(57)【要約】【課題】フリッカの発生を防止し表示品位の高い液晶表示装置および液晶表示装置の駆動方法を提供する。【解決手段】マトリクス状に配置された複数の表示画素ＰＸからなる表示部を有する液晶表示パネルＤＰと、液晶表示パネルＤＰを照明する面光源装置ＢＫＬと、液晶表示パネルＤＰおよび面光源装置ＢＫＬを制御する制御手段ＣＮＴと、を備え、制御手段ＣＮＴは、表示画素ＰＸに基準電圧に対して正極性の信号と負極性の信号とを周期的に切替えて印加させる手段５、ＳＤ、ＧＤと、表示画素ＰＸに正極性の信号が印加された際の光学応答波形と負極性の信号が印加された際の光学応答波形との形状を比較して、正極性の信号の表示と負極性の信号の表示との輝度差がなくなるように面光源装置ＢＫＬの輝度を制御する面光源装置制御手段６と、を備えた液晶表示装置。【選択図】    図４
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【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表示画素からなる表示部を有する液晶表示パネルと、
前記液晶表示パネルを照明する面光源装置と、
前記液晶表示パネルおよび前記面光源装置を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記表示画素に基準電圧に対して正極性の信号と負極性の信号とを周期的に切替えて印加させる手段と、
前記表示画素に正極性の信号が印加された際の光学応答波形と負極性の信号が印加された際の光学応答波形との形状を比較して、正極性の信号の表示と負極性の信号の表示との輝度差がなくなるように前記面光源装置の輝度を制御する面光源装置制御手段と、を備えた液晶表示装置。
【請求項２】
前記面光源装置は、前記表示画素の走査方向に複数に区分された光出射領域を備え、
前記面光源装置制御手段は、前記複数の光出射領域を前記表示画素の前記走査方向に沿って、それぞれの光出射領域に対応する表示画素に正極性の信号が印加された際の光学応答波形と負極性の信号が印加された際の光学応答波形とを比較して、それぞれの光出射領域の明るさを順次制御する手段をさらに備えた請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記表示部近傍に配置された温度測定手段をさらに備え、
前記面光源装置制御手段は、前記温度測定手段によって測定された値に応じて前記面光源装置の明るさを制御する手段をさらに備えた請求項１または請求項２記載の液晶表示装置。
【請求項４】
表示画素に基準電圧に対して正極性の信号と負極性の信号とを周期的に切替えて印加させるステップと、
前記表示画素に正極性の信号が印加された際の光学応答波形と負極性の信号が印加された際の光学応答波形との形状を比較して、正極性の信号の表示と負極性の信号の表示との輝度差がなくなるように面光源装置の輝度を制御する面光源装置制御ステップと、を備えた液晶表示装置の駆動方法。
【請求項５】
前記面光源装置制御ステップは、前記面光源装置の複数の光出射領域を前記表示画素の走査順に沿って順次点灯させるとともに、それぞれの光出射領域に対応する表示画素に正極性の信号が印加された際の光学応答波形と負極性の信号が印加された際の光学応答波形とを比較して、それぞれの光出射領域の明るさを制御するステップをさらに備えた請求項４記載の液晶表示装置の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、液晶表示装置および液晶表示装置の駆動方法に関し、特に、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。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、液晶表示パネルと、液晶表示パネルを照明する面光源装置と、これら液晶表示パネルおよび液晶表示パネルを制御する制御回路とを有している。
【０００３】
液晶表示パネルは、互いに対向する一対の基板と、この一対の基板間に挟持された液晶層と、マトリクス状に配置された複数の表示画素からなる表示部とを有している。面光源装置は、液晶表示パネルの表示部を背面側から照明する。
【０００４】
表示部には、表示画素が配列する行に沿って延びるゲート線と、表示画素が配列する列に沿って延びるソース線とが配置されている。それぞれの表示画素には、ゲート線とソース線との交差する位置近傍に画素スイッチが配置されている。
【０００５】
一般に、液晶を用いて画像表示を行う場合は、液晶の信頼性、寿命等を向上させるために一般的に交流により駆動されている。即ち、映像信号は、周期的に共通電極の電位に対する極性を反転されてそれぞれの表示画素に供給される。例えば、フレーム反転駆動を採用した場合にはフレーム単位で映像信号が逆極性に設定される。
【０００６】
