JP2010026393A - 液晶表示装置および液晶表示装置の駆動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】フリッカの発生を抑制し、表示品位の良好な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。
【解決手段】バッテリー電源ＰＳと、マトリクス状に配置される複数の画素電極ＰＥと、この画素電極ＰＥに対応して配置される共通電極ＣＥと、画素電極ＰＥと共通電極ＣＥの電位差に基づき応答する液晶層を有する表示画素ＰＸを有する液晶表示パネルＰＮＬと、表示画素ＰＮＬを駆動する駆動手段ＧＤ、ＳＤ、ＣＯＭと、駆動手段ＧＤ、ＳＤ、ＣＯＭを制御する駆動制御手段ＣＴＲと、を有し、駆動手段ＧＤ、ＳＤ、ＣＯＭは、共通電極ＣＥに第１電圧を供給する第１電圧供給手段ＣＯＭを有し、駆動制御手段ＣＴＲは、バッテリー電源ＰＳから出力される電圧信号の値に応じて、第１電圧Ｖｃｏｍの値を補正する補正手段１０を有する液晶表示装置。
【選択図】 図１

Description

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の液晶表示装置およびその駆動方法に関する。

液晶表示装置は、軽量、薄型、低消費電力などの特徴を生かして、パーソナルコンピュータ、情報携帯端末、テレビジョン、あるいはカーナビゲーションシステム等の表示装置として広く利用されている。

液晶表示装置は、液晶表示パネルと、液晶表示パネルを制御する制御回路とを有している。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。

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。

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交流信号により駆動されている。即ち、映像信号は、周期的にコモン電圧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、ライン反転駆動を採用した場合にはライン単位で映像信号が逆極性に設定される。このとき、コモン電圧が適当な値からずれた場合、フリッカが生じる場合があった。

従来、フリッカの発生を防止するために、コモン電圧の調整は、調整者がグレースケールを見ながらコントラストが最も良くなるように調整したり、フリッカの認識が容易な映像を投射し、調整者が画面上にムラがない映像になるように調整したりする方法が提案されている（特許文献１参照）。
特開平１０−６２７４８号公報

しかしながら、電源としてバッテリー電源を用いた場合には、電源出力される電圧信号の値が使用開始してからの時間経過に伴って変化することがある。電源から出力される電圧が変化すると、それに伴い、バッテリー電源から供給される電圧信号によって生成されるゲート電圧の値が変化する。

ゲート電圧の値が変化すると、さらに、画素スイッチの選択期間終了の際の液晶電圧の低下分、すなわち、生じる突き抜け電圧が変化する。この突き抜け電圧は、走査線線に印加されるゲート電圧が、画素スイッチを導通状態にする電圧レベル（オン電圧レベル）から、絶縁状態にする電圧レベル（オフ電圧レベル）に変化する瞬間に、走査線と液晶容量とが結合容量することによって生じる。

予めコモン電圧の値を最適値に設定した場合であっても、上記のように突き抜け電圧の値が変化すると、予め調整されたコモン電圧の値が最適値からずれて、フリッカが発生し、表示品位が劣化する場合があった。

本発明は、上記の問題点に鑑みて成されたものであって、フリッカの発生を抑制し、表示品位の良好な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。

本発明の第１態様による液晶表示装置は、バッテリー電源と、マトリクス状に配置される複数の画素電極と、この画素電極に対応して配置される共通電極と、前記画素電極と前記共通電極の電位差に基づき応答する液晶層を有する表示画素を有する液晶表示パネルと、前記表示画素を駆動する駆動手段と、前記駆動手段を制御する駆動制御手段と、を有し、前記駆動手段は、前記共通電極に第１電圧を供給する第１電圧供給手段を有し、前記駆動制御手段は、前記バッテリー電源から出力される電圧信号の値に応じて、前記第１電圧の値を補正する補正手段を有する。

本発明の第２態様による液晶表示装置の駆動方法は、バッテリー電源と、マトリクス状に配置され複数の画素電極と、この画素電極に対応して配置される共通電極と、前記画素電極と前記共通電極との間の電位差に基づき応答する液晶層を有する表示画素を有する液晶表示パネルと、有する液晶表示装置の駆動方法であって、前記画素電極に接続されたスイッチング素子のオン／オフを制御する走査信号を供給する走査信号供給ステップと、前記共通電極に第１電圧を供給する第１電圧供給するステップと、前記第１電圧の値を補正する補正ステップと、を有し、前記補正ステップは、前記バッテリー電源から出力された電圧信号の値を測定する測定ステップと、前記測定ステップでの測定結果から走査信号の振幅を算出し、前記走査信号の振幅から突き抜け電圧の値を算出する走査信号算出ステップと、前記走査信号算出ステップでの算出結果から補正後の前記第１電圧を算出する第１電圧算出ステップと、を有する。

