JP2011018020A - 表示パネルの駆動方法、ゲートドライバ及び表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】データ信号の駆動電流を低減する。
【解決手段】本発明の一態様に係る表示パネルの駆動方法は、データ線に供給するデータ信号の電圧極性反転周期が3走査以上で、複数の走査線を所定期間ごとに第1及び第2走査順序で切り替えて駆動する表示パネルの駆動方法であって、前記第1及び第2走査順序を設定するときの前記電圧極性反転周期は1フレーム期間で、複数の走査線を第1走査順序で駆動し、データ信号の充放電回数が最大となる表示パターンを第1最大電流パターンとし、第2走査順序は、第1最大電流パターンを表示するときに、データ信号の充放電回数が第1走査順序で第1最大電流パターンを表示したときの1/2となるように設定する。
【選択図】図2
【解決手段】本発明の一態様に係る表示パネルの駆動方法は、データ線に供給するデータ信号の電圧極性反転周期が3走査以上で、複数の走査線を所定期間ごとに第1及び第2走査順序で切り替えて駆動する表示パネルの駆動方法であって、前記第1及び第2走査順序を設定するときの前記電圧極性反転周期は1フレーム期間で、複数の走査線を第1走査順序で駆動し、データ信号の充放電回数が最大となる表示パターンを第1最大電流パターンとし、第2走査順序は、第1最大電流パターンを表示するときに、データ信号の充放電回数が第1走査順序で第1最大電流パターンを表示したときの1/2となるように設定する。
【選択図】図2
Description
本発明は、表示パネルの駆動方法、ゲートドライバ及び表示装置に関し、特に複数の走査順序を所定期間ごとに切り替えて駆動する表示パネルの駆動方法、ゲートドライバ及び表示装置に関する。
液晶セルが行列に配置されたマトリックス型の液晶表示パネルは、最も典型的な表示デバイスの1つである。液晶表示パネルには、液晶セルと、液晶セルの行を選択するための走査線と、データ信号を供給するためのデータ線とが設けられている。走査線とデータ線とは、格子状に配置されている。液晶セルは、走査線とデータ線とが交差する位置のそれぞれに配置される。
液晶セルは、画素電極、TFT(Thin film transistor)を備えている。画素電極に対向する位置には、共通電極が設けられている。画素電極と共通電極との間には、液晶が満たされている。液晶表示パネルの駆動では、液晶材料の劣化を抑制するために、画素電極に供給されるデータ信号の極性が所定の期間ごとに反転される。この反転駆動には、ドット反転駆動、カラム反転駆動(列反転駆動)、ライン反転駆動、フレーム反転駆動などがある。
ドット反転駆動のなかでも、1Hドット反転(1×1ドット反転)駆動は、共通電極の電圧が固定され、隣接するデータ線の電圧極性が異なり、1走査期間ごとにデータ信号の電圧極性を反転する駆動方法である。1Hドット反転駆動は、4つの駆動方法のなかで最も画質がよい。その理由の1つに、1Hドット反転駆動では、全てのデータ線が1走査期間の最初に所定の中間電圧にプリチャージされるか、又は、全てのデータ線がショートされる(チャージシェアとも呼ばれる)ので、前データ信号の影響を受けないことが挙げられる。しかし、液晶パネルがノーマリーブラックである場合、出現頻度が高い白のラスターパターンで駆動電流が最も大きくなる。
カラム反転駆動は、共通電極の電圧が固定され、隣接するデータ線の電圧極性が異なり、1フレーム期間ごとにデータ信号の電圧極性を反転する駆動方法である。2Hドット反転(2×1ドット反転)駆動は、共通電極の電圧が固定され、隣接するデータ線の電圧極性が異なり、2走査期間ごとにデータ信号の電圧極性を反転する駆動方法である。いずれの駆動方法でも、1走査期間ごとにデータ信号の電圧レベルが変化する1走査線おきの横ストライプパターンや市松パターンで最も駆動電流が大きくなる。この表示パターンのときの駆動電流は、1Hドット反転駆動の最大駆動電流に比べて1/2に低減される。
液晶は応答速度が遅いために、動きぼけ(motion blur)を生じる。テレビ用途の液晶表示パネルでは、供給されるフレーム間に補間フレームを生成して倍速駆動(120Hz)を行うことで動きぼけを改善している。しかし、この倍速駆動で1Hドット反転駆動を行うと駆動電流が大きくなり、データドライバでの発熱量が増大し、高温になりすぎてデータドライバが破壊される可能性がある。
ところで、特許文献1では、1フレーム期間の画像データを監視して、データ信号の充放電回数が最小になるように走査順序を設定して消費電力を低減している。
しかしながら、カラム反転駆動での最大駆動電流は、1Hドット反転駆動の最大駆動電流の1/2にしかならず、倍速駆動では通常駆動に比べて単位時間当たりの駆動電流が2倍に増加することからデータドライバが高温になる。破壊には至らないまでも、データドライバが高温になると駆動能力が低下し画質が悪くなることがある。
また、特許文献1のように1フレーム期間の画像データを監視して走査順序を設定する方法では、画素数の増加に伴い画像データを監視する回路規模が大きくなる。さらに、ゲートドライバの回路も複雑になり、例えば、256出力では8ビット、1024出力では10ビットのデコーダが必要になるため回路規模が大きくなる。
本発明の一態様に係る表示パネルの駆動方法は、データ線に供給するデータ信号の電圧極性反転周期が3走査期間以上で、複数の走査線を所定期間ごとに第1及び第2走査順序で切り替えて駆動する表示パネルの駆動方法であって、前記第1及び第2走査順序を設定するときの前記電圧極性反転周期は1フレーム期間で、複数の走査線を第1走査順序で駆動し、データ信号の充放電回数が最大となる表示パターンを第1最大電流パターンとし、第2走査順序は、第1最大電流パターンを表示するときに、データ信号の充放電回数が第1走査順序で第1最大電流パターンを表示したときの1/2となるように設定する。これにより、最大電流パターンが異なる少なくとも2以上の走査順序を所定期間ごとに切り替えることで、特定の表示パターンでのデータ信号の平均駆動電流を低減して、データドライバの最高到達温度を低下させることができる。
本発明の駆動方法によれば、画像データを監視することなく、また、ゲートドライバの回路規模を大きくすることなく、特定の表示パターンでのデータ信号の平均駆動電流を低減してデータドライバの最高到達温度を低下させることができる。
実施の形態1.
発明の実施の形態1に係る表示装置の構成について、図1を参照して説明する。図1は、本実施の形態に係る液晶表示装置1の構成を示すブロック図である。図1に示すように、液晶表示装置1は、液晶表示パネル2、データドライバ3、ゲートドライバ4、タイミングコントローラ5を備えている。なお、ここでは図示していないが、液晶表示装置1は、液晶表示パネル2の背面から光を照射するバックライト、データドライバ3及びゲートドライバ4などに電源電圧を供給する電源などを備えている。
発明の実施の形態1に係る表示装置の構成について、図1を参照して説明する。図1は、本実施の形態に係る液晶表示装置1の構成を示すブロック図である。図1に示すように、液晶表示装置1は、液晶表示パネル2、データドライバ3、ゲートドライバ4、タイミングコントローラ5を備えている。なお、ここでは図示していないが、液晶表示装置1は、液晶表示パネル2の背面から光を照射するバックライト、データドライバ3及びゲートドライバ4などに電源電圧を供給する電源などを備えている。
液晶表示パネル2には、列方向(垂直方向)に延びる複数のデータ線X1〜Xmと、行方向(水平方向)に延びる複数の走査線Y1〜Ynとが格子状に形成されている。データ線と走査線の交点には、表示セルとして機能する液晶セル8が形成されている。
液晶セル8は、スイッチ素子として機能するTFT(Thin Film Transistor)6、画素電極7を備えている。各液晶セル8では、画素電極7とそれに対向する共通電極との間に液晶が満たされている。TFT6のゲート電極は走査線Y1〜Ynにそれぞれ接続され、ソース電極はデータ線X1〜Xmにそれぞれ接続され、ドレイン電極は画素電極7にそれぞれ接続されている。共通電極には固定された電圧(Vcom)が供給される。また、各液晶セル8は、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の3色のうちいずれか1色のカラーフィルタによって被覆されている。1画素は、RGBの3つの液晶セル8で構成される。
画素電極7と他の行の画素電極7との間には寄生容量が存在する。このため、すでにデータ信号が書き込まれた画素電極7が、後にデータ信号が書き込まれる他の行の画素電極7の電位変動により、すでに書き込まれた画素電極7の電位が変動する場合がある。以下、この寄生容量に起因する電位変動をカップリングノイズと記す。このカップリングノイズを抑制するために、画素電極7と他の行の画素電極7との間には、画素電極7と同一層で水平方向に延びる補助容量線9が設けられている。この補助容量線9は、補助容量とシールドの2つの機能を備える。補助容量線9には、Vcomと等しい値又は略等しい値の固定された電圧が供給される。
一般に、液晶表示装置におけるデータ信号の電圧極性(単に極性と記すことがある)には、正極と負極がある。また、データ信号の電圧レベル(階調)には、明と暗がある。電圧レベルが256階調であれば、極性が正極で電圧レベルが明(最高輝度)のデータ信号V255p、極性が負極で電圧レベルが明(最高輝度)のデータ信号V255n、極性が正極で電圧レベルが暗(最低輝度)のデータ信号V0p、極性が負極で電圧レベルが暗(最低輝度)のデータ信号V0nの4つのデータ信号はそれぞれ異なる電圧値である。
なお、ここでは、液晶表示パネル2は、ノーマリーブラックであるとして説明する。従って、液晶表示パネル2での表示は、データ信号がVcom付近の電圧V0p、V0nでは暗くなり、Vcomから離れた電圧V255p、V255nだと明るくなる。
タイミングコントローラ5は、供給される垂直同期信号Vsync、水平同期信号Hsync、ドットクロックdCLK、画像データDR、DG、DBなどから、データドライバ3及びゲートドライバ4に駆動に必要な信号を生成して供給する。なお、倍速駆動の補間フレームは、タイミングコントローラ5の前段の画像信号処理部(不図示)で生成される。
データドライバ3は、データ線X1〜Xmにデータ信号を供給する。本実施の形態では、いわゆるカラム反転駆動が採用される。すなわち、隣接するデータ線に供給するデータ信号の電圧極性が異なり、データ信号の電圧極性を1フレーム期間ごとに反転する。従って、各液晶セル8の電圧極性は、1フレーム期間ごとに反転される。なお、データドライバ3から遠い液晶セル8ではデータ信号の波形なまりにより書き込み率が悪くなることがある。波形なまりにより画素電極7への書き込み率が悪くなるときには、1つのデータ線Xを液晶表示パネル2の上下2カ所から同時に駆動するのが好ましい。データドライバ3は、高速動作、高電圧精度が要求されるので、シリコンなどの半導体基板に回路を形成して製造される。
