(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マトリクス状に形成された複数の走査線および信号線の各交点部分にスイッチング素子を介して接続された画素電極と、前記画素電極に液晶層を介して対向配置された対向電極とを備えた液晶表示装置において、
１画面の表示信号のうちの一部のみ、該１画面の前の画面における前記一部の表示信号の極性と反転し、かつ、前記一部を除いては反転せずに、前記信号線に表示信号を導く手段と、
前記１画面の走査期間内における前記表示信号の前記一部よりあとの一部期間を回避して前記画素電極に対する前記表示信号の書き込みを行うよう前記走査線を制御する手段と
を具備したことを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
反強誘電液晶を用いた液晶表示装置では、通常のＴＮ液晶のように表示信号を書き換える際に画面全体の極性を反転した場合、反強誘電液晶の反転電流に起因して、表示信号の書き込み電位に対する画素電位の低下を生じ、表示画面のコントラストが低下してしまうという問題があることから、画面の１回の書き換えに際して１画面の中の１部についてのみ極性反転を行って複数回の画面の書き換えを行うことにより、表示画面のコントラストの低下を防止するように液晶表示装置を駆動する。しかしながら、該駆動方法では、極性反転を行う画素とその前後に書き込みを行う画素とを連続するように書き込みを行っていたため、極性反転を行う画素とその前後に書き込みを行う画素とが同極性で連続する、または極性反転を行う画素とその前後に書き込みを行う画素とのみで極性反転が生じるため、極性反転した走査線やその前後の走査線に係る表示が他の走査線に係る表示と比較して異なって観察される。
【０００３】
ここで、図５に、走査線毎に極性の異なる表示信号を書き込み、かつ１フィールドに１走査線の極性を反転する際の極性反転の概念図を示す。なお、同図ではｎフィールドにｌラインの極性を正極性（＋）から負極性（−）に反転する場合を示している。また、図６(a) にはその場合における信号線ドライバ２の出力信号、図６(b) にはゲートドライバ３の出力信号を示す。図６(a) において、一点鎖線の上が正極性の表示信号、下が負極性の表示信号を示している。図６(a) に示す様に、極性反転が行われるｌライン前後以外は走査線毎に正極性（＋）と負極性（−）の表示信号が交互に信号線ドライバ２から出力されるが、極性反転が行われる１ライン前後では負極性（−）の信号が連続して出力される。従って、ｌラインとｌ＋１ラインでは逆極性からの表示信号の立ち上がり部分、すなわち信号電庄の過渡時間が存在しないために、最終的な電位は他の走査線に比べΔＶsig[V]だけ信号振幅が大きくなることになる。従って、ｌラインとｌ＋１ラインについては、他の走査線に比べてΔＶsig[V]の信号振幅が大きい表示信号の書き込みが行われてしまい、他の走査線に係る表示よりも明るく表示されてしまう。このようなΔＶsig[V]の信号振幅の増大は、信号線ドライバ２の駆動能力、特に、出力インピ−ダンスに起因する。図６(a) には、点線で理想的な信号線ドライバ出力信号、つまり出力インピーダンス零の場合の信号線ドライバ出力信号を示してあるが、点線で示すように、出力インピーダンス零の場合には瞬時に信号の極性反転が終了し、同極性の連続の有無にかかわらず信号振幅の最終値は一定となるため表示に不都合は生じない。しかし、実際には、ドライバには有限の出力インピーダンスが存在するために、液晶パネル内部の容量とドライバの出力インピーダンスとの間でローパスフィルターが構成され実線で示すような波形鈍りが発生し表示に不都合が生じる。
【０００４】
図７は、走査線毎に極性が反転せず連続した極性の表示信号を書き込み、かつ１フィールドに１走査線の極性を反転する際の極性反転の概念図を示している。同図では、ｎフィールドにｌラインの極性を負極性（−）から正極性（＋）に反転する場合を示している、図８(a) にその場合の信号線ドライバ２の出力信号、図８(b) にゲートドライバ３の出力信号を示す。図８(a) に示したように、同じ極性の表示信号が連続した場合には、極性反転を行ったラインの次のｌ＋１ラインとｌ＋２ラインとに書き込みを行う信号線ドライバ２の出力信号に波形鈍りを生じ、ｌ＋１ラインでは画素に書き込む電圧はΔＶsig ［V ］だけ低下する。従って、走査線毎に極性が反転せず連続した極性の表示信号を書き込み、かつ１フィールドに１走査線の極性を反転する際には、輝度が低下し暗い表示が生じる。この原因も前述の信号線ドライバ２の出力インピーダンスに起因している。
