JP4813802B2 - 液晶駆動装置、液晶表示装置及び液晶駆動方法 - Google Patents

Description

本発明は、アクティブマトリクス型液晶パネルを駆動する液晶駆動装置、液晶表示し装置及び駆動方法に関するものである。

ＴＦＴ液晶パネル等のアクティブマトリクス型液晶パネルは、格子上に配列されたゲート線（走査線）とデータ線（信号線）の交差点にＴＦＴ等のスイッチング素子、液晶容量Ｃ_ＬＣ及び補助容量Ｃ_Ｓを備えている。以下、ＴＦＴ液晶パネルを例にとって説明する。図１３は、ＴＦＴ液晶パネルの等価回路を示すものである。

ＴＦＴ１１０のゲート電極Ｇはゲート線１１１に、ソース電極Ｓはデータ線１１２に、ドレイン電極Ｄは液晶容量Ｃ_ＬＣの画素電極及び補助容量Ｃ_Ｓに接続されている。液晶容量Ｃ_ＬＣは、画素電極１１３と共通電極１１４とに挟まれた液晶が備える容量である。補助容量Ｃ_Ｓは、ゲートオフ後も液晶に印加される電圧を保持するための容量である。なお、図１３では、補助容量Ｃ_Ｓを画素電極１１３と共通電極１１４の間に設ける場合を示しているが、Ｃ_Ｓの一端を共通電極ではなく隣接するゲート線に接続して構成する場合もある。

液晶を駆動する際の電圧波形図を図１４に示す。図１４は、フレーム周期で液晶印加電圧Ｖ_ＬＣの極性を反転する場合（フレーム反転駆動）において、１つの液晶画素に対する液晶印加電圧Ｖ_ＬＣ等がフレーム毎に変化する様子を示すものである。ここで、ゲート電圧Ｖ_ＧはＴＦＴ１１０のゲート電極Ｇに印加される電圧、ソース電圧Ｖ_Ｓはソース電極Ｓに印加される電圧、共通電極電圧（コモン電圧）Ｖｃｏｍは共通電極１１４に印加される電圧である。また、Ｖ_ＬＣは液晶容量Ｃ_ＬＣに印加される電圧であって画素電極１１３と共通電極１１４の電位差に相当するものである（以下、液晶印加電圧と呼ぶ）。液晶に直流電圧が継続的に印加されると焼き付きが生じて液晶素子の劣化の原因となるため、液晶パネルを駆動する際には、ソース電圧Ｖ_Ｓの極性を周期的に反転することによって、液晶印加電圧Ｖ_ＬＣの極性を周期的に反転させる。なお、このような反転駆動を行うと、ソース電圧Ｖ_Ｓの振幅が、片極性で駆動する場合に比べて２倍になる。このため、図１４に示すように、ソース電圧Ｖｓの振幅が片極性駆動の場合と同等になるよう、ソース電圧Ｖｓの反転タイミングに合わせてコモン電圧Ｖｃｏｍを反転するコモン反転駆動が行われることもある。

液晶印加電圧Ｖ_ＬＣは、ゲートオフ時（ゲート電圧Ｖ_Ｇの電位が"Ｌｏｗ"レベルに変化する時）のソース電圧Ｖ_Ｓとコモン電圧Ｖｃｏｍの差によって定まるものであるが、厳密にはこれらの差に一致しない。ゲート・ドレイン間寄生容量Ｃ_ＧＤの影響によって、液晶容量Ｃ_ＬＣに保持された電荷がゲートオフ後に寄生容量Ｃ_ＧＤに再配置されることにより、液晶印加電圧Ｖ_ＬＣの電圧レベルが変化するためである。具体的には、図１４に示すように液晶印加電圧Ｖ_ＬＣに対してΔＶ１又はΔＶ２の電圧シフトΔＶが生じる。

ここで、電圧シフトΔＶは、以下に示す（１）式によって表すことができる。
ΔＶ＝ΔＶ_Ｇ×（Ｃ_ＧＤ／（Ｃ_ＧＤ＋Ｃ_ＬＣ＋Ｃ_Ｓ）） ・・・（１）
ΔＶ_Ｇは、ゲートオン時とゲートオフ時でのゲート電圧Ｖ_Ｇの変化量である。（１）式から明らかなように、電圧シフトΔＶの大きさは液晶容量Ｃ_ＬＣの大きさに依存する。一方、液晶容量Ｃ_ＬＣの大きさはソース電圧Ｖ_Ｓの値によって変化するため、電圧シフトΔＶの大きさもソース電圧Ｖ_Ｓに依存して変化することになる。

これを図１４について見ると、第１フレーム及び第２フレームは、同一階調の画像を表示しているために、極性反転されていることを除いてソース電圧Ｖ_Ｓが一定であり、ΔＶの大きさも一定（ΔＶ１）である。しかしながら、第３フレーム及び第４フレームでは表示画像の階調変化によってソース電圧Ｖ_Ｓが第２フレームの値から変化し、これに伴って、電圧シフトの大きさがΔＶ１からΔＶ２に変化する。

この電圧シフトΔＶの影響によって、図１４の波形図に示すように、同一階調の画像を表示している場合であっても、Ｖ_ＬＣの正極性側（第1フレーム）での電圧振幅Ｖ_ｐ１と負極性側（第２フレーム）での電圧振幅Ｖ_ｎ１とに差異が生じる。また、第３フレームの電圧振幅Ｖ_ｐ２と第４フレームの電圧振幅Ｖ_ｎ２にも差異が生じる。このような液晶印加電圧Ｖ_ＬＣの極性間での差異は、液晶表示画像のちらつき（フリッカ）の発生原因となるばかりでなく、液晶に直流電圧が印可されるために焼き付きを生じる原因になる。なお、このような電圧シフトΔＶの影響による液晶印加電圧Ｖ_ＬＣの極性間での差異は、補助容量Ｃ_Ｓを画素電極１１３と隣接するゲート線の間に設けて構成した場合にも、同様に発生する。

