(57)【要約】  休止駆動時に蓄積された極性の偏りに起因する表示不良が発生しにくい液晶表示装置およびその駆動方法を提供する。  液晶表示装置（１００）では、表示部（５００）に表示された画像を定期リフレッシュまたは強制リフレッシュにより更新するためのリフレッシュ信号を生成した時点における画像データに応じたデータ電圧の極性の偏りを解消する方向に制御し、その後のフレーム期間毎に極性の偏りを求める。これにより、リフレッシュ信号が生成された時点以後の極性の偏りは、リフレッシュ信号が生成された時点における極性の偏りが解消されるようにして求められるだけでなく、リフレッシュ信号が生成される毎に同じことが繰り返されるので、極性の偏りが増大することを抑制できる。
2015087587.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された画像データに応じたデータ電圧を表示部の液晶層に印加することにより前記画像データの表す画像を前記表示部に表示する液晶表示装置であって、
前記データ電圧を前記液晶層に印加するための駆動部と、
前記データ電圧の極性の偏りを所定の期間単位で管理し、前記表示部に表示された画像を更新するフレーム期間における前記データ電圧の極性の偏りを解消する方向に前記駆動部を制御する表示制御部とを備える、液晶表示装置。
【請求項２】
前記表示部は、前記データ電圧を保持するように構成された複数の画素形成部を含み、
前記表示制御部は、前記画像を更新するフレーム期間における前記極性の偏りを解消するために、前記極性の偏りを表す極性偏り値を変化させる方向を特定し、前記画像を更新するフレーム期間および当該フレーム期間に続くフレーム期間毎に前記極性偏り値を当該特定された方向に変化させた前記データ電圧を前記複数の画素形成部にそれぞれ印加す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。
【請求項３】
前記表示制御部は、
前記所定の期間単位で前記極性偏り値を求めて管理する極性偏り管理回路と、
前記画像を更新するフレーム期間において、前記極性偏り管理回路から出力された前記極性偏り値が“０”でない場合には、前記極性偏り値を“０”に近づく方向に制御し、前記極性偏り値が“０”である場合には、前記極性偏り値を反転する方向に制御する極性信号を生成する極性反転制御回路と、
前記画像を更新するフレーム期間であることを示すリフレッシュ信号を所定のタイミングで生成して、前記極性偏り管理回路と前記極性反転制御回路に与えるタイミング制御回路と、
休止フレーム期間の回数をカウントするＮＲＥＦカウンタとを含み、
前記極性偏り管理回路は、前記極性反転制御回路から与えられた前記極性信号によって特定された方向に、前記極性偏り値を“１”ずつ増加または減少させることを特徴とする、請求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記極性偏り管理回路は、前記極性偏り値をカウントして保持するバランスカウンタを含み、前記画像データの表す画像を前記表示部に表示するために使用される垂直同期信号を与えられる毎に、前記バランスカウンタに保持されている前記極性偏り値を前記極性信号によって前記特定された方向に“１”ずつ増加または減少させることを特徴とする、請求項３に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記タイミング制御回路は、前記ＮＲＥＦカウンタのカウント値が所定回数に達したときに前記リフレッシュ信号を生成して出力することを特徴とする、請求項３に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
新たな画像を表示するための画像データと共に、前記新たな画像を前記表示部に表示するための強制リフレッシュ信号を前記表示制御部に与えられたとき、前記タイミング制御回路は前記強制リフレッシュ信号に基づき前記リフレッシュ信号を生成して出力することを特徴とする、請求項３に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記表示部に表示された画像を左右または上下を反転させるコマンドを与えられたとき、前記タイミング制御回路は前記コマンドに基づき前記リフレッシュ信号を生成して出力することを特徴とする、請求項３に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記タイミング制御回路は、休止駆動から高周波駆動に移行する際に前記高周波駆動の周期に同期して生成された高周波同期信号を与えられれば、前記高周波同期信号に基づき前記リフレッシュ信号を生成して前記極性偏り管理回路および前記極性反転制御回路に出力し、
前記極性偏り管理回路は、前記高周波同期信号を与えられる毎に、前記極性信号によって特定された方向に前記極性偏り値を“１”ずつ増加または減少させることを特徴とする、請求項３に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記タイミング制御回路は、前記リフレッシュ信号を生成して出力する際に、前記ＮＲＥＦカウンタをリセットすることを特徴とする、請求項５から８のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
前記画像データに基づいて正極性の画像データを生成する正極ガンマ回路と負極性の画像データを生成する負極ガンマ回路とを更に備え、
前記表示制御部は、前記画像データを前記正極ガンマ回路および前記負極ガンマ回路のいずれかを選択するセレクタを更に含み、
前記セレクタは、前記極性反転制御回路から与えられた前記極性信号に基づき、前記正極ガンマ回路および前記負極ガンマ回路のいずれかを選択して前記画像データを与えることを特徴とする、請求項３に記載の液晶表示装置。
【請求項１１】
前記表示制御部は、入力された前記画像データを格納するフレームメモリを更に含み、
前記タイミング制御回路は、前記リフレッシュ信号を出力すると同時に、前記画像データを読み出すための読出し信号を前記フレームメモリに与え、
前記フレームメモリは、前記読出し信号を与えられたときに格納されている前記画像データを出力することを特徴とする、請求項３に記載の液晶表示装置。
【請求項１２】
液晶表示装置の動作を停止させる際に、所定の周波数の交流電圧であるオフシーケンス信号、および前記画素形成部に書き込まれた前記データ電圧を消去するための消去データが前記表示制御部に与えられれば、
前記タイミング制御回路は、前記オフシーケンス信号に基づき前記リフレッシュ信号を生成して前記極性偏り管理回路および前記極性反転制御回路に出力し、
前記極性偏り管理回路は、前記オフシーケンス信号の極性が変わる毎に、前記極性信号によって特定された方向に前記極性偏り値を“１”ずつ増加または減少させ、
前記消去データは前記駆動部に与えられることを特徴とする、請求項３に記載の液晶表示装置。
【請求項１３】
前記画素形成部と前記駆動部とを接続する、前記表示部に形成されたデータ信号線および走査信号線を更に備え、
前記画素形成部は、
前記データ電圧を保持するための画素容量と、
前記走査信号線に制御端子が接続され、前記データ信号線に第１導通端子が接続され、前記画素容量に第２導通端子が接続されたスイッチング素子とを含み、
前記スイッチング素子は、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２に記載の液晶表示装置。
【請求項１４】
前記酸化物半導体は、酸化インジウムガリウム亜鉛を含むことを特徴とする、請求項１３に記載の液晶表示装置。
【請求項１５】
入力された画像データに応じたデータ電圧を表示部の液晶層に印加することにより前記画像データの表す画像を前記表示部に表示する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液晶層に印加するために駆動部を駆動するステップと、
前記データ電圧の極性の偏りを所定の期間単位で管理するステップと、
前記表示部に表示された画像を更新するフレーム期間における前記データ電圧の極性の偏りを解消する方向に前記駆動部を制御するステップとを備える、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、液晶表示装置およびその駆動方法に関し、特に、フリッカーや残像の発生を抑制する液晶表示装置およびその駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
アクティブマトリクス型液晶表示装置の表示部には、複数の画素形成部がマトリクス状に形成されている。各画素形成部には、スイッチング素子として動作する薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor：以下「ＴＦＴ」という）と、当該ＴＦＴを介してデータ信号線に接続された画素容量とが設けられている。このＴＦＴをオン／オフすることにより、画像を表示するための画像データの電圧が画素形成部内の画素容量にデータ電圧として書き込まれる。このデータ電圧は画素形成部の液晶層に印加され、液晶分子の配向方向をデータ電圧値に応じた方向に変化させる。このようにして液晶表示装置は、画素形成部毎に液晶層の光透過率を制御して表示部に画像を表示する。【０００３】
このような液晶表示装置を携帯型電子機器のディスプレイとして使用する場合には、その消費電力を低減することが求められる。そこで、静止画のみを表示したい場合には休止駆動によって動作させ、動画と静止画を切り換えて表示したい場合には、動画を表示するための高周波駆動と、静止画を表示するための休止駆動とを切り換えて動作させる。ここで、休止駆動とは、例えば日本の特開２００１−３１２２５３号公報に記載されているように、走査信号線を走査して表示画像のリフレッシュを行う走査期間（「リフレッシュ期間」ともいう）の後に、全ての走査信号線を非走査状態にしてリフレッシュを休止する休止期間を設ける駆動方法である。このように液晶表示装置は、休止駆動を行うことによって休止期間における走査信号線駆動回路および／またはデータ信号線駆動回路の動作を休止し、消費電力を低減することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】日本の特開２００１−３１２２５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、液晶表示装置において休止駆動を行えば、休止期間に極性の偏り（電荷の偏り）が蓄積されるようになり、当該極性の偏りのために液晶層内に含まれる不純物イオンが偏在する。この偏在した不純物イオンによって生じる直流電圧成分のために、データ電圧値に応じた方向に変化すべき液晶分子の配向方向が影響を受けるようになる。これにより、液晶表示装置の動作中に、最適共通電圧のずれによるフリッカーが生じたり液晶の焼き付きによる残像が生じたりする等の表示不良が発生する。【０００６】
そこで本発明は、休止駆動時に蓄積された極性の偏りに起因する表示不良が発生しにくい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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の局面は、入力された画像データに応じたデータ電圧を表示部の液晶層に印加することにより前記画像データの表す画像を前記表示部に表示する液晶表示装置であって、
前記データ電圧を前記液晶層に印加するための駆動部と、
前記データ電圧の極性の偏りを所定の期間単位で管理し、前記表示部に表示された画像を更新するフレーム期間における前記データ電圧の極性の偏りを解消する方向に前記駆動部を制御する表示制御部とを備える。【０００８】
本発明の第２の局面は、本発明の第１の局面において、
前記表示部は、前記データ電圧を保持するように構成された複数の画素形成部を含み、
前記表示制御部は、前記画像を更新するフレーム期間における前記極性の偏りを解消するために、前記極性の偏りを表す極性偏り値を変化させる方向を特定し、前記画像を更新するフレーム期間および当該フレーム期間に続くフレーム期間毎に前記極性偏り値を当該特定された方向に変化させた前記データ電圧を前記複数の画素形成部にそれぞれ印加するように前記駆動部を制御することを特徴とする。【０００９】
本発明の第３の局面は、本発明の第２の局面において、
前記表示制御部は、
前記所定の期間単位で前記極性偏り値を求めて管理する極性偏り管理回路と、
前記画像を更新するフレーム期間において、前記極性偏り管理回路から出力された前記極性偏り値が“０”でない場合には、前記極性偏り値を“０”に近づく方向に制御し、前記極性偏り値が“０”である場合には、前記極性偏り値を反転する方向に制御する極性信号を生成する極性反転制御回路と、
前記画像を更新するフレーム期間であることを示すリフレッシュ信号を所定のタイミングで生成して、前記極性偏り管理回路と前記極性反転制御回路に与えるタイミング制御回路と、
休止フレーム期間の回数をカウントするＮＲＥＦカウンタとを含み、
前記極性偏り管理回路は、前記極性反転制御回路から与えられた前記極性信号によって特定された方向に、前記極性偏り値を“１”ずつ増加または減少させることを特徴とする。【００１０】
本発明の第４の局面は、本発明の第３の局面において、
前記極性偏り管理回路は、前記極性偏り値をカウントして保持するバランスカウンタを含み、前記画像データの表す画像を前記表示部に表示するために使用される垂直同期信号を与えられる毎に、前記バランスカウンタに保持されている前記極性偏り値を前記極性信号によって前記特定された方向に“１”ずつ増加または減少させることを特徴とする。【００１１】
本発明の第５の局面は、本発明の第３の局面において、
前記タイミング制御回路は、前記ＮＲＥＦカウンタのカウント値が所定回数に達したときに前記リフレッシュ信号を生成して出力することを特徴とする。【００１２】
本発明の第６の局面は、本発明の第３の局面において、
新たな画像を表示するための画像データと共に、前記新たな画像を前記表示部に表示するための強制リフレッシュ信号を前記表示制御部に与えられたとき、前記タイミング制御回路は前記強制リフレッシュ信号に基づき前記リフレッシュ信号を生成して出力することを特徴とする。【００１３】
本発明の第７の局面は、本発明の第３の局面において、
前記表示部に表示された画像を左右または上下を反転させるコマンドを与えられたとき、前記タイミング制御回路は前記コマンドに基づき前記リフレッシュ信号を生成して出力することを特徴とする。【００１４】
本発明の第８の局面は、本発明の第３の局面において、
前記タイミング制御回路は、休止駆動から高周波駆動に移行する際に前記高周波駆動の周期に同期して生成された高周波同期信号を与えられれば、前記高周波同期信号に基づき前記リフレッシュ信号を生成して前記極性偏り管理回路および前記極性反転制御回路に出力し、
前記極性偏り管理回路は、前記高周波同期信号を与えられる毎に、前記極性信号によって特定された方向に前記極性偏り値を“１”ずつ増加または減少させることを特徴とする。【００１５】
本発明の第９の局面は、本発明の第５から第８のいずれかの局面において、
前記タイミング制御回路は、前記リフレッシュ信号を生成して出力する際に、前記ＮＲＥＦカウンタをリセットすることを特徴とする。【００１６】
本発明の第１０の局面は、本発明の第３の局面において、
前記画像データに基づいて正極性の画像データを生成する正極ガンマ回路と負極性の画像データを生成する負極ガンマ回路とを更に備え、
前記表示制御部は、前記画像データを前記正極ガンマ回路および前記負極ガンマ回路のいずれかを選択するセレクタを更に含み、
前記セレクタは、前記極性反転制御回路から与えられた前記極性信号に基づき、前記正極ガンマ回路および前記負極ガンマ回路のいずれかを選択して前記画像データを与えることを特徴とする。【００１７】
本発明の第１１の局面は、本発明の第３の局面において、
前記表示制御部は、入力された前記画像データを格納するフレームメモリを更に含み、
前記タイミング制御回路は、前記リフレッシュ信号を出力すると同時に、前記画像データを読み出すための読出し信号を前記フレームメモリに与え、
前記フレームメモリは、前記読出し信号を与えられたときに格納されている前記画像データを出力することを特徴とする。【００１８】
本発明の第１２の局面は、本発明の第３局面において、
液晶表示装置の動作を停止させる際に、所定の周波数の交流電圧であるオフシーケンス信号、および前記画素形成部に書き込まれた前記データ電圧を消去するための消去データが前記表示制御部に与えられれば、
前記タイミング制御回路は、前記オフシーケンス信号に基づき前記リフレッシュ信号を生成して前記極性偏り管理回路および前記極性反転制御回路に出力し、
前記極性偏り管理回路は、前記オフシーケンス信号の極性が変わる毎に、前記極性信号によって特定された方向に前記極性偏り値を“１”ずつ増加または減少させ、
前記消去データは前記駆動部に与えられることを特徴とする。【００１９】
本発明の第１３の局面は、本発明の第２の局面において、
前記画素形成部と前記駆動部とを接続する、前記表示部に形成されたデータ信号線および走査信号線を更に備え、
前記画素形成部は、
前記データ電圧を保持するための画素容量と、
前記走査信号線に制御端子が接続され、前記データ信号線に第１導通端子が接続され、前記画素容量に第２導通端子が接続されたスイッチング素子とを含み、
前記スイッチング素子は、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。【００２０】
本発明の第１４の局面は、本発明の第１３の局面において、
前記酸化物半導体は、酸化インジウムガリウム亜鉛を含むことを特徴とする。【００２１】
本発明の第１５の局面は、入力された画像データに応じたデータ電圧を表示部の液晶層に印加することにより前記画像データの表す画像を前記表示部に表示する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液晶層に印加するために駆動部を駆動するステップと、
前記データ電圧の極性の偏りを所定の期間単位で管理するステップと、
前記表示部に表示された画像を更新するフレーム期間における前記データ電圧の極性の偏りを解消する方向に前記駆動部を制御するステップとを備える。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の第１の局面によれば、液晶表示装置の表示制御部は、データ電圧の極性の偏りを所定の期間単位で管理している。そして、表示部に表示された画像を更新するフレーム期間になれば、蓄積されていたデータ電圧の極性の偏りを解消する方向に駆動部を駆動する。これにより、画像を更新するフレーム期間までに蓄積された極性の偏りは解消される方向に向かう。その結果、液晶表示装置を駆動しているときに、不純物イオンの偏在による電荷が液晶層内に蓄積されにくくなるので、フリッカー等の発生が抑制される。【００２３】
本発明の第２の局面によれば、液晶表示装置の表示制御部は、極性の偏りを表す極性偏り値を増加または減少させる方向を特定し、画像を更新するフレーム期間および当該フレーム期間に続くフレーム期間毎に、極性偏り値を特定された方向に変化させたデータ電圧を複数の画素形成部にそれぞれ印加するように駆動部を駆動する。これにより、画像を更新するフレーム期間までに蓄積されていた極性の偏りは、当該フレーム期間に続くフレーム期間毎に徐々に解消される。【００２４】
本発明の第３の局面によれば、極性偏り管理回路は、極性反転制御回路から極性信号を与えられると、リフレッシュ信号が生成された時点における極性偏り値が“０”でない場合には、極性偏り値を“０”に近づく方向に制御し、“０”である場合には極性偏り値を反転する方向に制御する。これにより、その後のフレーム期間毎に求められる極性偏り値は“０”から大きく乖離しにくくなる。その結果、液晶表示装置を駆動しているときに、不純物イオンの偏在による電荷が液晶層内に蓄積されにくくなるので、フリッカー等の発生が抑制される。【００２５】
本発明の第４の局面によれば、極性偏り管理回路は、表示部に画像を表示するために使用される垂直同期信号を与えられる毎に、極性反転制御回路から与えられる極性信号によって特定される方向に“１”ずつ増加または減少させることによって極性偏り値を求める。これにより、極性偏り管理回路は極性偏り値を容易に求めることができる。【００２６】
本発明の第５の局面によれば、休止駆動中にＮＲＥＦカウンタのカウント値が所定の回数に達したとき、定期リフレッシュが行われ、タイミング制御回路はリフレッシュ信号を生成する。これにより、極性反転制御回路で求めた極性信号によって特定される方向に“１”ずつ増加または減少させることによって極性偏り値を求める。その結果、定期リフレッシュ後のフレーム期間毎に求められる極性偏り値は“０”から大きく乖離しにくくなり、フリッカー等の発生が抑制される。【００２７】
本発明の第６の局面によれば、休止駆動中に強制リフレッシュ信号が与えられると、タイミング制御回路はリフレッシュ信号を生成する。これにより、極性反転制御回路で求めた極性信号によって特定される方向に“１”ずつ増加または減少させることによって極性偏り値を求める。その結果、強制リフレッシュ後のフレーム期間毎に求められる極性偏り値は“０”から大きく乖離しにくくなり、フリッカー等の発生が抑制される。【００２８】
