JP2019066733A - 液晶表示装置および液晶表示装置の駆動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高速応答が可能な液晶表示装置を実現する。【解決手段】液晶表示装置では、補助容量配線ドライバは、バックライトが消灯している間に、バックライトに対応する最小電圧が書き込まれた画素（ＰＸｊ）の液晶分子の誘電トルクが大きくなるように、補助容量配線の電位を変化させ、走査信号線ドライバは、該画素の液晶分子の誘電トルクが大きくなるように補助容量配線の電位が変化した状態で、該画素に画像データが書き込まれるよう走査信号線を駆動する。【選択図】図４

Description

本発明は液晶表示装置および液晶表示装置の駆動方法に関する。

液晶表示装置は、薄型、軽量、低消費電力の表示装置として広く利用されている。液晶表示装置には液晶表示パネルの背面に光を照射するバックライトが設けられる。バックライトに含まれる光源には、例えば、発光ダイオード（Light Emitting Diode：ＬＥＤ）が用いられる。

特許文献１には、所定期間だけ表示輝度が減少するように、補助容量線を駆動するドライバを含む表示装置が開示されている。これにより、該表示装置は、擬似インパルス表示を行う。

特開2001-265287号公報

しかしながら、特許文献１の表示装置は、バックライトが点灯している期間に補助容量線を駆動するものである。それゆえ、画像データが書き込まれた後の画素の表示輝度が変化してしまう。

また、液晶分子の長軸が電界の方向と平行または垂直である状態、すなわち画素に最小電圧が印加された状態では、液晶分子に加わる誘電トルクが小さい。それゆえ、ノーマリブラックの液晶表示装置では、最低階調から高階調側に切り替わる場合に、液晶分子の応答時間が長くなる。逆に、ノーマリホワイトの液晶表示装置では、最高階調から低階調側に切り替わる場合に、液晶分子の応答時間が長くなる。このように直前フレームの階調によって応答時間が変化し得る。

本発明の一態様は、高速応答が可能な液晶表示装置を実現することを目的とする。

本発明の一態様に係る液晶表示装置は、複数の画素に画像データを書き込むデータドライバと、複数の走査信号線を駆動する走査信号線ドライバと、前記複数の画素との間に補助容量を形成している複数の補助容量配線と、前記複数の補助容量配線を駆動する補助容量配線ドライバと、第１バックライトとを備え、前記補助容量配線ドライバは、前記第１バックライトが消灯している間に、該第１バックライトに対応する最小電圧が書き込まれた第１画素の液晶分子の誘電トルクが大きくなるように、第１補助容量配線の電位を変化させ、前記走査信号線ドライバは、該第１画素の前記液晶分子の誘電トルクが大きくなるように前記第１補助容量配線の電位が変化した状態で、該第１画素に前記画像データが書き込まれるよう前記走査信号線を駆動する構成である。

本発明の一態様に係る液晶表示装置の駆動方法は、複数の画素との間に補助容量を形成している複数の補助容量配線と、第１バックライトとを備える液晶表示装置の駆動方法であって、前記第１バックライトが消灯している間に、該第１バックライトに対応する最小電圧が書き込まれた第１画素の液晶分子の誘電トルクが大きくなるように、第１補助容量配線の電位を変化させ、該第１画素の前記液晶分子の誘電トルクが大きくなるように前記第１補助容量配線の電位が変化した状態で、該第１画素に画像データを書き込む方法である。

本発明の一態様によれば、高速応答が可能な液晶表示装置を実現することができる。

液晶分子に加わる誘電トルクを説明する図である。 一実施形態の液晶表示装置の構成を示す模式図である。 上記液晶表示装置の液晶表示パネルの一部の構成を示す回路図である。 ある垂直期間における上記液晶表示装置の駆動例を示すタイミングチャートである。 一実施形態の液晶表示装置の構成を示す模式図である。 ある垂直期間における上記液晶表示装置の駆動例を示すタイミングチャートである。

〔実施形態１〕
（液晶分子に働く誘電トルク）
図１は、液晶分子に加わる誘電トルクを説明する図である。電界Ｅの方向に対する液晶分子３０の長軸の角度をθとする。液晶分子３０の誘電率異方性をΔεとする。このとき電界Ｅに対して角度θ傾いている液晶分子３０に働く誘電トルクは、以下の式で表される。

誘電トルク＝（−１／２）ΔεＥ^２sin２θ （１）
すなわち、θ＝０°またはθ＝９０°のとき、誘電トルクは０となる。垂直配向（ＶＡ）型の液晶表示パネルでは、画素に電圧が印加されていない状態において、θ≒０°である。ノーマリブラックの垂直配向型の液晶表示パネルでは、黒表示（最小電圧が印加された状態）のときに、θが０°に近く、誘電トルクが小さい。また、画素に電圧が印加されるとθが増加する。そのため、θが小さい低階調表示の場合に、液晶への印加電圧、および、電界Ｅは小さくなる。それゆえ、例えば黒表示から低階調表示に遷移する場合に、液晶の応答時間が最も長くなる。

なお、例えばツイストネマティック配向（Twisted Nematic：ＴＮ）型の液晶表示パネルにおいても、液晶分子３０に式（１）の誘電トルクが働く。ＴＮ型の液晶表示パネルでは、画素に電圧が印加されていない状態において、θ≒９０°である。ノーマリホワイトのＴＮ型の液晶表示パネルでは、白表示（最小電圧が印加された状態）のときに、θが９０°に近く、誘電トルクが小さい。画素に電圧が印加されるとθが減少する。そのため、θが大きい高階調表示の場合に、液晶への印加電圧、および、電界Ｅは小さくなる。それゆえ、例えば白表示から高階調表示に遷移する場合に、液晶の応答時間が長くなる。

