(57)【要約】【課題】液晶表示素子が表示用データに応答している期間のみにバックライトに照明させる液晶表示装置において、低温時にも輝度の低下を抑制する。【解決手段】ＯＣＢモード液晶を使用した液晶表示パネルを有し、１フィールド期間を、黒書き込み期間、表示データ書き込み期間、および表示データＨＯＬＤ期間に分け、黒書き込み期間に逆転移防止用の黒色データＢを書き込み、表示データ書き込み期間に表示データＳ１〜Ｓ７を書き込み、表示データＨＯＬＤ期間内の一部の期間にバックライト１１を点灯させる液晶表示装置において、黒書き込み期間に各ゲート信号Ｇ１〜Ｇ７をＯＮにする期間を、１ライン分の表示用データを書き込む１ライン書き込み期間よりも長くすると共に、表示データ書き込み期間における各走査線毎の各ゲート信号Ｇ１〜Ｇ７をＯＮにしている期間の積算時間が、１ライン書き込み期間よりも長くなるように各ゲート信号Ｇ１〜Ｇ７を供給する。【選択図】図２
2008020550.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マトリックス状に配置された信号線および走査線、および前記信号線および前記走査線の交点に設けられたＯＣＢモード液晶を使用した液晶表示素子を有する液晶表示パネルと、
少なくとも１つ前の１フィールドまたは１フレーム分の表示データを一時蓄積するフレームメモリと、
１フィールドまたは１フレームの期間内に順に設けられた、黒書き込み期間、表示データ書き込み期間、および表示データＨＯＬＤ期間のうち、前記黒書き込み期間には、黒色データに対応する電圧を前記信号線に供給し、前記表示データ書き込み期間には、前記フレームメモリに一時蓄積しておいた前のフィールドまたはフレームの表示データに対応する電圧を前記信号線に供給するソースドライバと、
前記黒書き込み期間に前記ソースドライバが前記黒色データに対応する電圧を供給する際には、前記各走査線に対する前記各ゲート信号をＯＮにする期間が、前記ソースドライバが１ライン分の表示データを書き込む１ライン書き込み期間よりも長くなるように、前記各走査線にゲート信号を供給するゲートドライバと、
前記ゲート信号がＯＮされない状態としておく前記表示データＨＯＬＤ期間のうちの、一部の期間にのみ前記液晶表示パネルを照明する、前記液晶表示パネルの背面に配置されたバックライトとを備えた液晶表示装置であって、
前記ゲートドライバは、前記１フィールドまたは１フレームの期間内に設けられた前記表示データ書き込み期間における、前記各走査線毎の前記各ゲート信号をＯＮにする期間の積算期間が、それぞれ前記１ライン書き込み期間よりも長くなるように、前記各ゲート信号を供給する、液晶表示装置。
【請求項２】
前記１フィールドまたは１フレームの期間内に設けられた前記表示データ書き込み期間において、前記ゲートドライバが、前記各走査線に対する前記各ゲート信号をＯＮにする回数は、それぞれ１回であり、
前記各１回の前記各ゲート信号がＯＮにされている期間は、前記１ライン書き込み期間よりも長い、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記１フィールドまたは１フレームの期間内に設けられた前記表示データ書き込み期間において、前記ゲートドライバは、前記各走査線に対する前記各ゲート信号を順次ＯＮにする動作を複数回行い、
前記各ゲート信号が複数回ＯＮにされているうちの１回の期間は、いずれも前記１ライン書き込み期間以上の長さである、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記１フィールドまたは１フレームの期間内に設けられた前記表示データ書き込み期間において、前記ゲートドライバが、前記各走査線に対して前記各ゲート信号を複数回ＯＮにするうち、最後の回の前記各ゲート信号がＯＮにされている期間は、前記１ライン書き込み期間の長さである、請求項３に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記１フィールドまたは１フレームの期間内に設けられた前記表示データ書き込み期間において、前記ゲートドライバが前記各ゲート信号を複数回ＯＮにする各期間に合わせて、前記ソースドライバは、各ライン毎に同じ表示データに対応する電圧を前記信号線に複数回供給する、請求項３に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記バックライトに照明させる期間も含めて、前記ゲートドライバは、前記各走査線に対する前記各ゲート信号を順次ＯＮにし、前記ソースドライバは、前記表示データに対応する電圧を前記信号線に供給する、請求項３に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＯＣＢモード液晶を用いた液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は薄型、軽量であり、従来のブラウン管に代替するものとして、近年一層用途が拡大されてきた。しかし、現在広く使用されているＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）配向液晶表示パネルは視野角が狭く、また応答速度が遅く、動画表示時には尾を引くように見える等、ブラウン管より画質が劣る。
【０００３】
これに対して、近年、高速応答、高視野角という特徴を有するＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ  Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モードの液晶表示素子を備える液晶表示装置が用いられるようになってきている。この液晶表示装置は、液晶をベンド配向させて視覚補償を行い、さらにこれに光学位相補償フィルムを組み合わせることにより広い視野角を得るようにしたものである。
【０００４】
図９は、ＯＣＢモードの液晶表示素子が有する液晶分子の配向状態を模式的に示した断面図である。図９（ａ）および図９（ｂ）は、電圧印加状態を示した断面図であり、図９（ｃ）は、電圧無印加状態を示した断面図である。
【０００５】
ＯＣＢモードの液晶表示素子を用いた液晶表示装置を構成する液晶表示パネルのガラス基板９１の間には、図９（ａ）等に液晶分子９２として示すように、ネマチック液晶が注入されている。そして、電圧を印加していない液晶の配向状態は、スプレイ状態９３と呼ばれている。ＯＣＢモードの液晶表示素子を用いた液晶表示装置の電源投入時には転移駆動と呼ばれる駆動を行う必要がある。すなわち、転移駆動とは、液晶表示装置の電源投入時にこの液晶層に２０ボルトから２５ボルト程度の比較的大きな電圧を印加することにより、図９（ｃ）に示すスプレイ状態９３から図９（ａ）、図９（ｂ）に示すベンド状態９４ａ、９４ｂに転移させる駆動のことである。このベンド状態９４ａ、９４ｂを用いて表示を行うのが、ＯＣＢモードの液晶表示素子を用いた液晶表示装置の特徴であり、電圧の大きさによってベンド状態を変化させることにより、パネルの透過率を変化させるものである。
【０００６】
図９（ａ）に示すベンド状態９４ａは、白表示をしている場合のベンド状態を示し、図９（ｂ）のベンド状態９４ｂは、黒表示をしている場合のベンド状態を示している。
【０００７】
また、ＯＣＢモードの液晶表示素子を用いた液晶表示装置では、その液晶表示パネルに２ボルト以下の電圧を印加し続けると、液晶の配向状態は、ベンド状態９４ａ、９４ｂからスプレイ状態９３に徐々に移行してしまう（以下この移行を逆転移と呼ぶ）。このような逆転移を防止するために、ＯＣＢモードの液晶表示素子を用いた液晶表示装置では、逆転移防止駆動と呼ばれる駆動が行われる。
【０００８】