本発明の第７の局面によれば、表示部に表示された画像を上下または左右に反転させるようなコマンドが与えられると、タイミング制御回路はリフレッシュ信号を生成する。これにより、極性反転制御回路で求めた極性信号によって特定される方向に“１”ずつ増加または減少させることによって極性偏り値を求める。その結果、コマンドによって画像が反転された後のフレーム期間毎に求められる極性偏り値は“０”から大きく乖離しにくくなり、フリッカー等の発生が抑制される。【００２９】
本発明の第８の局面によれば、休止駆動から反転する高周波駆動に移行する際に、高周波駆動の周期に同期して生成された高周波同期信号が表示制御部に与えられると、タイミング制御回路は高周波駆動の周期に同期してリフレッシュ信号を生成する。これにより、極性反転制御回路も、高周波駆動の周期に同期して極性信号を生成するので、極性偏り管理回路は、極性偏り値が“０”ではない場合には、極性偏り値を“０”に近づく方向に制御し、“０”である場合には極性偏り値を反転する方向に制御する。このため、休止駆動時の極性偏り値が“０”から大きく乖離している場合であっても、高周波駆動に移行することにより、極性偏り値はフレーム期間毎に“１”ずつ“０”に近づき、極性偏り値が“０”になると、極性偏り値は“＋１”と“０”、または“０”と“−１”とを交互に繰り返す。その結果、高周波駆動において極性偏り値がほぼ“０”になるので、フリッカー等の発生が抑制される。【００３０】
本発明の第９の局面によれば、タイミング制御回路は、リフレッシュ信号を出力する際にＮＲＥＦカウンタをリセットするので、それまでＮＲＥＦカウンタに記憶されていたＮＲＥＦカウント値は“０”になる。このため、定期リフレッシュを適切なタイミングで行うことができる。【００３１】
本発明の第１０の局面によれば、セレクタによって選択可能な正極性の画像データを生成するための正極ガンマ回路と、負極性の画像データを生成するための負極ガンマ回路とが設けられている。セレクタは、極性反転制御回路で生成された極性信号に基づき、極性偏り値を増加させる方向に制御する場合には入力された画像データを正極ガンマ回路に与え、極性偏り値を減少させる方向に制御する場合には負極ガンマ回路に与える。これにより、液晶層に印加される電圧の極性の偏りを、極性偏り管理回路で管理される極性偏り値と一致させることができる。【００３２】
本発明の第１１の局面によれば、ホストから送信される画像データはフレームメモリに格納され、タイミング制御回路からリフレッシュ信号が出力されるときに読出し信号を与えることによって画像データを読み出すことができる。これにより、表示部に表示される画像を更新する際に画像データをフレームメモリから読み出すことができるので、画像の更新を容易に行うことができる。【００３３】
本発明の第１２の局面によれば、液晶表示装置の動作を停止させるために、あらかじめ設定されたオフシーケンス期間に、所定の周波数の交流電圧であるオフシーケンス信号と、画素形成部に書き込まれたデータ電圧を消去するための消去データが与えられれば、タイミング制御回路はオフシーケンス信号の極性が変わる毎にリフレッシュ信号を生成する。これにより、極性反転制御回路は、オフシーケンス信号の極性が変わる毎に極性信号を生成するので、極性偏り管理回路は、オフシーケンス信号が入力される直前の極性偏り値が“０”から大きく乖離しているときでも、極性偏り値はフレーム期間毎に“１”ずつ“０”に近づき、極性偏り値が“０”になったときに、まだオフシーケンス期間が残存していれば、その残存期間では、極性偏り値は“０”と“＋１”または“０”と“−１”とを交互に繰り返す。その結果、液晶表示装置の動作が停止する前に極性偏り値がほぼ“０”になるので、電源を再びオンしたときにフリッカー等の発生が抑制される。また、従来必要であった極性偏り値を“０”にするまでのウエイト時間が不要になる。これにより、電源をオフしてから動作を停止するまでの時間を短縮できるので、液晶表示装置の使い勝手が良くなる。【００３４】
本発明の第１３の局面によれば、アクティブマトリクス型の液晶表示装置における各画素形成部のスイッチング素子として、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。これにより、薄膜トランジスタのオフリーク電流が大幅に低減され、各画素形成部の画素容量に書き込まれた電圧はより長期間保持される。また、交流電圧を印加することによって、オフ信号の入力時点以後の駆動部の制御によって液晶層への印加電圧の極性の偏りを低減することができる。したがって、休止駆動および高周波駆動を行う場合には、フリッカーの発生等を抑制しつつ、画像表示のための消費電力を大幅に低減することができる。【００３５】
本発明の第１４の局面によれば、画素形成部に含まれる薄膜トランジスタの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、上記第１２の発明の効果を確実に得ることができる。【００３６】
本発明の第１５の局面によれば、上記第１の発明の効果と同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】液晶表示装置の休止駆動を説明するためのタイミングチャートである。
【図２】液晶表示装置において休止駆動を行ったときの極性の偏りの変化を示す図である。
【図３】液晶表示装置において高周波駆動と休止駆動を交互に切り換えた場合の極性の偏りの変化を示す図である。
【図４】本発明の第１の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５】本実施形態の液晶表示装置に含まれる表示制御部の構成を示すブロック図である。
【図６】本実施形態の液晶表示装置において休止駆動を行うときに極性偏り値が“０”に近づくように調整する方法を示す図である。
【図７】本実施形態の液晶表示装置において休止駆動から高周波駆動に切り換えて動作させる際に極性偏り値Ｎｂが“０”に近づくように調整する方法を示す図である。
【図８】本実施形態の液晶表示装置において休止駆動から高周波駆動に切り換えて動作させる際に極性偏り値Ｎｂが“０”に近づくように調整する方法を示す他の図である。
【図９】高周波駆動における画素形成部の液晶層内の不純物イオンの分布を示す模式図であり、より詳しくは、（Ａ）は画素形成部の不純物イオンが偏在した状態で高周波駆動を行ったときの様子を示す模式図であり、（Ｂ）は画素形成部の不純物イオンの偏在が解消された状態で高周波駆動を行ったときの様子を示す模式図である。
【図１０】従来のオフシーケンス時における液晶表示装置の動作を参考例として示す図である。
【図１１】本実施形態に係る液晶表示装置におけるオフシーケンス時の動作を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
＜０．基礎検討＞
＜０．１  休止駆動＞
本発明において問題となる、液晶層への印加電圧の極性の偏り（以下、単に「極性の偏り」ともいう）は休止駆動によって生じるので、まず休止駆動について説明する。図１は、液晶表示装置の休止駆動を説明するためのタイミングチャートである。この例では、１フレーム期間に１画面分のデータ電圧の書込みが行われ、その後の５９フレーム期間ではデータ電圧の書込みが休止される。すなわち、１個のリフレッシュフレーム期間と５９個の休止フレーム期間とが交互に現れるように液晶表示装置の表示部が駆動される。したがって、リフレッシュレートは１Ｈｚであり、リフレッシュ周期は１秒である。
【００３９】
また、この例では、リフレッシュフレーム期間毎に画素形成部に書き込むべきデータ電圧の極性が反転される。図１において、電圧極性Ａは、１つの画素形成部に書き込まれたデータ電圧（すなわち当該画素形成部内の画素容量に保持される電圧）の極性を示しており、電圧極性Ｂは、他の画素形成部に書き込まれた、同一フレーム期間において当該１つの画素形成部に書き込まれるデータ電圧の極性とは異なる極性のデータ電圧を示している。図１に示す電圧極性ＡおよびＢからわかるように、各画素形成部内の画素容量に保持されるデータ電圧の極性は１秒毎に反転されるので、液晶層に印加されるデータ電圧の極性も１秒毎に反転される。これにより、液晶層に印加されるデータ電圧の極性の反転周期（以下、単に「反転周期」という）は、休止駆動を行わない通常の液晶表示装置における反転周期（１フレーム期間＝１６．６７ｍｓ）に比べて非常に長い。
【００４０】
液晶表示装置は液晶層に電圧を印加して、液晶層の光透過率を制御することで画像を表示する。この液晶層への印加電圧に直流成分が含まれると、当該液晶層内における不純物イオンの偏在により電荷の蓄積（以下、「電荷の偏り」という）が生じ、その結果、フリッカーや残像等による表示不良が発生する。このような表示不良の発生を抑制するために、液晶表示装置では交流駆動が行われる。交流駆動を行えば、図１に示される電圧極性ＡおよびＢのように、液晶層への印加電圧の極性を所定期間毎に（典型的には１フレーム期間毎に）反転することにより当該液晶層への印加電圧の時間的平均値（または積分値）を実質的に“０”にすることができる。
【００４１】
なお、休止駆動の説明において、表示すべき画像を表す画像データの電圧をデータ電圧として画素形成部に書き込むためのフレーム期間を「リフレッシュフレーム期間」といい、データ電圧の書込みを休止するフレーム期間を「休止フレーム期間」という。「１フレーム期間」とは１画面分のリフレッシュ（データ電圧の書換えまたは書込み）のための期間であり、「１フレーム期間」の長さは、リフレッシュレートが６０Ｈｚである一般的な表示装置における１フレーム期間の長さである１６．６７ｍｓとするが、本発明はこれに限定されない。
【００４２】
リフレッシュフレーム期間では、画像データに基づき各画素形成部１０に保持されているデータ電圧をその極性が反転されるように書き換えるリフレッシュが行われ、休止フレーム期間では、全ての走査信号線ＧＬを非選択状態にしてリフレッシュが休止される。この休止期間において、ホスト９０から受信した新たな画像データに基づく強制的なリフレッシュ（以下「強制リフレッシュ」という）が行われない場合には、所定期間毎にリフレッシュ（以下、このリフレッシュを「定期リフレッシュ」という）が行われる。
【００４３】
＜０．２  第１の基礎検討＞
図２は、液晶表示装置において休止駆動を行ったときの極性の偏りの変化を示す図である。ここで、極性の偏りとは、同一画素形成部に正極性のデータ電圧が保持される時間の総和と、当該同一画素形成部に負極性のデータ電圧が保持される時間の総和との差をいう。例えば１フレーム期間を単位として表現する場合には、この極性の偏りは、液晶層における同一位置に対し正極性の電圧が印加されるフレーム期間の総和と負極性の電圧が印加されるフレーム期間の総和との差であり、この差が“０”であれば極性の偏りはないといえる。上記の「電荷の偏り」はこの「極性の偏り」に対応し、両者は同じ状態を表している。この極性の偏りの程度は「極性偏り値」として表現され、以下の説明では「極性偏り値」とは液晶層における同一位置に対し正極性の電圧が印加されるフレーム期間の総和と負極性の電圧が印加されるフレーム期間の総和との差をいうこととする。なお、図２に示す例では、電源がオンされた時点（ｔ＝０秒の時点）において極性の偏りはないとしている。
【００４４】
まず、電源がオンされてから１秒が経過するまでの期間すなわちｔ＝０〜１の期間における極性の偏りの変化について説明する。電源がオンされると、最初の１フレーム期間はリフレッシュ期間となり、その後の２９フレーム期間は休止期間となる。この休止期間では、最初のリフレッシュ期間で各画素形成部に書き込まれたデータ電圧がほぼそのまま保持される。したがって、この期間では、極性偏り値が単調（直線的に）に増加する。
【００４５】
当該３０フレーム期間が経過したときに、ホストから与えられる画像データに基づき強制リフレッシュが行われる強制リフレッシュ期間となり、その後の２９フレーム期間は休止期間となる。この休止期間では、強制リフレッシュ期間で各画素形成部に書き込まれたデータ電圧がほぼそのまま保持される。したがって、この期間にも、極性偏り値は単調（直線的に）に増加し、時点ｔ＝１の直前のフレーム期間が経過したときに最大値になる。
【００４６】
次に、ｔ＝１〜２の期間における極性の偏りの変化について説明する。時点ｔ＝１（電源オン後１秒が経過した時点）の後の最初の１フレーム期間は定期リフレッシュ期間となり、直前の強制リフレッシュにおいて印加されたデータ電圧と同じデータ電圧を印加する定期リフレッシュが行われる。この定期リフレッシュ期間におけるデータ電圧の書込みの際に液晶層への印加電圧（各画素形成部に保持されるデータ電圧）の極性が反転される。その後の５９フレームは休止期間となる。この休止期間では、時点ｔ＝１の後の最初のフレーム期間で各画素形成部に書き込まれたデータ電圧が保持される。したがって、ｔ＝１〜２の期間では極性偏り値が単調（直線的）に減少し、ｔ＝２の時点で極性の偏りが解消され、極性偏り値は“０”になる。すなわち、ｔ＝２の時点までに液晶層に正極性電圧が印加された時間の総和と負極性電圧が印加された時間の総和とが同じになる。これは、ｔ＝０〜１の期間に生じる極性の偏りがｔ＝１〜２の期間に生じる極性の偏りによって相殺されたことを表す。
【００４７】
次に、ｔ＝２〜３の期間における極性の偏りの変化について説明する。ｔ＝２の時点の後の最初の１フレーム期間から１５フレーム期間までは休止期間となる。この休止期間では、時点ｔ＝１の後の最初のリフレッシュ期間で各画素形成部に書き込まれたデータ電圧がほぼそのまま保持される。したがって、この期間では、極性の偏りが単調（直線的に）に減少する。当該１５フレーム期間が経過したときに、１６フレーム期間においてホストから与えられる画像データに基づき強制リフレッシュが行われ、強制リフレッシュが行われた後の４４フレーム期間は休止期間になる。この休止期間では、強制リフレッシュ期間に各画素形成部に書き込まれたデータ電圧がほぼそのまま保持される。したがって、この期間にも、極性偏り値は単調（直線的に）に減少し、時点ｔ＝３の直前のフレーム期間が経過したときに最小値になる。
【００４８】
次に、ｔ＝３〜４の期間における極性の偏りの変化について説明する。時点ｔ＝３の後の最初の１フレーム期間は定期リフレッシュ期間となり、直前のリフレッシュにおいて印加されたデータ電圧と同じデータ電圧を印加する定期リフレッシュが行われる。この定期リフレッシュ期間におけるデータ電圧の書込みにより液晶層への印加電圧の極性が反転される。その後の５９フレームは休止期間となる。この休止期間では、時点ｔ＝３の後の最初のフレーム期間で各画素形成部に書き込まれたデータ電圧が保持される。したがって、ｔ＝３〜４の期間では極性偏り値が単調（直線的）に増加し、ｔ＝４の時点で極性の偏りが解消され、極性偏り値は“０”になる。すなわち、ｔ＝４の時点までに液晶層に正極性電圧が印加された時間の総和と負極性電圧が印加された時間の総和とが同じとなる。これは、ｔ＝２〜３の期間に生じる極性の偏りがｔ＝３〜４の期間に生じる極性の偏りによって相殺されたことを表す。
【００４９】
以下同様にして、休止駆動において、各画素形成部は強制リフレッシュにより印加されたデータ電圧を、その極性を反転させることなく休止期間もほぼそのまま保持する。これにより、休止駆動においては、極性の偏りは定期リフレッシュが行われる毎に印加電圧の極性が反転され、その後の休止期間に極性偏り値が単調に増加／減少することを繰り返す。しかし、強制リフレッシュが行われた場合には印加電圧の極性を反転させることなく、その後の休止期間に極性偏り値が単調に増加／減少することを繰り返す。これにより、強制リフレッシュが行われるか否かにかかわらず、極性偏り値は最大値と最小値との間で増加したり減少したりすることを繰り返す。このため、極性偏り値が最大値または最小値に近い値のときに液晶表示装置の電源をオフすれば、電源をオフしている間にも液晶層に直流電圧が印加された状態になる。このような状態で、液晶表示装置の電源を再びオンにすれば、フリッカーや残像等の表示不良が発生しやすい。
【００５０】
上記説明では、強制リフレッシュが行われても、印加電圧の極性すなわち極性の偏りの方向を常に反転させない場合について説明した。しかし、強制リフレッシュが行われる毎に印加電圧の極性を常に反転させても良い。この場合にも、極性偏り値が最大値または最小値に近い値のときに液晶表示装置の電源をオフすれば、電源をオフしている間にも液晶層に直流電圧が印加された状態になる。このような状態で、液晶表示装置の電源を再びオンにすれば、フリッカーや残像等の表示不良が発生しやすくなる。
【００５１】
＜０．３  第２の基礎検討＞
図３は、液晶表示装置において高周波駆動と休止駆動を交互に切り換えた場合の極性の偏りの変化を示す図である。液晶表示装置が高周波駆動と休止駆動（「低周波駆動」ともいう）を交互に切り換えて動作しているときに、図３に示すように、極性の偏りが負極性側に偏った状態で行われている第２高周波駆動期間から第２休止駆動期間に切り換わると、休止駆動時における極性偏り値が下リミット値に達する場合がある。そこで、図３に示すように、例えば休止駆動時の極性偏り値が下リミット値から遠ざかるようにするために、表示制御部に上限／下限管理回路を設け、逆極性のリフレッシュを強制的に行う。これにより、極性偏り値は上リミット値と下リミット値との間の値になるように調整される。
【００５２】
また、第２休止駆動期間から第３高周波駆動期間に切り換わる際のタイミングによっては、図３に示すように、極性偏り値が下リミット値に近い状態で高周波駆動に切り換わる場合がある。この場合、極性偏り値は、高周波駆動を行うことによって、休止駆動から高周波駆動に切り換わった直後の値から“１”だけ増加したり減少したりすることをフレーム期間毎に繰り返すので、高周波駆動に切り換わった直後の値とほぼ同じ値になる。このように、極性偏り値が上リミット値または下リミット値に近い値で長時間駆動されれば、直流電圧成分が液晶層に長時間印加されている状態と同じ状態になる。この場合、液晶表示装置が動作しているときに、フリッカーや残像等の表示不良が発生しやすくなる。また、極性の偏りが大きな状態で液晶表示装置の電源をオフすれば、電源をオフしている間にも液晶層に直流電圧が印加された状態になるので、再び電源をオンしたときに、フリッカーや残像等の表示不良が発生しやすくなる。
【００５３】
上記第１および第２の基礎検討において発生する極性の偏りに起因する表示不良の問題は、液晶層内の不純物イオンの偏在による電荷の蓄積に起因するものであり、この電荷の蓄積は液晶層に印加されるデータ電圧の極性の偏りによって生じると考えられる。このため、フリッカーや残像等による表示不良は、電源オフ時に画素容量に蓄積された電荷を放電させるための従来のオフシーケンスを実行してもなくすことができない。そこで、上記基礎検討に基づき極性の偏りに起因する表示不良の問題を解決すべくなされた本発明の実施形態について以下に説明する。
【００５４】
＜１．第１の実施形態＞
＜１．１  全体構成および動作概要＞
図４は、本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置１００の構成を示すブロック図である。この液晶表示装置１００は、表示制御部２００、駆動部３００、ガンマ部４００および表示部５００を備えている。駆動部３００は、データ信号線駆動回路としてのソースドライバ３１０と走査信号線駆動回路としてのゲートドライバ３２０とを含んでいる。ガンマ部４００は、ホスト９０から送信されるデータＤＡＴに含まれる画像データを正極性の画像データとしてソースドライバ３１０に出力する正極ガンマ回路４１０と、負極性の画像データとしてソースドライバ３１０に出力する負極ガンマ回路４２０とを含んでいる。表示部５００を構成する液晶パネルには、ソースドライバ３１０およびゲートドライバ３２０の双方または一方が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ＣＰＵ（Central Processing Unit）により構成されるホスト９０が設けられている。ホスト９０は、画像データを含むデータＤＡＴ、表示部５００に画像を表示するために必要なコマンド、電源をオフしたときに与えられるオフシーケンス信号等を液晶表示装置１００に与える。
【００５５】
表示部５００には、複数本のデータ信号線ＳＬと、複数本の走査信号線ＧＬと、当該複数本のデータ信号線ＳＬおよび当該複数本の走査信号線ＧＬに対応してマトリクス状に配置された複数個の画素形成部１０とが形成されている。図４では、便宜上、１個の画素形成部１０と、それに対応する１本のデータ信号線ＳＬおよび１本の走査信号線ＧＬとを示している。各画素形成部１０は、対応する走査信号線ＧＬにゲート端子（「制御端子」ともいう）が接続されると共に対応するデータ信号線ＳＬにソース端子（「第１導通端子」ともいう）が接続されたスイッチング素子として動作する薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）１１と、当該ＴＦＴ１１のドレイン端子（「第２導通端子」ともいう）に接続された画素電極１２と、上記複数個の画素形成部１０に共通的に設けられた共通電極１３と、画素電極１２と共通電極１３との間に挟持され、上記複数個の画素形成部１０に共通的に設けられた液晶層とを有している。また、画素電極１２および共通電極１３により形成される液晶容量は画素容量Ｃｐを構成する。なお、典型的には、画素容量Ｃｐに電圧を確実に保持すべく液晶容量に並列に補助容量が設けられるので、実際には画素容量Ｃｐは液晶容量および補助容量により構成される。