本実施形態の液晶表示装置では、補助容量配線を介して画素の画素電圧の絶対値を増加させ、液晶分子を誘電トルクが働きやすい中間調状態に遷移させた後に、画像データを画素に書き込む。これにより、ノーマリブラックでは黒表示から低階調表示に遷移するときの液晶分子の応答時間を短くする。それゆえ、全階調範囲での応答時間の最大値が小さくなり、応答時間が平均化される。以下に本実施形態の液晶表示装置について詳細に説明する。

（液晶表示装置の構成）
図２は、本実施形態の液晶表示装置１の構成を示す模式図である。液晶表示装置１は、液晶表示パネル３と、バックライト４（第１バックライト）と、ゲートドライバ６（走査信号線ドライバ）と、データドライバ７と、補助容量配線ドライバ８と、表示制御回路９とを備える。液晶表示装置１は、ノーマリブラックの垂直配向型の液晶表示装置である。表示制御回路９は、バックライト４、ゲートドライバ６、データドライバ７、および補助容量配線ドライバ８を制御する。表示制御回路９、ゲートドライバ６、データドライバ７、および補助容量配線ドライバ８のそれぞれの機能は、１つのＩＣ（集積回路）で構成してもよいし、液晶表示パネル内部の回路で構成してもよい。バックライト４は、液晶表示パネル３の背面から、液晶表示パネル３の表示領域全体の画素に光を照射する。表示制御回路９は、各種タイミング信号を生成するためのタイミングコントローラ（図示せず）を含む。表示制御回路９は、補助容量配線ドライバ８に、ＣＳタイミング信号を供給する。また、補助容量配線ドライバ８には、容量信号を生成するための複数の基準電位が、電源（図示せず）から供給される。補助容量配線ドライバ８の電源として、ゲートドライバ６と同じ電源が用いられてもよいし、データドライバ７と同じ電源が用いられてもよいし、ゲートドライバ６およびデータドライバ７と異なる電源が用いられてもよい。

液晶表示パネル３は、複数の画素と、複数の走査信号線ＧＬｊと、複数のデータ信号線ＤＬｋと、複数の補助容量配線ＣＬｊとを備える。添字ｊは第ｊ行を表し、添字ｋは第ｋ列を表す。表示領域に含まれる画素行の数をｎとする。

ゲートドライバ６は、走査信号を供給することにより、複数の走査信号線ＧＬｊを駆動する。データドライバ７は、データ信号を供給することにより、複数のデータ信号線ＤＬｋを駆動する。補助容量配線ドライバ８は、複数の基準電位とＣＳタイミング信号とに基づいて、容量信号を生成する。また、補助容量配線ドライバ８は、複数の補助容量配線ＣＬｊに接続されている。補助容量配線ドライバ８は、容量信号を供給することにより、複数の補助容量配線ＣＬｊを駆動する。

（液晶表示パネルの構成）
図３は、液晶表示パネル３の一部の構成を示す回路図である。画素ＰＸｊは、ｊ行目の走査信号線ＧＬｊとｋ列目のデータ信号線ＤＬｋとの交差部分に形成されている。１つの画素は、典型的にはＲＧＢ（赤緑青）のいずれか１つの色成分を表現し、１つの絵素は、ＲＧＢに対応する３つの画素を含む。もちろん絵素を構成する色成分が４種類のＲＧＢＹ（Ｙは黄）またはＲＧＢＷ（Ｗは白）であったり、５種類のＲＧＢＹＣ（Ｃはシアン）であったりしても、同様に考えることができる。

補助容量配線ＣＬｊは、画素ＰＸｊに隣接するまたは少なくとも一部が重なるよう、画素行に沿って延びている。各画素ＰＸｊは、画素電極ＰＥを含む。画素電極ＰＥは、液晶層を介して、対向電極（共通電極：図示せず）に対向している。

画素ＰＸｊについて説明する。複数の画素は同じ構成である。画素電極ＰＥは、トランジスタＴ１を介して対応するデータ信号線ＤＬｋに接続される。トランジスタＴ１の制御端子は走査信号線ＧＬｊに接続される。走査信号線ＧＬｊは、トランジスタＴ１（スイッチング素子）の導通／非導通を制御することにより、画素へのデータ信号（画像データ）の書き込みを制御する。画素ＰＸｊの画素電極ＰＥと補助容量配線ＣＬｊとの間には補助容量Ｃ１が形成されている。なお、第ｊ行の補助容量配線ＣＬｊは、対応する画素行（第ｊ行）の複数の画素ＰＸｊとの間に複数の補助容量Ｃ１を形成している。

（液晶表示装置の駆動）
液晶表示装置１は、極性反転駆動方式としてライン反転駆動を行う。ただし、これに限らず、液晶表示装置１は、例えば、フレーム反転駆動を行ってもよい。図３において、ある垂直期間において各画素電極ＰＥに書き込まれたデータ信号の極性を＋、−で示している。

