JP2012189765A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】データ線に印加する正極性の信号の電位と負極性の信号の電位との平均をコモン電位から一定値ずらす場合より残像の発生を抑えた液晶表示装置を提供すること。
【解決手段】液晶表示装置は、マトリクス状に設けられた複数の画素回路と、前記画素回路の行に対応する複数のデータ線と、前記複数のデータ線に接続されるデータ線駆動回路と、を含む。前記各画素回路は、一端にコモン電位が供給される画素容量を含む。前記データ線駆動回路は、前記複数の画素回路のうち１つに対する階調値に応じて、正極性の信号と負極性の信号とを前記１つの画素回路に選択的に出力し、前記データ線駆動回路は、前記階調値に応じた前記正極性の信号の電位と前記負極性の信号の電位との平均が、前記階調値、温度、前記１つの画素回路の位置に応じて変化するように、当該正極性の信号と負極性の信号とを出力する。
【選択図】図４

Description

本発明は液晶表示装置、特に液晶表示装置に含まれるデータ線駆動回路に関する。

液晶表示装置は、画素回路に含まれる画素電極とコモン電極の間の電位差を用いて液晶の透過率を制御している。ここで、いずれかの画素回路の画素電極に印加される電位の時間平均がコモン電極に印加されるコモン電位からずれる（液晶に直流成分を印加するともいう）と、液晶の透過率と電位差との関係が崩れ、残像が生じることがある。この残像を回避するため、フレームが変化するごとに画素電極に印加する電位の極性を変化させている。なお、極性とは画素電極やデータ線に印加する電位がコモン電位より高いか低いかのことであり、正極性の電位はその電位がコモン電位より高いことを示し、負極性の電位はその電位がコモン電位より低いことを示す。

ここで、ある階調についてデータ線に印加する正極性の電位と負極性の電位との平均をコモン電位とするだけでは、残像が発生する場合がある。画素電極に印加される正極性の電位と負極性の電位の平均がコモン電位と異なってしまうためである。従来はデータ線に印加する正極性の電位と負極性の電位との平均をコモン電位から一定値だけずらすような制御が行われている。

特許文献１にはデータ線に印加する正極性および負極性のプリチャージ電位をデータ電圧振幅の中心電位から一定値ずらす液晶表示装置が開示されている。特許文献２には、温度に応じて画素回路に対するプリチャージを行うか否かを制御する液晶表示装置が開示されている。

特許第３７０４７１６号公報 特開２００４−２１９８２４号公報

発明者らが従来より精密に残像を観測したところ、データ線に印加する正極性の信号の電位と負極性の信号の電位との平均をコモン電位から一定値（ある最適値）だけずらしても、残像が発生する場合があることがわかった。

本発明は上記課題を鑑みてなされたものであって、その目的は、データ線に印加する正極性の信号の電位と負極性の信号の電位との平均をコモン電位から一定値ずらす場合より残像の発生を抑えた液晶表示装置を提供することにある。

本出願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以下の通りである。

（１）マトリクス状に設けられた複数の画素回路と、前記画素回路の行に対応して設けられる複数のデータ線と、前記画素回路の列に対応して設けられる複数の走査線と、前記複数のデータ線に信号を供給するデータ線駆動回路と、前記複数の走査線に走査信号を供給する走査線駆動回路と、を含み、前記各画素回路は、一端にコモン電位が供給される画素容量、および、当該画素回路に対応する前記走査線からゲート電極に走査信号が供給されソース電極とドレイン電極のうち一方が前記画素容量の他端に接続され他方が当該画素回路に対応するデータ線に接続される画素トランジスタ、を含み、前記データ線駆動回路は、前記複数の画素回路のうち１つに対する階調値に応じて、正極性の信号と負極性の信号とを前記データ線に選択的に出力し、前記データ線駆動回路は、前記階調値に応じた前記正極性の信号の電位と前記負極性の信号の電位との平均が、前記階調値、温度、前記１つの画素回路の前記走査線駆動回路からの距離、または、前記１つの画素回路の前記データ線駆動回路からの距離に応じて変化するように、当該正極性の信号と負極性の信号とを出力する、ことを特徴とする液晶表示装置。

（２）（１）において、前記データ線駆動回路は、前記複数の画素回路のうち１つに対する階調値に応じて、正極性のプリチャージ信号および当該正極性のプリチャージ信号に続く映像信号と、負極性のプリチャージ信号および当該負極性のプリチャージ信号に続く映像信号とのうちいずれかを前記データ線に選択的に出力し、前記データ線駆動回路は、前記階調値に応じた前記正極性のプリチャージ信号の電位と前記負極性のプリチャージ信号の電位との平均が、前記階調値、温度、前記１つの画素回路の前記走査線駆動回路からの距離、または前記１つの画素回路の前記データ線駆動回路からの距離に応じて変化するように、当該正極性のプリチャージ信号と負極性のプリチャージ信号とを出力する、ことを特徴とする液晶表示装置。

（３）（２）において、前記データ線駆動回路は、前記階調値に応じた前記正極性のプリチャージ信号の電位と前記負極性のプリチャージ信号の電位との平均が、前記階調値が最小値から当該階調値の範囲内のいずれかの値まで増加する場合、または温度が減少する場合に単調増加または単調減少するように、当該正極性のプリチャージ信号と負極性のプリチャージ信号とを出力する、ことを特徴とする液晶表示装置。

