(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＯＣＢ（Optically self-Compensated Birefringence）方式を用いた液晶表示装置であって、
データ信号線に印加されるプリチャージ信号と対向電極信号の２つの信号電圧を同時に画素電極及び対向電極へ印加し、
前記プリチャージ信号としてプラス電位の直流電圧を印加し、データ信号線電位を一定値で固定し、
前記プリチャージ信号の電圧と前記対向電極信号の電圧の電圧差によって各画素にベンド配向を行わせ、スプレイ状態からベンド状態へ転移させることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記スプレイ状態から前記ベンド状態へ転移を行っている間は前記データ信号線への表示信号入力を停止させる請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項３】
対向電極に印加される対向電極信号電圧のプラス側の最大電位と同じ電位の直流電圧を前記プリチャージ信号として印加する請求項２記載の液晶表示装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載の液晶表示装置を用いた液晶応用装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、小型液晶パネル搭載の携帯端末や車載端末に用いられる中小型モニタおよび液晶テレビ等の広視野角・高速応答表示を要求される、ＯＣＢセルを用いた液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、液晶表示装置を用いた小型テレビや携帯端末が実用化されている。これらは、画面表示部分の絶対面積が小さいことから、その視認性を高めるために、通常の液晶表示装置よりも狭額縁・広視野角・高精細・高速応答表示等に関してより厳しい要件が課せられている。これらの要件を具備できるようにするべく種々の技術が開発されている。例えば、低温ポリシリコンＴＦＴ採用により狭額縁化・高精細化の実現を図り、垂直配向技術や広視野角偏向板を採用することで広視野角の実現を可能ならしめている。
【０００３】
しかしながら、液晶表示装置で使用される液晶分子自体の応答性は低いため、動画映像を表示した場合には、通常のディスプレイによる表示と比較すると応答の遅れから見苦しくなることが多い。また、広視野角偏向板による広視野角化は、見る角度によっては階調反転を伴うことから視認性に問題が残されていた。
【０００４】
これらの問題を解決するために、液晶分子を垂直配向し、液晶分子のわずかな動きで映像表示を行うことができる方式であるＯＣＢ（Optically self-Compensated Birefringence）方式が開発されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ＯＣＢ方式を用いた液晶表示装置においても、表示開始直後は液晶分子の配列がバラバラの状態（かかる状態を「スプレイ状態」と呼ぶ。)であるため、一度分子配列を揃える作業（かかる作業を「ベンド配向」と呼ぶ。）を行う必要性がある。なお、分子配列が揃った状態をベンド状態と呼んでいる。
【０００６】
従来のＯＣＢ方式を用いた液晶表示装置における動作タイミングを図３に示す。図３に示すように、スプレイ状態からベンド状態への転移期間中に対向電極から高い電圧パルスを液晶に印加することでベンド配向を行う方式が良く用いられている。
【０００７】
しかし、このような方式では、低温になればなるほど液晶分子の配列を揃えるのに長時間を要するようになる。したがって、小型携帯テレビ等の冬期に屋外で使用する機会が考えられる機器においては、使用開始時にベンド配向に時間がかかりすぎ、表示開始時間が遅くなってしまうという問題点があった。
【０００８】
本発明は、上記問題点を解消するべく、ＯＣＢ方式を用いた液晶表示装置であっても、短時間かつ温度依存性が少なく、液晶分子配列をスプレイ状態からベンド状態へ転移可能な液晶表示装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明にかかる液晶表示装置は、ＯＣＢ（Optically self-Compensated Birefringence）方式を用いた液晶表示装置であって、データ信号線に印加されるプリチャージ信号と対向電極信号の２つの信号電圧を同時に画素電極及び対向電極へ印加し、プリチャージ信号としてプラス電位の直流電圧を印加し、データ信号線電位を一定値で固定し、プリチャージ信号の電圧と対向電極信号の電圧の電圧差によって各画素にベンド配向を行わせ、スプレイ状態からベンド状態へ転移させることを特徴とする。
