JP4661412B2 - 液晶パネルの駆動方法および液晶表示装置 - Google Patents

Description

この発明は、液晶パネルの駆動方法および液晶表示装置に関し、特に、液晶パネルの周囲温度如何に依らずに画像を確実に表示することができるアクティブマトリックス型液晶パネルの駆動方法および液晶表示装置に関する。

液晶表示装置は近年、種々の環境下で各種用途に用いられるようになってきている。例えば周囲温度についても、高温環境から低温環境にわたり良好に動作することが要求される。

また、前記アクティブマトリックス型液晶表示装置のスイッチング素子としては、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｎｔｏｒ）やＴＦＤ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｄｉｏｄｅ）などがあるが、特に画質の点から、近年ではＴＦＴが主に使用されている。一般にＴＦＴの充電性能には温度依存性があり、低温になるほど低下する。このため、液晶セルのフレーム毎の交流駆動方法として広く使用されているライン反転駆動法や、ドット反転駆動法において、周囲温度が比較的低温の環境下では、画素への充電が不十分になり、液晶に所望の電圧が印加されない。（以後、周囲温度とは液晶パネルまたはその近傍の温度を言う。）この結果、一般的なＴＮ（Ｔｗｉｓｔ Ｎｅｍａｔｉｃ）型液晶を使ったノーマリーホワイトモードでは、電圧−輝度特性の高輝度側へのシフト、黒輝度の上昇、コントラストの低下などが発生し、画質が劣化するという問題がある。同様にノーマリーブラックモードでは、電圧−輝度特性の低輝度側へのシフト、高輝度時の輝度均一性の乱れ、白色輝度低下によるコントラスト低下などの問題が有る。

上記低温時における画質の劣化を防止するため、低温時に複数の走査線を２ 本ずつ順次選択することにより、画像データ信号に応じた本来の階調電位で液晶セルを充電する前に、その液晶セルの１ 行以上前の同じ色配列の液晶セルに対応する階調電位でその液晶セルを予備充電する液晶パネルの駆動方法が周知である。（ 特許文献１ 参照）

また、低温時における表示遅れによる誤表示を回避するため、ＬＣＤコントローラに表示用ＲＡＭを接続し、該ＲＡＭに書き込まれた一画面分の画像データに基づき表示を行い、
周囲温度に応じた時間間隔で前記ＲＡＭに書き込まれた画像データの更新を行う方法が提案されている。（ 特許文献２ 参照）

特開平１０−１８６３２６号公報 特開平９−２１１４２７号公報

上記予備充電による液晶パネルの駆動方法では、ある画素の画像データに対し一旦別の画素の画像データを書き込むことになり、表示する画像データとして自然画像、動画像を表示した場合は表示上の問題は少ないが、図形などのようなグラフィック画像を表示させた場合は、画像の境界のボケ、ゴースト、クロストークなどの画質劣化が視認される可能性がある。また、低温時に複数の走査線を２ 本ずつ選択する駆動方式においては、消費電力が大きくなり、さらに構成が複雑になるという問題があった。また、ＬＣＤコントローラにＲＡＭを接続し、低温時に該ＲＡＭに書き込まれる映像データの更新を比較的長い時間を空けて行う方法は、ＬＣＤコントローラにより液晶パネルの駆動タイミングは温度に拠らず一定であり、表示の応答遅れによる誤表示の対策にはなっても、コントラスト低下などの液晶表示そのもの画質劣化に効果はない。

この発明に係る液晶パネルの駆動方法は、複数の水平走査配線および複数のデータ配線とで囲まれる複数の画素電極に接続された複数のスイッチング素子を前記水平走査配線により供給されるゲート選択信号によって導通制御し、これらのスイッチング素子を介して、前記データ配線により供給される画像データ信号を前記画素電極に供給するようにした液晶パネルの駆動方法であって、前記液晶パネルの周囲温度を検出し、この周囲温度が常温域において、一フレーム毎に前記画像データ信号の極性を反転し、前記周囲温度が低温域においては二フレーム毎に前記画像データ信号の極性が反転するよう前記画像データ信号を制御することを特徴とする。

