(57)【要約】【課題】表示パネル面内で不均一に生じるレベルシフトを略均一化するとともに、その値を小さくして高品位な表示画像が得られる表示装置を提供する。【解決手段】走査信号線および映像信号線とこれら信号線の交差部に薄膜トランジスタを介して接続される画素電極とを有する表示パネル１と、走査信号線駆動回路と、ソースドライバ２１Ａ〜２１Ｊからなる信号線駆動回路２０と、ソースドライバ２１Ａ〜２１Ｊに接続され映像信号に対応する階調電圧信号を、ソースドライバ２１Ａ〜２１Ｊに出力する制御回路１０とを備え、表示パネル１は、それぞれ異なるソースドライバにて駆動される駆動領域（第１の領域〜第３の領域）に分割され、制御回路１０は、各駆動領域において生じるレベルシフトΔＶｄの大きさに応じて個別に設定された、映像信号に対応する階調電圧をソースドライバ２１Ａ〜２１Ｊに出力する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに交差して設けられた複数の走査信号線および複数の映像信号線と、上記走査信号線および上記映像信号線の交差部に薄膜トランジスタを介して接続される画素電極とを有する表示パネルと、
上記走査信号線を駆動する走査信号線駆動回路と、
上記映像信号線を駆動する複数のソースドライバと、
上記各ソースドライバに接続され映像信号に対応する階調電圧を、上記各ソースドライバに出力する制御回路とを備え、
上記表示パネルは、それぞれ異なるソースドライバにて駆動される複数の駆動領域に分割され、
上記制御回路は、上記各駆動領域において生じるレベルシフトの大きさに応じて個別に設定された、映像信号に対応する階調電圧を上記各ソースドライバに出力することを特徴とする表示装置。
【請求項２】
当該表示装置の駆動方法が、信号線の極性をフレームごとに切り替えるフレーム反転駆動である場合において、
上記制御回路は、上記各駆動領域において生じるレベルシフトの大きさに応じて上記駆動領域ごとに設定された、正極性駆動時の階調電圧と負極性駆動時の階調電圧との中心となる最適中心電圧に基づいて、上記駆動領域ごとに設定された各階調を表示するための階調電圧から、映像信号に対応する階調電圧を上記駆動領域ごとに選択することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
上記最適中心電圧は、上記表示パネルにおける走査信号の入力段側から終端側に向かって小さくなるように設定され、
上記階調電圧は、上記最適中心電圧に基づいて、上記表示パネルにおける走査信号の入力段側から終端側に向かって小さくなるように設定されていることを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
【請求項４】
上記制御回路は、上記最適中心電圧と上記階調電圧とが関連付けられた、上記駆動領域に対応した複数のテーブルを備えていることを特徴とする請求項２または３に記載の表示装置。
【請求項５】
当該表示装置の駆動方法が、信号線の極性をフレームごとに切り替えるフレーム反転駆動である場合において、
上記複数のテーブルをフレームごとに入れ替えるテーブル切替部をさらに備え、
上記テーブル切替部は、上記最適中心電圧における上記駆動領域ごとの複数フレーム分の平均値が、上記表示パネルにおける走査信号の入力段側から終端側に向かって小さくなるように、上記複数のテーブルを入れ替えることを特徴とする請求項４に記載の表示装置。
【請求項６】
上記表示装置は、液晶表示装置であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項７】
互いに交差して設けられた複数の走査信号線および複数の映像信号線と、上記走査信号線と上記映像信号線との交差部に薄膜トランジスタを介して接続される画素電極とを有する表示パネルと、上記走査信号線を駆動する走査信号線駆動回路と、上記映像信号線を駆動する複数のソースドライバと、上記各ソースドライバに接続され、映像信号に対応する階調電圧を上記各ソースドライバに出力する制御回路とを備えた表示装置の駆動方法であって、
上記表示パネルは、それぞれ異なるソースドライバにて駆動される複数の駆動領域に分割され、
上記制御回路は、上記各駆動領域において生じるレベルシフトの大きさに応じて個別に設定された、映像信号に対応する階調電圧を上記各ソースドライバに出力し、
上記各ソースドライバは、上記制御回路から入力された上記階調電圧を上記映像信号線に出力して、上記表示パネルの駆動を行うことを特徴とする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、マトリクス型液晶表示装置等の表示装置および表示装置の駆動方法に関するものであり、特に表示画素ごとにスイッチ素子として例えば薄膜トランジスタが配設された液晶表示装置等の表示装置および表示装置の駆動方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、テレビやグラフィックディスプレイ等の表示素子として盛んに用いられている。その中でも、特に表示画素毎に薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor、以下、ＴＦＴと称す）等のスイッチ素子が設けられた液晶表示装置は、表示画素数が増大しても隣接表示画素間でのクロストークのない優れた表示画像を得ることができるため、特に注目を集めている。
【０００３】
このような液晶表示装置は、図５に示すように液晶表示パネル１及び駆動回路部とからその主要部が構成されており、液晶表示パネル１は一対の電極基板間に液晶組成物が保持され、各電極基板の外表面にはそれぞれ偏光板が貼り付けられている。
【０００４】