【００５６】
本実施形態ではＴＦＴ１１として、例えば酸化物半導体をチャネル層に用いたＴＦＴが用いられる。より詳細には、ＴＦＴ１１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）からなるＩｎＧａＺｎＯ（酸化インジウムガリウム亜鉛）を含む酸化物半導体により形成されている。ＩｎＧａＺｎＯを含むＴＦＴは、多結晶シリコンやアモルファスシリコン等をチャネル層に用いたシリコン系のＴＦＴに比べてオフリーク電流がはるかに小さい。このため、画素容量Ｃｐに書き込んだ電圧をその電圧値を維持した状態でより長い期間保持することができる。なお、ＩｎＧａＺｎＯ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）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、ＴＦＴ１１のチャネル層として酸化物半導体を用いるのは一例であり、これに代えて、多結晶シリコンまたはアモルファスシリコン等のシリコン系の半導体を用いても良い。
【００５７】
表示制御部２００は、典型的にはＩＣ（Integrated Circuit）によって実現される。表示制御部２００は、表示すべき画像を表す画像データを含むデータＤＡＴをホスト９０から受信すると、ソースドライバ用制御信号Ｓｓｃ、ゲートドライバ用制御信号Ｓｇｃ、および共通電圧信号等を生成し出力する。ソースドライバ用制御信号Ｓｓｃはソースドライバ３１０に与えられ、ゲートドライバ用制御信号Ｓｇｃはゲートドライバ３２０に与えられ、共通電圧信号は表示部５００に設けられた共通電極１３に与える。
【００５８】
ソースドライバ３１０は、ソースドライバ用制御信号Ｓｓｃに応じて、正極ガンマ回路４１０または負極ガンマ回路４２０から与えられる画像データに基づき各データ信号線ＳＬに与えるべきデータ電圧を生成して出力する。ソースドライバ用制御信号Ｓｓｃには、例えばソーススタートパルス信号、ソースクロック信号、ラッチストローブ信号等が含まれる。ソースドライバ３１０は、このようなソースドライバ用制御信号Ｓｓｃに応じて、その内部の図示しないシフトレジスタおよびサンプリングラッチ回路等を動作させ、図示しないＤＡ変換回路で画像データをアナログ信号に変換することによりデータ電圧を生成する。また、ソースドライバ３１０には、正極性のデータ電圧を増幅するアンプ（図示しない）と負極性のデータ電圧を増幅するアンプ（図示しない）が含まれており、データ電圧はその極性に応じて選択されたアンプにより増幅され表示部５００に出力される。
【００５９】
ゲートドライバ３２０は、ゲートドライバ用制御信号Ｓｇｃに応じて、アクティブな走査信号の各走査信号線ＧＬへの印加を所定周期で繰り返す。ゲートドライバ用制御信号Ｓｇｃには、例えばゲートクロック信号およびゲートスタートパルス信号が含まれる。ゲートドライバ３２０は、ゲートクロック信号およびゲートスタートパルス信号に応じて、その内部の図示しないシフトレジスタ等を動作させることにより上記走査信号を生成する。
【００６０】
以上のようにして、各データ信号線ＳＬにデータ電圧が印加され、各走査信号線ＧＬに走査信号が印加されることにより、ホスト９０から送信されたデータＤＡＴに含まれる画像データの表す画像が液晶パネルの表示部５００に表示される。
【００６１】
＜１．２  表示制御回路の構成＞
図５は、本実施形態の液晶表示装置１００に含まれる表示制御部２００の構成を示すブロック図である。図５に示すように、表示制御部２００は、フレームメモリ２１０、タイミング制御回路２３０、極性偏り管理回路２５０、極性反転制御回路２７０、およびセレクタ２２０を含んでいる。ホスト９０から送信されるデータＤＡＴには、画像データＤＶ、垂直同期信号Ｖｓｙｎｃ、水平同期信号Ｈｓｙｎｃ等の制御信号ＳＣ、および画像を強制的にリフレッシュする際に入力される強制リフレッシュ信号Ｓｃｒｆが含まれる。
【００６２】
フレームメモリ２１０は、ホスト９０から送信された画像データＤＶを１フレーム分ずつ格納し、後述するリフレッシュ信号Ｓｒｅｆがタイミング制御回路２３０から極性偏り管理回路２５０等に出力されるタイミングで読出し信号Ｓｒｄを与えられれば、格納している画像データＤＶをソースドライバ３１０に向けて出力する。また、ホスト９０から強制リフレッシュ信号Ｓｃｒｆがタイミング制御回路２３０に与えられた場合にも、タイミング制御回路２３０からフレームメモリ２１０に読出し信号Ｓｒｄを与えられ、フレームメモリ２１０は格納している画像データＤＶを出力する。しかし、休止期間には、定期リフレッシュまたは強制リフレッシュにより更新された画像がそのまま引き続いて表示部５００に表示されるので、フレームメモリ２１０には読出し信号Ｓｒｄは与えられない。フレームメモリ２１０を設けることにより、表示部５００に表示される画像を更新する際に画像データＤＶをフレームメモリ２１０から読み出すことができるので、画像の更新を容易に行うことができる。なお、本実施形態では、ホスト９０から送信された画像データＤＶはフレームメモリ２１０に格納されるとして説明するが、フレームメモリ２１０に格納することなく、セレクタ２２０に直接与えても良い。
【００６３】
タイミング制御回路２３０は、休止フレーム期間の回数を格納するためのレジスタ２４０を有している。以下では、このレジスタ２４０をＮＲＥＦカウンタ２４０といい、ＮＲＥＦカウンタ２４０に格納されたＮＲＥＦカウント値を記号“Ｎｃ”で表す。タイミング制御回路２３０は、フレーム期間毎にホスト９０から送信される制御信号ＳＣに含まれている垂直同期信号Ｖｓｙｎｃを受信する毎にＮＲＥＦカウント値Ｎｃを“１”ずつインクリメントしてその都度ＮＲＥＦカウンタ２４０に保持すると共に、当該垂直同期信号Ｖｓｙｎｃを極性偏り管理回路２５０に与える。
【００６４】
極性偏り管理回路２５０は、当該垂直同期信号Ｖｓｙｎｃに基づいて求めた極性偏り値を保持するためのレジスタ２６０を有している。以下では、このレジスタ２６０をバランスカウンタ２６０といい、バランスカウンタ２６０に格納されている極性偏り値を記号“Ｎｂ”で表す。極性偏り管理回路２５０は、タイミング制御回路２３０から垂直同期信号Ｖｓｙｎｃを与えられる毎に、後述する極性信号Ｓｐｌに基づいて垂直同期信号Ｖｓｙｎｃを受信した回数を加算したり減算したりすることにより、バランスカウンタ２６０に格納されている極性偏り値Ｎｂを“１”ずつインクリメントしたり、デクリメントしたりする。このように、極性偏り値Ｎｂは、ＮＲＥＦカウント値Ｎｃと異なり、休止フレーム期間、定期リフレッシュフレーム期間および強制リフレッシュフレーム期間毎に、後述する極性信号Ｓｐｌによって特定される方向にその値が“１”ずつインクリメントされたり、デクリメントされたりする。これにより、極性偏り値Ｎｂは、“正の値”になったり、“０”になったり、“負の値”になったりする。
【００６５】
タイミング制御回路２３０は、ＮＲＥＦカウンタ２４０に保持されているＮＲＥＦカウント値Ｎｃがあらかじめ設定されている最大値または最小値になれば、表示部５００に表示されている画像を更新するためにリフレッシュ信号Ｓｒｅｆを生成して極性偏り管理回路２５０および極性反転制御回路２７０に与えると共に、ＮＲＥＦカウンタ２４０をリセットしてＮＲＥＦカウント値Ｎｃを“０”にする。ＮＲＥＦカウンタ２４０を設けることにより、定期リフレッシュを適切なタイミングで行うことができる。
【００６６】
タイミング制御回路２３０は、フレームメモリ２１０に格納されている画像データＤＶを読み出すために、フレームメモリ２１０に読出し信号Ｓｒｄを与える。これにより、フレームメモリ２１０は、格納している画像データＤＶを出力する。また、ＮＲＥＦカウント値Ｎｃが最大値または最小値に達するまでに強制リフレッシュ信号Ｓｃｒｆがタイミング制御回路２３０に与えられれば、その時点でＮＲＥＦカウンタ２４０をリセットしてＮＲＥＦカウント値Ｎｃを“０”にし、上記動作と同じ動作を行う。
【００６７】
極性偏り管理回路２５０はタイミング制御回路２３０からリフレッシュ信号Ｓｒｅｆを与えられると、保持している極性偏り値Ｎｂをバランスカウンタ２６０から読み出して極性反転制御回路２７０に与える。極性反転制御回路２７０は、リフレッシュ信号Ｓｒｅｆを与えられると、極性偏り管理回路２５０から与えられた極性偏り値Ｎｂが“正の値”であるか“負の値”であるかを判定し、その判定結果に応じて極性信号Ｓｐｌを生成する。当該極性信号Ｓｐｌは、セレクタ２２０、ソースドライバ３１０および極性偏り管理回路２５０に与えられる。
【００６８】
そこで、極性信号Ｓｐｌを与えられたときのセレクタ２２０、ソースドライバ３１０および極性偏り管理回路２５０の動作を順に説明する。まず、セレクタ２２０の動作について説明する。極性偏り管理回路２５０から与えられた極性偏り値Ｎｂが“正の値”であれば、フレームメモリ２１０から出力された画像データＤＶに基づきソースドライバ３１０において負極性のデータ電圧を生成するために、画像データＤＶを負極ガンマ回路４２０に与えられるようにする。一方、極性偏り値Ｎｂが“負の値”であれば、フレームメモリ２１０から出力された画像データＤＶに基づきソースドライバ３１０において正極性のデータ電圧を生成するために、画像データＤＶを正極ガンマ回路４１０に与えられるようにする。そこで、セレクタ２２０は、極性信号Ｓｐｌを与えられると当該極性信号に基づき、正極ガンマ回路４１０と負極ガンマ回路４２０のいずれかを選択する。すなわち、セレクタ２２０は、極性偏り値Ｎｂが“正の値”であれば負極性の画像データＤＶを生成するために負極ガンマ回路４２０を選択し、極性偏り値Ｎｂが“負の値”であれば正極性のデータ電圧を生成するために正極ガンマ回路４１０を選択する。これにより、極性偏り値Ｎｂが“正の値”のときに、画素形成部１０の液晶層に負極性のデータ電圧が印加され、極性偏り値Ｎｂが“負の値”のときに、画素形成部１０の液晶層に正極性のデータ電圧が印加される。このようにして極性の偏りが解消される。これにより、液晶層に印加される電圧の極性の偏りを、極性偏り管理回路２５０で管理される極性偏り値Ｎｂと一致させることができる。
【００６９】
ソースドライバ３１０は、極性信号Ｓｐｌを与えられると、データ電圧の極性と同じ極性のアンプを選択する。これにより、正極性のデータ電圧は正極性のデータ電圧用アンプによって増幅され、負極性のデータ電圧は負極性のデータ電圧用アンプによって増幅される。
【００７０】
また、極性偏り管理回路２５０は、極性信号Ｓｐｌを与えられると以下のように動作する。すなわち極性偏り管理回路２５０は、極性反転制御回路２７０に与えた極性偏り値Ｎｂが“正の値”であれば、休止フレーム期間およびリフレッシュフレーム期間毎にカウントされる極性偏り値Ｎｂを“１”ずつデクリメントする。また、“負の値”であれば休止フレーム期間およびリフレッシュフレーム期間毎にカウントされる極性偏り値Ｎｂを“１”ずつインクリメントする。このように、極性信号Ｓｐｌは、リフレッシュ信号Ｓｒｅｆを与えられた時点における極性偏り値Ｎｂが“０”に近づくように、極性偏り管理回路２５０を制御して極性偏り値Ｎｂが変化する方向を特定し、極性偏り管理回路２５０は、垂直同期信号Ｖｓｙｎｃが与えられる毎に、バランスカウンタ２６０に保持されている極性偏り値Ｎｂを特定された方向に“１”ずつインクリメントまたはデクリメントする。
【００７１】
なお、高周波駆動は、休止駆動において強制リフレッシュが１フレーム期間毎に連続して行われている場合と同じである。このため、高周波駆動における表示制御部２００の動作は、強制リフレッシュにおける動作と同じであるので、高周波駆動における表示制御部２００の動作の説明を省略する。
【００７２】
＜１．３  極性の偏りを解消するための動作＞
図６は、本実施形態の液晶表示装置１００において休止駆動を行うときに極性偏り値Ｎｂが“０”に近づくように調整する方法を示す図である。なお、図６では、リフレッシュの位置を示す記号は、リフレッシュの直前すなわちリフレッシュフレームの先頭の位置を示しているものとする。
【００７３】
図６に示すように、液晶表示装置１００の電源をオンする前の第０フレーム期間における極性偏り値Ｎｂは“０”である。電源をオンした直後の第１フレーム期間において、ホスト９０から液晶表示装置１００に画像データＤＶを含むデータＤＡＴが与えられると、画素形成部１０の画素容量Ｃｐに正極性のデータ電圧を書き込むことによりリフレッシュが行われる。続いて、第２〜第７フレーム期間までの休止期間にも、正極性のデータ電圧が画素容量Ｃｐに保持される。これにより、リフレッシュ期間である第１フレーム期間およびそれに続く第２〜第７フレーム期間の休止フレーム期間毎に極性偏り値Ｎｂは“１”ずつインクリメントされ、インクリメントされた極性偏り値Ｎｂはその都度極性偏り管理回路２５０のバランスカウンタ２６０に記憶される。第７フレーム期間の終了時における極性偏り値Ｎｂは“＋７”と“正の値”になっている。
【００７４】
第８フレーム期間において画像データＤＶは更新されていないが、極性偏り値Ｎｂが“＋７”とあらかじめ設定されていた最大値に達している。このため、第８フレーム期間では定期リフレッシュが行われる。このときの極性偏り値Ｎｂは“正の値”であるので、極性反転制御回路２７０から出力される極性信号Ｓｐｌに基づき、極性偏り値Ｎｂが“０”に近づく方向すなわち極性偏り値Ｎｂが減少する方向が維持される。このため、定期リフレッシュは、極性を負極性に反転させたデータ電圧を書き込むことにより行う。続いて、第９〜第１１フレーム期間までの休止期間にも、負極性のデータ電圧が画素容量Ｃｐに保持される。これにより、定期リフレッシュ期間である第８フレーム期間およびそれに続く第９〜第１１フレーム期間の休止フレーム期間毎に極性偏り値Ｎｂは“１”ずつデクリメントされ、デクリメントされた極性偏り値Ｎｂはその都度バランスカウンタ２６０に記憶される。第１１フレーム期間の終了時における極性偏り値Ｎｂは“＋３”と“正の値”になっている。
【００７５】
その後、第１２フレーム期間において強制リフレッシュ信号Ｓｃｒｆがホスト９０から与えられ、強制リフレッシュが行われる。このときの極性偏り値Ｎｂは“正の値”であるので、極性信号Ｓｐｌに基づき極性偏り値Ｎｂが“０”に近づく方向すなわち極性偏り値Ｎｂが減少する方向が維持される。このため、強制リフレッシュは、引き続き負極性のデータ電圧を画素容量Ｃｐに書き込むことにより行う。続いて、第１３〜第１８フレーム期間までの休止期間にも、負極性のデータ電圧が画素容量Ｃｐに保持される。これにより、強制リフレッシュ期間である第１２フレーム期間およびそれに続く第１３〜第１８フレーム期間の休止フレーム期間毎に極性偏り値Ｎｂは“１”ずつデクリメントされ、デクリメントされた極性偏り値Ｎｂはその都度バランスカウンタ２６０に記憶される。第１８フレーム期間の終了時における極性偏り値Ｎｂは“−４”と“負の値”になっている。
【００７６】
再び、第１９フレーム期間において強制リフレッシュ信号Ｓｃｒｆがホスト９０から与えられ、強制リフレッシュが行われる。このときの極性偏り値Ｎｂは“負の値”であるので、極性信号Ｓｐｌに基づき極性偏り値Ｎｂが“０”に近づく方向すなわち極性偏り値Ｎｂが増加する方向に変更される。このため、強制リフレッシュは、極性を正極性に反転させたデータ電圧を書き込むことにより行う。続いて、第２０〜第２５フレーム期間までの休止期間にも、正極性のデータ電圧が画素容量Ｃｐに保持される。これにより、強制リフレッシュ期間である第１９フレーム期間およびそれに続く第２０〜第２５フレーム期間の休止フレーム期間毎に極性偏り値Ｎｂは“１”ずつインクリメントされ、インクリメントされた極性偏り値Ｎｂはその都度バランスカウンタ２６０に記憶される。第２５フレーム期間の終了時における極性偏り値Ｎｂは“＋３”と“正の値”になっている。
【００７７】
更に、第２６フレーム期間において強制リフレッシュ信号Ｓｃｒｆがホスト９０から与えられ、強制リフレッシュが行われる。このときの極性偏り値Ｎｂは“正の値”であるので、極性信号Ｓｐｌに基づき極性偏り値Ｎｂが“０”に近づく方向すなわち極性偏り値Ｎｂが減少する方向に変更される。このため、強制リフレッシュは、極性を負極性に反転させたデータ電圧を書き込むことにより行う。続いて、第２７フレーム期間以後の休止期間にも、負極性のデータ電圧が画素容量Ｃｐに保持される。これにより、強制リフレッシュ期間である第２６フレーム期間およびそれに続く第２６フレーム期間以後の休止フレーム期間毎に極性偏り値Ｎｂは“１”ずつデクリメントされ、デクリメントされた極性偏り値Ｎｂはその都度バランスカウンタ２６０に記憶される。
【００７８】
以後同様にして、定期リフレッシュまたは強制リフレッシュが行われる毎に、極性偏り管理回路２５０から極性反転制御回路２７０に与えられる極性偏り値Ｎｂが“正の値”であるときは、極性信号Ｓｐｌに基づき極性偏り値Ｎｂが“０”に近づく方向すなわち極性偏り値Ｎｂが減少する方向になるように、負極性のデータ電圧を画素容量Ｃｐに書き込み、更にそれに続く休止期間にも負極性のデータ電圧を書き込むことを繰り返す。一方、極性偏り値Ｎｂが“負の値”であるときは、極性信号Ｓｐｌに基づき極性偏り値Ｎｂが“０”に近づく方向すなわち極性偏り値Ｎｂが増加する方向になるように、正極性のデータ電圧を画素容量Ｃｐに書き込み、更にそれに続く休止期間にも正極性のデータ電圧を書き込むことを繰り返す。
【００７９】
＜１．４  効果＞
本実施形態によれば、休止駆動において、表示部５００に表示された画像を更新するとき、すなわちタイミング制御回路２３０からリフレッシュ信号Ｓｒｅｆが出力される際に、極性偏り値Ｎｂが“正の値”である場合には、リフレッシュ期間およびそれに続く休止フレーム期間に負極性のデータ電圧を印加する。一方、極性偏り値Ｎｂが“負の値”である場合には、リフレッシュ期間およびそれに続く休止フレーム期間に正極性のデータ電圧を印加する。これにより、極性偏り値Ｎｂが“０”に近づくようになるので、“０”から大きく乖離しにくくなる。このため、不純物イオン１５が偏在しにくくなり、フリッカーや液晶の焼き付きによる残像等による表示不良の発生を抑制することができる。
【００８０】
また、液晶表示装置１００が動作しているときには、極性偏り値Ｎｂは“０”に向かうように制御されるので、電源がオフされた時点の極性偏り値Ｎｂも“０”に近い状態になっていることが多くなる。これにより、電源がオフされている期間に液晶層に直流電圧が印加され続けることがなくなるので、液晶表示装置１００の電源をオンしたときに生じやすいフリッカーや残像等の表示不良の発生が抑制される。
【００８１】
また、リフレッシュを行う際に極性偏り値Ｎｂは“０”に近づくように制御されるので、極性偏り値Ｎｂが上リミット値および下リミット値を超えないように管理するために従来設けられていた上限／下限管理回路が不要になる。これにより、表示制御部２００の製造コストを低減することができる。
【００８２】
＜２．第２の実施形態＞
第２の実施形態に係る液晶表示装置１００の構成は、上記第１の実施形態に係る液晶表示装置１００の構成と同じであるので、本実施形態の液晶表示装置１００のブロック図およびその説明を省略する。
【００８３】
また、液晶表示装置１００に含まれる表示制御部２００の構成要素の配置は、図５に示す構成要素の配置と同じであるが、一部の信号が異なるので、異なる信号について説明する。図５では、強制リフレッシュによって画像が更新される場合には、ホスト９０からタイミング制御回路２３０に強制リフレッシュ信号Ｓｃｒｆが与えられるが、本実施形態では高周波駆動の周期に同期して生成された高周波同期信号が与えられる。タイミング制御回路２３０は、高周波同期信号を与えられると、表示部５００に表示された画像を更新するために、リフレッシュ信号Ｓｒｅｆを生成し極性偏り管理回路２５０と極性反転制御回路２７０に与える。また、当該リフレッシュ信号Ｓｒｅｆは、ＮＲＥＦカウンタ２４０をリセットするためにＮＲＥＦカウンタ２４０にも与えられる。なお、高周波駆動時の画像データは動画を表示するデータである。また、その後の表示制御部２００の動作は図５に示す表示制御部２００の動作と同じであるので、その説明を省略する。
【００８４】
＜２．１  極性の偏りを解消するための動作＞
図７は、本実施形態の液晶表示装置１００において休止駆動から高周波駆動に切り換えて動作させる際に極性偏り値Ｎｂが“０”に近づくように調整する方法を示す図である。なお、図７においても、図６の場合と同様に、リフレッシュの位置を示す記号は、リフレッシュの直前すなわちリフレッシュフレームの先頭の位置を示しているものとする。
【００８５】