（４）（２）または（３）において、前記映像信号の電位は階調値に応じて定まり、前記データ線駆動回路は、前記階調値に応じた前記正極性および負極性のうち一方のプリチャージ信号の電位と映像信号の電位との電位差が、前記階調値の増加に応じて前記電位差が所定の値となる階調値である変化制限階調値まで変化し、かつ前記変化制限階調値を超える階調値では、前記電位差が前記変化制限階調値以下より変化しないように前記プリチャージ信号を出力する、ことを特徴とする液晶表示装置。

（５）（２）または（３）において、前記映像信号の電位は階調値に応じて定まり、前記データ線駆動回路は、前記階調値に応じた前記正極性および負極性のうち一方のプリチャージ信号と映像信号との電位差が、前記１つの画素回路の前記データ線駆動回路からの距離の増加に応じて前記電位差が所定の値となる前記距離まで変化し、かつ前記電位差が所定の値となる前記距離を超えると、当該距離以下より前記電位差が変化しないように前記プリチャージ信号を出力する、ことを特徴とする液晶表示装置。

（６）（２）または（３）において、前記映像信号の電位は階調値に応じて定まり、前記データ線駆動回路は、前記階調値に応じた前記正極性および負極性のうち一方のプリチャージ信号と映像信号との電位差が、前記１つの画素回路の前記走査線駆動回路からの距離の減少に応じて前記電位差が所定の値となる前記距離になるまで変化し、かつ前記電位差が所定の値となる前記距離未満では、当該距離以上より前記電位差が変化しないように前記プリチャージ信号を出力する、ことを特徴とする液晶表示装置。

（７）（２）または（３）において、前記映像信号の電位は階調値に応じて定まり、前記データ線駆動回路は、前記階調値に応じた前記正極性および負極性のうち一方のプリチャージ信号と映像信号との電位差が、温度の減少に応じて前記電位差が所定の値となる温度まで変化し、かつ前記電位差が所定の値となる前記温度未満では当該温度以上より変化しないように前記プリチャージ信号を出力する、ことを特徴とする液晶表示装置。

（８）（２）から（７）のいずれかにおいて、前記データ線駆動回路は、少なくとも最小の階調値に応じた正極性のプリチャージ信号の電位と負極性のプリチャージ信号の電位との平均がコモン電位と等しくなるように、当該正極性のプリチャージ信号と負極性のプリチャージ信号とを出力する、ことを特徴とする液晶表示装置。

（９）（８）において、前記データ線駆動回路は、前記階調値と、前のフレームにおける階調値である前階調値とに応じて前記正極性のプリチャージ信号と前記負極性のプリチャージ信号とを選択的に出力し、前記データ線駆動回路は、少なくとも前記前階調値が前記階調値より低い場合は、正極性のプリチャージ信号の電位と負極性のプリチャージ信号の電位との平均がコモン電位と等しくなるように、当該正極性のプリチャージ信号と負極性のプリチャージ信号とを出力する、ことを特徴とする液晶表示装置。

本発明によれば、データ線に印加する正極性の信号の電位と負極性の信号の電位との平均をコモン電位から一定値ずらす場合より残像の発生を抑えることができる。

本発明の実施形態にかかる液晶表示装置の構成の一例を示す図である。 プリチャージ信号の電位と映像信号の電位との関係の一例を示す波形図である。 プリチャージ回路の構成の一例を示す図である。 補正量算出回路の構成の一例を示す図である。 ルックアップテーブルと画素回路ＰＣの位置との関係の一例を示す図である。 正極性の映像信号に対する補正量を格納するルックアップテーブルの一例を示す図である。 負極性の映像信号に対する補正量を格納するルックアップテーブルの一例を示す図である。 表示階調データとプリチャージ補正量との関係の一例を示す図である。 表示階調データと前表示階調データとの組合せについて正極性のプリチャージ補正量と負極性のプリチャージ補正量との相違の有無の一例を示す図である。 行座標と正極性のプリチャージ補正量との関係の一例を示す図である。 列座標と正極性のプリチャージ補正量との関係の一例を示す図である。 温度とプリチャージ補正量との関係の一例を示す図である。

以下では、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。出現する構成要素のうち同一機能を有するものには同じ符号を付し、その説明を省略する。

本発明の実施形態に係る液晶表示装置は液晶表示パネルと、液晶表示パネルを透過する光を供給するバックライトと、制御基板と、を有している。液晶表示パネルは構造的には、画素回路ＰＣなどが形成されるアレイ基板と、そのアレイ基板に対向して設けられる対向基板と、アレイ基板と対向基板の間に封入される液晶と、アレイ基板上に配置される集積回路パッケージと、を含んでいる。なお、アレイ基板の外側と対向基板の外側には偏光板が貼り付けられている。なお、本実施形態にかかる液晶表示装置はカラー表示を行う。

