WO2014077194A1

WO2014077194A1 - 表示装置およびその駆動方法

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Publication number: WO2014077194A1
Application number: PCT/JP2013/080216
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Inventors: 齊藤　浩二; 明久岩本; 智彦西村; 正樹植畑; 淳中田; 正実尾崎
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Filing date: 2013-11-08
Publication date: 2014-05-22
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Abstract

　低周波駆動方式を採用可能な表示装置において、低周波駆動が行われる場合に、表示制御回路（２００）のデータ補正部（２３）では、通常駆動時よりも、正極性の電圧が印加される時の画素電極と共通電極との電位差と、負極性の電圧が印加される時の画素電極と共通電極との電位差との差分値が大きくなるように画素階調値が設定される。このことにより、低周波駆動時の方が通常駆動時よりも補正量（シフト量）を大きくし、低周波駆動におけるフリッカや焼き付きを防止する。

Description

表示装置およびその駆動方法

　本発明は、アクティブマトリクス型の表示装置およびその駆動方法に関し、より詳細には、６０Ｈｚ未満の低周波数で駆動可能な表示装置およびその駆動方法に関する。

　一般に液晶表示装置では、液晶の劣化を抑えると共に表示品位を維持するために交流化駆動が行われている。しかし、アクティブ型の液晶表示装置においては、画素毎に設けられたＴＦＴ（Ｔｈｉｎ　Ｆｉｌｍ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等のスイッチング素子の特性が十分でないために、液晶パネルの映像信号線（列電極）に電圧を印加する映像信号線駆動回路（「列電極駆動回路」または「データドライバ回路」とも呼ばれる）から出力される映像信号の正負すなわち共通電極の電位を基準とする印加電圧の正負が対称であっても、液晶層の透過率は正負のデータ電圧に対して完全に対称とはならない。このため、１フレーム毎に液晶への印加電圧の極性を（共通電極の電位を基準として）反転させる駆動方式（フレーム反転駆動方式）では、液晶パネルよる表示においてフリッカが発生する（以下、このフリッカを「正負非対称によるフリッカ」ともいう）。近年、特に携帯電話機のような携帯用情報機器は、その処理性能の向上と利用の高度化などによって高品位の表示能力が要求されるため、このような正負非ｗ対称によるフリッカが問題となる。そこで、上記携帯用情報機器で使用される液晶モジュールの交流化駆動方式として、１水平走査線毎に印加電圧の正負極性を反転させつつ１フレーム毎にも正負極性を反転させる駆動方式（「１ライン反転駆動方式」と呼ばれる）が採用されている。また、垂直・水平方向に隣り合う画素毎に印加電圧の正負極性を反転させつつ１フレーム毎にも正負極性を反転させる駆動方式（「１ドット反転駆動方式」と呼ばれる）も採用されることがある。

　しかし、上記１ライン反転駆動方式を採用すると、高品位の表示を行うことができる反面、液晶パネルに印加すべき映像信号における極性反転の頻度が大きくなり（反転周波数が高くなり）、また、駆動用ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ）に必要な耐圧の低減のために共通電極の電位の切換周波数も高くなる。その結果、消費電力が増大する。また、１ドット反転駆動方式を採用すると、共通電極を反転駆動できないため、駆動用ＩＣに必要な耐圧が大きくなる。その結果、装置の製造コストが高くなり、また消費電力も増大する。

　そこで、近年では、通常の場合よりも反転周波数を低くする低周波駆動方式や、所定の期間だけ印加電圧を変化させない状態とするための走査停止期間を設けることにより、全体として反転周波数を低くする駆動方式（休止駆動方式と呼ばれる）が採用されることがある。なお、休止駆動方式も、反転周波数を実質的に低くする駆動方式であることから、広い意味での低周波駆動方式であると言える。このように低周波駆動方式は、単位時間当たりの駆動回数を減少させることができ、特に、休止駆動方式は、走査停止期間（保持期間）中の駆動を停止させることにより、携帯電話機等における低消費電力化の要求に応えることができる。

　しかし、液晶パネルの画素形成部に設けられる印加電圧を保持するための容量素子において、低周波駆動においては次のデータ書き換え時点までの間に、休止駆動においては走査停止期間中に、電流のリークが生じ、保持されるべき電圧が低下する。このことにより、次に与えられる印加電圧に応じて表示される（同一であるべき場合の）画素の輝度変化が顕著になる。その結果、この輝度変化がフリッカとして視認されるようになる（以下、このフリッカを「電流リークによるフリッカ」ともいう）。

　また、走査期間において、液晶パネルの各画素形成部は、行毎に順に選択され画素電圧が印加される。このとき画素形成部の画素電圧が印加電圧になるまで、すなわちデータの書き込みが完了するまでには（選択期間内の）所定の時間がかかるため、その間に寄生容量を介して当該電圧が変化すると、表示される画素にも輝度変化が生じる。この輝度変化量が例えばフレーム間で異なるとフリッカとして視認されるようになることがある（以下、このフリッカを「データ書き込みによるフリッカ」ともいう）。

　さらに、走査期間において、選択された画素形成部にデータが書き込まれた後、隣接または近接する画素形成部に繋がる走査信号線および映像信号線の電位変動により、画素形成部の容量素子（の一端である画素電極）とこれらの信号線との間に形成される寄生容量を介し、保持された印加電圧が変化することがある（この現象は「寄生容量による引き込み」とも呼ばれる）。このことにより、次に与えられる印加電圧に応じて表示される画素の輝度変化が顕著になる。その結果、この輝度変化がフリッカとして視認されるようになることがある（以下、このフリッカを「引き込みによるフリッカ」ともいう）。

　以上のようなフリッカは、１フレーム毎に正負極性を反転させる駆動を前提にするとき、液晶に対する正極性の印加電圧の絶対値と、負極性の印加電圧の絶対値とが等しくなくなることから生じているので、このことは、結果として、液晶に対してＤＣ電圧（直流成分）が印加されることを意味している。そして特に、液晶に同一のＤＣ電圧が印加され続ける場合、すなわち同じ画像が表示され続ける場合、「焼き付き」と呼ばれる残像現象を生じることが知られている。