図７に示すように、液晶表示装置１００の電源をオンする前の第０フレーム期間における極性偏り値Ｎｂは“０”である。電源をオンした直後の第１フレーム期間において、ホスト９０から液晶表示装置１００に画像データＤＶを含むデータＤＡＴが与えられると、画素形成部１０の画素容量Ｃｐに正極性のデータ電圧を書き込むことによりリフレッシュが行われる。続いて、第２〜第４フレーム期間までの休止期間にも、正極性のデータ電圧が画素容量Ｃｐに保持される。これにより、リフレッシュ期間である第１フレーム期間およびそれに続く第２〜第４フレーム期間の休止フレーム期間毎に極性偏り値Ｎｂは“１”ずつインクリメントされ、インクリメントされた極性偏り値Ｎｂはその都度極性偏り管理回路２５０のバランスカウンタ２６０に記憶される。第４フレーム期間の終了時における極性偏り値Ｎｂは“＋４”と“正の値”になっている。
【００８６】
第５フレーム期間において強制リフレッシュ信号Ｓｃｒｆがホスト９０から与えられ、強制リフレッシュが行われる。このときの極性偏り値Ｎｂは“正の値”であるので、極性反転制御回路２７０から出力される極性信号Ｓｐｌに基づき、極性偏り値Ｎｂが“０”に近づく方向すなわち極性偏り値Ｎｂが減少する方向に変更される。このため、強制リフレッシュは、極性を負極性に反転させたデータ電圧を書き込むことにより行う。続いて、第６〜第１５フレーム期間までの休止期間にも、負極性のデータ電圧が画素容量Ｃｐに保持される。これにより、強制リフレッシュ期間である第５フレーム期間およびそれに続く第６〜第１５フレーム期間の休止フレーム期間毎に極性偏り値Ｎｂは“１”ずつデクリメントされ、デクリメントされた極性偏り値Ｎｂはその都度バランスカウンタ２６０に記憶される。第１５フレーム期間の終了時における極性偏り値Ｎｂは“−７”と“負の値”になっている。
【００８７】
第１６フレーム期間において画像データＤＶは更新されていないが、極性偏り値Ｎｂが“−７”とあらかじめ設定されていた最小値に達している。このため、第１６フレーム期間では定期リフレッシュが行われる。このときの極性偏り値Ｎｂは“負の値”であるので、極性信号Ｓｐｌに基づき、極性偏り値Ｎｂが“０”に近づく方向すなわち極性偏り値Ｎｂが増加する方向に変更される。このため、定期リフレッシュは、極性を正極性に反転させたデータ電圧を書き込むことにより行う。続いて、第１７および第１８フレーム期間までの休止期間にも、正極性のデータ電圧が画素容量Ｃｐに保持される。これにより、定期リフレッシュ期間である第１６フレーム期間、それに続く第１７および第１８フレーム期間の休止フレーム期間毎に極性偏り値Ｎｂは“１”ずつインクリメントされ、インクリメントされた極性偏り値Ｎｂはその都度バランスカウンタ２６０に記憶される。第１８フレーム期間の終了時における極性偏り値Ｎｂは“−４”と“負の値”になっている。
【００８８】
第１９フレーム期間において、休止駆動から高周波駆動に切り換えられる。高周波駆動は、画素容量Ｃｐに正極性のデータ電圧と負極性のデータ電圧とを交互に書き込むことにより行われる。しかし、第１８フレーム期間における極性偏り値Ｎｂは“−４”であるので、極性信号Ｓｐｌに基づき、極性偏り値Ｎｂが“０”に近づく方向すなわち極性偏り値Ｎｂが増加する方向が維持される。このため、正極性のデータ電圧を書き込む。次に、第１９フレーム期間における極性偏り値Ｎｂは“−３”であるので、極性信号Ｓｐｌに基づき、極性偏り値Ｎｂが“０”に近づく方向すなわち極性偏り値Ｎｂが増加する方向が維持される。このため、正極性のデータ電圧を書き込む。同様にして、極性偏り値Ｎｂが“０”になるまで、１フレーム期間毎に正極性のデータ電圧を画素容量Ｃｐに書き込む。これにより、極性偏り値は“１”ずつインクリメントされ、第２２フレーム期間において“０”になる。液晶表示装置１００では、極性偏り値Ｎｂが“０”になると、データ電圧の極性が反転されるので、第２３フレーム期間において負極性のデータ電圧が書き込まれ、極性偏り値は“−１”になる。第２４フレーム期間以後のフレーム期間では、極性偏り値Ｎｂは１フレーム期間毎に“０”と“−１”とを繰り返す。
【００８９】
なお、図７では、極性偏り値Ｎｂが“負の値”のときに休止駆動から高周波駆動に切り換わる場合について説明したが、極性偏り値Ｎｂが“正の値”のときに休止駆動から高周波駆動に切り換わる場合についても同様である。この高周波駆動では、前述の高周波駆動の場合と異なり、極性偏り値Ｎｂは１フレーム期間毎に“＋１”と“０”を繰り返す。
【００９０】
図８は、本実施形態の液晶表示装置１００において休止駆動から高周波駆動に切り換えて動作させる際に極性偏り値Ｎｂが“０”に近づくように調整する方法を示す他の図である。図８に示すように、第１高周波駆動期間から第１休止駆動期間に切り換わり、更に第１休止駆動期間の途中で、ホスト９０から強制リフレッシュ信号Ｓｃｒｆおよび動画を表示するための画像データＤＶを与えられると、第１休止駆動期間から更に第２高周波駆動期間に切り換わる。
【００９１】
通常の高周波駆動期間では、正極性のデータ電圧を印加する正極性のリフレッシュと、負極性のデータ電圧を印加する負極性のリフレッシュとが交互に繰り返される。しかし、本実施形態における第２高周波駆動期間では、第１休止駆動期間から第２高周波駆動期間に切り換わるときの極性偏り値Ｎｂが負の値である場合には、リフレッシュフレーム期間毎に、極性偏り値Ｎｂが“０”すなわち図８のセンターに向かうように正極性のリフレッシュが４回繰り返される。この４回のリフレッシュはそれぞれ図８に示す楕円内の４個の黒丸によって表されている。４回目のリフレッシュによって極性偏り値Ｎｂが“０”になれば、画素容量Ｃｐに書き込むべきデータ電圧の極性を交互に反転させることにより、負極性のリフレッシュと正極性のリフレッシュを交互に繰り返す。これにより、その後の高周波駆動では極生偏り値はフレーム期間毎に“０”と“−１”とを繰り返すようになり、極性の偏りがほぼ解消される。
【００９２】
更に、第２高周波駆動期間から第２休止駆動期間に切り換わり、休止駆動時の極性偏り値Ｎｂが正の値のときに更に第３高周波駆動期間に切り換わると、リフレッシュフレーム期間毎に、極性偏り値Ｎｂが“０”すなわち図８のセンターに向かうように負極性のリフレッシュが３回繰り返される。この３回のリフレッシュはそれぞれ図８に示す楕円内の３個の黒丸によって表されている。３回目のリフレッシュによって極性偏り値Ｎｂが“０”になれば、画素容量Ｃｐに書き込むべきデータ電圧の極性を交互に反転させることにより、正極性のリフレッシュと負極性のリフレッシュを交互に繰り返す。これにより、その後の第３高周波駆動期間では極生偏り値はフレーム期間毎に“＋１”と“０”を繰り返すようになり、極性の偏りがほぼ解消される。
【００９３】
次に、極性偏り値Ｎｂを“０”に近づけることにより、プラスイオンおよびマイナスイオンからなる不純物イオン１５の偏在による電荷の蓄積が解消された状態で行われる高周波駆動を説明する。図９は、高周波駆動における画素形成部１０の液晶層内の不純物イオン１５の分布を示す模式図であり、より詳しくは、図９（Ａ）は画素形成部１０の不純物イオン１５が偏在した状態で高周波駆動を行ったときの様子を示す模式図であり、図９（Ｂ）は画素形成部１０の不純物イオン１５の偏在が解消された状態で高周波駆動を行ったときの様子を示す模式図である。図９（Ａ）に示すように、不純物イオン１５が偏在した状態で高周波駆動を行っても、不純物イオン１５の偏在は解消されない。この場合、不純物イオン１５の偏在により生じた直流電圧成分が液晶分子に印加されるので、高周波駆動を行っているときに、最適共通電圧のずれによるフリッカーや液晶の焼き付きによる残像等の表示不良が発生する。
【００９４】
そこで、休止駆動中にリフレッシュが行われれば、リフレッシュ期間およびそれに続く休止期間において極性偏り値Ｎｂが“０”に近づくようにデータ電圧の極性を上述の方法で制御して印加する。これにより、図９（Ｂ）に示すように、不純物イオン１５の偏在が解消された状態で高周波駆動が行われるので、高周波駆動を行っているときに直流電圧成分が液晶分子にほとんど印加されなくなる。このため、高周波駆動を行っているときに、フリッカーや残像等の表示不良の発生を抑制することができる。
【００９５】
このように、休止駆動から反転する高周波駆動に移行する際に、高周波駆動の周期に同期して生成された高周波同期信号が表示制御部２００に与えられると、タイミング制御回路２３０は高周波駆動の周期に同期してリフレッシュ信号Ｓｒｅｆを生成する。これにより、極性反転制御回路２７０も、高周波駆動の周期に同期して極性信号Ｓｐｌを生成するので、極性偏り管理回路２５０は、極性偏り値Ｎｂが“０”ではない場合には、極性偏り値Ｎｂを“０”に近づく方向に制御し、“０”である場合には極性偏り値Ｎｂを反転する方向に制御する。このため、休止駆動時の極性偏り値Ｎｂが“０”から大きく乖離している場合であっても、高周波駆動に移行することにより、極性偏り値Ｎｂはフレーム期間毎に“１”ずつ“０”に近づき、極性偏り値Ｎｂが“０”になると、極性偏り値Ｎｂは“＋１”と“０”、または“０”と“−１”とを交互に繰り返す。その結果、高周波駆動において極性偏り値Ｎｂがほぼ“０”になるので、フリッカー等の発生が抑制される。
【００９６】
＜２．２  効果＞
本実施形態によれば、休止駆動から高周波駆動に切り換わった際に、極性偏り値Ｎｂが正または負側に偏っていれば、極性偏り値Ｎｂがほぼ“０”になるまで、高周波駆動においてリフレッシュフレーム期間毎に負極性または正極性のデータ電圧を連続して印加する。これにより、極性偏り値Ｎｂはほぼ“０”になるので、極性偏り値Ｎｂが大きく偏った状態で高周波駆動が行われることを避けることができ、直流電圧成分が液晶層に印加されにくくなる。その結果、液晶表示装置１００は、高周波駆動により動作しているときに、直流電圧成分が液晶層に印加されることに起因するフリッカーや残像等の表示不良が発生することを抑制することができる。
【００９７】
また、休止駆動から高周波駆動に切り換わった際に、極性偏り値Ｎｂが正または負側に偏っていれば、極性の偏りが“０”に向かうように制御されるので、高周波駆動により動作しているときに液晶表示装置１００の電源がオフされても、極性の偏りは“０”に近い状態になっている場合が多い。この場合、電源がオフされている期間に液晶層に直流電圧が印加され続けることがなくなるので、電源をオンしたときに生じやすいフリッカーや残像等の表示不良の発生が抑制される。
【００９８】
また、リフレッシュを行う際に極性偏り値Ｎｂは“０”に近づくように制御されるので、極性偏り値Ｎｂが上リミット値および下リミット値を超えないように管理するための上限／下限管理回路が不要になる。これにより、表示制御部２００の製造コストを低減することができる。
【００９９】
＜３．第３の実施形態＞
第２の実施形態に係る液晶表示装置１００の構成は、上記第１の実施形態に係る液晶表示装置１００の構成と同じであるので、本実施形態の液晶表示装置１００のブロック図およびその説明を省略する。
【０１００】
また、液晶表示装置１００に含まれる表示制御部２００の構成要素の配置は、図５に示す構成要素の配置と同じである。しかし、一部の信号が異なるので、その信号について説明する。図５では、強制リフレッシュによって画像が更新される場合には、ホスト９０からタイミング制御回路に強制リフレッシュ信号Ｓｃｒｆが与えられるが、本実施形態では所定の周波数の交流電圧であるオフシーケンス信号が与えられる。タイミング制御回路２３０は、オフシーケンス信号が与えられると、リフレッシュ信号Ｓｒｅｆを生成し極性偏り管理回路２５０と極性反転制御回路２７０に与える。また、図５では、ホスト９０からフレームメモリ２１０に画像データＤＶが与えられるが、本実施形態では画素形成部１０に蓄積された画像データを消去するための消去データが与えられる。なお、その後の表示制御部２００の動作は図５に示す表示制御部２００の動作と同じであるので、その説明を省略する。
【０１０１】
本実施形態では、上記第１または第２の実施形態の場合において休止駆動が行われているとき、ホスト９０からオフ信号を与えられれば、液晶表示装置１００はオフシーケンスに移行する。このオフシーケンスの期間を短くすることができれば、液晶表示装置１００の使い勝手が良くなる。そこで、まず従来のオフシーケンスを参考例として説明し、次に従来のオフシーケンスによる問題点を本実施形態ではどのように解決したのかを説明する。
【０１０２】
＜３．１  オフシーケンス時における動作＞
従来のオフシーケンス時における液晶表示装置の動作を参考例として説明する。図１０は、従来のオフシーケンス時における液晶表示装置の動作を参考例として示す図である。図１０に示すように、休止駆動において極性偏り値Ｎｂが下リミット値に近い値であるときに、ホスト９０からオフ信号を与えられれば、液晶表示装置は休止駆動を中断し、オフシーケンスに移行する。オフシーケンスに移行すれば、ホスト９０から交流電圧であるオフシーケンス信号が所定時間Ｔａｃだけ与えられる。このオフシーケンス信号を各画素形成部１０に印加することによって、電源オフ時に画素容量Ｃｐに蓄積された電荷が放電され、オフ信号が与えられる直前まで表示部５００に表示されていた画像が消去される。このとき、オフシーケンス信号を与えられたときの極性偏り値Ｎｂが正極性または負極性のいずれかの側に大きく偏っていても、正極性の電圧と負極性の電圧が交互に印加されるので、オフシーケンス信号を与えられる直前の極性偏り値Ｎｂが大きく変化することはない。
【０１０３】
次に、オフシーケンス信号を印加するための所定時間Ｔａｃが経過した後に、更に極性偏り値Ｎｂを“０”にするために、極性値偏り値Ｎｂを“０”に少しずつ近づける。この極性偏り値Ｎｂを“０”にするための時間をウエイト時間Ｔｗｔという。このように、参考例の場合には、オフシーケンス信号を印加するための所定時間Ｔａｃだけでなくウエイト時間Ｔｗｔも含むので、オフシーケンスの時間が長くなるという問題がある。
【０１０４】
次に、本実施形態に係る液晶表示装置１００のオフシーケンスの動作について説明する。図１１は、本実施形態に係る液晶表示装置１００におけるオフシーケンス時の動作を示す図である。図１１に示すように、休止駆動において極性偏り値Ｎｂが“０”ではないとき、例えば下リミット値に近い値であるときに、ホスト９０からオフ信号を与えられれば、液晶表示装置１００は休止駆動を中断してオフシーケンスに移行する。オフシーケンスに移行すれば、ホスト９０から交流電圧であるオフシーケンス信号が所定時間Ｔａｃだけ与えられ、交流駆動が行われる。この所定の時間は、上記参考例の所定時間Ｔａｃと同じ時間である。図１１に示すように、オフシーケンスに移行したときの極性偏り値Ｎｂが下リミット値に近い値である場合には、第２の実施形態において休止駆動から高周波駆動に切り換わったときと同様に、オフシーケンス時に、正極性の電圧を１周期毎に印加する。これにより、極性偏り値Ｎｂは“１”ずつ“０”に近づき、５周期目で“０”になる。これにより、オフ信号が与えられる直前まで表示されていた画像を所定時間Ｔａｃ内に消去するだけではなく、極性の偏りも解消されて極性偏り値Ｎｂは“０”になる。更に、極性偏り値Ｎｂの平均値を“０”にするまでの期間が、交流電圧を印加するための所定時間Ｔａｃよりも短い場合には、残りの時間に正極性と負極性のリフレッシュを交互に繰り返し、所定時間Ｔａｃが経過したときにオフシーケンスを終了する。この場合、極性偏り値Ｎｂは“０”と“−１”とを繰り返すので、所定時間Ｔａｃ内の極性偏り値Ｎｂの平均値はほぼ“０”になる。
【０１０５】
このように、極性反転制御回路２７０は、ホスト９０から与えられるオフシーケンス信号の極性が変わる毎に極性信号Ｓｐｌを生成するので、極性偏り管理回路２５０は、オフシーケンス信号が入力される直前の極性偏り値Ｎｂが“０”から大きく乖離しているときでも、極性偏り値Ｎｂはフレーム期間毎に“１”ずつ“０”に近づき、極性偏り値Ｎｂが“０”になったときに、まだオフシーケンス期間が残存していれば、その残存期間では、極性偏り値Ｎｂは“０”と“＋１”または“０”と“−１”とを交互に繰り返す。その結果、液晶表示装置１００の動作が停止する前に極性偏り値Ｎｂがほぼ“０”になるので、電源を再びオンしたときにフリッカー等の発生が抑制される。また、従来必要であった極性偏り値Ｎｂを“０”にするまでのウエイト時間Ｔｗｔが不要になる。
【０１０６】
＜３．２  効果＞
本実施形態に係る液晶表示装置１００によれば、オフシーケンスの期間内に、オフ信号が与えられる直前まで表示されていた画像を消去するだけでなく、極性の偏りも解消されるので、従来のオフシーケンスで必要とされたウエイト時間Ｔｗｔが不要になり、オフシーケンスに要する時間を短縮することができる。これにより、液晶表示装置１００の使い勝手を良くすることができる。
【０１０７】
＜４．その他＞
データ電圧の極性を反転させる駆動方式には、ドット反転、ライン反転、カラム反転、フレーム反転等の駆動方式があるが、本発明はいずれの駆動方式にも適用可能である。
【０１０８】
また、上記実施形態では、極性偏り値Ｎｂを、休止フレーム期間およびリフレッシュフレーム期間となる１フレーム期間毎に“１”ずつインクリメントしたり、デクリメントしたりするとして説明した。つまり、１フレーム期間を単位として、極性の偏りを表す極性偏り値Ｎｂを管理すると説明した。しかし、極性偏り値Ｎｂを、２フレーム期間、３フレーム期間等を単位として管理しても良く、また、フレーム期間以外の時間単位で管理しても良い。そこで、本明細書では、これらをまとめて「期間単位」という場合がある。
【０１０９】
また、上記実施形態では、強制リフレッシュは、新たな画像が入力されたときに行われるとして説明した。しかし、例えばホスト９０から与えられるコマンドにより、表示部５００の表示をオン／オフしたり、表示部５００に表示される画像を左右または上下に反転させたりした場合にも強制リフレッシュの場合と同様に極性偏り値Ｎｂが“０”に近づくように調整することにより、同様の効果が得られる。
【０１１０】
また、上記各実施形態における高周波駆動では、１フレーム期間毎に極性が反転されるとして説明した。しかし、本発明の高周波駆動には、２フレーム期間毎、または３フレーム期間毎に極性を反転される場合等も含まれ、休止駆動のリフレッシュ周期に比べて十分速ければ良い。
【産業上の利用可能性】
【０１１１】
本発明は、液晶表示装置およびその駆動方法に適している。特に、フリッカーや残像の発生を抑制する液晶表示装置およびその駆動方法に適している。
【符号の説明】
【０１１２】
１０…画素形成部
１１…薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）
１００…液晶表示装置
２００…表示制御部
２１０…フレームメモリ
２２０…セレクタ
２３０…タイミング制御回路
２４０…ＮＲＥＦカウンタ
２５０…極性管理回路
２７０…極性反転制御回路
３００…駆動部
３１０…ソースドライバ
３２０…ゲートドライバ
４００…ガンマ部
４１０…正極ガンマ回路
４２０…負極ガンマ回路
５００…表示部
Ｃｐ…画素容量
Ｎｂ…極性偏り値
Ｎｃ…ＮＲＥＦカウント値
Ｓｒｅｆ…リフレッシュ信号
Ｓｃｒｆ…強制リフレッシュ信号
Ｓｐｌ…極性信号
Ｓｒｄ…読出し信号
Ｖｓｙｎｃ…垂直同期信号
【図１】
2015087587.tif 000003
【図２】
2015087587.tif 000004
【図３】
2015087587.tif 000005
【図４】
2015087587.tif 000006
【図５】
2015087587.tif 000007
【図６】
2015087587.tif 000008
【図７】
2015087587.tif 000009
【図８】
2015087587.tif 000010
【図９】
2015087587.tif 000011
【図１０】
2015087587.tif 000012
【図１１】
2015087587.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成28年6月8日(2016.6.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された画像データに応じたデータ電圧を表示部の液晶層に印加することにより前記画像データの表す画像を前記表示部に表示する液晶表示装置であって、
前記データ電圧を前記液晶層に印加するための駆動部と、
前記データ電圧の極性の偏りを所定の期間単位で管理し、前記表示部に表示された画像を更新するフレーム期間における前記データ電圧の極性の偏りを解消する方向に前記駆動部を制御する表示制御部とを備え、
前記表示部は、前記データ電圧を保持するように構成された複数の画素形成部を含み、
前記表示制御部は、
前記所定の期間単位で前記極性偏り値を求めて管理する極性偏り管理回路と、
前記画像を更新するフレーム期間において、前記極性偏り管理回路から出力された前記極性偏り値が“０”でない場合には、前記極性偏り値を“０”に近づく方向に制御し、前記極性偏り値が“０”である場合には、前記極性偏り値を反転する方向に制御する極性信号を生成する極性反転制御回路と、
前記画像を更新するフレーム期間であることを示すリフレッシュ信号を所定のタイミングで生成して、前記極性偏り管理回路と前記極性反転制御回路に与えるタイミング制御回路と、
休止フレーム期間の回数をカウントするＮＲＥＦカウンタとを含み、
前記極性偏り管理回路は、前記極性反転制御回路から与えられた前記極性信号によって特定された方向に、前記極性偏り値を“１”ずつ増加または減少させた前記極性信号に基づいて変化させた前記データ電圧を、前記データ電圧を保持するように構成された複数の画素形成部にそれぞれ印加するように前記駆動部を制御することを特徴とする、液晶表示装置。
