JP2014056091A - 液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】駆動モードの切替え時に画像の表示品位が過度に低下するのを抑制する。
【解決手段】液晶表示装置1は、複数のソース信号線S1〜Sm及び複数のゲート信号線G1〜Gnに接続された複数の画素電極を有する液晶表示パネル12と、入力画像信号に応じて複数の画素電極に対して電圧を印加するゲート駆動部13及びソース駆動部14と、電圧印加の駆動モードを、第1駆動モードと第2反転駆動モードとの間で、中間反転駆動モードを経て切り替えるようにゲート駆動部及びソース駆動部を制御する制御部11と、を備える。中間反転駆動モードは、一のソース信号線に接続された画素電極に印加する電圧の極性を複数のゲート信号線ごとに反転させ、互いに隣接するソース信号線に接続され同一のゲート信号線に接続された画素電極に印加する電圧の極性を反転させ、かつ、フレームごとに各画素電極に印加する電圧の極性を反転する駆動モードである。
【選択図】図1
【解決手段】液晶表示装置1は、複数のソース信号線S1〜Sm及び複数のゲート信号線G1〜Gnに接続された複数の画素電極を有する液晶表示パネル12と、入力画像信号に応じて複数の画素電極に対して電圧を印加するゲート駆動部13及びソース駆動部14と、電圧印加の駆動モードを、第1駆動モードと第2反転駆動モードとの間で、中間反転駆動モードを経て切り替えるようにゲート駆動部及びソース駆動部を制御する制御部11と、を備える。中間反転駆動モードは、一のソース信号線に接続された画素電極に印加する電圧の極性を複数のゲート信号線ごとに反転させ、互いに隣接するソース信号線に接続され同一のゲート信号線に接続された画素電極に印加する電圧の極性を反転させ、かつ、フレームごとに各画素電極に印加する電圧の極性を反転する駆動モードである。
【選択図】図1
Description
本発明は、液晶表示部に画像を表示する液晶表示装置に関するものである。
コンピュータやその他の情報機器の高精細度カラーモニター、あるいはテレビジョン受像機といった表示装置として、液晶表示装置が使用される。液晶表示装置は、基本的には、少なくとも一方が透明なガラス等からなる二枚の基板の間に、液晶を挟持した液晶表示部を有する。そして、液晶表示装置は、この液晶表示部の基板に形成された画素電極に選択的に電圧を印加する駆動部を備える。この駆動部による電圧印加によって、各画素電極の画素が制御される。
液晶表示部は、一般に、複数のゲート信号線、複数のソース信号線及び複数の画素電極を備える。複数のゲート信号線は、それぞれ例えば横方向(主走査方向)に延びており、縦方向(副走査方向)に並んで設けられている。複数のソース信号線は、それぞれ例えば縦方向(副走査方向)に延びており、横方向(主走査方向)に並んで設けられている。複数のゲート信号線及び複数のソース信号線の交点に、マトリクス状に複数の薄膜トランジスタ(TFT)及び画素電極が配置されている。駆動部は、ゲート信号線にTFTをオンオフするための電圧を印加する。また、駆動部は、入力画像信号に基づく電圧をソース信号線を介して画素電極に印加して、画素電極に対応して設けられた液晶の透過率を印加電圧に応じた値に変更する。このとき、駆動部は、入力画像信号を1水平期間分保持し、液晶表示部のソース信号線に出力する。
一般に、液晶を駆動するために直流の駆動電圧を画素電極に印加すると、液晶が劣化して寿命が短くなるため、液晶表示部では、画素電極に印加する電圧の極性をフレームごとに反転させる交流電圧駆動が行われている。交流電圧駆動を行うための液晶表示部の駆動モードとして、カラム反転駆動モードと、ドット反転駆動モードとが知られている。カラム反転駆動モードは、各フレームにおいて同一のソース信号線に接続された画素電極に同一極性の電圧を印加し、互いに隣接するソース信号線に接続された画素電極に印加する電圧の極性を反転し、かつ、フレームごとに各画素電極に印加する電圧の極性を反転する駆動モードである。ドット反転駆動モードは、各フレームにおいて互いに隣接する画素電極に逆極性の電圧を印加し、かつ、フレームごとに各画素電極に印加する電圧の極性を反転する駆動モードである。
ここで、カラム反転駆動モードとドット反転駆動モードとを比較する。カラム反転駆動モードは、1フレーム期間を通じて、ソース信号線に接続された画素電極に印加する電圧の極性が同一である。このため、カラム反転駆動モードは、画素電極へのデータ書込み(電圧印加)において有利な駆動モードであり、長いデータ書込時間を確保できない場合に好適である。その一方で、カラム反転駆動モードは、クロストークやフリッカの性能で劣る。逆に、ドット反転駆動モードは、クロストークやフリッカの性能は高いが、画素電極へのデータ書込みに比較的長い時間を要する。
そこで、特許文献1に記載の装置では、入力画像信号のフレームレートが高いときは、カラム反転駆動モードとし、入力画像信号のフレームレートが低いときは、ドット反転駆動モードとして、液晶表示部の駆動モードを切り替えている。
液晶表示部の駆動モードを、ドット反転駆動モードとカラム反転駆動モードとの間で直接切り替えると、急激な負荷変動が生じて、駆動モードの切替え時に、液晶表示部に画像が連続的に表示されずに境界が生じる可能性があり、その場合には、画像の表示品位が低下する。しかしながら、上記特許文献1に記載の装置では、この点について全く考慮されていない。
本発明は、上述した課題を解決するためになされたもので、液晶表示部の駆動モードの切替え時に、画像の表示品位が過度に低下するのを抑制することができる液晶表示装置を提供することを目的とする。
本発明に係る液晶表示装置は、複数のソース信号線と、複数のゲート信号線と、前記ソース信号線及び前記ゲート信号線に接続された複数の画素電極と、を有し、入力画像信号に対応する画像をフレームごとに表示する液晶表示部と、前記入力画像信号に応じて前記複数の画素電極に対して電圧を印加する駆動部と、前記複数の画素電極に対する電圧印加の駆動モードを、第1駆動モードと第2駆動モードとの間で、中間反転駆動モードを経て切り替えるように前記駆動部を制御する制御部と、を備え、前記中間反転駆動モードは、一のソース信号線に接続された画素電極に印加する電圧の極性を複数のゲート信号線ごとに反転させ、互いに隣接するソース信号線に接続され同一のゲート信号線に接続された画素電極に印加する電圧の極性を反転させ、かつ、フレームごとに各画素電極に印加する電圧の極性を反転する駆動モードである。
この構成によれば、液晶表示部は、複数のソース信号線と、複数のゲート信号線と、ソース信号線及びゲート信号線に接続された複数の画素電極と、を有し、入力画像信号に対応する画像をフレームごとに表示する。駆動部は、入力画像信号に応じて複数の画素電極に対して電圧を印加する。制御部は、複数の画素電極に対する電圧印加の駆動モードを、第1駆動モードと第2駆動モードとの間で、中間反転駆動モードを経て切り替える。中間反転駆動モードは、一のソース信号線に接続された画素電極に印加する電圧の極性を複数のゲート信号線ごとに反転させ、互いに隣接するソース信号線に接続され同一のゲート信号線に接続された画素電極に印加する電圧の極性を反転させ、かつ、フレームごとに各画素電極に印加する電圧の極性を反転する駆動モードである。
したがって、第1駆動モードから直接第2駆動モードに、または第2駆動モードから直接第1駆動モードに、切り替わる場合に比べて、駆動モードを滑らかに切り替えることができる。このため、駆動モードの切替え時に、液晶表示部に画像が連続的に表示されずに境界が生じて、画像の表示品位が過度に低下するのを抑制することができる。
上記液晶表示装置において、前記制御部は、前記中間反転駆動モードでは、一のソース信号線に接続された画素電極に印加する電圧の極性をM(Mは正の整数)回反転させた第1極性反転パターンを用い、前記第1駆動モードは、一のソース信号線に接続された画素電極に印加する電圧の極性をI回(Iは0以上かつM未満の整数)反転させ、互いに隣接するソース信号線に接続され同一のゲート信号線に接続された画素電極に印加する電圧の極性を反転させ、かつ、フレームごとに各画素電極に印加する電圧の極性を反転する駆動モードであり、前記第2駆動モードは、一のソース信号線に接続された画素電極に印加する電圧の極性をJ回(JはMより大きい整数)反転させ、互いに隣接するソース信号線に接続され同一のゲート信号線に接続された画素電極に印加する電圧の極性を反転させ、かつ、フレームごとに各画素電極に印加する電圧の極性を反転する駆動モードであるとしてもよい。
この構成によれば、制御部は、中間反転駆動モードでは、一のソース信号線に接続された画素電極に印加する電圧の極性を所定のゲート信号線でM(Mは正の整数)回反転させた第1極性反転パターンを用いる。第1駆動モードは、一のソース信号線に接続された画素電極に印加する電圧の極性をI回(Iは0以上かつM未満の整数)反転させ、互いに隣接するソース信号線に接続され同一のゲート信号線に接続された画素電極に印加する電圧の極性を反転させ、かつ、フレームごとに各画素電極に印加する電圧の極性を反転する駆動モードである。第2駆動モードは、一のソース信号線に接続された画素電極に印加する電圧の極性をJ回(JはMより大きい整数)反転させ、互いに隣接するソース信号線に接続され同一のゲート信号線に接続された画素電極に印加する電圧の極性を反転させ、かつ、フレームごとに各画素電極に印加する電圧の極性を反転する駆動モードである。したがって、第1駆動モードから第1極性反転パターンを経て第2駆動モードに切り替えられると、極性の反転回数が段階的に減少するため、第1駆動モードから第2駆動モードに駆動モードを滑らかに切り替えることができる。
