JP2007102020A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 特殊な反転駆動により、低消費電流であると共に、フリッカを低減することができる液晶表示装置を提供する。
【解決手段】 フレーム間の各画素の極性パターンの変化は、縦の列について着目すると、奇数列である１列目と３列目は、縦方向下側にシフトし、偶数列である２列目と４列目は、奇数列と逆に、縦方向上側にシフトしたパターンとする。菱形で示した極性反転タイミングは、各フレームの画素の２分の１に発生している。
【選択図】 図３

Description

本発明は、液晶表示装置に関し、特に、反転駆動に伴い発生するフリッカ（ちらつき）および消費電流を低減する液晶表示装置に関する。

マルチフレーム反転機能を有する液晶表示装置がある（例えば、特許文献１参照。）。この特許文献１の液晶表示装置の第１実施例にあっては、反転駆動がｐ（４以上の整数）フレームを周期に反復され、反転の形態が１フレームを周期に１ライン（行）ずつ下にシフトしている。また、第２実施例にあっては、フレームの変動によって第１フレームから第２フレームに変動される場合には右側に一コラム（列）ずつシフトさせ、第２フレームから第３フレームに変動される場合にはドット反転駆動させ、第３フレームから第４フレームに変動される場合には右側に一コラム（列）ずつシフトしている。このようにしてフリッカを低減している。
特開２００２−１９６７３１号公報（第８〜１０頁、図４、図９）

従来の背景技術の液晶表示装置では、反転の形態が単純であるため、まだフリッカが残るという問題がある。
本発明は、特殊な反転駆動により、低消費電流であると共に、フリッカを低減す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、本発明の液晶表示装置は、画素が第１方向および当該第１方向に直交する第２方向にマトリクス状に配置された液晶表示パネルと、１フレーム毎に、前記マトリクスの第１方向の列番号が奇数列の各画素の極性パターンを第２方向の一方にシフトした極性パターンとし、前記マトリクスの列番号が偶数列の各画素の極性パターンを第２方向の他方にシフトした極性パターンとする制御手段とを具備することを特徴とする。

本発明によれば、特殊な反転駆動により、低消費電流であると共に、フリッカを低減することが可能となる。

図１は、本発明の各実施例に係る液晶表示装置のブロック図である。液晶表示装置１００は、タイミングコントローラ１、ソースドライバ２、ゲートドライバ３、ＬＣＤパネル４などにより構成されている。タイミングコントローラ１は、内部に極性信号回路１０を備える。
タイミングコントローラ１は、原画信号源１ａを入力として、Ｘシフトパルス１ｂ、Ｘクロック１ｃ、極性信号１ｄ、画像信号１ｅを発生し、ソースドライバ２へ送出する。また、Ｙシフトパルス１ｆ、Ｙクロック１ｇを発生してゲートドライバ３へ送出する。Ｘシフトパルス１ｂ、Ｘクロック１ｃは、ＬＣＤパネル４の画素マトリクスをＸ方向にシフトするためのクロックである。Ｙシフトパルス１ｆ、Ｙクロック１ｇは、ＬＣＤパネル４の画素マトリクスをＹ方向にシフトするためのクロックである。極性信号１ｄは、液晶の特性として、電極表面への正負の電荷の偏りによる短寿命化を防ぐために、画像信号を直流ではなく、極性を持った画像信号として反転駆動を行うためのものである。この極性信号１ｄを発生する極性信号回路１０については、後で説明する（図４）。
ソースドライバ２は、画像信号１ｅを極性信号１ｄにより極性を持った画像信号に変換して、ＬＣＤパネル４に供給する。ソースドライバ２の詳細については、後で説明する（図２）。

ＬＣＤパネル４は、図示しない表示画素とＴＦＴの対がｍ×ｎのマトリクス状に配置されている。ＴＦＴは、横方向（Ｘ方向）の１行分のＴＦＴのｍ個のゲート入力が共通に接続されている。また、ＴＦＴは、縦方向（Ｙ方向）の１列分のＴＦＴのｎ個のソース入力が共通に接続されている。各ＴＦＴのドレイン出力は、各表示画素に接続されている。

