲー
トＯＮ信号がシフトレジスタ６２内を順次シフトしなが
らレベルシフタ６３に与えられ、該レベルシフタ６３に
おいてゲートＯＮ信号のレベルがＴＦＴ５５をＯＮにす
るレベルに変換されて、出力バッファ６４を介して各ゲ
ート電極５３…に出力される。

【０００６】このように、ゲート電極５３…が順次走査
されることによって、各ゲート電極５３毎にゲート電極
５３上のＴＦＴ５５…が導通状態に励起し、上記映像信
号の信号電圧Ｖ_S が絵素電極５４…に印加される。

【０００７】また、液晶層を介して絵素電極５４…と対
向配置されている対向電極５６には、対向電極信号生成
回路で生成された対向電極信号の対向電圧Ｖ_COM が印加
されるようになっている。

【０００８】これにより、信号電圧Ｖ_S が印加されてい
る絵素電極５４と対向電圧Ｖ_COM が印加されている対向
電極５６との間には電位差が生じ、電界により液晶が駆
動される。例えば、通常時は光を透過する一方、電圧の
印加によって光を遮断するノーマリーホワイトのＴＦＴ
−ＬＣＤにおいて用いられる液晶の光透過率特性は、図
６に示す通りであり、対向電圧Ｖ_COM と信号電圧Ｖ_S と
の差（以下、駆動電圧Ｖと称する）に応じて光透過率が
変化し、これによって映像信号に応じた表示が行われる
ようになっている。

【０００９】尚、液晶に一定の電圧が常に印加されると
電気分解による液晶の劣化が生じると共に、フリッカが
目立つことになるため、駆動電圧Ｖの極性は所定周期で
反転する必要がある。そこで、通常、図１５に示すよう
に、対向電極信号の対向電圧Ｖ_COM を一定レベルとし、
映像信号を１水平走査期間毎に切り替えるようになって
いる。尚、ここでは、説明の都合上、階調パターンを表
示する映像信号を示している。

【００１０】但し、上記の場合、映像信号全体のピーク
ピーク振幅が大きくなるため、ソース駆動回路５７の信
号電極５２…への供給電圧が高くなり、装置の消費電力
が大きくなると共に、ソース駆動回路５７に用いられる
ドライバＩＣも耐圧の高いものが必要となる。

【００１１】そこで、従来より、図１３に示すように、
対向電極信号を交流化することにより、液晶駆動電圧Ｖ
となる対向電圧Ｖ_COM と信号電圧Ｖ_S との差を保持した
まま映像信号全体のピークピーク振幅を小さくすること
ができる対向電極信号の交流駆動方式が用いられてい
る。

【００１２】上記のような交流化された対向電極信号を
生成する従来の対向電極信号生成回路は、図１２に示す
ように、駆動制御回路で生成されたパルス幅が１水平走
査期間の極性反転用信号（図５中の（ｂ）参照）を、電
気抵抗器Ｒ₁ ・Ｒ₂ およびアンプ７０からなる帰還増幅
回路で増幅して、上記図１３に示すような対向電極信号
を生成するようになっている。

【００１３】ところで、液晶の光透過特性には視角によ
る依存性があるため、液晶パネル５１を下から見上げる
のと上から見下ろすのとでは表示画面の明るさが異なる
ことになる。そこで、液晶テレビや液晶ディスプレイ等
の液晶表示装置には、上記のような視角特性の補正を行
うために、通常、明るさ調整機能が付加されており、液
晶表示装置の使用状態に応じて明るさ調整が可能となっ
ている。

【００１４】この明るさ調整は、従来、例えば図１４中
の（ａ）、（ｂ）に示すように、１水平走査期間中にお
ける映像信号のＤＣレベルを変化させることにより行わ
れている。即ち、上記のように映像信号のＤＣレベルを
変化させることにより、映像信号と対向電極信号との電
圧差（即ち、液晶に印加される駆動電圧Ｖ）が全体的に
変化し、結果的に、表示画面の明るさが変化するのであ
る。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように、映像信号のＤＣレベルを変化させることにより
表示画面の明るさ調整を行う構成のＴＦＴ−ＬＣＤの場
合、ソース駆動回路５７に用いられるドライバＩＣとし
て耐圧の高いものが必要となる。

【００１６】即ち、表示画面の明るさ調整機能を持たな
いＴＦＴ−ＬＣＤの場合、上述の対向電極信号の交流駆
動方式を採用すれば、ソース駆動回路５７のダイナミッ
クレンジとしては、図６に示す液晶の光透過率特性にお
いて光透過率が最大から最小まで変化する４Ｖ程度で充
分であり、通常、ソース駆動回路５７には５Ｖ電源で動
作するドライバＩＣが用いられている。これに対して、
上記のように、映像信号のＤＣレベルを変化させること
により表示画面の明るさ調整を行う機能を有するＴＦＴ
−ＬＣＤの場合、映像信号のＤＣレベルを変化させるこ
とにより、必然的に、映像信号全体のピークピーク振幅
が変化することになるため、映像信号のＤＣレベルを最
大にシフトさせた場合（即ち、映像信号全体のピークピ
ーク振幅を最大にした場合）にも、その信号を出力でき
るドライバＩＣが必要となる。

【００１７】上記従来の明るさ調整機能を有するＴＦＴ
−ＬＣＤの場合、一般には、１０Ｖ_PPの出力が得られる
ドライバＩＣがソース駆動回路５７に使用されている。
このような出力を得るドライバＩＣは、いわゆる中耐圧
ドライバと呼ばれ、チップサイズやコスト面で５Ｖ電源
で動作するドライバＩＣに比べて不利であり、ひいて
は、ＴＦＴ−ＬＣＤモジュールの小型化および薄型化を
阻害すると共に、ＴＦＴ−ＬＣＤのコスト高をも招来す
る。

