JP2017203973A - 液晶表示装置およびその駆動方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】走査駆動周波数が減少した時に生じるフリッカ現象を効果的に防ぐことのできる液晶表示装置およびその駆動方法を提供する。
【解決手段】液晶表示装置は、液晶表示パネルと、ドライバとを含む。液晶表示パネルは、走査線と、データ線と、画素単位とを含む。画素単位は、それぞれ走査線とデータ線の交差部分に配置され、画素単位は、複数の画素群に分割される。ドライバは、走査線およびデータ線にカップリングされ、表示データに基づいて、走査駆動信号およびデータ駆動信号をそれぞれ走査線およびデータ線に提供することにより、異なる駆動時間点で、または変動する駆動周波数で、液晶表示パネルの画素群を駆動し、それにより、走査駆動周波数が減少した時に生じるフリッカ現象を効果的に防ぎ、液晶表示装置の表示品質を大幅に改善する。
【選択図】図７

Description

本発明は、表示装置に関するものであり、特に、液晶表示装置およびその駆動方法に関するものである。
電界効果トランジスタは、例えば、半導体メモリの集積回路の単位素子、高周波信号増幅素子、および液晶表示装置を駆動するディスプレイモジュールの素子として汎用されている。薄膜に形成されるトランジスタは、薄膜トランジスタ（thin film transistor, TFT）と称され、フラットパネルディスプレイに使用される。
従来のアモルファスシリコン（a-Si）薄膜トランジスタは、明らかなリーク電流（leakage current）の問題を有する。リーク電流が大き過ぎると、薄型トランジスタをオフにしても薄型トランジスタのチャネルを介して液晶表示パネルのキャパシタ内の電荷が失われるため、電圧が低下し、その結果、液晶の配向が不十分になり、輝度が不正確になる。近年、ＩＧＺＯを使用したＴＦＴディスプレイが開発され、リーク電流の問題が大幅に改善されたため、走査駆動周波数が減少した。例えば、フレームレートが６０Ｈｚから１Ｈｚに減少することによって、節電を達成することができる。
しかしながら、走査駆動周波数が減少すると、現在のＩＧＺＯ表示パネルは、フリッカ（flicker）現象を有する。例えば、フレームレートが１Ｈｚの時、使用者は、毎秒フレームが更新されるたびに輝度の急激な増加を感知する。そのため、フリッカ現象は、１Ｈｚの周波数で生じる。
本発明は、走査駆動周波数が減少した時に生じるフリッカ現象を効果的に防ぐことのできる液晶表示装置およびその駆動方法を提供する。
本発明の液晶表示装置は、液晶表示パネルと、ドライバとを含む。液晶表示パネルは、複数の走査線と、複数のデータ線と、複数の画素単位(pixel unit)とを含む。画素単位は、それぞれ走査線とデータ線の複数の交差部分に配置され、対応する走査線とデータ線にカップリングされる。画素単位は、複数の画素群に分割される。ドライバは、走査線およびデータ線にカップリングされ、表示データに基づいて、複数の走査駆動信号および複数のデータ駆動信号をそれぞれ走査線およびデータ線に提供することにより、異なる駆動時間点で、または変動する駆動周波数で、画素群を駆動する。
本発明の１つの実施形態において、ドライバは、同じフレーム周期の異なる時間点で、対応する画素群をそれぞれ駆動する。
本発明の１つの実施形態において、液晶表示装置の各単位駆動期間は、第１期間および第２期間を含み、ドライバは、第１期間において第１駆動周波数で画素群を駆動し、第２期間において第２駆動周波数で画素群を駆動する。
本発明の１つの実施形態において、第２駆動周波数は、第１駆動周波数よりも高い。
本発明の１つの実施形態において、画素群の輝度は、第２期間において漸進的に変化する。
本発明は、さらに、複数の走査線、複数のデータ線、および複数の画素単位を含む液晶表示装置の駆動方法を提供する。複数の画素単位は、複数の画素群に分割される。駆動方法は、以下のステップを含む。表示データを受信する。表示データに基づいて、複数の走査駆動信号および複数のデータ駆動信号をそれぞれ走査線およびデータ線に提供し、異なる駆動時間点で、または変動する駆動周波数で、画素群を駆動する。
