JP2008083204A - 液晶表示装置およびその駆動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】表示画像の輝度傾斜を防止し、画質の低下を抑制する液晶表示装置およびその駆動方法を提供する。
【解決手段】液晶表示パネルＬＤＰと、液晶表示パネルＬＤＰを照明する面光源装置ＢＬと、液晶表示パネルＬＤＰと面光源装置ＢＬとを駆動する駆動部ＳＤ、ＧＤ、ＬＤと、駆動部ＳＤ、ＧＤ、ＬＤを制御する制御部ＣＮＴとを有する液晶表示装置であって、液晶表示パネルＬＤＰは、複数の表示画素ＰＸを有し、面光源装置ＢＬは、１フレーム期間において順次点灯する複数種類の光源ＬＳを有し、制御部ＣＮＴは、１フレーム期間内で複数種類の光源ＬＳのいずれかが点灯する期間において、映像信号書込みと、映像信号書込み後に行われるリセット信号書込みとを行うように駆動部部ＳＤ、ＧＤ、ＬＤを制御する手段を有し、映像信号書込みとリセット信号書込みとは同極性であって、フレーム期間とフレーム期間との間で、複数の表示画素ＰＸの電位の極性が反転する液晶表示装置。
【選択図】図４

Description

この発明は、液晶表示装置およびその駆動方法に関し、特に、アクティブマトリクス型の液晶表示装置およびその駆動方法に関する。

近年、小型ゲーム機、ポータブルＰＣ、あるいは携帯電話等、液晶パネルを組み込んだモバイル製品が急速に普及しつつある。

液晶表示パネルは、一般にアレイ基板および対向基板間に液晶層を挟持した構造である。液晶表示パネルがアクティブマトリクス型である場合、アレイ基板は略マトリクス状に配置される複数の画素電極、複数の画素電極の行に沿って配置される複数のゲート線、複数の画素電極の列に沿って配置される複数のソース線、複数のゲート線および複数のソース線の交差位置近傍に配置される複数のスイッチング素子を有する。

複数のゲート線はこれらゲート線を駆動するゲートドライバに接続され、複数のソース線はこれらソース線を駆動するソースドライバに接続され、ゲートドライバおよびソースドライバは制御回路によって制御される。

各スイッチング素子は例えば薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）からなり、対応ゲート線がゲートドライバによって駆動されたときに導通して対応ソース線にソースドライバによって設定された画素電圧を対応画素電極に印加する。対向基板には、アレイ基板に配置された複数の画素電極に対向するように共通電極が設けられる。

一対の画素電極および共通電極はこれら電極間に位置する液晶層の一部である画素領域と共に液晶画素を構成する。画素の駆動電圧は画素電極に印加される画素電圧と共通電極に印加される対向電圧との差であり、スイッチング素子が非導通になった後も画素電極および共通電極間に保持される。

画素領域内の液晶分子配列はこの駆動電圧に対応した電界により設定され、画素の透過率を制御する。駆動電圧の極性反転は、例えば、画素電圧を対向電圧に対して周期的に逆極性にすることにより行われ、液晶層内で液晶分子の偏在化を阻止するように電界の方向を反転させる。

液晶パネルの動作方式として、フィールドシーケンシャル方式が注目されている。これは、カラー画像を、例えば、Ｒ（赤）成分、Ｇ（緑）成分、Ｂ（青）成分に分解し、それぞれを時分割的に順次パネルに表示する方式である。

フィールドシーケンシャル方式は、通常のカラーフィルタ方式に比べて光利用効率が高いという特長がある。通常のカラーフィルタ方式では白色のバックライト光がＲＧＢカラーフィルタを通過することで光利用効率のロスがある。これに対し、フィールドシーケンシャル方式はカラーフィルタが不要であるため、光利用効率のロスが原理的に発生しないためである。

また、フィールドシーケンシャル方式では、カラーフィルタ方式のように１画素をＲＧＢのサブ画素に分割する必要がない。従って、カラーフィルタ方式の場合よりも画素開口率を大きくできるという点でも光利用効率のロスの発生を抑制する点で有利である。従来、フィールドシーケンシャル方式を採用して、白黒常時の透過型液晶表示パネルでカラー液晶表示を行う液晶表示装置が提案されている（特許文献１参照）。
特開平５−８０７１７号公報

フィールドシーケンシャル方式を採用した液晶表示装置において、極性反転方式としてカラム反転またはフレーム反転を行う場合、表示画像の輝度傾斜が生じて画質が低下することがあった。

