JP2002182620A - 画像表示装置及び画像表示方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 液晶パネル等において動画を表示する際、縞
模様の尾ひきが発生し、画質が劣化する。 【解決手段】 エコー制御回路１００は、動画を含む映
像信号を液晶パネル１０８で表示する際に発生するエコ
ー現象を抑制するために、映像信号を、連続する２つの
フレームからなるペアに分割し、このペア毎に、２つの
フレームの信号のレベルを比較する。そして、これら２
つのフレームの信号レベルが異なっている場合には、こ
れらの信号のレベルが同一レベルとなるように信号を補
正する。コントローラ１０２は、エコー抑制回路１００
によって補正された映像信号等に基づいてソースドライ
バ１０４及びゲートドライバ１０６を介して液晶パネル
を交流駆動する。このように、液晶パネルを交流駆動す
る駆動電圧を、正負のバランスがとれるように調整す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は画像表示装置に関
し、より特定的には、入力映像信号に基づいて画像を表
示する画像表示装置に関し、特に、液晶表示装置で動画
像を表示する際に好適に適用できる。

【０００２】

【従来の技術】図３１は、従来の液晶表示装置の構成を
示すブロック図である。図３１において、従来の液晶表
示装置は、コントローラ９１０と、ソースドライバ９１
１と、ゲートドライバ９１２と、ＩＰＳ型液晶パネル９
１３とを備えている。コントローラ９１０は、ソースド
ライバ９１１とゲートドライバ９１２のタイミング制御
及びＩＰＳ型液晶パネル９１３の交流駆動制御を主な役
割としている。

【０００３】以下、液晶パネルの交流駆動について説明
する。液晶パネルでは、各画素の二つの電極の間に液晶
材料を封止し、この電極間に印加する電圧を変化させる
ことによって液晶分子の配列を変化させ、その光学特性
を変化させることで画像表示を行う。一般に、ＴＮ（Ｔ
ｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）型液晶パネルでは、駆
動電圧として直流が加わった場合、液晶材料中のイオン
が電極周辺に移動して表示画像が残る、焼き付きと呼ば
れる現象が発生する。そこで液晶パネルでは交流駆動を
行うのであるが、一般的には映像信号の垂直同期信号に
同期して極性が交番する交流波形で駆動する。図３２
は、従来の交流駆動法において、水平方向に灰白灰の静
止画テストパターンを表示した時の駆動電圧波形を示す
図である。横軸は空間軸、つまり水平方向画素の位置を
示している。交流駆動を行っているため、１フレーム毎
に、つまり奇数フレームと偶数フレームとで駆動波形の
極性が反転している。なお、図３２に示すように、隣り
合う水平画素間でも駆動波形の極性が交互に変化してい
るが、これはドット反転またはコラム反転と呼ばれてお
り、交流駆動時に生じるフリッカを軽減するために通常
用いられる方法の一つである。

【０００４】一方、近年液晶ディスプレイの視野角性能
を改善する技術として、面内スイッチ型（以下、ＩＰＳ
（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）型と称す）
液晶パネルが開発された。図３３は、ＩＰＳ型液晶パネ
ルの構成を示す図であって、図３３（ａ）は、表示面に
対して垂直方向から見た図であり、図３３（ｂ）は、断
面図を示している。図３３に示すように、ＩＰＳ型液晶
パネルでは、液晶を駆動するための二つの電極、つまり
共通電極９２１と、画素トランジスタ９２３を介してソ
ース線９２０に接続されるドレイン電極９２２とが、同
じガラス基板９２４の面上に互いに咬合するように櫛状
に形成されている。ＩＰＳ型液晶パネルでは、この電極
間に生じる水平電界によって液晶層９２７の液晶をスイ
ッチングするため、極めて広い視野角特性を実現できる
という長所がある。しかしながら、ＩＰＳ型液晶パネル
は液晶の応答速度が比較的低速であるため、現在では主
にパソコンのモニター等の静止画像の表示用パネルとし
て利用されているのであるが、ＩＰＳ液晶パネルおよび
その周辺技術の改良にともなって、ＩＰＳ型液晶パネル
をテレビジョン信号などの動画像の表示に利用すること
も可能になりつつある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ＩＰＳ型液晶パネルを用いた液晶表示装置においてテレ
ビジョン信号などの動画像を表示する際には、液晶の応
答速度が遅いことによる問題の他にも、動画で表示され
る物体やパターン等の移動にともなって、それらの移動
後の領域に縞模様の尾引きによる画質の劣化が生じるこ
とが、発明者らの研究によって見いだされた。以下、従
来の液晶表示装置においてＩＰＳ型液晶パネルに動画を
表示する際に、上述の新たな画質劣化の問題が発生する
メカニズムについて、図３３〜図３７を参照して詳細に
説明する。

【０００６】そのためにまずＩＰＳ型液晶パネルの電極
構造について、一般のＴＮ型液晶パネルと対比して説明
する。一般にＴＮ型液晶パネルでは、面状に構成された
透明電極（ＩＴＯ）が、対面するガラス基板上にそれぞ
れ設けられる。したがって製造工程においてＩＴＯ上の
絶縁膜を除去する際には、面状のＩＴＯがストッパーと
なるのでオーバーエッチングの恐れはなく、エッチング
することができる。一方、ＩＰＳ型液晶パネルの場合
は、図３３に示すように、櫛状に構成された画素電極
（ＡｌあるいはＣｒなど）、つまり、共通電極９２１お
よびドレイン電極９２２が、同一ガラス基板面上に互い
に咬合するように設けられる。したがって製造工程にお
いて画素電極上の絶縁膜、つまり、ゲート絶縁膜９２５
および保護絶縁膜９２６を除去する際には、共通電極９
２１ないしドレイン電極９２２部分に関してはそれら電
極がストッパーとなるが、共通電極９２１とドレイン電
極９２２の間の部分に関してはストッパーとなるものが
ないために、エッチング速度の正確な制御を行わないと
オーバーエッチングの恐れがある。したがって、ＩＰＳ
型液晶パネルでは画素電極上の絶縁膜を除去せず、つま
り画素電極が絶縁膜で覆われているのが一般的である。
そして、このことが前述した縞模様の尾引きの原因の一
つとなっている。

【０００７】図３４は、ＩＰＳ型液晶パネルを用いた従
来の液晶表示装置において、白灰白のテストパターンを
右方向に１フレーム当たり２画素動かした時の駆動電圧
波形を示す図である。図３４の各フレームに対応する図
のそれぞれにおいて、横軸は水平方向画素の位置（空間
軸）を示しており、縦軸は駆動電圧を示しており、縦方
向の並びはフレーム順（離散時間）を示している。図３
２において説明したように、交流駆動を行っているた
め、１フレームごとに駆動電圧波形の極性が反転してお
り、さらにコラム反転を行っているため、水平方向画素
ごとに駆動電圧波形の極性が反転している。

【０００８】ここで図３４において、図中に示す画素Ａ
に着目して駆動電圧の変化を時間軸方向で表現すると、
図３５（ａ）に示される図になる。図３５（ａ）の太線
で示されるように、電極にかかる電圧のＤＣ成分（低周
波成分）のバランスは、テストパターンが通り過ぎた時
に崩れる。つまりテストパターンの通過時に、ＩＰＳ型
液晶パネルの電極にはＤＣ電圧が加わることになる。

【０００９】前述したようにＩＰＳ型液晶パネルにおい
ては電極が絶縁膜（ＳｉＮｘ）で覆われているため、電
極にＤＣ電圧が加わると絶縁膜は分極する。図３６は、
共通電極９２１に（−）、ドレイン電極９２２に（＋）
のＤＣ電圧を印加したときの分極の様子を説明するモデ
ル図である。図３６に示すように、ＩＰＳ型液晶パネル
においてＤＣ電圧が印加されると、液晶層中のイオンが
移動し、イオンの偏在化による液晶層の分極と、電極を
覆う絶縁膜の分極が発生する。この分極の結果、液晶層
に加わる電界をうち消すような電界成分を生じさせる。
そして、このようにして生じた電界成分は、分極が緩和
するまでの期間、液晶にかかる電界に影響を与えること
になる。

【００１０】図３５（ｂ）は、着目画素Ａの液晶にかか
る電界を示す図である。図３５（ｂ）の太線で示すよう
に、電極電圧にＤＣ成分が加わったことによる分極によ
り、そのＤＣ成分をうち消すような電界成分が、パター
ン表示期間およびそれ以降に液晶にかかる電界に影響を
与えている。ここで特にパターン通過後の電界について
注目すると、パターン通過後の各フレームでは本来、画
素Ａの液晶に対して、図３５（ａ）に示すように、絶対
値の変化しない電圧を印加するはずであったが、実際に
は、図３５（ｂ）に示すように、絶対値がフレーム毎に
交互に増減するような電圧を印加したことになり、交流
駆動の正負のバランスが崩れて輝度の明滅が発生する。
前述のように、交流駆動においては垂直同期信号に同期
して極性が交番するので、輝度の明滅は垂直同期信号の
半分の周波数成分を持つことになる。

【００１１】上記の輝度の明滅は、そのＤＣ成分の大き
さと、そのＤＣ成分が印加された時間に比例して大きく
なる。例えば、正のフレームでは白、負のフレームでは
黒と、順番にそれぞれ２秒間表示した後に灰色を表示す
ると、肉眼でも知覚できる輝度の明滅が発生する。ま
た、上記の輝度の明滅が、視線を固定している時には肉
眼では知覚できないレベルのものであっても、視線を移
動させると知覚できることがある。これは、人間の目が
空間と時間、それぞれの変化量に対して敏感である感覚
器であることから説明できる。視線を固定している時は
輝度の時間変化量のみを刺激として感じるが、視線を移
動する時は輝度の時間変化量に加えて、輝度の空間変化
量も刺激として感じるからである。例えば、図３７に示
すように、ＩＰＳ液晶パネルの表示画面９１４におい
て、例えば白ＢＯＸ９１５から成るテストパターンを灰
色背景９１６の中を左方向に動かすと、人間の目はこの
動きを追ってしまう。テストパターンの動きと輝度の明
滅とが同期しているので、図３８に矢印で示すように、
視線が時空間方向に方向性をもち、その結果、輝度の明
滅は縞模様のパターンが移動しているように見え、図３
７に示すようなエコー状尾引き９１７が知覚される。こ
のように、エコー状尾引き９１７は、通常の残像とは異
なり、縞模様のパターンが知覚されるため、動画画質を
大幅に劣化させていた。

【００１２】なお、上述したように、エコー状尾引き９
１７が発生する原因の一つは、ＤＣ電圧が印加されるこ
とによってイオンの偏在化（液晶の分極）が発生するこ
とである。この分極は、液晶パネル中の不純物イオンが
電界を受けて移動することにより発生するため、この分
極は、液晶パネル中の不純物イオン濃度が高くなるにつ
れて増加する。

【００１３】従来、ＩＰＳ方式の液晶材料については、
応答速度をあげるために、粘度を下げる方向に開発がな
されてきた。また、駆動電圧を下げるために、Δε（誘
電率の異方性）を上げる方向に開発がなされてきた。そ
の結果、ＩＰＳ方式の液晶材料としては、ＣＮ系液晶を
含んでいたり、ε（誘電率）の大きな液晶材料が一般的
に使用されているが、このようなＣＮ系液晶を含んでい
たりεの大きな液晶材料を使用すると、液晶中に不純物
イオンを取り込みやすくなり、その結果、上述したよう
に分極しやすくなり、界面に残る電荷が増加してしま
う。

【００１４】また、焼き付きの低減等を目的として、液
晶パネルに抵抗の低い液晶や配向膜を使用したり、液晶
パネルにＵＶ光を照射したり、液晶へ添加物を混入した
りする場合がある。しかしながら、これらの結果、液晶
中のイオン濃度は増加するため、上述したエコー現象が
より明瞭に観察されることとなり、動画画質は大幅に劣
化してしまう。

