JP2013250523A - 液晶表示装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】映像信号が入力されていない状態において液晶層にDCバイアスが印加されるのを防止する。
【解決手段】液晶パネル2は、画素電極と、コモン電極と、複数のデータ線と、複数の画素選択線と、画素スイッチング部とを含む。駆動装置3は、複数のデータ線を駆動するデータ線駆動部51と、複数の画素選択線を駆動して画素スイッチング部を制御する画素選択線駆動部52と、データ線駆動部51と画素選択線駆動部52とコモン電極で用いられる各種電圧を生成する電圧生成部53と、当該駆動装置3の動作を制御する制御部54とを含む。制御部54は、映像信号が入力されている入力あり状態と映像信号が入力されていない入力なし状態とを判別する入力判別部72と、入力なし状態の場合に複数の画素について画素電極とコモン電極との電位差を零に規制する規制部73とを有する。
【選択図】図1

Description

本発明は液晶パネルの焼きつき等を防止する技術に関する。
液晶表示装置では、液晶層に電圧を印加して液晶の配向を変化させ、その配向制御によって光の透過率を調整する。すなわち、印加電圧の制御によって、階調表現が可能である。
一般に液晶表示装置は、焼きつきと言われる表示不具合を防止するために、交流で駆動される。焼きつきは、表示画面が切り替わっても液晶層に所望の電圧が印加されず、その結果、前の画面の表示がうっすら残る現象である。焼きつきは、液晶層に直流電圧(DCバイアス)が印加され続けることによって、液晶層内のイオン成分が電極に集中することが原因と考えられる。
また、DCバイアスはフリッカの原因にもなる。例えば、高視野角向けのIPS(In-Plane-Switching)方式や、IPS方式の一種であるFFS(Fringe Field Switching)方式では、DCバイアスが印加されると、その画素構造上、画素がDCバイアス成分を吸収してしまう。そのため、その後に通常の交流駆動に移行しても、しばらくの間は、残留したDCバイアス成分によるオフセットによって、フリッカが発生してしまう。
特開平6−27902号公報 国際公開第2009/011150号 特開2010−72393号公報
従来の液晶表示装置では、電源が投入されてから映像信号が実際に入力されるまでの間に、液晶層にDCバイアスが印加されてしまう。すなわち、従来の立ち上げシーケンスは、電源の投入タイミングと映像信号の投入タイミングとを規定しているが、その両タイミング間におけるDCバイアスの印加防止策は施されていなかった。
このため、電源投入から映像信号投入までに長い時間がかかる場合(例えば、ユーザーが規定の立ち上げシーケンスに従わない場合に起こりうる)、液晶層にDCバイアスが長く印加され、それにより焼きつき、フリッカ等の表示不具合が発生しうる。また、FFS方式では、映像信号の投入前(すなわち交流駆動前)にDCバイアスが印加されると、その残留成分が消滅するまでに相当の時間がかかり、その間、フリッカが認識されてしまう。
ここでは電源投入から映像信号投入までの期間を例示したが、例えば、表示動作中に映像信号の入力が途絶えた場合、表示動作終了後に次の映像信号が入力されない場合にも、液晶層にDCバイアスが印加されうる。つまり、従来の液晶表示装置では、映像信号が入力されない状態において、液晶層にDCバイアスが印加されうる。
本発明は、映像信号が入力されていない状態において液晶層にDCバイアスが印加されるのを防止可能な液晶表示装置を提供することを目的とする。
本発明の一態様に係る液晶表示装置は、液晶パネルと、前記液晶パネルを駆動する駆動装置とを含む。前記液晶パネルは、複数の画素のそれぞれに対して設けられた画素電極と、前記複数の画素に対してコモン電圧を供給するコモン電極と、複数のデータ線と、複数の画素選択線と、前記複数の画素のそれぞれに対して設けられた画素スイッチング部とを含む。各画素スイッチング部は、対応する画素電極に接続された一端と、所定のデータ線に接続された他端と、所定の画素選択線に接続され前記一端と前記他端との間の導通を制御する制御端とを有する。前記駆動装置は、前記複数のデータ線を駆動するデータ線駆動部と、前記複数の画素選択線を駆動して前記画素スイッチング部を制御する画素選択線駆動部と、前記データ線駆動部と前記画素選択線駆動部と前記コモン電極で用いられる各種電圧を生成する電圧生成部と、当該駆動装置の動作を制御する制御部とを含む。前記制御部は、映像信号が入力されている入力あり状態と前記映像信号が入力されていない入力なし状態とを判別する入力判別部と、前記入力なし状態の場合に前記複数の画素について前記画素電極と前記コモン電極との電位差を零に規制する規制部とを有する。
上記一態様によれば、入力なし状態の場合、全ての画素において画素電極とコモン電極との電位差が零に規制される。これにより、入力なし状態において液晶層にDCバイアスが印加されるのを防止できる。その結果、焼きつき、フリッカ等の表示不具合を防止することができる。
本発明の目的、特徴、局面、および利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。
実施の形態1について液晶表示装置を説明するブロック図である。 実施の形態1について液晶パネルを説明する平面図である。 実施の形態1について液晶パネルの画素を説明する回路図である。 実施の形態1について同期部を説明する図である。 実施の形態1について規制部を説明するブロック図である。 実施の形態1について階調電圧規制部を説明する回路図である。 実施の形態1について階調電圧規制部を説明する回路図である。 実施の形態1について階調電圧規制部を説明する回路図である。 実施の形態1についてデータ出力制御部(ソース出力制御部)を説明する図である。 実施の形態1について画素スイッチング制御部(ゲート出力制御部)を説明する図である。 実施の形態1についてコモン電圧規制部を説明する回路図である。 実施の形態1についてコモン電圧規制部を説明する回路図である。 実施の形態1についてコモン電圧規制部を説明する回路図である。 実施の形態1について液晶表示装置の動作シーケンスを説明する図である。 図14との比較のために従来の動作シーケンスを説明する図である。 実施の形態2について規制部を説明するブロック図である。 実施の形態2について画素スイッチング制御部(ゲートOFF電圧制御部)を説明する回路図である。 実施の形態2について画素スイッチング制御部(ゲートOFF電圧制御部)を説明する回路図である。 実施の形態3について規制部を説明するブロック図である。 実施の形態3について階調電圧規制部を説明する回路図である。 実施の形態3について階調電圧規制部を説明する回路図である。 実施の形態4について液晶表示装置を説明するブロック図である。 実施の形態5について入力判別部を説明する図である。 実施の形態6について画素スイッチング制御部(ゲート出力制御部)を説明する図である。
