JP2002311900A

JP2002311900A - 液晶表示装置の駆動方法、液晶表示装置、液晶表示装置の駆動回路および電子機器

Info

Publication number: JP2002311900A
Application number: JP2001111810A
Authority: JP
Inventors: Tsuyoshi Maeda; 強前田
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2001-04-10
Filing date: 2001-04-10
Publication date: 2002-10-25

Abstract

(57)【要約】【課題】サブフィールド駆動型の液晶表示装置におい
て、低温時の階調反転現象を低減する。【解決手段】サブフィールドのオンまたはオフは、階
調データＳＤ０〜ＳＤ３によって決定される。デコーダ
３１２は、高温時には入力された階調データＤ０〜Ｄ３
をそのまま階調データＳＤ０〜ＳＤ３として出力する
が、低温時には階調反転現象が生じる階調を間引いて
（前後の階調に修正して）階調データＳＤ０〜ＳＤ３と
して出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、各種情報の表示に
用いて好適な液晶表示装置の駆動方法、液晶表示装置、
液晶表示装置の駆動回路および電子機器に関する。

【０００２】

【背景技術】電気光学装置、例えば、電気光学材料とし
て液晶を用いた液晶表示装置は、陰極線管（ＣＲＴ）に
代わるディスプレイデバイスとして、各種情報処理機器
の表示部や液晶テレビなどに広く用いられている。ここ
で、従来の液晶表示装置は、例えば、次のように構成さ
れている。すなわち、従来の液晶表示装置は、マトリク
ス状に配列した画素電極と、この画素電極に接続された
ＴＦＴ（Thin Film Transistor：薄膜トランジスタ）の
ようなスイッチング素子などが設けられた素子基板と、
画素電極に対向する対向電極が形成された対向基板と、
これら両基板との問に充填された電気光学材料たる液晶
とから構成される。

【０００３】そして、このような構成において、走査線
を介してスイッチング素子に走査信号を印加すると、当
該スイッチング素子が導通状態となる。この導通状態の
際に、データ線を介して画素電極に、階調に応じた電圧
の画像信号を印加すると、当該画素電極および対向電極
の間の液晶層に画像信号の電圧に応じた電荷が蓄積され
る。電荷蓄積後、当該スイッチング素子をオフ状態とし
ても、当該液晶層における電荷の蓄積は、画素電極およ
び対向電極の容量性や蓄積容量などによって維持され
る。このように、各スイッチング素子を駆動させ、蓄積
させる電荷量を階調に応じて制御すると、画素毎に光が
変調され表示される濃度が変化することになる。このた
め、階調を表示することが可能となるのである。

【０００４】この際、各画素の電極に電荷を蓄積させる
のは１画面を表示するための期間に対して、その一部の
期間で良いため、第１に、走査線駆動回路によって、各
走査線を順次選択するとともに、その走査線の選択期間
において、第２に、データ線駆動回路によってデータ線
を順次選択し、第３に、選択されたデータ線に、階調に
応じた電圧の画像信号をサンプリングする構成により、
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
時分割マルチプレックス駆動が可能となる。

【０００５】しかしながら、データ線に印加される画像
信号は、階調に対応する電圧、すなわちアナログ信号で
ある。このため、液晶表示装置の周辺回路には、Ｄ／Ａ
変換回路やオペアンプなどが必要となるので、装置全体
のコスト高を招致してしまう。くわえて、これらのＤ／
Ａ変換回路、オペアンプなどの特性や、各種の配線抵抗
などの不均一性に起因して、表示ムラが発生するので、
高品質な表示が極めて困難である、という問題があり、
特に、高精細な表示を行う場合に顕著となる。さらに、
液晶等の電気光学物質において、印加電圧と透過率との
関係は、電気光学物質の種類に応じて相違する。このた
め、液晶表示装置を駆動する駆動回路としては、各種の
液晶表示装置に対応できる汎用のものが望まれる。

【０００６】上述した事情により、本出願人は、１フレ
ームを複数のサブフィールドに分割し、サブフィールド
毎に各画素をオン／オフする技術を開発している。この
技術によれば、各サブフィールド内で画素がオン／オフ
される際の印加電圧は階調に拘らず一定であり、１フレ
ーム内で画素がオン状態になるデューティ比（または電
圧実効値）によって画素の階調が決定される。

【０００７】ここで、デューティ比を０〜１００％の間
で変化させながら液晶表示装置の階調特性を観察する
と、デューティ比０％付近において、デューティ比が変
化しているにもかかわらず階調が変化しない領域が存在
する。ここで、階調特性が立ち上がるポイントにおける
電圧実効値を閾値電圧Ｖthと呼ぶ。閾値電圧Ｖthの値は
液晶の組成に応じて異なるが、階調データの値に拘らず
この閾値電圧Ｖthを与えるために、常にオン状態に設定
されるサブフィールドを設ける必要がある。

【０００８】ここで、必要とされる画像の階調数を２^N
とした時、１フレーム内に２^N＋１個のサブフィールド
を設ける方式と、Ｎ＋１個のサブフィールドを設ける方
式とが考えられる。前者の方式においては、各サブフィ
ールド期間はほぼ等しい長さを有するが、液晶表示装置
の非線形特性を補償するために、必要に応じてサブフィ
ールド期間は若干づつ増減される。これにより、前者の
方式は液晶表示装置の非線形特性を精密に補償できる点
で有利である。

