WO2014080812A1 - 液晶表示装置およびその駆動方法 - Google Patents
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Abstract
休止駆動を行う液晶表示装置において消費電力の増大を抑制しつつ効果的にフリッカの発生を抑制する。 外部に対して画像信号(DAT)の入力を要求する要求信号(RO)を出力することなく外部から画像信号(DAT)が入力されたフレームを第1入力フレームとして定義したとき、反転駆動制御部(10)は、第1入力フレームを第1リフレッシュフレームとして定義されるリフレッシュフレームに定めるとともに第1入力フレームにおける反転駆動方式をカラム反転駆動に定め、第1リフレッシュフレームに続く3フレームを休止フレームに定め、最後の休止フレームに続くフレームを第2リフレッシュフレームとして定義されるリフレッシュフレームに定め、第2リフレッシュフレームにおける反転駆動方式をドット反転駆動に定める。
Description
本発明は、液晶表示装置に関し、特に、休止駆動(低周波駆動)を行う液晶表示装置およびその駆動方法に関する。
従来より、スイッチング素子としてTFT(薄膜トランジスタ)を備えるアクティブマトリクス型の液晶表示装置が知られている。この液晶表示装置は、互いに対向する2枚の絶縁性の基板から構成される液晶パネルを備えている。液晶パネルの一方の基板には、ゲートバスライン(走査信号線)とソースバスライン(映像信号線)とが格子状に設けられ、ゲートバスラインとソースバスラインとの交差部近傍にTFTが設けられている。TFTは、ゲートバスラインに接続されるゲート電極,ソースバスラインに接続されるソース電極,およびドレイン電極とから構成される。各TFTのドレイン電極は、画像を形成するために基板上にマトリクス状に配置された複数の画素電極の1つと接続されている。液晶パネルの他方の基板には、液晶層を介して画素電極との間に電圧を印加するための共通電極が設けられている。このような構成において、各TFTのゲート電極がゲートバスラインからアクティブな走査信号を受けたときに当該TFTのソース電極がソースバスラインから受ける映像信号に基づいて、画素電極-共通電極間に電圧が印加される。これにより液晶が駆動され、液晶パネルの表示部に所望の画像が表示される。
ところで、液晶には、直流電圧が加わり続けると劣化するという性質がある。このため、液晶表示装置では、液晶の劣化を抑えるために、画素電圧(画素電極-共通電極間の電圧)の極性を反転させる交流化駆動が行われている。交流化駆動の方式としては、全ての画素についての画素電圧の極性を同じにした状態で1フレーム毎に画素電圧の極性を反転させるフレーム反転駆動と呼ばれる駆動方式が知られている。なお、以下においては、画素電圧の極性を所定期間毎に反転させる駆動方式のことを「反転駆動方式」という。ところが、フレーム反転駆動によれば、画像表示の際に比較的フリッカが発生しやすい。そこで、フリッカの発生を抑制するために、従来より様々な極性反転パターンの反転駆動方式が採用されている。反転駆動方式としては、典型的には、カラム反転駆動(列反転駆動)およびドット反転駆動が知られている。
カラム反転駆動とは、画素電圧の極性を1フレーム毎かつ所定本数のソースバスライン毎に反転させる駆動方式である。カラム反転駆動によれば画素電圧の極性が所定本数のソースバスライン毎に反転するので、フレーム反転駆動と比較して液晶印加電圧の空間的な極性反転の頻度が高くなる。例えば画素電圧の極性を1フレーム毎かつ1ソースバスライン毎に反転させた場合、或るフレームにおける4行×4列の画素についての画素電圧の極性は図13に示すようなものとなる。なお、次のフレームには、全ての画素において画素電圧の極性は逆になる。
ドット反転駆動とは、画素電圧の極性を1フレーム毎に反転させ、かつ、垂直・水平方向に隣り合う画素の極性をも反転させる駆動方式である。この駆動方式においては、或るフレームにおける4行×4列の画素についての画素電圧の極性は図14に示すようなものとなる。なお、次のフレームには、全ての画素において画素電圧の極性は逆になる。このドット反転駆動によると、液晶印加電圧の空間的な極性反転の頻度がカラム反転駆動より更に高くなる。すなわち、ドット反転駆動によればライン反転駆動やカラム反転駆動に比べて極性反転パターンが複雑になるので、フリッカの発生が効果的に抑制される。なお、垂直方向には所定本数のゲートバスライン毎に画素電圧の極性を反転させる駆動方式は「複数ドット反転駆動」と呼ばれている。例えば図15に示すように垂直方向には2本のゲートバスライン毎に画素電圧の極性を反転させる駆動方式は「2ドット反転駆動」と呼ばれている。
一般に、採用する反転駆動方式における極性反転パターンが複雑であれば、フリッカは生じにくくなるが、消費電力が大きくなる。一方、採用する反転駆動方式における極性反転パターンが単純であれば、消費電力は小さくなるが、フリッカが発生しやすくなる。そこで、フリッカの発生を抑制しつつ消費電力を低減する技術が必要とされている。例えば、日本の特開2005-215591号公報に開示された液晶表示装置によると、入力映像信号の周波数に応じてドット反転駆動とカラム反転駆動との切り替えが行われる。また、日本の特開2003-337577号公報に開示された液晶表示装置によると、垂直周波数に応じて2ドット反転駆動と1ドット反転駆動との切り替えが行われる。
ところで、近年、液晶表示装置に関し、「リフレッシュフレーム(書き込み期間)とリフレッシュフレーム(書き込み期間)の間に全てのゲートバスラインを非走査状態にして書き込み動作を休止する休止フレーム(休止期間)を設ける」という駆動方法の開発が進められている。ここで、リフレッシュフレームとは、1フレーム分(1画面分)の画像信号に基づいて表示部内の画素容量の充電を行うフレームのことである。このように書き込み動作を休止する休止フレームを設ける駆動方法は、「休止駆動」,「低周波駆動」などと呼ばれている。休止駆動が採用されている液晶表示装置では、休止フレームには、液晶駆動回路(ゲートドライバやソースドライバ)に制御用の信号などを与える必要がない。このため、全体として液晶駆動回路の駆動周波数が低減され、低消費電力化が可能となる。図16は、その休止駆動の一例を説明するための図である。図16に示す例では、リフレッシュレート(駆動周波数)が60Hzである一般的な液晶表示装置における1フレーム分のリフレッシュフレーム(1フレーム期間は16.67msである。)と59フレーム分の休止フレームとが交互に現れている。このような休止駆動は、静止画表示に好適である。
上述のように、休止駆動を採用すると、低消費電力化が可能となる。ところが、休止駆動では、リフレッシュレートが低いときにフリッカが視認されやすい。そこで、休止駆動についても、フリッカの発生を抑制しつつ消費電力を低減する技術が必要となっている。これに関し、休止駆動では、より好適な反転駆動方式は入力映像信号の周波数では決まらないので、日本の特開2005-215591に開示された技術を採用しても所望の効果は得られない。また、休止駆動では、垂直周波数よりもリフレッシュの頻度の方がフリッカの発生に影響を及ぼすので、日本の特開2003-337577に開示された技術を採用しても所望の効果は得られない。
そこで本発明は、休止駆動を行う液晶表示装置において消費電力の増大を抑制しつつ効果的にフリッカの発生を抑制することを目的とする。
本発明の第1の局面は、画面のリフレッシュを行う2つのリフレッシュフレームの間に画面のリフレッシュを休止する休止フレームを設ける休止駆動を採用し、外部から不定期に入力される画像信号に基づいて液晶に交流電圧を印加することによって画像表示を行う液晶表示装置であって、
マトリクス状に配置された複数の画素電極と、前記液晶を介して前記複数の画素電極との間に電圧を印加するために設けられた共通電極とを含み、前記画像信号に基づく画像を表示する液晶パネルと、
前記液晶パネルを駆動する液晶パネル駆動部と、
前記画像信号を受け取り、各フレームをリフレッシュフレームとするか休止フレームとするかを決定するとともに前記液晶に交流電圧を印加するための反転駆動方式を液晶印加電圧の空間的な極性反転の頻度が比較的低い第1の反転駆動方式または液晶印加電圧の空間的な極性反転の頻度が比較的高い第2の反転駆動方式のいずれかに決定して、前記液晶パネル駆動部の動作を制御する反転駆動制御部と
