WO2014103912A1 - 液晶表示装置およびその駆動方法 - Google Patents
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Abstract
液晶の劣化を防止しつつ消費電力を低減することができる液晶表示装置を提供する。 液晶表示装置は休止駆動を行う。液晶表示装置に設けられた極性指示部は、駆動期間に含まれるリフレッシュフレームの数が偶数である場合に、駆動期間に含まれる最初のリフレッシュフレームで画素形成部に書き込むべきデータ電圧の極性を、上記最初のリフレッシュフレームの直前のリフレッシュフレームで画素形成部に書き込まれたデータ電圧の極性と同じにし、且つ、駆動期間中のリフレッシュフレーム毎にデータ電圧の極性を反転させるように、液晶表示装置に設けられた駆動部を制御する。
Description
本発明は液晶表示装置に関し、より詳細には、休止駆動を行う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は低消費電力であることが求められている。液晶表示装置の消費電力を低減するための有力な技術の1つとして、休止駆動が提案されている。休止駆動を行う液晶表示装置は、走査線を走査してデータ電圧の書き込みを行うことにより画面のリフレッシュを行うための駆動期間と、全ての走査線を非選択状態にしてデータ電圧の書き込みを休止するための休止期間とを交互に繰り返す。休止期間では、直前の駆動期間において画素形成部の液晶層に印加された電圧(以下「液晶印加電圧」という。)が保持されるので、画像の表示も維持される。このため、休止期間では、ゲートドライバおよび/またはソースドライバの動作を休止させることができるので低消費電力化を図ることができる。このような休止駆動を行う液晶表示装置は、例えば特許文献1に開示されている。
ところで、液晶表示装置では一般に、液晶印加電圧の直流成分を低減する極性反転駆動が採用されている。具体的には、ある画素に着目した場合に、液晶印加電圧が正極性となるフレーム(以下「正極性フレーム」という。)の数と液晶印加電圧が負極性となるフレーム(以下「負極性フレーム」という。)の数とのバランスをとることにより、液晶印加電圧の極性の偏りが解消される。これにより、液晶印加電圧の直流成分が低減されるので、液晶の劣化を防止することができる。
休止駆動を行う液晶表示装置において、休止期間中の液晶印加電圧は、直前の駆動期間において画素形成部に最後に書き込まれたデータ電圧と同極性となる。このため、駆動期間におけるデータ電圧の書き込み方によっては正極性フレームおよび負極性フレームの一方が増加すると共に他方が減少し、結果として液晶印加電圧の極性に偏りが生じることとなる。したがって、液晶の劣化を防止することが困難となる。
そこで、本発明は、液晶の劣化を防止しつつ消費電力を低減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、複数の画素形成部を備え、外部から受け取る画像信号に基づくデータ電圧を前記画素形成部に書き込むための駆動期間と前記画素形成部への前記データ電圧の書き込みを休止するための休止期間とを交互に繰り返す休止駆動を行う液晶表示装置であって、
前記画素形成部に前記データ電圧を書き込む駆動部と、
前記駆動部を制御する表示制御部とを備え、
前記表示制御部は、
前記データ電圧を前記画素形成部に書き込むためのフレームであるリフレッシュフレームを前記駆動期間に1つ以上含ませ、且つ、前記データ電圧の書き込みを休止するためのフレームである非リフレッシュフレームを前記休止期間に少なくとも1つ含ませるように前記駆動部を制御するフレーム設定部と、
前記駆動期間に含まれる前記リフレッシュフレームの数が偶数である場合に、前記駆動期間に含まれる最初のリフレッシュフレームで前記画素形成部に書き込むべきデータ電圧の極性を、前記最初のリフレッシュフレームの直前のリフレッシュフレームで前記画素形成部に書き込まれたデータ電圧の極性と同じにし、且つ、前記駆動期間中のリフレッシュフレーム毎に前記データ電圧の極性を反転させるように前記駆動部を制御する極性指示部とを含むことを特徴とする。
前記画素形成部に前記データ電圧を書き込む駆動部と、
前記駆動部を制御する表示制御部とを備え、
前記表示制御部は、
前記データ電圧を前記画素形成部に書き込むためのフレームであるリフレッシュフレームを前記駆動期間に1つ以上含ませ、且つ、前記データ電圧の書き込みを休止するためのフレームである非リフレッシュフレームを前記休止期間に少なくとも1つ含ませるように前記駆動部を制御するフレーム設定部と、
前記駆動期間に含まれる前記リフレッシュフレームの数が偶数である場合に、前記駆動期間に含まれる最初のリフレッシュフレームで前記画素形成部に書き込むべきデータ電圧の極性を、前記最初のリフレッシュフレームの直前のリフレッシュフレームで前記画素形成部に書き込まれたデータ電圧の極性と同じにし、且つ、前記駆動期間中のリフレッシュフレーム毎に前記データ電圧の極性を反転させるように前記駆動部を制御する極性指示部とを含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、
前記極性指示部は、前記駆動期間に含まれる前記リフレッシュフレームの数が奇数である場合に、前記駆動期間に含まれる各リフレッシュフレームで前記画素形成部に書き込むべきデータ電圧の極性を、当該リフレッシュフレームの直前のリフレッシュフレームで前記画素形成部に書き込まれたデータ電圧の極性と異ならせるように前記駆動部を制御することを特徴とする。
前記極性指示部は、前記駆動期間に含まれる前記リフレッシュフレームの数が奇数である場合に、前記駆動期間に含まれる各リフレッシュフレームで前記画素形成部に書き込むべきデータ電圧の極性を、当該リフレッシュフレームの直前のリフレッシュフレームで前記画素形成部に書き込まれたデータ電圧の極性と異ならせるように前記駆動部を制御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1の局面において、
前記極性指示部は、画像更新時に設けられる前記駆動期間に含まれる前記リフレッシュフレームの数が偶数である場合に、前記駆動期間に含まれる最初のリフレッシュフレームで前記画素形成部に書き込むべきデータ電圧の極性を、前記最初のリフレッシュフレームの直前のリフレッシュフレームで前記画素形成部に書き込まれたデータ電圧の極性と同じにし、且つ、前記駆動期間中のリフレッシュフレーム毎に前記データ電圧の極性を反転させるように前記駆動部を制御することを特徴とする。
前記極性指示部は、画像更新時に設けられる前記駆動期間に含まれる前記リフレッシュフレームの数が偶数である場合に、前記駆動期間に含まれる最初のリフレッシュフレームで前記画素形成部に書き込むべきデータ電圧の極性を、前記最初のリフレッシュフレームの直前のリフレッシュフレームで前記画素形成部に書き込まれたデータ電圧の極性と同じにし、且つ、前記駆動期間中のリフレッシュフレーム毎に前記データ電圧の極性を反転させるように前記駆動部を制御することを特徴とする。
本発明の第4の局面は、本発明の第1の局面において、
前記画素形成部および前記駆動部に接続されたデータ線および走査線をさらに備え、
前記画素形成部は、
前記データ電圧が与えられるべき画素電極と、
前記走査線に制御端子が接続され、前記データ線に第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とを含むことを特徴とする。
前記画素形成部および前記駆動部に接続されたデータ線および走査線をさらに備え、
前記画素形成部は、
前記データ電圧が与えられるべき画素電極と、
前記走査線に制御端子が接続され、前記データ線に第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とを含むことを特徴とする。
本発明の第5の局面は、本発明の第4の局面において、
前記酸化物半導体は、インジウム、ガリウム、亜鉛、および酸素を主成分とすることを特徴とする。
前記酸化物半導体は、インジウム、ガリウム、亜鉛、および酸素を主成分とすることを特徴とする。
本発明の第6の局面は、複数の画素形成部を備え、外部から受け取る画像信号に基づくデータ電圧を前記画素形成部に書き込むための駆動期間と前記画素形成部への前記データ電圧の書き込みを休止するための休止期間とを交互に繰り返す休止駆動を行う液晶表示装置の駆動方法であって、
前記データ電圧を前記画素形成部に書き込むためのフレームであるリフレッシュフレームを前記駆動期間に1つ以上含ませ、且つ、前記データ電圧の書き込みを休止するためのフレームである非リフレッシュフレームを前記休止期間に少なくとも1つ含ませて駆動を行うステップと、
前記駆動期間に含まれる前記リフレッシュフレームの数が偶数である場合に、前記駆動期間に含まれる最初のリフレッシュフレームで前記画素形成部に書き込むべきデータ電圧の極性を、前記最初のリフレッシュフレームの直前のリフレッシュフレームで前記画素形成部に書き込まれたデータ電圧の極性と同じにし、且つ、前記駆動期間中のリフレッシュフレーム毎に前記データ電圧の極性を反転させるステップとを備えることを特徴とする。
前記データ電圧を前記画素形成部に書き込むためのフレームであるリフレッシュフレームを前記駆動期間に1つ以上含ませ、且つ、前記データ電圧の書き込みを休止するためのフレームである非リフレッシュフレームを前記休止期間に少なくとも1つ含ませて駆動を行うステップと、
