JP3658952B2 - 液晶表示装置の駆動電圧調整方法、液晶表示パネルの駆動装置、液晶表示装置、液晶表示装置の駆動電圧調整装置、及び電子機器 - Google Patents
液晶表示装置の駆動電圧調整方法、液晶表示パネルの駆動装置、液晶表示装置、液晶表示装置の駆動電圧調整装置、及び電子機器 Download PDFInfo
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示パネルの駆動装置、液晶表示装置及び電子機器の技術分野に属し、特に、MIM(Metal Insulator Metal)駆動素子等の双方向ダイオード特性を有する2端子型非線形素子を用いたアクティブマトリクス駆動方式の液晶表示装置の駆動電圧調整方法、液晶表示パネルの駆動装置、液晶表示装置(液晶表示モジュール)、液晶表示装置の駆動電圧調整装置、及び電子機器の技術分野に属する。
【0002】
【従来の技術】
従来、アクティブマトリクス駆動方式の液晶表示パネルとしては、TFT(薄膜トランジスタ)駆動素子を用いたものの他に、MIM駆動素子等の双方向ダイオード特性を有する2端子型非線形素子を用いたものがある。MIM駆動素子等は、急峻なしきい値を持つため、従来の単純マトリクス駆動方式と比較すると画素間におけるクロストークの問題が少ない点で有利であり、TFT駆動素子と比較すると、素子構成や製造工程が比較的簡易な点で有利である。
【0003】
前記2端子型非線形素子としてMIM駆動素子を用いた液晶表示パネルを、図30に示す。この液晶表示パネルは、図30に示すように、一対の基板にマトリクス状になるように夫々の基板に配置した複数のデータ信号線(…,Xi−1,Xi,Xi+1…)と走査信号線(…,Yj−1,Yj,Yj+1…)の交点に、液晶層とMIM駆動素子の層が直列に接続されて一つの画素領域を形成する構成となっている。また、各走査信号線には走査信号駆動回路81が接続され、更に各データ信号線にはデータ信号駆動回路82が接続されており、走査信号駆動回路81から各走査信号線に対して走査信号が供給されると共に、データ信号駆動回路82から各データ信号線に対してデータ信号が供給される。従って、各画素領域においては、走査信号とデータ信号との間に生じる電位差を、MIM駆動素子のしきい値電圧に対して大小関係を有するように設定すれば、 MIM駆動素子をオン・オフ駆動させることができる。MIM駆動素子がオン状態になると、そのMIM駆動素子に接続された液晶層が充電され、当該画素領域がオン状態になる。そして、所定期間の充電を行った後に前記MIM駆動素子をオフ状態にすると、当該MIM駆動素子がハイインピーダンス状態となり、更に液晶層の抵抗が十分大きい値に設定されているので、液晶層における電荷の蓄積が保たれ、前記画素領域のオン状態が維持される。このように、特定の画素領域を選択し、当該画素領域における液晶層を充電する期間(以下、選択期間とする)は、当該画素領域をオン状態にしておく期間中の一部の期間で良いため、この選択期間を各走査信号線毎に時分割により設けることができ、走査信号線及びデータ信号線を複数の画素領域について共通化したマトリクス駆動が可能となっている。
【0004】
このような駆動方式の代表的な例としては、4値駆動法と呼ばれる駆動法が挙げられる。この4値駆動法は、2値の走査信号と2値のデータ信号を用いると共に、走査信号及びデータ信号の極性を、例えば1水平走査期間毎に反転させ、更に走査信号線の夫々については1垂直走査期間毎に反転させるものであり、比較的簡単な回路構成により実現が可能である。
【0005】
しかしながら、 MIM駆動素子を用いた液晶表示パネルは、上述のようにMIM駆動素子と液晶層とが各画素領域において直列に接続された構成であるため、選択期間の終了直後に液晶層に印加される電圧は、 その時にMIM駆動素子に印加される電圧に依存する。そして、その時にMIM駆動素子に印加される電圧、即ち液晶層への充電がほぼ停止した時にMIM駆動素子に印加される電圧は、 MIM駆動素子の電流−電圧特性に依存し、それぞれのMIM駆動素子毎に誤差が生じる。従って、4値駆動法のように、単に1垂直走査期間毎に走査信号及びデータ信号の極性を反転させるだけでは、単に液晶層に印加される電圧の極性が反転されるだけなので、前記電圧誤差は相殺されない。その結果、前記誤差が各画素領域間で発生し、各画素領域において液晶層に印加される電圧にばらつきを生じ、表示ムラ等が発生するという問題があった。
【0006】
そこで、4値駆動法よりも表示特性の向上を図ることができる駆動法として、充放電法と呼ばれる駆動法が提案された。この駆動法は、図31(B),(C)に示すように、走査信号が充電モードと放電モードの2つのモードで駆動されるように構成されており、充電モードにおいては、選択電圧VS1が走査信号線に供給され、データ信号に応じて液晶層が充電される。一方、放電モードにおいては、前記VS1と逆極性のプリチャージ電圧である−VPREが供給されることにより、データ信号に関わりなく液晶層に対する過充電が行われる。そして、その後に前記−VPREと逆極性の選択電圧VS2が供給されることにより、液晶層の放電が行われる。従って、この選択電圧VS2が供給される期間において、データ信号により放電量を制御すれば、当該画素領域の表示状態を制御することができる。
【0007】
例えば、図31(A)に示すように、データ信号線XiにはVH/2と−VH/2の値を有するデータ信号が1水平走査期間(図31(A)において1Hで示す期間)毎に供給されると共に、図31(B)に示すように、走査信号線Yjには上述したような選択電位を有する走査信号が供給されたとすると、データ信号線Xiと走査信号線Yjの交点における画素領域において、充電モードの選択期間の終了直後に液晶層に印加される電圧VB1は次式で与えられる。
【0008】
VB1=(VS1+VH/2−VON)−K・(VS1− VH/2) …(1)
尚、上記の式におけるKはMIM駆動素子の容量をCM、液晶層の容量をCLとした時に、CM/(CM+CL)で表される容量比で、 K・(VS1− VH/2)は、 MIM駆動素子がオフ状態となる瞬間に容量結合により生じる液晶層電圧のシフト分を表す。また、VONは、液晶層への充電がほぼ停止した時に、MIM駆動素子に印加される電圧である。
【0009】
また、放電モードでは、プリチャージ電圧である−VPREによる過剰充電の後、充電された電荷が選択電圧VS2により放電され、選択期間の終了直前に液晶層に印加される電圧はVS2−VH/2−VONとなる。従って、選択期間の終了直後に液晶層に印加される電圧VB2は次式で表される。
【0010】
ここで、 K・(VS2−VH/2)は、充電モードの場合と同様に、 MIM駆動素子がオフ状態となる瞬間に容量結合により生じる液晶層電圧のシフト分を表す。
【0011】
上式(1),(2)から明らかなように、液晶層への充電がほぼ停止した時にMIM駆動素子に印加される電圧VONがΔVONだけ大きくなると、VB1の絶対値はΔVONだけ小さくなるが、VB2の絶対値は逆にΔVONだけ大きくなる。一方、VONがΔVONだけ小さくなると、VB1の絶対値はΔVONだけ大きくなるが、ΔVB2の絶対値はΔVONだけ小さくなる。更にKに誤差ΔKが生じた場合、この誤差によりVB1の絶対値が大きくなるとVB2の絶対値は小さくなり、この誤差によりVB1の絶対値が小さくなるとVB2の絶対値は大きくなる。
【0012】
このように、充放電駆動法によれば、 MIM駆動素子のVONが変動しても、充電モードにて液晶印加電圧に発生する電圧誤差は、放電モードにて液晶印加電圧に発生する電圧誤差により実効電圧的には相殺される。従って、 MIM駆動素子のVONの液晶表示パネル内でのばらつきを要因とする表示ムラの発生等を有効に防止できる。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図31に示す駆動方式では、充電モードの選択期間の終了直後に液晶層に印加される電圧VB1の絶対値と、放電モードの選択期間の終了直後に液晶層に印加される電圧VB2の絶対値が等しく設定されていない場合には、液晶層に長期に亘ってDC電圧が印加されるという問題があった。
【0014】
VB1の絶対値とVB2の絶対値を等しくするためには、
VB1+VB2=0 …(3)
の関係式を満たす必要があり、上式(1)、(2)、(3)より、
VS2=−VS1−KVH+2・VON/(1−K) …(4)
の関係式が導き出される。従って、充電モードにおける選択電圧VS1と放電モードにおける選択電圧VS2を、上式(4)を満たす値に設定する必要がある。
【0015】
しかしながら、上式(4)に含まれるVONは、液晶層への充電がほぼ停止した時に、 MIM駆動素子に印加される電圧であり、直接測定することはできない。従って、上式(4)を満たすように前記選択電圧VS1,VS2を設定することは容易ではなかった。
【0016】
そこで、従来は、次のような方法で選択電圧VS1,VS2の設定を行っていた。まず、充電モードによる駆動のみを行ってその時の選択電圧VS1と透過率の特性(VS1−T特性とする)を測定すると共に、放電モードによる駆動のみを行ってその時の選択電圧VS2と透過率の特性(VS2−T特性とする)を測定する。そして、最初に測定したVS1−T特性においてある透過率を与えるVS1と、 VS2−T特性において前記透過率を与えるVS2とを、充電モードと放電モードの混在した充放電駆動方式における選択電圧VS1、VS2として採用していた。この方法によれば、充電モードにおける透過率と放電モードにおける透過率をほぼ等しくすることが可能となり、液晶層に印加される電圧のDC成分をほぼ零にすることが可能となる。
【0017】
しかしながら、前記従来の方法では、夫々のモードにおいて等しい透過率を与える選択電圧を精度良く決定するためには、選択電圧と透過率の特性測定に際し、相当数のデータサンプルを必要とし、当該特性測定だけでもかなりの時間を要するという問題があった。
【0018】
そこで、本発明はこの問題点に鑑みなされたものであり、 MIM駆動素子等の2端子型非線形素子を用いた液晶表示パネルの駆動方式として、充放電駆動方式を用いた場合でも、 簡単な調整方法によって、液晶層に印加される電圧のDC成分をほぼ零にすることができる液晶表示装置の駆動電圧調整方法、液晶表示パネルの駆動装置、液晶表示装置、液晶表示装置の駆動電圧調整装置、及び電子機器を提供することを課題としている。
【0019】
【解決を解決するための手段】