つまり、比較的低い電圧が印加されているときに白表示を行い、比較的高い電圧が印加されているときに黒表示を行うノーマリホワイトモードの液晶表示装置の場合、逆転移防止駆動とは、各画素に周期的に表示する映像信号とは別に黒色に対応する電圧を印加することにより、逆転移を防止する駆動である。逆転移防止駆動には、逆転移の防止のために画素に黒色に対応する電圧を印加する動作と、映像信号に対応する電圧を印加する動作とを交互に行う、２倍速変換と呼ばれる逆転移防止駆動がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００９】
従って、従来のＯＣＢモードの液晶表示素子を用いた液晶表示装置では、１フレーム（または１フィールド）の映像を表示する期間には、映像信号に対応する電圧を画素に印加している表示期間と、逆転移防止のために黒色に対応する電圧を画素に印加している黒挿入期間とが設けられている。
【００１０】
図１０に、従来のＯＣＢモードの液晶表示素子を用いた液晶表示装置の構成を示す。
【００１１】
この液晶表示装置は、液晶表示パネル１１０、バックライト１１１、ソースドライバ１１２、ゲートドライバ１１３、コントローラ１１４、入力電源１１６、および液晶駆動電圧発生回路１１７を備えている。
【００１２】
液晶表示パネル１１０は、信号線と走査線がマトリックス状に配置され、それらの交点にＯＣＢモードの液晶表示素子が設けられている液晶表示パネルである。
【００１３】
バックライト１１１は、液晶表示パネル１１０の背面に配置されており、複数の冷陰極管で液晶表示パネル１１０を照明する。
【００１４】
入力電源１１６は、バックライト１１１、コントローラ１１４および液晶駆動電圧発生回路１１７に電力を供給し、液晶駆動電圧発生回路１１７は、表示用データを液晶表示パネル１１０に表示させるタイミングに応じて、ソースドライバ１１２およびゲートドライバ１１３に供給する電圧を調整する。
【００１５】
ゲートドライバ１１３は、液晶表示パネル１１０の走査線にゲート信号を供給し、ソースドライバ１１２は、液晶表示パネル１１０の信号線に表示用信号に対応する電圧を供給する。
【００１６】
コントローラ１１４は、信号処理部１２１、ラインメモリ１２２、およびタイミング制御部１２３を備えており、ソースドライバ１１２は、Ｄ／Ａ変換部１２４およびシフトレジスタ１２５を備えている。
【００１７】
次に、このような従来の液晶表示装置の動作を説明する。
【００１８】
液晶表示装置の電源が入れられた際には、液晶表示パネル１１０の液晶層は、図９（ｃ）に示すようにスプレイ状態９３のままであるので、図９（ａ）のベンド状態９４ａや図９（ｂ）のベンド状態９４ｂに転移させる必要がある。そこで、液晶表示装置の電源が入れられた際には、液晶表示装置は、液晶層をスプレイ状態からベンド状態に転移させるために転移駆動を行う。すなわち、ソースドライバ１１２は、画素電極と共通電極との間の電圧が所定の時間だけ２０ボルトから２５ボルトという映像を表示する際の電圧よりも高い電圧になるように、転移駆動のための電圧として、信号線に２０ボルトから２５ボルトの電圧を印加する。従って、液晶層には転移駆動のための電圧が所定時間印加されることになるので、液晶表示パネル１１０の液晶層は、スプレイ状態からベンド状態に転移し、液晶表示装置の表示動作が可能となる。
【００１９】
上記のように転移駆動が完了し、表示動作が可能になると、液晶表示装置は表示動作を開始する。
【００２０】
ＲＧＢデータである映像信号が信号処理部１２１に入力されると、信号処理部１２１は、入力された映像信号に対して階調補正やガンマ補正処理を行なうとともに、１水平期間のデータ毎に、１水平期間の前側が黒挿入用の黒色データ、後ろ側が２倍速の映像信号となるように変換して、ラインメモリ１２２に格納していく。
【００２１】
そして、コントローラ１１４のタイミング制御部１２３は、映像信号に含まれる表示信号が入力開始されるタイミングに合わせて、ラインメモリ１２２に格納された１行画素分のデータを、ソースドライバ１１２のシフトレジスタ１２５へ転送させていく。
【００２２】
また、コントローラ１１４のタイミング制御部１２３は、液晶表示装置が表示動作を行う際には、外部から入力される映像信号に応じて、ゲートドライバ１１３、ソースドライバ１１２にそれぞれ制御信号を送る。その結果、ゲートドライバ１１３は、各走査線に走査信号電圧を印加して各画素のスイッチング素子を順次オンさせる。
【００２３】
表示期間には、ソースドライバ１１２は、ゲートドライバ１１３が各走査線に走査信号電圧を印加するタイミングに合わせて、信号線を通じて映像信号に応じた電圧を各画素の画素電極に印加する。これにより液晶表示パネル１１０の液晶分子９２が変調され、バックライト１１１から出射される光の透過率が変化する。その結果、ユーザの目に映像信号に対応する画像が映る。
【００２４】
また、黒挿入期間には、ソースドライバ１１２は、ゲートドライバ１１３が各走査線に走査信号電圧を印加するタイミングに合わせて、信号線を通じて黒色に対応する電圧を各画素の画素電極に印加する。これにより液晶表示パネル１１０の液晶分子９２が変調され、バックライト１１１から出射される光の透過率が変化する。その結果、ユーザの目に黒色の映像が映る。
【００２５】
図１１は、図１０に示した従来の液晶表示装置における２倍速変換による逆転移防止駆動時の、映像信号、２倍速信号、およびゲートパルスのタイミングチャートの一例を示している。
【００２６】
ＲＧＢデータで入力される映像信号に対して、１水平期間（１Ｈ期間）毎に、その１Ｈ期間の前側に逆転移防止用の黒色の階調のデータが、後ろ側に映像信号を２倍速に変換した表示用データが、それぞれ格納されるように、ソースドライバ１１２のシフトレジスタ１２５に格納していく。なお、図１１の斜線で示す部分は、逆転移防止用の黒色の階調のデータを示している。
【００２７】
１Ｈ期間毎に、シフトレジスタ１２５には、これらの１行画素分のデータが順次入力されていき、ソースドライバ１１２からは１行画素分のデータが同時に出力されていく。したがって、図１１に示すように、入力される映像信号に対して、１Ｈ期間遅れたタイミングでソースドライバ１１２から出力されていく。
【００２８】
図１１のＧ１〜Ｇ７は、ゲートドライバ１１３から各ゲート線に出力されるゲート信号を示している。各ゲート信号の右側に示す符号は、各ゲート信号がハイになるタイミングに画像セルに書き込まれる表示用データまたは黒色の挿入用データ（Ｂ）の種別を示している。
【００２９】
表示用データＳ１がソースドライバから出力されるタイミングに、ゲート線Ｇ１のゲート信号がハイになり、ゲート線Ｇ１上の画像セルに表示用データＳ１が書き込まれる。次に、表示用データＳ１と表示用データＳ２との間に挿入された黒色の挿入用データがソースドライバから出力されるタイミングに、ゲート線Ｇ５のゲート信号がハイになり、ゲート線Ｇ５上の画像セルに黒色の挿入用データが書き込まれる。次に、表示用データＳ２がソースドライバから出力されるタイミングに、ゲート線Ｇ２のゲート信号がハイになり、ゲート線Ｇ２上の画像セルに表示用データＳ２が書き込まれる。次に、表示用データＳ２と表示用データＳ３との間に挿入された黒色の挿入用データがソースドライバから出力されるタイミングに、ゲート線Ｇ６のゲート信号がハイになり、ゲート線Ｇ６上の画像セルに黒色の挿入用データが書き込まれる。以下同様にして、各ゲート線のゲート信号がハイになるタイミングにあわせて、表示用データまたは黒色の挿入用データが各画素セルに書き込まれていく。
【００３０】
このように、各ゲート線Ｇ１〜Ｇ７が１フィールド期間にそれぞれ２回ずつ選択され、各ゲート線Ｇ１〜Ｇ７上の画素セルには、表示用データと黒色の挿入用データが１回ずつ書き込まれる。したがって、表示用データを書き込む一方で周期的に黒色の挿入用データを書き込む逆転移防止駆動を実現することができる。