前記駆動期間に含まれる前記リフレッシュフレームの数が偶数である場合に、前記駆動期間に含まれる最初のリフレッシュフレームで前記画素形成部に書き込むべきデータ電圧の極性を、前記最初のリフレッシュフレームの直前のリフレッシュフレームで前記画素形成部に書き込まれたデータ電圧の極性と同じにし、且つ、前記駆動期間中のリフレッシュフレーム毎に前記データ電圧の極性を反転させる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、駆動期間に含まれるリフレッシュフレームの数が偶数である場合に、当該駆動期間に含まれる最初のリフレッシュフレームで画素形成部に書き込むべきデータ電圧の極性と直前のリフレッシュフレームで画素形成部に書き込まれたデータ電圧の極性とが同じになる。このため、当該駆動期間中のリフレッシュフレーム毎にデータ電圧の極性を反転させても、駆動期間を挟んで連続する2つの休止期間において、液晶印加電圧の極性が互いに異なる。これにより、正極性フレームおよび負極性フレームの数が略均一化されるので、液晶印加電圧の極性の偏りが解消される。したがって、液晶の劣化を防止しつつ消費電力を低減することができる。
本発明の第2の局面によれば、駆動期間に含まれるリフレッシュフレームの数が奇数である場合に、駆動期間を挟んで連続する2つの休止期間において、それぞれを構成するフレームの極性が互いに異なる。このため、正極性フレームおよび負極性フレームの数が略均一化されるので、液晶印加電圧の極性の偏りが解消される。したがって、駆動期間に含まれるリフレッシュフレームの数が奇数の場合においても、液晶の劣化を防止しつつ消費電力を低減することができる。
本発明の第3の局面によれば、画像更新時に複数(偶数)のリフレッシュフレームが設けられるので、表示画像の残像発生を防止することができる。
本発明の第4の局面によれば、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が使用される。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、オフ時の液晶印加電圧の変動が抑制される。これにより、休止期間を長く設けて、さらなる低消費電力化を図ることができる。
本発明の第5の局面によれば、インジウム、ガリウム、亜鉛、および酸素を主成分とする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使用して、本発明の第4の局面と同様の効果を奏する。
本発明の第6の局面によれば、液晶表示装置の駆動方法において、本発明の第1の局面と同様の効果を奏する。
以下では、データ電圧を画素形成部に書き込むためのフレームのことを「リフレッシュフレーム」といい、データ電圧の書き込みを休止するためのフレームのことを「非リフレッシュフレーム」という。また、以下の説明で参照するタイミングチャートにおける「画素電圧極性」とは、1つの画素形成部に着目した電圧極性を示し、より詳細には、リフレッシュフレームにおいては当該画素形成部のデータ電圧の極性および液晶印加電圧の極性を示し、非リフレッシュフレームにおいては当該画素形成部の液晶印加電圧の極性を示す。なお、リフレッシュフレームではデータ電圧の極性および液晶印加電圧の極性が同じであるので、データ電圧の極性および液晶印加電圧の極性の一方のみを説明し、他方の説明を省略する場合がある。
<0.基礎検討>
本発明の実施形態について説明する前に、上記課題を解決すべく本願発明者によりなされた基礎検討について説明する。図1は、本発明の基礎検討における休止駆動の第1例を説明するためのタイミングチャートである。本発明の基礎検討における休止駆動を行う液晶表示装置は、外部のホストから与えられる画像信号およびコマンドに従って駆動期間および休止期間を交互に設定する。駆動期間および休止期間はフレーム単位で設定される。図1に示す例では、各駆動期間は3つのリフレッシュフレームで構成されている。第1~第3フレームで構成される期間および第6~第8フレームで構成される期間のそれぞれが駆動期間である。第1~第3フレームで構成される駆動期間は画像「A」を示すデータ電圧を使用してリフレッシュを行うための期間であり、第6~第8フレームで構成される駆動期間は画像「B」を示すデータ電圧を使用してリフレッシュを行うための期間である。なお、第1~第3フレームで構成される駆動期間および第6~第8フレームで構成される駆動期間で同じ画像を示すデータ電圧を使用してリフレッシュが行われても良い。各休止期間は2つの非リフレッシュフレームで構成されている。第4,第5フレームで構成される期間および第9,第10フレームで構成される期間のそれぞれが休止期間である。
本発明の実施形態について説明する前に、上記課題を解決すべく本願発明者によりなされた基礎検討について説明する。図1は、本発明の基礎検討における休止駆動の第1例を説明するためのタイミングチャートである。本発明の基礎検討における休止駆動を行う液晶表示装置は、外部のホストから与えられる画像信号およびコマンドに従って駆動期間および休止期間を交互に設定する。駆動期間および休止期間はフレーム単位で設定される。図1に示す例では、各駆動期間は3つのリフレッシュフレームで構成されている。第1~第3フレームで構成される期間および第6~第8フレームで構成される期間のそれぞれが駆動期間である。第1~第3フレームで構成される駆動期間は画像「A」を示すデータ電圧を使用してリフレッシュを行うための期間であり、第6~第8フレームで構成される駆動期間は画像「B」を示すデータ電圧を使用してリフレッシュを行うための期間である。なお、第1~第3フレームで構成される駆動期間および第6~第8フレームで構成される駆動期間で同じ画像を示すデータ電圧を使用してリフレッシュが行われても良い。各休止期間は2つの非リフレッシュフレームで構成されている。第4,第5フレームで構成される期間および第9,第10フレームで構成される期間のそれぞれが休止期間である。
一般的な液晶表示装置における極性反転駆動では、リフレッシュフレーム毎にデータ電圧の極性が反転される。図1に示す例でも同様に、リフレッシュフレーム毎にデータ電圧の極性が反転される。なお、第1フレームの直前のリフレッシュフレームでは負極性(-)のデータ電圧を使用してリフレッシュが行われたものとする。第1フレームでは、直前のリフレッシュフレームからデータ電圧の極性が反転され、正極性(+)のデータ電圧を使用してリフレッシュが行われる。第2,第3フレームでも同様に、データ電圧の極性が反転され、それぞれ負極性のデータ電圧および正極性のデータ電圧を使用してリフレッシュが行われる。第4,第5フレームでは、第3フレームと同じ正極性の液晶印加電圧が保持される。第6フレームでは、第3フレームからデータ電圧の極性が反転され、負極性のデータ電圧を使用してリフレッシュが行われる。第7,第8フレームでも同様に、データ電圧の極性が反転され、それぞれ正極性のデータ電圧および負極性のデータ電圧を使用してリフレッシュが行われる。第9,第10フレームでは、第8フレームと同じ負極性の液晶印加電圧が保持される。
このように、図1に示す例では、第1~第10フレームにおいて正極性フレーム数および負極性フレーム数が共に5であるので、正極性フレーム数と負極性フレーム数とのバランスがとれている。このため、液晶印加電圧の極性の偏りが比較的小さくなる。これにより、液晶印加電圧の直流成分が低減されるので、液晶の劣化を防止することができる。なお、図1に示す例のように各駆動期間を3つのリフレッシュフレームで構成する場合のみならず、各駆動期間を3以外の奇数個のリフレッシュフレームで構成する場合も同様であり、奇数個のリフレッシュフレームと1つ以上の非リフレッシュフレームで構成する場合も同様である。
図2は、本発明の基礎検討における休止駆動の第2例を説明するためのタイミングチャートである。図2に示す例では、各駆動期間は2つのリフレッシュフレームで構成されている。第1,第2フレームで構成される期間および第5,第6フレームで構成される駆動期間のそれぞれが駆動期間である。第1,第2フレームで構成される駆動期間は画像「A」を示すデータ電圧を使用してリフレッシュを行うための期間であり、第5,第6フレームで構成される駆動期間は画像「B」を示すデータ電圧を使用してリフレッシュを行うための期間である。なお、第1,第2フレームで構成される駆動期間および第5,第6フレームで構成される駆動期間で同じ画像を示すデータ電圧を使用してリフレッシュが行われても良い。各休止期間は2つの非リフレッシュフレームで構成されている。第3,第4フレームで構成される期間および第7,第8フレームで構成される期間のそれぞれが休止期間である。
図2に示す例では、図1に示す例と同様に、リフレッシュフレーム毎にデータ電圧の極性が反転される。なお、第1フレームの直前のリフレッシュフレームでは負極性のデータ電圧を使用してリフレッシュが行われたものとする。第1フレームでは、直前のリフレッシュフレームからデータ電圧の極性が反転され、正極性のデータ電圧を使用してリフレッシュが行われる。第2フレームでも同様に、データ電圧の極性が反転され、負極性のデータ電圧を使用してリフレッシュが行われる。第3,第4フレームでは、第2フレームと同じ負極性の液晶印加電圧が保持される。第5フレームでは、第2フレームからデータ電圧の極性が反転され、正極性のデータ電圧を使用してリフレッシュが行われる。第6フレームでも同様に、データ電圧の極性が反転され、負極性のデータ電圧を使用してリフレッシュが行われる。第7,第8フレームでは、第6フレームと同じ負極性の液晶印加電圧が保持される。
