JP4330059B2

JP4330059B2 - 液晶表示装置及びその駆動制御方法

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Publication number: JP4330059B2
Application number: JP2000343926A
Authority: JP
Inventors: 伸一下牧
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 2000-11-10
Filing date: 2000-11-10
Publication date: 2009-09-09
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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制御方法に係り、特に、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）をスイッチング素子として用いたアクティブマトリクス型の液晶表示装置及びその駆動制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、普及が著しいデジタルビデオカメラやデジタルスチルカメラ等に代表される撮像機器や携帯電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）等には、画像や文字情報等を表示するための液晶表示装置（Liquid Crystal Display；ＬＣＤ）が搭載されている。また、コンピュータ等の情報端末や映像機器のモニタやディスプレイとして、従来のブラウン管（ＣＲＴ）に替えて、液晶表示装置が多用されるようになってきている。
【０００３】
以下に、従来の液晶表示装置について、図面を参照して説明する。ここでは、液晶表示装置の一例として、アクティブマトリックス型の液晶表示装置の要部構成について説明する。
図７の等価回路に示すように、アクティブマトリックス型の液晶表示装置に適用される液晶表示パネル１００は、マトリクス状に配置された画素電極、及び、画素電極に対向して配置された共通電極（コモン電極；コモン電圧Ｖcom）の間に充填された液晶からなる表示画素（液晶容量Ｃlc）と、画素電極にソース端子（又は、ソース電極）が接続された薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor；以下、「画素トランジスタ」と記す）ＴＦＴと、画素トランジスタＴＦＴを介して表示画素（液晶容量Ｃlc）に印加された信号電圧を保持するための蓄積容量Ｃｓと、マトリクスの行方向に延伸し、複数の画素トランジスタＴＦＴのゲートに接続された走査ラインＬｇと、マトリクスの列方向に延伸し、複数の画素トランジスタＴＦＴのドレインに接続された信号ラインＬｄと、を有して構成されている。
【０００４】
ここで、液晶表示パネルの各表示画素への表示信号（信号電圧）の書き込み動作について、図８を参照して簡単に説明する。
図８は、フィールド反転駆動方式により液晶表示パネルの所定の行の表示画素に信号電圧を書き込む場合の駆動電圧波形を示す図である。
一般に、液晶表示装置の駆動制御方法は、３０Ｈｚで正負の信号電圧が各表示画素に書き込まれるように駆動され、そのために６０Ｈｚの１フィールド期間毎に１画面が書き換えられ、１フィールド期間毎に信号電圧の極性を反転させるフィールド反転駆動方式が採用されている。ここで、１フィールド時間は約１６．７ｍｓであり、正負２フィールドの合計時間は１フレームと呼ばれ、約３３．３ｍｓである。
【０００５】
具体的には、図８に示すように、１フィールド期間（約１６．７ｍｓ）の所定のタイミングで、液晶表示パネル１０の各信号ラインＬｄを介して、Ｒ、Ｇ、Ｂ各映像信号に対応した信号電圧Ｖsigが送出され、画素トランジスタＴＦＴのドレイン電極に印加される。ここで、信号電圧Ｖsigは、１フィールド期間毎に、所定の中心電圧Ｖsigcに対して正負極性を繰り返す（極性反転する）ように設定される。図８においては、第ｎフィールドで正極性の信号電圧Ｖsigが印加され、第ｎ＋１フィールドで負極性の信号電圧Ｖsigが印加される。
【０００６】
一方、上記信号電圧Ｖsigの印加期間中の所定のタイミングで、液晶表示パネル１０の各走査ラインＬｇを介して、所定の書き込み時間Ｔｗだけ走査信号Ｖｇが画素トランジスタＴＦＴのゲート電極に印加されることにより、画素トランジスタＴＦＴがＯＮ駆動してドレイン電極に印加されていた信号電圧Ｖsigが、画素トランジスタＴＦＴのソース電極側に接続された画素電極に印加される。
【０００７】
当該画素電極に印加された信号電圧Ｖsigは、対向電極との間に充填された液晶を駆動するとともに、蓄積容量Ｃｓにより、次のフィールドにおける書き込みタイミングまで、画素電極電圧Ｖｐとして保持される。これにより、液晶分子の配向状態（配向角度）が制御され、この配向状態による光透過率の変化に応じて所定の画像情報が表示される。
【０００８】
ここで、画素電極電圧Ｖｐの波形は、ＴＦＴのＯＮ電流や液晶容量、書き込み時間、信号電圧等に依存する書き込み特性、及び、ＴＦＴのＯＦＦ電流や液晶容量、保持時間等に依存する保持特性に応じて変化する。
なお、図７では、蓄積容量Ｃｓの構成として、蓄積容量Ｃｓの他端側を独立した専用配線に接続し、所定の電位Ｖcsを供給する構成（蓄積容量方式）について示したが、他の構成として、蓄積容量Ｃｓの他端側を隣接する（一つ前の）走査ラインＬｇに接続し、所定の電位（走査信号Ｖｇ）を供給する構成（Ｃｓオンゲート線構造又は付加容量方式）を適用するものであってもよい。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上述したような画素トランジスタＴＦＴをスイッチング素子として用いるアクティブマトリクス型の液晶表示装置の駆動制御においては、図８に示すように、走査信号Ｖｇの印加状態に応じて画素トランジスタＴＦＴがＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替わる際に、ゲート・ソース間の寄生容量Ｃgsに基づいて、画素電極電位Ｖｐが変動する、いわゆる、フィールドスルー現象が発生することが知られている。ここで、フィールドスルー現象による画素電極電位Ｖｐの変動（フィールドスルー電圧、又は、突き抜け電圧）ΔＶは、一般に次式で表される。
ΔＶ＝Ｃgs×Ｖｇ／（Ｃgs＋Ｃlc＋Ｃｓ）・・・（１１）
【００１０】
