JPWO2014054331A1 - 液晶表示装置およびその駆動方法 - Google Patents

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Abstract

交流駆動によって休止駆動を行うときの表示品位の低下を抑制することができる液晶表示装置およびその駆動方法を提供する。前フレームの階調値と現フレームの階調値とが異なるので、信号電圧よりも絶対値の大きなオーバーシュート電圧をデータ信号線に印加する。次に、第２駆動フレームでは、通常駆動を行うことにより、オーバーシュート電圧と同じ極性の信号電圧をデータ信号線に書き込む。また、第３休止駆動期間の第１駆動フレームでは、前フレームの階調値と現フレームの階調値とが等しく、かつその値が境界値以上であるので、アンダーシュート駆動を行う。信号電圧よりも絶対値の小さなアンダーシュート電圧をデータ信号線に印加する。次に、第２駆動フレームでは、通常駆動を行うことにより、アンダーシュート電圧と同じ極性の信号電圧をデータ信号線に書き込む。

Description

本発明は、液晶表示装置およびその駆動方法に関し、特に、交流駆動による休止駆動が可能な液晶表示装置およびその駆動方法に関する。
近年、小型で軽量の電子機器の開発が活発に行われている。このような電子機器に搭載される液晶表示装置には低消費電力であることが求められる。液晶表示装置の消費電力を低減する駆動方法の１つとして、走査線を走査して信号電圧の書込みを行う駆動期間と、全ての走査線を非走査状態にして書込みを休止する休止期間とが設けられた「休止駆動」と呼ばれる駆動方法がある。休止駆動では、休止期間に、走査線駆動回路および／またはデータ信号線駆動回路に制御用の信号などを与えないようにして、走査線駆動回路および／またはデータ信号線駆動回路の動作を休止させることにより、液晶表示装置の低消費電力化を図る。このような休止駆動は「低周波駆動」または「間欠駆動」とも呼ばれる。
液晶表示装置に用いられる液晶パネルでは、液晶層を挟持する画素電極と共通電極との間に電圧を印加すれば、液晶の誘電率異方性のために液晶分子の配向方向（長軸方向）が変化する。また、液晶は光学異方性を有するので、液晶分子の配向方向が変化すると、液晶層を透過する光の偏光方向が変化する。このため、液晶層に印加する電圧によって、液晶層を透過する光の光量を制御し、液晶パネルに画像を表示することができる。
しかし、印加電圧の変化に応じて液晶が応答するためには、所定の時間を要する。例えば、現在広く使用されているＴＮ（Twisted Nematic ）方式、ＩＰＳ（In Plane Switching）方式、ＶＡ（Vertically Aligned）方式などの液晶表示装置では、液晶が応答するまでに、５０ｍｓ程度の時間がかかる場合がある。また、液晶の応答速度は温度によって変化し、温度が低いほど応答速度は遅くなる。
さらに、画像信号の周波数が６０Ｈｚの場合、１フレーム期間は１６．７ｍｓである。このため、液晶の応答期間が１フレーム期間よりも長くなれば、画面に残像が発生し、画像の表示品位が低下する。
そこで、上記問題を解決するために、例えば日本の特開２００４−４６２９号公報には、液晶層に対して本来印加すべき電圧よりも大きな電圧を印加する「オーバーシュート駆動」を行う液晶表示装置が開示されている。オーバーシュート駆動では、前フレームの階調値と現フレームの階調値の組合せにそれぞれ対応づけられた補正値を記憶するルックアップテーブル（「ＬＵＴ」または「テーブル」という）が使用される。すなわち、前フレームの階調値と現フレームの階調値の組合せに対応づけられた補正値をＬＵＴから読み出し、当該補正値を用いて入力画像信号を補正した補正画像信号を出力する。この補正画像信号を用いてオーバーシュート駆動を行うことにより、液晶表示装置の表示速度を速くすることができる。
日本の特開２００４−４６２９号公報
液晶表示装置では、液晶層に同じ極性の電圧を印加し続ければ、焼き付きが生じて液晶層が劣化する。そこで、液晶層の焼き付きを防ぐために、信号電圧を書き込むごとにその極性を反転させる交流駆動が行われる。図３４は、従来の交流駆動による休止駆動を行う方法を説明するための図である。図３４に示すように、第１休止駆動期間では、最初に正極性の信号電圧を書き込み、それに続く休止期間にその信号電圧を保持し続ける。第２休止駆動期間では、最初に負極性の信号電圧を書き込み、それに続く休止期間にその信号電圧を保持し続ける。以下同様にして、休止駆動期間ごとに、極性を反転させた信号電圧を交互に書き込み、それに続く休止期間にその信号電圧を保持し続けることを繰り返す。
図３５は、従来の交流駆動による休止駆動において、６４、１２８、２００、および２４０階調値に対応する入力画像信号を画素形成部にそれぞれ書き込んだ時の輝度の変化を模式的に示す図である。図３５に示すように、０階調（黒表示）から２５５階調（白表示）までの２５６階調表示が可能な液晶表示装置において、入力画像信号が６４階調の場合、画素形成部に信号電圧を書き込んだ直後に輝度が急激に低下し、その後ゆっくりと回復する。１２８階調の場合も同様に、画素形成部に信号電圧を書き込んだ直後に輝度が低下し、その後ゆっくりと回復する。しかし、６４階調の場合に比べて、画素形成部に信号電圧を書き込んだ直後の輝度の低下が少ない。また、２００階調の場合には、画素形成部に信号電圧を書き込んでも輝度は変化しない。一方、２４０階調の場合には、画素形成部に信号電圧を書き込んだ直後に輝度が上昇し、その後ゆっくりと低下する。
図３６は、従来の交流駆動による休止駆動において、６４階調の入力画像信号を書き込んだときの輝度の変化を説明するための図であり、図３７は、従来の交流駆動による休止駆動において、２４０階調の入力画像信号を書き込んだときの輝度の変化を説明するための図である。まず、図３６を参照して、６４階調の入力画像信号を書き込んだ直後に輝度が急激に低下し、その後ゆっくりと回復する理由を説明する。図３６において、画素形成部Ａと画素形成部Ｂとは隣接する画素形成部であり、反転駆動によって極性が異なるとする。まず、ある駆動期間に画素形成部Ａは正極性であり、画素形成部Ｂは負極性である。次の駆動期間では極性が反転し、画素形成部Ａは負極性になり、画素形成部Ｂは正極性になる。画素形成部Ａに印加する信号電圧の極性を正極性から負極性に反転させれば、画素形成部Ａの輝度は急激に低下し、一定値になる。これに対して、画素形成部Ｂに印加する信号電圧の極性を負極性から正極性に反転させれば、画素形成部Ｂの輝度はゆっくり上昇し、一定値に近づく。この場合、視聴者は、画素形成部Ａと画素形成部Ｂの輝度変化を合わせたものを画面全体の輝度として認識するので、極性の反転時に画面全体の輝度が急激に低下し、その後ゆっくり回復すると視認する。
なお、上記説明は入力画像信号が６４階調の場合について説明したが、１２８階調の場合も同様である。ただし、１２８階調の場合は、６４階調の場合に比べて、極性を反転させたときの輝度の低下が小さい。
次に、２４０階調の入力画像信号を書き込む場合について説明する。図３７を参照して、２４０階調の入力画像信号を書き込んだ直後に輝度が急激に上昇し、その後ゆっくりと低下する理由を説明する。図３６に示す場合と同様に、画素形成部Ａと画素形成部Ｂとは隣接する画素形成部であり、反転駆動によって極性が異なるとする。まず、ある駆動期間に画素形成部Ａは正極性であり、画素形成部Ｂは負極性である。次の駆動期間では極性が反転し、画素形成部Ａは負極性になり、画素形成部Ｂは正極性になる。極性を反転させる際に、画素形成部Ａに負極性の信号電圧を印加すれば、画素形成部Ａの輝度はゆっくりと低下し、一定値に近づく。これに対して、画素形成部Ｂに負極性の信号電圧を印加すれば、画素形成部Ｂの輝度は急激に上昇し、一定値になる。この場合、視聴者は、画素形成部Ａと画素形成部Ｂの輝度変化を合わせたものを画面全体の輝度として認識するので、極性の反転時に画面全体の輝度が急激に上昇し、その後ゆっくり低下すると視認する。
このような画面の輝度の変化は、信号電圧の極性を反転させたときに液晶分子の配向方向がその変化に追従できないために生じる現象である。この輝度の変化は、動画を表示する際には画像の変化が速いので、視聴者は輝度の変化をほとんど認識できない。しかし、休止駆動時には、視聴者はこの輝度の変化をフリッカとして認識するようになるので、画像の表示品位が低下するという問題が生じる。このフリッカは、入力画像信号の階調値が変化しない場合であっても発生する。
なお、極性を反転させる際に低下した電圧が時間の経過と共に信号電圧に近づくことによって、休止期間の輝度が徐々に高くなるのは、画素形成部のスイッチング素子として、チャネル層が酸化物半導体からなる薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor：以下「ＴＦＴ」という）を用いているからである。なお、チャネル層が酸化物半導体からなるＴＦＴの詳細は後述する。
日本の特開２００４−４６２９号公報は、通常駆動時におけるオーバーシュート駆動について開示している。しかし、日本の特開２００４−４６２９号公報は、交流駆動による休止駆動を行ったときに生じるフリッカを防止することが可能なオーバーシュート駆動については開示も示唆もしていない。
そこで、本発明は、交流駆動によって休止駆動を行うときの表示品位の低下を抑制することができる液晶表示装置およびその駆動方法を提供することを目的とする。
本発明の第１の局面は、絶縁基板上に形成され、交流駆動によって休止駆動を行う液晶表示装置であって、
複数の走査信号線と、
前記複数の走査信号線とそれぞれ交差する複数のデータ信号線と、
前記複数の走査信号線および前記複数のデータ信号線の各交差点に形成された画素形成部と、
入力画像信号に対して信号の時間的変化を強調する強調階調処理を行った補正画像信号、および、前記入力画像信号に対して強調階調処理を行わない画像信号のいずれかを出力する補正回路と、
前記複数の走査信号線を順に選択して走査する走査信号線駆動回路と、
前記画像信号に基づく信号電圧と、前記補正画像信号に基づき、信号電圧の絶対値よりも大きな絶対値の第１補正電圧、および、信号電圧の絶対値よりも小さな絶対値の第２補正電圧の少なくともいずれかとを前記複数のデータ信号線に書き込むデータ信号線駆動回路と、
前記走査信号線駆動回路および前記データ信号線駆動回路を制御するタイミング制御回路とを備え、
前記休止駆動は、複数の駆動フレームからなる駆動期間と、前記駆動期間に続いて、次の駆動期間の開始までの期間に設けられる休止期間とを交互に繰り返し、
前記補正回路は、前記データ信号線駆動回路に、前記駆動期間の少なくとも最初の駆動フレームにおいて前記補正画像信号を出力すると共に、最後の駆動フレームにおいて前記画像信号を出力し、
前記データ信号線駆動回路は、第１または第２補正電圧を前記データ信号線に少なくとも１回以上書き込み、さらに書き込まれた第１または第２補正電圧と同じ極性の信号電圧を前記データ信号線に１回書き込むことを特徴とする。
本発明の第２の局面は、本発明の第１の局面において、
前記補正回路は、
前記入力画像信号をフレームごとに記憶するフレームメモリと、
前記入力画像信号の少なくとも現フレームの階調値に対応づけられた補正値を記憶するテーブルと、
前記入力画像信号に基づいて前記補正画像信号および前記画像信号のいずれかを前記データ信号線駆動回路に出力する加算回路とを含み、
前記テーブルは、前記入力画像信号の現フレームの階調値が前記加算回路に与えられるごとに、現フレームの階調値に対応づけられた補正値を前記加算回路に与え、
前記加算回路は、前記補正画像信号を出力するときには、前記テーブルから与えられた補正値によって前記入力画像信号の階調値を補正して出力し、前記画像信号を出力するときには、前記入力画像信号の階調値を補正することなく出力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、
前記補正回路は、
前記入力画像信号の現フレームの階調値と前記フレームメモリに記憶されていた前フレームの階調値とを求めて前記テーブルに出力する比較回路をさらに含み、
前記テーブルは、前記入力画像信号の現フレームの階調値と前フレームの階調値との組合せにそれぞれ対応づけられた補正値を記憶し、前記比較回路から前記入力画像信号の現フレームの階調値と前フレームの階調値とを与えられれば、前記組合せの中から対応する補正値を前記加算回路に出力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３の局面において、
前記加算回路は、最初の駆動フレームを含む連続した２フレーム以上の駆動フレームのそれぞれにおいて前記補正画像信号を出力し、最後の駆動フレームにおいて前記画像信号を出力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３の局面において、
前記比較回路は、さらに前記駆動期間ごとに極性が反転する前記入力画像信号の反転方向を求め、
前記テーブルは、前記極性の方向に応じて異なる補正値を記憶する第１テーブルと第２テーブルとを含み、前記比較回路から前記入力画像信号の現フレームの階調値および前フレームの階調値と、前記極性の方向とを与えられるごとに、前記第１テーブルおよび前記第２テーブルのうち前記極性の方向に対応したテーブルから、現フレームと前フレームの階調値に対応づけられた補正値を前記加算回路に与えることを特徴とする。
本発明の第６の局面は、本発明の第１の局面において、
前記補正回路は、
前記入力画像信号をフレームごとに記憶するフレームメモリと、
前記入力画像信号の現フレームの階調値と前記フレームメモリに記憶されていた前フレームの階調値とを求める比較回路と、
前記入力画像信号の現フレームの階調値および前フレームの階調値が実質的に等しいときの補正値を記憶するテーブルと、
前記入力画像信号に基づいて前記補正画像信号および前記画像信号のいずれかを前記データ信号線駆動回路に出力する加算回路とを含み、
前記比較回路は、前記入力画像信号の現フレームの階調値と前フレームの階調値とが実質的に等しいとき、前記入力画像信号の現フレームの階調値と前フレームの階調値を前記テーブルに与え、
前記テーブルは、前記比較回路から与えられた現フレームの階調値および前フレームの階調値に対応づけられた補正値を前記加算回路に出力し、
前記加算回路は、
前記入力画像信号の現フレームの階調値と前フレームの階調値とが実質的に等しいときには、前記テーブルから与えられた補正値によって前記入力画像信号の階調値を補正した前記補正画像信号を出力し、さらに前記入力画像信号の階調値を補正することなく前記画像信号として出力し、
前記入力画像信号の現フレームの階調値と前フレームの階調値とが実質的に等しくないときには、前記入力画像信号の階調値を補正することなく前記補正画像信号として少なくとも１回出力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６の局面において、
前記加算回路は、前記入力画像信号の現フレームの階調値と前フレームの階調値とが実質的に等しくないときには、さらに前記入力画像信号の階調値を補正することなく前記補正画像信号として出力することを特徴とする。
本発明の第８の局面は、本発明の第２または第６の局面において、
前記液晶表示装置の周囲の温度を測定する温度センサをさらに備え、
前記テーブルは、所定の温度範囲ごとに異なる補正値を記憶する複数の副テーブルを含み、前記温度センサから与えられる温度情報に基づき、前記複数の副テーブルからいずれか１つの副テーブルを選択することを特徴とする。
本発明の第９の局面は、本発明の第２または第６の局面において、
前記液晶表示装置の周囲の温度を測定する温度センサをさらに備え、
前記補正回路は、所定の温度範囲ごとに、異なる補正値からなる複数のデータを記憶する不揮発性メモリをさらに含み、
前記不揮発性メモリは、前記温度センサから与えられる温度情報に基づき、前記複数のデータからいずれか１つのデータを選択して前記テーブルに与えることを特徴とする。
本発明の第１０の局面は、本発明の第８または第９の局面において、
前記温度センサは前記絶縁基板上に設けられ、
前記温度センサは温度情報をシリアル通信によって前記タイミング制御回路に与えることを特徴とする。
本発明の第１１の局面は、本発明の第８または第９の局面において、
前記温度センサは前記タイミング制御回路内に設けられていることを特徴とする。
本発明の第１２の局面は、本発明の第１の局面において、
前記画素形成部は、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、前記第１補正電圧、前記第２補正電圧または前記信号電圧が印加されるべき画素電極に第２導通端子が接続され、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。
本発明の第１３の局面は、本発明の第１２の局面において、
前記酸化物半導体は、インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、亜鉛（Ｚｎ）および酸素（О）を主成分とするＩｎＧａＺｎＯｘであることを特徴とする。
本発明の第１４の局面は、本発明の第１の局面において、
前記画素形成部は、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、前記第１補正電圧、前記第２補正電圧または前記信号電圧が印加されるべき画素電極に第２導通端子が接続され、非晶質半導体または多結晶半導体のいずれか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。
本発明の第１５の局面は、本発明の第１〜第１４のいずれかの局面に係る液晶表示装置であって、ドット反転駆動、ライン反転駆動、カラム反転駆動、および、フレーム反転駆動のいずれかによって交流駆動される。
本発明の第１６の局面は、液晶表示装置の駆動方法であって、
複数の走査信号線と、
前記複数の走査信号線とそれぞれ交差する複数のデータ信号線と、
前記複数の走査信号線および前記複数のデータ信号線の各交差点に形成された画素形成部と、
入力画像信号に対して信号の時間的変化を強調する強調階調処理を行った補正画像信号、および、前記入力画像信号に対して強調階調処理を行わない画像信号のいずれかを出力する補正回路と、
前記複数の走査信号線を順に選択して走査する走査信号線駆動回路と、
前記複数のデータ信号線に前記補正画像信号に基づく補正電圧、または、前記画像信号に基づく信号電圧を書き込むデータ信号線駆動回路とを備え、交流駆動によって休止駆動を行う液晶表示装置の駆動方法であって、
前記入力画像信号に対して信号の時間的変化を強調する強調階調処理を行った前記補正画像信号を駆動期間の少なくとも最初の駆動フレームにおいて前記データ信号線駆動回路に出力するステップと、
前記入力画像信号に対して強調階調処理を行わない前記画像信号を前記駆動期間の最後の駆動フレームにおいて前記データ信号線駆動回路に出力するステップと、
強調補正処理を行った前記補正画像信号に基づき、信号電圧の絶対値よりも大きな絶対値の第１補正電圧、および、信号電圧の絶対値よりも小さな絶対値の第２補正電圧の少なくともいずれかを前記複数のデータ信号線に少なくとも１回以上書き込むステップと、
第１または第２補正電圧を書き込んだ直後に、第１または第２補正電圧と同じ極性の信号電圧を前記データ信号線に１回書き込むステップとを備えることを特徴とする。
本発明の第１の局面によれば、信号電圧の絶対値よりも大きな絶対値の第１補正電圧または信号電圧の絶対値よりも小さな絶対値の第２補正電圧をデータ信号線に少なくとも１回以上書き込み、さらに書き込まれた第１または第２補正電圧と同じ極性の信号電圧をデータ信号線に１回書き込む。これにより、入力画像信号の階調値によらず、すべての階調値において表示される画像の輝度の変化を抑制することができる。このため、視聴者はフリッカをほとんど認識できなくなり、画像の品位が向上する。
本発明の第２の局面によれば、前クレームの階調値と現フレームの階調値とが同じであるか否かを判定する必要がないので、比較回路が不要になる。また、比較回路が設けられていないので、テーブルは現フレームの階調値だけに対応づけた補正値を記憶すればよく、そのメモリ容量を小さくすることができる。また、製造コストを低減した液晶表示装置を用いても、入力画像信号の階調値によらず、すべての階調値において表示される画像の輝度の変化を抑制することができる。
本発明の第３の局面によれば、補正回路内に設けられた加算回路は、強調階調処理を行うときには、テーブルから与えられた補正値によって入力画像信号の階調値を補正した補正画像信号を出力し、その後入力画像信号の階調値を補正することなく出力する。これにより、信号電圧の書込みを行ったときに生じる輝度の変化が、入力画像信号のすべての階調値で大幅に抑制されるので、視聴者はフリッカをほとんど認識できなくなる。
本発明の第４の局面によれば、加算回路は、最初の駆動フレームを含む連続した２フレーム以上の駆動フレームのそれぞれにおいて補正画像信号を出力する。これにより、液晶表示装置は、各休止駆動期間の駆動期間に強調階調処理を連続して少なくとも２回行うことになる。その結果、応答速度の遅い液晶であっても、液晶分子の配向方向を印加電圧の方向に確実に配向させることができる。
本発明の第５の局面によれば、テーブルは、印加電圧の方向がある方向の場合の補正値を記憶させておく第１テーブルと、それとは逆方向の場合の補正値を記憶させておく第２テーブルを含む。これにより、液晶層に印加する電圧の方向によって液晶の応答速度が異なる場合であっても、第１および第２テーブルのうち適切なテーブルを選択することにより、印加電圧の方向による書き込み時の輝度の低下を同程度に小さくすることができる。これによって、視聴者はフリッカをほとんど認識できなくなる。
本発明の第６の局面によれば、フリッカは同じ画像を連続して表示する場合に認識されやすいので、加算回路は、入力画像信号の現フレームの階調値と前フレームの階調値とが実質的に等しい場合にのみ、テーブルから与えられた補正値によって入力画像信号の階調値を補正した補正画像信号を出力する。これにより、階調値が実質的に同じ画像を連続して表示する場合のみ強調階調処理を行い、次に通常駆動を行う。その結果、視聴者はフリッカをほとんど認識できなくなる。また、テーブルのメモリ容量を小さくすることができるので、液晶表示装置のコストを低減することができる。さらに、液晶の応答速度が速く、かつ、前フレームの階調値と現フレームの階調値が異なる場合には、第１駆動フレームだけを設け、第２駆動フレームを設けることなく休止期間にしてもよい。第２駆動フレームを設けないことにより、液晶表示装置の消費電力をより低減することができる。
本発明の第７の局面によれば、前フレームの階調値と現フレームの階調値が実質的に等しくない場合には、入力画像信号の階調値を補正することなく補正画像信号を連続して出力する。これにより、液晶の応答速度が遅い場合であっても、液晶分子の配向方向を印加電圧の方向に確実に配向させることができる。
本発明の第８の局面によれば、温度センサと、温度によって異なる補正値を記憶する複数の副テーブルを有し、液晶表示装置の周囲の温度に応じて、複数の副テーブルのいずれかを選択して強調階調処理を行う。これにより、広い温度範囲で使用される液晶表示装置においても、信号電圧の書き込み時の輝度の低下が抑制されるので、視聴者はフリッカをほとんど認識できなくなる。
本発明の第９の局面によれば、所定の温度範囲ごとに異なる補正値からなる複数のデータを記憶する不揮発性メモリを含み、不揮発性メモリは温度情報に基づいて複数のデータからいずれか１つのデータを選択してテーブルに与える。これにより、液晶表示装置を使用する温度範囲が広い場合に、不揮発性メモリは、複数のテーブルに記憶させるべき補正値を記憶しておき、温度センサからの温度情報に対応する温度範囲の補正値のデータをテーブルに転送する。これにより、テーブルの個数を減らすことができるので、液晶表示装置の製造コストを低減することができる。
本発明の第１０の局面によれば、温度センサを絶縁基板上に設け、温度情報をシリアル通信によって温度センサからタイミング制御回路に与えることにより、温度センサを絶縁基板上の任意の位置に設けることができる。
本発明の第１１の局面によれば、温度センサをタイミング制御回路内に設けることにより、タイミング制御回路の回路構成が複雑にならない。これにより、液晶表示装置の製造コストを低減することができる。
本発明の第１２の局面によれば、画素形成部内の薄膜トランジスタとしてチャネル層が酸化物半導体により形成された薄膜トランジスタが用いられる。この薄膜トランジスタのオフリーク電流は非常に小さいので、画素形成部に書き込まれた電圧が長時間にわたり保持される。これにより、休止駆動時にも多階調表示をすることができる。
本発明の第１３の局面によれば、チャネル層を形成する酸化物半導体としてＩｎＧａＺｎＯｘを用いることによって、本発明の第１２の局面による効果と同様の効果を確実に達成することができる。
本発明の第１４の局面によれば、画素形成部内の薄膜トランジスタとしてチャネル層が非晶質半導体または多結晶半導体からなる薄膜トランジスタが用いられる。これにより、白黒画像のように２種類の輝度によって表示可能な画像を、安価な製造コストの液晶表示装置によって表示することができる。
本発明の第１５の局面によれば、本発明の第１〜第１４の局面に係る液晶表示装置を、ドット反転駆動、ライン反転駆動、カラム反転駆動、フレーム反転駆動のいずれかによって駆動することにより、信号電圧の書込みを行ったときに生じる輝度の低下を大幅に抑制することができる。このため、視聴者はフリッカをほとんど認識できなくなり、画像の表示品位が向上する。
本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。 図１に示す液晶表示装置に使用するＬＵＴの構成の一例を示す図である。 図１に示す液晶表示装置に含まれる画素形成部の等価回路を示す図である。 図１に示す液晶表示装置の画素形成部のスイッチング素子としてＩＧＺＯ−ＴＦＴを使用したとき、液晶容量に書き込まれた信号電圧の時間変化を示す図である。 図１に示す液晶表示装置において、オーバーシュート駆動を含む休止駆動を説明するための図である。 図１に示す液晶表示装置において、アンダーシュート駆動を含む休止駆動を説明するための図である。 図１に示す液晶表示装置において、前フレームの階調値と現フレームの階調値が異なる場合を含む休止駆動を説明するための図である。 図１に示す液晶表示装置において、休止駆動を行ったときの輝度の変化を模式的に示す図である。 第１の実施形態の第１の変形例において、オーバーシュート駆動を２回含む休止駆動を説明するための図である。 第１の実施形態の第１の変形例において、アンダーシュート駆動を２回含む休止駆動を説明するための図である。 第１の実施形態の第１の変形例において、電圧値が段階的に小さくなるオーバーシュート駆動を含む休止駆動を説明するための図である。 第１の実施形態の第１の変形例において、電圧値が段階的に高くなるアンダーシュート駆動を含む休止駆動を説明するための図である。 第１の実施形態の第２の変形例に係る液晶表示装置に含まれる画素形成部のスイッチング素子としてａ−ＴＦＴを使用したときの液晶容量に書き込まれた信号電圧の時間変化を示す図である。 第１の実施形態の第２の変形例に係る液晶表示装置に含まれる画素形成部のスイッチング素子としてａ−ＴＦＴを使用したときの信号電圧と輝度との関係を示す図である。 第１の実施形態の第２の変形例に係る液晶表示装置に含まれる画素形成部のスイッチング素子としてａ−ＴＦＴを使用したときの輝度の変化を模式的に示す図である。 本発明の第２の実施形態に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。 図１６に示す液晶表示装置に使用するＬＵＴの構成の一例を示す図である。 図１６に示す液晶表示装置において、前フレームの階調値と現フレームの階調値が同じ場合のオーバーシュート駆動を含む休止駆動を説明するための図である。 図１６に示す液晶表示装置において、前フレームの階調値と現フレームの階調値が異なる場合の休止駆動を説明するための図である。 図１６に示す液晶表示装置の第１の変形例に係る液晶表示装置のブロック図である。 図２０に示す第１の変形例に係る液晶表示装置に使用するＬＵＴの構成の一例を示す図である。 図２０に示す液晶表示装置において、前フレームの階調値と現フレームの階調値が同じ場合のオーバーシュート駆動を含む休止駆動を説明するための図である。 図２０に示す液晶表示装置において、前フレームの階調値と現フレームの階調値が同じ場合のアンダーシュート駆動を含む休止駆動を説明するための図である。 図２０に示す液晶表示装置において、前フレームの階調値と現フレームの階調値が異なる場合の休止駆動を説明するための図である。 図１６に示す液晶表示装置の第２の変形例において、前フレームの階調値と現フレームの階調値が同じ場合のオーバーシュート駆動を含む休止駆動を説明するための図である。 図１６に示す液晶表示装置の第２の変形例において、前フレームの階調値と現フレームの階調値が同じ場合のオーバーシュート駆動を含む休止駆動を説明するための図である。 本発明の第３の実施形態に係る液晶表示装置のブロック図である。 図２７に示す液晶表示装置で使用される室温用のＬＵＴを示す図である。 図２７に示す液晶表示装置で使用される高温用のＬＵＴを示す図である。 図２７に示す液晶表示装置で使用される低温用のＬＵＴを示す図である。 第３の実施形態の第１の変形例に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。 第３の実施形態に係る液晶表示装置において、比較回路をなくした液晶表示装置の構成を示すブロック図である。 第３の実施形態の第１の変形例に係る液晶表示装置において、比較回路をなくした液晶表示装置の構成を示すブロック図である。 従来の交流駆動による休止駆動を行う方法を説明するための図である。 従来の交流駆動による休止駆動において、６４、１２８、２００、および２４０階調値に対応する入力画像信号を画素形成部にそれぞれ書き込んだ時の輝度の変化を模式的に示す図である。 従来の交流駆動による休止駆動において、６４階調の入力画像信号を書き込んだときの輝度の変化を説明するための図である。 従来の交流駆動による休止駆動において、２４０階調の入力画像信号を書き込んだときの輝度の変化を説明するための図である。
＜１．第１の実施形態＞
＜１．１ 液晶表示装置の構成＞
図１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。図１に示す液晶表示装置１００は、液晶パネル１０、走査信号線駆動回路２０、データ信号線駆動回路２５、タイミング制御回路３０、および補正回路４０を備えている。
液晶パネル１０には、複数の画素形成部（図示しない）が行方向および列方向にマトリクス状に配置されている。また、液晶パネル１０には、複数の走査信号線（図示しない）と、複数のデータ信号線（図示しない）とが互いに交差するように形成されている。各走査信号線は同じ行に配置された画素形成部に接続され、各データ信号線は同じ列に配置された画素形成部に接続されている。
タイミング制御回路３０に、入力画像信号の同期信号として、水平同期信号および垂直同期信号が入力される。タイミング制御回路３０は、これらの同期信号に基づき、ゲートクロック信号やゲートスタートパルス信号などの制御信号を生成して走査信号線駆動回路２０に出力し、ソースクロック信号、ソーススタートパルス信号などの制御信号を生成してデータ信号線駆動回路２５に出力する。
また、タイミング制御回路３０は、休止駆動制御回路３１を含んでいる。休止駆動制御回路３１は、生成された制御信号に同期して、アンプイネーブル信号をデータ信号線駆動回路２５に出力する。詳細は後述するが、液晶表示装置１００は、液晶パネル１０を駆動するときに、オーバーシュート電圧（「第１補正電圧」ともいう）またはアンダーシュート電圧（「第２補正電圧」ともいう）を書き込んだり、信号電圧を書き込んだりする駆動期間と、これらの電圧の書込みを休止する休止期間を設ける。休止駆動制御回路３１は、駆動期間には、アンプイネーブル信号をアクティブにすることにより、データ信号線駆動回路２５内に設けられたアナログアンプ（図示しない）を動作させる。これにより、オーバーシュート電圧、アンダーシュート電圧、または信号電圧のいずれかをデータ信号線に書き込むことができる。休止期間には、アンプイネーブル信号を非アクティブにしてアナログアンプを休止させる。このようにして、休止駆動制御回路３１は、駆動期間と休止期間をそれぞれ任意に設定することができる。
走査信号線駆動回路２０は、タイミング制御回路３０で生成された制御信号に従って、液晶パネル１０の走査信号線を駆動し、各走査信号線を順に選択する。データ信号線駆動回路２５は、タイミング制御回路３０で生成された制御信号に従い、補正回路４０から出力された補正画像信号をアナログ電圧である信号電圧に変換し、当該信号電圧を各データ信号線に書き込む。また、後述する方法によって生成されたオーバーシュート電圧またはアンダーシュート電圧をデータ信号線に書き込む。さらに、データ信号線に書き込まれたこれらの電圧は、アクティブな走査信号を印加することによって選択された走査信号線に接続された画素形成部に書き込まれる。なお、データ信号線駆動回路２５が信号電圧、オーバーシュート電圧、またはアンダーシュート電圧のいずれかを各データ信号線に書き込むのは、休止駆動制御回路３１からアクティブなアンプイネーブル信号を受け取っている期間だけである。
