(57)【要約】【課題】ＴＦＴを遮光するためのマスクを設けなくても、強い光が照射されたときの液晶表示装置におけるコントラストの低下を防止することができる液晶表示装置の駆動装置を提供する。【解決手段】コモン電極電位設定回路５は、制御部２から入力されるEnable信号がローレベルのときに、液晶表示装置７のコモン電極の電位を所定の電位ＶＣＯＭに設定し、Enable信号がハイレベルのときに、コモン電極接続部６をハイインピーダンス状態にする。制御部２は、少なくとも、選択期間の終了時において、Enable信号をローレベルにし、選択期間の終了時の後、Enable信号をハイレベルにする。【選択図】図１
2012168276.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コモン電極と、マトリクス状に配置された複数の画素電極と、画素電極の列に沿って配置される複数のソースラインと、画素電極の行に沿って配置される複数のゲートラインと、画素電極毎に設けられるＴＦＴとを備え、各ＴＦＴのゲートがゲートラインに接続され、各ＴＦＴのドレインがＴＦＴに対応する画素電極に接続され、各ＴＦＴのソースがソースラインに接続された液晶表示装置を駆動する液晶表示装置の駆動装置であって、
各ゲートラインを線順次選択し、選択したゲートラインを選択時電位に設定し、選択していないゲートラインを非選択時電位に設定するゲートドライバと、
画像データが入力され、各ソースラインの電位を、選択されたゲートラインに対応する行の各画素の画像データに応じた電位に設定するソースドライバと、
コモン電極に接続されるコモン電極接続部を含み、コモン電極電位制御用信号が入力され、前記コモン電極電位制御用信号が第１のレベルであるときに、コモン電極の電位を所定の電位に設定し、前記コモン電極電位制御用信号が第２のレベルであるときにコモン電極接続部をハイインピーダンス状態にするコモン電極電位設定手段と、
コモン電極電位設定手段に前記コモン電極電位制御用信号を入力し、少なくとも、選択されたゲートラインが選択時電位に設定される選択期間の終了時より前に前記コモン電極電位制御用信号を第１のレベルに設定し、当該選択期間の終了時より後に、前記コモン電極電位制御用信号を第２のレベルに設定する制御手段とを備える
ことを特徴とする液晶表示装置の駆動装置。
【請求項２】
制御手段は、前記選択期間の終了時より特定の期間以上前にコモン電極電位制御用信号を第１のレベルとし、前記選択期間の終了時より後に前記コモン電極電位制御用信号を第２のレベルに切り替える
請求項１に記載の液晶表示装置の駆動装置。
【請求項３】
ソースドライバは、選択されたゲートラインが選択時電位に設定される選択期間の終了時までに、各ソースラインの電位を、前記ゲートラインに対応する行の各画素の画像データに応じた電位に設定することを完了する
請求項１または請求項２に記載の液晶表示装置の駆動装置。
【請求項４】
制御手段は、コモン電極電位制御用信号を第２のレベルから第１のレベルに切り替える時点から選択期間の終了時までの期間が、少なくとも、コモン電極電位設定手段がコモン電極の電位を所定の電位に設定するのに要する期間以上になるように、コモン電極電位制御用信号を第２のレベルから第１のレベルに切り替える
請求項１から請求項３のうちのいずれか１項に記載の液晶表示装置の駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置の駆動装置に関し、特に、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）を用いたアクティブマトリクス方式の液晶表示装置の駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ＴＦＴを用いたアクティブマトリクス方式の液晶表示装置では、コモン電極と、マトリクス状に配置される複数の画素電極との間に液晶が挟持される。そして、コモン電極と各画素電極との間の液晶に対する印加電圧を制御することにより、所望の画像を表示する。
【０００３】
また、ＴＦＴを用いたアクティブマトリクス方式の液晶表示装置は、マトリクス状に配置された画素電極の列毎にソースラインを備え、画素電極の行毎にゲートラインを備える。そして、画素電極毎にＴＦＴが設けられる。個々の画素電極はＴＦＴに接続され、そのＴＦＴはソースラインおよびゲートラインに接続される。図４は、画素電極、ＴＦＴ、ソースラインおよびゲートラインの接続例を示す説明図である。図４では、マトリクス状に配置される複数の画素電極のうち、ｉ行目のゲートラインＧｉおよびｋ列目のソースラインＳｋに接続される画素電極を例示している。画素電極２１はＴＦＴ２２に接続され、ＴＦＴ２２はゲートラインＧｉおよびソースラインＳｋに接続される。具体的には、画素電極２１は、ＴＦＴ２２のドレイン２２ｂに接続される。そして、ＴＦＴ２２のゲート２２ａがゲートラインＧｉに接続され、ＴＦＴ２２のソース２２ｃがソースラインＳｋに接続される。図４では、１つの画素電極を図示しているが、他の画素電極におけるＴＦＴ、ゲートラインおよびソースラインの接続態様も同様である。
【０００４】
各ゲートラインは、線順次に選択され、選択されたゲートラインは、選択時電位に設定され、選択されていないゲートラインは、非選択時電位に設定される。あるゲートラインが選択されるとき、各ソースラインは、選択されたゲートラインの行の画像データに応じた電位に設定される。また、画素電極毎に配置されているＴＦＴ２２では、ゲート２２ａが選択時電位になると、ドレイン２２ｂとソース２２ｃとの間が導通状態となり、ゲート２２ａが非選択時電位になると、ドレイン２２ｂとソース２２ｃとの間が非導通状態になる。従って、選択行の各画素電極は、それぞれ、その行の画像データに応じた電位に設定される。また、液晶（図示略）を介して各画素電極と対向するコモン電極３０（図４参照）の電位も所定の電位に制御される。この結果、選択行における液晶に、その行の画像データに応じた電圧が印加される。ゲートラインを順次、選択していくことにより、画像データに応じた画像を表示することができる。
