JP2007206415A - 対向電圧出力装置、液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】安定した画像表示を実現しつつ、波形なまりの発生を抑えて転移駆動を行う。
【解決手段】スプレイ配向又はベンド配向をとりうる液晶層を有する液晶パネルの対向電圧出力装置であって、液晶パネルをスプレイ配向からベンド配向へ移行させるための転移駆動電圧の入力を受ける転移駆動電圧入力端子６５１ａ、６５１ｂと、通常表示用電圧の入力を受ける通常表示用電圧入力端子６５３と、液晶パネルの対向電極と接続される出力端子６５４と、コンデンサ６５７を介した接地端と接続しているグランド接続端子１０１と、出力端子６５４に、通常表示用電圧入力端子６５３及びグランド接続端子１０１を接続するか、又は転移駆動電圧入力端子６５１ａ又は６５１ｂを接続するかを制御する選択スイッチ６５６ａ、６５６ｂとを備えた。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＯＣＢモード液晶を用いた液晶表示装置に用いる対向電圧出力装置等に関する。

液晶表示装置は、薄型、軽量であり、従来のブラウン管に代替するものとして、近年一層用途が拡大されてきた。

ここで図６に液晶表示装置の全体図を示す。液晶表示装置６００において、液晶パネル６１０は、ＴＦＴ６１１ａ、画素電極６１１ｂと対向電極６１１ｄとの間に接続された液晶層６１１ｃ、及び対向電極６１１ｄに接続された蓄積容量を含む、マトリックス上に配置された複数の画素６１１から構成され、液晶パネル６１０内の各ＴＦＴ６１１ａのソースライン６１２はソースドライバ６２０に、また各ＴＦＴ６１１ａのゲートライン６１３はゲートドライバ６３０に接続されており、対向電極６１１ｄは対向電圧出力装置６５０に接続されている。

ゲートドライバ６３０から印加される電圧によってＴＦＴ６１１ａが開閉され、ソースドライバ６２０からの信号を供給されることで、各画素が駆動し、蓄積容量によりソースドライバ６２０からの信号電圧が保持されることにより、各画素の階調が保持されるとともに、液晶パネル６１０の背面に設けられたバックライト６６０の表示を受けて、画像の表示を行う。なお、図においてソース／ゲート制御手段６４０は、外部電源から電力の供給を受けるとともに、表示させようとする画像信号の入力を受け、これら信号に基づきソースドライバ６２０及びゲートドライバ６３０を駆動させる手段である。また、バックライト６６０は、図示しない制御手段によって、ソース／ゲート制御手段６４０の動作に対応して点灯、消灯の動作を行う。

現在液晶パネル６１０の液晶層６１１ｃに広く使用されているＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）配向液晶パネルは視野角が狭く、また応答速度が遅く、液晶素子が保持型であることもあって、動画表示には尾を引くように見える等、ブラウン管より画質が劣る。

これに対し、近年、ベンド配向を有するＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ Ｂｅｎｄ）モード液晶（例えば、特許文献１参照）が提案されている。

ＯＣＢモード液晶は、ＴＮ配向液晶に比して高速応答かつ広視野角で動画表示や大画面化に充分対応でき、ブラウン管よりも薄型で低消費電力の大画面ディスプレイを提供することができる利点を有する。

ところで、ＯＣＢモード液晶の配向には、スプレイ配向とベンド配向の二つの配向がある。スプレイ配向とは、図７（ａ）に示すように、ＯＣＢモード液晶に電圧が印加されていない状態（非表示状態）の液晶配向のことであり、ベンド配向とは、スプレイ配向のＯＣＢモード液晶に転移駆動電圧を印加することにより、映像信号に応じた階調を表示可能な状態となっている液晶配向のことである。図７（ｂ）に示すように、ベンド配向からスプレイ配向への遷移は、印加されている電圧をゼロまたは拮抗電圧Ｖｃよりも小さくすることによりなされる（以下、逆転移という。）。ここで拮抗電圧Ｖｃとはスプレイ配向とベンド配向のエネルギーが拮抗する電圧であり、この電圧以下ではスプレイ配向が安定となる。

