JP5132566B2 - 液晶表示装置およびテレビジョン受信機 - Google Patents

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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に関する。
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、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、1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21に示すように、動いている物体を表す画像OIが尾を引くように残像AIが生じる(以下、この残像を「尾引残像」という)。
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より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表示装置の採用が急速に進んでいる。
日本の特開平9−243998号公報 日本の特開平11−85115号公報 日本の特開2002−175057号公報 日本の特開2003−66918号公報 日本の特開2004−61590号公報 日本の特開2005−121911号公報
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において上記の尾引残像を改善する方法として、1フレーム期間中に黒表示を行う期間を挿入する(以下「黒挿入」という)等により液晶表示装置における表示を(擬似的に)インパルス化するという方法が知られている(例えば日本の特開2003−66918号公報(特許文献4))。
しかし、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、従来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等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。
また、日本の特開2002−175057号公報(特許文献3)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更に半分の時間となっている。すなわち、階調電圧による画素容量の充電のための時間が短くなっている。
さらに、近年、アクティブマトリクス型液晶表示装置において解像度の向上が進んでいることから、画素データの画素容量への書き込みに確保可能な充電時間が短くなる傾向にある。充電時間が短くなると、充電不足のために画素容量に正しい画素データが書き込めない虞が生じる。
ところで、2水平期間毎にデータ信号の極性が反転されるドット反転駆動方式(以下「2Hドット反転駆動方式」という)の液晶表示装置において、消費電力を低減するためにデータ信号の極性反転時に隣接データ信号線間を短絡するというチャージシェア方式が採用される場合がある(例えば日本の特開平9−243998号公報(特許文献1))。この場合、極性反転単位としての2ラインの間で画素容量の充電量に差が生じ、ライン状の横筋ムラが視認されることがある。これに対し、データ信号を1水平期間毎のブランキング期間に正極性と負極性の間のある中間電位とすることで充電特性を均一にする方法が提案されている(日本の特開2004−61590号公報(特許文献5))。しかし、高解像度化の進行やインパルス化のための駆動周波数の増大によって充電時間やチャージシェア期間の十分な確保が困難になると、このような方法を採用しても、上記極性反転単位としての2ラインの間での画素容量の充電量の差が十分には解消されず、ライン状の横筋ムラが視認される虞がある。
そこで本発明は、駆動回路等の複雑化や動作周波数の増大を抑えつつ表示を(擬似的に)インパルス化でき、かつ画素容量の充電特性を向上させることのできる液晶表示装置ならびにそのための駆動回路および駆動方法を提供することを目的とする。
本発明の第1の局面は、アクティブマトリクス型の液晶表示装置であって、
複数のデータ信号線と、
前記複数のデータ信号線と交差する複数の走査信号線と、
前記複数のデータ信号線と前記複数の走査信号線との交差点にそれぞれ対応してマトリクス状に配置された複数の画素形成部と、
前記複数のデータ信号線および前記複数の走査信号線を駆動する駆動回路とを備え、
前記駆動回路は、
表示すべき画像を表す複数のデータ信号を2以上の所定数の水平期間毎に極性が反転する電圧信号として生成し、当該複数のデータ信号を前記複数のデータ信号線に印加するデータ信号線駆動回路と、
1水平期間毎に所定のプリチャージ期間だけ正極性または負極性の所定電圧をプリチャージ電圧として前記複数のデータ信号線に与えるプリチャージ回路と、
前記複数の走査信号線のそれぞれは各フレーム期間において少なくとも1回は前記プリチャージ期間以外の期間である有効走査期間で選択状態となり、当該有効走査期間で選択状態となった走査信号線は当該選択状態から非選択状態に変化する第1の時点から次のフレーム期間における有効走査期間で選択状態となる第2の時点までに少なくとも1回は前記プリチャージ期間で選択状態となるように、前記複数の走査信号線を選択的に駆動する走査信号線駆動回路とを含み、
前記走査信号線駆動回路は、前記有効走査期間で選択状態となった走査信号線を、前記第1の時点から前記第2の時点までに、前記複数のデータ信号の極性が反転しない前記プリチャージ期間で選択状態とし、
前記複数の画素形成部のそれぞれは、
対応する交差点を通過する走査信号線が選択状態のときにオン状態となり非選択状態のときにオフ状態となるスイッチング素子と、対応する交差点を通過するデータ信号線に前記スイッチング素子を介して接続された画素容量とを含み、
前記画素容量に電圧が印加されないときに黒の画素を形成するように構成され、
前記プリチャージ電圧は、黒表示に相当する電圧であり、
前記プリチャージ回路は、
各プリチャージ期間に各データ信号線に与えられる前記プリチャージ電圧の極性が当該プリチャージ期間直後に当該データ信号線に印加されるデータ信号の極性と一致するように、各データ信号線に与えるべき前記プリチャージ電圧を生成し、各データ信号の極性が反転する時に所定期間を前記プリチャージ期間として各データ信号線に前記プリチャージ電圧を与えることにより、
各データ信号線に与えるべき前記プリチャージ電圧の極性を、当該データ信号線に印加すべき前記データ信号の極性反転に連動して反転させ、
前記駆動回路は、各フレーム期間においていずれかの走査信号線が前記プリチャージ期間で選択状態とされたときに各データ信号線に与えられる前記プリチャージ電圧の極性が、次のフレーム期間において当該走査信号線が前記有効走査期間で選択状態とされたときに当該データ信号線に印加されるデータ信号の極性と一致するように、前記プリチャージ回路により前記プリチャージ電圧を各データ信号線に印加すると共に前記走査信号線駆動回路により各走査信号線を選択することを特徴とする。
本発明の第2の局面は、本発明の第1の局面において、
前記走査信号線駆動回路は、前記有効走査期間で選択状態となった走査信号線を、前記第1の時点から前記第2の時点までに、複数回、前記プリチャージ期間で選択状態とすることを特徴とする。
本発明の第3の局面は、本発明の第2の局面において、
前記走査信号線駆動回路は、前記有効走査期間で選択状態となった走査信号線を、前記第1の時点から前記第2の時点までに、前記複数のデータ信号の極性が反転する周期である前記所定数の水平期間の2倍の期間毎に前記複数回、前記プリチャージ期間で選択状態とすることを特徴とする。
本発明の第4の局面は、本発明の第1の局面において、
前記走査信号線駆動回路は、前記複数の走査信号線のいずれかを前記有効走査期間で選択状態とするときには当該選択状態の期間が前記プリチャージ期間と重ならないように当該いずれかの走査信号線を選択することを特徴とする。
本発明の第5の局面は、本発明の第1の局面において、
前記駆動回路を制御するための表示制御回路を更に備え、
前記プリチャージ回路は、
前記複数のデータ信号線への前記複数のデータ信号の印加をオフ状態のときに遮断する第1のスイッチング素子群と、
同一極性のデータ信号が印加されるデータ信号線群を1組として前記複数のデータ信号線をグループ化することにより得られる2組のデータ信号線群のうちの一方のデータ信号線群のそれぞれに接続されたスイッチング素子からなる第2のスイッチング素子群と、
前記2組のデータ信号線群のうちの他方のデータ信号線群のそれぞれに接続されたスイッチング素子からなる第3のスイッチング素子群と、
前記プリチャージ電圧としての正極性電圧と負極性電圧とが交互に現れるプリチャージ信号を生成し、当該プリチャージ信号を前記第2のスイッチング素子群がオン状態のときに前記第2のスイッチング素子群を介して前記一方のデータ信号線群に与えると共に、前記プリチャージ電圧の極性を反転させた反転プリチャージ信号を生成し、当該反転プリチャージ信号を前記第3のスイッチング素子群がオン状態のときに前記第3のスイッチング素子群を介して前記他方のデータ信号線群に与えるプリチャージ信号発生回路とを含み、
前記表示制御回路は、前記プリチャージ期間において前記第1のスイッチング素子群をオフ状態とすると共に前記第2および第3のスイッチング素子群をオン状態とし、前記プリチャージ期間以外の期間において前記第1のスイッチング素子群をオン状態とすると共に前記第2および第3のスイッチング素子群をオフ状態とすることを特徴とする。
本発明の第6の局面は、本発明の第5の局面において、
前記表示制御回路は、前記データ信号線駆動回路に前記複数のデータ信号の極性を前記所定数の水平期間毎に反転させるための制御信号を極性反転信号として生成し、
前記プリチャージ信号発生回路は、前記極性反転信号に応じて極性が反転するように前記プリチャージ信号を生成することを特徴とする。
本発明の第7の局面は、本発明の第1の局面において、
前記プリチャージ期間は、前記画像を表す前記複数のデータ信号が前記複数のデータ信号線に印加される期間よりも短いことを特徴とする。
本発明の第8の局面は、本発明の第1の局面において、
前記データ信号線駆動回路は、互いに隣接するデータ信号線にそれぞれ印加されるべきデータ信号の極性が互いに異なるように前記複数のデータ信号を生成し、
前記駆動回路は、1以上の所定数の水平期間毎に所定期間だけ前記複数のデータ信号の前記複数のデータ信号線への印加を遮断すると共に、当該所定期間に含まれる所定のチャージシェア期間において前記複数のデータ信号線を互いに短絡させる回路を含み、
前記プリチャージ期間は、前記複数のデータ信号の前記複数のデータ信号線への印加が遮断される前記所定期間に含まれかつ前記チャージシェア期間に続く期間であることを特徴とする。
本発明の第9の局面は、本発明の第1の局面において、
前記データ信号線駆動回路は、
前記複数のデータ信号線に印加すべき前記複数のデータ信号を出力する複数のバッファと、
前記プリチャージ期間において前記複数のバッファを休止させる休止制御部とを含むことを特徴とする。
本発明の第10の局面は、本発明の第1の局面において、
部分的に点灯/消灯可能に構成され、前記複数の画素形成部に光を照射する照明装置と、
各走査信号線の選択に応じて前記照明装置の点灯および消灯を制御する照明制御部とを更に備え、
前記複数の画素形成部は、液晶層を共有し、それぞれに含まれる前記画素容量に保持される電圧に応じて前記照明装置からの光の前記液晶層における透過量を制御することにより前記画像を形成し、
前記照明制御部は、前記複数の走査信号線のいずれかが前記有効走査期間で選択状態とされることによって前記複数のデータ信号のいずれかにより充電された画素容量を含む画素形成部に前記照明装置から光が照射され、前記複数の走査信号線のいずれかが前記プリチャージ期間で選択状態とされることによって前記プリチャージ電圧により充電された画素容量を含む画素形成部に前記照明装置から光が照射されないように、前記照明装置の点灯および消灯を制御する。
本発明の第11の局面は、本発明の第10の局面において、
前記プリチャージ電圧は、前記液晶層の液晶分子にプレチルト角を付与するための電圧であることを特徴とする。
本発明の第12の局面は、テレビジョン受信機であって、
本発明の第1の局面に係る液晶表示装置を備えることを特徴とする。
本発明の他の局面については、本発明の上記局面および下記実施形態についての説明から明らかとなるので、説明を省略する。
本発明の第1の局面によれば、各プリチャージ期間には各データ信号線にプリチャージ電圧が与えられ、各走査信号線は、表示すべき画像の画素データの書込のために有効走査期間で選択されてから次のフレーム期間における有効走査期間で選択状態となるまでに少なくとも1回はプリチャージ期間で選択状態となる。これにより、次に画素データ書込のために有効走査期間で選択状態となるまでは当該走査信号線に接続された画素形成部の画素容量に当該プリチャージ電圧が保持される。ここで、プリチャージ電圧として黒表示に相当する電圧が選定されていれば、画素データ書込のための画素容量での充電期間を短縮することなく、十分な黒挿入期間の確保によるインパルス化によって動画像の表示性能を改善することができる。また、いずれかの走査信号線がプリチャージ期間で選択状態とされたときに各データ信号線に与えられるプリチャージ電圧の極性は、次のフレーム期間において当該走査信号線が有効走査期間で選択状態とされたときに当該データ信号線に印加されるデータ信号の極性と一致する。このため、プリチャージ期間での走査信号線の選択により画素容量のプリチャージが行われる。したがって、アクティブマトリクス型の液晶表示装置において、駆動回路等の複雑化や動作周波数の増大を抑えつつ表示を(擬似的に)インパルス化でき、かつ画素容量の充電率を向上させることができる。
また、本発明の第1の局面によれば、各データ信号の極性が反転する時に所定期間をプリチャージ期間として各データ信号線にプリチャージ電圧が与えられ、かつ、そのプリチャージ電圧の極性は、当該プリチャージ期間直後に当該データ信号線に印加されるデータ信号の極性と一致する。このようなデータ信号線のプリチャージにより、画素容量の充電率を更に高めることができると共に、データ信号線駆動回路の消費電力も低減することができる。
また、本発明の第1の局面によれば、液晶表示装置はノーマリブラックモードで動作し、プリチャージ電圧は、データ信号の直流レベル付近の値に設定されることで黒表示に相当する電圧(黒電圧)となるので、プリチャージ期間での走査信号線の選択による画素容量のプリチャージによって表示がインパルス化される。したがって、黒電圧が正極側最大電圧付近または負極側最小電圧付近の電圧となるノーマリホワイトモードの場合に比べ、表示のインパルス化を容易に行うことができる。また、プリチャージ電圧がデータ信号の直流レベル付近の電圧となることから、インパルス化のための黒電圧の書込による電力消費も低減される。
また、本発明の第1の局面によれば、各データ信号の極性を2以上の所定数の水平期間毎に反転することによりデータ信号線駆動回路の消費電力を低減しつつ、1水平期間毎にプリチャージ期間だけプリチャージ電圧を各データ信号線に与えることにより画素容量の充電条件を均一化して表示における横筋ムラの発生を防止することができる。
また、本発明の第1の局面によれば、走査信号線はデータ信号の極性が反転しないプリチャージ期間で選択状態とされるので、走査信号線が選択状態とされるプリチャージ期間ではデータ信号線の電圧が安定している。したがって、プリチャージ期間での走査信号線の選択により画素容量を効率よくプリチャージすることができる。
本発明の第2の局面によれば、有効走査期間に選択状態とされた走査信号線は、当該選択状態から非選択状態に変化する第1の時点から次のフレーム期間における有効走査期間で選択状態となる第2の時点までに、複数回、プリチャージ期間で選択状態とされる。これにより、当該次のフレーム期間における有効走査期間直前(画素データ書込の直前)には、当該有効走査期間で画素データとしてのデータ信号を与えるべき画素容量に、当該データ信号と同極性のプリチャージ電圧を確実に保持させることができる。また、このプリチャージ電圧として黒表示に相当する電圧を選定することにより表示がインパルス化される場合には、インパルス化のための黒表示期間において表示輝度を十分な黒レベルとすることができる。