【０００９】一方、後者の方式においては、Ｎ＋１個の
サブフィールド期間のうちＮ個は、階調データの各ビッ
トに対応付けられる。ここで２⁰桁に対応付けられるサ
ブフィールド期間は最短になり、他のサブフィールド
は、対応するビットの桁数Ｍに応じて、最短サブフィー
ルド長のほぼ２^M倍の長さを有する。後者の方式は前者
の方式と比較して、１フレーム内における画素のオン／
オフ回数を少なくすることができ、消費電力を低く抑え
られる点で有利である。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、液晶表示装
置の明るさ（反射型においては反射率、透過型において
は透過率）は、画素電圧の実効値によって決定される
が、周囲温度が低くなると、画素電圧の実効値に対する
明るさの特性が画素電圧の周波数に応じて異なるように
なる。その具体例を図９を参照し説明する。同図は、周
囲温度を−３０°Ｃ，−２０°Ｃ，−１０°Ｃ，０°Ｃ
および２０°Ｃに設定するとともに、画素電圧の周波数
を１０Ｈz，１００Ｈz，１kＨzおよび１０kＨzに設定
し、画素電圧の実効値（横軸）と、明るさ（縦軸）との
関係を測定した結果である。

【００１１】周囲温度が２０°Ｃであれば、画素電圧の
周波数にかかわらず、画素電圧の実効値と明るさとの関
係をほぼ一定に保つことができる。しかし、周囲温度が
低くなるほど、高い周波数に対して明るさが追従できな
くなることが解る。サブフィールド駆動方式において
は、階調に応じて各サブフィールドのオン／オフパター
ンが異なるから、画素電圧の周波数成分も階調に応じて
異なることになる。この結果、周囲温度が低ければ、階
調反転現象（画素電圧の実効値を上昇させているにも拘
らず明るさが低くなること）が生じ、画像品質が劣化す
る。この発明は上述した事情に鑑みてなされたものであ
り、周囲温度が低い場合における画像品質の劣化を抑制
できる液晶表示装置の駆動方法、液晶表示装置、液晶表
示装置の駆動回路および電子機器を提供することを目的
としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明にあっては、下記構成を具備することを特徴とす
る。なお、括弧内は例示である。請求項１記載の構成に
あっては、１フレームを複数のサブフィールドに分割
し、マトリクス状に配設された複数の画素を該サブフィ
ールド毎にオンまたはオフすることによって階調表示を
行う液晶表示装置の駆動方法であって、変換特性に基づ
いて第１の階調データを第２の階調データに変換する過
程と、前記第２の階調データに基づいて前記各サブフィ
ールドをオンまたはオフ状態に設定する過程と、周囲温
度が低くなるほど前記第２の階調データの階調数が減少
するように、前記変換特性を設定する過程とを有するこ
とを特徴とする。さらに、請求項２記載の構成にあって
は、請求項１記載の液晶表示装置の駆動方法において、
前記変換特性は、前記周囲温度が所定の条件を満たす時
に、前記１フレーム内においてオン状態になるサブフィ
ールドを断続的に発生させる第１の階調データを、前記
１フレーム内においてオン状態になるサブフィールドを
連続的に発生させる第２の階調データに変換する特性で
あることを特徴とする。また、請求項３記載の構成にあ
っては、複数の走査線（１１２）と、複数のデータ線
（１１４）と、これら走査線およびデータ線の各交差に
対応して配設され画素を構成する画素電極（１１８）
と、前記画素電極毎に設けられ、当該走査線を介して供
給される走査信号によって、当該データ線と当該画素電
極との導通を制御するスイッチング素子とを備えた素子
基板（１０１）と、前記画素電極に対して対向配置され
た対向電極を備える対向基板と、前記素子基板と前記対
向基板との問に挟持された電気光学材料（液晶１０５）
と、１フレームを分割したサブフィールド毎に前記走査
信号を前記走査線の各々に順次供給する走査線駆動回路
（１３０）と、変換特性に基づいて第１の階調データを
第２の階調データに変換するとともに、周囲温度が低く
なるほど前記第２の階調データの階調数が減少するよう
に該変換特性を設定する変換回路（デコーダ３１２）
と、前記第２の階調データに基づくデータ信号を、それ
ぞれ当該画素に対応する走査線に前記走査信号が供給さ
れる期間に、当該画素に対応するデータ線に供給するデ
ータ線駆動回路（１４０）とを具備することを特徴とす
る。さらに、請求項４記載の構成にあっては、請求項３
記載の液晶表示装置において、前記変換特性は、前記周
囲温度が所定の条件を満たす時に、前記１フレーム内に
おいてオン状態になるサブフィールドを断続的に発生さ
せる第１の階調データを、前記１フレーム内においてオ
ン状態になるサブフィールドを連続的に発生させる第２
の階調データに変換する特性であることを特徴とする。
また、請求項５記載の構成にあっては、請求項１または
２記載の液晶表示装置の駆動方法を実行することを特徴
とする。また、請求項６記載の構成にあっては、請求項
３または４記載の液晶表示装置を備えることを特徴とす
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】１．実施形態の構成次に、本発明の一実施形態の液晶表示装置の構成を図１
を参照し説明する。図において、タイミング信号生成回
路２００には、図示せぬ上位装置から垂直同期信号Ｖ
ｓ、水平同期信号Ｈｓおよび入力階調データＤ０〜Ｄ３
のドットクロック信号ＤＣＬＫが供給される。また、発
振回路１５０は、読み出しタイミングの基本クロックＲ
ＣＬＫをタイミング信号生成回路２００に供給する。タ
イミング信号生成回路２００は、これらの信号にしたが
って、次に説明する各種のタイミング信号やクロック信
号などを生成するものである。まず、交流化信号ＦＲ
は、１フレーム毎に極性反転する信号である。

