(57)【要約】【課題】アクティブマトリクス型の液晶表示装置をＨライン反転、マルチフィールド駆動、コモン反転により駆動した場合に、チャージポンピング信号周期で発生する電圧変動の影響を抑えて良好な表示品質を得る。【解決手段】１フレームを分割した際の１フィールド周期がチャージポンピング信号周期の整数倍となるように設定することにより、奇数番目のフィールドでの電圧変動で生じる横縞と偶数番目のフィールドでの電圧変動で生じる横縞は空間的に補償され分散されるため、１フレームにおける表示状態では横縞状の表示ムラは視認されなくなる。【選択図】      図１
2004252022.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マトリクス状に配置された複数の走査線及び複数の信号線、このマトリクスの各格子毎に配置されたスイッチ素子、前記スイッチ素子を介して前記信号線と接続する前記各格子毎に設けられた画素電極を有するアレイ基板と、前記複数の画素電極と相対する共通のコモン電極が形成された対向基板と、前記両基板間に保持された液晶層とを備えた液晶表示装置に対して、
１フレームを複数のサブフィールドに分割し、各サブフィールドで前記走査線を１本おき又は複数本おきに選択して各サブフィールド毎に異なる走査線を駆動する動作を繰り返すことにより前記複数のサブフィールドを経て１フレーム分の映像信号電圧の書き込みを行い、又前記各サブフィールドで選択された各走査線が駆動される毎に前記信号線に供給する前記映像信号電圧の極性を反転し、且つ前記各サブフィールド毎に前記映像信号電圧と前記コモン電極に印加するコモン電圧の極性を反転させる駆動方法において、
前記映像信号電圧及び前記コモン電圧を決定する電圧を昇圧回路により昇圧し、且つ前記各サブフィールドの周期を前記昇圧回路のチャージポンピング信号周期の整数倍としたことを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。
【請求項２】
奇数番目のサブフィールドにおける前記コモン電圧の電圧変動と、偶数番目のサブフィールドにおける前記コモン電圧の電圧変動は互いに同位相となり、前記奇数番目のサブフィールドに書き込まれる前記映像信号電圧に対する前記コモン電圧の電位差変動と、前記偶数番目のサブフィールドに書き込まれる前記映像信号電圧に対する前記コモン電圧の電位差変動は互いに逆位相となることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置の駆動方法。
【請求項３】
前記１フレームは奇数個のサブフィールドに分割されることを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶表示装置の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は液晶表示装置の駆動方法に関し、詳しくは、アクティブマトリクス型の液晶表示装置をＨライン反転、マルチフィールド駆動、コモン反転により駆動する場合の駆動方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、液晶表示装置は画素毎に映像信号書き込み用のスイッチ素子を配置したアクティブマトリクス型の液晶表示装置が主流になりつつある。
【０００３】
この様なアクティブマトリクス型の液晶表示装置では、液晶を交流駆動するためにフレーム反転やＨライン反転などの極性反転駆動を行っている。最近では、フリッカの発生を抑えるためにＨライン反転とマルチフィールド駆動を同時に行うように構成された液晶表示装置も提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平３−２７１７９５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記特開平３−２７１７９５号公報の液晶表示装置では、極性の反転周期と走査線の選択周期とが同期することにより、複数の走査線にわたり隣接して同じ極性で表示される状況となり、画面上に横縞が生じることがある。この隣接した同じ極性の走査線群は、時間軸に沿ってその位置を変えるため、横縞も静止したものではなく動くことになり、視覚の時空間周波数特性で視認される領域に入った場合には、大幅な画質劣化を生じることになる。このため、各サブフィールド間において極性の反転周期を変えたり、選択的に極性の反転周期を変えることにより画質の劣化を抑えていた。