そこで、コモン電圧Ｖｃｏｍの調整によって、上述した液晶印加電圧Ｖ_ＬＣの極性間での差異を解消する、言い換えれば液晶印加電圧Ｖ_ＬＣの直流成分を解消する技術が従来から提案されている。例えば、特許文献１には、液晶パネルに表示する映像信号の電圧に基づいてコモン電圧Ｖｃｏｍの直流電圧レベルを調整することにより、液晶印加電圧Ｖ_ＬＣの極性による電圧差を低減する液晶表示装置が開示されている。なお、ソース電圧Ｖ_Ｓの調整によって液晶印加電圧Ｖ_ＬＣの直流成分を解消する技術についても従来から提案されている（例えば特許文献２参照）。
特開２０００−２６７６１８号公報 特開２００３−１１４６５９号公報

上述したように、従来から、液晶印加電圧Ｖ_ＬＣの極性間での差異を解消し、Ｖ_ＬＣの直流成分を打ち消すために、コモン電圧Ｖｃｏｍの値の調整を行う液晶表示装置が知られている。しかしながら、従来の液晶表示装置では、液晶印加電圧Ｖ_ＬＣの直流成分を打ち消すためにＶｃｏｍ値の調整を行う際に、Ｖｃｏｍ値の調整タイミングを制御することができないという問題がある。

例えば、特許文献１には、映像表示信号の１フレーム期間における平均電圧に対応するＡＰＬ（Average Picture Level）信号を増幅し、共通電極を駆動する共通電極駆動アンプの出力に増幅後のＡＰＬ信号を重畳することによって、コモン電圧Ｖｃｏｍの中心電圧を調整する技術が開示されている。しかしながら、特許文献１に開示される構成では、Ｖｃｏｍの調整の際にＬＣＤコントローラが生成する水平制御信号又は垂直制御信号の参照が行われていない。

特許文献１に開示される構成において、入力された映像表示信号から抽出した垂直クロック信号Ｖ及び水平クロック信号Ｈで示されるタイミングと、実際に液晶表示を行う際の信号ドライバ及び走査ドライバの駆動タイミングは異なる。信号ドライバ及び走査ドライバは、それぞれＬＣＤコントローラの出力する水平制御信号又は垂直制御信号に基づいて、
入力された画像データを出力する位置に移動する処理や、入力された画像データを液晶に印加する電圧に変換する処理などを行って、データ線又はゲート線を駆動するものであるからである。従って、Ｖｃｏｍの調整の際にＬＣＤコントローラが生成する水平制御信号又は垂直制御信号の参照を行わない特許文献１に開示された技術では、データ線又はゲート線が駆動されるタイミングを考慮してＶｃｏｍ値の調整タイミングを決定することができない。このため、特許文献１に開示された技術では、例えば、液晶パネルの表示領域内のデータ線及びゲート線が駆動されていないブランキング期間に限定してＶｃｏｍの調整を行うよう制御することは困難であることから、液晶パネルに画像を表示している途中にＶｃｏｍの値が変化する場合がある。

このように、Ｖｃｏｍ値の調整を行うタイミングを制御せずに、液晶パネルに画像が表示されている期間（走査期間）にＶｃｏｍ値の変更を実施すると、表示画像中での急激な輝度変化によるちらつきが生じて画質が劣化する原因となる。したがって、Ｖｃｏｍ値の調整はブランキング期間中に行うようＶｃｏｍ値の調整をおこなうタイミングを制御できることが望ましい。

さらに、特許文献１では、１フレーム期間における画像データの平均値に基づいてＶｃｏｍの調整を行うこととしている。しかし、例えば図１５に示すような画像の場合には、１フレーム期間、つまり１画面全体の画像データの平均値に基づくＶｃｏｍ値の補正を行うと、表示画像のちらつきが増大する場合があるという問題がある。

図１５は液晶表示パネルの表示画像の例を示しており、画面の中間部分１５２は輝度の高い白色表示、画面の上部分１５１と下部分１５３が中間階調の表示となっているものである。図１５の画面全体で平均をとると、白色の中間部分１５２の存在によって、画面全体での平均階調は、上部分１５１及び下部分１５３の中間階調より高い階調として識別される。この結果、平均階調に基づいてコモン電圧Ｖｃｏｍの調整を行うと、ちらつきの目立つ中間階調の上部分１５１及び下部分１５３において液晶印加電圧Ｖ_ＬＣの極性間での差がさらに増大し、中間階調でのちらつきが強調されるおそれがある。したがって、Ｖｃｏｍ値の調整は、１画面全体を単位とする１フレーム単位のみならず、１ライン（１水平走査期間）単位、あるいは、１画面を複数の領域に分割した分割領域ごと等、１フレームより小さい単位でＶｃｏｍ値の調整を行うことがさらに望ましい。

本発明は上記の問題を考慮してなされたものであり、本発明が解決しようとする課題は、液晶表示パネルの表示画像に生じるちらつきを低減することである。より詳細な第１の課題は、液晶表示パネルの共通電極に対する印加電圧を液晶パネルに表示する画像に応じて変更する際に、印加電圧を変更するタイミングを制御することにより、表示画像に生じるちらつきを低減することである。さらに第２の課題は、液晶表示パネルの共通電極に対する印加電圧を１フレームより小さい単位で調整可能とすることにより、表示画像に生じるちらつきを低減することである。