本明細書では、データ信号線駆動回路２５は、ドット反転駆動によって画像を液晶パネル１０に表示するとして説明するので、補正画像信号に対応する信号電圧の極性を次のようにして制御する。すなわち、隣接するデータ信号線ごとに同時に出力される信号電圧の極性を反転させると共に、隣接する走査信号線ごとにも反転させる。これにより、正極性の信号電圧が書き込まれた画素形成部は負極性の信号電圧が書き込まれた画素形成部によって囲まれ、また負極性の信号電圧が書き込まれた画素形成部は正極性の信号電圧が書き込まれた画素形成部によって囲まれる。
補正回路４０は、入力画像信号に対して信号の変化を強調する補正を行った補正画像信号をデータ信号線駆動回路２５に出力する。補正回路４０は、加算回路５０、フレームメモリ６０、比較回路８０、およびＬＵＴ７０を含んでいる。フレームメモリ６０は、外部から与えられた入力画像信号を１フレーム分だけ記憶する。比較回路８０は、外部から与えられた入力画像信号の階調値（現フレームの階調値）と、フレームメモリ６０に記憶されている直前のフレーム期間の入力画像信号の階調値（前フレームの階調値）とを求め、その結果をＬＵＴ７０に与える。ＬＵＴ７０は、後述するように、前フレームの各階調値と現フレームの各階調値に対応づけられた複数の補正値を記憶している。ＬＵＴ７０は、比較回路８０から前フレームの階調値と現フレームの階調値を与えられれば、それらに対応づけられた補正値を加算回路５０に与える。なお、本明細書においてＬＵＴを「テーブル」ともいう。また、加算回路５０によって入力画像信号に補正値を加算または減算した信号を補正画像信号といい、補正値による補正をしなかった信号を画像信号という場合がある。
加算回路５０はフレームメモリ６０に接続され、フレームメモリ６０に記憶されている入力画像信号を与えられる。オーバーシュート電圧またはアンダーシュート電圧を書き込むときには、フレームメモリ６０に記憶された直後の入力画像信号が直ちにフレームメモリ６０から加算回路５０に与えられる。オーバーシュート電圧を書き込むときには、加算回路５０は、現フレームの階調値にＬＵＴ７０から与えられる補正値を加算して補正画像信号を生成し、データ信号線駆動回路２５に出力する。アンダーシュート電圧を書き込むときには、加算回路５０は、現フレームの階調値から補正値を減算して補正画像信号を生成し、データ信号線駆動回路２５に出力する。
次に、フレームメモリ６０に記憶されている入力画像信号が再び加算回路５０に与えられる。この入力画像信号は、補正画像信号の生成に使用した入力画像信号と同じ信号である。加算回路５０は、現フレームの階調値を補正することなく画像信号としてデータ信号線駆動回路２５に出力する。
図２は、液晶表示装置１００に使用するＬＵＴ７０の構成の一例を示す図である。図２に示すように、ＬＵＴ７０には、前フレームの階調値と現フレームの階調値の組合せに対応づけて、入力画像信号の時間的変化を強調するための補正値が記憶されている。例えば、前フレームの階調値が３２階調であり、現フレームの階調値が１６０階調である場合には、対応する補正値はＬＵＴ７０から６階調になる。ＬＵＴ７０がこの補正値を加算回路５０に与えると、加算回路５０は、フレームメモリ６０から与えられた入力画像信号の階調値（現フレームの階調値）である１６０階調に６階調を加算することによって、１６６階調の補正画像信号を生成し、データ信号線駆動回路２５に出力する。データ信号線駆動回路２５は、補正画像信号に対応するオーバーシュート電圧を求め、データ信号線ＳＬに書き込む。このようにして、オーバーシュート駆動が行われる。
また、ＬＵＴ７０には、負の補正値も記憶されている。具体的には、前フレームおよび現フレームの階調値がいずれも２２４階調の場合と、前フレームおよび現フレームの階調値がいずれも２５５階調の場合である。例えば、前フレームおよび現フレームの階調値が２２４階調である場合には、対応する補正値はＬＵＴ７０から、−２階調になる。この補正値がＬＵＴ７０から加算回路５０に与えられることによって、加算回路５０は、フレームメモリ６０から与えられた入力画像信号の階調値（現フレームの階調値）である２２４階調から２階調を減算した２２２階調の補正画像信号を生成し、データ信号線駆動回路２５に出力する。データ信号線駆動回路２５は、補正画像信号に対応するアンダーシュート電圧を求め、データ信号線ＳＬに書き込む。このようにして、アンダーシュート駆動が行われる。また、前フレームおよび現フレームの階調値がいずれも１９２階調である場合には、対応する補正値は０階調であるので、オーバーシュートもアンダーシュートも行われない。
このように、ＬＵＴ７０に記憶された補正値が正の値である場合にはオーバーシュート駆動が行われ、負の値である場合にはアンダーシュート駆動が行われる。図３５に示したように、前フレームおよび現フレームの階調値が共に小さい場合には、休止駆動期間ごとに画面の輝度が低下し、その後徐々に回復する。前フレームおよび現フレームの階調値が共に大きい場合には、休止駆動期間ごとに画面の輝度が上昇し、その後徐々に低下する。そこで、これらの輝度の変化を打ち消すように、ＬＵＴ７０に、前フレームおよび現フレームの階調値が小さい場合の補正値としてプラスの大きな値を記憶させ、前フレームおよび現フレームの階調値が大きい場合の補正値として負の値またはプラスの小さい値を記憶させる。
なお、本明細書では、液晶表示装置１００は、階調数が２５６階調の表示装置であるとしたので、ＬＵＴ７０もそれに対応して０階調から２５５階調までの階調値を記憶しているとした。しかし、本発明の適用が可能な液晶表示装置の階調数は２５６階調に限定されず、２５６階調よりも大きくても小さくてもよい。その場合、ＬＵＴに記憶すべき補正値も液晶表示装置の階調数に応じて増減される。
また、図２に示すＬＵＴ７０は、メモリ容量を節約するために、前フレームおよび現フレームの階調値を３２階調ごとにしか記憶していない。このため、ＬＵＴ７０に記憶されていない前フレームおよび現フレームの階調値に対応する補正値をＬＵＴ７０を用いて求める方法を説明する。最も簡単な方法は、ＬＵＴ７０に記憶されている階調値だけでなく、その前後１６階調分の階調値も当該記憶されている階調値であるとして処理する。例えば、階調値が（１９２−１６＋１＝）１７７階調から（１９２＋１６＝）２０８階調のいずれの階調値も１９２階調として処理する。また、階調値が（２２４−１６＋１＝）２０９階調から（２２４＋１６＝）２４０階調のいずれの階調値も２２４階調として処理する。具体的には、前フレームの階調値が２００階調、現フレームの階調値が２２０階調である場合の補正値は、前フレームの階調値が１９２階調、現フレームの階調値が２２４階調に対応する補正値である５階調になる。また、より正確な補正値を求めたい場合には、線形補間法を用いて求めてもよい。なお、線形補間法はよく知られた補間方法であるので、その詳細な説明を省略する。
＜１．２ 画素形成部の構成＞
図３は、液晶表示装置１００に含まれる画素形成部１５の等価回路を示す図である。図３に示すように、各画素形成部１５は、対応する交差点を通過する走査信号線ＧＬに制御端子としてのゲート端子が接続されると共に、当該交差点を通過するデータ信号線ＳＬに第１導通端子としてのソース端子が接続されたＴＦＴ１６と、当該ＴＦＴ１６の第２導通端子としてのドレイン端子に接続された画素電極１７と、各画素形成部１５に共通的に設けられた共通電極１８と、画素電極１７と共通電極１８との間に挟持され、複数個の画素形成部１５に共通的に設けられた液晶層（図示しない）とにより構成される。画素電極１７と共通電極１８により形成される液晶容量Ｃｃｌは、画素容量を構成する。また、共通電極１８に印加する電圧は、共通電圧生成回路（図示しない）によって生成される。なお、画素容量に確実に電圧を保持すべく液晶容量Ｃｃｌに並列に補助容量が設けられている場合も多いが、本明細書では、画素容量は液晶容量Ｃｃｌのみによって構成されるとして説明する。
図３に示すＴＦＴ１６は、信号電圧を液晶容量Ｃｃｌに書き込むためにオンされたり、信号電圧を液晶容量Ｃｃｌに保持し続けるためにオフされたりするスイッチング素子として機能する。このようなＴＦＴ１６としては、例えば酸化物半導体をチャネル層に用いたＴＦＴ（以下「酸化物ＴＦＴ」という。）が用いられる。具体的には、ＴＦＴ１６のチャネル層は、インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、亜鉛（Ｚｎ）、および酸素（Ｏ）を主成分とするＩｎＧａＺｎＯｘにより形成されている。以下では、ＩｎＧａＺｎＯｘをチャネル層に用いたＴＦＴのことを「ＩＧＺＯ−ＴＦＴ」という。
図４は、液晶表示装置１００の画素形成部１５のスイッチング素子としてＩＧＺＯ−ＴＦＴ１６を使用したとき、液晶容量Ｃｃｌに書き込まれた信号電圧の時間変化を示す図である。図４に示すように、正極性の信号電圧（例えば＋７Ｖ）を書き込み、書き込んだ電圧を所定時間保持する。次に、負極性の信号電圧（例えば−７Ｖ）を書き込み、書き込んだ電圧を所定期間保持する。これらの動作を繰り返しても、液晶容量Ｃｃｌに書き込まれた信号電圧はほとんど変化しない。このことから、ＩＧＺＯ−ＴＦＴ１６のオフリーク電流は非常に小さく、液晶容量Ｃｃｌに書き込まれた信号電圧は長期間保持されることがわかる。このように、画素形成部１５のスイッチング素子としてＩＧＺＯ−ＴＦＴ１６を使用することにより、休止駆動時にも多階調表示をすることができる。
なお、ＩｎＧａＺｎＯｘ以外の酸化物半導体として、例えばインジウム、ガリウム、亜鉛、銅（Ｃｕ）、シリコン（Ｓｉ）、錫（Ｓｎ）、アルミニウム（Ａｌ）、カルシウム（Ｃａ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、および鉛（Ｐｂ）のうち少なくとも１つを含む酸化物半導体をチャネル層に用いた場合でも同様の効果が得られる。
＜１．３ 休止駆動時の動作＞
図５は液晶表示装置１００において、オーバーシュート駆動を含む休止駆動を説明するための図であり、図６は液晶表示装置１００において、アンダーシュート駆動を含む休止駆動を説明するための図である。液晶表示装置１００は、駆動期間と休止期間を交互に繰り返すことによって、液晶パネル１０を駆動する。駆動期間には、休止駆動制御回路３１からデータ信号線駆動回路２５にアクティブなアンプイネーブル信号が出力されており、オーバーシュート電圧や信号電圧が各データ信号線ＳＬに書き込まれる。休止期間には、休止駆動制御回路３１からデータ信号線駆動回路２５に非アクティブなアンプイネーブル信号出力され、データ信号線駆動回路２５および／または走査信号線駆動回路２０が動作を停止する。
なお、本明細書では、図５および図６に示す駆動期間のうち、オーバーシュート電圧を書き込む期間を第１駆動期間といい、信号電圧を書き込む期間を第２駆動期間という。また、各駆動期間のフレームをそれぞれ第１駆動フレームおよび第２駆動フレームといい、休止期間のフレームを休止フレームという。また、図６に示す駆動期間のうち、アンダーシュート電圧を書き込む期間を第３駆動期間といい、信号電圧を書き込む期間を第４駆動期間という。また、各駆動期間のフレームをそれぞれ第３駆動フレームおよび第４駆動フレームといい、休止期間のフレームを休止フレームという。また、オーバーシュート電圧、アンダーシュート電圧、および信号電圧を区別しない場合には、それらを単に電圧という場合がある。
図５および図６に示すように、駆動期間と休止期間とは交互に設けられ、駆動期間とそれに続く休止期間とを合わせて休止駆動期間という。データ信号線ＳＬに書き込まれる信号電圧の極性を休止駆動期間ごとに反転させる。このため、電圧の極性は、奇数番目の休止駆動期間では正極性であり、偶数番目の休止駆動期間では負極性である。また、各休止駆動期間における入力画像信号の階調値は一定であるとする。これは、休止駆動によって液晶パネル１０に表示される画像には、静止画が多いことを考慮したためである。なお、本実施形態は静止画に限定されず、休止駆動に適した画像であればよい。その場合、入力画像信号の各休止駆動期間における階調値は一定とは限らない。
また、図５および図６の時間軸と平行に引かれた上下２本の一点鎖線は、オーバーシュート駆動とアンダーシュート駆動の境界を示す線（境界線）であり、前フレームの階調値と現フレームの階調値が等しく、かつ、その階調値の絶対値が上側の境界線よりも大きな印加電圧に相当する値のとき、または、その階調値の絶対値が下側の境界線よりも大きな印加電圧に相当する値のときにアンダーシュート駆動が行われ、その他のときにはオーバーシュート駆動が行われる。本実施形態では、この一点鎖線は、ＬＵＴ７０における前フレームおよび現フレームの階調値が２２４階調の場合に相当する印加電圧を示している。この場合の階調値である２２４階調を「境界値」という場合がある。
図５では、第１休止駆動期間の駆動期間に、第１および第２駆動フレームを連続して設ける。第１駆動フレームでは、比較回路８０は、外部から与えられた入力画像信号の階調値（現フレームの階調値）とフレームメモリ６０に記憶されている直前のフレーム期間に与えられた入力画像信号の階調値（前フレームの階調値）とを求め、その結果をＬＵＴ７０に与える。ＬＵＴ７０は、前フレームの階調値と現フレームの階調値の組合せに対応づけられた補正値を加算回路５０に出力する。この場合、現フレームの階調値の絶対値が境界値よりも小さいので、ＬＵＴ７０が出力する補正値は正の値である。加算回路５０は、フレームメモリ６０から与えられた現フレームの階調値にＬＵＴ７０から与えられた補正値を加算して補正画像信号を生成し、データ信号線駆動回路２５に出力する。補正画像信号は、入力画像信号に対応する電圧よりも補正値分（図５で、「ＯＳ１」と表示）だけ大きなオーバーシュート電圧に変換され、データ信号線ＳＬに書き込まれる。このオーバーシュート電圧の極性は正極性である。これにより、第１休止駆動期間にオーバーシュート駆動が行われる。
第２駆動フレームでは、第１駆動フレームで使用した入力画像信号と同じ信号がフレームメモリ６０に記憶されている。フレームメモリ６０は、記憶している入力画像信号を加算回路５０に与える。加算回路５０は、与えられた入力画像信号に補正値を加算することなくデータ信号線駆動回路２５に画像信号として出力する。画像信号は、入力画像信号に対応する電圧のアナログ信号電圧に変換され、データ信号線ＳＬに書き込まれる。このような駆動を、本明細書では、「通常駆動」という。この信号電圧の極性も正極性である。これにより、第１休止駆動期間に表示したい画像が液晶パネル１０に表示される。
このように、第１駆動フレームでは、ＬＵＴ７０から与えられた補正値を用いてオーバーシュート駆動を行い、それに続く第２駆動フレームでは、通常駆動を行うことによって、正極性の信号電圧をデータ信号線ＳＬに書き込む。その後、第２休止駆動期間の第１駆動期間の開始時まで、通常駆動によって書き込まれた画像を表示し続ける休止期間になる。
第２休止駆動期間の各駆動期間でも、第１および第２駆動フレームを連続して設ける。この場合、第１休止駆動期間の場合と同様にして、現フレームの階調値の絶対値が境界値よりも小さいので、第１駆動フレームでは、ＬＵＴ７０から与えられた補正値を用いてオーバーシュート駆動を行い、第２駆動フレームでは、通常駆動を行う。ただし、第１の実施形態の場合と異なり、第１および第２駆動フレームでは、オーバーシュート電圧および信号電圧の極性は負極性である。その後、第３休止駆動期間の第１駆動期間の開始時まで、通常駆動によって書き込まれた画像を表示し続ける休止期間になる。
以下同様にして、奇数番目の休止駆動期間には、第１駆動フレームで正極性のオーバーシュート電圧を書き込み、オーバーシュート駆動を行う。次に、第２駆動フレームで正極性の信号電圧を書き込むことによって通常駆動を行い、その後休止期間とする。また、偶数番目の休止駆動期間にも、第１駆動フレームで負極性のオーバーシュート電圧を書き込み、オーバーシュート駆動を行う。次に、第２駆動フレームで負極性の信号電圧を書き込むことによって通常駆動を行い、その後休止期間とする。
また図６では、第１休止駆動期間の駆動期間に、第３および第４駆動フレームを連続して設ける。第３駆動フレームでは、比較回路８０は、外部から与えられた入力画像信号の階調値（現フレームの階調値）とフレームメモリ６０に記憶されている直前のフレーム期間に与えられた入力画像信号の階調値（前フレームの階調値）とを求め、その結果をＬＵＴ７０に与える。ＬＵＴ７０は、前フレームの階調値と現フレームの階調値の組合せに対応づけられた補正値を加算回路５０に出力する。この場合、前フレームの階調値の絶対値と現フレームの階調値の絶対値が等しく、かつ現フレームの階調値の絶対値が境界値よりも大きいので、ＬＵＴ７０が出力する補正値は負の値である。加算回路５０は、フレームメモリ６０から与えられた現フレームの階調値から補正値を減算して補正画像信号を生成し、データ信号線駆動回路２５に出力する。補正画像信号は、入力画像信号に対応する電圧よりも補正値分（図６で、「ＯＳ２」と表示）だけ低い小さいアンダーシュート電圧に変換され、データ信号線ＳＬに書き込まれる。このアンダーシュート電圧の極性は正極性である。これにより、第１休止駆動期間にアンダーシュート駆動が行われる。
第４駆動フレームでは、第３駆動フレームで使用した入力画像信号と同じ信号がフレームメモリ６０に記憶されている。フレームメモリ６０は、記憶している入力画像信号を加算回路５０に与える。加算回路５０は、与えられた入力画像信号から補正値を減算することなくデータ信号線駆動回路２５に画像信号として出力する。画像信号は、入力画像信号に対応する電圧のアナログ信号電圧に変換され、データ信号線ＳＬに書き込まれる。この信号電圧の極性も正極性である。これにより、第１休止駆動期間に表示したい画像が液晶パネル１０に表示される。
このように、第３駆動フレームでは、ＬＵＴ７０から与えられた補正値を用いてアンダーシュート駆動を行い、それに続く第４駆動フレームでは、通常駆動を行ことによって、正極性の信号電圧をデータ信号線ＳＬに書き込む。その後、第２休止駆動期間の第１駆動期間の開始時まで、通常駆動によって書き込まれた画像を表示し続ける休止期間になる。
第２休止駆動期間の各駆動期間でも、第３および第４駆動フレームを連続して設ける。この場合、第１休止駆動期間の場合と同様にして、前フレームの階調値の絶対値と現フレームの階調値の絶対値が等しく、かつ現フレームの階調値の絶対値が境界値よりも大きいので、第３駆動フレームでは、ＬＵＴ７０から与えられた補正値を用いてアンダーシュート駆動を行い、第４駆動フレームでは、通常駆動を行う。ただし、第１休止駆動期間の場合と異なり、第３および第４駆動フレームでは、アンダーシュート電圧および信号電圧の極性は負極性である。その後、第３休止駆動期間の第１駆動期間の開始時まで、通常駆動によって書き込まれた画像を表示し続ける休止期間になる。
以下同様にして、奇数番目の休止駆動期間には、第３駆動フレームで正極性のアンダーシュート電圧を書き込み、アンダーシュート駆動を行う。次に、第４駆動フレームで正極性の信号電圧を書き込むことによって通常駆動を行い、その後休止期間とする。また、偶数番目の休止駆動期間には、第３駆動フレームで負極性のアンダーシュート電圧を書き込み、アンダーシュート駆動を行う。次に、第４駆動フレームで負極性の信号電圧を書き込むことによって通常駆動を行い、その後休止期間とする。
図７は、液晶表示装置１００において、前フレームの階調値と現フレームの階調値が異なる場合を含む休止駆動を説明するための図である。まず、第１休止駆動期間について説明する。第１駆動フレームでは、現フレームの階調値の絶対値が境界値よりも小さいので、ＬＵＴ７０から与えられた補正値を加算して正極性のオーバーシュート電圧を生成し、オーバーシュート駆動を行う。第２駆動フレームでは、現フレームの階調値を補正することなく、正極性のアナログ信号電圧を生成し、通常駆動を行う。
第２休止駆動期間では、現フレームの階調値の絶対値は境界値よりも大きいが、第１休止駆動期間の入力画像信号の階調値（前フレームの階調値）と異なる。このため、第１駆動フレームでは、負極性のオーバーシュート駆動を行い、次に第２駆動フレームでは負極性の通常駆動を行う。
第３休止駆動期間では、現フレームの階調値の絶対値は境界値よりも大きく、かつ現フレームの階調値の絶対値は第２休止駆動期間の入力画像信号の階調値（前フレームの階調値）の絶対値と同じである。このため、第１駆動フレームでは正極性のアンダーシュート駆動を行い、次に第２駆動フレームでは正極性の通常駆動を行う。さらに第４休止駆動期間では、現フレームの階調値の絶対値は境界値よりも小さいので、第１駆動フレームでは負極性のオーバーシュート駆動を行い、次に第２駆動フレームでは負極性の通常駆動を行う。
＜１．４ 効果＞
図８は、液晶表示装置１００において休止駆動を行ったときの輝度の変化を模式的に示す図である。図３５の説明において説明したように、入力画像信号が６４階調の場合、画素形成部に信号電圧を書き込んだ直後に輝度が急激に低下し、その後ゆっくりと回復する。逆に、入力画像信号が２４０階調の場合、画素形成部に信号電圧を書き込んだ直後に輝度が急激に上昇し、その後ゆっくりと低下する。しかし、本実施形態で説明したように、入力画像信号の階調値に応じてオーバーシュート駆動またはアンダーシュート駆動のいずれかを行う。これにより、６４階調および１２８階調において輝度が急激に低下したり、２４０階調において輝度が急激に上昇したりすることがなくなり、いずれの階調値においても、表示される画像の輝度の変化が抑制される。このため、視聴者はフリッカをほとんど認識できなくなり、液晶パネル１０に表示される画像の品位が向上する。
なお、オーバーシュート駆動またはアンダーシュート駆動を行った後に、通常駆動を行うので、駆動期間の最後にデータ信号線ＳＬに書き込まれる信号電圧は、入力画像信号に対応した電圧値になる。これにより、液晶表示装置１００は、入力画像信号に応じた画像を常に表示することができる。また、画素形成部１５のスイッチング素子として、オフリーク電流が非常に小さなＩＧＺＯ−ＴＦＴ６を使用している。このため、信号電圧の書き込みを行った直後に低下した輝度は、その後の休止期間において本来の輝度まで回復する。
＜１．５ 第１の変形例＞
上記実施形態では、駆動期間ごとに、オーバーシュート駆動と通常駆動、または、アンダーシュート駆動と通常駆動をそれぞれ１回ずつ連続して行なう。しかし、３フレーム以上の駆動フレームを設けることにより駆動期間を長くし、オーバーシュート駆動またはアンダーシュート駆動を複数回行い、その後通常駆動を１回だけ行ってもよい。
本実施形態の第１の変形例に係る液晶表示装置の構成は、図１に示す構成と同じであるので、そのブロック図および説明を省略する。図９は、本変形例の休止駆動を説明するための図である。図９に示すように、第１の休止駆動期間の駆動期間に、オーバーシュート駆動を連続して２回行い、次に通常駆動を１回行う。
このように、各休止駆動期間の駆動期間に、オーバーシュート駆動を連続して２回行うことによって、応答速度の遅い液晶であっても、液晶分子の配向方向を印加電圧の方向に確実に配向させることができる。また、図１０に示すように、アンダーシュート駆動を連続して２回行い、次に通常駆動を１回行ってもよい。この場合の効果は、図９に示す場合と同じであるので、その説明を省略する。
本変形例では、オーバーシュート駆動およびアンダーシュート駆動の回数をそれぞれ２回としたが、液晶の応答速度がより遅い場合には、３回またはそれ以上としてもよい。
また、図９に示すオーバーシュート駆動では、連続する２回のオーバーシュート駆動時に書き込むオーバーシュート電圧の電圧値は同じであるとした。しかし、これらの電圧値は、異なっていてもよく、図１１に示すように、電圧値が段階的に小さくなるようなオーバーシュート電圧を書き込み、オーバーシュート駆動を行ってもよい。また、図１２に示すように、電圧値が段階的に大きくなるようなアンダーシュート電圧を書き込み、アンダーシュート駆動を行ってもよい。
なお、図９〜図１２に示すいずれの場合にも、休止期間に入力画像信号に対応した画像を表示する必要があるので、駆動期間の最後の駆動フレームでは、入力画像信号に対応した電圧値の信号電圧を書き込む通常駆動を行うことが必要である。
＜１．６ 第２の変形例＞
上記実施形態では、画素形成部１５のＴＦＴは、ＩＧＺＯ−ＴＦＴ１６であるとした。しかし、チャネル層が非晶質シリコン（Ｓｉ）または多結晶シリコンからなるＴＦＴであってもよい。以下では、チャネル層が非晶質シリコンまたは多結晶シリコンからなるＴＦＴをそれぞれ「ａ−ＴＦＴ」および「ｐ−ＴＦＴ」という。ａ−ＴＦＴまたはｐ−ＴＦＴは、ＩＧＺＯ−ＴＦＴに比べてオフリーク電流が非常に大きい。このため、画素形成部１５に書き込まれた信号電圧は短時間のうちに低下する。
そこで、本実施形態の第２の変形例として、画素形成部１５のスイッチング素子としてａ−ＴＦＴまたはｐ−ＴＦＴを使用した液晶表示装置を説明する。この液晶表示装置の構成は、ＩｎＧａＺｎＯｘの代わりにａ−ＴＦＴまたはｐ−ＴＦＴを使用していることを除いて、図１に示す液晶表示装置１００の構成と同じであるので、その説明およびブロック図を省略する。
図１３は、本変形例の液晶表示装置に含まれる画素形成部１５のスイッチング素子としてａ−ＴＦＴを使用したとき、液晶容量に書き込まれた信号電圧の時間変化を示す図である。図１３に示すように、正極性の信号電圧（例えば＋７Ｖ）を書き込み、ａ−ＴＦＴをオフにして書き込んだ電圧を所定時間保持する。次に、負極性の信号電圧（例えば−７Ｖ）を書き込み、ａ−ＴＦＴをオフにして書き込んだ電圧を所定期間保持することを繰り返す。このようにして＋７Ｖまたは−７Ｖの信号電圧を書き込んでも、ａ−ＴＦＴのオフリーク電流が大きいので、信号電圧の電圧値は休止期間の間にそれぞれ＋５Ｖまたは−５Ｖまで低下する。
しかし、図１４に示すように、ａ−ＴＦＴを使用した液晶表示装置では、信号電圧が小さいときには輝度も低いが、信号電圧が高くなるにつれて輝度も急激に高くなる。そして、信号電圧が約５〜７Ｖ付近では輝度が略一定になる。これらの結果から、ａ−ＴＦＴを使用した液晶表示装置は、ＩＧＺＯ−ＴＦＴを使用した液晶表示装置のように多階調の画像を表示することには適してはいないが、白黒画像のように２種類の輝度によって表示できる画像であれば表示することができる。さらに、液晶パネルの表面にＲＧＢカラーフィルタを貼ることにより、黒色を含む８種類の色によって表される画像を表示することができる。
図１５は、本変形例の画素形成部のスイッチング素子としてａ−ＴＦＴを使用したときの輝度の変化を模式的に示す図である。図３５に示すＩＧＺＯ−ＴＦＴを使用した場合と異なり、各休止駆動期間の初めに信号電圧を書き込んだとき、輝度が高くなる。しかし、その後ａ−ＴＦＴのオフリーク電流のために書き込まれた信号電圧が低下するので、輝度も低下する。信号電圧が５Ｖ程度まで低下したときに、次の書込みが行われるように休止期間を調整しておけば、次の休止駆動期間の信号電圧の書き込み時に、再び輝度が高くなる。この場合、信号電圧の変化を５〜７Ｖに抑えることによって、各休止駆動期間における輝度を略一定と見なせる範囲に入るようにすることができる。これにより、白黒画像のように２種類の輝度によって表示可能な画像を、安価な製造コストの液晶表示装置によって表示することができる。なお、ａ−ＴＦＴまたは、Ｐ−ＴＦＴは、チャネル層が非晶質シリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）、または、多結晶シリコンゲルマニウムなどの半導体からなるＴＦＴも含む。
＜２．第２の実施形態＞
＜２．１ 液晶表示装置の構成＞
図１６は、本発明の第２の実施形態に係る休止駆動を行うことが可能な液晶表示装置２００の構成を示すブロック図である。図１６に示す液晶表示装置２００は、図１に示す液晶表示装置１００と同様に、液晶パネル１０、走査信号線駆動回路２０、データ信号線駆動回路２５、タイミング制御回路３０、および補正回路４０を備えている。これらの構成要素のうち、補正回路４０の構成が図１に示す補正回路４０と異なる。そこで、図１５において、図１に示す構成要素と同じ構成要素には、図１に示す構成要素に付した参照符号と同じ参照符号を付してその説明を省略し、異なる構成要素を中心に説明する。図１６に示すように、液晶表示装置２００では、図１に示すＬＵＴ７０の代わりに後述するＬＵＴ２７０が用いられている。
図１７は、液晶表示装置２００に使用するＬＵＴ２７０の構成の一例を示す図である。図１７に示すように、ＬＵＴ２７０には、前フレームの階調値と現フレームの階調値とが等しい組合せのみに対応づけて、入力画像信号の時間的変化を強調するための補正値が記憶されている。例えば、前フレームの階調値が３２階調に対応する補正値が記憶されているのは、現フレームの階調値が３２階調の場合だけであり、他の階調値に対応する補正値は記憶されていない。また、前フレームおよび現フレームの階調値が小さいときの補正値は正の値であるが、それらが大きいときの補正値は負の値になる場合がある。より詳しく説明すれば、前フレームおよび現フレームの階調値が２２４階調および２５５階調のときだけ負の値であり、その他のときには正の値である。
このため、比較回路８０は、前フレームの階調値と現フレームの階調値が等しいと判定した場合のみその結果をＬＵＴ２７０に与える。ＬＵＴ２７０は、比較回路８０から与えられた階調値に対応する補正値を加算回路５０に与える。加算回路５０は、補正値が正の値の場合には現フレームの階調値に補正値を加算し、補正値が負の値の場合には現フレームの階調値から補正値を減算して補正画像信号をそれぞれ生成し、データ信号線駆動回路２５に出力する。
一方、比較回路８０によって前フレームの階調値と現フレームの階調値が等しくないとされた場合には、比較回路８０はその結果をＬＵＴ２７０に与えない。このため、加算回路５０は、現フレームの階調値を補正することなく、現フレームの階調値を画像信号としてデータ信号線駆動回路２５に出力する。
なお、本実施形態において、前フレームの階調値と現フレームの階調値が等しいとは、両者が完全に等しい場合だけでなく、実質的に等しい場合も含まれる。本明細書において実質的に等しい階調値には、ＬＵＴ２７０に記載された各階調値に対して＋８から−８までの階調値も含まれる。例えば、一方の階調値が３２階調である場合、２４階調から４０階調までの他方の階調値は、一方の３２階調と実質的に等しいとする。例えば前フレームの階調値が２８階調であり、現フレームの階調値が３６階調の場合、両者は実質的に等しいとし、加算回路５０は、ＬＵＴ２７０の前フレームおよび現フレームの階調値が３２の場合の補正値である５階調を現フレームの階調値に加算する。
＜２．２ 休止駆動時の動作＞
図１８は、前フレームの階調値と現フレームの階調値が同じ場合のオーバーシュート駆動を含む休止駆動を説明するための図である。また、図１９は、前フレームの階調値と現フレームの階調値が異なる場合の休止駆動を説明するための図である。なお、図１８に示す休止駆動は、図５で説明した休止駆動と同じであるので、その説明を省略する。
図１９に示すように、いずれの休止駆動期間においても、現フレームの階調値と前フレームの階調値が異なるので、加算回路５０には、ＬＵＴ２７０から補正値を与えられない。このため、加算回路５０は、フレームメモリ６０から入力画像信号が与えられると、補正値を用いて補正することなく出力する。その結果、オーバーシュート駆動もアンダーシュート駆動も行われない。
第２駆動フレームでも、フレームメモリ６０から入力画像信号を与えられると、補正することなく画像信号としてデータ信号線駆動回路２５に出力する。画像信号は、入力画像信号に対応する電圧値の信号電圧に変換され、データ信号線ＳＬに書き込まれる。このように、同じ大きさの電圧が第１および第２駆動フレームにおいて出力されるので、通常駆動を２回行った場合と同じである。このようにして、通常駆動を２回行うことにより、信号電圧をデータ信号線ＳＬに書き込むと、その後次の休止駆動期間の第１駆動期間の開始時まで、通常駆動によって書き込まれた画像を表示し続ける休止期間になる。
以下同様にして、奇数番目の休止駆動期間では、補正値を加算しない正極性の信号電圧を書き込む通常駆動を連続して２回行い、その後休止期間とする。また、偶数番目の休止駆動期間では、補正値を加算しない負極性の信号電圧を書き込むことによって通常駆動を連続して２回行い、その後休止期間とする。
＜２．３ 効果＞
フリッカは同じ画像を連続して表示する場合に認識されやすい。そこで、本実施形態によれば、階調値が実質的に同じ画像を連続して表示する場合のみオーバーシュート駆動またはアンダーシュート駆動を行い、次に通常駆動を行う。これにより、視聴者はフリッカをほとんど認識できなくなる。
また、階調値が実質的に異なる画像を連続して表示する場合には、輝度の低下によるフリッカが発生していても視聴者はフリッカをほとんど認識できなくなる。そこで、オーバーシュート駆動もアンダーシュート駆動も行わずに、通常駆動を２回行う。これにより、ＬＵＴ２７０のメモリ容量を小さくすることができるので、液晶表示装置２００のコストを低減することができる。
なお、液晶の応答速度が速い場合には、前フレームの階調値と現フレームの階調値が異なる場合に、第１および第２駆動フレームを連続して設けたり、第３および第４駆動フレームを連続して設けたりするのではなく、第１駆動フレームだけを設け、その後第２駆動フレームを設けることなく休止期間にしたり、第３駆動フレームだけを設け、その後第４駆動フレームを設けることなく休止期間にしたりしてもよい。この場合、第２または第４駆動フレームを設けないので、液晶表示装置の消費電力を低減することができる。
＜２．４ 第１の変形例＞
