JP4525343B2 - 表示駆動装置、表示装置及び表示駆動装置の駆動制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、表示データに基づいた階調電圧を表示パネルの各信号ラインに印加して、当該表示パネルに画像を表示させる表示駆動装置、表示装置及び表示駆動装置の駆動制御方法に関する。

液晶を駆動させて画像表示する液晶表示装置が知られている。このような液晶表示装置には、液晶表示パネル上に複数の走査ラインと複数の信号ラインとをそれぞれ直交に配置し、各交点近傍に液晶画素を配置するアクティブマトリクス方式のものがある。このアクティブマトリクス型液晶表示装置においては、スイッチング素子（例えばＴＦＴ（Thin Film Transistor：薄膜トランジスタ））を介して信号ラインに接続される画素電極（表示画素）と、当該画素電極に対向して配置される共通電極との間に液晶が充填され、２つの電極間にて電場が形成されることにより液晶が駆動される。

このような液晶表示装置には、外部から供給される映像信号（コンポジットビデオ信号）からＲ、Ｇ、Ｂの各色表示データを抽出するＲＧＢデコーダと、各信号ラインにＲＧＢデコーダから出力された表示データに基づく表示データ信号を階調電圧として順次印加する信号ドライバ等が含まれる。

更に信号ドライバには複数の階調電圧を生成するための階調電圧生成回路が含まれる。階調電圧の生成方法としては、例えば、特許文献１に開示されているように、所定の電圧を表示データの階調数に応じた複数の抵抗で分圧することによって生成される方法が知られている。そして、表示データの階調値に基づいて階調電圧が選択され、各信号ラインへ表示データ信号が印加される。

一方、液晶表示装置の信号ドライバにおいて、液晶表示パネルを高精細化した場合の信号ライン数の増加に対して、例えば特許文献２に記載の発明のように、２本の信号ラインに印加する駆動信号を時分割して出力し、切り替えスイッチによって液晶表示パネルの各信号ラインに切り替えて印加することによって液晶表示パネルを時分割駆動する技術が知られている。
特開２００３−３１６３３３号公報 特開平６−１３８８５１号公報

上記のような階調電圧生成回路を備える信号ドライバの場合、階調電圧生成回路において生成された複数の階調電圧を表示データに基づいて選択して各信号ラインに印加するために、各階調電圧印加ラインに各信号ラインに対応した複数のスイッチ素子が設けられる。このスイッチ素子としてトランジスタ等が用いられ、多くのトランジスタが各階調電圧印加ラインに設けられるため、これらのトランジスタに係る負荷容量が全体として大きなものとなっていた。このため、階調電圧の電位が極性反転により変化した際に、階調電圧印加ラインの電位が所定の電位に安定するまでに時間がかかっていた。このような階調電圧生成回路を備える信号ドライバにおいて、上記のような時分割駆動を適用した場合においては、１水平走査期間における各信号ラインに表示データ信号が印加される印加時間（書込み時間）が分割数に応じて短くなるうえに、階調電圧の電位が安定してから信号ラインに表示データ信号を印加するとなると、始めに表示データ信号が印加される信号ラインに対して、更に印加時間（書き込み時間）が短くなり、表示画質の劣化を招く原因となっていた。

また、このような短い印加時間で各信号ラインに十分に階調電圧を印加することができるようにするために信号ドライバの駆動能力を上げた場合には、信号ドライバの消費電力が増加する問題があった。

本発明は以上の点を考慮してなされたものであり、その目的とするところは、消費電力の増加を抑制するとともに、表示画質を向上させた表示駆動装置、表示装置及び表示駆動装置の駆動制御方法を提供することである。