液晶表示パネル2のデータ線X1〜Xm及び液晶セル8は容量負荷であり、電圧が安定した状態では電流が流れない。前述のとおり、各液晶セル8の電圧極性は、1フレーム期間ごとに反転する。しかし、データ線X1〜Xmの寄生容量が数百pF(ピコファラド)に対して液晶セル8の容量は数百fF(フェムトファラド)である。このため、データ信号の駆動電流に比べ液晶セル8の充放電電流は約1/1000となり、ほとんど無視することができる。従って、カラム反転駆動では、データ信号の電圧レベルが変化しないときには駆動電流は流れないと考えてよい。
ゲートドライバ4は、走査線Y1〜Ynに走査信号(Vgon、Vgoff)を供給する。垂直ブランキング期間に、すべての走査線Y1〜Ynは、TFT6がターンオフする電圧Vgoffが供給されている。TFT6がターンオンする電圧Vgonを所定の期間だけ対応する走査線Yに供給することを、走査線Yを駆動する(又は選択する)と記す。なお、走査信号の波形なまりを低減するために、液晶表示パネル2の左右2カ所にゲートドライバ4を実装し、1つの走査線を左右2カ所から同時に駆動するのが好ましい。ゲートドライバ4は、半導体基板に回路を形成してもよいが、データドライバ3に比べ、動作速度、出力電圧精度が高くないので、液晶表示パネル2上に回路を形成してもよい。
ここでは、フルHD(1920×1080画素)に対応する画素数を有するカラー液晶表示パネルについて説明する。フルHDのカラー液晶表示パネルでは、データ線は5760本で、走査線は1080本である。本実施の形態では、連続する2つの走査線Y2k−1、Y2k(k:自然数)を第k走査グループ(図では第kGrと記すことがある)として説明する。走査線Y1、Y2は第1走査グループ、走査線Y3、Y4は第2走査グループ、走査線Y5、Y6は第3走査グループ、走査線Y7、Y8は第4走査グループ、走査線Y9、Y10は第5走査グループ、・・・、走査線Y1079、Y1080は第540走査グループである。
また、連続する8つの走査線を1つの走査ブロックとして説明する。走査線Y1〜Y8は第1走査ブロック、走査線Y9〜Y16は第2走査ブロック、・・・、走査線Y1073〜Y1080は第135走査ブロックである。以下、主として、第1走査ブロックの走査順序について説明する。第1走査ブロック以外の走査ブロックについては第1走査ブロックと同様の走査順序で駆動される。
なお、以下の説明において、走査線Y1に接続される液晶セル8を液晶セル「1」、走査線Y2に接続される液晶セル8を液晶セル「2」、・・・、走査線Ynに接続される液晶セル8を液晶セル「n」と記すことがある。また、相対的な位置関係から、第k走査グループに属する走査線Y2k−1に接続される液晶セル8を液晶セル「2k−1」、走査線Y2kに接続される液晶セル8を液晶セル「2k」、1つ前の走査グループに属する走査線Y2k−3に接続される液晶セル8を液晶セル「2k−3」、走査線Y2k−2に接続される液晶セル8を液晶セル「2k−2」と記すことがある。
1フレーム期間の走査グループの走査順序は、第1走査グループ→第2走査グループ→第3走査グループ→第4走査グループ→第5走査グループ→・・・→第540走査グループの順に駆動される。そして、走査グループ内の走査順序において、奇数走査線Y2k−1が先に駆動され、偶数走査線Y2kが後に駆動される走査順序を順走査、偶数走査線Y2kが先に駆動され、奇数走査線Y2k−1が後に駆動される走査順序を逆走査と記す。
図2に、本実施の形態における1走査ブロック内の各走査線の走査順序を示す。実線で囲まれた数字1、2は、その走査グループが順走査であることを示し、点線で囲まれた数字2、1は逆走査であることを示している。その走査グループにおいて、1は対応する走査線が先に駆動され、2は対応する走査線が1の後に駆動されることを意味する。走査順序Aは、従来の走査順序と同じで各走査グループは順走査である。つまり、第1走査期間から第8走査期間に、走査線Y1→Y2→Y3→Y4→Y5→Y6→Y7→Y8の順に駆動する。走査順序Bは、各走査グループは逆走査である。つまり、第1走査期間から第8走査期間に、走査線Y2→Y1→Y4→Y3→Y6→Y5→Y8→Y7の順に駆動する。
走査順序Cは、第1及び第3走査グループは順走査で、第2及び第4走査グループは逆走査である。つまり、走査線Y1→Y2→Y4→Y3→Y5→Y6→Y8→Y7の順に駆動する。走査順序Dは、第1及び第3走査グループは逆走査で、第2及び第4走査グループは順走査である。つまり、走査線Y2→Y1→Y3→Y4→Y6→Y5→Y7→Y8の順に駆動する。
次に、図3を参照して、本実施の形態に係る駆動方法について説明する。図3は、本実施の形態に係る表示パネルの駆動方法を説明するためのタイミングチャートである。図3においては、第1走査ブロックの走査順序のみを記載し、その他の走査ブロックの走査順序については第1走査ブロックと同様であるため省略している。
図3に示すように、タイミングコントローラ5に垂直同期信号Vsyncが入力されると、クロック信号VCLKに基づいて、各フレーム期間の時刻t1にゲートドライバ4に垂直スタート信号STVが入力され、その後時刻t2にて各フレーム期間での最初の走査が開始される。
第1フレーム期間では、各走査ブロックにおける8本の走査線は図2において説明した走査順序Aで駆動される。第1フレーム期間に続く第2フレーム期間では、各走査ブロックにおける8本の走査線は走査順序Bで駆動される。第2フレーム期間に続く第3フレーム期間では、各走査ブロックにおける8本の走査線は走査順序Cで駆動される。第3フレーム期間に続く第4フレーム期間では、各走査ブロックにおける8本の走査線は走査順序Dで駆動される。
次に、走査順序A、B、C、Dのフレーム間の順序について説明する。走査順序A→走査順序B→走査順序C→走査順序Dで、再度走査順序Aに戻り循環して駆動されることをフレーム順序A→B→C→Dと記す。
このフレーム順序は6通りある。フレーム順序A→B→C→D、フレーム順序A→B→D→C、フレーム順序A→C→D→B、フレーム順序A→D→C→B、フレーム順序A→C→B→D、フレーム順序A→D→B→Cである。いずれのフレーム順序で駆動してもよい。なお、循環して駆動されるのでフレーム順序B→C→D→Aなどはフレーム順序A→B→C→Dと同一であるとみなす。
正極ガンマカーブと負極ガンマカーブは非対称であるため、階調電圧の設定が正しくないときには、画質が悪くなる。そのため、2フレーム期間ごとに走査順序を切り替え、1つの走査順序でデータ信号の電圧極性が正極と負極で1回ずつ駆動するのが好ましい。2フレーム期間ごとに走査順序A、B、C、Dを切り替えれば8フレーム期間で1回循環する。2フレーム期間ごとに走査順序を切り替える例として、走査順序A(負)→走査順序A(正)→走査順序C(負)→走査順序C(正)→走査順序B(負)→走査順序B(正)→走査順序D(負)→走査順序D(正)などがある。ただし、括弧()内の正、負は、データ線X1に供給する1フレーム期間の電圧極性とする。
8フレーム期間で1回循環する他の例として、走査順序A(負)→走査順序C(正)→走査順序B(負)→走査順序D(正)→走査順序C(負)→走査順序A(正)→走査順序D(負)→走査順序B(正)など1フレーム期間ごとに走査順序を切り替えてもよい。8フレーム期間のデータ信号の平均駆動電流は、4フレーム期間のデータ信号の平均駆動電流と同じである。
図3のタイミングチャートの一番下に記述したX1は、後述の表示パターン1を表示するときのデータ線X1に供給されるデータ信号の電圧レベルを示す。図3に示すように、第1及び第3フレーム期間ではV0n又はV255nの負極電圧が供給され、第2及び第4フレーム期間ではV0p又はV255pの正極電圧が供給される。なお、以下の説明で、第8走査期間と第9走査期間(第2走査ブロックの第1走査期間)でのデータ信号の電圧レベルの変化が分かるように、第9走査期間のデータ信号の電圧レベルを括弧()で示す。
第1フレーム期間では、第1〜第8走査期間に、データ信号の電圧レベルを明→暗→明→暗→明→暗→明→暗(→明)の順に供給する。このように、明から始まり充放電回数が8回になる順序をデータ信号順序Aと記す。第2フレーム期間では、データ信号の電圧レベルを暗→明→暗→明→暗→明→暗→明(→暗)の順に供給する。このように、暗から始まり充放電回数が8回になる順序をデータ信号順序Bと記す。
従って、データ信号順序A、Bは、8走査期間に8回データ信号の電圧レベルが変化するので、データ信号の駆動電流が最大となる。このときのデータ信号の駆動電流を1とし、以下では基準電流値と記す。また、データ信号の駆動電流が最大になる表示パターンを最大電流パターンと記す。
第3フレーム期間では、データ信号の電圧レベルを明→暗→暗→明→明→暗→暗→明(→明)の順に供給する。データ信号の充放電回数は第1及び第2フレーム期間に比べて半減し、駆動電流は基準電流値の1/2(0.5)である。厳密には、フレーム間でデータ信号の電圧極性が反転するので、駆動電流は基準電流の1/2より僅かに多い電流値である。
第4フレーム期間では、データ信号の電圧レベルを暗→明→明→暗→暗→明→明→暗(→暗)の順に供給する。データ信号の充放電回数は第1及び第2フレーム期間に比べて半減し、駆動電流は基準電流値の1/2(0.5)である。従って、第1〜第4フレーム期間の4フレーム期間の平均駆動電流は基準電流値の(1+1+0.5+0.5)/4=3/4になる。
図4に本発明に関わる8つの表示パターンを示す。図4に示す○は液晶セル8に明(最高輝度)のデータ信号を供給し、●は液晶セル8に暗(最低輝度)のデータ信号を供給することを意味する。
表示パターン1は、「明、暗、明、暗、明、暗、明、暗」である。表示パターン1は、走査順序A、Bの最大電流パターンである。表示パターン2は、「明、暗、暗、明、明、暗、暗、明」である。表示パターン2は、走査順序C、Dの最大電流パターンである。また、後述する実施の形態5で説明する走査順序C'、D'の最大電流パターンである。
表示パターン3は、「明、暗、明、暗、暗、明、暗、明」である。表示パターン3は、後述する走査順序E、Fの最大電流パターンである。表示パターン4は、「明、暗、暗、明、暗、明、明、暗」である。表示パターン4は、後述する走査順序G、Hの最大電流パターンである。
表示パターン5は、「明、暗、明、暗、明、暗、暗、明」である。表示パターン5は、後述する走査順序P、Qの最大電流パターンである。表示パターン6は、「明、暗、暗、明、明、暗、明、暗」である。表示パターン6は、後述する走査順序R、Sの最大電流パターンである。
表示パターン7は、「明、暗、明、暗、暗、明、明、暗」である。表示パターン7は、後述する走査順序T、Uの最大電流パターンである。表示パターン8は、「明、暗、暗、明、暗、明、暗、明」である。表示パターン8は、後述する走査順序V、Wの最大電流パターンである。なお、走査順序E、F、G、H、P、Q、R、S、T、U、V、Wについては後に詳述する。
表示パターン9は、「明、明、暗、暗、明、明、暗、暗」である。本実施の形態、及び後述する実施の形態2〜4で説明するいずれの走査順序においても、データ信号の駆動電流は基準電流値の1/2である。よって、以降の説明において、表示パターン9を表示したときの駆動電流の説明は割愛する。この表示パターン9は、後述する実施の形態5の走査順序A'、B'、及び実施の形態6の一部の走査順序の最大電流パターンである。