【請求項２】
前記極性偏り管理回路は、前記極性偏り値をカウントして保持するバランスカウンタを含み、前記画像データの表す画像を前記表示部に表示するために使用される垂直同期信号を与えられる毎に、前記バランスカウンタに保持されている前記極性偏り値を前記極性信号によって前記特定された方向に“１”ずつ増加または減少させることを特徴とする、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記タイミング制御回路は、前記ＮＲＥＦカウンタのカウント値が所定回数に達したときに前記リフレッシュ信号を生成して出力することを特徴とする、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
新たな画像を表示するための画像データと共に、前記新たな画像を前記表示部に表示するための強制リフレッシュ信号を前記表示制御部に与えられたとき、前記タイミング制御回路は前記強制リフレッシュ信号に基づき前記リフレッシュ信号を生成して出力することを特徴とする、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記表示部に表示された画像を左右または上下を反転させるコマンドを与えられたとき、前記タイミング制御回路は前記コマンドに基づき前記リフレッシュ信号を生成して出力することを特徴とする、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記タイミング制御回路は、休止駆動から高周波駆動に移行する際に前記高周波駆動の周期に同期して生成された高周波同期信号を与えられれば、前記高周波同期信号に基づき前記リフレッシュ信号を生成して前記極性偏り管理回路および前記極性反転制御回路に出力し、
前記極性偏り管理回路は、前記高周波同期信号を与えられる毎に、前記極性信号によって特定された方向に前記極性偏り値を“１”ずつ増加または減少させることを特徴とする、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記タイミング制御回路は、前記リフレッシュ信号を生成して出力する際に、前記ＮＲＥＦカウンタをリセットすることを特徴とする、請求項３から６のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記画像データに基づいて正極性のデータ電圧を生成する正極ガンマ回路と負極性のデータ電圧を生成する負極ガンマ回路とを更に備え、
前記表示制御部は、前記極性信号に基づき前記正極ガンマ回路および前記負極ガンマ回路のいずれかを選択するセレクタを更に含み、
前記セレクタは、前記極性反転制御回路から与えられた前記極性信号に基づき、前記正極ガンマ回路および前記負極ガンマ回路のいずれかを選択して前記画像データを与えることを特徴とする、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記表示制御部は、入力された前記画像データを格納するフレームメモリを更に含み、
前記タイミング制御回路は、前記リフレッシュ信号を出力すると同時に、前記画像データを読み出すための読出し信号を前記フレームメモリに与え、
前記フレームメモリは、前記読出し信号を与えられたときに格納されている前記画像データを出力することを特徴とする、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
液晶表示装置の動作を停止させる際に、所定の周波数の交流電圧であるオフシーケンス信号、および前記画素形成部に書き込まれた前記データ電圧を消去するための消去データが前記表示制御部に与えられれば、
前記タイミング制御回路は、前記オフシーケンス信号に基づき前記リフレッシュ信号を生成して前記極性偏り管理回路および前記極性反転制御回路に出力し、
前記極性偏り管理回路は、前記オフシーケンス信号の極性が変わる毎に、前記極性信号によって特定された方向に前記極性偏り値を“１”ずつ増加または減少させ、
前記消去データは前記駆動部に与えられることを特徴とする、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項１１】
入力された画像データに応じたデータ電圧を表示部の液晶層に印加することにより前記画像データの表す画像を前記表示部に表示する液晶表示装置であって、
前記データ電圧を前記液晶層に印加するための駆動部と、
前記データ電圧の極性の偏りを所定の期間単位で管理し、前記表示部に表示された画像を更新するフレーム期間における前記データ電圧の極性の偏りを解消する方向に前記駆動部を制御する表示制御部と、
前記画素形成部と前記駆動部とを接続する、前記表示部に形成されたデータ信号線および走査信号線とを備え、
前記表示部は、前記データ電圧を保持するように構成された複数の画素形成部を含み、
前記表示制御部は、前記画像を更新するフレーム期間における前記極性の偏りを解消するために、前記極性の偏りを表す極性偏り値を変化させる方向を特定し、前記画像を更新するフレーム期間および当該フレーム期間に続くフレーム期間毎に前記極性偏り値を当該特定された方向に変化させた前記データ電圧を前記複数の画素形成部にそれぞれ印加するように前記駆動部を制御し、
前記画素形成部は、
前記データ電圧を保持するための画素容量と、
前記走査信号線に制御端子が接続され、前記データ信号線に第１導通端子が接続され、前記画素容量に第２導通端子が接続されたスイッチング素子とを含み、
前記スイッチング素子は、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、液晶表示装置。
【請求項１２】
前記酸化物半導体は、酸化インジウムガリウム亜鉛を含むことを特徴とする、請求項１１に記載の液晶表示装置。
【請求項１３】
入力された画像データに応じたデータ電圧を表示部の液晶層に印加することにより前記画像データの表す画像を前記表示部に表示する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液晶層に印加するために駆動部を駆動するステップと、
前記データ電圧の極性の偏りを所定の期間単位で管理するステップと、
前記表示部に表示された画像を更新するフレーム期間における前記データ電圧の極性の偏りを解消する方向に前記駆動部を制御するステップとを備え、
前記駆動部を制御するステップは、
前記所定の期間単位で前記極性偏り値を求めて管理するステップと、
前記画像を更新するフレーム期間において、前記極性偏り管理回路から出力された前記極性偏り値が“０”でない場合には、前記極性偏り値を“０”に近づく方向に制御し、前記極性偏り値が“０”である場合には、前記極性偏り値を反転する方向に制御する極性信号を生成するステップと、
前記画像を更新するフレーム期間であることを示すリフレッシュ信号を所定のタイミングで生成して、前記極性偏り管理回路と前記極性反転制御回路に与えるステップと、
休止フレーム期間の回数をカウントするステップとを含み、
前記極性信号によって特定された方向に、前記極性偏り値を“１”ずつ増加または減少させた前記データ電圧を、前記データ電圧を保持可能な複数の画素形成部にそれぞれ印加するように前記駆動部を制御することを特徴とする、液晶表示装置の駆動方法。
【請求項１４】
入力された画像データに応じたデータ電圧を表示部の液晶層に印加することにより前記画像データの表す画像を前記表示部に表示する液晶表示装置の駆動方法であって、前記表示部に形成され、前記データ電圧を保持するように構成された複数の画素形成部は、前記データ電圧を保持するための画素容量と、前記走査信号線に制御端子が接続され、前記データ信号線に第１導通端子が接続され、前記画素容量に第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み、
前記データ電圧を前記液晶層に印加するために駆動部を駆動するステップと、
前記データ電圧の極性の偏りを所定の期間単位で管理するステップと、
前記表示部に表示された画像を更新するフレーム期間における前記データ電圧の極性の偏りを解消する方向に制御するステップとを備え、
前記データ電圧の極性の偏りを解消する方向に制御するステップは、
前記画像を更新するフレーム期間における前記極性の偏りを解消するために、前記極性の偏りを表す極性偏り値を変化させる方向を特定するステップと、
前記画像を更新するフレーム期間および当該フレーム期間に続くフレーム期間毎に前記極性偏り値を当該特定された方向に変化させた前記データ電圧を前記複数の画素形成部にそれぞれ印加するステップとを含むことを特徴とする、液晶表示装置の駆動方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置およびその駆動方法に関し、特に、フリッカーや残像の発生を抑制する液晶表示装置およびその駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
アクティブマトリクス型液晶表示装置の表示部には、複数の画素形成部がマトリクス状に形成されている。各画素形成部には、スイッチング素子として動作する薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor：以下「ＴＦＴ」という）と、当該ＴＦＴを介してデータ信号線に接続された画素容量とが設けられている。このＴＦＴをオン／オフすることにより、画像を表示するための画像データの電圧が画素形成部内の画素容量にデータ電圧として書き込まれる。このデータ電圧は画素形成部の液晶層に印加され、液晶分子の配向方向をデータ電圧値に応じた方向に変化させる。このようにして液晶表示装置は、画素形成部毎に液晶層の光透過率を制御して表示部に画像を表示する。
【０００３】
このような液晶表示装置を携帯型電子機器のディスプレイとして使用する場合には、その消費電力を低減することが求められる。そこで、静止画のみを表示したい場合には休止駆動によって動作させ、動画と静止画を切り換えて表示したい場合には、動画を表示するための高周波駆動と、静止画を表示するための休止駆動とを切り換えて動作させる。ここで、休止駆動とは、例えば日本の特開２００１−３１２２５３号公報に記載されているように、走査信号線を走査して表示画像のリフレッシュを行う走査期間（「リフレッシュ期間」ともいう）の後に、全ての走査信号線を非走査状態にしてリフレッシュを休止する休止期間を設ける駆動方法である。このように液晶表示装置は、休止駆動を行うことによって休止期間における走査信号線駆動回路および／またはデータ信号線駆動回路の動作を休止し、消費電力を低減することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】日本の特開２００１−３１２２５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、液晶表示装置において休止駆動を行えば、休止期間に極性の偏り（電荷の偏り）が蓄積されるようになり、当該極性の偏りのために液晶層内に含まれる不純物イオンが偏在する。この偏在した不純物イオンによって生じる直流電圧成分のために、データ電圧値に応じた方向に変化すべき液晶分子の配向方向が影響を受けるようになる。これにより、液晶表示装置の動作中に、最適共通電圧のずれによるフリッカーが生じたり液晶の焼き付きによる残像が生じたりする等の表示不良が発生する。
【０００６】
そこで本発明は、休止駆動時に蓄積された極性の偏りに起因する表示不良が発生しにくい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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の局面は、入力された画像データに応じたデータ電圧を表示部の液晶層に印加することにより前記画像データの表す画像を前記表示部に表示する液晶表示装置であって、
前記データ電圧を前記液晶層に印加するための駆動部と、
前記データ電圧の極性の偏りを所定の期間単位で管理し、前記表示部に表示された画像を更新するフレーム期間における前記データ電圧の極性の偏りを解消する方向に前記駆動部を制御する表示制御部とを備え、
前記表示部は、前記データ電圧を保持するように構成された複数の画素形成部を含み、
前記表示制御部は、
前記所定の期間単位で前記極性偏り値を求めて管理する極性偏り管理回路と、
前記画像を更新するフレーム期間において、前記極性偏り管理回路から出力された前記極性偏り値が“０”でない場合には、前記極性偏り値を“０”に近づく方向に制御し、前記極性偏り値が“０”である場合には、前記極性偏り値を反転する方向に制御する極性信号を生成する極性反転制御回路と、
前記画像を更新するフレーム期間であることを示すリフレッシュ信号を所定のタイミングで生成して、前記極性偏り管理回路と前記極性反転制御回路に与えるタイミング制御回路と、
休止フレーム期間の回数をカウントするＮＲＥＦカウンタとを含み、
前記極性偏り管理回路は、前記極性反転制御回路から与えられた前記極性信号によって特定された方向に、前記極性偏り値を“１”ずつ増加または減少させた前記極性信号に基づいて変化させた前記データ電圧を、前記データ電圧を保持するように構成された複数の画素形成部にそれぞれ印加するように前記駆動部を制御することを特徴とする
【０００８】
本発明の第２の局面は、本発明の第１の局面において、
前記極性偏り管理回路は、前記極性偏り値をカウントして保持するバランスカウンタを含み、前記画像データの表す画像を前記表示部に表示するために使用される垂直同期信号を与えられる毎に、前記バランスカウンタに保持されている前記極性偏り値を前記極性信号によって前記特定された方向に“１”ずつ増加または減少させることを特徴とする。
【０００９】
本発明の第３の局面は、本発明の第１の局面において、
前記タイミング制御回路は、前記ＮＲＥＦカウンタのカウント値が所定回数に達したときに前記リフレッシュ信号を生成して出力することを特徴とする。
【００１０】
本発明の第４の局面は、本発明の第１の局面において、
新たな画像を表示するための画像データと共に、前記新たな画像を前記表示部に表示するための強制リフレッシュ信号を前記表示制御部に与えられたとき、前記タイミング制御回路は前記強制リフレッシュ信号に基づき前記リフレッシュ信号を生成して出力することを特徴とする。
【００１１】
本発明の第５の局面は、本発明の第１の局面において、
前記表示部に表示された画像を左右または上下を反転させるコマンドを与えられたとき、前記タイミング制御回路は前記コマンドに基づき前記リフレッシュ信号を生成して出力することを特徴とする。
【００１２】
本発明の第６の局面は、本発明の第１の局面において、
前記タイミング制御回路は、休止駆動から高周波駆動に移行する際に前記高周波駆動の周期に同期して生成された高周波同期信号を与えられれば、前記高周波同期信号に基づき前記リフレッシュ信号を生成して前記極性偏り管理回路および前記極性反転制御回路に出力し、
前記極性偏り管理回路は、前記高周波同期信号を与えられる毎に、前記極性信号によって特定された方向に前記極性偏り値を“１”ずつ増加または減少させることを特徴とする。
【００１３】
本発明の第７の局面は、本発明の第３から第６のいずれかの局面において、
前記タイミング制御回路は、前記リフレッシュ信号を生成して出力する際に、前記ＮＲＥＦカウンタをリセットすることを特徴とする。
【００１４】
本発明の第８の局面は、本発明の第１の局面において、
前記画像データに基づいて正極性のデータ電圧を生成する正極ガンマ回路と負極性のデータ電圧を生成する負極ガンマ回路とを更に備え、
前記表示制御部は、前記極性信号に基づき前記正極ガンマ回路および前記負極ガンマ回路のいずれかを選択するセレクタを更に含み、
前記セレクタは、前記極性反転制御回路から与えられた前記極性信号に基づき、前記正極ガンマ回路および前記負極ガンマ回路のいずれかを選択して前記画像データを与えることを特徴とする。
【００１５】
本発明の第９の局面は、本発明の第１の局面において、
前記表示制御部は、入力された前記画像データを格納するフレームメモリを更に含み、
前記タイミング制御回路は、前記リフレッシュ信号を出力すると同時に、前記画像データを読み出すための読出し信号を前記フレームメモリに与え、
前記フレームメモリは、前記読出し信号を与えられたときに格納されている前記画像データを出力することを特徴とする。
【００１６】
本発明の第１０の局面は、本発明の第１の局面において、
液晶表示装置の動作を停止させる際に、所定の周波数の交流電圧であるオフシーケンス信号、および前記画素形成部に書き込まれた前記データ電圧を消去するための消去データが前記表示制御部に与えられれば、
前記タイミング制御回路は、前記オフシーケンス信号に基づき前記リフレッシュ信号を生成して前記極性偏り管理回路および前記極性反転制御回路に出力し、
前記極性偏り管理回路は、前記オフシーケンス信号の極性が変わる毎に、前記極性信号によって特定された方向に前記極性偏り値を“１”ずつ増加または減少させ、
前記消去データは前記駆動部に与えられることを特徴とする。
【００１７】
本発明の第１１の局面は、入力された画像データに応じたデータ電圧を表示部の液晶層に印加することにより前記画像データの表す画像を前記表示部に表示する液晶表示装置であって、
前記データ電圧を前記液晶層に印加するための駆動部と、
前記データ電圧の極性の偏りを所定の期間単位で管理し、前記表示部に表示された画像を更新するフレーム期間における前記データ電圧の極性の偏りを解消する方向に前記駆動部を制御する表示制御部と、
前記画素形成部と前記駆動部とを接続する、前記表示部に形成されたデータ信号線および走査信号線とを備え、
前記表示部は、前記データ電圧を保持するように構成された複数の画素形成部を含み、
前記表示制御部は、前記画像を更新するフレーム期間における前記極性の偏りを解消するために、前記極性の偏りを表す極性偏り値を変化させる方向を特定し、前記画像を更新するフレーム期間および当該フレーム期間に続くフレーム期間毎に前記極性偏り値を当該特定された方向に変化させた前記データ電圧を前記複数の画素形成部にそれぞれ印加するように前記駆動部を制御し、
前記画素形成部は、
前記データ電圧を保持するための画素容量と、
前記走査信号線に制御端子が接続され、前記データ信号線に第１導通端子が接続され、前記画素容量に第２導通端子が接続されたスイッチング素子とを含み、
前記スイッチング素子は、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。
【００１８】
本発明の第１２の局面は、本発明の第１１の局面において、
前記酸化物半導体は、酸化インジウムガリウム亜鉛を含むことを特徴とする。
【００１９】
本発明の第１３の局面は、入力された画像データに応じたデータ電圧を表示部の液晶層に印加することにより前記画像データの表す画像を前記表示部に表示する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液晶層に印加するために駆動部を駆動するステップと、
前記データ電圧の極性の偏りを所定の期間単位で管理するステップと、
前記表示部に表示された画像を更新するフレーム期間における前記データ電圧の極性の偏りを解消する方向に前記駆動部を制御するステップとを備え、
前記駆動部を制御するステップは、
前記所定の期間単位で前記極性偏り値を求めて管理するステップと、
前記画像を更新するフレーム期間において、前記極性偏り管理回路から出力された前記極性偏り値が“０”でない場合には、前記極性偏り値を“０”に近づく方向に制御し、前記極性偏り値が“０”である場合には、前記極性偏り値を反転する方向に制御する極性信号を生成するステップと、
前記画像を更新するフレーム期間であることを示すリフレッシュ信号を所定のタイミングで生成して、前記極性偏り管理回路と前記極性反転制御回路に与えるステップと、
休止フレーム期間の回数をカウントするステップとを含み、
前記極性信号によって特定された方向に、前記極性偏り値を“１”ずつ増加または減少させた前記データ電圧を、前記データ電圧を保持可能な複数の画素形成部にそれぞれ印加するように前記駆動部を制御することを特徴とする、
【００２０】
本発明の第１４の局面は、入力された画像データに応じたデータ電圧を表示部の液晶層に印加することにより前記画像データの表す画像を前記表示部に表示する液晶表示装置の駆動方法であって、前記表示部に形成され、前記データ電圧を保持するように構成された複数の画素形成部は、前記データ電圧を保持するための画素容量と、前記走査信号線に制御端子が接続され、前記データ信号線に第１導通端子が接続され、前記画素容量に第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み、
前記データ電圧を前記液晶層に印加するために駆動部を駆動するステップと、
前記データ電圧の極性の偏りを所定の期間単位で管理するステップと、
前記表示部に表示された画像を更新するフレーム期間における前記データ電圧の極性の偏りを解消する方向に制御するステップとを備え、
前記データ電圧の極性の偏りを解消する方向に制御するステップは、
前記画像を更新するフレーム期間における前記極性の偏りを解消するために、前記極性の偏りを表す極性偏り値を変化させる方向を特定するステップと、
