JP6293167B2 - 液晶表示装置およびその駆動方法 - Google Patents
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Description
前記入力画像データに応じた電圧を前記液晶層に印加するための駆動部と、
前記液晶表示装置の少なくとも一部の機能の停止させるオフ信号が入力されると交流電圧を生成し、前記交流電圧を前記液晶層に印加するように前記駆動部を制御する表示制御部とを備え、
前記表示部は、前記液晶層に印加すべき電圧をデータ電圧として保持するように構成された複数の画素形成部を含み、
前記表示制御部は、
前記液晶層に印加された、正極性のデータ電圧が保持される時間の総和と、負極性のデータ電圧が保持される時間の総和との差の絶対値である極性偏り値を求める極性偏り算出部と、
前記オフ信号が入力されると、前記交流電圧を生成する交流電圧生成部と、
前記オフ信号の入力時点以前と入力時点以後とで前記駆動部の動作が異なるように前記駆動部を制御するバランス制御部とを含み、
前記バランス制御部は、前記オフ信号の入力時点以後において、前記極性偏り算出部により求められた前記オフ信号の入力時点における前記極性偏り値が“0”よりも大きいとき、前記交流電圧生成部で生成された前記交流電圧を前記複数の画素形成部にそれぞれ印加するように前記駆動部を制御することを特徴とする。
前記表示制御部は、各フレーム期間につき当該フレーム期間が前記複数の画素形成部にデータ電圧を書き込むリフレッシュ期間または前記複数の画素形成部へのデータ電圧の書込を休止する休止期間のいずれであるかを判定するREF/NREF判別部を更に含み、
前記極性偏り算出部は、前記REF/NREF判別部による判定結果に基づいて求めた前記極性偏り値を保持し、前記オフ信号の入力時点における前記極性偏り値を前記バランス制御部に出力することを特徴とする。
前記バランス制御部は、前記オフ信号の入力時点以前においては、前記REF/NREF判別部による判定結果に基づき、前記複数の画素形成部にデータ電圧を書き込むリフレッシュ期間と前記複数の画素形成部へのデータ電圧の書込を休止する休止期間とが交互に現れるように前記駆動部を制御することを特徴とする。
前記表示部に形成され、前記画素形成部と前記駆動部とを接続する複数本のデータ信号線および複数本の走査信号線を更に備え、
前記バランス制御部は、前記複数本の走査信号線を1本または複数本ずつまとめて順にアクティブにすると共に、前記複数本のデータ信号線に前記交流電圧を印加するように駆動部を制御することを特徴とする。
前記表示部の背面側に設けられ、前記表示部に向けてバックライト光を照射するためのバックライトユニットを更に備え、
前記バランス制御部は、前記画素形成部に前記交流電圧が印加されているときに、前記バックライトユニットの電源をオフするように前記バックライトユニットを制御することを特徴とする。
前記表示部に形成され、前記画素形成部と前記駆動部とを接続するデータ信号線および走査信号線を更に備え、
前記交流電圧を前記画素形成部に印加した後に、前記画素形成部に保持されている前記データ電圧を放電させために、前記走査信号線を順にアクティブにし、前記データ信号線の電位を基準電位になるように前記駆動部を制御することを特徴とする。
前記オフ信号は、前記液晶表示装置を前記表示部の機能を停止させるためのディスプレイオフコマンドであり、
前記液晶表示装置は、前記画素形成部に書き込まれたデータ電圧が放電された後にディスプレイオフ期間に移行することを特徴とする。
電源電圧を供給する電源回路を更に備え、
前記オフ信号は、前記液晶表示装置をスリープ期間に移行させるためのスリープインコマンドであり、
前記バランス制御部は、スリープインコマンドが入力されれば、前記画素形成部に書き込まれたデータ電圧を放電させた後に、前記電源電圧の供給を停止するように前記電源回路を駆動することを特徴とする。
前記画素形成部と前記駆動部とを接続する、前記表示部に形成されたデータ信号線および走査信号線を更に備え、
前記画素形成部は、
前記データ電圧を保持するための画素容量と、
前記走査信号線に制御端子が接続され、前記データ信号線に第1導通端子が接続され、前記画素容量に第2導通端子が接続されたスイッチング素子とを含み、
前記スイッチング素子は、酸化物半導体によりチャネル層が形成された薄膜トランジスタを含むことを特徴とする。
