(57)【要約】【課題】間欠点灯光源を用いた液晶表示装置において、間欠点灯ゴーストを抑制し動画表示性能に優れた液晶表示装置を提供する。【解決手段】所定のタイミングで点灯と消灯を繰り返す間欠点灯光源と、該間欠点灯光源の光の透過または反射を画像データに応じて制御し画像を表示する表示部からなる液晶表示装置において、ひとつの画像を形成する各表示フレームにおいて、該液晶表示装置への書込みを、第１のアルゴリズムに基づいて複数の画素を代表するプリチャージデータを作成し、このプリチャージデータを用いて全画素に書込む第１の書込みと、少なくとも一部の画素上に第２のアルゴリズムに基づき作成したオーバーライトデータを追記して画像を表示する第２の書込みに分割することである。【選択図】　図１
2004093717.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定のタイミングで点灯と消灯を繰り返す間欠点灯光源と、該間欠点灯光源の光の透過または反射を画像データに応じて制御し画像を表示する表示部を有する液晶表示装置において、
画像を形成する各表示フレームにおける前記液晶表示装置への書込みを、第１のアルゴリズムに基づいて複数の画素を代表するプリチャージデータを用いて全画素に書込む第１の書込みと、少なくとも一部の画素上に第２のアルゴリズムに基づいて作成したオーバーライトデータを追記して画像を表示する第２の書込みに分割することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記液晶表示装置の表示部が、少なくとも一方が透明な一対の基板に狭持された液晶層と、前記一対の基板の一方の基板に複数の行配線と複数の列配線を有し、該複数の行配線と複数の列配線の交差部にアクティブ素子を備え、該アクティブ素子を通じてマトリクス状に配置された画素に画像データを点順次または線順次に書込むことにより画像を表示することを特徴とする請求項１の液晶表示装置。
【請求項３】
第１の書込みに用いるプリチャージデータを、所望の複数行の画像データを代表する画像データにより構成し、該プリチャージデータにより所望の複数行からなる画像の書込みをすることを特徴とする請求項２の液晶表示装置。
【請求項４】
前記プリチャージデータを所定の行からｊ行おきに抽出した画像データにより構成したことを特徴とする請求項３の液晶表示装置。
【請求項５】
前記プリチャージデータを、近隣のｊ行からなる画像データの列方向の平均値により構成したことを特徴とする請求項３の液晶表示装置。
【請求項６】
前記プリチャージデータを、近隣のｊ行からなる画像データの内、同一列のｊ個のデータの中で前フレームからのデータ変化で最も応答時間の遅いデータにより構成したことを特徴とする請求項３の液晶表示装置。
【請求項７】
前記液晶表示部は、前記アクティブ素子を通じてマトリクス状に配置された画素に画像データを点順次または線順次に書込むことにより画像を一定期間保持して表示するものであり、前記間欠点灯光源は、前記液晶表示部の表示タイミングに同期して間欠点灯するものであり、
前記第１の書込みにおいては、複数行を同時選択して該複数行の内の１行分の画像データを書込み、前記第２の書込みにおいては、残りの画像データを順次一括して書込むか、または行単位の複数のサブフィ−ルドに分割して書込むことを特徴とする請求項１の液晶表示装置。
【請求項８】
前記第２の書込みにおいて複数のサブフィールドに分割して書込むとともに、各行毎に書込みの極性を反転したことを特徴とする請求項７の液晶表示装置。
【請求項９】
前記表示フレームの後半に、当該フレームの前半で用いた画像データを用い、極性のみを反転した第３の書込み及び第４の書込みを付加したことを特徴とする請求項８の液晶表示装置。
【請求項１０】
少なくとも一方が透明な一対の基板に狭持された液晶層と、前記基板の一方に複数の行配線と複数の列配線を有し、該複数の行配線と複数の列配線の交差部にアクティブ素子を備え、該アクティブ素子を通じてマトリクス状に配置された画素に画像データを点順次または線順次に書込むことにより画像を一定期間保持して表示する液晶表示部と、該液晶表示部の表示タイミングに同期して間欠点灯する間欠点灯光源を有する液晶表示装置において、
インターレース画像データを入力し、各画像データを２行毎を単位とするペア行に割り当て、奇数フィールドと偶数フィールドでは、それぞれの開始行を偶数行と奇数行に交互に変えるとともに、ひとつの画像を形成する各表示フィールドにおいて、該液晶表示部への書込みを、概略の画像表示が可能なプリチャージデータを用いて全画素を高速、かつ、該間欠点灯光源の非点灯時に書込む第１の書込みと、第１の書込みを行った画素の少なくとも一部に補間データを追記して詳細な画像データを表示する第２の書込みに分割して表示し、当該フィールドの前半で用いた画像データを用い、極性のみを反転した第３の書込み及び第４の書込みを付加したことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１１】
前記第１の書込みにおいては、２ペア行を同時選択して２ペア行の内の１ペア行の画像データを書込み、該第２の書込みにおいては、１ペア行を同時選択して２ペア行毎の飛び越し走査により、残りの画像データを書込み、当該表示フィールドの後半に、当該フィールドの前半で用いた画像データを用い、極性のみを反転した第３の書込み及び第４の書込みを付加したことを特徴とする請求項１０の液晶表示装置。
【請求項１２】
ひとつのサブフィールド内の書込み極性を同一とするともに、任意の行の選択期間内に次に選択される行の選択期間が重複していることを特徴とした請求項９の液晶表示装置。
【請求項１３】
前記間欠点灯光源を該第２の書込み終了後の所望のタイミングに点灯させたことを特徴とする請求項１２の液晶表示装置。
【請求項１４】
少なくとも一方が透明な一対の基板に狭持された液晶層と、前記基板の一方に複数の行配線と複数の列配線を有し、該複数の行配線と複数の列配線の交差部にアクティブ素子を備え、該アクティブ素子を通じてマトリクス状に配置された画素に画像データを点順次または線順次に書込むことにより画像を一定期間保持して表示する液晶表示部と、該液晶表示部の表示タイミングに同期して間欠点灯する間欠点灯光源を有する液晶表示装置において、
少なくとも、該液晶表示部の表示タイミングに同期して点灯タイミングを個別に制御可能な複数の光源ブロックからなる間欠点灯光源と、外部の画像源から取り込んだ画像データを、取り込み速度以上に高速化して液晶表示部に書込む高速書込み回路からなることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１５】
前記光源ブロックの数ｐと、画像の取り込み速度に対する書込み速度の比ｑのいずれも１よりも大なることを特徴とする請求項１４の液晶表示装置。
【請求項１６】
該光源ブロックの数ｐと、画像の取り込み速度に対する書込み速度の比ｑの積ｐ×ｑが３よりも大なることを特徴とする請求項１５の液晶表示装置。
【請求項１７】
取り込み速度以上に高速化して液晶表示部に書込む高速書込み回路が、ひとつの画像を形成する各表示フレームにおいて、該液晶表示装置への書込みを、概略の画像表示が可能なプリチャージデータを用いて全画素を高速、かつ、該間欠点灯光源の非点灯時に書込む第１の書込みと、第１の書込みの少なくとも一部の画素上に詳細な画像データを追記する第２の書込みに分割する回路であることを特徴とする請求項１４の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置に係り、特に間欠点灯光源との組合せにより動画表示性能を向上させた動画表示に適する液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置は、デスクトップ型及びノート型パソコン、あるいは携帯電話に代表されるモバイル機器の表示部として、広く用いられている。特に最近では、市場の省スペース化や低消費電力化への要求の高まりにより、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ　Ｒａｙ　Ｔｕｂｅ）型テレビの代替としての液晶テレビが注目されている。しかしながら液晶表示装置は、薄型軽量，低消費電力，高精細といったＣＲＴなどの表示装置に比べて優れた性能を発揮するが、動画像表示に対しては、表示対象物がゆっくり移動する低速動画では、ほぼＣＲＴ並の表示性能を示すものの、スポーツ番組のように対象物が素早く移動する高速動画では、画像がぼやける、あるいはコントラストが低下し、画像の鮮明度がやや低下して見えることがある。
【０００３】
液晶表示装置の表示原理としては、現在主流のＴＮ（ツイステッドネマチック）の他に、広視野角を特徴とするＩＰＳ（イン　プレーン　スイッチング），ＶＡ（バーチカル　アライメント），ＭＶＡ（マルチドメイン　バーチカル　アライメント）などが用いられているが、いずれも、表示部の背面に設置された光源装置（通称バックライト）の照明光を、印加電圧に応じた液晶分子の回転により光の透過率を制御可能な液晶パネルに入射することにより画像を形成するものである。従来の液晶表示装置において、動画像がぼやける原因としては、液晶の応答時間が長いことによる応答速度起因と、液晶表示装置やプラズマ表示装置に共通するホールド型表示起因の複合によるとされている。液晶表示装置の応答速度が十分速くない場合、動画像の如く時々刻々表示画像が変化すると、書込まれた画像データに対して液晶の光学応答が十分でない時刻の透過率の過渡的な応答状態も可視化してしまうこととなる。この結果、人間の目にはぼやけとして検知されることとなる。また、光源が常時点灯していると、あるフレームで表示された画像は、次のフレームの書換えの瞬間まで同じ画像が保たれる。このような表示方式はホールド型表示方式とよばれ、このホールド型表示方式と人間の目の視覚特性との不整合により動画像がぼやけることが映像情報メディア学会技術報告ＩＤＹ２０００−１４７　ｐｐ．１３−１８（ＶＯＬ．２４，ＮＯ．５４，２０００−０９）に説明されている。さらに、液晶の応答による動画像のぼやけ及びホールド型表示方式と人間の視覚特性に起因する動画像のぼやけを改善する方法として、光源を間欠点灯する技術が同誌に記載されている。この中で、１フレームの時間の中で光源を点灯させる割合（点灯デューティと呼ぶ）に応じて、動画像の画質が影響されることが述べられており、通常の速度で画像が移動する動画像を高速応答の液晶ディスプレイを用いて表示した場合、点灯デューティを１／２以下とすることで動画質が向上し、動画像を見ていてもさほど画質劣化を感じないレベルに達し（動画像のぼやけに対してがまんできる限度ということで許容限と呼ばれている）、１／４程度まで点灯デューティを下げると動画像のぼやけを人間が知覚できなくなるいわゆる検知限に達することが示されている。点灯デューティに対する動画像の改善の程度は動画の移動速度に依存し、遅い画像の場合には、１／２程度の点灯デューティでも十分検知限以下の良好な動画像を得られることを筆者らの検討により明かにしている。また、特開２０００−２９３１４２号公報には、光源を間欠点灯し液晶表示装置の動画表示性能を向上させる技術が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