図１は本発明の実施形態に係る液晶表示装置の構成の一例を示す図である。本実施形態に係る液晶表示装置は、矩形の表示領域ＤＡと、プリチャージ回路ＰＲＣと、タイミング制御回路ＴＣと、参照電位供給回路ＶＲＧと、コモン電位供給回路ＶＣＧと、走査線駆動回路ＹＤＶと、データ線駆動回路ＸＤＶと、複数の走査線ＧＬと、複数のデータ線ＤＬと、コモン線ＣＬとを含む。表示領域ＤＡと、複数の走査線ＧＬと、複数のデータ線ＤＬとは液晶表示パネル内のアレイ基板上に配置されている。表示領域ＤＡには、複数の画素回路ＰＣがマトリクス状に配置されている。走査線駆動回路ＹＤＶは、図１の表示領域ＤＡの右側から走査信号を供給するもの（以下「右側の走査線駆動回路ＹＤＶ」と呼ぶ）と左側から走査信号を供給するもの（以下「左側の走査線駆動回路ＹＤＶ」と呼ぶ）の２つがある。走査線駆動回路ＹＤＶの一部はアレイ基板上の表示領域ＤＡの左右に設けられ、残りは集積回路パッケージ内に配置される。データ線駆動回路ＸＤＶの一部は表示領域の上部に設けられ、残りは集積回路パッケージ内に配置される。またプリチャージ回路ＰＲＣ、タイミング制御回路ＴＣ、参照電位供給回路ＶＲＧおよびコモン電位供給回路ＶＣＧは制御基板に配置される。

各走査線ＧＬは表示領域ＤＡ内を互いに並んで図中左右方向に延び、各走査線ＧＬの右端は右側の走査線駆動回路ＹＤＶに、各走査線の左端は左側の走査線駆動回路ＹＤＶに接続される。各データ線ＤＬは表示領域ＤＡ内を互いに並んで図中上下方向に延び、その上端はデータ線駆動回路ＸＤＶに接続される。各画素回路ＰＣは、データ線ＤＬと走査線ＧＬとの交点に対応して設けられている。カラー表示のため、１つの画素をそれぞれ赤、青および緑を表示する３つの画素回路ＰＣで表す。この３つの画素回路ＰＣは横方向に並んでいる。画面の解像度が１９２０列×１０８０行とすると、表示領域ＤＡ内の画素回路ＰＣの数は（１９２０×３）列×１０８０行となる。データ線ＤＬの数は（１９２０×３）本、走査線ＧＬの数は１０８０本となる。それぞれのデータ線ＤＬは画素回路ＰＣの列に対応し、それぞれの走査線ＧＬは画素回路ＰＣの行に対応する。各画素回路ＰＣは対応するデータ線ＤＬに接続される。なお、ある列を構成する画素回路ＰＣは、同じ色を表示し、データ線ＤＬのうち１つに接続される。

各画素回路ＰＣは、画素トランジスタＴＲと、液晶容量Ｃｌｃと、配線容量Ｃｓｔとを含む。液晶容量Ｃｌｃは、画素電極と、コモン電極と、その間にある液晶とからなる。画素トランジスタＴＲはスイッチとして動作するｎチャネル型の薄膜トランジスタであり、そのゲート電極はその画素トランジスタＴＲを含む画素回路ＰＣに対応する走査線ＧＬに接続される。また画素トランジスタＴＲのソース電極は画素回路ＰＣに対応するデータ線ＤＬに接続され、ドレイン電極は画素電極に接続される。なお、薄膜トランジスタには極性が無く、ソース電極とドレイン電極の呼称の違いは印加される電位により便宜的に決まる。ここではソース電極とドレイン電極の接続先を便宜的に上述のように呼んでいるが、接続先が反対であっても構わない。コモン電極は、コモン線ＣＬと電気的に接続されている。ここで、画素電極の接続されるノードとコモン線ＣＬとの間には液晶容量Ｃｌｃ以外の配線容量Ｃｓｔが生じ、また、画素電極の接続されるノードと走査線ＧＬの間には画素トランジスタＴＲの寄生容量Ｃｇｓが生じる。

コモン電位供給回路ＶＣＧはコモン線ＣＬにコモン電位を供給し、参照電位供給回路ＶＲＧはデータ線駆動回路ＸＤＶが用いる複数の参照電位を供給する。プリチャージ回路ＰＲＣは入力される表示階調データＤＩと入力同期信号ＳＳとに基づいて出力データＤＯを出力する。タイミング制御回路ＴＣは、入力同期信号ＳＳに応じたタイミングで、プリチャージ回路ＰＲＣが出力した出力データＤＯをデータ線駆動回路ＸＤＶに入力し、またデータ線駆動回路ＸＤＶおよび走査線駆動回路ＹＤＶに水平同期信号ＳＸや垂直同期信号ＳＹなどを供給する。なお、正極性の信号は画素電極の電位をコモン電位より高い電位にするための信号を示し、負極性の信号は画素電極の電位をコモン電位より低い電位にするための信号を示す。本実施形態の例では、正極性とは信号等の電位がコモン電位より高いことを、負極性とはその信号等の電位がコモン電位より低いことを示している。