【００１４】駆動信号ＬＣＯＭは、対向基板の対向電極
に印加される信号であり、本実施形態においては一定電
位（零電位）になる。また、本実施形態においては、１
フレームが複数のサブフィールドＳＦ０〜ＳＦ３に分割
され、画素がサブフィールド毎にオンオフされることに
よって階調表示が行われる。スタートパルスＤＹは、各
サブフィールドにおいて最初に出力されるパルス信号で
ある。クロック信号ＣＬＹは、走査側（Ｙ側）の水平走
査期間を規定する信号である。ラッチパルスＬＰは、水
平走査期間の最初に出力されるパルス信号であって、ク
ロック信号ＣＬＹのレベル遷移（すなわち、立ち上がり
および立ち下がり）時に出力されるものである。クロッ
ク信号ＣＬＸは、表示用のドットクロック信号である。

【００１５】ここで、サブフィールド駆動の概要を、図
７のスタートパルスＤＹの波形を参照しつつ説明してお
く。まず、フレームの最初からＳＦ１，ＳＦ２，ＳＦ
０，ＳＦ３，ＳＦ４の順で各サブフィールドが設けられ
る。サブフィールドＳＦ０の長さは、閾値電圧Ｖthを与
える長さに設定される。また、サブフィールドＳＦ１〜
ＳＦ４は、入力階調データＤ０〜Ｄ３の各ビットに対応
した重み付けを有する長さに設定されている。すなわ
ち、サブフィールドＳＦ１は、最下位ビットである階調
データＤ０に対応し、そのオンオフによって、階調デー
タＤ０のオンオフに対応する透過率の変化を起こす長さ
に設定されている。サブフィールドＳＦ２〜ＳＦ４も、
それぞれのオンオフによって階調データＤ１，Ｄ２，Ｄ
３のオンオフに対応する透過率の変化を起こす長さに設
定されている。すなわち、サブフィールドＳＦ２，ＳＦ
３，ＳＦ４は、各々サブフィールドＳＦ１の２倍，４
倍、８倍程度の長さを有している。

【００１６】図１に戻り、素子基板１０１上における表
示領域１０１ａには、図においてＸ（行）方向に延在し
て複数本の走査線１１２が形成されている。また、複数
本のデータ線１１４が、Ｙ（列）方向に沿って延在して
形成されている。そして、画素１１０は、走査線１１２
とデータ線１１４との各交差に対応して設けられて、マ
トリクス状に配列されている。ここで、走査線１１２の
総本数をｍ本とし、データ線１１４の総本数をｎ本とす
る（ｍ、ｎはそれぞれ２以上の整数）。

【００１７】１．１．＜画素の構成＞画素１１０の具体的な構成としては、例えば、図２
（ａ）に示されるものが挙げられる。この構成では、薄
膜トランジスタ（ＴＦＴ）１１６のゲートが走査線１１
２に、ソースがデータ線１１４に、ドレインが画素電極
１１８に、それぞれ接続されるとともに、画素電極１１
８と対向電極１０８との間に電気光学材料たる液晶１０
５が挟持されて液晶層が形成されている。ここで、対向
電極１０８は、画素電極１１８と対向するように対向基
板に一面に形成される透明電極である。また、画素電極
１１８と対向電極１０８とに並列して蓄積容量１１９が
形成され、画素電極１１８から電荷がリークすることに
よる表示への影響を小さくしている。なお、この実施形
態では、蓄積容量１１９の一方の電位を対向電極１０８
と同電位としたが、接地電位ＧＮＤやゲート線の電位と
同電位としても良い。

【００１８】ここで、図２（ａ）に示される構成では、
トランジスタ１１６として一方のチャネル型のみが用い
られているために、オフセット電圧が必要となるが、図
２（ｂ）に示されるように、Ｐチャネル型トランジスタ
とＮチャネル型トランジスタとを相補的に組み合わせた
構成とすれば、オフセット電圧の影響をキャンセルする
ことができる。ただし、この相補型構成では、走査信号
として互いに排他的レベルを供給する必要が生じるた
め、１行の画素１１０に対して走査線１１２ａ，１１２
ｂの２本の走査線が必要となる。

【００１９】１．２．＜走査線駆動回路１３０＞説明を再び図１に戻す。走査線駆動回路１３０は、サブ
フィールドの最初に供給されるスタートパルスＤＹをク
ロック信号ＣＬＹにしたがって転送し、走査線１１２の
各々に走査信号Ｇ1, Ｇ2, Ｇ3, … ,Ｇmとして順次排他
的に供給するものである。

