JP4800381B2 - 液晶表示装置およびその駆動方法、テレビ受像機、液晶表示プログラム、液晶表示プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体、並びに駆動回路 - Google Patents

液晶表示装置およびその駆動方法、テレビ受像機、液晶表示プログラム、液晶表示プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体、並びに駆動回路 Download PDF

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Description

本発明は、薄膜トランジスタ等のスイッチング素子を用いたアクティブマトリクス型の液晶表示装置およびこの液晶表示装置の駆動方法に関し、更に詳しくは、このような液晶表示装置における動画表示性能の改善に関する。
薄型、軽量、低消費電力で高画質な表示を行なうことができる表示装置として、TFT(Thin Film Transistor:薄膜トランジスタ)を使用した液晶表示装置がパーソナルコンピュータ、携帯電話、およびテレビなどに幅広く使用されている。このような液晶表示装置は、通常、TFT素子が配されたアレイ基板と、対向電極が配された対向基板間に液晶を封止して成っている。また、近年、画質を向上させつつ、消費電力を低減した液晶表示装置が種々提案されている。
例えば、特許文献1に記載の液晶表示装置は、短絡回路を有しており、互いに隣接する信号線間を短絡回路により短絡しながら、順次各画素に書き込みを行っている。これにより、書き込み動作直前の各信号線の電位が正極性・負極性信号電位の均一化された中間電位となり、信号線駆動回路の消費電力を半減させている。
また、特許文献2に記載の液晶装置は、隣接するデータ信号線に互いに異なる極性のデータ信号を供給し、隣接するデータ信号線同士をショートさせている。これにより、各データ信号線は中間電位(プリチャージ電位)に向けて収束する。このプリチャージの際の負荷は、データ信号線間の短絡経路の負荷のみとなり、寄生抵抗、寄生容量が小さくなるため、高速でのプリチャージが可能となっている。
また、特許文献3に記載の表示装置は、n(nは2以上の整数)水平走査期間周期で、少なくとも2つの出力端子間を所定期間短絡させるよう制御された電荷回収手段を有している。そして、出力端子の極性が切り替わる際に電荷回収を行なうことで、電荷回収手段を介して電荷の再配分を行っている。これにより、表示品質の向上および消費電力の低減を実現している。
また、特許文献4に記載の駆動回路は、所定の電位より高い複数の電圧(第1の電圧)と、所定の電位より低い複数の電圧(第2の電圧)を供給する階調電圧発生回路を有しており、ソースラインの奇数列およびソースラインの偶数列に対して、第1の電圧と第2の電圧とを所定の周期で切換えて短絡させている。これにより、消費電力を効果的に低減させている。
また、特許文献5に記載の液晶表示装置は、ブランキング期間において、切離しスイッチでデジタルアナログ変換手段と出力端子とを切り離し、短絡手段により出力端子間を短絡している。これにより、駆動信号反転時の消費電力を低減している。
さらに、特許文献6に記載の駆動回路は、液晶容量への書き込みの初期時にソースライン駆動部出力をソースラインから切り離し、ソースラインを所定の電位にショートさせている。これにより、消費電流を低減し、ソースラインを所定のレベルまで充電/放電させる時間を短縮している。
ところで、CRT(Cathode Ray Tube:陰極線管)のようなインパルス型の表示装置においては、個々の画素に着目すると、画像が表示される点灯期間と画像が表示されない消灯期間とが交互に繰り返される。例えば動画の表示が行われた場合にも、1画面分の画像の書き換えが行われる際に消灯期間が挿入されるため、人間の視覚に動いている物体の残像が生じることがない。このため、背景と物体とが明瞭に見分けられ、違和感なく動画が視認される。
これに対し、上記した特許文献1ないし6では次のような問題が生じる。すなわち、TFT(Thin Film Transistor:薄膜トランジスタ)を使用した液晶表示装置のようなホールド型の表示装置では、個々の画素の輝度は各画素容量に保持される電圧によって決まり、画素容量における保持電圧は、一旦書き換えられると、1フレーム期間維持される。このようにホールド型の表示装置では、画素データとして画素容量に保持すべき電圧は、一旦書き込まれると次に書き換えられるまで保持されるので、各フレームの画像は、その1フレーム前の画像と時間的に近接することになる。これにより、動画が表示される場合に、人間の視覚には動いている物体の残像が生じる。例えば、図59に示すように、物体を表す画像OIが、A方向(パターン移動方向)へ動いている場合、尾を引くように残像(尾引残像)AIが生じる。
アクティブマトリクス型の液晶表示装置等のようなホールド型の表示装置では、動画表示の際にこのような尾引残像AIが生じるので、主として動画表示が行われるテレビ等のディスプレイには従来、インパルス型の表示装置が採用されるのが一般的である。ところが、近年、テレビ等のディスプレイについて軽量化や薄型化が強く要求されており、そのようなディスプレイについて軽量化や薄型化が容易な液晶表示装置のようなホールド型の液晶表示装置の採用が急速に進んでいる。
従って、尾引残像AIが生じない、液晶表示装置においてもホールド型からの脱却が望まれている。このような液晶表示装置として、特許文献7には、1フレーム期間中に黒表示を行なう期間を挿入する(黒挿入)等により液晶表示装置における表示をインパルス化する方法が記載されている。
日本国公開特許公報「特開平9−243998号公報(公開日:平成9年9月19日)」 日本国公開特許公報「特開平11−85115号公報(公開日:平成11年3月30日)」 日本国公開特許公報「特開2004−279626号公報(公開日:平成16年10月7日)」 日本国公開特許公報「特開2005−121911号公報(公開日:平成17年5月12日)」 日本国公開特許公報「特開平9−212137号公報(公開日:平成9年8月15日)」 日本国公開特許公報「特開平11−030975号公報(公開日:平成11年2月2日)」 日本国公開特許公報「特開2003−66918号公報(公開日:平成15年3月5日)」 日本国公開特許公報「特開2004−310113号公報(公開日:平成16年11月4日)」 日本国公開特許公報「特開2002−175057号公報(公開日:平成14年6月21日)」
しかしながら、ホールド型表示装置としてのアクティブマトリクス型液晶表示装置において、特許文献7に記載の方法によってインパルス化を実現しようとすると、黒挿入のために駆動回路などが複雑化すると共に、駆動回路の動作周波数も増大し、画素容量の充電のために確保できる時間も短くなる、という問題が生じる。
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、駆動回路などの複雑化や動作周波数の増大や充電効率の低下を抑えつつ表示をインパルス化できる液晶表示装置およびその駆動方法を提供することである。
本発明の液晶表示装置の駆動方法は、上記課題を解決するために、複数のデータ信号線と、これら複数のデータ信号線と交差する複数の走査信号線と、上記複数のデータ信号線と上記複数の走査信号線との交点に対応してマトリクス状に配置され対応する交点を通過する走査信号線が選択されているときに対応する交点を通過するデータ信号線の電圧を画素値として取り込む複数の画素部と、を備えたアクティブマトリクス型の液晶表示装置の駆動方法において、互いに隣接する水平走査期間の境界に非画像信号をデータ信号線に印加する一方、上記走査信号線を有効走査期間で選択し、その後該走査信号線を非選択にした時点から次の有効走査期間よりも前に上記データ信号線への非画像信号の印加のタイミングに合わせて該走査信号線を選択することを特徴としている。
また、本発明の液晶表示装置は、複数のデータ信号線と、これら複数のデータ信号線と交差する複数の走査信号線と、上記複数のデータ信号線と上記複数の走査信号線との交点に対応してマトリクス状に配置され対応する交点を通過する走査信号線が選択されているときに対応する交点を通過するデータ信号線の電圧を画素値として取り込む複数の画素部と、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、互いに隣接する水平走査期間の境界に非画像信号がデータ信号線に印加される一方、上記走査信号線が有効走査期間で選択され、その後該走査信号線が非選択された時点から次の有効走査期間よりも前に上記データ信号線への非画像信号の印加のタイミングに合わせて該走査信号線が選択されることを特徴としている。
ここで、非画像信号は、黒表示信号を含む、低階調表示、および低輝度表示を行なう信号をいう。
上記構成によれば、互いに隣接する水平走査期間の境界(すなわち、隣り合う1水平走査期間と1水平走査期間との間)に非画像信号をデータ信号線に印加する一方、走査信号線を有効走査期間で選択し、その後該走査信号線を非選択にした時点から次の有効走査期間よりも前にデータ信号線への非画像信号の印加のタイミングに合わせて該走査信号線を選択している。
上記の「走査信号線を非選択にした時点から次の有効走査期間よりも前」とは、有効走査期間と有効走査期間との間の期間のことをいう。つまり、有効走査期間と有効走査期間との間の期間(非有効走査期間)に、非画像信号をデータ信号線に印加することにより、非画像表示を行なっている。ここで、有効走査期間とは、水平走査期間のうち表示期間に相当する期間のことをいう。具体的には、走査信号線において画素データ書込みパルスがHighレベルになり、データ信号線のその画素に対応する画像信号が選択される期間のことを意味する。それゆえ、非画像表示を行なうための駆動回路をわざわざ設ける必要がなく、かつ、画素値書き込みのための画素容量での充電時間を短縮することなく、インパルス化を図ることができる。その結果、液晶表示装置の動画表示性能を高めることができる。さらに、非画像表示を行なうために、データ線駆動回路などの動作速度を高める必要もない。
従って、駆動回路などの複雑化や動作周波数の増大を抑えつつ表示をインパルス化できる液晶表示装置の駆動方法を提供することができる。
また、本発明の液晶表示装置の駆動方法では、電界により液晶分子の配向方向を制御する、垂直配向モードの液晶表示装置の駆動方法であって、上記非画像信号を、上記液晶分子をプレチルトさせるためのプレチルト信号にすることが好ましい。
また、本発明の液晶表示装置では、電界により液晶分子の配向方向を制御する、垂直配向モードの液晶表示装置であって、上記非画像信号は、上記液晶分子をプレチルトさせるためのプレチルト信号であることが好ましい。
上記構成によれば、特許文献8に開示されているようなプレチルト信号を発生させる階調信号駆動部を必要とせず、また、特別な演算処理を行うことなく容易にプレチルト信号を生成することができる。
また、垂直配向モード(VAモード)の液晶分子を、上記の非画像信号によって、書き込む場合に、非画像信号の電位を液晶分子が垂直配向状態になるまで低くしてしまうと、数フレームにわたる応答異常を生ずることがある。
すなわち、非画像信号を用いて、黒表示を含む低階調表示および低輝度表示を、画素部に書き込む際の電圧が低ければ低いほど、液晶分子は垂直配向に近くなり、この垂直配向状態から、正規の書き込みをするために電圧を印加すると、液晶分子の傾斜角度は、与える電圧の大きさでコントロールすることができるが、倒れる方向(水平方向)まではコントロールすることができない。
この場合、液晶分子は、その時点において、エネルギー的に、安定な配向状態に一旦移行し、その後、液晶分子同士で互いに排斥しながら、正しい水平方向に移動する。従って、所望の配向状態(透過率)に到達するまで、すなわち、目標の階調に到達するまでに時間がかかり、数フレームにわたる応答異常を生じる。数フレームにわたる応答異常が生じた場合、尾引きが生じるという問題がある。
これに対して、上記構成によれば、非画像信号は、液晶分子をプレチルトさせるためのプレチルト信号となっている。これにより、液晶分子は、垂直配向からプレチルト角、傾斜した状態になる。つまり、黒表示を含む低階調表示および低輝度表示を書き込むときの電圧が、プレチルト角の分だけ、完全に垂直に配向した場合よりも高くなっている。従って、このプレチルト角の分だけ傾斜した状態から電圧を印加させた場合、液晶分子が所望の水平方向へ倒れ、透過率が目標の値に近づくまでの時間を短縮することができる。そのため、応答異常を防止することができ、尾引きを改善することができる。
また、本発明の液晶表示装置の駆動方法では、白輝度レベルを1とし、黒輝度レベルを0とした場合の表示輝度Tが、表示階調L、白表示階調Lw、およびγ特性γに関して、T=(L/Lw)γと略近似できるときに、上記プレチルト信号を、Lw×10(−3/γ)以上を示す信号とすることが好ましい。
また、本発明の液晶表示装置では、白輝度レベルを1とし、黒輝度レベルを0とした場合の表示輝度Tが、表示階調L、白表示階調Lw、およびγ特性γに関して、T=(L/Lw)γと略近似できるときに、上記プレチルト信号を、Lw×10(−3/γ)以上を示す信号とすることが好ましい。
本発明者らは、白輝度レベルを1とし、黒輝度レベルを0とした場合の表示輝度Tが、表示階調L、白表示階調Lw、およびγ特性γに関して、T=(L/Lw)γと略近似できるときに、上記プレチルト信号を、Lw×10(−3/γ)以上を示す信号とすることにより、尾引き残像を改善できる。
また、本発明の液晶表示装置の駆動方法では、白輝度レベルを1とし、黒輝度レベルを0とした場合の表示輝度Tを示す表示階調Lをγ特性γに関して、L=255×T(1/2.2)と定義し、上記プレチルト信号を、L=12のときの階調電圧より大きい階調電圧を発生する信号とすることが好ましい。
また、本発明の液晶表示装置では、白輝度レベルを1とし、黒輝度レベルを0とした場合の表示輝度Tを示す表示階調Lをγ特性γに関して、L=255×T(1/2.2)と定義し、上記プレチルト信号を、L=12のときの階調電圧より大きい階調電圧を発生する信号とすることが好ましい。
本発明者らは、白輝度レベルを1とし、黒輝度レベルを0とした場合の表示輝度Tを示す表示階調Lをγ特性γに関して、L=255×T(1/2.2)と定義し、上記プレチルト信号を、L=12のときの階調電圧より大きい階調電圧を発生する信号とした場合にも、尾引き残像を改善できる。
また、本発明の液晶表示装置の駆動方法では、上記プレチルト信号を、γ特性2.2、表示階調256階調のうちの、12階調以上を示す信号とすることが好ましい。また、本発明の液晶表示装置では、上記プレチルト信号を、γ特性2.2、表示階調256階調のうちの、12階調以上を示す信号とすることが好ましい。
本発明者らは、上記プレチルト信号を、γ特性2.2、表示階調256階調のうちの、12階調以上を示す信号とすれば、尾引き残像を改善できる。
また、本発明の液晶表示装置の駆動方法では、上記プレチルト信号を、γ特性2.2、表示階調1024階調のうちの、45階調以上を示す信号とすることが好ましい。また、本発明の液晶表示装置では、上記プレチルト信号を、γ特性2.2、表示階調1024階調のうちの、45階調以上を示す信号とすることが好ましい。
本発明者らは、上記プレチルト信号を、γ特性2.2、表示階調1024階調のうちの、45階調以上を示す信号とすれば、尾引き残像を改善できる。
また、本発明の液晶表示装置の駆動方法では、表示が白となる輝度レベルを100%とする一方、表示が黒となる輝度レベルを0%とした場合、上記プレチルト信号の輝度レベルを0.1%以上とすることが好ましい。
また、本発明の液晶表示装置では、表示が白となる輝度レベルを100%とする一方、表示が黒となる輝度レベルを0%とした場合、上記プレチルト信号の輝度レベルが0.1%以上であることが好ましい。
本発明者らは、鋭意検討の結果、表示が白となる輝度レベルを100%とする一方、表示が黒となる輝度レベルを0%とした場合、上記プレチルト信号の輝度レベルを0.1%以上とすることにより、尾引き残像を改善できる。
また、本発明の液晶表示装置の駆動方法では、上記データ信号線への非画像信号の印加は、隣接するデータ信号線を互いに短絡させて行なうことが好ましい。
また、本発明の液晶表示装置では、隣接するデータ信号線は互いに短絡可能に接続されており、上記データ信号線への非画像信号の印加は、データ信号線が短絡されることにより行なわれることが好ましい。
上記構成によれば、非画像信号のデータ信号線への印加は、隣接するデータ信号線を互いに短絡させることにより行なっている。つまり、データ信号の極性反転時に隣接するデータ信号線を短絡させることによって、データに非画像信号を印加している。それゆえ、消費電力を低減させることができる。
また、本発明の液晶表示装置の駆動方法では、上記データ信号線への非画像信号の印加は、各データ信号線に固定電圧を与えることにより行なうことが好ましい。
また、本発明の液晶表示装置では、各データ信号線に共通の固定電圧を与えることにより上記データ信号線への非画像信号を印加する固定電圧電源を有していることが好ましい。
画素部内の寄生容量に基づく引き込み電圧が、輝度の高い画素を表示する場合の画素電圧と、輝度の低い画素を表示する場合の画素電圧とでは異なる。そのため、隣接するデータ信号線を互いに短絡させることにより発生する電圧(非画像信号を与える電圧;チャージシェア電圧ともいう)が、表示階調により異なってしまう。その結果、表示のパターンによっては、ユーザに表示のパターンの影が視認されるという問題が生じる。
これに対して、上記構成のように、固定電圧を与えて、非画像信号を印加することにより、データ信号線の電圧を常に同一にすることができ、表示のパターンの影が視認されることを改善できる。
また、本発明の液晶表示装置の駆動方法では、上記の非画像信号は、互いに異なる極性間の電圧であり、該非画像信号の上記データ信号線への印加は、データ信号の極性反転時に行なうことが好ましい。
また、本発明の液晶表示装置では、上記の非画像信号は、互いに異なる極性間の電圧であり、該非画像信号の上記データ信号線への印加は、データ信号の極性反転時に行なわれることが好ましい。
上記構成によれば、非画像信号は互いに異なる極性間の電圧であり、非画像信号のデータ信号線への印加を、データ信号の極性反転時に行なっている。従って、いわゆるドット反転駆動の極性反転のタイミングに合わせて、非画像信号を印加することができ、回路を簡略化することができる。
また、本発明の液晶表示装置の駆動方法では、上記データ信号線における信号の極性が、1水平走査期間ごとに反転するときに、上記データ信号線への非画像信号の印加のタイミングにあわせて該走査信号線を選択する回数が偶数であることが好ましい。
また、本発明の液晶表示装置では、上記データ信号線における信号の極性が、1水平走査期間ごとに反転しているときに、上記データ信号線への非画像信号の印加のタイミングにあわせて該走査信号線を選択する回数が偶数となっていることが好ましい。
上記の構成によれば、各走査信号線において、負から正へ反転する間の非画像信号が選択される回数、および、正から負への反転する間の非画像信号が選択される回数を等しくすることができる。これによって、隣接する画素間の充電率の差を小さくすることができ、走査線ごとに生じる表示ムラを改善しつつ、表示をインパルス化できる液晶表示装置の駆動方法を提供することができる。
なお、連続する水平期間毎に非画像信号を選択することがより好ましい。1水平期間毎に画像信号の極性が反転するので、これにより隣接する走査線間において、印加される非画像信号の特性をそろえる、すなわち極性の偏りを無くすことができる。
また、本発明の液晶表示装置の駆動方法では、上記非画像信号のデータ信号線への印加は、1垂直走査期間ごとに極性が反転する電圧を各データ信号線に共通に与えることにより行なうことが好ましい。
また、本発明の液晶表示装置では、1垂直走査期間ごとに極性が反転する電圧を各データ信号線に共通に与えることにより上記データ信号線へ非画像信号を印加する、第1の極性反転電源を有していることが好ましい。
上記構成によれば、固定電圧を各データ信号線に共通に与えたことにより生じる効果に加えて、1垂直走査期間ごとにデータ信号線に印加する非画像信号の極性を反転させているので、焼き付きを防止することができる。
また、本発明の液晶表示装置の駆動方法では、上記非画像信号のデータ信号線への印加は、1水平走査期間ごとに極性が反転する電圧を与えることにより行なうことが好ましい。
また、本発明の液晶表示装置では、1水平走査期間ごとに極性が反転する電圧を各データ信号線に共通に与えることにより上記データ信号線へ非画像信号を印加する、第2の極性反転電源を有していることが好ましい。
上記構成によれば、固定電圧を各データ信号線に共通に与えたことにより生じる効果に加えて、1水平走査期間ごとにデータ信号線に印加する非画像信号の極性を反転させているので、焼きつきを防止することができる。
また、本発明の液晶表示装置の駆動方法では、上記非画像信号のデータ信号線への印加を、隣接するデータ信号線同士を互いに短絡させて、1水平走査期間ごとに極性が反転するとともに隣接するデータ信号線同士は互いに異なる極性となる電圧を与えることにより行なうことが好ましい。
また、本発明の液晶表示装置では、上記第2の極性反転電源は、1水平走査期間ごとに極性が反転するとともに、隣接するデータ信号線同士は互いに異なる極性となる電圧を各データ信号線に共通に与えることにより、上記データ信号線へ非画像信号を印加することが好ましい。
上記構成によれば、いわゆるドット反転駆動にて駆動させることができるので、焼き付きを防止するとともに、フリッカを防止できる。