液晶パネルの周囲温度が低温域において、所望の透過率を達成することが容易になり、コントラスト値の低下など画質の劣化を改善することが可能となる。

実施の形態１．
図１に本発明の実施の形態１における液晶パネルの駆動方法を採用した液晶表示装置１のシステム構成図を示す。図１において、ノーマリーブラック液晶パネル２は互いに交差する複数のデータ配線３、４、５、６等と複数の水平走査配線７、８、９等でマトリックス状に構成されたアクティブマトリックス基板１０と、それと対向する図示しない対向基板とが間隙を有し張り合わされ、その間隙に図示しない液晶を狭持している。ここで、説明の簡素化のために特定の一画素部の構成について詳しく説明し、後に液晶パネル２全体について説明する。

破線で示した画素部１１はデータ配線５、６と水平走査配線７、８の交差部に配置され、スイッチング素子としてＴＦＴ１２と画素電極１３を有し、ＴＦＴ１２のゲート電極に水平走査配線７が、ソース電極にデータ配線５がドレイン電極に画素電極１３が夫々接続される。また画素電極１３は前記対向基板の電極である対向電極１４との間に液晶を挟んで容量を形成しており、水平走査配線７に印加されるゲート選択信号が“Ｈ”レベルになるとＴＦＴ１２がオンし、その時のデータ配線５の電位即ち画像データ信号が画素電極１３に書き込まれ、一水平期間経過後ゲート選択信号が“Ｌ”レベルとなり、ＴＦＴ１２がオフし書き込まれた電位を一フレーム周期以上前記容量に保持する。また、液晶パネル２の水平走査配線７、８、９等の端部には水平走査配線駆動回路としてゲートドライバ１５が接続され、データ配線３、４、５，６等の端部にはデータ配線駆動回路としてソースドライバ１６が接続され、夫々タイミング制御回路１７によって制御される。

ここでタイミング制御回路１７は、図示しない外部表示コントローラから入力された映像信号１８および表示クロック、水平同期信号、垂直同期信号などから成る表示制御信号１９から階調補正やタイミングの調整などの加工を施し、ソースドライバ１６に対して表示制御データ信号２０を出力するとともに、ゲートドライバ１５に水平走査制御信号２１を出力する回路である。

さらに前記タイミング制御回路１７には周囲温度検出部２２が接続されており、前記周囲温度検出部２２は液晶表示パネル２の周囲温度を検出して、その温度情報２３を前記タイミング制御回路１７に出力する。また図２、２２ａは前記周囲温度検出部２２の構成例を示す図である。同図において、３０は温度センサであり、例えば温度上昇に伴って、抵抗値が増加するサーミスタ等から構成される。前記温度センサ３０と調整抵抗３１、３２により、基準電圧源の電圧を適当な電圧に分圧し、その電圧範囲が調整された後、Ａ／Ｄ（アナログ−デジタル）変換回路に入力され、周囲温度に相関したデジタルデータとして温度情報２３がタイミング制御回路１７へ出力される。前記タイミング制御回路１７は入力された温度情報２３と、映像信号１８および表示制御信号１９とから、その周囲温度に適合した前記水平走査制御信号２１および前記表示制御データ信号２０をゲートドライバ１５およびソースドライバ１６に夫々出力する。

図３は本実施の形態１において、液晶表示装置１の環境温度が徐々に低下して行き、ｍ＋１フレームとｍ＋２フレーム間で、液晶パネル２の周囲温度が所定の温度（例えば０℃）を超える常温域から所定の温度以下の低温域へ下降し、前記周囲温度検出部２２が出力する温度情報２３が常温域から低温域へ切り替わった場合について、前記タイミング制御回路１７の動作を説明するタイミングチャート図である。図３において、（ａ）は図１のｎライン７、（ｂ）は同図ｎ＋１ライン８、（ｃ）は同図ｎ＋２ライン９のゲート選択信号波形であり、ゲートドライバ１５により夫々駆動され、図３、（ｄ）は図１のソースドライバ１６により駆動されるデータ配線５の画像データ信号波形の概略波形を示した図である。

