JP2010113100A - 表示装置及びその駆動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ＴＦＴの寄生容量に起因する電位変動の影響による表示品位の低下を防ぐことができる表示装置を提供する。
【解決手段】ゲートライン１２と、ゲートラインに供給される走査信号よってオン／オフされるトランジスタと、該トランジスタの一端に接続された画素電極と、該トランジスタの他端に接続されたソースバスライン１１と、ゲートライン１２を駆動するゲートドライバ３０と、ソースバスライン１１を駆動するソースドライバ２０とを備え、階調に応じた信号電圧に基づいて、行反転駆動方式または列反転駆動方式により表示を行う液晶表示装置１であって、所定の階調特性を有する画像データを表示する場合には、該画像データを構成する各画素に対応する各画素データの、各画素へ供給される信号電圧の極性を、隣接する画素データ間において互いに逆極性となるように設定する極性制御部４１を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えばアクティブマトリクス型液晶表示パネルのように、走査信号線と、該走査信号線に供給される走査信号よってオン／オフされるトランジスタと、該トランジスタの一端に接続された画素電極と、該トランジスタの他端に接続されたデータ信号線と、上記走査信号線を駆動する走査信号線駆動回路と、上記データ信号線を駆動するデータ信号線駆動回路とを備えた表示装置及びその駆動方法に関するものである。

近年、アクティブマトリクス方式の液晶表示装置において、コスト削減を図るべく、走査信号線駆動回路を同一のＴＦＴ基板上に作り込むゲートモノリシック回路や、ＲＧＢの画素を走査方向に配列（縦配列）して、いわゆるトリプルスキャン方式で駆動する技術（特許文献１等）が提案されている。

トリプルスキャン方式の液晶表示装置では、ＲＧＢ画素の配列が縦方向（列方向）に配列されているため、画素の充電時間が、横（行方向）配列の液晶表示装置と比較して、１／３程度に短くなる。そのため、従来、トリプルスキャン方式の液晶表示装置では、充電時間を確保し易い列反転（ソースライン反転）駆動方式が採用されている。
特開２００６−３１７５６６号公報（平成１８年１１月２４日公開）

ところが、従来のトリプルスキャン方式の液晶表示装置では、列反転駆動方式を採用しているために、特定の画像を表示する際に表示品位が低下するという問題点がある。この理由について、図を用いて以下に説明する。図１３は、表示すべき画像データの一例を示す図であり、図１４は、液晶表示装置の等価回路図の一部を示す図であり、図１５は、トランジスタ（ＴＦＴ）の寄生容量を模式的に示す回路図であり、図１６は、液晶表示装置の動作例を示すタイミングチャートである。また、図１７は、この液晶表示装置により表示される画像データを示す図である。

ここでは、図１３に示すような、０階調（黒色）の画像の周囲が中間調（例えば、６４階調表示の表示パネルにおける３２階調）となる画像（いわゆる、ウインドウパターン）を表示する場合を例に挙げて説明する。図１４において、ＧｎおよびＳｍは、中間調の画像を表示する領域に対応する走査信号線およびデータ信号線であり、Ｇｎ＋１およびＳｍは、０階調の画像を表示する領域に対応する走査信号線およびデータ信号線である。

図１６のタイミングチャートに示すように、走査信号線Ｇｎが選択されると（ＶＧｎ）、３２階調に相当する正極性の信号電圧（Ｖ３２）が、データ信号線Ｓｍに供給され、画素に書き込まれる（ＶＣＬｎ）。次に、走査信号線Ｇｎ＋１が選択されると（ＶＧｎ＋１）、０階調に相当する正極性の信号電圧（Ｖ０）が、データ信号線Ｓｍに供給され、次行の画素に書き込まれる。このとき、前行において３２階調に相当する信号電圧（Ｖ３２）が書き込まれた画素では、ＴＦＴの寄生容量Ｃｓｄ，Ｃｇｄ，Ｃｇｓ（図１５）の影響により、画素電位ＶＣＬｎがΔＶＣＬｎ分増加する。これにより、３２階調を表示すべき画素では、本来の電位よりも高い電位が印加された状態となり、図１７に示すように、本来の色調（グレー色）よりも濃い色調（濃いグレー色）となって表示される。また、０階調から３２階調に切り替わる領域（図１７では下側の領域）では、逆に、上記寄生容量の影響により画素電位ＶＣＬｎがΔＶＣＬｎ分減少するため、本来の電位よりも低い電位が印加された状態となり、図１７に示すように、本来の色調（グレー色）よりも薄い色調（薄いグレー色）となって表示される。

このように、従来の列反転駆動方式の液晶表示装置では、ＴＦＴの寄生容量に起因する電位変動の影響により、特に図１３に示すような画像を表示する場合に、表示品位が低下するという問題がある。なお、このような現象は、列反転駆動方式を採用する液晶表示装置に限らず、行反転駆動方式を採用する一般的な液晶表示装置においても生じるものである。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、ＴＦＴの寄生容量に起因する電位変動の影響による表示品位の低下を防ぐことができ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。

本発明に係る表示装置は、上記課題を解決するために、走査信号線と、該走査信号線に供給される走査信号よってオン／オフされるトランジスタと、該トランジスタの一端に接続された画素電極と、該トランジスタの他端に接続されたデータ信号線と、上記走査信号線を駆動する走査信号線駆動回路と、上記データ信号線を駆動するデータ信号線駆動回路とを備え、階調に応じた信号電圧に基づいて、行反転駆動方式または列反転駆動方式により表示を行う表示装置であって、所定の階調特性を有する画像データを表示する場合には、該画像データを構成する各画素に対応する各画素データの、各画素へ供給される信号電圧の極性を、隣接する画素データ間において互いに逆極性となるように設定する極性制御手段を備えていることを特徴としている。

