JP2004094169A

JP2004094169A - コモン回路及びコモン電圧調整方法

Info

Publication number: JP2004094169A
Application number: JP2002258911A
Authority: JP
Inventors: Yasuharu Tanaka; 田中　康晴
Original assignee: Toshiba Matsushita Display Technology Co Ltd
Current assignee: Japan Display Central Inc
Priority date: 2002-09-04
Filing date: 2002-09-04
Publication date: 2004-03-25

Abstract

【課題】液晶パネルに対しデータ信号と逆位相のコモン電圧を供給するコモン回路において、コモン電圧のセンター調整を容易に行うことができるようにする。
【解決手段】センター調整回路１１２において、容量の大きな容量素子Ｃと容量の小さな調整用容量素子Ｃａｄｊを並列に接続し、スイッチＳＷ１によりオペアンプ１１１からの出力を切り替えるように構成する。コモン電圧のセンター調整を行う時は、スイッチＳＷ１を調整用容量素子Ｃａｄｊ側に切り替え、容量の小さな調整用容量素子Ｃａｄｊを用いてコモン電圧のセンターを調整する。コモン電圧のセンター調整を行った後は、スイッチＳＷ１を容量素子Ｃ側に切り替え、容量素子Ｃ及びコモン電極容量Ｃｃｏｍと、可変抵抗Ｒ１及び抵抗Ｒ２とからなる時定数を大きくして、コモン電圧を通常駆動する。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、コモン回路及びコモン電圧調整方法に関し、詳しくは、コモン反転駆動におけるコモン電圧のセンター調整に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、液晶パネルは軽量、薄型、低消費電力の特性を活かして各種分野で利用されている。中でも、各画素毎に薄膜トランジスタによるスイッチ素子を配置したアクティブマトリクス型の液晶パネル（以下、単に液晶パネルという）は、ＯＡ機器や携帯型情報端末等のディスプレイとして普及しつつある。
【０００３】
一般に液晶パネルでは、液晶層に印加されるデータ信号が常に単極性であると、長時間に渡り液晶層に直流が印加され、液晶層が劣化する等の問題を生じる。そこで、液晶層に印加されるデータ信号の極性を所定周期で反転させる極性反転駆動が行われている。例えば、フレーム反転駆動では、すべての画素に印加されるデータ信号の電位が１フレーム毎に逆極性となるように駆動される。
【０００４】
一方、コモン電圧の駆動方式としては、コモン電極に直流電圧を供給し、この直流電圧を中心として正負側それぞれにデータ信号の電位を振るコモンＤＣ駆動と、データ信号の電位と逆位相となるようにコモン電圧を振るコモン反転駆動がある。このうち、コモン反転駆動は、コモンＤＣ駆動よりもデータ信号の電位を小さくすることができるため、低消費電力での駆動が可能となる。
【０００５】
ただし、データ信号の電位は書き込み時に寄生容量等の影響を受けるため、コモン反転駆動を行った場合、液晶層に印加される電位は正負で対称にはならず、液晶層には直流のオフセット電位がかかることになる。このオフセット電位は、液晶層の劣化やフリッカーの原因となることから、コモン反転駆動においては、コモン電圧のセンター（中心電位）をオフセット電位分だけ補正することにより、データ信号の正負側の電位が対称となるようにしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
図５は、コモン電圧を調整するための回路構成を示す従来例の概略構成図である。コモン回路１００は、液晶パネル２００の図示しないコモン電極にコモン電圧を供給する回路であり、オペアンプ１０１と、センター調整回路１０２とから構成されている。オペアンプ１０１には、コモン電圧となる駆動交流電圧Ｖが供給されている。また、センター調整回路１０２は容量結合方式により構成され、液晶パネル２００側のコモン電極容量Ｃｃｏｍに対して容量結合された結合容量Ｃと、可変抵抗Ｒ１及び抵抗Ｒ２とを備えている。
【０００７】
