JP2001255510A - 液晶表示装置及び画像表示応用機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ドット・インバージョン方式の液晶表示装置
に高精度な温度補償を施し、液晶パネルの温度特性によ
る画質の低下を抑制すること。 【解決手段】 液晶パネルの温度特性を打ち消す補償電
圧Ｖ（Ｔ）を温度補償電圧発生回路２０ｄにより発生す
る。この電圧Ｖ（Ｔ）を用いてトラッキングのとれた第
１〜第４の基準電圧Ｖr1〜Ｖr4を基準電圧発生回路２０
ｅで発生する。第１，第２の基準電圧Ｖr1，Ｖr2をγ補
正回路の分圧回路２１ａで分圧して第１のγ補正電圧を
生成する。又第３，第４の基準電圧を分圧回路２１ｄで
分圧して第２のγ補正電圧分を発生する。信号線駆動回
路１６はこれらの補正電圧に基づいて入力信号をＡ／Ｄ
変換して、液晶パネル１５の信号線１２を駆動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、映像機器やコンピ
ュータなどの情報機器のディスプレイに用いられる液晶
表示装置及びこれを用いた画像表示応用機器に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置の発展は目覚ましく、カー
ナビゲーションやノート型パソコン等の表示装置として
必要不可欠なデバイスとなり、デスクトップ型パソコン
や２０インチクラスのテレビジョンの表示装置としても
使用され始めている。これからも、多様な分野に利用さ
れ、液晶表示装置の市場はますます拡大していくものと
思われる。

【０００３】図９にこの従来の液晶表示装置の構成図を
示す。この従来の液晶表示装置はドット・インバージョ
ン（ドット反転ともいう）方式を用いたものである。図
９の液晶表示装置は液晶パネル１５、信号線駆動回路１
６、走査線駆動回路１７、駆動電源回路１０１、γ補正
回路１０２、制御回路２３から構成される。液晶パネル
１５は走査線１１と信号線１２とが一方の基板にマトリ
ックス状に配設され、その交点を画素１２とし、液晶層
を挟んで第１，第２の共通電極１０，１４が形成されて
いる。画素にはＴＦＴ（薄膜トランジスタ）が配置され
る。

【０００４】図１０は画素１３の等価回路を示すもので
ある。図１０において、Ｓ，Ｇ，Ｄは夫々ＴＦＴのソー
ス電極、ゲート電極、ドレイン電極を示す。ソース電極
Ｓは信号線１２に接続され、ゲート電極Ｇは走査線１１
に接続され、ドレイン電極Ｄは画素電極に接続される。
画素電極と対峙して第２の共通電極１４（対向電極とも
いう）が配置され、画素電極と第２の共通電極間に液晶
を封入し液晶セルＬＣが形成される。Ｃｌｃは画素電極
と第１の共通電極１０とに形成される補助容量（蓄積容
量という場合もある）である。

【０００５】信号線駆動回路１６は信号線１２を駆動し
画素１３に画像信号に対応した駆動電圧を印加するもの
である。走査線駆動回路１７は走査線１１を駆動して画
素１３に配置されたＴＦＴのゲートをＯＮ／ＯＦＦする
ものである。これ以降、ＴＦＴのゲートをＯＮ／ＯＦＦ
する駆動電圧をＶgon とＶgoffと表記する。信号線駆動
回路１６，走査線駆動回路１７により液晶パネル１５を
線順次駆動する。

【０００６】制御回路２３は液晶表示装置に入力される
水平同期信号、垂直同期信号、クロック、画像データ信
号等（図９ではSignal in と表記）から、信号線駆動回
路１６，走査線駆動回路１７の制御信号やデータ信号を
生成するもので、ゲートアレイ等のＬＳＩから構成され
る。

【０００７】γ補正回路１０２は液晶パネル１５の駆動
電圧に対する透過率特性（以降、透過率特性と略する）
を補正して、視感度に合った適正な画像を表示させるた
めのものである。図９の液晶表示装置は、信号線駆動回
路１６に画像信号処理用デジタル・アナログ・コンバー
タ（ＤＡＣ）を備え、前記ＤＡＣの参照電圧にγ補正電
圧を用いる。

【０００８】図１１は図９の液晶表示装置のγ補正回路
１０２を示す回路部であり、駆動電源回路１０１から液
晶駆動電源電圧Ｖadd が出力される。γ補正電圧Ｖc0〜
Ｖc9は抵抗Ｒc0〜Ｒc10 により液晶駆動電源電圧Ｖadd
を分圧したもので、第１のγ補正電圧群Ｖc0〜Ｖc4と第
２のγ補正電圧群Ｖc5〜Ｖc9とからなり、信号線駆動回
路１６に入力される。

【０００９】図１２（Ａ）に信号線駆動回路１６のγ補
正電圧と入力データとの関係を表すグラフを示す。入力
データは６ビットのデジタル信号の場合で、１０進数で
表記している。ドット・インバージョン方式であるため
に、図１２（Ａ）の第１の補正電圧群（Ｖc0〜Ｖc4）と
第２の補正電圧群（Ｖc5〜Ｖc9）が必要である。

【００１０】図１２（Ｂ）に走査線Ｘｎ上にある互いに
隣り合う画素（Ｘｎ，Ｙｍ−１）、（Ｘｎ，Ｙｍ）と
（Ｘｎ，Ｙｍ＋１）の駆動電圧を示す。図示しないが、
画素（Ｘｎ，Ｙｍ）と信号線Ｙｍ上にある隣り合う画素
（Ｘｎ−１，Ｙｍ）と（Ｘｎ＋１，Ｙｍ）の駆動電圧も
極性が反転する。この様に、ドット・インバージョン方
式は互いに隣り合う画素に極性が反転した駆動電圧を印
加する方式である。１Ｖは垂直走査時間、Ｖｆはフリッ
カ補正電圧、Ｖlc1 とＶlc2 は液晶セルの駆動電圧レベ
ルである。Ｖref は液晶パネル１５の理想動作基準電圧
である。第２の共通電極１４に印加される実際の動作基
準電圧は電圧Ｖcom2であるが、容量結合によって生じる
突き抜け電圧等により、Ｖcom2は理想動作基準電圧Ｖre
f からずれる。Ｖcom2とＶref との差分がフリッカ補正
電圧Ｖｆである。信号線駆動回路１６には理想動作基準
電圧Ｖref に対して極性の反転した駆動電圧を出力する
ために第１と第２のγ補正電圧群が入力される。

