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技術 液晶駆動電圧発生回路、集積回路、及び液晶駆動電圧発生方法。

出願人 株式会社ジャパンディスプレイセントラル
発明者 中村哲哉
出願日 2006年1月31日 (14年9ヶ月経過) 出願番号 2006-023576
公開日 2007年8月16日 (13年3ヶ月経過) 公開番号 2007-206272
状態 未査定
技術分野 液晶1(応用、原理) 液晶6(駆動) 液晶6(駆動) 液晶表示装置の制御 陰極線管以外の表示装置の制御
主要キーワード Nチャンネル 転移期間 Pチャンネル 集積回路用基板 補償電位 駆動電圧発生回路 光学位相補償フィルム 表示画
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図面 (13)

課題

OCBモードを用いた液晶表示装置初期化期間において、容易に対向電圧VCOM)と蓄積容量電圧(CST)とを同じ波形にすることが困難である。

解決手段

液晶表示装置が起動された時点から所定の期間である初期化期間であって、OCBモード液晶均質スプレイ状態にする初期化期間には、第1のアナログスイッチ51は、ソースドライバアナログ電圧に基づく電圧を選択して出力するよう制御され、第2のアナログスイッチ52は、バッファアンプ54の出力を選択して出力するよう制御され、第3のアナログスイッチ53は、バッファアンプ54の出力を選択して出力するよう制御される。

概要

背景

液晶表示装置薄型、軽量であり、従来のブラウン管代替するものとして、近年一層用途が拡大されてきた。しかし、現在広く使用されているTN(Twisted Nematic)配向液晶パネル視野角が狭く、また応答速度が遅く、動画表示時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。

これに対して、近年、高速応答高視野角という特徴を有するOCB(Optically Compensated Birefringence)モードを用いた液晶表示装置が用いられるようになってきている。この液晶表示装置は、液晶ベンド配向させて視覚補償を行い、さらにこれに光学位相補償フィルムを組み合わせることにより広い視野角を得るようにしたものである。

図7(a)及び図7(b)にOCBモードを用いた液晶表示装置を構成する液晶表示パネルの概略を示す。図7(a)は、OCBモードを用いた液晶表示装置を構成する液晶表示パネルの電圧印加状態を示す図であり、図13(b)は、OCBモードを用いた液晶表示装置を構成する液晶表示パネルの電圧無印加状態を示す図である。

図7(a)及び図7(b)に示すように、2枚のガラス基板104、105の間には、液晶分子101として示すようにネマチック液晶注入されている。ガラス基板104の上側には2軸性フィルム103と偏光板102とから構成される光学位相フィルムが設けられており、また、ガラス基板105の下側には、偏光板106が設けられている。

そして、図7(a)に示すように、電圧印加していない液晶の配向状態は、スプレイ状態107と呼ばれている。液晶表示装置の電源投入時には転移駆動と呼ばれる駆動を行う必要がある。すなわち、転移駆動とは、液晶表示装置の電源投入時にこの液晶層に20ボルトから25ボルト程度の比較的大きな電圧を印加することにより、図7(a)に示すスプレイ状態107から図7(b)に示すベンド状態108に転移させる駆動のことである。このベンド状態108を用いて表示を行うのが、OCBモード液晶の特徴であり、電圧の大きさを変化させることでパネルの透過率を変化させることが出来る。

また、転移駆動を行う期間である転移駆動期間の時間的な長さは、OCBモードを用いた液晶層に対して、一旦電圧無印加状態を保つことによって短縮することが出来る。OCBモードを用いた液晶層を電圧無印加状態にすることによって、液晶層が均質なスプレイ状態になるからと考えられている。そして、このようにOCBモードを用いた液晶層に対して電圧無印加状態を保つ期間を初期化期間と呼ぶことにする。

つまり、OCBモードを用いた液晶表示装置は、電源投入後に、初期化期間において液晶層を均質なスプレイ状態にし、転移駆動期間において高電圧を液晶層に印加することにより、液晶層をスプレイ状態からベンド状態に転移させた後に、動画静止画などの表示データが液晶表示装置の表示画面に表示される。以下OCBモードを用いた液晶表示装置の電源投入後から、初期化期間、及び転移駆動期間を経て映像表示期間が開始されるまでについて詳細に説明する。

図8に、液晶表示装置110のブロック図を示す。また、図9に、液晶表示装置110のうち、液晶表示パネル6の1画素近傍、及びソースドライバ4の部分を示す図である。

入力電源12は、液晶表示装置110が動作するための電源を供給する手段である。

コントローラ回路2は、画像信号処理駆動タイミングを制御する回路である。コントローラ回路2は、表示データを入力し、その表示データに対応する表示信号を出力し、また、ソースドライバ4、ゲートドライバ5、液晶駆動電圧発生回路111に対しタイミング制御信号を送る回路である。

液晶表示パネル6は、図9に示すようにマトリックス状に配置されたソース信号線9及びゲート信号線10と、ソース信号線9及びゲート信号線10の交点に設けられ、OCBモード液晶を使用した画素とを有する表示パネルである。なお、画素については、後述する。

ゲートドライバ5は、液晶表示パネル6の各ゲート信号線10に線順次走査を行うための選択走査信号を供給する回路である。

ソースドライバ4は、液晶表示パネル6の各ソース信号線9に画像信号電圧を供給する回路である。

ソースドライバ4にはソース信号線9が接続されており、またゲートドライバ5にはゲート信号線10が接続されている。

そして、ソース信号線9とゲート信号線10の交点には、画素トランジスタ21、画素電極22、及び補償電位を保持するための蓄積容量CST23が形成されており、画素電極22と対向電極24との間には図示していないOCBモードの液晶層が狭持されている。また、蓄積容量CST23の一端は画素電極22に接続され、蓄積容量CST23の他端は、共通電極25に接続されている。

また、画素トランジスタ21のゲートはゲート信号線10に接続されており、画素トランジスタ21のソースはソース信号線9に接続されており、画素トランジスタ21のドレインは、画素電極22に接続されている。

また、CLC26は、画素電極22と対向電極24とOCBモードの液晶層とから形成される容量であり、CGS27は画素トランジスタ21のゲートとソースとの間で形成される容量であり、CGD28は、画素トランジスタ21のゲートとドレインとの間で形成される容量である。

なお、以下の記述で画素とは、画素電極22、画素トランジスタ21、蓄積容量CST23、対向電極24の画素電極22に対向する部分、及び対向電極24の画素電極22に対向する部分と画素電極22とで狭持されたOCBモードの液晶層の部分を言うものとする。

図8に戻って、液晶駆動電圧発生回路111は、入力電源12から電源の供給を受けて、各種の駆動電圧を出力する回路である。

図10に、液晶駆動電圧発生回路111の詳細な構成を示す。液晶駆動電圧発生回路111は、ソースドライバ用駆動電圧発生回路31、ゲートドライバ用駆動電圧発生回路32、対向電圧発生回路115、及び蓄積容量電圧発生回路116を備えている。このうち対向電圧発生回路115と蓄積容量電圧発生回路116とをまとめて転移駆動機能付電圧発生回路114と呼ぶことにする。

ソースドライバ用駆動電圧発生回路31は、ソースドライバ4に対してソースドライバ用駆動電圧(AVDD)を供給する回路である。ゲートドライバ用駆動電圧発生回路32は、ゲートドライバ5に対して、ゲートドライバ用駆動電圧(VGG、VEE)を供給する回路である。対向電圧発生回路115は、対向電極24に対して、対向電圧VCOM)を供給する回路である。蓄積容量電圧発生回路116は、共通電極25に対して、蓄積容量電圧(CST)を供給する回路である。

図11に転移駆動機能付電圧発生回路114の回路構成を示す。転移駆動機能付電圧発生回路114は、第1アナログスイッチ121、第2アナログスイッチ122、第3アナログスイッチ123、第1バッファアンプ131、及び第3バッファアンプ123から構成される。

第1アナログスイッチ121、第2アナログスイッチ122、第3アナログスイッチ123は、それぞれ、FETダイオードなどをスイッチ素子として使った電子的なスイッチ回路である。

また、第1バッファアンプ131及び第2バッファアンプ132は、液晶表示パネル6の各種信号配線負荷容量に電圧を安定して供給するための回路である。

第1アナログスイッチ121は、2個の入力端子と1個の出力端子とを有しており、2個の入力端子のうちの一方の端子には、対向電圧(VCOM)が入力され、2個の入力端子のうちの他方の端子には、ソースドライバ用駆動電圧(AVDD)の半分の電圧(以下AVDD/2と呼ぶ)が入力されるよう結線されている。そして、第1アナログスイッチ121の出力端子は、第1バッファアンプ131の入力端子に接続されている。

また、第1バッファアンプ131の出力端子は、3個の入力端子を有する第2アナログスイッチ122の一つの入力端子に接続されている。第2アナログスイッチ122の残りの二つの入力端子には、VDH及びVSDがそれぞれ入力されるように結線されている。そして、第2アナログスイッチ122の出力端子は、図9に示す対向電極24に接続されている。なお、VDHは、30ボルト程度の電圧であり、VSDは、—20ボルト程度の電圧である。

