JP3990167B2 - 液晶表示装置の駆動方法およびその駆動方法を用いた液晶表示装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アクティブマトリクス型液晶表示装置の駆動方法に関し、特に薄膜トランジスタをスイッチング素子に用いたパルス幅変調駆動方式の液晶表示装置の駆動方法およびその駆動方法により駆動する液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
パルス幅変調（ＰＷＭ）方式により階調表示を行うアクティブマトリクス型液晶表示装置が知られている。ＰＷＭ方式による液晶表示装置の駆動方法では、表示画素に印加する階調電圧の電圧レベルを表示階調に応じて変化させるのではなく、電圧の印加期間を表示階調に応じて変化させることにより、各階調に応じた表示を実現している。ＰＷＭ駆動方式の液晶表示装置では、構成の簡単な階調電圧発生回路を用いつつ、表示階調数を増加させることができる。
【０００３】
このようなＰＷＭ駆動方式の液晶表示装置の駆動方法について、特開平04-142592号公報で提案されているものを例に説明する。図６は、従来の液晶表示装置の主要部分を示すブロック図である。従来の液晶表示装置は、お互いに交差する複数の走査線１０１及び複数の信号線１０２、これらの交差部分に配列された複数の画素電極１０３、これらに接続され走査線１０１へのゲート信号及び信号線１０２へのデータ信号を受けてスイッチ動作する薄膜トランジスタ１０４が形成された液晶表示パネル１００と、複数の走査線１０１にゲート信号を与える走査線駆動回路１０５と、複数の信号線１０２に各画素へ印加するデータ信号を与える信号線駆動回路１０６とを備えている。走査線駆動回路１０１は、１垂直期間内に複数の走査線１０１を順番に選択して複数の薄膜トランジスタをオンし、信号線駆動回路１０６はオンしている複数のトランジスタに接続された複数の画素電極１０４に対して、それぞれ表示階調に応じて決定したパルス幅の期間だけデータ信号を印加する。
【０００４】
図７は、図６に示されるＰＷＭ駆動方式の液晶表示装置のある画素電極１０３に与えられる印加電圧ＶＰの変化を示すタイミングチャートである。ある１垂直期間（１Ｖ）内に信号線１０２に与えられるデータ信号ＶＤが基準レベルにあるときに、走査線１０１に与えられるゲート信号ＶＧがハイレベルＶＧＨになると、薄膜トランジスタ１０４はオンし、印加電圧ＶＰはデータ信号ＶＤにつられて上昇し、さらにデータ信号ＶＤが正極性のアクティブレベルになると、表示階調に応じて決められたパルス幅の期間ＴＷ１だけ印加電圧ＶＰはデータ信号につられて上昇する。次に、ゲート信号ＶＧがローレベルＶＧＬとなると薄膜トランジスタ１０４はオフし、このときの印加電圧ＶＰを保持する。次の１垂直期間に信号線１０２に与えられるデータ信号ＶＤが基準レベルにあるときに、走査線１０１に与えられるゲート信号ＶＧがハイレベルＶＧＨになると、薄膜トランジスタ１０４はオンし印加電圧ＶＰはデータ信号ＶＤにつられて低下し、さらにデータ信号ＶＤが負極性のアクティブレベルになると、表示階調に応じて決められたパルス幅の期間ＴＷ２だけ印加電圧ＶＰはデータ信号ＶＤにつられて下降する。次に、ゲート信号ＶＧがローレベルＶＧＬとなると薄膜トランジスタ１０４はオフし、このときの印加電圧ＶＰを保持する。このように、データ信号を表示階調に応じたパルス幅期間だけアクティブレベルにすることにより、構成の簡単な階調電圧発生回路を用いながら、多階調表示を実現している。
【０００５】
特開平04-142592号公報では、書き込みを行うデータ極性で画素電極に印加される電圧が非対称になりチラツキ及び焼き付きが発生するのを防ぐため、データ信号が負極性の場合のゲートオン電圧をＶＧＯＮＮ、正極性の場合のゲートオン電圧をＶＧＯＮＰとした場合、ＶＧＯＮＮをＶＧＯＮＰより低く設定することも提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このようなＰＷＭ駆動方式の液晶表示装置について、液晶表示パネルのパネル温度と表示特性について検討してみる。画素電極に接続されスイッチ動作をする薄膜トランジスタのオン電流はパネル温度に依存しており、パネル温度の上昇にともない増加する。液晶への印加電圧はオン電流とデータ信号パルス幅の積に比例するため、液晶表示パネルの表示階調−輝度特性がパネル温度に応じて変化する。そのため、パネル温度が変化すると液晶表示パネルの表示画質が変化する。また、薄膜トランジスタの電気的特性がパネル温度に依存するためデータ極性による書き込み量の非対称性はパネル温度により異なり、パネル温度が変化するとチラツキ及び焼き付きが発生する。
【０００７】
したがって本発明の目的は、パネル温度の変化による表示階調−輝度特性の変化及び液晶表示パネルの焼き付きを抑制できるＰＷＭ方式の液晶表示装の駆動方法置及びその駆動方法により駆動される液晶表示装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、薄膜トランジスタをスイッチング素子に用いたパルス幅変調方式により駆動するアクティブマトリクスタイプの液晶表示装置の駆動方法において、パネル温度検出手段を有し、ゲートオン電圧もしくはデータ信号パルス幅、基準クロック信号の周波数をパネル温度により補正すること、また、書き込みデータ極性によるゲートオン電圧の補正量もしくはデータ信号パルス幅の補正量をパネル温度により補正することを特徴とするアクティブマトリクス液晶表示装置の駆動方法およびその駆動方法により駆動される液晶表示装置が得られる。
【０００９】
本発明の特徴は、薄膜トランジスタをスイッチング素子に用いたパルス幅変調駆動方式の液晶表示装置及びその駆動方法について、書き込みデータ極性に応じて液晶への印加電圧を補正すること、またこの補正を液晶表示パネルのパネル温度を考慮しつつ行うことを特徴とする。
【００１０】
特徴の一つでは、パネル温度により、図３（ａ）のグラフに示される関係に沿って、ゲートオン電圧を補正しつつ液晶駆動を行うことにある。すなわち、図１の温度検出回路７からの制御信号により、ＤＣ／ＤＣコンバータ４は、パネル温度が高いほど正極性及び負極性のゲートオン電圧を低くし、パネル温度が低いほど正極性及び負極性のゲートオン電圧を高く設定する。また、正極性のゲートオン電圧は負極性のゲートオン電圧よりも、常に高く設定する。
【００１１】
さらに、他の特徴として、パネル温度により、図３（ｂ）のグラフに示される関係に沿って、共通電圧中心ＶＣＯＭセンタを補正しつつ液晶駆動を行う。すなわち、図１の温度検出回路７からの制御信号により、ＤＣ／ＤＣコンバータ４は、パネル温度が高いほどＶＣＯＭセンタを高くし、パネル温度が低いほどＶＣＯＭセンタを低く設定する。
【００１２】
このような液晶駆動により、データ信号ＶＤを表示階調に応じたパルス幅期間だけアクティブレベルにするとともに、データ信号ＶＤの極性に応じて供給されるゲート信号ＶＧのゲートオン電圧を異ならせ、正極性ゲートオン電圧ＶＧＯＮＰを負極性ゲートオン電圧ＶＧＯＮＮより大きくしているので、薄膜トランジスタのオン電流ＩＯＮを正極性データ書き込み時と負極性データ書き込み時とで等しくでき、書き込み非対称性を低減したＰＷＭ駆動を実現できる。
【００１３】
さらに、このような関係を維持しつつ、パネル温度に応じて、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示される補正をゲートオン電圧及び共通電圧中心に対して行いつつ駆動することにより、パネル温度の変動によらず薄膜トランジスタのオン電流が一定となり表示階調−輝度特性のずれを低減できる。また、パネル温度の変動によるチラツキ及び焼き付きを低減できる。この結果、パネル温度の変化による液晶表示パネルの表示画質の変化を小さくすることができる。