上記液晶表示装置において、前記制御部は、前記中間反転駆動モードでは、一のソース信号線に接続された画素電極に印加する電圧の極性をN(NはMより大きく、かつJ未満の整数)回反転させた第2極性反転パターンをさらに用い、かつ、前記第1駆動モードから前記第2駆動モードに切り替える際には、前記第1極性反転パターンを使用した後で前記第2極性反転パターンを使用するとしてもよい。
この構成によれば、制御部は、中間反転駆動モードでは、一のソース信号線に接続された画素電極に印加する電圧の極性をN(NはMより大きく、かつJ未満の整数)回反転させた第2極性反転パターンをさらに用い、かつ、第1駆動モードから第2駆動モードに切り替える際には、第1極性反転パターンを使用した後で第2極性反転パターンを使用する。したがって、第1駆動モードから第1極性反転パターン、第2極性反転パターンを経て第2駆動モードに切り替えられると、極性の反転回数が段階的に減少するため、第1駆動モードから第2駆動モードに駆動モードを滑らかに切り替えることができる。
上記液晶表示装置において、前記制御部は、前記中間反転駆動モードでは、一のソース信号線に接続された画素電極に印加する電圧の極性をL(Lは2より大きい整数)本のゲート信号線ごとに反転させた第1極性反転パターンと、一のソース信号線に接続された画素電極に印加する電圧の極性をK(Kは2以上かつL未満の整数)本のゲート信号線ごとに反転させた第2極性反転パターンと、を使用し、かつ、前記第1駆動モードから前記第2駆動モードに切り替える際には、前記第1極性反転パターンを使用した後で前記第2極性反転パターンを使用し、前記第1駆動モードは、カラム反転駆動モードまたは一のソース信号線に接続された画素電極に印加する電圧の極性をX(XはLより大きな整数)本のゲート信号線ごとに反転させ、互いに隣接するソース信号線に接続され同一のゲート信号線に接続された画素電極に印加する電圧の極性を反転させ、かつ、フレームごとに各画素電極に印加する電圧の極性を反転する駆動モードであり、前記第2駆動モードは、一のソース信号線に接続された画素電極に印加する電圧の極性をY(Yは1以上かつK未満の整数)本のゲート信号線ごとに反転させ、互いに隣接するソース信号線に接続され同一のゲート信号線に接続された画素電極に印加する電圧の極性を反転させ、かつ、フレームごとに各画素電極に印加する電圧の極性を反転する駆動モードであるとしてもよい。
この構成によれば、第1極性反転パターンでは、一のソース信号線に接続された画素電極に印加する電圧の極性をL(Lは2より大きい整数)本のゲート信号線ごとに反転させる。第2極性反転パターンでは、一のソース信号線に接続された画素電極に印加する電圧の極性をK(Kは2以上かつL未満の整数)本のゲート信号線ごとに反転させる。制御部により、中間反転駆動モードでは、第1駆動モードから第2駆動モードに切り替える際には、第1極性反転パターンが使用された後で、第2極性反転パターンが使用される。第1駆動モードは、カラム反転駆動モードまたは一のソース信号線に接続された画素電極に印加する電圧の極性をX(XはLより大きな整数)本のゲート信号線ごとに反転させ、互いに隣接するソース信号線に接続され同一のゲート信号線に接続された画素電極に印加する電圧の極性を反転させ、かつ、フレームごとに各画素電極に印加する電圧の極性を反転する駆動モードである。第2駆動モードは、一のソース信号線に接続された画素電極に印加する電圧の極性をY(Yは1以上かつK未満の整数)本のゲート信号線ごとに反転させ、互いに隣接するソース信号線に接続され同一のゲート信号線に接続された画素電極に印加する電圧の極性を反転させ、かつ、フレームごとに各画素電極に印加する電圧の極性を反転する駆動モードである。したがって、第1駆動モードから第1極性反転パターン、第2極性反転パターンを経て第2駆動モードに切り替えられると、複数のゲート信号線ごとに極性が反転する際のゲート信号線の本数が段階的に減少するため、第1駆動モードから第2駆動モードに滑らかに切り替えることができる。
上記液晶表示装置において、前記制御部は、前記中間反転駆動モードにおいて、前記第1極性反転パターンを少なくとも2フレーム連続して使用し、前記第2極性反転パターンを少なくとも2フレーム連続して使用するとしてもよい。
この構成によれば、制御部により、中間反転駆動モードにおいて、第1極性反転パターンは、少なくとも2フレーム連続して使用され、第2極性反転パターンは、少なくとも2フレーム連続して使用される。第1駆動モードから第2駆動モードに切り替える際に、第1駆動モードの次のフレームで第1極性反転パターンを使用し、その次のフレームで第2極性反転パターンを使用した場合には、画素電極に対して3フレーム連続して同一極性の電圧が印加されることがあるため、制御が複雑になるおそれがある。しかし、上記構成によれば、第1駆動モードから第2駆動モードに切り替える際に、第1駆動モードの次のフレームで第1極性反転パターンを使用すると、その次のフレームでは第1極性反転パターンが使用される。また、第1極性反転パターンを使用したフレームの次のフレームで第2極性反転パターンが使用されると、その次のフレームでは第2極性反転パターンが使用される。したがって、画素電極に対して3フレーム連続して同一極性の電圧が印加されるのを防止することができる。
上記液晶表示装置において、前記液晶表示部は、第1フレーム及び第2フレームの順番で前記画像を表示し、前記第1フレームにおいて前記第1極性反転パターンが使用され、かつ前記第2フレームにおいて前記第2極性反転パターンが使用される場合には、前記第2フレームにおいて一のソース信号線に接続された画素電極に対してゲート信号線ごとに順番に電圧が印加される際に、印加電圧の極性が直前の画素電極から反転する画素電極は、極性が前記第1フレームから反転する第1画素電極と、極性が前記第1フレームと同じ第2画素電極と、を含み、前記制御部は、前記入力画像信号に応じて前記第1画素電極及び前記第2画素電極に印加する電圧を決定する決定部を含み、前記決定部は、前記第2フレームにおいて前記入力画像信号が前記第1画素電極及び前記第2画素電極に対して同一の電圧レベルを規定する場合に、前記第1画素電極に対して印加する電圧を、前記第2画素電極に対して印加する電圧に比べて高い電圧に決定するとしてもよい。
この構成によれば、液晶表示部は、第1フレーム及び第2フレームの順番で画像を表示する。第1フレームにおいて第1極性反転パターンが使用され、かつ第2フレームにおいて第2極性反転パターンが使用される場合には、第2フレームにおいて一のソース信号線に接続された画素電極に対してゲート信号線ごとに順番に電圧が印加される際に、印加電圧の極性が直前の画素電極から反転する画素電極は、極性が第1フレームから反転する第1画素電極と、極性が第1フレームと同じ第2画素電極と、を含む。制御部は、入力画像信号に応じて第1画素電極及び第2画素電極に印加する電圧を決定する決定部を含む。決定部は、第2フレームにおいて入力画像信号が第1画素電極及び第2画素電極に対して同一の電圧レベルを規定する場合に、第1画素電極に対して印加する電圧を、第2画素電極に対して印加する電圧に比べて高い電圧に決定する。
ここで、第1画素電極は、極性が第1フレームから反転しているため、極性が第1フレームと同じ第2画素電極に比べて、同じレベルの電圧を印加しても、極性が反転している分だけ、実際に画素電極に印加される電圧が低下する。しかし、上記構成では、入力画像信号が第1画素電極及び第2画素電極に対して同一の電圧レベルを規定する場合に、第1画素電極に対して印加する電圧が、第2画素電極に対して印加する電圧に比べて高い電圧に決定される。したがって、第1画素電極における実際に印加される電圧の低下分を補正することが可能になる。
上記液晶表示装置において、前記液晶表示部は、第1フレーム及び第2フレームの順番で前記画像を表示し、前記複数の画素電極は、前記第2フレームにおける印加電圧の極性が前記第1フレームと同じ同一電極と、前記第2フレームにおける印加電圧の極性が前記第1フレームから反転する反転電極と、を含み、前記制御部は、前記入力画像信号に応じて前記同一電極及び前記反転電極に印加する電圧を決定する電圧決定部を含み、前記電圧決定部は、前記第2フレームにおいて、前記入力画像信号が前記同一電極及び前記反転電極に対して同一の電圧レベルを規定する場合に、前記同一電極に対して印加する電圧を、前記反転電極に対して印加する電圧より低い電圧に決定するとしてもよい。
この構成によれば、液晶表示部は、第1フレーム及び第2フレームの順番で画像を表示する。複数の画素電極は、第2フレームにおける印加電圧の極性が第1フレームと同じ同一電極と、第2フレームにおける印加電圧の極性が第1フレームから反転する反転電極と、を含む。制御部は、入力画像信号に応じて同一電極及び反転電極に印加する電圧を決定する電圧決定部を含む。電圧決定部は、第2フレームにおいて、入力画像信号が同一電極及び反転電極に対して同一の電圧レベルを規定する場合に、同一電極に対して印加する電圧を、反転電極に対して印加する電圧より低い電圧に決定する。
ここで、同一電極では、極性が第1フレームと同じため、極性が第1フレームから反転している反転電極に比べて、同じレベルの電圧を印加しても、極性が反転していない分だけ、実際に画素電極に印加される電圧が増大する。しかし、上記構成では、入力画像信号が同一電極及び反転電極に対して同一の電圧レベルを規定する場合に、同一電極に対して印加する電圧が、反転電極に対して印加する電圧に比べて低い電圧に決定される。したがって、同一電極において実際に画素電極に印加される電圧が増大するのを抑制することが可能になる。