以上の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、複数の走査ライン及び複数の信号ラインの各交点近傍にマトリクス状に配列された複数の表示画素を有する表示パネルを表示データに基づいて表示駆動する表示駆動装置において、少なくとも、前記表示データの階調数に応じた複数の階調電圧を生成し、水平同期信号に基づくタイミングで前記階調電圧の極性を反転する階調電圧生成手段と、前記複数の信号ラインにおける所定の数の信号ラインごとに設けられ、前記水平同期信号に応じて、前記表示データの階調値に基づいて前記複数の階調電圧のいずれかを選択し、時分割で前記所定の数の信号ラインの各々に前記選択された階調電圧を順次印加して、各信号ラインを時分割駆動する時分割駆動手段と、を備え、前記階調電圧生成手段における前記階調電圧の極性反転タイミングは、前記時分割駆動手段による前記複数の信号ラインへの前記階調電圧の印加が終了した後のタイミングであり、且つ、次回の水平同期信号のタイミングよりも所定の階調電圧収束時間分前のタイミングに設定され、前記所定の階調電圧収束時間は、前記階調電圧生成手段における前記階調電圧が極性反転してから収束するまでの時間であることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の表示駆動装置において、前記時分割駆動手段は、前記表示データを取り込み、並列的に保持するデータ保持手段と、前記データ保持手段に並列的に保持された前記所定の数の表示データの各々を、前記水平同期信号に応じて順次選択する第１スイッチ手段と、前記所定の数の信号ラインの各々を前記水平同期信号に応じて順次選択し、選択した信号ラインに前記第１スイッチ手段により選択された前記表示データの階調値に基づいた階調電圧を順次供給する第２にスイッチ手段と、を備え、前記第２スイッチ手段は、前記階調電圧の極性が反転されて前記所定の数の信号ラインの何れかを選択する前に、全ての前記所定の数の信号ラインを選択状態とする期間を有することを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、複数の走査ライン及び複数の信号ラインの各交点近傍にマトリクス状に配列された複数の表示画素を有する表示パネルの前記表示画素を順次選択状態にして、表示データに基づいて表示駆動する表示装置において、水平同期信号を出力する水平同期信号生成手段と、前記複数の走査ラインに走査駆動信号を順次出力して前記表示画素を順次選択状態に設定する走査側駆動手段と、前記水平同期信号に基づいて極性反転される反転信号を出力する極性反転信号生成手段と、前記表示データの階調数に応じた複数の階調電圧を生成し、前記反転信号の極性反転タイミングに応じて前記階調電圧の極性を反転する階調電圧生成手段と、前記複数の信号ラインにおける所定の数の信号ラインごとに設けられ、前記水平同期信号に応じて、前記表示データの階調値に基づいて前記複数の階調電圧のいずれかを選択し、時分割で前記所定の数の信号ラインの各々に前記選択された階調電圧を順次印加して、各信号ラインを時分割駆動する時分割駆動手段と、を備え、前記反転信号の極性反転タイミングは、前記時分割駆動手段による前記複数の信号ラインへの前記階調電圧の印加が終了した後のタイミングであり、且つ、次回の前記水平同期信号のタイミングよりも所定の階調電圧収束時間分前のタイミングに設定され、前記所定の階調電圧収束時間は、前記階調電圧生成手段における前記階調電圧が極性反転してから収束するまでの時間であることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の表示装置において、前記時分割駆動手段は、前記表示データを取り込み、並列的に保持するデータ保持手段と、前記データ保持手段に並列的に保持された前記所定の数の表示データの各々を、前記水平同期信号に応じて順次選択する第１スイッチ手段と、前記所定の数の信号ラインの各々を前記水平同期信号に応じて順次選択し、選択した信号ラインに前記第１スイッチ手段により選択された前記表示データの階調値に基づいた階調電圧を順次供給する第２スイッチ手段と、を備え、前記第２スイッチ手段は、前記階調電圧の極性が反転されて前記所定の数の信号ラインの何れかを選択する前に、全ての前記所定の数の信号ラインを選択状態とする期間を有することを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、複数の走査ライン及び複数の信号ラインの各交点近傍にマトリクス状に配列された複数の表示画素を有する表示パネルの前記複数の走査ラインを順次選択状態とし、表示データに応じた階調電圧を前記複数の信号ラインに印加して表示駆動する表示駆動装置の駆動制御方法において、前記表示データの階調数に応じた複数の階調電圧を生成するステップと、前記表示データの階調値に基づいて前記複数の階調電圧のいずれかを選択し、水平同期信号に応じて時分割で前記複数の信号ラインにおける所定の数の信号ラインの各々に前記選択された階調電圧を順次印加して、前記各信号ラインを時分割駆動するステップと、前記時分割駆動するステップによる前記複数の信号ラインへの前記階調電圧の印加が終了した後のタイミングであり、且つ、次回の水平同期信号のタイミングよりも前記階調電圧生成手段における前記階調電圧が極性反転してから収束するまでの所定の階調電圧収束時間分前のタイミングで、前記階調電圧の極性を反転させるステップと、を含むことを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の表示駆動装置の駆動制御方法において、前記信号ラインを時分割駆動するステップは、前記表示データを取り込んで並列的に保持するステップと、並列的に保持された前記所定の数の表示データの各々を、前記水平同期信号に応じて順次選択するステップと、前記所定の数の信号ラインの各々を前記水平同期信号に応じて順次選択し、選択した信号ラインに前記表示データの階調値に基づいた階調電圧を順次供給するステップと、前記階調電圧の極性が反転されて前記所定の数の信号ラインの何れかが選択される前に、全ての前記所定の数の信号ラインを選択状態とするステップと、を含むことを特徴とする。

本発明によれば、信号ラインを時分割駆動する構成において、階調電圧の極性を反転させるタイミングを、次回の水平同期信号のタイミングよりも前で、信号ラインへの階調電圧の印加が終了した後のタイミングとすることにより、安定した階調電圧に基づく表示データ信号を信号ラインに供給することができて、表示画質の劣化を防ぐことができる。更に、時分割駆動手段の駆動能力を上げる必要もないため、消費電力の増加を抑制することができる。

以下、本発明を液晶表示装置に適用した場合の実施の形態を図示例と共に説明する。図１は、本発明に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。液晶表示装置１は、液晶表示パネル１０（表示パネル）、信号ドライバ２０（時分割駆動手段）、走査ドライバ３０（走査側駆動手段）、ＲＧＢデコーダ４０（水平同期信号生成手段）、駆動アンプ７０、ＬＣＤコントローラ８０（極性反転信号生成手段）、電圧発生回路９０等を備えて構成される。ここで、本発明における信号ドライバ２０は、時分割駆動方式を備え、以下においては３分割駆動を行うものとするが、本発明はこれに限るものではなく、他の分割数を有するものであってもよい。