以上のようなＯＣＢモード液晶を用いた液晶パネルの駆動において、対向電極６１１ｄ側に対向電圧を出力する対向電圧出力装置６５０及びその近傍の構成を図８に示す。

図８において、対向電圧出力装置６５０は、外部から転移駆動電圧（正）を入力するための転移駆動電圧入力端子６５１ａと、外部からリセット用電圧を入力するためのリセット用電圧入力端子６５２と、外部から通常表示用電圧の入力を受ける通常表示用電圧入力端子６５３と、外部から転移駆動電圧（負）を入力するための転移駆動電圧入力端子６５１ｂと、対向電極６１１ｄに接続される出力端子６５４と、インピーダンス調整用の、オペアンプを利用したバッファ６５５と、バッファ６５５とリセット用電圧入力端子６５２又は通常表示用電圧入力端子６５３とを選択的に接続する選択スイッチ６５６ａと、バッファ６５５、転移駆動電圧入力端子６５１ａ又は転移駆動電圧入力端子６５１ｂのいずれか一つと出力端子６５４とを選択的に接続する選択スイッチ６５６ｂとを備えている。選択スイッチ６５６ａ及び６５６ｂは、図示しない制御信号により選択の方向が制御される。また、出力端子６５４と対向電極６１１ｄとの間には、通常表示用電圧の安定のため、一端が接地したコンデンサ６５７（容量数十〜数百μＦ）と接続されている。

以上のような構成を有する対向電圧回路は、電源ＯＮ状態から通常表示状態に至るまでの間に、高い電位を印加し液晶層のスプレイ配向をベンド状態へ移行させる転移駆動状態を挟むようにしている。

より詳細には、電源ＯＮ直後には、リセット期間として、選択スイッチ６５６ａによりリセット用電圧入力端子６５２とバッファ６５５とを接続する一方、選択スイッチ６５６ｂによりバッファ６５５と出力端子６５４とを接続することで、対向電極６１１ｄにリセット用電圧を供給する。次に、転移駆動期間として、選択スイッチ６５６ｂにより転移駆動電圧入力端子６５１ｂと出力端子６５４とを接続し、所定期間（数百ｍ秒）後、転移駆動電圧入力端子６５１ａと出力端子６５４とを前記所定期間と同期間接続することにより、正負の転移駆動電圧を供給する。最後に通常表示区間として、選択スイッチ６５６ａにより通常表示用電圧入力端子６５３とバッファ６５５とを接続する一方、選択スイッチ６５６ｂによりバッファ６５５と出力端子６５４とを接続することで、対向電極６１１ｄに通常表示用電圧を供給する。
特開昭６１−１１６３２９号公報

しかしながら、従来のこのようなＯＣＢモード液晶を用いた液晶表示装置においては、液晶パネルの電源をＯＮしてから、液晶層全面がスプレイ配向に移行するには以下のような困難があった。

すなわち、上記のような動作によるリセット期間、転移駆動期間及び通常転移期間におけるリセット用電圧、転移駆動電圧及び通常表示用電圧の印加による対向電圧の変化は、理想的には図９（ａ）のタイムチャートに示すように矩形波的になることが望ましいが、実際は図９（ｂ）に示すように、正負の転移駆動電圧の立ち上がり及び通常表示用電圧の立ち上がり時で波形になまりが生ずることとなっていた。これは、出力端子６５４と対向電極６１１ｄとの間に設けられた、接地されたコンデンサ６５７を備えたことにより、対向電圧出力装置６５０及び対向電極６１１ｄを含む回路の時定数が大きくなったことによる。

このような波形なまりが生ずる場合、スプレイ配向に十分移行できるようにするためには、転移駆動期間を上述の所定時間より長くとるか、転移駆動電圧値自体を大きくする必要が生じていた。

