(57)【要約】【課題】ＴＶ表示に用いられるインターレス表示用の映像信号に対応し、高品質な表示を可能とする。【解決手段】第１の基板と第２の基板との間に挟まれた液晶組成物とを備える液晶パネルを有し、前記液晶パネルは、複数の画素がマトリクス状に配置されて形成される画素領域と、前記第１の基板の前記画素領域の第１の辺に沿って搭載された駆動回路とを有し、前記各画素は、画素電極と、前記画素電極に対向する対向電極と、前記画素電極に電気的に接続されたスイッチング素子とを有し、前記画素領域の各画素は１フレーム期間毎に前記スイッチング素子を介して映像信号が書き換えられ、次フレーム期間に書き換えられる映像信号の極性が反転する第１の交流駆動モードと、次フレーム期間に書き換えられる映像信号の極性が同極性である第２の交流駆動モードとを有し、前記第２の交流駆動モードにおいて、画素の輝度が減少するように前記映像信号の基準電圧が補正される。【選択図】図８
2009210607.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の基板と、
第２の基板と、
前記第１の基板と第２の基板との間に挟まれた液晶組成物とを備える液晶パネルを有し、
前記液晶パネルは、複数の画素がマトリクス状に配置されて形成される画素領域と、
前記第１の基板の前記画素領域の第１の辺に沿って搭載された駆動回路とを有し、
前記各画素は、画素電極と、
前記画素電極に対向する対向電極と、
前記画素電極に電気的に接続されたスイッチング素子とを有する液晶表示装置であって、
前記画素領域の各画素は１フレーム期間毎に前記スイッチング素子を介して映像信号が書き換えられ、
次フレーム期間に書き換えられる映像信号の極性が反転する第１の交流駆動モードと、
次フレーム期間に書き換えられる映像信号の極性が同極性である第２の交流駆動モードとを有し、
前記第２の交流駆動モードにおいて、画素の輝度が減少するように前記映像信号の基準電圧が補正されることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記補正は、ガンマ補正の値を変更するものであることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記補正は、前記駆動回路内で生成される基準電圧を補正することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記基準電圧は、前記駆動回路内の基準電圧生成回路で生成され、
前記補正は、前記基準電圧生成回路が実行することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記基準電圧は、前記駆動回路内の基準電圧生成回路で生成され、
前記補正は、前記駆動回路内の前記基準電圧生成回路が入力される制御信号に基づき実行することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
第１の基板と、
第２の基板と、
前記第１の基板と第２の基板との間に挟まれた液晶組成物とを備える液晶パネルを有し、
前記液晶パネルは、複数の画素と、
前記各画素に映像信号を供給する映像線と、
前記各画素に制御信号を供給する走査線と、
駆動回路とを有し、
前記各画素は、画素電極と、
前記画素電極に対向し、共通電圧が供給される対向電極と、
前記画素電極に電気的に接続されたスイッチング素子とを有し、
前記駆動回路は、映像信号を前記映像線に出力し、前記各画素の前記スイッチング素子のオン・オフを制御する制御信号を前記走査線に出力する液晶表示装置であって、
前記駆動回路は、前記第１の基板に搭載され、
前記駆動回路は、同じ前記画素の映像信号を書き換える際に、書き込む映像信号の極性を反転させる第１の書き込みモードと同極性で書き込む第２の書き込みモードとを有し、
前記第２の書き込みモードでは、画素の輝度が減少するよう映像信号の基準電圧を補正することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項７】
前記補正は、ガンマ補正の値を変更するものであることを特徴とする請求項６に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記補正は、前記駆動回路内で生成される基準電圧を補正することを特徴とする請求項６に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記基準電圧は、前記駆動回路内の基準電圧生成回路で生成され、
前記補正は、前記基準電圧生成回路が実行することを特徴とする請求項６に記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
第１の基板と、
第２の基板と、
前記第１の基板と第２の基板との間に挟まれた液晶組成物とを備える液晶パネルを有し、
前記液晶パネルは、複数の画素と、
前記各画素に映像信号を供給する映像線と、
前記映像信号を前記映像線に出力する駆動回路とを有し、
前記各画素は、画素電極と、
前記画素電極に対向し、共通電圧が供給される対向電極と、
前記画素電極に電気的に接続されたスイッチング素子とを有する液晶表示装置であって、
前記駆動回路は、前記第１の基板に搭載され、前記各映像線に前記映像信号を出力するアンプ回路を有し、
前記駆動回路は、同じ前記画素の映像信号を書き換える際に、書き込む映像信号の極性を反転させる第１の書き込みモードと同極性で書き込む第２の書き込みモードとを有し、