動画像を高画質に表示するためには、点灯時間を１／２フレーム以下に抑えた間欠点灯光源が必要であるが、この場合間欠点灯により新たな画質劣化が発生する場合がある。本発明は以下に詳述する新たに発生する画質劣化を解決することを目的としている。以後の説明の中で用いる液晶表示装置は、特に断りの無い限りはアクティブマトリクス型の液晶表示装置を対象として説明する。
【０００５】
まず、アクティブマトリクス型液晶表示装置の表示原理と、間欠点灯による液晶表示装置の課題を明らかにするため図１４（ａ）（ｂ）を用いて説明する。この図はここで明らかにしようとしている本発明の課題が最も顕著に表れる全画面をフレーム毎に白黒の表示を行った場合を想定したものであるが、これ以外の表示パターンにおいても程度の差は有るもののいずれの場合にも発生する。
【０００６】
一般的な液晶表示装置のフレーム周波数はフリッカが感じられにくい周波数で且つ、駆動が比較的容易という点から６０Ｈｚ前後のフレーム周波数が用いられており、この時１フレーム期間は約１６．７ｍｓ（ミリ秒）である。液晶に電圧が印加されてから印加電圧に応じた光の透過率に達する現象を液晶の光学応答，電圧が印加されてから液晶が印加電圧に対応する光の透過率を示すまでの時間を液晶の光学応答時間と呼び、通常、液晶表示装置が示す開始透過率を０％、到達透過率を１００％として、１０％から９０％までの光学応答を立ち上り応答ｔｒ、９０％から１０％までの光学応答を立下り応答ｔｆと呼び単に液晶の光学応答時間と呼ぶ場合には、両応答時間の和をとり
ｔＲ　＝ｔｒ＋ｔｆ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（式１）を用いる。ここでは、立ち上り応答時間と立下り応答時間のほぼ等しいインプレーンスイッチング方式の液晶表示モードを用い、立ち上り，立下りいずれもが４ｍｓの光学応答特性を有する液晶材料を例に説明する。また、走査とは、ひとつの画像を表示するために、各行を順次選択する動作をいい、走査が終了するまでの期間を走査期間と呼ぶ。また、ある１行を選択し、その行の画素に画像データを書込む為に行を選択している期間を選択期間と呼ぶ。画面の最上行から最下行までの書込みに要する時間をフレーム書込み時間と呼び、これを１フレームの時間で割った値を書込みデューティと呼ぶ。以下、書込みデューティの１／２以下の書込みを高速書込みと呼ぶ。この書込みデューティが大きいほど画面上下の書込みタイミングの時間差が大きくなる。図１４（ａ）では書込みデューティを１／２とした。このため、最上行と最下行の書込みタイミングの差は約８．３ｍｓ発生する。画素への画像データの書込みとは、液晶が所望の透過率を示すように液晶に電圧を印加することである。
【０００７】
図１４（ａ）には各行電極への印加電圧４０１（Ｖｇ１からＶｇｎ）と書込み用の画像信号電圧１１５（Ｖｄａｔａ）の関係を示す画像表示シーケンスと、点灯期間３０１に対する画面上の最上行である第１行，中央行である第ｎ／２行，最下行である第ｎ行におけるそれぞれの液晶の透過率の応答波形Ｒ１，Ｒｎ／２およびＲｎを、図１４（ｂ）には従来の間欠点灯を用いた液晶表示装置の１フレーム毎に全画面に白黒表示を繰り返した際の縦方向の位置に対する輝度分布を示す。
【０００８】
図１４（ａ）に示すように画面の上から下へ順次画像信号電圧１１５（Ｖｄａｔａ）を書込む従来の走査方法を用いるとともに、画面の上下の中央付近の液晶応答に同期して間欠点灯光源を点灯させると、画面の中央付近では良好な輝度がえられるが、上方および下方に行くほど次のフレームの画像データに液晶が応答し始めるか、あるいは液晶応答が十分でない状態でバックライトの点灯が開始されるため、画面最上行の透過率応答３０２ａ，画面中央行の透過率応答３０２ｂと画面最下行の透過率応答３０２ｃとバックライトの点灯期間が重複するハッチング領域に示すように、白表示時の画面輝度が画面の中央から上方あるいは下方に向かうほど減少する。図１４（ｂ）はこの輝度の変化の画面の上下位置依存性として示した図で、図１４（ａ）と同様に、画面の縦方向の輝度分布を示す特性曲線
３０３が画面の中央から上方あるいは下方へ向かって減少し、輝度傾斜として認識される。この輝度傾斜はアクティブマトリクスによる最上行から最下行に向かって書込み走査することと、光源を間欠点灯することで、場所により液晶の応答時間が異なることにより発生する。
【０００９】
図１５はアクティブマトリクス型液晶表示装置の等価回路図を示す。各行の選択期間が開始する前に予め１行分の画像データをドレインドライバ１０７に転送することにより、行配線２０１にＴＦＴ２０３がオン状態となる電位がゲートドライバ１０６により与えられた後に、速やかにドレインドライバ１０７により１行分の画像データに応じた電位を列配線２０２に与える。これにより、ＴＦＴ
２０３を介して画像データに依存する電位が画素電極２１０に効率良く与えられる。画素電極２１０と共通電極２０４との電位差が、並列に接続されている液晶容量２０８と保持容量２０５に充電される。選択期間の終了時に行配線２０１にＴＦＴ２０３がオフ状態となる電位が与えられ、１行分の書込みが完了する。液晶容量２０８と保持容量２０５の充電は液晶の光学応答に比べて非常に短い時間で終了する。この時、液晶容量２０８が示す光の透過率は与えられた電圧の絶対値により変化するが、電圧の極性には依存しない。間欠点灯や高速書込みのいずれをも行わない通常駆動の場合には、以上の書込みを最上行から開始し、順次最下行までを１フレームにほぼ等しい時間を費やして書込むことにより１フレームの画像の書込みが終了する。従って、ひとつの画像を表示する場合でも、最上行と最下行ではおよそ１フレームの時間差を伴って書込み動作が開始する。一方、間欠点灯で書込みデューティを１／２とした場合には、書込みは１／２フレームで終了するため、最上行と最下行の書込みの時間差は１／２フレームとなり約
８．３ｍｓ　の時間を要する。さらに書込みデューティを小さくしていけば上下の書込みタイミングの時間差を短縮することが可能であるが、低書込みデューティ、すなわち高速書込みに伴い画素への書込み電圧誤差が増大し画質が劣化する。ＴＶやＰＣ用モニタ用の画像表示装置のなかでも行配線数が多く高速書込みが難しいとされる高精細ＴＶにおいて動画性能を向上するためには、１０８０本に及ぶ行配線に対し、６０Ｈｚのフレーム周波数で書きかえることが必要である。この場合単純な計算によると、間欠点灯や高速書込みのいずれをも行わない通常駆動の場合でも１行の書込み時間は１５．７μｓ　となる。画面サイズや画素構造，配線材料さらには画素への書込み用アクティブ素子の書込み性能であるＴＦＴの移動度によっても変わるが、低温ポリシリコン型の高性能のＴＦＴを用いたとしても、画面の対角サイズが７６０ｍｍを超える大型高精細ＴＶの場合には、書込みデューティ１／２程度が高速書込みの限界と考えられる。
【００１０】
間欠点灯によりぼやけを抑制して動画質を向上した場合に、残される画質上の課題としては、輝度傾斜の他に、高速に移動する動画像を表示した時に移動方向の前後に現れる階段状の輝度変化がある。この画質劣化を間欠点灯時に多重像が見えると言うことから間欠点灯ゴーストと呼ぶ。ゴースト現象は通常のテレビ放送を受信するテレビ受像機においても用いられる用語で、この場合には建物や障害物により電波が多重反射され、時間差を有する複数の電波伝播経路ができて受像機に受信されることにより発生する。本発明において対象とするゴースト現象は間欠点灯光源を用いた動画像表示特有の現象で、原因も異なっていることから、区別する意味で間欠点灯ゴーストと呼ぶ。
【００１１】
図１６により、本発明で対象とする間欠点灯ゴーストについて説明する。図
１６（ａ）は間欠点灯光源を持った液晶表示装置におけるゴースト発生状況を模式的に示した図で、適当な幅を有する黒い縦棒で示す表示パターン３１１を移動方向３１２に従って、左から右に移動する画像を表示している。この表示の場合、上下方向の中央部で最も良好な表示条件となるようにバックライトの点灯タイミングを設定しているため、表示装置の中央部では正常に表示されているが、上下それぞれの端部に向かうほど移動方向前後のゴースト現象が顕著となってくる。これは、バックライトの点灯と液晶の光学応答のタイミングが中央から上下に向かうほど不一致となることが原因である。図１６（ｂ）は間欠点灯ゴーストが発生するメカニズムについて示した図である。白表示が続いた後に２フレーム間の黒表示が入りその後再び白表示になった時の最上行、中央行及び最下行の液晶の光学応答３２１，３２２，３２３を輝度変化特性曲線として示した。中央行の光学応答に光源の点灯期間３０１を合せると、最上行では中央行に比べ液晶の光学応答３２１が早く始まり、最下行では中央行に比べ光学応答が遅れて始まるためバックライトの点灯タイミングと液晶の光学応答が合わなくなる。このため間欠点灯ゴーストが発生する。
【００１２】
この課題に対し、書込み速度を上げる、すなわち、１行の選択期間を短くすることにより、上下の書込みタイミングの差異を圧縮する方法が考えられるが、書込み速度の向上には、行配線と列配線それぞれの配線の容量と抵抗値で決まる充電時定数や、画素への電圧を書込むアクティブ素子の充電能力で決まる書込み時定数などにより制限が存在することから、十分な効果を得ることができない。
【００１３】
間欠点灯光源を用いた画像表示には、輝度傾斜と間欠点灯ゴーストの２種類の画質劣化が知覚されるが、上に述べたようにいずれも原因は共通で、間欠点灯光源の点灯が画面全体で一様であるにもかかわらず、画面全体における液晶の光学応答が一様でないことにより、照明期間において、場所により十分に液晶が光学応答していない部分と、次のフレームの書込みによる応答が始まっている部分があることが原因である。