【００１４】
とくに本発明によれば、複数の画素電極にそれぞれ接続された複数のスイッチング用薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を備えた液晶表示パネルをデータ信号のパルス幅変調駆動方式により駆動するアクティブマトリクスタイプの液晶表示装置（以下では、単にアクティブマトリクスタイプの液晶表示装置と呼ぶ）の駆動方法において、前記薄膜トランジスタの正極性ゲートオン電圧（ＶＧＯＮＰ）を負極性ゲートオン電圧（ＶＧＯＮＮ）よりも高く設定し、この関係を維持しつつ、所定の温度検出手段により検出した前記液晶表示パネルのパネル温度の上昇にともない正極性ゲートオン電圧（ＶＧＯＮＰ）および負極性ゲートオン電圧（ＶＧＯＮＮ）の両方をパネル温度の上昇前よりも低く設定することを特徴とする液晶表示装置の駆動方法が得られる。
【００１５】
好ましくは、前記液晶表示パネルの共通電極に供給される共通電圧の中心（ＶＣＯＭセンタ）をも前記パネル温度に基づいて設定する。
【００１７】
また、複数の画素電極にそれぞれ接続された複数のスイッチング用薄膜トランジスタを備えた液晶表示パネルをデータ信号のパルス幅変調駆動方式により駆動するアクティブマトリクスタイプの液晶表示装置の駆動方法において、前記スイッチング用薄膜トランジスタのオン電流（Ｉ０Ｎ）が、所定の温度検出手段により検出した前記液晶表示パネルのパネル温度によらず一定となるように、所定の回路を用いて前記スイッチング用薄膜トランジスタの正極性ゲートオン電圧（ＶＧＯＮＰ）および負極性ゲートオン電圧（ＶＧＯＮＮ）を設定し、全表示階調におけるデータ信号の正極性データパルス幅（ＴＷＰ）を負極性データパルス幅（ＴＷＮ）よりも長く設定することをも特徴とする液晶表示装置の駆動方法が得られる。
【００１８】
さらには、前記液晶表示パネルには、前記スイッチング用薄膜トランジスタと同時に液晶表示パネルに形成されたモニター用薄膜トランジスタを用いて、前記スイッチング用薄膜トランジスタのオン電流（Ｉ０Ｎ）が、前記液晶表示パネルのパネル温度によらず一定となるように前記スイッチング用薄膜トランジスタの正極性ゲートオン電圧（ＶＧＯＮＰ）および負極性ゲートオン電圧（ＶＧＯＮＮ）を設定し、全表示階調における前記データ信号の正極性データパルス幅（ＴＷＰ）を前記負極性データパルス幅（ＴＷＮ）よりも長く設定ことをも特徴とする液晶表示装置の駆動方法が得られる。
【００１９】
また、本発明によれば、上記アクティブマトリクスタイプの液晶表示装置の駆動方法において、全表示階調における前記データ信号の正極性データパルス幅（ＴＷＰ）を負極性データパルス幅（ＴＷＮ）よりも長く設定し、所定の温度検出手段により検出した液晶表示パネルのパネル温度の上昇にともない前記薄膜トランジスタの正極性ゲートオン電圧（ＶＧＯＮＰ）および負極性ゲートオン電圧（ＶＧＯＮＮ）を低く設定することを特徴とする液晶表示装置の駆動方法が得られる。
【００２１】
また、上記駆動方法において、全表示階調における前記データ信号の正極性データパルス幅（ＴＷＰ）を負極性データパルス幅（ＴＷＮ）よりも長く設定し、この関係を維持しつつ、所定の温度検出手段により検出した前記液晶表示パネルのパネル温度の上昇により前記正極性データパルス幅（ＴＷＰ）および前記負極性データパルス幅（ＴＷＮ）の両方を前記パネル温度の上昇前よりも短くすることを特徴とする液晶表示装置の駆動方法も得られる。
【００２２】
さらに本発明によれば、上記駆動方法において、データ信号の正極性データパルス幅（ＴＷＰ）を負極性データパルス幅（ＴＷＮ）よりも長く設定し、この関係を維持しつつ、各表示階調をクロック数で与え、カウンタにより基準クロック信号を計数し、階調データとカウンタの出力とを比較して前記データ信号のパルス幅（ＴＷ）を設定するとともに、基準クロック信号の周波数を、所定の温度検出手段により検出した前記液晶表示パネルのパネル温度に基づき、パネル温度が上昇したとき前記基準クロックの周波数を高くする液晶表示装置の駆動方法も得られる。または、データ信号の正極性データパルス幅（ＴＷＰ）を負極性データパルス幅（ＴＷＮ）よりも長く設定し、この関係を維持しつつ、前記スイッチング用薄膜トランジスタと同時形成されたモニター用薄膜トランジスタを用い、前記モニター用薄膜トランジスタのオン電流（ＩＯＮ）に比例するように前記基準クロック信号の周波数を設定することを特徴とする液晶表示装置の駆動方法も得られる。この際、前記正極性ゲートオン電圧（ＶＧＯＮＰ）を前記負極性ゲートオン電圧（ＶＧＯＮＮ）よりも高く設定することが望ましい。
【００２３】
また、本発明においては、全表示階調における前記データ信号の正極性データパルス幅（ＴＷＰ）を前記負極性データパルス幅（ＴＷＮ）よりも長く設定することが望ましい。
【００２４】
さらに、本発明によれば、前記パネル温度の上昇にともない前記液晶表示パネルの共通電極に供給される共通電圧の中心（ＶＣＯＭセンタ）を大きくすることが好ましい。
【００２５】
また、本発明によれば、上記各駆動方法により駆動する液晶表示装置も得られる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は、第１実施の形態の液晶表示装置の構成および駆動方法を説明するためのブロック図である。本実施の形態の液晶表示装置は、液晶表示パネル１、走査線駆動回路２、信号線駆動回路３、ＤＣ／ＤＣコンバータ４、スイッチ５、コントローラ６、及び温度検出回路７を備えている。
【００２７】
液晶表示パネル１は、図示していないが、お互いに交差する複数の走査線及び複数の信号線、これらの交差部分に配列された複数の画素電極、これらに接続され走査線へのゲート信号及び信号線へのデータ信号を受けてスイッチ動作する薄膜トランジスタが形成されている。走査線駆動回路２は、液晶表示パネル１の複数の走査線にゲート信号を供給する。信号線駆動回路３は、液晶表示パネル１の複数の信号線に各画素へ印加するデータ信号を供給する。
【００２８】
ＤＣ／ＤＣコンバータ４は、外部から供給される電源電圧から、液晶表示パネル１の液晶駆動に必要な各種電圧を生成し出力する。液晶を交流駆動するための正極性及び負極性のデータ電圧ＶＤ、正極性のデータ電圧ＶＤが供給される期間に走査線駆動回路２が走査線に出力する正極性のゲートオン電圧ＶＧＯＮＰ、負極性のデータ電圧ＶＤが供給される期間に走査線駆動回路２が走査線に出力する負極性のゲートオン電圧ＶＧＯＮＮ、液晶表示パネル１の画素電極に対向する共通電極に供給される共通電圧ＶＣＯＭなどを出力する。
【００２９】
スイッチ５は、一垂直期間ごとに切り換わる極性信号Ｓ５を受けて切り換わり、正極性又は負極性のゲートオン電圧ＶＧＯＮＰ又はＶＧＯＮＮを選択して走査線駆動回路２に出力する。
【００３０】
コントローラ６は、外部装置からの入力信号すなわち画像信号と水平同期信号、垂直同期信号などの制御信号を受けて、入力信号に応じた階調表示を行うように走査線駆動回路２及び信号線駆動回路３の動作を制御する制御信号Ｓ２およびＳ３をそれぞれ出力するとともに、スイッチ５の切り換え制御を行う極性信号Ｓ５をも出力する。
【００３１】
温度検出回路７は、液晶表示パネル１のパネル温度を検出して、ＤＣ／ＤＣコンバータ４に対して制御信号Ｓ４を出力する。ここでは、液晶表示パネル１の外表面に検出回路７を貼り付けた場合を想定している。
【００３２】
液晶への印加電圧は、薄膜トランジスタのオン電流とデータパルス幅の積に比例する。また、薄膜トランジスタのゲートオン電圧とオン電流との間には、単純増加の相関関係がある。本実施の形態では、図３（ａ）のゲートオン電圧−パネル温度補正のグラフに示される関係に沿って、ゲートオン電圧を補正しつつ液晶駆動を行う。すなわち、温度検出回路７からの制御信号Ｓ４により、ＤＣ／ＤＣコンバータ４は、パネル温度が高いほど正極性及び負極性のゲートオン電圧を低くし、パネル温度が低いほど正極性及び負極性のゲートオン電圧を高く設定する。また、正極性のゲートオン電圧は負極性のゲートオン電圧よりも、常に高く設定する。
