JP4883524B2

JP4883524B2 - 液晶表示装置、該液晶表示装置に用いられる駆動制御回路及び駆動方法

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Publication number: JP4883524B2
Application number: JP2006159001A
Authority: JP
Inventors: 裕昭木村
Original assignee: NLT Technologeies Ltd
Current assignee: Tianma Japan Ltd
Priority date: 2006-03-31
Filing date: 2006-06-07
Publication date: 2012-02-22
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Description

この発明は、液晶表示装置、該液晶表示装置に用いられる駆動制御回路及び駆動方法に係り、特に、動画像を表示する場合に用いて好適な液晶表示装置、該液晶表示装置に用いられる駆動制御回路及び駆動方法に関する。

液晶表示装置は、近年では、パソコンのモニタだけでなく、液晶テレビなど、多種のディスプレイとして用いられている。テレビ用途などでは、動画像を表示する性能が要求されているが、従来の液晶表示装置では、動画像を表示した場合、現在の画像がユーザの意識の中に残ったまま次の画像が表示され、ユーザには残像（尾引き、動画ぼけ）として感じられる。この原因は、液晶の印加電圧に対する応答に時間がかかること、及び、現フレームが後続フレームに対応する表示信号が供給されるまで保持されるホールド型駆動が行われることによる。

液晶の応答に起因する尾引きは、液晶に過電圧を印加するオーバードライブ駆動などを行うことによって同液晶の応答を速くすることにより、低減される。また、ホールド型駆動に起因する尾引きは、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube、陰極線管）表示装置のように、一瞬だけ映像を表示するインパルス駆動を行うことにより、低減される。インパルス駆動としては、たとえば、１フレーム期間に液晶パネルに画像を表示した後に黒画像を表示する方法（黒挿入駆動）がある。また、インパルス駆動としては、上記黒挿入駆動の他、画素領域に所定の電圧が印加された後にバックライトを点灯する方法（バックライトブリンキング）がある。

この種の液晶表示装置は、従来では、たとえば図１８に示すように、黒挿入駆動制御部１と、ソースドライバ２と、ゲートドライバ３と、液晶パネル４とから構成されている。液晶パネル４は、図示しない複数行の走査電極、複数列のデータ電極、及び画素領域を有し、同各走査電極に走査信号ＯＵＴが順次印加されると共に同各データ電極に該当する表示データＤが印加されることにより、同画素領域に当該の表示データが書き込まれ、図示しないバックライトからの光に対して表示データに対応した制御を行う。黒挿入駆動制御部１は、入力映像信号ＶＤに基づいて、ソースドライバ２に制御信号ａを送出すると共にゲートドライバ３に制御信号ｂを送出する。ソースドライバ２は、黒挿入駆動制御部１からの制御信号ａに基づいて、入力映像信号ＶＤに対応する表示データに応じた電圧（表示データ）を液晶パネル４の各データ電極に印加し、さらに、各フレーム期間内に階調レベルがたとえば“０”の黒フレームが一律に挿入される黒挿入駆動を行う。ゲートドライバ３は、黒挿入駆動制御部１からの制御信号ｂに基づいて、走査信号ＯＵＴを液晶パネル４の各走査電極に線順次に印加する。

この液晶表示装置では、図１９に示すように、液晶パネル４の走査電極（ライン１，２，…，２Ｎ−１，２Ｎ）が線順次に駆動され、入力映像信号ＶＤに対応した表示データ［１］が該当する画素領域に書き込まれた後、黒データが書き込まれ、１フレームが終了する。以降、表示データ［２］，［３］，［４］及び黒データにより、同様の動作が１フレーム毎に繰り返される。このため、図２０に示すように、液晶パネル４に対する駆動周波数は、フレーム周波数の２倍となり、表示データＤ、制御信号ａ、制御信号ｂ及び走査信号ＯＵＴの各周波数が、黒挿入駆動を行わない場合に比較して倍増し、さらに、液晶パネルへの書込み時間と液晶パネルの保持時間は、黒挿入駆動を行わない場合に比較して半減する。また、表示データＤの極性反転の周波数も２倍となるため、図１８中の制御信号ａの周波数も倍増する。

上記の液晶表示装置の他、従来、この種の技術としては、たとえば、次のような文献に記載されたものがある。
特許文献１に記載されたＴＶ用液晶表示装置の駆動方法では、図２１に示すように、液晶パネルの走査電極（ライン１，２，…，２Ｎ−１，２Ｎ）のうちの奇数行目の走査電極が順次駆動される奇数フィールド、及び偶数行目の走査電極が順次駆動される偶数フィールドからなるインタレース駆動が行われる。これらの奇数フィールド及び偶数フィールドは、それぞれリフレッシュレートの時間幅で交互に繰り返される。そして、奇数フィールドの前半では奇数行目の走査電極に対応した画素領域に入力映像信号に対応した表示データ（［１］，［３］，…）が書き込まれ、同奇数フィールドの後半では奇数行目の全ての走査電極に対応した画素領域に黒データが同時に書き込まれる。また、偶数フィールドの前半では偶数行目の走査電極に対応した画素領域に入力映像信号に対応した表示データ（［２］，［４］，…）が書き込まれ、同偶数フィールドの後半では偶数行目の全ての走査電極に対応した画素領域に黒データが同時に書き込まれる。
特開平０４−０４４４７８号公報（第１頁、図２）

