JP2009025548A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】パネル温度が変動しても対向電圧を最適値に設定することのできる液晶表示装置を実現する。
【解決手段】データバスラインに絵素の選択素子を介して接続された絵素電極と、絵素電極との間に液晶層が配置された対向電極とを備えたアクティブマトリクス型の液晶表示装置において、パネル温度を検出する温度検出手段（３１）と、対向電極に電圧を印加する電圧印加手段とを備え、電圧印加手段は、温度検出手段（３１）により検出されたパネル温度に応じた電圧（Ｖｃｏｍ）を出力して対向電極に印加する。
【選択図】図１

Description

本発明は、液晶表示装置が備える絵素電極電圧の引き込み現象に関するものである。

アクティブマトリクス型の液晶表示装置においては、図３に示すように、ゲートバスラインＧＬとソースバスラインＳＬとの各交差部に対応して絵素ＰＩＸが設けられる。絵素ＰＩＸをソースバスラインＳＬと接続するＴＦＴ１１は、ゲートバスラインＧＬを介してゲートＧに絵素ＰＩＸを選択期間とするゲート電圧Ｖｇが印加された場合に導通状態となり、ゲートバスラインＧＬを介してゲートＧに絵素ＰＩＸを非選択期間とするゲート電圧Ｖｇが印加された場合に遮断状態となる。ＴＦＴ１１の導通期間には、ソースバスラインＳＬからＴＦＴ１１のソースＳおよびドレインＤを介して絵素にデータ信号が供給され、ＴＦＴ１１の遮断期間には、絵素ＰＩＸは前回の導通期間に供給されたデータ信号が書き込まれた状態を保持する。

絵素ＰＩＸは、液晶容量ＣＬおよび補助容量Ｃｃｓを備えている。液晶容量ＣＬは、絵素電極１２と対向電圧Ｖｃｏｍに保持された対向電極１３との間に形成される容量であり、補助容量Ｃｃｓは、絵素電極１２と対向電圧Ｖｃｏｍなどの補助容量電圧が印加された電極１４との間に形成される容量である。また、絵素ＰＩＸには、その他に、絵素電極１２とゲートバスラインＧＬとの間に形成された寄生容量Ｃｇｄが存在する。

図４に、１本のゲートバスラインＧＬに対するゲート電圧Ｖｇの波形と、絵素ＰＩＸの絵素電極電圧Ｖｐｉｘの波形とを示す。ゲート電圧Ｖｇは、絵素の選択期間ｔ１にハイレベルＶｇｈとなり絵素の非選択期間ｔ２にローレベルＶｇｌとなるパルスが１フレーム期間Ｔごとに繰り返される波形を有する。絵素電極電圧Ｖｐｉｘは、選択期間ｔ１にソースバスラインＳＬから供給されるデータ信号の電圧値に向けて変化し、選択期間ｔ１が終了してＴＦＴ１１が遮断されると、選択期間ｔ１の終了時点での電圧値を保持しようとする。しかし、絵素ＰＩＸには上述した寄生容量Ｃｇｄが存在するため、選択期間ｔ１の終了後の絵素電極電圧Ｖｐｉｘは、終了直前よりも、次式で表される電圧ΔＶｄだけ低下する。

この絵素電極電圧Ｖｐｉｘが電圧ΔＶｄだけ低下する現象は引き込み現象、また、電圧ΔＶｄは引き込み電圧と呼ばれる。データ信号が１フレーム期間Ｔごとに対向電圧Ｖｃｏｍに対する極性を変えて供給される交流駆動の液晶表示装置では、引き込み現象はデータ信号が正極性である期間と負極性である期間との両方で起こる。このような現象は例えば特許文献１に記載されている。
特開２００５−２９２４９３号公報（２００５年１０月２０日公開） 特開２００３−３３０４１３号公報（２００３年１１月１９日公開） 特開２００４−２６４８２８号公報（２００４年９月２４日公開）

上述したように液晶表示装置では引き込み現象が起こるために、交流駆動を行う場合には、データ信号の極性に関わらず絵素電極電圧Ｖｐｉｘが常に減少する側にずれることとなって、絵素電極電圧Ｖｐｉｘの正極性範囲と負極性範囲とが対向電圧Ｖｃｏｍに対して互いに対称な位置とならない。そこで、液晶ＴＶなどの製造工程においては、引き込み現象を考慮して、対向電圧Ｖｃｏｍを絵素電極電圧Ｖｐｉｘの範囲の中央値であるＶｃｏｍ’に一致させる調整を行う。図４に、このような対向電圧Ｖｃｏｍ’を破線で示した。