このように、図2に示す例では、第1~第8フレームにおいて正極性フレーム数が2であり、負極性フレーム数が6であるので、正極性フレーム数と負極性フレーム数とのバランスがとれていない。このため、液晶印加電圧の極性の偏りが比較的大きくなる。これにより、液晶印加電圧の直流成分が増大するので、液晶の劣化を防止することができない。なお、図2に示す例のように各駆動期間を2つのリフレッシュフレームで構成する場合のみならず、各駆動期間を4以上の偶数個のリフレッシュフレームで構成する場合も同様であり、偶数個のリフレッシュフレームと1以上の非リフレッシュフレームで構成する場合も同様である。
以上より、駆動期間に含まれるリフレッシュフレームの数が偶数である場合には、当該駆動期間中のリフレッシュフレーム毎にデータ電圧の極性を反転させても、当該駆動期間を挟んで連続する2つの休止期間において、液晶印加電圧の極性が同じになることがわかる。このため、正極性フレーム数と負極性フレーム数とのバランスがとれず、液晶印加電圧の極性の偏りが比較的大きくなる。これにより、液晶印加電圧の直流成分が増大するので、液晶の劣化を防止することができない。
<1.実施形態>
以上の基礎検討に基づき本願発明者によりなされた本発明の一実施形態について、以下、添付図面を参照しながら説明する。なお、休止駆動の説明のうち、上記基礎検討の説明と重複する部分については適宜省略する。
以上の基礎検討に基づき本願発明者によりなされた本発明の一実施形態について、以下、添付図面を参照しながら説明する。なお、休止駆動の説明のうち、上記基礎検討の説明と重複する部分については適宜省略する。
<1.1 液晶表示装置>
図3は、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置100の構成を説明するためのブロック図である。液晶表示装置100は、液晶パネル10、タイミングコントローラ20(表示制御部)、フレームメモリ25、ソースドライバ30(データ線駆動回路)、およびゲートドライバ40(走査線駆動回路)を含んでいる。本実施形態では、ソースドライバ30およびゲートドライバ40が駆動部を構成している。ソースドライバ30およびゲートドライバ40の双方またはいずれか一方は液晶パネル10と一体的に形成されていても良い。液晶表示装置100の外部には、主として中央処理装置(Central Processing Unit:CPU)により構成されるホスト110が設けられている。
図3は、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置100の構成を説明するためのブロック図である。液晶表示装置100は、液晶パネル10、タイミングコントローラ20(表示制御部)、フレームメモリ25、ソースドライバ30(データ線駆動回路)、およびゲートドライバ40(走査線駆動回路)を含んでいる。本実施形態では、ソースドライバ30およびゲートドライバ40が駆動部を構成している。ソースドライバ30およびゲートドライバ40の双方またはいずれか一方は液晶パネル10と一体的に形成されていても良い。液晶表示装置100の外部には、主として中央処理装置(Central Processing Unit:CPU)により構成されるホスト110が設けられている。
液晶パネル10には、複数本のデータ線SLと、複数本の走査線GLと、それらの複数本のデータ線SLと複数本の走査線GLとの交差点に対応して設けられた複数個の画素形成部11が形成されている。図3では、便宜上、1本のデータ線SL、1本の走査線GL、および1個の画素形成部11を図示している。画素形成部11は、対応する交差点を通過する走査線GLにゲート端子(制御端子)が接続されると共に、その交差点を通過するデータ線SLにソース端子(第1導通端子)が接続された薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor:TFT)12と、そのTFT12のドレイン端子(第2導通端子)に接続された画素電極13と、複数個の画素形成部11に共通的に設けられた共通電極14と、画素電極13と共通電極14との間に挟持され、複数個の画素形成部11に共通的に設けられた液晶層とを含んでいる。画素電極13と共通電極14とにより形成される液晶容量Clcは画素容量を構成する。なお、画素容量に確実に電圧を保持すべく液晶容量Clcに並列に補助容量が設けられることも多いが、本明細書では説明の便宜上、画素容量が液晶容量Clcのみによって構成されているものとする。TFT12がオン状態のときに、データ線SLによって伝達されるデータ電圧が液晶容量Clcに書き込まれる。液晶容量Clcの他端である共通電極14には、図示しない共通電極ドライバから共通電圧が与えられる。このようにして、液晶容量Clcが保持する電圧である液晶印加電圧は、データ電圧および共通電圧によって決定される。
TFT12は、データ電圧を液晶容量Clcに書き込むためにオン状態になり、書き込まれたデータ電圧を保持し続けるためにオフ状態になるスイッチング素子として機能する。このようなTFT12としては、例えば酸化物半導体によりチャネル層が形成された酸化物TFTが使用される。酸化物TFTとしては、特に、インジウム(In)、ガリウム(Ga)、亜鉛(Zn)、および酸素(O)を主成分とする酸化物半導体であるIn-Ga-Zn-Oによりチャネル層が形成されたTFTが挙げられる。In-Ga-Zn-Oによりチャネル層が形成されたTFTは、アモルファスシリコンなどによりチャネル層が形成されたシリコン系のTFTに比べてオフリーク電流が非常に小さいので、オフ時の液晶印加電圧の変動が抑制される。なお、In-Ga-Zn-Oによりチャネル層が形成されたTFT以外の酸化物TFT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によりチャネル層を形成した場合でも同様の効果が得られる。
ホスト110は、インターフェース120を介して、画像信号および同期信号をタイミングコントローラ20に与える。画像信号は、液晶パネル10に表示すべき画像を示す。同期信号には、例えば垂直同期信号および水平同期信号などが含まれている。また、同期信号には、駆動期間のフレーム構成および休止期間のフレーム構成を示す情報も含まれている。本実施形態におけるホスト110は、全てのフレームにおいて画像信号および同期信号をタイミングコントローラ20に与える。
タイミングコントローラ20は、ホスト110から受け取った画像信号および同期信号に基づいて、駆動期間と休止期間とを交互に繰り返す休止駆動を極性反転駆動方式で行うように、ソースドライバ30およびゲートドライバ40を制御する。なお、極性反転駆動方式としては、ドット反転駆動方式、ライン反転駆動方式、カラム反転駆動方式、およびフレーム反転駆動方式のいずれを採用しても良い。タイミングコントローラ20は、より詳細には、画像信号、ソース制御信号、および極性指示信号をソースドライバ30に与え、ゲート制御信号をゲートドライバ40に与える。ソース制御信号には、例えばソーススタートパルス信号、ソースラッチストローブ信号、およびソースクロック信号などが含まれている。ゲート制御信号には、例えばゲートスタートパルス信号、ゲートクロック信号、およびゲートアウトプットイネーブル信号などが含まれている。極性指示信号は、データ電圧の極性を決定するための信号である。タイミングコントローラ20は、リフレッシュフレームではソースドライバ30およびゲートドライバ40にそれぞれデータ線SLおよび走査線GLを駆動させ、非リフレッシュフレームではソースドライバ30およびゲートドライバ40にそれぞれデータ線SLおよび走査線GLの駆動を停止させる。
タイミングコントローラ20は、より詳細には、画像信号判定部21、フレーム設定部22、および極性指示部23を含んでいる。画像信号判定部21は、現フレームの画像信号と前フレームの画像信号とが一致するか否かを判定する。フレーム設定部22は、駆動期間および休止期間のフレーム設定を行う。フレーム設定部22は、駆動期間に含まれるリフレッシュフレームの数の判定を可能に構成されている。なお、フレーム設定部22は、同期信号に含まれる駆動期間のフレーム構成および休止期間のフレーム構成を示す情報を図示しないレジスタに格納するように構成されていても良い。ソース制御信号およびゲート制御信号は、画像信号判定部21およびフレーム設定部22の処理に従って、各フレームがリフレッシュフレームであるか非リフレッシュフレームであるかに応じて生成される。極性指示部23は、フレーム設定部22のフレーム設定に従って、典型的にはリフレッシュフレーム毎に極性指示信号を生成する。極性指示部23の動作は、駆動期間に含まれるリフレッシュフレームの数が偶数であるか奇数であるかによって異なる(詳細は後述)。なお、駆動期間に含まれるリフレッシュフレームの数の判定主体は、必ずしもフレーム設定部22である必要はなく、極性指示部23でも良く、その他図示しないタイミングコントローラ20外部の構成要素であっても良い。なお、タイミングコントローラ20に含まれる各構成要素は例えばハードウェアとして実現されるが、ソフトウェアとして実現されても良い。
