JP2019056740A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】低周波駆動に起因するフリッカの発生を防止することのできる液晶表示装置を実現する。【解決手段】共通電極は、或るフレーム期間に正極性の映像信号が印加される画素電極５１に対応する奇数列用の共通電極５４（ｏ）と或るフレーム期間に負極性の映像信号が印加される画素電極５１に対応する偶数列用の共通電極５４（ｅ）とに分割された態様で設けられる。共通電極ドライバ４００は、奇数列用の共通電極５４（ｏ）と偶数列用の共通電極５４（ｅ）とにそれぞれ独立に電圧を印加することができるように構成される。【選択図】図１

Description

以下の開示は、液晶表示装置に関し、より詳しくは、低周波駆動を採用した液晶表示装置に関する。

近年、液晶表示装置に関し、低消費電力化の要求が高まっている。従来の一般的な液晶表示装置は６０Ｈｚの駆動周波数（フレーム周波数）で駆動されているが、駆動周波数が高いほど消費電力が大きくなるので、低消費電力化を図るために駆動周波数を低減する技術の開発が盛んである。その典型例として、駆動周波数を顕著に低くした休止期間と当該休止期間よりも高い駆動周波数の通常期間との切り替えを可能にした「低周波駆動」が挙げられる。この低周波駆動では、例えば、通常期間の駆動周波数は３０Ｈｚとされ、休止期間の駆動周波数は１Ｈｚとされる。そして、例えば、所定期間を通じて表示画面に変化がなかったときに通常駆動から休止期間への切り替えが行われ、ユーザーが何らかの操作を行ったときや外部からデータが送られてきたときに休止期間から通常期間への切り替えが行われる。

しかしながら、上述のような低周波駆動を採用した液晶表示装置では、輝度変化に関して駆動周波数の半分の周波数成分が生じることに起因するフリッカが発生することがある。例えば、駆動周波数を３０Ｈｚとして液晶表示装置が駆動されているときに、輝度変化に関して１５Ｈｚの周波数成分が生じ、その輝度変化が人の目にフリッカとして視認される。以下、このようなフリッカの発生について詳しく説明する。なお、以下では、１列毎に液晶印加電圧の極性を反転させるカラム反転駆動を採用している液晶表示装置が駆動周波数を３０Ｈｚとして駆動されている場合を例に挙げて説明する。

図１４は、理想的な表示が行われている状態について説明するための信号波形図である。図１４では、奇数列における映像信号電圧Ｖ（ｏ）の変化および偶数列における映像信号電圧Ｖ（ｅ）の変化を実線で表し、共通電極に印加されている電圧（以下、「共通電圧」という。）Ｖｃｏｍを点線で表している。映像信号はゲートバスラインとソースバスラインとの交差部近傍に設けられたＴＦＴを介して画素電極に与えられるので、映像信号電圧Ｖ（ｏ）と共通電圧Ｖｃｏｍとの差が奇数列における液晶印加電圧となり、映像信号電圧Ｖ（ｅ）と共通電圧Ｖｃｏｍとの差が偶数列における液晶印加電圧となる。

ここで、図１４に示す例では、奇数列と偶数列とで最適共通電極電圧（液晶印加電圧が正極性であるときの輝度と液晶印加電圧が負極性であるときの輝度とが等しくなる共通電圧）（「最適Ｖｃｏｍ」とも呼ばれる）が一致している。換言すれば、奇数列においても偶数列においても、最適共通電極電圧の値と共通電圧Ｖｃｏｍの値とが等しくなっている。これにより、図１４に示すように、奇数フレームＦＲ（ｏ）において「奇数列における映像信号電圧Ｖ（ｏ）と最適共通電極電圧との差９１ａ」と「偶数列における映像信号電圧Ｖ（ｅ）と最適共通電極電圧との差９１ｄ」とは等しくなっており、かつ、偶数フレームＦＲ（ｅ）において「奇数列における映像信号電圧Ｖ（ｏ）と最適共通電極電圧との差９１ｂ」と「偶数列における映像信号電圧Ｖ（ｅ）と最適共通電極電圧との差９１ｃ」とは等しくなっている。その結果、図１５に示すような輝度変化の波形が得られる。このとき、３０Ｈｚの周波数で輝度が変化している。

図１６は、フリッカが発生する状態について説明するための信号波形図である。なお、図１６では、偶数列における最適共通電極電圧を符号９２の実線で表している。図１６に示す例では、奇数列と偶数列とで最適共通電極電圧の値が異なっている。詳しくは、奇数列においては最適共通電極電圧の値が共通電圧Ｖｃｏｍの値に等しくなっているが、偶数列においては最適共通電極電圧の値が共通電圧Ｖｃｏｍの値とは異なっている。これにより、図１６に示すように、奇数フレームＦＲ（ｏ）において「偶数列における映像信号電圧Ｖ（ｅ）と最適共通電極電圧との差９３ｄ」は「奇数列における映像信号電圧Ｖ（ｏ）と最適共通電極電圧との差９３ａ」よりも小さくなっており、かつ、偶数フレームＦＲ（ｅ）において「偶数列における映像信号電圧Ｖ（ｅ）と最適共通電極電圧との差９３ｃ」は「奇数列における映像信号電圧Ｖ（ｏ）と最適共通電極電圧との差９３ｂ」よりも大きくなっている。その結果、図１７に示すような輝度変化の波形が得られる。このとき、１５Ｈｚの周波数で輝度が変化している。

一般的に、輝度変化に関して５〜１５Ｈｚの周波数成分が生じると、その輝度変化が人の目にフリッカとして視認される。従って、図１５に示すような輝度変化の波形が得られるときには当該輝度変化は人の目にフリッカとして視認されないが、図１７に示すような輝度変化の波形が得られるときには当該輝度変化は人の目にフリッカとして視認される。