前記第２の書き込みモードでは、画素の輝度が減少するよう前記アンプ回路の定電流源の電流値を補正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、液晶表示装置に係わり、特に、携帯型装置の表示部に用いられる液晶表示装置の駆動回路に適用して有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
アクティブ素子として薄膜トランジスタを使用するＴＦＴ（Thin Film Transistor）方式の液晶表示装置は高精細な画像を表示できるため、テレビ、パソコン用ディスプレイ等の表示装置として使用されている。
液晶表示装置は、少なくとも一方が透明なガラス等からなる二枚の（一対の）基板の間に液晶を挟持した、所謂、液晶パネルを有する。この液晶パネルは、隣接する２本の走査線（ゲート線ともいう。）と、隣接する２本の映像線（ソース線またはドレイン線ともいう。）とで囲まれる領域に、走査線からの走査信号によってオンする薄膜トランジスタと、映像線からの映像信号が前述の薄膜トランジスタを介して供給される画素電極とが形成されて、所謂、画素が構成される。
そして、このような液晶表示装置において小型のものが、携帯電話機等の携帯機器の表示装置として広く利用されている。しかも、近年、液晶表示装置を携帯機器の表示装置として用いる場合にも、ＴＶ信号の表示が可能であることが望まれている。
下記、特許文献１、特許文献２には、液晶パネルでインターレス方式の映像信号を用いて表示を行う際に生じる画像の焼き付きを解消する技術が開示されている。
【０００３】
なお、本願発明に関連する先行技術文献としては以下のものがある。
【特許文献１】特開平０９−２３６７８７号公報
【特許文献２】特開２００７−２２５８９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
映像線に供給される階調電圧は、液晶容量に直流電圧が印加されることを防止するため、１垂直走査期間（以下、フレームという）毎に、対向電極に印加されるコモン電圧に対して高電位の階調電圧（正極性（＋）の階調電圧）と、コモン電圧に対して低電位の階調電圧（負極性（−）の階調電圧）とに、極性を切り替えて交流化駆動している。
しかしながら、ノーマリブラック特性の液晶パネルを使用し、１フレーム毎に、白と黒を交互に表示する場合、例えば、正極性時「白表示」、負極性時「黒表示」といった液晶の交流化周期に合わせて階調電圧が変化した場合、画素の電圧は、コモン電圧に対して、正極性側（プラス側）に偏り、液晶に対して実効値として直流が印加されるパターンとなる。逆に、正極性時「黒表示」、負極性時「白表示」といった液晶の交流化周期に合わせて階調電圧が変化した場合、画素の電圧は、コモン電圧に対して、負極性側（マイナス側）に偏り、液晶に対して実効値として直流が印加されるパターンとなる。
特に、このパターンは、動画映像を表示する場合に良く発生し、常時、液晶に直流信号が印加されるため、表示品位を低下させると共に、液晶自体の寿命を著しく低下させる。
また、フレーム毎に、白と黒の映像が交互に変化する表示データは、テレビ信号などのインターレース（飛越）走査信号を液晶駆動でのプログレッシプ（順次）走査に変換する際に良く起こり、例えば、液晶表示装置にテレビ映像やＤＶＤ映像を表示して観賞する場合、液晶の駆動電圧の偏りが発生し、画質劣化を引き起こす原因となる。
【０００５】
携帯機器に用いられる表示装置においても、ＴＶ信号の表示が可能なものが望まれており、そのため、高精細で表示品質の優れた表示装置が携帯機器においても用いられている。
しかしながら、液晶表示装置でＴＶ信号を表示するには、インターレス方式の映像信号を表示する必要があるため、前述した画質劣化を防止する必要がある。
本発明は、前記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、インターレス方式の映像信号に対応し高品質な表示が可能な小型の液晶表示装置を提供することにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかにする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記の通りである。
本発明において、液晶表示装置は、２枚の基板と、２枚の基板の間に挟まれた液晶組成物とを有する表示パネルを有し、前記表示パネルは複数の画素を有する。前記各画素は画素電極と、前記画素電極に対向する対向電極と、前記画素電極に設けられたスイッチング素子とを有する。さらに、表示パネルは、前記各画素のスイッチング素子に映像信号を供給する映像線と、前記各画素のスイッチング素子のオン・オフを制御する制御信号（走査信号）を供給する走査線と、映像線に映像信号を出力し、走査線に制御信号を出力する駆動回路とを備える。
駆動回路は、奇数フレームと偶数フレームとで極性が反転した映像信号を出力するが、任意のフレーム数毎に極性の反転方法を逆転する。そのため、あるフレームでは前フレームと同極性の映像信号を出力する。フレーム間で同極性の映像信号を出力する場合には、後のフレームにおいて、液晶表示装置の輝度が低下するような信号処理を行う。
【発明の効果】
【０００７】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである。
本発明によれば、インターレス方式の映像信号に対応し高品質な表示が可能な小型の液晶表示装置を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。
なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
［実施例］
図１は、本発明の実施例１の液晶表示装置の基本構成を示すブロック図である。同図に示すように、本実施例の液晶表示装置１００は、液晶パネル２と、駆動回路５と、フレキシブル基板７０と、バックライト１１０と、収納ケース（図示せず）とから構成される。
液晶パネル２は、薄膜トランジスタ１０、画素電極６等が形成されるＴＦＴ基板１と、対向電極１５、カラーフィルタ等が形成されるカラーフィルタ基板（図示せず）とを、所定の間隙を隔てて重ね合わせ、該両基板間の周縁部近傍に枠状に設けたシール材により、両基板を貼り合わせると共に、シール材の内側に液晶組成物を封入、封止し、さらに、両基板の外側に偏光板を貼り付けて構成される。
なお、本発明は、本実施例のように、対向電極１５がＴＦＴ基板１に設けられる所謂、横電界方式の液晶パネルにも、あるいは、対向電極１５がカラーフィルタ基板に設けられる所謂、縦電界方式の液晶パネルにも同様に適用される。
ＴＦＴ基板１には、図中ｘ方向に延在しｙ方向に並設される走査線（ゲート線とも呼ぶ）２１と、ｙ方向に延在しｘ方向に並設される映像線（ドレイン信号線とも呼ぶ）２２とが設けられており、走査線２１と映像線２２とで囲まれる領域に画素部８が形成されている。
なお、液晶パネル２は多数の画素（サブピクセル）部８をマトリクス状に備えているが、図を解り易くするため、図１では画素部８を１つだけ示している。マトリクス状に配置された画素部８は表示領域９を形成し、各画素部８が表示画像の画素の役割をはたし、表示領域９に画像を表示する。
【０００９】
各画素部８の薄膜トランジスタ１０は、ソース電極が画素電極６に接続され、ドレイン電極が映像線２２に接続され、ゲート電極が走査線２１に接続される。この薄膜トランジスタ１０は、画素電極６に階調電圧（映像信号）を供給するためのスイッチとして機能する。なお、ソース電極、ドレイン電極の呼び方は、バイアスの関係で逆になることもあるが、ここでは、映像線２２に接続される方をドレイン電極、画素電極６に接続される方をソース電極と称する。
駆動回路５は、ＴＦＴ基板１を構成する透明な絶縁基板（ガラス基板、樹脂基板等）上に実装される。駆動回路５は映像線２２と走査線２１とに電気的に接続している。
ＴＦＴ基板１には、フレキシブル基板７０が接続されている。フレキシブル基板７０にはコネクタ７２が設けられている。コネクタ７２は外部信号線と接続され外部からの信号が入力する。コネクタ７２と駆動回路５の間には配線７１が設けられており、外部からの信号は配線７１を介して駆動回路５に入力する。
液晶パネル２は非発光素子であるため、光源を必要とするが、液晶表示装置１００にはバックライト１１０が設けられており、バックライト１１０は液晶パネル２に光を照射する。液晶パネル２は照射された光の透過・反射量を制御して表示を行う。なお、バックライト１１０は液晶パネル２の背面または前面に設けられるが、図１では図をわかり易くするために液晶パネル２と並べて示した。
【００１０】
液晶表示装置１００の外部に設けられた制御装置（図示せず）から送出された制御信号、および外部電源回路（図示せず）から供給される電源電圧が、コネクタ７２、配線７１を介して駆動回路５に入力する。
外部から駆動回路５に入力する信号は、クロック信号、ディスプレイタイミング信号、水平同期信号、垂直同期信号等の各制御信号および表示用デ−タ（Ｒ・Ｇ・Ｂ）、表示モード制御コマンドであり、入力した信号を基に、駆動回路５は液晶パネル２を駆動する。
駆動回路５は、内部で発生させる基準クロックに基づき、１水平走査時間毎に、順次液晶パネル２の各走査線２１に“Ｈｉｇｈ”レベル（以下、Ｈレベルという）の走査電圧（制御信号）を供給する。これにより、液晶パネル２の各走査線２１に接続された複数の薄膜トランジスタ１０が、１水平走査期間の間、映像線２２と画素電極６との間を電気的に導通させる。
また、駆動回路５は画素が表示すべき階調に対応する階調電圧を映像線２２に出力する。映像線２２に階調電圧が供給されると、オン状態（導通）の薄膜トランジスタ１０を介して、映像線２２から階調電圧が画素電極６に供給される。その後、薄膜トランジスタ１０がオフ状態となることで画素が表示すべき映像に基づく階調電圧が画素電極６に保持される。
【００１１】
次に、図２に液晶表示装置１００の画素部８の平面図を示す。また、図２のＡ−Ａ線で示す断面図を図３に示す。なお、図２、図３は、縦電界方式の半透過型液晶パネルの画素部８を示すものである。
反射領域１１（以下、反射電極とも呼ぶ）と透過領域１２（以下、透過電極とも呼ぶ）に対向して、図３に示すようにカラーフィルタ基板３に対向電極１５が形成されている。
カラーフィルタ基板３には赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）毎にカラーフィルタ１５０が形成されており、各カラーフィルタ１５０の境界には遮光のためにブラックマトリクス１６２が形成されている。なお、１５１はオーバーコート層である。
ＴＦＴ基板１は、少なくとも一部が透明なガラス、樹脂等からなる。ＴＦＴ基板１上には前述したように走査線２１が形成されており、走査線２１は、クロム（Ｃｒ）または、ジルコニウム（Zirconium）を主体とする層とアルミ（Ａｌ）を主体とする層の多層膜から形成される。
ここで、走査線２１と並列に容量線２５も形成される。反射領域１１の端部は走査線２１を越えて、容量線２５と重なっている。また、反射領域１１の端部は走査線２１および映像線２２とそれぞれ平行となっている。
