KR20080087701A - 액정 장치, 그 구동 방법 및 전자 기기 - Google Patents

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Abstract

(과제) 표시 특성에 대한 악영향을 회피하면서, 벤드 배향 유지의 신뢰성을 높인다.
(해결 수단) 액정 장치 (700) 는, 복수의 주사선 (20) 과, 복수의 데이터선 (10) 과, 그들의 교차에 대응하여 형성된 복수의 액정 소자 (60) 을 구비한다. 이 액정 소자 (60) 에는 OCB 액정이 사용된다. 액정 장치 (700) 는, 화상을 표시하는 표시 모드와 화상을 비표시로 하는 비표시 모드에서 동작한다. 데이터선 구동 회로 (120) 는, 표시 모드에 있어서, 1 프레임의 후반 기간에 흑데이터에 기초하는 소정 전압을 데이터선 (10) 에 공급한다. 한편, 비표시 모드에서는, 소정 전압보다 높은 흑삽입용 전압을 데이터선 (10) 에 공급한다.
액정 장치, 데이터선, 주사선

Description

액정 장치, 그 구동 방법 및 전자 기기{LIQUID CRYSTAL DEVICE, METHOD OF DRIVING THE SAME AND ELECTRONIC APPARATUS}
본 발명은, 배향 상태로서 벤드 배향 및 스프레이 배향을 갖는 액정을 사용한 액정 장치, 그 구동 방법 및 전자 기기에 관한 것이다.
액정의 투과율의 변화에 따라 표시를 실시하는 액정 장치는, 정보 처리 장치나 텔레비전, 휴대 전화 등의 전자 기기의 표시 장치로서 널리 이용되고 있다. 액정 장치에서는, 행 방향으로 연장되는 주사선과 열 방향으로 연장되는 데이터선의 교차에 대응하여 화소 전극이 형성된다. 또한, 당해 교차 부분에 있어 화소 전극과 데이터선 사이에, 주사선에 공급되는 주사 신호에 따라 온 오프하는 박막 트랜지스터 (이하, TFT：Thin Film Transistor 라고 칭한다) 등의 화소 스위치가 개재 삽입된다. 또한, 액정을 개재하여 화소 전극과 대향하도록 대향 전극이 형성된다. 화소 전극과 대향 전극 사이의 인가 전압에 따라 액정의 배향 상태가 변화된다. 이로써, 화소에 있어서의 투과광량이 변화되어, 소정의 표시가 가능해진다.
액정 장치의 새로운 표시 방식으로서 최근 개발이 진행되고 있는 OCB (Optical Compensated Bend) 방식의 액정은, 2 종류의 배향 상태, 즉, 스프레이 배향과 벤드 배향을 갖는다. 벤드 배향은 화상 표시에 적합하고, 종래의 TN (Twisted Nematic) 액정과 비교하여 고속의 응답이 가능하다. 초기 상태, 즉, 인가 전압이 0V 인 상태가 장시간 계속된 상태에서는, OCB 액정은 화상 표시에 적합하지 않은 스프레이 배향으로 되어 있다. 이 때문에, 화상 표시시에는, 전원 투입시 등에 초기 전이 동작을 실시하여, 액정 분자를 벤드 배향으로 전이시킬 필요가 있다. 초기 전이 동작에 있어서의 스프레이 배향으로부터 벤드 배향으로의 이행은, 일정 시간 고전압을 인가함으로써 이루어진다.
OCB 액정은, 초기 전이 동작에 의해 일단 벤드 배향으로 전이되어도, 소정 레벨 이상의 전압이 인가되지 않은 상태가 계속되면 벤드 배향을 유지할 수 없어, 스프레이 배향으로 되돌아가 버린다. 이 현상은 역전이라고 불린다. 특허 문헌 1 에는, 역전이의 발생을 억압하기 위하여, 1 프레임 기간 중에 비화상 데이터의 펄스 전압을 인가하는 것이 기재되어 있다. 노멀리 화이트의 OCB 액정에서는, 펄스 전압이 인가된 상태는 흑표시에 상당하기 때문에, 벤드 배향을 유지하기 위하여 펄스 전압을 인가하는 것은 흑삽입이라고도 칭해진다. 특허 문헌 1 에는, 흑삽입시에 인가되는 펄스 전압치와 벤드 배향 유지 효과에는 상관이 있는 것도 기재되어 있다.
또한, OCB 액정에 관하여, 특허 문헌 2 에는 OCB 액정 소자의 전압-투과율 특성이 기재되어 있다. 이 전압-투과율 특성은, 인가 전압이 높아짐에 따라서 투과율이 내려가지만, 어느 전압, 이른바 흑레벨에 상당하는 전압을 초과하면 반대 로 투과율이 올라가는 것을 나타내고 있다.
[특허 문헌 1] 일본 공개특허공보 2003－279931호 (단락 「0016」등)
[특허 문헌 2] 일본 공개특허공보 2003－202549호 (제 14 도)
특허 문헌 1 에 기재되어 있는 바와 같이, 흑삽입을 실시할 때에, 그 펄스 전압치와 벤드 배향 유지 효과에는 상관이 있어, 보다 높은 전압의 펄스를 삽입함으로써 벤드 배향 유지 효과가 높아진다. 이 때문에, 벤드 배향 유지의 신뢰성을 높이기 위해서는 흑삽입에 있어서 가능한 한 높은 전압을 인가하는 것이 바람직하다.
한편으로, 흑레벨을 초과한 높은 전압을 인가하면 특허 문헌 2 에 기재되어 있는 바와 같이 투과율이 높아지기 때문에, 흑삽입시에 광 누설이 발생하게 된다. 이 광 누설은 본래 불필요한 표시이기 때문에, OCB 액정의 표시 특성에 악영향을 줄 가능성이 있다. 이 때문에, 표시 특성에 대한 악영향을 회피하면서, 벤드 배향 유지의 신뢰성을 높이는 것은 용이하지 않다.
본 발명은, 이와 같은 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 표시 특성에 대한 악영향을 회피하면서, 벤드 배향 유지의 신뢰성을 높이는 것을 목적으로 한다.
