JP2009025798A - 表示装置及びその駆動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】周囲の温度に関わらず優秀な品質の映像を表示できる表示装置及びその駆動方法を提供する。
【解決手段】ノーマル駆動モードとインパルシブ駆動モードとのうち、いずれか一つの駆動モードで映像を表示する表示パネルと、周囲の温度を感知して、感知した周囲の温度に対応する信号を出力する温度感知部と、温度感知部から出力された前記信号と基準値とを比較して、比較結果に対応する制御信号を出力する比較部と、制御信号に応答して、ノーマル駆動モード又はインパルシブ駆動モードのうちいずれか一つの駆動モードを選択する駆動モード選択部と、を含むことを特徴とする表示装置を提供する。これにより、本発明の表示装置は、液晶の応答速度が臨界値以下になる低温ではノーマル駆動方式で画面を表示し、液晶の応答速度が臨界値以上になる常温または高温ではインパルシブ駆動方式で画面を表示する。
【選択図】図１

Description

本発明は、表示装置及びその駆動方法に関し、さらに詳細には、周囲の温度の変化によって、ノーマル駆動またはインパルシブ駆動をする表示装置及びその駆動方法に関する。

一般に、表示装置とは、情報処理装置で処理されたデータをユーザが認識できるように所定の画像として表示する装置である。このような表示装置のうち、小型且つ軽量で高解像度を有するフラットパネル型表示装置が広く使われている。

現在、最も広く使われているフラットパネル型表示装置は液晶表示装置である。液晶表示装置は、電界の強度によって液晶配列が変化することを利用して画像を表示する装置であり、スイッチング素子である薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）が形成されたアレイ基板と、アレイ基板に対向する対向基板と、アレイ基板と対向基板との間に介在する液晶層と、を備えた液晶表示パネルを含む。

液晶表示装置には、小型化、軽量化及び高解像度が実現できるという様々な長所があるが、一定時間維持して表示される複数の停止画像から動画像を表示する駆動方法の特徴により、動画像を表示するときに、画面のモーションブラーが発生するという短所がある。

このような動画像を表示するときの画面のモーションブラーを防止するために、ブラック画面や中間グレー画面を画面表示フレームの間に挿入するインパルシブ駆動方式、又はバックライトを瞬間的にオン／オフするブリンキング技術が使用されている。しかし、バックライトブリンキング技術は、バックライトのオン／オフ速度における問題や高い原価などのため、コストがかかり、インパルシブ駆動方式に比べて適用比重が低い。

インパルシブ駆動を実現するためには、速い応答速度を有する液晶を使用することが必須であり、このような特性を有する液晶を使用して優秀な動画像特性を有する液晶表示装置を開発する研究が活発に行われている。

しかし、液晶分子は、特に低温においてその反応速度が低下する。例えば、携帯電話、ナビゲーション及びＤＭＢ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ Ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ）製品などの主要部品である中小型液晶表示装置の場合、室外で使用される場合が多いため、特に外部温度に敏感に影響を受ける。

低温において液晶の反応速度が低下する場合、インパルシブ駆動に必要な液晶分子のオン／オフ応答速度が著しく遅くなり、所望の時間内に所望の階調を表現できなくなる。これにより、液晶表示パネルの画面表示特性は急激に低下する。

本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、周囲の温度に関係なく優れた品質の映像を表示できる表示装置及びその駆動方法を提供することにある。

上記目的を達成すべく、本発明の一実施形態による表示装置は、表示パネル、温度感知部、電圧比較部及び駆動モード選択部を含む。表示パネルは、ノーマル駆動方式とインパルシブ駆動方式とのうちいずれか一つの方式で動作して映像を表示する。温度感知部は、周囲の温度を感知し、感知された周囲の温度に対応する電圧を出力する。電圧比較部は、温度感知部から出力される電圧を基準値（臨界電圧）と比較して、比較結果に対応する制御信号を出力する。駆動モード選択部は、前記制御信号に応答して表示パネルをノーマル駆動方式とインパルシブ駆動方式とのうち、どの方式で駆動するかを選択する。

前記の技術的な課題を解決するための本発明の一実施形態による表示装置の駆動方法は、ノーマル駆動方式とインパルシブ駆動方式とのうちいずれか一つの方式で映像を表示し、周囲の温度を感知して、周囲の温度に対応する出力電圧を生成し、出力電圧を既設定の臨界電圧と比較して、出力電圧が臨界電圧より高い場合は第１制御信号を出力し、また出力電圧が臨界電圧より低い場合は第２制御信号を出力し、第１及び第２制御信号に応答して、映像を表示するために適用される駆動方式である、ノーマル駆動方式またはインパルシブ駆動方式のうち一つの駆動方法を決定することを含む。