ところで、奇数列における最適共通電極電圧の値と偶数列における最適共通電極電圧の値との間に差が生じる要因として次の２つの要因が考えられる。
第１の要因：駆動周波数を切り替えたときなどに奇数列と偶数列との間で電荷（画素電極−共通電極間の画素容量に蓄積される電荷）の偏りが生じること
第２の要因：奇数列と偶数列との間で、走査信号電圧がゲートオン電圧からゲートオフ電圧へと立ち下がる時に生じる引き込み電圧の大きさに差が生じること

ここで、図１８を参照しつつ、上記第１の要因について説明する。図１８では、奇数列ＳＯおよび偶数列ＳＥのそれぞれに関し、映像信号電圧の変化を実線で表すとともに電荷の蓄積を考慮した実効電圧の変化を太点線で表している。また、輝度変化を太実線で表している。但し、この輝度変化の波形は、輝度の変化を模式的に表したものであって、正確な輝度の変化を表しているわけではない。符号ＦＲ（ｏ）を付した矢印の期間は奇数フレームを表しており、符号ＦＲ（ｅ）を付した矢印の期間は偶数フレームを表している。なお、時点ｔ９２以前の期間は駆動周波数を１Ｈｚとする休止期間であり、時点ｔ９２以降の期間は駆動周波数を３０Ｈｚとする通常期間である。すなわち、時点ｔ９２以前の期間（休止期間）における各フレーム期間（ＦＲ（ｏ）、ＦＲ（ｅ））の長さは１秒であり、時点ｔ９２以降の期間（通常期間）における各フレーム期間（ＦＲ（ｏ）、ＦＲ（ｅ））の長さは（１／３０）秒である。このように、図１８に示す例では、時点ｔ９２に駆動周波数の切り替えが行われている。なお、図１８では、液晶印加電圧の大きさを網掛けによって模式的に表している。

休止期間には、奇数列ＳＯにおける液晶印加電圧の極性は正極性であり、偶数列ＳＥにおける液晶印加電圧の極性は負極性である。このため、時点ｔ９０を基準とすると、時点ｔ９１までの期間を通じて、奇数列ＳＯでは最適共通電極電圧がプラス側にシフトするように画素容量に電荷が蓄積され、偶数列ＳＥでは最適共通電極電圧がマイナス側にシフトするように画素容量に電荷が蓄積される。その結果、時点ｔ９１には、図１８に示すように、奇数列ＳＯでの実効電圧は本来の液晶印加電圧よりもΔＶａだけ大きくなり、偶数列ＳＥでの実効電圧は本来の液晶印加電圧よりもΔＶｂだけ大きくなる。画素容量への電荷の蓄積が上述のように行われることにより、図１８から把握されるように、偶数フレームＦＲ（ｅ）では、奇数列ＳＯにおいても偶数列ＳＥにおいても液晶印加電圧が本来よりも小さくなるので、輝度が本来よりも小さくなり、奇数フレームＦＲ（ｏ）では、奇数列ＳＯにおいても偶数列ＳＥにおいても液晶印加電圧が本来よりも大きくなるので、輝度が本来よりも大きくなる。

時点ｔ９２の直前の時点には、奇数列ＳＯでは最適共通電極電圧がプラス側にシフトするように画素容量に電荷が蓄積されており、偶数列ＳＥでは最適共通電極電圧がマイナス側にシフトするように画素容量に電荷が蓄積されている。このため、時点ｔ９２に駆動周波数の切り替えが行われた後、通常期間には、奇数列ＳＯでは最適共通電極電圧がプラス側にシフトされた状態が維持され、偶数列ＳＥでは最適共通電極電圧がマイナス側にシフトされた状態が維持される。このため、通常期間には、図１８から把握されるように、奇数フレームＦＲ（ｏ）では、奇数列ＳＯにおいても偶数列ＳＥにおいても液晶印加電圧が本来よりも小さくなるので、輝度が本来よりも小さくなり、偶数フレームＦＲ（ｅ）では、奇数列ＳＯにおいても偶数列ＳＥにおいても液晶印加電圧が本来よりも大きくなるので、輝度が本来よりも大きくなる。ここで、通常期間の駆動周波数は３０Ｈｚであるので、周波数を１５Ｈｚとする輝度変化が生じることになる。このようにして、フリッカが発生する。

以上のように、低周波駆動を採用した従来の液晶表示装置では、例えば奇数列と偶数列とで最適共通電極電圧が異なることに起因してフリッカが発生する。特開２００９−９２９３０号公報には、このようなフリッカの発生を抑制する技術が開示されている。特開２００９−９２９３０号公報に開示された液晶表示装置では、共通電極と画素電極との位置関係に関して下層電極を共通電極とするＳ−ＴＯＰ画素構造と上層電極を共通電極とするＣ−ＴＯＰ画素構造とが１列毎に交互に現れる構成が採用され、Ｓ−ＴＯＰ画素構造の部分における共通電圧とＣ−ＴＯＰ画素構造の部分における共通電圧とを独立に調整することが可能となっている。このように２つの部分における共通電圧を独立に調整することによって、フリッカの発生が抑制されている。

特開２００９−９２９３０号公報

ところが、特開２００９−９２９３０号公報に開示された液晶表示装置では、例えば奇数列と偶数列とで画素構造が異なっている。このため、奇数列と偶数列とに或る同じ大きさの映像信号電圧を与えても、最適共通電極電圧のシフト方向が奇数列と偶数列とで異なる。従って、点灯初期の頃はフリッカが発生しなくても、点灯時間の経過とともに輝度変化に関して駆動周波数の半分の周波数成分が大きくなってフリッカが発生する。また、特開２００９−９２９３０号公報には、駆動周波数の切り替え（通常期間と休止期間との切り替え）に伴う最適共通電極電圧のずれ（変化）について何ら記載されていない。