【００１１】図１２（Ａ）に示すように、ある画素の画
像データが「００」の場合に、Ｖc0の補正電圧が出力さ
れたとすれば、１Ｖ後にはＶc9の補正電圧が出力され
る。画像データが「６３」の場合にはＶc4の補正電圧
が、１Ｖ後にＶc5の補正電圧が出力される。Ｖc0とＶc
9、あるいはＶc4とＶc5は理想駆動基準電圧に対して互
いに極性が反転した電圧となるように設定される。他の
組Ｖc1とＶc8，Ｖc2とＶc7，Ｖc3とＶc6も同様であり、
駆動電圧出力回路から、互いに隣り合う画素に極性が反
転した駆動電圧が出力され、且つ同一画素の画素データ
が変化しない場合、１Ｖ毎に極性の反転した駆動電圧Ｖ
1c1 ，Ｖ1c2 が出力される。このような機能は信号線駆
動回路１６を構成する信号線駆動用ＬＳＩに内蔵されて
いる。「００」と「６３」以外の画像データについても
同様で、図１２（Ａ）に基づく補正電圧が出力される。
これに基づいて信号線駆動回路１６でＡ／Ｄ変換が行わ
れ、図１２（Ｂ）に示すように位相動作基準電圧Ｖref
又は実際の動作基準電圧Ｖcom2と対称な電圧Ｖlc1 ，Ｖ
lc2 が印加されることとなる。

【００１２】図１１のγ補正電圧Ｖc0〜Ｖc9は、液晶を
交流駆動するために、Ｖc0−Ｖc4＝Ｖc5−Ｖc9、Ｖc1−
Ｖc4＝Ｖc5−Ｖc8、Ｖc2−Ｖc4＝Ｖc5−Ｖc7、Ｖc3−Ｖ
c4＝Ｖc5−Ｖc6を満たすように設計（抵抗等の許容誤差
を含めていない）されるから、抵抗Ｒco〜Ｒc10 の精度
を高くしなければならない。

【００１３】駆動電源回路１０１は液晶駆動電源電圧Ｖ
add 、ＴＦＴのゲートオン／オフ電圧Ｖgon とＶgoff、
第１と第２の共通電極１０，１４への印加電圧Ｖcom2を
出力する。

【００１４】図９に示すように、駆動電源回路１０１は
Ｖｇ出力回路１０１ａ、Ｖadd 出力回路１０１ｂとＶco
m2出力回路１０１ｃからなる。Ｖｇ出力回路１０１ａは
ゲートオン電圧Ｖgon とゲートオフ電圧Ｖgoffを出力
し、Ｖadd 出力回路１０１ｂとＶcom2出力回路１０１ｃ
は夫々Ｖadd とＶcom2を出力する。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】ドット・インバージョ
ン方式による駆動では、隣り合う画素に極性が反転した
駆動電圧を印加するから、液晶表示装置のフリッカ（ち
らつきともいう）を非常に小さくでき、表示品位の高い
液晶表示装置を実現できる。一方、動作基準電圧（Ｖco
m2）を直流電位にしなければならないために、信号線駆
動電圧範囲が大きくなる。よって、信号線駆動回路１６
を構成する駆動ＬＳＩの耐圧は高くなるから、駆動ＬＳ
Ｉのチップサイズが大になり、コストもアップする。

【００１６】低電圧駆動が可能な液晶を用いれば、信号
線駆動電圧範囲を小さくできコストアップを抑制できる
が、低電圧駆動用液晶を用いた液晶パネルの駆動電圧に
対する透過率特性（以降、透過率特性と略する）は急峻
であるために、周囲温度によって透過率特性がシフトす
る（以降、これを液晶パネルの温度特性と略す）。液晶
表示装置に透過率特性が急峻な液晶パネルを用いた場合
には、周囲温度によって液晶表示装置の階調表示が変化
し、適正なコントラストが得られなくなり画質が劣化す
る。

【００１７】又ドットインバージョン方式は互いに異な
る画素に極性が反転した駆動電圧を加えることにより、
フリッカを小さくして画質を向上できるために用いられ
る。そのために極性に応じた動作基準電圧を必要とす
る。動作基準電圧は液晶パネルの動作を定めるものであ
るから、変動した場合には、フリッカやクロストーク等
が発生し画質に影響を与えるだけでなく、液晶パネルの
信頼性に悪影響を与えるが、ドットインバージョン方式
では動作基準電圧を複数必要とし、しかもトラッキング
がとれている必要がある。

【００１８】このため動作基準電圧は高精度で安定度が
高いものが必要となる。しかしトラッキング・エラーの
小さい動作基準電圧を得るには、複雑な回路を必要とし
コストアップする。そして安価に高精度の多数の基準電
圧を得ることは難しいという欠点があった。