本発明の一実施形態による表示装置及びこれを駆動する駆動方法によれば、液晶の応答速度が臨界値以下になる低温ではノーマル駆動方式で画面を表示し、臨界値以上になる常温または高温ではインパルシブ駆動方式で画面を表示することにより、常温では優れた動画像表示品質を実現し、低温でも優れた画面表示特性を実現できる。

以下では、図面に基づき本発明の実施形態について詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態による液晶表示装置のブロック図であり、図２は、図１に示す一つの画素に対する等価回路図であり、図３は、図１に示す液晶表示パネルの平面図である。

図１乃至図３を参照すると、本発明一実施の形態による液晶表示装置は、液晶表示パネル（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｐａｎｅｌ ａｓｓｅｍｂｌｙ）３００、これに連結されたゲート駆動部４００及びデータ駆動部５００、データ駆動部５００に連結された階調電圧生成部８００、及び信号制御部６００を含む。また、液晶表示装置は、周囲の温度によって駆動モードを選択する温度感知部５０、温度感知部５０から出力される電圧を臨界電圧と比較する電圧比較部６５０、及びその比較結果によって駆動モードを決定する駆動モード選択部６１０をさらに含む。本発明の一実施形態では、駆動モード選択部６１０が信号制御部６００に含まれるように示しているが、これに限定されるわけではない。また、本明細書では、液晶表示パネルが搭載された液晶表示装置が一例として記述されるが、これに限られるわけではない。さらに、本明細書に添付された特許請求の範囲に記載の比較部は、前記電圧比較部６５０を示す。

等価回路図上、液晶表示パネル３００は、複数の表示信号線Ｇ_１〜Ｇ_ｎ、Ｄ_１〜Ｄ_ｍと、これに接続され、ほぼ行列形状に配列された複数の画素（ｐｉｘｅｌ）と、を含む。また、液晶表示パネル３００は、互いに対向する下部表示板１００及び上部表示板２００と両基板の間に介在する液晶層３とを含む。液晶層３は、ベンド配向方式（ＯＣＢ：Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ Ｂｅｎｄ）の液晶を含んでもよい。

複数の表示信号線Ｇ_１〜Ｇ_ｎ及びＤ_１〜Ｄ_ｍは、ゲート信号（または「走査（ｓｃａｎｎｉｎｇ）信号」と称する）を伝達する複数のゲート線Ｇ_１〜Ｇ_ｎと、データ信号を伝達する複数のデータ線Ｄ_１〜Ｄ_ｍとを含む。ゲート線Ｇ_１〜Ｇ_ｎはほぼ行方向に延長されて互いにほぼ平行であり、データ線Ｄ_１〜Ｄ_ｍはほぼ列方向に延長されて、互いにほぼ平行である。

各画素は、対応するゲート線及び対応するデータ線に接続されたスイッチング素子Ｑ、これに接続された液晶キャパシタ（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｃａｐａｃｉｔｏｒ）Ｃ_ＬＣ及びストレージキャパシタ（ｓｔｏｒａｇｅ ｃａｐａｃｉｔｏｒ）Ｃ_ＳＴを含む。ストレージキャパシタＣ_ＳＴは、必要によって省略しても良い。

各画素のスイッチング素子Ｑは、下部表示板１００に備えられた薄膜トランジスタなどからなる。薄膜トランジスタは、対応するゲート線に接続されるゲート電極、対応するデータ線に接続されるソース電極、そして液晶キャパシタＣ_ＬＣ及びストレージキャパシタＣ_ＳＴに接続されるドレイン電極を有する三端子素子である。

液晶キャパシタＣ_ＬＣは、下部表示板１００の画素電極１９０と上部表示板２００の共通電極２７０とにより定義され、画素電極１９０及び共通電極２７０は液晶キャパシタＣ_ＬＣの二つの端子であり、二つの電極１９０と２７０との間の液晶層３は誘電体として機能する。画素電極１９０はスイッチング素子Ｑに接続され、共通電極２７０は、上部表示板２００に形成され、共通電圧Ｖ_ｃｏｍを受信する。図２とは別に、共通電極２７０が下部表示板１００に備えられる場合もあり、この場合は二つの電極１９０及び２７０のうちいずれか一つが線状または棒状で形成されてもよい。

液晶キャパシタＣ_ＬＣの補助的な役割をするストレージキャパシタＣ_ＳＴは、下部表示板１００上に配置された信号線（図示せず）、画素電極１９０及び前記信号線と画素電極１９０との間に介在する絶縁体によって定義される。前記信号線には、共通電圧Ｖ_ｃｏｍなどの既設定の電圧が印加される。あるいは、ストレージキャパシタＣ_ＳＴは、画素電極１９０が絶縁体を媒介して真上のゲート線とオーバーラップされることにより定義されてもよい。