【０００６】
しかしながら、電源回路により発生される電圧のうち、液晶印加電圧となる映像信号電圧及びコモン電圧を決定する電圧がある一定の周期で変動するような場合、フィールド周期とその変動の周期と極性反転の周期の関係によっては、横縞が生じることがあり、画質の著しい劣化を生じることがあった。
【０００７】
とくに、上記のようなＨライン反転とマルチフィールド駆動を同時に行う駆動方法においてコモン反転駆動を行った場合は、チャージポンプ回路のチャージポンピング信号周期で映像信号電圧及びコモン電圧が１０ｍＶ〜１００ｍＶ程度の範囲で振動する。そのため、この電圧の変動が表示状態に影響を及ぼし、横縞状で且つ静止表示されない表示ムラとして視認される場合があった。
【０００８】
この発明の目的は、チャージポンピング信号周期で発生する電圧変動の影響を抑えて良好な表示品質を得ることができる液晶表示装置の駆動方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１の発明は、マトリクス状に配置された複数の走査線及び複数の信号線、このマトリクスの各格子毎に配置されたスイッチ素子、前記スイッチ素子を介して前記信号線と接続する前記各格子毎に設けられた画素電極を有するアレイ基板と、前記複数の画素電極と相対する共通のコモン電極が形成された対向基板と、前記両基板間に保持された液晶層とを備えた液晶表示装置に対して、１フレームを複数のサブフィールドに分割し、各サブフィールドで前記走査線を１本おき又は複数本おきに選択して各サブフィールド毎に異なる走査線を駆動する動作を繰り返すことにより前記複数のサブフィールドを経て１フレーム分の映像信号電圧の書き込みを行い、又前記各サブフィールドで選択された各走査線が駆動される毎に前記信号線に供給する前記映像信号電圧の極性を反転し、且つ前記各サブフィールド毎に前記映像信号電圧と前記コモン電極に印加するコモン電圧の極性を反転させる駆動方法において、前記映像信号電圧及び前記コモン電圧を決定する電圧を昇圧回路により昇圧し、且つ前記各サブフィールドの周期を前記昇圧回路のチャージポンピング信号周期の整数倍としたことを特徴とする。
【００１０】
好ましい形態として、前記昇圧回路を含む電源ＩＣは前記アレイ基板上にＣＯＧ実装される。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１において、奇数番目のサブフィールドにおける前記コモン電圧の電圧変動と、偶数番目のサブフィールドにおける前記コモン電圧の電圧変動は互いに同位相となり、前記奇数番目のサブフィールドに書き込まれる前記映像信号電圧に対する前記コモン電圧の電位差変動と、前記偶数番目のサブフィールドに書き込まれる前記映像信号電圧に対する前記コモン電圧の電位差変動は互いに逆位相となることを特徴とする。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項１又は２において、前記１フレームは奇数個のサブフィールドに分割されることを特徴とする。
【００１３】
上記駆動方法によれば、１フィールド周期がチャージポンピング信号周期の整数倍となるため、奇数番目のフィールドでの電圧変動で生じる横縞と偶数番目のフィールドでの電圧変動で生じる横縞が空間的に補償され分散されることになり、１フレームにおける表示状態では横縞状の表示ムラは視認されなくなる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
【００１５】