反射領域１１は透過領域１２を取り囲むような形状をしている。反射領域１１は一般に光を透過しないアルミ等の金属で形成されるので、反射領域１１は透過領域１２に対して遮光膜の機能を有することとなる。なお、図２では画素部８の構成をわかり易くするため、反射領域１１を点線で示している。
走査線２１と映像線２２の交差部近傍にスイッチング素子（薄膜トランジスタ；ＴＦＴ）１０が形成される。ＴＦＴ１０は走査線２１を介して供給されるＨレベルの走査信号（制御信号）によりオン状態となり、映像線２２を介して供給される映像信号を透過領域１２を形成する透過電極及び、反射領域１１を形成する反射電極に書き込む。
【００１２】
次に、図３に示す概略断面図を説明する。液晶パネル２は、ＴＦＴ基板１とカラーフィルタ基板３とが対向して配置されている。ＴＦＴ基板１とカラーフィルタ基板３との間には、液晶組成物４が保持されている。なお、ＴＦＴ基板１とカラーフィルタ基板３との周辺部には、シール材（図示せず）が設けられており、ＴＦＴ基板１とカラーフィルタ基板３とシール材とは、狭い隙間を有する容器を形成しており、液晶組成物４はＴＦＴ基板１とカラーフィルタ基板３との間に封止される。また、１７と１８は液晶分子の配向を制御する配向膜である。
ＴＦＴ１０はゲート電極１３１、ドレイン電極１３２、ソース電極１３３、半導体層１３４とが積層して構成されている。
走査線２１の一部がゲート電極１３１を形成している。また、ゲート電極１３１は上面からＴＦＴ基板１側の下面に向けて線幅が広がるように側面が傾斜している。ゲート電極１３１を覆うようにゲート絶縁膜１３６が形成され、ゲート絶縁膜１３６の上にアモルファスシリコン膜からなる半導体層１３４が形成される。
半導体層１３４の上部には不純物が添加されてｎ＋層１３５が形成される。ｎ＋層１３５はオーミックコンタクト層であり、半導体層１３４が電気的に良好に接続されるように形成されている。ｎ＋層１３５の上には、ドレイン電極１３２とソース電極１３３とが離間して形成されている。
【００１３】
映像線２２、ドレイン電極１３２、ソース電極１３３は、モリブデン（Ｍｏ）とクロム（Ｃｒ）の合金や、モリブデン（Ｍｏ）又はタングステン（Ｗ）を主体とする２つの層で、アルミを主体とする層を挟んだ多層膜から形成されている。
ソース電極１３３は透過領域１２及び反射領域１１と電気的に接続されている。また、ＴＦＴ１０を覆うように無機絶縁膜１４３と有機絶縁膜１４４が形成されている。ソース電極１３３は無機絶縁膜１４３と有機絶縁膜１４４とに形成されたスルーホール１４６を介して反射領域１１および透過領域１２と接続されている。
なお、無機絶縁膜１４３は窒化シリコンや酸化シリコンを用いて形成可能であり、有機絶縁膜１４４は有機樹脂膜を用いることができ、その表面は比較的平坦に形成することが可能なものであるが、凹凸を形成すように加工することも可能である。
反射領域１１は、反射電極により構成され、アルミ等の光反射率の高い金属等の導電膜を出射側表面に有し、タングステンまたはクロムを主体とする層とアルミを主体とする層の多層膜から形成される。また、透過領域１２は、透明導電膜により構成されている。以下反射電極に符号１１を付加し、透明電極に符号１２を付加して説明する場合もある。
なお、透明導電膜は、ＩＴＯ（indium tin oxide）、ＩＴＺＯ(Indium Tin Zinc Oxide)、ＩＺＯ (Indium Zinc Oxide)、ＺｎＯ (Zinc Oxide)、ＳｎＯ（酸化スズ）、Ｉｎ２Ｏ３（酸化インジウム）等の透光性の導電層から構成されている。
また、クロムを主体とする層は、クロム単体でもクロムとモリブデン（Ｍｏ）等の合金でもよく、ジルコニウムを主体とする層は、ジルコニウム単体でもジルコニウムとモリブデン等の合金でもよく、タングステンを主体とする層は、タングステン単体でもタングステンとモリブデン等の合金でもよく、アルミを主体とする層は、アルミ単体でもアルミとネオジウム（Neodymium）等の合金でもよい。
【００１４】
有機絶縁膜１４４の上面にはフォトリソ等により凹凸が形成されている。そのため、有機絶縁膜１４４の上に形成された反射電極１１も凹凸を有する。反射電極１１に凹凸が備わることで、反射光が散乱される割合が増加する。
透過電極１２の上の有機絶縁膜１４４、無機絶縁膜１４３は除去され、開口が形成されている。反射電極１１はこの開口の外周を囲むように形成されるが、開口の透過電極１２側の側面には傾斜が形成されており、この傾斜上に反射電極１１が形成され透明電極１２の外周近傍と電気的に接続されている。
容量線２５には、保持容量部１６が接続している。また無機絶縁膜１４３を挟んで対向して保持容量部１６と保持容量を形成する保持容量電極２６が設けられている。保持容量電極２６と反射電極１１とは、有機絶縁膜１４４に設けられたスルーホール１４７を介して接続される。
なお、保持容量部１６は容量線２５と同様に、走査線２１と同じ工程で、同じ材料にて形成することが可能である。また、保持容量電極２６は映像線２２と同じ工程で、同じ材料にて形成することが可能である。保持容量電極２６は反射電極１１以外に透明電極１２と接続しても保持容量の電極としての機能を満足することができる。
【００１５】
次に、図４に、対向電極１５に供給する対向電圧ＶＣＯＭを一定周期で反転させる、所謂、対向電圧反転駆動方式を採用する場合の走査信号ＶＳＣＮと、映像信号ＶＳＩＧと、対向電極に印加する対向電圧ＶＣＯＭとを示す。
図４に示す走査信号ＶＳＣＮは、任意の走査線２１に出力される走査信号を示している。図４に示すように走査線２１に供給される走査信号ＶＳＣＮがＨレベルのＶＧＯＮの電圧である期間を１水平走査期間（１Ｈ）と呼ぶ。