本発明は、上記の課題を考慮してなされたものであり、安定した画像表示を実現しつつ、波形なまりの発生を抑えて転移駆動を行うことができる、対向電圧出力装置及びそれを用いた液晶表示装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、第１の本発明は、スプレイ配向又はベンド配向をとりうる液晶層を有する液晶パネルの対向電圧出力装置であって、
前記液晶パネルをスプレイ配向からベンド配向へ移行させるための転移駆動電圧の入力を受ける転移駆動電圧入力端子と、
通常表示用電圧の入力を受ける通常表示用電圧入力端子と、
前記液晶パネルの対向電極と接続される出力端子と、
コンデンサを介した接地端と接続しているグランド接続端子と、
前記出力端子に、前記通常表示用電圧入力端子及び前記グランド接続端子を接続するか、又は前記転移駆動電圧入力端子を接続するかを制御する接続制御手段とを備えた、対向電圧出力装置である。

また、第２の本発明は、リセット用電圧の入力を受けるリセット用電圧入力端子をさらに備え、
前記接続制御手段は、前記出力端子に前記リセット用電圧入力端子及び前記グランド接続端子を接続するかをさらに制御する、第１の本発明の対向電圧出力装置である。

また、第３の本発明は、前記接続制御手段は、
前記リセット用電圧入力端子と前記通常表示用電圧入力端子とのいずれか一方を選択的に接続する第１の選択スイッチと、前記第１の選択スイッチの出力側と前記転移駆動電圧入力端子とのいずれか一方を選択的に前記出力端子に接続する第２の選択スイッチとを有し、
前記グランド接続端子は、前記第１の選択スイッチの出力側と前記出力端子側との間に接続されている、第１の本発明の対向電圧出力装置である。

また、第４の本発明は、前記接続制御手段は、
前記第１の選択スイッチの出力側と前記グランド接続端子との間に設けられた、第１の開閉スイッチをさらに有し、
前記第１の開閉スイッチは、前記第２の選択スイッチが、前記第１の選択スイッチの出力側と前記出力端子とが接続するよう選択されたとき、その選択直後の所定期間のみ開状態となる、第３の本発明の対向電圧出力装置である。

また、第５の本発明は、前記接続制御手段は、
前記リセット用電圧入力端子、前記通常表示用電圧入力端子又は前記転移駆動電圧入力端子のいずれか一つと前記出力端子とを選択的に接続する第３の選択スイッチと、
前記第３の選択スイッチの出力側と前記出力端子と前記グランド接続端子との間に設けられた第２の開閉スイッチとを備え、
前記第２の開閉スイッチは、少なくとも前記第３の選択スイッチが前記リセット用電圧入力端子又は前記通常表示用電圧入力端子と前記出力端子とを接続している間は閉状態となる、第２の本発明の対向電圧出力装置である。

また、第６の本発明は、前記転移駆動電圧入力端子は、前記通常表示用電圧を基準とした正負２種類の前記転移駆動電圧にそれぞれ対応した２つの入力端子である、第１の本発明の対向電圧出力装置である。

また、第７の本発明は、集積回路として形成されているものである、第１の本発明の対向電圧出力装置である。

また、第８の本発明は、ＯＣＢモード液晶を使用した液晶層を有する液晶パネルと、
前記液晶パネルに信号電圧を出力するドライバと、
前記液晶パネルに対向電圧を出力する対向電圧出力手段とを備え、
前記対向電圧出力手段として、第１の本発明の対向電圧出力装置を有する、液晶表示装置である。

以上のような本発明によれば、安定した画像表示を実現しつつ、波形なまりの発生を抑えて転移駆動を行うことができる、対向電圧出力装置及びそれを用いた液晶表示装置を提供することが可能となる。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。

（実施の形態）
図１に本発明の実施の形態１による対向電圧出力装置の構成図を示す。図１において、図６と同一または相当部には、同一符号を付し、詳細な説明は省略する。本発明の実施の形態１による対向電圧出力装置１００は、一端が接地したコンデンサ６５７と接続したグランド接続端子１０１と、バッファ６５５とグランド接続端子１０１とを接続する開閉スイッチ１０２とを備えたことを特徴とする。