상기 서술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 관련된 액정 장치는, 복수의 주사선과, 복수의 데이터선과, 상기 주사선과 상기 데이터선의 교차에 대응하여 형성된 복수의 화소 회로를 구비하고, 상기 복수의 화소 회로의 각각은, 제 1 전극과 제 2 전극과, 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이에 개재된 액정을 구비한 액정 소자를 갖고, 상기 액정에는, 배향 상태로서 초기 상태인 제 1 배향과 표시용 의 제 2 배향이 있고, 제 1 동작 모드와 제 2 동작 모드에서 동작하는 것으로서, 상기 복수의 주사선을 소정의 순서로 선택하는 주사선 구동 수단과, 선택된 주사선에 대응하는 상기 화소 회로에 상기 데이터선을 통하여 기록 전압을 공급하는 데이터선 구동 수단을 구비하고, 상기 데이터선 구동 수단은, 상기 제 1 동작 모드에서는, 제 1 기간과 제 2 기간으로 구성되는 1 프레임의 상기 제 1 기간에 있어서, 상기 기록 전압으로서 표시해야 할 계조에 따른 계조 전압을 상기 데이터선에 출력하고, 상기 제 2 기간에 있어서 상기 기록 전압으로서 상기 제 2 배향을 유지하기 위하여 제 1 전압을 상기 데이터선에 출력하고, 상기 제 2 동작 모드에서는, 모든 기간에 있어서, 상기 기록 전압으로서 상기 제 2 배향을 유지하기 위하여 제 2 전압을 상기 데이터선에 출력하고, 상기 제 2 전압은, 상기 제 1 전압보다 높은 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 제 2 동작 모드에서는, 제 2 배향을 유지하기 위하여 제 2 전압을 액정 소자에 인가하므로, 즉시 제 1 동작 모드로 이행할 수 있게 된다. 한편, 제 1 동작 모드에서도 제 2 배향을 유지하기 위하여 제 2 기간에 있어서 제 1 전압을 액정 소자에 인가한다. 여기서, 제 2 전압은 제 1 전압보다 크기 때문에, 제 2 동작 모드에 있어서 제 2 배향을 유지하는 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한, 액정의 구체적인 양태로는, OCB (Optical Compensated Bend) 방식의 액정으로서, 상기 제 1 배향은 스프레이 배향이고, 상기 제 2 배향은 벤드 배향인 것이 바람직하다. OCB 액정은 인가 전압에 대한 투과율의 응답 시간이 짧기 때 문에, 동영상을 고품질로 표시할 수 있다.
또한, 상기 서술한 액정 장치에 있어서, 상기 제 1 동작 모드에서 점등되고, 상기 제 2 동작 모드에서 소등되는 백라이트를 추가로 구비하는 것이 바람직하다. 이 경우, 액정 장치는 투과형으로 구성되지만, 제 2 동작 모드에 있어서 백라이트를 소등할 수 있으므로, 제 2 동작 모드의 소비 전력을 삭감할 수 있다.
또한, 상기 데이터선 구동 수단은, 상기 제 1 동작 모드에 있어서, 상기 기록 전압으로서 상기 계조 전압을 상기 데이터선에 공급하는 주구동 수단과, 상기 제 2 동작 모드에 있어서, 상기 기록 전압으로서 상기 제 2 전압을 상기 데이터선에 공급하는 보조 구동 수단을 구비하는 것이 바람직하다. 혹은, 상기 데이터선 구동 수단은, 상기 제 1 동작 모드에 있어서, 상기 기록 전압으로서 상기 계조 전압과 상기 제 1 전압을 상기 데이터선에 공급하는 주구동 수단과, 상기 제 2 동작 모드에 있어서, 상기 기록 전압으로서 상기 제 2 전압을 상기 데이터선에 공급하는 보조 구동 수단을 구비하는 것이 바람직하다. 제 2 전압은 제 1 전압보다 크기 때문에, 만일, 주구동 수단과 보조 구동 수단을 분리하지 않고 일체로서 구성한 경우에는, 데이터선 구동 수단을 구성하는 소자를 제 2 전압에 견딜 수 있도록 선정할 필요가 있다. 이에 대하여, 본 발명에서는, 데이터선 구동 수단을 주구동 수단과 보조 구동 수단으로 분리하였기 때문에, 주구동 수단을 구성하는 소자의 내압을, 보조 구동 수단을 구성하는 소자의 내압과 비교하여 작게 할 수 있다. 이 결과, 제조 비용을 저감시킬 수 있다.
게다가, 상기 주구동 수단은, 상기 제 2 동작 모드에 있어서 동작을 정지시 키는 것이 소비 전력을 삭감하는 관점에서 바람직하다.
또한, 상기 서술한 액정 장치는, 상기 제 1 동작 모드는 화상을 표시하는 표시 모드이고, 상기 제 2 동작 모드는 화상을 비표시로 하는 비표시 모드인 것이 바람직하다.
다음으로, 본 발명에 관련된 전자 기기는 상기 서술한 액정 장치를 구비하는 것을 특징으로 한다. 이와 같은 액정 장치로는, 예를 들어, 퍼스널 컴퓨터, 휴대 전화기, 혹은 휴대 정보 단말이 해당된다.