しかしながら、パネル温度が変動すると各容量ＣＬ・Ｃｃｓ・Ｃｇｄが変動するために、数１で表される引き込み電圧ΔＶｄも変動する。従って、液晶ＴＶなどのように対向電圧Ｖｃｏｍを調整した後にパネルを装置セットに組み込む場合には、組み込まれた状態でのパネル温度が組み込まれる前の状態から変動しやすいので、対向電圧Ｖｃｏｍは、調整工程を経たにも関わらず、絵素電極電圧Ｖｐｉｘの範囲の中央値からずれてしまう。対向電圧Ｖｃｏｍが中心からずれると、液晶に印加される電圧の実効値が正極性と負極性とで等しくならないため、フリッカや液晶劣化などによる表示品位が悪化する。

このように、従来は、パネル温度の変動によって対向電圧Ｖｃｏｍの最適値が変動するという問題があった。

本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、パネル温度が変動しても対向電圧を最適値に設定することのできる液晶表示装置を実現することにある。

本発明の液晶表示装置は、上記課題を解決するために、データバスラインに絵素の選択素子を介して接続された絵素電極と、前記絵素電極との間に液晶層が配置された対向電極とを備えたアクティブマトリクス型の液晶表示装置において、パネル温度を検出する温度検出手段と、前記対向電極に電圧を印加する電圧印加手段とを備え、前記電圧印加手段は、前記温度検出手段により検出された前記パネル温度に応じた電圧を出力して前記対向電極に印加することを特徴としている。

上記の発明によれば、電圧印加手段は温度検出手段により検出されたパネル温度に応じた電圧を出力して対向電極に印加するので、パネルを装置セットに組み込んだ後にパネル温度が変動して引き込み電圧が変動することにより、対向電極に印加する電圧が最適値からずれたとしても、該電圧をパネル温度に応じて最適化することができる。

以上により、パネル温度が変動しても対向電圧を最適値に設定することのできる液晶表示装置を実現することができるという効果を奏する。

本発明の液晶表示装置は、上記課題を解決するために、前記電圧印加手段は、検出された前記パネル温度に応じた電圧を、予め定めたパネル温度範囲ごとに１つの電圧が対応するように生成した複数通りの電圧の中から前記パネル温度に応じて選択して出力することを特徴としている。

上記の発明によれば、電圧印加手段が出力する電圧は、予め定めたパネル温度範囲ごとに１つの電圧が対応するように生成した複数通りの電圧の中から、検出されたパネル温度に応じて選択するだけであるので、対向電極に印加する電圧の設定が容易であるという効果を奏する。

本発明の液晶表示装置は、上記課題を解決するために、前記電圧印加手段は、前記複数通りの電圧を入力とするセレクターを備えており、前記セレクターに前記パネル温度に応じた電圧を選択出力させるために入力される選択制御信号として、オーバーシュート駆動を行うために設定されたオーバーシュートパラメータを前記パネル温度に応じて選択するための選択用信号が用いられることを特徴としている。

上記の発明によれば、液晶表示装置はオーバーシュート駆動を行うように設定されており、セレクターがパネル温度に応じた電圧を選択出力するためにセレクターに入力される選択制御信号として、オーバーシュートパラメータを前記パネル温度に応じて選択するための選択用信号を用いる。すなわち、オーバーシュートパラメータの選択用信号の、オーバーシュートパラメータの種別を行う温度情報が、対向電極に印加する電圧の種別を行う温度情報としても適用可能なようにする。従って、検出したパネル温度に応じて、オーバーシュートパラメータの選択用信号を共通の信号としてオーバーシュートパラメータと対向電極に印加する電圧との両方を選択することができ、回路構成を簡略化することができるという効果を奏する。

本発明の液晶表示装置は、上記課題を解決するために、前記電圧印加手段は、前記パネル温度に応じて選択された電圧が入力されるボルテージフォロワを備えており、前記ボルテージフォロワの出力が前記電圧印加手段の出力であることを特徴としている。

上記の発明によれば、パネル温度に応じて選択された電圧はボルテージフォロワに入力され、当該ボルテージフォロワの出力が対向電極に接続されるので、パネル温度に応じて選択された電圧を出力する回路の出力インピーダンスは小さい必要がなく、電圧を選択出力する回路の構成が容易になるという効果を奏する。

本発明の液晶表示装置は、上記課題を解決するために、前記温度検出手段は、温度センサーとしてサーミスタまたはサーマルダイオードを備えていることを特徴としている。

上記の発明によれば、温度検出手段は温度センサーとしてサーミスタまたはサーマルダイオードを備えているので、容易にパネル温度を検出することができるという効果を奏する。