色の表示を実現するためには、各画素が原色（ｐｒｉｍａｒｙ ｃｏｌｏｒ）のうち一つを固有に表示（空間分割）してもよく、または各画素が時間によって交互に原色を表示（時間分割）してもよい。この原色の空間的、時間的な割合で所望の色が認識されるようにする。原色の例としては赤色、緑色及び青色がある。

上部表示板２００には光漏れを遮断するためのブラックマトリクス２２０（図２の斜線の部分）が形成されている。ブラックマトリクス２２０には、画素電極１９０またはカラーフィルタ２３０に対応する開口部が形成される。

図２に示すように、空間分割の一例として、各画素に対応する上部表示板２００の領域に原色のうち一つを示すカラーフィルタ２３０が備えられる。図２とは異なり、カラーフィルタ２３０が下部表示板１００の画素電極１９０の上または下に形成されても良い。

液晶表示パネル３００の両表示板１００及び２００のうち、少なくとも一つの外側表面には、光を偏光させる偏光子（図示せず）が取り付けられてもよい。

階調電圧生成部８００は、画素の透過率に関連する対をなす二つのグールプの階調電圧を生成する。二つのグールプのうち一つのグールプは、共通電圧Ｖ_ｃｏｍに対して正の値を有してもよく、他の一つのグールプは負の値を有してもよい。

ゲート駆動部４００は、液晶表示パネル３００のゲート線Ｇ_１〜Ｇ_ｎに接続され、外部からのゲートオン電圧Ｖ_ｏｎ及びゲートオフ電圧Ｖ_ｏｆｆを含むゲート信号をゲート線Ｇ_１−Ｇ_ｎに順次に印加する。ゲート駆動部４００は複数の集積回路を含んでもよい。

データ駆動部５００は、液晶表示パネル３００のデータ線Ｄ_１〜Ｄ_ｍに接続され、階調電圧生成部８００からの階調電圧を選択してデータ信号として画素に印加する。データ駆動部５００は、複数の集積回路を含んでもよい。

ゲート駆動部４００またはデータ駆動部５００は、チップ形状で液晶表示パネル３００の上に直接実装されてもよく、またはフレキシブルプリント回路フィルム（ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ ｆｉｌｍ）（図示せず）の上に実装されて液晶表示パネル３００に取り付けられてもよい。さらに、ゲート駆動部４００またはデータ駆動部５００は、複数の表示信号線Ｇ_１〜Ｇ_ｎ、Ｄ_１〜Ｄ_ｍとスイッチング素子Ｑなどと共に液晶表示パネル３００の上に集積されてもよい。

信号制御部６００は、ゲート駆動部４００及びデータ駆動部５００などの動作を制御する。

温度感知部５０は、少なくとも一つの温度センサ５１を含む。温度センサ５１は、周囲の温度を感知し、感知した周囲の温度に対応する出力電圧Ｖｏｕｔを生成して、電圧比較部６５０に出力する。電圧比較部６５０は、前記出力電圧Ｖｏｕｔと既設定の臨界電圧を比較して、制御信号ＣＯＮＴを駆動モード選択部６１０に出力する。駆動モード選択部６１０は、前記制御信号ＣＯＮＴに応答して、ノーマル駆動方式とインパルシブ駆動方式とのうち一つを選択する。

図３に示すように、液晶表示パネル３００は、複数の画素が形成されている表示領域Ｄと表示領域Ｄを除いた非表示領域Ｂに分けられる。非表示領域Ｂは、主に液晶表示パネル３００のエッジ領域に該当し、ブラックマトリクス２２０に覆われている。温度感知部５０の温度センサ５１は、非表示領域Ｂに配置されてもよい。温度センサ５１は、図３に示すように、液晶表示パネル３００の上下エッジに各々二つずつ配置されているが、温度センサ５１の配置位置と個数はこれに限定されず、液晶表示パネル３００の左右などのように、液晶表示パネル３００の温度を最適に感知できる非表示領域Ｂに配置されてもよい。

以下では、このような液晶表示装置の表示動作に対してより詳細に説明する。

信号制御部６００は、外部のグラフィック制御器（図示せず）から入力映像信号Ｒ、Ｇ、Ｂ、表示を制御する入力制御信号、例えば、垂直同期信号Ｖ_ｓｙｎｃ及び水平同期信号Ｈ_ｓｙｎｃ、メインクロックＭＣＬＫ、データイネーブル信号ＤＥ、及び駆動モード選択部６１０から提供される駆動制御信号などを受信する。信号制御部６００は、入力制御信号及び駆動制御信号に基づいて、入力映像信号Ｒ、Ｇ、Ｂを液晶表示パネル３００の動作条件に従って適切に処理し、映像信号ＤＡＴを出力する。ゲート制御信号ＣＯＮＴ１及びデータ制御信号ＣＯＮＴ２などを生成し、ゲート制御信号ＣＯＮＴ１をゲート駆動部４００に伝送して、データ制御信号ＣＯＮＴ２と映像信号ＤＡＴとをデータ駆動部５００に伝送する。