しかしながら、上記従来の液晶表示装置では、次のような問題点があった。
すなわち、図１８の液晶表示装置では、黒挿入駆動を行わない場合に比較して、各部の動作の周波数が倍増するため、これに対応したハード構成が必要となり、規模が増大すると共に、消費電力も増加するという問題点がある。また、この液晶表示装置では、走査電極が線順次駆動され、図２０に示すように、１ライン毎に表示データＤの電圧の極性が反転し、さらに、この反転のパターンが１リフレッシュレート毎に反転するため、液晶パネルの領域によっては、表示データの電圧の極性が偏ることがあり、画面に焼きつきが発生するという問題点がある。また、黒挿入駆動により動画の尾引きは改善するものの、黒表示と映像表示が人間が認識できる周波数帯域で交互に点滅することになり、画面のちらつき感が増すという問題点があったが、ちらつき感を抑制するために人間が認識できない周波数帯域にまでリフレッシュレートを高速化することは、黒挿入駆動により倍増した動作周波数をさらに倍増させることとなり、ハード構成が困難であった。

また、特許文献１に記載された駆動方法では、インタレース駆動が行われるため、各部の動作の周波数は低くできるが、奇数フィールドの後半で奇数行目の全ての走査電極に対応した画素領域に黒データが同時に書き込まれ、また、偶数フィールドの後半で偶数行目の全ての走査電極に対応した画素領域に黒データが同時に書き込まれるため、ライン毎に液晶の保持時間が異なり、表示画面の上下で輝度差が発生するという問題点がある。

この発明は、上述の事情に鑑みてなされたもので、比較的簡単な構成で、動画ぼけや焼きつき、フリッカ、表示画面内の輝度差が低減される液晶表示装置、該液晶表示装置に用いられる駆動制御回路及び駆動方法を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、互いに直交配列された複数行の走査電極と複数列のデータ電極とが入力映像信号に基づいて駆動されることで、横型電界駆動型液晶からなる液晶層の対応する画素領域に所定の表示データが書き込まれて表示画像を得る液晶表示装置に係り、フレーム毎の前記入力映像信号について、前記入力映像信号の奇数行目に対応する表示データのタイミングで前記走査電極が順次駆動される奇数フィールドと、前記入力映像信号の偶数行目に対応する表示データのタイミングで前記走査電極が順次駆動される偶数フィールドとが交互に繰り返されるフィールド分割駆動を行い、さらに、前記奇数フィールドを、第１の奇数サブフィールドと第２の奇数サブフィールドとで構成する一方、前記偶数フィールドを、第１の偶数サブフィールドと第２の偶数サブフィールドとで構成し、前記第１の奇数サブフィールドの期間に、前記入力映像信号の奇数行目に対応する表示データを前記画素領域に線順次に書き込むと共に、前記第２の奇数サブフィールドの期間に、暗データを前記画素領域に線順次に書き込む一方、前記第１の偶数サブフィールドの期間に、前記入力映像信号の偶数行目に対応する表示データを前記画素領域に線順次に書き込むと共に、前記第２の偶数サブフィールドの期間に、暗データを前記画素領域に線順次に書き込み、かつ、奇数行目の前記走査電極に対応した前記画素領域に対して書き込むデータの電圧の極性が前記奇数フィールド毎に反転すると共に、偶数行目の前記走査電極に対応した前記画素領域に対して書き込むデータの電圧の極性が前記偶数フィールド毎に反転する構成とされ、かつ、表示データの書き込みの際には、極性はそのままで、暗データの書き込みの際に極性が反転する構成となっていることを特徴としている。

また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の液晶表示装置に係り、前記暗データは、黒データであることを特徴としている。

また、請求項３記載の発明は、互いに直交配列された複数行の走査電極と複数列のデータ電極とが入力映像信号に基づいて駆動されることで、横型電界駆動型液晶からなる液晶層の対応する画素領域に所定の表示データが書き込まれて表示画像を得る液晶表示装置に用いられる駆動制御回路に係り、フレーム毎の前記入力映像信号について、前記入力映像信号の奇数行目に対応する表示データのタイミングで前記走査電極が順次駆動される奇数フィールドと、前記入力映像信号の偶数行目に対応する表示データのタイミングで前記走査電極が順次駆動される偶数フィールドとが交互に繰り返されるフィールド分割駆動を行い、さらに、前記奇数フィールドを、第１の奇数サブフィールドと第２の奇数サブフィールドとで構成する一方、前記偶数フィールドを、第１の偶数サブフィールドと第２の偶数サブフィールドとで構成し、前記第１の奇数サブフィールドの期間に、前記入力映像信号の奇数行目に対応する表示データを前記画素領域に線順次に書き込むと共に、前記第２の奇数サブフィールドの期間に、暗データを前記画素領域に線順次に書き込む一方、前記第１の偶数サブフィールドの期間に、前記入力映像信号の偶数行目に対応する表示データを前記画素領域に線順次に書き込むと共に、前記第２の偶数サブフィールドの期間に、暗データを前記画素領域に線順次に書き込み、かつ、奇数行目の前記走査電極に対応した前記画素領域に対して書き込むデータの電圧の極性が前記奇数フィールド毎に反転すると共に、偶数行目の前記走査電極に対応した前記画素領域に対して書き込むデータの電圧の極性が前記偶数フィールド毎に反転する構成とされ、かつ、表示データの書き込みの際には、極性はそのままで、暗データの書き込みの際に極性が反転する構成となっていることを特徴としている。

