(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マトリクス状に設けられた複数の表示セル毎に設けられたアクティブ素子によって、表示セルを走査線毎に走査して選択するとともに、選択された表示セルの表示電極に信号電圧を書き込む一方、該表示電極に対向して設けられた対向電極に共通電圧を印加することによって、信号電圧と共通電圧とで定まる駆動電圧を液晶に印加し、該共通電圧の極性が１フレーム毎に反転するように駆動するアクティブマトリクス型液晶表示装置の駆動方法において、
１画面分の表示セルの表示電極に信号電圧を書き込む走査期間の後に、該走査期間以上の長さを有し、上記表示セルの表示電極の信号電圧を保持するとともに上記信号電圧の書き込みを停止する非走査期間を設け、上記共通電圧の極性が上記非走査期間の後半で反転し、
上記非走査期間が、上記共通電圧の極性が反転してから次の走査期間が開始するまでの期間を含み、
上記共通電圧の極性が当該次の走査期間の開始直前で反転することを特徴とするアクティブマトリクス型液晶表示装置の駆動方法。
【請求項２】
マトリクス状に設けられた複数の表示セル毎に設けられたアクティブ素子によって、表示セルを走査線毎に走査して選択するとともに、選択された表示セルの表示電極に信号電圧を書き込む一方、該表示電極に対向して設けられた対向電極に共通電圧を印加することによって、信号電圧と共通電圧とで定まる駆動電圧を液晶に印加し、該信号電圧の極性が１フレーム毎に反転するように駆動するアクティブマトリクス型液晶表示装置の駆動方法において、
１画面分の表示セルの表示電極に信号電圧を書き込む走査期間の後に、該走査期間以上の長さを有し、上記表示セルの表示電極の信号電圧を保持するとともに上記信号電圧の書き込みを停止する非走査期間を設け、上記信号電圧の極性が上記非走査期間の後半で反転し、
上記非走査期間が、上記信号電圧の極性が反転してから次の走査期間が開始するまでの期間を含み、
上記信号電圧の極性が当該次の走査期間の開始直前で反転するアクティブマトリクス型液晶表示装置の駆動方法。
【請求項３】
複数に分割された共通電極に交互に互いに逆極性かつ同位相の共通電圧を印加することを特徴とする請求項１または２に記載のアクティブマトリクス型液晶表示装置の駆動方法。
【請求項４】
上記アクティブマトリクス型液晶表示装置が、上記表示電極に反射電極を含む反射型アクティブマトリクス型液晶表示装置であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のアクティブマトリクス型液晶表示装置の駆動方法。
【請求項５】
上記非走査期間に駆動系の回路の動作を休止させることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載のアクティブマトリクス型液晶表示装置の駆動方法。
【請求項６】
マトリクス状に設けられた複数の表示セル毎に設けられたアクティブ素子によって、表示セルを走査線毎に走査して選択するとともに、選択された表示セルの表示電極に信号電圧を書き込む一方、該表示電極に対向して設けられた対向電極に共通電圧を印加することによって、信号電圧と共通電圧とで定まる駆動電圧を液晶に印加し、該共通電圧の極性が１フレーム毎に反転するように駆動するアクティブマトリクス型液晶表示装置において、
１画面分の表示セルの表示電極に信号電圧を書き込む走査期間の後に、該走査期間以上の長さを有し、上記表示セルの表示電極の信号電圧を保持するとともに上記信号電圧の書き込みを停止する非走査期間を設ける非走査手段と、
上記共通電圧の極性を上記非走査期間の後半で反転させる反転制御手段とを備え、
上記非走査期間が、上記共通電圧の極性が反転してから次の走査期間が開始するまでの期間を含み、
上記反転制御手段が、上記共通電圧の極性を当該次の走査期間の開始直前で反転させることを特徴とするアクティブマトリクス型液晶表示装置。
【請求項７】
マトリクス状に設けられた複数の表示セル毎に設けられたアクティブ素子によって、表示セルを走査線毎に走査して選択するとともに、選択された表示セルの表示電極に信号電圧を書き込む一方、該表示電極に対向して設けられた対向電極に共通電圧を印加することによって、信号電圧と共通電圧とで定まる駆動電圧を液晶に印加し、該信号電圧の極性が１フレーム毎に反転するように駆動するアクティブマトリクス型液晶表示装置において、
１画面分の表示セルの表示電極に信号電圧を書き込む走査期間の後に、該走査期間以上の長さを有し、上記表示セルの表示電極の信号電圧を保持するとともに上記信号電圧の書き込みを停止する非走査期間を設ける非走査手段と、
上記信号電圧の極性を上記非走査期間の後半で反転させる反転制御手段とを備え、
上記非走査期間が、上記信号電圧の極性が反転してから次の走査期間が開始するまでの期間を含み、
上記反転制御手段が、上記信号電圧の極性を当該次の走査期間の開始直前で反転させることを特徴とするアクティブマトリクス型液晶表示装置。
【請求項８】
複数に分割された共通電極に交互に互いに逆極性かつ同位相の共通電圧を印加する電圧印加手段を備えていることを特徴とする請求項６または７に記載のアクティブマトリクス型液晶表示装置。
【請求項９】
上記アクティブマトリクス型液晶表示装置が、上記表示電極に反射電極を含む反射型アクティブマトリクス型液晶表示装置であることを特徴とする請求項６ないし８のいずれか１項に記載のアクティブマトリクス型液晶表示装置。
【請求項１０】
上記非走査期間に駆動系の回路の動作を休止させる休止制御手段を備えていることを特徴とする請求項６ないし９のいずれか１項に記載のアクティブマトリクス型液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種の情報端末機器やテレビジョン機器に好適であり、表示品位の向上および消費電力の低減が可能なアクティブマトリクス型液晶表示装置およびその駆動方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の画像表示装置の一つとして、アクティブマトリクス駆動方式の液晶表示装置が知られている。この液晶表示装置は、図１６に示すように、液晶パネル１と、走査線駆動回路２と、信号線駆動回路３とを備えている。
【０００３】
液晶パネル１は、マトリクス基板７と、これと平行に対向して設けられた対向基板８と、両基板７・８との間に充填された液晶（図示せず）とを有している。マトリクス基板７上には、複数の信号線Ｓ(1) …Ｓ(I) および互いに交差する複数の走査線Ｇ(1) …Ｇ(J) と、マトリクス状に配置された表示セルＰ…とが設けられている。対向基板８上には、図１７に示す対向電極１３が各表示セルＰに共通に設けられている。
【０００４】
図１７に示すように、スイッチング素子である薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）１１および液晶容量ＣLCを有している。図１８にも示すように、ＴＦＴ１１のソースは信号線Ｓ(i) と接続され、ＴＦＴ１１のゲートは走査線Ｇ(j) に接続されている。液晶容量ＣLCの一方の電極となる表示電極１２には、信号線駆動回路３から信号線Ｓ(i) に出力されたソース信号Ｖs がＴＦＴ１１のソースおよびドレインを介してドレイン電圧Ｖd(i,j)として付与される。また、液晶容量ＣLCの他方の電極となる対向電極１３には、共通信号Ｖcom が付与されている。
【０００５】
これにより、ドレイン電圧Ｖd(i,j)と共通信号Ｖcom の電圧との差が液晶容量ＣLCに印加される。この結果、両電極１２・１３間に挟持された液晶１４の透過率または反射率が変調され、表示セルＰ…に入力画像データに応じた画像が表示される。また、各表示セルＰでは、液晶容量ＣLCに蓄積された電荷が一定期間保持されるので、ＴＦＴ１１がＯＦＦしても画像の表示がそれに応じて維持される。
【０００６】
液晶表示装置においては、液晶に直流電圧が印加され続けると液晶の特性が劣化するので、正極性と負極性との間で反転する駆動電圧を液晶に印加することによって、このような不都合を回避している。このような反転する駆動電圧による駆動方法は、一般に反転駆動法と呼ばれており、フレーム反転法、ソースライン反転法、ゲートライン反転法、ドット反転法などが挙げられる。