【００１９】本願の請求項１〜６の発明は、このような
従来の問題点を解決するものであって、ドット・インバ
ージョン方式の液晶表示装置に透過率特性が急峻な液晶
パネルを用いた場合にも、周囲温度の影響による階調表
示の変化を最小限に止めて、高品位の画質を表示するこ
とができる液晶表示装置を提供するものである。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本願の請求項１の発明
は、複数の信号線と走査線とを交差して設け、前記信号
線と走査線との各交点にＴＦＴをマトリックス状に配置
した液晶パネルと、前記液晶パネルの走査線を駆動する
走査線駆動回路と、γ補正電圧を参照電圧にして、デジ
タル画像信号を信号線駆動電圧に変換するデジタル・ア
ナログコンバータを具備した信号線駆動回路と、を備え
た液晶表示装置において、前記液晶パネルの温度をＴと
して液晶パネルの温度特性を打ち消す補償電圧Ｖ（Ｔ）
（標準温度ＴｏのときＶ（Ｔｏ）＝０）を発生する温度
補償電圧発生回路と、前記温度補償電圧発生回路から出
力される温度補償電圧に基づいて液晶パネルの理想動作
基準電圧Ｖref を基準として、電圧Ｖ１とＶ２及び電圧
Ｖ３とＶ４はＶ２＞Ｖ１＞Ｖref ＞Ｖ３＞Ｖ４を満たし
てトラッキングされたものであって、第１〜第４の基準
電圧Ｖr1〜Ｖr4が次式 Ｖr1＝Ｖ１＋Ｖ（Ｔ） Ｖr2＝Ｖ２＋Ｖ（Ｔ） Ｖr3＝Ｖ３−Ｖ（Ｔ） Ｖr4＝Ｖ４−Ｖ（Ｔ） で与えられる基準電圧を出力する基準電圧発生回路と、
前記基準電圧発生回路から出力される第１，第２の基準
電圧によって定まる第１のγ補正電圧群、及び前記第
３，第４の基準電圧によって定まる第２のγ補正電圧群
を発生するγ補正回路と、を具備し、前記信号線駆動回
路は、前記第１，第２のγ補正電圧群の補正電圧に基づ
いてデジタル画像信号をＤ／Ａ変換した信号線駆動電圧
によって液晶パネルを駆動することを特徴とする。液晶
パネルの温度特性を実用上無視できるレベルにし、周囲
温度の影響による階調表示変化を最小限として高品位の
画像を表示できるという作用を有する。

【００２１】本願の請求項２の発明は、請求項１の液晶
表示装置において、前記電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３とＶ４
は、トラッキング・エラーをδとすれば、Ｖ１＋Ｖ３−
２Ｖref ＝δ且つＶ２＋Ｖ４−２Ｖref ＝δとして、−
０．５Ｖ≦δ≦０．５Ｖとすることを特徴とする。実用
的なトラッキング・エラーの範囲を定めることができる
という作用を有する。

【００２２】本願の請求項３の発明は、請求項１の液晶
表示装置において、前記基準電圧発生回路は、液晶パネ
ルの標準温度Ｔｏでのオフ電圧をΔ１とし、有効駆動電
圧範囲をΔ２とすれば、第１〜第４の基準電圧Ｖr1〜Ｖ
r4として次式 Ｖr1＝Ｖref ＋Δ１＋Ｖ（Ｔ） Ｖr2＝Ｖr1＋Δ２ Ｖr3＝Ｖref −Δ１−Ｖ（Ｔ） Ｖr4＝Ｖr3−Δ２ の電圧を発生することを特徴とする。

【００２３】本願の請求項４の発明は、請求項１の液晶
表示装置において、前記温度補償電圧発生回路は、温度
範囲−２０℃〜９０℃の範囲内で、温度センサーにより
周囲温度を検出し、前記液晶パネルの温度特性をうち消
す前記補償電圧Ｖ（Ｔ）を発生するものであることを特
徴とする。液晶表示装置の温度補償範囲を定めることが
できるという作用を有する。

【００２４】本願の請求項５の発明は、請求項１の液晶
表示装置において、γ補正回路は、前記第２の基準電圧
と第１の基準電圧間に第１の抵抗から第ｎの抵抗を順に
直列に接続し各接続点より前記第１のγ補正電圧群を出
力する第１の分圧回路と、第３の基準電圧と第４の基準
電圧間に第ｎ＋１の抵抗から第２ｎの抵抗を順に直列に
接続し、各接続点より前記第２のγ補正電圧群を出力す
る第２の分圧回路とを含んで構成され、前記第１と第２
ｎの抵抗の抵抗値、前記第２と第２ｎ−１の抵抗の抵抗
値、・・・前記第ｎと第ｎ＋１の抵抗の抵抗値を夫々等
しくしたことを特徴とする。簡単な構成のγ補正回路に
より、温度補償された精度の高いγ補正電圧を得ること
ができるという作用を有する。

【００２５】本願の請求項６の発明は、請求項１から請
求項５のいずれかに記載の液晶表示装置を有することを
特徴とする画像表示応用機器である。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の各実施の形態にお
ける液晶表示装置について図面を参照しつつ説明する。
尚、従来の液晶表示装置の構成と同一部分には同一の符
号を付している。

【００２７】（実施の形態１）図１には発明の実施の形
態１における液晶表示装置の構成図を示す。図１の液晶
表示装置は図９に示す従来の液晶表示装置と同じく、線
順次駆動によるドット・インバージョン方式の駆動によ
る液晶表示装置である。本図において、液晶パネル１
５、制御回路２３、信号線駆動回路１６及び走査線駆動
回路１７は図９と同一であるので説明は省略する。

【００２８】駆動電源回路２０にはＶｇ出力回路２０
ａ、Ｖcom 出力回路２０ｂ、Ｖadd 出力回路２０ｃに加
えて、温度補償電圧発生回路２０ｄと第１，第２，第３
及び第４の基準電圧を発生する基準電圧発生回路２０ｅ
が新たに備えられている。Ｖｇ出力回路２０ａはゲート
オン電圧Ｖgon とゲートオフ電圧Ｖgoffを走査線駆動回
路１７に出力し、Ｖadd 出力回路２０ｂは信号線駆動回
路１６の駆動電源電圧Ｖadd を出力する。Ｖddは駆動回
路１６，１７のロジック電源電圧で、液晶表示装置の電
源電圧Ｖinを用いる。

【００２９】Ｖcom 出力回路２０ｃは第１と第２の共通
電極１０，１４に夫々Ｖcom1とＶcom2を出力するもので
ある。温度補償電圧発生回路２０ｄは周囲の温度を検出
する温度センサーＴＳからの信号に基づいて、液晶パネ
ルの温度特性を補償する補償電圧Ｖ（Ｔ）を発生するも
のである。基準電圧発生回路２０ｅには補償電圧Ｖ
（Ｔ）が入力され、γ補正回路２１に液晶パネルの温度
特性を補償する第１，第２，第３及び第４の基準電圧を
出力する。