このようなフィールドスルー電圧ΔＶは、図８に示すように、走査信号Ｖｇの立下り時に画素電極電位Ｖｐを低下させる方向に発生するため、信号電圧Ｖsigの正負極性に対して負電圧側に変化して、画素電極電位Ｖｐは信号電圧Ｖsigの中心電圧Ｖsigcに対して非対称となり、液晶容量Ｃlcに印加される電圧に信号電圧Ｖsigの中心電圧Ｖsigcに対する画素電極電位Ｖｐの正負電圧の差分（オフセット電位）による直流電圧成分が発生し、フリッカーの発生や液晶の焼き付き等の表示品質の劣化を招く原因となる。従来、このような不具合を抑制するために、図７に示すように、共通電極に印加されるコモン電圧Ｖcomの中心電圧を信号電圧Ｖsigの中心電圧Ｖsigcに対して上記オフセット電位分だけ補正（調整）することにより、コモン電圧Ｖcomに対する画素電極電位Ｖｐの正負極性のバランスを図る手法が採用されている。
【００１１】
しかしながら、図９の印加電圧と誘電率との特性図に示すように、液晶の誘導異方性に基づいて、液晶容量Ｃlcは印加される電圧に応じて変化し、印加電圧が高い状態（液晶ＯＮ状態）では、誘電率が上昇して容量値が大きくなり、一方、印加電圧が低い、あるいは、印加しない状態（液晶ＯＦＦ状態）では、誘電率が下降して容量値が小さくなるため、画素電極に印加される信号電圧Ｖsigに応じて変化を生じることになる。そのため、上記（１１）式に基づいて、フィールドスルー電圧ΔＶの値も信号電圧Ｖsigに応じて変化することになる。また、一つ前のフィールド期間に印加された信号電圧Ｖsigによる残留電荷も液晶容量Ｃlcに影響を及ぼす。
【００１２】
したがって、図８に示したような、コモン電圧Ｖcomをある一定のオフセット電位分だけ補正する手法のみでは、信号電圧Ｖsigの全変動範囲にわたって、フィールドスルー電圧ΔＶによる画素電極電位Ｖｐの変動を良好にキャンセルして、フィールドスルー電圧ΔＶの影響を十分に抑制することができなかった。そこで、従来においては、液晶容量Ｃlcに並列に設けた蓄積容量（補助容量）Ｃｓの値をある程度大きく設定することにより、上記（１１）式におけるフィールドスルー電圧ΔＶの値を小さくして、信号電圧Ｖsigの変動範囲におけるフィールドスルー電圧ΔＶの変化の値を相対的に小さくし、上記表示品質の劣化を抑制させることが行われていた。
【００１３】
ここで、蓄積容量Ｃｓは、画素トランジスタＴＦＴのゲート電極を形成するプロセスを利用して、画素領域に隣接して電極層が形成されて構成され、当該電極層はゲート電極に適用されるアルミニウム（Ａｌ）等の不透明な金属層により形成されるため、蓄積容量Ｃｓの形成領域は、光の透過を遮断する領域となる。そのため、上記のようにフィールドスルー電圧ΔＶの値を小さくする目的で、蓄積容量Ｃｓ（蓄積容量Ｃｓの専有面積）を大きく形成すると、光を遮断する面積が増加し、液晶表示パネルの各表示画素の開口率が低下するという問題を有していた。
【００１４】
そこで、本発明は、上述した問題点に鑑み、アクティブマトリクス型の液晶表示装置において、液晶容量に付加的に設けられる蓄積容量を削減して、液晶表示パネルの開口率を向上させることができる液晶表示装置及びその駆動制御方法を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の液晶表示装置は、行方向に延在する複数の信号ラインおよび列方向に延在する複数の走査ラインと、該信号ラインと走査ラインとの交点近傍に薄膜トランジスタを介してマトリクス状に配列された複数の表示画素を有するアクティブマトリクス型の液晶表示パネルに所望の画像を表示するための表示信号を送出する駆動手段を備えた液晶表示装置において、前記駆動手段は、１フィールド期間に信号電圧印加期間と電圧保持期間と表示信号印加期間からなる少なくとも１つの信号印加期間を設け、前記信号電圧印加期間において、前記複数の信号ラインに所定の信号電圧を同時に印加するとともに、前記複数の走査ラインに第１の走査信号を同時に印加して、前記複数の表示画素に前記信号電圧を同時に印加し、該信号電圧印加期間の終了後、前記電圧保持期間を所定の期間設けて前記各表示画素を保持し、該電圧保持期間の経過後に前記表示信号印加期間を設け、該表示信号印加期間において、前記複数の信号ラインに前記表示信号を印加するとともに、前記各走査ラインに第２の走査信号を前記液晶の書き込み電圧に対する応答時間より短い時間で順次印加して前記各表示画素に前記表示信号を印加し、前記電圧保持期間は前記液晶の書き込み電圧に対する応答時間以上の時間に設定されていることを特徴としている。
【００１６】
すなわち、液晶表示パネルの行方向に延在する複数の走査ラインと、液晶表示パネルの列方向に延在する複数の信号ラインと、走査ライン及び信号ラインの各交点近傍にスイッチング素子を介して接続された複数の表示画素と、各行毎の表示画素を選択する走査信号を走査ラインに印加するゲートドライバ（駆動手段）と、映像信号電圧（表示信号）を信号ラインに印加するソースドライバ（駆動手段）と、を備えた液晶表示装置において、１フィールド期間内の信号印加期間毎に、ゲートドライバからの走査信号により選択された表示画素への映像信号電圧の印加に先立って、ソースドライバから所定の信号電圧を各表示画素に印加するように構成されている。
【００１７】
これにより、表示画素にまず所定の信号電圧を印加することにより、液晶の配向状態を一定状態とした後、映像信号電圧を印加することにより、液晶容量の変動を抑制して、略一定に保つことができるので、フィールドスルー電圧を略一定として、その変動を抑制することができる。したがって、コモン電圧の調整のみによってフィールドスルー電圧による画素電極電位の変動をキャンセルすることができる。
【００１８】
請求項２記載の液晶表示装置は、行方向に延在する複数の信号ラインおよび列方向に延在する複数の走査ラインと、該信号ラインと走査ラインとの交点近傍に薄膜トランジスタを介してマトリクス状に配列された複数の画素電極と、該画素電極に対向する共通電極と、該画素電極と共通電極間に狭持された液晶よりなる液晶表示画素のみよりなる表示画素と、を備える液晶表示パネルの前記複数の表示画素に所望の画像を表示するための表示信号を印加する駆動手段を備えた液晶表示装置において、前記駆動手段は、１フィールド期間に信号電圧印加期間と電圧保持期間と表示信号印加期間からなる少なくとも１つの信号印加期間を設け、前記信号電圧印加期間において、前記複数の信号ラインに所定の信号電圧を同時に印加するとともに、前記複数の走査ラインに第１の走査信号を同時に印加して、前記複数の表示画素に所定の信号電圧を同時に印加し、該信号電圧印加期間の終了後、前記電圧保持期間を所定の期間設けて前記各表示画素を保持し、該電圧保持期間の経過後に前記表示信号印加期間を設け、該表示信号印加期間において、前記複数の信号ラインに前記表示信号を印加するとともに、前記各走査ラインに第２の走査信号を前記液晶の書き込み電圧に対する応答時間より短い時間で順次印加して前記各表示画素に前記表示信号を印加し、前記電圧保持期間は前記液晶の書き込み電圧に対する応答時間以上の時間に設定されていることを特徴としている。