本発明にかかる液晶駆動装置は、アクティブマトリクス型の液晶表示パネルを駆動する液晶駆動装置であって、入力された画像データに基づいて前記液晶表示パネルの共通電極に印加する共通電極電圧値を決定し、前記液晶表示パネルの走査線及び信号線のうち少なくとも一方を駆動するタイミングに基づいて、前記共通電極に対する印加電圧を前記共通電極電圧値に変更するタイミングを決定するものである。

一方、本発明にかかる液晶表示装置は、アクティブマトリクス型の液晶表示パネルを有する液晶表示装置であって、入力された画像データに基づいて前記液晶表示パネルの共通電極に印加する共通電極電圧値を決定し、前記液晶表示パネルの走査線及び信号線のうち少なくとも一方を駆動するタイミングに基づいて、前記共通電極に対する印加電圧を前記共通電極電圧値に変更するタイミングを決定するものである。

さらに、本発明にかかる液晶駆動方法は、アクティブマトリクス型の液晶表示パネルを駆動する液晶駆動方法であって、入力された画像データに基づいて前記液晶表示パネルの共通電極に印加する共通電極電圧値を決定し、前記液晶表示パネルの走査線及び信号線のうち少なくとも一方を駆動するタイミングに基づいて、前記共通電極に対する印加電圧を前記共通電極電圧値に変更するタイミングを決定するものである。

このような構成あるいは駆動方法により、前記液晶表意パネルに画像を表示するタイミングを考慮しつつ共通電極電圧の変更を行うことができる。したがって、前記液晶パネルに画像表示を行わないタイミングを見計らって、共通電極電圧の設定値を変更することも可能である。これにより、表示画像中での急激な輝度変化によるちらつきの発生を低減することができる。

また、本発明にかかる別の液晶駆動装置は、アクティブマトリクス型の液晶表示パネルを駆動する液晶駆動装置であって、前記液晶表示パネルが備える走査線を駆動する走査線駆動回路と、前記液晶表示パネルが備える信号線を駆動する信号線駆動回路と、前記液晶表示パネルが備える共通電極を駆動する共通電極駆動回路と、前記液晶表示パネルに表示する画像データに基づいて前記液晶表示パネルの共通電極に印加する共通電極電圧値を決定する画像認識回路と、前記ゲート線駆動回路及び前記走査線駆動回路に対して駆動タイミングを指示するとともに、前記共通電極駆動回路に対して前記画像認識回路が決定した共通電極電圧値及び前記共通電極に対する印加電圧を前記共通電極電圧値に変更するタイミングを指示する制御回路とを備えるものである。このような構成によっても、液晶表意パネルに画像を表示するタイミングを考慮しつつ共通電極電圧の設定値の変更を行うことができる。

さらに、前記画像認識回路は、1フレーム期間より小さい期間の画像データに基づいて前記液晶表示パネルの共通電極に印加する共通電極電圧値を決定することが望ましい。前記共通電極に対する印加電圧を１フレームより小さい単位で調整可能であるため、表示画像に生じるちらつきをさらに低減することができる。

本発明により、液晶表示パネルの表示画像に生じるちらつきを低減することが可能な液晶駆動装置、液晶表示装置及び液晶駆動方法を提供することができる。

発明の実施の形態１．
本実施の形態にかかる液晶表示装置１の構成について、図１を用いて説明する。液晶パネル１０は、スイッチ素子にＴＦＴを用いたアクティブマトリクス型の液晶パネルであって、図１３を用いて説明した従来の液晶パネルと同様の構成を有している。つまり、液晶表示パネル１０には、複数のゲート線１１１及び複数のデータ線１１２が格子状に配置されており、これらのゲート線１１１とデータ線１１２との交差位置にはＴＦＴ１１０、画素電極１１３、共通電極１１４、液晶容量Ｃ_ＬＣ、補助容量Ｃ_Ｓで構成される液晶画素を備えている。液晶パネル１０は、ゲート線駆動回路１３、データ線駆動回路１４及び共通電極駆動回路１５から供給されるゲート電圧Ｖ_Ｇ、ソース電圧Ｖ_Ｓ、コモン電圧Ｖｃｏｍにより駆動される。

制御回路１１は、ゲート線駆動回路１３に対して、ゲート線１１１を駆動するタイミングを指示するゲート線駆動タイミング信号を出力する。一方、データ線駆動回路１４に対しては、外部のＣＰＵ等から受信した画像データ、及び、画像データに応じた階調電圧によって複数のデータ線１１２を駆動するタイミングを指示するデータ線駆動タイミング信号を出力する。また、共通電極駆動回路１５に対しては、Ｖｃｏｍの極性反転周期を通知するＶｃｏｍ反転タイミング信号を出力する。Ｖｃｏｍ反転タイミング信号は、フレーム反転駆動、ライン反転駆動、ドット反転駆動等の液晶印加電圧Ｖ_ＬＣの極性反転駆動方法に対応した極性反転周期を通知する信号である。

さらに制御回路１１は、共通電極駆動回路１５に対して、後述する画像認識回路１２が決定したコモン電圧の設定値（Ｖｃｏｍ設定値）を指示するＶｃｏｍ設定信号と、Ｖｃｏｍ設定値に調整を行うタイミングを指示するＶｃｏｍ設定タイミング信号を出力する。

