(57)【要約】【課題】  ゴーストの発生を抑制した表示装置及びその駆動方法を提供する。【解決手段】  本発明の一態様にかかる液晶表示装置１００は、複数の走査電極と、複数の走査電極に直交する複数の信号電極を有する液晶パネル１０１を備えた単純マトリクス型の液晶表示装置１００であって、複数の走査電極を順次選択電圧とする走査信号を供給するコモンドライバ１０３と、複数の信号電極に表示信号を供給するセグメントドライバ１０４とを備え、第１の走査電極を選択電圧から非選択電圧へと切り替えるタイミングよりも、第１の走査電極の次の第２の走査電極に対応した表示信号を供給するタイミングが、第１の走査電極を選択電圧とする選択期間の０．５〜１０％の長さの時間遅延されているものである。【選択図】  図１
2006284823.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の走査電極と、前記複数の走査電極に直交する複数の信号電極を有する液晶パネルを備えた単純マトリクス型の液晶表示装置であって、
前記複数の走査電極を順次選択電圧とする走査信号を供給する走査電極駆動回路と、
前記複数の信号電極に表示信号を供給する信号電極駆動回路と、
を備え、
第１の走査電極を選択電圧から非選択電圧へと切り替えるタイミングよりも、前記第１の走査電極の次の第２の走査電極に対応した表示信号を供給するタイミングが、第１の走査電極を選択電圧とする選択期間の０．５〜１０％の長さの時間遅延されている液晶表示装置。
【請求項２】
前記信号電極駆動回路は遅延回路を備え、
前記遅延回路により、前記表示信号を供給するタイミングを遅延させる請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
複数の走査電極と、前記複数の走査電極に直交する複数の信号電極を有する液晶パネルを備えた単純マトリクス型の液晶表示装置の駆動方法であって、
第１の走査電極を選択電圧から非選択電圧へと切り替え、
前記第１の走査電極を選択電圧とする選択期間の０．５〜１０％の長さの時間経過後に、前記第１の走査電極の次の第２の走査電極に対応した表示信号を供給する液晶表示装置の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置及びその駆動方法に関し、特に、単純マトリクス型の液晶表示装置及びその駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、高度な映像・情報化社会の進展やマルチメディアシステムの普及に伴い、液晶表示装置の重要性はますます増大している。液晶表示装置は、低消費電力・薄型・軽量などの利点を有することから、携帯端末機器などの表示装置として幅広く応用されている。単純マトリクス型の液晶表示装置は、アクティブマトリクス型の液晶表示装置に比べて消費電力が少なく、製造面でのコストメリットが大きいため、様々な場面で使用されている。
【０００３】
一般的に、単純マトリクス型の液晶表示装置は、複数のコモン信号電極（走査電極）と、走査電極に直交するように配置される複数のセグメント信号電極（信号電極）との間に液晶を挟持した構成を有する。このような単純マトリクス型の液晶表示装置の代表的な駆動方法として、ＡＰＴ（Alt Pleshko Technics）駆動法が知られている。ＡＰＴ駆動法は、特にＳＴＮ（Super Twisted Nematic）方式の基本的な時分割駆動法であり、走査信号としては正負の大きな選択パルスを走査電極の各行に順次印加し、入力される画像データに基づいて生成された表示電圧を表示信号として信号電極に印加する。
【０００４】
また、液晶表示装置の直流電圧による駆動に起因して発生する表示性能の劣化を防止するために、液晶に印加される電圧の極性を反転させて交流化駆動を行っている（例えば、特許文献１及び２参照）。
【特許文献１】特開平９−５０００３号公報
