JP3653285B2

JP3653285B2 - 液晶表示装置

Info

Publication number: JP3653285B2
Application number: JP08737891A
Authority: JP
Inventors: 義樹城地
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1991-03-28
Filing date: 1991-03-28
Publication date: 2005-05-25
Anticipated expiration: 2020-05-25
Also published as: JPH04299387A

Description

【０００１】
本発明は、入力信号の可変調整範囲に該入力信号のダイナミックレンジを加えた範囲よりも狭いダイナミックレンジの液晶駆動回路により液晶表示パネルを駆動する液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ: Thin Film Transistor）をスイッチ素子として用いたアクティブマトリクス方式の液晶表示素子（ＬＣＤ： Liquid Crystal Device）により形成した液晶表示パネル（ＴＦＴ−ＬＣＤ）を用いた平面ディスプレイが開発されている。
【０００３】
この種の液晶表示パネル（ＴＦＴ−ＬＣＤ）は、１画素分の等価回路を図５に示してあるように、液晶１００の画素電極がドレインに接続されたＴＦＴ１０１を備え、上記ＴＦＴ１０１のゲートが走査電極に接続されソースが信号電極に接続されてなる。また、また、図６に示すように上記液晶１００の対向電極パターン１０２に接続される蓄積電極パターン１０３を設け、上記液晶１００に蓄積容量Ｃｓを並列接続することにより、上記ＴＦＴ１０１のオフ期間の信号電圧保持特性を向上させるようにしている。
【０００４】
そして、一般に液晶パネルは、僅かな直流シフトであっても長時間に亘って液晶に印加されると、焼き付け、白点しみなどを発生して表示画像の画質が著しく低下するので、例えば図７に示すように、１フィールド毎に極性反転した信号電圧を信号電極に印加するような液晶駆動回路により交流駆動されている。
【０００５】
従来、上記液晶駆動回路は、既存の半導体製造プロセスにより製造された集積回路として提供されているが、その動作電圧が低く、十分なダイナミックレンジを確保することができないために、実際の液晶駆動電圧が飽和しないように、上記対向電極側に１フィールド毎に極性反転するコモン電圧Ｖ_COMを印加するようにしていた。
【０００６】
例えば、信号の黒々レベルを５Ｖ_PP、輝度レベルの調整範囲を４Ｖ_PPとして、６Ｖ_PPのコモン電圧Ｖ_COMを印加するようにして、ダイナミックレンジが９Ｖの液晶駆動回路により液晶表示パネルを駆動していた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、液晶表示パネルは、僅か直流シフトであっても長時間に亘って印加されると、焼き付け、白点しみなどを発生して表示画像の画質が著しく低下するという問題点がある。
【０００８】
そこで、従来、入力信号の可変調整範囲に該入力信号のダイナミックレンジを加えた範囲よりも狭いダイナミックレンジの液晶駆動回路により液晶表示パネルを交流駆動する液晶表示装置では、対向電極側コモン電極パターンに交流電圧を印加して、液晶表示パネルに印加する液晶印加電圧がつまらないようにしていたが、輝点修正対策のための冗長性や開口率の向上などを考慮すると上記コモン電圧パターンを削除する必要がある。しかし、コモン電極パターンを削除すると、対向電極側からの交流電圧の印加ができなくなり、駆動電圧を高くしなければならず、高耐圧プロセスの集積回路が必要となる。