上記液晶表示装置において、前記第1駆動モード時のフレーム期間は前記中間反転駆動モード時のフレーム期間に比べて短いとしてもよい。
この構成によれば、第1駆動モード時のフレーム期間は中間反転駆動モード時のフレーム期間に比べて短い。したがって、中間反転駆動モード時のフレーム期間に比べて短いフレーム期間において、第1駆動モードにより駆動部を好適に制御することができる。
上記液晶表示装置において、前記制御部は、前記入力画像信号の特徴量に基づき、前記駆動モードを前記第1駆動モードと前記第2駆動モードとの間で切り替えるとしてもよい。
この構成によれば、制御部は、入力画像信号の特徴量に基づき、駆動モードを第1駆動モードと第2駆動モードとの間で切り替える。したがって、入力画像信号の特徴量に適切な駆動モードを用いることができる。
上記液晶表示装置において、前記特徴量は、前記液晶表示部に画像を表示する際のフレームレートであり、前記制御部は、前記フレームレートが基準値以上のときは前記駆動モードを前記第1駆動モードに切り替え、前記フレームレートが前記基準値未満のときは前記駆動モードを前記第2駆動モードに切り替えるとしてもよい。
この構成によれば、特徴量は、液晶表示部に画像を表示する際のフレームレートである。制御部は、フレームレートが基準値以上のときは駆動モードを第1駆動モードに切り替える。制御部は、フレームレートが基準値未満のときは駆動モードを第2駆動モードに切り替える。したがって、フレームレートに適切な駆動モードを用いることができる。
上記液晶表示装置において、前記特徴量は、前記液晶表示部に表示される画像内のオブジェクトの動き量であり、前記制御部は、前記動き量が閾値以上のときは前記駆動モードを前記第1駆動モードに切り替え、前記動き量が前記閾値未満のときは前記駆動モードを前記第2駆動モードに切り替えるとしてもよい。
この構成によれば、特徴量は、液晶表示部に表示される画像内のオブジェクトの動き量である。制御部は、動き量が閾値以上のときは駆動モードを第1駆動モードに切り替える。制御部は、動き量が閾値未満のときは駆動モードを第2駆動モードに切り替える。したがって、画像内のオブジェクトの動き量に適切な駆動モードを用いることができる。
上記液晶表示装置において、前記第1駆動モードはカラム反転駆動モードであり、前記第2駆動モードはドット反転駆動モードであり、前記カラム反転駆動モードは、一のソース信号線に接続された画素電極に同一極性の電圧を印加し、互いに隣接するソース信号線に接続された画素電極に印加する電圧の極性を反転し、かつ、フレームごとに各画素電極に印加する電圧の極性を反転する駆動モードであり、前記ドット反転駆動モードは、互いに隣接する画素電極に逆極性の電圧を印加し、かつ、フレームごとに各画素電極に印加する電圧の極性を反転する駆動モードであるとしてもよい。
この構成によれば、第1駆動モードはカラム反転駆動モードである。第2駆動モードはドット反転駆動モードである。カラム反転駆動モードは、一のソース信号線に接続された画素電極に同一極性の電圧を印加し、互いに隣接するソース信号線に接続された画素電極に印加する電圧の極性を反転し、かつ、フレームごとに各画素電極に印加する電圧の極性を反転する駆動モードである。ドット反転駆動モードは、互いに隣接する画素電極に逆極性の電圧を印加し、かつ、フレームごとに各画素電極に印加する電圧の極性を反転する駆動モードである。したがって、カラム反転駆動モードでは、一のソース信号線に接続された画素電極に同一極性の電圧が印加されるため、ドット反転駆動モードに比べて、高速に動作することができる。一方、ドット反転駆動モードでは、互いに隣接する画素電極に逆極性の電圧が印加されるため、カラム反転駆動モードに比べて、画素電極に対する極性反転がきめ細かく行われることから、画像の表示品位を向上することができる。
本発明によれば、複数の画素電極に対する電圧印加の駆動モードを、第1駆動モードと第2駆動モードとの間で、中間反転駆動モードを経て切り替えるため、第1駆動モードから直接第2駆動モードに、または第2駆動モードから直接第1駆動モードに、切り替わる場合に比べて、駆動モードを滑らかに切り替えることができる。その結果、駆動モードの切替え時に、液晶表示部に画像が連続的に表示されずに境界が生じて、画像の表示品位が過度に低下するのを抑制することができる。
図1は、本発明の一実施形態の液晶表示装置の構成を示すブロック図である。図2は、図1に示される液晶表示パネルの信号線の接続状態を示す回路図である。図1に示されるように、液晶表示装置1は、制御部11と、液晶表示パネル12と、ゲート駆動部13と、ソース駆動部14とを備える。
液晶表示パネル12は、図2に示されるように、複数のソース信号線S1,S2,・・・,Sm、複数のゲート信号線G1,G2,・・・,Gn、複数の薄膜トランジスタQ及び複数の画素電極R,G,B(つまり赤色の画素電極R、緑色の画素電極G及び青色の画素電極B)を備える。複数のソース信号線S1,S2,・・・,Smは、それぞれ縦方向(副走査方向)に延びており、横方向(主走査方向)に並んで設けられている。複数のゲート信号線G1,G2,・・・,Gnは、それぞれ横方向(主走査方向)に延びており、縦方向(副走査方向)に並んで設けられている。複数のソース信号線S1,S2,・・・,Sm及び複数のゲート信号線G1,G2,・・・,Gnの交点に、マトリクス状に複数の薄膜トランジスタQ及び複数の画素電極R,G,Bが配置されている。
制御部11は、ゲート駆動部13及びソース駆動部14を制御して、液晶表示パネル12のマトリクス状に配置された画素電極に対して1フレームごとに、入力画像信号に対応する電圧を1回印加する。つまり、制御部11は、液晶表示パネル12のマトリクス状に配置された画素電極の画素に対して1フレームごとに画像データを1回書き込む。制御部11は、ゲート駆動部13にゲート駆動信号を出力する。ゲート駆動部13は、ゲート駆動信号に基づき走査電圧を印加して、ゲート信号線G1,G2,・・・,Gnを上から下に向かって順番に選択して、対応するゲート信号線G1,G2,・・・,Gnの薄膜トランジスタQをオンにする。
制御部11は、ソース駆動部14に画像制御信号を出力して、ソース駆動部14を制御する。ソース駆動部14は、ゲート駆動部13により選択されている(つまり薄膜トランジスタQがオンにされている)ゲート信号線G1,G2,・・・,Gnに対応する画素電極R,G,Bに、ソース信号線S1,S2,・・・,Smを介して画像データに対応する電圧を印加する。これによって、画素電極R,G,Bの液晶層に画像データに対応する電圧が印加されて、画素電極R,G,Bの液晶層の透過率が制御される。
ゲート駆動部13によるゲート信号線G1,G2,・・・,Gnの選択が上から下まで完了することによって、入力画像信号に基づき画像データが1回全画素に対して書き込まれる。全画素に対する画像データの書込みによって、1フレームの画像が生成される。液晶表示パネル12は、その書き込まれた画像データを次の画像データの書込みまで1フレーム期間、保持するホールド型の表示部である。
制御部11により、1フレームの画像生成が所定のフレーム周波数で繰り返されることによって、液晶表示パネル12に表示される画像が視聴者によって視認される。なお、液晶表示パネル12としては、IPS(In Plane Switching)方式、VA(Vertical Alignment)方式、その他のいずれの方式を適用してもよい。
図3乃至図6は、液晶表示パネル12において、あるフレームにおける各画素電極の印加電圧の極性を示す図である。図3はカラム反転駆動モードを示す。図4はドット反転駆動モードを示す。図5、図6は、中間反転駆動モードを示す。なお、以下では、説明の簡単化のために、図3乃至図6に示されるように、ソース信号線の本数をm=8とし、ゲート信号線の本数をn=8としている。
一般に、液晶表示パネルにおいて、液晶を駆動するために直流の駆動電圧を画素電極に印加すると、液晶が劣化して寿命が短くなり、その結果、表示品位が低下することが知られている。そこで、本実施形態の液晶表示パネル12では、画素電極に印加する電圧の極性をフレームごとに反転させる交流電圧駆動が行われている。さらに、本実施形態の液晶表示パネル12では、画素電極に対する電圧印加の駆動モードとして、カラム反転駆動モードと、ドット反転駆動モードと、中間反転駆動モードとが用いられる。
カラム反転駆動モードは、図3に示されるように、各フレームにおいて同一のソース信号線に接続された画素電極に同一極性の電圧を印加し、互いに隣接するソース信号線に接続された画素電極に印加する電圧の極性を反転し、かつ、フレームごとに各画素電極に印加する電圧の極性を反転する駆動モードである。すなわち、カラム反転駆動モードでは、図3に示される極性状態と、図3の各極性を反転した極性状態とが、フレームごとに交互に繰り返される。
ドット反転駆動モードは、図4に示されるように、各フレームにおいて互いに隣接する画素電極に逆極性の電圧を印加し、かつ、フレームごとに各画素電極に印加する電圧の極性を反転する駆動モードである。すなわち、ドット反転駆動モードでは、図4に示される極性状態と、図4の各極性を反転した極性状態とが、フレームごとに交互に繰り返される。なお、以下では、例えば図3において、「ソース信号線S1に接続された画素電極への印加電圧の極性」を簡略化して「ソース信号線S1への印加電圧の極性」とも言う。