【００３３】
さらに、本実施の形態では、図３（ｂ）のＶＣＯＭセンタ−パネル温度補正のグラフに示される関係に沿って、共通電圧中心（ＶＣＯＭセンタ）を補正しつつ液晶駆動を行う。すなわち、温度検出回路７からの制御信号Ｓ４により、ＤＣ／ＤＣコンバータ４は、パネル温度が高いほどＶＣＯＭセンタを高くし、パネル温度が低いほどＶＣＯＭセンタを低く設定する。
【００３４】
次に、本実施の形態の駆動方法について、図２を参照しながら説明する。図２は、図１に示されるＰＷＭ駆動方式の液晶表示装置の一つの画素電極に与えられる印加電圧ＶＰの変化を示すタイミングチャートである。ある１垂直期間（１Ｖ）内に信号線に与えられるデータ信号ＶＤが正極性基準レベルにあるときに、走査線に与えられるゲート信号ＶＧがハイレベルＶＧＯＮＰになると、薄膜トランジスタはオンし印加電圧ＶＰは正極性基準レベルのデータ信号ＶＤにつられて上昇し、さらにデータ信号ＶＤが正極性のアクティブレベルになると、表示階調に応じて決められたパルス幅の期間ＴＷＰだけ印加電圧ＶＰはデータ信号ＶＤにつられて上昇する。次に、ゲート信号ＶＧがローレベルとなると薄膜トランジスタはオフし、このときのアクティブマトリクス動作のために設けられている周知の蓄積容量（図示省略）により、印加電圧ＶＰを保持する。この１垂直期間内では、共通電極には振幅中心ＶＣＯＭセンタで決まるローレベルが供給される。
【００３５】
次の１垂直期間内に信号線に与えられるデータ信号ＶＤが負極性基準レベルにあるときに、走査線に与えられるゲート信号ＶＧが正極性のハイレベルＶＧＯＮＰより低い負極性のハイレベルＶＧＯＮＮになると、薄膜トランジスタはオンし印加電圧ＶＰは負極性基準レベルのデータ信号ＶＤにつられて下降し、さらにデータ信号ＶＤが負極性のアクティブレベルになると、表示階調に応じて決められたパルス幅の期間ＴＷＮだけ印加電圧ＶＰはデータ信号ＶＤにつられてさらに下降する。次に、ゲート信号ＶＧがローレベルとなると薄膜トランジスタはオフし、このときの印加電圧ＶＰを保持する。この１垂直期間内では、共通電極には振幅中心ＶＣＯＭセンタで決まるハイレベルが供給される。
【００３６】
次に本発明の第２実施の形態について説明する。液晶への印加電圧は、薄膜トランジスタのオン電流とデータパルス幅の積に比例する。本実施の形態では、書き込みデータ極性によりデータパルス幅ＴＷを補正し、その補正量をパネル温度により変えることを特徴としている。たとえば、正極性の書き込みデータのときのデータパルス幅ＴＷＰを負極性の書き込みデータのときのデータパルス幅ＴＷＮより広く、言いかえると負極性の書き込みデータのときのデータパルス幅ＴＷＮを正極性の書き込みデータのときのデータパルス幅ＴＷＰより狭く設定することにより、液晶への印加電圧を正極性データの書き込みと負極性データの書き込みとで書き込み量を等しくして、書き込み非対称性を低減したＰＷＭ駆動を実現できる。
【００３７】
さらに、このような関係を維持しつつ、正極性の書き込みデータのときのデータパルス幅ＴＷＰと負極性の書き込みデータのときのデータパルス幅ＴＷＮともに、パネル温度の上昇にともない狭く設定することにより、パネル温度の変動によらず書き込み量を一定にすることができ、階調−輝度特性のずれを低減できる。この結果、パネル温度の変化によらず、液晶表示パネルの表示画質の変化を小さくすることができ、また、パネル温度の変化によらず、チラツキ及び焼き付きを小さくすることができる。よって、ＰＷＭ駆動の特色である構成の簡単な階調電圧発生回路を用いながら、多階調表示を実現しつつ、上述した効果を得ることができる。
【００３８】
次に本発明の第３実施の形態について説明する。図４は、本実施の形態の液晶表示装置の構成および駆動方法を説明するためのブロック図である。上述した第１実施の形態の温度検出回路７は、液晶表示パネルの外部に設けつつ、液晶表示パネルのパネル温度を検出することを想定したものであった。これに対し、本実施の形態では、液晶表示パネル１内に、パネル温度を検出する温度検出手段８を設けたことを特徴としている。
【００３９】
例えば、画素スイッチング用の薄膜トランジスタと同時にモニター用の薄膜トランジスタを形成し、モニター用の薄膜トランジスタのオン電流ＩＯＮ（又はこれに関連するパラメータ）を検出して、パネル温度によらず一定となるようにゲートオン電圧ＶＧＯＮを設定することを特徴とするものである。図５は、このような温度検出手段８の回路構成例を説明するための回路図である。ここで、電源は端子１５より供給される。薄膜トランジスタ９はモニター用であり液晶表示パネル１の内部に設けられ、このモニター用薄膜トランジスタ９がオンしているときのオン電流で決まる電圧ＶＯＮと基準電圧ＶＲＥＦ(抵抗Ｒ１３とツェナーダイオード１３とで構成された基準電圧源が出力する)との差電圧を増幅して制御トランジスタ１１を制御し、モニター用薄膜トランジスタ９のゲートにオン電流を一定にするようにフィードバックするとともに、補正信号として端子１４に出力する。この補正信号は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４に出力される。また共通電圧中心ＶＣＯＭセンタも温度補正を行う。
【００４０】
本実施の形態では、モニター用の薄膜トランジスタを液晶表示パネル１に設けており、より液晶に近い箇所でパネル温度を検出できるので、第１実施の形態と比較してより精密な補正を実現できる。また、本実施の形態の温度検出手段８の薄膜トランジスタ以外の回路構成は、液晶表示パネルの外部に配置することも考えられるし、ＳＯＧ(system on glass)技術を採用し画素スイッチング用の薄膜トランジスタと同時に液晶表示パネル内に形成することも考えられる。
【００４１】
次に本発明の第４実施の形態について説明する。ＰＷＭ駆動方式の液晶表示装置では、カウンタにより基準クロック信号を計数し、階調データとカウンタの出力とを比較して、表示階調に対応する書き込みデータのパルス幅ＴＷを設定している。本実施の形態では、基準クロック信号の周波数をパネル温度により変えることを特徴としている。例えば、基準クロック信号の周波数を高くすることにより書き込みデータのパルス幅ＴＷは狭くなり、周波数を低くすることにより書き込みデータのパルス幅ＴＷは広くなるので、これを第２実施の形態で説明したようなパネル温度及び書き込みデータ極性によりデータパルス幅ＴＷを補正するものに適用するのである。
【００４２】
正極性の書き込みデータのときのデータパルス幅ＴＷＰを負極性の書き込みデータのときのデータパルス幅ＴＷＮよりも広く設定しておいて、パネル温度に応じて基準クロック信号の周波数を変えて書き込みデータのパルス幅ＴＷを設定することで、パネル温度変化による階調−輝度特性のずれ及び書き込み非対称性を低減したＰＷＭ駆動を実現できる。
【００４３】
また、画素スイッチング用薄膜トランジスタと同時形成されたモニター用薄膜トランジスタを用い、モニター用薄膜トランジスタのオン電流ＩＯＮに比例するように基準クロック信号の周波数を設定することも考えられる。
【００４４】
以上、好ましい実施の形態について説明したが、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更や追加、上述した実施の形態同士の組合せが可能である。温度検出手段としては、サーミスタを用いることもできる。サーミスタを温度検出手段とした温度検出回路の例としては、特開平06-138843号公報の図２に示されるような電圧設定回路を中心とする構成も用いることができる。また、サーミスタではなく熱電対などの他の温度検出手段も採用可能であろう。
【００４５】