【０００５】
また、コモン電極の電位よりも画素電極の電位の方が高い状態を正極性と記す。そして、コモン電極の電位よりも画素電極の電位の方が低い状態を負極性と記す。
【０００６】
正極性および負極性を切り替える態様の一例として、行毎にコモン電極の電位を切り替えるとともに、行毎に極性を交互に切り替える態様がある。図５は、行毎に極性を交互に切り替える場合における各行の極性の例を示す説明図である。図５に示す例では、第１行から第３行までのゲートラインＧ１〜Ｇ３を示し、視認側から見て左から１番目から６番目までのソースラインＳ１〜Ｓ６を示しているが、ゲートラインおよびソースラインの数は限定されない。また、既に説明したように、マトリクス状に配置される各画素電極２１はＴＦＴ２２に接続され、ＴＦＴ２２はゲートラインおよびソースラインに接続される。図５において、“＋”は正極性を表し、“−”は負極性を表す。例えば、奇数行目のゲートラインを選択するときには、その行の画素電極とコモン電極の電位の関係は、正極性となり、偶数行目のゲートラインを選択するときには、その行の画素電極とコモン電極の電位の関係は、負極性となる。また、図５において、白色で示した画素電極は、その画素電極に対応する画素を、白色にすることを示している。同様に、黒色で示した画素電極は、その画素電極に対応する画素を、黒色にすることを示している。以下の説明では、図５に示す液晶表示装置がノーマリブラックである場合を例にする。また、ソースラインの電位は、制御される極性状態および画像データに応じて、例えば、Ｖ０〜Ｖ１５の範囲の電位に設定される。ここで、Ｖ１５＜Ｖ０とする。
【０００７】
なお、個々の行の極性は、フレーム（垂直周期）毎に切り替えられる。
【０００８】
図５に示す例において、１番左の列の画素を全て白色で表示するものとする。図６は、このように１列分の画素全部を白色表示とする場合におけるその列のソースラインの電位と、コモン電極の電位との関係を示す説明図である。図６に示す縦軸は電位を表し、横軸は時間経過を表す。そして、図６では、コモン電極の電位変化を破線で示し、ソースラインの電位の変化を実線で示す。このソースラインは、１番左側のソースラインＳ１であるものとする。コモン電極の電位は、おおよそソースラインの電圧振幅と同じであり、ここでは、説明簡略化のために、ソースラインの電圧と同じくＶ１５，Ｖ０の電圧レベルとして説明する。コモン電極の電位は、図６に示すように、選択行毎に、Ｖ１５，Ｖ０に交互に切り替えられるものとする。また、行毎に極性が切り替えられ、１番左側の列の画素が全て白色となるように駆動するので、ソースラインＳ１の電位は、選択行毎に、Ｖ０，Ｖ１５に交互に切り替えられる。例えば、第１行選択時には、コモン電極電位はＶ１５に設定され、ソースラインＳ１の電位はＶ０に設定される。第２行選択時には、コモン電極電位はＶ０に設定され、ソースラインＳ１の電位はＶ１５に設定される。Ｖ０，Ｖ１５の電位差をＶＬＣＤとする。また、Ｖ０，Ｖ１５の平均電位をＶａｖｅとする。視認側から見て一番左の列の各画素の液晶の印加電圧は、図６に示す駆動態様ではＶＬＣＤになり、その結果、一番左の列の各画素は白色になる。
【０００９】
しかし、ＴＦＴ２２に強い光が照射されると、ＴＦＴ２２のゲート２２ａ（図４参照）の電位が非選択時電位であっても、ソース２２ｃとドレイン２２ｂとの間が導通し始めるという性質がある。例えば、ゲート２２ａの電位が非選択時電位である場合、通常、ソース，ドレイン間の抵抗が１０１２Ωであったとしても、強い光が照射されたときには、ソース，ドレイン間の抵抗が１０９Ωに低下し、導通し始める。そのため、液晶表示装置のバックライトの光が強い場合には、一番左の列の各画素の液晶の印加電圧はＶＬＣＤに保たれず、（１／２）・ＶＬＣＤに近づいていき、中間調表示になってしまう。ゲートの電位が非選択時電位であるにもかかわらず、ソース、ドレイン間がリーク状態（導通状態）になってしまうためにソースとドレインとの間に生じる電流をリーク電流と称する。
【００１０】
なお、バックライトの光の輝度が高い液晶表示装置の例として、ヘッドアップディスプレイ用の液晶表示装置等がある。このように、バックライトの光の輝度が高い液晶表示装置において、リーク電流が発生しやすくなる。
【００１１】
図５に示す１番左の列の第１行の画素電極（以下、画素電極Ａと記す。）を例にして、リーク電流の発生による電位変化を説明する。図７は、画素電極Ａの電位変化を示す模式図である。図７の上段に示す駆動波形は、１行目のゲートラインＧ１の電位変化を示す駆動波形である。第１行の選択時に、ゲートラインＧ１が選択時電位に設定されると、第１行の各ＴＦＴにおいて、ソース，ドレイン間が導通状態になる。また、ソースドライバにおける各ソースラインに対応する電位出力端からは、第１行の各画素の画像データに応じた電位がそれぞれ出力される。このとき、第１行における１番左の画素を白色にするため、ソースラインＳ１に対応する電位出力端によって、ソースラインＳ１の電位はＶ０に設定される。ただし、ソースラインＳ１の電位は瞬時にＶ０になるわけではなく、図７に示すように、ある程度の時間内でＶ０に変化していく。ソースラインが目標となる電位（本例ではＶ０）に変化するまでの時間は、ソースドライバの性能に依存する。第１行のＴＦＴは導通状態であるので、画素電極Ａの電位は、ソースラインＳ１と等電位（すなわちＶ０）になる。
