JP3471461B2 - 視野角調節機能を具備する液晶表示装置用グレイ電圧発生装置 - Google Patents
視野角調節機能を具備する液晶表示装置用グレイ電圧発生装置Info
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Description
電圧発生装置に関することでより詳しくは、TFT(Th
in-Film Transistor)液晶表示装置等の共通電極反転方
式により駆動するとき、液晶パネルに印加されるグレイ
電圧を生成して、グレイ基準電圧の大きさが可変される
ようにして印加される各グレイ電圧の大きさが全体的に
変化されるようにするので、液晶の視野角が調節される
ようにする視野角調節機能を具備する液晶表示装置用グ
レイ電圧発生装置に関することである。
印加すると、液晶が熱化されて液晶パネルの寿命に深刻
な影響が及ぶので、通常的に、液晶パネルの印加電圧を
周期的に反転させる駆動方式が採択されている。
準にしてグレイ電圧だけを反転させる方式と共通電極の
電圧とグレイ電圧を任意の転移を基準に反転させる方式
があり、後者を特に共通電極反転方式という。前記共通
電極反転方式は前者により反転幅を半分にできて5V系
列のCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconduc
tor)の工程に製作される小型、低値段のドライバIC
(Integrated Circuit)を使用できる長所がある。
u KanataniによりNIKKEL ELECTRONICS ASIA. 1992.10
p68 〜72に“8.4-inch Color TFT-LCD with 0.27mm Pix
celAims at Industry Standard ”という論文がある。
機器の5V系電源供給装置により作動できるようにバッ
クライトと液晶パネルとドライバLSIと駆動方式の4
つの側面に解決案が提示しているし、駆動方式において
は共通電極反転方式が提示されている。
電極反転方式により従来のグレイ電圧発生装置に関して
説明すると次のとおりである。
ク図であり、図2は従来の技術に提示される液晶表示装
置用グレイ電圧発生装置の詳細回路図である。
表示装置の制御部(1)にはビデオ信号(RGB)と垂
直および垂直動機信号(HSYNC、VSYNC)とク
ロック信号(SCLK)が入力されてデータ信号(DA
TA)と各種制御信号(CTL1、CTL2)と反転信
号(RVS)が生成される。前記反転信号(RVS)は
ソース駆動部(3)により液晶パネル(5)に印加され
る電圧がフレーム単位に反転されるようにする反転周期
を有する。
部(2)に入力されて8レベルのグレイ電圧が生成され
て、生成される8レベルのグレイ電圧はソース駆動部
(3)に印加される。制御部(1)に生成される制御信
号(CTL2)はゲート駆動部(4)に印加されて前記
制御信号(CTL2)に従って印加される駆動電圧によ
り液晶パネル(5)の各ラインのゲート電極が順次的に
ターンオンされて、ソース駆動部(3)には制御信号
(CTL1′)により入力されるデータ信号(DAT
A)に該当するグレイ電圧発生部(2)の8レベルのグ
レイ電圧の中に1つが選択されて液晶パネル(5)にラ
イン単位に印加される。
動部(4)により該当TFTがターンオンされる場合、
ソース駆動部(3)に印加されるグレイ電圧と共通電極
(VCOM)の電位差に該当する電圧が液晶に印加され
るので印加電圧に従う液晶の光透過程度が決定されて願
う情報が表示できる。
出力される8レベルのグレイ電圧信号は制御部に出力さ
れる反転信号(RVS)の反転周期に従ってフレーム単
位に反転されて、前記液晶パネル(5)の各画素の液晶
に印加される電圧もフレーム単位に反転される。
(2)の動作を説明すると、入力される反転信号(RV
S)は2つの演算増幅器(OP1、OP2)によりそれ