液晶表示装置では、データ線ＤＬと走査線ＧＬとの間に生じる寄生容量などにより、データ線ＤＬに電位を印加しても、画素回路ＰＣ内の画素トランジスタＴＲのソース電極がその電位に到達するまでに時間がかかる。水平期間１Ｈ内に目的の電位により近づけるために、データ線駆動回路ＸＤＶはデータ線ＤＬに対して、水平期間１Ｈの前半にプリチャージ信号の電位Ｖｐを印加し、後半に映像信号の電位Ｖｄを印加する。図２は、プリチャージ信号の電位Ｖｐと映像信号の電位Ｖｄとの関係の一例を示す波形図である。一点鎖線で示される波形は走査線駆動回路ＹＤＶが走査線ＧＬに印加する走査信号を示す。破線はデータ線駆動回路ＸＤＶがデータ線ＤＬに印加する信号の電位を、実線は画素電極の電位を示す。走査信号の電位が立ち上がってから立ち下がるまでの期間が水平期間１Ｈに相当する。また、本図の例では水平期間１Ｈ中に電位が高くなる実線と破線の波形は、正極性の信号が印加される場合の画素電極の電位（実線）とデータ線ＤＬに印加される電位（破線）とを示し、水平期間中に電位が低くなる実線と破線の波形は、負極性の信号がデータ線ＤＬに印加される場合の画素電極の電位（実線）とデータ線ＤＬに印加される電位（破線）とを示す。プリチャージ信号の電位Ｖｐは、前行の画素回路ＰＣに向けてデータ線ＤＬに印加する映像信号の電位Ｖｄと、現在の行の画素回路ＰＣに向けてデータ線ＤＬに印加する映像信号の電位Ｖｄとの違いを強調するように補正された電位である。以下では映像信号の電位Ｖｐを階調電位とも呼ぶ。映像信号の電位Ｖｄが低階調を示す電位から高階調を示す電位へ変化する場合には、正極性のプリチャージ信号の電位Ｖｐｐは続けて出力される正極性の映像信号の電位Ｖｄｐより高く、前記負極性のプリチャージ信号の電位Ｖｐｎは続けて出力される負極性の映像信号の電位Ｖｄｎより低くなる。映像信号の電位Ｖｄが高階調を示す電位から低階調を示す電位へ変化する場合には、正極性のプリチャージ信号の電位Ｖｐｐは続けて出力される正極性の映像信号の電位Ｖｄｐより低く、前記負極性のプリチャージ信号の電位Ｖｐｎは続けて出力される負極性の映像信号の電位Ｖｄｎより高くなる。

図３は、プリチャージ回路ＰＲＣの構成の一例を示す図である。プリチャージ回路ＰＲＣは、プリチャージ信号の電位Ｖｐを決定し、そのプリチャージ信号の電位Ｖｐと、映像信号の電位Ｖｄとをデータ線駆動回路に出力させる。プリチャージ回路ＰＲＣは、ラインメモリＬＭと、補正量算出回路ＰＣＡと、プリチャージ信号用の倍速化回路ＤＢＰと、映像信号用の倍速化回路ＤＢＲと、水平カウンタＨＴと、セレクタＳＥＬと、を含む。ラインメモリＬＭは、１行分の表示階調データＤＩを記憶し、その記憶したデータを次の表示階調データＤＩが入力されるタイミングで出力する。言い換えれば、ラインメモリＬＭは、前行の表示階調データである前表示階調データＬＤＩを出力する。補正量算出回路ＰＣＡは、表示階調データＤＩ、前表示階調データＬＤＩ、入力同期信号ＳＳおよび温度信号ＴＭＰに基づいて、映像信号の電位Ｖｄとプリチャージ信号の電位Ｖｐとの差を示す値を補正量データＰＤＤとして算出し、加算回路ＡＣに出力する。加算回路ＡＣは、表示階調データＤＩの値と補正量データＰＤＤの値とを加算し、プリチャージ信号の電位Ｖｐを示す階調値をプリチャージデータＰＤとして求める。水平カウンタＨＴは、入力同期信号ＳＳに含まれるクロックや水平同期信号ＳＸに基づいて、水平期間１Ｈの半分の期間ごとに電位が切り替わる信号を出力する。セレクタＳＥＬは、水平カウンタＨＴが出力する信号に応じて、ある行の画素回路ＰＣに対するプリチャージデータＰＤと表示階調データＤＩとを１水平期間内に続けて出力する。なお、倍速化回路ＤＢＰはセレクタＳＥＬが１水平期間の半分の期間でプリチャージデータＰＤを出力するように、プリチャージデータＰＤの出力タイミングを調整する。また倍速化回路ＤＢＲはセレクタＳＥＬがプリチャージデータＰＤ出力後の１水平期間の半分の期間で表示階調データＤＩを出力するように、表示階調データＤＩの出力タイミングを調整する。

データ線駆動回路ＸＤＶは、１水平期間の前半の期間はプリチャージデータＰＤの値が示す電位をプリチャージ信号として出力し、後半の期間は表示階調データＤＩの値が示す電位を映像信号として出力する。

図４は、補正量算出回路ＰＣＡの構成の一例を示す図である。補正量算出回路ＰＣＡは位置情報取得部ＬＧと、ルックアップテーブル選択部ＬＴＳと、ルックアップテーブル記憶部ＬＴＧと、代表補正量計算部ＤＲＧと、内挿処理部ＩＰＣとを含む。補正量算出回路ＰＣＡは、表示階調データＤＩが示す階調値と、温度と、映像信号と、プリチャージ信号の供給対象となる画素回路ＰＣの位置とに応じて補正量を算出する。ルックアップテーブル記憶部ＬＴＧは複数のルックアップテーブルを記憶する。