本発明は、上記の点に鑑みて成されたものであって、カラム反転あるいはフレーム反転、特に、フレーム反転を極性反転方式として採用した液晶表示装置において、フィールドシーケンシャル駆動を採用するときに発生する表示画像の輝度傾斜を防ぎ、画質の低下を抑制す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態様による液晶表示装置は、一対の基板および前記一対の基板間に挟持された液晶層を有する液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルを照明する面光源装置と、前記液晶表示パネルと前記面光源装置とを駆動する駆動部と、前記駆動部を制御する制御部とを有する液晶表示装置であって、前記液晶表示パネルは、マトリクス状に配置された複数の表示画素を有し、前記面光源装置は、１フレーム期間において順次点灯する複数種類の光源を有し、前記制御部は、１フレーム期間内で前記複数種類の光源のいずれかが点灯する期間において、前記複数の表示画素に映像信号を書込む映像信号書込みと、前記映像信号書込み後に行われる前記複数の表示画素にリセット信号を書込むリセット信号書込みとを行うように前記駆動部を制御する手段を有し、前記映像信号書込みと、前記リセット信号書込みとは同極性であって、フレーム期間とフレーム期間との間で、前記複数の表示画素の電位の極性が反転する。

本発明の第２態様による液晶表示装置の駆動方法は、一対の基板および前記一対の基板間に挟持された液晶層を有する液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルを照明する面光源装置と、前記液晶表示パネルと前記面光源装置とを駆動する駆動部と、前記駆動部を制御する制御部とを有し、前記液晶表示パネルは、マトリクス状に配置された複数の表示画素を有する液晶表示装置であって、前記制御部は、前記面光源装置の複数種類の光源を順次点灯させ、前記駆動部を制御して、１フレーム期間内で前記複数種類の光源のいずれかが点灯する期間において、前記複数の表示画素に映像信号を書込む映像信号書込みと、前記映像信号書込み後に行われる前記複数の表示画素にリセット信号を書込むリセット信号書込みとを同極性で行わせ、フレーム期間とフレーム期間との間で、前記複数の表示画素の電位の極性を反転させる液晶表示装置の駆動方法。

本発明によれば、カラム反転あるいはフレーム反転、特に、フレーム反転を極性反転方式として採用した液晶表示装置において、フィールドシーケンシャル駆動を採用するときに発生する表示画像の輝度傾斜を防ぎ、画質の低下を抑制する液晶表示装置およびその駆動方法を提供することができる。

本発明の第１実施形態に係る液晶表示装置について図面を参照して以下に説明する。図１は、本実施形態に係る液晶表示装置の一構成例を示す図であって、液晶表示装置の平面図と、その平面図の線Ａ−Ａにおける断面図を概略的に示している。図１に示すように、本実施形態に係る液晶表示装置は、液晶表示パネルＬＤＰと、液晶表示パネルＬＤＰを照明するバックライトＢＬとを有している。

液晶表示パネルＬＤＰは、一対の基板、すなわちアレイ基板１２および対向基板１４と、アレイ基板１２および対向基板１４間に挟持された液晶層ＬＱを有している。本実施形態に係る液晶表示装置において、液晶層ＬＱはＯＣＢ（Optically Compensated Bend）液晶を含んでいる。

さらに、液晶表示パネルＬＤＰは、マトリクス状に配置された複数の表示画素ＰＸからなる表示部ＤＹＰを有している。表示部ＤＹＰには、複数の表示画素ＰＸの配列する列に沿って配置された複数のソース線ＳＬ（ＳＬ１〜ＳＬｎ）および複数の表示画素ＰＸの配列する行に沿って配置された複数のゲート線ＧＬ（ＧＬ１〜ＧＬｍ）が配置されている。

これら複数のソース線ＳＬおよび複数のゲート線ＧＬは、液晶表示パネルＬＤＰを駆動する駆動部としてのソースドライバＳＤおよびゲートドライバＧＤに接続されている。ソースドライバＳＤおよびゲートドライバＧＤは、制御回路ＣＮＴによって制御されている。制御回路ＣＮＴは、外部信号源ＳＳから入力される、映像信号およびタイミング信号等によりソースドライバおよびゲートドライバを制御する。

すなわち、ゲートドライバＧＤは複数のゲート線ＧＬに接続されているとともに、制御回路ＣＮＴからの制御信号に従って複数のゲート線ＧＬを順次駆動する。ソースドライバＳＤは複数のソース線ＳＬに接続されているとともに、制御回路ＣＮＴからの制御信号に従って複数のソース線ＳＬを順次駆動する。

液晶表示パネルＬＤＰの各表示画素ＰＸにおいて、アレイ基板１２は図３に示すように、画素電極ＰＥおよび画素スイッチＷを有している。画素スイッチＷは例えば薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）である。

画素スイッチＷのゲート電極は、対応するゲート線ＧＬに接続されている（あるいは一体に形成されている）。画素スイッチＷのソース電極は、対応するソース線ＳＬに接続されている（あるいは一体に形成されている）。画素スイッチＷのドレイン電極は、画素電極ＰＥに接続されている。

