JP3799307B2 - 液晶表示装置及びその駆動方法 - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置及びその駆動方法に関し、特に、２水平同期期間又は複数水平同期期間毎に極性反転を行う液晶表示装置及びその駆動方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、薄型、軽量、低消費電力という特徴から、ＯＡ機器や携帯端末機器等の表示装置として、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）をスイッチング素子として使用するアクティブマトリクス型液晶表示装置が広く用いられている。アクティブマトリクス型液晶表示装置は、表示品位の劣化を防止するために通常、交流電圧で駆動され、対向電極に印加する電圧を基準電圧として、画素電極には一定時間毎に正極性及び負極性の電圧が供給される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
液晶に印加される電圧は正の電圧波形と負の電圧波形とが対称形であることが望ましいが、コモン電圧のズレ、液晶セル内の不純物等の原因により理想的な電圧は印加されず、正極と負極で異なる実効電圧が印加される。このため、正の電圧を印加したときの光透過率と負の電圧を印加したときの光透過率とが異なり、交流電圧の周期で輝度が変動してしまう。液晶表示装置は通常６０Ｈｚで駆動するため、正極から次の正極までは３０Ｈｚ周期となり、交流化に正極と負極のズレが生じると、この３０Ｈｚ成分のフリッカと呼ばれる表示のちらつきが発生してしまう。
【０００４】
このようなフリッカを抑制するために、上下左右に隣接する画素間で正負の極性を反転するドット反転方式の駆動方法や上下の水平ライン間で正負の極性を反転するライン反転方式の駆動方法が提案されている。ドット反転方式の駆動方法では図７に示すように、第１フレームと第２フレームの２フレームを１周期として各々の画素の極性を反転させるため、正極と負極の実効電圧が異なる場合であっても、それぞれのフリッカ成分を空間的に（面積的に）キャンセルすることができる。この方式は信号線によるコモン電位への変調が少なく、高画質が得られるという特徴がある。
【０００５】
このドット反転方式の駆動方法は、全面均一のグレー表示のような場合にはフリッカのキャンセル効果は高いが、特定パターン（例えば、画素電極電圧の極性が反転している箇所に対応した固定表示パターン等）の表示ではフリッカが観測されてしまう。すなわち、ドット反転方式の場合はドット市松画面、ライン反転方式の場合は１ラインおきの横線画面（ボーダー）などが不得意画面となり、１フレームの極性が偏るためフリッカが観測される。
【０００６】
このような画面は、動画を表示している場合はほとんど現れないが、ウィンドゥズ（Ｒ）の終了画面やディザ画面（面積階調画面）などでは頻繁にドット市松画面を表示するケースがあり、パーソナルコンピュータにおける不得意画面の出現頻度が高く、問題となるケースがあった。
【０００７】
そこで、１水平同期期間毎に極性反転を行う方法に代えて、反転周期を２倍の２水平同期期間毎にした２水平同期期間反転方式（以下、２Ｈ反転方法と呼ぶ。）が用いられてきている。図８に示すような２Ｈドット反転方式や図９に示す２Ｈライン反転方式の場合、ウィンドゥズ（Ｒ）の終了パターンは問題無く、また、ディザ画面においてもこの交流化パターンはレアケースであるため、不得意画面の出現頻度が低く、結果として、フリッカの発生を抑制することができる。
【０００８】
しかしながら、従来の２Ｈ反転方式は、１ライン目はドレインラインへの充電期間が含まれているため、書き込み時間が充分でない場合には、１ライン目の液晶画素への書き込み量は２ライン目と比較して少ないものとなってしまう。この書き込み量の差が輝度差となり、２Ｈステップに１Ｈの横筋が発生するという問題が生じる。
【０００９】
この問題について図５を参照して説明する。図５は、従来の２Ｈ反転方式におけるＨドライバ（水平ドライバ、ソースドライバ、ロウドライバとも言う。）の出力波形を示す図であり、ＳＴＢはＨドライバのデータをラッチするラッチパルス、ＶＣＫはクロックパルス、ＶＯＥは書き込みゲートを制御するイネーブルパルスである。図に示すように、ＳＴＢ立ち下がりからＶＣＫ立ち上がりまでの間において、ＶＯＥがローレベルの期間が書き込み期間であるが、Ｈドライバ出力の立ち上がり又は立ち下がりの分だけ書き込み量が少なくなり、その結果、ライン毎に輝度差が生じて横筋が発生してしまう。
【００１０】
この従来の２Ｈ反転方法における横筋の発生を防止する方法として、例えば、図６に示すようにＶＯＥにより書き込み期間を短くして１ライン目と２ライン目の書き込み量を一定にする方法もあるが、この方法では横筋を抑制することができるが、書き込み期間が短くなってしまうため、ノーマリブラックのパネルにおいては輝度が低下してしまうという問題があった。