図４は、ある垂直期間における液晶表示装置１の駆動例を示すタイミングチャートである。図４には、時間（横軸）に対する、垂直同期信号と、走査信号線ＧＬ１〜ＧＬｎにそれぞれ供給される走査信号Ｇ１〜Ｇｎの電位（ゲート電位）と、補助容量配線ＣＬ１〜ＣＬｎに供給される容量信号ＣＳ１、ＣＳ２の電位（ＣＳ電位）と、ある画素列の第ｊ行の画素ＰＸｊにおける画素電極ＰＥの電位（画素電位）ＰＶｊと、バックライトの状態（点灯／消灯）と、画素ＰＸｊにおける液晶の配向状態（液晶応答）とが示されている。図４において「液晶応答」の値が低いことは、透過率（輝度）が低く、電界Ｅが小さいときの液晶分子の向きである（θが小さい）ことを示し、「液晶応答」の値が高いことは、透過率（輝度）が高く、電界Ｅが大きいときの液晶分子の向きである（θが大きい）ことを示す。なお簡単のため、ここではゲート寄生容量による画素電位の引き込み等の影響は無視する。図４の「画素電位」における破線は、対向電極の電位を示す。図４の「液晶応答」における実線は画素ＰＸｊにおける透過率（輝度、液晶の向き）の変化を示し、「液晶応答」における点線は補助容量配線を駆動しない場合の画素ＰＸｊにおける透過率（輝度、液晶の向き）の変化を示す。１垂直期間は、一般的には、１／６０秒（駆動周波数６０Ｈｚ）である場合が多い。しかしながら、高品位の動画性能が必要な用途では、９０Ｈｚ、１２０Ｈｚ、または２４０Ｈｚ等の高い駆動周波数が求められる場合もある。このような高い駆動周波数で動作し、かつ、補助容量配線を駆動しない場合、画像データが書き込まれた画素の透過率（輝度、液晶の向き）が、１垂直期間内に所望の値に到達しないことがある。それゆえ、液晶を高速応答させることが求められている。

補助容量配線ドライバ８は、奇数行の各補助容量配線に容量信号ＣＳ１を供給し、偶数行の各補助容量配線に容量信号ＣＳ２を供給する。容量信号ＣＳ１の波形は、容量信号ＣＳ２の波形の正負を反転させたものである。

垂直期間が開始される前に、表示制御回路９は、バックライト４を消灯させる。その後、表示制御回路９は、垂直同期信号を、ゲートドライバ６、データドライバ７、および補助容量配線ドライバ８に出力する。補助容量配線ドライバ８は、垂直同期信号を受け取ると、バックライト４が消灯している間に容量信号ＣＳ１、ＣＳ２の電位を変化させる。容量信号ＣＳ１、ＣＳ２の電位は次の垂直期間が開始されるまで一定に維持される。容量信号ＣＳ１、ＣＳ２の電位は、１垂直期間毎に変化する。

ゲートドライバ６は、垂直同期信号を受け取ると、容量信号ＣＳ１、ＣＳ２の電位が変化した後、複数の走査信号線ＧＬ１〜ＧＬｎに走査信号Ｇ１〜Ｇｎを供給して、複数の走査信号線ＧＬ１〜ＧＬｎを順次駆動する。これにより、各画素にデータ信号線から供給されるデータ信号が書き込まれる。最下行（第ｎ行）の画素へのデータ信号の書き込みが終わった後、表示制御回路９は、バックライト４を点灯させる。実質的にバックライト４が点灯している期間に画像の表示が行われ、ユーザは表示されている画像を認識することができる。表示制御回路９は、該垂直期間が終了する前に、バックライト４を消灯させる。

第ｊ行の画素ＰＸｊに注目して説明する。ここでは画素ＰＸｊは偶数行にあるとする。図４に記載の垂直期間が始まる前において、すなわち直前の垂直期間において、画素ＰＸｊには黒表示（階調０）に対応する正極性のデータ信号が書き込まれていたとする。ここでは、対向電極の電位を０Ｖ（基準）とする。このとき画素ＰＸｊの画素電位ＰＶｊはＶ１である。なお、この例では、｜Ｖ１｜＜｜Ｖ３｜＜｜Ｖ２｜＜｜Ｖ４｜である。

新しい垂直期間が開始されると、バックライト４が消灯している間に、画素ＰＸｊに対応する補助容量配線ＣＬｊの容量信号ＣＳ２の電位が上昇する。補助容量配線ＣＬｊと画素ＰＸｊとは、補助容量Ｃ１を介して接続されている。このとき画素ＰＸｊのトランジスタＴ１はオフ（非導通）状態であるため、補助容量配線ＣＬｊの容量信号ＣＳ２の電位が上昇すると、補助容量Ｃ１を介して画素ＰＸｊの画素電位ＰＶｊがＶ２に上昇する。画素電位ＰＶｊの電位変化ΔＶｄは、以下の式で表される。

ΔＶｄ＝ΔＶＣＳ×ＣＣＳ／Ｃｐ （２）
ここで、ΔＶＣＳは容量信号ＣＳ２の電位変化、ＣＣＳは補助容量Ｃ１の容量値、Ｃｐは画素容量（画素電極と対向電極等との間に形成される容量）の容量値を表す。これにより、画素ＰＸｊの液晶分子の向きは、変化した画素電位Ｖ２に応じた向きへ、変わり始める。ただし、液晶分子の向きの変化は遅く、１水平期間では向きの変化は完了しない。なお、画素電位の極性に関係なく、画素ＰＸｊの液晶分子の向きは、対向電極の電位を０Ｖとして、画素電位ＰＶｊの絶対値に応じた向きに変化する。