一方の電極基板であるＴＦＴアレイ基板は、ガラスなどの透明な絶縁性基板１００上に複数本の信号線Ｓ（１）、Ｓ（２）、…Ｓ（ｉ）、…Ｓ（Ｎ）、及び走査信号線Ｇ（１）、Ｇ（２）…Ｇ（ｊ）、…Ｇ（Ｍ）、がマトリクス状に形成されている。そして、これら信号線と走査信号線との交差部ごとに、画素電極１０３に接続されたＴＦＴからなるスイッチ素子１０２が形成されており、これらの上をほぼ全面にわたって覆うように配向膜が設置されて、ＴＦＴアレイ基板が形成されている。
【０００５】
一方、他の電極基板である対向基板は、ＴＦＴアレイ基板と同様にガラスなどの透明な絶縁性基板上に、全面にわたって対向電極１０１、配向膜が順次積層されて成っている。そして、このようにして構成される液晶表示パネル１の各走査信号線に接続される走査信号線駆動回路３００、各信号線に接続される信号線駆動回路２００、及び対向電極に接続される対向電極駆動回路ＣＯＭによって上記駆動回路部は構成されている。
【０００６】
走査信号線駆動回路（ゲートドライバ）３００は、例えば、図６に示すように、カスケード接続されたＭ個のフリップフロップから成るシフトレジスタ部３ａと、各フリップフロップからの出力に応じて切り替わる選択スイッチ３ｂとによって構成されている。
【０００７】
各選択スイッチ３ｂの一方の入力端子ＶＤ１には、ＴＦＴ１０２（図５参照）をオン状態にするに十分なゲートオン電圧Ｖｇｈが入力され、他方の入力端子ＶＤ２には、ＴＦＴ１０２をオフ状態にするに十分なゲートオフ電圧Ｖｇｌが入力されている。従って、クロック信号（ＳＣＫ）によってデータ信号（ＧＳＰ）はフリップフロップを順次転送され、選択スイッチ３ｂへ順次出力される。これに応答して選択スイッチ３ｂはＴＦＴをオン状態にするＶｇｈの電圧を一走査期間（ＴＨ）選択して走査信号線１０５に出力した後、走査信号線１０５にはＴＦＴをオフ状態にするＶｇｌ電圧をそれぞれ出力する。この動作により、信号線駆動回路２００から各々の信号線１０４（図５参照）に出力された映像信号を、対応した各々の画素に書き込むことが可能となる。
【０００８】
図７は、画素容量Ｃｌｃと補助容量Ｃｓとが対向電極駆動回路ＣＯＭの対向電位ＶＣＯＭに並列に接続されている構成の１表示画素Ｐ（ｉ，ｊ）の等価回路を示す。図中、ＣｇｄはＴＦＴのゲート−ドレイン間の寄生容量を示す。
【０００９】
図８は、従来の液晶表示装置の駆動波形図を示している。図８中、Ｖｇは１走査信号線の波形を示し、Ｖｓは１信号線の波形を示し、Ｖｄはドレイン波形を示す。
【００１０】
ここで、図５、図７、及び図８を参照しながら、従来の駆動方法を説明する。なお、液晶は、焼き付け残像や、表示劣化を防ぐために交流駆動を必要とすることは広く知られており、以下に説明する従来の駆動方法も上記交流駆動の１種であるフレーム反転駆動を用いて説明する。
【００１１】
図８に示すように、第１フィールド（ＴＦ１）で１表示画素Ｐ（ｉ，ｊ）のＴＦＴのゲート電極ｇ（ｉ，ｊ）（図５参照）に走査信号線駆動回路３００から図８に示すように走査電圧Ｖｇｈが印加されると、このＴＦＴはオン状態となり、信号線駆動回路２００からの映像信号電圧ＶｓｐがＴＦＴのソース電極、及びドレイン電極を介して画素電極に書き込まれ、次フィールド（ＴＦ２）で走査電圧Ｖｇｈが印加されるまで画素電極は図８に示すように画素電位Ｖｄｐを保持する。そして、対向電極は対向電極駆動回路ＣＯＭによって所定の対向電位ＶＣＯＭに設定されているため、画素電極と対向電極とによって保持される液晶組成物は画素電位Ｖｄｐと対向電位ＶＣＯＭとの電位差に応じて応答し、画像表示が行われる。
【００１２】
同様に、第２フィールド（ＴＦ２）で１表示画素Ｐ（ｉ，ｊ）のＴＦＴのゲート電極ｇ（ｉ，ｊ）に走査信号線駆動回路３００から図８に示すように走査電圧Ｖｇｈが印加されると、このＴＦＴはオン状態となり、信号線駆動回路２００からの映像信号電圧Ｖｓｎが画素電極に書き込まれ、画素電位Ｖｄｎを保持し、液晶組成物は画素電位Ｖｄｎと対向電位ＶＣＯＭとの電位差に応じて応答し、画像表示が行われ、且つ、液晶交流駆動が実現される。
【００１３】
また、図７に示したように、ＴＦＴのゲート−ドレイン間には、構成上、寄生容量Ｃｇｄが必然的に形成されるため、図８に示すように、走査電圧Ｖｇｈの立ち下がり時に、画素電位Ｖｄには寄生容量Ｃｇｄに起因するレベルシフトΔＶｄが生じる。このようにＴＦＴに必然的に形成される寄生容量Ｃｇｄに起因して画素電位Ｖｄに生じるレベルシフト△Ｖｄは、走査信号の非走査時電圧（ＴＦＴのオフ時電圧）をＶｇｌとすると、
△Ｖｄ＝Ｃｇｄ・（Ｖｇｈ−Ｖｇｌ）／（Ｃｌｃ＋Ｃｓ＋Ｃｇｄ）・・・（１）
となり、表示画像にフリッカや表示劣化等を生じさせるといった問題を引き起こしてしまうため、一層の高精細、高品位を指向する液晶表示装置にとっては全く好ましくない。
【００１４】
そこで従来では、例えば対向電極に寄生容量Ｃｇｄに起因するレベルシフトΔＶｄを予め低減させるように対向電位ＶＣＯＭにバイアスすることなどが考えられている。
【特許文献１】特開２００３−３４５３１７号公報（公開日２００３年１２月３日）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、上記従来の技術では、図５に示すようにガラスなどの透明な絶縁性基板１００上に形成された走査信号線Ｇ（１）、Ｇ（２）、…Ｇ（ｊ）、…Ｇ（Ｍ）は、信号遅延伝播のない理想配線で形成することは難しく、ある程度信号伝播遅延が生じる信号遅延経路である。
【００１６】
図１０は、１本の走査信号線Ｇ（ｊ）の信号伝播遅延に着目した場合の伝播等価回路である。図１０中、ｒｇ１、ｒｇ２、ｒｇ３、…ｒｇＮは、主に、走査信号線を形成する配線材料の抵抗成分、及び配線幅、配線長による抵抗成分を示すものである。また、ｃｇ１、ｃｇ２、ｃｇ３、…ｃｇＮは、構成上、走査信号線と容量結合関係にある各種寄生容量を示すものであり、たとえば、信号線と交差することによって生じるクロス容量などで構成される。このように走査信号線は、分布定数型の信号遅延伝播経路になっている。