前記酸化物半導体は、酸化インジウムガリウム亜鉛を含むことを特徴とする。
前記入力画像データに応じた電圧を前記液晶層に印加するための駆動ステップと、
前記液晶表示装置の少なくとも一部の機能の停止を指示するオフ信号が入力されると、前記オフ信号の入力時点までに前記液晶層に印加された電圧による極性の偏りを低減するために、前記液晶層に交流電圧を印加する極性偏り低減ステップとを備え、
前記極性偏り低減ステップは、
前記液晶層に印加された、正極性のデータ電圧が保持される時間の総和と、負極性のデータ電圧が保持される時間の総和との差の絶対値である極性偏り値を求める極性偏り算出ステップと、
前記オフ信号が入力されると、前記交流電圧を生成する交流電圧生成ステップと、
前記オフ信号の入力時点以前と入力時点以後とで、前記駆動部の動作が異なるように前記駆動部を制御するバランス制御ステップとを含み、
前記バランス制御ステップは、前記オフ信号の入力時点以後において、前記極性偏り算出部により求められた前記オフ信号の入力時点における前記極性偏り値が“0”よりも大きいとき、前記交流電圧生成ステップで生成された前記交流電圧を、前記液晶層に印加すべきデータ電圧として保持するように構成された複数の画素形成部にそれぞれ印加するように制御することを特徴とする。
本発明の実施形態を説明する前に、上記課題を解決すべく本願発明者によりなされた基礎検討について説明する。
<1.1 全体構成および動作概要>
図3は、本発明の第1の実施形態に係る液晶表示装置100の構成を示すブロック図である。この液晶表示装置100は、表示制御部200、駆動部300、電源回路400、表示部500、およびバックライトユニット600を備えている。駆動部300は、データ信号線駆動回路としてのソースドライバ310と走査信号線駆動回路としてのゲートドライバ320とを含んでいる。表示部500を構成する液晶パネルには、ソースドライバ310およびゲートドライバ320の双方または一方が一体的に形成されていても良い。液晶表示装置100の外部には、主としてCPU(Central Processing Unit)により構成されるホスト90が設けられている。ホスト90は、後述のように、入力画像データを含むデータDAT、およびスリープインコマンド(SLEEPIN Command:以下「Sslp」と略す)等のコマンドを液晶表示装置100に与える。
図3に示すように、表示制御部200は、REF/NREF判別回路21、極性偏り算出回路22、およびバランス制御回路24を含んでおり、更にバランス制御回路24は交流電圧生成回路25を含んでいる。ホスト90から受信したデータDATはREF/NREF判別回路21およびバランス制御回路24に与えられ、スリープインコマンドSslpは、バランス制御回路24、ソースドライバ310およびゲートドライバ320に与えられる。
(2)ホスト90から受信するデータDATに含まれる入力画像データを用いてフレーム毎に所定の演算処理を行い、各フレームについての演算結果をその1つ前のフレームについての演算結果と比較して画像が変化しているか否かを判定し、その判定結果に応じて次のフレーム期間がリフレッシュ期間か休止期間かを判定する。ここでの所定演算としては、1フレームにおける画素値の総和の算出やチェックサムの算出等が考えられる。
(3)各フレーム期間につき当該フレーム期間がリフレッシュ期間か休止期間かを示す専用の信号をホスト90から受け取る。
(4)各フレーム期間につき当該フレーム期間がリフレッシュ期間か休止期間かを示すデータをホスト90が表示制御部200内に設けられた特定のレジスタに書き込む。
(5)ホスト90から受信するデータDATに入力画像のデータが含まれているフレーム期間はリフレッシュ期間であると判定し、入力画像のデータが含まれていないフレーム期間は休止期間であると判定する。
(6)ホスト90から受信するデータDATに入力画像のデータが含まれていない場合において、定期的(所定時間毎)にリフレッシュが行われるように、各フレーム期間につき当該フレーム期間がリフレッシュ期間か休止期間かを判定する。
図4は、本実施形態の液晶表示装置100において電荷の偏りを解消するための手順を示す図である。図4に示すように、液晶表示装置100の表示部500に画像が表示されているフレーム期間(画像表示期間)に、ホスト90からスリープインコマンドが入力されると、液晶表示装置100は次のフレーム期間において画像の表示を中止し、交流リフレッシュ期間に移行する。