前記画像を更新するフレーム期間および当該フレーム期間に続くフレーム期間毎に前記極性偏り値を当該特定された方向に変化させた前記データ電圧を前記複数の画素形成部にそれぞれ印加するように前記駆動部を制御するステップとを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の第１の局面によれば、極性偏り管理回路は、極性反転制御回路から極性信号を与えられると、リフレッシュ信号が生成された時点における極性偏り値が“０”でない場合には、極性偏り値を“０”に近づく方向に制御し、“０”である場合には極性偏り値を反転する方向に制御する。これにより、その後のフレーム期間毎に求められる極性偏り値は“０”から大きく乖離しにくくなる。その結果、液晶表示装置を駆動しているときに、不純物イオンの偏在による電荷が液晶層内に蓄積されにくくなるので、フリッカー等の発生が抑制される。
【００２２】
本発明の第２の局面によれば、極性偏り管理回路は、表示部に画像を表示するために使用される垂直同期信号を与えられる毎に、極性反転制御回路から与えられる極性信号によって特定される方向に“１”ずつ増加または減少させることによって極性偏り値を求める。これにより、極性偏り管理回路は極性偏り値を容易に求めることができる。
【００２３】
本発明の第３の局面によれば、休止駆動中にＮＲＥＦカウンタのカウント値が所定の回数に達したとき、定期リフレッシュが行われ、タイミング制御回路はリフレッシュ信号を生成する。これにより、極性反転制御回路で求めた極性信号によって特定される方向に“１”ずつ増加または減少させることによって極性偏り値を求める。その結果、定期リフレッシュ後のフレーム期間毎に求められる極性偏り値は“０”から大きく乖離しにくくなり、フリッカー等の発生が抑制される。
【００２４】
本発明の第４の局面によれば、休止駆動中に強制リフレッシュ信号が与えられると、タイミング制御回路はリフレッシュ信号を生成する。これにより、極性反転制御回路で求めた極性信号によって特定される方向に“１”ずつ増加または減少させることによって極性偏り値を求める。その結果、強制リフレッシュ後のフレーム期間毎に求められる極性偏り値は“０”から大きく乖離しにくくなり、フリッカー等の発生が抑制される。
【００２５】
本発明の第５の局面によれば、表示部に表示された画像を上下または左右に反転させるようなコマンドが与えられると、タイミング制御回路はリフレッシュ信号を生成する。これにより、極性反転制御回路で求めた極性信号によって特定される方向に“１”ずつ増加または減少させることによって極性偏り値を求める。その結果、コマンドによって画像が反転された後のフレーム期間毎に求められる極性偏り値は“０”から大きく乖離しにくくなり、フリッカー等の発生が抑制される。
【００２６】
本発明の第６の局面によれば、休止駆動から反転する高周波駆動に移行する際に、高周波駆動の周期に同期して生成された高周波同期信号が表示制御部に与えられると、タイミング制御回路は高周波駆動の周期に同期してリフレッシュ信号を生成する。これにより、極性反転制御回路も、高周波駆動の周期に同期して極性信号を生成するので、極性偏り管理回路は、極性偏り値が“０”ではない場合には、極性偏り値を“０”に近づく方向に制御し、“０”である場合には極性偏り値を反転する方向に制御する。このため、休止駆動時の極性偏り値が“０”から大きく乖離している場合であっても、高周波駆動に移行することにより、極性偏り値はフレーム期間毎に“１”ずつ“０”に近づき、極性偏り値が“０”になると、極性偏り値は“＋１”と“０”、または“０”と“−１”とを交互に繰り返す。その結果、高周波駆動において極性偏り値がほぼ“０”になるので、フリッカー等の発生が抑制される。
【００２７】
本発明の第７の局面によれば、タイミング制御回路は、リフレッシュ信号を出力する際にＮＲＥＦカウンタをリセットするので、それまでＮＲＥＦカウンタに記憶されていたＮＲＥＦカウント値は“０”になる。このため、定期リフレッシュを適切なタイミングで行うことができる。
【００２８】
本発明の第８の局面によれば、セレクタによって選択可能な正極性の画像データを生成するための正極ガンマ回路と、負極性の画像データを生成するための負極ガンマ回路とが設けられている。セレクタは、極性反転制御回路で生成された極性信号に基づき、極性偏り値を増加させる方向に制御する場合には入力された画像データを正極ガンマ回路に与え、極性偏り値を減少させる方向に制御する場合には負極ガンマ回路に与える。これにより、液晶層に印加される電圧の極性の偏りを、極性偏り管理回路で管理される極性偏り値と一致させることができる。
【００２９】
本発明の第９の局面によれば、ホストから送信される画像データはフレームメモリに格納され、タイミング制御回路からリフレッシュ信号が出力されるときに読出し信号を与えることによって画像データを読み出すことができる。これにより、表示部に表示される画像を更新する際に画像データをフレームメモリから読み出すことができるので、画像の更新を容易に行うことができる。
【００３０】
本発明の第１０の局面によれば、液晶表示装置の動作を停止させるために、あらかじめ設定されたオフシーケンス期間に、所定の周波数の交流電圧であるオフシーケンス信号と、画素形成部に書き込まれたデータ電圧を消去するための消去データが与えられれば、タイミング制御回路はオフシーケンス信号の極性が変わる毎にリフレッシュ信号を生成する。これにより、極性反転制御回路は、オフシーケンス信号の極性が変わる毎に極性信号を生成するので、極性偏り管理回路は、オフシーケンス信号が入力される直前の極性偏り値が“０”から大きく乖離しているときでも、極性偏り値はフレーム期間毎に“１”ずつ“０”に近づき、極性偏り値が“０”になったときに、まだオフシーケンス期間が残存していれば、その残存期間では、極性偏り値は“０”と“＋１”または“０”と“−１”とを交互に繰り返す。その結果、液晶表示装置の動作が停止する前に極性偏り値がほぼ“０”になるので、電源を再びオンしたときにフリッカー等の発生が抑制される。また、従来必要であった極性偏り値を“０”にするまでのウエイト時間が不要になる。これにより、電源をオフしてから動作を停止するまでの時間を短縮できるので、液晶表示装置の使い勝手が良くなる。
【００３１】
本発明の第１１の局面によれば、アクティブマトリクス型の液晶表示装置における各画素形成部のスイッチング素子として、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。これにより、薄膜トランジスタのオフリーク電流が大幅に低減され、各画素形成部の画素容量に書き込まれた電圧はより長期間保持される。また、交流電圧を印加することによって、オフ信号の入力時点以後の駆動部の制御によって液晶層への印加電圧の極性の偏りを低減することができる。したがって、休止駆動および高周波駆動を行う場合には、フリッカーの発生等を抑制しつつ、画像表示のための消費電力を大幅に低減することができる。
【００３２】
本発明の第１２の局面によれば、画素形成部に含まれる薄膜トランジスタの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、上記第１１の局面の効果を確実に得ることができる。
【００３３】
本発明の第１３および第１４の局面によれば、上記第１の局面および第１１の局面とそれぞれ同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】液晶表示装置の休止駆動を説明するためのタイミングチャートである。
【図２】液晶表示装置において休止駆動を行ったときの極性の偏りの変化を示す図である。
【図３】液晶表示装置において高周波駆動と休止駆動を交互に切り換えた場合の極性の偏りの変化を示す図である。
【図４】本発明の第１の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５】本実施形態の液晶表示装置に含まれる表示制御部の構成を示すブロック図である。
【図６】本実施形態の液晶表示装置において休止駆動を行うときに極性偏り値が“０”に近づくように調整する方法を示す図である。
【図７】本実施形態の液晶表示装置において休止駆動から高周波駆動に切り換えて動作させる際に極性偏り値Ｎｂが“０”に近づくように調整する方法を示す図である。
【図８】本実施形態の液晶表示装置において休止駆動から高周波駆動に切り換えて動作させる際に極性偏り値Ｎｂが“０”に近づくように調整する方法を示す他の図である。
【図９】高周波駆動における画素形成部の液晶層内の不純物イオンの分布を示す模式図であり、より詳しくは、（Ａ）は画素形成部の不純物イオンが偏在した状態で高周波駆動を行ったときの様子を示す模式図であり、（Ｂ）は画素形成部の不純物イオンの偏在が解消された状態で高周波駆動を行ったときの様子を示す模式図である。
【図１０】従来のオフシーケンス時における液晶表示装置の動作を参考例として示す図である。
【図１１】本実施形態に係る液晶表示装置におけるオフシーケンス時の動作を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
＜０．基礎検討＞
＜０．１  休止駆動＞
本発明において問題となる、液晶層への印加電圧の極性の偏り（以下、単に「極性の偏り」ともいう）は休止駆動によって生じるので、まず休止駆動について説明する。図１は、液晶表示装置の休止駆動を説明するためのタイミングチャートである。この例では、１フレーム期間に１画面分のデータ電圧の書込みが行われ、その後の５９フレーム期間ではデータ電圧の書込みが休止される。すなわち、１個のリフレッシュフレーム期間と５９個の休止フレーム期間とが交互に現れるように液晶表示装置の表示部が駆動される。したがって、リフレッシュレートは１Ｈｚであり、リフレッシュ周期は１秒である。
【００３６】
また、この例では、リフレッシュフレーム期間毎に画素形成部に書き込むべきデータ電圧の極性が反転される。図１において、電圧極性Ａは、１つの画素形成部に書き込まれたデータ電圧（すなわち当該画素形成部内の画素容量に保持される電圧）の極性を示しており、電圧極性Ｂは、他の画素形成部に書き込まれた、同一フレーム期間において当該１つの画素形成部に書き込まれるデータ電圧の極性とは異なる極性のデータ電圧を示している。図１に示す電圧極性ＡおよびＢからわかるように、各画素形成部内の画素容量に保持されるデータ電圧の極性は１秒毎に反転されるので、液晶層に印加されるデータ電圧の極性も１秒毎に反転される。これにより、液晶層に印加されるデータ電圧の極性の反転周期（以下、単に「反転周期」という）は、休止駆動を行わない通常の液晶表示装置における反転周期（１フレーム期間＝１６．６７ｍｓ）に比べて非常に長い。
【００３７】
液晶表示装置は液晶層に電圧を印加して、液晶層の光透過率を制御することで画像を表示する。この液晶層への印加電圧に直流成分が含まれると、当該液晶層内における不純物イオンの偏在により電荷の蓄積（以下、「電荷の偏り」という）が生じ、その結果、フリッカーや残像等による表示不良が発生する。このような表示不良の発生を抑制するために、液晶表示装置では交流駆動が行われる。交流駆動を行えば、図１に示される電圧極性ＡおよびＢのように、液晶層への印加電圧の極性を所定期間毎に（典型的には１フレーム期間毎に）反転することにより当該液晶層への印加電圧の時間的平均値（または積分値）を実質的に“０”にすることができる。
【００３８】
なお、休止駆動の説明において、表示すべき画像を表す画像データの電圧をデータ電圧として画素形成部に書き込むためのフレーム期間を「リフレッシュフレーム期間」といい、データ電圧の書込みを休止するフレーム期間を「休止フレーム期間」という。「１フレーム期間」とは１画面分のリフレッシュ（データ電圧の書換えまたは書込み）のための期間であり、「１フレーム期間」の長さは、リフレッシュレートが６０Ｈｚである一般的な表示装置における１フレーム期間の長さである１６．６７ｍｓとするが、本発明はこれに限定されない。
【００３９】
リフレッシュフレーム期間では、画像データに基づき各画素形成部１０に保持されているデータ電圧をその極性が反転されるように書き換えるリフレッシュが行われ、休止フレーム期間では、全ての走査信号線ＧＬを非選択状態にしてリフレッシュが休止される。この休止期間において、ホスト９０から受信した新たな画像データに基づく強制的なリフレッシュ（以下「強制リフレッシュ」という）が行われない場合には、所定期間毎にリフレッシュ（以下、このリフレッシュを「定期リフレッシュ」という）が行われる。
【００４０】
＜０．２  第１の基礎検討＞
図２は、液晶表示装置において休止駆動を行ったときの極性の偏りの変化を示す図である。ここで、極性の偏りとは、同一画素形成部に正極性のデータ電圧が保持される時間の総和と、当該同一画素形成部に負極性のデータ電圧が保持される時間の総和との差をいう。例えば１フレーム期間を単位として表現する場合には、この極性の偏りは、液晶層における同一位置に対し正極性の電圧が印加されるフレーム期間の総和と負極性の電圧が印加されるフレーム期間の総和との差であり、この差が“０”であれば極性の偏りはないといえる。上記の「電荷の偏り」はこの「極性の偏り」に対応し、両者は同じ状態を表している。この極性の偏りの程度は「極性偏り値」として表現され、以下の説明では「極性偏り値」とは液晶層における同一位置に対し正極性の電圧が印加されるフレーム期間の総和と負極性の電圧が印加されるフレーム期間の総和との差をいうこととする。なお、図２に示す例では、電源がオンされた時点（ｔ＝０秒の時点）において極性の偏りはないとしている。
【００４１】
まず、電源がオンされてから１秒が経過するまでの期間すなわちｔ＝０〜１の期間における極性の偏りの変化について説明する。電源がオンされると、最初の１フレーム期間はリフレッシュ期間となり、その後の２９フレーム期間は休止期間となる。この休止期間では、最初のリフレッシュ期間で各画素形成部に書き込まれたデータ電圧がほぼそのまま保持される。したがって、この期間では、極性偏り値が単調（直線的に）に増加する。
【００４２】
当該３０フレーム期間が経過したときに、ホストから与えられる画像データに基づき強制リフレッシュが行われる強制リフレッシュ期間となり、その後の２９フレーム期間は休止期間となる。この休止期間では、強制リフレッシュ期間で各画素形成部に書き込まれたデータ電圧がほぼそのまま保持される。したがって、この期間にも、極性偏り値は単調（直線的に）に増加し、時点ｔ＝１の直前のフレーム期間が経過したときに最大値になる。
【００４３】
次に、ｔ＝１〜２の期間における極性の偏りの変化について説明する。時点ｔ＝１（電源オン後１秒が経過した時点）の後の最初の１フレーム期間は定期リフレッシュ期間となり、直前の強制リフレッシュにおいて印加されたデータ電圧と同じデータ電圧を印加する定期リフレッシュが行われる。この定期リフレッシュ期間におけるデータ電圧の書込みの際に液晶層への印加電圧（各画素形成部に保持されるデータ電圧）の極性が反転される。その後の５９フレームは休止期間となる。この休止期間では、時点ｔ＝１の後の最初のフレーム期間で各画素形成部に書き込まれたデータ電圧が保持される。したがって、ｔ＝１〜２の期間では極性偏り値が単調（直線的）に減少し、ｔ＝２の時点で極性の偏りが解消され、極性偏り値は“０”になる。すなわち、ｔ＝２の時点までに液晶層に正極性電圧が印加された時間の総和と負極性電圧が印加された時間の総和とが同じになる。これは、ｔ＝０〜１の期間に生じる極性の偏りがｔ＝１〜２の期間に生じる極性の偏りによって相殺されたことを表す。
【００４４】
次に、ｔ＝２〜３の期間における極性の偏りの変化について説明する。ｔ＝２の時点の後の最初の１フレーム期間から１５フレーム期間までは休止期間となる。この休止期間では、時点ｔ＝１の後の最初のリフレッシュ期間で各画素形成部に書き込まれたデータ電圧がほぼそのまま保持される。したがって、この期間では、極性の偏りが単調（直線的に）に減少する。当該１５フレーム期間が経過したときに、１６フレーム期間においてホストから与えられる画像データに基づき強制リフレッシュが行われ、強制リフレッシュが行われた後の４４フレーム期間は休止期間になる。この休止期間では、強制リフレッシュ期間に各画素形成部に書き込まれたデータ電圧がほぼそのまま保持される。したがって、この期間にも、極性偏り値は単調（直線的に）に減少し、時点ｔ＝３の直前のフレーム期間が経過したときに最小値になる。
【００４５】
次に、ｔ＝３〜４の期間における極性の偏りの変化について説明する。時点ｔ＝３の後の最初の１フレーム期間は定期リフレッシュ期間となり、直前のリフレッシュにおいて印加されたデータ電圧と同じデータ電圧を印加する定期リフレッシュが行われる。この定期リフレッシュ期間におけるデータ電圧の書込みにより液晶層への印加電圧の極性が反転される。その後の５９フレームは休止期間となる。この休止期間では、時点ｔ＝３の後の最初のフレーム期間で各画素形成部に書き込まれたデータ電圧が保持される。したがって、ｔ＝３〜４の期間では極性偏り値が単調（直線的）に増加し、ｔ＝４の時点で極性の偏りが解消され、極性偏り値は“０”になる。すなわち、ｔ＝４の時点までに液晶層に正極性電圧が印加された時間の総和と負極性電圧が印加された時間の総和とが同じとなる。これは、ｔ＝２〜３の期間に生じる極性の偏りがｔ＝３〜４の期間に生じる極性の偏りによって相殺されたことを表す。
【００４６】
以下同様にして、休止駆動において、各画素形成部は強制リフレッシュにより印加されたデータ電圧を、その極性を反転させることなく休止期間もほぼそのまま保持する。これにより、休止駆動においては、極性の偏りは定期リフレッシュが行われる毎に印加電圧の極性が反転され、その後の休止期間に極性偏り値が単調に増加／減少することを繰り返す。しかし、強制リフレッシュが行われた場合には印加電圧の極性を反転させることなく、その後の休止期間に極性偏り値が単調に増加／減少することを繰り返す。これにより、強制リフレッシュが行われるか否かにかかわらず、極性偏り値は最大値と最小値との間で増加したり減少したりすることを繰り返す。このため、極性偏り値が最大値または最小値に近い値のときに液晶表示装置の電源をオフすれば、電源をオフしている間にも液晶層に直流電圧が印加された状態になる。このような状態で、液晶表示装置の電源を再びオンにすれば、フリッカーや残像等の表示不良が発生しやすい。
【００４７】
上記説明では、強制リフレッシュが行われても、印加電圧の極性すなわち極性の偏りの方向を常に反転させない場合について説明した。しかし、強制リフレッシュが行われる毎に印加電圧の極性を常に反転させても良い。この場合にも、極性偏り値が最大値または最小値に近い値のときに液晶表示装置の電源をオフすれば、電源をオフしている間にも液晶層に直流電圧が印加された状態になる。このような状態で、液晶表示装置の電源を再びオンにすれば、フリッカーや残像等の表示不良が発生しやすくなる。
【００４８】
＜０．３  第２の基礎検討＞
図３は、液晶表示装置において高周波駆動と休止駆動を交互に切り換えた場合の極性の偏りの変化を示す図である。液晶表示装置が高周波駆動と休止駆動（「低周波駆動」ともいう）を交互に切り換えて動作しているときに、図３に示すように、極性の偏りが負極性側に偏った状態で行われている第２高周波駆動期間から第２休止駆動期間に切り換わると、休止駆動時における極性偏り値が下リミット値に達する場合がある。そこで、図３に示すように、例えば休止駆動時の極性偏り値が下リミット値から遠ざかるようにするために、表示制御部に上限／下限管理回路を設け、逆極性のリフレッシュを強制的に行う。これにより、極性偏り値は上リミット値と下リミット値との間の値になるように調整される。
【００４９】
また、第２休止駆動期間から第３高周波駆動期間に切り換わる際のタイミングによっては、図３に示すように、極性偏り値が下リミット値に近い状態で高周波駆動に切り換わる場合がある。この場合、極性偏り値は、高周波駆動を行うことによって、休止駆動から高周波駆動に切り換わった直後の値から“１”だけ増加したり減少したりすることをフレーム期間毎に繰り返すので、高周波駆動に切り換わった直後の値とほぼ同じ値になる。このように、極性偏り値が上リミット値または下リミット値に近い値で長時間駆動されれば、直流電圧成分が液晶層に長時間印加されている状態と同じ状態になる。この場合、液晶表示装置が動作しているときに、フリッカーや残像等の表示不良が発生しやすくなる。また、極性の偏りが大きな状態で液晶表示装置の電源をオフすれば、電源をオフしている間にも液晶層に直流電圧が印加された状態になるので、再び電源をオンしたときに、フリッカーや残像等の表示不良が発生しやすくなる。
【００５０】
上記第１および第２の基礎検討において発生する極性の偏りに起因する表示不良の問題は、液晶層内の不純物イオンの偏在による電荷の蓄積に起因するものであり、この電荷の蓄積は液晶層に印加されるデータ電圧の極性の偏りによって生じると考えられる。このため、フリッカーや残像等による表示不良は、電源オフ時に画素容量に蓄積された電荷を放電させるための従来のオフシーケンスを実行してもなくすことができない。そこで、上記基礎検討に基づき極性の偏りに起因する表示不良の問題を解決すべくなされた本発明の実施形態について以下に説明する。
【００５１】
＜１．第１の実施形態＞
