JP2004271719A

JP2004271719A - Driving method of liquid crystal display, and liquid crystal display

Info

Publication number: JP2004271719A
Application number: JP2003060186A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Ishiguchi; 和博石口
Original assignee: Advanced Display Inc
Current assignee: Advanced Display Inc
Priority date: 2003-03-06
Filing date: 2003-03-06
Publication date: 2004-09-30

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a driving method of a liquid crystal display and the liquid crystal display for maximizing a moving image quality improvement effect and for preventing flicker by setting simple inversion and an image display system in a driving system for repeating image display and black display in the case of displaying a moving image. <P>SOLUTION: In the driving method of the liquid crystal display having a pixel region surrounded by scanning lines and signal lines, polarity of voltage to be impressed to the pixel region is inverted by every two frames and it comprises a process for inverting scanning line of the even-th lines in the even-th frames and for inverting scanning lines of the odd-th lines in the odd-th frames or a process for inverting the scanning lines of the even-th lines in the odd-th frames and for inverting the scanning lines of the odd-th lines in the even-th frames. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置の駆動方法および液晶表示装置に関し、特に動画表示を行う際の駆動方法に関する
【０００２】
【従来の技術】
従来の液晶表示装置は画像データおよび制御信号などを入力し駆動する。一般的な液晶表示装置では、液晶の応答の遅さと表示画像を１フレーム期間中保持する駆動方式のために、動画を表示した際に画像がにじんで見えるという欠点があった。また、通常の１フレームごとの反転駆動方式ではインターレース信号のような、黒−画像がくり返される信号が入力された際、液晶に直流成分が印加されることになり液晶が劣化していた。
【０００３】
上記のような液晶表示装置の欠点を改善するためにバックライトを点滅させる方法や、１フレーム期間中に画像表示と黒表示を行うなどの方式が考えられている。また、１フレーム毎に黒表示を挿入する方式や、インターレース駆動のように１走査線ごとに黒を挿入する方式が開示されている（例えば、特許文献１参照）
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−４２２８２号公報（４−５ページ、図１−４）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１には、１フレーム毎に画像表示と黒表示を繰り返す駆動方式における残像感や、液晶の動作上の問題による画像のゆがみなどを解消させるために、赤、緑、青の画素をデータ線３本もしくは１本おきの市松模様で黒表示と画像表示を繰り返し行い、液晶に印可する電圧の極性は２ｎフレーム毎（ｎ＝１、２、３・・・）に反転し、かつ信号線を２本おきに反転させる方法などが開示されている。しかしながら、２ｎフレーム毎に極性反転をさせると、最適な共通電極電位の面内不均一が生じ、極性の変わり目でフリッカが視認されてしまう。また、現時点で一般的に製造されているソース駆動ＩＣは１本おきの反転が主流であり、一般的なソース駆動ＩＣではこの方式を用いることができない。また、走査線１本おきに黒およびデータ表示を行う方法は、インターレース駆動のように１走査線ごとに黒を挿入する方式では黒を挿入する位置によってはちらつきが生じる。
【０００６】
そこで、本発明は前記の問題を解決するためになされたものであり、動画表示を行う際に、画像表示と黒表示とを繰り返す駆動方式において、従来のソース駆動ＩＣを使用し、単純な極性反転や画像表示方式を設定することによって、動画画質改善効果を最大限にすると共に、フリッカを防ぐ液晶表示装置の駆動方法および液晶表示装置を提供する。また、黒を挿入しない通常の駆動においても、消費電力を抑える液晶印可電圧極性反転方式を提供する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の液晶表示装置の駆動方法は基板上に形成された複数の走査線と、この走査線と交差する複数の信号線と、前記走査線と前記信号線とで囲まれた画素領域とを備えた液晶表示装置の駆動方法において、前記画素領域に印加される電圧の極性は２フレーム毎に反転し、かつ偶数行目の走査線は偶数フレームで反転し、奇数行目の走査線は奇数フレームで反転する工程、または偶数行目の走査線は奇数フレームで反転し、奇数行目の走査線は偶数フレームで反転する工程を含むことを特徴とするものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本実施の形態における液晶表示装置の駆動装置を説明する。
【０００９】
実施の形態１．
図１（ａ）に本実施の形態における液晶表示装置にブロック図を、図１（ｂ）に液晶表示装置の液晶層に電圧を印加するための回路構成図を示す。図において、複数の走査線１と信号線２とがマトリクス上に配置されており、囲まれた領域に画素領域３（以下画素と称する）を有する。走査線１は走査線駆動ＩＣ４に、信号線２は信号線駆動ＩＣ５（ソース駆動ＩＣ）に各々接続されており、それぞれのＩＣは制御回路６からの走査により動作する。液晶７に印加される電圧の極性は、信号線駆動ＩＣ５に入力される走査により切り替えることができ、一般的に入手できる信号線駆動ＩＣは信号線２を一本毎に極性反転するように設定されている。液晶表示装置は互いに対向する一対の基板であるＴＦＴアレイ基板と対向基板（図示せず）のうちＴＦＴアレイ基板上には走査線１、信号線２に接続されたＴＦＴ９が形成される。一方、対向基板には共通電極８が形成されている。なお、画素３に配置された透明な画素電極１０と共通電極８間の液晶７に電圧を印加させ、両電極間の電圧差でもって液晶表示装置の明るさを調整している。
【００１０】
次に液晶に印加される印加電圧の変化を図５に示す。図５（ａ）、図５（ｂ）はノーマリブラックの場合、図５（ｃ）、図５（ｄ）はノーマリホワイトの場合を示す。前述したように１フレームごとに黒表示と画像表示を繰り返す駆動方式を採用した場合、その画素に着目し、仮に既存の１フレームおきに極性が反転する駆動方式を用いた場合の液晶印加電圧の変化は必ず正極性画像表示→負極性黒表示→正極性画像表示→負極性黒表示または、負極性画像表示→正極性黒表示→負極性画像表示→正極性黒表示を繰り返すことになり、結果として液晶に直流成分が印加されつづけ、極性が正極性または負極性に偏ってしまう。このため画像やきつきなどが引き起こされ液晶劣化をもたらす。これを解消するには液晶印加電圧の極性の入れ替わるフレーム数を２の倍数にし、極性を相殺させる必要がある。
【００１１】
上述した通り、画素３の明るさは画素電極１０と共通電極８間の電圧の絶対値によって支配されている。例えば、ノーマリーホワイトモードの液晶駆動においては、画素電極と共通電極の電圧差に依存して光透過率は変化する。よってこの電圧差が増加するにつれて画素の明るさが変化する。図６に示すようにたとえば、最適共通電極電位１１においては正極性の液晶印加電圧１３と負極性の印加電圧１４とは電位差がなく明るさの変化はない理想的な液晶印加電圧となっている。しかし、最適共通電極電位１１が、例えば−側にシフトして実際の共通電極電位１５であるとき正極性の印加電圧１６は大きく、負極性の印加電圧１７は小さくなり明るさが変化してしまう。このように共通電極電位の変化（面内不均一）により同じ階調で画像表示を行ったとしても、正極性で画像を表示している場合と負極性で画像を表示している場合とでは明るさが変わる。
【００１２】
網膜に視認される画像は画像表示時であり、上述した通り、液晶印加電圧極性を２の倍数毎に反転する駆動方式をとると、画像表示はある画素において２ｎフレームおきとなるが、同じ階調の画像表示をしても、電圧差があると正極性で画像を表示しているときの明るさと負極性で画像を表示しているときの明るさが２ｎフレーム毎に変化する。従来の黒表示を挿入せず、かつ液晶印加電圧極性を入れ替えるフレームを１とした駆動方式では、約６０Ｈｚ付近のフレーム周波数で変化するため、その変化はほとんど視認されないが、黒表示を挿入する駆動方式の場合、最高でも約３０Ｈｚ（２フレーム）での明暗が連続するため、視認されやすくなる。前記液晶印加電圧極性の入れ替わるフレームの数は大きくなると変化する間隔が大きくなり、明暗が視認され、フリッカとなりやすくなるため、液晶印加電圧の極性の入れ替わるフレームの数は２が最適である。
【００１３】
このため、液晶印加電圧の極性は２フレーム毎に反転させる。さらにフリッカを防ぐために図３のように偶数行目の走査線は偶数フレームで反転させ、奇数行目の走査線は奇数フレームで反転させる。もしくは図４のように液晶印加電圧の極性は２フレーム毎に反転させ、偶数行目の走査線は奇数フレームで反転させ、奇数行目の走査線は偶数フレームで反転させてもよい。
【００１４】
また、黒を挿入する駆動方式においてはフレーム周波数を１００Ｈｚ以上とすることでさらにフリッカを防ぐことができる。
【００１５】
図２に本実施の形態における液晶表示装置の駆動方式の一例を示す。図中の＋、−は、画素に印加される電圧の極性を示している。符号（＋）の正極性では共通電極電圧に対してプラス電圧が印加され、符号（−）の負極性ではマイナス電圧が印加される。また、画素の表示は黒表示を行う画素は網掛けで表示しており、それ以外は画像表示を行うことを示す。
【００１６】
画素に印加する電圧の極性は２フレーム毎に反転させ、偶数行目の走査線は偶数フレームで反転させ、奇数フレームは奇数フレームで反転させる。さらに１走査線上の極性反転は標準の信号線駆動ＩＣ５を用いるため、１信号線毎に極性を反転させ、縦方向は２走査線毎に極性を反転させる。このような駆動方式とすることで、さらにフリッカが目立たず、横方向および縦方向のクロストークが生じにくくなる。
【００１７】
また、画素の表示は黒表示を挿入する駆動方式の場合に、明暗が視認され、フリッカとなりやすくなるため、上記の反転方式に加え、黒表示を全面に挿入せず、空間的に散らす配置とすることもできる。このような構成とすることで、既存の液晶表示から大掛かりな変更を加えることなく黒表示の挿入を行うことができる。もっとも緻密に黒表示を散らす配置は図７に示すように市松模様である。これにより数画素単位での明るさの変化は平滑され（ちりばめられ）、目にフリッカを防ぐことができる。