【０００５】
このように、画面の１回の書き換えに際して１画面の中の１部分についてのみ極性反転行い、複数回の画面の書き換えを行うことによりコントラストの低下を防止する駆動方法を実施した場合には、極性反転を行う画素とその前後に書き込みを行う画素とを連続して書き込みを行っていたため、極性反転を行う画素とその前後に書き込みを行う画素とが同極性で連続する、または極性反転を行う画素とその後に書き込みを行う画素のみで極性反転が生じ、信号線ドライバの出力インピーダンスの影響による信号電庄の波形鈍りによる表示画面の輝度上昇や輝度低下が生じるという問題があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、信号線ドライバの出力インピーダンスに起因する表示画面の輝度上昇や輝度低下を防止した液晶表示装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る液晶表示装置は、マトリクス状に形成された複数の走査線および信号線の各交点部分にスイッチング素子を介して接続された画素電極と、前記画素電極に液晶層を介して対向配置された対向電極とを備えた液晶表示装置において、１画面の表示信号のうちの一部のみ、該１画面の前の画面における前記一部の表示信号の極性と反転し、かつ、前記一部を除いては反転せずに、前記信号線に表示信号を導く手段と、前記１画面の走査期間内における前記表示信号の前記一部よりあとの一部期間を回避して前記画素電極に対する前記表示信号の書き込みを行うよう前記走査線を制御する手段とを具備したことを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る液晶表示装置によれば、表示信号の振幅の変動期間を回避するように画素電極に対する表示信号の書き込みを制御することになり、信号線ドライバの高出力インピーダンスに起因する表示信号の波形の鈍りの影響を回避できるので、表示画像の輝度上昇や輝度低下等の障害を防止し高品質な画像を表示することが可能となる。
【０００９】
すなわち、極性反転が生じる画素、あるいは直後に書き込みを行う画素への書き込みは、極性反転が生じる画素への書き込み時間の前部または後部に、信号線ドライバの出力インピーダンスと液晶パネル内の容量との時定数以上の時間だけ書き込み動作を行わない間欠時間を挿入した後に書き込みを行う、あるいは間欠時間には信号線ドライバから所定の極性反転信号を印加した後に書き込みを行うことにより、信号線ドライバの出力インピーダンスに起因する波形の鈍りを回避し、画質の高い表示を実現できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る実施の形態を図面を用いて詳細に説明する。
【００１１】
図１は、本発明の一実施の形態に係る第１の信号波形を示す。図１(a) は、信号線ドライバの出力信号、図１(b) はゲ−トドライバの出力信号である。従来は、極性反転が行われる１ラインとその前後のラインの書き込み時間は連続していたが、本実施の形態では間欠時間ｔ１を挿入している。そして、挿入した間欠時間ｔ１と擬似的な極性反転駆動に相当の反転信号（ダミーサイクル）により、従来は極性反転するｌラインとｌ＋１ラインに生じていたΔＶsig ［V ］に相当の信号振幅の増加は見られない。従って、走査線毎に極性の異なる表示信号を書き込み、かつ１フィールドに１走査線の極性を反転する際の極性反転では、極性反転する走査線の画素に表示信号を書き込む直前および直後に間欠時間とダミーサイクルを挿入することにより、信号線ドライバの高出力インピーダンスに起因する信号波形の鈍りが回避でき、極性反転するラインとその他のラインとの間で生じていた信号振幅の増加による輝度の上昇が防止される。
【００１２】
