JP2009301001A - 液晶表示装置及びその駆動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、データ駆動回路の発熱及び消費電力を減らすようにした液晶表示装置及びその駆動方法を提供する。
【解決手段】交差配置された複数のデータライン及び複数のゲートラインと、マトリックス形態に配置された液晶セルとを含む液晶表示パネル１０と、極性制御信号を発生するとともに、あらかじめ決められた脆弱パターンのデータが入力されたか否かを判断して、脆弱パターンのデータが入力されたときに、脆弱パターンのデータが表示される次のフレーム期間で、極性制御信号の位相をシフトさせるタイミングコントローラ１１と、極性制御信号に応答してデータ電圧の極性を反転させてデータラインに供給するデータ駆動回路１２と、ゲートパルスをゲートラインに順次供給するゲート駆動回路１３とを備える。
【選択図】図１４

Description

本発明は、液晶表示装置に関し、特にデータ駆動回路の発熱及び消費電力を減らすようにした液晶表示装置及びその駆動方法に関する。

液晶表示装置は、ビデオ信号にしたがって液晶セルの光透過率を調節して画像を表示する。アクティブマトリックス（Ａｃｔｉｖｅ Ｍａｔｒｉｘ）タイプの液晶表示装置は、図１のように、液晶セル（Ｃｌｃ）ごとに形成された薄膜トランジスター（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＴＦＴ）を利用して液晶セルに供給されるデータ電圧をスイッチングしてデータを能動的に制御するので、動画像の表示品質を高めることができる。図１において、図面符号「Ｃｓｔ」は、液晶セル（Ｃｌｃ）に充電されたデータ電圧を維持するためのストレージキャパシター（Ｓｔｏｒａｇｅ Ｃａｐａｃｉｔｏｒ）、「Ｄ１」はデータ電圧を供給するデータライン、そして「Ｇ１」はスキャン電圧を供給するゲートラインをそれぞれ意味する。

このような液晶表示装置は、直流オフセット成分を減少させて液晶の劣化を減らすために、隣り合う液晶セルにそれぞれ逆極性のデータ電圧が供給され、フレーム期間単位で供給されるデータ電圧の極性が反転するインバージョン方式（Ｉｎｖｅｒｓｉｏｎ）で駆動されている。ところで、データ電圧の極性が変わるときに、データラインに供給されるデータ電圧のスイング幅が大きくなってデータ駆動回路で多くの電流が発生し、データ駆動回路の発熱温度が高くなって消費電力が急増する問題点がある。

データラインに供給されるデータ電圧のスイング幅を減らしてデータ駆動回路の発熱温度及び消費電力を減らすために、データ駆動回路にチャージシェア回路（Ｃｈａｒｇｅ Ｓｈａｒｅ Ｃｉｒｃｕｉｔ）やプリチャージ回路（Ｐｒｅｃｈａｒｇｉｎｇ Ｃｉｒｃｕｉｔ）を採用しているが、その効果は満足する水準に到逹していない。

図２は、従来のチャージシェア回路を利用したデータ電圧の制御を示す波形図である。

図２を参照すれば、データ駆動回路の出力を制御するためのソース出力イネーブル信号（Ｓｏｕｒｃｅ Ｏｕｔｐｕｔ Ｅｎａｂｌｅ：ＳＯＥ）のパルス周期は、１水平期間である。データ駆動回路は、ソース出力イネーブル信号（ＳＯＥ）のハイ論理期間、すなわちパルス幅期間の間チャージシェア電圧（Ｃｈａｒｇｅ ｓｈａｒｅ ｖｏｌｔａｇｅ）をデータラインに供給し、ソース出力イネーブル信号（ＳＯＥ）のロー論理期間の間、正極性または負極性のデータ電圧をデータラインに供給する。このようなデータ駆動回路は、ドライブ集積回路の種類にしたがって、データ電圧の極性にかかわらず１水平期間ごとにまたは２水平期間ごとに、ソース出力イネーブル信号（ＳＯＥ）のパルスに同期してチャージシェア電圧をデータラインに供給する。図２で、ゲートシフトクロック信号（Ｇａｔｅ Ｓｈｉｆｔ Ｃｌｏｃ：ＧＳＣ）は、ゲート駆動回路のシフト動作を制御するためのクロック信号である。極性制御信号（ＰＯＬ）は、データ駆動回路から出力されるデータ電圧の極性を制御するための制御信号である。

このようなチャージシェア制御は、正極性データ電圧から負極性データ電圧まで、またはその逆にデータ電圧が供給される場合よりも、データ駆動回路の電流の発生が小さくなる。しかしながら、チャージシェア電圧の前後におけるデータ電圧のスイング幅が大きいので、データ駆動回路の電流量は、依然として高い。特に、データ電圧の極性が変わってデータの極性がブラック階調からホワイト階調に変わるときに、データ駆動回路の電流が急増する。

インバージョン方式でデータ電圧の極性が反転されるとき、正極性データ電圧の液晶セルに対する充電電圧の絶対量と、負極性データ電圧の液晶セルに対する充電電圧の絶対量とが異なるので、表示品質が低下する。

図３を参照してこのことを詳しく説明する。まず、図３のように液晶セルが正極性データ電圧（＋Ｖｐ）で充電された後、その正極性データ電圧（＋Ｖｐ）と同一な階調を表現するために、負極性データ電圧（−Ｖｐ）で充電されると仮定する。液晶セルは、正極性データ電圧を充電した後、ＴＦＴの寄生容量などによりΔＶｐだけ絶対値の低い電圧（Ｖｐ（＋））を維持する。そして液晶セルは、負極性データ電圧を充電した後、ＴＦＴの寄生容量などによりΔＶｐだけ絶対値の高い電圧（Ｖｐ（−））を維持する。したがって、ノーマリーブラックモード（Ｎｏｒｍａｌｌｙ Ｂｌａｃｋ Ｍｏｄｅ）の液晶表示装置の液晶セルは、正極性データ電圧が充電されたときよりも、それと同一な階調を表現するための負極性データ電圧が充電されたときに、さらに高い光透過率で光を透過させる。ノーマリーブラックモードにおいて、液晶セルの光透過率は、その液晶セルに充電される電圧が高いほど高くなる。また、ノーマリーホワイトモード（Ｎｏｒｍａｌｌｙ Ｗｈｉｔｅ Ｍｏｄｅ）の液晶表示装置の液晶セルは、正極性データ電圧が充電されたときよりも、それと同一な階調を表現するための負極性データ電圧が充電されたときに、さらに低い光透過率で光を透過させる。ノーマリーホワイトモードにおいて、液晶セルの光透過率は、その液晶セルに充電される電圧が高いほど低くなる。

液晶表示装置の表示品質は、液晶セルに充電されるデータ電圧の極性パターンとデータの階調との相関関係にしたがって、特定のデータパターンで低下する。以下、液晶表示装置の表示品質を低下させるこのデータパターンを、脆弱パターン（Ｗｅａｋｎｅｓｓ Ｐａｔｔｅｒｎ）と定義する。表示品質の低下要因としては、表示画面で緑色藻（ｇｒｅｅｎｉｓｈ）が現れる現象と周期的に画面の輝度が変動するフリッカーとが代表的である。

図４及び図５は、表示画面で緑色藻が現れやすい脆弱パターンの代表的な例である。

図４を参照すれば、表示画面で緑色藻が現れる脆弱パターンの一つの例は、奇数列（Ｏｄｄ ｃｏｌｕｍｎ）のピクセルに供給されるデータの階調がホワイト階調であり、偶数列（Ｅｖｅｎ ｃｏｌｕｍｎ）のピクセルに供給されるデータの階調がブラック階調であるデータパターンである。このような脆弱パターンが入力されるとき、液晶表示装置が垂直２ドット及び水平１ドットインバージョン方式（Ｖ２Ｈ１）で駆動されていれば、その液晶表示装置の表示画面で緑色藻が現れる。垂直２ドット及び水平１ドットインバージョン方式（Ｖ２Ｈ１）では、１フレーム期間内で垂直２ドット（または２液晶セル）単位で液晶セルに充電されるデータ電圧の極性が反転され、水平１ドット（または１液晶セル）単位で液晶セルに充電されるデータ電圧の極性が反転される。

図４において、第１、第２、第５、第６ライン（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ５、Ｌ６）の赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）のデータの内で、輝度に一番大きな影響を与える緑色データ（Ｇ）の全てのデータ電圧が負極性データ電圧なので、そのラインで緑色藻が現れる。このような緑色藻現象は、緑色データの極性がある一極性（負極性または正極性）に偏向されるからである。

図５を参照すれば、表示画面で緑色藻が現れる脆弱パターンの他の例は、奇数列のサブピクセルに供給されるデータの階調がホワイト階調であり、偶数列のサブピクセルに供給されるデータの階調がブラック階調であるデータパターンである。このような脆弱パターンが入力されるとき、液晶表示装置が垂直２ドット及び水平１ドットインバージョン方式（Ｖ２Ｈ１）で駆動されていれば、その液晶表示装置の表示画面で緑色藻が現れる。