【００１８】
しかし、この市松模様にて画像表示を行い、本実施の形態１で示した反転方式を用いたとしても、表示上問題が生じる場合がある。ある走査線に着目してみると、同一走査線上で奇数本の信号線おきに黒表示の挿入を行うと、その走査線上では画像表示をしている画素は正極性または負極性である場合の割合が反対の極性に比べて大きくなってしまい、前述したように共通電極電位のシフトによって走査線が明るいもしくは暗いといった現象が生じる。したがって図７のような市松模様の黒表示の挿入を行う場合、２走査線おきの明暗筋が見えてしまう。
【００１９】
このような２走査線おきの明暗筋を防ぐため、同一走査線上で黒表示の挿入を行う場所は、図２に示すように偶数信号線毎であることが望ましい。好ましくはもっとも緻密にできる２本おきである。走査線間での黒表示の挿入は何本周期で挿入してもよいが、好ましくは最も緻密にできる１本おきである。図２に示すように画像表示は２画素毎に黒表示が挿入されており、また、１走査線ごとに挿入場所を入れ替える。さらにはこのフレームが１フレームおきに入れ替わることを特徴としている。
【００２０】
さらには近年液晶表示装置上でＮＴＳＣ等の走査線を一本おきに飛ばして（飛び越し走査ともいわれる）走査線を２回（フィールド）に分けて走査し、２フィールドで一枚の画が完成する方式であるインターレース走査駆動をインターレース―プログレッシブ変換（ＩＰ変換）したデータを表示する場合が増えており、ＩＰ変換方式によっては特に静止画で、１フレームおきに画像表示と黒表示を繰り返す画素が生じる場合があるが、本方式を用いることによって、自動的に印加電圧極性偏りが相殺されるため、液晶劣化を防ぐことができる。
【００２１】
本実施の形態１の駆動方式を使用した液晶表示装置において、１フレームおきに黒表示と画像表示を繰り返す表示方式では、入手が容易なソース駆動ＩＣを用いて、上記説明したような極性反転方式を用いると、液晶印加電圧の極性の偏りによる液晶の劣化を防ぐことができ、表示画像のフリッカを最小限に抑えることができ、動画画像における画質を改善することができる。さらに黒表示を全面に挿入せず空間的に散らす配置とすることでフリッカを防ぐことができる。
【００２２】
また、本実施の形態１の極性反転方式は黒表示を挿入しない駆動方式においても使用することができ、その際、基本的に２走査線毎および、画素の極性も２フレームで入れ替わるため、液晶へ印加する電圧の極性が切り替る回数が減り、低消費電力化が図れる。
実施の形態２．
【００２３】
上記実施の形態２では画像表示と黒表示を繰り返す駆動方式において、動画改善効果を最大にする方式において説明する。一般に液晶表示装置は画像表示を連続して表示するために、一定時間保持するホールド型駆動をする。このため、前画面が目に焼き付いて次画面を表示したときまで残ってしまい、画像が重なって見える。このような現象により、動画を表示させる際に画像の輪郭がにじんで見える。これを解決するために液晶表示装置から発せられる光をできるだけＣＲＴなどのように、走査した瞬間に高輝度で画素を発光させるインパルス方式などを使用し、画像が直前の画像と重なることが無く動画をにじまないようにする。
【００２４】
液晶表示装置におけるインパルス方式を説明する。例えば、画像表示と黒表示が反転する表示方式では、画像表示が１フレーム表示され、ホールドされた後、黒画像が１フレーム表示される。この状態では画像表示されている１フレーム期間、画像はホールドするので、画像が表示される期間であるインパルス期間は５０％となる。例えばフレーム周波数が６０Ｈｚの場合、目に積算される画像が表示されるホールド期間は約１７ｍｓとなり、例えば応答速度が無限に速い液晶を用いた場合であっても通常の駆動と比較しても画像のにじみは同様のものである。
【００２５】
そこで、黒以外の表示から黒表示への応答速度が黒表示から黒以外の表示への応答速度に比較して速い液晶を用いる。このような液晶を用いる構成とすることで、画像表示される時間が短くなるため、画像ホールド期間を短くすることができる。このため、画像が直前の画像と重なることがなく、動画表示の際、画像のにじみが解消され、表示品質を向上することができる。しかし、６０Ｈｚのフレーム周波数では画像の明暗が視認される場合があるため、少なくとも１００Ｈｚ以上のフレーム周波数で駆動することが望ましい。また、画像表示が１フレーム表示され、黒表示が１フレーム表示される時間がたとえば、６０Ｈｚの場合はそれぞれ約１７ｍｓであるが、黒以外の表示から黒表示への応答速度が黒表示から黒以外の表示への応答速度に比較して速い液晶を用いるため、画像ホールド時間を短く設定することができる。望ましくは、画像表示が１フレーム表示される時間と黒表示が１フレーム表示される時間の和、すなわち画像表示から黒表示へと反転するフレーム周期と黒表示から画像表示へと反転するフレーム周期の和が２０ｍｓ以下であると動画表示の際のにじみが解消され、表示品質を向上することができる。また、このときの極性は実施の形態１で説明した駆動方法を使用することによって、さらにフリッカを防止することができる。
【００２６】
この駆動方法は公知のフレームメモリなどを表示装置内に設置することによって実現できる。
【００２７】
また、インターレース駆動や、実施の形態１のような画像表示時に黒表示を挿入するパターンを用いる駆動方式においても、黒以外の階調表示から、黒への階調表示の応答速度が黒から黒以外の階調表示への応答速度よりも速い液晶を用いると動画画質改善効果が大きくなる。
【００２８】
また、図８に示すインターレース駆動において、上記と同様に応答速度が無限に速い液晶を用いた場合、画素毎に見ると黒と画像表示を繰り返しているが、これも前述同様、同じ画像が１フレーム期間中保持していることになり、あまり動画画質改善効果を期待できない可能性がある。そこで黒以外の階調表示から、黒への応答速度が速い液晶を用いた場合では図９に示すような表示となり、目に積算される画像表示期間は短くなり、動画画質改善効果が大きくなる。更に有限の応答速度を持つ液晶を用いた通常駆動においては、フレームでの画像が切り替る時に前の画像と新しい画像が重なり合った２重画像が表示されることになるが、本方式では一度、黒表示にリセットされるため毎回新しい画像のみが表示されることになり画像がにじんで見えることがなくなり、動画画質改善効果が大きくなる。
【００２９】
本実施の形態２においては、黒以外の表示から黒表示への応答速度が黒表示から黒以外の表示への応答速度に比較して速い液晶を用いることによって、画像ホールド期間を短くすることができる。このため、画像が直前の画像と重なることがなく、動画表示の際のにじみが解消され、表示品質を向上できる。
【００３０】
さらにフレーム周波数を速く設定したり、黒表示もしくは画像表示の１フレーム期間の和を設定することで画像ホールド期間を短くすることができるため、画像が直前の画像と重なることがなく、動画表示の際、にじみが解消され、表示品質を向上できる。
実施の形態３．
【００３１】
上記説明した通り実施の形態１、２に説明した液晶表示装置の駆動方法においては、画像表示時間が短ければ短いほど動画画質改善効果は大きいが、黒表示を挿入させる方式のため、輝度が低下される場合がある。これを解決するために黒表示される画素に発せられた光を液晶表示装置内部へ反射させ画像表示されている画素へ再利用する方法を用いる。
【００３２】
図１０に示すように、黒表示の際にバックライト２２から発せられ、液晶セル１８を通過した光を偏光させ再利用するために、位相差を発生させる光学フィルム２０をカラーフィルタ基板１９上に挿入させる。その上部にさらに偏光に変換された光を選択的に反射させることができるコレステリック液晶層２１を設ける構造とする。コレステリック液晶層２１では、左円偏光を選択的に反射させることができる。
バックライトから発せられた光は偏光板２４によって、直線偏光になる。黒表示状態では、そのままの偏光状態で光が液晶セル１８を透過するが、白表示状態では偏光状態が９０度ねじれた状態の直線偏光となる。液晶パネル１９を透過した光は光学フィルム２０に入射する。光学フィルム２０では直線偏光が円偏光になるようλ／４の位相差が発生するが、黒表示状態と白表示状態では直線偏光の角度が９０度異なるのでそれぞれ左円偏光と右円偏光となる。コレステリック液晶層２１では左円偏光の光を選択的に反射させることができるため、黒表示状態では光が反射する。この反射させた光は光学フィルム２０を通過し、直線偏光に変換され、バックライト光源まで戻り、画素領域（画像表示）へと導かれる（再利用）ことが可能となる。なお、白表示状態ではその光は偏光状態のままコレステリック液晶層２１を通過し、表示面から出射する。
【００３３】
上記は一例を説明したが、黒表示状態において、液晶セルを通過した光を液晶セル内に反射させて、画像表示に再利用させる構造は種々変更可能である。
【００３４】
本実施の形態３とすることで、黒表示状態では光を反射し、この反射した光はさらに光学フィルムを通って直線偏光に変換され、液晶セルさらにはバックライト光源まで戻り、再利用することが可能となる。
【００３５】
また、実施の形態１〜３においてはアクティブマトリクス型の液晶表示装置について説明してきたが、パッシブ型の液晶表示装置において使用することも可能である。
【発明の効果】
本発明の液晶表示装置の駆動方法は、以上説明したように、基板上に形成された複数の走査線と、この走査線と交差する複数の信号線と、前記走査線と前記信号線とで囲まれた画素領域とを備えた液晶表示装置の駆動方法において、前記画素領域に印加される電圧の極性は２フレーム毎に反転し、かつ偶数行目の走査線は偶数フレームで反転し、奇数行目の走査線は奇数フレームで反転する工程、または偶数行目の走査線は奇数フレームで反転し、奇数行目の走査線は偶数フレームで反転する工程を含むことを特徴としたので、１フレームおきに黒表示と画像表示を繰り返す表示方式では、入手が容易なソース駆動ＩＣを用いて、上記説明したような極性反転方式を用いると、液晶印加電圧の極性の偏りによる液晶の劣化を防ぐことができ、表示画像のフリッカを最小限に抑えることができ、動画画像における画質を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（ａ）は、本実施の形態を説明するブロック図であり、図１（ｂ）は、本実施の形態を説明する回路構成図である。
【図２】本実施の形態における液晶表示装置の駆動方法の一例である。
【図３】本実施の形態における液晶表示装置の駆動方法の一例である。
【図４】本実施の形態における液晶表示装置の駆動方法の一例である。
【図５】本実施の形態における液晶表示装置の液晶に印加される印加電圧の変化を示す図である。
【図６】本実施の形態における液晶表示装置の液晶に印加される印加電圧の変化を示す図である。
【図７】本実施の形態における液晶表示装置の駆動方法の一例である。
【図８】本実施の形態における液晶表示装置の駆動方法の一例である。
【図９】本実施の形態における液晶表示装置の駆動方法の一例である。
【図１０】本実施の形態における液晶表示装置の一例である。
【符号の説明】
１：走査線１３：正極性液晶印加電圧
２：信号線１４：負極性液晶印加電圧
３：画素領域１５：実際の共通電極電圧
４：走査線駆動ＩＣ１６：実際の正極性液晶印加電圧
５：信号線駆動ＩＣ１７：実際の負極性液晶印加電圧
６：制御回路１８：液晶セル
７：液晶１９：カラーフィルタ基板
８：共通電極２０：光学フィルム
９：ＴＦＴ２１：コレステリック液晶層
１０：画素電極２２：バックライト
１１：最適共通電極電位２３：ＴＦＴアレイ基板
２４：偏光板[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a driving method of a liquid crystal display device and a liquid crystal display device, and more particularly to a driving method for displaying a moving image.