以下、このような構成を有する本発明の実施の形態１による対向電圧出力装置の動作を説明する。

電源ＯＮ直後には、リセット期間として、選択スイッチ６５６ａによりリセット用電圧入力端子６５２とバッファ６５５とを接続する一方、選択スイッチ６５６ｂによりバッファ６５５と出力端子６５４とを接続することで、対向電極６１１ｄにリセット用電圧を供給する。この間、開閉スイッチ１０２は閉状態とする。

次に、転移駆動期間として、選択スイッチ６５６ｂにより転移駆動電圧入力端子６５１ｂと出力端子６５４とを接続し、所定期間（数百ｍ秒）後、転移駆動電圧入力端子６５１ａと出力端子６５４とを前記所定期間と同期間接続することにより、正負の転移駆動電圧を供給する。この間、開閉スイッチ１０２は選択スイッチ６５６ｂの選択により回路から切り離されているため、開閉いずれの状態であっても転移駆動電圧の供給に影響を与えない。

次に、通常表示区間として、選択スイッチ６５６ａにより通常表示用電圧入力端子６５３とバッファ６５５とを接続する一方、選択スイッチ６５６ｂによりバッファ６５５と出力端子６５４とを接続する。このとき、通常表示用電圧入力端子６５３と出力端子６５４との間の回路が形成された直後も所定期間（具体的には数十ｍ秒）間、開閉スイッチ１０２は開状態とし、所定期間経過後、閉状態とする。

以上の動作において、正負の転移駆動用電圧が対向電圧として出力される転移駆動期間において、接地したコンデンサ６５７は、それが接続されるグランド接続端子１０１が選択スイッチ６５６ｂにより他の端子と接続するよう選択されないため、対向電圧出力装置１００及び対向電極を含む回路から切り離されている。さらに、転移駆動期間から通常表示期間に移行したときも、移行直後は開閉スイッチ１０２を開状態とすることにより、コンデンサ６５７を回路から切り離し、回路に含まれないようにしている。

したがって、図９（ｂ）に示すような、正負の転移駆動電圧の立ち上がり、及び通常表示用電圧の立ち上がり時に波形のなまりは生じず、図９（ａ）に示すような矩形波の対向電圧を得ることができる。

また、通常表示用電圧出力中はバッファ６５５と出力端子６５４との間にグランド接続端子１０１が接続されているため、コンデンサ６５７が回路に含まれることとなり、表示期間における対向電圧の安定を維持することができる。

なお、上記の構成においては、開閉スイッチ１０２を設けて、転移駆動期間から通常表示期間への移行直後はこれを開状態とすることにより、通常表示電圧の立ち上がりの波形なまりも解消することとしたが、図２に示すように開閉スイッチ１０２を省略した構成としてもよい。この場合、図３に示すように、転移駆動期間から通常表示期間への移行時には、通常表示電圧の立ち上がりに波形なまり３００が僅かに生じるが、転移駆動期間においては波形なまりはなく、所望の転移駆動正負電圧が得られているため、本発明の効果を有する。

なお、上記の構成において、対向電圧出力装置１００は本発明の対向電圧出力装置に相当し、転移駆動電圧入力端子６５１ａ、６５１ｂは本発明の転移駆動電圧入力端子に相当し、通常表示用電圧入力端子６５３は本発明の通常表示用電圧入力端子に相当し、出力端子６５４は本発明の出力端子に相当し、コンデンサ６５７は本発明の容量に相当し、グランド接続端子１０１は本発明のグランド接続端子に相当する。

選択スイッチ６５６ａは本発明の第１の選択スイッチに相当し、選択スイッチ６５６ｂは本発明の第２の選択スイッチに相当し、開閉スイッチ１０２は本発明の第１の開閉スイッチに相当し、これらスイッチは本発明の接続制御手段を構成する。