【００２０】１．３．＜データ変換回路３００＞データ変換回路３００は、ドットクロック信号ＤＣＬＫ
に同期して入力される入力階調データＤ０〜Ｄ３を、ク
ロック信号ＣＬＸに同期する二値信号Ｄｓに変換し出力
するものである。ここで、データ変換回路３００の詳細
構成を図３を参照し説明する。図において３１４は温度
センサであり、液晶表示装置１００の周囲温度を測定す
る。３１２はデコーダであり、階調データＤ０〜Ｄ３を
階調データＳＤ０〜ＳＤ３に変換する。階調データＳＤ
０〜ＳＤ３は、温度センサ３１４によって測定された周
囲温度が所定値（例えば−１０°Ｃ）以上であれば階調
データＤ０〜Ｄ３に等しくなるように設定される。

【００２１】一方、該周囲温度が該所定値未満の場合
（以下、低温時という）であれば、階調データＳＤ０〜
ＳＤ３は図５に示すような値になる。ここで「※」印を
付した値については、階調データＳＤ０〜ＳＤ３は階調
データＤ０〜Ｄ３とは異なっているため、その理由につ
いて説明しておく。上述したように低温時に階調反転現
象が生じる理由は、階調に応じて画素電圧の周波数成分
が異なるためであり、周波数成分をなるべく一致させる
ようにすると、階調反転現象は軽減される筈である。

【００２２】階調データＤ０〜Ｄ３によってサブフィー
ルドＳＦ１〜ＳＦ４をそのままオンオフすると、１フレ
ーム内で（常時オンになるサブフィールドＳＦ０も含め
て）オン状態になるサブフィールドが連続する階調と断
続する階調とが存在する。ここで、オン状態になるサブ
フィールドが連続する階調のみを使用することとする
と、画素電圧の周波数成分のうち基本波成分（フレーム
周波数に等しい）が強くなり、階調毎の周波数成分の差
が小さくなる。そこで、低温時においては、かかる条件
を満たす階調のみを階調データＳＤ０〜ＳＤ３の値とし
て採用したのである。

【００２３】図３に戻り、図において３２０〜３２３は
メモリブロックであり、各々階調データＳＤ０〜ＳＤ３
を記憶するために設けられ、素子基板１０１の表示領域
（ｍ行×ｎ列）に対応して各々ｍ×ｎビットのメモリ空
間を有する。メモリブロック３２０〜３２３は、書込み
および読出し動作を非同期に、かつ独立して実行できる
ように構成されている。３１０は書込みアドレス制御部
であり、垂直同期信号Ｖｓ、水平同期信号Ｈｓおよびド
ットクロック信号ＤＣＬＫに同期して、ライトイネーブ
ル信号ＷＥおよび書込みアドレスＷＡＤをメモリブロッ
ク３２０〜３２３に供給する。

【００２４】すなわち、書込みアドレス制御部３１０は
ドットクロック信号ＤＣＬＫをカウントアップし、この
カウント結果を書込みアドレスＷＡＤとして出力すると
ともに、書込みアドレスＷＡＤの値が確定する毎にライ
トイネーブル信号ＷＥを出力する。また、書込みアドレ
ス制御部３１０におけるカウント結果は、垂直同期信号
Ｖｓが入力される毎にリセットされる。これにより、各
メモリブロック３２０〜３２３には、そのｍ×ｎビット
のメモリ空間を順次アクセスする書込みアドレスＷＡＤ
が供給され、階調データＳＤ０〜ＳＤ３は対応するメモ
リブロックの表示位置に応じたアドレスに順次格納され
てゆくことになる。

【００２５】表示アドレス制御部３３０は、上記各サブ
フィールド期間が開始されると、対応する表示行のビッ
トデータをアクセスするアドレス信号ＲＡＤを出力す
る。アドレス信号ＲＡＤは、クロック信号ＣＬＸに同期
し表示列数に応じて「ｎ−１」回インクリメントされ
る。これにより、対応する表示行に対して第１列〜第ｎ
列のビットを順次アクセスするようなアドレス信号ＲＡ
Ｄが出力される。また、読出し信号ＲＤ０は、サブフィ
ールドＳＦ１の間、常にイネーブル状態になる。但し、
読出し信号ＲＤ１〜ＲＤ３はサブフィールドＳＦ１にお
いては常にオフ状態にされる。これにより、メモリブロ
ック３２０のみが読出し可能な状態になり、他のメモリ
ブロックは読出し禁止状態になる。そして、メモリブロ
ック３２０から、対応する表示行の第１列〜第ｎ列にお
ける階調データの最下位ビットの階調データＳＤ０が読
み出される。

【００２６】また、読出し信号ＲＤ１は、サブフィール
ドＳＦ２の間、常にイネーブル状態になる。但し、読出
し信号ＲＤ０，ＲＤ２，ＲＤ３はサブフィールドＳＦ２
においては常にオフ状態にされる。これにより、メモリ
ブロック３２１のみがアクセスされ、階調データの下位
より第２ビットの階調データＳＤ１が読み出される。同
様に、読出し信号ＲＤ２，ＲＤ３は、各々サブフィール
ドＳＦ３，ＳＦ４の間、それぞれイネーブル状態にな
り、他の読出し信号はその期間はオフ状態にされる。ま
た、サブフィールドＳＦ０が開始されると、クロック信
号ＣＬＸのｎ周期の期間、オン信号Ｓ_onがＨレベルに
固定される。そして、オア回路３３２は、これら階調デ
ータＳＤ０〜ＳＤ３およびオン信号Ｓ_onの論理和を二
値信号Ｄｓとして出力する。

