JP4427984B2 - 液晶表示装置及びその駆動方法 - Google Patents
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Description
【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するものである。
【0002】
【従来の技術】
フィールドシーケンシャル方式の駆動方法を用いた液晶表示装置は、複数の単位色の光源を順次点灯させて、この複数の単位色を時間混色により表示させて、カラー表示を行うものである。すなわち、複数の単位色のうちの1つの単位色を表示するフィールドごとに、液晶表示装置の複数の画素行を順次選択して、各行の画素に画像データを書き込む。そして、それに対応した光源から複数の単位色のうちの1つの単位色を照射する。
【0003】
これらのフィールドは、各単位色の表示を行う期間であり、それぞれが各単位色を表示する複数のフィールドにより1つの色を表示するための1フレームを構成し、これらのフィールドで表示される各単位色表示の時間的な混色により、任意の色の表示を行い、カラー映像を表示する。
【0004】
したがって、カラーフィルタを用いずに、カラー表示を行うことができるので、カラーフィルタを用いた同じ解像度を実現するのに1/3の画素数で済み、また光の透過率がカラーフィルタで失われることがないという利点がある。
【0005】
一方で、TFT(Thin Film Transistor)などを用いた液晶表示装置に、上述のフィールドシーケンシャル方式の駆動方法を用いてカラー表示させる場合、複数のフィールドにより1フレームを構成するため、1フィールド期間が短く、液晶表示素子を高速度で動作させなければならない。そのためには、液晶表示素子の液晶層厚を薄くしたり、高速応答特性を有する液晶材料を選択する必要がある。また、明るさの諧調の制御は、前のフレームにおける書き込み状態に影響されることなく、1フィールド毎に新たなデータの書き込みが行える必要がある。
【0006】
このような課題を解決するために、たとえば画像データの書き込み走査を行う前に、全画面を一括でリセット(黒表示あるいは白表示)にするような方法が考えられる。すなわち、全画面を一括でリセットし、それから画素にデータを書き込んで、液晶素子の応答を待って、光源を点灯させるものである。
【0007】
しかしながら、このような方法では、画像データの書き込みをはじめてから光源の点灯までの時間が、走査開始行では長く、走査終了行では短くなる。そのため、走査終了行の近傍では液晶素子に十分な応答時間を確保することができず、走査開始行の画素と走査終了行の画素とでは明るさに違いが生じる。
【0008】
この状態は、走査信号線が増えれば増えるほど顕著となり、均一な画像を得るためには、走査信号線を増やすことができなくなり、解像度が高く画面サイズの大きい液晶表示装置を実現することが困難であった。
【0009】
また、画像データの書き込み期間をフィールド期間の1/2に設定して、残りのフィールド期間の1/2未満の期間には、表示に寄与しない情報を印加させ、かつ該当する色の光源をほぼ1フィールド期間点灯させることにより、動きのある動画を表示するとき、画像の輪郭の動く方向の前後に色がにじんで見えるという色割れの問題を解決しようとするものもある(たとえば、特許文献1参照。)。
【0010】
【特許文献1】
特開2001−281623号公報(第7図)
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の特許文献1に記載された発明では、走査開始行の画素と走査終了行の画素とでは明るさに違いが生じるという表示ムラを低減させることができるが、諧調の制御において、前のフレームにおける書き込み状態の影響が残り、正しい階調を表示することが困難である。
【0011】