【００１２】
第１行の選択時においてコモン電極の電位はＶ１５に設定されるので、ソースラインＳ１の電位がＶ０になると、画素電極Ａとコモン電極間の電位差はＶＬＣＤになる。そして、ゲートラインＧ１が非選択時電位に設定された後に、画素電極ＡのＴＦＴにリーク電流が生じなければ、第１行の選択の終了後も、画素電極Ａとコモン電極との間の電位差はＶＬＣＤのまま維持される。しかし、バックライトから照射される光が強いと、画素電極ＡのＴＦＴにおいてソース、ドレイン間がリーク状態となる。そして、第２行の選択時において、ソースラインＳ１はＶ１５に設定されるため、図７に示すように、画素電極Ａの電位はＶ０から低下してしまう。
【００１３】
一番左の列の画素を全て白色にするので、ソースラインＳ１の電位は、図６に示すように、Ｖ０，Ｖ１５に交互に設定される。その結果、１フレームにおいてソースラインＳ１の平均電位は、Ｖ０，Ｖ１５の平均値であるＶａｖｅとなる。従って、画素電極Ａの電位はＶａｖｅに収束していき、画素電極Ａとコモン電極との間の電位差は、（１／２）・ＶＬＣＤに収束していく。この結果、白色表示となるべき画素が、中間調になってしまう。
【００１４】
ここでは、画素電極Ａに着目して説明したが、第１列における他の画素電極に関しても、画素電極とコモン電極との間の電位差は（１／２）・ＶＬＣＤに収束していき、白色表示となるべき画素が、中間調になってしまう。また、ここでは、第１列における各画素を白色にする場合を例にしたが、第１列における各画素を黒色にする場合でも同様に、画素電極とコモン電極との間の電位差が（１／２）・ＶＬＣＤに収束していき、黒色表示となるべき画素が、中間調になってしまう。このように、強い光によるリーク電流が生じる場合には、良好なコントラストが得られない。
【００１５】
正極性および負極性を切り替える態様の他の例として、コモン電極の電位を一定として、列毎に極性を交互に切り替える態様がある。この態様では、１列の画素の色を全て白色等にした場合におけるコントラストの低下を防ぐことができる。図８は、列毎に極性を交互に切り替える場合における各列の極性の例を示す説明図である。図５に示す構成要素と同様の構成要素に関しては、図５と同一の符号を付す。また、図５と同様に、“＋”は正極性を表し、“−”は負極性を表す。本例では、正極性にする列のソースラインにはＶ０〜Ｖ１５の範囲の電位を設定し、負極性にする列のソースラインにはＶ１６〜Ｖ３１の範囲の電位を設定する。ここで、Ｖ３１＜Ｖ１６＜Ｖ１５＜Ｖ０である。また、本例では、Ｖ３１とＶ０の平均電位をＶａｖｅとする。そして、本例において、コモン電極の電位は、Ｖａｖｅで一定に維持される。Ｖ１５，Ｖ１６は、コモン電極電位であるＶａｖｅに近い値であり、Ｖ１６＜Ｖａｖｅ＜Ｖ１５である。本例においても、液晶表示装置がノーマリブラックである場合を例にする。
【００１６】
そして、正極性で白色表示とする場合、画素電極電位をＶ０とし、正極性で黒色表示とする場合、画素電極電位をＶ１５とすればよい。また、負極正で白色表示とする場合、画素電極電位をＶ３１とし、負極正で黒色表示とする場合、画素電極電位をＶ１６とすればよい。
【００１７】
なお、個々の列の極性は、フレーム毎に切り替えられる。
【００１８】
図８に示す例においても、１番左の列の画素を、全て白色で表示するものとする。図９は、このように１列分の画素全部を白色表示とする場合におけるその列のソースラインの電位の変化を示す説明図である。図６と同様に、縦軸は電位を表し、横軸は時間経過を表す。図９では、１番左のソースラインＳ１の電位の変化を示しているものとする。コモン電極電位はＶａｖｅで一定であり、１番左の列の画素は全て白色であるので、ソースラインＳ１の電位は１フレーム内の各行の選択時にＶ０に設定される。そして、次のフレーム内の各行の選択時にはＶ３１に設定される。ソースラインＳ１の電位がＶ０であっても、Ｖ３１であっても、１番左の列の各画素の液晶の印加電圧は等しく、その各画素は白色となる。
【００１９】
このように駆動する場合、光の照射に起因して１番左の列のＴＦＴでソース，ドレイン間がリーク状態になった場合でも、コントラストの低下は抑えられる。図８における１番左の列の第１行の画素電極（前述の例と同様に、画素電極Ａと記す。）を例にして電位の変化を説明する。図１０の上段に示す駆動波形は、１行目のゲートラインＧ１の電位変化を示す駆動波形である。第１行の選択時に、ゲートラインＧ１が選択時電位に設定されると、第１行の各ＴＦＴにおいて、ソース，ドレイン間が導通状態になる。また、ソースドライバにおける各ソースラインに対応する電位出力端からは、第１行の各画素の画像データに応じた電位がそれぞれ出力される。本例では、左から奇数番目のソースラインに対応する電位出力端からは、Ｖ１５〜Ｖ０の範囲の電位が出力され、左から偶数番目のソースラインに対応する電位出力端からは、Ｖ１６〜Ｖ３１の範囲の電位が出力される。第１行における１番左の画素は白色表示とするので、ソースラインＳ１に対応する電位出力端によって、ソースラインＳ１の電位はＶ０に設定される。既に説明したように、このとき、ソースラインＳ１の電位は瞬時にＶ０になるわけではなく、ある程度の時間内でＶ０に変化していく。そして、第１行のＴＦＴは導通状態であるので、画素電極Ａの電位は、ソースラインＳ１と等電位（すなわちＶ０）になる（図１０参照）。この結果、画素電極Ａとコモン電極間の電圧はＶ０−Ｖａｖｅとなる。すなわち、白色表示に応じた電圧となる。
【００２０】