画像認識回路１２は、制御回路１１が外部から受信した画像データに基づいてＶｃｏｍ設定値を決定する。ここで、Ｖｃｏｍ設定値とは、共通電極駆動回路１５が供給するコモン電圧Ｖｃｏｍの基準値を与えるものであり、例えば、極性反転駆動を行うＶｃｏｍの中心電圧（直流電圧レベル）を与えるものとすればよい。また、Ｖｃｏｍ設定値は、上述した電圧シフトΔＶに起因した液晶印加電圧Ｖ_ＬＣの極性間での差異、つまり液晶印加電圧Ｖ_ＬＣの直流成分を打ち消すように決定する。なお、Ｖｃｏｍ設定値を決定する詳細な手順は後述する。

ゲート線駆動回路１３は、制御回路１１から指示されるゲート線駆動タイミング信号に従って、液晶パネル１０が備える複数のゲート線１１１に順次ゲート電圧Ｖ_Ｇを供給する。

データ線駆動回路１４は、制御回路１１から画像データを受信し、制御回路１１から支持されるデータ線駆動タイミング信号に従って、受信した画像データに応じたソース電圧Ｖ_Ｓを液晶パネル１０が備える複数のデータ線に供給する。

共通電極駆動回路１５は、液晶パネル１０の共通電極１１４に対してコモン電圧Ｖｃｏｍを供給する。コモン反転駆動を行う場合のＶｃｏｍの反転タイミングは、制御回路１１からＶｃｏｍ反転タイミング信号によって指示される。なお、Ｖｃｏｍ反転タイミング信号とは、フレーム反転駆動、ライン反転駆動、ドット反転駆動等の液晶印加電圧Ｖ_ＬＣの極性反転駆動方法に対応した極性反転周期を通知する信号である。

本実施の形態にかかる液晶表示装置１では、上述した制御回路１１が、ゲート線駆動タイミング信号、データ線駆動タイミング信号、Ｖｃｏｍ反転タイミング信号及びＶｃｏｍ設定タイミング信号を同調させて出力し、これらのタイミング信号を受信したゲート線駆動回路１３、データ線駆動回路１４及び共通電極駆動回路１５が指示されたタイミングに従って液晶パネル１０に電圧を供給する。このように、制御回路１１がゲート線及びデータ線を駆動して液晶パネル１０に画像表示を行うタイミングとＶｃｏｍ値の調整を行うタイミングを一括して制御することにより、液晶パネル１０への画像表示タイミングを考慮しつつＶｃｏｍ設定値の調整を行うことが可能となる。したがって、液晶表示装置１は、ブランキング期間中にＶｃｏｍ設定を行う等のＶｃｏｍ値の調整タイミングの制御を行うことができる。

次に、本実施の形態にかかる液晶表示装置１の駆動波形を、図２及び図３を用いて説明する。図２は、フレーム反転駆動が行われる場合に、フレーム単位でＶｃｏｍ値の調整を行う液晶表示装置１の駆動波形を示している。なお、図中のＶｃは極性反転駆動されるコモン電圧Ｖｃｏｍの中心電圧であり、Ｖｃｏｍ設定タイミングで示す波形は、Ｖｃｏｍ設定タイミング信号によって指示された共通電極駆動回路１５がＶｃｏｍ値の調整を行うタイミングを表している。図２に示す波形図において、第１フレームと第２フレームは、同一階調の画像を表示しているために、極性反転されていることを除いてソース電圧Ｖ_Ｓが一定であり、ΔＶの大きさも一定（ΔＶ１）である。第１フレームと第２フレームでは、正極性側（第１フレーム）での電圧振幅Ｖ_ｐ１と負極性側（第２フレーム）での電圧振幅Ｖ_ｎ１の差異が生じないよう、Ｖｃｏｍ中心電圧Ｖｃが調整されている。

一方、第２フレームと第３フレームの間でソース電圧Ｖ_Ｓが変化し、これにともない電圧シフトΔＶの大きさもΔＶ１からΔＶ２（ΔＶ１＞ΔＶ２）に変化する。このような場合には、第２フレームと第３フレームの間のブランキング期間にＶｃｏｍ中心電圧Ｖｃを調整するように、制御回路１１から共通電極駆動回路１５に対してＶｃｏｍ設定タイミング信号及びＶｃｏｍ設定信号を送出する。共通電極駆動回路１５は、Ｖｃｏｍ設定タイミング信号及びＶｃｏｍ設定信号に応答して、第２フレームと第３フレームの間のブランキング期間に中心電圧Ｖｃの変更を行う。このような動作によって、電圧シフトΔＶの大きさがΔＶ１からΔＶ２に変化した第３フレーム及び第４フレームにおいても、正極性側（第３フレーム）での電圧振幅Ｖ_ｐ２と負極性側（第３フレーム）での電圧振幅Ｖ_ｎ２の差異を生じさせることなく駆動することができる。これにより、電圧シフトΔＶの大きさが変化した場合でも、液晶印加電圧Ｖ_ＬＣに生じる極性差が低減される。

また、図３は、ライン反転駆動が行われる場合に、ライン（水平走査期間）単位でＶｃｏｍ値の調整を行う場合における液晶表示装置１の駆動波形を示している。図中のＶ_Ｇ１乃至Ｖ_Ｇ３は、連続する３ライン（第１ライン乃至第３ライン）に対するゲート電圧を表しており、Ｖ_ＬＣ１乃至Ｖ_ＬＣ３は、第１ライン乃至第３ラインの液晶画素に対する液晶印加電圧を表している。第１ラインと第２ラインの液晶画素は、同一階調の画像を表示しており、極性反転されていることを除いて、ソース電圧Ｖ_Ｓと共通電極電圧Ｖｃｏｍの差が同一である。第１ラインと第２ラインでは、正極性側（第１ライン）での電圧振幅Ｖ_ｐ１と負極性側（第２ライン）での電圧振幅Ｖ_ｎ１の差異が生じないよう、Ｖｃｏｍ中心電圧Ｖｃが調整されている。