図２０は、本実施形態の第１の変形例に係る液晶表示装置３００のブロック図である。図２０に示す液晶表示装置３００は、図１に示す液晶表示装置１００と同様に、液晶パネル１０、走査信号線駆動回路２０、データ信号線駆動回路２５、タイミング制御回路３０、および補正回路４０を備えている。これらの構成要素のうち、補正回路４０の構成が図１に示す補正回路４０と異なる。そこで、図２０において、図１に示す構成要素と同じ構成要素には、図１に示す構成要素に付した参照符号と同じ参照符号を付してその説明を省略し、異なる構成要素を中心に説明する。
図２０に示すように、補正回路４０は、フレームメモリ６０、加算回路５０、およびＬＵＴ３７０を含むが、比較回路を含まない。本変形例において比較回路が設けられていないのは、前フレームの階調値の絶対値と現フレームの階調値の絶対値とが等しいか否かを判定する必要がないからである。図２１は、本変形例において使用するＬＵＴ３７０の構成の一例を示す図である。ＬＵＴ３７０は、図２に示すＬＵＴ７０と異なり、現フレームの階調値に対する補正値のみを記憶している。このように、補正値は、前フレームの階調値にかかわらず、現フレームの階調値のみによって決まる。このＬＵＴ３７０においても、現フレームの階調値が１６０階調以下の補正値は正の値であり、１９２階調の補正値はゼロであり、２２４階調以上の補正値は負の値である。
したがって、第２の実施形態の場合と異なり、加算回路５０は、前フレームの階調値にかかわらず、現フレームの階調値に対応する補正値が正の値である場合には、現フレームの階調値に補正値を加算して補正画像信号を生成し、データ信号線駆動回路２５に出力する。これにより、オーバーシュート駆動を行う。また、現フレームの階調値に対応する補正値が負の値である場合には、補正値を減算して補正画像信号を生成し、データ信号線駆動回路２５に出力する。これにより、アンダーシュート駆動を行う。なお、補正値がゼロの場合は入力画像信号を補正することなくデータ信号線駆動回路２５に出力する。
＜２．４．１ 休止駆動の動作＞
図２２は、前フレームの階調値と現フレームの階調値が同じ場合のオーバーシュート駆動を含む休止駆動を説明するための図であり、図２３は、前フレームの階調値と現フレームの階調値が同じ場合のアンダーシュート駆動を含む休止駆動を説明するための図である。また、図２４は、前フレームの階調値と現フレームの階調値が異なる場合の休止駆動を説明するための図である。
図２２に示す場合には、第１休止駆動期間の駆動期間に、第１および第２駆動フレームを連続して設ける。第１駆動フレームでは、入力画像信号の階調値（現フレームの階調値）は境界値よりも小さいので、加算回路５０は、フレームメモリ６０から与えられた現フレームの階調値に対応する補正値をＬＵＴ３７０から与えられると、現フレームの階調値に補正値を加算して補正画像信号を生成し、データ信号線駆動回路２５に出力する。補正画像信号は、入力画像信号に対応する電圧値よりも補正値分ＯＳ１だけ大きなオーバーシュート電圧に変換され、データ信号線ＳＬに書き込まれる。このアナログ信号電圧の極性は正極性である。これによって、オーバーシュート駆動が行われる。
第２駆動フレームでは、第１駆動フレームで使用した入力画像信号と同じ信号がフレームメモリ６０に記憶されている。フレームメモリ６０から加算回路５０に入力画像信号が与えられると、加算回路５０は、補正値を加算することなく画像信号としてデータ信号線駆動回路２５に出力する。画像信号は、入力画像信号に対応する信号電圧に変換され、データ信号線ＳＬに書き込まれる。このアナログ信号電圧の極性も正極性である。これにより、通常駆動が行われる。
このように、第１駆動フレームでは、ＬＵＴ３７０から与えられる補正値を用いてオーバーシュート駆動を行い、第２駆動フレームでは、通常駆動を行ことによって正極性の信号電圧をデータ信号線ＳＬに書き込む。その後、第２休止駆動期間の第１駆動期間の開始時まで、通常駆動によって書き込まれた画像を表示し続ける休止期間になる。
第２休止駆動期間の駆動期間でも、第１および第２駆動フレームを連続して設ける。この場合、第１休止駆動期間の場合と同様にして、第１駆動フレームでは、現フレームの階調値にＬＵＴ３７０から与えられた補正値を加算した補正画像信号に基づいてオーバーシュート駆動を行い、第２駆動フレームでは通常駆動を行う。ただし、いずれの駆動フレームでも、負極性の電圧を書き込む。その後、第３休止駆動期間の第１駆動期間の開始時まで、通常駆動によって書き込まれた画像を表示し続ける休止期間になる。
以下同様にして、奇数番目の休止駆動期間では、正極性のオーバーシュート電圧を書き込み、オーバーシュート駆動を行う。次に、正極性の信号電圧を書き込み、通常駆動を行い、その後休止期間とする。また、偶数番目の休止駆動期間では、負極性のオーバーシュート電圧を書き込み、オーバーシュート駆動を行う。次に、負極性の信号電圧を書き込み、通常駆動を行い、その後休止期間とする。
また、図２３に示す場合には、第１休止駆動期間の駆動期間に、第３および第４駆動フレームを連続して設ける。入力画像信号の階調値（現フレームの階調値）は境界値よりも大きいので、第３駆動フレームでは、加算回路５０は、フレームメモリ６０から与えられた現フレームの階調値に対応する補正値をＬＵＴ３７０から与えられると、現フレームの階調値から補正値を減算して補正画像信号を生成し、データ信号線駆動回路２５に出力する。補正画像信号は、入力画像信号に対応する電圧値よりも補正値分ＯＳ２だけ小さいアンダーシュート電圧に変換され、データ信号線ＳＬに書き込まれる。このアナログ信号電圧の極性は正極性である。これによって、アンダーシュート駆動が行われる。
第４駆動フレームでは、第３駆動フレームで使用した入力画像信号と同じ信号がフレームメモリ６０に記憶されている。フレームメモリ６０から加算回路５０に入力画像信号が与えられると、加算回路５０は、補正値を減算することなく画像信号としてデータ信号線駆動回路２５に出力する。画像信号は、入力画像信号に対応する信号電圧に変換され、データ信号線ＳＬに書き込まれる。このアナログ信号電圧の極性も正極性である。これにより、通常駆動が行われる。
このように、第３駆動フレームでは、ＬＵＴ３７０から与えられた補正値を用いてアンダーシュート駆動を行い、第４駆動フレームでは、通常駆動を行ことによって正極性の信号電圧をデータ信号線ＳＬに書き込む。その後、第２休止駆動期間の第１駆動期間の開始時まで、通常駆動によって書き込まれた画像を表示し続ける休止期間になる。
第２休止駆動期間の駆動期間でも、第３および第４駆動フレームを連続して設ける。第３駆動フレームでは、現フレームの階調値の絶対値が境界値以上である。そこで、現フレームの階調値から、ＬＵＴ３７０から与えられた補正値を減算した補正画像信号に基づいてアンダーシュート駆動を行い、第４駆動フレームでは通常駆動を行う。ただし、いずれの駆動フレームでも、負極性の電圧を書き込む。その後、第３休止駆動期間の第１駆動期間の開始まで、通常駆動によって書き込まれた画像を表示し続ける休止期間になる。
以下同様にして、奇数番目の休止駆動期間では、正極性のアンダーシュート電圧を書き込み、アンダーシュート駆動を行う。次に、正極性の信号電圧を書き込むことによって通常駆動を行い、その後休止期間とする。また、偶数番目の休止駆動期間では、負極性のアンダーシュート電圧を書き込み、アンダーシュート駆動を行う。次に、負極性の信号電圧を書き込むことによって通常駆動を行い、その後休止期間とする。
図２４に示す場合は、ＬＵＴ３７０を使用するので、オーバーシュート駆動またはアンダーシュート駆動のいずれを行うかは現フレームの階調値によって決まる。そこで、各休止駆動期間において、現フレームの階調値が境界値よりも小さい場合にはオーバーシュート駆動を行い、現フレームの階調値が境界値よりも大きい場合にはアンダーシュート駆動を行う。具体的には、第１および第２休止駆動期間にオーバーシュート駆動を行い、第３および第４休止駆動期間にアンダーシュート駆動を行う。
このように、本変形例では、前フレームの階調値と、現フレームの階調値とが等しいか否かにかかわらず、現フレームの階調値のみに基づくオーバ−シュート駆動またはアンダーシュート駆動を行う。このため、本変形例では、第２の実施形態の場合と異なり、第２および第４駆動フレームにおいて必ず通常駆動を行う必要があり、第２および第４駆動フレーム駆動を省略することはできない。
＜２．４．２ 効果＞
本変形例によれば、第２の実施形態と同じ効果を奏するだけでなく、さらに、前クレームの階調値と現フレームの階調値とが同じであるか否かを判定する必要がないので、比較回路を設ける必要がない。これにより、液晶表示装置３００の製造コストをさらに低減することができる。
＜２．５ 第２の変形例＞
第１の変形例では、入力画像信号が正極性から負極性に変化する場合と、負極性から正極性に変化する場合とでは、ＬＵＴ３７０に記憶されている補正量は同じであるとした。
しかし、液晶層に印加する電圧の方向によって液晶の誘電率異方性が異なり、液晶分子が配向しやすい方向と、配向しにくい方向とがある場合、液晶の応答速度が印加電圧の方向によって異なる。この場合、前フレームの階調値と現フレームの階調値が同じであっても、印加電圧の方向によってオーバーシュート電圧およびアンダーシュート電圧を変える必要がある。そこで、液晶表示装置の補正回路に、印加電圧の方向がある方向の場合の補正値を記憶させておくＬＵＴ（「第１テーブル」ともいう）と、それとは逆方向の場合の補正値を記憶させておくＬＵＴ（「第２テーブル」ともいう）とを設ける。なお、本変形例では、各ＬＵＴの構成例を省略する。
図２５は、前フレームの階調値と現フレームの階調値が同じ場合のオーバーシュート駆動を含む休止駆動を説明するための図であり、図２６は、前フレームの階調値と現フレームの階調値が同じ場合のアンダーシュート駆動を含む休止駆動を説明するための図である。図２５に示すように、前フレームと現フレームの階調値が等しい場合であっても、入力画像信号が正極性から負極性に変化する場合と、負極性から正極性に変化する場合とでは、オーバーシュート電圧が異なり、負極性から正極性に変化する場合のオーバ−シュート電圧の電圧値の絶対値が、逆の場合の電圧値の絶対値よりも大きくなっている。このようなオーバーシュート駆動は、前フレームおよび現フレームの階調値が同じであっても、負極性から正極性に変化する場合に使用するＬＵＴの補正値の絶対値を、正極性から負極性に変化する場合に使用するＬＵＴの補正値の絶対値よりも大きくすることによって行われる。
また、図２６に示すように、前フレームと現フレームの階調値が等しい場合であっても、入力画像信号が正極性から負極性に変化する場合と、負極性から正極性に変化する場合とでは、アンダーシュート電圧が異なり、負極性から正極性に変化する場合のアンダーシュート電圧の電圧値の絶対値が、逆の場合の電圧値の絶対値よりも大きくなっている。このようなアンダーシュート駆動は、負極性から正極性に変化する場合に使用するＬＵＴの補正値の絶対値を、正極性から負極性に変化する場合に使用するＬＵＴの補正値の絶対値よりも大きくすることによって行われる。
このように、液晶層に印加する電圧の極性が正極性から負極性に変わるときと、負極性から正極性に変わるときとで液晶の応答速度が異なる場合であっても、印加電圧の方向によって補正値も変えることにより、印加電圧の方向に依存する輝度の変化を同程度に小さくすることができる。このため、視聴者はフリッカをほとんど認識できなくなる。
なお、前フレームの階調値と現フレームの階調値が同じ場合だけでなく、異なる場合にも本変形例を同様に適用することができる。また、正極性から負極性に変化する場合の電圧の補正値分ＯＳ１、ＯＳ２が、逆方向に変化する場合の電圧の補正値分ＯＳ１、ＯＳ２よりも大きい場合にも、本変形例の場合と同様にして駆動することができる。
＜３．第３の実施形態＞
液晶表示装置の周囲の温度変化により液晶の誘電率異方性が変化すると、液晶表示装置の応答速度は顕著に変化する。このため、室温で設定した補正値を記憶したＬＵＴを用いて、低温時にオーバーシュート駆動またはアンダーシュート駆動を行なえば、低温時の液晶の応答速度が低下しているために、応答速度が十分速くならず、所望の階調表示が行われない。また、高温時にオーバーシュート駆動またはアンダーシュート駆動を行えば、高温時の液晶の応答速度が速くなっているために、過度に強調された表示になる。そこで、広い温度範囲で使用される液晶表示装置は、温度に応じた最適な補正値を加算して最適なオーバーシュート駆動を行うことができるように、温度範囲ごとに異なる複数のＬＵＴを有することが好ましい。
＜３．１ 液晶表示装置の構成＞
図２７は、本発明の第３の実施形態に係る液晶表示装置４００のブロック図である。図２７に示す液晶表示装置４００は、図１に示す液晶表示装置１００と異なり、タイミング制御回路３０内に温度センサ３５が設けられ、また補正回路４０は温度範囲ごとに設けられた３つのＬＵＴ４７０ａ〜４７０ｃを有している。なお、図２７において、図１に示す構成要素と同じ構成要素には、図１に示す構成要素に付した参照符号と同じ参照符号を付してその説明を省略し、異なる構成要素を中心に説明する。
図２８は、液晶表示装置４００で使用される室温用のＬＵＴ４７０ａを示す図であり、図２９は高温用のＬＵＴ４７０ｂを示す図であり、図３０は低温用のＬＵＴ４７０ｃを示す図である。図２８〜図３０からわかるように、補正値の絶対値は、低温用のＬＵＴ４７０ｃ、室温用のＬＵＴ４７０ａ、高温用のＬＵＴ４７０ｂの順に小さくなるように設定されている。その結果、これらのＬＵＴ４７０ａ〜４７０ｃを使用することにより、液晶の応答速度が低下する低温でのオーバーシュート駆動およびアンダーシュート駆動は強調され、次に室温でのオーバーシュートおよびアンダーシュートが強調される。また、高温でのオーバーシュート駆動およびアンダーシュート駆動は抑制される。
このように、液晶表示装置４００が使用される温度によって使用するＬＵＴ４７０を変えるので、温度情報を得るための温度センサ３５も必要になる。本実施形態では、温度センサ３５は、タイミング制御回路３０内に設けられ、温度センサ３５からの温度情報に基づいてＬＵＴ４７０ａ〜４７０ｃのいずれかが選択される。ＬＵＴ４７０ａ〜４７０ｃのいずれかが選択されれば、上記各実施形態の場合と同様にして、選択したＬＵＴに記憶された補正値を用いて、オーバーシュート駆動を行なったり、アンダーシュート駆動を行なったりする。
なお、本実施形態では、室温用のＬＵＴ４７０ａは１０℃以上で４０℃未満、高温用のＬＵＴ４７０ｂは４０度以上、低温用のＬＵＴ４７０ｃは１０℃未満のときにそれぞれ使用されるが、使用可能な温度範囲は適宜調整することができる。また、ＬＵＴ４７０の個数は３個に限定されず、液晶表示装置４００を使用する温度範囲に応じて、２個であってもよく、あるいは４個以上であってもよい。
図２７では、温度センサ３５は、タイミング制御回路３０内に設けられているとしたが、タイミング制御回路３０とは別に液晶パネル１０上に設けられていてもよい。この場合、タイミング制御回路３０は温度センサ３５からの温度情報をシリアル通信によって取得し、温度情報に応じたＬＵＴ４７０ａ〜４７０ｃのいずれかを選択する。なお、温度センサ３５を絶縁基板上に設け、温度情報をシリアル通信によってタイミング制御回路３０に与える場合には、温度センサ３５を絶縁基板上の任意の位置に設けることができる。また、温度センサ３５をタイミング制御回路３０内に設ける場合には、タイミング制御回路３０の回路構成が複雑にならない。これにより、液晶表示装置４００の製造コストを低減することができる。
＜３．２ 効果＞
本実施形態によれば、温度センサ３５によって測定された液晶表示装置４００の周囲の温度に応じて、ＬＵＴ４７０ａ〜４７０ｃのいずれかを選択してオーバーシュート駆動またはアンダーシュート駆動を行うので、温度によらず最適なオーバーシュート駆動またはアンダーシュート駆動を行うことができる。これにより、広い温度範囲で使用される液晶表示装置４００においても、信号電圧の書き込み時の輝度の低下が抑制されるので、視聴者はフリッカをほとんど認識できなくなる。
＜３．３ 第１の変形例＞
図３１は、本実施形態の第１の変形例に係る液晶表示装置５００の構成を示すブロック図である。図３１に示すように、液晶表示装置５００は、図２７に示す液晶表示装置４００と同様の構成である。しかし、補正回路４０内に不揮発性メモリ５７５を設け、温度センサ３５からの温度情報を不揮発性メモリ５７５に与えるようにし、さらにＬＵＴ５７０の個数を１個にしたことが異なる。なお、図３１において、図１および図２７に示す構成要素と同じ構成要素には、図１および図２７に示す構成要素に付した参照符号と同じ参照符号を付してその説明を省略し、異なる構成要素を中心に説明する。
液晶表示装置５００では、不揮発性メモリ５７５に、室温用、高温用および低温用の各補正値のデータを予め記憶させておく。温度センサ３５からの温度情報に基づき、不揮発性メモリ５７５は温度情報に対応する補正値のデータをＬＵＴ５７０に転送する。これにより、図２７に示す液晶表示装置４００と同様にして、前フレームの階調値と現フレームの階調値とに対応づけられた補正値がＬＵＴ５７０から加算回路５０に与えられる。以下の動作は、液晶表示装置４００の動作と同様であるので、その説明を省略する。
この場合、液晶表示装置４００を使用する温度範囲が広いために複数のＬＵＴを準備しなければならないような場合でも、ＬＵＴ５７０だけを設け、複数のＬＵＴに記憶させるべき補正値を不揮発性メモリ５７５に記憶させておく。そして、不揮発性メモリ５７５は温度センサ３５から与えられた温度情報に対応する温度範囲の補正値のデータをＬＵＴ５７０に転送する。これにより、ＬＵＴの個数を減らすことができ、液晶表示装置５００の製造コストを低減することができる。
＜３．４ 第２の変形例＞
図３２は、図２７に示す液晶表示装置４００において、比較回路をなくした液晶表示装置６００を示す図であり、図３３は、図３１に示す液晶表示装置５００において、比較回路をなくした液晶表示装置７００を示す図である。図３２に示す液晶表示装置６００は、温度範囲ごとに対応する補正値を記憶する３個のＬＵＴ６７０ａ〜６７０ｃを有し、温度センサ３５から与えられる温度情報に基づいて３個のＬＵＴ６７０ａ〜６７０ｃからいずれか１個を選択する。液晶表示装置６００は比較回路を有していないので、ＬＵＴ６７０ａ〜６７０ｃは、温度範囲ごとに、現フレームの階調値に対する補正値のみを記憶している。このように、補正値は、前フレームの階調値にかかわらず、現フレームの階調値のみによって決まる。したがって、加算回路５０は、前フレームの階調値にかかわらず、現フレームのすべての階調値に、温度に応じてＬＵＴ６７０ａ〜６７０ｃから選択されたいずれかに記憶されている補正値を加算して補正画像信号を生成し、データ信号線駆動回路２５に出力する。
図３３に示す液晶表示装置７００は、温度範囲ごとに対応する３種類の補正値のデータを不揮発性メモリ５７５に記憶し、温度センサ３５から与えられる温度情報に基づいて、対応する補正値のデータをＬＵＴ５７０に転送する。液晶表示装置７００も比較回路を有していないので、不揮発性メモリ５７５は、現フレームの階調値に対する補正値のみを記憶している。このように、補正値は、前フレームの階調値にかかわらず、現フレームの階調値のみによって決まる。したがって、液晶表示装置７００の加算回路５０も、前フレームの階調値にかかわらず、現フレームのすべての階調値に不揮発性メモリ５７５に記憶されている温度範囲ごとに記憶されたデータから、温度に応じたデータの補正値を加算して補正画像信号を生成し、データ信号線駆動回路２５に出力する。なお、いずれの場合も、通常駆動は、図２７に示す液晶表示装置４００、および、図３１に示す液晶表示装置５００の通常駆動とそれぞれ同じであるので、その説明を省略する。
本変形例によれば、比較回路がさらに不要になるので、液晶表示装置６００、７００の製造コストをさらに低減することができる。
＜４．その他＞
上記各実施形態およびそれらの変形例に係る各液晶表示装置は、ドット反転駆動によって駆動されるとした。しかし、ドット反転駆動だけでなく、ライン反転駆動、カラム反転駆動、フレーム反転駆動などの交流駆動の場合にも同様に適用可能であり、その場合の効果もドット反転駆動を場合の効果と同じ効果を奏する。
本発明は、交流駆動による休止駆動が可能な液晶表示装置に適用することができる。
１０…液晶パネル
１５…画素形成部
１６…薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）
１７…画素電極
１８…共通電極
２０…走査信号線駆動回路
２５…データ信号線駆動回路
３０…タイミング制御回路
３５…温度センサ
４０…補正回路
５０…加算回路
６０…フレームメモリ
７０、２７０、３７０、４７０、５７０、６７０、７７０…ルックアップテーブル（ＬＵＴ）
８０…比較回路
１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００…液晶表示装置
５７５…不揮発性メモリ
Ｃｃｌ…液晶容量
ＧＬ…走査信号線
ＳＬ…データ信号線
本発明は、液晶表示装置およびその駆動方法に関し、特に、交流駆動による休止駆動が可能な液晶表示装置およびその駆動方法に関する。
近年、小型で軽量の電子機器の開発が活発に行われている。このような電子機器に搭載される液晶表示装置には低消費電力であることが求められる。液晶表示装置の消費電力を低減する駆動方法の１つとして、走査線を走査して信号電圧の書込みを行う駆動期間と、全ての走査線を非走査状態にして書込みを休止する休止期間とが設けられた「休止駆動」と呼ばれる駆動方法がある。休止駆動では、休止期間に、走査線駆動回路および／またはデータ信号線駆動回路に制御用の信号などを与えないようにして、走査線駆動回路および／またはデータ信号線駆動回路の動作を休止させることにより、液晶表示装置の低消費電力化を図る。このような休止駆動は「低周波駆動」または「間欠駆動」とも呼ばれる。
液晶表示装置に用いられる液晶パネルでは、液晶層を挟持する画素電極と共通電極との間に電圧を印加すれば、液晶の誘電率異方性のために液晶分子の配向方向（長軸方向）が変化する。また、液晶は光学異方性を有するので、液晶分子の配向方向が変化すると、液晶層を透過する光の偏光方向が変化する。このため、液晶層に印加する電圧によって、液晶層を透過する光の光量を制御し、液晶パネルに画像を表示することができる。
しかし、印加電圧の変化に応じて液晶が応答するためには、所定の時間を要する。例えば、現在広く使用されているＴＮ（Twisted Nematic ）方式、ＩＰＳ（In Plane Switching）方式、ＶＡ（Vertically Aligned）方式などの液晶表示装置では、液晶が応答するまでに、５０ｍｓ程度の時間がかかる場合がある。また、液晶の応答速度は温度によって変化し、温度が低いほど応答速度は遅くなる。
さらに、画像信号の周波数が６０Ｈｚの場合、１フレーム期間は１６．７ｍｓである。このため、液晶の応答期間が１フレーム期間よりも長くなれば、画面に残像が発生し、画像の表示品位が低下する。
そこで、上記問題を解決するために、例えば日本の特開２００４−４６２９号公報には、液晶層に対して本来印加すべき電圧よりも大きな電圧を印加する「オーバーシュート駆動」を行う液晶表示装置が開示されている。オーバーシュート駆動では、前フレームの階調値と現フレームの階調値の組合せにそれぞれ対応づけられた補正値を記憶するルックアップテーブル（「ＬＵＴ」または「テーブル」という）が使用される。すなわち、前フレームの階調値と現フレームの階調値の組合せに対応づけられた補正値をＬＵＴから読み出し、当該補正値を用いて入力画像信号を補正した補正画像信号を出力する。この補正画像信号を用いてオーバーシュート駆動を行うことにより、液晶表示装置の表示速度を速くすることができる。
日本の特開２００４−４６２９号公報
液晶表示装置では、液晶層に同じ極性の電圧を印加し続ければ、焼き付きが生じて液晶層が劣化する。そこで、液晶層の焼き付きを防ぐために、信号電圧を書き込むごとにその極性を反転させる交流駆動が行われる。図３４は、従来の交流駆動による休止駆動を行う方法を説明するための図である。図３４に示すように、第１休止駆動期間では、最初に正極性の信号電圧を書き込み、それに続く休止期間にその信号電圧を保持し続ける。第２休止駆動期間では、最初に負極性の信号電圧を書き込み、それに続く休止期間にその信号電圧を保持し続ける。以下同様にして、休止駆動期間ごとに、極性を反転させた信号電圧を交互に書き込み、それに続く休止期間にその信号電圧を保持し続けることを繰り返す。
図３５は、従来の交流駆動による休止駆動において、６４、１２８、２００、および２４０階調値に対応する入力画像信号を画素形成部にそれぞれ書き込んだ時の輝度の変化を模式的に示す図である。図３５に示すように、０階調（黒表示）から２５５階調（白表示）までの２５６階調表示が可能な液晶表示装置において、入力画像信号が６４階調の場合、画素形成部に信号電圧を書き込んだ直後に輝度が急激に低下し、その後ゆっくりと回復する。１２８階調の場合も同様に、画素形成部に信号電圧を書き込んだ直後に輝度が低下し、その後ゆっくりと回復する。しかし、６４階調の場合に比べて、画素形成部に信号電圧を書き込んだ直後の輝度の低下が少ない。また、２００階調の場合には、画素形成部に信号電圧を書き込んでも輝度は変化しない。一方、２４０階調の場合には、画素形成部に信号電圧を書き込んだ直後に輝度が上昇し、その後ゆっくりと低下する。
図３６は、従来の交流駆動による休止駆動において、６４階調の入力画像信号を書き込んだときの輝度の変化を説明するための図であり、図３７は、従来の交流駆動による休止駆動において、２４０階調の入力画像信号を書き込んだときの輝度の変化を説明するための図である。まず、図３６を参照して、６４階調の入力画像信号を書き込んだ直後に輝度が急激に低下し、その後ゆっくりと回復する理由を説明する。図３６において、画素形成部Ａと画素形成部Ｂとは隣接する画素形成部であり、反転駆動によって極性が異なるとする。まず、ある駆動期間に画素形成部Ａは正極性であり、画素形成部Ｂは負極性である。次の駆動期間では極性が反転し、画素形成部Ａは負極性になり、画素形成部Ｂは正極性になる。画素形成部Ａに印加する信号電圧の極性を正極性から負極性に反転させれば、画素形成部Ａの輝度は急激に低下し、一定値になる。これに対して、画素形成部Ｂに印加する信号電圧の極性を負極性から正極性に反転させれば、画素形成部Ｂの輝度はゆっくり上昇し、一定値に近づく。この場合、視聴者は、画素形成部Ａと画素形成部Ｂの輝度変化を合わせたものを画面全体の輝度として認識するので、極性の反転時に画面全体の輝度が急激に低下し、その後ゆっくり回復すると視認する。
なお、上記説明は入力画像信号が６４階調の場合について説明したが、１２８階調の場合も同様である。ただし、１２８階調の場合は、６４階調の場合に比べて、極性を反転させたときの輝度の低下が小さい。
次に、２４０階調の入力画像信号を書き込む場合について説明する。図３７を参照して、２４０階調の入力画像信号を書き込んだ直後に輝度が急激に上昇し、その後ゆっくりと低下する理由を説明する。図３６に示す場合と同様に、画素形成部Ａと画素形成部Ｂとは隣接する画素形成部であり、反転駆動によって極性が異なるとする。まず、ある駆動期間に画素形成部Ａは正極性であり、画素形成部Ｂは負極性である。次の駆動期間では極性が反転し、画素形成部Ａは負極性になり、画素形成部Ｂは正極性になる。極性を反転させる際に、画素形成部Ａに負極性の信号電圧を印加すれば、画素形成部Ａの輝度はゆっくりと低下し、一定値に近づく。これに対して、画素形成部Ｂに負極性の信号電圧を印加すれば、画素形成部Ｂの輝度は急激に上昇し、一定値になる。この場合、視聴者は、画素形成部Ａと画素形成部Ｂの輝度変化を合わせたものを画面全体の輝度として認識するので、極性の反転時に画面全体の輝度が急激に上昇し、その後ゆっくり低下すると視認する。
このような画面の輝度の変化は、信号電圧の極性を反転させたときに液晶分子の配向方向がその変化に追従できないために生じる現象である。この輝度の変化は、動画を表示する際には画像の変化が速いので、視聴者は輝度の変化をほとんど認識できない。しかし、休止駆動時には、視聴者はこの輝度の変化をフリッカとして認識するようになるので、画像の表示品位が低下するという問題が生じる。このフリッカは、入力画像信号の階調値が変化しない場合であっても発生する。
なお、極性を反転させる際に低下した電圧が時間の経過と共に信号電圧に近づくことによって、休止期間の輝度が徐々に高くなるのは、画素形成部のスイッチング素子として、チャネル層が酸化物半導体からなる薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor：以下「ＴＦＴ」という）を用いているからである。なお、チャネル層が酸化物半導体からなるＴＦＴの詳細は後述する。
日本の特開２００４−４６２９号公報は、通常駆動時におけるオーバーシュート駆動について開示している。しかし、日本の特開２００４−４６２９号公報は、交流駆動による休止駆動を行ったときに生じるフリッカを防止することが可能なオーバーシュート駆動については開示も示唆もしていない。
そこで、本発明は、交流駆動によって休止駆動を行うときの表示品位の低下を抑制することができる液晶表示装置およびその駆動方法を提供することを目的とする。
本発明の第１の局面は、絶縁基板上に形成され、交流駆動によって休止駆動を行う液晶表示装置であって、
複数の走査信号線と、
前記複数の走査信号線とそれぞれ交差する複数のデータ信号線と、
前記複数の走査信号線および前記複数のデータ信号線の各交差点に形成された画素形成部と、
入力画像信号に対して信号の時間的変化を強調する強調階調処理を行った補正画像信号、および、前記入力画像信号に対して強調階調処理を行わない画像信号のいずれかを出力する補正回路と、
前記複数の走査信号線を順に選択して走査する走査信号線駆動回路と、
前記画像信号に基づく信号電圧と、前記補正画像信号に基づき、信号電圧の絶対値よりも大きな絶対値の第１補正電圧、および、信号電圧の絶対値よりも小さな絶対値の第２補正電圧の少なくともいずれかとを前記複数のデータ信号線に書き込むデータ信号線駆動回路と、
前記走査信号線駆動回路および前記データ信号線駆動回路を制御するタイミング制御回路とを備え、
前記休止駆動は、複数の駆動フレームからなる駆動期間と、前記駆動期間に続いて、次の駆動期間の開始までの期間に設けられる休止期間とを交互に繰り返し、
前記補正回路は、前記データ信号線駆動回路に、前記駆動期間の少なくとも最初の駆動フレームにおいて前記補正画像信号を出力すると共に、最後の駆動フレームにおいて前記画像信号を出力し、
前記データ信号線駆動回路は、第１または第２補正電圧を前記データ信号線に少なくとも１回以上書き込み、さらに書き込まれた第１または第２補正電圧と同じ極性の信号電圧を前記データ信号線に１回書き込むことを特徴とする。
本発明の第２の局面は、本発明の第１の局面において、
前記補正回路は、
前記入力画像信号をフレームごとに記憶するフレームメモリと、
前記入力画像信号の少なくとも現フレームの階調値に対応づけられた補正値を記憶するテーブルと、
前記入力画像信号に基づいて前記補正画像信号および前記画像信号のいずれかを前記データ信号線駆動回路に出力する加算回路とを含み、
前記テーブルは、前記入力画像信号の現フレームの階調値が前記加算回路に与えられるごとに、現フレームの階調値に対応づけられた補正値を前記加算回路に与え、
前記加算回路は、前記補正画像信号を出力するときには、前記テーブルから与えられた補正値によって前記入力画像信号の階調値を補正して出力し、前記画像信号を出力するときには、前記入力画像信号の階調値を補正することなく出力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、
前記補正回路は、
前記入力画像信号の現フレームの階調値と前記フレームメモリに記憶されていた前フレームの階調値とを求めて前記テーブルに出力する比較回路をさらに含み、
前記テーブルは、前記入力画像信号の現フレームの階調値と前フレームの階調値との組合せにそれぞれ対応づけられた補正値を記憶し、前記比較回路から前記入力画像信号の現フレームの階調値と前フレームの階調値とを与えられれば、前記組合せの中から対応する補正値を前記加算回路に出力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３の局面において、
前記加算回路は、最初の駆動フレームを含む連続した２フレーム以上の駆動フレームのそれぞれにおいて前記補正画像信号を出力し、最後の駆動フレームにおいて前記画像信号を出力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３の局面において、
前記比較回路は、さらに前記駆動期間ごとに極性が反転する前記入力画像信号の反転方向を求め、
前記テーブルは、前記極性の方向に応じて異なる補正値を記憶する第１テーブルと第２テーブルとを含み、前記比較回路から前記入力画像信号の現フレームの階調値および前フレームの階調値と、前記極性の方向とを与えられるごとに、前記第１テーブルおよび前記第２テーブルのうち前記極性の方向に対応したテーブルから、現フレームと前フレームの階調値に対応づけられた補正値を前記加算回路に与えることを特徴とする。
本発明の第６の局面は、本発明の第１の局面において、
前記補正回路は、
前記入力画像信号をフレームごとに記憶するフレームメモリと、
前記入力画像信号の現フレームの階調値と前記フレームメモリに記憶されていた前フレームの階調値とを求める比較回路と、