【００１７】
図１１は、走査信号線に上記走査信号線駆動回路３００から入力された走査信号ＶＧ（ｊ）が走査信号線の上述した信号遅延伝播特性によりパネル内部でなまっていく様子を示したものである。図１１中、波形Ｖｇ（１，ｊ）は走査信号線駆動回路３００の出力直後のｇ（１，ｊ）付近の波形であり、波形なまりは殆ど無い。これに対して、同図中、波形Ｖｇ（Ｎ，ｊ）は走査信号線終端部ｇ（Ｎ，ｊ）付近の波形で上記走査信号線の信号遅延伝播特性により波形がなまっている。波形なまりにより、単位時間当りの変化量ＳｙＮが発生している。
【００１８】
また、ＴＦＴは、完全なＯＮ／ＯＦＦスイッチではなく、図９に示すようなＶ−Ｉ特性（ゲート電圧−ドレイン電流特性）をもっている。図９中、横軸はＴＦＴのゲートに印加される電圧を示し、縦軸はドレイン電流を示す。通常、走査パルスは、ＴＦＴをオン状態にするのに十分な電圧レベルＶｇｈと、ＴＦＴをオフするのに十分な電圧レベルＶｇｌとの２電圧レベルとにより構成されているが、図示するようにＴＦＴのしきい値ＶＴからＶｇｈレベルまでに中間的なオン領域（リニア領域）が存在する。
【００１９】
したがって、図１１に示すように、走査信号線駆動回路３００の出力直後のｇ（１，ｊ）に位置する画素では、走査信号のＶｇｈからＶｇｌへの立ち下がりが瞬時に立ち下がるので、上記ＴＦＴのリニア領域の特性が影響せず、上述の寄生容量Ｃｇｄに起因して、画素電位Ｖｄ（１，ｊ）に生じるレベルシフト△Ｖｄ（１）は、△Ｖｄ（１）＝Ｃｇｄ・（Ｖｇｈ−Ｖｇｌ）／（Ｃｌｃ＋Ｃｓ＋Ｃｇｄ）と近似できる。
【００２０】
ところが、走査信号線終端部ｇ（Ｎ，ｊ）付近に位置する画素では走査信号の立ち下がりがなまっているため、上記ＴＦＴのリニア領域の特性が影響し、走査信号がＶｇｈからＴＦＴのしきい値レベルＶＴ付近まで立ち下がる間はＴＦＴがリニア状態でオンのため寄生容量Ｃｇｄに起因する画素電位Ｖｄに生じるレベルシフトは発生せず、走査信号が更にしきい値レベルＶＴ付近からＶｇｌに変化する領域において、上述した寄生容量Ｃｇｄに起因して画素電位Ｖｄ（Ｎ，ｊ）に生じるレベルシフトΔＶｄ（Ｎ）が発生する。したがって、レベルシフトΔＶｄ（Ｎ）は、△Ｖｄ（Ｎ）＜Ｃｇｄ・（Ｖｇｈ−Ｖｇｌ）／（Ｃｌｃ＋Ｃｓ＋Ｃｇｄ）となり、ΔＶｄ（１）＞△Ｖｄ（Ｎ）を満足する。
【００２１】
このように、表示パネル内での寄生容量Ｃｇｄに起因して画素電位Ｖｄに生じるレベルシフト△Ｖｄのズレは表示面内で均一でなく、画面の大型化、高精細化によって、無視できなくなる。したがって、従来方式の対向電圧のバイアス方法では表示面内のレベルシフトの不均一を吸収できず、各画素を最適交流駆動できないので、フリッカの発生や、ＤＣ成分印加による焼き付け残像などの不具合を招来することになる。
【００２２】
なお、上記レベルシフトΔＶｄを略均一化する従来技術が、特許文献１に開示されている。この技術は、走査信号の立ち下がりを制御することで、上記レベルシフトΔＶｄを表示面内で略均一化し、上記フリッカを解消するものである。
【００２３】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、寄生容量に起因して画素電位に生じ、走査信号線の信号遅延伝播特性の影響によって表示パネル面内で不均一に生じるレベルシフトを略均一化するとともに、レベルシフトを小さくすることによって高品位な表示画像が得られる表示装置および表示方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
本発明に係る表示装置は、上記課題を解決するために、互いに交差して設けられた複数の走査信号線および複数の映像信号線と、上記走査信号線と上記映像信号線との交差部に薄膜トランジスタを介して接続される画素電極とを有する表示パネルと、上記走査信号線を駆動する走査信号線駆動回路と、上記映像信号線を駆動する複数のソースドライバと、上記各ソースドライバに接続され映像信号に対応する階調電圧を、上記各ソースドライバに出力する制御回路とを備え、上記表示パネルは、それぞれ異なるソースドライバにて駆動される複数の駆動領域に分割され、上記制御回路は、上記各駆動領域において生じるレベルシフトの大きさに応じて個別に設定された、映像信号に対応する階調電圧を上記各ソースドライバに出力することを特徴としている。
【００２５】
また、本発明に係る表示装置の駆動方法は、上記課題を解決するために、互いに交差して設けられた複数の走査信号線および複数の映像信号線と、上記走査信号線と上記映像信号線との交差部に薄膜トランジスタを介して接続される画素電極とを有する表示パネルと、上記走査信号線を駆動する走査信号線駆動回路と、上記映像信号線を駆動する複数のソースドライバと、上記各ソースドライバに接続され、映像信号に対応する階調電圧を上記各ソースドライバに出力する制御回路とを備えた表示装置の駆動方法であって、上記表示パネルは、それぞれ異なるソースドライバにて駆動される複数の駆動領域に分割され、上記制御回路は、上記各駆動領域において生じるレベルシフトの大きさに応じて個別に設定された、映像信号に対応する階調電圧を上記各ソースドライバに出力し、上記各ソースドライバは、上記制御回路から入力された上記階調電圧を上記映像信号線に出力して、上記表示パネルの駆動を行うことを特徴としている。
【００２６】
表示パネルにおいては、上述のように、寄生容量に起因するレベルシフトΔＶｄが生じる。そして、このレベルシフトΔＶｄは、走査信号の波形なまりの影響を受けて、表示パネル面内において不均一に生じる。