【００１９】
すなわち、走査ライン及び信号ラインの各交点近傍にスイッチング素子を介して接続され、蓄積容量を有しない複数の表示画素と、各行毎の表示画素を選択する走査信号を走査ラインに印加するゲートドライバ（駆動手段）と、映像信号電圧（表示信号）を信号ラインに印加するソースドライバ（駆動手段）と、を備えたアクティブマトリクス型の液晶表示装置において、１フィールド内の信号印加期間毎に、ゲートドライバからの走査信号により選択された表示画素へソースドライバから所定の信号電圧を各表示画素に同時に印加したのち、液晶の書き込み電圧に対する応答時間以上の時間に設定される所定の電圧保持期間の経過の後に、映像信号電圧を各表示画素に印加するように構成されている。
【００２０】
これにより、表示画素にまず所定の信号電圧を印加し、当該信号電圧を液晶容量により液晶の書き込み電圧に対する応答特性に応じた所定時間（電圧保持時間）保持することにより、液晶の配向状態を上記信号電圧に対応した一定状態とした後、映像信号電圧を短時間印加することにより、映像信号電圧印加時点において、液晶容量は上記信号電圧に対応した値に保持され、常に略一定の容量を示すことになる。これにより、液晶容量の変動を抑制して、略一定に保つことができるので、フィールドスルー電圧を常に略一定として、その変動を抑制することができる。したがって、従来、フィールドスルー電圧を小さくする目的で液晶容量に並列に設けられる蓄積容量を備えず、表示画素が画素電極と共通電極間に狭持された液晶のみによって構成されている液晶表示パネルにおいても、コモン電圧の調整のみによってフィールドスルー電圧による画素電極電位の変動をキャンセルすることができるため、良好な表示品位を得ることができる。このような液晶表示パネルでは、蓄積容量を有しないため、液晶表示パネルの開口率を向上させることができ、より一層表示品位を向上させることができる。
【００２２】
請求項３記載の液晶表示装置は、請求項１又は２記載の液晶表示装置において、前記信号電圧は、前記表示信号の最大値以上の電圧に設定されていることを特徴としている。すなわち、映像信号電圧に先立って表示画素に印加される上記所定の信号電圧は、液晶表示パネルに印加される表示信号の最大値以上の電圧に設定されている。これにより、表示画素への上記信号電圧の印加に対する液晶の応答時間が短縮されるとともに、液晶容量を常に充電状態として高い容量値で安定して保持することができるので、その後に印加される映像信号電圧の大小に関わらず、フィールドスルー電圧を良好に略一定化することができる。
【００２６】
請求項４記載の液晶表示装置は、請求項１又は２記載の液晶表示装置において、前記表示信号は、赤色成分と緑色成分と青色成分よりなり、前記駆動手段は、前記１フィールド期間に３つのサブフィールド期間を有し、前記信号印加期間は、前記各サブフィールド期間に対応し、該サブフィールド期間毎に、前記表示信号の前記各色成分を前記複数の表示画素全てに印加することを特徴としている。
【００２７】
すなわち、１フィールド期間に表示信号の赤色成分表示期間と緑色成分表示期間と青色成分表示期間の３つのサブフィールド期間を有するフィールドシーケンシャル駆動において、各サブフィールド期間を信号印加期間として、サブフィールド期間毎に、液晶表示パネルの全表示画素へ所定の信号電圧が同時に印加された後、所定の映像信号電圧を各走査ライン毎に順次印加する駆動を適用することによって、各サブフィールド期間毎に全表示画素の書き込み状態をリセットして各サブフィールド期間毎の映像信号の書き込みを良好に行えるようにすることができる。これによって、フィールドシーケンシャル駆動における良好な表示を得ることができる。
【００２８】
請求項５記載の液晶表示装置の駆動制御方法は、複数の信号ラインと複数の走査ラインの交点近傍に薄膜トランジスタを介してマトリクス状に配列された複数の表示画素を有するアクティブマトリクス型の液晶表示パネルに所望の画像を表示するための液晶表示装置の駆動制御方法において、１フィールド期間に信号電圧印加期間と電圧保持期間と表示信号印加期間からなる少なくとも１つの信号印加期間を設け、前記信号電圧印加期間において、前記液晶表示パネルの複数の信号ラインに所定の信号電圧を同時に印加し、前記液晶表示パネルの前記複数の走査ラインに第１の走査信号を同時に供給して、前記複数の表示画素に前記信号電圧を同時に印加する手順と、前記各表示画素へ前記信号電圧を印加する前記信号電圧印加期間の終了後、前記電圧保持期間を所定の期間設けて前記各表示画素を保持する手順と、前記電圧保持期間の経過後に前記表示信号印加期間を設け、該表示信号印加期間において、前記複数の信号ラインに前記表示信号を供給し、前記各走査信号ラインに第２の走査信号を前記液晶の書き込み電圧に対する応答時間より短い時間で順次供給して、前記各表示画素に前記表示信号を印加する手順と、を有し、前記電圧保持期間は前記液晶の書き込み電圧に対する応答時間以上の時間に設定されていることを特徴としている。すなわち、複数の表示画素と、を有する液晶表示パネルを備えた液晶表示装置において、まず、所定の信号電圧を各表示画素に印加し、その後、所定の電圧保持期間だけ該信号電圧を保持した後、表示画素に映像信号電圧を印加する一連の手順を有している。
【００２９】
これにより、表示画素にまず所定の信号電圧が印加され、液晶容量により電圧保持時間だけ保持されて液晶の配向状態が所定の信号電圧に対応した状態となり、その後、映像信号電圧が短時間印加されることにより、液晶容量の変動が抑制されて、略一定に保たれるので、映像信号電圧の印加に伴うフィールドスルー電圧を略一定として、その変動を抑制することができる。したがって、コモン電圧の調整のみによってフィールドスルー電圧による画素電極電位の変動をキャンセルすることができ、フィールドスルー電圧を小さくする目的で液晶容量に並列に設けられる蓄積容量の専有面積を削減して、液晶表示パネルの各表示画素の開口率を向上させることができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る液晶表示装置の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
＜第１の実施形態＞
図１は、本発明に係る液晶表示装置の第１の実施形態を示す概略構成図である。ここでは、必要に応じて、図７に示した液晶表示パネルの構成を参照する。
図１に示すように、本実施形態に係る液晶表示装置は、大別して、液晶表示パネル１０と、ソースドライバ（信号ドライバ）２０と、ゲートドライバ（走査ドライバ）３０と、ＬＣＤコントローラ４０と、システムコントロールＩＣ５０と、Ｄ／Ａ変換器６０と、を有して構成されている。
【００３１】
以下、各構成について説明する。