本願発明はこのような不都合を解消するために発明されたもので、均一な画質を得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を目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項1に記載の液晶表示装置は、マトリックス状に複数の画素が配列され、1画素行に対して一本の走査ラインが対応しているとともに1画素列に対して一本のデータラインが対応している液晶表示素子と、前記走査ラインに接続され、データ信号を書き込む画素を選択する走査ドライバと、前記データ信号を前記データラインに供給する信号ドライバと、前記データ信号が書き込まれる画素が前記画素行毎に互いに異なるタイミングとなるように前記走査ドライバが前記各画素を選択する第1の走査期間及び第2の走査期間と、前記データ信号が書き込まれる画素が各画素行間で互いに等しいタイミングとなるように前記走査ドライバが前記各画素を選択する第3の走査期間とを設定する制御部と、を備え、前記信号ドライバは、前記第1の走査期間に映像信号に対応した電圧を前記データ信号として前記データラインに供給し、前記第2の走査期間及び前記第3の走査期間に予め定められたリセット電圧を前記データ信号として前記データラインに供給し、前記制御部は、前記第2の走査期間と前記第3の走査期間との間に、前記走査ドライバが何れの画素をも選択することのないブランク期間を設定することを特徴とする。
【0015】
また、請求項2に記載の液晶表示装置は、請求項1に記載の液晶表示装置において、前記制御部は、第1の色成分に対応させて前記第1の走査期間、前記第2の走査期間及び前記第3の走査期間を設定した後、前記第1の色成分とは異なる第2の色成分に対応させて前記第1の走査期間、前記第2の走査期間及び前記第3の走査期間を設定することを特徴とする。
【0016】
また、請求項3に記載の液晶表示装置は、請求項2に記載の液晶表示装置において、前記映像信号は赤色成分、緑色成分及び青色成分を有し、前記制御部は、前記色成分毎に、前記第1の走査期間、前記第2の走査期間及び前記第3の走査期間を設定することを特徴とする。
【0017】
また、請求項4に記載の液晶表示装置の駆動方法は、マトリックス状に配列された複数の画素のそれぞれに対して各色成分に対応したデータ信号を時分割的に書き込む液晶表示装置の駆動方法であって、所定の色成分の映像信号に対応した電圧を前記データ信号に設定し、該データ信号を1画素行ずつ各画素行間で互いに異なるタイミングとなるように前記各画素に書き込む第1の書込ステップと、予め定められたリセット電圧を前記データ信号に設定し、該データ信号を1画素行ずつ各画素行間で互いに異なるタイミングとなるように前記各画素に書き込む第2の書込ステップと、前記各画素に前記データ信号の書き込みを所定の期間停止する書込停止ステップと、前記予め定められたリセット電圧を前記データ信号に設定し、該データ信号を前記各画素に同時に書き込む第3の書込ステップと、を前記色成分毎に行うことを特徴とする。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に係る液晶表示装置について、図面を参照して説明する。図1は、本発明の実施形態に係る液晶駆動装置の駆動方法を説明する図面である。本発明の実施の形態に係る液晶表示装置は、複数の走査信号線と複数の映像信号線がマトリクス情報に交差しており、交差部に設けられた画素電極にデータに応じた電圧が印加される。
【0019】
そして、図1は、1フィールド期間を示しており、複数の単位色のうちの1つ単位色を表示するフィールドが複数集まって、任意の色を単位色の混色により表示を行うフレームを構成する。
【0020】
本実施の形態では、特に制限されないが、赤(R)、緑(G)、青(B)の3色の単位色ごとに、フィールドが設けられている。そして、この赤(R)、緑(G)、青(B)の異なる色を表示する3つのフィールドから、1フレームが構成されている。
【0021】
図1の縦軸方向には、n本の走査信号線を示しており、横軸方向には、映像信号線に書き込まれる情報の内容と順番が示されている。具体的には、図1の横軸方向には、画像データの書き込み走査期間A、応答期間B、リセット走査期間C、応答期間Dおよび一括リセット期間Eの順序で、情報が液晶駆動装置から画素電極に印加されるようになっている。
【0022】
画像データの書き込み走査期間Aは、走査信号線と映像信号線で選択された画素に液晶駆動装置が、画像データを書き込むための期間である。この書き込みは、特に制限されないが、スイッチング素子として、アモルファス半導体を利用したTFT型スイッチング素子を通して行われる。
【0023】
そして、画像データは、各走査ラインの選択時間(スィッチング素子のゲートを開く時間)ずつ遅れて、第1行目から第n行目まで順次書き込まれる。この各画素に画像データの書き込みの始まり時点を、つまり各画素が画像データを表示を開始する時点を各画素の順につないで表すと誤差11のように第1行目から第n行目までの斜めの線となる。
【0024】