また、本発明の液晶表示装置の駆動方法では、上記非画像信号の電圧極性は、該非画像信号が印加された直後の水平走査期間における画像信号の電圧極性と同じであることが好ましい。
また、本発明の液晶表示装置では、上記非画像信号の電圧極性は、該非画像信号が印加された直後の水平走査期間における画像信号の電圧極性と同じであることが好ましい。
上記構成によれば、非画像信号の極性を、後に続く水平走査期間のデータ信号の極性と等しくすることにより、充電率向上に有利となる。
また、本発明の液晶表示装置の駆動方法では、1垂直走査期間の最後に選択され、上記画素部に印加される非画像信号の極性は、該1垂直走査期間の次の1垂直走査期間で選択される画像信号の極性と同じであることが好ましい。
また、本発明の液晶表示装置では、1垂直走査期間の最後に選択され、上記画素部に印加される非画像信号の極性は、該1垂直走査期間の次の1垂直走査期間で選択される画像信号の極性と同じになっていることが好ましい。
上記構成によれば、後の垂直走査期間(フレーム)において画素部に印加する画像信号の極性と、前の垂直走査期間(フレーム)で画素部に印加する最後の非画像信号(プレチルト信号)の極性とが、同じ極性であることにより、画素の充電率向上に有利となる。
また、本発明の液晶表示装置の駆動方法では、上記データ信号線における信号の極性は、複数の水平走査期間ごとに反転することが好ましい。
また、本発明の液晶表示装置では、上記データ信号線における信号の極性は、複数の水平走査期間ごとに反転することが好ましい。
上記構成によれば、1水平走査期間ごとにデータ信号の極性を反転させる場合と比較して、たとえば、パソコンのマイクロソフト社製OSウィンドウズ(登録商標)終了画面の市松ドット画面や、1ドットでは表現できない輝度の階調を、数ピクセルの組み合わせ(タイルパターン)によって表現するディザリング画面などにおいて、フリッカーなどが発生してキラーパターンとなる可能性を少なくすることができる。
なお、非画像信号の極性を後に続く水平走査期間のデータ信号の極性と等しくすることが好ましい。これにより、充電率向上に有利となる。
また、本発明の液晶表示装置の駆動方法では、隣接する水平期間の間でデータ信号の極性が反転しない時に非画像信号をデータ信号線に印加することが好ましい。
また、本発明の液晶表示装置では、隣接する水平期間の間でデータ信号の極性が反転しない時に非画像信号をデータ信号線に印加していることが好ましい。
上記構成によれば、複数の水平走査期間ごとにデータ信号の極性を反転させる場合にも、1水平走査期間ごとに走査信号線を選択して、非画像信号を印加することができる。つまり、データ信号線における信号の極性が反転する時だけではなく、極性が反転しない時にも、非画像信号を印加する。これによって、非画像信号が画素に印加される始めと終りのタイミングやトータルの時間を各走査信号線において合わせ易くすることができる。また、極性反転しないときに非画像信号を印加することで、極性反転した直後の水平走査期間の充電率とその後の水平走査期間の充電率とをあわせやすくすることができるため、上記複数の水平走査期間毎に発生するムラ(たとえば2H反転であれば走査線2本毎のムラ)を防止することができる。
なお、上記の構成において、データ信号線におけるデータ信号の極性が反転する時に入力された非画像信号が選択される回数が各走査信号線において等しくなることが好ましい。また、データ信号線におけるデータ信号の極性が反転しない時に入力された非画像信号が選択される回数が各走査信号線において等しくなることが好ましい。
そのために、本発明の液晶表示装置の駆動方法においては、上記データ信号線における信号の極性が、n個(ここで、nは2以上の整数)の水平走査期間ごとに反転するときに、上記データ信号線への非画像信号の印加のタイミングにあわせて該走査信号線を選択する回数がnの倍数であることが好ましい。
また、本発明の液晶表示装置においては、上記データ信号線における信号の極性が、n個(ここで、nは2以上の整数)の水平走査期間ごとに反転しているときに、上記データ信号線への非画像信号の印加のタイミングにあわせて該走査信号線を選択する回数がnの倍数となっていることが好ましい。
上記構成によれば、隣接する走査線間において、極性が反転するときに印加される非画像信号の数と、極性が反転しないときに印加される非画像信号の数とをそろえることができる。これによって、隣接する画素間の充電率の差を小さくすることができ、走査線ごとに生じる表示ムラを改善しつつ、表示をインパルス化できる液晶表示装置を提供することができる。
なお、連続する水平期間毎に非画像信号を選択することがより好ましい。これによれば、n個の水平期間で画像信号極性が反転する数と極性反転しない数が各走査線において一定となるので、隣接する走査線間において、印加される非画像信号の特性をそろえることができる。
また、本発明の液晶表示装置の駆動方法では、上記データ信号線への非画像信号の印加のタイミングにあわせて該走査信号線を選択する回数が2nの倍数であることが好ましい。
また、本発明の液晶表示装置では、上記データ信号線への非画像信号の印加のタイミングにあわせて該走査信号線を選択する回数が2nの倍数となっていることが好ましい。
上記構成によれば、各走査信号線においてデータ信号の極性が反転する場合の、負から正へ反転する間の非画像信号が選択される回数、および、正から負への反転する間の非画像信号が選択される回数を等しくすることができるとともに、信号の極性が反転しない場合の、正と正との間に印加される非画像信号が選択される回数、および、負と負との間に印加される非画像信号が選択される回数を等しくすることができる。これによって、隣接する画素間の充電率の差をより小さくすることができ、走査線ごとに生じるムラをより改善することができる。
なお、連続する水平期間毎に非画像信号を選択することがより好ましい。これによれば、2n個の水平期間周期で画像信号の極性が反転するので、隣接する走査線間において、印加される非画像信号の特性をそろえる、すなわち極性の偏りを無くすことができる。
また、本発明の液晶表示装置の駆動方法では、上記データ信号線への非画像信号の印加は、各データ信号線に固定電圧を与えることにより行ない、該固定電圧の極性は、上記複数の水平走査期間ごとに反転することが好ましい。
本発明の液晶表示装置では、上記複数の水平走査期間ごとに極性が反転する電圧を各データ信号線に与えることにより上記データ信号線へ非画像信号を印加する、第3の極性反転電源を有していることが好ましい。
上記構成によれば、固定電圧を各データ信号線に与えたことにより生じる効果に加えて、複数の水平走査期間ごとにデータ信号線に印加する非画像信号の極性を反転させているので、焼きつきを防止することができる。
また、本発明の液晶表示装置の駆動方法では、上記固定電圧は、複数の水平走査期間ごとに極性が反転するとともに、隣接するデータ信号線同士に与えられる固定電圧は互いに異なる極性を有することが好ましい。
本発明の液晶表示装置では、上記第3の極性反転電源は、上記複数の水平走査期間ごとに極性が反転するとともに隣接するデータ信号線同士は互いに異なる極性となる電圧を各データ信号線に与えることにより上記データ信号線へ非画像信号を印加するものであることが好ましい。
上記構成によれば、いわゆるドット反転駆動にて駆動させることができるので、焼き付きを防止するとともに、フリッカを防止できる。
また、本発明の液晶表示装置の駆動方法では、オーバーシュート駆動を行なう液晶表示装置の駆動方法であって、画素の極性および外部から得た映像信号に基づいて、オーバーシュート駆動に用いる階調補正量を求めることが好ましい。
また、本発明の液晶表示装置では、各画素の極性情報を検知する極性情報検知手段と、該極性情報および外部から得た映像信号に基づいてオーバーシュート駆動の階調補正量を求める補正量演算手段と、をさらに有していることが好ましい。
通常、オーバーシュート駆動は、開始階調と目的階調とから適切な階調補正量(OS量)を演算して、行なっている。また、液晶分子のプレチルト角が非常に小さい場合には、液晶分子が倒れる方向が定まらないため、階調補正量を求めるためには、この点を考慮に入れた特別な補正アルゴリズムを構築する必要がある。そのため、回路規模が大きくなるか、または、リアルタイムでの演算が困難になるという問題がある。これに対して、上記構成によれば、画素の極性および外部から得た映像信号に基づいて、オーバーシュート駆動に用いる階調補正量を求めている。そのため、特別な補正アルゴリズムを用いることなく、階調補正量を求めることができると共に、既存のオーバーシュート駆動をほぼそのまま用いることができる。
また、本発明の液晶表示装置の駆動方法では、上記画素の極性および上記外部から得た映像信号を対応付けたルックアップテーブルを用いて上記オーバーシュート駆動に用いる階調補正量を求めることが好ましい。
また、本発明の液晶表示装置では、上記画素の極性および上記外部から得た映像信号を対応付けたルックアップテーブルを有していることが好ましい。
上記構成によれば、画素の極性と外部から得た映像信号とから、ルックアップテーブルを参照するだけで、階調補正量を求めることができる。
また、本発明の液晶表示装置の駆動方法では、バックライトを有する液晶表示装置の駆動方法であって、上記非画像信号のデータ信号線への印加のタイミングに合わせて、バックライトを消灯することが好ましい。
非画像信号をデータ信号線に印加した場合に、その電位が輝度アップにつながり、黒輝度が浮いてくるという問題が生じる。これに対して、上記のようにバックライトを消灯させれば、この黒輝度の浮きが視認されることを防止することができる。
また、本発明の液晶表示装置の駆動方法では、上記データ信号線への上記非画像信号の印加時間は、上記データ信号へ印加される画像を表示するための画像信号の印加時間に比べて短いことが好ましい。
また、本発明の液晶表示装置では、上記データ信号線への上記非画像信号の印加時間は、上記データ信号へ印加される画像を表示するための画像信号の印加時間に比べて短くなっていることが好ましい。
特許文献9には、1フレーム期間内に各ゲートライン(走査信号線)が少なくとも2回選択され、該ゲートラインに接続された画素に、各画素の状態をそろえるための消去電圧および表示すべき画像に対応した階調電圧がそれぞれ少なくとも1回ずつ書き込まれるようにした液晶表示装置が開示されている。この液晶表示装置によれば、表示画像の残像を抑制して良好な動画表示を得ることができる。しかし、この液晶表示装置では、ソースラインに供給される電圧は、画像信号に基づく階調電圧と黒化電圧との間で交互に切換えられ、階調電圧の印加のために各ゲートラインが選択される期間は、1フレーム期間をゲートラインの本数で割った時間のさらに半分の時間となっている。このように、階調電圧による画素容量の充電のための時間が短くなると、充電不足が発生することが懸念される。
そこで、上記構成のように、データ信号線に印加される非画像信号の印加時間を、画像信号の印加時間に比べて短くすることで、各画素における画像信号の充電不足を抑えながら表示をインパルス化することが可能となる。特に画面サイズの大型化や高精細化に伴うデータ信号線等の負荷増大時や、フレーム周波数の高速化によるさらなる動画視認性改善を行う場合の画像信号の印加時間の縮小時に、上記構成は好適となる。
また、本発明の液晶表示装置の駆動方法においては、当該液晶表示装置が、電圧を印加しない状態で黒表示となるノーマリーブラックモードの液晶表示装置であることが好ましい。
また、本発明の液晶表示装置は、電圧を印加しない状態で黒表示となるノーマリーブラックモードの液晶表示装置であることが好ましい。
上記構成によれば、ノーマリーブラックモードの液晶表示装置とすることで、例えば、非画像信号をチャージシェア電位とする場合において、容易に黒挿入表示が可能となるとともに、消費電力的にも有利な表示装置を構成することができる。
また、本発明の液晶表示プログラムは、上記液晶表示装置を動作させるための液晶表示プログラムであって、コンピュータを上記極性情報検知手段および上記補正量演算手段として機能させる液晶表示プログラムであることが好ましい。
また、本発明のコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、上記液晶表示プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であることが好ましい。
また、本発明のテレビ受像機は、上記液晶表示装置とテレビジョン放送を受信するチューナー部とを備えて成ることが好ましい。
また、本発明の駆動回路は、上記課題を解決するために、複数のデータ信号線と、これら複数のデータ信号線と交差する複数の走査信号線と、上記複数のデータ信号線と上記複数の走査信号線との交点に対応してマトリクス状に配置され対応する交点を通過する走査信号線が選択されているときに対応する交点を通過するデータ信号線の電圧を画素値として取り込む複数の画素部と、を備えたアクティブマトリクス型の液晶表示装置に用いる駆動回路において、互いに隣接する水平走査期間の境界に非画像信号がデータ信号線に印加される一方、上記走査信号線が有効走査期間で選択され、その後該走査信号線が非選択された時点から次の有効走査期間よりも前に上記データ信号線への非画像信号の印加のタイミングに合わせて該走査信号線が選択されることを特徴としている。
上記構成によれば、互いに隣接する水平走査期間の境界に非画像信号をデータ信号線に印加する一方、走査信号線を有効走査期間で選択し、その後該走査信号線を非選択にした時点から次の有効走査期間よりも前にデータ信号線への非画像信号の印加のタイミングに合わせて該走査信号線を選択している。
つまり、有効走査期間と有効走査期間との間の期間(非有効走査期間)に、非画像信号をデータ信号線に印加することにより、非画像表示を行なっている。ここで、有効走査期間とは、水平走査期間のうち表示期間に相当する期間のことをいう。具体的には、走査信号線において画素データ書込みパルスがHighレベルになる期間のことを意味する。それゆえ、非画像表示を行なうための駆動回路をわざわざ設ける必要がなく、かつ、画素値書き込みのための画素容量での充電時間を短縮することなく、インパルス化を図ることができる。その結果、液晶表示装置の動画表示性能を高めることができる。さらに、非画像表示を行なうために、データ線駆動回路などの動作速度を高める必要もない。
従って、本発明の駆動回路を使用すれば、駆動回路などの複雑化や動作周波数の増大を抑えつつ表示をインパルス化できる液晶表示装置を実現することができる。
また、本発明の駆動回路は、上記課題を解決するために、複数のデータ信号線と、これら複数のデータ信号線と交差する複数の走査信号線と、上記複数のデータ信号線と上記複数の走査信号線との交点に対応してマトリクス状に配置され対応する交点を通過する走査信号線が選択されているときに対応する交点を通過するデータ信号線の電圧を画素値として取り込む複数の画素部と、を備えたアクティブマトリクス型の液晶表示装置に用いられ、複数のデータ信号線にデータ信号を供給する駆動回路であって、上記複数のデータ信号線に接続され、極性反転する電圧を生成可能な第1の極性反転電源を備えており、該第1の極性反転電源は、ゲートスタートパルス信号の当該電源への入力のタイミングに同期して1垂直走査期間ごとに極性が反転する電圧を生成し、該生成された電圧を上記データ信号の極性の反転時に非画像信号として上記複数のデータ信号線に印加することを特徴としている。
ここで、ゲートスタートパルス信号とは、ゲートドライバのシフトレジスタの動作を開始するために液晶表示装置の表示制御回路で生成された信号である。
上記構成によれば、駆動回路は、非画像信号としてデータ信号線に印加する電圧を1垂直走査期間ごとに反転させる第1の極性反転電源を備えている。つまり、データ信号線に印加する電圧をフレーム反転させている。従って、電圧が片側極性となることにて生じる焼き付きを防止することができる。
また、本発明の駆動回路は、上記課題を解決するために、複数のデータ信号線と、これら複数のデータ信号線と交差する複数の走査信号線と、上記複数のデータ信号線と上記複数の走査信号線との交点に対応してマトリクス状に配置され対応する交点を通過する走査信号線が選択されているときに対応する交点を通過するデータ信号線の電圧を画素値として取り込む複数の画素部と、を備えたアクティブマトリクス型の液晶表示装置に用いられ、複数のデータ信号線に映像信号を供給する駆動回路であって、上記複数のデータ信号線に接続され、極性反転する電圧を生成可能な第2の極性反転電源を備えており、該第2の極性反転電源は、ゲートクロック信号の当該電源への入力のタイミングに同期して1水平走査期間ごとに極性が反転する電圧を生成し、該生成された電圧をデータ信号の極性の反転時に非画像信号として上記複数のデータ信号線に印加することを特徴としている。
ここで、ゲートクロック信号とは、ゲートドライバのシフトレジスタがシフト動作するタイミングを制御するために液晶表示装置の表示制御回路で生成された信号である。
上記構成によれば、駆動回路は、非画像信号としてデータ信号線に印加する電圧を1水平走査期間ごとに極性が反転する電圧を生成可能な第2の極性反転電源を備えている。つまり、データ信号線に印加する電圧をライン反転させている。従って、電圧が片側極性となることにて生じる焼き付きを防止することができる。
また、本発明の駆動回路は、上記課題を解決するために、複数のデータ信号線と、これら複数のデータ信号線と交差する複数の走査信号線と、上記複数のデータ信号線と上記複数の走査信号線との交点に対応してマトリクス状に配置され対応する交点を通過する走査信号線が選択されているときに対応する交点を通過するデータ信号線の電圧を画素値として取り込む複数の画素部と、を備えたアクティブマトリクス型の液晶表示装置に用いられ、複数のデータ信号線に映像信号を供給する駆動回路であって、上記複数のデータ信号線に接続され、極性反転する電圧を生成可能な第2の極性反転電源を備えており、該第2の極性反転電源は、ゲートクロック信号の入力のタイミングに同期して1水平走査期間ごとに極性が反転する電圧を生成し、上記複数のデータ信号線のうち奇数行のデータ信号線には上記生成された電圧をデータ信号の極性の反転時に非画像信号として印加する一方、上記複数のデータ信号線のうち偶数行のデータ信号線には上記生成された電圧とは極性の異なる電圧をデータ信号の極性の反転時に非画像信号として印加することを特徴としている。
上記構成によれば、駆動回路は、奇数行のデータ信号線には上記生成された電圧をデータ信号の極性の反転時に非画像信号として印加する一方、偶数行のデータ信号線には上記生成された電圧とは極性の異なる電圧をデータ信号の極性の反転時に非画像信号として印加する第2の極性反転電源を備えている。つまり、データ信号線に印加する電圧をドット反転させている。従って、電圧が片側極性となることにて生じる焼き付きを防止することができると共に、フリッカを防止することができる。
また、本発明の駆動回路は、上記課題を解決するために、複数のデータ信号線に映像信号を供給する駆動回路であって、上記複数のデータ信号線にそれぞれ接続された定電圧ダイオードと、これら定電圧ダイオードを介して上記複数のデータ信号線に接続され、上記複数のデータ信号線のそれぞれに共通の固定電圧をデータ信号の極性の反転時に非画像信号として印加する固定電圧電源とを備えていることを特徴としている。上記構成によれば、定電圧ダイオードを介して、固定電圧電源とデータ信号線とを接続させている。そして、この定電圧ダイオードに電圧を蓄積することができるので、より簡易な構造で電圧のドット反転を実現することができる。
また、本発明の駆動回路は、上記課題を解決するために、複数のデータ信号線に映像信号を供給する駆動回路であって、上記複数のデータ信号線に接続され、極性反転する電圧を生成可能な第3の極性反転電源を備えており、該第3の極性反転電源は、複数の水平走査期間ごとに極性が反転する電圧を生成し、該生成された電圧を非画像信号として上記複数のデータ信号線に印加することを特徴としている。
ここで、上記電圧の極性は、極性反転を決定するためのリバース信号の第3の極性反転電源への入力のタイミングに同期して極性を反転する。
上記構成によれば、駆動回路は、非画像信号としてデータ信号線に印加する電圧を複数の水平走査期間ごとに極性が反転する電圧を生成可能な第3の極性反転電源を備えている。つまり、データ信号線に印加する電圧をライン反転させている。従って、電圧が片側極性となることにて生じる焼き付きを防止することができる。
また、本発明の駆動回路では、上記第3の極性反転電源は、複数の水平走査期間ごとに極性が反転する電圧を生成するとともに、上記複数のデータ信号線のうち奇数行のデータ信号線には上記生成された電圧を非画像信号として印加する一方、上記複数のデータ信号線のうち偶数行のデータ信号線には上記生成された電圧とは極性の異なる電圧を非画像信号として印加することが好ましい。
上記構成によれば、駆動回路は、奇数行のデータ信号線には上記生成された電圧を非画像信号として印加する一方、偶数行のデータ信号線には上記生成された電圧とは極性の異なる電圧を非画像信号として印加する第3の極性反転電源を備えている。つまり、データ信号線に印加する電圧をドット反転させている。従って、電圧が片側極性となることにて生じる焼き付きを防止することができると共に、フリッカを防止することができる。