フレームメモリ25は、ダイナミックランダムアクセスメモリ(Dynamic Random Access Memory:DRAM)などの揮発性メモリである。フレームメモリ25は、1フレーム分の画像信号を格納するためのメモリ領域を少なくとも有している。タイミングコントローラ20は、ホスト110から受け取った画像信号をフレームメモリ25に書き込む。また、タイミングコントローラ20は、フレームメモリ25に格納された画像信号を必要とするフレームになったとき、フレームメモリ25から画像信号を読み出してソースドライバ30に与える。
ソースドライバ30は、リフレッシュフレームでは、タイミングコントローラ20から受け取った画像信号、ソース制御信号、および極性指示信号に基づいてデータ電圧を生成し、そのデータ電圧をデータ線SLに与える。ゲートドライバ40は、リフレッシュフレームでは、タイミングコントローラ20から受け取ったゲート制御信号に基づいて走査線GLを順に選択する。選択された走査線GLに接続された画素形成部11には、データ電圧が書き込まれる。このようにしてデータ電圧が各画素形成部11に書き込まれることにより、画面のリフレッシュが行われる。なお、非リフレッシュフレームではデータ電圧の書き込みが行われないので、画面のリフレッシュが行われない。
<1.2 休止駆動>
本実施形態における駆動期間としては、画像更新のためのリフレッシュを行う駆動期間(以下「第1駆動期間」という。)と、画像非更新時の定期的なリフレッシュを行う駆動期間(以下「第2駆動期間」という。)とがある。なお、第2駆動期間は、液晶印加電圧の極性の偏りを解消するために設けられる。また、TFT12が酸化物TFT以外のTFTであるときには、言い換えると、TFT12がオフリーク電流の比較的大きいTFTであるときには、第2駆動期間を設けることで、TFT12のオフリーク電流によって変化した液晶印加電圧を元に戻して表示品位を維持することができる。ただし、本実施形態のようにTFT12が酸化物TFTであるとしても、オフリーク電流が僅かに生じるので、同様の効果がある程度得られる。
本実施形態における駆動期間としては、画像更新のためのリフレッシュを行う駆動期間(以下「第1駆動期間」という。)と、画像非更新時の定期的なリフレッシュを行う駆動期間(以下「第2駆動期間」という。)とがある。なお、第2駆動期間は、液晶印加電圧の極性の偏りを解消するために設けられる。また、TFT12が酸化物TFT以外のTFTであるときには、言い換えると、TFT12がオフリーク電流の比較的大きいTFTであるときには、第2駆動期間を設けることで、TFT12のオフリーク電流によって変化した液晶印加電圧を元に戻して表示品位を維持することができる。ただし、本実施形態のようにTFT12が酸化物TFTであるとしても、オフリーク電流が僅かに生じるので、同様の効果がある程度得られる。
本実施形態では、第1,第2駆動期間が同数のリフレッシュフレームで構成され、各駆動期間後の休止期間は4つの非リフレッシュフレームで構成されているものとする(ただし、画像更新があるときを除く。)。
<1.2.1 リフレッシュフレーム数が偶数である場合>
図4は、本実施形態において各駆動期間のリフレッシュフレーム数が偶数(ここでは「2」である。)である場合の、各フレームにおける制御の詳細を示すタイミングチャートである。この場合、極性指示部23は、各駆動期間に含まれる最初のリフレッシュフレームで画素形成部11に書き込むべきデータ電圧の極性をその最初のリフレッシュフレームの直前のリフレッシュフレームで当該画素形成部11に書き込まれたデータ電圧の極性と同じにする極性指示信号をソースドライバ30に与える。なお、各駆動期間のリフレッシュフレーム数は、例えば、ホスト110からの同期信号によって設定を変更することができる。第1フレームの直前のフレームにおいて、液晶パネル10には画像「Z」が表示されている。また、フレームメモリ25には画像「Z」を示す画像信号が格納されている。また、液晶印加電圧は正極性(+)である。また、第1,第2フレームは非リフレッシュフレームであるとする。
図4は、本実施形態において各駆動期間のリフレッシュフレーム数が偶数(ここでは「2」である。)である場合の、各フレームにおける制御の詳細を示すタイミングチャートである。この場合、極性指示部23は、各駆動期間に含まれる最初のリフレッシュフレームで画素形成部11に書き込むべきデータ電圧の極性をその最初のリフレッシュフレームの直前のリフレッシュフレームで当該画素形成部11に書き込まれたデータ電圧の極性と同じにする極性指示信号をソースドライバ30に与える。なお、各駆動期間のリフレッシュフレーム数は、例えば、ホスト110からの同期信号によって設定を変更することができる。第1フレームの直前のフレームにおいて、液晶パネル10には画像「Z」が表示されている。また、フレームメモリ25には画像「Z」を示す画像信号が格納されている。また、液晶印加電圧は正極性(+)である。また、第1,第2フレームは非リフレッシュフレームであるとする。
第1フレームにおいて、ホスト110は、インターフェース120を介して、画像「Z」を示す画像信号をタイミングコントローラ20に与える。画像信号判定部21は、第1フレームにおいて、タイミングコントローラ20が受け取った画像信号と、フレームメモリ25に格納されている画像信号とが互いに一致するか否かを判定する。上述のように、第1フレームにおいて、フレームメモリ25には画像「Z」を示す画像信号が格納されている。このため、画像信号判定部21は、第1フレームにおいて両者が互いに一致すると判定する。この判定結果を受けて、タイミングコントローラ20は、ホスト110から受け取った画像信号をフレームメモリ25に書き込まない。上述のように、第1フレームは非リフレッシュフレームであるであるので、タイミングコントローラ20は、液晶パネル10を駆動しないようにソースドライバ30およびゲートドライバ40を制御する。より詳細には、タイミングコントローラ20は、データ線SLを駆動しない旨を指示するソース制御信号をソースドライバ30に与え、且つ、画像信号および極性指示信号をソースドライバ30に与えない。また、タイミングコントローラ20は、走査線GLを駆動しない旨を指示するゲート制御信号をゲートドライバ40に与える。このようにして、液晶パネルにおける表示リフレッシュが行われない。第1フレームでは、直前のフレームと同じ液晶印加電圧(正極性)が保持される。このため、第1フレームにおいて画像「Z」の表示が維持される。
第2フレームにおいて、ホスト110は、インターフェース120を介して、画像「A」を示す画像信号をタイミングコントローラ20に与える。画像信号判定部21は、第2フレームにおいて、タイミングコントローラ20が受け取った画像信号と、フレームメモリ25に格納されている画像信号とが互いに一致するか否かを判定する。その結果、画像信号判定部21は、第2フレームにおいて両者が一致しないと判定する。この判定結果を受けて、タイミングコントローラ20は、ホスト110から受け取った画像「A」を示す画像信号をフレームメモリ25に書き込む。これにより、フレームメモリ25には画像「A」を示す画像信号が格納される。フレーム設定部22は第3,第4フレームを第1駆動期間に設定する。第2フレームは非リフレッシュフレームであるので、第1フレームと同じ液晶印加電圧(正極性)が保持される。このため、第2フレームにおいて画像「Z」の表示が維持される。
第3フレームにおいて、ホスト110は、インターフェース120を介して、画像「A」を示す画像信号をタイミングコントローラ20に与える。タイミングコントローラ20が受け取った画像信号と、フレームメモリ25に格納されている画像信号とが互いに一致するので、ホスト110から受け取った画像信号のフレームメモリ25への書き込みは行われない。第3フレームはリフレッシュフレームであるので、タイミングコントローラ20は、データ線SLを駆動する旨を指示するソース制御信号をソースドライバ30に与え、且つ、フレームメモリ25から読み出した画像信号および極性指示信号をソースドライバ30に与える。また、タイミングコントローラ20は、走査線GLを駆動する旨を指示するゲート制御信号をゲートドライバ40に与える。このようにして、第3フレームにおいて液晶パネルにおける表示リフレッシュが行われ、画像「A」が表示される。第1駆動期間に含まれるリフレッシュフレームの数が偶数であり、且つ、第3フレームは第1駆動期間に含まれる最初のリフレッシュフレームであるので、極性指示部23は、第3フレームにおいて画素形成部11に書き込むべきデータ電圧の極性が直前のリフレッシュフレーム(第1フレーム以前)で画素形成部11に書き込まれたデータ電圧の極性と同じとなるように、正極性を示す極性指示信号をソースドライバ30に与える。これにより、第3フレームにおける液晶印加電圧の極性は、第2フレームと同じ正極性となる。