다음으로, 본 발명에 관련된 액정 장치의 구동 방법은, 복수의 주사선과, 복수의 데이터선과, 상기 주사선과 상기 데이터선의 교차에 대응하여 형성된 복수의 화소 회로를 구비하고, 상기 복수의 화소 회로의 각각은, 제 1 전극과 제 2 전극과, 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이에 개재된 액정을 구비한 액정 소자를 갖고, 상기 액정에는, 배향 상태로서 초기 상태인 제 1 배향과 표시용의 제 2 배향이 있는 액정 장치를, 화상을 표시하는 제 1 동작 모드와 화상을 비표시로 하는 제 2 동작 모드에서 구동하는 방법으로서, 상기 복수의 주사선을 소정의 순서로 선택하고, 선택된 주사선에 대응하는 상기 화소 회로에 상기 데이터선을 통하여 기록 전압을 공급하고, 상기 제 1 동작 모드에서는, 제 1 기간과 제 2 기간으로 구성되는 1 프레임의 상기 제 1 기간에 있어서, 상기 기록 전압으로서 표시해야 할 계조에 따른 계조 전압을 상기 데이터선에 출력하고, 상기 제 2 기간에 있어서 상기 기록 전압으로서 상기 제 2 배향을 유지하기 위하여 제 1 전압을 상기 데이터선에 출력하고, 상기 제 2 동작 모드에서는, 모든 기간에 있어서, 상기 기록 전압으로서 상기 제 2 배향을 유지하기 위하여 제 2 전압을 상기 데이터선에 출력하고, 상기 제 2 전압을 상기 제 1 전압보다 높게 설정하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 제 2 동작 모드에서는, 제 2 배향을 유지하기 위하여 제 2 전압을 액정 소자에 인가하므로, 즉시 제 1 동작 모드로 이행할 수 있게 된다. 한편, 제 1 동작 모드에서도 제 2 배향을 유지하기 위하여 제 2 기간에 있어서 제 1 전압을 액정 소자에 인가한다. 여기서, 제 2 전압은 제 1 전압보다 높기 (크기) 때문에, 제 2 동작 모드에 있어서 제 2 배향을 유지하는 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 제 1 동작 모드는 화상을 표시하는 표시 모드이고, 상기 제 2 동작 모드는 화상을 비표시로 하는 비표시 모드인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 표시 특성에 대한 악영향을 회피하면서, 벤드 배향 유지의 신뢰성을 높일 수 있다.
＜1. 실시형태＞
도 1 에 실시형태에 관련된 액정 장치의 블록도를 나타낸다. 이 액정 장치 (700) 는 전기 광학 재료로서 액정을 사용한다. 액정 장치 (700) 는, 주요부로서 액정 패널 (AA) 을 구비한다. 액정 패널 (AA) 은, 스위칭 소자로서 TFT 를 형성한 소자 기판과 대향 기판을 서로 전극 형성면을 대향시키고, 또한, 일정한 간극을 유지하며 부착시키고, 이 간극에 액정이 개재되어 있다. 이 예의 액정은 OCB 액정이다.
또한, 액정 장치 (700) 는, 타이밍 제어 회로 (130), 화상 처리 회로 (140), 메인 제어 회로 (150) 및 백라이트 (160) 를 구비한다. 액정 패널 (AA) 의 소자 기판 상에는, 화상 표시 영역 (A), 주사선 구동 회로 (110) 및 데이터선 구동 회로 (120) 가 형성되어 있다. 메인 제어 회로 (150) 는, 아날로그 형식으로 외부 장치로부터 공급되는 입력 화상 신호 (Vin) 를 디지털 신호로 변환하여, 입력 화상 데이터 (Din) 로서 화상 처리 회로 (140) 에 공급한다. 또한, 메인 제어 회로 (150) 는 백라이트 (160) 의 점등을 제어한다.
메인 제어 회로 (150) 로부터 화상 처리 회로 (140) 에 공급되는 입력 화상 데이터 (Din) 는, 예를 들어, 24 비트 패럴렐의 형식이다. 타이밍 제어 회로 (130) 는, 화상 처리 회로 (140) 로부터 공급되는 수평 주사 신호나 수직 주사 신호 등의 제어 신호에 동기하여, Y 클록 신호 (YCK), X 클록 신호 (XCK), Y 전송 개시 펄스 (DY), 및 X 전송 개시 펄스 (DX) 를 생성하여, 주사선 구동 회로 (110) 및 데이터선 구동 회로 (120) 에 공급한다. 또한, 타이밍 제어 회로 (130) 는, 화상 처리 회로 (140) 를 제어하는 각종 타이밍 신호를 생성하여, 이것을 출력한다.
여기서, Y 클록 신호 (YCK) 는, 주사선 (20) 을 선택하는 기간을 특정하고, X 클록 신호 (XCK) 는, 데이터선 (10) 을 선택하는 기간을 특정한다. 이들 클록은, 타이밍 제어 회로 (130) 의 동작의 기준이 되는 구동 주파수에 기초하여 생성된다. 또한, Y 전송 개시 펄스 (DY) 는 주사선 (20) 의 선택 개시를 지시하는 펄스이고, X 전송 개시 펄스 (DX) 는 데이터선 (10) 의 선택 개시를 지시하는 펄스이다.
화상 처리 회로 (140) 는, 메인 제어 회로 (150) 로부터 공급되는 입력 화상 데이터 (Din) 에, 액정 패널 (AA) 의 광 투과 특성을 고려한 감마 보정 등을 실시한 후, RGB 각 색의 화상 데이터를 D/A 변환하여, 화상 신호 (VID) 를 생성하여 액정 패널 (AA) 에 공급한다.
본 실시형태의 액정 장치 (700) 는, 복수의 동작 모드를 구비하고 있다. 예를 들어, 화상 표시를 실시하는 표시 모드와 화상 표시를 중지하는 비표시 모드를 전환하도록 되어 있다. 일반적으로, 액정 장치 (700) 를 표시 장치로서 사용한 전자 기기에서는, 표시 장치를 항상 표시 상태로 유지하는 것이 아니라, 상황에 따라 비표시로 함으로써 소비 전력을 삭감하거나, 표시 장치의 열화를 방지하도록 하는 것이 자주 행해진다. 여기서는, 표시 상태에서의 구동을 표시 모드라고 칭하고, 비표시 상태에서의 구동을 비표시 모드라고 칭한다. 메인 제어 회로 (150) 에는, 표시 모드와 비표시 모드를 식별하기 위한 식별 신호 (DEN) 가 액정 장치 (700) 외부로부터 입력된다. 또한, 외부로부터의 식별 신호 (DEN) 에 한정되지 않고, 입력 화상 신호 (Vin) 등에 기초하여 메인 제어 회로 (150) 자체가 모드를 식별하도록 해도 된다.