【特許文献２】特開２０００−０６６６４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記の駆動方法において、液晶表示装置の走査電極に供給される走査信号は、コモンドライバから出力される矩形波である。しかし、実際に液晶表示装置に供給される走査信号は、コモンドライバの回路定数（時定数など）に応じて、立ち下がりがなまった波形となる。
【０００６】
したがって、例えば、図５に示す波形の駆動信号（走査信号ＣＯＭ、表示信号ＳＥＧ）により液晶表示装置を駆動させ、白背景中にＮライン目の走査電極に対応する行の画素に１本の黒線として黒表示をさせる場合、Ｎ−１ライン目の走査信号が非選択電圧とならないうちに、Ｎライン目の走査信号が選択電圧となる。したがって、Ｎ−１ライン目の走査信号が非選択電圧となる前に、Ｎライン目の黒に対応する表示信号が供給されることとなる。
【０００７】
これにより、Ｎ−１ライン目の画素の実効電圧が、次のＮライン目の表示信号の影響を受ける。すなわち、Ｎ−１ライン目の画素にかかる電圧の実効値は、Ｎライン目の画素の選択期間ＴＮ中において、Ｎ−１ライン目の走査電極に供給される走査信号が非選択電圧となるまでの期間にかかる電圧によって変化してしまう。このため、図４に示すように、Ｎライン目の黒線の直前のＮ−１ライン目の画素が白表示とならず、ゴーストが発生してしまう。
【０００８】
本発明は、上記のような事情を背景としてなされたものであり、本発明の目的は、ゴーストの発生を抑制した液晶表示装置及びその駆動方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の態様にかかる液晶表示装置は、複数の走査電極と、前記複数の走査電極に直交する複数の信号電極を有する液晶パネルを備えた単純マトリクス型の液晶表示装置であって、前記複数の走査電極を順次選択電圧とする走査信号を供給する走査電極駆動回路と、前記複数の信号電極に表示信号を供給する信号電極駆動回路と、を備え、第１の走査電極を選択電圧から非選択電圧へと切り替えるタイミングよりも、前記第１の走査電極の次の第２の走査電極に対応した表示信号を供給するタイミングが、第１の走査電極を選択電圧とする選択期間の０．５〜１０％の長さの時間遅延されているものである。このような構成を有することによって、ゴーストの発生を抑制することができる。
【００１０】
本発明の第２の態様にかかる液晶表示装置は、上記の液晶表示装置において、前記信号電極駆動回路は遅延回路を備え、前記遅延回路により、前記表示信号を供給するタイミングを遅延させるものである。このような構成を有することによって、簡便にゴーストの発生を抑制することができる。
【００１１】
本発明の第３の態様にかかる液晶表示装置の駆動方法は、複数の走査電極と、前記複数の走査電極に直交する複数の信号電極を有する液晶パネルを備えた単純マトリクス型の液晶表示装置の駆動方法であって、第１の走査電極を選択電圧から非選択電圧へと切り替え、前記第１の走査電極を選択電圧とする選択期間の０．５〜１０％の長さの時間経過後に、前記第１の走査電極の次の第２の走査電極に対応した表示信号を供給する。これによって、ゴーストの発生を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ゴーストの発生を抑制した液晶表示装置及びその駆動方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に、本発明の実施の形態を図を参照して説明する。以下の説明は、本発明の実施の形態を説明するものであり、本発明が以下の実施の形態に限定されるものではない。説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略及び簡略化がなされている。又、当業者であれば、以下の実施の形態の各要素を、本発明の範囲において容易に変更、追加、変換することが可能である。なお、各図面において、同一要素には同一の符号が付されており、説明の明確化のため、必要に応じて重複説明は省略されている。