【０００７】
ここで、前記のような液晶表示装置においてフレーム反転駆動法による駆動について説明する。
【０００８】
図１９は、液晶パネル１における第ｉ列および第１行の表示セルＰ(i,1) 、中央部の第ｉ列および第ｊ行の表示セルＰ(i,j) ならびに第ｉ列および第Ｊ行の表示セルＰ(i,J) に印加される駆動電圧の変化を示す波形図である。この図は、説明の簡略化のために、ソース信号Ｖs が２Ｖの一定値を保持するとともに、共通信号Ｖcom が４Ｖの振幅で交流変化することによって、表示セルＰに±２Ｖの駆動電圧を印加する例を示している。
【０００９】
最上ラインにおける表示セルＰ(i,1) は、Ａ１点で走査線Ｇ(1) に出力されたゲートパルスによってＴＦＴ１１がＯＮすることで、ソース信号Ｖs が書き込まれ、その後にＴＦＴ１１がＯＦＦしても、液晶容量ＣLCにより電圧を保持する。続いて、共通信号Ｖcom が、Ｒ点で反転してその振幅分変化すると、電荷保存の法則によって、ドレイン電圧Ｖd もそれに合わせて同じ振幅分変化する。さらに、Ｂ１点で走査線Ｇ(1) に供給される次のゲートパルスによってＴＦＴ１１がＯＮすることで、ソース信号Ｖs が表示セルＰ(i,1) に書き込まれて保持される。表示セルＰ(i,1) においては、このような書き込みと保持とが期間Ｔ毎に繰り返される。
【００１０】
中央部の表示セルＰ(i,j) は、Ａｊ点でも走査線Ｇ(j) に出力されたゲートパルスによってＴＦＴ１１がＯＮすると、ソース信号Ｖs が書き込まれてその電圧を保持する。その後、Ｒ点で共通信号Ｖcom が反転してその振幅分変化すると、ドレイン電圧Ｖd も同様に変化する。さらに、Ｂｊ点でもＴＦＴ１１のＯＮによってソース信号Ｖs が表示セルＰ(i,j) に書き込まれて保持される。表示セルＰ(i,j) においても、このような書き込みと保持とが繰り返される。
【００１１】
最下ラインの表示セルＰ(i,J) は、ＡＪ点で走査線Ｇ(J) に出力されたゲートパルスによるＴＦＴ１１のＯＮで、ソース信号Ｖs の書き込みと保持とが行われる。続く、Ｒ点で共通信号Ｖcom がその振幅分変化すると、ドレイン電圧Ｖd も同様に変化する。さらに、ＢＪ点でもソース信号Ｖs が表示セルＰ(i,J) に書き込まれて保持される。表示セルＰ(i,J) においても、このような書き込みと保持とが繰り返される。
【００１２】
上記のように、ドレイン電圧Ｖd の変化量が共通信号Ｖcom の変化量と同じであるので、例えば、表示セルＰ(i,1) においては、共通信号Ｖcom を基準とした駆動電圧ＶLC(i,1) が変化しない。このため、表示セル(i,1) では±２Ｖの交流駆動が実現される。これは上記の他の表示セルＰ(i,j) ・Ｐ(i,J) についても同様である。
【００１３】
一方、共通信号Ｖcom が直流の一定電圧である場合について説明する。
【００１４】
図２０は、液晶パネル１における第ｉ列および第１行の表示セルＰ(i,1) 、中央部の第ｉ列および第ｊ行の表示セルＰ(i,j) ならびに第ｉ列および第Ｊ行の表示セルＰ(i,J) に印加される駆動電圧の変化を示す波形図である。この図は、説明の簡略化のために、共通信号Ｖcom が２Ｖの一定値を保持するとともに、ソース信号Ｖs が４Ｖの振幅で交流変化することによって、表示セルＰに±２Ｖの駆動電圧を印加する例を示している。
【００１５】
このような駆動法では、共通信号Ｖcom の極性が反転しないので、共通信号Ｖcom の振幅変化がなく、同様にドレイン電圧Ｖd の振幅も変化しない。また、図１７に示すような等価回路で表される液晶セルＰにおいては、ソース信号Ｖs の極性が変化しても、ドレイン電圧Ｖd がそれに合わせて変化しない。
【００１６】
一般に、液晶表示装置は、液晶そのものが発光しない特性上、光源としてのバックライトを必要としていた。このバックライト用のランプの消費電力が大きいため、液晶表示装置の省電力化が困難であった。しかしながら、近年、バックライトを必要としない反射型表示装置が開発され、戸外で使用する機会の多い携帯情報端末などに使用されている。
【００１７】
このような液晶表示装置に採用される電極構造として、例えば、画素電極（反射電極）と信号線等のバスラインとを層間絶縁膜を介して別層に設けた構造や反射電極構造が挙げられる。
【００１８】
図２２に示すように、反射電極構造においては、表示電極１２としての反射電極１２ａが、隣接する信号線Ｓ(i) ・Ｓ(i+1) および隣接する走査線Ｇ(j-1) ・Ｇ(j) にその周辺部を重ねるように配されている。このような構造によって、反射電極１２ａと信号線Ｓ(i) ・Ｓ(i+1) および隣接する走査線Ｇ(j-1) ・Ｇ(j) との間に隙間が形成されることがなく、光の漏れを防止している。
【００１９】
上記の反射電極構造を有する表示セルＰの等価回路を図２１に示す。この等価回路では、液晶容量ＣLC以外にも、寄生容量Ｃsd1 ・Ｃsd2 ・Ｃgd1 ・Ｃgd2 が存在する。寄生容量Ｃsd1 ・Ｃgd2 は、ＴＦＴ１１のドレインと信号線Ｓ(i) および走査線Ｇ(j-1) との間にそれぞれ存在しており、寄生容量Ｃsd2 ・Ｃgd1 は、ＴＦＴ１１のドレインと信号線Ｓ(i+1) および走査線Ｇ(j) との間にそれぞれ存在している。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前述のようなフレーム反転駆動法を上記の画素電極とバスラインとが別層になる構造や反射型電極構造を有する液晶パネル１に適用する場合、次のような問題がある。
【００２１】
図２３は、上記の反射電極構造を有する液晶パネル１における第ｉ列および第１行の表示セルＰ(i,1) 、中央部の第ｉ列および第ｊ行の表示セルＰ(i,j) ならびに第ｉ列および第Ｊ行の表示セルＰ(i,J) に印加される駆動電圧の変化を示す波形図である。この図は、図１９に示す例と同様、ソース信号Ｖs が２Ｖ（ＤＣ）であり、共通信号Ｖcom が４Ｖ（ＡＣ）である場合の例を示している。
【００２２】
図１９に示す例では、表示セルＰに電圧が保持された状態で共通信号Ｖcom の振幅が変化するとき、ドレイン電圧Ｖd の振幅も同様に変化するが、図２３に示す例では、上記の寄生容量Ｃsd1 ・Ｃsd2 ・Ｃgd1 ・Ｃgd2 によって電荷再配分が生じる。ＴＦＴ１１のドレイン電極に接続されている全容量ＣＤ（＝ＣLC＋Ｃsd1 ＋Ｃsd2 ＋Ｃgd1 ＋Ｃgd2 ）とし、共通信号Ｖcom の変化量をＶac1 とすると、ドレイン電圧Ｖd1の変化量ΔＶd1は、次の式（１）のように表される。
【００２３】
ΔＶd1＝（ＣLC／ＣＤ）×Ｖac1                             …（１）
また、共通信号Ｖcom が変化した後の液晶セルＰに保持される電圧は、本来保持される正規電圧Ｖx1より低下電圧Ｖy1（＝Ｖac1 −ΔＶd1）小さくなる。
【００２４】
ここで、図２３に示すように、保持期間Ｔtrue(j) で、表示セルＰに電圧が書き込まれて正規電圧Ｖx1が保持されており、低下期間Ｔfalse(j)で、共通信号Ｖcom が反転することで表示セルＰの電圧が正規の電圧よりΔＶd1低下する。これにより、表示セルＰ(i,1) ・Ｐ(i,j) ・Ｐ(i,J) について、それぞれの保持期間Ｔtrue(1) ・Ｔtrue(j) ・Ｔtrue(J) が異なり、それぞれの低下期間Ｔfalse(1)・Ｔfalse(j)・Ｔfalse(J)が異なる。
【００２５】
これは、最上ラインにおける駆動電圧ＶLC(i,1) は、共通信号Ｖcom の影響を受けたために低下期間Ｔfalse(1)で低下しても、その直後に電圧の書き込みが行われるので、短い低下期間Ｔfalse(1)で低下する。逆に、最下ラインにおける駆動電圧ＶLC(i,J) は、書き込みの直後における共通信号Ｖcom の反転のために、この反転から次の書き込みまで長い低下期間Ｔfalse(J)で低下する。
【００２６】
一画面分の書き込みおよび保持を行う期間は、最上ラインの走査（書き込み）が開始されて、最下ラインの走査（書き込み）が終了するまでの第１期間Ｔa1、最下ラインの走査が終了して共通信号Ｖcom の極性が反転するまでの第２期間Ｔb1および共通信号Ｖcom の極性反転から次の走査が開始されるまでの第３期間Ｔc1によって構成される。最上ラインの駆動電圧ＶLC(i,1) は、第１および第２期間Ｔa1・Ｔb1で上記の正規電圧Ｖx1を保持し、第３期間Ｔc1で正規電圧Ｖx1より低下電圧Ｖy1低下する。その駆動電圧ＶLC(i,1) の実効電圧ＶLCrms(i,1)は、次のようにして求められる。