先ず、常温域即ちｍフレームおよびｍ＋１フレーム時において、垂直走査の周期を表すフレーム周期は、前記外部表示コントローラからタイミング制御回路１７に入力した表示制御信号１９に含まれる垂直同期と同一となり、その値は１／６０ｓが一般的である。従って、水平走査配線７（ｎライン）、８（ｎ＋１ライン）および９（ｎ＋２ライン）が前記ＴＦＴをオンさせて、データ配線５の画像データ信号を画素電極に書き込むゲート選択期間即ち第一のゲート選択期間Ｔｈは、垂直ブランキング期間をＴｖｂ、液晶パネル２の総水平走査配線数をＮとすると、
Ｔｈ＝（１／６０−Ｔｖｂ）／Ｎ
となる。

この場合、図３、（ｄ）画像データ信号にて示したとおり、データ配線５は水平走査配線７（ｎライン）の“Ｈ”レベル期間に対応してｍフレーム時は正極性、ｍ＋１フレーム時は負極性となるようソースドライバ１６により交流化されており、その結果画素電極１３と対向電極１４間に狭持された液晶層は一フレーム毎に交流駆動される（以後一フレーム反転駆動と称する）。さらに、同一フレーム内において水平走査配線７（ｎライン）の“Ｈ”レベル期間と次のゲート選択期間である水平走査配線８（ｎ＋１ライン）の“Ｈ”レベル期間に夫々対応する前記画像データ信号も逆極性となっており、ライン間での干渉を抑制し、所謂クロストークの発生を防止している。

また同様に水平走査配線８（ｎ＋１ライン）と水平走査配線９（ｎ＋２ライン）の“Ｈ”レベル期間に夫々対応する前記画像データ信号も逆極性となっており、以後一ライン毎に画像データ信号の極性が反転する。尚、図示したとおり前記画像データ信号のほぼ中央に水平に引かれた一点鎖線は、対向電極１４の電位Ｖｃｏｍであって、前記画像データ信号の電位が、対応するＴＦＴがオンすることにより画素電極に印加され、対向電極１４の電位Ｖｃｏｍと前記画素電極との電位差の絶対値により当該液晶層の透過率が決定される。本実施の形態１においては、ノーマリーブラック液晶を採用しているため、前記絶対値が大きいほど、透過率が大きくなる。

次に、前述のように周囲温度が徐々に低下して行き、ｍ＋１フレームとｍ＋２フレーム間で、前記所定の温度以下となり温度情報２３が低温域に相当する値となった場合について述べる。本実施の形態１の場合、低温域になると、図３で示したように、水平走査配線７（ｎライン）、８（ｎ＋１ライン）および９（ｎ＋２ライン）の繰り返し周期即ちフレーム周期が１／３０ｓとなるよう、タイミング制御回路１７がゲートドライバ１５に水平走査制御信号２１を出力する。同様にタイミング制御回路１７は前記外部表示コントローラから一般にフレーム周期１／６０ｓで送られてくる映像信号１８を１フレームおきに間引きし、液晶パネル２の各画素電極への書き込み周期（書き込みフレーム周期）を１／３０ｓとしている。更に図３、（ａ）水平走査配線ｎラインの“Ｈ”レベル期間に対応するデータ配線５の電位即ち図３、（ｄ）画像データ信号は、ｍ＋２フレーム時とｍ＋３フレーム間で極性が反転している。また同一フレーム内で隣接するゲート選択信号毎に各“Ｈ”レベル期間に対応する図３、（ｄ）画像データ信号の極性が反転する。

ここで前述したように低温域におけるゲート選択期間即ち第二のゲート選択期間Ｔｈ２は、前記垂直ブランキング期間をＴｖｂ、液晶パネル２の総水平走査配線数をＮとすると、
Ｔｈ２＝（１／３０−２Ｔｖｂ）／Ｎ
となり、２×Ｔｈと等しくなる。

本実施の形態１によれば、低温域における各画素への充電時間即ち第二のゲート選択期間Ｔｈ２は２×Ｔｈとなり、図３に示す常温域における駆動条件の場合の充電時間即ち第一のゲート選択機関Ｔｈに対し２倍となる。このため、低温下で充電特性が低下したＴＦＴに対して充電時間が十分長く取れるため、画素電極の到達電位が理論値に近づき、コントラストの低下、画面内の輝度不均一性が軽減される。