ゲート制御信号ＣＯＮＴ１は、走査のスタートを指示する走査スタート信号とゲートオン電圧Ｖ_ｏｎの出力時間を制御する、少なくとも一つのクロック信号を含む。ゲート制御信号ＣＯＮＴ１は、さらに、ゲートオン電圧Ｖ_ｏｎの出力持続時間を限定する出力イネーブル信号をさらに含んでもよい。

データ制御信号ＣＯＮＴ２は、一つの画素行のデータ伝送の開始を知らせる水平同期スタート信号、データ線Ｄ_１〜Ｄ_ｍに該当するデータ電圧の印加を指示するロード信号、共通電圧Ｖ_ｃｏｍに対するデータ電圧の極性（以下、「共通電圧に対するデータ電圧の極性」を「データ電圧の極性」と称する）を反転する反転信号及びデータクロック信号などを含む。

信号制御部６００からのデータ制御信号ＣＯＮＴ２に応じて、データ駆動部５００は一行の画素に対する映像信号ＤＡＴを受信し、階調電圧生成部８００からの階調電圧のうち各映像信号に対応する階調電圧を選択することによって、映像信号ＤＡＴを対応するアナログデータ電圧に変換した後、これを対応するデータ線に印加する。

ゲート駆動部４００は、信号制御部６００からのゲート制御信号ＣＯＮＴ１に応答してゲートオン電圧Ｖ_ｏｎをゲート線Ｇ_１〜Ｇ_ｎに順次印加する。ゲートオン電圧Ｖ_ｏｎにより、ゲート線Ｇ_１〜Ｇ_ｎに接続されたスイッチング素子Ｑが順次にオンされ、これによってデータ線Ｄ_１〜Ｄ_ｍに印加されたデータ電圧がオンされたスイッチング素子Ｑを介して該当する画素に印加される。

画素に印加されたデータ電圧と共通電圧Ｖ_ｃｏｍとの差は、液晶キャパシタＣ_ＬＣの充電電圧、即ち、画素電圧に該当する。液晶層３の液晶分子の配向は、画素電圧の大きさによって異なり、画素電圧の大きさによって液晶層３を通過する光の偏光が変化する。このような偏光の変化は、表示反１００及び２００に取り付けられた偏光子（図示せず）により、光の透過率の変化として表れる。

ゲート駆動部４００及びデータ駆動部５００は、水平同期信号Ｈ_ｓｙｎｃ及びゲートクロックの一周期に相当する１水平周期（１Ｈ）を単位として同一な動作を繰り返す。このような方式で、ゲート駆動部４００は一フレーム（ｆｒａｍｅ）の間、全てのゲート線Ｇ_１〜Ｇ_ｎに順次ゲートオン電圧Ｖ_ｏｎを印加して、これにより全ての画素にデータ電圧が印加される。一フレームが終わると次のフレームが始まり、各画素に印加されるデータ電圧の極性はフレーム単位で反転する（「フレーム反転」）。このとき、一フレーム内で一つのデータ線を通して流れるデータ電圧の極性が反転してもよく（例えば、行反転、ドット反転）、また、隣接するデータ線を通して同時に流れるデータ電圧の極性が互いに異なってもよい（例えば、列反転、ドット反転）。

以下では、本発明の実施形態による温度感知部、これを備える表示装置及びその駆動方法に対して、図４Ａ乃至図５Ｂを参照して説明する。

図４Ａは、ダイオード型温度センサを有する温度感知部の等価回路図であり、図４Ｂは、周囲の温度に応じて出力される温度感知部の出力電圧を示すグラフであり、図５Ａは、本発明の他の実施形態による抵抗型温度センサを有する温度感知部の等価回路図であり、図５Ｂは、周囲の温度に応じて出力される温度感知部の出力電圧を示すグラフである。

液晶表示パネル３００の非表示領域Ｂに形成された温度感知部５０は、薄膜トランジスタを有する温度センサ５１を含む。薄膜トランジスタのゲート電極、ソース電極及びドレイン電極の接続方法によって、温度センサ５１は、図４Ａに示すように、ダイオードのように動作してもよい。また、図５Ａに示すように、温度センサ５１は可変抵抗のように動作してもよい。

まず、図４Ａ及び図４Ｂを参照して、温度センサ５１がダイオード型温度センサとして設計された場合に対して説明する。

図４Ａを参照すると、温度センサ５１は一つの薄膜トランジスタを含む。温度センサ５１に含まれた薄膜トランジスタのゲート電極Ｇとソース電極Ｓとは互いに接続され、ドレイン電極Ｄは接地端子ＧＮＤに接続される。このように、薄膜トランジスタのゲート電極Ｇとソース電極Ｓとが互いに接続される場合、温度センサ５１に含まれた薄膜トランジスタはダイオードとして動作する。