また、請求項４記載の発明は、請求項３記載の駆動制御回路に係り、前記暗データは、黒データであることを特徴としている。

また、請求項５記載の発明は、互いに直交配列された複数行の走査電極と複数列のデータ電極とが入力映像信号に基づいて駆動されることで、横型電界駆動型液晶からなる液晶層の対応する画素領域に所定の表示データが書き込まれて表示画像を得る液晶表示装置に用いられる駆動方法に係り、フレーム毎の前記入力映像信号について、前記入力映像信号の奇数行目に対応する表示データのタイミングで前記走査電極が順次駆動される奇数フィールドと、前記入力映像信号の偶数行目に対応する表示データのタイミングで前記走査電極が順次駆動される偶数フィールドとが交互に繰り返されるフィールド分割駆動を行い、さらに、前記奇数フィールドを、第１の奇数サブフィールドと第２の奇数サブフィールドとで構成する一方、前記偶数フィールドを、第１の偶数サブフィールドと第２の偶数サブフィールドとで構成し、前記第１の奇数サブフィールドの期間に、前記入力映像信号の奇数行目に対応する表示データを前記画素領域に線順次に書き込むと共に、前記第２の奇数サブフィールドの期間に、暗データを前記画素領域に線順次に書き込む一方、前記第１の偶数サブフィールドの期間に、前記入力映像信号の偶数行目に対応する表示データを前記画素領域に線順次に書き込むと共に、前記第２の偶数サブフィールドの期間に、暗データを前記画素領域に線順次に書き込み、かつ、奇数行目の前記走査電極に対応した前記画素領域に対して書き込むデータの電圧の極性を前記奇数フィールド毎に反転させると共に、偶数行目の前記走査電極に対応した前記画素領域に対して書き込むデータの電圧の極性を前記偶数フィールド毎に反転させ、かつ、表示データの書き込みの際には、極性はそのままで、暗データの書き込みの際に極性を反転させることを特徴としている。

また、請求項６記載の発明は、請求項５記載の駆動方法に係り、前記暗データは、黒データであることを特徴としている。

この発明の構成によれば、奇数フィールド及び偶数フィールドが交互に繰り返されるフィールド分割駆動が行われ、同奇数フィールドが、第１の奇数サブフィールドと第２の奇数サブフィールドとで構成される一方、同偶数フィールドが、第１の偶数サブフィールドと第２の偶数サブフィールドとが構成され、同第１の奇数サブフィールド及び第１の偶数サブフィールドの期間に、同入力映像信号に対応する表示データが画素領域に線順次に書き込まれ、同第２の奇数サブフィールド及び第２の偶数サブフィールドの期間に、同画素領域に暗データが線順次に書き込まれるので、各部の信号の周波数を半減することができる。このため、奇数／偶数フィールドの切り替わりの周波数をフレーム周波数とすれば、従来の黒挿入駆動による周波数の倍増を、この発明の駆動による周波数半減効果により相殺できるため、黒挿入駆動による各部の動作の周波数が倍増することなく、動画ボケが低減される液晶表示装置、該液晶表示装置に用いられる駆動制御回路及び駆動方法を提供できる。また、奇数／偶数フィールドの切り替わりの周波数をフレーム周波数の倍の周波数とすれば、フレーム周波数の高速化による周波数の倍増を、この発明の駆動による周波数半減効果により相殺できるため、従来の黒挿入駆動と同じ各部の動作周波数にて、黒表示と映像表示の点滅周波数を倍増できるため、動画ボケが低減され、なおかつ黒挿入によるちらつき感を排除した液晶表示装置、該液晶表示装置に用いられる駆動制御回路及び駆動方法を提供できる。また、各走査電極に対応した画素領域における表示データ及び暗データの保持時間が等しくなるので、表示画面の上下で輝度差が発生することを回避できる。

また、奇数行目の走査電極に対応した画素領域に対して書き込まれるデータの電圧の極性が奇数フィールド毎に反転されると共に、偶数行目の走査電極に対応した画素領域に対して書き込まれるデータの電圧の極性が偶数フィールド毎に反転されるので、液晶パネルの領域によって表示データの電圧の極性が偏ることが少なくなり、画面の焼きつきを低減することができる。また、このため、奇数／偶数フィールドの切り替わりの周波数をフレーム周波数とすれば、暗データとしての黒データの保持時間が長くなるので、横型電界駆動（ＩＰＳ、In-Plane Switching）型液晶のように全白から全黒への応答速度が遅いため、黒挿入の効果を十分引き出すことが困難な液晶パネルでも、黒挿入駆動を容易に実現できる。また、奇数フィールドでは、奇数行目の前記走査電極が順次駆動されると同時に、前記奇数行目の各走査電極の次の偶数行目の各走査電極が順次駆動され、偶数フィールドでは、偶数行目の前記走査電極が順次駆動されると同時に、前記偶数行目の各走査電極の前の奇数行目の各走査電極が順次駆動されるので、液晶表示装置の輝度効率を向上させることができる。

フィールド分割駆動と黒挿入駆動とを組み合わせることで、黒挿入駆動による各部の信号の周波数の倍増を、フィールド分割駆動による各部の信号の周波数の半減により相殺することで、各部の周波数が倍増することなく動画ボケが低減される液晶表示装置、該液晶表示装置に用いられる駆動制御回路及び駆動方法を提供する。また、フィールド分割駆動と黒挿入駆動とを組み合わせることで、フレーム周波数の増加による各部の信号の周波数の増加を、フィールド分割駆動による各部の信号の周波数の半減により相殺することで、動画ボケが低減され、なおかつ黒挿入駆動によるちらつきを排除した液晶表示装置、該液晶表示装置に用いられる駆動制御回路及び駆動方法を提供する。

図１は、この発明の第１の実施例である液晶表示装置の要部の電気的構成を示すブロック図である。
この例の液晶表示装置は、同図に示すように、タイミングコントローラ１１と、ソースドライバ１２と、ゲートドライバ１３と、液晶パネル１４と、バックライト１５とから構成されている。

図２は、図１中の液晶パネル１４の電気的構成の一例を示す図である。
この液晶パネル１４は、バックライト１５の光を入射させる透過型のものであり、同図２に示すように、複数列のデータ電極Ｘi （ｉ＝１，２，…，ｍ、たとえば、ｍ＝６４０×３）と、同データ電極Ｘi と直交配列された複数行の走査電極Ｙj （ｊ＝１，２，…，ｎ、たとえば、ｎ＝４８０）と、画素領域２０i,j とから構成されている。データ電極Ｘi は、ｘ方向に所定間隔で設けられ、該当する表示データＤi が印加される。走査電極Ｙj は、ｘ方向と直交するｙ方向に所定間隔で設けられ、表示データＤi を書き込むための走査信号ＯＵＴj が印加される。画素領域２０i,j は、データ電極Ｘi と走査電極Ｙj との交差領域と１対１に対応して設けられ、ＴＦＴ（Thin Film Transistor、薄膜トランジスタ）２１i,j と、液晶２２i,j と、共通電極ＣＯＭとから構成されている。ＴＦＴ２１i,j は、走査信号ＯＵＴj に基づいてオン／オフ制御され、オン状態になったときに液晶２２i,j に表示データＤi を印加する。