【００１０】
かかる構成により、転移期間中は、対向電極信号がそれまでの１水平期間ごとの反転信号ではなく設定された電圧あるいは周期を有する反転信号となることから、対向電極信号とプリチャージ信号の２つの信号電圧差を印加する期間として液晶が十分に追従できる期間が確保でき、ベンド配向を短期間で完了することが可能となる。
【００１１】
また、本発明にかかる液晶表示装置は、スプレイ状態からベンド状態へ転移を行っている間はデータ信号線への表示信号入力を停止させることが好ましい。表示信号の入力変動によって、液晶に印可される電圧が変動することを未然に回避することができるからである。
【００１２】
また、本発明にかかる液晶表示装置は、対向電極に印加される対向電極信号電圧のプラス側の最大電位と同じ電位の直流電圧をプリチャージ信号として印加することが好ましい。液晶の応答が良くない比較的低温時においても、より短時間でベンド配向を完了させることができるからである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態にかかる液晶表示装置について、図面を参照しながら説明する。図１は本発明の実施の形態にかかる液晶表示装置の構成図である。
【００１４】
図１において、表示信号はアナログスイッチ４およびデータ信号線１を介して、画素トランジスタ１１のソース端子に接続される。また、プリチャージ信号線２も同様に、アナログスイッチ５を介して、同じ画素トランジスタ１１のソース端子に接続される。
【００１５】
さらに画素トランジスタ１１の画素電極（ドレイン端子）１４は、液晶１２と補助容量１３に接続される。なお、液晶１２は各画素電極ごとに模式的に表示したものである。液晶１２と補助容量１３の反対側はそれぞれ対向電極１５に接続され、対向電極信号線３を介して、最終的には対向電極駆動回路８へ接続される。
【００１６】
最初に、走査線９は走査線駆動回路１０と接続され、各走査線は順次に走査され、１水平期間毎に１行分の画素を選択する。データ信号線１は信号線駆動回路６と接続されており、１水平期間内で前記走査線駆動回路１０により選択された１行分の画素に表示信号を書き込む。
【００１７】
次に、対向電極１５に対して、対向電極駆動回路８によって所望の電圧が出力される。こうすることで、表示信号電圧と対向信号電圧と間に電圧差が生じることから、当該電圧差を液晶１２に印加することになる。さらに、プリチャージ駆動回路７は各データ信号線１と接続されており、１水平期間毎に表示信号に補助電圧を印加する。
【００１８】
図２は本発明の実施の形態にかかる液晶表示装置における動作タイミングを示す図であり、表示開始時のスプレイ状態からベンド状態へ転移するときのタイミング図である。
【００１９】
図２において、電源立上げ後、リセット信号をトリガとしてスプレイ状態からベンド状態への転移を開始する。この時、対向電極信号は、それまでの１水平期間ごとの反転信号から、設定された電圧あるいは周期を有する反転信号に切り替わる。
【００２０】
また、プリチャージ駆動回路７の全てのアナログスイッチ５はスイッチング動作を行っており、さらにプリチャージ信号は１水平期間ごとの反転駆動を行っている。しかし、転移開始時には、それまでのスイッチング動作を止めて常時ＯＮ状態となり、プリチャージ信号には予め設定されたプラス電位の直流信号が入力されている。
【００２１】
そして、転移期間中は、プリチャージ駆動回路７の全てのアナログスイッチ５が全てＯＮ状態になるため、全てのデータ信号線１にプリチャージ信号が印加される。これによって、液晶にかかる印加電圧として対向電極信号とプリチャージ信号の２つの信号電圧の差が液晶に印加されることになる。
【００２２】
このようにすることで、転移期間中は、対向電極信号がそれまでの１水平期間ごとの反転信号ではなく設定された電圧あるいは周期を有する反転信号となることから、対向電極信号とプリチャージ信号の２つの信号電圧差を印加する期間として液晶が十分に追従できる期間が確保でき、ベンド配向を短期間で完了することが可能となる。
【００２３】
また、図１及び図２において、転移開始時に対向電極信号とプリチャージ信号と２つの信号の電圧差が液晶に印加されているが、このとき信号線駆動回路６からも表示信号が入力されている。したがって、このままでは表示信号の電位変化を受けて液晶１２にかかる電圧が変動してしまうおそれがある。
【００２４】
そこで、図２に示すように、信号線駆動回路６の全てのアナログスイッチ４を、転移期間中に限り、通常のスイッチング動作からＯＦＦ状態に切替えている。これによって、データ信号線１への表示信号の入力はカットされ、データ信号線１はハイ・インピーダンス状態になる。この結果、表示信号の電位の大小に左右されることなく対向電極信号とプリチャージ信号の電圧差を液晶に印加することが可能となる。