【００２７】１．４．＜データ線駆動回路１４０＞次に、データ線駆動回路１４０は、ある水平走査期間に
おいて二値信号Ｄｓをデータ線１１４の本数に相当する
ｎ個順次ラッチした後、ラッチしたｎ個の二値信号Ｄｓ
を、次の水平走査期間において、電位選択回路１４４０
を介して、それぞれ対応するデータ線１１４にデータ信
号ｄ1, ｄ2, ｄ3, …ｄnとして一斉に供給するものであ
る。ここで、データ線駆動回路１４０の具体的な構成
は、図４に示される通りである。すなわち、データ線駆
動回路１４０は、Ｘシフトレジスタ１４１０と、第１の
ラッチ回路１４２０と、第２のラッチ回路１４３０と、
電位選択回路１４４０とから構成されている。

【００２８】このうちＸシフトレジスタ１４１０は、水
平走査期間の最初に供給されるラッチパルスＬＰをクロ
ック信号ＣＬＸにしたがって転送し、ラッチ信号Ｓ1,
Ｓ2,Ｓ3, …, Ｓnとして順次排他的に供給するものであ
る。次に、第１のラッチ回路１４２０は、二値信号Ｄｓ
をラッチ信号Ｓ1, Ｓ2, Ｓ3, …, Ｓnの立ち下がりにお
いて順次ラッチするものである。そして、第２のラッチ
回路１４３０は、第１のラッチ回路１４２０によりラッ
チされた二値信号Ｄｓの各々をラッチパルスＬＰの立ち
下がりにおいて一斉にラッチし、電位選択回路１４４０
に転送する。

【００２９】電位選択回路１４４０は、交流化信号ＦＲ
に基づいてこれらのラッチした二値信号を電位に変換
し、データ信号ｄ1, ｄ2, ｄ3, …,ｄnとしてデータ線
１１４に印加するものである。すなわち、交流化信号Ｆ
ＲがＬレベルであれば、データ信号ｄ1, ｄ2, ｄ3, …
ｄnのＨレベルは電位Ｖ1に、Ｌレベルは零電位に変換さ
れる。一方、交流化信号ＦＲがＨレベルであれば、デー
タ信号ｄ1, ｄ2, ｄ3,…ｄnのＨレベルは電位−Ｖ1に、
Ｌレベルは零電位に変換される。

【００３０】１．５．＜液晶装置の構成＞上述した液晶表示装置の構造について、図６(a)，(b)を
参照して説明する。ここで、同図(a)は、液晶表示装置
１００の構成を示す平面図であり、同図(b)は、同図(a)
におけるＡ−Ａ´線の断面図である。これらの図に示さ
れるように、液晶表示装置１００は、画素電極１１８な
どが形成された素子基板１０１と、対向電極１０８など
が形成された対向基板１０２とが、互いにシール材１０
４によって一定の間隙を保って貼り合わせられるととも
に、この間隙に電気光学材料としての液晶１０５が挟持
された構造となっている。なお、実際には、シール材１
０４には切欠部分があって、ここを介して液晶１０５が
封入された後、封止材により封止されるが、これらの図
においては省略されている。ここで、素子基板１０１お
よび対向基板１０２はガラスや石英などの非晶質基板で
ある。そして、画素電極１１８等は、素子基板１０１に
半導体簿膜を堆積して成るＴＦＴによって形成されてい
る。すなわち、液晶表示装置１００は、透過型として用
いられることになる。

【００３１】さて、素子基板１０１において、シール材
１０４の内側かつ表示領域１０１ａの外側領域には、遮
光膜１０６が設けられている。この遮光膜１０６が形成
される領域内のうち、領域１３０ａには走査線駆動回路
１３０が形成され、また領域１４０ａにはデータ線駆動
回路１４０が形成されている。すなわち、遮光膜１０６
は、この領域に形成される駆動回路に光が入射するのを
防止している。この遮光膜１０６には、対向電極１０８
とともに、駆動信号ＬＣＯＭが印加される構成となって
いる。このため、遮光膜１０６が形成された領域では、
液晶層への印加電圧がほほゼロとなるので、画素電極１
１８の電圧無印加状態と同じ表示状態となる。

【００３２】また、素子基板１０１において、データ線
駆動回路１４０が形成される領域１４０ａ外側であっ
て、シール材１０４を隔てた領域１０７には、複数の接
続端子が形成されて、外側からの制御信号や電源などを
入力する構成となっている。一方、対向基板１０２の対
向電極１０８は、基板貼合部分における４隅のうち、少
なくとも１箇所において設けられた導通材（図示省略）
によって、素子基板１０１における遮光膜１０６および
接続端子と電気的な導通が図られている。すなわち、駆
動信号ＬＣＯＭは、素子基板１０１に設けられた接続端
子を介して、遮光膜１０６に、さらに、導通材を介して
対向電極１０８に、それぞれ印加される構成となってい
る。