<実施の形態1>
図1に、実施の形態1に係る液晶表示装置1のブロック図を例示する。図1の例では、液晶表示装置1は、液晶パネル2と、当該液晶パネル2を駆動する駆動装置3とを含んでいる。なお、液晶パネル2はフルカラー表示型であってもよいし、単色表示型(白黒に限らない)であってもよい。また、液晶パネル2は透過型、反射型または半透過型のいずれであってもよい。液晶パネル2が透過型または半透過型の場合、バックライト装置をさらに含んだ構成を液晶表示装置1と称してもよい。
<液晶パネル2>
図2に液晶パネル2の概略的な平面図を示す。図2に例示するように、液晶パネル2は、画素配置領域11と、当該領域11を取り囲む周辺領域12とに大別される。周辺領域は額縁領域とも称される。なお、液晶パネル2、画素配置領域11および周辺領域12の形状、寸法等は図示の例に限定されるものではない。
液晶パネル2は、複数の画素PXと、複数のデータ線21と、複数の画素選択線22とを有している。図2に例示するように、各画素PXは、複数のデータ線21のうちの所定の1本と、複数の画素選択線22のうちの所定の1本とに接続されている。
画素PXは、画素配置領域11内に面状に分散配置されて、画像(文字等も含む)が表示される表示画面を構成する。図2の例では、画素PXは、画素配置領域11内において、行方向(図面において左右方向)と列方向(図面において上下方向)とのいずれの方向にも整列している。すなわち、複数の画素PXがマトリクス状に配列されている。なお、複数の画素PXは例えばデルタ状に配列することも可能である。
データ線21は、画素PXに、その画素PXの表示データ(より具体的には階調データ)に応じた電圧値を有する電圧(階調電圧)を供給するための配線である。図2の例では、各データ線21は列方向に延在しており、かかるデータ線21の複数本が行方向に配列されている。
画素選択線22は、階調電圧の供給先となる画素PXを選択するための配線である。かかる画素PXの選択は、複数の画素選択線22を順次選択する、換言すれば走査することにより行われる。図2の例では、各画素選択線22は行方向に延在しており、かかる画素選択線22の複数本が列方向に配列されている。
上記のように、各画素PXは、複数のデータ線21のうちの1本と、複数の画素選択線22のうちの1本とに接続されている。このため、各データ線21には、異なる画素選択線22に接続された複数の画素PX(全ての画素PXのうちの一部の画素PXである)が接続されている。また、各画素選択線22には、異なるデータ線21に接続された複数の画素PX(全ての画素PXのうちの一部の画素PXである)が接続されている。この場合、データ線21と画素選択線22との組合せにより、各画素PXを特定することが可能である。
図3に画素PXを概説する回路図を示す。図3に例示の画素PXは、画素スイッチング部31と、基本セル32と、保持容量33とを有している。
画素スイッチング部31は、ここではTFT(Thin Film Transistor)で構成される。このため、以下、画素スイッチング部31をTFT31、画素TFT31等と称する場合もある。TFT31の場合、ゲート電圧の制御によって、ソースとドレインとの間の導通を制御可能である。なお、画素スイッチング部31を他のスイッチング素子等で構成してもよい。
画素TFT31のゲート(換言すれば制御端)は所定の画素選択線22に接続され、画素TFT31のソースはデータ線21に接続され、画素TFT31のドレインは基本セル32に接続されている。かかる接続形態に鑑み、以下、データ線21をソース線21と称し、画素選択線22をゲート線22と称する場合もある。
基本セル32は、画素PXの基本単位となる構造体であり、画素電極34とコモン電極35と液晶層とを含んで構成される。画素電極34は、画素PXごとに設けられ、その画素PXのTFT31のドレインに接続されている。コモン電極35は全ての画素PXに対してコモン電圧を供給するための電極である。
なお、画素電極34とコモン電極35とは、例えばTN(Twisted Nematic)モード等では、液晶層を介して対向する別々の基板に設けられる。これに対し、例えばIPS(In Plane Switching)モード、FFS(Fringe Field Switching)モード等では、画素電極34とコモン電極35とは同じ基板に設けられる。
保持容量33の一方の電極は、画素TFT31のドレインに接続されている。保持容量33の他方の電極は、所定の電位、例えばコモン電極35に印加されるコモン電位に接続されている。なお、保持容量33を有さない画素構成を採用することも可能である。保持容量は補助容量とも称される。
かかる構造の画素PXの場合、ゲート線22への電圧印加により画素TFT31のゲートがON状態になると、そのときのソース線21の電圧(表示データに対応した階調電圧)が画素電極34に供給される。このとき画素電極34とコモン電極35との間に生じる電界によって、液晶分子の配向状態が変化し、当該画素PXの表示輝度が変化する。画素電極34の電位は保持容量33によって保持される。
<駆動装置3>
図1に戻り、駆動装置3は、データ線駆動部51と、画素選択線駆動部52と、電圧生成部53と、制御部54とを含んでいる。
データ線駆動部51は、液晶パネル2のデータ線21に例えばFPC(Flexible Printed Circuits)を介して接続されており、各データ線21を駆動する。具体的には、データ線駆動部51は、各データ線21の電位を制御し、これにより各画素電極34の電位が制御される。なお、データ線21をソース線21と称するのに合わせて、以下、データ線駆動部51をソース線駆動部51と称する場合もある。
ソース線駆動部51は1つまたは複数のソースドライバIC(Integrated Circuit)で構成可能である。ここでは一般的なソースドライバICを採用する場合を例示するが、この例に限定されるものではない。