オペアンプ１０１から出力された矩形波のコモン電圧は、結合容量Ｃ及び可変抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２の抵抗分割により、センターの電位レベルが設定され、液晶パネル２００へ出力される。コモン電圧のセンターは、可変抵抗Ｒ１を増減することにより所望の電位レベルに調整することができる。通常は、オペレータが液晶パネル２００に表示させたテストパターン等を見ながら可変抵抗Ｒ１を増減させ、フリッカーが発生しないポイントに合わせることでセンター調整を行っている。
【０００８】
ところで、センター調整回路１０２が容量結合方式の場合、結合容量Ｃ及びコモン電極容量Ｃｃｏｍと、可変抵抗Ｒ１及び抵抗Ｒ２とからなる時定数がフレーム周期よりも小さいと、１フレーム期間中にコモン電圧が変動してしまうため、前記時定数をフレーム周期よりも十分に大きくしなければならない。しかし、時定数を大きくすると、可変抵抗Ｒ１を増減させたときに、コモン電圧のセンターの変化が遅くなるため、センター調整に時間がかかり、生産性が低下するという問題点があった。
【０００９】
この発明の目的は、センター調整回路の時定数をフレーム周期よりも十分に大きくした場合でも、コモン電圧のセンター調整を容易に行うことができるコモン回路及びコモン電圧調整方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１の発明は、液晶パネルの画素電極に印加されるデータ信号と逆位相のコモン電圧を供給するコモン回路であって、パルス波形のコモン電圧を出力するアンプ回路と、前記コモン電圧の中心電位を調整するための容量素子及び抵抗素子を有するコモン調整回路とを備え、前記コモン電圧の中心電位を調整する時は、前記容量素子の容量を前記コモン電圧を通常駆動する時よりも小さい容量に切り替えることを特徴とする。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１において、前記コモン調整回路は、前記容量素子と並列に接続された前記容量素子よりも容量の小さな調整用容量素素子と、前記アンプ回路の出力を前記容量素子側又は前記調整用容量素子側のいずれかに切り替えるスイッチ素子とを備え、前記コモン電圧の中心電位を調整する時は前記スイッチの導通を前記調整用容量素子側に切り替え、前記コモン電圧を通常駆動する時は前記スイッチの導通を前記容量素子側に切り替えることを特徴とする。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項１において、前記コモン調整回路は、前記容量素子と前記抵抗素子との間にスイッチ素子を備え、前記コモン電圧の中心電位を調整する時は前記スイッチを非導通とし、前記コモン電圧を通常駆動する時は前記スイッチを導通とすることを特徴とする。
【００１３】
また、上記課題を解決するため、請求項４の発明は、マトリクス状に配置された複数の走査線及び複数の信号線、このマトリクスの各格子毎に配置された画素スイッチ素子、前記画素スイッチ素子を介して前記信号線と接続する前記各格子毎に設けられた画素電極を有するアレイ基板と、前記複数の画素電極と相対する共通のコモン電極が形成された対向基板と、前記両基板間に保持された液晶層とを備えた液晶パネルに対し、前記画素電極に印加されるデータ信号と逆位相のコモン電圧を供給するコモン回路のコモン電圧調整方法であって、前記コモン回路は、パルス波形のコモン電圧を出力するアンプ回路と、前記コモン電圧の中心電位を調整するための容量素子及び抵抗素子を有するコモン調整回路とを備え、前記コモン電圧の中心電位を調整する時は外部のパルス電圧供給源から出力されたパルス波形のコモン電圧を、前記容量素子よりも小さい容量を介して前記容量素子と前記抵抗素子との間に供給し、前記コモン電圧の中心電位を調整した後は前記外部のパルス電圧供給源から出力されたコモン電圧を前記コモン回路から切り離すことをことを特徴とする。
【００１４】
請求項５の発明は、請求項４において、前記パルス電圧供給源から出力されたパルス波形のコモン電圧を前記容量素子よりも容量が小さな調整用容量素子を介して出力する外部回路を用い、前記コモン電圧の中心電位を調整する時は前記外部回路の出力を前記容量素子と前記抵抗素子との間に接続することを特徴とする。