【０００９】
本発明は、このような実状に鑑みて提案されたものであって、入力信号の可変調整範囲に該入力信号のダイナミックレンジを加えた範囲よりも狭いダイナミックレンジの液晶駆動回路により液晶表示パネルを交流駆動する液晶表示装置において、長時間に亘って画質の良好な画像表示を行うことができるようにすることを目的とし、信号つまりを起こしても、液晶表示パネルの焼き付き、白点しみなどを発生することのない液晶表示装置を提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、映像信号の可変調整範囲に該映像信号のダイナミックレンジを加えた範囲よりも狭いダイナミックレンジの液晶駆動回路により液晶パネルを駆動して映像を表示する液晶表示装置において、上記液晶パネルは、液晶表示素子の画素電極がドレインに接続され、ゲートが走査電極に接続され、ソースが信号電極に接続された能動素子と、上記画素電極に対向するように設けられた対向電極と、上記走査電極に接続され、上記画素電極と一体に形成された上記液晶表示素子に蓄積容量を付加するための蓄積電極とを有し、上記液晶駆動回路は、所定の電位を中心として上記映像信号を所定の周期で反転させて反転交流信号にする信号反転回路と、上記信号反転回路から出力された上記反転交流信号の直流バイアス電圧を調整する第１の調整手段と、上記第１の調整手段により調整された上記反転交流信号を増幅して上記液晶パネルの上記信号電極に出力する増幅回路と、上記液晶パネル上記対向電極の電位を調整する第２の調整手段とを有し、上記第１の調整手段により、上記反転交流信号の中心レベルを上記増幅回路のダイナミックレンジの中心に設定するとともに、上記第２の調整手段により、上記対向電極の電位を上記増幅回路から出力された上記反転交流信号に基づき上記液晶パネルに印加される液晶印加電圧の平均値に合わせることを特徴とする。
本発明に係る液晶表示装置おいて、上記蓄積電極は、例えば、上記画素電極との架橋部を有するように一体に形成され、上記架橋部の切断により上記画素電極から除去可能に構成される。
【００１１】
【作用】
本発明では、液晶表示素子の画素電極がドレインに接続され、ゲートが走査電極に接続され、ソースが信号電極に接続された能動素子と、上記画素電極に対向するように設けられた対向電極と、上記走査電極に接続され、上記画素電極と一体に形成された上記液晶表示素子に蓄積容量を付加するための蓄積電極とを有する液晶パネルを、所定の電位を中心として上記映像信号を所定の周期で反転させて反転交流信号にする信号反転回路と、上記信号反転回路から出力された上記反転交流信号の直流バイアス電圧を調整する第１の調整手段と、上記第１の調整手段により調整された上記反転交流信号を増幅して上記液晶パネルの上記信号電極に出力する増幅回路と、上記液晶パネルの上記対向電極の電位を調整する第２の調整手段とを有する液晶駆動回路により駆動し、上記第１の調整手段により、上記反転交流信号の中心レベルを上記増幅回路のダイナミックレンジの中心に設定するとともに、上記第２の調整手段により、上記対向電極の電位を上記増幅回路から出力された上記反転交流信号に基づき上記液晶パネルに印加される液晶印加電圧の平均値に合わせる。
【００１２】
【実施例】
以下、本発明に係る液晶表示装置の一実施例について、図面に従い詳細に説明する。
【００１３】
本発明に係る液晶表示装置は、例えば図１に示すように構成される。
この図１に示す液晶表示装置は、液晶パネル１０によりカラー表示を行う平面ディスプレイに本発明を適用したもので、映像信号処理回路１、タイミングコントローラ２、反転ドライバ３、バイアス調整回路４、バッファ回路５、Ｘ（水平方向）ドライバ６、Ｙ（垂直方向）ドライバ７、コモン電圧調整回路８などからなる。