図２は、本実施の形態に係わる液晶表示装置１００の回路構成図である。アレイ基板１０上には、画素部１０ａと回路部１０ｂが形成されている。このうち、画素部１０ａには表示画素部１と走査線駆動回路２が同一プロセスにより一体に形成され、回路部１０ｂには信号線駆動回路（駆動ＩＣ）３と電源ＩＣ４とがＡＣＦを介してアレイ基板１０上にＣＯＧ実装されている。
【００１６】
画素部１０ａには、複数の走査線Ｇ１，Ｇ２，…Ｇｎ（総称Ｇ）と、複数の信号線Ｄ１，Ｄ２，…Ｄｍ（総称Ｄ）がマトリクス状に配置されている。各走査線Ｇの一端は走査線駆動回路２に、各信号線Ｄの一端は信号線駆動回路３にそれぞれ接続されている（図中配線省略）。また、前記マトリクスの各格子毎に液晶画素５が形成され、これら複数の液晶画素５により表示画素部１が構成されている。
【００１７】
液晶画素５は、画素電極６、コモン電極７及びこれら電極間に保持される液晶層８から構成され、各液晶画素５への映像信号の書き込みはスイッチ素子となるＴＦＴ（薄膜トランジスタ）９により制御されている。各ＴＦＴ９のゲートは行毎に共通に走査線Ｇ１，Ｇ２，…Ｇｎに接続され、ドレインは列毎に信号線Ｄ１，Ｄ２，…Ｄｍに接続されている。ソースは各画素電極６に接続されている。ＴＦＴ９は、走査線Ｇに供給される行選択信号によりオン／オフが制御され、オン時に信号線Ｄと画素電極６との間が導通して、信号線Ｄに供給された映像信号が画素電極６（及び図示しない補助容量）に書き込まれる。
【００１８】
また、すべての液晶画素５に相対するコモン電極７は共通にコモン回路１１に接続されている。コモン電極７はアレイ基板１０と対向配置される図示しない対向基板上に形成された単一電極であり、コモン回路１１から所定のコモン電圧が供給されている。なお、本実施の形態におけるコモン回路１１は、回路部１０ｂ側に配置されているものとする。
【００１９】
走査線駆動回路２は、図示しないタイミング信号生成回路から供給される垂直スタート信号や垂直クロック信号に基づいて行選択信号を順次供給する回路である。以後の説明では、走査線に行選択信号を供給することを適宜に“走査線を駆動する”という。信号線駆動回路３は、外部から供給される映像信号を、図示しないタイミング信号生成回路から供給される水平スタート信号や水平クロック信号に基づいて所定のタイミングで各信号線Ｄに供給する回路である。以後の説明では、信号線Ｄに映像信号を供給することを適宜に“映像信号電圧を書き込む”という。
【００２０】
図２において、信号線駆動回路３から信号線Ｄ１，Ｄ２，…に映像信号が供給され、これと同期して走査線駆動回路２から走査線Ｇ１，Ｇ２，…に行選択信号が出力されると、その走査線方向に存在するＴＦＴ９がオン状態となり、信号線Ｄ１，Ｄ２，…に供給された映像信号がＴＦＴ９を介して前記走査線方向に存在する液晶画素５に書き込まれる。この映像信号は画素電極６とコモン電極１１との間に電荷として蓄積され、これに液晶層８が応答することで、その電荷の大きさに応じた階調度の映像が映し出される。
【００２１】
なお、図２に示すアレイ基板１０は絶縁基板であり、例えばガラス基板で構成されている。またＴＦＴ９は例えば多結晶シリコンＴＦＴで構成されている。走査線駆動回路２と信号線駆動回路３は、表示画素部１と共にアレイ基板１０上に一体に形成されていてもよいし、図示しない外部駆動基板上に配置されていてもよい。
【００２２】
電源ＩＣ４は、図示しない電源ユニットから供給される電源電圧を昇圧して、信号線駆動回路３やコモン回路１１に所定の電圧を供給する回路である。信号線駆動回路３から信号線Ｄに供給される映像信号や、コモン回路１１からコモン電極７に供給されるコモン電圧のそれぞれの電位は、電源ＩＣ４から供給される電圧に基づいて決定される。本実施の形態では、昇圧回路として図示しないチャージポンプ回路を用いている。
【００２３】