この発明によれば、フリッカの発生を抑制し、表示品位の良好な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。

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および図２に示すように、本実施形態に係る液晶表示装置は、バッテリー電源ＰＳと、液晶表示パネルＰＮＬと、この液晶表示パネルＰＮＬを駆動する駆動部と、バッテリー電源から給電され、駆動部を制御する駆動制御部ＣＴＲと、を有している。

液晶表示パネルＰＮＬは、アレイ基板（図示せず）、対向基板（図示せず）、およびアレイ基板と対向基板とに挟持された液晶層を備えている。この液晶層は、例えば、ノーマリホワイトの表示動作のために、予めスプレイ配向からベンド配向に転移されるＯＣＢモード液晶を液晶材料として含む。本実施形態では、液晶のベンド配向からスプレイ配向への逆転移は、周期的に高電圧、例えば非映像信号として黒表示に対応した駆動電圧を液晶層に印加することにより阻止される。

液晶表示パネルＰＮＬは、マトリクス状に配置された表示画素ＰＸからなる表示部ＤＹＰを備えている。液晶表示パネルＰＮＬは互いに対向する一対の基板、すなわち、アレイ基板と対向基板とを有している。

液晶表示パネルＰＮＬのアレイ基板上には、それぞれの表示画素ＰＸに画素電極ＰＥが配置されている。対向基板上には、画素電極に対応して、複数の画素電極ＰＥに対向するように共通電極ＣＥが配置されている。液晶層は、画素電極ＰＥと共通電極ＣＥの電位差に基づき応答する。

複数の表示画素ＰＸは各々画素電極ＰＥおよび共通電極ＣＥ間に保持される液晶層によって構成される液晶容量Ｃｌｃを有する。液晶容量Ｃｌｃは、液晶材料の比誘電率、画素電極面積、液晶セルギャップによって決まる。

また、画素電極ＰＥの一部と、この画素電極ＰＥの一部と絶縁膜を介して積層され、走査線Ｇと略平行に延びるように配置された共通電極Ｃｓとによって、蓄積容量Ｃｓｔが構成される。

またアレイ基板上には、表示部ＤＹＰにおいて、表示画素ＰＸの配列する行に沿って延びる複数の走査線ＧＬと、表示画素ＰＸの配列する列に沿って延びる複数の信号線ＳＬとが配置されている。

図２に示すように、走査線ＧＬと信号線ＳＬとの交差部近傍には、画素スイッチＳＷが配置されている。画素スイッチＳＷは例えばスイッチング素子として薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を有している。

この画素スイッチＳＷのゲート電極は対応する走査線ＧＬに電気的に接続されている。画素スイッチＳＷのソース電極は対応する信号線ＳＬに電気的に接続されている。画素スイッチＳＷのドレイン電極は表示画素ＰＸのそれぞれに配置された画素電極ＰＥに電気的に接続されている。図２に示すように、画素スイッチＷのゲート電極とドレイン電極との間にはゲート・ドレイン間容量Ｃｇｄが生じている。

このゲート・ドレイン間容量Ｃｇｄが生じることによって、画素スイッチＳＷの選択期間が終了したタイミングで液晶電圧が低下する。すなわち、画素スイッチＳＷの選択期間が終了したタイミングで突き抜け電圧ΔＶが生じる。突き抜け電圧ΔＶは、走査線Ｇに印加されるゲート電圧Ｖｇが、オン電圧レベルからオフ電圧レベルに変化する瞬間に、走査線Ｇと液晶容量とが結合容量することによって生じる。

本実施形態に係る液晶表示装置の場合、突き抜け電圧ΔＶの値は、（Ｃｇｄ／（ＣＬＣ＋Ｃｓ＋Ｃｇｄ））×ゲート電圧振幅となる。なお、ゲート電圧振幅とは、ゲート電圧Ｖｇのオン電圧レベルとオフ電圧レベルとの差である。