そこで、以下の開示は、低周波駆動に起因するフリッカの発生を防止することのできる液晶表示装置を実現することを目的とする。

いくつかの実施形態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画素電極を備えた液晶表示装置であって、
或るフレーム期間に正極性の映像信号が印加される画素電極に対応して設けられた第１の共通電極と、
前記或るフレーム期間に負極性の映像信号が印加される画素電極に対応して設けられた第２の共通電極と、
前記第１の共通電極と前記第２の共通電極とにそれぞれ独立に電圧を印加することのできる共通電極駆動部と
を備え、
前記複数の画素電極は同じ層に形成され、かつ、前記第１の共通電極と前記第２の共通電極とは同じ層に形成されている。

いくつかの実施形態による液晶表示装置によれば、共通電極は、通常とは異なり、或るフレーム期間に正極性の映像信号が印加される画素電極に対応する第１の共通電極と当該或るフレーム期間に負極性の映像信号が印加される画素電極に対応する第２の共通電極とに分割されている。そして、共通電極駆動部は、第１の共通電極と第２の共通電極とにそれぞれ独立に電圧を印加することのできるように構成されている。このため、低周波駆動が行われることによって第１の共通電極についての最適共通電極電圧と第２の共通電極についての最適共通電極電圧とが異なる値となっても、第１の共通電極と第２の共通電極とにそれぞれ好適な電圧を共通電圧として印加することができるので、フリッカの発生を防止することができる。以上のように、低周波駆動に起因するフリッカの発生を防止することのできる液晶表示装置が実現される。

第１の実施形態の要部の構成を示す図である。 上記第１の実施形態に係る液晶表示装置の全体構成を示すブロック図である。 上記第１の実施形態において、画素マトリクスの一部に対応する共通電極の構成を示す図である（ストライプ配置が採用されている例）。 上記第１の実施形態において、画素マトリクスの一部に対応する共通電極の構成を示す図である（千鳥配置が採用されている例）。 上記第１の実施形態において、共通電極と画素電極との位置関係の一例を示す図である（下層電極が共通電極である例）。 上記第１の実施形態において、共通電極と画素電極との位置関係の一例を示す図である（上層電極が共通電極である例）。 ２５６階調の階調表示が可能な或る液晶表示装置で駆動周波数を３０Ｈｚとして階調値１２８の画像表示を行ったときの１５Ｈｚ成分（駆動周波数の半分の周波数成分）の発生について説明するための図である。 ３つのΔＶｃｏｍの値（−７．０ｍＶ、−１．０ｍＶ、および＋７．０ｍＶ）による輝度波形の違いを示す図である。 或る液晶表示装置において液晶に＋２Ｖの直流電圧を１０秒間継続して印加したときの実効電圧の変化を示す図である。 第２の実施形態における駆動方法について説明するための図である（休止期間の最終フレームの長さが１秒である場合）。 上記第２の実施形態における駆動方法について説明するための図である（休止期間の最終フレームの長さが１秒未満である場合）。 従来と同様の共通電圧を共通電極に印加した場合において駆動周波数を「３０Ｈｚ、１Ｈｚ、３０Ｈｚ」という順序で変化させた際の輝度の変化を示す図である。 上記第２の実施形態において、駆動周波数を「３０Ｈｚ、１Ｈｚ、３０Ｈｚ」という順序で変化させた際の輝度の変化を示す図である。 従来例に関し、理想的な表示が行われている状態について説明するための信号波形図である。 従来例に関し、理想的な表示が行われる際の輝度変化を示す波形図である。 従来例に関し、フリッカが発生する状態について説明するための信号波形図である。 従来例に関し、フリッカが発生する際の輝度変化を示す波形図である。 従来例に関し、奇数列における最適共通電極電圧と偶数列における最適共通電極電圧との間に差が生じる第１の要因について説明するための図である。

以下、添付図面を参照しつつ、実施形態について説明する。

＜１．第１の実施形態＞
＜１．１ 全体構成および動作概要＞
図２は、第１の実施形態に係る液晶表示装置の全体構成を示すブロック図である。この液晶表示装置は、表示制御回路１００とゲートドライバ２００とソースドライバ３００と共通電極ドライバ（共通電極駆動部）４００と表示部５００とを備えている。

表示部５００には、複数本（ｎ本）のソースバスライン（映像信号線）ＳＬ１〜ＳＬｎと複数本（ｍ本）のゲートバスライン（走査信号線）ＧＬ１〜ＧＬｍとが配設されている。ソースバスラインＳＬ１〜ＳＬｎとゲートバスラインＧＬ１〜ＧＬｍとの各交差点に対応して、画素を形成する画素形成部５が設けられている。すなわち、表示部５００には、複数個（ｍ×ｎ個）の画素形成部５が含まれている。上記複数個の画素形成部５はマトリクス状に配置されて画素マトリクスを構成している。各画素形成部５には、対応する交差点を通過するゲートバスラインＧＬにゲート電極が接続されると共に当該交差点を通過するソースバスラインＳＬにソース電極が接続されたスイッチング素子であるＴＦＴ（薄膜トランジスタ）５０と、そのＴＦＴ５０のドレイン電極に接続された画素電極５１と、上記複数個の画素形成部５に共通的に設けられた共通電極５４および補助容量電極５５と、画素電極５１と共通電極５４とによって形成される液晶容量５２と、画素電極５１と補助容量電極５５とによって形成される補助容量５３とが含まれている。液晶容量５２と補助容量５３とによって画素容量５６が構成されている。なお、図２における表示部５００内には、１つの画素形成部５に対応する構成要素のみを示している。

本実施形態においては、詳しくは後述するが、共通電極５４は、奇数列用の部分と偶数列用の部分とに分割されている。以下においては、奇数列用の共通電極には符号５４（ｏ）を付し、偶数列用の共通電極には符号５４（ｅ）を付す。