【００３０】γ補正回路２１は信号線駆動回路１６に備
えられたＤＡＣの参照電圧として用いられるγ補正電圧
を出力するもので、第１と第２の基準電圧間に挿入され
る第１の分圧回路２１ａと第３と第４の基準電圧間に挿
入される第２の分圧回路２１ｂからなる。第１の分圧回
路２１ａから第１のγ補正電圧群が出力され、第２の分
圧回路２１ｂから第２のγ補正電圧群が出力され、γ補
正電圧線２２により信号線駆動回路１６に入力される。

【００３１】液晶パネル１５の駆動は、理想動作基準電
圧Ｖref を基準として交互に極性の反転した駆動電圧を
加える交流駆動であるが、極性の反転した駆動電圧を出
力するためには、第１と第２のγ補正電圧群が必要であ
る。第１のγ補正電圧群により＋極性の駆動電圧を出力
するとすれば、−極性の駆動電圧は第２のγ補正電圧に
より出力されるのである。

【００３２】標準温度Ｔｏのとき（一般的には２０℃、
あるいは２５℃）、基準電圧発生回路２０ｅは第１の基
準電圧Ｖr1としてＶ１、第２の基準電圧Ｖr2としてＶ
２、第３の基準電圧Ｖr3としてＶ３、第４の基準電圧Ｖ
r4としてＶ４を出力する。ここで液晶駆動の原理に基づ
く第１〜第４の理想的電圧基準電圧（理論値）を、Ｖ１
ｉ，Ｖ２ｉ，Ｖ３ｉ，Ｖ４ｉとすれば、液晶交流駆動の
原理から次の式（１）が成り立つ。ｋは定数とする。 最もＶ１ｉとＶ３ｉが理論値であれば、Ｖ２ｉ，Ｖ４ｉ
は理論値になることはこの式（１）から明らかである。
式（１）でＶ１ｉとＶ２ｉが、Ｖ１ｉ＋Ｖ２ｉ−２Ｖre
f ＝０を満たすこと、Ｖ３ｉとＶ４ｉが、Ｖ３ｉ＋Ｖ４
ｉ−２Ｖref ＝０を満たすことを、Ｖ１ｉとＶ２ｉ、Ｖ
３ｉとＶ４ｉがトラッキングされ、トラッキング・エラ
ーδが０であるという。

【００３３】しかしながら電子回路部のバラツキや液晶
パネルの特性によって、トラッキング・エラーδが生じ
る。よって表示装置で用いられる標準温度Ｔｏでの第１
〜第４の基準電圧Ｖ１〜Ｖ４を出力する場合、トラッキ
ング・エラーδを含んだ（２）で表される。第１〜第４
の基準電圧を出力する基準電圧発生回路２０ｅはトラッ
キング電圧出力回路とも言える。 このように所定範囲のトラッキング・エラーを有するも
のも含めてトラッキングがとれているという。

【００３４】基準電圧Ｖ２はＶ１に定数ｋを加算した電
圧であり、基準電圧Ｖ４はＶ３に定数ｋを減算した電圧
である。式（１）の電圧Ｖ２とＶ４には回路で発生する
誤差電圧は含めていない。この誤差電圧はトッラキング
・エラーδに含める。

【００３５】標準温度Ｔｏと異なる温度Ｔの場合に、基
準電圧発生回路２０ｅは第１の基準電圧Ｖr1としてＶ１
に補償電圧Ｖ（Ｔ）を加算した電圧、第３の基準電圧Ｖ
r3としてＶ３にＶ（Ｔ）を減算した電圧をトッラキング
・エラーδ範囲内で出力する。従って、これらの関係は
式（３）で表される。Ｔ＝Ｔｏでは、Ｖ（Ｔｏ）＝０と
して、

【００３６】このように温度補償された第１〜第４の基
準電圧Ｖr1〜Ｖr4はγ補正回路２１に入力される。γ補
正回路２１は第１と第２の分圧回路２１ａ，２１ｂによ
り構成されるが、その一例を図２に示す。図２に示すよ
うに、抵抗Ｒcp0 〜抵抗Ｒcp5 は第２の基準電圧と第１
の基準電圧間に挿入される第１の分圧回路２１ａを構成
し、その各接続点からの出力電圧Ｖcp0 〜Ｖcp4 は第１
のγ補正電圧群である。同様に、抵抗Ｒcm0 〜抵抗Ｒcm
5 は第３の基準電圧と第４の基準電圧間に挿入される第
２の分圧回路２１ｂで、その各接続点からの出力電圧Ｖ
cm0 〜Ｖcm4 は第２のγ補正電圧群である。図１２
（Ａ）の補正電圧Ｖc0〜Ｖc4は、夫々Ｖcp0〜Ｖcp4 に
対応し、Ｖc5〜Ｖc9は夫々Ｖcm0 〜Ｖcm4 に対応する。
第１と第２のγ補正電圧群は、液晶表示装置の画質が最
適となるように抵抗Ｒcp0 〜抵抗Ｒcp5 、抵抗Ｒcm0 〜
抵抗Ｒcm5 を定めればよい。これは従来例に準じたもの
であるが、図１０に示す従来例ではγ補正電圧の誤差に
は１１個の抵抗（Ｒc0〜Ｒc10）の精度が累積加算され
る。これに対して図２では、第１と第２のγ補正電圧が
独立して設定でき、γ補正電圧の誤差は６個の抵抗の精
度が累積加算されるので、設定が簡易になり精度が向上
するという特徴がある。γ補正電圧は従来例と共に第１
と第２の補正電圧数が夫々５個の場合を一例としたが、
必要に応じて増減できることはいうまでもない。