また、本発明の液晶表示装置の駆動方法は、複数のデータ信号線と、これら複数のデータ信号線と交差する複数の走査信号線と、上記複数のデータ信号線と上記複数の走査信号線との交点に対応してマトリクス状に配置され対応する交点を通過する走査信号線が選択されているときに対応する交点を通過するデータ信号線の電圧を画素値として取り込む複数の画素部と、を備えたアクティブマトリクス型の液晶表示装置の駆動方法において、互いに隣接する水平走査期間の境界に、後半の水平走査期間において印加される画像信号の電圧極性と同じ電圧極性の非画像信号を、データ信号線に印加することを特徴とする。
上記構成によれば、互いに隣接する水平走査期間の境界に印加される非画像信号の電圧極性が、隣接する水平走査期間の後半側の水平走査期間において印加される画像信号の電圧極性と同じであることにより、画素の充電率向上に有利となる。
また、本発明の液晶表示装置は、上記の駆動方法を用いて駆動されるものであってもよい。これによれば、画素の充電率向上に有利となる。
本発明のさらに他の目的、特徴、および優れた点は、以下に示す記載によって十分わかるであろう。また、本発明の利益は、添付図面を参照した次の説明で明白になるであろう。
(a)はアナログ電圧信号を示す波形図であり、(b)はチャージシェア制御信号を示す波形図であり、(c)はデータ信号を示す波形図であり、(d)はゲートラインGLjに印加される走査信号G(j)を示す波形図であり、(e)はゲートラインGj+1に印加される走査信号G(j+1)を示す波形図であり、(f)は画素の輝度を示す波形図である。なお、これらの波形図は、本発明の第1の実施の形態の液晶表示装置に関するものである。 本実施の形態の液晶表示装置を、その表示部の等価回路と共に示すブロック図である。 図2に示すソースドライバの構成を示すブロック図である。 図3に示すソースドライバの出力部を示す回路図である。 図2に示すゲートドライバの構成を示すブロック図である。 図5(a)のゲートドライバ用ICチップの構成を示すブロック図である。 (a)はゲートスタートパルス信号GSPを示す波形図であり、(b)はゲートクロック信号GCKを示す波形図であり、(c)はシフトレジスタの初段の出力信号Q1を示す波形図であり、(d)は先頭のゲートドライバ用ICチップ411に与えられるゲートドライバ出力制御信号GOE1を示す波形図であり、(e)はゲートラインGL1に印加される走査信号G(1)を示す波形図であり、(f)はゲートラインGL2に印加される走査信号G(2)を示す波形図である。 各画素形成部におけるTFTのゲート・ドレイン間に存在する寄生容量を示す図である。 (a)はゲートラインGLjに印加される走査信号G(j)の電圧であるゲート電圧Vg(j)を示す波形図であり、(b)は画素形成部5における画素電極Epの電圧(画素電圧)Vdを示す波形図である。 輝度の高い画素を表示する場合の画素電圧(高輝度画素電圧)Vd(B)の電圧波形Wd(B)と、輝度の低い画素を表示する場合の画素電圧(低輝度画素電圧)Vd(D)の電圧波形Wd(D)と、高輝度画素電圧Vd(B)を与えるためのデータ信号の電圧(高輝度ソース電圧)Vs(B)の電圧波形Ws(B)と、低輝度画素電圧Vd(D)を与えるためのデータ信号の電圧(低輝度ソース電圧)Vs(D)の電圧波形Ws(D)と、を示す波形図である。 黒電圧としてのチャージシェア電圧Vcshの書き込みに基づく表示パターンDpatに相当する影のパターンSpatを示す図である。 ソースドライバの出力部の図4とは異なる、他の構成を示す回路図である。 ソースドライバの出力部の図4とは異なる、さらに他の構成を示す回路図である。 垂直配向状態の液晶分子を示す模式図である。 図13(a)の状態から高電圧を印加した場合の液晶分子の配向状態を示す模式図である。 垂直配向状態の液晶分子に電圧を印加することによる液晶分子の傾斜角度の制御の様子を示す図である。 垂直配向状態の液晶分子に電圧を印加した場合の液晶分子の転倒方向を上から見た平面図である。 液晶を傾斜配向させるための構成を示す図である。 黒信号電位、黒書き込み電位、および点灯状態の電位を示す電圧−フレームの関係図である。 黒から点灯状態への階調の変化および黒書き込みから点灯状態への階調の変化を示すグラフである。 電圧−フレームの関係図であり、図17(a)に対応した図である。 チャージシェアインパルス駆動の黒から点灯状態への階調の変化および黒書き込みから点灯状態への階調の変化を示すグラフであり、図17(b)に対応した図である。 縦軸を規格化輝度とする一方、横軸を階調した場合の、所望の輝度および階調の範囲を示す図である。 図19に示す所望の輝度および階調の範囲とした場合の電圧−フレームの関係図であり、図18(a)に対応した図である。 図19に示す所望の輝度および階調の範囲とした場合の黒から点灯状態への階調の変化および黒書き込みから点灯状態への階調の変化を示すグラフであり、図18(b)に対応した図である。 プレチルト信号を256階調(γ2.2)中、12階調以上に設定して黒書き込みを行なうことにより、液晶分子20が垂直配向状態からやや傾斜した状態から転倒する様子を示す図である。 水平方位角方向を制御できない場合の、OS駆動回路を示すブロック図である。 水平方位角方向を制御できる場合の、OS駆動回路を示すブロック図である。 黒書き込みを行なう場合の、理想的な電圧とフレームとの関係を示すグラフである。 黒書き込みを固定電位にて行なう場合の、電圧とフレームとの関係を示すグラフである。 図25に示す電圧とフレームとの関係から、アナログ電圧を調整してプラス極性とマイナス極性での実効値を補正した電圧とフレームとの関係を示すグラフである。 OS駆動回路の概略構成を示すブロック図である。 画素の極性情報と画素の位置情報である番地との関係を示す図である。 図27に示すLUTの構成を示す図である。 他のOS駆動回路の概略構成を示すブロック図である。 図30に示すLUTの構成を示す図である。 図25に示す電圧とフレームとの関係から、図27に示すOS駆動回路を用いて極性値をデジタル補正した電圧とフレームとの関係を示すグラフである。 バックライトの概略構成を示す図である。 (a)は、1Vにおける、あるゲートラインGLjに印加される走査信号の波形図であり、(b)は、1Vにおける、バックライトの点灯・消灯とを示す波形図である。 テレビジョン受信機用の液晶表示装置の回路ブロックを示す図である。 チューナー部と表示装置との信号のやりとりを示すブロック図である。 液晶表示装置を用いたテレビジョン受信機を示す分解斜視図である。 ソースドライバの出力部の他の構成を示す回路図である。 (a)はゲートスタートパルス信号GSPを示す波形図であり、(b)はチャージシェア制御信号を示す波形図であり、(c)はデータ信号を示す波形図であり、(d)は同じくデータ信号を示す波形図である。 ソースドライバの出力部の他の構成を示す回路図である。 (a)はゲートスタートパルス信号GSPを示す波形図であり、(b)はゲートクロック信号を示す波形図であり、(c)はチャージシェア制御信号を示す波形図であり、(d)はデータ信号を示す波形図であり、(e)は同じくデータ信号を示す波形図である。 ソースドライバの出力部の他の構成を示す回路図である。 (a)はゲートスタートパルス信号GSPを示す波形図であり、(b)はゲートクロック信号を示す波形図であり、(c)はチャージシェア制御信号を示す波形図であり、(d)は同じくチャージシェア制御信号を示す波形図であり、(e)はデータ信号を示す波形図であり、(f)は同じくデータ信号を示す波形図である。 ソースドライバの出力部の他の構成を示す回路図である。 (a)はゲートスタートパルス信号GSPを示す波形図であり、(b)はゲートクロック信号を示す波形図であり、(c)はチャージシェア制御信号を示す波形図であり、(d)はデータ信号を示す波形図であり、(e)は同じくデータ信号を示す波形図である。 ソースドライバの出力部の他の構成を示す回路図である。 (a)はゲートスタートパルス信号GSPを示す波形図であり、(b)はゲートクロック信号を示す波形図であり、(c)はチャージシェア制御信号を示す波形図であり、(d)はアナログ電圧信号を示す波形図であり、(e)は同じくアナログ電圧信号を示す波形図であり、(f)は非画像信号を示す波形図であり、(g)は同じく非画像信号を示す波形図であり、(h)はデータ信号を示す波形図であり、(i)は同じくデータ信号を示す波形図である。 第2の実施の形態の液晶表示装置における各信号の波形図である。(a)はアナログ電圧信号を示す波形図であり、(b)はチャージシェア制御信号を示す波形図であり、(c)はデータ信号を示す波形図であり、(d)はゲートラインGLjに印加される走査信号G(j)を示す波形図であり、(e)はゲートラインGj+1に印加される走査信号G(j+1)を示す波形図であり、(f)は画素の輝度を示す波形図である。 2Hドット反転を模式的に示す図である。 2Hライン反転を模式的に示す図である。 4Hドット反転を模式的に示す図である。 第2の実施の形態の液晶表示装置における各信号の波形図の他の例である。(a)はアナログ電圧信号を示す波形図であり、(b)はチャージシェア制御信号を示す波形図であり、(c)はデータ信号を示す波形図であり、(d)はゲートラインGLjに印加される走査信号G(j)を示す波形図であり、(e)はゲートラインGj+1に印加される走査信号G(j+1)を示す波形図であり、(f)は画素の輝度を示す波形図である。 第2の実施の形態の液晶表示装置における各信号の波形図のさらに他の例である。(A)は、リバース信号REVを示す波形図であり、(a)はアナログ電圧信号を示す波形図であり、(b)はチャージシェア制御信号を示す波形図であり、(c)はデータ信号を示す波形図であり、(d)はゲートラインGLjに印加される走査信号G(j)を示す波形図であり、(e)はゲートラインGj+1に印加される走査信号G(j+1)を示す波形図であり、(f)は画素の輝度を示す波形図である。 図51に示す信号を出力するソースドライバの出力部の構成の一例を示す回路図である。 第2の実施の形態の液晶表示装置の一例を、その表示部の等価回路と共に示すブロック図である。 図53に示すソースドライバの構成を示すブロック図である。 第2の実施の形態の液晶表示装置における各信号の波形図のさらに他の例である。(A)は、リバース信号REVを示す波形図であり、(a)はゲートスタートパルス信号GSPを示す波形図であり、(b)はゲートクロック信号を示す波形図であり、(c)はチャージシェア制御信号を示す波形図であり、(d)は同じくチャージシェア制御信号を示す波形図であり、(e)はアナログ電圧信号を示す波形図であり、(f)はデータ信号を示す波形図であり、(g)は同じくデータ信号を示す波形図である。 図55に示す信号を出力するソースドライバの出力部の構成の一例を示す回路図である。 実施の形態2において、非画像信号の極性を後のデータ信号の極性と同じにした場合と異ならせた場合のデータ信号の波形をそれぞれ示す波形図である。 実施の形態2において、非画像信号の極性を後のデータ信号の極性と同じにした場合と異ならせた場合のデータ信号の波形をそれぞれ示す波形図である。 図57(a)および図57(b)の場合の実際の波形を示す波形図であり、実線が図57(a)の場合の実際の波形、破線が図57(b)の場合の実際の波形である。 実施の形態1において、非画像信号の極性を後のデータ信号の極性と同じにした場合と異ならせた場合のデータ信号の波形をそれぞれ示す波形図である。 実施の形態1において、非画像信号の極性を後のデータ信号の極性と同じにした場合と異ならせた場合のデータ信号の波形をそれぞれ示す波形図である。 図58(a)および図58(b)の場合の実際の波形を示す波形図であり、実線が図58(a)の場合の実際の波形、破線が図58(b)の場合の実際の波形である。 従来技術を説明するための図であり、尾引残像を示す図である。
符号の説明
3 ソースドライバ(駆動回路)
5 画素形成部
20 液晶分子
35 チャージシェア電圧固定用電源(固定電圧電源)
51 極性情報処理部(極性情報検知手段)
53 補正量演算部(補正量演算手段)
54 LUT(ルックアップテーブル)
82a〜82h 蛍光ランプ(バックライト)
99 チューナー部
100 第1の極性反転電源
103 第2の極性反転電源
113 第3の極性反転電源
108 定電圧ダイオード
200 表示装置(液晶表示装置)
Dv 映像信号
Eshp 固定電圧
SL1〜SLn ソースライン(データ信号線)
GL1〜GLm ゲートライン(走査信号線)
S(1)〜S(n) データ信号
GSP ゲートスタートパルス信号
GCK ゲートクロック信号
〔実施の形態1〕
本発明の一実施の形態について、図面を用いて説明する。
図2は、本実施の形態の液晶表示装置を、その表示部の等価回路と共に示すブロック図である。液晶表示装置は、同図に示すように、データ信号線駆動回路としてのソースドライバ(駆動回路)3と、走査信号線駆動回路としてのゲートドライバ4と、アクティブマトリクス型の表示部1と、ソースドライバ3およびゲートドライバ4を制御するための表示制御回路2と、を備えている。
表示部1は、複数本(m本)の走査信号線としてのゲートラインGL1〜GLmと、これらのゲートラインGL1〜GLmのそれぞれと直交する複数本(n本)のデータ信号線としてのソースラインSL1〜SLnと、これらのゲートラインGL1〜GLmとソースラインSL1〜SLnとの交差点にそれぞれ対応して設けられた複数個(m×n個)の画素形成部5と、を含んでいる。
画素形成部5は、マトリクス状に配置されて、画素アレイを構成し、各画素形成部5は、対応する交差点を通過するゲートラインGLjにゲート端子が接続されると共に、当該交差点を通過するソースラインSLiにソース端子が接続されたスイッチング素子であるTFT10と、当該TFT10のドレイン端子に接続された画素電極Epと、上記複数の画素形成部5に共通的に設けられた対向電極である共通電極Ecと、これら画素電極Epと共通電極Ecとの間に挟持された液晶層と、からなる。
画素電極Epと共通電極Ecとにより形成される液晶容量により画素容量Cpが構成される。なお、画素容量Cpに確実に電圧を保持すべく、液晶容量(画素容量Cp)に並列に補助容量を設けてもよい。但し、当該補助容量は、本発明には直接に関係しないので、その説明および図示を省略する。
画素電極Epには、後述するように、動作するソースドライバ3およびゲートドライバ4により、表示すべき画像に応じた電位が与えられる一方、共通電極Ecには、図示しない電源回路から所定電位Vcomが与えられる。これにより、画素電極Epと共通電極Ecとの間の電位差に応じた電圧が液晶層に印加され、この電圧印加によって液晶層に対する光の透過量が制御されることで画像表示が行われる。ただし、液晶層への電圧印加によって光の透過量を制御するためには図示しない偏光板が使用され、本実施の形態の液晶表示装置では、一例として、ノーマリブラックとなるように偏光板が配置されているものとする。ノーマリーブラックモードの液晶表示装置は、電圧を印加しない状態で黒表示となるため、容易に黒挿入を行うことができ、消費電力も抑えることができる。
表示制御回路2は、図示しない外部の信号源から、表示すべき画像を表すデジタルビデオ信号Dvと、当該デジタルビデオ信号Dvに対応する水平同期信号HSYおよび垂直同期信号VSYと、表示動作を制御するための制御信号Dcと、を受け取る。
表示制御回路2は、これらの各種信号Dv・HSY・VSY・Dcに基づき、デジタルビデオ信号Dvの表す画像を表示部1に表示させるための信号として、データスタートパルス信号SSPと、データクロック信号SCKと、チャージシェア制御信号Cshと、表示すべき画像を表すデジタル画像信号DA(上記ビデオ信号Dvに相当する信号)と、ゲートスタートパルス信号GSPと、ゲートクロック信号GCKと、ゲートドライバ出力制御信号GOE(GOE1〜GOEq)と、を生成し、出力する。
より詳細には、外部の信号源から受け取ったビデオ信号Dvを図示しない内部メモリで必要に応じてタイミング調整等を行った後に、デジタル画像信号DAとして表示制御回路2から出力し、そのデジタル画像信号DAの表す画像の各画素に対応するパルスからなる信号としてデータクロック信号SCKを生成し、水平同期信号HSYに基づき1水平走査期間毎に所定期間だけハイレベル(Hレベル)となる信号としてデータスタートパルス信号SSPを生成し、垂直同期信号VSYに基づき1フレーム期間(1垂直走査期間)毎に所定期間だけHレベルとなる信号としてゲートスタートパルス信号GSPを生成し、水平同期信号HSYに基づきゲートクロック信号GCKを生成し、水平同期信号HSYおよび制御信号Dcに基づき、チャージシェア制御信号Cshおよびゲートドライバ出力制御信号GOEを生成する。
上記のようにして表示制御回路2において生成された信号のうち、デジタル画像信号DAとチャージシェア制御信号Cshとデータスタートパルス信号SSPおよびデータクロック信号SCKとは、ソースドライバ3に入力される一方、ゲートスタートパルス信号GSPおよびゲートクロック信号GCKとゲートドライバ出力制御信号GOEとは、ゲートドライバ4に入力される。
図3は、上記ソースドライバ3の構成を示すブロック図である。
上記ソースドライバ3は、図3に示すように、データ信号生成部12と該データ信号生成部12の後段に配された出力部13とを備えている。データ信号生成部12は、データスタートパルス信号SSPおよびデータクロック信号SCKに基づき、デジタル画像信号DAから、ソースラインSL1〜SLnにそれぞれ対応するアナログ電圧信号d(1)〜d(n)を生成する。このデータ信号生成部12の構成は、従来のソースドライバのデータ信号生成部12と同様の構成であるので、これ以上の説明を省略する。
出力部13は、データ信号生成部12で生成されるアナログ電圧信号d(i)毎に設けられた電圧ホロワからなる複数の出力バッファ31(図4)を含み、これらの出力バッファ31により各アナログ電圧信号d(i)をインピーダンス変換し、データ信号S(i)として出力する(i=1,2,…,n)。
ただし、後述のように、チャージシェア制御信号Cshに基づき、チャージシェア期間Tsh(図1(b))において、データ信号S(1)〜S(n)のソースラインSL1〜SLnへの印加が遮断されると共に、ソースラインSL1〜SLnが互いに短絡される。詳細については図4を用いて後述するが、出力部13には、このような動作を実現するためのスイッチ回路と電源が含まれている。
ソースドライバ3は、デジタル画像信号DAとデータスタートパルス信号SSPおよびデータクロック信号SCKとに基づき、デジタル画像信号DAの表す画像の各水平走査線における画素値に相当するアナログ電圧としてデータ信号S(1)〜S(n)を1水平走査期間毎に順次生成し、これらのデータ信号S(1)〜S(n)をソースラインSL1〜SLnにそれぞれ印加する。
本実施の形態におけるソースドライバ3は、液晶層への印加電圧の極性が1フレーム期間毎に反転されると共に各フレーム内において1ゲートライン毎かつ1ソースライン毎にも反転されるようにデータ信号S(1)〜S(n)が出力される駆動方式、すなわち、ドット反転駆動方式が採用されている。ドット反転駆動方式は、換言すれば、1水平走査期間ごとに極性が反転するとともに、隣接するデータ信号線同士は互いに異なる極性となっている。
従って、ソースドライバ3は、ソースラインSL1〜SLnへの印加電圧の極性をソースラインSL1〜SLn毎に反転させ、かつ、各ソースラインSLiに印加されるデータ信号S(i)の電圧極性を1水平走査期間毎に反転させている。ここで、ソースラインSL1〜SLnへの印加電圧の極性反転の基準となる電位は、データ信号S(1)〜S(n)の直流レベル(直流成分に相当する電位)であり、この直流レベルは、一般的には共通電極Ecの直流レベルとは一致せず、各画素形成部5におけるTFT10のゲート・ドレイン間の寄生容量Cgdによる引き込み電圧ΔVdだけ共通電極Ecの直流レベルと異なる。
ただし、寄生容量Cgdによる引き込み電圧ΔVdが液晶の光学的しきい値電圧Vthに対して十分に小さい場合には、データ信号S(1)〜S(n)の直流レベルは共通電極Ecの直流レベルに等しいとみなせるので、データ信号S(1)〜S(n)の極性、すなわち、ソースラインSL1〜SLnへの印加電圧の極性は、共通電極Ecの電位(対向電圧)を基準として1水平走査期間毎に反転すると考えてもよい。
また、上記のソースドライバ3では、消費電力を低減するためにデータ信号S(1)〜S(n)の極性反転時に、隣接ソースラインSL1〜SLn間が短絡されるいわゆるチャージシェアリング方式が採用されている。
このため、ソースドライバ3においてデータ信号S(1)〜S(n)を出力する部分である出力部13は、図4に示すように構成される。すなわち、この出力部13は、デジタル画像信号DAに基づき生成されたアナログ電圧信号d(1)〜d(n)を受け取り、これらのアナログ電圧信号d(1)〜d(n)をインピーダンス変換することによって、ソースラインSL1〜SLnで伝達すべき映像信号としてデータ信号S(1)〜S(n)を生成する。この出力部13は、図4に示すように、このインピーダンス変換のための電圧ホロワとしてn個の出力バッファ31を有している。さらに、同図に示すように、各出力バッファ31の出力端子には、スイッチング素子としての第1のMOSトランジスタSWaが接続され、各出力バッファ31からのデータ信号S(i)は、第1のMOSトランジスタSWaを介してソースドライバ3の出力端子から出力される(i=1,2,…,n)。
また、ソースドライバ3の隣接する出力端子間は、スイッチング素子としての第2のMOSトランジスタSWbによって接続されている。つまり、これにより、隣接ソースラインSL1〜SLn間が第2のMOSトランジスタSWbによって接続されることになる。そして、これらの出力端子間の第2のMOSトランジスタSWbのゲート端子には、チャージシェア制御信号Cshが与えられ、各出力バッファ31の出力端子に接続された第1のMOSトランジスタSWaのゲート端子には、インバータ33の出力信号すなわちチャージシェア制御信号Cshの論理反転信号が与えられる。