請求項1に記載の液晶表示装置の駆動電圧調整方法は上記課題を解決するために、一対の基板と、該一対の基板間に挟持された液晶と、一方の基板に設けられた複数のデータ線と、他方の基板に設けられた複数の走査線と、前記データ線と前記走査線との間に直列に接続された2端子型非線形素子及び前記液晶とからなる複数の画素とを備えた液晶表示パネルと、前記データ線及び走査線にデータ信号及び走査信号を供給する駆動装置と、前記駆動装置に駆動電圧を供給する電源装置と、を備えた液晶表示装置の駆動電圧調整方法であって、表示画面の第1の領域に相当する走査線群に、前記2端子型非線形素子を導通させる第1の選択電圧値を有する充電モードのみからなる走査信号を供給する工程と、前記第1の領域以外の第2の領域に相当する走査線群に、前記2端子型非線形素子を導通させ前記データ信号の中間値を基準として前記第1の選択電圧とは逆極性のプリチャージ電圧と、該プリチャージ電圧に連続して出力され、該中間値を基準に前記プリチャージ電圧とは逆極性となる第2の選択電圧とを有する放電モードを含む走査信号を供給する工程と、少なくとも前記第1の領域に含まれる領域と前記第2の領域に含まれる領域におけるデータ線に、夫々同一の階調値を有するデータ信号を供給する工程と、前記同一の階調値を有するデータ信号が供給された夫々の領域の輝度を測定する工程と、前記測定結果に応じて、前記夫々の領域の輝度を等しくするように前記駆動電圧を調整する工程と、を備えたことを特徴とする。
【0020】
請求項1に記載の液晶表示装置の駆動電圧調整方法によれば、表示画面の第1の領域に相当する走査線群に、第1の選択電圧を有する充電モードのみからなる走査信号が供給され、少なくともこの第1の領域に含まれる領域におけるデータ線に、所定の階調値を有するデータ信号が供給されると、当該データ信号と前記走査信号との電位差により2端子型非線形素子が導通し、液晶への充電が行われる。
【0021】
また、前記第1の領域以外の第2の領域に相当する走査線群に、前記データ信号の中間値を基準として前記第1の選択電圧とは逆極性のプリチャージ電圧と、該プリチャージ電圧に連続するように出力され、該中間値を基準に前記プリチャージ電圧とは逆極性となる第2の選択電圧とを有するモード信号とを含む走査信号が供給されると、前記プリチャージ電圧により、データ信号の値に拘わらず前記2端子型非線形素子が導通し、前記液晶を過充電させる。更に、少なくともこの第2の領域に含まれる領域におけるデータ線に、所定の階調値を有するデータ信号が供給されると、このデータ信号と第2の選択電圧との電位差により、前記2端子型非線形素子が導通し、過充電された前記液晶を放電させる。
【0022】
従って、前記第1の領域に含まれる領域と前記第2の領域に含まれる領域におけるデータ線に、同一の階調値を有するデータ信号を供給した場合には、当該データ信号が供給された領域間の輝度の差は、充電モードの第1の選択電圧と当該データ信号との電位差により液晶に充電される第1の電圧の値と、前記プリチャージ電圧により過充電された液晶の電荷を前記第2の選択電圧と前記データ信号との電位差により放電させた結果としての液晶の第2の電圧の値との差となる。
【0023】
そこで、前記同一の階調値を有するデータ信号が供給された夫々の領域の輝度を測定し、その測定結果に応じて、前記夫々の領域の輝度を等しくするように前記駆動電圧を調整することにより、前記第1の電圧の値と前記第2の電圧の値の差を零にすることができる。
【0024】
このように、第1の領域と第2の領域に分割された表示画面における夫々の領域における輝度を等しくするという、極めて簡単な方法により、液晶に対して長期に亘ってDC電圧が印加されることを確実に防止することができる。
【0025】
請求項2に記載の液晶表示装置の駆動電圧調整方法は、前記課題を解決するために、請求項1に記載の液晶表示装置の駆動電圧調整方法において、前記第2の領域において走査信号を供給する工程は、前記プリチャージ電圧と前記第2の選択電圧とを有する放電モードからなる走査信号のみを供給する工程であることを特徴とする。
【0026】
請求項2に記載の液晶表示装置の駆動電圧調整方法によれば、前記第1の領域に含まれる領域と前記第2の領域に含まれる領域におけるデータ線に、同一の階調値を有するデータ信号を供給した場合には、前記第1の領域に含まれ、当該データ信号が供給された領域においては、充電モードの第1の選択電圧と当該データ信号との電位差により液晶が充電される。一方、前記第2の領域に含まれ、前記データ信号が供給された領域においては、前記プリチャージ電圧により過充電された液晶の電荷を前記第2の選択電圧と前記データ信号との電位差により放電させた結果としての電圧値に液晶が充電される。そして、この第2の領域に供給される走査信号は、前記プリチャージ電圧と前記第2の選択電圧から成る走査信号のみであるため、前記夫々の領域における輝度の差は、前記充電モードを有する走査信号と、前記プリチャージ電圧と前記第2の選択電圧信号から成る放電モードを有する走査信号とが交互に供給される通常の表示状態において、前記充電モードの第1の選択電圧供給期間の液晶の充電電圧と、前記プリチャージ電圧と前記第2の選択電圧の供給期間の液晶の充電電圧との間に生じる差と同等となる。従って、前記同一の階調値を有するデータ信号が供給された夫々の領域の輝度を測定し、その測定結果に応じて、前記夫々の領域の輝度を等しくすることにより、直ちに通常の表示状態における前記夫々の期間の液晶の充電電圧の差を零にすることができる。
【0027】
請求項3に記載の液晶表示装置の駆動電圧調整方法は、前記課題を解決するために、請求項1に記載の液晶表示装置の駆動電圧調整方法において、前記第2の領域において走査信号を供給する工程は、前記充電モードからなる信号と、前記プリチャージ電圧と前記第2の選択電圧とを有する放電モードからなる信号とを、一対の走査信号として供給する工程であることを特徴とする。
【0028】
請求項3に記載の液晶表示装置の駆動電圧調整方法によれば、前記第1の領域に含まれる領域と前記第2の領域に含まれる領域におけるデータ線に、同一の階調値を有するデータ信号を供給した場合には、前記第1の領域に含まれ、当該データ信号が供給された領域においては、充電モードの第1の選択電圧と当該データ信号との電位差による電圧値に液晶が充電される。一方、前記第2の領域に含まれ、データ信号が供給された領域においては、前記プリチャージ電圧により過充電された液晶の電荷を前記第2の選択電圧と前記データ信号との電位差により放電させた結果としての電圧値に液晶が充電されると共に、前記第2の領域であって前記データ信号が供給された領域における充電モードの第1の選択電圧と前記データ信号との電位差による電圧値に液晶が充電される。従って、前記夫々の領域において、充電モードの第1の選択電圧と前記データ信号との電位差による電圧値は等しいので、前記夫々の領域における輝度の差は、前記充電モードの第1の選択電圧と前記データ信号との電位差による電圧値と、前記プリチャージ電圧により過充電された液晶の電荷を前記第2の選択電圧と前記データ信号との電位差により放電させた結果としての電圧値との差と同等となる。従って、前記夫々の領域における輝度を等しくするように調整することにより、通常の表示状態における前記充電モードによる駆動期間と前記放電モードによる駆動期間との夫々の期間の液晶の充電電圧の差を零にすることができる。
【0029】
請求項4に記載の液晶表示パネルの駆動装置は、前記課題を解決するために、一対の基板と、該一対の基板間に挟持された液晶と、一方の基板に設けられた複数のデータ線と、他方の基板に設けられた複数の走査線と、前記データ線と前記走査線との間に直列に接続された2端子型非線形素子及び前記液晶とからなる複数の画素とを備えた液晶表示パネルの駆動装置であって、駆動モードを、外部入力に応じて通常駆動モードと電圧調整モードに切り換えるモード切換手段と、前記モード切換手段により切り換えられた駆動モードが、電圧調整モードである場合には、表示画面の第1の領域に相当する走査線群に、前記2端子型非線形素子を導通させる第1の選択電圧値を有する充電モードのみからなる走査信号を供給すると共に、前記第1の領域以外の第2の領域に相当する走査線群に、前記2端子型非線形素子を導通させ前記データ信号の中間値を基準として前記第1の選択電圧とは逆極性のプリチャージ電圧と、該プリチャージ電圧に連続して出力され、該中間値を基準に前記プリチャージ電圧とは逆極性となる第2の選択電圧とを有する放電モードを含む走査信号を供給する、走査信号駆動手段と、少なくとも前記第1の領域に含まれる領域と前記第2の領域に含まれる領域におけるデータ線に、夫々同一の階調値を有するデータ信号を供給するデータ信号駆動手段と、を備えたことを特徴とする。
【0030】
請求項4に記載の液晶表示パネルの駆動装置によれば、モード切換手段により、外部入力に応じて駆動モードが電圧調整モードに切り換えられると、走査信号駆動手段により、表示画面の第1の領域に相当する走査線群に、第1の選択電圧を有する充電モードのみからなる走査信号が供給され、少なくともこの第1の領域に含まれる領域におけるデータ線に、所定の階調値を有するデータ信号が供給されると、当該データ信号と前記走査信号との電位差により2端子型非線形素子が導通し、液晶への充電が行われる。
【0031】
また、前記第1の領域以外の第2の領域に相当する走査線群に、前記データ信号の中間値を基準として前記第1の選択電圧とは逆極性のプリチャージ電圧と、該プリチャージ電圧に連続するように出力され、該中間値を基準に前記プリチャージ電圧とは逆極性となる第2の選択電圧とを有するモード信号とを含む走査信号が供給されると、前記プリチャージ電圧により、データ信号の値に拘わらず前記2端子型非線形素子が導通し、前記液晶を過充電させる。更に、少なくともこの第2の領域に含まれる領域におけるデータ線に、所定の階調値を有するデータ信号が供給されると、このデータ信号と第2の選択電圧との電位差により、前記2端子型非線形素子が導通し、過充電された前記液晶を放電させる。
【0032】
従って、データ信号駆動手段により、前記第1の領域に含まれる領域と前記第2の領域に含まれる領域におけるデータ線に、同一の階調値を有するデータ信号が供給された場合には、当該データ信号が供給された領域間の輝度の差は、充電モードの第1の選択電圧と当該データ信号との電位差により液晶に充電される第1の電圧の値と、前記プリチャージ電圧により過充電された液晶の電荷を前記第2の選択電圧と前記データ信号との電位差により放電させた結果としての液晶の第2の電圧の値との差となる。
【0033】
そこで、前記同一の階調値を有するデータ信号が供給された夫々の領域の輝度を測定し、その測定結果に応じて、前記夫々の領域の輝度を等しくするように前記駆動電圧を調整することにより、前記第1の電圧の値と前記第2の電圧の値の差を零にすることができる。
【0034】
このように、表示画面を第1の領域と第2の領域に分割し、夫々異なる波形の走査信号により駆動を行うことができるので、夫々の領域における輝度を等しくするという、極めて簡単な方法により、液晶に対して長期に亘ってDC電圧が印加されることを確実に防止することができる。
【0035】
請求項5に記載の液晶表示パネルの駆動装置は、前記課題を解決するために、請求項4に記載の液晶表示パネルの駆動装置において、前記第2の領域において、前記プリチャージ電圧と前記第2の選択電圧とを有する放電モードからなる走査信号のみを供給することを特徴とする。
【0036】