対向基板１４は、複数の画素電極ＰＥに対向する対向電極（図示せず）を有している。対向電極には制御回路ＣＮＴから対向電圧Ｖｃｏｍが印加される。そうすると、各画素電極ＰＥとの間で画素容量が形成される。

図１に示すように、バックライトＢＬは、液晶表示パネルＬＤＰの背面側に配置されている。バックライトＢＬは、光源ＬＳ、および、光源ＬＳと対向する光入射面２１Ａを有する導光体２１を有している。

光源ＬＳは、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、および青（Ｂ）の３色の色光源ＬＳＲ、ＬＳＧ、ＬＳＢ（例えばＬＥＤ光源）を有している。導光体２１は、光入射面２１Ａから入射した光を液晶表示パネルＬＤＰ側に出射する光出射面２１Ｂ、および、この光出射面２１Ｂと対向する対向面２１Ｃを有している。

バックライトＢＬは、さらに導光体２１の対向面２１Ｃ側に配置された反射シート、および光出射面２１Ｂ側に配置された拡散シート等の光学シート（図示せず）を有している。

バックライトＢＬの光源ＬＳは、バックライト制御部ＬＤによって駆動される。すなわち、制御回路ＣＮＴは、バックライトＢＬの駆動部としてのバックライト制御部ＬＤを介して、各色光源ＬＳＲ、ＬＳＧ、ＬＳＢの点灯タイミングを制御している。

本実施形態に係る液晶表示装置では、図３に示すように、１フレーム期間が３つのサブフレーム期間に分割される。さらに、各サブフレームは、複数の表示画素ＰＸに映像信号を順次書込む映像信号書込み期間と、書込まれた映像信号をホールドするホールド期間と、その後に駆動部が複数の表示画素ＰＸにリセット信号を順次書込むリセット信号書込み期間と、を有している。

本実施形態に係る液晶表示装置において、ソース線ＳＬに印加される映像信号およびリセット信号の極性は、図３に示すように、１フレーム期間毎に反転する。

すなわち、各サブフレーム期間内において、映像信号書込みおよびリセット信号書込みは同極性で行われるとともに、フレーム期間とフレーム期間との間で表示画素ＰＸの電位の極性が反転される。

本実施形態に係る液晶表示装置の場合、図３に示すように、ソースドライバＳＤおよびゲートドライバＧＤはフレーム期間とフレーム期間との間で、複数の表示画素ＰＸに極性反転信号を一括書込みしている。このとき、極性反転信号は、前のフレーム期間におけるリセット信号と逆の極性となっている。

すなわち、青色サブフレーム期間と次のフレーム期間の赤色サブフレーム期間との間において、ゲートドライバＧＤが全てのゲート線ＧＬを一括に駆動し、ソースドライバＳＤがソース線ＳＬに極性反転信号として黒表示信号を印加する。

上記のように、本実施形態に係る液晶表示装置では、１フレーム期間内において表示画素の電位の極性は全て同じであり、フレーム期間とフレーム期間との間での極性反転信号の一括書込みの際にのみ表示画素ＰＸの電位の極性が反転する。

なお、液晶表示装置における極性反転方式としては、ドット反転、ライン反転、カラム反転、フレーム反転（フィールド反転）などが知られている。画質的な観点からは、フリッカ、クロストーク、あるいは輝度傾斜が少ないという点でドット反転が最も優れている。

一方、消費電力という観点では、ドット反転やライン反転は１水平周期ごとにソース線電位の極性を反転させる必要がありそのための充放電で電力消費が大きくなるが、カラム反転やフレーム反転は１フィールドにわたってソース線極性が同一のため電力消費が小さいという特徴がある。

これらの反転方式は一般的には用途に応じて選択されるが、特にモバイル用途などでは電池で長時間使用するために回路消費電力を低減することが必要であるため、カラム反転やフレーム反転を選択するのが望ましい。

次に本実施形態の液晶表示装置の駆動方法について説明する。本実施形態に係る液晶表示装置では、制御回路ＣＮＴは図３に示すように液晶表示パネルＬＤＰおよびバックライトＢＬを駆動させる。

すなわち、制御回路ＣＮＴは、１表示周期（１フレーム期間）を３つのサブフレーム期間に分割する。このとき、制御回路ＣＮＴは、それぞれのサブフレーム期間において、赤色光源ＬＳＲ、緑色光源ＬＳＧ、青色光源ＬＳＢのいずれかが発光するように点灯タイミングを制御する。

例えば、図３に示す場合では、制御回路ＣＮＴは、最初のサブフレーム期間において赤色光源ＬＳＲを発光させ、続いて次のサブフレーム期間において緑色光源ＬＳＧを発光させ、最後のサブフレーム期間において青色光源ＬＳＢを発光させる。