表示パターン1の反転表示パターンは、「暗、明、暗、明、暗、明、暗、明」で、これを表示パターン1Bとする。同様に、表示パターン2〜9の反転表示パターンをそれぞれ表示パターン2B〜9Bとする。
本発明では、駆動電流の観点から、表示パターン1B〜9Bは、それぞれ表示パターン1〜9と同一表示パターンであるとみなす。また、複数のデータ線において、表示パターンj(j:1〜9)と反転表示パターンである表示パターンjBから構成される組み合わせの表示パターンも表示パターンjであるとみなす。
例えば、すべてのデータ線で表示パターン1を表示する1走査おきの横ストライプパターンも、表示パターン1と表示パターン1Bを1データ線おきに交互に表示する市松パターンも表示パターン1と同一とする。
図5を参照してデータ信号の駆動電流について説明する。図中の○はデータ信号が明、●はデータ信号が暗であることを意味する。そして、図5中の左から右に向かう順序でデータ信号を供給する。また、データ信号の順序の横の数字(1、1/2、3/4)は、各走査順序での基準電流値に対する比較電流値である。なお、本発明では、データドライバ3を構成する増幅器を含む駆動部自身の消費電流や、ロジック部での消費電流を含まない。
まず、表示パターン1の静止画を表示するときの各走査順序A、B、C、Dにおけるデータ信号の駆動電流について説明する。前述したように表示パターン1を表示するときに、走査順序A、Bでは駆動電流が最大になる。これに対して、走査順序Cでは、供給するデータ信号の電圧レベルは、図3の第3フレーム期間に示すように、明→暗→暗→明→明→暗→暗→明(→明)で、走査順序Dでは、供給するデータ信号の電圧レベルは、図3の第4フレーム期間に示すように、暗→明→明→暗→暗→明→明→暗(→暗)である。
走査順序C、Dでは電圧レベルが変化するのは、第1−第2走査期間、第3−第4走査期間、第5−第6走査期間、第7−第8走査期間の4回である。このため、走査順序C、Dではデータ信号順序A、Bに比べて充放電回数が4/8となり、駆動電流は基準電流値の1/2(0.5)である。4又は8フレーム期間に、走査順序A、B、C、Dで1又は2回ずつ駆動すれば、4又は8フレーム期間の平均駆動電流は(1+1+0.5+0.5)/4=3/4となる。従って、表示パターン1では、従来の走査順序で駆動するときに比べて駆動電流が低減している。
次に、表示パターン2の静止画を表示するときの各走査順序A、B、C、Dにおけるデータ信号の駆動電流について説明する。前述したように表示パターン2を表示するときに、走査順序C、Dでは駆動電流が最大になる。これに対して、走査順序Aでは、供給するデータ信号の電圧レベルは、明→暗→暗→明→明→暗→暗→明(→明)で、走査順序Bでは、供給するデータ信号の電圧レベルは、暗→明→明→暗→暗→明→明→暗(→暗)である。
走査順序A、Bでは、電圧レベルが変化するのは、第1−第2走査期間、第3−第4走査期間、第5−第6走査期間、第7−第8走査期間の4回である。このため、走査順序A、Bではデータ信号順序A、Bに比べて充放電回数が4/8となり、駆動電流は基準電流値の1/2(0.5)である。4又は8フレーム期間に、走査順序A、B、C、Dで1又は2回ずつ駆動すれば、4又は8フレーム期間の平均駆動電流は(1+1+0.5+0.5)/4=3/4となる。
なお、従来の走査順序(走査順序A)で、表示パターン2を表示するときの駆動電流は、基準電流値の1/2である。従って、表示パターン2では、従来の走査順序で駆動するとき比べて平均駆動電流が増加している。このように、本発明では、特定の表示パターン(走査順序Aにおいては、表示パターン1が特定の表示パターンに該当する)を表示するときのデータ信号の平均駆動電流を低減する技術であり、すべての表示パターンに対してデータ信号の平均駆動電流を低減する技術ではない。
次に、表示パターン3の静止画を表示するときの各走査順序A、B、C、Dにおけるデータ信号の駆動電流について説明する。表示パターン3を表示するときに、走査順序Aでは、供給するデータ信号の電圧レベルは、明→暗→明→暗→暗→明→暗→明(→明)で、走査順序Bでは、供給するデータ信号の電圧レベルは、暗→明→暗→明→明→暗→明→暗(→暗)である。
走査順序A、Bでは、電圧レベルが変化しないのは、第4−第5走査期間、第8−第9走査期間の2回である。このため、走査順序A、Bではデータ信号順序A、Bに比べて充放電回数が6/8となり、駆動電流は基準電流値の3/4である。走査順序Cでは、供給するデータ信号の電圧レベルは、明→暗→暗→明→暗→明→明→暗(→明)で、走査順序Dでは、供給するデータ信号の電圧レベルは、暗→明→明→暗→明→暗→暗→明(→暗)である。
走査順序C、Dでは、電圧レベルが変化しないのは、第2−第3走査期間、第6−第7走査期間の2回である。このため、走査順序C、Dではデータ信号順序A、Bに比べて充放電回数が6/8となり、駆動電流は基準電流値の3/4である。いずれの走査順序で駆動しても基準電流値の3/4である。従って、4又は8フレーム期間に、走査順序A、B、C、Dで1又は2回ずつ駆動すれば、4又は8フレーム期間の平均駆動電流は基準電流値の3/4である。
次に、表示パターン4の静止画を表示するときの各走査順序A、B、C、Dにおけるデータ信号の駆動電流について説明する。表示パターン4を表示するときに、走査順序Aでは、供給するデータ信号の電圧レベルは、明→暗→暗→明→暗→明→明→暗(→明)で、走査順序Bでは、供給するデータ信号の電圧レベルは、暗→明→明→暗→明→暗→暗→明(→暗)である。走査順序A、Bでは、電圧レベルが変化しないのは、第2−第3走査期間、第6−第7走査期間の2回である。このため、走査順序A、Bではデータ信号順序A、Bに比べて充放電回数が6/8となり、駆動電流は基準電流値の3/4である。
走査順序Cでは、供給するデータ信号の電圧レベルは、明→暗→明→暗→暗→明→暗→明(→明)で、走査順序Dでは、供給するデータ信号の電圧レベルは、暗→明→暗→明→明→暗→明→暗(→暗)である。走査順序C、Dでは、電圧レベルが変化しないのは、第4−第5走査期間、第8−第9走査期間の2回なので、データ信号順序A、Bに比べて充放電回数が6/8なので駆動電流は基準電流値の3/4である。いずれの走査順序で駆動しても基準電流値の3/4である。従って、4又は8フレーム期間に、走査順序A、B、C、Dで1又は2回ずつ駆動すれば、4又は8フレーム期間の平均駆動電流は基準電流値の3/4である。
次に、表示パターン5の静止画を表示するときの各走査順序A、B、C、Dにおけるデータ信号の駆動電流について説明する。表示パターン5は、表示パターン1において、液晶セル「7」、「8」の電圧レベルが反転した表示パターンである。
表示パターン5を表示するときに、走査順序Aでは、供給するデータ信号の電圧レベルは、明→暗→明→暗→明→暗→暗→明(→明)で、走査順序Bでは、供給するデータ信号の電圧レベルは、暗→明→暗→明→暗→明→明→暗(→暗)である。走査順序A、Bでは、電圧レベルが変化しないのは、第6−第7走査期間、第8−第9走査期間の2回である。このため、走査順序A、Bではデータ信号順序A、Bに比べて充放電回数が6/8となり、駆動電流は基準電流値の3/4である。
走査順序Cでは、供給するデータ信号の電圧レベルは、明→暗→暗→明→明→暗→明→暗(→明)で、走査順序Dでは、供給するデータ信号の電圧レベルは、暗→明→明→暗→暗→明→暗→明(→暗)である。走査順序C、Dでは、電圧レベルが変化しないのは、第2−第3走査期間、第4−第5走査期間の2回なので、データ信号順序A、Bに比べて充放電回数が6/8なので駆動電流は基準電流値の3/4である。4又は8フレーム期間に、走査順序A、B、C、Dで1又は2回ずつ駆動すれば、4又は8フレーム期間の平均駆動電流は基準電流値の3/4である。
表示パターン6は、表示パターン2において液晶セル「7」、「8」の電圧レベルが反転した表示パターンである。表示パターン7は、表示パターン3において液晶セル「7」、「8」の電圧レベルが反転した表示パターンである。表示パターン8は、表示パターン4において液晶セル「7」、「8」の電圧レベルが反転した表示パターンである。詳細は省略するが、表示パターン6〜8のいずれの表示パターンでも4又は8フレーム期間の平均駆動電流は基準電流値の3/4である。従って、表示パターン3〜8では、従来の走査順序に比べて駆動電流は変わらない。
従来の走査順序でカラム反転駆動したときのデータ信号の駆動電流が最大になる表示パターンは、表示パターン1の1つの表示パターンしかない。上述の通り、反転表示パターン1Bは表示パターン1と同一表示パターンとみなすためである。
これに対し、本実施形態では、平均駆動電流が最大になる表示パターンが複数存在する。図4に示す表示パターン1〜8、及び反転表示パターン1B〜8Bのいずれの表示パターンでも4又は8フレーム期間の平均駆動電流は基準電流値の3/4である。
ところで、8走査期間に明、暗のデータ信号を供給する組み合わせは、256通りある。そのうち、明から始まる組み合わせは、128通りあり、明4回、暗4回のデータ信号を供給する組み合わせは35通りある。35通りのうち、平均駆動電流が基準電流値の3/4(0.75)になる表示パターンは8通り、9/16(0.5625)になる表示パターンは16通り、1/2(0.5)になる表示パターンは9通り、1/4(0.25)になる表示パターンは2通りある。図4に示した表示パターン1〜8は、本実施の形態において、平均駆動電流が基準電流値の3/4になる表示パターンである。
また、明から始まる組み合わせ128通りのうち、明3回、暗5回又は明5回、暗3回のデータ信号を供給する組み合わせは、56通りある。そのときの平均駆動電流の最大値は、基準電流値の5/8(0.625)である。
従って、本実施の形態の走査順序でカラム反転駆動すれば、すべての表示パターンにおいて、データ信号の平均駆動電流は、基準電流値の3/4以下になる。つまり、従来の走査順序でカラム反転するときに比べて平均駆動電流の最大値が低下しているので、データドライバ3の最高到達温度を低下させることができる。
従来の走査順序(走査順序A)のカラム反転駆動では、前データ信号の電圧レベルの影響を受け表示ムラを生じるが、本実施形態によれば、表示ムラが改善する表示パターンがある。例えば、横ストライプパターン(暗暗中中暗暗中中など)などである。ここで、輝度が中間調であることを「中」とした。中間調では輝度差が認識されやすく、従来の走査順序では前データ信号が暗である中間調は本来の輝度よりやや暗く見える。
しかし、本実施形態によれば、同一のデータ線Xに接続される複数の液晶セル8において、4フレーム期間に、液晶セル「2k−1」(又は液晶セル「2k」)は、同一の走査グループに属する他の液晶セル「2k」(又は液晶セル「2k−1」)に供給されるデータ信号の影響を2回受け、1つ前の走査グループに属する液晶セル「2k−3」及び液晶セル「2k−2」に供給されるデータ信号の影響を1回ずつ受ける。
例えば、液晶セル「2k−3」、液晶セル「2k−2」、液晶セル「2k−1」、液晶セル「2k」に暗、暗、中、中のデータ信号がそれぞれ供給されるときには、液晶セル「2k−1」と液晶セル「2k」は、4フレーム期間に前データ信号として、暗2回、中2回がそれぞれ供給されるので表示ムラが改善する。
実施の形態2.