【００１１】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、その主たる目的は、２Ｈ反転方式又は複数Ｈ反転方式の駆動方法において、輝度を低下させることなく横筋の発生を防止することができる液晶表示装置及びその駆動方法を提供することにある。
【００１２】
【問題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の液晶表示装置は、複数の信号線及び複数の走査線と、前記信号線と前記走査線とで囲まれる各々の画素に配設される薄膜トランジスタとを備えるアクティブマトリクス基板と、対向基板とで液晶が狭持されてなる液晶パネルと、前記信号線を駆動するソースドライバと、前記走査線を駆動するゲートドライバと、前記ソースドライバ及び前記ゲートドライバを制御する制御回路とを備え、複数水平同期期間毎に前記各々の画素の極性が反転制御される液晶表示装置であって、前記液晶表示装置は、前記信号線毎に極性が反転し、前記走査線複数本毎に同一極性の画素が並ぶ複数Ｈドット反転方式で駆動されるものであり、前記ソースドライバには、１水平期間毎のブランキング区間に該ソースドライバの出力をリセットする手段を備えるものであり、前記リセットに際し、前記制御回路で生成されるラッチ信号が参照される構成とすることができる。
【００１５】
また、本発明の液晶表示装置の駆動方法は、複数の信号線及び複数の走査線と、前記信号線と前記走査線とで囲まれる各々の画素に配設される薄膜トランジスタとを備えるアクティブマトリクス基板と、対向基板とで液晶が狭持されてなる液晶パネルと、前記信号線を駆動するソースドライバと、前記走査線を駆動するゲートドライバと、前記ソースドライバ及び前記ゲートドライバを制御する制御回路とを備え、複数水平同期期間毎に前記各々の画素の極性を反転制御する液晶表示装置の駆動方法であって、前記駆動方法は、前記信号線毎に極性が反転し、前記走査線複数本毎に同一極性の画素が並ぶ複数Ｈドット反転方式であり、１水平同期期間毎に、前記ソースドライバの出力をリセットするものであり、前記リセットを、前記制御回路で生成されるラッチ信号を参照して、前記１水平同期期間のブランキング区間に行う構成とすることができる。
【００１７】
すなわち、２水平期間または複数水平期間は同極性で、次に異極性になる液晶表示装置の駆動方法において、１水平同期期間ごとのブランキング区間に、液晶駆動電圧の正極性と負極性の間の、ある中間電位にする、若しくは極性反転することにより、水平ライン毎のドレインの立ち上がり条件を均一にし、２Ｈ反転の１ライン目と２ライン目の書き込み量のズレをなくし、画面の横筋の発生を防止する。ある中間電位にするには、ブランキング期間にドライバ出力をショートするリセットをかけても良い。なお、リセットをかけるタイミングとして、ラッチパルスを用いても良い。また、２Ｈ反転だけでなく複数Ｈ反転でも良い。
【００１８】
その結果、ドット市松画面等の不得意画面表示時においてもフリッカが無く、各階調ベタ画面表示時にも２水平ライン毎に１ラインの横筋が発生しない液晶表示装置を提供することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明に係る液晶表示装置の駆動方法は、その好ましい一実施の形態において、信号線、走査線、薄膜トランジスタを備えるアクティブマトリクス基板と対向基板との間に液晶が狭持されてなる液晶パネルと、信号線を駆動するソースドライバと、走査線を駆動するゲートドライバと、ソースドライバ及びゲートドライバを制御する制御回路とを備え、２水平同期期間又は複数水平同期期間毎に各々の画素の極性を反転制御する２Ｈドット反転方式又は２Ｈライン反転方式の液晶表示装置の駆動方法であって、１水平同期期間毎のブランキング区間に、ソースドライバの出力をリセット又は極性反転を行うものであり、リセット又は極性反転により水平ライン毎のドレインの立ち上がり条件を均一にし、横筋の発生を防止することができる。
【００２０】
なお、「ソースドライバの出力をリセットする」とは、ソースドライバのリセット機能をＯＮ（アクティブ）の際、ラッチパルスがハイ・レベルの期間中に、全出力ピンをショートすることである。この動作後にラッチパルスの立ち下がりに同期してＬＣＤに階調電圧を出力する。なお逆にリセット機能がＯＦＦの際は、ラッチパルスがハイ・レベルの期間中は、全出力ピンがハイインピーダンスとなり、この動作後にラッチパルスの立ち下がりに同期してＬＣＤに階調電圧を出力する。
【００２１】
【実施例】