ところで、表示部５００内のＴＦＴ５０としては、例えば酸化物ＴＦＴ（酸化物半導体をチャネル層に用いた薄膜トランジスタ）を採用することができる。より具体的には、インジウム（Ｉｎ），ガリウム（Ｇａ），亜鉛（Ｚｎ），および酸素（Ｏ）を主成分とする酸化物半導体であるＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ（酸化インジウムガリウム亜鉛）によりチャネル層が形成されたＴＦＴ（以下、「Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ−ＴＦＴ」という。）をＴＦＴ５０として採用することができる。このようなＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ−ＴＦＴを採用することにより、高精細化や低消費電力化などの効果が得られる。また、ＴＦＴ５０でのリーク電流が低減されるので、フリッカの発生を効果的に抑制することも可能となる。表示部５００内のＴＦＴ５０として、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ（酸化インジウムガリウム亜鉛）以外の酸化物半導体をチャネル層に用いたトランジスタを採用することもできる。例えば、インジウム，ガリウム，亜鉛，銅（Ｃｕ），シリコン（Ｓｉ），錫（Ｓｎ），アルミニウム（Ａｌ），カルシウム（Ｃａ），ゲルマニウム（Ｇｅ），および鉛（Ｐｂ）のうち少なくとも１つを含む酸化物半導体をチャネル層に用いたトランジスタを採用した場合にも同様の効果が得られる。なお、酸化物ＴＦＴ以外のＴＦＴの使用を排除するものではない。

次に、図２に示す構成要素の動作について説明する。表示制御回路１００は、外部から送られる画像信号ＤＡＴと水平同期信号や垂直同期信号などのタイミング信号群ＴＧとを受け取り、デジタル映像信号ＤＶと、ゲートドライバ２００の動作を制御するためのゲートスタートパルス信号ＧＳＰおよびゲートクロック信号ＧＣＫと、ソースドライバ３００の動作を制御するためのソーススタートパルス信号ＳＳＰ，ソースクロック信号ＳＣＫ，およびラッチストローブ信号ＬＳと、共通電極ドライバ４００の動作を制御するための共通電圧制御信号ＶＣＴＬとを出力する。

ゲートドライバ２００は、表示制御回路１００から送られるゲートスタートパルス信号ＧＳＰとゲートクロック信号ＧＣＫとに基づいて、アクティブな走査信号Ｇ（１）〜Ｇ（ｍ）の各ゲートバスラインＧＬ１〜ＧＬｍへの印加を１垂直走査期間を周期として繰り返す。

ソースドライバ３００は、表示制御回路１００から送られるデジタル映像信号ＤＶ，ソーススタートパルス信号ＳＳＰ，ソースクロック信号ＳＣＫ，およびラッチストローブ信号ＬＳを受け取り、ソースバスラインＳＬ１〜ＳＬｎに駆動用映像信号Ｓ（１）〜Ｓ（ｎ）を印加する。このとき、ソースドライバ３００では、ソースクロック信号ＳＣＫのパルスが発生するタイミングで、各ソースバスラインＳＬ１〜ＳＬｎに印加すべき電圧を示すデジタル映像信号ＤＶが順次に保持される。そして、ラッチストローブ信号ＬＳのパルスが発生するタイミングで、上記保持されたデジタル映像信号ＤＶがアナログ電圧に変換される。その変換されたアナログ電圧は、駆動用映像信号Ｓ（１）〜Ｓ（ｎ）として全てのソースバスラインＳＬ１〜ＳＬｎに一斉に印加される。

共通電極ドライバ４００は、表示制御回路１００から送られる共通電圧制御信号ＶＣＴＬに基づいて、共通電極５４（ｏ）に共通電圧Ｖｃｏｍ１を印加するとともに共通電極５４（ｅ）に共通電圧Ｖｃｏｍ２を印加する。すなわち、共通電極ドライバ４００は、奇数列用の共通電極５４（ｏ）と偶数列用の共通電極５４（ｅ）とにそれぞれ独立に電圧を印加することができる。

以上のようにして、ゲートバスラインＧＬ１〜ＧＬｍに走査信号Ｇ（１）〜Ｇ（ｍ）が印加され、ソースバスラインＳＬ１〜ＳＬｎに駆動用映像信号Ｓ（１）〜Ｓ（ｎ）が印加され、共通電極５４（ｏ）に共通電圧Ｖｃｏｍ１が印加され、共通電極５４（ｅ）に共通電圧Ｖｃｏｍ２が印加されることにより、外部から送られる画像信号ＤＡＴに応じた画像が表示部５００に表示される。

＜１．２ 共通電極の構成および駆動方法＞
次に、本実施形態における共通電極５４の構成について説明する。図３は、画素マトリクスの一部に対応する共通電極５４の構成を示す図である。図３では、画素電極５１を表す部分に、或るフレーム期間における液晶印加電圧の極性（すなわち、或るフレーム期間に画素電極５１に印加される映像信号の極性）を示している。図３から把握されるように、或るフレーム期間では、奇数列ＳＯの液晶印加電圧は正極性となっていて、偶数列ＳＥの液晶印加電圧は負極性となっている。すなわち、この液晶表示装置では、極性反転に関してはカラム反転駆動が行われる。このような前提の下、本実施形態においては、共通電極５４は、奇数列用の共通電極５４（ｏ）と偶数列用の共通電極５４（ｅ）とに分割された態様で設けられている。換言すれば、共通電極５４は、或るフレーム期間に正極性の映像信号が印加される画素電極５１に対応する共通電極５４（ｏ）と当該或るフレーム期間に負極性の映像信号が印加される画素電極５１に対応する共通電極５４（ｅ）とに分割された態様で設けられている。そして、上述したように、共通電極ドライバ４００は、共通電極５４（ｏ）に共通電圧Ｖｃｏｍ１を印加し、共通電極５４（ｅ）に共通電圧Ｖｃｏｍ２を印加する（図１参照）。すなわち、奇数列用の共通電極５４（ｏ）と偶数列用の共通電極５４（ｅ）とにそれぞれ独立に電圧を印加することが可能となっている。