本発明の実施の形態2に係る表示パネルの駆動方法について、図6〜図8を参照して説明する。本実施の形態では、実施の形態1の走査順序A、B、C、Dの代わりに、走査順序E、F、G、Hを用いる例について説明する。なお、表示装置としては、図1と同様の構成のものを用いることができるため、説明を省略する。図6に、本実施の形態における1走査ブロック内の各走査線の走査順序を示す。
本発明の実施の形態2に係る表示パネルの駆動方法について、図6〜図8を参照して説明する。本実施の形態では、実施の形態1の走査順序A、B、C、Dの代わりに、走査順序E、F、G、Hを用いる例について説明する。なお、表示装置としては、図1と同様の構成のものを用いることができるため、説明を省略する。図6に、本実施の形態における1走査ブロック内の各走査線の走査順序を示す。
走査順序Eは、第1及び第2走査グループは順走査で、第3及び第4走査グループは逆走査である。つまり、走査線Y1→Y2→Y3→Y4→Y6→Y5→Y8→Y7の順に駆動する。走査順序Fは、第1及び第2走査グループは逆走査で、第3及び第4走査グループは順走査である。つまり、走査線Y2→Y1→Y4→Y3→Y5→Y6→Y7→Y8の順に駆動する。
走査順序Gは、第1及び第4走査グループは順走査で、第2及び第3走査グループは逆走査である。つまり、走査線Y1→Y2→Y4→Y3→Y6→Y5→Y7→Y8の順に駆動する。走査順序Hは、第1及び第4走査グループは逆走査で、第2及び第3走査グループは順走査である。つまり、走査線Y2→Y1→Y3→Y4→Y5→Y6→Y8→Y7の順に駆動する。
次に、図7を参照して、本実施の形態に係る駆動方法について説明する。図7は、本実施の形態に係る表示パネルの駆動方法を説明するためのタイミングチャートである。図7に示すように、タイミングコントローラ5に垂直同期信号Vsyncが入力されると、クロック信号VCLKに基づいて、各フレーム期間の時刻t1にゲートドライバ4に垂直スタート信号STVが入力され、その後時刻t2にて各フレーム期間での最初の走査が開始される。
第1フレーム期間では、各走査ブロックにおける8本の走査線は図6において説明した走査順序Eで駆動される。第1フレーム期間に続く第2フレーム期間では、各走査ブロックにおける8本の走査線は走査順序Fで駆動される。第2フレーム期間に続く第3フレーム期間では、各走査ブロックにおける8本の走査線は走査順序Gで駆動される。第3フレーム期間に続く第4フレーム期間では、各走査ブロックにおける8本の走査線は走査順序Hで駆動される。
図8を参照してデータ信号の駆動電流について説明する。まず、表示パターン1の静止画を表示するときの各走査順序E、F、G、Hにおけるデータ信号の駆動電流について説明する。
表示パターン1を表示するときに、走査順序Eでは、供給するデータ信号の電圧レベルは、明→暗→明→暗→暗→明→暗→明(→明)で、走査順序Fでは、供給するデータ信号の電圧レベルは、暗→明→暗→明→明→暗→明→暗(→暗)である。走査順序E、Fで電圧レベルが変化しないのは、第4−第5走査期間、第8−第9走査期間の2回である。このため、走査順序E、Fではデータ信号順序A、Bに比べて充放電回数が6/8となり、駆動電流は基準電流値の3/4である。
走査順序Gでは、供給するデータ信号の電圧レベルは、明→暗→暗→明→暗→明→明→暗(→明)で、走査順序Hでは、供給するデータ信号の電圧レベルは、暗→明→明→暗→明→暗→暗→明(→暗)である。走査順序G、Hで電圧レベルが変化しないのは、第2−第3走査期間、第6−第7走査期間の2回である。このため、走査順序G、Hではデータ信号順序A、Bに比べて充放電回数が6/8となり、駆動電流は基準電流値の3/4である。従って、4又は8フレーム期間に、走査順序E、F、G、Hで1又は2回ずつ駆動すれば、4又は8フレーム期間の平均駆動電流は基準電流値の3/4である。
次に、表示パターン2の静止画を表示するときの各走査順序E、F、G、Hにおけるデータ信号の駆動電流について説明する。表示パターン2を表示するときに、走査順序Eでは、供給するデータ信号の電圧レベルは、明→暗→暗→明→暗→明→明→暗(→明)で、走査順序Fでは、供給するデータ信号の電圧レベルは、暗→明→明→暗→明→暗→暗→明(→暗)である。走査順序E、Fで電圧レベルが変化しないのは、第2−第3走査期間、第6−第7走査期間の2回である。このため、走査順序E、Fでは、データ信号順序A、Bに比べて充放電回数が6/8となり、駆動電流は基準電流値の3/4である。
走査順序Gでは、供給するデータ信号の電圧レベルは、明→暗→明→暗→暗→明→暗→明(→明)で、走査順序Hでは、供給するデータ信号の電圧レベルは、暗→明→暗→明→明→暗→明→暗(→暗)である。走査順序G、Hで電圧レベルが変化しないのは、第4−第5走査期間、第8−第9走査期間の2回である。このため、走査順序G、Hではデータ信号順序A、Bに比べて充放電回数が6/8となり、駆動電流は基準電流値の3/4である。従って、4又は8フレーム期間に、走査順序E、F、G、Hで1又は2回ずつ駆動すれば、4又は8フレーム期間の平均駆動電流は基準電流値の3/4である。
次に、表示パターン3の静止画を表示するときの各走査順序E、F、G、Hにおけるデータ信号の駆動電流について説明する。前述したように表示パターン3を表示するときに、走査順序E、Fでは駆動電流が最大になる。これに対して、走査順序Gでは、供給するデータ信号の電圧レベルは、明→暗→暗→明→明→暗→暗→明(→明)で、走査順序Hでは、供給するデータ信号の電圧レベルは、暗→明→明→暗→暗→明→明→暗(→暗)である。
走査順序G、Hで電圧レベルが変化するのは、第1−第2走査期間、第3−第4走査期間、第5−第6走査期間、第7−第8走査期間の4回である。このため、走査順序G、Hではデータ信号順序A、Bに比べて充放電回数が4/8となり、駆動電流は基準電流値の1/2である。4又は8フレーム期間に、走査順序E、F、G、Hで1又は2回ずつ駆動すれば、4又は8フレーム期間の平均駆動電流は(1+1+0.5+0.5)/4=3/4となる。
次に、表示パターン4の静止画を表示するときの各走査順序E、F、G、Hにおけるデータ信号の駆動電流について説明する。前述したように表示パターン4を表示するときに、走査順序G、Hでは、駆動電流が最大になる。これに対して、走査順序Eでは、供給するデータ信号の電圧レベルは、明→暗→暗→明→明→暗→暗→明(→明)で、走査順序Fでは、供給するデータ信号の電圧レベルは、暗→明→明→暗→暗→明→明→暗(→暗)である。
走査順序E、Fで電圧レベルが変化するのは、第1−第2走査期間、第3−第4走査期間、第5−第6走査期間、第7−第8走査期間の4回である。このため、走査順序E、Fではデータ信号順序A、Bに比べて充放電回数が4/8となり、駆動電流は基準電流値の1/2である。4又は8フレーム期間に、走査順序E、F、G、Hで1又は2回ずつ駆動すれば、4又は8フレーム期間の平均駆動電流は(1+1+0.5+0.5)/4=3/4となる。
なお、図8においては図示してないが、同様に、表示パターン5〜8、表示パターン1B〜8Bの静止画を表示するときの各走査順序E、F、G、Hにおける4又は8フレーム期間の平均駆動電流は基準電流値の3/4である。
走査順序E、F、G、Hのフレーム間の順序については、走査順序A、B、C、Dと同様に、6つのフレーム順序がある。さらに、極性を考慮して、走査順序E(負)→走査順序G(正)→走査順序F(負)→走査順序H(正)→走査順序G(負)→走査順序E(正)→走査順序H(負)→走査順序F(正)などで駆動してもよい。
実施の形態3.
本発明の実施の形態3に係る表示パネルの駆動方法について図9を参照して説明する。本実施の形態では、実施の形態1、2の走査順序A〜D、E〜Hの代わりに、走査順序P、Q、R、Sを用いる例について説明する。なお、表示装置としては、図1と同様の構成のものを用いることができるため、説明を省略する。図9に、本実施の形態における1走査ブロック内の各走査線の走査順序を示す。
本発明の実施の形態3に係る表示パネルの駆動方法について図9を参照して説明する。本実施の形態では、実施の形態1、2の走査順序A〜D、E〜Hの代わりに、走査順序P、Q、R、Sを用いる例について説明する。なお、表示装置としては、図1と同様の構成のものを用いることができるため、説明を省略する。図9に、本実施の形態における1走査ブロック内の各走査線の走査順序を示す。
走査順序Pは、第1、第2及び第3走査グループは順走査で、第4走査グループは逆走査である。つまり、走査線Y1→Y2→Y3→Y4→Y5→Y6→Y8→Y7の順に駆動する。走査順序Qは、第1、第2及び第3走査グループは逆走査で、第4走査グループは順走査である。つまり、走査線Y2→Y1→Y4→Y3→Y6→Y5→Y7→Y8の順に駆動する。
走査順序Rは、第1、第3及び第4走査グループは順走査で、第2走査グループは逆走査である。つまり、走査線Y1→Y2→Y4→Y3→Y5→Y6→Y7→Y8の順に駆動する。走査順序Sは、第1、第3及び第4走査グループは逆走査で、第2走査グループは順走査である。つまり、走査線Y2→Y1→Y3→Y4→Y6→Y5→Y8→Y7の順に駆動する。
詳細は省略するが、各走査順序P、Q、R、Sで、表示パターン1〜4、7、8を表示するときのデータ信号の駆動電流は、基準電流値の3/4である。4又は8フレーム期間に、走査順序P、Q、R、Sで1又は2回ずつ駆動すれば、4又は8フレーム期間の平均駆動電流は基準電流値の3/4である。
走査順序P、Qで、表示パターン5を表示するときのデータ信号の駆動電流は、基準電流値と同じ電流が流れる。走査順序R、Sで、表示パターン5を表示するときのデータ信号の駆動電流は、基準電流値の1/2である。4又は8フレーム期間に、走査順序P、Q、R、Sで1又は2回ずつ駆動すれば、4又は8フレーム期間の平均駆動電流は3/4となる。走査順序P、Q、R、Sのフレーム間の順序については、実施の形態1、2と同様なので説明を省略する。
実施の形態4.
本発明の実施の形態4に係る表示パネルの駆動方法について図10を参照して説明する。本実施の形態では、実施の形態1、2、3の走査順序A〜D、E〜H、P〜Sの代わりに、走査順序T、U、V、Wを用いる例について説明する。なお、表示装置としては、図1と同様の構成のものを用いることができるため、説明を省略する。図10に、本実施の形態における1走査ブロック内の各走査線の走査順序を示す。
本発明の実施の形態4に係る表示パネルの駆動方法について図10を参照して説明する。本実施の形態では、実施の形態1、2、3の走査順序A〜D、E〜H、P〜Sの代わりに、走査順序T、U、V、Wを用いる例について説明する。なお、表示装置としては、図1と同様の構成のものを用いることができるため、説明を省略する。図10に、本実施の形態における1走査ブロック内の各走査線の走査順序を示す。
走査順序Tは、第1、第2及び第4走査グループは順走査で、第3走査グループは逆走査である。つまり、走査線Y1→Y2→Y3→Y4→Y6→Y5→Y7→Y8の順に駆動する。走査順序Uは、第1、第2及び第4走査グループは逆走査で、第3走査グループは順走査である。つまり、走査線Y2→Y1→Y4→Y3→Y5→Y6→Y8→Y7の順に駆動する。
走査順序Vは、第2、第3及び第4走査グループは逆走査で、第1走査グループは順走査である。つまり、走査線Y1→Y2→Y4→Y3→Y6→Y5→Y8→Y7の順に駆動する。走査順序Wは、第2、第3及び第4走査グループは順走査で、第1走査グループは逆走査である。つまり、走査線Y2→Y1→Y3→Y4→Y5→Y6→Y7→Y8の順に駆動する。
詳細は省略するが、各走査順序T、U、V、Wで、表示パターン1〜6を表示するときのデータ信号の駆動電流は、基準電流値の3/4である。4又は8フレーム期間に、走査順序T、U、V、Wで1又は2回ずつ駆動すれば、4又は8フレーム期間の平均駆動電流は基準電流値の3/4である。
走査順序T、Uで、表示パターン7を表示するときのデータ信号の駆動電流は、基準電流値と同じ電流が流れる。走査順序V、Wで、表示パターン8を表示するときのデータ信号の駆動電流は、基準電流値の1/2である。4又は8フレーム期間に、走査順序T、U、V、Wで1又は2回ずつ駆動すれば、4又は8フレーム期間の平均駆動電流は3/4となる。走査順序T、U、V、Wのフレーム間の順序については、実施の形態1、2と同様なので説明を省略する。
実施の形態5.