【００１４】
上記映像信号処理回路１は、入力ビデオ信号（複合カラー映像信号）の同期信号Ｓｙｎｃを分離するとともに、上記入力ビデオ信号をコンポーネントビデオ信号Ｒ，Ｇ，Ｂに変換する。この映像信号処理回路１により得られる上記同期信号Ｓｙｎｃは、上記タイミングコントントローラ２に供給される。また、上記コンポーネントビデオ信号Ｒ，Ｇ，Ｂは、上記反転ドライバ３に供給される。なお、この映像信号処理回路１には、輝度レベルの調整器９が設けられている。
【００１５】
上記タイミングコントローラ２は、上記同期信号Ｓｙｎｃに同期した水平駆動クロックＸＣＬ及びスタートパルスＳＴＸを形成して上記Ｘドライバ６に供給する。また、このタイミングコントローラ２は、上記同期信号Ｓｙｎｃに同期した垂直駆動クロックＹＣＬ及びスタートパルスＳＴＹを形成して上記Ｙドライバ７に供給する。さらに、このタイミングコントローラ２は、上記同期信号Ｓｙｎｃに同期した反転制御パルスＦＲＰを形成して上記反転ドライバ３に供給する。
【００１６】
上記反転ドライバ３は、上記反転制御パルスＦＲＰに応じた極性反転動作を行い、上記映像信号処理回路１から供給されるコンポーネントビデオ信号Ｒ，Ｇ，Ｂに対して、１ライン毎に極性反転するとともに、１フィールド毎に極性反転した反転ビデオ信号Ｒ／ＩＲ，Ｇ／ＩＧ，Ｂ／ＩＢを形成する。この反転ドライバ３により得られる反転ビデオ信号Ｒ／ＩＲ，Ｇ／ＩＧ，Ｂ／ＩＢは、上記バイアス調整回路４からバッファ回路５を介して上記Ｘドライバ６に供給される。
【００１７】
上記バイアス調整回路４は、上記反転ドライバ３から供給される反転ビデオ信号Ｒ／ＩＲ，Ｇ／ＩＧ，Ｂ／ＩＢに対して、それぞれレベル設定器４１，４２，４３により設定される各直流バイアス電圧Ｖ_DCR，Ｖ_DCG，Ｖ_DCBを加算器４４，４５，４６により加算する。そして、各加算加算器４４，４５，４６により得られる加算出力信号Ｒ’／ＩＲ’，Ｇ’／ＩＧ’，Ｂ’／ＩＢ’は、上記バッファ回路５を介して上記Ｘドライバ６に供給される。
【００１８】
そして、上記バイアス調整回路４において、上記レベル設定器４１，４２，４３により設定される各直流バイアス電圧Ｖ_DCR，Ｖ_DCG，Ｖ_DCBは、加算出力信号Ｒ’／ＩＲ’，Ｇ’／ＩＧ’，Ｂ’／ＩＢ’の中心レベルが上記バッファ回路５のダイナミックレンジの中心と一致するように設定される。
【００１９】
ここで、上記バッファ回路５は、例えばダイナミックレンジが９Ｖの液晶駆動用のバッファ増幅器５１，５２，５３から成る。
【００２０】
上記Ｘドライバ６は、上記タイミングコントローラ２から供給される水平駆動クロックＸＣＬ及びスタートパルスＳＴＸに基づいて作動し、上記バイアス調整回路４においてバイアス調整された反転ビデオ信号Ｒ／ＩＲ，Ｇ／ＩＧ，Ｂ／ＩＢすなわち上記加算出力信号Ｒ’／ＩＲ’，Ｇ’／ＩＧ’，Ｂ’／ＩＢ’を１ライン分ずつ上記液晶表示パネル１０の信号電極端子Ｘ₁〜Ｘ_nにパラレル出力する。
【００２１】
また、上記Ｙドライバ７は、上記タイミングコントローラ２から供給される水平駆動クロックＹＣＬ及びスタートパルスＳＴＹに基づいて作動し、上記液晶表示パネル１０を線順次に走査する駆動パルスを上記液晶表示パネル１０の走査電極端子Ｙ₁〜Ｙ_nにパラレル出力する。
【００２２】
上記液晶表示パネル１０は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ: Thin Film Transistor）をスイッチ素子として用いたアクティブマトリクス方式の液晶表示素子（ＬＣＤ： Liquid Crystal Device）により形成されており、その信号電極端子Ｘ₁〜Ｘ_nに上記Ｘドライバ６が接続され、また、その走査電極端子Ｙ₁〜Ｙ_nに上記Ｙドライバ７が接続され、さらに、その対向電極端子Ｚに上記コモン電圧調整回路８が接続されている。