本発明の第3の局面によれば、各データ信号線に与えるべきプリチャージ電圧の極性は、当該データ信号線に印加すべきデータ信号の極性反転に連動して反転し、かつ、有効走査期間に選択状態とされた走査信号線は、上記第1の時点から上記第2の時点までに、データ信号の極性が反転する周期である所定数の水平期間の2倍の期間毎に複数回、プリチャージ期間で選択状態とされる。したがって、各データ信号線に対し、その複数回の選択状態に対応するプリチャージ期間で同極性のプリチャージ電圧が信号線に与えられる。これにより画素容量が確実にプリチャージされる。また、このプリチャージ電圧として黒表示に相当する電圧を選定することにより表示がインパルス化されている場合には、インパルス化のための黒表示期間において表示輝度を確実に黒レベルとすることができる。
本発明の第4の局面によれば、走査信号線が有効走査期間で選択状態とされるときには当該選択状態の期間がプリチャージ期間と重ならないので、表示すべき画像の画素データを示すデータ信号による画素容量の充電がデータ信号線のプリチャージによって妨げられることはない。
本発明の第5の局面によれば、同一極性のデータ信号が印加されるデータ信号線群を1組として表示部のデータ信号線が2組にグループ化され、一方の組のデータ信号線群に与えられるプリチャージ信号と他方の組のデータ信号線群に与えられるプリチャージ信号とは、互いに逆極性となっている。したがって、ドット反転駆動方式のようにデータ信号の極性がデータ信号線によって異なる場合であっても、各データ信号線および各画素容量を適切な極性の電圧でプリチャージすることができる。
本発明の第6の局面によれば、極性反転信号に基づきデータ信号の極性反転に連動してプリチャージ信号の極性(プリチャージ電圧の極性)が反転し、かつ、上記一方の組のデータ信号線群に与えられるプリチャージ信号と上記他方の組のデータ信号線群に与えられるプリチャージ信号とが、互いに逆極性となっている。したがって、画素容量のプリチャージのために走査信号線を選択すべき期間の設定が容易になると共に、ドット反転駆動方式のようにデータ信号の極性がデータ信号線によって異なる場合であっても、各データ信号線および各画素容量を適切な極性の電圧でプリチャージすることができる。
本発明の第7の局面によれば、プリチャージ電圧がデータ信号線に印加される期間であるプリチャージ期間が、表示すべき画像を表すデータ信号がデータ信号線に印加される期間(データ信号期間)よりも短いので、画素データ書込のための画素容量の充電期間の短縮化を抑えつつ、表示をインパルス化することができる。したがって、本発明の当該局面は、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の増大により上記データ信号期間が短くなる場合や、動画の表示性能を更に改善すべくフレーム周波数を高めることにより上記データ信号期間が短くなる場合に、有効である。
本発明の第8の局面によれば、互いに隣接するデータ信号線にそれぞれ印加されるべきデータ信号の極性が互いに異なる方式すなわちドット反転駆動方式の液晶表示装置において、プリチャージ期間の直前のチャージシェア期間に表示部のデータ信号線が互いに短絡されることにより、各データ信号線の電位がデータ信号の直流レベルにほぼ等しくなる。これにより、プリチャージ期間でのデータ信号線の電位変化量が大幅に小さくなるので、プリチャージ動作による電力消費を低減することができる。
本発明の第9の局面によれば、プリチャージ回路によりデータ信号線にプリチャージ電圧が印加されるプリチャージ期間では、データ信号線駆動回路内のバッファは休止状態となるので、データ信号線駆動回路の消費電力を低減することができる。
本発明の第10の局面によれば、表示部の走査信号線のいずれかが有効走査期間で選択状態とされることによってデータ信号のいずれかにより充電された画素容量を含む画素形成部に照明装置から光が照射され、表示部の走査信号線のいずれかがプリチャージ期間で選択状態とされることによってプリチャージ電圧により充電された画素容量を含む画素形成部に照明装置から光が照射されない。したがって、プリチャージ電圧が黒表示に相当する電圧でない場合であっても、このような照明装置の制御により黒挿入が行われて表示がインパルス化される。このため、プリチャージ電圧についての選定の自由度が高くなり、例えば、表示のインパルス化とは独立に充電特性の改善を主眼としてプリチャージ電圧の値を決定することができる。また、例えば、電気光学素子としての液晶の応答速度を向上させるべく、液晶分子にプレチルト角を付与するための適切な電圧をプリチャージ電圧として選定することもできる。
本発明の第11の局面によれば、走査信号線の選択に応じた上記のような照明装置の制御によってインパルス化を実現しつつ、画素容量のプリチャージにおいて液晶分子にプレチルト角を付与することで動画の表示性能を更に改善することができる。
本発明の他の局面の効果については、本発明の上記局面の効果および下記実施形態についての説明から明らかであるので、説明を省略する。
本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の構成をその表示部の等価回路と共に示すブロック図である。 上記実施形態におけるソースドライバの構成を示すブロック図である。 上記実施形態におけるソースドライバの出力部の構成を示す回路図である。 上記実施形態におけるソースドライバの動作を説明するための信号波形図(A〜H)である。 上記実施形態におけるゲートドライバの構成例を示すブロック図(A,B)である。 上記実施形態におけるゲートドライバの動作を説明するための信号波形図(A〜F)である。 上記実施形態に係る液晶表示装置の駆動方法を説明するための信号波形図(A〜H)である。 上記実施形態における画素容量の充電動作を説明するための詳細な信号波形図(A〜C)である。 上記実施形態の第1の変形例に係る液晶表示装置のバックライトの構成を示すブロック図である。 上記第1の変形例における液晶パネルの走査線と蛍光ランプとの位置関係を示す模式図である。 上記第1の変形例におけるバックライトの点灯および消灯のタイミングを示すタイミングチャートである。 上記実施形態の第2の変形例に係る液晶表示装置におけるソースドライバの出力部の構成を示す回路図である。 上記第2の変形例に係る液晶表示装置の動作を説明するための信号波形図(A〜I)である。 上記実施形態の他の変形例に係る液晶表示装置の駆動方法を説明するための信号波形図(A〜H)である。 上記実施形態の更に他の変形例に係る液晶表示装置の駆動方法を説明するための信号波形図(A〜H)である。 上記実施形態の更に他の変形例に係る液晶表示装置のソースドライバの出力部の構成を示す回路図である。 図16に示すソースドライバの出力部における出力バッファの構成を示す回路図である。 本発明に係る液晶表示装置を使用したテレビジョン受信機用の表示装置の構成例を示すブロック図である。 本発明に係る液晶表示装置を使用したテレビジョン受信機のチューナ部を含めた全体構成を示すブロック図である。 上記テレビジョン受信機の機械的構成を示す分解斜視図である。 ホールド型表示装置での動画表示における課題を説明するための図である。
10 …TFT(スイッチング素子)
31 …出力バッファ
33 …インバータ
34 …極性反転回路
35 …プリチャージ電源
100 …表示部
200 …表示制御回路
300 …ソースドライバ(データ信号線駆動回路)
302 …データ信号生成部
304 …出力部
400 …ゲートドライバ(走査信号線駆動回路)
620 …バックライト(照明装置)
720 …光源駆動回路(照明制御部)
800 …テレビジョン受信機用の表示装置
Cp …画素容量
Ec …共通電極
SWa …第1のMOSトランジスタ(第1のスイッチング素子)
SWb …第2のMOSトランジスタ(第2のスイッチング素子)
SWc …第3のMOSトランジスタ(第3のスイッチング素子)
SLi …ソースライン(データ信号線)(i=1,2,…,N)
GLj …ゲートライン(走査信号線)(j=1,2,…,M)
BLk …蛍光ランプ(k=1,2,…,8)
DA …デジタル画像信号
SSP …データスタートパルス信号
SCK …データクロック信号
GSP …ゲートスタートパルス信号
GCK …ゲートクロック信号
Cpr …プリチャージ制御信号
Csh …チャージシェア制御信号
Rev1 …第1極性反転制御信号
Rev2 …第2極性反転制御信号
GOE …ゲートドライバ出力制御信号
GOEr …ゲートドライバ出力制御信号(r=1,2,…,q)
S(i) …データ信号(i=1,2,…,N)
G(j) …走査信号(j=1,2,…,M)
Spr1 …第1のプリチャージ信号
Spr2 …第2のプリチャージ信号
VprP …正極性プリチャージ電圧
VprN …負極性プリチャージ電圧
VSdc …ソースセンター電位(データ信号の直流レベル)
Pw …画素データ書込パルス
Pb …黒電圧印加パルス
Tdp …画像表示期間
Tbk …黒表示期間
Tpr …プリチャージ期間
Tsh …チャージシェア期間
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
<1.実施形態>
<1.1 全体構成>
図1は、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の構成をその表示部の等価回路と共に示すブロック図である。この液晶表示装置は、データ信号線駆動回路としてのソースドライバ300と、走査信号線駆動回路としてのゲートドライバ400と、アクティブマトリクス形の表示部100と、面状照明装置としてのバックライト600と、そのバックライトを駆動する光源駆動回路700と、ソースドライバ300、ゲートドライバ400および光源駆動回路700を制御するための表示制御回路200とを備えている。なお本実施形態では、表示部100はアクティブマトリクス型の液晶パネルとして実現されているが、表示部100がソースドライバ300およびゲートドライバ400と共に一体化されて液晶パネルを構成してもよい。
上記液晶表示装置における表示部100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、それらのゲートラインGL1〜GLMのそれぞれと交差する複数本(N本)のデータ信号線としてのソースラインSL1〜SLNと、そ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)の画素形成部とを含む。これらの画素形成部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、そのTFT10のドレイン端子に接続された画素電極と、上記複数の画素形成部に共通的に設けられた対向電極である共通電極Ecと、上記複数の画素形成部に共通的に設けられ画素電極と共通電極Ecとの間に挟持された液晶層とからなる。そして、画素電極と共通電極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。なお通常、画素容量に確実に電圧を保持すべく、液晶容量に並列に補助容量が設けられるが、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。
各画素形成部における画素電極には、後述のように動作するソースドライバ300およびゲートドライバ400により、表示すべき画像に応じた電位が与えられ、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、画素電極と共通電極Ecとの間の電位差に応じた電圧が液晶に印加され、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偏光板が使用され、本実施形態では、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。したがって、各画素形成部は、その画素容量Cpに電圧を印加されないときには黒の画素を形成する。
バックライト600は、上記表示部100を後方から照明する面状照明装置であり、例えば線状光源としての冷陰極管と導光板を用いて構成される。このバックライト600は光源駆動回路700によって駆動されて点灯し、これによってバックライト600から表示部100の各画素形成部に光が照射される。
表示制御回路200は、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とを受け取り、それらの信号Dv,HSY,VSY,Dcに基づき、そのデジタルビデオ信号Dvの表す画像を表示部100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、プリチャージ制御信号Cprと、第1および第2極性反転制御信号Rev1,Rev2と、表示すべき画像を表すデジタル画像信号DA(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とを生成し出力する。より詳しくは、ビデオ信号Dvを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200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に基づきプリチャージ制御信号Cpr、第1および第2極性反転制御信号Rev1,Rev2ならびにゲートドライバ出力制御信号GOE(GOE1〜GOEq)を生成する。
上記のようにして表示制御回路200において生成された信号のうち、デジタル画像信号DAとプリチャージ制御信号Cprとデータスタートパルス信号SSPとデータクロック信号SCKと第1および第2極性反転制御信号Rev1,Rev2とは、ソースドライバ300に入力され、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とは、ゲートドライバ400に入力される。
ソースドライバ300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。
ゲートドライバ400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、走査信号G(1)〜G(M)を生成し、これらをゲートラインGL1〜GLMにそれぞれ印加することにより当該ゲートラインGL1〜GLMを選択的に駆動する。
上記のようにソースドライバ300およびゲートドライバ400により表示部100のソースラインSL1〜SLNおよびゲートラインGL1〜GLMが駆動されることで、選択されたゲートラインGLjに接続されたTFT10を介して画素容量CpにソースラインSLiの電圧が与えられる(i=1〜N,j=1〜M)。これにより各画素形成部において液晶層にデジタル画像信号DAに応じた電圧が印加され、その電圧印加によってバックライト600からの光の透過量が制御されることで、外部からのデジタルビデオ信号Dvの示す画像が表示部100に表示される。
<1.2 ソースドライバ>
本実施形態に係る液晶表示装置では、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2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2Hドット反転駆動方式が採用されている。したがって、ソースドライバ300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2水平期間毎に反転させる。ここで、ソースライン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)である。なお、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、各画素形成部におけるTFT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水平期間毎に反転すると考えてもよい。