本発明の１つの実施形態において、液晶表示装置の駆動方法は、同じフレーム周期の異なる時間点で、対応する画素群をそれぞれ駆動するステップを含む。
本発明の１つの実施形態において、液晶表示装置の各単位駆動期間は、第１期間および第２期間を含み、駆動方法は、第１期間において第１駆動周波数で画素群を駆動し、第２期間において第２駆動周波数で画素群を駆動するステップを含む。
本発明の１つの実施形態において、第２駆動周波数は、第１駆動周波数よりも高い。
本発明の１つの実施形態において、画素群の輝度は、第２期間において漸進的に変化する。
以上のように、本発明の実施形態は、液晶表示パネルの画素群を異なる駆動時間点で、または変動する駆動周波数で駆動することにより、走査駆動周波数が減少した時に生じるフリッカ現象を効果的に防ぎ、液晶表示装置の表示品質を大幅に改善することができる。
本発明の上記および他の目的、特徴、および利点をより分かり易くするため、図面と併せた幾つかの実施形態を以下に説明する。
本発明の１つの実施形態に係る液晶表示装置の概略図である。 本発明の１つの実施形態に係る画素群分布を示す概略図である。 図３（ａ）〜図３（ｅ）は、図２に実施形態の画素群を駆動した時の対応する輝度を示す図である。 図４（ａ）〜図４（ｅ）は、図２に実施形態の画素群を従来の駆動方法で駆動した時の対応する輝度を示す図である。 本発明の別の実施形態に係る画素群分布を示す概略図である。 画素群を駆動した時の対応する輝度を示す図である。 本発明の１つの実施形態に係る液晶表示装置の駆動方法を示す図である。
図１は、本発明の１つの実施形態に係る液晶表示装置の概略図である。図１を参照すると、液晶表示装置１００は、表示パネル１０２と、ドライバ１０４とを含み、表示パネル１０２は、複数の走査線ＳＬ１と、複数のデータ線ＤＬ１と、複数の画素単位Ｐ１とを含む。表示パネル１０２は、例えば、ＩＧＺＯ表示パネルであるが、本発明は、これに限定されない。表示パネル１０２は、他の種類の液晶表示パネルであってもよい。画素単位Ｐ１は、それぞれ走査線ＳＬ１とデータ線ＤＬ１の複数の交差部分に配置され、対応する走査線ＳＬ１およびデータ線ＤＬ１にカップリングされる。また、ドライバ１０４は、走査線ＳＬ１およびデータ線ＤＬ１にカップリングされる。図面を簡潔にするため、そのカップリング関係については図示しない。また、前記複数の画素単位Ｐ１は、図２に示すように、複数の画素群に分割され、複数の画素単位Ｐ１は、例えば、赤、緑、青の順番で行方向に交互に配置されるが、本発明は、これに限定されない。図２の実施形態において、前記複数の画素単位Ｐ１は、４つの画素群Ｇ１〜Ｇ４に分割されるが、本発明は、これに限定されない。つまり、画素単位Ｐ１は、さらに多くの、またはさらに少ない画素群に分割されてもよい。説明を容易にするため、図２では、４つの画素アレイを図示して４つの画素群Ｇ１〜Ｇ４の分布を説明しているが、図２に示した４つの画素アレイは、実際に同じ画素アレイである。また、図２の画素アレイは、７本の走査線および１２本のデータ線に対応する画素単位Ｐ１のみを有するが、実際に含まれる画素単位Ｐ１の数は、これに限定されない。つまり、画素アレイの大きさは、上記に限定されない。第４Ｎ＋１データ線に対応する画素単位は、第１画素群Ｇ１（点線で囲んだ部分）に分割され、第４Ｎ＋２データ線に対応する画素単位は、第２画素群Ｇ２（点線で囲んだ部分）に分割され、第４Ｎ＋３データ線に対応する画素単位は、第３画素群Ｇ３（点線で囲んだ部分）に分割され、第４Ｎ＋４データ線に対応する画素単位は、第４画素群Ｇ４（点線で囲んだ部分）に分割され、Ｎは、０または正の整数である。ドライバ１０４は、表示データに基づいて、複数の走査駆動信号および複数のデータ駆動信号をそれぞれ走査線ＳＬ１およびデータ線ＤＬ１に提供し、異なる駆動時間点で、または変動する駆動周波数で、第１画素群Ｇ１〜第４画素群Ｇ４を駆動する。