【００３１】
この結果、図１１に示す例では、映像表示期間Ｔ１と黒色挿入期間Ｔ２との比率が１：１に設定されることになる。各ゲート線Ｇ１〜Ｇ７のゲート信号の、表示用データを書き込むゲートパルスと黒色の挿入用データを書き込むゲートパルスのタイミングを変化させることにより、映像表示期間Ｔ１と黒色挿入期間Ｔ２との比率を調整して挿入する黒色データの比率を調整していた。
【００３２】
図１１に示すように、１フィールド期間の全期間にわたって、各ゲート線Ｇ１〜Ｇ７上の各画素セルに順に表示用データが書き込まれていくため、バックライト１１１は、１フィールドの全期間にわたって、点灯と消灯とを交互に繰り返して液晶表示パネル１１０を照明する。バックライト１１１は、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗａｖｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御を用いて点灯と消灯との比率が調整されることにより、バックライト１１１が液晶表示パネル１１０を照明する際の明るさが制御される。
【００３３】
したがって、この従来の方法では、逆転移防止用に書き込んだ黒色データに対しても、バックライト１１１で照明させて表示用データと共に表示させていた。
【００３４】
最近では、さらに応答速度の速いＯＣＢモードの液晶表示素子が開発され、また短残光型の冷陰極管も開発されてきたので、動画視認性を向上させるために、液晶表示素子が表示用データに応答している期間のみにバックライトに照明させる方式で表示させることも可能になってきた。
【００３５】
図１２は、この、液晶表示素子が表示用データに応答している期間のみにバックライトに照明させる方式を実現する液晶表示装置の構成を示している。図１０に示す液晶表示装置と同じ構成部分には、同じ符号を用いている。
【００３６】
図１２の液晶表示装置は、構成としては、図１０に示す液晶表示装置の構成からラインメモリ１２２が削除され、フレームメモリ１１５が追加されている点が異なる。また、コントローラ１１４のタイミング制御部１３３の制御方法、およびタイミング制御部１３３がバックライト１３０のＯＮ／ＯＦＦ制御を行う点が、図１０の液晶表示装置とは異なる。
【００３７】
図１３は、図１２に示す液晶表示装置で、液晶表示素子が表示用データに応答している期間のみにバックライトに照明させる方式を実現する際の動作を説明するタイミングチャートを示している。
【００３８】
各液晶表示素子への書き込みについて、１フィールド（または１フレーム）の期間を、黒書き込み期間、映像書き込み期間および映像ＨＯＬＤ期間に分け、黒書き込み期間内に逆転移防止用の黒色データの書き込みを行い、映像書き込み期間内に表示用データの書き込みを行う。
【００３９】
図１３のＧ１〜Ｇ７は、ゲートドライバ１１３から各ゲート線に出力されるゲート信号を示している。各ゲート信号の右側に示す符号は、各ゲート信号がハイになるタイミングに画像セルに書き込まれる表示用データまたは黒色の挿入用データ（Ｂ）の種別を示している。また、図１３の画素書き込みの各期間に示す符号（＋、−）は、液晶表示素子にデータを書き込む際に供給する電圧の極性を示している。この場合、１フィールド毎に、液晶表示素子への書き込み電圧の極性を反転させている。
【００４０】
まず、黒書き込み期間内に、各走査線に順次ゲートパルスを発生させていき、逆転移防止用の黒色データを書き込んでいく。その後、映像書き込み期間内に、各走査線に順次ゲートパルスを発生させていき、フレームメモリ１１５に蓄積しておいた１つ前のフィールドの表示用データを書き込んでいく。
【００４１】
そして、映像ＨＯＬＤ期間には各ゲート信号Ｇ１〜Ｇ７をＯＦＦさせておき、全液晶表示素子が応答した時点以降で、次の黒色データが書き込まれる前までの期間内にバックライト１３０が点灯するように、タイミング制御部１３３がバックライト１３０のＯＮ／ＯＦＦを制御する。図１３の場合には、１フィールド期間の最後の２５％の期間、バックライト１３０が点灯するように制御される。
【００４２】
図１１の場合には、１Ｈ期間毎の、前側の期間に黒色データを書き込むためのゲートパルスを、後ろ側の期間に表示用データを書き込むためのゲートパルスを、それぞれ発生させていた。１フィールド期間全体にわたって、１フィールド分の表示用データおよび黒色データを１Ｈ期間分ずつ書き込んでいたので、１フィールド分の表示用データおよび黒色データの書き込みには、それぞれ１フィールド期間の５０％ずつの期間を使用していたことになる。
【００４３】
これに対して、図１３の場合には、１フィールド分の黒色データを書き込む黒書き込み期間を１フィールド期間の２５％とし、１フィールド分の表示用データを書き込む映像書き込み期間を１フィールド期間の２０％としており、それぞれ図１１の場合よりも短い期間となっている。
【００４４】
映像書き込み期間には、この期間内に各ゲート信号Ｇ１〜Ｇ７のオン／オフを順次に行っていくため、ゲートパルスの幅は、従来の液晶表示素子を用いた図１１の場合よりも短くなっている（図１１の４０％のパルス幅となっている）。応答速度の速いＯＣＢモードの液晶表示素子を用いることにより、このように従来よりも短いゲートパルスの幅で表示用データの書き込みを行える。
【００４５】
一方、黒色データを書き込む際には、表示用データを書き込む際に供給する電圧よりも大きな電圧を供給する。また、極性を反転させて大きな電圧を供給する場合には、極性を反転させない場合や、極性を反転させても低い電圧を供給する場合よりも、液晶表示素子へ書き込み難くなる。したがって、図１３に示すような、１フィールド毎に液晶表示素子への書き込み電圧の極性を反転させる場合には、逆転移防止用の黒色データが書き込み難い状態となる。
【００４６】
図１３に示すように、映像書き込み期間と同様に、黒書き込み期間内に各ゲート信号Ｇ１〜Ｇ７のオン／オフを順次に行っていくようにした場合には、ゲートパルスの幅は図１１に示すゲートパルスの幅よりも短くなってしまう（図１１の５０％のパルス幅となって
しまう）。したがって、逆転移防止用の黒色データを液晶表示素子に書き込む際に、書き込み不足になり易くなる。逆転移防止用の黒色データが書き込み不足になると、逆転移が発生してしまう。
【００４７】
そこで、本願の出願人は、この逆転移防止用の黒色データの書き込み不足を防止するための、液晶表示装置の駆動方法の発明（特願２００５−３５８１７５号）を出願した。図１４は、その液晶表示装置の駆動方法を用いた場合の、液晶表示素子が表示用データに応答している期間のみにバックライトに照明させる方式を実現する際の動作を説明するタイミングチャートを示している。
【００４８】
図１４では、各ゲート信号Ｇ１〜Ｇ７を順次にオンにしていくが、逆転移防止用の黒色データを液晶表示素子に確実に書き込ませるために、それぞれのゲートパルスの幅が大きくなるように制御している。図１４に示す例では、このときの各ゲートパルスの幅を、各ゲート信号Ｇ１〜Ｇ７のオン／オフを順次に行わせた図１３に示す場合のパルス幅の３倍の長さとしている。
【００４９】
応答速度の速いＯＣＢモードの液晶表示素子および短残光型の冷陰極管等の応答速度の速いバックライトを用いることにより、このように、表示用データに対して液晶表示素子が応答している期間内のみにバックライト１３０を点灯させる方式を実現できる。
【００５０】
このように制御することにより、ＯＣＢモードの液晶表示素子を用いて、動画視認性が非常によいインパルス型の映像表示を実現できる。また、液晶表示素子が黒書き込み期間に書き込まれた黒色データに応答している期間にはバックライト１３０は消灯しているので、コントラストにも優れ、消費電力も低減できる。
