(57)【要約】【課題】液晶表示装置においてリフレッシュレートを切り換えると、液晶駆動電圧の直流成分が変動することに起因して、一種の焼き付き現象が起こる。【解決手段】制御装置は液晶パネルを反転駆動方式で、４倍速駆動及び２倍速駆動することができる。共通電極は、４倍速駆動にて画素電極に設定される電圧の反転駆動における中点電位に基づいて予め設定された共通電圧を印加される。４倍速駆動ではゲート電圧ＶＧｋの走査パルスＰｋの幅は４倍速駆動の１Ｈ幅に設定される。当該４倍速駆動から切り換えられた２倍速駆動においても、ゲート電圧ＶＧｋの走査パルスＰｋの幅は４倍速駆動の１Ｈ幅に設定される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
走査線からゲートパルスを印加されて導通するスイッチ素子と、前記スイッチ素子を介して映像線から画素値に応じた画素電圧を供給される画素電極と、前記画素電極と共に液晶を駆動する電界を生じる共通電極と、を有するアクティブマトリクス駆動方式の液晶パネルと、
前記液晶パネルを反転駆動方式で駆動し、かつ水平走査周期が互いに異なる第１表示動作と第２表示動作とを切り換え可能な駆動回路と、を有し、
前記駆動回路は、
前記第１表示動作にて前記画素電極に設定される電圧の反転駆動における中点電位に基づいて予め設定された共通電圧を、前記第１表示動作及び前記第２表示動作にて前記共通電極に印加する共通電極駆動回路と、
前記第１表示動作と前記第２表示動作とで共通の前記ゲートパルスを生成する走査線駆動回路と、
を有することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の液晶表示装置において、
前記駆動回路は、前記第１表示動作の期間と前記第２表示動作の期間との間に前記水平走査周期を段階的に変える遷移期間を設けること、を特徴とする液晶表示装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の液晶表示装置において、
前記第２表示動作は前記第１表示動作の半分のリフレッシュレートであり、
前記走査線駆動回路は、前記第１表示動作の前記水平走査周期に応じた幅を有する前記ゲートパルスを生成すること、
を特徴とする液晶表示装置。
【請求項４】
走査線からゲートパルスを印加されて導通するスイッチ素子と、前記スイッチ素子を介して映像線から画素値に応じた画素電圧を供給される画素電極と、前記画素電極と共に液晶を駆動する電界を生じる共通電極と、を有するアクティブマトリクス駆動方式の液晶パネルと、
前記液晶パネルを反転駆動方式で駆動し、かつ水平走査周期が互いに異なる第１表示動作と第２表示動作とを切り換え可能な駆動回路と、を有し、
前記駆動回路は、
前記第１表示動作にて前記画素電極に設定される電圧の反転駆動における中点電位に基づいて予め設定された共通電圧を前記第１表示動作及び前記第２表示動作にて前記共通電極に印加する共通電極駆動回路と、
前記第１表示動作と前記第２表示動作との切り換えにおいて、前記ゲートパルスの幅を前記水平走査周期に比例させて変更すると共に、前記第２表示動作において前記ゲートパルスの電圧を、前記第２表示動作にて前記画素電極に設定される電圧の反転駆動における中点電位が前記共通電圧に一致するように予め定めた値に設定する走査線駆動回路と、
を有することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項５】
請求項４に記載の液晶表示装置において、
前記駆動回路は、前記第１表示動作の期間と前記第２表示動作の期間との間に前記水平走査周期を段階的に変える遷移期間を設け、当該遷移期間にて前記ゲートパルスの電圧を段階的に変えること、を特徴とする液晶表示装置。
【請求項６】
請求項４又は請求項５に記載の液晶表示装置において、
前記スイッチ素子は、ｎ型薄膜トランジスタであり、
前記第２表示動作は前記第１表示動作の半分のリフレッシュレートであり、
前記走査線駆動回路は、前記第２表示動作における前記ゲートパルスの電圧を前記第１表示動作におけるよりも低く設定すること、
を特徴とする液晶表示装置。
【請求項７】
走査線からゲートパルスを印加されて導通するスイッチ素子と、前記スイッチ素子を介して映像線から画素値に応じた画素電圧を供給される画素電極と、前記画素電極と共に液晶を駆動する電界を生じる共通電極と、を有するアクティブマトリクス駆動方式の液晶パネルと、
前記液晶パネルを反転駆動方式で駆動し、かつ水平走査周期が互いに異なる第１表示動作と第２表示動作とを切り換え可能な駆動回路と、を有し、
前記駆動回路は、
前記第１表示動作にて前記画素電極に設定される電圧の反転駆動における中点電位に基づいて予め設定された共通電圧を前記第１表示動作及び前記第２表示動作にて前記共通電極に印加する共通電極駆動回路と、