【００３３】ほかに、対向基板１０２には、液晶表示装
置１００の用途に応じて、例えば、直視型であれば、第
１に、ストライプ状や、モザイク状、トライアングル状
等に配列したカラーフィルタが設けられ、第２に、例え
ば、金属材料や樹脂などからなる遮光膜（ブラックマト
リクス）が設けられる。また、直視型の場合、液晶表示
装置１００に光を対向基板１０２側から照射するフロン
トライト、もしくは素子基板１０１側から光を照射する
バックライトが必要に応じて設けられる。くわえて、素
子基板１０１および対向基板１０２の電極形成面には、
それぞれ所定の方向にラビング処理された配向膜（図示
省略）など設けられて、電圧無印加状態における液晶分
子の配向方向を規定する一方、素子基板１０１と対向基
板１０２には、配向方向に応じた偏光板（図示省略）が
設けられる。ただし、液晶１０５として、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
述の配向膜や偏光子などが不要となる結果、光利用効率
が高まるので、高輝度化や低消費電力化などの点におい
て有効である。

【００３４】２．実施形態の動作次に、上述した実施形態に係る液晶表示装置の動作につ
いて説明する。図７は、この液晶表示装置の動作を説明
するためのタイミングチャートである。まず、交流化信
号ＦＲは、１フレーム（１Ｆ）ごとに極性反転する信号
である。一方、スタートパルスＤＹは、各サブフィール
ドの開始時に供給される。

【００３５】ここで、交流化信号ＦＲがＬレベルとなる
１フレーム（１Ｆ）において、スタートパルスＤＹが供
給されると、走査線駆動回路１３０（図１参照）におけ
るクロック信号ＣＬＹにしたがった転送によって、走査
信号Ｇ1, Ｇ2, Ｇ3, … ,Ｇmが期間（ｔ）に順次排他的
に出力される。なお、期間（ｔ）は、最も短いサブフィ
ールドＳＦ１よりもさらに短い期間に設定されている。

【００３６】さて走査信号Ｇ1, Ｇ2, Ｇ3, … ,Ｇmは、
それぞれクロック信号ＣＬＹの半周期に相当するパルス
幅を有し、また、上から数えて１本目の走査線１１２に
対応する走査信号Ｇ1は、スタートパルスＤＹが供給さ
れた後、クロック信号ＣＬＹが最初に立ち上がってか
ら、少なくともクロック信号ＣＬＹの半周期だけ遅延し
て出力される構成となっている。したがって、スタート
パルスＤＹが供給されてから、走査信号Ｇ1が出力され
るまでに、ラッチパルスＬＰの１ショット（Ｇ0）がデ
ータ線駆動回路１４０に供給されることになる。

【００３７】そこで、このラッチパルスＬＰの１ショッ
ト（Ｇ0）が供給された場合について検討してみる。ま
ず、このラッチパルスＬＰの１ショット（Ｇ0）がデー
タ線駆動回路１４０に供給されると、データ線駆動回路
１４０（図４参照）におけるクロック信号ＣＬＸにした
がった転送によって、ラッチ信号Ｓ1, Ｓ2, Ｓ3, …,Ｓ
nが水平走査期間（１Ｈ）に順次排他的に出力される。
なお、ラッチ信号Ｓ1,Ｓ2, Ｓ3, …, Ｓnは、それぞれ
クロック信号ＣＬＸの半周期に相当するパルス幅を有し
ている。

【００３８】この際、図４における第１のラッチ回路１
４２０は、ラッチ信号Ｓ1の立ち下がりにおいて、上か
ら数えて１本目の走査線１１２と、左から数えて１本目
のデータ線１１４との交差に対応する画素１１０への二
値信号Ｄｓをラッチし、次に、ラッチ信号Ｓ２の立ち下
がりにおいて、上から数えて１本目の走査線１１２と、
左から数えて２本目のデータ線１１４との交差に対応す
る画素１１０への二値信号Ｄｓをラッチし、以下、同様
に、上から数えて１本目の走査線１１２と、左から数え
てｎ本目のデータ線１１４との交差に対応する画素１１
０への二値信号Ｄｓをラッチする。

【００３９】これにより、まず、図１において上から１
本目の走査線１１２との交差に対応する画素１行分の二
値信号Ｄｓが、第１のラッチ回路１４２０により点順次
的にラッチされることになる。なお、データ変換回路３
００は、第１のラッチ回路１４２０によるラッチのタイ
ミングに合わせて、各画素の階調データＤ０〜Ｄ３を二
値信号Ｄｓに変換して出力することはいうまでもない。

【００４０】次に、クロック信号ＣＬＹが立ち下がっ
て、走査信号Ｇ1が出力されると、図１において上から
数えて１本目の走査線１１２が選択される結果、当該走
査線１１２との交差に対応する画素１１０のトランジス
タ１１６がすべてオンとなる。一方、当該クロック信号
ＣＬＹの立ち下がりによってラッチパルスＬＰが出力さ
れる。そして、このラッチパルスＬＰの立ち下がりタイ
ミングにおいて、第２のラッチ回路１４３０は、第１の
ラッチ回路１４２０によって点順次的にラッチされた二
値信号Ｄｓを、電位選択回路１４４０を介して、対応す
るデータ線１１４の各々にデータ信号ｄ1, ｄ2, ｄ3,
…,ｄnとして一斉に供給する。このため、上から数えて
１行目の画素１１０においては、データ信号ｄ1, ｄ2,
ｄ3, …,ｄnの書込が同時に行われることとなる。