カラム反転駆動モードでは、あるフレームにおいて、例えば図3に示されるように、ソース信号線S1への印加電圧の極性が「+」にされている場合には、ソース信号線S2への印加電圧の極性は「−」にされ、ソース信号線S3への印加電圧の極性は「+」にされる。また、図3に示されるフレームの次のフレームでは、ソース信号線S1への印加電圧の極性が「−」にされ、ソース信号線S2への印加電圧の極性は「+」にされ、ソース信号線S3への印加電圧の極性は「−」にされる。
また、例えば図3に示されるフレームにおいて、ソース信号線S1への印加電圧は同一の「+」極性にされる。したがって、液晶表示パネル12の全面に白画像が表示される場合には、選択されるゲート信号線G1,G2,・・・が変化しても、同一極性で同一レベルの電圧が印加されることになる。このため、ソース信号線において充放電が起こらないことから、ソース駆動部14からソース信号線への電流供給が抑制される。その結果、ソース駆動部14における電力消費量が低減される。一方、ドット反転駆動モードでは、あるフレームにおいて、例えば図4に示されるように、ゲート信号線に沿った方向及びソース信号線に沿った方向の両方向において、互いに隣接する画素電極への印加電圧の極性が反転されている。
したがって、カラム反転駆動モードでは、ドット反転駆動モードに比べて印加電圧に対する応答性が良好になるため、短い時間で画素に画像データを書き込むことができる。一方、ドット反転駆動モードでは、カラム反転駆動モードに比べてクロストークやフリッカの性能で優れている。
制御部11は、検出部21と決定部22とを備える。検出部21は、入力画像信号の特徴量として、液晶表示パネル12に画像を表示する際のフレームレートを検出する。決定部22は、入力画像信号の信号レベルと画素電極への印加電圧の極性とに基づき、当該画素電極に印加する電圧レベルを決定する。制御部11は、検出部21により検出されたフレームレートに基づき、駆動モードを切り替える。制御部11は、決定部22により決定された電圧レベルに基づき、画像制御信号を生成し、生成した画像制御信号をソース駆動部14に出力する。
具体的には、制御部11は、検出部21により検出されたフレームレートが基準値(本実施形態では例えば60Hz)以上の場合には、駆動モードをカラム反転駆動モードに切り替える。制御部11は、検出部21により検出されたフレームレートが基準値未満の場合には、駆動モードをドット反転駆動モードに切り替える。
すなわち、制御部11は、入力画像信号のフレームレートが例えば60Hzから30Hzに切り替えられると、駆動モードをカラム反転駆動モードからドット反転駆動モードに切り替える。また、制御部11は、入力画像信号のフレームレートが例えば30Hzから60Hzに切り替えられると、駆動モードをドット反転駆動モードからカラム反転駆動モードに切り替える。
なお、検出部21は、入力画像信号の特徴量として、フレームレートに代えて、またはフレームレートに加えて、液晶表示パネル12に表示される画像内のオブジェクトの動き量を検出するようにしてもよい。そして、制御部11は、検出部21により検出された動き量が閾値(本実施形態では例えば時間的に隣接するフレーム間で10画素)以上の場合には、駆動モードをカラム反転駆動モードに切り替え、検出部21により検出された動き量が閾値未満の場合には、駆動モードをドット反転駆動モードに切り替えるようにしてもよい。
制御部11は、画素電極に対する電圧印加の駆動モードを、カラム反転駆動モードとドット反転駆動モードとの間で切り替える際に、中間反転駆動モードを経て切り替えるように、ゲート駆動部13及びソース駆動部14を制御する。すなわち、制御部11は、カラム反転駆動モードからドット反転駆動モードに直接切り替えたり、ドット反転駆動モードからカラム反転駆動モードに直接切り替えたりはしない。
中間反転駆動モードは、図5、図6に示されるように、一のソース信号線に接続された画素電極に印加する電圧の極性を複数のゲート信号線ごとに反転させ、互いに隣接するソース信号線に接続され同一のゲート信号線に接続された画素電極に印加する電圧の極性を反転させる駆動モードである。つまり、中間反転駆動モードでは、印加電圧の極性状態が、カラム反転駆動モードとドット反転駆動モードとの中間の極性状態になっている。
制御部11は、駆動モードをカラム反転駆動モードからドット反転駆動モードに切り替える際に、中間反転駆動モードでは、図2に示されるようにn本のゲート信号線を有する場合に、まず、(n/2)本のゲート信号線ごとに印加電圧の極性が反転する反転パターンを使用し、次に、(n/22)本のゲート信号線ごとに印加電圧の極性が反転する反転パターンを使用し、さらに次に(n/23)本のゲート信号線ごとに印加電圧の極性が反転する反転パターンを使用する。
このように、制御部11は、本実施形態では、カラム反転駆動モードからドット反転駆動モードに切り替える際に、中間反転駆動モードにおいて、極性が反転するゲート信号線の本数を1/2ずつ減少させた反転パターンを順に使用する。そして、制御部11は、中間反転駆動モードの最後に、2本のゲート信号線ごとに印加電圧の極性が反転する反転パターンを使用した後、駆動モードをドット反転駆動モードに切り替える。また、制御部11は、中間反転駆動モードにおいて、同一の反転パターンを少なくとも2フレーム連続して使用する。なお、制御部11は、ドット反転駆動モードからカラム反転駆動モードに切り替える際には、中間反転駆動モードにおいて、極性が反転するゲート信号線の本数を2倍ずつ増大させた反転パターンを順に使用する。
図5に示される中間反転駆動モードでは、一のソース信号線に接続された画素電極に印加する電圧の極性を、1回反転させている。言い換えると、図5に示される中間反転駆動モードでは、4本のゲート信号線ごとに印加電圧の極性が反転する反転パターンになっている。図6に示される中間反転駆動モードでは、一のソース信号線に接続された画素電極に印加する電圧の極性を、3回反転させている。言い換えると、図6に示される中間反転駆動モードでは、2本のゲート信号線ごとに印加電圧の極性が反転する反転パターンになっている。
制御部11は、ゲート信号線の本数がn=8の場合には、図3に示されるカラム反転駆動モードから図4に示されるドット反転駆動モードに切り替える際に、中間反転駆動モードでは、図5に示される反転パターンを少なくとも2フレーム連続して使用した後で、図6に示される反転パターンを少なくとも2フレーム連続して使用する。本実施形態において、カラム反転駆動モードは第1駆動モードの一例に相当し、ドット反転駆動モードは第2駆動モードの一例に相当し、図5に示される中間反転駆動モードの反転パターンは第1極性反転パターンの一例に相当し、図6に示される中間反転駆動モードの反転パターンは第2極性反転パターンの一例に相当する。
次に、中間反転駆動モードにおいて異なる反転パターンが使用される場合や、駆動モードが切り替えられる場合において、制御部11の決定部22により決定される電圧レベルの例が説明される。
図7はソース信号線S1に接続された画素電極の画素に白画像が表示される場合のソース信号線S1への印加電圧を示す図である。図7(a)は本実施形態における電圧レベルを示す。図7(b)は比較例として入力画像信号の信号レベルに対応する電圧レベルを示す。図5乃至図7を用いて、中間反転駆動モードにおいて、図5に示される反転パターンが使用されたフレーム(以下、図5乃至図7を用いた説明において「第1フレーム」と言う)の次のフレーム(以下、図5乃至図7を用いた説明において「第2フレーム」と言う)において、図6に示される反転パターンが使用される場合に、決定部22により決定される電圧レベルが説明される。
第1フレームでは、ソース信号線S1に接続された画素電極への印加電圧の極性は、図5に示されるように、ゲート信号線G1〜G8の順に「+、+、+、+、−、−、−、−」となる。これに対して、次の第2フレームでは、図6に示されるように、ソース信号線S1に接続された画素電極への印加電圧の極性は、ゲート信号線G1〜G8の順に「+、+、−、−、+、+、−、−」となる。
したがって、ソース信号線S1に接続された画素電極のうちで、ゲート信号線G1,G2,G7,G8に接続された画素電極への印加電圧の極性は、第2フレームでは第1フレームと同一極性である。一方、ソース信号線S1に接続された画素電極のうちで、ゲート信号線G3,G4,G5,G6に接続された画素電極への印加電圧の極性は、第2フレームでは第1フレームから反転する。
第1フレームにおける印加電圧の極性に対して、第2フレームにおける印加電圧の極性が反転する画素電極では、極性が反転せずに同一の画素電極に比べて、印加電圧に対する応答性が低下する。
このため、第2フレームにおいて、図7(b)に示されるように、入力画像信号の信号レベルに対応する同じ電圧V1をそれぞれ印加すると、ゲート信号線G1,G2,G7,G8に接続された画素電極の画素に比べて、ゲート信号線G3,G4,G5,G6に接続された画素電極の画素の輝度が低下する。
そこで、決定部22は、第2フレームにおいて、入力画像信号が、ゲート信号線G1〜G8に接続された画素電極で同一の電圧レベル(図7では白画像)を規定する場合に、図7(a)に示されるように、ゲート信号線G1,G2,G7,G8に接続された画素電極に対する印加電圧V2を、ゲート信号線G3,G4,G5,G6に接続された画素電極に対する印加電圧V1より低い電圧に決定する。すなわち、決定部22は、V1>V2に決定する。これによって、ゲート信号線G1〜G8に接続された画素電極の画素の輝度をほぼ同一レベルにすることができる。図7に示される場合において、ゲート信号線G1,G2,G7,G8に接続された画素電極は、同一電極の一例に相当し、ゲート信号線G3,G4,G5,G6に接続された画素電極は、反転電極の一例に相当し、決定部22は、電圧決定部の一例に相当する。