を備え、
外部に対して前記画像信号の入力の要求を行うことなく外部から前記画像信号が入力されたフレームを第1入力フレームとして定義したとき、前記反転駆動制御部は、
前記第1入力フレームを第1リフレッシュフレームとして定義されるリフレッシュフレームに定めるとともに前記第1入力フレームにおける反転駆動方式を前記第1の反転駆動方式に定め、
前記第1リフレッシュフレームに続くnフレーム(nは1以上の整数)を休止フレームに定め、
最後の休止フレームに続くフレームを第2リフレッシュフレームとして定義されるリフレッシュフレームに定め、
前記第2リフレッシュフレームにおける反転駆動方式を前記第2の反転駆動方式に定めることを特徴とする。
マトリクス状に配置された複数の画素電極と、前記液晶を介して前記複数の画素電極との間に電圧を印加するために設けられた共通電極とを含み、前記画像信号に基づく画像を表示する液晶パネルと、
前記液晶パネルを駆動する液晶パネル駆動部と、
前記画像信号を受け取り、各フレームをリフレッシュフレームとするか休止フレームとするかを決定するとともに前記液晶に交流電圧を印加するための反転駆動方式を液晶印加電圧の空間的な極性反転の頻度が比較的低い第1の反転駆動方式または液晶印加電圧の空間的な極性反転の頻度が比較的高い第2の反転駆動方式のいずれかに決定して、前記液晶パネル駆動部の動作を制御する反転駆動制御部と
を備え、
外部に対して前記画像信号の入力の要求を行うことなく外部から前記画像信号が入力されたフレームを第1入力フレームとして定義したとき、前記反転駆動制御部は、
前記第1入力フレームを第1リフレッシュフレームとして定義されるリフレッシュフレームに定めるとともに前記第1入力フレームにおける反転駆動方式を前記第1の反転駆動方式に定め、
前記第1リフレッシュフレームに続くnフレーム(nは1以上の整数)を休止フレームに定め、
最後の休止フレームに続くフレームを第2リフレッシュフレームとして定義されるリフレッシュフレームに定め、
前記第2リフレッシュフレームにおける反転駆動方式を前記第2の反転駆動方式に定めることを特徴とする。
本発明の第2の局面は、本発明の第1の局面において、
前記反転駆動制御部は、予め定められた数のフレームに相当する期間を通じて前記画像信号が入力されなかったとき、外部に対して前記画像信号の入力の要求を行うことを特徴とする。
前記反転駆動制御部は、予め定められた数のフレームに相当する期間を通じて前記画像信号が入力されなかったとき、外部に対して前記画像信号の入力の要求を行うことを特徴とする。
本発明の第3の局面は、本発明の第2の局面において、
外部に対して前記画像信号の入力の要求を行ったことによって外部から前記画像信号が入力されたフレームを第2入力フレームとして定義したとき、前記反転駆動制御部は、前記第1入力フレームに加えて前記第2入力フレームを前記第1リフレッシュフレームとして定義されるリフレッシュフレームに定めるとともに、前記第2入力フレームにおける反転駆動方式を前記第1の反転駆動方式に定めることを特徴とする。
外部に対して前記画像信号の入力の要求を行ったことによって外部から前記画像信号が入力されたフレームを第2入力フレームとして定義したとき、前記反転駆動制御部は、前記第1入力フレームに加えて前記第2入力フレームを前記第1リフレッシュフレームとして定義されるリフレッシュフレームに定めるとともに、前記第2入力フレームにおける反転駆動方式を前記第1の反転駆動方式に定め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、
外部に対して前記画像信号の入力の要求を行ったことによって外部から前記画像信号が入力されたフレームを第2入力フレームとして定義したとき、前記反転駆動制御部は、前記第2入力フレームをリフレッシュフレームに定めるとともに、前記第2入力フレームにおける反転駆動方式を前記第2の反転駆動方式に定めることを特徴とする。
外部に対して前記画像信号の入力の要求を行ったことによって外部から前記画像信号が入力されたフレームを第2入力フレームとして定義したとき、前記反転駆動制御部は、前記第2入力フレームをリフレッシュフレームに定めるとともに、前記第2入力フレームにおける反転駆動方式を前記第2の反転駆動方式に定めることを特徴とする。
本発明の第5の局面は、本発明の第4の局面において、
前記第2入力フレームにおいて前回のリフレッシュフレームと比較して前記画像信号に基づく画像が変化している場合に、前記反転駆動制御部は、前記第1入力フレームに加えて前記第2入力フレームを前記第1リフレッシュフレームとして定義されるリフレッシュフレームに定めることを特徴とする。
前記第2入力フレームにおいて前回のリフレッシュフレームと比較して前記画像信号に基づく画像が変化している場合に、前記反転駆動制御部は、前記第1入力フレームに加えて前記第2入力フレームを前記第1リフレッシュフレームとして定義されるリフレッシュフレームに定め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、
前記第2リフレッシュフレームは、複数のフレームからなることを特徴とする。
前記第2リフレッシュフレームは、複数のフレームからな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、
前記第1の反転駆動方式は列反転駆動方式であって、前記第2の反転駆動方式はドット反転駆動方式であることを特徴とする。
前記第1の反転駆動方式は列反転駆動方式であって、前記第2の反転駆動方式はドット反転駆動方式であることを特徴とする。
本発明の第8の局面は、本発明の第1の局面において、
前記共通電極の電位が、前記第1の反転駆動方式で前記液晶パネルが駆動されるときと前記第2の反転駆動方式で前記液晶パネルが駆動されるときとで異なる値に設定されることを特徴とする。
前記共通電極の電位が、前記第1の反転駆動方式で前記液晶パネルが駆動されるときと前記第2の反転駆動方式で前記液晶パネルが駆動されるときとで異なる値に設定され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、
前記液晶パネルは、
走査信号線と、
前記画像信号に応じた映像信号が印加される映像信号線と、
前記走査信号線に制御端子が接続され、前記映像信号線に第1導通端子が接続され、前記画素電極に第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。
前記液晶パネルは、
走査信号線と、
前記画像信号に応じた映像信号が印加される映像信号線と、
前記走査信号線に制御端子が接続され、前記映像信号線に第1導通端子が接続され、前記画素電極に第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10の局面は、本発明の第9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)を主成分とする酸化インジウムガリウム亜鉛であることを特徴とする。
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)を主成分とする酸化インジウムガリウム亜鉛であることを特徴とする。
本発明の第11の局面は、画面のリフレッシュを行う2つのリフレッシュフレームの間に画面のリフレッシュを休止する休止フレームを設ける休止駆動を採用し、外部から不定期に入力される画像信号に基づいて液晶に交流電圧を印加することによって画像表示を行う液晶表示装置の駆動方法であって、
マトリクス状に配置された複数の画素電極および前記液晶を介して前記複数の画素電極との間に電圧を印加するために設けられた共通電極を含み前記画像信号に基づく画像を表示する液晶パネルを駆動する液晶パネル駆動ステップと、
前記画像信号を受け取り、各フレームをリフレッシュフレームとするか休止フレームとするかを決定するとともに前記液晶に交流電圧を印加するための反転駆動方式を液晶印加電圧の空間的な極性反転の頻度が比較的低い第1の反転駆動方式または液晶印加電圧の空間的な極性反転の頻度が比較的高い第2の反転駆動方式のいずれかに決定して、前記液晶パネル駆動部の動作を制御する反転駆動制御ステップと