液晶表示パネル１０は、行方向に配設された複数の走査ラインＧと、列方向に配設された複数の信号ラインＳを備え、走査ラインＧと信号ラインＳの各交点付近に図２に示す表示画素を備える。

図２は、本発明に係る表示画素の等価回路である。各表示画素は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）９１を介して走査ラインＧ及び信号ラインＳに接続された画素電極９２と、画素電極９２に対向する位置に配置された対向電極９３と、画素電極９２と対向電極９３との間に液晶が充填されてなる画素容量９４と、画素容量９４と並列接続され、画素容量９４の印加電圧を保持する補助容量９５とから構成され、画素電極９２と対向電極９３との間に形成される電界により液晶の配列が変化することを用いて、画像表示が実現される。

信号ドライバ２０には、信号ラインＳが接続され、後述するＬＣＤコントローラ８０から出力される水平制御信号（クロック信号ＳＣＫ、シフトスタート信号ＳＴＨ、ラッチ動作制御信号ＳＴＢ等）に基づいて、ＲＧＢデコーダ４０から供給されるＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色の表示データを１行単位で記憶し、該表示データに基づいた表示データ信号を階調電圧として各信号ラインＳに順次供給する。詳細は後述する。

走査ドライバ３０には、走査ラインＧが接続され、ＬＣＤコントローラ８０から出力される垂直制御信号に基づいて、各走査ラインＧに走査信号を順次印加して選択状態とし、信号ラインＳと交差する位置の表示画素（画素電極）に、信号ドライバ２０から信号ラインＳを介して供給された階調電圧を印加する。

ＲＧＢデコーダ４０は、例えば、液晶表示装置１の外部から供給される映像信号（コンポジットビデオ信号）から水平同期信号Ｈ、垂直同期信号Ｖ及びコンポジット同期信号ＣＳＹを抽出して、ＬＣＤコントローラ８０に供給すると共に、映像信号に含まれるＲ、Ｇ、Ｂの各色信号に基づくＲＧＢ表示データを抽出し、信号ドライバ２０に出力する。

駆動アンプ７０は、各表示画素の補助容量３１に接続された補助容量ライン（共通ライン）Ｃ及び対向電極９３に印加されるコモン信号電圧ＶＣＯＭを生成し、ＬＣＤコントローラ８０から出力される極性反転制御信号ＦＲＰに応じてコモン信号電圧ＶＣＯＭの極性を反転して出力する。

ＬＣＤコントローラ８０は、ＲＧＢデコーダ４０から供給される水平同期信号Ｈ、垂直同期信号Ｖ及びコンポジット同期信号ＣＳＹに基づいて、極性制御信号ＰＯＬ等を生成して、信号ドライバ２０及び駆動アンプ７０に出力すると共に、水平制御信号や垂直制御信号を生成して、各々信号ドライバ２０及び走査ドライバ３０に出力することにより、所定のタイミングで各表示画素に階調電圧を印加して、液晶表示パネル１０に表示データに基づく所定の画像情報を表示させる制御を行う。

電圧発生回路９０は、液晶表示装置１を構成する各回路に必要な複数の電圧を生成して供給する。例えば、後述する信号ドライバ２０内にある階調電圧生成部２８において階調電圧を生成するために必要な電圧ＶＨ及びＶＬ等が生成されて信号ドライバ２０に供給される。

図３は本発明に係る信号ドライバの実施形態における要部構成図である。信号ドライバ２０は、シフトレジスタ部２１と、データレジスタ部２２（データ保持手段）と、データラッチ部２３と、第１スイッチ回路部２４（第１スイッチ手段）と、ＤＡＣ回路部２５と、第２スイッチ回路部２６（第２スイッチ手段）と、スイッチ切替部２７と、階調電圧生成部２８（階調電圧生成手段）と、を備えて構成される。

シフトレジスタ部２１は、入力されるシフトスタート信号ＳＴＨをクロック信号ＳＣＫによって順次シフト動作させ、タイミング信号としてデータレジスタ部２２に出力する。

データレジスタ部２２にはａビットの表示データ（例えば、図３ではａ＝８ビットからなるＤ０〜Ｄ７）が入力されて、シフトレジスタ部２１から入力される信号のタイミングで表示データを順次取り込む。

データラッチ部２３は、入力されるラッチ動作制御信号ＳＴＢに応じてデータレジスタ部２２から出力される表示データＰ１、Ｐ２、・・・、Ｐｎを一斉に取り込むと共に、取り込んだ表示データＰ１、Ｐ２、・・・、Ｐｎを第１スイッチ回路部２４を介して表示データＱ１、Ｑ２、・・・、ＱｎとしてＤＡＣ回路部２５に出力する。