도 2 에 화상 표시 영역 (A) 의 상세한 구성을 나타낸다. 화상 표시 영역 (A) 에는, m (m 은 1 이상의 자연수) 개의 주사선 (20) 이 X 방향을 따라 평행하게 배열되어 형성되는 한편, n (n 은 1 이상의 자연수) 개의 데이터선 (10) 이 Y 방향을 따라 평행하게 배열되어 형성되어 있다. 그리고, 데이터선 (10) 과 주사선 (20) 의 교차에 대응하여 m × n 개의 화소 회로 (P) 가 배열된다.
동 도면에 나타내는 바와 같이 화소 회로 (P) 는, 액정 소자 (60) 및 TFT (50) 를 구비한다. 액정 소자 (60) 는 화소 전극 (61) 과 대향 전극 (62) 사이에 OCB 액정을 개재하여 구성된다. 대향 전극 (62) 에는 기준 전위 (Vcom) 가 공급된다. TFT (50) 의 게이트 전극은 주사선 (20) 에 전기적으로 접속되고, 그 드레인 전극 또는 소스 전극의 일방이 데이터선 (10) 에 전기적으로 접속되며, 타방이 화소 전극 (61) 에 전기적으로 접속된다.
도 1 에 나타내는 데이터선 구동 회로 (120) 는, 연산 증폭기, DA 변환 회로, 레벨 시프터, 계조 신호 래치, IF 회로, 시프트 레지스터 등을 구비하여 구성되고, 데이터 신호 (X1 ∼ Xn) 를 n 개의 데이터선 (10) 에 출력한다. 액정 장치에서는, 일반적으로 교류 구동이 실시되고 있다. 신호의 극성을 대향 전극 (62) 의 기준 전위 (Vcom) 를 기준으로 하여 고전위를 정극성 (正極性), 저전위를 부극성 (負極性) 으로 정하면, 본 실시형태에서는, 주사선 (20), 및 데이터선 (10) 의 라인 단위로 액정에 인가하는 전압을 반전하는 라인별 반전과, 프레임 단위로 반전하는 프레임별 반전을 조합한 도트 반전 구동을 실시하고 있다. 또한, 라인별 반전 및 프레임별 반전의 어느 하나, 혹은, 다른 구동 방법을 사용하도록 해도 된다.
각 주사선 (20) 에는, 주사선 구동 회로 (110) 로부터, 주사 신호 (Y1, Y2, …, Ym) 가 펄스적으로 순차적으로 인가되도록 되어 있다. 이 때문에, 어느 주사선 (20) 에 주사 신호가 공급되면, 당해 행의 화소 회로 (P) 에 있어서 TFT (50) 가 온 상태로 되고, 데이터선 (10) 을 통하여 공급되는 데이터 신호가 액정 소자 (60) 에 기록된다. 각 화소에 인가되는 전압 레벨에 따라 액정 분자의 배향이나 질서가 변화되므로, 광 변조에 의한 계조 표시가 가능해진다.
예를 들어, 액정을 통과하는 광량은, 노멀리 화이트 모드이면, 인가 전압이 높아짐에 따라서 제한되는 한편, 노멀리 블랙 모드이면, 인가 전압이 높아짐에 따라서 완화되기 때문에, 액정 장치 (700) 전체에서는, 화상 신호에 따른 콘트라스트를 갖는 광이 화소마다 출사된다. 이 예의 액정 장치 (700) 는 노멀리 화이트이다. 이 때문에, 인가 전압이 높은 상태에서는 흑색이 표시되게 된다. 또한, 유지된 화상 신호가 리크되는 것을 방지하기 위하여, 유지 용량을 화소 전극 (61) 과 대향 전극 (62) 사이에 형성되는 액정 용량과 병렬로 부가해도 된다.
본 실시형태에서는, 표시 모드에 있어서의 흑삽입 전압과, 비표시 모드에 있어서의 흑삽입 전압을 상이하게 하도록 하고 있다. 비표시 모드의 흑삽입 전압은, 액정 장치 (700) 에서의 화상 표시를 실시하지 않은 경우에 인가되는 펄스의 전압이고, 표시 모드에 인가되는 펄스의 전압보다 높은 (전위차가 큰) 전압이다. 이를 위해서, 본 예에서는, 데이터선 구동 회로 (120) 는 출력 레인지를 변경할 수 있는 기능을 구비하고 있다.
표시 모드로부터 비표시 모드로의 이행 조건은, 소정 기간 조작을 접수하지 않거나 동일한 화면이 소정 시간 계속 표시된 경우, 액정 장치 (700) 의 표시면이 커버로 덮이거나 닫혀진 경우, 조작자로부터의 비표시 지시를 접수한 경우 등으로 할 수 있다. 이를 위해서, 액정 장치 (700) 를 구비한 전자 기기는 타이머, 센서 등의 검출 기능을 갖는 것으로 한다.
한편, 비표시 모드로부터 표시 모드로의 이행 조건은, 조작을 접수하거나 화면 표시를 변경하는 경우, 덮여 있던 커버가 벗겨지거나 열린 경우, 조작자로부터의 표시 지시를 접수한 경우 등으로 할 수 있다. 또한, 비표시 모드에 있어서는, 백라이트 (160) 를 오프로 하는 것이 소비 전력 삭감의 관점에서 바람직하다.
다음으로, 표시 모드 및 비표시 모드에 있어서의 액정 장치 (700) 의 구동 제어에 대하여 설명한다. 먼저, 편의상, 흑삽입 패턴이 단순한 도 3 을 참조하여 설명한다. 본 도면은, 식별 신호 (DEN) 와 주사 신호 (Y1, Y2, Y3 …) 와 데이터 신호의 관계를 나타내고 있다.
본 예에서는, 주사 신호는 Y1 ∼ Y8 의 8 라인으로 하고, 라인별 반전을 실시하고 있다. 또한, 데이터 신호는 홀수 번째 (ODD) 의 화소와 짝수 번째 (EVEN) 의 화소가 서로 다른 극성이고, 또한, 프레임마다 극성이 반전하도록 구동된다. 식별 신호 (DEN) 는 하이 (High) 로 표시 모드를 나타내고, 로우 (Low) 로 비표시 모드를 나타내는 것으로 한다.