本発明の液晶表示装置は、上記課題を解決するために、前記電圧印加手段は、前記複数通りの電圧を、基準電圧から抵抗分割法によって生成することを特徴としている。

上記の発明によれば、電圧印加手段は複数通りの電圧を基準電圧から抵抗分割法によって生成するので、複数通りの電圧を容易に生成することができるという効果を奏する。

本発明の液晶表示装置は、上記課題を解決するために、前記絵素電極との間で補助容量を形成するための電極を備えていることを特徴としている。

上記の発明によれば、絵素電極と、補助容量を形成するための電極との間で補助容量が形成されるが、絵素電極の電圧変動分として、寄生容量による引き込み電圧以外に、補助容量を介した電圧変動分がさらに加わる場合にも、対向電極に印加する電圧をパネル温度に応じて最適化することができるという効果を奏する。

本発明の液晶表示装置は、以上のように、パネル温度を検出する温度検出手段と、前記対向電極に電圧を印加する電圧印加手段とを備え、前記電圧印加手段は、前記温度検出手段により検出された前記パネル温度に応じた電圧を出力して前記対向電極に印加する。

以上により、パネル温度が変動しても対向電圧を最適値に設定することのできる液晶表示装置を実現することができるという効果を奏する。

本発明の一実施形態について図１および図２に基づいて説明すると以下の通りである。

図２に、本実施形態に係る液晶表示装置１の構成を示す。

液晶表示装置１はアクティブマトリクス型の表示装置であり、表示部２と、走査信号線駆動回路としてのゲートドライバ３と、データ信号線駆動回路としてのソースドライバ４と、ゲートドライバ３およびソースドライバ４を制御するための表示制御回路５と、電源回路６とを備えている。

表示部２は、複数本（ｍ本）の走査信号線としてのゲートバスラインＧＬ１〜ＧＬｍと、それらのゲートバスラインＧＬ１〜ＧＬｍのそれぞれと交差する複数本（ｎ本）のデータ信号線としてのソースバスラインＳＬ１〜ＳＬｎとを含む。ゲートバスラインＧＬｉ（１≦ｉ≦ｍ）はゲートドライバ３の出力端子Ｇ（ｉ）に接続されており、ソースバスラインＳＬｊ（１≦ｊ≦ｎ）はソースドライバ４の出力端子Ｓ（ｊ）に接続されている。

また、表示部２は、ゲートバスラインＧＬ１〜ＧＬｍとソースバスラインＳＬ１〜ＳＬｎとの交差点にそれぞれ対応して設けられた複数個（ｍ×ｎ個）の絵素ＰＩＸ…とを含む。また、ここでは図示しないが、表示部２は、ゲートバスラインＧＬ１〜ＧＬｍと平行に補助容量バスラインＣＳＬ…を備えており、当該方向に並んだｎ個の絵素ＰＩＸ…からなる各絵素行に１本の補助容量バスラインＣＳＬが割り当てられている。前述の図３では、この補助容量バスラインＣＳＬが電極１４に接続されていて、対向電圧Ｖｃｏｍと同じ電圧に設定されている状態が示されている。

複数の絵素ＰＩＸ…はマトリクス状に配置されて絵素アレイを構成し、各絵素ＰＩＸは、絵素ＰＩＸの選択素子としてのＴＦＴ１１と、液晶容量ＣＬと、補助容量Ｃｓとを備えている。液晶容量ＣＬは、前述の図３に示したように、絵素電極１２と、絵素電極１２に対向する対向電極１３と、それらの間に配置された液晶層とから構成されている。対向電極１３には電源回路６から対向電圧Ｖｃｏｍが印加される。補助容量バスラインＣＳＬには電源回路６から一般には補助容量電圧Ｖｃｓが印加される。液晶容量ＣＬと補助容量Ｃｓとは絵素容量を構成しているが、絵素容量を構成する他の容量として、絵素電極１２と周辺配線との間に形成される寄生容量も存在する。

表示制御回路５からゲートドライバ３へはゲートスタートパルスＧＳＰおよびゲートクロックＧＣＫが供給され、表示制御回路５からソースドライバ４へはソーススタートパルスＳＳＰ、ソースクロックＳＣＫ、および、表示データＤＡが供給される。ここで、表示データＤＡはアナログ信号であってもよいし、デジタル信号であってもよい。すなわち、ソースドライバ４はアナログドライバであってもよいし、デジタルドライバであってもよい。