そして、ゲートラインＧ１が非選択時電位に設定される。このとき、バックライトから照射される光が強いと、画素電極ＡのＴＦＴにおいてソース、ドレイン間がリーク状態となる。ただし、第２行の選択時においても、ソースラインＳ１の電位はＶ０に設定される。よって、画素電極Ａの電位とソースラインＳ１の電位はともにＶ０であるので、画素電極ＡのＴＦＴでソース、ドレイン間が導通状態になったとしても、リーク電流は最小限に抑えられ、画素電極Ａの電位変化も最小限に抑えられる。第３行以降の選択時においても同様である。よって、このフレーム内で、画素電極Ａに対応する画素の表示状態は白色に維持される。
【００２１】
ここでは、画素電極Ａに着目して説明したが、第１列における他の画素電極に関しても、表示状態を白色に維持できる。また、ここでは、第１列における各画素を白色にする場合を例にしたが、第１列における各画素を黒色にする場合には、その各画素の表示状態を黒色に維持できる。
【００２２】
しかし、列毎に極性を交互に切り替える場合であっても、例えば、１列内において、画素の色を白色、黒色に交互に切り替える場合には、良好なコントラストが得られない。図１１は、列毎に極性を交互に切り替える場合における表示状態の一例を示す模式図である。図８に示す構成要素と同様の構成要素に関しては、図８と同一の符号を付す。また、図８と同様に、“＋”は正極性を表し、“−”は負極性を表す。図１１に示す例では、１番左側の列において、画素の色が白色、黒色に交互に並ぶように制御するものとする。図１２は、このように１列分の画素の色を白色、黒色に交互に切り替える場合におけるその列のソースラインの電位の変化を模式的に示す説明図である。図１２では、１番左のソースラインＳ１の電位の変化を示しているものとする。１フレーム内で、１番左の列における奇数番目の行の画素を白色とし、偶数番目の行の画素を黒色とする。従って、奇数番目の行の選択時には、ソースラインＳ１の電位はＶ０に設定され、偶数番目の行の選択時には、ソースラインＳ１の電位はＶ１５に設定される（図１２参照）。この結果、１フレーム期間において、ソースラインＳ１の平均電位は、Ｖ０とＶ１５の平均値となる。
【００２３】
図１２における１番左の列の第１行の画素電極（前述の例と同様に、画素電極Ａと記す。）を例にして電位の変化を説明する。第１行の選択時に、ゲートラインＧ１が選択時電位に設定されると、図１０に示す場合と同様に、画素電極Ａの電位はＶ０に変化する。
【００２４】
その後、ゲートラインＧ１が非選択時電位に設定された後に、光の照射に起因して、画素電極ＡのＴＦＴにおいてソース、ドレイン間がリーク状態になったとする。第２行選択時にソースラインＳ１の電位はＶ１５に設定されるので、画素電極Ａの電位は、Ｖ１５に近づいていく。さらに、第３行選択時にソースラインＳ１の電位はＶ０に設定されるので、画素電極Ａの電位は、Ｖ０に近づいていく。同様の変動を繰り返すことで、画素電極Ａの電位は、Ｖ０とＶ１５の平均値に収束していく。その結果、画素電極Ａに対応する画素は白色であるべきであるが、リーク電流の発生により、中間調になってしまう。
【００２５】
同様に、第１列で黒色表示にする画素の画素電極の電位は、Ｖ３１とＶ１６の平均値に収束していき、中間調になってしまう。このため、１列中に白色と黒色が交互に並ぶ画像を表示する場合には、コントラストが低下してしまう。
【００２６】
従って、列毎に極性を交互に切り替える場合においても、表示する画像によっては、ＴＦＴのソース、ドレイン間のリーク電流の発生のため、コントラストが低下してしまう場合が生じる。
【００２７】
強い光の照射に起因してＴＦＴのソース、ドレイン間がリーク状態になり、コントラストが低下するという現象を防止するための技術として、液晶表示装置内部のＴＦＴを遮光する技術が知られている。具体的には、液晶表示装置内部に遮光用のマスクを１枚以上設けて、バックライトから照射された光がＴＦＴに到達しないようにすることが知られている。このような技術を用いた液晶表示装置が、例えば、特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２８】
【特許文献１】特開２００９−４７８２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２９】
しかし、液晶表示装置内部にＴＦＴを遮光するためのマスクを設ける場合には、そのマスクの分だけ、液晶表示装置の製造コストが増加してしまう。
【００３０】
そこで、本発明は、ＴＦＴを遮光するためのマスクを設けなくても、強い光が照射されたときの液晶表示装置におけるコントラストの低下を防止することができる液晶表示装置の駆動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】
【００３１】
本発明による液晶表示装置の駆動装置は、コモン電極と、マトリクス状に配置された複数の画素電極と、画素電極の列に沿って配置される複数のソースラインと、画素電極の行に沿って配置される複数のゲートラインと、画素電極毎に設けられるＴＦＴとを備え、各ＴＦＴのゲートがゲートラインに接続され、各ＴＦＴのドレインがＴＦＴに対応する画素電極に接続され、各ＴＦＴのソースがソースラインに接続された液晶表示装置を駆動する液晶表示装置の駆動装置であって、各ゲートラインを線順次選択し、選択したゲートラインを選択時電位に設定し、選択していないゲートラインを非選択時電位に設定するゲートドライバと、画像データが入力され、各ソースラインの電位を、選択されたゲートラインに対応する行の各画素の画像データに応じた電位に設定するソースドライバと、コモン電極に接続されるコモン電極接続部を含み、コモン電極電位制御用信号が入力され、コモン電極電位制御用信号が第１のレベルであるときに、コモン電極の電位を所定の電位に設定し、コモン電極電位制御用信号が第２のレベルであるときにコモン電極接続部をハイインピーダンス状態にするコモン電極電位設定手段と、コモン電極電位設定手段にコモン電極電位制御用信号を入力し、少なくとも、選択されたゲートラインが選択時電位に設定される選択期間の終了時より前にコモン電極電位制御用信号を第１のレベルに設定し、当該選択期間の終了時より後に、コモン電極電位制御用信号を第２のレベルに設定する制御手段とを備えることを特徴とする。