この液晶パネル１４では、走査電極Ｙj とデータ電極Ｘi とが駆動される、すなわち、走査電極Ｙj に走査信号ＯＵＴj がインタレース駆動に対応した順に印加されると共にデータ電極Ｘi に該当する表示データＤi が書き込まれることにより、当該表示データＤi に対応する画素領域に所定の電圧の表示データが書き込まれ、同液晶パネル１４の液晶層を構成する液晶の配向状態が同電圧に基づいて制御されることにより、光の透過率が変化して表示画像が得られる。ソースドライバ１２は、タイミングコントローラ１１からの制御信号ａに基づいて、表示データＤi を液晶パネル１４の各データ電極Ｘi に一括して印加する。ゲートドライバ１３は、タイミングコントローラ１１からの制御信号ｂに基づいて、走査信号ＯＵＴj を液晶パネル１４の各走査電極Ｙj にフィールド分割駆動に対応した順に印加する。

図３は、図１中の液晶パネル１４の概略の構造及びバックライト１５の位置を示す図である。
この液晶パネル１４は、同図３に示すように、一対の偏光板３１，３２と、対向基板３３と、アクティブマトリクス基板３４と、これらの間に介挿された液晶層３５とから構成されている。対向基板３３上には、図２中の共通電極ＣＯＭが設けられると共に、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）のカラーフィルタ３６が形成され、Ｒ，Ｇ，Ｂの３色を有する３画素で１ドットが構成されている。アクティブマトリクス基板３４は、図２中のＴＦＴ２１i,j などの能動素子が設けられている。バックライト１５は、液晶パネル１４の背面側に配置され、たとえばＬＥＤ（Light Emitting Diode、発光ダイオード）の光を面光源にするものであり、全体で液晶パネル１４の表示画面とほぼ同一の大きさに形成されている。

この液晶パネル１４では、バックライト１５の白色光が、偏光板３２を通過した後に直線偏光となって液晶層３５に入射する。液晶層３５は、たとえば、横型電界駆動（ＩＰＳ、In-Plane Switching）型液晶で構成され、偏光軸の方向を変える働きをするが、この働きは液晶の配向状態によって決まっているため、表示データＤi に対応した電圧によって偏光軸の方向が制御される。この液晶層３５から出射する偏光軸の方向により、出射光が偏光板３２に吸収されるか否かが決まる。このようにして、表示データＤi に対応した電圧によって光の透過率が制御される。また、各画素を通過する光はカラーフィルタ３６のＲ，Ｇ，Ｂによって加色混合され、カラー画像が得られる。

図１中のタイミングコントローラ１１は、フレームメモリ１１ａ、黒信号変換部１１ｂ、及び駆動制御部１１ｃを有している。フレームメモリ１１ａは入力映像信号ＶＤを順次保存し、黒信号変換部１１ｂは同フレームメモリ１１ａのデータから、奇数行目の走査電極Ｙj （ｊ＝２ｋ−１，ｋ＝１，２，…，Ｎ、２Ｎ＝ｎ）の映像信号からなる奇数映像サブフィールド、同奇数行目の暗信号からなる奇数暗サブフィールド、及び偶数行目の走査電極Ｙj （ｊ＝２ｋ，ｋ＝１，２，…，Ｎ、２Ｎ＝ｎ）の映像信号からなる偶数映像サブフィールド、同偶数行目の暗信号からなる偶数暗サブフィールドを順次構成する。駆動制御部１１ｃは、黒信号変換部１１ｂで構成したサブフィールド映像信号、ソースドライバ１２の制御信号ａ、及びゲートドライバ１３の制御信号ｂを、入力映像信号ＶＤのフレーム周波数に基づいた所定のタイミングで送出する。これにより、駆動制御部１１ｃは、奇数フィールドの前半（第１の奇数サブフィールドの期間）では、奇数行目の走査電極Ｙj に対応した画素領域２０i,j に入力映像信号ＶＤに対応した表示データを線順次に書き込むと共に、同奇数フィールドの後半（第２の奇数サブフィールドの期間）では、奇数行目の走査電極Ｙj に対応した画素領域２０i,j に黒データ（暗データ）を線順次に書き込み、かつ、偶数フィールドの前半（第１の偶数サブフィールドの期間）では、偶数行目の走査電極Ｙj に対応した画素領域２０i,j に入力映像信号ＶＤに対応した表示データを線順次に書き込むと共に、同偶数フィールドの後半（第２の偶数サブフィールドの期間）では、偶数行目の走査電極Ｙj に対応した画素領域２０i,j に黒データを線順次に書き込む。

さらに、駆動制御部１１ｃは、奇数行目の走査電極Ｙj に対応した画素領域２０i,j に対して書き込むデータの電圧の極性を奇数フィールド毎に反転すると共に、偶数行目の走査電極Ｙj に対応した画素領域２０i,j に対して書き込むデータの電圧の極性を偶数フィールド毎に反転する。また、バックライト１５は、タイミングコントローラ１１からの図示しない制御信号に基づいて図示しないバックライト駆動回路により駆動される。また、上記タイミングコントローラ１１、ソースドライバ１２及びゲートドライバ１３により、駆動制御回路が構成されている。なお、入力映像信号ＶＤのフレーム周波数は、液晶パネル１４の規格が例えばＸＧＡ（Extended Graphics Array ）の場合に６０．００Ｈｚ、ＶＧＡ（Video GraphicsArray ）の場合に５９．９４Ｈｚ、ＳＶＧＡ（Super Video Graphics Array）の場合に６０．３２Ｈｚである。