図2は、本実施形態におけるソースドライバ300の構成を示すブロック図である。このソースドライバ300は、データ信号生成部302と出力部304とから構成されている。データ信号生成部302は、データスタートパルス信号SSP、データクロック信号SCKおよび第1極性反転制御信号Rev1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を内部データ信号d(1)〜d(N)として生成する。このデータ信号生成部302の構成は、従来のソースドライバと同様であるので説明を省略する。出力部304は、データ信号生成部302で生成される内部データ信号d(i)毎に設けられた電圧ホロワからなる出力バッファを含み、このバッファにより各内部データ信号d(i)としてのアナログ電圧信号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)。
このソースドライバ300では、消費電力を低減し且つ画素容量Cpの充電特性を改善するために、データ信号S(1)〜S(N)の極性反転時に所定期間だけ各ソースラインSL1〜SLNにプリチャージ電圧が与えられると共に、2Hドット反転駆動において充電条件の均等化を図るために、選択されるゲートラインがデータ信号S(1)〜S(N)の極性反転時以外で切り替わる時にも所定期間だけ各ソースラインSL1〜SLNにプリチャージ電圧が与えられる。すなわち本実施形態では、1水平期間毎に所定期間だけ各ソースラインSL1〜SLNにプリチャージ電圧が与えられる(以下では、この所定期間を「プリチャージ期間」といい、符号“Tpr”で示すものとする)。また本実施形態では、正極性のデータ信号S(i)が印加されるデータ信号線SLiには、その印加直前のプリチャージ期間Tprに正極性のプリチャージ電圧VprPが与えられ、負極性のデータ信号S(i)が印加されるデータ信号線SLiには、その印加直前のプリチャージ期間Tprに負極性のプリチャージ電圧VprNが与えられる(i=1,2,…,N)。
このようなプリチャージ方式を実現するために、ソースドライバ300における上記出力部304は、図3に示すように構成されている。すなわち、この出力部304は、デジタル画像信号DAに基づき生成された内部データ信号であるアナログ電圧信号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)を生成し、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。各バッファ31の出力端子にはスイッチング素子としての第1のMOS(Metal Oxide Semiconductor)トランジスタSWaが1個ずつ設けられ、各バッファ31の出力端は、第1のMOSトランジスタSWaを介してソースドライバ300のいずれかの出力端子に接続されている。したがって、各バッファ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300から出力される(i=1,2,…,N)。
また、この出力部304は、正極性プリチャージ電圧VprPと負極性プリチャージ電圧VprNとを第2の極性反転制御信号Rev2に基づく所定周期で交互に出力するプリチャージ電源35と、このプリチャージ電源35から出力される電圧の極性を反転させる極性反転回路34とを有しており、プリチャージ電源35と極性反転回路34によりプリチャージのための信号Spr1,Spr2を生成するプリチャージ信号発生回路が構成されている。このような構成によりプリチャージ回路は、各ソースラインSLiに与えるべきプリチャージ電圧の極性を、データ信号S(i)の極性反転に連動させて反転させる。ここで、正極性プリチャージ電圧VprPおよび負極性プリチャージ電圧VprNは、いずれも、本実施形態のようなノーマリブラック型の液晶表示装置において黒表示に相当するデータ信号S(i)の電圧と見なせる程度の値を有している。
上記の極性反転回路34から出力される電圧は、第1のプリチャージ信号Spr1として奇数番目のソースラインSLiod(iod=1,3,5,…)のプリチャージ(予備充電)に使用され、プリチャージ電源35から出力される電圧は、第2のプリチャージ信号Spr2として偶数番目のソースラインSLiev(iev=2,4,6,…)のプリチャージに使用される。すなわち、ソースドライバ300の出力端子のうち奇数番目のソースラインSLiodが接続されるべき奇数番目の出力端子のそれぞれには、スイッチング素子としての第2のMOSトランジスタSWbが1個ずつ設けられ、当該奇数番目の出力端子のそれぞれは、第2のMOSトランジスタSWbを介して極性反転回路34の出力端に接続されている。一方、ソースドライバ300の出力端子のうち偶数番目のソースラインSLievが接続されるべき偶数番目の出力端子のそれぞれには、スイッチング素子としての第3のMOSトランジスタSWcが1個ずつ設けられ、当該偶数番目の出力端子のそれぞれは、第3のMOSトランジスタSWcを介してプリチャージ電源35の出力端に接続されている。
また、この出力部304はインバータ33を有しており、このインバータ33により、表示制御回路200から出力されるプリチャージ制御信号Cprの論理反転信号が生成される。上記第2および第3のMOSトランジスタSWb,SWcのゲート端子にはプリチャージ制御信号Cprが与えられ、上記第1のMOSトランジスタSWaのゲート端子にはプリチャージ制御信号Cprの論理反転信号が与えられる。なお、第1、第2および第3のMOSトランジスタSWa,SWb,SWcは、いずれも、それらのゲート端子にハイレベル(Hレベル)の信号が与えられるとオン状態となり、ローレベル(Lレベル)の信号が与えられるとオフ状態になる。
以下、図4を参照して、上記のような構成のソードドライバ300の動作を説明する。ソースドライバ300のデータ信号生成部302から出力される内部データ信号d(i)は、図4(A)(B)に示すように、第1の極性反転制御信号Rev1に基づきソースセンター電位VSdc(データ信号S(i)の直流レベル)を基準として2水平期間毎に極性の反転するアナログ電圧信号として生成される(図において「1H」は1水平期間を表す)。
第1のプリチャージ信号Spr1は、図4(C)(D)(E)に示すように、第2の極性反転制御信号Rev2に基づきソースセンター電位VSdcを基準として極性の反転する電圧信号、すなわち、正極性プリチャージ電圧VprPと負極性プリチャージ電圧VprNとが2水平期間毎に交互に現れる電圧信号であり、第2のプリチャージ信号Spr2は、図4(E)に示すように、その第1のプリチャージ信号Spr1の極性を反転させた電圧信号である。ここで、第2の極性反転制御信号Rev2は、プリチャージ制御信号Cprよりも早く立ち上がるように、第1の極性反転制御信号Rev1に対してタイミングが若干ずれている(図4では、第2の極性反転制御信号Rev2が第1の極性反転制御信号Rev1よりもΔTだけ早く立ち上がるように描かれている。このΔTは例えばデータクロック信号SCKの10クロック分程度の時間とすればよい)。
また、第1および第2のプリチャージ信号Spr1,Spr2の極性は、その信号Spr1またはSpr2がソースラインSLiに与えられるプリチャージ期間Tprの直後の有効走査期間に当該ソースラインSLiに与えるべきデータ信号S(i)の極性に一致するように設定されている。すなわち、第2のプリチャージ信号Spr2の極性が、偶数番目のソースラインSLievに対し有効走査期間に与えられるデータ信号S(iev)の極性と同一となるように(ただし上記タイミングずれに相当するΔTの期間を除く)、プリチャージ電源35が構成されている。本実施形態ではドット反転駆動方式が採用されていることから、第1のプリチャージ信号Spr1の極性は、奇数番目のソースラインSLiodに対し有効走査期間に与えられるデータ信号S(iod)の極性と同一となる(ただし上記タイミングずれに相当するΔTの期間を除く)。このようにして、各プリチャージ期間Tprに各ソースラインSLiに与えられる第1または第2のプリチャージ信号Spr1,Spr2の極性は、当該プリチャージ期間の直後に当該ソースラインSLiに与えられるデータ信号S(i)の極性に一致する。
プリチャージ制御信号Cprはプリチャージ期間Tprを決定する信号であって、図4(F)に示すように1水平期間毎にHレベルとなり、このHレベルの期間がプリチャージ期間である。このプリチャージ期間Tprは、表示すべき画像の画素データがいずれの画素形成部にも当該期間Tprに書き込まれないように設定されている。すなわち、プリチャージ期間Tprは、後述のいずれの画素データ書込パルスPwの期間(画素データ書込期間)とも重ならないように設定されている。このようなプリチャージ期間Tprとしては、水平ブランキング期間またはそれに含まれる所定期間を設定すればよい。このようにプリチャージ期間Tprがいずれの画素データ書込期間とも重ならないように設定されているのは、表示すべき画像の画素データの書込が各ソースラインSLiへのプリチャージ電圧の印加によって悪影響を受けないようにするためである。
既述のように、プリチャージ制御信号Cprはソースドライバ300の出力部304における第2および第3のMOSトランジスタSWb,SWcのゲート端子に与えられ、プリチャージ制御信号Cprの論理反転信号が当該出力部304における第1のMOSトランジスタSWaのゲート端子に与えられる(図3参照)。したがって、プリチャージ期間Tprでは、奇数番目のソースラインSLiodに第1のプリチャージ信号Spr1が、偶数番目のソースラインSLievに第2のプリチャージ信号Spr2がそれぞれ与えられ、プリチャージ期間Tpr以外の期間である有効走査期間では、各ソースラインSLiに内部データ信号d(i)がデータ信号S(i)として与えられる。すなわち、iを奇数とすると、奇数番目のソースラインSLiには図4(G)に示すような波形の電圧がデータ信号S(i)として与えられ、偶数番目のソースラインSLi+1には図4(H)に示すような波形の電圧がデータ信号S(i+1)として与えられる。
<1.3 ゲートドライバ>
ゲートドライバ400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(の画素容量Cp)に書き込むために、デジタル画像信号DAの各フレーム期間においてゲートラインGL1〜GLMをほぼ1水平期間(有効走査期間)ずつ順次選択すると共に、後述の黒挿入のために、1水平期間毎のプリチャージ期間Tprのうち各走査信号線GLjにつき予め選ばれたプリチャージ期間TprにもゲートラインGLjを選択する(j=1〜M)。
図5(A)(B)は、ゲートドライバ400の一構成例を示すブロック図である。この構成例によるゲートドライバ400は、シフトレジスタを含む複数個(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41,43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を受け取る。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を出力する。また、第1のANDゲート41のそれぞれにはクロック信号CKの論理反転信号が入力され、第2のANDゲート43のそれぞれには出力制御信号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。
本構成例によるゲートドライバ400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が縦続接続されることによって実現される。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200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200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200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を参照しつつ上記構成例によるゲートドライバ400の動作について説明する。表示制御回路200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と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が図5のゲートドライバ400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との間はほぼ画像表示期間Tdp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200は、既述のように、ゲートドライバ400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だけLレベルとなることを除きHレベルとなる。ただし、この所定期間Toeは、いずれかのプリチャージ期間Tprに含まれるように設定される。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41r(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)に示すように、ゲートラインGL1〜GLM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GLj(j=1〜M)では、画素データ書込パルスPwの印加開始時点から画像表示期間Tdp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、4水平期間(4H)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、上記黒電圧印加パルスPbの印加開始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)(B)に示した構成のゲートドライバ400により、図7(D)〜(H)に示すように液晶表示装置においてインパルス化駆動を実現することができる。
すなわち、ゲートドライバ400は、図7(E)〜(H)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、これらのパルスPw,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(非選択状態のゲートラインに接続されたTFT10はオフ状態となる)。ここで、画素データ書込パルスPwは1水平期間(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は水平期間のうちブランキング期間またはそれに含まれる所定期間に相当するプリチャージ期間Tpr内でHレベルとなる。本実施形態では図7(E)〜(H)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が現れてから最初に黒電圧印加パルスPbが現れるまでの期間すなわち画像表示期間Tdpの長さは、2/3フレーム期間であり、黒電圧印加パルスPbは、1フレーム期間(1V)において4水平期間(4H)の間隔で続いて複数個(本実施形態では3個)現れる。したがって、上記黒電圧印加パルスPbが現れてから次のフレームの画素データ書込パルスPwが現れるまでの期間(黒表示期間)Tbkでは、黒の表示が行われる。ただし、1個の黒電圧印加パルスPbのみでは確実に黒表示にできない場合、実際に黒表示となる期間は、この黒表示期間Tbkよりも若干短くなる。
また、各走査信号G(j)において、或るフレームの画素データ書込パルスPwが現れてから次に画素データ書込パルスPwが現れるまでの1フレーム期間内の黒電圧印加パルスPbは、当該フレーム期間の画素データ書込パルスPwで書き込まれる画素データを示すデータ信号S(i)の極性と逆の極性のプリチャージ電圧がソースラインSLiに与えられている時に現れる。例えば図7(E)に示す走査信号G(j)では、ソースラインSLiに正極性のデータ信号S(i)が与えられている時に最初の画素データ書込パルスPwが現れるので、その後、次に画素データ書込パルスPwが現れる時点までは、負極性プリチャージ電圧VprNが当該ソースラインSLiに与えられている時に黒電圧印加パルスPbが(4水平期間間隔で3個)現れる。また、例えば図7(G)に示す走査信号G(j+2)では、ソースラインSLiに負極性のデータ信号S(i)が与えられている時に最初の画素データ書込パルスPwが現れるので、その後、次に画素データ書込パルスPwが現れる時点までは、正極性プリチャージ電圧VprPが当該ソースラインSLiに与えられている時に黒電圧印加パルスPbが(4水平期間間隔で3個)現れる。