ゲートドライバ３は、１つの行のすべてのＴＦＴのゲートをオン状態にドライブするためのものであり、マトリクスの１行目からｎ行目まで順次切り替えてドライブする。
まず、１行目のＴＦＴのゲートをオン状態にドライブした状態において、ソースドライバ２は、マトリクスのＸ方向の１からｍのＴＦＴのソースに対して極性を持った画像信号を供給し、画像信号は表示画素のキャパシタ成分にチャージされて保持され、１行分の画像が完成する。これを１行目からｎ行目まで繰り返して、１フレーム分の画像が完成する。

反転駆動は、液晶の短寿命化を防ぐために必須ではあるが、反転周波数が高くなると、表示画素のキャパシタ成分に異なる極性の画像信号が頻繁にチャージされるなどのために消費電流が増える。一方、反転周波数を遅くすると、液晶表示を見るユーザの目には、フリッカとして写り、見づらいものになる。

図２は、本発明の各実施例に係る液晶表示装置のソースドライバ等のブロック図である。特に、ソースドライバ２の詳細を示し、ソースドライバ２について説明する。ソースドライバ２は、ｍビットシフトレジスタ２１、極性選択回路２２、ドライバ２３、ドライバ２４、ドライバ２５等により構成される。ｍビットシフトレジスタ２１は、ＬＣＤパネル４の画素マトリクスをＸ方向に１個ずつシフトするための回路である。極性選択回路２２およびドライバ２３は、極性信号１ｄに応じて、画像信号の極性を選択する回路である。

ドライバ２４は、画像信号１ｅのプラス極性の画像信号とマイナス極性の画像信号を作成する回路である。なお、画像信号１ｅの替わりに、プラス極性の画像信号とマイナス極性の画像信号の両方をタイミングコントローラ１から供給するようにしてもよい。ドライバ２５は、極性選択回路２２およびドライバ２３により選択されたプラス極性の画像信号またはマイナス極性の画像信号をＬＣＤパネル４の画素マトリクスに供給する。

図３は、本発明の実施例１に係る液晶表示装置の反転駆動の極性パターンを説明する図である。この極性パターンは、４フレームを周期として繰り返す。画素マトリクスの一部の４×４画素について図示する。画素マトリクス中の他の図示しない画素も、この４×４画素と同じ構成の画素が存在する。画素中の「＋」、「−」は、画像信号の極性を表す。 第１フレームにおいて、極性を持った画像信号は、図１で説明したように、まず、横方向１行目が書き込まれる。図３では、１行目として横方向に「＋」「＋」「−」「−」が書き込まれ、更に図示しないその右側に、同じ「＋」「＋」「−」「−」が繰り返して書き込まれて１行目が終了する。次に、横方向２行目の「＋」「−」「−」「＋」の繰り返し、次に、横方向３行目の「−」「−」「＋」「＋」の繰り返し、次に横方向４行目の「−」「＋」「＋」「−」の繰り返しが書き込まれる。図示しない５行目以降は、１〜４行目と同じデータを繰り返し、第１フレームが完成する。

第２フレーム〜第４フレームについても同様であるが、４×４画素についてのみ説明する。第２フレームにおいては、横方向１行目は「−」「−」「＋」「＋」、横方向２行目は「＋」「−」「−」「＋」、横方向３行目は「＋」「＋」「−」「−」、横方向４行目は「−」「＋」「＋」「−」の極性の画像信号が書き込まれる。第３フレーム、第４フレームにも、図示した極性の画像信号が書き込まれる。