【特許文献１】特開２００３−２８０６１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００５１】
ところで、液晶表示素子が表示用データに応答している期間のみにバックライトに照明させる方式の液晶表示装置を図１４に示すような駆動方法で駆動した場合には、逆転移防止用の黒色データを確実に書き込んで逆転移の現象を抑制できる反面、白などの高輝度の表示をさせる際に、液晶表示素子への書き込み不足となり表示される輝度が低下してしまう可能性が生じた。
【００５２】
図１４に示す、液晶表示素子が表示用データに応答している期間のみにバックライトに照明させる方式を用いた場合は、逆転移防止用の黒色データを液晶表示素子に確実に書き込むために、黒書き込む期間におけるゲートパルス幅を大きくしている。その結果、液晶表示素子を完全に黒電位にすることができるので、図１３に示すような従来の駆動方法では低温時に書き込み不足が発生し易かった最小輝度の黒を表示させることもできるようになった。
【００５３】
しかし、黒書き込み期間に完全に黒電位となるので、白などの高輝度を表示させる場合には、黒電位との電位差が大きいために書き込み不足になり易い。特に低温時においては、液晶表示素子の応答速度が遅くなるので、より書き込み不足の現象が発生し易くなる。
【００５４】
図１５は、液晶表示素子が表示用データに応答している期間のみにバックライトに照明させる図１４に示す方式において、液晶表示素子への書き込み不足が発生する場合の動作を説明するタイミングチャートを示している。最大輝度である白表示を行う場合の、液晶表示素子に充電される電圧の状態を示している。
【００５５】
ゲートパルスが発生している期間のみに液晶表示素子への電圧が供給されるため、ゲートパルスが発生している期間内に、液晶表示素子が必要な電圧値まで充電されない場合には、書き込み不足となってしまう。
【００５６】
図１５に示す「黒挿入用データの所定電圧」とは、逆転移防止のために挿入する黒色データに対して液晶表示素子に書き込まれるべき電圧を示している。黒色データに対して、液晶表示素子がこの所定電圧値まで充電されれば逆転移を防止できる。この場合、黒色データ書き込み時のゲートパルスの幅を大きくしているので、液晶表示素子に充電される電圧は「黒挿入用データの所定電圧」まで達している。
【００５７】
また、図１５に示す「白データの所定電圧」とは、白の表示用データに対して液晶表示素子に書き込まれるべき電圧を示している。映像書き込み期間のゲートパルスが発生している期間内に、液晶表示素子がこの「白データの所定電圧」値まで充電されれば、正常な輝度で白表示がなされる。
【００５８】
黒色などの低輝度の表示用データの場合、黒書き込み期間に充電された黒電位との電位差が小さいので、映像書き込み期間のゲートパルスが発生している期間内にその表示用データに必要な電圧値まで充電することができ、正常な輝度で表示される。しかし、白色などの高輝度の表示用データの場合には、黒電位との電位差が大きいために、図１５に示すように、映像書き込み期間のゲートパルスが発生している期間内にその表示用データに必要な電圧値まで充電することができない。したがって、この場合には、液晶表示素子への書き込み不足となり、低い輝度で表示されてしまう。
【００５９】
この現象は、低温になるとより発生し易くなり、画面に表示される輝度が低下してしまう。
【００６０】
本発明は、上述した従来の課題を解決するもので、液晶表示素子が表示用データに応答している期間のみにバックライトに照明させる表示方式において、低温時にも輝度の低下を抑制できる液晶表示装置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】
【００６１】
上述した課題を解決するために、第１の本発明は、
マトリックス状に配置された信号線および走査線、および前記信号線および前記走査線の交点に設けられたＯＣＢモード液晶を使用した液晶表示素子を有する液晶表示パネルと、
少なくとも１つ前の１フィールドまたは１フレーム分の表示データを一時蓄積するフレームメモリと、
１フィールドまたは１フレームの期間内に順に設けられた、黒書き込み期間、表示データ書き込み期間、および表示データＨＯＬＤ期間のうち、前記黒書き込み期間には、黒色データに対応する電圧を前記信号線に供給し、前記表示データ書き込み期間には、前記フレームメモリに一時蓄積しておいた前のフィールドまたはフレームの表示データに対応する電圧を前記信号線に供給するソースドライバと、
前記黒書き込み期間に前記ソースドライバが前記黒色データに対応する電圧を供給する際には、前記各走査線に対する前記各ゲート信号をＯＮにする期間が、前記ソースドライバが１ライン分の表示データを書き込む１ライン書き込み期間よりも長くなるように、前記各走査線にゲート信号を供給するゲートドライバと、
前記ゲート信号がＯＮされない状態としておく前記表示データＨＯＬＤ期間のうちの、一部の期間にのみ前記液晶表示パネルを照明する、前記液晶表示パネルの背面に配置されたバックライトとを備えた液晶表示装置であって、
前記ゲートドライバは、前記１フィールドまたは１フレームの期間内に設けられた前記表示データ書き込み期間における、前記各走査線毎の前記各ゲート信号をＯＮにする期間の積算期間が、それぞれ前記１ライン書き込み期間よりも長くなるように、前記各ゲート信号を供給する、液晶表示装置である。
【００６２】
また、第２の本発明は、
前記１フィールドまたは１フレームの期間内に設けられた前記表示データ書き込み期間において、前記ゲートドライバが、前記各走査線に対する前記各ゲート信号をＯＮにする回数は、それぞれ１回であり、
前記各１回の前記各ゲート信号がＯＮにされている期間は、前記１ライン書き込み期間よりも長い、第１の本発明の液晶表示装置である。
【００６３】
また、第３の本発明は、
前記１フィールドまたは１フレームの期間内に設けられた前記表示データ書き込み期間において、前記ゲートドライバは、前記各走査線に対する前記各ゲート信号を順次ＯＮにする動作を複数回行い、
前記各ゲート信号が複数回ＯＮにされているうちの１回の期間は、いずれも前記１ライン書き込み期間以上の長さである、第１の本発明の液晶表示装置である。
【００６４】
また、第４の本発明は、
前記１フィールドまたは１フレームの期間内に設けられた前記表示データ書き込み期間において、前記ゲートドライバが、前記各走査線に対して前記各ゲート信号を複数回ＯＮにするうち、最後の回の前記各ゲート信号がＯＮにされている期間は、前記１ライン書き込み期間の長さである、第３の本発明の液晶表示装置である。
【００６５】
また、第５の本発明は、
前記１フィールドまたは１フレームの期間内に設けられた前記表示データ書き込み期間において、前記ゲートドライバが前記各ゲート信号を複数回ＯＮにする各期間に合わせて、前記ソースドライバは、各ライン毎に同じ表示データに対応する電圧を前記信号線に複数回供給する、第３の本発明の液晶表示装置である。
【００６６】
また、第６の本発明は、
前記バックライトに照明させる期間も含めて、前記ゲートドライバは、前記各走査線に対する前記各ゲート信号を順次ＯＮにし、前記ソースドライバは、前記表示データに対応する電圧を前記信号線に供給する、第３の本発明の液晶表示装置である。
【発明の効果】
【００６７】
本発明により、液晶表示素子が表示用データに応答している期間のみにバックライトに照明させる表示方式において、低温時にも輝度の低下を抑制できる液晶表示装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００６９】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１の液晶表示装置の構成を示すブロック図である。