その後、走査信号ＧｊがＨｉｇｈレベルになり、画素ＰＸｊのトランジスタＴ１がオン（導通）状態になる。このとき、画素ＰＸｊに直前の垂直期間とは逆極性である負極性のデータ信号が書き込まれる。これにより、画素ＰＸｊの画素電位ＰＶｊは、該データ信号の電位に対応する負極性の電位（Ｖ３）に変化する。そして、画素電位がデータ信号に対応したＶ３に変化したことにより、画素ＰＸｊの液晶分子の向きは、画素電位Ｖ３に応じた向きへ、変わり始める。応答時間が経過した後、画素ＰＸｊの液晶分子の向きは画素電位Ｖ３に応じた（データ信号が表す階調に対応する）向きになる。

なお、垂直期間の開始時に黒表示（最小電圧が印加された状態）に対応していた画素ＰＸｊの液晶分子の向きは、画素ＰＸｊにデータ信号が書き込まれるときには、一時的に、画素電位Ｖ２に対応した向き、またはその途中段階のレベルに変化している。すなわち、電界Ｅと液晶分子３０の長軸との角度θがある程度大きくなっている。そのため、液晶分子３０が電界Ｅから受ける誘電トルクが大きくなっている。それゆえ、容量信号の電位を変化させることなく黒表示の画素に直接データ信号を書き込んだ場合（θ≒０）に比べて、液晶分子３０には大きな誘電トルクが働く。そのため、画素ＰＸｊに書き込まれたデータ信号が低階調（電界Ｅが小さい）の画像データであったとしても、液晶表示装置１は、大きな誘電トルクにより液晶分子３０を高速で応答させることができる。

なお、上記式（２）より、容量信号の電位変化ΔＶＣＳを大きくすれば、画素電位の電位変化ΔＶｄを大きくすることができ、これにより液晶分子の誘電トルクを大きくすることができる。通常、液晶表示装置において使用される複数の電源電圧のうち、走査信号線の駆動電圧（ＨｉｇｈレベルとＬｏｗレベルとの差）が最大である。それゆえ、補助容量配線の駆動電圧を走査信号線の駆動電圧と同じにする（ゲートドライバ６の電源と補助容量配線ドライバ８の電源とを共通にする）ことで、新たな電源電圧を追加することなくΔＶｄを大きくすることができる。ただし、走査信号線の駆動には大きな電流供給能力は必要ではない。ゲートドライバ６の電源の電流供給能力が低く、ゲートドライバ６の電源では補助容量配線を十分高速に駆動できない場合、電流供給能力が高いデータドライバ７の電源と補助容量配線ドライバ８の電源とを共通に（補助容量配線の駆動電圧をデータ信号線の駆動電圧と同じに）してもよい。

最下行の走査信号線ＧＬｎの駆動が終わった後、垂直ブランキング期間において、表示制御回路９は、バックライト４を点灯させる。ここでは、画素ＰＸｊの液晶分子の応答が完了した後にバックライト４を点灯させている。しかしこれに限らず、例えば、最下行の画素ＰＸｎの液晶分子の応答が完了した後にバックライト４が点灯するように、最下行の走査信号線ＧＬｎの駆動とバックライト４を点灯させる迄の間に所定の期間を設けてもよい。バックライト４の点灯期間を短くすれば、液晶の応答がより完了した状態で表示できるのに対し、バックライト４の点灯期間を長くすれば、輝度が確保しやすくなる。次の垂直期間が開始する前に、表示制御回路９は、バックライト４を消灯させる。

次の垂直期間の開始時において、画素ＰＸｊの画素電位は負極性なので、画素ＰＸｊに対応する補助容量配線ＣＬｊの容量信号ＣＳ２の電位を下降させる。そのため、補助容量Ｃ１を介して画素ＰＸｊの画素電位ＰＶｊはＶ４に下降する。

なお、奇数行にある画素では、画素電位の極性および容量信号ＣＳ１の電位の変化は逆になる。容量信号ＣＳ１、ＣＳ２の電位は、それぞれ、対応する画素の画素電位の絶対値を増加させるように（液晶層に印加される電界の絶対値が増加するように）、変化する。補助容量配線ドライバ８は、対応する画素の画像データの極性が正であれば、容量信号の電位を上昇させ、対応する画素の画像データの極性が負であれば、容量信号の電位を下降させる。容量信号ＣＳ１、ＣＳ２の電位の変化による画素電位の変化が表示される画素の輝度に影響しないよう、１垂直期間のうちバックライト４が点灯している間は、表示制御回路９は、容量信号ＣＳ１、ＣＳ２の電位を変化させない。

このように、補助容量配線ドライバ８は、バックライト４が消灯している間に、各画素（少なくとも最小電圧が印加された黒表示の画素）の液晶分子の誘電トルクが大きくなるように（画素電圧の絶対値が大きくなるように）、容量信号の電位を変化させる。ここでは、画素電圧は、対向電極と画素電極との間の電圧であり、画素電圧の絶対値は、画素電位の絶対値である。ノーマリブラックの液晶表示装置１では、画素電圧の絶対値が大きくなるということは、画素の透過率が大きくなる（ひいては画素の輝度が大きくなる）ことを意味する。補助容量配線ドライバ８は、液晶分子の誘電トルクが大きくなるように容量信号の電位が変化した状態を、複数の走査信号線ＧＬ１〜ＧＬｎの駆動が終わるまで維持する。そして、ゲートドライバ６は、液晶分子の誘電トルクが大きくなるように容量信号の電位が変化した状態で、複数の走査信号線ＧＬ１〜ＧＬｎを駆動することにより、各画素に画像データを書き込む。複数の走査信号線ＧＬ１〜ＧＬｎの駆動は、バックライト４が消灯している間に行われる。これにより、容量信号の電位の変化による画素の輝度の変化がユーザに視認されることを防ぐことができる。