【００２３】
上記コモン電圧調整回路８は、上記液晶表示パネル１０の対向電極端子Ｚに印加するコモン電圧Ｖ_COMを調整する電圧設定器８０からなる。上記コモン電圧Ｖ_COMは、上記Ｘドライバ６により上記液晶表示パネル１０の信号電極端子Ｘ₁〜Ｘ_nからＴＦＴを介してＬＣＤに印加される液晶印加電圧の平均値が上記液晶表示パネル１０の動作中心となるように上記コモン電圧調整回路８により設定される。
【００２４】
なお、この液晶表示パネル１０には、図２に示すように、Ｃｓ電極１１をゲートラインに接続することにより開口率を向上させるとともに、Ｃｓリーク不良の発生した画素に対してＣｓ電極１１の架橋部１２を切断することにより、輝点修正を行うことができるようにした構造のものが用いられている。また、この液晶表示パネル１０は、バックライト電源１３により駆動される蛍光管１４により照明されるようになっている。
【００２５】
このような構成の液晶表示装置では、上記液晶パネル１０の各画素が上記Ｙドライバ７により線順次に走査される。そして、上記反転ドライバ３により形成される１ライン毎に極性反転するとともに、１フィールド毎に極性反転した反転ビデオ信号Ｒ／ＩＲ／，Ｇ／ＩＧ，Ｂ／ＩＢに応じて上記Ｘドライバ６により上記液晶パネル１０の各画素が交流駆動され、入力ビデオ信号Ｖ_INに応じた画像表示が行われる。
【００２６】
そして図３に示すような上記液晶表示パネル１０の電圧−光透過特性に対する画質最適動作点の状態（図３のＡ）から、上記映像信号処理回路１に設けられた調整器９により輝度レベルを低下させた場合に、上記バッファ回路５のダイナミックレンジＤの不足によって、反転ビデオ信号Ｒ／ＩＲ，Ｇ／ＩＧ，Ｂ／ＩＢの飽和状態が非対称な状態になると図３のＢに示すように直流シフトΔＶが発生するが、上記バイアス調整回路４におけるバイアス調整により、図３のＣに示すように、上記反転ビデオ信号Ｒ／ＩＲ，Ｇ／ＩＧ，Ｂ／ＩＢの飽和状態を対称な状態として直流シフトΔＶを零にすることができる。
【００２７】
そして、この状態で上記Ｘドライバ６により上記液晶表示パネル１０の信号電極端子Ｘ₁〜Ｘ_nからＴＦＴを介してＬＣＤに印加される液晶印加電圧の平均値が上記液晶表示パネル１０の動作中心となるように上記コモン電圧調整回路８により設定することにより、上記バッファ回路５のダイナミックレンジＤの不足によって上記反転ビデオ信号Ｒ／ＩＲ，Ｇ／ＩＧ，Ｂ／ＩＢが飽和状態となっても、上記液晶表示パネル１０の焼き付け、白点しみなどを発生することがなく、上記液晶表示パネル１０により長期間に亘って画質の良好な画像表示を行うことができる。
【００２８】
ここで、上述の実施例では、液晶駆用のバッファ回路５の前段に設けたバイアス調整回路４により上記反転ビデオ信号Ｒ／ＩＲ，Ｇ／ＩＧ，Ｂ／ＩＢの中心レベルを調整する上記バッファ回路５のダイナミックレンジの中心と一致するように設定したが、図４に示すようにバッファ回路５を構成しているバッファ増幅器５１（５２，５３）の電源ラインに電圧調整器５４，５５を設けて、ダイナミックレンジすなわち飽和レベルを調整するようにしてもよい。この場合には、ダイナミックレンジの余裕のある側の電源ラインの電圧調整器５４を調整することにより、図３のＤに示すように、上記バッファ回路５のダイナミックレンジの中心を上記反転ビデオ信号Ｒ／ＩＲ，Ｇ／ＩＧ，Ｂ／ＩＢの中心レベルと一致するように設定することができる。