上述した実施の形態では、液晶表示パネルの具体的な構成について言及してこなかったが、透過型液晶表示パネルを用いる場合は、上述した第３実施の形態のようにパネル上に温度検出手段を形成することができ、例えば、パネル内の表示領域の周りの周辺領域に形成するとよい。利用者からみて液晶表示パネルの背面側に配置されるバックライトユニットからの出射光の妨げにならないようにしつつ、高輝度の液晶表示を実現できる。
【００４６】
反射型液晶表示パネルの場合には、第３実施の形態のようにパネル上に温度検出手段を形成することができ、また液晶表示パネルの背面側に配置することもできる。反射型液晶表示パネルの場合には、背面側に配置しても表示特性に影響を与えない。また、パネル内の周辺領域、場合によっては表示領域にも形成できる。反射型液晶表示パネルでは、表示領域に反射板を兼ねる画素電極がアレイ状に配列されており、各画素電極は画素スイッチング用の薄膜トランジスタの上方を覆っている。モニター用の薄膜トランジスタを、画素スイッチング用の薄膜トランジスタと同様に画素電極の下方に配置すれば、表示特性の悪化を招かずに表示領域に配置することもできる。
【００４７】
半透過型液晶表示パネルの場合は、透過部及び反射部の画素電極のうち、反射部の画素電極の下方に温度検出手段を配置すれば、表示特性の悪化を招かずに表示領域に配置することができる。
【００４８】
また、温度検出回路は、ＳＯＧ技術だけでなく、ＣＯＧ(chip on glass)技術で形成してもよい。さらにまた、温度検出手段に液晶表示パネルの複数箇所のパネル温度を検出させることにより、パネル内の面内温度分布に応じた補正制御を行うことも可能であろう。
【００４９】
また、液晶表示パネルの駆動方法は、図２で示した１垂直期間（１Ｖ）毎にデータ信号の極性を反転させるフレーム反転駆動であっても、１水平期間（１Ｈ）毎にデータ信号の極性を反転させ、さらに１垂直期間（１Ｖ）毎に極性を反転するゲート反転駆動であってもよい。
【００５０】
【発明の効果】
本発明によれば、表示階調に応じたパルス幅期間だけデータ信号ＶＤをアクティブレベルにするとともに、データ信号ＶＤの極性に応じて、供給されるゲート信号ＶＧのゲートオン電圧ＶＧＯＮＰとゲートオン電圧ＶＧＯＮＮとを異ならせ、またゲートオン電圧ＶＧＯＮＰをゲートオン電圧ＶＧＯＮＮより大きくしているので、薄膜トランジスタのオン電流ＩＯＮを正極性と負極性とで等しくでき、書き込み非対称性を低減したＰＷＭ駆動を実現できる。
【００５１】
さらに、このような関係を維持しつつ、パネル温度に応じて、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示される補正をゲートオン電圧及び共通電圧中心に対して行いつつ駆動することにより、パネル温度の変動によらず薄膜トランジスタのオン電流が一定となり階調−輝度特性のずれが低減できる。この結果、パネル温度の変化によらず、液晶表示パネルの表示画質の変化を小さくすることができる。また、パネル温度に応じて正極性ゲートオン電圧と負極性ゲートオン電圧との補正量を調整できるため、パネルの温度変化によるチラツキ及び焼き付きを抑制することができる。よって、ＰＷＭ駆動の特色である構成の簡単な階調電圧発生回路を用いながら、多階調表示を実現しつつ、上述した効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施の形態による液晶表示装置の構成および駆動方法を説明するためのブロック図である。
【図２】図１に示されるＰＷＭ駆動方式の液晶表示装置の一つの画素電極に与えられる印加電圧ＶＰの変化を示すタイミングチャートである。
【図３】（ａ）パネル温度補正のためのパネル温度とゲートオン電圧との関係を示す特性図である。
（ｂ）パネル温度補正のためのパネル温度と共通電圧中心（ＶＣＯＭセンタ）との関係を示す特性図である。
【図４】本発明の第三の実施の形態による液晶表示装置の構成および駆動方法を説明するためのブロック図である。
【図５】本発明による温度検出手段８の回路構成例を説明するための回路図である。
【図６】従来の液晶表示装置の主要部分を示すブロック図である。
【図７】図６に示されるＰＷＭ駆動方式の液晶表示装置のある画素電極１０３に与えられる印加電圧ＶＰの変化を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
１ 液晶表示パネル
２ 走査線駆動回路
３ 信号線駆動回路
４ ＤＣ／ＤＣコンバータ
５ スイッチ
６ コントローラ
７ 温度検出回路
８ 温度検出手段
【発明の属する技術分野】
本発明は、アクティブマトリクス型液晶表示装置の駆動方法に関し、特に薄膜トランジスタをスイッチング素子に用いたパルス幅変調駆動方式の液晶表示装置の駆動方法およびその駆動方法により駆動する液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
パルス幅変調（ＰＷＭ）方式により階調表示を行うアクティブマトリクス型液晶表示装置が知られている。ＰＷＭ方式による液晶表示装置の駆動方法では、表示画素に印加する階調電圧の電圧レベルを表示階調に応じて変化させるのではなく、電圧の印加期間を表示階調に応じて変化させることにより、各階調に応じた表示を実現している。ＰＷＭ駆動方式の液晶表示装置では、構成の簡単な階調電圧発生回路を用いつつ、表示階調数を増加させることができる。
【０００３】
このようなＰＷＭ駆動方式の液晶表示装置の駆動方法について、特開平04-142592号公報で提案されているものを例に説明する。図６は、従来の液晶表示装置の主要部分を示すブロック図である。従来の液晶表示装置は、お互いに交差する複数の走査線１０１及び複数の信号線１０２、これらの交差部分に配列された複数の画素電極１０３、これらに接続され走査線１０１へのゲート信号及び信号線１０２へのデータ信号を受けてスイッチ動作する薄膜トランジスタ１０４が形成された液晶表示パネル１００と、複数の走査線１０１にゲート信号を与える走査線駆動回路１０５と、複数の信号線１０２に各画素へ印加するデータ信号を与える信号線駆動回路１０６とを備えている。走査線駆動回路１０１は、１垂直期間内に複数の走査線１０１を順番に選択して複数の薄膜トランジスタをオンし、信号線駆動回路１０６はオンしている複数のトランジスタに接続された複数の画素電極１０４に対して、それぞれ表示階調に応じて決定したパルス幅の期間だけデータ信号を印加する。
【０００４】
図７は、図６に示されるＰＷＭ駆動方式の液晶表示装置のある画素電極１０３に与えられる印加電圧ＶＰの変化を示すタイミングチャートである。ある１垂直期間（１Ｖ）内に信号線１０２に与えられるデータ信号ＶＤが基準レベルにあるときに、走査線１０１に与えられるゲート信号ＶＧがハイレベルＶＧＨになると、薄膜トランジスタ１０４はオンし、印加電圧ＶＰはデータ信号ＶＤにつられて上昇し、さらにデータ信号ＶＤが正極性のアクティブレベルになると、表示階調に応じて決められたパルス幅の期間ＴＷ１だけ印加電圧ＶＰはデータ信号につられて上昇する。次に、ゲート信号ＶＧがローレベルＶＧＬとなると薄膜トランジスタ１０４はオフし、このときの印加電圧ＶＰを保持する。次の１垂直期間に信号線１０２に与えられるデータ信号ＶＤが基準レベルにあるときに、走査線１０１に与えられるゲート信号ＶＧがハイレベルＶＧＨになると、薄膜トランジスタ１０４はオンし印加電圧ＶＰはデータ信号ＶＤにつられて低下し、さらにデータ信号ＶＤが負極性のアクティブレベルになると、表示階調に応じて決められたパルス幅の期間ＴＷ２だけ印加電圧ＶＰはデータ信号ＶＤにつられて下降する。次に、ゲート信号ＶＧがローレベルＶＧＬとなると薄膜トランジスタ１０４はオフし、このときの印加電圧ＶＰを保持する。このように、データ信号を表示階調に応じたパルス幅期間だけアクティブレベルにすることにより、構成の簡単な階調電圧発生回路を用いながら、多階調表示を実現している。
