JP2022121862A - 液晶表示装置、液晶表示装置の駆動方法、電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】不純物イオンの１ヶ所への集中を防ぎ、表示不具合の発生を抑制した液晶表示装置を提供すること。【解決手段】画像信号供給回路７０は、画像信号で規定された階調に対して、液晶パネル５０の電圧実効値に対する透過率を補正するガンマ補正を含む複数の補正処理を行い、補正処理は、複数の画素２が配置された表示領域９において、表示領域９の中心部と周縁部とで、補正電圧量を異ならせる面内補正処理を含む。【選択図】図４

Description

本発明は、液晶表示装置、当該液晶表示装置の駆動方法、及び、当該液晶表示装置を備えた電子機器に関する。

液晶パネルに光を長時間照射すると、当該パネル内の液晶を含む有機物の一部が劣化して不純物イオンとなり、当該不純物イオンが集まると表示不具合が生じる現象が知られている。例えば、プロジェクターの光変調素子として用いられる液晶パネルでは、不純物イオンが１ヶ所に集まることで生じる異常電界による表示不具合が問題となっていた。この表示不具合のことを、焼き付き、または、角シミともいう。

この表示不具合の対策として、例えば、特許文献１の液晶表示装置の駆動方法が開示されている。当該文献によれば、スタンバイモード状態のときに、画素電極および共通電極の一方の電位、または、両方の電位をグランドレベルに落とすことで、焼き付き現象の原因となる不純物イオンを、配向膜や電極界面から解離させるとしている。
また、配向膜や、液晶の物性改良などのプロセスを改善することにより、不純物イオンの発生を抑制する技術も知られていた。

特開２００５－５５５６２号公報

しかしながら、従来のプロセス改善技術や、特許文献１の駆動方法では改善効果が不十分であり、更なる改善が求められていた。詳しくは、従来のプロセス改善技術では、液晶パネル完成後に不純物イオンが発生した場合、制御の術がなかった。また、特許文献１の駆動方法では、表示領域全体への均一な電位印加であるため、不純物イオンの１ヶ所への集中を防止することは困難であった。

本願に係る液晶表示装置は、複数の走査線と、前記走査線と交差する複数のデータ線と、前記走査線と前記データ線との交点に対応して設けられたスイッチングトランジスタおよび画素電極と、複数の前記画素電極との間で液晶層を挟持する共通電極と、を有する液晶パネルと、前記液晶パネルに供給される画像信号を生成する画像信号供給回路と、を備え、前記画像信号供給回路は、元の画像信号で規定された階調に対して、前記液晶パネルの電圧実効値に対する透過率を補正するガンマ補正を含む複数の補正処理を行い、前記補正処理は、複数の画素が配置された表示領域において、前記表示領域の中心部と周縁部とで、補正電圧量を異ならせる面内補正処理を含む。

本願に係る液晶表示装置の駆動方法は、複数の走査線と、前記走査線と交差する複数のデータ線と、前記走査線と前記データ線との交点に対応して設けられたスイッチングトランジスタおよび画素電極と、複数の前記画素電極との間で液晶層を挟持する共通電極とを有する液晶パネル、および、前記液晶パネルに対して画像信号を供給する画像信号供給回路を含む液晶表示装置の駆動方法であって、元の画像信号で規定された階調に対して、前記液晶パネルの電圧実効値に対する透過率を補正するガンマ補正処理と、複数の画素が配置された表示領域において、前記表示領域の中心部と周縁部とで、補正電圧量を異ならせる面内補正処理と、前記ガンマ補正処理、及び、前記面内補正処理を含む補正処理が施された前記画像信号を前記液晶パネルに供給する処理とを含む。

本願に係る電子機器は、上記記載の液晶表示装置を備える。

実施形態１に係る液晶表示装置の外観を示す斜視図。 液晶パネルの平面図。 図２のａ－ａ断面における断面図。 プロジェクターの駆動回路の構成を示す機能ブロック図。 増幅反転回路の機能ブロック図。 面内補正回路の機能ブロック図。 表示領域において補正データに対応する座標を示す図。 液晶の表示特性とＦ補正データとの相関関係図。 Ｆ補正データの一例を示す表。 Ｆ補正データの一例を示す表。 液晶パネルの表示駆動方法の流れを示すフローチャート図。 凹補正における補正電圧の一例を示す図。 表示領域の中心における補正電圧量を示すグラフ図。 凸補正における補正電圧の一例を示す図。 表示領域の中心における補正電圧量を示すグラフ図。 凹凸補正における駆動波形の一例を示す図。 実施形態２に係る捕獲電極の平面配置図。 図１７のｂ－ｂ断面における断面図。

実施形態１
図１は、本実施形態に係る液晶表示装置の外観を示す斜視図である。
図１に示すように、液晶表示装置としての液晶装置１００は、液晶パネル５０、フレキシブル基板６０、ドライバＩＣ６９などから構成されている。

フレキシブル基板６０は、接続端子１２を介して、液晶パネル５０と電気的に接続されている。また、液晶パネル５０と接続されない側の端部は、図示しない回路基板等に電気的に接続される。当該回路基板には、後述の画像信号供給回路７０、制御回路８０（図４）などが搭載されている。
ドライバＩＣ６９は、フレキシブル基板６０上に実装されており、液晶パネル５０のデータ線駆動回路６８（図４）の一部を構成する。

液晶装置１００は、３板式の液晶プロジェクターの光変調装置として用いられる透過型の液晶パネルユニットであり、赤色光用（Ｒ）、緑色光用（Ｇ）、青色光用（Ｂ）の３枚が用いられる。なお、以下の説明において、各色用を区別する際には、液晶パネル５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂというように符番の末尾に色調の区分け記号を追加し、共通の説明の際には、末尾の区分け記号なしとする。

図２は、液晶パネルの平面図である。図３は、図２のａ－ａ断面の断面図である。
ここでは、図２、図３を用いて、液晶パネル５０の構成について説明する。

液晶パネル５０は、素子基板１０と対向基板２０とを重ね合わせて構成され、画素２ごとに、薄膜トランジスター（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）を備えたアクティブ駆動型の液晶パネルである。