【００２７】
ＶLCrms(i,1)＝｛((Ｔa1＋Ｔb1) ・Ｖｘ12＋Ｔc1・（Ｖx1−Ｖy1)2)/
（Ｔa1＋Ｔb1＋Ｔc1）｝1/2 
一方、最下ラインの駆動電圧ＶLC(i,J) は、第２期間Ｔb1で正規電圧Ｖx1を保持し、第１および第３期間Ｔa1・Ｔc1で正規電圧Ｖx1より低下電圧Ｖy1低下する。その駆動信号ＶLC(i,J) の実効電圧ＶLCrms(i,J)は、次のようにして求められる。
【００２８】
ＶLCrms(i,J)＝｛( Ｔb1・Ｖx12 ＋（Ｔa1＋Ｔc1）・（Ｖx1−Ｖy1)2
)/（Ｔa1＋Ｔb1＋Ｔc1）｝1/2 
ここで、Ｖx1＝２Ｖ、Ｖac1 ＝４Ｖ、ＣLC＝４．７ｐＦ、Ｃsd1 ＋Ｃsd2 ＋Ｃgd1 ＋Ｃgd2 ＝０．３ｐＦ、ＣＤ＝５ｐＦ、Ｔa1＝１５ｍＳ、Ｔb1＝０．５ｍＳ、Ｔc1＝０．５ｍＳとする。これにより、ＶLCrms(i,1)＝１．９９３Ｖrms 、ＶLCrms(i,J)＝１．７６８Ｖrms であり、これらの差は０．２２５Ｖrms である。それゆえ、各表示セルＰの実効電圧に画面の上下間で０．２２５Ｖrms の差が発生し、この電圧差のために、表示画面の輝度が上下間で不均一となる。
【００２９】
ところで、前記のように共通信号Ｖcom を直流の一定電圧としたときは、図２０に示すように、共通信号Ｖcom が変化しないので、上記のような問題は生じない。しかしながら、図２１に示すような反射電極構造を有する表示セルＰにおいては、図２４に示すように、ソース信号Ｖs の極性が１フレーム毎に反転する。このため、表示セルＰ(i,1) ・Ｐ(i,j) ・Ｐ(i,J) について、それぞれ、低下期間Ｔfalse(1)・Ｔfalse(j)・Ｔfalse(J)が生じるので、前記の場合と同様に表示画像の輝度が不均一となる。
【００３０】
この表示セルＰにおいては、駆動電圧ＶLCを保持されているときにソース信号Ｖs の極性が反転すると、前述の寄生容量Ｃsd1 ・Ｃsd2 ・Ｃgd1 ・Ｃgd2 によって電荷再配分が生じる。このため、ドレイン電極に接続されている全容量ＣＤ（＝ＣLC＋Ｃsd1 ＋Ｃsd2 ＋Ｃgd1 ＋Ｃgd2 ）とし、ソース信号Ｖs の変化量をＶac２とすると、表示電極１２は、隣接する２本の信号線Ｓ(i) ・Ｓ(i+1) とドレイン電極との間の寄生容量Ｃsd1 ・Ｃsd2 の影響を受けるため、ドレイン電圧Ｖd2の変化量ΔＶd2は、次の式（２）のように表される。
【００３１】
ΔＶd2＝｛（Ｃsd1 ＋Ｃsd2 ）／ＣＤ｝×Ｖac2               …（２）
これにより、ソース信号Ｖs が変化した後の表示セルＰに保持される電圧は、本来保持すべき電圧よりΔＶd2低くなる。この電圧低下によって生じる低下期間Ｔfalse(1)・Ｔfalse(j)・Ｔfalse(J)は、前述のように比が異なっている。
【００３２】
注意すべきことは、駆動電圧ＶLCは、共通信号Ｖcom を基準にすることと、極性が反転する共通信号Ｖcom を用いる場合では、対向電極１３とこれに対向する表示電極１２の電位（ドレイン電位）が共通信号Ｖcom と同様に変化するために、変化しないことである。共通信号Ｖcom の極性が反転する際に生じる前述の不都合は、共通信号Ｖcom の変化量が寄生容量Ｃsd1 ・Ｃsd2 ・Ｃgd1 ・Ｃgd2 によって異なることに依存する。
【００３３】
また、一定電圧の共通信号Ｖcom を用いる場合、共通信号Ｖcom が変化しないため、単純にソース信号Ｖs の変化が寄生容量Ｃsd1 ・Ｃsd2 によってドレイン電圧Ｖd が変化するので、駆動電圧ＶLCに不要な変化が生じる。
【００３４】
一画面分の書き込みおよび保持を行う期間が、前述の第１期間Ｔa1、第２期間Ｔb1および第３期間Ｔc1によって構成される。最上ラインの駆動電圧ＶLC(i,1) は、第１および第２期間Ｔa1・Ｔb1で正規電圧Ｖx1を保持し、第３期間Ｔc1で正規電圧Ｖx1より低下し、第３期間Ｔc1でＶy1（＝ΔＶd2）低下するので、その駆動電圧ＶLC(i,1) の実効電圧ＶLCrms(i,1)は、次のようにして求められる。
【００３５】
ＶLCrms(i,1)＝｛((Ｔa1＋Ｔb1) ・Ｖｘ12＋Ｔc1・（Ｖx1−Ｖy1)2) ／
（Ｔa1＋Ｔb1＋Ｔc1）｝1/2 
一方、最下ラインの駆動電圧ＶLC(i,J) は、第２期間Ｔb1で正規電圧Ｖx を保持し、第１および第３期間Ｔa1・Ｔc1で正規電圧Ｖx1とソース信号Ｖd の電圧との差であるので、表示セルＰ(i,J) が保持する駆動信号ＶLC(i,J) の実効電圧ＶLCrms(i,J)は、次のようにして求められる。
【００３６】
ＶLCrms(i,J)＝｛((Ｔb1) ・Ｖx12 ＋（Ｔa1＋Ｔc1）・（Ｖx1−Ｖy1)2／
（Ｔa1＋Ｔb1＋Ｔc1）｝1/2 
ここで、Ｖx1＝２Ｖ、Ｖac2 ＝４Ｖ、ＣLC＝４．７ｐＦ、Ｃsd1 ＋Ｃsd2 ＋Ｃgd1 ＋Ｃgd2 ＝０．３ｐＦ、ＣＤ＝５ｐＦ、Ｃsd1 ＋Ｃsd2 ＝０．１５ｐＦ、Ｔa1＝１５ｍＳ、Ｔb1＝０．５ｍＳ、Ｔc1＝０．５ｍＳとする。これにより、ＶLCrms(i,1)＝１．９９６Ｖrms 、ＶLCrms(i,J)＝１．８８４Ｖrms であり、これらの差は０．1 １２Ｖrms である。それゆえ、各表示セルＰの実効電圧に画面の上下間で０．１１２Ｖrms の差が発生し、図２３に示す場合と同様、この電圧差のために表示画像の輝度が、上下間で不均一となる。
【００３７】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、フレーム反転駆動法で駆動される際に生じる上記のような表示画面の上下間の輝度差を低減することができるアクティブマトリクス型液晶表示装置およびその駆動方法を提供することを目的としている。
【００３８】
【課題を解決するための手段】
本発明のアクティブマトリクス型液晶表示装置およびその駆動方法は、マトリクス状に設けられた複数の表示セル毎に設けられたアクティブ素子によって、表示セルを走査線毎に走査して選択するとともに、選択された表示セルの表示電極に信号電圧を書き込む一方、該表示電極に対向して設けられた対向電極に共通電圧を印加することによって、信号電圧と共通電圧とで定まる駆動電圧を液晶に印加し、該共通電圧または該信号電圧の極性が１フレーム毎に反転するように駆動するアクティブマトリクス型液晶表示装置およびその駆動方法において、上記の課題を解決するために、１画面分の表示セルに信号電圧を書き込む走査期間の後に、該走査期間以上の長さを有し、上記信号電圧を保持するとともに上記信号電圧の書き込みを停止する非走査期間を非走査手段によって設け、上記共通電圧または上記信号電圧の極性が上記非走査期間の後半で反転制御手段によって反転し、上記非走査期間が、上記共通電圧または上記信号電圧の極性が反転してから次の走査期間が開始するまでの期間を含み、上記共通電圧または上記信号電圧の極性が当該期間の開始直前で反転することを特徴としている。
【００３９】
フレーム反転駆動法で駆動を行う場合、前述のように、表示セルに存在する寄生容量などによって液晶に印加される実効電圧が低下する影響を受ける。この影響が表示画面のライン間で異なることにより、表示画像に輝度差が生じる。これに対し、走査期間の後に走査期間以上の長さを有する非走査期間を設けることによって、正規の駆動電圧が非走査期間で表示セルに保持される。それゆえ、表示画面における最上ラインと最下ラインとにおける表示セルに付与される実効電圧の差が大幅に縮小され、両ライン間の輝度差がほとんどなくなる。
【００４０】
また、上記非走査期間が、上記共通電圧または上記信号電圧の極性が反転してから次の走査期間が開始するまでの期間を含み、上記共通電圧または上記信号電圧の極性が当該期間の開始直前で反転することにより、本来の輝度に近い表示画面の輝度を確保することができる。
【００４１】
また、複数に分割された共通電極に交互に互いに逆極性かつ同位相の共通電圧を印加することが好ましい。フレーム反転駆動に好適なこのような電極構造においても、上記のように表示品位を向上させることができる。