画素選択線駆動部52は、液晶パネル2の画素選択線22に例えばFPCを介して接続されており、各画素選択線22を駆動する。具体的には、画素選択線駆動部52は、各画素選択線22の電位を制御し、これにより各画素TFT31のゲート電圧が制御され、各画素TFT31の導通が制御される。なお、画素選択線22をゲート線22と称するのに合わせて、以下、画素選択線駆動部52をゲート線駆動部52と称する場合もある。
ゲート線駆動部52は1つまたは複数のゲートドライバICで構成可能である。ここでは一般的なゲートドライバICを採用する場合を例示するが、この例に限定されるものではない。
電圧生成部53は、ソース線駆動部51とゲート線駆動部52とコモン電極35とで用いる各種電圧を入力電源から生成し、生成した電圧を各要素51,52,35に供給する。電圧生成部53は、いわゆるDC/DC変換回路で構成可能である。
ソース線駆動部51へ供給する電圧は、例えば、ソースドライバICで利用するロジック電圧、ソース線駆動部51を介して画素電極34に供給する階調電圧である。ゲート線駆動部52へ供給する電圧は、例えば、ゲートドライバICで利用するロジック電圧、ゲート線駆動部52を介して画素TFT31に供給するゲート電圧である。コモン電極35へ供給する電圧は、例えば、コモン電圧VCOMである。
図1では、電圧生成部53について、階調電圧生成部61と、スイッチング電圧生成部62と、コモン電圧生成部63とを例示している。階調電圧生成部61は、複数の階調レベルに対応した複数の階調電圧を生成する。生成された全ての階調電圧がソース線駆動部51へ供給される。
スイッチング電圧生成部62は、画素TFT31をON状態にするためのスイッチングON電圧と、画素TFT31をOFF状態にするためのスイッチングOFF電圧とを生成する。なお、以下では、スイッチング電圧生成部62をゲート電圧生成部62と称し、スイッチングON電圧をゲートON電圧と称し、スイッチングOFF電圧をゲートOFF電圧と称する場合もある。生成されたスイッチングON電圧およびスイッチングOFF電圧はゲート線駆動部52へ供給される。
コモン電圧生成部63はコモン電圧VCOMを生成し、生成されたコモン電圧VCOMはコモン電極35へ供給される。
<制御部54>
制御部54は、当該駆動装置3の動作を制御する。具体的には、制御部54は、映像信号用の入力部(例えば外部接続端子)に映像信号が入力されている状態(以下、入力あり状態とも称する)では、液晶パネル2が映像信号に応じた表示動作を行うように駆動装置3を制御する。他方、上記入力部に映像信号が入力されていない状態(以下、入力なし状態とも称する)では、制御部54は、液晶層に直流電圧(DCバイアス)が印加されないように後述の制御を行う。
ここで、映像信号は表示データと制御基準信号とを含むものとする。制御基準信号には、例えば、液晶パネルの水平方向の同期をとるための基準信号として用いられる水平同期信号、液晶パネルの垂直方向の同期をとるための基準信号として用いられる垂直同期信号、表示データが有効である期間を示すデータイネーブル信号、映像信号の供給に際して供給先(ここでは制御部54)が映像信号と同期をとるために利用する同期基準クロック信号、等が含まれる。
表示データ等の信号成分は、例えば、1つの信号に重畳された状態で制御部54へ入力される。この場合、各種成分は制御部54内で分離されて利用される。あるいは、表示データ等の信号成分は、分離された状態で、制御部54へ入力されてもよい。
入力あり状態における表示動作として、ここでは一般的な表示動作を例示する。すなわち、制御部54に設けられたタイミングコントローラ(以下、TCONとも称する)71が、映像信号に基づいてソース線駆動部51およびゲート線駆動部52を制御する。
具体的には、ゲート線駆動部52は複数のゲート線22を順次選択し、選択したゲート線22にゲートON電圧を供給する走査機能を有しており、この走査機能はTCON71によって制御される。
すなわち、TCON71は、映像信号に含まれる垂直同期信号に同期して、走査開始指示をゲート線駆動部52に入力する。かかる走査開始指示は、いわゆるゲートスタートパルス信号をActiveに設定することによって、実現される。ゲートスタートパルス信号は、ゲート線駆動部52内において、各ゲート線21に割り当てられたゲート線駆動回路を走査クロック信号(いわゆるゲートクロック信号)に従って順送りされ、ゲートON電圧の印加タイミングを提供する。
このように、ゲート線駆動部52は、ゲートスタートパルス信号がActiveになると、予め設定された最初のゲート線22にスイッチングON電圧を供給し、スイッチングON電圧を供給するゲート線22をゲートクロック信号に従って順次切り替える。なお、ゲートスタートパルス信号が所定の周期でActiveに設定されることによって、ゲート線22の順次走査が繰り返される。
TCON71は、選択されたゲート線22に属する各画素PXの表示データ(階調データ)を映像信号から取得し、ソース線駆動部51に送る。ソース線駆動部51は、各ソース線21に、対応する画素PXの階調データに応じた階調電圧を供給する。
この際、TCON71は、ソース線駆動部51からソース線21への電圧印加タイミングを、ラッチパルスと称される制御信号によって与える。例えば、ラッチパルスがLowレベルの場合、ソース線駆動部51の出力バッファがイネーブル状態(出力状態)になり、ラッチパルスがHighレベルの場合、上記出力バッファはHi−Zo状態(ハイインピーダンス状態)になる。
入力なし状態における動作を実現するため、制御部54は、入力あり状態と入力なし状態とを判別する入力判別部72と、入力判別部72の判別結果に応じて動作する規制部73とを含んでいる。
<入力判別部72>
入力判別部72は、例えば、TCON71に内蔵された同期部74(図4参照)を利用して実現可能である。具体的には、同期部74は、映像信号用の入力部に入力された入力信号と同期をとるための回路部であり、DLL(Delay Locked Loop)、PLL(Phase Locked Loop)等で構成される。DLLおよびPLLによれば、入力クロック(映像信号に含まれる同期基準クロック信号が対応する)が安定して入力されている状態では、LOCK_ON状態となり、LOCK_ON信号が出力される(図4参照)。
かかる点に鑑み、入力判別部72は、上記入力信号と同期がとれているという条件(同期条件)を満たす場合、より具体的には上記LOCK_ON状態にある場合、入力あり状態と判断する。なお、入力判別部72は、TCON71と共にICとして集積化されても構わない。
<規制部73>
