JP3648999B2 - 液晶表示装置、電子機器および液晶層の電圧検出方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、液晶の温度特性を高精度に補償することが可能な液晶表示装置、特に、２端子型非線形素子を用いて液晶画素を駆動するアクティブマトリクス駆動方式の液晶表示装置の温度補償方法、液晶表示装置、その液晶表示装置を用いた電子機器、および液晶層の電圧検出方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、アクティブ・マトリクス方式の液晶表示装置は、主に、マトリクス状に配列された画素電極の各々にスイッチング素子が設けられた素子アレイ基板と、カラーフィルタなどが形成された対向基板と、両基板の間に充填された液晶とから構成される。そして、画素電極と対向基板とその間に充填された液晶とにより液晶層が構成される。
【０００３】
このような構成において、スイッチング素子にオン（選択状態）の信号を印加すると、当該スイッチング素子が導通状態となる。このため、当該スイッチング素子に接続された液晶層に所定の電荷が蓄積される。そして、電荷蓄積後、オフ（非選択状態）の信号を印加してスイッチング素子をオフ状態としても、液晶層の抵抗が十分に高ければ、当該液晶層における電荷の蓄積が維持される。このように、各スイッチング素子を駆動して、蓄積させる電荷の量を制御すると、画素毎に液晶の配向状態が変化して、所定の情報を表示することが可能となる。この際、各液晶層毎に電荷を蓄積させるのは、一部の期間で良いため、各走査線を時分割に選択することにより、走査線およびデータ線を複数の画素について共通化したマルチプレックス駆動が可能となっている。
【０００４】
なお、スイッチング素子としては、主に、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）などの３端子型ＴＦＴ素子と、薄膜ダイオード（ＴＦＤ：Thin Film Diode）などの２端子型非線形素子とに大別されるが、後者の２端子型非線形素子の方が、配線の交差部分がないために配線間の短絡不良が原理的に発生しない点、および、成膜工程およびフォトリソグラフィ工程を短縮できる点において有利である。
【０００５】
ところで、ＴＦＤ素子を用いたアクティブ液晶パネルの温度係数は、駆動電圧に換算して約１２０ｍＶ／度であるのが通常である。このため、従来の液晶表示装置においては、ダイオードやサーミスタといった感温素子を用いて温度を検出し、検出温度に応じて駆動電圧を調整し、周囲温度が変化しても最大コントラストが得られる構成をとっていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の液晶表示装置では、温度検出回路を構成する感温素子等の各部品のバラツキが大きく、正確に温度を検出することができなかった。一方、バラツキを無くすために部品を選別すると、液晶表示装置のコストが上昇するといった問題があった。また、感温素子は液晶表示装置の内部基板に配置されるので、液晶パネルと感温素子との間には温度差がある。このため、温度検出回路として高精度のものを用いたとしても、液晶パネルの温度を正確に検出できないといった問題があった。特に、液晶表示装置の電源を入れてから、装置全体の温度が平衡状態に達するまでの期間は、液晶パネルと感温素子との温度差が大きいといった問題がある。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするとことは、液晶パネルに流れる電流を直接検出することにより、液晶パネルの温度特性を補償することが可能な液晶表示装置の温度補償方法、液晶表示装置、および、その液晶表示装置を用いた電子機器を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の液晶表示装置の温度補償方法は上記目的を達成するため、液晶層に印加する実効電圧を複数の走査信号および複数のデータ信号で制御することにより所望の表示を行う液晶表示パネルを備えた液晶表示装置の液晶印加電圧の補償方法において、前記液晶表示パネルを構成する一の走査線の選択期間において、当該一の走査線に流れる電流を検出する検出過程と、検出された電流に基づいて、前記液晶層に印加する実効電圧を調整する調整過程とを備えることが好ましい。
【０００９】
本発明の液晶表示装置の液晶印加電圧の補償方法によれば、液晶表示パネルに流れる電流を直接検出するので、液晶表示パネルの電気的特性が変化しても、液晶表示パネルから直接反映される電流に基づいて正確に液晶層に印加される実効電圧を調整することができる。これにより、電気的特性が変化しても常に最大コントラストを維持することが可能となる。
【００１０】
また更に、本発明の液晶表示装置の液晶印加電圧の補償方法は、前記液晶表示パネルは温度補償のためのダミー走査線を備えており、前記検出過程では所定温度における前記ダミー走査線に流れる電流を検出し、前記調整過程では、検出された前記電流を積分して得た電荷量と前記所定温度において予め設定された基準値に基づいて前記液晶層に印加する実効電圧を調整することが好ましい。
【００１１】
本発明によれば、ダミー走査線に流れる電流に基づいて温度補償が行われることにより、液晶層に印加する実効電圧を調整するので、温度検出回路を用いることなく温度補償を行う。これにより、温度検出回路の素子のバラツキによる誤差が原理的になくなり、正確な温度補償を行うことが可能となる。なお、ダミー走査線は液晶表示パネルの表示エリア外に設けたり、ブラックマトリックスで覆うことにより、表示されないようにすることが望ましい。
【００１２】
また、本発明の液晶表示装置は、複数の走査線およびダミー走査線と、複数のデータ線と、前記各走査線およびダミー走査線と前記各データ線の交差領域に対応してマトリクス状に形成された画素電極とスイッチング素子とを備え、前記画素電極に直列接続される液晶層を有する液晶表示パネルと、前記ダミー走査線の選択期間において、当該ダミー走査線に流れる電流を検出する電流検出手段と、前記電流検出手段によって検出された電流に基づいて、前記液晶層に印加する実効電圧を調整して前記液晶表示パネルの温度特性を補償する実効電圧調整手段とを備えたことを特徴とする。
【００１３】
ここで、実効電圧調整手段は、前記電流検出手段によって検出された電流の積分値を生成する積分値生成手段と、前記積分値を予め定められた基準値と比較する比較手段と、前記比較手段の比較結果に基づいて、前記液晶層に印加する実効電圧を調整する調整手段とを備えたものであってもよい。この場合には、積分値生成手段によって電荷量が算出され、これが基準電荷量と比較されることになる。したがって、基準値として当該選択期間のデータ信号に応じたものを設定しておくことによって、正確な温度補償を行うことができる。
【００１４】
さらに、実効電圧調整手段は、走査信号の選択電圧を調整するものであってもよいし、あるいは、データ信号の電圧を調整するものであってもよい。
【００１５】