図６は、表示画面でフリッカー現象が現れやすい脆弱パターンの一つの例である。

図６を参照すれば、表示画面でフリッカー現象が現れる脆弱パターンの一つの例は、水平及び垂直方向それぞれにおいてデータ電圧の階調が１サブピクセル単位で交互にホワイト階調とブラック階調とになるサブピクセル単位のモザイクパターンである。このような脆弱パターンが入力されるとき、液晶表示装置が垂直１ドット及び水平１ドットインバージョン方式（Ｖ１Ｈ１）で駆動されていれば、その液晶装置の表示画面でフリッカーが発生する。垂直１ドット及び水平１ドットインバージョン方式（Ｖ１Ｈ１）では、垂直及び水平方向それぞれで隣り合う液晶セルに充電されるデータ電圧の極性は反転される。この場合に、１フレーム期間内でホワイト階調のデータ電圧は全て正極性データ電圧であり、その次のフレームでホワイト階調のデータ電圧は全て正極性データ電圧である。したがって、１フレーム期間単位で表示画面の輝度が変更される。

また、液晶表示装置の液晶セルに供給されるデータ電圧の極性が長期間ある一極性にかたよれば、画面が変わってもそれ以前画像が見える現象、すなわち残像が現れやすい。このような残像を、液晶セルに同一極性の電圧が繰り返し充電されることから、「直流化残像（ＤＣ Ｉｍａｇｅ ｓｔｉｃｋｉｎｇ）」と定義する。残像の一例は、液晶表示装置にインターレース（Ｉｎｔｅｒｌａｃｅ）方式のデータ電圧が供給される場合に発生する。インターレース方式のデータ（以下、「インターレースデータ」と称する）電圧は、奇数フレーム期間の間、奇数ラインの液晶セルに充電される奇数ラインのデータ電圧のみを含む。そして、インターレースデータ電圧は、偶数フレーム期間の間、偶数ラインの液晶セルに充電される偶数ラインのデータ電圧のみを含む。

図７は、インターレースデータの一つの例を示す。図７のようなデータ電圧が供給される液晶セルは、奇数ラインに配置された液晶セルの内のいずれか一つであると仮定する。

図７を参照すれば、液晶セルには、奇数フレーム期間の間正極性電圧が供給され、偶数フレーム期間の間負極性電圧が供給される。インターレース方式で、奇数ラインに配置された液晶セルに、奇数フレーム期間の間だけ高い正極性データ電圧が供給される。これにより、４個のフレーム期間の間、ボックス内の波形のように正極性データ電圧が負極性データ電圧に比べて優勢になって直流化残像が現れる。

図８は、インターレースデータによって現れる直流化残像の実験結果を示す図である。図８の左図のような源図（Ｏｒｉｇｉｎａｌ ｉｍａｇｅ）を、インターレース方式で液晶表示パネルに一定時間の間供給すれば、同一極性のデータ電圧が液晶セルに繰り返し充電される。その結果、左図のような源図後に、液晶表示パネルのすべての液晶セルに中間階調、例えば１２７階調のデータ電圧を供給すれば、右図のように源図のパターンがかすかに見える直流化残像が現れる。

直流化残像の他の例として、同一の図を一定の速度で移動またはスクロール（ｓｃｒｏｌｌ）させれば、スクロールされる絵の大きさとスクロール速度（移動速度）との相関関係にしたがって、液晶セルに同一極性の電圧が繰り返し蓄積されて直流化残像が現れる。このような実例は、図９に示される。図９は、斜線パターンと文字パターンとを一定の速度で移動させるときに現れる直流化残像の実験結果を示す図である。

本発明の目的は、前記従来技術の問題点を解決するためになされたもので、データ駆動回路の発熱及び消費電力を減らすようにした液晶表示装置及びその駆動方法を提供することにある。

本発明に係る液晶表示装置は、交差配列された複数のデータライン及び複数のゲートラインと、マトリックス形態に配置された液晶セルとを含む液晶表示パネルと、極性制御信号を発生するとともに、あらかじめ決められた脆弱パターンのデータが入力されたか否かを判断して、前記脆弱パターンのデータが入力されたときに、前記脆弱パターンのデータが表示される次のフレーム期間で、前記極性制御信号の位相をシフトさせるタイミングコントローラと、前記極性制御信号に応答してデータ電圧の極性を反転させて前記データラインに供給するデータ駆動回路と、ゲートパルスを前記ゲートラインに順次供給するゲート駆動回路とを備える。

前記タイミングコントローラは、入力デジタルビデオデータの最上位ビットに基づいて前記入力デジタルビデオデータそれぞれの階調を判断し、その階調に基づいて前記脆弱パターンのデータを検出するための各ラインの代表階調を判断し、前記脆弱パターンのデータが入力されたときに、以前のフレーム期間と次のフレーム期間との間のブランク期間内で選択信号を発生するデータ分析部と、第１極性制御信号と、前記第１極性制御信号と異なる位相の第２極性制御信号とを発生し、前記選択信号に応答して前記第１及び第２極性制御信号のいずれか一つを選択する位相制御部とを備える。

前記第２極性制御信号の論理反転周期は、前記第１極性制御信号の論理反転周期と同一である。

本発明に係る他の液晶表示装置は、交差配列された複数のデータライン及び複数のゲートラインと、マトリックス形態に配置された液晶セルとを含む液晶表示パネルと、極性制御信号を発生するとともに、あらかじめ決められた脆弱パターンのデータ及び直流化残像が現れるデータが入力されたか否かを判断し、前記脆弱パターンのデータ及び前記直流化残像が現れるデータのいずれか一つが入力されたときに、前記脆弱パターンのデータが表示される次のフレーム期間で、前記極性制御信号の位相をシフトさせてドット反転制御信号を活性化するタイミングコントローラと、前記極性制御信号に応答してデータ電圧の極性を反転させ、前記ドット反転制御信号に応答して前記データ電圧の水平極性反転周期を拡張させて前記データラインに供給するデータ駆動回路と、ゲートパルスを前記ゲートラインに順次供給するゲート駆動回路とを備える。

前記タイミングコントローラは、前記直流化残像が現れるデータが入力されたときに、前記極性制御信号の位相を１フレーム期間周期でシフトさせるとともに、前記ドット反転制御信号を１フレーム期間周期で反転させる。

本発明に係る液晶表示装置の駆動方法は、極性制御信号を発生する段階と、あらかじめ決められた脆弱パターンのデータが入力されたか否かを判断して、前記脆弱パターンのデータが入力されたときに、前記脆弱パターンのデータが表示される次のフレーム期間で、前記極性制御信号の位相をシフトさせる段階と、前記極性制御信号でデータ駆動回路を制御して、データ電圧の極性を反転させて前記データラインに供給する段階と、ゲート駆動回路を制御してゲートパルスを前記ゲートラインに順次供給する段階を含んでいる。

本発明に係る他の液晶表示装置の駆動方法は、極性制御信号を発生する段階と、あらかじめ決められた脆弱パターンのデータ及び直流化残像が現れるデータが入力されたか否かを判断し、前記脆弱パターンのデータ及び前記直流化残像が現れるデータのいずれか一つが入力されたときに、前記脆弱パターンのデータが表示される次のフレーム期間で、前記極性制御信号の位相をシフトさせてドット反転制御信号を活性化する段階と、前記極性制御信号と前記ドット反転制御信号とでデータ駆動回路を制御して、データ電圧の極性を反転させ、前記データ電圧の水平極性反転周期を拡張させて前記データラインに供給する段階と、ゲート駆動回路を制御してゲートパルスを前記ゲートラインに順次供給する段階を含んでいる。

本発明に係る液晶表示装置及びその駆動方法によれば、データを分析して極性制御信号の位相をシフトさせることにより、データ電圧がブラック階調からホワイト階調に変わるときのデータ駆動回路の消費電力と発熱量を減らすことだけではなく、緑色藻やフリッカーを予防して表示品質を高めることができる。
さらに、本発明に係る液晶表示装置及びその駆動方法は、極性制御信号の位相を周期的にシフトさせ、直流化残像が現れるデータが入力されたときに、水平ドット反転信号を反転させることにより、直流化残像を予防して表示品質をさらに高めることができる。

以下、図１０〜図２４を参照して本発明の望ましい実施の形態に対して説明する。

実施の形態１．
図１０を参照すれば、本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置は、液晶表示パネル１０、タイミングコントローラ１１、データ駆動回路１２、及びゲート駆動回路１３を備える。

液晶表示パネル１０は、二枚のガラス基板と、その間に注入された液晶分子とからなる。この液晶表示パネル１０の下部ガラス基板には、データライン（Ｄ１〜Ｄｍ）とゲートライン（Ｇ１〜Ｇｎ）とが交差配置される。データライン（Ｄ１〜Ｄｍ）とゲートライン（Ｇ１〜Ｇｎ）との交差構造にしたがって、液晶表示パネル１０には、マトリックス形態でｍ×ｎ個の液晶セル（Ｃｌｃ）が配置される。

液晶表示パネル１０の下部ガラス基板には、データライン（Ｄ１〜Ｄｍ）、ゲートライン（Ｇ１〜Ｇｎ）、データラインとゲートラインとの交差箇所に形成されるＴＦＴ、ＴＦＴに接続された液晶セル（Ｃｌｃ）の画素電極１、及びストレージキャパシター（Ｃｓｔ）などが形成される。液晶表示パネル１０の上部ガラス基板には、ブラックマットリックス、カラーフィルター及び共通電極２が形成される。共通電極２は、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モードやＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モードのような垂直電界駆動方式では、上部ガラス基板上に形成され、ＩＰＳ（Ｉｎ Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モードやＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ Ｆｉｅｌｄ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モードのような水平電界駆動方式では、画素電極１のように下部ガラス基板上に形成される。