【００１４】
本発明で対象とする動画像表示は、主にテレビ放送において用いられるインターレース走査のように、偶数行のフィールドと奇数行のフィールドで異なる飛び越し画像データが交互に送られてくる場合が多い。しかし、液晶表示装置は点順次か線順次のプログレッシブ走査により各フレームで全ての画素を書きかえなければならないことから、一般的には２行同時走査や飛び越し行の画像データを予測して書込むインターレース／プログレッシブ変換などにより液晶表示装置に適したプログレッシブ走査を行っている。２行同時走査において、解像度を通常のインターレース駆動並に上げる目的で、フィールド毎に２行ペアの組合せを変えることが有効であるが、この場合、各画素の交流化周期が２倍に伸びることになりフリッカが目立つ場合がある。
【００１５】
ここで、フリッカと液晶に与える電圧の極性、およびフリッカを抑制する方法について説明する。一般に液晶材料は有機物で構成されることから、直流電圧を印加すると特性が劣化することが知られており、通常ある画素の液晶に与えられる画像データは、少なくとも１フレーム毎にその極性を反転させて印加している。液晶が示す透過率は、印加電圧の大きさにより決まり、その極性には依存しないが、アクティブ素子を用いて駆動した場合、アクティブ素子が持っている寄生容量やアクティブ素子のオフ時のリーク電流などによるクロストークが発生し、画素電極に対して同じ大きさの電圧が印加されるようにドレインドライバから電圧を供給しても、実際に液晶に印加される電圧値はその極性によって僅かなずれが生じる。通常、液晶表示装置は１フレームを６０Ｈｚで表示する。正極性と負極性で液晶に印加される電圧が等しければフリッカ周波数は６０Ｈｚ成分となるためフリッカが観察されないが、同じ画像データでも通常の液晶表示装置では正極性と負極性で輝度が異なるため３０Ｈｚ成分のフリッカとして認識される。フリッカを抑える方法としては、フレーム周波数を増大させ、例えば１２０Ｈｚで表示すれば、通常の輝度差弁別能力を有する人間の目が正極性と負極性の輝度差を認識できないことから、フリッカとして認識されることがない。しかし、１２０Ｈｚ駆動のように高フレーム周波数で液晶表示装置を駆動するためには画像データの書込み負荷の軽減などが必要である。他のフリッカ抑制方法としては、正極性で書込む画素と負極性で書込む画素を空間的に分散させることにより輝度差を平均化して人間の目にフリッカを認識させないようにする方法があり、比較的画像データの書込み負荷の増大が少ないことから、現在広く用いられている。
【００１６】
以上を鑑みた本発明の目的は、間欠点灯光源により照明される液晶表示装置において、上下の輝度傾斜や動画像表示おける間欠点灯ゴーストの発生を抑制することが可能な動画表示性能に優れる液晶表示装置を提供することである。
【００１７】
本発明の他の目的は、動画像表示に広く用いられているインターレース駆動と、間欠点灯光源により照明される液晶表示装置の組合せにおいて、動画像の種類によらずフリッカの発生の無い液晶表示装置を提供することである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本出願の一実施態様によれば、所定のタイミングで点灯と消灯を繰り返す間欠点灯光源と、該間欠点灯光源の光の透過または反射を画像データに応じて制御し画像を表示する表示部を有する液晶表示装置で、ひとつの画像を形成する各表示フレームにおいて、液晶表示装置への書込みを、第１のアルゴリズムに基づいて複数の画素を代表するプリチャージデータを作成し、このプリチャージデータを用いて全画素に書込む第１の書込みと、少なくとも一部の画素上に第２のアルゴリズムに基づき作成したオーバーライトデータを追記して画像を表示する第２の書込みに分割するというものである。
【００１９】
さらに、この液晶表示装置の表示部が、少なくとも一方が透明な一対の基板に狭持された液晶層と、基板の一方に複数の行配線と複数の列配線を有し、複数の行配線と複数の列配線の交差部にアクティブ素子を備え、アクティブ素子を通じてマトリクス状に配置された画素に画像データを点順次または線順次に書込むことにより画像を表示するアクティブマトリクス型の液晶表示部であるというものである。
【００２０】
さらに、第１の書込みに用いる該プリチャージデータを所望の複数行の画像データを代表する画像データにより構成し、このプリチャージデータにより所望の複数行からなる画像の書込みをしたというものである。
【００２１】
さらに、このプリチャージデータを所定の行からｊ行おきに抽出した画像データにより構成したというものである。
【００２２】
さらに、このプリチャージデータを、近隣のｊ行からなる画像データの列方向の平均値により構成したというものである。
【００２３】
さらに、このプリチャージデータを、近隣のｊ行からなる画像データの内、同一列のｊ個のデータの中で前フレームからのデータ変化で最も応答時間の遅いデータにより構成したというものである。
【００２４】
本出願の別の実施態様によれば、少なくとも一方が透明な一対の基板に狭持された液晶層と、これらの基板の一方に複数の行配線と複数の列配線を有し、複数の行配線と複数の列配線の交差部にアクティブ素子を備え、アクティブ素子を通じてマトリクス状に配置された画素に画像データを点順次または線順次に書込むことにより画像を一定期間保持して表示する液晶表示部と、この液晶表示部の表示タイミングに同期して間欠点灯する間欠点灯光源を有する液晶表示装置で、ひとつの画像を形成する各表示フレームにおいて、この液晶表示部への書込みを、概略の画像表示が可能なプリチャージデータを用いて全画素を間欠点灯光源の非点灯時に書込む第１の書込みと、第１の書込みを行った画素の少なくとも一部に補間データを追記して詳細な画像を表示する第２の書込みに分割して表示するとともに、第１の書込みにおいては、複数行を同時選択して複数行の内の１行分の画像データを書込み、第２の書込みにおいては、残りの画像データを順次一括して書込むか、または行単位の複数のサブフィ−ルドに分割して書込むというものである。
【００２５】
さらに、第２の書込みにおいて複数のサブフィールドに分割して書込むとともに、各行毎に書込みの極性を反転したというものである。
【００２６】
さらに、表示フレームの後半に、フレームの前半で用いた画像データを用い、極性のみを反転した第３の書込み及び第４の書込みを付加したというものである。
【００２７】
本出願の別の実施態様によれば、少なくとも一方が透明な一対の基板に狭持された液晶層と、基板の一方に複数の行配線と複数の列配線を有し、複数の行配線と複数の列配線の交差部にアクティブ素子を備え、アクティブ素子を通じてマトリクス状に配置された画素に画像データを点順次または線順次に書込むことにより画像を一定期間保持して表示する液晶表示部と、この液晶表示部の表示タイミングに同期して間欠点灯する間欠点灯光源を有する液晶表示装置で、インターレース画像データを入力し、各画像データを２行毎を単位とするペア行に割り当て、奇数フィールドと偶数フィールドでは、それぞれの開始行を偶数行と奇数行に交互に変えるとともに、ひとつの画像を形成する各表示フィールドにおいて、液晶表示部への書込みを、概略の画像表示が可能なプリチャージデータを用いて全画素に間欠点灯光源の非点灯時に書込む第１の書込みと、第１の書込みを行った画素の少なくとも一部に補間データを追記して詳細な画像データを表示する第２の書込みに分割して表示し、フィールドの前半で用いた画像データを用い、極性のみを反転した第３の書込み及び第４の書込みを付加したというものである。
【００２８】
さらに、第１の書込みにおいては、２ペア行を同時選択して２ペア行の内の１ペア行の画像データを書込み、第２の書込みにおいては、１ペア行を同時選択して２ペア行毎の飛び越し走査により、残りの画像データを書込み、表示フィールドの後半に、フィールドの前半で用いた画像データを用い、極性のみを反転した第３の書込み及び第４の書込みを付加したというものである。
【００２９】
さらに、ひとつのサブフィールド内の書込み極性を同一とするともに、任意の行の選択期間内に次に選択される行の選択期間が重複しているというものである。
【００３０】
さらに、間欠点灯光源を第２の書込み終了後の所望のタイミングに点灯させたというものである。
【００３１】
さらに、書込み動作をしていない時の全ての該列配線の電位を一定としたというものである。
【００３２】
さらに、書込み動作をしていない時の全ての該列配線の電位を各画素に電位を与えるために画素近傍に配置した共通電極の電位と同一としたというものである。
【００３３】
さらに、液晶の表示モードがインプレーンスイッチングモードまたは液晶への電圧無印加時の表示が黒のノーマリブラックモードであるというものである。
【００３４】
さらに、画素への書込み用該アクティブ素子が高移動度アクティブ素子であるというものである。
【００３５】
さらに、高移動度アクティブ素子が多結晶薄膜トランジスタまたは単結晶シリコントランジスタであるというものである。
【００３６】
さらに、光源装置が高速応答光源を用いているというものである。
【００３７】
さらに、高速応答光源がＬＥＤ（ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ）を代表とする電流／光変換素子を用いた発光型光源，電界放出型電子源応用光源（ＦＥＤ：Ｆｉｅｌｄ
Ｅｍｉｓｓｉｏｎ　Ｄｉｓｐｌａｙ），プラズマ利用発光型光源，高速応答蛍光管のいずれか、あるいはこれらの組合わせであるというものである。
【００３８】
さらに、アクティブ素子を通じてマトリクス状に配置された画素に画像データを点順次または線順次に書込むためのゲートドライバが、予め設定した複数行単位で、複数行の行配線をまとめて駆動する機能と、複数行毎の飛び越し操作により行配線を駆動する機能を兼備し、かつ、いずれか一方の機能を選択的に動作させる構成としたというものである。
【００３９】
さらに、アクティブ素子を通じてマトリクス状に配置された画素に画像データを点順次または線順次に書込むためのゲートドライバを、シフトレジスタと、行配線を駆動するパターンを制御するパターン選択回路と、シフトレジスタの出力とパターン選択回路の出力信号との論理出力により複数の出力バッファの出力を制御するバッファ制御回路と、バッファ制御回路の出力により走査線の電圧を制御するバッファ回路により構成したというものである。
【００４０】