図２に示すように、液晶パネル５０は、素子基板１０および対向基板２０を備える。素子基板１０と対向基板２０とは、略矩形であって、対向基板２０の外縁に沿って塗布されたシール材１３により接合される。シール材１３の内側には、額縁状の遮光部１４が設けられる。遮光部１４は、遮光性の金属膜であり、マトリクス状に配列された複数の画素２を含む表示領域９を区画する見切り部として機能する。また、シール材１３の中には、素子基板１０と対向基板２０との間隔を一定とするためのグラスファイバ、または、ガラスビーズ等のギャップ材２４（図３）が散布されている。

素子基板１０には、時分割回路１５、２つの走査線駆動回路１６、および接続端子１２などが設けられる。
平面的に素子基板１０は、その一辺が対向基板２０からはみ出した張り出し領域を有しており、当該張り出し領域には、接続端子１２、時分割回路１５が設けられている。

表示領域９は、長方形をなしており、その２つの短辺に沿って、２つの走査線駆動回路１６が設けられている。２つの走査線駆動回路１６は、表示領域９の張り出し領域とは反対側の長辺に沿った配線１７を介して電気的に接続される。また、時分割回路１５および２つの走査線駆動回路１６は、接続端子１２と電気的に接続されている。
素子基板１０には、対向基板２０の４隅に対応する部分に、両基板間の電気的接続を取るための上下導通端子１８が配置されている。これにより、素子基板１０と対向基板２０との間で電気的な導通を取ることができる。

図２の表示領域９内には、画素２の等価回路図が示されている。
マトリクス状に配列された複数の画素２は、表示領域９の長辺に沿って設けられたｍ本の走査線Ｙｍ、短辺に沿って設けられたｎ本のデータ線Ｘｎの交点に対応して設けられている。
画素２は、ＴＦＴ４、容量素子７、画素電極８などから構成されている。
ＴＦＴ４は、スイッチング素子であり、そのゲート端は走査線Ｙｍに接続している。ソース端には、データ線Ｘｎが接続される。ドレイン端には、容量素子７の一端、及び、画素電極８が接続される。容量素子７の他端は定電圧Ｖｃに接続される。
画素電極８と共通電極Ｃｏｍとの間で液晶層５が挟持されて、液晶容量５ａが形成される。容量素子７は、液晶容量５ａと並列接続されることで液晶容量５ａを保持し、電荷のリークを抑制する。

図３に示すように、素子基板１０には、走査線Ｙｍ、ＴＦＴ４、及び、データ線Ｘｎを含む機能層の上層に、画素電極８が設けられており、画素電極８の上には、配向膜１９が形成されている。画素電極８は、ＩＴＯ膜などの透明導電膜である。配向膜１９は、酸化シリコンなどの無機配向膜、またはポリイミドなどの有機配向膜が用いられる。
対向基板２０には、格子状又はストライプ状の遮光膜２３が設けられており、当該遮光膜２３を覆って全面に共通電極Ｃｏｍが設けられている。そして、共通電極Ｃｏｍの上には、配向膜２２が形成されている。共通電極Ｃｏｍは、画素電極８と同様の透明導電膜である。配向膜２２は、配向膜１９と同様の配向膜である。

上記の通り、画素電極８と共通電極Ｃｏｍとの間には、液晶層５が設けられる。液晶層５は、例えば一種又は数種類のネマティック液晶を混合した液晶からなり、これら一対の配向膜間で所定の配向状態をとる。

なお、上記の時分割回路１５、走査線駆動回路１６などに加えて、画像信号をサンプリングしてデータ線Ｘｎに供給するサンプリング回路、複数のデータ線Ｘｎに所定電圧レベルのプリチャージ信号を画像信号に先行して各々供給するプリチャージ回路、製造途中や出荷時の液晶パネル５０の品質、欠陥等を検査するための検査回路などを、素子基板１０上に、さらに設けても良い。

図４は、プロジェクターの駆動回路の構成を示す機能ブロック図である。
プロジェクター２００は、上記の液晶装置１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂに加えて、画像信号供給回路７０、制御回路８０などを備えている。なお、プロジェクター２００は、電子機器に相当する。
そして、液晶装置１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂは、液晶パネル５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂの駆動回路として走査線駆動回路１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂ、データ線駆動回路６８Ｒ，６８Ｇ，６８Ｂなどを備えている。なお、以下では、赤色光の構成を代表として説明するが、緑色光、青色光における回路構成も同様である。

走査線駆動回路１６Ｒ、データ線駆動回路６８Ｒは、表示領域９Ｒに設けられた複数の画素２を、複数本の走査線Ｙｍ（図２）、複数のデータ線Ｘｎにより走査表示駆動する。以下説明において、表示領域９Ｒの解像度は、一例としてＵＸＧＡ形式（横１６００×縦１２００ドット）で構成されているものとする。なお、この解像度に限定するものではなく、フルハイビジョンや、４Ｋであっても良い。
制御回路８０は、タイミング制御回路であり、走査線駆動回路１６Ｒ、データ線駆動回路６８Ｒ、および、画像信号供給回路７０に各種のタイミング信号を供給する。

画像信号供給回路７０は、ガンマ補正回路７１、面内補正回路７２などから構成されており、外部から供給される元の画像信号に、ガンマ補正を含む複数の補正処理を施した画像信号を生成し、液晶パネル５０に供給する。なお、元の画像信号のことを原画像信号、液晶パネル５０に供給される画像信号を駆動用の画像信号ともいう。また、元の画像信号を第１画像信号、補正処理を施した画像信号を第２画像信号とももいう。
ガンマ補正回路７１は、外部から供給される元の画像信号における赤色の画像データＤＲに対して、液晶パネル５０Ｒの表示特性に対応したガンマ補正を施して、画像データＤＲ'を生成する。詳しくは、画像データＤＲで規定された階調に対して、液晶パネル５０Ｒの電圧実効値に対する透過率を補正した画像データＤＲ'を生成する。