【００１８】本発明は、上記に鑑みなされたものであ
り、その目的は、小型化、薄型化およびコストダウンを
実現することができる表示画面の明るさ調整機能を有す
る液晶表示装置およびその駆動方法を提供することにあ
る。

【００１９】また、本発明の他の目的は、小型化、薄型
化およびコストダウンを実現することができると共に、
明るさ調整に応じた最適な表示が可能な液晶表示装置お
よびその駆動方法を提供することにある。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本発明に係る液晶表示装
置は、表示電極と、液晶層を介して上記表示電極と対向
配置される対向電極と、所定周期で極性が反転する映像
信号を生成する映像信号生成手段と、上記映像信号に応
じた映像信号電圧を上記表示電極に印加する映像信号電
圧印加手段と、上記映像信号と同期して極性が反転する
対向電極信号を生成し、上記対向電極に供給する対向電
極信号生成手段と、表示画面の明るさ設定を行う明るさ
設定部とを備え、上記明るさ設定部における設定に応じ
た表示画面の明るさが調整が可能なものであって、上記
の課題を解決するために、以下の手段を講じたことを特
徴としている。

【００２１】即ち、上記対向電極信号のピークピーク振
幅を検出する振幅検出手段を備え、上記対向電極信号生
成手段が、上記明るさ設定部における設定に基づいて、
上記対向電極信号のピークピーク振幅を調整する振幅調
整手段を有している。

【００２２】また、上記映像信号生成手段は、上記振幅
調整手段により上記対向電極信号のピークピーク振幅が
調整されることで上記対向電極信号のピークピーク振幅
が上記映像信号のピークピーク振幅よりも小さくなるこ
とにより、上記液晶層に印加される液晶駆動電圧の極性
が、上記対向電極信号のピークピーク振幅が調整されな
い場合に対して上記映像信号のレベルによっては逆にな
り得るような場合に、上記振幅検出手段の振幅検出出力
に応じて、１周期期間内の映像信号のピークピーク振幅
を小さくする映像信号振幅調整手段を有している。ま
た、本発明に係る液晶表示装置は、上記の発明の構成に
おいて、さらに、上記映像信号振幅調整手段は、映像信
号の振幅を制限する振幅制限回路、あるいは、映像信号
の振幅を縮小する振幅調整用アンプであることが好まし
い。 また、本発明に係る液晶表示装置の駆動方法は、表
示電極と、液晶層を介して上記表示電極と対向配置され
る対向電極とを有し、表示画面の明るさ設定を行うこと
でその設定に応じた表示画面の明るさが調整可能な液晶
表示装置の駆動方法において、所定周期で極性が反転す
る映像信号を生成し、上記映像信号に応じた映像信号電
圧を上記表示電極に印加し、上記映像信号と同期して極
性が反転する対向電極信号を生成し、上記対向電極に供
給するとともに、上記明るさ設定に基づいて、上記対向
電極信号のピークピーク振幅を調整し、上記対向電極信
号のピークピーク振幅が調整されることで上記対向電極
信号のピークピーク振幅が上記映像信号のピークピーク
振幅よりも小さくなることにより、上記液晶層に印加さ
れる液晶駆動電圧の極性が、上記対向電極信号のピーク
ピーク振幅が調整されない場合に対して上記映像信号の
レベルによっては逆になり得るような場合に、上記対向
電極信号のピークピーク振幅に応じて、１周期期間内の
映像信号のピークピーク振幅を小さくすることを特徴と
している。 また、本発明に係る液晶表示装置の駆動方法
は、上記の方法において、さらに、１周期期間内の映像
信号のピークピーク振幅を小さくする際には、映像信号
の振幅を制限する、あるいは、映像信号の振幅を縮小す
ることが好ましい。 なお、上記映像信号電圧のピークピ
ーク振幅は、上記液晶層に印加された電圧が上記液晶層
の光透過率を最大から最小まで変化させるときの該電圧
の変化幅に ほぼ相当していてもよい。 また、上記映像信
号電圧のＤＣレベルは固定されていてもよい。 また、上
記振幅調整手段は、帰還増幅回路からなっており、上記
明るさ設定部が使用者によって操作され上記帰還増幅回
路のゲインが変化されることにより上記対向電極信号の
ピークピーク振幅が調整されるようになっていてもよ
い。

【００２３】

【作用】液晶層に印加される液晶駆動電圧は、表示電極
に印加される映像信号電圧と、対向電極に印加される対
向電極信号電圧との間の電圧差である。ここで、表示画
面の明るさ調整とは、液晶層に印加される液晶駆動電圧
を画面全体で高める、或いは低下させることである。

【００２４】上記の構成によれば、映像信号と同期して
極性が反転する対向電極信号を生成する対向電極信号生
成手段が、振幅調整手段を有しており、明るさ設定部に
おける設定に基づいて、上記対向電極信号のピークピー
ク振幅が調整可能となっている。このように、対向電極
信号のピークピーク振幅が変化すると、映像信号のＤＣ
レベル（ペデスタルレベル）は一定でも、映像信号と対
向電極信号との電圧差である液晶駆動電圧が全体的に変
化し、表示画面の明るさ調整が可能となる。

【００２５】即ち、上記液晶表示装置では、映像信号の
ＤＣレベルを一定にすることが可能であるため、映像信
号に応じた映像信号電圧を上記表示電極に印加する映像
信号電圧印加手段のダイナミックレンジとしては、例え
ば、図６に示す液晶の光透過率特性において光透過率が
最大から最小まで変化する４Ｖ程度で充分であり、した
がって、映像信号電圧印加手段には、例えば５Ｖ電源で
動作するような低電圧駆動のドライバＩＣを用いること
ができる。