さらに、所定のタイミングで点灯と消灯を繰り返す間欠点灯光源の点灯タイミングを、該第１の書込みの行移動速度にほぼ等しく制御したというものである。
【００４１】
本出願の別の実施態様によれば、少なくとも一方が透明な一対の基板に狭持された液晶層と、これらの基板の一方に複数の行配線と複数の列配線を有し、複数の行配線と複数の列配線の交差部にアクティブ素子を備え、アクティブ素子を通じてマトリクス状に配置された画素に画像データを点順次または線順次に書込むことにより画像を一定期間保持して表示する液晶表示部と、この液晶表示部の表示タイミングに同期して間欠点灯する間欠点灯光源を有する液晶表示装置で、少なくとも、液晶表示部の表示タイミングに同期して点灯タイミングを個別に制御可能な複数の光源ブロックからなる間欠点灯光源と、外部の画像源から取り込んだ画像データを、取り込み速度以上に高速化して液晶表示部に書込む高速書込み回路を有して構成されているというものである。
【００４２】
さらに、光源ブロックの数ｐと、画像の取り込み速度に対する書込み速度の比ｑのいずれも１よりも大であるというものである。
【００４３】
さらに、光源ブロックの数ｐと、画像の取り込み速度に対する書込み速度の比ｑの積ｐ×ｑが３よりも大であるというものである。
【００４４】
さらに、取り込み速度以上に高速化して液晶表示部に書込む高速書込み回路が、ひとつの画像を形成する各表示フレームにおいて、該液晶表示装置への書込みを、概略の画像表示が可能なプリチャージデータを用いて全画素を高速、かつ、該間欠点灯光源の非点灯時に書込む第１の書込みと、第１の書込みの少なくとも一部の画素上に詳細な画像データを追記する第２の書込みに分割する回路であるというものである。
【００４５】
本出願の別の実施態様によれば、所定のタイミングで点灯と消灯を繰り返す間欠点灯光源と、間欠点灯光源の光の透過または反射を画像データに応じて制御し画像を表示する表示部を有する液晶表示装置で、ひとつの画像を形成する各表示フレームにおいて、該液晶表示装置への書込みを、４つのサブフレームに分割し、隣り合う奇数行，偶数行をペアとして、あるフレームにおいて、第１のサブフレームにおいてはひとつの概ペア行共に奇数行の画像データを書込み、第２のサブフレームにおいては、概ペア行の偶数行にのみ偶数行の画像データを書込み、第３のサブフレームにおいては概ペア行の奇数行にのみ奇数行の画像データを書込み、第４のサブフレームにおいては概ペア行の偶数行のみに偶数行の画像データを書込み、次のフレームにおいて、第１のサブフレームにおいてはひとつの概ペア行共に偶数行の画像データを書込み、第２のサブフレームにおいては、概ペア行の奇数行にのみ奇数行の画像データを書込み、第３のサブフレームにおいては概ペア行の偶数行にのみ偶数行の画像データを書込み、第４のサブフレームにおいては概ペア行の奇数行のみに奇数行の画像データを書込むというものである。
【００４６】
さらに、画像データの極性が、第１のサブフレームと第４のサブフレームで同極性であり、第２のサブフレームと第３のサブフレームで同極性であり、第１，第４のサブフレームの画像データの極性と、第２，第３のサブフレームの画像データの極性が異極性であり、かつフレーム毎に各サブフレームで書込む画像データの極性を反転するというものである。
【００４７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図を用いて具体的に説明する。
【００４８】
（実施例１）
本発明の第１の実施例を図１から図７により説明する。図１は本発明の第１の実施例の一例を示す駆動シーケンス、図２に本実施例になる液晶表示装置の表示部の等価回路、図３に本実施例適用の有無と２種類の本実施例の特性を比較する特性図、図４に本実施例の全体構成を示すシステム構成図、図５に本システムの表示制御部の駆動シーケンス、図６に本実施例で用いたゲートドライバの回路構成、図７は本発明の第１の実施例変形例を示す駆動シーケンスを示す。これ以降の説明において、概略の画像表示が可能なプリチャージデータを用いて全画素を対象に高速に書込む駆動をデータプリチャージ駆動と称する。
【００４９】
本駆動方式は、データプリチャージ駆動により、画面上の場所に限らず全ての画素電極を、概略の画像情報に基づきやや低い解像度で高速に画像書込みすることにより、特に従来の間欠点灯光源を用いた書込み方式においては、光源の点灯タイミングと液晶の光学応答との時間的なずれが大きいことから、輝度の変動や、間欠点灯ゴーストの発生しやすい表示画面の上下端部を含む全表示領域において、輝度傾斜の発生の無いコントラスト比の高い画像表示を実現すると同時に、間欠点灯ゴーストによる動画質劣化を抑制した信頼性の高い表示を可能とするものである。表示画像の解像度については、解像度の低い概略の画像を第１の書込みにより書込むが、この時には光源は非点灯状態にあることから、解像度の低下は認識されず、第２の書込みにより精細度の高い表示が達成されてから光源を点灯状態に切替えることで、解像度の低下の無い高画質の動画表示を実現できる。また、静止画表示についても、動画像と全く同様の手順にしたがって表示されることから、動画と静止画の表示品質の差異のない表示を実現できる。
【００５０】
本実施例は、電圧無印加を含むしきい値以下の電圧を印加した時に黒表示となるノーマリブラックのインプレーンスイッチングモードに適用した例である。本実施例はインプレーンスイッチングモードを例に説明しているが、ノーマリホワイト，ノーマリブラックいずれかの表示モードを有するＴＮモード，ＶＡモードおよびＭＶＡモードあるいは投射液晶表示装置などのように、バックライトや投射光源などの照明光学系を用いる液晶表示装置に広く適用できる。
【００５１】
図２の表示部の等価回路について説明する。基本構成は従来の液晶表示装置とほぼ同様で、マトリクス状に配置した行配線と列配線の各交点付近に画素電極への電圧書込みを制御する薄膜のトランジスタ（ＴＦＴ：Ｔｈｉｎ　Ｆｉｌｍ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）からなるアクティブ素子であるＴＦＴ２０３を配置し、ＴＦＴ２０３のゲート端子を行配線に、ＴＦＴのソース，ドレイン端子を列配線と画素電極に接続している。インプレーンスイッチングモードを用いていることから、共通配線２０９がＴＦＴ２０３を初めとするほかの回路要素と同一基板上に配置されるため、各共通配線を行毎に共通として行配線の長手方向（以下行方向と称す）に引き伸ばし端部で統合してオペアンプを用いた可変電源により共通配線電位Ｖｃｏｍを制御した。本実施例では共通配線を行方向に引き出したが、表示領域全体に各画素の開口部を除いたメッシュ状として低抵抗化することもできるし、列配線の長手方向（以下列方向と称す）に引き出して書込み時の共通配線に加わる負荷電流を抑制して書込みによる共通配線歪を低減することもできる。本実施例を初めとするインプレーンスイッチングモードにおける実施例の共通配線は、以上の構成の中から選択可能である。
【００５２】
本実施例において、共通配線の電位Ｖｃｏｍを一定かつ、画素へ書込む電圧の極性を少なくとも列毎に反転させる列毎反転駆動方式をベースとして用いた。この駆動方式は共通配線に対する制約が少ないことと、最上行から最下行のゲート配線まで同一極性を書込むことから、行毎の極性反転による書込み不足が抑制され、高速の書込みを実現できる。しかし、駆動方式としては、特に制約するものは無く、本実施例で用いた列毎反転駆動方式のほかに、列毎反転駆動方式に行毎にも極性を反転させることを付加するドット反転駆動方式や、共通配線の電位を行毎またはフレーム毎に交流化してドレインドライバの出力電圧を低電圧化させるコモン反転駆動方式、このコモン反転駆動方式に上記列毎や行毎の反転駆動を組み合わせた駆動方式も用いることができる。走査用のゲートドライバ１０６は、２行以上の複数行を同時に書込む機能および複数行毎の飛び越し走査の機能を有するゲートドライバを用いたが、通常の走査用のゲートドライバを用いても、一定の走査配線の選択時間までは、入力信号の工夫によりほぼ同様の使い方ができる。ドレインドライバ１０７は、全出力端子が隣接出力毎あるいはＲＧＢの３色の出力毎に極性反転出力が可能なドライバを用いた。本例では列毎反転駆動方式を用いるため、出力電圧の最大振幅は１３Ｖから１５Ｖ程度のドライバが必要となるが、共通配線の交流化を取り入れた場合には、約７Ｖ程度に低電圧化できる。
【００５３】
図６に本実施例で用いたゲートドライバの回路構成を示す。ゲートドライバとしての基本構成は従来のゲートドライバと同様で、ゲート入力データ２３２をインプットし、複数のフリップフロップ（以下ＦＦと称する）２２１を多数段カスケード接続したシフトレジスタとその出力を受けてインピーダンス変換する出力回路２２５を基本構成とするが、予め設定した複数行単位で、ブロック毎に複数行をまとめて書込む機能と、複数行毎の飛び越し操作を所定のシーケンスに従って選択できることを特徴とする。本実施例のゲートドライバではひとつのＦＦ
２２１の出力で４出力の出力回路２２５を制御しており、４出力が同時に駆動できる最大のブロック数となるが、同時制御できる出力数を増大させることにより、選択可能な同時制御の種類を増大させることができる。たとえば、本実施例では、パターン選択回路２３６の制御パターンとの組合せにより１ブロックを、１，２，４バッファ同時制御の中から選択可能である。同時に制御可能なバッファ数はパターン制御回路２３６の出力をシフトレジスタ２２６の制御クロック２３１（ＶｇＣＬＫ）と同期させれば、４バッファ制御，制御クロック２３１の１クロック内に２種類のパターンを発生させれば２バッファ制御となる。ちなみに制御クロック２３１の１クロック内に、パターン選択回路を所定の４種類のパターンで駆動すると従来ゲートドライバと全く同様の動作を行うことができる。所望のパターンが予め決定している場合には、パターン選択回路２３６を所望のパターンを選択回路２３４により出力する順序回路として構成しても良いし、パターンデータ２３３として直接選択パターンを入力しても良く、いずれかの方法により出力したパターン選択回路２３６の出力と、シフトレジスタ２２６の出力を入力したバッファ制御回路２２３による論理出力により出力バッファを制御することができる。また、液晶表示装置内の負荷を軽減する目的で、バッファ制御回路
２２３を高抵抗状態の出力を有するスリーステートバッファ形式にしても良い。さらに、６個のバッファをひとつのＦＦ２２１で制御すれば、１，２，３，６バッファ同時制御の中から選択可能である。