<1.4 駆動方法>
次に図7を参照しつつ、本実施形態に係る液晶表示装置の駆動方法、すなわち上記のソースドライバ300およびゲートドライバ400による表示部100(図1参照)の駆動方法について説明する。図7(A)〜(D)は、図2および図3に示したソースドライバ300を使用したときの内部データ信号d(i)、第2極性反転制御信号Rev2、プリチャージ制御信号Cpr、データ信号S(i)の波形を示しており(図4参照)、図7(E)〜(H)は、上述のように、ゲートドライバ400から出力される走査信号G(j)〜G(j+3)の波形を示している。
いま、表示部100上の画素アレイにおける第k行、第i列の画素形成部に着目し、この画素形成部を符号“P(k,i)”で示すものとすると、画素形成部P(k,i)は、k番目のゲートラインGLkに画素データ書込パルスPwが印加された時に、その内部のTFTがオンし、ソースラインSLi上のデータ信号S(i)が画素データとして当該画素形成部P(k,i)に書き込まれる。すなわち、ソースラインSLiの電圧が画素形成部P(k,i)の画素容量Cpに保持される。その後、当該ゲートラインGLkは黒電圧印加パルスPbが現れるまでは非選択状態となるので、画素形成部P(k,i)に書き込まれた画素データすなわち画素容量Cpの電圧がそのまま保持される。
上記ゲートラインGLk上の走査信号G(k)に画素データ書込パルスPwが現れてから画像表示期間Tdpが経過した後のプリチャージ期間Tprに、黒電圧印加パルスPbが上記ゲートラインGLkに印加される。既述のように、このプリチャージ期間Tprでは、上記の画素データ書込パルスPwによって画素データとして画素形成部P(k,i)に与えられるデータ信号S(i)の極性と逆の極性のプリチャージ電圧がソースラインSLiに与えられている。すなわち、図7(E)〜(H)に示す走査信号G(j)〜G(j+3)を参照すると、k=jまたはk=j+1の場合は、ソースラインSLiに負極性プリチャージ電圧VprNが与えられており、k=j+2またはk=j+3の場合は、ソースラインSLiに正極性プリチャージ電圧VprPが与えられている。本実施形態では、正極性および負極性プリチャージ電圧VprP,VprNは、その絶対値が比較的小さく(すなわちソースセンター電位VSdcに近い値であり)、黒表示に相当する電圧(以下「黒電圧」という)とみなすことができる。したがって、当該ゲートラインGLkへの黒電圧印加パルスPbの印加により、画素形成部P(k,i)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のパルス幅は狭いので、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、各フレーム期間において4水平期間(4H)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GLkに印加される。これにより、当該ゲートラインGLkに接続される画素形成部P(k,i)によって形成される画素の輝度(画素容量Cpでの保持電圧によって決まる液晶層の透過光量)は、黒表示に相当する低い輝度となる。
したがって、各ゲートラインGLj(j=1〜M)に接続される画素形成部によって構成される1表示ラインにおいて、画像表示期間Tdpではデジタル画像信号DAに基づく表示が行われ、その後に当該ゲートラインGLjに黒電圧印加パルスPbが現れてから次に画素データ書込パルスPwが現れるまでの期間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実現される。
また、各画素形成部に書き込まれるべき画素データを示すデータ信号S(i)の極性は、1フレーム期間毎に反転するので、上述のように黒電圧印加パルスPbの時間的位置が設定されることにより(図7(D)〜(H))、黒電圧印加パルスPbの期間に各ソースラインSLiに与えられるプリチャージ電圧の極性は、次の画素データ書込パルスPwの期間に当該ソースラインSLiに与えられるデータ信号S(i)の極性と同一となる。したがって、本実施形態における黒挿入は、各画素形成部に次に書き込むべき画素データを示すデータ信号S(i)と同極性のプリチャージ電圧(VprPまたはVprN)を画素容量Cp(正確には画素容量Cpを形成する画素電極)に与えることを意味し、黒挿入(黒電圧の印加)が画素容量Cpに対するプリチャージを兼ねることになる。このため本実施形態では、黒挿入により画素容量Cpの充電率を向上させることができる。
なお、本実施形態では2Hドット反転駆動方式が採用されていることから、各ゲートラインGLiに対し1つの黒表示期間Tbkにおいて黒電圧印加パルスPbが4水平期間(4H)間隔で印加される。一般的には、nHドット反転駆動方式(nは自然数)が採用されている場合において、各ゲートラインGLiに対し1つの黒表示期間Tbkに複数の黒電圧印加パルスPbを印加するときに、2n水平期間(2nH)間隔で黒電圧印加パルスPbを印加すればよい。このようにすれば、黒電圧印加パルスPbの期間におけるプリチャージ電圧の極性を次の画素データ書込パルスPwの期間におけるデータ信号S(i)の極性に一致させることで、画素容量Cpのプリチャージが可能となる。
ところで、本実施形態のように2Hドット反転駆動方式が採用されている従来の液晶表示装置では、極性反転の単位である2表示ラインのうちの1ライン目の画素容量の充電量と2ライン目の画素容量の充電量とに差が生じ、この差が輝度差となって現れ、ライン状の横筋ムラが視認されることがあった。しかし本実施形態では、図7(D)に示すように、1水平期間毎にプリチャージ期間Tprが設けられ、極性反転の単位である2表示ラインのそれぞれの有効走査期間直前のプリチャージ期間Tprに同一極性のプリチャージ電圧(VprPまたはVprN)が与えられる。これにより、極性反転の単位である2表示ライン間で画素容量Cpの充電条件が均一化されるので、上記のような充電量の差に起因する横筋ムラの発生を防止することができる。
次に、図8を参照して、本実施形態における画素容量Cpの充電動作を詳述する。
いま、i番目(iは1〜Nのいずれか)のソースラインSLiの電圧(以下「ソースライン電圧」という)Vsに着目し、時刻t1で当該ソースラインSLiに印加されるデータ信号S(i)の極性がソースセンター電位VSdcを基準として負極性から正極性に反転するものとする。時刻t1〜t2はプリチャージ期間Tprであり、このプリチャージ期間TprにはソースラインSLiに正極性プリチャージ電圧VprPが与えられる。したがって、ソースライン電圧Vsは、負の電圧から上昇し、時刻t2には正極性プリチャージ電圧VprPに等しくなる。
時刻t2〜t4では、プリチャージ電圧VprPに代えて、表示すべき画素の値を示す正電圧(内部データ信号d(i)の示す電圧)Vs1がデータ信号S(i)としてソースラインSLiに与えられる(図3参照)。この正電圧Vs1は、j番目の表示ラインにおけるi番目の画素値を示す電圧である。時刻t2以降において、ソースライン電圧Vsは、その正電圧Vs1に向かって上昇する。また、時刻t2には走査信号G(j)が非アクティブ(Lレベル)からアクティブ(Hレベル)へと変化し、時刻t2〜t3の間(有効走査期間に相当)アクティブ状態となる。これは、時刻t2〜t3の期間に画素データ書込パルスPwがゲートラインGLjに印加されることを意味する。これにより、そのゲートラインGLjに接続された画素形成部P(j,i)のTFT10がオン状態となり、そのTFT10を介して画素形成部P(j,i)の画素容量Cpが充電される。
既述のように、この画素容量Cpは、時刻t2〜t3の画素データ書込パルスPwの印加前にゲートラインGLjに印加された黒電圧印加パルスPbでプリチャージされているので、時刻t2には、当該画素形成部P(j,i)の画素電極の電圧(以下「画素電圧」という)Vpは正極性プリチャージ電圧VprPにほぼ等しくなっている。したがって、時刻t2以降において画素電圧Vpは、ソースライン電圧Vsの上昇に伴って、図8(B)において点線で示すように上昇する。その後、時刻t3で走査信号G(j)がアクティブから非アクティブへと変化するが、ソースライン電圧Vsは、時刻t4(次のプリチャージ期間Tprの開始時点)まで維持され、当該画素形成部P(j,i)の画素電圧Vpは、ゲートラインGLjに黒電圧印加パルスPbが印加されるまで維持される(図7(E)参照)。
その後、時刻t4〜t5のプリチャージ期間TprでソースラインSLiに再び正極性プリチャージ電圧VprPが与えられる。これにより、ソースライン電圧Vsは、上記画素値を示す正電圧Vs1から低下し、時刻t5には正極性プリチャージ電圧VprPに等しくなる。
時刻t5〜t7では、プリチャージ電圧VprPに代えて、表示すべき画素の値を示す正電圧Vs2がデータ信号S(i)としてソースラインSLiに与えられる。この正電圧Vs2は、j+1番目の表示ラインにおけるi番目の画素値を示す電圧である。時刻t5以降において、ソースライン電圧Vsは、その正電圧Vs2に向かって上昇する。また、時刻t5には走査信号G(j+1)が非アクティブからアクティブへと変化し、時刻t5〜t6の間(有効走査期間に相当)アクティブ状態となる。これは、時刻t5〜t6の期間に画素データ書込パルスPwがゲートラインGLj+1に印加されることを意味する。これにより、そのゲートラインGLj+1に接続された画素形成部P(j+1,i)のTFT10がオン状態となり、そのTFT10を介して画素形成部P(j+1,i)の画素容量Cpが充電される。
この画素容量Cpも、時刻t5〜t6の画素データ書込パルスPwの印加前にゲートラインGLj+1に印加された黒電圧印加パルスPbでプリチャージされているので、時刻t5には、当該画素形成部P(j+1,i)の画素電圧Vpは正極性プリチャージ電圧VprPにほぼ等しくなっている。したがって、時刻t5以降において画素電圧Vpは、ソースライン電圧Vsの上昇に伴って、図8(B)において点線で示すように上昇する。その後、時刻t6で走査信号G(j+1)がアクティブから非アクティブへと変化するが、ソースライン電圧Vsは、時刻t7(次のプリチャージ期間Tprの開始時点)まで維持され、当該画素形成部(j+1,i)の画素電圧Vpは、ゲートラインGLj+1に黒電圧印加パルスPbが印加されるまで維持される。
その後、時刻t7〜t8のプリチャージ期間TprでソースラインSLiに負極性プリチャージ電圧VprNが与えられる。これにより、ソースライン電圧Vsは、上記画素値を示す正電圧Vs2から低下し、時刻t8には負極性プリチャージ電圧VprNに等しくなる。そして、時刻t8〜t10の間では、2表示ラインに対応する2つの有効走査期間において、表示すべき画素の値を示す電圧としての負電圧Vs3,Vs4がソースラインSLiにそれぞれ与えられ、プリチャージ期間Tprにおいて、プリチャージ電圧としての負極性電圧VprNがソースラインSLiに与えられる。したがって、時刻t7〜t10での(j+2番目とj+3番目の表示ラインにおける)画素容量Cpに対する充電動作は、電圧の極性および変化方向の相違を除けば、時刻t1〜t7での(j番目とj+1番目の表示ラインにおける)画素容量Cpに対する充電動作と同様となる。
なお、図8(C)に示す走査信号G(k),G(k+1)の黒電圧印加パルスPbの後において最初に画素データ書込パルスPwがゲートラインGLk,GLk+1に印加されるときには、各ソースラインSLiに正極性のデータ信号S(i)が与えられる。一方、図8(C)に示す走査信号G(k+2),G(k+3)の黒電圧印加パルスPbの後において最初に画素データ書込パルスPwがゲートラインGLk+2,GLk+3に印加されるときには、各ソースラインSLiに負極性のデータ信号S(i)が与えられる。これに応じて、図8(C)に示す走査信号G(k),G(k+1)の黒電圧印加パルスPbがゲートラインGLk,GLk+1に印加されるときには、各ソースラインSLiに正極性プリチャージ電圧VprPが与えられ、図8(C)に示す走査信号G(k+2),G(k+3)の黒電圧印加パルスPbがゲートラインGLk+2,GLk+3に印加されるときには、各ソースラインSLiに負極性プリチャージ電圧VprNが与えられる(図7参照)。既述のように、このような構成により、各画素容量Cpに対するプリチャージが実現される。
<1.5 具体例>
上記のような本実施形態において、画素容量CpおよびソースラインSLiのプリチャージによる画素容量の充電率の向上および充電条件の均一化の程度は、黒電圧印加パルスPbの幅(以下「Pb幅」と略記する)や、表示すべき画像を表すデータ信号S(1)〜S(N)がソースラインSL1〜SLNに印加される期間(以下「データ信号期間」という)の長さ、プリチャージ期間Tprの長さに依存する。この点から、これらPb幅やデータ信号期間およびプリチャージ期間の長さについての適切な数値例を下記の表に示す。この表は、走査線数1080本の高精細テレビジョン(HDTV:High Definition Television)すなわちフルハイビジョン(1080×1920×RGBドット)のテレビジョン受信機に使用される液晶表示装置に関する具体的な数値を、画面サイズの異なる3つの機種について示している。なお、この表における数値は、データ信号線としてのソースラインSLiまたは走査信号線としてのゲートラインGLjへの信号の印加時間を示すものであり、各走査信号G(j)は、1フレーム期間に4個の黒電圧印加パルスを含むものとする。
Figure 0005132566
なお、上記の表に示したPb幅やデータ信号期間およびプリチャージ期間の長さについての数値は本発明を限定するものではなく、これらの具体的な数値は、本発明の実施に際し、液晶表示装置の精細度や画面サイズ等を考慮して決定されるべきものである。
<1.6 効果>
上記のような本実施形態によれば、図7(D)〜(H)に示すように、1水平期間毎にプリチャージ期間Tprが設けられ、プリチャージ期間Tprには黒電圧に相当するプリチャージ電圧(VprPまたはVprN)が各ソースラインSLiに与えられ、各ゲートラインGLjに画素データ書込パルスPwが印加されてから次に画素データ書込パルスPwが印加されるまでの間に黒電圧印加パルスPbが印加される。これにより、液晶表示装置における表示がインパルス化されるので、動画像に対する表示性能を改善することができる。なお、このインパルス化では、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、十分な黒挿入期間が確保される。しかも、黒挿入のためにソースドライバ300等の動作速度を上げる必要もない。
また本実施形態によれば、図7(D)(E)に示すように、1つのソースラインSLiに着目すると、各ゲートラインGLjに黒電圧印加パルスPbが印加されるときのプリチャージ電圧の極性は、当該ゲートラインGLjに次に画素データ書込パルスPwが印加されたときのデータ信号S(i)の極性と同一である。これにより、黒電圧印加パルスPbによる黒挿入(具体的には画素電極への正極性または負極性プリチャージ電圧VprP,VprNの印加)が画素容量Cpに対するプリチャージを兼ねることになるので、画素容量Cpの充電率を向上させることができる。
また本実施形態によれば、図4(D)〜(H)や図8(B)に示すように、各ソースラインSLiに印加されるデータ信号S(i)の極性反転時のプリチャージ期間Tprにおいて、そのプリチャージ期間Tpr直後の当該データ信号S(i)と同一極性のプリチャージ電圧(VprPまたはVprN)が各ソースラインSLiに与えられる。このようなソースラインSLiのプリチャージにより、画素容量Cpの充電率が改善されると共に、ソースドライバ300の出力部304のバッファ31の消費電力も低減される。さらに本実施形態によれば、1水平期間毎にプリチャージ期間Tprが設けられ、2Hドット反転駆動方式における極性反転の単位である2表示ラインのそれぞれの有効走査期間直前のプリチャージ期間Tprに、同一極性のプリチャージ電圧が与えられる。これにより、当該2表示ライン間で画素容量Cpの充電条件が均一化されるので、当該2表示ラインのうちの1ライン目と2ライン目との間での画素容量Cpにおける充電量の差に起因する横筋ムラの発生を防止することができる。