図４に示す対向電圧反転駆動方式では、対向電圧ＶＣＯＭを１水平走査期間毎に反転する、所謂、１ライン反転駆動法が示されている。対向電圧反転駆動方式を採用すると、映像信号ＶＳＩＧの振幅が小さくても、映像信号ＶＳＩＧと対向電圧ＶＣＯＭとの電位差が大きくとることが可能で、低電圧駆動、低消費電力化が可能である。
映像信号ＮＳＩＧのＶＳＨは、画素に供給される階調電圧が対向電圧ＶＣＯＭに対して正極性の信号である正階調電圧を示す。ＶＳＬは対向電圧ＶＣＯＭに対して負極性である負階調電圧を示す。
ＶＣＯＭＨは、対向電圧ＶＣＯＭのＨレベルの電圧で、ＶＣＯＭＬは対向電圧ＶＣＯＭのＬレベルの電圧である。対向電圧ＶＣＯＭは、１水平走査期間（１Ｈ）毎に、ＶＣＯＭＨと、ＶＣＯＭＬとの間で反転している。
ＶＧＯＮは、画素部のＴＦＴ１０をオンするための走査信号ＶＳＣＮのＨレベルの電圧で、正階調電圧ＶＳＨの最大値よりしきい値電圧分以上高い電圧が必要となる。また、ＶＧＯＦＦはＴＦＴ１０をオフするためのＬレベルの電圧であり、負階調電圧ＶＳＬの最小値よりしきい値電圧分以上低い電圧が必要となる。
この１ライン反転駆動法では、図１２に示すように、１ライン毎に極性が反転し、かつフレーム毎にも極性が反転する。なお、図１２において、１１０はあるフレームでの正極性の画素（図１２で＋示す画素）と、負極性の画素（図１２で−示す画素）を表し、１２０はその次のフレームでの正極性の画素（図１２で＋示す画素）と、負極性の画素（図１２で−示す画素）を表している。
【００１６】
［１ライン反転駆動法の問題点］
静止画を表示する場合、１ライン反転駆動法において各画素に時間平均的に正極、負極が偏り無く印加される。しかし、あるフレームに白を表示し、その次のフレームに黒を表示、またその次のフレームに白と、フレーム毎に白と黒を交互に表示した場合、各画素には時間平均すると極性が偏って印加される。
以下、この点について説明する。
図１３は、図４に示す１ライン反転駆動法において、フレーム毎に白と黒を交互に表示した場合における、映像信号ＮＳＩＧ、対向電圧ＶＣＯＭとの対応関係を示す図である。
図１３（ａ）において、２１０は奇数フレーム、２２０は偶数フレームであり、図１３（ａ）では、奇数フレーム２１０に白を、偶数フレーム２２０に黒を表示したものを表している。
２１１は、奇数フレーム２１０、偶数フレーム２２０におけるある表示ライン、２１２は２１１の表示ラインの次のラインを表している。ここで、奇数フレーム２１０における２１１の表示ラインは正極性の書き込み、２１２の表示ラインは負極性の書き込みとする。すると、偶数フレーム２２０における２１１の表示ラインは負極性の書き込み、２１２の表示ラインは正極性の書き込みとなる。
【００１７】
図１３（ｂ）に、２１１の表示ラインと、２１２の表示ラインの対向電圧（ＶＣＯＭ）と、階調電圧を示す。なお、ここでは、ノーマリブラック特性の液晶パネルを想定している。
３１０は、２１１の表示ラインの奇数フレーム２１０における電圧レベルを、３２０は、２１１の表示ラインの偶数フレーム２２０における電圧レベルを表す。同様に、３３０は、２１２の表示ラインの奇数フレーム２１０における電圧レベルを、３４０は、２１２の表示ラインの偶数フレーム２２０における電圧レベルを表す。
また、３１１は階調電圧の電圧レベル、３１２は、対向電圧の電圧レベル、３２１は対向電圧の電圧レベル、３２２は階調電圧の電圧レベルを示す。同様に、３３１、３３２はそれぞれ対向電圧、階調電圧の電圧レベル、３４１、３４２はそれぞれ階調電圧、対向電圧の電圧レベルを表す。
この図１３（ｂ）から分かるように、２１１の表示ラインには、奇数フレーム２１０では、大きな正極性の電圧（階調電圧＞対向電圧）が印加され、偶数フレーム２２０では、小さな負極性の電圧（対向電圧＞階調電圧）が印加される。また、２１２の表示ラインには、奇数フレーム２１０では、大きな負極性の電圧（対向電圧＞階調電圧）が印加され、偶数フレーム２２０では、小さな正極性の電圧（階調電圧＞対向電圧）が印加されることになる。
したがって、時間平均をとると、２１１の表示ライン上の画素には正に偏った電圧が印加され、２１２の表示ライン上の画素には負に偏った電圧が印加される。液晶パネルの画素は正負に偏った電圧をかけると残像が残るので、フレーム毎に白黒を反転させる画像を表示させると残像が残ることになる。
【００１８】
［本発明の位相反転駆動法の説明］
前記の問題点を解決するために、本発明では、一定周期（例えば、２０４８フレーム）毎に極性の反転方法を入れ替えるようにしている。以下、本明細書では、この交流化駆動方法を、位相反転駆動法と称する。
図１４は、図１３に示すように、フレーム毎に白と黒を交互に表示する時に、ある一定周期で画素極性の位相を反転した場合のフレーム毎の画素極性を表す模式図である。
図１４において、４１０が１フレーム目の画素極性、４２０が２フレーム目、４３０，４４０，４５０，４６０，４７０がそれぞれ３，４，２０４８，２０４９，２０５０フレーム目の画素極性である。また、（＋）は正極性の書き込み、（−）は負極性の書き込みを表す。
この位相反転駆動法によれば、フレーム毎に白黒反転する画像を表示させても、１〜２０４８フレームまで、例えば、正に電圧が偏っていたのを、２０４９〜４０９６フレームで負に電圧を偏らせることで時間平均的に電圧の偏りをなくすことができる。
このように、画素の電圧の偏りを、ある一定周期で、正極性側、および、負極性側になるように交流化駆動することで、結果として液晶に印加される実効的な直流電圧を低減することができる。