ＤＡＣ回路部２５は、複数のＤＡＣ部２５１及び出力アンプ回路２５２で構成され、ＤＡＣ部２５１により、階調電圧生成部２８より供給される階調電圧が選択されることにより表示データＱ１、Ｑ２、・・・、Ｑｎそれぞれが対応するアナログ信号電圧に変換され、出力アンプ回路２５２により表示データ信号としての階調電圧が第２スイッチ回路部２６を介して信号ラインＳ１、Ｓ２、・・・、Ｓｎにそれぞれ印加される。

次いで、第１スイッチ回路部２４及び第２スイッチ回路部２６について詳しく説明する。第１スイッチ回路部２４は、各々が複数のスイッチを有する複数の第１スイッチ群２４１から構成される。第２スイッチ回路部２６は、各々が複数のスイッチを有する複数の第２スイッチ群２６１から構成される。これら第１スイッチ回路部２４及び第２スイッチ回路部２６はスイッチ切替部２７から出力される信号によって駆動制御され、表示データ信号の印加動作を時分割駆動するように構成されている。

即ち、第１スイッチ回路部２４は、データラッチ部２３から出力される複数の表示データ出力線のうちのｍ本（ｍは２以上の整数；図１においてｍ＝３として図示している）の表示データ出力線毎に１つの第１スイッチ群２４１を備えるように構成され、各第１スイッチ群２４１はｍ本の表示データ出力線のうち１つを選択して１つのＤＡＣ部２５１に接続するように構成されている。

また、第２スイッチ回路部２６は、同様に液晶表示パネル１０の複数の信号ラインＳのうちのｍ本の信号ラインＳ毎に１つの第２スイッチ群２６１を備え、各第２スイッチ群２６１はｍ本の信号ラインＳのうち１つを選択して、出力アンプ回路２５２より出力された表示データ信号としての階調電圧を信号ラインＳに印加するように構成されている。

スイッチ切替部２７は、第１スイッチ制御信号ＳＷ＿Ｒ１、ＳＷ＿Ｇ１及びＳＷ＿Ｂ１を第１スイッチ群２４１に出力し、第２スイッチ制御信号ＳＷ＿Ｒ０、ＳＷ＿Ｇ０及びＳＷ＿Ｂ０を第２スイッチ群２６１に出力するように構成され、第１スイッチ群２４１及び第２スイッチ群２６１の接続状態を一律に設定して同期的に動作させる。また、１走査期間（例えば、１水平走査期間）内に第１スイッチ群２４１及び第２スイッチ群２６１における接続状態が一巡するように第１スイッチ制御信号ＳＷ＿Ｒ１、ＳＷ＿Ｇ１及びＳＷ＿Ｂ１及び第２スイッチ制御信号ＳＷ＿Ｒ０、ＳＷ＿Ｇ０及びＳＷ＿Ｂ０を出力して、第１スイッチ回路部２４及び第２スイッチ回路部２６の制御動作を行う。

第１スイッチ制御信号ＳＷ＿Ｒ１、ＳＷ＿Ｇ１及びＳＷ＿Ｂ１は、第１スイッチ群２４１に接続されるｍ本の表示データ出力線のうち何れかと対応付けられて構成される。そして、１走査期間内においていずれかの第１スイッチ信号がオン状態となり、オン状態となった第１スイッチ信号と対応付けられている表示データ出力線とＤＡＣ回路部２５が接続されるようにスイッチが切り替えられる。

第２スイッチ制御信号ＳＷ＿Ｒ０、ＳＷ＿Ｇ０及びＳＷ＿Ｂ０は、第２スイッチ群２６１に接続されるｍ本の信号ラインＳのうち何れかと対応付けられて構成されている。そして、１走査期間内において第２スイッチ制御信号ＳＷ＿Ｒ０、ＳＷ＿Ｇ０及びＳＷ＿Ｂ０が順次オン状態となり、オン状態となった第２スイッチ制御信号と対応付けられている信号ラインＳと出力アンプ回路２５２の出力端子が接続されるようにスイッチが切り替えられる。

これにより、信号ドライバ２０は液晶表示パネル１０の各信号ラインＳへ表示データ信号を印加する動作を１走査期間内にｍ分割して時分割駆動を行うこととなる。

また、ＤＡＣ回路部２５を構成するＤＡＣ部２５１及び出力アンプ回路２５２の個数は、第１スイッチ回路部２４、第２スイッチ回路部２６を構成する第１スイッチ群２４１、第２スイッチ群２６１の個数と同数であり、信号ラインＳの本数の１／ｍである。

次にＤＡＣ回路部２５及び階調電圧生成部２８について説明する。図４は、本実施形態に係るＤＡＣ回路部と階調電圧生成部の回路構成の一例を示した図である。階調電圧生成部２８は、電圧ＶＨと電圧ＶＬの間を表示データの階調数（階調数＝２^ａ。例えば、図４では２^８＝２５６）に応じた複数の抵抗Ｒ１、Ｒ２、・・・、Ｒ２５４で分圧して、分圧した電圧を階調電圧として階調電圧印加ラインＶ０、Ｖ１、・・・、Ｖ２５５に印加する。