また、ここでは、説明の簡略化のために、前記アクティブマトリックス基板１０の内、水平走査配線７，８，９、画素部１１およびデータ配線５の関する駆動制御について特に取り立てて説明したが、その他の水平走査配線、画素部、データ配線の制御についても上記説明と同様の駆動制御を実施することは言うまでも無い。

ここではｍフレーム乃至ｍ＋３フレームに間について、特に説明したがその前後のフレームであっても同様の動作が繰り返されることは言うまでも無い。

なお、本実施の形態１では外部表示コントローラから送られてくる一般的な６０Ｈｚの映像信号１８について、ソースドライバ１６へ出力する表示制御データ信号２０は一フレームおきに間引き、３０Ｈｚ毎に更新するとしたが、外部表示コントローラからの映像信号１８が６０Ｈｚ以外の周波数の場合についても同様の構成により、ソースドライバ１６へ出力する表示制御データ信号２０の更新周期を長期化し、ゲート選択期間を延ばすことで、同様の効果が得られる。

さらに、本実施の形態１では、外部表示コントローラから送られてくる映像信号１８に対して、ソースドライバ１６へ出力する表示制御データ信号２０は一フレームおきに間引くとしたが、この表示制御データ信号２０は、液晶表示装置１に入力される複数の異なるフレームに対応する映像信号１８から演算により生成することもできる。例えば、常温域でフレーム周波数を６０Ｈｚとし、低温域ではフレーム周期を２倍に延長して３０Ｈｚとした場合、二フレーム分の映像信号１８を平均化してデータ配線５の画像データ信号とし、映像信号を間引きせずに液晶パネル２を駆動することが可能となる。同様に低温域では２０Ｈｚとフレーム周期を３倍に延長した場合、三フレーム分の映像信号１８を平均化してデータ配線５の画像データ信号とすればよい。

また、図２、２２ａにて示した周囲温度検出部は、周囲温度に相関したデジタルデータとして温度情報２３が出力されるため、タイミング制御回路１７にて前記常温域と低温域の切り替わり温度が比較的自由に設定でき、さらに周囲温度が上昇方向に有る場合の切り替わり温度と周囲温度が下降方向にある場合の切り替わり温度にギャップを持たせ、所謂ヒステリシス特性を持たせることも可能となり、前記所定の温度近傍における表示品位の安定性を高めることができる。一例としてフレーム周波数が６０Ｈｚとなる常温域からフレーム周波数を３０Ｈｚへと変更する低温域への切り替わり閾値を０℃と設定し、フレーム周波数が３０Ｈｚである低温域からフレーム周波数が６０Ｈｚとなる常温域に切り替わり閾値を５℃とする等の設定が可能である。

更に図２、２２ｂに示した周囲温度検出部２２の別の構成例について説明する。３０は前記温度センサであり、２２ａの例と同様に例えば温度上昇に伴って、抵抗値が増加するサーミスタ等から構成される。前記温度センサ３０と調整抵抗３１、３２により、第一基準電圧源の電圧を適当な電圧レベルに分圧し、コンパレータ３３の負入力端子に入力する。前述のように温度センサ３０は温度上昇下降によりその抵抗値が増減するため、コンパレータ３３の負入力端子電圧も周囲温度上昇下降に伴って上下する。コンパレータ３３の正入力端子には第二基準電圧源３４が抵抗３５を通じて接続され、同時に抵抗３５と３６は正帰還回路を構成してコンパレータ特性にヒステリシス特性を得いる。このため第二基準電圧源３４の電圧とコンパレータ３３の負入力端子電圧がほぼ同一電圧値となった場合、前記ヒステリシス特性によりコンパレータ出力へのノイズ発生が抑制される。前述のようにコンパレータ３３は、周囲温度の上昇／下降の伴って前記温度センサ３０の抵抗値が上下し、負入力端子電圧の電圧が上昇／下降すると前記第二基準電圧源３４の電圧と比較して前記コンパレータ出力を“Ｌ”／“Ｈ”レベル出力する。以上のようにコンパレータ３３の出力値にて周囲温度が前記常温域（“Ｌ”レベル）か前記低温域（“Ｈ”レベル）であるかを示す温度情報２３をタイミング制御回路１７に伝えることができる。