したがって、チャージシェア制御信号Cshが非アクティブ(ローレベル)のときには、第1のMOSトランジスタSWaがオンし(導通状態となり)、第2のMOSトランジスタSWbがオフする(遮断状態となる)ので、各出力バッファ31からのデータ信号は、第1のMOSトランジスタSWaを介してソースドライバ3から出力される。
一方、チャージシェア制御信号Cshがアクティブ(ハイレベル)のときには、第1のMOSトランジスタSWaがオフし(遮断状態となり)、第2のMOSトランジスタSWbがオンする(導通状態となる)ので、各出力バッファ31からのデータ信号は、出力されず(すなわちデータ信号S(1)〜S(n)のソースラインSL1〜SLnへの印加は遮断され)、表示部1における隣接ソースラインSL1〜SLnが、第2のMOSトランジスタSWbを介して短絡される。
ソースドライバ3のデータ信号生成部12では、図1(a)に示すように、1水平走査期間(1H)毎に極性の反転する映像信号としてアナログ電圧信号d(i)が生成される。一方、表示制御回路2では、図1(b)に示すように、各アナログ電圧信号d(i)の極性の反転時に所定期間(1水平ブランキング期間程度の短い期間;チャージシェア期間)Tshだけハイレベル(Hレベル)となるチャージシェア制御信号Cshが生成される。
上記のように、チャージシェア制御信号Cshがローレベル(Lレベル)のときには、各アナログ電圧信号d(i)がデータ信号S(i)として出力され、チャージシェア制御信号Cshがハイレベル(Hレベル)のときには、データ信号S(1)〜S(n)のソースラインSL1〜SLnへの印加が遮断されると共に、隣接ソースラインSL1〜SLnが互いに短絡される。
そして、ドット反転駆動方式が採用されていることから、隣接ソースラインSL1〜SLnの電圧は、互いに逆極性であって、しかも、その絶対値はほぼ等しい。従って、各データ信号S(i)の値、すなわち、各ソースラインSLiの電圧は、チャージシェア期間Tshにおいて、黒表示に相当する電圧(黒電圧)となる。
本実施の形態の液晶表示装置では、各データ信号S(i)は、データ信号S(i)の直流レベルVSdcを基準として極性が反転するので、図1(c)に示すように、チャージシェア期間Tshにおいてデータ信号S(i)の直流レベルVSdcにほぼ等しくなる。
なお、このようにデータ信号S(1)〜S(n)の極性反転時に隣接ソースラインSL1〜SLnを短絡することで各ソースラインSLiの電圧を黒電圧(データ信号S(i)の直流レベルVSdc)に等しくするという構成は、消費電力を低減するための手段として従来提案されており、図4に示した構成に限定されるものではない。
ゲートドライバ4は、ゲートスタートパルス信号GSPおよびゲートクロック信号GCKと、ゲートドライバ出力制御信号GOEr(r=1,2,…,q)とに基づき、各データ信号S(1)〜S(n)を各画素形成部5(の画素容量)に書き込むために、デジタル画像信号DAの各フレーム期間(各垂直走査期間)においてゲートラインGL1〜GLmをほぼ1水平走査期間ずつ順次選択すると共に、後述の黒挿入のために、上記したデータ信号S(i)の極性反転時に所定期間だけゲートラインGLjを選択する(j=1〜m)。
すなわち、ゲートドライバ4は、図1(d)(e)に示すような画素データ書込パルスPwと黒電圧印加パルス(非画像信号を印加するパルス)Pbとを含む走査信号G(1)〜G(m)をゲートラインGL1〜GLmにそれぞれ印加し、これらの画素データ書込パルスPw・黒電圧印加パルスPbが印加されているゲートラインGLjは選択状態となり、選択状態のゲートラインGLjに接続されたTFT10がオン状態となる一方、非選択状態のゲートラインGLjに接続されたTFT10はオフ状態となる。
ここで、画素データ書込パルスPwは、水平走査期間(1H)のうち表示期間に相当する有効走査期間でHレベルとなるのに対し、黒電圧印加パルスPbは、水平走査期間(1H)のうちブランキング期間(表示期間以外の期間)に相当するチャージシェア期間Tsh内でHレベルとなる。
図1(d)(e)に示すように、各走査信号G(j)において、画素データ書込パルスPwと、当該画素データ書込パルスPwの後に最初に現れる黒電圧印加パルスPbと、の間は、2/3フレーム期間(2/3V;Thd)であり、黒電圧印加パルスPbは、1フレーム期間(1V)において、1水平走査期間(1H)の間隔で続いて3個現れている。
黒電圧印加パルスPbの幅は、1.0μ秒から2.0μ秒が好ましく、1.2μ秒から1.8μ秒がより好ましい。非画像信号をデータ信号線に印加する期間の幅(図1ではTsh)は、黒電圧印加パルスPbの幅の2〜3倍程度であることが望ましい。すなわち、Tshの幅は、2〜6μ秒であることが好ましく、3〜5μ秒であることがより好ましい。
また、データ信号線への非画像信号の印加時間(すなわち、Pbの幅)は、データ信号線への画像信号の印加時間(すなわち、Pwの幅)よりも短いことが好ましい。これは、画像信号の画素への充電率を確保するためである。非画像信号の画素への充電率に関しては、黒電圧印加パルスPbの本数を増やすことで確保することができる。表1には、FullHD(1080×1920×RGBドット)機種で確認した最適な画像信号および非画像信号の印加時間を示す。表1には、データ信号線または走査信号線への各印加時間を示す。
Figure 0004800381
なお、本発明は必ずしもこれに限定はされず、液晶表示素子の精細度や画面サイズなどで適した値が異なるので、適宜条件出しするのが望ましい。
黒電圧印加パルスPbの個数は、実施したい黒挿入レベルに応じて適宜選択可能であるが、2個から8個程度が適当である。より好ましくは3個から6個がよい。また黒電圧印加パルスPbを印加するタイミングは、データ信号の極性が+(正)から−(負)に変わるタイミングと−から+に変わるタイミングがあり、これらがどちらかに偏るとフリッカーや走査線毎のムラが生じる場合がある。1フレーム毎にデータ信号の極性を反転し駆動することや、Thd、Tbkを微調整することで、上記不具合を抑制することができる。そこで、黒電圧印加パルスPbを偶数個(たとえば4本)にすることで、隣接する走査線ごとに+→−、−→+のタイミングの黒電圧印加パルスPbの本数が等しくなるようにしてもよい。
次に、図1を参照しつつ、上記ソースドライバ3およびゲートドライバ4による表示部1(図1参照)の駆動について説明する。表示部1における各画素形成部5では、それに含まれるTFT10のゲート端子に接続されるゲートラインGLjに画素データ書込パルスPwが印加されることにより、当該TFT10がオンされ、当該TFT10のソース端子に接続されるソースラインSLiの電圧がデータ信号S(i)の値として当該画素形成部5に書き込まれる。すなわち、ソースラインSLiの電圧が、画素容量Cpに保持される。その後、当該ゲートラインGLjは、黒電圧印加パルスPbが現れるまでの期間(非選択状態の期間;画素データ保持期間)Thdは非選択状態となるので、当該画素形成部5に書き込まれた電圧がそのまま保持される。
黒電圧印加パルスPbは、画素データ保持期間Thdの後のチャージシェア期間Tshに、ゲートラインGLjに印加される。既述のようにチャージシェア期間Tshでは、各データ信号S(i)の値すなわち各ソースラインSLiの電圧は、データ信号S(i)の直流レベルにほぼ等しくなる。すなわち、各ソースラインSLiの電圧は、黒電圧となる。
従って、当該ゲートラインGLjへの黒電圧印加パルスPbの印加により、該画素形成部5の画素容量Cpに保持される電圧は、黒電圧に向かって変化する。しかし、黒電圧印加パルスPbを印加するタイミングは、データ信号S(i)の極性反転時であるため、黒電圧印加パルスPbのパルス幅は短い。そのため、画素容量Cpにおける保持電圧を確実に黒電圧にするために、図1(d)(e)に示すように、各フレーム期間において1水平走査期間(1H)間隔で3個の黒電圧印加パルスPbが続けて当該ゲートラインGLjに印加される。これにより、当該ゲートラインGLjに接続される画素形成部5によって形成される画素の輝度(画素容量での保持電圧によって決まる透過光量)L(j,i)は、図1(f)に示すように変化する。
そのため、各ゲートラインGLjに接続される画素形成部5に対応する1表示ラインにおいて、画素データ保持期間Thdではデジタル画像信号DAに基づく表示が行われ、その後に上記3個の黒電圧印加パルスPbが印加されてから次に当該ゲートラインGLjに画素データ書込パルスPwが印加される時点までの期間Tbkでは黒表示が行われる。このようにして、黒表示の行われる期間(黒表示期間)Tbkが各フレーム期間に挿入されることにより、液晶表示装置による表示のインパルス化が行われる。
図1(d)(e)からもわかるように、画素データ書込パルスPwの現れる時点は、走査信号G(j)毎に1水平走査期間(1H)ずつ、ずれているので、黒電圧印加パルスPbの現れる時点も走査信号G(j)毎に1水平走査期間(1H)ずつずれている。従って、黒表示期間Tbkも1表示ライン毎に1水平走査期間(1H)ずつずれて全ての表示ラインにつき同じ長さの黒挿入が行われる。
このようにして、画素データ書込のための画素容量Cpでの充電期間を短縮することなく、十分な黒挿入期間(非画像挿入期間)が確保される。また、黒挿入(非画像挿入)のためにソースドライバ3などの動作速度を上げる必要もない。
次に、本実施形態におけるゲートドライバ4の構成などについて、さらに詳細に説明する。図5(a)は、上記した図1(d)(e)の波形を示すように動作するゲートドライバ4の構成を示すブロック図である。このゲートドライバ4は、図5(a)に示すように、シフトレジスタ40(図5(b))を含む複数個(q個)の部分回路としてのゲートドライバ用IC(Integrated Circuit)チップ411,412,…,41qからなる。各ゲートドライバ用ICチップ411,412,…,41qは、図5(b)に示すように、シフトレジスタ40と、当該シフトレジスタ40の各段に対応して設けられた第1および第2のANDゲート42・43と、第2のANDゲート43の出力信号g1〜gpに基づき走査信号G1〜Gpを出力する出力部45とを備え、外部からの信号をスタートパルス信号SPi、クロック信号CK、および出力制御信号OEとして受け取る。
スタートパルス信号SPiはシフトレジスタ40の入力端に与えられ、シフトレジスタ40の出力端からは、後続のゲートドライバ用ICチップに入力されるべきスタートパルス信号SPoが出力される。また、それぞれの第1のANDゲート41にはクロック信号CKの論理反転信号が入力される一方、それぞれの第2のANDゲート43には出力制御信号OEの論理反転信号が入力される。そして、シフトレジスタ40の各段の出力信号Qk(k=1〜p)は、当該段に対応する第1のANDゲート41に入力され、当該第1のANDゲート41の出力信号は当該段に対応する第2のANDゲート43に入力される。
また、ゲートドライバ4は、図5(a)に示すように、上記構成の複数(q個)のゲートドライバ用ICチップ411〜41qが縦続接続されて構成されている。すなわち、ゲートドライバ用ICチップ411〜41q内のシフトレジスタ40が1つのシフトレジスタを形成するように(以下、このように縦続接続によって形成されるシフトレジスタを「結合シフトレジスタ」という)、各ゲートドライバ用ICチップ411〜41q内のシフトレジスタの出力端(スタートパルス信号SPoの出力端子)が次のゲートドライバ用ICチップ411〜41q内のシフトレジスタの入力端(スタートパルス信号SPiの入力端子)に接続される。
ただし、先頭のゲートドライバ用ICチップ411内のシフトレジスタの入力端には、表示制御回路2からゲートスタートパルス信号GSPが入力され、最後尾のゲートドライバ用ICチップ41q内のシフトレジスタの出力端は外部と未接続となっている。
また、表示制御回路2からのゲートクロック信号GCKは、各ゲートドライバ用ICチップ411〜41qにクロック信号CKとして共通に入力される。
一方、表示制御回路2において生成されるゲートドライバ出力制御信号GOEは第1〜第qのゲートドライバ出力制御信号GOE1〜GOEqからなり、これらのゲートドライバ出力制御信号GOE1〜GOEqは、ゲートドライバ用ICチップ411〜41qに出力制御信号OEとしてそれぞれ個別に入力される。
次に、図6(a)〜(f)を用いて、上記ゲートドライバ4の動作について説明する。
表示制御回路2は、図6(a)に示すように、画素データ書込パルスPwに対応する期間Tspwおよび3個の黒電圧印加パルスPbに対応する期間TspbwだけHレベル(アクティブ)となる信号をゲートスタートパルス信号GSPとして生成すると共に、図6(b)に示すように、1水平走査期間(1H)毎に所定期間だけHレベルとなるゲートクロック信号GCKを生成する。このようなゲートスタートパルス信号GSPおよびゲートクロック信号GCKがゲートドライバ4に入力されると、先頭のゲートドライバ用ICチップ411のシフトレジスタ40の初段の出力信号Q1として、図6(c)に示すような信号が出力される。この出力信号Q1は、各フレーム期間において、画素データ書込パルスPwに対応する1個のパルスPqwと、3個の黒電圧印加パルスPbに対応する1個のパルスPqbwとを含み、これらの2個のパルスPqwとPqbwとの間はほぼ画素データ保持期間Thdだけ離れている。
このような2個のパルスPqwおよびPqbwがゲートクロック信号GCKに従ってゲートドライバ400内の結合シフトレジスタを順次転送されていく。それに応じて結合シフトレジスタの各段から、図6(c)に示すような波形の信号が1水平走査期間(1H)ずつ順次ずれて出力される。
また、表示制御回路2は、既述のように、ゲートドライバ4を構成するゲートドライバ用ICチップ411〜41qに与えるべきゲートドライバ出力制御信号GOE1〜GOEqを生成する。ここで、r番目のゲートドライバ用ICチップ41rに与えるべきゲートドライバ出力制御信号GOErは、当該ゲートドライバ用ICチップ41r内のシフトレジスタ40のいずれかの段から画素データ書込パルスPwに対応するパルスPqwが出力されている期間では、画素データ書込パルスPwの調整のためにゲートクロック信号GCKのパルス近傍の所定期間でHレベルとなることを除きLレベルとなり、それ以外の期間では、ゲートクロック信号GCKがHレベルからLレベルに変化した直後の所定期間Toe(この所定期間Toeはチャージシェア期間Tshに含まれるように設定される)だけLレベルとなることを除きHレベルとなる。
例えば、先頭のゲートドライバ用ICチップ411には、図6(d)に示すようなゲートドライバ出力制御信号GOE1が与えられる。なお、画素データ書込パルスPwの調整のためにゲートドライバ出力制御信号GOE1〜GOEqに含まれるパルス(これは上記所定期間でHレベルとなることに相当し、以下「書込期間調整パルス」という)は、必要な画素データ書込パルスPwに応じて、ゲートクロック信号GCKの立ち上がりよりも早く立ち上がったり、ゲートクロック信号GCKの立ち下がりよりも遅く立ち下がったりする。
また、このような書込期間調整パルスを使用せずに、ゲートクロック信号GCKのパルスだけで画素データ書込パルスPwを調整するようにしてもよい。各ゲートドライバ用ICチップ411r(r=1〜q)では、上記のようなシフトレジスタ40各段の出力信号Qk(k=1〜p)、ゲートクロック信号GCKおよびゲートドライバ出力制御信号GOErに基づき、第1および第2のANDゲート41・43により、内部走査信号g1〜gpが生成され、それらの内部走査信号g1〜gpが出力部45でレベル変換されて、ゲートラインに印加すべき走査信号G1〜Gpが出力される。
これにより、図6(e)(f)に示す走査信号G(1)G(2)から分かるように、ゲートラインGL1・GL2・・・には、順次画素データ書込パルスPwが印加されると共に、各ゲートラインGL1・GL2・・・では、画素データ書込パルスの印加時点から画素データ保持期間Thdだけ経過した時点で、黒電圧印加パルスPbが印加され、その後、1水平走査期間(1H)間隔で2個の黒電圧印加パルスPbが印加される。このようにして3個の黒電圧印加パルスPbが印加された後は、次のフレーム期間の画素データ書込パルスPwが印加されるまでLレベルが維持される。すなわち、上記3個の黒電圧印加パルスPbが印加されてから次の画素データ書込パルスPwが印加されるまでは黒表示期間Tbkとなる。
上記のようにして、図5(a)および図5(b)に示した構成のゲートドライバ4により、液晶表示装置において図1(c)〜(f)に示したようなインパルス化駆動を実現することができ、同時に液晶プレチルト電圧を与えることができる。
ところで、一般に、TFT10を使用したアクティブマトリクス型の液晶表示装置では、図7に示すように、各画素形成部5におけるTFT10のゲート・ドレイン間に寄生容量Cgdが存在する。この寄生容量Cgdの存在により、各画素形成部5における画素電極Epの電圧(画素電圧)Vdは、その画素電極Epに接続されるTFT10がオン状態(導通状態)からオフ状態(遮断状態)へと切り替わる時に、画素容量Cpと寄生容量Cgdとの比に応じて低下する。以下、寄生容量Cgdに起因するこのような画素電圧Vdの変化をレベルシフトと呼び、この変化量を引き込み電圧と呼び記号ΔVdで示すものとする。
具体的には、図8(a)(b)に示すように、いずれかのゲートラインGLjに印加される走査信号G(j)の電圧であるゲート電圧Vg(j)がオン電圧Vghとなって(時刻t1またはt3)、当該ゲートラインGLjに接続されたTFT10を介してソースラインSLiの電圧VsnまたはVspが画素電極に与えられた後に、そのゲート電圧Vg(j)がオフ電圧Vglへと変化すると(時刻t2またはt4)、画素電圧Vdは、次の(1)式で表される引き込み電圧ΔVdだけ低下する(j=1,2,…,m; i=1,2,…,n)。
ΔVd=(Vgh−Vgl)・Cgd/(Cp+Cgd) …(1)
液晶はそれに印加される電圧によって誘電率が変化するので、画素容量Cpは、画素の階調によって異なる値を持つ。従って、(1)式から、上記引き込み電圧ΔVdも画素の階調によって異なる。
一般に、液晶表示装置では、液晶への印加電圧の極性が共通電極Ecの電位すなわち対向電圧を基準として所定周期で反転し、液晶における光の透過率はそれへの印加電圧の実効値に応じて変化する。従って、フリッカの無い表示を得るには、液晶への印加電圧の平均値が0になるように対向電圧に対してソースラインの電圧(ソース電圧)、すなわち、データ信号の値を上記引き込み電圧ΔVdだけ補正する必要がある。この引き込み電圧ΔVdは、上記のように、画素の階調によって異なる。そこで、全ての階調についてフリッカの無い表示を得るために、ソース電圧は、表示すべき画素の階調に応じて補正される。すなわち、ソース電圧の補正量は表示階調によって異なる。
ところで、チャージシェア期間Tshでのソース電圧(チャージシェア電圧)は、そのチャージシェア期間直前における各ソースドライバの全ソースラインについての電圧の平均値にほぼ等しい。上記のようにソース電圧の補正量が画素の階調によって異なるので、図9を用いて次に示すように、チャージシェア電圧は表示階調によって異なる。
図9は、輝度の高い画素を表示する場合の画素電圧(高輝度画素電圧)Vd(B)の電圧波形Wd(B)と、輝度の低い画素を表示する場合の画素電圧(低輝度画素電圧)Vd(D)の電圧波形Wd(D)と、高輝度画素電圧Vd(B)を与えるためのデータ信号の電圧(高輝度ソース電圧)Vs(B)の電圧波形Ws(B)と、低輝度画素電圧Vd(D)を与えるためのデータ信号の電圧(低輝度ソース電圧)Vs(D)の電圧波形Ws(D)と、を示している。
ただし、高輝度画素電圧の電圧波形Wd(B)および低輝度画素電圧の電圧波形Wd(D)と、高輝度ソース電圧の電圧波形Ws(B)および低輝度ソース電圧の電圧波形Ws(D)とでは、時間軸(横軸)のスケールは、一致しているわけではない。なお、図9において、Vsp(B)は高輝度ソース電圧Vs(B)の最大値を、Vsn(B)は高輝度ソース電圧Vs(B)の最小値をそれぞれ示し、Vsp(D)は低輝度ソース電圧Vs(D)の最大値を、Vsn(D)は低輝度ソース電圧Vs(D)の最小値をそれぞれ示している。
また、Vcsh(B)は、高輝度ソース電圧Vs(B)がソースラインに与えられた場合のチャージシェア電圧を、Vcsh(D)は、低輝度ソース電圧Vs(D)がソースラインに与えられた場合のチャージシェア電圧をそれぞれ示している。図9からわかるように、高輝度画素電圧Vd(B)と低輝度画素電圧Vd(D)とで引き込み電圧ΔVdが異なる。そして、上記した通り、引き込み電圧ΔVd分だけ、ソース電圧の値を補正するため、高輝度ソース電圧Vs(B)と低輝度ソース電圧Vs(D)とで補正量が異なる。
従って、ソースラインに高輝度ソース電圧Vs(B)が与えられる場合のチャージシェア電圧Vcsh(B)と低輝度ソース電圧Vs(D)が与えられる場合のチャージシェア電圧Vcsh(D)とは、互いに異なっている。すなわち、表示階調によってチャージシェア電圧Vcshが異なる。
本実施の形態の液晶表示装置では、図1に示したように、チャージシェア期間Tshのソース電圧であるチャージシェア電圧(図1(a)(c)に示されている電圧VSdc)が黒表示に相当する電圧となることから、チャージシェア期間TshでHレベルとなる黒電圧印加パルスPbをゲートラインGLjに印加することで黒挿入を行い(j=1〜m)、これにより表示をインパルス化している。