請求項5に記載の液晶表示パネルの駆動装置によれば、前記データ信号駆動手段により、前記第1の領域に含まれる領域と前記第2の領域に含まれる領域におけるデータ線に、同一の階調値を有するデータ信号を供給した場合には、前記第1の領域に含まれ、当該データ信号が供給された領域においては、前記走査信号駆動手段により供給された充電モードの第1の選択電圧と当該データ信号との電位差により液晶が充電される。一方、前記第2の領域に含まれ、前記データ信号が供給された領域においては、前記走査信号駆動手段から供給された前記プリチャージ電圧により過充電された液晶の電荷を、同じく前記走査信号駆動手段から供給された前記第2の選択電圧と前記データ信号との電位差により放電させた結果としての電圧値に液晶が充電される。そして、この第2の領域に供給される走査信号は、前記プリチャージ電圧と前記第2の選択電圧から成る走査信号のみであるため、前記夫々の領域における輝度の差は、前記充電モードを有する走査信号と、前記プリチャージ電圧と前記第2の選択電圧から成る放電モードを有する走査信号とが交互に供給される通常の表示状態において、前記充電モードの第1の選択電圧供給期間の液晶の充電電圧と、前記プリチャージ電圧と前記第2の選択電圧の供給期間の液晶の充電電圧との間に生じる差と同等となる。従って、前記同一の階調値を有するデータ信号が供給された夫々の領域の輝度を測定し、その測定結果に応じて、前記夫々の領域の輝度を等しくすることにより、直ちに通常の表示状態における前記夫々の期間の液晶の充電電圧の差を零にすることができる。
【0037】
請求項6に記載の液晶表示パネルの駆動装置は、前記課題を解決するために、前記第2の領域において走査信号を供給する工程は、前記充電モードからなる信号と、前記プリチャージ電圧と前記第2の選択電圧とを有する放電モードからなる信号とを、一対の走査信号として供給する工程であることを特徴とする。
【0038】
請求項6に記載の液晶表示パネルの駆動装置によれば、前記データ信号駆動手段により、前記第1の領域に含まれる領域と前記第2の領域に含まれる領域におけるデータ線に、同一の階調値を有するデータ信号を供給した場合には、前記第1の領域に含まれ、当該データ信号が供給された領域においては、前記走査信号駆動手段から供給された充電モードの第1の選択電圧と当該データ信号との電位差による電圧値に液晶が充電される。一方、前記第2の領域に含まれ、前記データ信号が供給された領域においては、前記走査信号駆動手段から供給された前記プリチャージ電圧により過充電された液晶の電荷を、同じく前記走査信号駆動手段から供給された前記第2の選択電圧と前記データ信号との電位差により放電させた結果としての電圧値に液晶が充電されると共に、前記第2の領域であって前記データ信号が供給された領域における充電モードの第1の選択電圧と前記データ信号との電位差による電圧値に液晶が充電される。従って、前記夫々の領域において、充電モード信号の第1の選択電圧と前記データ信号との電位差による電圧値は等しいので、前記夫々の領域における輝度の差は、前記充電モードの第1の選択電圧と前記データ信号との電位差による電圧値と、前記プリチャージ電圧により過充電された液晶の電荷を前記第2の選択電圧と前記データ信号との電位差により放電させた結果としての電圧値との差と同等となる。従って、前記夫々の領域における輝度を等しくするように調整することにより、通常の表示状態における前記充電モード信号による駆動期間と前記第1放電モード信号と第2放電モード信号とによる駆動期間との夫々の期間の液晶の充電電圧の差を零にすることができる。
【0039】
請求項7に記載の液晶表示パネルの駆動装置は、前記課題を解決するために、請求項4乃至請求項6のいずれか一項に記載の液晶表示パネルの駆動装置において、前記2端子型非線形素子は、MIM(Metal Insulator Metal)駆動素子からなることを特徴とする。
【0040】
請求項7に記載の液晶表示パネルの駆動装置によれば、液晶表示パネルは、特にMIM駆動素子を備えているが、上述した本願発明の駆動装置により、電圧調整モードにおいては、表示画面が異なる走査信号により駆動される複数の領域に分割されるので、夫々の領域の輝度を等しくするという、極めて簡単な方法で、前記充電モード信号による駆動期間と、第1及び第2放電モード信号による駆動期間における液晶の充電電圧を等しくすることができ、液晶に対するDC電圧の印加を確実に防ぐことができる。従って、長期に亘って映像信号を良好に表示することができる。
【0041】
請求項8に記載の液晶表示装置は、前記課題を解決するために、請求項4乃至請求項7のいずれか一項に記載の液晶表示パネルの駆動装置と、前記液晶表示パネルと、前記駆動装置に駆動電圧を供給する電源装置とを備え、前記電源装置には、前記駆動電圧の調整手段が設けられていることを特徴とする。
【0042】
請求項8に記載の液晶表示装置(液晶表示モジュール)によれば、液晶表示パネルは、特に2端子型非線形素子を備えているが、上述した本願発明の駆動装置により、電圧調整モードにおいては、表示画面が異なる走査信号により駆動される複数の領域に分割されるので、夫々の領域の輝度を等しくするという、極めて簡単な方法で、前記充電モード信号による駆動期間と、第1及び第2放電モード信号による駆動期間における液晶の充電電圧を等しくすることができ、液晶に対するDC電圧の印加を確実に防ぐことができる。従って、長期に亘って映像信号を良好に表示することができる。
【0043】
請求項9に記載の液晶表示装置の電圧調整装置は、前記課題を解決するために、前記請求項8に記載の液晶表示装置を載置する載置台と、前記液晶表示装置の駆動装置に同期信号を伴った映像信号を供給する信号供給手段と、前記駆動装置に電圧調整モード切換信号を出力するモード切換信号出力手段と、前記載置台に載置された液晶表示装置の表示画面の輝度を測定する輝度測定手段と、前記輝度測定手段の測定値を表示する手段とを備えたことを特徴とする。
【0044】
請求項9に記載の液晶表示装置の電圧調整装置によれば、載置台に載置された前記液晶表示装置には、信号供給手段から同期信号を伴った映像信号が供給され、モード切換信号手段により、駆動モードを電圧調整モードにする旨の信号が供給される。これにより、液晶表示装置は、表示画面を異なる走査信号により駆動させる複数の領域に分割する。そして、この表示画面のにおける夫々の領域の輝度を輝度測定手段により測定し、その測定値を表示手段に表示させる。従って、使用者がこの表示手段の表示に基づいて、前記夫々の領域における輝度を等しくするように電圧の調整を行うことにより、前記充電モード信号による駆動期間と、第1及び第2放電モード信号による駆動期間における液晶の充電電圧を等しくすることができ、液晶に対するDC電圧の印加を確実に防ぐことができる。従って、長期に亘って映像信号を良好に表示することができる。
【0045】
請求項10に記載の電子機器は上記課題を解決するために請求項8に記載の液晶表示装置を備えたことを特徴とする。
【0046】
請求項10に記載の電子機器によれば、電子機器は、上述した本願発明の液晶表示装置を備えており、比較的簡易な調整方法により、前記充電モード信号による駆動期間と、第1及び第2放電モード信号による駆動期間における液晶の充電電圧を等しくすることができるので、液晶に対するDC電圧の印加を確実に防ぐことができ、長期に亘って映像信号を良好に表示することができる。
【0047】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【0048】
(MIM駆動素子)
図1は、本発明の実施の形態である液晶表示装置を構成する液晶表示パネルに備えられる2端子型非線形素子の一例としてのMIM駆動素子を画素電極と共に模式的に示す平面図であり、図2は、図1のA−A断面図である。尚、図2におては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならしめてある。
【0049】
図1及び図2において、MIM駆動素子20は、第1基板の一例を構成するMIMアレイ基板30上に形成された絶縁膜31を下地として、その上に形成されており、絶縁膜31の側から順に第1金属膜22、絶縁層24及び第2金属膜26から構成され、MIM構造(Metal Insulator Metal構造)を持つ。そして、2端子型のMIM駆動素子20の第1金属膜22は、一方の端子としてMIMアレイ基板30上に形成された走査線12に接続されており、第2金属膜26は、他方の端子として画素電極34に接続されている。尚、走査線12に代えてデータ線(図6参照)をMIMアレイ基板30上に形成し、画素電極34に接続してもよい。
【0050】
MIMアレイ基板30は、例えばガラス、プラスチックなどの絶縁性及び透明性を有する基板からなる。
【0051】
下地をなす絶縁膜31は、例えば酸化タンタルからなる。但し、絶縁膜31は、第2金属膜26の堆積後等に行われる熱処理により第1金属膜22が下地から剥離しないこと及び下地から第1金属膜22に不純物が拡散しないことを主目的として形成されるものである。従って、MIMアレイ基板30を、例えば石英基板等のように耐熱性や純度に優れた基板から構成すること等により、これらの剥離や不純物の拡散が問題とならない場合には、絶縁膜31は省略することができる。
【0052】
第1金属膜22は、導電性の金属薄膜からなり、例えば、タンタル単体又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よい。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。
【0053】
絶縁膜24は、例えば化成液中で第1金属膜22の表面に陽極酸化により形成された酸化膜からなる。
【0054】
第2金属膜26は、導電性の金属薄膜からなり、例えば、クロム単体又はクロム合金からなる。
【0055】
画素電極34は、例えばITO(Indium Tin Oxide)膜等の、透明導電膜からなる。
【0056】
また、図3の断面図に示すように、上述の第2金属膜及び画素電極は、同一のITO膜等からなる透明導電膜36から構成されてもよい。このような構成を持つMIM駆動素子20’は、製造の際に、第2金属膜及び画素電極を同一の製造工程により形成できる利点がある。尚、図3において図2と同様の構成要素には同一参照符号を付し、その説明は省略する。
【0057】
更にまた、図4の平面図及び図5のB−B断面図に示すように、MIM駆動素子40は、所謂バック・ツー・バック(Back To Back)構造、即ち第1のMIM駆動素子40aと第2のMIM駆動素子40bとを極性を反対にして直列に接続した構造を持つように構成されてもよい。尚、図4及び図5において図1及び図2と同様の構成要素には同一参照符号を付し、その説明は省略する。
【0058】