なお、ここでは極性反転に関してカラム反転駆動が行われる例を挙げたが、これには限定されない。例えば、ソースバスラインＳＬと画素電極５１との位置関係を図４に示すような千鳥配置とすることにより擬似的にドット反転駆動が行われる場合にも本発明を適用することができる。なお、図４では、共通電極５４を太線で表し、ソースバスラインＳＬを点線で表している。この図４に示す例でも、共通電極５４は、或るフレーム期間に正極性の映像信号が印加される画素電極５１に対応する共通電極５４（１）と当該或るフレーム期間に負極性の映像信号が印加される画素電極５１に対応する共通電極５４（２）とに分割された態様で設けられる。このように、或るフレーム期間に正極性の映像信号が印加される画素電極５１に対応する共通電極５４と当該或るフレーム期間に負極性の映像信号が印加される画素電極５１に対応する共通電極５４とにそれぞれ独立に電圧を印加することができるのであれば、極性反転に関する駆動方式は特に限定されない。

ところで、本実施形態においては、奇数列用の共通電極５４（ｏ）と偶数列用の共通電極５４（ｅ）とは同じ層に形成されている。すなわち、或るフレーム期間に正極性の映像信号が印加される画素電極５１に対応する共通電極５４と当該或るフレーム期間に負極性の映像信号が印加される画素電極５１に対応する共通電極５４とは同じ層に形成されている。また、表示部５００内の全ての画素電極５１は同じ層に形成されている。これに関し、画素形成部５の構造は液晶の動作モード（ＶＡモード、ＴＮモード、ＩＰＳモード、ＦＦＳモードなど）に依存するが、共通電極５４を上述のように分割することができるのであれば、液晶の動作モードについては特に限定されない。また、例えばＦＦＳモードが採用される場合、共通電極５４と画素電極５１との位置関係に関し、図５に示すように「下層電極が共通電極５４であって、上層電極が画素電極５１である」という構造を採用することもできるし、図６に示すように「上層電極が共通電極５４であって、下層電極が画素電極５１である」という構造を採用することもできる。

ここで、図５に示す構造について説明する。図５に示すように、ガラス基板５０１上にゲート電極５０２が形成され、ゲート電極５０２を覆うようにゲート絶縁膜５０３が形成されている。そして、ゲート絶縁膜５０３上に島状の半導体層（チャネル層）５０４が形成され、半導体層５０４の上面にソース電極５０５とドレイン電極５０６とが所定の距離を隔てて形成されている。さらに、半導体層５０４とソース電極５０５とドレイン電極５０６とを覆うようにパッシベーション膜５０７が形成され、パッシベーション膜５０７上に有機絶縁膜５０８が形成されている。有機絶縁膜５０８の上面には共通電極５４が形成され、共通電極５４を覆うようにパッシベーション膜５０９が形成されている。そして、パッシベーション膜５０９上に画素電極５１が形成されている。また、コンタクトホール５１０が形成されている部分では、ドレイン電極５０６と画素電極５１とが直接的に接続されている。

次に、本実施形態における共通電極５４の駆動方法について説明する。図７は、２５６階調の階調表示が可能な或る液晶表示装置で駆動周波数を３０Ｈｚとして階調値１２８の画像表示を行ったときの１５Ｈｚ成分（駆動周波数の半分の周波数成分）の発生について説明するための図である。図７には、共通電圧Ｖｃｏｍ１と共通電圧Ｖｃｏｍ２との差（Ｖｃｏｍ１−Ｖｃｏｍ２）をΔＶｃｏｍと表したときの様々なΔＶｃｏｍについての上記１５Ｈｚ成分の値を示している。なお、この１５Ｈｚ成分の値は、ＪＥＩＴＡ（Japan Electronics and Information Technology industries Association）方式でフリッカを測定した際のフリッカ値である。

図７より、ΔＶｃｏｍが−１ｍＶであるときに１５Ｈｚ成分の値（すなわちフリッカ値）が最小となっていることが把握される。すなわち、「共通電圧Ｖｃｏｍ１の値と共通電圧Ｖｃｏｍ２の値とが同じであるとき」よりも「共通電圧Ｖｃｏｍ２の値が共通電圧Ｖｃｏｍ１の値よりも１ｍＶだけ大きいとき」の方がフリッカが小さくなっている。従って、共通電圧Ｖｃｏｍ１の値と共通電圧Ｖｃｏｍ２の値とを独立して調整することによってフリッカを最小化することが可能となる。そこで、上述したように、本実施形態においては、奇数列用の共通電極５４（ｏ）と偶数列用の共通電極５４（ｅ）とにそれぞれ独立に電圧を印加することが可能な構成が採用されている。

図８は、３つのΔＶｃｏｍの値（−７．０ｍＶ、−１．０ｍＶ、および＋７．０ｍＶ）による輝度波形の違いを示す図である。図８に示すように、ΔＶｃｏｍが−７．０ｍＶであるときおよびΔＶｃｏｍが＋７．０ｍＶであるときには１５分の１秒の周期で輝度が変化している。上述したように人の目には５〜１５Ｈｚの周波数での輝度変化がフリッカとして視認されやすいので、ΔＶｃｏｍが−７．０ｍＶであるときおよびΔＶｃｏｍが＋７．０ｍＶであるときにはフリッカが顕著に視認される。これに対して、ΔＶｃｏｍが−１．０ｍＶであるときには３０分の１秒の周期で輝度が変化している。すなわち、駆動周波数である３０Ｈｚの周波数での輝度変化が生じている。これにより、人の目に視認されるフリッカは最も小さくなっている。

以上の点を考慮して、本実施形態においては、共通電極ドライバ４００は、奇数列用の共通電極５４（ｏ）と偶数列用の共通電極５４（ｅ）とにそれぞれ独立に電圧を印加する。具体的には、共通電極ドライバ４００は、奇数列での最適共通電極電圧を共通電圧Ｖｃｏｍ１として奇数列用の共通電極５４（ｏ）に印加し、偶数列での最適共通電極電圧を共通電圧Ｖｃｏｍ２として偶数列用の共通電極５４（ｅ）に印加する。