ここで、黒電圧印加パルスPbのパルス幅が短いことから、黒電圧の書き込み不足を補うべく複数のチャージシェア期間Tsh(図1(e)(f)に示した例では3つのチャージシェア期間Tsh)で黒挿入を行っている。ところで、チャージシェア電圧Vcshは、黒表示に相当する電圧であっても、上記のようにソース電圧の値が補正されることから、表示階調によって異なる(図8参照)。
以上のようにチャージシェア電圧Vcshが表示階調によって異なるため、表示パターンによっては、当該パターンの影が視認される場合がある。例えば、図10に示すように、液晶表示装置の画面において本来の表示パターンDpatの下方に、黒電圧としてのチャージシェア電圧Vcshの書き込みに基づき表示パターンDpatに相当する影のパターンSpatが現れ、これが表示パターンDpatの影として視認されることがある。
これに対して、黒信号挿入期間において、各ソースラインSLiに黒表示に相当する固定電圧を与えることが好ましい。各ソースラインSLiに黒表示に相当する固定電圧を与えれば、各画素形成部5内の寄生容量Cgdに基づく引き込み電圧の階調依存性を補償するためにデータ信号の補正量が表示階調によって異なっても、黒信号挿入期間における各ソースラインSLiの電圧が常に同一の電圧となるため、パターンの影が視認されるという、問題を改善することができる。
このような固定電圧を各ソースラインSLiに与えるソースドライバ3の出力部13の具体的な構成について図面を用いて説明する。つまり、ソースドライバ3の出力部13の構成は、上記の図4に示した構成に限らず、次に示すような構成でもよい。
図11は、ソースドライバの出力部の他の構成を示す回路図である。
図11に示す出力部は、n個の出力バッファ31と、スイッチング素子としてのn個の第1のMOSトランジスタSWa、(n−1)個の第2のMOSトランジスタSWb、およびインバータ33からなるスイッチ回路と、を含んでおり、この点では、図4に示したソースドライバ3の出力部4の構成と同様である。
さらに、図11に示す出力部は、上記したソースドライバ3の出力部13と異なり、チャージシェア電圧固定用電源35および第3のMOSトランジスタSWb2を有しており、チャージシェア電圧固定用電源35の正極がスイッチング素子としての第3のMOSトランジスタSWb2を介して、いずれかのソースラインSL(i)に接続されるべきソースドライバ3の出力端子に接続されている(図11に示した例では、n番目のソースラインSLnに接続されるべき出力端子に接続されている)。
そして、第3のMOSトランジスタSWb2のゲート端子には、チャージシェア制御信号Cshが入力され、チャージシェア電圧固定用電源35の負極は接地されている。
このチャージシェア電圧固定用電源35は、液晶をプレチルトさせる液晶プレチルト電圧に相当する固定電圧Eshpを与える電圧供給部であることが好ましい。
なお、この固定電圧Eshpは、チャージシェア期間Tshにおいて黒電圧印加パルスPbにより画素電極に印加されるが(図1参照)、上記のとおり画素電圧が厳密に黒表示に相当する電圧ではない。しかしながら、大部分の階調領域において表示すべき画素の階調に対して、Eshpによる書き込みは低輝度表示(低階調表示)となるため、インパルス効果を得ることが可能である。
上記の図11に示す出力部によっても、上記した図4に示すソースドライバ3の出力部13と同様、チャージシェア制御信号Cshに基づき、チャージシェア期間Tsh以外(の有効走査期間)では、データ信号生成部12で生成されたアナログ電圧信号d(1)〜d(n)が出力バッファ31を介してデータ信号S(1)〜S(n)として出力されてソースラインSL1〜SLnに印加され、チャージシェア期間Tshでは、データ信号S(1)〜S(n)のソースラインSL1〜SLnへの印加が遮断されると共に隣接するソースラインSL1〜SLnが互いに短絡される。結果的に、全ソースラインSL1〜SLnが互いに短絡される。
これに加えて、図11に示す構成によれば、チャージシェア期間Tshにおいて各ソースラインSLi(i=1〜n)にチャージシェア電圧固定用電源35の電圧Eshpが与えられる。このため、引き込み電圧ΔVdの階調依存性を補償するためにソース電圧の補正量が表示階調によって異なっても、黒信号挿入期間としてのチャージシェア期間Tshにおいてチャージシェア電圧を常に同一の電圧Eshpとすることができる。これにより、図10に示したようなパターンの影の発生を抑制することができる。
さらに、固定電圧Eshpとして液晶をプレチルトさせる液晶プレチルト電圧を与えることで、次フレームに高輝度画素電圧を書き込む場合や、オーバーシュート駆動を行う場合など、黒表示に相当するような低輝度画素電位に電位差の大きな電圧を印加するときの液晶の応答速度低下を改善することができる(詳細については後述)。
しかし、図11に示す構成例では、多くのソースラインは複数個のMOSトランジスタSWbを介してチャージシェア電圧固定用電源35に接続されている。このため、全てのソースラインSL1〜SLnの電圧が同一のチャージシェア電圧Eshに落ち着くまでにある程度の時間を要する。その結果、チャージシェア期間Tshの長さによっては、黒挿入において各画素形成部5の画素容量に保持されるべき黒電圧を同一にすることができず、上記パターンの影の発生を十分に抑制できないことも考えられる。
これに対して、チャージシェア期間Tshにおいて全てのソースラインSL1〜SLnが短時間で同一の電圧Eshとなるように構成されたソースドライバ3の出力部の構成例について図12を用いて説明する。
図12は、上記したソースドライバ3の出力部13のさらに他の出力部の構成を示す回路図である。同図に示す出力部13における構成要素のうち、図11に示す構成要素と同一の構成要素については、同一の参照符号を付して説明を省略する。図12に示す出力部も、図11に示す出力部の構成と同様、各ソースラインSLi(i=1〜n)に対しスイッチング素子としての第2のMOSトランジスタSWcが1個ずつ設けられている。しかし、図11に示す出力部13の構成では、隣接ソースラインSL1〜SLn間に1個ずつ第2のMOSトランジスタSWbが挿入されるようにスイッチ回路が構成されるのに対し、図12に示す構成では、各ソースラインSLiとチャージシェア電圧固定用電源35との間に1個ずつ第2のMOSトランジスタSWcが挿入されるようにスイッチ回路が構成されている。すなわち図12に示す構成では、各ソースラインSLiに接続されるべきソースドライバの出力端子は、これら第2のMOSトランジスタSWcのいずれか1つを介してチャージシェア電圧固定用電源35の正極に接続されている。
そして、これら第2のMOSトランジスタSWcのゲート端子のいずれにもチャージシェア制御信号Cshが与えられる。
上記のような図12に示す構成によっても、図11に示す構成や図4に示す構成におけるソースドライバ3の出力部と同様、チャージシェア制御信号Cshに基づき、チャージシェア期間Tsh以外(の有効走査期間)では、データ信号生成部12で生成されたアナログ電圧信号d(1)〜d(n)が出力バッファ31を介してデータ信号S(1)〜S(n)として出力されてソースラインSL1〜SLnに印加され、チャージシェア期間Tshでは、データ信号S(1)〜S(n)のソースラインSL1〜SLnへの印加が遮断されると共に隣接ソースラインが互いに短絡される(結果的に全ソースラインSL1〜SLnが互いに短絡される)。
これに加えて、この図12に示す構成によれば、チャージシェア期間Tshにおいて各ソースラインSLi(i=1〜n)にチャージシェア電圧固定用電源35の電圧Eshが与えられる。このため、引き込み電圧ΔVdの階調依存性を補償するためにソース電圧の補正量が表示階調によって異なっても、黒信号挿入期間としてのチャージシェア期間Tshにおいてチャージシェア電圧を常に同一の電圧Eshとすることができる。しかも、チャージシェア期間Tshにおいて各ソースラインSLi(i=1〜n)には、1つのMOSトランジスタSWcのみを介してチャージシェア電圧固定用電源35の電圧Eshpが与えられる。したがって、黒信号挿入期間としてのチャージシェア期間Tshにおいて各ソースラインSLiの電圧を短時間で同一の電圧Eshにすることができ、これにより、図10に示したようなパターンの影の発生を確実に抑制することができる。
次に、図11および図12に示す、チャージシェア電圧固定用電源35の電圧Eshpの好適な値について説明する。
電圧印加に対する液晶分子の挙動としては、液晶表示装置では上下基板間へ電圧を印加することにより、誘電率異方性をもつ液晶分子の配向方向が制御される。垂直配向モード(VAモード)において、上下基板間にかかる電圧が低い場合(本実施の形態のようにチャージシェア電位を用いて黒書き込みをする場合)、図13(a)に示すように液晶分子20は、垂直配向状態となり、この垂直配向状態から上下基板間に高電圧を印加すると、図13(b)に示すように、液晶分子20が倒れて水平配向状態となる。
但し、液晶分子20に対してかかる電圧が低いほど、つまり、液晶分子20が垂直配向に近いほど、この垂直配向状態から高電圧を印加して液晶分子を転倒させると、図14に示すように、液晶分子20の基板に対する垂直軸21からの傾斜角は制御できるが、液晶分子20が転倒する方向(水平方位角方向)までは制御することができず、図15に示すように、いずれの方向に転倒するかわからないという問題がある。
すなわち、液晶分子20は、その時にエネルギー的に安定な様々な方向に倒れる。その後、図15中に矢印にて示すように、各液晶分子が正解方向に向かって移動するが、液晶分子20は互いに排除体勢にあるため(つまり互いにすり抜けることができないため)、液晶分子が正解方向に配向されるまで、非常に時間がかかる、という問題が生じる。さらにクロスニコルをなす偏光板の吸収軸方向から45度方向に配向しない液晶分子は透過率を低下させる。
上記したような問題が生じるのは、主として、ある種の配向状態をもつ、VAモードの液晶表示装置の場合である。つまり、このような液晶表示装置は、図16に示すように、リブ領域、および、電極スリット領域を有している。リブ領域には、同図に示すように、基板と平行な面に対して斜めの傾斜面を持つテーパー部22が配設されており、このテーパー部22に沿って、液晶分子20が傾斜配向するようになっている。一方、電極スリット領域には、同図に示すように、スリット23が設けられており、このスリット23には電極印加時に斜め電界がかかり液晶分子20が傾斜配向し易くなっている。
このリブ領域とスリット領域との間のプレチルトが非常に小さい領域に配された液晶分子20は、リブ領域やスリット領域に配された液晶分子20の配向方向にならって傾斜配向しようとするが、リブ領域やスリット領域から離れれば離れるほど、液晶分子20が傾斜しようとする働きが弱く、より垂直配向に近い形となり、上記のように、液晶分子20が正解方向に配向されるまでに時間がかかる。なお、図16では、リブ領域とスリット領域が設けられている構成について説明したが、これに限られず、リブ領域のみの場合やスリット領域のみの場合でもよい。
次に、液晶分子の応答駆動について説明する。図17(a)に示すような所望の黒信号の電位V1から点灯状態の電位V2に移行する場合、図17(b)に実線にて示すように、点灯状態の目的の階調(透過率)に比較的早く達する。これに対して、図17(a)に示すような黒信号の電位V1よりも電位が低い黒書き込みの電位V3(図17(a)中の一点鎖線)から点灯状態の電位V2に移行する場合、上記したように、液晶分子20が正解方向に配向されるまで、非常に時間がかかるため、応答速度が遅くなり、図17(b)に一点鎖線にて示すように、目的の階調(目的階調)に達するまでに非常に時間がかかる、という問題がある。
次に、この液晶分子20の応答駆動に基づいて、チャージシェアインパルス駆動についての応答挙動について説明する。図18(a)に示すように、所望の黒信号の電位V1よりも低い黒書き込みの電位V3から、点灯状態の電位V2に移行する場合、図18(b)に示すように、黒書き込みと点灯状態とが交互に繰り返され、黒書き込みの電位V3が所望の黒信号の電位V1よりも低いため、点灯状態を表す目的階調にいっこうに達しない。そのため、数フレームにわたる応答破綻となり、尾引きが生じる。
これに対して、本実施の形態では、上記した所望の黒信号の電位V1を、液晶分子20をプレチルトさせるための電位とし、より具体的には、次に示すように、階調および/または規格化輝度にて表現している。チャージシェア電圧固定用電源35にて、データ信号S(1)〜S(n)の極性反転時にソースラインSL1〜SLnに供給されるデータ信号(非画像信号;プレチルト信号)を次のように設定している。
図19に示すように、縦軸を規格化輝度とする一方、横軸を階調とする。この場合、上記の非画像信号が、γ特性2.2、8ビット階調表現(256階調)のうちの、12階調以上であること、および/または、白レベルを100%、黒レベルを0%と規格化した輝度で、0.1%以上であることが好ましい。なお、これらの好ましい値は、本発明者らが、プレチルト信号レベルを変えながら、尾引き残像のレベルを検証し、12階調以上(および/または0.1%以上)に設定すれば、尾引き残像を改善できる。
図20(a)および図20(b)は、プレチルト信号をγ特性2.2、表示階調256階調のうちの、12階調以上に設定した場合についての液晶分子の応答駆動について説明するグラフである。図20(a)に示すように、プレチルト信号をγ特性2.2、表示階調256階調のうちの、12階調以上に設定した電位V3にて黒書き込みを行なった場合、図20(b)に実線にて示すように、黒書き込みから点灯状態にする度に目的の階調に達するので、つまり、応答破綻が生じない黒書き込み電位V3から応答することになるので、尾引き改善がなされる。
つまり、プレチルト信号をγ特性2.2、表示階調256階調のうちの、12階調以上に設定して黒書き込みを行なうことにより、図21に示すように、液晶分子20が垂直配向状態からやや傾斜する。そのため、この状態から高電圧を印加すると、液晶分子20は、所望の方向(正解方向)へ転倒する。従って、応答破綻を防止することができる。
また、上記以外でも、例えば、白輝度レベルを1とし、黒輝度レベルを0とした場合の表示輝度Tが、表示階調L、白表示階調Lw、およびγ特性γに関して、T=(L/Lw)γと略近似できるときに、上記のプレチルト信号を、Lw×10(−3/γ)以上を示す信号としてもよい。さらに、白輝度レベルを1とし、黒輝度レベルを0とした場合の表示輝度Tを示す表示階調Lをγ特性γに関して、L=255×T(1/2.2)と定義し、上記プレチルト信号を、L=12のときの階調電圧より大きい階調電圧を発生する信号としてもよい。これらの場合でも、尾引きを改善することができる。
なお、本明細書においては、上記のようにγ2.2を表式化している。γ2.2のカーブは、少なくとも次の2種類の波形が挙げられる。
(i) T=(L/255)2.2
(ii) T=(L/255)/4.5、または、(L/255+0.099)/1.099)2.2
また、プレチルト信号をγ特性2.2、表示階調256階調のうちの、12階調以上に設定して黒書き込みを行なった場合、オーバーシュート駆動(OS駆動)を実行する場合にも次のような効果を奏する。OS駆動は、目的の階調電圧よりも過剰な電圧を印加することによって、応答が遅い階調遷移を補償する技術である。通常、OS駆動は、開始階調と目的階調とから、適切なOS量(階調補正量)を演算して駆動する。すなわち、次式の関数にて演算処理する。
OS量=目的階調+α(開始階調、目的階調)(αは関数)
それゆえ、上記したような電圧の印加によって水平方位角方向を制御できない局面の場合、OS駆動を実行しても、液晶表示装置の応答特性を制御できない。つまり、OS駆動を実行する際に、電圧あるいは階調で制御できない成分を考慮しなければならず、特別な補正アルゴリズムの構築が必要となる。このため、OS駆動を行なうためには、図22に示すように、通常のOS駆動を行なう液晶表示装置に備えられている前回のデータを記憶しておくフレームメモリ71と、制御部72と、に加えて、複雑な演算を必要とする補正アルゴリズムを組み込んだ回路規模の大きい、OS演算部73を設ける必要があった。そのため、回路規模が大きくなり、リアルタイムでの演算が困難となるという問題がある。
これに対して、上記のように、プレチルト信号を256階調(γ2.2)中、12階調以上に設定して黒書き込みを行なった場合、液晶分子の配向を階調(すなわち電圧)で制御できるため、αは、簡単な近似式、または、ルックアップテーブルにより補正できるため、図23に示すように、OS演算部73の駆動回路を比較的小規模のものにすることができる。
さらに、上記では、プレチルト信号を、γ特性2.2、表示階調256階調のうちの、12階調以上を示す信号であるとしたが、これに限定されず、例えば、γ特性2.2、表示階調1024階調のうちの、45階調以上を示す信号でもよい。この場合でも上記と同様の効果を得ることができる。
上記のように、チャージシェア電圧固定用電源35を用いて黒を書き込む電位を固定とした場合からのさらなる改善策について説明する。まず、黒書き込みを行なう場合の、理想的な電圧とフレームとの関係について説明する。理想的な電圧とフレームとの関係では、図24に示すように、映像信号を書き込む段階の極性反転する電位差a・cが互いに等しいと共に、黒書き込みする段階の極性反転する電位差b・dが互いに等しくなっている。従って、それぞれの状態で電位差が揃うため、応答速度を高めることができる。また、黒を書き込む電位の極性がそれぞれ異なっているため極性に偏りがなく、電気的にオフセットすることがなく、信頼性を高めることができる。また、フレームの最後において画素に印加するプレチルト信号の極性は、次のフレームのデータ信号の極性にあわせることが好ましい。こうすることで、画素をプレ充電することができ、画素の充電率向上の観点から有利となる。
これに対して、上記したように、黒書き込みが固定値の場合、図25に示すように、映像信号を書き込む段階の極性が反転する電位差e・fが互いに異なり、黒書き込みする段階の極性反転する電位差g・hが互いに異なっている。液晶の応答特性は電位差によって変わるため、応答特性が異なり、極性によって輝度が異なってしまう。このため、例えば、ドット反転駆動の場合、市松状の応答むらが生じる。また、黒書き込みが固定値の場合、図25に示すように、画素の極性に偏りが生じる。つまり、黒書き込みの電位が片側極性となり、電気的にオフセットしてしまい、信頼性上の懸念が生じる。
これに対して、本実施の形態では、図26に示すように、アナログ電圧を調整してプラス極性とマイナス極性での実効値を補正している。これにより、信頼性を向上させることができると共に、焼き付きを防止することができる。また、このアナログ補正と共に、または、アナログ補正の代わりに、表示部1の各画素へ供給する映像信号に極性反転情報に応じた補正を行なうことにより、適切なOS駆動をするデジタル補正を行なってもよい。
このデジタル補正を行なうためのオーバーシュート駆動回路(OS駆動回路)の構成について、ブロック図を用いて説明する。このOS駆動回路は、表示制御回路2(図2)の前段に配されており、図27に示すように、画素の極性情報処理部(極性情報処理部)51、制御部52、補正量演算部53、ルックアップテーブル(LUT)54、およびオーバーシュート処理部55を備えている。
極性情報処理部51は、予め設計された例えばドット反転駆動などの反転駆動条件と表示部1(パネル内)の画素の位置情報と、から当該画素が+または−のどちらの極性をとるかの極性情報を検知する。一例として、反転駆動条件がドット反転方式である場合について説明する。画素の極性情報と画素の位置情報である番地を示す(x,y)との関係は、図28に示すように、(x,y)の偶奇が一致する場合には画素の極性情報が+となり、(x,y)の偶奇が異なる場合には画素の極性情報が−となる。つまり、反転駆動条件が決まれば、画素の位置情報から一義的に画素の極性情報を得ることができる。
制御部52は、外部から映像信号(デジタル画像信号DA;図2)を受け取ると共に、極性情報処理部51から、画素の極性情報(+または−)の情報を受け取る。補正量演算部53は、制御部52から映像信号および極性状態の情報を受け取り、LUT54を参照して、補正値を得る。補正量演算部53は、この補正値を補正映像信号として、次段のオーバーシュート処理部55に送信する。ここで、図29にLUT54の一例を示す。同図に示すように、LUT54には、画素の極性情報および映像信号に対して、補正値が割り当てられている。そのため、例えば、(映像信号,極性情報)=(5,+)の場合、「8」という補正値を得ることができる。
オーバーシュート処理部55は、補正量演算部53から受け取った今回の補正映像信号と、図示しないフレームメモリに格納しておいた前回の補正映像信号とを互いに比較して、今回の補正映像信号を適切に強調したOS駆動信号をディスプレイ駆動部である、表示制御回路2へ送信する。
なお、OS駆動回路の各部材の配置は、図27に示す配置に限らず、次のような配置でもよい。図27では、各部材は、OS駆動回路の前段から後段に向かって、画素の極性情報処理部51および制御部52→補正量演算部53およびルックアップテーブル54→オーバーシュート駆動部55の順で配されている。これに対して、図30に示すように、OS駆動回路の前段から後段に向かって、オーバーシュート駆動部55→画素の極性情報処理部51および制御部52→補正量演算部53およびルックアップテーブル54の順に配されていてもよい。つまり、デジタル補正と、オーバーシュート駆動との順序を入れ替えてもよい。
この図30に示すOS駆動回路の動作について説明する。なお、すでに説明した事項と同様の事項については適宜その説明を省略する。