本発明に係る表示装置の駆動方法は、上記課題を解決するために、走査信号線と、該走査信号線に供給される走査信号よってオン／オフされるトランジスタと、該トランジスタの一端に接続された画素電極と、該トランジスタの他端に接続されたデータ信号線と、上記走査信号線を駆動する走査信号線駆動回路と、上記データ信号線を駆動するデータ信号線駆動回路とを備え、階調に応じた信号電圧に基づいて、行反転駆動方式または列反転駆動方式により表示を行う表示装置の駆動方法であって、所定の階調特性を有する画像データを表示する場合には、該画像データを構成する各画素に対応する各画素データの、各画素へ供給する信号電圧の極性を、隣接する画素データ間において互いに逆極性となるように設定することを特徴としている。

上記の構成によれば、所定の階調特性を有する画像データを表示する際には、画素へ供給される画素データの信号電圧の極性が、隣接する画素データ間において互いに異なるため、一旦書き込まれた画素電位が、隣接画素への書き込みの際に、ＴＦＴの寄生容量に起因する電位変動の影響を受けることがない。具体的には、例えば走査信号線Ｇｎラインで３２階調の信号電圧を画素に書き込んだ後、次の走査信号線Ｇｎ＋１ラインで０階調の信号電圧を当該画素に書き込む場合に、それぞれの階調に対応する信号電圧の極性が互いに異なるため、当該画素の画素電位は、従来のように寄生容量に起因する電位変動（ΔＶＣＬｎ；図１６参照）の影響を受けず、一定に保持される。そのため、表示品位の低下を防ぐことができる。

なお、所定の階調特性を有する画像データとは、高階調（または低階調）の複数の画素データが互いに隣接して形成された高階調領域（または低階調領域）を含む画像であり、例えば、図１３に示すような、ＰＣ起動時に表示される画像である。

本表示装置は、上記表示装置において、記極性制御手段は、表示すべき画像データを構成する各画素データのうち、所定範囲内の階調に対応する画素データが、所定数以上隣接して配されている場合には、該画像データを表示する場合に、該各画素データの信号電圧の極性を、隣接する画素データ間において互いに逆極性となるように設定する構成とすることもできる。

本表示装置は、上記表示装置において、上記極性制御手段は、表示すべき画像データにおいて、隣接する画素に対応するそれぞれの画素データの互いの階調差が所定階調以下であるか否かを判定する階調比較手段と、上記階調比較手段により上記階調差が上記所定階調以下である場合に、上記階調差が上記所定階調以下となる画素データが、行方向に連続して所定数以上配されているか否かを判定する行方向画像判定手段と、上記行方向画像判定手段により、上記階調差が上記所定階調以下となる画素データが行方向に連続して上記所定数以上配されていると判定された場合に、これらの画素データで構成される画素データ群が、列方向に連続して所定数以上配されているか否かを判定する列方向画像判定手段とを備え、上記列方向画像判定手段により、上記画素データ群が列方向に連続して上記所定数以上配されていると判定された場合には、上記画像データを表示する場合に、上記各画素データの信号電圧の極性を、隣接する画素データ間において互いに逆極性となるように設定する構成とすることもできる。

本表示装置は、上記表示装置において、上記極性制御手段は、表示すべき画像データにおいて、隣接する画素に対応するそれぞれの画素データの互いの階調差が所定階調以下であるか否かを判定する階調比較手段と、上記階調比較手段により上記階調差が上記所定階調以下である場合に、上記階調差が上記所定階調以下となる画素データが、行方向に連続して所定数以上配されているか否かを判定する行方向画像判定手段と、上記行方向画像判定手段により、上記階調差が上記所定階調以下となる画素データが行方向に連続して上記所定数以上配されていると判定された場合に、これらの画素データで構成される画素データ群の平均階調を算出し、この平均階調が所定階調以下であるか否かを判定する平均階調比較手段と、上記平均階調比較手段により、上記平均階調が上記所定階調以下であると判定された場合に、上記画素データ群が、列方向に連続して所定数以上配されているか否かを判定する列方向画像判定手段とを備え、上記列方向画像判定手段により、上記画素データ群が列方向に連続して上記所定数以上配されていると判定された場合には、上記画像データを表示する場合に、上記各画素データの信号電圧の極性を、隣接する画素データ間において互いに逆極性となるように設定する構成とすることもできる。

これにより、上記所定の階調特性を有する画像データを確実に特定することができるため、ＴＦＴの寄生容量に起因する電位変動の影響による表示品位の低下を確実に防ぐことができる。

また、画素データの階調が所定値を満たす場合にのみ、隣接する画素データ間において互いに逆極性とすることができるため、この極性を設定する処理を必要最小限に抑えることができる。

さらに、各所定値を表示パネルごとに設定することができるため、極性を隣接する画素データ間において互いに異なるように設定すべき画像（上記所定の階調特性を有する画像データ）を、表示パネルのスペックに応じて変えることができる。

本表示装置は、上記表示装置において、上記極性制御手段は、表示すべき画像データを構成する各画素データのうち、所定範囲内の階調に対応する画素データが、所定数以上隣接して配され、かつ、これらの画素データで構成される画素データ群が、所定フレーム数以上連続して同一画素に配されている場合には、該画像データを表示する場合に、該各画素データの信号電圧の極性を、隣接する画素データ間において互いに逆極性となるように設定する構成とすることもできる。

上記の構成によれば、所定範囲の階調に対応する画素データが、さらに、所定フレーム数連続して同一画素に配されている場合に、隣接する画素データ間において互いに逆極性となるように設定される。そのため、上記画像データが、電位変動による表示品位の低下が顕著となる静止画である場合にだけ、隣接する画素データ間において互いに逆極性とすることができるため、この極性を設定する処理を必要最小限に抑えることができる。

本表示装置は、上記表示装置において、上記極性制御手段は、上記所定の階調特性を有する画像データを表示する場合にのみ、行反転駆動方式または列反転駆動方式をドット反転駆動方式に切り替える構成とすることもできる。