一方、第2バッファアンプ132の入力端子は、第1アナログスイッチ121のAVDD/2が入力される方の入力端子と接続されており、第2バッファアンプ132には、AVDD/2が入力される。そして、第2バッファアンプ132の出力端子は、2個の入力端子を有する第3アナログスイッチ123の一方の入力端子に接続されている。

また、第3アナログスイッチ123の他方の入力端子には、蓄積容量電圧(CST)が入力されるよう結線されている。そして、第3アナログスイッチ123の出力端子は、図9に示す共通電極25に接続されている。

次に、このような液晶表示装置110の動作を説明する。

液晶表示装置110の電源スイッチをオン状態にした際、入力電源12は、コントローラ回路2と液晶駆動電圧発生回路111とに供給され、まず、コントローラ回路2が起動される。そして、コントローラ回路2は、ソースドライバ4に対して画像表示信号とタイミング制御信号を送り、ゲートドライバ5に対してタイミング制御信号を送る。

液晶駆動電圧発生回路111のソースドライバ用駆動電圧発生回路31は、ソースドライバ4に対してソースドライバ用駆動電圧(AVDD)を供給する。また、液晶駆動電圧発生回路111のゲートドライバ用駆動電圧発生回路32は、ゲートドライバ5に対してゲートドライバ用駆動電圧(VGG、VEE)を供給する。また、液晶駆動電圧発生回路111の対向電圧発生回路115は、対向電極24に対して、対向電圧(VCOM)を供給する。また、液晶駆動電圧発生回路111の蓄積容量電圧発生回路116は、共通電極25に対して、蓄積容量電圧(CST)を供給する。

入力電源12がオフ状態からオン状態に切り替えられてから、液晶表示装置110は、初期化期間、及び転移駆動期間を経て、映像表示期間に入ってから初めて液晶表示パネル6に入力画像データの表示を開始する。以下、初期化期間、転移駆動期間、及び映像表示期間までの液晶表示装置110の動作を詳細に説明する。

図12は、図8に示す液晶表示装置110の入力電源12がオフ状態からオン状態に切り替えられてから実際の表示データが液晶表示パネル6に表示されるまでの間に、各種の電圧が時間的にどのように変化するかを示す図である。図12では、紙面に向かって左側から右側に向かって時間が経過している。

図12において、141は、入力電源12の出力電圧である。142は、図10に示す転移駆動機能付電圧発生回路114から図9に示す対向電極24に供給される対向電圧(VCOM)を示している。143は、図10に示す転移駆動機能付電圧発生回路114から図9に示す共通電極25に供給される蓄積容量電圧(CST)を示している。

また、初期化期間41は、液晶表示パネル6のOCBモードを用いた液晶層を電圧無印加状態にする期間である。すなわち、液晶表示パネル6のOCBモードを用いた液晶層に対して電圧無印加状態を保つことにより、OCBモードを用いた液晶層は、均質なスプレイ状態になる。このような初期化期間41を設けることにより、次に説明する転移駆動期間42の時間的な長さを短縮することが出来る。

また、転移駆動期間42は、初期化期間41に引き続く期間であり、液晶表示パネル6のOCBモードを用いた液晶層に高い電圧を印加することによりOCBモードを用いた液晶層をスプレイ状態からベンド状態に転移させる期間である。

また、映像表示期間43は、転移駆動期間42に引き続く期間であり、動画や静止画などの表示データを液晶表示パネル6に実際に表示する期間である。

次に、図12を参照して、液晶表示装置110の入力電源12がオフ状態からオン状態に切り替えられ、液晶表示装置110の液晶表示パネル6に動画や静止画などの表示データが表示されるまでの動作を詳細に説明する。

図8において、液晶表示装置110の入力電源12がオフ状態からオン状態に切り替えられると、入力電源12の出力電圧は、0ボルトから一定の電圧になる。そして、液晶表示装置110は初期化期間41に入る。

初期化期間41の間には、図11に示す転移駆動機能付電圧発生回路114の第1のアナログスイッチ121は、AVDD/2を選択して第1バッファアンプ131に出力するよう制御される。従って、初期化期間41には、第1バッファアンプ131には、AVDD/2が入力される。第1バッファアンプ131は、AVDD/2の電圧を安定化させ、第2アナログスイッチ122に出力する。ソースドライバ用駆動電圧(AVDD)は通常13ボルト程度の電圧であるので、AVDD/2は、6.5ボルト程度の電圧になる。

また、初期化期間41の間には、第2アナログスイッチ122は、第1バッファアンプ131の出力を選択して、第2アナログスイッチ122の出力端子から出力するよう制御される。従って、初期化期間41には、対向電圧として、AVDD/2、すなわち、ソースドライバ用駆動電圧(AVDD)の半分の電圧が対向電極24に供給される。

また、初期化期間41の間には、第3アナログスイッチ123は、第2バッファアンプ132の出力を選択して、第3アナログスイッチ123の出力端子から出力するよう制御される。従って、初期化期間41には、第2バッファアップ132は、AVDD/2の電圧を安定化させ、第3アナログスイッチ123に出力する。そして、第3アナログスイッチ123は、安定化されたAVDD/2を、蓄積容量電圧(CST)として、図9に示す共通電極25に供給する。

従って、初期化期間41の間には、対向電極24にAVDD/2の電圧が印加され、共通電極25にもAVDD/2の電圧が印加されるので、液晶表示パネル6のOCBモードを用いた液晶層に対して電圧無印加状態を保つことが出来る。従って、OCBモードを用いた液晶層は、均質なスプレイ状態になる。

初期化期間41が完了すると、液晶表示装置110は、転移駆動期間42に入る。

転移駆動期間42の間には、図11に示す転移駆動機能付電圧発生回路114の第2アナログスイッチ122は、VSDとVDHとを交互に選択して第2アナログスイッチの出力端子122から出力するよう制御される。このときバッファアンプ131の出力は第2アナログスイッチ122によって選択されないので、第1アナログスイッチ121はどのような状態であっても構わない。前述したようにVDHは、30ボルト程度の高電圧であり、VSDは、−20ボルト程度の低電圧である。

また、転移駆動期間42の間には、第3アナログスイッチ123は、CSTを選択して、第3アナログスイッチの出力端子から出力するよう制御される。従って、転移駆動期間42の間には、第3アナログスイッチ123は、蓄積容量電圧(CST)を、共通電極25に供給する。蓄積容量電圧(CST)は通常0ボルトから2ボルト程度の電圧である。

転移駆動期間42の間には、転移駆動機能付電圧発生回路114は、図12に示すように、共通電極25に、最大電圧であるVDHと最小電圧であるVSDと交互に供給することにより、対向電極24の電圧を大きく変化させる。そして、ゲートドライバ5は、ゲート信号線10を1ラインずつ走査し、ソースドライバ4は、ドット反転駆動で高電圧(黒色)に対応する電圧)をソース信号線9に印加する。このように、転移駆動期間42には、液晶表示パネル6のOCBモード液晶を用いた液晶層を撹乱方式でスプレイ状態からベンド状態に転移させる。

転移駆動期間42が完了すると、液晶表示装置110は、映像表示期間43に入る。

映像表示期間43の間には、第1アナログスイッチ121は、VCOMを選択して、第1アナログスイッチ121の出力端子に出力するよう制御される。従って、第1バッファアンプ131は、第1アナログスイッチ121からVCOMを入力する。そして、第1バッファアンプ131は、入力したVCOMの電圧を安定化させ、第2アナログスイッチ122に安定化されたVCOMを出力する。

映像表示期間43の間には、第2アナログスイッチ122は、第1バッファアンプ131の出力を選択して、第2アナログスイッチ122の出力端子に出力するよう制御される。従って、映像表示期間43の間には、対向電極24には、図12に示すように安定化されたVCOMが、対向電圧(VCOM)として印加される。このVCOMは、5ボルト程度の電圧である。

一方、映像表示期間43の間には、第3アナログスイッチ123は、CSTを選択して、第3アナログスイッチ123の出力端子に出力するよう制御される。従って、映像表示期間43の間には、共通電極25には、蓄積容量電圧(CST)として、第3アナログスイッチ123によって選択されたCSTが供給される。

そして、映像表示期間43の間には、コントローラ回路2から送られてく表示電圧に対応する電圧をソースドライバ4がソース信号線9に印加する。一方、ゲートドライバ5は、各ゲート信号線10を選択的に走査し、液晶表示パネル6の選択された画素電極22に表示データに対応する電圧が書き込まれる。そして画素電極22に書き込まれた電圧は、蓄積容量CST23によって次に画素電極22に電圧が書き込まれるまで保持される。

このようにして液晶表示装置110は、表示データの表示を開始する。

概要

OCBモードを用いた液晶表示装置の初期化期間において、容易に対向電圧(VCOM)と蓄積容量電圧(CST)とを同じ波形にすることが困難である。 液晶表示装置が起動された時点から所定の期間である初期化期間であって、OCBモード液晶を均質なスプレイ状態にする初期化期間には、第1のアナログスイッチ51は、ソースドライバ用アナログ電圧に基づく電圧を選択して出力するよう制御され、第2のアナログスイッチ52は、バッファアンプ54の出力を選択して出力するよう制御され、第3のアナログスイッチ53は、バッファアンプ54の出力を選択して出力するよう制御される。