【００７０】
本実施の形態１の液晶表示装置は、液晶表示パネル１０、バックライト１１、ソースドライバ１２、ゲートドライバ１３、コントローラ１４、フレームメモリ１５、入力電源１６、および液晶駆動電圧発生回路１７を備えている。
【００７１】
液晶表示パネル１０は、信号線と走査線がマトリックス状に配置され、それらの交点にＯＣＢモードの液晶表示素子が設けられている液晶表示パネルである。
【００７２】
バックライト１１は、液晶表示パネル１０の背面に配置されており、複数の短残光型の冷陰極管で液晶表示パネル１０を照明する。
【００７３】
フレームメモリ１５は、入力される映像信号のデータの１つ前のフィールドのデータを一時蓄積しておく記憶手段である。
【００７４】
入力電源１６は、バックライト１１、コントローラ１４および液晶駆動電圧発生回路１７に電力を供給し、液晶駆動電圧発生回路１７は、表示用データを液晶表示パネル１０に表示させるタイミングに応じて、ソースドライバ１２およびゲートドライバ１３に供給する電圧を調整する。
【００７５】
ゲートドライバ１３は、液晶表示パネル１０の走査線にゲート信号を供給し、ソースドライバ１２は、液晶表示パネル１０の信号線に表示用信号に対応する電圧を供給する。
【００７６】
コントローラ１４は、信号処理部２１およびタイミング制御部２２を備えており、ソースドライバ１２は、Ｄ／Ａ変換部２３およびシフトレジスタ２４を備えている。タイミング制御部２２は、バックライト１１のＯＮ／ＯＦＦ制御を行うとともに、ゲートドライバ１３が供給するゲート信号の出力タイミングを制御する。
【００７７】
次に、図１を用いて、本実施の形態１の液晶表示装置における表示動作について説明する。
【００７８】
ＲＧＢデータである映像信号は、フレームメモリ１５に一時的に蓄積されていく。
【００７９】
コントローラ１４の信号処理部２１は、フレームメモリ１５に蓄積されている一つ前のフィールドデータを読み込み、その映像信号に対して階調補正やガンマ補正処理を行なう。そして、信号処理部２１は、タイミング制御部２２からのスタートパルスにしたがって、その補正処理を行なった表示用のデータを１行画素分ずつソースドライバ１２のシフトレジスタ２４に転送していく。
【００８０】
また、信号処理部２１は、タイミング制御部２２からのスタートパルスにしたがって、
逆転移防止のための黒色のデータも１行画素分ずつシフトレジスタ２４へ転送していく。
【００８１】
そして、コントローラ１４のタイミング制御部２２は、ソースドライバ１２のＤ／Ａ変換部２３に対してロードパルスを出力する。Ｄ／Ａ変換部２３は、ロードパルスが入力されたタイミングに、シフトレジスタ２４に格納されたデータを１行画素分同時に取得し、Ｄ／Ａ変換して各表示用データに対応した電圧を液晶表示パネル１０の信号線に出力する。
【００８２】
また、このとき、タイミング制御部２２は、ゲートドライバ１３から各走査線に出力するゲート信号の出力タイミングを制御するとともに、液晶表示パネル１０の各液晶表示素子が表示用データに応答するタイミングにバックライト１１を点灯させて、表示用データを液晶表示パネル１０に表示させる。
【００８３】
次に、図１および図２を用いて、本実施の形態１の液晶表示装置における、各液晶表示素子への書き込み動作の詳細について説明する。
【００８４】
図２は、本実施の形態１の液晶表示装置で表示する際の動作を説明するタイミングチャートを示している。
【００８５】
各液晶表示素子への書き込みについて、１フィールド（または１フレーム）の期間を、黒書き込み期間、映像書き込み期間および映像ＨＯＬＤ期間に分け、黒書き込み期間内に逆転移防止用の黒色データの書き込みを行い、映像書き込み期間内に表示用データの書き込みを行う。
【００８６】
なお、映像書き込み期間が、本発明の表示データ書き込み期間の一例にあたり、映像ＨＯＬＤ期間が、本発明の表示データＨＯＬＤ期間の一例にあたる。
【００８７】
図２のＧ１〜Ｇ７は、ゲートドライバ１３から各ゲート線に出力されるゲート信号を示している。各ゲート信号のパルス部分に示す符号は、各ゲート信号がハイになるタイミングに画像セルに書き込まれる表示用データまたは黒色の挿入用データ（Ｂ）の種別を示している。また、図２の画素書き込みの各期間に示す符号（＋、−）は、液晶表示素子にデータを書き込む際に供給する電圧の極性を示している。この場合、１フィールド毎に、液晶表示素子への書き込み電圧の極性を反転させている。
【００８８】
まず、黒書き込み期間内に、各走査線に順次ゲートパルスを発生させていき、逆転移防止のための黒色データを書き込んでいく。ここで、黒書き込み期間に黒色データを書き込む際に発生させるゲートパルスの幅は、液晶表示素子を確実に黒電位まで充電できる長さとなるように、タイミング制御部２２によって制御される。
【００８９】
その後、映像書き込み期間内に、各走査線に順次ゲートパルスを発生させていき、フレームメモリ１５に蓄積しておいた１つ前のフィールドの表示用データを書き込んでいく。ここで、映像書き込み期間に表示用データを書き込む際に発生させるゲートパルスの幅は、黒書き込み期間に液晶表示素子に充電された黒電位からその表示用データに必要な電位まで到達する長さとなるように、タイミング制御部２２によって制御される。
【００９０】
ここでは、この映像書き込み期間に発生させるゲートパルスの幅を、１ライン分の表示用データを書き込むのに必要な期間の２倍の長さに設定している。ここでは、映像書き込み期間の長さを、各ゲート信号Ｇ１〜Ｇ７のオン／オフを１ライン分順次に行う場合の合計時間（図１４に示す映像書き込み期間）と同じにしているので、図２に示すように、２つのゲート信号が同時にオンになるタイミングが生じる。図２の例では、ゲートパルスの前半部分では１ライン前の表示用データを書き込み、後半部分で当該ラインの表示用データを書き込むようにしている。
【００９１】
なお、１ライン分の表示用データを書き込むのに必要な期間が、本発明の１ライン書き込み期間のことである。
【００９２】
そして、映像ＨＯＬＤ期間にはゲートをＯＦＦさせておき、全液晶表示素子が応答した時点以降で、次の黒色データが書き込まれる前までの期間内にバックライト１１が点灯するように、タイミング制御部２２がバックライト１１のＯＮ／ＯＦＦを制御する。図２に示す本実施の形態１の場合には、１フィールド期間の最後の２５％の期間、バックライト１１が点灯するように制御される。
【００９３】
このように制御することにより、ＯＣＢモードの液晶表示素子を用いて、動画視認性が非常によいインパルス型の映像表示を実現できる。また、液晶表示素子が黒書き込み期間に書き込まれた黒色データに応答している期間にはバックライト１１は消灯しているので、コントラストにも優れ、消費電力も低減できる。
【００９４】
本実施の形態１の液晶表示装置では、逆転移防止のための黒色データを書き込む際に発生させるゲートパルスの幅を大きくするとともに、表示用データを書き込む際に発生させるゲートパルスの幅も大きくし、表示用データを書き込む際の各液晶表示素子に電圧が供給される期間を長くしているので、高輝度の表示用データに対しても液晶表示素子への書き込み不足が発生しない。
【００９５】
次に、本実施の形態１の液晶表示装置で、表示用データに対する液晶表示素子への書き込み不足を抑制できる原理について説明する。
【００９６】
図３は、本実施の形態１の液晶表示装置において、表示用データに対する液晶表示素子への書き込み不足を抑制できる動作を説明するタイミングチャートを示している。高輝度の白表示を行う場合の、液晶表示素子に充電される電圧の状態を示している。
【００９７】
破線で示す部分が、図１４に示した液晶表示装置の表示方法におけるゲートパルスおよび液晶表示素子に充電される電圧の状態を示しており、実線で示す部分が、本実施の形態１の液晶表示装置におけるゲートパルスおよび液晶表示素子に充電される電圧の状態を示している。