液晶表示パネル１０の上部ガラス基板及び下部ガラス基板の外側には、光軸が互いに直交する偏光板がそれぞれ附着され、液晶と接する内面には、液晶のプレチルト角を設定するための配向膜が形成される。

タイミングコントローラ１１は、垂直／水平同期信号（Ｖｓｙｎｃ、Ｈｓｙｎｃ）、データイネーブル信号（Ｄａｔａ Ｅｎａｂｌｅ：ＤＥ）、ドットクロック信号（ＣＬＫ）などのタイミング信号を受信して、データ駆動回路１２及びゲート駆動回路１３の動作タイミングを制御するための制御信号を発生する。タイミングコントローラ１１は、１水平期間ごとに発生されるデータイネーブル信号（ＤＥ）をカウントして、水平期間と垂直期間（またはフレーム期間）とを判断することができる。したがって、垂直／水平同期信号（Ｖｓｙｎｃ、Ｈｓｙｎｃ）は、タイミングコントローラ１１に入力されないこともある。

タイミングコントローラ１１で発生される制御信号は、ゲート駆動回路１３の動作タイミングを制御するためのゲートタイミング制御信号と、データ駆動回路１２の動作タイミングを制御するためのデータタイミング制御信号とを含んでいる。

ゲートタイミング制御信号は、ゲートスタートパルス信号（Ｇａｔｅ Ｓｔａｒｔ Ｐｕｌｓｅ：ＧＳＰ）、ゲートシフトクロック信号（Ｇａｔｅ Ｓｈｉｆｔ Ｃｌｏｃｋ：ＧＳＣ）、ゲート出力イネーブル信号（Ｇａｔｅ Ｏｕｔｐｕｔ Ｅｎａｂｌｅ：ＧＯＥ）などを含む。ゲートスタートパルス信号（ＧＳＰ）は、一画面が表示される１垂直期間においてスキャンが始まる開始水平ラインを指示する。ゲートシフトクロック信号（ＧＳＣ）は、ゲート駆動回路１３内のシフトレジスターに入力されて、ゲートスタートパルス信号（ＧＳＰ）を順次シフトさせるためのタイミング制御信号として１水平期間ごとに出力される。ゲート出力イネーブル信号（ＧＯＥ）は、ゲート駆動回路１３の出力を制御する。

データタイミング制御信号は、ソーススタートパルス信号（Ｓｏｕｒｃｅ Ｓｔａｒｔ Ｐｕｌｓｅ：ＳＳＰ）、ソースサンプリングクロック信号（Ｓｏｕｒｃｅ Ｓａｍｐｌｉｎｇ Ｃｌｏｃｋ：ＳＳＣ）、ソース出力イネーブル信号（Ｓｏｕｒｃｅ Ｏｕｔｐｕｔ Ｅｎａｂｌｅ：ＳＯＥ）、極性制御信号（Ｐｏｌａｒｉｔｙ：ＰＯＬ）を含む。ソーススタートパルス信号（ＳＳＰ）は、データが表示される１水平ラインにおける開始画素を指示する。ソースサンプリングクロック信号（ＳＳＣ）は、ライジング（Ｒｉｓｉｎｇ）またはフォーリング（Ｆａｌｌｉｎｇ）エッジに基づいて、データ駆動回路１２内でデータのラッチ動作を指示する。ソース出力イネーブル信号（ＳＯＥ）は、データ駆動回路１２の出力を制御する。極性制御信号（Ｐｏｌａｒｉｔｙ：ＰＯＬ）は、液晶表示パネル１０の液晶セル（Ｃｌｃ）に供給されるデータ電圧の極性を指示する。

また、タイミングコントローラ１１は、データを分析して脆弱パターンや直流化残像が現れるデータを検出し、その脆弱パターンや直流化残像が現れるデータが入力されたときに、極性制御信号（ＰＯＬ）の位相をシフトして、データ駆動回路１２の消費電力及び発熱量を減らすとともに表示品質を向上させる。

データ駆動回路１２は、タイミングコントローラ１１の制御の下でデジタルビデオデータ（ＲＧＢ）をラッチして、そのデジタルビデオデータ（ＲＧＢ）を極性制御信号（ＰＯＬ）に応答してアナログ正極性／負極性ガンマ補償電圧に変換する。データ駆動回路１２は、そのガンマ補償電圧をデータ電圧としてデータライン（Ｄ１〜Ｄｍ）に供給する。また、データ駆動回路１２は、２水平期間ごとにソース出力イネーブル信号（ＳＯＥ）のパルスに同期して、チャージシェア電圧をデータライン（Ｄ１〜Ｄｍ）に供給する。チャージシェア電圧は、正極性データ電圧が供給されるデータラインと負極性データ電圧が供給されるデータラインとをショート（ｓｈｏｒｔ）させたときにに発生される平均電圧である。また、チャージシェア電圧は、共通電圧（Ｖｃｏｍ）により発生されてもよい。共通電圧（Ｖｃｏｍ）は、前述したように、画素電極１と対向する共通電極２に供給される共通電圧（Ｖｃｏｍ）と等電位の電圧であり、正極性データ電圧と負極性データ電圧との間の中間電圧である。

ゲート駆動回路１３は、シフトレジスター、シフトレジスターの出力信号を液晶セルのＴＦＴ駆動に相応しいスイング幅に変換するためのレベルシフター、及びレベルシフターとゲートライン（Ｇ１〜Ｇｎ）との間に接続された出力バッファーをそれぞれ含む複数のゲートドライブ集積回路で構成され、おおよそ１水平期間のパルス幅を持つスキャンパルスを順次出力する。

図１１は、図１０に示されたタイミングコントローラ１１でデータを分析して、その分析結果にしたがって極性制御信号の位相をシフトさせる回路を示す。

図１１を参照すれば、タイミングコントローラ１１は、データ分析部１１０、及び位相制御部１１１を備える。

データ分析部１１０は、デジタルビデオデータ（ＲＧＢ）、データイネーブル信号（ＤＥ）及びドットクロック信号（ＣＬＫ）を受信する。データイネーブル信号（ＤＥ）は、１水平期間の間、１ラインに充電されるデータ電圧の有効データ区間を指示して、１水平期間ごとに発生される。ドットクロック信号（ＣＬＫ）は、データイネーブル信号（ＤＥ）の各データをサンプリングするクロック信号である。データ分析部１１０は、データイネーブル信号（ＤＥ）をカウントして、現在入力されるデジタルビデオデータ（ＲＧＢ）のラインを判断し、ドットクロック信号（ＣＬＫ）でデジタルビデオデータ（ＲＧＢ）をサンプリングする。
そして、データ分析部１１０は、デジタルビデオデータ（ＲＧＢ）それぞれの階調を判断し、１ラインに含まれたデジタルビデオデータ（ＲＧＢ）の代表階調を判断して、これに基づいて脆弱パターンを判定する。
データ分析部１１０は、入力データの分析結果に基づいて、脆弱パターンが入力されたとき、その脆弱パターンのデータが表示される次のフレーム期間の前のブランク期間内で、選択信号（ＳＥＬ）の論理を反転させる。

位相制御部１１１は、データ分析部１１０の制御の下で、脆弱パターンではないデータが入力されれば、第１極性制御信号（ＰＯＬ１）を出力して、脆弱パターンのデータが入力されたときに、第２極性制御信号（ＰＯＬ２）を発生する。

位相制御部１１１は、極性制御信号発生部１１２とマルチプレクサー１１３とを備える。
極性制御信号発生部１１２は、データイネーブル信号（ＤＥ）をカウントして、２水平期間ごとに論理が反転される第１極性制御信号（ＰＯＬ１）を発生するとともに、第１極性制御信号（ＰＯＬ１）に比べて１水平期間程度の位相差を有する第２極性制御信号（ＰＯＬ２）を発生する。この極性制御信号発生部１１２は、リセット信号（ＲＳＴ）信号にしたがって毎フレームごとにリセットされて、第１及び第２極性制御信号（ＰＯＬ１、ＰＯＬ２）を初期化させる。第２極性制御信号（ＰＯＬ２）は、第１極性制御信号（ＰＯＬ１）の位相と異なる位相を有している。そして、第２極性制御信号（ＰＯＬ２）の論理反転周期は、第１極性制御信号（ＰＯＬ１）の論理反転周期と同一で、２水平期間である。第１極性制御信号（ＰＯＬ１）は、奇数フレーム期間の間、ｉ（ｉは自然数）番目の水平期間でハイ論理（Ｈ）、ｉ＋１番目の水平期間でハイ論理（Ｈ）、ｉ＋２番目の水平期間でロー論理（Ｌ）、ｉ＋３番目の水平期間でロー論理（Ｌ）という順番で論理が反転されてこれを繰り返す。そして、第１極性制御信号（ＰＯＬ１）は、偶数フレーム期間の間、ｉ番目の水平期間でロー論理（Ｌ）、ｉ＋１番目の水平期間でロー論理（Ｌ）、ｉ＋２番目の水平期間でハイ論理（Ｈ）、ｉ＋３番目の水平期間でハイ論理（Ｈ）という順番で論理が反転されてこれを繰り返す。第２極性制御信号（ＰＯＬ２）は、奇数フレーム期間の間、ｉ番目の水平期間でハイ論理（Ｈ）、ｉ＋１番目の水平期間でロー論理（Ｌ）、ｉ＋２番目の水平期間でロー論理（Ｌ）、ｉ＋３番目の水平期間でハイ論理（Ｈ）という順番で論理が反転されてこれを繰り返す。そして、第２極性制御信号（ＰＯＬ２）は、偶数フレーム期間の間、ｉ番目の水平期間でロー論理（Ｌ）、ｉ＋１番目の水平期間でハイ論理（Ｈ）、ｉ＋２番目の水平期間でハイ論理（Ｈ）、ｉ＋３番目の水平期間でロー論理（Ｌ）という順番で論理が反転されてこれを繰り返す。