面内補正回路７２は、画像データＤＲ'のデータ値（階調値）とその表示位置に基づいて、フリッカー補正に用いる補正データ、および、面内補正に用いる補正データを生成し、これらをＤＡ変換して補正信号ＶｆＲ、補正信号ＶｓＲを生成するように構成されている。面内補正とは、不純物イオンの１ヶ所への集中を防止するために、表示領域９（図２）の中心部と周縁部とで、補正電圧量を異ならせる面内補正処理のことである。なお、フリッカー補正、面内補正の詳細は、後述する。
さらに、面内補正回路７２は、画像データＤＲ'をＤＡ変換して画像信号ＤｖＲを出力する。

データ線駆動回路６８Ｒは、増幅反転回路６５Ｒ、時分割回路１５Ｒなどから構成されている。
増幅反転回路６５Ｒは、図１のフレキシブル基板６０に実装されたドライバＩＣ６９に搭載されており、液晶パネル５０Ｒの時分割回路１５Ｒと協働して、データ線駆動回路６８Ｒとして機能する。なお、ここでは、便宜上、増幅反転回路６５Ｒをデータ線駆動回路６８Ｒの一構成部位として説明したが、画像信号供給回路７０の構成要素としても良い。

図５は、増幅反転回路の機能ブロック図である。
増幅反転回路６５Ｒは、増幅回路６１Ｒ、反転回路６２Ｒ、および加算回路６３Ｒなどから構成されている。
まず、増幅回路６１Ｒは、液晶パネル５０Ｒにおいて液晶に所定の振幅の電圧を印加するために、面内補正回路７２から供給される画像信号ＤｖＲを予め定められた増幅率で増幅した画像信号ＤＶＲを生成する。
反転回路６２Ｒは、制御回路８０から供給される極性反転信号Ｓinvに基づいて、増幅された画像信号ＤＶＲを反転し、所定の周期毎に極性反転する反転画像信号ＤＶＲ’に変換して出力する。好適例において、極性反転信号Ｓinvの１周期を２水平走査期間としているため、反転画像信号ＤＶＲ’は、１水平走査期間ごとに極性が反転する。

そして加算回路６３Ｒは、反転画像信号ＤＶＲ’に、制御回路８０から供給される対向電極電圧Ｖcom、および、面内補正回路７２から供給される補正信号ＶｆＲ、補正信号ＶｓＲを加算して、加算結果を画像信号ＶＩＤ_Ｒとして出力する。
好適例において、加算回路６３Ｒは、反転回路６２Ｒと交流結合されているため、対向電極電圧Ｖcomと、補正信号ＶｆＲ，ＶｓＲとを直流的に加算した電圧を振幅中心電圧とすれば、画像信号ＶＩＤ_Ｒは、振幅中心電圧に反転画像信号ＤＶＲ’を重畳したものとなる。
また、反転回路６２Ｒは、Ｘシフトレジスタ、第１のラッチ回路、第２のラッチ回路、切替スイッチ群（いずれも図示せず）などをさらに備えており、画像信号ＶＩＤ_Ｒを時系列的な出力信号として時分割回路１５Ｒ（図４）に供給する。

図４の時分割回路１５Ｒは、グループ化されたｊ本のデータ線に対応したｊ個の選択スイッチを有しており、各選択スイッチは、制御回路８０からの選択信号ＳＳ１～ＳＳｎによって導通制御される。
例えば、選択スイッチの数ｊが４個の場合、データ線の本数に相当する４個の選択スイッチは、制御回路８０からの選択信号ＳＳ１～ＳＳ４のいずれかによって導通制御される。選択信号ＳＳ１～ＳＳ４は、同一のグループ内における選択スイッチのオン期間を規定しており、当該オン期間は、反転回路６２Ｒからの時系列的な信号出力と同期している。
これにより、時分割回路１５Ｒは、時系列的な４画素分の画像信号ＶＩＤ_Ｒを時分割し、これにより得られた個々のデータ電圧を４本のデータ線Ｘ１～Ｘ４のいずれかに振り分ける。これを順次、複数のデータ線Ｘｎにおいて繰り返すことで、表示領域９（図２）の複数の画素２を表示駆動する。

図６は、面内補正回路の機能ブロック図である。
面内補正回路７２は、Ｘカウンタ３０、Ｙカウンタ３１、ＲＯＭ３２、補間処理部３３、補正ユニットＵＲ，ＵＧ，ＵＢ、およびＤ／Ａ変換器４１，４２，４３などから構成されている。
まず、Ｄ／Ａ変換器４１は、赤色の画像データＤＲ’をデジタル信号からアナログ信号に変換して、画像信号ＤｖＲを生成する。同様に、Ｄ／Ａ変換器４２は緑色アナログの画像信号ＤｖＧを生成し、Ｄ／Ａ変換器４３は青色アナログの画像信号ＤｖＢを生成する。

Ｘカウンタ３０は、制御回路８０から供給されるドット周期のドットクロック信号ＤＣＬＫをカウントして、画像データのＸ座標を指示するＸ座標データＤｘを出力する。
一方、Ｙカウンタ３１は、制御回路８０から供給される水平走査周期の水平クロック信号ＨＣＬＫをカウントして、画像データのＹ座標を指示するＹ座標データＤｙを出力する。これにより、Ｘ座標データＤｘとＹ座標データＤｙとを参照することにより、表示領域９における画像データの表示位置を把握することができる。

ＲＯＭ３２は、不揮発性のＲＯＭ（Read Only Memory）であり、Ｆ補正データＣｆ、および、Ｓ補正データＣｓを記憶している。
Ｆ補正データＣｆは、所定のＸ，Ｙ座標において、画像データＤＲ'，ＤＧ'，ＤＢ'のフリッカーを補正するために用いられる。
Ｓ補正データＣｓは、画像データに対して、表示領域９の中心部と周縁部とで、補正電圧量を異ならせる面内補正処理を施すのに用いられる。