ここで、温度センサ５１のソース電極Ｓと接続された出力端から出力される電圧Ｖｏｕｔは、下記の式（１）により求められる。

図４Ａにおいて、Ｒは固定抵抗であり、Ｖｄｄは入力電圧である。

（１）
式（１）において、Ｉ_Ｄは、温度センサ５１に流れる電流である。ここで、温度センサ５１のゲート電極Ｇとソース電極Ｓとが互いに接続されて、ゲート電極Ｇとドレイン電極Ｄとの間の電圧と、ソース電極Ｓとドレイン電極Ｄとの間の電圧とが等しいので、Ｉ_Ｄは下記の式（２）により定義される。

（２）
式（２）において、μ_ｎは電子移動度（ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｍｏｂｉｌｉｔｙ）であり、Ｃ_ｇは温度センサ５１のゲート電極Ｇとドレイン電極Ｄとの間の静電容量（ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ）であり、Ｗは温度センサ５１のチャネル幅（ｃｈａｎｎｅｌ ｗｉｄｔｈ）であり、Ｌは温度センサ５１のチャネル長さ（ｃｈａｎｎｅｌ ｌｅｎｇｔｈ）であり、Ｖｔｈはしきい値電圧（ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ ｖｏｌｔａｇｅ）を示す。

電子移動度(μ_ｎ)は、下記の式（３）により得られる。

（３）
式（３）において、μ_０は固有電子移動度（ｅｘｔｅｎｄｅｄ−ｓｔａｔｅ ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｍｏｂｉｌｉｔｙ）であり、Ｎｃは移動境界面での状態密度（ｄｅｎｓｉｔｙ ｏｆ ｓｔａｔｅ ａｔ ｍｏｂｉｌｉｔｙ ｅｄｇｅ）であり、ｋはボルツマン定数（ｂｏｌｔｚｍａｎ ｃｏｎｓｔａｎｔ）であり、Ｔは絶対温度（Ｋ）であり、ｎは総電子密度（ｔｏｔａｌ ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｄｅｎｓｉｔｙ）であり、Ｅａは電子活性エネルギー（ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ ｅｎｅｒｇｙ）である。

上記の式（１）乃至式（３）から分かるように、温度センサ５１の出力端を通して出力される出力電圧Ｖｏｕｔは温度によって変化する。

図４Ａの等価回路のように接続された温度センサ５１の出力端を通して出力される出力電圧Ｖｏｕｔは、図４Ｂに示すように、温度が上昇するほど線形的に減少する。

このようなダイオード型温度センサ５１を利用する場合、液晶の応答速度が臨界値より遅くなってインパルシブ駆動が困難になる臨界温度未満では、前記臨界温度での臨界電圧に比べて高い出力電圧Ｖｏｕｔが出力される。一方、液晶の応答速度が臨界値以上になってインパルシブ駆動に適当な臨界温度以上では、前記臨界電圧に比べて低い出力電圧Ｖｏｕｔが出力される。

液晶の応答速度、臨界温度及び臨界電圧の値は、液晶の種類によって変わる。

例えば、１２０Ｈz倍速駆動でインパルシブ駆動をする場合において、液晶のオン/オフ応答速度が８ｍｓに近い値、またはそれ以上の値を有する場合の温度が臨界温度に該当するとしたら、前記臨界温度で温度センサ５１が出力する出力電圧Ｖｏｕｔが臨界電圧となる。１２０Ｈz倍速駆動をする場合、一フレームの持続時間は約８ｍｓに維持されるので、一フレームの持続時間より液晶のオン/オフ応答速度が長くなることがある。このとき、画面の間にブラック画面や中間グレー画面を入れるインパルシブ駆動をすると、液晶の配列が所望の通りに変化せず、輝度低下などの問題が発生する可能性がある。しかし、液晶のオン/オフ応答速度の臨界値、臨界温度及び臨界電圧は例示された８ｍｓに限定されず、液晶の種類や倍速駆動のような表示装置の駆動方法に応じて選択されるインパルシブ駆動を行うのに適当な液晶の応答速度及び周囲の温度によって、前記臨界値、臨界温度及び臨界電圧は変化してもよい。

温度感知部５０の温度センサ５１から出力された出力電圧Ｖｏｕｔは、電圧比較部６５０に伝達される。電圧比較部６５０は、前記出力電圧Ｖｏｕｔと前記臨界電圧とを比較する。本明細書に添付された特許請求の範囲では、出力電圧Ｖｏｕｔが第１電圧と記載され、臨界電圧が第２電圧と記載される。

電圧比較部６５０は、比較の結果、前記出力電圧Ｖｏｕｔが臨界電圧に比べて高い場合は、第１制御信号を駆動モード選択部６１０に伝達し、前記出力電圧Ｖｏｕｔが臨界電圧に比べて低い場合は、第２制御信号を駆動モード選択部６１０に伝達する。