본 도면에 나타내는 바와 같이 표시 모드에서는, 1 프레임의 전반에서 주사 신호 (Y1 ∼ Y8) 에 동기하여 라인별 표시 데이터의 기록을 순차적으로 실시한다. 그 후, 1 프레임의 후반에서 이른바 흑삽입을 실시한다. 즉, 비화상 데이터로서 흑데이터의 기록을 주사 신호 (Y1 ∼ Y8) 에 동기하여 순차적으로 실시하여, 역전이를 방지하고 있다. 표시 모드에서는, 이와 같은 표시 데이터의 기록과 역전이 방지용 비화상 데이터의 기록이 교대로 반복 실시된다.
식별 신호 (DEN) 가 로우로 되면, 표시 모드로부터 비표시 모드로 이행된다. 본 도면에 나타내는 바와 같이 비표시 모드에서는, 표시 데이터의 기록은 실시되지 않고, 역전이 방지용 흑데이터의 기록만을 실시한다. 본 실시형태에서는, 이 때에, 흑데이터를 나타내는 펄스 전압의 크기를 표시 모드일 때보다 크게 한다. 이 때, 흑레벨에 상당하는 전압치보다 큰 전압치로 할 수 있다.
또한, 비표시 모드에도 표시 데이터를 기록하도록 제어해도 되지만, 설명을 간단하게 하기 위하여, 비표시에는 역전이 방지용 흑데이터 기록만을 실시하는 예를 나타낸다.
이와 같이 본 실시형태에서는, 비표시 모드에 있어서 펄스 전압의 크기를 크게 함으로써 벤드 배향 유지의 신뢰성을 높이고 있다. 이 때, 흑레벨에 상당하는 전압치보다 큰 전압치가 인가되어 광 누설이 발생하였다 하더라도, 비표시 모드이기 때문에 표시 특성에 악영향을 주는 일은 없다. 특히, 비표시 모드에서 백라이트 (160) 를 오프로 하는 제어를 하고 있는 경우에는, 인가 전압 과잉에 의해 액정의 투과율이 높아졌다 하더라도, 광 누설은 거의 발생하지 않고 벤드 배향 유지의 신뢰성이 높아지기 때문에, 그 효과는 현저하다.
상기 서술한 실시형태에서는, 데이터선 구동 회로 (120) 가 표시 모드와 비표시 모드에서 흑삽입을 위한 펄스 전압을 전환하고 있었다. 그러나, 본 발명은, 이것에 한정되지 않고, 보조 회로를 형성하여 비표시 모드에 있어서의 흑삽입 전압을 공급하도록 해도 된다. 즉, 데이터선 구동 회로 (120) 는, 표시 모드에 있어서의 흑삽입을 위한 펄스 전압을 공급하고, 비표시 모드에서는, 데이터선 구동 회로 (120) 와는 별도의 보조 회로에 의해 흑삽입을 위한 펄스 전압을 공급하는 구 성도 사용할 수 있다.
도 4 는, 보조 회로로서 데이터선 구동 보조 회로를 형성한 구성의 액정 장치의 블록도를 나타낸다. 기본적인 구성은 도 1 에 나타낸 블록도와 동일하기 때문에, 동일한 블록에는 동일한 부호를 붙이고, 상이한 부분을 중심으로 설명한다.
이 예에서는, 표시 모드에 있어서 데이터선 (10) 을 구동하는 데이터선 구동 회로 (120a) (주구동 수단) 에 추가하여, 비표시 모드에 있어서 흑삽입 전압을 공급하는 데이터선 구동 보조 회로 (122) (보조 구동 수단) 가 형성되어 있다. 데이터선 구동 보조 회로 (122) 는, 타이밍 제어 회로 (130a) 의 제어에 의해, 비표시 모드에 있어서 흑삽입용 펄스 전압을 액정에 공급한다.
도 5 는, 데이터선 구동 회로 (120a) 와 데이터선 구동 보조 회로 (122) 의 구성을 나타내는 블록도이다. 데이터선 구동 회로 (120a) 는, 연산 증폭기, DA 변환 회로, 레벨 시프터, 계조 신호 래치, IF 회로, 시프트 레지스터 등을 구비하여 구성된다.
데이터선 구동 보조 회로 (122) 에는, 도시하지 않은 전원으로부터 비표시 모드의 흑삽입용 전압 (VB+ 와 VB-) 이 공급된다. 또한, 흑삽입용 전압 (VB+) 이 공급되는 노드와 흑삽입용 전압 (VB-) 이 공급되는 노드 사이에는 p 채널의 트랜지스터 (Trp) 와 n 채널의 트랜지스터 (Trn) 가 직렬로 접속되어 있고, 그들의 접속점이 데이터선 (10) 에 접속된다. 따라서, 트랜지스터 (Trp) 가 온, 트랜지스터 (Trn) 가 오프일 때 흑삽입용 전압 (VB+) 이 데이터선 (10) 에 공급된다. 또한, 트랜지스터 (Trp) 가 오프, 트랜지스터 (Trn) 가 온일 때 흑삽입용 전압 (VB-) 이 데이터선 (10) 에 공급된다. 또한, 트랜지스터 (Trp) 가 오프, 트랜지스터 (Trn) 가 오프일 때 데이터선 구동 회로 (120a) 의 데이터 신호가 데이터선 (10) 에 공급된다.
트랜지스터 (Trp) 와 트랜지스터 (Trn) 의 온 오프는, 타이밍 제어 회로 (130a) 로부터 공급되는 타이밍 제어 신호 (VBOUTP 및 VBOUTN) 에 의해 제어된다. 여기서, 비표시 모드의 흑삽입용 전압 (VB+ 및 VB-) 의 크기는, 표시 모드에 있어서의 흑삽입 데이터보다 크다. 또한, 도 5 의 예는, 프레임별 반전, 또는, 수평 라인별 반전에 적용할 수 있다.