一方、第２ラインと第３ラインの間で階調が変化し、ソース電圧Ｖ_Ｓが変化する。これにともない電圧シフトΔＶの大きさもΔＶ１からΔＶ２（ΔＶ１＞ΔＶ２）に変化する。このような場合には、上述したフレーム反転駆動の場合と同様に、第２ラインと第３ラインの間の水平ブランキング期間にＶｃｏｍ中心電圧Ｖｃを調整するように、制御回路１１から共通電極駆動回路１５に対してＶｃｏｍ設定タイミング信号及びＶｃｏｍ設定信号を送出する。このような動作によって、電圧シフトΔＶの大きさがΔＶ１からΔＶ２に変化した第３ラインにおいても、液晶印加電圧Ｖ_ＬＣに生じる極性差を低減することができる。

続いて、制御回路１１及び画像認識回路１２において行われるＶｃｏｍ設定値の決定処理について、図４乃至図９を用いて説明する。図４は、Ｖｃｏｍ設定値を決定し、当該設定値により液晶パネル１０が備える共通電極１１４を駆動するまでの全体処理を示すフローチャートである。まずステップＳ４０１のＶｃｏｍ値の初期設定では、画像認識回路１２において画像データの階調に応じたＶｃｏｍ設定値を予め設定する。この初期設定は、Ｖｃｏｍ設定値であるＶｃｏｍ中心電圧（直流電圧レベル）を、画像データの階調に対応付けて定めるものである。上述した電圧シフトΔＶの大きさは、画像データの階調に依存して変化するため、各階調の画像データを表示する際に発生する液晶印加電圧Ｖ_ＬＣの極性による電圧振幅の差異が解消するようにＶｃｏｍの中心電圧（直流電圧レベル）を決定すればよい。

次に、ステップＳ４０２では、画像認識回路１２が、入力された画像データに基づいてＶｃｏｍ設定値を決定し、決定したＶｃｏｍ設定値を制御回路１１に出力する。なお、Ｖｃｏｍ設定値を決定する具体的な方法については後述する。

ステップＳ４０３では、制御回路１１が、画像認識回路１２から入力されたＶｃｏｍ設定値と、当該Ｖｃｏｍ設定値への調整を行うべきタイミング（Ｖｃｏｍ設定タイミング信号）とを、共通電極駆動回路１５に指示する。共通電極駆動回路１５に対する指示は、上述したＶｃｏｍ設定信号及びＶｃｏｍ設定タイミング信号を出力することによって行う。最後にステップＳ４０４では、共通電極駆動回路１５が制御回路１１から指示されたＶｃｏｍ設定タイミング及びＶｃｏｍ設定値に従ってＶｃｏｍ中心電圧の変更を行い、共通電極１１３に変更後のコモン電圧Ｖｃｏｍを供給する。このような処理によって、コモン電圧Ｖｃｏｍの調整ができる。

続いて、上述したステップＳ４０２で行うＶｃｏｍ設定値の決定処理の詳細について、図５を用いて説明する。ステップＳ５０１では、画像認識回路１２が、制御回路１１に入力された画像データの階調を順次取得する。ステップＳ５０１は、所定の単位（１フレーム、１ライン等）の画像データの入力が完了するまで繰り返し行う（ステップＳ５０２）。なお、画像認識回路１２が画像データを取得する単位（取得期間）は、任意に定めることができる。典型的には、１フレーム単位又は１ライン単位で取得すればよいが、これらの組合せとしてもよいし、さらに、取得期間を入力画像が動画であるか静止画であるかによって変更可能としてもよい。

ステップＳ５０３では、取得した画像データの階調に基づいて、画像認識回路１２が、予め定められた決定手順に従ってＶｃｏｍ設定値を決定し、決定したＶｃｏｍ設定値を制御回路１１に出力する。ここで、ステップＳ５０３の処理手順の具体例を図６乃至図８を用いて説明する。なお、以下に示す具体例（実施例１乃至４）は一例であり、要するに、電圧シフトΔＶに起因して発生する液晶印加電圧Ｖ_ＬＣの極性間での差異が解消するように、画像データに基づいてＶｃｏｍ設定値を定めればよく、その他の処理手順によってＶｃｏｍ設定値を決定することとしても良い。

（実施例１：図６）
まず始めに、予め画像データの階調による優先順位を設定しておく。例えば、液晶印加電圧Ｖ_ＬＣの極性間での差によるフリッカが目立つ階調の優先順位を高くし、目立たない階調の優先順位を低く設定すればよい。Ｖｃｏｍ設定値を決定する際は、画像認識回路１２が取得した画像データに含まれる階調のうち最も優先順位の高い階調を求め（ステップＳ６０１）、ステップＳ４０１で初期設定を行った階調とＶｃｏｍ設定値の対応関係を参照して、最も優先順位の高い階調に対応するＶｃｏｍ設定値を選択する（ステップＳ６０２）。なお、階調の優先順位は全ての階調に対して順位付けを行ってもよいが、特にフリッカが目立つ階調のみ順位付けを行って、その他の階調には順位付けを行わずＶｃｏｍ設定値も一定の値に初期設定することにしても良い。これにより、画像全体の平均値ではなく、優先順位の高い画像、つまり一番ちらつきの大きい画像に応じてコモン電圧Ｖｃｏｍを補正することができるため、常にフリッカが最も小さくなるように画像を表示する事ができる。