目的

本発明は、上記課題を考慮し、初期化期間において、対向電圧(VCOM)と蓄積容量電圧(CST)とを容易に同じ波形にすることが出来る液晶駆動電圧発生回路、集積回路及び液晶駆動電圧発生方法を提供することを目的とするものである。

効果

実績

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請求項1

マトリックス状に配置されたソース信号線及びゲート信号線と、前記ソース信号線及びゲート信号線の交点に設けられた画素電極及び蓄積容量と、対向電極と、前記画素電極と対向電極との間に狭持されたOCBモード液晶と、共通電極とを有し、前記蓄積容量の一端は、前記画素電極に接続されており、前記蓄積容量の他端は前記共通電極に接続されている液晶表示パネルと、前記ゲート信号線にゲート信号を供給するゲートドライバと、前記ソース信号線にソース信号を供給するソースドライバとを備えた液晶表示装置に供給する液晶駆動電圧を発生する液晶駆動電圧発生回路であって、入力されてくる対向電圧と、入力されてくる、ソースドライバ用アナログ電圧に基づく電圧とのいずれかを選択して出力する第1のアナログスイッチと、前記第1のアナログスイッチからの出力電圧を安定化させるバッファアンプと、前記第1のアナログスイッチからの出力電圧と第1の転移駆動電圧と第2の転移駆動電圧とのいずれかを選択して出力する第2のアナログスイッチと、前記バッファアンプの出力と、入力されてくる蓄積容量電圧とのいずれかを選択して出力する第3のアナログスイッチとを備え、前記第2のアナログスイッチの出力は、前記対向電極に接続され、前記第3のアナログスイッチの出力は、前記共通電極に接続され、前記液晶表示装置が起動された時点から所定の期間である初期化期間であって、前記OCBモード液晶を均質スプレイ状態にする前記初期化期間には、前記第1のアナログスイッチは、前記ソースドライバ用アナログ電圧に基づく電圧を選択して出力するよう制御され、前記第2のアナログスイッチは、前記バッファアンプの出力を選択して出力するよう制御され、前記第3のアナログスイッチは、前記バッファアンプの出力を選択して出力するよう制御される、液晶駆動電圧発生回路。

請求項2

前記初期化期間の後の期間である転移駆動期間であって、前記OCBモード液晶をスプレイ状態からベンド状態転移させる前記転移駆動期間には、前記第2のアナログスイッチは、前記第1の転移駆動電圧と前記第2の転移駆動電圧とを交互に選択して出力するよう制御され、前記第3のアナログスイッチは、前記蓄積容量電圧を選択して出力するよう制御される、請求項1記載の液晶駆動電圧発生回路。

請求項3

前記転移期間の後の期間である映像表示期間であって、入力画像を前記液晶表示パネルに表示する前記映像表示期間には、前記第2のアナログスイッチは、前記バッファアンプの出力を選択して出力するよう制御され、前記第3のアナログスイッチは、前記蓄積容量電圧を選択して出力するよう制御される、請求項2記載の液晶駆動電圧発生回路。

請求項4

前記ソースドライバ用アナログ電圧に基づく電圧とは、前記ソースドライバ用アナログ電圧から生成され、その電圧値が前記ソースドライバ用アナログ電圧の半分の電圧値を有する電圧である、請求項1記載の液晶駆動電圧発生回路。

請求項5

前記第1、第2、第3のアナログスイッチは、それぞれ半導体を用いたスイッチである、請求項1記載の液晶駆動電圧発生回路。

請求項6

請求項1記載の液晶駆動電圧発生回路と、基板とを備え、前記液晶駆動電圧発生回路は、前記基板上に形成されている、集積回路

請求項7

マトリックス状に配置されたソース信号線及びゲート信号線と、前記ソース信号線及びゲート信号線の交点に設けられた画素電極及び蓄積容量と、対向電極と、前記画素電極と対向電極との間に狭持されたOCBモード液晶と、共通電極とを有し、前記蓄積容量の一端は、前記画素電極に接続されており、前記蓄積容量の他端は前記共通電極に接続されている液晶表示パネルと、前記ゲート信号線にゲート信号を供給するゲートドライバと、前記ソース信号線にソース信号を供給するソースドライバとを備えた液晶表示装置に供給する液晶駆動電圧を発生する液晶駆動電圧発生方法であって、入力されてくる対向電圧と、入力されてくる、ソースドライバ用アナログ電圧に基づく電圧とのいずれかを選択して出力する第1の選択ステップと、前記第1の選択ステップで選択された電圧を安定化させる安定化ステップと、前記第1の選択ステップで選択された電圧と第1の転移駆動電圧と第2の転移駆動電圧とのいずれかを選択して出力する第2の選択ステップと、前記安定化ステップで安定化された電圧と、入力されてくる蓄積容量電圧とのいずれかを選択して出力する第3の選択ステップとを備え、前記第2の選択ステップからの出力電圧は、前記対向電極に供給され、前記第3の選択ステップからの出力電圧は、前記共通電極に供給され、前記液晶表示装置が起動された時点から所定の期間である初期化期間であって、前記OCBモード液晶を均質なスプレイ状態にする前記初期化期間には、前記第1の選択ステップは、前記ソースドライバ用アナログ電圧に基づく電圧を選択して出力し、前記第2の選択ステップは、前記安定化ステップで安定化された電圧を選択して出力し、前記第3の選択ステップは、前記安定化ステップで安定化された電圧を選択して出力する、液晶駆動電圧発生方法。

技術分野

0001

本発明は、OCBモード液晶を用いた液晶表示装置に供給する液晶駆動電圧を発生する液晶駆動電圧発生回路集積回路、及び液晶駆動電圧発生方法に関するものである。

背景技術

0002

液晶表示装置は薄型、軽量であり、従来のブラウン管代替するものとして、近年一層用途が拡大されてきた。しかし、現在広く使用されているTN(Twisted Nematic)配向液晶パネル視野角が狭く、また応答速度が遅く、動画表示時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。

0003

これに対して、近年、高速応答高視野角という特徴を有するOCB(Optically Compensated Birefringence)モードを用いた液晶表示装置が用いられるようになってきている。この液晶表示装置は、液晶をベンド配向させて視覚補償を行い、さらにこれに光学位相補償フィルムを組み合わせることにより広い視野角を得るようにしたものである。

0004

図7(a)及び図7(b)にOCBモードを用いた液晶表示装置を構成する液晶表示パネルの概略を示す。図7(a)は、OCBモードを用いた液晶表示装置を構成する液晶表示パネルの電圧印加状態を示す図であり、図13(b)は、OCBモードを用いた液晶表示装置を構成する液晶表示パネルの電圧無印加状態を示す図である。

0005

図7(a)及び図7(b)に示すように、2枚のガラス基板104、105の間には、液晶分子101として示すようにネマチック液晶注入されている。ガラス基板104の上側には2軸性フィルム103と偏光板102とから構成される光学位相フィルムが設けられており、また、ガラス基板105の下側には、偏光板106が設けられている。

0006

そして、図7(a)に示すように、電圧印加していない液晶の配向状態は、スプレイ状態107と呼ばれている。液晶表示装置の電源投入時には転移駆動と呼ばれる駆動を行う必要がある。すなわち、転移駆動とは、液晶表示装置の電源投入時にこの液晶層に20ボルトから25ボルト程度の比較的大きな電圧を印加することにより、図7(a)に示すスプレイ状態107から図7(b)に示すベンド状態108に転移させる駆動のことである。このベンド状態108を用いて表示を行うのが、OCBモード液晶の特徴であり、電圧の大きさを変化させることでパネルの透過率を変化させることが出来る。

0007

また、転移駆動を行う期間である転移駆動期間の時間的な長さは、OCBモードを用いた液晶層に対して、一旦電圧無印加状態を保つことによって短縮することが出来る。OCBモードを用いた液晶層を電圧無印加状態にすることによって、液晶層が均質なスプレイ状態になるからと考えられている。そして、このようにOCBモードを用いた液晶層に対して電圧無印加状態を保つ期間を初期化期間と呼ぶことにする。

0008

つまり、OCBモードを用いた液晶表示装置は、電源投入後に、初期化期間において液晶層を均質なスプレイ状態にし、転移駆動期間において高電圧を液晶層に印加することにより、液晶層をスプレイ状態からベンド状態に転移させた後に、動画静止画などの表示データが液晶表示装置の表示画面に表示される。以下OCBモードを用いた液晶表示装置の電源投入後から、初期化期間、及び転移駆動期間を経て映像表示期間が開始されるまでについて詳細に説明する。

0009

図8に、液晶表示装置110のブロック図を示す。また、図9に、液晶表示装置110のうち、液晶表示パネル6の1画素近傍、及びソースドライバ4の部分を示す図である。

0010

入力電源12は、液晶表示装置110が動作するための電源を供給する手段である。

0011

コントローラ回路2は、画像信号処理駆動タイミングを制御する回路である。コントローラ回路2は、表示データを入力し、その表示データに対応する表示信号を出力し、また、ソースドライバ4、ゲートドライバ5、液晶駆動電圧発生回路111に対しタイミング制御信号を送る回路である。