ぞれ反転、非反転増幅される。前記演算増幅器(OP
1)には入力信号(RVS)に逆相である反転される信
号(VB)が生成されて、前記演算増幅器(OP2)に
は入力信号(RVS)に同相である信号(VA)が生成
される。
力信号(VA、VB)は7つの抵抗(R1〜R7)が直
列に連結される両終段にそれぞれ印加されて、2つの演
算増幅器(OP1、OP2)の出力信号(VA、VB)
の電位差は各抵抗(R1〜R7)により分配されて、各
抵抗(R1〜R7)の出力段には電圧レベルが順次的に
形成される8レベルのグレイ電圧が生成される。前記各
抵抗(R1〜R7)の出力段には2つの演算増幅器(O
P1、OP2)の出力信号(VA、VB)の反転により
8レベルのグレイ電圧も反転周期毎に反転される。
レイ電圧発生装置は各演算増幅器出力信号であるグレイ
基準電圧が固定されているので、グレイ電圧シフト(sh
ift)により液晶の視野角調節が不可能である問題点があ
る。
グレイ電圧が正確に液晶に印加されなくてグレイ電圧の
液晶印加時にキックバック(Kick Back)電圧に該当する
量ほど電圧降下されるし、液晶の種類に従って液晶のス
レッショルド(threshold)電圧も少しずつ違うのでこれ
に対する補正も技術的課題として要求されている。
目的は前記のように従来の問題点および技術的課題を解
決するためのことで、グレイ基準電圧の大きさが調節で
きるようにして、グレイ基準電圧のシフトにより液晶の
視野角が調節されるようにして、基準電圧の大きさの微
細調節によりキックバック電圧と液晶のスレッショルド
電圧も補正できるようにすることである。
ピュータなどの表示手段に適用される場合、コンピュー
タなどに電源が印加された後、ビデオ信号が生成されな
い内部セットアップ(set up)時間の中に液晶表示装置
に異常画面が発生されることを防止することである。
とするこの発明の構成は、液晶表示装置の制御部に入力
される反転信号を反転増幅して反転信号に逆相である信
号を生成して、前記逆相である信号の電圧レベルが調節
できるようにする反転増幅部と、液晶表示装置の制御部
に入力される反転信号を非反転増幅して反転信号に同相
である信号を生成して、前記同相である信号の電圧レベ
ルが調節できるようにする非反転増幅部と、前記反転増
幅部と非反転増幅部の出力信号が両段に印加されるよう
にして、直列に連結される抵抗両段の電位差により順次
的なレベルを有するグレイ電圧が生成されるようにする
電圧分配部とからなる。
るより望ましい実施例を添付される図面を参照して説明
すると次のとおりである。
機能を具備する液晶表示装置用グレイ電圧発生装置の詳
細回路図であり、図4はこの発明の実施例に従う視野角
調節機能を具備する液晶表示用グレイ電圧発生装置の各
部波形図であり、図5は一般的な液晶の視野角にかかる
印加電圧と透過率間の特性を図示したグラフである。
よる視野角調節機能を具備した液晶表示装置用グレイ電
圧発生装置は、論理積素子(242)にクロック信号
(SCLK)とT−フリップフロップ(241)の出力
端が入力され、前記論理積素子(242)の出力端がT
−フリップフロップ(241)の入力端に連結され、前
記T−フリップフロップ(241)の出力端がトランジ
スタ(Q)のエミッタ端に連結され、前記トランジスタ
(Q)のコレクタ端とベース端の間には抵抗(R24)
が連結され、前記トランジスタ(Q)のコレクタ端に可
変抵抗(VR4)が連結され、初期画面制御部(24)
が具備されて、前記初期画面制御部(24)の可変抵抗
(VR4)の一端が演算増幅器(OP1)の反転入力端
に連結され、反転信号(RVS)が印加された抵抗(R
211)が演算増幅器(OP1)の反転入力端に連結さ
れ、電源(VCC)が印加された抵抗(R212)に他
端が接地された可変抵抗(VR5)が連結されて抵抗
(R212)と可変抵抗(VR5)の間の接点が演算増
幅器(OP1)の非反転入力端と連結され、前記演算増