しかしながら本発明の構成は上記実施の形態に限定されるものではない。本発明の接続制御手段は、出力端子に、通常表示用電圧入力端子及びグランド接続端子を接続するか、又は前記駆動電圧入力端子を接続するかを少なくとも制御することにより、少なくとも転移駆動期間において対向電圧出力装置及び対向電極を含む回路から、一端を接地したコンデンサが切り離されるような構成であればよい。

例えば、図４に示すように、グランド接続端子１０１は、選択スイッチ６５６ｂと出力端子６５４との間に接続されている構成としてもよい。この場合、開閉スイッチ１０２は、選択スイッチ６５６ｂが転移駆動電圧入力端子６５１ａ又は６５１ｂを選択している期間は、開状態となるよう制御する。

さらに、図５に示すように、転移駆動電圧入力端子６５１ａ、６５１ｂ、通常表示用電圧入力端子６５３、リセット用電圧入力端子のいずれか一つと、出力端子６５４とを選択的に接続する選択スイッチ１１１を備え、選択スイッチ１１１と出力端子６５４との間にグランド接続端子１０１を、開閉スイッチ１１２を介して開閉可能な状態で接続した対向電圧出力装置１１０のような構成としてもよい。この場合、選択スイッチ１１１が転移駆動電圧入力端子６５１ａ又は６５１ｂと出力端子６５４とを接続している間は、開閉スイッチ１１２は開状態となるよう制御する。ここで選択スイッチ１１１は本発明の第３の選択スイッチに相当し、開閉スイッチ１１２は本発明の第２の開閉スイッチに相当する。

なお、この構成においては、バッファ１１３ａ、１１３ｂの２つのバッファをリセット用電圧、通常表示用電圧のそれぞれに応じて用意したが、各入力端子、スイッチ、出力端子間のインピーダンス整合が十分とれる場合は省略してもよい。これは図１、２の構成でも同様である。

また、図４，５のいずれの構成においても、転移駆動期間から通常表示期間への移行直後の所定期間は開閉スイッチ１０２又は１１２を所定期間開状態とすることにより、通常表示用電圧の立ち上がり時の波形なまりをとりのぞくようにしておいてもよいことは言うまでもない。

また、上記の各実施の形態においてはリセット用電圧を起動時に印加するためリセット用電圧入力端子６５２を設けた構成としたが、これは省略してもよい。

また、図６に示す液晶表示装置において、従来の対向電圧出力装置６５０に代えて、上述した本発明の対向電圧出力装置１００，１１０を搭載したＯＣＢモード液晶パネルを有する液晶表示装置も、本発明に含まれる。このときソース／ゲート制御手段６４０、ソースドライバ６２０及びゲートドライバ６３０は本発明のドライバに相当し、又液晶パネル６１０は本発明の液晶パネルに相当する。

また、対向電圧出力装置は、従来、各構成部品を基板上に実装して構成しているが、部品点数、実装面積、製造工程、コスト等の削減の観点から、集積回路化が進められている。したがって、上記の対向電圧出力装置は、集積回路として、シリコンチップ等の半導体基板上に一体構造として形成されたものとしてもよい。なお、集積回路上に形成可能なコンデンサの容量は１００ｐＦ程度であるので、上記実施の形態のコンデンサ６５７のような大容量（数十μＦ〜数百μＦ）のコンデンサは集積回路の外部に設ける。

本発明にかかる対向電圧出力装置は、安定した画像表示を実現しつつ、波形なまりの発生を抑えて転移駆動を行うことができる効果を有し、液晶表示装置等として有用である。

本発明の実施の形態による対向電圧出力装置の構成図である。 本発明の実施の形態による対向電圧出力装置の他の例の構成図である。 本発明の実施の形態による対向電圧出力装置の他の例における対向電圧のタイミングチャートを示す図である。 本発明の実施の形態による対向電圧出力装置の他の例の構成図である。 本発明の実施の形態による対向電圧出力装置の他の例の構成図である。 従来の技術による液晶表示装置の構成を示す図である。 （ａ）ＯＣＢモード液晶におけるスプレイ配向とベンド配向を説明するための図である。（ｂ）ＯＣＢモード液晶におけるスプレイ配向とベンド配向を説明するための図である。 従来の技術による対向電圧出力装置の構成図である。 （ａ）対向電圧出力装置における対向電圧のタイミングチャートを示す図である。（ｂ）対向電圧出力装置における対向電圧のタイミングチャートを示す図である。