＜１．３ 効果＞
本実施形態によれば、カラム反転駆動が採用されている液晶表示装置において、共通電極５４は、奇数列用の共通電極５４（ｏ）と偶数列用の共通電極５４（ｅ）とに分割された態様で設けられている。そして、共通電極ドライバ４００は、奇数列用の共通電極５４（ｏ）と偶数列用の共通電極５４（ｅ）とにそれぞれ独立に電圧を印加することができるように構成されている。このため、低周波駆動が行われることによって奇数列と偶数列との間で最適共通電極電圧の値に差が生じても、共通電極ドライバ４００は奇数列での最適共通電極電圧を共通電圧Ｖｃｏｍ１として奇数列用の共通電極５４（ｏ）に印加するとともに偶数列での最適共通電極電圧を共通電圧Ｖｃｏｍ２として偶数列用の共通電極５４（ｅ）に印加することができるので、フリッカの発生を防止することができる。以上のように、本実施形態によれば、低周波駆動に起因するフリッカの発生を防止することのできる液晶表示装置が実現される。

＜２．第２の実施形態＞
＜２．１ 概要＞
図９は、或る液晶表示装置において液晶に＋２Ｖの直流電圧を１０秒間継続して印加したときの実効電圧の変化を示す図である。図９に示すように、時間の経過とともに実効電圧が大きくなっている。ところで、駆動周波数を低くすると、液晶に直流電圧が印加される期間が長くなる。従って、図９より、駆動周波数を低くするほど実効電圧の変化が大きくなることが把握される。上述のように休止期間と通常期間との切り替えが行われる低周波駆動では、休止期間中に実効電圧が大きく変化する。このように実効電圧が変化すると、最適共通電極電圧も変化する。

ところで、例えばカラム反転駆動が採用されている場合、図１８から把握されるように、共通電圧Ｖｃｏｍを基準としたときの最適共通電極電圧のシフト方向は奇数列ＳＯと偶数列ＳＥとで異なる。この理由は、休止期間から通常期間に切り替わるタイミングに応じて、奇数列ＳＯと偶数列ＳＥとの間で電荷（画素電極−共通電極間の画素容量に蓄積される電荷）の偏りが生じるからである。休止期間から通常期間に切り替わった際にこのような電荷の偏りが生じると、通常期間中、輝度変化に関して駆動周波数の半分の周波数成分が発生する。そして、当該輝度変化がフリッカとして人の目に視認される。

そこで、本実施形態では、カラム反転駆動を採用した液晶表示装置において、共通電極ドライバ４００は、奇数フレームにおける輝度と偶数フレームにおける輝度との差が小さくなるよう、奇数列用の共通電極５４（ｏ）と偶数列用の共通電極５４（ｅ）とにそれぞれ独立に三角波の電圧を印加する。なお、液晶表示装置の全体構成および共通電極５４の構成については上記第１の実施形態と同様であるので、以下、上記第１の実施形態と異なる点について説明する。

＜２．２ 共通電極の駆動方法＞
図１０および図１１は、本実施形態における駆動方法について説明するための図である。図１０は、休止期間の最終フレームの長さが１秒である場合の波形を示しており、図１１は、休止期間の最終フレームの長さが１秒未満である場合の波形を示している。図１０および図１１では、奇数列ＳＯおよび偶数列ＳＥのそれぞれに関し、映像信号電圧の変化を細実線で表し、電荷の蓄積を考慮した実効電圧の変化を太点線で表し、共通電極５４（奇数列用の共通電極５４（ｏ）、偶数列用の共通電極５４（ｅ））に印加する電圧（共通電圧Ｖｃｏｍ１、Ｖｃｏｍ２）の変化を太実線で表し、本実施形態における駆動方法を採用しない場合の共通電圧Ｖｃｏｍを細点線で表している。また、図１０については、時点ｔ１２が休止期間から通常期間に切り替わるタイミングであり、図１１については、時点ｔ２２が休止期間から通常期間に切り替わるタイミングである。休止期間における駆動が第１駆動に相当し、通常期間における駆動が第２駆動に相当する。なお、図１０には、電圧の具体的な値の一例を記している。

まず、休止期間の最終フレームの長さが１秒である場合について説明する（図１０参照）。時点ｔ１０を基準とすると、時点ｔ１１までの期間を通じて、奇数列ＳＯでは最適共通電極電圧がプラス側にシフトするように画素容量５６に電荷が蓄積され、偶数列ＳＥでは最適共通電極電圧がマイナス側にシフトするように画素容量５６に電荷が蓄積される。このため、仮に共通電極５４（奇数列用の共通電極５４（ｏ）、偶数列用の共通電極５４（ｅ））に従来と同様の共通電圧Ｖｃｏｍを印加した場合、時点ｔ１１には、奇数列ＳＯにおいても偶数列ＳＥにおいても実効電圧は本来の液晶印加電圧よりも大きくなる。そこで、本実施形態においては、共通電極ドライバ４００は、図１０に示すように、奇数列ＳＯにおける実効電圧の変化に応じて共通電圧Ｖｃｏｍ１の値を変化させるとともに偶数列ＳＥにおける実効電圧の変化に応じて共通電圧Ｖｃｏｍ２の値を変化させる。

これに関し、実効電圧の変化は表示階調等によって異なる。このため、実際には、対象の液晶表示装置において中間調表示が行われたときの単位時間当たりの実効電圧の変化量が測定され、当該変化量に基づいて共通電圧Ｖｃｏｍ１、Ｖｃｏｍ２の波形の傾きが決定される。例えば、或る中間調の表示が行われたときに実効電圧が１秒間で３０ｍＶ変化した場合、共通電極ドライバ４００は、波形の傾きが最適共通電極電圧のシフト方向と同じ向きに１秒間当たり３０ｍＶとなるよう、共通電圧Ｖｃｏｍ１、Ｖｃｏｍ２の値を変化させる。なお、波形の傾きは、液晶の材料や配向膜の材料などに依存するので、装置毎に異なる。