上記の構成によれば、行反転駆動方式または列反転駆動方式と、ドット反転駆動方式とを相互に切り替えることができる。これにより、ＴＦＴの寄生容量に起因する電位変動の影響による表示品位の低下を防ぐことができる。

また、トリプルスキャン方式の表示装置において、充電時間を確保し易い列反転駆動方式を前提としつつ、所定の階調特性を有する画像データを表示する場合にのみ、ドット反転駆動方式に切り替えることができるため、表示装置のコスト削減を図るとともに表示品位の低下を防ぐことができる。

上記表示装置は、液晶表示装置である構成とすることもできる。

本発明に係る表示装置及びその駆動方法は、以上のように、所定の階調特性を有する画像データを表示する場合には、該画像データを構成する各画素に対応する各画素データの、各画素へ供給する信号電圧の極性を、隣接する画素データ間において互いに逆極性となるように設定するものである。

上記構成及び方法によれば、ＴＦＴの寄生容量に起因する電位変動の影響による表示品位の低下を防ぐことができるという効果を奏する。

本発明の一実施形態について図１から図１２に基づいて説明すると以下の通りである。

まず、図１及び図２に基づいて本発明の表示装置に相当する液晶表示装置１の構成について説明する。図１は液晶表示装置１の全体構成を示すブロック図であり、図２は液晶表示装置１の画素の電気的構成を示す等価回路図である。

液晶表示装置１は、アクティブマトリクス型の液晶表示パネル１０、ソースドライバ（データ信号線駆動回路）２０、ゲートドライバ（走査信号線駆動回路）３０、コントロール部４０を備えている。

液晶表示パネル１０は、図示しないアクティブマトリクス基板と対向基板との間に液晶を挟持して構成されており、行列状に配列された多数の画素Ｐを有している。

そして、液晶表示パネル１０は、図２に示すように、アクティブマトリクス基板上に、ソースバスライン（データ信号線）１１、ゲートライン（走査信号線）１２、薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor；以下「ＴＦＴ」と称する）１３、および画素電極１４を備え、対向基板上に対向電極１８を備えている。

ソースバスライン１１は、列方向（縦方向）に互いに平行となるように各列に１本ずつ形成されており、ゲートライン１２は行方向（横方向）に互いに平行となるように各行に１本ずつ形成されている。ＴＦＴ１３及び画素電極１４は、ソースバスライン１１とゲートライン１２との各交点に対応してそれぞれ形成されており、ＴＦＴ１３のソース電極ｓがソースバスライン１１に、ゲート電極ｇがゲートライン１２に、ドレイン電極ｄが画素電極１４にそれぞれ接続されている。また、画素電極１４は、対向電極１８との間に液晶を介して液晶容量１７を形成している。

これにより、ゲートライン１２に供給されるゲート信号（走査信号）によってＴＦＴ１３のゲートをオンし、ソースバスライン１１から供給される信号電圧を画素電極１４に書き込んで画素電極１４を画像データに応じた電位に設定し、対向電極１８との間に介在する液晶に対して上記画像データに応じた電圧を印加することによって、上記画像データに応じた階調表示を実現することができる。

なお、液晶表示装置１は、図２に示すように、ＣＳバスライン（保持容量配線）１５を含んでいてもよい。ＣＳバスライン１５は、行方向（横方向）に互いに平行となるように各行に１本ずつ形成され、ゲートライン１２と対をなすように配置される。この各ＣＳバスライン１５は、それぞれ各行に配置された画素電極１４と容量結合され、各画素電極１４との間で保持容量（「補助容量」ともいう）１６を形成する。

コントロール部４０（図１）は、外部から入力される、画像データおよび各種タイミング信号（クロック、水平同期信号、垂直同期信号など）を受け取り、ソースドライバ２０およびゲートドライバ３０の駆動を制御する。また、コントロール部４０は、ソースドライバ２０から出力される信号電圧の極性を制御する極性制御部（極性制御手段）４１と、極性制御部４１で参照される各種データ（後述する所定値Ａ〜Ｄ等）を格納するメモリ部４２と、ソースドライバ２０およびゲートドライバ３０に、上記タイミング信号に基づき生成される制御信号および画像データを出力する制御信号処理部４３とを含んでいる。極性制御部４１の具体的な構成については後述する。

本実施の形態では、周期的に繰り返される垂直走査期間におけるアクティブ期間（有効走査期間）において、各行の水平走査期間を順次割り当て、各行を順次走査していく。そのため、ゲートドライバ３０は、ＴＦＴ１３をオンするためのゲート信号を各行の水平走査期間に同期して当該行のゲートライン１２に対して順次出力する。また、ソースドライバ２０は、各ソースバスライン１１に対して画像データに応じた信号電圧を出力する。この信号電圧は、液晶表示装置１の外部からコントロール部４０を介してソースドライバ２０に入力された画像データを、所望の階調に対応する電圧に変換した階調電圧である。

本実施の形態に係る液晶表示装置１では、所定の階調特性を有する画像データを表示する場合には、該画像データを構成する各画素に対応する各画素データの、各画素へ供給される信号電圧の極性を、行方向および／または列方向に隣接する画素データ間において互いに逆極性となるように設定するものである。概略的には、例えば、列反転駆動方式（図３の（ａ））により駆動する液晶表示装置において、図１３に示すような画像、すなわち高階調（または低階調）の複数の画素データが互いに隣接して形成された高階調領域（または低階調領域）を含む画像（所定の階調特性を有する画像）を表示する場合には、行方向および列方向に隣接する画素データ間において互いに逆極性となるように、ドット反転駆動方式（図３の（ｂ））に切り替えて表示を行う。これにより、隣接画素間では互いに信号電圧の極性が異なるため、従来生じていた電位変動（図１６のΔＶＣＬｎ）を抑えることができ、表示品位の低下を防ぐことができる。以下では、この液晶表示装置１の詳細について、極性制御部４１の具体的な構成を中心に説明する。