従来の垂直配向型の液晶表示装置では、黒表示（階調０）の画素に低階調（例えば、最大階調を２５５とすると、階調１〜２０）の画像データを書き込んだ場合に、液晶層の応答時間が最も長くなる。一方、本実施形態の液晶表示装置１では、従来の液晶表示装置に比べて、黒表示の画素に低階調の画像データを書き込んだときの液晶層の応答時間を短くすることができる。それゆえ、液晶表示装置１では、全階調範囲での応答時間の最大値が小さくなり、全階調範囲での応答時間が平均化される。

〔実施形態２〕
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。本実施形態の液晶表示装置は、互いに異なるタイミングで点灯および消灯を行う複数のバックライトを備える点が実施形態１と異なる。

（液晶表示装置の構成）
図５は、本実施形態の液晶表示装置２の構成を示す模式図である。液晶表示装置２は、液晶表示パネル３と、複数のバックライト４ａ〜４ｄ（第１バックライト〜第４バックライト）と、ゲートドライバ６と、データドライバ７と、補助容量配線ドライバ８と、表示制御回路９とを備える。図５においては、ゲートドライバ６と、データドライバ７と、補助容量配線ドライバ８と、表示制御回路９との図示を省略している。液晶表示装置２は、ノーマリブラックの垂直配向型の液晶表示装置である。表示制御回路９は、複数のバックライト４ａ〜４ｄを制御する。液晶表示パネル３の構成は、上述の実施形態と同じである。

バックライト４ａ〜４ｄは、液晶表示パネル３の互いに異なる表示領域に光を照射する。液晶表示パネル３は、走査方向に並ぶ複数の表示領域（第１表示領域〜第４表示領域）を含む。バックライト４ａは第１表示領域を主に照明し、バックライト４ｂは第２表示領域を主に照明し、バックライト４ｃは第３表示領域を主に照明し、バックライト４ｄは第４表示領域を主に照明する。

バックライト４ａに対応する第１表示領域には、複数の走査信号線ＧＬ１〜ＧＬｍおよび複数の補助容量配線ＣＬ１〜ＣＬｍに対応する複数の画素が含まれる。バックライト４ｂに対応する第２表示領域には、複数の走査信号線ＧＬｍ＋１〜ＧＬ２ｍおよび複数の補助容量配線ＣＬｍ＋１〜ＣＬ２ｍに対応する複数の画素が含まれる。バックライト４ｃに対応する第３表示領域には、複数の走査信号線ＧＬ２ｍ＋１〜ＧＬ３ｍおよび複数の補助容量配線ＣＬ２ｍ＋１〜ＣＬ３ｍに対応する複数の画素が含まれる。バックライト４ｄに対応する第４表示領域には、複数の走査信号線ＧＬ３ｍ＋１〜ＧＬ４ｍおよび複数の補助容量配線ＣＬ３ｍ＋１〜ＣＬ４ｍに対応する複数の画素が含まれる。表示領域に含まれる画素行の数はｎであり、４ｍ＝ｎである。ここでは、各表示領域に含まれる画素行の数は互いに等しいが、互いに異なっていてもよい。

（液晶表示装置の駆動）
液晶表示装置２は、極性反転駆動方式としてライン反転駆動を行う。ただし、これに限らず、液晶表示装置２は、例えば、フレーム反転駆動を行ってもよい。

図６は、ある垂直期間における液晶表示装置２の駆動例を示すタイミングチャートである。図６には、時間（横軸）に対する、垂直同期信号と、走査信号線ＧＬ１〜ＧＬｎにそれぞれ供給される走査信号Ｇ１〜Ｇｎの電位と、補助容量配線ＣＬ１〜ＣＬｎに供給される容量信号ＣＳ１ａ〜ＣＳ４ａ（ＣＳ１ｂ〜ＣＳ４ｂ）の電位と、バックライトの状態（点灯／消灯）と、ある画素列の第ｊ行の画素ＰＸｊにおける液晶の配向状態（液晶応答）とが示されている。

補助容量配線ドライバ８は、第１表示領域における奇数行の各補助容量配線に容量信号ＣＳ１ａを供給し、第１表示領域における偶数行の各補助容量配線に容量信号ＣＳ１ｂを供給する。容量信号ＣＳ１ａの波形は、容量信号ＣＳ１ｂの波形の正負を反転させたものである。補助容量配線ドライバ８は、第２表示領域における奇数行の各補助容量配線に容量信号ＣＳ２ａを供給し、第２表示領域における偶数行の各補助容量配線に容量信号ＣＳ２ｂを供給する。容量信号ＣＳ２ａの波形は、容量信号ＣＳ２ｂの波形の正負を反転させたものである。補助容量配線ドライバ８は、第３表示領域における奇数行の各補助容量配線に容量信号ＣＳ３ａを供給し、第３表示領域における偶数行の各補助容量配線に容量信号ＣＳ３ｂを供給する。容量信号ＣＳ３ａの波形は、容量信号ＣＳ３ｂの波形の正負を反転させたものである。補助容量配線ドライバ８は、第４表示領域における奇数行の各補助容量配線に容量信号ＣＳ４ａを供給し、第４表示領域における偶数行の各補助容量配線に容量信号ＣＳ４ｂを供給する。容量信号ＣＳ４ａの波形は、容量信号ＣＳ４ｂの波形の正負を反転させたものである。