具体的には、アンプ２８１及び２８４には電圧発生回路９０より電圧ＶＨが供給され、増幅された電圧が端子２８１ａ及び２８４ａに印加される。またアンプ２８２及び２８３には電圧発生回路９０より電圧ＶＬが供給され、増幅された電圧が端子２８２ａ及び２８３ａに印加される。そして、スイッチ２８ａはＬＣＤコントローラ８０から出力される極性制御信号ＰＯＬに応じて端子２８１ａまたは端子２８２ａを切り替えて選択する。スイッチ２８ｂも同様に極性制御信号ＰＯＬに応じて端子２８３ａまたは端子２８４ａを切り替えて選択する。ここで、スイッチ２８ａ及び２８ｂによって、端子２８１ａと端子２８３ａが同時に選択され、端子２８２ａと端子２８４ａが同時に選択される。これにより、階調電圧印加ラインＶ０に電圧ＶＨが印加されるときは階調電圧印加ラインＶ２５５には電圧ＶＬが印加され、階調電圧印加ラインＶ０に電圧ＶＬが印加されるときは階調電圧印加ラインＶ２５５には電圧ＶＨが印加される。このように極性制御信号ＰＯＬの極性反転に応じて極性反転された電圧が階調電圧印加ラインＶ０及びＶ２５５に印加され、同時に階調電圧印加ラインＶ１〜Ｖ２５４の電圧も極性反転される。

ＤＡＣ部２５１は、デコーダ２５１１と、各階調電圧印加ラインＶ０、Ｖ１、・・・、Ｖ２５５に接続される選択スイッチＳＷ０、ＳＷ１、・・・、ＳＷ２５５とを備えて構成される。デコーダ２５１１は、第１スイッチ群２４１から出力された表示データを入力してデコードし、ＲＧＢ各画素の階調数に応じた階調レベル信号を出力する。各選択スイッチＳＷ０、ＳＷ１、・・・、ＳＷ２５５はデコーダ２５１１から出力される階調レベル信号に基づいてオン／オフが制御される。そして選択された階調電圧印加ラインＶ０、Ｖ１、・・・、Ｖ２５５と階調電圧出力ラインＳＬとが導通されて、階調電圧印加ラインＶ０、Ｖ１、・・・、Ｖ２５５に印加された階調電圧が階調電圧出力ラインＳＬに印加される。即ち、階調電圧出力ラインＳＬには選択された階調電圧印加ラインＶ０、Ｖ１、・・・、Ｖ２５５の階調電圧が階調電圧出力ラインＳＬに出力され、出力アンプ回路２５２を介して第２スイッチ群２６１に出力される。

次に、本実施の形態における液晶表示装置１の駆動制御方法について説明するが、従来の駆動制御方法を適用した場合とを対比して、本発明の作用効果を詳細に説明する。図５は従来の液晶表示装置における主な信号の信号波形を示す図である。同図において横軸を時間軸として、上から水平同期信号Ｈ、極性制御信号ＰＯＬ、階調電圧印加ラインＶ０に印加される電圧波形、階調電圧印加ラインＶ２５５に印加される電圧波形、第２スイッチ制御信号ＳＷ＿Ｒ０、ＳＷ＿Ｇ０、ＳＷ＿Ｂ０、コモン信号電圧ＶＣＯＭの電圧波形を示している。また図５（ｂ）は、図５（ａ）における時間Ｔ（水平同期信号Ｈが出力されて次の水平同期信号が出力されるまでの１水平走査期間）を拡大して示した図である。

図５（ｂ）において、水平同期信号Ｈの立ち上がりに対応して同時に極性制御信号ＰＯＬの極性が反転される。更に第２スイッチ制御信号ＳＷ＿Ｒ０がハイレベルとなり、第２スイッチ制御信号ＳＷ＿Ｒ０に対応する信号ラインＳに表示データ信号としての階調電圧が印加される。次に第２スイッチ制御信号ＳＷ＿Ｇ０が選択されてハイレベルとなり、次いで第２スイッチ制御信号ＳＷ＿Ｂ０が選択されてハイレベルとなって、選択された階調電圧が表示データ信号として対応する信号ラインＳに順次印加される。

しかしながら、図５（ｂ）に示すように、極性制御信号ＰＯＬの極性反転に応じて階調電圧印加ラインＶ０及びＶ２５５の電位の極性が反転して安定するまでに時間ｔ１１を要している。これは、１つの階調電圧印加ラインに対してトランジスタによって構成された選択スイッチＳＷ１、ＳＷ２、・・・、ＳＷ２５５が多数接続されており、これが階調電圧印加ラインの大きな負荷容量となっているためである。従って、階調電圧の電位が極性反転により変化した際に、階調電圧印加ラインが所定の電位に安定（収束）するまでに時間がかかる。このように各階調電圧印加ラインの電位の変動期間（時間ｔ１１）中は表示データに応じた階調電圧を正確に生成することができず、正確な階調電圧が得られる時間は変動期間ｔ１１を除いた時間ｔ１２だけとなり、変動期間ｔ１１においては正確な書込みが行われていないことになる。従って、この場合には、正確な階調電圧が印加される印加時間（書込み時間）が実質的に短くなってしまう。このように、第２スイッチ制御信号ＳＷ＿Ｒ０に対応する信号ラインＳに対する階調電圧の印加時間が実質的に短くなると、他の第２スイッチ制御信号ＳＷ＿Ｇ０及びＳＷ＿Ｂ０に対応する信号ラインＳに比べて、第２スイッチ制御信号ＳＷ＿Ｒ０に対応する信号ラインＳへの階調電圧の印加不足（表示データ信号の書き込み不足）が生じてしまう。即ち、第２スイッチ制御信号ＳＷ＿Ｒ０に対応する信号ラインＳの表示画素への階調電圧が十分印加されず、液晶表示パネル１０に表示された画像に縦縞が発生して、表示画質の劣化を招く原因となっていた。