図７は、表示領域において補正データに対応する座標を示す図である。図８は、液晶の表示特性とＦ補正データとの相関関係を示す図である。
まず、フリッカー補正について説明する。
上述したように表示領域９は、横１９２０ドット×縦１２００ドットで構成されている。図７に示すように、この表示領域９を横１７×縦１３に分割し、図中黒丸で示す各分割点において、Ｆ補正データＣｆが赤色Ｒ，緑色Ｇ，青色Ｂの色調ごとに用意されている。なお、以下の説明において、黒丸の点に対応する各座標を基準座標という。

図８のグラフにおいて、横軸は印加電圧（Ｖ）、縦軸は透過率（％）を取っている。また、液晶パネル５０はノーマリホワイトモードとする。
図８に示すように、液晶パネル５０の表示特性を示すグラフ８２は、印加電圧が０Ｖから次第に大きくなると透過率が緩やかに低下し、印加電圧が電圧Ｖ１を越えると急峻に透過率が低下し、さらに、電圧Ｖ３を越えると透過率が緩やかに低下する。この特性を鑑み、Ｆ補正データＣｆは、電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３の３点に設定している。電圧Ｖ１と、電圧Ｖ３とは、グラフ８２が急峻に変化する上下限の変化点に対応しており、電圧Ｖ２は透過率が約５０％となる点に対応している。また、電圧Ｖ０は画像データが最小値を取る場合、換言すれば、白表示の際に印加される電圧である。電圧Ｖ４は画像データが最大値を取る場合、換言すれば、黒表示の際に液晶に印加される電圧である。

図９は、Ｆ補正データの一例を示す表である。
図９に示すように、フリッカー補正用のＦ補正データＣｆは、色光ごとに、電圧Ｖ１における白基準レベル、電圧Ｖ２における中央基準レベル、電圧Ｖ３における黒基準レベルの３点をセットとして階調レベル等が設定されている。
赤色の液晶パネル５０ＲのＦ補正データＣｆＲは、図７に示した基準座標ごとに、白基準レベル、中央基準レベル、黒基準レベルに対応した補正データが設定されている。例えば、基準座標（０，０）においては、白基準レベルではＤＲｗ０，０、中央基準レベルではＤＲｃ０，０、黒基準レベルではＤＲｂ０，０の補正データが設定されている。なお、緑色の液晶パネル５０ＧのＦ補正データＣｆＧ、青色の液晶パネル５０ＢのＦ補正データＣｆＢについても、同様である。

図９のＦ補正データＣｆＲ，ＣｆＧ，ＣｆＢは、ＲＯＭ３２（図６）に記憶されている。なお、このＦ補正データＣｆＲ，ＣｆＧ，ＣｆＢは、専用の計測システム（図示せず）により予め計測された補正データを用いている。例えば、Ｆ補正データＣｆＲは、各基準座標に対応する位置に照度計が設置されたスクリーンに対して、液晶パネル５０Ｒにより赤一色の画像を投射した状態で、対向電極電圧Ｖcomを基準電圧から所定のステップで変化させながら、各照度計により各基準座標における照度を計測する。そして、計測結果の周波数分布を高速フーリエ変換によって周波数ドメインで解析し、フリッカー成分が最小となる対向電極電圧Ｖcomを得るための補正データとして求められる。同様に、Ｆ補正データＣｆＧは、液晶パネル５０Ｇにより緑一色の画像を投射して計測される。Ｆ補正データＣｆＢは、液晶パネル５０Ｂにより青一色の画像を投射して計測される。

図６の補間処理部３３は、上述のＦ補正データＣｆＲに基づいて、各基準座標における補正データＤＦｒを算出する。詳しくは、基準座標（ｉ，ｊ）においては、白基準レベルのＤＲｗｉ，ｊと、中央基準レベルのＤＲｃｉ，ｊとに基づいて、電圧Ｖ１から電圧Ｖ２までの各レベルに対応する補正データＤＦｒを直線補間により算出する。同様に、中央基準レベルのＤＲｃｉ，ｊと、黒基準レベルのＤＲｂｉ，ｊとに基づいて、電圧Ｖ２から電圧Ｖ３までの各レベルに対応する補正データＤＦｒを直線補間により算出する。
また、電圧Ｖ１よりも低い電圧では、白基準レベルのＤＲｗｉ，ｊをそのまま補正データＤＦｒとする。電圧Ｖ３よりも高い電圧では、黒基準レベルのＤＲｂｉ，ｊをそのまま補正データＤＦｒとする。

補正テーブル３４Ｒは、アドレス発生部３６Ｒから供給される書込アドレスに従って、補正データＤＦｒをＸ，Ｙ座標と対応付けて所定の記憶領域に記憶する。そして、アドレス発生部３６Ｒから供給される読出アドレスに従って所定の記憶領域から補正データを読み出して、演算部３５Ｒに出力する。
演算部３５Ｒは、画像データＤＲ'の座標を示すＸ，Ｙ座標データＤｘ，Ｄｙと、補正テーブル３４Ｒから読み出された補正データとに基づき、直線補間処理を施して、補正データＤｆｒを生成し、Ｄ／Ａ変換器３７Ｒに出力する。当該直線補間処理は、当該画像データＤＲ'の座標から、最寄りの基準座標までの距離に比例した直線補間により行われる。Ｄ／Ａ変換器３７Ｒは、補正データＤｆｒをＤ／Ａ変換し、アナログの補正信号ＶｆＲとして、増幅反転回路６５Ｒ（図４）に出力する。

図１０は、Ｆ補正データの一例を示す表であり、図９に対応している。
次に、面内補正について説明する。
図１０に示す、面内補正用のＳ補正データＣｓは、色光に拘らず、図７の基準座標ごとに１レベルの補正値が設定されている。例えば、基準座標（０，０）においては、０ＦＤｈの補正データが設定されている。なお、図１０のＳ補正データＣｓは、後述する凹凸補正における凹補正の補正電圧（図１２）に対応している。Ｓ補正データＣｓは、Ｆ補正データＣｆと同様に、ＲＯＭ３２（図６）に記憶されている。

図６に戻る。
好適例において、面内補正は補正ユニットＵＲを用いて行われる。なお、前述の通り、面内補正は色光に拘らないため、面内補正専用の補正ユニットを独立で設けて、当該補正ユニットで面内補正を施した補正データＶｓを、３つの増幅反転回路６５Ｒ，６５Ｇ，６５Ｂに共通に供給することであっても良い。