を含み、
外部に対して前記画像信号の入力の要求を行うことなく外部から前記画像信号が入力されたフレームを第1入力フレームとして定義したとき、前記反転駆動制御ステップでは、
前記第1入力フレームが第1リフレッシュフレームとして定義されるリフレッシュフレームに定められるとともに前記第1入力フレームにおける反転駆動方式が前記第1の反転駆動方式に定められ、
前記第1リフレッシュフレームに続くnフレーム(nは1以上の整数)が休止フレームに定められ、
最後の休止フレームに続くフレームが第2リフレッシュフレームとして定義されるリフレッシュフレームに定められ、
前記第2リフレッシュフレームにおける反転駆動方式が前記第2の反転駆動方式に定められることを特徴とする。
マトリクス状に配置された複数の画素電極および前記液晶を介して前記複数の画素電極との間に電圧を印加するために設けられた共通電極を含み前記画像信号に基づく画像を表示する液晶パネルを駆動する液晶パネル駆動ステップと、
前記画像信号を受け取り、各フレームをリフレッシュフレームとするか休止フレームとするかを決定するとともに前記液晶に交流電圧を印加するための反転駆動方式を液晶印加電圧の空間的な極性反転の頻度が比較的低い第1の反転駆動方式または液晶印加電圧の空間的な極性反転の頻度が比較的高い第2の反転駆動方式のいずれかに決定して、前記液晶パネル駆動部の動作を制御する反転駆動制御ステップと
を含み、
外部に対して前記画像信号の入力の要求を行うことなく外部から前記画像信号が入力されたフレームを第1入力フレームとして定義したとき、前記反転駆動制御ステップでは、
前記第1入力フレームが第1リフレッシュフレームとして定義されるリフレッシュフレームに定められるとともに前記第1入力フレームにおける反転駆動方式が前記第1の反転駆動方式に定められ、
前記第1リフレッシュフレームに続くnフレーム(nは1以上の整数)が休止フレームに定められ、
最後の休止フレームに続くフレームが第2リフレッシュフレームとして定義されるリフレッシュフレームに定められ、
前記第2リフレッシュフレームにおける反転駆動方式が前記第2の反転駆動方式に定められることを特徴とする。
本発明の第1の局面によれば、外部に対して画像信号の入力の要求を行うことなく外部から画像信号が入力されると、液晶印加電圧の空間的な極性反転の頻度が比較的低い第1の反転駆動方式によるリフレッシュが行われる。第1の反転駆動方式によるリフレッシュが行われたフレームの後には、数フレームの休止フレームを挟んで、反転駆動方式を液晶印加電圧の空間的な極性反転の頻度が比較的高い第2の反転駆動方式とするリフレッシュフレーム(第2リフレッシュフレーム)が設けられる。ここで、頻繁に画像信号が入力されると(画像信号が入力された後、第2リフレッシュフレームが現れるまでに再度画像信号が入力されると)、第2の反転駆動方式によるリフレッシュは行われず、第1の反転駆動方式によるリフレッシュのみが行われる。これに対して、画像信号の入力頻度が低い場合には、第1の反転駆動方式によるリフレッシュおよび第2の反転駆動方式によるリフレッシュの双方が行われる。頻繁にリフレッシュが行われるときには、フリッカは視認されにくいので、液晶印加電圧の空間的な極性反転の頻度が比較的低い第1の反転駆動方式が採用されても表示品位は低下しない。むしろ、そのような反転駆動方式が採用されることによって消費電力低減の効果が得られる。また、画像信号の入力頻度が低いときには液晶印加電圧の空間的な極性反転の頻度が比較的高い第2の反転駆動方式によるリフレッシュが挿入されるので、フリッカに起因する表示品位の低下が抑制される。以上より、本実施形態によれば、休止駆動を行う液晶表示装置において、消費電力の増大を抑制しつつ効果的にフリッカの発生を抑制することが可能となる。
本発明の第2の局面によれば、長期間リフレッシュが行われずに画素電圧が低下することが防止される。
本発明の第3の局面によれば、外部に対して画像信号の入力を要求したことによって画像信号が入力されたときにも、第1の反転駆動方式によるリフレッシュが行われる。そして、数フレームの休止フレームを挟んで、第2の反転駆動方式によるリフレッシュが行われる。このため、画像信号の入力頻度がきわめて低い場合にも、第1の反転駆動方式によるリフレッシュと第2の反転駆動方式によるリフレッシュとが行われる。これにより、本発明の第1の局面と同様、休止駆動を行う液晶表示装置において、消費電力の増大を抑制しつつ効果的にフリッカの発生を抑制することが可能となる。
本発明の第4の局面によれば、外部に対して画像信号の入力を要求したことによって画像信号が入力されたときには、第2の反転駆動方式によるリフレッシュが行われる。このため、長期間画像信号が入力されないときには、液晶印加電圧の空間的な極性反転の頻度が比較的高い第2の反転駆動方式によるリフレッシュが行われる。これにより、長期間画像信号が入力されないときのフリッカの発生が効果的に抑制される。
本発明の第5の局面によれば、外部に対して画像信号の入力を要求したことによって画像信号が入力されたとき、画像に変化があれば、数フレームの休止フレームを挟んで、第2の反転駆動方式によるリフレッシュが行われる。従って、画像信号が入力されない状態が長期間継続した後に画像に変化があった場合、画素容量への書き込み(充電)が複数回行われる。このため、各画素において画素電圧が確実に目標電圧に到達することとなり、表示品位の低下が防止される。
本発明の第6の局面によれば、第2リフレッシュフレームは2フレームで構成されている。このため、各画素における画素電圧の極性の偏りに起因する画面の焼き付きの発生が抑制される。
本発明の第7の局面によれば、消費電力が低い列反転駆動方式とフリッカが視認されにくいドット反転駆動方式との間で反転駆動方式が切り替えられることにより、本発明の第1の局面の効果を確実に達成することができる。
本発明の第8の局面によれば、第1の反転駆動方式で液晶パネルが駆動されるときと第2の反転駆動方式で液晶パネルが駆動されるときとで最適共通電極電位が異なる場合であっても、液晶の劣化を抑制することが可能となる。
本発明の第9の局面によれば、液晶パネル内に設けられる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。このため、画素電極-共通電極間の容量(画素容量)に書き込まれた電圧が長時間にわたり保持される。従って、表示品位を低下させることなく、外部からの画像信号入力がないときのリフレッシュの頻度を少なくすることが可能となる。以上より、休止駆動を行う液晶表示装置において、フリッカの発生を抑制しつつ消費電力を大幅に低減することが可能となる。
本発明の第10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酸化インジウムガリウム亜鉛を用いることにより、本発明の第9の局面の効果を確実に達成することができる。
本発明の第11の局面によれば、本発明の第1の局面と同様の効果を液晶表示装置の駆動方法において奏することができる。
以下、添付図面を参照しつつ本発明の一実施形態について説明する。なお、本明細書では、画像変化の有無に関わらず1フレーム分の画像信号に基づいて表示部内の画素容量の充電を行うことを「リフレッシュ」という。
<1.全体構成および動作概要>
図2は、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の全体構成を示すブロック図である。この液晶表示装置は、ドライバ制御部100とパネル駆動部200と液晶パネル300とによって構成されている。パネル駆動部200には、ソースドライバ(映像信号線駆動回路)22とゲートドライバ(走査信号線駆動回路)24とが含まれている。液晶パネル300には、表示部30が含まれている。なお、ドライバ制御部100の詳しい構成については後述する。