＜１．１  全体構成および動作概要＞
図４は、本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置１００の構成を示すブロック図である。この液晶表示装置１００は、表示制御部２００、駆動部３００、ガンマ部４００および表示部５００を備えている。駆動部３００は、データ信号線駆動回路としてのソースドライバ３１０と走査信号線駆動回路としてのゲートドライバ３２０とを含んでいる。ガンマ部４００は、ホスト９０から送信されるデータＤＡＴに含まれる画像データを正極性の画像データとしてソースドライバ３１０に出力する正極ガンマ回路４１０と、負極性の画像データとしてソースドライバ３１０に出力する負極ガンマ回路４２０とを含んでいる。表示部５００を構成する液晶パネルには、ソースドライバ３１０およびゲートドライバ３２０の双方または一方が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ＣＰＵ（Central Processing Unit）により構成されるホスト９０が設けられている。ホスト９０は、画像データを含むデータＤＡＴ、表示部５００に画像を表示するために必要なコマンド、電源をオフしたときに与えられるオフシーケンス信号等を液晶表示装置１００に与える。
【００５２】
表示部５００には、複数本のデータ信号線ＳＬと、複数本の走査信号線ＧＬと、当該複数本のデータ信号線ＳＬおよび当該複数本の走査信号線ＧＬに対応してマトリクス状に配置された複数個の画素形成部１０とが形成されている。図４では、便宜上、１個の画素形成部１０と、それに対応する１本のデータ信号線ＳＬおよび１本の走査信号線ＧＬとを示している。各画素形成部１０は、対応する走査信号線ＧＬにゲート端子（「制御端子」ともいう）が接続されると共に対応するデータ信号線ＳＬにソース端子（「第１導通端子」ともいう）が接続されたスイッチング素子として動作する薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）１１と、当該ＴＦＴ１１のドレイン端子（「第２導通端子」ともいう）に接続された画素電極１２と、上記複数個の画素形成部１０に共通的に設けられた共通電極１３と、画素電極１２と共通電極１３との間に挟持され、上記複数個の画素形成部１０に共通的に設けられた液晶層とを有している。また、画素電極１２および共通電極１３により形成される液晶容量は画素容量Ｃｐを構成する。なお、典型的には、画素容量Ｃｐに電圧を確実に保持すべく液晶容量に並列に補助容量が設けられるので、実際には画素容量Ｃｐは液晶容量および補助容量により構成される。
【００５３】
本実施形態ではＴＦＴ１１として、例えば酸化物半導体をチャネル層に用いたＴＦＴが用いられる。より詳細には、ＴＦＴ１１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）からなるＩｎＧａＺｎＯ（酸化インジウムガリウム亜鉛）を含む酸化物半導体により形成されている。ＩｎＧａＺｎＯを含むＴＦＴは、多結晶シリコンやアモルファスシリコン等をチャネル層に用いたシリコン系のＴＦＴに比べてオフリーク電流がはるかに小さい。このため、画素容量Ｃｐに書き込んだ電圧をその電圧値を維持した状態でより長い期間保持することができる。なお、ＩｎＧａＺｎＯ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）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、ＴＦＴ１１のチャネル層として酸化物半導体を用いるのは一例であり、これに代えて、多結晶シリコンまたはアモルファスシリコン等のシリコン系の半導体を用いても良い。
【００５４】
表示制御部２００は、典型的にはＩＣ（Integrated Circuit）によって実現される。表示制御部２００は、表示すべき画像を表す画像データを含むデータＤＡＴをホスト９０から受信すると、ソースドライバ用制御信号Ｓｓｃ、ゲートドライバ用制御信号Ｓｇｃ、および共通電圧信号等を生成し出力する。ソースドライバ用制御信号Ｓｓｃはソースドライバ３１０に与えられ、ゲートドライバ用制御信号Ｓｇｃはゲートドライバ３２０に与えられ、共通電圧信号は表示部５００に設けられた共通電極１３に与える。
【００５５】
ソースドライバ３１０は、ソースドライバ用制御信号Ｓｓｃに応じて、正極ガンマ回路４１０または負極ガンマ回路４２０から与えられる画像データに基づき各データ信号線ＳＬに与えるべきデータ電圧を生成して出力する。ソースドライバ用制御信号Ｓｓｃには、例えばソーススタートパルス信号、ソースクロック信号、ラッチストローブ信号等が含まれる。ソースドライバ３１０は、このようなソースドライバ用制御信号Ｓｓｃに応じて、その内部の図示しないシフトレジスタおよびサンプリングラッチ回路等を動作させ、図示しないＤＡ変換回路で画像データをアナログ信号に変換することによりデータ電圧を生成する。また、ソースドライバ３１０には、正極性のデータ電圧を増幅するアンプ（図示しない）と負極性のデータ電圧を増幅するアンプ（図示しない）が含まれており、データ電圧はその極性に応じて選択されたアンプにより増幅され表示部５００に出力される。
【００５６】
ゲートドライバ３２０は、ゲートドライバ用制御信号Ｓｇｃに応じて、アクティブな走査信号の各走査信号線ＧＬへの印加を所定周期で繰り返す。ゲートドライバ用制御信号Ｓｇｃには、例えばゲートクロック信号およびゲートスタートパルス信号が含まれる。ゲートドライバ３２０は、ゲートクロック信号およびゲートスタートパルス信号に応じて、その内部の図示しないシフトレジスタ等を動作させることにより上記走査信号を生成する。
【００５７】
以上のようにして、各データ信号線ＳＬにデータ電圧が印加され、各走査信号線ＧＬに走査信号が印加されることにより、ホスト９０から送信されたデータＤＡＴに含まれる画像データの表す画像が液晶パネルの表示部５００に表示される。
【００５８】
＜１．２  表示制御回路の構成＞
図５は、本実施形態の液晶表示装置１００に含まれる表示制御部２００の構成を示すブロック図である。図５に示すように、表示制御部２００は、フレームメモリ２１０、タイミング制御回路２３０、極性偏り管理回路２５０、極性反転制御回路２７０、およびセレクタ２２０を含んでいる。ホスト９０から送信されるデータＤＡＴには、画像データＤＶ、垂直同期信号Ｖｓｙｎｃ、水平同期信号Ｈｓｙｎｃ等の制御信号ＳＣ、および画像を強制的にリフレッシュする際に入力される強制リフレッシュ信号Ｓｃｒｆが含まれる。
【００５９】
フレームメモリ２１０は、ホスト９０から送信された画像データＤＶを１フレーム分ずつ格納し、後述するリフレッシュ信号Ｓｒｅｆがタイミング制御回路２３０から極性偏り管理回路２５０等に出力されるタイミングで読出し信号Ｓｒｄを与えられれば、格納している画像データＤＶをソースドライバ３１０に向けて出力する。また、ホスト９０から強制リフレッシュ信号Ｓｃｒｆがタイミング制御回路２３０に与えられた場合にも、タイミング制御回路２３０からフレームメモリ２１０に読出し信号Ｓｒｄを与えられ、フレームメモリ２１０は格納している画像データＤＶを出力する。しかし、休止期間には、定期リフレッシュまたは強制リフレッシュにより更新された画像がそのまま引き続いて表示部５００に表示されるので、フレームメモリ２１０には読出し信号Ｓｒｄは与えられない。フレームメモリ２１０を設けることにより、表示部５００に表示される画像を更新する際に画像データＤＶをフレームメモリ２１０から読み出すことができるので、画像の更新を容易に行うことができる。なお、本実施形態では、ホスト９０から送信された画像データＤＶはフレームメモリ２１０に格納されるとして説明するが、フレームメモリ２１０に格納することなく、セレクタ２２０に直接与えても良い。
【００６０】
タイミング制御回路２３０は、休止フレーム期間の回数を格納するためのレジスタ２４０を有している。以下では、このレジスタ２４０をＮＲＥＦカウンタ２４０といい、ＮＲＥＦカウンタ２４０に格納されたＮＲＥＦカウント値を記号“Ｎｃ”で表す。タイミング制御回路２３０は、フレーム期間毎にホスト９０から送信される制御信号ＳＣに含まれている垂直同期信号Ｖｓｙｎｃを受信する毎にＮＲＥＦカウント値Ｎｃを“１”ずつインクリメントしてその都度ＮＲＥＦカウンタ２４０に保持すると共に、当該垂直同期信号Ｖｓｙｎｃを極性偏り管理回路２５０に与える。
【００６１】
極性偏り管理回路２５０は、当該垂直同期信号Ｖｓｙｎｃに基づいて求めた極性偏り値を保持するためのレジスタ２６０を有している。以下では、このレジスタ２６０をバランスカウンタ２６０といい、バランスカウンタ２６０に格納されている極性偏り値を記号“Ｎｂ”で表す。極性偏り管理回路２５０は、タイミング制御回路２３０から垂直同期信号Ｖｓｙｎｃを与えられる毎に、後述する極性信号Ｓｐｌに基づいて垂直同期信号Ｖｓｙｎｃを受信した回数を加算したり減算したりすることにより、バランスカウンタ２６０に格納されている極性偏り値Ｎｂを“１”ずつインクリメントしたり、デクリメントしたりする。このように、極性偏り値Ｎｂは、ＮＲＥＦカウント値Ｎｃと異なり、休止フレーム期間、定期リフレッシュフレーム期間および強制リフレッシュフレーム期間毎に、後述する極性信号Ｓｐｌによって特定される方向にその値が“１”ずつインクリメントされたり、デクリメントされたりする。これにより、極性偏り値Ｎｂは、“正の値”になったり、“０”になったり、“負の値”になったりする。
【００６２】
タイミング制御回路２３０は、ＮＲＥＦカウンタ２４０に保持されているＮＲＥＦカウント値Ｎｃがあらかじめ設定されている最大値または最小値になれば、表示部５００に表示されている画像を更新するためにリフレッシュ信号Ｓｒｅｆを生成して極性偏り管理回路２５０および極性反転制御回路２７０に与えると共に、ＮＲＥＦカウンタ２４０をリセットしてＮＲＥＦカウント値Ｎｃを“０”にする。ＮＲＥＦカウンタ２４０を設けることにより、定期リフレッシュを適切なタイミングで行うことができる。
【００６３】
タイミング制御回路２３０は、フレームメモリ２１０に格納されている画像データＤＶを読み出すために、フレームメモリ２１０に読出し信号Ｓｒｄを与える。これにより、フレームメモリ２１０は、格納している画像データＤＶを出力する。また、ＮＲＥＦカウント値Ｎｃが最大値または最小値に達するまでに強制リフレッシュ信号Ｓｃｒｆがタイミング制御回路２３０に与えられれば、その時点でＮＲＥＦカウンタ２４０をリセットしてＮＲＥＦカウント値Ｎｃを“０”にし、上記動作と同じ動作を行う。
【００６４】
極性偏り管理回路２５０はタイミング制御回路２３０からリフレッシュ信号Ｓｒｅｆを与えられると、保持している極性偏り値Ｎｂをバランスカウンタ２６０から読み出して極性反転制御回路２７０に与える。極性反転制御回路２７０は、リフレッシュ信号Ｓｒｅｆを与えられると、極性偏り管理回路２５０から与えられた極性偏り値Ｎｂが“正の値”であるか“負の値”であるかを判定し、その判定結果に応じて極性信号Ｓｐｌを生成する。当該極性信号Ｓｐｌは、セレクタ２２０、ソースドライバ３１０および極性偏り管理回路２５０に与えられる。
【００６５】
そこで、極性信号Ｓｐｌを与えられたときのセレクタ２２０、ソースドライバ３１０および極性偏り管理回路２５０の動作を順に説明する。まず、セレクタ２２０の動作について説明する。極性偏り管理回路２５０から与えられた極性偏り値Ｎｂが“正の値”であれば、フレームメモリ２１０から出力された画像データＤＶに基づきソースドライバ３１０において負極性のデータ電圧を生成するために、画像データＤＶを負極ガンマ回路４２０に与えられるようにする。一方、極性偏り値Ｎｂが“負の値”であれば、フレームメモリ２１０から出力された画像データＤＶに基づきソースドライバ３１０において正極性のデータ電圧を生成するために、画像データＤＶを正極ガンマ回路４１０に与えられるようにする。そこで、セレクタ２２０は、極性信号Ｓｐｌを与えられると当該極性信号に基づき、正極ガンマ回路４１０と負極ガンマ回路４２０のいずれかを選択する。すなわち、セレクタ２２０は、極性偏り値Ｎｂが“正の値”であれば負極性のデータ電圧を生成するめに負極ガンマ回路４２０を選択し、極性偏り値Ｎｂが“負の値”であれば正極性のデータ電圧を生成するために正極ガンマ回路４１０を選択する。これにより、極性偏り値Ｎｂが“正の値”のときに、画素形成部１０の液晶層に負極性のデータ電圧が印加され、極性偏り値Ｎｂが“負の値”のときに、画素形成部１０の液晶層に正極性のデータ電圧が印加される。このようにして極性の偏りが解消される。これにより、液晶層に印加される電圧の極性の偏りを、極性偏り管理回路２５０で管理される極性偏り値Ｎｂと一致させることができる。
【００６６】
ソースドライバ３１０は、極性信号Ｓｐｌを与えられると、データ電圧の極性と同じ極性のアンプを選択する。これにより、正極性のデータ電圧は正極性のデータ電圧用アンプによって増幅され、負極性のデータ電圧は負極性のデータ電圧用アンプによって増幅される。
【００６７】
また、極性偏り管理回路２５０は、極性信号Ｓｐｌを与えられると以下のように動作する。すなわち極性偏り管理回路２５０は、極性反転制御回路２７０に与えた極性偏り値Ｎｂが“正の値”であれば、休止フレーム期間およびリフレッシュフレーム期間毎にカウントされる極性偏り値Ｎｂを“１”ずつデクリメントする。また、“負の値”であれば休止フレーム期間およびリフレッシュフレーム期間毎にカウントされる極性偏り値Ｎｂを“１”ずつインクリメントする。このように、極性信号Ｓｐｌは、リフレッシュ信号Ｓｒｅｆを与えられた時点における極性偏り値Ｎｂが“０”に近づくように、極性偏り管理回路２５０を制御して極性偏り値Ｎｂが変化する方向を特定し、極性偏り管理回路２５０は、垂直同期信号Ｖｓｙｎｃが与えられる毎に、バランスカウンタ２６０に保持されている極性偏り値Ｎｂを特定された方向に“１”ずつインクリメントまたはデクリメントする。
【００６８】
なお、高周波駆動は、休止駆動において強制リフレッシュが１フレーム期間毎に連続して行われている場合と同じである。このため、高周波駆動における表示制御部２００の動作は、強制リフレッシュにおける動作と同じであるので、高周波駆動における表示制御部２００の動作の説明を省略する。
【００６９】
＜１．３  極性の偏りを解消するための動作＞
図６は、本実施形態の液晶表示装置１００において休止駆動を行うときに極性偏り値Ｎｂが“０”に近づくように調整する方法を示す図である。なお、図６では、リフレッシュの位置を示す記号は、リフレッシュの直前すなわちリフレッシュフレームの先頭の位置を示しているものとする。
【００７０】
図６に示すように、液晶表示装置１００の電源をオンする前の第０フレーム期間における極性偏り値Ｎｂは“０”である。電源をオンした直後の第１フレーム期間において、ホスト９０から液晶表示装置１００に画像データＤＶを含むデータＤＡＴが与えられると、画素形成部１０の画素容量Ｃｐに正極性のデータ電圧を書き込むことによりリフレッシュが行われる。続いて、第２〜第７フレーム期間までの休止期間にも、正極性のデータ電圧が画素容量Ｃｐに保持される。これにより、リフレッシュ期間である第１フレーム期間およびそれに続く第２〜第７フレーム期間の休止フレーム期間毎に極性偏り値Ｎｂは“１”ずつインクリメントされ、インクリメントされた極性偏り値Ｎｂはその都度極性偏り管理回路２５０のバランスカウンタ２６０に記憶される。第７フレーム期間の終了時における極性偏り値Ｎｂは“＋７”と“正の値”になっている。
【００７１】
第８フレーム期間において画像データＤＶは更新されていないが、極性偏り値Ｎｂが“＋７”とあらかじめ設定されていた最大値に達している。このため、第８フレーム期間では定期リフレッシュが行われる。このときの極性偏り値Ｎｂは“正の値”であるので、極性反転制御回路２７０から出力される極性信号Ｓｐｌに基づき、極性偏り値Ｎｂが“０”に近づく方向すなわち極性偏り値Ｎｂが減少する方向が維持される。このため、定期リフレッシュは、極性を負極性に反転させたデータ電圧を書き込むことにより行う。続いて、第９〜第１１フレーム期間までの休止期間にも、負極性のデータ電圧が画素容量Ｃｐに保持される。これにより、定期リフレッシュ期間である第８フレーム期間およびそれに続く第９〜第１１フレーム期間の休止フレーム期間毎に極性偏り値Ｎｂは“１”ずつデクリメントされ、デクリメントされた極性偏り値Ｎｂはその都度バランスカウンタ２６０に記憶される。第１１フレーム期間の終了時における極性偏り値Ｎｂは“＋３”と“正の値”になっている。
【００７２】
その後、第１２フレーム期間において強制リフレッシュ信号Ｓｃｒｆがホスト９０から与えられ、強制リフレッシュが行われる。このときの極性偏り値Ｎｂは“正の値”であるので、極性信号Ｓｐｌに基づき極性偏り値Ｎｂが“０”に近づく方向すなわち極性偏り値Ｎｂが減少する方向が維持される。このため、強制リフレッシュは、引き続き負極性のデータ電圧を画素容量Ｃｐに書き込むことにより行う。続いて、第１３〜第１８フレーム期間までの休止期間にも、負極性のデータ電圧が画素容量Ｃｐに保持される。これにより、強制リフレッシュ期間である第１２フレーム期間およびそれに続く第１３〜第１８フレーム期間の休止フレーム期間毎に極性偏り値Ｎｂは“１”ずつデクリメントされ、デクリメントされた極性偏り値Ｎｂはその都度バランスカウンタ２６０に記憶される。第１８フレーム期間の終了時における極性偏り値Ｎｂは“−４”と“負の値”になっている。
【００７３】
再び、第１９フレーム期間において強制リフレッシュ信号Ｓｃｒｆがホスト９０から与えられ、強制リフレッシュが行われる。このときの極性偏り値Ｎｂは“負の値”であるので、極性信号Ｓｐｌに基づき極性偏り値Ｎｂが“０”に近づく方向すなわち極性偏り値Ｎｂが増加する方向に変更される。このため、強制リフレッシュは、極性を正極性に反転させたデータ電圧を書き込むことにより行う。続いて、第２０〜第２５フレーム期間までの休止期間にも、正極性のデータ電圧が画素容量Ｃｐに保持される。これにより、強制リフレッシュ期間である第１９フレーム期間およびそれに続く第２０〜第２５フレーム期間の休止フレーム期間毎に極性偏り値Ｎｂは“１”ずつインクリメントされ、インクリメントされた極性偏り値Ｎｂはその都度バランスカウンタ２６０に記憶される。第２５フレーム期間の終了時における極性偏り値Ｎｂは“＋３”と“正の値”になっている。
【００７４】
更に、第２６フレーム期間において強制リフレッシュ信号Ｓｃｒｆがホスト９０から与えられ、強制リフレッシュが行われる。このときの極性偏り値Ｎｂは“正の値”であるので、極性信号Ｓｐｌに基づき極性偏り値Ｎｂが“０”に近づく方向すなわち極性偏り値Ｎｂが減少する方向に変更される。このため、強制リフレッシュは、極性を負極性に反転させたデータ電圧を書き込むことにより行う。続いて、第２７フレーム期間以後の休止期間にも、負極性のデータ電圧が画素容量Ｃｐに保持される。これにより、強制リフレッシュ期間である第２６フレーム期間およびそれに続く第２６フレーム期間以後の休止フレーム期間毎に極性偏り値Ｎｂは“１”ずつデクリメントされ、デクリメントされた極性偏り値Ｎｂはその都度バランスカウンタ２６０に記憶される。
【００７５】
以後同様にして、定期リフレッシュまたは強制リフレッシュが行われる毎に、極性偏り管理回路２５０から極性反転制御回路２７０に与えられる極性偏り値Ｎｂが“正の値”であるときは、極性信号Ｓｐｌに基づき極性偏り値Ｎｂが“０”に近づく方向すなわち極性偏り値Ｎｂが減少する方向になるように、負極性のデータ電圧を画素容量Ｃｐに書き込み、更にそれに続く休止期間にも負極性のデータ電圧を書き込むことを繰り返す。一方、極性偏り値Ｎｂが“負の値”であるときは、極性信号Ｓｐｌに基づき極性偏り値Ｎｂが“０”に近づく方向すなわち極性偏り値Ｎｂが増加する方向になるように、正極性のデータ電圧を画素容量Ｃｐに書き込み、更にそれに続く休止期間にも正極性のデータ電圧を書き込むことを繰り返す。
【００７６】
＜１．４  効果＞
本実施形態によれば、休止駆動において、表示部５００に表示された画像を更新するとき、すなわちタイミング制御回路２３０からリフレッシュ信号Ｓｒｅｆが出力される際に、極性偏り値Ｎｂが“正の値”である場合には、リフレッシュ期間およびそれに続く休止フレーム期間に負極性のデータ電圧を印加する。一方、極性偏り値Ｎｂが“負の値”である場合には、リフレッシュ期間およびそれに続く休止フレーム期間に正極性のデータ電圧を印加する。これにより、極性偏り値Ｎｂが“０”に近づくようになるので、“０”から大きく乖離しにくくなる。このため、不純物イオン１５が偏在しにくくなり、フリッカーや液晶の焼き付きによる残像等による表示不良の発生を抑制することができる。
【００７７】
また、液晶表示装置１００が動作しているときには、極性偏り値Ｎｂは“０”に向かうように制御されるので、電源がオフされた時点の極性偏り値Ｎｂも“０”に近い状態になっていることが多くなる。これにより、電源がオフされている期間に液晶層に直流電圧が印加され続けることがなくなるので、液晶表示装置１００の電源をオンしたときに生じやすいフリッカーや残像等の表示不良の発生が抑制される。
【００７８】
また、リフレッシュを行う際に極性偏り値Ｎｂは“０”に近づくように制御されるので、極性偏り値Ｎｂが上リミット値および下リミット値を超えないように管理するために従来設けられていた上限／下限管理回路が不要になる。これにより、表示制御部２００の製造コストを低減することができる。