【００４１】この書込と並行して、図１において上から
２本目の走査線１１２との交差に対応する画素１行分の
二値信号Ｄｓが、第１のラッチ回路１４２０により点順
次的にラッチされる。そして、以降同様な動作が、ｍ本
目の走査線１１２に対応する走査信号Ｇｍが出力される
まで繰り返される。すなわち、ある走査信号Ｇｉ（ｉ
は、１≦ｉ≦ｍを満たす整数）が出力される１水平走査
期間（１Ｈ）においては、ｉ本目の走査線１１２に対応
する画素１１０の１行分に対するデータ信号ｄ1,ｄ2,
ｄ3, …,ｄnの書込と、（ｉ＋１）本目の走査線１１２
に対応する画素１１０の１行分に対する二値信号Ｄｓの
点順次的なラッチとが並行して行われることになる。な
お、画素１１０に書き込まれたデータ信号は、次のサブ
フィールドにおける書込まで保持される。

【００４２】以下同様な動作が、サブフィールドの開始
を規定するスタートパルスＤＹが供給される毎に繰り返
される。但し、サブフィールドＳＦ０においては、二値
信号Ｄｓのレベルは常にＨレベルである。さらに、１フ
レーム経過後、交流化信号ＦＲがＨレベルに反転した場
合においても、各サブフィールドにおいて同様な動作が
繰り返される。

【００４３】３．電子機器の具体例３．１．＜モバイル型コンピュータ＞次に、上述した液晶表示装置を具体的な電子機器に用い
た例のいくつかについて説明する。まず、上記液晶表示
装置を、モバイル型の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８(a)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、モ
バイル型コンピュータ５２００は、キーボード５２０２
を備えた本体部５２０４と、表示ユニット５２０６とか
ら構成されている。この表示ユニット５２０６は、先に
述べた液晶表示装置１００の後方にバックライトを付加
することにより構成されている。

【００４４】３．２．＜携帯電話器＞さらに、上記液晶表示装置を、携帯電話器に適用した例
について説明する。図８(b)は、この携帯電話器の構成
を示す斜視図である。図において、携帯電話器５３００
は、複数の操作ボタン５３０２のほか、受話口５３０
４、送話口５３０６とともに、液晶表示装置１００を備
えるものである。この液晶表示装置１００にも、必要に
応じてその後方にバックライトが設けられる。

【００４５】３．３．＜その他＞電子機器としては、以上説明した他にも、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、ページャ、電子手
帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テ
レビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた機器等な
どが挙げられる。そして、これらの各種電子機器に対し
て、上述した液晶表示装置が適用可能なのは言うまでも
ない。

【００４６】４．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、
例えば以下のように種々の変形が可能である。

【００４７】（１）上述した実施形態にあっては、該周
囲温度が所定値未満であるか否かに応じてデコーダ３１
２の入出力特性を２段階に切り換えたが、３以上の温度
範囲に対してそれぞれ入出力特性を切り換えることによ
り、一層精密な制御を行ってもよい。

【００４８】（２）また、上述した実施形態において、
低温時にはオン状態になるサブフィールドが連続する階
調のみを使用し、その他の階調を間引いて階調データＳ
Ｄ０〜ＳＤ３を生成したが、階調データＳＤ０〜ＳＤ３
の生成方法はこれに限定されるわけではない。例えば、
実際に階調反転現象が起きる階調を実験等で確認し、温
度範囲毎にこれら階調を記録したテーブルを設けてお
き、温度センサ３１４で測定された周囲温度に応じて間
引く階調を決定してもよい。

【００４９】（３）上述した実施形態にあっては、交流
化信号ＦＲを１フレームの周期で極性反転することとし
たが、本発明は、これに限られず、例えば、２フレーム
以上の周期で極性反転する構成としても良い。ただし、
上述した実施形態において、データ変換回路３００は、
スタートパルスＤＹをカウントするとともに、当該カウ
ント結果を交流化信号ＦＲの遷移によってリセットする
ことで、現状のサブフィールドを認識する構成としたの
で、交流化信号ＦＲを２フレーム以上の周期で極性反転
する場合には、フレームを規定するための何らかの信号
を与える必要が生じる。

【００５０】（４）上記実施形態においては、画素が常
時オンになるオン区間はサブフィールドＳＦ０として１
フレーム期間内に１回設けているが、複数回に分割して
設けてもよい。また、オン区間だけでなく、画素が常に
オフになるオフ区間を併せて設けても良い。このように
オン区間とオフ区間を両方設けることにより、１フレー
ム期間の長さを固定したままでオン区間の長さを調整す
ることができるようになる。

【００５１】（５）上記実施形態において対向電極１０
８に印加する駆動信号ＬＣＯＭは零電位であったが、各
画素に印加される電圧はトランジスタ１１６の特性、蓄
積容量１１９や液晶の容量等によって、電圧がシフトす
る場合がある。この様な場合には、対向電極１０８に印
加する駆動信号ＬＣＯＭのレベルを電圧のシフト量に応
じてずらしてもよい。

