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JP4018763B2 - 広視野角駆動回路とその駆動方法 - Google Patents
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、広視野角駆動回路(Wide Viewing Angle Driving Circuit)とその駆動方法に係り、より詳しくは液晶表示装置(LCD；Liquid Crystal Display) のパネル(Panel) を見る時、多様な角度から正常な画面が見えるように視野角を改善する広視野角駆動回路とその駆動方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
薄膜トランジスタ−液晶表示装置(TFT-LCD；Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display)は、CRT(Cathod Ray Tube)に比較して多くの長所を有しているが、幾つかの短所もある。前記短所の中、代表的なものが視野角の問題で、画面を見る角度により画像の明るさが変わるように見える。
【０００３】
或る角度以上となると、画面の黒と白とが反転して見える階調反転現象も発生する。
従って、液晶表示装置を携帯用テレビ(TV;Television) などに用いるためには、多様な角度から正常な画面が見られるように視野角を改善する必要がある。
従来から、液晶表示装置の視野角を改善するために多様な技法が使用されている。
【０００４】
その中、画素毎にラビング(Rubbing；液晶分子の初期回転角度を決定する工程）を変えて視野角を改善する方法と、一つの画素を幾つかの部分に分割してラビング方向を調整して製造する方法が代表的に使用されている。
以下、図面を参照しながら広視野角を実現するための従来の技術を説明する。
図１は広視野角を実現するために従来から用いられている方法である。図１の(a) は画素別にラビングを異ならせる（「１」と「２」のラビング角度が異なる）方法を示しており、(b) は一つの画素を２個以上の部分に分けて（「３」と「４」）、それぞれのラビングを異ならせる方法を示している。また、(c) は各画素ごとにストレージキャパシタ(Storage Capacitor) の容量を異なるようにして(AとB のストレージキャパシタ容量が異なる）画素の電圧維持特性を変化させて広視野角を実現する方法を示している。
【０００５】
しかしながら、前記従来の技術ではラビングを２回以上しなければならないので、製造工程が複雑になり、残像及びフリッカー(Flicker) のように液晶表示装置の画質を低下させるという問題が発生する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、前記従来の問題点を解決することであり、パネルの製造工程と費用を増加させず、単純に外部の回路のみを修正して、２回以上のラビングを行うことによる光漏洩や残像などの問題の発生を抑え、視野角を改善できる広視野角駆動回路とその駆動方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る広視野角駆動回路は、液晶表示装置のパネルの上側及び下側ソースドライバに階調電圧を供給する広視野角駆動回路であって、第１階調電圧発生器と第２階調電圧発生器とアナログ分配器とを備えている。第１階調電圧発生器は画素を第１の方向から見たときに最大の明るさを有するようにするデータ階調電圧を出力する。第２階調電圧発生器は画素を第１の方向と逆側の第２の方向から見たときに最大の明るさを有するようにするデータ階調電圧を出力する。アナログ分配器は、第１階調電圧発生器と第２階調電圧発生器の出力が入力され、外部の制御信号に従って一定周期で交互に画素の上側と下側ソースドライバに第１階調電圧と第２階調電圧とを出力する。
【０００８】
請求項２に係る広視野角駆動回路は、請求項１の回路において、第１階調電圧発生器と第２階調電圧発生器とは、電圧源に直列に連結された多数個の抵抗と、多数個の抵抗に夫々並列に連結されて階調電圧を出力する多数個のバッファとを有している。
請求項３に係る広視野角駆動回路は、請求項１又は２の回路において、アナログ分配器は、多数個のスイッチと、別の多数個のスイッチとを有している。一方の多数個のスイッチは、第１制御信号により、第１階調電圧発生器の出力と第２階調電圧発生器の出力とをスイッチングしてパネルの下側に配置されたソースドライバに階調電圧を伝達する。他方の多数個のスイッチは、第２制御信号により、第１階調電圧発生器の出力と第２階調電圧発生器の出力とをスイッチングしてパネルの上側に配置されたソースドライバに階調電圧を伝達する。
【０００９】
請求項４に係る広視野角駆動回路は、請求項１から３のいずれかの回路において、第１の方向は上側又は左側であり、第２の方向は下側又は右側である。
請求項５に係る広視野角駆動方法は、液晶表示装置のパネルの上側及び下側ソースドライバに階調電圧を供給する広視野角駆動方法であって、第１段階と第２段階とを含んでいる。第１段階は、画素を第１の方向から見ると最大の明るさを有するようにするデータ階調電圧と、画素を第１の方向と逆側の第２の方向から見ると最大の明るさを有するようにするデータ階調電圧とを画素に交代に印加する段階である。第２段階は、外部の制御信号により、一定周期で画素の上側と下側ソースドライブに階調電圧を印加する段階である。