各ルックアップテーブルには、表示階調データＤＩの階調値と前表示階調データＬＤＩの階調値の組合せのそれぞれについて補正量を求めるための情報が設定されている。ルックアップテーブルは、Ｔ種類の温度の条件、Ｍ種類の列の条件、Ｎ種類の行の条件、また映像信号の極性の条件によって異なるものが用意されている。ルックアップテーブルはこれらの条件の組合せの数だけ存在するので、ルックアップテーブルの総数は（Ｔ×Ｍ×Ｎ×２）である。Ｍ種類の列は画素回路ＰＣの列のうち一部の列であり、これらを代表列とよぶ。Ｎ種類の行は画素回路ＰＣの行のうち一部の行であり、これらを代表行という。図５は、ルックアップテーブルと画素回路ＰＣの位置との関係の一例を示す図である。代表列には列座標ｘが最小（図中右端）および最大（図中左端）の列が含まれ、代表行には行座標ｙが最小（図中上端）および最大（図中下端）の行が含まれる。ここで、列座標は画素回路ＰＣの列を上から順序づけた場合の順位を、行座標は画素回路ＰＣの行を左から順序づけた場合の順位を示す。なお、本実施形態ではあるフレーム期間では１つのデータ線ＤＬに印加する電位の極性は変化しないため、前行に印加する電位の極性と現在の行に印加する電位の極性とは同じとなる。そのため、極性の条件は、前行の映像信号と現在行の映像信号とが正極性の場合と、それらの映像信号が負極性の場合の２つに分けられる。

各ルックアップテーブルは、より具体的には、表示階調データＤＩの階調値のうちいくつかの代表値と前表示階調データＬＤＩの階調値のうちいくつかの代表値との組合せのそれぞれに対する補正量データの集合である。

位置情報取得部ＬＧは、入力同期信号ＳＳに基づいて、入力される表示階調データＤＩに応じた映像信号が供給される画素回路ＰＣの位置を示す位置情報情報を生成する。また位置情報取得部ＬＧは、その画素回路ＰＣに供給する信号が正極性か負極性かを示す極性情報を出力する。

ルックアップテーブル選択部ＬＴＳは、位置情報、極性情報および温度情報に基づいて補正量の算出に用いるルックアップテーブルを選択する。ルックアップテーブル選択部ＬＴＳは、まず、温度信号ＴＭＰが示す温度に最も近い温度条件を取得する。次に位置情報が示す列座標ｘと同じ１つの代表列かそれに最も近い２つの代表列を取得し、行座標ｙと同じ１つの代表行かそれに最も近い２つの代表行を取得する。次に、取得した極性情報と温度条件を満たすルックアップテーブルのうち、上述の代表列と代表行との組合せに対応するルックアップテーブルを選択する。なお、ルックアップテーブル選択部ＬＴＳが選択するルックアップテーブルの数は、１から４である。

代表補正量計算部ＤＲＧは、ルックアップテーブル選択部ＬＴＳが選択したルックアップテーブルを用いて、そのルックアップテーブルごとに補正量を算出する。内挿処理部ＩＰＣは、ルックアップテーブルごとに求められた補正量とルックアップテーブルに対応する代表列および代表行と、位置情報とに基づいて内挿処理を行い、位置情報が示す列座標ｘおよび行座標ｙにおける補正量を求め、補正量データＰＤＤとして出力する。

ルックアップテーブルの設定について説明する。図６は、正極性の映像信号に対する補正量を格納するルックアップテーブルの一例を示す図である。図７は、負極性の映像信号に対する補正量を格納するルックアップテーブルの一例を示す図である。図６および図７の例では、階調値の代表値は、０、３２、６４、９６、１２８、１６０、１９２，２２４、２５５の８つとしている。本図には一部の表示階調データＤＩと前表示階調データＬＤＩの組合せについて補正量の値が空欄となっているものがあるが、実際にはそれらの欄にも値が設定されている。そして、代表補正量計算部ＤＲＧは補正量を格納していない表示階調データＤＩと前表示階調データＬＤＩの組合せについての補正量を内挿により求める。

ここで、本実施形態では人が感じる階調により近づけた表示とするため、階調値が１つ変化する場合の電位の変化量は、変化前の階調値に応じて異なる。よって、図６や図７の表のセル間の値の大小は、プリチャージ信号の電位と映像信号の電位の大小とは異なる場合がある。図８は、表示階調データＤＩとプリチャージ補正量との関係の一例を示す図である。本図の横軸は表示階調データＤＩの階調値を、縦軸はプリチャージ補正量を示す。プリチャージ補正量は、正極性のプリチャージ信号の電位と正極性の映像信号の電位との差、または負極性の映像信号の電位と負極性のプリチャージ信号の電位との差を示す。図８は、ある温度における正極性の映像信号に対するプリチャージ補正量（太線：以下では正極性のプリチャージ補正量とよぶ）と、負極性の映像信号に対するプリチャージ補正量（細線：以下では負極性のプリチャージ補正量とよぶ）とを示している。本図の符号ＰＶＰｓ（ｓは０，３２，６４，９６，１２８）を付した線は、前表示階調データＬＤＩの階調値がｓの場合の正極性のプリチャージ補正量を示し、本図のＰＶＮｓを付した線は、前表示階調データＬＤＩの階調値がｓの場合の負極性のプリチャージ補正量を示す。