規制部73は、入力なし状態の場合に、各画素PXにおいて画素電極34とコモン電極35との電位差を零に規制する。図5に規制部73のブロック図を例示する。図5の例では、規制部73は、階調電圧規制部81と、データ出力制御部82と、画素スイッチング制御部83と、コモン電圧規制部84とを含んでいる。なお、以下では、データ出力制御部82をソース出力制御部82と称し、画素スイッチング制御部83をゲート出力制御部83と称する場合もある。
<階調電圧規制部81>
階調電圧規制部81は、入力なし状態の場合に、階調電圧生成部61から出力される複数の階調電圧の全てを所定の規制電位に変更する。他方、入力あり状態の場合、階調電圧規制部81は、階調電圧生成部61に複数の階調電圧をそのまま出力させる。
図6に、階調電圧規制部81を説明する回路図を示す。図6には階調電圧生成部61の回路例も図示しており、図6に例示の階調電圧生成部61はいわゆるラダー抵抗回路で構成されている。このラダー抵抗回路が高電源電位101(具体的には回路駆動用のアナログ電源)と低電源電位102(具体的にはグランド電位VSS)との間に設けられている。但し、階調電圧生成部61の構成は図6の例に限定されるものではない。
図6の例では、階調電圧規制部81が、階調電圧生成部61と高電源電位101との間に設けられたスイッチ111によって構成されている。スイッチ111の開閉は、入力判別結果信号75に応じて、すなわち入力あり状態であるか入力なし状態であるかに応じて制御される。
図6の例によれば、スイッチ111は入力あり状態の場合に閉状態に制御され、これにより電圧レベルが異なる複数の階調電圧が階調電圧生成部61から出力される。これに対し、入力なし状態では、スイッチ111は開状態に制御され、これにより全ての階調電圧が電位VSSになる。すなわち、全ての階調電圧が電位VSSに規制され、この電位VSSが上記規制電位にあたる。
図7および図8に、階調電圧規制部81のより具体的な構成例を示す。但し、階調電圧規制部81の構成は、これらの例に限定されるものではない。
図7の例では、NチャネルMOSトランジスタ112のソースが階調電圧生成部61に接続され、当該MOSトランジスタ112のドレインが抵抗を介して高電源電位101に接続されている。また、MOSトランジスタ112のゲートは、抵抗113を介して当該MOSトランジスタ112のドレインに接続されていると共に、NチャネルMOSトランジスタ114のドレインに接続されている。MOSトランジスタ114のソースは接地されている。MOSトランジスタ114のゲートに入力判別結果信号75が入力される。
図8の構成例は、図7中のNチャネルMOSトランジスタ112を、PチャネルMOSトランジスタ115に置き換えたものである。
<データ出力制御部82>
データ出力制御部(ソース出力制御部)82は、入力なし状態の場合に、階調電圧生成部61から出力される規制電位VSSが全てのデータ線(ソース線)21に供給されるように、データ線駆動部(ソース線駆動部)51を制御する。
他方、入力あり状態の場合、データ出力制御部82はデータ線駆動部51に通常動作を行わせる。すなわち、データ線駆動部51の通常動作によれば、各データ線21に印加する電圧が、階調電圧生成部61から供給される複数の階調電圧のうちから、対応する階調データに基づいて選ばれる。そして、各データ線21に、選ばれた階調電圧が印加される。なお、階調電圧の印加は、全てのデータ線21について、所定のタイミングで(ラッチパルスによって指示される)同時に行われる。
図9に、ソース出力制御部82の論理構成を例示する。図9の例によれば、入力判別結果信号75が入力あり状態を示している場合、ソース出力制御部82は、TCON71で生成された入力ラッチパルスをそのまま出力ラッチパルスとして、ソース線駆動部51へ出力する。これにより、ソース線駆動部51では上記のような通常動作が行われる。
これに対し、入力判別結果信号75が入力なし状態を示している場合、ソース出力制御部82は、Lowレベルに固定した出力ラッチパルスを、ソース線駆動部51へ出力する。ここで、入力なし状態では、TCON71はラッチパルスを生成しない。このため、ソース出力制御部82が自発的に出力ラッチパルス(Lowレベル固定)を出力することによって、ソース線駆動部51はソース線21に規制電位VSSを印加することが可能になる。
なお、ソース出力制御部82は、TCON71と共にICとして集積化されても構わない。
<画素スイッチング制御部83>
画素スイッチング制御部(ゲート出力制御部)83は、入力なし状態の場合、全ての画素PXの画素TFT31がOFF状態にならないように(本実施の形態1では、全ての画素PXの画素TFT31がON状態になるように)、画素選択線駆動部(ゲート線駆動部)52を制御する。
具体的には、画素選択線駆動部52がALL_ON機能を有し、画素スイッチング制御部83は入力なし状態の場合に当該ALL_ON機能を有効化する。ここで、ALL_ON機能は、画素選択線駆動部52の全ての出力バッファを同時に出力可能状態にする機能である。このALL_ON機能によれば全ての画素選択線(ゲート線)22に同時にスイッチングON電圧を印加可能であり、それにより全ての画素TFT31を同時にON状態にすることができる。
画素選択線駆動部52に予め組み込まれているALL_ON機能を利用することにより、画素スイッチング制御部83の構成を簡素化でき、コストを抑えることができる。
他方、入力あり状態の場合、画素スイッチング制御部83は、画素選択線駆動部52に通常動作、すなわち上記の走査動作を行わせる。具体的には、画素スイッチング制御部83は上記ALL_ON機能を無効化する。
図10に、ゲート出力制御部83の論理構成を例示する。図10の例によれば、入力判別結果信号75が入力あり状態を示している場合、ゲート出力制御部83はALL_ON制御信号をdisenableに設定する。これによりALL_ON機能は無効化される。これに対し、入力判別結果信号75が入力なし状態を示している場合、ゲート出力制御部83はALL_ON制御信号をenableに設定する。これによりALL_ON機能が有効化される。
なお、ゲート出力制御部83は、TCON71と共にICとして集積化されても構わない。
<コモン電圧規制部84>
コモン電圧規制部84は、入力なし状態の場合に、コモン電圧VCOMを上記規制電位VSSに変更する。他方、入力あり状態の場合、コモン電圧規制部84は、コモン電圧生成部63に、所定電位のコモン電圧VCOMを出力させる。
図11に、コモン電圧規制部84を説明する回路図を示す。図11にはコモン電圧生成部63の回路例も図示している。図11の例によれば、コモン電圧生成部63は、高電源電位101(具体的には回路駆動用のアナログ電源)と低電源電位102(具体的にはグランド電位VSS)との間に設けられている。