前記入力画像信号の現フレームの階調値および前フレームの階調値が実質的に等しいときの補正値を記憶するテーブルと、
前記入力画像信号に基づいて前記補正画像信号および前記画像信号のいずれかを前記データ信号線駆動回路に出力する加算回路とを含み、
前記比較回路は、前記入力画像信号の現フレームの階調値と前フレームの階調値とが実質的に等しいとき、前記入力画像信号の現フレームの階調値と前フレームの階調値を前記テーブルに与え、
前記テーブルは、前記比較回路から与えられた現フレームの階調値および前フレームの階調値に対応づけられた補正値を前記加算回路に出力し、
前記加算回路は、
前記入力画像信号の現フレームの階調値と前フレームの階調値とが実質的に等しいときには、前記テーブルから与えられた補正値によって前記入力画像信号の階調値を補正した前記補正画像信号を出力し、さらに前記入力画像信号の階調値を補正することなく前記画像信号として出力し、
前記入力画像信号の現フレームの階調値と前フレームの階調値とが実質的に等しくないときには、前記入力画像信号の階調値を補正することなく前記補正画像信号として少なくとも１回出力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６の局面において、
前記加算回路は、前記入力画像信号の現フレームの階調値と前フレームの階調値とが実質的に等しくないときには、さらに前記入力画像信号の階調値を補正することなく前記補正画像信号として出力することを特徴とする。
本発明の第８の局面は、本発明の第２または第６の局面において、
前記液晶表示装置の周囲の温度を測定する温度センサをさらに備え、
前記テーブルは、所定の温度範囲ごとに異なる補正値を記憶する複数の副テーブルを含み、前記温度センサから与えられる温度情報に基づき、前記複数の副テーブルからいずれか１つの副テーブルを選択することを特徴とする。
本発明の第９の局面は、本発明の第２または第６の局面において、
前記液晶表示装置の周囲の温度を測定する温度センサをさらに備え、
前記補正回路は、所定の温度範囲ごとに、異なる補正値からなる複数のデータを記憶する不揮発性メモリをさらに含み、
前記不揮発性メモリは、前記温度センサから与えられる温度情報に基づき、前記複数のデータからいずれか１つのデータを選択して前記テーブルに与えることを特徴とする。
本発明の第１０の局面は、本発明の第８または第９の局面において、
前記温度センサは前記絶縁基板上に設けられ、
前記温度センサは温度情報をシリアル通信によって前記タイミング制御回路に与えることを特徴とする。
本発明の第１１の局面は、本発明の第８または第９の局面において、
前記温度センサは前記タイミング制御回路内に設けられていることを特徴とする。
本発明の第１２の局面は、本発明の第１の局面において、
前記画素形成部は、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、前記第１補正電圧、前記第２補正電圧または前記信号電圧が印加されるべき画素電極に第２導通端子が接続され、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。
本発明の第１３の局面は、本発明の第１２の局面において、
前記酸化物半導体は、インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、亜鉛（Ｚｎ）および酸素（О）を主成分とするＩｎＧａＺｎＯｘであることを特徴とする。
本発明の第１４の局面は、本発明の第１の局面において、
前記画素形成部は、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、前記第１補正電圧、前記第２補正電圧または前記信号電圧が印加されるべき画素電極に第２導通端子が接続され、非晶質半導体または多結晶半導体のいずれか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。
本発明の第１５の局面は、本発明の第１〜第１４のいずれかの局面に係る液晶表示装置であって、ドット反転駆動、ライン反転駆動、カラム反転駆動、および、フレーム反転駆動のいずれかによって交流駆動される。
本発明の第１６の局面は、液晶表示装置の駆動方法であって、
複数の走査信号線と、
前記複数の走査信号線とそれぞれ交差する複数のデータ信号線と、
前記複数の走査信号線および前記複数のデータ信号線の各交差点に形成された画素形成部と、
入力画像信号に対して信号の時間的変化を強調する強調階調処理を行った補正画像信号、および、前記入力画像信号に対して強調階調処理を行わない画像信号のいずれかを出力する補正回路と、
前記複数の走査信号線を順に選択して走査する走査信号線駆動回路と、
前記複数のデータ信号線に前記補正画像信号に基づく補正電圧、または、前記画像信号に基づく信号電圧を書き込むデータ信号線駆動回路とを備え、交流駆動によって休止駆動を行う液晶表示装置の駆動方法であって、
前記入力画像信号に対して信号の時間的変化を強調する強調階調処理を行った前記補正画像信号を駆動期間の少なくとも最初の駆動フレームにおいて前記データ信号線駆動回路に出力するステップと、
前記入力画像信号に対して強調階調処理を行わない前記画像信号を前記駆動期間の最後の駆動フレームにおいて前記データ信号線駆動回路に出力するステップと、
強調補正処理を行った前記補正画像信号に基づき、信号電圧の絶対値よりも大きな絶対値の第１補正電圧、および、信号電圧の絶対値よりも小さな絶対値の第２補正電圧の少なくともいずれかを前記複数のデータ信号線に少なくとも１回以上書き込むステップと、
第１または第２補正電圧を書き込んだ直後に、第１または第２補正電圧と同じ極性の信号電圧を前記データ信号線に１回書き込むステップとを備えることを特徴とする。
本発明の第１の局面によれば、信号電圧の絶対値よりも大きな絶対値の第１補正電圧または信号電圧の絶対値よりも小さな絶対値の第２補正電圧をデータ信号線に少なくとも１回以上書き込み、さらに書き込まれた第１または第２補正電圧と同じ極性の信号電圧をデータ信号線に１回書き込む。これにより、入力画像信号の階調値によらず、すべての階調値において表示される画像の輝度の変化を抑制することができる。このため、視聴者はフリッカをほとんど認識できなくなり、画像の品位が向上する。
本発明の第２の局面によれば、前クレームの階調値と現フレームの階調値とが同じであるか否かを判定する必要がないので、比較回路が不要になる。また、比較回路が設けられていないので、テーブルは現フレームの階調値だけに対応づけた補正値を記憶すればよく、そのメモリ容量を小さくすることができる。また、製造コストを低減した液晶表示装置を用いても、入力画像信号の階調値によらず、すべての階調値において表示される画像の輝度の変化を抑制することができる。
本発明の第３の局面によれば、補正回路内に設けられた加算回路は、強調階調処理を行うときには、テーブルから与えられた補正値によって入力画像信号の階調値を補正した補正画像信号を出力し、その後入力画像信号の階調値を補正することなく出力する。これにより、信号電圧の書込みを行ったときに生じる輝度の変化が、入力画像信号のすべての階調値で大幅に抑制されるので、視聴者はフリッカをほとんど認識できなくなる。
本発明の第４の局面によれば、加算回路は、最初の駆動フレームを含む連続した２フレーム以上の駆動フレームのそれぞれにおいて補正画像信号を出力する。これにより、液晶表示装置は、各休止駆動期間の駆動期間に強調階調処理を連続して少なくとも２回行うことになる。その結果、応答速度の遅い液晶であっても、液晶分子の配向方向を印加電圧の方向に確実に配向させることができる。
本発明の第５の局面によれば、テーブルは、印加電圧の方向がある方向の場合の補正値を記憶させておく第１テーブルと、それとは逆方向の場合の補正値を記憶させておく第２テーブルを含む。これにより、液晶層に印加する電圧の方向によって液晶の応答速度が異なる場合であっても、第１および第２テーブルのうち適切なテーブルを選択することにより、印加電圧の方向による書き込み時の輝度の低下を同程度に小さくすることができる。これによって、視聴者はフリッカをほとんど認識できなくなる。
本発明の第６の局面によれば、フリッカは同じ画像を連続して表示する場合に認識されやすいので、加算回路は、入力画像信号の現フレームの階調値と前フレームの階調値とが実質的に等しい場合にのみ、テーブルから与えられた補正値によって入力画像信号の階調値を補正した補正画像信号を出力する。これにより、階調値が実質的に同じ画像を連続して表示する場合のみ強調階調処理を行い、次に通常駆動を行う。その結果、視聴者はフリッカをほとんど認識できなくなる。また、テーブルのメモリ容量を小さくすることができるので、液晶表示装置のコストを低減することができる。さらに、液晶の応答速度が速く、かつ、前フレームの階調値と現フレームの階調値が異なる場合には、第１駆動フレームだけを設け、第２駆動フレームを設けることなく休止期間にしてもよい。第２駆動フレームを設けないことにより、液晶表示装置の消費電力をより低減することができる。
本発明の第７の局面によれば、前フレームの階調値と現フレームの階調値が実質的に等しくない場合には、入力画像信号の階調値を補正することなく補正画像信号を連続して出力する。これにより、液晶の応答速度が遅い場合であっても、液晶分子の配向方向を印加電圧の方向に確実に配向させることができる。
本発明の第８の局面によれば、温度センサと、温度によって異なる補正値を記憶する複数の副テーブルを有し、液晶表示装置の周囲の温度に応じて、複数の副テーブルのいずれかを選択して強調階調処理を行う。これにより、広い温度範囲で使用される液晶表示装置においても、信号電圧の書き込み時の輝度の低下が抑制されるので、視聴者はフリッカをほとんど認識できなくなる。
本発明の第９の局面によれば、所定の温度範囲ごとに異なる補正値からなる複数のデータを記憶する不揮発性メモリを含み、不揮発性メモリは温度情報に基づいて複数のデータからいずれか１つのデータを選択してテーブルに与える。これにより、液晶表示装置を使用する温度範囲が広い場合に、不揮発性メモリは、複数のテーブルに記憶させるべき補正値を記憶しておき、温度センサからの温度情報に対応する温度範囲の補正値のデータをテーブルに転送する。これにより、テーブルの個数を減らすことができるので、液晶表示装置の製造コストを低減することができる。
本発明の第１０の局面によれば、温度センサを絶縁基板上に設け、温度情報をシリアル通信によって温度センサからタイミング制御回路に与えることにより、温度センサを絶縁基板上の任意の位置に設けることができる。
本発明の第１１の局面によれば、温度センサをタイミング制御回路内に設けることにより、タイミング制御回路の回路構成が複雑にならない。これにより、液晶表示装置の製造コストを低減することができる。
本発明の第１２の局面によれば、画素形成部内の薄膜トランジスタとしてチャネル層が酸化物半導体により形成された薄膜トランジスタが用いられる。この薄膜トランジスタのオフリーク電流は非常に小さいので、画素形成部に書き込まれた電圧が長時間にわたり保持される。これにより、休止駆動時にも多階調表示をすることができる。
本発明の第１３の局面によれば、チャネル層を形成する酸化物半導体としてＩｎＧａＺｎＯｘを用いることによって、本発明の第１２の局面による効果と同様の効果を確実に達成することができる。
本発明の第１４の局面によれば、画素形成部内の薄膜トランジスタとしてチャネル層が非晶質半導体または多結晶半導体からなる薄膜トランジスタが用いられる。これにより、白黒画像のように２種類の輝度によって表示可能な画像を、安価な製造コストの液晶表示装置によって表示することができる。
本発明の第１５の局面によれば、本発明の第１〜第１４の局面に係る液晶表示装置を、ドット反転駆動、ライン反転駆動、カラム反転駆動、フレーム反転駆動のいずれかによって駆動することにより、信号電圧の書込みを行ったときに生じる輝度の低下を大幅に抑制することができる。このため、視聴者はフリッカをほとんど認識できなくなり、画像の表示品位が向上する。
本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。 図１に示す液晶表示装置に使用するＬＵＴの構成の一例を示す図である。 図１に示す液晶表示装置に含まれる画素形成部の等価回路を示す図である。 図１に示す液晶表示装置の画素形成部のスイッチング素子としてＩＧＺＯ−ＴＦＴを使用したとき、液晶容量に書き込まれた信号電圧の時間変化を示す図である。 図１に示す液晶表示装置において、オーバーシュート駆動を含む休止駆動を説明するための図である。 図１に示す液晶表示装置において、アンダーシュート駆動を含む休止駆動を説明するための図である。 図１に示す液晶表示装置において、前フレームの階調値と現フレームの階調値が異なる場合を含む休止駆動を説明するための図である。 図１に示す液晶表示装置において、休止駆動を行ったときの輝度の変化を模式的に示す図である。 第１の実施形態の第１の変形例において、オーバーシュート駆動を２回含む休止駆動を説明するための図である。 第１の実施形態の第１の変形例において、アンダーシュート駆動を２回含む休止駆動を説明するための図である。 第１の実施形態の第１の変形例において、電圧値が段階的に小さくなるオーバーシュート駆動を含む休止駆動を説明するための図である。 第１の実施形態の第１の変形例において、電圧値が段階的に高くなるアンダーシュート駆動を含む休止駆動を説明するための図である。 第１の実施形態の第２の変形例に係る液晶表示装置に含まれる画素形成部のスイッチング素子としてａ−ＴＦＴを使用したときの液晶容量に書き込まれた信号電圧の時間変化を示す図である。 第１の実施形態の第２の変形例に係る液晶表示装置に含まれる画素形成部のスイッチング素子としてａ−ＴＦＴを使用したときの信号電圧と輝度との関係を示す図である。 第１の実施形態の第２の変形例に係る液晶表示装置に含まれる画素形成部のスイッチング素子としてａ−ＴＦＴを使用したときの輝度の変化を模式的に示す図である。 本発明の第２の実施形態に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。 図１６に示す液晶表示装置に使用するＬＵＴの構成の一例を示す図である。 図１６に示す液晶表示装置において、前フレームの階調値と現フレームの階調値が同じ場合のオーバーシュート駆動を含む休止駆動を説明するための図である。 図１６に示す液晶表示装置において、前フレームの階調値と現フレームの階調値が異なる場合の休止駆動を説明するための図である。 図１６に示す液晶表示装置の第１の変形例に係る液晶表示装置のブロック図である。 図２０に示す第１の変形例に係る液晶表示装置に使用するＬＵＴの構成の一例を示す図である。 図２０に示す液晶表示装置において、前フレームの階調値と現フレームの階調値が同じ場合のオーバーシュート駆動を含む休止駆動を説明するための図である。 図２０に示す液晶表示装置において、前フレームの階調値と現フレームの階調値が同じ場合のアンダーシュート駆動を含む休止駆動を説明するための図である。 図２０に示す液晶表示装置において、前フレームの階調値と現フレームの階調値が異なる場合の休止駆動を説明するための図である。 図１６に示す液晶表示装置の第２の変形例において、前フレームの階調値と現フレームの階調値が同じ場合のオーバーシュート駆動を含む休止駆動を説明するための図である。 図１６に示す液晶表示装置の第２の変形例において、前フレームの階調値と現フレームの階調値が同じ場合のアンダーシュート駆動を含む休止駆動を説明するための図である。 本発明の第３の実施形態に係る液晶表示装置のブロック図である。 図２７に示す液晶表示装置で使用される室温用のＬＵＴを示す図である。 図２７に示す液晶表示装置で使用される高温用のＬＵＴを示す図である。 図２７に示す液晶表示装置で使用される低温用のＬＵＴを示す図である。 第３の実施形態の第１の変形例に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。 第３の実施形態に係る液晶表示装置において、比較回路をなくした液晶表示装置の構成を示すブロック図である。 第３の実施形態の第１の変形例に係る液晶表示装置において、比較回路をなくした液晶表示装置の構成を示すブロック図である。 従来の交流駆動による休止駆動を行う方法を説明するための図である。 従来の交流駆動による休止駆動において、６４、１２８、２００、および２４０階調値に対応する入力画像信号を画素形成部にそれぞれ書き込んだ時の輝度の変化を模式的に示す図である。 従来の交流駆動による休止駆動において、６４階調の入力画像信号を書き込んだときの輝度の変化を説明するための図である。 従来の交流駆動による休止駆動において、２４０階調の入力画像信号を書き込んだときの輝度の変化を説明するための図である。
＜１．第１の実施形態＞
＜１．１ 液晶表示装置の構成＞
図１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。図１に示す液晶表示装置１００は、液晶パネル１０、走査信号線駆動回路２０、データ信号線駆動回路２５、タイミング制御回路３０、および補正回路４０を備えている。
液晶パネル１０には、複数の画素形成部（図示しない）が行方向および列方向にマトリクス状に配置されている。また、液晶パネル１０には、複数の走査信号線（図示しない）と、複数のデータ信号線（図示しない）とが互いに交差するように形成されている。各走査信号線は同じ行に配置された画素形成部に接続され、各データ信号線は同じ列に配置された画素形成部に接続されている。
タイミング制御回路３０に、入力画像信号の同期信号として、水平同期信号および垂直同期信号が入力される。タイミング制御回路３０は、これらの同期信号に基づき、ゲートクロック信号やゲートスタートパルス信号などの制御信号を生成して走査信号線駆動回路２０に出力し、ソースクロック信号、ソーススタートパルス信号などの制御信号を生成してデータ信号線駆動回路２５に出力する。
また、タイミング制御回路３０は、休止駆動制御回路３１を含んでいる。休止駆動制御回路３１は、生成された制御信号に同期して、アンプイネーブル信号をデータ信号線駆動回路２５に出力する。詳細は後述するが、液晶表示装置１００は、液晶パネル１０を駆動するときに、オーバーシュート電圧（「第１補正電圧」ともいう）またはアンダーシュート電圧（「第２補正電圧」ともいう）を書き込んだり、信号電圧を書き込んだりする駆動期間と、これらの電圧の書込みを休止する休止期間を設ける。休止駆動制御回路３１は、駆動期間には、アンプイネーブル信号をアクティブにすることにより、データ信号線駆動回路２５内に設けられたアナログアンプ（図示しない）を動作させる。これにより、オーバーシュート電圧、アンダーシュート電圧、または信号電圧のいずれかをデータ信号線に書き込むことができる。休止期間には、アンプイネーブル信号を非アクティブにしてアナログアンプを休止させる。このようにして、休止駆動制御回路３１は、駆動期間と休止期間をそれぞれ任意に設定することができる。
走査信号線駆動回路２０は、タイミング制御回路３０で生成された制御信号に従って、液晶パネル１０の走査信号線を駆動し、各走査信号線を順に選択する。データ信号線駆動回路２５は、タイミング制御回路３０で生成された制御信号に従い、補正回路４０から出力された補正画像信号をアナログ電圧である信号電圧に変換し、当該信号電圧を各データ信号線に書き込む。また、後述する方法によって生成されたオーバーシュート電圧またはアンダーシュート電圧をデータ信号線に書き込む。さらに、データ信号線に書き込まれたこれらの電圧は、アクティブな走査信号を印加することによって選択された走査信号線に接続された画素形成部に書き込まれる。なお、データ信号線駆動回路２５が信号電圧、オーバーシュート電圧、またはアンダーシュート電圧のいずれかを各データ信号線に書き込むのは、休止駆動制御回路３１からアクティブなアンプイネーブル信号を受け取っている期間だけである。
本明細書では、データ信号線駆動回路２５は、ドット反転駆動によって画像を液晶パネル１０に表示するとして説明するので、補正画像信号に対応する信号電圧の極性を次のようにして制御する。すなわち、データ信号線ごとに同時に出力される信号電圧の極性を反転させる。これにより、正極性の信号電圧が書き込まれた画素形成部は負極性の信号電圧が書き込まれた画素形成部によって囲まれ、また負極性の信号電圧が書き込まれた画素形成部は正極性の信号電圧が書き込まれた画素形成部によって囲まれる。
補正回路４０は、入力画像信号に対して信号の変化を強調する補正を行った補正画像信号をデータ信号線駆動回路２５に出力する。補正回路４０は、加算回路５０、フレームメモリ６０、比較回路８０、およびＬＵＴ７０を含んでいる。フレームメモリ６０は、外部から与えられた入力画像信号を１フレーム分だけ記憶する。比較回路８０は、外部から与えられた入力画像信号の階調値（現フレームの階調値）と、フレームメモリ６０に記憶されている直前のフレーム期間の入力画像信号の階調値（前フレームの階調値）とを求め、その結果をＬＵＴ７０に与える。ＬＵＴ７０は、後述するように、前フレームの各階調値と現フレームの各階調値に対応づけられた複数の補正値を記憶している。ＬＵＴ７０は、比較回路８０から前フレームの階調値と現フレームの階調値を与えられれば、それらに対応づけられた補正値を加算回路５０に与える。なお、本明細書においてＬＵＴを「テーブル」ともいう。また、加算回路５０によって入力画像信号に補正値を加算または減算した信号を補正画像信号といい、補正値による補正をしなかった信号を画像信号という場合がある。
加算回路５０はフレームメモリ６０に接続され、フレームメモリ６０に記憶されている入力画像信号を与えられる。オーバーシュート電圧またはアンダーシュート電圧を書き込むときには、フレームメモリ６０に記憶された直後の入力画像信号が直ちにフレームメモリ６０から加算回路５０に与えられる。オーバーシュート電圧を書き込むときには、加算回路５０は、現フレームの階調値にＬＵＴ７０から与えられる補正値を加算して補正画像信号を生成し、データ信号線駆動回路２５に出力する。アンダーシュート電圧を書き込むときには、加算回路５０は、現フレームの階調値から補正値を減算して補正画像信号を生成し、データ信号線駆動回路２５に出力する。
次に、フレームメモリ６０に記憶されている入力画像信号が再び加算回路５０に与えられる。この入力画像信号は、補正画像信号の生成に使用した入力画像信号と同じ信号である。加算回路５０は、現フレームの階調値を補正することなく画像信号としてデータ信号線駆動回路２５に出力する。
図２は、液晶表示装置１００に使用するＬＵＴ７０の構成の一例を示す図である。図２に示すように、ＬＵＴ７０には、前フレームの階調値と現フレームの階調値の組合せに対応づけて、入力画像信号の時間的変化を強調するための補正値が記憶されている。例えば、前フレームの階調値が３２階調であり、現フレームの階調値が１６０階調である場合には、対応する補正値はＬＵＴ７０から６階調になる。ＬＵＴ７０がこの補正値を加算回路５０に与えると、加算回路５０は、フレームメモリ６０から与えられた入力画像信号の階調値（現フレームの階調値）である１６０階調に６階調を加算することによって、１６６階調の補正画像信号を生成し、データ信号線駆動回路２５に出力する。データ信号線駆動回路２５は、補正画像信号に対応するオーバーシュート電圧を求め、データ信号線ＳＬに書き込む。このようにして、オーバーシュート駆動が行われる。
また、ＬＵＴ７０には、負の補正値も記憶されている。具体的には、前フレームおよび現フレームの階調値がいずれも２２４階調の場合と、前フレームおよび現フレームの階調値がいずれも２５５階調の場合である。例えば、前フレームおよび現フレームの階調値が２２４階調である場合には、対応する補正値はＬＵＴ７０から、−２階調になる。この補正値がＬＵＴ７０から加算回路５０に与えられることによって、加算回路５０は、フレームメモリ６０から与えられた入力画像信号の階調値（現フレームの階調値）である２２４階調から２階調を減算した２２２階調の補正画像信号を生成し、データ信号線駆動回路２５に出力する。データ信号線駆動回路２５は、補正画像信号に対応するアンダーシュート電圧を求め、データ信号線ＳＬに書き込む。このようにして、アンダーシュート駆動が行われる。また、前フレームおよび現フレームの階調値がいずれも１９２階調である場合には、対応する補正値は０階調であるので、オーバーシュート駆動もアンダーシュート駆動も行われない。
このように、ＬＵＴ７０に記憶された補正値が正の値である場合にはオーバーシュート駆動が行われ、負の値である場合にはアンダーシュート駆動が行われる。図３５に示したように、前フレームおよび現フレームの階調値が共に小さい場合には、休止駆動期間ごとに画面の輝度が低下し、その後徐々に回復する。前フレームおよび現フレームの階調値が共に大きい場合には、休止駆動期間ごとに画面の輝度が上昇し、その後徐々に低下する。そこで、これらの輝度の変化を打ち消すように、ＬＵＴ７０に、前フレームおよび現フレームの階調値が小さい場合の補正値としてプラスの大きな値を記憶させ、前フレームおよび現フレームの階調値が大きい場合の補正値として負の値またはプラスの小さい値を記憶させる。
なお、本明細書では、液晶表示装置１００は、階調数が２５６階調の表示装置であるとしたので、ＬＵＴ７０もそれに対応して０階調から２５５階調までの階調値を記憶しているとした。しかし、本発明の適用が可能な液晶表示装置の階調数は２５６階調に限定されず、２５６階調よりも大きくても小さくてもよい。その場合、ＬＵＴに記憶すべき補正値も液晶表示装置の階調数に応じて増減される。
また、図２に示すＬＵＴ７０は、メモリ容量を節約するために、前フレームおよび現フレームの階調値を３２階調ごとにしか記憶していない。このため、ＬＵＴ７０に記憶されていない前フレームおよび現フレームの階調値に対応する補正値をＬＵＴ７０を用いて求める方法を説明する。最も簡単な方法は、ＬＵＴ７０に記憶されている階調値だけでなく、その前後１６階調分の階調値も当該記憶されている階調値であるとして処理する。例えば、階調値が（１９２−１６＋１＝）１７７階調から（１９２＋１６＝）２０８階調のいずれの階調値も１９２階調として処理する。また、階調値が（２２４−１６＋１＝）２０９階調から（２２４＋１６＝）２４０階調のいずれの階調値も２２４階調として処理する。具体的には、前フレームの階調値が２００階調、現フレームの階調値が２２０階調である場合の補正値は、前フレームの階調値が１９２階調、現フレームの階調値が２２４階調に対応する補正値である５階調になる。また、より正確な補正値を求めたい場合には、線形補間法を用いて求めてもよい。なお、線形補間法はよく知られた補間方法であるので、その詳細な説明を省略する。
＜１．２ 画素形成部の構成＞
図３は、液晶表示装置１００に含まれる画素形成部１５の等価回路を示す図である。図３に示すように、各画素形成部１５は、対応する交差点を通過する走査信号線ＧＬに制御端子としてのゲート端子が接続されると共に、当該交差点を通過するデータ信号線ＳＬに第１導通端子としてのソース端子が接続されたＴＦＴ１６と、当該ＴＦＴ１６の第２導通端子としてのドレイン端子に接続された画素電極１７と、各画素形成部１５に共通的に設けられた共通電極１８と、画素電極１７と共通電極１８との間に挟持され、複数個の画素形成部１５に共通的に設けられた液晶層（図示しない）とにより構成される。画素電極１７と共通電極１８により形成される液晶容量Ｃｃｌは、画素容量を構成する。また、共通電極１８に印加する電圧は、共通電圧生成回路（図示しない）によって生成される。なお、画素容量に確実に電圧を保持すべく液晶容量Ｃｃｌに並列に補助容量が設けられている場合も多いが、本明細書では、画素容量は液晶容量Ｃｃｌのみによって構成されるとして説明する。
図３に示すＴＦＴ１６は、信号電圧を液晶容量Ｃｃｌに書き込むためにオンされたり、信号電圧を液晶容量Ｃｃｌに保持し続けるためにオフされたりするスイッチング素子として機能する。このようなＴＦＴ１６としては、例えば酸化物半導体をチャネル層に用いたＴＦＴ（以下「酸化物ＴＦＴ」という。）が用いられる。具体的には、ＴＦＴ１６のチャネル層は、インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、亜鉛（Ｚｎ）、および酸素（Ｏ）を主成分とするＩｎＧａＺｎＯｘにより形成されている。以下では、ＩｎＧａＺｎＯｘをチャネル層に用いたＴＦＴのことを「ＩＧＺＯ−ＴＦＴ」という。
図４は、液晶表示装置１００の画素形成部１５のスイッチング素子としてＩＧＺＯ−ＴＦＴ１６を使用したとき、液晶容量Ｃｃｌに書き込まれた信号電圧の時間変化を示す図である。図４に示すように、正極性の信号電圧（例えば＋７Ｖ）を書き込み、書き込んだ電圧を所定時間保持する。次に、負極性の信号電圧（例えば−７Ｖ）を書き込み、書き込んだ電圧を所定期間保持する。これらの動作を繰り返しても、液晶容量Ｃｃｌに書き込まれた信号電圧はほとんど変化しない。このことから、ＩＧＺＯ−ＴＦＴ１６のオフリーク電流は非常に小さく、液晶容量Ｃｃｌに書き込まれた信号電圧は長期間保持されることがわかる。このように、画素形成部１５のスイッチング素子としてＩＧＺＯ−ＴＦＴ１６を使用することにより、休止駆動時にも多階調表示をすることができる。
なお、ＩｎＧａＺｎＯｘ以外の酸化物半導体として、例えばインジウム、ガリウム、亜鉛、銅（Ｃｕ）、シリコン（Ｓｉ）、錫（Ｓｎ）、アルミニウム（Ａｌ）、カルシウム（Ｃａ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、および鉛（Ｐｂ）のうち少なくとも１つを含む酸化物半導体をチャネル層に用いた場合でも同様の効果が得られる。
＜１．３ 休止駆動時の動作＞
図５は液晶表示装置１００において、オーバーシュート駆動を含む休止駆動を説明するための図であり、図６は液晶表示装置１００において、アンダーシュート駆動を含む休止駆動を説明するための図である。液晶表示装置１００は、駆動期間と休止期間を交互に繰り返すことによって、液晶パネル１０を駆動する。駆動期間には、休止駆動制御回路３１からデータ信号線駆動回路２５にアクティブなアンプイネーブル信号が出力されており、オーバーシュート電圧や信号電圧が各データ信号線ＳＬに書き込まれる。休止期間には、休止駆動制御回路３１からデータ信号線駆動回路２５に非アクティブなアンプイネーブル信号出力され、データ信号線駆動回路２５および／または走査信号線駆動回路２０が動作を停止する。
なお、本明細書では、図５および図６に示す駆動期間のうち、オーバーシュート電圧を書き込む期間を第１駆動期間といい、信号電圧を書き込む期間を第２駆動期間という。また、各駆動期間のフレームをそれぞれ第１駆動フレームおよび第２駆動フレームといい、休止期間のフレームを休止フレームという。また、図６に示す駆動期間のうち、アンダーシュート電圧を書き込む期間を第３駆動期間といい、信号電圧を書き込む期間を第４駆動期間という。また、各駆動期間のフレームをそれぞれ第３駆動フレームおよび第４駆動フレームといい、休止期間のフレームを休止フレームという。また、オーバーシュート電圧、アンダーシュート電圧、および信号電圧を区別しない場合には、それらを単に電圧という場合がある。
図５および図６に示すように、駆動期間と休止期間とは交互に設けられ、駆動期間とそれに続く休止期間とを合わせて休止駆動期間という。データ信号線ＳＬに書き込まれる信号電圧の極性を休止駆動期間ごとに反転させる。このため、電圧の極性は、奇数番目の休止駆動期間では正極性であり、偶数番目の休止駆動期間では負極性である。また、各休止駆動期間における入力画像信号の階調値は一定であるとする。これは、休止駆動によって液晶パネル１０に表示される画像には、静止画が多いことを考慮したためである。なお、本実施形態は静止画に限定されず、休止駆動に適した画像であればよい。その場合、入力画像信号の各休止駆動期間における階調値は一定とは限らない。
また、図５および図６の時間軸と平行に引かれた上下２本の一点鎖線は、オーバーシュート駆動とアンダーシュート駆動の境界を示す線（境界線）であり、前フレームの階調値と現フレームの階調値が等しく、かつ、その階調値の絶対値が上側の境界線よりも大きな印加電圧に相当する値のとき、または、その階調値の絶対値が下側の境界線よりも大きな印加電圧に相当する値のときにアンダーシュート駆動が行われ、その他のときにはオーバーシュート駆動が行われる。本実施形態では、この一点鎖線は、ＬＵＴ７０における前フレームおよび現フレームの階調値が２２４階調の場合に相当する印加電圧を示している。この場合の階調値である２２４階調を「境界値」という場合がある。
図５では、第１休止駆動期間の駆動期間に、第１および第２駆動フレームを連続して設ける。第１駆動フレームでは、比較回路８０は、外部から与えられた入力画像信号の階調値（現フレームの階調値）とフレームメモリ６０に記憶されている直前のフレーム期間に与えられた入力画像信号の階調値（前フレームの階調値）とを求め、その結果をＬＵＴ７０に与える。ＬＵＴ７０は、前フレームの階調値と現フレームの階調値の組合せに対応づけられた補正値を加算回路５０に出力する。この場合、現フレームの階調値の絶対値が境界値よりも小さいので、ＬＵＴ７０が出力する補正値は正の値である。加算回路５０は、フレームメモリ６０から与えられた現フレームの階調値にＬＵＴ７０から与えられた補正値を加算して補正画像信号を生成し、データ信号線駆動回路２５に出力する。補正画像信号は、入力画像信号に対応する電圧よりも補正値分（図５で、「ＯＳ１」と表示）だけ大きなオーバーシュート電圧に変換され、データ信号線ＳＬに書き込まれる。このオーバーシュート電圧の極性は正極性である。これにより、第１休止駆動期間にオーバーシュート駆動が行われる。