図2は、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の全体構成を示すブロック図である。この液晶表示装置は、ドライバ制御部100とパネル駆動部200と液晶パネル300とによって構成されている。パネル駆動部200には、ソースドライバ(映像信号線駆動回路)22とゲートドライバ(走査信号線駆動回路)24とが含まれている。液晶パネル300には、表示部30が含まれている。なお、ドライバ制御部100の詳しい構成については後述する。
本実施形態に係る液晶表示装置では、休止駆動(低周波駆動)が行われる(図16参照)。すなわち、表示部30内の画素容量の充電を行うリフレッシュフレームの後に数~数十フレームの休止フレームが設けられる。但し、2つのリフレッシュフレーム間に現れる休止フレームの数は、液晶表示装置の動作中に適宜変更される。
図2に関し、表示部30には、複数本のソースバスライン(映像信号線)SLと複数本のゲートバスライン(走査信号線)GLとが配設されている。ソースバスラインSLとゲートバスラインGLとの各交差点に対応して、画素を形成する画素形成部が設けられている。すなわち、表示部30には、複数個の画素形成部が含まれている。上記複数個の画素形成部はマトリクス状に配置されて画素アレイを構成している。各画素形成部は、対応する交差点を通過するゲートバスラインGLにゲート端子(制御端子)が接続されると共に当該交差点を通過するソースバスラインSLにソース端子(第1導通端子)が接続されたスイッチング素子であるTFT(薄膜トランジスタ)31と、そのTFT31のドレイン端子(第2導通端子)に接続された画素電極32と、上記複数個の画素形成部に共通的な電圧を与えるための対向電極である共通電極33と、上記複数個の画素形成部に共通的に設けられ画素電極32と共通電極33との間に挟持された液晶(液晶層)とからなる。そして、画素電極32と共通電極33とにより形成される液晶容量により、画素容量Cpが構成される。一般的には、画素容量Cpに確実に電圧を保持すべく、液晶容量に並列に補助容量が設けられるが、補助容量は本発明には直接に関係しないのでその説明および図示を省略する。なお、図2における表示部30内には、1つの画素形成部に対応する構成要素のみを示している。また、共通電極33は必ずしも画素電極32に対向して設けられる必要はない。すなわち、画素電極32と共通電極33とが同じ基板上に設けられ当該基板の面に対して垂直方向ではなく横方向の電界を発生させる方式である横電界モード(例えばIPSモード)を採用する液晶表示装置においても本発明を適用することができる。
上述したように、本実施形態に係る液晶表示装置では、休止駆動が行われる。そこで、本実施形態では、画素形成部内のTFT31として、典型的には酸化物TFT(酸化物半導体をチャネル層に用いた薄膜トランジスタ)が用いられる。より詳細には、TFT31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:酸化インジウムガリウム亜鉛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。ところで、アモルファスシリコンなどをチャネル層に用いた薄膜トランジスタ(以下「シリコン系のTFT」という。)については、オフリーク電流が比較的大きい。このため、画素形成部内のTFT31としてシリコン系のTFTを用いた場合には、画素容量Cpに保持された電荷がTFT31を介して漏れ出し、結果としてオフ状態時に保持すべき電圧が変動してしまう。これに対して、IGZO-TFTについては、シリコン系のTFTに比べてオフリーク電流が遙かに小さい。このため、画素容量Cpに書き込んだ電圧(液晶印加電圧)をより長い期間保持することができる。従って、IGZO-TFTは、休止駆動を行う場合に好適である。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)などのうち少なくとも1つを含んだ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。また、画素形成部内のTFT31として酸化物TFTを用いるのは単なる一例であり、これに代えてシリコン系のTFTなどを用いても良い。
次に、図2に示す構成要素の動作について説明する。この液晶表示装置には、外部(ホスト)から不定期に画像信号DATが送られる。ドライバ制御部100は、その画像信号DATを受け取り、デジタル映像信号DVと、ソースドライバ22の動作を制御するためのソーススタートパルス信号SSP,ソースクロック信号SCK,およびラッチストローブ信号LSと、ゲートドライバ24の動作を制御するためのゲートスタートパルス信号GSPおよびゲートクロック信号GCKとを出力する。また、ドライバ制御部100は、必要に応じて、外部(ホスト)に対して画像信号DATの入力を要求する信号(以下、「要求信号」という。)ROを出力する。ソースドライバ22は、ドライバ制御部100から出力されるデジタル映像信号DV,ソーススタートパルス信号SSP,ソースクロック信号SCK,およびラッチストローブ信号LSに基づいて、各ソースバスラインSLに駆動用映像信号を印加する。ゲートドライバ24は、ドライバ制御部100から出力されるゲートスタートパルス信号GSPとゲートクロック信号GCKとに基づいて、各ゲートバスラインGLに走査信号を印加する。これにより、複数本のゲートバスラインGLが1本ずつ選択的に駆動される。
以上のようにして、各ソースバスラインSLに駆動用映像信号が印加され、各ゲートバスラインGLに走査信号が印加されることにより、画像信号DATに基づく画像が液晶パネル300の表示部30に表示される。
上述したように、この液晶表示装置には、外部(ホスト)から不定期に画像信号DATが送られる。これに関し、外部(ホスト)に対して要求信号ROを出力することなく外部から画像信号DATの入力が行われたフレームのことを以下「第1入力フレーム」という。また、外部(ホスト)に対して要求信号ROを出力したことによって外部から画像信号DATの入力が行われたフレームのことを以下「第2入力フレーム」という。なお、不定期に画像信号DATが送られるように構成されている理由は、休止駆動を採用する液晶表示装置においては必ずしも全てのフレームで画像信号DATが入力される必要がないからである。
<2.ドライバ制御部の構成および動作>
次に、本実施形態におけるドライバ制御部100の構成および動作について説明する。図1は、本実施形態におけるドライバ制御部100の構成を示すブロック図である。ドライバ制御部100には、反転駆動制御部10とレジスタ群12とが含まれている。
次に、本実施形態におけるドライバ制御部100の構成および動作について説明する。図1は、本実施形態におけるドライバ制御部100の構成を示すブロック図である。ドライバ制御部100には、反転駆動制御部10とレジスタ群12とが含まれている。
反転駆動制御部10は、画像信号DATを受け取って、各フレームをリフレッシュフレームとするか休止フレームとするかを決定するとともに液晶に交流電圧を印加するための反転駆動方式を決定する。そして、リフレッシュフレームに定められたフレームにおいて、反転駆動制御部10は、画像信号DATに基づいてデジタル映像信号DVを出力するとともに、決められた反転駆動方式に従って液晶パネル300が駆動されるようソーススタートパルス信号SSP,ソースクロック信号SCK,ラッチストローブ信号LS,ゲートスタートパルス信号GSP,およびゲートクロック信号GCKを出力する。反転駆動制御部10は、また、必要に応じて外部(ホスト)に対して要求信号ROを出力する。レジスタ群12にはリフレッシュフレームの決定や反転駆動方式の決定に関わる各種設定値が格納されており、それらの設定値は反転駆動制御部10によって参照される。
本実施形態においては、レジスタ群にはレジスタ名を「REF」,「NREF」,「REFINT」,および「REFDET」とする4つのレジスタが含まれているものと仮定する。各レジスタの役割については後述する。また、上記4つのレジスタの値はそれぞれ以下のように設定されているものと仮定する。
REF=1
NREF=9
REFINT=3
REFDET=3
REF=1
NREF=9
REFINT=3
REFDET=3