도 6 은, 본 예의 경우의 표시 모드 및 비표시 모드에 있어서의 액정 장치 (700) 의 구동 제어에 대하여 설명하기 위한 파형도이다. 본 도면에 나타내는 바와 같이 표시 모드에 있어서는, 타이밍 제어 회로 (130a) 는, VBOUTP 를 하이로 하고, VBOUTN 을 로우로 한다. 이로써, 데이터선 구동 보조 회로 (122) 로부터의 출력은 없기 때문에, 데이터선 구동 회로 (120a) 가 출력하는 데이터 신호가 그대로 액정 패널 (AA) 에 공급된다.
한편, 비표시 모드로 이행되면, VBOUTP 및 VBOUTN 은 동일한 극성으로 펄스 신호를 반복 출력한다. 이 펄스 신호는, 주사 신호 (Y1, Y2, Y3 …) 와 동기한다. 또한, 비표시 모드에서는 데이터선 구동 회로 (120a) 로부터의 출력을 정지시키고, 데이터선 (10) 과의 전기적 접속을 절단한다. 예를 들어, 출력단에 형성된 연산 증폭기의 출력 인에이블을 비액티브로 함으로써, 데이터선 구동 회로 (120a) 의 출력 단자를 하이 임피던스로 한다.
이 결과, 액정 패널 (AA) 에는, 흑삽입용 데이터로서 데이터선 구동 보조 회로 (122) 가 출력하는 크기 VB 의 펄스 전압이 인가된다. 이 때문에, 본 예도 상기의 실시형태와 마찬가지로, 비표시 모드에 있어서 펄스 전압의 크기를 크게 함으로써 벤드 배향 유지의 신뢰성을 높일 수 있다.
또한, 본 예에서는, 비표시 모드에 있어서는 데이터선 구동 회로 (120a) 의 출력을 정지시킬 수 있다. 데이터선 구동 회로 (120a) 는, 연산 증폭기, DA 변환 회로 등의 정상적으로 전류를 소비하는 구성을 포함하고 있는 것에 대하여, 데이터선 구동 보조 회로 (122) 는, 인버터 회로 등으로 구성되기 때문에 정상 전류는 발생하지 않는다. 이 때문에, 본 예에서는 비표시 모드에 있어서 정상 전류를 발생시키는 데이터선 구동 회로 (120a) 의 동작을 정지시킴으로써 소비 전류의 삭감을 도모할 수 있다.
게다가, 비표시 모드의 흑삽입용 전압 (VB+, VB-) 은, 표시 모드의 흑삽입 전압보다 크기 때문에, 상기 서술한 실시형태와 같이 데이터선 구동 회로 (120a) 로부터 양방의 전압을 출력하는 구성에서는, 광범위한 전압을 출력할 수 있도록 설계를 할 필요가 있다. 그 경우, 넓은 전압 범위, 즉, 고내압의 회로 소자를 선정해야 한다. 또한, 넓은 전압 범위에서 정상 동작하는 배려가 필요하기 때문에 설계의 난이도가 증가한다. 이들은, 설계나 제조의 부담을 증가시키게 되므로, 결과적으로 비용 증가가 된다. 이에 대하여, 데이터선 구동 보조 회로 (122) 를 분리하면, 데이터선 구동 회로 (120a) 를 구성하는 소자의 내압을, 데이 터선 구동 보조 회로 (122) 를 구성하는 소자의 내압과 비교하여 작게 할 수 있고, 또한, 좁은 전압 범위에서 정상 동작시키면 되기 때문에, 설계 부담이 가벼워진다. 이 결과, 설계 비용이나 제조 비용을 저감시킬 수 있다.
도 7 은, 데이터선 구동 보조 회로 (122a) 의 다른 예를 나타내는 블록도이다. 데이터선 구동 보조 회로 (122a) 에는, 도시하지 않은 전원으로부터 비표시 모드의 흑삽입용 전압 (VB+ 와 VB-) 이 공급된다. 또한, 흑삽입용 전압 (VB+) 이 공급되는 노드와 흑삽입용 전압 (VB-) 이 공급되는 노드 사이에는 트랜지스터 (Trp) 와 트랜지스터 (Trn) 가 직렬로 접속되어 있고, 이로써 인버터가 구성된다. 그리고, 각 인버터가 직렬로 접속되는 구성으로 되어 있다. 이 때문에, 홀수 번째의 데이터선 (10) 에 대응하는 인버터의 출력과 짝수 번째의 데이터선 (10) 에 대응하는 인버터의 출력은 극성이 상이하다.
또한, 인버터의 출력 단자와 데이터선 (10) 사이에는 스위치 (SW) 가 형성되어 있고, 그 온/오프를 제어함으로써, 데이터선 구동 회로 (120a) 로부터 출력되는 데이터 신호를 데이터선 (10) 에 공급할지, 인버터의 출력을 데이터선 (10) 에 공급할지를 선택할 수 있도록 되어 있다. 이 예에서는, 타이밍 제어 신호 (VBOUTEN) 가 하이일 때 스위치 (SW) 는 온 상태가 되고, 인버터의 출력인 흑삽입용 전압 (VB+ 또는 VB-) 이 데이터선 (10) 에 공급된다.
또한, 초단 (初段) 의 인버터에는 타이밍 제어 신호 (VBOUTS) 가 공급된다. 타이밍 제어 신호 (VBOUTS) 가 하이인 경우, 홀수 번째의 인버터로부터 흑삽입용 전압 (VB-) 이 출력되고, 짝수 번째의 인버터로부터 흑삽입용 전압 (VB+) 이 출 력된다. 한편, 타이밍 제어 신호 (VBOUTS) 가 로우인 경우, 홀수 번째의 인버터로부터 흑삽입용 전압 (VB+) 이 출력되고, 짝수 번째의 인버터로부터 흑삽입용 전압 (VB-) 이 출력된다.