【００１５】それ故に、本発明の目的は、液晶パネルを
利用して動画像を表示してもエコー現象が発生しない液
晶表示装置及び方法を提供することである。

【００１６】

【課題を解決するための手段および発明の効果】第１の
発明は、入力映像信号に基づいて画像を表示する画像表
示装置であって、印加される電圧に応じて画像光を出力
する表示素子と、入力映像信号に基づいて、正または負
の駆動電圧を交互に印加して表示素子を駆動する駆動手
段と、表示素子の分極現象を抑制する手段とを備える。

【００１７】上記のように、第１の発明によれば、表示
素子の分極現象を防止することにより、動画を表示する
際に生じるエコー現象を抑制することができる。

【００１８】第２の発明は、第１の発明において、分極
現象を抑制する手段が、少なくともいずれかの連続する
２つのフレームについて、正と負の駆動電圧の絶対値が
より近くなるように入力映像信号又は駆動電圧を補正し
て駆動電圧を調整する調整手段であることを特徴とす
る。

【００１９】上記のように、第２の発明によれば、正と
負の駆動電圧の絶対値がより近くなるように調整するこ
とにより、駆動電圧の正負のバランスがより釣り合った
状態に近づくため、イオンの偏在や絶縁膜の分極等が生
じにくくなり、エコー現象が抑制される。

【００２０】第３の発明は、第２の発明において、調整
手段は、入力映像信号に対して正規の信号の第ｎフレー
ムの駆動電圧の絶対値と、第ｎ＋１フレームあるいは第
ｎ−１フレームの駆動電圧の絶対値とが異なるときに、
第ｎ＋１フレームあるいは第ｎ−１フレームあるいは第
ｎフレームの少なくともいずれかのフレームの駆動電圧
を調整することを特徴とする。

【００２１】上記のように、第３の発明によれば、前後
のフレームを参照して駆動電圧を調整するため、より最
適な調整が可能となる。

【００２２】第４の発明は、第３の発明において、調整
手段は、第ｎ＋１フレーム及び第ｎ−１フレームの両方
を調整することを特徴とする。

【００２３】上記のように、第４の発明によれば、前後
のフレームの両方の駆動電圧を調整するため、映像信号
に応じて、より最適な調整が可能となり、その結果、例
えば補正後の動画像をより滑らかにすることができる。

【００２４】第５の発明は、第３の発明において、調整
手段は、駆動電圧を調整する際に、極大値または極小値
を保存することを特徴とする。

【００２５】上記のように、第５の発明によれば、極大
値または極小値を補正することなくそのまま残すことに
より、元の映像信号のコントラストを維持することがで
きる。

【００２６】第６の発明は、第３の発明において、調整
手段は、駆動電圧を調整する際に、第ｎ＋１フレーム、
第ｎ−１フレーム及び第ｎフレームの駆動電圧の絶対値
の和または絶対値の２乗の和を保存することを特徴とす
る。

【００２７】上記のように、第６の発明によれば、補正
の前後で駆動電圧の絶対値の時間平均値を等しくするこ
とにより、補正による違和感の発生を防止することがで
き、滑らかな画像を表示することができる。

【００２８】第７の発明は、第２の発明において、調整
手段は、極性の異なる駆動電圧が印加される連続する２
つのフレームにおいて、この駆動電圧の絶対値の差が、
最大駆動電圧の１／２以下となるように駆動電圧を調整
することを特徴とする。

【００２９】上記のように、第７の発明によれば、駆動
電圧の正負のバランスの崩れが修正され、エコー現象が
大きく改善される。

【００３０】第８の発明は、第７の発明において、調整
手段は、駆動電圧の絶対値の差が、最大駆動電圧の１／
１０未満となるように駆動電圧を調整することを特徴と
する。

【００３１】上記のように、第８の発明によれば、駆動
電圧の正負のバランスの崩れがさらに修正され、エコー
現象が肉眼で観察できないレベルにまで抑制される。

【００３２】第９の発明は、第８の発明において、調整
手段は、調整前の駆動電圧の絶対値の差が、最大駆動電
圧の１／１０を超えるときに駆動電圧を調整することを
特徴とする。

【００３３】上記のように、第９の発明によれば、エコ
ー現象が肉眼で観察される可能性の場合に、駆動電圧を
補正することができる。

【００３４】第１０の発明は、第１の発明において、駆
動手段は、入力映像信号の１垂直走査期間を第１の副期
間と第２の副期間とに分割し、各副期間で互いに逆極性
の駆動電圧を印加することを特徴とする。

【００３５】上記のように、第１０の発明によれば、各
垂直走査期間において、駆動電圧の正負のバランスを調
整することにより、エコー現象を改善することができ
る。

【００３６】第１１の発明は、第１０の発明において、
駆動手段は、第１の副期間及び第２の副期間において、
同一の映像信号を出力することを特徴とする。

【００３７】上記のように、第１１の発明によれば、第
１の副期間及び第２の副期間において駆動電圧の極性を
変更するだけで駆動電圧を調整できるため、構成が簡素
となる。

【００３８】第１２の発明は、第１０の発明において、
第１の副期間と第２の副期間の期間が等しいことを特徴
とする。

【００３９】上記のように、第１２の発明によれば、信
号を単純に高速化するだけで駆動電圧を調整できるた
め、構成が簡素となる。

【００４０】第１３の発明は、第１０の発明において、
第１の副期間と第２の副期間の期間が異なることを特徴
とする。

【００４１】上記のように、第１３の発明によれば、例
えば液晶中のイオンの移動速度等にあわせた調整が可能
となる。

【００４２】第１４の発明は、第１０の発明において、
駆動手段は、入力映像信号の１垂直走査期間を第１の副
期間と第２の副期間とに分割する分割手段を含む。

【００４３】上記のように、第１４の発明によれば、入
力映像信号の１垂直走査期間を第１の副期間と第２の副
期間とに分割して出力することができるので、これら分
割されて出力されたそれぞれの信号の極性を反転させる
だけで駆動電圧の調整ができる。

【００４４】第１５の発明は、第１４の発明において、
分割手段は、入力映像信号を一時的に記憶する手段を含
む。

【００４５】上記のように、第１５の発明によれば、高
速に駆動しても信頼性を損ねることなく分割することが
できる。

【００４６】第１６の発明は、第１４の発明において、
分割手段は、入力映像信号を、１垂直走査期間以下の時
間だけ遅延させる手段を含む。

【００４７】上記のように、第１６の発明によれば、分
割手段を安価に実現することができる。

【００４８】第１７の発明は、第１４の発明において、
入力映像信号を、表示素子を駆動するためのデータ表示
信号に変換する変換手段をさらに備え、変換手段は、入
力映像信号をデータ表示信号に変換する過程において、
入力映像信号の１垂直走査期間を第１の副期間と第２の
副期間とに分割することを特徴とする。

【００４９】上記のように、第１７の発明によれば、必
要な部品数が減少し、液晶表示装置を比較的低コストで
実現することができる。

【００５０】第１８の発明は、第１の発明において、駆
動手段は、入力映像信号の１垂直走査期間を第１の副期
間と第２の副期間とに分割し、第１の副期間は入力映像
信号を出力し、第２の副期間は補償信号を出力すること
を特徴とする。

【００５１】上記のように、第１８の発明によれば、入
力映像信号の１垂直走査期間に、入力映像信号とは関係
がなく、かつ画像表示にはあまり影響を与えない補償信
号を挿入することにより、イオンの偏在が解消され、エ
コー現象を改善することができる。

【００５２】第１９の発明は、第１８の発明において、
第２の副期間は、第１の副期間よりも短いことを特徴と
する。

【００５３】上記のように、第１９の発明によれば、補
償信号を挿入することによる画面の明るさの低下の度合
を抑えることができる。

【００５４】第２０の発明は、第１８の発明において、
第２の副期間の駆動電圧が、表示素子がノーマリブラッ
ク型である場合にはペデスタルレベル以下の電圧であ
り、表示素子がノーマリホワイト型である場合にはペデ
スタルレベル以上の電圧であることを特徴とする。

【００５５】上記のように、第２０の発明によれば、画
面表示にほとんど影響を与えることなく、またイオンの
偏在をより早く解消することができるため、より大きな
改善効果が得られる。

【００５６】第２１の発明は、第２０の発明において、
表示素子がノーマリブラック型であり、第２の副期間の
駆動電圧が０Ｖであることを特徴とする。

【００５７】上記のように、第２１の発明によれば、画
面表示にほとんど影響を与えることなく、またイオンの
偏在をより早く解消することができるため、より大きな
改善効果が得られる。

【００５８】第２２の発明は、第１８の発明において、
第２の副期間の駆動電圧を複数本の走査線にまとめて印
加することを特徴とする。

【００５９】上記のように、第２２の発明によれば、補
償信号の書き込みに係る走査時間を減らして走査時間を
節約することができる。

【００６０】第２３の発明は、第１の発明において、駆
動手段は、第ｎフレームには、奇数本目の走査線にデー
タ信号を走査し、偶数本目の走査線に補償信号を走査
し、第ｎ＋１フレームには、奇数本目の走査線に補償信
号を走査し、偶数本目の走査線にデータ信号を走査する
ことを特徴とする。

【００６１】上記のように、第２３の発明によれば、各
画素において１フレームおきに補償信号を挿入すること
により、イオンの偏在を解消し、エコー現象を抑制する
ことができる。また、奇数本目の走査線と、偶数本目の
走査線とで、補償信号を表示するタイミングを１フレー
ムずらすことにより、補償信号に基づく例えば真っ暗な
画像が１フレームおきに画面全体に表示されてしまうの
を防ぐことができる。また、映像信号がインタレース信
号である場合には、プログレッシブ信号に変換する必要
がないため、画像表示装置を比較的低コストで実現でき
る。

【００６２】第２４の発明は、第１の発明において、駆
動手段は、入力映像信号の１垂直走査期間中に、奇数本
目の走査線または偶数本目の走査線のいずれか一方の走
査線を順に走査した後に、いずれか他方の走査線を順に
走査することを特徴とする。

【００６３】上記のように、第２４の発明によれば、隣
り合う走査線間で、エコー現象の原因となる輝度の変動
周期が半周期ずれるため、エコー現象が知覚されなくな
る。

【００６４】第２５の発明は、第１の発明において、駆
動手段は、少なくともいずれかの連続する２つのフレー
ムについて、極性を反転させることなく同一極性の駆動
電圧を印加することを特徴とする。

【００６５】上記のように、第２５の発明によれば、駆
動電圧の正負のバランスが改善され、エコー現象が改善
される。

【００６６】第２６の発明は、第２５の発明において、
駆動手段は、２フレーム毎に極性が変化するような駆動
電圧を印加することを特徴とする。

【００６７】上記のように、第２６の発明によれば、駆
動電圧の正負のバランスが改善され、エコー現象が改善
される。

【００６８】第２７の発明は、第２５の発明において、
駆動手段は、ｎフレーム毎に１回は、連続する２フレー
ム間で同一極性の駆動電圧を印加することを特徴とす
る。

【００６９】上記のように、第２７の発明によれば、駆
動電圧の正負のバランスが改善され、エコー現象が改善
される。

【００７０】第２８の発明は、第１の発明において、表
示素子は、液晶と配向膜とを含み、液晶と配向膜の組合
せが、電圧の保持率が９８％以上となるような組合せで
あることを特徴とする。

【００７１】上記のように、第２８の発明によれば、エ
コー現象の発生を防止することができる。

【００７２】第２９の発明は、第１の発明において、表
示素子は、液晶と配向膜とを含み、分極現象を抑制する
手段として、液晶中にはＣＮ基を含む化合物が１ｗｔ％
未満であり、配向膜中には共役長が７原子以上の高分子
が含まれないことを特徴とする。