図4及び図5において、第1のMIM駆動素子40aは、MIMアレイ基板30上に形成された絶縁膜31を下地として、この上に順に形成されたタンタル等からなる第1金属膜42、陽極酸化膜等からなる絶縁膜44及びクロム等からなる第2金属膜46aから構成されている。他方、第2のMIM駆動素子40bは、MIMアレイ基板30上に形成された絶縁膜31を下地として、この上に順に形成された第1金属膜42、絶縁膜44及び第1金属膜46aから離間した第2金属膜46bから構成されている。
【0059】
第1のMIM駆動素子40aの第2金属膜46aは、走査線48に接続され、第2のMIM駆動素子40bの第2金属膜46bは、ITO膜等からなる画素電極45に接続されている。従って、走査信号は、走査線48から第1及び第2のMIM駆動素子40a及び40bを介して画素電極45に供給される。尚、走査線48に代えてデータ線(図6参照)をMIMアレイ基板30上に形成し、第1のMIM駆動素子40aの第2金属膜46aに接続するように構成してもよい。
【0060】
この図4及び図5に示した例では、絶縁膜44は、図1及び図2に示した例における絶縁膜24に比べて膜厚が小さく、例えば半分程度の膜厚に設定されている。
【0061】
以上、2端子型非線形素子としてMIM駆動素子の幾つかの例について説明したが、ZnO(酸化亜鉛)バリスタ、MSI(Metal Semi-Insulator)駆動素子、RD(Ring Diode)などの双方向ダイオード特性を有する2端子型非線形素子を本実施の形態のアクティブマトリクス駆動方式の液晶表示パネルに適用可能である。
【0062】
(液晶表示パネル)
次に、上述のMIM駆動素子20を用いたアクティブマトリクス駆動方式の液晶表示パネルの実施の形態について図6及び図7を参照して説明する。尚、図6は、本実施の形態における液晶表示パネルを駆動回路と共に示した等価回路図であり、図7は、本実施の形態における液晶表示パネルを模式的に示す部分破断斜視図である。
【0063】
図6において、液晶表示パネル10は、MIMアレイ基板30又はその対向基板上に配列された複数の走査線Y1〜Yiが走査信号駆動回路100に接続されており、MIMアレイ基板30又はその対向基板上に配列された複数のデータ線X1〜Xjがデータ信号駆動回路110に接続されている。更に、前記走査信号駆動回路100及びデータ信号駆動回路110には、充放電駆動方式により液晶表示パネル10を駆動するために必要なデータを出力する駆動制御回路120が接続されている。尚、走査信号駆動回路100及びデータ信号駆動回路110並び駆動制御回路120は、図1及び図2に示したMIMアレイ基板30又はその対向基板上に形成されていてもよく、この場合には、駆動回路を含んだ液晶表示装置(液晶表示モジュール)となる。或いは、走査信号駆動回路100及びデータ信号駆動回路110並びに駆動制御回路120は、液晶表示パネルとは独立したICから構成され、所定の配線を経て走査線Y1〜Yiやデータ線X1〜Xjに接続されてもよく、この場合には、駆動回路を含まない液晶表示装置(液晶表示モジュール)となる。
【0064】
各画素領域16において、走査線Y1〜Yiは、MIM駆動素子20の一方の端子に接続されており(図1参照)、データ線X1〜Xjは、液晶層18及び図1に示した画素電極34を介してMIM駆動素子20の他方の端子に接続されている。従って、各画素領域16に対応する走査線Y1〜Yiに走査信号が供給され、データ線X1〜Xjにデータ信号が供給されると、当該画素領域におけるMIM駆動素子20がオン状態となり、MIM駆動素子20を介して、画素電極34及びデータ線X1〜Xj間にある液晶層18に駆動電圧が印加される。
【0065】
尚、走査信号駆動回路100及びデータ信号駆動回路110並びに駆動制御回路120をMIMアレイ基板30上に設けると、MIM駆動素子20についての薄膜形成プロセスと走査信号駆動回路100及びデータ信号駆動回路110並びに駆動制御回路120についての薄膜形成プロセスとを同時に行える利点がある。但し、例えばTAB(テープオートメイテッドボンディング)方式で実装された走査信号駆動回路100及びデータ信号駆動回路110を含むLSIに、MIMアレイ基板30の周辺部に設けられた異方性導電フィルムを介して走査線Y1〜Yi及びデータ線X1〜Xjを接続する構成を採れば、液晶表示パネル10の製造がより容易となる。また、前述のLSIをMIMアレイ基板30及びその対向基板上に異方性導電フィルムを介して直接実装するCOG(チップオングラス)方式を用いて、走査線12及びデータ線14と接続する構成を採ることもできる。
【0066】
図7において、液晶表示パネル10は、MIMアレイ基板30と、これに対向配置される透明な第2基板の一例を構成する対向基板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。MIMアレイ基板30には、マトリクス状に複数の透明な画素電極34が設けられている。複数の画素電極34は、所定のX方向に沿って夫々延びておりX方向に直交するY方向に配列された複数の走査線Y1〜Yiに夫々接続されている。画素電極34、MIM駆動素子20、走査線Y1〜Yi等の液晶に面する側には、例えばポリイミド薄膜などの有機薄膜からなりラビング処理等の所定の配向処理が施された配向膜が設けられている。
【0067】
他方、対向基板32には、Y方向に沿って夫々延びておりX方向に短冊状に配列された複数のデータ線X1〜Xjが設けられている。データ線X1〜Xjの下側には、例えばポリイミド薄膜などの有機薄膜からなりラビング処理等の所定の配向処理が施された配向膜が設けられている。この場合データ線X1〜Xjは、少なくとも画素電極34と対向する部分については、ITO膜等の透明導電膜から形成される。但し、データ線X1〜Xjに代えて走査線Y1〜Yiを対向基板32の側に形成する場合には、走査線Y1〜YiがITO膜等の透明導電膜から形成される。
【0068】
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、トライアングル状等に配列された色材膜からなるカラーフィルタが設けられてもよく、更に、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ていてもよい。このようなカラーフィルタやブラックマトリクスにより、一つの液晶表示パネルによるカラー表示を可能としたり、コントラストの向上や色材の混色防止などにより、高品位の画像を表示できるようになる。
【0069】
このように構成され、画素電極34とデータ線X1〜Xjとが対面するように配置されたMIMアレイ基板30と対向基板32との間には、対向基板32の周辺に沿って配置されるシール剤により囲まれた空間に液晶が封入され、液晶層18(図6参照)が形成される。液晶層18は、画素電極34及びデータ線X1〜Xjからの電界が印加されていない状態で前述の配向膜により所定の配向状態を採る。液晶層18は、例えば一種又は数種類のネマティック液晶を混合した液晶からなる。シール剤は、両基板30及び32をそれらの周辺で張り合わせるための接着剤であり、両基板間の距離を所定値とするためのスペーサが混入されている。
【0070】
図6において、走査信号駆動回路100がパルス的にMIM駆動素子20に所定電圧の走査信号を順次送るのに合わせて、データ信号駆動回路110は後述のように表示信号の階調レベルに応じたパルス幅を有するデータ信号をデータ線14に順次送る。図7において、このように画素電極34及びデータ線14に電圧が印加されると、この画素電極34とデータ線X1〜Xjとに挟まれた部分における液晶層の配向状態が、MIM駆動素子20を介して印加される駆動電圧により変化し、ノーマリーホワイトモードであれば、駆動電圧が印加された状態で入射光がこの液晶部分を通過不可能とされ、ノーマリーブラックモードであれば、駆動電圧が印加された状態で入射光がこの液晶部分を通過可能とされ、全体として液晶表示パネル10からは表示信号に応じたコントラストを持つ光が出射する。
【0071】
また、図1から図7には示されていないが、対向基板32の投射光が入射する側及びMIMアレイ基板30の投射光が出射する側には夫々、例えば、TN(ツイステッドネマティック)モード、 STN(スーパーTN)モード、DSTN(ダブル−STN)モード等の動作モードや、ノーマリーホワイトモード/ノーマリーブラックモードの別に応じて、偏光フィルム、位相差フィルム、偏光板などが所定の方向で配置される。
【0072】
(駆動回路の第1の実施の形態)
次に、図6に示した走査信号駆動回路100及びデータ信号駆動回路110並びに駆動制御回路120の一実施形態における構成及び動作について図8乃至図
を参照して説明する。
【0073】
先ず、走査信号駆動手段の一例を構成する走査信号駆動回路100は、図8に示すように、クロックコントロール回路101を備えている。クロックコントロール回路101は、後述する駆動制御回路120から出力される走査側クロック信号YCLKに基づいて、図9に示すようなデータシフト用のシフトクロックYSCLを生成し、該シフトクロックYSCLを出力電圧選択信号形成回路102のシフトレジスタ102に供給する。
【0074】
シフトレジスタ102は、走査信号出力端子Y1〜Yiの数に対応してiビットの並列出力を有するシフトレジスタが、入力データD0,D1,D2の夫々に対応して3列独立して設けられた構成となっている。従って、シフトレジスタ102からは各走査信号出力端子毎に3ビットずつの出力が行われる。前記シフトクロックYSCLは、シフトレジスタ102を構成する夫々のシフトレジスタに供給され、該夫々のシフトレジスタは、図9に示すように、シフトクロックYSCLの立ち上がりと立ち下がりのタイミングで、データを取り込み、取り込んだデータを次々にシフトする。入力データD0,D1,D2は、各走査信号出力端子Y1〜Yiから走査線に供給する走査信号の電圧を選択するためのデータであり、後述する駆動制御回路120から走査信号駆動回路100にシリアルデータとして出力されるようになっている。
【0075】
そして、前記夫々のシフトレジスタがiビット分のデータを取り込んだ後の所定のタイミングで、後述する駆動制御回路120から走査信号駆動回路100にラッチストローブ信号LSが供給され、当該ラッチストローブ信号LSは出力電圧選択信号形成回路102を構成するラッチ104に供給される。ラッチ104にはiビット分のデータを取り込むラッチが3列並列に備えられており、前記シフトレジスタ102の3列×iビット分の並列出力データを、前記ラッチストローブ信号LSの立ち上がりのタイミングで、3列×i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。
【0076】
従って、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、出力電圧選択信号形成回路102からは、各走査信号出力端子Y1〜Yiに対して3ビットずつの出力電圧選択信号が出力される。つまり、この出力電圧選択信号は、駆動制御回路120からシリアル出力されたデータD0,D1,D2を、各走査信号出力端子Y1〜Yi毎にパラレル出力させたものであり、データD0,D1,D2の値の組み合わせによって図10のように出力電圧 V0〜V7と対応している。