一方、制御回路ＣＮＴは、液晶表示パネルＬＤＰの駆動タイミングを以下のように制御する。すなわち、制御回路ＣＮＴは、１サブフレーム期間内の映像信号書込み期間においてにおいて信号書込走査（映像信号の書込み）、ホールド期間においてホールド（信号の保持）、および、リセット信号書込み期間においてリセット信号として黒表示信号を書込むリセット信号書込み走査（黒挿入走査）をソースドライバＳＤおよびゲートドライバＧＤに行わせる。

すなわち、ソースドライバＳＤおよびゲートドライバＧＤは、最初のサブフレーム期間の映像信号書込み期間で赤色の表示に対応した映像信号を複数の表示画素ＰＸに順次書込むとともに、その後、リセット信号書込み期間でリセット信号として黒表示に対応した電圧信号（黒表示信号）を書込む。

このとき、バックライトＢＬは、バックライト制御部ＬＤによって赤色光源ＬＳＲが点灯するように制御される。そうすると、最初のサブフレーム期間では、表示部ＤＹＰに赤色の画像が表示される。

次のサブフレーム期間では、ソースドライバＳＤおよびゲートドライバＧＤは、映像信号書込み期間で映像信号を複数の表示画素ＰＸに順次書込むとともに、その後、リセット信号書込み期間でリセット信号として黒表示信号を順次書込む。

このとき、バックライトＢＬは、バックライト制御部ＬＤによって緑色光源ＬＳＧが点灯するように制御される。そうすると、このサブフレーム期間では、表示部ＤＹＰに緑色の画像が表示される。

最後のサブフレーム期間では、ソースドライバＳＤおよびゲートドライバＧＤは、映像信号書込み期間で複数の表示画素ＰＸに映像信号を順次書込むとともに、その後、リセット信号書込み期間でリセット信号として黒表示信号を複数の表示画素に順次書込む。

このとき、バックライトＢＬは、バックライト制御部ＬＤによって青色光源ＬＳＢが点灯するように制御される。そうすると、最後のサブフレーム期間では、表示部ＤＹＰに青色の画像が表示される。

上記のように、本実施形態に係る液晶表示装置はフィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置である。

なお、上記のように、各サブフレーム期間において映像信号書込みを行った後にリセット信号書込みを行うのは以下の理由による。

すなわち、画面内で走査タイミングの遅い領域（例えば画面の上から下に走査する場合、下端近傍）においては、例えば緑色表示を行うサブフレームで信号書込走査されるまでは、直前の赤色表示を行うサブフレームの信号がパネルに保持されている。そうすると、液晶表示パネルでは赤色表示を行う状態であるにもかかわらず、バックライトは緑色光源を照射する期間が発生し、所望のカラー画像が得られなくなるからである。

そのため、バックライトがホールド期間内だけで点灯するようなタイミング設定にすることで回避可能ではあるが、そうするとバックライトの点灯デューティ（バックライトが点灯している時間の比率）が小さくなり時間平均の輝度が低下するため、得られる映像が暗くなるという別の課題が生じる。

また、液晶の有する誘電異方性のために、例えば、緑色表示を行うサブフレームで信号書込みを行うときの液晶誘電率が、直前の赤色表示を行うサブフレームでの表示状態に依存することになる。従って、緑色表示の際のホールド期間における表示画像に直前の赤色表示画像が残ることになる。これに対し、リセット信号書込み走査を行うと、前サブフレームの表示状態はリセットされるためこのような残像は発生しなくなる。

制御回路ＣＮＴは、各サブフレームの信号書込走査期間において原カラー画像の対応する色成分の信号を液晶パネルに書込めば、液晶パネルは各色成分の画像を順次表示することになる。さらに、各色成分の画像が表示されるサブフレーム期間の切り替えを十分速く行えば、人間の目にはこれらが積算された原カラー画像が認識されることになる。

すなわち、上記のように、フィールドシーケンシャル方式を採用して液晶表示装置を駆動する場合には、映像をサブフレーム毎に高速で切り替える必要がある。そのため、本実施形態に係る液晶表示装置では、高速応答に適した液晶モードとしてＯＣＢ（Optically Compensated Bend）モードを採用している。

ＯＣＢモードを採用した場合、液晶分子の配向状態を予めスプレイ配向からベンド配向に予め転移させて表示動作を行う。液晶分子のベンド配向状態は、長時間に渡って電圧無印加状態、あるいは、この状態に近い状態が続く場合にスプレイ配向へ逆転移してしまう。

液晶分子の逆転移は、表示画像に係わらず、表示画素ＰＸに周期的に閾値電圧以上の信号を印加することにより防止される。本実施形態に係る液晶表示装置では、リセット信号として黒表示信号を周期的に表示画素ＰＸに印加することにより、表示画素ＰＸに保持された映像信号をリセットするとともに、液晶分子の逆転移を防止している。

