JP2021128289A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】データ信号線への書き込み極性が変わるときに共通電極等の電位に大きなリップルが生じ、表示品位が低下する。【解決手段】液晶表示装置の制御部は、対象行の入力階調を、階調電圧特性が線形となる線形変換階調に変換する工程（Ｓ１）と、前記対象行とその前行との比較において、列方向に隣り合う２つの画素間の線形変換階調の差の総和が閾値を超える場合には、対象行の線形変換階調の少なくとも１つを補正し、その補正結果に基づいて対象行の出力階調を生成する第２工程（Ｓ２〜Ｓ６）とを行う。【選択図】図４

Description

本発明は、液晶表示装置に関する。

特許文献１には、複数の画素がマトリクス状に並ぶ液晶表示装置において、複数の画素に与える電圧の極性を、複数の画素行ごとに反転させる構成が開示されている。

特開２００７−２７９７６５号公報（２００７年１０月２５日公開）

特許文献１の構成（従来構成）では、表示部全域に配される複数のデータ信号線の電位が同時に、マイナスからプラス、あるいはプラスからマイナスに変化するため、共通電極の電位（Ｖｃｏｍ）および補助容量配線の電位に大きなリップルが生じ、表示品位が低下するという問題がある。

本発明の一態様に係る表示装置は、複数のデータ信号線、複数の走査信号線、および複数の画素を含む表示部と、前記表示部を駆動する駆動部と、制御部とを備える液晶表示装置であって、前記表示部には、それぞれが複数の画素からなる複数の行が含まれ、前記制御部は、対象行の入力階調を、階調電圧特性が線形となる線形変換階調に変換する第１工程と、前記対象行とその前行との比較において、列方向に隣り合う２つの画素間の線形変換階調の差の総和が閾値を超える場合には、対象行の線形変換階調の少なくとも１つを補正し、その補正結果に基づいて対象行の出力階調を生成する第２工程とを行い、前記駆動部は、対象行の出力階調に基づいて、対象行の複数の画素に電圧を供給する。

本発明の一態様によれば、共通電極の電位等に生じるリップルを抑えることができ、従来構成よりも表示品位を高めることができる。

本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２（ａ）は表示部の構成を示す模式図であり、図２（ｂ）は画素の構成を示す回路図である。 制御部の動作を示すフローチャートである。 入力階調−電圧特性（曲線）と、線形変換階調−電圧特性（直線）とを示すグラフである。 実施例１における線形変換階調の補正方法を示す表である。 実施例１の効果を示す模式図である。 実施例１における線形変換階調の別の補正方法を示す表である。 実施例１における線形変換階調のさらに別の補正方法を示す表である。 図９（ａ）は実施例２における線形変換階調の補正方法を示す表であり、図９（ｂ）は実施例２における線形変換階調の別の補正方法を示す表であり、図９（ｃ）は実施例２における線形変換階調のさらに別の補正方法を示す表である。

図１は、本実施形態に係る液晶表示装置の構成を示す平面図である。図１に示すように、本実施形態に係る液晶表示装置３は、複数の画素を含み、映像を表示する表示部２０と、表示部２０を駆動する駆動部３０と、プロセッサ４２とメモリ４４を含み、映像データを受けて駆動部３０を制御する制御部４０とを備える。

図２（ａ）は表示部の構成を示す模式図であり、図２（ｂ）は画素の構成を示す回路図である。表示部２０には、複数のデータ信号線Ｓ０〜Ｓ１０と、複数の走査信号線Ｇ１〜Ｇ４と、複数の画素ＰＸが含まれる。画素行Ｈ１〜Ｈ３それぞれは、行方向に並ぶ複数の画素ＰＸで構成される。

例えば、図２（ｂ）に示すように、画素行Ｈ１の１つの画素ＰＸは、画素電極ＰＥを含み、画素電極ＰＥは、トランジスタＴｒを介して走査信号線Ｇ１およびデータ信号線Ｓ０に接続され、補助容量配線ＣＳ１と容量Ｃｃｓを形成するとともに、共通電極ＣＯＭと容量Ｃｌｃを形成する。同一画素行の複数の画素は、同一の走査信号線に接続され、異なるデータ信号線に接続される。