【００７３】上記のように、第２９の発明によれば、エ
コー現象の発生を防止することができる。

【００７４】第３０の発明は、第１の発明において、表
示素子は、液晶と、配向膜と、液晶に電圧を印加する画
素電極および共通電極とを含み、画素電極および共通電
極の少なくとも一部が、配向膜のみを介して液晶に電圧
を印加することを特徴とする。

【００７５】上記のように、第３０の発明によれば、エ
コー現象の原因となる電荷が電極に吸収されやすくなる
ため、エコー現象の発生を防止することができる。

【００７６】第３１の発明は、第１〜第３０のいずれか
の発明において、表示素子は、液晶と、液晶に電圧を印
加するための電極とを含み、液晶の一部が、その近傍に
電極が存在しない状態で駆動されることを特徴とする。

【００７７】上記のように、第３１の発明によれば、例
えばＩＰＳ型液晶パネルの電極間のように、液晶におい
て電極が近傍に存在しない領域が存在する場合には、エ
コー現象の原因となる電荷が電極に吸収されずに残りや
すいが、このような表示素子を用いる場合であっても、
エコー現象を抑制することができる。

【００７８】第３２の発明は、第１〜第３０のいずれか
の発明において、表示素子は、液晶と、液晶に電圧を印
加するための画素電極および共通電極とを含み、画素電
極と共通電極間に発生する、基板にほぼ平行な電界によ
って液晶を駆動することを特徴とする。

【００７９】上記のように、第３２の発明によれば、エ
コー現象の原因となる電荷が電極に吸収されずに残りや
すいＩＰＳ型の液晶パネルであっても、エコー現象を抑
制することができる。

【００８０】第３３の発明は、第１〜第２７のいずれか
の発明において、表示素子は、エコー現象が発生しやす
い材料系からなることを特徴とする。

【００８１】上記のように、第３３の発明によれば、エ
コー現象が発生しやすい材料系からなる表示素子を用い
る場合であっても、エコー現象を抑制することができ
る。

【００８２】第３４の発明は、入力映像信号に基づいて
表示素子を駆動して画像を表示する画像表示方法であっ
て、入力映像信号に基づいて、正または負の駆動電圧を
交互に印加して表示素子を駆動する駆動ステップと、少
なくともいずれかの連続する２つのフレームについて、
正と負の駆動電圧の絶対値がより近くなるように入力映
像信号又は駆動電圧を補正して駆動電圧を調整する調整
ステップとを備える。

【００８３】上記のように、第３４の発明によれば、正
と負の駆動電圧の絶対値がより近くなるように調整する
ことにより、駆動電圧の正負のバランスがより釣り合っ
た状態に近づくため、イオンの偏在や絶縁膜の分極等が
生じにくくなり、エコー現象が抑制される。

【００８４】第３５の発明は、入力映像信号に基づいて
表示素子を駆動して画像を表示する画像表示方法であっ
て、入力映像信号に基づいて、正または負の駆動電圧を
交互に印加して表示素子を駆動する駆動ステップを備
え、駆動ステップは、入力映像信号の１垂直走査期間を
第１の副期間と第２の副期間とに分割し、各幅期間で互
いに逆極性の駆動電圧を印加することを特徴とする。

【００８５】上記のように、第３５の発明によれば、各
垂直走査期間において、駆動電圧の正負のバランスを調
整することにより、エコー現象を改善することができ
る。

【００８６】第３６の発明は、入力映像信号に基づいて
表示素子を駆動して画像を表示する画像表示方法であっ
て、入力映像信号に基づいて、正または負の駆動電圧を
交互に印加して表示素子を駆動する駆動ステップを備
え、駆動ステップは、入力映像信号の１垂直走査期間を
第１の副期間と第２の副期間とに分割し、第１の副期間
は入力映像信号を出力し、第２の副期間は補償信号を出
力することを特徴とする。

【００８７】上記のように、第３６の発明によれば、入
力映像信号の１垂直走査期間に、入力映像信号とは関係
がなく、かつ画像表示にはあまり影響を与えない補償信
号を挿入することにより、イオンの偏在が解消され、エ
コー現象を改善することができる。

【００８８】第３７の発明は、入力映像信号に基づいて
表示素子を駆動して画像を表示する画像表示方法であっ
て、入力映像信号に基づいて、正または負の駆動電圧を
交互に印加して表示素子を駆動する駆動ステップを備
え、駆動ステップは、第ｎフレームには、奇数本目の走
査線にデータ信号を走査し、偶数本目の走査線に補償信
号を走査し、第ｎ＋１フレームには、奇数本目の走査線
に補償信号を走査し、偶数本目の走査線にデータ信号を
走査することを特徴とする。

【００８９】上記のように、第３７の発明によれば、各
画素において１フレームおきに補償信号を挿入すること
により、イオンの偏在を解消し、エコー現象を抑制する
ことができる。また、奇数本目の走査線と、偶数本目の
走査線とで、補償信号を表示するタイミングを１フレー
ムずらすことにより、補償信号に基づく例えば真っ暗な
画像が１フレームおきに画面全体に表示されてしまうの
を防ぐことができる。また、映像信号がインタレース信
号である場合には、プログレッシブ信号に変換する必要
がないため、比較的簡単に画像表示が行える。

【００９０】第３８の発明は、入力映像信号に基づいて
表示素子を駆動して画像を表示する画像表示方法であっ
て、入力映像信号に基づいて、正または負の駆動電圧を
交互に印加して表示素子を駆動する駆動ステップを備
え、駆動ステップは、入力映像信号の１垂直走査期間中
に、奇数本目の走査線または偶数本目走査線のいずれか
一方の走査線を順に走査した後に、いずれか他方の走査
線を順に走査することを特徴とする。

【００９１】上記のように、第３８の発明によれば、隣
り合う走査線間で、エコー現象の原因となる輝度の変動
周期が半周期ずれるため、エコー現象が知覚されなくな
る。

【００９２】第３９の発明は、入力映像信号に基づいて
表示素子を駆動して画像を表示する画像表示方法であっ
て、入力映像信号に基づいて、正または負の駆動電圧を
交互に印加して表示素子を駆動する駆動ステップを備
え、駆動ステップは、２つ以上の連続するフレームにお
いて同一極性の駆動電圧を印加することを特徴とする。

【００９３】上記のように、第３９の発明によれば、駆
動電圧の正負のバランスが改善され、エコー現象が改善
される。

【００９４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
種々の実施形態について説明する。 （第１の実施形態）第１の実施形態では、液晶パネルを
交流駆動する駆動電圧の絶対値を補正することによっ
て、駆動電圧の正負のバランスがとれるように調整し、
前述のエコー現象の発生を防ぐ。図１に、本実施形態の
液晶表示装置の構成を示す。液晶表示装置は、エコー抑
制回路１００と、コントローラ１０２と、ソースドライ
バ１０４と、ゲートドライバ１０６と、液晶パネル１０
８とを備える。

【００９５】図２及び図３（ａ）〜図３（ｃ）に、液晶
パネル１０８の構成を示す。図２は、液晶パネル１０８
の単位画素部分を示す上面図である。図３（ａ）〜図３
（ｃ）は、それぞれ、図２におけるＡ−Ａでの断面図、
Ｂ−Ｂでの断面図及びＣ−Ｃでの断面図である。以下、
これらの図面を参照して液晶パネル１０８の構成につい
て説明する。なお、この液晶パネル１０８は、ＩＰＳ型
液晶パネルとして一般的なものである。

【００９６】ガラス基板１上には、金属配線として映像
信号線（ソ−ス線）７と走査信号線（ゲ−ト線）４とが
マトリクス状に形成され、その交点には、スイッチング
素子としてＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉ
ｓｔｏｒ）が形成される。ガラス基板１上には、Ａｌな
どの金属を用いてゲ−ト電極４及び共通電極５、６が同
時に形成される。ゲ−ト電極４及び共通電極５、６がＡ
ｌで形成される場合は、配線交差部での層間ショートを
効果的に防ぐために、表示エリア全体に一括して陽極酸
化処理が行われる。次に、第１の絶縁膜２０（層間絶縁
膜）が形成され、トランジスタの半導体層（アモルファ
スシリコン層）４０及び保護層が順次形成される。

【００９７】次に、表示部以外の周辺部分に第一の絶縁
膜を除去したコンタクトホ−ルが形成される。これによ
り、次に形成される配線部分とのコンタクトが可能とな
る。次に、ＡｌやＴｉなどの金属を用いて、信号配線
（ソ−ス線）７、ドレイン線１４及び画素電極８、９が
形成される。こうして形成されたＴＦＴを保護するため
に、ＳｉＮｘを用いて第２の絶縁膜（パッシベ−ション
膜）２２が形成される。第２の絶縁膜２２は、画素部に
おいては全面に形成される。表示エリア外の周辺部分に
おいては、電気信号を印加するための端子部が配置され
るために、この第２の絶縁膜は除去されている。

【００９８】このアレイ基板とカラーフィルター基板１
６とに配向膜３０をつけて液晶３を挟むことにより、液
晶パネル１０８が作成される。なお、液晶３は、一般的
なＩＰＳ型液晶パネルと同様に、ＣＮ基を有する化合物
を含んでいる。

【００９９】以下、第１の実施形態の動作について説明
する。液晶表示装置には、映像信号及び水平、垂直同期
信号が入力される。エコー抑制回路１００は、動画を含
む映像信号を液晶パネル１０８で表示する際に発生する
エコー現象を抑制するために、後述のように、入力され
る映像信号を補正する。コントローラ１０２は、エコー
抑制回路１００によって補正された映像信号等に基づい
てソースドライバ１０４及びゲートドライバ１０６を介
して液晶パネルを交流駆動する。

【０１００】エコー抑制回路１００の動作について説明
する。一つの画素に着目すると、従来の駆動方法では、
図４（ａ）に示すような電圧が液晶に印加される。この
とき、液晶に印加される電圧の正負のバランスがくずれ
ているため、前述した縞模様のエコー現象が観測されて
しまう。一方、本実施形態では、エコー抑制回路１００
によって、液晶に印加される電圧の正負のバランスがと
れるように映像信号を補正することにより、図４
（ｂ）、図４（ｃ）または図４（ｄ）に示すように、正
負のバランスのとれた電圧を液晶に印加することができ
る。

【０１０１】エコー抑制回路１００は、映像信号を、連
続する２つのフレームからなるペアに分割し、このペア
毎に、２つのフレームの信号のレベルを比較する。そし
て、これら２つのフレームの信号レベルが異なっている
場合には、これらの信号のレベルが同一レベルとなるよ
うに信号を補正する。このとき、例えばレベルが高い方
の信号のレベルに合わせるようにしても良いし、レベル
が低い方の信号のレベルに合わせるようにしても良い
し、２つのフレームの信号レベルの平均のレベルに合わ
せても良いし、その他のレベルに合わせても良い。図４
（ｂ）は、低い方のレベルに合わせた場合の液晶の駆動
電圧を示しており、図４（ｃ）は、高い方のレベルに合
わせた場合の液晶の駆動電圧を示しており、図４（ｄ）
は、平均のレベルに合わせた場合の液晶の駆動電圧を示
している。

【０１０２】図４（ｂ）または図４（ｃ）に示すよう
に、各フレームの信号レベルを、比較したフレームのう
ちの最も高いレベル（極大値）または最も低いレベル
（極小値）に合わせるような補正を行えば、図４（ｄ）
に示すように、各フレームの平均のレベルに合わせるよ
うに補正する場合に比べて明暗のコントラストが強調さ
れ、時間軸上にメリハリのある映像を表示することがで
きるという利点がある。一方、図４（ｄ）に示すよう
に、各フレームの平均のレベルに合わせるような補正を
行えば、時間的になだらかに階調が変化するようになる
ため、動画をより滑らかに表示することができるという
利点がある。また、各フレームの平均のレベルに合わせ
ることにより、補正を行わない場合と比較して、駆動電
圧の絶対値の和が変化しない。よって、人間の目には、
補正による明るさの変化は知覚されにくいため、より自
然な補正が行えるという利点もある。