一般に、カラム反転駆動すると縦ストライプパターンでフリッカを生じることが知られている。本実施の形態では、このフリッカを低減するため、以下に説明する液晶セル8の配置が採用される。図11は、本発明に係る表示パネルの駆動方法を説明するための表示パネルにおける液晶セルの配置例を示す図である。
一般に、カラム反転駆動すると縦ストライプパターンでフリッカを生じることが知られている。本実施の形態では、このフリッカを低減するため、以下に説明する液晶セル8の配置が採用される。図11は、本発明に係る表示パネルの駆動方法を説明するための表示パネルにおける液晶セルの配置例を示す図である。
図11に示すように、格子状に形成された走査線Y0〜Y8、データ線X1〜X7の間にそれぞれ液晶セル8が形成されている図11では、8行×8列の液晶セル8が図示されている。なお、図中斜線で示されている列(i=0)はダミー列である。
本実施の形態では、i列目(ただし、iは0以上の整数、i=0はダミー列)に配置される複数の液晶セル8を左右に隣接するデータ線Xiとデータ線Xi+1に1行(1走査線)ごとに交互に接続させる。具体的には、1列目において、液晶セル「1」、「3」、「5」、・・・、「1079」の奇数行の各液晶セル8はデータ線X1にそれぞれ接続されており、液晶セル「2」、「4」、「6」、・・・、「1080」の偶数行の各液晶セル8はデータ線X2にそれぞれ接続されている。
2列目において、液晶セル「1」、「3」、「5」、・・・、「1079」の奇数行の各液晶セル8は、データ線X2にそれぞれ接続されており、液晶セル「2」、「4」、「6」、・・・、「1080」の偶数行の各液晶セル8はデータ線X3にそれぞれ接続されている。3列目以降については、1列目、2列目と同様なので説明を割愛する。すなわち、図11に示す表示パネルは、1つの列において、1行毎に、隣接する異なるデータ線Xに接続された液晶セル8が千鳥配置された表示パネルである。以下、この配置を1段千鳥配置と記す。
実施の形態1〜4と同様に、データ信号の電圧極性を1フレーム期間ごとに反転する。このため、各液晶セル8の電圧極性は、1フレーム期間ごとに反転される。図11に示す1段千鳥配置によれば、擬似的に1Hドット反転表示になる。従って、縦ストライプパターンのフリッカを低減することができる。なお、最も左端(又は右側)に形成されるダミー列の各液晶セル8は、遮光される。
実施の形態1〜4においては、1つの走査グループを構成する走査線は連続する2本の走査線であった。しかし、本実施の形態では、走査グループを構成する走査線は1走査線おきの2本の走査線である。すなわち、第d走査グループ(ただしdは1以上の奇数)は、走査線Y2d−1、Y2d+1である。第e走査グループ(ただしeは2以上の偶数)は、走査線Y2e−2、Y2eである。
具体的には、第1走査グループは走査線Y1、Y3、第2走査グループは走査線Y2、Y4、第3走査グループは走査線Y5、Y7、第4走査グループは走査線Y6、Y8、・・・、第539走査グループは走査線Y1077、Y1079、第540走査グループは走査線Y1078、Y1080である。本実施の形態でも走査グループの走査順序は、第1走査グループ→第2走査グループ→第3走査グループ→第4走査グループ→、・・・、→第539走査グループ→第540走査グループの順に駆動される。
本実施の形態では、実施の形態1〜4で説明した走査順序を応用する。例えば、実施の形態1を参考にすれば、第1〜第8走査期間に、走査順序A'は、走査線Y1→Y3→Y2→Y4→Y5→Y7→Y6→Y8の順序で駆動する。走査順序B'は、走査線Y3→Y1→Y4→Y2→Y7→Y5→Y8→Y6の順序で駆動する。走査順序C'は、走査線Y1→Y3→Y4→Y2→Y5→Y7→Y8→Y6の順序で駆動する。走査順序D'は、走査線Y3→Y1→Y2→Y4→Y7→Y5→Y6→Y8の順序で駆動する。このとき、走査順序A'、B'の最大電流パターンは、表示パターン9である。走査順序C'、D'の最大電流パターンは、表示パターン2である。
次に、実施の形態2を参考にすれば、第1〜第8走査期間に、走査順序E'は、走査線Y1→Y3→Y2→Y4→Y7→Y5→Y8→Y6の順序で駆動する。走査順序F'は、走査線Y3→Y1→Y4→Y2→Y5→Y7→Y6→Y8の順序で駆動する。走査順序G'は、走査線Y1→Y3→Y4→Y2→Y7→Y5→Y6→Y8の順序で駆動する。走査順序H'は、走査線Y3→Y1→Y2→Y4→Y5→Y7→Y8→Y6の順序で駆動する。
走査順序E'と走査順序F'は、最大電流パターンが同じである。走査順序G'と走査順序H'は、最大電流パターンが同じである。走査順序E'、F'、G'、H'の4つの走査順序を1又は2フレーム期間ごとに切り替えて駆動する。実施の形態3を応用した走査順序P'、Q'、R'、S'、実施の形態4を応用した走査順序T'、U'、V'、W'も同様なので詳細な説明は割愛する。
データ信号の駆動電流の低減効果は実施の形態1〜4と同じで、すべての表示パターンにおいて、データ信号の平均駆動電流は基準電流値の3/4以下になる。本実施の形態によれば、1走査線おきの横ストライプパターンなど表示パターン1を表示したときの平均駆動電流は基準電流値の1/2になる。2走査線おきの横ストライプパターンより1走査線おきの横ストライプパターンの出現頻度が高い用途の液晶表示パネルでは、本実施の形態のように駆動するのが好ましい。
図11に示す1段千鳥配置の液晶表示パネル2において、従来の走査順序(走査順序Aだけ)でカラム反転駆動し、出現頻度の高い赤色、緑色、青色の単一色パターン(ベタパターン)を表示するとデータドライバ3からの距離が遠いデータ線Xの遠端部付近の液晶セル8のコントラストが低下してしまう。
例えば、緑色のベタパターンを表示するには、データ線X1、X4には、8走査期間にわたり同じ暗のデータ信号が供給される。データ線X2、X5には、8走査期間に明→暗→明→暗→明→暗→明→暗のデータ信号が供給される。データ線X3、X6には、8走査期間に暗→明→暗→明→暗→明→暗→明のデータ信号が供給される。緑色の液晶セル8を駆動するデータ線X2、X3、X5、X6では、明の1走査期間前のデータ信号は暗なので、データ線Xの遠端部付近ではデータ信号の波形なまりによりやや暗めの緑色となってしまう。
また、図11に示す1段千鳥配置の液晶表示パネル2において、走査順序A'だけでカラム反転駆動し、出現頻度の高い赤色、緑色、青色のベタパターンを表示すると、従来の走査順序(走査順序Aだけ)でカラム反転駆動するときに比べて駆動電流は半減する。しかし、データドライバ3からの距離が遠いデータ線Xの遠端部付近の液晶セル8では波形なまりにより表示ムラが生じる。
これに対し、本実施の形態の走査順序でカラム反転駆動し、緑色のベタパターンを表示する場合、データ線X1、X4には、8走査期間にわたり同じ暗のデータ信号が供給される。データ線X2、X5には、8走査期間に明→明→暗→暗→明→明→暗→暗のデータ信号が供給される。データ線X3、X6には、8走査期間に暗→暗→(明→明)→暗→暗→明→明のデータ信号が供給される。
ここで、データ線X2とデータ線X3に挟まれ、データ線X3に接続する2行目の緑色の液晶セル「2」に注目する。この液晶セル「2」は、走査順序A'、D'では、第3走査期間に駆動され、走査順序B'、C'では、第4走査期間に駆動される。いうまでもないが、第3走査期間は第2走査期間のデータ信号の影響を受け、第4走査期間は第3走査期間のデータ信号の影響を受ける。
つまり、4フレーム期間のうち走査順序A'、D'で駆動される2フレーム期間は、1走査期間前のデータ信号が暗であるが、走査順序B'、C'で駆動される2フレーム期間は、1走査期間前のデータ信号が明であるため、コントラストがやや改善する。他の行についても同様に、4つの走査順序のうち2つの走査順序で明が連続するのでコントラストを向上することができる。また、このときの駆動電流は、従来の走査順序(走査順序Aだけ)の駆動電流に比べて半減する。
また、図11に示す1段千鳥配置の液晶表示パネル2において、従来の走査順序(走査順序Aだけ)でカラム反転駆動し、シアン、マゼンダ、イエローのベタパターンを表示するとデータ線Xの遠端部付近で1走査おきの表示ムラを生じる。例えば、イエローのベタパターンを表示するには、データ線X1、X4は、8走査期間に明→暗→明→暗→明→暗→明→暗のデータ信号が供給される。データ線X2、X5は、8走査期間にわたり同じ明のデータ信号が供給される。データ線X3、X6は、8走査期間に暗→明→暗→明→暗→明→暗→明のデータ信号が供給される。データ線X2、X5は、電圧レベルが変化しないので波形なまりを生じない。しかし、データ線X1、X3、X4、X6は、1走査期間ごとに電圧レベルが変化するので波形なまりにより画素電極7へのデータ信号の書き込みが不十分になる。
これに対し、本実施の形態の走査順序でカラム反転駆動し、イエローのベタパターンを表示するには、データ線X1、X4は、8走査期間に明→明→暗→暗→明→明→暗→暗のデータ信号が供給される。データ線X2、X5は、8走査期間にわたり同じ明のデータ信号が供給される。データ線X3、X6は、8走査期間に暗→暗→明→明→暗→暗→明→明のデータ信号が供給される。
ここで、データ線X2とデータ線X3に挟まれ、データ線X3に接続する2行目の緑色の液晶セル「2」に注目する。走査順序A'、D'の2フレーム期間は、第3走査期間に駆動され、前データ信号は暗である。走査順序B'とC'の2フレーム期間は、第4走査期間に駆動され、前データ信号が明である。したがって、4フレーム期間のうち2フレーム期間は、明のデータ信号が連続するので書き込み不足をやや改善することができる。
次に、実施形態1〜5に共通の走査順序の設定手順について説明する。連続する8つの走査線(4つの走査グループ)の走査順序の設定手順を以下に示す。
a.任意の走査順序を第1走査順序とする。
b.第2走査順序は、第1走査順序の奇数走査グループ(第1及び第3走査グループ)の走査グループ内の走査順序を逆向き(順走査→逆走査、逆走査→順走査)させた走査順序とする。
c.第3走査順序は、第1走査順序の各走査グループの走査グループ内の走査順序を逆向きにした走査順序とする。
d.第4走査順序は、第2走査順序の各走査グループの走査グループ内の走査順序を逆向きにした走査順序とする。言い換えれば、第4走査順序は、第1走査順序の偶数走査グループの走査グループ内の走査順序を逆向きにした走査順序である。
a.任意の走査順序を第1走査順序とする。
b.第2走査順序は、第1走査順序の奇数走査グループ(第1及び第3走査グループ)の走査グループ内の走査順序を逆向き(順走査→逆走査、逆走査→順走査)させた走査順序とする。
c.第3走査順序は、第1走査順序の各走査グループの走査グループ内の走査順序を逆向きにした走査順序とする。
d.第4走査順序は、第2走査順序の各走査グループの走査グループ内の走査順序を逆向きにした走査順序とする。言い換えれば、第4走査順序は、第1走査順序の偶数走査グループの走査グループ内の走査順序を逆向きにした走査順序である。
前述の走査順序の設定手順において、第2走査順序は、第1走査順序の偶数走査グループ(第2及び第4走査グループ)の走査グループ内の走査順序を逆向きにした走査順序としてもよい。その場合、第4走査順序は、第1走査順序の奇数走査グループの走査グループ内の走査順序を逆向きにした走査順序である。
ここで、8つの走査線が第1走査順序で駆動され、かつ、データ信号の電圧レベルが1走査期間ごとに変化し、充放電回数が最大になる表示パターン(最大電流パターン)を第1最大電流パターンとする。また、8つの走査線が第2走査順序で駆動され、かつ、データ信号の電圧レベルが1走査期間ごとに変化し、充放電回数が最大になる表示パターン(最大電流パターン)を第2最大電流パターンとする。