幅器(OP1)の反転入力端と出力端の間に可変抵抗
(VR1)が連結されて反転増幅部(21)が具備され
て、電源(VCC)が印加された抵抗(R221)に可
変抵抗(VR2)が連結され、前記抵抗(R221)と
可変抵抗(VR2)の接点は演算増幅器(OP3)の非
反転入力端に連結され、前記演算増幅器(OP3)の出
力端は抵抗(R222)を経由して演算増幅器(OP
2)の反転入力端に連結され、前記演算増幅器(OP
2)の反転入力端と出力端の間には可変抵抗(VR3)
が連結され、前記演算増幅器(OP2)の非反転入力端
には反転信号(RVS)が印加されて非反転増幅部(2
2)が具備されて、前記演算増幅器(OP1)の出力端
と演算増幅器(OP2)の出力端の間に7つの抵抗(R
1〜R7)が直列に連結され、前記それぞれの抵抗(R
1〜R7)の両端でグレイ電圧(V1〜V7)が生成さ
れて電圧分配部(23)が具備される構造である。
は、グレイ電圧を8レベルにしたが、本発明の技術的な
範囲はここに限定されない。
能を具備した液晶表示装置用グレイ電圧発生装置の作用
を下記に説明する。
された反転信号(RVS)が演算増幅器(OP1)の反
転入力端と演算増幅器(OP2)の非反転入力端に印加
されると、回路の動作が開始される。図4に示すごと
く、反転信号(RVS)は液晶パネル(5)のTFTド
レーン端の液晶に印加される共通電極(VCOM)の波
形と同相である。
動作して入力された反転信号(RVS)に逆相である信
号(VB)を生成し、演算増幅器(OP2)は非反転増
幅器で動作して入力された反転信号(RVS)に同相で
ある信号(VA)を生成する。前記各演算増幅器(OP
1、OP2)の出力端信号(VA、VB)の波形は図4
に図示されている。
力信号は、常時に逆相であるので、電圧分配部(23)
の直列に連結された7つの抵抗(R1〜R7)の両端に
は反転周期毎に極性が反対である電位差が形成される。
前記形成される電位差は各抵抗(R1〜R7)により分
配され、前記各抵抗(R1〜R7)の出力端では8レベ
ルのグレイ電圧(V1〜V8)が生成される。前記グレ
イ電圧(V1〜V8)は反転周期毎に昇順、または、降
順を繰返して順次的に形成される。
(VB)電圧が5.0Vであり、演算増幅器(OP2)
の出力端(VA)電圧が1.5Vであり、各抵抗(R1
〜R7)の抵抗値が同一であると仮定すれば、形成され
るグレイ電圧(V1〜V8)は5.0、4.5、…、
2.0、1.5V順である。反対に、次の周期で形成さ
れるグレイ電圧(V1〜V8)は1.5、2.0、…、
4.5、5.0V順である。
イ電圧発生装置における視野角調節機能を説明するため
に、図5には視野角に従う液晶の印加電圧と透過率間の
特性が図示されている。前記液晶の印加電圧とは液晶パ
ネル(5)の液晶に印加される電圧として、ソース駆動
部(3)により選択されたグレイ電圧と共通電極(VC
OM)の電圧間の電位差に該当する値である。
うに、同一な透過率に対して視野角により液晶の印加電
圧が異なることが知られる。したがって、図4の波形の
振幅が調節されると液晶の印加電圧が調節されて視野角
が調節されることが可能になる。前記VB波形の振幅は
演算増幅器(OP1)の反転入力端と出力端の間に連結
された可変抵抗(VR1)の抵抗値を調節することによ
り調節されることができる。前記演算増幅器(OP1)
の出力端(VB)波形の振幅はVR1/R221に比例
して決定される。
電圧が液晶に印加されたとき、液晶にはグレイ電圧−キ
ックバック電圧だけ印加されて液晶表示装置の画質に大
きい影響を及ぼす。したがって、前記キックバック電圧
だけの電圧降下を補償するために、グレイ電圧発生の
際、グレイ電圧の全体レベルをキックバック電圧の大き
さだけシフトさせるべきである。
さだけシフトさせるために、グレイ電圧の基準電圧であ
る各演算増幅器(OP1、OP2)の出力端(VA、V
B)電圧がシフトされるようにしている。まず、演算増