上記第1の実施形態によれば、スリープ期間への移行を指示するスリープインコマンドSslpが液晶表示装置100に入力された時点における極性の偏りを示す極性偏りカウント値Nbが“0”ではない場合、バランス制御回路24は、交流電圧生成回路25で生成された交流電圧Vacが各画素形成部10に印加されるようにソースドライバ310およびゲートドライバ320を制御する。これにより、液晶表示装置100がスリープ期間に移行した時点において、液晶層内の不純物イオンの偏在による電荷の蓄積が解消される。
上記第1の実施形態では、各画素形成部10内のスイッチング素子として、チャネル層がInGaZnOxからなるTFTを使用しているので、オフリーク電流が極めて小さい。しかし、当該スイッチング素子として、チャネル層が多結晶シリコンやアモルファスシリコン等のシリコン系半導体からなるTFTを使用する場合には、TFTのオフリーク電流が大きいので、ブラックスキャンを省略し、交流リフレッシュ期間が終了すれば、直ちにオフシーケンスに移行することも可能である。
図8は、本発明の第2の実施形態に係る液晶表示装置の走査信号線GLおよびデータ信号線SLとそれぞれの印加電圧との関係を示す図である。なお、本実施形態に係る液晶表示装置の構成は、上記第1の実施形態に係る液晶表示装置の構成と同じであるので、その説明を省略する。
図9は、本実施形態の第3の実施形態に係る液晶表示装置において表示部500に画像が表示されないようにする際に、電荷の偏りを解消するための手順を示す図である。なお、本実施形態に係る液晶表示装置の構成は、上記第1の実施形態に係る液晶表示装置の構成と同じであるので、その説明を省略する。
11 …薄膜トランジスタ(TFT)
12 …画素電極
13 …共通電極
21 …REF/NREF判別回路
22 …極性偏り算出回路
23 …直前リフレッシュ極性偏りカウンタ
24 …バランス制御回路
25 …交流電圧生成回路
100…液晶表示装置
200…表示制御部
300…駆動部
310…ソースドライバ
320…ゲートドライバ
400…電源回路
500…表示部
600…バックライトユニット
Cp …画素容量
Sslp…スリープインコマンド(オフ信号)
Sdof…ディスプレイオフコマンド(オフ信号)
Claims (11)
- 入力画像データに応じた電圧を表示部の液晶層に印加することにより前記入力画像データの表す画像を前記表示部に表示する液晶表示装置であって、
前記入力画像データに応じた電圧を前記液晶層に印加するための駆動部と、
前記液晶表示装置の少なくとも一部の機能の停止させるオフ信号が入力されると交流電圧を生成し、前記交流電圧を前記液晶層に印加するように前記駆動部を制御する表示制御部とを備え、
前記表示部は、前記液晶層に印加すべき電圧をデータ電圧として保持するように構成された複数の画素形成部を含み、
前記表示制御部は、
前記液晶層に印加された、正極性のデータ電圧が保持される時間の総和と、負極性のデータ電圧が保持される時間の総和との差の絶対値である極性偏り値を求める極性偏り算出部と、
前記オフ信号が入力されると、前記交流電圧を生成する交流電圧生成部と、
前記オフ信号の入力時点以前と入力時点以後とで前記駆動部の動作が異なるように前記駆動部を制御するバランス制御部とを含み、
前記バランス制御部は、前記オフ信号の入力時点以後において、前記極性偏り算出部により求められた前記オフ信号の入力時点における前記極性偏り値が“0”よりも大きいとき、前記交流電圧生成部で生成された前記交流電圧を前記複数の画素形成部にそれぞれ印加するように前記駆動部を制御することを特徴とする、液晶表示装置。 - 前記表示制御部は、各フレーム期間につき当該フレーム期間が前記複数の画素形成部にデータ電圧を書き込むリフレッシュ期間または前記複数の画素形成部へのデータ電圧の書込を休止する休止期間のいずれであるかを判定するREF/NREF判別部を更に含み、
前記極性偏り算出部は、前記REF/NREF判別部による判定結果に基づいて求めた前記極性偏り値を保持し、前記オフ信号の入力時点における前記極性偏り値を前記バランス制御部に出力することを特徴とする、請求項1に記載の液晶表示装置。 - 前記バランス制御部は、前記オフ信号の入力時点以前においては、前記REF/NREF判別部による判定結果に基づき、前記複数の画素形成部にデータ電圧を書き込むリフレッシュ期間と前記複数の画素形成部へのデータ電圧の書込を休止する休止期間とが交互に現れるように前記駆動部を制御することを特徴とする、請求項2に記載の液晶表示装置。
