JP2006349931A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ユーザからのバックライト点灯指示に対して的確にバックライト点灯の遅延制御を行う。
【解決手段】電源が投入された際、コントローラ５の動作が開始され、コントローラ５内の同期信号検出手段１１により同期信号が検出され、液晶駆動制御手段１２により駆動信号が出力される。制御安定検出手段１３は、同期信号検出手段１１からの検出信号と液晶駆動制御手段１２からの駆動信号とから駆動制御の安定状態を検出する。一方、図示しないユーザ回路からユーザＢＬ信号がオン出力される。論理積手段１４は、制御安定検出手段１３からの検出信号とユーザＢＬ信号との論理積からバックライトＢＬをオンにするＢＬ信号をバックライト制御手段ＬＤに出力する。バックライト制御手段ＬＤは、ＢＬ信号に応じてバックライトＢＬの点灯制御を行う。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えばＯＣＢ(Optically Compensated Birefringence）モードの液晶表示パネルに適用される液晶表示装置に関する。

液晶表示装置に代表される平面表示装置は、コンピュータ、カーナビゲーションシステム、あるいはテレビ受信機等の表示装置として広く利用されている。

液晶表示装置は、一般に複数の液晶画素のマトリクスアレイを含む液晶表示パネル、およびこの表示パネルを制御する表示パネル制御回路を有する。液晶表示パネルはアレイ基板および対向基板間に液晶層を挟持した構造である。

アレイ基板は略マトリクス状に配置される複数の画素電極、複数の画素電極の行に沿って配置される複数のゲート線、複数の画素電極の列に沿って配置される複数のソース線、複数のゲート線および複数のソース線の交差位置近傍に配置される複数のスイッチング素子を有する。各スイッチング素子は例えば薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）からなり、１ゲート線が駆動されたときに導通して１ソース線の電位を１画素電極に印加する。対向基板には、アレイ基板に配置された複数の画素電極に対向するように共通電極が設けられる。一対の画素電極および共通電極は液晶層の画素領域と共に画素を構成し、画素領域において液晶分子配列を画素電極および共通電極間の電界によって制御する。表示パネル制御回路は複数のゲート線を駆動するゲートドライバ、複数のソース線を駆動するソースドライバ、およびこれらゲートドライバおよびソースドライバの動作タイミングを制御するコントローラ等を含む。

液晶表示装置が主に動画を表示するテレビ受信機用である場合、液晶分子が良好な応答性を示すＯＣＢモードの液晶表示パネルも用いられ始めている（特許文献１を参照）。この液晶表示パネルでは、ＯＣＢ液晶が画素電極および共通電極上で互いに平行にラビングされた配向膜によって電源投入前においてほとんど寝ているスプレー配向になる。液晶表示パネルは、電源投入に伴う初期化処理で印加する比較的強い電界によりこれらＯＣＢ液晶をスプレー配向からベンド配向に転移させてから表示動作を行う。

ＯＣＢ液晶が電源投入前にスプレー配向となる理由は、スプレー配向が液晶駆動電圧の無印加状態でエネルギー的にベンド配向よりも安定であるためである。このようなＯＣＢ液晶は一旦ベンド配向に転移しても、スプレー配向のエネルギーとベンド配向のエネルギーとが拮抗するレベル以下の電圧印加状態や電圧無印加状態が長期間続く場合に再びスプレー配向に逆転移してしまうという性質を有する。スプレー配向では、視野角特性がベンド配向に対して大きく異なることから表示異常となる。

従来、ベンド配向からスプレー配向への逆転移を防止するため、例えば１フレームの画像を表示するフレーム期間の一部で大きな電圧をＯＣＢ液晶に印加する駆動方式がとられている。ノーマリホワイトの液晶表示パネルでは、この電圧が黒表示となる画素電圧に相当するため、黒挿入駆動と呼ばれる。
特開２００２−２０２４９１号公報

ところで、ＯＣＢ液晶表示パネルでは、電源投入時に転移動作が必要であり、その時間分だけバックライトの点灯開始時間を遅らせる必要があった。例えば、転移動作中にバックライトを点灯した場合、映像が乱れた状態が表示されることになる。