本実施の形態における液晶表示装置１０は、Ｈライン反転、マルチフィールド駆動、コモン反転により駆動される。マルチフィールド駆動とは、１フレームを複数のサブフィールドに分割し、各サブフィールドで走査線Ｇを１本おき又は複数本おきに選択して、各サブフィールド毎に異なる走査線を駆動する動作を繰り返すことにより複数のサブフィールドを経て１フレーム分の映像信号電圧の書き込みを行う駆動方法である。Ｈライン反転とは、前記マルチフィールド駆動において、各サブフィールドで選択された各走査線Ｇが駆動される毎に信号線Ｄに供給する映像信号電圧の極性を反転する駆動方法である。さらに、コモン反転とは、各サブフィールド毎に映像信号電圧とコモン電圧の極性を反転させる駆動方法である。なお、マルチフィールド駆動については、前述した特開平３−２７１７９５号公報に詳しく記載されているため、ここでは説明を省略する。
【００２４】
次に、上記のように構成された液晶表示装置１０の駆動方法について説明する。ここでは、１フレームを３つのサブフィールドに分割し、各サブフィールド毎にＨライン反転とコモン反転を行う３フィールドコモン反転駆動を例として説明する。以下、サブフィールドを単にフィールドという。
【００２５】
図１は、本実施の形態におけるチャージポンピング信号、映像信号電圧及びコモン電圧の関係を示す説明図である。図中、符号２１は映像信号電圧、符号２２はコモン電圧、符号２３はチャージポンピング信号をそれぞれ表している。また、符号２４は第１フィールド、符号２５は第２フィールドである。ここでは説明を簡単にするため、２フィールドのみを示している。さらに、ラスター表示した場合の表示状態として、符号２６は第１フィールド２４での瞬間的な表示状態、符号２７は第２フィールド２５での瞬間的な表示状態をそれぞれ表しており、符号２８は１フレームにおける表示状態（実際に人間の目に視認される表示状態）を表している。
【００２６】
電源ＩＣ４の昇圧回路として用いられている図示しないチャージポンピング回路は、容量を周期的に駆動して、負荷に電荷を注入することにより昇圧電圧を得ている。この昇圧電圧には、チャージポンピング回路の負荷に電荷を注入するためのチャージポンピング信号周期と同期した１０〜１００ｍＶ程度の電圧変動がが発生する。このため、図示しないチャージポンピング回路で得られた昇圧電圧を入力する信号線駆動回路３やコモン回路１１においても、出力される電圧はこの電圧変動の影響を受けることになり、信号線駆動回路３から信号線Ｄに供給される映像信号や、コモン回路１１からコモン電極７に供給されるコモン電圧にも同様の電圧変動が発生する。ただし、映像信号の電圧変動は小さいため、図１ではコモン電圧２２側の電圧変動のみを示している。
【００２７】
このような電圧変動により、各フィールドにおいて破線の矢印で示すように、映像信号電圧とコモン電圧との電位差が大きいところでは画面上に横縞が現れ、電位差が小さいところでは横縞は現れなくなる。本実施の形態においては、１フィールド周期がチャージポンピング信号周期（図中ＣＰ信号周期）の３倍、すなわち整数倍となるように設定している。これによって図１に示すように、第１フィールド２４におけるコモン電圧２２の電圧変動と、第２フィールド２５におけるコモン電圧２２の電圧変動は互いに同位相となり、また第１フィールド２４に書き込まれる映像信号電圧に対するコモン電圧の電位差変動と、前記偶数番目のサブフィールドに書き込まれる映像信号電圧２１に対するコモン電圧２２の電位差変動は互いに逆位相となる。このような関係とすることにより、第１フィールド２４での瞬間的な表示状態２６に現れる横縞と、第２フィールド２５での瞬間的な表示状態２７に現れる横縞は空間的に補償され分散されることになり、１フレームにおける表示状態２８に示すように横縞状の表示ムラは視認されなくなる。
【００２８】
なお、チャージポンピング信号周期の整数倍となる１フィールド周期に合わせてコモン電圧の極性を切り替えるには、例えば図３に示すような回路構成を用いることができる。チャージポンピング回路４１からは、内部で昇圧又は降圧された電圧がＶｃｏｍＨ（ハイレベル）、ＶｃｏｍＬ（ローレベル）として取り出され、スイッチ回路４２によっていずれか一方の電圧がＶｃｏｍとしてコモン回路１１に出力される。また発振器４３からは、チャージポンピング信号周期に同期した周波数をもつタイミング信号がチャージポンピング回路４１とタイミング発生器４４にそれぞれ入力されている。タイミング発生器４４では、内部の図示しないカウンタにより発振器４３から出力されたタイミング信号のパルス数をカウントしており、例えば３周期分のパルス数をカウントしたところでスイッチ回路４２に切り替え信号を出力することにより、ＶｃｏｍＨ又はＶｃｏｍＬのいずれかの電圧を１フィールド周期に合わせて出力することができる。