【００４２】
また、上記アクティブマトリクス型液晶表示装置が、上記表示電極に反射電極を含む反射型アクティブマトリクス型液晶表示装置であることが好ましい。このような液晶表示装置では、表示電極と走査線などが重なる構造を採ることが多く、これにより表示電極と走査線などとの間で寄生容量が生じる。それゆえ、本発明の駆動方法を用いれば、寄生容量による影響を軽減して前述のように表示品位を容易に向上させることができる。
【００４３】
また、上記非走査期間に駆動系の回路の動作を休止制御手段によって休止させることが好ましい。非走査期間では、表示セルに駆動電圧が保持されるので、駆動系の回路を動作させる必要がない。それゆえ、このような回路の動作を休止さけることによって消費電力の低減を図ることができる。
【００４４】
【発明の実施の形態】
〔実施の形態１〕
本発明の第１の実施の形態について図１ないし図７、図１７、図１８、図２１および図２２に基づいて説明すれば、以下の通りである。
【００４５】
本実施の形態に係る液晶表示装置は、図１に示すように、前述の従来の液晶表示装置と同様に、液晶パネル１と、走査線駆動回路２と、信号線駆動回路３とを備えているが、さらにソース信号発生部４と、共通信号発生部５と、制御部６とを備えている。
【００４６】
液晶パネル１は、マトリクス基板７と、これと平行に対向して設けられた対向基板８と、両基板７・８との間に充填された液晶（図示せず）とを有している。マトリクス基板７上には、互いに交差する複数の走査線Ｇ(1) …Ｇ(J) および複数の信号線Ｓ(1) …Ｓ(I) と、マトリクス状に配置された表示セルＰ…とが設けられている。
【００４７】
表示セルＰは、図１７および図１８に示すように、隣接する２本の走査線Ｇ(j) ・Ｇ(j-1) と隣接する２本の信号線Ｓ(i) ・Ｓ(i＋1)  とで包囲された領域に形成される。この表示セルＰは、スイッチング素子である薄膜トランジスタ（以降、ＴＦＴと称する）１１と、液晶容量ＣLCとによって構成される。ＴＦＴ１１は、ゲートが走査線Ｇ(j) に接続され、ソース信号が信号線Ｓ(i) に接続される。液晶容量ＣLCは、ＴＦＴ１１に接続される表示電極１２と、これに対向する対向電極１３と、両電極１２・１３間に挟持される液晶１４とからなっている。共通電極としての対向電極１３は、全表示セルＰ…に共通となるように対向基板８上に設けられている。
【００４８】
このような表示セルＰにおいて、表示電極１２は、ＴＦＴ１１のドレインおよびソースを介して信号線Ｓ(i) と接続され、ＴＦＴ１１のゲートが走査線Ｇ(j) に接続されている。また、対向電極１３は、共通信号発生部５から出力される共通信号Ｖcom が印加されている。これによって、ＴＦＴ１１がＯＮしている期間に信号線Ｓ(i) から与えられたソース信号Ｖs の最大レベルまたは最低レベルの電圧（信号電圧）と、共通信号Ｖcom における最大レベルまたは最低レベルの電圧（共通電圧）との差が液晶容量ＣLCに印加されると、液晶の透過率または反射率が変調され、表示セルＰ…に入力画像データに応じた画像が表示される。また、各表示セルＰでは、液晶容量ＣLCに蓄積された電荷が一定期間保持されるので、ＴＦＴ１１がＯＦＦしても画像の表示がそれに応じて維持される。
【００４９】
走査線駆動回路２は、制御部６から与えられるスタートパルスをクロックのタイミングでシフトさせて、さらにバッファ回路を介して、走査線Ｇ(1) …Ｇ(J) を選択するための後述するゲートパルスＧＰ（図４参照）を出力する。一方、信号線駆動回路３は、制御部６から与えられるスタートパルスをクロックのタイミングでシフトさせて、そのシフトパルスに基づいてソース信号発生部４からのソース信号Ｖs をサンプリングした後、ホールドして１ライン分のソース信号Ｖs をバッファ回路を介して信号線Ｓ(1) …Ｓ(I) に出力する。
【００５０】
ソース信号発生部４は、１フレーム毎に極性の反転するソース信号Ｖs を発生する。このため、ソース信号発生部４は、図２に示すように、カウンタ４ａ・４ｂ、デコーダ４ｃおよび切替スイッチ４ｄを備えている。
【００５１】
カウンタ４ａは、制御部６から供給される水平同期信号Ｈsyncをカウントし、後述する走査期間における規定数の水平同期信号Ｈsyncのカウントを終了すると桁上げ信号ＣＯを出力する。また、カウンタ４ａは、デコーダ４ｃから出力される“Ｌ”レベルのデコード信号によってリセットされる。カウンタ４ｂは、制御部６から供給されるクロックＣＬＫをカウントし、カウンタ４ａからの桁上げ信号ＣＯによってリセットされる。
【００５２】
デコーダ４ｃは、カウンタ４ｂから出力されるカウント値が共通信号Ｖcom の極性反転のタイミングに応じた所定値に達すると“Ｌ”レベルのデコード信号を出力する。デコーダ４ｃは、上記の所定値を表す複数ビットのデータが入力されると“Ｌ”レベル（“Ｈ”レベルでもよい）のデコード信号を出力するように各種の論理回路によって構成されている。切替スイッチ４ｄは、ソース信号Ｖs における高電位側の電圧Ｖspと低電位側の電圧Ｖnpとを、上記のデコード信号が“Ｌ”レベルになると電圧Ｖsp・Ｖnpの出力を切り替えるオルタネーティブ型のスイッチである。
【００５３】
上記のように構成されるソース信号発生部４では、カウンタ４ａが、１ライン毎に出力される水平同期信号Ｈsyncをカウントし、走査線Ｇ(1) …Ｇ(J) の１フレーム分の走査が終了すると、桁上げ信号ＣＯを出力する。すると、カウンタ４ｂは、その桁上げ信号ＣＯによってリセットされてクロックＣＬＫのカウントを開始し、カウント値をデータ出力端子Ｑから出力する。カウンタ４ｂによるクロックＣＬＫのカウント値が所定値に達すると、デコーダ４ｃは、その値のデータに基づいて“Ｌ”レベルのデコード信号を出力する。これにより、切替スイッチ４ｄの接続が切り替わり、電圧Ｖspまたは電圧Ｖnpのいずれか一方がソース信号Ｖs の電圧として出力される。一方、カウンタ４ａは、上記のデコード信号によってリセットされて、新たな水平同期信号Ｈsyncが入力されるまで待機する。
【００５４】
このようにして、ソース信号発生部４は、１フレーム毎に極性が反転するソース信号Ｖs を出力する。
【００５５】
共通信号発生部５は、ソース信号Ｖs と同位相または逆位相で極性が反転し、かつソース信号Ｖs と同じ周期を有する、１フレーム毎に極性の反転する共通信号Ｖcom を発生する。このため、共通信号発生部５は、図３に示すように、カウンタ５ａ・５ｂ、デコーダ５ｃおよび切替スイッチ５ｄを備えている。
【００５６】
この共通信号発生部５は、上記のソース信号発生部４とほぼ同様な構成であるが、切替スイッチ５ｄが共通信号Ｖcom における高電位側の電圧Ｖref1と低電位側の電圧Ｖref2とを切り替えて出力する点でソース信号発生部４と異なる。この共通信号発生部５でも、カウンタ５ａが水平同期信号Ｈsyncのカウントを終了すると、続いてカウンタ５ｂがクロックＣＬＫのカウントを開始し、そのカウント値が所定値に達すると、デコーダ５ｃからのデコード信号の変化で切替スイッチ５ｄが切り替えられる。このようにして、共通信号発生部５は、１フレーム毎に極性が反転する共通信号Ｖcom を出力する。
【００５７】
したがって、走査線Ｇ(1) …Ｇ(J) の１フレーム分の走査が終了してから、ソース信号Ｖs または共通信号Ｖcom の極性が反転するまでの期間（後述の第２期間Ｔb2）は、デコーダ４ｃ・５ｃが切替スイッチ４ｄ・５ｄの接続を切り替えさせるデコード信号を出力するときのカウンタ４ｂ・５ｂのカウント値（所定値）によって設定される。このように、ソース信号発生部４および共通信号発生部５は、反転制御手段としての機能を有する。
【００５８】
制御部６は、ＣＰＵなどを含むシステムコントローラであり、走査線駆動回路２、ソース信号発生部４および共通信号発生部５に供給する各種の制御信号（前述のクロックＣＬＫ、水平同期信号Ｈsync、垂直同期信号Ｖsync、スタートパルスなど）を発生する。また、制御部６は、走査線駆動回路２に走査期間（図４の第１期間Ｔa2）と、その後に続く走査を行わない非走査期間（図４の第２期間Ｔb2および第３期間Ｔc2）とが繰り返すように、スタートパルスの出力タイミングを設定している。走査期間は、上記の第１期間Ｔa2において、走査線Ｇ(1) …Ｇ(J) をそれぞれ１つずつ選択（走査）するために、これらに順次出力される第１から第ＪのゲートパルスＧＰを出力する期間である。上記の非走査期間は、その走査期間以上の長さとなるように設定されている。このように、制御部６は、非走査手段としての機能を有している。