しかしながら、電源投入時のＯＣＢ液晶表示パネルの転移動作時間だけバックライトの点灯開始を遅らせる時間は、そのときの環境（周囲）温度によって異なるため、ユーザからのバックライト点灯指示に対して的確にバックライト点灯の遅延制御を行うことが難しいという問題があった。

本発明の目的は、ユーザからのバックライト点灯指示に対して的確にバックライト点灯の遅延制御を行うことのできる液晶表示装置を提供することである。

本発明によれば、入力映像信号に応じて液晶表示パネルに映像を表示する液晶表示装置であって、前記液晶表示パネルを駆動制御する液晶駆動制御手段と、前記液晶表示パネルを表示裏面側から照明するバックライトと、このバックライトの点灯を制御するバックライト制御手段とを備え、外部からの前記バックライトの点灯、非点灯を指示する指示信号と、前記液晶駆動制御手段の駆動制御が安定状態にあることを検出する検出信号とに応じて前記バックライトの点灯を制御することを特徴とする液晶表示装置が提供される。

この液晶表示装置によれば、ユーザからのバックライト点灯指示信号と液晶表示パネルを駆動する制御の安定状態の検出信号とに応じてバックライトの点灯を制御することにより、ユーザからのバックライト点灯指示信号を的確な時間だけ遅延して駆動制御が安定した状態で液晶表示パネルのバックライトを点灯することができる。

以下、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置について添付図面を参照して説明する。

図１は、本発明に係る液晶表示装置１１の回路構成を概略的に示す。液晶表示装置１１は液晶表示パネルＤＰ、表示パネルＤＰに接続される表示パネル制御回路ＣＮＴ、表示パネルＤＰを照明するバックライトＢＬ、このバックライトＢＬを駆動制御するバックライト制御手段ＬＤを備える。液晶表示パネルＤＰは一対の電極基板であるアレイ基板１および対向基板２間に液晶層３を挟持した構造である。液晶層３は例えばノーマリホワイトの表示動作のために予めスプレー配向からベンド配向に転移されベンド配向からスプレー配向への逆転移が周期的に印加される黒表示用電圧により阻止されるＯＣＢ液晶を液晶材料として含む。表示パネル制御回路ＣＮＴはアレイ基板１および対向基板２から液晶層３に印加される液晶駆動電圧により液晶表示パネルＤＰの透過率を制御する。スプレー配向からベンド配向への転移は電源投入時に表示パネル制御回路ＣＮＴにより行われる所定の初期化処理で比較的大きな電界をＯＣＢ液晶に印加することにより得られる。

アレイ基板１は、例えばガラス等の透明絶縁基板上に略マトリクス状に配置される複数の画素電極ＰＥ、複数の画素電極ＰＥの行に沿って配置される複数のゲート線Ｙ（Ｙ０〜Ｙｍ）、複数の画素電極ＰＥの列に沿って配置される複数のソース線Ｘ（Ｘ１〜Ｘｎ）、並びにこれらゲート線Ｙおよびソース線Ｘの交差位置近傍に配置され各々対応ゲート線Ｙを介して駆動されたときに対応ソース線Ｘおよび対応画素電極ＰＥ間で導通して複数の画素スイッチング素子Ｗを有する。各画素スイッチング素子Ｗは例えば薄膜トランジスタからなり、薄膜トランジスタのゲートがゲート線Ｙに接続され、ソース−ドレインパスがソース線Ｘおよび画素電極ＰＥ間に接続される。

対向基板２は例えばガラス等の透明絶縁基板上に配置されるカラーフィルタ、および複数の画素電極ＰＥに対向してカラーフィルタ上に配置される共通電極ＣＥ等を含む。各画素電極ＰＥおよび共通電極ＣＥは例えばＩＴＯ等の透明電極材料からなり、互いに平行にラビング処理される配向膜でそれぞれ覆われ、画素電極ＰＥおよび共通電極ＣＥからの電界に対応した液晶分子配列に制御される液晶層３の画素領域と共に画素ＰＸを構成する。