【００２６】このように、上記液晶表示装置は、表示画
面の明るさ調整機能を有するにも関わらず、従来使用さ
れている中耐圧ドライバＩＣに比べてチップサイズが小
さく、且つ、低コストである低電圧駆動のドライバＩＣ
を使用して作成できるので、小型化、薄型化およびコス
トダウンを実現することができる。

【００２７】ところで、対向電極信号の振幅を変化させ
ることにより、例えば図１中の（ｃ）に示すように、対
向電極信号のピークピーク振幅が映像信号のピークピー
ク振幅よりも小さくなった場合、映像信号と対向電極信
号との電圧差である液晶駆動電圧の極性の反転が生じ、
明部であるはずの画像部分が、暗くなってしまうことに
なる。

【００２８】ここで、上記の構成によれば、上記対向電
極信号生成手段で生成された対向電極信号のピークピー
ク振幅が振幅検出手段によって検出され、対向電極信号
のピークピーク振幅が、映像信号のピークピーク振幅よ
りも小さくなることにより、液晶駆動電圧の極性が逆に
なり得るような場合に、映像信号振幅調整手段により、
上記振幅検出手段の振幅検出出力に応じて、１周期期間
内の映像信号のピークピーク振幅が小さくされるように
なっているので、液晶駆動電圧の極性の反転を回避で
き、明部であるはずの画像部分が、暗くなってしまうと
いった問題を解消できる。

【００２９】

【実施例】本発明の一実施例における基本構成について
図１ないし図６に基づいて説明すれば、以下の通りであ
る。

【００３０】本液晶表示装置は、図２に示すように、ス
イッチング素子としてＴＦＴ５を用いたアクティブマト
リクス駆動方式の液晶表示装置（以下、ＴＦＴ−ＬＣＤ
と称する）である。ここでは、通常時は光を透過する一
方、電圧の印加によって光を遮断するノーマリーホワイ
ト型（ポジティブ表示型）のＴＦＴ−ＬＣＤについて説
明する。

【００３１】上記ＴＦＴ−ＬＣＤは、複数のＴＦＴ５…
がマトリクス状に形成されたＴＦＴ基板、このＴＦＴ基
板と対向配置される対向基板、これらＴＦＴ基板と対向
基板との間に設けられる液晶層および２枚の偏向板等か
らなる液晶パネル１を備えている。この液晶パネル１の
ＴＦＴ基板には、透明導電膜からなる帯状の信号電極２
…とゲート電極３…とが直交配置されている。また、Ｔ
ＦＴ基板における信号電極２…とゲート電極３…との各
交差部には、上記ＴＦＴ５…および透明導電膜からなる
絵素電極（表示電極）４…が配置されており、ＴＦＴ５
のソースは信号電極２に、そのドレインは絵素電極４
に、そして、そのゲートはゲート電極３にそれぞれ接続
されている。また、上記対向基板には、透明導電膜から
なる対向電極６が形成されている。

【００３２】上記液晶パネル１は、信号電極２…に接続
されているソース駆動回路７と、ゲート電極３…に接続
されているゲート駆動回路８とによって駆動されるよう
になっいてる。

【００３３】上記ソース駆動回路７は、基本的にはシフ
トレジスタ９、サンプルホールド回路１０および出力バ
ッファ１１から構成されている。このソース駆動回路７
には、図示しない電源装置より電力が供給されていると
共に、後述のビデオインターフェイス（以下、ビデオＩ
／Ｆと略記する）１９からの映像信号、および、駆動制
御回路２０からの制御信号が入力されるようになってい
る。

【００３４】上記ゲート駆動回路８は、基本的にはシフ
トレジスタ１２、レベルシフタ１３および出力バッファ
１４から構成されている。このゲート駆動回路８には、
上記電源装置より電力が供給されていると共に、上記駆
動制御回路２０からの制御信号が入力されるようになっ
ている。

【００３５】また、液晶層を介して上記絵素電極４…と
対向配置されている対向電極６には、図３に示す対向電
極信号生成回路（対向電極信号生成手段）２１で生成さ
れた対向電極信号の対向電圧Ｖ_COM が印加されるように
なっている。

【００３６】この対向電極信号生成回路２１は、上記駆
動制御回路２０で生成されたパルス幅が１水平走査期間
の極性反転用信号（図５中の（ｂ）参照）を、電気抵抗
器Ｒ₃ ・Ｒ₄ 、可変電気抵抗器ＶＲおよびアンプ２２か
らなる帰還増幅回路（振幅調整手段）２１ａで増幅し
て、例えば図５中の（ｃ）に示すような対向電極信号を
生成する。上記アンプ２２のプラス側入力端子には直流
電圧が印加され、そのマイナス側入力端子には電気抵抗
器Ｒ₃ を介して極性反転用信号が入力される。そして、
このアンプ２２の出力は、直列接続された電気抵抗器Ｒ
₄ と可変電気抵抗器ＶＲとを介してそのマイナス側入力
端子に帰還される。したがって、上記可変電気抵抗器Ｖ
Ｒの設定を変化させれば、アンプ２２の出力、即ち、対
向電極信号のピークピーク振幅を、例えば、図５中の
（ｃ）〜（ｅ）のように変化させることが可能である。
上記可変電気抵抗器ＶＲの設定は、装置外面部に設けら
れた明るさ調整部２３（図３参照）を操作することによ
り可能となっている。

