JP2019133019A - 液晶表示装置および表示方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】クロストークを低減する。【解決手段】本実施形態の液晶表示装置は、複数の走査信号線と、各走査信号線に互いに交差した複数のデータ信号線と、対応する走査信号線の走査信号が導通を指示した場合に、対応するデータ信号線と画素電極とを接続するスイッチング素子をそれぞれが含み、各走査信号線と各データ信号線との組み合わせに対応して設けられた複数の画素と、液晶層を介して、各画素電極に対向する位置に配置されている共通電極と、各画素の表示データに基づき、各データ信号線への出力信号を生成するデータ信号線駆動部と、共通電極の第1領域の電位と所定の基準電位との偏差に応じて第1領域に印加する第1共通電極信号を生成する第1共通電極駆動部と、共通電極の第1領域と異なる第2領域の電位と基準電位との偏差に応じて第2領域に印加する第2共通電極信号を生成する第2共通電極駆動部とを備える。【選択図】図1
Description
本発明は、液晶表示装置および表示方法に関する。
LCD(Liquid Crystal Display;液晶ディスプレイ)の高解像度化が進む中で、液晶の充電期間(1H期間)が短くなっており、例えば図5に示すように、クロストークが視認されやすくなるという課題がある。図5はクロストークの一例を示す模式図である。図5において、表示面20は、中間調の画像を表示する領域20a〜20dと、明部あるいは暗部からなるキラーパターンを表示する領域20eを含む。LCDにおいては、クロストークが発生することで、例えば、破線で示すように、領域20aと領域20bの境目、領域20bと領域20cの境目、領域20aと領域20dの境目、および領域20dと領域20cの境目が視認される場合がある。
LCDにおいて、負荷が大きな表示パターンを表示させると、例えば図6に示すように共通電極の電位(以下、共通電極電位ともいう)Vcomが変動する。充電期間(1H期間)中に共通電極電位Vcomの値が、元(“0”)に戻れば表示に影響をあたえないが、元に戻らない場合は、クロストークが視認される。共通電極電位Vcomの変動が充電期間(1H期間)中に戻らない場合は、Vcomフィードバック回路を設けることで対策が可能である(例えば、特許文献1)。Vcomフィードバック回路は、反転増幅回路であり、出力と反転入力間に接続された抵抗R1と反転入力に接続された入力抵抗R2の定数によって増幅度が決まり、クロストークが視認されないように抵抗定数が決定される。ここで、Vcomフィードバックの増幅を大きくしすぎると、逆にクロストークに悪影響を与えることになる。
上述したように、LCDの高解像度化が進む中で、液晶の充電期間(1H期間)が短くなっており、クロストークが視認されやすくなるという課題がある。
また、高解像度化や大画面化が進む中で、Vcomフィードバック回路が1つしか無い場合は、全表示領域において、部分領域毎に、負荷に応じたVcomフィードバックができない。このため、クロストークに悪影響がでる場合があるという課題がある。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、クロストークを軽減することができる液晶表示装置および表示方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、本発明の一態様は、複数の走査信号線と、前記各走査信号線に互いに交差した複数のデータ信号線と、対応する前記走査信号線の走査信号が導通を指示した場合に、対応する前記データ信号線と画素電極とを接続するスイッチング素子をそれぞれが含み、前記各走査信号線と各データ信号線との組み合わせに対応して設けられた複数の画素と、液晶層を介して、前記各画素電極に対向する位置に配置されている共通電極と、前記各画素の表示データに基づき、前記各データ信号線への出力信号を生成するデータ信号線駆動部と、前記共通電極の第1領域の電位と所定の基準電位との偏差に応じて前記第1領域に印加する第1共通電極信号を生成する第1共通電極駆動部と、前記共通電極の前記第1領域と異なる第2領域の電位と前記基準電位との偏差に応じて前記第2領域に印加する第2共通電極信号を生成する第2共通電極駆動部とを備える液晶表示装置である。