【００１４】
本発明の実施の形態について、図１を参照して説明する。図１は、本発明の実施の形態にかかる液晶表示装置１００の構成を示す模式図である。本実施の形態においては、ＳＴＮ（Super Twisted Nematic）方式の単純マトリクス型の液晶パネル１０１を用いた例について説明する。図１に示すように、液晶表示装置１００は、液晶パネル１０１、駆動回路１０２を備えている。また、駆動回路１０２は、コモンドライバ１０３、セグメントドライバ１０４、遅延回路１０５を備えている。本発明において、注目すべき点は、コモンドライバ１０３から出力される走査信号及びセグメントドライバ１０４から出力される表示信号の出力タイミングである。
【００１５】
液晶パネル１０１は、入力される表示信号に基づいて画像表示を行う。ガラスなどからなる２枚の基板の間に液晶を封入した構成を有している。一方の基板には、複数の走査電極が行方向に一定間隔を隔てて形成されている。また、他方の基板には走査電極と交差するように複数の信号電極が列方向に一定間隔を隔てて形成されている。走査電極と信号電極との交差部が単位画素に対応する。走査電極及び信号電極は、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などの透明導電性薄膜から形成されている。
【００１６】
信号電極が形成された基板には、単位画素に対応する位置にＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のいずれかに着色された樹脂を配置したカラーフィルタが設けられる。１つの画素は、Ｒ、Ｇ、Ｂの３つの単位画素から構成される。なお、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色の間には、ＢＭ（Black Matrix：ブラックマトリックス）が設けられる。
【００１７】
また、２枚の基板の対向する面にはそれぞれ所定の方向に配向された配向膜が設けられている。これら両基板に挟持された液晶は、配向膜によって所定の方向に配向する。それぞれの基板の外側表面には、偏光板が貼着される。
【００１８】
駆動回路１０２は、電気的に液晶パネル１０１に接続され、外部から入力される画像データに基づいて、画像の表示に必要な各種の制御信号、走査信号及び表示信号などを出力するものである。本実施の形態においては、駆動回路１０２内に、走査電極に走査信号を供給するコモンドライバ１０３、信号電極に表示信号を供給するセグメントドライバ１０４及び表示信号を所定の期間遅延させる遅延回路１０５などを１つのチップとして形成する構成としたが、これに限定されず、別々に構成することも可能である。
【００１９】
液晶パネル１０１の背面には、バックライトユニットが備えられている。バックライトユニットは、液晶パネル１０１の反視認側から液晶パネル１０１に対して白色光を照射する。バックライトユニットとしては、例えば、光源、導光板、プリズムシートなどを備えた一般的な構成のものを用いる。
【００２０】
ここで、液晶表示装置１００の駆動について説明する。コモンドライバ１０３から各走査電極には順次走査信号が供給される。一方、走査信号が出力された後に各信号電極には表示信号に応じた階調電圧が供給される。この表示信号の出力タイミングについては後に詳述する。各走査信号によって選択された１つの走査電極と信号電極との電位差に応じて、走査電極−信号電極間の液晶の配列が変化する。反視認側の偏光板を透過した直線偏光は、液晶によって偏光方向が制御され、視認側偏光板を透過する光の透過率が制御される。液晶パネル１０１の各画素は、透過する光量に応じた色の濃淡とＲ、Ｇ、Ｂいずれかの色表示によりさまざまな色合いの表示を行う。
【００２１】