第２駆動フレームでは、第１駆動フレームで使用した入力画像信号と同じ信号がフレームメモリ６０に記憶されている。フレームメモリ６０は、記憶している入力画像信号を加算回路５０に与える。加算回路５０は、与えられた入力画像信号に補正値を加算することなくデータ信号線駆動回路２５に画像信号として出力する。画像信号は、入力画像信号に対応する電圧のアナログ信号電圧に変換され、データ信号線ＳＬに書き込まれる。このような駆動を、本明細書では、「通常駆動」という。この信号電圧の極性も正極性である。これにより、第１休止駆動期間に表示したい画像が液晶パネル１０に表示される。
このように、第１駆動フレームでは、ＬＵＴ７０から与えられた補正値を用いてオーバーシュート駆動を行い、それに続く第２駆動フレームでは、通常駆動を行うことによって、正極性の信号電圧をデータ信号線ＳＬに書き込む。その後、第２休止駆動期間の第１駆動期間の開始時まで、通常駆動によって書き込まれた画像を表示し続ける休止期間になる。
第２休止駆動期間の各駆動期間でも、第１および第２駆動フレームを連続して設ける。この場合、第１休止駆動期間の場合と同様にして、現フレームの階調値の絶対値が境界値よりも小さいので、第１駆動フレームでは、ＬＵＴ７０から与えられた補正値を用いてオーバーシュート駆動を行い、第２駆動フレームでは、通常駆動を行う。ただし、第１休止駆動期間の場合と異なり、第１および第２駆動フレームでは、オーバーシュート電圧および信号電圧の極性は負極性である。その後、第３休止駆動期間の第１駆動期間の開始時まで、通常駆動によって書き込まれた画像を表示し続ける休止期間になる。
以下同様にして、奇数番目の休止駆動期間には、第１駆動フレームで正極性のオーバーシュート電圧を書き込み、オーバーシュート駆動を行う。次に、第２駆動フレームで正極性の信号電圧を書き込むことによって通常駆動を行い、その後休止期間とする。また、偶数番目の休止駆動期間にも、第１駆動フレームで負極性のオーバーシュート電圧を書き込み、オーバーシュート駆動を行う。次に、第２駆動フレームで負極性の信号電圧を書き込むことによって通常駆動を行い、その後休止期間とする。
また図６では、第１休止駆動期間の駆動期間に、第３および第４駆動フレームを連続して設ける。第３駆動フレームでは、比較回路８０は、外部から与えられた入力画像信号の階調値（現フレームの階調値）とフレームメモリ６０に記憶されている直前のフレーム期間に与えられた入力画像信号の階調値（前フレームの階調値）とを求め、その結果をＬＵＴ７０に与える。ＬＵＴ７０は、前フレームの階調値と現フレームの階調値の組合せに対応づけられた補正値を加算回路５０に出力する。この場合、前フレームの階調値の絶対値と現フレームの階調値の絶対値が等しく、かつ現フレームの階調値の絶対値が境界値よりも大きいので、ＬＵＴ７０が出力する補正値は負の値である。加算回路５０は、フレームメモリ６０から与えられた現フレームの階調値から補正値を減算して補正画像信号を生成し、データ信号線駆動回路２５に出力する。補正画像信号は、入力画像信号に対応する電圧よりも補正値分（図６で、「ＯＳ２」と表示）だけ低い小さいアンダーシュート電圧に変換され、データ信号線ＳＬに書き込まれる。このアンダーシュート電圧の極性は正極性である。これにより、第１休止駆動期間にアンダーシュート駆動が行われる。
第４駆動フレームでは、第３駆動フレームで使用した入力画像信号と同じ信号がフレームメモリ６０に記憶されている。フレームメモリ６０は、記憶している入力画像信号を加算回路５０に与える。加算回路５０は、与えられた入力画像信号から補正値を減算することなくデータ信号線駆動回路２５に画像信号として出力する。画像信号は、入力画像信号に対応する電圧のアナログ信号電圧に変換され、データ信号線ＳＬに書き込まれる。この信号電圧の極性も正極性である。これにより、第１休止駆動期間に表示したい画像が液晶パネル１０に表示される。
このように、第３駆動フレームでは、ＬＵＴ７０から与えられた補正値を用いてアンダーシュート駆動を行い、それに続く第４駆動フレームでは、通常駆動を行ことによって、正極性の信号電圧をデータ信号線ＳＬに書き込む。その後、第２休止駆動期間の第１駆動期間の開始時まで、通常駆動によって書き込まれた画像を表示し続ける休止期間になる。
第２休止駆動期間の各駆動期間でも、第３および第４駆動フレームを連続して設ける。この場合、第１休止駆動期間の場合と同様にして、前フレームの階調値の絶対値と現フレームの階調値の絶対値が等しく、かつ現フレームの階調値の絶対値が境界値よりも大きいので、第３駆動フレームでは、ＬＵＴ７０から与えられた補正値を用いてアンダーシュート駆動を行い、第４駆動フレームでは、通常駆動を行う。ただし、第１休止駆動期間の場合と異なり、第３および第４駆動フレームでは、アンダーシュート電圧および信号電圧の極性は負極性である。その後、第３休止駆動期間の第１駆動期間の開始時まで、通常駆動によって書き込まれた画像を表示し続ける休止期間になる。
以下同様にして、奇数番目の休止駆動期間には、第３駆動フレームで正極性のアンダーシュート電圧を書き込み、アンダーシュート駆動を行う。次に、第４駆動フレームで正極性の信号電圧を書き込むことによって通常駆動を行い、その後休止期間とする。また、偶数番目の休止駆動期間には、第３駆動フレームで負極性のアンダーシュート電圧を書き込み、アンダーシュート駆動を行う。次に、第４駆動フレームで負極性の信号電圧を書き込むことによって通常駆動を行い、その後休止期間とする。
図７は、液晶表示装置１００において、前フレームの階調値と現フレームの階調値が異なる場合を含む休止駆動を説明するための図である。まず、第１休止駆動期間について説明する。第１駆動フレームでは、現フレームの階調値の絶対値が境界値よりも小さいので、ＬＵＴ７０から与えられた補正値を加算して正極性のオーバーシュート電圧を生成し、オーバーシュート駆動を行う。第２駆動フレームでは、現フレームの階調値を補正することなく、正極性のアナログ信号電圧を生成し、通常駆動を行う。
第２休止駆動期間では、現フレームの階調値の絶対値は境界値よりも大きいが、第１休止駆動期間の入力画像信号の階調値（前フレームの階調値）と異なる。このため、第１駆動フレームでは、負極性のオーバーシュート駆動を行い、次に第２駆動フレームでは負極性の通常駆動を行う。
第３休止駆動期間では、現フレームの階調値の絶対値は境界値よりも大きく、かつ現フレームの階調値の絶対値は第２休止駆動期間の入力画像信号の階調値（前フレームの階調値）の絶対値と同じである。このため、第１駆動フレームでは正極性のアンダーシュート駆動を行い、次に第２駆動フレームでは正極性の通常駆動を行う。さらに第４休止駆動期間では、現フレームの階調値の絶対値は境界値よりも小さいので、第１駆動フレームでは負極性のオーバーシュート駆動を行い、次に第２駆動フレームでは負極性の通常駆動を行う。
＜１．４ 効果＞
図８は、液晶表示装置１００において休止駆動を行ったときの輝度の変化を模式的に示す図である。図３５の説明において説明したように、入力画像信号が６４階調の場合、画素形成部に信号電圧を書き込んだ直後に輝度が急激に低下し、その後ゆっくりと回復する。逆に、入力画像信号が２４０階調の場合、画素形成部に信号電圧を書き込んだ直後に輝度が急激に上昇し、その後ゆっくりと低下する。しかし、本実施形態で説明したように、入力画像信号の階調値に応じてオーバーシュート駆動またはアンダーシュート駆動のいずれかを行う。これにより、６４階調および１２８階調において輝度が急激に低下したり、２４０階調において輝度が急激に上昇したりすることがなくなり、いずれの階調値においても、表示される画像の輝度の変化が抑制される。このため、視聴者はフリッカをほとんど認識できなくなり、液晶パネル１０に表示される画像の品位が向上する。
なお、オーバーシュート駆動またはアンダーシュート駆動を行った後に、通常駆動を行うので、駆動期間の最後にデータ信号線ＳＬに書き込まれる信号電圧は、入力画像信号に対応した電圧値になる。これにより、液晶表示装置１００は、入力画像信号に応じた画像を常に表示することができる。また、画素形成部１５のスイッチング素子として、オフリーク電流が非常に小さなＩＧＺＯ−ＴＦＴ１６を使用している。このため、信号電圧の書き込みを行った直後に低下した輝度は、その後の休止期間において本来の輝度まで回復する。
＜１．５ 第１の変形例＞
上記実施形態では、駆動期間ごとに、オーバーシュート駆動と通常駆動、または、アンダーシュート駆動と通常駆動をそれぞれ１回ずつ連続して行なう。しかし、３フレーム以上の駆動フレームを設けることにより駆動期間を長くし、オーバーシュート駆動またはアンダーシュート駆動を複数回行い、その後通常駆動を１回だけ行ってもよい。
本実施形態の第１の変形例に係る液晶表示装置の構成は、図１に示す構成と同じであるので、そのブロック図および説明を省略する。図９は、本変形例の休止駆動を説明するための図である。図９に示すように、第１の休止駆動期間の駆動期間に、オーバーシュート駆動を連続して２回行い、次に通常駆動を１回行う。
このように、各休止駆動期間の駆動期間に、オーバーシュート駆動を連続して２回行うことによって、応答速度の遅い液晶であっても、液晶分子の配向方向を印加電圧の方向に確実に配向させることができる。また、図１０に示すように、アンダーシュート駆動を連続して２回行い、次に通常駆動を１回行ってもよい。この場合の効果は、図９に示す場合と同じであるので、その説明を省略する。
本変形例では、オーバーシュート駆動およびアンダーシュート駆動の回数をそれぞれ２回としたが、液晶の応答速度がより遅い場合には、３回またはそれ以上としてもよい。
また、図９に示すオーバーシュート駆動では、連続する２回のオーバーシュート駆動時に書き込むオーバーシュート電圧の電圧値は同じであるとした。しかし、これらの電圧値は、異なっていてもよく、図１１に示すように、電圧値が段階的に小さくなるようなオーバーシュート電圧を書き込み、オーバーシュート駆動を行ってもよい。また、図１２に示すように、電圧値が段階的に大きくなるようなアンダーシュート電圧を書き込み、アンダーシュート駆動を行ってもよい。
なお、図９〜図１２に示すいずれの場合にも、休止期間に入力画像信号に対応した画像を表示する必要があるので、駆動期間の最後の駆動フレームでは、入力画像信号に対応した電圧値の信号電圧を書き込む通常駆動を行うことが必要である。
＜１．６ 第２の変形例＞
上記実施形態では、画素形成部１５のＴＦＴは、ＩＧＺＯ−ＴＦＴ１６であるとした。しかし、チャネル層が非晶質シリコン（Ｓｉ）または多結晶シリコンからなるＴＦＴであってもよい。以下では、チャネル層が非晶質シリコンまたは多結晶シリコンからなるＴＦＴをそれぞれ「ａ−ＴＦＴ」および「ｐ−ＴＦＴ」という。ａ−ＴＦＴまたはｐ−ＴＦＴは、ＩＧＺＯ−ＴＦＴに比べてオフリーク電流が非常に大きい。このため、画素形成部１５に書き込まれた信号電圧は短時間のうちに低下する。
そこで、本実施形態の第２の変形例として、画素形成部１５のスイッチング素子としてａ−ＴＦＴまたはｐ−ＴＦＴを使用した液晶表示装置を説明する。この液晶表示装置の構成は、ＩｎＧａＺｎＯｘの代わりにａ−ＴＦＴまたはｐ−ＴＦＴを使用していることを除いて、図１に示す液晶表示装置１００の構成と同じであるので、その説明およびブロック図を省略する。
図１３は、本変形例の液晶表示装置に含まれる画素形成部１５のスイッチング素子としてａ−ＴＦＴを使用したとき、液晶容量に書き込まれた信号電圧の時間変化を示す図である。図１３に示すように、正極性の信号電圧（例えば＋７Ｖ）を書き込み、ａ−ＴＦＴをオフにして書き込んだ電圧を所定時間保持する。次に、負極性の信号電圧（例えば−７Ｖ）を書き込み、ａ−ＴＦＴをオフにして書き込んだ電圧を所定期間保持することを繰り返す。このようにして＋７Ｖまたは−７Ｖの信号電圧を書き込んでも、ａ−ＴＦＴのオフリーク電流が大きいので、信号電圧の電圧値は休止期間の間にそれぞれ＋５Ｖまたは−５Ｖまで低下する。
しかし、図１４に示すように、ａ−ＴＦＴを使用した液晶表示装置では、信号電圧が小さいときには輝度も低いが、信号電圧が高くなるにつれて輝度も急激に高くなる。そして、信号電圧が約５〜７Ｖ付近では輝度が略一定になる。これらの結果から、ａ−ＴＦＴを使用した液晶表示装置は、ＩＧＺＯ−ＴＦＴを使用した液晶表示装置のように多階調の画像を表示することには適してはいないが、白黒画像のように２種類の輝度によって表示できる画像であれば表示することができる。さらに、液晶パネルの表面にＲＧＢカラーフィルタを貼ることにより、黒色を含む８種類の色によって表される画像を表示することができる。
図１５は、本変形例の画素形成部のスイッチング素子としてａ−ＴＦＴを使用したときの輝度の変化を模式的に示す図である。図３５に示すＩＧＺＯ−ＴＦＴを使用した場合と異なり、各休止駆動期間の初めに信号電圧を書き込んだとき、輝度が高くなる。しかし、その後ａ−ＴＦＴのオフリーク電流のために書き込まれた信号電圧が低下するので、輝度も低下する。信号電圧が５Ｖ程度まで低下したときに、次の書込みが行われるように休止期間を調整しておけば、次の休止駆動期間の信号電圧の書き込み時に、再び輝度が高くなる。この場合、信号電圧の変化を５〜７Ｖに抑えることによって、各休止駆動期間における輝度を略一定と見なせる範囲に入るようにすることができる。これにより、白黒画像のように２種類の輝度によって表示可能な画像を、安価な製造コストの液晶表示装置によって表示することができる。なお、ａ−ＴＦＴまたは、Ｐ−ＴＦＴは、チャネル層が非晶質シリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）、または、多結晶シリコンゲルマニウムなどの半導体からなるＴＦＴも含む。
＜２．第２の実施形態＞
＜２．１ 液晶表示装置の構成＞
図１６は、本発明の第２の実施形態に係る休止駆動を行うことが可能な液晶表示装置２００の構成を示すブロック図である。図１６に示す液晶表示装置２００は、図１に示す液晶表示装置１００と同様に、液晶パネル１０、走査信号線駆動回路２０、データ信号線駆動回路２５、タイミング制御回路３０、および補正回路４０を備えている。これらの構成要素のうち、補正回路４０の構成が図１に示す補正回路４０と異なる。そこで、図１６において、図１に示す構成要素と同じ構成要素には、図１に示す構成要素に付した参照符号と同じ参照符号を付してその説明を省略し、異なる構成要素を中心に説明する。図１６に示すように、液晶表示装置２００では、図１に示すＬＵＴ７０の代わりに後述するＬＵＴ２７０が用いられている。
図１７は、液晶表示装置２００に使用するＬＵＴ２７０の構成の一例を示す図である。図１７に示すように、ＬＵＴ２７０には、前フレームの階調値と現フレームの階調値とが等しい組合せのみに対応づけて、入力画像信号の時間的変化を強調するための補正値が記憶されている。例えば、前フレームの階調値が３２階調に対応する補正値が記憶されているのは、現フレームの階調値が３２階調の場合だけであり、他の階調値に対応する補正値は記憶されていない。また、前フレームおよび現フレームの階調値が小さいときの補正値は正の値であるが、それらが大きいときの補正値は負の値になる場合がある。より詳しく説明すれば、前フレームおよび現フレームの階調値が２２４階調および２５５階調のときだけ負の値であり、その他のときには正の値である。
このため、比較回路８０は、前フレームの階調値と現フレームの階調値が等しいと判定した場合のみその結果をＬＵＴ２７０に与える。ＬＵＴ２７０は、比較回路８０から与えられた階調値に対応する補正値を加算回路５０に与える。加算回路５０は、補正値が正の値の場合には現フレームの階調値に補正値を加算し、補正値が負の値の場合には現フレームの階調値から補正値を減算して補正画像信号をそれぞれ生成し、データ信号線駆動回路２５に出力する。
一方、比較回路８０によって前フレームの階調値と現フレームの階調値が等しくないとされた場合には、比較回路８０はその結果をＬＵＴ２７０に与えない。このため、加算回路５０は、現フレームの階調値を補正することなく、現フレームの階調値を画像信号としてデータ信号線駆動回路２５に出力する。
なお、本実施形態において、前フレームの階調値と現フレームの階調値が等しいとは、両者が完全に等しい場合だけでなく、実質的に等しい場合も含まれる。本明細書において実質的に等しい階調値には、ＬＵＴ２７０に記載された各階調値に対して＋８から−８までの階調値も含まれる。例えば、一方の階調値が３２階調である場合、２４階調から４０階調までの他方の階調値は、一方の３２階調と実質的に等しいとする。例えば前フレームの階調値が２８階調であり、現フレームの階調値が３６階調の場合、両者は実質的に等しいとし、加算回路５０は、ＬＵＴ２７０の前フレームおよび現フレームの階調値が３２の場合の補正値である５階調を現フレームの階調値に加算する。
＜２．２ 休止駆動時の動作＞
図１８は、前フレームの階調値と現フレームの階調値が同じ場合のオーバーシュート駆動を含む休止駆動を説明するための図である。また、図１９は、前フレームの階調値と現フレームの階調値が異なる場合の休止駆動を説明するための図である。なお、図１８に示す休止駆動は、図５で説明した休止駆動と同じであるので、その説明を省略する。
図１９に示すように、いずれの休止駆動期間においても、現フレームの階調値と前フレームの階調値が異なるので、加算回路５０には、ＬＵＴ２７０から補正値を与えられない。このため、加算回路５０は、フレームメモリ６０から入力画像信号が与えられると、補正値を用いて補正することなく出力する。その結果、オーバーシュート駆動もアンダーシュート駆動も行われない。
第２駆動フレームでも、フレームメモリ６０から入力画像信号を与えられると、補正することなく画像信号としてデータ信号線駆動回路２５に出力する。画像信号は、入力画像信号に対応する電圧値の信号電圧に変換され、データ信号線ＳＬに書き込まれる。このように、同じ大きさの電圧が第１および第２駆動フレームにおいて出力されるので、通常駆動を２回行った場合と同じである。このようにして、通常駆動を２回行うことにより、信号電圧をデータ信号線ＳＬに書き込むと、その後次の休止駆動期間の第１駆動期間の開始時まで、通常駆動によって書き込まれた画像を表示し続ける休止期間になる。
以下同様にして、奇数番目の休止駆動期間では、補正値を加算しない正極性の信号電圧を書き込む通常駆動を連続して２回行い、その後休止期間とする。また、偶数番目の休止駆動期間では、補正値を加算しない負極性の信号電圧を書き込むことによって通常駆動を連続して２回行い、その後休止期間とする。
＜２．３ 効果＞
フリッカは同じ画像を連続して表示する場合に認識されやすい。そこで、本実施形態によれば、階調値が実質的に同じ画像を連続して表示する場合のみオーバーシュート駆動またはアンダーシュート駆動を行い、次に通常駆動を行う。これにより、視聴者はフリッカをほとんど認識できなくなる。
また、階調値が実質的に異なる画像を連続して表示する場合には、輝度の低下によるフリッカが発生していても視聴者はフリッカをほとんど認識できなくなる。そこで、オーバーシュート駆動もアンダーシュート駆動も行わずに、通常駆動を２回行う。これにより、ＬＵＴ２７０のメモリ容量を小さくすることができるので、液晶表示装置２００のコストを低減することができる。
なお、液晶の応答速度が速い場合には、前フレームの階調値と現フレームの階調値が異なる場合に、第１および第２駆動フレームを連続して設けたり、第３および第４駆動フレームを連続して設けたりするのではなく、第１駆動フレームだけを設け、その後第２駆動フレームを設けることなく休止期間にしたり、第３駆動フレームだけを設け、その後第４駆動フレームを設けることなく休止期間にしたりしてもよい。この場合、第２または第４駆動フレームを設けないので、液晶表示装置の消費電力を低減することができる。
＜２．４ 第１の変形例＞
図２０は、本実施形態の第１の変形例に係る液晶表示装置３００のブロック図である。図２０に示す液晶表示装置３００は、図１に示す液晶表示装置１００と同様に、液晶パネル１０、走査信号線駆動回路２０、データ信号線駆動回路２５、タイミング制御回路３０、および補正回路４０を備えている。これらの構成要素のうち、補正回路４０の構成が図１に示す補正回路４０と異なる。そこで、図２０において、図１に示す構成要素と同じ構成要素には、図１に示す構成要素に付した参照符号と同じ参照符号を付してその説明を省略し、異なる構成要素を中心に説明する。
図２０に示すように、補正回路４０は、フレームメモリ６０、加算回路５０、およびＬＵＴ３７０を含むが、比較回路を含まない。本変形例において比較回路が設けられていないのは、前フレームの階調値の絶対値と現フレームの階調値の絶対値とが等しいか否かを判定する必要がないからである。図２１は、本変形例において使用するＬＵＴ３７０の構成の一例を示す図である。ＬＵＴ３７０は、図２に示すＬＵＴ７０と異なり、現フレームの階調値に対する補正値のみを記憶している。このように、補正値は、前フレームの階調値にかかわらず、現フレームの階調値のみによって決まる。このＬＵＴ３７０においても、現フレームの階調値が１６０階調以下の補正値は正の値であり、１９２階調の補正値はゼロであり、２２４階調以上の補正値は負の値である。
したがって、第２の実施形態の場合と異なり、加算回路５０は、前フレームの階調値にかかわらず、現フレームの階調値に対応する補正値が正の値である場合には、現フレームの階調値に補正値を加算して補正画像信号を生成し、データ信号線駆動回路２５に出力する。これにより、オーバーシュート駆動を行う。また、現フレームの階調値に対応する補正値が負の値である場合には、補正値を減算して補正画像信号を生成し、データ信号線駆動回路２５に出力する。これにより、アンダーシュート駆動を行う。なお、補正値がゼロの場合は入力画像信号を補正することなくデータ信号線駆動回路２５に出力する。
＜２．４．１ 休止駆動の動作＞
図２２は、前フレームの階調値と現フレームの階調値が同じ場合のオーバーシュート駆動を含む休止駆動を説明するための図であり、図２３は、前フレームの階調値と現フレームの階調値が同じ場合のアンダーシュート駆動を含む休止駆動を説明するための図である。また、図２４は、前フレームの階調値と現フレームの階調値が異なる場合の休止駆動を説明するための図である。
図２２に示す場合には、第１休止駆動期間の駆動期間に、第１および第２駆動フレームを連続して設ける。第１駆動フレームでは、入力画像信号の階調値（現フレームの階調値）は境界値よりも小さいので、加算回路５０は、フレームメモリ６０から与えられた現フレームの階調値に対応する補正値をＬＵＴ３７０から与えられると、現フレームの階調値に補正値を加算して補正画像信号を生成し、データ信号線駆動回路２５に出力する。補正画像信号は、入力画像信号に対応する電圧値よりも補正値分ＯＳ１だけ大きなオーバーシュート電圧に変換され、データ信号線ＳＬに書き込まれる。このアナログ信号電圧の極性は正極性である。これによって、オーバーシュート駆動が行われる。
第２駆動フレームでは、第１駆動フレームで使用した入力画像信号と同じ信号がフレームメモリ６０に記憶されている。フレームメモリ６０から加算回路５０に入力画像信号が与えられると、加算回路５０は、補正値を加算することなく画像信号としてデータ信号線駆動回路２５に出力する。画像信号は、入力画像信号に対応する信号電圧に変換され、データ信号線ＳＬに書き込まれる。このアナログ信号電圧の極性も正極性である。これにより、通常駆動が行われる。
このように、第１駆動フレームでは、ＬＵＴ３７０から与えられる補正値を用いてオーバーシュート駆動を行い、第２駆動フレームでは、通常駆動を行ことによって正極性の信号電圧をデータ信号線ＳＬに書き込む。その後、第２休止駆動期間の第１駆動期間の開始時まで、通常駆動によって書き込まれた画像を表示し続ける休止期間になる。
第２休止駆動期間の駆動期間でも、第１および第２駆動フレームを連続して設ける。この場合、第１休止駆動期間の場合と同様にして、第１駆動フレームでは、現フレームの階調値にＬＵＴ３７０から与えられた補正値を加算した補正画像信号に基づいてオーバーシュート駆動を行い、第２駆動フレームでは通常駆動を行う。ただし、いずれの駆動フレームでも、負極性の電圧を書き込む。その後、第３休止駆動期間の第１駆動期間の開始時まで、通常駆動によって書き込まれた画像を表示し続ける休止期間になる。
以下同様にして、奇数番目の休止駆動期間では、正極性のオーバーシュート電圧を書き込み、オーバーシュート駆動を行う。次に、正極性の信号電圧を書き込み、通常駆動を行い、その後休止期間とする。また、偶数番目の休止駆動期間では、負極性のオーバーシュート電圧を書き込み、オーバーシュート駆動を行う。次に、負極性の信号電圧を書き込み、通常駆動を行い、その後休止期間とする。
また、図２３に示す場合には、第１休止駆動期間の駆動期間に、第３および第４駆動フレームを連続して設ける。入力画像信号の階調値（現フレームの階調値）は境界値よりも大きいので、第３駆動フレームでは、加算回路５０は、フレームメモリ６０から与えられた現フレームの階調値に対応する補正値をＬＵＴ３７０から与えられると、現フレームの階調値から補正値を減算して補正画像信号を生成し、データ信号線駆動回路２５に出力する。補正画像信号は、入力画像信号に対応する電圧値よりも補正値分ＯＳ２だけ小さいアンダーシュート電圧に変換され、データ信号線ＳＬに書き込まれる。このアナログ信号電圧の極性は正極性である。これによって、アンダーシュート駆動が行われる。
第４駆動フレームでは、第３駆動フレームで使用した入力画像信号と同じ信号がフレームメモリ６０に記憶されている。フレームメモリ６０から加算回路５０に入力画像信号が与えられると、加算回路５０は、補正値を減算することなく画像信号としてデータ信号線駆動回路２５に出力する。画像信号は、入力画像信号に対応する信号電圧に変換され、データ信号線ＳＬに書き込まれる。このアナログ信号電圧の極性も正極性である。これにより、通常駆動が行われる。
このように、第３駆動フレームでは、ＬＵＴ３７０から与えられた補正値を用いてアンダーシュート駆動を行い、第４駆動フレームでは、通常駆動を行ことによって正極性の信号電圧をデータ信号線ＳＬに書き込む。その後、第２休止駆動期間の第１駆動期間の開始時まで、通常駆動によって書き込まれた画像を表示し続ける休止期間になる。
第２休止駆動期間の駆動期間でも、第３および第４駆動フレームを連続して設ける。第３駆動フレームでは、現フレームの階調値の絶対値が境界値以上である。そこで、現フレームの階調値から、ＬＵＴ３７０から与えられた補正値を減算した補正画像信号に基づいてアンダーシュート駆動を行い、第４駆動フレームでは通常駆動を行う。ただし、いずれの駆動フレームでも、負極性の電圧を書き込む。その後、第３休止駆動期間の第１駆動期間の開始まで、通常駆動によって書き込まれた画像を表示し続ける休止期間になる。
以下同様にして、奇数番目の休止駆動期間では、正極性のアンダーシュート電圧を書き込み、アンダーシュート駆動を行う。次に、正極性の信号電圧を書き込むことによって通常駆動を行い、その後休止期間とする。また、偶数番目の休止駆動期間では、負極性のアンダーシュート電圧を書き込み、アンダーシュート駆動を行う。次に、負極性の信号電圧を書き込むことによって通常駆動を行い、その後休止期間とする。
図２４に示す場合は、ＬＵＴ３７０を使用するので、オーバーシュート駆動またはアンダーシュート駆動のいずれを行うかは現フレームの階調値によって決まる。そこで、各休止駆動期間において、現フレームの階調値が境界値よりも小さい場合にはオーバーシュート駆動を行い、現フレームの階調値が境界値よりも大きい場合にはアンダーシュート駆動を行う。具体的には、第１および第２休止駆動期間にオーバーシュート駆動を行い、第３および第４休止駆動期間にアンダーシュート駆動を行う。
このように、本変形例では、前フレームの階調値と、現フレームの階調値とが等しいか否かにかかわらず、現フレームの階調値のみに基づくオーバ−シュート駆動またはアンダーシュート駆動を行う。このため、本変形例では、第２の実施形態の場合と異なり、第２および第４駆動フレームにおいて必ず通常駆動を行う必要があり、第２および第４駆動フレームを省略することはできない。
＜２．４．２ 効果＞
本変形例によれば、第２の実施形態と同じ効果を奏するだけでなく、さらに、前クレームの階調値と現フレームの階調値とが同じであるか否かを判定する必要がないので、比較回路を設ける必要がない。これにより、液晶表示装置３００の製造コストをさらに低減することができる。
＜２．５ 第２の変形例＞
第１の変形例では、入力画像信号が正極性から負極性に変化する場合と、負極性から正極性に変化する場合とでは、ＬＵＴ３７０に記憶されている補正量は同じであるとした。
しかし、液晶層に印加する電圧の方向によって液晶の誘電率異方性が異なり、液晶分子が配向しやすい方向と、配向しにくい方向とがある場合、液晶の応答速度が印加電圧の方向によって異なる。この場合、前フレームの階調値と現フレームの階調値が同じであっても、印加電圧の方向によってオーバーシュート電圧およびアンダーシュート電圧を変える必要がある。そこで、液晶表示装置の補正回路に、印加電圧の方向がある方向の場合の補正値を記憶させておくＬＵＴ（「第１テーブル」ともいう）と、それとは逆方向の場合の補正値を記憶させておくＬＵＴ（「第２テーブル」ともいう）とを設ける。なお、本変形例では、各ＬＵＴの構成例を省略する。
図２５は、前フレームの階調値と現フレームの階調値が同じ場合のオーバーシュート駆動を含む休止駆動を説明するための図であり、図２６は、前フレームの階調値と現フレームの階調値が同じ場合のアンダーシュート駆動を含む休止駆動を説明するための図である。図２５に示すように、前フレームと現フレームの階調値が等しい場合であっても、入力画像信号が正極性から負極性に変化する場合と、負極性から正極性に変化する場合とでは、オーバーシュート電圧が異なり、負極性から正極性に変化する場合のオーバ−シュート電圧の電圧値の絶対値が、逆の場合の電圧値の絶対値よりも大きくなっている。このようなオーバーシュート駆動は、前フレームおよび現フレームの階調値が同じであっても、負極性から正極性に変化する場合に使用するＬＵＴの補正値の絶対値を、正極性から負極性に変化する場合に使用するＬＵＴの補正値の絶対値よりも大きくすることによって行われる。
また、図２６に示すように、前フレームと現フレームの階調値が等しい場合であっても、入力画像信号が正極性から負極性に変化する場合と、負極性から正極性に変化する場合とでは、アンダーシュート電圧が異なり、負極性から正極性に変化する場合のアンダーシュート電圧の電圧値の絶対値が、逆の場合の電圧値の絶対値よりも大きくなっている。このようなアンダーシュート駆動は、負極性から正極性に変化する場合に使用するＬＵＴの補正値の絶対値を、正極性から負極性に変化する場合に使用するＬＵＴの補正値の絶対値よりも大きくすることによって行われる。
このように、液晶層に印加する電圧の極性が正極性から負極性に変わるときと、負極性から正極性に変わるときとで液晶の応答速度が異なる場合であっても、印加電圧の方向によって補正値も変えることにより、印加電圧の方向に依存する輝度の変化を同程度に小さくすることができる。このため、視聴者はフリッカをほとんど認識できなくなる。
なお、前フレームの階調値と現フレームの階調値が同じ場合だけでなく、異なる場合にも本変形例を同様に適用することができる。また、正極性から負極性に変化する場合の電圧の補正値分ＯＳ１、ＯＳ２が、逆方向に変化する場合の電圧の補正値分ＯＳ１、ＯＳ２よりも大きい場合にも、本変形例の場合と同様にして駆動することができる。
＜３．第３の実施形態＞
液晶表示装置の周囲の温度変化により液晶の誘電率異方性が変化すると、液晶表示装置の応答速度は顕著に変化する。このため、室温で設定した補正値を記憶したＬＵＴを用いて、低温時にオーバーシュート駆動またはアンダーシュート駆動を行なえば、低温時の液晶の応答速度が低下しているために、応答速度が十分速くならず、所望の階調表示が行われない。また、高温時にオーバーシュート駆動またはアンダーシュート駆動を行えば、高温時の液晶の応答速度が速くなっているために、過度に強調された表示になる。そこで、広い温度範囲で使用される液晶表示装置は、温度に応じた最適な補正値を加算して最適なオーバーシュート駆動を行うことができるように、温度範囲ごとに異なる複数のＬＵＴを有することが好ましい。
＜３．１ 液晶表示装置の構成＞
図２７は、本発明の第３の実施形態に係る液晶表示装置４００のブロック図である。図２７に示す液晶表示装置４００は、図１に示す液晶表示装置１００と異なり、タイミング制御回路３０内に温度センサ３５が設けられ、また補正回路４０は温度範囲ごとに設けられた３つのＬＵＴ４７０ａ〜４７０ｃを有している。なお、図２７において、図１に示す構成要素と同じ構成要素には、図１に示す構成要素に付した参照符号と同じ参照符号を付してその説明を省略し、異なる構成要素を中心に説明する。
図２８は、液晶表示装置４００で使用される室温用のＬＵＴ４７０ａを示す図であり、図２９は高温用のＬＵＴ４７０ｂを示す図であり、図３０は低温用のＬＵＴ４７０ｃを示す図である。図２８〜図３０からわかるように、補正値の絶対値は、低温用のＬＵＴ４７０ｃ、室温用のＬＵＴ４７０ａ、高温用のＬＵＴ４７０ｂの順に小さくなるように設定されている。その結果、これらのＬＵＴ４７０ａ〜４７０ｃを使用することにより、液晶の応答速度が低下する低温でのオーバーシュート駆動およびアンダーシュート駆動は強調され、次に室温でのオーバーシュート駆動およびアンダーシュート駆動が強調される。また、高温でのオーバーシュート駆動およびアンダーシュート駆動は抑制される。