また、本発明の一態様は、上記液晶表示装置であって、前記第1領域が、前記各走査信号線の走査方向と直角に前記共通電極の略左半分の領域に対応するものであり、前記第2領域が、前記各走査信号線の走査方向と直角に前記共通電極の略右半分の領域に対応するものである。
また、本発明の一態様は、上記液晶表示装置であって、前記共通電極の第1領域の電位が、前記第1領域の複数個所の各電位に対応し、前記共通電極の第2領域の電位が、前記第2領域の複数個所の各電位に対応する。
また、本発明の一態様は、複数の走査信号線と、前記各走査信号線に互いに交差した複数のデータ信号線と、対応する前記走査信号線の走査信号が導通を指示した場合に、対応する前記データ信号線と画素電極とを接続するスイッチング素子をそれぞれが含み、前記各走査信号線と各データ信号線との組み合わせに対応して設けられた複数の画素と、液晶層を介して、前記各画素電極に対向する位置に配置されている共通電極と、前記各画素の表示データに基づき、前記各データ信号線への出力信号を生成するデータ信号線駆動部と、前記共通電極の第1領域の電位と所定の基準電位との偏差に応じて前記第1領域に印加する第1共通電極信号を生成する第1共通電極駆動部と、前記共通電極の前記第1領域と異なる第2領域の電位と前記基準電位との偏差に応じて前記第2領域に印加する第2共通電極信号を生成する第2共通電極駆動部とを備える液晶表示装置において、前記第1共通電極駆動部と前記第2共通電極駆動部によって、前記共通電極の電位を制御するとともに、前記データ信号線駆動部によって、前記各画素の表示データに基づいて前記出力信号を生成することで、前記各画素に前記表示データを表示させる表示方法である。
本発明によれば、領域毎に共通電極に印加する各電位を制御することができるので、領域毎に電位を最適化しやすくなり、クロストークを軽減することができる。
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る液晶モジュール1の構成例を示す模式図である。図2は、図1に示す液晶パネル2の構成例を示す模式図である。図1と図2において、同一または対応する構成には同一の符号を用いている。
なお、本願において、LCD(液晶ディスプレイ)は、“液晶”の、電圧をかけると分子の並び方が変わる性質を利用した表示装置のことであり、液晶表示装置ともいう。また、LCDは、液晶パネル、液晶モジュール、液晶ディスプレイ装置等の総称である。また、液晶パネルは、LCDの画像表示部分であり、例えば表示面から順に積層された、偏光板、カラーフィルタ基板、配向膜に囲まれた液晶層、アレイ基板、偏光板、バックライト等をから構成される。ここで、カラーフィルタ基板は、カラーフィルタ、共通電極等を有する。アレイ基板は、配線、複数のスイッチング素子、複数の画素(サブ画素)を構成する複数の画素電極等を有する。また、液晶モジュールは、液晶パネルと液晶パネルの駆動回路(駆動回路基板)を組み合わせた装置である。
図1に示すように、本実施形態に係る液晶モジュール1は、液晶パネル2と、駆動回路基板3を備える。駆動回路基板3は、共通電極駆動部31と、走査信号線駆動回路32と、データ信号線駆動回路33(データ信号線駆動部)を備える。共通電極駆動部31は、VCOMフィードバック回路(1)311と、VCOMフィードバック回路(2)312を備える。
液晶パネル2は、アクティブマトリクス型の液晶パネルであり、図2に示すように、複数の(m本の)走査信号線GL1、GL2、…、GLmと、複数の(n本の)データ信号線SL1、SL2、SL3、…、SLnと、複数(m×n)の画素Pと、太線で示した共通電極21と、共通電極電位検出線22および23と、抵抗24および25を備える。以下では、m本の走査信号線GL1、GL2、…、GLmを総称して走査信号線GLともいう。また、n本のデータ信号線SL1、SL2、SL3、…、SLnを総称してデータ信号線SLともいう。ここで、各データ信号線SLは、各走査信号線GLに互いに交差して設けられている。各画素Pは、各走査信号線GLと各データ信号線SLとの組み合わせに対応して設けられている。