また、本発明の液晶表示装置は、複数の走査線およびダミー走査線と、複数のデータ線と、前記各走査線およびダミー走査線と前記各データ線の交差領域に対応してマトリクス状に形成された画素電極とスイッチング素子とを備え、前記画素電極に直列接続される液晶層を有する液晶表示パネルと、前記各走査線およびダミー走査線に走査信号を供給する走査信号駆動回路と、前記ダミー走査線の選択期間において、予め定められたデータ信号を前記各データ線に供給するデータ信号駆動回路と、前記ダミー走査線の選択期間において、当該ダミー走査線に流れる電流を検出する電流検出回路と、この電流検出回路によって検出される電流を前記ダミー走査線の選択期間中積分して電荷量を求める積分回路と、 この積分回路によって求めた電荷量を、データ信号に応じて予め定められた基準電荷量と比較する比較回路と、この比較回路の比較結果に基づいて、前記電荷量と前記基準電荷量とが等しくなるように前記走査信号または前記データ信号のうち少なくとも一方の電圧を調整して、前記液晶表示パネルの温度特性を補償する電圧調整回路とを備えたことを特徴とする。また、本発明の液晶表示装置は、複数の走査線と、複数のデータ線と、前記各走査線と前記各データ線の交差領域に対応してマトリクス状に形成された画素電極とスイッチング素子とを備え、前記画素電極に直列接続される液晶層を有する液晶表示パネルと、前記各走査線に走査信号を供給する走査信号駆動回路と、データ信号を前記各データ線に供給するデータ信号駆動回路と、前記走査線の選択期間において、当該走査線に流れる電流を検出する電流検出回路と、この電流検出回路によって検出される電流を前記走査線の選択期間中積分して電荷量を求める積分回路と、この積分回路によって求めた電荷量を、基準電荷量と比較する比較回路と、この比較回路の比較結果に基づいて、前記電荷量と前記基準電荷量とが等しくなるように前記走査信号または前記データ信号のうち少なくとも一方の電圧を調整して、前記液晶表示パネルの温度特性を補償する電圧調整回路とを備えたことを特徴とする。
【００１６】
次に、本発明の液晶表示装置では、前記スイッチング素子は、２端子型非線形素子であることを特徴としている。２端子型非線形素子を用いると、配線の交差部分がないために配線間の短絡不良が原理的に発生しない点、および、成膜工程およびフォトリソグラフィ工程を短縮できる点において有利となる。このような２端子型非線形素子としては、第１導電体−絶縁体−第２導電体からなるＴＦＤ素子が望ましい。
【００１７】
さらに、本発明の電子機器は、上記記載の発明による液晶表示装置を備えたことを特徴としている。このような液晶表示装置を適用した電子機器としては、例えば、カーナビゲーションシステム、携帯情報端末機器、その他各種の電子機器が考えられる。
【００１８】
また、本発明の液晶層の電圧検出方法は、複数の走査線およびダミー走査線と、複数のデータ線と、前記各走査線およびダミー走査線と前記各データ線の交差領域に対応してマトリクス状に形成された画素電極とスイッチング素子とを備え、前記画素電極に直列接続される液晶層を有する液晶表示パネルにおいて、前記液晶表示パネルの温度特性を補償するために前記液晶層に印加される電圧を検出する液晶層の電圧検出方法であって、前記液晶表示パネルを構成する一の走査線の選択期間において、当該一の走査線に流れる電流を検出し、検出された電流を当該選択期間中積分した電荷量に基づいて前記液晶層に印加される電圧を求めることを特徴とする。また、本発明の液晶層の電圧検出方法は、複数の走査線と、複数のデータ線と、前記各走査線と前記各データ線の交差領域に対応してマトリクス状に形成された画素電極とスイッチング素子とを備え、前記画素電極に直列接続される液晶層を有する液晶表示パネルにおいて、前記液晶表示パネルの温度特性を補償するために前記液晶層に印加される電圧を検出する液晶層の電圧検出方法であって、前記液晶表示パネルを構成する走査線の選択期間において、当該走査線に流れる電流を検出し、検出された電流を当該選択期間中積分した電荷量に基づいて前記液晶層に印加される電圧を求めることを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２０】
＜１．ＴＦＤ素子＞
まず、本実施形態にかかる液晶表示装置のうち、各液晶画素を駆動するスイッチング素子の構成について、ＴＦＤ素子を例にとって簡単に説明する。
【００２１】
図１（ａ）は、ＴＦＤ素子を適用した液晶パネル基板における１画素分のレイアウトを示す平面図であり、図１（ｂ）は、そのＴＦＤ素子の構造を図１（ａ）におけるＡ−Ａ線に沿って示す断面図である。
【００２２】
これらの図に示すように、ＴＦＤ素子２０は、基板３０上に形成された絶縁膜３１を下地として、その上面に形成されたものであり、絶縁膜３１の側から順番に第１金属膜２２、絶縁体たる酸化膜２４、および、第２金属膜２６から構成されて、金属−絶縁体−金属のサンドイッチ構造を採る。そして、かかる構造によりＴＦＤ素子２０は、正負双方向のダイオードスイッチング特性を有することになる。
【００２３】
また、ＴＦＤ素子２０を構成する第１金属膜２２は、そのまま一方の端子として走査線１２となる一方、第２金属膜２６は、他方の端子として画素電極３４に接続される。尚、走査線１２に代えてＴＦＤ素子２０を構成する第１金属膜２２を、そのまま一方の端子としてデータ線としても良い。
【００２４】
基板３０は、絶縁性および透明性を有するものであり、例えば、ガラス、プラスチックなどから構成される。ここで、絶縁膜３１が設けられる理由は、第２金属膜２６の堆積後における熱処理により、第１金属膜２２が下地から剥離しないようにするため、および、第１金属膜２２に不純物が拡散しないようにするためである。したがって、これが問題とならない場合には、絶縁膜３１は省略可能である。
【００２５】
さて、第１金属膜２２は、導電性の金属薄膜であり、例えば、タンタル単体あるいはタンタル合金からなる。若しくは、タンタル単体又はタンタル合金を主成分として、これに例えば、タングステン、クロム、モリブデン、レニウム、イットリウム、ランタン、ディスプロリウムなどの周期率表で第６、第７又は第８族に属する元素を添加しても良い。この場合、添加する元素としては、タングステンが好ましく、その含有割合は、例えば０．１〜６原子％が好ましい。酸化膜２４は、例えば、第１金属膜２２の表面を、化成液中により陽極酸化することによって形成される絶縁膜である。第２金属膜２６は、導電性の金属薄膜であり、例えば、クロム単体あるいはクロム合金からなる。
【００２６】
また、画素電極３４は、透過型の液晶表示パネルに利用する場合にはＩＴＯ（Indium Tin Oxide)などの透明導電膜から構成され、反射型の液晶表示パネルに適用する場合にはアルミニウムや銀などの反射率の大きな金属膜から構成される。
【００２７】
＜１−１：ＴＦＤ素子における他の例＞
次に、ＴＦＤ素子における他の例について説明する。
【００２８】
＜１−１−１：第２金属膜と画素電極との共通化＞
図１（ａ）および（ｂ）に示したＴＦＤ素子２０にあっては、第２金属膜２６および画素電極３４を異なる金属膜により構成したが、図２の断面図に示すように、第２金属膜および画素電極を、同一のＩＴＯ膜等からなる透明導電膜３６から構成しても良い。このような構成を有するＴＦＤ素子２０は、第２金属膜２６および画素電極３４を同一の工程により形成できる利点がある。なお、図２において図１と同様の構成要素には同一参照符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００２９】
＜１−１−２：バック・トゥ・バック構造＞
次に、ＴＦＤ素子の他の例として、バック・トゥ・バック（back-to-back）構造のＴＦＤ素子について説明する。図３（ａ）は、このＴＦＤ素子を適用した液晶パネル基板における１画素分のレイアウトを示す平面図であり、図３（ｂ）は、そのＴＦＤ素子の構造をＢ−Ｂ線に沿って示す断面図である。
【００３０】
バック・トゥ・バック構造とは、非線形特性を正負双方向にわたって対称化するため、２つのダイオードを逆向きに直列接続した構造をいう。このため、ＴＦＤ素子４０は、同図に示すように、第１のＴＦＤ素子４０ａと第２のＴＦＤ４０ｂとが極性を互いに反対にして直列接続した構造となっている。具体的には、基板３０と、この表面に形成された絶縁膜３１と、第１金属膜４２と、この表面に陽極酸化によって形成された酸化膜４４と、この表面に形成されて相互に離間した第２金属膜４６ａ、４６ｂとから構成されている。
【００３１】