また、上記のような黒電圧印加パルスPbによる画素容量Cpのプリチャージにより、画素データ書込パルスPwの印加直前には、当該画素データ書込パルスPwによって書き込むべき画素データを示すデータ信号S(i)と同極性のプリチャージ電圧(VprPまたはVprN)が各画素容量Cpに与えられている。したがって、図8(B)に示すように、各画素容量Cpへの充電の開始時点(時刻t2,t5,t8,t9)におけるソースライン電圧Vsのみならず画素電極の電圧Vpも、ソースセンター電位VSdcを基準とする極性の相違を除外すれば、いずれも同一の値となっている。このようにして本実施形態によれば、ソースラインSLiのプリチャージと画素容量Cpのプリチャージとが相俟って、従来のプリチャージ技術に比べ更なる充電率の向上と充電条件の均一化が可能となる。
<2.変形例>
<2.1 第1の変形例>
次に、上記実施形態の第1の変形例に係る液晶表示装置について説明する。本変形例に係る液晶表示装置は、光源駆動回路およびバックライト以外の部分については、上記実施形態と実質的に同様であるので、同一または対応する部分に同一の参照符号を付して詳しい説明を省略する。
図9は、本変形例におけるバックライト620の構成を光源駆動回路720と共に示すブロック図である。このバックライト620は、部分的に点灯/消灯可能に構成された照明装置であって、表示部としての液晶パネル100の背面においてゲートラインに平行に配置された光源としての複数(図9に示した例では8個)の直下型蛍光ランプBL1〜BL8と、これらの蛍光ランプBL1〜BL8にそれぞれ対応するインバータIV1〜IV8およびスイッチSW1〜SW8とを備えており、各蛍光ランプBLiは、対応するインバータIViおよびスイッチSWiを介して光源駆動回路720に接続されている。これにより、これらの蛍光ランプBL1〜BL8は互いに独立して点灯および消灯が可能であり、液晶パネル100を垂直方向に8分割した領域(画素アレイを列方向に8分割した領域)にそれぞれ対応している(以下、このように分割された領域のそれぞれを「ブロック」と呼ぶものとする)。また、表示品位の低下を防止すべく、各蛍光ランプBLi(i=1〜8)からの光が対応するブロック以外のブロックに漏れないように、隣接する蛍光ランプBLjとBLj+1(j=1,2,…,7)の間には仕切り板621が設けられている。これにより、各蛍光ランプは、点灯されると、それに対応するブロック内の画素形成部にのみ光を照射する。なお、これらの蛍光ランプBL1〜BL8としては、例えば冷陰極管を用いることができる。
本変形例では蛍光ランプの個数を8としているが、蛍光ランプの個数が多ければ、1個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、画素形成部の画素電極への画素データの信号の印加時間がゲートライン毎に異なることにより生じる輝度ムラが軽減する。しかし、蛍光ランプの個数が多ければ、インバータやスイッチ等の数も増えるので、コストが増加し消費電力が増大する。これに対し、蛍光ランプの個数を少なくすれば、所望の表示輝度を得られない場合も生じうる。その場合、蛍光ランプの発光効率を高めるために熱陰極管を使用してもよい。また、バックライト620において、蛍光ランプに代えてLED(Light Emitting Diode)等の光源を用いてもよく、LEDであれば液晶パネル100のブロックへの分割をより柔軟に行うことができる。あるいは、光源と液晶表示パネルの間に光シャッター用の別の液晶パネルを配置して、光源からの光を透過または遮断することで点滅光源の代わりとしてもよい。
図10は、本変形例における液晶パネル100の走査線と蛍光ランプとの位置関係を示している。ここで走査線とは、走査信号線としてのゲートラインを意味し、i番目の走査線すなわち走査信号G(i)の印加されるゲートラインGLiを「走査線GL(i)」と表記するものとする。なお、1つの走査線は、それに接続された1行分の画素形成部と同視することができる。
バックライト620が8本の蛍光ランプを有していれば、液晶パネル100は、走査線数Mを8で割った数(除算値)の走査線を1組として8個のブロックに分けられる。例えば、全走査線数をM=8n本とすると、各ブロックに含まれる走査線の数はn本となり、蛍光ランプBL1には走査線GL(1)〜GL(n)が対応し、蛍光ランプBL2には走査線GL(n+1)〜GL(2n)が対応する。以下同様にして、蛍光ランプBL8には走査線GL(7n+1)〜GL(8n)が対応する。全走査線数Mがバックライトにおける蛍光ランプの本数で割り切れない場合は、走査線GL(1)およびGL(8n)の外側に端数分の仮想の走査線があるものとして制御すればよい。なお、このように構成されたバックライトは「スキャンバックライト」と呼ばれており、液晶パネルとスキャンバックライトについては日本の特開2000−321551号公報等に記載されている。
光源駆動回路720は、ゲートスタートパルス信号GSPやゲートクロック信号GCK等のゲートドライバ400に与えられる制御信号又はこれらに相当する制御信号を表示制御回路200から受け取り、これらの制御信号に基づき、ゲートラインGL1〜GLMすなわち走査線GL(1)〜GL(8n)の選択に同期してバックライト620のスイッチSW1〜SW8をオン/オフすることにより、バックライト620の蛍光ランプBL1〜BL8の点灯/消灯を図11に示すように制御する。
図11は、これらの蛍光ランプBL1〜BL8の点灯および消灯のタイミングを示すタイミングチャートである。蛍光ランプBLiに対応するブロックを「i番目のブロック」と呼ぶものとすると(i=1,2,…,8)、1番目のブロックに含まれる走査線GL(1)〜GL(n)のうちの1番目の走査線GL(1)に画素データ書込パルスPwが印加されると、スイッチSW1がオンされて蛍光ランプBL1が点灯し、その走査線GL(1)に黒電圧印加パルスPbが印加されると、スイッチSW1がオフされて蛍光ランプBL1が消灯する。2番目のブロックに含まれる走査線GL(n+1)〜GL(2n)のうちの1番目の走査線GL(n+1)に画素データ書込パルスPwが印加されると、スイッチSW2がオンされて蛍光ランプBL2が点灯し、黒電圧印加パルスPbが印加されると、スイッチSW2がオフされて蛍光ランプBL2が消灯する。同様にして、r番目のブロックに含まれる走査線GL((r−1)・n+1)〜GL(r・n)のうちの1番目の走査線GL((r−1)・n+1)に画素データ書込パルスPwが印加されると、スイッチSWrがオンされて蛍光ランプBLrが点灯し、黒電圧印加パルスPbが印加されると、スイッチSWrがオフされて蛍光ランプBLrが消灯する(r=3,4,…,8)。
上記のようにして、1フレーム期間において、走査線GL(1)〜GL(M)への画素データ書込パルスPwの印加に応じて蛍光ランプBL1〜BL8が順次点灯し、走査線GL(1)〜GL(M)への黒電圧印加パルスPbの印加に応じて蛍光ランプBL1〜BL8が順次消灯する。これにより、表示部としての液晶パネル100における各画素形成部は、プリチャージ電圧VprPまたはVprNを与えられる時には、当該画素形成部を含むブロックに対応する蛍光ランプBLkは消灯状態となっていて、光を照射されない。このため、プリチャージ電圧VprP,VprNが完全な黒表示に相当する電圧でなくても、上記のようなバックライト620の点滅動作により、液晶パネル100における表示がインパルス化される。
したがって本変形例では、プリチャージ電圧VprPまたはVprNの値についての選定の自由度が高くなる。その結果、例えば、表示のインパルス化とは独立に充電特性の改善を主眼としてプリチャージ電圧VprPまたはVprNの値を決定することができる。また、例えば、電気光学素子としての液晶の応答速度を向上させるべく、液晶分子にプレチルト角を付与するための適切な電圧をプリチャージ電圧VprP,VprNとして選定することもできる。斜め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は、このようなプレチルト角に対応したプリチャージ電圧VprP,VprNを選定することにより、応答異常を防止し、動画像表示における尾引残像の発生を抑制することができる。以下、この点につき更に説明する。なお、以下の説明において液晶分子の配向に関する「垂直」および「水平」という表現は、液晶表示装置の表示面に対する垂直および水平をそれぞれ意味するものとする。
プリチャージ電圧VprP,VprNが示す黒表示データまたは低輝度データを黒電圧印加パルスPbによって画素形成部に書き込む際に、そのプリチャージ電圧VprP,VprNの絶対値が小さいほど、液晶分子は垂直配向に近くなる。この垂直配向状態から、正規の書込をするための電圧が液晶層に印加されると、液晶分子の傾斜角度は、印加される電圧の大きさによって制御することができるが、倒れる方向(水平方向)までは制御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。したがって、液晶層が所望の配向状態(透過率)に到達するまで、すなわち表示が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が生じる。数フレームにわたる応答異常が生じた場合、動画像表示において尾引残像が生じる。
これに対し、上記のようにプレチルト角に対応したプリチャージ電圧VprP,VprNが選定されると、液晶分子は、垂直配向からプレチルト角だけ傾斜した状態になる。つまり、黒電圧印加パルスPbによって画素形成部に与えられるプリチャージ電圧VprP,VprNは、液晶分子が完全に垂直に配向する場合に画素形成部に与えられる電圧よりも、プレチルト角の分だけ高くなっている。したがって、このプレチルト角の分だけ傾斜した状態から液晶層に電圧を印加した場合、液晶分子が所望の水平方向に倒れ、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、動画像表示における尾引残像の発生を抑制することができる。
なお、上記変形例では、スイッチSWkがオフされることにより蛍光ランプBLkが完全に消灯されるが(k=1〜8)、蛍光ランプBLkを完全に消灯する代わりに点灯状態でランプ電流を制御してランプ輝度を低減するようにしてもよい。
また、上記変形例では、各ブロックにおける1番目の走査線GL((k−1)・n+1)に印加される黒電圧印加パルスPbに同期させて、当該ブロックに対応する蛍光ランプBLkを消灯しているが(k=1〜8)、各ブロック内の他の走査線に印加される黒電圧印加パルスPbに同期させて蛍光ランプBLkを消灯してもよい。例えば、各ブロック内で蛍光ランプBLkの消灯によるインパルス効果の均一性を高めるには、各ブロック内の中央の走査線に印加される黒電圧印加パルスPbに同期させて蛍光ランプBLkを消灯するのが好ましい。
<2.2 第2の変形例>
次に、上記実施形態の第2の変形例に係る液晶表示装置について説明する。本変形例に係る液晶表示装置では、ソースドライバが、上記実施形態(図3)とは異なり、図12に示すような構成の出力部を有している。また、本変形例における表示制御回路は、上記実施形態におけるプリチャージ制御信号Cpr(図7(C))に代えて、図13(C)(D)に示すチャージシェア制御信号Cshおよびプリチャージ制御信号Cprを生成する。本変形例に係る液晶表示装置の他の部分については、上記実施形態と実質的に同様であるので、同一または対応する部分に同一の参照符号を付して詳しい説明を省略する。
本変形例では、上記実施形態におけるプリチャージ期間Tprがチャージシェア期間Tshとプリチャージ期間Tprとに分割されており、1水平期間毎にチャージシェア期間Tshでのプリチャージ動作に続けてプリチャージ期間でのプリチャージ動作が行われる。図13(C)(D)に示すように、チャージシェア制御信号Cshは、チャージシェア期間Tshを決定する信号であってチャージシェア期間TshでのみHレベルとなり、プリチャージ制御信号Cprは、プリチャージ期間Tprを決定する信号であってプリチャージ期間TprでのみHレベルとなる。
図12に示すように本変形例では、このようなプリチャージ制御信号Cprおよびチャージシェア制御信号Cshがソースドライバ300の出力部304に入力される。この出力部304は、上記実施形態と同様(図3)、ソースドライバ300のデータ信号生成部302で生成された内部データ信号d(1)〜d(N)を受け取ってデータ信号S(1)〜S(N)として出力する電圧ホロワとしてのN個の出力バッファ31と、各出力バッファ31とソースドライバ300の出力端子との間に介挿された第1のMOSトランジスタSWaと、ソースドライバ300の奇数番目の出力端子のそれぞれに1個ずつ設けられた第2のMOSトランジスタSWbと、ソースドライバ300の偶数番目の出力端子のそれぞれに1個ずつ設けられた第3のMOSトランジスタSWcと、正極性プリチャージ電圧VprPと負極性プリチャージ電圧VprNとを第2の極性反転制御信号Rev2に基づく所定周期で交互に出力するプリチャージ電源35と、このプリチャージ電源35から出力される電圧の極性を反転させる極性反転回路34とを備えており、これらの構成要素は上記実施形態と同様に接続されている。
これらに加えて、本変形例におけるソースドライバの出力部304は、ソースドライバ300の出力端子のそれぞれに1個ずつ設けられたスイッチング素子としての第4のMOSトランジスタSWdと、ORゲート36と、インバータ33とを更に備えており、ソースドライバの各出力端子は、第4のMOSトランジスタSWdを介して互いに接続されている。また、上述のチャージシェア制御信号Cshおよびプリチャージ制御信号CprはORゲート36に入力され、このORゲート36の出力端はインバータ33を介して全ての第1のMOSトランジスタSWaのゲート端子に接続されている。したがって、全ての第1のMOSトランジスタSWaのゲート端子には、チャージシェア制御信号Cshとプリチャージ制御信号Cprとの論理和の信号を論理反転させた信号が与えられる。さらに、全ての第2および第3のMOSトランジスタSWb,SWcのゲート端子にはプリチャージ制御信号Cprが与えられ、全ての第4のMOSトランジスタSWdのゲート端子にはチャージシェア制御信号Cshが与えられる。
このような構成によれば、チャージシェア期間Tshおよびプリチャージ期間Tpr以外の期間では、第1のMOSトランジスタSWaがオン状態となり、第2〜第4のMOSトランジスタSWb,SWc,SWdはオフ状態となるので、内部データ信号d(1)〜d(N)は、出力バッファ31および第1のMOSトランジスタSWaを介し、データ信号S(1)〜S(N)としてソースドライバ300から出力され、ソースラインSL1〜SLNに印加される。
一方、チャージシェア期間Tshおよびプリチャージ期間Tprのいずれにおいても第1のMOSトランジスタSWaがオフ状態となる。そしてチャージシェア期間Tshでは、第4のMOSトランジスタSWdがオン状態となるので、ソースドライバ300の出力端子にそれぞれ接続されたソースラインSL1〜SLNが第4のMOSトランジスタSWdを介して互いに短絡される。本変形例では、上記実施形態と同様、(2H)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の電圧は互いに逆極性であるため、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、正極性と負極性の間の或る中間電位となる。ここで各データ信号S(i)すなわちソースラインSLiの電位は、データ信号S(i)の直流レベルであるソースセンター電位VSdcを基準として極性が反転するので、図13(E)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)のソースセンター電位VSdcにほぼ等しくなる。ただし、ここでは理想的なデータ信号波形を記載しており、チャージシェア期間Tshが短い場合、実際にはソースラインSLiの電位がソースセンター電位VSdcに完全には到達しないこともある。