【００１５】
上記コモン回路及びコモン電圧調整方法によれば、液晶パネルへ出力されるコモン電圧のセンター調整を行う時は、容量の小さな容量素子に切り替えることにより、回路の時定数を小さくし、コモン電圧のセンターの変化（反応）が早くなるようにして、センター調整を容易なものとする。一方、コモン電圧のセンター調整を行った後は、容量の大きな容量素子に切り替えることにより、回路の時定数を大きくして、コモン電圧を通常駆動できるようにする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係わるコモン駆動回路及びコモン電圧調整方法をアクティブマトリクス型液晶パネルに適用した場合の実施の形態について説明する。
【００１７】
図４は、本実施の形態に係わるアクティブマトリクス型の液晶パネル（以下、液晶パネル）の回路構成図である。なお、本実施の形態に係わる液晶パネルは、フレーム反転駆動とコモン反転とを組み合わせた駆動を行うものとする。
【００１８】
アレイ基板１０上には、複数の走査線Ｇ１，Ｇ２，…Ｇｎ（総称Ｇ）と、複数の信号線Ｄ１，Ｄ２，…Ｄｍ（総称Ｄ）がマトリクス状に配置されている。走査線Ｇの一端は走査線駆動回路２に、信号線Ｄの一端は信号線駆動回路３にそれぞれ接続されている。また、前記マトリクスの各格子毎に液晶画素５が形成され、これら複数の液晶画素５により表示画素部１が構成されている。
【００１９】
液晶画素５は、画素電極６、コモン電極１１及びこれら電極間に保持される液晶層８から構成され、各液晶画素５へのデータ信号の供給は画素スイッチ素子としてのＴＦＴ（薄膜トランジスタ）９により制御されている。各ＴＦＴ９のゲートは行毎に共通に走査線Ｇ１，Ｇ２，…Ｇｎに接続され、ドレインは列毎に信号線Ｄ１，Ｄ２，…Ｄｍに接続されている。また、ソースは画素電極６に接続されている。
【００２０】
さらに、すべての液晶画素５に相対するコモン電極１１は共通にコモン回路１１０に接続されている。コモン電極１１はアレイ基板１０と対向配置される図示しない対向基板上に形成された単一電極である。また、コモン回路１１０は図示しない外部駆動回路に配置されている回路である。なお、図示していないが、各画素電極６にはデータ信号書き込み時の電圧変動の影響を抑制するための補助容量が接続されている。
【００２１】
図４において、信号線駆動回路３から信号線Ｄ１，Ｄ２，…にデータ信号がサンプリングされ、これと同期して走査線駆動回路２から走査線Ｇ１，Ｇ２，…に行選択信号が出力されると、その走査線方向に存在するＴＦＴ９がオン状態となり、信号線Ｄ１，Ｄ２，…にサンプリングされたデータ信号がＴＦＴ９を介して前記走査線方向に存在する液晶画素５に書き込まれる。このデータ信号は画素電極６とコモン電極１１との間に電荷として蓄積され、これに液晶層８が応答することで、その電荷の大きさに応じた階調度の映像が映し出される。
【００２２】
なお、図４に示すアレイ基板１０は絶縁基板であり、例えばガラス基板で構成されている。またＴＦＴは例えば多結晶シリコンＴＦＴで構成されている。走査線駆動回路２と信号線駆動回路３は、表示画素部１と共にアレイ基板１０上に一体に形成されていてもよいし、図示しない外部駆動基板上に配置されていてもよい。
【００２３】
図１は、コモン回路１１０において、コモン電圧を調整するための回路構成を示す実施例１の概略構成図である。実施例１のコモン回路１１０は、オペアンプ１１１と、センター調整回路１１２とから構成されている。オペアンプ１１１は、コモン電極１１に供給するパルス波形のコモン電圧を出力するアンプ回路であり、交流駆動電圧源Ｖから供給された交流駆動電圧を増幅して出力している。センター調整回路１１２は、容量結合方式により構成され、液晶パネル２００側のコモン電極容量Ｃｃｏｍと容量結合された容量素子Ｃと、この容量素子Ｃと並列に接続され、かつ容量素子Ｃよりも容量の小さな調整用容量素子Ｃａｄｊと、オペアンプ１１１の出力を容量素子Ｃ側又は調整用容量素子Ｃａｄｊ側のいずれかに切り替えるスイッチＳＷ１と、電源電位Ｖｃｃと接地電位Ｖｓｓを抵抗分割により分圧する可変抵抗Ｒ１及び抵抗Ｒ２とから構成されている。
【００２４】