【００５９】
ここで、上記のように構成される液晶表示装置における駆動動作について説明する。なお、本液晶表示装置では、ソース信号Ｖs は極性の反転する信号であるが、以下の例では、説明の簡略化のために、ソース信号Ｖs を一定値の直流電圧としている。
【００６０】
図４は、液晶パネル１における第ｉ列および第１行の表示セルＰ(i,1) 、中央部の第ｉ列および第ｊ行の表示セルＰ(i,j) ならびに第ｉ列および第Ｊ行の表示セルＰ(i,J) に印加される駆動電圧の変化を示す波形図である。この図は、ソース信号Ｖs が２Ｖの一定値を保持するとともに、共通信号Ｖcom が４Ｖの振幅で交流変化することによって、各表示セルＰに±２Ｖの駆動電圧を印加する例を示している。
【００６１】
一画面分の書き込みおよび保持を行うリフレッシュ期間Ｔpol は、最上ラインの走査（書き込み）が開始されて、最下ラインの走査（書き込み）が終了するまでの第１期間Ｔa2、最下ラインの走査が終了して共通信号Ｖcom の極性が反転するまでの第２期間Ｔb2および共通信号Ｖcom の極性反転から次の走査が開始されるまでの第３期間Ｔc2によって構成される。
【００６２】
最上ラインにおける表示セルＰ(i,1) においては、ドレイン電圧Ｖd が、前の第２期間Ｔb2（図示せず）の終了時における共通信号Ｖcom の極性反転と同時に、共通信号Ｖcom に合わせて変化している。共通信号Ｖcom が変化した後の液晶セルＰに保持される電圧は、前述の従来の技術で説明したように、本来保持される正規電圧Ｖx2より低下電圧Ｖy2小さくなる。それに続く第１期間Ｔa2では、Ａ点で走査線Ｇ(1) に出力されたゲートパルスＧＰによってＴＦＴ１１がＯＮすることで、ソース信号Ｖs の電圧が書き込まれるので、ドレイン電圧Ｖd がその電圧に変わる。また、その後にＴＦＴ１１がＯＦＦしても、液晶容量ＣLCにより電圧が保持される。保持される駆動信号ＶLC(i,1) も、ドレイン電圧Ｖd と同様に低下電圧Ｖy だけ低下する。
【００６３】
走査期間すなわち第１期間Ｔa2が終了すると、それに続く第２期間Ｔb2では、走査が行われないので駆動信号ＶLC(i,1) の電圧が保持される。そして、第２期間Ｔb2の終了時に走査信号Ｖcom の極性が反転すると、それに合わせてドレイン電圧Ｖd も同様に上記のように変化する。このようにして１フレームの画像の書き込みおよび保持が行われる。
【００６４】
中央部の表示セルＰ(i,j) では、ドレイン電圧Ｖd のレベルが、前の第２期間Ｔb2（図示せず）の終了時における共通信号Ｖcom の極性反転と同時に変化してから、ソース信号Ｖs の電圧が書き込まれるまで（Ｂ点）の低下期間Ｔfalse(j)が、表示セルＰ(i,1) の場合の低下期間Ｔfalse(1)よりも長い。さらに、最下ラインの表示セルＰ(i,J) では、低下期間Ｔfalse(J)（共通信号Ｖcom の極性反転からＣ点までの期間）が低下期間Ｔfalse(j)よりも長い。
【００６５】
これに対し、１フレームの書き込みおよび保持を行うリフレッシュ期間Ｔpol に、図５に示すように、走査期間（第１期間Ｔa2）に続いて非走査期間（第２期間Ｔb2および第３期間Ｔc2）が設けられるとともに、第２期間Ｔb2の最後に共通信号Ｖcom の極性が反転するので、非走査期間で各表示セルＰに保持される電圧によって輝度が確保される。それゆえ、最上ライン、中間ラインおよび最下ライン間の輝度差を、図６に示すように、非走査期間を有していない従来の駆動法に比べて小さくすることができる。
【００６６】
表１は、走査期間と非走査期間との長さの比を１：ｎとして、ｎを０、０．５、１．０、１．５、５、１０と変化させたときに、観察者が本液晶表示装置に表示される画像を観察してその表示品位を評価した結果を示す。なお、評価は、×（実用不可）、△（良好でない）、○（良好）および◎（高品位）によって行われた。この表から分かるように、上記の非走査期間は、表１に示すように、走査期間以上の長さを有しておれば、良好な表示品位が得られる。
【００６７】
【表１】
0004166448.tif 000002
【００６８】
このように、本液晶表示装置では、非走査期間が走査期間以上の長さを有しておれば、良好な表示品位が得られる。ただし、共通信号Ｖcom の極性が反転する第２期間Ｔb2の最後（終了時期）、すなわち、第２期間Ｔb2の長さも表示品位に影響を及ぼす。走査期間と非走査期間との比が上記のような関係を満たしておれば、共通信号Ｖcom がどのようなタイミングで反転しても、ライン間の輝度差を小さくすることができる。しかしながら、反転のタイミングが第２期間Ｔb2の開始時期に近いほど（第２期間Ｔb2が短いほど）、例えば、ノーマリーホワイトモードの液晶表示装置の場合には、表示画像の輝度が高く全体に明るい画像となるので、本来の表示画像の輝度が得られなくなる。これに対し、良好な輝度が得られるには、第２期間Ｔb2および第３期間Ｔc2で構成される非走査期間の後半で共通信号Ｖcom の極性が反転することが好ましい。また、反転のタイミングが第３期間Ｔc2の開始時期にできるだけ近づく（ほぼ直前となる）ように、第２期間Ｔb2が長いほどよい。
【００６９】
続いて、本液晶表示装置に図２１および図２２に示す反射型電極構造を有する液晶パネル１において、図４に示すように、最上ラインの駆動信号ＶLC(i,1) は、第１および第２期間Ｔa2・Ｔb2で上記の正規電圧Ｖx2を保持し、第３期間Ｔc2で正規電圧Ｖx2より、前述の式（１）で求められる低下電圧Ｖy2低下する。その駆動信号ＶLC(i,1) の実効電圧ＶLCrms(i,1)は、次の式（３）によって求められる。
【００７０】
ＶLCrms(i,1)＝｛((Ｔa2＋Ｔb2) ・Ｖｘ22＋Ｔc2・（Ｖx2−Ｖy2)2)/
（Ｔa2＋Ｔb2＋Ｔc2）｝1/2                   …（３）
一方、最下ラインの駆動信号ＶLC(i,J) は、第２期間Ｔb2で正規電圧Ｖx2を保持し、第１および第３期間Ｔa2・Ｔc2で正規電圧Ｖx2より低下電圧Ｖy2低下する。その駆動信号ＶLC(i,J) の実効電圧ＶLCrms(i,J)は、次の式（４）によって求められる。
【００７１】
ＶLCrms(i,J)＝｛( Ｔb2・Ｖx22 ＋（Ｔa2＋Ｔc2）・（Ｖx2−Ｖy2)2)/
（Ｔa2＋Ｔb2＋Ｔc2）｝1/2                     …（４）
ここで、Ｖx2＝２Ｖ、Ｖac1 （共通信号Ｖcom の振幅電圧）＝４Ｖ、ＣLC＝４．７ｐＦ、Ｃsd1 ＋Ｃsd2 ＋Ｃgd1 ＋Ｃgd2 ＝０．３ｐＦ、ＣＤ＝５ｐＦ、Ｔa2＝１５ｍＳ、Ｔb2＝１６０ｍＳ、Ｔc2＝０．５ｍＳとする。これにより、ＶLCrms(i,1)＝１．９９９Ｖrms 、ＶLCrms(i,J)＝１．９８０Ｖrms であり、これらの差は０．０２Ｖrms である。それゆえ、各表示セルＰの実効電圧が画面の上下間でこの差に抑えられ、このわずかな電圧差のために、表示画面の輝度が上下間でほぼ均一となる。
【００７２】
第１期間Ｔa2の終了から共通信号Ｖcom の極性が反転するまでの第２期間Ｔb2の長さと、最上および最下ラインの駆動信号ＶLCの実効電圧差との関係を図７に示す。この図のグラフは、Ｖx2＝２Ｖ、Ｖac1 ＝４Ｖ、ＣLC＝４．７ｐＦ、Ｃsd1 ＋Ｃsd2 ＋Ｃgd1 ＋Ｃgd2 ＝０．３ｐＦ、ＣＤ＝５ｐＦ、Ｔa2＝１５ｍＳ、Ｔc2＝０．５ｍＳとしたときの上記の関係を表している。なお、このグラフにおいて、実効電圧を示す縦軸は対数で表されている。この図から、前述の実効電圧差約０．０２Ｖrms が得られるときの第２期間Ｔb2は１６０ｍＳであることが分かる。
【００７３】
以上に述べたように、本実施の形態の液晶表示装置では、走査期間（第１期間Ｔa2期間）に続く走査期間以上の長さを有する非走査期間（第２期間Ｔb2および第３期間Ｔc2）が新たに設けられている。これにより、表示画面における最上ラインと最下ラインとにおける表示セルＰに付与される実効電圧の差が大幅に縮小され、両ライン間の輝度差がほとんどなくなる。それゆえ、表示画面全体における輝度差もほとんどなくなり、液晶表示装置の表示品位が向上する。