【００３７】上記ＴＦＴ−ＬＣＤは、テレビ信号等から
分離された入力映像信号を処理して液晶の駆動に適する
波形の映像信号を生成するビデオＩ／Ｆ（映像信号生成
手段）１９を備えている。このビデオＩ／Ｆ１９は、図
３に示すように、映像信号のペデスタルレベルを一定に
するためのペデスタルクランプ回路１６と、所定周期
（１周期＝１水平走査期間）で映像信号の極性を反転す
る反転増幅回路１７とを備えており、このビデオＩ／Ｆ
１９で生成された映像信号は、上記ソース駆動回路７に
供給されるようになっている。

【００３８】また、上記ＴＦＴ−ＬＣＤは、入力映像信
号から同期信号を分離する同期分離回路２４と、上記同
期分離回路２４からの同期信号に基づいて、上記ソース
駆動回路７やゲート駆動回路８の動作を制御するための
制御信号、上記対向電極信号生成回路２１に供給する極
性反転用信号、映像信号中のペデスタルレベルの部分を
クランプするためのゲートパルス等の各種の信号を生成
する駆動制御回路２０とを備えている。

【００３９】上記の構成において、ＴＦＴ−ＬＣＤの動
作を以下に説明する。

【００４０】図３に示すように、先ず、テレビ信号等か
ら分離されたもとの映像信号は、ビデオＩ／Ｆ１９およ
び同期分離回路２４に入力されることになる。ここで、
上記同期分離回路２４は、もとの映像信号から水平およ
び垂直同期信号を分離し、これらの同期信号を駆動制御
回路２０に出力する。上記駆動制御回路２０は、同期分
離回路２４からの水平同期信号を図示しない遅延回路で
所定時間だけ遅らせることによって、映像信号中のペデ
スタルレベルの部分をクランプするためのゲートパルス
を形成し、このゲートパルスをビデオＩ／Ｆ１９のペデ
スタルクランプ回路１６に出力する。

【００４１】上記ビデオＩ／Ｆ１９に入力された映像信
号は、上記ペデスタルクランプ回路１６において映像信
号中のペデスタルレベルの部分が常に一定に保持され、
また、反転増幅回路１７において一定周期で極性が反転
されることにより、例えば図５中の（ａ）のような波形
となる。ここで、上記ビデオＩ／Ｆ１９から出力される
映像信号の黒レベルと白レベルとのレベル差（即ち、映
像信号全体のピークピーク振幅）は、図６中に示す液晶
の光透過率特性において光透過率が最大から最小まで変
化する４Ｖ程度に設定される。上記ビデオＩ／Ｆ１９で
形成された映像信号は、ソース駆動回路７に供給される
ことになる。

【００４２】上記ソース駆動回路７には、上記映像信号
と共に上記駆動制御回路２０からの制御信号が入力され
ており、水平同期信号に同期した制御信号のサンプリン
グパルスに基づいて、１水平走査期間の映像信号が、図
２に示すように、シフトレジスタ９を介してサンプルホ
ールド回路１０に与えられ、出力バッファ１１を介して
各信号電極２…に出力される。

【００４３】また、ゲート駆動回路８には、上記駆動制
御回路２０からの制御信号が入力されており、該制御信
号に基づいて、ゲートＯＮ信号がシフトレジスタ１２内
を順次シフトしながらレベルシフタ１３に与えられ、該
レベルシフタ１３においてゲートＯＮ信号のレベルがＴ
ＦＴ５をＯＮにするレベルに変換されて、出力バッファ
１４を介して各ゲート電極３…に出力される。

【００４４】このように、ゲート電極３…が順次走査さ
れることによって、各ゲート電極３毎にゲート電極３上
のＴＦＴ５…が導通状態に励起し、上記映像信号の信号
電圧Ｖ_S が絵素電極４…に印加される。

【００４５】また、上記駆動制御回路２０では、上記同
期分離回路２４からの同期信号に基づいて、図５中の
（ｂ）に示すように、パルス幅が１水平走査期間の極性
反転用信号生成し、これを対向電極信号生成回路２１に
出力する。上記対向電極信号生成回路２１は、図４に示
す帰還増幅回路で上記極性反転用信号を可変電気抵抗器
ＶＲの設定に応じて増幅し、例えば図５中の（ｃ）に示
すような交流化された対向電極信号を生成する。そし
て、上記の対向電極信号は、液晶層を介して上記絵素電
極４…と対向配置された対向電極６に供給される。

【００４６】これにより、映像信号の信号電圧Ｖ_S が印
加されている絵素電極４と、対向電極信号の対向電圧Ｖ
_COM が印加されている対向電極６との間に電位差が生
じ、電界により液晶が駆動されて、映像信号に応じた表
示が行われるようになっている。

【００４７】ここで、上記ＴＦＴ−ＬＣＤにおける表示
画面の明るさ調整について、以下に説明する。

【００４８】表示画面の明るさ調整操作は、装置外面部
に設けられた明るさ調整部２３（図３参照）を用いてな
される。即ち、使用者によって上記明るさ調整部２３が
操作されると、それに連動して、図４に示す対向電極信
号生成回路２１の可変電気抵抗器ＶＲの設定が変化す
る。これにより、帰還増幅回路のゲインが変化し、例え
ば、図５中の（ｃ）〜（ｅ）に示されるように、ピーク
ピーク振幅が異なる対向電極信号が得られる。

【００４９】本ＴＦＴ−ＬＣＤでは、ソース駆動回路７
に供給される映像信号（図５中の（ａ）参照）のＤＣレ
ベルは固定されているため、上記のように、対向電極信
号の振幅が変化することにより、映像信号と対向電極信
号との電圧差（即ち、液晶に印加される駆動電圧Ｖ）が
全体的に変化し、結果的に、表示画面の明るさが変化す
る。