図8は、中間反転駆動モードにおいて異なる反転パターンが使用された場合に、ソース信号線S1に接続された画素電極の画素に白画像が表示される場合のソース信号線への印加電圧を示す図である。図5、図6、図8を用いて、中間反転駆動モードにおいて、図5に示される反転パターンが使用されたフレーム(以下、図5、図6、図8を用いた説明において「第1フレーム」と言う)の次のフレーム(以下、図5、図6、図8を用いた説明において「第2フレーム」と言う)において、図6に示される反転パターンが使用される場合に、決定部22により決定される電圧レベルが説明される。
ソース信号線S1に接続された画素電極に対し、ゲート信号線G1〜G8の順で、電圧が印加される。このとき、第2フレームでは、図6に示されるように、ゲート信号線G2,G4,G6,G8に接続された画素電極への印加電圧の極性は、それぞれ、直前に電圧が印加されるゲート信号線G1,G3,G5,G7に接続された画素電極への印加電圧の極性と同じである。
これに対して、ゲート信号線G3,G5,G7に接続された画素電極への印加電圧の極性は、それぞれ、直前に電圧が印加されるゲート信号線G2,G4,G6に接続された画素電極への印加電圧の極性から反転している。また、第2フレーム(図6)でゲート信号線G1に接続された画素電極への印加電圧の極性(正)は、直前の第1フレーム(図5)で最後に電圧が印加されたゲート信号線G8に接続された画素電極への印加電圧の極性(負)から反転している。
したがって、直前と同じ極性の電圧が印加されるゲート信号線G2,G4,G6,G8に接続された画素電極の場合に比べて、ゲート信号線G1,G3,G5,G7に接続された画素電極では、印加電圧に対する応答性が低下する。
ここで、ゲート信号線G1,G3,G5,G7に接続された画素電極は、さらに、印加電圧に対する応答性の低下度合が異なる画素電極を含む。すなわち、第2フレーム(図6)におけるゲート信号線G3,G5に接続された画素電極への印加電圧の極性は、直前の第1フレーム(図5)における極性から反転する。一方、第2フレーム(図6)におけるゲート信号線G1,G7に接続された画素電極への印加電圧の極性は、直前の第1フレーム(図5)における極性と同じである。したがって、ゲート信号線G3,G5に接続された画素電極への印加電圧に対する応答性は、ゲート信号線G1,G7に接続された画素電極への印加電圧に対する応答性に比べて、低下する。
このため、第2フレームにおいて、図7(b)に示されるように、入力画像信号の信号レベルに対応する同じ電圧V1を印加すると、上述のように、ゲート信号線G2,G4,G6,G8に接続された画素電極の画素に比べて、ゲート信号線G1,G3,G5,G7に接続された画素電極の画素の輝度が低下する。さらに、ゲート信号線G1,G7に接続された画素電極の画素に比べて、ゲート信号線G3,G5に接続された画素電極の画素の輝度が低下する。
そこで、決定部22は、第2フレームにおいて、入力画像信号が、ゲート信号線G1〜G8に接続された画素電極で同一の電圧レベル(図8では白画像)を規定する場合に、図8に示されるように、ゲート信号線G2,G4,G6,G8に接続された画素電極に対する印加電圧V4に比べて、ゲート信号線G1,G7に接続された画素電極に対する印加電圧V3を高い電圧に決定し、さらに、印加電圧V3に比べて、ゲート信号線G3,G5に接続された画素電極に対する印加電圧V1を高い電圧に決定する。すなわち、決定部22は、V1>V3>V4に決定する。これによって、ゲート信号線G1〜G8に接続された各画素電極の画素の輝度をほぼ同一レベルにすることができる。図8に示される場合において、ゲート信号線G3,G5に接続された画素電極は、第1画素電極の一例に相当し、ゲート信号線G1,G7に接続された画素電極は、第2画素電極の一例に相当する。
図9は、駆動モードがカラム反転駆動モードから中間反転駆動モードに切り替えられた場合に、ソース信号線S1に接続された画素電極の画素に白画像が表示される場合のソース信号線への印加電圧を示す図である。図9(a)は本実施形態における電圧レベルを示す。図9(b)は比較例として入力画像信号の信号レベルに対応する電圧レベルを示す。図3、図5、図9を用いて、図3に示されるカラム反転駆動モードが使用されたフレーム(以下、図3、図5、図9を用いた説明において「第1フレーム」と言う)の次のフレーム(以下、図3、図5、図9を用いた説明において「第2フレーム」と言う)において、中間反転駆動モードとして図5に示される反転パターンが使用される場合に、決定部22により決定される電圧レベルが説明される。
第1フレームでは、ソース信号線S1に接続された画素電極への印加電圧の極性は、図3に示されるように、ゲート信号線G1〜G8の順に全て「+」となる。これに対して、次の第2フレームでは、ソース信号線S1に接続された画素電極への印加電圧の極性は、図5に示されるように、ゲート信号線G1〜G8の順に「+、+、+、+、−、−、−、−」となる。
したがって、ソース信号線S1に接続された画素電極のうちで、第2フレーム(図5)におけるゲート信号線G1〜G4に接続された画素電極への印加電圧の極性は、直前の第1フレーム(図3)における極性と同じである。一方、第2フレーム(図5)におけるゲート信号線G5〜G8に接続された画素電極への印加電圧の極性は、直前の第1フレーム(図3)における極性から反転する。
第1フレームにおける印加電圧の極性に対して、第2フレームにおける印加電圧の極性が反転する画素電極では、極性が反転せずに同一の画素電極に比べて、印加電圧に対する応答性が低下する。
このため、第2フレームにおいて、図9(b)に示されるように、入力画像信号の信号レベルに対応する同じ電圧V1をそれぞれ印加すると、ゲート信号線G1〜G4に接続された画素電極の画素に比べて、ゲート信号線G5〜G8に接続された画素電極の画素の輝度が低下する。
そこで、決定部22は、第2フレームにおいて、入力画像信号が、ゲート信号線G1〜G8に接続された各画素電極に対し同一の電圧レベル(図9では白画像)を規定する場合に、図9(a)に示されるように、ゲート信号線G1〜G4に接続された画素電極に対して印加する電圧V5を、ゲート信号線G5〜G8に接続された画素電極に対して印加する電圧V1より低い電圧に決定する。すなわち、決定部22は、V1>V5に決定する。これによって、ゲート信号線G1〜G8に接続された画素電極の画素の輝度をほぼ同一レベルにすることができる。図9に示される場合において、ゲート信号線G1〜G4に接続された画素電極は、同一電極の一例に相当し、ゲート信号線G5〜G8に接続された画素電極は、反転電極の一例に相当し、決定部22は、電圧決定部の一例に相当する。
図10は、駆動モードが中間反転駆動モードからドット反転駆動モードに切り替えられた場合に、ソース信号線S1に接続された画素電極の画素に白画像が表示される場合のソース信号線への印加電圧を示す図である。図10(a)は本実施形態における電圧レベルを示す。図10(b)は比較例として入力画像信号の信号レベルに対応する電圧レベルを示す。図4、図6、図10を用いて、中間反転駆動モードとして図6に示される反転パターンが使用されたフレーム(以下、図4、図6、図10を用いた説明において「第1フレーム」と言う)の次のフレーム(以下、図4、図6、図10を用いた説明において「第2フレーム」と言う)において、図4に示されるドット反転駆動モードに切り替えられた場合に、決定部22により決定される電圧レベルが説明される。
第1フレームでは、図6に示されるように、ソース信号線S1に接続された画素電極への印加電圧の極性は、ゲート信号線G1〜G8の順に、「+、+、−、−、+、+、−、−」となる。これに対して、次の第2フレームでは、図4に示されるように、ソース信号線S1に接続された画素電極への印加電圧の極性は、ゲート信号線G1〜G8の順に、「+、−、+、−、+、−、+、−」となる。
したがって、ソース信号線S1に接続された画素電極のうちで、第2フレーム(図4)におけるゲート信号線G1,G4,G5,G8に接続された画素電極への印加電圧の極性は、直前の第1フレーム(図6)における極性と同じである。一方、第2フレーム(図4)におけるゲート信号線G2,G3,G6,G7に接続された画素電極への印加電圧の極性は、直前の第1フレーム(図6)における極性から反転する。
第1フレームにおける印加電圧の極性に対して、第2フレームにおける印加電圧の極性が反転する画素電極では、極性が反転せずに同一の画素電極に比べて、印加電圧に対する応答性が低下する。
このため、第2フレームにおいて、図10(b)に示されるように、入力画像信号の信号レベルに対応する同じ電圧V1をそれぞれ印加すると、ゲート信号線G1,G4,G5,G8に接続された画素電極の画素に比べて、ゲート信号線G2,G3,G6,G7に接続された画素電極の画素の輝度が低下する。
そこで、決定部22は、第2フレームにおいて、入力画像信号が、ゲート信号線G1〜G8に接続された各画素電極に対し同一の電圧レベルを規定する場合(図10では白画像)に、図10(a)に示されるように、ゲート信号線G1,G4,G5,G8に接続された画素電極に対する印加電圧V6を、ゲート信号線G2,G3,G6,G7に接続された画素電極に対する印加電圧V1より低い電圧に決定する。すなわち、決定部22は、V1>V6に決定する。これによって、ゲート信号線G1〜G8に接続された画素電極の画素の輝度をほぼ同一レベルにすることができる。図10に示される場合において、ゲート信号線G1,G4,G5,G8に接続された画素電極は、同一電極の一例に相当し、ゲート信号線G2,G3,G6,G7に接続された画素電極は、反転電極の一例に相当し、決定部22は、電圧決定部の一例に相当する。