そうすると、第3走査順序の最大電流パターンは第1最大電流パターンである。また、第4走査順序の最大電流パターンは第2最大電流パターンである。そして、第2又は第4走査順序で第1最大電流パターンを表示したときのデータ信号の駆動電流は、基準電流値の1/2である。また、第1又は第3走査順序で第2最大電流パターンを表示したときのデータ信号の駆動電流は、基準電流値の1/2である。
例えば、実施の形態1において、第1走査順序を走査順序Aとすると、第2走査順序は走査順序D、第3走査順序は走査順序B、第4走査順序は走査順序Cとなる。そして、第1最大電流パターンは表示パターン1で、第2最大電流パターンは表示パターン2である。第2、第4走査順序である走査順序D、Cで、表示パターン1を表示するときのデータ信号の駆動電流は、基準電流値の1/2である。また、第1、第3走査順序である走査順序A、Bで、表示パターン2を表示するときのデータ信号の駆動電流は、基準電流値の1/2である。
また、別の例として、実施の形態2において、第1走査順序を走査順序Eとすると、第2走査順序は走査順序H、第3走査順序は走査順序F、第4走査順序は走査順序Gとなる。そして、第1最大電流パターンは表示パターン3で、第2最大電流パターンは表示パターン4である。そして、第2、第4走査順序である走査順序H、Gで、表示パターン3を表示するときのデータ信号の駆動電流は、基準電流値の1/2である。また、第1、第3走査順序である走査順序E、Fで、表示パターン4を表示するときのデータ信号の駆動電流は、基準電流値の1/2である。
実施の形態1〜5において、第1走査順序と第2走査順序、又は第1走査順序と第4走査順序を1又は2フレーム期間ごとに切り替えて駆動することでデータ信号の平均駆動電流を低減することができる。しかし、駆動期間が短いと画質が悪化する。これとは反対に、第1走査順序と第3走査順序を1又は2フレーム期間ごとに切り替えて駆動すると、画質は改善するが、平均駆動電流を低減することはできない。第1〜第4走査順序の4つの走査順序を1又は2フレーム期間ごとに切り替えて駆動することでデータ信号の平均駆動電流を基準電流値の3/4以下にするだけでなく、画質も改善することができる。
実施の形態5で説明した走査順序において、データ信号が書き込まれてから1〜3走査期間後の早期にカップリングノイズを受ける液晶セル8と、データ信号が書き込まれてから約1フレーム期間後の終期にカップリングノイズを受ける液晶セル8がある。データ信号が書き込まれて約1フレーム期間後にカップリングノイズを受けても、液晶はすでに正しいデータ信号で応答しているので問題にならない。画質上問題になるのは、早期にカップリングノイズを受ける液晶セル8である。
この早期にカップリングノイズを受ける液晶セル8について説明する。液晶セル「1」は、液晶セル「2」の画素電極7から1回だけ早期にカップリングノイズの影響を受ける。液晶セル「2」は、早期に他の行の画素電極7からのカップリングノイズの影響を受けない。液晶セル「3」は、液晶セル「2」、「4」の画素電極7から早期に1回ずつ計2回のカップリングノイズの影響を受ける。液晶セル「4」は、液晶セル「5」の画素電極7から早期に1回カップリングノイズの影響を受ける。このように、各行ごとにカップリングノイズの回数が異なるため、画素電極7−画素電極7間のカップリングノイズを抑制しないと画質が悪化する。
このカップリングノイズを抑制するための液晶セル8の構成について、図12、13を参照して説明する。図12は図11に示す表示パネルの走査線付近の構成を示す平面図であり、図13はスルーホールTHを含む図12のXIII−XIII断面図である。なお、図12、13においては、画素電極7、走査線Y、補助容量線9の位置関係がわかる程度に記述したもので、アモルファスシリコンなどの半導体層、液晶層、上部ガラス基板、カラーフィルタ、ブラックマトリクス、共通電極、配向膜、偏光板などは図示しない。
ここで、補助容量線9は、液晶表示パネル2の表示領域外を垂直方向に延びる垂直補助容量線9vと、液晶表示パネル2の表示領域内を水平方向に延びる水平補助容量線9hと、液晶セル8ごとに設けるセル補助容量線9cを含む。補助容量線9v、9h、9cには、Vcomと等しい固定された電圧が供給される。
走査線Yは、下部ガラス基板61の上部の1層目に水平方向に延びるように形成される。データ線Xは、第1絶縁膜62上の2層目に垂直方向に延びるように形成される。画素電極7は、第2絶縁膜63上の3層目に形成する。画素電極7は、ITO(Indium Tin Oxide)などの透明な金属薄膜で形成される。
水平補助容量線9hは、走査線Yの上部の3層目で、画素電極7と隣接する他の行の画素電極7との間に水平方向に延びるように形成される。水平補助容量線9hは、画素電極7と同じ層にあるためITOで形成される。なお、水平補助容量線9hは、ブラックマトリクスで遮光されるため透明である必要がない。このため、アルミニウムなど他の低抵抗な金属薄膜で形成してもよい。水平補助容量線9hは、補助容量としての機能だけでなく、画素電極7−画素電極7間のカップリングノイズを低減するシールド機能を有している。
また、すでにデータ信号が書き込まれた液晶セル8は、他の行の走査線Yの電位変動により、画素電極7の電位が1走査期間だけ大きく変動する。他の行の走査線YがVgonになると、画素電極7の電位はVgon側の電位に+ΔVだけシフトする。その後、他の行の走査線YがVgoffになると、画素電極7の電位は−ΔVだけシフトし、元の電位に戻る。
本発明の走査順序で駆動すると、データ信号が書き込まれてから1〜3走査期間後の早期に走査線Yからのカップリングノイズの影響を受ける液晶セル8と、約1フレーム期間後の終期に走査線Yからのカップリングノイズの影響を受ける液晶セル8がある。早期に走査線Yからのカップリングノイズを受ける液晶セル8は、液晶の応答速度が変化し、画質に影響を及ぼすことから、走査線Yからのカップリングノイズを低減する構造にするのが好ましい。
このため、図13に示すように、走査線Yと次の行の画素電極7とを結ぶ線上の2層目にセル補助容量線9cを形成するのが好ましい。すなわち、水平補助容量線9hとセル補助容量線9cは異なる層に形成される。また、水平補助容量線9hとセル補助容量線9cはスルーホールTHを介して接続される。なお、走査線Yの寄生容量が小さい方が波形なまりを低減することができる。そのため、走査線Yとセル補助容量線9cは、重ならないように形成するのが好ましい。
また、垂直補助容量線9vは、液晶表示パネル2の表示領域外でデータ線Xと同一層(2層目)に形成される。水平補助容量線9hと垂直補助容量線9vは、スルーホールTHを介して接続される。
次に、フリッカを低減するための、液晶セル8の配置の他の例について、図14〜図16を参照して説明する。図14は、本発明に係る表示パネルの駆動方法を説明するための表示パネルにおける液晶セルの配置例を示す図である。
図14に示す例では、i列目(ただし、iは0以上の整数、i=0はダミー列)に配置される複数の液晶セル8が左右に隣接するデータ線Xiとデータ線Xi+1に2行(2走査線)ごとに交互に接続される。具体的には、液晶セル「1」、「2」、「5」、「6」、・・・、「1077」、「1078」が左側に隣接するデータ線Xiに接続され、液晶セル「3」、「4」、「7」、「8」・・・、「1079」、「1080」が右側に隣接するデータ線Xi+1に接続される。すなわち、図14に示す表示パネルは、1つの列において、2行毎に、隣接する異なるデータ線Xに接続された液晶セル8が千鳥配置された表示パネルである。以下、この配置を2段千鳥配置と記す。
走査線Yからのカップリングノイズを低減するために、例えば、図1又は図14に示すように、2つの走査線Y2k−2と走査線Y2k−1が隣接して平行に形成され、同様に、2つの走査線Y2kと走査線Y2k+1が隣接して平行に形成される。同一走査グループの2つの液晶セル「2k−1」、「2k」は、走査線Y2k−1と走査線Y2kとの間に形成される。この構造にすることで、液晶セル「2k−1」の画素電極7は、走査線Y2k−2との距離が長くなり、同様に液晶セル「2k」の画素電極7は、走査線Y2k+1との距離が長くなるので、走査線Yからのカップリングノイズを低減することができる。
図15に、図14における液晶セル「2」、「3」付近の構成を示す平面図を示す。また、図16に、図15のXVI−XVI断面図を示す。図16に示すように、セル補助容量線9cは、走査線Y2と走査線Y3の間に走査線Y2、3と重ならないように形成される。このセル補助容量線9cは、容量としては小さく、シールド専用として機能する。
補助容量としては、第1走査グループの液晶セル「1」と液晶セル「2」との間、及び第2走査グループの液晶セル「3」と液晶セル「4」との間に、セル補助容量線9cが画素電極7と重なるように形成される。
図17に、液晶表示パネル2における液晶セル8の配置の他の例を示す。画素電極7−画素電極7間には、水平補助容量線9hを形成する点は図12、15と同じである。異なるのは、走査線Yが画素電極7の中央部付近を水平方向に延びて形成されている点である。これにより、他の行の画素電極7までの距離が長くなるので、走査線Yからのカップリングノイズの影響を抑制することができる。
IPS(In-Plain-Switching)など横電界方式の液晶表示パネル2では、画素電極7と共通電極がそれぞれ櫛歯状に同一層に形成される。通常、横電界方式の液晶表示パネル2では、画素電極7と他の行の画素電極7との間に共通電極があるので、共通電極がシールドの役割をするためカップリングノイズの影響は少ない。
また、RGB3色の液晶表示パネル2では、液晶セル8は縦長で、画素電極7も縦長の櫛歯状であるために、水平方向に延びる走査線Yとの寄生容量は小さく、走査線からのカップリングノイズも小さい。そのため、横電界方式の液晶表示パネル2では、必ずしも図12、13又は図15、16に示す構造にする必要はなく、画素電極7が他の行の画素電極7や他の行の走査線Yからのカップリングノイズを受けない構造であればよい。
従来、画質が悪いとされたカラム反転駆動が近年になって採用されるようになった背景は、フレーム周波数が60Hzだとフリッカやクロストークを生じて画質が悪かったが、倍速駆動(120Hz)ではカラム反転駆動の欠点であるフリッカやクロストークが低減されるためである。しかし、高精細なアモルファスTFTの液晶表示パネルでは、TFTのオン抵抗が高いため、例えば、4倍速駆動(240Hz)などフレーム周波数を120Hzより高くすると画素電極7へのデータ信号の書き込み不足により画質が悪化する。
そこで、画素電極7への書き込み不足を改善するために、図18に、データ線総数を2倍、走査線総数を1/2にして駆動期間を2倍にし、擬似的に1Hドット反転表示する液晶セル8の配置例を示す。画素数が、フルHDのカラー液晶パネルでは、データ線総数は、11520本で、走査線総数は、540本である。
iを自然数として、i列目の各液晶セル8の左右に奇数データ線X2i−1及び偶数データ線X2が設けられる。奇数行の液晶セル8は左側の奇数データ線X2i−1に接続され、偶数行の液晶セル8は右側の偶数データ線X2iに接続される。また、jを自然数として、2j−1行目の液晶セル8と2j行目の液晶セル8の2行で1つの走査線Yjを共用する。
この配置によれば、データ線X2iとデータ線X2i+1の間隔は狭くなるので寄生容量値が大きくなる。この2つのデータ線X2i、X2i+1に、互いに逆極性のデータ信号を供給すると、データ信号の駆動電流が大きくなる。そのため、間隔が狭いデータ線X2iとデータ線X2i+1には同一極性のデータ信号を供給する。