実施の形態２．
先ず、本実施の形態２における液晶パネルの駆動方法を採用した液晶表示装置のシステム構成は、前述の実施の形態１にて示した図１と同様の構成であるので、ここでは詳しい説明は省略する。以降、図４のタイミングチャート図を用いて前記低温域における前記タイミング制御回路１７の動作を説明する。

ここで周囲温度が所定の温度（例えば０℃）を超えており、前記周囲温度検出部２２から出力される温度情報２３が常温域の値を示した場合、タイミング制御回路１７は、前述の実施の形態１にて説明した常温域にての動作と同一の制御を実施し、即ち一フレーム毎にデータ配線５に印加される画像データ信号の極性を反転させる一フレーム反転駆動を行っており、ここでは詳しい説明は省略する。

次に、図４を用いて本発明の実施の形態２による低温域、（例えば０℃以下）におけるゲート選択信号および画像データ信号の概略波形を説明する。同図においては、（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は図１における隣接する水平走査配線７（ｎライン）、８（ｎ＋１ライン）および９（ｎ＋２ライン）のゲート選択信号を示し、ｍフレーム、ｍ＋１フレーム、ｍ＋２およびｍ＋３フレームと連続するフレーム間の波形挙動を表している。また図４、（ｄ）は図１におけるデータ配線５の画像データ信号の挙動を示している。

図４、（ｄ）にて示した画像データ信号の対向電極電位Ｖｃｏｍからの波高値は一フレーム毎に更新されるが、その極性は二フレーム毎に反転され、ｍフレームとｍ＋１フレームは第一の極性、ｍ＋１フレームとｍ＋２フレーム間で反転、ｍ＋２フレームとｍ＋３フレームも第二の極性となるよう、二フレーム毎に反転駆動される（以後、二フレーム反転駆動と称する）。これら前記ゲート選択信号、前記画像データ信号は、前述の実施の形態１と同様にタイミング制御回路１７から出力された水平走査制御信号２１および表示制御データ信号２０によってゲートドライバ１５およびソースドライバ１６より出力される。

また前述の実施の形態１と同様に、図４、（ａ）、（ｂ）に示したように同一フレーム内においては、水平走査配線７（ｎライン）と８（ｎ＋１ライン）の“Ｈ”レベル期間に夫々対応する図４、（ｄ）に示した画像データ信号も互いに逆極性となっており、以後一ラインごとに前記画像データ信号の駆動極性が反転する。尚、図示したとおり前記画像データ信号のほぼ中央に水平に引かれた一点鎖線は、対向電極１４の電位Ｖｃｏｍであって、前記画像データ信号の電位が、データ配線５に接続されたＴＦＴがオンすることにより前記画素電極１３に書き込まれ、対向電極１４間の電圧が液晶層に印加され、この電圧の絶対値により前記画素電極１３に対応する液晶層の透過率が決定される。本実施の形態２においては、ノーマリーブラック液晶を採用しているため、前記絶対値が大きいほど、透過率が大きくなる。

次に図５を用いて二フレーム反転駆動時における画素電極の電位の挙動およびそれに対応する液晶の透過率の推移について、図１における水平走査配線７（ｎライン）とデータ配線５によって駆動される画素部１１を例に挙げて以後詳しく説明する。

図５において、（ａ）は図１の水平走査配線７（ｎライン）についてのｍフレーム乃至ｍ＋３フレームに渡る繰り返しのゲート選択信号波形を表し、電圧が“Ｈ”レベル期間（図４、Ｔｈ期間に相当）に水平走査配線７（ｎライン）に接続された全てのＴＦＴをオンし、水平走査を行う。ここでフレーム周期はｍフレームからｍ＋３フレームを含む全フレームで一定で、１／６０ｓとなっている。図５、（ｂ）はデータ配線５に印加される画像データ信号について、前記水平走査配線７（ｎライン）が“Ｈ”レベル期間に対応する電位のみを抜き出した波形で、本実施の形態２においては前記低温域にて、二フレーム反転駆動を採用し、ｍ＋１フレームとｍ＋２フレーム間で、図５（ｂ）にて実線で表したように極性が反転されている。