書き込み走査期間Aに画像データが書き込まれた後、この書き込まれた画像データに液晶素子が応答するための応答期間Bが設けられている。なお、この応答期間は使用する液晶材料によって異なり、本実施の形態では、特に制限されないが、液晶材料としてネマチック液晶を用いている。そして、各液晶素子が画素領域に書き込まれた画像データに対して、応答する速度は各画素部でほぼ等しい。
【0025】
応答期間が経過した後、リセット走査期間に、第1行目から順次選択され、第n行目までリセット電圧が書き込まれる。この各画素にリセット書き込みの始まり時点を、つまり各画素が画像データを表示している期間の終了時点を、各画素の順につないで表すと誤差12のように第1行目から第n行目までの斜めの線となる。
【0026】
画像データのリセットとは、いわゆるノーマリーホワイトに配置された液晶表示装置では、黒表示を行うような情報を各画素電極に書き込み、いわゆるノーマリーブラックに配置された液晶表示装置では、白表示を行うような情報を各画素電極に書き込むことで実現される。
【0027】
ただし、これに制限されるものではなく、いわゆるノーマリーホワイトに配置された液晶表示装置では、白表示を行うような情報を各画素電極にリセット情報として書き込み、いわゆるノーマリーブラックに配置された液晶表示装置では、黒表示を行うような情報を各画素電極にリセット情報として書き込むことを排除するものではない。
【0028】
リセット走査期間の後に、書き込まれたリセット電圧に液晶を応答させるための応答期間Dが設けられている。
【0029】
応答期間Dの後に一括リセット期間が設けられており、この一括リセット期間Eは、走査信号線の全部を一括で選択して、リセット走査期間Cで各画素に書き込まれた情報を、さらにリセットするための期間である。すなわち、一括リセット期間Eでは、n本の走査信号線の全部が同時に選択されて、同時にリセット電圧が書きこまれ、表示データのリセットがなされる。
【0030】
このようにすることにより、各フィールドの最初と最後は十分なリセット情報(黒表示情報あるいは白表示情報)が書き込まれることとなる。したがって、いずれの走査信号線でも、ほぼ同様な透過率応答を実現することができる。つまり、透過率の積分値はほぼ一定値になり、フィールド内で所定の光源を点灯させれば、均一な表面輝度を維持することができる。
【0031】
さらに、光源の瞬間的な強い輝度が必要ではないため、光源の省電力化が可能となる。一方で、電力を減らす必要がない場合は、より明るい表面輝度を得ることができる。
【0032】
図2は、図1に示す駆動方法のデータの書き込みによる各画素の透過率の変化を示す図である。ここで、縦軸には所定の画素行の光の透過率T(%)を示し、横軸には1フレームの時間を示している。すなわち、図2は赤(R)、緑(G)および青(B)のフィールドをそれぞれ示している。
【0033】
本実施の形態では、特に制限されないが、1フィールド期間を5.56msecとし、その期間中に光源が点灯している。そして、横軸でtが0乃至5.56の期間は、赤(R)のフィールド期間、tが5.56乃至11.12の期間は、緑(G)のフィールド期間、tが11.12乃至16.68の期間は、青(B)のフィールド期間としている。
【0034】
そして、それぞれの画素のフィールド期間には、画像データの書き込み走査期間A、応答期間B、リセット走査期間C、応答期間Dおよび一括リセット期間Eの順序で、情報が液晶駆動装置から画素電極に印加されるようになっている。また、それぞれのフィールド期間中は、それぞれの色に対応した光源がON状態にされ、それぞれの色に対応した光を照射している。
【0035】
さらに、本実施の形態において、特に制限されないが、走査信号線の本数は228本としており、本図では、走査信号線の1行目、110行目および220行目のそれぞれの光の透過率を示している。これらの走査信号線の本数は、書き込み時間(Tw)が必要となる時間に応じて、種々変更が可能であってこれに限られるものではない。
【0036】
図2の走査信号線の1行目が、横軸でtが0乃至5.56の期間、すなわち赤(R)のフィールド期間では、まず画像データの書き込み走査期間Aでは、選択された画素に画像データが書き込まれていく。本実施の形態では、ノーマリーホワイトの状態で、画像を表示させるデータを書き込んだ。
【0037】
そして、この書き込みによって、この画素の光の透過率が徐々に上昇しており、走査期間Aの終了時では透過率は25%を超えている。走査期間Aは、本実施の形態では、走査信号線1本あたりに必要となる書き込み時間(Tw)を、たとえば10μsecとすると、走査信号線の本数(n)は228本であるので、10μsec×228本=2,280μsecとされる。