図４は、極性制御部４１の具体的な構成を示すブロック図である。極性制御部４１は、ソースドライバ２０からソースバスライン１１に出力される信号電圧の極性を制御するものである。極性制御部４１は、表示すべき画像に対応する画像データに基づき、該画像データを構成する各画素データの階調を特定する画素データ特定部（階調比較手段）４１１と、画像データの行方向の階調パターンを判定する行方向画像判定部（行方向画像判定手段）４１２と、複数の画素データで構成される画素データ群の平均階調を算出する平均階調算出部４１３と、画像データの列方向の階調パターンを判定する列方向画像判定部（平均階調比較手段、列方向画像判定手段）４１４と、ソースドライバ２０に極性制御信号（ＲＥＶ信号）を出力する極性制御信号出力部４１５とを備えている。

図１３に示した、表示すべき画像に基づき、各部の構成についてより具体的に説明する。

画素データ特定部４１１は、図１３に示す表示すべき１フレーム分の画像において、各行において隣接する画素に対応するそれぞれの画素データの階調を互いに比較し、これらの階調差が、予め設定された所定階調（所定階調Ａ）以下となる画素データを特定する。

行方向画像判定部４１２は、上記階調差が所定階調Ａ以下となる画素データが、行方向に何画素分並んでいるかを算出する。具体的には、上記階調差が所定階調Ａ以下となる画素データが、行方向に連続して所定数（所定数Ｂ）以上配されているか否かを、各行ごとに判定する。

平均階調算出部４１３は、行方向に連続して所定数Ｂ以上配された画素データで構成される画素データ群の平均階調を算出する。また、平均階調算出部４１３は、隣接行の平均階調の差を算出する。

列方向画像判定部４１４は、上記隣接行の平均階調差が所定階調（所定階調Ｃ）以下となる行を特定するとともに、上記平均階調差が所定階調Ｃ以下となる行が、列方向に連続して所定数（所定数Ｄ）以上配されているか否かを判定する。

極性制御信号出力部４１５は、上記平均階調差が所定階調Ｃ以下となる行が、列方向に連続して所定数Ｄ以上配されている場合に、当該画像データの信号電圧の極性を、隣接する画素データ間において互いに逆極性となるように、ソースドライバ２０に極性制御信号（ＲＥＶ信号）を出力する。極性制御信号は、画素に供給される信号電圧の極性を設定する信号であり、Ｈ（ハイ）／Ｌ（ロー）のパルスである。例えば、ある画素に対応する画素データについて、Ｈレベルの極性制御信号（ＲＥＶ信号）がソースドライバ２０に入力された場合、この画素データの出力電圧の極性は正極性となり、ある画素に対応する画素データについて、Ｌレベルの極性制御信号（ＲＥＶ信号）がソースドライバ２０に入力された場合、この画素データの出力電圧の極性は負極性となる。このように、極性制御信号出力部４１５は、一つの画素に出力される画素データごとに信号電圧の極性を設定することができる。そのため、表示する画像（１フレーム）ごとに、特定の画素に対応する画素データの信号電圧のみ極性を切り替えることができる。さらに、各種駆動方式を相互に切り替えることもできる。例えば、ある画像（第１フレーム）では、列反転駆動方式（または行反転駆動方式）で表示し、次の画像（第２フレーム）では、ドット反転駆動方式で表示し、さらに次の画像（第３フレーム）では、列反転駆動方式（または行反転駆動方式）で表示することができる。

（液晶表示装置の動作）
次に、液晶表示装置１の動作例について説明する。ここでは、列反転駆動方式で表示を行う液晶表示装置を例に挙げて説明する。図５は、ソースドライバ２０から出力される信号電圧の極性を制御する動作の概略を示すフローチャートである。

まず、表示すべき画像に対応する画像データが、外部から液晶表示装置１に入力される（ステップ１；以下、Ｓ１のように称す）。

画像データを取得した液晶表示装置１では、極性制御部４１の画素データ特定部４１１が、各行において、隣接する画素に対応するそれぞれの画素データどうしの階調を比較し、これらの階調差が予め設定された所定階調Ａ以下となる画素データを特定する（Ｓ２）。

次に、行方向画像判定部４１２が、各行において、上記階調差が所定階調Ａ以下となる画素データが、何画素分、行方向に連続して配されているかを算出する（Ｓ３）とともに、上記階調差が所定階調Ａ以下となる画素データが、行方向に連続して所定数（所定数Ｂ）以上配されているか否かを各行ごとに判定する（Ｓ４）。

上記所定数Ｂ以上連続して配される画素データからなる画素データ群が存在する場合（Ｓ４にてＹＥＳ）には、当該画素データ群のうち最初の画素データ（最端部に位置する画素データ）の行方向座標をメモリ部に記憶する（Ｓ５）。

次に、平均階調算出部４１３が、上記画素データ群の平均階調を各行ごと算出する（Ｓ６）とともに、隣接行の平均階調の差を算出する（Ｓ７）。

次に、列方向画像判定部４１４が、上記平均階調差が所定階調Ｃ以下となる行を特定する（Ｓ８）とともに、上記平均階調差が所定階調Ｃ以下となる行が、列方向に連続して所定数（所定数Ｄ）以上配されているか否かを判定する（Ｓ９）。

そして、上記平均階調差が所定階調Ｃ以下となる行が、列方向に連続して所定数Ｄ以上配されている場合（Ｓ９にてＹＥＳ）には、極性制御信号出力部４１５が、ソースドライバから出力される当該画像データの信号電圧の極性を切り替えるための極性制御信号（ＲＥＶ信号）を出力する（Ｓ１０）。すなわち、極性制御信号出力部４１５は、当該画像データの表示に際しては、ソースドライバ２０から出力される信号電圧の極性が、隣接画素間で異なるように切り替える制御信号をソースドライバ２０に出力する。これにより、当該画像データを、例えばドット反転駆動方式により表示することができる。