[Prior art]
A conventional liquid crystal display device inputs and drives image data and control signals. A general liquid crystal display device has a drawback that when a moving image is displayed, the image is blurred due to the slow response of the liquid crystal and the driving method for holding the display image for one frame period. In addition, in a normal inversion driving method for each frame, when a signal such as an interlace signal, which repeats a black image, is input, a DC component is applied to the liquid crystal, and the liquid crystal is deteriorated.
[0003]
In order to improve the above-described disadvantages of the liquid crystal display device, a method of blinking a backlight and a method of performing image display and black display during one frame period have been considered. Further, a method of inserting black display for each frame and a method of inserting black for each scanning line such as interlace driving are disclosed (for example, see Patent Document 1).
[0004]
[Patent Document 1]
JP 2001-42282 A (page 4-5, FIGS. 1-4)
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-163873 discloses a method in which red, green, and blue pixels are converted to data in order to eliminate a feeling of afterimage in a driving method in which image display and black display are repeated for each frame and distortion of an image due to a problem in liquid crystal operation. Black display and image display are repeated with three lines or every other line in a checkered pattern, the polarity of the voltage applied to the liquid crystal is inverted every 2n frames (n = 1, 2, 3,...), And the signal line And the like are disclosed. However, if the polarity is inverted every 2n frames, an in-plane non-uniformity of the optimal common electrode potential occurs, and flicker is visually recognized at a change in polarity. Further, at present, source drive ICs generally manufactured are generally inverted every other line, and this method cannot be used in a general source drive IC. Further, in the method of displaying black and data every other scanning line, in a method of inserting black for every one scanning line as in the case of interlace driving, flickering occurs depending on the position where black is inserted.
[0006]
Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problem, and in the case of performing moving image display, a conventional source driving IC is used in a driving method in which image display and black display are repeated, and a simple polarity is used. Provided are a method of driving a liquid crystal display device and a liquid crystal display device that maximize the effect of improving moving image quality and prevent flicker by setting an inversion and an image display method. In addition, the present invention provides a liquid crystal application voltage polarity inversion method that suppresses power consumption even in normal driving in which black is not inserted.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
A method for driving a liquid crystal display device of the present invention includes a plurality of scanning lines formed on a substrate, a plurality of signal lines intersecting the scanning lines, and a pixel region surrounded by the scanning lines and the signal lines. In the method for driving a liquid crystal display device, the polarity of the voltage applied to the pixel region is inverted every two frames, the scanning lines in the even rows are inverted in the even frames, and the scanning lines in the odd rows are odd. The method is characterized by including a step of inverting in a frame or a step of inverting an even-numbered scanning line in an odd-numbered frame and inverting an odd-numbered scanning line in an even-numbered frame.
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a driving device of a liquid crystal display device according to the present embodiment will be described with reference to the drawings.
[0009]
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1A is a block diagram of the liquid crystal display device according to the present embodiment, and FIG. 1B is a circuit configuration diagram for applying a voltage to a liquid crystal layer of the liquid crystal display device. In the figure, a plurality of scanning lines 1 and signal lines 2 are arranged on a matrix, and have a pixel region 3 (hereinafter, referred to as a pixel) in an enclosed region. The scanning line 1 is connected to a scanning line driving IC 4, and the signal line 2 is connected to a signal line driving IC 5 (source driving IC). Each IC operates by scanning from a control circuit 6. The polarity of the voltage applied to the liquid crystal 7 can be switched by scanning input to the signal line driving IC 5, and generally available signal line driving ICs are set so that the polarity of the signal lines 2 is inverted one by one. Have been. In the liquid crystal display device, a TFT 9 connected to the scanning lines 1 and the signal lines 2 is formed on a TFT array substrate of a pair of substrates opposing each other and a counter substrate (not shown). On the other hand, a common electrode 8 is formed on the counter substrate. A voltage is applied to the liquid crystal 7 between the transparent pixel electrode 10 disposed in the pixel 3 and the common electrode 8, and the brightness of the liquid crystal display device is adjusted by the voltage difference between the two electrodes.