上記構成において、液晶パネル２００へ出力されるコモン電圧のセンター調整を行う時は、スイッチＳＷ１の導通を調整用容量素子Ｃａｄｊ側に切り替え、容量の大きな容量素子Ｃをオペアンプ１１１の出力から切り離し、容量の小さな調整用容量素子Ｃａｄｊと接続する。そして、可変抵抗Ｒ１を増減させ、フリッカーが発生しないポイントに合わせることにより、コモン電圧のセンター調整を行う。このとき、オペアンプ１１１と接続する調整用容量素子Ｃａｄｊは、容量素子Ｃよりも容量が小さいため、調整用容量素子Ｃａｄｊ及びコモン電極容量Ｃｃｏｍと、可変抵抗Ｒ１及び抵抗Ｒ２とからなる時定数は小さくなる。このため、可変抵抗Ｒ１を増減させたときに、コモン電圧のセンターの変化（反応）は早くなり、センター調整を容易に行うことができる。
【００２５】
一方、コモン電圧のセンター調整を行った後は、スイッチＳＷ１の導通を容量素子Ｃ側に切り替える。これにより、容量素子Ｃ及びコモン電極容量Ｃｃｏｍと、可変抵抗Ｒ１及び抵抗Ｒ２とからなる時定数は大きくなるため、コモン電圧を通常駆動することができる。
【００２６】
図２は、コモン電圧を調整するための回路構成を示す実施例２の概略構成図である。実施例２のコモン回路１２０は、オペアンプ１２１と、センター調整回路１２２とから構成されている。オペアンプ１２１の構成は図１と同じである。センター調整回路１２２は、液晶パネル２００側のコモン電極容量Ｃｃｏｍと容量結合された容量素子Ｃと、電源電位Ｖｃｃと接地電位Ｖｓｓを抵抗分割により分圧する可変抵抗Ｒ１及び抵抗Ｒ２と、容量素子Ｃと可変抵抗Ｒ１及び抵抗Ｒ２の節点Ｎとの間に接続されたスイッチＳＷ２とから構成されている。
【００２７】
上記構成において、液晶パネル２００へ出力されるコモン電圧のセンター調整を行う時は、スイッチＳＷ２を非導通状態とし、容量の大きな容量素子Ｃをオペアンプ１２１の出力から切り離す。そして、可変抵抗Ｒ１を増減させてコモン電圧のセンターを所望の電位レベルに調整する。ここでは、オペアンプ１２１からの出力はコモン電極１１側に供給されなくなるので、液晶層８に印加されるデータ信号の電位レベルは小さくなり、液晶層８の応答も通常時と比べて小さくなるが、フリッカーの発生は確認できるため、オペレータが液晶パネル２００に表示させたテストパターン等を見ながら可変抵抗Ｒ１を増減させ、フリッカーが発生しないポイントに合わせることにより、コモン電圧のセンター調整を行うことができる。この場合、可変抵抗Ｒ１及び抵抗Ｒ２と接続するのは配線容量のみとなるため、この配線容量と可変抵抗Ｒ１及び抵抗Ｒ２とからなる時定数は小さくなる。したがって、可変抵抗Ｒ１を増減させたときに、コモン電圧のセンターの変化（反応）は早くなり、センター調整を容易に行うことができる。
【００２８】
一方、コモン電圧のセンター調整を行った後は、スイッチＳＷ２を導通状態とし、容量の大きな容量素子Ｃをオペアンプ１２１の出力に接続する。これにより、容量素子Ｃ及びコモン電極容量Ｃｃｏｍと、可変抵抗Ｒ１及び抵抗Ｒ２とからなる時定数は大きくなるため、コモン電圧を通常駆動することができる。
【００２９】
図３は、外部回路によりコモン電圧を調整するための回路構成を示す実施例３の概略構成図である。実施例３のセンター調整回路１３２には、容量素子Ｃと可変抵抗Ｒ１及び抵抗Ｒ２との間に、外部回路１４０と接続するための端子１３３が設けられている。コモン回路１３０の他の構成は図５に示す従来例と同じである。
【００３０】
また、実施例３では、コモン電圧のセンター調整のために外部回路１４０が用いられる。外部回路１４０は、交流駆動電圧を供給する交流駆動電圧源Ｖ′と、容量素子Ｃよりも容量の小さな調整用容量素子Ｃａｄｊとから構成されている。なお、交流駆動電圧源Ｖは、本実施例におけるパルス電圧供給源を構成する。
【００３１】
上記構成において、液晶パネル２００へ出力されるコモン電圧のセンター調整を行う時は、コモン回路１３０の端子１３３と、外部回路１４０の出力端とを接続し、可変抵抗Ｒ１を増減させ、コモン電圧のセンターをフリッカーが発生しないポイントに合わせることにより、コモン電圧のセンター調整を行う。ここで、調整用容量素子Ｃａｄｊは、容量素子Ｃよりも容量が小さいため、調整用容量素子Ｃａｄｊ及びコモン電極容量Ｃｃｏｍと、可変抵抗Ｒ１及び抵抗Ｒ２とからなる時定数は小さくなる。このため、可変抵抗Ｒ１を増減させたときに、コモン電圧のセンターの変化（反応）は早くなり、センター調整を容易に行うことができる。とくに、実施例３では、液晶パネル毎に調整用容量素子Ｃａｄｊやスイッチ等を組み込む必要がないため、実施例１，２に比べてコストを低減することができる。