前述の通り、Ｓ補正データＣｓは、基準座標ごとに１つの補正値であるため、補間処理部３３で補間処理は行われず、補間処理部３３は、Ｓ補正データＣｓをそのまま補正テーブル３４Ｒに供給する。
補正テーブル３４Ｒは、アドレス発生部３６Ｒから供給される書込アドレスに従って、Ｓ補正データＣｓをＸ，Ｙ座標と対応付けて所定の記憶領域に記憶する。そして、アドレス発生部３６Ｒから供給される読出アドレスに従って所定の記憶領域から補正データを読み出して、演算部３５Ｒに出力する。

演算部３５Ｒは、画像データＤＲ'の座標を示すＸ，Ｙ座標データＤｘ，Ｄｙと、補正テーブル３４Ｒから読み出された補正データとに基づき、直線補間処理を施して、補正データＤｓｒを生成し、Ｄ／Ａ変換器３７Ｒに出力する。当該直線補間処理は、当該画像データＤＲ'の座標から、最寄りの基準座標までの距離に比例した直線補間により行われる。Ｄ／Ａ変換器３７Ｒは、補正データＤｓｒをＤ／Ａ変換し、アナログの補正信号ＶｓＲとして、増幅反転回路６５Ｒ（図４）に出力する。
なお、補正ユニットＵＧ，ＵＢにおいても同様である。補正ユニットＵＧでは、補間処理部３３から供給されるＦ補正データＤＦｇ、Ｓ補正データＣｓに基づいて、補正信号ＶｆＧ、補正信号ＶｓＧを生成し、増幅反転回路６５Ｒに出力する。補正ユニットＵＢでは、補間処理部３３から供給されるＦ補正データＤＦｂ、Ｓ補正データＣｓに基づいて、補正信号ＶｆＢ、補正信号ＶｓＢを生成し、増幅反転回路６５Ｒに出力する。また、図６では、補正ユニットＵＧ，ＵＢにおけるアドレス発生部、演算部、Ｄ／Ａ変換器の図示を省略しているが、実際は、補正ユニットＵＲと同様な構成を備えている。

図１１は、液晶パネルの表示駆動方法の流れを示すフローチャート図である。
続いて、液晶装置１００における液晶パネル５０の表示駆動方法について、図１１を主体に、適宜、図４～図６を交えて説明する。なお、代表として赤色光系について説明するが、緑色光系、青色光系についても、色調が異なること以外は同じである。

ステップＳ１では、外部から供給される元の画像信号における赤色の画像データＤＲに対して、液晶パネル５０Ｒの表示特性に対応したガンマ補正を施して、画像データＤＲ'を生成する。詳しくは、ガンマ補正回路７１により、画像データＤＲで規定された階調に対して、液晶パネル５０Ｒの電圧実効値に対する透過率を補正した画像データＤＲ'を生成する。画像データＤＲ'は、面内補正回路７２においてアナログの画像信号ＤｖＲに変換された後、増幅反転回路６５Ｒにおいて増幅及び反転されて、反転画像信号ＤＶＲ'となる。

ステップＳ２では、反転画像信号ＤＶＲ’に対してフリッカー補正処理が施される。
ステップＳ３では、反転画像信号ＤＶＲ’に対して、表示領域９Ｒにおける中心部と周縁部とで補正電圧量を異ならせる面内補正処理が施される。詳しくは、加算回路６３Ｒは、反転画像信号ＤＶＲ'に、対向電極電圧Ｖcom、および、面内補正回路７２から供給される補正信号ＶｆＲ、補正信号ＶｓＲを加算して、加算結果を画像信号ＶＩＤ_Ｒとして出力する。なお、具体的な面内補正処理としては、後述の凹凸補正処理が行われる。

ステップＳ４では、液晶パネル５０Ｒに画像信号ＶＩＤ_Ｒが供給され、当該画像信号による画像が表示領域９Ｒに表示される。詳しくは、ガンマ補正、フリッカー補正、及び、面内補正処理を含む補正処理が施された駆動用の画像信号ＶＩＤ_Ｒが、液晶パネル５０Ｒに供給される。換言すれば、走査線駆動回路１６Ｒ、データ線駆動回路６８Ｒにより、表示領域９Ｒの複数の画素２が走査駆動され、画像信号ＶＩＤ_Ｒに基づく画像が液晶パネル５０Ｒに表示される。同様に、液晶パネル５０Ｇでは画像信号ＶＩＤ_Ｇによる画像が表示領域９Ｇに表示され、液晶パネル５０Ｂでは画像信号ＶＩＤ_Ｂによる画像が表示領域９Ｂに表示される。

図１２は、凹補正における補正電圧の一例を示す図であり、図７、図１０に対応している。図１３は、図１２の中心線ＣＬに沿った補正電圧量を示すグラフ図である。図１４は、凸補正における補正電圧の一例を示す図であり、図１２に対応している。図１５は、図１４の中心線ＣＬに沿った補正電圧量を示すグラフ図であり、図１３に対応している。

前述したように、面内補正処理は、反転画像信号ＤＶＲ’に対して、表示領域９Ｒにおける中心部と周縁部とで補正電圧量を異ならせる面内補正処理が施される。詳しくは、中心部よりも周縁部の補正電圧が高い凹補正と、周縁部よりも中心部の補正電圧が高い凸補正とを、反転画像信号ＤＶＲ’の１周期ごとに繰り返す凹凸補正処理が行われる。中心部は、表示領域９Ｒの中心の画素２を含む領域が望ましく、周縁部は、表示領域９Ｒの最外縁の画素２を含んだ領域が望ましい。また、中心部を表示領域９Ｒの中心領域とし、周縁部を中心部以外の表示領域としても良い。また、周縁部を中心部より表示領域の外縁に近い領域としても良い。