【００２９】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係る液晶表示装置では、液晶表示素子の画素電極がドレインに接続され、ゲートが走査電極に接続され、ソースが信号電極に接続された能動素子と、上記画素電極に対向するように設けられた対向電極と、上記走査電極に接続され、上記画素電極と一体に形成された上記液晶表示素子に蓄積容量を付加するための蓄積電極とを有する液晶パネルを、所定の電位を中心として上記映像信号を所定の周期で反転させて反転交流信号にする信号反転回路と、上記信号反転回路から出力された上記反転交流信号の直流バイアス電圧を調整する第１の調整手段と、上記第１の調整手段により調整された上記反転交流信号を増幅して上記液晶パネルの上記信号電極に出力する増幅回路と、上記液晶パネルの上記対向電極の電位を調整する第２の調整手段とを有する液晶駆動回路により駆動し、上記第１の調整手段により、上記反転交流信号の中心レベルを上記増幅回路のダイナミックレンジの中心に設定するとともに、上記第２の調整手段により、上記対向電極の電位を上記増幅回路から出力された上記反転交流信号に基づき上記液晶パネルに印加される液晶印加電圧の平均値に合わせるので、輝点対策のための冗長性を確保したり開口率の向上を図り、しかも、信号が飽和状態になっても、液晶表示パネルの焼き付き、白点しみなどを発生することがなく、上記液晶パネルにより長時間に亘って画質の良好な画像表示を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示した液晶表示装置における液晶表示パネルの構造の説明に供する図である。
【図３】図１に示した液晶表示装置の動作説明に供する図である。
【図４】本発明に係る液晶表示装置の他の実施例の構成を示す要部回路図である。
【図５】アクティブマトリクス方式の液晶表示パネルの１画素分の構成を示す等価回路図である。
【図６】従来のアクティブマトリクス方式の液晶表示パネルにおける蓄積電極パターンの説明に供する図である。
【図７】従来のアクティブマトリクス方式の液晶表示パネルにおける交流駆動動作の説明に供する図である。
【符号の説明】
１……映像信号処理回路
２……タイミングコントローラ
３……反転ドライバ
４……バイアス調整回路
５……バッファ回路
６……Ｘドライバ
７……Ｙドライバ
８……コモン電圧調整回路
１０……液晶表示パネル
５４，５５…電圧調整器

Claims

映像信号の可変調整範囲に該映像信号のダイナミックレンジを加えた範囲よりも狭いダイナミックレンジの液晶駆動回路により液晶パネルを駆動して映像を表示する液晶表示装置において、
上記液晶パネルは、液晶表示素子の画素電極がドレインに接続され、ゲートが走査電極に接続され、ソースが信号電極に接続された能動素子と、上記画素電極に対向するように設けられた対向電極と、上記走査電極に接続され、上記画素電極と一体に形成された上記液晶表示素子に蓄積容量を付加するための蓄積電極とを有し、
上記液晶駆動回路は、所定の電位を中心として上記映像信号を所定の周期で反転させて反転交流信号にする信号反転回路と、
上記信号反転回路から出力された上記反転交流信号の直流バイアス電圧を調整する第１の調整手段と、
上記第１の調整手段により調整された上記反転交流信号を増幅して上記液晶パネルの上記信号電極に出力する増幅回路と、
上記液晶パネル上記対向電極の電位を調整する第２の調整手段とを有し、
上記第１の調整手段により、上記反転交流信号の中心レベルを上記増幅回路のダイナミックレンジの中心に設定するとともに、上記第２の調整手段により、上記対向電極の電位を上記増幅回路から出力された上記反転交流信号に基づき上記液晶パネルに印加される液晶印加電圧の平均値に合わせることを特徴とする液晶表示装置。
上記蓄積電極は、上記画素電極との架橋部を有するように一体に形成され、上記架橋部の切断により上記画素電極から除去可能に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。