なお、本実施形態においては、各リフレッシュフレームにおける反転駆動方式には、カラム反転駆動(列反転駆動)(図13参照)またはドット反転駆動(図14参照)のいずれかが採用される。これに関し、図13および図14から把握されるように、液晶印加電圧の空間的な極性反転の頻度については、カラム反転駆動よりもドット反転駆動の方が高い。すなわち、本実施形態においては、カラム反転駆動が、液晶印加電圧の空間的な極性反転の頻度が比較的低い第1の反転駆動方式に相当し、ドット反転駆動が、液晶印加電圧の空間的な極性反転の頻度が比較的高い第2の反転駆動方式に相当する。
<3.リフレッシュフレームの決定方法および反転駆動方式の決定方法>
次に、図3~図8を参照しつつ、各フレームをリフレッシュフレームまたは休止フレームのいずれにするかについての決定方法および反転駆動方式の決定方法について説明する。まず、図3~図8に関する説明を以下に記す。「Frame」の欄の数は、或るフレームを「0」フレーム目としたときの何フレーム目かを表している。「REQOUT」の欄は、各フレームにおける要求信号ROの出力の有無を示している。「RO」が、要求信号ROを出力する旨を表している。「DATA」の欄には、外部から送られる画像信号DATに基づく各フレームにおける画像を特定するためのアルファベットを記している。すなわち、「DATA」の欄のアルファベットの変化は画像の変化を表している。また、アルファベットが入力されているフレームは、画像信号DATが入力されたフレームであることを表している。「REF/NREF」の欄は、各フレームがリフレッシュフレームまたは休止フレームのいずれであるかを示している。「R」はリフレッシュフレームを表し、「N」は休止フレームを表している。「Driving」の欄には、リフレッシュフレームにおける反転駆動方式を示している。「C」はカラム反転駆動を表し、「D」はドット反転駆動を表している。
次に、図3~図8を参照しつつ、各フレームをリフレッシュフレームまたは休止フレームのいずれにするかについての決定方法および反転駆動方式の決定方法について説明する。まず、図3~図8に関する説明を以下に記す。「Frame」の欄の数は、或るフレームを「0」フレーム目としたときの何フレーム目かを表している。「REQOUT」の欄は、各フレームにおける要求信号ROの出力の有無を示している。「RO」が、要求信号ROを出力する旨を表している。「DATA」の欄には、外部から送られる画像信号DATに基づく各フレームにおける画像を特定するためのアルファベットを記している。すなわち、「DATA」の欄のアルファベットの変化は画像の変化を表している。また、アルファベットが入力されているフレームは、画像信号DATが入力されたフレームであることを表している。「REF/NREF」の欄は、各フレームがリフレッシュフレームまたは休止フレームのいずれであるかを示している。「R」はリフレッシュフレームを表し、「N」は休止フレームを表している。「Driving」の欄には、リフレッシュフレームにおける反転駆動方式を示している。「C」はカラム反転駆動を表し、「D」はドット反転駆動を表している。
本実施形態においては、第1入力フレーム(要求信号ROを出力することなく外部から画像信号DATが入力されたフレーム)は、リフレッシュフレームに定められる。また、画像変化の有無や前回リフレッシュが行われた後の休止フレームの回数に関わらず、第1入力フレームの反転駆動方式はカラム反転駆動に定められる。なお、反転駆動制御部10では、例えば垂直同期信号が検知されたときに画像信号DATが入力された旨の判断がなされる。例えば、或るフレームを0フレーム目として5フレーム目で画像信号DATが入力された場合には、図3に示すように、5フレーム目がリフレッシュフレームとして定められ、5フレーム目の反転駆動方式はカラム反転駆動に定められる。
ところで、前回のリフレッシュフレームの後、画像信号DATが入力されることなくレジスタNREFで設定された回数(本実施形態では9回)の休止フレームが発生した場合には、最後の休止フレームの次のフレームに画像信号DATが入力されるように、外部(ホスト)に対して要求信号ROが出力される。本実施形態においては、前回のリフレッシュフレームを0フレーム目とすると、図4に示すように、9フレーム目に要求信号ROが出力される。これにより、10フレーム目に外部から画像信号DATが入力される。すなわち、10フレーム目が第2入力フレーム(外部に対して要求信号ROを出力したことによって外部から画像信号DATの入力が行われたフレーム)となる。10フレーム目はリフレッシュフレームに定められ、10フレーム目における反転駆動方式はカラム反転駆動に定められる(図4参照)。なお、最後の休止フレームの後、リフレッシュフレームは、レジスタREFで設定された回数(本実施形態では1回)だけ継続する。このように、レジスタREFは、前回のリフレッシュフレームからレジスタNREFで設定された回数の休止フレームが発生した場合における最後の休止フレームの後に継続するリフレッシュフレームの回数を保持する役割を果たしている。レジスタNREFは、要求信号ROを出力することとなる休止フレームの継続回数を保持する役割を果たしている。
また、本実施形態においては、後述するように第1入力フレームの後にもリフレッシュが行われるので、第1入力フレームは第1リフレッシュフレームとして定義される。その第1リフレッシュフレームに続く、レジスタREFINTで設定された回数(本実施形態では3回)のフレームは休止フレームとして定められる。そして、最後の休止フレームに続く1または複数のフレームがリフレッシュフレーム(このリフレッシュフレームを第2リフレッシュフレームとして定義する)として定められる。第2リフレッシュフレームのフレーム数は、第1リフレッシュフレームのフレーム数(本実施形態では1回)と第2リフレッシュフレームのフレーム数との合計がレジスタREFDETで設定された回数(本実施形態では3回)となるように定められる。第2リフレッシュフレームにおける反転駆動方式はドット反転駆動に定められる。なお、第2リフレッシュフレームについては、前のフレームに要求信号ROが出力されることによって外部から画像信号DATが入力される。以上のことから把握されるように、レジスタREFINTは、第1リフレッシュフレームと第2リフレッシュフレームとの間の休止フレームの回数を保持する役割を果たしており、レジスタREFDETは、第1リフレッシュフレームのフレーム数と第2リフレッシュフレームのフレーム数との合計の回数を保持する役割を果たしている。
例えば、或るフレームを0フレーム目として3フレーム目で画像信号DATが入力されると、図5に示すように、4フレーム目から6フレーム目までが休止フレームとして定められ、7フレーム目から8フレーム目までがリフレッシュフレーム(第2リフレッシュフレーム)として定められる。7フレーム目および8フレーム目の反転駆動方式はドット反転駆動に定められる。
また、本実施形態においては、第2入力フレームの後にもリフレッシュが行われる。従って、第1入力フレームに加えて第2入力フレームも第1リフレッシュフレームとして定義される。例えば、前回のリフレッシュフレームを0フレーム目として、9フレーム目に要求信号ROが出力されたことによって10フレーム目に外部から画像信号DATが入力された場合、図6に示すように、11フレーム目から13フレーム目までが休止フレームとして定められ、14フレーム目から15フレーム目までがリフレッシュフレーム(第2リフレッシュフレーム)として定められる。14フレーム目および15フレーム目の反転駆動方式はドット反転駆動に定められる。
上述したように、本実施形態においては、第1リフレッシュフレームの後、3回の休止フレームが発生してから第2リフレッシュフレームとなる。しかしながら、3回の休止フレームが発生するまでに画像信号DATが入力される場合がある。例えば、或るフレームを0フレーム目として、1フレーム目に画像信号DATが入力された後、3フレーム目にも画像信号DATが入力されたと仮定する。この場合、3フレーム目はリフレッシュフレームとして定められ、3フレーム目における反転駆動方式はカラム反転駆動に定められる(図7参照)。そして、3フレーム目を第1リフレッシュフレームとして、3回の休止フレーム(ここでは4~6フレーム目)が発生した後のフレーム(ここでは7~8フレーム目)が第2リフレッシュフレームとして定められる(図7参照)。なお、図7では3フレーム目に画像が変化しているが、画像の変化の有無は、反転駆動方式の決定には影響を及ぼさない。