図４は、図１の液晶表示装置の動作を説明するタイムチャート、図５は、画素領域に対して書き込むデータの電圧の極性の反転を説明する図、及び図６が、この液晶表示装置の動作を説明する各部の波形図である。
これらの図を参照して、この例の液晶表示装置に用いられる駆動方法の処理内容について説明する。
この液晶表示装置では、駆動制御部１１ｃにより、奇数行目の走査電極Ｙj が順次駆動される奇数フィールド、及び偶数行目の走査電極Ｙj が順次駆動される偶数フィールドが交互に繰り返されるフィールド分割駆動が行われ、入力映像信号ＶＤに対応した１フレームが順次構成される。この場合、奇数フィールドの前半（第１の奇数サブフィールドの期間）では奇数行目の走査電極Ｙj に対応した画素領域２０i,j に入力映像信号ＶＤに対応した表示データが線順次に書き込まれた後、同奇数フィールドの後半（第２の奇数サブフィールドの期間）では奇数行目の走査電極Ｙj に対応した画素領域２０i,j に黒データが線順次に書き込まれる。次に、偶数フィールドの前半（第１の偶数サブフィールドの期間）では偶数行目の走査電極Ｙj に対応した画素領域２０i,j に入力映像信号ＶＤに対応した表示データが線順次に書き込まれた後、同偶数フィールドの後半（第２の偶数サブフィールドの期間）では偶数行目の走査電極Ｙj に対応した画素領域２０i,j に黒データが線順次に書き込まれる。

なお、この実施例では、入力映像信号ＶＤは、インタレース駆動に対応した規格に基づいて構成され、奇数フィールド及び偶数フィールドに対応した期間をそれぞれ有している。また、駆動制御部１１ｃにより、奇数行目の走査電極Ｙj に対応した画素領域２０i,j に対して書き込まれるデータの電圧の極性が奇数フィールド毎に反転されると共に、偶数行目の走査電極Ｙj に対応した画素領域２０i,j に対して書き込まれるデータの電圧の極性が偶数フィールド毎に反転される。

すなわち、図４に示すように、液晶パネル１４の走査電極（ライン１，２，…，２Ｎ−１，２Ｎ）のうちの奇数行目の走査電極が順次駆動される奇数フィールド、及び偶数行目の走査電極が順次駆動される偶数フィールドからなるフィールド分割駆動が行われる。これらの奇数フィールド及び偶数フィールドは、それぞれフレーム周波数で交互に繰り返される。そして、奇数フィールドの前半（第１の奇数サブフィールドの期間）では奇数行目の走査電極に対応した画素領域に入力映像信号ＶＤに対応した表示データ（［１］，［３］，…）が線順次に書き込まれ、同奇数フィールドの後半（第２の奇数サブフィールドの期間）では奇数行目の走査電極に対応した画素領域に黒データが線順次に書き込まれる。また、偶数フィールドの前半（第１の偶数サブフィールドの期間）では偶数行目の走査電極に対応した画素領域に入力映像信号ＶＤに対応した表示データ（［２］，［４］，…）が線順次に書き込まれ、同偶数フィールドの後半（第２の偶数サブフィールドの期間）では偶数行目の走査電極に対応した画素領域に黒データが線順次に書き込まれる。

また、各画素領域２０i,j に対して書き込まれるデータの電圧の極性は、たとえば、図５（ａ）に示すように、奇数フィールドの前半では、図５（ｈ）に示す極性のパターンに対して、奇数行目の走査電極（奇数ライン）に対応した画素領域２０i,j に対して書き込まれる表示データ［１］の電圧の極性が反転され、この後、図５（ｂ）に示すように、奇数フィールドの後半では、前半の極性のままで黒データが書き込まれる。また、図５（ｃ）に示すように、偶数フィールドの前半では、図５（ｂ）に示す極性のパターンに対して、偶数行目の走査電極（偶数ライン）に対応した画素領域２０i,j に対して書き込まれる表示データ［２］の電圧の極性が反転され、この後、図５（ｄ）に示すように、偶数フィールドの後半では、前半の極性のままで黒データが書き込まれる。

また、図５（ｅ）に示すように、奇数フィールドの前半では、図５（ｄ）に示す極性のパターンに対して、奇数行目の走査電極（奇数ライン）に対応した画素領域２０i,j に対して書き込まれる表示データ［３］の電圧の極性が反転され、この後、図５（ｆ）に示すように、奇数フィールドの後半では、前半の極性のままで黒データが書き込まれる。また、図５（ｇ）に示すように、偶数フィールドの前半では、図５（ｆ）に示す極性のパターンに対して、偶数行目の走査電極（偶数ライン）に対応した画素領域２０i,j に対して書き込まれる表示データ［４］の電圧の極性が反転され、この後、図５（ｈ）に示すように、偶数フィールドの後半では、前半の極性のままで黒データが書き込まれる。

このため、図６に示すように、表示データＤi の周波数の黒挿入による周波数倍増が、この発明の駆動による周波数半減効果で相殺される。よって、例えば、奇数／偶数フィールドの切り替わりの周波数を、入力映像信号ＶＤのフレーム周波数とすれば、同表示データＤi 、制御信号ａ及び走査信号ＯＵＴj の各周波数が、黒挿入駆動を行わない場合と同一となり、液晶パネルへの書込み時間も、黒挿入駆動を行わない場合と同一となる。また、表示データＤi の極性反転の周波数も、黒挿入駆動を行わない場合と同一となるため、図１中の制御信号ａの周波数も黒挿入駆動を行わない場合と同一となる。また、制御信号ｂについては、ゲートドライバ１３に対して、ゲートドライバクロックを１ライン当たり２発とし、かつゲートドライバオンイネーブルにより、奇数フィールドで奇数ラインに対応したゲート電圧のみを出力させると共に、偶数フィールドで偶数ラインに対応したゲート電圧のみを出力させることにより、フィールド分割駆動に対応した走査信号ＯＵＴj を出力させることができる。