前記第１表示動作と前記第２表示動作との切り換えにおいて、前記ゲートパルスの幅を前記水平走査周期に比例させて変更すると共に、前記第２表示動作において各画素値に対する前記画素電圧を、当該画素値に対する前記第１表示動作での前記画素電圧に、前記第２表示動作での反転動作の中点電位が前記共通電圧に一致するように予め定めた倍率を乗じた値に設定する走査線駆動回路と、
を有することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項８】
請求項７に記載の液晶表示装置において、
前記駆動回路は、前記第１表示動作の期間と前記第２表示動作の期間との間に前記水平走査周期を段階的に変える遷移期間を設け、当該遷移期間にて前記倍率を段階的に変えること、を特徴とする液晶表示装置。
【請求項９】
請求項７又は請求項８に記載の液晶表示装置において、
前記スイッチ素子は、ｎ型薄膜トランジスタであり、
前記第２表示動作は前記第１表示動作の半分のリフレッシュレートであり、
前記走査線駆動回路は、１より小さい前記倍率を設定すること、
を特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液晶表示装置に関し、特に表示動作中にてリフレッシュレートを切り換える技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は薄型テレビ、パソコン、タブレット端末、スマートフォンなどの製品に用いられている。液晶表示装置を含む多くの表示装置は、表示画像を周期的にリフレッシュする。テレビジョン放送などでは標準的なリフレッシュレートは例えば６０Ｈｚとされる。近年では、動画質の向上や３Ｄ表示のため、より高いリフレッシュレートでの画像表示に対する要求があり、１２０Ｈｚ（倍速駆動）や２４０Ｈｚ（４倍速駆動）で駆動できる液晶表示装置も存在する。
【０００３】
２倍速や４倍速で駆動可能な性能を有する液晶表示装置は一般に、より低速なレートでの駆動に切り換え可能に構成され、ユーザに駆動速度を設定する機能が提供される。また、駆動速度を自動的に切り換える機能を有した液晶表示装置も存在する。例えば、画像の空間周波数が高くなると駆動回路等の発熱が増加する。そこで、例えば、４倍速駆動中において温度上昇や発熱増加を招く映像信号の入力を検知した場合に、２倍速駆動に切り換えることが行われる。
【０００４】
液晶表示装置は、画素電極と共通電極との間に電圧を印加して液晶配向を制御する。ここで、画素電極と共通電極との間に印加される直流電圧は、過去に表示した静止画が残像となって現れる焼き付きと呼ばれる現象を引き起こし易い。これは直流電圧の印加により、液晶内のイオン性不純物が電極近傍へ蓄積するためである。この焼き付きを防止するため、液晶表示装置は基本的にリフレッシュ動作に同期して、画素電極に印加する電圧を高位側（正極性）の電圧と低位側（負極性）の電圧とで交互に切り替える交流駆動（反転駆動）を行う。
【０００５】
交流駆動において共通電極には定電圧であるコモン電位（共通電圧）Ｖｃｏｍが印加される。焼き付きを防止する交流駆動の目的から、コモン電位Ｖｃｏｍは交流駆動において直流成分を生じないように設定すべきである。例えば、画面全体が同じ画素値であれば、当該画素値に対応する正極電圧により画素電極に設定される電位ＶＰＨと当該画素値に対応する負極電圧により画素電極に設定される電位ＶＰＬとの中点電位をＶｃｏｍとすることができる。実際には、当該中点電位はわずかではあるが画素値に応じて変動し得るため、Ｖｃｏｍは例えば、標準的な画像などに基づいて画面全体での直流成分を極力小さくするように調整される。
【０００６】
ここで、画素の輝度は画素電極と共通電極との間に印加される電圧の実効値に応じて変化する。交流駆動で画素電極に或るＶＰＨ及びＶＰＬを書き込む際の電圧実効値はコモン電位に依存し、コモン電位が当該ＶＰＨ及びＶＰＬの中点電位である場合、つまり液晶駆動電圧の直流成分が０である場合に極小となり、中点電位からずれて直流成分の絶対値が増加するにつれ電圧実効値は増加する。図７はＩＰＳ（In Plane Switching）方式のようにノーマリブラックの液晶パネルでの液晶駆動電圧の直流成分ＶＤＣに対する輝度の依存性を表す特性曲線を示すグラフであり、横軸が直流成分の電圧ＶＤＣであり、縦軸が輝度である。ノーマリブラックの液晶パネルでは、特性曲線は下に凸の曲線となり、直流成分ＶＤＣが０のとき極小値となり、その両側にて直流成分ＶＤＣの絶対値と共に傾き（直流成分ＶＤＣに対する輝度の変化率）が大きくなる範囲が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−１９１５６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