また、2フレーム連続してカラム反転駆動によるリフレッシュが行われた場合(図8における2~3フレーム目)には、後のリフレッシュフレーム(ここでは3フレーム目)から3回の休止フレームが発生した後のフレーム(ここでは7~8フレーム目)が第2リフレッシュフレームとして定められる。
<4.具体例>
次に、図9および図10を参照しつつ、本実施形態における駆動の具体例について説明する。なお、図9および図10に関し、「Frame」,「REQOUT],「DATA」,「REF/NREF」,および「Driving」の欄については、図3~図8と同様の内容を表している。「VCOM」の欄は、各フレームにおける共通電極33の電位を表している。本実施形態においては、共通電極33の電位は「VCOM1」または「VCOM2」のいずれかに設定される。「VCOM1」と「VCOM2」とは異なる電位である。「NREF_Cnt」の欄は、各休止フレームが前回のリフレッシュフレームを「0」フレーム目としたときの何フレーム目であるかを表している。「REF_Cnt」の欄は、各リフレッシュフレームがレジスタREFの設定値またはレジスタREFDETの設定値に基づく何回目のリフレッシュフレームであるかを表している。
次に、図9および図10を参照しつつ、本実施形態における駆動の具体例について説明する。なお、図9および図10に関し、「Frame」,「REQOUT],「DATA」,「REF/NREF」,および「Driving」の欄については、図3~図8と同様の内容を表している。「VCOM」の欄は、各フレームにおける共通電極33の電位を表している。本実施形態においては、共通電極33の電位は「VCOM1」または「VCOM2」のいずれかに設定される。「VCOM1」と「VCOM2」とは異なる電位である。「NREF_Cnt」の欄は、各休止フレームが前回のリフレッシュフレームを「0」フレーム目としたときの何フレーム目であるかを表している。「REF_Cnt」の欄は、各リフレッシュフレームがレジスタREFの設定値またはレジスタREFDETの設定値に基づく何回目のリフレッシュフレームであるかを表している。
<4.1 第1の具体例>
図9を参照しつつ、第1の具体例について説明する。1フレーム目は、反転駆動方式をカラム反転駆動とするリフレッシュフレームとなっている。なお、1フレーム目については、前のフレームで要求信号ROを出力することなく画像信号DATが入力されたものとする。1フレーム目に続く3フレーム(2~4フレーム目)は、レジスタREFINTの設定値に従って休止フレームとなっている。その後の2フレーム(5~6フレーム目)は、レジスタREFDETの設定値に従ってリフレッシュフレームとなっている。5~6フレーム目は第2リフレッシュフレームとなるので、5~6フレーム目における反転駆動方式はドット反転駆動となる。なお、4~5フレーム目には、5~6フレーム目における画像信号DATの入力を要求するための要求信号ROが出力されている。
図9を参照しつつ、第1の具体例について説明する。1フレーム目は、反転駆動方式をカラム反転駆動とするリフレッシュフレームとなっている。なお、1フレーム目については、前のフレームで要求信号ROを出力することなく画像信号DATが入力されたものとする。1フレーム目に続く3フレーム(2~4フレーム目)は、レジスタREFINTの設定値に従って休止フレームとなっている。その後の2フレーム(5~6フレーム目)は、レジスタREFDETの設定値に従ってリフレッシュフレームとなっている。5~6フレーム目は第2リフレッシュフレームとなるので、5~6フレーム目における反転駆動方式はドット反転駆動となる。なお、4~5フレーム目には、5~6フレーム目における画像信号DATの入力を要求するための要求信号ROが出力されている。
その後、9フレーム目に画像信号DATが入力される。これにより、9フレーム目は、反転駆動方式をカラム反転駆動とするリフレッシュフレームとなる。そして、10~12フレーム目は休止フレームとなり、13~14フレーム目は反転駆動方式をドット反転駆動とするリフレッシュフレーム(第2リフレッシュフレーム)となる。
その後、20フレーム目,32フレーム目,39フレーム目,および46フレーム目に画像信号DATが入力される。これにより、9フレーム目に画像信号DATが入力されたときと同様にして、リフレッシュフレームおよび反転駆動方式の決定が行われる。51フレーム目にドット反転駆動によるリフレッシュが行われた後、画像信号DATが入力されることなくレジスタNREFで設定された回数(本実施形態では9回)の休止フレーム(52~60フレーム目)が発生しているので、最後の休止フレーム(60フレーム目)に、外部(ホスト)に対して要求信号ROが出力される。
<4.2 第2の具体例>
図10を参照しつつ、第2の具体例について説明する。1フレーム目は、反転駆動方式をカラム反転駆動とするリフレッシュフレームとなっている。なお、1フレーム目については、前のフレームで要求信号ROを出力することなく画像信号DATが入力されたものとする。その後、3フレーム目,6フレーム目,9フレーム目,12フレーム目,14フレーム目,および16フレーム目にも画像信号DATが入力されている。このように前回のリフレッシュフレームから3回の休止フレームが発生することなく画像信号DATの入力が行われているので、1フレーム目から16フレーム目までには第2リフレッシュフレームとしてのリフレッシュフレームは設けられていない。
図10を参照しつつ、第2の具体例について説明する。1フレーム目は、反転駆動方式をカラム反転駆動とするリフレッシュフレームとなっている。なお、1フレーム目については、前のフレームで要求信号ROを出力することなく画像信号DATが入力されたものとする。その後、3フレーム目,6フレーム目,9フレーム目,12フレーム目,14フレーム目,および16フレーム目にも画像信号DATが入力されている。このように前回のリフレッシュフレームから3回の休止フレームが発生することなく画像信号DATの入力が行われているので、1フレーム目から16フレーム目までには第2リフレッシュフレームとしてのリフレッシュフレームは設けられていない。
その後、20フレーム目および21フレーム目が第2リフレッシュフレームとしてのリフレッシュフレームとされる。すなわち、20フレーム目および21フレーム目には、ドット反転駆動が行われる。
その後、画像信号DATが入力されることなくレジスタNREFで設定された回数(本実施形態では9回)の休止フレーム(22~30フレーム目)が発生しているので、最後の休止フレーム(30フレーム目)に、外部(ホスト)に対して要求信号ROが出力される。そして、31フレーム目に外部から画像信号DATが入力される。これにより、31フレーム目は、反転駆動方式をドット反転駆動とするリフレッシュフレームとなる。そして、32~34フレーム目は休止フレームとなり、35~36フレーム目は反転駆動方式をドット反転駆動とするリフレッシュフレーム(第2リフレッシュフレーム)となる。
その後、画像信号DATが入力されることなくレジスタNREFで設定された回数の休止フレーム(37~45フレーム目)が発生しているので、最後の休止フレーム(45フレーム目)に、外部(ホスト)に対して要求信号ROが出力される。これにより、46フレーム目は、反転駆動方式をドット反転駆動とするリフレッシュフレームとなる。その後、さらに47フレーム目にも画像信号DATが入力され、47フレーム目は、反転駆動方式をドット反転駆動とするリフレッシュフレームとなる。このように、46フレーム目と47フレーム目とで2フレーム連続してカラム反転駆動によるリフレッシュが行われている。このため、後のリフレッシュフレーム(47フレーム目)から3回の休止フレームをはさんで第2リフレッシュフレームが設けられている。すなわち、51~52フレーム目が、反転駆動方式をドット反転駆動とするリフレッシュフレームとなっている。
<4.3 共通電極電位について>