各画素Pは、電界効果トランジスタ(スイッチング素子)SW(以下、トランジスタSWという)を備える。トランジスタSWのゲートは、各走査信号線GLのいずれかへ接続されている。トランジスタSWのソースは、各データ信号線SLのいずれかに接続されている。トランジスタSWのドレインは、画素電極TSに接続されている。画素電極TSには、液晶容量CLの一端と補助容量CSの一端が接続されている。液晶容量CLの他端と補助容量CSの他端は共通電極21に接続されている。ここで、液晶容量CLと補助容量CSは、画素容量CPを構成する。なお、補助容量CSは、省略される場合がある。また、補助容量の他端は、共通電極21とは異なる配線で引き出される場合がある。
各画素Pにおいて、対応する走査信号線GLが選択されると、トランジスタSWが導通し、データ信号線SLの印加電位と共通電極21への印加電位Vcomとの差(電圧)に応じた電荷が、画素容量CPに蓄積される。一方、当該走査信号線GLの選択期間が終了して、トランジスタSWが遮断されている間、画素容量CPは、遮断時の電圧を保持し続ける。ここで、液晶の透過率あるいは反射率は、液晶容量CLに印加される電圧によって変化する。したがって、走査信号線GLを選択し、データ信号線SLへ表示データに応じた電圧を印加すれば、当該画素Pの表示状態を、表示データに合わせて変化させることができる。なお、トランジスタSWは、対応する走査信号線GLの走査信号が導通を指示した場合に、対応するデータ信号線SLと画素電極TSとを接続する。
共通電極21は、平面状の1つの電極であり、図示していない液晶層を介して、各画素電極TSに対向する位置に配置されている。共通電極電位検出線22は、一端が共通電極21における鎖線で囲んで示す第1領域2aに対応する所定の箇所に接続され、他端が入力端子311nに接続されている。共通電極電位検出線23は、一端が共通電極21における鎖線で囲んで示す第2領域2bに対応する所定の箇所に接続され、他端が入力端子312nに接続されている。ここで、第1領域2aは、図1に示すように、各走査信号線GLの走査方向(図に向かって上下方向)と直角に(図に向かって水平方向に)共通電極21の略左半分の領域に対応する。また、図1に示すように、第2領域2bは、各走査信号線GLの走査方向と直角に共通電極21の略右半分の領域に対応する。
なお、第1領域2aと第2領域2bは、1つの共通電極21上の2つの仮想的な範囲に対応する。共通電極21は第1領域2aと第2領域2bに分割されてはいない。共通電極21には面内抵抗があるため、第1領域2aで検出される電位と第2領域2bで検出される電位には差が発生する。また、第1領域2aと第2領域2bに異なる電圧を印加することで、第1領域2aの電圧と第2領域2bの電圧を異ならせることができる。なお、第1領域2aと第2領域2bは、連続していなくてもよい。例えば、第1領域2aが共通電極21の左側端部近傍の一部の領域に対応し、第2領域2bが右側端部近傍の一部の領域に対応するものであってもよい。
走査信号線駆動回路32は、順次、走査信号線GLを走査して、所定の走査信号を出力する。データ信号線駆動回路33は、走査信号線駆動回路32が所定の走査信号を出力することで選択した各画素Pに対して、各画素Pの表示データに応じた各データ信号を出力する。
液晶パネル2では、走査信号線駆動回路32が、ある走査信号線GLを選択すると、当該走査信号線GLに接続された各画素Pにおいて、各トランジスタSWが導通して、各画素電極TSと、それぞれに対応するデータ信号線SLとを接続する。一方、データ信号線駆動回路33は、所定の映像信号に基づいて、上記各画素Pへの表示データをデータ信号線SLに出力する。各画素Pの画素容量CPには各データ信号線SLの出力と共通電極21の電位Vcomとの電位差に応じた電荷が蓄積される。また、選択されていない走査信号線GLに接続された画素Pでは、トランジスタSWが遮断されており、画素容量CPの電荷が保持される。液晶素子は、印加電圧に応じて透過率が変化する。したがって、各走査信号線GLを順次選択しながら、各走査信号線GLの選択期間中に、各画素Pに表示データを書き込むことで、液晶パネル2は、映像信号に応じた画像を表示する。