しかしながら、このようにフレーム反転駆動を行った場合、正極性のフレームと負極性のフレームとがフレーム周期で交互に繰り返されるため、フリッカが視認されるという問題があった。これは、画素スイッチに不可避的に形成される寄生容量等の影響によるもので、共通電極の電位を調整者が調整することで低減している。また液晶パネルのフリッカの状態を確認する方法としては、例えば光センサを用いてフリッカを測定し、その測定結果を最適電位からのずれの測定信号として出力する方法が知られている。（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１−２６９９９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記のように共通電極電位を調整した場合であっても、正極性の映像信号を表示画素に印加した場合と、負極性の映像信号を表示画素に印加した場合とで液晶の光学応答波形が異なる形状となる場合には、フリッカが発生する場合があった。
【０００８】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであって、フリッカの発生を防止し表示品位の高い液晶表示装置および液晶表示装置の駆動方法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】
【０００９】
本発明の態様による液晶表示装置は、マトリクス状に配置された複数の表示画素からなる表示部を有する液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルを照明する面光源装置と、前記液晶表示パネルおよび前記面光源装置を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記表示画素に基準電圧に対して正極性の信号と負極性の信号とを周期的に切替えて印加させる手段と、前記表示画素に正極性の信号が印加された際の光学応答波形と負極性の信号が印加された際の光学応答波形との形状を比較して、正極性の信号の表示と負極性の信号の表示との輝度差がなくなるように前記面光源装置の輝度を制御する面光源装置制御手段と、を備える。
【００１０】
本発明の態様による液晶表示装置の駆動方法は、表示画素に基準電圧に対して正極性の信号と負極性の信号とを周期的に切替えて印加させるステップと、前記表示画素に正極性の信号が印加された際の光学応答波形と負極性の信号が印加された際の光学応答波形との形状を比較して、正極性の信号の表示と負極性の信号の表示との輝度差がなくなるように面光源装置の輝度を制御する面光源装置制御ステップと、を備える。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、フリッカの発生を防止し表示品位の高い液晶表示装置および液晶表示装置の駆動方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の第１実施形態に係る液晶表示装置について図面を参照して説明する。図１に示すように、本実施形態に係る液晶表示装置は、例えば対角9インチサイズの有効表示領域（800×480画素）を備えた液晶表示パネルＤＰと、液晶表示パネルＤＰを照明する面光源装置としてバックライトＢＫＬと、これら液晶表示パネルＤＰおよびバックライトＢＫＬを制御する制御部ＣＮＴと、を有している。
【００１３】
液晶表示パネルＤＰは、一対の基板、すなわちアレイ基板１および対向基板２と、これらアレイ基板１および対向基板２間に挟持された液晶層３とを有している。液晶表示パネルＤＰは、マトリクス状に配置された複数の表示画素ＰＸからなる表示部を有している。
【００１４】
アレイ基板１は、各表示画素ＰＸに配置された画素電極ＰＥを有している。アレイ基板１は、画素電極ＰＥが配列する行に沿って配置されたソース線Ｓ（Ｓ１〜Ｓｎ）と、画素電極ＰＥが配列する列に沿って配置されたゲート線Ｇ（Ｇ１〜Ｇｍ）と、ソース線Ｓおよびゲート線Ｇが交差する位置の近傍に配置された画素スイッチＷを有している。
【００１５】
画素スイッチＷは、例えば薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）等のスイッチング素子を有している。画素スイッチＷのゲート電極は、対応するゲート線Ｇに接続されている（あるいは一体に形成されている）。画素スイッチＷのソース電極は、対応するソース線Ｓに接続されている（あるいは一体に形成されている）。画素スイッチＷのドレイン電極は、画素電極ＰＥに接続されている。
【００１６】
対向基板２は、例えばガラス等の透明絶縁基板上に配置されるカラーフィルタ（図示せず）、および複数の画素電極ＰＥに対向してカラーフィルタ上に配置される共通電極ＣＥ等を有している。各画素電極ＰＥおよび共通電極ＣＥは、例えば、ＩＴＯ等の透明電極材料からなり、互いに対向する一対の配向膜（図示せず）でそれぞれ覆われている。本実施形態に係る液晶表示装置の場合、この一対の配向膜は、互いに略平行な方向にラビング処理が施されている。