[0010]
Next, FIG. 5 shows changes in the applied voltage applied to the liquid crystal. 5A and 5B show the case of normally black, and FIGS. 5C and 5D show the case of normally white. As described above, when the driving method in which black display and image display are repeated for each frame is employed, attention is paid to the pixel, and the liquid crystal application voltage in the case where the existing driving method in which the polarity is inverted every other frame is used. The change must be positive image display → negative black display → positive image display → negative black display or negative image display → positive black display → negative image display → positive black display. As the DC component continues to be applied to the liquid crystal, the polarity is biased to positive or negative. For this reason, an image or stickiness is caused to cause liquid crystal deterioration. In order to solve this, it is necessary to make the number of frames in which the polarity of the liquid crystal applied voltage is switched a multiple of 2 to cancel the polarities.
[0011]
As described above, the brightness of the pixel 3 is controlled by the absolute value of the voltage between the pixel electrode 10 and the common electrode 8. For example, in a normally white mode liquid crystal drive, the light transmittance changes depending on the voltage difference between the pixel electrode and the common electrode. Therefore, the brightness of the pixel changes as the voltage difference increases. As shown in FIG. 6, for example, at the optimum common electrode potential 11, there is no potential difference between the liquid crystal applied voltage 13 of the positive polarity and the applied voltage 14 of the negative polarity, and the ideal liquid crystal applied voltage has no change in brightness. . However, when the optimum common electrode potential 11 is shifted to the negative side and is the actual common electrode potential 15, for example, the positive applied voltage 16 is large, the negative applied voltage 17 is small, and the brightness changes. . As described above, even when an image is displayed at the same gradation due to a change in the common electrode potential (in-plane non-uniformity), the case where an image is displayed with a positive polarity and the case where an image is displayed with a negative polarity are different. The brightness changes.
[0012]
The image visually recognized by the retina is at the time of image display. As described above, if the driving method of inverting the liquid crystal applied voltage polarity by a multiple of 2 is adopted, the image display will be every 2n frames at a certain pixel, but the same floor will be displayed. Even when an image is displayed in a tonality, if there is a voltage difference, the brightness when displaying an image with positive polarity and the brightness when displaying an image with negative polarity change every 2n frames. In the conventional driving method in which the frame in which the black display is not inserted and the polarity of the voltage applied to the liquid crystal is changed to 1 is changed at a frame frequency of about 60 Hz, the change is hardly visually recognized. In the case of the system, since light and dark at a maximum of about 30 Hz (two frames) are continuous, it is easy to be visually recognized. When the number of frames in which the polarity of the liquid crystal application voltage is changed becomes large, the change interval becomes large, and light and dark are visually recognized and flicker easily occurs. Therefore, the optimal number of frames in which the polarity of the liquid crystal application voltage is changed is two.
[0013]
For this reason, the polarity of the liquid crystal applied voltage is inverted every two frames. In order to further prevent flicker, even-numbered scanning lines are inverted in even-numbered frames, and odd-numbered scanning lines are inverted in odd-numbered frames, as shown in FIG. Alternatively, as shown in FIG. 4, the polarity of the liquid crystal applied voltage may be inverted every two frames, the even-numbered scanning lines may be inverted in odd-numbered frames, and the odd-numbered scanning lines may be inverted in even-numbered frames.
[0014]
Further, in the driving method for inserting black, flicker can be further prevented by setting the frame frequency to 100 Hz or more.
[0015]
FIG. 2 illustrates an example of a driving method of the liquid crystal display device in this embodiment. In the figure, + and-indicate the polarity of the voltage applied to the pixel. In the positive polarity of the sign (+), a plus voltage is applied to the common electrode voltage, and in the negative polarity of the sign (-), a minus voltage is applied. In addition, the pixels that perform black display are hatched, and the other pixels indicate that image display is performed.
[0016]