【００７４】
また、非走査期間において共通信号Ｖcom の極性が反転するタイミングが非走査期間の後半に設けられることにより、表示画像の本来の輝度に近い輝度を確保することができる。特に、その反転のタイミングが非走査期間の終了直前であれば、表示画像の本来の輝度をほぼ確保することができる。それゆえ、より液晶表示装置の表示品位が向上する。
【００７５】
本液晶表示装置を、テレビジョン機器に適用する場合、ＮＴＳＣ方式の信号のフレーム周波数が３０Ｈｚ（ただし、この場合、フィールド周波数が６０Ｈｚであり、極性反転は、フレーム反転方式によれば、通常、フィールド周波数で行われる）に決まっているので、第２期間Ｔb2が長くなるように、第１期間Ｔa2において高速で走査を行うことが好ましい。特に、液晶表示装置では、ＣＲＴを用いた表示装置と異なり、電子銃による走査を最下ラインから最上ラインに戻すための垂直ブランキング期間を必要としないので、第１期間Ｔa2と第２期間Ｔb2との比を比較的容易に設定することができる。また、表示画像が静止画である場合、フィールド毎の画像を飛び越してもよければ、数フィールドを間引いて表示することにより、第１期間Ｔa2を通常の速度で走査しても、第１期間Ｔa2を間引きフィールドに対応させることで上記のような本発明の効果が得られる。
【００７６】
一方、本液晶表示装置を情報携帯端末機器に適用する場合、携帯電話などでは、静止画や動きの少ないアニメーション画像などを表示する際には、テレビジョン映像と異なってフレーム周波数を５Ｈｚや１０Ｈｚのように低く設定できる。それゆえ、第１期間Ｔa2において高速走査を行わなくても、第２期間Ｔb2を長く設定することができる。
【００７７】
また、情報携帯端末機器においては、前述のように反射型電極構造を有する液晶表示装置が好適に用いられる。このような液晶表示装置では、図２１に示すように、表示電極１２が走査線Ｇ(i) ・Ｇ(i-1) および信号線Ｓ(i) ・Ｓ(i+1) に重なるために、寄生容量Ｃsd1 ・Ｃsd2 ・Ｃgd1 ・Ｃgd2 が存在するので、これによる電圧低下が生じやすい。このため、上記の駆動方法によって駆動すれば、良好な表示品位を得ることができる。反射型電極構造を有する液晶パネル１の構造については、後に詳しく説明する（図１４および図１５参照）。
【００７８】
さらに、第２期間Ｔb2においては、表示セルＰに駆動電圧が保持されているので、走査線駆動回路２、信号線駆動回路３、ソース信号発生部４、共通信号発生部５などの駆動系の回路を休止させても、動作上で何ら不都合はない。このように駆動系の回路を休止させることによって、第２期間Ｔb2におけるこれらの回路での消費電力を削減することができる。特に、電力消費の大きいアナログ系回路を含む信号線駆動回路３やその周辺回路の動作を休止させることは有効である。
【００７９】
このように駆動系の回路を休止させるには、例えば、休止制御手段としての制御部６が、ソース信号発生部４または共通信号発生部５で得られた第２期間Ｔb2の開始および終了のタイミングを基に、ソース信号発生部４および共通信号発生部５への制御信号の供給や電源からの電力の供給を停止させる。駆動系の回路を休止させる手法については、これに限らず他の手法、例えば駆動ＩＣの低消費電力モードを用いてもよい。あるいは、制御部６によって、走査線駆動回路２および信号線駆動回路３の出力段に設けられるバッファ回路の出力をハイインピーダンスして、電流が流れないようにしてもよい。
【００８０】
〔実施の形態２〕
本発明の第２の実施の形態について図１、図８ないし図１１、図１７、図１８、図２１および図２２に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、本実施の形態において、前述の実施の形態１における構成要素と同等の機能を有する構成要素には同一の符号を付記してその説明を省略する。
【００８１】
本実施の形態に係る液晶表示装置は、図１に示すように、前述の実施の形態１の液晶表示装置と同様に、液晶パネル１と、走査線駆動回路２と、信号線駆動回路３と、ソース信号発生部４と、共通信号発生部５と、制御部６とを備えている。本液晶表示装置は、前述の実施の形態１の液晶表示装置と異なり、ソース信号Ｖs が１フレーム毎に極性を反転する一方、共通信号Ｖcom が一定値となるように設定されている。
【００８２】
ここで、上記のように構成される液晶表示装置における駆動動作について説明する。
【００８３】
図８は、液晶パネル１における第ｉ列および第１行の表示セルＰ(i,1) 、中央部の第ｉ列および第ｊ行の表示セルＰ(i,j) ならびに第ｉ列および第Ｊ行の表示セルＰ(i,J) に印加される駆動電圧の変化を示す波形図である。この図は、共通信号Ｖcom が２Ｖの一定値を保持するとともに、ソース信号Ｖs が４Ｖの振幅で交流変化することによって、各表示セルＰに±２Ｖの駆動電圧を印加する例を示している。
【００８４】
最上ラインにおける表示セルＰ(i,1) においては、ドレイン電圧Ｖd が、前の第２期間Ｔb2（図示せず）の終了時におけるソース信号Ｖs の極性反転と同時に、ソース信号Ｖs の変化に合わせて変化する。ソース信号Ｖs が変化した後の液晶セルＰに保持される電圧は、共通信号Ｖcom について実施の形態１で説明したように、本来保持される正規電圧Ｖx2より低下電圧Ｖy2小さくなる。それに続く第１期間Ｔa2では、Ａ点で走査線Ｇ(1) に出力されたゲートパルスＧＰによってＴＦＴ１１がＯＮすることで、ソース信号Ｖs の電圧が書き込まれるので、ドレイン電圧Ｖd がその電圧に変わる。また、その後にＴＦＴ１１がＯＦＦしても、液晶容量ＣLCにより電圧が保持される。保持される駆動信号ＶLC(i,1) の電圧も、ドレイン電圧Ｖd と同様に低下電圧Ｖy2だけ低下する。
【００８５】
走査期間すなわち第１期間Ｔa2が終了すると、それに続く第２期間Ｔb2では、走査が行われないので駆動信号ＶLC(i,1) の電圧が保持される。そして、第２期間Ｔb2の終了時にソース信号Ｖs の極性が反転すると、それに合わせてドレイン電圧Ｖd も同様に上記のように変化する。このようにして１フレームの画像の書き込みおよび保持が行われる。
【００８６】
中央部の表示セルＰ(i,j) では、ドレイン電圧Ｖd のレベルが、前の第２期間Ｔb2（図示せず）の終了時におけるソース信号Ｖs の極性反転と同時に変化してから、ソース信号Ｖs の電圧が書き込まれるまで（Ｂ点）の低下期間Ｔfalse(j)が、表示セルＰ(i,1) の場合の低下期間Ｔfalse(1)よりも長い。さらに、最下ラインの表示セルＰ(i,J) では、低下期間Ｔfalse(J)（ソース信号Ｖs の極性反転からＣ点までの期間）が低下期間Ｔfalse(j)よりも長い。
【００８７】
これに対し、１フレームの書き込みおよび保持を行うリフレッシュ期間Ｔpol に、図９に示すように、走査期間（第１期間Ｔa2）に続いて非走査期間（第２期間Ｔb2および第３期間Ｔc2）が設けられるとともに、第２期間Ｔb2の最後にソース信号Ｖs の極性が反転するので、非走査期間で各表示セルＰに保持される電圧によって輝度が確保される。それゆえ、最上ライン、中間ラインおよび最下ライン間の輝度差を、図１０に示すように、非走査期間を有していない従来の駆動法に比べて小さくすることができる。
【００８８】
また、本液晶表示装置でも、実施の形態１の液晶表示装置と同様、非走査期間が走査期間以上の長さを有しておれば、良好な表示品位が得られる。ただし、ソース信号Ｖs の極性が反転する第２期間Ｔb2の最後（終了時期）、すなわち、第２期間Ｔb2の長さも表示品位に影響を及ぼす。走査期間と非走査期間との比が上記のような関係を満たしておれば、ソース信号Ｖs がどのようなタイミングで反転しても、ライン間の輝度差を小さくすることができる。しかしながら、反転のタイミングが第２期間Ｔb2の開始時期に近いほど（第２期間Ｔb2が短いほど）、例えば、ノーマリーホワイトモードの液晶表示装置の場合には、表示画像の輝度が高く全体に明るい画像となるので、本来の表示画像の輝度が得られなくなる。これに対し、良好な輝度が得られるには、第２期間Ｔb2および第３期間Ｔc2で構成される非走査期間の後半でソース信号Ｖs の極性が反転することが好ましい。また、反転のタイミングが第３期間Ｔc2の開始時期にできるだけ近づく（ほぼ直前となる）ように、第２期間Ｔb2が長いほどよい。