0012

液晶表示パネル6は、図9に示すようにマトリックス状に配置されたソース信号線9及びゲート信号線10と、ソース信号線9及びゲート信号線10の交点に設けられ、OCBモード液晶を使用した画素とを有する表示パネルである。なお、画素については、後述する。

0013

ゲートドライバ5は、液晶表示パネル6の各ゲート信号線10に線順次走査を行うための選択走査信号を供給する回路である。

0014

ソースドライバ4は、液晶表示パネル6の各ソース信号線9に画像信号電圧を供給する回路である。

0015

ソースドライバ4にはソース信号線9が接続されており、またゲートドライバ5にはゲート信号線10が接続されている。

0016

そして、ソース信号線9とゲート信号線10の交点には、画素トランジスタ21、画素電極22、及び補償電位を保持するための蓄積容量CST23が形成されており、画素電極22と対向電極24との間には図示していないOCBモードの液晶層が狭持されている。また、蓄積容量CST23の一端は画素電極22に接続され、蓄積容量CST23の他端は、共通電極25に接続されている。

0017

また、画素トランジスタ21のゲートはゲート信号線10に接続されており、画素トランジスタ21のソースはソース信号線9に接続されており、画素トランジスタ21のドレインは、画素電極22に接続されている。

0018

また、CLC26は、画素電極22と対向電極24とOCBモードの液晶層とから形成される容量であり、CGS27は画素トランジスタ21のゲートとソースとの間で形成される容量であり、CGD28は、画素トランジスタ21のゲートとドレインとの間で形成される容量である。

0019

なお、以下の記述で画素とは、画素電極22、画素トランジスタ21、蓄積容量CST23、対向電極24の画素電極22に対向する部分、及び対向電極24の画素電極22に対向する部分と画素電極22とで狭持されたOCBモードの液晶層の部分を言うものとする。

0020

図8に戻って、液晶駆動電圧発生回路111は、入力電源12から電源の供給を受けて、各種の駆動電圧を出力する回路である。

0021

図10に、液晶駆動電圧発生回路111の詳細な構成を示す。液晶駆動電圧発生回路111は、ソースドライバ用駆動電圧発生回路31、ゲートドライバ用駆動電圧発生回路32、対向電圧発生回路115、及び蓄積容量電圧発生回路116を備えている。このうち対向電圧発生回路115と蓄積容量電圧発生回路116とをまとめて転移駆動機能付電圧発生回路114と呼ぶことにする。

0022

ソースドライバ用駆動電圧発生回路31は、ソースドライバ4に対してソースドライバ用駆動電圧(AVDD)を供給する回路である。ゲートドライバ用駆動電圧発生回路32は、ゲートドライバ5に対して、ゲートドライバ用駆動電圧(VGG、VEE)を供給する回路である。対向電圧発生回路115は、対向電極24に対して、対向電圧VCOM)を供給する回路である。蓄積容量電圧発生回路116は、共通電極25に対して、蓄積容量電圧(CST)を供給する回路である。

0023

図11に転移駆動機能付電圧発生回路114の回路構成を示す。転移駆動機能付電圧発生回路114は、第1アナログスイッチ121、第2アナログスイッチ122、第3アナログスイッチ123、第1バッファアンプ131、及び第3バッファアンプ123から構成される。

0024

第1アナログスイッチ121、第2アナログスイッチ122、第3アナログスイッチ123は、それぞれ、FETダイオードなどをスイッチ素子として使った電子的なスイッチ回路である。

0025

また、第1バッファアンプ131及び第2バッファアンプ132は、液晶表示パネル6の各種信号配線負荷容量に電圧を安定して供給するための回路である。

0026

第1アナログスイッチ121は、2個の入力端子と1個の出力端子とを有しており、2個の入力端子のうちの一方の端子には、対向電圧(VCOM)が入力され、2個の入力端子のうちの他方の端子には、ソースドライバ用駆動電圧(AVDD)の半分の電圧(以下AVDD/2と呼ぶ)が入力されるよう結線されている。そして、第1アナログスイッチ121の出力端子は、第1バッファアンプ131の入力端子に接続されている。

0027

また、第1バッファアンプ131の出力端子は、3個の入力端子を有する第2アナログスイッチ122の一つの入力端子に接続されている。第2アナログスイッチ122の残りの二つの入力端子には、VDH及びVSDがそれぞれ入力されるように結線されている。そして、第2アナログスイッチ122の出力端子は、図9に示す対向電極24に接続されている。なお、VDHは、30ボルト程度の電圧であり、VSDは、—20ボルト程度の電圧である。

0028

一方、第2バッファアンプ132の入力端子は、第1アナログスイッチ121のAVDD/2が入力される方の入力端子と接続されており、第2バッファアンプ132には、AVDD/2が入力される。そして、第2バッファアンプ132の出力端子は、2個の入力端子を有する第3アナログスイッチ123の一方の入力端子に接続されている。

0029

また、第3アナログスイッチ123の他方の入力端子には、蓄積容量電圧(CST)が入力されるよう結線されている。そして、第3アナログスイッチ123の出力端子は、図9に示す共通電極25に接続されている。

0030

次に、このような液晶表示装置110の動作を説明する。

0031

液晶表示装置110の電源スイッチをオン状態にした際、入力電源12は、コントローラ回路2と液晶駆動電圧発生回路111とに供給され、まず、コントローラ回路2が起動される。そして、コントローラ回路2は、ソースドライバ4に対して画像表示信号とタイミング制御信号を送り、ゲートドライバ5に対してタイミング制御信号を送る。

0032

液晶駆動電圧発生回路111のソースドライバ用駆動電圧発生回路31は、ソースドライバ4に対してソースドライバ用駆動電圧(AVDD)を供給する。また、液晶駆動電圧発生回路111のゲートドライバ用駆動電圧発生回路32は、ゲートドライバ5に対してゲートドライバ用駆動電圧(VGG、VEE)を供給する。また、液晶駆動電圧発生回路111の対向電圧発生回路115は、対向電極24に対して、対向電圧(VCOM)を供給する。また、液晶駆動電圧発生回路111の蓄積容量電圧発生回路116は、共通電極25に対して、蓄積容量電圧(CST)を供給する。

0033

入力電源12がオフ状態からオン状態に切り替えられてから、液晶表示装置110は、初期化期間、及び転移駆動期間を経て、映像表示期間に入ってから初めて液晶表示パネル6に入力画像データの表示を開始する。以下、初期化期間、転移駆動期間、及び映像表示期間までの液晶表示装置110の動作を詳細に説明する。

0034

図12は、図8に示す液晶表示装置110の入力電源12がオフ状態からオン状態に切り替えられてから実際の表示データが液晶表示パネル6に表示されるまでの間に、各種の電圧が時間的にどのように変化するかを示す図である。図12では、紙面に向かって左側から右側に向かって時間が経過している。

0035

図12において、141は、入力電源12の出力電圧である。142は、図10に示す転移駆動機能付電圧発生回路114から図9に示す対向電極24に供給される対向電圧(VCOM)を示している。143は、図10に示す転移駆動機能付電圧発生回路114から図9に示す共通電極25に供給される蓄積容量電圧(CST)を示している。

0036

また、初期化期間41は、液晶表示パネル6のOCBモードを用いた液晶層を電圧無印加状態にする期間である。すなわち、液晶表示パネル6のOCBモードを用いた液晶層に対して電圧無印加状態を保つことにより、OCBモードを用いた液晶層は、均質なスプレイ状態になる。このような初期化期間41を設けることにより、次に説明する転移駆動期間42の時間的な長さを短縮することが出来る。

0037

また、転移駆動期間42は、初期化期間41に引き続く期間であり、液晶表示パネル6のOCBモードを用いた液晶層に高い電圧を印加することによりOCBモードを用いた液晶層をスプレイ状態からベンド状態に転移させる期間である。

0038

また、映像表示期間43は、転移駆動期間42に引き続く期間であり、動画や静止画などの表示データを液晶表示パネル6に実際に表示する期間である。

0039

次に、図12を参照して、液晶表示装置110の入力電源12がオフ状態からオン状態に切り替えられ、液晶表示装置110の液晶表示パネル6に動画や静止画などの表示データが表示されるまでの動作を詳細に説明する。

0040

図8において、液晶表示装置110の入力電源12がオフ状態からオン状態に切り替えられると、入力電源12の出力電圧は、0ボルトから一定の電圧になる。そして、液晶表示装置110は初期化期間41に入る。

0041

初期化期間41の間には、図11に示す転移駆動機能付電圧発生回路114の第1のアナログスイッチ121は、AVDD/2を選択して第1バッファアンプ131に出力するよう制御される。従って、初期化期間41には、第1バッファアンプ131には、AVDD/2が入力される。第1バッファアンプ131は、AVDD/2の電圧を安定化させ、第2アナログスイッチ122に出力する。ソースドライバ用駆動電圧(AVDD)は通常13ボルト程度の電圧であるので、AVDD/2は、6.5ボルト程度の電圧になる。