例えば、図３（ａ）〜図３（ｅ）は、図２の実施形態の画素群を駆動した時の対応する輝度を示す図であり、図３（ａ）〜図３（ｄ）は、第１画素群Ｇ１〜第４画素群Ｇ４をそれぞれ駆動した時の第１画素群Ｇ１〜第４画素群Ｇ４に対応する輝度を示す図であり、図３（ｅ）は、第１画素群Ｇ１〜第４画素群Ｇ４の重なり合った輝度を示す図である。図３（ａ）〜図３（ｅ）の実施形態において、液晶表示装置１００は、１Ｈｚのフレームレートを有する。つまり、第１画素群Ｇ１〜第４画素群Ｇ４は、それぞれ１秒に１回駆動（更新）され、画素群は、同じフレーム周期（時間の長さが１秒）の異なる時間点で駆動される。例えば、図３（ａ）〜図３（ｅ）の実施形態において、第１画素群Ｇ１〜第４画素群Ｇ４は、０．２５秒の間隔で順番に駆動される。画素単位Ｐ１の薄膜トランジスタは、リーク電流を有するため、第１画素群Ｇ１〜第４画素群Ｇ４の輝度は、それぞれ時間とともに減少する。しかしながら、第１画素群Ｇ１〜第４画素群Ｇ４は、それぞれ異なる時間点で駆動されるため、第１画素群Ｇ１〜第４画素群Ｇ４の輝度を重ね合わせることによって得られる輝度変化を図３（ｅ）に示す。第１画素群Ｇ１〜第４画素群Ｇ４は、１秒に１回駆動される。つまり、第１画素群Ｇ１〜第４画素群Ｇ４は、１秒の間隔で暗い（dark）から明るい（bright）に１回変化するが、第１画素群Ｇ１〜第４画素群Ｇ４の輝度を重ね合わせることによって得られる輝度変化は、０．２５秒の間隔で暗いから明るいに１回変化するのと等しい。そのため、液晶表示装置１００によって表示される画像フレームの輝度変化頻度が上げられる。
また、図３（ａ）〜図３（ｅ）の実施形態において、第１画素群Ｇ１〜第４画素群Ｇ４の輝度を重ね合わせることによって得られる輝度は、従来の技術と比較して、変動幅が小さい。図４（ａ）〜図４（ｅ）は、図２の実施形態の画素群を従来の駆動方法で駆動した時の対応する輝度を示す図である。図４（ａ）〜図４（ｄ）に示すように、従来の技術に基づくと、第１画素群Ｇ１〜第４画素群Ｇ４は、同じ時間点で同時に駆動される。したがって、第１画素群Ｇ１〜第４画素群Ｇ４の輝度を重ね合わせることによって得られる輝度変化は、依然として１秒の間隔に１回、暗いから明るいに変化するため、画像フレームの輝度変化頻度が上げられる図３（ａ）〜図３（ｅ）とは異なる。また、第１画素群Ｇ１〜第４画素群Ｇ４の輝度は、リーク電流によって同時に低下するため、図４（ｅ）の第１画素群Ｇ１〜第４画素群Ｇ４の輝度を重ね合わせることによって得られる輝度の変動幅は、図３（ｅ）の第１画素群Ｇ１〜第４画素群Ｇ４の輝度を重ね合わせることによって得られる輝度の変動幅よりも大きい（図４（ｅ）において、点線で示した部分が図３（ｅ）の第１画素群Ｇ１〜第４画素群Ｇ４の輝度の変動幅である）。
上述した実施形態に基づくと、第１画素群Ｇ１〜第４画素群Ｇ４を異なる時間点で駆動することによって、第１画素群Ｇ１〜第４画素群Ｇ４の輝度を重ね合わせた時に走査駆動周波数を上げる効果を達成することができる。また、輝度の変動幅を抑制することによって、使用者が画像フリッカを感知しやすい従来の問題を改善することができ、それにより、液晶表示装置１００の表示品質を大幅に改善することができる。
言及すべきこととして、いくつかの他の実施形態において、画素単位は、図２の実施形態と異なる方法で分割されてもよい。例えば、図５は、本発明の別の実施形態に係る画素群分布を示す概略図である。図５を参照すると、図２の実施形態と比較して、本実施形態の第１画素群Ｇ１’は、奇数の走査線と奇数のデータ線に対応する交差部分に画素単位を含み（点線で囲んで示す）、第２画素群Ｇ２’は、偶数の走査線と奇数のデータ線に対応する交差部分に画素単位を含み（点線で囲んで示す）、第３画素群Ｇ３’は、奇数の走査線と偶数のデータ線に対応する交差部分に画素単位を含み（点線で囲んで示す）、第４画素群Ｇ４’は、偶数の走査線と偶数のデータ線に対応する交差部分に画素単位を含む（点線で囲んで示す）。第１画素群Ｇ１’〜第４画素群Ｇ４’の駆動方法は、図３の実施形態において説明した駆動方法に類似するため、ここでは繰り返し説明しない。