駆動部は、ゲートドライバＧＤ、ソースドライバＳＤ、および、コモン電圧生成部ＣＯＭを有している。複数の走査線ＧＬはゲートドライバＧＤに電気的に接続されている。複数の信号線ＳＬはソースドライバＳＤに電気的に接続されている。ゲートドライバＧＤおよびソースドライバＳＤは、駆動制御部ＣＴＲに制御されて、表示画素ＰＸのそれぞれに対応する映像信号を書き込む。

駆動制御部ＣＴＲは、バッテリー電源ＰＳから供給された電圧信号からゲート電圧信号を生成するゲート電圧生成部ＧＶと、バッテリー電源ＰＳから供給された電圧信号からソース電圧信号を生成するソース電圧生成部ＳＶと、外部信号源ＳＳから供給された映像信号をソースドライバＳＤに供給可能なデータに変換する信号制御部ＳＣと、コモン電圧補正部１０とを有している。

コモン電圧補正部１０は、バッテリー電源ＰＳから出力された電圧信号が入力される測定部１２と、測定部１２の出力信号が入力されるゲート電圧算出部１４と、ゲート電圧算出部１４の出力信号が入力されるコモン電圧算出部１６とを有している。

次に、上記の液晶表示装置の動作について以下に説明する。ゲート電圧生成部ＧＶにバッテリー電源ＰＳから電圧信号が供給される。信号制御部ＳＣは、ゲート電圧生成部ＧＶを制御して、バッテリー電源ＰＳからの電圧信号に基づいてゲート電圧Ｖｇを生成させる。ゲート電圧Ｖｇは、ゲートドライバＧＤに出力され、ゲートドライバＧＤから走査線ＧＬを介して表示画素ＰＸに供給される。

ソース電圧生成部ＳＶにはバッテリー電源ＰＳから電圧信号が供給される。ソース電圧生成部ＳＶは、バッテリー電源ＰＳからの電圧信号に基づいて所定数の階調基準電圧を生成する。信号制御部ＳＣには外部信号源ＳＳから映像信号が入力される。信号制御部ＳＣは、入力された映像信号をソースドライバＳＤに供給可能な映像データに変換して出力する。

ソースドライバＳＤは、ソース電圧生成部ＳＶから供給された階調基準電圧と、信号制御部ＳＣから供給された映像データとから、ソース電圧を生成する。ソース電圧は、ソースドライバＳＤから信号線Ｓを介して表示画素ＰＸに供給される。すなわち、ソース電圧は、ゲート電圧Ｖｇがオンレベルとなることにより導通した画素スイッチＳＷを介して信号線ＳＬから対応する表示画素ＰＸの画素電極ＰＥに印加される。

また、バッテリー電源から出力された電圧信号は電圧レギュレータＶＲに供給される。電圧レギュレータＶＲは、供給された電圧信号に基づいて所定の電圧信号をコモン電圧生成部ＣＯＭに出力する。コモン電圧生成部ＣＯＭは、電圧レギュレータＶＲから供給された電圧信号から、予め設定されたコモン電圧Ｖｃｏｍを生成し、液晶表示パネルＰＮＬに出力する。液晶表示パネルＰＮＬに供給されたコモン電圧Ｖｃｏｍは、共通電極ＣＥに印加される。

上記のように、画素電極ＰＥに印加されたソース電圧と、共通電極ＣＥとに印加されたコモン電圧Ｖｃｏｍとが液晶容量Ｃｌｃに印加され、これに応答して所望の表示がなさる。

ここで、コモン電圧Ｖｃｏｍを補正する場合、まず、測定部１２が、バッテリー電源ＰＳの出力電圧値を測定してモニタする（ステップＳＴ１）。続いて、ゲート電圧算出部１４が、測定部１２で測定された電圧値からゲート電圧生成部ＧＶで生成されるゲート電圧の振幅を算出し（ステップＳＴ２）、さらに算出されたゲート電圧の振幅から、新たに突き抜け電圧ΔＶ´の値を算出する（ステップＳＴ３）。次に、コモン電圧算出部１６が、ゲート電圧算出部１４で算出された突き抜け電圧ΔＶ´の値から、新たにコモン電圧の最適値Ｖｃｏｍ´を算出する（ステップＳＴ４）。