【0038】
そして、次の応答期間Bでは、液晶の応答を、たとえば500μsecの期間待ち、さらにこの画素の透過率が上昇するのを待つ。これにより、液晶素子は画像データの書き込み走査期間Aで書き込まれたデータにより挙動し、その書き込まれたデータに十分応じた液晶分子の配向状態が得られる。
【0039】
なお、液晶の応答期間Bは、使用する液晶材料の応答速度によって異なる。走査期間Aが短時間で済むような設計を行うと、応答期間Bは長く設定することができ、十分な液晶の応答期間が確保することができる。
【0040】
リセット走査期間Cでは、走査信号線ごとに黒表示のデータが書き込まれていき、透過率は急速に下がっていく。なお、リセット走査期間Cは、走査書き込みに上述の書き込み走査期間Aと同様の時間が必要と仮定している。そのため、リセット走査期間Cは、本実施の形態では走査期間Aと同様の10μsec×228本=2,280μsecとされている。
【0041】
応答期間Dでは、液晶の応答を、たとえば500μsec待ち、この画素の透過率がさらに下降するのを待つ。この時点で、液晶素子は黒表示データのリセット走査期間Cで書き込まれたデータに、十分応じた液晶のスイッチングを行っている。
【0042】
一括リセット期間Eでは、全走査信号線を選択して、さらに黒表示データを画素に書き込み、液晶の応答を500μsec待つ。この時点で、液晶素子は一括リセット期間Eで書き込まれたデータに、十分応じた液晶のスイッチングを行っている。
【0043】
本図で示すように、走査信号線の1行目、110行目および220行目では、それぞれ画像データの書き込み走査期間A、応答期間B、リセット走査期間Cおよび応答期間Dにおいて、光透過率の挙動が異なっている。
【0044】
しかしながら、走査信号線の1行目、110行目および220行目の曲線は、一括リセット期間Eの終了時には、ほぼ同じ透過率となっている。すなわち、前のフレームにおける書き込み状態にかかわらず、次の緑(G)のフィールド期間のデータの書き込み時には、液晶素子のねじれ状態が同じ状態になっていることを示している。これにより、画質の均一な液晶表示装置を実現することができる。
【0045】
この動作を、緑(G)のフィールドおよび青(B)のフィールドでも繰り返し行う。なお、上述の各期間の具体的な設定時間は、液晶表示装置の設計思想により異なり、必ずしも上述の記載に限定されるものではない。
【0046】
本実施の形態において、走査信号線の本数は228本とし、書き込み時間(Tw)は10μsecとしている。しかしながら、たとえば書き込み時間(Tw)を8μsecにすれば、走査信号線の本数(n)は、285本まで可能となる。このように、均一な画像を実現し、さらに走査信号線の数を増やすことも可能となる。
【0047】
本実施の形態における液晶駆動装置は、特に制限されないが、共通電極の印加電圧の極性を、上述の画素電極に印加する電圧の極性に対して、フィールドごとに反転させることによって、液晶素子に印加させる極性を反転させている。すなわち、赤(R)フィールドではプラス極性の場合には、次の緑(G)フィールドではマイナス極性となるように、各フィールドの書き込み走査期間Aの直前で極性を反転させる。これにより、液晶素子に印加される直流電圧を防ぎ、フリッカーや焼け付きなどを防止することができる。
【0048】
図3は、図2に示すリセット時の書き込み状態を、さらに詳細に示す図である。本図では、図2の赤(R)のフィールド期間、すなわち横軸でtが0乃至5.56の期間の走査信号線の1行目、110行目と220行目の透過率の異動を説明している。
【0049】
走査信号線の1行目と110行目は、応答期間Dで光透過率が同一になっている。一方で、走査信号線の220本目は、応答期間Dの期間では、未だ走査信号線の1行目と110行目との透過率の隔たりが大きい。これが、一括リセット期間Eの期間に、急速に光透過率が同一になっていくことがわかる。
【0050】
他の実施の形態として、たとえば走査信号線の数が300本以上の場合には、一括リセット期間Eの期間を500μsec以上に設定してもよい。これにより、走査信号線の1行目と最終行目近辺の透過率の隔たりを、さらに解消することができる。
【0051】
他の実施の形態として、一括リセット期間Eの期間を延ばす他に、走査リセット期間を複数設けてもよい。たとえば、走査書き込み期間Aの前に、走査リセット期間を設け、応答期間Bの後に、さらに走査リセット期間、応答期間、一括リセット期間というようにしてもよい。