電源回路（電圧印加手段）６は、ソースドライバ４がソースバスラインＳＬに出力する各データ信号を構成する基準階調電圧、対向電極５１に印加する対向電圧Ｖｃｏｍ、および、補助容量バスラインＣＳＬに出力する補助容量電圧Ｖｃｓなどの各種電源電圧を生成する。電源回路６は、対向電圧Ｖｃｏｍを生成する回路として、図１の回路を備えている。図１においては、図示しない基準電圧発生回路から出力された基準電圧Ｖｒｅｆを基に、対向電圧生成部２０が、予め定めたパネル温度範囲ごとに１つの対向電圧Ｖｃｏｍが対応するように複数通りの対向電圧Ｖｃｏｍを生成するようになっている。複数通りの対向電圧Ｖｃｏｍは、例えば抵抗分割法によって生成することができる。複数通りの対向電圧Ｖｃｏｍを基準電圧から抵抗分割法によって生成するようにすれば、これらの対向電圧Ｖｃｏｍを容易に生成することができる。対向電圧生成部２０の各対向電圧Ｖｃｏｍに対応する出力端子はセレクター２１の入力端子に接続されている。

セレクター２１は、外部に設けられた温度検出部（温度検出手段）３１から入力される選択制御信号ａによって、入力のうちの所定のものを出力端子から出力する。温度検出部３１は、パネル温度を検出して、検出温度に応じた選択制御信号ａを出力する。選択制御信号ａには、例えば液晶表示装置をオーバーシュート駆動するときのＯＳパラメータ（オーバーシュートパラメータ）を選択するのに用いる選択用信号を用いることができる。オーバーシュート駆動は、液晶の応答を速めるために、各フレームの絵素の選択期間において最終的に絵素電極１２に与える対向電圧Ｖｃｏｍとの差分電圧よりも大きい値の差分電圧を、データ信号の供給初期に絵素電極に与える技術である。このような技術については例えば特許文献３に記載されている。

ＯＳパラメータ選択用信号は、パネル温度によって最適なＯＳパラメータ、すなわち絵素ＰＩＸに最初に供給すべき電圧の最適値が変化することに対処するために、予めパネル温度ごとに用意したＯＳパラメータの中からパネル温度に応じたものを選択するための信号であり、例えば２値で表される信号である。このＯＳパラメータ選択用信号のＯＳパラメータの種別を行う温度情報が、対向電圧Ｖｃｏｍの種別を行う温度情報としても適用可能なようにしておけば、検出したパネル温度に応じて、ＯＳパラメータ選択用信号を共通の信号としてＯＳパラメータと対向電圧Ｖｃｏｍとの両方を選択することができる。セレクター２１の内部のスイッチを、ＯＳパラメータ選択用信号の各ビット、例えば図１のセレクター２１では６ビットの各ビットの値に応じてＯＮ／ＯＦＦすることにより、所望の入力を選択することができる。

また、温度検出部３１の温度センサーには、サーミスタやサーマルダイオードなどを用いることができる。サーミスタを用いる場合には、パネル温度によってサーミスタの抵抗値が変化することを利用して、サーミスタ自身やサーミスタに接続される回路の所定箇所の電圧降下を検出し、その検出電圧を検出温度として取得すればよい。サーマルダイオードは、ダイオードの電流−電圧特性（静特性）が温度に応じて変化することを利用して自身の電圧降下を温度検出に用いる場合のダイオードを指す。サーマルダイオードを用いる場合には、パネル温度によってサーマルダイオード自身やサーマルダオードに接続される回路の所定箇所の電圧降下を検出し、その検出電圧を検出温度として取得すればよい。また、パネル温度を検出するには、パネルの温度を直接測定するようにしてもよいし、パネル温度に対応した周囲の温度を測定することにより検出してもよい。このように温度検出手段が温度センサーとしてサーミスタまたはサーマルダイオードを備えていれば、容易にパネル温度を検出することができる。

また、検出温度から選択制御信号ａを生成するには、上記の検出電圧をアナログ電圧のまま、あるいはＡ／Ｄ変換して得たデジタル電圧として用いればよい。デジタル電圧の場合には、量子化の精度を設定することにより、各温度範囲の大きさを任意に設定することが可能である。また、選択制御信号ａは、検出温度に基づき、予めテーブルとして作成してメモリに記憶しておいた信号を読み出したものでもよい。