そして、第１のＴＦＤ素子４０ａにおける第２金属膜４６ａはそのまま走査線４８となる一方、第２のＴＦＤ素子４０ｂにおける第２金属膜４６ｂは画素電極４５に接続されている。なお、酸化膜４４は、図１（ｂ）に示したＴＦＤ素子２０における酸化膜２４に比べて膜厚が小さく設定され、例えば、約半分程度に形成される。また、第１金属膜４２や、酸化膜４４、第２金属膜４６ａ、４６ｂなどの各構成要素の具体的な構成などは、前述したＴＦＤ素子２０と同様であるので、その説明を省略することとする。
【００３２】
なお、このほかに、ＺｎＯ（酸化亜鉛）バリスタ、ＭＳＩ（Metal Semi-Insulator）駆動素子、ＲＤ（Ring Diode）などの２つのダイオードを逆向きに並列接続したリング状素子によっても非線形特性の対称性を確保することが可能である。
【００３３】
＜２．液晶表示装置＞
次に、上述したＴＦＤ素子２０を適用した本発明の実施形態にかかる液晶表示装置の構成及び動作について説明する。図４は、本実施形態にかかる液晶表示装置の要部概略構成を示すブロック図である。
【００３４】
同図に示すように、液晶表示パネル１０では、ｉ本のデータ線X1〜Xiとｊ＋１本の走査線Y1〜Yj+1との各交点において画素領域１６が形成されており、各画素領域１６は、液晶表示要素（液晶層）１８とＴＦＤ素子２０とが直列に接続された構成となっている。同図における走査線Y1〜Yj+1の１本は、図１（ａ）における走査線１２と同一である。
【００３５】
ここで、走査線Yj+1は、温度補償用のダミー走査線として機能するものであり、他の走査線Y1〜Yjと同一のプロセスで形成される。したがって、ダミー走査線Yj+1の電気的な特性は、他の走査線Y1〜Yjと同一である。このダミー走査線Yj+1の選択期間にあっては、後述するように映像信号とは無関係に予め定められたデータ信号が供給されるようになっている。すなわち、ダミー走査線Yj+1は、画面表示には使用されず、環境温度の変化に伴って変動する液晶表示パネル１０の特性変化を検知するために用いられる。このため、ダミー走査線Yj+1は、表示エリアＡの外に形成される。
【００３６】
そして、各走査線Y1〜Yj+1は走査信号駆動回路１００によって、また、各データ線X1〜Xiはデータ信号駆動回路１１０によって、それぞれ駆動される。さらに、走査信号駆動回路１００およびデータ信号駆動回路１１０は、駆動制御回路１２０によって制御される。
【００３７】
なお、図４では、ＴＦＤ素子２０が走査線の側に接続され、液晶層１８がデータ線の側に接続されているが、これとは逆に、ＴＦＤ素子２０をデータ線の側に、液晶層１８を走査線の側に設ける構成でもよい。
【００３８】
さて、電源回路１３０は、電源電圧Vccを変換して、液晶表示装置に用いられる電圧V0,V1,V4,V5や、駆動制御回路１２０に用いられる電圧などを生成して出力するものである。また、液晶駆動電圧調整回路１４０は、電源回路１３０に対して電圧V0および電圧V5のレベルを制御する制御信号CTLを供給して、液晶表示の温度特性を補正するものである。
【００３９】
以下、液晶表示パネル１０、データ信号駆動回路１１０、駆動制御回路１２０、電源回路１３０、および液晶駆動電圧調整回路１４０の詳細について順番に説明する。
【００４０】
＜３．液晶表示パネル＞
まず、液晶表示パネル１０の詳細について説明する。図５は、その一例を摸式的に示す部分破断斜視図である。
【００４１】
この図に示すように、液晶表示パネル１０は、素子アレイ基板３０と、これに対向配置される対向基板３２とを備えている。対向基板３２は、例えば、ガラス基板からなる。
【００４２】
素子アレイ基板３０において、画素電極３４は、それぞれマトリクス状に複数配列する。ここで、同一行に配列する画素電極３４は、行方向に短冊状に延在する走査線Y1〜Yj+1の１本に、ＴＦＤ素子２０を介して接続されている。
【００４３】
一方、対向基板３２において、ｉ本のデータ線X1〜Xiは、それぞれ走査線Y1〜Yj+1の延在方向と直交する列方向へ短冊状に延在して、かつ、素子アレイ基板３０の画素電極３４と交差するように形成されている。
【００４４】
さて、このように構成された素子アレイ基板３０と対向基板３２とは、基板周辺に沿って塗布されるシール剤と、適切に散布されたスペーサとによって、一定のギャップ（間隙）を保っており、この閉空間に例えば、ＴＮ（Twisted Nematic）型の液晶が封入されて、これにより、図４における液晶層１８が形成され、画素電極３４に直列接続された構成となっている。
【００４５】
ほかに、対向基板３２には、液晶表示パネル１０の用途に応じて、例えば、ストライプ状モザイク状や、トライアングル状等に配列されたカラーフィルタが設けられ、さらに、例えば、クロムやニッケルなどの金属材料や、カーボンやチタンなどをフォトレジストに分散した樹脂ブラックなどのブラックマトリクスが設けられる。ここで、上述したダミー走査線Yj+1は、ブラックマトリックスで覆うようにして、画面表示に表れないようにすることが望ましい。
【００４６】
くわえて、素子アレイ基板３０および対向基板３２の対向面には、例えばポリイミド薄膜などの有機薄膜からなり、それぞれ所定の方向にラビング処理された配向膜などが設けられる一方、その各背面には配向方向に応じた偏光板がそれぞれ設けられる（いずれも図示省略）。
【００４７】
ただし、液晶表示パネル１０においては、液晶を高分子中に微小粒として分散させた高分子分散型液晶を用いれば、前述の配向膜、偏光板等が不要となるため、光利用効率が高まり、このため液晶表示パネル１０の高輝度化や低消費電力化などの点において有利である。さらに、液晶表示パネル１０を反射型とする場合、画素電極３４をアルミニウムなどの反射率の高い金属膜から構成し、電圧無印加状態で液晶分子がほぼ垂直配向されるＳＨ（スーパーホメオトロピック）型液晶などを用いても良い。
【００４８】
＜４．走査信号駆動回路＞
次に、液晶表示パネル１０に走査信号を供給する走査信号駆動回路１００の詳細について説明する。
【００４９】
図６に示すように、走査信号駆動回路１００は、主に、クロック・コントロール回路１０１、シフトレジスタ１０３、ラッチ１０４、デコーダ１０５、レベル・シフタ１０６およびＬＣＤドライバ１０７から構成される。
【００５０】
このうち、クロック・コントロール回路１０１は、駆動制御回路１２０から出力される走査側クロック信号YCLKに基づいて、データシフト用のシフトクロックYSCLを生成して、シフトレジスタ１０３に供給するものである。
【００５１】
シフトレジスタ１０３は、走査線Y1〜Yj+1の本数に対応して、ｊ＋１ビットの並列出力を有するシフトレジスタを、入力データD0、D1の各々に対応して２列独立して設けた構成となっている。このため、シフトレジスタ１０３から各走査線Y1〜Yj+1毎に２ビットずつの出力が行われる。ここで、入力データD0、D1は、各走査線Y1〜Yj+1の電圧を選択するためのデータであり、駆動制御回路１２０からシリアルデータとして出力されたものである。また、シフトクロックYSCLは、シフトレジスタ１０３を構成する各シフトレジスタに供給されて、これらの各シフトレジスタが、図７に示すように、シフトクロックYSCLの立ち上がりタイミングと立ち下がりタイミングとにおいてそれぞれデータを取り込むとともに、取り込んだデータを順次シフトするようになっている。
【００５２】
次に、ラッチ１０４は、ｊ＋１ビット分のデータを取り込むラッチを２列並列に備えるものであり、シフトレジスタ１０３による２列×ｊ＋１ビットの並列出力データを、ラッチストローブ信号LSの立ち上がりのタイミングにおいて、２列×ｊ＋１ビット分のラッチにそのまま取り込むように構成されている。ここで、ラッチストローブ信号LSは、駆動制御回路１２０から供給される信号であって、シフトレジスタ１０３を構成する各シフトレジスタがｊ＋１ビット分のデータを取り込んだ後の所定のタイミングにおいて立ち上がる信号である。
【００５３】