【００５４】
通常の走査用のゲートドライバを用いて図６に示す本実施例ゲートドライバの機能を実現する方法について説明する。通常のゲートドライバは、ひとつのＦＦに対してひとつの出力バッファが対応する構成であることから、４出力を同時に駆動するためには、ゲート選択信号を４行連続して入力し、高速に４つのクロック信号を入力して所望のゲート選択出力を得る。その後１行分のゲート選択時間だけドライバ出力を維持した後、同様に高速の４つのクロックを入力する。この走査の繰り返しにより所望のゲートドライバ出力を得ることができる。この時、ゲートドライバの動作速度の範囲内でクロックの入力速度を高速にするほど、無効なゲート出力時間を減少させることができる。
【００５５】
図１により本発明になる駆動シーケンスについて説明する。主な印加電圧とその応答波形に絞り表した任意の行を抽出して表示した２フレーム期間の駆動シーケンスで、前半の１フレームで白表示、後半の１フレームで黒表示に切替えて表示する場合を例に示している。実際の画像表示においては、さまざまな画像表示パターンの組合せが繰り返されて画像を表示する。印加電圧として、画像信号電圧１１５（Ｖｄａｔａ），ゲートドライバ出力を印加する最上行のゲート配線電位Ｖｇ１から、最下行の行配線電位Ｖｇｎまでの各行配線電位、および光源の制御信号１１７（Ｌｃｔ）を示し、応答波形としては、この駆動シーケンスにより得られる画素の透過率変化について最上行のＲ１と最下行のＲｎを示す。光源の制御信号１１７（Ｌｃｔ）は本実施例ではＨｉｇｈレベルの電圧を印加した時に光源が一斉に点灯する構成とした。共通配線電極電位Ｖｃｏｍは図示していないが、画像信号電圧１１５（Ｖｄａｔａ）の黒表示電位を画素へ電圧書込みする時に発生する電圧シフトや、中間調や白色の画像データを書込むときに発生する電圧シフトを考慮した補正電圧を加えた電圧を印加することにより、液晶への直流成分の重畳を防止し残像や液晶材料の劣化を押さえて表示の信頼性を向上させている。
【００５６】
１フレームの中のシーケンスとしては、前半の画像データの書込み期間と、後半の画素における電圧保持期間と、この保持期間を中心とする光源の点灯期間に大別される。更に、画像データの書込み期間は、概略の画像を書込みデータ１により全画素に対して書込む第１の書込みと、書込みデータ２により少なくとも一部の画素を書換えて全表示画素に対して高精細な画像表示を実現させる第２の書込みに分割される。本実施例では光源の点灯期間を１フレームの期間の約１／２としているが、点灯期間が短くなると、液晶の応答時間は延長されて動画性能が向上する。１フレーム期間に対する点灯期間、通常これを点灯デューティと呼んでいるが、この点灯デューティが短くなるほど輝度の低下をもたらすことから、十分な動画性能が得られるデューティの範囲の中では輝度の高い１／２デューティを選択した。
【００５７】
本実施例では、第１の書込みとして最も単純な構成とし、行配線の同時選択数を２行同時選択とした。これにより、通常の画像データ書込み時間の１／２の時間で概略の画像データ書込みが終了することから、図１にも示すように、概略の画像データを書込む第１の書込みは１／４フレームの時間で終了する。第１の書込みに用いる概略の画像データとしては奇数行の画像データを用いて２行ずつ同時に選択して書込み、第２の書込みに用いる画像データとして偶数行の画像データを偶数行に追記した。最上行と最下行の書込み時間差は、約８．３ｍｓ　から約４．２ｍｓ　に短縮され、最下行においても画素への電圧書込みから光源点灯までの液晶応答時間を０ｍｓから約４．２ｍｓ　まで大幅に増大させることができた。電圧の最大振幅について、印加電圧のバンド幅で表示しているが、実際には、画像データに応じた電圧振幅の正極性画像データＶｄ＋，負極性画像データＶｄ−が印加される。本実施例では、書込みの極性例をハッチングにより示し、概略の画像を書込む第１の書込みを正極姓で書込み、補間画像データを追記する第２の書込みを負極性で書込んだ。先に説明したように、本実施例は列毎反転駆動をベースとしているため、隣接する列配線、あるいは隣接するカラードット上の列配線では、逆極性の電圧を印加することになる。従って、第２の書込みにより、行方向にも極性の異なるデータを書込んだことにより、フリッカを殆どの表示パターンにおいて認識されにくいドット反転駆動を実現することができた。実際の表示においてもフリッカの発生は観察されなかった。また、第１の書込みおよび第２の書込みそれぞれの中では、同一極性で電圧を書込むため、従来の構成のごとく書込み時に行毎に極性反転する場合に比較し、書込みの電圧差を大幅に低減できることから、高速書込みが可能となり、第１書込み，第２書込みいずれも、それぞれ１／４フレーム以下の時間で十分な書込みを行うことができた。
【００５８】
図７は本発明の第１の実施例変形例を示す駆動シーケンスを示す。基本構成は図１の本実施例と全く同様であるが、概略の画像を書込む第１の書込みにおいて、３行同時に選択することにより、従来例の３倍の１／６フレームの時間で概略の高速画像書込みを実現できる。本実施例では、最上行と最下行の書込み時間の差は約２．８ｍｓ　に短縮することができた。また、第２の画像書込みは３行おきの飛び越し走査を１行ずつシフトさせて２回繰り返すことにより実行した。本実施例では、３行同時選択により第１の書込みを構成したため、行方向の反転駆動を取り入れる場合には、１行と２行の異なる極性書込みの組み合わせにより極性反転することになる。本実施例では行方向の反転駆動は取り入れず、列毎反転駆動によりフリッカを防止した。更に、フリッカを抑制する手段として、照明を点灯させて画像を表示する保持期間は、全ての回路動作を停止させて一定電位とした。これにより、配線と画素との容量性の結合に起因するクロストークを完全に排除することができた。従来の液晶表示装置において、内部を塗りつぶした四角形を表示すると縦方向に縦スミアと呼ばれるクロストークが発生する場合があり、これを抑制するために、行毎、あるいは画素毎の反転駆動が多く用いられていたが、本実施例では、これら行単位の反転駆動を不要にできた。本実施例の保持期間の共通電極電位Ｖｃｏｍとドレインドライバの出力電圧Ｖｄをほぼ等しい電圧に設定した。全ての回路動作を停止させて一定電位とすることにより、縦スミアは完全に抑制できるが、正極性書込み時の列配線電位と保持期間の列配線電位の電位差に起因する電圧が、保持期間において画素電位に重畳される。この電圧は表示画像のパターンに拠らないため縦スミアにはならないが、画素の液晶への印加電圧が変化する。この場合、黒書込み電圧が変動するとコントラスト比の低下につながることから、本実施例では、黒表示に影響の出ないように、保持期間の共通電極電位Ｖｃｏｍとドレインドライバの出力電圧Ｖｄをほぼ等しい電圧に設定した。
【００５９】
本実施例では、画素への電圧書込みを確実にするため、高移動度の低温ポリシリＴＦＴを画素内の電圧書込み用ＴＦＴとして用いた。通常のアモルファスシリコンによるＴＦＴの場合、画素への書込み時間として配線の負荷容量と配線抵抗の積になる充電時定数ＴＦＴの書込み遅れを含めて５μｓから８μｓが必要であるが、低温ポリシリＴＦＴを用いることにより、配線の時定数による充電時定数だけを考えれば良く、３μｓ程度の遅延に短縮可能である。この場合、書込みデューティを１／２フレームあるいは、１／４フレームに短縮しても良好な書込み特性を実現できる。
【００６０】
投射型の液晶表示装置に用いられている単結晶シリコンをベースとした反射型液晶表示装置または、半導体基板の一部を化学的に除去して透明導電膜を付与した透過型液晶表示装置を用いた場合には、電圧書込み用のアクティブ素子の駆動能力が高いだけでなく、表示部配線の長さや交叉部の負荷が軽いことから更に書込み時定数が小さく上下の書込み時間差の少ない表示装置を実現することができる。
【００６１】
図３に本実施例による特性を従来例と比較して示す。図３の特性図の縦軸，横軸の構成は図１４（ｂ）に示した従来の表示装置の特性図と同様である。縦方向の輝度分布を示す特性曲線３０３は従来の表示装置を、特性曲線３０４は本実施例の内、２行同時選択の特性曲線を、特性曲線３０５は本実施例の内、３行同時選択の特性曲線を示す。図３から明らかなように、画面中央はデータプリチャージ駆動の有無にほとんど影響されないが、画面の上下方向に向かうに従いデータプリチャージ駆動が無い場合には、応答が遅いことによる輝度の低下が懸念される。しかし、本実施例の特性曲線３０４および３０５では輝度の低下が殆ど見られず、良好な均一表示を達成した。
【００６２】
本実施例において、光源として高速のオンオフ動作が可能なＬＥＤアレイを用いた、ＬＥＤのオンオフ動作はいずれも１ミリ秒以下の応答性能を有することから、光源制御信号１１７（Ｌｃｔ）とほぼ等しい点灯時間を実現できる。これにより、コントラスト性能への影響の大きい黒から白への表示の変化が開始する前に光源をオフ状態とすることが可能で、次フレームの表示状態によるコントラストの低下を防止できる。一方、自フレームの表示変化については、本発明により、フレームの開始時にデータプリチャージ駆動により全画面に概略の画像書込みが高速に行われることから、コントラストと輝度の均一性が最大と成る表示を実現できる。本実施例においては、十分な高速応答性を有し、かつ、入手しやすいＬＥＤアレイを光源として用いたが、高速応答性を有するいかなる光源も使用可能である。
【００６３】
図４に本実施例の表示装置としてのシステム構成を示す。更に、図５にはこのシステムのメモリコントロールを中心としたシーケンスを示す。システム構成および駆動シーケンスは、図１４から図１６に示した従来のシステム構成とほぼ同様であるが、データプリチャージ駆動を実現するために、ゲートドライバ１０６の構成を、予め設定した複数行単位で、ブロック毎に複数行をまとめて書込む機能と、複数行毎の飛び越し操作を所定のシーケンスに従って選択できることを特徴とする。
【００６４】
図４に示すシステム構成について詳細に説明する。デジタルＴＶのチューナー部や、動画像を記録再生するデジタル記録／再生ディスク装置等の画像源１０１から出力された画像データ１１２とタイミング信号１１６を、本発明に成る液晶表示装置の信号分配回路１１３とタイミング制御回路１０４に入力する。信号分配回路１１３により２フレーム分の画像メモリ１０３（画像メモリＡ；１０３Ａおよび画像メモリＢ；１０３Ｂ）のいずれかに画像データ１１２をフレーム単位で分配して記録させる。画像メモリ１０３Ａおよび１０３Ｂは、交代バッファ形式で動作させ、必要時に選択回路１１４によりいずれかの画像メモリが選択され、書込み時の２倍の読み出し速度で読み出すことにより、液晶表示部中のドレインドライバ１０７へのデータ転送を１／２フレームで完成させることができる。画像メモリ１０３の具体的な構成として、本実施例ではアドレス信号発生回路付のフレームメモリ構成とした。この画像メモリ１０３にはタイミング制御回路