ところで、図9および図10に示す例では、カラム反転駆動が行われる際には共通電極電位はVCOM2に設定され、ドット反転駆動が行われる際には共通電極電位はVCOM1に設定される。このように、本実施形態においては、カラム反転駆動で液晶パネル300が駆動されるときとドット反転駆動で液晶パネル300が駆動されるときとで共通電極電位が異なる値に設定されている。共通電極電位の値をこのように設定することによって、仮にカラム反転駆動とドット反転駆動とで最適共通電極電位(正極性の書き込みが行われる時の充電率と負極性の書き込みが行われる時の充電率とが等しくなるような共通電極電位であり、最適対向電位とも呼ばれる。)が異なる場合であっても液晶の劣化を抑制することができる。
ところで、図9および図10に示す例では、カラム反転駆動が行われる際には共通電極電位はVCOM2に設定され、ドット反転駆動が行われる際には共通電極電位はVCOM1に設定される。このように、本実施形態においては、カラム反転駆動で液晶パネル300が駆動されるときとドット反転駆動で液晶パネル300が駆動されるときとで共通電極電位が異なる値に設定されている。共通電極電位の値をこのように設定することによって、仮にカラム反転駆動とドット反転駆動とで最適共通電極電位(正極性の書き込みが行われる時の充電率と負極性の書き込みが行われる時の充電率とが等しくなるような共通電極電位であり、最適対向電位とも呼ばれる。)が異なる場合であっても液晶の劣化を抑制することができる。
<5.効果>
本実施形態によれば、外部に対して画像信号DATの入力の要求を行うことなく外部から画像信号DATが入力されると、カラム反転駆動によるリフレッシュが行われる。また、前回のリフレッシュフレームから予め定められた回数の休止フレームが発生すると、外部に対して画像信号DATの入力を要求する要求信号ROが出力される。そして、要求信号ROの出力に応じて画像信号DATが入力されたときにも、カラム反転駆動によるリフレッシュが行われる。カラム反転駆動が行われたリフレッシュフレームの後には、数フレーム(本実施形態では3フレーム)の休止フレームを挟んで、反転駆動方式をドット反転駆動とするリフレッシュフレーム(第2リフレッシュフレーム)が設けられる。以上より、頻繁に画像信号DATが入力されると(図10の1~16フレーム目を参照)、ドット反転駆動によるリフレッシュは行われず、カラム反転駆動によるリフレッシュのみが行われる。これに対して、画像信号DATの入力頻度が低い場合には、カラム反転駆動によるリフレッシュおよびドット反転駆動によるリフレッシュの双方が行われる。頻繁にリフレッシュが行われるときには、フリッカは視認されにくいので、カラム反転駆動が行われても表示品位は低下しない。むしろ、カラム反転駆動が行われることによって消費電力低減の効果が得られる。また、画像信号DATの入力頻度が低いときには、ドット反転駆動によるリフレッシュが挿入されるので、フリッカに起因する表示品位の低下が抑制される。以上より、本実施形態によれば、休止駆動を行う液晶表示装置において、消費電力の増大を抑制しつつ効果的にフリッカの発生を抑制することが可能となる。
本実施形態によれば、外部に対して画像信号DATの入力の要求を行うことなく外部から画像信号DATが入力されると、カラム反転駆動によるリフレッシュが行われる。また、前回のリフレッシュフレームから予め定められた回数の休止フレームが発生すると、外部に対して画像信号DATの入力を要求する要求信号ROが出力される。そして、要求信号ROの出力に応じて画像信号DATが入力されたときにも、カラム反転駆動によるリフレッシュが行われる。カラム反転駆動が行われたリフレッシュフレームの後には、数フレーム(本実施形態では3フレーム)の休止フレームを挟んで、反転駆動方式をドット反転駆動とするリフレッシュフレーム(第2リフレッシュフレーム)が設けられる。以上より、頻繁に画像信号DATが入力されると(図10の1~16フレーム目を参照)、ドット反転駆動によるリフレッシュは行われず、カラム反転駆動によるリフレッシュのみが行われる。これに対して、画像信号DATの入力頻度が低い場合には、カラム反転駆動によるリフレッシュおよびドット反転駆動によるリフレッシュの双方が行われる。頻繁にリフレッシュが行われるときには、フリッカは視認されにくいので、カラム反転駆動が行われても表示品位は低下しない。むしろ、カラム反転駆動が行われることによって消費電力低減の効果が得られる。また、画像信号DATの入力頻度が低いときには、ドット反転駆動によるリフレッシュが挿入されるので、フリッカに起因する表示品位の低下が抑制される。以上より、本実施形態によれば、休止駆動を行う液晶表示装置において、消費電力の増大を抑制しつつ効果的にフリッカの発生を抑制することが可能となる。
また、上述のように、カラム反転駆動が行われたリフレッシュフレームの後には、休止フレームを挟んで、反転駆動方式をドット反転駆動とするリフレッシュフレーム(第2リフレッシュフレーム)が設けられる。このため、カラム反転駆動で画素容量への書き込みが行われた状態が長時間継続することによる表示品位の低下が防止される。
さらに、第2リフレッシュフレームにはドット反転駆動が行われるところ、本実施形態においては、第2リフレッシュフレームは2フレームで構成されている。このため、各画素における画素電圧の極性の偏りに起因する画面の焼き付きの発生が抑制される。
さらにまた、本実施形態によれば、カラム反転駆動が行われるときとドット反転駆動が行われるときとで共通電極33の電位が異なる値に設定される。このため、仮にカラム反転駆動とドット反転駆動とで最適共通電極電位が異なる場合であっても、液晶の劣化を抑制することが可能となる。
また、液晶パネル300の表示部30内に設けられるTFT31として酸化物半導体をチャネル層に用いたTFTが採用された場合には、画素電極32-共通電極33間の容量(画素容量Cp)に書き込まれた電圧が長時間にわたり保持される。このため、表示品位を低下させることなく、リフレッシュレートをより低くすることが可能となる(上述のレジスタNREFの設定値を大きくすることができる。)。これにより、外部からの画像信号入力がないときのリフレッシュの頻度が少なくなるので、消費電力を大幅に低減することが可能となる。特に酸化物半導体としてInGaZnOxを採用することにより、消費電力低減の効果が確実に得られる。
<6.変形例>
<6.1 要求信号送信後のフレームについて>
上記実施形態においては、第2入力フレーム(外部に対して要求信号ROを出力したことによって外部から画像信号DATの入力が行われたフレーム)ではカラム反転駆動が行われ、第2入力フレームの数フレーム後には反転駆動方式をドット反転駆動とするリフレッシュフレーム(第2リフレッシュフレーム)が設けられていた。しかしながら、本発明はこれに限定されない。図11に示すように、「第2入力フレームではドット反転駆動が行われ(図11の10フレーム目を参照)、第2入力フレームに対応する第2リフレッシュフレームは設けられない」という構成にしても良い。但し、第2入力フレームで画像が変化している場合には、各画素において画素電圧が確実に目標電圧に到達するよう、図12に示すように、第2入力フレームに対応する第2リフレッシュフレーム(図12では、14フレーム目および15フレーム目)を設けることが好ましい。
<6.1 要求信号送信後のフレームについて>
上記実施形態においては、第2入力フレーム(外部に対して要求信号ROを出力したことによって外部から画像信号DATの入力が行われたフレーム)ではカラム反転駆動が行われ、第2入力フレームの数フレーム後には反転駆動方式をドット反転駆動とするリフレッシュフレーム(第2リフレッシュフレーム)が設けられていた。しかしながら、本発明はこれに限定されない。図11に示すように、「第2入力フレームではドット反転駆動が行われ(図11の10フレーム目を参照)、第2入力フレームに対応する第2リフレッシュフレームは設けられない」という構成にしても良い。但し、第2入力フレームで画像が変化している場合には、各画素において画素電圧が確実に目標電圧に到達するよう、図12に示すように、第2入力フレームに対応する第2リフレッシュフレーム(図12では、14フレーム目および15フレーム目)を設けることが好ましい。
<6.2 反転駆動方式について>