【０００５】
特開平04-142592号公報では、書き込みを行うデータ極性で画素電極に印加される電圧が非対称になりチラツキ及び焼き付きが発生するのを防ぐため、データ信号が負極性の場合のゲートオン電圧をＶＧＯＮＮ、正極性の場合のゲートオン電圧をＶＧＯＮＰとした場合、ＶＧＯＮＮをＶＧＯＮＰより低く設定することも提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このようなＰＷＭ駆動方式の液晶表示装置について、液晶表示パネルのパネル温度と表示特性について検討してみる。画素電極に接続されスイッチ動作をする薄膜トランジスタのオン電流はパネル温度に依存しており、パネル温度の上昇にともない増加する。液晶への印加電圧はオン電流とデータ信号パルス幅の積に比例するため、液晶表示パネルの表示階調−輝度特性がパネル温度に応じて変化する。そのため、パネル温度が変化すると液晶表示パネルの表示画質が変化する。また、薄膜トランジスタの電気的特性がパネル温度に依存するためデータ極性による書き込み量の非対称性はパネル温度により異なり、パネル温度が変化するとチラツキ及び焼き付きが発生する。
【０００７】
したがって本発明の目的は、パネル温度の変化による表示階調−輝度特性の変化及び液晶表示パネルの焼き付きを抑制できるＰＷＭ方式の液晶表示装の駆動方法置及びその駆動方法により駆動される液晶表示装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、薄膜トランジスタをスイッチング素子に用いたパルス幅変調方式により駆動するアクティブマトリクスタイプの液晶表示装置の駆動方法において、パネル温度検出手段を有し、ゲートオン電圧もしくはデータ信号パルス幅、基準クロック信号の周波数をパネル温度により補正すること、また、書き込みデータ極性によるゲートオン電圧の補正量もしくはデータ信号パルス幅の補正量をパネル温度により補正することを特徴とするアクティブマトリクス液晶表示装置の駆動方法およびその駆動方法により駆動される液晶表示装置が得られる。
【０００９】
本発明の特徴は、薄膜トランジスタをスイッチング素子に用いたパルス幅変調駆動方式の液晶表示装置及びその駆動方法について、書き込みデータ極性に応じて液晶への印加電圧を補正すること、またこの補正を液晶表示パネルのパネル温度を考慮しつつ行うことを特徴とする。
【００１０】
特徴の一つでは、パネル温度により、図３（ａ）のグラフに示される関係に沿って、ゲートオン電圧を補正しつつ液晶駆動を行うことにある。すなわち、図１の温度検出回路７からの制御信号により、ＤＣ／ＤＣコンバータ４は、パネル温度が高いほど正極性及び負極性のゲートオン電圧を低くし、パネル温度が低いほど正極性及び負極性のゲートオン電圧を高く設定する。また、正極性のゲートオン電圧は負極性のゲートオン電圧よりも、常に高く設定する。
【００１１】
さらに、他の特徴として、パネル温度により、図３（ｂ）のグラフに示される関係に沿って、共通電圧中心ＶＣＯＭセンタを補正しつつ液晶駆動を行う。すなわち、図１の温度検出回路７からの制御信号により、ＤＣ／ＤＣコンバータ４は、パネル温度が高いほどＶＣＯＭセンタを高くし、パネル温度が低いほどＶＣＯＭセンタを低く設定する。
【００１２】
このような液晶駆動により、データ信号ＶＤを表示階調に応じたパルス幅期間だけアクティブレベルにするとともに、データ信号ＶＤの極性に応じて供給されるゲート信号ＶＧのゲートオン電圧を異ならせ、正極性ゲートオン電圧ＶＧＯＮＰを負極性ゲートオン電圧ＶＧＯＮＮより大きくしているので、薄膜トランジスタのオン電流ＩＯＮを正極性データ書き込み時と負極性データ書き込み時とで等しくでき、書き込み非対称性を低減したＰＷＭ駆動を実現できる。
【００１３】
さらに、このような関係を維持しつつ、パネル温度に応じて、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示される補正をゲートオン電圧及び共通電圧中心に対して行いつつ駆動することにより、パネル温度の変動によらず薄膜トランジスタのオン電流が一定となり表示階調−輝度特性のずれを低減できる。また、パネル温度の変動によるチラツキ及び焼き付きを低減できる。この結果、パネル温度の変化による液晶表示パネルの表示画質の変化を小さくすることができる。
【００１４】
とくに本発明によれば、複数の画素電極にそれぞれ接続された複数のスイッチング用薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を備えた液晶表示パネルをデータ信号のパルス幅変調駆動方式により駆動するアクティブマトリクスタイプの液晶表示装置（以下では、単にアクティブマトリクスタイプの液晶表示装置と呼ぶ）の駆動方法において、前記薄膜トランジスタの正極性ゲートオン電圧（ＶＧＯＮＰ）を負極性ゲートオン電圧（ＶＧＯＮＮ）よりも高く設定し、この関係を維持しつつ、所定の温度検出手段により検出した前記液晶表示パネルのパネル温度の上昇にともない正極性ゲートオン電圧（ＶＧＯＮＰ）および負極性ゲートオン電圧（ＶＧＯＮＮ）の両方をパネル温度の上昇前よりも低く設定することを特徴とする液晶表示装置の駆動方法が得られる。
【００１５】
好ましくは、前記液晶表示パネルの共通電極に供給される共通電圧の中心（ＶＣＯＭセンタ）をも前記パネル温度に基づいて設定する。
【００１７】
また、複数の画素電極にそれぞれ接続された複数のスイッチング用薄膜トランジスタを備えた液晶表示パネルをデータ信号のパルス幅変調駆動方式により駆動するアクティブマトリクスタイプの液晶表示装置の駆動方法において、前記スイッチング用薄膜トランジスタのオン電流（Ｉ０Ｎ）が、所定の温度検出手段により検出した前記液晶表示パネルのパネル温度によらず一定となるように、所定の回路を用いて前記スイッチング用薄膜トランジスタの正極性ゲートオン電圧（ＶＧＯＮＰ）および負極性ゲートオン電圧（ＶＧＯＮＮ）を設定し、全表示階調におけるデータ信号の正極性データパルス幅（ＴＷＰ）を負極性データパルス幅（ＴＷＮ）よりも長く設定することをも特徴とする液晶表示装置の駆動方法が得られる。
【００１８】
さらには、前記液晶表示パネルには、前記スイッチング用薄膜トランジスタと同時に液晶表示パネルに形成されたモニター用薄膜トランジスタを用いて、前記スイッチング用薄膜トランジスタのオン電流（Ｉ０Ｎ）が、前記液晶表示パネルのパネル温度によらず一定となるように前記スイッチング用薄膜トランジスタの正極性ゲートオン電圧（ＶＧＯＮＰ）および負極性ゲートオン電圧（ＶＧＯＮＮ）を設定し、全表示階調における前記データ信号の正極性データパルス幅（ＴＷＰ）を前記負極性データパルス幅（ＴＷＮ）よりも長く設定ことをも特徴とする液晶表示装置の駆動方法が得られる。
【００１９】
また、本発明によれば、上記アクティブマトリクスタイプの液晶表示装置の駆動方法において、全表示階調における前記データ信号の正極性データパルス幅（ＴＷＰ）を負極性データパルス幅（ＴＷＮ）よりも長く設定し、所定の温度検出手段により検出した液晶表示パネルのパネル温度の上昇にともない前記薄膜トランジスタの正極性ゲートオン電圧（ＶＧＯＮＰ）および負極性ゲートオン電圧（ＶＧＯＮＮ）を低く設定することを特徴とする液晶表示装置の駆動方法が得られる。
【００２１】
また、上記駆動方法において、全表示階調における前記データ信号の正極性データパルス幅（ＴＷＰ）を負極性データパルス幅（ＴＷＮ）よりも長く設定し、この関係を維持しつつ、所定の温度検出手段により検出した前記液晶表示パネルのパネル温度の上昇により前記正極性データパルス幅（ＴＷＰ）および前記負極性データパルス幅（ＴＷＮ）の両方を前記パネル温度の上昇前よりも短くすることを特徴とする液晶表示装置の駆動方法も得られる。
【００２２】