【0077】
一方、各走査信号出力端子Y1〜Yiから走査信号を供給するLCDドライバー107には、V0〜V7の8種類の電圧が、後述する電源回路から供給されており、各走査信号出力端子Y1〜Yi毎に、 V0〜V7のいずれかの電圧を選択して出力するように構成されている。
【0078】
従って、3ビットで表現された前記出力電圧選択信号を、デコーダー105によりV0〜V7のいずれかの電圧を選択する信号にデコードし、レベルシフタ106を介して電圧値をLCD駆動系にシフトすることにより、LCDドライバー107において、各走査信号出力端子Y1〜Yi毎に、図11に示すような大小関係を有する電圧が出力されることになる。
【0079】
例えば、図12に示すように、走査信号出力端子Y1及びY2に対応するラッチ104の出力を、前記データD0,D1,D2に対応させてDL10,DL11,DL12及びDL20,DL21,DL22と表し、 DL10,DL11,DL12及びDL20,DL21,DL22の値が、ラッチストローブ信号LSの立ち上がりタイミングt1において、夫々(0,0,0)及び(0,0,1)であったとすると、期間T1においては、走査信号出力端子Y1の出力電圧はV4となり、走査信号出力端子Y2の出力電圧はV3となる。また、同様に、ラッチストローブ信号LSの立ち上がりタイミングt2において、 DL10,DL11,DL12及びDL20,DL21,DL22の値が、夫々(1,1,1)及び(0,0,1)であったとすると、期間T2においては、走査信号出力端子Y1の出力電圧はV2となり、走査信号出力端子Y2の出力電圧はV3のままである。
【0080】
このように、前のラッチストローブ信号LSの立ち上がりのタイミング(図12においてタイミングt1)から次のラッチストローブ信号LSの立ち上がりのタイミング(図12においてタイミングt2)までに、各走査信号出力端子から出力させたい電圧に対応するデータD0,D1,D2(図12において(1,1,1)及び(0,0,1))を、上述したシフトレジスタ103に取り込んでおくことにより、夫々の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各走査信号出力端子の出力電圧を所望の値に設定することができる。
【0081】
また、ラッチストローブ信号LSは、1水平同期信号に同期し、水平同期信号の1/2の周期を有しているため、各水平走査期間において、図12に示すような選択電圧を出力する充電モードの波形と放電モードの波形とを有する走査信号を所望の走査線に供給することができる。
【0082】
次に、データ信号駆動回路110の構成を図13に基づいて説明する。図13に示すように、データ信号駆動回路110においては、シフトレジスタ111が備えられており、ラッチ112に対してラッチシフト信号を供給する。ラッチ112は、各データ信号出力端子X1〜Xjに対応したnビットの階調データをラッチするために、nビットのラッチ領域がjビット分備えられており、前記ラッチシフト信号は、ラッチ112の各ラッチ領域毎に供給される。また、シフトレジスタ111には、後述する駆動制御回路120からデータ側クロック信号XCLKが供給されており、ラッチシフト信号はこのクロック信号XCLKに同期して供給されることになる。
【0083】
ラッチ112は、後述する駆動制御回路120から、nビットの階調データGD0〜GDnが各データ線に対応する順序でnビット毎にシリアルデータとして供給されるようになっており、前記ラッチシフト信号により、 nビット毎にラッチ112の各ラッチ領域にラッチされる。
【0084】
以上のようにしてラッチ112にラッチされた階調データは、後述する駆動制御回路120から供給されるラッチパルス信号LPの立ち上がりのタイミングで、DAコンバータ113にパラレル出力される。
【0085】
DAコンバータ113は、デジタルデータである夫々の階調データをアナログデータに変換するものであり、これらのアナログデータは、出力回路114に供給される。
【0086】
出力回路114は、前記アナログデータに基づいて各データ信号出力端子毎にパルス幅変調を行う回路であり、各データ信号出力端子X1〜Xjからは、階調に応じてパルス幅変換されたデータ信号が各データ線に供給されることになる。そして、前記ラッチ112からの階調データの出力は、水平同期信号に同期して出力されるラッチパルス信号に同期して行われるため、前記データ信号は、1水平走査期間毎にデータ線に供給されることになる。但し、上述したように、充電モードと放電モードの夫々において、液晶の表示状態を決定する電圧(図12においては、電圧V1,V2)は、1水平走査期間の1/2の期間において出力されるので、データ信号もこれに対応して1水平走査期間の1/2の期間に出力されるように設定されている。
【0087】
次に、上述した走査信号駆動回路100及びデータ信号駆動回路110に各種の信号を供給する駆動制御回路120について、図14を用いて説明する。
【0088】
駆動制御回路120は、コンポジット信号等から分離された垂直同期信号及び水平同期信号等の同期信号に基づいて、各回路に供給するクロック信号及びタイミング信号を作成する基本タイミング作成部121を備えており、該クロック信号及びタイミング信号は、A/D部124、データ出力部123、及びドライバコントロール部122に供給される。
【0089】
A/D部124は、コンポジット信号等から分離されて供給されるアナログデータとしての映像信号を、デジタルデータに変換するもので、該デジタルデータをデータ出力部123に供給する。
【0090】
データ出力部123は、前記デジタルデータを階調データGD0〜GDnに変換すると共に、基本タイミング作成部121から供給され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。
【0091】
また、走査信号駆動回路100及びデータ信号駆動回路110に接続されたドライバコントロール部122においては、上述したようなクロック信号YCLK、ラッチストローブ信号LS、及び出力電圧選択データD0〜D2を走査信号駆動回路100に供給すると共に、クロック信号XCLK,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。これらの各信号は、水平同期信号及び垂直同期信号に同期した基本タイミング作成部121から供給されるクロック信号及びタイミング信号に基づいて生成されているので、走査信号駆動回路100及びデータ信号駆動回路110から出力される走査信号及びデータ信号も水平同期信号及び垂直同期信号に同期したものとなる。
【0092】
次に、以上のように構成される本実施形態の液晶表示パネルに、V0〜V7の電圧を供給する電源回路及び同期信号を伴った映像信号を出力する回路を接続した場合における通常の表示を行う際の動作例を図15に基づいて説明する。
【0093】
図15(A)は、データ信号出力端子Xn(<Xj)から出力されるデータ信号を示すタイミングチャートであり、データ信号は図15(A)に示すように1水平走査期間Hの後半の1/2Hの期間に供給される。
【0094】
図15(B)は、走査信号出力端子Ym(<Yi)に供給される走査信号を示すタイミングチャートであり、図15(C)は、走査信号出力端子Ym+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。これらの図に示すように、走査信号は、1水平走査期間H毎に充電モード波形と放電モード波形を交互に出力するように設定されており、一つの走査線についても、1垂直走査期間TV毎に充電モード波形と放電モード波形を交互に出力するように設定されている。
【0095】
図15(D)は、データ線Xnと走査線Ym+1との交点の画素領域におけるMIM駆動素子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り、当該液晶層18に印加される電圧VLCを斜線で示している。この例では、放電モードにおける過充電期間Tpreにおいて、V7−V3の電圧が印加されることにより、 MIM駆動素子20はオン状態となり、液晶層18は過充電される。従って、ノーマリーホワイトモードの場合には黒が表示され、ノーマリーブラックモードの場合には白が表示される。そして、その後の放電期間Tdcにおいて、V2−V3の電圧が印加されることにより、放電量が抑えられ、前記液晶層18の充電状態は維持される。結局、この放電モードの信号によって、ノーマリーホワイトモードの場合には黒が表示され、ノーマリーブラックモードの場合には白が表示されることになる。
【0096】
次に、1垂直走査期間TV後においては、同画素領域に対し、充電期間Tcの電圧V2−V3の電圧が印加されるため、液晶層18に対する充電が抑えられ、この充電モードの信号によって、ノーマリーホワイトモードの場合には黒が表示され、ノーマリーブラックモードの場合には白が表示されることになる。
【0097】
また、逆に、放電モードの放電期間Tdcにおいて、V2+V3の電圧が印加されると、過充電期間Tpreにおいて液晶層18に充電された電荷を多く放電するようになり、ノーマリーホワイトモードの場合には白が表示され、ノーマリーブラックモードの場合には黒が表示されることになる。更に、充電モードの充電期間Tcにおいて、V1−V3の電圧が印加されると、 MIM駆動素子20はオフ状態となり、液晶層18への充電は行われない。従って、ノーマリーホワイトモードの場合には白が表示され、ノーマリーブラックモードの場合には黒が表示される。
【0098】
本実施形態では、このような充放電駆動法を用いているので、液晶層への充電がほぼ停止した時に、 MIM駆動素子に印加される電圧であるVONが、 MIM駆動素子の特性のばらつきにより変動しても、充電モードにて液晶印加電圧に発生する誤差電圧を、放電モードにて液晶印加電圧に発生する誤差電圧により実効電圧的には相殺することができ、表示ムラの発生等を有効に防止できる。
【0099】
しかしながら、このような充放電駆動法では、充電モードの選択期間の終了直後に液晶層に印加される電圧の絶対値と、放電モードの選択期間の終了直後に液晶層に印加される電圧の絶対値が等しく設定されていない場合には、液晶層に長期に亘ってDC電圧が印加されるという問題があった。
【0100】
図15(D)において、充電モードの選択期間の終了直後に液晶層に印加される電圧VB1は次式で与えられる。
【0101】
VB1=(V1−V4−VON)−K・(V1−V4) …(5)
尚、上記の式におけるKはMIM駆動素子の容量をCM、液晶層の容量をCLとした時に、CM/(CM+CL)で表される容量比で、 K・V1は、 MIM駆動素子がオフ状態となる瞬間に容量結合により生じる液晶層電圧のシフト分を表す。また、放電モードでは、過剰充電の後、充電された電荷が電圧V2−V3により放電され、選択期間の終了直前に液晶層に印加される電圧はV2−V3−VONとなる。従って、選択期間の終了直後に液晶層に印加される電圧VB2は次式で表される。