なお、Ｓ４において、上記所定数Ｂ以上連続して配される画素データからなる画素データ群が、画像データに存在しない場合（Ｓ４にてＮＯ）、および、Ｓ９において、上記平均階調差が所定階調Ｃ以下となる行が、列方向に連続して所定数Ｄ以上配されていない場合（Ｓ９にてＮＯ）には、Ｓ１１に移行し、極性制御信号出力部４１５が、画素に印加される信号電圧の極性を切り替えない極性制御信号（ＲＥＶ信号）を、ソースドライバ２０出力する（Ｓ１１）。この場合には、当該画像データは、列反転駆動方式による表示が行われる。

ここで、具体的な画像データを例に挙げて説明する。なお、ここでは、説明の便宜上、画素配列を簡略化し、画素配列が２６列×２０行、表示階調が６４階調の表示パネルと仮定する。また、表示パネルに応じて予め設定される各所定値Ａ〜Ｄは、Ａ＝３、Ｂ＝１０、Ｃ＝３、Ｄ＝５と仮定する。図６は、外部から液晶表示装置１に入力される画像データを示している。同図に示すように、この画像データは、０階調（黒色）の領域の周囲が中間調（３２階調；グレー色）である。液晶表示装置１がこの画像データを取得すると、極性制御部４１において、各画素に対応する個々の画素データとして認識される（図７）。

まず、画素データ特定部４１１において、第１行・第１列目の画素データの階調と、第１行・第２列目の画素データの階調とを比較し、この階調差が所定階調Ａ（＝３）以下となるかを判定する。第１行目において、この隣接画素間での比較処理が順次行われた後、第２行目における隣接画素間での比較処理が同様に行われる。このようにして比較処理が最終行まで行われることにより、画像データの全画素データにおいて、階調差が所定階調Ａ以下となる画素データが特定される。ここでは、階調差が所定階調Ａ以下となる画素データに対して、フラグが付与される。

次に、行方向画像判定部４１２において、上記フラグが付与された画素データが、行方向に何画素分、連続して配されているかを算出して、算出結果が、所定数Ｂ（＝１０）以上であるか否かを行ごとに判定する。図６の画像データでは、所定数Ｂ以上となる画素データ群が全行において存在するため、各行にＨフラグが付与される（図７の所定数Ｂ欄）。そして、第１行・第１列目の画素データの座標がメモリ部４２に記憶される。

次に、平均階調算出部４１３において、上記画素データ群の平均階調を各行ごと算出する。図７に示すように、第１〜第３行目の画素データ群では平均階調は３２階調となり、第４〜第１１行目の画素データ群では平均階調は０階調となり、第１２〜第２０行目の画素データ群では平均階調は３２階調となる（図７の平均階調欄）。また、平均階調算出部４１３において、隣接行の平均階調差を算出する（図７の平均階調差欄）。

続いて、列方向画像判定部４１４において、平均階調差が所定階調Ｃ（＝３）以下となる行を特定する（図７の所定階調Ｃ欄）。そして、平均階調差が所定階調Ｃ以下となる行が、列方向に連続して所定数Ｄ（＝５）以上配されているか否かを判定する。図６の画像データでは、平均階調差が所定階調Ｃ以下となる行が、０階調の領域（第４〜第１１行目）において７列連続して配されている。

列方向画像判定部４１４の判定結果に基づき、極性制御信号出力部４１５では、この画像データの表示に際しては、ソースドライバ２０から出力される信号電圧の極性が、隣接画素間で異なるように切り替える極性制御信号（ＲＥＶ信号）をソースドライバ２０に出力する。

以上の動作によれば、表示すべき画像に、同一または近似する階調が集合する領域が含まれる場合に、この画像を表示する場合にだけ、信号電圧の極性を隣接画素間で異ならせることができる。つまり、フレームごとに駆動方式を切り替えることができる。そのため、特に、行反転駆動方式または列反転駆動方式を採用する液晶表示装置において、ＴＦＴの寄生容量に起因する電位変動を抑えることができる。

図８は、本実施の形態に係る液晶表示装置１の動作例を示すタイミングチャートである。従来の図１６のタイミングチャートと比較して説明する。図８に示すように、ゲートラインＧｎ（図１３参照）が選択されると（ＶＧｎ）、３２階調に相当する正極性の信号電圧（ＶＨ３２）が、ソースバスラインＳｍに供給され画素に書き込まれる（ＶＣＬｎ）。次に、ゲートラインＧｎ＋１が選択されると（ＶＧｎ＋１）、０階調に相当する負極性の信号電圧（ＶＬ０）が、ソースバスラインＳｍに供給され、次行の画素に書き込まれる。ここで、本実施の形態では、前行において３２階調に相当する信号電圧（ＶＨ３２）の極性（正極性）と、次行において０階調に相当する信号電圧（ＶＬ０）の極性（負極性）とが互いに異なるため、ＴＦＴの寄生容量（図１５）の影響による電位変動（ΔＶＣＬｎ）は生じず、画素電位（ＶＣＬｎ）は一定に保持される。そのため、ＴＦＴの寄生容量に起因する電位変動の影響により、表示品位が低下することがない。