【0052】
このように、少なくとも2段階のリセット期間を設けることによって、走査信号線が多い高解像度のフィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置であっても、十分な書き込み期間を得ながら、走査開始行と走査終了行近辺の均一な表示を実現することが可能となる。
【0053】
図4は、本発明の実施形態に係る液晶表示装置の構成例を示す図である。本発明の実施形態に係る液晶表示装置は、特に制限されないが、シールドケース41、表示窓42、液晶表示パネル43、拡散板44、導光体45、反射板46、下側ケース47およびバックライト48から構成されている。
【0054】
シールドケース41は、液晶表示パネルやバックライトなどを外部からの衝撃をシールドするための金属板である。また、シールドケース41には、表示窓42が設けられており、この表示窓42から開口されている部分に、液晶表示パネル43が露出され、露出された領域が表示エリアとなる。
【0055】
液晶表示パネル43は、特に制限されないが、2枚の対向する基板の間に液晶素子からなる液晶層が配置されている。そして、この2枚の対向する基板には、それぞれ画素電極と共通電極が形成されており、両電極間に発生した電圧差に応じた挙動を液晶素子が行い、光の透過率の制御がなされる。
【0056】
なお、画素電極が形成されている基板には、TFT方式のスイッチング素子が形成されており、共通電極が形成されている基板には、表示領域全面に共通な電極が設けられている。さらに、液晶表示パネル43には、複数に分割された液晶駆動装置が、その非表示領域に配置されている。
【0057】
拡散板44は、バックライトからの光を拡散させて、液晶表示パネル43の表面の明るさを均一にするために用いられている。なお、これらの光学部材は、使用する光源の方式や配置によって、種々変更が可能だが、本実施の形態では、導光体を用いて、その導光体の発行面側に拡散板44を配置している。
【0058】
導光体45は、光源から光を導き拡散させるために用いられている。特に制限されないが、導光体45は、表面に拡散パターンを有する透明な板であって、その断面形状は、使用する光源の方式によって異なる。
【0059】
反射板46は、光源からの光を反射させて、バックライトとしての光の有効利用をするために用いられている。特に制限されないが、本実施の形態では、導光体45の表面以外の外周の反射用に用いている。
【0060】
下側ケース47は、シールドケース41とともに、液晶表示パネルやバックライトなどを外部からの衝撃からシールドするための金属板である。特に制限されないが、この下側ケース47には、拡散板44、導光体45、および反射板46とからなるバックライト48と、前記液晶表示パネル43が搭載されている。
【0061】
バックライト48は、液晶表示パネル43に光を照射する光源である。本実施の形態では、フィールドシーケンシャル方式の駆動方法を用いているため、複数の単位色に対応させて、複数の光源を有している。
【0062】
そして、複数の単位色うちの1つの単位色を、その単位色に応じたフィールド期間中に点灯させている。これにより、任意の色を単位色の混色により表示を行うフレームを、連続して表示させることによって、カラー映像を表示することができる。
【0063】
また、バックライト48は、特に制限されないが、フィールドの期間中、対応した色の光源が、ほぼ常時点灯している。なお、このバックライト48は、種々の方式を採用することが可能で、本実施の形態では、LED(Light Emitting Diode)方式の光源を採用している。
【0064】
図5は、本発明の実施形態に係る画素領域の断面を示す図である。この画素領域は、上述の液晶表示パネル43の画素部51の断面を示している。そして、この画素部51には、特に制限されないが、対向基板52、画素基板53、共通電極54、画素電極55、配向膜56、配向膜57および液晶層58が示されている。
【0065】
対向基板52は、共通電極が形成された基板であって、もう一方の基板に対向して配置された基板である。この対向基板52には、ベタ状に形成された共通電極54が形成されており、各画素電極に共通の電極として形成されている。そして、この共通電極54には、駆動装置から共通電圧が印加されており、その極性は、フィールドごとに反転されている。これは、液晶素子に直流成分の電圧が印加され続けると、フリッカーなどの表示不良の原因になるからである。
【0066】