さらに本発明によれば、上記駆動方法において、データ信号の正極性データパルス幅（ＴＷＰ）を負極性データパルス幅（ＴＷＮ）よりも長く設定し、この関係を維持しつつ、各表示階調をクロック数で与え、カウンタにより基準クロック信号を計数し、階調データとカウンタの出力とを比較して前記データ信号のパルス幅（ＴＷ）を設定するとともに、基準クロック信号の周波数を、所定の温度検出手段により検出した前記液晶表示パネルのパネル温度に基づき、パネル温度が上昇したとき前記基準クロックの周波数を高くする液晶表示装置の駆動方法も得られる。または、データ信号の正極性データパルス幅（ＴＷＰ）を負極性データパルス幅（ＴＷＮ）よりも長く設定し、この関係を維持しつつ、前記スイッチング用薄膜トランジスタと同時形成されたモニター用薄膜トランジスタを用い、前記モニター用薄膜トランジスタのオン電流（ＩＯＮ）に比例するように前記基準クロック信号の周波数を設定することを特徴とする液晶表示装置の駆動方法も得られる。この際、前記正極性ゲートオン電圧（ＶＧＯＮＰ）を前記負極性ゲートオン電圧（ＶＧＯＮＮ）よりも高く設定することが望ましい。
【００２３】
また、本発明においては、全表示階調における前記データ信号の正極性データパルス幅（ＴＷＰ）を前記負極性データパルス幅（ＴＷＮ）よりも長く設定することが望ましい。
【００２４】
さらに、本発明によれば、前記パネル温度の上昇にともない前記液晶表示パネルの共通電極に供給される共通電圧の中心（ＶＣＯＭセンタ）を大きくすることが好ましい。
【００２５】
また、本発明によれば、上記各駆動方法により駆動する液晶表示装置も得られる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は、第１実施の形態の液晶表示装置の構成および駆動方法を説明するためのブロック図である。本実施の形態の液晶表示装置は、液晶表示パネル１、走査線駆動回路２、信号線駆動回路３、ＤＣ／ＤＣコンバータ４、スイッチ５、コントローラ６、及び温度検出回路７を備えている。
【００２７】
液晶表示パネル１は、図示していないが、お互いに交差する複数の走査線及び複数の信号線、これらの交差部分に配列された複数の画素電極、これらに接続され走査線へのゲート信号及び信号線へのデータ信号を受けてスイッチ動作する薄膜トランジスタが形成されている。走査線駆動回路２は、液晶表示パネル１の複数の走査線にゲート信号を供給する。信号線駆動回路３は、液晶表示パネル１の複数の信号線に各画素へ印加するデータ信号を供給する。
【００２８】
ＤＣ／ＤＣコンバータ４は、外部から供給される電源電圧から、液晶表示パネル１の液晶駆動に必要な各種電圧を生成し出力する。液晶を交流駆動するための正極性及び負極性のデータ電圧ＶＤ、正極性のデータ電圧ＶＤが供給される期間に走査線駆動回路２が走査線に出力する正極性のゲートオン電圧ＶＧＯＮＰ、負極性のデータ電圧ＶＤが供給される期間に走査線駆動回路２が走査線に出力する負極性のゲートオン電圧ＶＧＯＮＮ、液晶表示パネル１の画素電極に対向する共通電極に供給される共通電圧ＶＣＯＭなどを出力する。
【００２９】
スイッチ５は、一垂直期間ごとに切り換わる極性信号Ｓ５を受けて切り換わり、正極性又は負極性のゲートオン電圧ＶＧＯＮＰ又はＶＧＯＮＮを選択して走査線駆動回路２に出力する。
【００３０】
コントローラ６は、外部装置からの入力信号すなわち画像信号と水平同期信号、垂直同期信号などの制御信号を受けて、入力信号に応じた階調表示を行うように走査線駆動回路２及び信号線駆動回路３の動作を制御する制御信号Ｓ２およびＳ３をそれぞれ出力するとともに、スイッチ５の切り換え制御を行う極性信号Ｓ５をも出力する。
【００３１】
温度検出回路７は、液晶表示パネル１のパネル温度を検出して、ＤＣ／ＤＣコンバータ４に対して制御信号Ｓ４を出力する。ここでは、液晶表示パネル１の外表面に検出回路７を貼り付けた場合を想定している。
【００３２】
液晶への印加電圧は、薄膜トランジスタのオン電流とデータパルス幅の積に比例する。また、薄膜トランジスタのゲートオン電圧とオン電流との間には、単純増加の相関関係がある。本実施の形態では、図３（ａ）のゲートオン電圧−パネル温度補正のグラフに示される関係に沿って、ゲートオン電圧を補正しつつ液晶駆動を行う。すなわち、温度検出回路７からの制御信号Ｓ４により、ＤＣ／ＤＣコンバータ４は、パネル温度が高いほど正極性及び負極性のゲートオン電圧を低くし、パネル温度が低いほど正極性及び負極性のゲートオン電圧を高く設定する。また、正極性のゲートオン電圧は負極性のゲートオン電圧よりも、常に高く設定する。
【００３３】
さらに、本実施の形態では、図３（ｂ）のＶＣＯＭセンタ−パネル温度補正のグラフに示される関係に沿って、共通電圧中心（ＶＣＯＭセンタ）を補正しつつ液晶駆動を行う。すなわち、温度検出回路７からの制御信号Ｓ４により、ＤＣ／ＤＣコンバータ４は、パネル温度が高いほどＶＣＯＭセンタを高くし、パネル温度が低いほどＶＣＯＭセンタを低く設定する。
【００３４】
次に、本実施の形態の駆動方法について、図２を参照しながら説明する。図２は、図１に示されるＰＷＭ駆動方式の液晶表示装置の一つの画素電極に与えられる印加電圧ＶＰの変化を示すタイミングチャートである。ある１垂直期間（１Ｖ）内に信号線に与えられるデータ信号ＶＤが正極性基準レベルにあるときに、走査線に与えられるゲート信号ＶＧがハイレベルＶＧＯＮＰになると、薄膜トランジスタはオンし印加電圧ＶＰは正極性基準レベルのデータ信号ＶＤにつられて上昇し、さらにデータ信号ＶＤが正極性のアクティブレベルになると、表示階調に応じて決められたパルス幅の期間ＴＷＰだけ印加電圧ＶＰはデータ信号ＶＤにつられて上昇する。次に、ゲート信号ＶＧがローレベルとなると薄膜トランジスタはオフし、このときのアクティブマトリクス動作のために設けられている周知の蓄積容量（図示省略）により、印加電圧ＶＰを保持する。この１垂直期間内では、共通電極には振幅中心ＶＣＯＭセンタで決まるローレベルが供給される。
【００３５】
次の１垂直期間内に信号線に与えられるデータ信号ＶＤが負極性基準レベルにあるときに、走査線に与えられるゲート信号ＶＧが正極性のハイレベルＶＧＯＮＰより低い負極性のハイレベルＶＧＯＮＮになると、薄膜トランジスタはオンし印加電圧ＶＰは負極性基準レベルのデータ信号ＶＤにつられて下降し、さらにデータ信号ＶＤが負極性のアクティブレベルになると、表示階調に応じて決められたパルス幅の期間ＴＷＮだけ印加電圧ＶＰはデータ信号ＶＤにつられてさらに下降する。次に、ゲート信号ＶＧがローレベルとなると薄膜トランジスタはオフし、このときの印加電圧ＶＰを保持する。この１垂直期間内では、共通電極には振幅中心ＶＣＯＭセンタで決まるハイレベルが供給される。
【００３６】
次に本発明の第２実施の形態について説明する。液晶への印加電圧は、薄膜トランジスタのオン電流とデータパルス幅の積に比例する。本実施の形態では、書き込みデータ極性によりデータパルス幅ＴＷを補正し、その補正量をパネル温度により変えることを特徴としている。たとえば、正極性の書き込みデータのときのデータパルス幅ＴＷＰを負極性の書き込みデータのときのデータパルス幅ＴＷＮより広く、言いかえると負極性の書き込みデータのときのデータパルス幅ＴＷＮを正極性の書き込みデータのときのデータパルス幅ＴＷＰより狭く設定することにより、液晶への印加電圧を正極性データの書き込みと負極性データの書き込みとで書き込み量を等しくして、書き込み非対称性を低減したＰＷＭ駆動を実現できる。
【００３７】
さらに、このような関係を維持しつつ、正極性の書き込みデータのときのデータパルス幅ＴＷＰと負極性の書き込みデータのときのデータパルス幅ＴＷＮともに、パネル温度の上昇にともない狭く設定することにより、パネル温度の変動によらず書き込み量を一定にすることができ、階調−輝度特性のずれを低減できる。この結果、パネル温度の変化によらず、液晶表示パネルの表示画質の変化を小さくすることができ、また、パネル温度の変化によらず、チラツキ及び焼き付きを小さくすることができる。よって、ＰＷＭ駆動の特色である構成の簡単な階調電圧発生回路を用いながら、多階調表示を実現しつつ、上述した効果を得ることができる。