まず、前表示階調データＬＤＩの階調値が最小（０）の場合をみればわかるように、少なくとも表示階調データＤＩの階調値が最小の場合については、正極性のプリチャージ補正量と負極性のプリチャージ補正量とが同じである。これは、正極性のプリチャージ信号の電位と負極性のプリチャージ信号の電位とがコモン電位を中心として対称であることを示す。よってこの場合にはプリチャージ補正量により補正された正極性および負極性のプリチャージ信号の電位の平均はコモン電位になる。なお、表示階調データＤＩの階調値が最小の階調値から増加しても、上記最小の階調値から階調値の範囲内のいずれかの値までは正極性のプリチャージ補正量と負極性のプリチャージ補正量とは同じである。図９は、表示階調データＤＩと前表示階調データＬＤＩとの組合せについて正極性のプリチャージ補正量と負極性のプリチャージ補正量との相違の有無の一例を示す図である。本図の「○」は負極性のプリチャージ補正量と正極性のプリチャージ補正量とが同じことを示し、「△」はその表示階調データＤＩの階調値を超えると負極性のプリチャージ補正量と正極性のプリチャージ補正量とが異なることを示し、「×」は、正極性のプリチャージ補正量が負極性のプリチャージ補正量より大きいことを示す。少なくとも前表示階調データＬＤＩの階調値が表示階調データＤＩの階調値より低い場合は正極性のプリチャージ補正量と負極性のプリチャージ補正量とが同じであり、前表示階調データＬＤＩの階調値が表示階調データＤＩの階調値より高い場合でも前表示階調データＬＤＩの階調がある程度低い場合には、それぞれの前表示階調データＬＤＩや温度、位置等に応じて定まる変化制限階調値まで正極性のプリチャージ補正量と負極性のプリチャージ補正量とが同じとなる。

また、正極性のプリチャージ補正量と負極性のプリチャージ補正量とが異なる場合には、正極性のプリチャージ補正量は負極性のプリチャージ補正量より大きい。これは、正極性のプリチャージ信号の電位と負極性のプリチャージ信号の電位との平均が、コモン電位より高いことを示す。画素トランジスタＴＲはｎチャネル型の薄膜トランジスタであり、画素トランジスタＴＲがオンされる際にはコモン電位や正極性の映像信号の最大の電位より高い電位が走査線ＧＬに供給される。画素トランジスタＴＲのソース電極に正極性の信号が印加される場合と、負極性の信号が印加される場合とでは、ソース−ゲート間の電位差が異なるなどの理由により、負極性の信号の方が正極性の信号より電流が流れやすい。そのため、正極性の信号と負極性の信号との平均がコモン電位となると画素電極に印加される正極性の電位と負極性の電位の平均はコモン電圧からずれてしまう。また、正極性の電位と負極性の電位との差が大きくなるほどそのずれの量は大きくなる。また、例えば前表示階調データの階調値が０となるような後述する制限が加えられるの場合を除けば、正極性のプリチャージ補正量と負極性のプリチャージ補正量との差は、表示階調データＤＩの階調値の増加によって単調増加するようにルックアップテーブルに補正量が設定されている。本実施形態では映像信号の電位を示す表示階調データＤＩに応じて正極性および負極性のプリチャージ信号の平均を調整しているため、信号の電位の変化に起因する残像を抑えることができる。

さらに、前表示階調データＬＤＩの階調値が一定であるとすると、階調データＤＩの階調値が最小値から増加するにつれ、正極性のプリチャージ補正量が単調増加する。ただし、ただ増加するのではなく、所定の量（本図では１Ｖ）になると判断される階調値（変化制限階調値）まで増加すると、階調値が変化制限階調値から増加してもその所定の量を超える正極性のプリチャージ補正量とならないようになっている。図８では前表示階調データＬＤＩの値が０の場合の正極性のプリチャージ補正量をみるとその制限がかかっていることがわかる。ここで、ルックアップテーブルに格納される補正量は離散的なデジタル値である。厳密には変化制限階調値は、そのデジタル値が示すプリチャージ補正量がその所定の量の近似値となる階調値であり、変化制限階調値以上の階調値では、補正量のデジタル値が示すプリチャージ補正量は所定の値の近似値となっている。変化制限階調値以上の階調値では、所定の値との誤差はせいぜい１階調の電位差程度であるため、変化制限階調値より小さい階調値よりもプリチャージ補正量の変化は小さい。

発明者らの実験によれば、正極性のプリチャージ補正量が所定の量より大きくなると、正極性の映像信号により到達する画素電極の電位にばらつきが生じる。このため負極性の映像信号により到達する画素電極の電位との平均がコモン電位とずれ、残像が発生する場合がある。本実施形態では上述のように制限を設けることで、このばらつきに起因する残像の発生を抑えることができる。