【００５０】尚、上記図５中の（ａ）〜（ｅ）に示され
ている各信号の波形は、ソース駆動回路７に供給される
タイミングでの波形であり、ソース駆動回路７でのサン
プリングホールド動作により、映像信号が絵素電極４…
に供給されるタイミングは、これより１水平走査期間ず
れることになる。図１中の（ａ）に示される映像信号
と、同図中の（ｃ）〜（ｅ）に示される対向電極信号と
を、信号電圧Ｖ_S と対向電圧Ｖ_COM とが液晶層に印加さ
れるタイミングで重ね合わせて示せば、図１中の（ａ）
〜（ｃ）のようになる。

【００５１】以上のように、本ＴＦＴ−ＬＣＤは、ビデ
オＩ／Ｆ１９で生成されてソース駆動回路７に供給され
る映像信号（図５中の（ａ）参照）のＤＣレベルが固定
されていると共に、対向電極信号生成回路２１で生成さ
れる対向電極信号のピークピーク振幅が、明るさ調整部
２３における設定に応じて変化する構成であり、これに
より、明るさ調整部２３の設定に基づいた表示画面の明
るさ調整が可能となっている。

【００５２】このため、ソース駆動回路７のダイナミッ
クレンジとしては、図６に示す液晶の光透過率特性にお
いて光透過率が最大から最小まで変化する４Ｖ程度で充
分であり、したがって、ソース駆動回路７には、例えば
５Ｖ電源で動作するような低電圧駆動のドライバＩＣを
用いることができる。このように、本ＴＦＴ−ＬＣＤ
は、表示画面の明るさ調整機能を有するにも関わらず、
従来使用されている中耐圧ドライバＩＣに比べてチップ
サイズが小さく、且つ、低コストである低電圧駆動のド
ライバＩＣを使用して作成できるので、小型化、薄型化
およびコストダウンを実現することができ、ＴＦＴ−Ｌ
ＣＤモジュールの使用範囲が広がる。

【００５３】ところで、上記ＴＦＴ−ＬＣＤにおいて、
通常の場合は、例えば図１中の（ａ）および（ｂ）に示
すように、映像信号のピークピーク振幅は、対向電極信
号のピークピーク振幅に収まる。表示画面を暗くする方
向に明るさ調整を行う場合には、同図中の（ｂ）に示す
ように対向電極信号のピークピーク振幅が大きくなるの
で何ら問題は生じないのであるが、表示画面を明るくす
る方向に明るさ調整を行った場合には、同図中の（ｃ）
に示すように、対向電極信号のピークピーク振幅が映像
信号のピークピーク振幅よりも小さくなり、映像信号に
おける白レベルおよび白レベル付近のレベルに対応する
画像（即ち、明部であるはずの画像部分）が、暗くなっ
てしまうという問題が生じる。これは、対向電極信号の
ピークピーク振幅が映像信号のピークピーク振幅よりも
小さくなった場合、通常は対向電極信号のレベルよりも
低いレベルにある映像信号の一部（白レベルおよび白レ
ベル付近のレベル）が、対向電極信号のレベルよりも高
いレベルになってしまうため、白レベルおよび白レベル
付近のレベルの映像信号電圧が印加される絵素電極４…
と対向電極６との間の液晶層に印加される駆動電圧Ｖの
極性が、通常時とは逆になり、このような部分では、映
像信号のレベルが白レベルに近いほど暗い表示になって
しまうからである。

【００５４】そこで、対向電極信号のピークピーク振幅
を調整することにより表示画面の明るさ調整が可能なＴ
ＦＴ−ＬＣＤにおいて、明るさ調整時の動作条件の最適
化を図り、明部が暗くなるといった不都合を回避できる
ＴＦＴ−ＬＣＤを、以下の実施例１および実施例２で説
明する。

【００５５】〔実施例１〕 本発明の一実施例について、主に図７および図８に基づ
いて説明すれば、以下の通りである。尚、上記と同様の
構成を有するものには同一の参照番号を付記し、その説
明を省略する。

【００５６】本実施例の液晶表示装置としてのＴＦＴ−
ＬＣＤは、ビデオＩ／Ｆおよび駆動制御回路以外は上記
のＴＦＴ−ＬＣＤと同様の構成を有する。図７に示すよ
うに、本実施例のビデオＩ／Ｆ（映像信号生成手段）１
９′は、上記のビデオＩ／Ｆ１９には無かった振幅制限
回路（映像信号振幅調整手段）２５を備えている。ま
た、本実施例では、対向電極信号生成回路２１で生成さ
れた対向電極信号が、振幅検出手段としての駆動制御回
路２０′に入力され、該駆動制御回路２０′において対
向電極信号のピークピーク振幅が検出されるようになっ
ている。この駆動制御回路２０′は、対向電極信号のピ
ークピーク振幅が、映像信号のピークピーク振幅である
４Ｖ_PPよりも小さくなった場合に、対向電極信号のピー
クピーク振幅に応じた振幅制御信号を、上記ビデオＩ／
Ｆ１９′の振幅制限回路２５に出力するようになってい
る。尚、上記駆動制御回路２０′は、対向電極信号のピ
ークピーク振幅を検出して振幅制御信号を出力する以外
は、上記駆動制御回路２０と同様の構成である。

【００５７】上記振幅制限回路２５は、反転増幅回路１
７において映像信号の極性反転処理が行われる前に、上
記駆動制御回路２０′からの振幅制御信号に基づいて、
映像信号の振幅を制限（カット）するものである。