図８は４倍速駆動及び２倍速駆動での画素電極への映像信号の書き込みを説明する模式的なタイミング図である。第ｋ行の画素データＤｋ（ｋ＝１〜ｎ）に応じた電圧（データ電圧ＶＳ）が平走査周期（１Ｈ）ごとに順次、ソース線（映像信号線）に供給される。交流駆動では垂直走査周期（１Ｖ）ごとに画素データに応じた電圧の極性が切り替えられる。また各行に対応して設けられるゲート線（走査線）に供給される電圧信号ＶＧｋに１Ｈごとに順次、１Ｈ幅の走査パルス（ゲートパルス）Ｐｋが生成される。各画素に設けられる薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor：ＴＦＴ）は、対応する行のゲート線から走査パルスを印加されると、ソース線と画素電極との間のチャネルをオン状態とし、画素電極の電圧（画素電圧）ＶＰはデータ電圧ＶＳに応じた電位に充電される。図８には画素電圧ＶＰの例として第２行の電圧を示している。第２行のゲート線に走査パルスＰ２が印加されると、ソース線に正極電圧を印加されるフレームではＶＰは上昇し、走査パルスが立ち下がるとゲート電極とドレインとの寄生容量に起因するフィードスルーと呼ばれる電位変動を経て画素電圧ＶＰＨが設定される。逆に負極電圧を印加されるフレームではＶＰは下降し、走査パルスが立ち下がるとフィードスルーを経て画素電圧ＶＰＬが設定される。
【０００９】
４倍速駆動の１Ｖ，１Ｈは２倍速駆動の１／２となり、走査パルスの幅も２倍速駆動の半分に設定される。図９は４倍速駆動及び２倍速駆動での或る１行における画素電極への映像信号の書き込みを説明する模式的な信号波形図であり、ゲート電圧ＶＧ、データ電圧ＶＳ及び画素電圧ＶＰの時間変化をそれぞれ横軸を時間、縦軸を電圧として表している。
【００１０】
図９の左半分に示す４倍速駆動において、正極電圧のフレームでは、ゲート電圧ＶＧのパルス印加期間に、画素電圧ＶＰは前フレームで設定された電位ＶＰＬ４からデータ電圧ＶＳＨに向かって上昇し、走査パルスの印加期間後は当該パルスの立ち下がり時の電位ＶＰＨ４を維持し、一方、負極電圧のフレームでは、走査パルス印加期間に、画素電圧ＶＰは前フレームで設定された電位ＶＰＨ４からデータ電圧ＶＳＬに向かって下降し、走査パルスの印加期間後は当該パルスの立ち下がり時の電位ＶＰＬ４を維持する。
【００１１】
図９の右半分に示す２倍速駆動においても基本的に４倍速駆動と同様にして正極電圧のフレームでは画素電圧はＶＰＨ２に設定され、負極電圧のフレームでは画素電圧はＶＰＬ２に設定される。但し、４倍速駆動と２倍速駆動とでは画素電極が充電される期間の相違に起因して、同じ画素データに対して設定される画素電圧に違いが生じ得る。特にその相違は、例えば、ＴＦＴがｎチャネルである場合には負極電圧のフレームより正極電圧のフレームにて大きくなる。つまり、ＶＰＨ４とＶＰＨ２との差|ＶＰＨ４−ＶＰＨ２|はＶＰＬ４とＶＰＬ２との差|ＶＰＬ４−ＶＰＬ２|より大きくなる。これは、正極電圧印加時はＴＦＴのゲート−ソース間電圧ＶＧＳが負極電圧印加時よりも小さくなるのでチャネル電流が小さくなり、走査パルスの幅の違いの影響を大きく受けるためである。これを図９では走査パルス印加期間にてＶＰＬ４，ＶＰＬ２は速やかに下降して走査パルス幅の相違に依らずＶＳＬに達するのに対し、短い走査パルスである４倍速駆動ではＶＰＨ４はＶＳＨに達せず、一方、長い走査パルスである２倍速駆動ではＶＰＨ２はＶＳＨに達する様子で表現している。
【００１２】
この正極電圧印加時と負極電圧印加時とでの画素電圧の書き込みの非対称性は、４倍速駆動での画素電圧の中点電位ＶＭ４と２倍速駆動での画素電圧の中点電位ＶＭ２との相違を生じる。そのため、コモン電位Ｖｃｏｍを４倍速駆動にて好適に設定した場合、２倍速駆動に対しては当該Ｖｃｏｍは好適とはならず、２倍速駆動における液晶駆動電圧の直流成分ＶＤＣに電圧Ｖｏｆｆｓｅｔが生じる。
【００１３】
ここで、コモン電位Ｖｃｏｍを４倍速駆動にて好適に設定しても、４倍速駆動における全ての画素データについて中点電位ＶＭ４がＶｃｏｍに一致する訳ではなく、画素単位では中点電位ＶＭ４とＶｃｏｍとの差に応じた直流電圧が液晶に印加され、焼き付きの原因となる電極近傍へのイオン性不純物の蓄積が生じ得る。しかし、Ｖｃｏｍを最適に設定することで中点電位ＶＭ４とＶｃｏｍとの差は小さくなるので、蓄積したイオン性不純物が生じる直流電圧φも小さい。すなわち、４倍速駆動では同じ画像を長時間表示させても、画素ごとに見た直流電圧ＶＤＣは０近傍であるので、図７に示す特性曲線から理解されるように、直流電圧φに起因する輝度変化は小さく、焼き付きは目立たない。
【００１４】
一方、その状態から２倍速駆動に切り換えると、画素ごとに見た直流電圧ＶＤＣは電圧φと電圧Ｖｏｆｆｓｅｔとが合成された値となる。つまり２倍速駆動では、直流電圧ＶＤＣは０からずれたＶｏｆｆｓｅｔの近傍となり、図７に示す特性曲線から理解されるように、直流電圧φの相違に起因する輝度差が４倍速駆動より大きくなる。そのため、４倍速駆動から２倍速駆動に切り換えると、切り換え前の４倍速駆動の画像における画素データの相違が２倍速駆動の画像に輝度差となって現れ、画質劣化を生じるという問題があった。