セレクター２１の出力端子は、ボルテージフォロワ（バッファ）として構成されたＯＰアンプ回路２２の入力端子、すなわちＯＰアンプの非反転入力端子に接続されている。パネル温度に応じて選択された対向電圧Ｖｃｏｍがボルテージフォロワに入力され、当該ボルテージフォロワの出力が対向電極に接続されるので、パネル温度に応じて選択された対向電圧Ｖｃｏｍを出力する回路（すなわちセレクター２１の出力から対向電圧生成部２０側を見た回路）の出力インピーダンスは小さい必要がなく、対向電圧Ｖｃｏｍを選択出力する回路の構成が容易になる。ＯＰアンプ回路２２からインピーダンス変換を経て最終的に出力された対向電圧Ｖｃｏｍが対向電極１３に印加される。

この対向電圧Ｖｃｏｍは、前述した図４のＶｃｏｍ’のように、引き込み電圧ΔＶｄによる変動分を考慮したデータ信号書き込み後（絵素ＰＩＸの非選択期間）の絵素電極１２の電圧レベル範囲の中央値に等しくなるように設定してもよいが、これに限らず、補助容量電圧Ｖｃｓを対向電圧Ｖｃｏｍ以外の値に設定したり交流的に変化させたりすることにより絵素電極１２の電圧レベル範囲がさらにずれるときには、対向電圧Ｖｃｏｍを、これらのさらなる変動分を考慮したデータ信号書き込み後（絵素ＰＩＸの非選択期間）の絵素電極１２の電圧レベル範囲の中央値に等しくなるように設定してもよい。いずれにしても、対向電圧Ｖｃｏｍを、パネル温度に応じて最適値に設定することが可能である。

本実施形態によれば、電源回路６は温度検出部３１により検出されたパネル温度に応じた電圧を出力して対向電極１２に印加するので、パネルを装置セットに組み込んだ後にパネル温度が変動して引き込み電圧が変動することにより、対向電極１２に印加する電圧が最適値からずれたとしても、該電圧をパネル温度に応じて最適化することができる。

以上により、パネル温度が変動しても対向電圧を最適値に設定することのできる液晶表示装置を実現することができる。

本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明は、筐体の中でパネル温度が変動するＴＶ装置などに用いられる液晶表示装置に好適に使用することができる。

本発明の実施形態を示すものであり、液晶表示装置が備える、パネル温度に応じた対向電圧を出力する回路の構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態を示すものであり、液晶表示装置の構成を示すブロック図である。 従来技術を示すものであり、絵素の等価回路を示す回路図である。 従来技術を示すものであり、ゲート電圧および絵素電極電圧と対向電圧の調整との関係を示す波形図である。

符号の説明

１ 液晶表示装置
６ 電源回路（電圧印加手段）
２１ セレクター
２２ ボルテージフォロワ
３１ 温度検出部（温度検出手段）
１２ 絵素電極
１３ 対向電極
ａ 選択制御信号
ＬＣ 液晶層
Ｖｃｏｍ 対向電圧

Claims (7)

1. データバスラインに絵素の選択素子を介して接続された絵素電極と、前記絵素電極との間に液晶層が配置された対向電極とを備えたアクティブマトリクス型の液晶表示装置において、
   パネル温度を検出する温度検出手段と、前記対向電極に電圧を印加する電圧印加手段とを備え、
   前記電圧印加手段は、前記温度検出手段により検出された前記パネル温度に応じた電圧を出力して前記対向電極に印加することを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記電圧印加手段は、検出された前記パネル温度に応じた電圧を、予め定めたパネル温度範囲ごとに１つの電圧が対応するように生成した複数通りの電圧の中から前記パネル温度に応じて選択して出力することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記電圧印加手段は、前記複数通りの電圧を入力とするセレクターを備えており、前記セレクターに前記パネル温度に応じた電圧を選択出力させるために入力される選択制御信号として、オーバーシュート駆動を行うために設定されたオーバーシュートパラメータを前記パネル温度に応じて選択するための選択用信号が用いられることを特徴とする請求項１または２に記載の液晶表示装置。
4. 前記電圧印加手段は、前記パネル温度に応じて選択された電圧が入力されるボルテージフォロワを備えており、前記ボルテージフォロワの出力が前記電圧印加手段の出力であることを特徴とする請求項２または３に記載の液晶表示装置。
5. 前記温度検出手段は、温度センサーとしてサーミスタまたはサーマルダイオードを備えていることを特徴とする請求項１から４までのいずれか１項に記載の液晶表示装置。
6. 前記電圧印加手段は、前記複数通りの電圧を、基準電圧から抵抗分割法によって生成することを特徴とする請求項１から５までのいずれか１項に記載の液晶表示装置。
7. 前記絵素電極との間で補助容量を形成するための電極を備えていることを特徴とする請求項１から６までのいずれか１項に記載の液晶表示装置。

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