【００９８】
図３に示す「黒挿入用データの所定電圧」とは、逆転移防止のために挿入する黒色データに対して液晶表示素子に書き込まれるべき電圧を示している。黒色データに対して、液晶表示素子がこの所定電圧値まで充電されれば逆転移を防止できる。従来の液晶表示装置の場合も本実施の形態１の液晶表示装置の場合も、黒書き込み期間におけるゲートパルスの幅を大きくしているので、いずれの場合にも、液晶表示素子は「黒挿入用データの所定電圧」まで充電されている。
【００９９】
また、図３に示す「白データの所定電圧」とは、白の表示用データに対して液晶表示素子に書き込まれるべき電圧を示している。映像書き込み期間のゲートパルスが発生している期間内に、液晶表示素子がこの「白データの所定電圧」値まで充電されれば、正常な輝度で白表示がなされる。
【０１００】
黒書き込み期間に液晶表示素子に充電された黒電位と「白データの所定電圧」との電位差は、黒色などの低輝度の表示用データの電位との電位差に比べて大きいため、白色などの高輝度の表示用データほど、その表示用データに必要な電位になるまでの充電時間が長くなる。
【０１０１】
従来の液晶表示装置の表示方法では、図３の破線で示すように、映像書き込み期間のゲートパルスが発生している期間内に「白データの所定電圧」まで充電されず、その電位のままバックライトにより照明され表示されるので、低い輝度で表示されてしまう。
【０１０２】
これに対して、本実施の形態１の液晶表示装置の場合には、図３の実線で示すように、映像書き込み期間のゲートパルス幅を大きくして液晶表示素子に充電される時間を長くしているので、従来の液晶表示装置の場合よりも、より「白データの所定電圧」に近い電圧まで充電できる。これにより、従来の液晶表示装置の場合よりも、輝度が改善された表示ができる。
【０１０３】
なお、本実施の形態１では、映像書き込み期間において発生させるゲートパルスは、各ライン毎に１回ずつなので、この１回のゲートパルスの幅が、本発明の、各ゲート信号をＯＮにする期間の積算期間の一例にあたる。
【０１０４】
なお、本実施の形態１では、映像書き込み期間のゲートパルス幅を、１ライン分の表示用データを書き込むのに必要な時間の２倍に設定したが、このゲートパルス幅をさらに大きくすることにより、さらに「白データの所定電圧」に近い電圧まで充電させることができ、表示輝度をより改善できる。
【０１０５】
図２に示すように、本実施の形態１の液晶表示装置では、映像書き込み期間において、ゲートパルスの幅を大きくしたことにより、複数の走査線に対して同時にゲート信号がＯＮとなる期間が生じるが、ゲート信号がオンになっている期間の最後に当該ラインの表示用データを書き込むようにすることにより、他のラインの表示用データの影響を抑制できる。ただし、ゲートパルスの幅を大きくしすぎると、多くの他のラインの表示用データの影響を受けるので、その液晶表示装置の用途などを考慮してゲートパルスの幅を決定すればよい。
【０１０６】
なお、本実施の形態１の図２に示した例では、映像書き込み期間に発生させるゲート信号Ｇ１のゲートパルスの前半部分には、そのゲートパルスの後半部分に書き込むデータと同じ当該ラインのデータ（Ｓ１）を書き込ませることとしたが、このゲートパルスの前半部分に、予め決めておいた中間調のデータを書き込ませるようにしてもよい。このようにした場合でも、中間調のデータを書き込むことにより、黒電位よりも当該ラインのデータ（Ｓ１）に対応する電位に近い中間調データの電位まで予め画素を充電することができ、同様の効果が得られる。
【０１０７】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２の液晶表示装置の表示動作について説明する。
【０１０８】
本実施の形態２の液晶表示装置は、実施の形態１の液晶表示装置と同じ構成であり、図１に示す通りである。信号処理部２１からシフトレジスタ２４への表示用データの転送処理内容、およびタイミング制御部２２のゲートドライバ１３とＤ／Ａ変換部２３に対する制御内容が、実施の形態１の液晶表示装置と異なる。
【０１０９】
実施の形態１の図２においては、映像書き込み期間に発生させる各ゲートパルスの幅を長くすることにより、１フィールド期間内の映像書き込み期間における各ゲート信号Ｇ１〜Ｇ７の各積算期間が、１ライン分の表示用データを書き込むのに必要な時間よりも長くなるようにした。
【０１１０】
これ以外の方法でも、１フィールド期間内の映像書き込み期間における各ゲート信号Ｇ１〜Ｇ７の各積算期間が、１ライン分の表示用データを書き込むのに必要な時間よりも長くなるようにすれば、同様の効果が得られる。本実施の形態２の液晶表示装置は、１フィールド期間において、各走査線毎に、ゲートパルスを複数回発生させて表示用データを複数回書き込ませることにより、１フィールド期間内の映像書き込み期間における各ゲート信号Ｇ１〜Ｇ７の各積算期間を、１ライン分の表示用データを書き込むのに必要な時間よりも長くしている。
【０１１１】
図４は、本実施の形態２の液晶表示装置で表示する際の動作を説明するタイミングチャートの一例を示している。
【０１１２】
図１および図４を用いて、本実施の形態２の液晶表示装置における、各液晶表示素子への書き込み動作の、実施の形態１と異なる部分について説明する。
【０１１３】
本実施の形態２では、各液晶表示素子への書き込みについて、１フィールド（または１フレーム）の期間を、黒書き込み期間、映像書き込み１期間、映像書き込み２期間および映像ＨＯＬＤ期間に分け、黒書き込み期間内に逆転移防止用の黒色データの書き込みを行い、映像書き込み１期間および映像書き込み２期間のそれぞれの期間内に表示用データの書き込みを行う。
【０１１４】
なお、映像書き込み１期間および映像書き込み２期間が、本発明の表示データ書き込み期間の一例にあたる。また、映像ＨＯＬＤ期間が、本発明の表示データＨＯＬＤ期間の一例にあたる。
【０１１５】
まず、黒書き込み期間内に、各走査線に順次ゲートパルスを発生させていき、逆転移防止のための黒色データを書き込んでいく。ここで、黒書き込み期間に黒色データを書き込む際に発生させるゲートパルスの幅は、液晶表示素子を確実に黒電位まで充電できる長さとなるように、タイミング制御部２２によって制御される。
【０１１６】
その後、映像書き込み１期間内に、各走査線に順次ゲートパルスを発生させていき、フレームメモリ１５に蓄積しておいた１つ前のフィールドの表示用データを書き込んでいく。ここで、映像書き込み１期間に表示用データを書き込む際に発生させるゲートパルスの幅は、従来の液晶表示装置と同様の、１ライン分の表示用データを書き込むのに必要な時間としている。
【０１１７】
そして、この映像書き込み１期間に、信号処理部２１は、１つ前のフィールドの補正処理を行なった表示用データを、再度、タイミング制御部２２からのスタートパルスにしたがって１行画素分ずつシフトレジスタ２４に転送していく。
【０１１８】
そして、映像書き込み２期間に、タイミング制御部２２は、各走査線に順次ゲートパルスを発生させていくとともに、Ｄ／Ａ変換部２３に対してロードパルスを出力し、シフトレジスタ２４に格納された１行画素分の表示用データをＤ／Ａ変換させて各表示用データに対応した電圧を液晶表示パネル１０の信号線に出力させ、映像書き込み１期間に書き込ませたのと同じ、１つ前のフィールドの表示用データを書き込ませていく。ここで、映像書き込み２期間に表示用データを書き込む際に発生させるゲートパルスの幅は、従来の液晶表示装置と同様の、１ライン分の表示用データを書き込むのに必要な時間としている。
【０１１９】