１垂直期間において、バックライト４ａ〜４ｄは、タイミングをずらしながら順次消灯し、順次点灯する。補助容量配線ドライバ８は、各バックライト４ａ〜４ｄの消灯に合わせて、対応する補助容量配線ＣＬ１〜ＣＬ４ｍの容量信号ＣＳ１ａ〜ＣＳ４ａ（ＣＳ１ｂ〜ＣＳ４ｂ）の電位を順次変化させる。

各表示領域では、以下の（１）〜（４）の動作が順に行われる。（４）の後は（１）に戻る。
（１）該表示領域に対応するバックライトが消灯する。
（２）該表示領域に対応する複数の補助容量配線が駆動される。
（３）該表示領域に対応する複数の走査信号線が駆動される。
（４）該表示領域に対応するバックライトが点灯する。

表示領域全体の動作について以下に説明する。垂直期間が開始される前に、表示制御回路９は、バックライト４ａを消灯させる。その後、表示制御回路９は、垂直同期信号を、ゲートドライバ６、データドライバ７、および補助容量配線ドライバ８に出力する。補助容量配線ドライバ８は、垂直同期信号を受け取ると、バックライト４ａが消灯している間に第１表示領域に対応する容量信号ＣＳ１ａ、ＣＳ１ｂの電位を変化させる。容量信号ＣＳ１ａ、ＣＳ１ｂの電位は１垂直期間の長さに渡って一定に維持される。なお、各容量信号ＣＳ１ａ、ＣＳ１ｂ〜ＣＳ４ａ、ＣＳ４ｂの電位は、１垂直期間毎に変化する。

ゲートドライバ６は、垂直同期信号を受け取ると、容量信号ＣＳ１ａ、ＣＳ１ｂの電位が変化した後、第１表示領域〜第４表示領域に対応する複数の走査信号線ＧＬ１〜ＧＬ４ｍに走査信号Ｇ１〜Ｇ４ｍを供給して、複数の走査信号線ＧＬ１〜ＧＬ４ｍを順次駆動する。第１表示領域の最下行（第ｍ行）の画素へのデータ信号の書き込み（走査信号線ＧＬｍの駆動）が終わった後、表示制御回路９は、バックライト４ａを点灯させる。

また、バックライト４ａを消灯させた後、かつ第２表示領域の最上行（第ｍ＋１行）に対応する走査信号線ＧＬｍ＋１の駆動が開始される前に、表示制御回路９は、バックライト４ｂを消灯させる。補助容量配線ドライバ８は、バックライト４ｂが消灯している間、かつ走査信号線ＧＬｍ＋１の駆動が開始される前に、第２表示領域に対応する容量信号ＣＳ２ａ、ＣＳ２ｂの電位を変化させる。第２表示領域に対応するバックライト４ｂが消灯している間に、対応する複数の走査信号線ＧＬｍ＋１〜ＧＬ２ｍの駆動が行われる。第２表示領域の最下行（第２ｍ行）の画素へのデータ信号の書き込み（走査信号線ＧＬ２ｍの駆動）が終わった後、表示制御回路９は、バックライト４ｂを点灯させる。

第３表示領域および第４表示領域についても、第２表示領域と同様に、対応するバックライト４ｃ、４ｄの消灯／点灯と、対応する容量信号ＣＳ３ａ、ＣＳ３ｂ、ＣＳ４ａ、ＣＳ４ｂの電位の変化と、対応する複数の走査信号線ＧＬ２ｍ＋１〜ＧＬ４ｍの駆動とが、順次行われる。バックライト４ｂ〜４ｄの点灯期間は、次の垂直期間に渡っている。

第ｊ行の画素ＰＸｊに注目して説明する。ここでは画素ＰＸｊは第２表示領域の奇数行にあるとする。直前の垂直期間において、画素ＰＸｊには黒表示（階調０）に対応する負極性のデータ信号が書き込まれていたとする。

新しい垂直期間が開始されると、画素ＰＸｊに対応するバックライト４ｂが消灯している間に、液晶分子の誘電トルクが大きくなるように、画素ＰＸｊに対応する補助容量配線ＣＬｊの容量信号ＣＳ２ａの電位が下降する。これにより、補助容量Ｃ１を介して画素ＰＸｊの画素電位ＰＶｊの絶対値が上昇する。これにより、画素ＰＸｊの液晶分子の向きは、変化した画素電位に応じた向きへ、変わり始める。

その後、走査信号ＧｊがＨｉｇｈレベルになり、画素ＰＸｊに直前の垂直期間とは逆極性である正極性のデータ信号が書き込まれる。これにより、画素ＰＸｊの画素電位は、該データ信号の電位（データ信号が表す階調）に対応する正極性の電位に変化する。そして、画素ＰＸｊの液晶分子の向きは、書き込まれたデータ信号の電位に応じた向きへ、変わり始める。応答時間が経過した後、画素ＰＸｊの液晶分子の向きはデータ信号が表す階調に対応する向きになる。