【0102】
VB2= (V2−V3−VON)− K・(V2−V3) …(6)
ここで、 K・(V3−V2)は、充電モードの場合と同様に、 MIM駆動素子がオフ状態となる瞬間に容量結合により生じる液晶層電圧のシフト分を表す。
【0103】
以上のようなVB1の絶対値とVB2の絶対値を等しくするためには、
VB1+VB2=0 …(7)
の関係式を満たす必要があり、上式(5)、(6)、(7)より、
V2=−V1+2・VON/(1−K) …(8)
の関係式が導き出される。従って、充電モードにおける選択電圧V1と放電モードにおける選択電圧V2を、上式(8)を満たす値に設定する必要がある。
【0104】
しかしながら、上式(8)に含まれるVONは、液晶層への充電がほぼ停止した時に、 MIM駆動素子に印加される電圧であり、直接測定することはできない。従って、上式(8)を満たすように前記選択電圧V1,V2を設定することは容易ではなかった。
【0105】
そこで、本実施形態では、電圧の調整時において、図16(A)に示す液晶表示パネル10の上半分の領域を、走査信号駆動回路100により、図16(B)に示すような充電モード波形のみによる走査信号で駆動すると共に、図16(A)に示す液晶表示パネル10の下半分の領域を、図16(B)に示すような放電モード波形のみによる走査信号で駆動することとした。そして、図16(A)に示すように、充電モード駆動領域と放電モード駆動領域の境界部に検査領域を設け、当該検査領域における充電モード駆動領域と放電モード駆動領域の輝度差を輝度計により計測し、この輝度差が無くなるように、前記選択電圧V1,V2を調節するように構成した。
【0106】
例えば、ノーマリーホワイトモードの場合を考えると、液晶層が充電されることによって黒が表示されることになるが、図16(A)における上半分の領域が下半分の領域よりも暗い場合には、V1を減少させることにより、充電モードにおける液晶層の充電量を減少させて表示を明るくすると共に、V2を減少させて、放電モードにおける過充電後の放電量を減少させ、表示を暗くすると、前記上半分の領域と下半分の領域との輝度差を無くすことができる。また、前記二つの領域における明暗が逆の場合も同様である。つまり、前記二つの領域の輝度差を無くすように前記各電圧を調節することにより、充電モードと放電モードにおける液晶層の充電量を等しくすることができ、液晶層にDC成分が印加されるのを防ぐことができる。
【0107】
本実施形態では、このような電圧調整時の駆動を可能にするために、先に駆動制御回路120を説明するために用いた図14に示すように、ドライバコントロール部122にテスト信号入力端子を設け、この端子にテスト信号が入力された場合には、ドライバコントロール部122から走査信号駆動回路100に供給する出力電圧選択データD0〜D2を、適宜設定し、通常時とは異なる走査信号出力を行うように構成した。
【0108】
具体的には、画面の上半分の領域における走査線に対しては、走査信号駆動回路100に供給するデータD0〜D2を、図17のDL10〜DL12のように、1水平走査期間において(0,0,0)から(1,1,1)に変化すると共にその後に(0,0,1)となるパターンと、 DL20〜DL22のように(0,0,1)から(1,1,0)に変化すると共にその後に(0,0,0)となるパターンとを、1垂直走査期間内において1水平走査期間毎に繰り返すように設定する。また、次の垂直走査期間内では、1水平走査期間においてDL10〜DL12のように(0,0,1)から(1,1,0)に変化すると共にその後に(0,0,0)となるパターンと、 DL20〜DL22のように(0,0,0)から(1,1,1)に変化すると共にその後に(0,0,1)となるパターンとを、1水平走査期間毎に繰り返すように設定する。このような設定により、画面の上半分の領域においては、Y1とY2のように、選択期間における電圧がV1とV6の充電モード波形の走査信号による駆動が行われることになる。
【0109】
一方、画面の下半分の領域における走査線に対しては、走査信号駆動回路100に供給するデータD0〜D2を、 DL(n−1)0〜DL(n−1)2のように1水平走査期間において(0,0,1)から(0,1,1)に変化すると共にその後に(1,0,0)から(0,0,0)に変化するパターンと、 DLn0〜DLn2のように、(0,0,0)から(0,1,0)に変化すると共にその後に(1,0,1)から(0,0,1)に変化するパターンとを、1垂直走査期間内において1水平走査期間毎に繰り返すように設定する。また、次の垂直走査期間内では、 DL(n−1)0〜DL(n−1)2のように、1水平走査期間において(0,0,0)から(0,1,0)に変化すると共にその後に(1,0,1)から(0,0,1)に変化するパターンと、(0,0,1)から(0,1,1)に変化すると共にその後に(0,0,1)から(0,0,0)に変化するパターンとを、1水平走査期間毎に繰り返すように設定する。このような設定により、画面の下半分の領域においては、Yn−1とYnのように、過充電期間ではV7またはV0の電圧が選択され、放電モードにおいてはV2またはV5の電圧が選択される充電モード波形の走査信号による駆動が行われることになる。
【0110】
以上のようなテストモードの駆動は、上述したテスト信号を駆動制御回路120に入力することによって行われるが、本実施形態では、図18に示すような検査装置によりこのテスト信号の入力と、輝度の確認、及び電圧の調整を行うように構成した。なお、以下に示す例では、図20に示すように、上述した液晶表示パネル10と、電源回路130と、アナログデータ出力回路140と、同期信号出力回路141と、テスト信号出力回路142とを備えて液晶表示装置11を構成し、この液晶表示装置11を用いて電圧調整を行う場合について説明する。
【0111】
図18において、以上のような液晶表示装置11は、チェッカー150の上に載置されるようになっている。液晶表示装置11には、図20に示すような電源回路130と、映像信号及び同期信号を出力するアナログデータ出力回路140,141と、テスト信号を出力するテスト信号出力回路142とに対して、所定の信号を出力する回路が備えられており、液晶表示装置11をセットした後に、図示しないスイッチをオン状態にすることにより、前記テスト信号出力回路142に対して所定の信号が出力され、上述した画面を分割したテストモードの駆動が行われる。
【0112】
このチェッカー150は、CCD152が取り付けられたテスター151を備えており、チェッカー150上に載置した液晶表示パネル10の中央部に該テスター151がセットされるように構成されている。このテスター151は、液晶表示パネル10の画面における検査領域における光のみをCCD152に与えるものである。CCD152の出力は、ケーブル153を介してパーソナルコンピュータ154に伝達され、パーソナルコンピュータ154において、検査領域の輝度及び輝度差等が計算されるようになっている。つまり、パーソナルコンピュータ154では、検査用のアプリケーションプログラムが実行可能になっており、当該アプリケーションプログラムを起動させて、前記テスター151による検査を行うと、パーソナルコンピュータ154のモニター155の画面155aには、図19に示すような表示が行われる。
【0113】
画面155aには、液晶表示パネル10の分割領域を示す映像と、検査領域を示す映像が表示され、更に画面左上端には、液晶表示パネル10の上半分の領域の輝度を示す領域160と、液晶表示パネル10の下半分の領域の輝度を示す領域161と、前記上半分の領域と下半分の領域の輝度差を示す領域162と、電圧調整値を表示する領域163が設けられている。そして、前記CCD152からの出力値に基づいて、夫々の輝度、輝度差、調整値が算出されて、前記各領域に表示される。
【0114】
従って、検査者は、この画面155aの表示を見ながら、電源回路130の図示しない電圧調整つまみを回すことにより、前記電圧を適切に調節することができる。
【0115】
この電圧調整つまみは図20に示す電源回路130に備えられているものである。電源回路130は、電圧V0,V3,V7を発生する電源131と、これらの電圧から電圧V1,V2,V5,V6の中間電位を発生する中間電位発生部132が備えられており、電圧V0,V1,V2,V3,V5,V6,V7が電源回路130から走査信号駆動回路100に供給される。また、電圧V3がデータ信号駆動回路110に供給される。なお、電圧V4は接地電圧であり、全ての回路において共通に使用される電圧である。
【0116】
また、中間電位発生部132には、温度センシング回路133、OFFシーケンス回路134、CD調整回路135、及びVb調整回路136が接続されており、中間電位発生部132から発生される中間電位を、適切な値に調整するように構成されている。
【0117】
この内、電圧調整つまみは、図21に示すように、前記CD調整回路135における可変抵抗VR1の抵抗値を変化させるもので、この抵抗値を変化させることにより、アンプ170の入力電圧値が変わるため、アンプ171を介してアンプ172から出力される電圧V1の値、及びアンプ173,174を介してアンプ175から出力される電圧V2の値が変化する。図21の回路から判るように、V1,V2は同方向に増減を行うようになっている。つまり、電圧V1の増加に伴って電圧V2が増加し、電圧V1の減少に伴って電圧V2が減少する。また、図示を省略しているが、V6,V5の電圧対しても同様の回路が設けられており、前記V1,V2の調整に伴って、同時に調整されるようになっている。
【0118】
なお、図20に示す温度センシング回路133は、液晶表示パネル10の温度補償を行う回路であり、この回路で液晶表示パネル10の温度を検知し、それに応じて電圧V1とV2を補償している。
【0119】
また、OFFシーケンス回路134は、電源OFF時に、シーケンス信号を生成し電圧V1とV6の値をVCNTにする回路である。このVCNTの電圧は、駆動制御回路120にも入力され、電源OFFしてから10〜20msの間、ICを動作させている。このようなOFFシーケンスを実行することにより、液晶にチャージされた電荷を電源OFF時に完全に放出させている。
【0120】
また、Vb調整回路136とは、液晶表示パネルの輝度を調整する回路であり、通常の液晶表示装置に備えられた輝度調整回路と同様である。つまり、V1を増加させた時にはV2を減少させ、V1を減少させた時にはV2を増加させるように働く。
【0121】
以上のように電圧調整つまみを回すことにより、V1とV2の値が変化して、画面155aに表示される輝度の値が変化することになるが、更に、本実施形態では、電圧調整値を表示させることにより、調整を容易にしている。
【0122】