また、本実施形態に係る液晶表示装置では、極性反転信号とうして黒表示信号を表示画素に書込んでいる。したがって、極性反転信号は、表示画素ＰＸの電位の極性を反転させるとともに、液晶分子の逆転移を防止する役割も果たしている。

本実施形態に係る液晶表示装置では、図３に示すように、制御回路ＣＮＴは、フレーム期間とフレーム期間との間において、複数の表示画素ＰＸに極性反転信号を一括書込みするようにソースドライバＳＤおよびゲートドライバＧＤを制御している。

すなわち、青色表示を行うサブフレーム期間と次のフレーム期間で赤色表示を行うサブフレーム期間との間において、ゲートドライバＧＤが全てのゲート線ＧＬを一括に駆動し、ソースドライバＳＤがソース線ＳＬに極性反転信号として、青色表示を行うサブフレーム期間のリセット信号と逆極性となる黒表示信号を印加する。

上記のように、本実施形態に係る液晶表示装置では、１フレーム期間内の走査の極性が全て同じになるように設定し、フレーム期間とフレーム期間との間で行う極性反転信号の一括書込みの際にのみ表示画素の電位の極性が反転するようにしている。このようにすると、赤色表示、緑色表示、および青色表示を行う各サブフレーム期間において信号書込走査とリセット信号書込み走査の極性は同じであり、表示画像の輝度傾斜を解消することができる。

すなわち、従来のフィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置では、極性反転方式としてフレーム反転方式を採用する場合、以下のように駆動される。

制御回路ＣＮＴは、ソースドライバＳＤの出力電圧の極性について、液晶層ＬＱに印加する電圧の極性はフレーム周期毎に反転させる。これは、液晶層ＬＱに印加する電圧の極性を同極性にすると、液晶層ＬＱに一定極性の電圧が長時間印加されることになり、液晶層ＬＱ内のイオンが偏在化し、表示画像の焼き付き等が発生する原因となるためである。

次に、制御回路ＣＮＴは、リセット信号書込み走査と映像信号書込み走査における極性について、あるサブフレームの最後のリセット信号書込み走査と次のサブフレーム最初の映像信号書込み走査とは同極性とする。

つまり、あるサブフレームの最後のリセット信号書込み走査と、次のサブフレーム最初の映像信号書込み走査とを逆極性とすると、映像信号書込み時に画素電位を負（正）の黒レベルから正（負）の信号レベルまで充電しなければならない。このため、画素電位が所望の電位レベルに達するために要する時間が長くなり、同極性の場合と比較して書込み不足の原因となるためである。

さらに、前述のように、フィールドシーケンシャル方式は高速走査を行う必要がある。すなわち、映像信号書込み走査と、リセット信号書込み走査とを１サブフレーム期間内で行うことから、ゲート線ＧＬは１フレーム期間内で６回走査される。そのため、最低でもカラーフィルタ方式の６倍の速度で走査することが必要となる。そうすると、１行あたりの書込み時間（各信号を書込むために画素スイッチＷがＯＮになる時間）が短くなり、書込み不足が生じやすくなるためである。

なお、あるサブフレームの最初の映像信号書込み走査と次の（すなわち同じサブフレーム最後の）リセット信号書込み走査との極性については、上記のあるサブフレームの最後のリセット信号書込み走査と次のサブフレームの映像信号書込み走査との場合とは異なり、書込み能力の観点からは必ずしも同じにする必要はない。

つまり、リセット信号書込み走査の場合は、画面の上部から下部にわたって一定の黒表示信号を書込むため、カラム反転またはフレーム反転駆動をする限りにおいてソースドライバ出力電圧は走査期間中一定値である。

したがって、各行の選択期間（画素スイッチＷがＯＮになる期間）を時間的にオーバラップさせながら走査すると高速走査であっても、各行で十分な書込み時間を確保することが可能なためである。

時間的にオーバラップさせながら走査するとは、例えば、ゲートドライバＧＤが、ある水平周期でゲート線ＧＬ１、ＧＬ２、ＧＬ３、ＧＬ４を同時に選択し、次の水平周期でゲート線ＧＬ２、ＧＬ３、ＧＬ４、ＧＬ５を同時に選択し、さらに次の水平周期でゲート線ＧＬ３、ＧＬ４、ＧＬ５、ＧＬ６を同時に選択して行う走査を言う。

なお、映像信号書込み走査の場合は、各水平周期でソースドライバ出力電圧が変化するため、上記のようなオーバラップ走査を行うと、画素充電電位が当該水平周期のソースドライバ出力信号のみならず直前水平周期の信号の影響をも受けることになる。そのため、映像信号書込み走査を行う際にオーバラップ走査をすると、画像や文字を表示した時に、表示された画像や文字がぼけるという不具合が発生する原因となるためオーバラップ走査は採用できない。