液晶表示パネル１０は、図７の等価回路に示したものと同様に、液晶表示パネルの行方向に延在する複数の走査ラインＬｇと、液晶表示パネルの列方向に延在する複数の信号ラインＬｄと、複数の走査ラインＬｇ及び複数の信号ラインＬｄの交点近傍に、走査ラインＬｇにゲート端子が、信号ラインＬｄにドレイン端子が接続された画素トランジスタＴＦＴと、画素トランジスタＴＦＴのソース端子に接続されてマトリクス状に配置された画素電極と、画素電極に対向して共通に配置された共通電極の間に充填された液晶からなる表示画素（液晶容量Ｃlc）と、画素トランジスタＴＦＴを介して表示画素（液晶容量Ｃlc）に印加された信号電圧を保持するための蓄積容量Ｃｓと、を有して構成されている。なお、本実施形態においては、後述するように、この蓄積容量Ｃｓを極めて小さくできる、あるいは、無くすことができるものである。
【００３２】
また、ソースドライバ２０は、後述するＬＣＤコントローラ５０から供給される水平制御信号に基づいて、映像信号Ｒ、Ｇ、Ｂに対応する信号電圧Ｖsig（以下、便宜的に「映像信号電圧Ｖsig」という）を、信号ラインＬｄを介して各画素電極に供給するとともに、上記映像信号電圧Ｖsigの供給に先立って、所定のタイミングで、液晶表示パネルに映像信号電圧Ｖsigの最大電圧以上の信号電圧Ｖmaxを信号ラインＬｄを介して各画素電極に供給する。ここで、液晶表示パネルでは、通常、画素電極に供給される電圧が低いときには明るくなり、電圧が高いときには暗くなるノーマリーホワイトモードが用いられているため、上記のように高電圧の信号電圧Ｖmaxが供給された際には黒表示となる。以下、便宜的に、この高電圧の信号電圧Ｖmaxを「黒信号電圧Ｖmax」とする。
【００３３】
ゲートドライバ３０は、ＬＣＤコントローラ４０から供給される垂直制御信号に基づいて、各走査ラインＬｇに走査信号（ゲート信号Ｖｇ）を順次印加して画素トランジスタＴＦＴを選択状態とし、上記信号ラインＬｄと交差する位置の近傍に配置された表示画素の画素電極に、画素トランジスタＴＦＴを介して信号ラインＬｄに供給された黒信号電圧Ｖmax又は映像信号電圧Ｖsigを印加する。
【００３４】
また、ＬＣＤコントローラ４０は、システムコントロールＩＣ５０から供給される水平同期信号ＨＤ、垂直同期信号ＶＤ及びシステムクロックＳＹＳＣＫに基づいて水平制御信号や垂直制御信号を生成し、データドライバ２０及びゲートドライバ３０に各々供給することにより、所定のタイミングで画素電極に黒信号電圧又は映像信号電圧を印加して、液晶表示パネル１０に所望の画像情報を表示させる制御を行う。
【００３５】
また、システムコントロールＩＣ５０は、システムクロックＳＹＳＣＫをソースドライバ２０、ＬＣＤコントローラ４０、Ｄ／Ａ変換器６０等に供給するとともに、このシステムクロックＳＹＳＣＫに同期した水平同期信号ＨＤ、垂直同期信号ＶＤをＬＣＤコントローラ４０に供給する。Ｄ／Ａ変換器６０は、システムコントロールＩＣ５０から供給されるデジタルＲＧＢ信号からなる映像信号を、アナログＲＧＢ信号（映像信号Ｒ、Ｇ、Ｂ）に変換してソースドライバ２０に出力する。
【００３６】
すなわち、ＬＣＤコントローラ４０とシステムコントロールＩＣ５０は、図示を省略したインターフェースを介して、外部から供給される映像信号に基づいて、液晶表示パネル１０に所望の画像情報を表示させるための種々の制御信号を生成するとともに、該表示動作に先立って黒表示を行うための制御信号をも生成して、ソースドライバ２０及びゲートドライバ３０に出力する機能を有している。
【００３７】
次に、本実施形態に係る液晶表示装置の駆動制御動作について、図面を参照して説明する。
図２は、本実施形態に係る液晶表示装置の駆動制御動作（映像信号の書き込み動作）の駆動電圧波形を示す図である。ここでは、上述した液晶表示装置の構成（図１）を適宜参照しながら説明する。なお、本実施形態においては、説明の都合上、液晶表示パネルに設けられる走査ラインＬｇの本数を２２０本とし、１フィールド期間（約１６．７ｍｓ）を信号印加期間として、後述する黒信号電圧及び映像信号電圧が信号印加期間毎に極性が反転されて表示画素に印加されて１画面が書き換えられるように構成され、各信号印加期間において、以下に示す各手順を、図２に示すように、各走査ライン毎に所定のタイミングで順次繰り返すものとする。
【００３８】
図２に示すように、本実施形態に係る駆動制御方法は、各フィールド期間毎に、まず、ソースドライバ２０により、液晶表示パネル１０にマトリクス状に配置された表示画素（詳しくは、画素トランジスタＴＦＴのドレイン端子）を列方向に接続する各信号ラインＬｄに、上記液晶表示パネル１０を黒表示する際に印加する映像信号電圧Ｖsigの最大電圧以上の信号電圧Ｖmax（黒信号電圧Ｖmax）を、所定のタイミングで同時に供給する。
【００３９】
次いで、各信号ラインＬｄに黒信号電圧Ｖmaxが供給されている期間中の所定のタイミングで、ゲートドライバ３０により、液晶表示パネル１０の表示画素（詳しくは、画素トランジスタＴＦＴのゲート端子）を行方向に接続する走査ラインＬｇにゲート信号Ｖｇにより第１の走査信号Ｐ１を印加して選択状態とし、画素トランジスタＴＦＴを駆動して、該走査ラインＬｇに接続された表示画素群に、各信号ラインＬｄに印加された上記黒信号電圧Ｖmaxを書き込む。ここで、第１の走査信号Ｐ１のパルス幅に対応する表示画素への書込時間Ｔａは、例えば、３０μsecに設定されている。
【００４０】
次いで、上記黒信号電圧Ｖmaxの書き込み終了後、各表示画素を、黒信号電圧Ｖmaxが書き込まれた状態で、例えば、概ね１ｍｓ程度保持する（保持時間Ｔｐ）。ここで、保持時間Ｔｐは、使用する液晶の応答時間、若しくは、それより長い時間に設定（液晶の応答時間については後述する）する。これにより、保持時間Ｔｐ経過後、黒信号電圧Ｖmaxが書き込まれた表示画素の液晶の配向状態は、ほぼ黒信号電圧Ｖmaxに対応した状態となる。なお、黒信号電圧Ｖmaxの保持中は、画面表示上は黒表示となり、画面が暗くなるので、保持時間Ｔｐを必要以上に長くすることは好ましくなく、表示品質の劣化を招かない必要最小限の時間に設定することが好ましい。
【００４１】
なお、図２に示すように、走査ラインＬｇへの第１の走査信号Ｐ１の印加終了直後には、画素電極電圧Ｖｐは、フィールドスルー電圧ΔＶ_１分だけ低下するが、上述したように、表示画素への高電圧の印加により液晶容量Ｃlcは増大する特性を有し、また、後述するように、印加電圧が高いほど液晶の応答時間は短くなり、速く書き込まれるようになるため、黒信号電圧Ｖmaxの書き込み終了時点で液晶容量Ｃlcは増大し、黒信号電圧Ｖmaxを印加した後のフィールドスルー電圧ΔＶ_１は、上記（１１）式に基づいて比較的小さく、かつ、略一定の値となる。
【００４２】