【００３８】
次に本発明の第３実施の形態について説明する。図４は、本実施の形態の液晶表示装置の構成および駆動方法を説明するためのブロック図である。上述した第１実施の形態の温度検出回路７は、液晶表示パネルの外部に設けつつ、液晶表示パネルのパネル温度を検出することを想定したものであった。これに対し、本実施の形態では、液晶表示パネル１内に、パネル温度を検出する温度検出手段８を設けたことを特徴としている。
【００３９】
例えば、画素スイッチング用の薄膜トランジスタと同時にモニター用の薄膜トランジスタを形成し、モニター用の薄膜トランジスタのオン電流ＩＯＮ（又はこれに関連するパラメータ）を検出して、パネル温度によらず一定となるようにゲートオン電圧ＶＧＯＮを設定することを特徴とするものである。図５は、このような温度検出手段８の回路構成例を説明するための回路図である。ここで、電源は端子１５より供給される。薄膜トランジスタ９はモニター用であり液晶表示パネル１の内部に設けられ、このモニター用薄膜トランジスタ９がオンしているときのオン電流で決まる電圧ＶＯＮと基準電圧ＶＲＥＦ(抵抗Ｒ１３とツェナーダイオード１３とで構成された基準電圧源が出力する)との差電圧を増幅して制御トランジスタ１１を制御し、モニター用薄膜トランジスタ９のゲートにオン電流を一定にするようにフィードバックするとともに、補正信号として端子１４に出力する。この補正信号は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４に出力される。また共通電圧中心ＶＣＯＭセンタも温度補正を行う。
【００４０】
本実施の形態では、モニター用の薄膜トランジスタを液晶表示パネル１に設けており、より液晶に近い箇所でパネル温度を検出できるので、第１実施の形態と比較してより精密な補正を実現できる。また、本実施の形態の温度検出手段８の薄膜トランジスタ以外の回路構成は、液晶表示パネルの外部に配置することも考えられるし、ＳＯＧ(system on glass)技術を採用し画素スイッチング用の薄膜トランジスタと同時に液晶表示パネル内に形成することも考えられる。
【００４１】
次に本発明の第４実施の形態について説明する。ＰＷＭ駆動方式の液晶表示装置では、カウンタにより基準クロック信号を計数し、階調データとカウンタの出力とを比較して、表示階調に対応する書き込みデータのパルス幅ＴＷを設定している。本実施の形態では、基準クロック信号の周波数をパネル温度により変えることを特徴としている。例えば、基準クロック信号の周波数を高くすることにより書き込みデータのパルス幅ＴＷは狭くなり、周波数を低くすることにより書き込みデータのパルス幅ＴＷは広くなるので、これを第２実施の形態で説明したようなパネル温度及び書き込みデータ極性によりデータパルス幅ＴＷを補正するものに適用するのである。
【００４２】
正極性の書き込みデータのときのデータパルス幅ＴＷＰを負極性の書き込みデータのときのデータパルス幅ＴＷＮよりも広く設定しておいて、パネル温度に応じて基準クロック信号の周波数を変えて書き込みデータのパルス幅ＴＷを設定することで、パネル温度変化による階調−輝度特性のずれ及び書き込み非対称性を低減したＰＷＭ駆動を実現できる。
【００４３】
また、画素スイッチング用薄膜トランジスタと同時形成されたモニター用薄膜トランジスタを用い、モニター用薄膜トランジスタのオン電流ＩＯＮに比例するように基準クロック信号の周波数を設定することも考えられる。
【００４４】
以上、好ましい実施の形態について説明したが、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更や追加、上述した実施の形態同士の組合せが可能である。温度検出手段としては、サーミスタを用いることもできる。サーミスタを温度検出手段とした温度検出回路の例としては、特開平06-138843号公報の図２に示されるような電圧設定回路を中心とする構成も用いることができる。また、サーミスタではなく熱電対などの他の温度検出手段も採用可能であろう。
【００４５】
上述した実施の形態では、液晶表示パネルの具体的な構成について言及してこなかったが、透過型液晶表示パネルを用いる場合は、上述した第３実施の形態のようにパネル上に温度検出手段を形成することができ、例えば、パネル内の表示領域の周りの周辺領域に形成するとよい。利用者からみて液晶表示パネルの背面側に配置されるバックライトユニットからの出射光の妨げにならないようにしつつ、高輝度の液晶表示を実現できる。
【００４６】
反射型液晶表示パネルの場合には、第３実施の形態のようにパネル上に温度検出手段を形成することができ、また液晶表示パネルの背面側に配置することもできる。反射型液晶表示パネルの場合には、背面側に配置しても表示特性に影響を与えない。また、パネル内の周辺領域、場合によっては表示領域にも形成できる。反射型液晶表示パネルでは、表示領域に反射板を兼ねる画素電極がアレイ状に配列されており、各画素電極は画素スイッチング用の薄膜トランジスタの上方を覆っている。モニター用の薄膜トランジスタを、画素スイッチング用の薄膜トランジスタと同様に画素電極の下方に配置すれば、表示特性の悪化を招かずに表示領域に配置することもできる。
【００４７】
半透過型液晶表示パネルの場合は、透過部及び反射部の画素電極のうち、反射部の画素電極の下方に温度検出手段を配置すれば、表示特性の悪化を招かずに表示領域に配置することができる。
【００４８】
また、温度検出回路は、ＳＯＧ技術だけでなく、ＣＯＧ(chip on glass)技術で形成してもよい。さらにまた、温度検出手段に液晶表示パネルの複数箇所のパネル温度を検出させることにより、パネル内の面内温度分布に応じた補正制御を行うことも可能であろう。
【００４９】
また、液晶表示パネルの駆動方法は、図２で示した１垂直期間（１Ｖ）毎にデータ信号の極性を反転させるフレーム反転駆動であっても、１水平期間（１Ｈ）毎にデータ信号の極性を反転させ、さらに１垂直期間（１Ｖ）毎に極性を反転するゲート反転駆動であってもよい。
【００５０】
【発明の効果】
本発明によれば、表示階調に応じたパルス幅期間だけデータ信号ＶＤをアクティブレベルにするとともに、データ信号ＶＤの極性に応じて、供給されるゲート信号ＶＧのゲートオン電圧ＶＧＯＮＰとゲートオン電圧ＶＧＯＮＮとを異ならせ、またゲートオン電圧ＶＧＯＮＰをゲートオン電圧ＶＧＯＮＮより大きくしているので、薄膜トランジスタのオン電流ＩＯＮを正極性と負極性とで等しくでき、書き込み非対称性を低減したＰＷＭ駆動を実現できる。
【００５１】
さらに、このような関係を維持しつつ、パネル温度に応じて、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示される補正をゲートオン電圧及び共通電圧中心に対して行いつつ駆動することにより、パネル温度の変動によらず薄膜トランジスタのオン電流が一定となり階調−輝度特性のずれが低減できる。この結果、パネル温度の変化によらず、液晶表示パネルの表示画質の変化を小さくすることができる。また、パネル温度に応じて正極性ゲートオン電圧と負極性ゲートオン電圧との補正量を調整できるため、パネルの温度変化によるチラツキ及び焼き付きを抑制することができる。よって、ＰＷＭ駆動の特色である構成の簡単な階調電圧発生回路を用いながら、多階調表示を実現しつつ、上述した効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施の形態による液晶表示装置の構成および駆動方法を説明するためのブロック図である。