オーバーシュート駆動部55は、外部から映像信号を受け取り、今回の映像信号と前回の映像信号とを互いに比較して、今回の映像信号を適切に強調した、オーバーシュート補正量としてのOS補正信号を制御部52へ送る。このOS補正信号を受け取った制御部52は、極性情報処理部51から画素の極性情報(+または−)の情報を受け取る。
補正量演算部53は、制御部52からOS補正信号および極性情報を受け取り、LUT54を参照して、階調補正量としての補正値を得る。補正量演算部53は、この補正値を補正駆動信号として、ディスプレイ駆動部である、表示制御回路2へ送信する。
次に、図31に、図30に示すLUT54の一例を示す。同図に示すように、LUT54には、画素の極性情報およびOS補正信号に対して、補正値が割り当てられている。そのため、例えば、(OS補正信号,極性情報)=(5,+)の場合、「6」という補正値を得ることができる。
以上のようなデジタル補正によって、図32に示すような階調の補正を行うことができる。これにより、黒を書き込むための固定としたままでも、映像信号を書き込む段階の極性反転する電位差i・jをほぼ等しくすることができると共に、黒書き込みする段階の極性反転する電位差k・lをほぼ等しくすることができる。これにより、それぞれの状態で電位差が揃うため、応答速度を高めることができる。
さらに、黒を書き込むタイミングと同期させて、液晶表示装置に設けられたバックライトを消灯させてもよい。バックライトは、液晶表示装置の液晶表示パネル81の裏面に配されており、図33に示すように、複数の(8本の)直下型蛍光ランプ(バックライト)82a〜82hと、各蛍光ランプ82a〜82hに接続された複数のインバータ83a〜83h、これらのインバータ83a〜83hにそれぞれ接続された複数の切り替えスイッチ84a〜84hと、これらの切り替えスイッチ84a〜84hを統合するバックライト駆動回路85と、を備えている。
各蛍光ランプ82a〜82hは、ゲートラインGL1〜GLm(図2)に平行な方向に配されており、走査信号G(1)〜G(m)(図2)に同期させて、配された順に、点灯・消灯するようになっている。また、上記したように、各蛍光ランプ82a〜82hには、インバータ83a〜83hおよび切り替えスイッチ84a〜84hが備えられており、各蛍光ランプ82a〜82hは互いに独立して点灯・消灯させることが可能となっている。蛍光ランプ82a〜82hは、それぞれ図33に示すように、液晶表示パネル81を垂直方向に8分割した8つの分割表示領域に対応して設けられている。なお、各蛍光ランプ82a〜82hには、例えば、冷極陰管を用いることができる。
バックライト駆動回路85は、外部から入力される走査信号G(1)〜G(m)に同期させて、切り替えスイッチ84a〜84hをオン・オフさせて、各蛍光ランプ82a〜82hの点灯・消灯を制御する。
次に、バックライトの動作について説明する。図34(a)は、1垂直走査期間(1V)における、あるゲートラインGLjに印加される走査信号の波形図であり、図34(b)は、1垂直走査期間(1V)における、バックライトの点灯・消灯とを示す波形図である。なお、図34(b)において、バックライトは、ハイレベルのとき点灯し、ローレベルのとき消灯するとする。例えば、図34(a)に示すように、分割領域の1番目(一番上)に配されたゲートラインGL1に画素データ書込パルスPwが印加されると、この画素データ書込パルスPwに同期してバックライト駆動回路85は、蛍光ランプ82aに対応して設けられた切り替えスイッチ84aをオンして、図34(b)に示すように、蛍光ランプ82aを点灯する。
次に、図34(a)に示すように、ゲートラインGL1に黒電圧印加パルスPbが印加されると、該黒電圧印加パルスPbの印加に同期してバックライト駆動回路85は、蛍光ランプ82aに対応して設けられた切り替えスイッチ84aをオフして、図34(b)に示すように、蛍光ランプ82aを消灯する。そして、この蛍光ランプ82aは、次フレームにおいてゲートラインGL1に画素データ書込パルスPwが印加されるまで消灯状態を維持する。
同様にして、各分割表示領域において、上記の動作を行なう。つまり、各分割表示領域において、該分割表示領域に配された蛍光ランプ82a〜82hを点灯・消灯する動作を1垂直走査期間に繰り返す。以上のように、黒電圧印加パルスPbを印加するタイミングと同期させて蛍光ランプ82a〜82hを消灯させれば、例えば、完全な黒電圧が印加されずに、液晶表示パネルの81画素透過率が十分に下がらない場合でも、透過光を低下できるので、インパルス効果を高めることができる。つまり、液晶の応答速度改善を主眼として、プレチルト電圧を独立に決定することが可能となる。
なお、上記の例では、蛍光ランプ82a〜82hの本数を8本としたが、これに限定されない。また、蛍光ランプ82a〜82hの本数が多ければ、多いほど、1本の蛍光ランプに対応するゲートラインの本数が少なくなるので、各ゲートラインGLjで画素データ書込パルスPwおよび黒電圧印加パルスPbを印加時間が異なることにより生じる輝度ムラが軽減するが、蛍光ランプ82a〜82h、インバータ83a〜83h、切り替えスイッチ84a〜84hなどの数も増えるためコストおよび消費電力が増加する。
また、蛍光ランプ82a〜82hが少なすぎれば、所望の表示輝度が得られない場合もあるが、この場合には、蛍光ランプ82a〜82hの発光効率を高めるために、蛍光ランプ82a〜82hとして、熱陰極管を用いてもよい。蛍光ランプ82a〜82hとしては、その他、LEDなどの光源を用いてもよく、蛍光ランプ82a〜82hが、LEDであれば、分割表示領域をよりフレキシブルに分割することができる。
また、上記では、蛍光ランプ82a〜82hを切り替えスイッチ84a〜84hにより完全に消灯したが、点灯状態で、蛍光ランプ82a〜82hへ流れるランプ電流を制御し、蛍光ランプの輝度、つまりランプ輝度を低減してもよい。さらに、上記では、各分割表示領域に対応する1ライン目(1番目)のゲートラインGL1の画素データ書込パルスPwおよび黒電圧印加パルスPbに同期させて、蛍光ランプ82a〜82hを点灯および消灯させたが、各分割表示領域内で蛍光ランプ82a〜82hの消灯によるインパルス効果の均一性を上げるためには、各分割表示領域内の中央のゲートラインの画素データ書込パルスPwおよび黒電圧印加パルスPbに同期させて、蛍光ランプ82a〜82hを点灯および消灯させることが好ましい。但し、どのゲートラインの画素データ書込パルスPwおよび黒電圧印加パルスPbに同期に同期させてもよい。
さらに、上記の液晶表示装置を適用したテレビジョン受信機について、図35〜図37を参照しながら以下に説明する。つまり、上記した各液晶表示装置はテレビジョン受信機にも用いることができる。
図35は、テレビジョン受信機用の液晶表示装置の回路ブロックを示す。液晶表示装置は、図35に示すように、Y/C分離回路90、ビデオクロマ回路91、A/Dコンバータ92、液晶コントローラ93、液晶パネル94、バックライト駆動回路95、バックライト96、マイコン97、階調回路98を備えた構成となっている。
上記液晶パネル94は、上述した各実施の形態で説明した何れの構成であってもよい。上記構成の液晶表示装置において、まず、テレビ信号の入力映像信号は、Y/C分離回路90に入力され、輝度信号と色信号に分離される。輝度信号と色信号はビデオクロマ回路91にて光の3原色である、R・G・Bに変換され、さらに、このアナログRGB信号はA/Dコンバータ92により、デジタルRGB信号に変換され、液晶コントローラ93に入力される。
液晶パネル94では液晶コントローラ93からのRGB信号が所定のタイミングで入力されると共に、階調回路98からのR・G・Bそれぞれの階調電圧が供給され、画像が表示されることになる。これらの処理を含め、システム全体の制御はマイコン97が行うことになる。なお、映像信号として、テレビジョン放送に基づく映像信号、カメラにより撮像された映像信号、インターネット回線を介して供給される映像信号など、様々な映像信号に基づいて表示可能である。
さらに、図36に示すチューナー部99ではテレビジョン放送を受信して映像信号を出力し、液晶表示装置(表示装置)100ではチューナー部99から出力された映像信号に基づいて画像(映像)表示を行う。
また、上記構成の液晶表示装置をテレビジョン受信機とするとき、例えば、図37に示すように、液晶表示装置100を第1筐体101と第2筐体106とで包み込むようにして挟持した構成となっている。第1筐体301には、液晶表示装置100で表示される映像を透過させる開口部101aが形成されている。また、第2筐体106は、液晶表示装置100の背面側を覆うものであり、該液晶表示装置100を操作するための操作用回路105が設けられるとともに、下方に支持用部材108が取り付けられている。
また、上記ゲートドライバ4は、図5(a)および図5(b)に示した構成に限定されるものではなく、図1(d)(e)に示すような走査信号G(1)〜G(m)を生成するものであれば何でもよい。また、上記では、図1(d)(e)に示すように、各ゲートラインGLjには1フレーム期間毎に3個の黒電圧印加パルスPbが印加されるが、1フレーム期間における黒電圧印加パルスPbの個数すなわち1つのゲートラインが黒信号挿入期間で選択状態となる1フレーム期間当たりの回数は3回に限定されるものではなく、表示を黒レベルとすることができるような1以上の数であればよい。図1(f)からわかるように、1フレーム期間における黒電圧印加パルスPbの個数を変えることにより黒表示期間Tbkにおける黒レベル(表示輝度)を所望の値に設定することができる。
また、上記実施形態では、各ゲートラインGLjに対し、画素データ書込パルスPwが印加されてから2/3フレーム期間の長さの画素データ保持期間Thdが経過した時点で黒電圧印加パルスPbが印加され(図1(d)(e))、各フレームにつき、ほぼ1/3フレーム期間程度の黒挿入が行われるが、黒表示期間Tbkは1/3フレーム期間に限定されるものではない。黒表示期間Tbkを長くすればインパルス化の効果が大きくなり動画表示性能の改善(尾引残像の抑制等)には有効であるが、表示輝度が低下することになるので、インパルス化の効果と表示輝度とを勘案して適切な黒表示期間Tbkが設定されることになる。
なお、上記では、図11および図12に示すように、第1のMOSトランジスタSWaと、第2のMOSトランジスタSWbおよび第3のMOSトランジスタSWb2または第2のMOSトランジスタSWcと、インバータ33とにより、チャージシェア期間TshにおいてソースラインSL1〜SLnへのデータ信号S(1)〜S(n)の印加を遮断すると共にそれらのソースラインSL1〜SLn(各隣接ソースライン)を互いに短絡するスイッチ回路が構成され、このスイッチ回路はソースドライバ3に含まれる。しかし、このスイッチ回路の一部または全部をソースドライバ3の外部に設ける構成、例えばTFTを用いて表示部1内に画素アレイと一体化して設ける構成としてもよい。
図38は、ソースドライバ3の出力部13の他の構成を示す回路図である。図39(a)〜(d)は、図38に示す出力部13を備えたソースドライバ3の駆動方法を説明するための波形図である。
図38に示す出力部13は、図12に示すソースドライバ3の出力部13とほぼ同じ構成であるため、図12に示すソースドライバ3の出力部13と異なる箇所のみ説明する。この図38に示す出力部は、図12に示すチャージシェア電圧固定用電源35の代わりに、極性が反転する第1の極性反転電源100を備えている。なお、図38に示す出力部13には、チャージシェア制御信号Cshを生成する第1のチャージシェア制御信号源101を記載しているが、この第1のチャージシェア制御信号源101は、図11・12に示す出力部13にも設けられているものである。また、ソースラインSL1〜SLnには、絵素102が設けられている。さらに、各出力バッファ31の前段には、アナログ電圧信号d(i)を生成する入力信号源111が設けられている。
ここで、特に、第2のMOSトランジスタSWcに接続された第1の極性反転電源100には、ゲートスタートパルスGSPが入力されており、この第1の極性反転電源100は、入力されたゲートスタートパルスGSPに同期して極性が反転する電圧を生成している。ここで、極性が反転するとは、コモン電圧に対してプラス(+)、マイナス(−)を変わることをいう。
具体的には、画素データ書込パルスに対応するGSPa(図39(a))に同期するチャージシェア制御信号cshaによる短絡時と、チャージシェア制御信号cshbによる短絡時(図39(b))と、で互いに極性の異なる電圧をソースラインSLn、SLn+1に印加している(図39(c)(d))。このように極性を反転させた電圧の印加を1V(1フレーム;1垂直走査期間)ごとに行なっている。
本実施の形態では、ゲートスタートパルスGSPは、黒電圧印加パルスに対応する期間にも入力される(つまり黒挿入用のゲートスタートパルスGSPもある)。そのため、第1の極性反転電源100の電圧は、黒挿入用のゲートスタートパルスGSP以外のゲートスタートパルスGSPにおいて、極性を反転させている。それゆえ、ゲートスタートパルスGSPが2つ入力されるたびに極性を反転させている。これにより、1フレームごとに極性を反転させることができる。従って、片側極性にて生じる焼き付きを防止することができる。
図40は、ソースドライバ3の出力部13のさらに他の構成を示す回路図である。また、図41(a)〜(e)は、図40に示す出力部13を備えたソースドライバ3の駆動方法を説明するための波形図である。
図40に示す出力部13は、図38に示す出力部における第1の極性反転電源100の代わりに、第2の極性反転電源103を備えている。この第2の極性反転電源103には、図40に示すように、外部からゲートクロック信号GCKが入力されており、第2の極性反転電源103は入力されたゲートクロック信号GCKに同期して極性が反転する電圧を生成している。
具体的には、ゲートクロック信号GCK(図41(b))に同期して入力されるチャージシェア制御信号csh(図41(c))における短絡時に極性が異なる電圧をソースラインSLn・SLn+1に印加している(図41(d)(e))。このように極性を反転させた電圧の印加を1H(1水平走査期間)ごとに行なっている。従って、この図39に示す出力部の構成においても、片側極性にて生じる焼き付きをより一層防止することができる。
図42は、ソースドライバ3の出力部13のさらに他の構成を示す回路図である。図43(a)〜(f)は、図42に示す出力部13を備えたソースドライバ3の駆動方法を説明するための波形図である。同図に示す出力部13は、第1のチャージシェア制御信号源101に加えて、該第1のチャージシェア制御信号源101に並列に第2のチャージシェア制御信号源105を備えている。
さらに、これら第1のチャージシェア制御信号源101および第2のチャージシェア制御信号源105の後段には、それぞれが生成するチャージシェア制御信号csh1・chh2が入力されるORゲート106が設けられており、該ORゲート106の出力がインバータ33に入力されるようになっている。
ここで、特に、図42に示す出力部13では、各ソースラインSLiにおける第2のMOSトランジスタSWcの絵素102側に第4のMOSトランジスタSWdが設けられている。この第4のMOSトランジスタSWdは、隣接ソースラインSL1〜SLn間に1つ個ずつ設けられており、さらに、ソースラインSL1〜SLnの奇数行と偶数行とで、各第4のMOSトランジスタSWdのゲート端子が別々に統合されている。これら別々に統合されたゲート端子には、それぞれ第2のチャージシェア制御信号源105が生成したチャージシェア信号csh2が入力されるようになっている。
また、奇数行のソースラインSL1・SL3…には、第2の極性反転電源103により生成される電圧、(つまりゲートクロック信号GCKに同期して極性が反転する電圧)が印加される一方、偶数行のソースラインSL2・SL4…には、第2の極性反転電源103により生成される電圧をさらに、インバータ107にて極性を反転させた電圧が印加されている。
具体的には、ゲートクロック信号GCK(図43(b))に同期していると共に、タイミングがずれたチャージシェア制御信号csh1・csh2を生成する(図43(b)(c))。そして、チャージシェア制御信号csh1の入力のタイミングで、全てのソースラインSL1〜SLnを短絡させて、ソースラインSL1〜SLnの電荷を中和し、その後、チャージシェア制御信号csh2の入力時に、隣接するソースラインSn・Sn+1間で互いに極性が異なる電圧が印加される(図43(e)(f))。このように、1水平走査期間ごとに極性が反転すると共に、隣接するソースライン同士で互いに極性が異なる、電圧を印加している。それゆえ、焼き付きを防止することができる。
また図43(e)(f)に示すように、チャージシェア制御信号csh2に対応する非画像信号の極性は、あとに続く水平走査期間におけるデータ信号極性に揃える方が、充電率向上に有利となる。詳細は後述する実施形態2で説明する。
また、後のフレームにおいて画素に印加するデータ信号の極性と、前のフレームで画素へ印加する最後のプレチルト信号(非画像信号)の極性とは、同じ極性であることが望ましい。これにより、画素の充電率向上に有利となる。詳細は後述する実施形態2で説明する。
図44は、ソースドライバ3の出力部13のさらに他の構成を示す回路図である。図45(a)〜(e)は図44に示す出力部13を備えたソースドライバ3の駆動方法を説明するための波形図である。
この出力部は、図12に示すソースドライバ3の構成に加えて、第2のMOSトランジスタSWcとチャージシェア電圧固定用電源35との間に定電圧ダイオード108が配されている。つまり、各第2のMOSトランジスタSWcに定電圧ダイオード108を接続し、これらの定電圧ダイオード108を一つの配線にて統合し、この配線にチャージシェア電圧固定用電源35を接続している。この固定電源の電圧は、例えばデータ信号電圧の最大値と最小値の中央値とする。
この定電圧ダイオード108を設けることにより、チャージシェア制御信号csh入力、つまり、各ソースラインSLiの短絡によっても、ソースラインSLiの電圧が完全には抜けず、一定の電圧が残る。この一定の電圧は、定電圧ダイオードのツェナー電圧を適宜選択することで調整可能である。
具体的には、ゲートクロック信号GCK(図45(b))に同期したチャージシェア制御信号cshの入力のタイミングで、全てのソースラインSL1〜SLnを短絡させると共に、チャージシェア電圧固定用電源35からの電圧をソースラインSL1〜SLnに印加する。このとき、定電圧ダイオード108によりソースラインSL1〜SLnに電圧が保持されるため、隣接するソースラインSn・Sn+1間で互いに極性が異なる電圧が印加される(図45(d)(e))。この「互いに極性が異なる電圧」は、固定電源の設定電圧と定電圧ダイオードのツェナー電圧により決めることが出来る。
なお図45(d)(e)では反対となっているが、チャージシェア制御信号csh対応する非画像信号の極性は、あとに続く水平走査期間におけるデータ信号の極性に揃える方が、充電率向上に有利となる。
また、後のフレームにおいて画素に印加するデータ信号の極性と、前のフレームで画素へ印加する最後のプレチルト信号(非画像信号)の極性とは、同じ極性であることが望ましい。これにより、画素の充電率向上に有利となる。詳細は後述する実施形態2で説明する。
さらに、上記した実施の形態の説明では、いずれもチャージシェア制御信号の入力時に、各ソースラインSLiを短絡させて、短絡させたソースラインSLiに黒を書き込むための電圧を印加することにより、黒書き込みを行なっていたが、黒書き込みの方法は、この方法に限定されない。
図46は、ソースドライバの出力部のさらに他の構成を示す回路図である。図47(a)〜(i)は、図46に示す出力部を備えたソースドライバ3の駆動方法を説明するための波形図である。この出力部には、図11・12・42に示すようなチャージシェア電圧固定用電源35は設けられておらず、また、図38・40・42に示すような第1の極性反転電源100や第2の極性反転電源103も設けられていない。図46に示す出力部では、これらの代わりに、各ソースラインSLiに第5のMOSトランジスタSWeを介して、非画像信号(黒を書き込むための信号)N(1)〜N(m)が入力される構成となっている。第5のMOSトランジスタSWeの一端には、出力バッファ110が接続されており、他端には、ソースラインSLiを介して第1のMOSトランジスタSWaが接続されている。また、第5のMOSトランジスタSWeのゲート端子には、チャージシェア制御信号が入力されるようになっている。
具体的には、図47(f)(g)に示すように、互いに極性が異なり、1HごとにHighレベルと、Lowレベルとを繰り返す非画像信号N(n)・N(n+1)をソースラインSLn・SLn+1に印加する。これらの非画像信号N(n)・N(n+1)は、ソースラインSLn・SLn+1に印加されるアナログ電圧信号d(n)の極性反転とは1/2Hずれている(図47(d)(e))。上記構成によれば、黒書き込むための信号(非画像信号N(n))を、直接各ソースラインSLiに印加することにより、黒書き込みを行なうことができる(図47(h)(i))。
なお、47(h)(i)では反対となっているが、チャージシェア制御信号chs対応する非画像信号の極性は、あとに続く水平走査期間におけるデータ信号の極性に揃える方が、充電率向上に有利となる。
また、後のフレームにおいて画素に印加するデータ信号の極性と、前のフレームで画素へ印加する最後のプレチルト信号(非画像信号)の極性とは、同じ極性であることが望ましい。これにより、画素の充電率向上に有利となる。詳細は後述する実施形態2で説明する。