一方、図1に示すVCOMフィードバック回路(1)311は、演算増幅器3111と、抵抗3112と、抵抗3113を備える。演算増幅器3111の反転入力は抵抗3112の一端と抵抗3113の一端に接続されている。抵抗3112の他端はVCOMフィードバック回路(1)311の入力端子311nに接続されている。抵抗3113の他端は演算増幅器3111の出力とVCOMフィードバック回路(1)311の出力端子311oに接続されている。演算増幅器3111の非反転入力はVCOMフィードバック回路(1)311の入力端子311pに接続されている。この場合、抵抗3112の抵抗値はR2、抵抗3113の抵抗値はR1である。入力端子311pには所定の基準電位VREFが印加される。この基準電位VREFは、共通電極21の電位の目標値に対応する。入力端子311nは共通電極電位検出線22に接続されている。出力端子311oは図2に示す抵抗24の一端に接続されている。
以上の構成によって、VCOMフィードバック回路(1)311は、基準電位VREFと共通電極電位検出線22の電位Vcom FB(1)の偏差に応じて、偏差が小さくなるように、出力端子311oから出力する出力信号の電位Vcom(1)を変化させる。偏差の大きさに対する出力信号の大きさの比である増幅度は、抵抗値R2と抵抗値R1の比の値で決定される。すなわち、VCOMフィードバック回路(1)311(第1共通電極駆動部)は、共通電極21の第1領域2aに対応する電位VCOM FB(1)と所定の基準電位VREFとの偏差に応じて第1領域2aに印加する電位Vom(1)の出力信号(第1共通電極信号)を生成して出力する。
また、VCOMフィードバック回路(2)312は、演算増幅器3121と、抵抗3122と、抵抗3123を備える。演算増幅器3121の反転入力は抵抗3122の一端と抵抗3123の一端に接続されている。抵抗3122の他端はVCOMフィードバック回路(2)312の入力端子312nに接続されている。抵抗3123の他端は演算増幅器3121の出力とVCOMフィードバック回路(2)312の出力端子312oに接続されている。演算増幅器3121の非反転入力はVCOMフィードバック回路(2)312の入力端子312pに接続されている。この場合、抵抗3122の抵抗値はR2a、抵抗3123の抵抗値はR1aである。なお、抵抗値R1aは抵抗値R1と同一であってもよいし、異なっていてもよい。また、抵抗値R2aは抵抗値R2と同一であってもよいし、異なっていてもよい。入力端子312pには所定の基準電位VREFが印加される。この基準電位VREFは、共通電極21の電位の目標値に対応する。入力端子312nは共通電極電位検出線23に接続されている。出力端子312oは図2に示す抵抗25の一端に接続されている。
以上の構成によって、VCOMフィードバック回路(2)312は、基準電位VREFと共通電極電位検出線23の電位Vcom FB(2)の偏差に応じて、偏差が小さくなるように、出力端子312oから出力する出力信号の電位Vcom(2)を変化させる。偏差の大きさに対する出力信号の大きさの比である増幅度は、抵抗値R2aと抵抗値R1aの比の値で決定される。すなわち、VCOMフィードバック回路(2)312(第2共通電極駆動部)は、共通電極21の第2領域2bに対応する電位VCOM FB(2)と所定の基準電位VREFとの偏差に応じて第2領域2bに印加する電位Vom(2)の出力信号(第2共通電極信号)を生成して出力する。