　さらに、このような「焼き付き」は、液晶層に対して基板に沿った方向の電界を発生させることにより液晶分子の配向制御を行う駆動方式（横電界方式と呼ばれる）が採用される場合、顕著に生じることが知られている。これは、横電界方式における液晶表示素子の電極構造が上下方向で非対称に形成されているため、電極構造が対称に形成される従来のＴＮモードの駆動方式と比較して、上下方向の残留ＤＣ電圧が発生しやすくなるためである。

　また、横電界方式のうち、ＩＰＳ（Ｉｎ－Ｐｌａｎｅ　Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式の電極構造と比較して、ＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ－Ｆｉｅｌｄ　Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式の電極構造は、基板面に対する２つの電極の面の高さが異なるため、さらに複雑になっており、より残留ＤＣ電圧が発生しやすくなっている。

　そこで、日本特開２００８－２１６８５９号公報には、ＦＦＳ方式の液晶表示装置において、２つの電極のうちの一方である第１電極が他方である第２電極に比べて高い電位である時の電極間電位差が、低い電位である時の電極間電位差よりも大きくなるように、２つの電極に与えられる信号を補正することにより、焼き付きを防止する構成が開示されている。

日本特開２００８－２１６８５９号公報

　ここで、上記日本特開２００８－２１６８５９号公報、またはその他の関連する従来技術によれば、休止駆動方式を含む低周波駆動方式の液晶表示装置において、（電流リーク以外の要因による）フリッカや焼き付きの防止のために行われるべき補償については、特に示されていない。

　しかし、液晶表示装置の駆動周波数は、上記補償と無関係ではなく、特に、横電界方式を採用し、かつ低周波駆動方式を採用する液晶表示装置では、フリッカや焼き付きについて、通常の周波数で駆動する場合とは異なる。

　そこで本発明では、低周波駆動方式を採用可能な表示装置において、低周波駆動が行われる場合に、フリッカや焼き付きの防止のために好適となる補償が行われる表示装置を提供することを目的とする。

　本発明の第１の局面は、表示すべき画像を形成する複数の画素形成部であって、画素電極および前記画素電極との間に電圧を印加するために前記画素電極に対応して設けられた共通電極を含む画素形成部と、前記表示すべき画像を示す複数の映像信号を前記複数の画素形成部に伝達するための複数の映像信号線と、前記複数の映像信号線と交差する複数の走査信号線とを備え、前記複数の画素形成部が前記複数の映像信号線と前記複数の走査信号線とに関連付けられマトリクス状に配置されたアクティブマトリクス型の表示装置であって、
　前記複数の走査信号線を選択的に駆動する走査信号線駆動回路と、
　伝達されるべき前記映像信号を前記複数の映像信号線に与える映像信号線駆動回路と、
　前記共通電極に印加されるべき電圧を設定する共通電極駆動回路と、
　前記走査信号線駆動回路、前記映像信号線駆動回路、および前記共通電極駆動回路に対して所定の制御信号を与えることにより制御する表示制御回路と
を備え、
　前記表示制御回路は、前記共通電極の電位を基準とした前記画素電極に印加される電圧の極性が所定の期間毎に反転するよう、前記映像信号線駆動回路および前記共通電極駆動回路を制御するとともに、正極性の電圧が印加される時の前記画素電極と前記共通電極との電位差と、負極性の電圧が印加される時の前記画素電極と前記共通電極との電位差との差分値を、第１の長さのフレーム期間で前記表示すべき画像を書き換える場合よりも、前記第１の長さより長い第２の長さのフレーム期間で書き換える場合の方が、大きくなるように設定することを特徴とする。

　本発明の第２の局面は、本発明の第１の局面において、
　前記表示制御回路は、前記第１の長さで駆動される場合よりも、前記第２の長さで駆動される場合の方が、前記差分値が大きくなるように、前記共通電極の電圧が調整されるよう、前記共通電極駆動回路を制御することを特徴とする。

　本発明の第３の局面は、本発明の第１の局面において、
　前記表示制御回路は、前記第１の長さで駆動される場合よりも、前記第２の長さで駆動される場合の方が、前記差分値が大きくなるように、前記画素電極に印加される電圧が調整されるよう、前記映像信号線駆動回路を制御することを特徴とする。

　本発明の第４の局面は、本発明の第３の局面において、
　前記表示制御回路は、前記映像信号が示す表示階調の最大値近傍では、前記差分値が大きくなるように、前記画素電極に印加される電圧が調整されるよう、前記映像信号線駆動回路を制御することを特徴とする。

　本発明の第５の局面は、本発明の第３の局面において、
　前記表示制御回路は、前記映像信号が示す表示階調が大きくなるほど、前記差分値が大きくなるように、前記画素電極に印加される電圧が調整されるよう、前記映像信号線駆動回路を制御することを特徴とする。

　本発明の第６の局面は、本発明の第３の局面において、
　前記表示制御回路は、前記画素電極に印加される電圧を調整するための調整量を、前記映像信号に対応する表示階調と関連付けたテーブル情報として記憶することを特徴とする。

　本発明の第７の局面は、本発明の第６の局面において、
　前記表示制御回路は、前記第１の長さのフレーム期間で前記表示すべき画像を書き換える第１の場合と、前記第２の長さのフレーム期間で前記表示すべき画像を書き換える第２の場合とを切り替える駆動周波数切り替え回路を含み、
　前記テーブル情報は、
　　前記第１の場合における前記調整量を記憶する第１のテーブル情報と、
　　前記第２の場合における前記調整量を記憶する第２のテーブル情報と
を含むことを特徴とする。

　本発明の第８の局面は、本発明の第１の局面において、
　前記画素形成部は、
　　接続される走査信号線に印加される信号に応じて導通状態または遮断状態となる薄膜トランジスタと、
　　接続される映像信号線に前記薄膜トランジスタを介して接続された画素電極と、
　　前記画素電極と前記共通電極とによって形成される画素容量と、
　　前記画素容量に保持される電圧に応じた表示階調で画素を表示する液晶素子と
を含むことを特徴とする。