符号の説明

１００ 対向電圧出力装置
１０１ グランド接続端子
１０２ 開閉スイッチ
６５１ａ、６５１ｂ 転移駆動電圧入力端子
６５２ リセット用電圧入力端子
６５３ 通常表示用電圧入力端子
６５４ 出力端子
６５５ バッファ
６５６ａ、６５６ｂ 選択スイッチ
６５７ コンデンサ

Claims (8)

1. スプレイ配向又はベンド配向をとりうる液晶層を有する液晶パネルの対向電圧出力装置であって、
   前記液晶パネルをスプレイ配向からベンド配向へ移行させるための転移駆動電圧の入力を受ける転移駆動電圧入力端子と、
   通常表示用電圧の入力を受ける通常表示用電圧入力端子と、
   前記液晶パネルの対向電極と接続される出力端子と、
   コンデンサを介した接地端と接続しているグランド接続端子と、
   前記出力端子に、前記通常表示用電圧入力端子及び前記グランド接続端子を接続するか、又は前記転移駆動電圧入力端子を接続するかを制御する接続制御手段とを備えた、対向電圧出力装置。
2. リセット用電圧の入力を受けるリセット用電圧入力端子をさらに備え、
   前記接続制御手段は、前記出力端子に前記リセット用電圧入力端子及び前記グランド接続端子を接続するかをさらに制御する、請求項１に記載の対向電圧出力装置。
3. 前記接続制御手段は、
   前記リセット用電圧入力端子と前記通常表示用電圧入力端子とのいずれか一方を選択的に接続する第１の選択スイッチと、前記第１の選択スイッチの出力側と前記転移駆動電圧入力端子とのいずれか一方を選択的に前記出力端子に接続する第２の選択スイッチとを有し、
   前記グランド接続端子は、前記第１の選択スイッチの出力側と前記出力端子側との間に接続されている、請求項１に記載の対向電圧出力装置。
4. 前記接続制御手段は、
   前記第１の選択スイッチの出力側と前記グランド接続端子との間に設けられた、第１の開閉スイッチをさらに有し、
   前記第１の開閉スイッチは、前記第２の選択スイッチが、前記第１の選択スイッチの出力側と前記出力端子とが接続するよう選択されたとき、その選択直後の所定期間のみ開状態となる、請求項３に記載の対向電圧出力装置。
5. 前記接続制御手段は、
   前記リセット用電圧入力端子、前記通常表示用電圧入力端子又は前記転移駆動電圧入力端子のいずれか一つと前記出力端子とを選択的に接続する第３の選択スイッチと、
   前記第３の選択スイッチの出力側と前記出力端子と前記グランド接続端子との間に設けられた第２の開閉スイッチとを備え、
   前記第２の開閉スイッチは、少なくとも前記第３の選択スイッチが前記リセット用電圧入力端子又は前記通常表示用電圧入力端子と前記出力端子とを接続している間は閉状態となる、請求項２に記載の対向電圧出力装置。
6. 前記転移駆動電圧入力端子は、前記通常表示用電圧を基準とした正負２種類の前記転移駆動電圧にそれぞれ対応した２つの入力端子である、請求項１に記載の対向電圧出力装置。
7. 集積回路として形成されているものである、請求項１に記載の対向電圧出力装置。
8. ＯＣＢモード液晶を使用した液晶層を有する液晶パネルと、
   前記液晶パネルに信号電圧を出力するドライバと、
   前記液晶パネルに対向電圧を出力する対向電圧出力手段とを備え、
   前記対向電圧出力手段として、請求項１に記載の対向電圧出力装置を有する、液晶表示装置。

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