- 前記表示部に形成され、前記画素形成部と前記駆動部とを接続する複数本のデータ信号線および複数本の走査信号線を更に備え、
前記バランス制御部は、前記複数本の走査信号線を1本または複数本ずつまとめて順にアクティブにすると共に、前記複数本のデータ信号線に前記交流電圧を印加するように駆動部を制御することを特徴とする、請求項1に記載の液晶表示装置。 - 前記表示部の背面側に設けられ、前記表示部に向けてバックライト光を照射するためのバックライトユニットを更に備え、
前記バランス制御部は、前記画素形成部に前記交流電圧が印加されているときに、前記バックライトユニットの電源をオフするように前記バックライトユニットを制御することを特徴とする、請求項4に記載の液晶表示装置。 - 前記表示部に形成され、前記画素形成部と前記駆動部とを接続するデータ信号線および走査信号線を更に備え、
前記交流電圧を前記画素形成部に印加した後に、前記画素形成部に保持されている前記データ電圧を放電させために、前記走査信号線を順にアクティブにし、前記データ信号線の電位を基準電位になるように前記駆動部を制御することを特徴とする、請求項1に記載の液晶表示装置。 - 前記オフ信号は、前記液晶表示装置を前記表示部の機能を停止させるためのディスプレイオフコマンドであり、
前記液晶表示装置は、前記画素形成部に書き込まれたデータ電圧が放電された後にディスプレイオフ期間に移行することを特徴とする、請求項6に記載の液晶表示装置。 - 電源電圧を供給する電源回路を更に備え、
前記オフ信号は、前記液晶表示装置をスリープ期間に移行させるためのスリープインコマンドであり、
前記バランス制御部は、スリープインコマンドが入力されれば、前記画素形成部に書き込まれたデータ電圧を放電させた後に、前記電源電圧の供給を停止するように前記電源回路を駆動することを特徴とする、請求項6に記載の液晶表示装置。 - 前記画素形成部と前記駆動部とを接続する、前記表示部に形成されたデータ信号線および走査信号線を更に備え、
前記画素形成部は、
前記データ電圧を保持するための画素容量と、
前記走査信号線に制御端子が接続され、前記データ信号線に第1導通端子が接続され、前記画素容量に第2導通端子が接続されたスイッチング素子とを含み、
前記スイッチング素子は、酸化物半導体によりチャネル層が形成された薄膜トランジスタ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。 - 前記酸化物半導体は、酸化インジウムガリウム亜鉛を含むことを特徴とする、請求項9に記載の液晶表示装置。
- 入力画像データに応じた電圧を表示部の液晶層に印加することにより前記入力画像データの表す画像を前記表示部に表示する液晶表示装置の駆動方法であって、
前記入力画像データに応じた電圧を前記液晶層に印加するための駆動ステップと、
前記液晶表示装置の少なくとも一部の機能の停止を指示するオフ信号が入力されると、前記オフ信号の入力時点までに前記液晶層に印加された電圧による極性の偏りを低減するために、前記液晶層に交流電圧を印加する極性偏り低減ステップとを備え、
前記極性偏り低減ステップは、
前記液晶層に印加された、正極性のデータ電圧が保持される時間の総和と、負極性のデータ電圧が保持される時間の総和との差の絶対値である極性偏り値を求める極性偏り算出ステップと、
前記オフ信号が入力されると、前記交流電圧を生成する交流電圧生成ステップと、
前記オフ信号の入力時点以前と入力時点以後とで、前記駆動部の動作が異なるように前記駆動部を制御するバランス制御ステップとを含み、
前記バランス制御ステップは、前記オフ信号の入力時点以後において、前記極性偏り算出部により求められた前記オフ信号の入力時点における前記極性偏り値が“0”よりも大きいとき、前記交流電圧生成ステップで生成された前記交流電圧を、前記液晶層に印加すべきデータ電圧として保持するように構成された複数の画素形成部にそれぞれ印加するように制御することを特徴とする、液晶表示装置の駆動方法。
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