【００１０】
請求項６に係る広視野角駆動方法は、請求項５の方法において、第１の方向は上側又は左側であり、第２の方向は下側又は右側である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の望ましい実施形態を説明する。
図３はこの発明の実施形態に従う広視野角駆動回路(31)を液晶表示装置のパネルに適用するブロック図である。
図３に示されるように、この実施形態に従う広視野角駆動回路(31)は、第１階調電圧発生器(301) と、第２階調電圧発生器(302) と、アナログ分配器(303) とを有している。第１階調電圧発生器(301) は、画素を上側から見た場合に最大の明るさを有するようにするデータ階調電圧を出力する。第２階調電圧発生器(302) は、画素を下側から見た場合に最大の明るさを有するようにするデータ階調電圧を出力する。アナログ分配器(303) は、前記第１階調電圧発生器(301) と前記第２階調電圧発生器(302) の出力(G0 〜Gn-1) が入力されて外部の制御信号(Control、ControlB) に従って一定周期で交互に上側ソースドライバ３２と下側ソースドライバ３５とに階調電圧を出力する。
【００１２】
また、図５はこの実施形態に従う広視野角駆動回路(31)の階調電圧発生器(301、302)の一具体例を表わしている。
図５に示すように、階調電圧発生器(301、302)は、電圧源(V) に直列に接続される多数個の抵抗(R0 〜Rn-1) と、前記多数個の抵抗(R0 〜Rn-1) に夫々並列に接続されて階調電圧(G0 〜Gn-1) を出力する多数個のバッファ(Buffer)(B0 〜Bn-1) とからなる。
【００１３】
図６はアナログ分配器(303) の一具体例を示している。
図６に示すアナログ分配器(303) は、多数個のスイッチ(S0 ′〜Sn-1′) と、別の多数個のスイッチ(S0 〜Sn-1) とを有している。スイッチ(S0 ′〜Sn-1′) は、それぞれ制御信号(Control) により、第１階調電圧発生器(301) の出力(G0 〜Gn-1) と第２階調電圧発生器(302) の出力(G0 ′〜Gn-1′) とをスイッチングしてパネル(34)の下側に位置するソースドライバ(Source Driver)(35) に階調電圧を伝達するスイッチである。またスイッチ(S0 〜Sn-1) は、制御信号(ControlB)により、第１階調電圧発生器(301) の出力(G0 〜Gn-1) と第２階調電圧発生器(302) の出力(G0 ′〜Gn-1′) とをスイッチングしてパネル(34)の上側に位置するソースドライバ(Source Driver)(32) に階調電圧を伝達するスイッチである。
【００１４】
前記構成によるこの実施形態の作用は次の通りである。
先に、図３を参照しながら、TFT-LCD に関して説明する。
TFT-LCD パネル(34)は行列形式で配列される複数個の画素を有しており、これらの画素を駆動するために上側と下側に配列されたデータドライバ（ソースドライバ）集積回路(Integrated Circuit)(32 、35) と、各画素の間に配置されたデータをオン−オフ(On-Off)させるスイッチ(Swich) 素子(TFT device)を駆動するゲート(Gate)ドライバ(33)と、前記の画素配列に従ってドライバ集積回路(32,33,35)と各画素の間に形成されたデータライン(Line)及びゲートラインとが設けられている。
【００１５】
前記のゲートドライバ集積回路(33)が一つまたはそれ以上のゲートラインをオンさせている時、前記デ−タドライバ集積回路(32 、35) は複数個の画素に連結されるデータラインを通じて画像データを出力し、一定の周期で対向電極に対してデ−タ電圧の極性が反転する。
一般的に使用される反転方法であるライン反転の場合は、一つの水平ラインをある周期で出力されるデータの極性は対向電極電圧に対して反転する。
【００１６】
ここで、この発明の基本概念は、液晶の視野角が液晶に印加される駆動電圧の大きさにより変わることである。すなわち、液晶は印加される階調電圧の大きさにしたがって最大の明るさになる角度が変化するが、これは液晶の本質的な性質である。したがって、LCD に画像を表示し、例えば画面の上方から下方に移動しながら画像を観察すると、最初は画像が全体に暗いが、正面になるにつれて明るくなり、ある点に到達すれば最も鮮明に（あるいは明るく）見える点がある。この点をすぎると再度暗くなり始める。したがって、それぞれの階調電圧を全て一定の程度ずつ増加させたり減少させることによって、最も鮮明に見える角度を変化させることができる。なお、増加させたり減少させたり、またはそれぞれどの程度変化させるかは液晶の種類にしたがって固有値が決まっている。
【００１７】
このように、液晶に印加する電圧を変化させると、液晶分子の傾斜角度が変化し、傾斜角度によって明るさが決まる。方向によって明るさが異なるのも、このような液晶分子の傾きによるものである。