図１０は、行座標ｙと正極性のプリチャージ補正量との関係の一例を示す図である。本図は、前表示階調データＬＤＩの階調値と、表示階調データＤＩの階調値と、温度と、列座標ｘが一定の場合についての図である。データ線駆動回路ＸＤＶと画素回路ＰＣとの間のデータ線ＤＬの長さが長い（距離が大きい）ほど、プリチャージ補正量が大きくなっている。これにより、データ線ＤＬの長さに起因する特性の違いに対応している。一方で、上述のようにプリチャージ補正量が所定の量を超えると残像の原因となる場合がある。よって、所定の量になると判断される距離（変化制限行距離）まで増加すると、階調値が変化制限行距離から増加してもその所定の量を超える正極性のプリチャージ補正量とならないようになっている。なお、変化制限行距離以上の距離では、補正量のデジタル値が示すプリチャージ補正量が所定の値の近似値となっている点は階調値の増加の場合と同様である。

図１１は、列座標ｘと正極性のプリチャージ補正量との関係の一例を示す図である。本図は、前表示階調データＬＤＩの階調値と、表示階調データＤＩの階調値と、温度と、行座標ｙが一定の場合についての図である。走査線駆動回路ＹＤＶと画素回路ＰＣとの間の走査線ＧＬの長さが長い（距離が大きい）ほど、プリチャージ補正量が小さくなっている。これにより、走査線ＧＬの長さが短いほど走査信号の影響により電位の変化が遅くなることに起因する問題を緩和している。一方で、上述のようにプリチャージ補正量が所定の量を超えると残像の原因となる場合がある。よって、所定の量になると判断される距離（変化制限列距離）まで増加すると、変化制限列距離を超えてもその所定の量を超える正極性のプリチャージ補正量とならないようになっている。なお、変化制限列距離を超える距離では、補正量のデジタル値が示すプリチャージ補正量が所定の値の近似値となっている点は階調値の増加の場合と同様である。図１０や図１１の例のように正極性のプリチャージ補正量が距離によって変化すると、負極性のプリチャージ補正量と正極性のプリチャージ補正量との差も変化する。複数のルックアップテーブルには、図１０や図１１で説明したような条件を満たすように補正量が格納されている。なお、図１１のような列座標ｘによるプリチャージ補正量の変化がないようにルックアップテーブルを設定してもよい。

図１２は、温度とプリチャージ補正量との関係の一例を示す図である。本図は、前表示階調データＬＤＩの階調値と、表示階調データＤＩの階調値と、行座標ｙと列座標ｘとが一定の場合についての図である。温度が減少すると、正極性のプリチャージ補正量と負極性のプリチャージ補正量との差が単調増加する。また、正極性のプリチャージ補正量の制限があるので、所定の量になると判断される温度（変化制限温度）まで減少すると、温度が変化制限温度から減少してもその所定の量を超える正極性のプリチャージ補正量とならないようになっている。これにより、温度による画素回路ＰＣの特性の変化に起因する残像を抑えることができる。

なお、画素トランジスタＴＲがｐチャネル型の薄膜トランジスタであってもよい。この場合には、走査線ＧＬに供給される走査信号の極性が反転するため、正極性の信号が負極性の信号よりも電流が流れやすくなる。コモン電位がずれる方向は反対になるため、補正の向きは反対となる。例えば、表示階調データＤＩの階調値が最小値から階調値の範囲内のいずれかの値まで増加する場合には正極性のプリチャージ補正量と負極性のプリチャージ補正量との差は単調減少し、温度が減少するにつれその差は単調減少する。また負極性のプリチャージ補正量が所定の量を超えないように階調値、温度、画素回路ＰＣの位置により正極性のプリチャージ補正量と負極性のプリチャージ補正量が設定される。

ＣＬ コモン線、ＤＡ 表示領域、ＤＬ データ線、ＧＬ 走査線、ＰＣ 画素回路、ＰＲＣ プリチャージ回路、ＴＣ タイミング制御回路、ＶＣＧ コモン電位供給回路、ＶＲＧ 参照電位供給回路、ＸＤＶ データ線駆動回路、ＹＤＶ 走査線駆動回路、Ｃｇｓ 寄生容量、Ｃｌｃ 液晶容量、Ｃｓｔ 配線容量、ＴＲ 画素トランジスタ、Ｖｐｎ 負極性のプリチャージ信号の電位、Ｖｐｐ 正極性のプリチャージ信号の電位、Ｖｄｎ 負極性の映像信号の電位、Ｖｄｐ 正極性の映像信号の電位、ＡＣ 加算回路、ＤＢＰ，ＤＢＲ 倍速化回路、ＨＴ 水平カウンタ、ＬＭ ラインメモリ、ＰＣＡ 補正量算出回路、ＳＥＬ セレクタ、ＬＧ 位置情報取得部、ＬＴＧ ルックアップテーブル記憶部、ＬＴＳ ルックアップテーブル選択部、ＤＲＧ 代表補正量計算部、ＩＰＣ 内挿処理部、ＤＩ 表示階調データ、ＤＯ 出力データ、ＬＤＩ 前表示階調データ、ＰＤＤ 補正量データ、ＰＤ プリチャージデータ、ＳＳ 入力同期信号、ＳＸ 水平同期信号、ＳＹ 垂直同期信号、ＴＭＰ 温度信号。

Claims (9)