この結果、各画素について、極性が「＋」から「−」へ反転、または「−」から「＋」へ反転したタイミングを、菱形の記号で図示する。この反転部分は、各フレームの半分で発生する。今、フレーム周期をたとえば６０Ｈｚとすると、６０Ｈｚ周期で全画素が反転する場合に比べると、反転部分は半分で済み、その分、消費電流が低減される。また、反転周期が遅くて３０Ｈｚ程度だと、人間の目にはフリッカ（ちらつき）として認識されてしまうが、各フレームは、マクロ的には、６０Ｈｚで全画素の半分は反転しているため、フリッカとしては認識されにくい。

この最終的に得られた極性パターンのフレーム間の変化について説明する。縦の列について着目すると、第１フレームの１列目の縦方向の「＋」「＋」「−」「−」を縦方向下側にローテーションシフト（以下、シフトと称する）すると、第２フレームの１列目の縦方向「−」「＋」「＋」「−」である。これを更に、縦方向下側にシフトすると、第３フレームの１列目縦方向の「−」「−」「＋」「＋」である。これを更に、縦方向下側にシフトすると、第４フレームの１列目縦方向の「＋」「−」「−」「＋」である。これを更に、縦方向下側にシフトすると、第１フレームの１列目縦方向の「＋」「＋」「−」「−」に戻る。

同様に奇数列の３列目は、フレームが替わる毎に、縦方向下側にシフトしている。また、偶数列である２列目と４列目は、フレームが替わる毎に、縦方向上側にシフトしている。このように、奇数列と偶数列で縦方向の上下シフト方向を反対にすることにより、フリッカの流れが人間の目には、更に認識されにくくすることができる。

図４は、本発明の実施例１に係る液晶表示装置の反転駆動用の極性信号回路の回路図であり、図３の極性パターンを発生する回路である。タイミングコントローラ１の極性信号回路１０は、シフトレジスタ１１、タイミング発生部１２などにより構成されている。シフトレジスタ１１は、４ビットのシフトレジスタであり、Ｑ４出力をＤ入力に戻して、ローテーションシフトする。このＱ４出力を極性信号１ｄとして発生する。シフトレジスタ１１のプリセット入力には、図３の第１フレーム、１行目の「＋」「＋」「−」「−」を定義した「１１００」を基本信号としてプリセットする。

そして、タイミング発生部１２は、シフトレジスタ１１のＣＫ入力にクロック信号を供給することにより、この「１１００」が極性信号１ｄとして繰り返され、Ｘシフトパルス１ｂ、Ｘクロック１ｃと共にソースドライバ２に供給する。これにより、第１フレーム、１行目には、極性「＋」「＋」「−」「−」が書き込まれる。

次に、第１フレーム、２行目においては、Ｘシフトパルス１ｂ、Ｘクロック１ｃを発生する前に、基本信号「１１００」を３ビットシフトして、シフトレジスタ１１を「１００１」つまり極性「＋」「−」「−」「＋」状態にする。そして、ＣＫ入力と共にＸシフトパルス１ｂ、Ｘクロック１ｃを発生することにより、第１フレーム、２行目には、極性「＋」「−」「−」「＋」が書き込まれる。

次に、第１フレーム、３行目においては、Ｘシフトパルス１ｂ、Ｘクロック１ｃを発生する前に、基本信号「１１００」を２ビットシフトして、シフトレジスタ１１を「００１１」つまり極性「−」「−」「＋」「＋」状態にする。そして、ＣＫ入力と共にＸシフトパルス１ｂ、Ｘクロック１ｃを発生することにより、第１フレーム、３行目には、極性「−」「−」「＋」「＋」が書き込まれる。

次に、第１フレーム、４行目においては、Ｘシフトパルス１ｂ、Ｘクロック１ｃを発生する前に、基本信号「１１００」を１ビットシフトして、シフトレジスタ１１を「０１１０」つまり極性「−」「＋」「＋」「−」状態にする。そして、ＣＫ入力と共にＸシフトパルス１ｂ、Ｘクロック１ｃを発生することにより、第１フレーム、４行目には、極性「−」「＋」「＋」「−」が書き込まれる。同様の動作を第１フレーム、５行目以降にも行い、第１フレームの極性信号が書き込まれる。