　本発明の第９の局面は、本発明の第８の局面において、
　前記薄膜トランジスタは、酸化物半導体からなる半導体層を備えることを特徴とする。

　本発明の第１０の局面は、本発明の第９の局面において、
　前記酸化物半導体は、インジウム、ガリウム、および亜鉛を主成分とすることを特徴とする。

　本発明の第１１の局面は、本発明の第８の局面において、
　前記複数の画素形成部は、前記液晶素子に対して、横電界方式の液晶モードとなるよう、前記画素電極および前記共通電極が配置されることを特徴とする。

　本発明の第１２の局面は、本発明の第１の局面に記載の表示装置を備える、電子機器である。

　本発明の第１３の局面は、表示すべき画像を形成する複数の画素形成部であって、画素電極および前記画素電極との間に電圧を印加するために前記画素電極に対応して設けられた共通電極を含む画素形成部と、前記表示すべき画像を示す複数の映像信号を前記複数の画素形成部に伝達するための複数の映像信号線と、前記複数の映像信号線と交差する複数の走査信号線とを備え、前記複数の画素形成部が前記複数の映像信号線と前記複数の走査信号線とに関連付けられマトリクス状に配置されたアクティブマトリクス型の表示装置を駆動する方法であって、
　前記複数の走査信号線を選択的に駆動する走査信号線駆動ステップと、
　伝達されるべき前記映像信号を前記複数の映像信号線に与える映像信号線駆動ステップと、
　前記共通電極に印加されるべき電圧を設定する共通電極駆動ステップと、
　前記走査信号線駆動ステップ、前記映像信号線駆動ステップ、および前記共通電極駆動ステップにおいて所定の制御信号を与えることにより制御する表示制御ステップと
を備え、
　前記表示制御ステップでは、前記共通電極の電位を基準とした前記画素電極に印加される電圧の極性が所定の期間毎に反転するよう、前記映像信号線駆動ステップおよび前記共通電極駆動ステップにおいて制御するとともに、正極性の電圧が印加される時の前記画素電極と前記共通電極との電位差と、負極性の電圧が印加される時の前記画素電極と前記共通電極との電位差との差分値を、第１の長さのフレーム期間で前記表示すべき画像を書き換える場合よりも、前記第１の長さより長い第２の長さのフレーム期間で書き換える場合の方が、大きくなるように設定することを特徴とする。

　本発明の第１の局面によれば、低周波駆動時などの第２の長さのフレーム期間での駆動時には、通常駆動時などの第１の長さのフレーム期間での駆動時よりも、正極性の電圧が印加される時の画素電極と共通電極との電位差と、負極性の電圧が印加される時の画素電極と共通電極との電位差との差分値が大きくなるように設定されるので、低周波駆動時の方が通常駆動時よりも補正量（シフト量）を大きくすることができ、低周波駆動におけるフリッカや焼き付きの防止のために好適となる補償を行うことができる。

　本発明の第２の局面によれば、共通電極駆動回路によって、一括して差分値が大きくなるように容易に設定することができる。

　本発明の第３の局面によれば、映像信号線駆動回路によって、各画素電極について差分値が大きくなるように容易に設定することができる。

　本発明の第４の局面によれば、表示階調の最大値近傍で、差分値が大きくなるように調整されるので、フリッカや焼き付きの防止のために、より好適となる補償を行うことができる。

　本発明の第５の局面によれば、画素電極に印加される電圧が調整されることにより、階調に応じてより正確な補償を行うことができる。

　本発明の第６の局面によれば、調整量を映像信号に対応する表示階調と関連付けたテーブル情報として、簡易な形で記憶することができる。

　本発明の第７の局面によれば、駆動態様の切り替えに応じて、適切なテーブル情報を選択し、好適な補償を行うことができる。

　本発明の第８の局面によれば、液晶素子において生じる、低周波駆動におけるフリッカや焼き付きの防止のために好適となる補償を行うことができる。

　本発明の第９の局面によれば、より低周波駆動におけるフリッカや焼き付きの防止が必要とされる、酸化物半導体の場合に好適な補償を行うことができる。

　本発明の第１０の局面によれば、酸化物半導体としてＩｎ－Ｇａ－Ｚｎ－Ｏ系が使用されることから、より好適な補償を行うことができる。

　本発明の第１１の局面によれば、より低周波駆動におけるフリッカや焼き付きの防止が必要とされる、横電界方式による場合に好適な補償を行うことができる。

　本発明の第１２の局面は、本発明の第１の局面と同様の効果を電子機器において奏することができる。

　本発明の第１３の局面によれば、本発明の第１の局面と同様の効果を表示装置の駆動方法において奏することができる。

本発明の一実施形態に係るアクティブマトリクス型液晶表示装置の全体構成を示すブロック図である。上記実施形態における画素形成部の等価回路を示す回路図である。上記実施形態における各画素形成部の表示色を示す図である。上記実施形態における表示制御回路の詳細な構成を示すブロック図である。上記実施形態におけるシフト量と階調レベル（階調値）との関係を、駆動周波数毎に示す図である。上記実施形態における駆動周波数が３０［Ｈｚ］の場合と６０［Ｈｚ］の場合とで、設定される階調基準電圧の値と階調値との関係をルックアップテーブルとして示す図である。上記実施形態の通常表示時における各種信号のタイミングと画素電極の電位変化とを示す図である。従来の装置における各種信号のタイミングと画素電極の電位変化とを示す図である。上記実施形態の低周波駆動時における各種信号のタイミングと画素電極の電位変化とを示す図である。上記実施形態におけるライン反転駆動を行う場合の通常表示時における各種信号のタイミングと画素電極の電位変化とを示す図である。上記実施形態におけるライン反転駆動を行う場合の低周波駆動時における各種信号のタイミングと画素電極の電位変化とを示す図である。上記実施形態における酸化物半導体（Ｉｎ－Ｇａ－Ｚｎ－Ｏ）ＴＦＴとアモルファスシリコン（ａ－Ｓｉ）ＴＦＴの特性を示す図である。

　以下、本発明の一実施形態について添付図面を参照しつつ説明する。

＜１．　液晶表示装置の全体構成および動作＞
　図１は、本発明の一実施形態に係るアクティブマトリクス型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２００、ソースドライバ回路（映像信号線駆動回路）３００、およびゲートドライバ回路（走査信号線駆動回路）４００からなる駆動制御部と、表示部５００と、共通電極駆動回路６００とを備えている。この表示装置は、携帯電話などの端末装置や、コンピューター、デジタルカメラなど、表示部を有するあらゆる電子機器に備えられるものである。