ここで、図９に、間欠時間およびダミーサイクルを挿入した表示信号を得るための液晶表示装置の一構成例を示す。図９に示すように、液晶表示装置に入力された表示信号は、表示タイミングコントローラ４によって、信号線ドライバ２と走査線ドライバ３を動作させる基本的なタイミング信号とともに、走査線ドライバ出力のＯＮ／ＯＦＦを制御する走査出力禁止信号８、信号線ドライバ２の表示信号出力の極性を制御する表示極性反転制御信号９等の駆動制御信号が作成されるとともに、液晶パネル１に画像を表示させるための表示信号および走査信号が作成される。表示タイミングコントローラ４から出力された表示信号は表示信号遅延回路６によって間欠時間分の遅延が行われ信号線ドライバ２に表示信号が供給される。図１０に、表示信号遅延回路６の構成図を示す。表示信号遅延回路６では、図１に示す間欠時間ｌを挿入するまで、つまりｌ−１ラインまでは遅延無しの表示信号が表示タイミングコントローラ４からの表示信号選択制御信号７により選択回路３１から出力される。ｌラインの表示信号は、遅延回路３２によって、間欠時間分だけ遅延された表示信号が表示タイミングコントコーラ４からの表示信号選択制御信号７により選択回路３１から出力される。同様に、ｌ＋１ラインの表示信号として、遅延回路３２の表示信号を遅延回路３３によって更に間欠時間分だけ遅延させた表示信号が信号線ドライバに供給される。信号線ドライバ２には、表示信号遅延回路６からの間欠時間分だけ遅延された表示信号とともに、表示タイミングコントローラ６からの表示極性反転制御信号９が供給される。表示極性反転制御信号９は、表示信号の極性を１フィールドに１走査線だけ極性反転して信号線ドライバ２から液晶パネル１へ印加する極性制御を行うとともに、図１（ａ）に示す間欠時間のダミーサイクルを実現するための信号である。次に、図１１に走査信号遅延回路５の構成図を示す。走査信号遅延回路５は、表示信号遅延回路３と同様に間欠時間分だけ走査信号を遅延させる遅延回路５２、５３を有しており、それぞれの遅延量は、表示信号遅延回路３の遅延回路３２、３３と同じ時間分だけ遅延される。従って、表示タイミングコントローラ６から出力された表示信号と走査信号とのタイミングの関係は遅延を行う前後で変わることはない。走査信号遅延回路５が表示信号遅延回路３と大きく異なる点は、遅延回路５２、５３とともにラッチ回路５５、５６を有することである。ラッチ回路５５、５６は、現状では、ほとんどの走査線ドライバ４が順次走査のシフトレジスタの構成となっていることに起因している。即ち、図１（ａ）に示す間欠時間の間は、走査線ドライバ３に印加するクロック信号を停止しないと、シフトレジスタの動作が継続されるため、遅延後の表示信号を正しい表示位置に表示できなくなるためである。つまり、ラッチ回路５５、５６により走査線ドライバ３の走査動作を停止できるため、間欠時間を挿入しても、間欠時間の前後で走査は見かけ上連続して行われている動作を実現できる。また、ラッチ回路５５、５６の出力も、表示タイミングコントローラ６から出力された表示信号選択制御信号７により選択回路５１から出力される。つまり、図１（ｂ）に示すｌ−１ラインまでは遅延無しの走査信号がそのまま選択されるが、ｌ−１ライン直後の間欠時間には遅延無しの走査信号をラッチ回路５５でラッチした走査信号が選択され、１ラインでは遅延回路５２で遅延された走査信号が選択され、その後の間欠時聞では遅延回路５２で遅延された走査信号をラッチ回路５６でラッチした走査信号が選択され、ｌ＋１ラインからは遅延回路５３で遅延された走査信号が走査線ドライバ３に供給される。走査信号ドライバ３では、走査信号遅延回路７から供給される信号に従って走査を行うが、ラッチ回路５５、５６からの走査信号が走査線ドライバ４に供給される揚合、すなわち間欠時間には、液晶パネル１の内部のスイッチング素子であるＴＦＴのゲートがＯＮの状態のままであるため、ダミーサイクル期間に信号線ドライバ２から液晶パネル１に印加される表示信号極性反転の信号が画素電極に印加される場合があり、表示画像に影響を与えることも考えられるため、間欠時間には走査線ドライバ３の出力を強制的にＯＦＦ、即ち、ＴＦＴをＯＦＦとする電位を出力させるような制御を行う走査出力禁止信号８が表示タイミングコントローラ４から走査信号ドライバ３に供給される。この走査出力禁止信号８により、液晶パネル１の内部のＴＦＴを強制的にＯＦＦにできるため、液晶パネル１に表示される画像にはダミーサイクル等による障害は発生しない。以上のような動作により、間欠時間挿入の影響による表示画像の走査の不連続やダミーサイクル挿入の影響による表示画像の障害が防止でき、画質の劣化のない表示画像が得られる。
【００１３】