The polarity of the voltage applied to the pixel is inverted every two frames, the scanning lines in the even rows are inverted in the even frames, and the odd frames are inverted in the odd frames. Further, since the polarity inversion on one scanning line uses the standard signal line driving IC 5, the polarity is inverted for each signal line and the polarity is inverted for every two scanning lines in the vertical direction. With such a driving method, flicker is further less noticeable, and crosstalk in the horizontal and vertical directions is less likely to occur.
[0017]
In addition, in the case of a driving method of inserting a black display, the display of pixels is visually recognized as dark and dark, and it is easy to cause flicker. You can also. With such a configuration, black display can be inserted without making a major change from the existing liquid crystal display. The arrangement for scattering the black display most precisely has a checkered pattern as shown in FIG. As a result, the change in brightness in units of several pixels is smoothed (sprinkled), and flicker can be prevented in the eyes.
[0018]
However, even when an image is displayed using this checkered pattern and the inversion method described in the first embodiment is used, a display problem may occur. Focusing on a certain scanning line, when black display is inserted every other odd number of signal lines on the same scanning line, the pixel displaying an image on that scanning line has a positive or negative polarity. The ratio becomes larger than that of the opposite polarity, and the phenomenon that the scanning line is bright or dark occurs due to the shift of the common electrode potential as described above. Therefore, when a checkered black display as shown in FIG. 7 is inserted, light and dark lines every two scanning lines are visible.
[0019]
In order to prevent such light and dark streaks every two scanning lines, it is desirable that the black display be inserted on the same scanning line for each even signal line as shown in FIG. It is preferable that every two lines can be formed most densely. The black display may be inserted between the scanning lines in any number of cycles. However, it is preferable to insert every other black line. As shown in FIG. 2, in the image display, a black display is inserted every two pixels, and the insertion place is switched every scanning line. Further, this frame is characterized by being replaced every other frame.
[0020]
Furthermore, in recent years, every other scanning line of NTSC or the like is skipped (also referred to as interlaced scanning) on a liquid crystal display device, and the scanning line is divided into two (field) scans to complete one image in two fields. In many cases, data obtained by performing interlace-progressive conversion (IP conversion) of interlace scanning drive, which is a system, is displayed. Depending on the IP conversion system, particularly in a still image, a pixel that repeats image display and black display every other frame occurs. In some cases, by using this method, the applied voltage polarity bias is automatically canceled, so that deterioration of the liquid crystal can be prevented.
[0021]
In the liquid crystal display device using the driving method according to the first embodiment, in the display method in which black display and image display are repeated every other frame, the polarity inversion method as described above is used by using a readily available source driving IC. By using, the deterioration of the liquid crystal due to the bias of the polarity of the voltage applied to the liquid crystal can be prevented, the flicker of the displayed image can be minimized, and the image quality of the moving image can be improved. Further, flicker can be prevented by disposing the black display spatially without inserting the black display over the entire surface.
[0022]
Further, the polarity inversion method according to the first embodiment can be used even in a driving method in which black display is not inserted. At this time, basically, every two scanning lines and the polarity of pixels are switched every two frames. The number of times that the polarity of the voltage applied to the switch is switched is reduced, and power consumption can be reduced.
Embodiment 2 FIG.
[0023]
In the second embodiment, a description will be given of a driving method that repeats image display and black display and that maximizes a moving image improvement effect. In general, a liquid crystal display device performs a hold-type drive in which an image is displayed continuously for a certain period of time in order to display the image continuously. For this reason, the previous screen is burned into the eyes and remains until the next screen is displayed, and the images appear to overlap. Due to such a phenomenon, the outline of an image looks blurred when displaying a moving image. In order to solve this problem, the light emitted from the liquid crystal display device uses an impulse method, such as a CRT, in which pixels emit light with high luminance at the moment of scanning as much as possible. So that it does not blur.
[0024]