【００３７】次に第１〜第４の基準電圧Ｖr1〜Ｖr4につ
いて図３と図４を用いて詳細に説明する。図３は液晶表
示装置の温度をパラメータとした駆動電圧に対する輝度
特性（これ以降、温度特性と略する）の一例を示す図で
あり、図４は液晶パネルの温度補償の一例を示す説明図
である。ここで、液晶表示装置の駆動電圧に対する輝度
特性（これ以降、輝度特性と略する）は、液晶表示装置
に用いられる液晶パネルの透過率特性を基にするから、
これらはほぼ同じと見なせ、本願では液晶パネルの透過
率特性と液晶表示装置の輝度特性は同じものとして扱
う。ここでの駆動電圧とは液晶に印加される電圧であ
る。

【００３８】液晶表示装置の輝度特性は図３に示すよう
にノーマリホワイトとノーマリブラックの２つのタイプ
があるが、いずれも標準温度Ｔｏを基準として、温度Ｔ
１とＴ２では（Ｔ２＞Ｔ１）特性曲線の形状が一定のま
ま駆動電圧の範囲が変化する温度特性を示す。一般的に
液晶パネルは負の温度特性を示す。標準温度Ｔｏにおい
て、Ｖwa（あるいはＶna）は液晶表示装置の輝度が実用
レベルで最小となる駆動電圧、Ｖwbは最大となる駆動電
圧であり、Ｖwa（あるいはＶna）を液晶パネルのオフ電
圧、Ｖwb（あるいはＶnb）を液晶パネルのオン電圧とす
る。図３より、液晶表示装置は、温度ＴｏからＴ１に変
化した場合に、液晶パネルのオン電圧とオフ電圧は共に
プラスにＶw1（あるいはＶn1）シフトし、温度Ｔｏから
Ｔ２に変化した場合に、マイナスにＶw2（あるいはＶn
2）シフトする温度特性を持つと表せる。

【００３９】液晶表示装置が上記の温度特性を持つた
め、標準温度で適正な階調を表示したとしても、駆動電
圧が一定の条件で周囲温度が変われば、適正な階調表示
とならない。温度による階調表示変化が視認されない
程、輝度特性の勾配が緩やかであれば、液晶表示装置に
温度補償を施さなくても実用的に満足する画質が得られ
るが、低電圧駆動化を図るために、特性曲線の勾配が急
峻な液晶パネルを用いた場合には、液晶表示装置に温度
補償を施さなければ良好な画質が得られなくなる。

【００４０】図３に示す温度特性を有する場合には、適
正な画像を表示するために、周囲温度に対応した駆動電
圧を液晶に印加しなければならない。ここで、液晶パネ
ルの有効駆動電圧範囲をＶwa−Ｖwb（あるいはＶnb−Ｖ
na）＝Δ２とし、液晶パネルのオフ電圧Ｖwa（あるいは
Ｖna）をΔ１と定める。液晶表示装置に入力される画像
データ信号を視感度に適合した液晶パネルの有効駆動電
圧範囲の駆動電圧となる様に変換すれば、これをγ補正
というが、良好な画質が得られる。前記したように、信
号線駆動回路１６に備えられたＤＡＣの参照電圧にγ補
正電圧を用いてγ補正は成されるから、γ補正電圧に液
晶パネルの温度特性を打ち消す温度特性を持つようにす
れば、液晶表示装置の温度補償ができるのである。

【００４１】よって、温度Ｔをパラメータに含む第１〜
４の基準電圧Ｖr1〜Ｖr4を次式（４）に示す電圧に設定
すれば、液晶表示装置の温度補償が実現される。※Ｔ＝
Ｔｏのとき、Ｖ（Ｔ）＝０とし、 Ｖ１＝Ｖref ＋Δ１ Ｖ３＝Ｖref −Δ１ ｋ＝Δ２ に定めれば、式（３）より 第１の基準電圧：Ｖr1（Ｔ）＝Ｖref ＋Δ１＋Ｖ
（Ｔ）、 第２の基準電圧：Ｖr2（Ｔ）＝Ｖr1（Ｔ）＋Δ２ 第３の基準電圧：Ｖr3（Ｔ）＝Ｖref −Δ１−Ｖ（Ｔ） 第４の基準電圧：Ｖr4（Ｔ）＝Ｖr3（Ｔ）−Δ２ ※駆動電源回路のトラッキング・エラーδとして、 Ｖ１＋Ｖ２−２Ｖref ＝δ、Ｖ３＋Ｖ４−２Ｖref ＝δ −δ≦（Ｖ２−Ｖ１）＋（Ｖ３−Ｖ４）≦δ ・・・（４）

【００４２】図３の温度特性の補償電圧Ｖ（Ｔ）は、Ｖ
（Ｔｏ）＝０で、Ｖ（Ｔ１）＝−Ｖw1（あるいは−Ｖn
1）に、Ｖ（Ｔ２）＝Ｖw2（あるいはＶn1）に定めれば
よい。図４に示す液晶パネルの温度特性は、輝度を一定
にして、標準温度Ｔｏ（図では２５℃）の駆動電圧を基
準として温度によるシフト電圧を動作点の変化として縦
軸にとりプロットしたものである。従って、図４の液晶
パネルの温度特性を打ち消す特性のＶ（Ｔ）により駆動
電圧を補償すれば、図４に示すような温度の影響を受け
ない補償した液晶パネルの特性が得られる。サーミスタ
等の温度センサーＴＳと温度補償電圧発生回路２０ｄに
より、実用的には十分な特性のＶ（Ｔ）を得ることがで
きる。

【００４３】トラッキング・エラーδは基準電圧発生回
路に用いられる半導体や抵抗等の電子部品のバラツキに
より生じる。バラツキがない電子部品などは存在しない
ために、δは必ず生じる。δが大である場合には、画面
にフリッカが発生したり、液晶パネルにメモリ効果が発
生するなどの画質劣化を招いたり、液晶パネルの信頼性
が低下する。理想的にはδが小さいほど好ましいことは
いうまでもないが、｜δ｜が０．３〜０．５Ｖ以内であ
れば実用上支障が無いことが、各種のデータから確認さ
れている。