さらに、例えば、ドライバ１０４は、全ての画素群を変動する駆動周波数で駆動してもよい。つまり、図１の実施形態における全ての画素単位Ｐ１を駆動して、従来のフリッカ問題を解決することができる。ドライバ１０４が画素単位Ｐ１を駆動する各単位駆動期間は、第１期間および第２期間を含み、ドライバ１０４は、第１期間において第１駆動周波数で画素単位Ｐ１を駆動し、第２期間において第２駆動周波数で画素単位Ｐ１を駆動する。第２駆動周波数は、第１駆動周波数よりも高い。第２期間は、画素単位Ｐ１の輝度が第１期間における特定の閾値よりも小さくなった時から単位駆動期間の最後までの期間に設定される。液晶表示装置１００が静止画像を表示する期間において、各画素単位Ｐ１は、各単位駆動期間の開始時間点で同じ輝度を有してもよいが、本発明は、これに限定されない。そのため、画素単位Ｐ１の輝度が下がった時、画素単位Ｐ１を駆動する周波数を上げて輝度の変動幅を減らすことにより、フリッカ問題を改善することができる。
例えば、図６は、画素群を駆動した時の対応する輝度を示す図である。図６を参照すると、本実施形態において、画素単位Ｐ１を駆動する各単位駆動期間Ｔ１は、第１期間ｔ１および第２期間ｔ２を含むことができ、ドライバ１０４が第２期間ｔ２において画素単位Ｐ１を駆動する周波数は、ドライバ１０４が第１期間ｔ１において画素単位Ｐ１を駆動する周波数よりも高い。図６に示すように、本実施形態において、第１期間ｔ１の時間の長さは２秒であるが、第２期間ｔ２の時間の長さは１秒であり、第１期間ｔ１における画素単位Ｐ１の駆動周波数は０．５Ｈｚであるが、第２期間ｔ２における画素単位Ｐ１の駆動周波数は２Ｈｚである。つまり、画素単位Ｐ１は、第１期間ｔ１において１回駆動されるが（例えば、０秒の時に）、画素単位Ｐ１は、第２期間ｔ２において２回駆動される（例えば、２秒と２．５秒の時に）。人間の目は、高周波数の輝度変化や漸進的な輝度変化に対して敏感ではない。そのため、画素単位Ｐ１の輝度が第１期間ｔ１において徐々に下がった後、画素単位Ｐ１の駆動周波数を上げて（すなわち、第２期間ｔ２の駆動モードに入って）、第２期間ｔ２において輝度を漸進的に変化させることによって（図６に示すように）、輝度の変動幅を効果的に抑制することができる。したがって、使用者が静止像を見ている時に感じるフリッカ現象が大幅に改善されるとともに、液晶表示装置１００の全体の駆動周波数を１Ｈｚに維持することにより、低フレームレートを保ち、節電を達成することができる。同じ画素単位Ｐ１は、各単位駆動期間の開始時間点で同じ輝度を有してもよい。例えば、図６の実施形態において、同じ画素単位Ｐ１は、０秒と３秒の時に同じ輝度を有する。
言及すべきこととして、いくつかの別の実施形態において、単位駆動期間Ｔ１の時間の長さは、図６の実施形態で説明した長さに限定されず、異なる状況に応じて調整可能である。また、単位駆動期間Ｔ１は、異なる駆動周波数を有する複数の期間を含んでもよいため、図６の実施形態に限定されない、隣接する２つの期間において、偶数目の期間（例えば、第２期間）の駆動周波数は、前の期間（例えば、第１期間）の駆動周波数よりも高くなければならない。
図７は、本発明の１つの実施形態に係る液晶表示装置の駆動方法を示す図である。図７を参照すると、上述した実施形態からわかるように、液晶表示装置の駆動方法は、以下のステップを含む。表示データを受信する（ステップＳ７０２）。そして、表示データに基づいて、複数の走査駆動信号および複数のデータ駆動信号をそれぞれ走査線およびデータ線に提供し、異なる駆動時間点で、または変動する駆動周波数で、複数の画素群を駆動する（ステップＳ７０４）。例えば、対応する画素群をそれぞれ同じフレーム周期の異なる時間点で駆動することにより、フリッカ問題を改善することができる。さらに、例えば、液晶表示装置の各単位駆動期間は、第１期間および第２期間を含んでもよく、全ての画素群は、第１期間において第１駆動周波数で駆動され、第２期間において第２駆動周波数で駆動される。第２駆動周波数は、第１駆動周波数よりも高く、複数の画素群の輝度は、第２期間において漸進的に変化する。また、同じ画素単位は、各単位駆動期間の開始時間点で同じ輝度を有してもよいが、本発明は、これに限定されない。したがって、液晶表示装置は、静止画像を表示する期間において低フレームレートを有することにより、節電を達成し、フリッカ問題を改善することができる。