【００２７】
この点、上記の構成によれば、表示パネルを分割した駆動領域ごとに、各駆動領域において生じるレベルシフトΔＶｄの大きさに応じて映像信号に対応する階調電圧が選択され、選択された階調電圧の信号が、各駆動領域を駆動するソースドライバに入力される。そのため、表示パネルにおける分割した各領域において、波形なまりの影響による不均一なレベルシフトΔＶｄを略均一化することができる。すなわち、走査信号線に寄生的に存在する寄生容量Ｃｇｄに起因して画素電位Ｖｄに生じるレベルシフトΔＶｄは、走査信号線が寄生的に所有している信号遅延伝播特性の影響を受けずに、表示パネル面内において略均一になる。また、階調電圧をレベルシフトΔＶｄの大きさに応じて設定しているため、レベルシフトΔＶｄが小さくなるように階調電圧を設定することが可能である。これにより、レベルシフトΔＶｄを略均一化できるとともに、レベルシフトΔＶｄを小さくすることができるため、レベルシフトΔＶｄに起因する表示劣化を防ぐことができ、高精細、高品位な表示画像を得ることが可能となる。
【００２８】
また、本発明に係る表示装置は、上記の構成において、当該表示装置の駆動方法が、信号線の極性をフレームごとに切り替えるフレーム反転駆動である場合において、上記制御回路は、上記各駆動領域において生じるレベルシフトの大きさに応じて上記駆動領域ごとに設定された、正極性駆動時の階調電圧と負極性駆動時の階調電圧との中心となる最適中心電圧に基づいて、上記駆動領域ごとに設定された各階調を表示するための階調電圧から、映像信号に対応する階調電圧を上記駆動領域ごとに選択する構成であってもよい。
【００２９】
また、本発明に係る表示装置は、上記の構成において、上記最適中心電圧は、上記表示パネルにおける走査信号の入力段側から終端側に向かって小さくなるように設定され、上記階調電圧は、上記最適中心電圧に基づいて、上記表示パネルにおける走査信号の入力段側から終端側に向かって小さくなるように設定されていてもよい。
【００３０】
レベルシフトΔＶｄは、走査信号の波形なまりの影響を受けるため、走査信号の入力段側から終端側に向かって小さくなる。
【００３１】
上記の構成によれば、最適中心電圧および階調電圧は、レベルシフトΔＶｄの変化に伴って、走査信号の入力段側から終端側に向かって小さくなるように設定される。そのため、波形なまりの影響による不均一なレベルシフトΔＶｄを略均一化することができるとともに、レベルシフトΔＶｄを小さくすることができる。
【００３２】
また、本発明に係る表示装置は、上記の構成において、上記制御回路は、上記最適中心電圧と上記階調電圧とが関連付けられた、上記駆動領域に対応した複数のテーブルを備えていてもよい。
【００３３】
これにより、複雑な回路構成を要することなく、駆動領域ごとに、映像信号に対応した階調電圧を入力することが可能となる。よって、簡易な構成によりレベルシフトΔＶｄの影響を低減して高品位な表示画像が得られる表示装置を実現することができる。
【００３４】
また、本発明に係る表示装置は、上記の構成において、当該表示装置の駆動方法が、信号線の極性をフレームごとに切り替えるフレーム反転駆動である場合、上記複数のテーブルをフレームごとに入れ替えるテーブル切替部をさらに備え、上記テーブル切替部は、上記最適中心電圧における上記駆動領域ごとの複数フレーム分の平均値が、上記表示パネルにおける走査信号の入力段側から終端側に向かって小さくなるように、上記複数のテーブルを入れ替える構成であってもよい。
【００３５】
例えば、表示パネル全体で同輝度の表示を行う際に、分割した領域ごとに異なる階調電圧を映像信号線に印加すると、分割した領域の境界部分において、次第に輝度差が生じる、いわゆるブロック別れが生じることとなる。ブロック別れが生じると、領域の継ぎ目部分が顕著となり表示劣化につながる。
【００３６】
上記の構成によれば、各駆動領域に対応するテーブルがフレームごとに入れ替わることになる。そのため、固定された値ではなく乱数を用いることができるため、ブロック別れの問題を解消することができる。また、各テーブルは、最適中心電圧における駆動領域ごとの複数フレーム分の平均値が、駆動領域ごとに表示パネルにおける走査信号の入力段側から終端側に向かって小さくなるように入れ替わる構成であるため、上記のレベルシフトΔＶｄの問題についても解消することが可能となる。
【００３７】
なお、本発明に係る表示装置は、液晶表示装置であってもよい。
【発明の効果】
【００３８】
本発明に係る表示装置は、以上のように、上記映像信号線を駆動する複数のソースドライバと、上記各ソースドライバに接続され映像信号に対応する階調電圧を上記各ソースドライバに出力する制御回路とを備え、上記表示パネルは、それぞれ異なるソースドライバにて駆動される複数の駆動領域に分割され、上記制御回路は、上記各駆動領域において生じるレベルシフトの大きさに応じて個別に設定された、映像信号に対応する階調電圧を上記各ソースドライバに出力する構成である。
【００３９】
また、本発明に係る表示装置の駆動方法は、以上のように、上記表示パネルは、それぞれ異なるソースドライバにて駆動される複数の駆動領域に分割され、上記制御回路は、上記各駆動領域において生じるレベルシフトの大きさに応じて個別に設定された、映像信号に対応する階調電圧を上記各ソースドライバに出力し、上記各ソースドライバは、上記制御回路から入力された上記階調電圧を上記映像信号線に出力して、上記表示パネルの駆動を行う構成である。
【００４０】
これにより、レベルシフトΔＶｄを略均一化できるとともに、レベルシフトΔＶｄを小さくすることができるため、レベルシフトΔＶｄに起因する表示劣化を防ぐことができ、高精細、高品位な表示画像を得ることができる。
【００４１】