このように、液晶表示装置４００が使用される温度によって使用するＬＵＴ４７０を変えるので、温度情報を得るための温度センサ３５も必要になる。本実施形態では、温度センサ３５は、タイミング制御回路３０内に設けられ、温度センサ３５からの温度情報に基づいてＬＵＴ４７０ａ〜４７０ｃのいずれかが選択される。ＬＵＴ４７０ａ〜４７０ｃのいずれかが選択されれば、上記各実施形態の場合と同様にして、選択したＬＵＴに記憶された補正値を用いて、オーバーシュート駆動を行なったり、アンダーシュート駆動を行なったりする。
なお、本実施形態では、室温用のＬＵＴ４７０ａは１０℃以上で４０℃未満、高温用のＬＵＴ４７０ｂは４０度以上、低温用のＬＵＴ４７０ｃは１０℃未満のときにそれぞれ使用されるが、使用可能な温度範囲は適宜調整することができる。また、ＬＵＴ４７０の個数は３個に限定されず、液晶表示装置４００を使用する温度範囲に応じて、２個であってもよく、あるいは４個以上であってもよい。
図２７では、温度センサ３５は、タイミング制御回路３０内に設けられているとしたが、タイミング制御回路３０とは別に液晶パネル１０上に設けられていてもよい。この場合、タイミング制御回路３０は温度センサ３５からの温度情報をシリアル通信によって取得し、温度情報に応じたＬＵＴ４７０ａ〜４７０ｃのいずれかを選択する。なお、温度センサ３５を絶縁基板上に設け、温度情報をシリアル通信によってタイミング制御回路３０に与える場合には、温度センサ３５を絶縁基板上の任意の位置に設けることができる。また、温度センサ３５をタイミング制御回路３０内に設ける場合には、タイミング制御回路３０の回路構成が複雑にならない。これにより、液晶表示装置４００の製造コストを低減することができる。
＜３．２ 効果＞
本実施形態によれば、温度センサ３５によって測定された液晶表示装置４００の周囲の温度に応じて、ＬＵＴ４７０ａ〜４７０ｃのいずれかを選択してオーバーシュート駆動またはアンダーシュート駆動を行うので、温度によらず最適なオーバーシュート駆動またはアンダーシュート駆動を行うことができる。これにより、広い温度範囲で使用される液晶表示装置４００においても、信号電圧の書き込み時の輝度の低下が抑制されるので、視聴者はフリッカをほとんど認識できなくなる。
＜３．３ 第１の変形例＞
図３１は、本実施形態の第１の変形例に係る液晶表示装置５００の構成を示すブロック図である。図３１に示すように、液晶表示装置５００は、図２７に示す液晶表示装置４００と同様の構成である。しかし、補正回路４０内に不揮発性メモリ５７５を設け、温度センサ３５からの温度情報を不揮発性メモリ５７５に与えるようにし、さらにＬＵＴ５７０の個数を１個にしたことが異なる。なお、図３１において、図１および図２７に示す構成要素と同じ構成要素には、図１および図２７に示す構成要素に付した参照符号と同じ参照符号を付してその説明を省略し、異なる構成要素を中心に説明する。
液晶表示装置５００では、不揮発性メモリ５７５に、室温用、高温用および低温用の各補正値のデータを予め記憶させておく。温度センサ３５からの温度情報に基づき、不揮発性メモリ５７５は温度情報に対応する補正値のデータをＬＵＴ５７０に転送する。これにより、図２７に示す液晶表示装置４００と同様にして、前フレームの階調値と現フレームの階調値とに対応づけられた補正値がＬＵＴ５７０から加算回路５０に与えられる。以下の動作は、液晶表示装置４００の動作と同様であるので、その説明を省略する。
この場合、液晶表示装置４００を使用する温度範囲が広いために複数のＬＵＴを準備しなければならないような場合でも、ＬＵＴ５７０だけを設け、複数のＬＵＴに記憶させるべき補正値を不揮発性メモリ５７５に記憶させておく。そして、不揮発性メモリ５７５は温度センサ３５から与えられた温度情報に対応する温度範囲の補正値のデータをＬＵＴ５７０に転送する。これにより、ＬＵＴの個数を減らすことができ、液晶表示装置５００の製造コストを低減することができる。
＜３．４ 第２の変形例＞
図３２は、図２７に示す液晶表示装置４００において、比較回路をなくした液晶表示装置６００を示す図であり、図３３は、図３１に示す液晶表示装置５００において、比較回路をなくした液晶表示装置７００を示す図である。図３２に示す液晶表示装置６００は、温度範囲ごとに対応する補正値を記憶する３個のＬＵＴ６７０ａ〜６７０ｃを有し、温度センサ３５から与えられる温度情報に基づいて３個のＬＵＴ６７０ａ〜６７０ｃからいずれか１個を選択する。液晶表示装置６００は比較回路を有していないので、ＬＵＴ６７０ａ〜６７０ｃは、温度範囲ごとに、現フレームの階調値に対する補正値のみを記憶している。このように、補正値は、前フレームの階調値にかかわらず、現フレームの階調値のみによって決まる。したがって、加算回路５０は、前フレームの階調値にかかわらず、現フレームのすべての階調値に、温度に応じてＬＵＴ６７０ａ〜６７０ｃから選択されたいずれかに記憶されている補正値を加算して補正画像信号を生成し、データ信号線駆動回路２５に出力する。
図３３に示す液晶表示装置７００は、温度範囲ごとに対応する３種類の補正値のデータを不揮発性メモリ５７５に記憶し、温度センサ３５から与えられる温度情報に基づいて、対応する補正値のデータをＬＵＴ５７０に転送する。液晶表示装置７００も比較回路を有していないので、不揮発性メモリ５７５は、現フレームの階調値に対する補正値のみを記憶している。このように、補正値は、前フレームの階調値にかかわらず、現フレームの階調値のみによって決まる。したがって、液晶表示装置７００の加算回路５０も、前フレームの階調値にかかわらず、現フレームのすべての階調値に不揮発性メモリ５７５に記憶されている温度範囲ごとに記憶されたデータから、温度に応じたデータの補正値を加算して補正画像信号を生成し、データ信号線駆動回路２５に出力する。なお、いずれの場合も、通常駆動は、図２７に示す液晶表示装置４００、および、図３１に示す液晶表示装置５００の通常駆動とそれぞれ同じであるので、その説明を省略する。
本変形例によれば、比較回路がさらに不要になるので、液晶表示装置６００、７００の製造コストをさらに低減することができる。
＜４．その他＞
上記各実施形態およびそれらの変形例に係る各液晶表示装置は、ドット反転駆動によって駆動されるとした。しかし、ドット反転駆動だけでなく、ライン反転駆動、カラム反転駆動、フレーム反転駆動などの交流駆動の場合にも同様に適用可能であり、その場合の効果もドット反転駆動を場合の効果と同じ効果を奏する。
本発明は、交流駆動による休止駆動が可能な液晶表示装置に適用することができる。
１０…液晶パネル
１５…画素形成部
１６…薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）
１７…画素電極
１８…共通電極
２０…走査信号線駆動回路
２５…データ信号線駆動回路
３０…タイミング制御回路
３５…温度センサ
４０…補正回路
５０…加算回路
６０…フレームメモリ
７０、２７０、３７０、４７０、５７０、６７０、７７０…ルックアップテーブル（ＬＵＴ）
８０…比較回路
１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００…液晶表示装置
５７５…不揮発性メモリ
Ｃｃｌ…液晶容量
ＧＬ…走査信号線
ＳＬ…データ信号線
本発明は、液晶表示装置およびその駆動方法に関し、特に、交流駆動による休止駆動が可能な液晶表示装置およびその駆動方法に関する。
近年、小型で軽量の電子機器の開発が活発に行われている。このような電子機器に搭載される液晶表示装置には低消費電力であることが求められる。液晶表示装置の消費電力を低減する駆動方法の１つとして、走査線を走査して信号電圧の書込みを行う駆動期間と、全ての走査線を非走査状態にして書込みを休止する休止期間とが設けられた「休止駆動」と呼ばれる駆動方法がある。休止駆動では、休止期間に、走査線駆動回路および／またはデータ信号線駆動回路に制御用の信号などを与えないようにして、走査線駆動回路および／またはデータ信号線駆動回路の動作を休止させることにより、液晶表示装置の低消費電力化を図る。このような休止駆動は「低周波駆動」または「間欠駆動」とも呼ばれる。
液晶表示装置に用いられる液晶パネルでは、液晶層を挟持する画素電極と共通電極との間に電圧を印加すれば、液晶の誘電率異方性のために液晶分子の配向方向（長軸方向）が変化する。また、液晶は光学異方性を有するので、液晶分子の配向方向が変化すると、液晶層を透過する光の偏光方向が変化する。このため、液晶層に印加する電圧によって、液晶層を透過する光の光量を制御し、液晶パネルに画像を表示することができる。
しかし、印加電圧の変化に応じて液晶が応答するためには、所定の時間を要する。例えば、現在広く使用されているＴＮ（Twisted Nematic）方式、ＩＰＳ（In Plane Switching）方式、ＶＡ（Vertically Aligned）方式などの液晶表示装置では、液晶が応答するまでに、５０ｍｓ程度の時間がかかる場合がある。また、液晶の応答速度は温度によって変化し、温度が低いほど応答速度は遅くなる。
さらに、画像信号の周波数が６０Ｈｚの場合、１フレーム期間は１６．７ｍｓである。このため、液晶の応答期間が１フレーム期間よりも長くなれば、画面に残像が発生し、画像の表示品位が低下する。
そこで、上記問題を解決するために、例えば日本の特開２００４−４６２９号公報には、液晶層に対して本来印加すべき電圧よりも大きな電圧を印加する「オーバーシュート駆動」を行う液晶表示装置が開示されている。オーバーシュート駆動では、前フレームの階調値と現フレームの階調値の組合せにそれぞれ対応づけられた補正値を記憶するルックアップテーブル（「ＬＵＴ」または「テーブル」という）が使用される。すなわち、前フレームの階調値と現フレームの階調値の組合せに対応づけられた補正値をＬＵＴから読み出し、当該補正値を用いて入力画像信号を補正した補正画像信号を出力する。この補正画像信号を用いてオーバーシュート駆動を行うことにより、液晶表示装置の表示速度を速くすることができる。
日本の特開２００４−４６２９号公報
液晶表示装置では、液晶層に同じ極性の電圧を印加し続ければ、焼き付きが生じて液晶層が劣化する。そこで、液晶層の焼き付きを防ぐために、信号電圧を書き込むごとにその極性を反転させる交流駆動が行われる。図３４は、従来の交流駆動による休止駆動を行う方法を説明するための図である。図３４に示すように、第１休止駆動期間では、最初に正極性の信号電圧を書き込み、それに続く休止期間にその信号電圧を保持し続ける。第２休止駆動期間では、最初に負極性の信号電圧を書き込み、それに続く休止期間にその信号電圧を保持し続ける。以下同様にして、休止駆動期間ごとに、極性を反転させた信号電圧を交互に書き込み、それに続く休止期間にその信号電圧を保持し続けることを繰り返す。
図３５は、従来の交流駆動による休止駆動において、６４、１２８、２００、および２４０階調値に対応する入力画像信号を画素形成部にそれぞれ書き込んだ時の輝度の変化を模式的に示す図である。図３５に示すように、０階調（黒表示）から２５５階調（白表示）までの２５６階調表示が可能な液晶表示装置において、入力画像信号が６４階調の場合、画素形成部に信号電圧を書き込んだ直後に輝度が急激に低下し、その後ゆっくりと回復する。１２８階調の場合も同様に、画素形成部に信号電圧を書き込んだ直後に輝度が低下し、その後ゆっくりと回復する。しかし、６４階調の場合に比べて、画素形成部に信号電圧を書き込んだ直後の輝度の低下が少ない。また、２００階調の場合には、画素形成部に信号電圧を書き込んでも輝度は変化しない。一方、２４０階調の場合には、画素形成部に信号電圧を書き込んだ直後に輝度が上昇し、その後ゆっくりと低下する。
図３６は、従来の交流駆動による休止駆動において、６４階調の入力画像信号を書き込んだときの輝度の変化を説明するための図であり、図３７は、従来の交流駆動による休止駆動において、２４０階調の入力画像信号を書き込んだときの輝度の変化を説明するための図である。まず、図３６を参照して、６４階調の入力画像信号を書き込んだ直後に輝度が急激に低下し、その後ゆっくりと回復する理由を説明する。図３６において、画素形成部Ａと画素形成部Ｂとは隣接する画素形成部であり、反転駆動によって極性が異なるとする。まず、ある駆動期間に画素形成部Ａは正極性であり、画素形成部Ｂは負極性である。次の駆動期間では極性が反転し、画素形成部Ａは負極性になり、画素形成部Ｂは正極性になる。画素形成部Ａに印加する信号電圧の極性を正極性から負極性に反転させれば、画素形成部Ａの輝度は急激に低下し、一定値になる。これに対して、画素形成部Ｂに印加する信号電圧の極性を負極性から正極性に反転させれば、画素形成部Ｂの輝度はゆっくり上昇し、一定値に近づく。この場合、視聴者は、画素形成部Ａと画素形成部Ｂの輝度変化を合わせたものを画面全体の輝度として認識するので、極性の反転時に画面全体の輝度が急激に低下し、その後ゆっくり回復すると視認する。
なお、上記説明は入力画像信号が６４階調の場合について説明したが、１２８階調の場合も同様である。ただし、１２８階調の場合は、６４階調の場合に比べて、極性を反転させたときの輝度の低下が小さい。
次に、２４０階調の入力画像信号を書き込む場合について説明する。図３７を参照して、２４０階調の入力画像信号を書き込んだ直後に輝度が急激に上昇し、その後ゆっくりと低下する理由を説明する。図３６に示す場合と同様に、画素形成部Ａと画素形成部Ｂとは隣接する画素形成部であり、反転駆動によって極性が異なるとする。まず、ある駆動期間に画素形成部Ａは正極性であり、画素形成部Ｂは負極性である。次の駆動期間では極性が反転し、画素形成部Ａは負極性になり、画素形成部Ｂは正極性になる。極性を反転させる際に、画素形成部Ａに負極性の信号電圧を印加すれば、画素形成部Ａの輝度はゆっくりと低下し、一定値に近づく。これに対して、画素形成部Ｂに負極性の信号電圧を印加すれば、画素形成部Ｂの輝度は急激に上昇し、一定値になる。この場合、視聴者は、画素形成部Ａと画素形成部Ｂの輝度変化を合わせたものを画面全体の輝度として認識するので、極性の反転時に画面全体の輝度が急激に上昇し、その後ゆっくり低下すると視認する。
このような画面の輝度の変化は、信号電圧の極性を反転させたときに液晶分子の配向方向がその変化に追従できないために生じる現象である。この輝度の変化は、動画を表示する際には画像の変化が速いので、視聴者は輝度の変化をほとんど認識できない。しかし、休止駆動時には、視聴者はこの輝度の変化をフリッカとして認識するようになるので、画像の表示品位が低下するという問題が生じる。このフリッカは、入力画像信号の階調値が変化しない場合であっても発生する。
なお、極性を反転させる際に低下した電圧が時間の経過と共に信号電圧に近づくことによって、休止期間の輝度が徐々に高くなるのは、画素形成部のスイッチング素子として、チャネル層が酸化物半導体からなる薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor：以下「ＴＦＴ」という）を用いているからである。なお、チャネル層が酸化物半導体からなるＴＦＴの詳細は後述する。
日本の特開２００４−４６２９号公報は、通常駆動時におけるオーバーシュート駆動について開示している。しかし、日本の特開２００４−４６２９号公報は、交流駆動による休止駆動を行ったときに生じるフリッカを防止することが可能なオーバーシュート駆動については開示も示唆もしていない。
そこで、本発明は、交流駆動によって休止駆動を行うときの表示品位の低下を抑制することができる液晶表示装置およびその駆動方法を提供することを目的とする。
本発明の第１の局面は、絶縁基板上に形成され、交流駆動によって休止駆動を行う液晶表示装置であって、
複数の走査信号線と、
前記複数の走査信号線とそれぞれ交差する複数のデータ信号線と、
前記複数の走査信号線および前記複数のデータ信号線の各交差点に形成された画素形成部と、
入力画像信号の階調値を補正するための補正値を与えられたときには当該補正値を用いて生成した補正画像信号を出力し、当該補正値を与えられなかったときには階調値を補正することなく前記入力画像信号を出力する補正回路と、
前記複数の走査信号線を順に選択して走査する走査信号線駆動回路と、
前記補正回路から出力された前記補正画像信号に基づいて生成した補正電圧、または、前記入力画像信号に基づいて生成した信号電圧を前記複数のデータ信号線に書き込むデータ信号線駆動回路と、
前記走査信号線駆動回路および前記データ信号線駆動回路を制御するタイミング制御回路とを備え、
前記休止駆動は、複数の駆動フレームからなる駆動期間と、前記駆動期間の終了時から次の駆動期間の開始時までの期間に設けられ、前記駆動期間に書き込まれた画像を表示し続ける休止期間とを交互に繰り返し、
前記補正値は、前記入力画像信号の現フレームの階調値のみに対応づけられた補正値であり、
前記補正回路は、前記補正画像信号および前記入力画像信号のいずれかを前記データ信号線駆動回路に出力する加算回路を含み、前記加算回路は、前記駆動期間の最初の駆動フレームにおいて、前記入力画像信号の現フレームの階調値に前記補正値を加算して生成した第１補正画像信号、前記入力画像信号の現フレームの階調値から前記補正値を減算して生成した第２補正画像信号、または前記現フレームの階調値を補正しない前記入力画像信号のいずれかを出力し、さらに最後の駆動フレームにおいて、前記入力画像信号を出力し、
前記データ信号線駆動回路は、前記補正回路から出力された前記入力画像信号、前記第１補正画像信号、または前記第２補正画像信号に基づき、信号電圧、前記信号電圧の絶対値よりも大きな絶対値の第１補正電圧、または前記信号電圧の絶対値よりも小さな絶対値の第２補正電圧をそれぞれ生成し、前記駆動期間の最初の駆動フレームにおいて前記第１補正電圧、前記第２補正電圧、または前記信号電圧のいずれかを前記データ信号線に書き込み、さらに最後の駆動フレームにおいて、前記最初の駆動フレームで書き込んだ電圧と同じ極性の前記信号電圧を前記データ信号線に書き込むことを特徴とする。
本発明の第２の局面は、本発明の第１の局面において、
前記補正回路は、前記補正値を記憶するテーブルを含み、
前記テーブルは、前記入力画像信号が前記加算回路に与えられるごとに前記入力画像信号の現フレームの階調値に対応する前記補正値を前記加算回路に与え、
前記加算回路は、前記入力画像信号の前記現フレームの階調値があらかじめ定めた階調値に対応する境界値よりも小さいときには前記第１補正画像信号を生成して出力し、前記入力画像信号の前記現フレームの階調値が前記境界値よりも大きいときには、前記第２補正画像信号を生成して出力し、前記現フレームの階調値が前記境界値と等しいときには、前記入力画像信号を出力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、
前記液晶表示装置の周囲の温度を測定する温度センサをさらに備え、
前記テーブルは、所定の温度範囲ごとに異なる補正値を記憶する複数の副テーブルを含み、前記温度センサから与えられる温度情報に基づき、前記複数の副テーブルからいずれか１つの副テーブルを選択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２の局面において、
前記液晶表示装置の周囲の温度を測定する温度センサをさらに備え、
前記補正回路は、所定の温度範囲ごとに、異なる補正値からなる複数のデータを記憶する不揮発性メモリをさらに含み、
前記不揮発性メモリは、前記温度センサから与えられる温度情報に基づき、前記複数のデータからいずれか１つのデータを選択して前記テーブルに与えることを特徴とする。
本発明の第５の局面は、本発明の第３または第４の局面において、
前記温度センサは前記絶縁基板上に設けられ、
前記温度センサは温度情報をシリアル通信によって前記タイミング制御回路に与えることを特徴とする。
本発明の第６の局面は、本発明の第３または第４の局面において、
前記温度センサは前記タイミング制御回路内に設けられてい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、
前記画素形成部は、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、前記第１補正電圧、前記第２補正電圧または前記信号電圧が印加されるべき画素電極に第２導通端子が接続され、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。
本発明の第８の局面は、本発明の第７の局面において、
前記酸化物半導体は、インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、亜鉛（Ｚｎ）および酸素（О）を主成分とするＩｎＧａＺｎＯｘ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、
前記画素形成部は、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、前記第１補正電圧、前記第２補正電圧または前記信号電圧が印加されるべき画素電極に第２導通端子が接続され、非晶質半導体または多結晶半導体のいずれか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。
本発明の第１０の局面は、本発明の第１〜第９のいずれかの局面に係る液晶表示装置であって、ドット反転駆動、ライン反転駆動、カラム反転駆動、および、フレーム反転駆動のいずれかによって交流駆動される。
本発明の第１１の局面は、液晶表示装置の駆動方法であって、
複数の走査信号線と、
前記複数の走査信号線とそれぞれ交差する複数のデータ信号線と、
前記複数の走査信号線および前記複数のデータ信号線の各交差点に形成された画素形成部と、
入力画像信号の階調値を補正するための補正値を与えられたときには当該補正値を用いて生成した補正画像信号を出力し、当該補正値を与えられなかったときには階調値を補正することなく前記入力画像信号を出力する補正回路と、
前記複数の走査信号線を順に選択して走査する走査信号線駆動回路と、
前記補正回路から出力された前記補正画像信号に基づいて生成した補正電圧、または、前記入力画像信号に基づいて生成した信号電圧を前記複数のデータ信号線に書き込むデータ信号線駆動回路と、
前記走査信号線駆動回路および前記データ信号線駆動回路を制御するタイミング制御回路とを備え、
前記入力画像信号の前記現フレームの階調値があらかじめ定めた階調値に対応する境界値よりも小さいときには、前記入力画像信号の現フレームの階調値に対応づけられた補正値を加算することにより生成した第１補正画像信号を、前記現フレームの階調値が前記境界値よりも小さいときには、前記補正値を減算することにより生成した第２補正画像信号を、前記現フレームの階調値が前記境界値と等しいときには前記入力画像信号を、前記データ信号線に出力するステップと、
前記入力画像信号、前記第１補正画像信号、または前記第２補正画像信号に基づき、信号電圧、前記信号電圧の絶対値よりも大きな絶対値の第１補正電圧、または前記信号電圧の絶対値よりも小さな絶対値の第２補正電圧をそれぞれ生成するステップと、
複数の駆動フレームからなる駆動期間の最初の駆動フレームにおいて、前記第１補正電圧、前記第２補正電圧、または前記信号電圧のいずれかを前記データ信号線に書き込むステップと、
前記駆動期間の最後のフレームにおいて、前記最初の駆動フレームで書き込んだ電圧と同じ極性の前記信号電圧を前記データ信号線に書き込むステップとを備えることを特徴とする。
本発明の第１の局面によれば、休止駆動は通常静止画を表示するために行われることがので、多くの場合、全フレームの階調値と現フレームの階調値が等しいと考えて入力画像信号の処理をしても問題がない。そこで、入力画像信号の階調値を補正するために使用される補正値は現フレームの階調値のみに対応づける。これにより、入力画像信号の前フレームの階調値と現フレームの階調値とが同じであるか否かを判定する必要がなくなるので、比較回路が不要になる。また、テーブルは現フレームの階調値だけに対応づけた補正値を記憶すればよく、そのメモリ容量を小さくすることができる。これらによって、液晶表示装置の製造コストを低減することができる。また、補正回路から出力された入力画像信号、第１補正画像信号、または第２補正画像信号に基づき、信号電圧の絶対値よりも大きな絶対値の第１補正電圧、または信号電圧の絶対値よりも小さな絶対値の第２補正電圧をそれぞれ生成し、駆動期間の最初の駆動フレームにおいて第１補正電圧、第２補正電圧、または信号電圧のいずれかをデータ信号線に書き込み、さらに最後の駆動フレームにおいて、最初の駆動フレームで書き込んだ電圧の極性と同じ極性の電圧を書き込む。これにより、入力画像信号の階調値の変化が抑制されるので、画像の輝度の変化が抑制され、視聴者はフリッカをほとんど認識しなくなる。
本発明の第２の局面によれば、駆動期間の最初の駆動フレームにおいて、信号電圧の絶対値よりも大きな絶対値の第１補正電圧、信号電圧の絶対値よりも小さな絶対値の第２補正電圧または信号電圧のいずれかをデータ信号線に書き込み、最後の駆動フレームにおいて、最初の駆動フレームで書き込んだ電圧と同じ極性の信号電圧をデータ信号線に書き込む。これにより、いずれの階調値においても、表示される画像の輝度の変化を抑制することができる。このため、視聴者はフリッカをほとんど認識できなくなり、画像の表示品位を向上させることができる。
本発明の第３の局面によれば、温度センサと、温度によって異なる補正値を記憶する複数の副テーブルを有し、液晶表示装置の周囲の温度に応じて、複数の副テーブルのいずれかを選択して強調階調処理を行う。これにより、広い温度範囲で使用される液晶表示装置においても、信号電圧の書き込み時の輝度の低下が抑制されるので、視聴者はフリッカをほとんど認識できなくなる。
本発明の第４の局面によれば、所定の温度範囲ごとに異なる補正値からなる複数のデータを記憶する不揮発性メモリを含み、不揮発性メモリは温度情報に基づいて複数のデータからいずれか１つのデータを選択してテーブルに与える。これにより、液晶表示装置を使用する温度範囲が広い場合に、不揮発性メモリは、複数のテーブルに記憶させるべき補正値を記憶しておき、温度センサからの温度情報に対応する温度範囲の補正値のデータをテーブルに転送する。これにより、テーブルの個数を減らすことができるので、液晶表示装置の製造コストを低減することができる。
本発明の第５の局面によれば、温度センサを絶縁基板上に設け、温度情報をシリアル通信によって温度センサからタイミング制御回路に与えることにより、温度センサを絶縁基板上の任意の位置に設けることができる。
本発明の第６の局面によれば、温度センサをタイミング制御回路内に設けることにより、タイミング制御回路の回路構成が複雑にならない。これにより、液晶表示装置の製造コストを低減することができる。
本発明の第７の局面によれば、画素形成部内の薄膜トランジスタとしてチャネル層が酸化物半導体により形成された薄膜トランジスタが用いられる。この薄膜トランジスタのオフリーク電流は非常に小さいので、画素形成部に書き込まれた電圧が長時間にわたり保持される。これにより、休止駆動時にも多階調表示をすることができる。
本発明の第８の局面によれば、チャネル層を形成する酸化物半導体としてＩｎＧａＺｎＯｘを用いることによって、本発明の第１２の局面による効果と同様の効果を確実に達成することができる。
本発明の第９の局面によれば、画素形成部内の薄膜トランジスタとしてチャネル層が非晶質半導体または多結晶半導体からなる薄膜トランジスタが用いられる。これにより、白黒画像のように２種類の輝度によって表示可能な画像を、安価な製造コストの液晶表示装置によって表示することができる。
本発明の第１０の局面によれば、本発明の第１〜第１４の局面に係る液晶表示装置を、ドット反転駆動、ライン反転駆動、カラム反転駆動、フレーム反転駆動のいずれかによって駆動することにより、信号電圧の書込みを行ったときに生じる輝度の低下を大幅に抑制することができる。このため、視聴者はフリッカをほとんど認識できなくなり、画像の表示品位が向上する。
本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。 図１に示す液晶表示装置に使用するＬＵＴの構成の一例を示す図である。 図１に示す液晶表示装置に含まれる画素形成部の等価回路を示す図である。 図１に示す液晶表示装置の画素形成部のスイッチング素子としてＩＧＺＯ−ＴＦＴを使用したとき、液晶容量に書き込まれた信号電圧の時間変化を示す図である。 図１に示す液晶表示装置において、オーバーシュート駆動を含む休止駆動を説明するための図である。 図１に示す液晶表示装置において、アンダーシュート駆動を含む休止駆動を説明するための図である。 図１に示す液晶表示装置において、前フレームの階調値と現フレームの階調値が異なる場合を含む休止駆動を説明するための図である。 図１に示す液晶表示装置において、休止駆動を行ったときの輝度の変化を模式的に示す図である。 第１の実施形態の第１の変形例において、オーバーシュート駆動を２回含む休止駆動を説明するための図である。 第１の実施形態の第１の変形例において、アンダーシュート駆動を２回含む休止駆動を説明するための図である。 第１の実施形態の第１の変形例において、電圧値が段階的に小さくなるオーバーシュート駆動を含む休止駆動を説明するための図である。 第１の実施形態の第１の変形例において、電圧値が段階的に高くなるアンダーシュート駆動を含む休止駆動を説明するための図である。 第１の実施形態の第２の変形例に係る液晶表示装置に含まれる画素形成部のスイッチング素子としてａ−ＴＦＴを使用したときの液晶容量に書き込まれた信号電圧の時間変化を示す図である。 第１の実施形態の第２の変形例に係る液晶表示装置に含まれる画素形成部のスイッチング素子としてａ−ＴＦＴを使用したときの信号電圧と輝度との関係を示す図である。 第１の実施形態の第２の変形例に係る液晶表示装置に含まれる画素形成部のスイッチング素子としてａ−ＴＦＴを使用したときの輝度の変化を模式的に示す図である。 本発明の第２の実施形態に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。 図１６に示す液晶表示装置に使用するＬＵＴの構成の一例を示す図である。 図１６に示す液晶表示装置において、前フレームの階調値と現フレームの階調値が同じ場合のオーバーシュート駆動を含む休止駆動を説明するための図である。 図１６に示す液晶表示装置において、前フレームの階調値と現フレームの階調値が異なる場合の休止駆動を説明するための図である。 図１６に示す液晶表示装置の第１の変形例に係る液晶表示装置のブロック図である。 図２０に示す第１の変形例に係る液晶表示装置に使用するＬＵＴの構成の一例を示す図である。 図２０に示す液晶表示装置において、前フレームの階調値と現フレームの階調値が同じ場合のオーバーシュート駆動を含む休止駆動を説明するための図である。 図２０に示す液晶表示装置において、前フレームの階調値と現フレームの階調値が同じ場合のアンダーシュート駆動を含む休止駆動を説明するための図である。 図２０に示す液晶表示装置において、前フレームの階調値と現フレームの階調値が異なる場合の休止駆動を説明するための図である。 図１６に示す液晶表示装置の第２の変形例において、前フレームの階調値と現フレームの階調値が同じ場合のオーバーシュート駆動を含む休止駆動を説明するための図である。 図１６に示す液晶表示装置の第２の変形例において、前フレームの階調値と現フレームの階調値が同じ場合のアンダーシュート駆動を含む休止駆動を説明するための図である。 本発明の第３の実施形態に係る液晶表示装置のブロック図である。 図２７に示す液晶表示装置で使用される室温用のＬＵＴを示す図である。 図２７に示す液晶表示装置で使用される高温用のＬＵＴを示す図である。 図２７に示す液晶表示装置で使用される低温用のＬＵＴを示す図である。 第３の実施形態の第１の変形例に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。 第３の実施形態に係る液晶表示装置において、比較回路をなくした液晶表示装置の構成を示すブロック図である。 第３の実施形態の第１の変形例に係る液晶表示装置において、比較回路をなくした液晶表示装置の構成を示すブロック図である。 従来の交流駆動による休止駆動を行う方法を説明するための図である。 従来の交流駆動による休止駆動において、６４、１２８、２００、および２４０階調値に対応する入力画像信号を画素形成部にそれぞれ書き込んだ時の輝度の変化を模式的に示す図である。 従来の交流駆動による休止駆動において、６４階調の入力画像信号を書き込んだときの輝度の変化を説明するための図である。 従来の交流駆動による休止駆動において、２４０階調の入力画像信号を書き込んだときの輝度の変化を説明するための図である。
＜１．第１の実施形態＞
＜１．１ 液晶表示装置の構成＞
図１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。図１に示す液晶表示装置１００は、液晶パネル１０、走査信号線駆動回路２０、データ信号線駆動回路２５、タイミング制御回路３０、および補正回路４０を備えている。
液晶パネル１０には、複数の画素形成部（図示しない）が行方向および列方向にマトリクス状に配置されている。また、液晶パネル１０には、複数の走査信号線（図示しない）と、複数のデータ信号線（図示しない）とが互いに交差するように形成されている。各走査信号線は同じ行に配置された画素形成部に接続され、各データ信号線は同じ列に配置された画素形成部に接続されている。