　表示部５００は、複数本（Ｍ本）の映像信号線ＳＬ（１）～ＳＬ（Ｍ）と、複数本（Ｎ本）の走査信号線ＧＬ（１）～ＧＬ（Ｎ）と、それら複数本の映像信号線ＳＬ（１）～ＳＬ（Ｍ）と複数本の走査信号線ＧＬ（１）～ＧＬ（Ｎ）とに沿って設けられた複数個（Ｍ×Ｎ個）の画素形成部を含んでいる。

　この表示部５００はＴＮ（Twisted Nematic）配向方式であってノーマリホワイトとなるように構成されており、駆動方式としては、フレーム反転方式が採用されるが、これは一例であって、前述したＩＰＳ方式やＦＦＳ方式などのその他の配向方式や、ライン反転駆動方式が採用されてもよい。

　このように表示部５００の液晶モード（液晶配向方式）や駆動方式に限定はないが、ＴＮモードの場合よりも、ＩＰＳモードやＦＦＳモードの場合のような横電界方式を採用した表示部の方が、上下方向の残留ＤＣ電圧が発生しやすくなる。その電極構造が上下方向で非対称に形成されていることや、フレクソエレクトリック効果による分極を誘発しやすいことがその理由として考えられる。その結果として、後述するような本実施形態の効果の有用性が大きくなるため、さらに好適であるとも言える。

　以下では、走査信号線ＧＬ（ｎ）と映像信号線ＳＬ（ｍ）との交差点に関連づけて当該交差点近傍（図では当該交差点の右下近傍）に設けられた画素形成部を参照符号“Ｐ（ｎ，ｍ）”で示すものとする。図２は、本実施形態の表示部５００における画素形成部Ｐ（ｎ，ｍ）の等価回路を示している。

　図２に示すように、各画素形成部Ｐ（ｎ，ｍ）は、走査信号線ＧＬ（ｎ）にゲート端子が接続されるとともに当該交差点を通過する映像信号線ＳＬ（ｍ）にソース端子が接続されたスイッチング素子であるＴＦＴ１０と、そのＴＦＴ１０のドレイン端子に接続された画素電極Ｅｐｉｘと、上記複数個の画素形成部Ｐ（ｉ，ｊ）（ｉ＝１～Ｎ、ｊ＝１～Ｍ）に共通的に設けられた共通電極Ｅｃｏｍと、上記複数個の画素形成部Ｐ（ｉ，ｊ）（ｉ＝１～Ｎ、ｊ＝１～Ｍ）に共通的に設けられ画素電極Ｅｐｉｘと共通電極Ｅｃｏｍとの間に挟持された電気光学素子としての液晶層とによって構成される。

　本実施形態において、上記ＴＦＴ１０は、比較的応答が高速でありかつ非常に電流リークが小さい酸化物半導体、典型的にはＩｎ－Ｇａ－Ｚｎ－Ｏ系の酸化物半導体が半導体層に使用されるものとする。もちろん、高速な応答や電流リークの小ささがそれほど求められない場合には、半導体層として容易かつ安価に製造が可能なアモルファスシリコンが使用されてもよいし、その他の周知の材料、例えば連続粒界シリコンなどを使用することもできる

　なお、図３において、各画素形成部Ｐ（ｎ，ｍ）に付されている“Ｒ”“Ｇ”“Ｂ”の各符号は、当該画素形成部Ｐ（ｎ，ｍ）により表示される色が「赤」「緑」「青」のいずれであるかを示すものである。したがって、実際にはＲＧＢの各画素形成部により形成されるＲＧＢの各色の画素が一組となって一つのカラー画素を形成することになる。

　各画素形成部Ｐ（ｎ，ｍ）では、画素電極Ｅｐｉｘと、それに液晶層を挟んで対向する共通電極Ｅｃｏｍとによって液晶容量（「画素容量」ともいう）Ｃｌｃが形成されている。画素電極Ｅｐｉｘ近傍には、２本の映像信号線ＳＬ（ｍ），ＳＬ（ｍ＋１）が配設されており、これらのうちの映像信号線ＳＬ（ｍ）がＴＦＴ１０を介して当該画素電極Ｅｐｉｘに接続されている。このように着目した画素形成部の画素電極Ｅｐｉｘと、これに隣接する映像信号線ＳＬ（ｍ＋１）との間、および当該画素電極Ｅｐｉｘと、これに隣接する２本の走査信号線ＧＬ（ｎ），ＧＬ（ｎ＋１）との間には、それぞれ寄生容量が存在する。また、走査信号線ＧＬ（ｎ）と平行に補助容量線ＣｓＬが形成されており、各画素形成部Ｐ（ｎ，ｍ）では、画素電極Ｅｐｉｘと補助容量線ＣｓＬとの間に補助容量Ｃｃｓが形成されている。なお、１つの画素形成部Ｐ（ｎ，ｍ）において画素電極Ｅｐｉｘと他の電極との間に形成される全容量（すなわち画素電極Ｅｐｉｘに繋がる全容量）を画素容量ともいう。

　表示制御回路２００は、外部から送られる表示データ信号ＤＡＴとタイミング制御信号ＴＳとを受け取り、デジタル画像信号ＤＶと、表示部５００に画像を表示するタイミングを制御するためのソース用スタートパルス信号ＳＳＰ、ソース用クロック信号ＳＣＫ、ラッチストローブ信号ＬＳ、ゲート用スタートパルス信号ＧＳＰ、およびゲート用クロック信号ＧＣＫと、共通電極駆動回路６００の電位設定（場合により２種類の電位の切り替え）を制御する共通電位制御信号ＣＳとを出力する。

　ゲートドライバ回路４００は、表示制御回路２００から出力されたゲート用スタートパルス信号ＧＳＰとゲート用クロック信号ＧＣＫとに基づいて、各走査信号線ＧＬ（１）～ＧＬ（Ｎ）にアクティブな走査信号Ｇ（１）～Ｇ（Ｎ）を順次印加する。