【０１０３】また、常に極大値あるいは極小値のどちら
か一方に合わせるように補正を行ってもよいし、状況に
応じていずれか一方に合わせるように補正を行ってもよ
い。常に極大値あるいは極小値のいずれか一方に合わせ
るように補正する場合には、回路構成が簡単になるとい
う利点がある。一方、例えば、基準中間調レベル（例え
ば、表示装置の最大階調レベルと最小階調レベルのちょ
うど中間の値）を設けて、映像信号のレベルに応じて、
極大値または極小値のうち、この基準中間調レベルから
より離れている方に合わせるように補正すれば、中間調
よりも明るいあるいは暗い信号になり、メリハリのつい
た映像になりやすいという利点がある。

【０１０４】なお、本実施形態では、２フレーム単位毎
に駆動電圧レベルを比較し、２つのフレームの信号レベ
ルが同一レベルになるように映像信号を補正するとした
が、これに限らず、例えば、３フレーム単位や４フレー
ム単位で駆動電圧レベルの正負のバランスがとれるよう
に映像信号を補正しても構わない。具体的には、図５
（ａ）に示す従来の駆動方法に代えて、図５（ｂ）に示
すように、３フレーム単位で駆動電圧レベルの正負のバ
ランスがとれるように映像信号を補正しても構わない。
このように比較するフレーム数を増やせば、本実施形態
のように２フレーム単位で正負のバランスを調整する場
合に比べて、入力映像信号に応じたより自由な調整が可
能となり、より自然な補正が行えるという利点がある。
なお、３フレーム以上からなるフレーム単位で駆動電圧
の正負のバランスを調整する際、例えば、それらフレー
ム単位に含まれる複数のフレームのうち、少なくとも信
号レベルが最大または最小となるフレームの信号につい
ては補正せず、代わりに他のフレームの信号によって正
負のバランスを調整するようにすれば、補正によって画
像の特徴点（例えば特に明るい部分または暗い部分）が
消失したり目立たなくなってしまうことがなくなり、補
正による画像の品質の低下を抑えることができる。ま
た、フレーム単位毎に駆動電圧の絶対値の和が変化しな
いように補正することによって、補正による明るさの変
化が知覚されにくい、より自然な補正が行える。

【０１０５】なお、液晶表示素子の輝度は、駆動電圧の
約２乗に比例している。また表示装置は、一般的に、階
調信号と輝度の関係も約２乗に比例している。従って、
より正確に輝度の絶対値の和が変化しないように補正す
るには、駆動電圧の２乗の和が変化しないように補正す
ればよい。こうすれば、補正による明るさの変化が知覚
されない、より自然な補正が行える。但し、前述のよう
に絶対値の和を保存する方が、回路等で実現する際に容
易である。

【０１０６】なお、以上で説明した種々の補正方法を状
況に応じて適宜変更するようにしても構わない。例え
ば、映像シーンの目的にあわせて、図４（ｂ）、図４
（ｃ）及び図４（ｄ）に例示した補正方法を使い分けて
補正してもよい。

【０１０７】なお、以上の説明において、種々の補正方
法について例示したが、エコー現象の抑制のためには液
晶の駆動電圧の正負のバランスがより保たれる方向に補
正を行うという点が重要なのであり、これを達成するこ
とのできる他の任意の補正方法を利用することが可能で
あることはいうまでもない。また、本実施形態では駆動
電圧の正負のバランスを調整するために、映像信号の補
正を行うようにしたが、これに限らず、コントローラ１
０２から出力される駆動電圧の補正を行うようにしても
構わない。

【０１０８】なお、図示は省略するが、エコー抑制回路
１００には、以上のような動作を行うために、例えば、
複数フィールド分の映像信号を蓄積しておくためのメモ
リや、各フィールドの信号レベルを比較する演算部や、
これらを制御する回路を具備する必要があるが、その回
路構成については特に限定しない。安価で簡素な回路で
あるのが望ましい。

【０１０９】なお、本実施形態では、図１に示すよう
に、エコー抑制回路１００を他の構成に対して独立した
回路としているが、これに限らない。例えば、図６に示
すように、エコー抑制回路１００の機能を、ＴＶ信号を
液晶パネルに入力するためのＴＶ―ＬＣＤ変換回路や解
像度を変換するピクセルコンバート回路１１０等の処理
に組み込むことも可能である。これにより、液晶表示装
置に必要となる部品数が少なくなり、液晶表示装置を比
較的低コストで実現することができる。

【０１１０】なお、本実施形態では、２つのフレームか
らなるペア毎に、駆動電圧の絶対値が等しくなるように
補正するとしたが、これに限らず、絶対値を少しでも近
づけることによりエコー現象を低減できる。特に、絶対
値の差が最大駆動電圧の１／２以下となるように補正す
ることでエコー現象が大きく改善されることが確認され
た。また、さらに、絶対値の差が１／１０未満となるよ
うに補正することでエコー現象が肉眼で観察できないレ
ベルにまで抑制されることが確認された。なお、この結
果から考えれば、２つの連続するフレームにおいて、駆
動電圧の絶対値の差が最大駆動電圧の少なくとも１／１
０以上である場合に補正を行うようにすれば、より効率
良く補正が行えることが分かる。

【０１１１】なお、本実施形態では、複数のフレーム単
位毎に、駆動電圧の正負のバランスをとるように補正す
るとしたが、これに限らず、例えば、各フレームを、そ
の直前のフレームと比較しながら順次補正するようにし
てもよい。このとき、補正すべきフレームの直前のフレ
ームのみでなく直後のフレームも考慮すれば、各フレー
ムの補正量をより柔軟に決定することができる。

【０１１２】以上のように、第１の実施形態によれば、
複数フレーム毎に、液晶の駆動電圧の正負のバランスが
とれるように各フレームの映像信号又は駆動電圧を補正
することにより、動画を表示する際のエコー現象の発生
を防止することができる。

【０１１３】（第２の実施形態）第２の実施形態では、
各フレームにおいて、液晶パネルを駆動する駆動電圧の
極性を交番させることにより、各フレームにおいて駆動
電圧の正負のバランスがとれるように調整し、前述のエ
コー現象の発生を防ぐ。図７に、本発明の第２の実施形
態に係る液晶表示装置の構成を示す。図７において、液
晶表示装置は、倍速化回路１１２と、コントローラ１０
２と、ソースドライバ１０４と、ゲートドライバ１０６
と、液晶パネル１０８とを備える。以下、本実施形態の
動作について説明する。

【０１１４】倍速化回路１１２は、入力される入力映像
信号および同期信号に基づいて、入力映像信号のフレー
ム周波数を２倍に変換する。コントローラ１０２は、倍
速化回路１１２の出力に基づいて、ソースドライバ１０
４およびゲートドライバ１０６のタイミング制御と、液
晶パネル１０８の交流駆動制御を行う。以下、倍速化回
路１１２の構成および動作について、より詳細に説明す
る。

【０１１５】図８は、本実施形態における倍速化回路１
１２の一構成例を示すブロック図である。図８におい
て、倍速化回路１１２は、デュアルポートＲＡＭ１１４
と、書き込みアドレス制御回路１１６と、読み出しアド
レス制御回路１１８と、同期信号制御回路１２０とを含
んでいる。

【０１１６】デュアルポートＲＡＭ１１４は、書き込み
のアドレス／データポートと読み出しのアドレス／デー
タポートが分離されたランダムアクセスメモリであり、
書き込みと読み出しを独立に行えるものである。入力映
像信号は、デュアルポートＲＡＭ１１４の書き込みポー
トに入力され、書き込みアドレス制御回路１１６が出力
する書き込みアドレスに従ってデュアルポートＲＡＭ１
１４に書き込まれる。デュアルポートＲＡＭ１１４に書
き込まれた映像信号データは、読み出しアドレス制御回
路１１８が出力する読み出しアドレスに従ってデュアル
ポートＲＡＭ１１４より読み出され出力される。同期信
号制御回路１２０は、入力垂直同期信号、入力水平同期
信号および入力クロックを受けて書き込みアドレス制御
回路１１６と読み出しアドレス制御回路１１８を制御す
るとともに、入力に対してそれぞれ２倍の周波数に変換
された出力垂直同期信号、出力水平同期信号および出力
クロックを出力する。以下、図９を参照して、倍速化回
路１１２の動作について、より具体的に説明する。

【０１１７】図９は、本実施形態における倍速化回路１
１２の動作を説明するためのタイミングチャートであ
る。図９において、横軸は時間を表しており、縦方向
は、入力／出力垂直同期信号については信号の大きさを
表しており、書き込み／読み出しアドレスについてはア
ドレスを表している。図９に示すように、書き込みアド
レス制御回路１１６が出力する書き込みアドレスは、ク
ロック入力でカウントアップされ、入力垂直同期信号に
合わせて、垂直ブランキング期間にリセットされる。書
き込みデータは入力映像信号であり、入力映像信号の１
フレーム分がデュアルポートＲＡＭ１１４に記憶され
る。一方、読み出しアドレスは、ＰＬＬ等により入力ク
ロックを２逓倍した出力クロックでカウントアップさ
れ、入力垂直同期信号の２倍の周波数でリセットされ
る。読み出しアドレスのカウントをリセットするタイミ
ングは、書き込みアドレスのカウントのリセットタイミ
ングに同期させると共に、読み出しアドレスのカウント
リセットタイミングの２回に一回を書き込みアドレスの
カウントリセットタイミングに一致させることで、書き
込みと読み出しの追い越しによる画像の不連続を、有効
画面の外に追いやることができる。このようにして、入
力された映像信号の１フレーム分が２回続けて２倍のフ
レーム周波数で出力される倍速化回路１１２が実現でき
る。

【０１１８】図１０（ａ）は、従来の駆動方法によって
液晶を駆動した際の、ある一つの画素に着目したときの
液晶の駆動電圧の変化を示す図である。一方、図１０
（ｂ）は、本実施形態の駆動方法にって液晶を駆動した
際の、ある一つの画素に着目したときの液晶の駆動電圧
の変化を示す図である。図１０（ｂ）に示すように、本
実施形態では、各フレーム毎に、液晶の駆動電圧の正負
のバランスが保たれる。つまり、画素Ａの液晶にかかる
電界は、パターン通過時およびパターン通過後において
も正負極性でバランスしており、入力される元の映像信
号の垂直走査期間内で液晶パネル内のイオンが偏在して
しまう問題が回避される。よって、従来の液晶表示装置
において問題となった、動画を表示した際のエコー状の
尾引きが発生しない。

【０１１９】以上のように、本実施形態によれば、入力
される映像信号のフレーム周波数を２倍に変換して液晶
パネルを交流駆動する。つまり、もとの映像信号のフレ
ームを、それぞれ同一の期間を有する正期間及び補償期
間の２つの期間（サブフレーム）に分け、これら正期間
及び補償期間において互いに異なる極性で液晶パネルを
駆動することにより、映像信号の各フレームにおいてイ
オンの偏在が進行することを相殺している。したがっ
て、いかなる動画のパターンを表示してもイオンの偏在
や絶縁膜の分極は進行することがないので、エコー現象
による画質の劣化を改善することができる。

【０１２０】なお、以上の説明では、液晶パネルとし
て、ＩＰＳ型液晶パネルについてのみ説明したが、これ
に限らず、エコー現象が観察される任意の液晶パネルに
ついてエコー現象による画質の劣化を改善することがで
きることは言うまでもない。