したがって、寄生容量に起因して画素電位に生じ、走査信号線の信号遅延伝播特性の影響によって表示パネル面内で不均一に生じるレベルシフトを略均一化するとともに、レベルシフトを小さくすることによって高品位な表示画像が得られる表示装置および表示方法を提供することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
本発明の一実施形態について図１〜図４に基づいて説明すると以下の通りである。
【００４３】
〔実施の形態１〕
本発明に係る実施の形態１について以下に説明する。図１は、本発明の実施形態を示すものであり、本実施の形態１に係る液晶表示装置の概略構成を示す図である。本実施の形態１に係る液晶表示装置（表示装置）は、同図に示すように、液晶表示パネル（以下、表示パネルと称す）１と、タイミングコントローラ（制御回路）１０と、タイミングコントローラ１０に１対１（point to point）で接続される複数のソースドライバ２１Ａ〜２１Ｊからなる信号線駆動回路（映像信号線駆動回路）２０とを備えている。なお、液晶表示装置を構成する他の部材、すなわち、一対の電極基板、表示パネル１の各走査信号線に接続される走査信号線駆動回路、対向電極に接続される対向電極駆動回路ＣＯＭなどは、図５に示す一般的な液晶表示装置の構成と同様である。よって、以下では、主にタイミングコントローラ１０および信号線駆動回路２０の構成を中心に説明する。
【００４４】
タイミングコントローラ１０を備える液晶表示装置は、１対１接続でのシリアル差動信号伝送による低ＥＭＩ（Electro Magnetic Interference；電磁障害）、およびデータ配線幅の縮小など、低コスト高性能化を実現するものとして、近年注目を集めている。本実施の形態では、このタイミングコントローラ１０を備える液晶表示装置において、さらに、レベルシフトΔＶｄに起因する表示劣化を防ぎ、表示品位の向上を実現するものである。
【００４５】
タイミングコントローラ１０は、受信部１１と、電圧変換部１２と、送信部１３と、クロック発生部１４とを備え、ＣＰＵから伝送される映像信号を受信して、該映像信号に対応した最適な階調信号を各ソースドライバ２１Ａ〜２１Ｊに出力する。
【００４６】
電圧変換部１２は、ＣＰＵから受信部１１を介して取得した映像信号を、該映像信号に対応した階調信号に変換して送信部１３を介して各ソースドライバ２１Ａ〜２１Ｊに出力する。この電圧変換部１２の詳細については後述する。
【００４７】
クロック発生部１４は、電圧変換部１２から出力される階調信号を各ソースドライバ２１Ａ〜２１Ｊが取り込むためのクロック信号を生成して、ソースドライバ２１Ａに出力する。なお、ソースドライバ２１Ａに入力されたクロック信号は、ソースドライバ２１Ｂ〜２１Ｊまで順次転送され、各ソースドライバ２１Ｂ〜２１Ｊにおいて階調信号と同期する。
【００４８】
各ソースドライバ２１Ａ〜２１Ｊは、送信部１３を介して電圧変換部１２から出力される階調信号に対してＤ／Ａ変換を行い、映像信号電圧としてのアナログ階調信号を各ソース信号線に出力する。ソース信号線に出力されたアナログ階調信号は、走査電圧によりオン状態のＴＦＴにおけるソース電極およびドレイン電極を介して画素電極に書き込まれ、画像表示が行われる。
【００４９】
ここで、交流駆動を行う表示パネル１では、同一の画素において同輝度の表示を行う場合、正極性駆動時および負極性駆動時において、画素電位Ｖｄｎと対向電位ＶＣＯＭとの電位差を一定にする必要がある。しかしながら、表示パネル１では、寄生容量Ｃｇｄに起因するレベルシフトΔＶｄが生じるため、正極性駆動時および負極性駆動時において、上記電位差が一定とならない。すなわち、対向電極に印加される電圧（対向電圧）は、実際に表示に起因する、正極性駆動時に画素電極に印加される実効電圧と、負極性駆動時に画素電極に印加される実効電圧との中心電圧とはならない。そのため、輝度のばらつきが生じ、フリッカ発生の要因となっている。また、レベルシフトΔＶｄは、走査信号の波形なまりの影響により表示パネル１面内において不均一に生じる。
【００５０】
走査信号の波形なまりは、信号伝播遅延の影響による信号波形の乱れであり、遅延の大きさに応じてその程度が大きくなる。一般的に、信号伝播の遅延量は、信号の伝播方向に向かって次第に大きくなるため、走査信号の波形なまりは、表示パネル１において走査信号の入力段側から終端側に向かって大きくなる。そのため、図１１を用いて説明したように、走査信号の波形なまりによって生じるレベルシフトΔＶｄは、入力段側から終端側に向かって小さくなる。このように、レベルシフトΔＶｄの大きさは表示パネル１の全面で均一とはならないため、対向電位ＶＣＯＭを、本来の中心電圧からレベルシフトΔＶｄ分だけ低く設定する方法では、上記フリッカの問題を解決することはできない。
【００５１】
そこで、本実施の形態１に係る液晶表示装置では、電圧変換部１２において、ソースドライバに入力されるべき映像信号を予め調整することによって、上記レベルシフトΔＶｄを表示パネル面内で略均一化し、かつレベルシフトΔＶｄ自体を小さくすることによって、表示品位を向上する構成である。以下では、この電圧変換部１２の具体的な構成について詳細に説明する。
【００５２】
（電圧変換部の構成）
電圧変換部１２は、表示パネル１面内で生じるレベルシフトΔＶｄの変化量に基づいて予め設定された最適中心電圧と、該最適中心電圧に基づいて設定された、各階調を表示させる階調電圧とが関連付けられたテーブルを備えている。電圧変換部１２は、上記テーブルを参照して、電圧変換部１２に入力された映像信号に対応する階調電圧を選択し、階調信号として出力する。
【００５３】