次いで、ソースドライバ２０により、各信号ラインＬｄに、液晶表示パネル１０に表示する所望の映像信号に応じた信号電圧Ｖsig（映像信号電圧Ｖsig；Ｖsig≦Ｖmax）を、所定のタイミングで同時に供給する。そして、各信号ラインＬｄに映像信号電圧Ｖsigが供給されている期間中の所定のタイミング（すなわち、上記保持時間Ｔｐ経過後）で、ゲートドライバ３０により、走査ラインＬｇにゲート信号Ｖｇによる第２の走査信号Ｐ２を印加して選択状態とし、画素トランジスタＴＦＴを駆動して、該走査ラインＬｇに接続された表示画素群に上記映像信号電圧Ｖsigを書き込む。
【００４３】
ここで、第２の走査信号Ｐ２のパルス幅に対応する表示画素への書込時間Ｔｂは、液晶の応答時間に比較して非常に短い時間（例えば、３０μsec程度）に設定されている。そのため、この書込時間Ｔｂにおいては、液晶は上記映像信号電圧Ｖsigに迅速に応答し得ないので、映像信号電圧Ｖsigが書き込まれた時点の液晶容量は、ほぼ上記黒信号電圧Ｖmaxに対応した値が保持された状態のままとなり、常に略一定の容量を示すことになる。これにより、走査ラインＬｇへの第２の走査信号Ｐ２の印加終了直後には、画素電極電圧Ｖｐは、フィールドスルー電圧ΔＶ_２分だけ低下するが、映像信号電圧Ｖsigに関わらず、液晶容量は略一定となるので、上記（１１）式に基づいて、各フィールド期間毎のフィールドスルー電圧ΔＶ_２の値は略一定となる。
【００４４】
したがって、フィールドスルー電圧ΔＶ_１、ΔＶ_２は、表示画素への映像信号電圧Ｖsigの印加や、一つ前のフィールド期間に印加された映像信号電圧Ｖsigに影響されることなく略一定となるので、コモン電圧Ｖcomをフィールドスルー電圧ΔＶ_１、ΔＶ_２に対応させて調整することにより、フィールドスルー電圧ΔＶ_１、ΔＶ_２による画素電極電位の変動を良好にキャンセル、又は、極めて微小に抑制することができる。よって、従来、コモン電圧Ｖcomの調整による手法を補完し、フィールドスルー電圧ΔＶを小さくするために、液晶容量Ｃlcに並列に設けられていた蓄積容量（補助容量）Ｃｓを設ける必要がなくなる、あるいは、極めて小さな容量の蓄積容量Ｃｓを設ければよいことになる。
【００４５】
すなわち、例えば、図３の等価回路に示すように、蓄積容量Ｃｓを有しない液晶表示パネル１０Ａの場合でも、コモン電圧Ｖcomの調整のみによって画素電極電位の変動をほぼキャンセルすることができるため、良好な表示品位を得ることができる。この場合、光を遮断する面積となる表示画素に占める蓄積容量Ｃｓの専有面積を無くすことができるため、液晶表示パネル１０Ａの各表示画素の開口率を大幅に向上させることができ、これによって更に表示品位を向上させることができる。
【００４６】
ここで、上記一連の黒信号電圧Ｖmaxの印加タイミング（第１の走査信号Ｐ１）、及び、映像信号電圧Ｖsigの印加タイミング（第２の走査信号Ｐ２）は、各走査ライン毎に、互いに重ならないタイミングに設定されることが必要となる。そのため、例えば、第１の走査信号Ｐ１及び第２の走査信号Ｐ２のパルス幅を３０μｓとした場合、各信号の各走査ライン毎の第１の走査信号Ｐ１又は第２の走査信号Ｐ２の間隔△Ｔを、少なくとも６０μｓに設定することが必要となる。この場合、走査ラインＬｇの本数を２２０本、１フィールド期間を１６．７ｍｓ、保持時間Ｔｐの最大値をＴｐmaxとすると、
６０μｓ×２２０＋Ｔｐmax＝１６．７ｍｓ
のように表される。
【００４７】
これにより、保持時間Ｔｐの最大値Ｔｐmaxは３．５ｍｓとなる。すなわち、第１の実施形態による駆動方法において、走査ラインＬｇの本数を２２０本とし、第１の走査信号Ｐ１及び第２の走査信号Ｐ２のパルス幅を３０μｓとした場合、保持時間Ｔｐとして設定し得る時間の最大値、すなわち使用する液晶の応答時間の最大値は３．５ｍｓとなる。
【００４８】
一方、応答時間が、例えば、３０μｓより短い場合には、第２の走査信号Ｐ２による映像信号電圧の書き込みに追従して液晶の配向状態が変化することになり、それによってフィールドスルー電圧が映像信号電圧の値に応じて変動することになるため、上述したような、映像信号電圧に依らずフィールドスルー電圧を略一定とする構成とはならず好ましくない。そのため、応答時間の最小値は第２の走査信号Ｐ２のパルス幅よりある程度大きいことが必要となり、したがって、応答時間の最小値は１ｍｓ程度となる。よって、この第１の実施形態において、上記構成の場合には、応答時間が１〜３．５ｍｓの液晶を用いることができる。
なお、走査ラインＬｇの本数が異なり、また、それに伴い各走査信号のパルス幅が異なる場合は、それに対応して使用可能な液晶の応答時間の範囲が適宜設定されることは言うまでもない。
【００４９】
ここで、上述した液晶のセルギャップと、応答特性との関係について、関係式及び図面を参照して説明する。
図４は、液晶のセルギャップと応答特性との関係を示す実測値である。
一般に、液晶のセルギャップと応答速度（立ち上がり応答時間、立ち下がり応答時間）との関係は、一般に、次式のように表される。
τｒ=η・ｄ^２／(ε_０・Δε・Ｖ^２−Ｋ・π^２) ・・・（１）
τｆ=η・ｄ^２／(Ｋ・π^２) ・・・（２）
ここで、τｒは立ち上がり応答時間、τｆは立ち下がり応答時間、ｄはセルギャップ、ηは液晶材料の粘度、ε_０は液晶容量の誘電率、Δεは誘電率の変動分、Ｋは弾性定数、Ｖは印加電圧である。
【００５０】
上記（１）、（２）式からも明らかなように、立ち上がり、立ち下がりの応答時間は、いずれも、セルギャップの２乗に比例するので、セルギャップを任意に設定することにより、液晶の応答時間を調整制御することができる。
そこで、本件出願人は各種実験により、ツイストネマティック（ＴＮ）液晶におけるセルギャップに対する立ち上がり応答時間、立ち下がり応答時間を実測し、所定の液晶について、図４に示すような結果を得た。なお、ここでは、立ち上がり応答時間、立ち下がり応答時間は、液晶分子の配向の変化により光の透過率が０％から９０％まで移行するのに要する時間の実測値を示す。
【００５１】
図４に示した実測値からも明らかなように、ツイストネマティック（ＴＮ）液晶において、例えば、液晶の応答時間が１ｍｓ程度の高速特性を得るためには、セルギャップを１.５μｍ程度に設定し、また、液晶の応答時間をより大きくしてもよい場合には、セルギャップをより大きく設定することにより、上述した実施形態を良好に実現することができる。また、立ち下がり応答時間に比較して立ち上がり応答時間の方が短くなる傾向にあることから、表示画素に印加する電圧を高く（例えば、上述した黒信号電圧（最高電圧））設定した方がより高速で書き込みを行うことができる。なお、上述した液晶の応答時間は、液晶の動作モードや液晶分子の配向等の諸条件や液晶表示パネルの構成等に大きく依存するものであり、本発明はこれら液晶の設定条件を限定するものではなく、液晶表示装置の仕様等に応じて適宜設定されるものであることはいうまでもない。