以上のように共通電極ドライバ４００が共通電圧Ｖｃｏｍ１、Ｖｃｏｍ２の値を変化させる。これにより、奇数列ＳＯでは、図１０に示すように、休止期間の奇数フレームＦＲ（ｏ）には共通電圧Ｖｃｏｍ１の値は徐々に上昇し、休止期間の偶数フレームＦＲ（ｅ）には共通電圧Ｖｃｏｍ１の値は徐々に低下する。一方、偶数列ＳＯでは、図１０に示すように、休止期間の奇数フレームＦＲ（ｏ）には共通電圧Ｖｃｏｍ２の値は徐々に低下し、休止期間の偶数フレームＦＲ（ｅ）には共通電圧Ｖｃｏｍ２の値は徐々に上昇する。

時点ｔ１２の直前の時点には、奇数列ＳＯでは最適共通電極電圧がプラス側にシフトするように画素容量５６に電荷が蓄積されており、偶数列ＳＥでは最適共通電極電圧がマイナス側にシフトするように画素容量５６に電荷が蓄積されている。これに応じて、時点ｔ１２の直前の時点には、共通電圧Ｖｃｏｍ１の値は従来の共通電圧Ｖｃｏｍの値よりもプラス側にシフトされており、共通電圧Ｖｃｏｍ２の値は従来の共通電圧Ｖｃｏｍの値よりもマイナス側にシフトされている。

時点ｔ１２に駆動周波数が１Ｈｚから３０Ｈｚに切り替わると（休止期間から通常期間に切り替わると）、共通電極ドライバ４００は、通常期間の最初のフレーム期間（奇数フレームＦＲ（ｏ））には、共通電圧Ｖｃｏｍ１の値については時点ｔ１２の直前の時点における値から徐々に低下させ、共通電圧Ｖｃｏｍ２の値については時点ｔ１２の直前の時点における値から徐々に上昇させる。そして、次のフレーム期間（偶数フレームＦＲ（ｅ））には、共通電極ドライバ４００は、共通電圧Ｖｃｏｍ１の値を徐々に上昇させ、共通電圧Ｖｃｏｍ２の値を徐々に低下させる。なお、通常期間における共通電圧Ｖｃｏｍ１、Ｖｃｏｍ２の波形の傾きは、休止期間における傾きと同じである。

以上のようにして、奇数列ＳＯでは、図１０に示すように、通常期間の奇数フレームＦＲ（ｏ）には共通電圧Ｖｃｏｍ１の値は徐々に低下し、通常期間の偶数フレームＦＲ（ｅ）には共通電圧Ｖｃｏｍ１の値は徐々に上昇する。一方、偶数列ＳＯでは、図１０に示すように、通常期間の奇数フレームＦＲ（ｏ）には共通電圧Ｖｃｏｍ２の値は徐々に上昇し、通常期間の偶数フレームＦＲ（ｅ）には共通電圧Ｖｃｏｍ２の値は徐々に低下する。

次に、休止期間の最終フレームの長さが１秒未満である場合について説明する（図１１参照）。時点ｔ２２以前については、休止期間の最終フレームの長さが１秒である場合（図１０参照）の時点ｔ１２以前と同様である。時点ｔ２２の直前の時点に画素容量５６に蓄積されている電荷の量は、休止期間の最終フレームの長さが１秒である場合の時点ｔ１２の直前の時点に画素容量５６に蓄積されている電荷の量とは異なる。しかしながら、この場合にも、時点ｔ２２に駆動周波数が１Ｈｚから３０Ｈｚに切り替わると（休止期間から通常期間に切り替わると）、共通電極ドライバ４００は、通常期間の最初のフレーム期間（奇数フレームＦＲ（ｏ））には、共通電圧Ｖｃｏｍ１の値については時点ｔ２２の直前の時点における値から徐々に低下させ、共通電圧Ｖｃｏｍ２の値については時点ｔ２２の直前の時点における値から徐々に上昇させる。そして、次のフレーム期間（偶数フレームＦＲ（ｅ））には、共通電極ドライバ４００は、共通電圧Ｖｃｏｍ１の値を徐々に上昇させ、共通電圧Ｖｃｏｍ２の値を徐々に低下させる。なお、この場合にも、通常期間における共通電圧Ｖｃｏｍ１、Ｖｃｏｍ２の波形の傾きは、休止期間における傾きと同じである。

以上のようにして、休止期間の最終フレームの長さが１秒未満である場合においても、共通電圧Ｖｃｏｍ１、Ｖｃｏｍ２の値は通常期間には次のように変化する。奇数列ＳＯでは、図１１に示すように、奇数フレームＦＲ（ｏ）には共通電圧Ｖｃｏｍ１の値は徐々に低下し、偶数フレームＦＲ（ｅ）には共通電圧Ｖｃｏｍ１の値は徐々に上昇する。一方、偶数列ＳＯでは、図１１に示すように、奇数フレームＦＲ（ｏ）には共通電圧Ｖｃｏｍ２の値は徐々に上昇し、偶数フレームＦＲ（ｅ）には共通電圧Ｖｃｏｍ２の値は徐々に低下する。

本実施形態においては、以上のように共通電圧Ｖｃｏｍ１、Ｖｃｏｍ２の値が変化することにより、休止期間においても通常期間においても、奇数フレームＦＲ（ｏ）における輝度（奇数列ＳＯの輝度と偶数列ＳＥの輝度との和）と偶数フレームＦＲ（ｅ）における輝度（奇数列ＳＯの輝度と偶数列ＳＥの輝度との和）とは、ほぼ等しくなる。これにより、フリッカの発生が防止される。