以上説明されたように、本実施形態では、制御部11は、画素電極に対する電圧印加の駆動モードを、カラム反転駆動モードとドット反転駆動モードとの間で、中間反転駆動モードを経て切り替える。中間反転駆動モードは、一のソース信号線に接続された画素電極に印加する電圧の極性を複数のゲート信号線ごとに反転させ、互いに隣接するソース信号線に接続され同一のゲート信号線に接続された画素電極に印加する電圧の極性を反転させる駆動モードである。つまり、中間反転駆動モードでは、印加電圧の極性状態が、カラム反転駆動モードとドット反転駆動モードとの中間の極性状態になっている。
したがって、カラム反転駆動モードから直接ドット反転駆動モードに、またはドット反転駆動モードから直接カラム反転駆動モードに、切り替わる場合に比べて、駆動モードを滑らかに切り替えることができる。このため、本実施形態によれば、駆動モードの切替え時に、液晶表示パネル12に表示される画像が連続的にならずに境界が生じて、画像品位が過度に低下するのを抑制することができる。
また、本実施形態では、駆動モードの切替え時(つまりカラム反転駆動モードと中間反転駆動モードとの間での切替え時、及び、ドット反転駆動モードと中間反転駆動モードとの間での切替え時)において、決定部22は、入力画像信号の信号レベルが同じ場合に、連続する2フレーム間で印加電圧の極性が同じ画素電極に対する印加電圧のレベルを、連続する2フレーム間で印加電圧の極性が反転する画素電極に対する印加電圧のレベルに比べて、低いレベルに決定している。また、中間反転駆動モードにおける反転パターンの切替え時において、同様に、決定部22は、入力画像信号の信号レベルが同じ場合に、連続する2フレーム間で印加電圧の極性が同じ画素電極に対する印加電圧のレベルを、連続する2フレーム間で印加電圧の極性が反転する画素電極に対する印加電圧のレベルに比べて、低いレベルに決定している。連続する2フレーム間で印加電圧の極性が同じ場合に比べて、反転する場合は印加電圧に対する応答性が低下するが、本実施形態では、入力画像信号の信号レベルが同じ場合に、各画素の輝度をほぼ同じレベルにすることができる。
図11は、上記実施形態における駆動モードの移行過程を模式的に示すタイミングチャートである。図12(a)(b)は、カラム反転駆動モードにおける各画素電極の印加電圧の極性を模式的に示す図である。図13(a)(b)は、中間反転駆動モードにおける各画素電極の印加電圧の極性を模式的に示す図である。図13(a)(b)の中間反転駆動モードでは、4本のゲート信号線ごとに印加電圧の極性が反転する反転パターンになっている。図14(a)(b)は、中間反転駆動モードにおける各画素電極の印加電圧の極性を模式的に示す図である。図14(a)(b)の中間反転駆動モードでは、2本のゲート信号線ごとに印加電圧の極性が反転する反転パターンになっている。図15(a)(b)は、ドット反転駆動モードにおける各画素電極の印加電圧の極性を模式的に示す図である。図12(b)〜図15(b)の極性は、それぞれ、図12(a)〜図15(a)の極性に対して反転された状態を示している。図1、図11乃至図15を用いて、上記実施形態における駆動モードの具体的な切替え動作が説明される。
図11において、フレームF1〜F6では、フレームレートが60Hzになっている。このため、制御部11は、駆動モードを図12(a)(b)に示されるカラム反転駆動モードとする。すなわち、制御部11は、図12(a)に示される極性状態と図12(b)に示される極性状態とを交互に使用する。例えばフレームF1,F3,F5では、図12(a)に示される極性状態になり、フレームF2,F4,F6では、図12(b)に示される極性状態になる。
フレームF7では、フレームレートが30Hzに切り替えられる。このため、制御部11は、駆動モードを中間反転駆動モードに切り替える。ここでは、ゲート信号線の本数n=8としている。よって、(n/2)=4となる。そこで、制御部11は、中間反転駆動モードとして、まず、4本のゲート信号線ごとに印加電圧の極性が反転する図13(a)(b)に示される反転パターンを使用する。つまり、図11において、反転ライン数が8(カラム反転)から4に減少する。また、制御部11は、2フレーム連続して同じ反転パターンを使用する。そこで、例えばフレームF7では、図13(a)に示される極性状態になり、フレームF8では、図13(b)に示される極性状態になる。
次に、フレームF9では、制御部11は、中間反転駆動モードの反転パターンを切り替える。ここで、n=8であるため、(n/22)=2となる。そこで、制御部11は、中間反転駆動モードとして、次に、2本のゲート信号線ごとに印加電圧の極性が反転する図14(a)(b)に示される反転パターンを使用する。つまり、図11において、反転ライン数が4から2に減少する。また、制御部11は、同様に、2フレーム連続して同じ反転パターンを使用する。そこで、例えばフレームF9では、図14(a)に示される極性状態になり、フレームF10では、図14(b)に示される極性状態になる。なお、図11に示されるように、カラム反転駆動モード時のフレーム期間(つまりフレームF1〜F6のフレーム期間)は、中間反転駆動モード時のフレーム期間(つまりフレームF7〜F10のフレーム期間)に比べて短くなっている。
次に、フレームF11では、制御部11は、中間反転駆動モードの反転パターンを切り替える。ここで、n=8であるため、(n/23)=1となる。そこで、制御部11は、中間反転駆動モードから図15(a)(b)に示されるドット反転駆動モードに切り替える。つまり、図11において、反転ライン数が2から1(ドット反転)に減少する。そこで、例えばフレームF11では、図15(a)に示される極性状態になり、フレームF12では、図15(b)に示される極性状態になる。
なお、上記実施形態では、制御部11は、中間反転駆動モードにおいて、同じ反転パターンを2フレーム連続して使用しているが、3フレーム以上連続して使用してもよい。すなわち、制御部11は、中間反転駆動モードにおいて、同じ反転パターンを少なくとも2フレーム連続して使用してもよい。なお、別の実施形態として、次に説明されるように、制御部11は、中間反転駆動モードにおいて、1フレームごとに反転パターンを切り替えるようにしてもよい。
図16は、駆動モードの移行過程の別の実施形態を模式的に示すタイミングチャートである。図17は、カラム反転駆動モードにおける各画素電極の印加電圧の極性を模式的に示す図である。図18、図19は、中間反転駆動モードにおける各画素電極の印加電圧の極性を模式的に示す図である。図18の中間反転駆動モードでは、4本のゲート信号線ごとに印加電圧の極性が反転する反転パターンになっている。図19の中間反転駆動モードでは、2本のゲート信号線ごとに印加電圧の極性が反転する反転パターンになっている。図20は、ドット反転駆動モードにおける各画素電極の印加電圧の極性を模式的に示す図である。図1、図16乃至図20を用いて、別の実施形態における駆動モードの切替え動作が説明される。
図16において、フレームF1〜F6では、フレームレートが60Hzになっている。このため、制御部11は、上記実施形態と同様に、駆動モードを図17に示されるカラム反転駆動モードとする。そして、例えばフレームF1,F3,F5では、図12(b)に示される極性状態になり、フレームF2,F4,F6では、図17に示される極性状態になる。
フレームF7では、フレームレートが30Hzに切り替えられる。このため、制御部11は、駆動モードを中間反転駆動モードに切り替える。ここでは、ゲート信号線の本数n=8としている。よって、(n/2)=4となる。そこで、制御部11は、中間反転駆動モードとして、まず、4本のゲート信号線ごとに印加電圧の極性が反転する図18に示される反転パターンを使用する。つまり、図16において、反転ライン数が8(カラム反転)から4に減少する。そして、フレームF7では、図18に示される極性状態になる。
次に、フレームF8では、制御部11は、中間反転駆動モードの反転パターンを切り替える。ここで、n=8であるため、(n/22)=2となる。そこで、制御部11は、中間反転駆動モードとして、次に、2本のゲート信号線ごとに印加電圧の極性が反転する図18に示される反転パターンを使用する。つまり、図16において、反転ライン数が4から2に減少する。そして、フレームF8では、図19に示される極性状態になる。
次に、フレームF9では、制御部11は、中間反転駆動モードの反転パターンを切り替える。ここで、n=8であるため、(n/23)=1となる。そこで、制御部11は、中間反転駆動モードから図20に示されるドット反転駆動モードに切り替える。つまり、図16において、反転ライン数が2から1(ドット反転)に減少する。そして、例えばフレームF9,F11では、図20に示される極性状態になり、フレームF10,F12では、図15(a)に示される極性状態になる。
図16に示される移行過程でも、上記図11に示される移行過程と同様に、カラム反転駆動モードから直接ドット反転駆動モードに、またはドット反転駆動モードから直接カラム反転駆動モードに、切り替わる場合に比べて、駆動モードを滑らかに切り替えることができ、画像の表示品位の低下を防止することができる。