マルチプレクサー１１３は、データ分析部１１０から入力される選択信号（ＳＥＬ）に応答して、第１極性制御信号（ＰＯＬ１）及び第２極性制御信号（ＰＯＬ２）の何れか一つを選択する。このマルチプレクサー１１３は、脆弱パターンが入力されないときには、第１極性制御信号（ＰＯＬ１）をデータ駆動回路１２に供給し、選択信号（ＳＥＬ）に応答して脆弱パターンが入力されたときには、第２極性制御信号（ＰＯＬ２）を選択してデータ駆動回路１２に供給する。

図１２は、５個のラインに配置された液晶セルに供給されるデータの階調を示す一つの例であり、図１３は、デジタルビデオデータの階調を示す。

データ分析部１１０は、各ラインに含まれたデータそれぞれの階調を判断して代表階調を判断する。例えば、１ラインのデータが１３６６個のデータであり、そのうち５０％以上のデータ、すなわち６８３個以上のデータがホワイト階調（Ｗ）である場合、データ分析部１１０は、図１２のようにそのライン（Ｌ１、Ｌ３）の代表階調をホワイト階調（Ｗ）と判断する。１ラインのデータの内５０％以上のデータがグレー階調（Ｇ）である場合、データ分析部１１０は、そのライン（Ｌ５）の代表階調をグレー階調（Ｇ）と判断する。また、１ラインのデータの内５０％以上のデータがブラック階調（Ｂ）である場合、データ分析部１１０は、そのライン（Ｌ２、Ｌ４）の代表階調をブラック階調（Ｂ）と判断する。ここで、代表階調の判断基準である５０％は、例えば３３％、４５％、４９％、５５％、６５％等、液晶パネルの駆動特性に応じて変更することができる。

データの階調は、図１３のように、デジタルビデオデータの最上位２ビット（ＭＳＢ）だけで判断される。一つのデータが８ｂｉｔｓデータである場合、１９２〜２５５階調の範囲に属した上位階調の最上位ビット（ＭＳＢ）は「１１」で、６４〜１９１階調範囲に属した中位階調の最上位ビット（ＭＳＢ）は「１０」または「０１」であり、０〜６３階調の範囲に属した下位階調の最上位ビット（ＭＳＢ）は「００」である。したがって、データ分析部１１０は、デジタルビデオデータ（ＲＧＢ）の最上位２ビットが「１１」であるとそのデータの階調をホワイト階調（Ｗ）と判断し、デジタルビデオデータ（ＲＧＢ）の最上位２ビットが「１０」または「０１」であるとそのデータの階調をグレー階調（Ｇ）で判断する。そしてデータ分析部１１０はデジタルビデオデータ（ＲＧＢ）の最上位２ビットが「００」であるとそのデータの階調をブラック階調（Ｂ）と判断する。

データ分析部１１０は、隣り合うラインのいずれか一つの代表階調がホワイト階調（Ｗ）であり、他のラインの代表階調がブラック階調（Ｂ）であり、さらにそのようなラインがあらかじめ決まれたライン数以上（例えば、４０ライン以上）でかつ総ライン数以下である場合に、このようなデータを含むフレームデータを脆弱パターンのデータと判定する。

図１４は、脆弱パターンのデータが入力されたときに、極性制御信号の位相を変更する例を示す波形図である。

タイミングコントローラ１１は、脆弱パターンが入力されるフレームで、第１極性制御信号（ＰＯＬ１）から第２極性制御信号（ＰＯＬ２）に極性制御信号（ＰＯＬ）の位相を変更する。

データ駆動回路１２は、脆弱パターンが入力されたときに、図１４のように、第２極性制御信号（ＰＯＬ２）に応答して、チャージシェア電圧、正極性のホワイト階調データ電圧、チャージシェア電圧、負極性のブラック階調データ電圧、負極性のホワイト階調データ電圧、チャージシェア電圧、チャージシェア電圧、正極性のブラック階調電圧及び負極性のホワイト階調電圧の順に、データラインに電圧を供給する。

既存のチャージシェアリング駆動は、データとデータとの間で無条件にチャージシェアリングを実施する。この場合には、データライン（Ｄ１〜Ｄｍ）に供給されるすべてのデータ電圧が共通電圧（Ｖｃｏｍ）となり、共通電圧がチャージシェアリング電圧から上昇するので、データライン（Ｄ１〜Ｄｍ）に供給されるデータ電圧のスイング幅が大きくなって、データ電圧のライジングエッジ回数が多くなる。したがって、データ駆動回路１２の発熱量が多くなって、消費電力が高くなる。

これに比べて、本発明の実施の形態１では、脆弱パターンが入力されたときに、極性制御信号（ＰＯＬ）の位相のみが異なるように制御される。そのため、データの階調がホワイト階調からブラック階調に変わるとき及びデータ電圧の極性が反転されるときにだけチャージシェアリングが実施され、ブラック階調電圧から極性が反転されたホワイト階調電圧にデータ電圧が変わるときには、図１４の矢印で示すように、チャージシェアリングが実施されない。したがって、本発明の実施の形態１では、データラインに供給されるデータ電圧のスイング幅を減らすとともに、ライジングエッジ回数を減らすことができ、脆弱パターンが入力されたときのデータ駆動回路１２の消費電力及び発熱量を減らすことができる。

タイミングコントローラ１１は、図１５のように、データイネーブル信号（ＤＥ）に含まれた１ラインのデータを、データイネーブル信号の間のブランク期間の間に分析して、そのラインの代表階調を判断する。そして、タイミングコントローラ１１は、上記のような過程を繰り返して脆弱パターンを判断し、その脆弱パターンのデータがデータラインに供給される次のフレーム期間の前のブランク期間内で、極性制御信号（ＰＯＬ）の位相を第２極性制御信号（ＰＯＬ２）の位相に変更する。

実施の形態２．
図１６は、本発明の実施の形態２に係る液晶表示装置を示す。

図１６を参照すれば、本発明の実施の形態２に係る液晶表示装置は、液晶表示パネル２０、タイミングコントローラ２１、データ駆動回路２２、及びゲート駆動回路２３を備える。

液晶表示パネル２０及びゲート駆動回路２３は、前述の実施の形態１と実質的に同一なので、それに対する詳細な説明を略する。

タイミングコントローラ２１は、垂直／水平同期信号（Ｖｓｙｎｃ、Ｈｓｙｎｃ）、データイネーブル信号（Ｄａｔａ Ｅｎａｂｌｅ）、クロック信号（ＣＬＫ）などのタイミング信号を受信して、データタイミング制御信号とゲートタイミング制御信号とを発生し、デジタルビデオデータ（ＲＧＢ）をデータ駆動回路２２に供給する。ゲートタイミング制御信号は、前述の実施の形態１と実質的に同一である。データタイミング制御信号は、ソーススタートパルス信号（ＳＳＰ）、ソースシフトクロック信号（ＳＳＣ）、ソース出力イネーブル信号（ＳＯＥ）、極性制御信号（ＰＯＬ）を含み、また、データ駆動回路から出力されるデータ電圧の水平方向極性反転周期を制御するためのドット反転制御信号（ＤＩＮＶ）をさらに含む。

タイミングコントローラ２１は、前述のような方法で入力デジタルビデオデータ（ＲＧＢ）を分析して、入力データから脆弱パターンのデータや直流化残像が現れるデータを検出する。ここで、脆弱パターンには、図４〜図６のように、ホワイト階調のデータとブラック階調のデータとが水平方向に交互に配置されるデータパターンを含む。そして、タイミングコントローラ２１は、脆弱パターンが入力されときに、極性制御信号（ＰＯＬ）の位相をシフトさせるとともに、ドット反転制御信号（ＤＩＮＶ）を反転させる。

データ駆動回路２２は、タイミングコントローラ２１の制御の下でデジタルビデオデータ（ＲＧＢ）をラッチして、そのデジタルビデオデータ（ＲＧＢ）を極性制御信号（ＰＯＬ）に応答してアナログ正極性／負極性ガンマ補償電圧に変換する。データ駆動回路１２は、そのガンマ補償電圧をデータ電圧としてデータライン（Ｄ１〜Ｄｍ）に供給する。また、データ駆動回路１２は、２水平期間ごとにソース出力イネーブル信号（ＳＯＥ）のパルスに同期して、チャージシェア電圧をデータライン（Ｄ１〜Ｄｍ）に供給する。このデータ駆動回路２２は、ドット反転制御信号（ＤＩＮＶ）がハイ論理であるときに、データ電圧の極性を水平２ドットインバージョン方式、すなわち水平方向に隣り合う２個のドット（または液晶セル）周期で反転させる。一方、データ駆動回路２２は、ドット反転制御信号（ＤＩＮＶ）がロー論理であるときに、データ電圧の極性を水平方向に１ドット周期で反転させる。