ここで、図２を参照して上述した液晶表示装置１００の駆動方法について詳細に説明する。図２は、本実施の形態の液晶表示装置の駆動方法を説明するための波形図である。図２において、ＣＯＭは走査電極に供給される走査信号、ＳＥＧは信号電極に供給される表示信号を示している。ここでは説明のため、図２に示す波形の駆動信号（走査信号ＣＯＭ及び表示信号ＳＥＧ）により液晶表示装置１００を駆動させ、白背景中にＮライン目の走査電極に対応する行の画素に１本の黒線として黒表示をさせる場合について説明する。また、ここでは、通常行われているフレーム反転及びＡＰＴ駆動を行っているものとする。
【００２２】
図２に示すように、Ｎ−１ライン目の走査信号ＣＯＭＮ−１が立ち上がり、選択電圧となると、Ｎ−１ライン目の行の画素に白表示に対応した表示信号ＳＥＧが供給される。ここでは、Ｎ−２ライン目の画素においても白表示を行っているため、表示信号ＳＥＧは変化しない。表示信号ＳＥＧは、セグメントドライバ１０４内に形成された遅延回路１０５により、Ｎ−１ライン目の走査信号ＣＯＭＮ−１が立ち下がったタイミングから任意に設定した遅延期間ｔ経過後に出力される。このＮ−１ライン目の走査信号ＣＯＭＮ−１が選択電圧となる期間を選択期間ＴＮ−１とする。
【００２３】
その後、Ｎ−１ライン目の走査信号ＣＯＭＮ−１の立ち下がりと同時に、Ｎライン目の走査信号ＣＯＭＮが立ちあがる。Ｎライン目の走査信号ＣＯＭＮが立ち上がり、選択電圧となると、Ｎライン目の行の画素に黒表示に対応した表示信号ＳＥＧが供給される。このＮライン目の走査信号ＣＯＭＮが選択電圧となる期間を選択期間ＴＮとする。表示信号ＳＥＧは、セグメントドライバ１０４内に形成された遅延回路１０５により、Ｎライン目の走査信号ＣＯＭＮが立ち上がったタイミングから任意に設定した遅延期間ｔの経過後に出力される。すなわち、表示信号ＳＥＧは、Ｎ−１ライン目の走査信号ＣＯＭＮ−１が立ち下がったタイミングから任意に設定した遅延期間ｔの経過後に出力される。
【００２４】
走査信号ＣＯＭは、コモンドライバ１０３から出力される矩形波であるが、実際に液晶表示装置に供給される走査信号の波形は、ドライバの回路定数（時定数など）に応じて、走査信号の立ち下がりがなまった波形となる。しかしながら、上述したように、Ｎ−１ライン目の走査信号ＣＯＭＮ−１が立ち下がったタイミングから任意に設定した遅延期間ｔの経過後に表示信号ＳＥＧが出力される。このため、Ｎ−１ライン目の行の画素には、Ｎ−１ライン目の走査信号ＣＯＭＮ−１が選択電圧から非選択電圧に変わりきらないうちに、Ｎ−１ライン目の画素にＮライン目に供給するべき黒表示に相当する表示信号ＳＥＧは印加されない。
【００２５】
これにより、Ｎ−１ライン目の画素の実効電圧が、次のＮライン目の表示信号から受ける影響は少なくなる。すなわち、Ｎライン目の画素の選択期間ＴＮ中において、Ｎ−１ライン目の走査電極に供給される走査信号が非選択電圧となるまでの期間にかかるＮ−１ライン目の画素にかかる電圧の実効値は小さくなる。
【００２６】
したがって、Ｎ−１ライン目の画素の実効値は、遅延期間ｔにおけるＮライン目の表示信号の影響を受けるが、Ｎ−１ライン目の走査信号が非選択電圧となってから、Ｎライン目の表示信号が供給されることになる。このため、Ｎ−１ライン目の電圧の実効値は、Ｎライン目の表示信号の影響を受けていないＮ−２ライン目の電圧の実効値と略等しい値となる。これによって、Ｎライン目の黒線の直前のＮ−１ライン目の画素に発生するゴーストを抑制することができる。
【００２７】
また、本実施例においては、セグメントドライバ１０４に遅延回路１０５を設け、簡単な回路構成によって、ゴーストの発生を抑制する構成としたが、これに限定されるものではない。例えば、表示信号ＳＥＧの出力タイミングを制御するクロックを別に設けて、出力タイミングを制御してもよい。
【００２８】
一般的に、白表示を行っている画素に印加される電圧の実効値Ｖｏｎは、以下の式で表される。
【数１】