1. マトリクス状に設けられた複数の画素回路と、
   前記画素回路の行に対応して設けられる複数のデータ線と、
   前記画素回路の列に対応して設けられる複数の走査線と、
   前記複数のデータ線に信号を供給するデータ線駆動回路と、
   前記複数の走査線に走査信号を供給する走査線駆動回路と、を含み、
   前記各画素回路は、
   一端にコモン電位が供給される画素容量、および、
   当該画素回路に対応する前記走査線からゲート電極に走査信号が供給され、ソース電極とドレイン電極のうち一方が前記画素容量の他端に接続され他方が当該画素回路に対応するデータ線に接続される画素トランジスタ、を含み、
   前記データ線駆動回路は、前記複数の画素回路のうち１つに対する階調値に応じて、正極性の信号と負極性の信号とを前記データ線に選択的に出力し、
   前記データ線駆動回路は、前記階調値に応じた前記正極性の信号の電位と前記負極性の信号の電位との平均が、前記階調値、温度、前記１つの画素回路の前記走査線駆動回路からの距離、または、前記１つの画素回路の前記データ線駆動回路からの距離に応じて変化するように、当該正極性の信号と負極性の信号とを出力する、
   ことを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記データ線駆動回路は、前記複数の画素回路のうち１つに対する階調値に応じて、正極性のプリチャージ信号および当該正極性のプリチャージ信号に続く映像信号と、負極性のプリチャージ信号および当該負極性のプリチャージ信号に続く映像信号とのうちいずれかを前記データ線に選択的に出力し、
   前記データ線駆動回路は、前記階調値に応じた前記正極性のプリチャージ信号の電位と前記負極性のプリチャージ信号の電位との平均が、前記階調値、温度、前記１つの画素回路の前記走査線駆動回路からの距離、または前記１つの画素回路の前記データ線駆動回路からの距離に応じて変化するように、当該正極性のプリチャージ信号と負極性のプリチャージ信号とを出力する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記データ線駆動回路は、前記階調値に応じた前記正極性のプリチャージ信号の電位と前記負極性のプリチャージ信号の電位との平均が、前記階調値が最小値から当該階調値の範囲内のいずれかの値まで増加する場合、または温度が減少するにつれ単調増加または単調減少するように、当該正極性のプリチャージ信号と負極性のプリチャージ信号とを出力する、
   ことを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
4. 前記映像信号の電位は階調値に応じて定まり、
   前記データ線駆動回路は、前記階調値に応じた前記正極性および負極性のうち一方のプリチャージ信号の電位と映像信号の電位との電位差が、前記階調値の増加に応じて前記電位差が所定の値となる階調値である変化制限階調値まで変化し、かつ前記変化制限階調値を超える階調値では、前記電位差が前記変化制限階調値以下より変化しないように前記プリチャージ信号を出力する、
   ことを特徴とする請求項２または３に記載の液晶表示装置。
5. 前記映像信号の電位は階調値に応じて定まり、
   前記データ線駆動回路は、前記階調値に応じた前記正極性および負極性のうち一方のプリチャージ信号と映像信号との電位差が、前記１つの画素回路の前記データ線駆動回路からの距離の増加に応じて前記電位差が所定の値となる前記距離まで変化し、かつ前記電位差が所定の値となる前記距離を超えると、当該距離以下より前記電位差が変化しないように前記プリチャージ信号を出力する、
   ことを特徴とする請求項２または３に記載の液晶表示装置。
6. 前記映像信号の電位は階調値に応じて定まり、
   前記データ線駆動回路は、前記階調値に応じた前記正極性および負極性のうち一方のプリチャージ信号と映像信号との電位差が、前記１つの画素回路の前記走査線駆動回路からの距離の減少に応じて前記電位差が所定の値となる前記距離になるまで変化し、かつ前記電位差が所定の値となる前記距離未満では、当該距離以上より前記電位差が変化しないように前記プリチャージ信号を出力する、
   ことを特徴とする請求項２または３に記載の液晶表示装置。
7. 前記映像信号の電位は階調値に応じて定まり、
   前記データ線駆動回路は、前記階調値に応じた前記正極性および負極性のうち一方のプリチャージ信号と映像信号との電位差が、温度の減少に応じて前記電位差が所定の値となる温度まで変化し、かつ前記電位差が所定の値となる前記温度未満では当該温度以上より変化しないように前記プリチャージ信号を出力する、
   ことを特徴とする請求項２または３に記載の液晶表示装置。
8. 前記データ線駆動回路は、少なくとも最小の階調値に応じた正極性のプリチャージ信号の電位と負極性のプリチャージ信号の電位との平均がコモン電位と等しくなるように、当該正極性のプリチャージ信号と負極性のプリチャージ信号とを出力する、
   ことを特徴とする請求項２から７のいずれかに記載の液晶表示装置。
9. 前記データ線駆動回路は、前記階調値と、前のフレームにおける階調値である前階調値とに応じて前記正極性のプリチャージ信号と前記負極性のプリチャージ信号とを選択的に出力し、
   前記データ線駆動回路は、少なくとも前記前階調値が前記階調値より低い場合は、正極性のプリチャージ信号の電位と負極性のプリチャージ信号の電位との平均がコモン電位と等しくなるように、当該正極性のプリチャージ信号と負極性のプリチャージ信号とを出力する、
   ことを特徴とする請求項８に記載の液晶表示装置。

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