【００１５】
ここでは４倍速駆動から２倍速駆動への切り換え時を例に説明したが、同様の問題はリフレッシュレートの切り換え時に一般に起こり得る。
【００１６】
本発明は上記問題を解決するためになされたものであり、液晶表示装置においてリフレッシュレートの切り換え時に生じる一種の焼き付き現象による画質劣化を防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明に係る液晶表示装置は、走査線からゲートパルスを印加されて導通するスイッチ素子と、前記スイッチ素子を介して映像線から画素値に応じた画素電圧を供給される画素電極と、前記画素電極と共に液晶を駆動する電界を生じる共通電極と、を有するアクティブマトリクス駆動方式の液晶パネルと、前記液晶パネルを反転駆動方式で駆動し、かつ水平走査周期が互いに異なる第１表示動作と第２表示動作とを切り換え可能な駆動回路と、を有し、前記駆動回路は、前記第１表示動作にて前記画素電極に設定される電圧の反転駆動における中点電位に基づいて予め設定された共通電圧を、前記第１表示動作及び前記第２表示動作にて前記共通電極に印加する共通電極駆動回路と、前記第１表示動作と前記第２表示動作とで共通の前記ゲートパルスを生成する走査線駆動回路と、を有する。
【００１８】
上記本発明において、前記駆動回路は、前記第１表示動作の期間と前記第２表示動作の期間との間に前記水平走査周期を段階的に変える遷移期間を設けてもよい。
【００１９】
本発明の好適な態様は、前記第２表示動作が前記第１表示動作の半分のリフレッシュレートであり、前記走査線駆動回路が、前記第１表示動作の前記水平走査周期に応じた幅を有する前記ゲートパルスを生成する液晶表示装置である。
【００２０】
他の本発明に係る液晶表示装置は、走査線からゲートパルスを印加されて導通するスイッチ素子と、前記スイッチ素子を介して映像線から画素値に応じた画素電圧を供給される画素電極と、前記画素電極と共に液晶を駆動する電界を生じる共通電極と、を有するアクティブマトリクス駆動方式の液晶パネルと、前記液晶パネルを反転駆動方式で駆動し、かつ水平走査周期が互いに異なる第１表示動作と第２表示動作とを切り換え可能な駆動回路と、を有し、前記駆動回路は、前記第１表示動作にて前記画素電極に設定される電圧の反転駆動における中点電位に基づいて予め設定された共通電圧を前記第１表示動作及び前記第２表示動作にて前記共通電極に印加する共通電極駆動回路と、前記第１表示動作と前記第２表示動作との切り換えにおいて、前記ゲートパルスの幅を前記水平走査周期に比例させて変更すると共に、前記第２表示動作において前記ゲートパルスの電圧を、前記第２表示動作にて前記画素電極に設定される電圧の反転駆動における中点電位が前記共通電圧に一致するように予め定めた値に設定する走査線駆動回路と、を有する。
【００２１】
上記本発明において、前記駆動回路は、前記第１表示動作の期間と前記第２表示動作の期間との間に前記水平走査周期を段階的に変える遷移期間を設け、当該遷移期間にて前記ゲートパルスの電圧を段階的に変えてもよい。
【００２２】
本発明の好適な態様は、前記スイッチ素子がｎ型薄膜トランジスタであり、前記第２表示動作が前記第１表示動作の半分のリフレッシュレートであり、前記走査線駆動回路が、前記第２表示動作における前記ゲートパルスの電圧を前記第１表示動作におけるよりも低く設定する液晶表示装置である。
【００２３】
さらに他の本発明に係る液晶表示装置は、走査線からゲートパルスを印加されて導通するスイッチ素子と、前記スイッチ素子を介して映像線から画素値に応じた画素電圧を供給される画素電極と、前記画素電極と共に液晶を駆動する電界を生じる共通電極と、を有するアクティブマトリクス駆動方式の液晶パネルと、前記液晶パネルを反転駆動方式で駆動し、かつ水平走査周期が互いに異なる第１表示動作と第２表示動作とを切り換え可能な駆動回路と、を有し、前記駆動回路は、前記第１表示動作にて前記画素電極に設定される電圧の反転駆動における中点電位に基づいて予め設定された共通電圧を前記第１表示動作及び前記第２表示動作にて前記共通電極に印加する共通電極駆動回路と、前記第１表示動作と前記第２表示動作との切り換えにおいて、前記ゲートパルスの幅を前記水平走査周期に比例させて変更すると共に、前記第２表示動作において各画素値に対する前記画素電圧を、当該画素値に対する前記第１表示動作での前記画素電圧に、前記第２表示動作での反転動作の中点電位が前記共通電圧に一致するように予め定めた倍率を乗じた値に設定する走査線駆動回路と、を有する。
【００２４】
上記本発明において、前記駆動回路は、前記第１表示動作の期間と前記第２表示動作の期間との間に前記水平走査周期を段階的に変える遷移期間を設け、当該遷移期間にて前記倍率を段階的に変えてもよい。
【００２５】