したがって、ラッチ１０４からは、ラッチストロープ信号LSの立ち上がりタイミングにおいて、駆動制御回路１２０から出力されたシリアルデータD0、D1が、各走査線Y1〜Yj+1毎に、２ビットのパラレルデータに変換されて出力されることになる。
【００５４】
次に、デコーダ１０５は、ラッチ１０４から供給される２ビットのパラレルデータをデコードして、選択信号の電圧としてV0,V1,V4,V5のいずれかを選択するための信号に変換するものである。なお、これらの電圧V0,V1,V4,V5は電源回路１３０から供給されるようになっている。
【００５５】
また、レベル・シフタ１０６は、デコーダ１０５によりデコードされた信号を順次シフトするものである。
【００５６】
ＬＣＤドライバ１０７は、図４における電源回路１３０から供給される４種類の電圧V0,V1,V4,V5のいずれかを、レベル・シフタ１０７によってシフトされた信号にしたがって、各走査線Y1〜Yj+1毎に選択接続して出力するものである。これにより、各走査線Y1〜Yj+1には、４種類の電圧V0,V1,V4,V5のいずれかが走査信号として供給される。すなわち、ダミー走査線Yj+1においても、他の走査線Y1〜Yjと同様に走査信号が供給されることになる。
【００５７】
さてここで、２ビットのパラレルデータD0,Dの値の組み合わせと走査信号の電圧V0,V1,V4,V5との対応関係が図８に示される関係にある場合、第１に２ビットのパラレルデータをデコーダ１０５により電圧V0,V1,V4,V5のいずれかを選択する信号にデコードし、第２に、レベル・シフタ１０６を介してシフトすることにより、ＬＣＤドライバ１０７から、走査信号として図９に示すような大小関係を有する電圧を、各走査線Y1〜Yj+1毎に順次出力することが可能になる。
【００５８】
＜５．データ信号駆動回路＞
次に、液晶表示パネル１０にデータ信号を供給するデータ信号駆動回路１１０の詳細について説明する。
【００５９】
図１０に示すように、データ信号駆動回路１１０は、主に、シフトレジスタ１１１、ラッチ１１２、階調制御部１１３および出力回路１１４から構成される。
【００６０】
このうち、シフトレジスタ１１１は、クロック信号XCLKに同期するラッチ信号であって、かつ、各データ信号出力端子X1〜Xiに対応するラッチ信号を、順次シフトして出力するものである。
【００６１】
ラッチ１１２は、各データ信号出力端子X1〜Xiに対応するｉビットのラッチ領域を備えるものである。各ラッチ領域は、データ線の順番でｎビット毎に供給されるｎビットのパラレル階調データGD0〜GDnを、シフトレジスタ１１１によるラッチ信号でそれぞれラッチして、水平同期信号に同期するラッチパルス信号LPの立ち上がりのタイミングで出力する。
【００６２】
ここで、階調データGD0〜GDn、クロック信号XCLKおよびラッチパルス信号LPは、それぞれ駆動制御回路１２０によって互いに関連付けられて供給されるので、ラッチ１１２の各ラッチ領域は、パラレルで供給される階調データのうち、それぞれ対応するデータ線への階調データGD0〜GDnを取り込んで、ラッチパルス信号LPの立ち上がりのタイミングで各データ線に対応して出力するようになっている。
【００６３】
階調制御部１１３は、各データ線に対応する各階調データをＲＥＳ信号、ＧＣＰ信号に基づき、パルス幅変調データに変換して、出力回路１１４に供給するものである。
【００６４】
出力回路１１４は、階調制御部１１３により出力された信号をパネル駆動のための適正電圧レベルに変換し出力するものである。
【００６５】
したがって、各データ信号出力端子X1〜Xiからは、それぞれ階調に応じてパルス幅変調されたデータ信号が出力されることになる。
【００６６】
ここで、ラッチ１１２からの階調データは、水平同期信号に同期するラッチパルス信号LPの立ち上がりタイミングで行われるため、出力回路１１４によりデータ信号は、１水平走査期間毎にデータ線に出力されることになる。
【００６７】
ただし、上述したように、ダミー走査線Yj+1の選択期間にあっては、予め定められた階調データGD0〜GDnが駆動制御回路１２０から供給されるようになっている。この場合、階調データGD0〜GDnの指示する階調値は、全て同一の固定値であってもよいし（例えば５０％階調）、異なる値であってもよい。要は、その平均値が予め定められた基準値であればよい。階調値として異なる値を設定する場合には、例えば、０％階調から１００％階調が均等の割合で含まれるように設定してもよい。この場合には、各階調に対する応答を平均して検知できるので、より精度の高い温度補償を行うことができる。
【００６８】
＜６．電源回路＞
次に、電源回路１３０は、走査信号やデータ信号を生成するための電圧V0,V1,V4,V5を生成し、上述した走査信号駆動回路１００に電圧V0,V1,V4,V5をデータ信号駆動回路１１０に電圧V1,V4を供給する。ここで、電圧V0,V5のレベルは、液晶駆動電圧調整回路１４０からの制御信号CTLに基づいて調整される。ところで、電圧V0は、図９に示すように走査信号の正側の選択電圧として用いられ、一方、電圧V5は、走査信号の負側の選択電圧として用いられる。周知なように液晶に直流電圧を印可すると、特性の劣化が生じる。このため、電源回路１３０は、制御信号CTLに基づいて調整動作を行う際、電圧V0または電圧V5のいづれか一方を調整するのではなく、常に電圧V0と電圧V5との絶対値が等しくなるように調整を行っている。
【００６９】
＜７．駆動制御回路＞
次に、駆動制御回路１２０の詳細について説明する。
【００７０】
図１１に示すように、駆動制御回路１２０は、主に、基本タイミング作成部１２１、ドライバコントロール部１２２、データ出力部１２３およびＡ／Ｄ変換部１２４から構成される。
【００７１】
このうち、基本タイミング作成部１２１は、コンポジット信号等から分離された垂直同期信号や水平同期信号などの同期信号に基づいて、各回路に供給するクロック信号およびタイミング信号を生成し、ドライバコントロール部１２２、データ出力部１２３、Ａ／Ｄ変換部１２４、選択部１２５に供給する。
【００７２】
Ａ／Ｄ変換部１２４は、コンポジット信号等から分離されたアナログ信号たる映像信号をデジタルデータに変換して、選択部１２５の一方の入力に供給する。選択部１２５の他方の入力には基準データメモリ１２６から、基準データが供給されるようになっている。ここで、基準データは予め定められた階調を指示するデジタルデータである。選択部１２５は基本タイミング作成部１２１から供給されるタイミング信号に従って、ダミー走査線Yj+1の選択期間にあっては基準データを、他の期間にあってはＡ／Ｄ変換部１２４からのデジタルデータを選択出力する。なお、ダミー走査線Yj+1の表示階調に０％階調から１００％階調が均等の割合で含まれるように設定する場合にあっては、基準データメモリ１２６に各階調に対応するデータを格納しておき、クロック信号に従ってこれを読み出すようにすればよい。一方、ダミー走査線Yj+1の表示階調に固定値を用いる場合には、常に固定値に対応する基準データを基準データメモリ１２６から出力するようにすればよい。
【００７３】
データ出力部１２３は、選択部１２５によって選択されたデジタルデータを階調データGD0〜GDnに変換するとともに、基本タイミング作成部１２１によるクロック信号に基づいて、所定のタイミングでシリアルデータとして、データ信号駆動回路１１０に供給する。
【００７４】
また、コントロール部１２２は、上述したクロック信号YCLK、ラッチストローブ信号LSおよびデータD0,D1を走査信号駆動回路１００に供給する一方、クロック信号XCLKおよびラッチパルス信号LPをデータ信号駆動回路１１０に供給する。さらに、タイミング信号P1〜P3を液晶駆動電圧調整回路１４０に供給する。
【００７５】