図３は、制御部の動作を示すフローチャートである。図４は、入力階調−電圧特性（曲線）と、線形変換階調−電圧特性（直線）とを示すグラフである。図３に示すように、図１の制御部４０は、対象となる画素行（以下、対象行と表記）の入力階調を、階調電圧特性が線形となる線形変換階調に変換する第１工程（ステップＳｔ１）と、対象行とその前行との比較において、列方向に隣り合う２つの画素間の線形変換階調の差の総和が閾値を超える場合には、対象行の線形変換階調の少なくとも１つを補正し、その補正結果に基づいて対象行の出力階調を生成する第２工程（ステップＳｔ２〜Ｓｔ６）とを行い、出力階調を駆動部３０に出力する（ステップＳｔ７）。

ステップＳｔ１では、外部から入力される映像データおよび図４の線形変換階調-電圧特性Ｙｃに基づき、対象行の入力階調から線形変換階調（正または負の極性あり）を算出する。例えば、入力階調０に対しては線形変換階調０を算出し、入力階調２５５に対しては線形変換階調＋２５５または−２５５を算出し、入力階調２００に対しては線形変換階調＋１２８または−１２８を算出する。なお、ステップＳｔ１では、オーバーシュート等の前処理を施した入力階調を用いてもよい。

ステップＳｔ２では、対象行とその前行とを比較し、線形変換階調の差（列方向に隣り合う２つの画素間の線形変換階調の差）の総和を算出する。

ステップＳｔ３では、差の総和が閾値を超えるか否かを判定する。ステップＳｔ３でＮＯであれば、ステップＳｔ４に進み、対象行の線形変換階調を、補正することなく、図４の入力階調／出力階調-電圧特性Ｙａを用いて再変換することで出力階調を生成する。

ステップＳｔ３でＹＥＳであれば（閾値を超える場合）、ステップＳｔ５に進み、差の総和が低減するように、対象行の線形変換階調の少なくとも１つを補正する。ここでは、階調絶対値（階調の大きさ）を変えずに極性だけを変えてもよいし、極性を変えずに階調絶対値だけを変えてもよいし、極性および階調絶対値を変えてもよい（後述）。

ステップＳｔ５に続くステップＳｔ６では、補正後の対象行の線形変換階調を、図４の入力階調／出力階調-電圧特性Ｙａを用いて再変換することで出力階調を生成する。

ステップＳｔ７では、ステップＳｔ４またはステップＳｔ６で生成した出力階調を駆動部３０（データ信号線を駆動するソースドライバ）に出力する。

駆動部３０は、対象行の出力階調に基づいて、対象行の複数の画素ＰＸに電圧を供給する。具体的には、対応するデータ信号線（Ｓ０〜Ｓ１０）およびトランジスタＴｒを介して、画素ＰＸの画素電極ＰＥにアナログの信号電圧を書き込む。

〔実施例１〕
図５は、実施例１における線形変換階調の補正方法を示す表である。実施例１では、横ライン反転駆動（１行ごとに極性を反転させる駆動）をベースとする。よって、図４のステップＳｔ１で得られる対象行（Ｈ２／Ｈ３）の線形変換階調は同一の極性である。
対象行Ｈ２については、データ信号線Ｓ０〜Ｓ３・Ｓ１０に接続する画素の線形変換階調が−１２８であり、データ信号線Ｓ４〜Ｓ９に接続する画素の線形変換階調が−２５５である。対象行Ｈ２の前行Ｈ１については、データ信号線Ｓ０〜Ｓ１０に接続する画素の線形変換階調が＋１２８である。

この場合、対象行Ｈ２とその前行Ｈ１との比較において、列方向に隣り合う２つの画素間の線形変換階調の差の総和が、−２５６×５−３８３×６＝−３５７８となる。なお、この総和に応じた大きさのリップルが、共通電極ＣＯＭの電位（Ｖｃｏｍ）および補助容量配線ＣＳ２の電位に生じる。