一方、上述のような短い印加時間でも信号ラインＳに十分な階調電圧を印加することができるようにするために出力アンプ回路２５２の駆動能力を上げた場合には、消費電力が増加する問題が発生していた。

次に、本実施の形態における液晶表示装置１の駆動制御方法を説明する。図６は本実施の形態における液晶表示装置１における主な信号の信号波形を示した図である。同図において横軸を時間軸として、上から水平同期信号Ｈ、極性制御信号ＰＯＬ、階調電圧印加ラインＶ０に印加される電圧波形、階調電圧印加ラインＶ２５５に印加される電圧波形、第２スイッチ制御信号ＳＷ＿Ｒ０、ＳＷ＿Ｇ０、ＳＷ＿Ｂ０、コモン信号電圧ＶＣＯＭの電圧波形を示している。

また図６（ｂ）は図６（ａ）における時間Ｔ（１水平走査期間）近傍を拡大して示した図である。従来の極性制御信号ＰＯＬは水平同期信号Ｈの立ち上がりに応じて同時に極性反転されていたが、本実施の形態では、図６（ａ）に示すように水平同期信号Ｈが立ち上がって時間Ｔｋ（＜Ｔ）経過後であり、且つ、該走査期間において各信号ラインＳへの階調電圧の印加が終了した後のタイミングに極性制御信号ＰＯＬの極性を反転させる。言い換えると、ＬＣＤコントローラ８０は極性制御信号ＰＯＬを次回の水平同期信号Ｈの立ち上がりより時間（Ｔ−Ｔｋ）（階調電圧収束時間）ほど早く、且つ、該走査期間において各信号ラインＳへの階調電圧の印加が終了した後のタイミングで極性反転して出力する。そして階調電圧生成部２８は極性制御信号ＰＯＬの極性反転に応じて、スイッチ２８ａ及び２８ｂが切り替えられ、階調電圧印加ラインＶ０〜Ｖ２５５に印加される階調電圧の極性が反転される。尚、この階調電圧収束時間は極性制御信号ＰＯＬの極性反転に応じて各階調電圧印加ラインの極性が反転して電位が安定（収束）するまでに要する時間が設定され、階調電圧印加ラインの負荷容量に基づく時定数に応じた時間に設定される。また、例えば本実施形態におけるような、３分割の時分割駆動を行う場合には、このＴ−Ｔｋの時間を１／４Ｔ程度の時間に設定するようにしてもよい。

つまり、次回の水平同期信号Ｈの立ち上がりより時間（Ｔ−Ｔｋ）早いタイミングで極性制御信号ＰＯＬの極性反転が行われるため、水平同期信号Ｈの立ち上がりの時点においては各階調電圧印加ラインの電位は安定状態にある。更に、１走査期間において各信号ラインＳへの階調電圧の印加が終了した後に極性制御信号ＰＯＬの極性反転が行われて階調電圧の極性が反転するため、水平同期信号Ｈの立ち上がりに応じて第２スイッチ制御信号ＳＷ＿Ｒ０、ＳＷ＿Ｇ０、ＳＷ＿Ｂ０のいずれの信号がハイレベルとなっても、表示データに応じた正確な階調電圧を対応する信号ラインＳに印加することができる。これにより、従来発生していた表示画質の劣化を防ぐことができる。また、各信号ラインＳに対して階調電圧を印加する印加時間（書き込み時間）を等しくできるため（時間ｔ２２）、表示画質を向上させることができる。更に、表示画素に対する階調電圧の印加不足が解消するために出力アンプ回路２５２の駆動能力を上げる必要がないため、消費電力の増加を抑制することができる。

更に、前の走査期間において信号ラインＳへの階調電圧の印加が終了してから、次の走査期間において第２スイッチ制御信号ＳＷ＿Ｒ０、ＳＷ＿Ｇ０、ＳＷ＿Ｂ０のうち何れかの信号がハイレベルになるまでの空き時間がΔｔとなるように設定する。この空き時間Δｔは表示画素の電位を所定の収束電位にするための時間に充ててもよい。また、空き時間Δｔを帰線期間に充ててもよい。

また、図６に示すように、極性制御信号ＰＯＬの極性が反転し第２スイッチ制御信号ＳＷ＿Ｒ０、ＳＷ＿Ｇ０、ＳＷ＿Ｂ０のうち何れかの信号がハイレベルになる前に、第２スイッチ制御信号ＳＷ＿Ｒ０、ＳＷ＿Ｇ０、ＳＷ＿Ｂ０の全てのスイッチがライン電圧安定時間（時間ｔ２１）ハイレベルとなるように設定してもよい。これにより信号ラインＳに対して階調電圧の何れかの電圧が印加されることになる。