【００３２】
制御手段が、選択期間の終了時より特定の期間以上前にコモン電極電位制御用信号を第１のレベルとし、選択期間の終了時より後にコモン電極電位制御用信号を第２のレベルに切り替えることが好ましい。
【００３３】
また、ソースドライバが、選択されたゲートラインが選択時電位に設定される選択期間の終了時までに、各ソースラインの電位を、そのゲートラインに対応する行の各画素の画像データに応じた電位に設定することを完了することが好ましい。
【００３４】
また、制御手段が、コモン電極電位制御用信号を第２のレベルから第１のレベルに切り替える時点から選択期間の終了時までの期間が、少なくとも、コモン電極電位設定手段がコモン電極の電位を所定の電位に設定するのに要する期間以上になるように、コモン電極電位制御用信号を第２のレベルから第１のレベルに切り替えることが好ましい。
【発明の効果】
【００３５】
本発明によれば、ＴＦＴを遮光するためのマスクを設けなくても、強い光が照射されたときの液晶表示装置におけるコントラストの低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明による液晶表示装置の駆動装置の構成例を示す説明図。
【図２】ラッチパルスの波形の例を示す説明図。
【図３】選択期間と、ラッチパルスおよびEnable信号の変化と、画素電極およびコモン電極の電位の変化の例を示すタイミングチャート。
【図４】画素電極、ＴＦＴ、ソースラインおよびゲートラインの接続例を示す説明図。
【図５】行毎に極性を交互に切り替える場合における各行の極性の例を示す説明図。
【図６】図５に示す極性制御で、１列分の画素全部を白色表示とする場合におけるその列のソースラインの電位と、コモン電極の電位との関係を示す説明図。
【図７】図５に示す１番左の列の第１行の画素電極の電位変化を示す模式図。
【図８】列毎に極性を交互に切り替える場合における各列の極性の例を示す説明図。
【図９】図８に示す極性制御で、１列分の画素全部を白色表示とする場合におけるその列のソースラインの電位変化を示す説明図である。
【図１０】図８に示す１番左の列の第１行の画素電極の電位変化を示す模式図。
【図１１】列毎に極性を交互に切り替える場合における表示状態の一例を示す模式図。
【図１２】１列分の画素の色を白色、黒色に交互に切り替える場合におけるその列のソースラインの電位の変化を模式的に示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明による液晶表示装置の駆動装置の構成例を示す説明図である。本発明の駆動装置１は、ＴＦＴを用いたアクティブマトリクス方式の液晶表示装置７を駆動する。
【００３８】
液晶表示装置７は、図４に例示したように、コモン電極３０と、画素毎に配置される画素電極２１とを備える。図４では１つの画素電極を示しているが、液晶表示装置７は、マトリクス状に配置された複数の画素電極２１を備えている。さらに、液晶表示装置７は、マトリクス状に配置された複数の画素電極２１の列に沿って配置される複数のソースラインと、その複数の画素電極２１の行に沿って配置される複数のゲートラインとを備える。ここでは、ソースラインが画素電極の列毎に配置され、ゲートラインが画素電極の行毎に配置される場合を例にして説明する。すなわち、ソースラインと各列が一対一に対応し、ゲートラインと各行が一対一に対応している場合を例にして説明する。
【００３９】
また、液晶表示装置７は、図４に例示したように、個々の画素電極毎に設けられるＴＦＴ２２も備える。従って、ＴＦＴ２２と画素電極２１の組合せが、マトリクス状に配置されることになる。そして、個々のＴＦＴ２１のゲート２２ａは、そのＴＦＴが配置された行に対応するゲートラインに接続される。また、個々のＴＦＴ２１のドレイン２２ｂは、そのＴＦＴに対応する画素電極に接続される。また、個々のＴＦＴ２１のソース２２ｃは、そのＴＦＴが配置された列に対応するソースラインに接続される。
【００４０】
駆動装置１は、制御部２と、ゲートドライバ３と、ソースドライバ４と、コモン電極電位設定回路５とを備える。
【００４１】
ゲートドライバ３は、制御部２に従って、各ゲートラインを線順次選択しながら走査し、選択したゲートラインの電位を選択時電位に設定し、選択していないゲートラインの電位を非選択時電位に設定する。選択されたゲートラインの電位が選択時電位に設定されることにより、そのゲートラインに接続された各ＴＦＴのゲートの電位も選択時電位になる。その結果、それらのＴＦＴにおけるソース、ドレイン間が導通状態になり、選択されたゲートラインに対応する行の各画素電極はそれぞれ、その画素電極が配置された列のソースラインと等電位になる。また、選択されていないゲートラインの電位が非選択時電位に設定されることにより、それらのゲートラインに接続された各ＴＦＴのゲートの電位も非選択時電位になる。その結果、それらのＴＦＴにおけるソース、ドレイン間が非導通状態になる。ただし、例えば、高輝度の光を照射するバックライトから液晶表示装置７に対して強い光が照射された場合には、ＴＦＴにおけるソース、ドレイン間は導通（リーク）し始める。
【００４２】
本実施形態において、ゲートドライバ３が一本のゲートラインを選択し、選択したゲートラインを選択時電位に設定している期間を、選択期間と記す。
【００４３】