また、複数の画素ＰＸは各々画素電極ＰＥおよび共通電極ＣＥ間に液晶容量ＣＬＣを有し、さらに複数の補助容量Ｃｓの一端に接続される。各補助容量Ｃｓは、この画素ＰＸの画素電極ＰＥとこの画素ＰＸに一方側で隣接し画素ＰＸの画素スイッチング素子Ｗを制御する前段のゲート線Ｙとの容量結合により形成され、この画素スイッチング素子Ｗの寄生容量に対して十分大きな容量値を有する。尚、図１は、表示画面を構成する複数の画素ＰＸのマトリクスアレイに対して周囲に配置される複数のダミー画素を省略して描かれている。これらダミー画素は表示画面内の画素ＰＸと同様に配線され、寄生容量等に関して表示画面内の全画素ＰＸを同一条件にするために設けられものである。ゲート線Ｙ０はこのようなダミー画素に対するゲート線である。

表示パネル制御回路ＣＮＴは、複数のスイッチング素子Ｗを行単位に導通させるように複数のゲート線Ｙ０〜Ｙｍを順次駆動するゲートドライバＹＤ、各行のスイッチング素子Ｗが対応ゲート線Ｙの駆動によって導通する期間において画素電圧Ｖsを複数のソース線Ｘ１〜Ｘｎにそれぞれ出力するソースドライバＸＤ、複数の画素ＰＸに対して１フレーム期間（垂直走査期間）毎に外部信号源ＳＳから入力される複数の画素データからなる画像データに対して解像度および階調等の変換を行う画像データ変換回路４、およびこの画像データ変換回路４の変換結果として得られる画像データに対してゲートドライバＹＤおよびソースドライバＸＤの動作タイミング等を制御するコントローラ５を含む。画素電圧Ｖsは共通電極ＣＥのコモン電圧Ｖcomを基準として画素電極ＰＥに印加される電圧であり、例えばフレーム反転駆動およびライン反転駆動を行うようコモン電圧Ｖcomに対して極性反転される。

ゲートドライバＹＤおよびソースドライバＸＤは例えばアレイ基板１の外縁に沿って配置されるフレキシブル配線シートにマウントされた集積回路（ＩＣ）チップである。他方、画像データ変換回路４およびコントローラ５は外部のプリント配線板ＰＣＢ上に配置される。コントローラ５は、上述のように順次複数のゲート線Ｙを駆動するための制御信号ＣＴＹおよび、画像データ変換回路４の変換結果として１行分の画素ＰＸ単位に得られ直列に出力される画素データＤＡＴＡを複数のソース線Ｘにそれぞれ割り当てると共に出力極性を指定する制御信号ＣＴＸ等を発生する。制御信号ＣＴＹはコントローラ５からゲートドライバＹＤに供給され、制御信号ＣＴＸは画像データ変換回路４から変換結果として得られる画素データＤＡＴＡと共にコントローラ５からソースドライバＸＤに供給される。

表示パネル制御回路ＣＮＴはさらに１行分のスイッチング素子Ｗが非導通となるときにこれらスイッチング素子Ｗに接続されるゲート線Ｙに一方側で隣接する前段の隣接ゲート線ＹにゲートドライバＹＤを介して印加されこれらスイッチング素子Ｗの寄生容量によって１行分の画素ＰＸに生じる画素電圧Ｖsの変動を補償する補償電圧Ｖeを発生する補償電圧発生回路６、および画像データＤＡＴＡを画素電圧Ｖsに変換するために用いられる所定数の階調基準電圧ＶＲＥＦを発生する階調基準電圧発生回路７を含む。