The impulse method in the liquid crystal display will be described. For example, in the display method in which the image display and the black display are reversed, the image display is displayed for one frame, and after being held, the black image is displayed for one frame. In this state, the image is held for one frame period during which the image is displayed, so that the impulse period during which the image is displayed is 50%. For example, when the frame frequency is 60 Hz, the hold period during which an image integrated on the eyes is displayed is about 17 ms. For example, even when liquid crystal having an infinitely fast response speed is used, the image is compared with normal driving. Bleeding is similar.
[0025]
Therefore, a liquid crystal having a faster response speed from non-black display to black display than the response speed from black display to non-black display is used. With the structure using such a liquid crystal, the time during which an image is displayed is shortened, so that the image hold period can be shortened. For this reason, the image does not overlap with the immediately preceding image, and when displaying a moving image, blurring of the image is eliminated and display quality can be improved. However, at a frame frequency of 60 Hz, the brightness of an image may be visually recognized. Therefore, it is desirable to drive at a frame frequency of at least 100 Hz or more. The time required for displaying one frame of image display and one frame of black display is, for example, about 17 ms in the case of 60 Hz, however, the response speed from non-black display to black display is not black to black display. Since the liquid crystal is faster than the response speed to the display, the image hold time can be set short. Preferably, the sum of the time during which the image display is displayed for one frame and the time when the black display is displayed for one frame, that is, the frame period for inverting from image display to black display and the frame period for inverting from black display to image display When the sum is 20 ms or less, blurring in displaying a moving image is eliminated, and display quality can be improved. The polarity at this time can further prevent flicker by using the driving method described in the first embodiment.
[0026]
This driving method can be realized by installing a known frame memory or the like in the display device.
[0027]
Also, in the interlaced driving and the driving method using a pattern for inserting a black display at the time of displaying an image as in the first embodiment, the response speed of the gray scale display from black to gray scale is changed from black to black. If a liquid crystal faster than the response speed to the gradation display other than the above is used, the effect of improving the moving image quality is increased.
[0028]
Also, in the interlace driving shown in FIG. 8, when liquid crystal having an infinitely high response speed is used as described above, black and image display are repeated when viewed from each pixel. Since it is held during the frame period, there is a possibility that the effect of improving the image quality of the moving image cannot be expected much. Therefore, when a liquid crystal having a high response speed to black is used from a gradation display other than black, a display as shown in FIG. 9 is obtained, and the image display period integrated in the eyes is shortened, and the effect of improving the moving image quality is increased. . Further, in the normal driving using the liquid crystal having a finite response speed, when the image in the frame is switched, a double image in which the previous image and the new image are overlapped is displayed. Since the display is reset to the black display, only a new image is displayed each time, so that the image does not become blurred and the effect of improving the moving image quality is increased.
[0029]
In the second embodiment, the image hold period can be shortened by using a liquid crystal whose response speed from non-black display to black display is faster than response speed from black display to non-black display. it can. For this reason, the image does not overlap with the immediately preceding image, bleeding in displaying a moving image is eliminated, and display quality can be improved.
[0030]
Further, by setting the frame frequency faster or by setting the sum of one frame period of black display or image display, the image hold period can be shortened. In this case, bleeding is eliminated, and display quality can be improved.
Embodiment 3 FIG.
[0031]
In the driving method of the liquid crystal display device described in Embodiments 1 and 2 as described above, the shorter the image display time is, the larger the effect of improving the moving image quality is. However, since the black display is inserted, the luminance is reduced. May be done. In order to solve this problem, a method is used in which light emitted to a pixel displaying black is reflected inside the liquid crystal display device and reused for a pixel displaying an image.
[0032]
As shown in FIG. 10, an optical film 20 for generating a phase difference is provided on a color filter substrate 19 in order to polarize and reuse light emitted from the backlight 22 and passing through the liquid crystal cell 18 during black display. Insert. A cholesteric liquid crystal layer 21 capable of selectively reflecting light converted into polarized light is further provided thereon. The cholesteric liquid crystal layer 21 can selectively reflect left circularly polarized light.