本発明の好適な態様は、前記スイッチ素子がｎ型薄膜トランジスタであり、前記第２表示動作が前記第１表示動作の半分のリフレッシュレートであり、前記走査線駆動回路が１より小さい前記倍率を設定する液晶表示装置である。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、液晶表示装置においてリフレッシュレートの切り換え時に生じる一種の焼き付き現象による画質劣化を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施形態に係る液晶表示装置の構成を示す模式図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の液晶表示装置において４倍速駆動から２倍速駆動に切り換える動作を説明する模式的なタイミング図である。
【図３】第１の実施形態における４倍速駆動及び２倍速駆動での或る１行における画素電極への映像信号の書き込みを説明する模式的な信号波形図である。
【図４】第１の実施形態において遷移期間を設けて４倍速駆動から２倍速駆動への切り換えを行う動作の一例を説明する模式的な信号波形図である。
【図５】第２の実施形態における４倍速駆動及び２倍速駆動での或る１行における画素電極への映像信号の書き込みを説明する模式的な信号波形図である。
【図６】第３の実施形態における４倍速駆動及び２倍速駆動での或る１行における画素電極への映像信号の書き込みを説明する模式的な信号波形図である。
【図７】ノーマリブラックの液晶パネルでの液晶駆動電圧の直流成分に対する輝度の依存性を表す特性曲線を示すグラフである。
【図８】従来の４倍速駆動及び２倍速駆動での画素電極への映像信号の書き込みを説明する模式的なタイミング図である。
【図９】従来の４倍速駆動及び２倍速駆動での或る１行における画素電極への映像信号の書き込みを説明する模式的な信号波形図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態（以下実施形態という）について、図面に基づいて説明する。
【００２９】
［第１の実施形態］
図１は、第１の実施形態に係る液晶表示装置１０の構成を示す模式図である。液晶表示装置１０は、液晶パネル２０、走査線駆動回路２２、映像線駆動回路２４、制御装置２６、バックライトユニット（不図示）及びバックライト駆動回路（不図示）を備える。
【００３０】
液晶表示装置１０は、例えば、ＩＰＳ方式、かつアクティブマトリクス駆動方式である。液晶パネル２０は、間隙を設けて対向配置されたカラーフィルタ基板とＴＦＴ基板とを備え、それらの間隙に液晶が充填される。カラーフィルタ基板及びＴＦＴ基板を構成する各ガラス基板の外側面にはそれぞれ偏光フィルムが貼られる。ＴＦＴ基板は液晶パネル２０の背面側に位置し、この後ろにバックライトユニットが配置される。一方、カラーフィルタ基板は液晶パネル２０の表示面側に位置する。
【００３１】
ＴＦＴ基板の液晶側の面には、ＴＦＴ、画素電極及び共通電極やこれらへの配線などが形成されている。具体的には、画素電極及びＴＦＴがそれぞれ画素配列に対応してマトリクス状に配置される。各画素には画素電極と同様、透明電極材からなる共通電極も配置される。配線として、複数のソース線３０、複数のゲート線３２及び共通電極配線が形成される。複数のソース線３０と複数のゲート線３２とは互いに概ね直交して配置される。ゲート線３２はＴＦＴの行（水平方向の並び）ごとに設けられ、当該行の複数のＴＦＴのゲート電極に共通に接続される。ソース線３０はＴＦＴの列（垂直方向の並び）ごとに設けられ、当該列の複数のＴＦＴのソースに共通に接続される。また、各ＴＦＴのドレインには当該ＴＦＴに対応する画素電極が接続される。
【００３２】
各画素にアクティブ素子（スイッチ素子）として設けられるＴＦＴは本実施形態ではｎチャネルであり、正方向に立ち上がる走査パルスをゲート線３２から印加されて行単位でオン状態となる。画素電極はオン状態とされたＴＦＴを介してソース線３０に接続され、ソース線３０から画素データに応じた信号電圧（画素電圧）を印加される。共通電極は共通電極配線を介して所定のコモン電位Ｖｃｏｍを印加される。液晶は、画素電極と共通電極との間の電圧に応じて生じる電界により画素ごとに配向を制御されて、バックライトユニットから入射した光に対する透過率を変化させ、これにより表示面に画像が形成される。
【００３３】
ソース線３０には映像線駆動回路２４が接続される。ゲート線３２は走査線駆動回路２２に接続される。
【００３４】
制御装置２６は、不図示のチューナやアンテナで受信した映像信号や、映像再生装置など別の装置が生成した映像信号を入力される。制御装置２６は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）及びＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）などのメモリを備える。