ゲートドライバＹＤは制御信号ＣＴＹの制御により１フレーム期間において複数のゲート線Ｙ１〜Ｙｍを順次選択し、各行の画素スイッチング素子Ｗを１水平走査期間だけ導通させるオン電圧を選択ゲート線Ｙに供給する。画像データ変換回路４は１行分の画素ＰＸに対する画素データＤＡＴＡからなる変換結果を１水平走査期間毎に出力し、ソースドライバＸＤは上述の階調基準電圧発生回路７から供給される所定数の階調基準電圧ＶＲＥＦを参照してこれら画素データＤＡＴＡをそれぞれ画素電圧Ｖsに変換し、複数のソース線Ｘ１〜Ｘｎに並列的に出力する。

ゲートドライバＹＤが例えばゲート線Ｙ１をオン電圧により駆動してこのゲート線Ｙ１に接続された全ての画素スイッチング素子Ｗを導通させると、ソース線Ｘ１〜Ｘｎ上の画素電圧Ｖsがこれら画素スイッチング素子Ｗをそれぞれ介して対応画素電極ＰＥおよび補助容量Ｃｓの一端に供給される。また、ゲートドライバＹＤはこのゲート線Ｙ１に隣接した前段のゲート線Ｙ０に補償電圧発生回路６からの補償電圧Ｖeを出力し、ゲート線Ｙ１に接続された全ての画素スイッチング素子Ｗを１水平走査期間だけ導通させた直後にこれら画素スイッチング素子Ｗを非導通にするオフ電圧をゲート線Ｙ１に出力する。補償電圧Ｖeはこれら画素スイッチング素子Ｗが非導通になったときにこれらの寄生容量によって画素電極ＰＥから引き抜かれる電荷を低減して画素電圧Ｖsの変動、すなわち突き抜け電圧ΔＶｐを実質的にキャンセルする。

なお、コントローラ５には、ユーザからバックライトＢＬをオン、オフするユーザＢＬ信号が入力される。バックライト制御手段ＬＤは、詳しくは後述するが、コントローラ５からのＢＬ信号に応じてバックライトＢＬのオン、オフを制御する。

図２は、液晶表示装置１１のコントローラ５における本発明に係る部分の構成を示すものである。なお、他の構成は本発明と関係がないので省略する。

本構成は、入力される同期信号を検出する同期信号検出手段１１、同期信号を用いて液晶表示パネルＤＰを駆動する液晶駆動制御手段１２、同期信号検出手段１１からの検出信号と液晶駆動制御手段１２からの駆動信号とから駆動制御の安定状態を検出する制御安定検出手段１３、及びユーザＢＬ信号と制御安定検出手段１３からの検出信号とを論理積する論理積手段１４とを有する。

そして、論理積手段１４から出力されるＢＬ信号に応じて、バックライト制御手段ＬＤは、バックライトＢＬのオン、オフを制御する。

ここで、本発明を説明する前に、従来のバックライト点灯動作を説明して本発明との違いを明らかにする。

図３は、従来のバックライトのオン、オフの時間推移を示すものである。

従来、電源オンした後、それによって動作を開始する液晶駆動制御手段としての液晶回路が安定状態になる前に、ユーザ回路からユーザＢＬ信号がオンとされた場合、液晶回路が不安定であるがゆえに生じる液晶表示パネル上の映像乱れが、バックライトが点灯されるのでユーザに視認されてしまうことになる。

上述したような液晶表示パネル上の映像乱れを視認されないようにする場合、液晶回路が安定状態となるのに充分な時間を経た後にバックライトを点灯させる必要がある。この場合、充分な時間の余裕を持たせるので、結果として電源オンから視認されるまでの時間が長くなる。

また、液晶回路が安定したか否かは、電源オンから信号入力までの時間にも依存し、後段に位置する液晶回路が安定になったか否かは前段のユーザ回路ではわからない。

そこで、本発明では、図２で説明したように制御安定検出手段１３を設けて液晶駆動制御手段１２の安定状態を検出し、この検出信号とユーザＢＬ信号とを論理積してバックライトをオンにするＢＬ信号をバックライト制御手段ＬＤに出力する。