第4フレームにおいて、ホスト110は、インターフェース120を介して、画像「A」を示す画像信号をタイミングコントローラ20に与える。タイミングコントローラ20が受け取った画像信号と、フレームメモリ25に格納されている画像信号とが互いに一致するので、ホスト110から受け取った画像信号のフレームメモリ25への書き込みは行われない。第4フレームは第3フレームと同様にリフレッシュフレームであるので、フレームメモリ25から読み出した画像「A」を示す画像信号を使用して表示リフレッシュが行われる。このため、第3フレームと同様に画像「A」が表示される。ただし、第4フレームでは、極性指示部23は、第1駆動期間中のリフレッシュフレーム毎にデータ電圧の極性を反転させるように、負極性を示す極性指示信号をソースドライバ30に与える。これにより、第4フレームにおける液晶印加電圧の極性は、第3フレームから反転されて負極性となる。フレーム設定部22は、第5フレーム以降の4フレームを休止期間に設定する(ただし、画像更新がある場合は中断される。)。
第5フレームにおいて、ホスト110は、インターフェース120を介して、画像「A」を示す画像信号をタイミングコントローラ20に与える。タイミングコントローラ20が受け取った画像信号と、フレームメモリ25に格納されている画像信号とが互いに一致するので、第4フレームと同様に、ホスト110から受け取った画像信号のフレームメモリ25への書き込みは行われない。第5フレームは非リフレッシュフレームであるので、第4フレームと同じ液晶印加電圧(負極性)が保持される。このため、第5フレームにおいて画像「A」の表示が維持される。
第6フレームにおいて、ホスト110は、インターフェース120を介して、画像「B」を示す画像信号をタイミングコントローラ20に与える。画像信号判定部21は、第6フレームにおいて、タイミングコントローラ20が受け取った画像信号と、フレームメモリ25に格納されている画像信号とが互いに一致するか否かを判定する。その結果、画像信号判定部21は、第6フレームにおいて両者が一致しないと判定する。この判定結果を受けて、タイミングコントローラ20は、ホスト110から受け取った画像「B」を示す画像信号をフレームメモリ25に書き込む。これにより、フレームメモリ25には画像「B」を示す画像信号が格納される。フレーム設定部22は、休止期間を中断して、第7,第8フレームを第1駆動期間に設定する。第6フレームは非リフレッシュフレームであるので、第5フレームと同じ液晶印加電圧(負極性)が保持される。このため、第5フレームにおいて画像「A」の表示が維持される。
第7フレームにおいて、ホスト110は、インターフェース120を介して、画像「B」を示す画像信号をタイミングコントローラ20に与える。タイミングコントローラ20が受け取った画像信号と、フレームメモリ25に格納されている画像信号とが互いに一致するので、ホスト110から受け取った画像信号のフレームメモリ25への書き込みは行われない。第7フレームはリフレッシュフレームであるので、フレームメモリ25から読み出した画像「B」を示す画像信号を使用して表示リフレッシュが行われる。このようにして、第7フレームにおいて液晶パネルにおける表示リフレッシュが行われ、画像「B」が表示される。第1駆動期間に含まれるリフレッシュフレームの数が偶数であり、且つ、第7フレームは第1駆動期間に含まれる最初のリフレッシュフレームであるので、極性指示部23は、第7フレームにおいて画素形成部11に書き込むべきデータ電圧の極性が直前のリフレッシュフレーム(第4フレーム)で画素形成部11に書き込まれたデータ電圧の極性と同じとなるように、負極性を示す極性指示信号をソースドライバ30に与える。これにより、第7フレームにおける液晶印加電圧の極性は、第6フレームと同じ負極性となる。
第8フレームにおいて、ホスト110は、インターフェース120を介して、画像「B」を示す画像信号をタイミングコントローラ20に与える。タイミングコントローラ20が受け取った画像信号と、フレームメモリ25に格納されている画像信号とが互いに一致するので、ホスト110から受け取った画像信号のフレームメモリ25への書き込みは行われない。第8フレームは第7フレームと同様にリフレッシュフレームであるので、フレームメモリ25から読み出した画像「B」を示す画像信号を使用して表示リフレッシュが行われる。このため、第7フレームと同様に画像「B」が表示される。ただし、第8フレームでは、極性指示部23は、第1駆動期間中のリフレッシュフレーム毎にデータ電圧の極性を反転させるように、正極性を示す極性指示信号をソースドライバ30に与える。これにより、第8フレームにおける液晶印加電圧の極性は、第7フレームから反転されて正極性となる。フレーム設定部22は、第9~第12フレームを休止期間に設定する。
第9~第12フレームにおいて、ホスト110は、インターフェース120を介して、画像「B」を示す画像信号をタイミングコントローラ20に与える。タイミングコントローラ20が受け取った画像信号と、フレームメモリ25に格納されている画像信号とが互いに一致するので、ホスト110から受け取った画像信号のフレームメモリ25への書き込みは行われない。第9~第12フレームのそれぞれは非リフレッシュフレームであるので、第8フレームと同じ液晶印加電圧(正極性)が保持される。このため、第9~第12フレームにおいて画像「B」が維持される。フレーム設定部22は、第13,第14フレームを第2駆動期間に設定する。
第13フレームにおいて、ホスト110は、インターフェース120を介して、画像「B」を示す画像信号をタイミングコントローラ20に与える。タイミングコントローラ20が受け取った画像信号と、フレームメモリ25に格納されている画像信号とが互いに一致するので、ホスト110から受け取った画像信号のフレームメモリ25への書き込みは行われない。第13フレームはリフレッシュフレームであるので、フレームメモリ25から読み出した画像「B」を示す画像信号を使用して表示リフレッシュが行われる。このようにして、画像「B」を示すデータ電圧が再度書き込まれ、画像「B」が表示される。第2駆動期間に含まれるリフレッシュフレームの数が偶数であり、極性指示部23は、第13フレームにおいて画素形成部11に書き込むべきデータ電圧の極性が直前のリフレッシュフレーム(第8フレーム)で画素形成部11に書き込まれたデータ電圧の極性と同じとなるように、正極性を示す極性指示信号をソースドライバ30に与える。これにより、第13フレームにおける液晶印加電圧の極性は、第12フレームと同じ正極性となる。
第14フレームにおいて、ホスト110は、インターフェース120を介して、画像「B」を示す画像信号をタイミングコントローラ20に与える。タイミングコントローラ20が受け取った画像信号と、フレームメモリ25に格納されている画像信号とが互いに一致するので、ホスト110から受け取った画像信号のフレームメモリ25への書き込みは行われない。第14フレームは第13フレームと同様にリフレッシュフレームであるので、フレームメモリ25から読み出した画像「B」を示す画像信号を使用して表示リフレッシュが行われる。このため、第13フレームと同様に画像「B」が表示される。ただし、第14フレームでは、極性指示部23は、第2駆動期間中のリフレッシュフレーム毎にデータ電圧の極性を反転させるように、負極性を示す極性指示信号をソースドライバ30に与える。これにより、第14フレームにおける液晶印加電圧の極性は、第13フレームから反転されて負極性となる。フレーム設定部22は、第15~第18フレームを休止期間に設定する。
第15~第18フレームでは、液晶印加電圧の極性が反転している点(第15~第18フレームは負極性フレームである。)を除き、第9~第12フレームとそれぞれ同様の制御が行われるので、ここでは詳細な説明を省略する。フレーム設定部22は、第19,第20フレームを第2駆動期間に設定する。
第19,第20フレームでは、液晶印加電圧の極性が反転している点(第19,第20フレームはそれぞれ負極性および正極性フレームである。)を除き、第13,第14フレームとそれぞれ同様の制御が行われるので、ここでは詳細な説明を省略する。フレーム設定部22は、第21~第24フレームを休止期間に設定する。
第21~第24フレームでは、第9~第12フレームとそれぞれ同様の制御が行われるので、ここでは詳細な説明を省略する。
図5は、本実施形態において各駆動期間のリフレッシュフレーム数が偶数である場合の休止駆動と上記基礎検討における休止駆動の第2例とを比較するためのタイミングチャートである。図5における「画素電圧極性A」は、図4に示す本実施形態の休止駆動での画素電圧極性を示す。図5における「画素電圧極性B」は、図2に示す上記基礎検討における休止駆動の第2例の極性反転を、図4に示す表示リフレッシュを行う際に適用した場合の画素電圧極性を示す。1つ目の第1駆動期間開始時点から2つ目の第2駆動期間後の休止期間終了時点(第3~第24フレーム)に着目すると、上記基礎検討における休止駆動の第2例では正極性フレーム数および負極性フレーム数がそれぞれ4および18であるのに対し、本実施形態では正極性フレーム数および負極性フレーム数がそれぞれ12および10である。このように、駆動期間に含まれるリフレッシュフレーム数が偶数であったとしても、本実施形態は、上記基礎検討における休止駆動の第2例に比べて正極性フレーム数と負極性フレーム数とのバランスがとれている。
<1.2.2 リフレッシュフレーム数が奇数である場合>
図6は、本実施形態において各駆動期間のリフレッシュフレーム数が奇数(ここでは「3」である。)である場合の、各フレームにおける制御の詳細を示すタイミングチャートである。この場合、極性指示部23は、各駆動期間に含まれる各リフレッシュフレームで画素形成部11に書き込むべきデータ電圧の極性を当該リフレッシュフレームの直前のリフレッシュフレームで当該画素形成部11に書き込まれたデータ電圧の極性と異ならせる極性指示信号をソースドライバ30に与える。第1,第2フレームでの制御は、液晶印加電圧の極性が負極性であることを除き、図4に示す例と同様であるので説明を省略する。なお、フレーム設定部22は、第3~第5フレームを第1駆動期間に設定する。