この調整値は、上半分の画面の輝度をW1、下半分の画面の輝度をW2とした時、
調整値(%)={W1/((W1+W2)/2)−1}×100
という式で算出される。この式により、例えば上半分が明るい場合には、調整値はプラス表示となり、上半分が暗い場合には、調整値はマイナス表示となるので、その表示値が0に近づくように調整すればよい。
【0123】
また、検査領域の大きさは、パーソナルコンピュータを操作することによって変えることができるようになっている。
【0124】
更に、このテストモード時においては、アナログデータ出力回路140に、所定の中間調ラスタの信号を出力し、アナログデータ出力回路140から中間調ラスタデータを出力させている。図22に各階調による輝度のずれを示す。図22においてX軸はVb調整回路の出力電圧値である。また、Y軸は輝度である。図22から判るように、電圧値が低くなる程、液晶表示パネルの透過率が上がり、電圧値が高くなる程透過率は下がる。
【0125】
このデータは各階調のデータを入力していったものとは異なるが、透過率の変化に伴って、充電モード駆動領域と放電モード駆動領域の輝度のバランスが崩れていくのは同様である。
【0126】
このように、中間調で電圧調整を行った場合には、階調の上下に伴って、輝度のバランスは崩れるが、階調の上下で、中間調を中心に充電モード駆動と放電モード駆動の際の輝度は入れ替わるため、上述したテストモードでの電圧調整は、中間調で行う必要があるのである。
【0127】
以上のように、本実施形態によれば、分割した領域の輝度を等しくするという、極めて簡易な方法で、充電モード期間と放電モード期間との液晶の充電電圧を等しくすることができる。従って、液晶層に印加されるDC成分を除去して液晶表示パネルの品質を向上させることができる。
【0128】
なお、上述した実施形態においては、分割する領域を2つにした場合について説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、更に多数に分割するようにしても良い。
【0129】
また、輝度の検査領域は、表示画面の中央部に設定した例について説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、夫々の検査領域が所定距離離れていても良い。但し、中央部に設定することにより、画面の読み取り部を小型化することができる。
【0130】
(駆動回路の第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態を図23に基づいて説明する。なお、第1の実施形態との共通箇所には同一符号を付して説明を省略する。
【0131】
上述した第1の実施形態では、画面の上半分で充電モードによる駆動を行い、画面の下半分では放電モードによる駆動を行うようにしたが、本実施形態では、図23に示すように、画面の上半分においては充電モードによる駆動を行い、画面の下半分においては充放電モードによる駆動を行うものである。
【0132】
過充電期間における選択電圧値は、液晶表示ドライバの耐圧により決定されるので、一義的に定まるものである。従って、充電モード駆動による輝度と充放電モード駆動による輝度とのバランスがとれるということは、充電期間における電圧V1と放電期間における電圧V2のバランスがとれたことに等しい。
【0133】
このような駆動方法を採用することにより、放電モード波形の負極性時における放電電圧である電圧V5が不要となり、電圧レベルを一つ減らすことができる。従って、上述した電源回路130をより一層簡易に構成することができる。
【0134】
尚、本実施形態において、充放電駆動法による駆動波形は、図23に示したものに限られるものではなく、少なくとも充電モードと放電モードが混在するものであれば良い。例えば図24(A)に示すように、正極性のプリチャージを行ったり、図24(B)に示すように、正、負の両極性でプリチャージを行うことも可能である。これらの設定は、駆動制御回路120からの出力電圧選択データの供給タイミングを変えることにより可能である。
【0135】
更に、階調表示を、データ信号のパルス高さやパルス幅変調等により行っても良い。また、1水平期間毎に極性を反転する駆動のみならず、n水平期間毎に極性を反転する駆動でも良く、また、1水平期間毎の反転駆動を行わず、フレーム反転駆動のみとすることも可能である。
【0136】
また、以上説明した液晶表示パネル10は、例えばカラー液晶プロジェクタに適用される場合には、3つの液晶表示パネル10がRGB用のライトバルブとして夫々用いられ、各パネルには夫々RGB色分解用のダイクロイックミラーを介して分解された各色の光が入射光として夫々入射されることになるので、対向基板32上にカラーフィルタを設ける必要はない。他方、液晶表示パネル10は、例えば直視型や反射型のカラー液晶テレビに適用される場合には、画素電極34に対向する所定領域にRGBのカラーフィルタをその保護膜と共に、対向基板32上に形成してもよい。
【0137】
液晶表示パネル10において、MIMアレイ基板30側における液晶分子の配向不良を抑制するために、画素電極34、MIM駆動素子20、走査線12等の全面に平坦化膜をスピンコート等で塗布してもよく、又はCMP処理を施してもよい。
【0138】
更に、液晶表示パネル10においては、一例として液晶層18をネマティック液晶から構成したが、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、偏光フィルム、偏光板等が不要となり、光利用効率が高まることによる液晶表示パネルの高輝度化や低消費電力化の利点が得られる。更に、画素電極34をAl等の反射率の高い金属膜から構成することにより、液晶表示パネル10を反射型液晶表示装置に適用する場合には、電圧無印加状態で液晶分子がほぼ垂直配向された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。更にまた、液晶表示パネル10においては、液晶層に対し垂直な電界(縦電界)を印加するように対向基板32の側にデータ線14を設けているが、液晶層に平行な電界(横電界)を印加するように一対の横電界発生用の電極から画素電極34を夫々構成する(即ち、対向基板32の側には縦電界発生用の電極を設けることなく、MIMアレイ基板30の側に横電界発生用の電極を設ける)ことも可能である。このように横電界を用いると、縦電界を用いた場合よりも視野角を広げる上で有利である。その他、各種の液晶材料(液晶相)、動作モード、液晶配列、駆動方法等に本実施の形態を適用することが可能である。
【0139】
(電子機器)
次に、以上詳細に説明した液晶表示パネル10、走査信号駆動回路100及びデータ信号駆動回路110を備えた電子機器の実施の形態について図25から図29を参照して説明する。
【0140】
先ず図25に、このように液晶表示パネル10等を備えた電子機器の概略構成を示す。
【0141】
図25において、電子機器は、表示情報出力源1000、表示情報処理回路1002、前述の走査信号駆動回路100及びデータ信号駆動回路110を含む駆動回路1004、前述の液晶表示パネル10、クロック発生回路1008並びに電源回路1010を備えて構成されている。表示情報出力源1000は、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、光ディスク装置などのメモリ、同調回路等を含み、クロック発生回路1008からのクロックに基いて、所定フォーマットのビデオ信号などの表示情報を表示情報処理回路1002に出力する。表示情報処理回路1002は、増幅・極性反転回路、相展開回路、ローテーション回路、ガンマ補正回路、クランプ回路等の周知の各種処理回路を含んで構成されており、クロックに基いて入力された表示情報から前述の6ビットの64階調のデジタル信号DATA(D0〜D5)を順次生成し、クロックCLKと共に駆動回路1004に出力する。駆動回路1004は、走査信号駆動回路100及びデータ信号駆動回路110によって前述の駆動方法により液晶表示パネル10を駆動する。電源回路1010は、上述の各回路に所定電源を供給する。尚、液晶表示パネル10を構成するMIMアレイ基板の上に、駆動回路1004を搭載してもよく、これに加えて表示情報処理回路1002を搭載してもよい。
【0142】
次に図26び図27に、このように構成された電子機器の具体例を夫々示す。
【0143】
図26において、電子機器の一例たる液晶プロジェクタ1100は、上述した駆動回路1004がMIMアレイ基板上に搭載された液晶表示パネル10を含む液晶表示モジュールを3個用意し、夫々RGB用のライトバルブ1110R、1110G及び1110Bとして用いた投射型プロジェクタとして構成されている。液晶プロジェクタ1100では、白色光源のランプユニット1102から投射光が発せられると、ライトガイド1104の内部で、複数のミラー1106を介して、2枚のダイクロイックミラー1108によって、RGBの3原色に対応する光成分R、G、Bに分けられ、各色に対応するライトバルブ10R、10G及び10Bに夫々導かれる。そして、ライトバルブ10R、10G及び10Bにより夫々変調された3原色に対応する光成分は、ダイクロイックプリズム1112により再度合成された後、投写レンズ1114を介してスクリーンなどにカラー画像として投写される。
【0144】
図27において、電子機器の他の例たるラップトップ型のパーソナルコンピュータ1200は、上述した液晶表示パネル10がトップカバーケース内に備えられており、更にCPU、メモリ、モデム等を収容すると共にキーボード1202が組み込まれた本体1204を備えている。
【0145】
図28において、電子機器の他の例たるページャ1300は、金属フレーム1302内に前述の駆動回路1004がMIMアレイ基板上に搭載されて液晶表示モジュールをなす液晶表示パネル10が、バックライト1306aを含むライトガイド1306、回路基板1308、第1及び第2のシールド板1310及び1312、二つの弾性導電体1314及び1316、並びにフィルムキャリアテープ1318と共に収容されている。この例の場合、前述の表示情報処理回路1002(図25参照)は、回路基板1308に搭載してもよく、液晶表示パネル10のMIMアレイ基板上に搭載してもよい。更に、前述の駆動回路1004を回路基板1308上に搭載することも可能である。
【0146】
尚、図28に示す例はページャであるので、回路基板1308等が設けられている。しかしながら、駆動回路1004や更に表示情報処理回路1002を搭載して液晶表示モジュールをなす液晶表示パネル10の場合には、金属フレーム1302内に液晶表示パネル10を固定したものを液晶表示装置として、或いはこれに加えてライトガイド1306を組み込んだバックライト式の液晶表示装置として、生産、販売、使用等することも可能である。
【0147】