【０１２１】また、以上の説明では、倍速化回路１１２
をデュアルポートＲＡＭ１１４を用いて構成している
が、シングルポートＲＡＭを用いて書き込みと読み出し
を時分割しても実現可能である。さらに、倍速化回路１
１２としては、これらの構成に限らず、任意の構成をと
り得ることも言うまでもないが、より簡素で低コストで
あるという点においては、説明したような構成とするの
が好ましい。

【０１２２】なお、本実施形態では、もとの映像信号の
フレーム周波数を単純に２倍することで、垂直走査期間
を同一期間の正期間及び補償期間に分けて駆動している
が、これに限らず、正期間及び補償期間の期間を任意の
比率としても構わない。なお、正期間及び補償期間を同
一期間とすれば、信号を単純に倍速化するだけなので回
路が容易である。ただし、パネルの構成や液晶材料や配
向膜等の組合せによっては駆動電圧が正のフレームの場
合と負のフレームの場合とでイオンの挙動が異なるの
で、イオンの挙動に応じて２つのサブフレームの期間の
比率を最適に設定するのが好ましい。

【０１２３】なお、本実施形態では、全てのフレームに
おいて、正期間と補償期間の駆動電圧を正負の順で駆動
しているが、この順は特に限定しない。例えば、ｎフレ
ーム目では正期間を正の電圧、補償期間を負の電圧で駆
動し、ｎ＋１フレーム目では正期間を負の電圧、補償期
間を正の電圧で駆動するようにすれば、ｎフレーム目の
補償期間の駆動電圧の極性とｎ＋１フレーム目の正期間
の駆動電圧の極性が同一となる。このため、前フレーム
の補償電圧がプリチャージ効果をもつことになり、正期
間の駆動電圧を書き込む際の電圧ステップを小さくで
き、ＴＦＴの充電能力の要求を下げることができるとい
う利点がある。

【０１２４】なお、本実施形態では、倍速化回路１１２
では、映像信号を記憶するメモリを用いて信号の倍速化
を行うとしたが、これに限らず、例えば、遅延回路を用
いて倍速化を行っても構わない。遅延回路を用いれば、
メモリに負担をかけないため、倍速化回路１１２を安価
に製作できるが、高速になると、信号の信頼性が落ち
る。

【０１２５】また、本実施形態では、倍速化のために独
自の回路を用意したが、図１１に示すように、倍速化回
路１１２の機能を、ＴＶ信号を液晶パネルに入力するた
めのＴＶ―ＬＣＤ変換回路や解像度を変換するためのピ
クセルコンバート回路１２２等に組み込むことにより、
必要な部品数が減少し、液晶表示装置を比較的低コスト
で実現することができる。

【０１２６】以上のように、第２の実施形態では、映像
信号を２つのサブフレームに分けて液晶を駆動するた
め、１フレーム内に、１画素に対して２回信号を印加す
る必要がある。このため、高解像度（ＸＧＡ以上）の液
晶表示装置の画素設計が困難となる。そこで、従来、こ
のような液晶表示装置の高速走査を可能とする方法とし
て、一本あたりの走査線選択時間を２倍にして、走査線
選択時間の約半分は次の走査線選択時間と重なるように
駆動する方法や、画素毎のＣｓｔ、Ｃｇｄ等の大きさを
徐々に変化させる方法等がある。しかしながら、これら
の技術を用いても、解像度が高くなるにつれてＴＦＴ等
の設計は困難となる。

【０１２７】そこで、第３の実施形態として、液晶表示
装置の高速走査が容易となる構成を示す。 （第３の実施形態）図１２に、本発明の第３の実施形態
に係る液晶表示装置の構成を示す。なお、図１２におい
て、図１１と同一の構成には、同一の参照符号を付し、
説明を省略する。コントローラ１２４は、第１のソース
ドライバ１２６、第２のソースドライバ１２８及びゲー
トドライバ１３０を制御する。図１３に、液晶パネル１
３２のＴＦＴの配置を示す。本実施形態では、図１３に
示すように、データ信号線の本数を２倍にして、２行分
の画素を一つの走査線で駆動することにより、走査線１
本あたりの走査時間を２倍にすることができる。つま
り、垂直方向の解像度をおとすことなく走査線の数を半
分に減らすことができる。したがって、倍速で駆動する
場合にも、走査線１本あたり、従来と同じ走査時間を確
保できる。なお、ソース配線の数が２倍になるので、ソ
ースドライバの実装部で配線密度が高くなる。これを防
ぐためには、図１３に示すようにソースドライバを２カ
所にわけて配置すればよい。

【０１２８】（第４の実施形態）図１４に、本発明の第
４の実施形態に係る液晶表示装置の構成を示す。なお、
図１４において、図１１と同一の構成には同一の参照符
号を付し、説明を省略する。液晶表示装置は、ＴＶ映像
信号とＰＣ映像信号とを切り替えスイッチ１３４によっ
て切り替えて表示する。特に、ＴＶ映像信号は、ＴＶ−
ＬＣＤ変換回路・ピクセルコンバート回路１２２におい
てＬＣＤ映像信号に変換される際に、同時に倍速化され
ており、一方、ＰＣ映像信号は、ＰＣ−ＬＣＤ変換回路
・ピクセルコンバート回路１３６においてＬＣＤ映像信
号に変換される際に、倍速化はされない。

【０１２９】ＰＣ信号を出力するときは、比較的動きの
少ない映像を表示するので、エコー現象は観察されな
い。そこで、本実施形態では、図１４に示すように、Ｔ
Ｖ・ＶＴＲ信号等の動画を表示する際は、前述の第２の
実施形態と同様に倍速化を行い、映像信号を２つのサブ
フレームにわけて極性反転して液晶を駆動する。一方、
ＰＣ信号を表示する際は、従来と同じく、１フレーム毎
にデータ信号の極性を反転して駆動する。

【０１３０】以上のように、第４の実施形態によれば、
ＴＶ・ＶＴＲ等の動画を表示する際はエコー現象が観察
されない液晶表示装置を実現できる。なお、現行のＴＶ
・ＶＴＲの信号はインターレス信号であるので垂直走査
線方向の解像度は１／２である。このため、ＴＶ・ＶＴ
Ｒの信号を表示する際には、ＴＶ−ＬＣＤ変換回路・ピ
クセルコンバート回路１２２において、インターレス→
プログレッシブ（ＩＰ）変換回路が必要となる。そこ
で、本実施形態ではＴＶ映像信号に関わる信号処理を一
つの回路内で実現することにより、部品点数及びコスト
を低減している。したがって、本実施形態は、動画映像
信号がインターレス信号である時に適している。

【０１３１】（第５の実施形態）図１５に、本発明の第
５の実施形態に係る液晶表示装置の構成を示す。なお、
図１５において、図１４と同一の構成には同一の参照符
号を付し、説明を省略する。液晶表示装置は、ＴＶ映像
信号とＰＣ映像信号とを切り替えスイッチ１３４によっ
て切り替えて表示する。

【０１３２】ＰＣ信号を出力するときは、比較的動きの
少ない映像を表示するので、エコー現象は観察されな
い。そこで、本実施形態では、図１５に示すように、Ｔ
Ｖ・ＶＴＲ信号等の動画を表示する際は、前述の第２の
実施形態と同様に倍速化を行い、映像信号を２つのサブ
フレームにわけて極性反転して液晶を駆動する。このと
き、コントローラ１３７は、走査線を同時に２本ずつ走
査するように、ゲートドライバ１０６を制御する。これ
により、同時に走査される２本の走査線には同一の信号
が書き込まれるため、走査線方向の解像度は１／２にな
るが、走査線一本あたりの充電時間は従来と同じ時間で
走査できる。なお、図１６に示すように、ゲート配線に
対して千鳥にＴＦＴを配置することと組み合わせること
で、走査線方向の解像度が１／２に落ちたことを肉眼で
知覚されにくくすることができる。一方、ＰＣ信号を表
示する際は、従来と同じく、１フレーム毎にデータ信号
の極性を反転して駆動する。

【０１３３】以上のように、第５の実施形態によれば、
従来のＴＦＴ能力で、ＰＣ信号を表示する際は解像度を
おとすことなく表示できる。また、ＴＶ・ＶＴＲ等の動
画を表示する際はエコー現象が観察されない液晶表示装
置を実現できる。なお、現行のＴＶ・ＶＴＲの信号はイ
ンターレス信号であるので垂直走査線方向の解像度は１
／２である。このため、本発明の液晶表示装置ではイン
ターレス→プログレッシブ（ＩＰ）変換回路が不要にな
りコストを下げることができる。従って、本発明は動画
映像信号がインターレス信号である時に適している。

【０１３４】（第６の実施形態）図１７に、本発明の第
６の実施形態に係る液晶表示装置の構成を示す。なお、
図１７において、図１と同一の構成には同一の参照符号
を付し、説明を省略する。本実施形態では、エコー抑制
回路１３８において、イオンの偏在を緩和する目的で、
映像信号に対して、表示映像にほとんど影響を与えない
黒レベルの電圧の補償信号を挿入するような補正を行
う。以下、ＮＢモードのパネルを用いた場合を例として
具体的に説明する。

【０１３５】図１８（ａ）に、従来の駆動方法による、
一画素への電圧印加例を示す。また、図１８（ｂ）に、
本実施形態の駆動方法による、一画素への電圧印加例を
示す。従来の駆動方法では、映像信号が各フレームにお
いて１フレーム期間印加されるが、本実施形態の駆動方
法では、各フレームを第１のサブフレーム及び第２のサ
ブフレームの２つのサブフレームに分け、第１のサブフ
レームでは映像信号を印加し、第２のサブフレームで
は、イオンの偏在を解消するための補償信号として、黒
の映像信号、つまり０Ｖの駆動電圧を印加する。そし
て、１フレーム毎（２サブフレーム毎）に、液晶への印
加電圧の極性を反転させる。なお、第１のサブフレーム
と第２のサブフレームの期間の比は１：１である必要は
ない。第２のサブフレームの期間が長いと表示画面は暗
くなるので、この期間はできるだけ短い方が良い。

【０１３６】本実施形態では、以上の動作により、第１
のサブフレームで駆動電圧が印加されたことによって生
じたイオンの偏在が、第２のサブフレームで黒レベルの
電圧が印加されることによって緩和される。これによ
り、イオンの偏在が各フレーム内で緩和され、エコー現
象の発生が抑制される。

【０１３７】なお、本実施形態では、映像信号の表示期
間が、１フレームよりも短くなる。一般に、従来の液晶
表示装置は、ホールド型の表示装置であったために、Ｃ
ＲＴのようなパルス型の表示装置に比較して、動画にボ
ケが発生しやすいといわれている（電気通信学会論文集
ｖｏｌ．Ｊ６８Ｂ，Ｎｏ．１２（１９８５−１２））。
本実施形態の駆動方法によれば、前述のように各フレー
ム内に一度、黒を表示するので、ホールド型の表示装置
に特有のボケが発生しにくいという利点もある。

【０１３８】なお、本実施形態では、第２の実施形態と
同様に、１画素に対して１フレーム毎に２回、信号を印
加しなければならない。よって、第３の実施の形態や第
４の実施形態の駆動方法を組み合わせると効果的であ
る。

【０１３９】なお、本実施形態では、第２のサブフレー
ムに印加される黒レベルの電圧は０Ｖであるとしたが、
実際には、液晶表示装置の製造上の都合により、黒レベ
ルの電圧が０Ｖでない場合も多い。その場合には、一画
素への電圧印加例としては、図１８（ｃ）または図１８
（ｄ）に示す２通りが考えられる。図１８（ｃ）は、第
１のサブフレームと第２のサブフレームで極性が同じ場
合であり、図１８（ｄ）は、第１のサブフレームと第２
のサブフレームで極性が異なる場合である。なお、この
ときの黒レベルの電圧は、ペデスタルレベル以下である
ことが望ましい。また、図１８（ｃ）に示すように、第
２のサブフレームに第１のサブフレームと同じ極性の黒
レベルを印加するよりも、図１８（ｄ）に示すように、
第２のサブフレームに第１のサブフレームと極性の異な
る黒レベルを印加する方が、イオンの偏在がより緩和さ
れやすいためエコー現象抑制の観点では好ましい。