これらの各信号は、基本タイミング作成部１２１のクロック信号およびタイミング信号に基づいて生成され、さらに、基本タイミング作成部１２１は、垂直同期信号や水平同期信号などの同期信号に基づいて、クロック信号およびタイミング信号を生成するので、走査信号駆動回路１００から出力される走査信号およびデータ信号駆動回路１１０から出力されるデータ信号についても、水平同期信号および垂直同期信号に同期したものとなる。
【００７６】
＜８．液晶駆動電圧調整回路＞
次に、液晶駆動電圧調整回路１４０の詳細について、まず調整原理を説明し、これに続いて構成および動作を説明する。
【００７７】
＜８−１：調整原理＞
周知なように最大コントラストを得るためには、液晶層１８に閾値電圧Vthを印加して駆動する必要がある。ここで、閾値電圧Vthの温度特性は、0.4％／度程度であり、駆動電圧に換算した温度特性１２０mV／度と比較して非常に小さく、実際上無視することができる。したがって、温度が変化しても液晶層１８に印加される電圧を閾値電圧Vthに保つように制御できれば、液晶表示パネル１０の温度特性を補償して、常に最大コントラストを維持することすることがきる。このためには、液晶層１８に印加される電圧を検出する必要がある。
【００７８】
しかしながら、液晶表示パネル１０は、データ線X1〜Xi、走査線Y1〜Yj+1、液晶層１８およびＴＦＤ素子２０などから構成されており、その構造上、液晶層１８に印加される電圧を直接検出することは不可能である。
【００７９】
ところで、液晶の誘電率は、その材料にもよるが殆ど温度特性を有していない。このことは、液晶層１８の容量Ｃが温度によらず一定であることを意味する。
【００８０】
ここで、液晶層１８の電圧をＶ、そこに蓄積される電荷をＱで表すものとすれば、Ｖ＝Ｑ／Ｃとなる。容量Ｃは温度によって一定であるから、電荷Ｑを検出することができれば、温度によって変動する電圧Ｖを検知したのと等価である。
【００８１】
そこで、本実施形態にあっては、ダミー走査線Yj+1の選択期間において、そこを流れる電流ｉを検出し、これを積分することによって移動電荷量Ｑを算出している。一方、液晶の閾値電圧Vthに対応して最大コントラストを得ることができる基準電荷量Ｑrefは既知であるから、移動電荷量Ｑと基準電荷量Ｑrefとを比較し、その比較結果に基づいて走査信号の選択電圧を可変するようにしている。
【００８２】
＜８−２：液晶駆動電圧調整回路１４０の具体的構成＞
図１２に示すように液晶駆動電圧調整回路１４０は、ダミー走査線Yj+1に流れる電流ｉを検出する電流検出回路１４１、検出電流ｉをダミー走査線Yj+1の選択期間中積分することにより移動電荷量Ｑを算出する積分回路１４２、移動電荷量Ｑを基準電荷量Ｑrefと比較して誤差信号Ｓを生成する比較回路１４３、誤差信号Ｓに基づいて、電源回路１３０で生成される電圧V0,V5の電圧値を制御する制御信号CTLを生成する制御信号生成回路１４４から構成されている。
【００８３】
ここで、基準電荷量Ｑrefはダミー走査線Yj+1の選択期間に供給されるデータ信号のパルス幅に対応して最大コントラストが得られるように予め定められている。誤差信号Ｓは、移動電荷量Ｑと基準電荷量Ｑrefとの差を表すものであるから、誤差信号Ｓを「０」にするように制御することにより、温度変化に伴う液晶特性の変動を補償して、最大コントラストを得ることが可能となる。
【００８４】
また、移動電荷量Ｑは液晶層１８に蓄積される電荷量であるから、液晶層１８に印加する実効電圧を可変することによって調整することができる。実効電圧を調整するには各種の態様があるが、本実施形態にあっては、その一例として走査線Y1〜Yj+1の各選択期間に対応する走査信号の電圧V0,V5を調整している。
【００８５】
以下、電流検出回路１４１、積分回路１４２および比較回路１４３について、より具体的に説明する。
【００８６】
＜８−２−１：電流検出回路＞
図１３は、電流検出回路１４１とその周辺の構成を示す回路図である。なお、図１３において、走査信号駆動回路１２０は、ダミー走査線Yj+1の選択動作に係る部分のみを機能的に示してある。
【００８７】
図に示すように、電源回路１３０と走査信号駆動回路１２０との間には、電流検出用に抵抗Ｒが設けられている。この抵抗Ｒの抵抗値は数オーム程度とごく小さい値に設定されおり、その両端の電圧を計測することによって、電流ｉが検出されるようになっている。この場合、抵抗Ｒは電圧V0を供給するライン上に設けられているから、図９に示す走査信号において電圧V0の期間、すなわち正側の選択期間の電流ｉを検出することになる。
【００８８】
抵抗Ｒの両端は、オペアンプ1411,1412の正入力端子に接続されている。ここで、オペアンプ1411,1412の出力端子は負入力端子に接続されているから、これらのオペアンプ1411,1412は、ボルテージフォロアとして機能する。また、 オペアンプ1413と抵抗1414〜1417とは差動増幅器を構成している。このため、オペアンプ1413の出力信号は、抵抗Ｒの両端の電位差、すなわち、ダミー走査線Yj+1に流れる電流ｉを表すものとなる。
【００８９】
なお、抵抗Ｒの挿入位置は、図１３に示すものの他、図１４に示すように抵抗Ｒを走査信号駆動回路１２０とダミー走査線Yj+1との間に設けてもよい。すなわち、抵抗Ｒは、電源回路１３０の電圧V0の出力端子からダミー走査線Yj+1の入力端子までの間に設ければよい。
【００９０】
＜８−２−２：積分回路および比較回路＞
次に、積分回路１４２および比較回路１４３について説明する。実際の回路構成においては、積分回路１４２および比較回路１４３は、図１５に示すように一体として構成されている。
【００９１】
図において、オペアンプ1421、抵抗1422およびコンデンサ1423は積分回路１４２の相当する部分である。また、オペアンプ1421の負入力端子には、基準電荷量Ｑrefを示す基準電圧Ｖrefが供給されており、オペアンプ1421において電流ｉの積分値が基準電荷量Ｑrefと比較されるようになっている。また、コンデンサ1424は、ホールドコンデンサとして機能し、その電圧値がボルテージフォロアを構成するオペアンプ1425を介して誤差信号Ｓとして出力されるようになっている。また、スイッチ1426〜1428は、制御端子に供給される制御パルスP1〜P3によってそれらの状態が各々制御され、ハイレベルＨでオン状態となりローレベルＬでオフ状態となる。
【００９２】
さてここで、ダミー走査線Yj+1の走査信号が図１６（ａ）に示すものであるとする。上述したように電流検出用の抵抗Ｒは、電源回路１３０の電圧V0の出力端子からダミー走査線Yj+1の入力端子までの間に設けるものであるから、電流検出回路１４１はダミー走査線Yj+1の走査信号が電圧V0となる期間、すなわち、正側の選択期間T1,T2においてダミー走査線Yj+1に流れる電流ｉを検出している。
【００９３】
このため、積分回路１４２は、当該選択期間T1,T2における電流ｉを積分して移動電荷量Ｑを算出する必要がある。そこで、駆動制御回路１２０は、図１６（ｃ）に示す制御パルスP1を生成し、これをスイッチ1426に供給している。スイッチ1426は、制御パルスP1がハイレベルの期間オン状態となるので、正側の選択期間T1,T2において図１６（ｄ）に示す電流ｉがオペアンプ1421に供給され、これが積分されることになる。
【００９４】
ところで、この場合の積分動作は、正側の選択期間T1,T2における移動電荷量Ｑを算出するために行うものであるから、各積分動作のたびにコンデンサ1423に蓄積されている電荷をリセットして、各選択期間毎の移動電荷量Ｑを算出する必要がある。スイッチ1427はこのために設けられたものであり、図１６（ｂ）に示す制御パルスP2によって、各選択期間T1,T2の開始直前にコンデンサ1423の蓄積電荷をリセットしている。
【００９５】