従来は、極性制御信号ＰＯＬの極性が反転し第２スイッチ制御信号ＳＷ＿Ｒ０、ＳＷ＿Ｇ０、ＳＷ＿Ｂ０のうち何れかの信号がハイレベルになるまで信号ラインＳはハイインピーダンス状態であるが、液晶表示パネル１０内の寄生容量を介して信号ドライバ２０の出力端子の電位が例えばコモン信号電圧ＶＣＯＭと同電位となり、その後信号ラインＳに印加される階調電圧との電位差が大きい状態になっていた。つまり、信号ラインＳに階調電圧を印加して該信号ラインＳの電位が安定するまでに時間がかかり、表示画素への書き込み時間が長くなってしまう問題があった。

そこで、極性制御信号ＰＯＬの極性が反転し第２スイッチ制御信号ＳＷ＿Ｒ０、ＳＷ＿Ｇ０、ＳＷ＿Ｂ０のうち何れかの信号がハイレベルになる前に、第２スイッチ制御信号ＳＷ＿Ｒ０、ＳＷ＿Ｇ０、ＳＷ＿Ｂ０がライン電圧安定時間（時間ｔ２１）の間ハイレベルとなるように設定することにより、信号ラインＳには階調電圧の何れかの電圧が印加される。この電圧はその後に印加される階調電圧とは大きな差がない。これにより、信号ラインＳに正規の階調電圧を印加しても該信号ラインＳの電位がすぐに階調電圧の電位に達して、表示画素への書き込み時間を短縮させることができる。

このように、本実施の形態においては、１走査期間において各信号ラインＳへの階調電圧の印加が終了した後で、且つ、次回の水平同期信号Ｈの立ち上がりより階調電圧収束時間（Ｔ−Ｔｋ）だけ早いタイミングで極性制御信号ＰＯＬの極性反転を行うことにより、極性反転後に階調電圧の電位が安定するまでの時間の影響を無くして、水平同期信号Ｈの立ち上がりに応じて第２スイッチ制御信号ＳＷ＿Ｒ０、ＳＷ＿Ｇ０、ＳＷ＿Ｂ０のいずれの信号がハイレベルとなっても、表示データに応じた正確な階調電圧を信号ラインＳに印加することができる。これにより、表示画質の劣化を防ぐことができる。また、各信号ラインＳに表示データに応じた階調電圧を印加する印加時間（書き込み時間）を等しくできるため、表示画質を向上させることができる。更に、表示画素に対する階調電圧の印加不足を解消するために出力アンプ回路２５２の駆動能力を上げる必要がないため、消費電力を低減させることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明を適用可能な形態は上述した実施形態に限られるものではなく、適宜変更してもよいことは勿論である。例えば、第１スイッチ群２４１はデータラッチ部２３から出力される３本の表示データ出力線毎に１つのスイッチ、及び第２スイッチ群２６１は３本の信号ラインＳ毎に１つのスイッチを備える構成としたが、３本以外の複数本の表示データ出力線及び信号ラインＳに対して１つのスイッチを備える構成としてもよい。

本発明に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図。 本発明に係る表示画素の等価回路。 本発明に係る信号ドライバの実施形態における要部構成図。 本実施形態に係る階調電圧生成部とＤＡＣ回路部の回路構成図 従来の液晶表示装置の主な信号の信号波形を示したタイミングチャート。 本実施形態に係る液晶表示装置の主な信号の信号波形を示したタイミングチャート。

符号の説明

１ 液晶表示装置
１０ 液晶表示パネル
２０ 信号ドライバ
２１ シフトレジスタ部
２２ データレジスタ部
２３ データラッチ部
２４ 第１スイッチ回路部
２５ ＤＡＣ回路部
２６ 第２スイッチ回路部
２７ スイッチ切替部
２８ 階調電圧生成部
３０ 走査ドライバ
４０ ＲＧＢデコーダ
６０ メモリ
７０ 駆動アンプ
８０ ＬＣＤコントローラ
９０ 電圧発生回路

Claims (6)