図6は、本実施形態において各駆動期間のリフレッシュフレーム数が奇数(ここでは「3」である。)である場合の、各フレームにおける制御の詳細を示すタイミングチャートである。この場合、極性指示部23は、各駆動期間に含まれる各リフレッシュフレームで画素形成部11に書き込むべきデータ電圧の極性を当該リフレッシュフレームの直前のリフレッシュフレームで当該画素形成部11に書き込まれたデータ電圧の極性と異ならせる極性指示信号をソースドライバ30に与える。第1,第2フレームでの制御は、液晶印加電圧の極性が負極性であることを除き、図4に示す例と同様であるので説明を省略する。なお、フレーム設定部22は、第3~第5フレームを第1駆動期間に設定する。
第3フレームにおいて、ホスト110は、インターフェース120を介して、画像「A」を示す画像信号をタイミングコントローラ20に与える。タイミングコントローラ20が受け取った画像信号と、フレームメモリ25に格納されている画像信号とが互いに一致するので、ホスト110から受け取った画像信号のフレームメモリ25への書き込みは行われない。第3フレームはリフレッシュフレームであるので、フレームメモリ25から読み出した画像「A」を示す画像信号を使用して表示リフレッシュが行われ、画像「A」が表示される。第1駆動期間に含まれるリフレッシュフレームの数が奇数であるので、極性指示部23は、第3フレームにおいて画素形成部11に書き込むべきデータ電圧の極性が直前のリフレッシュフレーム(第1フレーム以前)で画素形成部11に書き込まれたデータ電圧の極性から反転されるように、正極性を示す極性指示信号をソースドライバ30に与える。これにより、第3フレームにおける液晶印加電圧の極性は、第2フレームと異なる正極性となる。
第4フレームにおいて、ホスト110は、インターフェース120を介して、画像「A」を示す画像信号をタイミングコントローラ20に与える。タイミングコントローラ20が受け取った画像信号と、フレームメモリ25に格納されている画像信号とが互いに一致するので、ホスト110から受け取った画像信号のフレームメモリ25への書き込みは行われない。第4フレームは第3フレームと同様にリフレッシュフレームであるので、フレームメモリ25から読み出した画像「A」を示す画像信号を使用して表示リフレッシュが行われる。このため、第3フレームと同様に画像「A」が表示される。極性指示部23は、第4フレームにおいて画素形成部11に書き込むべきデータ電圧の極性が直前のリフレッシュフレーム(第3フレーム)で画素形成部11に書き込まれたデータ電圧の極性から反転されるように、負極性を示す極性指示信号をソースドライバ30に与える。これにより、第4フレームにおける液晶印加電圧の極性は、第3フレームと異なる負極性となる。
第5フレームにおいて、ホスト110は、インターフェース120を介して、画像「A」を示す画像信号をタイミングコントローラ20に与える。タイミングコントローラ20が受け取った画像信号と、フレームメモリ25に格納されている画像信号とが互いに一致するので、ホスト110から受け取った画像信号のフレームメモリ25への書き込みは行われない。第5フレームは第4フレームと同様にリフレッシュフレームであるので、フレームメモリ25から読み出した画像「A」を示す画像信号を使用して表示リフレッシュが行われる。このため、第4フレームと同様に画像「A」が表示される。極性指示部23は、第5フレームにおいて画素形成部11に書き込むべきデータ電圧の極性が直前のリフレッシュフレーム(第4フレーム)で画素形成部11に書き込まれたデータ電圧の極性から反転されるように、正極性を示す極性指示信号をソースドライバ30に与える。これにより、第5フレームにおける液晶印加電圧の極性は、第4フレームと異なる正極性となる。フレーム設定部22は、第6~第9フレームを休止期間に設定する(ただし、画像更新がある場合は中断される。)。
第6,第7フレームでの制御は、液晶印加電圧の極性が反転している点(第6,第7フレームは正極性フレームである。)を除き、図4に示す例と同様であるので説明を省略する。なお、第7フレームでは画像が更新されるので、フレーム設定部22は、第8~第10フレームを第1駆動期間に設定する。
第8~第10フレームでの制御は、画像信号が画像「B」を示すことおよび液晶印加電圧の極性が反転している点(第8~第10フレームはそれぞれ負極性、正極性、および負極性フレームである。)を除き、第3~第5フレームとそれぞれ同様の制御が行われるので、ここでは詳細な説明を省略する。フレーム設定部22は、第11~第14フレームを休止期間に設定する。
第11~第14フレームにおいて、ホスト110は、インターフェース120を介して、画像「B」を示す画像信号をタイミングコントローラ20に与える。タイミングコントローラ20が受け取った画像信号と、フレームメモリ25に格納されている画像信号とが互いに一致するので、ホスト110から受け取った画像信号のフレームメモリ25への書き込みは行われない。第11~第14フレームのそれぞれは非リフレッシュフレームであるので、第10フレームと同じ液晶印加電圧(負極性)が保持される。このため、第11~第14フレームにおいて画像「B」が維持される。フレーム設定部22は、第15~第17フレームを第2駆動期間に設定する。
第15フレームにおいて、ホスト110は、インターフェース120を介して、画像「B」を示す画像信号をタイミングコントローラ20に与える。タイミングコントローラ20が受け取った画像信号と、フレームメモリ25に格納されている画像信号とが互いに一致するので、ホスト110から受け取った画像信号のフレームメモリ25への書き込みは行われない。第15フレームはリフレッシュフレームであるので、フレームメモリ25から読み出した画像「B」を示す画像信号を使用して表示リフレッシュが行われる。このようにして、画像「B」を示すデータ電圧が再度書き込まれ、画像「B」が表示される。第2駆動期間に含まれるリフレッシュフレームの数が奇数であるので、極性指示部23は、第15フレームにおいて画素形成部11に書き込むべきデータ電圧の極性が直前のリフレッシュフレーム(第10フレーム)で画素形成部11に書き込まれたデータ電圧の極性から反転されるように、正極性を示す極性指示信号をソースドライバ30に与える。これにより、第15フレームにおける液晶印加電圧の極性は、第14フレームと異なる正極性となる。
第16フレームにおいて、ホスト110は、インターフェース120を介して、画像「B」を示す画像信号をタイミングコントローラ20に与える。タイミングコントローラ20が受け取った画像信号と、フレームメモリ25に格納されている画像信号とが互いに一致するので、ホスト110から受け取った画像信号のフレームメモリ25への書き込みは行われない。第16フレームは第15フレームと同様にリフレッシュフレームであるので、フレームメモリ25から読み出した画像「B」を示す画像信号を使用して表示リフレッシュが行われる。このため、第15フレームと同様に画像「B」が表示される。極性指示部23は、第16フレームにおいて画素形成部11に書き込むべきデータ電圧の極性が直前のリフレッシュフレーム(第15フレーム)で画素形成部11に書き込まれたデータ電圧の極性から反転されるように、負極性を示す極性指示信号をソースドライバ30に与える。これにより、第16フレームにおける液晶印加電圧の極性は、第15フレームと異なる負極性となる。
第17フレームにおいて、ホスト110は、インターフェース120を介して、画像「B」を示す画像信号をタイミングコントローラ20に与える。タイミングコントローラ20が受け取った画像信号と、フレームメモリ25に格納されている画像信号とが互いに一致するので、ホスト110から受け取った画像信号のフレームメモリ25への書き込みは行われない。第17フレームは第16フレームと同様にリフレッシュフレームであるので、フレームメモリ25から読み出した画像「B」を示す画像信号を使用して表示リフレッシュが行われる。このため、第16フレームと同様に画像「B」が表示される。極性指示部23は、第17フレームにおいて画素形成部11に書き込むべきデータ電圧の極性が直前のリフレッシュフレーム(第16フレーム)で画素形成部11に書き込まれたデータ電圧の極性から反転されるように、正極性を示す極性指示信号をソースドライバ30に与える。これにより、第17フレームにおける液晶印加電圧の極性は、第16フレームと異なる正極性となる。フレーム設定部22は、第18~第21フレームを休止期間に設定する。
第18~第21フレームでは、液晶印加電圧の極性が反転している点(第18~第21フレームは正極性フレームである。)を除き、第11~第14フレームとそれぞれ同様の制御が行われるので、ここでは詳細な説明を省略する。フレーム設定部22は、第22~第24フレームを第2駆動期間に設定する。
第22~第24フレームでは、液晶印加電圧の極性が反転している点(第22~第24フレームはそれぞれ負極性、正極性、および負極性フレームである。)を除き、第15~第17フレームとそれぞれ同様の制御が行われるので、ここでは詳細な説明を省略する。フレーム設定部22は、第25~第28フレームを休止期間に設定する。