駆動モード選択部６１０は、第１または第２制御信号に応答してノーマル駆動方式及びインパルシブ駆動方式のうち一つを選択し、信号制御部６００に駆動制御信号を出力する。本実施形態において、駆動モード選択部６１０は、第１制御信号に応答して所望の映像のみを表示するノーマル駆動モードを選択し、第２制御信号に応答して所望の映像の間にブラック映像や中間グレー映像を表示するインパルシブ駆動モードを選択する。

次に、図５Ａ及び図５Ｂを参照して、温度感知部が抵抗型温度センサ５１を備える構造で接続される場合に対して説明する。

図５Ａを参照すると、温度センサ５１は、基準電圧Ｖｄｄが印加される一端及び出力端に接続される他端を有する抵抗Ｒｓを含む。また、温度感知部５０は、固定された抵抗値を有する抵抗Ｒｃをさらに含む。本明細書に添付された特許請求の範囲では、抵抗Ｒｓが第１抵抗と記載され、抵抗Ｒｃが第２抵抗と記載される。抵抗Ｒｃの一端は、抵抗Ｒｓの他端及び出力端に接続されて、抵抗Ｒｃの他端は接地端子ＧＮＤに接続される。

このように、温度センサ５１が抵抗型Ｒｓとして設計される場合、出力端から出力される電圧Ｖｏｕｔは、下記の式（４）を満たす。

（４）

前記式（４）において、Ｒｓは下記の式（５）を満たす。

（５）

前記式（５）において、ρは下記の式（６）を満たす。

（６）
前記（式）６において、ｅはキャリア（ｃａｒｒｉｅｒ）電荷量である。電子移動度（μ_ｎ）は式（３）のように示すことができるので、出力端から出力される電圧Ｖｏｕｔは温度によって変わる。

図５Ａに示される本発明の他の実施形態による温度センサ５１から出力される出力電圧Ｖｏｕｔは、図５Ｂに示すように、周囲の温度が上昇するほど高くなる。

このような抵抗型温度センサ５１を利用すると、液晶の応答速度が臨界値以下になって、インパルシブ駆動が困難になる臨界温度未満では、前記臨界温度での臨界電圧に比べて出力電圧Ｖｏｕｔが低く出力される。また、液晶の応答速度が臨界値以上になって、インパルシブ駆動に適当な臨界温度以上では、前記臨界電圧に比べて出力電圧Ｖｏｕｔが高く出力される。

本発明の他の実施形態による液晶応答速度の臨界値、臨界温度及び臨界電圧も、液晶の種類や倍速駆動のような表示装置の駆動方法に応じて選択されるインパルシブ駆動をするのに適当な液晶の応答速度及び周りの温度によって、前記臨界値、臨界温度及び臨界電圧は変化してもよい。

温度感知部５０の温度センサ５１から出力された出力電圧Ｖｏｕｔは、電圧比較部６５０に伝達される。電圧比較部６５０は、前記出力電圧Ｖｏｕｔと前記臨界電圧とを比較して、前記出力電圧Ｖｏｕｔが臨界電圧に比べて低い場合は第３制御信号を駆動モード選択部６１０に伝達し、前記出力電圧Ｖｏｕｔが臨界電圧に比べて高い場合は第４制御信号を駆動モード選択部６１０に伝達する。

駆動モード選択部６１０は、第３または第４制御信号に応答してノーマル駆動方式及びインパルシブ駆動方式のうち一つを選択し、選択した駆動方式に対応する駆動制御信号を信号制御部６００に出力する。本発明の他の実施形態による表示装置の場合、駆動モード選択部６１０は、第３制御信号に応答して所望の映像のみを表示するノーマル駆動方式を選択し、第４制御信号に応答して所望の映像の間にブラック映像または中間グレー映像を表示するインパルシブ駆動方式を選択する。

以下では、図６及び図７を参照して、本発明のさらに別の実施の形態による表示装置及びその駆動方法を詳しく説明する。

図６は、本発明のさらに別の実施形態による液晶表示装置のブロック図であり、図７は、図６に示す駆動電圧生成部９００及び温度感知部５０の回路図である。

図６及び図７を参照すると、本発明のさらに別の実施形態による液晶表示装置は、液晶表示パネル３００、これに連結されたゲート駆動部４００及びデータ駆動部５００、データ駆動部５００に連結された階調電圧生成部８００、信号制御部６００、及び駆動電圧生成部９００を含む。駆動電圧生成部９００は、外部温度によって駆動方法を決定する温度感知部５０を含む。また液晶表示装置は、温度感知部５０から出力される電圧を臨界電圧と比べる電圧比較部６５０及びその比較結果によって液晶表示装置の駆動方法を決定する駆動モード選択部６１０をさらに含む。