【００４４】温度Ｔの範囲は液晶表示装置の使用環境に
依存する。パーソナルコンピュータ等の表示装置は屋内
で用いられるから使用温度範囲は小さい。一方車載用の
カーナビゲーション・システムや、携帯端末機器の表示
装置は屋外でも使用されるから使用温度範囲は広くなる
が、液晶表示装置の温度補償範囲は−２０℃〜９０℃で
あれば十分である。尚、標準温度Ｔｏは２０℃〜２５℃
の値であることが多い。

【００４５】（実施の形態２）本発明の実施の形態２に
ついて説明する。本実施の形態では駆動電源回路の構成
が実施の形態１と異なっており、その他は同一であるの
で説明を省略する。前記したように、液晶パネルは第１
と第２のγ補正電圧群により交流駆動されるから、式
（５）の関係式を満たさねばならない。式（５）は図２
の第１と第２のγ補正電圧群の数をｘ個に拡張したもの
であり、図２の場合はｘ＝５である。 式（５）に基づき抵抗Ｒcp0 〜Ｒcpx とＲcm0 〜Ｒcmx
との関係が求められ、式（６）を得る。 Σ＝Ｒcp0 ＋Ｒcp1 〜＋Rcpx-1＋Ｒcpx ＝Ｒcm0 ＋Ｒcm1 ＋〜＋Ｒcmx-1 ＋Ｒcmx であれば、 Ｒcp1 ＝Ｒcmx-1 、Ｒcp2 ＝Ｒcmx-2 、…、Ｒcpx-2 ＝Ｒcm2 、Ｒcpx-1 ＝Ｒ cm1 でＲcpo ＋Ｒcpx ＝Ｒcm0 ＋Ｒcmx ・・・（６）を満たす。 Ｒcp0 ＝ｒ０、Ｒcp1 ＝ｒ1 、Ｒcp2 ＝ｒ2 、Ｒcp3 ＝
ｒ3 、Ｒcp4 ＝ｒ4 、Ｒcp5 ＝ｒ5 であるｎ＝５の場合
については、式（６）から、Ｒcm1 ＝ｒ4 、Ｒcm2 ＝ｒ
3 、Ｒcm3 ＝ｒ2 、Ｒcm4 ＝ｒ1 、でr0＋r5＝Ｒcm0 ＋
Ｒcm5 となる。

【００４６】ここで、Ｒcpo 、Ｒcpx 、Ｒcm0 とＲcmx
を夫々第１〜第４の基準電圧源の内部抵抗とし、抵抗Ｒ
cp1 〜Ｒcpx-1 やＲcm1 〜Ｒcmx-1 よりも十分に小さい
値とすれば、Ｒcpo ＝Ｒcpx ＝Ｒcm0 ＝Ｒcmx ＝０とで
きる。実際、抵抗Ｒcp1 〜Ｒcpx-1 とＲcm1 〜Ｒcmx-1
は数百Ωであるのに対して、抵抗Ｒcp1 〜Ｒcpx-1 とＲ
cm1 〜Ｒcmx-1 は数Ω以下であり、この条件を満たす。
図２では、第１の基準電圧をＶcp4 、第２の基準電圧を
Ｖcp0 、第３の基準電圧をＶcm0 、第４の基準電圧をＶ
cm4 とすることである。

【００４７】式（６）から、γ補正回路は、第２の基準
電圧と第１の基準電圧間に第１の抵抗から第ｎの抵抗を
順に直列に接続した第１の分圧回路と、第３の基準電圧
と第４の基準電圧間に第ｎ＋１の抵抗から第２ｎの抵抗
を順に直列に接続した第２の分圧回路とにより構成し、
第ｎと第ｎ＋１，第ｎ−１と第ｎ＋２・・・第１と第２
ｎの抵抗の抵抗値を夫々同一とすれば、γ補正回路は簡
易な構成になる。

【００４８】γ補正電圧は、第２の基準電圧と前記第１
の分圧回路の隣接する抵抗間の電圧の夫々と第１の基準
電圧とを第１のγ補正電圧群とし、第３の基準電圧と前
記第２の分圧回路の隣接する抵抗間の電圧の夫々と第４
の基準電圧とを第２のγ補正電圧群とすることによって
得ることができる。

【００４９】第１〜第４の基準電圧は演算増幅器により
出力される。その出力抵抗値（基準電圧源の内部抵抗で
ある）は数Ω以下で、前記の第１抵抗から第ｎ抵抗まで
の総和は、各抵抗値を数百Ω以上とすれば、無視できる
出力抵抗値であるが、式（６）によれば、第１の基準電
圧源の内部抵抗と第２の基準電圧源の内部抵抗との和と
第３の基準電圧源の内部抵抗と第４の基準電圧源の内部
抵抗との和は概ね等しいことが望ましい。この様に、実
施の形態２によれば、簡易な構成のγ補正回路により精
度の高いγ補正電圧が得られる。

【００５０】図５には発明の実施の形態２における液晶
表示装置の駆動電源回路４０の構成図を示すもので、そ
の他の部分は図１の液晶表示装置と同様である。この駆
動電源回路４０は、第１の共通電極の駆動電圧を出力す
るＶcom1出力回路４１、第２の共通電極の駆動電圧を出
力するＶcom2出力回路４２、フリッカ制御電圧Ｖｆ発生
回路４３、理想動作基準駆動電圧Ｖref 出力回路４４、
液晶パネルのオフ電圧Δ１発生回路４５、液晶パネルの
有効駆動電圧の範囲Δ２発生回路４６、温度センサーＴ
Ｓを備えた温度補償電圧Ｖ（Ｔ）発生回路４７、第１，
第２，第３と第４の基準電圧発生回路４８〜５１、信号
線駆動電圧の電源電圧Ｖadd 出力回路５２、ＴＦＴのゲ
ートオフ電圧Ｖgoff出力回路５３とＴＦＴのゲートオン
電圧Ｖgon 出力回路５４とから構成される。