図１７を参照すれば、タイミングコントローラ２１は、データ分析部２１０、位相制御部２１１、及び水平極性周期制御部２１４を備える。

データ分析部２１０は、デジタルビデオデータ（ＲＧＢ）、データイネーブル信号（ＤＥ）及びドットクロック信号（ＣＬＫ）を受信する。データ分析部２１０は、データイネーブル信号（ＤＥ）をカウントして、現在入力されるデジタルビデオデータ（ＲＧＢ）のラインを判断し、ドットクロック信号（ＣＬＫ）でデジタルビデオデータ（ＲＧＢ）をサンプリングする。

そして、データ分析部２１０は、デジタルビデオデータ（ＲＧＢ）それぞれの階調を判断し、１ラインに含まれたデジタルビデオデータ（ＲＧＢ）の代表階調を判断して、これに基づいて脆弱パターンを判定する。データ分析部２１０は、入力データの分析結果に基づいて、脆弱パターンが入力されたとき、その脆弱パターンのデータが表示される次のフレーム期間の前のブランク期間内で、選択信号（ＳＥＬ）の論理を反転させる。また、データ分析部２１０は、水平極性周期制御部２２４から入力される映像判断結果に応答して、図７のようなインターレースデータや図９のようなスクロールデータなどの直流化残像が現れるデータが入力されたとき、そのデータが表示される次のフレーム期間の前のブランク期間内で、選択信号（ＳＥＬ）の論理を反転させて、その選択信号（ＳＥＬ）の論理を周期的に、例えば１フレーム期間周期で反転させる。

位相制御部２１１は、データ分析部２１０の制御の下で脆弱パターンではないデータが入力されれば、図１４のような第１極性制御信号（ＰＯＬ１）を出力する。位相制御部２２１は、脆弱パターンのデータが入力されたときに、図１４のような第２極性制御信号（ＰＯＬ２）を出力して、極性制御信号（ＰＯＬ）の位相をシフトさせる。また、位相制御部２２１は、直流化残像が現れるデータが入力されたときに、図１４のような第２極性制御信号（ＰＯＬ２）を出力して極性制御信号（ＰＯＬ）の位相をシフトさせた後、選択信号（ＳＥＬ）に応答して、周期的に、例えば１フレーム期間周期で第１極性制御信号（ＰＯＬ１）と第２極性制御信号（ＰＯＬ２）とを交互に出力して、図２４のように極性制御信号（ＰＯＬ）の位相をシフトさせる。

位相制御部２１１は、極性制御信号発生部２１２とマルチプレクサー２１３を備える。極性制御信号発生部２１２は、データイネーブル信号（ＤＥ）をカウントして、２水平期間ごとに論理が反転される第１極性制御信号（ＰＯＬ１）を発生することともに、第１極性制御信号（ＰＯＬ１）に比べて１水平期間程度の位相差を有する第２極性制御信号（ＰＯＬ２）を発生する。マルチプレクサー２１３は、データ分析部２１０から入力される選択信号（ＳＥＬ）に応答して、第１極性制御信号（ＰＯＬ１）及び第２極性制御信号（ＰＯＬ２）の何れか一つを選択する。このマルチプレクサー２１３は、脆弱パターンが入力されないときには、第１極性制御信号（ＰＯＬ１）をデータ駆動回路２２に供給し、選択信号（ＳＥＬ）に応答して脆弱パターンが入力されたときには、第２極性制御信号（ＰＯＬ２）を選択してデータ駆動回路２２に供給する。また、マルチプレクサー２１３は、直流化残像が現れるデータが入力されたとき、第２極性制御信号（ＰＯＬ２）を選択してデータ駆動回路２２に供給した後、周期的に反転される選択信号（ＳＥＬ）にしたがって、第１及び第２極性制御信号（ＰＯＬ１、ＰＯＬ２）を交互に出力する。

水平極性周期制御部２１４は、デジタルビデオデータ（ＲＧＢ）を受信してデータを分析し、図７のようなインターレースデータや図９のようなスクロールデータなどの直流化残像が現れるデータが入力されるかを判断する。直流化残像が現れるデータが入力されれば、そのデータが表示される次のフレーム期間の前のブランク期間内で、ドット反転制御信号（ＤＩＮＶ）がハイ論理に反転され、そのドット反転制御信号（ＤＩＮＶ）が周期的に、例えば、図２４のように１フレーム期間周期で反転される。また、水平極性周期制御部２１４は、位相制御部２１１からの選択信号（ＳＥＬ）に応答して、脆弱パターンのデータが入力されたときに、そのデータが表示される次のフレーム期間の前のブランク期間内で、ドット反転制御信号（ＤＩＮＶ）をハイ論理に反転させる。

ドット反転制御信号（ＤＩＮＶ）は、データ駆動回路２２から出力されるデータ電圧の水平方向、すなわちライン方向の極性反転周期を、１ドットから２ドットに拡張する。そして、水平極性周期制御部２１４は、直流化残像が現れるデータが入力されたときに、位相制御部２１１を制御するための選択信号（ＳＥＬ）の論理が反転されるようにデータ分析部２１０を制御する。

図１８は、データ駆動回路２２を詳しく示す。

図１８を参照すれば、データ駆動回路２２は、それぞれｋ（ｋはｍより小さな定数）個のデータラインを駆動する複数の集積回路（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ：ＩＣ）を含む。集積回路それぞれは、シフトレジスター２２１、データレジスター２２２、第１ラッチ２２３、第２ラッチ２２４、デジタル／アナログ変換器（以下、「ＤＡＣ」と称する）２２５、出力回路２２６、及びチャージシェア回路２２７を含む。

シフトレジスター２２１は、タイミングコントローラ２１からのソーススタートパルス信号（ＳＳＰ）を、ソースサンプリングクロック（ＳＳＣ）にしたがってシフトさせてサンプリング信号を発生する。また、シフトレジスター２２１は、ソーススタートパルス信号（ＳＳＰ）をシフトさせて、次の段集積回路のシフトレジスター２２１にキャリー信号（ＣＡＲ）を伝達する。データレジスター２２２は、タイミングコントローラ２１からのデジタルビデオデータ（ＲＧＢ）を一時貯蔵して、貯蔵されたデータ（ＲＧＢ）を第１ラッチ２２３に供給する。
第１ラッチ２２３は、シフトレジスター２２１から順次入力されるサンプリング信号に応答して、データレジスター２２２からのデジタルビデオデータ（ＲＧＢ）をサンプリングし、そのデータ（ＲＧＢ）をラッチするとともに、そのデータを同時に出力する。第２ラッチ２２４は、第１ラッチ２２３から入力されるデータをラッチした後、ソース出力イネーブル信号（ＳＯＥ）のロー論理期間の間、他の集積回路の第２ラッチ２２４と共に、ラッチされたデジタルビデオデータを出力する。

ＤＡＣ２２５は、図１９のような回路で構成される。このＤＡＣ２２５は、極性制御信号（ＰＯＬ）及びドット反転制御信号（ＤＩＮＶ）に応答して、第２ラッチ２２４からのデジタルビデオデータを正極性ガンマ補償電圧（ＧＨ）または負極性ガンマ補償電圧（ＧＬ）に変換し、アナログ正極性／負極性データ電圧に変換する。極性制御信号（ＰＯＬ）は、垂直方向で隣り合う液晶セルの極性を決め、ドット反転制御信号（ＤＩＮＶ）は、水平方向で隣り合う液晶セルの極性を決める。したがって、垂直ドットインバージョン周期は、極性制御信号（ＰＯＬ）の反転周期によって決まり、水平ドットインバージョン周期は、ドット反転制御信号（ＤＩＮＶ）によって決まる。

出力回路２２６は、バッファーを含み、データライン（Ｄ１〜Ｄｋ）に供給されるアナログデータ電圧の信号減衰を最小化する。

チャージシェア回路２２７は、２水平期間を周期としてソース出力イネーブル信号（ＳＯＥ）のハイ論理期間に同期して、チャージシェア電圧や共通電圧（Ｖｃｏｍ）をデータライン（Ｄ１〜Ｄｋ）に供給する。

図１９は、ＤＡＣ２２５を詳しく示す回路図である。

図１９を参照すれば、本発明の実施の形態２に係るＤＡＣ２２５は、正極性ガンマ補償電圧（ＧＨ）が供給されるＰ−デコーダー（ＰＤＥＣ）２３１、負極性ガンマ補償電圧（ＧＬ）が供給されるＮ−デコーダー（ＮＤＥＣ）２３２、極性制御信号（ＰＯＬ）及びドット反転制御信号（ＤＩＮＶ）に応答して、Ｐ−デコーダー２３１の出力及びＮ−デコーダー２３２の出力を選択するマルチプレクサー２３３ａ〜２３３ｄを備える。