【００３５】
制御装置２６は入力された映像信号に対して色調整などの各種の画像信号処理を行い、各画素の階調値を示す画素データを生成する駆動回路である。また、制御装置２６は入力された映像信号に基づいて、走査線駆動回路２２、映像線駆動回路２４及び、バックライト駆動回路が同期を取るためのタイミング信号を生成し、各駆動回路に向けて出力する。特に、制御装置２６は液晶パネル２０のリフレッシュレートを切り換えることができ、例えば、標準値である６０Ｈｚの２倍速、及び４倍速で駆動することができる。制御装置２６はリフレッシュレートに応じた１Ｈ周期ごとに、映像信号から１行分の画素データを順次生成し、当該画素データを映像線駆動回路２４へ出力する。
【００３６】
走査線駆動回路２２は制御装置２６から入力されるタイミング信号に応じてゲート線３２を順番に選択し、選択したゲート線３２に走査パルスを出力する動作を開始する。
【００３７】
映像線駆動回路２４は走査線駆動回路２２によるゲート線３２の選択に同期して、当該選択された行の画素データを制御装置２６から入力され、当該行の各画素データに応じたデータ電圧ＶＳを生成する。生成されたデータ電圧ＶＳはソース線３０へ出力され、これにより、選択されたゲート線３２に対応する画素電極に画素電圧ＶＰが設定される。ちなみに、これはラスター画像の水平走査に相当し、垂直走査期間（１Ｖ）内の有効走査期間にて水平走査周期（１Ｈ）ごとに行が選択され、当該行への画素電圧の書き込みが行われる。ここで、１Ｖや１Ｈは走査速度に応じて切り換えられ、例えば、４倍速駆動の１Ｖ，１Ｈは２倍速駆動の半分に設定される。各行の書き込み動作にてＴＦＴがオフ状態となった時点の画素電極の電位は、次のフレームにて当該行への書き込みが開始されるまで基本的に保持され、その間、当該行の各画素は当該電位に応じた透過率に制御される。液晶表示装置１０はフレーム反転方式であり、映像線駆動回路２４はデータ電圧ＶＳとして正極電圧ＶＳＨ及び負極電圧ＶＳＬをフレームごとに交互に生成し液晶パネル２０を交流駆動する。
【００３８】
図２は本実施形態の液晶表示装置１０において４倍速駆動の最中に２倍速駆動に切り換える動作を説明する模式的なタイミング図であり、当該動作における４倍速駆動及び２倍速駆動での画素電極への映像信号の書き込みに関する各種信号のタイミングを表している。本実施形態での４倍速駆動は図８を用いて説明した４倍速駆動と同様であり、図２に示す本実施形態の液晶表示装置１０の動作と図８に示す動作との相違は２倍速駆動にある。その相違点は、図８の動作では２倍速駆動の走査パルスの幅は２倍速駆動における１Ｈであるのに対し、本実施形態では２倍速駆動の走査パルスの幅を４倍速駆動の走査パルスの幅（すなわち４倍速駆動の１Ｈ）と同じにしている点にある。すなわち、２倍速駆動の走査パルスの幅は２倍速駆動の水平走査周期（１Ｈ）の半分に設定される。
【００３９】
図３は４倍速駆動及び２倍速駆動での或る１行における画素電極への映像信号の書き込みを説明する模式的な信号波形図であり、ゲート電圧ＶＧ、データ電圧ＶＳ及び画素電圧ＶＰの時間変化をそれぞれ横軸を時間、縦軸を電圧として表している。図３の左半分に示す４倍速駆動における信号波形は図９の左半分に示す従来の４倍速駆動と同じである。
【００４０】
一方、図３の右半分に示す２倍速駆動では、ゲート電圧ＶＧのパルス印加期間は上述したように４倍速駆動と同じに設定される。その結果、正極電圧のフレームにて或るデータ電圧ＶＳＨに対して設定される画素電圧ＶＰＨ２、及び負極電圧のフレームにて或るデータ電圧ＶＳＬに対して設定される画素電圧ＶＰＬ２はそれぞれ４倍速駆動にて同じデータ電圧に対して設定される画素電圧ＶＰＨ４及びＶＰＬ４と等しくなる。従って、２倍速駆動での画素電圧の中点電位ＶＭ２も４倍速駆動での画素電圧の中点電位ＶＭ４に等しくなる。そのため、コモン電位Ｖｃｏｍを４倍速駆動にて好適に設定した場合、２倍速駆動に対しても当該Ｖｃｏｍは好適になり、４倍速駆動から２倍速駆動に切り換えたときに液晶駆動電圧の直流成分ＶＤＣに基本的に差が生じない。
【００４１】
例えば、４倍速駆動にて同じ画像を長時間表示させると既に述べたように、コモン電位Ｖｃｏｍを最適化しても画素データに応じて異なる小さな直流電圧φが画素ごとに生じる。この状態で２倍速駆動に切り換えると、従来は中点電位ＶＭ４とＶＭ２との相違に起因した直流電圧Ｖｏｆｆｓｅｔが直流電圧φに重畳され、画素ごとの直流電圧の相違が輝度差として顕在化するという問題があった。しかし、本実施形態では４倍速駆動と２倍速駆動との切り換えにてＶｏｆｆｓｅｔが生じず、２倍速駆動は４倍速駆動と同様、輝度差が生じにくい０近傍の直流電圧ＶＤＣで動作するので、２倍速駆動へ切り換えた際に、４倍速駆動で生じた画素ごとの直流電圧の相違による輝度差が目立たない。
【００４２】