2006284823.tif 000003
また、黒表示を行っている画素に印加される電圧の実効値Ｖｏｆｆは、以下の式で表される。
【数２】
2006284823.tif 000004
ここで、Ｎはライン数、Ｖｒは走査信号の振幅、Ｖｃは表示信号の振幅である。
【００２９】
例えば、Ｎ＝６９［本］とし、Ｖｒ＝８．０［Ｖ］、Ｖｃ＝２．０［Ｖ］（バイアス比＝１／４バイアス）とすると、上記の式による理想的なＶｏｎ及びＶｏｆｆは、以下の値となる。
【数３】
2006284823.tif 000005
【数４】
2006284823.tif 000006
したがって、ＯＮ／ＯＦＦ比は、
Ｖｏｎ／Ｖｏｆｆ＝１．０９８９９６
となる。ＯＮ／ＯＦＦ比が大きいほど、高いコントラストを実現できる。
【００３０】
ここで、走査信号ＣＯＭに図３に示す波形なまりがある場合の、電圧の実効値について計算する。また、図２に示す波形の駆動信号により液晶表示装置１００を駆動させ、白背景中にＮライン目の走査電極に対応する行の画素に１本の黒線として黒表示をさせる場合について説明する。図３のグラフから算出すると、走査信号ＣＯＭの波形のなまりは、３．４０４８８８［Ｖ・μｓｅｃ］である。これを１選択期間Ｔあたりに換算すると、フレーム周波数１２５［Ｈｚ］の場合、１選択期間Ｔは１１６［μｓｅｃ］となるので、
３．４０４８８８／１１６＝０．０２９３５２［Ｖ／１ＲＳＴ］
となる。ここで、１ＲＳＴは１選択期間とする。
【００３１】
これを用いて、黒線の表示を行っているＮライン目の直前のＮ−１ライン目の白表示部分のＶｏｎＮ−１は、
【数５】
2006284823.tif 000007
となる。
【００３２】
一方、黒表示の表示信号が影響しない部分においては、波形なまりがないときのＶｏｎと等しい。ここでは、例えば、Ｎ−２ライン目とすると、ＶｏｎＮ−２は、
【数６】
2006284823.tif 000008
となる。
したがって、黒線直前のＮ−１ライン目の白表示部分の電圧の実効値ＶｏｎＮ−１と、黒線の表示の影響のない白表示部分の電圧の実効値ＶｏｎＮ−２との比は、０．９９９８４３となる。
【００３３】
また、黒線の表示を行っているＮライン目の電圧の実効値ＶｏｆｆＮは、
【数７】
2006284823.tif 000009
となる。したがって、ＯＮ／ＯＦＦ比は、
ＶｏｎＮ−１／ＶｏｆｆＮ＝１．０９８８２４
となる。
【００３４】
ここで、Ｎライン目の表示信号ＳＥＧの出力を、Ｎ−１ライン目の走査信号ＣＯＭの選択電圧から非選択電圧への切り替わりから１μｓｅｃ遅らせた場合について、上述のように実効電圧を計算する。選択電圧から非選択電圧に切り替わるタイミングから１μｓの遅延期間ｔの間の波形なまりの成分は、図３のグラフから算出すると、１．９８２１２１［Ｖ・μｓｅｃ］である。このため、選択電圧から非選択電圧に切り替わるタイミングから１μｓの遅延期間ｔを除いた波形なまりの成分は、
３．４０４８８８−１．９８２１２１＝１．４２２７６７［Ｖ・μｓｅｃ］
となる。１．４２２７６７［Ｖ・μｓｅｃ］は、０．０１２２６５［Ｖ／１ＲＳＴ］である。また、１．９８２１２１［Ｖ・μｓｅｃ］は、０．０１７０８７［Ｖ／１ＲＳＴ］である。
【００３５】
また、Ｎライン目の表示信号ＳＥＧの出力タイミングの遅延により、Ｎ−１ライン目の走査信号ＣＯＭの選択電圧から非選択電圧への切り替わりタイミングとずれたことにより、表示信号ＳＥＧの電圧値の影響が生じることとなる。これによって変化するＮ−１ライン目の電圧の実効値ＶｏｎＮ−１（１）は、
【数８】
2006284823.tif 000010
となる。
【００３６】
一方、Ｎライン目の黒線の表示信号の影響のないＮ−２ライン目の白表示部分の電圧の実効値ＶｏｎＮ−２（１）は、
【数９】
2006284823.tif 000011
となる。したがって、黒線直前のＮ−１ライン目の白表示部分の電圧の実効値ＶｏｎＮ−１（１）と、黒線の表示の影響のない白表示部分の電圧の実効値ＶｏｎＮ−２（１）との比は、０．９９９８４６となる。