図１２は、面内補正回路７２が図１０のＳ補正データＣｓに基づいて生成した凹補正における補正信号ＶｓＲの補正電圧値を、基準座標ごとに示した表である。なお、面内補正回路７２は、±８ビットの階調補正が行える仕様となっており、基準座標ごとのＳ補正データＣｓの補正値に応じた補正信号ＶｓＲの補正電圧が出力される。
例えば、基準座標（０，０）のＳ補正データＣｓである０ＦＤｈ（図１０）の場合、＋８ビット（０００ｈ～ＦＦｈ）の範囲内で見掛け上の補正値は２５３となるが、面内補正回路７２の仕様により当該補正値の１／２の１２７が補正値（補正階調）となり、図１２に示すように、補正電圧は＋１５５ｍＶとなる。

なお、上記の補正電圧は、数式（１）により求められる。
補正電圧＝補正階調×５／４０９６ …式（１）
基準座標（０，０）の場合、１２７×５／４０９６＝１５５ｍＶとなる。

また、面内補正回路７２は、Ｓ補正データＣｓが－８ビット（１００ｈ～１ＦＦｈ）の範囲の場合、マイナスの補正電圧を出力する設定となっている。なお、先頭の１ビットは符号を表しており、２の補数による符号の逆転が行われるため、１００ｈでは－２５６、１ＦＦｈでは－１が見掛け上の補正値となる。
例えば、基準座標（９６０，６００）のＳ補正データＣｓである１００ｈ（図１０）の場合、見掛け上の補正値は－２５６となるが、面内補正回路７２の仕様により当該補正の１／２の－１２８が補正値（補正階調）となり、数式（１）から補正電圧は－１５６ｍＶとなる。このように、表示領域９Ｒにおける周縁部の基準座標（０，０）では補正電圧＋１５５ｍｖ、中心部の基準座標（９６０，６００）では－１５６ｍＶというように、凹補正においては、図１２に示すように、中心部よりも周縁部の補正電圧が高くなるように設定されている。なお、前述の通り、基準座標間の座標においては、最寄りの基準座標までの距離に比例した直線補間により補正電圧値が設定される。

図１３のグラフ９１は、表示領域９の中心線ＣＬに沿った基準座標における補正電圧を示している。グラフ９１に示すように、凹補正における補正信号ＶｓＲの補正電圧は、０Ｖを基準として、周縁部の最も高いプラス電圧から徐々に電圧が下がり途中でマイナス電圧となり、中心部では最も低いマイナス電圧となっている。
なお、グラフ９１は、表示領域９のＸ軸の延在方向における補正電圧の変化態様を示しているが、Ｙ軸延在方向における変化態様も同様であり、中心部で低く周縁部に向けて徐々に補正電圧が高くなるように設定されている。換言すれば、凹補正における補正電圧は、図１２に示すように、同心矩形状に、中心部で最も低く、周縁部に向けて徐々に補正電圧が高くなるように設定されている。換言すれば、等高線状に、中心部で最も低く、周縁部に向けて徐々に補正電圧が高くなるように設定されている。

凸補正の場合は、図１４に示すように、同心矩形状に、中心部で最も高く、周縁部に向けて徐々に補正電圧が低くなるように設定されている。詳しくは、図１５のグラフ９２に示すように、凸補正における補正信号ＶｓＲの補正電圧は、０Ｖを基準として、周縁部の最も低いマイナス電圧から徐々に電圧が上がり途中でプラス電圧となり、中心部では最も高いプラス電圧となっている。換言すれば、等高線状に、中心部で最も高く、周縁部に向けて徐々に補正電圧が低くなるように設定されている。上記以外は、凹補正での説明と同様である。

図１６は、凹凸補正における駆動波形の一例を示す図である。
凹凸補正では、図１６に示すように、画像信号ＶＩＤ_Ｒにおける１周期ごとに、凹補正と凸補正とを繰り返す表示駆動が行われる。なお、電位Ｖｃは、基準となる定電位であり、第１電位に相当する。
ここで、凹補正においては、例えば、中心部の基準座標（９６０，６００）における補正電圧－１５６ｍＶが、矢印で示すように、画像信号ＶＩＤ_Ｒの波形の振幅の絶対値が、正負で同じとなるように印加される。同様に、凸補正においても、例えば、中心部の基準座標（９６０，６００）における補正電圧＋１５５ｍＶが、矢印で示すように、画像信号ＶＩＤ_Ｒの波形の振幅の絶対値が、正負で同じとなるように印加される。

つまり、面内補正処理は、表示領域９の中心部において最も補正電圧値が低く、周縁部に向かって同心矩形状に補正電圧値が大きくなり、表示領域９の周縁部で最も補正電圧値が高い凹補正と、表示領域９の中心部において最も補正電圧値が高く、周縁部に向かって同心矩形状に補正電圧値が小さくなり、表示領域９の周縁部で最も補正電圧値が低い凸補正とを、周期的に繰り返す凹凸補正が行われる。
なお、好適例において、凹凸補正は、液晶装置１００が表示駆動を行う際、常時行うことが好ましい。また、凹補正、凸補正における補正電圧は、上記事例に限定するものではなく、液晶パネル５０のサイズや、仕様に応じて、適宜、変更しても良い。

発明者等の実験結果に拠れば、凹補正、凸補正による表示駆動を行うことにより、不純物イオンの位置を制御できることが解っている。例えば、凹補正だけにより２時間表示駆動を行った場合、不純物イオンを表示領域９の左下（Ｘ０，Ｙ（＋）方向の隅）に集める効果が確認されている。他方、凸補正だけにより２時間表示駆動を行った場合、不純物イオンを表示領域９の右上（Ｘ（＋）方向の隅，Ｙ０）に集める効果が確認されている。
さらに、凹補正、凸補正を繰り返す凹凸補正を施した表示駆動を行うことにより、表示領域９における不純物イオンの１ヶ所への集中を抑制できることが確認されている。換言すれば、凹凸補正による表示駆動を行うことにより、液晶パネル５０の焼き付きや、角シミを抑制することができる。

以上述べた通り、本実施形態の液晶装置１００、プロジェクター２００、及び駆動方法によれば、以下の効果を得ることができる。
画像信号供給回路７０は、元の画像信号で規定された階調に対して、液晶パネル５０の電圧実効値に対する透過率を補正するガンマ補正を含む複数の補正処理を行い、補正処理は、複数の画素２が配置された表示領域９において、表示領域９の中心部と周縁部とで、補正電圧量を異ならせる面内補正処理を含んでいる。