制御パルスP2の立ち上がりから制御パルスP1の立ち下がりまでの期間は、コンデンサ1423の電荷をリセットして新たな積分動作によって電荷を蓄積する期間であるから、オペアンプ1421の出力信号は変動する。したがって、オペアンプ1421の出力信号を誤差信号Ｓとして用いるのは適当ではない。このため、スイッチ1428とコンデンサ1424とを設けている。ここで、スイッチ1428の制御パルスP3は図１６（ｅ）に示すように少なくとも制御パルスP2が立ち上がりから制御パルスP1の立ち下がりの期間は、ローレベルＬとなる。したがって、コンデンサ1424の電圧は、制御パルスP3がローレベルＬの期間は変動しない。そして、制御パルスP3がローレベルＬからハイレベルＨに立ち上がると、スイッチ1428がオン状態となって、コンデンサ1424の電圧がオペアンプ1421の出力電圧と等しくなる。すなわち、誤差信号Ｓは、各選択期間T1,T2における比較結果を制御パルスP3の立ち上がりにおいて反映したものとなる。
【００９６】
このようにして生成された誤差信号Ｓが制御信号生成回路１４４に供給されると、制御信号生成回路１４４は誤差信号Ｓに基づいて、電圧V0,V5の電圧値を制御する制御信号CTLを生成し、これを電源回路１３０にフィードバックしている。したがって、本実施形態によれば、液晶表示パネル１０に設けたダミー走査線Yj+1に流れる移動電荷量Ｑが基準電荷量Ｑrefと等しくなるようにフィードバック制御を行うことができるの。この結果、温度変化に伴って液晶表示パネル１０の電気的特性が変化しても、これに追従するように走査信号の選択電圧V0,V5を可変できるので、液晶表示パネル１０の温度特性を補償することが可能となる。
【００９７】
＜８−３：温度補償動作＞
次に、液晶表示装置の温度補償動作を図１７（ａ）〜（ｅ）を参照して説明する。なお、この例では、液晶層１８に印加される電圧VLCが閾値電圧Vthに等しいときに最大コントラストが得られるものとし、また、基準電荷量Ｑrefは、５０％階調に対応したデータ信号が与えられたときに閾値電圧Vthを得ることができる電荷量に設定されているものとする。
【００９８】
図１７（ａ）は、ダミー走査線Yj+1に供給される走査信号を示すタイミングチャートである。図に示すように、走査信号は、１フィールド毎に反転した波形となっており、走査信号の電圧V0またはV5となる１水平走査期間がダミー走査線Yj+1の選択期間となっている。また、各フレームの電圧V0をV01,V02,V03と、電圧V5をV51,V52と表すものとすると、V01＜V02＜V03といったように電圧V0は次第に大きくなり、V51＞V52といったように電圧V5は次第に小さくなることがわかる。
【００９９】
同図（ｂ）は、あるデータ線Xn（X1≦Xn≦Xi）を介するデータ信号の一例を示すタイミングチャートである。この例のデータ信号は、ダミー走査線Yj+1の選択期間において、デューティ比が５０％となっている。これは、基準電荷量Ｑrefが５０％階調に対応して設定されているので、５０％階調を指示する階調データに基づいて当該選択期間のデータ信号が生成されるからである。
【０１００】
同図（ｃ）は、データ線Xnと走査線Ym+1との交点に位置する画素領域１６に印加される電圧、すなわち、ＴＦＤ素子２０と液晶層１８との両端に印加される電圧を示すタイミングチャートである。ここで、走査信号とデータ信号の合成波形を実線で示し、当該液晶層１８に印加される電圧VLCを斜線で示す。この電圧VLCの実効値によって液晶層１８の透過率が定まる。この例では、電圧VLCの絶対値がが次第に大きくなっていき、最終的に閾値電圧Vthに等しくなる。
【０１０１】
同図（ｄ）は比較回路１４３から出力される誤差信号Ｓを示すタイミングチャートである。この図に示すように、誤差信号Ｓの値は時間が経過とともに次第に「０」に近づくことがわかる。これは、正側の選択期間T1,T2,T3において、ダミー走査線Yj+1に流れる電流ｉが電流検出回路１４１によって検出されると、電流ｉに基づいて算出された移動電荷量Ｑと基準電荷量Ｑrefとの差を示す誤差信号Ｓに基づいて電源回路１３０で生成する電圧V0,V5の値が調整され、同図（ｅ）に示すように電源回路１３０から出力される電圧V0,V5が変化するからである。この場合、電源回路１３０は、制御信号CTLに基づいて電圧V0の絶対値と電圧V5の絶対値とが等しくなるように電圧V0と電圧V5とを同時に調整する。これにより、液晶層１８に印可される電圧VLCが次第に閾値電圧Vthに近づいていき、第３フレームの補償動作によって両者が一致する。この結果、第３フレーム以降は最大コントラストを得ることができるようになる。
【０１０２】
このように本実施形態に係る液晶表示装置によれば、液晶の誘電率および閾値電圧が温度によって殆ど変化しないことに着目して、選択期間における電流ｉから移動電荷量Ｑを算出し、これを最大コントラストを得るのに必要な基準電荷量Ｑrefと比較し、その比較結果に基づいて液晶層１８に印加される実効電圧を調整するようにしたので、温度検出のための特別な回路を用いなくとも液晶表示パネル１０の温度特性を正確に補償することができる。
【０１０３】
また、検出の対象が、液晶表示パネル１０に流れる電流ｉそのものであるため、感温素子を用いて制御する場合のように、液晶表示パネル１０と感温素子の温度差により、正確な温度補償ができないといったことが原理的なくなる。
【０１０４】
＜９．電子機器：その１＞
次に、上述した液晶表示装置を電子機器に用いた例のいくつかについて説明する。
【０１０５】
まず、この液晶表示装置をライトバルブとして用いたビデオプロジェクタについて説明する。図１８は、ビデオプロジェクタの構成例を示す平面図である。
【０１０６】
この図に示すように、ビデオプロジェクタ１１００内部には、ハロゲンランプ等の白色光源からなるランプユニット１１０２が設けられている。このランプユニット１１０２から射出された投射光は、ライトガイド１１０４内に配置された複数のミラー１１０６、１１０６、……および２枚のダイクロイックミラー１１０８によってＲＧＢの３原色に分離され、各原色に対応するライトバルブとしての液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂおよび１１１０Ｇに入射される。
【０１０７】
液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂおよび１１１０Ｇの構成は、上述した液晶表示パネル１０であり、図示しない回路から供給されるＲ、Ｇ、Ｂの原色信号でそれぞれ駆動される。さて、これらの液晶パネルによって変調された光は、ダイクロイックプリズム１１１２に３方向から入射される。このダイクロイックプリズム１１１２においては、ＲおよびＢの光が９０度に屈折する一方、Ｇの光が直進する。したがって、各色の画像が合成される結果、投射レンズ１１１４を介して、スクリーン等にカラー画像が投写されることとなる。
【０１０８】
なお、液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂおよび１１１０Ｇには、ダイクロイックミラー１１０８によって、Ｒ、Ｇ、Ｂの各原色に対応する光が入射するので、対向基板３２にカラーフィルタを設ける必要はない。
【０１０９】
＜１０．電子機器：その２＞
さらに、液晶表示装置をパーソナルコンピュータに適用した例について説明する。図１９は、このパーソナルコンピュータの構成を示す正面図である。図において、パーソナルコンピュータ１２００は、キーボード１２０２を備えた本体部１２０４と、液晶ディスプレイ１２０６とから構成されている。この液晶ディスプレイ１２０６は、先に述べた液晶表示パネル１０にカラーフィルタとバックライトとを付加することにより構成される。
【０１１０】
＜１１．電子機器：その３＞