次に、図3を参照して、図1および図2を参照して説明した液晶モジュール1の動作例(表示例)について説明する。図3に示す例では、液晶モジュール1の第1領域2aにキラーパターンK1が含まれていて、第2領域2bにはキラーパターンが含まれていない。なお、図3は、1フレーム期間における共通電極21の第1領域2aの電位Vcom FB(1)の絶対値の変化と、共通電極21の第2領域2bの電位Vcom FB(2)の絶対値の変化の例を模式的に示す。この場合、図3に示すように、共通電極21の第1領域2aの電位Vcom FB(1)の絶対値は比較的大きく変化するのに対して、共通電極21の第2領域2bの電位Vcom FB(2)の絶対値は比較的小さく変化する。これに対し、VCOMフィードバック回路(1)311は、電位VCOM FB(1)と基準電位VREFとの偏差に応じて電位Vom(1)の出力信号を生成して第1領域2aに印加する。また、VCOMフィードバック回路(2)312は、電位VCOM FB(2)と基準電位VREFとの偏差に応じて電位Vom(2)の出力信号を生成して第2領域2bに印加する。すなわち、本実施形態では、液晶パネル2の左右で別々に、Vcomフィードバック回路(1)311とVcomフィードバック回路(2)312による共通電極21の電位Vomのフィードバック制御が行われる。したがって、この構成によれば、表示位置ごとに最適なVcomフィードバックをかけることが可能となり、クロストークを軽減することができる。
次に、図4を参照して、図2に示す液晶パネル2の変形例について説明する。図4において、図2に示す構成と同一または対応する構成には同一の符号を用いて説明を適宜省略する。
図4に示す液晶パネル200は、図2に示す液晶パネル2と比較して次の点が異なる。すなわち、図2に示す液晶パネル2では、共通電極電位検出線22が入力端子311nと共通電極21に直接接続されている。これに対して、図4に示す液晶パネル200では、共通電極電位検出線22がボルテージフォロア回路41を介して入力端子311nに接続されるとともに、複数の抵抗221、抵抗222、抵抗223等を介して、共通電極21の第1領域2aの複数個所に接続されている。また、液晶パネル200では、共通電極電位検出線23がボルテージフォロア回路42を介して入力端子312nに接続されるとともに、複数の抵抗231、抵抗232、抵抗233等を介して、共通電極21の第2領域2bの複数個所に接続されている。例えば、複数の抵抗221、抵抗222、抵抗223等が同一抵抗値である場合、ボルテージフォロア回路41は、複数の抵抗221、抵抗222、抵抗223等が接続された共通電極21の第1領域2aの複数箇所の電位を平均化して電位Vcom FB(1)として出力する。また、例えば、複数の抵抗231、抵抗232、抵抗233等が同一抵抗値である場合、ボルテージフォロア回路42は、複数の抵抗231、抵抗232、抵抗233等が接続された共通電極21の第2領域2bの複数箇所の電位を平均化して電位Vcom FB(2)として出力する。
図4に示す液晶パネル200によれば、共通電極21の第1領域2aに複数個所の電位に応じて、第1領域2aに印加する電位Vcom(1)を制御することができる。また、共通電極21の第2領域2bに複数個所の電位に応じて、第2領域2bに印加する電位Vcom(2)を制御することができる。
以上のように、本発明の実施形態および変形例によれば、液晶モジュール1の駆動回路基板3に複数のVcomフィードバック回路が設けられている。したがって、本実施形態によれば、液晶パネル2の表示エリア毎に共通電極の電位を最適に設定とすることが可能となり、表示エリア全面でクロストークが視認されにくくなる。
なお、上記説明では、本発明の実施形態を液晶モジュールとする場合を示したが、例えば、本発明の実施形態は、上記実施形態の液晶モジュールを搭載したノート型パーソナルコンピュータとしたり、上記実施形態の液晶モジュールを搭載したモニタとしたりすることができる。
また、上記実施形態では、液晶パネル2を2つの領域に区分して共通電極のフィードバック制御を領域毎に行うこととしたが、領域数は2個に限定されず、3以上の複数個とすることができる。その場合、3以上の複数個のVcomフィードバック回路を設ける。
また、上記実施形態では、VCOMフィードバック回路(1)311の出力を1個の抵抗24を介して共通電極21に印加しているが、例えば、VCOMフィードバック回路(1)311の出力端子311oに複数個の抵抗を接続し、それらの抵抗を介して共通電極21の第1領域2aの複数個所にVCOMフィードバック回路(1)311の出力を印加してもよい。同様に、VCOMフィードバック回路(2)312の出力端子312oに複数個の抵抗を接続し、それらの抵抗を介して共通電極21の第2領域2bの複数個所にVCOMフィードバック回路(2)312の出力を印加してもよい。また、共通電極21の電位の検出箇所は液晶パネル2の左右の端部に限らず、例えば上下の端部を検出箇所としたり、端部以外の箇所を検出箇所としたりしてもよい。