ここで、最適中心電圧の設定方法について説明する。最適中心電圧とは、正極性駆動時の階調電圧と負極性駆動時の階調電圧との中心に設定される電圧である。本実施の形態１では、表示パネル１面内で不均一に生じるレベルシフトΔＶｄに基づいて最適中心電圧を設定する。具体的には、例えば、図１に示すように表示画面を３つの領域、すなわち、表示画面における走査信号の入力段側の領域（第１の領域）、表示画面の中央の領域（第２の領域）、および表示画面における走査信号の終端側の領域（第３の領域）に分割した場合、それぞれの最適中心電圧を、第１の領域では８．２Ｖ、第２の領域では８．１Ｖ、第３の領域では８．０Ｖに設定する。
【００５４】
なお、最適中心電圧の値は、これに限定されるものではなく、レベルシフトΔＶｄの大きさに応じて変更することが可能である。したがって、例えば、大型の表示パネル１の表示画面を上述のように３つの領域に分割した場合には、走査信号の波形なまりの変化量が走査信号の入力段側から終端側に向かってより大きくなるため、第１の領域では８．４Ｖ、第２の領域では８．２Ｖ、第３の領域では８．０Ｖに設定することが好ましい。このように、最適中心電圧は、レベルシフトΔＶｄの大きさに応じて設定され、第１の領域＞第２の領域＞第３の領域の関係を満たすものである。
【００５５】
また、レベルシフトΔＶｄの値は、各領域において走査信号の入力段側から終端側に向かって小さくなるため、各領域の最適中心電圧は、各領域におけるレベルシフトΔＶｄの平均値に基づいて設定される。
【００５６】
ここで、例えば１５９階調を表示する際の、各領域におけるレベルシフトΔＶｄの具体的な数値の一例を挙げる。第１の領域では、上記式（１）に、Ｃｇｄ＝０．０４ｐＦ、Ｖｇｈ＝３５Ｖ、Ｖｇｌ＝−６Ｖ、Ｃｌｃ＝０．４３ｐＦ、Ｃｓ＝０．４２ｐＦ、Ｃｇｄ＝０．０４ｐＦを代入すると、レベルシフトΔＶｄは、
△Ｖｄ＝０．０４・（３５＋６）／（０．４３＋０．４２＋０．０４）＝１．８４Ｖ
と算出される。
【００５７】
また、第２の領域では、上記式（１）に、Ｃｇｄ＝０．０４ｐＦ、Ｖｇｈ＝３３Ｖ、Ｖｇｌ＝−６Ｖ、Ｃｌｃ＝０．４３ｐＦ、Ｃｓ＝０．４２ｐＦ、Ｃｇｄ＝０．０４ｐＦを代入すると、レベルシフトΔＶｄは、
△Ｖｄ＝０．０４・（３３＋６）／（０．４３＋０．４２＋０．０４）＝１．７５Ｖと算出される。
【００５８】
さらに、第３の領域では、上記式（１）に、Ｃｇｄ＝０．０４ｐＦ、Ｖｇｈ＝３１Ｖ、Ｖｇｌ＝−６Ｖ、Ｃｌｃ＝０．４３ｐＦ、Ｃｓ＝０．４２ｐＦ、Ｃｇｄ＝０．０４ｐＦを代入すると、レベルシフトΔＶｄは、
△Ｖｄ＝０．０４・（３１＋６）／（０．４３＋０．４２＋０．０４）＝１．６６Ｖと算出される。
【００５９】
次に、階調電圧の設定方法について説明する。階調電圧は、映像信号に対応した階調を表示させるための電圧である。そのため、例えば表示パネル１全面において同一階調の表示を行うためには、本来、各ソースドライバ２１Ａ〜２１Ｊに同一の階調電圧を印加すればよい。ところが、上述のように、表示パネル１面内では不均一なレベルシフトΔＶｄが生じるため、同一の階調電圧を各ソースドライバ２１Ａ〜２１Ｊに印加しても、実際に画素電極に印加される実効電圧は、表示パネル１全面で一定とはならない。そこで、本実施の形態１では、ソースドライバに対して出力される階調電圧を、表示パネル１面内において、上記最適中心電圧の値に応じて変化させている。これにより、表示パネル１面内において同一の階調を表示する際に各画素電極に印加される実効電圧を同一の値とすることができる。
【００６０】
図２は、電圧変換部１２に備えられている、上記最適中心電圧と上記階調電圧とが関連付けられたテーブルを説明する図である。なお、本実施の形態１の電圧変換部１２は、表示画面を分割した３つの領域に対応して、上記テーブルを３つ（第１のテーブル、第２のテーブル、第３のテーブル）備えている構成である。
【００６１】
これら３つのテーブルは、レベルシフトΔＶｄの大きさに応じて表示画面を分割した各領域に対応しており、第１のテーブルは上記第１の領域に対応し、第２のテーブルは上記第２の領域に対応し、第３のテーブルは上記第３の領域に対応している。図２に示すように、階調電圧は最適中心電圧の変化量に対応しており、例えば、１５９階調を表示するための階調電圧は、第１のテーブルでは高電圧（ＶＨ）：１１．７Ｖ、低電圧（ＶＬ）：４．７Ｖに設定され、第２のテーブルでは高電圧（ＶＨ）：１１．６Ｖ、低電圧（ＶＬ）：４．６Ｖに設定され、第３のテーブルでは高電圧（ＶＨ）：１１．５Ｖ、低電圧（ＶＬ）：４．５Ｖに設定されている。これらテーブルに設定される電圧値は、表示パネル１の性能およびレベルシフトΔＶｄの大きさに基づいて、適宜変更可能な構成である。なお、本実施の形態１では、２５６階調の表示が可能な液晶表示装置として説明する。
【００６２】
（タイミングコントローラの処理）
ここで、本実施の形態１の液晶表示装置におけるタイミングコントローラ１０の処理について、信号の流れに基づいて説明する。以下では、説明の便宜上、表示パネル１全面において同一階調の表示を行う場合を例に挙げて説明する。また、ここではレベルシフトΔＶｄの平均値が、表示パネル１における第１の領域では、１．８Ｖ、第２の領域では、１．７Ｖ、第３の領域では、１．６Ｖであると仮定する。
【００６３】