上記実施形態においては、反転駆動方式はカラム反転駆動とドット反転駆動との間で切り替えられていた。しかしながら、本発明はこれに限定されない。例えば、「p>q」と仮定したとき、「第1リフレッシュフレームにはpドット反転駆動によるリフレッシュが行われ、第2リフレッシュフレームにはqドット反転駆動によるリフレッシュが行われる」という構成にしても良い。この場合、pドット反転駆動が第1の反転駆動方式に相当し、qドット反転駆動が第2の反転駆動方式に相当する。また、「第1リフレッシュフレームにはカラム反転駆動によるリフレッシュが行われ、第2リフレッシュフレームには複数ドット反転駆動によるリフレッシュが行われる」という構成にしても良い。この場合、カラム反転駆動が第1の反転駆動方式に相当し、複数ドット反転駆動が第2の反転駆動方式に相当する。以上のように、採用する2つの反転駆動方式については特に限定されない。
上記実施形態においては、反転駆動方式はカラム反転駆動とドット反転駆動との間で切り替えられていた。しかしながら、本発明はこれに限定されない。例えば、「p>q」と仮定したとき、「第1リフレッシュフレームにはpドット反転駆動によるリフレッシュが行われ、第2リフレッシュフレームにはqドット反転駆動によるリフレッシュが行われる」という構成にしても良い。この場合、pドット反転駆動が第1の反転駆動方式に相当し、qドット反転駆動が第2の反転駆動方式に相当する。また、「第1リフレッシュフレームにはカラム反転駆動によるリフレッシュが行われ、第2リフレッシュフレームには複数ドット反転駆動によるリフレッシュが行われる」という構成にしても良い。この場合、カラム反転駆動が第1の反転駆動方式に相当し、複数ドット反転駆動が第2の反転駆動方式に相当する。以上のように、採用する2つの反転駆動方式については特に限定されない。
10…反転駆動制御部
12…レジスタ群
22…ソースドライバ
24…ゲートドライバ
30…表示部
31…TFT(薄膜トランジスタ)
32…画素電極
33…共通電極
100…ドライバ制御部
200…パネル駆動部
300…液晶パネル
12…レジスタ群
22…ソースドライバ
24…ゲートドライバ
30…表示部
31…TFT(薄膜トランジスタ)
32…画素電極
33…共通電極
100…ドライバ制御部
200…パネル駆動部
300…液晶パネル
Claims (11)
- 画面のリフレッシュを行う2つのリフレッシュフレームの間に画面のリフレッシュを休止する休止フレームを設ける休止駆動を採用し、外部から不定期に入力される画像信号に基づいて液晶に交流電圧を印加することによって画像表示を行う液晶表示装置であって、
マトリクス状に配置された複数の画素電極と、前記液晶を介して前記複数の画素電極との間に電圧を印加するために設けられた共通電極とを含み、前記画像信号に基づく画像を表示する液晶パネルと、
前記液晶パネルを駆動する液晶パネル駆動部と、
前記画像信号を受け取り、各フレームをリフレッシュフレームとするか休止フレームとするかを決定するとともに前記液晶に交流電圧を印加するための反転駆動方式を液晶印加電圧の空間的な極性反転の頻度が比較的低い第1の反転駆動方式または液晶印加電圧の空間的な極性反転の頻度が比較的高い第2の反転駆動方式のいずれかに決定して、前記液晶パネル駆動部の動作を制御する反転駆動制御部と
を備え、
外部に対して前記画像信号の入力の要求を行うことなく外部から前記画像信号が入力されたフレームを第1入力フレームとして定義したとき、前記反転駆動制御部は、
前記第1入力フレームを第1リフレッシュフレームとして定義されるリフレッシュフレームに定めるとともに前記第1入力フレームにおける反転駆動方式を前記第1の反転駆動方式に定め、
前記第1リフレッシュフレームに続くnフレーム(nは1以上の整数)を休止フレームに定め、
最後の休止フレームに続くフレームを第2リフレッシュフレームとして定義されるリフレッシュフレームに定め、
前記第2リフレッシュフレームにおける反転駆動方式を前記第2の反転駆動方式に定めることを特徴とする、液晶表示装置。 - 前記反転駆動制御部は、予め定められた数のフレームに相当する期間を通じて前記画像信号が入力されなかったとき、外部に対して前記画像信号の入力の要求を行うことを特徴とする、請求項1に記載の液晶表示装置。
- 外部に対して前記画像信号の入力の要求を行ったことによって外部から前記画像信号が入力されたフレームを第2入力フレームとして定義したとき、前記反転駆動制御部は、前記第1入力フレームに加えて前記第2入力フレームを前記第1リフレッシュフレームとして定義されるリフレッシュフレームに定めるとともに、前記第2入力フレームにおける反転駆動方式を前記第1の反転駆動方式に定めることを特徴とする、請求項2に記載の液晶表示装置。
- 外部に対して前記画像信号の入力の要求を行ったことによって外部から前記画像信号が入力されたフレームを第2入力フレームとして定義したとき、前記反転駆動制御部は、前記第2入力フレームをリフレッシュフレームに定めるとともに、前記第2入力フレームにおける反転駆動方式を前記第2の反転駆動方式に定めることを特徴とする、請求項2に記載の液晶表示装置。
- 前記第2入力フレームにおいて前回のリフレッシュフレームと比較して前記画像信号に基づく画像が変化している場合に、前記反転駆動制御部は、前記第1入力フレームに加えて前記第2入力フレームを前記第1リフレッシュフレームとして定義されるリフレッシュフレームに定めることを特徴とする、請求項4に記載の液晶表示装置。
- 前記第2リフレッシュフレームは、複数のフレームからなることを特徴とする、請求項1に記載の液晶表示装置。
- 前記第1の反転駆動方式は列反転駆動方式であって、前記第2の反転駆動方式はドット反転駆動方式であることを特徴とする、請求項1に記載の液晶表示装置。
- 前記共通電極の電位が、前記第1の反転駆動方式で前記液晶パネルが駆動されるときと前記第2の反転駆動方式で前記液晶パネルが駆動されるときとで異なる値に設定されることを特徴とする、請求項1に記載の液晶表示装置。
- 前記液晶パネルは、
走査信号線と、
前記画像信号に応じた映像信号が印加される映像信号線と、
前記走査信号線に制御端子が接続され、前記映像信号線に第1導通端子が接続され、前記画素電極に第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。 - 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)を主成分とする酸化インジウムガリウム亜鉛であることを特徴とする、請求項9に記載の液晶表示装置。
- 画面のリフレッシュを行う2つのリフレッシュフレームの間に画面のリフレッシュを休止する休止フレームを設ける休止駆動を採用し、外部から不定期に入力される画像信号に基づいて液晶に交流電圧を印加することによって画像表示を行う液晶表示装置の駆動方法であって、
マトリクス状に配置された複数の画素電極および前記液晶を介して前記複数の画素電極との間に電圧を印加するために設けられた共通電極を含み前記画像信号に基づく画像を表示する液晶パネルを駆動する液晶パネル駆動ステップと、
前記画像信号を受け取り、各フレームをリフレッシュフレームとするか休止フレームとするかを決定するとともに前記液晶に交流電圧を印加するための反転駆動方式を液晶印加電圧の空間的な極性反転の頻度が比較的低い第1の反転駆動方式または液晶印加電圧の空間的な極性反転の頻度が比較的高い第2の反転駆動方式のいずれかに決定して、前記液晶パネル駆動部の動作を制御する反転駆動制御ステップと
を含み、
外部に対して前記画像信号の入力の要求を行うことなく外部から前記画像信号が入力されたフレームを第1入力フレームとして定義したとき、前記反転駆動制御ステップでは、
前記第1入力フレームが第1リフレッシュフレームとして定義されるリフレッシュフレームに定められるとともに前記第1入力フレームにおける反転駆動方式が前記第1の反転駆動方式に定められ、
前記第1リフレッシュフレームに続くnフレーム(nは1以上の整数)が休止フレームに定められ、
最後の休止フレームに続くフレームが第2リフレッシュフレームとして定義されるリフレッシュフレームに定められ、
前記第2リフレッシュフレームにおける反転駆動方式が前記第2の反転駆動方式に定められることを特徴とする、駆動方法。
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