次に、液晶表示パネルをページャに適用した例について説明する。図２０は、このページャの構造を示す分解斜視図である。この図に示すように、ページャ１３００は、金属フレーム１３０２において、液晶表示パネル１０を、バックライト１３０６ａを含むライトガイド１３０６、回路基板１３０８、第１、第２のシールド板１３１０、１３１２とともに収容する構成となっている。そして、液晶表示パネル１０と回路基板１０との導通は、対向基板３２に対しては２つの弾性導電体１３１４、１３１６によって、素子アレイ基板３０に対してはフィルムテープ１３１８によって、それぞれ図られている。
【０１１１】
なお、図１７〜図１８を参照して説明した電子機器の他にも、液晶テレビや、ビューファインダ型、モニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、携帯電話、テレビ電話、POS端末、タッチパネルを備えた装置等などが電子機器の例として挙げられる。そして、これらの各種電子機器に適用可能なのは言うまでもない。
【０１１２】
＜１２．変形例＞
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、以下に述べる各種の変形が可能である。
【０１１３】
（１）上述した実施形態にあっては、ダミー走査線Yj+1の正側の選択期間において、ダミー走査線Yj+1に流れる電流ｉを検出したが、負側の選択期間においてこれを検出するようにしてもよい。この場合、図１３に示す電流検出回路１４１においては、電流検出用の抵抗Ｒを電圧V5のライン上に設ければよい。
【０１１４】
また、正側および負側の選択期間の両方において、電流ｉを検出し、これらに基づいて電圧V0,V5を調整するようにしてもよい。この場合、図１３に示す電流検出回路１４１においては、電圧V0のライン上に設けられている抵抗Ｒの他に電圧V5のライン上に別の抵抗Ｒ’を設け、各抵抗Ｒ、Ｒ’に流れる電流を検出し、これを積分回路１４２および比較回路１４３に供給するようにすればよい。この場合、制御パルスP1〜P3は、各フィールド毎に供給すればよい。なお、図１４に示す電流検出回路１４１を用いて電流ｉを検出する場合には、新たに抵抗Ｒ’を設ける必要がなく、しかも同一の抵抗Ｒを用いて両方の電流ｉを検出するので、抵抗値のバラツキによって、液晶層１８に直流電圧が印加されるといったことが防止される。
【０１１５】
このように、正側および負側の選択期間で電流ｉを検出すると、一方の選択期間のみで電流ｉを検出する場合と比較して、時間あたりの制御動作を２倍にできるので、より短い時間で補償動作を完了することができる。
【０１１６】
（２）上述した実施形態にあっては、走査信号の選択期間における電圧V0,V5を制御信号に基づいて調整するようにしたが、液晶層１８に印加される電圧は、走査信号とデータ信号との電位差によって定まるものであるから、制御信号CTLに基づいてデータ信号の電圧V1,V4を調整するようにしてもよい。また、電圧V0,V5と電圧V1,V4とを調整するようにしてもよい。要は、液晶層１８に印加される実効電圧を調整できるのであれば、どのような構成を用いてもよい。
【０１１７】
ここで、電圧V0,V5と電圧V1,V4とを調整する場合には、あるフレームで電圧V0,V5を調整し、次のフレームで電圧V1,V4を調整し、これを繰り返すことにより、液晶層１８に印可される実効電圧を調整するようにしてもよい。すなわち、電圧V0,V5と電圧V1,V4とを時分割で調整するようにしてもよい。
【０１１８】
（３）上述した実施形態にあっては、ダミー走査線Yj+1を用いて、そこに流れる電流ｉを検出するようにした。このようにダミー走査線Yj+1を設けたのは、1)液晶表示パネル１０に流れる電流ｉを直接検出することにより温度変化に伴う移動電荷量Ｑを直接検出する必要があること、2)データ信号に応じて予め定められた基準電荷量Ｑrefと移動電荷量Ｑとを比較する必要があるというのが主な理由である。通常の表示に用いられる走査線Y1〜Yjは、1)については条件を満たすが、2)については映像信号に応じてデータ信号のパルス幅が変動してしまうため条件を満たさない。しかし、ある走査線Ym(1≦m≦j)の選択期間において、各データ線を駆動するための階調データは既知であるから、その平均値を算出し、これに応じて基準電荷量Ｑrefを可変するようしてもよい。この場合には、通常の走査線Y1〜Yjを用いて移動電荷量Ｑを算出し、これを階調データの平均値に応じた基準電荷量Ｑrefと比較し、液晶層１８に印加される実効電圧を調整することとなる。これにより、ダミー走査線Yj+1を用いることなく、温度補償を行うことができる。すなわち、本発明は、液晶表示パネルを構成するある走査線の選択期間において当該走査線に流れる電流を検出し、検出された電流から算出した移動電荷量に基づいて、液晶層に印加する実効電圧を調整するものであれば、どのようなものであってもよい。
【０１１９】
（４）上述した実施形態にあっては、液晶表示装置の駆動方式として、４値の電圧を用いたものを一例として説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、クロストークや表示ムラを防止するための各種駆動方式にも適用できることは勿論である。例えば、隣接する走査線Yn,Yn+1において、走査信号が反転するように駆動する駆動方式があるが、これに上述した温度補償方法を適用してもよい。また、充電モードと放電モードといった２つのモードにより８値の走査信号を供給する駆動方式があるが、これに上述した温度補償方法を適用してもよい。
【０１２０】
（５）上述した実施形態においては、液晶の閾値電圧Vthの温度特性が0.4％／度と小さいため、これを無視したが、電源回路１３０で発生する電圧V0,V5に0.4％／度の温度特性を持たせるようにしてもよい。また、液晶層１８の材料として閾値電圧Vthの温度特性が殆どないものを用いてもよい。これらの場合には、より良好な結果を得ることができる。
【０１２１】
（６）上述した実施形態においては、液晶の誘電率は温度によって殆ど変化しないこと、また、閾値電圧Vthの温度特性が非常に小さいことに着目して、ダミー走査線Yj+1に流れる電流ｉから移動電荷量Ｑを算出し、これに基づいて温度補償を行うようにしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、液晶層１８に印加される電圧を検出する方法としても把握することができる。すなわち、液晶表示パネル１０の構造上、液晶層１８に印加される電圧を直接検出することは不可能であるが、液晶表示パネル１０を構成する一の走査線の選択期間において、当該一の走査線に流れる電流を検出し、検出された電流を当該選択期間中積分した電荷量に基づいて液晶層１８の電圧を求めることができる。こうして求めた電圧は、温度補償ばかりでなく、正側の選択電圧（V0）と負側の選択電圧（V5）のアンバランスを補正するために用いてもよい。
【０１２２】
また、本実施形態にかかる液晶表示装置では、各液晶画素を駆動するスイッチング素子の構成について、主にＴＦＤ素子を例にとって簡単に説明したが、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）などの３端子型ＴＦＴ素子で液晶画素を駆動する液晶表示装置に適用しても構わない。
【０１２３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、走査線に流れる電流を直接検出し、検出された電流に基づいて、液晶層に印加される実効電圧を調整するようにしたので、液晶表示パネルの温度変化に伴い液晶の特性変化が直接反映される電流に基づいて温度補償制御を行うことができる。これにより、正確な温度補償を行うことができるので、環境温度が変化しても常に最大コントラストを維持することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 （ａ）は、ＴＦＤ素子を適用した液晶パネル用基板の１画素分についてのレイアウトを示す平面図であり、（ｂ）は、そのＡ−Ａ線の断面図である。