【００１９】
ところが、この位相反転駆動法で中間調表示、例えば、１２７階調の灰色べた表示を行うと、極性の反転方法が入れ替えた２０４９フレーム目に画面全体の輝度が上がる、フラッシュのような現象が発生する。
図１５に、位相反転駆動法を採用し、中間調を表示した時のある画素におけるゲート電極の電圧波形、ソース電極の電圧波形、対向電極の電圧波形を示す。
図１５において、５７０がゲート電極の電圧波形、５８０が対向電極の電圧波形、５９０がソース電極の電圧波形である。また、５１０、５２０、５３０がそれぞれ１フレーム目、２フレーム目、３フレーム目を表し、５４０、５５０、５６０がそれぞれ２０４８フレーム目、２０４９フレーム目、２０５０フレーム目を表す。
図１５の５４１、５４２が、それぞれ２０４８フレーム目と２０４９フレーム目に、液晶に直接印加されている電圧である。２０４８フレーム目と２０４９フレーム目は同じ極性が続くため２０４９フレーム目は少しの書き込みで設定の電圧に達する。従って大幅に書き込まなければならない２０４８フレーム目の５４１の電圧と、少しの書き込みで済む２０４９フレーム目の５４２の電圧とでは、電圧差が生じ輝度差が生じるため、前述したフラッシュのような現象が発生する。
そこで、本実施例は、位相反転駆動法により、画素極性が、｛（−）→（−）｝、あるいは、｛（＋）→（＋）｝と連続する場合に、位相反転直後の最初のフレームにおいて、画素に印加する電圧を通常の場合よりも低くし、これにより、前述したフラッシュ（輝度上昇）を防止するようにしたものである。
【００２０】
以下、位相反転直後の最初のフレームの（以下、フレームＡという）において、画素に印加する電圧を通常のフレーム（以下、フレームＢという）の時よりも低くする本実施例の方法について説明する。
図５は、図１に示す駆動回路５内の階調電圧生成回路の概略回路構成を示すブロック図である。
図５において、５１はクロック制御部、５２はラッチアドレスセレクタ、５３はラッチ回路、５４はＤ／Ａコンバータ回路、５５は出力アンプ回路である。
ラッチ回路５３は、ラッチアドレスセレクタ５２の制御の元に、駆動回路５内の表示制御部から出力される表示データラッチ用クロック（ＣＬ２）に同期して、入力される表示データ（Ｒ［７：０］、Ｇ［７：０］、Ｂ［７：０］）を順次ラッチする。
ラッチ回路５３にラッチされた表示データは、駆動回路５内の表示制御部から出力される、出力タイミング制御用クロック信号（ＣＬ１）に基づき、Ｄ／Ａコンバータ回路５４に出力される。
Ｄ／Ａコンバータ回路５４は、駆動回路５内の階調基準電圧生成回路７４０から入力される、例えば、正極性のＶ１〜Ｖ６の階調基準電圧と、負極性のＶ７〜Ｖ１２の階調基準電圧に基づき、正極性および負極性の０〜２５５階調の階調電圧を生成する階調電圧生成回路（５４−１）を有する。
Ｄ／Ａコンバータ回路５４は、抵抗分圧回路で構成される階調電圧生成回路（５４−１）で生成された、正極性および負極性の０〜２５５階調の階調電圧の中から、ラッチ回路５３から入力された表示データに対応した階調電圧を選択して、出力アンプ回路５５に入力する。
出力アンプ回路５５は、Ｄ／Ａコンバータ回路５４から入力された階調電圧を、アンプ回路で電流増幅し、対応する映像線２２に出力する。
【００２１】
図６は、駆動回路５内の階調基準電圧生成回路７４０の回路構成を示すブロック図である。
図６に示す階調基準電圧生成回路７４０は、直列に接続された基準電圧調整回路６０１により、端子６２２と６２３の間に印加した電圧を分圧して、例えば、正極性のＶ１〜Ｖ６の階調基準電圧と、負極性のＶ７〜Ｖ１２の階調基準電圧を、入力６１１または出力６１２に接続された出力端子６２１から出力する。
図６に示す階調基準電圧生成回路７４０では、基準電圧調整回路６０１の抵抗を変化させることにより、端子６２２と６２３の間に印加した電圧を分圧する割合を変化させることが可能である。即ち、制御端子６３９に入力する制御信号線群６３９（６３１〜６３８の制御信号線）により、階調基準電圧生成回路７４０の出力端子６２１から出力する階調基準電圧を変化させる。
【００２２】
図７は、図６に示す基準電圧調整回路６０１の回路構成を示す回路図である。
基準電圧調整回路６０１は、直列に接続された抵抗６６１から６７３と、幾つかの抵抗の間に並列に接続されたアナログスイッチ６５１、６５２、６５３、６５４から構成されている。
入力６１１は抵抗６６１とアナログスイッチ６５１に接続している。また、アナログスイッチ６５１の他方の端子は配線６８１を介して抵抗６６６に接続している。
抵抗６６１、６６２、６６３、６６４、６６５、６６６の各抵抗が直列に接続されており、アナログスイッチ６５１により直列に接続された抵抗の入力と出力とを短絡可能になっている。
制御信号線６３１がＬレベルの電圧で、制御信号線６３２がＨレベルの電圧となると、抵抗６６１、６６２、６６３、６６４、６６５、６６６の入力と出力が短絡されるので、抵抗６６１、６６２、６６３、６６４、６６５、６６６の抵抗は見かけ上無いものとなる。
同様に、制御信号線６３３と６３４によりアナログスイッチ６５２オン状態とすることで、抵抗６６７、６６８，６６９の入力と出力を短絡することが可能で、制御信号線６３５と６３６によりアナログスイッチ６５３オン状態とすることで、抵抗６７１、６７２の入力と出力を短絡することが可能で、制御信号線６３７と６３８によりアナログスイッチ６５４オン状態とすることで、抵抗６７３の入力と出力を短絡することが可能である。
例えば、アナログスイッチ６５１をオン状態にすると、入力６１１と出力６１２の間に、１２個の抵抗が直列に接続している状態から、６個の抵抗が直列に接続している状態に変更可能で、入力６１１と出力６１２の間の抵抗値を変更することが可能となる。