次に図５（ａ）に示した前記水平走査配線７（ｎライン）の前記水平走査によって、水平走査配線７に接続された全ＴＦＴが一斉にオンし、その結果前記データ配線５の前記画像データ信号で示した電位が、ＴＦＴ１２に接続された画素電極１３にｍフレーム乃至ｍ＋３フレームに渡って順次書き込まれる。その結果、前記画素電極１３の電位は図５、（ｃ）の実線で示した波形となる。ここで、ｍ＋１フレームとｍ＋３フレームにおける画素電極１３の保持電位は、図５（ｃ）の破線で示した理想的は保持電位との電位差をΔＶｍ＋１とΔＶｍ＋３とすれば、両フレームにおいては極性反転が行われないため、画素電極１３への充電が十分に行われ、前記電位差は図示したとおり極小となる。

また、図５、（ｄ）の実線にて示した波形は、前述の図５、（ｃ）で示した保持電位を持つ画素電極１３に対応する画素部１１の透過率Ｔの光学応答を示す。同図（ｄ）にてｍ＋１フレーム、ｍ＋３フレームにおける透過率Ｔの値として、破線で示した理想的な応答波形との差異ΔＴｍ＋１とΔＴｍ＋３は僅少となっており、低温域においても所望の透過率Ｔを得ることが可能となる。

以上説明したとおり、二フレーム反転駆動を採用したことにより、周囲温度が低温域であってもｍ＋１、ｍ＋３フレームにて所望の透過率を達成することが容易になり、コントラスト値の低下を改善することが可能となるばかりでなく、低温時の残像やゴーストなどの動画像の画質劣化も改善することができる。ここではｍフレーム乃至ｍ＋３フレームに間について、特に説明したがその前後のフレームであっても同様の動作が繰り返されることは言うまでも無い。

また、ここでは、説明の簡略化のために、前記アクティブマトリックス基板１０の内、水平走査配線７，８，９、画素部１１およびデータ配線５の関する駆動制御について特に取り立てて説明したが、その他の水平走査配線、画素部、データ配線の制御についても同様に駆動制御することは言うまでも無い。

実施の形態３．
先ず、本実施の形態３における液晶パネルの駆動方法を採用した液晶表示装置のシステム構成は、前述の実施の形態１にて示した図１と同様の構成であるので、ここでは詳しい説明は省略する。以降、図４のタイミングチャート図を用いて前記低温域における前記タイミング制御回路１７の動作を説明する。

ここで周囲温度が所定の温度（例えば０℃）を超えており、前記周囲温度検出部２２から出力される温度情報２３が常温域の値を示した場合、タイミング制御回路１７は、前述の実施の形態１にて説明した常温域にての動作と同一の制御を実施し、即ち一フレーム毎にデータ配線５に印加される画像データ信号の極性を反転させる一フレーム反転駆動を行っており、ここでは詳しい説明は省略する。

次に、図４を用いて本発明の実施の形態３による低温域（例えば０℃以下）におけるゲート選択信号および画像データ信号の概略波形を説明する。同図においては、（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は図１における隣接する水平走査配線７（ｎライン）、８（ｎ＋１ライン）および９（ｎ＋２ライン）のゲート選択信号を示し、ｍフレーム、ｍ＋１フレーム、ｍ＋２およびｍ＋３フレームと連続するフレーム間の波形挙動を表している。また図４、（ｅ）は図１におけるデータ配線５の画像データ信号の挙動を示している。

図４、（ｅ）にて示した画像データ信号の極性は二フレーム毎に反転され、ｍフレームとｍ＋１フレームは第一の極性、ｍ＋２フレームとｍ＋３フレームを第二の極性とする前記二フレーム反転駆動となっている。さらに前記画像データ信号の対向電極電位Ｖｃｏｍからの波高値は、ｍフレーム目とｍ＋１フレーム目にて同一の波高値である第一の波高値、ｍ＋２フレーム目とｍ＋３フレーム目にて同一の波高値である第二の波高値となるように一フレーム置きに前記映像信号１８が間引いて駆動され、３０Ｈｚ毎に更新されている。これら前記ゲート選択信号、前記画像データ信号は、前述の実施の形態１と同様にタイミング制御回路１７から出力された水平走査制御信号２１および表示制御データ信号２０によって制御されゲートドライバ１５およびソースドライバ１６より出力される。