また、ＤＡＣ２２５は、ドット反転制御信号（ＤＩＮＶ）に応答して、マルチプレクサー２３３ｃ、２３３ｄの制御端子に供給される選択制御信号の論理を反転させる水平出力反転回路２３４をさらに備える。

Ｐ−デコーダー２３１は、第２ラッチ２２４から入力されるデジタルビデオデータをデコードして、そのデータの階調値にあたる正極性ガンマ補償電圧を出力する。Ｎ−デコーダー２３２は、第２ラッチ２２４から入力されるデジタルビデオデータをデコードして、そのデータの階調値にあたる負極性ガンマ補償電圧を出力する。

マルチプレクサー２３３ａ〜２３３ｄは、極性制御信号（ＰＯＬ）にしたがって直接制御される第４ｉ＋１（ｉは正の定数）及び第４ｉ＋２マルチプレクサー２３３ａ、２３３ｂと、水平出力反転回路２３４の出力にしたがって制御される第４ｉ＋３及び第４ｉ＋４マルチプレクサー２３３ｃ、２３３ｄとを備える。

第４ｉ＋１マルチプレクサー２３３ａは、自身の非反転制御端子に入力される極性制御信号（ＰＯＬ）に応答して、正極性ガンマ補償電圧と負極性ガンマ補償電圧とを交互に選択して出力する。第４ｉ＋２マルチプレクサー２３３ｂは、自身の反転制御端子に入力される極性制御信号（ＰＯＬ）に応答して、正極性ガンマ補償電圧と負極性ガンマ補償電圧とを交互に選択して出力する。
第４ｉ＋３マルチプレクサー２３３ｃは、自身の非反転制御端子に入力される水平出力反転回路２３４の出力に応答して、正極性ガンマ補償電圧と負極性ガンマ補償電圧とを交互に選択して出力する。第４ｉ＋４マルチプレクサー２３３ｄは、自身の反転制御端子に入力される水平出力反転回路２３４の出力に応答して、正極性ガンマ補償電圧と負極性ガンマ補償電圧とを交互に選択して出力する。

水平出力反転回路２３４は、スイッチ素子Ｓ１、Ｓ２、及びインバーター２３５を備える。水平出力反転回路２３４は、ドット反転制御信号（ＤＩＮＶ）に応答して、第４ｉ＋３マルチプレクサー２３３ｃ及び第４ｉ＋４マルチプレクサー２３３ｄの制御端子に供給される選択制御信号の論理値を制御する。インバーター２３５は、第２スイッチ素子Ｓ２の出力端子と、第４ｉ＋３または第４ｉ＋４マルチプレクサー２３３ｃ、２３３ｄの反転／非反転制御端子とに接続される。ドット反転制御信号（ＤＩＮＶ）がハイ論理のとき、第２スイッチ素子Ｓ２はターンオンされ、第１スイッチ素子Ｓ１はターンオフされる。このとき、第４ｉ＋３マルチプレクサー２３３ｃの非反転制御端子には、反転された極性制御信号（ＰＯＬ）が入力される。また、第４ｉ＋４マルチプレクサー２３３ｄの反転制御端子には、反転された極性制御信号（ＰＯＬ）が入力される。ドット反転制御信号（ＤＩＮＶ）がロー論理のとき、第１スイッチ素子Ｓ１はターンオンされ、第２スイッチ素子Ｓ２はターンオフされる。このとき、第４ｉ＋３マルチプレクサー２３３ｃの非反転制御端子には、極性制御信号（ＰＯＬ）がそのまま入力される。また、第４ｉ＋４マルチプレクサー２３３ｄの反転制御端子には、極性制御信号（ＰＯＬ）がそのまま入力される。

極性制御信号（ＰＯＬ）が垂直２ドット周期、すなわち２水平期間周期で反転され、かつドット反転制御信号（ＤＩＮＶ）がロー論理（Ｌ）のとき、データラインに供給されるデータ電圧の奇数ラインの水平極性は、図２０の左側図面のように、Ｎ番目フレーム期間で「＋−＋−」に、Ｎ＋１番目フレーム期間で「−＋−＋」に変わる。したがって、ドット反転制御信号（ＤＩＮＶ）がロー論理（Ｌ）のとき、液晶表示装置は、垂直２ドット及び水平１ドットインバージョン方式（Ｖ２Ｈ１）で駆動される。

脆弱パターンや直流化残像が現れるデータが入力されたとき、極性制御信号（ＰＯＬ）の位相は、１水平期間程シフトされ、これと同時に、ドット反転制御信号（ＤＩＮＶ）がロー論理に反転される。位相がシフトされた極性制御信号（ＰＯＬ）が入力されると、データ駆動回路２２の消費電力及び発熱量が低減される。また、データ駆動回路２２は、活性化されたドット反転制御信号（ＤＩＮＶ）に応答して、データ電圧の水平極性反転周期を拡張し、脆弱パターンや直流化残像が現れるデータが入力されたときの表示品質の低下を最小化する。

位相がシフトされた極性制御信号（ＰＯＬ）が垂直２ドット周期、すなわち２水平期間周期で反転され、かつドット反転制御信号（ＤＩＮＶ）がハイ論理（Ｈ）のとき、データライン（Ｄ１〜Ｄｍ）に供給されるデータ電圧の奇数ラインの水平極性は、図２０の右側図面のように、Ｎ番目フレーム期間で「＋−−＋」に、Ｎ＋１番目フレーム期間で「−＋＋−」に変わる。したがって、ドット反転制御信号（ＤＩＮＶ）がハイ論理（Ｈ）のとき、液晶表示装置は、垂直２ドット及び水平２ドットインバージョン方式（Ｖ２Ｈ２）で駆動される。

図２０から分かるように、本発明の実施の形態２に係る液晶表示装置は、図４〜６のように、ホワイト階調のデータとブラック階調のデータとが規則的に配置される脆弱パターンのデータが入力されるとき、または、図７及び図９のように直流化残像が現れるデータが入力されるときにだけ、極性制御信号（ＰＯＬ）の位相をシフトさせてドット反転制御信号（ＤＩＮＶ）を活性化させる。したがって、本発明の実施の形態２に係る液晶表示装置は、脆弱パターンのデータ以外のデータパターンが入力されたときは、画質が高い水平１ドットインバージョン方式で駆動される一方、脆弱パターンのデータが入力されたときは、これを検出して脆弱パターンで緑色藻現象やフリッカーを予防することができる水平２ドットインバージョン方式で駆動される。

一方、水平２ドットインバージョン方式は、水平Ｎ（Ｎは２以上の定数）ドットインバージョン方式でも可能である。また、垂直２ドットインバージョン方式は、垂直Ｎ（Ｎは２以上の定数）ドットインバージョン方式でも可能である。

図２１及び図２２は、脆弱パターンのデータが入力されたときの画質改善効果を示す図である。

本発明の実施の形態２に係る液晶表示装置及びその駆動方法は、図４または図５のような脆弱パターンのデータが入力されたときに、極性制御信号（ＰＯＬ）の位相をシフトしてデータ駆動回路２２の消費電力及び発熱量を低減するのみならず、ドット反転制御信号（ＤＩＮＶ）を活性化させ、データ電圧の水平極性反転周期を拡張して緑色藻等を予防して表示品質を高める。図２１及び図２２のように、本発明の液晶表示装置では、脆弱パターンのデータでも緑色データ電圧の極性がいずれか一つに偏重されないので、緑色藻現象が現れない。

また、本発明の実施の形態２に係る液晶表示装置及びその駆動方法は、直流化残像が現れるデータが入力されときに、極性制御信号（ＰＯＬ）の位相をシフトさせるとともに、ドット反転制御信号（ＤＩＮＶ）を周期的に、例えば図２４のように１フレーム周期で反転させることにより、直流化残像を予防することができる。詳細に説明すると、本発明の実施の形態２に係る液晶表示装置及びその駆動方法は、極性制御信号（ＰＯＬ）の位相をシフトさせてドット反転制御信号（ＤＩＮＶ）を活性化させ、液晶セルを２フレーム期間で互いに異なるデータ電圧を充電する第１液晶セル群と第２液晶セル群とに分けて液晶セルを駆動する。例えば、２フレーム期間内で、第１液晶セル群が３０Ｈｚのデータ電圧周波数で駆動され、第２液晶セル群が６０Ｈｚのデータ電圧周波数で駆動される。また、２フレーム期間内で、第１液晶セル群が６０Ｈｚのデータ電圧周波数で駆動され、第２液晶セル群が３０Ｈｚのデータ電圧周波数で駆動されてもよい。

本発明の実施の形態２に係る液晶表示装置の駆動方法は、第１液晶セル群に２フレーム期間周期で極性が反転されるデータ電圧を供給することにより直流化残像を予防し、第１液晶セル群に１フレーム期間周期で極性が反転されるデータ電圧を供給することによりフリッカー現象を予防する。第１液晶セル群による直流化残像の予防効果を、図２３を参照して以下に説明する。

図２３を参照すれば、第１液晶セル群に含まれる任意の液晶セルに、奇数フレーム期間の間、高いデータ電圧が供給され、偶数フレーム期間の間、相対的に低いデータ電圧が供給されて、そのデータ電圧の極性が２フレーム期間周期で変わる。このとき、第１及び第２フレーム期間の間、第１液晶セル群に供給される正極性データ電圧と、第３及び第４フレーム期間の間、第１液晶セル群に供給される負極性データ電圧とが中和されて、第１液晶セル群に偏向された極性の電圧が蓄積されない。したがって、本発明の実施の形態２に係る液晶表示装置及びその駆動方法によれば、直流化残像が現れない。