また、図２に、本発明に係る他の実施の形態による第２の信号波形を示す。
【００１４】
図２に示すように、該信号波形は走査線毎に極性が反転せず連続した極性の表示信号を書き込み、かつ１フィールドに１走査線の極性を反転する際の信号波形を示している。この場合、極性反転を行うｌラインの後に間欠時間ｔ２を挿入しているがダミーサイクルは挿入していない。また、間欠時間ｔ２はドライバの出力インピーダンスと液晶パネル内部の容量との時定数よりも長い時間にする。このようにすることにより、極性反転を行つたラインの後のｌ＋１ラインとｌ＋２ラインに従来生じていた波形の鈍りによるΔＶsig ［V ］に相当する信号振幅の低下は見られない。したがって、査線毎に極性が反転せず連続した極性の表示信号を書き込み、かつフィ−ルドに１走査線の極性を反転する駆動では、極性反転する走査線の画素に表示信号を書き込んだ直後に間欠時間を挿入する事により、信号線ドライバの高出力インピーダンスに起因する信号波形の鈍りが回避でき、極性反転するラインとその他のラインとの間で生じていた信号振幅の減少による輝度低下の障害が防止される。
【００１５】
ここで、図２に示す間欠動作は、図９に示す構成の液晶表示装置で実現することができる。すなわち、図２に示す間欠動作を実施する場合には、ｌフィールドに１回の間欠時間しか挿入されないため、図１に示した間欠動作に比較して簡単な構成の表示信号遅延回路６および走査信号遅延回路５で実現することができる。図１２に、図２に示す間欠動作を実現する表示信号遅延回路６の構成図を示す。図１２に示す表示信号遅延回路３の場合は、遅延回路３４の前後の信号、即ち遅延有無を間欠時間の前後で切り換える。表示信号の切り替え制御については、遅延信号選択制御信号に基づき、図１０に示す表示信号遅延回路６の場合と同様の制御が行われる。次に、図２に示す間欠動作を実現する走査信号遅延回路５の構成を図１３に示す。図１３に示した走査信号遅延回路５の場合にも、表示信号の切り替え制御については遅延信号選択制御信号に基づき、図１１に示す表示信号遅延回路３の場合と同様の制御が行われ、表示に障害の発生のない間欠動作を実現することができる。
【００１６】
ところで、液晶材料に分極を有する材料、例えば、反強誘電性液晶(AFLC)を用いた場合には、極性反転時に反転電流が大きく流れるため画素電位の低下が現れて書き込み不足を生じる。従って、極性反転を行うラインとそれ以外のラインでは、書き込み不足による表示信号をなくするために、極性反転を行うラインについては他のラインよりも書き込み時間を長くすることにより極性反転ラインの書き込み不足を解消することができる。
【００１７】
図３に、本発明に係る他の実施の形態による第３の信号波形を示す。
【００１８】
図３の駆動波形は、極性反転を行うｌラインのみ他のラインよりも書き込み時間を長時間化したものである。図３に示すように、極性反転する走査線の画素に表示信号を書き込む直前と直後に間欠時間ｔ３とダミーサイクルとを挿入することにより、信号線ドライバー高出力インピーダンスに起因する信号波形の鈍りを回避でき、極性反転するラインとその他のラインとの間で生じていた信号振幅の増加による輝度上昇の障害が防止される。また、図３に示したように、書き込み時間を可変とする場合にも、図１０および図１１に示した表示信号遅延回路６および走査信号遅延回路５を適用することができる。つまり、表示信号については、表示信号遅延回路３中の遅延回路３３の遅延量を、間欠時間に書き込み時間を長時間化した時間分を加算した遅延量とすればよく、走査信号についても走査信号遅延回路５中の遅延回路５３の遅延量を、間欠時間に書き込み時間の長時間化した時間分を加算した遅延量とすればよい。このように遅延量を規定することにより、高い画質の表示画像が得られる。
【００１９】
さらに、図４に、本発明に係る他の実施の形態による第４の信号波形を示す。図４は、走査線毎に極性が反転せず連続した極性の表示信号を書き込み、かつ１フィールドに１走査線の極性を反転する際に極性反転する走査線の書き込み時間を他の走査線により長くした場合の駆動波形の例である。図４に示すように、極性反転する走査線の画素に表示信号を書き込んだ直後に間欠時間ｔ４を挿入することにより、信号線ドライバの高出力インピーダンスに起因する信号波形の鈍りを回避することができ、極性反転するラインとその他のラインとの間で生じていた信号振幅の減少による輝度の低下が防止される。また、図４に示すように、極性反転する走査線の画素に表示信号を書き込んだ直後に間欠時間ｔ４を挿入する場合にも、図１２および図１３に示す表示信号遅延回路３および走査信号遅延回路５を適用することができる。すなわち、表示信号については、表示信号遅延回路６中の遅延回路３４の避延量を、間欠時間に書き込み時間の長時間化した時間分を加算した遅延量とし、走査信号については、走査信号遅延回路５中の避延回路５４の遅延量を、間欠時間に書き込み時間の長時間化した時間分を加算した遅延量とすればよい。このように遅延量を規定することにより、高い画質の表示画像が得られる。