幅器(OP1)の出力端(VB)(OP1)(VR5)
(OP2)(VA)(OP2)(VR2)(OP3)
(VR5)が連結されており、演算増幅器(OP2)の
出力端(V4)電圧がシフトされるように演算増幅器
(OP2)の反転入力端に連結された可変抵抗(VR
2)を具備した電圧分配回路を含む演算増幅器(OP
3)が連結されている。
り演算増幅器(OP1)の出力端(VB)電圧がシフト
されることができ、前記可変抵抗(VR2)の抵抗値調
節により演算増幅器(OP3)の出力電圧が変化される
ことにより演算増幅器(OP2)の出力端(VA)電圧
がシフトされることができる。
にする液晶の印加電圧をスレッショルド電圧といって、
前記スレッショルド電圧は液晶の種類に従ってその大き
さが少しずつ違う特性がある。従来には前記スレッショ
ルド電圧を考慮してグレイ電圧発生装置の演算増幅器増
幅比がセッチングされるようにしたが、この発明にはグ
レイ電圧基準波形の振幅を調節して液晶の種類に従っ
て、少しずつ違うスレッショルド電圧により電圧降下を
補正するようになる。
補正するために演算増幅器(OP2)の出力端(VA)
電圧の振幅が可変抵抗(VR3)の抵抗値により調節さ
れるようにして、前記演算増幅器(OP2)の増幅比は
(1+VR3/R3) に表現される。
トブック(Notebook) コンピュータとかラップトップ
(Laptap) コンピュータなどに適用される場合に、コン
ピュータの電源が印加される後、コンピュータのメイン
ボードにビデオ信号が生成される前までのセットアップ
期間に液晶表示装置により異常画面が表示できることが
ある。
電圧が液晶パネル(5)に印加されて発生することで、
この発明の実施例の構成には演算増幅器(OP1)の反
転入力端に連結される初期画面制御部(24)によりグ
レイ電圧発生装置の電圧値が初期化されるようにするの
で、この問題を解決している。
号(SCLK)はコンピュータのメインボードに生成さ
れることで、メインボードが動作してビデオ信号(RG
B)が生成されるとパルス列信号が印加されて、その以
前にはローレベルを維持する。
42)とT−フリップフロップ(241)はクロック信
号(SCLK)のクロック存在有無を判定するためのこ
とで、クロックがないときにはT−フリップフロップ
(241)の出力段(/Q)にハイレベルが出力される
し、クロックがあるときにはT−フリップフロップ(2
41)の出力段(/Q)にローレベルが出力される。
(VR4)の抵抗値は下の式により表現して、VP はト
ランジスタ(Q)のコレクタ電位で、Vr はリファレン
ス電圧である。
にセッチングされてクロック信号(SCLK)のクロッ
クがない場合にはトランジスタ(Q)のエミッタにハイ
レベルが印加されて演算増幅器(OP1)により反転さ
れるので、演算増幅器(OP1)の出力段(VB)電圧
はグランドレベルになる。前記セットアップ期間には反
転信号(RVS)もローレベルとして非反転増幅動作を
遂行する演算増幅器(OP2)の出力段電圧もローレベ
ルになる。
(R1〜R7)両段には電位差が形成されなくて、出力
されるグレイ電圧(V1〜V8)のレベルは全部同一に
なるので、ソース駆動部(3)に選択されて液晶パネル
(5)に印加される電圧も同一なレベルを有する。
ロック信号(SLCK)が正常的に発生されると、T−
フリップフロップ(241)の出力段はローレベルにト
グル(Toggle)されてトランジスタ(Q)がターンオン
されるので、初期画面制御部(24)の動作は中止され
る。
術者の裁量に従って、発明の範囲の中に演算増幅器およ
びフリップフロップなどの他の手段により対置およびコ
ンピュータ以外に液晶テレビ、カムコーダ(Camcorder)
ビューファインダなど応用電子機器としての適用ができ
る。
イ基準電圧の振幅調節により液晶の視野角が調節される
ようにして、液晶のキックバック電圧およびスレッショ
ルド電圧により電圧降下を補正して、コンピュータなど