上記のチャージシェア期間Tshが終了すると直ちにプリチャージ期間Tpr(プリチャージ制御信号CprがHレベル)となる。このプリチャージ期間Tprでは、ソースドライバの出力部304は上記実施形態と同様に動作し、各データ信号S(i)すなわちソースラインSLiの電位は、図13(E)に示すように、正極性または負極性プリチャージ電圧VprP,VprNに等しくなる。ただし、このプリチャージ期間Tpr直前にソースラインSLiはほぼソースセンター電位VSdcとなっているので、このプリチャージ期間TprでのソースラインSLiの電位変化量は、上記実施形態の場合よりも大幅に低減される。
図13(F)〜(I)に示すように、本変形例においても、黒電圧印加パルスPbは、画素データ書込パルスPwやデータ信号S(i)との時間的関係が上記実施形態と同様となるようにゲートドライバ400により生成される。ただし、本変形例におけるプリチャージ期間Tprは、上記実施形態の場合よりも短いので、それに応じて黒電圧印加パルスPbの幅も上記実施形態よりも狭くなる。しかし、黒電圧印加パルスPbの幅が狭いことは、1フレーム期間内の黒電圧印加パルスPbの個数を増やすことで補償可能である。
このようにして本変形例においても、ソースラインSLiがプリチャージされると共に、インパルス化のための黒電圧の印加が画素容量Cpのプリチャージを兼ねることになるので、上記実施形態と同様の効果が得られる。しかも、本変形例によれば、各プリチャージ期間Tprの直前におけるチャージシェア動作(ソースライン間での電荷移動)により、プリチャージ期間TprでのソースラインSLiの電位変化量が大幅に低減されるので、上記実施形態に比べてソースドライバ300の消費電力を削減することができる。なお、図12に示した構成では、チャージシェア動作のための第4のMOSトランジスタSWdからなるスイッチング素子群がソースドライバ300(の出力部304)に内蔵されているが、これらのスイッチング素子群は、ソースドライバ300の外部に設けられていてもよく、例えば液晶パネル上においてTFTによって実現されていてもよい。
<2.3 その他の変形例>
上記実施形態では、図7および図8に示すように、各走査信号G(1)〜G(M)において黒電圧印加パルスPbは1水平期間ずつずれて現れる。このため、図8(B)(C)に示すように、2Hドット反転駆動方式における極性反転の単位である2表示ラインのうち1ライン目に対応する走査信号G(k),G(k+2),G(k+4)では、ソースライン電圧Vsの極性反転時におけるプリチャージ期間Tprに黒電圧印加パルスPbが現れるが、2表示ラインのうち2ライン目に対応する走査信号G(k+1),G(k+3)では、ソースライン電圧Vsの極性が反転しない時のプリチャージ期間Tprに黒電圧印加パルスPbが現れる。図8(B)からわかるように、画素容量Cpに対するプリチャージの観点からは、ソースライン電圧Vsの極性反転時にプリチャージするよりも、ソースライン電圧Vsの極性が反転しない時にプリチャージをする方が好ましい。したがって、図14に示すように、いずれの黒電圧印加パルスPbも、ソースライン電圧の極性が反転しない時(したがってデータ信号S(i)の極性が反転しない時)に現れるのが好ましい。このようにするには、2Hドット反転駆動方式における極性反転の単位である2表示ラインのうち1ライン目に対応する走査信号G(k),G(k+2)において黒電圧印加パルスPbが現れるタイミングを1水平期間だけ遅延させればよい。図14に示した例では、ゲートドライバ以外の構成は上記実施形態と同様でよい(図14(A)〜(D))。
上記実施形態では、2Hドット反転駆動方式が採用されていたが、本発明はこれに限定されるものではなく、一般にnHドット反転駆動方式(nは自然数)の液晶表示装置にも適用することができる。例えば、1Hドット反転駆動方式の液晶表示装置に本発明を適用した場合、データ信号S(i)や走査信号G(j)を含む各種信号の波形は、図15に示すようなものとなる。また本発明は、ドット反転駆動方式ではないnライン反転駆動方式にも適用可能である。
上記実施形態では、1水平期間毎にプリチャージ期間Tprが設けられているが、本発明はこれに限定されない。すなわち、各画素形成部につき次のフレーム期間の画素データ書込パルスPwによって与えられるべきデータ信号S(i)と同極性のプリチャージ電圧が黒電圧印加パルスPbによって与えられる構成であれば、2以上の水平期間毎にプリチャージ期間Tprが設けられるようにしてもよい。
上記実施形態におけるゲートドライバ400は、図5(A)(B)に示した構成に限定されるものではなく、図6(E)(F)や図7(E)〜(H)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よい。また、上記実施形態では、図6(E)(F)に示すように、各ゲートラインGLjには1フレーム期間に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プリチャージ期間Tprで選択状態となる1フレーム期間当たりの回数は3に限定されるものではなく、表示を黒レベルとする(画素電圧Vpをプリチャージ電圧VprPまたはVprNにほぼ等しくする)ことができるような1以上の数であればよい。
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像表示期間Tdpが経過した時点で黒電圧印加パルスPbが印加され(図7(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。
上記実施形態では、ソースドライバ300の出力バッファ31として電圧ホロワが使用されており、この電圧ホロワを動作させるにはバイアス電圧の供給が必要である。しかし、出力バッファ31としての電圧ホロワは、バイアス電圧を供給されている間は、ソースラインSLiを駆動していない場合であっても内部電流により電力を消費する。したがって、各出力バッファ31とソースラインSLiとの電気的接続が遮断されるプリチャージ期間Tprでは、各出力バッファ31へのバイアス電圧の供給を停止して内部電流が流れないようにするのが好ましい。図16は、このためのソースドライバの出力部304の構成例を示す回路図である。
図17は、図16の構成で使用される出力バッファ31の構成例を示す回路図である。図17に示すように、出力バッファ31は、定電流源として機能すべきNチャネル型MOSトランジスタ(以下「Nchトランジスタ」と略記する)Q1を有する第1の差動増幅器311と、定電流源として機能すべきPチャネル型MOSトランジスタ(以下「Pchトランジスタ」と略記する)Q2を有する第2の差動増幅器312と、PchトランジスタQ3とNchトランジスタQ4からなるプッシュプル形式の出力回路313とから構成されており、非反転入力端子Tinと、反転入力端子TinRと、出力端子Toutと、NchトランジスタQ1のゲート端子に接続された第1のバイアス用端子Tb1と、PchトランジスタQ2のゲート端子に接続された第2のバイアス用端子Tb2とを有している。そして出力端子Toutが反転入力端子TinRに直接に接続されており、この出力バッファ31は、第1のバイアス用端子Tb1に所定の第1バイアス電圧Vb1を、第2のバイアス用端子Tb2に所定の第2バイアス電圧Vb2をそれぞれ与えられると、電圧ホロワとして動作する。一方、第1のバイアス用端子Tb1に接地電位VSSを、第2のバイアス用端子Tb2に電源電圧VDDをそれぞれ与えられた場合には、NchトランジスタQ1およびPchトランジスタQ2がオフ状態となり、これによって出力回路313のPchトランジスタQ3およびNchトランジスタQ4もオフ状態となる。これは、出力バッファ31が休止状態となることを意味し、この休止状態では、出力バッファ31の内部には電流が流れず、その出力は高インピーダンス状態となる。
図16の構成例では、上記実施形態とは異なり、第1のMOSトランジスタSWaおよびインバータ33が削除され、各出力バッファ31の出力端Toutはソースドライバ300の出力端子に直接に接続されている。一方、この構成例では、第1および第2の切換スイッチ37,38と、各出力バッファ31の第1のバイアス用端子Tb1を第1の切換スイッチ37に接続するための第1のバイアスラインLb1と、各出力バッファ31の第2のバイアス用端子Tb2を第2の切換スイッチ38に接続するための第2のバイアスラインLb2とを備えている。なお、各出力バッファ31の入力端としての非反転入力端子Tinには内部データ信号d(i)が与えられる。第1の切換スイッチ37は、第1のバイアスラインLb1に与えるべき電圧をプリチャージ制御信号Cprに基づき切り替えるためのスイッチであり、この第1の切換スイッチ37により、第1のバイアスラインLb1には、プリチャージ制御信号CprがLレベルのときに第1バイアス電圧Vb1が与えられ、Hレベルのときに接地電位VSSが与えられる。第2の切換スイッチ38は、第2のバイアスラインLb2に与えるべき電圧をプリチャージ制御信号Cprに基づき切り替えるためのスイッチであり、この第2の切換スイッチ38により、第2のバイアスラインLb2には、プリチャージ制御信号CprがLレベルのときに第2バイアス電圧Vb2が与えられ、Hレベルのときに電源電圧VDDが与えられる。これにより、各出力バッファ31は、プリチャージ制御信号CprがLレベルのときには電圧ホロワとして動作し、Hレベルのときに休止状態となる。このように第1および第2の切換スイッチ37,38は各出力バッファ31の休止制御部として機能する。図16に示すソースドライバの出力部の他の構成は、上記実施形態におけるソースドライバの出力部304と同様であるので、同一部分には同一の参照符号を付して説明を省略する。なお、第1および第2バイアス電圧Vb1,Vb2の生成のための構成についても、従来と同様であるので説明を省略する。
上記のような構成によれば、プリチャージ期間Tpr以外の期間では、プリチャージ制御信号CprがLレベルとなるので、各内部データ信号d(i)は出力バッファ31を介しデータ信号S(i)としてソースラインSLiに印加される(i=1〜N)。一方、プリチャージ期間Tprでは、プリチャージ制御信号CprがHレベルとなるので、出力バッファ31は休止状態であってその出力は高インピーダンス状態となり、各ソースラインSLiは、第2のMOSトランジスタSWbまたは第3のMOSトランジスタSWcを介して正極性または負極性プリチャージ電圧が与えられる。このようにして上記実施形態と同様の機能を実現しつつ、プリチャージ期間Tprにおいて各出力バッファを休止状態とすることによりソースドライバ300の消費電力を削減することができる。
なお、出力バッファ31の構成は、図17の構成に限定されるものではなく、バイアス電圧の切換によって内部電流を低減または遮断して休止状態とできるものであればよい。また、出力バッファ31の出力が休止状態において高インピーダンス状態にならない構成の場合には、上記実施形態と同様に、第1のMOSトランジスタSWaを各出力バッファ31とソースドライバの出力端子との間に介挿してもよい。
上記実施形態では、図3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と、第3のMOSトランジスタSWcと、インバータ33と、極性反転回路34と、プリチャージ電源35とにより、プリチャージ回路が構成されており、このプリチャージ回路は、プリチャージ期間Tprにおいて、ソースラインSL1〜SLNへの内部データ信号d(1)〜d(N)の印加を遮断すると共に、第1のプリチャージ信号Spr1を奇数番目のソースラインSLiod(iod=1,3,5,…)に、第2のプリチャージ信号Spr2を偶数番目のソースラインSLiev(iev=2,4,6,…)にそれぞれ与える。上記実施形態では、このプリチャージ回路はソースドライバ300に含まれているが、このプリチャージ回路の一部または全部をソースドライバ300の外部に設ける構成、例えばTFTを用いて表示部100内に画素アレイと一体化して設ける構成としてもよい。
<3.テレビジョン受信機>
次に、本発明に係る液晶表示装置をテレビジョン受信機に使用した例について説明する。図18は、このテレビジョン受信機用の表示装置800の構成を示すブロック図である。この表示装置800は、Y/C分離回路80と、ビデオクロマ回路81と、A/Dコンバータ82と、液晶コントローラ83と、液晶パネル84と、バックライト駆動回路85と、バックライト86と、マイコン(マイクロコンピュータ)87と、階調回路88とを備えている。なお、上記液晶パネル84は、アクティブマトリクス型の画素アレイからなる表示部と、その表示部を駆動するためのソースドライバおよびゲートドライバを含んでいる。
上記構成の表示装置800では、まず、テレビジョン信号としての複合カラー映像信号Scvが外部からY/C分離回路80に入力され、そこで輝度信号と色信号に分離される。これらの輝度信号と色信号は、ビデオクロマ回路81にて光の3原色に対応するアナログRGB信号に変換され、さらに、このアナログRGB信号はA/Dコンバータ82により、デジタルRGB信号に変換される。このデジタルRGB信号は液晶コントローラ83に入力される。また、Y/C分離回路80では、外部から入力された複合カラー映像信号Scvから水平および垂直同期信号も取り出され、これらの同期信号もマイコン87を介して液晶コントローラ83に入力される。
液晶コントローラ83は、A/Dコンバータ82からのデジタルRGB信号(上記実施形態におけるデジタルビデオ信号Dvに相当)に基づきドライバ用データ信号を出力する。また、液晶コントローラ83は、液晶パネル84内のソースドライバおよびゲートドライバを上記実施形態と同様に動作させるためのタイミング制御信号を、上記同期信号に基づいて生成し、それらのタイミング制御信号をソースドライバおよびゲートドライバに与える。また、階調回路88では、カラー表示の3原色R,G,Bそれぞれの階調電圧が生成され、それらの階調電圧も液晶パネル84に供給される。
液晶パネル84では、これらのドライバ用データ信号、タイミング制御信号および階調電圧に基づき内部のソースドライバやゲートドライバ等により駆動用信号(データ信号、走査信号等)が生成され(図7参照)、それらの駆動用信号に基づき内部の表示部にカラー画像が表示される。なお、この液晶パネル84によって画像を表示するには、液晶パネル84の後方から光を照射する必要がある。この表示装置800では、マイコン87の制御の下にバックライト駆動回路85がバックライト86を駆動することにより、液晶パネル84の裏面に光が照射される。
上記の処理を含め、システム全体の制御はマイコン87が行う。なお、外部から入力される映像信号(複合カラー映像信号)としては、テレビジョン放送に基づく映像信号のみならず、カメラにより撮像された映像信号や、インターネット回線を介して供給される映像信号等も使用可能であり、この表示装置800では、様々な映像信号に基づいた画像表示が可能である。
上記構成の表示装置800でテレビジョン放送に基づく画像を表示する場合には、図19に示すように、当該表示装置800にチューナ部90が接続される。このチューナ部90は、アンテナ(不図示)で受信した受信波(高周波信号)の中から受信すべきチャンネルの信号を抜き出して中間周波信号に変換し、この中間周波数信号を検波することによってテレビジョン信号としての複合カラー映像信号Scvを取り出す。この複合カラー映像信号Scvは、既述のように表示装置800に入力され、この複合カラー映像信号Scvに基づく画像が当該表示装置800によって表示される。
図20は、上記構成の表示装置をテレビジョン受信機とするときの機械的構成の一例を示す分解斜視図である。図20に示した例では、テレビジョン受信機は、その構成要素として、上記表示装置800の他に第1筐体801および第2筐体806を有しており、表示装置800を第1筐体801と第2筐体806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801には、表示装置800で表示される画像を透過させる開口部801aが形成されている。また、第2筐体806は、表示装置800の背面側を覆うものであり、当該表示装置800を操作するための操作用回路805が設けられると共に、下方に支持用部材808が取り付けられている。