【００２９】
次に比較例として、各フィールドの周期とチャージポンピング信号周期とを考慮していない駆動方法について説明する。図４は、比較例におけるチャージポンピング信号、映像信号電圧及びコモン電圧の関係を示す説明図である。図中、符号３１は映像信号電圧、符号３２はコモン電圧、符号３３はチャージポンピング信号をそれぞれ表している。また、符号３４は第１フィールド、符号３５は第２フィールドである。さらに、ラスター表示した場合の表示状態として、符号３６は第１フィールド３４での瞬間的な表示状態、符号３７は第２フィールド３５での瞬間的な表示状態をそれぞれ表し、符号３８は１フレームにおける表示状態を表している。この比較例では、各フィールドの周期をチャージポンピング信号周期の３．５倍（非整数倍）となるように設定している。
【００３０】
この比較例においても、図１と同じくコモン電圧に電圧変動が生じるが、１フィールド周期がチャージポンピング信号周期の３．５倍となっているため、第１フィールド３４での瞬間的な表示状態２６に現れる横縞と、第２フィールド３５での瞬間的な表示状態３７に現れる横縞は空間的にほぼ同じ場所で同様な変動をすることになり、１フレームにおける表示状態３８に示すように横縞状の表示ムラとなって視認されることになる。
【００３１】
上述したように、本実施の形態による液晶表示装置の駆動方法によれば、Ｈライン反転とマルチフィールド駆動を組み合わせて駆動することにより消費電力を抑え、さらに、１フィールド周期がチャージポンピング信号周期の整数倍である３倍となるようにしたので、奇数番目のフィールドでの電圧変動で生じる横縞と偶数番目のフィールドでの電圧変動で生じる横縞が空間的に補償され分散されることになるため、１フレームにおける表示状態では横縞状の表示ムラは視認されなくなることから、低消費電力で良好な表示品位を得ることができる。
【００３２】
また図２に示すように、アレイ基板１０上に信号線駆動回路３や電源ＩＣ４をチップ状態でＣＯＧ実装した構成では、電源ＩＣ４のチャージポンピング回路の出力段に電圧変動の影響を除去するためのローパスコンデンサを基板上に作り込むことが困難であるため、上記のような駆動方法を用いることにより、電圧変動の影響を効果的に抑えることができる。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係わる液晶表示装置の駆動方法においては、１フィールド周期をチャージポンピング信号周期の整数倍とすることで横縞状の表示ムラが視認されなくなるようにしたので、チャージポンピング信号周期で発生する電圧変動の影響を抑えて良好な表示品位を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態におけるチャージポンピング信号、映像信号電圧及びコモン電圧の関係を示す説明図。
【図２】実施の形態に係わる液晶表示装置の回路構成図。
【図３】チャージポンピング信号周期の整数倍となる１フィールド周期に合わせてコモン電圧の極性を切り替えるための回路構成図。
【図４】比較例におけるチャージポンピング信号、映像信号電圧及びコモン電圧の関係を示す説明図。
【符号の説明】
１  画素部
２  走査線駆動回路
３  信号線駆動回路
４  電源ＩＣ
５  液晶画素
６  画素電極
７  コモン電極
９  ＴＦＴ
１０  アレイ基板
１１  コモン回路
１００  液晶表示装置
Ｇ１，Ｇ２，…Ｇｎ  走査線
Ｄ１，Ｄ２，…Ｄｍ  信号線
【図１】
2004252022.tif 000003
【図２】
2004252022.tif 000004
【図３】
2004252022.tif 000005
【図４】
2004252022.tif 000006