上記した本発明の実施の形態についてさらに詳細に説明すべく、本発明の一実施例について図１乃至図４を参照して説明する。図１は、本発明の一実施例に係る液晶表示装置の構成を模式的に示すブロック図であり、図２及び図３は、本発明の一実施例に係る２Ｈ反転方式と、従来の２Ｈ反転方式におけるドレイン波形を比較するための図である。また、図４は、本発明の一実施例に係る２Ｈ反転方式におけるＨドライバ出力波形を示す図である。
【００２２】
図１に示すように、液晶パネル１１は、信号線１８と走査線１７の交点にスイッチング素子としてＴＦＴ１５を有し、ＴＦＴ１５のゲートに走査線１７が、ドレインに信号線１８が、ソースに液晶画面をなす液晶容量１６の電極が接続され、液晶容量１６の反対の電極は透明電極となっており、走査線１７がハイレベルとなることによりオープンとなったＴＦＴ１５に接続される液晶容量１６に、信号線１８を経由して所定の電圧を書き込むことにより、液晶の配向方向を変化させて画像表示を得る。
【００２３】
また、液晶パネル１１の走査線１７端部にはゲートドライバ１３、信号線１８端部にはソースドライバ１４が設けられ、これらは制御回路１２によって制御される。この制御回路１２は、外部から入力される水平及び垂直の同期信号及び映像信号から、ソースドライバ１４、ゲートドライバ１３を制御する信号を生成する。ソースドライバ１４及びゲートドライバ１３は、制御回路１２からの制御信号及び映像信号に従って液晶パネル１１に画像表示を行う。ソースドライバ１４は２水平同期期間毎の極性反転に際し、ラッチパルス区間（ブランキング区間）等の１水平同期期間毎にドライバの出力をリセットする機能又は極性反転を行う機能を備えている。
【００２４】
このような構成の液晶表示装置の動作について、図２を参照して説明する。図２のＳＴＢはソースドライバのデータをラッチするラッチパルスであり、その機能は、立ち上がりのエッジでソースドライバ内部のデータレジスタの内容をラッチし、ｈｉｇｈ区間は、電荷回収モード無の特はソースドライバ出力がハイインピーダンス、電荷回収モード有の時は後述するＰＯＬが切り替わる時のみ全ソースドライバ出力がショートされて「リセット」される。また、立ち下がりのエッジでソースドライバからパネルへ１水平期間分のパネル印加電圧が出力され、ｌｏｗ期間は上記パネル印加電圧がソースドライバから供給され続ける。
【００２５】
ここで、従来の液晶表示装置の構成では、複数Ｈラインの間、同極性のドレイン電圧を書き込む際、ドレイン電圧の書き込み量（図の網掛け部分の面積）がＨライン毎に異なり、輝度の差による横筋が発生していたが、本発明では、ブランキング期間に、液晶駆動電圧の正極性と負極性の間の、ある中間電位にする、若しくは極性反転している。ある中間電位にするには、ブランキング期間にドライバ出力をショートするリセットをかけても良い。また、リセットに際してラッチパルスを参照しても良い。これにより、１ライン目と２ライン目のドレイン電圧の初期条件が同一となり、１ライン目と２ライン目の書き込み条件が均一となる。その結果、ドレイン電圧の書き込み量（図の網掛け部分の面積）が等しくなり、輝度が均一となり横筋が抑制される。
【００２６】
また、図３は、ＳＴＢ（ラッチパルス）と液晶の反転駆動のための極性反転信号であるＰＯＬ（ポラリティパルス）を用いた構成である。このＰＯＬは、ＳＴＢの立ち上がり時に一定のセットアップ時間を確保してソースドライバへ入力する信号であり、このＰＯＬが切り替わった後のＳＴＢの立ち上がりでパルスに逆極性が出力される。従って、ＳＴＢとＰＯＬとを用いて極性を反転させることによっても、１ライン目と２ライン目のドレイン電圧の初期条件が同一となり、１ライン目と２ライン目の書き込み条件が均一となる。その結果、ドレイン電圧の書き込み量（図の網掛け部分の面積）が等しくなり、輝度が均一となり横筋が低減される。
【００２７】
図２又は図３の時のラッチパルスとＨドライバ出力との関係は図４に示すようになり、各書き込み期間において、Ｈドライバ出力波形を略等しい形状にすることができる。
【００２８】
このように、液晶表示装置に、１水平期間毎にリセットをかける機能、又は、極性を反転させる機能を設けることにより、毎Ｈラインのドレイン波形立ち上がり時の条件を均一にすることができる。このため、２Ｈ反転方式の１ライン目と２ライン目の書き込み電位差を抑制し、画面の横筋を除去若しくは低減が可能となる。これにより、市松画面表示時、フリッカが無く、各階調ベタ画面表示時にも２水平ライン毎に１ラインの横筋が見えない液晶表示装置を実現することができる。
【００２９】