第25~第28フレームでは、第11~第14フレームとそれぞれ同様の制御が行われるので、ここでは詳細な説明を省略する。
1つ目の第1駆動期間開始時点から2つ目の第2駆動期間後の休止期間終了時点(第3~第28フレーム)に着目すると、正極性フレーム数および負極性フレーム数がそれぞれ12および14である。このように、駆動期間に含まれるリフレッシュフレーム数が奇数である場合にも、正極性フレーム数と負極性フレーム数とのバランスがとれている。なお、本実施形態において各駆動期間のリフレッシュフレーム数が奇数である場合の休止駆動は、図1に示す上記基礎検討における休止駆動の第1例と同様の極性反転を行うものである。
<1.3 効果>
本実施形態によれば、第1,第2駆動期間に含まれるリフレッシュフレームの数が偶数である場合に、当該駆動期間に含まれる最初のリフレッシュフレームで画素形成部11に書き込むべきデータ電圧の極性と直前のリフレッシュフレームで画素形成部11に書き込まれたデータ電圧の極性とが同じになる。このため、当該駆動期間中のリフレッシュフレーム毎にデータ電圧の極性を反転させても、駆動期間を挟んで連続する2つの休止期間において、液晶印加電圧の極性が互いに異なる。これにより、正極性フレームおよび負極性フレームの数が略均一化されるので、液晶印加電圧の極性の偏りが解消される。したがって、液晶の劣化を防止しつつ消費電力を低減することができる。
本実施形態によれば、第1,第2駆動期間に含まれるリフレッシュフレームの数が偶数である場合に、当該駆動期間に含まれる最初のリフレッシュフレームで画素形成部11に書き込むべきデータ電圧の極性と直前のリフレッシュフレームで画素形成部11に書き込まれたデータ電圧の極性とが同じになる。このため、当該駆動期間中のリフレッシュフレーム毎にデータ電圧の極性を反転させても、駆動期間を挟んで連続する2つの休止期間において、液晶印加電圧の極性が互いに異なる。これにより、正極性フレームおよび負極性フレームの数が略均一化されるので、液晶印加電圧の極性の偏りが解消される。したがって、液晶の劣化を防止しつつ消費電力を低減することができる。
また、本実施形態によれば、第1,第2駆動期間に含まれるリフレッシュフレームの数が奇数である場合に、駆動期間を挟んで連続する2つの休止期間において、それぞれを構成するフレームの極性が互いに異なる。このため、正極性フレームおよび負極性フレームの数が略均一化されるので、液晶印加電圧の極性の偏りが解消される。したがって、駆動期間に含まれるリフレッシュフレームの数が奇数の場合においても、液晶の劣化を防止しつつ消費電力を低減することができる。
また、本実施形態によれば、画像更新時に複数(偶数)のリフレッシュフレームが設けられるので、表示画像の残像発生を防止することができる。
また、本実施形態によれば、TFT12として、In-Ga-Zn-Oによりチャネル層が形成されたTFTなどの酸化物TFTが使用される。酸化物TFTのオフリーク電流は非常に小さいので、オフ時の液晶印加電圧の変動が抑制される。これにより、休止期間を長く設けて、さらなる低消費電力化を図ることができる。
<1.4 変形例>
<1.4.1 第1の変形例>
図7は、上記実施形態の第1の変形例における各フレームでの制御の詳細を示すタイミングチャートである。本変形例は、第1駆動期間を偶数(ここでは「2」である。)のリフレッシュフレームで構成し、第2駆動期間を奇数(ここでは「1」である。)のリフレッシュフレームで構成したものである。第3,第4フレームは第1駆動期間であり、第7,第8フレームは第1駆動期間であり、第13フレームは第2駆動期間であり、第14フレームは第2駆動期間である。1つ目の第1駆動期間開始時点から2つ目の第2駆動期間後の休止期間終了時点(第3~第22フレーム)に着目すると、正極性フレーム数および負極性フレーム数がそれぞれ11および9であり、正極性フレーム数と負極性フレーム数とのバランスが比較的とれている。このようにして、上記実施形態と同様の効果を奏する。
<1.4.1 第1の変形例>
図7は、上記実施形態の第1の変形例における各フレームでの制御の詳細を示すタイミングチャートである。本変形例は、第1駆動期間を偶数(ここでは「2」である。)のリフレッシュフレームで構成し、第2駆動期間を奇数(ここでは「1」である。)のリフレッシュフレームで構成したものである。第3,第4フレームは第1駆動期間であり、第7,第8フレームは第1駆動期間であり、第13フレームは第2駆動期間であり、第14フレームは第2駆動期間である。1つ目の第1駆動期間開始時点から2つ目の第2駆動期間後の休止期間終了時点(第3~第22フレーム)に着目すると、正極性フレーム数および負極性フレーム数がそれぞれ11および9であり、正極性フレーム数と負極性フレーム数とのバランスが比較的とれている。このようにして、上記実施形態と同様の効果を奏する。
<1.4.2 第2の変形例>
図8は、上記実施形態の第2の変形例における各フレームでの制御の詳細を示すタイミングチャートである。本変形例は、第1駆動期間を奇数(ここでは「1」である。)のリフレッシュフレームで構成し、第2駆動期間を偶数(ここでは「2」である。)のリフレッシュフレームで構成したものである。第3フレームは第1駆動期間であり、第6フレームは第1駆動期間であり、第11,第12フレームは第2駆動期間であり、第17,第18フレームは第2駆動期間である。1つ目の第1駆動期間開始時点から2つ目の第2駆動期間後の休止期間終了時点(第3~第22フレーム)に着目すると、正極性フレーム数および負極性フレーム数がそれぞれ11および9であり、正極性フレーム数と負極性フレーム数とのバランスが比較的とれている。このようにして、上記実施形態と同様の効果を奏する。
図8は、上記実施形態の第2の変形例における各フレームでの制御の詳細を示すタイミングチャートである。本変形例は、第1駆動期間を奇数(ここでは「1」である。)のリフレッシュフレームで構成し、第2駆動期間を偶数(ここでは「2」である。)のリフレッシュフレームで構成したものである。第3フレームは第1駆動期間であり、第6フレームは第1駆動期間であり、第11,第12フレームは第2駆動期間であり、第17,第18フレームは第2駆動期間である。1つ目の第1駆動期間開始時点から2つ目の第2駆動期間後の休止期間終了時点(第3~第22フレーム)に着目すると、正極性フレーム数および負極性フレーム数がそれぞれ11および9であり、正極性フレーム数と負極性フレーム数とのバランスが比較的とれている。このようにして、上記実施形態と同様の効果を奏する。
<1.4.3 第3の変形例>
図9は、上記実施形態の第3の変形例における各フレームでの制御の詳細を示すタイミングチャートである。本変形例は、画像更新があった場合に限りホスト110が画像信号を送信する点において上記実施形態と異なる。このため、タイミングコントローラ20内の画像信号判定部21は不要となる。ホスト110は、各フレームにおいて、現フレームの画像信号が直前のフレームの画像信号と一致するか否かを判定する。ホスト110は、両者が一致しないと判定した場合にはインターフェース120を介して画像信号をタイミングコントローラ20に与え(第2,第6フレーム)、両者が一致すると判定した場合にはタイミングコントローラ20に画像信号を与えない(第1,第3~第5、第7~第24フレーム)。本変形例では、タイミングコントローラ20内に画像信号判定部21が不要となる。タイミングコントローラ20は、ホスト110から画像信号を受け取ると、当該画像信号をフレームメモリ25に書き込む。本変形例によれば、ホスト110からタイミングコントローラ20への画像信号の送信回数が低減されるので、インターフェース120における消費電力を低減することができる。
図9は、上記実施形態の第3の変形例における各フレームでの制御の詳細を示すタイミングチャートである。本変形例は、画像更新があった場合に限りホスト110が画像信号を送信する点において上記実施形態と異なる。このため、タイミングコントローラ20内の画像信号判定部21は不要となる。ホスト110は、各フレームにおいて、現フレームの画像信号が直前のフレームの画像信号と一致するか否かを判定する。ホスト110は、両者が一致しないと判定した場合にはインターフェース120を介して画像信号をタイミングコントローラ20に与え(第2,第6フレーム)、両者が一致すると判定した場合にはタイミングコントローラ20に画像信号を与えない(第1,第3~第5、第7~第24フレーム)。本変形例では、タイミングコントローラ20内に画像信号判定部21が不要となる。タイミングコントローラ20は、ホスト110から画像信号を受け取ると、当該画像信号をフレームメモリ25に書き込む。本変形例によれば、ホスト110からタイミングコントローラ20への画像信号の送信回数が低減されるので、インターフェース120における消費電力を低減することができる。
<1.4.4 第4の変形例>