に適用するとき、セットアップ期間中の異常画面発生を
防止する効果を有する視野角調節機能を具備する液晶表
示装置用グレイ電圧発生装置を提供できる。
る。
電圧発生装置の詳細回路図である。
する液晶表示装置用グレイ電圧発生装置の詳細回路図で
ある。
する液晶表示装置用グレイ電圧発生装置の各部波形図で
ある。
間の特性を図示するグラフである。
Claims (5)
- 【請求項1】 液晶表示装置の制御部(1)に入力され
る反転信号(RVS)を反転増幅して反転信号(RV
S)に逆相である信号を生成して、前記逆相である信号
の電圧レベルが調節できるようにする反転増幅部(2
1)と、 液晶表示装置の制御部(1)に入力される反転信号(R
VS)を非反転増幅して反転信号(RVS)に同相であ
る信号を生成して、前記同相である信号の電圧レベルが
調節できるようにする非反転増幅部(22)と、 前記反転増幅部(21)と非反転増幅部(22)の出力
信号が両段に印加されるようにして、直列に連結される
抵抗(R1〜R7)両段の電位差により順次的なレベル
を有するグレイ電圧が生成されるようにする電圧分配部
(23)とで構成されることを特徴とする視野角調節機
能を具備する液晶表示装置用グレイ電圧発生装置。 - 【請求項2】 コンピュータなどに適用されてセットア
ップ期間の中にクロック信号(SCLK)が生成しない
場合には、前記反転増幅部(21)と非反転増幅部(2
2)の出力電圧レベルが同一になるようにして、液晶パ
ネル(5)により異常画面が表示されることを防止する
ようにする初期画面制御部(24)が付加されることを
特徴とする請求項1に記載の視野角調節機能を具備する
液晶表示装置用グレイ電圧発生装置。 - 【請求項3】 前記の反転増幅部(21)は反転信号
(RVS)を反転増幅するための演算増幅器(OP1)
と、 前記演算増幅器(OP1)の出力段(VB)電圧の振幅
を調節して液晶の視野角を調節するようにする可変抵抗
(VR1)と、 前記演算増幅器(OP1)の出力段(VB)電圧の振幅
を調節して液晶のキックバック電圧により電圧降下を補
正するための可変抵抗(VR5)とでなることを特徴と
する請求項1に記載の視野角調節機能を具備する液晶表
示装置用グレイ電圧発生装置。 - 【請求項4】 前記の非反転増幅部(22)は反転信号
(RVS)を非反転増幅するための演算増幅器(OP
2)と、 前記演算増幅器(OP2)の出力段(VA)電圧の振幅
を調節して液晶のスレッショルド電圧により電圧降下を
補正するための可変抵抗(VR3)と、 出力電圧により前記演算増幅器(OP2)のリファレン
ス電圧を設定するので、演算増幅器(OP2)の出力段
(VA)電圧の振幅が決定されるようにする演算増幅器
(OP3)と、 前記演算増幅器(OP3)の出力電圧が可変されるよう
にして演算増幅器(OP2)の出力段(VA)電圧の振
幅が調節されるようにするので、キックバック電圧によ
り電圧降下を補正するようにする可変抵抗(VR2)と
でなることを特徴とする請求項1に記載の視野角調節機
能を具備する液晶表示装置用グレイ電圧発生装置。 - 【請求項5】 前記の初期画面制御部(24)はクロッ
ク信号(SLCK)のクロック発生有無を判定するため
の論理積素子およびT−フリップフロップ(241、2
42)と、 クロックが発生しないので、T−フリップフロップ(2
41)にハイレベルの信号が出力される場合にターンオ
ンされるトランジスタ(Q)と、 前記トランジスタ(Q)がターンオンされる場合にハイ
レベルの信号が反転増幅部(21)に印加されるように
するので反転増幅部(21)と非反転増幅部(22)の
出力段電圧のレベルが同一になるようにする可変抵抗
(VR4)とでなることを特徴とする請求項2に記載の
視野角調節機能を具備する液晶表示装置用グレイ電圧発
生装置。
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