（実施例２：図７）
Ｖｃｏｍ設定値を決定する際は、画像認識回路１２が取得した画像データに含まれる階調のうち最も入力の多い（出現頻度の大きい）階調を求め（ステップＳ７０１）、ステップＳ４０１で初期設定を行った階調とＶｃｏｍ設定値の対応関係を参照して、最も出現頻度の高い階調に対応するＶｃｏｍ設定値を選択する（ステップＳ７０２）。これにより、最も出現頻度の高い階調、つまりいちばん目に付く階調に応じてコモン電圧Ｖｃｏｍを補正できるため、見た目においてちらつきの少ない画像を表示する事が出来る。

（実施例３）
実施例２の変形として、さらに、ＲＧＢ別でどの階調が多いかによってＶｃｏｍ設定値を決定することも可能である。この場合は、入力データの出現頻度を加算する方法として、例えば、ＲＧＢと輝度信号の対応関係を考慮した重み付け（０．２９９×Ｒ、０．５８７×Ｇ、０．１１４×Ｂ）を行って加算するとよい。ＲＧＢ毎に優先順位をつける理由は、ＲＧＢ毎に輝度が異なるためである、輝度が高い階調にちらつきが生じると目立つため、本実施例では、輝度が高い階調のちらつきを抑える効果がある。

（実施例４：図８）
まず始めに、ステップＳ４０１での初期設定を、所定期間に入力された画像データが有する階調分布パタンに対するＶｃｏｍ設定値を定めることにより行う。ここで、階調分布パタンとは、階調特性によって画像データを分類するものであり、例えば、図９に示すように、明るい画像（図９（ａ））、暗い画像（図９（ｂ））、中間階調の画像（図９（ｃ））、平均的な階調分布を持つ画像（図９（ｄ））、コントラストの高い画像（図９（ｅ））等に対応する階調分布を定め、これらの階調分布に対するＶｃｏｍ設定値を定めておく。Ｖｃｏｍ設定値を決定する際は、画像認識回路１２が取得した画像データの階調分布が、予め定めた階調分布のいずれに対応するかを判定し（ステップＳ８０１）、初期設定した階調分布とＶｃｏｍ設定値の対応関係から、判定した階調分布に対応するＶｃｏｍ設定値を選択する（ステップＳ８０２）。画像特性とちらつきの関係には、画像全体が暗い場合は明るい階調のちらつきが目立ち、画像全体が明るい場合は中間階調のちらつきが目立つという性質がある。本実施例では画像データの階調特性に応じてコモン電圧Ｖｃｏｍを補正できるため、画像によってちらつきの目立つ階調に合わせてＶｃｏｍの補正を行うことができる。

図５に戻って説明する。最後のステップＳ５０４では、画像認識回路１２が、Ｖｃｏｍ設定値を制御回路１１に出力する。このような一連の処理によって、画像データの階調に基づいてＶｃｏｍ設定値を決定することができる。

なお、本実施の形態にかかる液晶表示装置１では、制御回路１１が指示するＶｃｏｍ設定タイミングを変更することにより、コモン電圧Ｖｃｏｍの調整を行う周期を変更することとしてもよい。Ｖｃｏｍ値の調整は、例えば、（１）ライン単位（水平走査期間ごと）、（２）フレーム単位（垂直走査期間ごと）、（３）ライン単位とフレーム単位の複合、（４）任意のエリア単位等で行うことができる。

（１）ライン単位でＶｃｏｍ値を調整する場合は、後述するフレーム単位での調整に比べて細かな調整が可能であるため、フリッカを低減する効果はフレーム単位でＶｃｏｍ調整を行う場合より大きい。しかし、ライン間でＶｃｏｍ調整値が変化すると、同じソース電圧Ｖ_Ｓを印加した場合の液晶印加電圧Ｖ_ＬＣが変化するため、同じ階調の画像データの表示にライン間でのバラツキが生じることがある。

（２）フレーム単位でＶｃｏｍ値を調整する場合は、ライン単位での調整に比べて調整回数が少ないため、フリッカを低減する効果は小さい。しかし、１画面内でのコモン電圧が一定となるため、上述した同一のソース電圧Ｖ_Ｓを印加する場合のバラツキは、ライン単位で調整する場合よりも少なくなる。

（３）また、フレーム単位でのＶｃｏｍ調整とライン単位でのＶｃｏｍ調整を組み合わせて、ある画像はフレーム単位で調整し、次の画像はライン単位で調整するといった変則的な調整を行うこととしてもよい。液晶印加電圧及びコモン電圧の反転駆動方法として、フレーム反転とライン反転を交互に繰り返す複合的な反転駆動を行う場合に、コモン電圧の反転周期と同調してＶｃｏｍ値の調整を行うことができる。

（４）さらに、１画面内を任意のエリアに分割し、このエリア単位でＶｃｏｍ値の調整を行うこともできる。例えば、１画面を水平方向に４つのエリアに分割することや、１画面の中央部分（第１エリア）とその他の部分（第２エリア）に分割することが可能であり、それぞれのエリアでＶｃｏｍ調整を行うことができる。