【００８９】
続いて、本液晶表示装置に図２１および図２２に示す反射型電極構造を有する液晶パネル１において、図８に示すように、最上ラインの駆動電圧ＶLC(i,1) は、第１および第２期間Ｔa2・Ｔb2で上記の正規電圧Ｖx2を保持し、第３期間Ｔc2で正規電圧Ｖx2より、前述の式（２）で求められる低下電圧Ｖy2低下する。その駆動電圧ＶLC(i,1) の実効電圧ＶLCrms(i,1)は、前述の式（３）によって求められる。一方、最下ラインの駆動信号ＶLC(i,J) は、第２期間Ｔb2で正規電圧Ｖx2を保持し、第１および第３期間Ｔa2・Ｔc2で正規電圧Ｖx2より低下電圧Ｖy2低下する。その駆動信号ＶLC(i,J) の実効電圧ＶLCrms(i,J)は、前述の式（４）によって求められる。
【００９０】
ここで、Ｖx2＝２Ｖ、Ｖac2 （ソース信号Ｖs の振幅電圧）＝４Ｖ、ＣLC＝４．７ｐＦ、Ｃsd1 ＋Ｃsd2 ＋Ｃgd1 ＋Ｃgd2 ＝０．３ｐＦ、Ｃsd1 ＋Ｃsd2 ＝０．１５ｐＦ、ＣＤ＝５ｐＦ、Ｔa2＝１５ｍＳ、Ｔb2＝８０ｍＳ、Ｔc2＝０．５ｍＳとする。これを基に、式（３）および（４）による演算を行えば、ＶLCrms(i,1)＝１．９９９Ｖrms 、ＶLCrms(i,J)＝１．９８１Ｖrms であり、これらの差は約０．０２Ｖrms である。それゆえ、各表示セルＰの実効電圧が画面の上下間でこの差に抑えられ、このわずかな電圧差のために、表示画面の輝度が上下間でほぼ均一となる。
【００９１】
第１期間Ｔa2の終了からソース信号Ｖs の極性が反転するまでの第２期間Ｔb2の長さと、最上および最下ラインの駆動信号ＶLCの実効電圧差との関係を図１１に示す。この図のグラフは、Ｖx2＝２Ｖ、Ｖac＝４Ｖ、ＣLC＝４．７ｐＦ、Ｃsd1 ＋Ｃsd2 ＋Ｃgd1 ＋Ｃgd2 ＝０．３ｐＦ、Ｃsd1 ＋Ｃsd2 ＝０．１５ｐＦ、ＣＤ＝５ｐＦ、Ｔa2＝１５ｍＳ、Ｔc2＝０．５ｍＳとしたときの上記の関係を表している。なお、このグラフにおいて、実効電圧を示す縦軸は対数で表されている。この図から、前述の実効電圧差０．０２Ｖrms が得られるときの第２期間Ｔb2は８０ｍＳであることが分かる。
【００９２】
以上に述べたように、本実施の形態の液晶表示装置では、実施の形態１の液晶表示装置と同様、走査期間（第１期間Ｔa2）に続く走査期間以上の長さを有する非走査期間（第２期間Ｔb2および第３期間Ｔc2）が新たに設けられている。これにより、表示画面における最上ラインと最下ラインとにおける表示セルＰに付与される実効電圧の差が大幅に縮小され、両ライン間の輝度差がほとんどなくなる。それゆえ、表示画面全体における輝度差もほとんどなくなり、液晶表示装置の表示品位が向上する。
【００９３】
また、非走査期間においてソース信号Ｖs の極性が反転するタイミングが非走査期間の後半に設けられることにより、表示画像の本来の輝度に近い輝度を確保することができる。特に、その反転のタイミングが非走査期間の終了直前であれば、表示画像の本来の輝度をほぼ確保することができる。それゆえ、より液晶表示装置の表示品位が向上する。
【００９４】
また、本液晶表示装置でも、実施の形態１の液晶表示装置と同様、テレビジョン機器や携帯端末機器などに適用することにより、上記のような良好な品位の表示を得ることができる。
【００９５】
さらに、本液晶表示装置でも、実施の形態１の液晶表示装置と同様、第２期間Ｔb2において、駆動系の回路を休止させることによって、こられの回路での消費電力を削減することができる。
【００９６】
〔実施の形態３〕
本発明の第３の実施の形態について図１、図１２および図１３に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、本実施の形態において、前述の実施の形態１における構成要素と同等の機能を有する構成要素には同一の符号を付記してその説明を省略する。
【００９７】
本実施の形態に係る液晶表示装置は、図１に示すように、前述の実施の形態１の液晶表示装置と同様に、液晶パネル１と、走査線駆動回路２と、信号線駆動回路３と、ソース信号発生部４と、共通信号発生部５と、制御部６とを備えている。また、本液晶表示装置においては、図１２に示すように、対向電極１３が第１電極１３ａおよび第２電極１３ｂに分割されている。第１電極１３ａは、例えば、隣接する２つの信号線Ｓ (i)・Ｓ(i+1) に接続される表示電極１２…のうち、一方に接続される表示電極１２…と対向する。また、第２電極１３ｂは、隣接する２つの信号線Ｓ (i)・Ｓ(i+1) に接続される表示電極１２…のうち、他方に接続される表示電極１２…と対向する。また、第１電極１３ａと第２電極１３ｂとには、図１３に示すように、それぞれ極性が逆で位相が同じ共通信号Ｖcom1・Ｖcom2が付与される。これにより、交互に配された第１電極１３ａと第２電極１３ｂとには、交互に上記の共通信号Ｖcom1・Ｖcom2が付与される。
【００９８】
このような構成においても、実施の形態１と同様の駆動方法が適用されるので、前述のように、表示画面における最上下ラインの輝度差を抑制して、表示品位を向上させるといった効果が得られる。また、このような構成では、フレーム反転駆動の波形で実質的にはソースライン反転を行うので、前述の効果と併せてフリッカなどの表示品位低下を防止することができる。
【００９９】
また、本実施の形態でも、実施の形態１および２と同様、非走査期間において駆動系の回路の動作を休止することによって、消費電力を削減することができる。
【０１００】
なお、本実施の形態および前述の他の実施の形態では、ＴＦＴを用いたアクティブマトリクス型液晶表示装置の駆動方法とそれを用いた液晶表示装置について述べてきた。しかしながら、本発明は、そのような液晶表示装置に限らず、ＭＩＭ(Metal Insulator Metal) 素子や他のアクティブ素子を用いたアクティブマトリクス型液晶表示装置に適用できるのは勿論である。
【０１０１】
〔液晶表示装置の構成〕
ここで、図１４および図１５に基づいて、前述の各実施の形態に共通する液晶表示装置の構成について説明する。
【０１０２】
図１４に液晶パネル１の断面構成を示す。同図は後述する図１５のＤ−Ｄ断面図に相当する。液晶パネル１は反射型のアクティブマトリクス型液晶パネルであり、マトリクス基板７と対向基板８との間にネマチック液晶などの液晶１４が挟持され、マトリクス基板７上にアクティブ素子としてのＴＦＴ１１…が形成された基本構成を有している。なお、本実施の形態ではアクティブ素子としてＴＦＴを用いるが、ＭＩＭ(Metal Insulator Metal) やＴＦＴ以外のアクティブ素子を用いることもできる。対向基板８の上面には、入射光の状態を制御するための位相差板４１、偏光板４２、および反射防止膜４３がこの順で設けられている。対向基板８の下面には、ＲＧＢのカラーフィルタ４４、および透明な対向電極１３がこの順で設けられている。カラーフィルタ４４によりカラー表示が可能となっている。
【０１０３】
各ＴＦＴ１１においては、マトリクス基板７上に設けられた走査線の一部をゲート電極４５とし、その上にゲート絶縁膜４６が形成されている。ゲート絶縁膜４６を挟んでゲート電極４５と対向する位置にｉ型アモルファスシリコン層４７が設けられ、ｉ型アモルファスシリコン層４７のチャネル領域を挟むようにｎ+ 型アモルファスシリコン層４８が２箇所形成されている。一方のｎ+ 型アモルファスシリコン層４８の上面には信号線の一部をなすデータ電極４９が形成され、他方のｎ+ 型アモルファスシリコン層４８の上面からゲート絶縁膜４６の平坦部上面にわたってドレイン電極５０が引き出されて形成されている。ドレイン電極５０の引き出し開始箇所と反対側の一端は、図１５に示すように補助容量配線５３と対向する矩形の補助容量用電極パッド１２ａと接続されている。ＴＦＴ１１…の上面には層間絶縁膜５１が形成されており、層間絶縁膜５１の上面には反射電極１２ｂ…が設けられている。反射電極１２ｂ…は周囲光を用いて反射型表示を行うための反射部材である。反射電極１２ｂ…による反射光の方向を制御するために、層間絶縁膜５１の表面には微細な凹凸が形成されている。