上記のようにソースドライバＳＤの出力信号の極性を設定しようとすると、３色のうち少なくとも一つのサブフレーム期間において、最初の映像信号書込み走査と最後のリセット信号書込み走査の極性を反転させなければならない。実際、サブフレーム期間内での映像信号書込みとリセット信号書込みとの極性を全て同一に設定すると、上記のようにソースドライバＳＤの出力信号の極性を設定することが出来ず、フレーム反転方式を採用する事が出来ない。

図５においては、青色を表示させるサブフレーム期間内の映像信号書込み走査とリセット信号書込み走査との極性が逆になる場合を示している。サブフレーム期間内での映像信号書込み走査とリセット信号書込み走査との極性が逆である場合、書込み時間に関する問題は、上述のように、オーバラップ走査により回避可能である。

しかし、図２に示すように、画素電極ＰＥは隣接する左右両側のソース線ＳＬとの間に寄生容量Ｃｓｄ（Ｌ）、および寄生容量Ｃｓｄ（Ｒ）を持っている。そうすると、ソースドライバＳＤの出力が極性反転する瞬間、すなわち、図５に示すタイミングＴで画素電位が寄生容量Ｃｓｄ（Ｌ）あるいは寄生容量Ｃｓｄ（Ｒ）と容量結合し、保持電圧がシフトする。

画面内で走査されるタイミングの早い領域、例えば、画面の上部から下部に走査する場合の上端近傍においては、タイミングＴの直後に次のリセット信号書込み走査が行われるため液晶の表示状態への影響は殆ど無い。

これに対し、走査されるタイミングの遅い領域例えば、画面の上部から下部に走査する場合の下端近傍では、タイミングＴで電圧シフトを受けてからリセット信号書込み走査までに時間がある。そのため、リセット信号書込み走査までの時間内で液晶が応答し、透過率が変化してしまう。すなわち画面上部から下部にかけて特定の色（図５に示す場合では青色）を表示させる際に、輝度傾斜が発生する原因となる。

また、カラム反転方式を採用した場合、すなわち図２の自画素ソース線ＳＬと隣画素ソース線ＳＬの極性が逆のため、寄生容量Ｃｓｄ（Ｌ）と寄生容量Ｃｓｄ（Ｒ）が同程度の値であれば両者の影響は互いに打ち消しあう。しかし、フレーム反転方式を採用した場合には、両者が同極性のため、寄生容量Ｃｓｄ（Ｌ）と寄生容量Ｃｓｄ（Ｒ）との影響により輝度傾斜の程度はより顕著となる。

これに対し、本実施形態に係る液晶表示装置は、図３に示すように、フレーム期間とフレーム期間との間で、極性反転信号の一括書込み走査を行っている。すなわち、青色を表示するサブフレーム期間と、次のフレーム期間で赤色を表示するサブフレーム期間との間に全画面一括で極性反転信号の書込みをする期間を設けている。

このときに、前述のように、１フレーム期間内の走査の極性は全て同じになるように設定し、フレーム期間の間において極性反転信号を一括書込みする際にのみで極性が反転するようにしている。

このようにすると、赤色表示、緑色表示、および青色表示を行う各サブフレーム期間において映像信号書込み走査とリセット信号書込み走査の極性が同じであるため、上述した従来の液晶表示装置のように表示画像の輝度傾斜は発生しない。

さらに、映像信号書込みの極性は、直前のリセット信号書込み又は極性反転信号書込みに対して必ず同極性になっている。例えば、赤色表示のサブフレーム期間における映像信号書込み走査の直前は極性反転信号書込みが成され、この際に映像信号書込みと極性反転信号書込みとは同極性で行われる。

すなわち、映像信号書込みを行う際に、逆極性の状態から極性を反転させる必要がなくなるため、書込み時間の問題は発生しない。さらに、フレーム単位での極性反転は実行しているので、表示画像の焼き付きの問題も発生しない。

なお、極性反転信号の一括書込みは逆極性で、しかも、全表示画素ＰＸ同時におこなわれるため、一定の書込み時間は必要ではあるが、その影響によって他の走査時間（映像信号書込み走査時間やリセット信号書込み走査時間）が短くなるということはない。

例えば、ゲート線ＧＬの数が４８０の画面の場合、仮に１０水平周期（通常行の信号書込み時間の１０倍）相当の期間で極性反転信号の一括書込みを行っても、１フレーム期間の１／４８（一フレーム期間の約２％程度）の時間にすぎないからである。