0042

また、初期化期間41の間には、第2アナログスイッチ122は、第1バッファアンプ131の出力を選択して、第2アナログスイッチ122の出力端子から出力するよう制御される。従って、初期化期間41には、対向電圧として、AVDD/2、すなわち、ソースドライバ用駆動電圧(AVDD)の半分の電圧が対向電極24に供給される。

0043

また、初期化期間41の間には、第3アナログスイッチ123は、第2バッファアンプ132の出力を選択して、第3アナログスイッチ123の出力端子から出力するよう制御される。従って、初期化期間41には、第2バッファアップ132は、AVDD/2の電圧を安定化させ、第3アナログスイッチ123に出力する。そして、第3アナログスイッチ123は、安定化されたAVDD/2を、蓄積容量電圧(CST)として、図9に示す共通電極25に供給する。

0044

従って、初期化期間41の間には、対向電極24にAVDD/2の電圧が印加され、共通電極25にもAVDD/2の電圧が印加されるので、液晶表示パネル6のOCBモードを用いた液晶層に対して電圧無印加状態を保つことが出来る。従って、OCBモードを用いた液晶層は、均質なスプレイ状態になる。

0045

初期化期間41が完了すると、液晶表示装置110は、転移駆動期間42に入る。

0046

転移駆動期間42の間には、図11に示す転移駆動機能付電圧発生回路114の第2アナログスイッチ122は、VSDとVDHとを交互に選択して第2アナログスイッチの出力端子122から出力するよう制御される。このときバッファアンプ131の出力は第2アナログスイッチ122によって選択されないので、第1アナログスイッチ121はどのような状態であっても構わない。前述したようにVDHは、30ボルト程度の高電圧であり、VSDは、−20ボルト程度の低電圧である。

0047

また、転移駆動期間42の間には、第3アナログスイッチ123は、CSTを選択して、第3アナログスイッチの出力端子から出力するよう制御される。従って、転移駆動期間42の間には、第3アナログスイッチ123は、蓄積容量電圧(CST)を、共通電極25に供給する。蓄積容量電圧(CST)は通常0ボルトから2ボルト程度の電圧である。

0048

転移駆動期間42の間には、転移駆動機能付電圧発生回路114は、図12に示すように、共通電極25に、最大電圧であるVDHと最小電圧であるVSDと交互に供給することにより、対向電極24の電圧を大きく変化させる。そして、ゲートドライバ5は、ゲート信号線10を1ラインずつ走査し、ソースドライバ4は、ドット反転駆動で高電圧(黒色)に対応する電圧)をソース信号線9に印加する。このように、転移駆動期間42には、液晶表示パネル6のOCBモード液晶を用いた液晶層を撹乱方式でスプレイ状態からベンド状態に転移させる。

0049

転移駆動期間42が完了すると、液晶表示装置110は、映像表示期間43に入る。

0050

映像表示期間43の間には、第1アナログスイッチ121は、VCOMを選択して、第1アナログスイッチ121の出力端子に出力するよう制御される。従って、第1バッファアンプ131は、第1アナログスイッチ121からVCOMを入力する。そして、第1バッファアンプ131は、入力したVCOMの電圧を安定化させ、第2アナログスイッチ122に安定化されたVCOMを出力する。

0051

映像表示期間43の間には、第2アナログスイッチ122は、第1バッファアンプ131の出力を選択して、第2アナログスイッチ122の出力端子に出力するよう制御される。従って、映像表示期間43の間には、対向電極24には、図12に示すように安定化されたVCOMが、対向電圧(VCOM)として印加される。このVCOMは、5ボルト程度の電圧である。

0052

一方、映像表示期間43の間には、第3アナログスイッチ123は、CSTを選択して、第3アナログスイッチ123の出力端子に出力するよう制御される。従って、映像表示期間43の間には、共通電極25には、蓄積容量電圧(CST)として、第3アナログスイッチ123によって選択されたCSTが供給される。

0053

そして、映像表示期間43の間には、コントローラ回路2から送られてく表示電圧に対応する電圧をソースドライバ4がソース信号線9に印加する。一方、ゲートドライバ5は、各ゲート信号線10を選択的に走査し、液晶表示パネル6の選択された画素電極22に表示データに対応する電圧が書き込まれる。そして画素電極22に書き込まれた電圧は、蓄積容量CST23によって次に画素電極22に電圧が書き込まれるまで保持される。

0054

このようにして液晶表示装置110は、表示データの表示を開始する。

発明が解決しようとする課題

0055

ところが、入力電源12をオフ状態からオン状態に切り替えた後の初期化期間41の間には、転移駆動機能付電圧発生回路114は、対向電圧(VCOM)として、AVDD/2を出力し、蓄積容量電圧(CST)としてAVDD/2を出力することによって、OCBモードを用いた液晶層を電圧無印加状態にする必要がある。

0056

このとき、図11における転移駆動機能付電圧発生回路114において、第1アナログスイッチ121のオン抵抗をRON1とし、第2アナログスイッチ122のオン抵抗をRON2とし、第3アナログスイッチ123のオン抵抗をRON3とし、VCOMのオン抵抗をRVCOMとし、CSTのオン抵抗をRCSTとすると、以下の関係式成立する。

0057

(数1)
RVCOM=RON1+RON2
(数2)
RCST=RON3
従って、RON1+RON2がRON3に等しくない場合、例えば、RON1+RON2>3の関係が成り立つ場合には、図12に示すように、対向電圧(VCOM)142の立ち上がり時間tr1は、蓄積容量電圧(CST)の立ち上がり時間tr2よりも長くなる。

0058

転移駆動を安定して行い、転移駆動期間42を時間的に短縮するために、初期化期間41において、対向電圧(VCOM)142と蓄積容量電圧(CST)143が同じ波形すなわち、それらの電圧値及び立ち上がり時間が同じである必要がある。

0059

従って、初期化期間41において、対向電圧(VCOM)142の立ち上がり時間tr1と蓄積容量電圧(CST)143の立ち上がり時間を一致させる必要がある。そのためには、数1に示すRVCOMと数2に示すRCSTとを一致させなければならない。すなわち、RON1+RON2=RON3となるように各アナログスイッチのオン抵抗を調整する必要がある。このように各アナログスイッチのオン抵抗を調整するのは困難である。

0060

すなわち、OCBモードを用いた液晶表示装置を起動する際、初期化期間に、OCBモードを用いた液晶層を電圧無印加状態に保つための各種電圧を供給するために用いられる各アナログスイッチのオン抵抗を調整することは困難であるという課題がある。

0061

本発明は、上記課題を考慮し、初期化期間において、対向電圧(VCOM)と蓄積容量電圧(CST)とを容易に同じ波形にすることが出来る液晶駆動電圧発生回路、集積回路及び液晶駆動電圧発生方法を提供することを目的とするものである。

課題を解決するための手段

0062

上述した課題を解決するために、第1の本発明は、
マトリックス状に配置されたソース信号線及びゲート信号線と、前記ソース信号線及びゲート信号線の交点に設けられた画素電極及び蓄積容量と、対向電極と、前記画素電極と対向電極との間に狭持されたOCBモード液晶と、共通電極とを有し、前記蓄積容量の一端は、前記画素電極に接続されており、前記蓄積容量の他端は前記共通電極に接続されている液晶表示パネルと、
前記ゲート信号線にゲート信号を供給するゲートドライバと、
前記ソース信号線にソース信号を供給するソースドライバとを備えた液晶表示装置に供給する液晶駆動電圧を発生する液晶駆動電圧発生回路であって、
入力されてくる対向電圧と、入力されてくる、ソースドライバ用アナログ電圧に基づく電圧とのいずれかを選択して出力する第1のアナログスイッチと、
前記第1のアナログスイッチからの出力電圧を安定化させるバッファアンプと、
前記第1のアナログスイッチからの出力電圧と第1の転移駆動電圧と第2の転移駆動電圧とのいずれかを選択して出力する第2のアナログスイッチと、
前記バッファアンプの出力と、入力されてくる蓄積容量電圧とのいずれかを選択して出力する第3のアナログスイッチとを備え、
前記第2のアナログスイッチの出力は、前記対向電極に接続され、
前記第3のアナログスイッチの出力は、前記共通電極に接続され、
前記液晶表示装置が起動された時点から所定の期間である初期化期間であって、前記OCBモード液晶を均質なスプレイ状態にする前記初期化期間には、前記第1のアナログスイッチは、前記ソースドライバ用アナログ電圧に基づく電圧を選択して出力するよう制御され、前記第2のアナログスイッチは、前記バッファアンプの出力を選択して出力するよう制御され、前記第3のアナログスイッチは、前記バッファアンプの出力を選択して出力するよう制御される、液晶駆動電圧発生回路である。

0063

また、第2の本発明は、前記初期化期間の後の期間である転移駆動期間であって、前記OCBモード液晶をスプレイ状態からベンド状態に転移させる前記転移駆動期間には、前記第2のアナログスイッチは、前記第1の転移駆動電圧と前記第2の転移駆動電圧とを交互に選択して出力するよう制御され、前記第3のアナログスイッチは、前記蓄積容量電圧を選択して出力するよう制御される、第1の本発明の液晶駆動電圧発生回路である。