より具体的には、電位101,120間に抵抗131,132が直列接続されており、当該抵抗131,132の接続点がオペアンプ133の正極入力端に接続されコモン電圧生成の基準電位を提供している。オペアンプ133の負極入力端には出力電圧であるコモン電圧VCOMがフィードバックされている。オペアンプ133の出力端は、抵抗134と電流増幅回路135(図11の例では相補型のトランジスタで構成されている)とを介して抵抗136の一端に接続されている。抵抗136の他端は低電源電位102に接続されており、当該抵抗136の上記一端の電位がコモン電圧VCOMとして出力される。但し、コモン電圧生成部63の構成は図11の例に限定されるものではない。
図11の例では、コモン電圧規制部84が、オペアンプ133の正極入力端(上記のようにコモン電圧生成の基準電位が入力される)と低電源電位102との間に設けられたスイッチ151によって構成されている。スイッチ151の開閉は、入力判別結果信号75に応じて、すなわち入力あり状態であるか入力なし状態であるかに応じて制御される。
図11の例によれば、スイッチ151は入力あり状態の場合には開状態に制御される。これにより、オペアンプ133には、電位101,102間の電圧を抵抗131,132によって分圧した電位が入力され、設計された電圧値を有するコモン電圧VCOMが出力される。これに対し、入力なし状態では、スイッチ151は閉状態に制御される。これにより、オペアンプ133には低電源電位102(グランド電位VSS)が入力され、その結果、コモン電圧VCOMは電位VSSになる。すなわち、コモン電圧VCOMが電位VSSに規制される。
図12および図13に、コモン電圧規制部84のより具体的な構成例を示す。但し、コモン電圧規制部84の構成は、これらの例に限定されるものではない。
図12の例では、上記スイッチ151が、低電位側の抵抗132に並列接続されたNチャネルMOSトランジスタ152で構成されている。当該MOSトランジスタ152のゲートに入力判別結果信号75が入力される。
図13の例では、上記MOSトランジスタ152のゲートがNチャネルMOSトランジスタ153のドレインに接続され、当該MOSトランジスタ153のドレインは抵抗154を介してロジック電圧103に接続されている。MOSトランジスタ153のソースは低電源電位102に接続され、MOSトランジスタ153のゲートに入力判別結果信号75が入力される。
<入力なし状態での動作>
上記構成によれば、入力なし状態の場合、全ての画素電極34に電位VSSが印加され、コモン電極35にも電位VSSが印加され、このため全ての画素PXにおいて画素電極34とコモン電極35との電位差が零になる。これにより、入力なし状態において液晶層にDCバイアスが印加されるのを防止できる。その結果、焼きつき、フリッカ等の表示不具合を防止することができる。
かかる効果に関して、図14に本実施の形態1に係る液晶表示装置1の動作シーケンスを例示し、図15に比較用として従来の液晶表示装置の動作シーケンスを例示する。図14および図15の例では、電源投入から映像信号投入までの期間が入力なし状態になる。図14と図15を比較すると分かるように、当該期間において、本実施の形態1に係る液晶表示装置1によればDCバイアスの印加が防止されている。
ここで、汎用機種では様々な使い方が想定される。立ち上げシーケンスに従わない使い方では、図15に示したように、DCバイアスが印加されうる。しかし、本実施の形態1に係る液晶表示装置1によれば、そのような使い方であっても、DCバイアス印加を防止できる(図14参照)。
図14および図15では装置立ち上げ時について説明したが、例えば通常動作中に入力信号が何らかの原因で止まることにより、入力なし状態が発生する場合がある。そのような場合でも、液晶表示装置1によれば、上記の規制動作が実行され、上記の効果が得られる。
また、液晶表示装置1によれば、入力なし状態であっても、電圧生成部53を停止させていない。このため、入力なし状態から入力あり状態への遷移に速やかに追従し、通常表示動作を開始できる。
<実施の形態2>
図16に、実施の形態2に係る規制部73Bのブロック図を例示する。かかる規制部73Bは、実施の形態1に係る規制部73に代えて、液晶表示装置1(図1参照)に適用される。図16の例では、規制部73Bは、実施の形態1で例示した階調電圧規制部81とデータ出力制御部82(換言すれば、ソース出力制御部82)とコモン電圧規制部84とを含む共に、本実施の形態2に係る画素スイッチング制御部83Bを含んでいる。
画素スイッチング制御部83Bは、入力なし状態の場合、ゲート線22を介して画素TFT31に印加するスイッチングOFF電圧(ゲートOFF電圧)を、画素TFT31が実際にはOFF状態にならない電位に変更する。かかる点に鑑み、以下では、画素スイッチング制御部83Bを、スイッチングOFF電圧制御部83B、ゲートOFF電圧制御部83B等と称する場合もある。
図17に、ゲートOFF電圧制御部83Bを説明する回路図を示す。図17の例では、ゲートOFF電圧制御部83Bは、ゲート電圧生成部62(図1参照)からゲート線駆動部52(図1参照)へ至る、ゲートOFF電圧VOFFの伝送線に対して設けられている。より具体的には、ゲートOFF電圧制御部83Bは、当該伝送線と所定の電源電位104との間に直列接続されたスイッチ171と抵抗172とで構成されている。スイッチ171の開閉は、入力判別結果信号75に応じて、すなわち入力あり状態であるか入力なし状態であるかに応じて制御される。
図17の例によれば、スイッチ171は入力あり状態の場合には開状態に制御され、これによりゲートOFF電圧VOFFは設計された電圧値を有する。これに対し、入力なし状態では、スイッチ171は閉状態に制御され、これによりゲートOFF電圧VOFFの電圧は上記設計電圧値よりも高くなる。
特に、この変更後の高いゲートOFF電圧値は、画素TFT31がOFF状態にならない値(より具体的には、完全なON状態を形成可能な値、または、完全なON状態には至らないがソース/ドレイン間に電流(換言すれば電荷)が流れる導通状態を形成可能な値)に選定されている。
図18に、スイッチ171のより具体的な構成例を示す。但し、スイッチ171の構成は、この例に限定されるものではない。図18の例では、PチャネルMOSトランジスタ173が電源電位104と抵抗172との間に接続されている。当該MOSトランジスタ173のゲートは、抵抗174を介して自身のドレインに接続されていると共に、もう一つのPチャネルMOSトランジスタ175を介してロジック電圧103に接続されている。MOSトランジスタ175のゲートに入力判別結果信号75が入力される。