1. 複数の走査ライン及び複数の信号ラインの各交点近傍にマトリクス状に配列された複数の表示画素を有する表示パネルを表示データに基づいて表示駆動する表示駆動装置において、少なくとも、
   前記表示データの階調数に応じた複数の階調電圧を生成し、水平同期信号に基づくタイミングで前記階調電圧の極性を反転する階調電圧生成手段と、
   前記複数の信号ラインにおける所定の数の信号ラインごとに設けられ、前記水平同期信号に応じて、前記表示データの階調値に基づいて前記複数の階調電圧のいずれかを選択し、時分割で前記所定の数の信号ラインの各々に前記選択された階調電圧を順次印加して、各信号ラインを時分割駆動する時分割駆動手段と、を備え、
   前記階調電圧生成手段における前記階調電圧の極性反転タイミングは、前記時分割駆動手段による前記複数の信号ラインへの前記階調電圧の印加が終了した後のタイミングであり、且つ、次回の水平同期信号のタイミングよりも所定の階調電圧収束時間分前のタイミングに設定され、
   前記所定の階調電圧収束時間は、前記階調電圧生成手段における前記階調電圧が極性反転してから収束するまでの時間であることを特徴とする表示駆動装置。
2. 前記時分割駆動手段は、
   前記表示データを取り込み、並列的に保持するデータ保持手段と、
   前記データ保持手段に並列的に保持された前記所定の数の表示データの各々を、前記水平同期信号に応じて順次選択する第１スイッチ手段と、
   前記所定の数の信号ラインの各々を前記水平同期信号に応じて順次選択し、選択した信号ラインに前記第１スイッチ手段により選択された前記表示データの階調値に基づいた階調電圧を順次供給する第２にスイッチ手段と、
   を備え、
   前記第２スイッチ手段は、前記階調電圧の極性が反転されて前記所定の数の信号ラインの何れかを選択する前に、全ての前記所定の数の信号ラインを選択状態とする期間を有することを特徴とする請求項１に記載の表示駆動装置。
3. 複数の走査ライン及び複数の信号ラインの各交点近傍にマトリクス状に配列された複数の表示画素を有する表示パネルの前記表示画素を順次選択状態にして、表示データに基づいて表示駆動する表示装置において、
   水平同期信号を出力する水平同期信号生成手段と、
   前記複数の走査ラインに走査駆動信号を順次出力して前記表示画素を順次選択状態に設定する走査側駆動手段と、
   前記水平同期信号に基づいて極性反転される反転信号を出力する極性反転信号生成手段と、
   前記表示データの階調数に応じた複数の階調電圧を生成し、前記反転信号の極性反転タイミングに応じて前記階調電圧の極性を反転する階調電圧生成手段と、
   前記複数の信号ラインにおける所定の数の信号ラインごとに設けられ、前記水平同期信号に応じて、前記表示データの階調値に基づいて前記複数の階調電圧のいずれかを選択し、時分割で前記所定の数の信号ラインの各々に前記選択された階調電圧を順次印加して、各信号ラインを時分割駆動する時分割駆動手段と、を備え、
   前記反転信号の極性反転タイミングは、前記時分割駆動手段による前記複数の信号ラインへの前記階調電圧の印加が終了した後のタイミングであり、且つ、次回の前記水平同期信号のタイミングよりも所定の階調電圧収束時間分前のタイミングに設定され、
   前記所定の階調電圧収束時間は、前記階調電圧生成手段における前記階調電圧が極性反転してから収束するまでの時間であることを特徴とする表示装置。
4. 前記時分割駆動手段は、
   前記表示データを取り込み、並列的に保持するデータ保持手段と、
   前記データ保持手段に並列的に保持された前記所定の数の表示データの各々を、前記水平同期信号に応じて順次選択する第１スイッチ手段と、
   前記所定の数の信号ラインの各々を前記水平同期信号に応じて順次選択し、選択した信号ラインに前記第１スイッチ手段により選択された前記表示データの階調値に基づいた階調電圧を順次供給する第２スイッチ手段と、
   を備え、
   前記第２スイッチ手段は、前記階調電圧の極性が反転されて前記所定の数の信号ラインの何れかを選択する前に、全ての前記所定の数の信号ラインを選択状態とする期間を有することを特徴とする請求項３に記載の表示装置。
5. 複数の走査ライン及び複数の信号ラインの各交点近傍にマトリクス状に配列された複数の表示画素を有する表示パネルの前記複数の走査ラインを順次選択状態とし、表示データに応じた階調電圧を前記複数の信号ラインに印加して表示駆動する表示駆動装置の駆動制御方法において、
   前記表示データの階調数に応じた複数の階調電圧を生成するステップと、
   前記表示データの階調値に基づいて前記複数の階調電圧のいずれかを選択し、水平同期信号に応じて時分割で前記複数の信号ラインにおける所定の数の信号ラインの各々に前記選択された階調電圧を順次印加して、前記各信号ラインを時分割駆動するステップと、
   前記時分割駆動するステップによる前記複数の信号ラインへの前記階調電圧の印加が終了した後のタイミングであり、且つ、次回の水平同期信号のタイミングよりも前記階調電圧生成手段における前記階調電圧が極性反転してから収束するまでの所定の階調電圧収束時間分前のタイミングで、前記階調電圧の極性を反転させるステップと、
   を含むことを特徴とする表示駆動装置の駆動制御方法。
6. 前記信号ラインを時分割駆動するステップは、
   前記表示データを取り込んで並列的に保持するステップと、
   並列的に保持された前記所定の数の表示データの各々を、前記水平同期信号に応じて順次選択するステップと、
   前記所定の数の信号ラインの各々を前記水平同期信号に応じて順次選択し、選択した信号ラインに前記表示データの階調値に基づいた階調電圧を順次供給するステップと、
   前記階調電圧の極性が反転されて前記所定の数の信号ラインの何れかが選択される前に、全ての前記所定の数の信号ラインを選択状態とするステップと、
   を含むことを特徴とする請求項５に記載の表示駆動装置の駆動制御方法。

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