ここでは、差の総和（−３５７８）が閾値（−３０００）を超えるため、対象行Ｈ２の線形変換階調の１つ以上を補正する。ここでは、データ信号線Ｓ４〜Ｓ９に接続する画素の線形変換階調（６個）を、−２５５から＋２５５に補正する（すなわち、階調絶対値を変えずに極性だけを変える）。補正後においては、対象行Ｈ２および前行Ｈ１につき、列方向に隣り合う２つの画素間の線形変換階調の差の総和が−５１８となり、閾値（−３０００）内におさまるため、対象行Ｈ２に対応する水平走査期間（書き込み期間）におけるリップルの発生を効果的に抑えることができる。

対象行Ｈ３については、データ信号線Ｓ０〜Ｓ３・Ｓ１０に接続する画素の線形変換階調が＋１２８であり、データ信号線Ｓ４〜Ｓ９に接続する画素の線形変換階調が＋２５５である。対象行Ｈ３の前行Ｈ２（補正前の線形変換階調）については、データ信号線Ｓ０〜Ｓ３・Ｓ１０に接続する画素の線形変換階調が−１２８であり、データ信号線Ｓ４〜Ｓ９に接続する画素の線形変換階調が−２５５である。

この場合、対象行Ｈ３とその前行Ｈ２との比較において、列方向に隣り合う２つの画素間の線形変換階調の差の総和が、＋２５６×５＋５１０×６＝＋４３４０となる。この比較において、前行Ｈ２の補正前の線形変換階調を用いるのは、メモリの増大を抑え、かつベースである横ライン反転（一行ごとに極性反転する）駆動から大きく外れることを防ぐためである。もっともこれに限定されることはなく、対象行Ｈ３とその前行Ｈ２との比較において、前行Ｈ２の補正後の線形変換階調を用いてもよい。

ここでは、差の総和（＋４３４０）が閾値（−３０００〜＋３０００）を超えるため、対象行Ｈ３の線形変換階調の１つ以上を補正する。ここでは、データ信号線Ｓ４〜Ｓ９に接続する画素の線形変換階調（６個）を、＋２５５から−２５５に補正する（すなわち、階調絶対値を変えずに極性だけを変える）。補正後においては、対象行Ｈ３および前行Ｈ２につき、列方向に隣り合う２つの画素間の線形変換階調の差の総和が−１７８０となり、閾値（−３０００）内におさまるため、対象行Ｈ３に対応する水平走査期間（書き込み期間）におけるリップルの発生を効果的に抑えることができる。

図６は、実施例１の効果を示す模式図である。補正前では、共通電極の電位Ｖｃｏｍ等に生じる大きなリップルに起因して、図６（ａ）のような、高輝度領域（例えば、白領域）両側のグレーゾーンが暗くなる現象が生じるが、補正後では、リップルが抑えられることで、図６（ｂ）のように、高輝度領域の両側のグレーゾーンが暗くなる現象がほぼ解消される。

図７は、実施例１における線形変換階調の別の補正方法を示す表である。図７では、対象行Ｈ２とその前行Ｈ１との比較において、列方向に隣り合う２つの画素間の線形変換階調の差の総和が、−２５６×５−３８３×６＝−３５７８となる。ここでは、差の総和（−３５７８）が閾値（−３０００）を超えるため、対象行Ｈ２の線形変換階調の１つ以上を補正する。具体的には、データ信号線Ｓ４〜Ｓ９に接続する画素の線形変換階調（６個）を、−２５５から−２３０に補正し（すなわち、極性を変えずに階調絶対値だけを変える）、データ信号線Ｓ０〜Ｓ３・Ｓ１０に接続する画素の線形変換階調（５個）を、−１２８から−１１８に補正する（すなわち、極性を変えずに階調絶対値だけを変える）。

補正後においては、対象行Ｈ２および前行Ｈ１につき、列方向に隣り合う２つの画素間の線形変換階調の差の総和が−３３７８となり、補正前よりも小さくなるため、対象行Ｈ２に対応する水平走査期間（書き込み期間）におけるリップルの発生を抑えることができる。