여기서, 비표시 모드의 흑삽입용 전압 (VB+ 및 VB-) 의 크기는, 표시 모드에 있어서의 흑삽입 데이터보다 크다. 또한, 도 7 의 예는, 도트별 반전, 또는, 수직 라인별 반전에 적용할 수 있다.
도 8 은, 본 예의 경우의 표시 모드 및 비표시 모드에 있어서의 액정 장치 (700) 의 구동 제어에 대하여 설명하기 위한 파형도이다. 본 도면에 나타내는 바와 같이 표시 모드에 있어서는, 타이밍 제어 회로 (130a) 는, VBOUTEN, VBOUTS 모두 로우로 한다. 이로써, 데이터선 구동 보조 회로 (122a) 로부터의 출력은 없기 때문에, 데이터선 구동 회로 (120a) 가 출력하는 데이터 신호가 그대로 액정 패널 (AA) 에 공급된다.
한편, 비표시 모드로 이행되면, VBOUTEN 이 온이 되고, VBOUTS 는 펄스 신호를 반복 출력한다. 이 펄스 신호는, 주사 신호 (Y1, Y2, Y3 …) 와 동기한다. 또한, 비표시 모드에서는 데이터선 구동 회로 (120a) 로부터의 출력을 정지시키고, 데이터선 (10) 과의 전기적 접속을 절단한다. 예를 들어, 출력단에 형성된 연산 증폭기의 출력 인에이블을 비액티브로 함으로써, 데이터선 구동 회로 (120a) 의 출력 단자를 하이 임피던스로 한다.
이 결과, 액정 패널 (AA) 에는, 흑삽입용 데이터로서 데이터선 구동 보조 회로 (122a) 가 출력하는 크기 VB 의 펄스 전압이 인가된다. 이 때문에, 본 예도 상기의 실시형태와 마찬가지로, 비표시 모드에 있어서 펄스 전압의 크기를 크게 함으로써 벤드 배향 유지의 신뢰성을 높일 수 있다. 또한, 본 예에서도, 비표시 모드에 있어서는 데이터선 구동 회로 (120a) 의 출력을 정지시킬 수 있다. 데이터선 구동 회로 (120a) 는, 연산 증폭기, DA 변환 회로 등의 정상적으로 전류를 소비하는 구성을 포함하고 있는 것에 대하여, 데이터선 구동 보조 회로 (122a) 는, 인버터 회로 등으로 구성되기 때문에 정상 전류는 발생하지 않는다. 이 때문에, 본 예에서는 비표시 모드에 있어서 정상 전류를 발생시키는 회로를 정지시킴으로써 소비 전류의 삭감을 도모할 수 있다.
또한, 비표시 모드 뿐만 아니라, 표시 모드에 있어서의 흑삽입 전압에 대해서도 데이터선 구동 보조 회로로부터 출력되도록 구성해도 된다. 그 경우에는, 표시 모드의 흑삽입시에도 데이터선 구동 회로의 동작을 정지시킬 수 있기 때문에, 한층 더 소비 전류 삭감이 가능해진다.
＜2. 전자 기기＞
다음으로, 본 발명에 관련된 액정 장치 (700) 를 이용한 전자 기기에 대하여 설명한다. 도 9 는, 이상에서 설명한 어느 하나의 형태에 관련된 액정 장치 (700) 를 표시 장치로서 채용한 모바일형 퍼스널 컴퓨터의 구성을 나타내는 사시도이다. 퍼스널 컴퓨터 (2000) 는, 표시 장치로서의 액정 장치 (700) 와 본체부 (2010) 를 구비한다. 본체부 (2010) 에는, 전원 스위치 (2001) 및 키보드 (2002) 가 형성되어 있다. 퍼스널 컴퓨터 (2000) 는, 소정 시간 조작을 접수하지 않은 경우, 액정 장치 (700) 를 수용한 커버부가 닫혀진 경우 등에 비표시 모드 로 이행된다.
도 10 에, 실시형태에 관련된 액정 장치 (700) 를 적용한 휴대 전화기의 구성을 나타낸다. 휴대 전화기 (3000) 는, 복수의 조작 버튼 (3001) 및 스크롤 버튼 (3002), 그리고 표시 장치로서의 액정 장치 (700) 를 구비한다. 스크롤 버튼 (3002) 을 조작함으로써, 액정 장치 (700) 에 표시되는 화면이 스크롤된다. 휴대 전화기 (3000) 는, 소정 시간 조작을 접수하지 않은 경우, 절첩식 본체가 닫혀진 경우 등에 비표시 모드로 이행된다.
도 11 에, 실시형태에 관련된 액정 장치 (700) 를 적용한 휴대 정보 단말 (PDA：Personal Digital Assistants) 의 구성을 나타낸다. 정보 휴대 단말 (4000) 은, 복수의 조작 버튼 (4001) 및 전원 스위치 (4002), 그리고 표시 장치로서의 액정 장치 (700) 를 구비한다. 전원 스위치 (4002) 를 조작하면, 주소록이나 스케줄장과 같은 각종 정보가 액정 장치 (700) 에 표시된다. 정보 휴대 단말 (4000) 은, 소정 시간 조작을 접수하지 않은 경우 등에 비표시 모드로 이행된다.
또한, 본 발명에 관련된 액정 장치가 적용되는 전자 기기로는, 도 9 내지 도 11 에 나타낸 것 이외에, 프로젝터, 텔레비전, 비디오 카메라, 카 내비게이션 장치, 페이저, 전자 수첩, 전자 페이퍼, 전자식 탁상 계산기, 워드프로세서, 워크스테이션, 화상 전화, POS 단말, 프린터, 스캐너, 복사기, 비디오 플레이어, 터치 패널을 구비한 기기 등등을 들 수 있다.
도 1 은, 본 발명의 실시형태에 관련된 액정 장치의 블록도.
도 2 는, 동일 장치의 화상 표시 영역의 상세한 구성을 나타내는 블록도.
도 3 은, 액정 장치의 구동 제어에 대하여 설명하는 파형도.
도 4 는, 보조 회로를 형성한 구성의 액정 장치의 블록도.