【００５１】液晶パネル駆動の原理から、理想動作基準
駆動電圧Ｖref は信号線駆動電圧の電源電圧Ｖadd のほ
ぼ１／２である。Ｖcom2出力回路４２はＶcom2＝Ｖref
±Ｖｆを出力し、Ｖｆを調整して画面のフリッカを最小
にするものである。液晶パネルによっては、第１と第２
の共通電極を接続して一つの電極とするもの、あるい
は、第１の共通電極のみとするものがあり、これらの場
合はＶcom2出力回路は不要である。

【００５２】第１の基準電圧発生回路４８はＶref にΔ
１とＶ（Ｔ）とを加算した第１の基準電圧を出力し、第
２の基準電圧発生回路４９は前記第１の基準電圧にΔ２
を加算した第２の基準電圧を出力し、第３の基準電圧発
生回路５０はＶref にΔ１とＶ（Ｔ）とを減算した第３
の基準電圧を出力し、第４の基準電圧発生回路５１は前
記第３の基準電圧にΔ２を減算した第４の基準電圧を出
力するものである。

【００５３】図６〜８に駆動電源回路４０の回路図の一
例を示す。Ｖgon 出力回路５４、Ｖoff 出力回路５３、
Ｖdd出力回路５２は制御回路Ｃとトラッキング，トラン
ス等を含むスイッチング電源である。Ｖcom2出力回路４
２においてＶＲはフリッカを最小とするＶcom2を設定す
るものである。温度補償電圧Ｖ（Ｔ）発生回路４７は温
度センサーにサーミスタＴＨを用い、ＴＨとＲ２５とＲ
２６を組み合わせて最適な補償電圧を発生させる。ＶＲ
２により標準温度ＴｏでＶ（Ｔ）＝０に設定する。こう
すれば図４に示す温度補償を実現できる。

【００５４】図８において、４８，４９は第１と第２の
基準電圧発生回路、５０，５１は第３と第４の基準電圧
発生回路である。これらの基準電圧発生回路４８〜５１
は加算回路と減算回路とを組み合わせたものである。Ｏ
ｐ１〜Ｏｐ１２は演算増幅器である。抵抗Ｒ９とＲ１０
の値が図８に示すΔ１ｉｎ入力抵抗を無視でき得るよう
な小さい値に設定できる場合、もしくはΔ１ｉｎの入力
抵抗がＲ９より十分大きい場合、Ｒ９とＲ１０とによる
分圧電源（Δ１）をΔ１ｉｎに直接入力できるからＯｐ
１が省略できる。同様にして、Ｒ１１とＲ１２、Ｒ２０
とＲ２１が図８のΔ２ｉｎ、Ｖref inの入力抵抗の影響
を受けない値に設定できれば、Ｏｐ３とＯｐ５も省略で
きる。Ｏｐ１〜Ｏｐ１２を集積化してＬＳＩにすればコ
ンパクトな駆動回路を実現できる。ドット・インバージ
ョン方式をとる液晶表示装置は、この構成の駆動電源回
路により、周囲温度の影響を最小限に止めて高画質の画
像表示をすることができるのである。

【００５５】尚、実施の形態１，２では、液晶表示装置
を一例として、本願発明を説明したが、交流駆動が必要
であるマトリクス型パネルを用い、参照電圧入力端子を
有するＤＡＣを備えた信号線駆動回路を用いた表示装置
にも適用することができる。

【００５６】又この実施の形態では液晶表示装置につい
て説明しているが、この液晶表示装置を表示部として用
いた種々の画像表示応用機器に本発明を適用することが
できる。

【００５７】

【発明の効果】以上説明したように、本願の請求項１〜
６の発明によれば、理想動作基準電圧Ｖref に対して互
いに隣合う画素に極性の反転した駆動電圧を印加する方
式（ドット・インバージョン方式ともいう）の液晶表示
装置に温度補償を施すことにより、液晶パネルの温度特
性を実用上無視できるレベルにし、周囲温度の影響によ
る階調表示の変化を最小限に止めて、常に高品位の画質
を表示できるという効果がある。又温度補償された第１
〜第４の基準電圧を用いて、γ補正電圧を発生させる構
成により、温度補償された精度の高いγ補正電圧を簡単
な構成で容易に低コストで得ることができるという効果
がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１における液晶表示装置の
構成図