そこでここでは、画面に水平と垂直に交差する位置に画素を形成し、画面の上下及び左右の画素を駆動するドライブ集積回路を形成して入力されるデータ電圧により画素に適切な形態の電圧を印加して画素の光透過特性を調節して画像を表示する装置を駆動する回路と、この回路により互いに違う２つ以上の階調電圧を発生して画面にモザイク配列で各画素に印加して、視野角を向上させる駆動方法を実現している。
【００１８】
図１は広視野角実現のために従来使用されている方法を示す図面であり、図２は従来の液晶表示装置の視野角分布を示す図面であり、図４はこの発明の実施形態に従う広視野角駆動回路により表現される視野角分布を示す図面である。
先に上下の視野角を改善する場合を例にあげると、図２の(a) と(b) のように上下角が余り大きくない場合、階調電圧の分布を適切に調節して(a) のような視野角分布を有するようにすれば、画面の上側から見て画面が鮮明に見えるし、また(b) のように調整すれば、画面の下側から見て画面が鮮明に見える。
【００１９】
従って、図３の第１階調発生器(301) を図２の(a) のような特性を有するように設計し、図３の第２階調発生器(302) を図２の(b) のように特性を（あるいは逆に）有するように調節した後、図３のアナログ分布器(303) に外部の制御信号(Control、ControlB) に従って、一定の周期で上下側に印加される階調電圧を変化させると、図３のパネル(34)を見る時、図１(a) の「１」の画素には第１階調発生器(301) の階調電圧が印加され、「２」の画素には第２階調発生器(302) の階調電圧が（あるいは逆に）印加されてモザイク配列で二つの互いに違う視野角を有する階調電圧が入力されるようになる。
【００２０】
従って、画面を全体的に見る人間の目は光の平均的な性質により図４のように上下の視野角が加えられて広くなるように感ずる。
また、上下方向に対称になるように視野角が調整されるので、より広い範囲で画面を見ることができる。
そして他の実施形態として、前記方法と同様にして、視野角を左右に拡張できる。即ち、第１階調電圧発生器(301) からは画素の左側（または右側）から見た場合に最大の明るさを有するようにするデータ階調電圧を出力し、第２階調電圧発生器(302) からは画素の右側（または左側）から見た場合に最大の明るさを有するようにするデータ階調電圧を出力すれば、左右に視野角が広い画面になる。
【００２１】
【発明の効果】
以上のようにこの発明では、パネルの製造工程や費用を増加させることなく、単純に外部の回路のみを修正して視野角を改善する効果を有する広視野角駆動回路とその駆動方法を提供できる。
本発明の効果は液晶表示装置の分野に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】広視野角実現のための従来方法を示す図面である。
【図２】従来の液晶表示装置の視野角分布を示す図面である。
【図３】この発明の一実施形態に従う広視野角駆動回路を液晶表示装置のパネルに適用したブッロク図である。
【図４】この発明の一実施形態に従う広視野角駆動回路により表現される視野角分布を示す図面である。
【図５】この発明の一実施形態に従う広視野角駆動回路の階調電圧発生器の一例を示す図面である。
【図６】この発明の一実施形態に従う広視野角駆動回路のアナログ分配器の一例を示す図面である。
【符号の説明】
３１：広視野角駆動回路
３２、３５：ソースドライバ
３３：ゲートドライバ
３４：パネル
３０１：第１階調電圧発生器
３０２：第２階調電圧発生器
３０３：アナログ分配器

Claims (3)

  1. 液晶表示装置のパネルの上側及び下側に配置されたソースドライバに階調電圧を供給する広視野角駆動回路であって、
    画素を第１の方向から見たときに最大の明るさを有するようにする階調電圧を出力する第１階調電圧発生器、
    画素を前記第１の方向と逆側の第２の方向から見たときに最大の明るさを有するようにする階調電圧を出力する第２階調電圧発生器、並びに、
    第１制御信号に従って前記第１階調電圧発生器の出力と前記第２階調電圧発生器の出力とをスイッチングし、前記パネルの下側に配置されたソースドライバに階調電圧を伝達する複数個のスイッチ、及び、第２制御信号に従って前記第１階調電圧発生器の出力と前記第２階調電圧発生器の出力とをスイッチングし、前記パネルの上側に配置されたソースドライバに階調電圧を伝達する複数個のスイッチ、を含み、前記第１階調電圧発生器の出力と前記第２階調電圧発生器の出力とを交互に、前記パネルの上側と下側とに配置されたソースドライバに出力するアナログ分配器、
    を有する広視野角駆動回路。
  2. 前記第１階調電圧発生器と前記第２階調電圧発生器とのそれぞれが、
    電圧源に直列に連結された複数個の抵抗と、
    前記複数個の抵抗のそれぞれに並列に連結されて階調電圧を出力する複数個のバッファと、
    を有する、請求項１に記載の広視野角駆動回路。
  3. 前記第１の方向は上側又は左側であり、前記第２の方向は下側又は右側であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の広視野角駆動回路。
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