また、液晶表示装置１０は４倍速駆動の期間と２倍速駆動の期間との間に水平走査周期を段階的に変える遷移期間を設け、リフレッシュレートの切り換えを徐々に行うようにすることができる。そのように構成することで、リフレッシュレートの差に起因して生じ得る輝度の不連続性による視覚上の違和感を解消することができる。
【００４３】
当該遷移期間では基本的に、表示する画像のフレームごとに水平走査期間を段階的に変える一方、走査パルスの幅は４倍速駆動における１Ｈに維持することが好適である。一方、遷移期間は短時間に設定できるので、当該短時間に焼き付きによる残像が現れてもそれほど目立たない。よって、遷移期間では走査パルスの幅が４倍速駆動の１Ｈに維持されない期間が生じることを許容して、４倍速駆動から２倍速駆動への切り換えを行う回路の簡素化や低コスト化を図ることもできる。図４は、遷移期間にて走査パルスの幅が変化する構成の一例におけるリフレッシュレートの切り換え動作を説明する模式的な信号波形図であり、４倍速駆動から２倍速駆動に至る第α１〜α５フレームそれぞれでのクロックパルスＣＰＶ、及び第ｋ〜ｋ＋２行のゲート電圧ＶＧｋ〜ＶＧｋ＋２の波形を示している。クロックパルスＣＰＶは１Ｈ周期のクロック信号であり、制御装置２６ドットクロック信号（周期τＤ）に基づいて当該１Ｈに相当する時間τＨを計時しクロックパルスＣＰＶを生成する。
【００４４】
第α１フレームは４倍速駆動であり、走査線駆動回路２２はクロックパルスＣＰＶの立ち上がりにて走査パルスＰｋを立ち上げ、時間τＨ後の次のＣＰＶの立ち上がりにて走査パルスＰｋを立ち下げると共に、走査パルスＰｋ＋１を立ち上げる。これにより、４倍速駆動では各行のゲート線３２に幅τＨを有する走査パルスが順次生成される。
【００４５】
第α２〜α４フレームは４倍速駆動から２倍速駆動への遷移期間に属する。制御装置２６は１Ｈを計時するドットクロックのクロック数を変えて１Ｈを例えば２τＨにまで延ばす（第α１〜α３フレーム）。制御装置２６は第α３フレームに続く第α４フレームにて例えば、クロックパルスＣＰＶを生成する回路を切り換えて、クロックパルスＣＰＶとして例えば幅（２τＨ−τＤ）のパルスを２τＨ周期で生成する。また、これに同期して走査線駆動回路２２はクロックパルスＣＰＶの立ち上がりにて走査パルスＰｋを立ち上げ、ＣＰＶの立ち上がりにて走査パルスＰｋを立ち下げる動作に切り換える。引き続いて、制御装置２６はＣＰＶのパルス幅を計時するドットクロックのクロック数を変えて当該パルス幅をτＨにまで縮める（第α４〜α５フレーム）。
【００４６】
これにより、各行のゲート線３２に幅τＨの走査パルスが２τＨ周期で順番に出力される本実施形態の２倍速駆動のゲート電圧信号ＶＧが生成される（第α５フレーム）。
【００４７】
［第２の実施形態］
第２の実施形態に係る液晶表示装置の概略の構成は図１に示した上記実施形態の液晶表示装置１０と基本的に同じである。以下の説明では、第１の実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して説明の簡素化を図る。本実施形態が第１の実施形態と異なる点は、リフレッシュレートの切り換え時における画質劣化防止の実現手法にある。以下、第１の実施形態と同様、４倍速駆動から２倍速駆動に切り換える場合の当該手法について説明する。
【００４８】
第１の実施形態では２倍速駆動での走査パルスの幅を４倍速駆動での走査パルスの幅と同じにしたが、第２の実施形態（及び後述する第３の実施形態）では走査パルスの幅は従来と同様、水平走査周期に比例させて変更する。つまり、２倍速駆動での走査パルスの幅は図８に示す従来の駆動方法と同じく２倍速駆動の１Ｈである。
【００４９】
図５は４倍速駆動及び２倍速駆動での或る１行における画素電極への映像信号の書き込みを説明する模式的な信号波形図であり、ゲート電圧ＶＧ、データ電圧ＶＳ及び画素電圧ＶＰの時間変化をそれぞれ横軸を時間、縦軸を電圧として表している。図５の左半分に示す４倍速駆動における信号波形は図９及び図３それぞれの左半分に示す４倍速駆動と同じである。
【００５０】
一方、図５の右半分に示す２倍速駆動では、ゲート電圧ＶＧのパルス高が４倍速駆動より低く設定される。既に述べたように、データ電圧印加時の画素電圧ＶＰの変化速度はデータ電圧が正極電圧の場合と負極電圧の場合とで異なる。例えば、ｎチャネルＴＦＴである本実施形態では、正極電圧は負極電圧より画素電極に書き込まれにくい。そのため、２倍速駆動にて走査パルスの電圧を低くした場合、それによる書き込み抑制の効果を、画素電圧ＶＰＨ２の方が画素電圧ＶＰＬ２よりも強く受け、それらの中点電位ＶＭ２が低下する。よって、ゲート電圧ＶＧのパルス高を調整することで、２倍速駆動での画素電圧の中点電位ＶＭ２が４倍速駆動での画素電圧の中点電位ＶＭ４に等しくなるようにすることができる。
【００５１】