次に、図６を用いてデータ配線５および画素部１１の光学応答の様子について、詳しく説明する。図６において、（ａ）は図１の水平走査配線７（ｎライン）のｍフレーム乃至ｍ＋３フレームに渡る繰り返しのゲート選択波形を表し、電圧が“Ｈ”レベル期間（図４、Ｔｈ期間に相当）に水平走査配線７（ｎライン）に接続された全てのＴＦＴをオンし、水平走査を行う。ここでフレーム周期はｍフレーム乃至ｍ＋３フレームまで一定で、１／６０ｓとなっている。図６、（ｂ）はデータ配線５に印加される画像データ信号について、前記水平走査配線７（ｎライン）が“Ｈ”レベル期間に対応する電位のみを抜き出した波形である。本実施の形態３においては低温域にて、前記二フレーム反転駆動を採用し、前記画像データ信号はｍ＋１フレームからｍ＋２フレームへのフレーム切換時点で極性反転されている。更に、前述のようにｍフレーム時とｍ＋１フレーム時は同一の波高値を持つレベル４０、レベル４１、ｍ＋２フレーム時とｍ＋３フレーム時は同一の波高値をもつレベル４２、レベル４３となるように１フレームおきに映像信号１８を間引いて駆動されている。

以上述べたように図６、（ａ）に示されたゲート選択信号が前記水平走査配線７（ｎライン）に印加され、同図（ｂ）にて示された画像データ信号がデータ配線５に印加された場合、前記画素電極１３の電位は、図６、（ｃ）にて実線で示した波形となる。ここで、ｍ＋１フレームとｍ＋３フレームにおける画素電極１３の保持電位は、図６、（ｃ）の破線で示した理想的は保持電位との電位差をΔＶｍ＋１およびΔＶｍ＋３とすれば、両フレームにおいては極性反転が行われず、また夫々一つ前のフレームと同じ電位を書き込むため、画素電極１３への充電が確実に行われ、前記電位差は図示したとおり極小となる。

また、図６、（ｄ）の実線にて示した波形は、前述の図６、（ｃ）で示した保持電位を持つ画素電極１３に対応する画素部１１の透過率Ｔの応答波形を示す。同図（ｄ）にてｍ＋１フレーム、ｍ＋３フレームにおける透過率Ｔの値として、破線で示した理想的な応答波形との差異ΔＴｍ＋１とΔＴｍ＋３は僅少となっており、低温域においても所望の透過率Ｔを得ることが可能となる。

また、ここでは、説明の簡略化のために、前記アクティブマトリックス基板１０の内、水平走査配線７，８，９、画素部１１およびデータ配線５の関する駆動制御について特に取り立てて説明したが、その他の水平走査配線、画素部、データ配線の制御についても同様に駆動制御することは言うまでも無い。

以上説明したとおり、周囲温度が低温域においては前記二フレーム反転駆動を採用し、更に同一極性の二つのフレーム間は同じ波高値を印加するようにしたため、ｍ＋１、ｍ＋３フレームおいて所望の透過率を達成することが容易になり、コントラスト値の低下を改善することが可能となるばかりでなく、低温時の残像やゴーストなどの動画像の画質劣化も改善することができる。また、ここではｍフレーム乃至ｍ＋３フレームに間について、特に説明したがその前後のフレームであっても同様の動作が繰り返されることは言うまでも無い

さらに、本実施の形態３では、外部表示コントローラから送られてくる映像信号１８に対して、ソースドライバ１６へ出力する表示制御データ信号２０は一フレーム置きに間引き、前記表示制御データ信号２０の更新は３０Ｈｚ毎としたが、この表示制御データ信号２０は、液晶表示装置１に入力される映像信号１８の複数の異なるフレームに対応する映像信号１８から演算により生成することもできる。例えば、常温域で前記表示制御データ信号２０の更新は６０Ｈｚ毎とし、低温域では前記表示制御データ信号２０の更新は３０Ｈｚ毎とした場合、二フレーム分の映像信号１８を平均化してデータ配線５の画像データ信号とすれば映像信号の間引きをせずに液晶パネル２を駆動することが可能となる。同様に低温域では前記表示制御データ信号２０の更新を２０Ｈｚ毎とした場合、三フレーム分の映像信号１８を平均化してデータ配線５の画像データ信号とすればよい。