0064

また、第3の本発明は、前記転移期間の後の期間である映像表示期間であって、入力画像を前記液晶表示パネルに表示する前記映像表示期間には、前記第2のアナログスイッチは、前記バッファアンプの出力を選択して出力するよう制御され、前記第3のアナログスイッチは、前記蓄積容量電圧を選択して出力するよう制御される、第2の本発明の液晶駆動電圧発生回路である。

0065

また、第4の本発明は、前記ソースドライバ用アナログ電圧に基づく電圧とは、前記ソースドライバ用アナログ電圧から生成され、その電圧値が前記ソースドライバ用アナログ電圧の半分の電圧値を有する電圧である、第1の本発明の液晶駆動電圧発生回路である。

0066

また、第5の本発明は、前記第1、第2、第3のアナログスイッチは、それぞれ半導体を用いたスイッチである、第1の本発明の液晶駆動電圧発生回路である。

0067

また、第6の本発明は、第1の本発明の液晶駆動電圧発生回路と、
基板とを備え、
前記液晶駆動電圧発生回路は、前記基板上に形成されている、集積回路である。

0068

また、第7の本発明は、マトリックス状に配置されたソース信号線及びゲート信号線と、前記ソース信号線及びゲート信号線の交点に設けられた画素電極及び蓄積容量と、対向電極と、前記画素電極と対向電極との間に狭持されたOCBモード液晶と、共通電極とを有し、前記蓄積容量の一端は、前記画素電極に接続されており、前記蓄積容量の他端は前記共通電極に接続されている液晶表示パネルと、
前記ゲート信号線にゲート信号を供給するゲートドライバと、
前記ソース信号線にソース信号を供給するソースドライバとを備えた液晶表示装置に供給する液晶駆動電圧を発生する液晶駆動電圧発生方法であって、
入力されてくる対向電圧と、入力されてくる、ソースドライバ用アナログ電圧に基づく電圧とのいずれかを選択して出力する第1の選択ステップと、
前記第1の選択ステップで選択された電圧を安定化させる安定化ステップと、
前記第1の選択ステップで選択された電圧と第1の転移駆動電圧と第2の転移駆動電圧とのいずれかを選択して出力する第2の選択ステップと、
前記安定化ステップで安定化された電圧と、入力されてくる蓄積容量電圧とのいずれかを選択して出力する第3の選択ステップとを備え、
前記第2の選択ステップからの出力電圧は、前記対向電極に供給され、
前記第3の選択ステップからの出力電圧は、前記共通電極に供給され、
前記液晶表示装置が起動された時点から所定の期間である初期化期間であって、前記OCBモード液晶を均質なスプレイ状態にする前記初期化期間には、前記第1の選択ステップは、前記ソースドライバ用アナログ電圧に基づく電圧を選択して出力し、前記第2の選択ステップは、前記安定化ステップで安定化された電圧を選択して出力し、前記第3の選択ステップは、前記安定化ステップで安定化された電圧を選択して出力する、液晶駆動電圧発生方法である。

発明の効果

0069

本発明は、初期化期間において、対向電圧(VCOM)と蓄積容量電圧(CST)とを容易に同じ波形にすることが出来る液晶駆動電圧発生回路、集積回路、及び液晶駆動電圧発生方法を提供することが出来る。

発明を実施するための最良の形態

0070

以下に、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。

0071

図1は、OCBモードを用いた液晶表示装置1の概略構成を示す図である。

0072

液晶表示装置1は、液晶モジュール11、インバータ7、入力電源12から構成されている。

0073

そして、液晶モジュール11は、液晶表示パネル6、ソースドライバ4、ゲートドライバ5、冷陰極管8、コントローラ回路2と、液晶駆動電圧発生回路3とから構成されており、図1の例では、これらが同一基板上に配置されている。

0074

また、ソースドライバ4には、複数のソース信号線9が接続されており、ゲートドライバ5には、複数のゲート信号線10が接続されている。そして、液晶表示パネル6には、ソース信号線9とゲート信号線10とが、マトリックス状に形成されており、ソース信号線9とゲート信号線10との各交点に、各画素(図示せず)が形成されている。

0075

図2に、液晶表示装置1のブロック図を示す。ただし、図2では、インバータ7、冷陰極管8の記載は省略している。

0076

入力電源12は、液晶表示装置1が動作するための電源を供給する手段である。

0077

コントローラ回路2は、画像信号処理や駆動タイミングを制御する回路である。コントローラ回路2は、表示データを入力し、その表示データに対応する表示信号を出力し、また、ソースドライバ4、ゲートドライバ5、液晶駆動電圧発生回路3に対してタイミング制御信号を送る回路である。

0078

液晶表示パネル6は、上述したように、マトリックス状に配置されたソース信号線9及びゲート信号線10と、ソース信号線9及びゲート信号線10の交点に設けられ、OCBモード液晶を使用した画素とを有する表示パネルである。

0079

ゲートドライバ5は、液晶表示パネル6の各ゲート信号線10に線順次走査を行うための選択走査信号を供給する回路である。

0080

ソースドライバ4は、液晶表示パネル6の各ソース信号線9に画像信号電圧を供給する回路である。

0081

図3は、液晶表示装置2のうち、液晶表示パネル6の1画素近傍、及びソースドライバ4の部分を示す図である。

0082

ソースドライバ4にはソース信号線9が接続されており、またゲートドライバ5にはゲート信号線10が接続されている。

0083

そして、ソース信号線9とゲート信号線10の交点には、画素トランジスタ21、画素電極22、及び補償電位を保持するための蓄積容量CST23が形成されており、画素電極22と対向電極24との間には図示していないOCBモードの液晶層が狭持されている。また、蓄積容量CST23の一端は画素電極22に接続され、蓄積容量CST23の他端は、共通電極25に接続されている。

0084

また、画素トランジスタ21のゲートはゲート信号線10に接続されており、画素トランジスタ21のソースはソース信号線9に接続されており、画素トランジスタ21のドレインは、画素電極22に接続されている。

0085

また、CLC26は、画素電極22と対向電極24とOCBモードの液晶層とから形成される容量であり、CGS27は画素トランジスタ21のゲートとソースとの間で形成される容量であり、CGD28は、画素トランジスタ21のゲートとドレインとの間で形成される容量である。

0086

なお、以下の記述で画素とは、画素電極22、画素トランジスタ21、蓄積容量CST23、対向電極24の画素電極22に対向する部分、及び対向電極24の画素電極22に対向する部分と画素電極22とで狭持されたOCBモードの液晶層の部分を言うものとする。

0087

図2に戻って、液晶駆動電圧発生回路3は、入力電源12から電源の供給を受けて、各種の駆動電圧を出力する回路である。

0088

図4に、液晶駆動電圧発生回路3の詳細な構成を示す。液晶駆動電圧発生回路3は、ソースドライバ用駆動電圧発生回路31、ゲートドライバ用駆動電圧発生回路32、対向電圧発生回路34、及び蓄積容量電圧発生回路35を備えている。このうち対向電圧発生回路34と蓄積容量電圧発生回路35とをまとめて転移駆動機能付電圧発生回路33と呼ぶことにする。

0089

ソースドライバ用駆動電圧発生回路31は、ソースドライバ4に対してソースドライバ用駆動電圧(AVDD)を供給する回路である。ゲートドライバ用駆動電圧発生回路32は、ゲートドライバ5に対して、ゲートドライバ用駆動電圧(VGG、VEE)を供給する回路である。対向電圧発生回路34は、対向電極24に対して、対向電圧(VCOM)を供給する回路である。蓄積容量電圧発生回路35は、共通電極25に対して、蓄積容量電圧(CST)を供給する回路である。

0090

図5に転移駆動機能付電圧発生回路33の回路構成を示す。転移駆動機能付電圧発生回路33は、第1アナログスイッチ51、第2アナログスイッチ52、第3アナログスイッチ53、バッファアンプ54から構成される。なお、転移駆動機能付電圧発生回路33を含む液晶駆動電圧発生回路3は、IC(集積回路)として形成されている。すなわち、集積回路用基板上または内部に転移駆動機能付き電圧発生回路33を含む液晶駆動電圧発生回路3がIC(集積回路)として形成されている。

0091

第1アナログスイッチ51、第2アナログスイッチ52、第3アナログスイッチ63は、それぞれ、FETやダイオードなどをスイッチ素子として使った電子的なスイッチ回路である。このようなアナログスイッチは、例えばNチャンネルMOSFET(METAL−Oxide−Semiconductor Field Effect Transistor)及びPチャンネルMOSFETを並列に接続し、信号をどちらからでも通過することが出来るようにし、2個のMOSFETを、内部コントロール回路によってオン導通)及びオフ遮断)の動作をさせることによって形成することが出来る。

0092

また、バッファアンプ54は、液晶表示パネル6の各種信号配線の負荷容量に電圧を安定して供給するための回路である。

0093

第1アナログスイッチ51は、2個の入力端子と1個の出力端子とを有しており、2個の入力端子のうちの一方の端子には、対向電圧(VCOM)が入力され、2個の入力端子のうちの他方の端子には、ソースドライバ用駆動電圧(AVDD)の半分の電圧(以下AVDD/2と呼ぶ)が入力されるよう結線されている。そして、第1アナログスイッチ51の出力端子は、バッファアンプ54の入力端子に接続されている。