また、対象行Ｈ３とその前行Ｈ２との比較において、列方向に隣り合う２つの画素間の線形変換階調の差の総和が、＋２５６×５＋５１０×６＝＋４３４０となる。ここでは、差の総和（＋４３４０）が閾値（−３０００〜＋３０００）を超えるため、対象行Ｈ３の線形変換階調の１つ以上を補正する。具体的には、データ信号線Ｓ４〜Ｓ９に接続する画素の線形変換階調（６個）を、＋２５５から＋２３０に補正し（すなわち、極性を変えずに階調絶対値だけを変える）、データ信号線Ｓ０〜Ｓ３・Ｓ１０に接続する画素の線形変換階調（５個）を、＋１２８から＋１１８に補正する（すなわち、極性を変えずに階調絶対値だけを変える）。

補正後においては、対象行Ｈ３および前行Ｈ２につき、列方向に隣り合う２つの画素間の線形変換階調の差の総和が＋３９４０となり、補正前よりも小さくなるため、対象行Ｈ３に対応する水平走査期間（書き込み期間）におけるリップルの発生を抑えることができる。

図８は、実施例１における線形変換階調のさらなる別の補正方法を示す表である。図７では、対象行Ｈ２とその前行Ｈ１との比較において、列方向に隣り合う２つの画素間の線形変換階調の差の総和が、−２５６×５−３８３×６＝−３５７８となる。ここでは、差の総和（−３５７８）が閾値（−３０００）を超えるため、対象行Ｈ２の線形変換階調の１つ以上を補正する。具体的には、データ信号線Ｓ４〜Ｓ９に接続する画素の線形変換階調（６個）を、−２５５から＋２５５に補正し（すなわち、階調絶対値を変えずに極性だけを変える）、データ信号線Ｓ０〜Ｓ３・Ｓ１０に接続する画素の線形変換階調（５個）を、−１２８から−１１８に補正する（すなわち、極性を変えずに階調絶対値だけを変える）。

補正後においては、対象行Ｈ２および前行Ｈ１につき、列方向に隣り合う２つの画素間の線形変換階調の差の総和が−４６８となり、閾値内におさまるため、対象行Ｈ２に対応する水平走査期間（書き込み期間）におけるリップルの発生を効果的に抑えることができる。

また、対象行Ｈ３とその前行Ｈ２との比較において、列方向に隣り合う２つの画素間の線形変換階調の差の総和が、＋２５６×５＋５１０×６＝＋４３４０となる。ここでは、差の総和（＋４３４０）が閾値（−３０００〜＋３０００）を超えるため、対象行Ｈ３の線形変換階調の１つ以上を補正する。具体的には、データ信号線Ｓ４〜Ｓ９に接続する画素の線形変換階調（６個）を、＋２５５から−２４６に補正し（すなわち、極性および階調絶対値を変える）、データ信号線Ｓ０〜Ｓ３・Ｓ１０に接続する画素の線形変換階調（５個）を、＋１２８から＋１３８に補正する（すなわち、極性を変えずに階調絶対値だけを変える）。

補正後においては、対象行Ｈ３および前行Ｈ２につき、列方向に隣り合う２つの画素間の線形変換階調の差の総和が−１６７２となり、閾値内におさまるため、対象行Ｈ３に対応する水平走査期間（書き込み期間）におけるリップルの発生を効果的に抑えることができる。

〔実施例２〕
図９（ａ）は実施例２における線形変換階調の補正方法を示す表であり、図９（ｂ）は実施例２における線形変換階調の別の補正方法を示す表であり、図９（ｃ）は実施例２における線形変換階調のさらに別の補正方法を示す表である。実施例２では、縦ライン反転駆動（１列ごとに極性を反転させる駆動）をベースとする。よって、図４のステップＳｔ１で得られる対象行（Ｈ２）の線形変換階調は２つの極性をもつ。