図１２は、従来と同様の共通電圧Ｖｃｏｍを共通電極に印加した場合において駆動周波数を「３０Ｈｚ、１Ｈｚ、３０Ｈｚ」という順序で変化させた際の輝度の変化を示す図である（なお、中間調表示を行った場合の例である）。この場合、駆動周波数を１Ｈｚから３０Ｈｚに切り替えた後、輝度変化の周波数が１５Ｈｚとなっている。すなわち、人の目にはフリッカが顕著に視認される。図１３は、本実施形態において駆動周波数を「３０Ｈｚ、１Ｈｚ、３０Ｈｚ」という順序で変化させた際の輝度の変化を示す図である（なお、中間調表示を行った場合の例である）。図１２に示す例とは異なり、駆動周波数を１Ｈｚから３０Ｈｚに切り替えた後の輝度変化の周波数は３０Ｈｚとなっている。従って、人の目にはフリッカは視認されず、好適な表示品位が保たれる。

＜２．３ 効果＞
本実施形態によれば、上記第１の実施形態と同様、カラム反転駆動が採用されている液晶表示装置において、共通電極５４は奇数列用の共通電極５４（ｏ）と偶数列用の共通電極５４（ｅ）とに分割された態様で設けられ、共通電極ドライバ４００は奇数列用の共通電極５４（ｏ）と偶数列用の共通電極５４（ｅ）とにそれぞれ独立に電圧を印加することができるように構成されている。このような構成において、共通電極ドライバ４００は、実効電圧の変化に応じて共通電圧Ｖｃｏｍ１、Ｖｃｏｍ２の値を変化させる。より詳しくは、共通電極ドライバ４００は、奇数フレームＦＲ（ｏ）における輝度と偶数フレームＦＲ（ｅ）における輝度との差が小さくなるよう、奇数列用の共通電極５４（ｏ）に三角波の共通電圧Ｖｃｏｍ１を印加するとともに偶数列用の共通電極５４（ｅ）に三角波の共通電圧Ｖｃｏｍ２を印加する。これにより、輝度変化の周波数は３０Ｈｚとなり、フリッカの発生が効果的に防止される。以上のように、本実施形態によれば、低周波駆動に起因するフリッカの発生を効果的に防止することのできる液晶表示装置が実現される。

＜２．４ 変形例＞
上記第２の実施形態においては、奇数フレームＦＲ（ｏ）における輝度と偶数フレームＦＲ（ｅ）における輝度との差が小さくなるよう、共通電極５４（奇数列用の共通電極５４（ｏ）、偶数列用の共通電極５４（ｅ））には三角波の電圧が印加されていた。しかしながら、共通電極５４（奇数列用の共通電極５４（ｏ）、偶数列用の共通電極５４（ｅ））に印加する電圧は三角波の電圧には限定されない。奇数フレームＦＲ（ｏ）における輝度と偶数フレームＦＲ（ｅ）における輝度との差が小さくなるよう、例えば正弦波の電圧や矩形波の電圧を共通電極５４（奇数列用の共通電極５４（ｏ）、偶数列用の共通電極５４（ｅ））に印加するようにしても良い。

５１…画素電極
５４…共通電極
５４（ｏ）…奇数列用の共通電極
５４（ｅ）…偶数列用の共通電極
１００…表示制御回路
２００…ゲートドライバ
３００…ソースドライバ
４００…共通電極ドライバ
５００…表示部
ＦＲ（ｏ）…奇数フレーム
ＦＲ（ｅ）…偶数フレーム
ＳＯ…奇数列
ＳＥ…偶数列
ＶＣＴＬ…共通電圧制御信号
Ｖｃｏｍ１…奇数列用の共通電極に印加する共通電圧
Ｖｃｏｍ２…偶数列用の共通電極に印加する共通電圧

Claims (6)

1. マトリクス状に配置された複数の画素電極を備えた液晶表示装置であって、
   或るフレーム期間に正極性の映像信号が印加される画素電極に対応して設けられた第１の共通電極と、
   前記或るフレーム期間に負極性の映像信号が印加される画素電極に対応して設けられた第２の共通電極と、
   前記第１の共通電極と前記第２の共通電極とにそれぞれ独立に電圧を印加することのできる共通電極駆動部と
   を備え、
   前記複数の画素電極は同じ層に形成され、かつ、前記第１の共通電極と前記第２の共通電極とは同じ層に形成されていることを特徴とする、液晶表示装置。
2. 所定の周期で画面の書き換えを行う第１駆動と前記所定の周期よりも短い周期で画面の書き換えを行う第２駆動とが行われることを特徴とする、請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記共通電極駆動部は、
   前記第１の共通電極に印加する電圧を、前記第１の共通電極に対応する画素電極と前記第１の共通電極とによって形成される画素容量に前記第１駆動が行われている期間中に蓄積される電荷に応じて決定し、
   前記第２の共通電極に印加する電圧を、前記第２の共通電極に対応する画素電極と前記第２の共通電極とによって形成される画素容量に前記第１駆動が行われている期間中に蓄積される電荷に応じて決定することを特徴とする、請求項２に記載の液晶表示装置。
4. 前記共通電極駆動部は、奇数フレームにおける輝度と偶数フレームにおける輝度との差が小さくなるよう、前記第１の共通電極と前記第２の共通電極とに三角波の電圧を印加することを特徴とする、請求項２に記載の液晶表示装置。
5. 前記三角波の傾きは、中間調表示が行われたときの単位時間当たりの実効電圧の変化量に基づいて決定されることを特徴とする、請求項４に記載の液晶表示装置。
6. 前記共通電極駆動部は、奇数フレームにおける輝度と偶数フレームにおける輝度との差が小さくなるよう、前記第１の共通電極と前記第２の共通電極とに正弦波の電圧を印加することを特徴とする、請求項２に記載の液晶表示装置。

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