0094

また、バッファアンプ54の出力端子は、3個の入力端子を有する第2アナログスイッチ52の一つの入力端子と、2個の入力端子を有する第3アナログスイッチ53の一つの入力端子に接続されている。

0095

第2アナログスイッチ52の残りの二つの入力端子には、VDH及びVSDがそれぞれ入力されるように結線されている。そして、第2アナログスイッチ122の出力端子は、図3に示す対向電極24に接続されている。なお、VDHは、30ボルト程度の電圧であり、VSDは、—20ボルト程度の電圧である。

0096

また、第3アナログスイッチ53のバッファアンプ54が接続されていない方の入力端子には、蓄積容量電圧(CST)が入力されるよう結線されている。そして、第3アナログスイッチ53の出力端子は、図3に示す共通電極25に接続されている。

0097

なお、本実施の形態の転移駆動機能付電圧発生回路は、本発明の液晶駆動電圧発生回路の例である。

0098

次に、このような液晶表示装置1の動作を説明する。

0099

液晶表示装置1の電源スイッチをオン状態にした際、入力電源12は、コントローラ回路2と液晶駆動電圧発生回路3とに供給され、まず、コントローラ回路2が起動される。そして、コントローラ回路2は、ソースドライバ4に対して画像表示信号とタイミング制御信号を送り、ゲートドライバ5に対してタイミング制御信号を送る。

0100

液晶駆動電圧発生回路33のソースドライバ用駆動電圧発生回路31は、ソースドライバ4に対してソースドライバ用駆動電圧(AVDD)を供給する。また、液晶駆動電圧発生回路33のゲートドライバ用駆動電圧発生回路32は、ゲートドライバ5に対してゲートドライバ用駆動電圧(VGG、VEE)を供給する。また、液晶駆動電圧発生回路33の対向電圧発生回路34は、対向電極24に対して、対向電圧(VCOM)を供給する。また、液晶駆動電圧発生回路33の蓄積容量電圧発生回路35は、共通電極25に対して、蓄積容量電圧(CST)を供給する。

0101

入力電源12がオフ状態からオン状態に切り替えられてから、液晶表示装置110は、初期化期間、及び転移駆動期間を経て、映像表示期間に入ってから初めて液晶表示パネル6に入力画像データの表示を開始する。以下、初期化期間、転移駆動期間、及び映像表示期間までの液晶表示装置1の動作を詳細に説明する。

0102

図6は、図2に示す液晶表示装置1の入力電源12がオフ状態からオン状態に切り替えられてから実際の表示データが液晶表示パネル6に表示されるまでの間に、各種の電圧が時間的にどのように変化するかを示す図である。図6では、紙面に向かって左側から右側に向かって時間が経過している。

0103

図6において、61は、入力電源12の出力電圧である。62は、図4に示す転移駆動機能付電圧発生回路33から図3に示す対向電極24に供給される対向電圧(VCOM)を示している。63は、図4に示す転移駆動機能付電圧発生回路114から図3に示す共通電極25に供給される蓄積容量電圧(CST)を示している。

0104

また、初期化期間41は、液晶表示パネル6のOCBモードを用いた液晶層を電圧無印加状態にする期間である。すなわち、液晶表示パネル6のOCBモードを用いた液晶層に対して電圧無印加状態を保つことにより、OCBモードを用いた液晶層は、均質なスプレイ状態になる。このような初期化期間41を設けることにより、次に説明する転移駆動期間42の時間的な長さを短縮することが出来る。

0105

また、転移駆動期間42は、初期化期間41に引き続く期間であり、液晶表示パネル6のOCBモードを用いた液晶層に高い電圧を印加することによりOCBモードを用いた液晶層をスプレイ状態からベンド状態に転移させる期間である。

0106

また、映像表示期間43は、転移駆動期間42に引き続く期間であり、動画や静止画などの表示データを液晶表示パネル6に実際に表示する期間である。

0107

次に、図6を参照して、液晶表示装置110の入力電源12がオフ状態からオン状態に切り替えられ、液晶表示装置110の液晶表示パネル6に動画や静止画などの表示データが表示されるまでの動作を詳細に説明する。

0108

図2において、液晶表示装置1の入力電源12がオフ状態からオン状態に切り替えられると、入力電源12の出力電圧は、0ボルトから一定の電圧になる。そして、液晶表示装置1は初期化期間41に入る。

0109

初期化期間41の間には、図5に示す転移駆動機能付電圧発生回路33の第1のアナログスイッチ51は、AVDD/2を選択してバッファアンプ54に出力するよう制御される。従って、初期化期間41には、バッファアンプ54には、AVDD/2が入力される。バッファアンプ54は、AVDD/2の電圧を安定化させ、第2アナログスイッチ52に出力する。ソースドライバ用駆動電圧(AVDD)は通常13ボルト程度の電圧であるので、AVDD/2は、6.5ボルト程度の電圧になる。

0110

また、初期化期間41の間には、第2アナログスイッチ52は、バッファアンプ54の出力を選択して、第2アナログスイッチ52の出力端子から出力するよう制御される。従って、初期化期間41には、対向電圧として、AVDD/2、すなわち、ソースドライバ用駆動電圧(AVDD)の半分の電圧が対向電極24に供給される。

0111

また、初期化期間41の間には、第3アナログスイッチ53は、バッファアンプ54の出力を選択して、第3アナログスイッチ53の出力端子から出力するよう制御される。従って、初期化期間41には、第3アナログスイッチ123は、バッファアンプ54で安定化されたAVDD/2を、蓄積容量電圧(CST)として、図3に示す共通電極25に供給する。

0112

さらに、初期化期間41の間には、ソースドライバ用駆動電圧発生回路31は、ソースドライバ用駆動電圧(AVDD)をソースドライバ4に供給し、ソースドライバ4は、各ソース信号線にソースドライバ用駆動電圧(AVDD)の半分の電圧、すなわち、AVDD/2を印加し、ゲートドライバ5は画素トランジスタ21が導通状態になるようにゲート信号を供給する。

0113

従って、初期化期間41の間には、図3における画素電極22の電圧も、対向電極24の電圧も、共通電極25の電圧も全てAVDD/2の電圧が印加されるので、OCBモードを用いた液晶層に対して、電圧無印加状態を実現することが出来る。

0114

このように、初期化期間41の間には、対向電極24にAVDD/2の電圧が印加され、共通電極25にもAVDD/2の電圧が印加されるので、液晶表示パネル6のOCBモードを用いた液晶層に対して電圧無印加状態を保つことが出来る。従って、OCBモードを用いた液晶層は、均質なスプレイ状態になる。

0115

初期化期間41が完了すると、液晶表示装置110は、転移駆動期間42に入る。

0116

転移駆動期間42の間には、図5に示す転移駆動機能付電圧発生回路33の第2アナログスイッチ52は、VSDとVDHとを交互に選択して第2アナログスイッチの出力端子52から出力するよう制御される。このときバッファアンプ54の出力は第2アナログスイッチ54によって選択されないので、第1アナログスイッチ51はどのような状態であっても構わない。前述したようにVDHは、30ボルト程度の高電圧であり、VSDは、−20ボルト程度の低電圧である。

0117

また、転移駆動期間42の間には、第3アナログスイッチ53は、CSTを選択して、第3アナログスイッチ53の出力端子から出力するよう制御される。従って、転移駆動期間42の間には、第3アナログスイッチ53は、蓄積容量電圧(CST)を、共通電極25に供給する。蓄積容量電圧(CST)は通常0ボルトから2ボルト程度の電圧である。

0118

転移駆動期間42の間には、転移駆動機能付電圧発生回路33は、図6に示すように、共通電極25に、最大電圧であるVDHと最小電圧であるVSDと交互に供給することにより、対向電極24の電圧を大きく変化させる。そして、ゲートドライバ5は、ゲート信号線10を1ラインずつ走査し、ソースドライバ4は、ドット反転駆動で高電圧(黒色)に対応する電圧)をソース信号線9に印加する。すなわち、隣り合う画素毎に画素電極22に印加される信号電圧極性反転させて高電圧(黒色)に対応する電圧をソース信号線9に印加する。このように、転移駆動期間42には、液晶表示パネル6のOCBモード液晶を用いた液晶層を撹乱方式でスプレイ状態からベンド状態に転移させる。

0119

転移駆動期間42が完了すると、液晶表示装置1は、映像表示期間43に入る。

0120

映像表示期間43の間には、第1アナログスイッチ51は、VCOMを選択して、第1アナログスイッチ51の出力端子に出力するよう制御される。従って、バッファアンプ54は、第1アナログスイッチ51からVCOMを入力する。そして、バッファアンプ54は、入力したVCOMの電圧を安定化させ、第2アナログスイッチ52に安定化されたVCOMを出力する。

0121

映像表示期間43の間には、第2アナログスイッチ52は、バッファアンプ54の出力を選択して、第2アナログスイッチ52の出力端子に出力するよう制御される。従って、映像表示期間43の間には、対向電極24には、図6に示すように安定化されたVCOMが、対向電圧(VCOM)として印加される。このVCOMは、5ボルト程度の電圧である。