【００５８】上記の構成において、ＴＦＴ−ＬＣＤの動
作を以下に説明する。

【００５９】先ず、テレビ信号等から分離されたもとの
映像信号が、ビデオＩ／Ｆ１９′および同期分離回路２
４に入力されることになる。ここで、上記同期分離回路
２４で分離された同期信号に基づいて、駆動制御回路２
０′において各種の制御信号が生成され、ソース駆動回
路７、ゲート駆動回路８、対向電極信号生成回路２１お
よびビデオＩ／Ｆ１９′等に出力される。

【００６０】対向電極信号生成回路２１は、上記駆動制
御回路２０′からの極性反転用信号（図５中の（ｂ）参
照）を、明るさ調整部２３の設定に応じて増幅し、例え
ば図５中の（ｃ）〜（ｅ）に示すような交流化された対
向電極信号を生成する。そして、上記の対向電極信号は
対向電極６に供給されると共に、駆動制御回路２０′に
入力される。

【００６１】上記駆動制御回路２０′は、対向電極信号
のピークピーク振幅を検出し、そのピークピーク振幅が
４Ｖ_PPよりも小さくなった場合に、そのピークピーク振
幅に応じた振幅制御信号を、上記ビデオＩ／Ｆ１９′の
振幅制限回路２５に出力する。

【００６２】一方、上記ビデオＩ／Ｆ１９′に入力され
た映像信号は、ペデスタルクランプ回路１６においてペ
デスタルレベルが確定された後、振幅制限回路２５に出
力される。ここで、対向電極信号のピークピーク振幅が
４Ｖ_PP以上であった場合は、映像信号の振幅が振幅制限
回路２５で制限されることなく、映像信号は、反転増幅
回路１７において一定周期（１周期＝１水平走査期間）
で極性が反転されることにより、例えば図５中の（ａ）
に示すように、上記と同様の波形となる。

【００６３】これに対して、対向電極信号のピークピー
ク振幅が４Ｖ_PPよりも小さい場合は、振幅制限回路２５
において、映像信号の振幅が、駆動制御回路２０′から
の振幅制御信号に応じてカットされる。この場合、対向
電極信号のピークピーク振幅が小さい程、振幅制限回路
２５における制限レベルが低く設定され、映像信号の白
レベル側のカットが大きくなる。この後、映像信号は、
反転増幅回路１７において１水平走査期間毎に極性が反
転されることにより、例えば図８に示すように、１周期
期間内の映像信号のピークピーク振幅Ａが、通常時より
も小さくなった波形となる。

【００６４】そして、この映像信号がソース駆動回路７
（図１参照）に供給されることにより、上述した通り、
液晶パネル１（図１参照）には該映像信号に応じた表示
が行われる。

【００６５】本実施例のＴＦＴ−ＬＣＤは、以上のよう
に、ビデオＩ／Ｆ１９′で生成されてソース駆動回路７
に供給される映像信号のＤＣレベルが固定されていると
共に、対向電極信号生成回路２１で生成される対向電極
信号のピークピーク振幅が、明るさ調整部２３における
設定に応じて変化するものであって、上記対向電極信号
のピークピーク振幅が駆動制御回路２０′で検出される
ようになっていると共に、ビデオＩ／Ｆ１９′は、上記
駆動制御回路２０′からの振幅検出出力（振幅制御信
号）に基づいて、映像信号の振幅をカットすることによ
り１周期期間内の映像信号のピークピーク振幅を小さく
する振幅制限回路２５を有しており、対向電極信号のピ
ークピーク振幅が、通常の映像信号のピークピーク振幅
である４Ｖ_PPよりも小さくなった場合に限り、対向電極
信号のピークピーク振幅に応じて映像信号の振幅がカッ
トされる構成である。

【００６６】これにより、上記の効果に加え、表示画面
を明るくする方向に明るさ調整を行った場合でも、液晶
層に印加される駆動電圧Ｖの極性が、通常時と逆になる
といった事態は回避され、明部であるはずの画像部分
が、暗くなってしまうといった問題を解消できる。

【００６７】〔実施例２〕 本発明の他の実施例について、主に図９および図１０に
基づいて説明すれば、以下の通りである。尚、前記実施
例１と同様の構成を有するものには同一の参照番号を付
記し、その説明を省略する。

【００６８】本実施例の液晶表示装置としてのＴＦＴ−
ＬＣＤは、ビデオＩ／Ｆ以外は前記実施例１のＴＦＴ−
ＬＣＤと同様の構成を有する。図９に示すように、本実
施例のビデオＩ／Ｆ（映像信号生成手段）１９″は、上
記振幅制限回路２５の代わりに、振幅検出手段としての
駆動制御回路２０′からの振幅制御信号に基づいて、映
像信号の振幅を縮小する振幅調整用アンプ（映像信号振
幅調整手段）２６を備えている。

【００６９】上記の構成において、ＴＦＴ−ＬＣＤの動
作を以下に説明する。

【００７０】前記実施例１と同様に、明るさ調整部２３
の設定に応じて対向電極信号生成回路２１で生成された
対向電極信号は、対向電極６に供給されると共に、駆動
制御回路２０′に入力される。上記駆動制御回路２０′
は、対向電極信号のピークピーク振幅を検出し、そのピ
ークピーク振幅が４Ｖ_PPよりも小さくなった場合に、そ
のピークピーク振幅に応じた振幅制御信号を、上記ビデ
オＩ／Ｆ１９″の振幅調整用アンプ２６に出力する。

【００７１】ここで、対向電極信号のピークピーク振幅
が４Ｖ_PP以上であった場合は、映像信号の振幅が振幅調
整用アンプ２６で縮小されることなく、映像信号は、反
転増幅回路１７において一定周期（１周期＝１水平走査
期間）で極性が反転されることにより、例えば図５中の
（ａ）に示すように、上記と同様の波形となる。