第１表示領域に対応するバックライト４ａは、他の表示領域（第２表示領域〜第４表示領域）に対応する補助容量配線ＣＬｍ＋１〜ＣＬ４ｍおよび走査信号線ＧＬｍ＋１〜ＧＬ４ｍが駆動されている期間に点灯していてもよい。他のバックライト４ｂ〜４ｄについても同様である。このように、複数の表示領域に対応して個別に駆動可能な複数のバックライト４ａ〜４ｄを設けることにより、各バックライト４ａ〜４ｄの点灯期間を長く確保することができる。

なお、液晶表示パネル３における表示領域の数および対応するバックライトの数は２つでもよいし、３つ以上でもよい。また、ここでは、便宜的に、複数のバックライトを用いる構成を説明したが、複数の発光領域を有する１つのバックライトを用いてもよい。

〔実施形態３〕
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上述の実施形態と同じ事項については、説明を省略する。実施形態１、２ではノーマリブラックの垂直配向型の液晶表示装置を例に挙げて説明したが、ノーマリホワイトの液晶表示装置にも本発明の一態様を適用することができる。また、ＴＮ型の液晶表示装置にも本発明の一態様を適用することができる。

例えば、ノーマリホワイトのＴＮ型の液晶表示装置において、実施形態１、２と同様の駆動を行ってもよい。この場合、画素に電圧が印加されていない状態において、θ＝９０°である。画素に電圧が印加されるとθが減少する。ノーマリホワイトのＴＮ型の液晶表示装置においても、補助容量配線ドライバは、バックライトが消灯している間に、白表示（最小電圧が印加された状態）の液晶分子の誘電トルクが大きくなるように（画素電圧の絶対値が大きくなるように）、容量信号の電位を変化させる。言い換えると、補助容量配線ドライバは、バックライトが消灯している間に、対応する画素の透過率が小さくなるように、容量信号の電位を変化させる。そして、ゲートドライバは、液晶分子の誘電トルクが大きくなるように容量信号の電位が変化した状態で、複数の走査信号線を駆動することにより、各画素に画像データを書き込む。ノーマリホワイトのＴＮ型の液晶表示装置では、例えば白表示から高階調表示に遷移する場合に、上述の駆動によって液晶の応答時間を短く改善することができる。

〔まとめ〕
本発明の態様１に係る液晶表示装置（１、２）は、複数の画素（ＰＸｊ）に画像データ（データ信号）を書き込むデータドライバ（７）と、複数の走査信号線を駆動する走査信号線ドライバ（ゲートドライバ６）と、前記複数の画素との間に補助容量（Ｃ１）を形成している複数の補助容量配線（ＣＬｊ）と、前記複数の補助容量配線を駆動する補助容量配線ドライバ（８）と、第１バックライト（バックライト４、４ａ）とを備え、前記補助容量配線ドライバは、前記第１バックライトが消灯している間に、該第１バックライトに対応する最小電圧が書き込まれた第１画素の液晶分子（３０）の誘電トルクが大きくなるように、第１補助容量配線の電位を変化させ、前記走査信号線ドライバは、該第１画素の前記液晶分子の誘電トルクが大きくなるように前記第１補助容量配線の電位が変化した状態で、該第１画素に前記画像データが書き込まれるよう前記走査信号線を駆動する構成である。

上記の構成によれば、補助容量配線を駆動することにより第１画素の液晶分子の誘電トルクを大きくした状態で、第１画素に画像データを書き込む。それゆえ、第１画素の液晶分子の応答を高速にすることができる。また、第１バックライトが消灯している間に第１画素の電位が変化するため、補助容量配線の電位の変化による画素の輝度の変化がユーザに視認されることを防ぐことができる。

本発明の態様２に係る液晶表示装置は、上記の態様１において、前記第１バックライトが光を照射する領域とは異なる領域に光を照射する第２バックライト（バックライト４ｂ）を備え、前記第１バックライトと前記第２バックライトとは、互いに異なるタイミングで点灯および消灯をし、前記補助容量配線ドライバは、前記第２バックライトが消灯している間に、該第２バックライトに対応する最小電圧が書き込まれた第２画素の液晶分子の誘電トルクが大きくなるように、該第２画素に対応する第２補助容量配線（ＣＬｍ＋１〜ＣＬ２ｍ）の電位を変化させ、前記走査信号線ドライバは、該第２画素の前記液晶分子の誘電トルクが大きくなるように前記第２補助容量配線の電位が変化した状態で、該第２画素に前記画像データが書き込まれるよう前記走査信号線を駆動する構成としてもよい。

上記の構成によれば、各バックライトの点灯期間を長く確保することができる。

本発明の態様３に係る液晶表示装置では、上記の態様２において、１垂直期間において、前記走査信号線ドライバは、前記第２画素より先に前記第１画素に前記画像データが書き込まれるよう前記走査信号線を駆動し、１垂直期間において、前記第１画素に前記画像データが書き込まれた後に、前記第１バックライトは、前記第２バックライトより先に点灯する構成としてもよい。

本発明の態様４に係る液晶表示装置では、上記の態様１から３において、前記補助容量配線ドライバは、前記第１バックライトが消灯している間に、前記第１画素の画素電圧の絶対値が大きくなるように、前記第１補助容量配線の電位を変化させる構成としてもよい。