【図２】図１に示されるＰＷＭ駆動方式の液晶表示装置の一つの画素電極に与えられる印加電圧ＶＰの変化を示すタイミングチャートである。
【図３】（ａ）パネル温度補正のためのパネル温度とゲートオン電圧との関係を示す特性図である。
（ｂ）パネル温度補正のためのパネル温度と共通電圧中心（ＶＣＯＭセンタ）との関係を示す特性図である。
【図４】本発明の第三の実施の形態による液晶表示装置の構成および駆動方法を説明するためのブロック図である。
【図５】本発明による温度検出手段８の回路構成例を説明するための回路図である。
【図６】従来の液晶表示装置の主要部分を示すブロック図である。
【図７】図６に示されるＰＷＭ駆動方式の液晶表示装置のある画素電極１０３に与えられる印加電圧ＶＰの変化を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
１ 液晶表示パネル
２ 走査線駆動回路
３ 信号線駆動回路
４ ＤＣ／ＤＣコンバータ
５ スイッチ
６ コントローラ
７ 温度検出回路
８ 温度検出手段
Claims (11)
- 複数の画素電極にそれぞれ接続された複数のスイッチング用薄膜トランジスタを備えた液晶表示パネルをデータ信号のパルス幅変調駆動方式により駆動するアクティブマトリクスタイプの液晶表示装置の駆動方法において、
前記薄膜トランジスタの正極性ゲートオン電圧（ＶＧＯＮＰ）を負極性ゲートオン電圧（ＶＧＯＮＮ）よりも高く設定し、
この関係を維持しつつ、所定の温度検出手段により検出した前記液晶表示パネルのパネル温度の上昇にともない前記正極性ゲートオン電圧（ＶＧＯＮＰ）および前記負極性ゲートオン電圧（ＶＧＯＮＮ）の両方を前記パネル温度の上昇前よりも低く設定することを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。 - 複数の画素電極にそれぞれ接続された複数のスイッチング用薄膜トランジスタを備えた液晶表示パネルをデータ信号のパルス幅変調駆動方式により駆動するアクティブマトリクスタイプの液晶表示装置の駆動方法において、
前記スイッチング用薄膜トランジスタのオン電流（Ｉ０Ｎ）が、所定の温度検出手段により検出した前記液晶表示パネルのパネル温度によらず一定となるように、所定の回路を用いて前記スイッチング用薄膜トランジスタの正極性ゲートオン電圧（ＶＧＯＮＰ）および負極性ゲートオン電圧（ＶＧＯＮＮ）を設定し、
全表示階調における前記データ信号の正極性データパルス幅（ＴＷＰ）を負極性データパルス幅（ＴＷＮ）よりも長く設定することを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。 - 複数の画素電極にそれぞれ接続された複数のスイッチング用薄膜トランジスタを備えた液晶表示パネルをデータ信号のパルス幅変調駆動方式により駆動するアクティブマトリクスタイプの液晶表示装置の駆動方法において、
前記スイッチング用薄膜トランジスタと同時に前記液晶表示パネルに形成されたモニター用薄膜トランジスタを用いて、前記スイッチング用薄膜トランジスタのオン電流（Ｉ０Ｎ）が、前記液晶表示パネルのパネル温度によらず一定となるように前記スイッチング用薄膜トランジスタの正極性ゲートオン電圧（ＶＧＯＮＰ）および負極性ゲートオン電圧（ＶＧＯＮＮ）を設定し、
全表示階調における前記データ信号の正極性データパルス幅（ＴＷＰ）を前記負極性データパルス幅（ＴＷＮ）よりも長く設定することを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。 - 複数の画素電極にそれぞれ接続された複数のスイッチング用薄膜トランジスタを備えた液晶表示パネルをデータ信号のパルス幅変調駆動方式により駆動するアクティブマトリクスタイプの液晶表示装置の駆動方法において、
全表示階調における前記データ信号の正極性データパルス幅（ＴＷＰ）を負極性データパルス幅（ＴＷＮ）よりも長く設定し、
所定の温度検出手段により検出した前記液晶表示パネルのパネル温度の上昇にともない前記薄膜トランジスタの正極性ゲートオン電圧（ＶＧＯＮＰ）および負極性ゲートオン電圧（ＶＧＯＮＮ）を低く設定することを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。 - 複数の画素電極にそれぞれ接続された複数のスイッチング用薄膜トランジスタを備えた液晶表示パネルをデータ信号のパルス幅変調駆動方式により駆動するアクティブマトリクスタイプの液晶表示装置の駆動方法において、
全表示階調における前記データ信号の正極性データパルス幅（ＴＷＰ）を負極性データパルス幅（ＴＷＮ）よりも長く設定し、
この関係を維持しつつ、所定の温度検出手段により検出した前記液晶表示パネルのパネル温度の上昇により前記正極性データパルス幅（ＴＷＰ）および前記負極性データパルス幅（ＴＷＮ）の両方を前記パネル温度の上昇前よりも短くすることを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。 - 複数の画素電極にそれぞれ接続された複数のスイッチング用薄膜トランジスタを備えた液晶表示パネルをデータ信号のパルス幅変調駆動方式により駆動するアクティブマトリクスタイプの液晶表示装置の駆動方法において、
全表示階調における前記データ信号の正極性データパルス幅（ＴＷＰ）を負極性データパ ルス幅（ＴＷＮ）よりも長く設定し、
この関係を維持しつつ、各表示階調をクロック数で与え、カウンタにより基準クロック信号を計数し、階調データとカウンタの出力とを比較して前記データ信号のパルス幅（ＴＷ）を設定するとともに、
前記基準クロック信号の周波数を、所定の温度検出手段により検出した前記液晶表示パネルのパネル温度に基づき、前記パネル温度が上昇したとき前記基準クロックの周波数を高くすることを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。 - 複数の画素電極にそれぞれ接続された複数のスイッチング用薄膜トランジスタを備えた液晶表示パネルをデータ信号のパルス幅変調駆動方式により駆動するアクティブマトリクスタイプの液晶表示装置の駆動方法において、
全表示階調における前記データ信号の正極性データパルス幅（ＴＷＰ）を前記負極性データパルス幅（ＴＷＮ）よりも長く設定し、
この関係を維持しつつ、各表示階調をクロック数で与え、カウンタにより基準クロック信号を計数し、階調データとカウンタの出力とを比較して前記データ信号のパルス幅（ＴＷ）を設定するとともに、
前記スイッチング用薄膜トランジスタと同時形成されたモニター用薄膜トランジスタを用い、前記モニター用薄膜トランジスタのオン電流（ＩＯＮ）に比例するように前記基準クロック信号の周波数を設定することを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。 - 前記正極性ゲートオン電圧（ＶＧＯＮＰ）を前記負極性ゲートオン電圧（ＶＧＯＮＮ）よりも高く設定したことを特徴とする請求項６または請求項７に記載の液晶表示装置の駆動方法。
- 全表示階調における前記データ信号の正極性データパルス幅（ＴＷＰ）を前記負極性データパルス幅（ＴＷＮ）よりも長く設定したことを特徴とする請求項６または７に記載の液晶表示装置の駆動方法。
- 前記パネル温度の上昇にともない前記液晶表示パネルの共通電極に供給される共通電圧の中心（ＶＣＯＭセンタ）を大きくすることを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の液晶表示装置の駆動方法。
- 請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の駆動方法により駆動する液晶表示装置。
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