【００５２】（６）また、上記実施形態においては、液
晶表示装置を構成する素子基板１０１をガラスや石英な
どの非晶質基板とし、ここに半導体簿膜を堆積してＴＦ
Ｔを形成して透過型としたが、本発明は、これに限られ
ない。例えば、素子基板１０１あるいは対向基板１０２
に反射層を設けて反射型としたり、素子基板１０１を不
透明な半導体基板によって構成し、ドット電極１１８を
アルミニウムなどの反射性金属から形成し、対向基板１
０２をガラスなどから構成すると、液晶表示装置１００
を反射型として用いることができる。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、周
囲温度が低くなるほど第２の階調データの階調数が減少
するように、変換特性を設定するから、周囲温度が低い
場合における画像品質の劣化を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の液晶表示装置の電気的
構成を示すブロック図である。

【図２】上記実施形態における画素の構成例を示す図
である。

【図３】上記実施形態におけるデータ変換回路３００
のブロック図である。

【図４】上記実施形態におけるデータ線駆動回路１４
０のブロック図である。

【図５】上記実施形態におけるデコーダ３１２の入出
力特性を示す図である。

【図６】上記実施形態における液晶表示装置１００の
構造図である。

【図７】上記実施形態の液晶表示装置１００のタイミ
ングチャートである。

【図８】同液晶表示装置を適用した各種電子機器の例
を示す図である。

【図９】液晶表示装置の温度特性の一例を示す図であ
る。

【符号の説明】

１００……液晶表示装置１０１……素子基板１０１ａ……表示領域１０２……対向基板１０４……シール材１０５……液晶１０６……遮光膜１０７……領域１０８……対向電極１１０……画素１１２……走査線１１４……データ線１１６……薄膜トランジスタ１１８……画素電極１１９……蓄積容量１３０……走査線駆動回路１４０……データ線駆動回路１５０……発振回路２００……タイミング信号生成回路３００……データ変換回路３１０……書込みアドレス制御部３１２……デコーダ３１４……温度センサ３２０〜３２３……メモリブロック３３０……表示アドレス制御部３３２……オア回路１４１０……シフトレジスタ１４２０……第１のラッチ回路１４３０……第２のラッチ回路１４４０……電位選択回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０９Ｇ 3/20 ６７０Ｇ０９Ｇ 3/20 ６７０ＮＦターム(参考） 2H093 NA55 ND02 ND06 5C006 AA14 AC11 AF62 BB15 FA19 5C080 AA10 BB05 DD20 EE29 FF11 GG11 JJ02 JJ04 JJ05 JJ06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】１フレームを複数のサブフィールドに分
割し、マトリクス状に配設された複数の画素を該サブフ
ィールド毎にオンまたはオフすることによって階調表示
を行う液晶表示装置の駆動方法であって、変換特性に基づいて第１の階調データを第２の階調デー
タに変換する過程と、前記第２の階調データに基づいて前記各サブフィールド
をオンまたはオフ状態に設定する過程と、周囲温度が低くなるほど前記第２の階調データの階調数
が減少するように、前記変換特性を設定する過程とを有
することを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。
【請求項２】前記変換特性は、前記周囲温度が所定の
条件を満たす時に、前記１フレーム内においてオン状態
になるサブフィールドを断続的に発生させる第１の階調
データを、前記１フレーム内においてオン状態になるサ
ブフィールドを連続的に発生させる第２の階調データに
変換する特性であることを特徴とする請求項１記載の液
晶表示装置の駆動方法。
【請求項３】複数の走査線と、複数のデータ線と、こ
れら走査線およびデータ線の各交差に対応して配設され
画素を構成する画素電極と、前記画素電極毎に設けら
れ、当該走査線を介して供給される走査信号によって、
当該データ線と当該画素電極との導通を制御するスイッ
チング素子とを備えた素子基板と、前記画素電極に対して対向配置された対向電極を備える
対向基板と、前記素子基板と前記対向基板との問に挟持された電気光
学材料と、１フレームを分割したサブフィールド毎に前記走査信号
を前記走査線の各々に順次供給する走査線駆動回路と、変換特性に基づいて第１の階調データを第２の階調デー
タに変換するとともに、周囲温度が低くなるほど前記第
２の階調データの階調数が減少するように該変換特性を
設定する変換回路と、前記第２の階調データに基づくデータ信号を、それぞれ
当該画素に対応する走査線に前記走査信号が供給される
期間に、当該画素に対応するデータ線に供給するデータ
線駆動回路とを具備することを特徴とする液晶表示装
置。
【請求項４】前記変換特性は、前記周囲温度が所定の
条件を満たす時に、前記１フレーム内においてオン状態
になるサブフィールドを断続的に発生させる第１の階調
データを、前記１フレーム内においてオン状態になるサ
ブフィールドを連続的に発生させる第２の階調データに
変換する特性であることを特徴とする請求項３記載の液
晶表示装置。
【請求項５】請求項１または２記載の液晶表示装置の
駆動方法を実行することを特徴とする液晶表示装置の駆
動回路。
【請求項６】請求項３または４記載の液晶表示装置を
備えることを特徴とする電子機器。