【００２５】
しかし、データ信号線１がハイ・インピーダンス状態のままでは電気的に不安定であることから、プリチャージ駆動回路７からプラス電位の直流電圧を印加する。こうすることによって、データ信号線１にはプリチャージ信号電圧と同電位の信号が入力されることになり、液晶に印加される電圧差は、表示信号の入力電圧によって変動することがなくなる。
【００２６】
ここで、液晶１２に対して直流電圧を印加する場合において、プラス側パルス電位の直流電圧を印可する場合と、マイナス側パルス電位の直流電圧を印加する場合とが考えられる。この２つの場合の転移時間を比較してみた実験結果を図４に示す。図４に示すように、マイナス側パルス電位の直流印加時よりプラス側パルス電位の直流電圧印加時の方が、−１０℃といった低温においても短時間で転移を完了することができることがわかる。したがって、印加すべき直流電圧は、プラス側パルス電位の直流電圧の方がより効果的であることが明らかである。
【００２７】
また、データ信号線１に印加するプリチャージ信号の電位について検討する。図５はデータ信号線１に印加するプリチャージ信号の電位による転移時間の変動結果を示したものである。図５において、ΔＶは、データ信号線１に印加するプリチャージ信号の電位とパルス電圧である対向電極信号におけるプラス側の最大電位との差を示している。
【００２８】
図５に示すように、データ信号線１に印加するプリチャージ信号の電位が、パルス電圧である対向電極信号におけるプラス側の最大電位と同じ電位である方、すなわちΔＶ＝０（ゼロ）の方が、−１０℃といった低温においても、より短時間で転移を完了することができることがわかる。したがって、データ信号線１に印加するプリチャージ信号の電位は、パルス電圧である対向電極信号におけるプラス側の最大電位と同じ電位である方、すなわち差電圧が０Ｖである方が、低温においても転移しやすいものと考えられる。
【００２９】
以上のように本実施の形態によれば、データ信号線１に接続しているプリチャージ信号駆動回路７と対向電圧駆動回路８の２つの回路を利用して各駆動信号を同時に画素電極１４と対向電極１５に印加することで、ベンド配向を効果的に行うことができるよう電位差を制御でき、当該電位差を液晶に印加することで、転移時間を短縮することができ、表示開始を短時間で行うことが可能となる。
【００３０】
なお、上述したような液晶表示装置を用いることで、起動時に短時間で画面表示することができる小型携帯テレビや携帯電話等の液晶応用装置を実現することも可能となる。
【００３１】
【発明の効果】
以上のように本発明にかかる液晶表示装置によれば、データ信号線に接続しているプリチャージ信号と対向電極信号の２つ信号電圧を同時に画素電極１４と対向電極１５に印加することで、ベンド配向に有利な電圧差を液晶に印加することが可能となる。
【００３２】
また、本発明にかかる液晶表示装置によれば、表示信号の入力を転移期間中のみカットすることで液晶に印加する電圧差の電位を変動させないようにすることができる。
【００３３】
さらに、本発明にかかる液晶表示装置によれば、画素電極１４と対向電極１５の間に電圧差を印加するために、データ信号線１の電位をある一定値にするようプリチャージ信号に任意の直流電圧を印加することで、短時間での転移を行うことができる。また、データ信号線１に印加するプリチャージ信号の電位を、対向電極１５側から印加するパルス電圧のプラス側最大電位と同電位にすることで、さらに短時間でベンド配向を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態にかかる液晶表示装置の構成図
【図２】  本発明の実施の形態にかかる液晶表示装置における転移駆動時のタイミング図
【図３】  従来の液晶表示装置における転移駆動時のタイミング図
【図４】  本発明の実施の形態にかかる液晶表示装置における直流電圧印加時の転移時間測定結果を示す図
【図５】  本発明の実施の形態にかかる液晶表示装置における直流電圧印加時の転移時間測定結果を示す図
【符号の説明】
１  データ信号線
２  プリチャージ信号線
３  対向電極信号線
４  アナログスイッチ（データ側)
５  アナログスイッチ（プリチャージ側)
６  信号線駆動回路
７  プリチャージ駆動回路
８  対向電極駆動回路
９  走査線
１０  走査線駆動回路
１１  画素トランジスタ
１２  液晶
１３  補助容量
１４  画素電極
１５  対向電極
【図１】
0004112792.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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