なお、各画素Pの駆動の仕方は、コモン対称法であってもよいし、コモン反転法であってもよい。
以上、この発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
1 液晶モジュール
2 液晶パネル
3 駆動回路基板
21 共通電極
31 共通電極駆動部
32 走査信号線駆動回路
33 データ信号線駆動回路(データ信号線駆動部)
311 VCOMフィードバック回路(1)
312 VCOMフィードバック回路(2)
P 画素
SW 電界効果トランジスタ
GL1、GL2、…、GLm 走査信号線
SL1、SL2、SL3、…、SLn データ信号線
TS 画素電極
2 液晶パネル
3 駆動回路基板
21 共通電極
31 共通電極駆動部
32 走査信号線駆動回路
33 データ信号線駆動回路(データ信号線駆動部)
311 VCOMフィードバック回路(1)
312 VCOMフィードバック回路(2)
P 画素
SW 電界効果トランジスタ
GL1、GL2、…、GLm 走査信号線
SL1、SL2、SL3、…、SLn データ信号線
TS 画素電極
Claims (4)
- 複数の走査信号線と、
前記各走査信号線に互いに交差した複数のデータ信号線と、
対応する前記走査信号線の走査信号が導通を指示した場合に、対応する前記データ信号線と画素電極とを接続するスイッチング素子をそれぞれが含み、前記各走査信号線と各データ信号線との組み合わせに対応して設けられた複数の画素と、
液晶層を介して、前記各画素電極に対向する位置に配置されている共通電極と、
前記各画素の表示データに基づき、前記各データ信号線への出力信号を生成するデータ信号線駆動部と、
前記共通電極の第1領域の電位と所定の基準電位との偏差に応じて前記第1領域に印加する第1共通電極信号を生成する第1共通電極駆動部と、
前記共通電極の前記第1領域と異なる第2領域の電位と前記基準電位との偏差に応じて前記第2領域に印加する第2共通電極信号を生成する第2共通電極駆動部と
を備える液晶表示装置。 - 前記第1領域が、前記各走査信号線の走査方向と直角に前記共通電極の略左半分の領域に対応するものであり、
前記第2領域が、前記各走査信号線の走査方向と直角に前記共通電極の略右半分の領域に対応するものである
請求項1に記載の液晶表示装置。 - 前記共通電極の第1領域の電位が、前記第1領域の複数個所の各電位に対応し、
前記共通電極の第2領域の電位が、前記第2領域の複数個所の各電位に対応する
請求項1または2に記載の液晶表示装置。 - 複数の走査信号線と、
前記各走査信号線に互いに交差した複数のデータ信号線と、
対応する前記走査信号線の走査信号が導通を指示した場合に、対応する前記データ信号線と画素電極とを接続するスイッチング素子をそれぞれが含み、前記各走査信号線と各データ信号線との組み合わせに対応して設けられた複数の画素と、
液晶層を介して、前記各画素電極に対向する位置に配置されている共通電極と、
前記各画素の表示データに基づき、前記各データ信号線への出力信号を生成するデータ信号線駆動部と、
前記共通電極の第1領域の電位と所定の基準電位との偏差に応じて前記第1領域に印加する第1共通電極信号を生成する第1共通電極駆動部と、
前記共通電極の前記第1領域と異なる第2領域の電位と前記基準電位との偏差に応じて前記第2領域に印加する第2共通電極信号を生成する第2共通電極駆動部と
を備える液晶表示装置において、
前記第1共通電極駆動部と前記第2共通電極駆動部によって、前記共通電極の電位を制御するとともに、
前記データ信号線駆動部によって、前記各画素の表示データに基づいて前記出力信号を生成することで、前記各画素に前記表示データを表示させる
表示方法。
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