【００２３】
階調基準電圧生成回路７４０は、フレームＡ（位相反転直後の最初のフレーム）の期間内に補正した階調基準電圧を、また、フレームＢ（通常のフレーム）の期間内に、通常の階調基準電圧を、階調電圧生成回路（５４−１）に出力する。
図８に、本実施例で、各階調（Ｋ）と、フレームＡの期間と、フレームＢの期間とで生成される階調電圧（ＫＶ）との関係を示す。
図８の６２０が、各階調（Ｋ）と、フレームＡの期間に、階調電圧生成回路（５４−１）が、補正した階調基準電圧に基づき生成する階調電圧（ＫＶ）との関係を示し、６１０が、フレームＢの期間に、階調電圧生成回路（５４−１）が、通常の階調基準電圧に基づき生成する階調電圧（ＫＶ）との関係を示す。なお、図８では、各階調（Ｋ）と、フレームＢの期間の階調電圧（ＫＶ）とは、線形に比例するように規格化している。
図８の６２０に示すように、本実施例では、同じ中間階調でも、フレームＡの期間に生成される階調電圧が、フレームＢの期間に生成される階調電圧よりも小さくされ、同じ中間階調において、フレームＡの期間に生成される階調電圧による輝度が、フレームＢの期間に生成される階調電圧による輝度よりも小さくなる。
これにより、本実施例では、位相反転直後の最初のフレームＡにおいて、前述したフラッシュ（輝度上昇）を防止することが可能となる。
なお、図８は、液晶表示パネルのγ特性を表していることと等価であり、本実施例では、フレームＡの期間に、液晶表示パネルのγ特性を変更していることと等価である。
なお、本実施例において、フレームＡの期間に階調基準電圧を変更せず、フレームＡ、フレームＢの両方の期間、階調基準電圧は同じとし、フレームＡの期間に、入力される表示データ（Ｄｉｎ）に演算を施し、演算後の表示データに基づき生成される階調電圧が、図８の６２０の特性を満たすようにしてもよい。
【００２４】
［実施例２］
本実施例では、図９に示すように、フレームＡ（位相反転直後の最初のフレーム）の期間の１水平走査期間８８０の長さを、フレームＢ（通常のフレーム）の期間の１水平走査期間８６０の長さよりも短くしたものである。
本実施例によれば、フレームＡの期間における１水平走査期間内の映像電圧の書き込み時間が、フレームＢの期間における１水平走査期間内の画素への階調電圧の書き込み時間よりも短くなるので、フレームＡの期間に、画素に書き込まれる映像電圧（図９の８９０）と、フレームＢの期間に、画素に書き込まれる映像電圧（図９の８７０）との間の電位差をほぼ０Ｖにすることができる。これにより、位相反転直後の最初のフレームに前述したフラッシュが発生するのを防止することが可能となる。
そのため、本実施例では、フレームＢの期間内のＨレベル幅設定レジスタ８１０と、フレームＡの期間内のＨレベル幅設定レジスタ８２０とも設ける。そして、２０４９フレーム目を知らせるパルス８３０が入力されたときに、レジスタ８２０の値を読み出し、クロック生成回路８４０が、Ｈレベルのパルス幅が短いクロック８５０を生成する。また、２０４９フレーム目を知らせるパルス８３０が入力されないときに、レジスタ８１０の値を読み出し、Ｈレベルのパルス幅が長いクロック８５０を生成する。
このクロック８５０を使用し、ＴＦＴ１０のゲートオンの期間を変更し、フレームＡの期間における１水平走査期間内の映像電圧の書き込み時間が、フレームＢの期間における１水平走査期間内の画素への階調電圧の書き込み時間よりも短くする。
なお、図９は、本実施例２の液晶表示装置において、位相反転直後の最初のフレームの期間に画素に書き込まれる映像電圧と、通常のフレームの期間に画素に書き込まれる映像電圧とを説明するための図である。また、図９に示す回路は、駆動回路５内に設けられる。
【００２５】
［実施例３］
図１０は、図５に示す出力アンプ回路５５の回路構成の一例を示す回路図である。図１０（ａ）は、負極性の階調電圧を出力するアンプ回路、図１０は、正極性の階調電圧を出力するアンプ回路である。
図１０に示すアンプ回路は、ｐ型トランジスタ（ＰＭ１〜ＰＭ７）と、ｎ型トランジスタ（ＮＭ１〜ＮＭ７）を用いて構成される差増増幅回路の出力端子と（−）入力端子とを接続した周知のボルテージホロワ回路である。
この図１０に示すアンプ回路において、例えば、図１０（ｂ）に示すバイアス電源ＶＢの電圧値を変更し、定電流源を構成するトランジスタ（ＮＭ１，ＮＭ２）を流れる電流を大きくすると、映像線２２を介して、映像線２２の分布容量、あるいは画素容量を充電する電流を小さくできるので、ＴＦＴ１０のソース電極（即ち、画素電極６）が正規の階調電圧に立ち上がるまでの時間を長くすることができる。即ち、出力アンプ回路５５の定電流源の電流値を減少させると、画素電極６が正規の階調電圧まで立ち上がるのを遅くすることが出来る。
本実施例では、この現象を利用し、２０４９フレームにおいて出力アンプ回路５５の定電流源の電流値を減少させることで、１水平走査期間９８０内に画素電極６が正規の階調電圧まで立ち上がるを遅くして、フレームＡの期間に画素に書き込まれる映像電圧（図１１の９９０）と、フレームＢの期間の１水平走査期間９６０内に画素に書き込まれる映像電圧（図１１の９７０）との間の電位差をほぼ０Ｖにすることができる。これにより、位相反転直後の最初のフレームに前述したフラッシュが発生するのを防止することが可能となる。
【００２６】
そのため、本実施例では、図１１に示すように、フレームＢ（通常のフレーム）の期間内の定電流設定レジスタ９１０と、フレームＡ（位相反転直後の最初のフレーム）の期間内の定電流設定レジスタ９２０とを設ける。