以上のように、この第１の実施例では、駆動制御部１１ｃにより、奇数フィールド及び偶数フィールドが交互に繰り返されるフィールド分割駆動が行われ、同奇数フィールドの前半では奇数行目の走査電極Ｙj に対応した画素領域２０i,j に表示データが線順次に書き込まれると共に、同奇数フィールドの後半では奇数行目の走査電極Ｙj に対応した画素領域２０i,j に黒データが線順次に書き込まれ、かつ、同偶数フィールドの前半では偶数行目の走査電極Ｙj に対応した画素領域２０i,j に表示データが線順次に書き込まれると共に、同偶数フィールドの後半では偶数行目の走査電極Ｙj に対応した画素領域２０i,j に黒データが線順次に書き込まれる。このため、例えば、奇数／偶数フィールドの切り替わりの周波数をフレーム周波数とすれば、従来の黒挿入駆動による周波数の倍増を、この発明の駆動による周波数半減効果により相殺できるため、黒挿入駆動による各部の動作の周波数が倍増することなく、動画ボケが低減される液晶表示装置、該液晶表示装置に用いられる駆動制御回路及び駆動方法を提供できる。また、各ラインにおける表示データ及び黒データの保持時間が等しくなるので、表示画面の上下で輝度差が発生しない。

なお、この発明の液晶駆動方式の液晶画面の焼きつき防止のための極性反転駆動は、上記図５の他、図７、図８又は図９に示す方法がある。いずれも奇数行目の走査電極Ｙj に対応した画素領域２０i,j に対して書き込まれるデータの電圧の極性が奇数フィールド毎に反転されると共に、偶数行目の走査電極Ｙj に対応した画素領域２０i,j に対して書き込まれるデータの電圧の極性が偶数フィールド毎に反転されるので、液晶パネルの領域の表示データＤi 電圧の極性が偏ることがなくなり、前記画面の焼付きが防止できる。例えば、図１０（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）に示すような、奇数行目の走査電極Ｙj に対応した画素領域２０i,j に対して書き込むデータの電圧の極性が奇数フィールド毎に反転されず、かつ、偶数行目の走査電極Ｙj に対応した画素領域２０i,j に対して書き込まれるデータの電圧の極性が偶数フィールド毎に反転されない方法では、液晶パネルに表示データＤi 電圧の極性に偏りが発生し、例えば図１０（ｅ）に示すような全白画面の表示では、全画面の焼付きが発生するので避けるべきである。また、暗データとしての黒データの保持時間が長くなるので、横型電界駆動（ＩＰＳ、In-Plane Switching）型液晶のように、全白から全黒への応答速度が遅いため、黒挿入の効果を十分引き出すことが困難な液晶パネルでも、黒挿入駆動を容易に実現できる。

図１１は、この発明の第２の実施例である液晶表示装置の動作を説明するタイムチャート、図１２は、画素領域に対して書き込むデータの電圧の極性の反転を説明する図、図１３は、この液晶表示装置の動作を説明する各部の波形図、図１４、図１５及び図１６が、画素領域に対して書き込むデータの電圧の極性の反転の他の例を説明する図である。
これらの図を参照して、この例の液晶表示装置に用いられる駆動方法の処理内容について説明する。
この液晶表示装置では、図１１に示すように、奇数フィールドの前半（第１の奇数サブフィールドの期間）では、奇数行目の走査電極に対応した画素領域に入力映像信号ＶＤに対応した表示データ（［１］，［３］，…）が線順次に書き込まれると同時に、同奇数行目の各走査電極の次ライン（すなわち、偶数行目）の各走査電極に対応した画素領域にも同表示データ（［１］，［３］，…）が線順次に書き込まれ、同奇数フィールドの後半（第２の奇数サブフィールドの期間）では、奇数行目及び偶数行目の走査電極に対応した画素領域に黒データが線順次に書き込まれる。

また、偶数フィールドの前半（第１の偶数サブフィールドの期間）では、偶数行目の走査電極に対応した画素領域に入力映像信号ＶＤに対応した表示データ（［２］，［４］，…）が線順次に書き込まれると同時に、同偶数行目の各走査電極の前ライン（すなわち、奇数行目）の各走査電極に対応した画素領域にも同表示データ（［２］，［４］，…）が線順次に書き込まれ、同偶数フィールドの後半（第２の偶数サブフィールドの期間）では偶数行目及び奇数行目の走査電極に対応した画素領域に黒データが線順次に書き込まれる。これにより、表示データＤi 、制御信号ａ及び走査信号ＯＵＴj の各周波数、及び、液晶の書込み時間が第１の実施例と同一のまま、液晶表示装置の輝度効率が向上する。この場合、各画素領域２０i,j に対して書き込まれるデータの電圧の極性は、たとえば、図１２に示すように、奇数行目及び偶数行目の２ライン毎の走査電極Ｙj,j+1 に対応した画素領域２０i,j+1 に対して書き込まれるデータの電圧の極性が奇数フィールドと偶数フィールドの２回のフィールド毎に反転される。また、各部の波形は、図１３に示すように、奇数フィールドでは奇数ラインと同じ信号が同時に偶数ラインにも書き込まれ、偶数フィールドでは偶数ラインと同じ信号が同時に奇数ラインにも書き込まれる。他は、図６と同様である。