Light emitted from the backlight becomes linearly polarized light by the polarizing plate 24. In the black display state, light passes through the liquid crystal cell 18 in the same polarization state, but in the white display state, the polarization state is linearly polarized light twisted by 90 degrees. Light transmitted through the liquid crystal panel 19 enters the optical film 20. In the optical film 20, a phase difference of λ / 4 is generated so that the linearly polarized light becomes circularly polarized light. However, in the black display state and the white display state, the angles of the linearly polarized light are different by 90 degrees, so that they become left circularly polarized light and right circularly polarized light, respectively. . Since the cholesteric liquid crystal layer 21 can selectively reflect the left circularly polarized light, the light is reflected in the black display state. The reflected light passes through the optical film 20, is converted into linearly polarized light, returns to the backlight light source, and can be guided (reused) to the pixel area (image display). In the white display state, the light passes through the cholesteric liquid crystal layer 21 in a polarized state and exits from the display surface.
[0033]
Although an example has been described above, in the black display state, a structure in which light passing through the liquid crystal cell is reflected into the liquid crystal cell and reused for image display can be variously changed.
[0034]
By adopting Embodiment Mode 3, light is reflected in a black display state, and the reflected light is further converted into linearly polarized light through an optical film, returned to a liquid crystal cell and further to a backlight light source, and reused. Becomes possible.
[0035]
In Embodiments 1 to 3, an active matrix type liquid crystal display device has been described. However, the present invention can be applied to a passive type liquid crystal display device.
【The invention's effect】
As described above, the driving method of the liquid crystal display device of the present invention includes a plurality of scanning lines formed on a substrate, a plurality of signal lines that intersect the scanning lines, and the scanning lines and the signal lines. In a method for driving a liquid crystal display device having an enclosed pixel region, the polarity of the voltage applied to the pixel region is inverted every two frames, and the scanning lines in the even lines are inverted in the even frames, and the odd lines are inverted. The scanning line of the row is inverted in the odd frame, or the scanning line of the even line is inverted in the odd frame, and the scanning line in the odd line is inverted in the even frame. In a display method in which black display and image display are repeated every frame, using a readily available source drive IC and using the above-described polarity inversion method prevents the deterioration of the liquid crystal due to the bias in the polarity of the liquid crystal applied voltage. It is possible, It is possible to suppress the flicker of the shown image to a minimum, it is possible to improve the image quality of the moving image.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a block diagram illustrating the present embodiment, and FIG. 1B is a circuit configuration diagram illustrating the present embodiment.
FIG. 2 illustrates an example of a method for driving a liquid crystal display device in this embodiment.
FIG. 3 illustrates an example of a method for driving a liquid crystal display device in this embodiment.
FIG. 4 illustrates an example of a method for driving a liquid crystal display device in this embodiment.
FIG. 5 is a diagram showing a change in an applied voltage applied to the liquid crystal of the liquid crystal display device according to the present embodiment.
FIG. 6 is a diagram showing a change in an applied voltage applied to the liquid crystal of the liquid crystal display device according to the present embodiment.
FIG. 7 illustrates an example of a method for driving a liquid crystal display device in this embodiment.
FIG. 8 illustrates an example of a method for driving a liquid crystal display device in this embodiment.
FIG. 9 illustrates an example of a method for driving a liquid crystal display device in this embodiment.
FIG. 10 is an example of a liquid crystal display device in this embodiment.
[Explanation of symbols]
1: Scan line 13: Positive liquid crystal applied voltage 2: Signal line 14: Negative liquid crystal applied voltage 3: Pixel area 15: Actual common electrode voltage 4: Scan line drive IC 16: Actual positive liquid crystal applied voltage 5: Signal line drive IC 17: Actual negative liquid crystal applied voltage 6: Control circuit 18: Liquid crystal cell 7: Liquid crystal 19: Color filter substrate 8: Common electrode 20: Optical film 9: TFT 21: Cholesteric liquid crystal layer 10: Pixel electrode 22 : Backlight 11: optimal common electrode potential 23: TFT array substrate 24: polarizing plate