なお、入力なし状態でのゲートOFF電圧の電圧レベルは、ゲートドライバICの仕様範囲に収まるように、抵抗172によって調整される。
上記構成によれば、入力なし状態の場合、ゲートOFF電圧VOFFの電位が上記のように変更され、そのような変更後のゲートOFF電圧VOFFが印加されても画素TFT31は完全なOFF状態にはならない。このため、階調電圧規制部81およびソース出力制御部82の動作と相俟って、全ての画素電極34に規制電位VSSが印加される。なお、ゲートON電圧が印加された画素PXが存在しても、やはり全ての画素電極34に規制電位VSSが印加される。
また、実施の形態1と同様に、コモン電圧規制部84の動作によって、コモン電極35にも電位VSSが印加される。
したがって、入力なし状態の場合、全ての画素PXにおいて画素電極34とコモン電極35との電位差が零になる。したがって、実施の形態1と同様に、入力なし状態において液晶層にDCバイアスが印加されるのを防止でき、その結果、焼きつき、フリッカ等の表示不具合を防止することができる。
特に実施の形態2によれば、ゲート線駆動部52がALL_ON機能を有している必要がない。このため、実施の形態2は汎用性が高い。
また、実施の形態1と同様に、入力なし状態であっても、電圧生成部53を停止させていない。このため、入力なし状態から入力あり状態への遷移に速やかに追従し、通常表示動作を開始できる。
<実施の形態3>
図19に、実施の形態3に係る規制部73Cのブロック図を例示する。かかる規制部73Cは、実施の形態1に係る規制部73に代えて、液晶表示装置1(図1参照)に適用される。図19の例では、規制部73Cは、実施の形態1で例示したデータ出力制御部82(換言すれば、ソース出力制御部82)と画素スイッチング制御部(換言すれば、ゲート出力制御部)83とを含むと共に、本実施の形態3に係る階調電圧規制部81Cを含んでいる。
階調電圧規制部81Cは、入力なし状態の場合に、階調電圧生成部61から出力される複数の階調電圧の全てをコモン電圧VCOMに変更する。他方、入力あり状態の場合、階調電圧規制部81Cは、階調電圧生成部61に複数の階調電圧をそのまま出力させる。
図20に、階調電圧規制部81Cを説明する回路図を示す。図20には階調電圧生成部61の回路例として、実施の形態1と同様のラダー抵抗回路も図示している。
図20の例では、階調電圧規制部81Cがスイッチ111,211で構成されている。スイッチ111は、実施の形態1と同様に、ラダー抵抗回路の高電位側端と高電源電位101との間に設けられている。スイッチ211は、いわゆるセレクタスイッチであり、ラダー抵抗回路の低電位側端を低電源電位102またはコモン電位VCOMに接続するように設けられている。スイッチ111の開閉およびスイッチ211の接続選択は、入力判別結果信号75に応じて、すなわち入力あり状態であるか入力なし状態であるかに応じて制御される。
図20の例によれば、入力あり状態の場合、スイッチ111は閉状態に制御され、スイッチ211は低電源電位102に接続される。これにより、電圧レベルが異なる複数の階調電圧が階調電圧生成部61から出力される。これに対し、入力なし状態の場合、スイッチ111は開状態に制御され、スイッチ211はコモン電位VCOMに接続される。これにより全ての階調電圧がコモン電位VCOMに規制される。
図21に、階調電圧規制部81Cのより具体的な構成例を示す。但し、階調電圧規制部81Cの構成は、これらの例に限定されるものではない。図21の例において、スイッチ111は、図7で例示したスイッチング回路(実施の形態1に係る階調電圧規制部81を構成する)と同様に構成されている。
また、スイッチ122も、そのスイッチング回路を応用して構成されている。具体的には、NチャネルMOSトランジスタ212のドレインがラダー抵抗回路の低電位側端に接続され、当該MOSトランジスタ212のソースが低電源電位102に接続されている。MOSトランジスタ212のゲートは、抵抗213を介して自身のドレインに接続されていると共に、NチャネルMOSトランジスタ214のドレインに接続されている。MOSトランジスタ214のソースは接地されている。MOSトランジスタ214のゲートに入力判別結果信号75が入力される。また、PチャネルMOSトランジスタ222のドレインがラダー抵抗回路の低電位側端に接続され、当該MOSトランジスタ222のソースはコモン電位VCOMに接続されている。MOSトランジスタ222のゲートは、抵抗223を介して自身のソースに接続されていると共に、NチャネルMOSトランジスタ224のドレインに接続されている。MOSトランジスタ224のソースは接地されている。MOSトランジスタ224のゲートに入力判別結果信号75が入力される。
上記構成によれば、入力なし状態の場合、全ての画素電極34にコモン電位VCOMが印加され、コモン電極35にもコモン電位VCOMが印加され、このため全ての画素PXにおいて画素電極34とコモン電極35との電位差が零になる。したがって、実施の形態1と同様に、入力なし状態において液晶層にDCバイアスが印加されるのを防止でき、その結果、焼きつき、フリッカ等の表示不具合を防止することができる。
特に実施の形態3によれば、コモン電極35の電位を制御する必要がない。このため、構成を簡素化でき、コストを抑えることができる。
また、実施の形態1と同様に、入力なし状態であっても、電圧生成部53を停止させていない。このため、入力なし状態から入力あり状態への遷移に速やかに追従し、通常表示動作を開始できる。
<実施の形態4>
図22に、実施の形態4に係る液晶表示装置1Dのブロック図を例示する。図22に例示の液晶表示装置1Dは、実施の形態1と同様の液晶パネル2と、当該液晶パネル2を駆動する駆動装置3Dとを含んでいる。駆動装置3Dは、制御部54の代わりに制御部54Dを含む点を除いて、実施の形態1に係る駆動装置3と同様の構成を有している。
制御部54Dは、実施の形態1と同様のTCON71および入力判別部72を含んでいると共に、停止部77を含んでいる。停止部77は、入力判別部72による判別結果が入力なし状態を示す場合に、電圧生成部53の動作を停止させる。停止部77は、例えば、電圧生成部53を駆動するための電源供給を遮断可能なスイッチ部によって実現可能である。