　ソースドライバ回路３００は、表示制御回路２００から出力されたデジタル画像信号ＤＶ、ソース用スタートパルス信号ＳＳＰ、ソース用クロック信号ＳＣＫ、およびラッチストローブ信号ＬＳを受け取り、表示部５００内の各画素形成部Ｐ（ｎ，ｍ）の画素容量（液晶容量Ｃｌｃおよび補助容量Ｃｃｓ）を充電するために駆動用映像信号Ｓ（１）～Ｓ（Ｍ）を各映像信号線ＳＬ（１）～ＳＬ（Ｍ）に印加する。このとき、ソースドライバ回路３００では、ソース用クロック信号ＳＣＫのパルスが発生するタイミングで、各映像信号線ＳＬ（１）～ＳＬ（Ｍ）に印加すべき電圧を示すデジタル画像信号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画像信号ＤＶがアナログ電圧に変換される。このようなＤ／Ａ変換は、階調電圧生成回路により行われる。

　この階調電圧生成回路は、例えばソースドライバ回路３００の外部から与えられる階調電圧生成のための基準電圧を分圧することにより、各表示階調に対応するアナログ電圧を生成する。この階調電圧生成回路により生成されたアナログ電圧は、駆動用映像信号として全ての映像信号線ＳＬ（１）～ＳＬ（Ｍ）に一斉に印加される。すなわち、本実施形態においては、映像信号線ＳＬ（１）～ＳＬ（Ｍ）の駆動方式には線順次駆動方式が採用されている。

　なお、ここでは共通電極駆動回路６００によって、画素液晶への印加電圧の正負極性を１フレーム毎に反転させる駆動方式であるフレーム反転駆動方式が採用されるものとするが、後述するように、画素液晶への印加電圧の正負極性を表示部５００における行毎に反転させかつ１フレーム毎にも反転させる駆動方式であるライン反転駆動方式が採用されてもよい。

　以上のようにして、各映像信号線ＳＬ（１）～ＳＬ（Ｍ）に駆動用映像信号が印加され、各走査信号線ＧＬ（１）～ＧＬ（Ｎ）に走査信号が印加されることにより、表示部５００に画像が表示される。なお、共通電極Ｅｃｏｍおよび補助容量線ＣｓＬは、図示されない電源回路により所定電圧の供給を受けて同電位に保持されるが、共通電極Ｅｃｏｍと同様にまたは異なる電位となるように駆動される構成であってもよい。

＜２．　表示制御回路＞
　図４は、本実施形態における表示制御回路２００の詳細な構成を示すブロック図である。この図４に示す表示制御回路２００は、タイミング制御を行うタイミング制御部２１と、フリッカや焼き付きの防止のために好適となる補償を行うための補正された階調基準電圧Ｒｖを記憶する階調補正テーブル記憶部２２と、装置外部から与えられる表示データ信号ＤＡＴに含まれる画素値（表示階調データ）を受けとり、階調補正テーブル記憶部２２に記憶されている階調基準電圧Ｒｖに基づき、ここでは所定範囲の階調電圧が変化するよう演算を行うことにより、上記画素値を補正するデータ補正部２３とを含む。もちろん、端的に、階調電圧に直接基づくことなく、例えば、基準階調の補正前の画素値と補正後の画素値とを対応テーブルの形で記憶する構成や、補正係数などを記憶する構成などによって、上記補正を行う構成であってもよい。

　まず図４に示されるタイミング制御部２１は、外部から送られるタイミング制御信号ＴＳを受け取り、データ補正部２３の動作を制御するための制御信号ＣＴと、表示部５００に画像を表示するタイミング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、ラッチストローブ信号ＬＳ、ゲートスタートパルス信号ＧＳＰ、ゲートクロック信号ＧＣＫ、および共通電位制御信号ＣＳとを出力する。

　階調補正テーブル記憶部２２は、データ補正部２３に与えられる表示データ信号ＤＡＴに含まれる画素値（表示階調データ）を、フリッカや焼き付きの防止のために好適となる画素値に変換するためのデータを、具体的には、ルックアップテーブル（ＬＵＴ）の形で記憶する。このＬＵＴの内容について、図５および図６を参照して説明する。なお、ここでは説明の便宜上、階調電圧に言及しているが、階調電圧に直接基づくことなく、補正を行う構成であってもよいことは前述したとおりである。

　図５は、シフト量と階調レベル（階調値）との関係を、駆動周波数毎に示す図である。このシフト量とは、フリッカや焼き付きの防止のために好適となる画素値にするための補正量を意味しており、対応する階調レベルに対してどれだけの大きさの補正量が適切であるかを示している。また、図中の実線は、３０［Ｈｚ］（のリフレッシュ周波数）で駆動する場合の上記関係を示し、図中の一点鎖線は６０［Ｈｚ］で駆動する場合の上記関係を示している。

　この６０［Ｈｚ］で駆動する場合は、通常の表示動作を行うものであり、３０［Ｈｚ］で駆動する場合は、通常よりも遅いリフレッシュタイミングで表示動作を行うものである。この動作は、低周波駆動方式と呼ばれている。この低周波駆動方式は、フリッカが目に感じられない６０［Ｈｚ］の周波数よりも低い３０［Ｈｚ］の周波数で表示部を駆動するため、動画表示などには適していないが、駆動によるエネルギーロスが小さくなるため、装置の消費電力を低減することができる。この低周波数駆動方式で駆動するか否かは、装置外部の制御信号に応じて表示制御回路２００が決定してもよいし、表示制御回路２００に含まれる図示されない画像判定部により、映像信号が動画の場合には通常の表示動作を行い、静止画の場合には低周波駆動を行うよう制御してもよい。このように、表示制御回路２００は、駆動周波数切り替え回路として機能する。また、この切り替え回路によって、上記ルックアップテーブルが切り替えられる。

　ここで、図５を参照すれば分かるように、駆動周波数（リフレッシュ周波数）が３０［Ｈｚ］の場合には、６０［Ｈｚ］の場合に比べて、上記補償に必要なシフト量（補正量）が全階調に渡って大きくなっている。また、６０［Ｈｚ］の場合に比べて、階調レベルが大きいほど６０［Ｈｚ］の場合のシフト量との差が大きくなっている。つまり、駆動周波数が低くなるほど、階調レベルに対するシフト量の変化量が大きくなると言える。