すなわち、上記のように、液晶表示パネルＬＤＰおよびバックライトＢＬを駆動すると、カラム反転方式あるいはフレーム反転方式を極性反転方式として採用した液晶表示装置において、フィールドシーケンシャル駆動を採用するときに発生する輝度傾斜を解消する液晶表示装置を提供することができる。

したがって、本実施形態に係る液晶表示装置およびその駆動方法によれば、カラム反転あるいはフレーム反転、特に、フレーム反転を極性反転方式として採用した液晶表示装置において、フィールドシーケンシャル駆動を採用するときに発生する表示画像の輝度傾斜を防ぎ、画質の低下を抑制する液晶表示装置およびその駆動方法を提供することができる。

次に、本発明の第２実施形態に係る液晶表示装置について、図面を参照して以下に説明する。なお以下の説明において、前述の第１実施形態に係る液晶表示装置と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

図４に示すように、本実施形態に係る液晶表示装置では、制御回路ＣＮＴは、フレーム期間とフレーム期間との間だけでなく、サブフレーム期間とサブフレーム期間との間で極性反転信号書込み走査を行う。

極性の設定は、図４に示すように、極性反転信号書込み走査と、それに続く次の映像信号書込み走査、およびリセット信号書込み走査とで同一とするとともに、リセット信号書込み査後の極性反転信号の一括書込みで必ず極性が反転するように設定している。

この方式においても赤色表示、緑色表示、および青色表示の全てのサブフレーム期間において、映像信号書込み走査とリセット信号書込み走査との極性は同じである。すなわち、上述のように、本実施形態に係る液晶表示装置およびその駆動方法によれば、カラム反転あるいはフレーム反転、特に、フレーム反転を極性反転方式として採用した液晶表示装置において、フィールドシーケンシャル駆動を採用するときに発生する表示画像の輝度傾斜を防ぎ、画質の低下を抑制する液晶表示装置およびその駆動方法を提供することができる。

また、映像信号書込み走査の極性は、直前の極性反転信号書込み走査に対して必ず同極性になっている。したがって、本実施形態に係る液晶表示装置およびその駆動方法によれば、映像信号書込みを行う際に、書込み不足が生じることを防ぐことができる。

さらに、１フレーム期間内での極性反転信号を一括書込みする回数（すなわち極性反転する回数）と、フレーム期間とフレーム期間との間での極性反転する回数とをあわせると奇数回（３回）であるため、フレーム単位での極性反転も実行していることになる。

すなわち、図４に示すように、ある１フレーム期間内の最初のサブフレーム期間における信号走査の極性が正に設定されているときには、次のサブフレーム期間における信号走査の極性が負となり、最後のサブフレーム期間における信号走査の極性は正となる。

これに対し、次の１フレーム期間内の最初のサブフレーム期間における信号走査の極性は負となり、次のサブフレーム期間における信号走査の極性は正となり、最後のサブフレーム期間における信号走査の極性は負となる。したがって、本実施形態に係る液晶表示装置およびその駆動方法によれば、表示画像の焼き付きが生じることも抑制することができる。

なお、図４に示すように液晶表示パネルＬＤＰおよびバックライトＢＬを駆動すると、サブフレーム毎に極性が反転するため、１フレーム期間内において赤色表示、および青色表示を行う際の極性と、緑色表示を行う際の極性とが逆になる。

一般に、対向電極電位が予め設定された信号のセンター電位からずれると、正負極性で液晶に印加される電圧の絶対値がずれて、フレーム毎に輝度の明暗が変化してフリッカが発生する。

このフリッカの発生は、特にフレーム反転で顕著であるが、図４に示すように液晶表示パネルＬＤＰおよびバックライトＢＬを駆動すると、赤色表示、および青色表示を行う際の輝度変化と、緑色表示を行う際の輝度変化とがちょうど逆相となり、明暗が互いに相殺される。したがって、本実施形態に係る液晶表示装置およびその駆動方法によれば、フリッカの発生が抑制される。

なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。

なお、第１および第２実施形態において述べた極性反転信号の一括書込みは、必ずしも全画面同時に黒表示信号を書込むものである必要はない。例えば通常の黒表示信号を順次書込む走査を高速で行ってもよいし、画面を数個のブロックに分割してそれぞれのブロック毎に少しずつタイミングをずらせながら黒表示信号を書込む方式でもよい。これらも広い意味で極性反転信号の一括書込みの概念に含まれる。

また、上記の第１および第２実施形態に係る液晶表示装置においては、赤色、緑色、青色の３色を用いるフィールドシーケンシャル方式について述べたが、それ以外でも例えば赤色、緑色、青色、白色（Ｗ）の４色方式や、赤色、緑色、青色、黄色（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の６色方式であっても本発明を適用することは可能である。

ただし、前述の第２実施形態に係る液晶表示装置では、フリッカの発生を抑制するために、１フレーム期間内で極性反転信号書込みの一括書込みを行う回数は奇数回とする必要がある。