以上のようなテレビジョン受信機によれば、黒電圧印加パルスPbによる表示のインパルス化によって動画の表示性能が改善される。また、そのインパルス化のための黒挿入は画素容量Cpのプリチャージを兼ねており、各ソースラインも1水平期間毎にプリチャージされるので、画素容量における充電率の向上および充電条件の均一化によって画像の表示品質が改善される。
<4.付記>
<付記1>
アクティブマトリクス型の液晶表示装置であって、
複数のデータ信号線と、
前記複数のデータ信号線と交差する複数の走査信号線と、
前記複数のデータ信号線と前記複数の走査信号線との交差点にそれぞれ対応してマトリクス状に配置された複数の画素形成部と、
前記複数のデータ信号線および前記複数の走査信号線を駆動する駆動回路とを備え、
前記駆動回路は、
表示すべき画像を表す複数のデータ信号を所定数の水平期間毎に極性が反転する電圧信号として生成し、当該複数のデータ信号を前記複数のデータ信号線に印加するデータ信号線駆動回路と、
1以上の所定数の水平期間毎に所定のプリチャージ期間だけ正極性または負極性の所定電圧をプリチャージ電圧として前記複数のデータ信号線に与えるプリチャージ回路と、
前記複数の走査信号線のそれぞれは各フレーム期間において少なくとも1回は前記プリチャージ期間以外の期間である有効走査期間で選択状態となり、当該有効走査期間で選択状態となった走査信号線は当該選択状態から非選択状態に変化する第1の時点から次のフレーム期間における有効走査期間で選択状態となる第2の時点までに少なくとも1回は前記プリチャージ期間で選択状態となるように、前記複数の走査信号線を選択的に駆動する走査信号線駆動回路とを含み、
前記複数の画素形成部のそれぞれは、
対応する交差点を通過する走査信号線が選択状態のときにオン状態となり非選択状態のときにオフ状態となるスイッチング素子と、
対応する交差点を通過するデータ信号線に前記スイッチング素子を介して接続された画素容量とを含み、
前記駆動回路は、各フレーム期間においていずれかの走査信号線が前記プリチャージ期間で選択状態とされたときに各データ信号線に与えられる前記プリチャージ電圧の極性が、次のフレーム期間において当該走査信号線が前記有効走査期間で選択状態とされたときに当該データ信号線に印加されるデータ信号の極性と一致するように、前記プリチャージ回路により前記プリチャージ電圧を各データ信号線に印加すると共に前記走査信号線駆動回路により各走査信号線を選択することを特徴とする、アクティブマトリクス型の液晶表示装置。
このような付記1に記載の液晶表示装置によれば、各プリチャージ期間には各データ信号線にプリチャージ電圧が与えられ、各走査信号線は、表示すべき画像の画素データの書込のために有効走査期間で選択されてから次のフレーム期間における有効走査期間で選択状態となるまでに少なくとも1回はプリチャージ期間で選択状態となる。これにより、次に画素データ書込のために有効走査期間で選択状態となるまでは当該走査信号線に接続された画素形成部の画素容量に当該プリチャージ電圧が保持される。ここで、プリチャージ電圧として黒表示に相当する電圧が選定されていれば、画素データ書込のための画素容量での充電期間を短縮することなく、十分な黒挿入期間の確保によるインパルス化によって動画像の表示性能を改善することができる。また、いずれかの走査信号線がプリチャージ期間で選択状態とされたときに各データ信号線に与えられるプリチャージ電圧の極性は、次のフレーム期間において当該走査信号線が有効走査期間で選択状態とされたときに当該データ信号線に印加されるデータ信号の極性と一致する。このため、プリチャージ期間での走査信号線の選択により画素容量のプリチャージが行われる。したがって、アクティブマトリクス型の液晶表示装置において、駆動回路等の複雑化や動作周波数の増大を抑えつつ表示を(擬似的に)インパルス化でき、かつ画素容量の充電率を向上させることができる。
<付記2>
付記1に記載の液晶表示装置において、
前記プリチャージ回路は、各データ信号線に与えるべき前記プリチャージ電圧の極性を、当該データ信号線に印加すべき前記データ信号の極性反転に連動して反転させることを特徴とする、液晶表示装置。
このような付記2に記載の液晶表示装置によれば、各データ信号線に与えるべきプリチャージ電圧の極性は当該データ信号線に印加すべきデータ信号の極性反転に連動して反転するので、画素容量のプリチャージのために走査信号線を選択すべき期間の設定が容易となる。また、各プリチャージ期間に各データ信号線に与えられるプリチャージ電圧の極性を当該プリチャージ期間直後の有効走査期間に当該データ信号線に与えられるデータ信号の極性と一致させることが可能となり、これにより各データ信号線のプリチャージによって充電率を高めることができる。
<付記3>
付記2に記載の液晶表示装置において、
前記プリチャージ回路は、
各プリチャージ期間に各データ信号線に与えられる前記プリチャージ電圧の極性が当該プリチャージ期間直後に当該データ信号線に印加されるデータ信号の極性と一致するように、各データ信号線に与えるべき前記プリチャージ電圧を生成し、
各データ信号の極性が反転する時に所定期間を前記プリチャージ期間として各データ信号線に前記プリチャージ電圧を与えることを特徴とする、液晶表示装置。
このような付記3に記載の液晶表示装置によれば、各データ信号の極性が反転する時に所定期間をプリチャージ期間として各データ信号線にプリチャージ電圧が与えられ、かつ、そのプリチャージ電圧の極性は、当該プリチャージ期間直後に当該データ信号線に印加されるデータ信号の極性と一致する。このようなデータ信号線のプリチャージにより、画素容量の充電率を更に高めることができると共に、データ信号線駆動回路の消費電力も低減することができる。
<付記4>
付記1に記載の液晶表示装置において、
前記走査信号線駆動回路は、前記有効走査期間で選択状態となった走査信号線を、前記第1の時点から前記第2の時点までに、複数回、前記プリチャージ期間で選択状態とすることを特徴とする、液晶表示装置。
このような付記4に記載の液晶表示装置によれば、有効走査期間に選択状態とされた走査信号線は、当該選択状態から非選択状態に変化する第1の時点から次のフレーム期間における有効走査期間で選択状態となる第2の時点までに、複数回、プリチャージ期間で選択状態とされる。これにより、当該次のフレーム期間における有効走査期間直前(画素データ書込の直前)には、当該有効走査期間で画素データとしてのデータ信号を与えるべき画素容量に、当該データ信号と同極性のプリチャージ電圧を確実に保持させることができる。また、このプリチャージ電圧として黒表示に相当する電圧を選定することにより表示がインパルス化される場合には、インパルス化のための黒表示期間において表示輝度を十分な黒レベルとすることができる。
<付記5>
付記4に記載の液晶表示装置において、
前記プリチャージ回路は、各データ信号線に与えるべき前記プリチャージ電圧の極性を、当該データ信号線に印加すべき前記データ信号の極性反転に連動して反転させ、
前記走査信号線駆動回路は、前記有効走査期間で選択状態となった走査信号線を、前記第1の時点から前記第2の時点までに、前記複数のデータ信号の極性が反転する周期である前記所定数の水平期間の2倍の期間毎に前記複数回、前記プリチャージ期間で選択状態とすることを特徴とする、液晶表示装置。
このような付記5に記載の液晶表示装置によれば、各データ信号線に与えるべきプリチャージ電圧の極性は、当該データ信号線に印加すべきデータ信号の極性反転に連動して反転し、かつ、有効走査期間に選択状態とされた走査信号線は、上記第1の時点から上記第2の時点までに、データ信号の極性が反転する周期である所定数の水平期間の2倍の期間毎に複数回、プリチャージ期間で選択状態とされる。したがって、各データ信号線に対し、その複数回の選択状態に対応するプリチャージ期間で同極性のプリチャージ電圧が信号線に与えられる。これにより画素容量が確実にプリチャージされる。また、このプリチャージ電圧として黒表示に相当する電圧を選定することにより表示がインパルス化されている場合には、インパルス化のための黒表示期間において表示輝度を確実に黒レベルとすることができる。
<付記6>
付記1に記載の液晶表示装置において、
前記データ信号線駆動回路は、前記複数のデータ信号を2以上の所定数の水平期間毎に極性が反転するように生成し、
前記プリチャージ回路は、1水平期間毎に前記プリチャージ期間だけ前記プリチャージ電圧を前記複数のデータ信号線に与えることを特徴とする、液晶表示装置。
このような付記6に記載の液晶表示装置によれば、各データ信号の極性を2以上の所定数の水平期間毎に反転することによりデータ信号線駆動回路の消費電力を低減しつつ、1水平期間毎にプリチャージ期間だけプリチャージ電圧を各データ信号線に与えることにより画素容量の充電条件を均一化して表示における横筋ムラの発生を防止することができる。
<付記7>
付記6に記載の液晶表示装置において、
前記走査信号線駆動回路は、前記有効走査期間で選択状態となった走査信号線を、前記第1の時点から前記第2の時点までに、前記複数のデータ信号の極性が反転しない前記プリチャージ期間で選択状態とすることを特徴とする、液晶表示装置。
このような付記7に記載の液晶表示装置によれば、走査信号線はデータ信号の極性が反転しないプリチャージ期間で選択状態とされるので、走査信号線が選択状態とされるプリチャージ期間ではデータ信号線の電圧が安定している。したがって、プリチャージ期間での走査信号線の選択により画素容量を効率よくプリチャージすることができる。
<付記8>
付記1に記載の液晶表示装置において、
前記走査信号線駆動回路は、前記複数の走査信号線のいずれかを前記有効走査期間で選択状態とするときには当該選択状態の期間が前記プリチャージ期間と重ならないように当該いずれかの走査信号線を選択することを特徴とする、液晶表示装置。
このような付記8に記載の液晶表示装置によれば、走査信号線が有効走査期間で選択状態とされるときには当該選択状態の期間がプリチャージ期間と重ならないので、表示すべき画像の画素データを示すデータ信号による画素容量の充電がデータ信号線のプリチャージによって妨げられることはない。
<付記9>
付記1に記載の液晶表示装置において、
前記駆動回路を制御するための表示制御回路を更に備え、
前記プリチャージ回路は、
前記複数のデータ信号線への前記複数のデータ信号の印加をオフ状態のときに遮断する第1のスイッチング素子群と、
同一極性のデータ信号が印加されるデータ信号線群を1組として前記複数のデータ信号線をグループ化することにより得られる2組のデータ信号線群のうちの一方のデータ信号線群のそれぞれに接続されたスイッチング素子からなる第2のスイッチング素子群と、
前記2組のデータ信号線群のうちの他方のデータ信号線群のそれぞれに接続されたスイッチング素子からなる第3のスイッチング素子群と、
前記プリチャージ電圧としての正極性電圧と負極性電圧とが交互に現れるプリチャージ信号を生成し、当該プリチャージ信号を前記第2のスイッチング素子群がオン状態のときに前記第2のスイッチング素子群を介して前記一方のデータ信号線群に与えると共に、前記プリチャージ電圧の極性を反転させた反転プリチャージ信号を生成し、当該反転プリチャージ信号を前記第3のスイッチング素子群がオン状態のときに前記第3のスイッチング素子群を介して前記他方のデータ信号線群に与えるプリチャージ信号発生回路とを含み、
前記表示制御回路は、前記プリチャージ期間において前記第1のスイッチング素子群をオフ状態とすると共に前記第2および第3のスイッチング素子群をオン状態とし、前記プリチャージ期間以外の期間において前記第1のスイッチング素子群をオン状態とすると共に前記第2および第3のスイッチング素子群をオフ状態とすることを特徴とする、液晶表示装置。
このような付記9に記載の液晶表示装置によれば、同一極性のデータ信号が印加されるデータ信号線群を1組として表示部のデータ信号線が2組にグループ化され、一方の組のデータ信号線群に与えられるプリチャージ信号と他方の組のデータ信号線群に与えられるプリチャージ信号とは、互いに逆極性となっている。したがって、ドット反転駆動方式のようにデータ信号の極性がデータ信号線によって異なる場合であっても、各データ信号線および各画素容量を適切な極性の電圧でプリチャージすることができる。
<付記10>
付記9に記載の液晶表示装置において、
前記表示制御回路は、前記データ信号線駆動回路に前記複数のデータ信号の極性を前記所定数の水平期間毎に反転させるための制御信号を極性反転信号として生成し、
前記プリチャージ信号発生回路は、前記極性反転信号に応じて極性が反転するように前記プリチャージ信号を生成することを特徴とする、液晶表示装置。
このような付記10に記載の液晶表示装置によれば、極性反転信号に基づきデータ信号の極性反転に連動してプリチャージ信号の極性(プリチャージ電圧の極性)が反転し、かつ、上記一方の組のデータ信号線群に与えられるプリチャージ信号と上記他方の組のデータ信号線群に与えられるプリチャージ信号とが、互いに逆極性となっている。したがって、画素容量のプリチャージのために走査信号線を選択すべき期間の設定が容易になると共に、ドット反転駆動方式のようにデータ信号の極性がデータ信号線によって異なる場合であっても、各データ信号線および各画素容量を適切な極性の電圧でプリチャージすることができる。
<付記11>
付記1に記載の液晶表示装置において、
前記プリチャージ期間は、前記画像を表す前記複数のデータ信号が前記複数のデータ信号線に印加される期間よりも短いことを特徴とする、液晶表示装置。
このような付記11に記載の液晶表示装置によれば、プリチャージ電圧がデータ信号線に印加される期間であるプリチャージ期間が、表示すべき画像を表すデータ信号がデータ信号線に印加される期間(データ信号期間)よりも短いので、画素データ書込のための画素容量の充電期間の短縮化を抑えつつ、表示をインパルス化することができる。したがって、本発明の当該局面は、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の増大により上記データ信号期間が短くなる場合や、動画の表示性能を更に改善すべくフレーム周波数を高めることにより上記データ信号期間が短くなる場合に、有効である。
<付記12>
付記1に記載の液晶表示装置において、
前記複数の画素形成部のそれぞれは、前記画素容量に電圧が印加されないときに黒の画素を形成するように構成され、
前記プリチャージ電圧は、黒表示に相当する電圧であることを特徴とする、液晶表示装置。
このような付記12に記載の液晶表示装置によれば、液晶表示装置はノーマリブラックモードで動作し、プリチャージ電圧は、データ信号の直流レベル付近の値に設定されることで黒表示に相当する電圧(黒電圧)となるので、プリチャージ期間での走査信号線の選択による画素容量のプリチャージによって表示がインパルス化される。したがって、黒電圧が正極側最大電圧付近または負極側最小電圧付近の電圧となるノーマリホワイトモードの場合に比べ、表示のインパルス化を容易に行うことができる。また、プリチャージ電圧がデータ信号の直流レベル付近の電圧となることから、インパルス化のための黒電圧の書込による電力消費も低減される。
<付記13>
付記1に記載の液晶表示装置において、
前記データ信号線駆動回路は、互いに隣接するデータ信号線にそれぞれ印加されるべきデータ信号の極性が互いに異なるように前記複数のデータ信号を生成し、
前記駆動回路は、1以上の所定数の水平期間毎に所定期間だけ前記複数のデータ信号の前記複数のデータ信号線への印加を遮断すると共に、当該所定期間に含まれる所定のチャージシェア期間において前記複数のデータ信号線を互いに短絡させる回路を含み、
前記プリチャージ期間は、前記複数のデータ信号の前記複数のデータ信号線への印加が遮断される前記所定期間に含まれかつ前記チャージシェア期間に続く期間であることを特徴とする、液晶表示装置。