【００５２】
＜第２の実施形態＞
次に、本発明に係る液晶表示装置の駆動制御動作の第２の実施形態について、図面を参照して説明する。ここでは、液晶表示パネルの構成は、上述した第１の実施形態と同様であり、必要に応じて、図１に示した液晶表示装置の構成、及び、図７に示した液晶表示パネルの構成を適宜参照しながら説明する。また、上述した第１の実施形態と同等の動作については、同一の符号を用いて説明する。
本実施形態に係る液晶表示装置の駆動制御方法は、液晶表示パネルの全表示画素に対して、上述した黒信号電圧を一斉に印加した後、所定のタイミングで、各走査ライン毎に映像信号電圧を順次印加する処理を有している。
【００５３】
図５は、本実施形態に係る液晶表示装置の駆動制御動作（映像信号の書き込み動作）の駆動電圧波形を示す図である。
図５に示すように、本実施形態に係る駆動制御方法は、１フィールド期間（約１６．７ｍｓ）を信号印加期間として、前記第１の実施形態と同様に、黒信号電圧及び映像信号電圧が信号印加期間毎に極性が反転されて表示画素に印加されて１画面が書き換えられる構成を有するとともに、各信号印加期間において、まず、ソースドライバ２０により、各信号ラインＬｄに対して、所定のタイミングで同時に、例えば、黒信号電圧Ｖmaxを供給する構成を備える。
【００５４】
そして、各信号ラインＬｄに黒信号電圧Ｖmaxが供給されている期間中の所定のタイミングで、ゲートドライバ３０により、全走査ラインＬｇに第３の走査信号Ｐ３を同時に印加して選択状態とし、画素トランジスタＴＦＴを駆動して、各走査ラインＬｇに接続された表示画素群（すなわち、液晶表示パネル１０の全表示画素）に、上記黒信号電圧Ｖmaxを一斉に書き込む。ここで、第３の走査信号Ｐ３のパルス幅に対応する表示画素への書込時間Ｔａは、例えば、３０μsecに設定されている。
【００５５】
次いで、上記黒信号電圧Ｖmaxの書き込み終了後（すなわち、書込時間Ｔａ＝３０μsec経過後）、各表示画素を、黒信号電圧Ｖmaxが書き込まれた状態で、各走査ラインＬｇ毎に所定の保持時間だけ保持する。本実施形態においては、例えば、最上段の走査ラインＬｇから各ライン毎に順次保持時間Ｔｐ_１、Ｔｐ_２、Ｔｐ_３、・・・（Ｔｐ_１＜Ｔｐ_２＜Ｔｐ_３＜・・・）だけ保持する。ここで、最も短い保持時間Ｔｐ_１は、少なくとも液晶を当該書き込み電圧に対応した配向状態に移行させることができるように、液晶の応答時間、若しくは、それ以上の時間（例えば、１ｍｓ程度）に設定されている。これにより、全表示画素における液晶の配向状態は、ほぼ黒信号電圧Ｖmaxに対応した状態となる。
【００５６】
次いで、ソースドライバ２０により、所定のタイミングで各信号ラインＬｄに所定の映像信号電圧Ｖsigを同時に供給する。そして、各信号ラインＬｄに映像信号電圧Ｖsigが供給されている期間中の所定のタイミング（すなわち、上記保持時間Ｔｐ_１、Ｔｐ_２、Ｔｐ_３、・・・の経過後）で、ゲートドライバ３０により、各走査ラインＬｇに第４の走査信号Ｐ４を順次印加して選択状態とし、画素トランジスタＴＦＴを駆動して、各走査ラインＬｇに接続された表示画素群に上記映像信号電圧Ｖsigを順次書き込む。
ここで、第４の走査信号Ｐ４のパルス幅に対応する表示画素への書込時間Ｔｂは、上述した第１の実施形態形態と同様に、液晶の応答時間に比較して非常に短い時間（例えば、３０μsec程度）に設定されている。
【００５７】
このような液晶表示装置の駆動制御動作によれば、上述した第１の実施形態と同様に、表示画素にまず高電圧の黒信号電圧Ｖmaxを印加し、所定の保持時間の間、保持することによって表示画素の液晶の配向状態をほぼ黒信号電圧Ｖmaxに対応した状態にした後、映像信号電圧Ｖsigを短時間印加するように構成することにより、映像信号電圧Ｖsigが書き込まれた時点の液晶容量を、常に、黒信号電圧Ｖmaxに対応した値が保持された状態の、略一定の値に保つことができるので、黒信号電圧Ｖmax及び映像信号電圧Ｖsigの印加終了直後に生じるフィールドスルー電圧ΔＶ_１、ΔＶ_２の値を略一定とすることができる。
【００５８】
したがって、コモン電圧Ｖcomをフィールドスルー電圧ΔＶ_１、ΔＶ_２に対応させて調整することにより、フィールドスルー電圧ΔＶ_１、ΔＶ_２による画素電極電位の変動を良好にキャンセル、又は、極めて微小に抑制することができ、従来、フィールドスルー電圧ΔＶを小さくする目的で液晶容量Ｃlcに並列に設けられていた蓄積容量Ｃｓを不要、あるいは、極めて小さくすることができ、液晶表示パネル１０の各表示画素の開口率を大幅に向上させることができる。
【００５９】
なお、上記各走査ラインＬｇ毎の黒信号電圧Ｖmaxの保持時間Ｔｐ_１、Ｔｐ_２、Ｔｐ_３、・・・は、第４の走査信号Ｐ４による走査ライン相互の映像信号電圧Ｖsigの書き込みタイミングが重ならないように、例えば、走査信号Ｐ４のパルス幅を３０μｓとした場合、Ｔｐ_１＝１ｍｓ、Ｔｐ_２＝１．０３ｍｓ、Ｔｐ_３＝１．０６ｍｓ、・・・のように設定される。また、各フィールド毎にタイミングを同じとしてもよいし、例えば、各フィールド毎に走査ライン毎の保持時間のタイミングを逆の順序にするようにしてもよい。
【００６０】
このように各フィールド毎に走査ライン毎の保持時間のタイミングを逆の順序にした場合には、１フレーム期間（２フィールド期間）において、走査ライン毎の黒信号電圧Ｖmaxの保持時間及び映像信号電圧Ｖsigが書き込まれ画像を表示している時間を均一にすることができる。なお、走査ライン毎の走査信号Ｐ４相互の間隔は、黒信号電圧Ｖmax及び映像信号電圧Ｖsigの書き込みに必要な保持時間を確保できる範囲であれば、任意に設定することができる。
【００６１】
ここで、走査ラインＬｇの本数を２２０本、１フィールド期間を１６．７ｍｓ、走査信号Ｐ３及び走査信号Ｐ４のパルス幅を３０μｓ、走査信号Ｐ４相互の間隔を無しとした場合、保持時間Ｔｐ_１の最大値をＴｐ_１maxとすると、映像信号電圧Ｖsigの書き込みに必要な保持時間も保持時間Ｔｐ_１と同じ値として、
３０μｓ＋３０μｓ×２２０＋Ｔｐ_１max×２＝１６．７ｍｓ
のように表される。これより、Ｔｐ_１maxは５ｍｓとなる。すなわち、第２の実施形態による駆動方法において、走査ラインＬｇの本数を２２０本とし、第３の走査信号Ｐ３及び第４の走査信号Ｐ４のパルス幅を３０μｓとした場合、保持時間Ｔｐ_１として設定し得る時間の最大値は５ｍｓとなる。従って、この第２の実施形態において、上記構成の場合には、応答時間が１〜５ｍｓの液晶を用いることができる。
【００６２】
なお、上述した第１の実施形態と同様に、走査ラインＬｇの本数が異なり、また、それに伴い各走査信号のパルス幅が異なる場合は、それに対応して使用可能な液晶の応答時間の範囲が適宜設定されることは言うまでもない。