また、図１では、共通電極駆動回路１５によるコモン電圧の調整タイミングを、Ｖｃｏｍ設定タイミング信号によって指示する例を示したが、ブランキング期間にＶｃｏｍの極性反転が行われるように、Ｖｃｏｍ反転タイミング信号を出力することとすれば、制御回路１１から共通電極駆動回路１５に対する出力信号をＶｃｏｍ設定信号とＶｃｏｍ反転タイミング信号のみとしてもよい。このような構成であっても、共通電極駆動回路１５が、Ｖｃｏｍ反転タイミング信号に従ってＶｃｏｍの極性反転を行うのと同時に、Ｖｃｏｍ値の調整を実施することにより、ブランキング期間中にＶｃｏｍ値の調整を行うことができる。なお、Ｖｃｏｍ値の調整周期の変更についても、制御回路１１がＶｃｏｍ設定信号の出力周期を変更することによって行うことができる。

発明の実施の形態２．
本実施の形態にかかる液晶表示装置２の構成を図１０に示す。画像認識回路２２は、画像認識回路１２と同様に、受信した画像データに基づいてＶｃｏｍ設定値を決定し、さらに、画像データに応じてコモン電圧Ｖｃｏｍの調整を行う調整周期を決定する。決定したＶｃｏｍ調整周期は、Ｖｃｏｍ値とあわせて制御回路２１に通知される。制御回路２１は、画像認識回路２２から受信したＶｃｏｍ調整周期に従って、Ｖｃｏｍ設定タイミング信号を共通線駆動回路１５に出力する。制御回路２１のその他の動作は、発明の実施の形態１にかかる制御回路１１と同様である。また、液晶表示装置２のその他の構成要素は発明の実施の形態１にかかる液晶表示装置１と同様であるため、同一の記号を付して説明を省略する。

液晶表示装置２の全体処理について、図１１のフローチャートを用いて説明する。なお、図４を用いて説明した液晶表示装置１の全体処理と共通するステップには、図４と同一の記号を付して説明を省略することとする。ステップＳ１１０１では、画像データに応じたＶｃｏｍ調整周期の初期設定を行う。例えば、動画入力時の調整周期と静止画入力時の調整周期を予め個別に設定しておく。ステップＳ１１０２では、画像認識回路２２が、入力された画像データに基づいてＶｃｏｍ設定値及びＶｃｏｍ調整周期を決定し、決定したＶｃｏｍ設定値及びＶｃｏｍ調整周期を制御回路２１に出力する。

続いて、ステップＳ１１０２におけるＶｃｏｍ設定値及びＶｃｏｍ調整周期の決定処理の詳細について、図１２を用いて説明する。なお、図５を用いて説明した画像認識回路１２におけるＶｃｏｍ設定値の決定処理と共通するステップには、図５と同一の記号を付して説明を省略する。

ステップＳ５０３においてＶｃｏｍ設定値を決定した後、ステップＳ１２０１では、入力画像データに基づいてＶｃｏｍ調整周期を決定する。この決定は、例えば、ステップＳ５０１乃至Ｓ５０３において取得した画像データの階調を、以前のフレームの画像データの階調と比較し、階調変化の有無により動画、静止画の別を認識することとし、認識した画像データに対応したＶｃｏｍ調整周期を、初期設定されたＶｃｏｍ調整周期から選択することとすればよい。続くステップＳ１２０２では、画像認識回路２２が、Ｖｃｏｍ設定値及びＶｃｏｍ調整周期を制御回路１１に出力する。

このような構成により、液晶表示装置２は、画像データ入力された画像データに応じてＶｃｏｍ値の調整周期を変更することができる。

本発明にかかる液晶表示装置１の構成図である。 液晶表示装置１の駆動波形を示す図である。 液晶表示装置１の駆動波形を示す図である。 液晶表示装置１の全体動作を示すフローチャートである。 液晶表示装置１におけるＶｃｏｍ値の決定処理を示すフローチャートである。 Ｖｃｏｍ値決定の具体例を示すフローチャートである。 Ｖｃｏｍ値決定の具体例を示すフローチャートである。 Ｖｃｏｍ値決定の具体例を示すフローチャートである。 Ｖｃｏｍ値決定の具体例を示すフローチャートである。 本発明にかかる液晶表示装置２の構成図である。 液晶表示装置２の全体動作を示すフローチャートである。 液晶表示装置２におけるＶｃｏｍ値の決定処理を示すフローチャートである。 液晶パネルの等価回路を示す図である。 従来の液晶表示装置の駆動波形を示す図である。 本発明が解決しようとする課題を説明するための図である。

符号の説明

１、２ 液晶表示装置
１０ 液晶パネル
１１、２１ 制御回路
１２、２２ 画像認識回路
１３ ゲート線駆動回路
１４ データ線駆動回路
１５ 共通電極駆動回路
１１４ 共通電極
Ｖｃｏｍ 共通電極電圧（コモン電圧）
Ｖ_ＬＣ 液晶印加電圧

Claims (16)