なお、図１４（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）に示すように、奇数行目及び偶数行目の２ライン毎の走査電極Ｙj,j+1 に対応した画素領域２０i,j+1 に対して書き込まれるデータの電圧の極性が奇数フィールド毎及び偶数フィールド毎に反転する方法では、図１５（ｅ）に示すように、例えば奇数ラインを境に画面が切り替わる場合は、画面の切り替わりの境界線は奇数フィールドにのみ映像データの電圧が書き込まれる。つまり、この場合は同一極性にのみ映像データの電圧が書き込まれるラインが発生するため、この状態が長時間続くと、画面の切り替わりの境界線で液晶パネルに焼きつきが生じるため、好ましくない。一方、上記図１２に示す極性反転は、図１６（ｊ）に示すように、奇数ラインで画面が切り替わる状態が長時間続く場合でも、奇数行目及び偶数行目の２ライン毎の走査電極Ｙj,j+1 に対応した画素領域２０i,j+1 に対して書き込まれるデータの電圧の極性が奇数フィールドと偶数フィールドの２回のフィールド毎に反転されることにより、画面の切り替わりの境界線でも、表示データＤi の電圧の極性に偏りが発生せず焼きつきは生じない。

図１７は、この発明の第３の実施例である液晶表示装置の動作を説明するタイムチャートである。
上記実施例１、通常の黒挿入の半分の周波数で駆動されているが、液晶パネル及び各回路の倍速駆動が可能な場合、１フレームを４つのフィールドに分割し、奇数／偶数フィールドの切り替わりの周波数をフレーム周波数の倍の周波数とすれば、フレーム周波数の高速化による周波数の倍増を、この発明の駆動による周波数半減効果により相殺できるため、従来の黒挿入駆動と同じ各部の動作周波数にて、黒表示と映像表示の点滅周波数を倍増できるため、動画ボケが低減され、なおかつ黒挿入によるちらつき感を排除した液晶表示装置、該液晶表示装置に用いられる駆動制御回路及び駆動方法を提供できる。なお、図１７は実施例１のフレーム周波数を高速化したものであるが、同様に、実施例２を高速化しても同様な効果が得られる。

以上、この発明の実施例を図面により詳述してきたが、具体的な構成は同実施例に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更などがあっても、この発明に含まれる。
たとえば、入力映像信号ＶＤがインタレース駆動でもプログレシブ駆動でも、タイミングコントローラ１１にて同入力映像信号ＶＤを変換することにより、上記実施例１、及び実施例２、及び実施例３と同様の作用、効果が得られる。また、図１中のゲートドライバ１３は、液晶パネル１４の奇数行目の各走査電極Ｙj に走査信号ＯＵＴj を印加するもの、及び偶数行目の各走査電極Ｙj に走査信号ＯＵＴj を印加するものに分割された構成としても良い。この場合、タイミングコントローラ１１も、この構成に対応したものにする必要がある。また、図１中の液晶パネル１４は、図２及び図３に示す構成に限定されず、たとえば、ＴＮ（Twisted Nematic ）型液晶やＶＡ（Vertical Alignment）型液晶によるものを用いても良い。

また、上記実施例では、暗データが黒データとなっているが、黒データに限らず、黒データに準ずる階調を有するデータとしても、上記実施例とほぼ同様の作用、効果が得られる。また、画素領域に対して書き込むデータの電圧の極性は、図５に示す極性に限定されない。また、図６又は図１３のタイムチャートに示すように、表示データＤi の波形は、液晶パネル１４がノーマリブラック型の場合に対応しているが、ノーマリホワイト型の液晶パネルとしても良い。

この発明は、液晶テレビ、動画表示に用いる液晶モニタなど、動画像を表示する液晶表示装置全般に適用できる。

この発明の第１の実施例である液晶表示装置の要部の電気的構成を示すブロック図である。図１中の液晶パネル１４の電気的構成の一例を示す図である。図１中の液晶パネル１４の概略の構造及びバックライト１５の位置を示す図である。図１の液晶表示装置の動作を説明するタイムチャートである。画素領域に対して書き込むデータの電圧の極性の反転を説明する図である。図１の液晶表示装置の動作を説明する各部の波形図である。画素領域に対して書き込むデータの電圧の極性の反転の他の例を説明する図である。画素領域に対して書き込むデータの電圧の極性の反転の他の例を説明する図である。画素領域に対して書き込むデータの電圧の極性の反転の他の例を説明する図である。画素領域に対して書き込むデータの電圧の極性の偏りの例を説明する図である。この発明の第２の実施例である液晶表示装置の動作を説明するタイムチャートである。画素領域に対して書き込むデータの電圧の極性の反転を説明する図である。第２の実施例の液晶表示装置の動作を説明する各部の波形図である。画素領域に対して書き込むデータの電圧の極性の反転の他の例を説明する図である。画素領域に対して書き込むデータの電圧の極性の反転の他の例を説明する図である。画素領域に対して書き込むデータの電圧の極性の反転の他の例を説明する図である。液晶表示装置の動作の変形例を説明するタイムチャートである。従来の液晶表示装置の要部の電気的構成を示す図である。図１８の液晶表示装置の動作を説明するタイムチャートである。図１８の液晶表示装置の動作を説明するタイムチャートである。従来の他の液晶表示装置の動作を説明する各部の波形図である。

符号の説明

１１タイミングコントローラ（駆動制御回路の一部）
１１ａフレームメモリ（駆動制御回路の一部）
１１ｂ黒信号変換部（駆動制御回路の一部）
１１ｃ駆動制御部（駆動制御回路の一部）
１２ソースドライバ（駆動制御回路の一部）
１３ゲートドライバ（駆動制御回路の一部）
１４液晶パネル（液晶表示装置の一部）
１５バックライト（液晶表示装置の一部）
２０i,j 画素領域（液晶パネルの一部）
２１i,j ＴＦＴ（Thin Film Transistor、薄膜トランジスタ、液晶パネルの一部）
２２i,j 液晶（液晶パネルの一部）
３１，３２偏光板（液晶パネルの一部）
３３対向基板（液晶パネルの一部）
３４アクティブマトリクス基板（液晶パネルの一部）
３５液晶層（液晶パネルの一部）
３６カラーフィルタ（液晶パネルの一部）
Ｘi データ電極（液晶パネルの一部）
Ｙj 走査電極（液晶パネルの一部）