そして、２０４９フレーム目を知らせるパルス９３０が入力されたときに、レジスタ９２０の値を読み出し、出力アンプ回路９４０の定電流源の電流値を減少させる。また、２０４９フレーム目を知らせるパルス９３０が入力されないときに、レジスタ９１０の値を読み出し、出力アンプ回路９４０の定電流源の電流値を通常の電流値とし、それぞれの定電流源の電流値で電流増幅して、階調電圧９５０を出力する。
なお、図１１は、本実施例３の液晶表示装置において、位相反転直後の最初のフレームの期間に画素に書き込まれる映像電圧と、通常のフレームの期間に画素に書き込まれる映像電圧とを説明するための図である。また、図１１に示す回路は、駆動回路５内に設けられる。
以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施例１の液晶表示装置の基本構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施例１の液晶表示装置の画素部を示す概略平面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線で示す断面図である。
【図４】対向電極に供給する対向電圧を一定周期で反転させる、所謂、対向電圧反転駆動方式を用いる場合の走査信号と、映像信号と、対向電極に印加する対向電圧とを示す図である。
【図５】図１に示す駆動回路内の階調電圧生成回路の概略回路構成を示すブロック図である。
【図６】駆動回路内の階調基準電圧生成回路の回路構成を示すブロック図である。
【図７】図６に示す基準電圧調整回路の回路構成を示す回路図である。
【図８】本発明の実施例の液晶表示装置において、各階調（Ｋ）と、位相反転直後の最初のフレームと、通常のフレームの期間とで生成される階調電圧（ＫＶ）との関係を示すグラフである。
【図９】本発明の実施例２の液晶表示装置において、位相反転直後の最初のフレームの期間に画素に書き込まれる映像電圧と、通常のフレームの期間に画素に書き込まれる映像電圧とを説明するための図である。
【図１０】図５に示す出力アンプ回路の回路構成の一例を示す回路図である。
【図１１】本発明の実施例３の液晶表示装置において、位相反転直後の最初のフレームの期間に画素に書き込まれる映像電圧と、通常のフレームの期間に画素に書き込まれる映像電圧とを説明するための図である。
【図１２】図４に示す対向電圧反転駆動方式の一つである１ライン反転駆動法を説明するための図である。
【図１３】図４に示す１ライン反転駆動法において、フレーム毎に白と黒を交互に表示した場合における、映像信号、対向電圧の対応関係を示す図である。
【図１４】図１３に示すように、フレーム毎に白と黒を交互に表示する時に、ある一定周期で画素極性の位相を反転した場合のフレーム毎の画素極性を表す模式図である。
【図１５】位相反転駆動法を採用し、中間調を表示した時のある画素におけるゲート電極の電圧波形、ソース電極の電圧波形、対向電極の電圧波形を示す。
【符号の説明】
【００２８】
１  ＴＦＴ基板
２  液晶パネル
３  カラーフィルタ基板
４  液晶組成物
５  駆動回路
６  画素電極
８  画素部
９  表示領域
１０  薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）
１１  反射領域
１２  透過領域
１５  対向電極
１６  保持容量部
１７，１８  配向膜
２１  走査線
２２  映像線
２５  容量線
２６  保持容量電極
５１  クロック制御部
５２  ラッチアドレスセレクタ
５３  ラッチ回路
５４  Ｄ／Ａコンバータ回路
５４−１  階調電圧生成回路
５５，９４０  出力アンプ回路
７０  フレキシブルプリント基板
７１  配線
７２  コネクタ
１１０  バックライト
１３１  ゲート電極
１３２  ドレイン電極
１３３  ソース電極
１３４  半導体層
１３５  オーミックコンタクト層（ｎ＋層）
１３６  ゲート絶縁膜
１４３  無機絶縁膜
１４４  有機絶縁膜
１４６，１４７  スルーホール
１５０  カラーフィルタ
１５１  オーバーコート層
１６２  ブラックマトリクス
６０１  基準電圧調整回路
６５１，６５２，６５３，６５４  アナログスイッチ
６８１  配線
６３１〜６３８  制御信号線
６３９  制御信号線群
６６１〜６７３  抵抗
７１０，７２０  階調基準電圧設定レジスタ
７３０，８３０，９２０  ２０４９フレーム目を知らせるパルス
７４０  階調基準電圧生成回路
８１０，８２０  Ｈレベル幅設定レジスタ
８４０  クロック生成回路
９１０，９２０  定電流設定レジスタ
【図１】
2009210607.tif 000003
【図２】
2009210607.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2009210607.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
2009210607.tif 000010
【図９】
2009210607.tif 000011
【図１０】
2009210607.tif 000012
【図１１】
2009210607.tif 000013
【図１２】
2009210607.tif 000014
【図１３】
2009210607.tif 000015
【図１４】
2009210607.tif 000016
【図１５】
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