画素基板53は、TFTスイッチング素子、走査信号線および映像信号線などが形成された基板であって、もう一方の対向基板52に対向して配置された基板である。この画素基板53には、複数の走査信号線と複数の映像信号線が互いにマトリクス状に交差して、複数の画素を構成している。そして、各画素には、画素電極55が形成されており、この電極には、駆動装置からフィールドごとに画像データが印加される。
【0067】
配向膜56および配向膜57は、それぞれ液晶素子を所定の方向に揃えるために設けられた有機薄膜である。配向膜56および配向膜57は、液晶層との接触面に、一方向のミクロな傷をラビング布で擦ることによって形成して、その方向に液晶の初期配向方向を揃えることができる。そして、画素電極と共通電極の間に発生する電界に応じて、液晶素子が初期配向方向から所定の方向に変化することによって、光の透過率を変化させる。
【0068】
液晶層58は、対向基板52と画素基板53の間にシール材を周囲に設けて、その中に注入された液晶素子である。この液晶層58は、共通電極54と画素電極55の間に保持された画像データに応じて、液晶素子のねじれ状態が変化して、その挙動によって、バックライト48から照射される光が表示窓42を通して、閲覧者に表示される。
【0069】
なお、本実施の形態では、特に制限されないが、ねじれのないホモジニアス配向液晶素子の材料を用いている。そして、液晶層58は、いわゆる狭ギャップと呼ばれる液晶層の厚さが薄い状態に配置している。ただし、これに制限されるものではなく、さまざまな液晶材料やギャップ制御を行うことが可能である。
【0070】
図6は、本発明の実施形態に係る液晶表示装置の光学配置を示す図である。本実施の形態の液晶表示装置は、バックライト48からの照明光を利用して透過表示を行うものであるが、その透過表示は光の通過方向を互いに平行させる方向に配置する、いわゆるパラレルニコル配置の状態にされている。
【0071】
そして、ホモジニアス配向された液晶素子を有する液晶表示パネル43とバックライト48の間に、このパラレルニコル配置の偏光板を配置し、光の透過を制御している。本実施の形態の液晶表示装置では、偏光板60、液晶表示パネル43、偏光板61、バックライト48の順序に配置している。
【0072】
偏光板60および61は、液晶表示パネル43を通して通過されたバックライト48からの照明光のうち、液晶素子のスイッチングにより、所定の方向の光成分を通過させないように偏光軸が形成されている。本実施の形態では、偏光軸はX軸方向から所定の角度α(60A、61A)でそれぞれ形成されている。
【0073】
液晶表示パネル43は、図4で説明した液晶表示装置で、シールドケース41、液晶表示パネル43、拡散板44、導光体45、反射板46から構成される。
【0074】
本実施の形態では、ノーマリーホワイトのモードを採用しているため、TFTのスイッチングがOFFの状態では、明状態の表示を行うように構成されている。すなわち、TFTのスイッチングがOFFの状態では、液晶の初期配向状態が、偏光軸と同じX軸方向からαの角度で形成されている。
【0075】
そして、TFTのスイッチングがONの状態では、暗状態の表示を行うように構成されている。すなわち、TFTのスイッチングがONの状態では、液晶の配向状態が、偏光板60と61の偏光軸とは異なる方向に向くように構成されている。
【0076】
特に制限されないが、本実施の形態では、TFTのスイッチングがONの状態では、液晶の配向状態は、X軸方向から所定の角度βになる(43B)。そして、液晶表示パネル43を通過してきた光は、X軸方向から所定の角度βであるため、偏光板60の偏光軸を通過することができず、暗状態が実現される(60B)。
【0077】
図7は、本発明の実施形態に係る液晶駆動装置の構成例を示す図である。本発明の実施形態に係る液晶表示装置の回路構成は、液晶表示パネル43の周囲に、電源供給回路71、映像信号端子72、ビデオインタフェース回路73、反転アンプ74、コントローラ75、共通信号生成回路76、走査ドライバ77、信号ドライバ78を設けている。
【0078】
電源供給回路71は、各種電圧値の電源を生成して、上述の各部へ供給する。走査ドライバ77に対しては、論理回路駆動用の5.0V電源VDD、ゲート信号VGの最大13.5V程度のハイレベル用電源VGH、及び−18V程度のローレベル用電源VGLを供給する。
【0079】