この原理に基づいて、本実施形態の液晶表示装置１０では、ＶＭ２がＶＭ４に一致するように予め設定される。そのため、コモン電位Ｖｃｏｍを４倍速駆動にて好適に設定した場合、２倍速駆動に対しても当該Ｖｃｏｍは好適になり、４倍速駆動から２倍速駆動に切り換えたときに液晶駆動電圧の直流成分ＶＤＣに基本的に差が生じない。これにより第１の実施形態と同様に、２倍速駆動へ切り換えた際に、４倍速駆動で生じた画素ごとの直流電圧の相違による輝度差が目立たなくなる。
【００５２】
また、制御装置２６は４倍速駆動の期間と２倍速駆動の期間との間に遷移期間を設け、当該遷移期間にて、水平走査周期を段階的に変えてリフレッシュレートの切り換えを徐々に行うようにすると共に、走査パルスのパルス高の電圧を段階的に変えるようにすることができる。そのように構成することで、リフレッシュレートの差に起因して生じ得る輝度の不連続性による視覚上の違和感を解消することができる。
【００５３】
［第３の実施形態］
第３の実施形態に係る液晶表示装置の概略の構成は図１に示した上記実施形態の液晶表示装置１０と基本的に同じである。以下の説明では、第１の実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して説明の簡素化を図る。本実施形態が第１の実施形態と異なる点は、リフレッシュレートの切り換え時における画質劣化防止の実現手法にある。以下、第１の実施形態と同様、４倍速駆動から２倍速駆動に切り換える場合の当該手法について説明する。
【００５４】
第３の実施形態では走査パルスの幅は従来と同様、水平走査周期に比例させて変更する。図６は４倍速駆動及び２倍速駆動での或る１行における画素電極への映像信号の書き込みを説明する模式的な信号波形図であり、ゲート電圧ＶＧ、データ電圧ＶＳ及び画素電圧ＶＰの時間変化をそれぞれ横軸を時間、縦軸を電圧として表している。図６の左半分に示す４倍速駆動における信号波形は図９、図３及び図５それぞれの左半分に示す４倍速駆動と同じである。
【００５５】
一方、図６の右半分に示す２倍速駆動では、正極のデータ電圧ＶＳＨ２が４倍速駆動での正極電圧ＶＳＨ４より低く設定される。ここで、ｎチャネルＴＦＴである本実施形態では、上述したように、或る画素データに対するＶＰＨ４とＶＰＨ２との差|ＶＰＨ４−ＶＰＨ２|は、当該画素データに対するＶＰＬ４とＶＰＬ２との差|ＶＰＬ４−ＶＰＬ２|より大きくなる。本実施形態では、ＶＳＨ２をＶＳＨ４より低く設定することで、２倍速駆動での中点電位ＶＭ２を低下させる。すなわち、２倍速駆動での正極電圧ＶＳＨ２を調整することで、２倍速駆動での画素電圧の中点電位ＶＭ２が４倍速駆動での画素電圧の中点電位ＶＭ４に等しくなるようにすることができる。
【００５６】
この原理に基づいて、本実施形態の液晶表示装置１０では、ＶＭ２がＶＭ４に一致するように予め設定される。そのため、コモン電位Ｖｃｏｍを４倍速駆動にて好適に設定した場合、２倍速駆動に対しても当該Ｖｃｏｍは好適になり、４倍速駆動から２倍速駆動に切り換えたときに液晶駆動電圧の直流成分ＶＤＣに基本的に差が生じない。これにより第１の実施形態と同様に、２倍速駆動へ切り換えた際に、４倍速駆動で生じた画素ごとの直流電圧の相違による輝度差が目立たなくなる。
【００５７】
また、制御装置２６は４倍速駆動の期間と２倍速駆動の期間との間に遷移期間を設け、当該遷移期間にて、水平走査周期を段階的に変えてリフレッシュレートの切り換えを徐々に行うようにすると共に、正極のデータ電圧を段階的に変えるようにすることができる。そのように構成することで、リフレッシュレートの差に起因して生じ得る輝度の不連続性による視覚上の違和感を解消することができる。
【００５８】
上記各実施形態では４倍速駆動での表示途中にて２倍速駆動に切り換える場合を説明したが、本発明は他の走査速度間での切り換えにも適用することができる。
【００５９】
また、リフレッシュレートの高速化に伴い、走査パルスの波形の立ち上がりの鈍りが画素電圧の書き込み効率を低下させる影響が問題となる。この問題への対処として、例えば、走査パルスの立ち上がりを早め、１Ｈよりも幅が拡大した走査パルスをＴＦＴに印加する駆動方法も考えられている。本発明はこのような駆動方法に対しても適用できる。例えば、１ＨがτＨである４倍速駆動にて当該駆動方法を採用している場合に、４倍速駆動から２倍速駆動に切り換える例を説明する。当該４倍速駆動では例えば、２τＨ幅や３τＨ幅の走査パルスが各行にτＨずつ時間をずらして印加される。一方、２倍速駆動では２τＨ幅や３τＨ幅の走査パルスが各行に２τＨずつ時間をずらして印加される。ちなみに、幅が２τＨの場合の２倍速駆動は通常の駆動方法と同じになる。
【符号の説明】
【００６０】
１０  液晶表示装置、２０  液晶パネル、２２  走査線駆動回路、２４  映像線駆動回路、２６  制御装置、３０  ソース線、３２  ゲート線。
【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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