【０１４０】なお、ペデスタルレベル以下の電圧とは、
本来の黒信号よりも、白から絶対値が離れている電圧の
ことである。例えば、ＮＢモードの液晶表示装置の場
合、Ｔ−Ｖ特性（輝度−電圧特性）の関係は、図１９
（ａ）に示す関係となる。図１９（ａ）に示す電圧ＡＡ
は、通常に映像信号に基づいて黒信号を表示する際の電
圧である。ＮＢモードの液晶表示装置では、ペデスタル
レベル以下の電圧は、電圧ＡＡ以下の電圧を指す。補償
信号として、このペデスタルレベルよりも小さい電圧を
用いれば、通常の黒レベルの電圧（電圧ＡＡ）を用いる
時よりも、映像信号と補償信号間の絶対値の変化量が大
きくなるため、イオンの偏在がより早く解消され、エコ
ー現象の抑制効果が高まる。なお、ＮＷモードの液晶表
示装置の場合には、Ｔ−Ｖ特性の関係は、図１９（ｂ）
に示す関係となるため、上述したＮＢモードの場合と同
様の効果を得るためには、補償信号として、ペデスタル
レベル以上の電圧、つまり通常の黒レベルの電圧（電圧
ＢＢ）以上の電圧を用いればよい。

【０１４１】また、本実施形態において、第１のサブフ
レームでは１走査線毎に各画素に信号電圧を書き込んで
いく必要があるが、第２のサブフレームでは同一の補償
電圧を各画素に書き込むので、ｎ本のライン（例えば４
ライン）をまとめて補償信号を書き込んでもよい。この
ようにすれば、第２のサブフレームの書き込み期間を第
１のサブフレームの書き込み期間に比べて１／ｎにでき
る。従って、信号電圧を書き込む１走査線当たりの充電
時間を長くとることができ、ＴＦＴの充電特性への要求
を緩和することができる。

【０１４２】（第７の実施形態）図２０に、本発明の第
７の実施形態に係る液晶表示装置の構成を示す。なお、
図２０において、図１と同一の構成には同一の参照符号
を付し、説明を省略する。本実施形態では、前述の第６
の実施形態と同様に、エコー抑制回路１４０において、
イオンの偏在を緩和する目的で、映像信号に対して、表
示映像にほとんど影響を与えない黒レベルの電圧の補償
信号を挿入するような補正を行う。以下、ＮＢモードの
パネルを用いた場合を例として具体的に説明する。

【０１４３】図２１（ａ）に、従来の駆動方法による、
一画素への電圧印加例を示す。また、図２１（ｂ）に、
本実施形態の駆動方法による、一画素への電圧印加例を
示す。ところで、前述の第６の実施形態では、１フレー
ム毎に一画素に対して二回、信号を印加しなければなら
ないため、画素内のＴＦＴや周辺回路の設計等に制限が
加わる。一方、本実施形態では、一画素に対して１フレ
ーム目には信号電圧を印加し、２フレーム目には、イオ
ンの偏在を解消するための補償信号として、黒の映像信
号、つまり０Ｖの駆動電圧を印加する。そして、信号電
圧の極性を２フレーム毎に反転させる。

【０１４４】本実施形態では、以上の動作により、１フ
レーム目で駆動電圧が印加されたことによって生じたイ
オンの偏在が、２フレーム目で黒レベルの電圧が印加さ
れることによって解消される。これにより、イオンの偏
在が２フレーム内で解消され、エコー現象の発生が抑制
される。

【０１４５】なお、表示画面上の全ての画素に対して同
じタイミングで黒電圧を印加すると、映像信号の半分の
周波数で点滅することになる。よって、これを防止する
ために、１ライン毎、１カラム毎、１ドット毎に１フレ
ームずらす。例えば、ｎフレームで、偶数ラインに映像
信号を印加し、奇数ラインに黒レベルの信号を印加した
とすると、ｎ＋１フレームでは、奇数ラインに映像信号
を印加し、偶数ラインに黒レベルの信号を印加する。こ
の時、１フレーム内での画面の解像度は半分に低下する
が、人間の眼の積算効果により、解像度は約２５％しか
低下しない。現在、ＴＶ・ＶＴＲに使用される映像信号
は、インタレース方式が多いので、各映像信号のフォー
マットにあわせて本発明の駆動を行えば、インタレース
→プログレッシブ（ＩＰ）変換回路が不要になり、液晶
表示装置のコストを下げることができる。従って、本実
施形態は、入力映像信号がインターレス信号である時に
適している。

【０１４６】（第８の実施形態）図２２に、本発明の第
８の実施形態に係る液晶表示装置の構成を示す。なお、
図２２において、図１と同一の構成には同一の参照符号
を付し、説明を省略する。従来の液晶表示装置では、走
査線を１ライン毎に順番に走査していたのに対し、本実
施形態では、コントローラ１４２によって、走査線を１
ラインおきに走査する。

【０１４７】図２３（ａ）及び図２３（ｂ）に、隣り合
う２つの画素に直流成分が印加されたときの、それぞれ
の画素における輝度の変化を示す。図２３（ａ）及び図
２３（ｂ）に示すそれぞれの輝度の変化を見ると、直流
電圧印加後の輝度が周期的に変動しており、それぞれの
画素においてエコー現象が観察されることが分かる。

【０１４８】しかし、本実施形態による駆動方法によれ
ば、図２３（ａ）及び図２３（ｂ）に示すように、隣り
合う画素における液晶の駆動電圧波形が半周期ずれる。
このような２つの画素を見た場合、人間の眼では、空間
的に平均化されて、図２３（ｃ）に示すような輝度の変
化として認識される。したがって、エコー現象は観察さ
れない。

【０１４９】（第９の実施形態）図２４に、本発明の第
９の実施形態に係る液晶表示装置の構成を示す。なお、
図２４において、図１と同一の構成には同一の参照符号
を付し、説明を省略する。従来の液晶表示装置では、駆
動電圧の極性を毎フレーム変化させていたのに対し、本
実施形態では、コントローラ１４４は、エコー現象を改
善するために、ｎフレーム毎に１回は極性を変化させな
いように駆動電圧を制御する。なお、ｎは２以上とす
る。

【０１５０】図２５（ａ）は、従来の駆動方法によって
液晶を駆動した際の、ある一つの画素に着目したときの
液晶の駆動電圧の変化を示す図である。一方、図２５
（ｂ）は、２フレーム毎に１回、駆動電圧の極性を変化
させない場合の、ある一つの画素に着目したときの液晶
の駆動電圧の変化を示す図である。また、図２５（ｃ）
は、９フレーム毎に１回、駆動電圧の極性を変化させな
い場合の、ある一つの画素に着目したときの液晶の駆動
電圧の変化を示す図である。

【０１５１】このように、ｎフレームに１回は、駆動電
圧の極性を変化させないようにすることにより、エコー
現象が改善されることが確認された。これは、例えば、
図２５（ａ）に示すように、従来の交流駆動の場合に
は、斜線部の正負の大きさの比が図面上でおよそ２：１
であるのに対し、図２５（ｂ）に示すように、２フレー
ム毎に極性を変化させる場合には、斜線部の正負の大き
さの比が図面上でおよそ３：２となり、斜線部同士を比
較した場合に、よりバランスが保たれているからと考え
られる。一方、図２５（ｃ）に示すように、９フレーム
毎に１回、極性を変化させない場合にもエコー現象が改
善された。このとき、図２５（ａ）に示す５フレーム目
のような特に突出したレベルの電圧が、図２５（ｃ）に
示す９フレームのうちの斜線部以外のフレームに存在し
た場合には、この突出したレベルの電圧に基づくエコー
現象の発生は、従来の交流駆動時に比べて抑制されるこ
とが確認された。ただし、この突出したレベルの電圧
が、図２５（ｃ）に示す斜線部のフレームに存在した場
合には、逆に従来の交流駆動時に比べてエコー現象が助
長されてしまうことが確認された。しかしながら、図２
５（ｃ）に示すように、斜線部の割合は、全体の２／９
にすぎないため、１フレームだけが突出した信号パター
ンが入力された時に、その突出したレベルの電圧が、斜
線部、つまり同じ極性のフレームが連続するところにく
る確率は２／９にすぎない。したがって、確率論的に考
えると、エコー現象は抑制される。なお、図２５（ｃ）
では、駆動電圧の極性を変化させないタイミングを９フ
レーム毎に１回としたが、これに限定するものではな
い。

【０１５２】以上のように、第９の実施形態によれば、
駆動電圧の極性を反転させるタイミングを変更するだけ
でよいため、きわめて容易にエコー現象を抑制すること
ができる。

【０１５３】（第１０の実施形態）図２６に、本発明の
第１０の実施形態に係る液晶パネルの単位画素の上面図
を示す。本実施形態では、イオンの偏在を減少するため
に、画素電極及び共通電極が配向膜のみを介して液晶に
電圧を印加するようにする。図２７（ａ）は、図２６に
示すＡ−Ａでの断面図である。図２７（ｂ）は、図２６
に示すＢ−Ｂでの断面図である。本実施形態は、このよ
うな構成により、図２及び図３に示した一般的なＩＰＳ
型液晶パネルと比較して、液晶中のイオンの偏在が抑制
される。以下、より詳細に説明する。ただし、図２６及
び図２７に示す構成は、あくまで一具体例であり、この
構成に限定されない。

【０１５４】液晶パネルを構成しているガラス基板１上
には、金属配線として映像信号線（ソ−ス線）７と走査
信号線（ゲ−ト線）４とがマトリクス状に形成される。
それら信号線の交点には、スイッチング素子としてＴＦ
Ｔ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）１５
が形成される。ガラス基板１上に、Ａｌなどの金属を用
いてゲ−ト電極４と第一の共通電極５、６とが同時に形
成される。次に、第１の絶縁膜２０（層間絶縁膜）が形
成され、トランジスタの半導体層（アモルファスシリコ
ン層）、保護層とが順次形成される。次に、表示部以外
の周辺部分において、第１の絶縁膜２０が除去され、配
線部分とコンタクトがとれるようにされるのと同時に、
画素内の共通電極上の第一の絶縁膜２０の一部が除去さ
れ、コンタクトホール１０が形成される。

【０１５５】次に、Ａｌ／Ｔｉなどの金属を用いて、信
号配線（ソ−ス線）７、ドレイン線１４、画素電極８、
９、および第２の共通電極１２が形成される。このと
き、第２の共通電極１２は、第１の共通電極５とコンタ
クトホール１０を介して電気的に接続されている。な
お、第１の共通電極５、第２の共通電極１２、及びコン
タクトホール１０の配置に関しては、特に限定しない。
なお、第１の共通電極をゲート配線から遠ざけることに
より、ゲート配線と共通電極間の短絡を防ぐことができ
る。

【０１５６】次に基板上に設けられたＴＦＴを保護する
ために、第２の絶縁膜（パッシベ−ション膜）２２とし
てＳｉＮｘが形成される。表示エリア外の周辺部分の電
気信号を印加する端子部上の第２の絶縁膜２２が除去さ
れるとともに、画素内のＴＦＴ以外の部位の第２の絶縁
膜２２が除去される。