図18に示すように、あるフレーム期間に、データ線X1、X2、X3、X4に「+、−、−、+」のデータ信号が供給され、次のフレーム期間に、各データ線に供給するデータ信号は反転され、「−、+、+、−」のデータ信号が供給される。データ線X5以降のデータ線には、データ線X1〜X4と同様の極性のデータ信号が供給される。このように駆動することで、擬似的に1Hドット反転表示することができる。また、データ線X1の寄生容量値と他のデータ線の寄生容量値を同じにするために、データ線X1の左側にダミーデータ線を形成する。図示しないが、データ線X11520の右側にもダミーデータ線が形成される。
図19に、液晶セル8の他の配置例を示す。図19は、データ線総数を2倍、走査線総数を1/2にして駆動期間が2倍で、擬似的に2Hドット反転表示する配置例である。図18と同様に、隣接する2行で1つの走査線を共用する。異なるのは、1行目と4行目の液晶セル8は、左側の奇数データ線に接続し、2行目と3行目の液晶セル8は、右側の偶数データ線に接続している。5行目以降の液晶セル8も1行〜4行目の液晶セル8と同様に接続される。
図19に示すように、あるフレーム期間に、データ線X1〜X4に「+、−、−、+」のデータ信号が供給され、次のフレーム期間に極性を反転して「−、+、+、−」のデータ信号が供給される。データ線X5以降のデータ線には、データ線X1〜X4と同様の極性のデータ信号が供給される。このように駆動することで、擬似的に2Hドット反転表示することができる。図示しないが、1行目と2行目の液晶セル8を奇数データ線に接続し、3行目と4行目の液晶セル8を偶数データ線に接続すれば、図19に示した以外の2Hドット反転表示をすることができる。
図20に、液晶セル8の他の配置例を示す。図20は、カラーフィルタが4色で、1画素が2×2の4つの液晶セル8で構成されているときの配置を示す。画素数が、フルHDのカラー液晶パネルでは、データ線総数は、1920×4=7680本で、走査線総数は、1080本である。jを自然数として、2j−1行目の液晶セル8と2j行目の液晶セル8で1つの走査線Yjを共用する。
次に、各液晶セル8とデータ線Xとの接続について説明する。まず、1列目と2列目について説明する。1列目と2列目の1行目と4行目の液晶セル8はそれぞれ左側の奇数データ線X1、X3に接続され、2行目と3行目の液晶セル8はそれぞれ右側の偶数データ線X2、X4に接続される。5行目以降の液晶セル8も1行〜4行目の液晶セル8と同様に接続する。
次に、3列目と4列目について説明する。3列目と4列目の1行目と4行目の液晶セル8はそれぞれ右側の偶数データ線X6、X8に接続され、2行目と3行目の液晶セル8はそれぞれ左側の奇数データ線X5、X7に接続される。5行目以降の液晶セル8も1行〜4行目の液晶セル8と同様に接続する。5列目以降は、1列〜4列の接続と同様にする。
ここでも、データ線X1、X2、X3、X4に、「+、−、−、+」のデータ信号を供給する。データ線X5以降もデータ線X1〜X4と同様にする。この駆動により、擬似的に2Hドット反転表示が実現できる。ところが、1つの色だけに注目すると、1Hドット反転表示なので、実質1Hドット反転表示となる。
2×2の4色配列でイエロー(Y)を追加するときには、イエローは青の補色なので、青とイエローの液晶セル8は同じ列に配置される。また、赤と緑の液晶セル8は同じ列に配置される。赤と緑の色純度を濃くすると、黄金色などをより忠実に表示することができる。
図21に、図18、19、20に示す液晶表示パネル2のレイアウトを示す。2行で1つの走査線Yを共用する配置である場合、走査線Yjに接続した画素電極7は、走査線Yj−1、Yj+1からそれぞれ1セルピッチ(液晶セル8の縦幅分)だけ離れているので走査線Yからのカップリングノイズの影響を受けない。
また、走査線Yjに接続した2j−1行目と2j行目の液晶セル8を同時に選択するので、2j−1行目の画素電極7と2j行目の画素電極7は互いにカップリングノイズの影響がない。このため、走査線Y上の水平補助容量線9hは不要である。このように、不要な水平補助容量線9hを削除すれば、データ線Xと水平補助容量線9hとの間の寄生容量を低減することができる。なお、2j行目の画素電極7と2j+1行目の画素電極7との間にはカップリングノイズをシールドするための水平補助容量線9hは必要である。
図18、19、20に示す液晶表示パネル2において、データ線−データ線間隔が狭くなると、データ線Xの寄生容量は増大するため、データ信号の駆動電流が増大する。その対策として、図22にデータ線Xを等間隔に垂直方向に直線で形成する例を示す。図22に示すように、奇数行に対し、偶数行の液晶セル8を1/2セルピッチ(液晶セル8の横幅の半分)だけずらして配置する。
図22に示す例では、偶数行の液晶セル8を奇数行の液晶セル8に対して1/2セルピッチ分だけ右にずらしている。なお、図示しないが、偶数行の液晶セル8を奇数行の液晶セル8に対して1/2セルピッチ分だけ左にずらしてもよい。特に、図20の2×2の4色の配置だと、同じ色の液晶セル8が、直線上に揃うので、図形や表を単色で表示する際に、直線がジグザグしない。
ここで、1/2セルピッチずらす理由について説明する。1/2セルピッチ分ずらさないと、奇数データ線X2i−1は、液晶セル8の側面部に形成され、偶数データ線X2iは、液晶セル8の中央部に形成される。そのため、奇数データ線X2i−1と偶数データ線X2iとで寄生容量値が異なってしまう。その結果、データ信号の波形が異なり、画質が悪くなる。
液晶セル8を1/2セルピッチずらすことにより、奇数データ線X2i−1は、奇数行では液晶セル8のほぼ中央部に形成され、偶数行では液晶セル8の側面部に形成される。これに対し、偶数データ線X2iは、奇数行では液晶セル8の側面部に形成され、偶数行では液晶セル8の中央部に形成される。従って、データ線Xが中央部に形成される液晶セル数と、側面部に形成される液晶セル数が同じになるので、奇数データ線X2i−1と偶数データX2iの寄生容量値を同じにすることができる。
図22に示すようにデータ線Xが等間隔のレイアウトであれば、隣接するデータ線Xの極性を異なるようにしてもよい。つまり、あるフレーム期間に、データ線X1〜X4に「+、−、+、−」のデータ信号を供給し、次のフレーム期間に極性を反転して「−、+、−、+」のデータ信号を供給してもよい。
図18、19、20のいずれの配置であっても、実施の形態1〜5で説明した走査順序で駆動すれば、すべての表示パターンにおいて、データ信号の平均駆動電流を基準電流値の3/4以下にすることができる。
実施の形態6.
本実施の形態では、連続する4つの走査線を1つの走査グループとして、走査順序の設定手順を説明する。以下の説明において、「2番目」とは、第1走査順序の2番目に選択される走査線のことで、「3番目」とは、第1走査順序の3番目に選択される走査線で、「4番目」とは、第1走査順序の4番目に選択される走査線のことである。
a.任意の走査順序を第1走査順序とする。
e.第2走査順序は、第1走査順序の「2番目」、「4番目」、「1番目」、「3番目」の順序とする。
f.第3走査順序は、第1走査順序の「4番目」、「3番目」、「2番目」、「1番目」の順序とする。
g.第4走査順序は、第1走査順序の「3番目」、「1番目」、「4番目」、「2番目」の順序とする。
本実施の形態では、連続する4つの走査線を1つの走査グループとして、走査順序の設定手順を説明する。以下の説明において、「2番目」とは、第1走査順序の2番目に選択される走査線のことで、「3番目」とは、第1走査順序の3番目に選択される走査線で、「4番目」とは、第1走査順序の4番目に選択される走査線のことである。
a.任意の走査順序を第1走査順序とする。
e.第2走査順序は、第1走査順序の「2番目」、「4番目」、「1番目」、「3番目」の順序とする。
f.第3走査順序は、第1走査順序の「4番目」、「3番目」、「2番目」、「1番目」の順序とする。
g.第4走査順序は、第1走査順序の「3番目」、「1番目」、「4番目」、「2番目」の順序とする。
例えば、走査線Y1→Y4→Y2→Y3を第1走査順序とすれば、第2走査順序は走査線Y4→Y3→Y1→Y2で、第3走査順序は走査線Y3→Y2→Y4→Y1で、第4走査順序は走査線Y2→Y1→Y3→Y4となる。ここでも、第2、第4走査順序で第1最大電流パターン(この例では表示パターン9)を表示したときのデータ信号の駆動電流は、基準電流値の1/2である。また、第1、第3走査順序で第2最大電流パターン(この例では表示パターン2)を表示したときのデータ信号の駆動電流は、基準電流値の1/2である。
実施の形態1〜6に共通する設定手順として、第1走査順序が任意の走査順序とすれば、第2走査順序は第1走査順序で充放電回数が最大になる第1最大電流パターンを表示したときに、データ信号の駆動電流が1/2になる走査順序に設定する。第3走査順序は、最大電流パターンが第1最大電流パターンと同じであるが第1走査順序と異なる走査順序に設定する。第4走査順序は、第1最大電流パターンを表示したときに、データ信号の駆動電流が1/2になるが、第2走査順序と異なる走査順序に設定している。
従って、第2、第4走査順序での駆動電流は、第1最大電流パターンを表示したときに、基準電流値の1/2になる。また、第1、第3走査順序での駆動電流は、第2走査順序で充放電回数が最大になる第2最大電流パターンを表示したときに、駆動電流が基準電流値の1/2になる。
次に、本発明で使用するゲートドライバ4について説明する。ゲートドライバ4は、複数本のイネーブル信号で制御される。実施の形態1〜4で説明した複数の走査順序を実現するには、図23に示すゲートドライバ4が用いられる。図23に示すように、ゲートドライバ4は、シフトレジスタ51、NAND回路52、出力バッファ53を備えている。
図23のゲートドライバ4は、2本のイネーブル信号OE1、OE2で制御される。
図23のゲートドライバ4は、2本のイネーブル信号OE1、OE2で制御される。
奇数走査線に対応するNAND回路52には、イネーブル信号OE1が入力される。偶数走査線に対応するNAND回路52には、イネーブル信号OE2が入力される。また、シフトレジスタ51から出力される内部信号Pは、同一走査グループの走査線に対応する2つのNAND回路52にそれぞれ入力される。
シフトレジスタ51は、垂直クロック信号VCKの1/2の周波数のクロック信号VCK/2で動作する。図23のゲートドライバ4では、2入力のNAND回路でよいため、デコーダ方式の回路構成に比べ回路規模を小さくすることができる。
図24に示す回路は、実施の形態5で説明した走査順序を実現すための回路である。図24のゲートドライバ4は、2本のイネーブル信号OE1、OE2で制御される。シフトレジスタ51から出力される内部信号Pは、図23と同様に、同一走査グループの2つのNAND回路52にそれぞれ入力される。
ただし、実施の形態5では、走査線Y1、Y3が第1走査グループ、走査線Y2、Y4が第2走査グループである。このため、内部信号P1は、走査線Y1、Y3に対応するNAND回路52に入力され、内部信号P2は、走査線Y2、Y4に対応するNAND回路52に入力される。また、イネーブル信号OE1は、走査線Y1、Y2に対応するNAND回路52に入力され、イネーブル信号OE2は、走査線Y3、Y4に対応するNAND回路52に入力される。走査線Y5以降に対応する回路も走査線Y1〜Y4に対応する回路と同様にすればよい。
なお、図25に示すように、COF(Chip on Film)上又は液晶表示パネル2上の配線54を、走査線Y4k−2に対応する出力パッドからチップ中心線方向に引き出し、隣接する走査線Y4k−1に対応する出力パッドを迂回して接続先を入れ替えれば、図23に示すゲートドライバ4でも実施の形態5の走査順序を実現できる。いうまでもないが、同様に行えば、図24に示すゲートドライバ4で実施の形態1〜4の走査順序を実現できる。