ソースドライバ４には、画像データが入力される。そして、ソースドライバ４は、制御部２に従って、各ソースラインの電位を、選択されているゲートラインに対応する行の各画素の画像データに応じた電位に設定する。
【００４４】
なお、ソースドライバ４は、制御部２によって極性の状態を指定され、各画素が指定された極性になるように、各ソースラインを、選択行における各画素の画像データに応じた電位に設定する。本実施形態では、列毎に画素の極性が切り替わり、フレーム毎に各列の極性を反転させるように制御部２によって制御される場合を例にして説明する。この場合、ソースドライバ４は、あるフレームでは、視認側から見て左から奇数番目の列のソースラインの電位をコモン電極の電位より高い電位であって、選択行におけるその列の画素の画像データに応じた電位に設定し、視認側から見て左から偶数番の列のソースラインの電位をコモン電極の電位より低い電位であって、選択行におけるその列の画素の画像データに応じた電位に設定する。このソースラインの電位設定態様を第１の態様と記す。ソースドライバ４は、次のフレームでは、視認側から見て左から奇数番目の列のソースラインの電位をコモン電極の電位より低い電位であって、選択行におけるその列の画素の画像データに応じた電位に設定し、視認側から見て左から偶数番の列のソースラインの電位をコモン電極の電位より高い電位であって、選択行におけるその列の画素の画像データに応じた電位に設定する。このソースラインの電位設定態様を第２の態様と記す。そして、ソースドライバ４は、第１の態様と第２の態様とをフレーム毎に交互に切り替える。
【００４５】
第１の態様では、左から奇数番目の列の各画素が正極性となり、左から偶数番目の列の各画素が負極性となる。また、第２の態様では、左から奇数番目の列の各画素が負極性となり、左から偶数番目の列の各画素が正極性となる。
【００４６】
コモン電極電位設定回路５は、液晶表示装置７のコモン電極に接続されるコモン電極接続部６を有する。そして、コモン電極電位設定回路５は、制御部２に従って、コモン電極接続部６を介してコモン電極の電位を所定の電位（以下、ＶＣＯＭと記す。）に設定したり、コモン電極接続部６をハイインピーダンス状態にしたりする。具体的には、制御部２から、コモン電極電位制御用信号（以下、Enable信号と記す。）が入力され、例えば、Enable信号がローレベルのときにコモン電極の電位をＶＣＯＭに設定し、Enable信号がハイレベルのときにコモン電極接続部６をハイインピーダンス状態にする。以下の説明では、Enable信号がローレベルのときにコモン電極の電位をＶＣＯＭに設定し、Enable信号がハイレベルのときにコモン電極接続部６をハイインピーダンス状態にする場合を例にして説明する。
【００４７】
制御部２は、ゲートドライバ３、ソースドライバ４およびコモン電極電位設定回路５を制御する。
【００４８】
制御部２は、ゲートドライバ３に対して、フレームの開始時にフレーム開始を通知する信号を入力し、その後、選択行の切り替えを指示する信号（以下、選択行切替信号と記す。）を入力していく。ゲートドライバ３は、フレーム開始を通知する信号が入力された後、最初に選択行切替信号が入力されると、１行目のゲートラインを選択し、以降、選択行切替信号が入力される毎に、２行目以降のゲートラインを順次、選択していく。
【００４９】
また、制御部２は、ソースドライバ４に対して、フレームの開始時にフレーム開始を通知する信号を入力し、その後、ラッチパルスを入力していく。図２は、ラッチパルスの波形の例を示す説明図である。ソースドライバ４には、一本のゲートラインの選択期間中に、次に選択されるゲートラインに対応する行の各画素の画像データが入力され、ソースドライバ４は、その１行分の画像データを保持する。そして、制御部２は、ゲートドライバ３に選択行切替信号を入力した後に、ラッチパルスをハイレベルにし、さらにローレベルに戻す。ソースドライバ４は、このラッチパルスの立ち下がりエッジを検出すると、各ソースラインの電位を、前の選択期間に入力され保持していた１行分の各画素の画像データに応じた電位に設定する。また、制御部２は、フレーム毎に、第１の態様と第２の態様とを交互に切り替えて指示する極性切替信号をソースドライバ４に入力する。制御部２は、ラッチパルスの立ち下がりエッジで各ソースラインの電位を設定する際に、極性切替信号に応じて、前述の第１の態様または第２の態様でソースラインの電位を設定する。
【００５０】
また、制御部２は、コモン電極電位設定回路５にEnable信号を入力する。そして、本例では、制御部２が、少なくとも、選択されているゲートラインの選択期間の終了時には、Enable信号をローレベルにしている場合を例にして説明する。そして、その選択期間の終了時よりも後に、Enable信号をローレベルからハイレベルに変化させる。Enable信号をローレベルにする期間は短い方が好ましく、従って、制御部２は、選択期間の終了時の後、速やかに（例えば、選択期間終了時の直後に）、Enable信号をローレベルからハイレベルに変化させることが好ましい。なお、Enable信号をローレベルからハイレベルに変化させるタイミングは選択期間終了よりも前であってもよい。リーク状態となるときに、コモン電極接続部６をハイインピーダンス状態とすることが肝要である。
【００５１】