このようにして、各ラインについて、２回ずつ同じ表示用データを書き込んでいく。同じ表示用データを２回書き込むことにより、高輝度の表示用データに対しても液晶表示素子への書き込み不足を発生させないようにしている。
【０１２０】
次に、本実施の形態２の液晶表示装置で、表示用データに対する液晶表示素子への書き込み不足を抑制できる原理について説明する。
【０１２１】
図５は、本実施の形態２の液晶表示装置において、表示用データに対する液晶表示素子への書き込み不足を抑制できる動作を説明するタイミングチャートを示している。高輝度の白表示を行う場合の、液晶表示素子に充電される電圧の状態を示している。
【０１２２】
破線で示す部分が、図１４に示した液晶表示装置の表示方法におけるゲートパルスおよび液晶表示素子に充電される電圧の状態を示しており、実線で示す部分が、本実施の形態２の液晶表示装置におけるゲートパルスおよび液晶表示素子に充電される電圧の状態を示している。
【０１２３】
従来の液晶表示装置の場合も本実施の形態２の液晶表示装置の場合も、黒書き込み期間におけるゲートパルスの幅を大きくしているので、いずれの場合にも、液晶表示素子は「黒挿入用データの所定電圧」まで充電されている。
【０１２４】
従来の液晶表示装置の表示方法では、図５の破線で示すように、映像書き込み１期間のゲートパルスが発生している期間内のみに画素への充電が行われ、その期間内だけでは「白データの所定電圧」まで充電されず、その電位のままバックライトにより照明され表示されるので、低い輝度で表示されてしまう。
【０１２５】
これに対して、本実施の形態２の液晶表示装置の場合には、図５の実線で示すように、映像書き込み１期間のゲートパルス期間における充電により、画素の電位を「白データの所定電圧」値に近づけた後、映像書き込み２期間のゲートパルス期間における充電により、さらに「白データの所定電圧」に近い電圧まで充電できる。これにより、従来の液晶表示装置の場合よりも、輝度が改善された表示ができる。
【０１２６】
なお、本実施の形態２では、１フィールド期間内において、同じ表示用データを２回ずつ書き込むこととしたが、同じ表示用データを３回以上書き込ませるようにしてもよい。
【０１２７】
また、バックライト１１を点灯させる映像ＨＯＬＤ期間にも、同じ表示用データを書き込ませるようにしてもよい。
【０１２８】
図６は、本実施の形態２の液晶表示装置において、バックライトを点灯させる期間も含めて、各ライン毎に同じ表示用データを３回書き込ませた場合の動作を説明するタイミングチャートを示している。
【０１２９】
図４で説明したのと同様の処理により、映像書き込み３期間にも、映像書き込み１期間および映像書き込み２期間に書き込んだものと同じ表示用データを書き込ませる。
【０１３０】
映像書き込み３期間に発生させるゲートパルス期間における充電により、画素の電位をさらに「白データの所定電圧」に近い電圧まで充電できる。これにより、図４の場合よりも、さらに輝度が改善された表示ができる。
【０１３１】
ここで、映像書き込み３期間内には、バックライト１１が点灯が点灯するが、バックライト１１が点灯される前の映像書き込み２期間に書き込まれた表示用データと同じ表示用データが書き込まれるので、このようにバックライト１１点灯中にさらに書き込みを行っても問題ない。
【０１３２】
なお、図６に示す例では、表示用データを繰り返し書き込む回数を３回としたが、１フィールド期間に対して全ラインの表示用データを順次に書き込む期間（映像書込み１期間や映像書き込み２期間の長さ）をさらに短くできる場合には、表示用データを繰り返し書き込む回数をさらに多くしてもよい。
【０１３３】
また、最後に書き込む表示用データに対して充電不足にならないようにできれば、繰り返し書き込むデータを必ずしも同じ表示用データとしなくてもよい。例えば、図４の場合に、予め決められた中間輝度のデータを映像書き込み１期間に書き込むようにし、その中間輝度のデータの書き込みによって、映像書き込み２期間の表示用データの書き込み開始時点に画素に充電されている電位が、映像書き込み２期間の表示用データの書き込みに対して充電不足とならないような電位になるように予め充電されるようにすればよい。
【０１３４】
（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３の液晶表示装置の表示動作について説明する。
【０１３５】
本実施の形態３の液晶表示装置は、実施の形態１および実施の形態２の液晶表示装置と同じ構成であり、図１に示す通りである。タイミング制御部２２のゲートドライバ１３およびＤ／Ａ変換部２３に対する制御内容が、実施の形態２の液晶表示装置と異なる。
【０１３６】
本実施の形態３の液晶表示装置は、１フィールド期間において、各走査線毎に、ゲートパルスを複数回発生させて表示用データを複数回書き込ませるとともに、映像書き込み期間に発生させる各ゲートパルスの幅も長くして、１フィールド期間内の映像書き込み期間における各ゲート信号Ｇ１〜Ｇ７の各積算期間を、１ライン分の表示用データを書き込むのに必要な時間よりも長くしている。
【０１３７】
図７は、本実施の形態３の液晶表示装置で表示する際の動作を説明するタイミングチャートの一例を示している。
【０１３８】
図１および図７を用いて、本実施の形態３の液晶表示装置における、各液晶表示素子への書き込み動作の、実施の形態２と異なる部分について説明する。
【０１３９】
本実施の形態３では、各液晶表示素子への書き込みについて、１フィールド（または１フレーム）の期間を、黒書き込み期間、映像書き込み１期間、映像書き込み２期間および映像ＨＯＬＤ期間に分け、黒書き込み期間内に逆転移防止用の黒色データの書き込みを行い、映像書き込み１期間および映像書き込み２期間のそれぞれの期間内に表示用データの書き込みを行う。この点については、実施の形態２の液晶表示装置と同様である。
【０１４０】
まず、黒書き込み期間内に、各走査線に順次ゲートパルスを発生させていき、逆転移防止のための黒色データを書き込んでいく。ここで、黒書き込み期間に黒色データを書き込む際に発生させるゲートパルスの幅は、液晶表示素子を確実に黒電位まで充電できる長さとなるように、タイミング制御部２２によって制御される。
【０１４１】
その後、映像書き込み１期間内に、各走査線に順次ゲートパルスを発生させていき、フレームメモリ１５に蓄積しておいた１つ前のフィールドの表示用データを書き込んでいく。ここで、映像書き込み１期間に表示用データを書き込む際に発生させるゲートパルスの幅を、１ライン分の表示用データを書き込むのに必要な時間よりも長くしている。ここでは、この映像書き込み１期間に発生させるゲートパルスの幅を、１ライン分の表示用データを書き込むのに必要な期間の２倍に設定している。この映像書き込み１期間に発生させるゲートパルスの幅を長くしている点のみが、実施の形態２と異なる。
【０１４２】
そして、映像書き込み２期間に、タイミング制御部２２は、各走査線に順次ゲートパルスを発生させていくとともに、Ｄ／Ａ変換部２３に対してロードパルスを出力し、シフトレジスタ２４に格納された１行画素分の表示用データをＤ／Ａ変換させて各表示用データに対応した電圧を液晶表示パネル１０の信号線に出力させ、映像書き込み１期間に書き込ませたのと同じ、１つ前のフィールドの表示用データを書き込ませていく。ここで、映像書き込み２期間に表示用データを書き込む際に発生させるゲートパルスの幅は、従来の液晶表示装置と同様の、１ライン分の表示用データを書き込むのに必要な時間としている。
【０１４３】
このようにして、各ラインについて、２回ずつ同じ表示用データを書き込んでいくが、映像書き込み１期間に書き込む際に発生させるゲートパルスの幅を、１ライン分の表示用データを書き込むのに必要な期間よりも長くしている。
【０１４４】