도 5 는, 데이터선 구동 회로와 데이터선 구동 보조 회로의 구성을 나타내는 블록도.
도 6 은, 액정 장치의 구동 제어에 대하여 설명하는 파형도.
도 7 은, 데이터선 구동 회로와 데이터선 구동 보조 회로의 다른 예를 나타내는 블록도.
도 8 은, 액정 장치의 구동 제어에 대하여 설명하는 파형도.
도 9 는, 전자 기기의 일례인 퍼스널 컴퓨터의 사시도.
도 10 은, 전자 기기의 일례인 휴대 전화기의 사시도.
도 11 은, 전자 기기의 일례인 휴대 정보 단말의 사시도.
(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)
10 … 데이터선
20 … 주사선
60 … 액정 소자
61 … 화소 전극
62 … 대향 전극
110 … 주사선 구동 회로
120 … 데이터선 구동 회로
122 … 데이터선 구동 보조 회로
130 … 타이밍 제어 회로
140 … 화상 처리 회로
150 … 메인 제어 회로
160 … 백라이트
700 … 액정 장치
2000 … 퍼스널 컴퓨터
3000 … 휴대 전화기
4000 … 정보 휴대 단말

Claims (10)

  1. 복수의 주사선과, 복수의 데이터선과, 상기 주사선과 상기 데이터선의 교차에 대응하여 형성된 복수의 화소 회로를 구비하고, 상기 복수의 화소 회로의 각각은, 제 1 전극과 제 2 전극과, 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이에 개재된 액정을 구비한 액정 소자를 갖고, 상기 액정에는, 배향 상태로서 초기 상태인 제 1 배향과 표시용의 제 2 배향이 있고, 제 1 동작 모드와 제 2 동작 모드에서 동작하는 액정 장치로서,
    상기 복수의 주사선을 소정의 순서로 선택하는 주사선 구동 수단과,
    선택된 주사선에 대응하는 상기 화소 회로에 상기 데이터선을 통하여 기록 전압을 공급하는 데이터선 구동 수단을 구비하고,
    상기 데이터선 구동 수단은,
    상기 제 1 동작 모드에서는, 제 1 기간과 제 2 기간으로 구성되는 1 프레임의 상기 제 1 기간에 있어서, 상기 기록 전압으로서 표시해야 할 계조에 따른 계조 전압을 상기 데이터선에 출력하고, 상기 제 2 기간에 있어서 상기 기록 전압으로서 상기 제 2 배향을 유지하기 위하여 제 1 전압을 상기 데이터선에 출력하고,
    상기 제 2 동작 모드에서는, 모든 기간에 있어서, 상기 기록 전압으로서 상기 제 2 배향을 유지하기 위하여 제 2 전압을 상기 데이터선에 출력하고,
    상기 제 2 전압은, 상기 제 1 전압보다 높은 것을 특징으로 하는 액정 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 액정은, OCB (Optical Compensated Bend) 방식의 액정으로서, 상기 제 1 배향은 스프레이 배향이며, 상기 제 2 배향은 벤드 배향인 것을 특징으로 하는 액정 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 동작 모드에서 점등되고, 상기 제 2 동작 모드에서 소등되는 백라이트를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 데이터선 구동 수단은,
    상기 제 1 동작 모드에 있어서, 상기 기록 전압으로서 상기 계조 전압을 상기 데이터선에 공급하는 주구동 수단과,
    상기 제 2 동작 모드에 있어서, 상기 기록 전압으로서 상기 제 2 전압을 상기 데이터선에 공급하는 보조 구동 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 데이터선 구동 수단은,
    상기 제 1 동작 모드에 있어서, 상기 기록 전압으로서 상기 계조 전압과 상 기 제 1 전압을 상기 데이터선에 공급하는 주구동 수단과,
    상기 제 2 동작 모드에 있어서, 상기 기록 전압으로서 상기 제 2 전압을 상기 데이터선에 공급하는 보조 구동 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 장치.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 주구동 수단은, 상기 제 2 동작 모드에 있어서 동작을 정지시키는 것을 특징으로 하는 액정 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 동작 모드는 화상을 표시하는 표시 모드이고, 상기 제 2 동작 모드는 화상을 비표시로 하는 비표시 모드인 것을 특징으로 하는 액정 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 기재된 액정 장치를 구비한, 전자 기기.
  9. 복수의 주사선과, 복수의 데이터선과, 상기 주사선과 상기 데이터선의 교차에 대응하여 형성된 복수의 화소 회로를 구비하고, 상기 복수의 화소 회로의 각각은, 제 1 전극과 제 2 전극과, 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이에 개재된 액정을 구비한 액정 소자를 갖고, 상기 액정에는, 배향 상태로서 초기 상태인 제 1 배향과 표시용의 제 2 배향이 있는 액정 장치를, 제 1 동작 모드와 제 2 동작 모드에서 구동하는 액정 장치의 구동 방법으로서,
    상기 복수의 주사선을 소정의 순서로 선택하고,
    선택된 주사선에 대응하는 상기 화소 회로에 상기 데이터선을 통하여 기록 전압을 공급하고,
    상기 제 1 동작 모드에서는, 제 1 기간과 제 2 기간으로 구성되는 1 프레임의 상기 제 1 기간에 있어서, 상기 기록 전압으로서 표시해야 할 계조에 따른 계조 전압을 상기 데이터선에 출력하고, 상기 제 2 기간에 있어서 상기 기록 전압으로서 상기 제 2 배향을 유지하기 위하여 제 1 전압을 상기 데이터선에 출력하고,
    상기 제 2 동작 모드에서는, 모든 기간에 있어서, 상기 기록 전압으로서 상기 제 2 배향을 유지하기 위하여 제 2 전압을 상기 데이터선에 출력하고,
    상기 제 2 전압을 상기 제 1 전압보다 높게 설정하는 것을 특징으로 하는 액정 장치의 구동 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 동작 모드는 화상을 표시하는 표시 모드이고, 상기 제 2 동작 모드는 화상을 비표시로 하는 비표시 모드인 것을 특징으로 하는 액정 장치의 구동 방법.
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