また、制御部２は、少なくとも選択期間の終了時においてEnable信号をローレベルにするため、上述のようにハイレベルに変化させたEnable信号を選択期間内でローレベルにする必要がある。Enable信号をハイレベルからローレベルに切り替えるタイミングは、以下のように定めておけばよい。Enable信号がハイレベルのとき、コモン電極接続部６がハイインピーダンス状態であるため、コモン電極の電位はフローティング状態になっている。コモン電極電位設定回路５が、このコモン電極の電位をＶＣＯＭに設定する際、コモン電極の電位は瞬時にＶＣＯＭに変化するわけではなく、コモン電極の電位がＶＣＯＭに設定されるまでにはある程度の時間を要する。コモン電極電位設定回路５が、フローティング状態であるコモン電極の電位をＶＣＯＭに設定するのに要する特定期間をＲとすると、選択期間内でEnable信号をハイレベルからローレベルに切り替える時点からその選択期間の終了時までの期間の長さが、少なくとも、特定期間Ｒの長さ以上になるように、Enable信号をハイレベルからローレベルに切り替える時点を定めておけばよい。また、ゲートパルスの遅延を考慮した期間を特定期間Ｒに付加した長さ以上とすることが好ましい。
【００５２】
すなわち、制御部２は、選択期間の終了時よりも特定期間Ｒだけ前の時点以前に、Enable信号をハイレベルからローレベルに切り替えればよい。このようにEnable信号を切り替えることで、選択期間の終了時においてコモン電極の電位を確実にＶＣＯＭに設定することができる。また、Enable信号をローレベルにする期間は短い方が好ましく、選択期間の終了時よりも特定期間Ｒだけ前の時点でEnable信号をローレベルに切り替えることが好ましい。
【００５３】
図３は、選択期間と、ラッチパルスおよびEnable信号の変化と、画素電極およびコモン電極の電位の変化の例を示すタイミングチャートである。図３を参照して、本発明の動作について説明する。ここでは、液晶表示装置７に光を照射するバックライトの光の輝度が高く、液晶表示装置７の各ＴＦＴに照射される光が強いものとする。すなわち、各ＴＦＴにおいて、ゲートが非選択時電位に設定され、ソース、ドレイン間が非導通状態になっても、強い光が照射されることにより、ソース、ドレイン間が導通し始めるものとする。
【００５４】
制御部２は、ゲートドライバ３に選択行切替信号を入力することで、ゲートドライバ３に、選択するゲートラインを切り替えさせる。ゲートドライバ３は、選択行切替信号が入力されると、新たに選択するゲートラインの電位を、非選択時電位から選択時電位に変化させる（図３（ａ）参照）。そして、ゲートドライバ３は、選択しているゲートラインの電位を選択時電位のまま維持し、制御部２から次の選択行切替信号が入力されると、そのゲートラインの電位を選択時電位から非選択時電位に変化させ（図３（ａ）参照）、新たに選択するゲートラインの電位を非選択時電位から選択時電位に変化させる。本実施形態において、ゲートラインの電位が選択時電位に立ち上がる立ち上がりエッジから、そのゲートラインの電位が非選択時電位に立ち下がる立ち下がりエッジまでの期間が選択期間である。
【００５５】
選択されたゲートラインの電位が選択時電位になっているので、そのゲートラインの選択期間中、そのゲートラインに対応する行の各ＴＦＴにおいて、ソース、ドレイン間が導通状態になる。
【００５６】
制御部２は、選択期間開始後、ソースドライバ４に対して入力するラッチパルスを立ち上げ、さらに立ち下げる（図３（ｂ）参照）。ソースドライバ４は、このラッチパルスの立ち下がりエッジを検出すると、各ソースラインの電位を、ゲートドライバ３に選択されているゲートラインに対応する行（選択行）の各画素の画像データに応じた電位に設定する。例えば、ソースドライバ４は、視認側から見て１番左のソースラインの電位を、選択行における１番左の画素の画像データに応じた電位に設定する。同様に、ソースドライバ４は、視認側から見て左からｎ番目のソースラインの電位を、選択行における左からｎ番目の画素の画像データに応じた電位に設定する。選択行の各ＴＦＴにおいて、ソース、ドレイン間は導通状態になっているので、各列における選択行の画素電極はソースラインと等電位になる。
【００５７】
このとき、各ソースラインの電位は瞬時に目標となる電位（すなわち、画像データに応じた電位）に変化するわけではなく、目標となる電位に変化するまで、ある程度の時間を要する。従って、選択行の各画素電極がそれぞれ画像データに応じた電位に変化するまで、ある程度の時間がかかる（図３（ｄ）参照）。ソースドライバ４として、ラッチパルスの立ち下がりエッジから、選択期間の終了時点までの間に、各ソースラインの電位を、それぞれ目標となる電位（選択行の各画素の画像データに応じた電位）に立ち上げる十分な能力を有しているソースドライバを用いる。このように、十分な能力を有するソースドライバ４は、選択期間の終了時点までに、各ソースラインの電位を目標となる電位に設定することを完了する。
【００５８】
この結果、選択行の画素電極の電位は、図３（ｄ）に示すように、選択期間内で目標となる電位に設定され、選択期間の終了時において、目標となる電位になっている。
【００５９】
なお、図３（ｄ）では、正極性とする列の画素電極における電位の変化を例示している。
【００６０】
制御部２は、選択期間内において、コモン電極電位設定回路５に入力するEnable信号をハイレベルからローレベルに立ち下げる（図３（ｃ）参照）。
【００６１】
Enable信号がハイレベルとなっている間、コモン電極電位設定回路５はコモン電極接続部６をハイインピーダンス状態としている。そのため、コモン電極の電位はフローティング状態である。図３（ｄ）に示すコモン電極電位の変化において、フローティング状態を破線で示している。コモン電極電位設定回路５は、Enable信号がハイレベルからローレベルになると、液晶表示装置７のコモン電極の電位をＶＣＯＭに設定する。このとき、図８（ｄ）に示すように、コモン電極の電位は、特定期間Ｒ内でＶＣＯＭに変化する。Enable信号の立ち下がりエッジから選択時間の終了時までの長さは、特定期間Ｒの長さ以上であるので、選択時間の終了時において、コモン電極の電位はＶＣＯＭになっている。
【００６２】