以上のように、本発明の実施形態は、液晶表示パネルの画素群を異なる駆動時間点で、または変動する駆動周波数で駆動することにより、走査駆動周波数が減少した時に生じるフリッカ現象を効果的に防ぎ、液晶表示装置の表示品質を大幅に改善することができる。また、駆動方法は、パネル設計を変えずに、または特定の材料を使用せずに、パネルのリーク電流によって生じるフリッカ問題を改善するため、液晶表示装置の製造コストを下げることができる。
以上のごとく、この発明を実施形態により開示したが、もとより、この発明を限定するためのものではなく、当業者であれば容易に理解できるように、この発明の技術思想の範囲内において、適当な変更ならびに修正が当然なされうるものであるから、その特許権保護の範囲は、特許請求の範囲および、それと均等な領域を基準として定めなければならない。
本発明は、走査駆動周波数が減少した時に生じるフリッカ現象を防ぐことのできる液晶表示装置および駆動方法に関する。
１００ 液晶表示装置
１０２ 表示パネル
１０４ ドライバ
ＳＬ１ 走査線
ＤＬ１ データ線
Ｐ１ 画素単位
Ｇ１〜Ｇ４、Ｇ１’〜Ｇ４’ 画素群
Ｔ１ 単位駆動期間
ｔ１ 第１期間
ｔ２ 第２期間
Ｓ７０２〜Ｓ７０４ 液晶表示装置の駆動方法のステップ

Claims (10)

  1. 複数の走査線と、
    複数のデータ線と、
    前記走査線と前記データ線の複数の交差部分にそれぞれ配置され、対応する前記走査線とデータ線にカップリングされ、複数の画素群に分割された複数の画素単位と、
    を含む液晶表示パネルと、
    前記走査線および前記データ線にカップリングされ、表示データに基づいて、複数の走査駆動信号および複数のデータ駆動信号をそれぞれ前記走査線および前記データ線に提供し、異なる駆動時間点で、または変動する駆動周波数で、前記画素群を駆動するドライバと、
    を含む液晶表示装置。
  2. 前記ドライバが、同じフレーム周期の異なる時間点で、対応する前記画素群をそれぞれ駆動する請求項１に記載の液晶表示装置。
  3. 前記液晶表示装置の各単位駆動期間が、第１期間および第２期間を含み、前記ドライバが、前記第１期間において第１駆動周波数で前記画素群を駆動し、前記第２期間において第２駆動周波数で前記画素群を駆動する請求項１に記載の液晶表示装置。
  4. 前記第２駆動周波数が、前記第１駆動周波数よりも高い請求項３に記載の液晶表示装置。
  5. 前記画素群の輝度が、前記第２期間において漸進的に変化する請求項３又は４に記載の液晶表示装置。
  6. 複数の走査線、複数のデータ線、および複数の画素単位を含み、前記複数の画素単位が、それぞれ前記走査線と前記データ線の複数の交差部分に配置されて、対応する前記走査線および前記データ線にカップリングされるとともに、複数の画素群に分割された液晶表示装置の駆動方法であって、
    表示データを受信するステップと、
    前記表示データに基づいて、複数の走査駆動信号および複数のデータ駆動信号をそれぞれ前記走査線および前記データ線に提供し、異なる駆動時間点で、または変動する駆動周波数で、前記画素群を駆動するステップと、
    を含む駆動方法。
  7. 同じフレーム周期の異なる時間点で、対応する前記画素群をそれぞれ駆動するステップを含む請求項６に記載の駆動方法。
  8. 前記液晶表示装置の各単位駆動期間が、第１期間および第２期間を含み、前記駆動方法が、
    前記第１期間において第１駆動周波数で前記画素群を駆動し、前記第２期間において第２駆動周波数で前記画素群を駆動するステップを含む請求項６に記載の駆動方法。
  9. 前記第２駆動周波数が、前記第１駆動周波数よりも高い請求項８に記載の駆動方法。
  10. 前記画素群の輝度が、前記第２期間において漸進的に変化する請求項８又は９に記載の駆動方法。
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