Claims

基板上に形成された複数の走査線と、
この走査線と交差する複数の信号線と、
前記走査線と前記信号線とで囲まれた画素領域とを備えた液晶表示装置の駆動方法において、
前記画素領域に印加される電圧の極性は２フレーム毎に反転し、かつ偶数行目の走査線は偶数フレームで反転し、奇数行目の走査線は奇数フレームで反転する工程、または偶数行目の走査線は奇数フレームで反転し、奇数行目の走査線は偶数フレームで反転する工程を含むことを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。A plurality of scanning lines formed on the substrate,
A plurality of signal lines intersecting the scanning line;
In a method for driving a liquid crystal display device including a pixel region surrounded by the scanning lines and the signal lines,
A step of inverting the polarity of the voltage applied to the pixel region every two frames, and inverting even-numbered scanning lines in even-numbered frames and inverting odd-numbered scanning lines in odd-numbered frames; The method of driving a liquid crystal display device according to claim 1, further comprising the step of:

基板上に形成された複数の走査線と、
この走査線と交差する複数の信号線と、
前記走査線と前記信号線とで囲まれた画素領域とを備えた液晶表示装置の駆動方法において、
前記画素領域の表示は偶数本の信号線毎に黒表示と画像表示が反転し、該黒表示と画像表示は１走査線毎に反転し、さらに前記画素領域の表示は１フレーム毎に反転して繰り返し表示する工程と、
前記画素領域に印加される電圧の極性は２フレーム毎に反転し、かつ偶数行目の走査線は偶数フレームで反転し、奇数行目の走査線は奇数フレームで反転する工程、または偶数行目の走査線は奇数フレームで反転し、奇数行目の走査線は偶数フレームで反転する工程を含むことを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。A plurality of scanning lines formed on the substrate,
A plurality of signal lines intersecting the scanning line;
In a method for driving a liquid crystal display device including a pixel region surrounded by the scanning lines and the signal lines,
In the display of the pixel area, black display and image display are inverted every even number of signal lines, the black display and image display are inverted every scanning line, and the display of the pixel area is inverted every frame. A process of repeatedly displaying
A step of inverting the polarity of the voltage applied to the pixel region every two frames, and inverting even-numbered scanning lines in even-numbered frames and inverting odd-numbered scanning lines in odd-numbered frames; The method of driving a liquid crystal display device according to claim 1, further comprising the step of:

前記画素領域に印加される電圧の極性は、同一走査線上で１信号線毎に反転し、かつ同一信号線上で２走査線毎に反転する工程を含むことを特徴とした請求項１または２記載の液晶表示装置の駆動方法。3. The method according to claim 1, further comprising a step of inverting the polarity of the voltage applied to the pixel region for each signal line on the same scanning line and for every two scanning lines on the same signal line. Driving method of a liquid crystal display device.

前記画素領域の表示は、画素表示と黒表示とを１フレーム毎に反転して表示し、かつ画像表示と黒表示とが反転するフレーム周波数が１００Ｈｚ以上であることを特徴とする請求項１または３に記載の液晶表示装置の駆動方法。The display of the pixel area is performed by inverting the pixel display and the black display for each frame, and the frame frequency at which the image display and the black display are inverted is 100 Hz or more. 4. The method for driving a liquid crystal display device according to item 3.

前記画素領域の表示は、画素表示と黒表示とを１フレームで反転して表示し、かつ画像表示から黒表示へと反転するフレーム周期と黒表示から画像表示へと反転するフレーム周期の和が２０ｍｓ以下であることを特徴とする請求項１、３または４記載の液晶表示装置の駆動方法。In the display of the pixel region, the pixel display and the black display are inverted and displayed in one frame, and the sum of the frame period for inverting the image display to the black display and the frame period for inverting the black display to the image display is obtained. 5. The method according to claim 1, wherein the driving time is 20 ms or less.

画像表示から黒表示への応答速度が、黒表示から画像表示への応答速度に比べ速い液晶を用いたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の液晶表示装置の駆動方法。6. The driving method of a liquid crystal display device according to claim 1, wherein a liquid crystal having a response speed from an image display to a black display is higher than a response speed from a black display to an image display.

基板上に形成された複数の走査線と、
この走査線と交差する複数の信号線と、
前記走査線と前記信号線とで囲まれた画素領域とを備えた液晶表示装置において、
前記画素領域に印加される電圧の極性は２フレーム毎に反転し、かつ偶数行目の走査線は偶数フレームで反転し、かつ奇数行目の走査線は奇数フレームで反転する手段、または偶数行目の走査線は奇数フレームで反転し、奇数行目の走査線は偶数フレームで反転する手段を備えたことを特徴とする液晶表示装置。A plurality of scanning lines formed on the substrate,
A plurality of signal lines intersecting the scanning line;
In a liquid crystal display device including a pixel region surrounded by the scanning lines and the signal lines,
Means for inverting the polarity of the voltage applied to the pixel region every two frames, and inverting even-numbered scanning lines in even-numbered frames and inverting odd-numbered scanning lines in odd-numbered frames, or A liquid crystal display device comprising: means for inverting a scanning line in an odd frame and inverting a scanning line in an odd line in an even frame.

基板上に形成された複数の走査線と、
この走査線と交差する複数の信号線と、
前記走査線と前記信号線とで囲まれた画素領域とを備えた液晶表示装置において、
前記画素領域の表示は偶数本の信号線毎に黒表示と画像表示が反転し、該黒表示と画像表示は１走査線毎に反転し、さらに前記画素領域の表示は１フレーム毎に反転して繰り返し表示する手段と、
前記画素領域に印加される電圧の極性は２フレーム毎に反転し、偶数行目の走査線は偶数フレームで反転し、奇数行目の走査線は奇数フレームで反転する手段、または偶数行目の走査線は奇数フレームで反転し、奇数行目の走査線は偶数フレームで反転する手段とを備えたこと特徴とする液晶表示装置。A plurality of scanning lines formed on the substrate,
A plurality of signal lines intersecting the scanning line;
In a liquid crystal display device including a pixel region surrounded by the scanning lines and the signal lines,
In the display of the pixel area, black display and image display are inverted every even number of signal lines, the black display and image display are inverted every scanning line, and the display of the pixel area is inverted every frame. Means for repeatedly displaying
The polarity of the voltage applied to the pixel region is inverted every two frames, the even-numbered scanning lines are inverted in even-numbered frames, and the odd-numbered scanning lines are inverted in odd-numbered frames. Means for inverting scanning lines in odd-numbered frames and inverting odd-numbered scanning lines in even-numbered frames.

前記画素領域に印加される電圧の極性は、同一走査線上で１信号線毎に反転し、かつ同一信号線上で２走査線毎に反転する手段を備えたことを特徴とした請求項７または８記載の液晶表示装置。9. The apparatus according to claim 7, further comprising means for inverting the polarity of the voltage applied to the pixel area for each signal line on the same scanning line and for every two scanning lines on the same signal line. The liquid crystal display device according to the above.

前記黒表示をしている画素領域の光を液晶表示装置内部へ反射させ、画像表示をしている画素領域へ再利用する手段を備えた請求項８または９記載の液晶表示装置。10. The liquid crystal display device according to claim 8, further comprising means for reflecting the light in the pixel region displaying black to the inside of the liquid crystal display device and reusing the light in the pixel region displaying images.