選択行の画素の液晶の印加電圧は、選択期間の終了時に確定していればよい。上記のように、選択時間の終了時において、選択行の画素電極の電位は、目標となる電位（画像データに応じた電位）に設定され、コモン電極の電位はＶＣＯＭに設定されている。従って、選択期間の終了時に、選択行の画素の液晶は、画像データに応じた適切な電圧が印加された状態になっている。
【００６３】
制御部２は、選択行切替信号をゲートドライバ３に入力することによって、選択行を切り替え、それまで選択されていたゲートラインの選択期間を終了させる。そして、制御部２は、その後、速やかにEnable信号をローレベルからハイレベルに立ち上げる（図３（ｃ）参照）。
【００６４】
ゲートドライバ３は、新たに選択行切替信号が入力されることにより、選択するゲートラインを切り替える。そのため、ゲートドライバ３は、それまで選択していたゲートラインの電位を非選択時電位に変化させる（図３（ａ）参照）。そのため、それまで選択していたゲートラインに接続されている各ＴＦＴのゲートの電位も非選択時電位になる。
【００６５】
また、Enable信号がハイレベルになると、コモン電極電位設定回路５はコモン電極接続部６をハイインピーダンス状態にする。すると、コモン電極の電位はフローティング状態になる（図３（ｄ）参照）。
【００６６】
それまで選択されていたゲートラインに接続されている各ＴＦＴのゲートの電位は非選択時電位になる。このとき、その各ＴＦＴのソース、ドレイン間が非道通状態となり、図３（ａ）に示す選択期間で選択されていた行の各画素電極の電位は、設定された電位（その行の画像データに応じた電位）に維持されることが理想的である。しかし、強い光が照射されていることにより、図３（ａ）に示す選択期間で選択されていた行の各画素電極に接続された各ＴＦＴにおいて、ソースドレイン間が導通し始め、ソース、ドレイン間にリーク電流が生じる。このため、図３（ａ）に示す選択期間で選択されていた行の各画素電極の画素電極の電位は、その選択期間の終了時における設定電位から変化していく。このとき、電位が上昇するか下降するかは、次の選択期間に設定されるソースラインの電位に依存する。
【００６７】
このように、目標電位に設定された画素電極の電位は、ＴＦＴにおけるソース、ドレイン間が導通し始めることにより変動する。しかし、コモン電極の電位がフローティング状態になっているため、それらの画素電極とコモン電極との電位差は、Enable信号の立ち下がりエッジにおける電位差のまま維持される。すなわち、選択されていた行の画素電極の電位が変化しても、その行の各画素における液晶の印加電圧は、Enable信号の立ち下がりエッジにおける印加電圧から変化しない。
【００６８】
そのため、図３（ａ）に示す選択期間で選択されていた行の各画素の液晶の印加電圧は、その選択期間の終了時における印加電圧とほぼ等しい電圧で維持される。この結果、選択期間が終了した行のＴＦＴにおいてソース、ドレイン間が導通状態になり、その行の画素電極の電位が変化しても、液晶に対する印加電圧は維持されるため、表示への影響を抑えることができる。例えば、白色表示とした画素は、白色のまま維持することができ、黒色表示とした画素は、黒色のまま維持することができる。従って、コントラストの低下を防止できる。
【００６９】
以上の説明では、１つの選択行に着目して説明したが、他の選択行に関しても同様である。
【００７０】
よって、本発明によれば、液晶表示装置７におけるコントラストの低下を防止することができる。また、本発明の駆動装置によれば、液晶表示装置７の各ＴＦＴに光が照射されて、ソース、ドレイン間が非導通状態であるべきＴＦＴで、リーク状態に変化していってしまったとしても、液晶の印加電圧は維持できるので、各ＴＦＴを遮光するためのマスクを設ける必要がない。そのため、液晶表示装置の製造コストの増加を抑えることができる。
【００７１】
なお、Enable信号をローレベルにする期間は短い方が好ましいと説明したが、これは、Enable信号をローレベルにする期間を短くすることで、リーク電流の発生による電圧変動を抑える期間を長くすることができるためである。
【００７２】
また、液晶表示装置７は、カラーフィルタを備え、カラー画像を表示する液晶表示装置であってもよい。さらに、ＩＰＳ（In Plane Switching）方式の液晶表示装置であってもよい。そのような液晶表示装置を駆動する場合にも、同様の効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明は、高輝度の光を照射するバックライトを利用した液晶表示装置を駆動する駆動装置に好適に適用可能である。例えば、ヘッドアップディスプレイや液晶プロジェクタの液晶表示装置を駆動する駆動装置等に好適に適用可能である。
【符号の説明】
【００７４】
１  駆動装置
２  制御部
３  ゲートドライバ
４  ソースドライバ
５  コモン電極電位設定回路
６  コモン電極接続部
７  液晶表示装置
【図１】
2012168276.tif 000003
【図２】
2012168276.tif 000004
【図３】
2012168276.tif 000005
【図４】
2012168276.tif 000006
【図５】
2012168276.tif 000007
【図６】
2012168276.tif 000008
【図７】
2012168276.tif 000009
【図８】
2012168276.tif 000010
【図９】
2012168276.tif 000011
【図１０】
2012168276.tif 000012
【図１１】
2012168276.tif 000013
【図１２】
2012168276.tif 000014