【００１７】
本実施形態に係る液晶表示装置の液晶層３は、例えば5msec以下の高速応答が可能なＯＣＢ液晶を液晶材料として含んでいる。すなわち、本実施形態に係る液晶表示装置は、液晶層３に含まれる液晶分子が、液晶表示装置が表示状態のときにベンド配向となるＯＣＢ型液晶表示装置である。表示画素ＰＸは、画素電極ＰＥおよび共通電極ＣＥからの電界に対応した液晶分子配列に制御される液晶層３の画素領域によって構成される。また、複数の表示画素ＰＸは、各々画素電極ＰＥおよび共通電極ＣＥ間に液晶容量を有し、さらに複数の補助容量Ｃｓの一端に接続される。
【００１８】
液晶表示パネルＤＰは、複数の表示画素ＰＸを駆動する駆動回路、すなわちゲートドライバＧＤおよびソースドライバＳDを有している。ゲートドライバＧＤには全てのゲート線Ｇが接続されている。ソースドライバＳＤには、全てのソース線Ｓが接続されている。
【００１９】
制御部ＣＮＴは、ゲートドライバＧＤ、ソースドライバＳＤ、およびバックライト駆動部ＬＤを制御する制御回路５を有している。すなわち、ゲートドライバＧＤは、制御回路５によって制御され、ゲート線Ｇを順次駆動する。ゲート線Ｇが駆動されると、駆動されたゲート線Ｇに接続された画素スイッチＷのソース電極とドレイン電極との間が導通する。
【００２０】
ソースドライバＳＤは、ソース線Ｓを順次駆動し、ゲートドライバＧＤによって駆動されたゲート線Ｇに接続された画素スイッチＷを介して表示画素ＰＸに対応する映像信号又は逆転移防止信号を印加する。そうすると、表示画素ＰＸの画素電極ＰＥに映像信号又は逆転移防止信号が書込まれ一定期間保持される。本実施形態に係る液晶表示装置では、逆転移防止信号として例えば黒表示に対応した映像信号を用いている。
【００２１】
制御回路５は、上記のようにアレイ基板１の画素電極ＰＥおよび対向基板２の共通電極ＣＥ間において液晶層３に所定の信号を印加し、液晶表示パネルＤＰの透過率を制御している。
【００２２】
バックライトＢＫＬは、光源として、複数の冷陰極管（図示せず）、例えば4本の冷陰極管を有している。バックライトＢＫＬは、光源からの光が出射される領域が液晶表示パネルＤＰの表示部に対応するように液晶表示パネルＤＰの背面側に配置される。図２に示すように、本実施形態に係る液晶表示装置のバックライトＢＫＬは、バックライトＢＫＬが液晶表示パネルＤＰの背面側に取り付けられた状態において液晶表示パネルＤＰのソース線Ｓが延びる方向に並んで配置される例えば4個の光出射領域ＢＬ１〜ＢＬｍを有しており、個々の光出射領域ＢＬ１〜ＢＬｍは120本の表示ラインに対応している。
【００２３】
バックライト駆動部ＬＤからの駆動信号は、制御回路５のバックライト制御部６に制御され、バックライト駆動部ＬＤは液晶表示パネルＤＰの走査タイミングと同期して複数の光出射領域ＢＬ１〜ＢＬｍが順次点灯するようにバックライトＢＫＬを駆動する。
【００２４】
本実施形態に係る液晶表示装置では、バックライトＢＫＬの輝度は、例えばバックライト制御部６がバックライト駆動部ＬＤから出力される駆動電圧パルスのパルス幅を変更することによって制御される。なお、バックライトＢＫＬの輝度制御は、パルス幅に基づくもの以外に、その電圧値を制御するもの等であってもかまわない。
【００２５】
本実施形態に係る液晶表示装置では、表示画素ＰＸに印加する信号の極性の切り替えを１フレーム単位で行う１フレーム反転駆動を採用している。このとき、所定の中間調表示における正極性の信号が表示画素に印加される１フレーム期間（以下、正極フレームという）において画素電極ＰＥから液晶層３に印加される電圧と、負極性の信号が表示画素に印加される１フレーム期間（以下、負極フレームという）において画素電極ＰＥから液晶層３に印加される電圧とを図３に示す。なお、図３では、これらの波形の比較を容易にするために負極フレームにおいて画素電極ＰＥから液晶層３に印加される電圧の波形を正極側に反転させて示している。
【００２６】
図３に示すように、正極フレームと負極フレームとにおいて、画素電極ＰＥから液晶層３に印加される電圧波形は異なる形状となっている。発明者らは、このように正極フレームにおいて液晶層３に印加される電圧と、負極フレームにおいて液晶層３に印加される電圧は同じ形状とならないために、正極フレームと負極フレームとでバックライトＢＫＬの輝度が同じである場合には、画素スイッチＷの特性の影響により、正極性の信号の表示と負極性の信号の表示とで所望の表示輝度が得られず、その結果、フレーム周期でフリッカが生じる場合があることを見出した。
【００２７】
そこで、本実施形態に係る液晶表示装置では、図４に示すように、バックライトＢＫＬを駆動させる。すなわち、バックライト制御部６は、正極フレームと負極フレームとで、電圧波形が異なることに起因して液晶の光学応答波形の形状が異なることを、正極性の信号の表示と負極性の信号の表示との輝度差がなくなるようにバックライトＢＫＬの輝度を制御して補償している。
【００２８】