これによれば、画像信号供給回路７０は、表示領域９の中心部と周縁部とで補正電圧量を異ならせる面内補正処理を施した画像信号ＶＩＤにより、液晶パネル５０を表示駆動する。
よって、表示領域９全体への均一な電位印加であった従来の駆動方法と異なり、本実施形態の液晶装置１００、プロジェクター２００によれば、表示領域９内において補正電圧量を異ならせることができる。これにより、表示領域９内における不純物イオンの移動方向を意図的に制御することが可能となり、不純物イオンが１ヶ所へ集中することを抑制し、角シミの発生を低減することができる。
従って、不純物イオンの１ヶ所への集中を防ぎ、表示不具合の発生を抑制した液晶装置１００、プロジェクター２００を提供することができる。

また、液晶装置１００は、画像信号ＤＶＲを第１電位としての電位Ｖｃを基準として、所定の周期毎に極性反転する画像信号に変換する増幅反転回路６５をさらに備え、極性反転した画像信号ＶＩＤを、液晶パネル５０に供給する。
これによれば、表示領域９内での補正電圧量の変化に加えて、極性反転駆動により、時間軸で極性を変化させることにより、より効果的に不純物イオンの１ヶ所への集中を抑制することができる。

また、面内補正処理は、表示領域９の中心部において最も補正電圧値が低く、周縁部に向かって同心矩形状に補正電圧値が大きくなり、表示領域９の周縁部で最も補正電圧値が高い凹補正と、表示領域９の中心部において最も補正電圧値が高く、周縁部に向かって同心矩形状に補正電圧値が小さくなり、表示領域９の周縁部で最も補正電圧値が低い凸補正とを、周期的に繰り返す凹凸補正である。
これによれば、表示領域９内での補正電圧値の変化量を等高線状としたことにより、表示領域９内において不純物イオンが等高線状に拡散するため、より効果的に不純物イオンの１ヶ所への集中を抑制することができる。

また、上記の駆動方法は、元の画像信号で規定された階調に対して、液晶パネル５０の電圧実効値に対する透過率を補正するガンマ補正処理と、複数の画素２が配置された表示領域９において、表示領域９の中心部と周縁部とで、補正電圧量を異ならせる面内補正処理と、ガンマ補正処理、及び、面内補正処理を含む補正処理が施された画像信号ＶＩＤの駆動電圧信号を、液晶パネル５０に供給する処理とを含む。

この駆動方法によれば、画像信号供給回路７０は、表示領域９の中心部と周縁部とで補正電圧量を異ならせる面内補正処理を施した画像信号ＶＩＤにより、液晶パネル５０を表示駆動する。
よって、表示領域９全体への均一な電位印加であった従来の駆動方法と異なり、本実施形態の液晶装置１００の駆動方法によれば、表示領域９内において補正電圧量を異ならせることができる。これにより、表示領域９内における不純物イオンの移動方向を意図的に制御することが可能となり、不純物イオンが１ヶ所へ集中することを抑制し、角シミの発生を低減することができる。
従って、不純物イオンの１ヶ所への集中を防ぎ、表示不具合の発生を抑制した液晶装置１００の駆動方法を提供することができる。

実施形態２
図１７は、捕獲電極の平面配置図であり、図２に対応している。図１８は、図１７のｂ－ｂ断面における断面図である。
表示領域の外側に不純物イオンを捕獲するための捕獲電極を設ける技術が知られている。実施形態１の面内補正処理を、この捕獲電極を備えた液晶パネルに適用しても良い。

図１７に示す、本実施形態の液晶パネル５１Ｒは、実施形態１の液晶パネル５０Ｒに捕獲電極７７を追加したものである。以下、実施形態１と同じ構成部位には、同一の附番を附し、重複する説明は省略する。なお、代表として赤色光の液晶パネル５１Ｒについて説明するが、緑色光、青色光の液晶パネルも、同様の構成である。
液晶パネル５１Ｒは、表示領域９の外側の４隅に、クランク状（Ｌ字状）の捕獲電極７７を有している。図１８に示すように、捕獲電極７７は、素子基板１０側において画素電極８と同じ層に設けられており、画素電極８と同様な透明電極で構成されている。捕獲電極７７は、額縁状の遮光部１４に重なって配置されている。

Ｌ字状の捕獲電極７７の長さは、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向ともに同じ長さであり、約１００個分の画素２の長さに設定されている。
４つの捕獲電極７７には、第２の補正電圧としてのイオントラップ用電位が供給される。イオントラップ用電位は、共通電極Ｃｏｍとは異なる定電位が供給される。例えば、共通電極Ｃｏｍが０Ｖの場合、例えば、イオントラップ用電位を－２Ｖ、又は、＋２Ｖに設定する。なお、この設定に限定するものではなく、共通電極Ｃｏｍの電位を基準とした正極性または負極性の定電位であれば良い。イオントラップ用電位の供給は、好適例では画像信号供給回路７０が担うが、制御回路８０が供給することであっても良い。

図１８に示すように、液晶層５に含まれる正の電荷を帯びたカチオン系の不純物イオン（プラス（＋）符号で図示）は、例えば、＋２Ｖが印加された捕獲電極７７と、隣り合う画素電極８との間に発生する横電界により、捕獲電極７７に引き付けられる。また、同様に、捕獲電極７７と、共通電極Ｃｏｍとの間にも電界が発生するため、当該間に存在する不純物イオンも、捕獲電極７７に引き付けられる。そして、捕獲電極７７に引き付けられた不純物イオンは、捕獲電極７７の近傍で捕集された状態で留まる。