上記構成によれば、入力なし状態の場合、全ての画素電極34およびコモン電極35に電圧が供給されない。したがって、実施の形態1と同様に、入力なし状態において液晶層にDCバイアスが印加されるのを防止でき、その結果、焼きつき、フリッカ等の表示不具合を防止することができる。
特に実施の形態4によれば、画素電極34およびコモン電極35の電位を制御する必要がない。このため、構成を簡素化でき、コストを抑えることができる。
<実施の形態5>
図23に、実施の形態5に係る入力判別部72Eの論理構成を例示する。かかる入力判別部72Eは、既述の入力判別部72に代えて、液晶表示装置1,1D(図1および図22参照)に適用される。なお、入力判別部72Eは、TCON71と共にICとして集積化されても構わない。
図23の例によれば、入力判別部72Eは、既述の入力判別部72と同様に、入力信号に所定クロックが含まれているか否かを判別する。例えば、入力信号と同期がとれているという条件(同期条件)を満たす場合、より具体的にはDLL、PLL等がLOCK_ON信号を出力している場合、入力判別部72Eは入力クロックあり状態と判断する。
入力判別部72Eは、入力クロックなし状態と判別した場合には、実施の形態1の例と同様に入力なし状態と判別し、その旨の入力判別結果信号75を出力する。
他方、入力クロックあり状態と判別した場合、実施の形態5に係る入力判別部72Eは、入力信号が有効な表示データを含んでいるという条件(有効性条件)を満たすか否かを判別する。例えば、入力信号が垂直同期信号、水平同期信号、データイネーブル信号等のタイミング制御信号を適切に含んでいない場合、その入力信号は有効な表示データが含んでいないと判断される。
また、入力信号が所定のタイミング制御信号を適切に含んでいるか否かの判別は、入力信号が規定通りにトグルしているか否かを判別することによって、実行可能である。例えば、入力信号が規定時間以上に渡ってトグルしない場合や、データイネーブル信号の状態から見て、入力信号中に規定時間以上のアクティブ期間および/または非アクティブ期間が存在する場合、入力判別部72Eは、入力なし状態と判断し、その旨の入力判別結果信号75を出力する。これに対し、入力信号が規定通りにトグルしていれば、入力判別部72Eは、入力あり状態と判断し、その旨の入力判別結果信号75を出力する。
かかる入力判別部72Eによっても、実施の形態1〜4と同様の効果が得られる。特に入力判別部72Eによれば、クロックは存在するが表示データは存在しない状況も判別可能であり、その結果、入力あり状態と入力なし状態とを精度良く判別できる。
<実施の形態6>
上記ではゲート線駆動部52がALL_ON機能を有する場合を説明した。実施の形態6では、ゲート線駆動部52がALL_ON機能を有さない場合に好適な構成を例示する。
図24に、実施の形態6に係る画素スイッチング制御部83F(以下、ゲート出力制御部83Fとも称する)を説明する図である。ゲート出力制御部83Fは、既述のゲート出力制御部83に代えて、液晶表示装置1(図1参照)に適用される。なお、ゲート出力制御部83Fは、TCON71と共にICとして集積化されても構わない。
図24の例によれば、ゲート出力制御部83Fは、入力あり状態の場合、TCON71が出力するゲートスタートパルス信号およびゲートクロック信号をそのまま、ゲート線駆動部52へ供給する。
これに対し、入力なし状態の場合、TCON71はゲートスタートパルス信号およびゲートクロック信号を出力しないので、これらの信号をゲート出力制御部83Fが生成し、ゲート線駆動部52へ供給する。具体的には、ゲート出力制御部83Fは、不図示の自走発振回路が出力する自走発振クロックを利用して、ゲートクロック信号(換言すれば、走査クロック信号)を生成する。それと共に、ゲート出力制御部83Fは、Activeに固定したゲートスタートパルス信号を生成する。これにより、走査開始指示(ゲートスタートパルス信号のActiveレベルが対応する)がゲート線駆動部22に入力され続ける。
本来であれば、全てのゲート線22を走査し終えた後に次の走査が開始されるように、ゲートスタートパルス信号が周期的にActiveに設定される。しかし、入力なし状態では、ゲートスタートパルス信号は上記のようにActiveに固定されているので、ゲート線22の走査がゲートクロック信号のトグルに従って多重的に生じる。つまり、各ゲート線22は選択され続け、これによりゲート線22のALL_ON状態が形成される。
したがって、ゲート出力制御部83Fによれば、ゲート線駆動部52がALL_ON機能を有さない場合でも、実施の形態1,3,5と同様の効果が得られる。
<変形例>
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
1,1D 液晶表示装置、2 液晶パネル、3,3D 駆動装置、21 データ線(ソース線)、22 画素選択線(ゲート線)、31 画素スイッチング部(画素TFT)、34 画素電極、35 コモン電極、51 データ線駆動部(ソース線駆動部)、52 画素選択線駆動部(ゲート線駆動部)、53 電圧生成部、54,54D 制御部、61 階調電圧生成部、62 スイッチング電圧生成部(ゲート電圧生成部)、63 コモン電圧生成部、72,72E 入力判別部、73,73B,73C 規制部、75 入力判別結果信号、77 停止部、81,81C 階調電圧規制部、82 データ出力制御部(ソース出力制御部)、83,83F 画素スイッチング制御部(ゲート出力制御部)、83B 画素スイッチング制御部(ゲートOFF電圧制御部)、84 コモン電圧規制部、101 高電源電位、102 低電源電位、PX 画素、VCOM コモン電圧、VOFF スイッチングOFF電圧、VSS 規制電位。

Claims (11)

  1. 複数の画素のそれぞれに対して設けられた画素電極と、前記複数の画素に対してコモン電圧を供給するコモン電極と、複数のデータ線と、複数の画素選択線と、前記複数の画素のそれぞれに対して設けられた画素スイッチング部とを含み、各画素スイッチング部が、対応する画素電極に接続された一端と、所定のデータ線に接続された他端と、所定の画素選択線に接続され前記一端と前記他端との間の導通を制御する制御端とを有する、液晶パネルと、
    前記液晶パネルを駆動する駆動装置と
    を備え、
    前記駆動装置は、
    前記複数のデータ線を駆動するデータ線駆動部と、
    前記複数の画素選択線を駆動して前記画素スイッチング部を制御する画素選択線駆動部と、
    前記データ線駆動部と前記画素選択線駆動部と前記コモン電極で用いられる各種電圧を生成する電圧生成部と、