実施の形態1〜6で説明した全ての走査順序に対応するには、図26に示すように、4本のイネーブル信号OE1、OE2、OE3、OE4で制御すればよい。走査線Y1、Y5、Y9、・・・、Y1077に対応するNAND回路52には、イネーブル信号OE1が入力される。走査線Y2、Y6、Y10、・・・、Y1078に対応するNAND回路52には、イネーブル信号OE2が入力される。走査線Y3、Y7、Y11、・・・、Y1079に対応するNAND回路52には、イネーブル信号OE3が入力される。走査線Y4、Y8、Y12、・・・、Y1080に対応するNAND回路52には、イネーブル信号OE4が入力される。シフトレジスタ51は、垂直クロック信号VCKの1/4の周波数のクロック信号VCK/4で動作させる。
ここで、図27、図28を参照して、図23のゲートドライバ4を使用して実施の形態1、2に係る表示パネルの駆動方法を実現する例について説明する。図27は、図23に示すゲートドライバ4を用いた、イネーブル信号が2本の時の実施の形態1に係る表示パネルの駆動方法を実現するためのタイミングチャートである。図28は、図23に示すゲートドライバ4を用いた、イネーブル信号が2本の時の実施の形態2に係る表示パネルの駆動方法を実現するためのタイミングチャートである。
各フレーム期間の時刻t1に、垂直スタート信号STVが活性化し、クロック信号VCK/2の立ち上がりエッジに同期して内部信号Pが順次出力される。内部信号Pは、P1→P2→P3→P4→・・・→P540の順に活性化し、それぞれ2走査期間分の活性期間を有する。なお、図27中に示すイネーブル信号OE1、OE2の数字nは第n走査期間であることを表す。つまり、1は、第1走査期間に活性化することを意味する。
時刻t2に、最初のイネーブル信号が活性化すると第1走査期間が開始する。例えば、図28の第1フレーム期間が走査順序Eの場合、イネーブル信号OE1は、第1、第3、第6、第8走査期間に活性化し、イネーブル信号OE2は、第2、第4、第5、第7走査期間に活性化すればよい。第2〜第4フレーム期間のその他の走査順序のイネーブル信号については、図示した期間に活性化すればよいので説明を割愛する。
次に、図29を参照して、図24のゲートドライバ4を使用して実施の形態5に係る表示パネルの駆動方法を実現する例について説明する。図29は、図24に示すゲートドライバ4を用いた、イネーブル信号が2本の時の実施の形態5に係る表示パネルの駆動方法を実現するためのタイミングチャートである。
各フレーム期間の時刻t1に、垂直スタート信号STVが活性化し、クロック信号VCK/2の立ち上がりエッジに同期して内部信号Pが順次出力される。内部信号Pは、P1→P2→P3→P4→・・・→P540の順に活性化し、それぞれ2走査期間分の活性期間を有する。
時刻t2に、最初のイネーブル信号が活性化すると第1走査期間が開始する。第1フレーム期間は走査順序A'では、イネーブル信号OE1は、第1、第3、第5、第7走査期間に活性化し、イネーブル信号OE2は、第2、第4、第6、第8走査期間に活性化すればよい。第2〜第4フレーム期間のその他の走査順序のイネーブル信号については図示した期間に活性化すればよいので説明を割愛する。
次に、図30を参照して、図26のゲートドライバ4を使用して実施の形態5に係る表示パネルの駆動方法を実現する例について説明する。図30は、図26に示すゲートドライバ4を用いた、イネーブル信号が4本の時の実施の形態5に係る表示パネルの駆動方法を実現するためのタイミングチャートである。
各フレーム期間の時刻t1に、垂直スタート信号STVが活性化し、クロック信号VCK/4の立ち上がりエッジに同期して内部信号Pが順次出力される。内部信号Pは、P1→P2→P3→P4→・・・→P270の順に活性化し、それぞれ4走査期間分の活性期間を有する。
時刻t2に、最初のイネーブル信号が活性化すると第1走査期間が開始する。第1フレーム期間は走査順序A'で、イネーブル信号OE1は第1、第5走査期間だけ活性化し、イネーブル信号OE2は第3、第7走査期間だけ活性化し、イネーブル信号OE3は第2、第6走査期間だけ活性化し、イネーブル信号OE4は第4、第8走査期間だけ活性化する。第2〜第4フレーム期間のその他の走査順序のイネーブル信号については図示した期間に活性化すればよいので説明を割愛する。
次に、図31を参照して、図26のゲートドライバ4を使用して実施の形態6に係る表示パネルの駆動方法を実現する例について説明する。図31は、図26に示すゲートドライバ4を用いた、イネーブル信号が4本の時の実施の形態6に係る表示パネルの駆動方法を実現するためのタイミングチャートである。
各フレーム期間の時刻t1に、垂直スタート信号STVが活性化し、クロック信号VCK/4の立ち上がりエッジに同期して内部信号Pが順次出力される。内部信号Pは、P1→P2→P3→P4→・・・→P270の順に活性化し、それぞれ4走査期間分の活性期間を有する。
時刻t2に、最初のイネーブル信号が活性化すると第1走査期間が開始する。第1フレーム期間において、イネーブル信号OE1は第1、第5走査期間に活性化し、イネーブル信号OE2は第3、第7走査期間に活性化し、イネーブル信号OE3は第4、第8走査期間に活性化し、イネーブル信号OE4は第2、第6走査期間に活性化する。第2〜第4フレーム期間のその他の走査順序のイネーブル信号については図示した期間に活性化すればよいので説明を割愛する。
タイミングコントローラ5は、走査順序の制御を行うために複数のイネーブル信号をゲートドライバ4に出力する。また、各走査順序に対応するように、データドライバ3に供給する画像データの入れ替えも行う。画像データの入れ替えをタイミングコントローラ5で行えば、市販のデータドライバを使用することができる。タイミングコントローラ5は、市販のデータドライバが1走査期間分のサンプリングラッチと1走査期間分のホールドラッチの2ラッチ構成であることを考慮して、データドライバ3とゲートドライバ4を制御する。
実施の形態1〜4においては、画像データの入れ替えは、データドライバ3の内部で行ってもよい。この場合、データドライバ3には、2走査期間分のサンプリングラッチと、2走査期間分のホールドラッチと、ホールドラッチの次段にマルチプレクサが設けられる。2走査期間分の画像データをサンプリングラッチにラッチし、2走査期間ごとにホールドラッチに一括転送して、マルチプレクサで画像データの入れ替えを行うことができる。しかし、実施の形態5、6では、4走査期間分のラッチ回路が必要になり回路規模が大きくなるので、タイミングコントローラ5で画像データの入れ替えを行うのがよい。
ゲートドライバ及びタイミングコントローラの回路規模などを考慮すると1つの走査グループを構成する走査線数は2本であることが好ましい。
以上、説明したように、本発明は、最大電流パターンが異なる少なくとも2以上の走査順序を所定期間ごとに切り替えることで特定の表示パターンの平均駆動電流を低減し、すべての表示パターンで、データ信号の平均駆動電流を基準電流値の3/4以下にすることができる。その結果、データドライバ3の最高到達温度を低下させることができる。また、前データ信号の影響を時間的、空間的に分散して画質を改善することができる。
なお、本発明の走査順序をデータ信号の電圧極性が1又は2走査期間(1又は2H)ごとに反転する駆動方法に適用しても電圧極性の反転が優先されるので電流低減効果はない。データ信号の電圧極性反転周期が3走査期間以上のときに電流低減効果を生じる。例えば、データ信号の電圧極性が4走査期間ごとに反転するとき、データ信号の平均駆動電流の最大値は基準電流値の7/8である。データ信号が1フレーム期間ごとに反転するカラム反転駆動が最も平均駆動電流の最大値を低減することができる。
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。本発明では、液晶パネルがノーマリーブラックである例について説明したが、ノーマリーホワイトでもよい。また、有機EL表示パネルなどにも適用することができる。有機EL表示パネルでは、通常、データ信号の電圧極性は一定で液晶のように反転駆動しない。
1 液晶表示装置
2 液晶表示パネル
3 データドライバ
4 ゲートドライバ
5 タイミングコントローラ
6 TFT
7 画素電極
8 液晶セル
9 補助容量線
51 シフトレジスタ
52 NAND回路
53 出力バッファ
54 配線
61 下部ガラス基板
62 絶縁膜
63 絶縁膜
2 液晶表示パネル
3 データドライバ
4 ゲートドライバ
5 タイミングコントローラ
6 TFT
7 画素電極
8 液晶セル
9 補助容量線
51 シフトレジスタ
52 NAND回路
53 出力バッファ
54 配線
61 下部ガラス基板
62 絶縁膜
63 絶縁膜
Claims (11)
- データ線に供給するデータ信号の電圧極性反転周期が3走査以上で、複数の走査線を所定期間ごとに第1及び第2走査順序で切り替えて駆動する表示パネルの駆動方法であって、
前記第1及び第2走査順序を設定するときの前記電圧極性反転周期は1フレーム期間で、
前記複数の走査線を前記第1走査順序で駆動し、前記データ信号の充放電回数が最大となる表示パターンを第1最大電流パターンとし、
前記第2走査順序は、前記第1最大電流パターンを表示するときに、前記データ信号の充放電回数が前記第1走査順序で前記第1最大電流パターンを表示したときの1/2となるように設定することを特徴とする表示パネルの駆動方法。 - 前記複数の走査線を前記第2走査順序で駆動し、前記データ信号の充放電回数が最大となる表示パターンを第2最大電流パターンとし、
前記第1走査順序で前記第2最大電流パターンを表示するときに、前記データ信号の充放電回数が前記第2走査順序で前記第2最大電流パターンを表示したときの1/2となることを特徴とする請求項1に記載の表示パネルの駆動方法。 - 第2k−1及び第2k走査線(kは自然数)を含む2本以上の走査線を第k走査グループとし、
前記第2走査順序は、前記第1走査順序の奇数走査グループの各走査グループ内の走査順序を逆向きにした走査順序に設定することを特徴とする請求項1又は2に記載の表示パネルの駆動方法。 - 前記第1走査順序の各走査グループ内の走査順序を逆向きにした走査順序を第3走査順序、前記第2走査順序の各走査グループ内の走査順序を逆向きにした走査順序を第4走査順序に設定し、
前記複数の走査線を所定期間ごとに前記第1〜第4走査順序で切り替えて駆動することを特徴とする請求項3に記載の表示パネルの駆動方法。 - 前記第2k−1走査線と前記第2k走査線との間に、第k走査グループ以外の走査線が形成されていないことを特徴とする請求項3又は4のいずれかに記載の表示パネルの駆動方法。
- 前記第2k−1走査線と前記第2k走査線との間に、第k走査グループ以外の少なくとも1本以上の走査線が形成されていることを特徴とする請求項3又は4のいずれかに記載の表示パネルの駆動方法。
- 請求項1〜6のいずれかに記載の走査順序で前記複数の走査線を駆動するゲートドライバ。
- 前記ゲートドライバは、2本以上のイネーブル信号で制御されることを特徴とする請求項7に記載のゲートドライバ。
- 請求項1〜6のいずれかに記載の駆動方法により駆動される表示パネルを備える表示装置。
- 前記表示パネルは、同一列に配置された、第1データ線及び第1走査線に接続される第1表示セルと、前記第1データ線及び第2走査線に接続される第2表示セルと、前記第1データ線に隣接する第2データ線及び第3走査線に接続される第3表示セルと、前記第2データ線及び第4走査線に接続される第4表示セルとを有し、
前記第1及び第2表示セルに第1電圧極性のデータ信号が供給され、前記第3及び第4表示セルに前記第1電圧極性と異なる第2電圧極性のデータ信号が供給されることを特徴とする請求項9に記載の表示装置。 - 前記第1表示セルと前記第2表示セルとの間に前記第3又は第4表示セルが配置されていることを特徴とする請求項10に記載の表示装置。
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