本発明の態様５に係る液晶表示装置は、上記の態様１から４において、垂直配向またはツイストネマティック配向の液晶層を備える構成としてもよい。

本発明の態様６に係る液晶表示装置では、上記の態様１から５において、前記補助容量配線ドライバは、１垂直期間のうち前記第１バックライトが点灯している間には、前記第１補助容量配線の電位を変化させない構成としてもよい。

本発明の態様７に係る液晶表示装置では、上記の態様１から６において、前記液晶表示装置は、ノーマリブラックの液晶表示装置であって、前記補助容量配線ドライバは、前記第１バックライトが消灯している間に、前記第１画素の透過率が大きくなるように、前記第１補助容量配線の電位を変化させる構成としてもよい。

本発明の態様８に係る液晶表示装置では、上記の態様１から６において、前記液晶表示装置は、ノーマリホワイトの液晶表示装置であって、前記補助容量配線ドライバは、前記第１バックライトが消灯している間に、前記第１画素の透過率が小さくなるように、前記第１補助容量配線の電位を変化させる構成としてもよい。

本発明の態様９に係る液晶表示装置の駆動方法は、複数の画素との間に補助容量を形成している複数の補助容量配線と、第１バックライトとを備える液晶表示装置の駆動方法であって、前記第１バックライトが消灯している間に、該第１バックライトに対応する最小電圧が書き込まれた第１画素の液晶分子の誘電トルクが大きくなるように、第１補助容量配線の電位を変化させ、該第１画素の前記液晶分子の誘電トルクが大きくなるように前記第１補助容量配線の電位が変化した状態で、該第１画素に前記画像データを書き込む方法である。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。

１、２ 液晶表示装置
３ 液晶表示パネル
４、４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ バックライト（第１バックライト、第２バックライト）
６ ゲートドライバ（走査信号線ドライバ）
７ データドライバ
８ 補助容量配線ドライバ
９ 表示制御回路
３０ 液晶分子
Ｃ１ 補助容量
ＣＬ１〜ＣＬｎ 補助容量配線
ＤＬｋ データ信号線
ＧＬ１〜ＧＬｎ 走査信号線
ＰＸｊ 画素
Ｔ１ トランジスタ

Claims (9)

1. 複数の画素に画像データを書き込むデータドライバと、
   複数の走査信号線を駆動する走査信号線ドライバと、
   前記複数の画素との間に補助容量を形成している複数の補助容量配線と、
   前記複数の補助容量配線を駆動する補助容量配線ドライバと、
   第１バックライトとを備え、
   前記補助容量配線ドライバは、前記第１バックライトが消灯している間に、該第１バックライトに対応する最小電圧が書き込まれた第１画素の液晶分子の誘電トルクが大きくなるように、第１補助容量配線の電位を変化させ、
   前記走査信号線ドライバは、該第１画素の前記液晶分子の誘電トルクが大きくなるように前記第１補助容量配線の電位が変化した状態で、該第１画素に前記画像データが書き込まれるよう前記走査信号線を駆動することを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記第１バックライトが光を照射する表示領域とは異なる表示領域に光を照射する第２バックライトを備え、
   前記第１バックライトと前記第２バックライトとは、互いに異なるタイミングで点灯および消灯をし、
   前記補助容量配線ドライバは、前記第２バックライトが消灯している間に、該第２バックライトに対応する最小電圧が書き込まれた第２画素の液晶分子の誘電トルクが大きくなるように、該第２画素に対応する第２補助容量配線の電位を変化させ、
   前記走査信号線ドライバは、該第２画素の前記液晶分子の誘電トルクが大きくなるように前記第２補助容量配線の電位が変化した状態で、該第２画素に前記画像データが書き込まれるよう前記走査信号線を駆動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. １垂直期間において、前記走査信号線ドライバは、前記第２画素より先に前記第１画素に前記画像データが書き込まれるよう前記走査信号線を駆動し、
   １垂直期間において、前記第１画素に前記画像データが書き込まれた後に、前記第１バックライトは、前記第２バックライトより先に点灯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. 前記補助容量配線ドライバは、前記第１バックライトが消灯している間に、前記第１画素の画素電圧の絶対値が大きくなるように、前記第１補助容量配線の電位を変化させることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
5. 垂直配向またはツイストネマティック配向の液晶層を備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
6. 前記補助容量配線ドライバは、１垂直期間のうち前記第１バックライトが点灯している間には、前記第１補助容量配線の電位を変化させないことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
7. 前記液晶表示装置は、ノーマリブラックの液晶表示装置であって、
   前記補助容量配線ドライバは、前記第１バックライトが消灯している間に、前記第１画素の透過率が大きくなるように、前記第１補助容量配線の電位を変化させることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
8. 前記液晶表示装置は、ノーマリホワイトの液晶表示装置であって、
   前記補助容量配線ドライバは、前記第１バックライトが消灯している間に、前記第１画素の透過率が小さくなるように、前記第１補助容量配線の電位を変化させることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
9. 複数の画素との間に補助容量を形成している複数の補助容量配線と、第１バックライトとを備える液晶表示装置の駆動方法であって、
   前記第１バックライトが消灯している間に、該第１バックライトに対応する最小電圧が書き込まれた第１画素の液晶分子の誘電トルクが大きくなるように、第１補助容量配線の電位を変化させ、
   該第１画素の前記液晶分子の誘電トルクが大きくなるように前記第１補助容量配線の電位が変化した状態で、該第１画素に画像データを書き込むことを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。

Images