【００２０】
なお、図３および図４に示した駆動では、書き込み不足の解消のために極性反転を行うラインの書き込み時間を他のラインよりも長くするように制御したが、極性反転を行うラインの表示信号の信号電圧を他のラインの信号電圧よりも高くするようにした場合にも同様の効果を得ることができる。
【００２１】
【発明の効果】
以上、詳述したように、本発明に係る液晶表示装置によれば、表示信号の振幅の変動期間を回避するように画素電極に対する前記表示信号の書き込みを制御したことにより、信号線ドライバの高出力インピーダンスに起因する表示信号の波形の鈍りの影響を回避できるので、表示画像の輝度上昇や輝度低下等を防止し高品質な画像が表示される液晶表示装置を提供することができる。
【００２２】
すなわち、極性反転が生じる画素あるいは極性反転の直後に書き込みを行う画素への書き込みは、極性反転が生じる画素への書き込み時間の前または後ろに、信号線ドライバの出力インピーダンスと液晶パネル内の容量との時定数以上の時間だけ書き込み動作を行わない間欠時間を挿入した後に書き込みを行う、あるいは間欠時間には信号線ドライバから所定の極性反転信号（ダミーサイクル）を印加した後に書き込みを行うことにより、信号線ドライバのインピーダンスに起因する波形の鈍りを回避できるので、表示画像の輝度上昇や輝度低下等を防止し高品質な画像が表示される液晶表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る第１の信号波形を示す図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る第２の信号波形を示す図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係る第３の信号波形を示す図である。
【図４】本発明の一実施の形態に係る第４の信号波形を示す図である。
【図５】走査線毎に極性の異なる表示信号を書き込み、かつ１フィールドに１走査線の極性を反転する際の極性反転の概念図である。
【図６】従来の駆動波形を示す図である。
【図７】走査線毎に極性が反転せず連続した極性の表示信号を書き込み、かつ１フィールドに１走査線の極性を反転する際の極性反転の概念図である。
【図８】従来例の駆動波形を示す図である。
【図９】間欠時間およびダミーサイクルを挿入した表示信号を得るための液晶表示装置の一構成例を示すである。
【図１０】表示信号遅延回路３の構成を示した図である。
【図１１】走査信号遅延回路５の構成を示した図である。
【図１２】図２に示す間欠動作を実現する表示信号遅延回路３の構成を示した図である。
【図１３】図２に示す間欠動作を実現する走査信号遅延回路５の構成を示した図である。
【符号の説明】
１・・液晶パネル    ２・・信号線ドライバ
３・・ゲートドライバ    ４・・表示タイミングコントローラ
５・・走査信号遅延回路    ６・・表示信号遅延回路
【図１】
0003856919.tif 000002
【図２】
0003856919.tif 000003
【図３】
0003856919.tif 000004
【図４】
0003856919.tif 000005
【図５】
0003856919.tif 000006
【図６】
0003856919.tif 000007
【図７】
0003856919.tif 000008
【図８】
0003856919.tif 000009
【図９】
0003856919.tif 000010
【図１０】
0003856919.tif 000011
【図１１】
0003856919.tif 000012
【図１２】
0003856919.tif 000013
【図１３】
0003856919.tif 000014