コモン電圧算出部１６から出力された新たなコモン電圧の最適値Ｖｃｏｍ´は、コモン電圧生成部ＣＯＭに入力される。コモン電圧生成部ＣＯＭは、入力されたコモン電圧の最適値Ｖｃｏｍ´の値を、コモン電圧Ｖｃｏｍとして液晶表示パネルＰＮＬに出力する。液晶表示パネルＰＮＬに入力されたコモン電圧Ｖｃｏｍは共通電極ＣＥに供給される。

したがって、バッテリー電源ＰＳから駆動制御部ＣＴＲに供給される電圧信号の値が変化し、その結果、突き抜け電圧ΔＶが変化することによって、予め調整されたコモン電圧Ｖｃｏｍの値が最適値からずれた場合であっても、駆動制御部ＣＴＲが上記のようなコモン電圧補正部１０を有し、新たなコモン電圧の最適値Ｖｃｏｍ´をコモン電圧Ｖｃｏｍとして液晶表示パネルＰＮＬに供給することによって、フリッカの発生を抑制することが可能となる。

すなわち、本実施形態に係る液晶表示装置、および、液晶表示装置の駆動方法によれば、バッテリー電源の状態に依存することなく、フリッカの発生を抑制し、表示品位の良好な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。

さらに、本実施形態に係る液晶表示装置の駆動方法をＯＣＢモードの液晶表示装置と組み合わせることによって、例えば、バッテリー電源から出力される電圧信号の値が使用を開始してからの時間経過に伴って小さくなった場合でも、コモン電圧Ｖｃｏｍを最適値に設定することができるため、より効果的に逆転移を防止することが出来る。

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、上記の実施形態に係る液晶表示装置はＯＣＢモードの液晶表示装置であったが、この発明は全ての液晶モードの液晶表示装置に適用することが出来る。

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。

本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の液晶表示装置の構成例を概略的に示す図。 図１に示す液晶表示装置の表示画素の構成例を概略的に示す図。 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。 図１に示す液晶表示装置の駆動方法を説明するためのフローチャート。

符号の説明

ＰＳ…バッテリー電源、ＰＮＬ…液晶表示パネル、ＣＴＲ…駆動制御部、ＰＸ…表示画素、ＰＥ…画素電極、ＣＥ…共通電極、ＧＤ…ゲートドライバ、ＳＤ…ソースドライバ、ＣＯＭ…コモン電圧生成部。

Claims (3)

1. バッテリー電源と、
   マトリクス状に配置される複数の画素電極と、この画素電極に対応して配置される共通電極と、前記画素電極と前記共通電極の電位差に基づき応答する液晶層を有する表示画素を有する液晶表示パネルと、
   前記表示画素を駆動する駆動手段と、
   前記駆動手段を制御する駆動制御手段と、を有し、
   前記駆動手段は、前記共通電極に第１電圧を供給する第１電圧供給手段を有し、
   前記駆動制御手段は、前記バッテリー電源から出力される電圧信号の値に応じて、前記第１電圧の値を補正する補正手段を有する液晶表示装置。
2. 前記駆動部は、前記画素電極に接続されたスイッチング素子のオン／オフを制御する走査信号を供給する走査信号供給手段をさらに有し、
   前記補正手段は、前記バッテリー電源から出力される電圧信号の値を測定する測定手段と、前記測定手段での測定結果から走査信号の振幅を算出し、前記走査信号の振幅から突き抜け電圧の値を算出する走査信号算出手段と、前記走査信号算出手段での算出結果から補正後の前記第１電圧を算出する第１電圧算出手段と、を有する請求項１記載の液晶表示装置。
3. バッテリー電源と、マトリクス状に配置され複数の画素電極と、この画素電極に対応して配置される共通電極と、前記画素電極と前記共通電極との間の電位差に基づき応答する液晶層を有する表示画素を有する液晶表示パネルと、有する液晶表示装置の駆動方法であって、
   前記画素電極に接続されたスイッチング素子のオン／オフを制御する走査信号を供給する走査信号供給ステップと、
   前記共通電極に第１電圧を供給する第１電圧供給するステップと、
   前記第１電圧の値を補正する補正ステップと、を有し、
   前記補正ステップは、前記バッテリー電源から出力された電圧信号の値を測定する測定ステップと、
   前記測定ステップでの測定結果から走査信号の振幅を算出し、前記走査信号の振幅から突き抜け電圧の値を算出する走査信号算出ステップと、
   前記走査信号算出ステップでの算出結果から補正後の前記第１電圧を算出する第１電圧算出ステップと、を有する液晶表示装置の駆動方法。

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