最後に、図27および図30に示したOS駆動回路の各ブロック、特に極性情報処理部51および補正量演算部53は、ハードウェアロジックによって構成してもよいし、次のようにCPUを用いてソフトウェアによって実現してもよい。
すなわち、OS駆動回路は、各機能を実現する制御プログラムの命令を実行するCPU(central processing unit)、上記プログラムを格納したROM(read only memory)、上記プログラムを展開するRAM(random access memory)、上記プログラムおよび各種データを格納するメモリ等の記憶装置(記録媒体)などを備えている。そして、本発明の目的は、上述した機能を実現するソフトウェアであるOS駆動回路の制御プログラムのプログラムコード(実行形式プログラム、中間コードプログラム、ソースプログラム)をコンピュータで読み取り可能に記録した記録媒体を、上記OS駆動回路に供給し、そのコンピュータ(またはCPUやMPU)が記録媒体に記録されているプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成可能である。
上記記録媒体としては、例えば、磁気テープやカセットテープ等のテープ系、フロッピー(登録商標)ディスク/ハードディスク等の磁気ディスクやCD−ROM/MO/MD/DVD/CD−R等の光ディスクを含むディスク系、ICカード(メモリカードを含む)/光カード等のカード系、あるいはマスクROM/EPROM/EEPROM/フラッシュROM等の半導体メモリ系などを用いることができる。
また、OS駆動回路を通信ネットワークと接続可能に構成し、上記プログラムコードを通信ネットワークを介して供給してもよい。この通信ネットワークとしては、特に限定されず、例えば、インターネット、イントラネット、エキストラネット、LAN、ISDN、VAN、CATV通信網、仮想専用網(virtual private network)、電話回線網、移動体通信網、衛星通信網等が利用可能である。また、通信ネットワークを構成する伝送媒体としては、特に限定されず、例えば、IEEE1394、USB、電力線搬送、ケーブルTV回線、電話線、ADSL回線等の有線でも、IrDAやリモコンのような赤外線、Bluetooth(登録商標)、802.11無線、HDR、携帯電話網、衛星回線、地上波デジタル網等の無線でも利用可能である。なお、本発明は、上記プログラムコードが電子的な伝送で具現化された、搬送波に埋め込まれたコンピュータデータ信号の形態でも実現され得る。
〔実施の形態2〕
続いて、本発明の他の実施形態について以下に説明する。本発明における液晶表示装置の駆動方法は、複数の水平走査期間毎にそれぞれの画素の極性が反転してもよい。本実施形態では、複数の走査線ごとにデータ信号の極性を反転するnH反転(nは2以上の整数)の駆動方法について説明する。
なお、実施の形態1では、1水平走査期間ごとに信号の極性が反転するもの(すなわち、1H反転駆動)を例に挙げて説明したが、本実施の形態2は、1H反転が2H反転になった点のみが実施の形態1とは異なる。そこで、実施の形態1と共通する点についてはその説明を省略し、異なる点のみを説明する。また、各部材名称および部材番号、ならびに、信号の名称および信号の符号についても、共通するものは共通の名称及び番号(または符号)を付し、その説明を省略する。
まず、nH反転駆動の一例として、2水平走査期間毎にデータ信号線における信号の極性が反転する2H反転駆動を挙げて説明する。2H反転駆動には、隣接するソースライン(データ信号線)ごとに極性が反転する2Hドット反転(図49(a)参照)と、隣接するソースライン(データ信号線)において極性が反転しない2Hライン反転(図49(b)参照)などがあるが、本実施形態に本質的に影響しないため、特に記載のない限り区別せず説明する。
このような2H反転駆動において、好ましくは、極性反転する水平走査期間の間と極性反転しない水平走査期間の間の両方において、非画像信号をデータ信号線に印加し、非画像信号の印加のタイミングに合わせて走査信号線を選択するほうがよい。つまり、1H目と2H目との間でソースラインに中間電位(非画像信号)を挿入することにより、黒挿入(非画像挿入期間)を行なうことが好ましい。このようにすることによって、非画像信号が画素に印加される始めと終りのタイミングやトータルの時間を各走査信号線において合わせ易くすることができる。これにより、走査ライン間で生ずる表示ムラを改善することができる。
本実施の形態にかかる液晶表示装置は、図2に示す実施の形態1にかかる液晶表示装置と同様の構成を有している。図48には、本実施の形態にかかる液晶表示装置における各信号の波形を示す。(a)はアナログ電圧信号を示す波形図であり、(b)はチャージシェア制御信号を示す波形図であり、(c)はデータ信号を示す波形図であり、(d)はゲートラインGLjに印加される走査信号G(j)を示す波形図であり、(e)はゲートラインGj+1に印加される走査信号G(j+1)を示す波形図であり、(f)は画素の輝度を示す波形図である。なお、図48に示す本実施の形態の各波形において、図1に示す実施の形態1の波形と共通する点については、その説明を省略し、異なる点のみを説明する。
2H反転駆動では図48(a)に示すように、ソースドライバ3のデータ生成部12において生成される映像信号d(i)として、2水平走査期間(2H)毎に極性の反転するアナログ電圧信号が用いられる。実施の形態1と異なる点は、図48(b)に示すように、前後の水平走査期間で極性反転しない間に、チャージシェア制御信号Cshをハイレベルとする点にある。
これにより、ソースラインに印加されるデータ信号S(i)は図48(c)のようになり、極性反転しないところにも非画像信号が印加されることになる。図48(c)は理想的な状態であり、実際はある程度なまった波形となっている。本実施の形態のように2H反転の場合には、極性反転する時及び極性反転しない時のそれぞれにおいて非画像信号を印加することで、極性反転する画素としない画素との間に充電率の差が生じ、2H毎にスジムラができることを防止することができる。
また、図48(d)の走査信号G(j)に示すように、極性反転有無にかかわらず非画像信号で走査線を選択状態(Pb)(Pbを黒挿入印加パルスとも呼ぶ)とする。これにより、画素(j,i)に印加される電圧によって決まる輝度(j,i)は、図48(f)のようになる。なお、黒挿入印加パルス(Pb)の数は、2H反転の場合には、偶数個とすることが好ましい。これによれば、隣接する走査ライン間において、極性が反転するときの黒挿入印加パルス(Pb)の数と、極性が反転しないときの黒挿入印加パルス(Pb)の数とをそろえることができる。これによれば、走査ラインごとに生じる表示ムラを改善することができる。
またデータ信号の極性が+(正)から−(負)に変わるタイミングと−から+タイミングがあるので、さらに好ましくは、2H反転の場合には4の倍数個(たとえば4個)とすることが好ましい。
以上が好適な方法であるが、本発明では、複数の走査線ごとに極性が反転する場合(すなわち、nH反転(nは2以上の整数)の場合)において、極性反転する水平走査期間の間に非画像信号をデータ信号線に印加し、非画像信号の印加のタイミングに合わせて走査信号線を選択するとともに、極性反転しない水平走査期間の間に非画像信号をデータ信号線に印加し、非画像信号の印加のタイミングに合わせて走査信号線を選択すればよい。また、図示はしていないが、1Hずらして飛び越し走査してもよい。
以上の説明では、2水平走査期間ごとにデータ信号の極性を反転させる2H反転について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、極性が反転するタイミングを3以上の水平走査期間毎とすることもできる。図50には、3以上の水平走査期間毎にデータ信号の極性を反転させる例として、4H反転(4Hドット反転)の場合の各信号の波形を示す。図50に示すように、2H反転の場合と同様に極性反転しない場合にも、Csh信号を入れている。それ以外の点については、図48と同じであるため、説明を省略する。
なお、図50においては、黒挿入印加パルス(Pb)の数は4個となっている。4の倍数以外では走査線4本ごとに毎にデータ信号極性反転するタイミングとしないタイミングの黒挿入印加パルスの個数が異なりムラとなる場合があるからである。すなわちnH反転の場合、黒挿入印加パルス(Pb)をnの倍数個とすることが望ましい。
さらには、4H反転の場合、4×2m(mは1以上の整数)となることがより好ましい。これにより、各走査信号線においてデータ信号の極性が反転する場合の、負から正へ反転する間の非画像信号が選択される回数、および、正から負への反転する間の非画像信号が選択される回数を等しくすることができるとともに、信号の極性が反転しない場合の、正と正との間に印加される非画像信号が選択される回数、および、負と負との間に印加される非画像信号が選択される回数を等しくすることができる。これによって、隣接する画素間の充電率の差をより小さくすることができ、走査線ごとに生じるムラをより改善することができる。すなわちnH反転の場合、黒挿入印加パルス(Pb)を2nの倍数個とすることが好ましい。
なお、本実施の形態2においても実施の形態1と同様に、非画像信号を、液晶分子をプレチルトさせるためのプレチルト信号とすることができる。ここでは、2H反転において、非画像信号を、液晶分子をプレチルトさせるためのプレチルト信号とする場合を例に挙げて説明する。
図51、図52は、2Hドット反転駆動において、非画像信号を、液晶分子をプレチルトさせるためのプレチルト信号とした場合を説明する図である。図51は、この場合の駆動方法を説明するための波形図である。図52は、図51に示す各波形を出力するソースドライバ3の出力部13の一実施例の構成を示す回路図である。また、図53は、図52に示す出力部13を有する液晶表示装置を、その表示部の等価回路と共に示すブロック図である。また、図54は、図53に示すソースドライバの構成を示すブロック図である。
図53において、プレチルト信号の極性反転を決定するリバース信号REVおよび電位を決定するプレチルト信号PTが、表示制御回路2からソースドライバ3へ入力される。また、ソースドライバ3においては、図54に示すように、データ信号生成部12へリバース信号REVが入力し、出力部13へプレチルト信号PTが入力する。他の構成については、実施の形態1と同じであるので説明を省略する。
図52に示す出力部13は、図40に示すソースドライバ3の出力部13とほぼ同じ構成であるため、図40に示すソースドライバ3の出力部13と異なる箇所のみ説明する。この図52に示す出力部は、図40に示す第2の極性反転電源103の代わりに、第3の極性反転電源113を備えている。
ここで、特に、図52に示す出力部13では、各ソースラインSLiにおける第2のMOSトランジスタSWcの絵素102側に第4のMOSトランジスタSWdが設けられている。この第4のMOSトランジスタSWdは、隣接ソースラインSL1〜SLn間に1つ個ずつ設けられており、さらに、ソースラインSL1〜SLnの奇数行と偶数行とで、各第4のMOSトランジスタSWdのゲート端子が別々に統合されている。
また、奇数行のソースラインSL1・SL3…には、第3の極性反転電源113により生成される電圧が印加される一方、偶数行のソースラインSL2・SL4…には、第3の極性反転電源113により生成される電圧をさらに、インバータ107にて極性を反転させた電圧が印加されている。
そして、この第3の極性反転電源113は、チャージシェア制御信号Csh(図51(b))とリバース信号REV(図51(A))とを参照して、プレチルト信号(非画像信号)およびデータ信号(画像信号)の極性を反転させる。ここで、極性が反転するとは、コモン電圧に対してプラス(+)、マイナス(−)を変わることをいう。
具体的には、チャージシェア制御信号csha’による短絡時と、チャージシェア制御信号cshb’による短絡時(図51(b))と、で互いに極性の異なる電圧をソースラインSLn、SLn+1に印加する。
次に、図52に示す出力部13を備えたソースドライバ3の駆動を、図51を参照して説明する。図51において、(A)はリバース信号REVを示す波形図である。(a)〜(f)は、図52に示す出力部13を備えたソースドライバ3の駆動方法を説明するための波形図であり、図48の(a)〜(f)にそれぞれ対応するものである。図51に示す各波形において、図48に示す波形と共通する点については、その説明を省略し、異なる点のみを説明する。図48と異なる点は、(c)において水平走査期間の間の非画像信号を、液晶分子をプレチルトさせるための電位であるプレチルト信号PTとする点である。好ましいプレチルト信号については、1H反転の場合と同様であるので、説明を省略する。
上記の構成によれば、図51(f)の非画像信号入力時に液晶は若干傾いた状態となるので尾引きを改善できる。なお、図51(c)(d)に示すように、後のフレームにおいて画素に印加する画像信号(A1、選択パルスA2)の極性と、前のフレームで画素へ印加する最後のプレチルト信号(A3、選択パルスA4)の極性とは、同じ極性であることが望ましい。これにより、画素の充電率向上に有利となる。同様に、次の走査ラインにおいても、図51(c)(e)に示すように、画像信号B1(選択パルスB2)の極性と、プレチルト信号B3(選択パルスB4)の極性とは、同じ極性であることが望ましい。なお詳細は説明しないが、この方法は実施形態1にも適用することが可能であることは明らかである。図51(c)に示すように、チャージシェア信号Cshは1水平走査期間毎に出力するが、図52の第3の極性反転電源113において、プレチルト信号の反転タイミングを2水平走査期間毎としている点である。こうすることで、図51(c)のように、プレチルト信号および画像信号とも2水平走査期間毎に極性が反転するので焼き付きを防止することができる。
また、チャージシェア制御信号Cshに対応する非画像信号の極性はあとに続く水平走査期間の極性に揃える方が、充電率向上に有利となる。図57(a)〜図57(c)を用いて、この点について説明する。図57(a)は、非画像信号C1の極性が後に続く水平走査期間h2のデータ信号の極性と等しい場合の理想波形を実線で示すものであり、図57(b)は、非画像信号C2の極性が後に続く水平走査期間h2のデータ信号の極性と異なる場合の理想波形を破線で示すものであり、図57(c)は、非画像信号の極性が後に続く水平走査期間のデータ信号の極性と等しい場合(実線)と異なる場合(破線)の実際の波形である。この図において、Pwは、走査信号線に印加される画素データ書込パルスである。図57(a)〜図57(c)において、VSdcはデータ信号の直流レベルであり、+PVはプラスプリチャージ電位であり、−PVはマイナスプリチャージ電位である。
図57(c)に示すように、データ信号線には様々な容量があるため波形がなまる。このとき、図57(a)の場合と図57(b)の場合では、図57(c)にそれぞれ示されるように波形がなまっており、たとえばDfで示している箇所では、極性が等しい場合(実線)の方が、極性が異なる場合(破線)と比べて、電位が高く、且つ設定電位に到達する時間も早い。
したがって、極性が等しいほうが画素の充電率向上には有利となる。この方法は図58(a)〜図58(c)に示すように実施形態1にも同じく適用することができる。つまり、さらには非画像信号を選択せず画素に印加しない場合においても充電率的に有利となる。
なお、本発明における互いに隣接する水平走査期間の境界とは、例えば、図57(a)、図57(b)および図58(a)、図58(b)においては、水平走査期間h1と水平走査期間h2との間、すなわち、非画像信号C1またはC2が印加されている部分のことを意味する。そして、非画像信号が印加された直後の水平走査期間とは、例えば、非画像信号C1またはC2の場合には、水平走査期間h1のことを意味する。
以上のように、第3の極性反転電源113は、2水平走査期間ごとに極性が反転するとともに、隣接するデータ信号線同士は互いに異なる極性を有する電圧を、各ソースライン(データ信号線)に共通に与えるものである。従って、片側極性にて生じる焼き付きを防止することができるとともに、いわゆるドット反転駆動にて駆動させることができるのでフリッカを防止することもできる。
なお、ここでは、第3の極性反転電源として、2水平走査期間ごとに極性が反転するとともに、隣接するデータ信号線同士は互いに異なる極性を有する電圧を、各ソースライン(データ信号線)に共通に与えるものを例に挙げて説明した。しかしながら、本発明において、第3の極性反転電源は、複数の水平走査期間ごとに極性が反転する固定電圧を各データ信号線に共通に与えるものであればよい。これによれば、片側極性にて生じる焼き付きを防止することができる。
続いて、ソースドライバ3の出力部13のさらに他の実施形態について説明する。図56は、ソースドライバ3の出力部13の別の実施例の構成を示す図である。図55(A)および(a)〜(g)は、図56に示す出力部13を備えたソースドライバ3の駆動方法を説明するための波形図である。
図56に示す出力部13の構成は、図42とほぼ同じであり、図55に示す各波形は、図43とほぼ同じである。そのため、ここでは異なる点のみを説明する。異なる点は、図55(c)(d)に示すように、チャージシェア信号は1水平走査期間毎に出力するが、図56に示す第3の極性反転電源113において、プレチルト信号の反転タイミングを2水平走査期間毎としている点である。つまり、第3の極性反転電源113に入力するチャージシェア制御信号Csh(図51(b))とリバース信号REV(図51(A))とを参照して、プレチルト信号(非画像信号)およびデータ信号(画像信号)の極性を反転させる。このようにして極性反転を行なうことで、図55(f)(g)のように隣接するソースラインSLn・SLn+1で極性が反転される(すなわち、ドット反転される)とともに、プレチルト信号および画像信号とも2水平走査期間毎に極性が反転するので、フリッカを防止するとともに、焼き付きを防止することができる。
なお、本実施の形態では、実施の形態1と共通する点についてはその説明を省略している。そして、1水平走査期間ごとに極性を反転させる構成以外の構成については、実施の形態1において説明した構成を本実施の形態2の構成と組み合わせて実施することもできる。つまり、実施の形態1において説明した構成と実施の形態2の構成とを適宜組み合わせて本発明を実施することもでき、これらも本発明の範疇に含まれる。
また、本発明は、上記した主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形で実施することができる。そのため、上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈されるべきではない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更、プロセスは、全て本発明の範囲内のものである。
産業上の利用の可能性
本発明の液晶表示装置は、液晶ディスプレイを用いる製品に用いることができ、特にテレビに好適に利用することができる。

Claims (60)

  1. 複数のデータ信号線と、これら複数のデータ信号線と交差する複数の走査信号線と、上記複数のデータ信号線と上記複数の走査信号線との交点に対応してマトリクス状に配置され対応する交点を通過する走査信号線が選択されているときに対応する交点を通過するデータ信号線の電圧を画素値として取り込む複数の画素部と、を備えたアクティブマトリクス型の液晶表示装置の駆動方法において、
    互いに隣接する水平走査期間の境界に非画像信号をデータ信号線に印加する一方、
    上記走査信号線を有効走査期間で選択し、その後該走査信号線を非選択にした時点から次の有効走査期間よりも前に上記データ信号線への非画像信号の印加のタイミングに合わせて該走査信号線を選択し、
    電界により液晶分子の配向方向を制御する、垂直配向モードの液晶表示装置の駆動方法であって、
    上記非画像信号を、上記液晶分子をプレチルトさせるためのプレチルト信号にするとともに、
    上記データ信号線への非画像信号の印加は、隣接するデータ信号線を互いに短絡させて行ない、
    上記データ信号線への非画像信号の印加は、各データ信号線に固定電圧を与えることにより行なうことを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。
  2. 上記非画像信号の電圧極性は、該非画像信号が印加された直後の水平走査期間における画像信号の電圧極性と同じであることを特徴とする請求項に記載の液晶表示装置の駆動方法。
  3. 1垂直走査期間の最後に選択され、上記画素部に印加される非画像信号の極性は、該1垂直走査期間の次の1垂直走査期間で選択される画像信号の極性と同じであることを特徴とする請求項1または2に記載の液晶表示装置の駆動方法。
  4. 白輝度レベルを1とし、黒輝度レベルを0とした場合の表示輝度Tが、表示階調L、白表示階調Lw、およびγ特性γに関して、T=(L/Lw)γと略近似できるときに、
    上記プレチルト信号を、Lw×10(−3/γ)以上を示す信号とすることを特徴とする請求項のいずれか1項に記載の液晶表示装置の駆動方法。
  5. 白輝度レベルを1とし、黒輝度レベルを0とした場合の表示輝度Tを示す表示階調Lをγ特性γに関して、
    L=255×T(1/2.2)と定義し、
    上記プレチルト信号を、L=12のときの階調電圧より大きい階調電圧を発生する信号とすることを特徴とする請求項のいずれか1項に記載の液晶表示装置の駆動方法。
  6. 上記プレチルト信号を、γ特性2.2、表示階調256階調のうちの、12階調以上を示す信号とすることを特徴とする請求項またはに記載の液晶表示装置の駆動方法。