また、上記の第１および第２実施形態に係る液晶表示装置では、駆動電圧の極性反転は、例えば、画素電圧を対向電圧に対して周期的に逆極性にすることにより行われているが、これに限らず、対向電圧を変化させるこよによって極性反転を行っても良い。その場合にも上記の第１および第２実施形態の場合と同様の効果を得ることができる。

また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。

本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の一構成例を概略的に示す図。 図１に示す液晶表示装置の表示画素の一構成例を概略的に示す図。 図１に示す液晶表示装置の駆動方法の一例を説明するための図。 図１に示す液晶表示装置の駆動方法の他の例を説明するための図。 従来の液晶表示装置の駆動方法を説明するための図。

符号の説明

１２…アレイ基板、１４…対向基板、ＬＱ…液晶層、ＬＤＰ…液晶表示パネル、ＢＬ…バックライト（面光源装置）、ＳＤ…ソースドライバ、ＧＤ…ゲートドライバ、ＬＤ…バックライト制御部、ＣＮＴ…制御回路(制御部)、ＰＸ…表示画素、ＬＳ…光源、ＬＳＲ…赤色光源、ＬＳＧ…緑色光源、ＬＳＢ…青色光源

Claims (10)

1. 一対の基板および前記一対の基板間に挟持された液晶層を有する液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルを照明する面光源装置と、前記液晶表示パネルと前記面光源装置とを駆動する駆動部と、前記駆動部を制御する制御部とを有する液晶表示装置であって、
   前記液晶表示パネルは、マトリクス状に配置された複数の表示画素を有し、
   前記面光源装置は、１フレーム期間において順次点灯する複数種類の光源を有し、
   前記制御部は、１フレーム期間内で前記複数種類の光源のいずれかが点灯する期間において、前記複数の表示画素に映像信号を書込む映像信号書込みと、前記映像信号書込み後に行われる前記複数の表示画素にリセット信号を書込むリセット信号書込みとを行うように前記駆動部を制御する手段を有し、
   前記映像信号書込みと、前記リセット信号書込みとは同極性であって、フレーム期間とフレーム期間との間で前記複数の表示画素の電位の極性が反転する液晶表示装置。
2. 前記制御部は、フレーム期間とフレーム期間との間で、前記複数の表示画素に極性反転信号を書込むように前記駆動部を制御する手段をさらに有する液晶表示装置。
3. 前記極性反転信号は、黒表示に対応した電圧信号である請求項１記載の液晶表示装置。
4. 前記制御部は、前記極性反転信号を前記複数の表示画素に一括書込みするように前記駆動部を制御する手段をさらに有する請求項１記載の液晶表示装置。
5. 前記１フレーム期間は、前記複数種類の光源のそれぞれが点灯する複数のサブフレーム期間を有し、
   前記１フレーム期間内で、サブフレーム期間とサブフレーム期間との間で前記複数の表示画素の電位の極性が反転する請求項１記載の液晶表示装置。
6. 前記制御部は、サブフレーム期間とサブフレーム期間との間で、前記駆動部が前記複数の表示画素に極性反転信号を書込むように制御する手段をさらに有している請求項５記載の液晶表示装置。
7. 前記液晶層は、ＯＣＢ液晶を含み、
   前記リセット信号は、黒表示に対応した電圧信号である請求項１記載の液晶表示装置。
8. 一対の基板および前記一対の基板間に挟持された液晶層を有する液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルを照明する面光源装置と、前記液晶表示パネルと前記面光源装置とを駆動する駆動部と、前記駆動部を制御する制御部とを有し、前記液晶表示パネルは、マトリクス状に配置された複数の表示画素を有する液晶表示装置であって、
   前記制御部は、１フレーム期間において前記面光源装置の複数種類の光源を順次点灯させ、
   前記駆動部を制御して、１フレーム期間内で前記複数種類の光源のいずれかが点灯する期間において、前記複数の表示画素に映像信号を書込む映像信号書込みと、前記映像信号書込み後に行われる前記複数の表示画素にリセット信号を書込むリセット信号書込みとを同極性で行わせ、
   フレーム期間とフレーム期間との間で、前記複数の表示画素の電位の極性を反転させる液晶表示装置の駆動方法。
9. 前記制御部は、フレーム期間とフレーム期間との間で前記複数の表示画素に極性反転信号を書込むように前記駆動部を制御する液晶表示装置の駆動方法。
10. 前記制御部は、前記１フレーム期間を前記複数種類の光源のそれぞれが点灯する複数のサブフレーム期間に分割し、
    前記駆動部を制御して、サブフレーム期間とサブフレーム期間との間で、前記複数の表示画素の電位を反転させる請求項８記載の液晶表示装置の駆動方法。

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