　このように、精度高く上記補償を行うためには、階調レベル全域にわたって補正する必要があると言えるが、それでは複雑かつ大量に補正を行わなければならず、装置の製造コストが大きくなる。そこで、シフト量が最も大きくなる階調レベルの最大値近傍でのみ、上記補償を行う、図６に示すような構成も好適である。

　図６は、駆動周波数が３０［Ｈｚ］の場合と６０［Ｈｚ］の場合とで、設定される階調基準電圧の値と階調値との関係をルックアップテーブルとして示す図である。この図６に示されるように、階調基準電圧はＶ０～Ｖ２５５のうちの７種類であり、かつ正極性電圧の場合と負極性電圧との場合で異なる電圧値となっている。なおこの構成では、説明の便宜上、ルックアップテーブル内の階調基準電圧を参照して画素値を補正する構成としたが、階調基準電圧を参照する必要はないことは前述の通りである。

　この図６に記載の低周波駆動の場合（駆動周波数が３０［Ｈｚ］の場合）は、通常駆動の場合（駆動周波数が６０［Ｈｚ］の場合）に比べて、正極性および負極性の最大階調基準電圧Ｖ２５５とその次に大きい階調基準電圧Ｖ２２４に対応する電圧値だけが異なっている。このような構成により、シフト量が最も大きくなる階調レベルの最大値およびその近傍でのみ、上記補償を行うことができる。

　ここで、上記図６に示すデータ補正部２３が省略され、階調補正テーブル記憶部２２は、典型的にはソースドライバ回路３００の内部にある、図示されない階調基準電圧生成回路に対して階調基準電圧値を与える構成であってもよい。また、表示制御回路２００またはそれに内蔵される回路が上記階調基準電圧を生成する構成であってもよい。

　なお、この階調基準電圧は、前述した図示されない階調電圧生成回路に与えられ、分圧することにより、各表示階調に対応するアナログ電圧が生成される。したがって、画素値を補正することなく、画素電極の電位を補正することができる。

　もちろん、上記ルックアップテーブルは一例であって、全階調につき補正後の画素階調値または階調電圧値を保持する構成であってもよいし、後述するように、補正後の共通電極電位を保持する構成であってもよい。

　なお、この階調補正テーブル記憶部２２である、上記ルックアップテーブルを記憶する装置は、どのような記憶装置であってもよいが、製造時において固定的かつ永続的な値を書き込む場合にはＲＯＭが適しており、製造時において装置毎に異なる値を書き込む場合や、値を書き直す場合には、電気的に情報を消去可能であり、電源を切っても記憶内容を保持可能なＥＥＰＲＯＭやフラッシュメモリなどが好適である。

　以上のように、フリッカや焼き付きの防止のために好適となる補償を行う場合、液晶に対してＤＣ電圧（直流成分）が印加されないように、すなわち、液晶素子に対して正しく交流駆動がなされるように、画素電極および共通電極の電位が設定されればよい。したがって、上記のように画素階調、すなわちデータ電圧としてＴＦＴ１０のソース端子に与えられる電圧を適宜の値に補正してもよいし、共通電位の方を適宜の値に補正してもよい。以下、図７から図１１までを参照して、フレーム反転駆動方式の場合と、ライン反転駆動方式の場合とで、どのように上記補償が行われるかを具体的に説明する。

＜３．　具体的な動作＞
　図７は、本実施形態の通常表示時における各種信号のタイミングと画素電極の電位変化とを示す図である。ゲートドライバ回路４００は、１フレーム期間に渡ってアクティブな走査信号Ｇ（１）～Ｇ（Ｎ）を順次出力することをフレーム毎に繰り返すが、図７では、走査信号Ｇ（ｎ）のみに着目する。時刻ｔ１から始まる或るフレーム期間のうち、時刻ｔ２で、ここで着目する映像信号Ｓ（ｍ）が立ち上がるが、対応するＴＦＴ１０がオンされないため、画素電極電位Ｖｐは変化しない。その後、時刻ｔ３で走査信号Ｇ（ｎ）が立ち上がると、ＴＦＴ１０がオンされ画素電極電位Ｖｐは充電が完了するまで上昇する。しかし、時刻ｔ４において、走査信号Ｇ（ｎ）が立ち下がると、画素電極電位Ｖｐも引き込まれて立ち下がる。その後、時刻ｔ５において、映像信号Ｓ（ｍ）が立ち下がり、画素電極電位Ｖｐはそのまま固定される。ここで、図７に示す共通電極の電位である共通電位Ｖｃｏｍと固定された画素電極電位Ｖｐとの電位差をＶ１ａとし、次のフレームにおける共通電位Ｖｃｏｍと固定された画素電極電位Ｖｐとの電位差をＶ１ｂとすると、両者はＶ１ａ＜Ｖ１ｂの関係に設定される。このようにすれば、フリッカや焼き付きの防止のために好適となる補償を行うことができる。

　図８は、従来の装置における各種信号のタイミングと画素電極の電位変化とを示す図である。この図８を図７と比較すればわかるように、波形はほとんど同じであって、その電圧値が異なるのみである。すなわち、図８に示す共通電位Ｖｃｏｍと、電位が固定された画素電極電位Ｖｐとの電位差をＶ０ａとし、次のフレームにおける共通電位Ｖｃｏｍと固定された画素電極電位Ｖｐとの電位差をＶ０ｂとすると、両者はＶ０ａ＝Ｖ０ｂの関係に設定される。このように設定する場合には、フリッカや焼き付きの防止のための補償は行うことができない。

　図９は、本実施形態の低周波駆動時における各種信号のタイミングと画素電極の電位変化とを示す図である。この図９を図７と比較すればわかるように、図７に示す各種信号波形を時間方向に２倍に引き延ばした形となっている。ここで、図９に示す共通電極の電位である共通電位Ｖｃｏｍと、電位が固定された画素電極電位Ｖｐとの電位差をＶ２ａとし、次のフレームにおける共通電位Ｖｃｏｍと固定された画素電極電位Ｖｐとの電位差をＶ２ｂとすると、両者はＶ２ａ＜Ｖ２ｂの関係に設定される。このようにすれば、フリッカや焼き付きの防止のために好適となる補償を行うことができる。そしてさらに、図７に示すＶ１ａ，Ｖ１ｂとの関係では、次式（１）のような不等式で表すことができる。
　（Ｖ１ｂ－Ｖ１ａ）＜（Ｖ２ｂ－Ｖ２ａ）　…（１）