本発明のさらに別の実施形態は、温度感知部５０が駆動電圧生成部９００の内部に配置されたことを除いては図１に示す表示装置と同一である。

駆動電圧生成部９００は、液晶表示装置の画面表示に必要な駆動電圧を生成する。例えば、ゲートオン電圧Ｖ_ｏｎ、ゲートオフ電圧Ｖ_ｏｆｆ及び駆動基準電圧Ｖｄｄなどを生成する。また、駆動電圧生成部９００は、図６に示すように、液晶表示パネル３００の外部に配置される。従って、温度感知部が液晶表示パネルの内部に設けられる図１に示される実施形態とは異なり、図６に示される実施形態では、温度感知部が液晶表示パネルの外部に設けられる。

温度感知部５０は、駆動電圧生成部９００の内部に設けられ、ダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３及び前記ダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３と並列に接続されるサーマルスイッチ（ｔｈｅｒｍａｌ ｓｗｉｔｃｈ）Ｔ−ＳＷを含む。

サーマルスイッチＴ−ＳＷは、臨界温度またはそれ以上の温度ではリークし、前記臨界温度の未満ではオープンになり、ダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３による電圧降下が発生する。前記臨界温度は、前述のように、液晶がインパルシブ駆動のために十分に速い応答速度を有する温度に定義される。

液晶表示装置の周囲の温度が前記臨界温度と等しいかまたはそれ以上である場合には、サーマルスイッチＴ−ＳＷはリークして、ダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３による電圧降下は発生しない。従って、駆動電圧生成部９００の出力端子は一定の固定電圧Ｖｏｕｔを出力する。

しかし、周囲の温度が臨界温度未満に下がる場合には、サーマルスイッチＴ−ＳＷはオープンになり、ダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３による電圧降下が発生する。

温度感知部５０に形成されたダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３は、周囲の温度によって電圧降下の程度が異なる特性を有する。即ち、図７に示すように、ダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３に流れる電流Ｉｆが０，１ｍＡと仮定する場合、各々のダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３により、温度別に、例えば、約８５℃では約０，４Ｖの電圧降下が発生し、約-３０℃では約０.６Ｖの電圧降下が発生する。

一般的に、駆動電圧生成部９００は、接点Ｎ１で一定の電圧が維持されるように設計される。従って、ダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３による電圧降下が発生する場合、下記の式（７）より、接点Ｎ１の電圧を一定に維持するために、駆動電圧生成部９００の出力電圧は上昇する。

（７）

電圧比較部６５０は、駆動電圧生成部９００から出力される出力電圧Ｖｏｕｔと臨界電圧とを比べて、その結果、前記出力電圧Ｖｏｕｔが臨界電圧と等しいか、または低い場合には、第５制御信号を出力し、前記出力電圧Ｖｏｕｔが臨界電圧より高い場合は、第６制御信号を出力する。温度感知部５０のサーマルスイッチＴ−ＳＷがリーク状態からオープン状態に変わる臨界温度において駆動電圧生成部９００から出力される出力電圧Ｖｏｕｔが臨界電圧として定義される。

駆動モード選択部６１０は、第５制御信号に応答してインパルシブ駆動モードを選択し、第６制御信号に応答してノーマル駆動モードを選択し、選択結果に対応する駆動制御信号を信号制御部６００に出力する。

以上、本発明の実施形態による表示装置及びその駆動方法について詳細に説明したが、本発明の権利範囲は実施形態に限定的に解釈されず、通常の知識を有する当業者の技術水準まで拡大されることができる。

本発明の一実施形態による液晶表示装置のブロック図である。 図１に示す一つの画素に対する等価回路図である。 図１に示す液晶表示パネルの平面図である。 ダイオード型温度センサを有する温度感知部の等価回路図である。 周囲の温度に応じて出力される温度感知部の出力電圧を示すグラフである。 本発明の他の実施形態による抵抗型温度センサを有する温度感知部の等価回路図である。 周囲の温度に応じて出力される温度感知部の出力電圧を示すグラフである。 本発明のさらに別の実施形態による液晶表示装置のブロック図である。 図６に示す温度感知部の回路図である。

符号の説明

３ 液晶層
５０ 温度感知部
５１ 温度センサ
１００ 下部表示板
１９０ 画素電極
２００ 上部表示板
２２０ ブラックマトリクス
２３０ カラーフィルタ
２７０ 共通電極
３００ 液晶表示パネル
４００ ゲート駆動部
５００ データ駆動部
６００ 信号制御部
６１０ 駆動モード選択部
６５０ 電圧比較部
８００ 階調電圧生成部
９００ 駆動電圧生成部

Claims (19)