また、本実施形態においては、全ての表示画素に一括して黒信号電圧Ｖmaxを印加する制御を行うことにより、映像信号電圧Ｖsigと黒信号電圧Ｖmaxとの印加タイミングの重なりの回避を考慮する必要がないので、映像信号電圧Ｖsigの印加タイミングを設定する際の制約を軽減することができる。
【００６３】
また、上述した第２の実施形態においては、信号印加期間を１フィールド期間として、信号印加期間毎に１画面が書き換えられる構成としたが、例えば、映像信号を赤色成分と緑色成分と青色成分より構成し、１フィールド期間を、表示信号の赤色成分表示期間と緑色成分表示期間と青色成分表示期間の３つのサブフィールド期間によって構成するフィールドシーケンシャル駆動における各サブフィールド期間を信号印加期間として、このサブフィールド期間における駆動方法に上記第２の実施形態の駆動制御方法を適用するようにしてもよい。
【００６４】
図６は、フィールドシーケンシャル駆動における各サブフィールド期間において、上記第２の実施形態に係る駆動制御動作を適用した場合の駆動電圧波形を示す図である。
このようなフィールドシーケンシャル駆動においては、例えば、赤緑青３色に変化するバックライト光と同期して各サブフィールド期間が設定され、各サブフィールド期間において高速に各色の表示信号を書き込むように構成され、各サブフィールド期間毎に、表示画素に書き込まれる表示信号電圧を、前のサブフィールド期間の影響を受けずに、切り替えることが必要とされる。この点において、上記第２の実施形態によれば、まず高電圧の黒信号電圧を液晶表示パネルの全表示画素に印加して、一つ前のサブフィールド期間での全表示画素の書き込み状態をリセットするように構成されるため、各サブフィールド期間毎の表示画素への表示信号電圧の書き込みを良好に切り替えることができる。これにより、フィールドシーケンシャル駆動に適用して、良好な表示を得ることができる。
【００６５】
なお、上述した各実施形態においては、映像信号電圧に先立って書き込まれる信号電圧として、高電圧の黒信号電圧（映像信号電圧の最大電圧以上の電圧）を用いることとしたが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、当該信号電圧の印加により、液晶容量の変動を抑制してフィールドスルー電圧を略一定化することができるものであれば、より低い電圧（例えば、中間電圧）を印加するものであってもよい。但し、上述したように、高い電圧を表示画素（画素電極）に印加する方が液晶の応答時間が短縮されるとともに、液晶容量を常に充電状態として、それ以前のフィールドで印加された映像信号電圧の大小に関わらず、短時間でフィールドスルー電圧を良好に略一定化することができるので、より好ましい。
【００６６】
また、本発明においては、液晶の種類や配向、動作モード等について特に限定するものではなく、上述したように、ＴＦＴアクティブマトリクス型の液晶表示装置に多用されているＴＮ液晶を用い、そのセルギャップを、上述したように、例えば、１．５μｍ程度に設定することにより、高速応答性を実現して適用することができるほか、ＴＮ液晶より高速応答特性に優れるホモジニアス配向を有する液晶構造を有する液晶表示パネルを適用するようにしてもよく、特に、上記フィールドシーケンシャル駆動において好適に適用することができる。
【００６７】
【発明の効果】
請求項１及び２記載の発明によれば、行方向に延在する複数の信号ラインおよび列方向に延在する複数の走査ラインと、該信号ラインと走査ラインとの交点近傍に薄膜トランジスタを介してマトリクス状に配列された複数の表示画素を有するアクティブマトリクス型の液晶表示パネルに所望の画像を表示するための駆動手段を備えた液晶表示装置において、駆動手段は１フィールド期間に信号電圧印加期間と電圧保持期間と表示信号印加期間からなる少なくとも１つの信号印加期間を設け、信号電圧印加期間において、複数の信号ラインに所定の信号電圧を同時に印加するとともに、複数の走査ラインに第１の走査信号を同時に印加して、この信号電圧を複数の表示画素に同時に印加し、液晶の書き込み電圧に対する応答時間以上の時間に設定される所定の電圧保持期間の間表示画素を保持することにより、液晶の配向状態を一定状態とした後、複数の信号ラインに映像信号電圧（表示信号）を印加するとともに、走査ラインに第２の走査信号を液晶の書き込み電圧に対する応答時間より短い時間で順次印加して各表示画素に映像信号電圧を印加することにより、映像信号電圧印加時点において、液晶容量は上記信号電圧に対応した値に保持され、常に略一定の容量を示すことになる。これにより、液晶容量の変動を抑制して、略一定に保つことができるので、フィールドスルー電圧の変動を抑制することができる。したがって、コモン電圧の調整のみによってフィールドスルー電圧による画素電極電位の変動をキャンセルすることができ、フィールドスルー電圧の値を小さくする目的で液晶容量に並列に設けられる蓄積容量を不要、あるいは、小さくすることができ、液晶表示パネルの各表示画素の開口率を向上させることができる。
【００６９】
請求項３記載の発明によれば、映像信号電圧に先立って表示画素に印加される所定の信号電圧が、表示信号の最大値以上の電圧に設定されていることにより、表示画素への信号電圧の印加に対する液晶の応答時間が短縮されるとともに、液晶容量を常に充電状態として高い容量値で安定して保持することができるので、その後に印加される映像信号電圧の大小に関わらず、フィールドスルー電圧を良好に略一定化することができる。
【００７１】
請求項４記載の発明によれば、駆動手段は、１フィールド期間に映像信号の赤色成分、緑色成分及び青色成分を複数の表示画素全てに印加する３つのサブフィールド期間を信号印加期間として有し、各信号印加期間において、液晶表示パネルの全表示画素へ所定の信号電圧が同時に印加されて全表示画素の書き込み状態をリセットした後、所定の映像信号電圧を各走査ライン毎に順次印加するように駆動することによって、各信号印加期間毎の表示画素への映像信号の書き込みを、前の信号印加期間での書き込み状態の影響を受けることなく行うことができ、フィールドシーケンシャル駆動に適用して、良好な表示を得ることができる。
【００７２】