【００７２】これに対して、対向電極信号のピークピー
ク振幅が４Ｖ_PPよりも小さい場合は、振幅調整用アンプ
２６において、映像信号の振幅が、駆動制御回路２０′
からの振幅制御信号に応じて縮小される。この場合、対
向電極信号のピークピーク振幅が小さい程、振幅調整用
アンプ２６において映像信号の縮小率が大きく設定され
る。この後、映像信号は、反転増幅回路１７において一
定周期で反転されることにより、例えば図１０に示すよ
うに、１周期期間内の映像信号のピークピーク振幅Ｂ
が、通常時よりも小さくなった波形となる。

【００７３】そして、この映像信号がソース駆動回路７
（図１参照）に供給されることにより、上述した通り、
液晶パネル１（図１参照）には該映像信号に応じた表示
が行われる。

【００７４】本実施例のＴＦＴ−ＬＣＤは、以上のよう
に、ビデオＩ／Ｆ１９′で生成されてソース駆動回路７
に供給される映像信号のＤＣレベルが固定されていると
共に、対向電極信号生成回路２１で生成される対向電極
信号のピークピーク振幅が、明るさ調整部２３における
設定に応じて変化するものであって、上記対向電極信号
のピークピーク振幅が駆動制御回路２０′で検出される
ようになっていると共に、ビデオＩ／Ｆ１９″は、上記
駆動制御回路２０′からの振幅検出出力（振幅制御信
号）に基づいて、映像信号の振幅を縮小することにより
１水平走査期間内の映像信号の振幅を小さくする振幅調
整用アンプ２６を有しており、対向電極信号のピークピ
ーク振幅が、通常の映像信号のピークピーク振幅である
４Ｖ_PPよりも小さくなった場合に限り、対向電極信号の
ピークピーク振幅に応じて映像信号の振幅が縮小される
構成である。

【００７５】これにより、上記の効果に加え、表示画面
を明るくする方向に明るさ調整を行った場合でも、液晶
層に印加される駆動電圧Ｖの極性が、通常時と逆になる
といった事態は回避され、明部であるはずの画像部分
が、暗くなってしまうといった問題を解消できる。

【００７６】尚、前記実施例１では、映像信号の一部を
カットする（一定レベルに保持する）ことにより、１水
平走査期間内の映像信号のピークピーク振幅を小さくし
ているので、カットされた部分では、暗くなることはな
いが階調が出なくなってしまう。これに対して、本実施
例では、映像信号全体を縮小することにより、１水平走
査期間内の映像信号のピークピーク振幅を小さくしてい
るので、階調性が損なわれることもない。

【００７７】尚、上記各実施例では、ポジティブ表示型
のＴＦＴ−ＬＣＤについて説明したが、勿論、アクティ
ブ表示型のものにも適用でき、また、ＴＦＴのようなス
イッチング素子を用いないダイナミック駆動方式、ある
いはスタティック駆動方式のものにも適用できる。上記
実施例は、あくまでも、本発明の技術内容を明らかにす
るものであって、そのような具体例にのみ限定して狭義
に解釈されるべきものではなく、本発明の精神と特許請
求事項の範囲内で、いろいろと変更して実施することが
できるものである。

【００７８】

【発明の効果】本発明に係る液晶表示装置は、以上のよ
うに、映像信号と同期して極性が反転する対向電極信号
を生成する対向電極信号生成手段が、明るさ設定部にお
ける設定に基づいて対向電極信号のピークピーク振幅を
調整する振幅調整手段を有している構成である。

【００７９】それゆえ、映像信号のＤＣレベルを一定に
したまま表示画面の明るさ調整が可能となるため、表示
電極に映像信号に応じた映像信号電圧を印加する映像信
号電圧印加手段には、低電圧駆動のドライバＩＣを用い
ることができる。このように、本液晶表示装置は、表示
画面の明るさ調整機能を有するにも関わらず、従来使用
されている中耐圧ドライバＩＣに比べてチップサイズが
小さく、且つ、低コストである低電圧駆動のドライバＩ
Ｃを使用して作成できるので、小型化、薄型化およびコ
ストダウンを実現することができるという効果を奏す
る。

【００８０】また、本発明に係る液晶表示装置は、対向
電極信号のピークピーク振幅を検出する振幅検出手段を
備えると共に、映像信号を生成する映像信号生成手段
は、対向電極信号のピークピーク振幅が、映像信号のピ
ークピーク振幅よりも小さくなることにより、液晶駆動
電圧の極性が逆になり得るような場合に、上記振幅検出
手段の振幅検出出力に応じて、１周期期間内の映像信号
のピークピーク振幅を小さくする映像信号振幅調整手段
を有している構成である。

【００８１】それゆえ、表示画面を明るくする方向に明
るさ調整を行った際の液晶駆動電圧の極性の反転を回避
でき、したがって、明るいはずの画像部分が、暗くなっ
てしまうといったことがなく、明るさ調整に応じた最適
な表示が可能となるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における基本的構成を有する
ＴＦＴ−ＬＣＤにおける映像信号および対向電極信号の
波形を示す波形図である。

【図２】上記ＴＦＴ−ＬＣＤにおける液晶パネルおよび
その駆動部の構成を示す説明図である。

【図３】上記ＴＦＴ−ＬＣＤにおける要部の構成を示す
ブロック図である。

【図４】上記ＴＦＴ−ＬＣＤにおける対向電極信号生成
回路を示す電子回路図である。

【図５】上記ＴＦＴ−ＬＣＤにおける映像信号、極性反
転用信号および対向電極信号を示すタイミングチャート
である。

【図６】駆動電圧と液晶の光透過率との関係を示す液晶
の光透過率特性を示すと共に、光透過率特性と映像信号
波形との関係を示す説明図である。

【図７】本発明の一実施例を示すものであり、ＴＦＴ−
ＬＣＤの要部の構成を示すブロック図である。

【図８】上記ＴＦＴ−ＬＣＤにおいて、対向電極信号の
ピークピーク振幅が、映像信号のピークピーク振幅より
も小さくなったときの映像信号および対向電極信号の波
形を示す波形図である。