そして、本実施形態では、この捕獲電極７７を備えた液晶パネル５１Ｒに、画像信号ＶＩＤ_Ｒが供給されるとともに、捕獲電極７７にもイオントラップ用電位が供給される。換言すれば、凹凸補正を含む補正処理が施された画像信号ＶＩＤ_Ｒにより表示駆動されるとともに、捕獲電極７７による捕獲駆動が行われる。
発明者等の実験結果に拠れば、凹凸補正による効果に加えて、捕獲電極７７による不純物イオンの捕獲効果が加味されることで、表示領域９における不純物イオンの１ヶ所への集中をより効果的に抑制できることが確認されている。これは、凹凸補正と捕獲電極７７とを組合わせたことによる相乗効果であり、凹凸補正により表示領域９の隅に集まった不純物イオンを、隅に設けられた捕獲電極７７により、効率良く捕獲できるからであると考察している。なお、発明者等の実験結果に拠れば、イオントラップ用電位が－２Ｖの場合よりも、イオントラップ用電位を＋２Ｖとした場合の方が、より角シミの発生を抑制できることが解っている。

なお、上記では、表示領域９の外側の４隅に捕獲電極７７を設けるものとして説明したが、表示領域９の対角線状の２ヶ所に設けることであっても良い。例えば、配向膜１９，２２の配向方向が、図１７の矢印で示すように、Ｙ軸の延在方向に対して、角度θの傾きを持っていた場合、配向方向は、右上の捕獲電極７７、および、左下の捕獲電極７７の方向を向いている。発明者等の実験結果に拠れば、この場合は、右上の捕獲電極７７と、左下の捕獲電極７７との２つの捕獲電極を設けることにより、十分な不純物イオンの捕獲機能が得られることが解っている。このように、配向方向に沿った対角方向の２つの捕獲電極を設ける構成であっても、十分な不純物イオンの捕獲機能を得ることができる。

以上述べた通り、本実施形態によれば、実施形態１での効果に加えて、以下の効果を得ることができる。
液晶パネル５１は、表示領域９の外において、表示領域９を囲う捕獲電極７７を有し、液晶パネル５１には、補正処理が施された画像信号ＶＩＤが供給されるとともに、捕獲電極７７にもイオントラップ用電位が供給される。
これによれば、凹凸補正と捕獲電極７７との組合わせによる相乗効果により、表示領域９における不純物イオンの１ヶ所への集中をより効果的に抑制することができる。

２…画素、４…ＴＦＴ、５…液晶層、５ａ…液晶容量、７…容量素子、８…画素電極、９…表示領域、１０…素子基板、１３…シール材、１２…接続端子、１４…遮光部、１５…時分割回路、１６…走査線駆動回路、１７…配線、１８…上下導通端子、１９…配向膜、２０…対向基板、２２…配向膜、２３…遮光膜、２４…ギャップ材、３０…Ｘカウンタ、３１…Ｙカウンタ、３２…ＲＯＭ、３３…補間処理部、３４…補正テーブル、３５…演算部、３６…アドレス発生部、３７…Ｄ／Ａ変換器、４１～４３…Ｄ／Ａ変換器、５…液晶層、５０…液晶パネル、５１…液晶パネル、６０…フレキシブル基板、６１Ｒ…増幅回路、６２Ｒ…反転回路、６３Ｒ…加算回路、６５…増幅反転回路、６８…データ線駆動回路、７０…画像信号供給回路、７１…ガンマ補正回路、７２…面内補正回路、７７…捕獲電極、８０…制御回路、８２…グラフ、９１…グラフ、９２…グラフ、１００…液晶装置、２００…プロジェクター。

Claims (6)

1. 複数の走査線と、前記走査線と交差する複数のデータ線と、前記走査線と前記データ線との交点に対応して設けられたスイッチングトランジスタおよび画素電極と、複数の前記画素電極との間で液晶層を挟持する共通電極と、を有する液晶パネルと、
   前記液晶パネルに供給される画像信号を生成する画像信号供給回路と、を備え、
   前記画像信号供給回路は、元の画像信号で規定された階調に対して、前記液晶パネルの電圧実効値に対する透過率を補正するガンマ補正を含む複数の補正処理を行い、
   前記補正処理は、複数の画素が配置された表示領域において、前記表示領域の中心部と周縁部とで、補正電圧量を異ならせる面内補正処理を含む、
   液晶表示装置。
2. 前記画像信号を定電位である第１電位を基準として、所定の周期毎に極性反転する画像信号に変換する増幅反転回路をさらに備え、
   前記極性反転した前記画像信号を、前記液晶パネルに供給する、
   請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記面内補正処理は、
   前記表示領域の中心部において最も補正電圧値が低く、周縁部に向かって同心矩形状に前記補正電圧値が大きくなり、前記表示領域の周縁部で最も前記補正電圧値が高い凹補正と、
   前記表示領域の中心部において最も前記補正電圧値が高く、周縁部に向かって同心矩形状に前記補正電圧値が小さくなり、前記表示領域の周縁部で最も前記補正電圧値が低い凸補正とを、周期的に繰り返す凹凸補正である、
   請求項２に記載の液晶表示装置。
4. 前記液晶パネルは、前記表示領域の外において、前記表示領域を囲う捕獲電極を有し、
   前記液晶パネルには、前記補正処理が施された前記画像信号が供給されるとともに、前記捕獲電極にも第２の補正電圧が供給される、
   請求項３に記載の液晶表示装置。
5. 請求項１～４のいずれか一項に記載の液晶表示装置を備えた、
   電子機器。
6. 複数の走査線と、前記走査線と交差する複数のデータ線と、前記走査線と前記データ線との交点に対応して設けられたスイッチングトランジスタおよび画素電極と、複数の前記画素電極との間で液晶層を挟持する共通電極とを有する液晶パネル、および、前記液晶パネルに対して画像信号を供給する画像信号供給回路を含む液晶表示装置の駆動方法であって、
   元の画像信号で規定された階調に対して、前記液晶パネルの電圧実効値に対する透過率を補正するガンマ補正処理と、
   複数の画素が配置された表示領域において、前記表示領域の中心部と周縁部とで、補正電圧量を異ならせる面内補正処理と、
   前記ガンマ補正処理、及び、前記面内補正処理を含む補正処理が施された前記画像信号を、前記液晶パネルに供給する処理と、を含む液晶表示装置の駆動方法。

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