タイミング制御回路３０に、入力画像信号の同期信号として、水平同期信号および垂直同期信号が入力される。タイミング制御回路３０は、これらの同期信号に基づき、ゲートクロック信号やゲートスタートパルス信号などの制御信号を生成して走査信号線駆動回路２０に出力し、ソースクロック信号、ソーススタートパルス信号などの制御信号を生成してデータ信号線駆動回路２５に出力する。
また、タイミング制御回路３０は、休止駆動制御回路３１を含んでいる。休止駆動制御回路３１は、生成された制御信号に同期して、アンプイネーブル信号をデータ信号線駆動回路２５に出力する。詳細は後述するが、液晶表示装置１００は、液晶パネル１０を駆動するときに、オーバーシュート電圧（「第１補正電圧」ともいう）またはアンダーシュート電圧（「第２補正電圧」ともいう）を書き込んだり、信号電圧を書き込んだりする駆動期間と、これらの電圧の書込みを休止する休止期間を設ける。休止駆動制御回路３１は、駆動期間には、アンプイネーブル信号をアクティブにすることにより、データ信号線駆動回路２５内に設けられたアナログアンプ（図示しない）を動作させる。これにより、オーバーシュート電圧、アンダーシュート電圧、または信号電圧のいずれかをデータ信号線に書き込むことができる。休止期間には、アンプイネーブル信号を非アクティブにしてアナログアンプを休止させる。このようにして、休止駆動制御回路３１は、駆動期間と休止期間をそれぞれ任意に設定することができる。
走査信号線駆動回路２０は、タイミング制御回路３０で生成された制御信号に従って、液晶パネル１０の走査信号線を駆動し、各走査信号線を順に選択する。データ信号線駆動回路２５は、タイミング制御回路３０で生成された制御信号に従い、補正回路４０から出力された補正画像信号をアナログ電圧である信号電圧に変換し、当該信号電圧を各データ信号線に書き込む。また、後述する方法によって生成されたオーバーシュート電圧またはアンダーシュート電圧をデータ信号線に書き込む。さらに、データ信号線に書き込まれたこれらの電圧は、アクティブな走査信号を印加することによって選択された走査信号線に接続された画素形成部に書き込まれる。なお、データ信号線駆動回路２５が信号電圧、オーバーシュート電圧、またはアンダーシュート電圧のいずれかを各データ信号線に書き込むのは、休止駆動制御回路３１からアクティブなアンプイネーブル信号を受け取っている期間だけである。
本明細書では、データ信号線駆動回路２５は、ドット反転駆動によって画像を液晶パネル１０に表示するとして説明するので、補正画像信号に対応する信号電圧の極性を次のようにして制御する。すなわち、データ信号線ごとに同時に出力される信号電圧の極性を反転させる。これにより、正極性の信号電圧が書き込まれた画素形成部は負極性の信号電圧が書き込まれた画素形成部によって囲まれ、また負極性の信号電圧が書き込まれた画素形成部は正極性の信号電圧が書き込まれた画素形成部によって囲まれる。
補正回路４０は、入力画像信号に対して信号の変化を強調する補正を行った補正画像信号をデータ信号線駆動回路２５に出力する。補正回路４０は、加算回路５０、フレームメモリ６０、比較回路８０、およびＬＵＴ７０を含んでいる。フレームメモリ６０は、外部から与えられた入力画像信号を１フレーム分だけ記憶する。比較回路８０は、外部から与えられた入力画像信号の階調値（現フレームの階調値）と、フレームメモリ６０に記憶されている直前のフレーム期間の入力画像信号の階調値（前フレームの階調値）とを求め、その結果をＬＵＴ７０に与える。ＬＵＴ７０は、後述するように、前フレームの各階調値と現フレームの各階調値に対応づけられた複数の補正値を記憶している。ＬＵＴ７０は、比較回路８０から前フレームの階調値と現フレームの階調値を与えられれば、それらに対応づけられた補正値を加算回路５０に与える。なお、本明細書においてＬＵＴを「テーブル」ともいう。また、加算回路５０によって入力画像信号に補正値を加算または減算した信号を補正画像信号といい、補正値による補正をしなかった信号を画像信号という場合がある。
加算回路５０はフレームメモリ６０に接続され、フレームメモリ６０に記憶されている入力画像信号を与えられる。オーバーシュート電圧またはアンダーシュート電圧を書き込むときには、フレームメモリ６０に記憶された直後の入力画像信号が直ちにフレームメモリ６０から加算回路５０に与えられる。オーバーシュート電圧を書き込むときには、加算回路５０は、現フレームの階調値にＬＵＴ７０から与えられる補正値を加算して補正画像信号を生成し、データ信号線駆動回路２５に出力する。アンダーシュート電圧を書き込むときには、加算回路５０は、現フレームの階調値から補正値を減算して補正画像信号を生成し、データ信号線駆動回路２５に出力する。
次に、フレームメモリ６０に記憶されている入力画像信号が再び加算回路５０に与えられる。この入力画像信号は、補正画像信号の生成に使用した入力画像信号と同じ信号である。加算回路５０は、現フレームの階調値を補正することなく画像信号としてデータ信号線駆動回路２５に出力する。
図２は、液晶表示装置１００に使用するＬＵＴ７０の構成の一例を示す図である。図２に示すように、ＬＵＴ７０には、前フレームの階調値と現フレームの階調値の組合せに対応づけて、入力画像信号の時間的変化を強調するための補正値が記憶されている。例えば、前フレームの階調値が３２階調であり、現フレームの階調値が１６０階調である場合には、対応する補正値はＬＵＴ７０から６階調になる。ＬＵＴ７０がこの補正値を加算回路５０に与えると、加算回路５０は、フレームメモリ６０から与えられた入力画像信号の階調値（現フレームの階調値）である１６０階調に６階調を加算することによって、１６６階調の補正画像信号を生成し、データ信号線駆動回路２５に出力する。データ信号線駆動回路２５は、補正画像信号に対応するオーバーシュート電圧を求め、データ信号線ＳＬに書き込む。このようにして、オーバーシュート駆動が行われる。
また、ＬＵＴ７０には、負の補正値も記憶されている。具体的には、前フレームおよび現フレームの階調値がいずれも２２４階調の場合と、前フレームおよび現フレームの階調値がいずれも２５５階調の場合である。例えば、前フレームおよび現フレームの階調値が２２４階調である場合には、対応する補正値はＬＵＴ７０から、−２階調になる。この補正値がＬＵＴ７０から加算回路５０に与えられることによって、加算回路５０は、フレームメモリ６０から与えられた入力画像信号の階調値（現フレームの階調値）である２２４階調から２階調を減算した２２２階調の補正画像信号を生成し、データ信号線駆動回路２５に出力する。データ信号線駆動回路２５は、補正画像信号に対応するアンダーシュート電圧を求め、データ信号線ＳＬに書き込む。このようにして、アンダーシュート駆動が行われる。また、前フレームおよび現フレームの階調値がいずれも１９２階調である場合には、対応する補正値は０階調であるので、オーバーシュート駆動もアンダーシュート駆動も行われない。
このように、ＬＵＴ７０に記憶された補正値が正の値である場合にはオーバーシュート駆動が行われ、負の値である場合にはアンダーシュート駆動が行われる。図３５に示したように、前フレームおよび現フレームの階調値が共に小さい場合には、休止駆動期間ごとに画面の輝度が低下し、その後徐々に回復する。前フレームおよび現フレームの階調値が共に大きい場合には、休止駆動期間ごとに画面の輝度が上昇し、その後徐々に低下する。そこで、これらの輝度の変化を打ち消すように、ＬＵＴ７０に、前フレームおよび現フレームの階調値が小さい場合の補正値としてプラスの大きな値を記憶させ、前フレームおよび現フレームの階調値が大きい場合の補正値として負の値またはプラスの小さい値を記憶させる。
なお、本明細書では、液晶表示装置１００は、階調数が２５６階調の表示装置であるとしたので、ＬＵＴ７０もそれに対応して０階調から２５５階調までの階調値を記憶しているとした。しかし、本発明の適用が可能な液晶表示装置の階調数は２５６階調に限定されず、２５６階調よりも大きくても小さくてもよい。その場合、ＬＵＴに記憶すべき補正値も液晶表示装置の階調数に応じて増減される。
また、図２に示すＬＵＴ７０は、メモリ容量を節約するために、前フレームおよび現フレームの階調値を３２階調ごとにしか記憶していない。このため、ＬＵＴ７０に記憶されていない前フレームおよび現フレームの階調値に対応する補正値をＬＵＴ７０を用いて求める方法を説明する。最も簡単な方法は、ＬＵＴ７０に記憶されている階調値だけでなく、その前後１６階調分の階調値も当該記憶されている階調値であるとして処理する。例えば、階調値が（１９２−１６＋１＝）１７７階調から（１９２＋１６＝）２０８階調のいずれの階調値も１９２階調として処理する。また、階調値が（２２４−１６＋１＝）２０９階調から（２２４＋１６＝）２４０階調のいずれの階調値も２２４階調として処理する。具体的には、前フレームの階調値が２００階調、現フレームの階調値が２２０階調である場合の補正値は、前フレームの階調値が１９２階調、現フレームの階調値が２２４階調に対応する補正値である５階調になる。また、より正確な補正値を求めたい場合には、線形補間法を用いて求めてもよい。なお、線形補間法はよく知られた補間方法であるので、その詳細な説明を省略する。
＜１．２ 画素形成部の構成＞
図３は、液晶表示装置１００に含まれる画素形成部１５の等価回路を示す図である。図３に示すように、各画素形成部１５は、対応する交差点を通過する走査信号線ＧＬに制御端子としてのゲート端子が接続されると共に、当該交差点を通過するデータ信号線ＳＬに第１導通端子としてのソース端子が接続されたＴＦＴ１６と、当該ＴＦＴ１６の第２導通端子としてのドレイン端子に接続された画素電極１７と、各画素形成部１５に共通的に設けられた共通電極１８と、画素電極１７と共通電極１８との間に挟持され、複数個の画素形成部１５に共通的に設けられた液晶層（図示しない）とにより構成される。画素電極１７と共通電極１８により形成される液晶容量Ｃｃｌは、画素容量を構成する。また、共通電極１８に印加する電圧は、共通電圧生成回路（図示しない）によって生成される。なお、画素容量に確実に電圧を保持すべく液晶容量Ｃｃｌに並列に補助容量が設けられている場合も多いが、本明細書では、画素容量は液晶容量Ｃｃｌのみによって構成されるとして説明する。
図３に示すＴＦＴ１６は、信号電圧を液晶容量Ｃｃｌに書き込むためにオンされたり、信号電圧を液晶容量Ｃｃｌに保持し続けるためにオフされたりするスイッチング素子として機能する。このようなＴＦＴ１６としては、例えば酸化物半導体をチャネル層に用いたＴＦＴ（以下「酸化物ＴＦＴ」という。）が用いられる。具体的には、ＴＦＴ１６のチャネル層は、インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、亜鉛（Ｚｎ）、および酸素（Ｏ）を主成分とするＩｎＧａＺｎＯｘにより形成されている。以下では、ＩｎＧａＺｎＯｘをチャネル層に用いたＴＦＴのことを「ＩＧＺＯ−ＴＦＴ」という。
図４は、液晶表示装置１００の画素形成部１５のスイッチング素子としてＩＧＺＯ−ＴＦＴ１６を使用したとき、液晶容量Ｃｃｌに書き込まれた信号電圧の時間変化を示す図である。図４に示すように、正極性の信号電圧（例えば＋７Ｖ）を書き込み、書き込んだ電圧を所定時間保持する。次に、負極性の信号電圧（例えば−７Ｖ）を書き込み、書き込んだ電圧を所定期間保持する。これらの動作を繰り返しても、液晶容量Ｃｃｌに書き込まれた信号電圧はほとんど変化しない。このことから、ＩＧＺＯ−ＴＦＴ１６のオフリーク電流は非常に小さく、液晶容量Ｃｃｌに書き込まれた信号電圧は長期間保持されることがわかる。このように、画素形成部１５のスイッチング素子としてＩＧＺＯ−ＴＦＴ１６を使用することにより、休止駆動時にも多階調表示をすることができる。
なお、ＩｎＧａＺｎＯｘ以外の酸化物半導体として、例えばインジウム、ガリウム、亜鉛、銅（Ｃｕ）、シリコン（Ｓｉ）、錫（Ｓｎ）、アルミニウム（Ａｌ）、カルシウム（Ｃａ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、および鉛（Ｐｂ）のうち少なくとも１つを含む酸化物半導体をチャネル層に用いた場合でも同様の効果が得られる。
＜１．３ 休止駆動時の動作＞
図５は液晶表示装置１００において、オーバーシュート駆動を含む休止駆動を説明するための図であり、図６は液晶表示装置１００において、アンダーシュート駆動を含む休止駆動を説明するための図である。液晶表示装置１００は、駆動期間と休止期間を交互に繰り返すことによって、液晶パネル１０を駆動する。駆動期間には、休止駆動制御回路３１からデータ信号線駆動回路２５にアクティブなアンプイネーブル信号が出力されており、オーバーシュート電圧や信号電圧が各データ信号線ＳＬに書き込まれる。休止期間には、休止駆動制御回路３１からデータ信号線駆動回路２５に非アクティブなアンプイネーブル信号出力され、データ信号線駆動回路２５および／または走査信号線駆動回路２０が動作を停止する。
なお、本明細書では、図５および図６に示す駆動期間のうち、オーバーシュート電圧を書き込む期間を第１駆動期間といい、信号電圧を書き込む期間を第２駆動期間という。また、各駆動期間のフレームをそれぞれ第１駆動フレームおよび第２駆動フレームといい、休止期間のフレームを休止フレームという。また、図６に示す駆動期間のうち、アンダーシュート電圧を書き込む期間を第３駆動期間といい、信号電圧を書き込む期間を第４駆動期間という。また、各駆動期間のフレームをそれぞれ第３駆動フレームおよび第４駆動フレームといい、休止期間のフレームを休止フレームという。また、オーバーシュート電圧、アンダーシュート電圧、および信号電圧を区別しない場合には、それらを単に電圧という場合がある。
図５および図６に示すように、駆動期間と休止期間とは交互に設けられ、駆動期間とそれに続く休止期間とを合わせて休止駆動期間という。データ信号線ＳＬに書き込まれる信号電圧の極性を休止駆動期間ごとに反転させる。このため、電圧の極性は、奇数番目の休止駆動期間では正極性であり、偶数番目の休止駆動期間では負極性である。また、各休止駆動期間における入力画像信号の階調値は一定であるとする。これは、休止駆動によって液晶パネル１０に表示される画像には、静止画が多いことを考慮したためである。なお、本実施形態は静止画に限定されず、休止駆動に適した画像であればよい。その場合、入力画像信号の各休止駆動期間における階調値は一定とは限らない。
また、図５および図６の時間軸と平行に引かれた上下２本の一点鎖線は、オーバーシュート駆動とアンダーシュート駆動の境界を示す線（境界線）であり、前フレームの階調値と現フレームの階調値が等しく、かつ、その階調値の絶対値が上側の境界線よりも大きな印加電圧に相当する値のとき、または、その階調値の絶対値が下側の境界線よりも大きな印加電圧に相当する値のときにアンダーシュート駆動が行われ、その他のときにはオーバーシュート駆動が行われる。本実施形態では、この一点鎖線は、ＬＵＴ７０における前フレームおよび現フレームの階調値が１９２階調の場合に相当する印加電圧を示している。この場合の階調値である１９２階調を「境界値」という場合がある。
図５では、第１休止駆動期間の駆動期間に、第１および第２駆動フレームを連続して設ける。第１駆動フレームでは、比較回路８０は、外部から与えられた入力画像信号の階調値（現フレームの階調値）とフレームメモリ６０に記憶されている直前のフレーム期間に与えられた入力画像信号の階調値（前フレームの階調値）とを求め、その結果をＬＵＴ７０に与える。ＬＵＴ７０は、前フレームの階調値と現フレームの階調値の組合せに対応づけられた補正値を加算回路５０に出力する。この場合、現フレームの階調値の絶対値が境界値よりも小さいので、ＬＵＴ７０が出力する補正値は正の値である。加算回路５０は、フレームメモリ６０から与えられた現フレームの階調値にＬＵＴ７０から与えられた補正値を加算して補正画像信号を生成し、データ信号線駆動回路２５に出力する。補正画像信号は、入力画像信号に対応する電圧よりも補正値分（図５で、「ＯＳ１」と表示）だけ大きなオーバーシュート電圧に変換され、データ信号線ＳＬに書き込まれる。このオーバーシュート電圧の極性は正極性である。これにより、第１休止駆動期間にオーバーシュート駆動が行われる。
第２駆動フレームでは、第１駆動フレームで使用した入力画像信号と同じ信号がフレームメモリ６０に記憶されている。フレームメモリ６０は、記憶している入力画像信号を加算回路５０に与える。加算回路５０は、与えられた入力画像信号に補正値を加算することなくデータ信号線駆動回路２５に画像信号として出力する。画像信号は、入力画像信号に対応する電圧のアナログ信号電圧に変換され、データ信号線ＳＬに書き込まれる。このような駆動を、本明細書では、「通常駆動」という。この信号電圧の極性も正極性である。これにより、第１休止駆動期間に表示したい画像が液晶パネル１０に表示される。
このように、第１駆動フレームでは、ＬＵＴ７０から与えられた補正値を用いてオーバーシュート駆動を行い、それに続く第２駆動フレームでは、通常駆動を行うことによって、正極性の信号電圧をデータ信号線ＳＬに書き込む。その後、第２休止駆動期間の第１駆動期間の開始時まで、通常駆動によって書き込まれた画像を表示し続ける休止期間になる。
第２休止駆動期間の各駆動期間でも、第１および第２駆動フレームを連続して設ける。この場合、第１休止駆動期間の場合と同様にして、現フレームの階調値の絶対値が境界値よりも小さいので、第１駆動フレームでは、ＬＵＴ７０から与えられた補正値を用いてオーバーシュート駆動を行い、第２駆動フレームでは、通常駆動を行う。ただし、第１休止駆動期間の場合と異なり、第１および第２駆動フレームでは、オーバーシュート電圧および信号電圧の極性は負極性である。その後、第３休止駆動期間の第１駆動期間の開始時まで、通常駆動によって書き込まれた画像を表示し続ける休止期間になる。
以下同様にして、奇数番目の休止駆動期間には、第１駆動フレームで正極性のオーバーシュート電圧を書き込み、オーバーシュート駆動を行う。次に、第２駆動フレームで正極性の信号電圧を書き込むことによって通常駆動を行い、その後休止期間とする。また、偶数番目の休止駆動期間にも、第１駆動フレームで負極性のオーバーシュート電圧を書き込み、オーバーシュート駆動を行う。次に、第２駆動フレームで負極性の信号電圧を書き込むことによって通常駆動を行い、その後休止期間とする。
また図６では、第１休止駆動期間の駆動期間に、第３および第４駆動フレームを連続して設ける。第３駆動フレームでは、比較回路８０は、外部から与えられた入力画像信号の階調値（現フレームの階調値）とフレームメモリ６０に記憶されている直前のフレーム期間に与えられた入力画像信号の階調値（前フレームの階調値）とを求め、その結果をＬＵＴ７０に与える。ＬＵＴ７０は、前フレームの階調値と現フレームの階調値の組合せに対応づけられた補正値を加算回路５０に出力する。この場合、前フレームの階調値の絶対値と現フレームの階調値の絶対値が等しく、かつ現フレームの階調値の絶対値が境界値よりも大きいので、ＬＵＴ７０が出力する補正値は負の値である。加算回路５０は、フレームメモリ６０から与えられた現フレームの階調値から補正値を減算して補正画像信号を生成し、データ信号線駆動回路２５に出力する。補正画像信号は、入力画像信号に対応する電圧よりも補正値分（図６で、「ＯＳ２」と表示）だけ低い小さいアンダーシュート電圧に変換され、データ信号線ＳＬに書き込まれる。このアンダーシュート電圧の極性は正極性である。これにより、第１休止駆動期間にアンダーシュート駆動が行われる。
第４駆動フレームでは、第３駆動フレームで使用した入力画像信号と同じ信号がフレームメモリ６０に記憶されている。フレームメモリ６０は、記憶している入力画像信号を加算回路５０に与える。加算回路５０は、与えられた入力画像信号から補正値を減算することなくデータ信号線駆動回路２５に画像信号として出力する。画像信号は、入力画像信号に対応する電圧のアナログ信号電圧に変換され、データ信号線ＳＬに書き込まれる。この信号電圧の極性も正極性である。これにより、第１休止駆動期間に表示したい画像が液晶パネル１０に表示される。
このように、第３駆動フレームでは、ＬＵＴ７０から与えられた補正値を用いてアンダーシュート駆動を行い、それに続く第４駆動フレームでは、通常駆動を行ことによって、正極性の信号電圧をデータ信号線ＳＬに書き込む。その後、第２休止駆動期間の第１駆動期間の開始時まで、通常駆動によって書き込まれた画像を表示し続ける休止期間になる。
第２休止駆動期間の各駆動期間でも、第３および第４駆動フレームを連続して設ける。この場合、第１休止駆動期間の場合と同様にして、前フレームの階調値の絶対値と現フレームの階調値の絶対値が等しく、かつ現フレームの階調値の絶対値が境界値よりも大きいので、第３駆動フレームでは、ＬＵＴ７０から与えられた補正値を用いてアンダーシュート駆動を行い、第４駆動フレームでは、通常駆動を行う。ただし、第１休止駆動期間の場合と異なり、第３および第４駆動フレームでは、アンダーシュート電圧および信号電圧の極性は負極性である。その後、第３休止駆動期間の第１駆動期間の開始時まで、通常駆動によって書き込まれた画像を表示し続ける休止期間になる。
以下同様にして、奇数番目の休止駆動期間には、第３駆動フレームで正極性のアンダーシュート電圧を書き込み、アンダーシュート駆動を行う。次に、第４駆動フレームで正極性の信号電圧を書き込むことによって通常駆動を行い、その後休止期間とする。また、偶数番目の休止駆動期間には、第３駆動フレームで負極性のアンダーシュート電圧を書き込み、アンダーシュート駆動を行う。次に、第４駆動フレームで負極性の信号電圧を書き込むことによって通常駆動を行い、その後休止期間とする。
図７は、液晶表示装置１００において、前フレームの階調値と現フレームの階調値が異なる場合を含む休止駆動を説明するための図である。まず、第１休止駆動期間について説明する。第１駆動フレームでは、現フレームの階調値の絶対値が境界値よりも小さいので、ＬＵＴ７０から与えられた補正値を加算して正極性のオーバーシュート電圧を生成し、オーバーシュート駆動を行う。第２駆動フレームでは、現フレームの階調値を補正することなく、正極性のアナログ信号電圧を生成し、通常駆動を行う。
第２休止駆動期間では、現フレームの階調値の絶対値は境界値よりも大きいが、第１休止駆動期間の入力画像信号の階調値（前フレームの階調値）と異なる。このため、第１駆動フレームでは、負極性のオーバーシュート駆動を行い、次に第２駆動フレームでは負極性の通常駆動を行う。
第３休止駆動期間では、現フレームの階調値の絶対値は境界値よりも大きく、かつ現フレームの階調値の絶対値は第２休止駆動期間の入力画像信号の階調値（前フレームの階調値）の絶対値と同じである。このため、第１駆動フレームでは正極性のアンダーシュート駆動を行い、次に第２駆動フレームでは正極性の通常駆動を行う。さらに第４休止駆動期間では、現フレームの階調値の絶対値は境界値よりも小さいので、第１駆動フレームでは負極性のオーバーシュート駆動を行い、次に第２駆動フレームでは負極性の通常駆動を行う。
＜１．４ 効果＞
図８は、液晶表示装置１００において休止駆動を行ったときの輝度の変化を模式的に示す図である。図３５の説明において説明したように、入力画像信号が６４階調の場合、画素形成部に信号電圧を書き込んだ直後に輝度が急激に低下し、その後ゆっくりと回復する。逆に、入力画像信号が２４０階調の場合、画素形成部に信号電圧を書き込んだ直後に輝度が急激に上昇し、その後ゆっくりと低下する。しかし、本実施形態で説明したように、入力画像信号の階調値に応じてオーバーシュート駆動またはアンダーシュート駆動のいずれかを行う。これにより、６４階調および１２８階調において輝度が急激に低下したり、２４０階調において輝度が急激に上昇したりすることがなくなり、いずれの階調値においても、表示される画像の輝度の変化が抑制される。このため、視聴者はフリッカをほとんど認識できなくなり、液晶パネル１０に表示される画像の品位が向上する。
なお、オーバーシュート駆動またはアンダーシュート駆動を行った後に、通常駆動を行うので、駆動期間の最後にデータ信号線ＳＬに書き込まれる信号電圧は、入力画像信号に対応した電圧値になる。これにより、液晶表示装置１００は、入力画像信号に応じた画像を常に表示することができる。また、画素形成部１５のスイッチング素子として、オフリーク電流が非常に小さなＩＧＺＯ−ＴＦＴ１６を使用している。このため、信号電圧の書き込みを行った直後に低下した輝度は、その後の休止期間において本来の輝度まで回復する。
＜１．５ 第１の変形例＞
上記実施形態では、駆動期間ごとに、オーバーシュート駆動と通常駆動、または、アンダーシュート駆動と通常駆動をそれぞれ１回ずつ連続して行なう。しかし、３フレーム以上の駆動フレームを設けることにより駆動期間を長くし、オーバーシュート駆動またはアンダーシュート駆動を複数回行い、その後通常駆動を１回だけ行ってもよい。
本実施形態の第１の変形例に係る液晶表示装置の構成は、図１に示す構成と同じであるので、そのブロック図および説明を省略する。図９は、本変形例の休止駆動を説明するための図である。図９に示すように、第１の休止駆動期間の駆動期間に、オーバーシュート駆動を連続して２回行い、次に通常駆動を１回行う。
このように、各休止駆動期間の駆動期間に、オーバーシュート駆動を連続して２回行うことによって、応答速度の遅い液晶であっても、液晶分子の配向方向を印加電圧の方向に確実に配向させることができる。また、図１０に示すように、アンダーシュート駆動を連続して２回行い、次に通常駆動を１回行ってもよい。この場合の効果は、図９に示す場合と同じであるので、その説明を省略する。
本変形例では、オーバーシュート駆動およびアンダーシュート駆動の回数をそれぞれ２回としたが、液晶の応答速度がより遅い場合には、３回またはそれ以上としてもよい。
また、図９に示すオーバーシュート駆動では、連続する２回のオーバーシュート駆動時に書き込むオーバーシュート電圧の電圧値は同じであるとした。しかし、これらの電圧値は、異なっていてもよく、図１１に示すように、電圧値が段階的に小さくなるようなオーバーシュート電圧を書き込み、オーバーシュート駆動を行ってもよい。また、図１２に示すように、電圧値が段階的に大きくなるようなアンダーシュート電圧を書き込み、アンダーシュート駆動を行ってもよい。
なお、図９〜図１２に示すいずれの場合にも、休止期間に入力画像信号に対応した画像を表示する必要があるので、駆動期間の最後の駆動フレームでは、入力画像信号に対応した電圧値の信号電圧を書き込む通常駆動を行うことが必要である。
＜１．６ 第２の変形例＞
上記実施形態では、画素形成部１５のＴＦＴは、ＩＧＺＯ−ＴＦＴ１６であるとした。しかし、チャネル層が非晶質シリコン（Ｓｉ）または多結晶シリコンからなるＴＦＴであってもよい。以下では、チャネル層が非晶質シリコンまたは多結晶シリコンからなるＴＦＴをそれぞれ「ａ−ＴＦＴ」および「ｐ−ＴＦＴ」という。ａ−ＴＦＴまたはｐ−ＴＦＴは、ＩＧＺＯ−ＴＦＴに比べてオフリーク電流が非常に大きい。このため、画素形成部１５に書き込まれた信号電圧は短時間のうちに低下する。
そこで、本実施形態の第２の変形例として、画素形成部１５のスイッチング素子としてａ−ＴＦＴまたはｐ−ＴＦＴを使用した液晶表示装置を説明する。この液晶表示装置の構成は、ＩｎＧａＺｎＯｘの代わりにａ−ＴＦＴまたはｐ−ＴＦＴを使用していることを除いて、図１に示す液晶表示装置１００の構成と同じであるので、その説明およびブロック図を省略する。
図１３は、本変形例の液晶表示装置に含まれる画素形成部１５のスイッチング素子としてａ−ＴＦＴを使用したとき、液晶容量に書き込まれた信号電圧の時間変化を示す図である。図１３に示すように、正極性の信号電圧（例えば＋７Ｖ）を書き込み、ａ−ＴＦＴをオフにして書き込んだ電圧を所定時間保持する。次に、負極性の信号電圧（例えば−７Ｖ）を書き込み、ａ−ＴＦＴをオフにして書き込んだ電圧を所定期間保持することを繰り返す。このようにして＋７Ｖまたは−７Ｖの信号電圧を書き込んでも、ａ−ＴＦＴのオフリーク電流が大きいので、信号電圧の電圧値は休止期間の間にそれぞれ＋５Ｖまたは−５Ｖまで低下する。
しかし、図１４に示すように、ａ−ＴＦＴを使用した液晶表示装置では、信号電圧が小さいときには輝度も低いが、信号電圧が高くなるにつれて輝度も急激に高くなる。そして、信号電圧が約５〜７Ｖ付近では輝度が略一定になる。これらの結果から、ａ−ＴＦＴを使用した液晶表示装置は、ＩＧＺＯ−ＴＦＴを使用した液晶表示装置のように多階調の画像を表示することには適してはいないが、白黒画像のように２種類の輝度によって表示できる画像であれば表示することができる。さらに、液晶パネルの表面にＲＧＢカラーフィルタを貼ることにより、黒色を含む８種類の色によって表される画像を表示することができる。
図１５は、本変形例の画素形成部のスイッチング素子としてａ−ＴＦＴを使用したときの輝度の変化を模式的に示す図である。図３５に示すＩＧＺＯ−ＴＦＴを使用した場合と異なり、各休止駆動期間の初めに信号電圧を書き込んだとき、輝度が高くなる。しかし、その後ａ−ＴＦＴのオフリーク電流のために書き込まれた信号電圧が低下するので、輝度も低下する。信号電圧が５Ｖ程度まで低下したときに、次の書込みが行われるように休止期間を調整しておけば、次の休止駆動期間の信号電圧の書き込み時に、再び輝度が高くなる。この場合、信号電圧の変化を５〜７Ｖに抑えることによって、各休止駆動期間における輝度を略一定と見なせる範囲に入るようにすることができる。これにより、白黒画像のように２種類の輝度によって表示可能な画像を、安価な製造コストの液晶表示装置によって表示することができる。なお、ａ−ＴＦＴまたは、Ｐ−ＴＦＴは、チャネル層が非晶質シリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）、または、多結晶シリコンゲルマニウムなどの半導体からなるＴＦＴも含む。
＜２．第２の実施形態＞
＜２．１ 液晶表示装置の構成＞
図１６は、本発明の第２の実施形態に係る休止駆動を行うことが可能な液晶表示装置２００の構成を示すブロック図である。図１６に示す液晶表示装置２００は、図１に示す液晶表示装置１００と同様に、液晶パネル１０、走査信号線駆動回路２０、データ信号線駆動回路２５、タイミング制御回路３０、および補正回路４０を備えている。これらの構成要素のうち、補正回路４０の構成が図１に示す補正回路４０と異なる。そこで、図１６において、図１に示す構成要素と同じ構成要素には、図１に示す構成要素に付した参照符号と同じ参照符号を付してその説明を省略し、異なる構成要素を中心に説明する。図１６に示すように、液晶表示装置２００では、図１に示すＬＵＴ７０の代わりに後述するＬＵＴ２７０が用いられている。
図１７は、液晶表示装置２００に使用するＬＵＴ２７０の構成の一例を示す図である。図１７に示すように、ＬＵＴ２７０には、前フレームの階調値と現フレームの階調値とが等しい組合せのみに対応づけて、入力画像信号の時間的変化を強調するための補正値が記憶されている。例えば、前フレームの階調値が３２階調に対応する補正値が記憶されているのは、現フレームの階調値が３２階調の場合だけであり、他の階調値に対応する補正値は記憶されていない。また、前フレームおよび現フレームの階調値が小さいときの補正値は正の値であるが、それらが大きいときの補正値は負の値になる場合がある。より詳しく説明すれば、前フレームおよび現フレームの階調値が２２４階調および２５５階調のときだけ負の値であり、その他のときには正の値である。
このため、比較回路８０は、前フレームの階調値と現フレームの階調値が等しいと判定した場合のみその結果をＬＵＴ２７０に与える。ＬＵＴ２７０は、比較回路８０から与えられた階調値に対応する補正値を加算回路５０に与える。加算回路５０は、補正値が正の値の場合には現フレームの階調値に補正値を加算し、補正値が負の値の場合には現フレームの階調値から補正値を減算して補正画像信号をそれぞれ生成し、データ信号線駆動回路２５に出力する。
一方、比較回路８０によって前フレームの階調値と現フレームの階調値が等しくないとされた場合には、比較回路８０はその結果をＬＵＴ２７０に与えない。このため、加算回路５０は、現フレームの階調値を補正することなく、現フレームの階調値を画像信号としてデータ信号線駆動回路２５に出力する。
なお、本実施形態において、前フレームの階調値と現フレームの階調値が等しいとは、両者が完全に等しい場合だけでなく、実質的に等しい場合も含まれる。本明細書において実質的に等しい階調値には、ＬＵＴ２７０に記載された各階調値に対して＋８から−８までの階調値も含まれる。例えば、一方の階調値が３２階調である場合、２４階調から４０階調までの他方の階調値は、一方の３２階調と実質的に等しいとする。例えば前フレームの階調値が２８階調であり、現フレームの階調値が３６階調の場合、両者は実質的に等しいとし、加算回路５０は、ＬＵＴ２７０の前フレームおよび現フレームの階調値が３２の場合の補正値である５階調を現フレームの階調値に加算する。
＜２．２ 休止駆動時の動作＞
図１８は、前フレームの階調値と現フレームの階調値が同じ場合のオーバーシュート駆動を含む休止駆動を説明するための図である。また、図１９は、前フレームの階調値と現フレームの階調値が異なる場合の休止駆動を説明するための図である。なお、図１８に示す休止駆動は、図５で説明した休止駆動と同じであるので、その説明を省略する。
図１９に示すように、いずれの休止駆動期間においても、現フレームの階調値と前フレームの階調値が異なるので、加算回路５０には、ＬＵＴ２７０から補正値を与えられない。このため、加算回路５０は、フレームメモリ６０から入力画像信号が与えられると、補正値を用いて補正することなく出力する。その結果、オーバーシュート駆動もアンダーシュート駆動も行われない。