また図29に示すように、駆動回路1004や表示情報処理回路1002を搭載しない液晶表示パネル10の場合には、駆動回路1004や表示情報処理回路1002を含むIC1324がポリイミドテープ1322上に実装されたTCP(Tape Carrier Package)1320に、MIMアレイ基板30の周辺部に設けられた異方性導電フィルムを介して物理的且つ電気的に接続して、液晶表示装置として、生産、販売、使用等することも可能である。
【0148】
以上図26から図29を参照して説明した電子機器の他にも、液晶テレビ、ビューファインダ型又は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図25に示した電子機器の例として挙げられる。
【0149】
そして、以上説明したようなチェッカー150を用いて、充電モード時と放電モードにおける液晶の充電電圧が等しくなるように調整にすることにより、液晶に対して長期に亘ってDC電圧が印加されることを防ぐことができるので、比較的簡易な構成を持ち、高階調表示が可能であり且つ階調表示における信頼性が高く、長期に亘って良好な表示を行うことができる液晶表示装置を備えた各種の電子機器を実現できる。
【0150】
【発明の効果】
本発明によれば、表示画面を第1の領域と第2の領域に分割し、夫々の領域において、充電モード波形を有する走査信号と、放電モード波形を有する走査信号とを夫々独立に供給し、少なくとも前記第1の領域に含まれる領域と前記第2の領域に含まれる領域におけるデータ線に、夫々同一の階調値を有するデータ信号を供給した上で、夫々の領域の輝度が等しくなるように、走査信号の電圧を調整するように構成したので、極めて簡単な方法により、液晶に対して長期に亘ってDC電圧が印加されることを確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明による液晶表示パネルの実施の形態に備えられるMIM駆動素子の一例を画素電極と共に示す平面図である。
【図2】 図1のA−A断面図である。
【図3】 液晶表示パネルの実施の形態に備えられるMIM駆動素子の他の例を示す断面図である。
【図4】 液晶表示パネルの実施の形態に備えられるMIM駆動素子の更に他の例を画素電極と共に示す平面図である。
【図5】 図4のB−B断面図である。
【図6】 液晶表示パネルの実施の形態を構成する回路を示す等価回路図である。
【図7】 液晶表示パネルの実施の形態を模式的に示す部分破断斜視図である。
【図8】 走査信号駆動回路の実施の形態を示すブロック図である。
【図9】 図8の走査信号駆動回路の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10】 図8の走査信号駆動回路に供給される出力電圧選択データと、出力電圧との関係示す図である。
【図11】 図10に示す各出力電圧の大小関係を示す波形図である。
【図12】 図8の走査信号駆動回路の走査信号出力動作を示すタイミングチャートである。
【図13】 データ信号駆動回路の実施の形態を示すブロック図である。
【図14】 駆動制御回路の実施の形態を示すブロック図である。
【図15】 図6の液晶表示パネルの動作例を示すタイミングチャートである。
【図16】 (A)は本発明の第1の実施の形態の電圧調整時における画面の分割状態を示す平面図、(B)は夫々の領域における走査信号波形を示す図である。
【図17】 本発明の一実施形態の電圧調整時における出力電圧選択データと走査信号波形との関係を示すタイミングチャートである。
【図18】 駆動電圧調整装置の実施の形態を模式的に示す正面図である。
【図19】 図18の駆動電圧調整装置におけるモニター画面の表示例を模式的に示す正面図である。
【図20】 電源回路を備えた液晶表示装置の実施の形態を示すブロック図である。
【図21】 駆動電圧調整回路の実施の形態を示す回路図である。
【図22】 液晶表示パネルにおける階調変化に対する輝度のずれを示すグラフである。
【図23】 (A)は本発明の第2の実施の形態の電圧調整時における画面の分割状態を示す平面図、(B)は夫々の領域における走査信号波形を示す図である。
【図24】 (A)は本発明の第2の実施の形態における充放電モード時の駆動波形の一例を示す図、(B)は本発明の第2の実施の形態における充放電モード時の駆動波形の他の例を示す図である。
【図25】 電子機器の一例としての液晶プロジェクタを示す断面図である。
【図26】 電子機器の他の例としてのパーソナルコンピュータを示す正面図である。
【図27】 電子機器の一例としてのページャを示す分解斜視図である。
【図28】 電子機器の一例としてのTCPを用いた液晶表示装置を示す斜視図である。
【図29】 従来のMIM駆動素子等を用いた液晶表示パネルの基本構成を示す図である。
【図30】 従来の液晶表示パネルの概略構成を示すブロック図である。
【図31】 従来の駆動方式によるタイミングチャートであり、(A)はデータ線Xiに供給されるデータ信号の電圧値と供給タイミングを、(B)は走査線Yjに供給されるデータ信号の電圧値と供給タイミングを、(C)ははMIM駆動素子と液晶層との両端に印加される電圧値と変化のタイミングを、それぞれ示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
10…液晶表示パネル
12、48…走査線
14…データ線
18…液晶層
20、20’、40a、40b…MIM駆動素子
30…MIMアレイ基板
32…対向基板
34、45…画素電極
100…走査線駆動回路
110…データ線駆動回路
120…駆動制御回路
130…電源回路
132…中間電位発生部
135…CD調整回路
150…チェッカー
151…テスター
152…CCD
154…パーソナルコンピュータ
155…モニター
155a…モニター表示画面
1100…液晶プロジェクタ
1200…パーソナルコンピュータ
1300…ページャ
Claims (10)
- 一対の基板と、該一対の基板間に挟持された液晶と、一方の基板に設けられた複数のデータ線と、他方の基板に設けられた複数の走査線と、前記データ線と前記走査線との間に直列に接続された2端子型非線形素子及び前記液晶とからなる複数の画素とを備えた液晶表示パネルと、
前記データ線及び走査線にデータ信号及び走査信号を供給する駆動装置と、
前記駆動装置に駆動電圧を供給する電源装置と、
を備えた液晶表示装置の駆動電圧調整方法であって、
表示画面の第1の領域に相当する走査線群に、前記2端子型非線形素子を導通させる第1の選択電圧値を有する充電モードのみからなる走査信号を供給する工程と、
前記第1の領域以外の第2の領域に相当する走査線群に、前記2端子型非線形素子を導通させ前記データ信号の中間値を基準として前記第1の選択電圧とは逆極性のプリチャージ電圧と、該プリチャージ電圧に連続して出力され、該中間値を基準に前記プリチャージ電圧とは逆極性となる第2の選択電圧とを有する放電モードを含む走査信号を供給する工程と、
少なくとも前記第1の領域に含まれる領域と前記第2の領域に含まれる領域におけるデータ線に、夫々同一の階調値を有するデータ信号を供給する工程と、
前記同一の階調値を有するデータ信号が供給された夫々の領域の輝度を測定する工程と、
前記測定結果に応じて、前記夫々の領域の輝度を等しくするように前記駆動電圧を調整する工程と、
を備えたことを特徴とする液晶表示装置の駆動電圧調整方法。 - 前記第2の領域において走査信号を供給する工程は、前記プリチャージ電圧と前記第2の選択電圧とを有する放電モードからなる走査信号のみを供給する工程であることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置の駆動電圧調整方法。
- 前記第2の領域において走査信号を供給する工程は、前記充電モードからなる信号と、前記プリチャージ電圧と前記第2の選択電圧とを有する放電モードからなる信号とを、一対の走査信号として供給する工程であることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置の駆動電圧調整方法。
- 一対の基板と、該一対の基板間に挟持された液晶と、一方の基板に設けられた複数のデータ線と、他方の基板に設けられた複数の走査線と、前記データ線と前記走査線との間に直列に接続された2端子型非線形素子及び前記液晶とからなる複数の画素とを備えた液晶表示パネルの駆動装置であって、
駆動モードを、外部入力に応じて通常駆動モードと電圧調整モードに切り換えるモード切換手段と、
前記モード切換手段により切り換えられた駆動モードが、電圧調整モードである場合には、表示画面の第1の領域に相当する走査線群に、前記2端子型非線形素子を導通させる第1の選択電圧値を有する充電モードのみからなる走査信号を供給すると共に、前記第1の領域以外の第2の領域に相当する走査線群に、前記2端子型非線形素子を導通させ前記データ信号の中間値を基準として前記第1の選択電圧とは逆極性のプリチャージ電圧と、該プリチャージ電圧に連続して出力され、該中間値を基準に前記プリチャージ電圧とは逆極性となる第2の選択電圧とを有する放電モードを含む走査信号を供給する、走査信号駆動手段と、
少なくとも前記第1の領域に含まれる領域と前記第2の領域に含まれる領域におけるデータ線に、夫々同一の階調値を有するデータ信号を供給するデータ信号駆動手段と、
を備えたことを特徴とする液晶表示パネルの駆動装置。 - 前記走査信号駆動手段は、前記第2の領域において、前記プリチャージ電圧と前記第2の選択電圧とを有する放電モードからなる走査信号のみを供給することを特徴とする請求項4に記載の液晶表示パネルの駆動装置。
- 前記走査信号駆動手段は、前記第2の領域において、前記充電モードからなる信号と、前記プリチャージ電圧と前記第2の選択電圧とを有する放電モードからなる信号とを、一対の走査信号として供給することを特徴とする請求項4に記載の液晶表示パネルの駆動装置。
- 前記2端子型非線形素子は、MIM(Metal Insulator Metal)駆動素子からなることを特徴とする請求項4乃至請求項6のいずれか一項に記載の液晶表示パネルの駆動装置。
- 請求項4乃至請求項7のいずれか一項に記載の液晶表示パネルの駆動装置と、前記液晶表示パネルと、前記駆動装置に駆動電圧を供給する電源装置とを備え、前記電源装置には、前記駆動電圧の調整手段が設けられていることを特徴とする液晶表示装置。
- 前記請求項8に記載の液晶表示装置を載置する載置台と、
前記液晶表示装置の駆動装置に同期信号を伴った映像信号を供給する信号供給手段と、
前記駆動装置に電圧調整モード切換信号を出力するモード切換信号出力手段と、
前記載置台に載置された液晶表示装置の表示画面の輝度を測定する輝度測定手段と、
前記輝度測定手段の測定値を表示する手段と、
を備えたことを特徴とする液晶表示装置の電圧調整装置。 - 請求項8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。
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