尚、以上実施の形態１、２、３においては、説明の簡素化のため、液晶パネル２の例としてノーマリーブラックモードを採用して説明したが、より広く普及しているノーマリーホワイトモードを採用した液晶パネルであっても良く、上記実施の形態１、２、３で述べた本発明を採用することが可能である。

また、以上実施の形態１、２、３においては、周囲温度に関して常温域と低温域の境界温度の代表値として０℃を取り上げて説明したが、特に０℃でなくても良い。周囲温度が低温化すると顕著になる画素充電不足に起因するコントラスト低下や輝度均一性不足の度合いは使用する液晶パネルの液晶材料やセルギャップなどによっても見え方が異なってくる。各種画像を表示させて視覚検査により許容できる温度を決めればよい。

さらに、以上実施の形態１、２、３においては、液晶モードの例として、対向基板に対向電極を備え、対向基板とアクティブマトリックス基板間に液晶を狭持し、両基板間の電界の強度で液晶層の透過率を制御するＴＮ液晶モードやＶＡ液晶モードを採用した液晶表示装置について述べたが、前記対向電極をアクティブマトリックス基板内に形成し、画素電極と対向電極間の電界を水平方向に形成した所謂ＩＰＳ液晶モードを採用した液晶表示装置においても同様に実施の形態１、２、３にて説明した液晶パネルの駆動方法が適用できる。

この発明を実施するための実施の形態１乃至３における液晶表示装置のシステム構成を表す図である。 この発明を実施するための実施の形態１乃至３における周囲温度検出部の構成例を示す図である。 この発明を実施するための実施の形態１におけるゲート選択信号および画像データ信号の概略波形を示したタイミングチャート図である。 この発明を実施するための実施の形態２および３におけるゲート選択信号および画像データ信号の概略波形を示したタイミングチャート図である。 この発明を実施するための実施の形態２における画素電極電位および透過率の推移を示す図である。 この発明を実施するための実施の形態３における画素電極電位および透過率の推移を示す図である。

符号の説明

２ 液晶パネル、
８、９ 水平走査配線
５ データ配線
１０ アクティブマトリックス基板
１５ ゲートドライバ
１６ ソースドライバ
１７ タイミング制御回路
２０ 表示制御データ信号
２１ 水平走査制御信号
２２、２２ａ、２２ｂ 周囲温度検出部
２３ 温度情報
３０ 温度センサ
３３ コンパレータ
４０、４１、４２、４３ 波高値レベル
（ａ）、（ｂ）、（ｃ） ゲート選択信号
（ｄ）、（ｅ） 画像データ信号
Ｔｈ ゲート選択期間

Claims (4)

1. 複数の水平走査配線および複数のデータ配線とで囲まれる複数の画素電極に接続された複数のスイッチング素子を前記水平走査配線により供給されるゲート選択信号によって導通制御し、これらのスイッチング素子を介して、前記データ配線により供給される画像データ信号を前記画素電極に供給するようにした液晶パネルの駆動方法であって、
   前記液晶パネルの周囲温度を検出し、該周囲温度が常温域において、一フレーム毎に前記画像データ信号の極性を反転し、前記周囲温度が低温域においては二フレーム毎に前記画像データ信号の極性が反転するよう前記画像データ信号を制御することを特徴とする液晶パネルの駆動方法。
2. 前記周囲温度が低温域において、前記画像データ信号の極性が反転しないフレームにおいて、一フレーム前のフレームと同一の画像データ信号を前記データ配線に印加するよう制御することを特徴とする請求項１に記載の液晶パネルの駆動方法。
3. 前記低温域において、複数のフレームに対応する映像データから演算により前記画像データ信号を生成し、前記データ配線に印加するよう制御することを特徴とする請求項２に記載の液晶パネルの駆動方法。
4. 前記液晶パネルと、前記ゲート選択信号を前記水平走査配線へ供給する水平走査配線駆動回路と、前記画像データ信号を前記データ配線へ供給するデータ配線駆動回路と、前記液晶パネルの周囲温度を検出する周囲温度検出部と、前記水平走査配線駆動回路、前記データ配線駆動回路および前記周囲温度検出部に接続され、請求項１から３のいずれか一項に記載の駆動方法により前記液晶パネルを駆動するタイミング制御回路を備えた液晶表示装置。

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