1. アクティブマトリクス型の液晶表示パネルを駆動する液晶駆動装置であって、
   前記液晶表示パネルが備える走査線を駆動する走査線駆動回路と、
   前記液晶表示パネルが備える信号線を駆動する信号線駆動回路と、
   前記液晶表示パネルが備える共通電極を駆動する共通電極駆動回路と、
   前記液晶表示パネルに表示する画像データに基づいて前記液晶表示パネルの共通電極に印加する共通電極電圧値を決定する画像認識回路と、を備え、
   前記画像認識回路は、予め設定された画像データの階調の優先度、及び画像データの階調に応じて予め設定された共通電極電圧の候補値とを有しており、
   所定の期間中に受信した前記画像データの階調のうち、前記優先度が最も高い階調に対応する前記共通電極電圧の候補値を、前記液晶表示パネルの共通電極に印加する共通電極電圧値とする液晶駆動装置。
2. アクティブマトリクス型の液晶表示パネルを駆動する液晶駆動装置であって、
   前記液晶表示パネルが備える走査線を駆動する走査線駆動回路と、
   前記液晶表示パネルが備える信号線を駆動する信号線駆動回路と、
   前記液晶表示パネルが備える共通電極を駆動する共通電極駆動回路と、
   前記液晶表示パネルに表示する画像データに基づいて前記液晶表示パネルの共通電極に印加する共通電極電圧値を決定する画像認識回路と、を備え、
   前記画像認識回路は、予め画像の階調分布の種類に応じて設定された共通電極電圧の候補値を有しており、
   所定の期間中に受信した前記画像データが有する階調分布に対応する前記共通電極電圧の候補値を前記液晶表示パネルの共通電極に印加する共通電極電圧値とする液晶駆動装置。
3. 前記画像認識回路は、前記液晶表示パネルが備える液晶画素を極性反転駆動する際に生じる液晶印加電圧の直流成分を打ち消すように、前記共通電極電圧の値を決定する請求項１又は２に記載の液晶駆動装置。
4. 前記画像認識回路は、１フレーム期間の画像データに基づいて前記液晶表示パネルの共通電極に印加する共通電極電圧値を決定する請求項１〜３のいずれか一項に記載の液晶駆動装置。
5. 前記画像認識回路は、１フレーム期間より小さい期間の画像データに基づいて前記液晶表示パネルの共通電極に印加する共通電極電圧値を決定する請求項１〜３のいずれか一項に記載の液晶駆動装置。
6. 前記画像認識回路は、１水平走査期間の画像データに基づいて前記液晶表示パネルの共通電極に印加する共通電極電圧値を決定する請求項１〜３のいずれか一項に記載の液晶駆動装置。
7. 前記画像データのＲＧＢ別に階調の優先度を予め設定し、前記共通電極電圧値を決定する請求項１に記載の液晶駆動装置。
8. 前記信号線駆動回路及び前記走査線駆動回路に対して駆動タイミングを指示するとともに、前記共通電極駆動回路に対して前記画像認識回路が決定した共通電極電圧値及び前記共通電極に対する印加電圧を前記共通電極電圧値に変更するタイミングを指示する制御回路とを備える１〜７のいずれか一項に記載の液晶駆動装置。
9. 請求項１〜８のいずれか一項に記載の液晶駆動装置を備える液晶表示装置。
10. アクティブマトリクス型の液晶表示パネルを駆動する液晶駆動方法であって、
    入力された画像データに基づいて前記液晶表示パネルの共通電極に印加する共通電極電圧値を決定するステップと、
    前記液晶表示パネルの走査線及び信号線のうち少なくとも一方を駆動するタイミングに基づいて、前記共通電極に対する印加電圧を前記共通電極電圧値に変更するタイミングを決定するステップと、を備え、
    前記共通電極電圧値を決定するステップにおいて、
    画像データの階調に応じて予め設定された共通電極電圧の候補値から、所定の期間中に受信した前記画像データの階調のうち優先度が最も高い階調に対応する候補値を選択し、前記液晶表示パネルの共通電極に印加する共通電極電圧値とする液晶駆動方法。
11. アクティブマトリクス型の液晶表示パネルを駆動する液晶駆動方法であって、
    入力された画像データに基づいて前記液晶表示パネルの共通電極に印加する共通電極電圧値を決定するステップと、
    前記液晶表示パネルの走査線及び信号線のうち少なくとも一方を駆動するタイミングに基づいて、前記共通電極に対する印加電圧を前記共通電極電圧値に変更するタイミングを決定するステップと、を備え、
    前記共通電極電圧値を決定するステップにおいて、
    画像データの階調に応じて予め設定された共通電極電圧の候補値から、所定の期間中に受信した前記画像データの階調のうち最も出現頻度が多い階調に対応する候補値を選択し、前記液晶表示パネルの共通電極に印加する液晶駆動方法。
12. アクティブマトリクス型の液晶表示パネルを駆動する液晶駆動方法であって、
    入力された画像データに基づいて前記液晶表示パネルの共通電極に印加する共通電極電圧値を決定するステップと、
    前記液晶表示パネルの走査線及び信号線のうち少なくとも一方を駆動するタイミングに基づいて、前記共通電極に対する印加電圧を前記共通電極電圧値に変更するタイミングを決定するステップと、を備え、
    前記共通電極電圧値を決定するステップにおいて、
    予め画像の階調分布の種類に応じて設定された共通電極電圧の候補値から、所定の期間中に受信した前記画像データが有する階調分布に対応する候補値を選択し、前記液晶表示パネルの共通電極に印加する液晶駆動方法。
13. 前記液晶表示パネルが備える液晶画素を極性反転駆動する際に生じる液晶印加電圧の直流成分を打ち消すように、前記共通電極電圧値を決定する請求項１０〜１２のいずれか一項に記載の液晶駆動方法。
14. 前記共通電極に対する印加電圧を前記共通電極電圧値に変更するタイミングを、前記液晶表示パネルに画像表示を行わないブランキング期間となるように決定する請求項１３に記載の液晶駆動方法。
15. 入力された画像データに基づいて、前記共通電極に対する印加電圧を前記共通電極電圧値に変更する周期を決定する請求項１３又は１４に記載の液晶駆動方法。
16. 前記共通電極を極性反転駆動する際の極性反転タイミングに同期するように、前記共通電極電圧値に変更するタイミングを決定する請求項１３又は１４に記載の液晶駆動方法。

Images