第１液晶セル群は、直流化残像を予防することができるが、同一極性のデータ電圧が２フレーム期間周期で液晶セルに供給されるので、フリッカーが現れる。第２液晶セル群には、肉眼でフリッカーがほとんど感じられない１フレーム期間周期で極性が反転されるデータ電圧が印加されて、第１液晶セル群によるフリッカー現象を低減することができる。これは、人間の肉眼は変化に敏感でないために、駆動周波数が互いに異なる第１液晶セル群と第２液晶セル群とが共存する液晶表示装置を見れば、駆動周波数が高い第２液晶セル群の駆動周波数を全体画面の駆動周波数と感じるからである。

図２４は、直流化残像が現れるデータが入力されたときに、液晶表示パネルに供給されるデータ電圧の極性変化を示す図である。

図２４を参照すれば、タイミングコントローラ２１は、直流化残像が現れるデータが入力されたときに、１フレーム期間周期で極性制御信号（ＰＯＬ）の位相をシフトさせるとともに、ドット反転制御信号（ＤＩＮＶ）を１フレーム期間周期で反転させる。

第４ｉ＋１（ｉは自然数）フレーム期間の間、第１液晶セル群は、第４ｉ＋１及び第４ｉ＋３水平ライン（Ｌ１、Ｌ３、Ｌ５、Ｌ７）において、第４ｉ＋３及び第４ｉ＋４垂直ライン（Ｃ３、Ｃ４、Ｃ７、Ｃ８）に配置された液晶セルを含み、第４ｉ＋２及び第４ｉ＋４水平ライン（Ｌ２、Ｌ４、Ｌ６）において、第４ｉ＋１及び第４ｉ＋２垂直ライン（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ５、Ｃ６）に配置された液晶セルを含む。第２液晶セル群は、垂直及び水平方向で、第１液晶セル群を間に置いて配置される。第２液晶セル群は、第４ｉ＋１及び第４ｉ＋３水平ライン（Ｌ１、Ｌ３、Ｌ５、Ｌ７）において、第４ｉ＋１及び第４ｉ＋２垂直ライン（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ５、Ｃ６）に配置された液晶セルを含み、第４ｉ＋２及び第４ｉ＋４水平ライン（Ｌ２、Ｌ４、Ｌ６）において、第４ｉ＋３及び第４ｉ＋４垂直ライン（Ｃ３、Ｃ４、Ｃ７、Ｃ８）に配置された液晶セルを含む。第１及び第２液晶セル群それぞれは、水平方向で隣り合う２×１液晶セル単位で配置される。
このような２×１液晶セル内で隣り合う液晶セルに充電されるデータ電圧の極性は、互いに相反する。第１液晶セル群の液晶セルと、それと隣り合う第２液晶セル群の液晶セルとは、互いに異なる極性のデータ電圧を充電する。そのため、第４ｉ＋１フレーム期間で発生される極性制御信号（ＰＯＬ）は、２水平期間周期で反転され、第１極性制御信号（ＰＯＬ１）に対して１水平期間程度の位相差を持つ。第４ｉ＋１フレーム期間の前のブランク期間内で、極性制御信号（ＰＯＬ）は、２水平期間単位で極性が反転され、その以前フレーム期間に比べて１水平期間程度の位相差が発生する。また、第４ｉ＋１フレーム期間の前のブランク期間内で、ドット反転制御信号（ＤＩＮＶ）は、ハイ論理で活性化される。

第４ｉ＋２フレーム期間の間、第１液晶セル群は、第４ｉ＋１及び第４ｉ＋３水平ライン（Ｌ１、Ｌ３、Ｌ５、Ｌ７）において、第４ｉ＋１及び第４ｉ＋２垂直ライン（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ５、Ｃ６）に配置された液晶セルを含み、第４ｉ＋２及び第４ｉ＋４水平ライン（Ｌ２、Ｌ４、Ｌ６）において、第４ｉ＋３及び第４ｉ＋４垂直ライン（Ｃ３、Ｃ４、Ｃ７、Ｃ８）に配置された液晶セルを含む。第２液晶セル群は、垂直及び水平方向で、第１液晶セル群を間に置いて配置される。第２液晶セル群は、第４ｉ＋１及び第４ｉ＋３水平ライン（Ｌ１、Ｌ３、Ｌ５、Ｌ７）において、第４ｉ＋３及び第４ｉ＋４垂直ライン（Ｃ３、Ｃ４、Ｃ７、Ｃ８）に配置された液晶セルを含み、第４ｉ＋２及び第４ｉ＋４水平ライン（Ｌ２、Ｌ４、Ｌ６）において、第４ｉ＋１及び第４ｉ＋２垂直ライン（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ５、Ｃ６）に配置された液晶セルを含む。第１及び第２液晶セル群それぞれは、垂直及び水平方向で隣り合う２×１液晶セル単位で配置される。このような２×１液晶セル内で隣り合う液晶セルの極性は、互いに相反する。第１液晶セル群の液晶セルと、それと隣り合う第２液晶セル群の液晶セルとは、互いに異なる極性のデータ電圧を充電する。第４ｉ＋２フレーム期間で第１及び第２液晶セル群の液晶セルそれぞれに供給されるデータ電圧の極性は、第４ｉ＋１フレーム期間で発生されるデータ電圧の極性と互いに相反する。第４ｉ＋２フレーム期間の前のブランク期間内で、極性制御信号（ＰＯＬ）は、２水平期間単位で極性が反転され、第４ｉ＋１フレーム期間に比べて１水平期間程度の位相差が発生する。また、第４ｉ＋２フレーム期間の前のブランク期間内で、ドット反転制御信号（ＤＩＮＶ）は、ロー論理に反転される。

第４ｉ＋３フレーム期間の間、第１液晶セル群は、第４ｉ＋１及び第４ｉ＋３水平ライン（Ｌ１、Ｌ３、Ｌ５、Ｌ７）において、第４ｉ＋３及び第４ｉ＋４垂直ライン（Ｃ３、Ｃ４、Ｃ７、Ｃ８）に配置された液晶セルを含み、第４ｉ＋２及び第４ｉ＋４水平ライン（Ｌ２、Ｌ４、Ｌ６）において、第４ｉ＋１及び第４ｉ＋２垂直ライン（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ５、Ｃ６）に配置された液晶セルを含む。第２液晶セル群は、垂直及び水平方向で、第１液晶セル群を間に置いて配置される。第２液晶セル群は、第４ｉ＋１及び第４ｉ＋３水平ライン（Ｌ１、Ｌ３、Ｌ５、Ｌ７）において、第４ｉ＋１及び第４ｉ＋２垂直ライン（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ５、Ｃ６）に配置された液晶セルを含み、第４ｉ＋２及び第４ｉ＋４水平ライン（Ｌ２、Ｌ４、Ｌ６）において、第４ｉ＋３及び第４ｉ＋４垂直ライン（Ｃ３、Ｃ４、Ｃ７、Ｃ８）に配置された液晶セルを含む。第１及び第２液晶セル群それぞれは、垂直及び水平方向で隣り合う２×１液晶セル単位で配置される。このような２×１液晶セル内で隣り合う液晶セルの極性は、互いに相反する。第１液晶セル群の液晶セルと、それと隣り合う第２液晶セル群の液晶セルとは、互いに異なる極性のデータ電圧を充電する。第４ｉ＋３フレーム期間で第１及び第２液晶セル群の液晶セルそれぞれに供給されるデータ電圧の極性は、第４ｉ＋２フレーム期間で発生されるデータ電圧の極性と互いに相反する。第４ｉ＋３フレーム期間の前のブランク期間内で、極性制御信号（ＰＯＬ）は、２水平期間単位で極性が反転され、第４ｉ＋２フレーム期間に比べて１水平期間程度の位相差が発生する。また、第４ｉ＋３フレーム期間の前のブランク期間内で、ドット反転制御信号（ＤＩＮＶ）は、ハイ論理に反転される。

第４ｉ＋４フレーム期間の間、第１液晶セル群は、第４ｉ＋１及び第４ｉ＋３水平ライン（Ｌ１、Ｌ３、Ｌ５、Ｌ７）において、第４ｉ＋１及び第４ｉ＋２垂直ライン（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ５、Ｃ６）に配置された液晶セルを含み、第４ｉ＋２及び第４ｉ＋４水平ライン（Ｌ２、Ｌ４、Ｌ６）において、第４ｉ＋３及び第４ｉ＋４垂直ライン（Ｃ３、Ｃ４、Ｃ７、Ｃ８）に配置された液晶セルを含む。
第２液晶セル群は、垂直及び水平方向で、第１液晶セル群を間に置いて配置される。第２液晶セル群は、第４ｉ＋１及び第４ｉ＋３水平ライン（Ｌ１、Ｌ３、Ｌ５、Ｌ７）において、第４ｉ＋３及び第４ｉ＋４垂直ライン（Ｃ３、Ｃ４、Ｃ７、Ｃ８）に配置された液晶セルを含み、第４ｉ＋２及び第４ｉ＋４水平ライン（Ｌ２、Ｌ４、Ｌ６）において、第４ｉ＋１及び第４ｉ＋２垂直ライン（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ５、Ｃ６）に配置された液晶セルを含む。第１及び第２液晶セル群それぞれは、水平方向で隣り合う２×１液晶セル単位で配置される。このような２×１液晶セル内で隣り合う液晶セルの極性は、互いに相反する。そして、第１液晶セル群の液晶セルと、それと隣り合う第２液晶セル群の液晶セルとは、互いに異なる極性のデータ電圧を充電する。第４ｉ＋４フレーム期間の前のブランク期間内で、極性制御信号（ＰＯＬ）は、２水平期間単位で極性が反転され、第４ｉ＋３フレーム期間に比べて１水平期間程度の位相差が発生する。また、第４ｉ＋４フレーム期間の前のブランク期間内で、ドット反転制御信号（ＤＩＮＶ）は、ハイ論理に反転される。