１０４からリード／ライトの制御信号と、図示していないアドレス回路の制御信号などから成るメモリ制御信号１２０が入力され、これらのメモリ制御信号１２０により画像データ１１２のリード／ライトを本実施例の仕様に合わせて制御する。画像メモリ１０３の構成としてはこの他に、それぞれのフレームに対して、偶数行，奇数行の画像データ１１２を扱う先読み先出し形式のＦＩＦＯ（Ｆｉｒｓｔ　Ｉｎ　Ｆｉｒｓｔ　Ｏｕｔ）メモリを用いても、全く同様の機能を複雑なアドレス回路を用いることなく実現できる。このほか液晶表示部は間欠点灯光源１０８を備え、この点滅を制御する光源の制御信号１１７（Ｌｃｔ）がタイミング制御回路１０４から入力される。また、ゲートドライバ１０６を制御するゲート制御信号１１９もタイミング制御回路１０４から出力する。
【００６５】
図５に示す駆動シーケンスについて図４と図５を用いて詳細に説明する。基本的な駆動シーケンスは図１４から図１６に示す従来の間欠点灯光源を用いる液晶表示装置とほぼ同様で、１フレームよりも短い期間に画像データを高速に書込み、液晶がある程度応答したタイミングで光源を点灯させるものである。従来の間欠点灯光源を用いる液晶表示装置との違いは、表示画面全体の画像データを最上行から１行ずつ書込む線順次走査に替えて、概略の画像データを高速に書込む複数行同時書込みシーケンスと、その後に概略の画像データを補間する画像データを追記して書込む飛び越し走査シーケンスを追加したことにある。複数行同時書込みシーケンスに用いる画像データとして書込みデータ１を、飛び越し走査シーケンスに用いるデータとして書込みデータ２を画像メモリ１０３から読み出すアドレス発生回路を、画像メモリ１０３の中に設けている。本実施例の場合には、概略の画像データ、すなわち書込みデータ１として、奇数行の画像データを用い、補間する画像データ、すなわち書込みデータ２として偶数行の画像データを用いているので、アドレス発生回路の最下位ビットを選択信号として、アドレス発生用カウンタの外部から与えることによりこの読み出し回路を実現できる。概略の画像データを書込むための書込みデータ１としては奇数行のデータでも偶数行のデータでも良い。
【００６６】
駆動シーケンスにしたがって図５の画像メモリＡの動作を中心に説明する。画像信号１１１から入力した１フレーム単位の画像データ１１２を、信号分配回路１１３とこれの制御信号であるリードライト信号６０１により画像メモリ１０３Ａに分配し、リードライト信号６０４により、画像メモリ１０３Ａをライトモード、画像メモリ１０３Ｂをリードモードに設定する。図５の左側のフレームで、画像メモリＡに画像データが記憶され、次のフレームにおいて、画像メモリＡ；
１０３Ａをリードライト信号６０１によりリードモードに設定し、記憶された画像データ６０２Ａを、ドレインドライバ１０７に転送する。この時、画像メモリＡ；１０３Ａからの読み出しクロック６０３Ａを図示していないアドレス発生回路に入力し、最初に奇数列の画像データを画像メモリＡから、読み出して書込みデータ１とし、ドレインドライバ１０７に入力する。続いて、アドレス発生回路の設定を変更して、偶数行の画像データを画像メモリＡから読み出して、ドレインドライバ１０７に入力する。このとき、ゲートドライバ１０６からは、ドレインドライバ１０７の出力タイミングに同期してゲート制御信号１１９を入力する。これら一連のシーケンスにより液晶表示部への電圧書込みを実行する。光源はすべての画素への概略の電圧書込みが終了し、所定の応答時間が経過した後に光源制御信号１１７により点灯させる。本実施例では、書込みデータ２の書込んだ後に、光源を点灯させたが、次フレームにおける液晶の応答遅れを考慮し、書込みデータ２を書込んでから所定の時間（例えば２〜３ｍｓ程度）経過した後に光源を点灯し、次フレームの書込み開始から土曜に所定の時間が経過した後に消灯させることにより、最も輝度が高くしかもゴーストフリーな表示条件が得られた。以上により１フレームの画像書込みおよび点灯シーケンスが終了し、これを繰り返すことにより表示動作を継続させることができる。
【００６７】
本実施例の変形例である概略の画像データ書込みを３行同時書込みにより実施する場合には、画像メモリ１０３への記憶を行う時に、予め画像メモリ１０３のメモリ領域を書込みデータ１と書込みデータ２で分離して記憶した。詳細には、信号分配回路１１３に３値カウンターを設け、入力画像データ数をカウントし３値カウンタがクリアされたときのみ、書込みデータ１のメモリ領域に記憶し、残りを書込みデータ２のメモリ領域に記憶した。これにより読み出し時には、メモリの領域を指定する信号あるいはメモリのフラグを立てることにより、アドレス発生回路により読み出しアドレスを単純増加させるだけで所望の読み出しデータをドレインドライバに送ることができる。
【００６８】
以上、本実施例により、２行同時選択あるいは３行同時選択による高速の概略画像データ書込みと、これに続く詳細画像データの追記に、光源の間欠点灯を組み合わせることができることにより、動画表示における間欠点灯ゴーストを防止すると同時に、輝度傾斜の無い良好な表示を実現できる。
【００６９】
（実施例２）
本発明の第２の実施例を図８および図９の駆動シーケンスにより説明する。
【００７０】
本実施例は、第１の書込みにおいて、概略の画像を書込む高速のデータプリチャージ駆動を実現するため、隣接する複数行に同時選択期間を設けるオーバーラップ駆動を用いたことと、第２の書込みにおいて、第１の書込みの上に全画素を対象に追記したことを特徴とする。本実施例はノーマリブラックのインプレーンスイッチングモードを用いるとともに、アクティブマトリクスの液晶表示部の構成やゲートドライバやドレインドライバなどの基本的な構成については、本発明の第１の実施例と同様としたものである。
【００７１】
以下、図８について詳細に説明する。第１の書込みについては、ゲート選択期間を延長して確実な書込みを実現するため、ゲート選択期間にオーバーラップ期間を設けた。すなわち、画像情報に応じたドレイン電圧の切り替え期間よりも各走査配線のゲート選択期間を長く設定した。このドレイン電圧は画面上の全画素の画像情報に相当する電圧を高速に印加しても良いが、少ない時間差で概略の画像情報を書込むことができればよいので、数行毎に概略の画像データを選択して書込むドレイン電圧を切換えても良い。図８は第１の実施例と同様に、２フレーム分の駆動シーケンスを示し、左側のフレームにおいては白画像を右側のフレームにおいては黒画像を表示している場合を説明する。画像信号電圧１１５
（Ｖｄａｔａ）においてハッチングは、任意の列配線における実際の書込み極性を示しており、白データの内、第１の書込みは正極性で書込み、第２の書込みを２つのサブフレームに分割して、全ての画像を追記した。この時、概略の画像データを書込むための書込みデータ１の書込みにおいて、第１の書込みにオーバーラップ駆動を用いたことにより、十分なゲート選択期間が得られることから、第２の書込みの１／４の時間で高速に書込むことができた。第２の書込みにおける２つのサブフレームの内、第１のサブフレームは第１の書込みと逆の負極性、第２のサブフレームは光源の点灯タイミングに近いことから第１の書込みと同極性の正極性とすることにより書込みの負担を軽減するとともに、書込み誤差を大幅に低減した。また、第１の書込みで用いる概略の画像データとしては、第２の書込みにおける１番目のサブフレームデータを用いることにより、第１の書込みにおける書込み不足と隣接行間のオーバーラップ駆動によるクロストークを解消し、第２の書込み誤差を大幅に低減することができた。第２の書込みにおける２番目のサブフレームの書込みについては、極性反転により多少の未書込み状態の電圧が発生することが考えられるが、未書込み電圧は前のフレームの書込みデータから推定可能で、信号処理による補正が可能であり、本実施例においても、前フレームの、画像信号電圧１１５（Ｖｄａｔａ）を基に電圧を補正した。
【００７２】
図９により本実施例の変形例を説明する。第１の書込みについては、図８の本実施例と全く同様で、隣接する複数行に同時選択期間を設けるオーバーラップ駆動を用いているので以後の説明では省略する。第２の書込みについては、サブフレームを設けず最上行から最下行に向かって１行毎に駆動する方式を用いた。最上行から最下行まで連続して書込むことにより、隣接する行間の書込み特性差を、従来の駆動方式と同等レベルにすることが可能となり、より均一な表示を実現できる。電圧書込みの極性については、書込み性能の点から列毎反転駆動をベースとし、列毎に極性を反転した。行方向については、例えば低温ポリシリコンを画素用のアクティブ素子として用いることにより、高速の画素電圧書込みによる行毎に極性を反転させる行反転駆動を組み合わせたドット反転駆動も可能である。本実施例では、列毎反転駆動のみの構成としたが、特に列方向のクロストークは見られず、表示状態は良好であった。
【００７３】