【図２】 他のＴＦＤ素子の構造を示す断面図である。
【図３】 （ａ）は、他のＴＦＤ素子を適用した液晶パネル用基板の１画素分についてのレイアウトを示す平面図であり、（ｂ）は、そのＢ−Ｂ線の断面図である。
【図４】 本発明の実施形態にかかる液晶表示装置の要部構成を示すブロック図である。
【図５】 液晶表示パネルの構成を示す部分破断斜視図である。
【図６】 走査信号駆動回路の詳細構成を示すブロック図である。
【図７】 同走査信号駆動回路におけるデータ取り込み動作を示すタイミングチャートである。
【図８】 同走査信号駆動回路に供給されるパラレルデータD0、D1と出力電圧との関係を示す図である。
【図９】 各出力電圧の大小関係を示す図である。
【図１０】 データ信号駆動回路の詳細構成を示すブロック図である。
【図１１】 駆動制御回路の詳細構成を示すブロック図である。
【図１２】 液晶駆動電圧制御回路の詳細構成を示すブロック図である。
【図１３】 電流検出回路とその周辺構成の一例を示す回路図である。
【図１４】 電流検出回路とその周辺構成の他の例を示す回路図である。
【図１５】 積分回路および比較回路の回路図である。
【図１６】 積分回路および比較回路の動作を示すタイミングチャートである。
【図１７】 液晶表示装置の駆動動作を示すタイミングチャートである。
【図１８】 液晶表示パネルを適用した電子機器の一例たる液晶プロジェクタの構成を示す断面図である。
【図１９】 液晶表示パネルを適用した電子機器の一例たるパーソナルコンピュータの構成を示す正面図である。
【図２０】 液晶表示パネルを適用した電子機器の一例たるページャの構成を示す分解斜視図である。
【符号の説明】
１０・・・液晶表示パネル
X1〜Xi・・・データ線
Y1〜Yj・・・走査線
Yj+1・・・ダミー走査線
１６・・・画素領域（画素）
１８・・・液晶層
２０、４０・・・ＴＦＤ素子
２２・・・第１金属膜（第１金属）
２４・・・酸化膜（絶縁体）
２６・・・第２金属膜（第２金属）
３０・・・素子アレイ基板
３２・・・対向基板
３６、４５・・・画素電極
１００・・・走査信号駆動回路
１１０・・・データ信号駆動回路
１２０・・・駆動制御回路
１３０・・・電源回路
１４０・・・液晶駆動電圧調整回路（実効電圧調整手段）
１４１・・・電流検出回路（電流検出手段）
１４２・・・積分回路（積分値生成手段）
１４３・・・比較回路（比較手段）
１４４・・・制御信号生成回路（調整手段）

Claims (11)

1. 複数の走査線およびダミー走査線と、複数のデータ線と、前記各走査線およびダミー走査線と前記各データ線の交差領域に対応してマトリクス状に形成された画素電極とスイッチング素子とを備え、前記画素電極に直列接続される液晶層を有する液晶表示パネルと、
   前記ダミー走査線の選択期間において、当該ダミー走査線に流れる電流を検出する電流検出手段と、
   前記電流検出手段によって検出された電流に基づいて、前記液晶層に印加する実効電圧を調整して前記液晶表示パネルの温度特性を補償する実効電圧調整手段と
   を備えたことを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記実効電圧調整手段は、
   前記電流検出手段によって検出された電流からの積分値を生成する積分値生成手段と、
   前記積分値を予め定められた基準値と比較する比較手段と、
   前記比較手段の比較結果に基づいて、前記液晶層に印加する実効電圧を調整する調整手段と
   を備えたことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記実効電圧調整手段は、走査信号の選択電圧を調整することを特徴とする請求項１または２に記載の液晶表示装置。
4. 前記実効電圧調整手段は、データ信号の電圧を調整することを特徴とする請求項１または２に記載の液晶表示装置。
5. 複数の走査線およびダミー走査線と、複数のデータ線と、前記各走査線およびダミー走査線と前記各データ線の交差領域に対応してマトリクス状に形成された画素電極とスイッチング素子とを備え、前記画素電極に直列接続される液晶層を有する液晶表示パネルと、
   前記各走査線およびダミー走査線に走査信号を供給する走査信号駆動回路と、
   前記ダミー走査線の選択期間において、予め定められたデータ信号を前記各データ線に供給するデータ信号駆動回路と、
   前記ダミー走査線の選択期間において、当該ダミー走査線に流れる電流を検出する電流検出回路と、
   この電流検出回路によって検出される電流を前記ダミー走査線の選択期間中積分して電荷量を求める積分回路と、
   この積分回路によって求めた電荷量を、データ信号に応じて予め定められた基準電荷量と比較する比較回路と、
   この比較回路の比較結果に基づいて、前記電荷量と前記基準電荷量とが等しくなるように前記走査信号または前記データ信号のうち少なくとも一方の電圧を調整して、前記液晶表示パネルの温度特性を補償する電圧調整回路と
   を備えたことを特徴とする液晶表示装置。
6. 複数の走査線と、複数のデータ線と、前記各走査線と前記各データ線の交差領域に対応してマトリクス状に形成された画素電極とスイッチング素子とを備え、前記画素電極に直列接続される液晶層を有する液晶表示パネルと、
   前記各走査線に走査信号を供給する走査信号駆動回路と、
   データ信号を前記各データ線に供給するデータ信号駆動回路と、
   前記走査線の選択期間において、当該走査線に流れる電流を検出する電流検出回路と、
   この電流検出回路によって検出される電流を前記走査線の選択期間中積分して電荷量を求める積分回路と、
   この積分回路によって求めた電荷量を、基準電荷量と比較する比較回路と、
   この比較回路の比較結果に基づいて、前記電荷量と前記基準電荷量とが等しくなるように前記走査信号または前記データ信号のうち少なくとも一方の電圧を調整して、前記液晶表示パネルの温度特性を補償する電圧調整回路と
   を備えたことを特徴とする液晶表示装置。
7. 前記スイッチング素子は、２端子型非線形素子であることを特徴とする請求項１乃至６いずれか１項に記載の液晶表示装置。
8. 前記２端子型非線形素子は、第１導電体−絶縁体−第２導電体からなるＴＦＤ素子であることを特徴とする請求項７記載の液晶表示装置。
9. 請求項１乃至８のいずれか１項に記載の液晶表示装置を備えたことを特徴とする電子機器。
10. 複数の走査線およびダミー走査線と、複数のデータ線と、前記各走査線およびダミー走査線と前記各データ線の交差領域に対応してマトリクス状に形成された画素電極とスイッチング素子とを備え、前記画素電極に直列接続される液晶層を有する液晶表示パネルにおいて、前記液晶表示パネルの温度特性を補償するために前記液晶層に印加される電圧を検出する液晶層の電圧検出方法であって、
    前記液晶表示パネルを構成する一の走査線の選択期間において、当該一の走査線に流れる電流を検出し、
    検出された電流を当該選択期間中積分した電荷量に基づいて前記液晶層に印加される電圧を求める
    ことを特徴とする液晶層の電圧検出方法。
11. 複数の走査線と、複数のデータ線と、前記各走査線と前記各データ線の交差領域に対応してマトリクス状に形成された画素電極とスイッチング素子とを備え、前記画素電極に直列接続される液晶層を有する液晶表示パネルにおいて、前記液晶表示パネルの温度特性を補償するために前記液晶層に印加される電圧を検出する液晶層の電圧検出方法であって、
    前記液晶表示パネルを構成する走査線の選択期間において、当該走査線に流れる電流を検出し、
    検出された電流を当該選択期間中積分した電荷量に基づいて前記液晶層に印加される電圧を求める
    ことを特徴とする液晶層の電圧検出方法。

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