（液晶表示装置の構成例２）
ここで、上述した液晶表示装置１の構成（構成例１）では、図６に示すような画像のみならず、一色で構成される、いわゆるベタ画像についても表示品位の低下を招く画像として認識される。ベタ画像については、各画素で同一（または略同一）の階調の信号電圧が印加されるため、ＴＦＴの寄生容量に起因する電位変動の影響を受け難い。寄生容量に起因する電位変動は、特に、高階調または低階調の画素と中間調の画素との間で生じ易く、高階調または低階調の画素が集合した領域が存在する場合には、図１７に示すように表示品位の低下が顕著となって現れる。そこで、本実施の形態に係る液晶表示装置１では、このようなベタ画像を除外し、高階調（または低階調）の集合領域を含む画像のみを特定し、この画像を表示する場合にだけ極性を切り替える構成としてもよい。以下では、この構成を有する液晶表示装置１について説明する。なお、動作例１において説明した内容と重複する内容は、その記載を省略し、相違点を中心に説明する。図９は、構成例２の液晶表示装置における動作の概略を示すフローチャートである。

まず、画像データ（図６）を取得（Ｓ１）した液晶表示装置１では、極性制御部４１の画素データ特定部４１１が、各画素データの階調を特定し、所定範囲内の階調（例えば０〜５階調）であるか否かを判定する。そして、上記階調が上記所定範囲内の階調の画素データであって、隣接画素データ間の階調差が所定階調Ａ（＝３）以下となる画素データを特定する（Ｓ２１）。これにより、０階調の画素データのみが特定される。

次に、行方向画像判定部４１２では、各行において、上記階調が上記所定範囲内の階調の画素データであって、上記階調差が所定階調Ａ以下となる画素データが、何画素分、行方向に連続して配されているかを算出する（Ｓ３１）とともに、上記階調差が所定階調Ａ以下となる画素データが、行方向に連続して所定数Ｂ（＝１０）以上配されているか否かを、各行ごとに判定する（Ｓ４）。図６の画像データでは、所定数Ｂ以上となる画素データ群が存在するため、相当する行にＨフラグが付与される（図１０の所定数Ｂ欄）。そして、第４行・第４列目の画素データの座標がメモリ部４２に記憶される（Ｓ５）。

次に、平均階調算出部４１３では、上記画素データ群の平均階調を各行ごと算出する（Ｓ６）。図１０に示すように、第４〜第１１行目の画素データ群では平均階調は０階調となる（図１０の平均階調欄）。

以降のＳ７〜Ｓ１０では、図５に示す処理と同様の処理が行われ、この画像データの表示に際しては、ソースドライバ２０から出力される信号電圧の極性が、隣接画素間で異なるように切り替える制御信号がソースドライバ２０に出力される。

この動作例２によれば、電位変動が生じるおそれのある画像、つまり高階調（または低階調）の画素データが集合する領域が存在する画像を表示する場合にだけ、信号電圧の極性を切り替える（例えば、列反転駆動方式をドット反転駆動方式に切り替える）ことができる。

（液晶表示装置の構成例３）
また、電位変動による表示品位の低下は、特に、図６に示すような画像が静止画として表示される場合に顕著となる。そこで、表示品位の低下を招く画像が静止画である場合にのみ、極性を切り替える構成としてもよい。以下では、この構成について説明する。なお、ここでは、上述した動作例２の構成に基づいて説明するが、動作例１においても同様に適用することができる。本動作例３を実行する液晶表示装置１では、極性制御部４１が、さらに、画像データが静止画であるか否かを判定する静止画判定部４１６を含んでいる。図１１は、構成例３における液晶表示装置１の極性制御部４１の具体的な構成を示すブロック図であり、図１２は、当該液晶表示装置１の動作の概略を示すフローチャートである。

まず、画像データ（図６）を取得（Ｓ１）した液晶表示装置１では、極性制御部４１の画素データ特定部４１１が、各画素データの階調を特定し、所定範囲内の階調（例えば０〜５階調）であるか否かを判定する。そして、上記階調が上記所定範囲内の階調の画素データであって、隣接画素データ間の階調差が所定階調Ａ（＝３）以下となる画素データを特定する（Ｓ２１）。ここでは、０階調の画素データのみが特定される。

次に、行方向画像判定部４１２では、各行において、上記階調が上記所定範囲内の階調の画素データであって、上記階調差が所定階調Ａ以下となる画素データが、何画素分、行方向に連続して配されているかを算出する（Ｓ３１）とともに、上記階調差が所定階調Ａ以下となる画素データが、行方向に連続して所定数Ｂ（＝１０）以上配されているか否かを、各行ごとに判定する（Ｓ４）。図６の画像データでは、所定数Ｂ以上となる画素データ群が存在するため、相当する行にＨフラグが付与される（図１０の所定数Ｂ欄）。ここで、第４行・第４列目の画素データの座標（始点座標）がメモリ部４２に記憶される（Ｓ５１）。

次に、平均階調算出部４１３では、上記画素データ群の平均階調を各行ごと算出する（Ｓ６）。図１０に示すように、第４〜第１１行目の画素データ群では平均階調は０階調となる（図１０の平均階調欄）。また、平均階調算出部４１３は、これら隣接行の平均階調の差を算出する（Ｓ７）。

続いて、列方向画像判定部４１４では、平均階調差が所定階調Ｃ（＝３）以下となる行を特定する（Ｓ８）。そして、平均階調差が所定階調Ｃ以下となる行が、列方向に連続して所定数（＝５）以上配されているか否かを判定する（Ｓ９）。図６の画像データでは、平均階調差が所定階調Ｃ以下となる行が、０階調の領域において７列連続して配されている。ここで、第１７行・第１１列目の画素データの座標（終点座標）がメモリ部４２に記憶される（Ｓ９１）。このメモリ部４２の座標情報により、０階調の集合領域（図６の黒領域）が特定される。

次に、静止画判定部４１６では、メモリ部４２の上記座標情報に基づき、前フレームの画像に対する処理において記憶された黒領域の座標と一致（または略一致）するか否かを判定する（Ｓ９２）。前フレーム画像の黒領域の座標と一致（または略一致）する場合（Ｓ９２にてＹＥＳ）には、この黒領域を含む画像データが所定フレーム以上連続しているか否かを判定する（Ｓ９３）。例えば、同一の画像（黒領域）を含む画像データが、１０フレーム連続して液晶表示装置１に入力されている否かを判定する（Ｓ９３）。