次に、このような構成において、バックライトＢＬの点灯動作を図４のタイムチャートを参照して説明する。

まず、電源が投入された際（時間ｔ０）、コントローラ５を含む表示パネル制御回路ＣＮＴの動作が開始される（時間ｔ１）。

続いて、コントローラ５内の同期信号検出手段１１により同期信号が検出され（時間ｔ２）、液晶駆動制御手段１２により駆動信号が出力されて駆動タイミングが確定される（時間ｔ３）。

制御安定検出手段１３は、同期信号検出手段１１からの検出信号と液晶駆動制御手段１２からの駆動信号とから駆動制御の安定状態を検出し、時間ｔ４で検出信号を出力したものとする。

一方、図示しないユーザ回路からオンのユーザＢＬ信号が、時間ｔ５で出力されたとする。

そこで、論理積手段１４は、制御安定検出手段１３からの検出信号（時間ｔ４）とユーザＢＬ信号（時間ｔ５）との論理積からバックライトＢＬをオンにするＢＬ信号をバックライト制御手段ＬＤに出力する（時間ｔ５）。

その結果、バックライト制御手段ＬＤは、バックライトＢＬの点灯制御を行う（時間ｔ５）。

また、図２の構成からもわかるように、図示しないユーザ回路からユーザＢＬ信号が、時間ｔ４以前にオンとなっていた場合、論理積手段１４は、制御安定検出手段１３からの検出信号を時間ｔ４で受けて論理積から、この時間ｔ４でバックライトＢＬをオンにするＢＬ信号をバックライト制御手段ＬＤに出力する。その結果、バックライト制御手段ＬＤは、バックライトＢＬの点灯制御を時間ｔ４で行うことになる。

以上説明したように上記発明の実施の形態によれば、ユーザからのバックライト点灯指示信号と液晶表示パネルを駆動する制御の安定状態の検出信号とに応じてバックライトの点灯を制御することにより、安定した状態で液晶表示パネルのバックライトを点灯することができる。

本発明の一実施の形態に係る液晶表示装置の回路構成を概略的に示す図。 液晶表示装置のコントローラにおける本発明に係る部分の構成を示すブロック図。 従来のバックライトのオン、オフの時間推移を示す図。 バックライトの点灯動作を説明するためのタイムチャート。

符号の説明

１…アレイ基板、２…対向基板、３…液晶層、４…画像処理回路、５…コントローラ、６…補償電圧発生回路、７…階調基準電圧発生回路、１１…同期信号検出手段、１２…液晶駆動制御手段、１３…制御安定検出手段、１４…論理積手段、ＬＤ…バックライト制御回路、ＤＰ…液晶表示パネル、ＰＥ…画素電極、ＣＥ…共通電極、ＣＬＣ…液晶容量、Ｃｓ…補助容量、ＰＸ…液晶画素、Ｗ…スイッチング素子、Ｙ…ゲート線、Ｘ…ソース線、ＣＮＴ…表示パネル制御回路、ＹＤ…ゲートドライバ、ＸＤ…ソースドライバ。

Claims (3)

1. 入力映像信号に応じて液晶表示パネルに映像を表示する液晶表示装置であって、前記液晶表示パネルを駆動制御する液晶駆動制御手段と、前記液晶表示パネルを表示裏面側から照明するバックライトと、このバックライトの点灯を制御するバックライト制御手段とを備え、外部からの前記バックライトの点灯、非点灯を指示する指示信号と、前記液晶駆動制御手段の駆動制御が安定状態にあることを検出する検出信号とに応じて前記バックライトの点灯を制御することを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記バックライト制御手段は、前記指示信号と前記検出信号との論理積により前記バックライトの点灯を制御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. 入力映像信号に応じて液晶表示パネルに映像を表示する液晶表示装置であって、入力される同期信号の有無を検出する同期信号検出手段と、前記入力される同期信号に基づいて前記液晶表示パネルの駆動を制御する液晶駆動制御手段と、前記同期信号検出手段からの検出信号と前記液晶駆動制御手段からの駆動信号とから前記液晶駆動制御手段の駆動制御が安定状態であることを検出する制御安定検出手段とを備え、この制御安定検出手段からの検出信号に応じて前記バックライトの点灯を制御することを特徴とする液晶表示装置。

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