本発明の実施の形態２に係る液晶表示装置及びその駆動方法によれば、データを分析して極性制御信号の位相をシフトさせることにより、データ電圧がブラック階調からホワイト階調に変わるときのデータ駆動回路の消費電力と発熱量を減らすことだけではなく、緑色藻やフリッカーを予防して表示品質を高めることができる。
さらに、本発明の実施の形態２に係る液晶表示装置及びその駆動方法によれば、極性制御信号の位相を周期的にシフトさせ、直流化残像が現れるデータが入力されたときに、水平ドット反転信号を反転させることにより、直流化残像を予防して表示品質をさらに高めることができる。

液晶表示装置の液晶セルを示す等価回路図である。 従来のチャージシェア制御を示す波形図である。 正極性データ電圧と負極性データ電圧とによる液晶セルの充電量を示す波形図である。 液晶表示装置の表示画面で緑色藻が現れやすい脆弱パターンの例を示す波形図である。 液晶表示装置の表示画面で緑色藻が現れやすい脆弱パターンの例を示す波形図である。 液晶表示装置の表示画面でフリッカー現象が現れやすい脆弱パターンの一つの例を示す図である。 インターレースデータの一つの例を示す波形図である。 インターレースデータによる直流化残像の実験結果を示す図である。 スクロールデータによる直流化残像の実験結果を示す図である。 本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置を示すブロック図である。 図１０に示されたタイミングコントローラでデータを分析して、その分析結果にしたがって極性制御信号の位相をシフトさせる回路を示すブロック図である。 図１１に示されたデータ分析部の階調分析例を説明するための図である。 図１１に示されたデータ分析部の階調分析例を説明するための図である。 脆弱パターンのデータが表示される次のフレームにおいて極性制御信号の位相が第２極性制御信号の位相に変わるときの、データラインに供給されるデータ電圧と極性制御信号の位相とを示す波形図である。 水平期間の間のブランク期間とフレーム期間の間のブランク期間とを示すタイミング信号の波形図である。 本発明の実施の形態２に係る液晶表示装置を示すブロック図である。 図１６に示されたタイミングコントローラによるデータ分析、極性制御信号のシフト回路、及びデータ電圧の水平極性反転周期制御回路を示すブロック図である。 図１６に示されたデータ駆動回路を詳しく示す回路図である。 図１８に示されたＤＡＣを詳しく示す回路図である。 脆弱パターンまたは直流化残像が現れるデータが入力されるときの、液晶表示パネルに供給されるデータ電圧の極性変化を示す図である。 図４のような脆弱パターンのデータを表示するときの画質改善効果を示す図である。 図５のような脆弱パターンのデータを表示するときの画質改善効果を示す図である。 本発明の実施の形態２に係る液晶表示装置において、第１液晶セル群による直流化残像防止効果を示す波形図である。 本発明の実施の形態２に係る液晶表示装置に供給されるデータ電圧の極性変化を示す図である。

Claims (10)

1. 交差配列された複数のデータライン及び複数のゲートラインと、マトリックス形態に配置された液晶セルとを含む液晶表示パネルと、
   極性制御信号を発生するとともに、あらかじめ決められた脆弱パターンのデータが入力されたか否かを判断して、前記脆弱パターンのデータが入力されたときに、前記脆弱パターンのデータが表示される次のフレーム期間で、前記極性制御信号の位相をシフトさせるタイミングコントローラと、
   前記極性制御信号に応答してデータ電圧の極性を反転させて前記データラインに供給するデータ駆動回路と、
   ゲートパルスを前記ゲートラインに順次供給するゲート駆動回路と、
   を備えることを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記タイミングコントローラは、
   入力デジタルビデオデータの最上位ビットに基づいて前記入力デジタルビデオデータそれぞれの階調を判断し、その階調に基づいて前記脆弱パターンのデータを検出するための各ラインの代表階調を判断し、前記脆弱パターンのデータが入力されたときに、以前のフレーム期間と次のフレーム期間との間のブランク期間内で選択信号を発生するデータ分析部と、
   第１極性制御信号と、前記第１極性制御信号と異なる位相の第２極性制御信号とを発生し、前記選択信号に応答して前記第１及び第２極性制御信号のいずれか一つを選択する位相制御部と、
   を備えることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記第２極性制御信号の論理反転周期は、前記第１極性制御信号の論理反転周期と同一であることを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
4. 交差配列された複数のデータライン及び複数のゲートラインと、マトリックス形態に配置された液晶セルとを含む液晶表示パネルと、
   極性制御信号を発生するとともに、あらかじめ決められた脆弱パターンのデータ及び直流化残像が現れるデータが入力されたか否かを判断し、前記脆弱パターンのデータ及び前記直流化残像が現れるデータのいずれか一つが入力されたときに、前記脆弱パターンのデータが表示される次のフレーム期間で、前記極性制御信号の位相をシフトさせてドット反転制御信号を活性化するタイミングコントローラと、
   前記極性制御信号に応答してデータ電圧の極性を反転させ、前記ドット反転制御信号に応答して前記データ電圧の水平極性反転周期を拡張させて前記データラインに供給するデータ駆動回路と、
   ゲートパルスを前記ゲートラインに順次供給するゲート駆動回路と、
   を備えることを特徴とする液晶表示装置。
5. 前記タイミングコントローラは、
   前記直流化残像が現れるデータが入力されたときに、前記極性制御信号の位相を１フレーム期間周期でシフトさせるとともに、前記ドット反転制御信号を１フレーム期間周期で反転させることを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置。
6. 交差配列された複数のデータライン及び複数のゲートラインと、マトリックス形態に配置された液晶セルとを含む液晶表示パネルを有する液晶表示装置の駆動方法において、
   極性制御信号を発生する段階と、
   あらかじめ決められた脆弱パターンのデータが入力されたか否かを判断して、前記脆弱パターンのデータが入力されたときに、前記脆弱パターンのデータが表示される次のフレーム期間で、前記極性制御信号の位相をシフトさせる段階と、
   前記極性制御信号でデータ駆動回路を制御して、データ電圧の極性を反転させて前記データラインに供給する段階と、
   ゲート駆動回路を制御してゲートパルスを前記ゲートラインに順次供給する段階と、
   を含むことを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。
7. 前記極性制御信号の位相をシフトさせる段階は、
   入力デジタルビデオデータの最上位ビットに基づいて前記入力デジタルビデオデータそれぞれの階調を判断し、その階調に基づいて前記脆弱パターンのデータを検出するための各ラインの代表階調を判断し、前記脆弱パターンのデータが入力されたときに、以前のフレーム期間と次のフレーム期間との間のブランク期間内で選択信号を発生する段階と、
   第１極性制御信号と、前記第１極性制御信号と異なる位相の第２極性制御信号とを発生する段階と、
   前記選択信号に応答して前記第１及び第２極性制御信号のいずれか一つを選択する段階と、
   を含むことを特徴とする請求項６に記載の液晶表示装置の駆動方法。
8. 前記第２極性制御信号の論理反転周期は、前記第１極性制御信号の論理反転周期と同一であることを特徴とする請求項７に記載の液晶表示装置の駆動方法。
9. 交差配列された複数のデータライン及び複数のゲートラインと、マトリックス形態に配置された液晶セルとを含む液晶表示パネルを有する液晶表示装置の駆動方法において、
   極性制御信号を発生する段階と、
   あらかじめ決められた脆弱パターンのデータ及び直流化残像が現れるデータが入力されたか否かを判断し、前記脆弱パターンのデータ及び前記直流化残像が現れるデータのいずれか一つが入力されたときに、前記脆弱パターンのデータが表示される次のフレーム期間で、前記極性制御信号の位相をシフトさせてドット反転制御信号を活性化する段階と、
   前記極性制御信号と前記ドット反転制御信号とでデータ駆動回路を制御して、データ電圧の極性を反転させ、前記データ電圧の水平極性反転周期を拡張させて前記データラインに供給する段階と、
   ゲート駆動回路を制御してゲートパルスを前記ゲートラインに順次供給する段階と、
   を含むことを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。
10. 前記直流化残像が現れるデータが入力されたときに、前記極性制御信号の位相を１フレーム期間周期でシフトさせるとともに、前記ドット反転制御信号を１フレーム期間周期で反転させる段階をさらに含むことを特徴とする請求項９に記載の液晶表示装置の駆動方法。

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