同一の画像を含む画像データが１０フレーム連続して入力されている場合（Ｓ９３にてＹＥＳ）には、これらの画像データを静止画と判定し、極性制御信号出力部４１５が、これらの画像データを表示する場合には、ソースドライバ２０から出力される信号電圧の極性が、隣接画素間で異なるように切り替える極性制御信号（ＲＥＶ信号）をソースドライバ２０に出力する（Ｓ１０）。

一方、前フレームの黒領域の座標と一致（または略一致）しない場合（Ｓ９２にてＮＯ）には、黒領域の画像を含む画像データは、静止画ではないと判定し、信号電圧の極性を切り替える処理は行わない（Ｓ１１）。また、同一の画像を含む画像データが１０フレーム連続して入力されていない場合（Ｓ９３にてＮＯ）には、Ｓ１に移行し、次フレームの画像データに対して上記処理が行われる。このように、同一の画像を含む画像データが、所定フレーム連続して入力されるまでは、それまでの画像を、表示品位を低下させる画像とは認定せず、信号電圧の極性を切り替える処理は行わない。これにより、特に表示品位の低下が顕著となる画像のみに対して、信号電圧の極性を切り替える処理を行うことができる。

ここで、上述した液晶表示装置１において、メモリ部４２に格納される予め設定される所定値Ａ〜Ｄは、表示パネルの解像度に応じて異なる値に設定することができる。具体例を挙げると、８００×６００解像度の表示パネルの場合は、Ａ＝７、Ｂ＝２７０、Ｃ＝５、Ｄ＝６０に設定し、１２８０×８００解像度の表示パネルの場合は、Ａ＝１０、Ｂ＝４２０、Ｃ＝７、Ｄ＝８０に設定し、１２８０×１０２４解像度の表示パネルの場合は、Ａ＝１０、Ｂ＝４２０、Ｃ＝８、Ｄ＝１０３に設定する。なお、これら所定値Ａ〜Ｄは、メモリ部４２に適宜変更可能に格納されている。

また、上述の説明では、列反転駆動方式の液晶表示装置を例に挙げたが、これに限定されず、行反転駆動方式の液晶表示装置でも同様に適用することができる。

最後に、液晶表示装置に含まれる各ブロック、特に極性制御部４１は、ハードウェアロジックによって構成してもよいし、次のようにＣＰＵを用いてソフトウェアによって実現してもよい。

すなわち、液晶表示装置は、各機能を実現する制御プログラムの命令を実行するＣＰＵ（central processing unit）、上記プログラムを格納したＲＯＭ（read only memory）、上記プログラムを展開するＲＡＭ（random access memory）、上記プログラムおよび各種データを格納するメモリ等の記憶装置（記録媒体）などを備えている。そして、本発明の目的は、上述した機能を実現するソフトウェアである液晶表示装置の制御プログラムのプログラムコード（実行形式プログラム、中間コードプログラム、ソースプログラム）をコンピュータで読み取り可能に記録した記録媒体を、上記液晶表示装置に供給し、そのコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記録媒体に記録されているプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成可能である。

上記記録媒体としては、例えば、磁気テープやカセットテープ等のテープ系、フロッピー（登録商標）ディスク／ハードディスク等の磁気ディスクやＣＤ−ＲＯＭ／ＭＯ／ＭＤ／ＤＶＤ／ＣＤ−Ｒ等の光ディスクを含むディスク系、ＩＣカード（メモリカードを含む）／光カード等のカード系、あるいはマスクＲＯＭ／ＥＰＲＯＭ／ＥＥＰＲＯＭ／フラッシュＲＯＭ等の半導体メモリ系などを用いることができる。

また、液晶表示装置を通信ネットワークと接続可能に構成し、上記プログラムコードを通信ネットワークを介して供給してもよい。この通信ネットワークとしては、特に限定されず、例えば、インターネット、イントラネット、エキストラネット、ＬＡＮ、ＩＳＤＮ、ＶＡＮ、ＣＡＴＶ通信網、仮想専用網（virtual private network）、電話回線網、移動体通信網、衛星通信網等が利用可能である。また、通信ネットワークを構成する伝送媒体としては、特に限定されず、例えば、ＩＥＥＥ１３９４、ＵＳＢ、電力線搬送、ケーブルＴＶ回線、電話線、ＡＤＳＬ回線等の有線でも、ＩｒＤＡやリモコンのような赤外線、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、８０２．１１無線、ＨＤＲ、携帯電話網、衛星回線、地上波デジタル網等の無線でも利用可能である。なお、本発明は、上記プログラムコードが電子的な伝送で具現化された、搬送波に埋め込まれたコンピュータデータ信号の形態でも実現され得る。

本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、上記実施の形態を技術常識に基づいて適宜変更したものやそれらを組み合わせて得られるものも本発明の実施の形態に含まれる。

本発明は、アクティブマトリクス型液晶表示装置の駆動に特に好適に適用できる。

本発明の実施の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１の液晶表示装置における各画素の電気的構成を示す等価回路図である。 （ａ）は列反転駆動方式における各画素の極性を示す図であり、（ｂ）はドット反転駆動方式における各画素の極性を示す図である。 図１の液晶表示装置における極性制御部の具体的な構成を示すブロック図である。 図１の液晶表示装置の動作（構成例１）の概略を示すフローチャートである。 外部から本液晶表示装置に入力される画像データの一例を示す図である。 図６の画像データを構成する画素データを示す図である。 図１に示す液晶表示装置の動作例を示すタイミングチャートである。 構成例２の液晶表示装置における動作の概略を示すフローチャートである。 外部から図９の液晶表示装置に入力される画像データを構成する画素データを示す図である。 構成例３の液晶表示装置の極性制御部の具体的な構成を示すブロック図である。 図１１の液晶表示装置における動作の概略を示すフローチャートである。 表示すべき画像データの一例を示す図である。 従来の液晶表示装置の等価回路図の一部を示す図である。 図１４に示す液晶表示装置におけるトランジスタの寄生容量を模式的に示す回路図である。 図１４に示す液晶表示装置の動作例を示すタイミングチャートである。 図１４に示す液晶表示装置により表示される画像データを示す図である。