ここで、図16に示されるように1フレームごとに反転パターンを切り替える移行過程に比べて、上記図11に示されるように、同じ反転パターンを少なくとも2フレーム連続して使用する移行過程の方が好ましい。この理由が説明される。
図16乃至図20に示される移行過程において、図17に示される極性状態のフレームF6から図20に示される極性状態のフレームF9まで連続する4フレームにおいて、例えばソース信号線S1に接続された画素電極に対する印加電圧の極性の推移は、以下のようになっている。
例えばゲート信号線G1に接続された画素電極は、フレームF6〜F9の4フレームの間、フレームごとに極性が反転している。これに対して、例えばゲート信号線G2に接続された画素電極は、図20に示されるフレームF9の時点において、フレームF8〜F9の2フレーム連続して同じ極性になっている。また、例えばゲート信号線G3に接続された画素電極は、図20に示されるフレームF9の時点において、フレームF7〜F9の3フレーム連続して同じ極性になっている。また、例えばゲート信号線G6に接続された画素電極は、図20に示されるフレームF9の時点において、フレームF6〜F9の4フレーム連続して同じ極性になっている。
このように、図16乃至図20に示される移行過程では、図20に示されるフレームF9の時点において、極性がフレームごとに反転するゲート信号線G1に接続された画素電極と、極性が4フレーム連続して同じであるゲート信号線G6に接続された画素電極との間において、印加電圧に対する応答性の差が最も大きくなる。
これに対して、同じ反転パターンを少なくとも2フレーム連続して使用する上記図11に示される移行過程では、当該連続して使用するフレーム間で、全ての画素電極への印加電圧の極性が反転する。したがって、同じ極性が連続するフレーム数は、反転パターンが切り替えられる2フレームの間に限られる。例えば、ソース信号線S1に接続された画素電極のうち、図13(b)に示される反転パターンのフレームから図14(a)に示される反転パターンのフレームに切り替えられる際は、ゲート信号線G3〜G6に接続された画素電極の極性が同じになる。しかし、次の図14(a)に示される反転パターンのフレームから図14(b)に示される反転パターンのフレームに切り替えられる際は、反転パターンが同じであるため、全ての極性が反転している。
したがって、上記図11に示される移行過程では、図16乃至図20に示される移行過程に比べて、各画素電極の間における印加電圧に対する応答性の差異を抑制することができる。その結果、容易に、画素の輝度をほぼ同じレベルにすることができる。このため、図16乃至図20に示される移行過程より、上記図11に示される移行過程の方が好ましい。
上記実施形態では、例えば図11に示されるように、フレームレートが60HzになっているフレームF6の次のフレームF7において、フレームレートが30Hzにされている。しかし、フレームレートが徐々に低下する実施形態でもよい。例えば、フレームF7において50Hzとし、フレームF8において40Hzとし、フレームF9において30Hzとして、段階的にフレームレートが低下する実施形態でもよい。このような実施形態においても、検出部21は、フレームF7においてフレームレートが60Hz未満であることを検出する。したがって、制御部11は、駆動モードをカラム反転駆動モードから中間反転駆動モードに切り替える。その結果、上記実施形態と同様の動作が行われる。
上記実施形態では、説明の簡単化のために、ゲート信号線の本数n=8の場合が説明されている。しかし、n=8は一例であって、例えばn=1024など他の値でもよい。
上記実施形態の図5の中間反転駆動モードでは、一のソース信号線に接続された画素電極への印加電圧の極性は1回反転する反転パターンになっている。また、上記実施形態の図6の中間反転駆動モードでは、一のソース信号線に接続された画素電極への印加電圧の極性は2回反転する反転パターンになっている。しかし、極性の反転パターンは、図5及び図6と異なる反転パターンでもよい。
図5の反転パターンに代えて、一のソース信号線に接続された画素電極への印加電圧の極性が、M(Mは正の整数)回反転した反転パターン(第1極性反転パターン)でもよい。また、図6の反転パターンに代えて、一のソース信号線に接続された画素電極への印加電圧の極性が、N(NはMより大きい整数)回反転した反転パターン(第2極性反転パターン)でもよい。また、図5の反転パターンに代えて、L(Lは2より大きい整数)本のゲート信号線ごとに極性が反転した反転パターン(第1極性反転パターン)でもよい。また、図6の反転パターンに代えて、K(Kは2以上かつL未満の整数)本のゲート信号線ごとに極性が反転した反転パターン(第2極性反転パターン)でもよい。また、K本またはL本の一定本数のゲート信号線ごとに極性が反転した反転パターンでなくて、異なる本数のゲート信号線ごとに極性が反転した反転パターンでもよい。
上記実施形態では、制御部11は、カラム反転駆動モードからドット反転駆動モードに切り替える際に、中間反転駆動モードにおいて、極性が反転するゲート信号線の本数を1/2ずつ減少させた反転パターンを順に使用している。すなわち、ゲート信号線の本数nが、例えばn=1024の場合には、制御部11は、中間反転駆動モードにおいて、順に、512本、256本、128本、64本、32本、16本、8本、4本、2本のゲート信号線ごとに反転させた反転パターンを使用する。しかし、1/2ずつに限られず、制御部11は、カラム反転駆動モードからドット反転駆動モードに切り替える際に、中間反転駆動モードにおいて、極性が反転するゲート信号線の本数を段階的に徐々に減少させた反転パターンを順に使用すればよい。ドット反転駆動モードからカラム反転駆動モードに切り替える際には、同様に、中間反転駆動モードにおいて、極性が反転するゲート信号線の本数を段階的に徐々に増加させた反転パターンを順に使用すればよい。
上記実施形態では、カラム反転駆動モードとドット反転駆動モードとの間で駆動モードを切り替える際に、中間反転駆動モードを経て切り替えている。しかし、駆動モードの切替えは、カラム反転駆動モードとドット反転駆動モードとの間に限られない。
上記実施形態の変形形態として、例えば、カラム反転駆動モード(図12)と、2ラインごとに極性が反転する2ライン反転駆動モード(図14)との間で、駆動モードを切り替える形態でもよい。この場合には、例えば図13に示される中間反転駆動モードを経て切り替えればよい。これによって、図12に示される駆動モードと図14に示される駆動モードとの間で直接切り替える場合に比べて、駆動モードを滑らかに切り替えることができる。この変形形態において、カラム反転駆動モード(図12)が第1駆動モードの一例に相当し、2ライン反転駆動モード(図14)が第2駆動モードの一例に相当する。
なお、この変形形態において、第1駆動モードは、カラム反転駆動モード(図12)に限られない。第1駆動モードは、例えば、一のソース信号線に接続された画素電極への印加電圧の極性をX(XはLより大きい整数)本のゲート信号線ごとに反転させた駆動モードでもよい。また、この変形形態において、第2駆動モードは、2ライン反転駆動モード(図14)に限られない。第2駆動モードは、例えば、一のソース信号線に接続された画素電極への印加電圧の極性をY(Yは1以上かつK未満の整数)本のゲート信号線ごとに反転させた駆動モードでもよい。ここで、L,Kは上述の整数である。
さらに、この変形形態において、第1駆動モードは、例えば一のソース信号線に接続された画素電極に印加する電圧の極性をI回(Iは0以上かつM未満の整数)反転させた駆動モードでもよく、第2駆動モードは、一のソース信号線に接続された画素電極に印加する電圧の極性をJ回(JはMより大きい整数)反転させた駆動モードでもよい。この場合において、第2極性反転パターンは、一のソース信号線に接続された画素電極に印加する電圧の極性をN(NはMより大きく、かつJ未満の整数)回反転させればよい。ここで、M,Nは上述の整数である。
上記実施形態の別の変形形態として、例えば、4ラインごとに極性が反転する4ライン反転駆動モード(図13)と、ドット反転駆動モード(図15)との間で、駆動モードを切り替える形態でもよい。この場合には、例えば図14に示される中間反転駆動モードを経て切り替えればよい。これによって、図13に示される駆動モードと図15に示される駆動モードとの間で直接切り替える場合に比べて、駆動モードを滑らかに切り替えることができる。この別の変形形態において、図13に示される4ライン反転駆動モードが第1駆動モードの一例に相当し、図15に示されるドット反転駆動モードが第2駆動モードの一例に相当する。
なお、この別の変形形態において、第1駆動モードは、4ライン反転駆動モード(図13)に限られない。第1駆動モードは、例えば、一のソース信号線に接続された画素電極への印加電圧の極性をX(XはLより大きい整数)本のゲート信号線ごとに反転させた駆動モードでもよい。また、この別の変形形態において、第2駆動モードは、ドット反転駆動モード(図15)に限られない。第2駆動モードは、例えば、一のソース信号線に接続された画素電極への印加電圧の極性をY(Yは1以上かつK未満の整数)本のゲート信号線ごとに反転させた駆動モードでもよい。ここで、L,Kは上述の整数である。