対象行Ｈ２については、データ信号線Ｓ０・Ｓ２・Ｓ４・Ｓ６・Ｓ８・Ｓ１０に接続する画素の線形変換階調が−１２８であり、データ信号線Ｓ１・Ｓ３・Ｓ５・Ｓ７・Ｓ９に接続する画素の線形変換階調が＋２５５である。対象行Ｈ２の前行Ｈ１については、データ信号線Ｓ０・Ｓ２・Ｓ４・Ｓ６・Ｓ８・Ｓ１０に接続する画素の線形変換階調が−１２８であり、データ信号線Ｓ１・Ｓ３・Ｓ５・Ｓ７・Ｓ９に接続する画素の線形変換階調が＋１２８である。

図９（ａ）では、対象行Ｈ２とその前行Ｈ１との比較において、列方向に隣り合う２つの画素間の線形変換階調の差の総和が、１２７×５＝＋６３５となる。ここでは、差の総和（＋６３５）が閾値（＋５００）を超えるため、対象行Ｈ２の線形変換階調の１つ以上を補正する。具体的には、データ信号線Ｓ１に接続する画素の線形変換階調を、＋２５５から−２５５に補正する（すなわち、階調絶対値を変えずに極性だけを変える）。

補正後においては、対象行Ｈ２および前行Ｈ１につき、列方向に隣り合う２つの画素間の線形変換階調の差の総和が＋１２５となり、閾値内におさまるため、対象行Ｈ２に対応する水平走査期間におけるリップルの発生を効果的に抑えることができる。

図９（ｂ）では、対象行Ｈ２とその前行Ｈ１との比較において、列方向に隣り合う２つの画素間の線形変換階調の差の総和が、１２７×５＝＋６３５となる。ここでは、差の総和（＋６３５）が閾値（＋５００）を超えるため、対象行Ｈ２の線形変換階調の１つ以上を補正する。具体的には、データ信号線Ｓ１・Ｓ３・Ｓ５・Ｓ７・Ｓ９に接続する画素の線形変換階調を、＋２５５から＋２３０に補正する（すなわち、極性を変えずに階調絶対値だけを変える）。

補正後においては、対象行Ｈ２および前行Ｈ１につき、列方向に隣り合う２つの画素間の線形変換階調の差の総和が＋５１０となり、補正前よりも小さくなるため、対象行Ｈ２に対応する水平走査期間におけるリップルの発生を抑えることができる。

図９（ｃ）では、対象行Ｈ２とその前行Ｈ１との比較において、列方向に隣り合う２つの画素間の線形変換階調の差の総和が、１２７×５＝＋６３５となる。ここでは、差の総和（＋６３５）が閾値（＋５００）を超えるため、対象行Ｈ２の線形変換階調の１つ以上を補正する。具体的には、データ信号線Ｓ１に接続する画素の線形変換階調を、＋２５５から−２５５に補正し（すなわち、階調絶対値を変えずに極性だけを変える）、データ信号線Ｓ３・Ｓ５・Ｓ７・Ｓ９に接続する画素の線形変換階調を、＋２５５から＋２４０に補正する（すなわち、極性を変えずに階調絶対値だけを変える）。

補正後においては、対象行Ｈ２および前行Ｈ１につき、列方向に隣り合う２つの画素間の線形変換階調の差の総和が＋６５となり、閾値内におさまるため、対象行Ｈ２に対応する水平走査期間におけるリップルの発生を効果的に抑えることができる。

上述の各実施形態は、例示および説明を目的とするものであり、限定を目的とするものではない。これら例示および説明に基づけば、多くの変形形態が可能になることが、当業者には明らかである。液晶表示装置３を備えるテレビジョン受像機も本実施形態に含まれる。

〔まとめ〕
〔態様１〕
複数のデータ信号線、複数の走査信号線、および複数の画素を含む表示部と、前記表示部を駆動する駆動部と、制御部とを備える液晶表示装置であって、
前記表示部には、それぞれが複数の画素からなる複数の行が含まれ、
前記制御部は、対象行の入力階調を、階調電圧特性が線形となる線形変換階調に変換する第１工程と、前記対象行とその前行との比較において、列方向に隣り合う２つの画素間の線形変換階調の差の総和が閾値を超える場合には、対象行の線形変換階調の少なくとも１つを補正し、その補正結果に基づいて対象行の出力階調を生成する第２工程とを行い、
前記駆動部は、対象行の出力階調に基づいて、対象行の複数の画素に電圧を供給する液晶表示装置。