第２フレーム、１行目では、Ｘシフトパルス１ｂ、Ｘクロック１ｃを発生する前に、基本信号「１１００」を２ビットシフトして、シフトレジスタ１１を「００１１」つまり極性「−」「−」「＋」「＋」状態にする。そして、ＣＫ入力と共にＸシフトパルス１ｂ、Ｘクロック１ｃを発生することにより、第２フレーム、１行目には、極性「−」「−」「＋」「＋」が書き込まれる。同様の動作を２行目以降にも行う。また、第３フレーム、第４フレームについても同様の動作を行うことにより、図３に示した極性パターンを得ることができる。

なお、極性信号回路１０として、シフトレジスタ等により構成したが、他の例として、図３に示した極性パターンを予め、ＲＯＭ等に記憶しておき、それを順次読み出すようにしてもよい。要するに、図３の極性パターンを発生させる回路であれば何でもよい。

図５は、本発明の実施例１に係る液晶表示装置の反転駆動の他の極性パターンを説明する図である。図３では、画素マトリクスの一部の４×４画素を基本単位として、４フレームを周期としたが、図５では、６×６画素を基本単位として、６フレームを周期としたものである。基本的には、図３と同様に、奇数列は、縦方向上側(又は下側)にシフトし、偶数列は、奇数列と逆に、縦方向下側（又は上側）にシフトした極性パターンとする。菱形で示した極性反転タイミングは、各フレームの３分の１に発生している。
この極性パターンを発生させる極性信号回路については、説明を省略する。ロジック回路、ＲＯＭ等により、この極性パターンを発生する回路であれば何でもよい。

実施例１によれば、最終的に得られる極性パターンのフレーム間の変化が、縦の列について、奇数列は、縦方向下側(又は上側)にシフトし、偶数列は、奇数列と逆に、縦方向上側（又は下側）にシフトした極性パターンとすることにより、低消費電流であると共に、フリッカの流れが人間の目に更に認識されにくくすることができる。

図６は、本発明の実施例２に係る液晶表示装置の反転駆動の極性パターンを説明する図である。この極性パターンは、４フレームを周期として繰り返す。画素マトリクスの一部の４×４画素について図示する。画素マトリクス中の他の図示しない画素も、この４×４画素と同じ構成の画素が存在する。画素中の「＋」、「−」は、画像信号の極性を表す。

この最終的に得られた極性パターンのフレーム間の変化について説明する。縦の列について着目すると、第１フレームの１列目の縦方向の「＋」「−」「＋」「−」は、第２フレームの１列目では変化せず、第３フレームの１列目では、反転した「−」「＋」「−」「＋」である。第４フレームの１列目では、この「−」「＋」「−」「＋」を継続する。第１フレームの１列目に戻ると、反転した「＋」「−」「＋」「−」である。つまり、２フレーム毎に反転する。

奇数列である３列目も同様に、２フレーム毎に反転するパターンである。偶数列の２列目については、１フレーム毎に縦方向の上側にシフトする。偶数列の４列目については、１フレーム毎に縦方向の下側にシフトする。
菱形で示した反転タイミングは、全フレームを平均すると、全画素の半分が反転している。また、各フレームに反転タイミングが存在する。
この極性パターンを発生させる極性信号回路については、説明を省略する。ロジック回路、ＲＯＭ等により、この極性パターンを発生する回路であれば何でもよい。

図７は、本発明の実施例２に係る液晶表示装置の反転駆動の他の極性パターンを説明する図である。図６では、画素マトリクスの一部の４×４画素を基本単位として、４フレームを周期としたが、図７では、６×６画素を基本単位として、６フレームを周期としたものである。偶数列については、３フレーム毎に反転する。奇数列については、１列目と５列目は、１フレーム毎に、縦方向上側(又は下側)にシフトし、３列目は、１フレーム毎に、縦方向下側(又は上側)にシフトした極性パターンとする。