そして、電源供給回路71は、信号ドライバ78に対しては、論理回路駆動用の5.0V電源VDD、及び表示信号VD用のバイアス電源VSHを供給し、また、走査ドライバ77及び信号ドライバ78に対しては、接地電圧V0(GND)を供給する。さらに、電源供給回路71は、反転アンプ74に対して、反転RGB信号の中心電位Vaを供給する。また、共通信号生成回路76に対しておよそ3.0Vの電源VCC、及びゲート信号VGの最大13.5V程度のハイレベル用電源VGHを供給する。
【0080】
映像信号端子72から入力される映像信号は、ビデオインタフェース回路73に送られる。このビデオインタフェース回路73は、入力された映像信号に対して同期分離検出や、コントローラ75によるタイミング制御信号に応じてバースト信号を抽出してクロマ処理等を行うことにより、赤(R)、緑(G)、青(B)の原色信号であるRGB信号、水平同期信号H、及び垂直同期信号Vをデコードして出力するものであり、RGB信号を反転アンプ74へ、各同期信号H、Vをコントローラ75へそれぞれ出力する。
【0081】
反転アンプ74は、ビデオインタフェース回路73から供給されるRGB信号を、コントローラ75から入力される極性反転信号POLに応じて、1水平走査期間(1H)単位または1フィールド単位といった所定の周期で極性を反転させて反転RGB信号を生成し、信号ドライバ78へ出力する。
【0082】
コントローラ75は、上述の各部の動作制御を行う。具体的にはビデオインタフェース回路73から供給される同期信号H、Vに基づいて、液晶表示パネル43の走査信号線を駆動する走査ドライバ77に水平制御信号を、また液晶表示パネル43の映像信号線を駆動する信号ドライバ78に垂直制御信号をそれぞれ出力する。
【0083】
共通信号生成回路76は、コントローラ75から供給される極性反転信号POLを所定の増幅率で反転増幅し、反転増幅した極性反転信号POLに対してバイアスをかけて共通信号Vcomを生成し、生成された共通信号Vcomを液晶表示パネル43の各共通電極に供給する。
【0084】
走査ドライバ77は、シフトレジスタ及びゲート回路等から構成され、コントローラ75から供給される水平制御信号に基づいてゲート信号VG(走査信号)を生成して液晶表示パネル43のn本の走査信号線に順次印加し、走査信号線を順次水平走査する。
【0085】
信号ドライバ78は、例えば、シフトレジスタ、サンプルホールド回路、アナログバッファ等から構成されるアナログドライバであり、コントローラ75からの垂直制御信号に従って、反転アンプ74から供給されるRGB反転信号を順次サンプリングし、当該サンプリングした信号に対応する階調信号を表示信号VDとして1走査期間毎に液晶表示パネル43のm本の映像信号線に一斉に印加する。
【0086】
ここで、液晶に直流的な電圧を印加し続けると液晶が劣化するので、上述の共通電極に対して交互に反対極性の電圧を印加する反転駆動と呼ばれる交流駆動を行う。このために、例えば、1フィールド期間または1水平期間(1H)毎に表示信号VDの極性を反転させるとともに、共通信号Vcomの極性を反対方向に反転させる。
【0087】
液晶表示パネル43は、基板上にはn本の走査信号線(ゲートライン)とm本の映像信号線(ドレインライン)がマトリックス状に配置されて構成されている。また、走査信号線と映像信号線の各交点にはnチャネルMOS型のTFT素子からなるスイッチング素子がそれぞれ配置され、スイッチング素子のゲート電極には走査信号線が接続され、ソース電極には映像信号線が接続され、ドレイン電極には画素電極が接続される。共通電極にはコモンラインが接続され、共通信号生成回路76から出力される共通信号Vcomが供給される。
【0088】
そして、液晶表示パネル43では上述の走査ドライバ77及び信号ドライバ78によって順次走査信号線及び映像信号線が選択駆動されて、順次選択された各画素毎の画素電極に映像信号(RGB信号)に対応するドレイン電圧(表示信号VD)が印加され、電荷が保持されることにより映像が表示される。
【0089】
なお、本発明の液晶表示装置は、その趣旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。たとえば、液晶素子に印加する極性の反転は、書き込み走査の前に必ず行う必要はなく、リセット走査の前でもよい。さらに、リセット走査は複数回行っても良い。
【0090】
また、書き込み走査期間(Tw)は、上述の説明における2.28msec以下には限られず、書き込み走査期間(Tw)が2.28msec以上となっても、画面の均一性が保たれる範囲であれば、本発明の適用が可能である。さらに、一括リセット期間は、500μsec以上の応答期間を設けても良い。さらに、ノーマリーブラックのモードを採用し、偏光板60および61の偏光軸を直交させるクロスニコル配置を採用してもよい。