1. ノーマル駆動モードとインパルシブ駆動モードとのうち、いずれか一つの駆動モードで映像を表示する表示パネルと、
   周囲の温度を感知して、感知した前記周囲の温度に対応する信号を出力する温度感知部と、
   前記温度感知部から出力された前記信号と基準値とを比較して、比較結果に対応する制御信号を出力する比較部と、
   前記制御信号に応答して、前記ノーマル駆動モード又は前記インパルシブ駆動モードのうちいずれか一つの駆動モードを選択する駆動モード選択部と、
   を含むことを特徴とする表示装置。
2. 前記信号は第１電圧であり、前記基準値は第２電圧であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 前記表示パネルはべンド配向方式の液晶を含むことを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
4. 前記温度感知部は、前記表示パネルの周辺領域に配置された薄膜トランジスタを含むことを特徴とする請求項３に記載の表示装置。
5. 前記温度感知部は、一端が基準電圧に接続された抵抗をさらに含み、
   前記抵抗の他端と前記薄膜トランジスタのゲート電極と前記薄膜トランジスタのソース電極と前記温度感知部の出力端とは一つの端子に互いに接続され、前記薄膜トランジスタのドレイン電極は接地端子に接続されることを特徴とする請求項４に記載の表示装置。
6. 前記比較部は、前記温度感知部から出力される前記第１電圧が前記第２電圧より高い場合は第１制御信号を出力し、前記温度感知部から出力される前記第１電圧が前記第２電圧より低い場合は第２制御信号を出力することを特徴とする請求項４に記載の表示装置。
7. 前記駆動モード選択部は、前記第１制御信号に応答して前記ノーマル駆動モードを選択し、前記第２制御信号に応答して前記インパルシブ駆動モードを選択することを特徴とする請求項６に記載の表示装置。
8. 前記温度感知部は、前記表示パネルの周辺領域に配置され、一端が基準電圧に接続された第１抵抗及び前記第１抵抗と直列に接続された第２抵抗とを含み、
   前記第１抵抗の他端に接続された前記第２抵抗の一端と、前記温度感知部の出力端とは互いに一つのノードに接続され、前記第２抵抗の他端は接地端子に接続されることを特徴とする請求項３に記載の表示装置。
9. 前記比較部は、前記温度感知部から出力される前記第１電圧が前記第２電圧より低い場合は第３制御信号を出力し、前記温度感知部から出力される前記第１電圧が前記第２電圧より高い場合は第４制御信号を出力することを特徴とする請求項８に記載の表示装置。
10. 前記駆動モード選択部は、前記第３制御信号に応答して前記ノーマル駆動モードを選択し、前記第４制御信号に応答して前記インパルシブ駆動モードを選択することを特徴とする請求項９に記載の表示装置。
11. 前記温度感知部は駆動電圧生成部に含まれ、
    前記温度感知部は、
    臨界温度以上でリークされ、前記臨界温度未満でオープンになるサーマルスイッチと、
    前記サーマルスイッチに並列に接続されるダイオードと、を含むことを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
12. 前記駆動電圧生成部は、前記臨界温度以上では第３電圧を出力し、前記臨界温度未満では第４電圧を出力することを特徴とする請求項１１に記載の表示装置。
13. 前記比較部は、前記第３電圧に応答して第１制御信号を出力し、前記４電圧に応答して第２制御信号を出力することを特徴とする請求項１２に記載の表示装置。
14. 前記駆動モード選択部は、前記第１制御信号に応答して前記インパルシブ駆動モードを選択し、前記第２制御信号に応答して前記ノーマル駆動モードを選択することを特徴とする請求項１３に記載の表示装置。
15. 周囲の温度を感知し、
    前記周囲の温度に対応する信号を出力し、
    前記信号と基準値とを比較し、
    前記信号が前記基準値より大きい場合は第１制御信号を出力し、前記信号が前記基準値より小さい場合は第２制御信号を出力し、
    前記第１及び第２制御信号に応答して、ノーマル駆動モード又はインパルシブ駆動モードのうちいずれか一つの駆動モードを選択すること、
    を含むことを特徴とする表示装置の駆動方法。
16. 前記信号は第１電圧であり、前記基準値は第２電圧であることを特徴とする請求項１５に記載の表示装置の駆動方法。
17. 前記表示装置は、映像を表示する場合、べンド配向方式で前記映像を表示することを特徴とする請求項１６に記載の表示装置の駆動方法。
18. 前記駆動モードの選択は、
    前記第１制御信号に応答して前記ノーマル駆動モードを選択し、
    前記第２制御信号に応答して前記インパルシブ駆動モードを選択すること、を含むことを特徴とする請求項１７に記載の表示装置の駆動方法。
19. 前記駆動モードの選択は、
    前記第１制御信号に応答して前記インパルシブ駆動モード選択し、
    前記第２制御信号に応答して前記ノーマル駆動モードを選択すること、を含むことを特徴とする請求項１５に記載の表示装置の駆動方法。
    

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