符号の説明

１ 液晶表示装置（表示装置）
１０ 液晶表示パネル（表示パネル）
１１ ソースバスライン（データ信号線）
１２ ゲートライン（走査信号線）
１３ ＴＦＴ（トランジスタ）
１４ 画素電極
２０ ソースドライバ（データ信号線駆動回路）
３０ ゲートドライバ（走査信号線駆動回路）
４０ コントロール部
４１ 極性制御部（極性制御手段）
４１１ 画素データ特定部（階調比較手段）
４１２ 行方向画像判定部（行方向画像判定手段）
４１３ 平均階調算出部
４１４ 列方向画像判定部（平均階調比較手段、列方向画像判定手段）
４１５ 極性制御信号出力部
４１６ 静止画判定部
４２ メモリ部
４３ 制御信号処理部

Claims (8)

1. 走査信号線と、該走査信号線に供給される走査信号よってオン／オフされるトランジスタと、該トランジスタの一端に接続された画素電極と、該トランジスタの他端に接続されたデータ信号線と、上記走査信号線を駆動する走査信号線駆動回路と、上記データ信号線を駆動するデータ信号線駆動回路とを備え、階調に応じた信号電圧に基づいて、行反転駆動方式または列反転駆動方式により表示を行う表示装置であって、
   所定の階調特性を有する画像データを表示する場合には、該画像データを構成する各画素に対応する各画素データの、各画素へ供給される信号電圧の極性を、隣接する画素データ間において互いに逆極性となるように設定する極性制御手段を備えていることを特徴とする表示装置。
2. 上記極性制御手段は、表示すべき画像データを構成する各画素データのうち、所定範囲内の階調に対応する画素データが、所定数以上隣接して配されている場合には、該画像データを表示する場合に、該各画素データの信号電圧の極性を、隣接する画素データ間において互いに逆極性となるように設定することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 上記極性制御手段は、
   表示すべき画像データにおいて、隣接する画素に対応するそれぞれの画素データの互いの階調差が所定階調以下であるか否かを判定する階調比較手段と、
   上記階調比較手段により上記階調差が上記所定階調以下である場合に、上記階調差が上記所定階調以下となる画素データが、行方向に連続して所定数以上配されているか否かを判定する行方向画像判定手段と、
   上記行方向画像判定手段により、上記階調差が上記所定階調以下となる画素データが行方向に連続して上記所定数以上配されていると判定された場合に、これらの画素データで構成される画素データ群が、列方向に連続して所定数以上配されているか否かを判定する列方向画像判定手段とを備え、
   上記列方向画像判定手段により、上記画素データ群が列方向に連続して上記所定数以上配されていると判定された場合には、上記画像データを表示する場合に、上記各画素データの信号電圧の極性を、隣接する画素データ間において互いに逆極性となるように設定することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
4. 上記極性制御手段は、
   表示すべき画像データにおいて、隣接する画素に対応するそれぞれの画素データの互いの階調差が所定階調以下であるか否かを判定する階調比較手段と、
   上記階調比較手段により上記階調差が上記所定階調以下である場合に、上記階調差が上記所定階調以下となる画素データが、行方向に連続して所定数以上配されているか否かを判定する行方向画像判定手段と、
   上記行方向画像判定手段により、上記階調差が上記所定階調以下となる画素データが行方向に連続して上記所定数以上配されていると判定された場合に、これらの画素データで構成される画素データ群の平均階調を算出し、この平均階調が所定階調以下であるか否かを判定する平均階調比較手段と、
   上記平均階調比較手段により、上記平均階調が上記所定階調以下であると判定された場合に、上記画素データ群が、列方向に連続して所定数以上配されているか否かを判定する列方向画像判定手段とを備え、
   上記列方向画像判定手段により、上記画素データ群が列方向に連続して上記所定数以上配されていると判定された場合には、上記画像データを表示する場合に、上記各画素データの信号電圧の極性を、隣接する画素データ間において互いに逆極性となるように設定することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
5. 上記極性制御手段は、表示すべき画像データを構成する各画素データのうち、所定範囲内の階調に対応する画素データが、所定数以上隣接して配され、かつ、これらの画素データで構成される画素データ群が、所定フレーム数以上連続して同一画素に配されている場合には、該画像データを表示する場合に、該各画素データの信号電圧の極性を、隣接する画素データ間において互いに逆極性となるように設定することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
6. 上記極性制御手段は、上記所定の階調特性を有する画像データを表示する場合にのみ、行反転駆動方式または列反転駆動方式をドット反転駆動方式に切り替えることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
7. 上記表示装置は、液晶表示装置であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の表示装置。
8. 走査信号線と、該走査信号線に供給される走査信号よってオン／オフされるトランジスタと、該トランジスタの一端に接続された画素電極と、該トランジスタの他端に接続されたデータ信号線と、上記走査信号線を駆動する走査信号線駆動回路と、上記データ信号線を駆動するデータ信号線駆動回路とを備え、階調に応じた信号電圧に基づいて、行反転駆動方式または列反転駆動方式により表示を行う表示装置の駆動方法であって、
   所定の階調特性を有する画像データを表示する場合には、該画像データを構成する各画素に対応する各画素データの、各画素へ供給する信号電圧の極性を、隣接する画素データ間において互いに逆極性となるように設定することを特徴とする表示装置の駆動方法。