    当該駆動装置の動作を制御する制御部と
    を含み、
    前記制御部は、
    映像信号が入力されている入力あり状態と前記映像信号が入力されていない入力なし状態とを判別する入力判別部と、
    前記入力なし状態の場合に前記複数の画素について前記画素電極と前記コモン電極との電位差を零に規制する規制部と
    を有する液晶表示装置。
  2. 請求項1に記載の液晶表示装置であって、
    前記電圧生成部は、
    前記画素電極に供給するための複数の階調電圧を生成し、前記複数の階調電圧を前記データ線駆動部に供給する、階調電圧生成部と、
    前記画素スイッチング部をON状態にするためのスイッチングON電圧と、前記画素スイッチング部をOFF状態にするためのスイッチングOFF電圧とを生成し、前記スイッチングON電圧および前記スイッチングOFF電圧を前記画素選択線駆動部に供給する、スイッチング電圧生成部と、
    前記コモン電圧を生成して前記コモン電極へ供給するコモン電圧生成部と
    を有し、
    前記規制部は、
    前記入力なし状態の場合に、前記階調電圧生成部から出力される前記複数の階調電圧の全てを所定の規制電位に変更する階調電圧規制部と、
    前記入力なし状態の場合に、前記階調電圧生成部から出力される前記所定の規制電位が前記複数のデータ線の全てに供給されるように前記データ線駆動部を制御するデータ出力制御部と、
    前記入力なし状態の場合に、前記複数の画素の全てについて前記画素スイッチング部を前記OFF状態にさせない画素スイッチング制御部と、
    前記入力なし状態の場合に、前記コモン電圧を前記所定の規制電位に変更するコモン電圧規制部と
    を有する液晶表示装置。
  3. 請求項1に記載の液晶表示装置であって、
    前記電圧生成部は、
    前記画素電極に供給するための複数の階調電圧を生成し、前記複数の階調電圧を前記データ線駆動部に供給する、階調電圧生成部と、
    前記画素スイッチング部をON状態にするためのスイッチングON電圧と、前記画素スイッチング部をOFF状態にするためのスイッチングOFF電圧とを生成し、前記スイッチングON電圧および前記スイッチングOFF電圧を前記画素選択線駆動部に供給する、スイッチング電圧生成部と、
    前記コモン電圧を生成して前記コモン電極へ供給するコモン電圧生成部と
    を有し、
    前記規制部は、
    前記入力なし状態の場合に、前記階調電圧生成部から出力される前記複数の階調電圧の全てを前記コモン電圧に変更する階調電圧規制部と、
    前記入力なし状態の場合に、前記複数の画素の全てについて前記画素スイッチング部を前記OFF状態にさせない画素スイッチング制御部と
    を有する液晶表示装置。
  4. 請求項2または請求項3に記載の液晶表示装置であって、
    前記画素スイッチング制御部は、前記入力なし状態の場合に、前記複数の画素選択線の全てに前記スイッチングON電圧が供給されるように前記画素選択線駆動部を制御する、液晶表示装置。
  5. 請求項4に記載の液晶表示装置であって、
    前記画素選択線駆動部は、前記複数の画素選択線の全てに対して同時に前記スイッチングON電圧を出力することを可能にするALL_ON機能を有し、
    前記画素スイッチング制御部は、前記入力なし状態の場合に前記ALL_ON機能を有効化する、
    液晶表示装置。
  6. 請求項4に記載の液晶表示装置であって、
    前記画素選択線駆動部は、走査開始指示によって、予め設定された最初の画素選択線に前記スイッチングON電圧を供給し、走査クロック信号に従って、前記スイッチングON電圧を供給する画素選択線を順次切り替える、走査機能を有し、
    前記画素スイッチング制御部は、前記入力なし状態の場合に、前記走査クロック信号を前記画素選択線駆動部に入力すると共に、前記走査開始指示を前記画素選択線駆動部に与え続ける、
    液晶表示装置。
  7. 請求項2または請求項3に記載の液晶表示装置であって、
    前記画素スイッチング制御部は、前記入力なし状態の場合に、前記スイッチングOFF電圧を前記画素スイッチング部が前記OFF状態にならない電位に変更する、液晶表示装置。
  8. 請求項2に記載の液晶表示装置であって、
    前記階調電圧生成部および前記コモン電圧生成部は、高電源電位と低電源電位との間に設けられており、
    前記所定の規制電位は、前記低電源電位である、
    液晶表示装置。
  9. 複数の画素のそれぞれに対して設けられた画素電極と、前記複数の画素に対してコモン電圧を供給するコモン電極と、複数のデータ線と、複数の画素選択線と、前記複数の画素のそれぞれに対して設けられた画素スイッチング部とを含み、各画素スイッチング部が、対応する画素電極に接続された一端と、所定のデータ線に接続された他端と、所定の画素選択線に接続され前記一端と前記他端との間の導通を制御する制御端とを有する、液晶パネルと、
    前記液晶パネルを駆動する駆動装置と
    を備え、
    前記駆動装置は、
    前記複数のデータ線を駆動するデータ線駆動部と、
    前記複数の画素選択線を駆動して前記画素スイッチング部を制御する画素選択線駆動部と、
    前記データ線駆動部と前記画素選択線駆動部と前記コモン電極で用いられる各種電圧を生成する電圧生成部と、
    当該駆動装置の動作を制御する制御部と
    を含み、
    前記制御部は、
    映像信号が入力されている入力あり状態と前記映像信号が入力されていない入力なし状態とを判別する入力判別部と、
    前記入力なし状態の場合に前記電圧生成部の動作を停止させる停止部と
    を有する液晶表示装置。
  10. 請求項1ないし請求項9のうちのいずれか1項に記載の液晶表示装置であって、
    前記入力判別部は、前記映像信号用の入力部に入力された入力信号と同期がとれているという同期条件を満たす場合に、前記入力あり状態と判断する、
    液晶表示装置。
  11. 請求項1ないし請求項9のうちのいずれか1項に記載の液晶表示装置であって、
    前記入力判別部は、前記映像信号用の入力部に入力された入力信号と同期がとれているという同期条件と、前記入力信号が有効な表示データを含んでいるという有効性条件とを満たす場合に、前記入力あり状態と判断する、
    液晶表示装置。
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