【００３７】
また、黒線の表示を行っているＮライン目の電圧の実効値ＶｏｆｆＮ（１）は、
【数１０】
2006284823.tif 000012
となる。したがって、ＯＮ／ＯＦＦ比は、
ＶｏｎＮ−１（１）／ＶｏｆｆＮ（１）＝１．０９７９２７
となる。
【００３８】
同様に、Ｎライン目の表示信号ＳＥＧの出力を、Ｎ−１ライン目の走査信号ＣＯＭの選択電圧から非選択電圧への切り替わりから２μｓｅｃ遅らせた場合について、上述のように実効電圧を計算する。選択電圧から非選択電圧に切り替わるタイミングから２μｓの遅延期間ｔの間の波形なまりの成分は、図３のグラフから算出すると、２．６９６８７４［Ｖ・μｓｅｃ］である。このため、選択電圧から非選択電圧に切り替わるタイミングから２μｓの遅延期間ｔを除いた波形なまりの成分は、
３．４０４８８８−２．６９６８７４＝０．７０８０１４［Ｖ・μｓｅｃ］
となる。０．７０８０１４［Ｖ・μｓｅｃ］は、０．００６１０４［Ｖ／１ＲＳＴ］である。また、２．６９６８７４［Ｖ・μｓｅｃ］は、０．０２３２４９［Ｖ／１ＲＳＴ］である。
【００３９】
また、Ｎライン目の表示信号ＳＥＧの出力タイミングの遅延により、Ｎ−１ライン目の走査信号ＣＯＭの選択電圧から非選択電圧への切り替わりタイミングとずれたことにより、変化するＮ−１ライン目の電圧の実効値ＶｏｎＮ−１（２）は、
【数１１】
2006284823.tif 000013
となる。
【００４０】
一方、Ｎライン目の黒線の表示信号の影響のないＮ−２ライン目の白表示部分の電圧の実効値ＶｏｎＮ−２（２）は、
【数１２】
2006284823.tif 000014
となる。
また、このときのＶｏｆｆＮ（２）は、
【数１３】
2006284823.tif 000015
となる。したがって、ＯＮ／ＯＦＦ比は、
ＶｏｎＮ−１（２）／ＶｏｆｆＮ（２）＝１．０９７０２９
となる。
【００４１】
以上の結果まとめて、以下の表に示す。
【表１】
2006284823.tif 000016
【００４２】
上記の表から、表示信号ＳＥＧの出力タイミングを１μｓｅｃ遅らせることによって、黒表示ライン直前のラインの電圧値と、黒表示の表示信号の影響を受けない部分における電圧との比を１に近づけることができ、ゴーストの発生を抑制することができる。しかし、表示信号の出力タイミングの遅れを大きくしすぎると、Ｏｎ／Ｏｆｆ比が低くなってしまうので、表示性能が劣化してしまうこととなる。
【００４３】
以上から、表示信号ＳＥＧの出力タイミングを選択期間Ｔの０．５〜１０％の長さで走査信号ＣＯＭの選択電圧から非選択電圧への切り替わりタイミングから遅らせることが好ましい。このように、フレーム周波数、走査信号ＣＯＭ、表示信号ＳＥＧの電圧値などを考慮して適度な値を選択することにより、ゴーストの発生を抑制することができる。また、Ｏｎ／Ｏｆｆ比を保つことができるため、表示性能の劣化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】実施の形態にかかる液晶表示装置の構成の一例を示す概略図である。
【図２】実施の形態にかかる液晶表示装置の動作を説明するための波形図である。
【図３】従来の走査信号の波形を示す図である。
【図４】従来の液晶表示装置の問題点を説明する図である。
【図５】従来の液晶表示装置の動作を説明するための波形図である。
【符号の説明】
【００４５】
１００  液晶表示装置
１０１  液晶パネル
１０２  駆動回路
１０３  コモンドライバ
１０４  セグメントドライバ
１０５  遅延回路
【図１】
2006284823.tif 000017
【図２】
2006284823.tif 000018
【図３】
2006284823.tif 000019
【図４】
2006284823.tif 000020
【図５】
2006284823.tif 000021