【図９】本発明の別の実施例を示すものであり、ＴＦＴ
−ＬＣＤの要部の構成を示すブロック図である。

【図１０】上記ＴＦＴ−ＬＣＤにおいて、対向電極信号
のピークピーク振幅が、映像信号のピークピーク振幅よ
りも小さくなったときの映像信号および対向電極信号の
波形を示す波形図である。

【図１１】従来例を示すものであり、ＴＦＴ−ＬＣＤに
おける液晶パネルおよびその駆動部の構成を示す説明図
である。

【図１２】上記ＴＦＴ−ＬＣＤにおける対向電極信号生
成回路を示す電子回路図である。

【図１３】上記ＴＦＴ−ＬＣＤにおける映像信号および
対向電極信号の波形を示す波形図である。

【図１４】上記ＴＦＴ−ＬＣＤにおける映像信号の波形
を示す波形図である。

【図１５】対向電圧が一定レベルの通常の駆動方式にお
ける対向電極信号および映像信号の波形を示す波形図で
ある。

【符号の説明】

１ 液晶パネル ２ 信号電極 ３ ゲート電極 ４ 絵素電極（表示電極） ５ ＴＦＴ ６ 対向電極 ７ ソース駆動回路 ８ ゲート駆動回路 １９ ビデオインターフェイス（映像信号生成手段） １９′ ビデオインターフェイス（映像信号生成手段） １９″ ビデオインターフェイス（映像信号生成手段） ２０ 駆動制御回路 ２０′ 駆動制御回路（振幅検出手段） ２１ 対向電極信号生成回路（対向電極信号生成手
段） ２１ａ 帰還増幅回路（振幅調整手段） ２３ 明るさ調整部 ２５ 振幅制限回路（映像信号振幅調整手段） ２６ 振幅調整用アンプ（映像信号振幅調整手段）

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G09G 3/36 G02F 1/133 550 G09G 3/20

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】表示電極と、液晶層を介して上記表示電極
   と対向配置される対向電極と、所定周期で極性が反転す
   る映像信号を生成する映像信号生成手段と、上記映像信
   号に応じた映像信号電圧を上記表示電極に印加する映像
   信号電圧印加手段と、上記映像信号と同期して極性が反
   転する対向電極信号を生成し、上記対向電極に供給する
   対向電極信号生成手段と、表示画面の明るさ設定を行う
   明るさ設定部とを備え、上記明るさ設定部における設定
   に応じた表示画面の明るさが調整可能な液晶表示装置に
   おいて、上記対向電極信号のピークピーク振幅を検出す
   る振幅検出手段を備え、上記対向電極信号生成手段は、
   上記明るさ設定部における設定に基づいて、上記対向電
   極信号のピークピーク振幅を調整する振幅調整手段を有
   するとともに、 上記映像信号生成手段は、上記振幅調整
   手段により上記対向電極信号のピークピーク振幅が調整
   されることで上記対向電極信号のピークピーク振幅が上
   記映像信号のピークピーク振幅よりも小さくなることに
   より、上記液晶層に印加される液晶駆動電圧の極性が、
   上記対向電極信号のピークピーク振幅が調整されない場
   合に対して上記映像信号のレベルによっては逆になり得
   るような場合に、上記振幅検出手段の振幅検出出力に応
   じて、１周期期間内の映像信号のピークピーク振幅を小
   さくする映像信号振幅調整手段を有していることを特徴
   とする液晶表示装置。
2. 【請求項２】上記映像信号振幅調整手段は、映像信号の
   振幅を制限する振幅制限回路であることを特徴とする請
   求項１に記載の液晶表示装置。
3. 【請求項３】上記映像信号振幅調整手段は、映像信号の
   振幅を縮小する振幅調整用アンプであることを特徴とす
   る請求項１に記載の液晶表示装置。
4. 【請求項４】表示電極と、液晶層を介して上記表示電極
   と対向配置される対向電極とを有し、表示画面の明るさ
   設定を行うことでその設定に応じた表示画面の明るさが
   調整可能な液晶表示装置の駆動方法において、 所定周期で極性が反転する映像信号を生成し、 上記映像信号に応じた映像信号電圧を上記表示電極に印
   加し、 上記映像信号と同期して極性が反転する対向電極信号を
   生成し、上記対向電極に供給するとともに、 上記明るさ設定に基づいて、上記対向電極信号のピーク
   ピーク振幅を調整し、 上記対向電極信号のピークピーク振幅が調整されること
   で上記対向電極信号のピークピーク振幅が上記映像信号
   のピークピーク振幅よりも小さくなることにより、上記
   液晶層に印加される液晶駆動電圧の極性が、上記対向電
   極信号のピークピーク振幅が調整されない場合に対して
   上記映像信号のレベルによっては逆になり得るような場
   合に、上記対向電極信号のピークピーク振幅に応じて、
   １周期期間内の映像信号のピークピーク振幅を小さくす
   ることを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。
5. 【請求項５】１周期期間内の映像信号のピークピーク振
   幅を小さくする際には、映像信号の振幅を制限すること
   を特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置の駆動方
   法。
6. 【請求項６】１周期期間内の映像信号のピークピーク振
   幅を小さくする際には、映像信号の振幅を縮小すること
   を特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置の駆動方
   法。