【０１５７】本実施形態は、以上のような構成により、
動画を表示した際にエコー現象は発生しない。これは、
図２７（ａ）及び図２７（ｂ）に示すように、画素電極
・共通電極上の無機絶縁膜が除外されており、画素電極
・共通電極が配向膜のみを介して液晶に電圧を印加する
ので、たとえイオンが偏在した場合であっても、偏在し
たイオンが画素電極・共通電極に回収されて非イオン化
されるからである。

【０１５８】なお、本実施形態では、画素電極と共通電
極の両方が、配向膜のみを介して液晶に接しているが、
これに限定するものではない。画素電極および共通電極
の少なくとも一部でも前記配向膜のみを介して前記液晶
に電圧を印加するように構成すれば、イオンの偏在化が
緩和され、エコー現象が抑制されるからである。すなわ
ち、単位画素内で、画素電極および共通電極の少なくと
も一部が、配向膜のみを介して液晶に電圧を印加する構
成であればよい。

【０１５９】（第１１の実施形態）本発明の第１１の実
施形態として、イオンの偏在が生じにくい液晶パネルの
構成について説明する。図２８（ａ）及び図２８（ｂ）
に、参考のため、図２及び図３（ａ）〜図３（ｃ）に示
した一般的なＩＰＳ型液晶パネル１０８の一画素に直流
成分が印加されたときの輝度の変化を示す。図２８
（ａ）は、画素に印加される電圧レベルを表しており、
図２８（ｂ）は、その電圧レベルが印加されたときの輝
度の変化を表している。この液晶パネル１０８では、図
２８（ｂ）に示されるように輝度が周期的に変動してし
まい、エコー現象が観察される。

【０１６０】なお、液晶パネルを構成する材料について
は、図２９に示すように、ＣＮ基を有する化合物を１％
以上含む液晶を用いた液晶パネルや、共役長が７原子間
以上を有する下記の化合物を含むポリイミド系の配向膜
（低抵抗配向膜）を用いた液晶パネルや、イオン性化合
物等の添加物を加えた液晶を用いた液晶パネルや、液晶
にＵＶ光を照射する等して液晶中のイオン量を増加した
液晶パネルであれば、エコー現象が観察されることが分
かった。

【化１】 なお、ここでは、比較例としてＩＰＳ方式をあげたが、
他の液晶モードでも同様の現象が観察される。また、特
にこのアレイ基板構造を限定するわけではなく、この構
造は単なる比較例の一つにすぎない。

【０１６１】本実施形態の液晶パネルは、液晶・配向膜
材料以外は、図２等に示す液晶パネル１０８と同様であ
る。本実施形態では、ＣＮ基を有する化合物を含まない
液晶を用い、配向膜は、共役長が７原子以上を有する上
記の化合物等を含まない、下記の化合物を含むポリイミ
ド系の高抵抗配向膜を用いる。

【化２】 このような条件を満たす、種類の異なる液晶Ａ〜Ｂ及び
配向膜Ａ〜Ｃを任意に組み合わせて作製した液晶パネル
では、図３０に示すように、４０度における電圧保持率
は９８％以上、かつイオン濃度は１×１０^-13ｃｍ^-3以
下となり、動画を表示してもエコー現象は観察されない
ことが分かった。

【０１６２】以上のように、本実施形態に係る液晶パネ
ルによれば、液晶と配向膜中に不純物イオンが少なく、
抵抗の高い材料系を用いるため、エコー現象は発生しな
い。

【０１６３】なお、エコー現象が発生しなくても、応答
速度が遅いと、動画を表示した際に尾ひき現象が発生し
てしまうという不具合が生じる。そこで、応答速度の観
点から液晶材料の物性定数の指針を記述する。

【０１６４】下記の数式（１）は、立ち上がりの応答速
度（τｒ）に関する数式であり、数式（２）は、立下り
の速度（τｄ）に関する数式であり、数式（３）は、立
ち上がり電圧に関する数式である。

【数１】

【数２】

【数３】 なお、数式（１）、数式（２）及び数式（３）におい
て、γは回転粘度、Ｋは弾性定数、ｌは電極間隔、Ｖは
電圧、ｄはギャップを示す。

【０１６５】応答速度に関しては、１ｍｓ以下が望まし
いが、現実的にはτｒ＋τｄで４０ｍｓ以下であり、好
ましくは３０ｍｓ以下である。数式（１）と数式（２）
から明らかなように、γを小さくすると応答速度を速く
できる。しかし、ＣＮ基を有する液晶を使わないでγを
小さくすることは、現状では大変困難である。そこで、
ｄを小さくすることによって応答速度を速くすることを
目指す。ｄを小さくするにはΔｎを大きくする必要があ
る。また、画素電極と共通電極間の駆動電圧に余裕があ
ればΔεは小さくてもよい。従って、液晶表示装置の特
性（特に信頼性）に影響しない範囲内で、Δｎを大き
く、γをできるだけ小さくするというのが、液晶材料の
設計指針である。

【０１６６】具体的には、γは１００〜１４０ｍＰａ・
ｓ（１２０以下が望ましいが、現状では１３０〜１４
０）とし、Δｎは０．９〜１．２（１．１以上が望まし
い）とし、Δεは６〜１２（駆動電圧が７．５Ｖ以下の
場合は９以上が望ましい。駆動電圧が１０Ｖ以上の場合
はΔεが６〜１０でよい）とすればよい。

【０１６７】なお、液晶材料のΔｎ、Δε、γ等の物性
定数は互いに相関しているので、種々の液晶の混合で実
現するものであり、その化合物・組成比に関しては特に
限定しない。

【０１６８】以上、本発明の種々の実施形態について説
明したが、それぞれをパネル構成や材料や駆動や周辺回
路等の条件に応じて適宜組み合わせることで、より安価
にエコー現象を抑制することができる。

【０１６９】なお、以上の種々の実施形態では液晶表示
装置について記述したが、交流駆動で画素を駆動する表
示素子において、分極現象が起こるものに関しては、液
晶表示装置の場合と同様のエコー現象が起こる。したが
って、本発明は、液晶表示装置のみに適用されるもので
はなく、交流駆動を行う表示装置に関して広く適用でき
るものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置の
構成を示すブロック図である。

【図２】液晶パネル１０８の構成を示す上面図である。

【図３】液晶パネル１０８の構成を示す断面図である。

【図４】一画素に印加される電圧の波形を示す図であ
る。

【図５】一画素に印加される電圧の波形を示す図であ
る。

【図６】第１の実施形態の変形例の構成を示すブロック
図である。

【図７】本発明の第２の実施形態に係る液晶表示装置の
構成を示すブロック図である。

【図８】倍速化回路１１２の構成を示すブロック図であ
る。

【図９】倍速化回路１１２の動作を示すタイミングチャ
ートである。

【図１０】一画素に印加される電圧の波形を示す図であ
る。

【図１１】第２の実施形態の変形例の構成を示すブロッ
ク図である。

【図１２】本発明の第３の実施形態に係る液晶表示装置
の構成を示すブロック図である。

【図１３】液晶パネル１３２の構成を示す図である。

【図１４】本発明の第４の実施形態に係る液晶表示装置
の構成を示すブロック図である。

【図１５】本発明の第５の実施形態に係る液晶表示装置
の構成を示すブロック図である。

【図１６】液晶パネルの構成例を示す図である。

【図１７】本発明の第６の実施形態に係る液晶表示装置
の構成を示すブロック図である。

【図１８】一画素に印加される電圧の波形を示す図であ
る。

【図１９】ＮＢモード及びＮＷモードのそれぞれの液晶
パネルにおける輝度−電圧を示す図。

【図２０】本発明の第７の実施形態に係る液晶表示装置
の構成を示すブロック図である。

【図２１】一画素に印加される電圧の波形を示す図であ
る。

【図２２】本発明の第８の実施形態に係る液晶表示装置
の構成を示すブロック図である。

【図２３】隣り合う２つの画素のそれぞれの輝度の変化
を示す図である。

【図２４】本発明の第９の実施形態に係る液晶表示装置
の構成を示すブロック図である。

【図２５】一画素に印加される電圧の波形を示す図であ
る。

【図２６】本発明の第１０の実施形態に係る液晶パネル
の構成を示す上面図である。

【図２７】第１０の実施形態に係る液晶パネルの断面図
である。

【図２８】液晶パネル１０８におけるエコー現象の発生
の様子を示す図である。

【図２９】各種条件におけるエコー現象の発生の有無を
示す図である。

【図３０】本発明の第１１の実施形態に係る液晶パネル
の各種構成例におけるエコー現象の発生の有無を示す図
である。

【図３１】従来の液晶表示装置の構成を示すブロック図
である。

【図３２】従来の交流駆動法において、水平方向に灰白
灰の静止画テストパターンを表示した時の駆動電圧波形
を示す図である。

【図３３】ＩＰＳ型液晶パネルの電極構造を示す図であ
る。

【図３４】ＩＰＳ型液晶パネルを用いた従来の液晶表示
装置において、白灰白のテストパターンを右方向に１フ
レーム当たり２画素動かした時の駆動電圧波形を示す図
である。

【図３５】図３４に示す着目画素Ａの電極電圧、および
着目画素Ａの液晶に係る電界を示す図である。

【図３６】ＩＰＳ型液晶パネルにおいて、共通電極９２
１に（−）、ドレイン電極９２２に（＋）のＤＣ電圧を
印加したときの絶縁膜の分極及び液晶中イオンの偏在化
の様子を示す図である。

【図３７】従来の液晶表示装置においてテストパターン
を左方向に動かした時の画像表示例を示す図である。

【図３８】従来の液晶表示装置においてエコー状の縞模
様の発生を説明するための図である。

【符号の説明】

１、２ ガラス基板 ３ 液晶 ４ 走査配線（ゲ−ト線） ５ 共通電極（走査配線に平行） ６ 共通電極（走査配線に垂直） ７ 信号配線（ソ−ス線） ８ 画素電極（走査配線に垂直） ９ 画素電極（走査配線に平行） １０ コンタクトホール（第一の絶縁膜の形成されてい
ない箇所） １１ 開口部（第二の絶縁膜の形成されていない箇所） １２ 陽極酸化膜 １３ 蓄積容量部 １４ ドレイン線 １５ ＴＦＴ部 １６ カラ−フィルタ １７ カラーフィルターの色層 １８ カラーフィルターのブラックマトリクス ２０ 第一の絶縁膜（ＳｉＮｘ）：層間絶縁膜 ２１ エッチングストッパ層（ＳｉＮｘ） ２２ 第二の絶縁膜（ＳｉＮｘ）：パッシベ−ション層 ２４ 対向基板側の電極 ３０ 配向膜 ４０ アモルファスシリコン層 １００ エコー抑制回路 １０２ コントローラ １０４ ソースドライバ １０６ ゲートドライバ １０８ 液晶パネル １１０ ＴＶ−ＬＣＤ変換回路・ピクセルコンバート回
路 １１２ 倍速化回路 １１４ デュアルポートＲＡＭ １１６ 書き込みアドレス制御回路 １１８ 読み出しアドレス制御回路 １２０ 同期信号制御回路 １２２ ＴＶ−ＬＣＤ変換回路・ピクセルコンバート回
路 １２４ コントローラ １２６ 第１のソースドライバ １２８ 第２のソースドライバ １３０ ゲートドライバ １３２ 液晶パネル １３４ 切り替えスイッチ １３６ ＰＣ−ＬＣＤ変換回路・ピクセルコンバート回
路 １３７ コントローラ １３８ エコー抑制回路 １４０ エコー抑制回路 １４２ コントローラ １４４ コントローラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 一生 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 船本 太朗 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 待鳥 渡 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 有元 克行 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 2H093 NA16 NC13 NC16 NC28 NC34 ND32 ND58 5C006 AC21 AF45 BA19 BB16 FA34 5C080 AA10 BB05 DD01 DD18 EE19 FF11 JJ01 JJ02 JJ04 JJ06