次に、本実施の形態３の液晶表示装置で、表示用データに対する液晶表示素子への書き込み不足を抑制できる原理について説明する。
【０１４５】
図８は、本実施の形態３の液晶表示装置において、表示用データに対する液晶表示素子への書き込み不足を抑制できる動作を説明するタイミングチャートを示している。高輝度の白表示を行う場合の、液晶表示素子に充電される電圧の状態を示している。
【０１４６】
破線で示す部分が、図１４に示した液晶表示装置の表示方法におけるゲートパルスおよび液晶表示素子に充電される電圧の状態を示しており、実線で示す部分が、本実施の形態３の液晶表示装置におけるゲートパルスおよび液晶表示素子に充電される電圧の状態を示している。
【０１４７】
従来の液晶表示装置の場合も本実施の形態３の液晶表示装置の場合も、黒書き込み期間におけるゲートパルスの幅を大きくしているので、いずれの場合にも、液晶表示素子は「黒挿入用データの所定電圧」まで充電されている。
【０１４８】
従来の液晶表示装置の表示方法では、図８の破線で示すように、映像書き込み１期間のゲートパルスが発生している期間内のみに画素への充電が行われ、その期間内だけでは「白データの所定電圧」まで充電されず、その電位のままバックライトにより照明され表示されるので、低い輝度で表示されてしまう。
【０１４９】
これに対して、本実施の形態３の液晶表示装置の場合には、図８の実線で示すように、映像書き込み１期間のゲートパルス期間における充電により、画素の電位を「白データの所定電圧」値に近づけた後、映像書き込み２期間のゲートパルス期間における充電により、さらに「白データの所定電圧」に近い電圧まで充電できる。
【０１５０】
ここで、映像書き込み１期間に発生させるゲートパルスの幅を長くしているので、このゲートパルスが発生している期間内に、実施の形態２の液晶表示装置の場合よりも、より「白データの所定電圧」に近い電圧にまで画素を充電することができる。したがって、実施の形態２の液晶表示装置の場合よりも、さらに「白データの所定電圧」に近い電圧まで充電させた状態にしてバックライト１１を点灯させるので、輝度の低下がより抑制された表示ができる。
【０１５１】
本実施の形態３の場合も、実施の形態１と同様に、映像書き込み１期間のゲートパルスの幅をより長くしてもよいし、映像書き込み２期間のゲートパルス幅も長くしてもよい。また、実施の形態２と同様に、表示用データを繰り返し書き込む回数を３回以上としてもよいし、バックライトを点灯させる期間も含めて表示用データを書き込ませるようにしてもよい。また、最後に書き込んだ表示用データに対して充電不足とならなければ、繰り返し書き込むデータを必ずしも同じ表示用データとしなくてもよい。
【０１５２】
以上に説明したように、本発明の液晶表示装置の駆動方法は、各ラインの各ゲート信号がＯＮにされている積算期間を長くすることにより、表示用データが充電される期間を長くし、表示用データに必要な電圧値により近い電圧値まで充電させるので、低温時においても、輝度が低下しない表示ができる液晶表示装置を実現できる。
【０１５３】
１フィールドまたは１フレーム期間における、各ラインの各ゲート信号のＯＮにされている積算期間が長いほど、表示用データに必要な電圧まで、より確実に充電させることができる。ただし、表示用データを繰り返し書き込む回数が多くなるほど消費電力は大きくなるので、液晶表示装置の用途や使用環境などを考慮して、表示用データ書き込み時のゲートパルス幅および表示用データの繰り返し書き込み回数を決定して、その液晶表示装置に適した駆動方法を用いればよい。
【０１５４】
なお、各実施の形態では、フレームメモリが一時蓄積するデータは、一つ前のフィールドのデータとしたが、フレーム単位で表示させる液晶表示装置の場合には、１つ前のフレームのデータを蓄積する。また、１つ前のフィールドまたはフレームデータに限らず、さ
らに複数個前のデータから直前のデータまでを蓄積できるようにし、複数個前のフィールドデータまたはフレームデータを順次表示させていくようにしてもよい。
【０１５５】
また、各実施の形態では、バックライトとして短残光型の冷陰極管を用いることとしたが、これ以外にも立ち上がりの早いバックライトであれば本発明に適用でき、例えばＬＥＤバックライトなどを用いてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１５６】
本発明にかかる液晶表示装置は、液晶表示素子が表示用データに応答している期間のみにバックライトに照明させる方式において、低温時にも輝度の低下を抑制できる効果を有するので、ＯＣＢモード液晶を用いた液晶表示装置等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１５７】
【図１】本発明の液晶表示装置の構成を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態１の液晶表示装置で表示する際の動作を説明するタイミングチャートを示す図
【図３】本発明の実施の形態１の液晶表示装置において、液晶表示素子への書き込み不足を抑制できる動作を説明するタイミングチャートを示す図
【図４】本発明の実施の形態２の液晶表示装置で表示する際の動作を説明するタイミングチャートの一例を示す図
【図５】本発明の実施の形態２の液晶表示装置において、液晶表示素子への書き込み不足を抑制できる動作を説明するタイミングチャートを示す図
【図６】本発明の実施の形態２の液晶表示装置で表示する際の動作を説明するタイミングチャートの他の一例を示す図
【図７】本発明の実施の形態３の液晶表示装置で表示する際の動作を説明するタイミングチャートを示す図
【図８】本発明の実施の形態３の液晶表示装置において、液晶表示素子への書き込み不足を抑制できる動作を説明するタイミングチャートを示す図
【図９】（ａ）ＯＣＢ液晶の、白表示の場合のベンド状態を示す図、（ｂ）ＯＣＢ液晶の、黒表示の場合のベンド状態を示す図、（ｃ）ＯＣＢ液晶のスプレイ状態を示す図
【図１０】従来のＯＣＢモードの液晶表示素子を用いた液晶表示装置の構成図
【図１１】従来の液晶表示装置における、２倍速変換による逆転移防止駆動時のタイミングチャートを示す図
【図１２】従来の、液晶表示素子が表示用データに応答している期間のみにバックライトに照明させる方式の液晶表示装置の構成図
【図１３】従来の、液晶表示素子が表示用データに応答している期間のみにバックライトに照明させる方式の液晶表示装置の動作を説明するタイミングチャートを示す図
【図１４】液晶表示素子が表示用データに応答している期間のみにバックライトに照明させる方式の液晶表示装置において、逆転移防止用の黒色データの書き込み不足を抑制する駆動方法を用いた場合のタイミングチャートを示す図
【図１５】従来の液晶表示素子が表示用データに応答している期間のみにバックライトに照明させる方式の液晶表示装置において、液晶表示素子への書き込み不足が発生する場合の動作を説明するタイミングチャートを示す図
【符号の説明】
【０１５８】
１０  液晶表示パネル
１１  バックライト
１２  ソースドライバ
１３  ゲートドライバ
１４  コントローラ
１５  フレームメモリ
１６  入力電源
１７  液晶駆動電圧発生回路
２１  信号処理部
２２  タイミング制御部
２３  Ｄ／Ａ変換部
２４  シフトレジスタ
【図１】
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【図２】
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【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１１】
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