〔態様２〕
前記第１工程で得られる対象行の線形変換階調は、正または負の極性を有する、例えば態様１に記載の液晶表示装置。

〔態様３〕
対象行の線形変換階調の補正後においては、線形変換階調の差の総和が前記閾値を超えない、例えば態様１または２に記載の液晶表示装置。

〔態様４〕
対象行の複数の画素が同一の走査信号線に接続され、
対象行の複数の画素が異なるデータ信号線に接続される、例えば態様１〜３のいずれか１つに記載の液晶表示装置。

〔態様５〕
前記制御部は、前記第２工程において、対象行の線形変換階調の少なくとも１つの極性を変えるが、その階調絶対値は変えない、例えば態様２に記載の液晶表示装置。

〔態様６〕
前記制御部は、前記第２工程において、対象行の線形変換階調の少なくとも１つの階調絶対値は変えるが、その極性は変えない、例えば態様２に記載の液晶表示装置。

〔態様７〕
前記制御部は、前記第２工程において、対象行の線形変換階調の少なくとも１つの極性および階調絶対値を変える、例えば態様２に記載の液晶表示装置。

〔態様８〕
前記第１工程で得られる対象行の線形変換階調が同一の極性である、例えば態様２に記載の液晶表示装置。

〔態様９〕
前記表示部は、前記複数の行に共通する共通電極を備える、例えば態様１〜７のいずれか１つに記載の液晶表示装置。

〔態様１０〕
前記表示部は、前記複数の行に共通する補助容量配線を備える、例えば態様１〜７のいずれか１つに記載の液晶表示装置。

３ 液晶表示装置
２０ 表示部
３０ 駆動部
４０ 制御部
Ｇ１〜Ｇ４ 走査信号線
ＣＳ１〜ＣＳ４ 補助容量配線
Ｓ０〜Ｓ１０ データ信号線
Ｈ２・Ｈ３ 対象行

Claims (10)

1. 複数のデータ信号線、複数の走査信号線、および複数の画素を含む表示部と、前記表示部を駆動する駆動部と、制御部とを備える液晶表示装置であって、
   前記表示部には、それぞれが複数の画素からなる複数の行が含まれ、
   前記制御部は、対象行の入力階調を、階調電圧特性が線形となる線形変換階調に変換する第１工程と、前記対象行とその前行との比較において、列方向に隣り合う２つの画素間の線形変換階調の差の総和が閾値を超える場合には、対象行の線形変換階調の少なくとも１つを補正し、その補正結果に基づいて対象行の出力階調を生成する第２工程とを行い、
   前記駆動部は、対象行の出力階調に基づいて、対象行の複数の画素に電圧を供給する液晶表示装置。
2. 前記第１工程で得られる対象行の線形変換階調は、正または負の極性を有する請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 対象行の線形変換階調の補正後においては、線形変換階調の差の総和が前記閾値を超えない請求項１または２に記載の液晶表示装置。
4. 対象行の複数の画素が同一の走査信号線に接続され、
   対象行の複数の画素が異なるデータ信号線に接続される請求項１〜３のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
5. 前記制御部は、前記第２工程において、対象行の線形変換階調の少なくとも１つの極性を変えるが、その階調絶対値は変えない請求項２に記載の液晶表示装置。
6. 前記制御部は、前記第２工程において、対象行の線形変換階調の少なくとも１つの階調絶対値は変えるが、その極性は変えない請求項２に記載の液晶表示装置。
7. 前記制御部は、前記第２工程において、対象行の線形変換階調の少なくとも１つの極性および階調絶対値を変える請求項２に記載の液晶表示装置。
8. 前記第１工程で得られる対象行の線形変換階調が同一の極性である請求項２に記載の液晶表示装置。
9. 前記表示部は、前記複数の行に共通する共通電極を備える請求項１〜７のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
10. 前記表示部は、前記複数の行に共通する補助容量配線を備える請求項１〜７のいずれか１項に記載の液晶表示装置。

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