オーバーラップ駆動の効果について、図１１を用いて詳細に説明する。まず、複数行を選択することにより、行配線２０１に接続された容量性の負荷と配線抵抗により発生する充電遅れの影響を大幅に低減することができる。本実施例における配線抵抗はおよそ３キロオーム、配線容量はおよそ４００ピコファラッドであるから、充電時定数τはτ＝１．２　マイクロ秒であるが、通常十分な書込み特性を得るには、この４〜８倍程度の選択時間が必要とされる。一方、第１の書込み期間の選択時間は、オーバーラップ駆動を使わない場合、約７マイクロ秒であることから、オーバーラップ駆動が有効に作用する。次に書込み負荷の低減について説明する。フレーム反転や列毎反転駆動を用いた場合、あるフレーム中は同じ列に属する画素に書込まれる画像データは同極性となるため、一つ前に選択される行の選択期間を重ねることによって、一つ前あるいは更に前の数行に渡って選択される行の画像データにより、そのフレームで書込まれる極性をあらかじめ印加しておく事ができるため、画像データの書込みを容易にすることができる。図１１は、一例として、ある列における２つの行の画素に着目しており、この列に正極性の画像データが書込まれるフレームとする。まず、上側の画素について見てみると、選択期間以前においては、前のフレームの画像データが保持されているので共通電極２０４の電位Ｖｃｏｍに対して負極性の電位が画素電極Ｖｓａ２１０ａに保持されている。選択期間となり印加電圧４０１Ｖｇａが高電位となると、ＴＦＴ２０３がオン状態となり、列配線２０２の正極性の電位が画素電極２１０ａに与えられ、選択期間の前半２分の１で共通電極２０４に対して正極性に充電される。選択期間の後半２分の１では表示に寄与する画像データが正極性で書込まれており、選択期間の終了時に行配線電位Ｖｇａが低電位となり、画素電極Ｖｓａ２１０ａには共通電極２０４に対して選択期間の後半２分の１で書込まれた正極性の電位が保持される。下側の画素について見てみると、選択期間以前においては、前のフレームの画像データが保持されているので共通電極２０４の電位Ｖｃｏｍに対して負極性の電位が画素電極Ｖｓｂに保持されている。選択期間となり行配線電位Ｖｇｂが高電位となると、ＴＦＴ２０３がオン状態となり、列配線２０２の正極性の電位が画素電極２１０ａに与えられ、選択期間の前半２分の１で共通電極２０４に対して正極性に充電される。この時の画素電極２１０ｂに与えられる正極性の電位は、上側の画素の選択期間の後半２分の１に与えられる電位である。選択期間の後半２分の１では表示に寄与する画像データが正極性で書込まれており、選択期間の終了時に行配線電位Ｖｇｂが低電位となり、画素電極２１０ｂには共通電極２０４に対して選択期間の後半２分の１で書込まれた正極性の電位が保持される。このようにある行の選択期間に一つ前に選択される行の選択期間の半分を重ねることにより、一つ前の行に書込まれる画像データで、前のフレームの逆極性の保持電位を、現フレームの極性にあらかじめ充電することができ、選択期間の後半２分の１で表示に寄与する画像データを書込み易くする効果がある。
【００７４】
本実施例によれば、高速の概略画像データを書込む第１の書込みにおいて、近隣の複数行を同極性かつオーバーラップさせて書込むことにより、書込み時間を大幅に短縮することができる。これにより、表示部の上下行間の書込みや応答時間を短縮し、動画表示における間欠点灯ゴーストおよび上下の輝度傾斜の少ない液晶表示装置を実現できる。また、追記する第２の書込みを全ての画像データとすることにより、書込み不足や、書込み条件の不一致による画像表示むらの無い高画質の液晶表示装置を実現できる。
【００７５】
（実施例３）
本発明の第２の実施例を図１０により説明する。本実施例は本発明の第１の実施例と同様にノーマリブラックのインプレーンスイッチングモードに適用した例であるが、特に、表示モードを限定するものではなく、放送用画像データや蓄積型の動画像データに一般的に用いられている奇数行と偶数行の画像をフィールド毎に表示するインターレース駆動に好適で、かつ、画像の精細度を高く保つ表示駆動方式および表示装置を提供するものである。図１０は本実施例の主要部を示す駆動シーケンスである。基本的な駆動シーケンスは第１の実施例と同様であるが、インターレースデータに対応して画像データの液晶表示装置への伝送方法と、これに応じたパネルの駆動方法が異なる。
【００７６】
インターレース駆動仕様に基づいて構成されるディスプレイ用画像データは、奇数行の画像データから成る奇数フィールドと、偶数行の画像データから成る偶数フィールドから構成される。これらのインターレース画像データを液晶ディスプレイを始めとするノンインターレース駆動型のディスプレイに適用する場合、２行ずつ同じデータを表示する２行同時駆動法が多く用いられる。ここで、ノンインターレース型の表示装置とは、奇数行と偶数行の双方の画像データを同一フレームに展開して表示する方式である。この場合、２行同時駆動により１フィールドの画像データを１フレームの画像データに変換したことに相当する。２行同時駆動法を用いた表示装置では、奇数フレームと偶数フレームで選択する行の組み合わせを元の画像データの行情報に基づいて変えることにより、実効的な解像度を示すケルファクタを考慮しても全行数の約７０％の精細度の表示が可能と言われている。例えば、１０８０行構成の液晶表示装置に、１０８０行のインターレース画像を入力し、２行同時駆動とフレーム毎に選択行の組合せを変える駆動方式を採用することで、７５６行以上の画像精細度が得られることから、現行の商業放送におけるの最上級の高精細画像を実現できる。
【００７７】
本実施例はフレーム内交流駆動を基本とし、フレーム内で同一の画像データにより正負両極性を等しい時間印加することで液晶の交流化を完結することを特徴とする。このため本実施例では、いかなる動画像においても、直流成分が液晶に重畳されることが無く、画像処理などの工夫をせずに残像や焼き付き現象を防止することができる。
【００７８】
以下、図１０により詳細に説明する。基本構成および基本的な駆動方式は第１の実施例と同様であるが、１フレームにおいて、第１の書込みを１回と第２の書込みを３回設け、それぞれの書込み極性をフレーム内で反転させることにより、フレーム内交流を実現している。図１０は第１の実施例と同様に、２フレーム分の駆動シーケンスを示し、左側のフレームにおいては白画像を右側のフレームにおいては黒画像を表示している場合を説明している。
【００７９】
概略の画像データを書込む第１の書込みは、元々の画像データがインターレースデータであることによる２行同時駆動に加えて、高速に概略画像を書くためにさらに倍の４行同時駆動とした。画像信号電圧１１５（Ｖｄａｔａ）の左側のフレームに示すように、同時書込みの４行のうちの前半の２行用のデータを用いて正極性で書込んだ。第１の書込みに続く第２の書込みは、４行のうちの前半の２行用の画像データと後半の２行用画像データの双方を用い、３回の第２の書込みの内、１回目は後半の２行用の画像データを用いた負極性書込み、３回目は後半の２行用の画像データを用いた正極性書込み、２回目の書込みは前半の２行の画像データを用いた負極性書込みとした。ここで、画像信号電圧１１５（Ｖｄａｔａ）のハッチングは任意の列配線における書込み極性を示している。
【００８０】
本実施例では、書込み速度を従来と同様の書込み負荷条件においても、同時選択行数を４行同時選択とすることができるため、４倍の高速書込みが可能である。これにより、図１０に示すように、概略の画像書込みである第１の書込みを１／８フレームまで短縮可能である。さらに、第２の書込みも同様に１／８フレームで終了するため、光源点灯までの間に十分な応答時間を確保することができる。さらに、第２の書込みの内、フレーム内交流を達成させるために実施する後半の２回の第２の書込みは、前半の第１，第２の書込みと全く同一の画像データを書込むため、フリッカ，焼きつきが発生する恐れが無い。
【００８１】
次の右側のフレームにおいてもほぼ同様のシーケンスにより、画像信号電圧
１１５を書込むが、解像度を向上させるため、インターレース画像データの奇数行画像データと偶数行データの違いを検出して、前フレームとの上下関係を判定して、上下いずれかの方向に、１行シフトした行から書込み開始する。これにより、インターレース画像の持つ解像度をほぼ再現することができる。
【００８２】
以上、本実施例に拠れば、インターレース画像データの特徴を生かした高速画像データが書込みが実現できることから、画像の上下の書込み時間差が殆ど無く、間欠点灯ゴーストや、焼きつきの無い動画表示を実現できる。さらに、フレーム毎にインターレース画像の偶数行，奇数行を識別した画像書込みを実施することにより、高精細な動画像表示を実現できる。
【００８３】
（実施例４）
本発明の実施例４について図１２および図１３を用いて詳細に説明する。
【００８４】
本実施例は、光源を間欠点灯させて画像を可視化する液晶表示装置において、液晶の光学応答がもたらす輝度傾斜や間欠点灯ゴーストを完全に防止し、動画の視認性を著しく向上させる表示方法を提供するものである。
【００８５】
図１２は本実施例の液晶表示装置のシステム構成の一例を示したものである。本実施例は、本発明の第１の実施例と、光源の構成および制御を除いて全く同一の構成とした。本実施例の光源１０８は複数の光源ブロック１０９ａから１０９ｄを液晶表示部の直下に配置し、液晶の表示タイミングに同期して、光源制御信号１１７ａから１１７ｄにより光源ブロック１０９ａから１０９ｄの点灯を液晶表示部の最上行から最下行へスクロールするように制御することを特徴としている。すなわち、液晶が十分応答した領域に対応して点灯領域が移動する構成としている。従来の構成にも光源の点灯領域を光源ブロック単位に移動させる方式は開示されているが、光源ブロックの数が少なくなるに従いブロック状の表示むらが認識されることがあった。本実施例はこの課題を解決するものである。図１２において光源ブロックを１本のランプで記述しているが、光源ブロックを構成するランプの数は１本に限定するものでは無く、ブロック状あるいは帯状の光源が移動する構成であれば良く、線状の光源に限らずＬＥＤのような点状光源をアレイ状に配置した光源ブロックや導光路を光スイッチにより制御して光源ブロックを移動する方式の光源ブロックでもよい。
【００８６】
図１３は本実施例における駆動シーケンスを示したものである。本実施例では、毎フレーム全画面白表示を行った場合を考える。まず、本実施例における表示方式の駆動シーケンスについて説明する。
【００８７】
ゲートドライバの出力電圧Ｖｇ１からＶｇｎおよび画像信号電圧１１５
（Ｖｄａｔａ）は、本発明の第１の実施例と同様であるが、光源制御信号１１７ａから１１７ｄ（ここでは１１７ｂおよび１１７ｃは省略している）により光源ブロック１０９ａから１０９ｄの点灯タイミングに画像データによる画素への電圧に書込みに同期して時間差を設けたことが特徴である。この時間差を設けることにより、最上行と最下行の画素の透過率特性３０２ａと３０２ｄに、ハッチングで示した光源の点灯状態を考慮した透過特性に見られるように、液晶表示部全体に輝度傾斜の無い動画性能に優れた表示を実現できる。また、光源をスクロールさせて点灯する場合に課題であったブロックむらについても、本実施例の概略画像データによる高速書込みにより書込みの高速化係数ｑ＝８となり、たとえ、光源ブロックを上下２箇所（ｐ＝２）のみに配置した場合でもｐ×ｑ＝１６で１６ブロック分割時と同等のブロックむら除去効果が得られた。
【００８８】