Claims (39)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力映像信号に基づいて画像を表示する
   画像表示装置であって、 印加される電圧に応じて画像光を出力する表示素子と、 前記入力映像信号に基づいて、正または負の駆動電圧を
   交互に印加して前記表示素子を駆動する駆動手段と、 前記表示素子の分極現象を抑制する手段とを備える、画
   像表示装置。
2. 【請求項２】 前記分極現象を抑制する手段が、少なく
   ともいずれかの連続する２つのフレームについて、前記
   正と負の駆動電圧の絶対値がより近くなるように前記入
   力映像信号又は前記駆動電圧を補正して前記駆動電圧を
   調整する調整手段であることを特徴とする、請求項１に
   記載の画像表示装置。
3. 【請求項３】 前記調整手段は、前記入力映像信号に対
   して正規の信号の第ｎフレームの駆動電圧の絶対値と、
   第ｎ＋１フレームあるいは第ｎ−１フレームの駆動電圧
   の絶対値とが異なるときに、第ｎ＋１フレームあるいは
   第ｎ−１フレームあるいは第ｎフレームの少なくともい
   ずれかのフレームの駆動電圧を調整することを特徴とす
   る、請求項２に記載の画像表示装置。
4. 【請求項４】 前記調整手段は、前記第ｎ＋１フレーム
   及び前記第ｎ−１フレームの両方を調整することを特徴
   とする、請求項３に記載の画像表示装置。
5. 【請求項５】 前記調整手段は、前記駆動電圧を調整す
   る際に、極大値または極小値を保存することを特徴とす
   る、請求項３に記載の画像表示装置。
6. 【請求項６】 前記調整手段は、前記駆動電圧を調整す
   る際に、前記第ｎ＋１フレーム、前記第ｎ−１フレーム
   及び前記第ｎフレームの駆動電圧の絶対値の和あるいは
   絶対値の２乗の和を保存することを特徴とする、請求項
   ３に記載の画像表示装置。
7. 【請求項７】 前記調整手段は、極性の異なる駆動電圧
   が印加される連続する２つのフレームにおいて、当該駆
   動電圧の絶対値の差が、最大駆動電圧の１／２以下とな
   るように前記駆動電圧を調整することを特徴とする、請
   求項２に記載の画像表示装置。
8. 【請求項８】 前記調整手段は、前記駆動電圧の絶対値
   の差が、最大駆動電圧の１／１０未満となるように前記
   駆動電圧を調整することを特徴とする、請求項７に記載
   の画像表示装置。
9. 【請求項９】 前記調整手段は、調整前の前記駆動電圧
   の絶対値の差が、最大駆動電圧の１／１０を超えるとき
   に前記駆動電圧を調整することを特徴とする、請求項８
   に記載の画像表示装置。
10. 【請求項１０】 前記駆動手段は、前記入力映像信号の
    １垂直走査期間を第１の副期間と第２の副期間とに分割
    し、各副期間で互いに逆極性の駆動電圧を印加すること
    を特徴とする、請求項１に記載の画像表示装置。
11. 【請求項１１】 前記駆動手段は、前記第１の副期間及
    び前記第２の副期間において、同一の映像信号を出力す
    ることを特徴とする、請求項１０に記載の画像表示装
    置。
12. 【請求項１２】 前記第１の副期間と前記第２の副期間
    の期間が等しいことを特徴とする、請求項１０に記載の
    画像表示装置。
13. 【請求項１３】 前記第１の副期間と前記第２の副期間
    の期間が異なることを特徴とする、請求項１０に記載の
    画像表示装置。
14. 【請求項１４】 前記駆動手段は、前記入力映像信号の
    １垂直走査期間を前記第１の副期間と前記第２の副期間
    とに分割する分割手段を含む、請求項１０に記載の画像
    表示装置。
15. 【請求項１５】 前記分割手段は、前記入力映像信号を
    一時的に記憶する手段を含む、請求項１４に記載の画像
    表示装置。
16. 【請求項１６】 前記分割手段は、前記入力映像信号
    を、１垂直走査期間以下の時間だけ遅延させる手段を含
    む、請求項１４に記載の画像表示装置。
17. 【請求項１７】 前記入力映像信号を、前記表示素子を
    駆動するためのデータ表示信号に変換する変換手段をさ
    らに備え、 前記変換手段は、前記入力映像信号を前記データ表示信
    号に変換する過程において、前記入力映像信号の１垂直
    走査期間を前記第１の副期間と前記第２の副期間とに分
    割することを特徴とする、請求項１４に記載の画像表示
    装置。
18. 【請求項１８】 前記駆動手段は、前記入力映像信号の
    １垂直走査期間を第１の副期間と第２の副期間とに分割
    し、前記第１の副期間は前記入力映像信号を出力し、前
    記第２の副期間は補償信号を出力することを特徴とす
    る、請求項１に記載の画像表示装置。
19. 【請求項１９】 前記第２の副期間は、前記第１の副期
    間よりも短いことを特徴とする、請求項１８に記載の画
    像表示装置。
20. 【請求項２０】 前記第２の副期間の駆動電圧が、前記
    表示素子がノーマリブラック型である場合にはペデスタ
    ルレベル以下の電圧であり、前記表示素子がノーマリホ
    ワイト型である場合にはペデスタルレベル以上の電圧で
    あることを特徴とする、請求項１８に記載の画像表示装
    置。
21. 【請求項２１】 前記表示素子がノーマリブラック型で
    あり、前記第２の副期間の駆動電圧が０Ｖであることを
    特徴とする、請求項２０に記載の画像表示装置。
22. 【請求項２２】 前記第２の副期間の駆動電圧を複数本
    の走査線にまとめて印加することを特徴とする、請求項
    １８に記載の画像表示装置。
23. 【請求項２３】 前記駆動手段は、 第ｎフレームには、奇数本目の走査線にデータ信号を走
    査し、偶数本目の走査線に補償信号を走査し、 第ｎ＋１フレームには、奇数本目の走査線に補償信号を
    走査し、偶数本目の走査線にデータ信号を走査すること
    を特徴とする、請求項１に記載の画像表示装置。
24. 【請求項２４】 前記駆動手段は、前記入力映像信号の
    １垂直走査期間中に、奇数本目の走査線または偶数本目
    の走査線のいずれか一方の走査線を順に走査した後に、
    いずれか他方の走査線を順に走査することを特徴とす
    る、請求項１に記載の画像表示装置。
25. 【請求項２５】 前記駆動手段は、少なくともいずれか
    の連続する２つのフレームについて、極性を反転させる
    ことなく同一極性の駆動電圧を印加することを特徴とす
    る、請求項１に記載の画像表示装置。
26. 【請求項２６】 前記駆動手段は、２フレーム毎に極性
    が変化するような駆動電圧を印加することを特徴とす
    る、請求項２５に記載の画像表示装置。
27. 【請求項２７】 前記駆動手段は、ｎフレーム毎に１回
    は、連続する２フレーム間で同一極性の駆動電圧を印加
    することを特徴とする、請求項２５に記載の画像表示装
    置。
28. 【請求項２８】 前記表示素子は、 液晶と配向膜とを含み、 前記液晶と前記配向膜の組合せが、電圧の保持率が９８
    ％以上となるような組合せであることを特徴とする、請
    求項１に記載の画像表示装置。
29. 【請求項２９】 前記表示素子は、 液晶と配向膜とを含み、 前記分極現象を抑制する手段として、前記液晶中にはＣ
    Ｎ基を含む化合物が１ｗｔ％未満であり、前記配向膜中
    には共役長が７原子以上の高分子が含まれないことを特
    徴とする、請求項１に記載の画像表示装置。
30. 【請求項３０】 前記表示素子は、 液晶と、 配向膜と、 前記液晶に電圧を印加する画素電極および共通電極とを
    含み、前記画素電極および前記共通電極の少なくとも一
    部が、前記配向膜のみを介して前記液晶に電圧を印加す
    ることを特徴とする、請求項１に記載の画像表示装置。
31. 【請求項３１】 前記表示素子は、 液晶と、 前記液晶に電圧を印加するための電極とを含み、 前記液晶の一部が、その近傍に前記電極が存在しない状
    態で駆動されることを特徴とする、請求項１〜３０のい
    ずれかに記載の画像表示装置。
32. 【請求項３２】 前記表示素子は、 液晶と、 前記液晶に電圧を印加するための画素電極および共通電
    極とを含み、 前記画素電極と前記共通電極間に発生する、基板にほぼ
    平行な電界によって前記液晶を駆動することを特徴とす
    る、請求項１〜３０のいずれかに記載の画像表示装置。
33. 【請求項３３】 前記表示素子は、エコー現象が発生し
    やすい材料系からなることを特徴とする、請求項１〜２
    ７のいずれかに記載の画像表示装置。
34. 【請求項３４】 入力映像信号に基づいて表示素子を駆
    動して画像を表示する画像表示方法であって、 前記入力映像信号に基づいて、正または負の駆動電圧を
    交互に印加して前記表示素子を駆動する駆動ステップ
    と、 少なくともいずれかの連続する２つのフレームについ
    て、前記正と負の駆動電圧の絶対値がより近くなるよう
    に前記入力映像信号又は前記駆動電圧を補正して前記駆
    動電圧を調整する調整ステップとを備える、画像表示方
    法。
35. 【請求項３５】 入力映像信号に基づいて表示素子を駆
    動して画像を表示する画像表示方法であって、 前記入力映像信号に基づいて、正または負の駆動電圧を
    交互に印加して前記表示素子を駆動する駆動ステップを
    備え、 前記駆動ステップは、前記入力映像信号の１垂直走査期
    間を第１の副期間と第２の副期間とに分割し、各幅期間
    で互いに逆極性の駆動電圧を印加することを特徴とす
    る、画像表示方法。
36. 【請求項３６】 入力映像信号に基づいて表示素子を駆
    動して画像を表示する画像表示方法であって、 前記入力映像信号に基づいて、正または負の駆動電圧を
    交互に印加して前記表示素子を駆動する駆動ステップを
    備え、 前記駆動ステップは、前記入力映像信号の１垂直走査期
    間を第１の副期間と第２の副期間とに分割し、前記第１
    の副期間は前記入力映像信号を出力し、前記第２の副期
    間は補償信号を出力することを特徴とする、画像表示方
    法。
37. 【請求項３７】 入力映像信号に基づいて表示素子を駆
    動して画像を表示する画像表示方法であって、 前記入力映像信号に基づいて、正または負の駆動電圧を
    交互に印加して前記表示素子を駆動する駆動ステップを
    備え、 前記駆動ステップは、 第ｎフレームには、奇数本目の走査線にデータ信号を走
    査し、偶数本目の走査線に補償信号を走査し、 第ｎ＋１フレームには、奇数本目の走査線に補償信号を
    走査し、偶数本目の走査線にデータ信号を走査すること
    を特徴とする、画像表示方法。
38. 【請求項３８】 入力映像信号に基づいて表示素子を駆
    動して画像を表示する画像表示方法であって、 前記入力映像信号に基づいて、正または負の駆動電圧を
    交互に印加して前記表示素子を駆動する駆動ステップを
    備え、 前記駆動ステップは、前記入力映像信号の１垂直走査期
    間中に、奇数本目の走査線または偶数本目走査線のいず
    れか一方の走査線を順に走査した後に、いずれか他方の
    走査線を順に走査することを特徴とする、画像表示方
    法。
39. 【請求項３９】 入力映像信号に基づいて表示素子を駆
    動して画像を表示する画像表示方法であって、 前記入力映像信号に基づいて、正または負の駆動電圧を
    交互に印加して前記表示素子を駆動する駆動ステップを
    備え、 前記駆動ステップは、少なくともいずれかの連続する２
    つのフレームについて、極性を反転させることなく同一
    極性の駆動電圧を印加することを特徴とする、画像表示
    方法。