【0091】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、均一な画質を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係る液晶駆動装置の駆動方法を説明する図面である。
【図2】図1に示す駆動方法におけるデータの書き込み状態を示す図である。
【図3】図2に示すリセット時の書き込み状態をさらに詳細に示す図である。
【図4】本発明の実施形態に係る液晶表示装置の構成例を示す図である。
【図5】本発明の実施形態に係る画素領域の断面を示す図である。
【図6】本発明の実施形態に係る液晶表示装置の光学配置を示す図である。
【図7】本発明の実施形態に係る液晶駆動装置の構成例を示す図である。
【符号の説明】
1・・・走査信号線、11・・・誤差、12・・・誤差、41・・・シールドケース、42・・・表示窓、43・・・液晶表示パネル、44・・・拡散板、45・・・導光体、46・・・反射板、47・・・下側ケース、48・・・バックライト、51・・・画素部、52・・・対向基板、53・・・画素基板、54・・・共通電極、55・・・画素電極、56・・・配向膜、57・・・配向膜、58・・・液晶層、60・・・偏光板、61・・・偏光板、71・・・電源供給回路、72・・・映像信号端子、73・・・ビデオインタフェース回路、74・・・反転アンプ、75・・・コントローラ、76・・・共通信号生成回路、77・・・走査ドライバ、78・・・信号ドライバ
Claims (4)
- マトリックス状に複数の画素が配列され、1画素行に対して一本の走査ラインが対応しているとともに1画素列に対して一本のデータラインが対応している液晶表示素子と、
前記走査ラインに接続され、データ信号を書き込む画素を選択する走査ドライバと、
前記データ信号を前記データラインに供給する信号ドライバと、
前記データ信号が書き込まれる画素が前記画素行毎に互いに異なるタイミングとなるように前記走査ドライバが前記各画素を選択する第1の走査期間及び第2の走査期間と、前記データ信号が書き込まれる画素が各画素行間で互いに等しいタイミングとなるように前記走査ドライバが前記各画素を選択する第3の走査期間とを設定する制御部と、を備え、
前記信号ドライバは、前記第1の走査期間に映像信号に対応した電圧を前記データ信号として前記データラインに供給し、前記第2の走査期間及び前記第3の走査期間に予め定められたリセット電圧を前記データ信号として前記データラインに供給し、
前記制御部は、前記第2の走査期間と前記第3の走査期間との間に、前記走査ドライバが何れの画素をも選択することのないブランク期間を設定することを特徴とする液晶表示装置。 - 前記制御部は、第1の色成分に対応させて前記第1の走査期間、前記第2の走査期間及び前記第3の走査期間を設定した後、前記第1の色成分とは異なる第2の色成分に対応させて前記第1の走査期間、前記第2の走査期間及び前記第3の走査期間を設定することを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
- 前記映像信号は赤色成分、緑色成分及び青色成分を有し、
前記制御部は、前記色成分毎に、前記第1の走査期間、前記第2の走査期間及び前記第3の走査期間を設定することを特徴とする請求項2に記載の液晶表示装置。 - マトリックス状に配列された複数の画素のそれぞれに対して各色成分に対応したデータ信号を時分割的に書き込む液晶表示装置の駆動方法であって、
所定の色成分の映像信号に対応した電圧を前記データ信号に設定し、該データ信号を1画素行ずつ各画素行間で互いに異なるタイミングとなるように前記各画素に書き込む第1の書込ステップと、
予め定められたリセット電圧を前記データ信号に設定し、該データ信号を1画素行ずつ各画素行間で互いに異なるタイミングとなるように前記各画素に書き込む第2の書込ステップと、
前記各画素に前記データ信号の書き込みを所定の期間停止する書込停止ステップと、
前記予め定められたリセット電圧を前記データ信号に設定し、該データ信号を前記各画素に同時に書き込む第3の書込ステップと、
を前記色成分毎に行うことを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。
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