なお、極性反転駆動は、連続する極性の区間が２水平区間又は、それ以上の複数水平区間であっても良い。また、複数Ｈ同極性の複数ライン反転駆動でも複数ドット反転駆動でも良い。これらのケースにおいて、各Ｈごとにドレイン電圧をリセットまたは、極性反転を実施することにより、同様の効果を得ることができる。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の液晶表示装置及びその駆動方法によれば、１水平同期期間ごとのブランキング区間にラッチパルス等を用いてドライバの正極と負極の出力をショートしてリセットする方法、又は、ブランキング期間中にポラリティパルス等を用いて極性を反転する方法を用いることにより、毎Ｈラインのドレイン波形立ち上がり時の条件を均一にすることができる。
【００３１】
その結果、２Ｈ反転の１ライン目と２ライン目の書き込みのズレ量を抑えることでき、従来の２Ｈ反転方式において、特にドレインの配線抵抗値が高い場合に顕著に現れる１ライン目と２ライン目の書き込み量のズレに起因する横筋を抑えることができる。
【００３２】
その他の効果として、１Ｈ反転のリセットしない状態と比較し、２Ｈ反転のリセットを実施する方法は消費電力低減となる。また、２Ｈ反転のリセットをしない状態と比較し、２Ｈ反転のリセットを実施する方法は、消費電力を必要とする電位の昇降圧が同等のため、同等の消費電力となる。
【００３３】
また、本モードはフリッカの出現パターンそのものをレアパターンにすることにより、従来のフリッカの出やすい条件として、ＴＦＴの光オフリーク起因のフリッカ対策になり、バックライト強度が高くても、フリッカ発生頻度の少ない高輝度なＬＣＤを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る液晶表示装置の構成を模式的に示す図である。
【図２】本発明の一実施例に係る１Ｈ毎にＨドライバ出力をリセットする２Ｈ反転方式と、従来の２Ｈ反転方式におけるドレイン波形を比較する図である。
【図３】本発明の一実施例に係る１Ｈ毎に極性を反転する２Ｈ反転方式と、従来の２Ｈ反転方式におけるドレイン波形を比較する図である。
【図４】本発明の一実施例に係る２Ｈ反転方式におけるＨドライバ出力波形を示す図である。
【図５】従来の２Ｈ反転方式におけるＨドライバ出力波形を示す図である。
【図６】従来の２Ｈ反転方式におけるＨドライバ出力波形を示す図である。
【図７】ドット反転方式を説明するための図である。
【図８】２Ｈドット反転方式を説明するための図である。
【図９】２Ｈライン反転方式を説明するための図である。
【符号の説明】
１０ 液晶表示装置
１１ 液晶パネル
１２ 制御回路
１３ ゲートドライバ
１４ ソースドライバ
１５ ＴＦＴ
１６ 液晶容量
１７ 走査線
１８ 信号線
ＳＴＢ ラッチパルス
ＰＯＬ ポラリティ
ＶＣＫ クロックパルス
ＶＯＥ イネーブルパルス

Claims (4)

  1. 複数の信号線及び複数の走査線と、前記信号線と前記走査線とで囲まれる各々の画素に配設される薄膜トランジスタとを備えるアクティブマトリクス基板と、対向基板とで液晶が狭持されてなる液晶パネルと、前記信号線を駆動するソースドライバと、前記走査線を駆動するゲートドライバと、前記ソースドライバ及び前記ゲートドライバを制御する制御回路とを備え、複数水平同期期間毎に前記各々の画素の極性が反転制御される液晶表示装置であって、
    前記液晶表示装置は、前記信号線毎に極性が反転し、前記走査線複数本毎に同一極性の画素が並ぶ複数Ｈドット反転方式で駆動されるものであり、前記ソースドライバには、１水平期間毎のブランキング区間に該ソースドライバの出力をリセットする手段を備えることを特徴とする液晶表示装置。
  2. 前記リセットに際し、前記制御回路で生成されるラッチ信号が参照されることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
  3. 複数の信号線及び複数の走査線と、前記信号線と前記走査線とで囲まれる各々の画素に配設される薄膜トランジスタとを備えるアクティブマトリクス基板と、対向基板とで液晶が狭持されてなる液晶パネルと、前記信号線を駆動するソースドライバと、前記走査線を駆動するゲートドライバと、前記ソースドライバ及び前記ゲートドライバを制御する制御回路とを備え、複数水平同期期間毎に前記各々の画素の極性を反転制御する液晶表示装置の駆動方法であって、
    前記駆動方法は、前記信号線毎に極性が反転し、前記走査線複数本毎に同一極性の画素が並ぶ複数Ｈドット反転方式であり、１水平同期期間毎に、前記ソースドライバの出力をリセットすることを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。
  4. 前記リセットを、前記制御回路で生成されるラッチ信号を参照して、前記１水平同期期間のブランキング区間に行うことを特徴とする請求項３記載の液晶表示装置の駆動方法。
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