請求項５記載の発明によれば、複数の信号ラインと複数の走査ラインの交点近傍に薄膜トランジスタを介してマトリクス状に配列された複数の表示画素を有するアクティブマトリクス型の液晶表示パネルに所望の画像を表示するための液晶表示装置の駆動制御方法において、１フィールド期間に信号電圧印加期間と電圧保持期間と表示信号印加期間からなる少なくとも１つの信号印加期間を設け、まず、信号電圧印加期間において、液晶表示パネルの複数の信号ラインに所定の信号電圧を同時に印加し、液晶表示パネルの複数の走査ラインに第１の走査信号を同時に供給して、所定の信号電圧を各表示画素に同時に印加し、その後、液晶の応答時間以上の時間に設定される所定の電圧保持期間だけ該信号電圧を保持した後、表示信号印加期間において、複数の信号ラインに表示信号を供給し、各走査信号ラインに第２の走査信号を液晶の書き込み電圧に対する応答時間より短い時間で順次供給して、表示画素に映像信号電圧を印加する一連の手順を有していることにより、表示画素にまず所定の信号電圧が印加され、液晶容量により電圧保持時間だけ保持されて液晶の配向状態が所定の信号電圧に対応した状態となり、その後、映像信号電圧が短時間印加されることにより、液晶容量の変動が抑制されて、略一定に保たれるので、映像信号電圧の印加に伴うフィールドスルー電圧を略一定として、その変動を抑制することができる。したがって、コモン電圧の調整のみによってフィールドスルー電圧による画素電極電位の変動をキャンセルすることができ、フィールドスルー電圧を小さくする目的で液晶容量に並列に設けられる蓄積容量の専有面積を削減して、液晶表示パネルの各表示画素の開口率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る液晶表示装置の第１の実施形態を示す概略構成図である。
【図２】第１の実施形態に係る液晶表示装置の駆動制御動作の駆動電圧波形を示す図である。
【図３】本発明に係る液晶表示装置に適用されるアクティブマトリックス型液晶表示パネルの１実施形態を示す等価回路図である。
【図４】液晶のセルギャップと応答特性との関係を示す実測値である。
【図５】本発明に係る液晶表示装置の駆動制御動作の第２の実施形態の駆動電圧波形を示す図である。
【図６】本発明に係る液晶表示装置の駆動制御動作の第２の実施形態をフィールドシーケンシャル駆動に適用した場合の駆動電圧波形を示す図である。
【図７】アクティブマトリックス型の液晶表示装置に適用される液晶表示パネルの等価回路図である。
【図８】フィールド反転駆動方式により液晶表示パネルの所定の行の表示画素に信号電圧を書き込む場合の駆動電圧波形を示す図である。
【図９】液晶セルへの印加電圧と液晶容量の誘電率との関係を示す特性図である。
【符号の説明】
１０液晶表示パネル
２０ソースドライバ
３０ゲートドライバ
４０ＬＣＤコントローラ
５０システムコントロールＩＣ
６０Ｄ／Ａ変換器
Ｌｇ走査ライン
Ｌｓ信号ライン
ＴＦＴ画素トランジスタ
Ｃlc 液晶容量
Ｃｓ蓄積容量

Claims

行方向に延在する複数の信号ラインおよび列方向に延在する複数の走査ラインと、該信号ラインと走査ラインとの交点近傍に薄膜トランジスタを介してマトリクス状に配列された複数の表示画素を有するアクティブマトリクス型の液晶表示パネルに所望の画像を表示するための表示信号を送出する駆動手段を備えた液晶表示装置において、
前記駆動手段は、１フィールド期間に信号電圧印加期間と電圧保持期間と表示信号印加期間からなる少なくとも１つの信号印加期間を設け、前記信号電圧印加期間において、前記複数の信号ラインに所定の信号電圧を同時に印加するとともに、前記複数の走査ラインに第１の走査信号を同時に印加して、前記複数の表示画素に前記信号電圧を同時に印加し、該信号電圧印加期間の終了後、前記電圧保持期間を所定の期間設けて前記各表示画素を保持し、該電圧保持期間の経過後に前記表示信号印加期間を設け、該表示信号印加期間において、前記複数の信号ラインに前記表示信号を印加するとともに、前記各走査ラインに第２の走査信号を前記液晶の書き込み電圧に対する応答時間より短い時間で順次印加して前記各表示画素に前記表示信号を印加し、前記電圧保持期間は前記液晶の書き込み電圧に対する応答時間以上の時間に設定されていることを特徴とする液晶表示装置。
行方向に延在する複数の信号ラインおよび列方向に延在する複数の走査ラインと、該信号ラインと走査ラインとの交点近傍に薄膜トランジスタを介してマトリクス状に配列された複数の画素電極と、該画素電極に対向する共通電極と、該画素電極と共通電極間に狭持された液晶よりなる液晶表示画素のみよりなる表示画素と、を備える液晶表示パネルの前記複数の表示画素に所望の画像を表示するための表示信号を印加する駆動手段を備えた液晶表示装置において、
前記駆動手段は、１フィールド期間に信号電圧印加期間と電圧保持期間と表示信号印加期間からなる少なくとも１つの信号印加期間を設け、前記信号電圧印加期間において、前記複数の信号ラインに所定の信号電圧を同時に印加するとともに、前記複数の走査ラインに第１の走査信号を同時に印加して、前記複数の表示画素に所定の信号電圧を同時に印加し、該信号電圧印加期間の終了後、前記電圧保持期間を所定の期間設けて前記各表示画素を保持し、該電圧保持期間の経過後に前記表示信号印加期間を設け、該表示信号印加期間において、前記複数の信号ラインに前記表示信号を印加するとともに、前記各走査ラインに第２の走査信号を前記液晶の書き込み電圧に対する応答時間より短い時間で順次印加して前記各表示画素に前記表示信号を印加し、前記電圧保持期間は前記液晶の書き込み電圧に対する応答時間以上の時間に設定されていることを特徴とする液晶表示装置。
前記信号電圧は、前記表示信号の最大値以上の電圧に設定されていることを特徴とする請求項１又は２記載の液晶表示装置。
前記表示信号は、赤色成分と緑色成分と青色成分よりなり、前記駆動手段は、前記１フィールド期間に３つのサブフィールド期間を有し、前記信号印加期間は、前記各サブフィールド期間に対応し、該サブフィールド期間毎に、前記表示信号の前記各色成分を前記複数の表示画素全てに印加することを特徴とする請求項１又は２記載の液晶表示装置。
複数の信号ラインと複数の走査ラインの交点近傍に薄膜トランジスタを介してマトリクス状に配列された複数の表示画素を有するアクティブマトリクス型の液晶表示パネルに所望の画像を表示するための液晶表示装置の駆動制御方法において、
１フィールド期間に信号電圧印加期間と電圧保持期間と表示信号印加期間からなる少なくとも１つの信号印加期間を設け、
前記信号電圧印加期間において、前記液晶表示パネルの複数の信号ラインに所定の信号電圧を同時に印加し、前記液晶表示パネルの前記複数の走査ラインに第１の走査信号を同時に供給して、前記複数の表示画素に前記信号電圧を同時に印加する手順と、
前記各表示画素へ前記信号電圧を印加する前記信号電圧印加期間の終了後、前記電圧保持期間を所定の期間設けて前記各表示画素を保持する手順と、
前記電圧保持期間の経過後に前記表示信号印加期間を設け、該表示信号印加期間において、前記複数の信号ラインに前記表示信号を供給し、前記各走査信号ラインに第２の走査信号を前記液晶の書き込み電圧に対する応答時間より短い時間で順次供給して、前記各表示画素に前記表示信号を印加する手順と、
を有し、前記電圧保持期間は前記液晶の書き込み電圧に対する応答時間以上の時間に設定されていることを特徴とする液晶表示装置の駆動制御方法。