さらに、この別の変形形態において、第1駆動モードは、例えば一のソース信号線に接続された画素電極に印加する電圧の極性をI回(Iは0以上かつM未満の整数)反転させた駆動モードでもよく、第2駆動モードは、一のソース信号線に接続された画素電極に印加する電圧の極性をJ回(JはMより大きい整数)反転させた駆動モードでもよい。この場合において、第2極性反転パターンは、一のソース信号線に接続された画素電極に印加する電圧の極性をN(NはMより大きく、かつJ未満の整数)回反転させればよい。ここで、M,Nは上述の整数である。
入力画像信号に基づく画像をフレームごとに液晶表示部に表示する液晶表示装置において、液晶表示部の駆動モードの切替え時に、画像の表示品位が過度に低下するのを抑制することができる液晶表示装置として有用である。
11 制御部
12 液晶表示パネル
13 ゲート駆動部
14 ソース駆動部
22 決定部
B 青色の画素電極
G 緑色の画素電極
G1,G2,・・・,Gn ゲート信号線
R 赤色の画素電極
S1,S2,・・・,Sm ソース信号線
12 液晶表示パネル
13 ゲート駆動部
14 ソース駆動部
22 決定部
B 青色の画素電極
G 緑色の画素電極
G1,G2,・・・,Gn ゲート信号線
R 赤色の画素電極
S1,S2,・・・,Sm ソース信号線
Claims (12)
- 複数のソース信号線と、複数のゲート信号線と、前記ソース信号線及び前記ゲート信号線に接続された複数の画素電極と、を有し、入力画像信号に対応する画像をフレームごとに表示する液晶表示部と、
前記入力画像信号に応じて前記複数の画素電極に対して電圧を印加する駆動部と、
前記複数の画素電極に対する電圧印加の駆動モードを、第1駆動モードと第2駆動モードとの間で、中間反転駆動モードを経て切り替えるように前記駆動部を制御する制御部と、
を備え、
前記中間反転駆動モードは、一のソース信号線に接続された画素電極に印加する電圧の極性を複数のゲート信号線ごとに反転させ、互いに隣接するソース信号線に接続され同一のゲート信号線に接続された画素電極に印加する電圧の極性を反転させ、かつ、フレームごとに各画素電極に印加する電圧の極性を反転する駆動モードであることを特徴とする液晶表示装置。 - 前記制御部は、前記中間反転駆動モードでは、一のソース信号線に接続された画素電極に印加する電圧の極性をM(Mは正の整数)回反転させた第1極性反転パターンを用い、
前記第1駆動モードは、一のソース信号線に接続された画素電極に印加する電圧の極性をI回(Iは0以上かつM未満の整数)反転させ、互いに隣接するソース信号線に接続され同一のゲート信号線に接続された画素電極に印加する電圧の極性を反転させ、かつ、フレームごとに各画素電極に印加する電圧の極性を反転する駆動モードであり、
前記第2駆動モードは、一のソース信号線に接続された画素電極に印加する電圧の極性をJ回(JはMより大きい整数)反転させ、互いに隣接するソース信号線に接続され同一のゲート信号線に接続された画素電極に印加する電圧の極性を反転させ、かつ、フレームごとに各画素電極に印加する電圧の極性を反転する駆動モードであることを特徴とする請求項1記載の液晶表示装置。 - 前記制御部は、前記中間反転駆動モードでは、一のソース信号線に接続された画素電極に印加する電圧の極性をN(NはMより大きく、かつJ未満の整数)回反転させた第2極性反転パターンをさらに用い、かつ、前記第1駆動モードから前記第2駆動モードに切り替える際には、前記第1極性反転パターンを使用した後で前記第2極性反転パターンを使用することを特徴とする請求項2記載の液晶表示装置。
- 前記制御部は、前記中間反転駆動モードでは、一のソース信号線に接続された画素電極に印加する電圧の極性をL(Lは2より大きい整数)本のゲート信号線ごとに反転させた第1極性反転パターンと、一のソース信号線に接続された画素電極に印加する電圧の極性をK(Kは2以上かつL未満の整数)本のゲート信号線ごとに反転させた第2極性反転パターンと、を使用し、かつ、前記第1駆動モードから前記第2駆動モードに切り替える際には、前記第1極性反転パターンを使用した後で前記第2極性反転パターンを使用し、
前記第1駆動モードは、カラム反転駆動モードまたは一のソース信号線に接続された画素電極に印加する電圧の極性をX(XはLより大きな整数)本のゲート信号線ごとに反転させ、互いに隣接するソース信号線に接続され同一のゲート信号線に接続された画素電極に印加する電圧の極性を反転させ、かつ、フレームごとに各画素電極に印加する電圧の極性を反転する駆動モードであり、
前記第2駆動モードは、一のソース信号線に接続された画素電極に印加する電圧の極性をY(Yは1以上かつK未満の整数)本のゲート信号線ごとに反転させ、互いに隣接するソース信号線に接続され同一のゲート信号線に接続された画素電極に印加する電圧の極性を反転させ、かつ、フレームごとに各画素電極に印加する電圧の極性を反転する駆動モードであることを特徴とする請求項1記載の液晶表示装置。 - 前記制御部は、前記中間反転駆動モードにおいて、前記第1極性反転パターンを少なくとも2フレーム連続して使用し、前記第2極性反転パターンを少なくとも2フレーム連続して使用することを特徴とする請求項3又は4記載の液晶表示装置。
- 前記液晶表示部は、第1フレーム及び第2フレームの順番で前記画像を表示し、
前記第1フレームにおいて前記第1極性反転パターンが使用され、かつ前記第2フレームにおいて前記第2極性反転パターンが使用される場合には、前記第2フレームにおいて一のソース信号線に接続された画素電極に対してゲート信号線ごとに順番に電圧が印加される際に、印加電圧の極性が直前の画素電極から反転する画素電極は、極性が前記第1フレームから反転する第1画素電極と、極性が前記第1フレームと同じ第2画素電極と、を含み、
前記制御部は、前記入力画像信号に応じて前記第1画素電極及び前記第2画素電極に印加する電圧を決定する決定部を含み、
前記決定部は、前記第2フレームにおいて前記入力画像信号が前記第1画素電極及び前記第2画素電極に対して同一の電圧レベルを規定する場合に、前記第1画素電極に対して印加する電圧を、前記第2画素電極に対して印加する電圧に比べて高い電圧に決定することを特徴とする請求項4又は5記載の液晶表示装置。 - 前記液晶表示部は、第1フレーム及び第2フレームの順番で前記画像を表示し、
前記複数の画素電極は、前記第2フレームにおける印加電圧の極性が前記第1フレームと同じ同一電極と、前記第2フレームにおける印加電圧の極性が前記第1フレームから反転する反転電極と、を含み、
前記制御部は、前記入力画像信号に応じて前記同一電極及び前記反転電極に印加する電圧を決定する電圧決定部を含み、
前記電圧決定部は、前記第2フレームにおいて、前記入力画像信号が前記同一電極及び前記反転電極に対して同一の電圧レベルを規定する場合に、前記同一電極に対して印加する電圧を、前記反転電極に対して印加する電圧より低い電圧に決定することを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の液晶表示装置。 - 前記第1駆動モード時のフレーム期間は前記中間反転駆動モード時のフレーム期間に比べて短いことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の液晶表示装置。
- 前記制御部は、前記入力画像信号の特徴量に基づき、前記駆動モードを前記第1駆動モードと前記第2駆動モードとの間で切り替えることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の液晶表示装置。
- 前記特徴量は、前記液晶表示部に画像を表示する際のフレームレートであり、
前記制御部は、前記フレームレートが基準値以上のときは前記駆動モードを前記第1駆動モードに切り替え、前記フレームレートが前記基準値未満のときは前記駆動モードを前記第2駆動モードに切り替えることを特徴とする請求項9記載の液晶表示装置。 - 前記特徴量は、前記液晶表示部に表示される画像内のオブジェクトの動き量であり、
前記制御部は、前記動き量が閾値以上のときは前記駆動モードを前記第1駆動モードに切り替え、前記動き量が前記閾値未満のときは前記駆動モードを前記第2駆動モードに切り替えることを特徴とする請求項9記載の液晶表示装置。 - 前記第1駆動モードはカラム反転駆動モードであり、
前記第2駆動モードはドット反転駆動モードであり、
前記カラム反転駆動モードは、一のソース信号線に接続された画素電極に同一極性の電圧を印加し、互いに隣接するソース信号線に接続された画素電極に印加する電圧の極性を反転し、かつ、フレームごとに各画素電極に印加する電圧の極性を反転する駆動モードであり、
前記ドット反転駆動モードは、互いに隣接する画素電極に逆極性の電圧を印加し、かつ、フレームごとに各画素電極に印加する電圧の極性を反転する駆動モードであることを特徴とする請求項1乃至11のいずれか1項に記載の液晶表示装置。
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Cited By (1)
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WO2015033802A1 (ja) * | 2013-09-05 | 2015-03-12 | シャープ株式会社 | 液晶表示装置 |
-
2012
- 2012-09-12 JP JP2012200516A patent/JP2014056091A/ja active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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