菱形で示した反転タイミングは、全フレームを平均すると、全画素の３分の１が反転している。また、各フレームに反転タイミングが存在する。
この極性パターンを発生させる極性信号回路については、説明を省略する。ロジック回路、ＲＯＭ等により、この極性パターンを発生する回路であれば何でもよい。
実施例２によれば、低消費電流であると共に、よりフリッカの目立たない液晶表示装置とすることができる。

図８は、本発明の実施例３に係る液晶表示装置の反転駆動の極性パターンを説明する図である。実施例２の図６と異なるところは、偶数列の極性パターンが全て縦方向の上側にシフトするところである。奇数列については、図６と同様に２フレーム毎に反転する。
菱形で示した反転タイミングは、全フレームを平均すると、全画素の半分が反転している。また、各フレームに反転タイミングが存在する。

この極性パターンを発生させる極性信号回路については、説明を省略する。ロジック回路、ＲＯＭ等により、この極性パターンを発生する回路であれば何でもよい。
実施例３によれば、低消費電流であると共に、よりフリッカの目立たない液晶表示装置とすることができる。

本発明の各実施例に係る液晶表示装置のブロック図。 本発明の各実施例に係る液晶表示装置のソースドライバ等のブロック図。 本発明の実施例１に係る液晶表示装置の反転駆動の極性パターンを説明する図。 本発明の実施例１に係る液晶表示装置の反転駆動用の極性信号回路の回路図。 本発明の実施例１に係る液晶表示装置の反転駆動の他の極性パターンを説明する図。 本発明の実施例２に係る液晶表示装置の反転駆動の極性パターンを説明する図。 本発明の実施例２に係る液晶表示装置の反転駆動の他の極性パターンを説明する図。 本発明の実施例３に係る液晶表示装置の反転駆動の極性パターンを説明する図。

符号の説明

１ タイミングコントローラ
２ ソースドライバ
３ ゲートドライバ
４ ＬＣＤパネル
１０ 極性信号回路
１１ シフトレジスタ
１２ タイミング発生部
２１ ｍビットシフトレジスタ
２２ 極性選択回路
２３、２４、２５ ドライバ
液晶表示装置１００

Claims (4)

1. 画素が第１方向および当該第１方向に直交する第２方向にマトリクス状に配置された液晶表示パネルと、
   １フレーム毎に、前記マトリクスの第１方向の列番号が奇数列の各画素の極性パターンを第２方向の一方にシフトした極性パターンとし、前記マトリクスの列番号が偶数列の各画素の極性パターンを第２方向の他方にシフトした極性パターンとする制御手段とを
   具備することを特徴とする液晶表示装置。
2. 画素が第１方向および当該第１方向に直交する第２方向にマトリクス状に配置された液晶表示パネルと、
   ２以上の整数フレーム毎に、前記マトリクスの第１方向の列番号が奇数列の各画素の極性パターンを反転し、
   １フレーム毎に、前記マトリクスの第１方向の列番号が偶数列について、互い違いの偶数列毎に各画素の極性パターンを第２方向の一方と他方にシフトした極性パターンとする制御手段とを
   具備することを特徴とする液晶表示装置。
3. 画素が第１方向および当該第１方向に直交する第２方向にマトリクス状に配置された液晶表示パネルと、
   ２以上の整数フレーム毎に、前記マトリクスの第１方向の列番号が奇数列の各画素の極性パターンを反転し、
   １フレーム毎に、前記マトリクスの第１方向の列番号が偶数列の各画素の極性パターンを第２方向の一方にシフトした極性パターンとする制御手段とを
   具備することを特徴とする液晶表示装置。
4. 前記奇数列と偶数列を入れ替えたことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の液晶表示装置。

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