【００３２】
一方、コモン電圧のセンター調整を行った後は、外部回路１４０の出力端とコモン回路１３０の端子１３３とを切り離し、電気的な接続を遮断する。これにより、容量素子Ｃ及びコモン電極容量Ｃｃｏｍと、可変抵抗Ｒ１及び抵抗Ｒ２とからなる時定数は大きくなるため、コモン電圧を通常駆動することができる。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、センター調整回路の時定数をフレーム周期よりも十分に大きくしても、調整時にはコモン電圧のセンターの変化を早くすることができるため、コモン電圧のセンター調整を容易に行うことができる。したがって、作業時間の短縮により生産性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】コモン電圧を調整するための回路構成を示す実施例１の概略構成図。
【図２】コモン電圧を調整するための回路構成を示す実施例２の概略構成図。
【図３】外部回路によりコモン電圧を調整するための回路構成を示す実施例３の概略構成図。
【図４】実施の形態に係わるアクティブマトリクス型液晶パネルの回路構成図。
【図５】コモン電圧を調整するための回路構成を示す従来例の概略構成図。
【符号の説明】
１１１，１２１，１３１　オペアンプ
１１０，１２０，１３０　コモン回路
１１２，１２２，１３２　センター調整回路
２００　液晶パネル
Ｃ　容量素子
Ｃａｄｊ　調整用容量素子
ＳＷ１，ＳＷ２　スイッチ
Ｒ１　可変抵抗
Ｒ２　抵抗

Claims

液晶パネルの画素電極に印加されるデータ信号と逆位相のコモン電圧を供給するコモン回路であって、
パルス波形のコモン電圧を出力するアンプ回路と、前記コモン電圧の中心電位を調整するための容量素子及び抵抗素子を有するコモン調整回路とを備え、前記コモン電圧の中心電位を調整する時は、前記容量素子の容量を前記コモン電圧を通常駆動する時よりも小さい容量に切り替えることを特徴とするコモン回路。
前記コモン調整回路は、前記容量素子と並列に接続された前記容量素子よりも容量の小さな調整用容量素素子と、前記アンプ回路の出力を前記容量素子側又は前記調整用容量素子側のいずれかに切り替えるスイッチ素子とを備え、
前記コモン電圧の中心電位を調整する時は前記スイッチの導通を前記調整用容量素子側に切り替え、前記コモン電圧を通常駆動する時は前記スイッチの導通を前記容量素子側に切り替えることを特徴とする請求項１に記載のコモン回路。
前記コモン調整回路は、前記容量素子と前記抵抗素子との間にスイッチ素子を備え、
前記コモン電圧の中心電位を調整する時は前記スイッチを非導通とし、前記コモン電圧を通常駆動する時は前記スイッチを導通とすることを特徴とする請求項１に記載のコモン回路。
マトリクス状に配置された複数の走査線及び複数の信号線、このマトリクスの各格子毎に配置された画素スイッチ素子、前記画素スイッチ素子を介して前記信号線と接続する前記各格子毎に設けられた画素電極を有するアレイ基板と、前記複数の画素電極と相対する共通のコモン電極が形成された対向基板と、前記両基板間に保持された液晶層とを備えた液晶パネルに対し、前記画素電極に印加されるデータ信号と逆位相のコモン電圧を供給するコモン回路のコモン電圧調整方法であって、
前記コモン回路は、パルス波形のコモン電圧を出力するアンプ回路と、前記コモン電圧の中心電位を調整するための容量素子及び抵抗素子を有するコモン調整回路とを備え、
前記コモン電圧の中心電位を調整する時は外部のパルス電圧供給源から出力されたパルス波形のコモン電圧を、前記容量素子よりも小さい容量を介して前記容量素子と前記抵抗素子との間に供給し、
前記コモン電圧の中心電位を調整した後は前記外部のパルス電圧供給源から出力されたコモン電圧を前記コモン回路から切り離すことをことを特徴とするコモン電圧調整方法。
前記パルス電圧供給源から出力されたパルス波形のコモン電圧を前記容量素子よりも容量が小さな調整用容量素子を介して出力する外部回路を用い、
前記コモン電圧の中心電位を調整する時は前記外部回路の出力を前記容量素子と前記抵抗素子との間に接続することを特徴とする請求項４に記載のコモン電圧調整方法。