【０１０４】
さらに、各反射電極１２ｂは、層間絶縁膜５１に設けたコンタクトホール５２を通じてドレイン電極５０と導通している。すなわち、データ電極４９から印加されてＴＦＴ１１により制御される電圧は、ドレイン電極５０からコンタクトホール５２を介して表示電極１２に印加され、反射電極１２ｂと対向電極１３との間の電圧によって液晶１４が駆動される。すなわち、補助容量用電極パッド１２ａと反射電極１２ｂとは互いに導通し、また反射電極１２ｂと対向電極１３との間に液晶１４が介在している。このように、補助容量用電極パッド１２ａと反射電極１２ｂとは表示電極１２を構成している。透過型の液晶表示装置の場合は、上記各電極に相当するように配置された透明電極が表示電極１２となる。
【０１０５】
さらに液晶パネル１には、図１４のうち液晶１４より下方の部分を上方から見た図１５に示すように、ＴＦＴ１１のゲート電極４５に走査信号を供給する走査線Ｇ(j) …と、ＴＦＴ１１のデータ電極４９にデータ信号を供給する信号線Ｓ(i) …とがマトリクス基板７上に直交するように設けられている。そして、補助容量用電極パッド１２ａ…のそれぞれとの間に画素の補助容量を形成する補助容量電極としての補助容量配線５３…が設けられている。補助容量配線５３…は走査線Ｇ(j) …以外の位置で、一部がゲート絶縁膜４６を挟んで補助容量用電極パッド１２ａ…と対をなすようにマトリクス基板７上に走査線Ｇ(j) …と平行に設けられている。この場合に限らず、補助容量配線５３…は走査線Ｇ(j) …の位置を避けて設けられていればよい。なお、同図では補助容量用電極パッド１２ａ…と補助容量配線５３…との位置関係が明確になるように反射電極１２ｂ…の図示を一部省略してある。また、図１４における層間絶縁膜５１の表面の凹凸は図１５では図示していない。
【０１０６】
【発明の効果】
以上のように、本発明のアクティブマトリクス型液晶表示装置およびその駆動方法は、１画面分の表示セルに信号電圧を書き込む走査期間の後に、該走査期間以上の長さを有し、信号電圧を保持するとともに該信号電圧の書き込みを停止する非走査期間を非走査手段によって設け、上記共通電圧または上記信号電圧の極性が上記非走査期間の後半で反転制御手段によって反転し、上記非走査期間が、上記共通電圧または上記信号電圧の極性が反転してから次の走査期間が開始するまでの期間を含み、上記の共通電圧または上記信号電圧の極性が上記非走査期間の最後で反転する。
【０１０７】
これにより、正規の駆動電圧が非走査期間で表示セルに保持されるので、表示画面における最上ラインと最下ラインとにおける表示セルに付与される実効電圧の差が大幅に縮小され、両ライン間の輝度差がほとんどなくなる。表示画面全体における輝度差をほとんどなくして、液晶表示装置の表示品位を向上させることができるという効果を奏する。
【０１０８】
また、上記非走査期間が、上記共通電圧または上記信号電圧の極性が反転してから次の走査期間が開始するまでの期間を含み、上記の共通電圧または上記信号電圧の極性が上記非走査期間の最後で反転することにより、本来の輝度に近い表示画面の輝度を確保することができる。したがって、より一層表示品位を向上させることができるという効果を奏する。
【０１０９】
また、複数に分割された共通電極に交互に互いに逆極性かつ同位相の共通電圧を印加することにより、フレーム反転駆動に好適なこのような電極構造においても、上記のように表示品位を向上させることができる。
【０１１０】
また、上記アクティブマトリクス型液晶表示装置が、上記表示電極に反射電極を含む反射型アクティブマトリクス型液晶表示装置であることにより、表示電極と走査線などとの間で寄生容量が生じる影響を、非走査期間での電圧保持で軽減するので、前述のように表示品位を容易に向上させることができる。
【０１１１】
また、上記非走査期間に駆動系の回路の動作を休止制御手段によって休止させることにより、信号電圧の書き込みを行う必要のない非走査期間での消費電力の低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１ないし第２の実施の形態に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。
【図２】上記液晶表示装置におけるソース信号発生部の構成を示すブロック図である。
【図３】上記液晶表示装置における共通信号発生部の構成を示すブロック図である。
【図４】上記液晶表示装置における共通信号の極性が反転する駆動動作を示す波形図である。
【図５】上記駆動動作を概念化した説明図である。
【図６】比較例としての従来の駆動法による駆動動作を概念化した説明図である。
【図７】上記液晶表示装置における共通信号の極性反転のタイミングと表示画面における最上ラインおよび最下ラインにおける駆動信号の実効電圧の差との関係を示すグラフである。
【図８】本発明の第２の実施の形態に係る液晶表示装置におけるソース信号の極性が反転する駆動動作を示す波形図である。
【図９】上記液晶表示装置のソース信号の極性が反転する駆動動作を概念化した説明図である。
【図１０】比較例としての従来の駆動法による駆動動作を概念化した説明図である。
【図１１】上記液晶表示装置におけるソース信号の極性反転のタイミングと表示画面における最上ラインおよび最下ラインにおける駆動信号の実効電圧の差との関係を示すグラフである。
【図１２】本発明の第３の実施の形態に係る液晶表示装置における液晶パネルの電極構成を示す平面図である。
【図１３】図１２の液晶パネルに付与される２つの共通信号を示す波形図である。
【図１４】本発明の第１ないし第３の実施の形態に係る液晶表示装置の構造を示す断面図である。
【図１５】図１４の液晶表示装置の構造を示す平面図である。
【図１６】従来の液晶表示装置の構成を示すブロック図である。
【図１７】従来および本発明の液晶表示装置における表示セルの構成を示す等価回路図である。
【図１８】図１７の表示セルにおける電極構造を示す平面図である。
【図１９】図１７の表示セルを有する液晶表示装置における共通信号の極性が反転する駆動動作を示す波形図である。
【図２０】図１７の表示セルを有する液晶表示装置におけるソース信号の極性が反転する駆動動作を示す波形図である。
【図２１】従来および本発明の液晶表示装置における反射型電極構造を有する表示セルの構成を示す等価回路図である。
【図２２】図２１の表示セルにおける電極構造を示す平面図である。
【図２３】図２１の表示セルを有する液晶表示装置における共通信号の極性が反転する駆動動作を示す波形図である。
【図２４】図２１の表示セルを有する液晶表示装置におけるソース信号の極性が反転する駆動動作を示す波形図である。
【符号の説明】
４              ソース信号発生部（反転制御手段）
５              共通信号発生部（反転制御手段）
６              制御部（非走査手段、休止制御手段）
１１              ＴＦＴ（アクティブ素子）
１２              表示電極
１３              対向電極（共通電極）
１３ａ            第１電極
１３ｂ            第２電極
１４              液晶
Ｇ(j)             走査線
Ｐ                表示セル
Ｔb2              第２期間（非走査期間）
Ｔc2              第３期間（非走査期間）
Ｖcom             共通信号（共通電圧）
Ｖs               ソース信号（信号電圧）
【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１１】
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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１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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