図10は、上記実施形態の第4の変形例における各フレームでの制御の詳細を示すタイミングチャートである。本変形例は、上記第3の変形例と同様に、画像更新があった場合に限りホスト110が画像信号を送信する。一方、本変形例は、タイミングコントローラ20が画像信号を受け取ったフレームにおいて直ちに表示リフレッシュが行われる点において上記実施形態および各変形例と異なる。その際、タイミングコントローラ20は、フレームメモリ25に格納されている画像信号ではなく、ホスト110から受け取った画像信号をソースドライバ30に与える。例えば第2フレームにおいて、ホスト110は、インターフェース120を介して、画像「A」を示す画像信号をタイミングコントローラ20に与える。タイミングコントローラ20は、ホスト110から受け取った画像「A」を示す画像信号を第2フレームで直ちにソースドライバ30に与える。また、タイミングコントローラ20は、ホスト110から受け取った画像「A」を示す画像信号をフレームメモリ25に書き込む。これにより、フレームメモリ25には画像「A」を示す画像信号が格納される。本変形例によれば、第1駆動期間においてフレームメモリ25にアクセスする回数が低減される。このため、フレームメモリ25へのアクセスに要する消費電力を低減することができる。
図10は、上記実施形態の第4の変形例における各フレームでの制御の詳細を示すタイミングチャートである。本変形例は、上記第3の変形例と同様に、画像更新があった場合に限りホスト110が画像信号を送信する。一方、本変形例は、タイミングコントローラ20が画像信号を受け取ったフレームにおいて直ちに表示リフレッシュが行われる点において上記実施形態および各変形例と異なる。その際、タイミングコントローラ20は、フレームメモリ25に格納されている画像信号ではなく、ホスト110から受け取った画像信号をソースドライバ30に与える。例えば第2フレームにおいて、ホスト110は、インターフェース120を介して、画像「A」を示す画像信号をタイミングコントローラ20に与える。タイミングコントローラ20は、ホスト110から受け取った画像「A」を示す画像信号を第2フレームで直ちにソースドライバ30に与える。また、タイミングコントローラ20は、ホスト110から受け取った画像「A」を示す画像信号をフレームメモリ25に書き込む。これにより、フレームメモリ25には画像「A」を示す画像信号が格納される。本変形例によれば、第1駆動期間においてフレームメモリ25にアクセスする回数が低減される。このため、フレームメモリ25へのアクセスに要する消費電力を低減することができる。
<1.4.5 その他の変形例>
本発明は、上記実施形態およびその第1~第4の変形例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、上記実施形態における駆動期間および休止期間のそれぞれを構成するフレームは単なる例示であり、本明細書で説明した例に限定されるものではない。また、上記実施形態において、画像更新があった場合でも、予め定められた休止期間の終了を待ってリフレッシュを行うようにしても良い。また、上記実施形態において、画像信号が一致するか否かの判定(画像更新があるか否かの判定)はフレームメモリ25を使用する態様に限定されるものではない。フレームメモリ25を使用する態様以外としては、例えば、画像信号の階調値のチェックサム値を比較する態様、画像信号の階調値のヒストグラムを比較する態様、ホスト110からの信号に基づいて判定する態様など、種々の態様が挙げられる。また、上記実施形態において、画像更新があるか否かに関わらず、フレームメモリ25に必ず画像信号を書き込むようにしても良い。また、上記実施形態において、フレームメモリ25を使用せずに、ホスト110からタイミングコントローラ20が受け取った画像信号を直接使用しても良い。また、駆動期間に含まれるリフレッシュフレーム間に非リフレッシュフレームを挿入しても良い。
本発明は、上記実施形態およびその第1~第4の変形例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、上記実施形態における駆動期間および休止期間のそれぞれを構成するフレームは単なる例示であり、本明細書で説明した例に限定されるものではない。また、上記実施形態において、画像更新があった場合でも、予め定められた休止期間の終了を待ってリフレッシュを行うようにしても良い。また、上記実施形態において、画像信号が一致するか否かの判定(画像更新があるか否かの判定)はフレームメモリ25を使用する態様に限定されるものではない。フレームメモリ25を使用する態様以外としては、例えば、画像信号の階調値のチェックサム値を比較する態様、画像信号の階調値のヒストグラムを比較する態様、ホスト110からの信号に基づいて判定する態様など、種々の態様が挙げられる。また、上記実施形態において、画像更新があるか否かに関わらず、フレームメモリ25に必ず画像信号を書き込むようにしても良い。また、上記実施形態において、フレームメモリ25を使用せずに、ホスト110からタイミングコントローラ20が受け取った画像信号を直接使用しても良い。また、駆動期間に含まれるリフレッシュフレーム間に非リフレッシュフレームを挿入しても良い。
本発明は、休止駆動を行う液晶表示装置およびその駆動方法に適用することができる。
10…液晶パネル
11…画素形成部
12…TFT
20…タイミングコントローラ(表示制御部)
21…画像信号判定部
22…フレーム設定部
23…極性指示部
25…フレームメモリ
30…ソースドライバ(駆動部)
40…ゲートドライバ(駆動部)
100…液晶表示装置
110…ホスト
120…インターフェース
11…画素形成部
12…TFT
20…タイミングコントローラ(表示制御部)
21…画像信号判定部
22…フレーム設定部
23…極性指示部
25…フレームメモリ
30…ソースドライバ(駆動部)
40…ゲートドライバ(駆動部)
100…液晶表示装置
110…ホスト
120…インターフェース
Claims (6)
- 複数の画素形成部を備え、外部から受け取る画像信号に基づくデータ電圧を前記画素形成部に書き込むための駆動期間と前記画素形成部への前記データ電圧の書き込みを休止するための休止期間とを交互に繰り返す休止駆動を行う液晶表示装置であって、
前記画素形成部に前記データ電圧を書き込む駆動部と、
前記駆動部を制御する表示制御部とを備え、
前記表示制御部は、
前記データ電圧を前記画素形成部に書き込むためのフレームであるリフレッシュフレームを前記駆動期間に1つ以上含ませ、且つ、前記データ電圧の書き込みを休止するためのフレームである非リフレッシュフレームを前記休止期間に少なくとも1つ含ませるように前記駆動部を制御するフレーム設定部と、
前記駆動期間に含まれる前記リフレッシュフレームの数が偶数である場合に、前記駆動期間に含まれる最初のリフレッシュフレームで前記画素形成部に書き込むべきデータ電圧の極性を、前記最初のリフレッシュフレームの直前のリフレッシュフレームで前記画素形成部に書き込まれたデータ電圧の極性と同じにし、且つ、前記駆動期間中のリフレッシュフレーム毎に前記データ電圧の極性を反転させるように前記駆動部を制御する極性指示部とを含むことを特徴とする、液晶表示装置。 - 前記極性指示部は、前記駆動期間に含まれる前記リフレッシュフレームの数が奇数である場合に、前記駆動期間に含まれる各リフレッシュフレームで前記画素形成部に書き込むべきデータ電圧の極性を、当該リフレッシュフレームの直前のリフレッシュフレームで前記画素形成部に書き込まれたデータ電圧の極性と異ならせるように前記駆動部を制御することを特徴とする、請求項1に記載の液晶表示装置。
- 前記極性指示部は、画像更新時に設けられる前記駆動期間に含まれる前記リフレッシュフレームの数が偶数である場合に、前記駆動期間に含まれる最初のリフレッシュフレームで前記画素形成部に書き込むべきデータ電圧の極性を、前記最初のリフレッシュフレームの直前のリフレッシュフレームで前記画素形成部に書き込まれたデータ電圧の極性と同じにし、且つ、前記駆動期間中のリフレッシュフレーム毎に前記データ電圧の極性を反転させるように前記駆動部を制御することを特徴とする、請求項1に記載の液晶表示装置。
- 前記画素形成部および前記駆動部に接続されたデータ線および走査線をさらに備え、
前記画素形成部は、
前記データ電圧が与えられるべき画素電極と、
前記走査線に制御端子が接続され、前記データ線に第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とを含むことを特徴とする、請求項1に記載の液晶表示装置。 - 前記酸化物半導体は、インジウム、ガリウム、亜鉛、および酸素を主成分とすることを特徴とする、請求項4に記載の液晶表示装置。
- 複数の画素形成部を備え、外部から受け取る画像信号に基づくデータ電圧を前記画素形成部に書き込むための駆動期間と前記画素形成部への前記データ電圧の書き込みを休止するための休止期間とを交互に繰り返す休止駆動を行う液晶表示装置の駆動方法であって、
前記データ電圧を前記画素形成部に書き込むためのフレームであるリフレッシュフレームを前記駆動期間に1つ以上含ませ、且つ、前記データ電圧の書き込みを休止するためのフレームである非リフレッシュフレームを前記休止期間に少なくとも1つ含ませて駆動を行うステップと、
前記駆動期間に含まれる前記リフレッシュフレームの数が偶数である場合に、前記駆動期間に含まれる最初のリフレッシュフレームで前記画素形成部に書き込むべきデータ電圧の極性を、前記最初のリフレッシュフレームの直前のリフレッシュフレームで前記画素形成部に書き込まれたデータ電圧の極性と同じにし、且つ、前記駆動期間中のリフレッシュフレーム毎に前記データ電圧の極性を反転させるステップとを備えることを特徴とする、駆動方法。
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