  7. 上記プレチルト信号を、γ特性2.2、表示階調1024階調のうちの、45階調以上を示す信号とすることを特徴とする請求項またはに記載の液晶表示装置の駆動方法。
  8. 表示が白となる輝度レベルを100%とする一方、表示が黒となる輝度レベルを0%とした場合、上記プレチルト信号の輝度レベルを0.1%以上とすることを特徴とする請求項のいずれか1項に記載の液晶表示装置の駆動方法。
  9. 上記の非画像信号は、互いに異なる極性間の電圧であり、
    該非画像信号の上記データ信号線への印加は、データ信号の極性反転時に行なうことを特徴とする請求項1〜のいずれか1項に記載の液晶表示装置の駆動方法。
  10. 上記データ信号線における信号の極性が、1水平走査期間ごとに反転するときに、上記データ信号線への非画像信号の印加のタイミングにあわせて該走査信号線を選択する回数が偶数であることを特徴とする請求項に記載の液晶表示装置の駆動方法。
  11. 上記非画像信号のデータ信号線への印加は、1垂直走査期間ごとに極性が反転する電圧を各データ信号線に共通に与えることにより行なうことを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項に記載の液晶表示装置の駆動方法。
  12. 上記非画像信号のデータ信号線への印加は、1水平走査期間ごとに極性が反転する電圧を与えることにより行なうことを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項に記載の液晶表示装置の駆動方法。
  13. 上記非画像信号のデータ信号線への印加は、1水平走査期間ごとに極性が反転するとともに隣接するデータ信号線同士は互いに異なる極性となる電圧を与えることにより行なうことを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項に記載の液晶表示装置の駆動方法。
  14. 上記データ信号線における信号の極性は、複数の水平走査期間ごとに反転することを特徴とする請求項1〜のいずれか1項に記載の液晶表示装置の駆動方法。
  15. 隣接する水平期間の間でデータ信号の極性が反転しない時に非画像信号をデータ信号線に印加することを特徴とする請求項14に記載の液晶表示装置の駆動方法。
  16. 上記データ信号線における信号の極性が、n個(ここで、nは2以上の整数)の水平走査期間ごとに反転するときに、上記データ信号線への非画像信号の印加のタイミングにあわせて該走査信号線を選択する回数がnの倍数であることを特徴とする請求項14または15に記載の液晶表示装置の駆動方法。
  17. 上記データ信号線への非画像信号の印加のタイミングにあわせて該走査信号線を選択する回数が2nの倍数であることを特徴とする請求項16に記載の液晶表示装置の駆動方法。
  18. 上記データ信号線への非画像信号の印加は、各データ信号線に固定電圧を与えることにより行ない、
    該固定電圧の極性は、上記複数の水平走査期間ごとに反転することを特徴とする請求項1417の何れか1項に記載の液晶表示装置の駆動方法。
  19. 上記固定電圧は、複数の水平走査期間ごとに極性が反転するとともに、隣接するデータ信号線同士に与えられる固定電圧は互いに異なる極性を有することを特徴とする請求項18に記載の液晶表示装置の駆動方法。
  20. オーバーシュート駆動を行なう液晶表示装置の駆動方法であって、
    画素の極性および外部から得た映像信号に基づいて、オーバーシュート駆動に用いる階調補正量を求めることを特徴とする請求項1〜19のいずれか1項に記載の液晶表示装置の駆動方法。
  21. 上記画素の極性および上記外部から得た映像信号を対応付けたルックアップテーブルを用いて上記オーバーシュート駆動に用いる階調補正量を求めることを特徴とする請求項20に記載の液晶表示装置の駆動方法。
  22. オーバーシュート駆動を行なう液晶表示装置の駆動方法であって、
    外部から得た映像信号に対し上記オーバーシュート駆動によるオーバーシュート補正量を求めた後に、上記画素の極性および上記オーバーシュート補正量を対応付けたルックアップテーブルを用いて階調補正量を求めることを特徴とする請求項1〜19のいずれか1項に記載の液晶表示装置の駆動方法。
  23. バックライトを有する液晶表示装置の駆動方法であって、
    上記非画像信号のデータ信号線への印加のタイミングに合わせて、バックライトを消灯することを特徴とする請求項1〜22のいずれか1項に記載の液晶表示装置の駆動方法。
  24. 上記データ信号線への上記非画像信号の印加時間は、上記データ信号へ印加される画像を表示するための画像信号の印加時間に比べて短いことを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置の駆動方法。
  25. 当該液晶表示装置が、電圧を印加しない状態で黒表示となるノーマリーブラックモードの液晶表示装置であることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置の駆動方法。
  26. 複数のデータ信号線と、これら複数のデータ信号線と交差する複数の走査信号線と、上記複数のデータ信号線と上記複数の走査信号線との交点に対応してマトリクス状に配置され対応する交点を通過する走査信号線が選択されているときに対応する交点を通過するデータ信号線の電圧を画素値として取り込む複数の画素部と、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、
    互いに隣接する水平走査期間の境界に非画像信号がデータ信号線に印加される一方、
    上記走査信号線が有効走査期間で選択され、その後該走査信号線が非選択された時点から次の有効走査期間よりも前に上記データ信号線への非画像信号の印加のタイミングに合わせて該走査信号線が選択され
    電界により液晶分子の配向方向を制御する、垂直配向モードの液晶表示装置であって、
    上記非画像信号は、上記液晶分子をプレチルトさせるためのプレチルト信号であるとともに、
    隣接するデータ信号線は互いに短絡可能に接続されており、上記データ信号線への非画像信号の印加は、データ信号線が短絡されることにより行なわれ、
    各データ信号線に共通の固定電圧を与えることにより上記データ信号線への非画像信号を印加する固定電圧電源を有していることを特徴とする液晶表示装置。
  27. 上記非画像信号の電圧極性は、該非画像信号が印加された直後の水平走査期間における画像信号の電圧極性と同じであることを特徴とする請求項26に記載の液晶表示装置。
  28. 1垂直走査期間の最後に選択され、上記画素部に印加される非画像信号の極性は、該1垂直走査期間の次の1垂直走査期間で選択される画像信号の極性と同じになっていることを特徴とする請求項26または27に記載の液晶表示装置。
  29. 白輝度レベルを1とし、黒輝度レベルを0とした場合の表示輝度Tが、表示階調L、白表示階調Lw、およびγ特性γに関して、T=(L/Lw)γと略近似できるときに、
    上記プレチルト信号を、Lw×10(−3/γ)以上を示す信号とすることを特徴とする請求項2628の何れか1項に記載の液晶表示装置。
  30. 白輝度レベルを1とし、黒輝度レベルを0とした場合の表示輝度Tを示す表示階調Lをγ特性γに関して、
    L=255×T(1/2.2)と定義し、
    上記プレチルト信号を、L=12のときの階調電圧より大きい階調電圧を発生する信号とすることを特徴とする請求項2628の何れか1項に記載の液晶表示装置。
  31. 上記プレチルト信号を、γ特性2.2、表示階調256階調のうちの、12階調以上を示す信号とすることを特徴とする請求項29または30に記載の液晶表示装置。
  32. 上記プレチルト信号を、γ特性2.2、表示階調1024階調のうちの、45階調以上を示す信号とすることを特徴とする請求項29または30に記載の液晶表示装置。
  33. 表示が白となる輝度レベルを100%とする一方、表示が黒となる輝度レベルを0%とした場合、上記プレチルト信号の輝度レベルが0.1%以上であることを特徴とする請求項2632のいずれか1項に記載の液晶表示装置。
  34. 上記の非画像信号は、互いに異なる極性間の電圧であり、
    該非画像信号の上記データ信号線への印加は、データ信号の極性反転時に行なわれることを特徴とする請求項2633のいずれか1項に記載の液晶表示装置。
  35. 上記データ信号線における信号の極性が、1水平走査期間ごとに反転しているときに、上記データ信号線への非画像信号の印加のタイミングにあわせて該走査信号線を選択する回数が偶数となっていることを特徴とする請求項34に記載の液晶表示装置。
  36. 1垂直走査期間ごとに極性が反転する電圧を各データ信号線に共通に与えることにより上記データ信号線へ非画像信号を印加する、第1の極性反転電源を有していることを特徴とする請求項2635のいずれか1項に記載の液晶表示装置。
  37. 1水平走査期間ごとに極性が反転する電圧を各データ信号線に共通に与えることにより上記データ信号線へ非画像信号を印加する、第2の極性反転電源を有していることを特徴とする請求項2635のいずれか1項に記載の液晶表示装置。
  38. 上記第2の極性反転電源は、1水平走査期間ごとに極性が反転するとともに、隣接するデータ信号線同士は互いに異なる極性となる電圧を各データ信号線に共通に与えることにより上記データ信号線へ非画像信号を印加することを特徴とする請求項37に記載の液晶表示装置。
  39. 上記データ信号線における信号の極性は、複数の水平走査期間ごとに反転していることを特徴とする請求項2633のいずれか1項に記載の液晶表示装置。
  40. 隣接する水平期間の間でデータ信号の極性が反転しない時に非画像信号をデータ信号線に印加していることを特徴とする請求項39に記載の液晶表示装置。
  41. 上記データ信号線における信号の極性が、n個(ここで、nは2以上の整数)の水平走査期間ごとに反転しているときに、上記データ信号線への非画像信号の印加のタイミングにあわせて該走査信号線を選択する回数がnの倍数となっていることを特徴とする請求項39または40に記載の液晶表示装置。
  42. 上記データ信号線への非画像信号の印加のタイミングにあわせて該走査信号線を選択する回数が2nの倍数となっていることを特徴とする請求項41に記載の液晶表示装置。
  43. 上記複数の水平走査期間ごとに極性が反転している電圧を各データ信号線に与えることにより上記データ信号線へ非画像信号を印加する、第3の極性反転電源を有していることを特徴とする請求項3942の何れか1項に記載の液晶表示装置。
  44. 上記第3の極性反転電源は、上記複数の水平走査期間ごとに極性が反転するとともに隣接するデータ信号線同士は互いに異なる極性となる電圧を各データ信号線に与えることにより上記データ信号線へ非画像信号を印加するものであることを特徴とする請求項43に記載の液晶表示装置。
  45. 上記データ信号線への上記非画像信号の印加時間は、上記データ信号へ印加される画像を表示するための画像信号の印加時間に比べて短くなっていることを特徴とする請求項26に記載の液晶表示装置。
  46. 電圧を印加しない状態で黒表示となるノーマリーブラックモードの液晶表示装置であることを特徴とする請求項26に記載の液晶表示装置。
  47. 各画素の極性情報を検知する極性情報検知手段と、
    該極性情報および外部から得た映像信号に基づいてオーバーシュート駆動の階調補正量を求める補正量演算手段と、をさらに有していることを特徴とする請求項2644のいずれか1項に記載の液晶表示装置。
  48. 上記画素の極性および上記外部から得た映像信号を対応付けたルックアップテーブルを有していることを特徴とする請求項47に記載の液晶表示装置。
  49. 請求項47または48に記載の液晶表示装置を動作させるための液晶表示プログラムであって、
    コンピュータを上記極性情報検知手段および上記補正量演算手段として機能させるための液晶表示プログラム。
  50. 請求項49に記載の液晶表示プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
  51. 請求項2648のいずれか1項に記載の液晶表示装置と、
    テレビジョン放送を受信するチューナー部とを備えて成ることを特徴とするテレビ受像機。
  52. 複数のデータ信号線と、これら複数のデータ信号線と交差する複数の走査信号線と、上記複数のデータ信号線と上記複数の走査信号線との交点に対応してマトリクス状に配置され対応する交点を通過する走査信号線が選択されているときに対応する交点を通過するデータ信号線の電圧を画素値として取り込む複数の画素部と、を備えたアクティブマトリクス型の液晶表示装置に用いる駆動回路において、
    互いに隣接する水平走査期間の境界に非画像信号がデータ信号線に印加される一方、
    上記走査信号線が有効走査期間で選択され、その後該走査信号線が非選択された時点から次の有効走査期間よりも前に上記データ信号線への非画像信号の印加のタイミングに合わせて該走査信号線が選択され
    電界により液晶分子の配向方向を制御する、垂直配向モードの液晶表示装置の駆動回路であって、
    上記非画像信号は、上記液晶分子をプレチルトさせるためのプレチルト信号であるとともに、
    隣接するデータ信号線は互いに短絡可能に接続されており、上記データ信号線への非画像信号の印加は、データ信号線が短絡されることにより行なわれ、
    各データ信号線に共通の固定電圧を与えることにより上記データ信号線への非画像信号を印加する固定電圧電源を有していることを特徴とする駆動回路。
  53. 複数のデータ信号線と、これら複数のデータ信号線と交差する複数の走査信号線と、上記複数のデータ信号線と上記複数の走査信号線との交点に対応してマトリクス状に配置され対応する交点を通過する走査信号線が選択されているときに対応する交点を通過するデータ信号線の電圧を画素値として取り込む複数の画素部と、を備えたアクティブマトリクス型の液晶表示装置に用いられ、複数のデータ信号線にデータ信号を供給する駆動回路であって、
    上記複数のデータ信号線に接続され、極性反転する電圧を生成可能な第1の極性反転電源を備えており、
    該第1の極性反転電源は、ゲートスタートパルス信号の当該電源への入力のタイミングに同期して1垂直走査期間ごとに極性が反転する電圧を生成し、該生成された電圧を上記データ信号の極性の反転時に非画像信号として上記複数のデータ信号線に印加し、
    電界により液晶分子の配向方向を制御する、垂直配向モードの液晶表示装置の駆動回路であって、
    上記非画像信号は、上記液晶分子をプレチルトさせるためのプレチルト信号であるとともに、
    隣接するデータ信号線は互いに短絡可能に接続されており、上記データ信号線への非画像信号の印加は、データ信号線が短絡されることにより行なわれ、
    各データ信号線に共通の固定電圧を与えることにより上記データ信号線への非画像信号を印加する固定電圧電源を有していることを特徴とする駆動回路。
  54. 複数のデータ信号線と、これら複数のデータ信号線と交差する複数の走査信号線と、上記複数のデータ信号線と上記複数の走査信号線との交点に対応してマトリクス状に配置され対応する交点を通過する走査信号線が選択されているときに対応する交点を通過するデータ信号線の電圧を画素値として取り込む複数の画素部と、を備えたアクティブマトリクス型の液晶表示装置に用いられ、複数のデータ信号線に映像信号を供給する駆動回路であって、
    上記複数のデータ信号線に接続され、極性反転する電圧を生成可能な第2の極性反転電源を備えており、
    該第2の極性反転電源は、ゲートクロック信号の当該電源への入力のタイミングに同期して1水平走査期間ごとに極性が反転する電圧を生成し、該生成された電圧をデータ信号の極性の反転時に非画像信号として上記複数のデータ信号線に印加し、
    電界により液晶分子の配向方向を制御する、垂直配向モードの液晶表示装置の駆動回路であって、
    上記非画像信号は、上記液晶分子をプレチルトさせるためのプレチルト信号であるとともに、
    隣接するデータ信号線は互いに短絡可能に接続されており、上記データ信号線への非画像信号の印加は、データ信号線が短絡されることにより行なわれ、
    各データ信号線に共通の固定電圧を与えることにより上記データ信号線への非画像信号を印加する固定電圧電源を有していることを特徴とする駆動回路。
  55. 複数のデータ信号線と、これら複数のデータ信号線と交差する複数の走査信号線と、上記複数のデータ信号線と上記複数の走査信号線との交点に対応してマトリクス状に配置され対応する交点を通過する走査信号線が選択されているときに対応する交点を通過するデータ信号線の電圧を画素値として取り込む複数の画素部と、を備えたアクティブマトリクス型の液晶表示装置に用いられ、複数のデータ信号線に映像信号を供給する駆動回路であって、
    上記複数のデータ信号線に接続され、極性反転する電圧を生成可能な第2の極性反転電源を備えており、
    該第2の極性反転電源は、ゲートクロック信号の当該電源への入力のタイミングに同期して1水平走査期間ごとに極性が反転する電圧を生成し、上記複数のデータ信号線のうち奇数行のデータ信号線には上記生成された電圧をデータ信号の極性の反転時に非画像信号として印加する一方、上記複数のデータ信号線のうち偶数行のデータ信号線には上記生成された電圧とは極性の異なる電圧をデータ信号の極性の反転時に非画像信号として印加し、
    電界により液晶分子の配向方向を制御する、垂直配向モードの液晶表示装置の駆動回路であって、
    上記非画像信号は、上記液晶分子をプレチルトさせるためのプレチルト信号であるとともに、
    隣接するデータ信号線は互いに短絡可能に接続されており、上記データ信号線への非画像信号の印加は、データ信号線が短絡されることにより行なわれ、
    各データ信号線に共通の固定電圧を与えることにより上記データ信号線への非画像信号を印加する固定電圧電源を有していることを特徴とする駆動回路。
  56. 複数のデータ信号線に映像信号を供給する駆動回路であって、
    上記複数のデータ信号線にそれぞれ接続された定電圧ダイオードと、
    これら定電圧ダイオードを介して上記複数のデータ信号線に接続され、上記複数のデータ信号線のそれぞれに共通の固定電圧をデータ信号の極性の反転時に非画像信号として印加する固定電圧電源とを備えており、
    電界により液晶分子の配向方向を制御する、垂直配向モードの液晶表示装置の駆動回路であって、
    上記非画像信号は、上記液晶分子をプレチルトさせるためのプレチルト信号であるとともに、
    隣接するデータ信号線は互いに短絡可能に接続されており、上記データ信号線への非画像信号の印加は、データ信号線が短絡されることにより行なわれることを特徴とする駆動回路。
  57. 複数のデータ信号線に映像信号を供給する駆動回路であって、
    上記複数のデータ信号線に接続され、極性反転する電圧を生成可能な第3の極性反転電源を備えており、
    該第3の極性反転電源は、複数の水平走査期間ごとに極性が反転する電圧を生成し、該生成された電圧を非画像信号として上記複数のデータ信号線に印加し、
    電界により液晶分子の配向方向を制御する、垂直配向モードの液晶表示装置の駆動回路であって、
    上記非画像信号は、上記液晶分子をプレチルトさせるためのプレチルト信号であるとともに、
    隣接するデータ信号線は互いに短絡可能に接続されており、上記データ信号線への非画像信号の印加は、データ信号線が短絡されることにより行なわれ、
    各データ信号線に共通の固定電圧を与えることにより上記データ信号線への非画像信号を印加する固定電圧電源を有していることを特徴とする駆動回路。
  58. 上記第3の極性反転電源は、複数の水平走査期間ごとに極性が反転する電圧を生成するとともに、上記複数のデータ信号線のうち奇数行のデータ信号線には上記生成された電圧を非画像信号として印加する一方、上記複数のデータ信号線のうち偶数行のデータ信号線には上記生成された電圧とは極性の異なる電圧を非画像信号として印加することを特徴とする請求項57に記載の駆動回路。
  59. 複数のデータ信号線と、これら複数のデータ信号線と交差する複数の走査信号線と、上記複数のデータ信号線と上記複数の走査信号線との交点に対応してマトリクス状に配置され対応する交点を通過する走査信号線が選択されているときに対応する交点を通過するデータ信号線の電圧を画素値として取り込む複数の画素部と、を備えたアクティブマトリクス型の液晶表示装置の駆動方法において、
    互いに隣接する水平走査期間の境界に、後半の水平走査期間において印加される画像信号の電圧極性と同じ電圧極性の非画像信号を、データ信号線に印加し、
    電界により液晶分子の配向方向を制御する、垂直配向モードの液晶表示装置の駆動方法であって、
    上記非画像信号を、上記液晶分子をプレチルトさせるためのプレチルト信号にするとともに、
    上記データ信号線への非画像信号の印加は、隣接するデータ信号線を互いに短絡させて行ない、
    上記データ信号線への非画像信号の印加は、各データ信号線に固定電圧を与えることにより行なうことを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。
  60. 請求項59に記載の駆動方法を用いた液晶表示装置。
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