例えば図４に示す場合に、正極フレームにおける光学応答波形と負極フレームにおける光学応答波形とを比較すると、正極フレームにおいて液晶の光学応答波形が立ち下がり前に高くなっているのに対し、負極フレームでは正極フレームに比して液晶の光学応答波形が立ち下がり前に高くなっていない。このような場合には、バックライト制御部６は負極フレームの光学応答波形が正極フレームの光学応答波形と比較して低くなっている期間にバックライトＢＫＬの輝度が高くなるようにバックライトＢＫＬを制御する。
【００２９】
このように制御されたバックライトＢＫＬを液晶表示パネルＤＰと組み合わせると、液晶表示装置の表示部に表示される映像の輝度は、図４に示すように正極フレームと負極フレームとで略同一となる。すなわち、上記のようにバックライトＢＫＬを制御することによって正極性の信号の表示と負極性の信号の表示との輝度差がなくなり、フリッカの発生を防止することができる。
【００３０】
すなわち、本実施形態に係る液晶表示装置によれば、フリッカの発生を防止し表示品位の高い液晶表示装置および液晶表示装置の駆動方法を提供することができる。
【００３１】
次に、本発明の第２実施形態に係る液晶表示装置について図面を参照して以下に説明する。なお、以下の説明において、上述の第１実施形態に係る液晶表示装置と同様の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
【００３２】
上記した実施形態では、バックライトＢＫＬの個々の光出射領域ＢＬ１〜ＢＬｍは共通に制御されたが、この実施形態では個々に制御される点が相違する。
【００３３】
即ち、この実施形態では、ゲート線Ｇは画面上方から下方に向かって順次駆動され、対応する表示画素の液晶層に所定の電圧が印加される。この場合、ゲート線Ｇの走査順に応じて表示画面内の液晶層に応答の差が生じる。
【００３４】
そこで、この実施形態では、更に個々の光出射領域ＢＬ１〜ＢＬｍから出射されるタイミングを、ゲート線Ｇの走査順に沿って順次走査するように制御される。
【００３５】
これにより、表示画面内での輝度ばらつきが生じることなく、フリッカの発生を効果的に防止することができる。
【００３６】
なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。例えば、液晶表示装置は、表示部近傍の温度を測定する手段として例えば温度センサ（図示せず）を有していても良い。一般に、液晶の応答速度は、温度が高い環境では早く、温度が低い環境では遅くなる。そのため、液晶の光学応答波形も表示部近傍の温度環境によって異なることになる。したがって、低温環境と高温環境とでバックライトＢＫＬの輝度の制御を異ならせることによって、より効果的にフリッカの発生を防止することができる。
【００３７】
例えば、低温環境では液晶の応答速度が遅くなるため、液晶表示パネルＤＰの光学応答波形の傾きが小さくなる。この場合には、バックライト制御部６は、液晶の光学応答波形が異なる場合にバックライトＢＫＬの輝度の変化させる量を小さくする。
【００３８】
また、上記の実施形態に係る液晶表示装置はＯＣＢ型液晶表示装置であったが、他のモードの液晶表示装置にも適用することが可能である。なお、液晶の応答速度が速いときに、正極性の映像信号を印加した際と負極性の映像信号を印加した際との液晶の光学応答波形の違いが顕著に現れることから、本発明は液晶の応答が速い場合に有効であって、特に、液晶層に印加される画素電圧の立上りの応答が10msec以下の液晶表示装置に適用すると有効である。
【００３９】
また、上記の実施形態では、バックライトＢＫＬを複数の冷陰極管で構成したが、この冷陰極管に代えてＬＥＤ光源やＥＬ光源等を用いてもかまわない。また、ＬＥＤ光源を用いる場合は、例えば複数のＬＥＤ光源が端部に設けられた導光板を複数近接配置することで、複数の光出射領域ＢＬ１〜ＢＬｍを個々に制御することが可能である。
【００４０】
また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の一構成例を概略的に示す図。
【図２】図１に示す液晶表示装置のバックライトの構成例を説明するための図。
【図３】図１に示す液晶表示装置において、正極性の信号を印加したときと負極性の信号を印加したときとの液晶に印加される電圧波形の一例を示す図。
【図４】図１に示す液晶表示装置の駆動方法の一例を説明するための図。
【符号の説明】
【００４２】
ＤＰ…液晶表示パネル、ＢＫＬ…バックライト（面光源装置）、ＣＮＴ…制御部、ＰＸ…表示画素、ＧＤ…ゲートドライバ、ＳＤ…ソースドライバ、ＬＤ…バックライト駆動部、１…アレイ基板、２…対向基板、３…液晶層、５…制御回路、６…バックライト制御部（面光源装置制御手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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