第２駆動フレームでも、フレームメモリ６０から入力画像信号を与えられると、補正することなく画像信号としてデータ信号線駆動回路２５に出力する。画像信号は、入力画像信号に対応する電圧値の信号電圧に変換され、データ信号線ＳＬに書き込まれる。このように、同じ大きさの電圧が第１および第２駆動フレームにおいて出力されるので、通常駆動を２回行った場合と同じである。このようにして、通常駆動を２回行うことにより、信号電圧をデータ信号線ＳＬに書き込むと、その後次の休止駆動期間の第１駆動期間の開始時まで、通常駆動によって書き込まれた画像を表示し続ける休止期間になる。
以下同様にして、奇数番目の休止駆動期間では、補正値を加算しない正極性の信号電圧を書き込む通常駆動を連続して２回行い、その後休止期間とする。また、偶数番目の休止駆動期間では、補正値を加算しない負極性の信号電圧を書き込むことによって通常駆動を連続して２回行い、その後休止期間とする。
＜２．３ 効果＞
フリッカは同じ画像を連続して表示する場合に認識されやすい。そこで、本実施形態によれば、階調値が実質的に同じ画像を連続して表示する場合のみオーバーシュート駆動またはアンダーシュート駆動を行い、次に通常駆動を行う。これにより、視聴者はフリッカをほとんど認識できなくなる。
また、階調値が実質的に異なる画像を連続して表示する場合には、輝度の低下によるフリッカが発生していても視聴者はフリッカをほとんど認識できなくなる。そこで、オーバーシュート駆動もアンダーシュート駆動も行わずに、通常駆動を２回行う。これにより、ＬＵＴ２７０のメモリ容量を小さくすることができるので、液晶表示装置２００のコストを低減することができる。
なお、液晶の応答速度が速い場合には、前フレームの階調値と現フレームの階調値が異なる場合に、第１および第２駆動フレームを連続して設けたり、第３および第４駆動フレームを連続して設けたりするのではなく、第１駆動フレームだけを設け、その後第２駆動フレームを設けることなく休止期間にしたり、第３駆動フレームだけを設け、その後第４駆動フレームを設けることなく休止期間にしたりしてもよい。この場合、第２または第４駆動フレームを設けないので、液晶表示装置の消費電力を低減することができる。
＜２．４ 第１の変形例＞
図２０は、本実施形態の第１の変形例に係る液晶表示装置３００のブロック図である。図２０に示す液晶表示装置３００は、図１に示す液晶表示装置１００と同様に、液晶パネル１０、走査信号線駆動回路２０、データ信号線駆動回路２５、タイミング制御回路３０、および補正回路４０を備えている。これらの構成要素のうち、補正回路４０の構成が図１に示す補正回路４０と異なる。そこで、図２０において、図１に示す構成要素と同じ構成要素には、図１に示す構成要素に付した参照符号と同じ参照符号を付してその説明を省略し、異なる構成要素を中心に説明する。
図２０に示すように、補正回路４０は、フレームメモリ６０、加算回路５０、およびＬＵＴ３７０を含むが、比較回路を含まない。本変形例において比較回路が設けられていないのは、前フレームの階調値の絶対値と現フレームの階調値の絶対値とが等しいか否かを判定する必要がないからである。図２１は、本変形例において使用するＬＵＴ３７０の構成の一例を示す図である。ＬＵＴ３７０は、図２に示すＬＵＴ７０と異なり、現フレームの階調値に対する補正値のみを記憶している。このように、補正値は、前フレームの階調値にかかわらず、現フレームの階調値のみによって決まる。このＬＵＴ３７０においても、現フレームの階調値が１６０階調以下の補正値は正の値であり、１９２階調の補正値はゼロであり、２２４階調以上の補正値は負の値である。
したがって、第２の実施形態の場合と異なり、加算回路５０は、前フレームの階調値にかかわらず、現フレームの階調値に対応する補正値が正の値である場合には、現フレームの階調値に補正値を加算して補正画像信号を生成し、データ信号線駆動回路２５に出力する。これにより、オーバーシュート駆動を行う。また、現フレームの階調値に対応する補正値が負の値である場合には、補正値を減算して補正画像信号を生成し、データ信号線駆動回路２５に出力する。これにより、アンダーシュート駆動を行う。なお、補正値がゼロの場合は入力画像信号を補正することなくデータ信号線駆動回路２５に出力する。
＜２．４．１ 休止駆動の動作＞
図２２は、前フレームの階調値と現フレームの階調値が同じ場合のオーバーシュート駆動を含む休止駆動を説明するための図であり、図２３は、前フレームの階調値と現フレームの階調値が同じ場合のアンダーシュート駆動を含む休止駆動を説明するための図である。また、図２４は、前フレームの階調値と現フレームの階調値が異なる場合の休止駆動を説明するための図である。
図２２に示す場合には、第１休止駆動期間の駆動期間に、第１および第２駆動フレームを連続して設ける。第１駆動フレームでは、入力画像信号の階調値（現フレームの階調値）は境界値よりも小さいので、加算回路５０は、フレームメモリ６０から与えられた現フレームの階調値に対応する補正値をＬＵＴ３７０から与えられると、現フレームの階調値に補正値を加算して補正画像信号を生成し、データ信号線駆動回路２５に出力する。補正画像信号は、入力画像信号に対応する電圧値よりも補正値分ＯＳ１だけ大きなオーバーシュート電圧に変換され、データ信号線ＳＬに書き込まれる。このアナログ信号電圧の極性は正極性である。これによって、オーバーシュート駆動が行われる。
第２駆動フレームでは、第１駆動フレームで使用した入力画像信号と同じ信号がフレームメモリ６０に記憶されている。フレームメモリ６０から加算回路５０に入力画像信号が与えられると、加算回路５０は、補正値を加算することなく画像信号としてデータ信号線駆動回路２５に出力する。画像信号は、入力画像信号に対応する信号電圧に変換され、データ信号線ＳＬに書き込まれる。このアナログ信号電圧の極性も正極性である。これにより、通常駆動が行われる。
このように、第１駆動フレームでは、ＬＵＴ３７０から与えられる補正値を用いてオーバーシュート駆動を行い、第２駆動フレームでは、通常駆動を行ことによって正極性の信号電圧をデータ信号線ＳＬに書き込む。その後、第２休止駆動期間の第１駆動期間の開始時まで、通常駆動によって書き込まれた画像を表示し続ける休止期間になる。
第２休止駆動期間の駆動期間でも、第１および第２駆動フレームを連続して設ける。この場合、第１休止駆動期間の場合と同様にして、第１駆動フレームでは、現フレームの階調値にＬＵＴ３７０から与えられた補正値を加算した補正画像信号に基づいてオーバーシュート駆動を行い、第２駆動フレームでは通常駆動を行う。ただし、いずれの駆動フレームでも、負極性の電圧を書き込む。その後、第３休止駆動期間の第１駆動期間の開始時まで、通常駆動によって書き込まれた画像を表示し続ける休止期間になる。
以下同様にして、奇数番目の休止駆動期間では、正極性のオーバーシュート電圧を書き込み、オーバーシュート駆動を行う。次に、正極性の信号電圧を書き込み、通常駆動を行い、その後休止期間とする。また、偶数番目の休止駆動期間では、負極性のオーバーシュート電圧を書き込み、オーバーシュート駆動を行う。次に、負極性の信号電圧を書き込み、通常駆動を行い、その後休止期間とする。
また、図２３に示す場合には、第１休止駆動期間の駆動期間に、第３および第４駆動フレームを連続して設ける。入力画像信号の階調値（現フレームの階調値）は境界値よりも大きいので、第３駆動フレームでは、加算回路５０は、フレームメモリ６０から与えられた現フレームの階調値に対応する補正値をＬＵＴ３７０から与えられると、現フレームの階調値から補正値を減算して補正画像信号を生成し、データ信号線駆動回路２５に出力する。補正画像信号は、入力画像信号に対応する電圧値よりも補正値分ＯＳ２だけ小さいアンダーシュート電圧に変換され、データ信号線ＳＬに書き込まれる。このアナログ信号電圧の極性は正極性である。これによって、アンダーシュート駆動が行われる。
第４駆動フレームでは、第３駆動フレームで使用した入力画像信号と同じ信号がフレームメモリ６０に記憶されている。フレームメモリ６０から加算回路５０に入力画像信号が与えられると、加算回路５０は、補正値を減算することなく画像信号としてデータ信号線駆動回路２５に出力する。画像信号は、入力画像信号に対応する信号電圧に変換され、データ信号線ＳＬに書き込まれる。このアナログ信号電圧の極性も正極性である。これにより、通常駆動が行われる。
このように、第３駆動フレームでは、ＬＵＴ３７０から与えられた補正値を用いてアンダーシュート駆動を行い、第４駆動フレームでは、通常駆動を行ことによって正極性の信号電圧をデータ信号線ＳＬに書き込む。その後、第２休止駆動期間の第１駆動期間の開始時まで、通常駆動によって書き込まれた画像を表示し続ける休止期間になる。
第２休止駆動期間の駆動期間でも、第３および第４駆動フレームを連続して設ける。第３駆動フレームでは、現フレームの階調値の絶対値が境界値以上である。そこで、現フレームの階調値から、ＬＵＴ３７０から与えられた補正値を減算した補正画像信号に基づいてアンダーシュート駆動を行い、第４駆動フレームでは通常駆動を行う。ただし、いずれの駆動フレームでも、負極性の電圧を書き込む。その後、第３休止駆動期間の第１駆動期間の開始まで、通常駆動によって書き込まれた画像を表示し続ける休止期間になる。
以下同様にして、奇数番目の休止駆動期間では、正極性のアンダーシュート電圧を書き込み、アンダーシュート駆動を行う。次に、正極性の信号電圧を書き込むことによって通常駆動を行い、その後休止期間とする。また、偶数番目の休止駆動期間では、負極性のアンダーシュート電圧を書き込み、アンダーシュート駆動を行う。次に、負極性の信号電圧を書き込むことによって通常駆動を行い、その後休止期間とする。
図２４に示す場合は、ＬＵＴ３７０を使用するので、オーバーシュート駆動またはアンダーシュート駆動のいずれを行うかは現フレームの階調値によって決まる。そこで、各休止駆動期間において、現フレームの階調値が境界値よりも小さい場合にはオーバーシュート駆動を行い、現フレームの階調値が境界値よりも大きい場合にはアンダーシュート駆動を行う。具体的には、第１および第２休止駆動期間にオーバーシュート駆動を行い、第３および第４休止駆動期間にアンダーシュート駆動を行う。
このように、本変形例では、前フレームの階調値と、現フレームの階調値とが等しいか否かにかかわらず、現フレームの階調値のみに基づくオーバ−シュート駆動またはアンダーシュート駆動を行う。このため、本変形例では、第２の実施形態の場合と異なり、第２および第４駆動フレームにおいて必ず通常駆動を行う必要があり、第２および第４駆動フレームを省略することはできない。
＜２．４．２ 効果＞
本変形例によれば、第２の実施形態と同じ効果を奏するだけでなく、さらに、前クレームの階調値と現フレームの階調値とが同じであるか否かを判定する必要がないので、比較回路を設ける必要がない。これにより、液晶表示装置３００の製造コストをさらに低減することができる。
＜２．５ 第２の変形例＞
第１の変形例では、入力画像信号が正極性から負極性に変化する場合と、負極性から正極性に変化する場合とでは、ＬＵＴ３７０に記憶されている補正量は同じであるとした。
しかし、液晶層に印加する電圧の方向によって液晶の誘電率異方性が異なり、液晶分子が配向しやすい方向と、配向しにくい方向とがある場合、液晶の応答速度が印加電圧の方向によって異なる。この場合、前フレームの階調値と現フレームの階調値が同じであっても、印加電圧の方向によってオーバーシュート電圧およびアンダーシュート電圧を変える必要がある。そこで、液晶表示装置の補正回路に、印加電圧の方向がある方向の場合の補正値を記憶させておくＬＵＴ（「第１テーブル」ともいう）と、それとは逆方向の場合の補正値を記憶させておくＬＵＴ（「第２テーブル」ともいう）とを設ける。なお、本変形例では、各ＬＵＴの構成例を省略する。
図２５は、前フレームの階調値と現フレームの階調値が同じ場合のオーバーシュート駆動を含む休止駆動を説明するための図であり、図２６は、前フレームの階調値と現フレームの階調値が同じ場合のアンダーシュート駆動を含む休止駆動を説明するための図である。図２５に示すように、前フレームと現フレームの階調値が等しい場合であっても、入力画像信号が正極性から負極性に変化する場合と、負極性から正極性に変化する場合とでは、オーバーシュート電圧が異なり、負極性から正極性に変化する場合のオーバ−シュート電圧の電圧値の絶対値が、逆の場合の電圧値の絶対値よりも大きくなっている。このようなオーバーシュート駆動は、前フレームおよび現フレームの階調値が同じであっても、負極性から正極性に変化する場合に使用するＬＵＴの補正値の絶対値を、正極性から負極性に変化する場合に使用するＬＵＴの補正値の絶対値よりも大きくすることによって行われる。
また、図２６に示すように、前フレームと現フレームの階調値が等しい場合であっても、入力画像信号が正極性から負極性に変化する場合と、負極性から正極性に変化する場合とでは、アンダーシュート電圧が異なり、負極性から正極性に変化する場合のアンダーシュート電圧の電圧値の絶対値が、逆の場合の電圧値の絶対値よりも大きくなっている。このようなアンダーシュート駆動は、負極性から正極性に変化する場合に使用するＬＵＴの補正値の絶対値を、正極性から負極性に変化する場合に使用するＬＵＴの補正値の絶対値よりも大きくすることによって行われる。
このように、液晶層に印加する電圧の極性が正極性から負極性に変わるときと、負極性から正極性に変わるときとで液晶の応答速度が異なる場合であっても、印加電圧の方向によって補正値も変えることにより、印加電圧の方向に依存する輝度の変化を同程度に小さくすることができる。このため、視聴者はフリッカをほとんど認識できなくなる。
なお、前フレームの階調値と現フレームの階調値が同じ場合だけでなく、異なる場合にも本変形例を同様に適用することができる。また、正極性から負極性に変化する場合の電圧の補正値分ＯＳ１、ＯＳ２が、逆方向に変化する場合の電圧の補正値分ＯＳ１、ＯＳ２よりも大きい場合にも、本変形例の場合と同様にして駆動することができる。
＜３．第３の実施形態＞
液晶表示装置の周囲の温度変化により液晶の誘電率異方性が変化すると、液晶表示装置の応答速度は顕著に変化する。このため、室温で設定した補正値を記憶したＬＵＴを用いて、低温時にオーバーシュート駆動またはアンダーシュート駆動を行なえば、低温時の液晶の応答速度が低下しているために、応答速度が十分速くならず、所望の階調表示が行われない。また、高温時にオーバーシュート駆動またはアンダーシュート駆動を行えば、高温時の液晶の応答速度が速くなっているために、過度に強調された表示になる。そこで、広い温度範囲で使用される液晶表示装置は、温度に応じた最適な補正値を加算して最適なオーバーシュート駆動を行うことができるように、温度範囲ごとに異なる複数のＬＵＴを有することが好ましい。
＜３．１ 液晶表示装置の構成＞
図２７は、本発明の第３の実施形態に係る液晶表示装置４００のブロック図である。図２７に示す液晶表示装置４００は、図１に示す液晶表示装置１００と異なり、タイミング制御回路３０内に温度センサ３５が設けられ、また補正回路４０は温度範囲ごとに設けられた３つのＬＵＴ４７０ａ〜４７０ｃを有している。なお、図２７において、図１に示す構成要素と同じ構成要素には、図１に示す構成要素に付した参照符号と同じ参照符号を付してその説明を省略し、異なる構成要素を中心に説明する。
図２８は、液晶表示装置４００で使用される室温用のＬＵＴ４７０ａを示す図であり、図２９は高温用のＬＵＴ４７０ｂを示す図であり、図３０は低温用のＬＵＴ４７０ｃを示す図である。図２８〜図３０からわかるように、補正値の絶対値は、低温用のＬＵＴ４７０ｃ、室温用のＬＵＴ４７０ａ、高温用のＬＵＴ４７０ｂの順に小さくなるように設定されている。その結果、これらのＬＵＴ４７０ａ〜４７０ｃを使用することにより、液晶の応答速度が低下する低温でのオーバーシュート駆動およびアンダーシュート駆動は強調され、次に室温でのオーバーシュート駆動およびアンダーシュート駆動が強調される。また、高温でのオーバーシュート駆動およびアンダーシュート駆動は抑制される。
このように、液晶表示装置４００が使用される温度によって使用するＬＵＴ４７０を変えるので、温度情報を得るための温度センサ３５も必要になる。本実施形態では、温度センサ３５は、タイミング制御回路３０内に設けられ、温度センサ３５からの温度情報に基づいてＬＵＴ４７０ａ〜４７０ｃのいずれかが選択される。ＬＵＴ４７０ａ〜４７０ｃのいずれかが選択されれば、上記各実施形態の場合と同様にして、選択したＬＵＴに記憶された補正値を用いて、オーバーシュート駆動を行なったり、アンダーシュート駆動を行なったりする。
なお、本実施形態では、室温用のＬＵＴ４７０ａは１０℃以上で４０℃未満、高温用のＬＵＴ４７０ｂは４０度以上、低温用のＬＵＴ４７０ｃは１０℃未満のときにそれぞれ使用されるが、使用可能な温度範囲は適宜調整することができる。また、ＬＵＴ４７０の個数は３個に限定されず、液晶表示装置４００を使用する温度範囲に応じて、２個であってもよく、あるいは４個以上であってもよい。
図２７では、温度センサ３５は、タイミング制御回路３０内に設けられているとしたが、タイミング制御回路３０とは別に液晶パネル１０上に設けられていてもよい。この場合、タイミング制御回路３０は温度センサ３５からの温度情報をシリアル通信によって取得し、温度情報に応じたＬＵＴ４７０ａ〜４７０ｃのいずれかを選択する。なお、温度センサ３５を絶縁基板上に設け、温度情報をシリアル通信によってタイミング制御回路３０に与える場合には、温度センサ３５を絶縁基板上の任意の位置に設けることができる。また、温度センサ３５をタイミング制御回路３０内に設ける場合には、タイミング制御回路３０の回路構成が複雑にならない。これにより、液晶表示装置４００の製造コストを低減することができる。
＜３．２ 効果＞
本実施形態によれば、温度センサ３５によって測定された液晶表示装置４００の周囲の温度に応じて、ＬＵＴ４７０ａ〜４７０ｃのいずれかを選択してオーバーシュート駆動またはアンダーシュート駆動を行うので、温度によらず最適なオーバーシュート駆動またはアンダーシュート駆動を行うことができる。これにより、広い温度範囲で使用される液晶表示装置４００においても、信号電圧の書き込み時の輝度の低下が抑制されるので、視聴者はフリッカをほとんど認識できなくなる。
＜３．３ 第１の変形例＞
図３１は、本実施形態の第１の変形例に係る液晶表示装置５００の構成を示すブロック図である。図３１に示すように、液晶表示装置５００は、図２７に示す液晶表示装置４００と同様の構成である。しかし、補正回路４０内に不揮発性メモリ５７５を設け、温度センサ３５からの温度情報を不揮発性メモリ５７５に与えるようにし、さらにＬＵＴ５７０の個数を１個にしたことが異なる。なお、図３１において、図１および図２７に示す構成要素と同じ構成要素には、図１および図２７に示す構成要素に付した参照符号と同じ参照符号を付してその説明を省略し、異なる構成要素を中心に説明する。
液晶表示装置５００では、不揮発性メモリ５７５に、室温用、高温用および低温用の各補正値のデータを予め記憶させておく。温度センサ３５からの温度情報に基づき、不揮発性メモリ５７５は温度情報に対応する補正値のデータをＬＵＴ５７０に転送する。これにより、図２７に示す液晶表示装置４００と同様にして、前フレームの階調値と現フレームの階調値とに対応づけられた補正値がＬＵＴ５７０から加算回路５０に与えられる。以下の動作は、液晶表示装置４００の動作と同様であるので、その説明を省略する。
この場合、液晶表示装置４００を使用する温度範囲が広いために複数のＬＵＴを準備しなければならないような場合でも、ＬＵＴ５７０だけを設け、複数のＬＵＴに記憶させるべき補正値を不揮発性メモリ５７５に記憶させておく。そして、不揮発性メモリ５７５は温度センサ３５から与えられた温度情報に対応する温度範囲の補正値のデータをＬＵＴ５７０に転送する。これにより、ＬＵＴの個数を減らすことができ、液晶表示装置５００の製造コストを低減することができる。
＜３．４ 第２の変形例＞
図３２は、図２７に示す液晶表示装置４００において、比較回路をなくした液晶表示装置６００を示す図であり、図３３は、図３１に示す液晶表示装置５００において、比較回路をなくした液晶表示装置７００を示す図である。図３２に示す液晶表示装置６００は、温度範囲ごとに対応する補正値を記憶する３個のＬＵＴ６７０ａ〜６７０ｃを有し、温度センサ３５から与えられる温度情報に基づいて３個のＬＵＴ６７０ａ〜６７０ｃからいずれか１個を選択する。液晶表示装置６００は比較回路を有していないので、ＬＵＴ６７０ａ〜６７０ｃは、温度範囲ごとに、現フレームの階調値に対する補正値のみを記憶している。このように、補正値は、前フレームの階調値にかかわらず、現フレームの階調値のみによって決まる。したがって、加算回路５０は、前フレームの階調値にかかわらず、現フレームのすべての階調値に、温度に応じてＬＵＴ６７０ａ〜６７０ｃから選択されたいずれかに記憶されている補正値を加算して補正画像信号を生成し、データ信号線駆動回路２５に出力する。
図３３に示す液晶表示装置７００は、温度範囲ごとに対応する３種類の補正値のデータを不揮発性メモリ５７５に記憶し、温度センサ３５から与えられる温度情報に基づいて、対応する補正値のデータをＬＵＴ５７０に転送する。液晶表示装置７００も比較回路を有していないので、不揮発性メモリ５７５は、現フレームの階調値に対する補正値のみを記憶している。このように、補正値は、前フレームの階調値にかかわらず、現フレームの階調値のみによって決まる。したがって、液晶表示装置７００の加算回路５０も、前フレームの階調値にかかわらず、現フレームのすべての階調値に不揮発性メモリ５７５に記憶されている温度範囲ごとに記憶されたデータから、温度に応じたデータの補正値を加算して補正画像信号を生成し、データ信号線駆動回路２５に出力する。なお、いずれの場合も、通常駆動は、図２７に示す液晶表示装置４００、および、図３１に示す液晶表示装置５００の通常駆動とそれぞれ同じであるので、その説明を省略する。
本変形例によれば、比較回路がさらに不要になるので、液晶表示装置６００、７００の製造コストをさらに低減することができる。
＜４．その他＞
上記各実施形態およびそれらの変形例に係る各液晶表示装置は、ドット反転駆動によって駆動されるとした。しかし、ドット反転駆動だけでなく、ライン反転駆動、カラム反転駆動、フレーム反転駆動などの交流駆動の場合にも同様に適用可能であり、その場合の効果もドット反転駆動を場合の効果と同じ効果を奏する。
本発明は、交流駆動による休止駆動が可能な液晶表示装置に適用することができる。
１０…液晶パネル
１５…画素形成部
１６…薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）
１７…画素電極
１８…共通電極
２０…走査信号線駆動回路
２５…データ信号線駆動回路
３０…タイミング制御回路
３５…温度センサ
４０…補正回路
５０…加算回路
６０…フレームメモリ
７０、２７０、３７０、４７０、５７０、６７０、７７０…ルックアップテーブル（ＬＵＴ）
８０…比較回路
１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００…液晶表示装置
５７５…不揮発性メモリ
Ｃｃｌ…液晶容量
ＧＬ…走査信号線
ＳＬ…データ信号線

Claims (16)

  1. 絶縁基板上に形成され、交流駆動によって休止駆動を行う液晶表示装置であって、
    複数の走査信号線と、
    前記複数の走査信号線とそれぞれ交差する複数のデータ信号線と、
    前記複数の走査信号線および前記複数のデータ信号線の各交差点に形成された画素形成部と、
    入力画像信号に対して信号の時間的変化を強調する強調階調処理を行った補正画像信号、および、前記入力画像信号に対して強調階調処理を行わない画像信号のいずれかを出力する補正回路と、
    前記複数の走査信号線を順に選択して走査する走査信号線駆動回路と、
    前記画像信号に基づく信号電圧と、前記補正画像信号に基づき、信号電圧の絶対値よりも大きな絶対値の第１補正電圧、および、信号電圧の絶対値よりも小さな絶対値の第２補正電圧の少なくともいずれかとを前記複数のデータ信号線に書き込むデータ信号線駆動回路と、
    前記走査信号線駆動回路および前記データ信号線駆動回路を制御するタイミング制御回路とを備え、
    前記休止駆動は、複数の駆動フレームからなる駆動期間と、前記駆動期間に続いて、次の駆動期間の開始までの期間に設けられる休止期間とを交互に繰り返し、
    前記補正回路は、前記データ信号線駆動回路に、前記駆動期間の少なくとも最初の駆動フレームにおいて前記補正画像信号を出力すると共に、最後の駆動フレームにおいて前記画像信号を出力し、
    前記データ信号線駆動回路は、第１または第２補正電圧を前記データ信号線に少なくとも１回以上書き込み、さらに書き込まれた第１または第２補正電圧と同じ極性の信号電圧を前記データ信号線に１回書き込むことを特徴とする、液晶表示装置。
  2. 前記補正回路は、
    前記入力画像信号をフレームごとに記憶するフレームメモリと、
    前記入力画像信号の少なくとも現フレームの階調値に対応づけられた補正値を記憶するテーブルと、
    前記入力画像信号に基づいて前記補正画像信号および前記画像信号のいずれかを前記データ信号線駆動回路に出力する加算回路とを含み、
    前記テーブルは、前記入力画像信号の現フレームの階調値が前記加算回路に与えられるごとに、現フレームの階調値に対応づけられた補正値を前記加算回路に与え、
    前記加算回路は、前記補正画像信号を出力するときには、前記テーブルから与えられた補正値によって前記入力画像信号の階調値を補正して出力し、前記画像信号を出力するときには、前記入力画像信号の階調値を補正することなく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。
  3. 前記補正回路は、
    前記入力画像信号の現フレームの階調値と前記フレームメモリに記憶されていた前フレームの階調値とを求めて前記テーブルに出力する比較回路をさらに含み、
    前記テーブルは、前記入力画像信号の現フレームの階調値と前フレームの階調値との組合せにそれぞれ対応づけられた補正値を記憶し、前記比較回路から前記入力画像信号の現フレームの階調値と前フレームの階調値とを与えられれば、前記組合せの中から対応する補正値を前記加算回路に出力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. 前記加算回路は、最初の駆動フレームを含む連続した２フレーム以上の駆動フレームのそれぞれにおいて前記補正画像信号を出力し、最後の駆動フレームにおいて前記画像信号を出力することを特徴とする、請求項３に記載の液晶表示装置。
  5. 前記比較回路は、さらに前記駆動期間ごとに極性が反転する前記入力画像信号の反転方向を求め、
    前記テーブルは、前記極性の方向に応じて異なる補正値を記憶する第１テーブルと第２テーブルとを含み、前記比較回路から前記入力画像信号の現フレームの階調値および前フレームの階調値と、前記極性の方向とを与えられるごとに、前記第１テーブルおよび前記第２テーブルのうち前記極性の方向に対応したテーブルから、現フレームと前フレームの階調値に対応づけられた補正値を前記加算回路に与えることを特徴とする、請求項３に記載の液晶表示装置。
  6. 前記補正回路は、
    前記入力画像信号をフレームごとに記憶するフレームメモリと、
    前記入力画像信号の現フレームの階調値と前記フレームメモリに記憶されていた前フレームの階調値とを求める比較回路と、
    前記入力画像信号の現フレームの階調値および前フレームの階調値が実質的に等しいときの補正値を記憶するテーブルと、
    前記入力画像信号に基づいて前記補正画像信号および前記画像信号のいずれかを前記データ信号線駆動回路に出力する加算回路とを含み、
    前記比較回路は、前記入力画像信号の現フレームの階調値と前フレームの階調値とが実質的に等しいとき、前記入力画像信号の現フレームの階調値と前フレームの階調値を前記テーブルに与え、
    前記テーブルは、前記比較回路から与えられた現フレームの階調値および前フレームの階調値に対応づけられた補正値を前記加算回路に出力し、
    前記加算回路は、
    前記入力画像信号の現フレームの階調値と前フレームの階調値とが実質的に等しいときには、前記テーブルから与えられた補正値によって前記入力画像信号の階調値を補正した前記補正画像信号を出力し、さらに前記入力画像信号の階調値を補正することなく前記画像信号として出力し、
    前記入力画像信号の現フレームの階調値と前フレームの階調値とが実質的に等しくないときには、前記入力画像信号の階調値を補正することなく前記補正画像信号として少なくとも１回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。
  7. 前記加算回路は、前記入力画像信号の現フレームの階調値と前フレームの階調値とが実質的に等しくないときには、さらに前記入力画像信号の階調値を補正することなく前記補正画像信号として出力することを特徴とする、請求項６に記載の液晶表示装置。
  8. 前記液晶表示装置の周囲の温度を測定する温度センサをさらに備え、
    前記テーブルは、所定の温度範囲ごとに異なる補正値を記憶する複数の副テーブルを含み、前記温度センサから与えられる温度情報に基づき、前記複数の副テーブルからいずれか１つの副テーブルを選択することを特徴とする、請求項２または６に記載の液晶表示装置。
  9. 前記液晶表示装置の周囲の温度を測定する温度センサをさらに備え、
    前記補正回路は、所定の温度範囲ごとに、異なる補正値からなる複数のデータを記憶する不揮発性メモリをさらに含み、
    前記不揮発性メモリは、前記温度センサから与えられる温度情報に基づき、前記複数のデータからいずれか１つのデータを選択して前記テーブルに与えることを特徴とする、請求項２または６に記載の液晶表示装置。
  10. 前記温度センサは前記絶縁基板上に設けられ、
    前記温度センサは温度情報をシリアル通信によって前記タイミング制御回路に与えることを特徴とする、請求項８または９に記載の液晶表示装置。
  11. 前記温度センサは前記タイミング制御回路内に設けられていることを特徴とする、請求項８または９に記載の液晶表示装置。
  12. 前記画素形成部は、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、前記第１補正電圧、前記第２補正電圧または前記信号電圧が印加されるべき画素電極に第２導通端子が接続され、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。
  13. 前記酸化物半導体は、インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、亜鉛（Ｚｎ）および酸素（О）を主成分とするＩｎＧａＺｎＯｘであることを特徴とする、請求項１２に記載の液晶表示装置。
  14. 前記画素形成部は、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、前記第１補正電圧、前記第２補正電圧または前記信号電圧が印加されるべき画素電極に第２導通端子が接続され、非晶質半導体または多結晶半導体のいずれか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。
  15. 請求項１〜１４のいずれかに記載の液晶表示装置は、ドット反転駆動、ライン反転駆動、カラム反転駆動、および、フレーム反転駆動のいずれかによって交流駆動される、液晶表示装置。
  16. 液晶表示装置の駆動方法であって、
    複数の走査信号線と、
    前記複数の走査信号線とそれぞれ交差する複数のデータ信号線と、
    前記複数の走査信号線および前記複数のデータ信号線の各交差点に形成された画素形成部と、
    入力画像信号に対して信号の時間的変化を強調する強調階調処理を行った補正画像信号、および、前記入力画像信号に対して強調階調処理を行わない画像信号のいずれかを出力する補正回路と、
    前記複数の走査信号線を順に選択して走査する走査信号線駆動回路と、
    前記複数のデータ信号線に前記補正画像信号に基づく補正電圧、または、前記画像信号に基づく信号電圧を書き込むデータ信号線駆動回路とを備え、交流駆動によって休止駆動を行う液晶表示装置の駆動方法であって、
    前記入力画像信号に対して信号の時間的変化を強調する強調階調処理を行った前記補正画像信号を駆動期間の少なくとも最初の駆動フレームにおいて前記データ信号線駆動回路に出力するステップと、
    前記入力画像信号に対して強調階調処理を行わない前記画像信号を前記駆動期間の最後の駆動フレームにおいて前記データ信号線駆動回路に出力するステップと、
    強調補正処理を行った前記補正画像信号に基づき、信号電圧の絶対値よりも大きな絶対値の第１補正電圧、および、信号電圧の絶対値よりも小さな絶対値の第２補正電圧の少なくともいずれかを前記複数のデータ信号線に少なくとも１回以上書き込むステップと、
    第１または第２補正電圧を書き込んだ直後に、第１または第２補正電圧と同じ極性の信号電圧を前記データ信号線に１回書き込むステップとを備えることを特徴とする、液晶表示装置の駆動方法。
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