0122

一方、映像表示期間43の間には、第3アナログスイッチ53は、CSTを選択して、第3アナログスイッチ53の出力端子に出力するよう制御される。従って、映像表示期間43の間には、共通電極25には、蓄積容量電圧(CST)として、第3アナログスイッチ53によって選択されたCSTが供給される。

0123

そして、映像表示期間43の間には、コントローラ回路2から送られてく表示電圧に対応する電圧をソースドライバ4がソース信号線9に印加する。一方、ゲートドライバ5は、各ゲート信号線10を選択的に走査し、液晶表示パネル6の選択された画素電極22に表示データに対応する電圧が書き込まれる。そして画素電極22に書き込まれた電圧は、蓄積容量CST23によって次に画素電極22に電圧が書き込まれるまで保持される。

0124

このようにして液晶表示装置110は、動画や静止画などの表示データの表示を開始する。

0125

ところで、入力電源12をオフ状態からオン状態に切り替えた後の初期化期間41の間には、転移駆動機能付電圧発生回路33は、対向電圧(VCOM)として、AVDD/2を出力し、蓄積容量電圧(CST)としてAVDD/2を出力することによって、OCBモードを用いた液晶層を電圧無印加状態にしていることは、上述した。

0126

このとき、図5における転移駆動機能付電圧発生回路33において、第1アナログスイッチ51のオン抵抗をRON1とし、第2アナログスイッチ52のオン抵抗をRON2とし、第3アナログスイッチ53のオン抵抗をRON3とし、VCOMのオン抵抗をRVCOMとし、CSTのオン抵抗をRCSTとすると、以下の関係式が成立する。

0127

(数3)
RVCOM=RON1+RON2
(数4)
RCST=RON1+RON3
従って、RON2とRON3とが等しくなるように、第2アナログスイッチ52のオン抵抗と第3アナログスイッチ53のオン抵抗を調整するだけでRVCOMとRCSTとを等しくすることが出来る。

0128

図11に示す従来方式では、第1アナログスイッチ121のオン抵抗と、第2アナログスイッチ122のオン抵抗と第3アナログスイッチ123のオン抵抗との全てを調整する必要があった。すなわち、RON1+RON2が、RON3に等しくなるように各アナログスイッチのオン抵抗を調整する必要があった。

0129

これに対して、図5に示す転移駆動機能付電圧発生回路33では、第1アナログスイッチ51のオン抵抗は調整する必要がなく、第2アナログスイッチ52のオン抵抗と第3アナログスイッチ53のオン抵抗とが等しくなるように、第2アナログスイッチ52及び第3アナログスイッチ53を調整するだけでよい。従って、従来方式に比較して、オン抵抗を調整しなければならないアナログスイッチの個数が少なくなるので、図5に示す転移駆動機能付電圧発生回路33を集積回路として設計及び製造する際には、従来方式に較べて容易に設計及び製造を行うことが出来る。

0130

すなわち、数3におけるRON2と数4におけるRON3とを等しくなるように、第2アナログスイッチ52のオン抵抗と第3アナログスイッチのオン抵抗53のオン抵抗とを等しくなるようにすれば、RVCOMとRCSTとが等しくなるので、初期化期間41において、対向電圧(VCOM)62の立ち上がり時間tr3は、蓄積容量電圧(CST)の立ち上がり時間tr4と等しくなる。

0131

従って、初期化期間41において対向電圧(VCOM)62の波形と蓄積容量電圧(CST)63の波形が等しくなるので、初期化期間41が従来方式よりも短時間であっても、OCBモードを用いた液晶層を、十分均質なスプレイ状態にすることが出来る。

0132

なお、本実施の形態では、転移駆動機能付電圧発生回路33を含む液晶駆動電圧発生回路3は、IC(集積回路)として構成されているとして背説明したが、転移駆動機能付き電圧発生回路33を含む液晶駆動電圧発生回路3が複数のIC(集積回路)のチップから構成されていてもよく、また、一つのIC(集積回路)のチップから構成されていてもよい。さらに、転移駆動機能付電圧発生回路33のみが一つのIC(集積回路)のチップから構成されていても構わない。

0133

さらに、本実施の形態では、初期化期間41には、共通電極25に、蓄積容量電圧(CST)として、AVDD/2の電圧を供給するとともに、対向電極24にも、対向電圧(VCOM)として、AVDD/2の電圧を供給し、さらに、ソース信号線9にもAVDD/2の電圧を供給するとして説明したが、これに限らない。初期化期間41には、蓄積容量電圧(CST)、対向電圧(VCOM)及びソース信号線9に印加する電圧として、同じ電圧を供給しさえすれば、AVDD/2から多少ずれた電圧を供給しても構わない。

0134

さらに、本実施の形態では、ソースドライバ用駆動電圧(AVDD)が13ボルト程度の電圧であるとして、説明したが、液晶表示装置1の回路構成に応じた電圧でありさえすれば、ソースドライバ用駆動電圧(AVDD)が13ボルト以外の電圧であっても構わない。

0135

さらに、本実施の形態では、VDHとVSDがそれぞれ、30ボルト程度の電圧と−20ボルト程度の電圧とであるとして説明したが、液晶表示装置1の回路構成に応じた電圧でありさえすれば、VDHが30ボルト以外の電圧であり、VSDが−20ボルト以外の電圧であっても構わない。要するに、液晶表示装置の回路構成で実現出来る範囲で、VDHは、プラスの高電圧であり、VSDはマイナスの電圧であって、その絶対値が大きい電圧でありさえすればよい。

0136

さらに、本実施の形態では、映像表示期間43において、蓄積容量電圧(CST)が0ボルト程度から2ボルト程度の電圧であるとして説明したが、これに限らない。液晶表示装置1の回路構成に応じた電圧でありさえすれば、映像表示期間43において、蓄積容量電圧(CST)が0ボルト程度から2ボルト程度までの範囲以外の電圧であっても構わない。

0137

さらに、本実施の形態では、映像表示期間43において、対向電圧(VCOM)は、5ボルト程度の電圧であるとして説明したが、これに限らない。映像表示期間43において、対向電圧(VCOM)は、液晶表示装置1の回路構成に応じた電圧でありさえすれば、5ボルト程度以外の電圧であっても構わない。

0138

本発明にかかる液晶駆動電圧発生回路、集積回路、及び液晶駆動電圧発生方法は、初期化期間において、対向電圧(VCOM)と蓄積容量電圧(CST)とを容易に同じ波形にすることが出来るという効果を有し、OCBモード液晶を用いた液晶表示装置に供給する液晶駆動電圧を発生する液晶駆動電圧発生回路、集積回路、及び液晶駆動電圧発生方法等に有用である。

図面の簡単な説明

0139

本発明の実施の形態におけるOCBモードを用いた液晶表示装置の全体構成を示す図
本発明の実施の形態におけるOCBモードを用いた液晶表示装置の構成を示すブロック図
本発明の実施の形態におけるOCBモードを用いた液晶表示装置のうち、液晶表示パネルの1画素近傍、及びソースドライバの部分を示す図
本発明の実施の形態における転移駆動機能付電圧発生回路の構成を示す図
本発明の実施の形態における転移駆動機能付き電圧発生回路の回路構成を示す図
本発明の実施の形態における液晶表示装置の各種の電圧波形を示す図
(a)従来のOCBモードを用いた液晶表示パネルの概略を示す図であって、スプレイ状態を示す図 (b)従来のOCBモードを用いた液晶表示パネルの概略を示す図であって、ベンド状態を示す図
従来のOCBモードを用いた液晶表示装置の構成を示すブロック図
従来のOCBモードを用いた液晶表示装置のうち、液晶表示パネルの1画素近傍、及びソースドライバの部分を示す図
従来の転移駆動機能付電圧発生回路の構成を示す図
従来の転移駆動機能付き電圧発生回路の回路構成を示す図
従来の液晶表示装置の各種の電圧波形を示す図

符号の説明

0140

1液晶表示装置
2コントローラ回路
3液晶駆動電圧発生回路
4ソースドライバ
5ゲートドライバ
6液晶表示パネル
7インバータ
9ソース信号線
10ゲート信号線
11液晶表示モジュール
12入力電源
21画素トランジスタ
22画素電極
23蓄積容量CST
24対向電極
25共通電極
26 容量CLC
27 容量CGS
28 容量CGD
31ソースドライバ用駆動電圧発生回路
32 ゲートドライバ用駆動電圧発生回路
33転移駆動機能付電圧発生回路
34対向電圧発生回路
41初期化期間
42転移駆動期間
43映像表示期間
35蓄積容量電圧発生回路
51 第1アナログスイッチ
52 第2アナログスイッチ
53 第3アナログスイッチ
54バッファアンプ
61 入力電源の出力電圧波形
62対向電圧(VCOM)の電圧波形
63 蓄積容量電圧(CST)の電圧波形
101液晶分子
102偏光板
103 2軸性フィルム
104ガラス基板
106 偏光板
107スプレイ状態
108 ベンド状態

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