【図２】本発明の実施の形態１におけるγ補正回路の一
例を示す回路図

【図３】液晶パネルの温度特性の一例を示す図

【図４】液晶パネルの温度補償の一例を示す説明図

【図５】本発明の実施の形態１における駆動電源回路の
ブロック図

【図６】本発明の実施の形態２における駆動電源回路の
回路図の一例を示す図

【図７】本発明の実施の形態２における駆動電源回路の
回路図の一例を示す図

【図８】本発明の実施の形態２における駆動電源回路の
回路図の一例を示す図

【図９】従来の液晶表示装置の構成図

【図１０】液晶パネルの画素の等価回路を示す回路図

【図１１】従来の液晶表示装置に用いられるγ補正回路

【図１２】信号線駆動回路１６のγ補正電圧と入力デー
タとの関係を表すグラフと走査線上の互いに隣り合う画
素の駆動電圧を示す図

【符号の説明】

１０ 第１の共通電極 １１ 走査線 １２ 信号線 １３ 画素 １４ 第２の共通電極 １５ 液晶パネル １６ 信号線駆動回路 １７ 走査線駆動回路 ２０，１０１ 駆動電源回路 ２１，１０２ γ補正回路 ２２，１０３ γ補正電圧線 ２３ 制御回路 ２４ データ及び制御信号線 ４１ Ｖcom1出力回路 ４２ Ｖcom2出力回路 ４３ フリッカー制御電圧Ｖｆ発生回路 ４４ Ｖref 出力回路 ４５ Δ１電圧発生回路 ４６ Δ２電圧発生回路 ４８ 第１の基準電圧発生回路 ４９ 第２の基準電圧発生回路 ５０ 第３の基準電圧発生回路 ５１ 第４の基準電圧発生回路 ５２ Ｖadd 出力回路 ５３ Ｖgoff出力回路 ５４ Ｖgon 出力回路 Ｖcom1 第１の共通電極の駆動電圧 Ｖcom2 第２の共通電極の駆動電圧 Ｖadd 信号線駆動電源電圧 Ｖgon ＴＦＴのゲートオン電圧 Ｖgoff ＴＦＴのゲートオフ電圧 ＶＲ フリッカ調整半固定抵抗 ＴＳ 温度センサー Ｖwa，Ｖna，Δ１ 液晶パネルのオフ電圧 Ｖwb，Ｖnb 液晶パネルのオン電圧 Δ２ 液晶パネルの有効駆動電圧範囲 Ｔｏ 標準温度 Ｒcp0 〜Ｒcp5 ，Ｒcm0 〜Ｒcm5 ，Ｒ１〜Ｒ２６ 抵抗 ＶＲ，ＶＲ２ 半固定抵抗 Ｖc0〜Ｖc9，Ｖcp0 〜Ｖcp5 ，Ｖcm0 〜Ｖcm5 γ補正
電圧 δ トラッキング・エラー Ｖｆ フリッカ制御電圧 Ｖ（Ｔ） 補償電圧

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H093 NA16 NC03 NC13 NC34 NC63 ND02 ND49 ND58 5C006 AF46 AF62 BB16 BC16 BF25 BF43 FA19 FA23 FA46 GA02 GA03 GA04 5C080 AA10 BB05 DD01 DD06 DD30 FF11 JJ02 JJ03 JJ04 JJ05 KK02 KK43

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の信号線と走査線とを交差して設
   け、前記信号線と走査線との各交点にＴＦＴをマトリッ
   クス状に配置した液晶パネルと、 前記液晶パネルの走査線を駆動する走査線駆動回路と、 γ補正電圧を参照電圧にして、デジタル画像信号を信号
   線駆動電圧に変換するデジタル・アナログコンバータを
   具備した信号線駆動回路と、を備えた液晶表示装置にお
   いて、 前記液晶パネルの温度をＴとして液晶パネルの温度特性
   を打ち消す補償電圧Ｖ（Ｔ）（標準温度ＴｏのときＶ
   （Ｔｏ）＝０）を発生する温度補償電圧発生回路と、 前記温度補償電圧発生回路から出力される温度補償電圧
   に基づいて液晶パネルの理想動作基準電圧Ｖref を基準
   として、電圧Ｖ１とＶ２及び電圧Ｖ３とＶ４はＶ２＞Ｖ
   １＞Ｖref ＞Ｖ３＞Ｖ４を満たしてトラッキングされた
   ものであって、 第１〜第４の基準電圧Ｖr1〜Ｖr4が次式 Ｖr1＝Ｖ１＋Ｖ（Ｔ） Ｖr2＝Ｖ２＋Ｖ（Ｔ） Ｖr3＝Ｖ３−Ｖ（Ｔ） Ｖr4＝Ｖ４−Ｖ（Ｔ） で与えられる基準電圧を出力する基準電圧発生回路と、 前記基準電圧発生回路から出力される第１，第２の基準
   電圧によって定まる第１のγ補正電圧群、及び前記第
   ３，第４の基準電圧によって定まる第２のγ補正電圧群
   を発生するγ補正回路と、を具備し、 前記信号線駆動回路は、前記第１，第２のγ補正電圧群
   の補正電圧に基づいてデジタル画像信号をＤ／Ａ変換し
   た信号線駆動電圧によって液晶パネルを駆動することを
   特徴とする液晶表示装置。
2. 【請求項２】 前記電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３とＶ４は、ト
   ラッキング・エラーをδとすれば、Ｖ１＋Ｖ３−２Ｖre
   f ＝δ且つＶ２＋Ｖ４−２Ｖref ＝δとして、−０．５
   Ｖ≦δ≦０．５Ｖとすることを特徴とする請求項１記載
   の液晶表示装置。
3. 【請求項３】 前記基準電圧発生回路は、液晶パネルの
   標準温度Ｔｏでのオフ電圧をΔ１とし、有効駆動電圧範
   囲をΔ２とすれば、第１〜第４の基準電圧Ｖr1〜Ｖr4と
   して次式 Ｖr1＝Ｖref ＋Δ１＋Ｖ（Ｔ） Ｖr2＝Ｖr1＋Δ２ Ｖr3＝Ｖref −Δ１−Ｖ（Ｔ） Ｖr4＝Ｖr3−Δ２ の電圧を発生することを特徴とする請求項１記載の液晶
   表示装置。
4. 【請求項４】 前記温度補償電圧発生回路は、温度範囲
   −２０℃〜９０℃の範囲内で、温度センサーにより周囲
   温度を検出し、前記液晶パネルの温度特性をうち消す前
   記補償電圧Ｖ（Ｔ）を発生するものであることを特徴と
   する請求項１記載の液晶表示装置。
5. 【請求項５】 γ補正回路は、 前記第２の基準電圧と第１の基準電圧間に第１の抵抗か
   ら第ｎの抵抗を順に直列に接続し各接続点より前記第１
   のγ補正電圧群を出力する第１の分圧回路と、 第３の基準電圧と第４の基準電圧間に第ｎ＋１の抵抗か
   ら第２ｎの抵抗を順に直列に接続し、各接続点より前記
   第２のγ補正電圧群を出力する第２の分圧回路とを含ん
   で構成され、 前記第１と第２ｎの抵抗の抵抗値、前記第２と第２ｎ−
   １の抵抗の抵抗値、・・・前記第ｎと第ｎ＋１の抵抗の
   抵抗値を夫々等しくしたことを特徴とする請求項１記載
   の液晶表示装置。
6. 【請求項６】 請求項１から請求項５のいずれかに記載
   の液晶表示装置を有することを特徴とする画像表示応用
   機器。