このような付記13に記載の液晶表示装置によれば、互いに隣接するデータ信号線にそれぞれ印加されるべきデータ信号の極性が互いに異なる方式すなわちドット反転駆動方式の液晶表示装置において、プリチャージ期間の直前のチャージシェア期間に表示部のデータ信号線が互いに短絡されることにより、各データ信号線の電位がデータ信号の直流レベルにほぼ等しくなる。これにより、プリチャージ期間でのデータ信号線の電位変化量が大幅に小さくなるので、プリチャージ動作による電力消費を低減することができる。
<付記14>
付記1に記載の液晶表示装置において、
前記データ信号線駆動回路は、
前記複数のデータ信号線に印加すべき前記複数のデータ信号を出力する複数のバッファと、
前記プリチャージ期間において前記複数のバッファを休止させる休止制御部とを含むことを特徴とする、液晶表示装置。
このような付記14に記載の液晶表示装置によれば、プリチャージ回路によりデータ信号線にプリチャージ電圧が印加されるプリチャージ期間では、データ信号線駆動回路内のバッファは休止状態となるので、データ信号線駆動回路の消費電力を低減することができる。
<付記15>
付記1に記載の液晶表示装置において、
部分的に点灯/消灯可能に構成され、前記複数の画素形成部に光を照射する照明装置と、
各走査信号線の選択に応じて前記照明装置の点灯および消灯を制御する照明制御部とを更に備え、
前記複数の画素形成部は、液晶層を共有し、それぞれに含まれる前記画素容量に保持される電圧に応じて前記照明装置からの光の前記液晶層における透過量を制御することにより前記画像を形成し、
前記照明制御部は、前記複数の走査信号線のいずれかが前記有効走査期間で選択状態とされることによって前記複数のデータ信号のいずれかにより充電された画素容量を含む画素形成部に前記照明装置から光が照射され、前記複数の走査信号線のいずれかが前記プリチャージ期間で選択状態とされることによって前記プリチャージ電圧により充電された画素容量を含む画素形成部に前記照明装置から光が照射されないように、前記照明装置の点灯および消灯を制御する、液晶表示装置。
このような付記15に記載の液晶表示装置によれば、表示部の走査信号線のいずれかが有効走査期間で選択状態とされることによってデータ信号のいずれかにより充電された画素容量を含む画素形成部に照明装置から光が照射され、表示部の走査信号線のいずれかがプリチャージ期間で選択状態とされることによってプリチャージ電圧により充電された画素容量を含む画素形成部に照明装置から光が照射されない。したがって、プリチャージ電圧が黒表示に相当する電圧でない場合であっても、このような照明装置の制御により黒挿入が行われて表示がインパルス化される。このため、プリチャージ電圧についての選定の自由度が高くなり、例えば、表示のインパルス化とは独立に充電特性の改善を主眼としてプリチャージ電圧の値を決定することができる。また、例えば、電気光学素子としての液晶の応答速度を向上させるべく、液晶分子にプレチルト角を付与するための適切な電圧をプリチャージ電圧として選定することもできる。
<付記16>
付記15に記載の液晶表示装置において、
前記プリチャージ電圧は、前記液晶層の液晶分子にプレチルト角を付与するための電圧であることを特徴とする、液晶表示装置。
このような付記16に記載の液晶表示装置によれば、走査信号線の選択に応じた上記のような照明装置の制御によってインパルス化を実現しつつ、画素容量のプリチャージにおいて液晶分子にプレチルト角を付与することで動画の表示性能を更に改善することができる。
<付記17>
付記1に記載の液晶表示装置を備えることを特徴とするテレビジョン受信機。
<付記18>
複数のデータ信号線と、前記複数のデータ信号線と交差する複数の走査信号線と、前記複数のデータ信号線と前記複数の走査信号線との交差点にそれぞれ対応してマトリクス状に配置された複数の画素形成部とを有するアクティブマトリクス型の液晶表示装置の駆動回路であって、
表示すべき画像を表す複数のデータ信号を所定数の水平期間毎に極性が反転する電圧信号として生成し、当該複数のデータ信号を前記複数のデータ信号線に印加するデータ信号線駆動回路と、
1以上の所定数の水平期間毎に所定のプリチャージ期間だけ正極性または負極性の所定電圧をプリチャージ電圧として前記複数のデータ信号線に与えるプリチャージ回路と、
前記複数の走査信号線のそれぞれは各フレーム期間において少なくとも1回は前記プリチャージ期間以外の期間である有効走査期間で選択状態となり、当該有効走査期間で選択状態となった走査信号線は当該選択状態から非選択状態に変化する第1の時点から次のフレーム期間における有効走査期間で選択状態となる第2の時点までに少なくとも1回は前記プリチャージ期間で選択状態となるように、前記複数の走査信号線を選択的に駆動する走査信号線駆動回路とを備え、
前記複数の画素形成部のそれぞれは、
対応する交差点を通過する走査信号線が選択状態のときにオン状態となり非選択状態のときにオフ状態となるスイッチング素子と、
対応する交差点を通過するデータ信号線に前記スイッチング素子を介して接続された画素容量とを含み、
各フレーム期間においていずれかの走査信号線が前記プリチャージ期間で選択状態とされたときに各データ信号線に与えられる前記プリチャージ電圧の極性が、次のフレーム期間において当該走査信号線が前記有効走査期間で選択状態とされたときに当該データ信号線に印加されるデータ信号の極性と一致するように、前記プリチャージ回路により前記プリチャージ電圧が各データ信号線に印加されると共に前記走査信号線駆動回路により各走査信号線が選択されることを特徴とする、駆動回路。
<付記19>
複数のデータ信号線と、前記複数のデータ信号線と交差する複数の走査信号線と、前記複数のデータ信号線と前記複数の走査信号線との交差点にそれぞれ対応してマトリクス状に配置された複数の画素形成部とを有するアクティブマトリクス型の液晶表示装置の駆動方法であって、
表示すべき画像を表す複数のデータ信号を所定数の水平期間毎に極性が反転する電圧信号として生成し、当該複数のデータ信号を前記複数のデータ信号線に印加するデータ信号線駆動ステップと、
1以上の所定数の水平期間毎に所定のプリチャージ期間だけ正極性または負極性の所定電圧をプリチャージ電圧として前記複数のデータ信号線に与えるプリチャージステップと、
前記複数の走査信号線のそれぞれは各フレーム期間において少なくとも1回は前記プリチャージ期間以外の期間である有効走査期間で選択状態となり、当該有効走査期間で選択状態となった走査信号線は当該選択状態から非選択状態に変化する第1の時点から次のフレーム期間における有効走査期間で選択状態となる第2の時点までに少なくとも1回は前記プリチャージ期間で選択状態となるように、前記複数の走査信号線を選択的に駆動する走査信号線駆動ステップとを備え、
前記複数の画素形成部のそれぞれは、
対応する交差点を通過する走査信号線が選択状態のときにオン状態となり非選択状態のときにオフ状態となるスイッチング素子と、
対応する交差点を通過するデータ信号線に前記スイッチング素子を介して接続された画素容量とを含み、
各フレーム期間においていずれかの走査信号線が前記プリチャージ期間で選択状態とされたときに各データ信号線に与えられる前記プリチャージ電圧の極性が、次のフレーム期間において当該走査信号線が前記有効走査期間で選択状態とされたときに当該データ信号線に印加されるデータ信号の極性と一致するように、前記プリチャージステップにより前記プリチャージ電圧が各データ信号線に印加されると共に前記走査信号線駆動ステップにより各走査信号線が選択されることを特徴とする、駆動方法。
本発明は、アクティブマトリクス型の液晶表示装置に適用されるものであり、特に、動画を表示するアクティブマトリクス型液晶表示装置に適している。

Claims (12)

  1. アクティブマトリクス型の液晶表示装置であって、
    複数のデータ信号線と、
    前記複数のデータ信号線と交差する複数の走査信号線と、
    前記複数のデータ信号線と前記複数の走査信号線との交差点にそれぞれ対応してマトリクス状に配置された複数の画素形成部と、
    前記複数のデータ信号線および前記複数の走査信号線を駆動する駆動回路とを備え、
    前記駆動回路は、
    表示すべき画像を表す複数のデータ信号を2以上の所定数の水平期間毎に極性が反転する電圧信号として生成し、当該複数のデータ信号を前記複数のデータ信号線に印加するデータ信号線駆動回路と、
    1水平期間毎に所定のプリチャージ期間だけ正極性または負極性の所定電圧をプリチャージ電圧として前記複数のデータ信号線に与えるプリチャージ回路と、
    前記複数の走査信号線のそれぞれは各フレーム期間において少なくとも1回は前記プリチャージ期間以外の期間である有効走査期間で選択状態となり、当該有効走査期間で選択状態となった走査信号線は当該選択状態から非選択状態に変化する第1の時点から次のフレーム期間における有効走査期間で選択状態となる第2の時点までに少なくとも1回は前記プリチャージ期間で選択状態となるように、前記複数の走査信号線を選択的に駆動する走査信号線駆動回路とを含み、
    前記走査信号線駆動回路は、前記有効走査期間で選択状態となった走査信号線を、前記第1の時点から前記第2の時点までに、前記複数のデータ信号の極性が反転しない前記プリチャージ期間で選択状態とし、
    前記複数の画素形成部のそれぞれは、
    対応する交差点を通過する走査信号線が選択状態のときにオン状態となり非選択状態のときにオフ状態となるスイッチング素子と、対応する交差点を通過するデータ信号線に前記スイッチング素子を介して接続された画素容量とを含み、
    前記画素容量に電圧が印加されないときに黒の画素を形成するように構成され、
    前記プリチャージ電圧は、黒表示に相当する電圧であり、
    前記プリチャージ回路は、
    各プリチャージ期間に各データ信号線に与えられる前記プリチャージ電圧の極性が当該プリチャージ期間直後に当該データ信号線に印加されるデータ信号の極性と一致するように、各データ信号線に与えるべき前記プリチャージ電圧を生成し、各データ信号の極性が反転する時に所定期間を前記プリチャージ期間として各データ信号線に前記プリチャージ電圧を与えることにより、
    各データ信号線に与えるべき前記プリチャージ電圧の極性を、当該データ信号線に印加すべき前記データ信号の極性反転に連動して反転させ、
    前記駆動回路は、各フレーム期間においていずれかの走査信号線が前記プリチャージ期間で選択状態とされたときに各データ信号線に与えられる前記プリチャージ電圧の極性が、次のフレーム期間において当該走査信号線が前記有効走査期間で選択状態とされたときに当該データ信号線に印加されるデータ信号の極性と一致するように、前記プリチャージ回路により前記プリチャージ電圧を各データ信号線に印加すると共に前記走査信号線駆動回路により各走査信号線を選択することを特徴とする、液晶表示装置。
  2. 前記走査信号線駆動回路は、前記有効走査期間で選択状態となった走査信号線を、前記第1の時点から前記第2の時点までに、複数回、前記プリチャージ期間で選択状態とすることを特徴とする、請求項1に記載の液晶表示装置。
  3. 前記走査信号線駆動回路は、前記有効走査期間で選択状態となった走査信号線を、前記第1の時点から前記第2の時点までに、前記複数のデータ信号の極性が反転する周期である前記所定数の水平期間の2倍の期間毎に前記複数回、前記プリチャージ期間で選択状態とすることを特徴とする、請求項2に記載の液晶表示装置。
  4. 前記走査信号線駆動回路は、前記複数の走査信号線のいずれかを前記有効走査期間で選択状態とするときには当該選択状態の期間が前記プリチャージ期間と重ならないように当該いずれかの走査信号線を選択することを特徴とする、請求項1に記載の液晶表示装置。
  5. 前記駆動回路を制御するための表示制御回路を更に備え、
    前記プリチャージ回路は、
    前記複数のデータ信号線への前記複数のデータ信号の印加をオフ状態のときに遮断する第1のスイッチング素子群と、
    同一極性のデータ信号が印加されるデータ信号線群を1組として前記複数のデータ信号線をグループ化することにより得られる2組のデータ信号線群のうちの一方のデータ信号線群のそれぞれに接続されたスイッチング素子からなる第2のスイッチング素子群と、
    前記2組のデータ信号線群のうちの他方のデータ信号線群のそれぞれに接続されたスイッチング素子からなる第3のスイッチング素子群と、
    前記プリチャージ電圧としての正極性電圧と負極性電圧とが交互に現れるプリチャージ信号を生成し、当該プリチャージ信号を前記第2のスイッチング素子群がオン状態のときに前記第2のスイッチング素子群を介して前記一方のデータ信号線群に与えると共に、前記プリチャージ電圧の極性を反転させた反転プリチャージ信号を生成し、当該反転プリチャージ信号を前記第3のスイッチング素子群がオン状態のときに前記第3のスイッチング素子群を介して前記他方のデータ信号線群に与えるプリチャージ信号発生回路とを含み、
    前記表示制御回路は、前記プリチャージ期間において前記第1のスイッチング素子群をオフ状態とすると共に前記第2および第3のスイッチング素子群をオン状態とし、前記プリチャージ期間以外の期間において前記第1のスイッチング素子群をオン状態とすると共に前記第2および第3のスイッチング素子群をオフ状態とすることを特徴とする、請求項1に記載の液晶表示装置。
  6. 前記表示制御回路は、前記データ信号線駆動回路に前記複数のデータ信号の極性を前記所定数の水平期間毎に反転させるための制御信号を極性反転信号として生成し、
    前記プリチャージ信号発生回路は、前記極性反転信号に応じて極性が反転するように前記プリチャージ信号を生成することを特徴とする、請求項5に記載の液晶表示装置。
  7. 前記プリチャージ期間は、前記画像を表す前記複数のデータ信号が前記複数のデータ信号線に印加される期間よりも短いことを特徴とする、請求項1に記載の液晶表示装置。
  8. 前記データ信号線駆動回路は、互いに隣接するデータ信号線にそれぞれ印加されるべきデータ信号の極性が互いに異なるように前記複数のデータ信号を生成し、
    前記駆動回路は、1以上の所定数の水平期間毎に所定期間だけ前記複数のデータ信号の前記複数のデータ信号線への印加を遮断すると共に、当該所定期間に含まれる所定のチャージシェア期間において前記複数のデータ信号線を互いに短絡させる回路を含み、
    前記プリチャージ期間は、前記複数のデータ信号の前記複数のデータ信号線への印加が遮断される前記所定期間に含まれかつ前記チャージシェア期間に続く期間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。
  9. 前記データ信号線駆動回路は、
    前記複数のデータ信号線に印加すべき前記複数のデータ信号を出力する複数のバッファと、
    前記プリチャージ期間において前記複数のバッファを休止させる休止制御部と
    を含むことを特徴とする、請求項1に記載の液晶表示装置。
  10. 部分的に点灯/消灯可能に構成され、前記複数の画素形成部に光を照射する照明装置と、
    各走査信号線の選択に応じて前記照明装置の点灯および消灯を制御する照明制御部とを更に備え、
    前記複数の画素形成部は、液晶層を共有し、それぞれに含まれる前記画素容量に保持される電圧に応じて前記照明装置からの光の前記液晶層における透過量を制御することにより前記画像を形成し、
    前記照明制御部は、前記複数の走査信号線のいずれかが前記有効走査期間で選択状態とされることによって前記複数のデータ信号のいずれかにより充電された画素容量を含む画素形成部に前記照明装置から光が照射され、前記複数の走査信号線のいずれかが前記プリチャージ期間で選択状態とされることによって前記プリチャージ電圧により充電された画素容量を含む画素形成部に前記照明装置から光が照射されないように、前記照明装置の点灯および消灯を制御する、請求項1に記載の液晶表示装置。
  11. 前記プリチャージ電圧は、前記液晶層の液晶分子にプレチルト角を付与するための電圧であることを特徴とする、請求項10に記載の液晶表示装置。
  12. 請求項1に記載の液晶表示装置を備えることを特徴とするテレビジョン受信機。
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