　すなわち、低周波駆動時には、通常駆動時よりも、正極性の電圧が印加される時の画素電極と共通電極との電位差と、負極性の電圧が印加される時の画素電極と共通電極との電位差との差分値が大きくなるように設定される。このように設定すれば、図５に示すように、低周波駆動時の方が通常駆動時よりもシフト量を大きくすることができ、低周波駆動におけるフリッカや焼き付きの防止のために好適となる補償を行うことができる。

　なお、以上の説明は、１つの画素電極に着目すれば、当該画素電極に与えられる画素値について補償が行われるよう、画素値を適宜に補正すればよいことを意味するが、全ての画素電極に着目すれば、画素値を補正する構成のほかに、共通電位Ｖｃｏｍの値を補正する構成であってもよいことを意味する。したがって、共通電極駆動回路６００は、上式（１）を満たすような共通電位Ｖｃｏｍを生成してもよい。

　また、図７から図９までは、フレーム反転駆動における態様を示すものであるが、ライン反転駆動においても全く同様のことが言える。以下、図１０および図１１を参照して説明する。

　図１０は、ライン反転駆動を行う場合の通常表示時における各種信号のタイミングと画素電極の電位変化とを示す図である。図１０において、時刻ｔ１から始まる或るフレーム期間のうち、時刻ｔ２で、ここで着目する映像信号Ｓ（ｍ）が立ち上がるが、対応するＴＦＴ１０がオンされないため、画素電極電位Ｖｐにその電位は与えられない。しかし、時刻ｔ２で、共通電位Ｖｃｏｍは立ち下がるため、画素電極電位Ｖｐも同様に立ち下がる。その後、時刻ｔ３で走査信号Ｇ（ｎ）が立ち上がると、ＴＦＴ１０がオンされ画素電極電位Ｖｐは充電が完了するまで上昇する。しかし、時刻ｔ４において、走査信号Ｇ（ｎ）が立ち下がると、画素電極電位Ｖｐも引き込まれて立ち下がる。その後、時刻ｔ５において、映像信号Ｓ（ｍ）が立ち下がり、画素電極電位Ｖｐはそのまま固定される。しかし同時に、共通電位Ｖｃｏｍが立ち上がるため、画素電極電位Ｖｐも同様に立ち上がり、共通電位Ｖｃｏｍの変化に対応して、同様に画素電極電位Ｖｐも変化する。ここで、図７の場合と同様、図１０に示す共通電位Ｖｃｏｍと画素電極電位Ｖｐとの電位差をＶ１ａとし、次のフレームにおける共通電位Ｖｃｏｍと画素電極電位Ｖｐとの電位差をＶ１ｂとすると、両者はＶ１ａ＜Ｖ１ｂの関係に設定される。このようにすれば、フリッカや焼き付きの防止のために好適となる補償を行うことができる。

　図１１は、ライン反転駆動を行う場合の低周波駆動時における各種信号のタイミングと画素電極の電位変化とを示す図である。この図１１を図１０と比較すればわかるように、図１０に示す各種信号波形を時間方向に２倍に引き延ばした形となっており、図９を示して行った説明と同様のことが言える。すなわち、上式（１）が同様に成立する。

＜４．　効果＞
　以上のように、本実施形態では、低周波駆動時には、通常駆動時よりも、正極性の電圧が印加される時の画素電極と共通電極との電位差と、負極性の電圧が印加される時の画素電極と共通電極との電位差との差分値が大きくなるように設定されるので、低周波駆動時の方が通常駆動時よりも補正量（シフト量）を大きくすることができ、低周波駆動におけるフリッカや焼き付きの防止のために好適となる補償を行うことができる。

　なお、上記効果は、ＴＮモードの場合よりも、ＩＰＳモードやＦＦＳモードの場合のような横電界方式を採用した表示部の方が大きくなることは前述したとおりであるが、さらにＴＦＴ１０の半導体層に酸化物半導体を使用する構成でも同様に効果が大きくなる。このことについて、図１２を参照して説明する。

　図１２は、酸化物半導体（Ｉｎ－Ｇａ－Ｚｎ－Ｏ）ＴＦＴとアモルファスシリコン（ａ－Ｓｉ）ＴＦＴの特性を示す図である。この図１２に示されるように、酸化物半導体（Ｉｎ－Ｇａ－Ｚｎ－Ｏ）ＴＦＴのオフリーク特性は、アモルファスシリコン（ａ－Ｓｉ）ＴＦＴのそれに比べて１００倍程度良好であり、電流リークによるフリッカは発生しにくい。したがって、フリッカ対策がなされないことなどの理由により、前述したその他の原因による焼き付きなどの不良が逆に生じやすくなっている。したがって、上記効果は、酸化物半導体（Ｉｎ－Ｇａ－Ｚｎ－Ｏ）ＴＦＴが採用される場合には、より顕著なものとなる。

　本発明は、アクティブマトリクス型の表示装置に適用されるものであって、特に６０Ｈｚ未満の低周波数で駆動可能な表示装置を使用した携帯端末などに適している。

　１０　　　　　…ＴＦＴ（スイッチング素子）
　２１　　　　　…タイミング制御部
　２２　　　　　…階調補正テーブル記憶部
　２３　　　　　…データ補正部
　２００　　　　…表示制御回路
　３００　　　　…ソースドライバ回路
　４００　　　　…ゲートドライバ回路
　５００　　　　…表示部
　６００　　　　…共通電極駆動回路
　ＤＡＴ　　　　…表示データ信号（画像信号）
　ＤＶ　　　　　…デジタル画像信号
　ＣＳ　　　　　…共通電位制御信号
　Ｃｌｃ　　　　…液晶容量（画素容量）
　Ｃｃｓ　　　　…補助容量
　Ｅｃｏｍ　　　…共通電極
　Ｅｐｉｘ　　　…画素電極
　ＧＬ（ｎ）　　…走査信号線（ｎ＝１～Ｎ）
　ＳＬ（ｍ）　　…データ信号線（ｍ＝１～Ｍ）
　Ｐ（ｎ，ｍ）　…画素形成部（ｎ＝１～Ｎ、ｍ＝１～Ｍ）