まず、電圧変換部１２は、ＣＰＵから映像信号を受信すると、上記３つのテーブル（図２）をそれぞれ参照して、該映像信号に対応する階調電圧を選択する。例えば、映像信号が６３階調に相当する信号である場合には、第１のテーブルでは高電圧（ＶＨ）：１０．７Ｖ、低電圧（ＶＬ）：５．７Ｖが選択され、第２のテーブルでは高電圧（ＶＨ）：１０．６Ｖ、低電圧（ＶＬ）：５．６Ｖが選択され、第３のテーブルでは高電圧（ＶＨ）：１０．５Ｖ、低電圧（ＶＬ）：５．５Ｖが選択される。そして、選択された各階調電圧信号は、それぞれのテーブルに対応する表示画面の領域をそれぞれ駆動させるソースドライバに入力される。ここでは、第１のテーブルを参照して選択された階調電圧（ＶＨ１０．７Ｖ、ＶＬ５．７Ｖ）の信号が、第１の領域を駆動するソースドライバ２１Ａ〜２１Ｃに入力され、第２のテーブルを参照して選択された階調電圧（ＶＨ１０．６Ｖ、ＶＬ５．６Ｖ）の信号が、第２の領域を駆動するソースドライバ２１Ｄ〜２１Ｇに入力され、第３のテーブルを参照して選択された階調電圧（ＶＨ１０．５Ｖ、ＶＬ５．５Ｖ）の信号が、第３の領域を駆動するソースドライバ２１Ｈ〜２１Ｊに入力される。各ソースドライバに入力された上記階調信号は各ソースドライバ２１Ａ〜２１ＪによりＤ／Ａ変換され、映像信号電圧としてのアナログ階調信号が、各映像信号線に出力される。そして、映像信号線に出力されたアナログ階調信号は、走査電圧によりオン状態のＴＦＴにおけるソース電極およびドレイン電極を介して画素電極に書き込まれる。
【００６４】
この構成によれば、表示パネル１における第１の領域では、上記の算出結果によりレベルシフトΔＶｄが１．８Ｖであるため、画素電位Ｖｄｎと対向電位ＶＣＯＭ（例えば、６．４Ｖに設定）との電位差、すなわち（１０．７Ｖ−１．８Ｖ）−６．４Ｖ＝２．５Ｖの電位差に応じた画像表示が行われ、第２の領域では、レベルシフトΔＶｄが１．７Ｖであるため、画素電位Ｖｄｎと対向電位ＶＣＯＭとの電位差、すなわち（１０．６Ｖ−１．７Ｖ）−６．４Ｖ＝２．５Ｖの電位差に応じた画像表示が行われ、第３の領域では、レベルシフトΔＶｄが１．６Ｖであるため、画素電位Ｖｄｎと対向電位ＶＣＯＭとの電位差、すなわち（１０．５Ｖ−１．６Ｖ）−６．４Ｖ＝２．５Ｖの電位差に応じた画像表示が行われる。このように、各領域において同一の電位差を生じさせることができるため、表示パネル１全面に渡って略均一な画像表示が可能となる。
【００６５】
このように、本実施の形態１における液晶表示装置では、走査信号線における走査信号の波形なまりによって表示パネル１面内において不均一に生じるレベルシフトΔＶｄに対応して、表示画面を分割した領域ごとに異なる階調電圧を印加している。これにより、表示パネル１における第１の領域、第２の領域および第３の領域において、波形なまりの影響による不均一なレベルシフトΔＶｄを略均一化することができる。すなわち、走査信号線に寄生的に存在する寄生容量Ｃｇｄに起因して画素電位Ｖｄに生じるレベルシフトΔＶｄは、走査信号線が寄生的に所有している信号遅延伝播特性の影響を受けずに、表示パネル１面内において略均一になる。また、最適中心電圧および階調電圧をレベルシフトΔＶｄの大きさに基づいて設定しているため、両電圧をレベルシフトΔＶｄ自体が小さくように設定することが可能である。これにより、レベルシフトΔＶｄを略均一化できるとともに、レベルシフトΔＶｄを小さくすることができるため、レベルシフトΔＶｄに起因する表示劣化を防ぐことができ、高精細、高品位な表示画像を得ることができる。
【００６６】
以上のように、本実施の形態１における液晶表示装置は、表示画面を分割した領域ごとに、各領域において生じるレベルシフトΔＶｄの値を考慮して、最適中心電圧を設定し、最適中心電圧に応じて各階調表示に対応する階調電圧を設定する構成である。すなわち、走査信号の波形なまりによって生じるレベルシフトΔＶｄを映像信号側で調整することにより、レベルシフトΔＶｄによる表示劣化を防ぐ構成である。
【００６７】
なお、上述の説明では、電圧変換部１２は、表示画面を３つの領域に分割して、各領域に対応した３つテーブルを備える構成であるが、上記領域およびテーブルの数は特に限定されるものではなく、少なくとも２つ以上であればよい。特に、上記領域およびテーブルの数は多いほど好ましい。これにより、波形なまりによって生じるレベルシフトΔＶｄの変化に正確に対応させた最適中心電圧を設定することができるため、レベルシフトΔＶｄをより正確に均一に近づかせることができる。
【００６８】
また、上述の説明では、最適中心電圧に対応して、全ての階調電圧が、上記テーブルに予め設定されている構成であるが、これに限定されるものではなく、例えば、電圧変換部１２が、数個の基準階調電圧に基づいて、抵抗列を用いた分圧回路により他の階調電圧を生成する構成であってもよい。
【００６９】
また、本実施の形態１に係る液晶表示装置の交流駆動には信号線の極性をフレームごとに切り替えるフレーム反転駆動や、１水平信号毎に切り替えるライン反転駆動、画素毎に切り替えるドット反転駆動など多種多様存在するが、本発明はこれらの駆動方法に依存することなく、各々の駆動方法に有効である。
【００７０】
〔実施の形態２〕
本発明に係る実施の形態２について以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施の形態１において示した部材と同一の機能を有する部材には、同一の符号を付し、その説明を省略する。また、実施の形態１において定義した用語については、特に断らない限り本実施の形態においてもその定義に則って用いるものとする。
【００７１】
実施の形態１における液晶表示装置の電圧変換部１２は、表示画面を分割した領域ごとに設定した最適中心電圧を固定して、該最適中心電圧に応じて設定された階調電圧を出力する構成である。そして、最適中心電圧は、レベルシフトΔＶｄの大きさに基づいて、第１の領域＞第２の領域＞第３の領域の関係を満たすように設定されるため、表示パネル１全体で同輝度の表示を行う場合、階調電圧は、常に上記関係式を満たすように、各領域を駆動させるそれぞれのソースドライバに入力される。
【００７２】
このように、実施の形態１における液晶表示装置では、表示パネル１全体で同輝度の表示を行う際に、分割した領域ごとに異なる階調電圧が映像信号線に印加されるため、表示画面を分割する領域の境界部分において、次第に輝度差が生じる、いわゆるブロック別れが生じることとなる。ブロック別れが生じると、継ぎ目部分が顕著となり表示劣化を招来することになる。