本実施例では、画像データの書込み期間において、概略の画像を書込みデータ１により全画素に対して書込む第１の書込みと、書込みデータ２により少なくとも一部の画素を書換えて全表示画素に対して詳細な画像表示を実現させる第２の書込みに分割して、概略の画像書込みによる高速応答化を図っているが、１フレームよりも短い期間に画像データを高速に書込み、この書込みシーケンスに同期して液晶がある程度応答したタイミングで点灯させる光源ブロックをスクロール点灯させれば、所望の効果が得られる。従って、第１，第２の書込みに分割して高速書込みすることにより、顕著な効果が得られるが、必ずしも第１，第２の書込みに分割する必要はなく、低温ポリシリコンを用いたアクティブ素子や、液晶表示部周辺に高速の駆動回路を配置して高速に画像データを書込むことでも十分な効果が得られることは言うまでも無い。
【００８９】
本実施例によれば、スクロール光源と高速画像書込みの組合せにより、多数のブロック光源と同等のブロックむら除去効果があるため、ブロックむらやぼやけの少ない動画を表示する液晶表示装置を得ることができる。
【００９０】
（実施例５）
本発明の実施例５について図１７を用いて詳細に説明する。
【００９１】
本実施例は、光源を間欠点灯させて画像を可視化する液晶表示装置において、書込みデューティを小さくすることにより間欠点灯ゴーストを抑制するとともに、動画像表示の際に液晶に直流電圧がかかることを防止する駆動方式を提供する。一般に液晶表示装置の駆動方法は、少なくとも１フレーム毎に液晶に印加する電圧の極性を反転させている。静止画像の場合には、あるフレームとその次のフレームに液晶に印加する電圧の大きさは同じであり、極性が反転している。よって２フレームで液晶駆動電圧の交流化が完結し実効的な直流成分は０となる。しかしながら動画像の場合は、あるフレームとその次のフレームに液晶に印加する電圧の大きさは異なるため、極性を反転させても交流化が完結せず、直流成分が残ってしまう。液晶に直流電圧がかかると、特性が劣化することが知られており、動画像を表示した際でも液晶に直流電圧がかからないことが望ましい。
【００９２】
図１７は本実施例で用いる駆動方式の駆動シーケンスを示した図である。本図では、ある奇数列に着目した時のゲート電位，ドレイン電位，コモン電位及び第１行の画素電極電位７０１を２フレーム期間示してある。本実施例で用いる駆動方式は、１フレーム中に４つのサブフィールドＳＦ１，ＳＦ２，ＳＦ３，ＳＦ４に分割されている。まず奇数フレームでは、第１サブフィールドＳＦ１においては、２行ずつをペアとして、奇数行の画像データをプリチャージデータとして２行同時に正極性で書込んでいく２行同時選択走査を行っている。第２サブフィールドＳＦ２では、偶数行の画像データをオーバーライトデータとして対応する偶数行の画素に負極性で書込んでいく偶数行選択走査を行っている。第３サブフィールドＳＦ３では、奇数行の画像データをオーバーライトデータとして対応する奇数行に負極性で書込んでいく奇数行選択走査を行っている。第４サブフィールドＳＦ４では、偶数行の画像データをオーバーライトデータとして偶数行に正極性で書込んでいく偶数行選択走査を行っている。次に偶数フレームでは、第１サブフィールドＳＦ１においては、２行ずつをペアとして、偶数行の画像データをプリチャージデータとして２行同時に負極性で書込んでいく２行同時選択走査を行っている。第２サブフィールドＳＦ２では、奇数行の画像データをオーバーライトデータとして対応する奇数行の画素に正極性で書込んでいく奇数行選択走査を行っている。第３サブフィールドＳＦ３では、偶数行の画像データをオーバーライトデータとして対応する偶数行に正極性で書込んでいく偶数行選択走査を行っている。第４サブフィールドＳＦ４では、奇数行の画像データをオーバーライトデータとして奇数行に負極性で書込んでいく奇数行選択走査を行っている。偶数列については上記と同様のことを極性を反転させて行っている。ここで液晶に印加される電圧の極性について考える。上記のような駆動方式を行うと、第１行の画素の画素電極電位７０１は図１７中に示すようになる。まず奇数フレームにおいて、第１行の画素の画素電極電位７０１は第１フィールドと第２フィールドで正極性となり、第３フィールドと第４フィールドでは負極性となっている。第１フィールドと第２フィールドの正極性の電位は、第１フィールドで書込まれた第１行の画像データであり、第３フィールドと第４フィールドの負極性電位は、第３フィールドで書込まれた第１行の画像データである。つまり第１行の液晶には奇数フレームにおいて、同じ大きさの電圧がフレームの前半と後半で極性が反転しており、１フレームで交流化が完結している。偶数フレームにおいては、第１行の画素の画素電極電位７０１は、第１サブフィールドでは負極性、第２フィールド及び第３フィールドでは正極性、第４フィールドでは負極性となっている。第１フィールドの負極性電位は、第１フィールドで書込まれた第２行の画像データであり、第２フィールドと第３フィールドの正極性電位は、第２フィールドで書込まれた第１行の画像データであり、第４フィールドの負極性電位は、第４フィールドで書込まれた第１行の画像データである。つまり第１行の液晶には、第１フィールド及び第４フィールドで負極性の電圧が印加され、第２フィールド及び第３フィールドで正極性の電圧が印加されている。よって第１行の画像データと第２行の画像データが同じであれば、１フレーム内で交流化が完結している。第１行と第２行の画像データが異なる場合は直流電圧がかかることになるが、テレビ信号のようなインターレース信号では、その差は小さいことが多く、奇数フレームでは必ず交流化が完結するので、液晶にはほとんど直流電圧がかからない。以上のように、本駆動方式では、第１サブフィールドにおいて書込みデューティを１／４としたため、画面上下方向において液晶が応答を開始する時間差が小さいため、間欠点灯ゴーストを抑制することが可能であり、且つ動画像を表示しても液晶への直流電圧印加を大幅に軽減することができる。
【００９３】
これらの実施例により以下の効果がある。
【００９４】
高速に概略の画像データを書込むプリチャージデータ書込みと、これに続くオーバーライトデータ書込みをして詳細な画像を表示するとともに、光源の間欠点灯を組み合わせることにより、動画表示における間欠点灯ゴーストを防止する動画表示性能に優れる液晶表示装置を提供できる。
【００９５】
さらに、動画像表示に広く用いられているインターレース駆動と、間欠点灯光源により照明される液晶表示装置の組合せにおいて、１フレーム間欠流駆動と４行同時駆動を組み合わせることにより、動画像の種類によらずフリッカの発生の無い液晶表示装置を提供できる。
【００９６】
スクロール光源と高速画像書込みの組合せにより、多数のブロック光源と同等のブロックむら除去効果があるため、ブロックむらやぼやけの少ない動画を表示する液晶表示装置を得ることができる。
【００９７】
【発明の効果】
本発明によれば、上下の輝度傾斜や動画像表示における間欠点灯ゴーストの発生を抑制することが可能な動画表示性能に優れる液晶表示装置を提供する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１における液晶表示部の駆動シーケンスである。
【図２】本発明の実施例１における液晶表示装置の等価回路図である。
【図３】本発明の実施例１における効果を示す図である。
【図４】本発明の実施例１におけるシステム構成図である。
【図５】本発明の実施例１における液晶表示装置全体の駆動シーケンスである。
【図６】本発明の実施例１に用いたゲートドライバ主要部の等価回路図である。
【図７】本発明の実施例１における変形例の液晶表示部の駆動シーケンスである。
【図８】本発明の実施例２における駆動シーケンスである。
【図９】本発明の実施例２の変形例における駆動シーケンスである。
【図１０】本発明の実施例３における駆動シーケンスである。
【図１１】プリチャージの原理を示す説明図である。
【図１２】本発明の実施例４におけるシステム構成図である。
【図１３】本発明の実施例４における駆動シーケンスである。
【図１４】従来の液晶表示装置の駆動シーケンスおよび、輝度分布を示す説明図である。
【図１５】従来の液晶表示装置の液晶表示部の等価回路図である。
【図１６】従来の液晶表示装置の課題を示す説明図である。
【図１７】本発明の実施例５における駆動シーケンスである。
【符号の説明】
１０１…画像源、１０３…画像メモリ、１０４…タイミング制御回路、１０６…ゲートドライバ、１０７…ドレインドライバ、１０８…光源、１０９…光源ブロック、１１０…画素の位置を示すアドレス、１１１…画像信号、１１２…画像データ、１１３…信号分配回路、１１４…出力選択回路、１１５…画像信号電圧、１１６…タイミング信号、１１７…光源制御信号、１１８…ドレイン入力データ、１１９…ゲート制御信号、１２０…メモリ制御信号、１２１…リードライト制御、２０１…行配線、２０２…列配線、２０３…ＴＦＴ、２０４…共通電極、２０５…保持容量、２０８…液晶容量、２０９…共通配線、２１０…画素電極、２２１，２２２…フリップフロップ、２２３…バッファ制御回路、２２４…出力バッファ、２２５…出力回路、２２６…シフトレジスタ、２３１…制御クロック、２３２…ゲート入力データ、２３３…パターンデータ、２３４…選択回路、
３０１…光源の点灯期間、３０２…液晶の光学応答波形、３０３〜３０５…縦方向の輝度分布を示す特性曲線、３１１…表示パターン、３１２…表示パターンの移動方向、３１３…間欠点灯ゴースト、３２１〜３２３…光学応答、４０１…印加電圧、６０１，６０４…リードライト信号、６０２…メモリ入力データ、６０３…読出しクロック、７０１…画素電極電位。
【図１】
2004093717.tif 000003
【図２】
2004093717.tif 000004
【図３】
2004093717.tif 000005
【図４】
2004093717.tif 000006
【図５】
2004093717.tif 000007
【図６】
2004093717.tif 000008
【図７】
2004093717.tif 000009
【図８】
2004093717.tif 000010
【図９】
2004093717.tif 000011
【図１０】
2004093717.tif 000012
【図１１】
2004093717.tif 000013
【図１２】
2004093717.tif 000014
【図１３】
2004093717.tif 000015
【図１４】
2004093717.tif 000016
【図１５】
2004093717.tif 000017
【図１６】
2004093717.tif 000018
【図１７】
2004093717.tif 000019