Claims

互いに直交配列された複数行の走査電極と複数列のデータ電極とが入力映像信号に基づいて駆動されることで、横型電界駆動型液晶からなる液晶層の対応する画素領域に所定の表示データが書き込まれて表示画像を得る液晶表示装置であって、
フレーム毎の前記入力映像信号について、前記入力映像信号の奇数行目に対応する表示データのタイミングで前記走査電極が順次駆動される奇数フィールドと、前記入力映像信号の偶数行目に対応する表示データのタイミングで前記走査電極が順次駆動される偶数フィールドとが交互に繰り返されるフィールド分割駆動を行い、さらに、前記奇数フィールドを、第１の奇数サブフィールドと第２の奇数サブフィールドとで構成する一方、前記偶数フィールドを、第１の偶数サブフィールドと第２の偶数サブフィールドとで構成し、前記第１の奇数サブフィールドの期間に、前記入力映像信号の奇数行目に対応する表示データを前記画素領域に線順次に書き込むと共に、前記第２の奇数サブフィールドの期間に、暗データを前記画素領域に線順次に書き込む一方、前記第１の偶数サブフィールドの期間に、前記入力映像信号の偶数行目に対応する表示データを前記画素領域に線順次に書き込むと共に、前記第２の偶数サブフィールドの期間に、暗データを前記画素領域に線順次に書き込み、かつ、奇数行目の前記走査電極に対応した前記画素領域に対して書き込むデータの電圧の極性が前記奇数フィールド毎に反転すると共に、偶数行目の前記走査電極に対応した前記画素領域に対して書き込むデータの電圧の極性が前記偶数フィールド毎に反転する構成とされ、かつ、表示データの書き込みの際には、極性はそのままで、暗データの書き込みの際に極性が反転する構成となっていることを特徴とする液晶表示装置。
前記暗データは、
黒データであることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
互いに直交配列された複数行の走査電極と複数列のデータ電極とが入力映像信号に基づいて駆動されることで、横型電界駆動型液晶からなる液晶層の対応する画素領域に所定の表示データが書き込まれて表示画像を得る液晶表示装置に用いられる駆動制御回路であって、
フレーム毎の前記入力映像信号について、前記入力映像信号の奇数行目に対応する表示データのタイミングで前記走査電極が順次駆動される奇数フィールドと、前記入力映像信号の偶数行目に対応する表示データのタイミングで前記走査電極が順次駆動される偶数フィールドとが交互に繰り返されるフィールド分割駆動を行い、さらに、前記奇数フィールドを、第１の奇数サブフィールドと第２の奇数サブフィールドとで構成する一方、前記偶数フィールドを、第１の偶数サブフィールドと第２の偶数サブフィールドとで構成し、前記第１の奇数サブフィールドの期間に、前記入力映像信号の奇数行目に対応する表示データを前記画素領域に線順次に書き込むと共に、前記第２の奇数サブフィールドの期間に、暗データを前記画素領域に線順次に書き込む一方、前記第１の偶数サブフィールドの期間に、前記入力映像信号の偶数行目に対応する表示データを前記画素領域に線順次に書き込むと共に、前記第２の偶数サブフィールドの期間に、暗データを前記画素領域に線順次に書き込み、かつ、奇数行目の前記走査電極に対応した前記画素領域に対して書き込むデータの電圧の極性が前記奇数フィールド毎に反転すると共に、偶数行目の前記走査電極に対応した前記画素領域に対して書き込むデータの電圧の極性が前記偶数フィールド毎に反転する構成とされ、かつ、表示データの書き込みの際には、極性はそのままで、暗データの書き込みの際に極性が反転する構成となっていることを特徴とする液晶表示装置に用いられる駆動制御回路。
前記暗データは、
黒データであることを特徴とする請求項３記載の液晶表示装置に用いられる駆動制御回路。
互いに直交配列された複数行の走査電極と複数列のデータ電極とが入力映像信号に基づいて駆動されることで、横型電界駆動型液晶からなる液晶層の対応する画素領域に所定の表示データが書き込まれて表示画像を得る液晶表示装置に用いられる駆動方法であって、
フレーム毎の前記入力映像信号について、前記入力映像信号の奇数行目に対応する表示データのタイミングで前記走査電極が順次駆動される奇数フィールドと、前記入力映像信号の偶数行目に対応する表示データのタイミングで前記走査電極が順次駆動される偶数フィールドとが交互に繰り返されるフィールド分割駆動を行い、さらに、前記奇数フィールドを、第１の奇数サブフィールドと第２の奇数サブフィールドとで構成する一方、前記偶数フィールドを、第１の偶数サブフィールドと第２の偶数サブフィールドとで構成し、前記第１の奇数サブフィールドの期間に、前記入力映像信号の奇数行目に対応する表示データを前記画素領域に線順次に書き込むと共に、前記第２の奇数サブフィールドの期間に、暗データを前記画素領域に線順次に書き込む一方、前記第１の偶数サブフィールドの期間に、前記入力映像信号の偶数行目に対応する表示データを前記画素領域に線順次に書き込むと共に、前記第２の偶数サブフィールドの期間に、暗データを前記画素領域に線順次に書き込み、かつ、奇数行目の前記走査電極に対応した前記画素領域に対して書き込むデータの電圧の極性を前記奇数フィールド毎に反転させると共に、偶数行目の前記走査電極に対応した前記画素領域に対して書き込むデータの電圧の極性を前記偶数フィールド毎に反転させ、かつ、表示データの書き込みの際には、極性はそのままで、暗データの書き込みの際に極性を反転させることを特徴とする液晶表示装置に用いられる駆動方法。
前記暗データは、
黒データであることを特徴とする請求項５記載の液晶表示装置に用いられる駆動方法。