【００７３】
そこで、本実施の形態２に係る液晶表示装置は、その駆動方法がフレーム反転駆動である場合、図３に示すように、実施の形態１における液晶表示装置において、電圧変換部１２が備える複数のテーブルをフレームごとに切り替えるテーブル切替部１５をさらに備えている。テーブル切替部１５の具体的な処理内容について以下に説明する。
【００７４】
（テーブル切替部１５の処理）
図４（ａ）〜図４（ｃ）は、フレームごとに最適中心電圧のテーブルが切り替わる様子を示す図である。なお、同図に示すテーブルでは、説明の便宜上、最適中心電圧のみを示しているが、実際には、実施の形態１の図２に示すように最適中心電圧に応じた階調電圧がそれぞれ設定されている。
【００７５】
まず、初期設定として、図４（ａ）に示すように、第１のテーブル、第２のテーブルおよび第３のテーブルを、レベルシフトΔＶｄの大きさに基づいて、図２に示す関係と同様の状態に設定する。すなわち、最適中心電圧は、第１の領域＞第２の領域＞第３の領域の関係を満たすように設定される。
【００７６】
次に、第１のフレームにおいて、図４（ｂ）に示すように、図４（ａ）に示す第１のテーブルおよび第２のテーブルを入れ替え、最適中心電圧が、第２の領域＞第１の領域＞第３の領域の関係を満たすように設定される。
【００７７】
次に、第２のフレームにおいては、図４（ｃ）に示すように、図４（ａ）に示す第２のテーブルおよび第３のテーブルが入れ替わり、最適中心電圧が、第１の領域＞第３の領域＞第２の領域の関係を満たすように設定される。
【００７８】
以降のフレームでは、上記第１のフレームおよび第２のフレームにおいて設定された状態が繰り返される。すなわち、第３のフレームにおける最適中心電圧は、第２の領域＞第１の領域＞第３の領域の関係を満たすように設定され、第４のフレームにおける最適中心電圧は、第１の領域＞第３の領域＞第２の領域の関係を満たすように設定される。
【００７９】
この構成によれば、領域ごとの最適中心電圧の平均値を、第１の領域では８．２Ｖ、第２の領域では８．１Ｖ、第３の領域では８．０Ｖに設定することができる。このように、フレームごとにテーブルを入れ替えても、最適中心電圧を、レベルシフトΔＶｄの大きさに応じた値に設定することができるため、上記実施の形態１で示した効果と同様の効果を得ることができる。また、固定された値ではなく乱数を用いることができるため、上述のブロック別れの問題を解消することができ、より高精細、高品位な表示画像を得ることが可能となる。
【００８０】
なお、テーブル切替部１５は、映像信号とともにＣＰＵから送られる垂直同期信号（Ｖｓｙｎ）に同期するように、上記テーブルの切り替えを行っている。これにより、フレームごとに上記テーブルを切り替えることが可能となる。
【００８１】
また、本実施の形態２に係る液晶表示装置の交流駆動方法は、フレーム反転駆動に限定されるものではなく、１水平信号毎に切り替えるライン反転駆動、画素毎に切り替えるドット反転駆動など各々の駆動方法に有効である。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明の実施形態を示すものであり、実施の形態１に係る液晶表示装置の概略構成を示す図である。
【図２】電圧変換部に備えられている、最適中心電圧と階調電圧とが関連付けられたテーブルを説明する図である。
【図３】実施の形態２に係る液晶表示装置の概略構成を示す図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は、フレームごとに最適中心電圧のテーブルが切り替わる様子を示す図である。
【図５】従来の液晶表示装置の概略構成を示す図である。
【図６】従来の走査信号線駆動回路の構成例を示す図である。
【図７】画素容量と補助容量とが対向電極駆動回路の対向電位に並列に接続されている構成における１表示画素の等価回路図である。
【図８】従来の液晶表示装置の駆動波形図である。
【図９】薄膜トランジスタが完全なＯＮ／ＯＦＦスイッチではなく、リニアなゲート電圧−ドレイン電流特性を有することを示す図である。
【図１０】１本の走査信号線の信号伝播遅延に着目した場合の伝播等価回路である。
【図１１】走査信号線に上記走査信号線駆動回路から入力された走査信号が走査信号線の信号遅延伝播特性により表示パネル内部でなまっていく様子を示す図である。
【符号の説明】
【００８３】
１    表示パネル
１０    タイミングコントローラ（制御回路）
１１    受信部
１２    電圧変換部
１３    送信部
１４    クロック発生部
１５    テーブル切替部
２０    信号線駆動回路（映像信号線駆動回路）
２１Ａ〜２１Ｊ    ソースドライバ
３００    走査信号線駆動回路
１０２    ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）
１０３    画素電極
１０４    映像信号線
１０５    走査信号線
【図１】
2008216924.tif 000003
【図２】
2008216924.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2008216924.tif 000009
【図８】
2008216924.tif 000010
【図９】
2008216924.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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