【００７９】
＜２．第２の実施形態＞
第２の実施形態に係る液晶表示装置１００の構成は、上記第１の実施形態に係る液晶表示装置１００の構成と同じであるので、本実施形態の液晶表示装置１００のブロック図およびその説明を省略する。
【００８０】
また、液晶表示装置１００に含まれる表示制御部２００の構成要素の配置は、図５に示す構成要素の配置と同じであるが、一部の信号が異なるので、異なる信号について説明する。図５では、強制リフレッシュによって画像が更新される場合には、ホスト９０からタイミング制御回路２３０に強制リフレッシュ信号Ｓｃｒｆが与えられるが、本実施形態では高周波駆動の周期に同期して生成された高周波同期信号が与えられる。タイミング制御回路２３０は、高周波同期信号を与えられると、表示部５００に表示された画像を更新するために、リフレッシュ信号Ｓｒｅｆを生成し極性偏り管理回路２５０と極性反転制御回路２７０に与える。また、当該リフレッシュ信号Ｓｒｅｆは、ＮＲＥＦカウンタ２４０をリセットするためにＮＲＥＦカウンタ２４０にも与えられる。なお、高周波駆動時の画像データは動画を表示するデータである。また、その後の表示制御部２００の動作は図５に示す表示制御部２００の動作と同じであるので、その説明を省略する。
【００８１】
＜２．１  極性の偏りを解消するための動作＞
図７は、本実施形態の液晶表示装置１００において休止駆動から高周波駆動に切り換えて動作させる際に極性偏り値Ｎｂが“０”に近づくように調整する方法を示す図である。なお、図７においても、図６の場合と同様に、リフレッシュの位置を示す記号は、リフレッシュの直前すなわちリフレッシュフレームの先頭の位置を示しているものとする。
【００８２】
図７に示すように、液晶表示装置１００の電源をオンする前の第０フレーム期間における極性偏り値Ｎｂは“０”である。電源をオンした直後の第１フレーム期間において、ホスト９０から液晶表示装置１００に画像データＤＶを含むデータＤＡＴが与えられると、画素形成部１０の画素容量Ｃｐに正極性のデータ電圧を書き込むことによりリフレッシュが行われる。続いて、第２〜第４フレーム期間までの休止期間にも、正極性のデータ電圧が画素容量Ｃｐに保持される。これにより、リフレッシュ期間である第１フレーム期間およびそれに続く第２〜第４フレーム期間の休止フレーム期間毎に極性偏り値Ｎｂは“１”ずつインクリメントされ、インクリメントされた極性偏り値Ｎｂはその都度極性偏り管理回路２５０のバランスカウンタ２６０に記憶される。第４フレーム期間の終了時における極性偏り値Ｎｂは“＋４”と“正の値”になっている。
【００８３】
第５フレーム期間において強制リフレッシュ信号Ｓｃｒｆがホスト９０から与えられ、強制リフレッシュが行われる。このときの極性偏り値Ｎｂは“正の値”であるので、極性反転制御回路２７０から出力される極性信号Ｓｐｌに基づき、極性偏り値Ｎｂが“０”に近づく方向すなわち極性偏り値Ｎｂが減少する方向に変更される。このため、強制リフレッシュは、極性を負極性に反転させたデータ電圧を書き込むことにより行う。続いて、第６〜第１５フレーム期間までの休止期間にも、負極性のデータ電圧が画素容量Ｃｐに保持される。これにより、強制リフレッシュ期間である第５フレーム期間およびそれに続く第６〜第１５フレーム期間の休止フレーム期間毎に極性偏り値Ｎｂは“１”ずつデクリメントされ、デクリメントされた極性偏り値Ｎｂはその都度バランスカウンタ２６０に記憶される。第１５フレーム期間の終了時における極性偏り値Ｎｂは“−７”と“負の値”になっている。
【００８４】
第１６フレーム期間において画像データＤＶは更新されていないが、極性偏り値Ｎｂが“−７”とあらかじめ設定されていた最小値に達している。このため、第１６フレーム期間では定期リフレッシュが行われる。このときの極性偏り値Ｎｂは“負の値”であるので、極性信号Ｓｐｌに基づき、極性偏り値Ｎｂが“０”に近づく方向すなわち極性偏り値Ｎｂが増加する方向に変更される。このため、定期リフレッシュは、極性を正極性に反転させたデータ電圧を書き込むことにより行う。続いて、第１７および第１８フレーム期間までの休止期間にも、正極性のデータ電圧が画素容量Ｃｐに保持される。これにより、定期リフレッシュ期間である第１６フレーム期間、それに続く第１７および第１８フレーム期間の休止フレーム期間毎に極性偏り値Ｎｂは“１”ずつインクリメントされ、インクリメントされた極性偏り値Ｎｂはその都度バランスカウンタ２６０に記憶される。第１８フレーム期間の終了時における極性偏り値Ｎｂは“−４”と“負の値”になっている。
【００８５】
第１９フレーム期間において、休止駆動から高周波駆動に切り換えられる。高周波駆動は、画素容量Ｃｐに正極性のデータ電圧と負極性のデータ電圧とを交互に書き込むことにより行われる。しかし、第１８フレーム期間における極性偏り値Ｎｂは“−４”であるので、極性信号Ｓｐｌに基づき、極性偏り値Ｎｂが“０”に近づく方向すなわち極性偏り値Ｎｂが増加する方向が維持される。このため、正極性のデータ電圧を書き込む。次に、第１９フレーム期間における極性偏り値Ｎｂは“−３”であるので、極性信号Ｓｐｌに基づき、極性偏り値Ｎｂが“０”に近づく方向すなわち極性偏り値Ｎｂが増加する方向が維持される。このため、正極性のデータ電圧を書き込む。同様にして、極性偏り値Ｎｂが“０”になるまで、１フレーム期間毎に正極性のデータ電圧を画素容量Ｃｐに書き込む。これにより、極性偏り値は“１”ずつインクリメントされ、第２２フレーム期間において“０”になる。液晶表示装置１００では、極性偏り値Ｎｂが“０”になると、データ電圧の極性が反転されるので、第２３フレーム期間において負極性のデータ電圧が書き込まれ、極性偏り値は“−１”になる。第２４フレーム期間以後のフレーム期間では、極性偏り値Ｎｂは１フレーム期間毎に“０”と“−１”とを繰り返す。
【００８６】
なお、図７では、極性偏り値Ｎｂが“負の値”のときに休止駆動から高周波駆動に切り換わる場合について説明したが、極性偏り値Ｎｂが“正の値”のときに休止駆動から高周波駆動に切り換わる場合についても同様である。この高周波駆動では、前述の高周波駆動の場合と異なり、極性偏り値Ｎｂは１フレーム期間毎に“＋１”と“０”を繰り返す。
【００８７】
図８は、本実施形態の液晶表示装置１００において休止駆動から高周波駆動に切り換えて動作させる際に極性偏り値Ｎｂが“０”に近づくように調整する方法を示す他の図である。図８に示すように、第１高周波駆動期間から第１休止駆動期間に切り換わり、更に第１休止駆動期間の途中で、ホスト９０から強制リフレッシュ信号Ｓｃｒｆおよび動画を表示するための画像データＤＶを与えられると、第１休止駆動期間から更に第２高周波駆動期間に切り換わる。
【００８８】
通常の高周波駆動期間では、正極性のデータ電圧を印加する正極性のリフレッシュと、負極性のデータ電圧を印加する負極性のリフレッシュとが交互に繰り返される。しかし、本実施形態における第２高周波駆動期間では、第１休止駆動期間から第２高周波駆動期間に切り換わるときの極性偏り値Ｎｂが負の値である場合には、リフレッシュフレーム期間毎に、極性偏り値Ｎｂが“０”すなわち図８のセンターに向かうように正極性のリフレッシュが４回繰り返される。この４回のリフレッシュはそれぞれ図８に示す楕円内の４個の黒丸によって表されている。４回目のリフレッシュによって極性偏り値Ｎｂが“０”になれば、画素容量Ｃｐに書き込むべきデータ電圧の極性を交互に反転させることにより、負極性のリフレッシュと正極性のリフレッシュを交互に繰り返す。これにより、その後の高周波駆動では極生偏り値はフレーム期間毎に“０”と“−１”とを繰り返すようになり、極性の偏りがほぼ解消される。
【００８９】
更に、第２高周波駆動期間から第２休止駆動期間に切り換わり、休止駆動時の極性偏り値Ｎｂが正の値のときに更に第３高周波駆動期間に切り換わると、リフレッシュフレーム期間毎に、極性偏り値Ｎｂが“０”すなわち図８のセンターに向かうように負極性のリフレッシュが３回繰り返される。この３回のリフレッシュはそれぞれ図８に示す楕円内の３個の黒丸によって表されている。３回目のリフレッシュによって極性偏り値Ｎｂが“０”になれば、画素容量Ｃｐに書き込むべきデータ電圧の極性を交互に反転させることにより、正極性のリフレッシュと負極性のリフレッシュを交互に繰り返す。これにより、その後の第３高周波駆動期間では極生偏り値はフレーム期間毎に“＋１”と“０”を繰り返すようになり、極性の偏りがほぼ解消される。
【００９０】
次に、極性偏り値Ｎｂを“０”に近づけることにより、プラスイオンおよびマイナスイオンからなる不純物イオン１５の偏在による電荷の蓄積が解消された状態で行われる高周波駆動を説明する。図９は、高周波駆動における画素形成部１０の液晶層内の不純物イオン１５の分布を示す模式図であり、より詳しくは、図９（Ａ）は画素形成部１０の不純物イオン１５が偏在した状態で高周波駆動を行ったときの様子を示す模式図であり、図９（Ｂ）は画素形成部１０の不純物イオン１５の偏在が解消された状態で高周波駆動を行ったときの様子を示す模式図である。図９（Ａ）に示すように、不純物イオン１５が偏在した状態で高周波駆動を行っても、不純物イオン１５の偏在は解消されない。この場合、不純物イオン１５の偏在により生じた直流電圧成分が液晶分子に印加されるので、高周波駆動を行っているときに、最適共通電圧のずれによるフリッカーや液晶の焼き付きによる残像等の表示不良が発生する。
【００９１】
そこで、休止駆動中にリフレッシュが行われれば、リフレッシュ期間およびそれに続く休止期間において極性偏り値Ｎｂが“０”に近づくようにデータ電圧の極性を上述の方法で制御して印加する。これにより、図９（Ｂ）に示すように、不純物イオン１５の偏在が解消された状態で高周波駆動が行われるので、高周波駆動を行っているときに直流電圧成分が液晶分子にほとんど印加されなくなる。このため、高周波駆動を行っているときに、フリッカーや残像等の表示不良の発生を抑制することができる。
【００９２】
このように、休止駆動から反転する高周波駆動に移行する際に、高周波駆動の周期に同期して生成された高周波同期信号が表示制御部２００に与えられると、タイミング制御回路２３０は高周波駆動の周期に同期してリフレッシュ信号Ｓｒｅｆを生成する。これにより、極性反転制御回路２７０も、高周波駆動の周期に同期して極性信号Ｓｐｌを生成するので、極性偏り管理回路２５０は、極性偏り値Ｎｂが“０”ではない場合には、極性偏り値Ｎｂを“０”に近づく方向に制御し、“０”である場合には極性偏り値Ｎｂを反転する方向に制御する。このため、休止駆動時の極性偏り値Ｎｂが“０”から大きく乖離している場合であっても、高周波駆動に移行することにより、極性偏り値Ｎｂはフレーム期間毎に“１”ずつ“０”に近づき、極性偏り値Ｎｂが“０”になると、極性偏り値Ｎｂは“＋１”と“０”、または“０”と“−１”とを交互に繰り返す。その結果、高周波駆動において極性偏り値Ｎｂがほぼ“０”になるので、フリッカー等の発生が抑制される。
【００９３】
＜２．２  効果＞
本実施形態によれば、休止駆動から高周波駆動に切り換わった際に、極性偏り値Ｎｂが正または負側に偏っていれば、極性偏り値Ｎｂがほぼ“０”になるまで、高周波駆動においてリフレッシュフレーム期間毎に負極性または正極性のデータ電圧を連続して印加する。これにより、極性偏り値Ｎｂはほぼ“０”になるので、極性偏り値Ｎｂが大きく偏った状態で高周波駆動が行われることを避けることができ、直流電圧成分が液晶層に印加されにくくなる。その結果、液晶表示装置１００は、高周波駆動により動作しているときに、直流電圧成分が液晶層に印加されることに起因するフリッカーや残像等の表示不良が発生することを抑制することができる。
【００９４】
また、休止駆動から高周波駆動に切り換わった際に、極性偏り値Ｎｂが正または負側に偏っていれば、極性の偏りが“０”に向かうように制御されるので、高周波駆動により動作しているときに液晶表示装置１００の電源がオフされても、極性の偏りは“０”に近い状態になっている場合が多い。この場合、電源がオフされている期間に液晶層に直流電圧が印加され続けることがなくなるので、電源をオンしたときに生じやすいフリッカーや残像等の表示不良の発生が抑制される。
【００９５】
また、リフレッシュを行う際に極性偏り値Ｎｂは“０”に近づくように制御されるので、極性偏り値Ｎｂが上リミット値および下リミット値を超えないように管理するための上限／下限管理回路が不要になる。これにより、表示制御部２００の製造コストを低減することができる。
【００９６】
＜３．第３の実施形態＞
第３の実施形態に係る液晶表示装置１００の構成は、上記第１の実施形態に係る液晶表示装置１００の構成と同じであるので、本実施形態の液晶表示装置１００のブロック図およびその説明を省略する。
【００９７】
また、液晶表示装置１００に含まれる表示制御部２００の構成要素の配置は、図５に示す構成要素の配置と同じである。しかし、一部の信号が異なるので、その信号について説明する。図５では、強制リフレッシュによって画像が更新される場合には、ホスト９０からタイミング制御回路２３０に強制リフレッシュ信号Ｓｃｒｆが与えられるが、本実施形態では所定の周波数の交流電圧であるオフシーケンス信号が与えられる。タイミング制御回路２３０は、オフシーケンス信号が与えられると、リフレッシュ信号Ｓｒｅｆを生成し極性偏り管理回路２５０と極性反転制御回路２７０に与える。また、図５では、ホスト９０からフレームメモリ２１０に画像データＤＶが与えられるが、本実施形態では画素形成部１０に蓄積された画像データを消去するための消去データが与えられる。なお、その後の表示制御部２００の動作は図５に示す表示制御部２００の動作と同じであるので、その説明を省略する。
【００９８】
本実施形態では、上記第１または第２の実施形態の場合において休止駆動が行われているとき、ホスト９０からオフ信号を与えられれば、液晶表示装置１００はオフシーケンスに移行する。このオフシーケンスの期間を短くすることができれば、液晶表示装置１００の使い勝手が良くなる。そこで、まず従来のオフシーケンスを参考例として説明し、次に従来のオフシーケンスによる問題点を本実施形態ではどのように解決したのかを説明する。
【００９９】
＜３．１  オフシーケンス時における動作＞
従来のオフシーケンス時における液晶表示装置の動作を参考例として説明する。図１０は、従来のオフシーケンス時における液晶表示装置の動作を参考例として示す図である。図１０に示すように、休止駆動において極性偏り値Ｎｂが下リミット値に近い値であるときに、ホスト９０からオフ信号を与えられれば、液晶表示装置は休止駆動を中断し、オフシーケンスに移行する。オフシーケンスに移行すれば、ホスト９０から交流電圧であるオフシーケンス信号が所定時間Ｔａｃだけ与えられる。このオフシーケンス信号を各画素形成部１０に印加することによって、電源オフ時に画素容量Ｃｐに蓄積された電荷が放電され、オフ信号が与えられる直前まで表示部５００に表示されていた画像が消去される。このとき、オフシーケンス信号を与えられたときの極性偏り値Ｎｂが正極性または負極性のいずれかの側に大きく偏っていても、正極性の電圧と負極性の電圧が交互に印加されるので、オフシーケンス信号を与えられる直前の極性偏り値Ｎｂが大きく変化することはない。
【０１００】
次に、オフシーケンス信号を印加するための所定時間Ｔａｃが経過した後に、更に極性偏り値Ｎｂを“０”にするために、極性値偏り値Ｎｂを“０”に少しずつ近づける。この極性偏り値Ｎｂを“０”にするための時間をウエイト時間Ｔｗｔという。このように、参考例の場合には、オフシーケンス信号を印加するための所定時間Ｔａｃだけでなくウエイト時間Ｔｗｔも含むので、オフシーケンスの時間が長くなるという問題がある。
【０１０１】
次に、本実施形態に係る液晶表示装置１００のオフシーケンスの動作について説明する。図１１は、本実施形態に係る液晶表示装置１００におけるオフシーケンス時の動作を示す図である。図１１に示すように、休止駆動において極性偏り値Ｎｂが“０”ではないとき、例えば下リミット値に近い値であるときに、ホスト９０からオフ信号を与えられれば、液晶表示装置１００は休止駆動を中断してオフシーケンスに移行する。オフシーケンスに移行すれば、ホスト９０から交流電圧であるオフシーケンス信号が所定時間Ｔａｃだけ与えられ、交流駆動が行われる。この所定の時間は、上記参考例の所定時間Ｔａｃと同じ時間である。図１１に示すように、オフシーケンスに移行したときの極性偏り値Ｎｂが下リミット値に近い値である場合には、第２の実施形態において休止駆動から高周波駆動に切り換わったときと同様に、オフシーケンス時に、正極性の電圧を１周期毎に印加する。これにより、極性偏り値Ｎｂは“１”ずつ“０”に近づき、５周期目で“０”になる。これにより、オフ信号が与えられる直前まで表示されていた画像を所定時間Ｔａｃ内に消去するだけではなく、極性の偏りも解消されて極性偏り値Ｎｂは“０”になる。更に、極性偏り値Ｎｂの平均値を“０”にするまでの期間が、交流電圧を印加するための所定時間Ｔａｃよりも短い場合には、残りの時間に正極性と負極性のリフレッシュを交互に繰り返し、所定時間Ｔａｃが経過したときにオフシーケンスを終了する。この場合、極性偏り値Ｎｂは“０”と“−１”とを繰り返すので、所定時間Ｔａｃ内の極性偏り値Ｎｂの平均値はほぼ“０”になる。
【０１０２】
このように、極性反転制御回路２７０は、ホスト９０から与えられるオフシーケンス信号の極性が変わる毎に極性信号Ｓｐｌを生成するので、極性偏り管理回路２５０は、オフシーケンス信号が入力される直前の極性偏り値Ｎｂが“０”から大きく乖離しているときでも、極性偏り値Ｎｂはフレーム期間毎に“１”ずつ“０”に近づき、極性偏り値Ｎｂが“０”になったときに、まだオフシーケンス期間が残存していれば、その残存期間では、極性偏り値Ｎｂは“０”と“＋１”または“０”と“−１”とを交互に繰り返す。その結果、液晶表示装置１００の動作が停止する前に極性偏り値Ｎｂがほぼ“０”になるので、電源を再びオンしたときにフリッカー等の発生が抑制される。また、従来必要であった極性偏り値Ｎｂを“０”にするまでのウエイト時間Ｔｗｔが不要になる。
【０１０３】
＜３．２  効果＞
本実施形態に係る液晶表示装置１００によれば、オフシーケンスの期間内に、オフ信号が与えられる直前まで表示されていた画像を消去するだけでなく、極性の偏りも解消されるので、従来のオフシーケンスで必要とされたウエイト時間Ｔｗｔが不要になり、オフシーケンスに要する時間を短縮することができる。これにより、液晶表示装置１００の使い勝手を良くすることができる。
【０１０４】
＜４．その他＞
データ電圧の極性を反転させる駆動方式には、ドット反転、ライン反転、カラム反転、フレーム反転等の駆動方式があるが、本発明はいずれの駆動方式にも適用可能である。
【０１０５】
また、上記実施形態では、極性偏り値Ｎｂを、休止フレーム期間およびリフレッシュフレーム期間となる１フレーム期間毎に“１”ずつインクリメントしたり、デクリメントしたりするとして説明した。つまり、１フレーム期間を単位として、極性の偏りを表す極性偏り値Ｎｂを管理すると説明した。しかし、極性偏り値Ｎｂを、２フレーム期間、３フレーム期間等を単位として管理しても良く、また、フレーム期間以外の時間単位で管理しても良い。そこで、本明細書では、これらをまとめて「期間単位」という場合がある。
【０１０６】
また、上記実施形態では、強制リフレッシュは、新たな画像が入力されたときに行われるとして説明した。しかし、例えばホスト９０から与えられるコマンドにより、表示部５００の表示をオン／オフしたり、表示部５００に表示される画像を左右または上下に反転させたりした場合にも強制リフレッシュの場合と同様に極性偏り値Ｎｂが“０”に近づくように調整することにより、同様の効果が得られる。
【０１０７】
また、上記各実施形態における高周波駆動では、１フレーム期間毎に極性が反転されるとして説明した。しかし、本発明の高周波駆動には、２フレーム期間毎、または３フレーム期間毎に極性を反転される場合等も含まれ、休止駆動のリフレッシュ周期に比べて十分速ければ良い。
【産業上の利用可能性】
【０１０８】
本発明は、液晶表示装置およびその駆動方法に適している。特に、フリッカーや残像の発生を抑制する液晶表示装置およびその駆動方法に適している。
【符号の説明】
【０１０９】
１０…画素形成部
１１…薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）
１００…液晶表示装置
２００…表示制御部
２１０…フレームメモリ
２２０…セレクタ
２３０…タイミング制御回路
２４０…ＮＲＥＦカウンタ
２５０…極性管理回路
２７０…極性反転制御回路
３００…駆動部
３１０…ソースドライバ
３２０…ゲートドライバ
４００…ガンマ部
４１０…正極ガンマ回路
４２０…負極ガンマ回路
５００…表示部
Ｃｐ…画素容量
Ｎｂ…極性偏り値
Ｎｃ…ＮＲＥＦカウント値
Ｓｒｅｆ…リフレッシュ信号
Ｓｃｒｆ…強制リフレッシュ信号
Ｓｐｌ…極性信号
Ｓｒｄ…読出し信号
Ｖｓｙｎｃ…垂直同期信号
【国際調査報告】
2015087587.tif 000014
2015087587.tif 000015
2015087587.tif 000016
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