Claims

　表示すべき画像を形成する複数の画素形成部であって、画素電極および前記画素電極との間に電圧を印加するために前記画素電極に対応して設けられた共通電極を含む画素形成部と、前記表示すべき画像を示す複数の映像信号を前記複数の画素形成部に伝達するための複数の映像信号線と、前記複数の映像信号線と交差する複数の走査信号線とを備え、前記複数の画素形成部が前記複数の映像信号線と前記複数の走査信号線とに関連付けられマトリクス状に配置されたアクティブマトリクス型の表示装置であって、
　前記複数の走査信号線を選択的に駆動する走査信号線駆動回路と、
　伝達されるべき前記映像信号を前記複数の映像信号線に与える映像信号線駆動回路と、
　前記共通電極に印加されるべき電圧を設定する共通電極駆動回路と、
　前記走査信号線駆動回路、前記映像信号線駆動回路、および前記共通電極駆動回路に対して所定の制御信号を与えることにより制御する表示制御回路と
を備え、
　前記表示制御回路は、前記共通電極の電位を基準とした前記画素電極に印加される電圧の極性が所定の期間毎に反転するよう、前記映像信号線駆動回路および前記共通電極駆動回路を制御するとともに、正極性の電圧が印加される時の前記画素電極と前記共通電極との電位差と、負極性の電圧が印加される時の前記画素電極と前記共通電極との電位差との差分値を、第１の長さのフレーム期間で前記表示すべき画像を書き換える場合よりも、前記第１の長さより長い第２の長さのフレーム期間で書き換える場合の方が、大きくなるように設定することを特徴とする、表示装置。
　前記表示制御回路は、前記第１の長さで駆動される場合よりも、前記第２の長さで駆動される場合の方が、前記差分値が大きくなるように、前記共通電極の電圧が調整されるよう、前記共通電極駆動回路を制御することを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。
　前記表示制御回路は、前記第１の長さで駆動される場合よりも、前記第２の長さで駆動される場合の方が、前記差分値が大きくなるように、前記画素電極に印加される電圧が調整されるよう、前記映像信号線駆動回路を制御することを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。
　前記表示制御回路は、前記映像信号が示す表示階調の最大値近傍では、前記差分値が大きくなるように、前記画素電極に印加される電圧が調整されるよう、前記映像信号線駆動回路を制御することを特徴とする、請求項３に記載の表示装置。
　前記表示制御回路は、前記映像信号が示す表示階調が大きくなるほど、前記差分値が大きくなるように、前記画素電極に印加される電圧が調整されるよう、前記映像信号線駆動回路を制御することを特徴とする、請求項３に記載の表示装置。
　前記表示制御回路は、前記画素電極に印加される電圧を調整するための調整量を、前記映像信号に対応する表示階調と関連付けたテーブル情報として記憶することを特徴とする、請求項３に記載の表示装置。
　前記表示制御回路は、前記第１の長さのフレーム期間で前記表示すべき画像を書き換える第１の場合と、前記第２の長さのフレーム期間で前記表示すべき画像を書き換える第２の場合とを切り替える駆動周波数切り替え回路を含み、
　前記テーブル情報は、
　　前記第１の場合における前記調整量を記憶する第１のテーブル情報と、
　　前記第２の場合における前記調整量を記憶する第２のテーブル情報と
を含むことを特徴とする、請求項６に記載の表示装置。
　前記画素形成部は、
　　接続される走査信号線に印加される信号に応じて導通状態または遮断状態となる薄膜トランジスタと、
　　接続される映像信号線に前記薄膜トランジスタを介して接続された画素電極と、
　　前記画素電極と前記共通電極とによって形成される画素容量と、
　　前記画素容量に保持される電圧に応じた表示階調で画素を表示する液晶素子と
を含むことを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。
　前記薄膜トランジスタは、酸化物半導体からなる半導体層を備えることを特徴とする、
請求項８に記載の表示装置。
　前記酸化物半導体は、インジウム、ガリウム、および亜鉛を主成分とすることを特徴とする、請求項９に記載の表示装置。
　前記複数の画素形成部は、前記液晶素子に対して、横電界方式の液晶モードとなるよう、前記画素電極および前記共通電極が配置されることを特徴とする、請求項８に記載の表示装置。
　請求項１に記載の表示装置を備える、電子機器。
　表示すべき画像を形成する複数の画素形成部であって、画素電極および前記画素電極との間に電圧を印加するために前記画素電極に対応して設けられた共通電極を含む画素形成部と、前記表示すべき画像を示す複数の映像信号を前記複数の画素形成部に伝達するための複数の映像信号線と、前記複数の映像信号線と交差する複数の走査信号線とを備え、前記複数の画素形成部が前記複数の映像信号線と前記複数の走査信号線とに関連付けられマトリクス状に配置されたアクティブマトリクス型の表示装置を駆動する方法であって、
　前記複数の走査信号線を選択的に駆動する走査信号線駆動ステップと、
　伝達されるべき前記映像信号を前記複数の映像信号線に与える映像信号線駆動ステップと、
　前記共通電極に印加されるべき電圧を設定する共通電極駆動ステップと、
　前記走査信号線駆動ステップ、前記映像信号線駆動ステップ、および前記共通電極駆動ステップにおいて所定の制御信号を与えることにより制御する表示制御ステップと
を備え、
　前記表示制御ステップでは、前記共通電極の電位を基準とした前記画素電極に印加される電圧の極性が所定の期間毎に反転するよう、前記映像信号線駆動ステップおよび前記共通電極駆動ステップにおいて制御するとともに、正極性の電圧が印加される時の前記画素電極と前記共通電極との電位差と、負極性の電圧が印加される時の前記画素電極と前記共通電極との電位差との差分値を、第１の長さのフレーム期間で前記表示すべき画像を書き換える場合よりも、前記第１の長さより長い第２の長さのフレーム期間で書き換える場合の方が、大きくなるように設定することを特徴とする、表示装置の駆動方法。