JP3068465B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置に関
し、特には温度変化に伴って生じる表示不具合を防止し
たアクティブマトリクス駆動の液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置は薄型、軽量、低電力とい
う特徴から、いわゆるノート型パソコンや携帯機器をは
じめ様々な装置に用いられている。その中でも、アクテ
ィブマトリクス駆動方式を用いた液晶表示装置は、高速
応答、高精細表示、及び多階調表示の特徴から需要が高
まっている。

【０００３】アクティブマトリクス型液晶パネルは、一
般に、透明な画素電極と薄膜トランジスタ（Ｔhin Ｆi
lm Ｔransistor；ＴＦＴ）を配置した半導体基板と、
面全体に１つの透明な電極を形成した対向基板と、この
２枚の基板を対向させて間に液晶を封入して構成されて
なり、スイッチング機能を持つＴＦＴを制御することに
よって各画素電極に所定の電圧を書き込み、各画素電極
と対向基板電極（以下「コモン電極」という）との間の
電圧差により、液晶の透過率を変化させ、画面表示を行
っている。

【０００４】半導体基板上には、各画素電極へ書き込む
階調電圧の信号（データ信号）を送るデータ線と、ＴＦ
Ｔのスイッチング制御信号（走査信号）を送る走査線
と、が配線されている。

【０００５】図５に、代表的な半導体基板の構造を示
し、図６に１画素における走査信号、データ信号および
画素電極電圧の信号波形図を示す。

【０００６】図５を参照すると、半導体基板は、Ｍ行Ｎ
列（但し、ＭおよびＮは任意の自然数）のアレイ状に配
置されたＴＦＴおよび画素電極と、互いに直交するＭ本
の走査線とＮ本のデータ線とを備えて構成されている。
図５には、ゲートストレージ型を表す蓄積容量も示され
ている。

【０００７】各走査線にはパルス状の走査信号が送ら
れ、ｍ行目（但し、ｍは１以上Ｍ以下の自然数）の走査
線の走査信号がハイレベルのとき、その走査線につなが
るＮ個のＴＦＴは全てオンとなり、ｍ行目の各画素電極
に対してそれぞれ、各列のデータ線に送られた階調電圧
（データ信号）が書き込まれる。

【０００８】次いで、走査信号がローレベルとなりＴＦ
Ｔがオフ状態に変化すると、各画素電極に書き込まれた
階調電圧は、次に書き換えられるまでの間、すなわち１
フレームの間保持される（図６の参照）。

【０００９】そして、１行目からＭ行目までの走査線
に、順次、走査信号を送ることにより、全ての画素電極
に所定の電圧が書き込まれ、フレーム周期で書き換えを
行うことによって画面表示を行っている。なお、走査信
号は、画素電極への十分な書き込みや画素電極からのリ
ーク電流を抑えるため、データ信号に比べてハイレベル
電圧は十分高電圧に、ローレベル電圧は十分低電圧に設
定されている。

【００１０】また、液晶に直流電圧が印加されると、液
晶に含まれる不純物イオン等の分極作用により表示品質
が低下するため、コモン電極に対する画素電極電圧の極
性を１フレームごと変化させる交流駆動が一般に行われ
ている。

【００１１】さらに、各画素電極に書き込まれた階調電
圧も、ゲート信号がハイレベルからローレベルに切り替
わると、画素電極に付帯する容量の電荷が再分配される
ため、画素電極の電圧がわずかに低下するフィードスル
ーが生じ、画素電極の実効電圧は書き込み電圧よりフィ
ードスルー電圧だけ低い電圧となる。このため、フィー
ドスルー電圧だけ液晶に直流電圧が印加されることにな
るので、コモン電極電圧を調節して、直流電圧がほとん
どかからないようにしている。

【００１２】ところで、液晶表示装置は温度が変化する
と様々な要因によって表示品質が低下する。これらの要
因の一つとして、液晶の配向状態の温度依存性が挙げら
れる。このため、一定の液晶印加電圧に対して、温度が
変化すると液晶透過率が変化する。したがって、階調表
示を正確に行うためには、温度変化に応じて何らかの温
度補正を行う必要がある。

【００１３】そこで、画素電極に書き込む電圧（階調電
圧）を温度に応じて補正する機能手段を備えた液晶表示
装置として、例えば特開平２−２７１３９０号公報に
は、広い温度範囲にわたって表示輝度の変化しない液晶
表示装置を提供することを目的として、液晶パネルの温
度が温度センサで検出され、その検出出力に応じて複数
の印加電圧補正テーブルからその一つが選択され、選択
された印加電圧補正テーブルがデジタルの階調データに
より読み出され、その読み出されたデータはＤ／Ａコン
バータによりアナログ信号に変換されて液晶パネルのド
ライバに供給され、印加電圧補正テーブルは、液晶輝度
−階調データ特性が温度変化にかかわらずほぼ同一とな
るように階調データを補正する補正データが選定されて
いる液晶表示装置が提案されている。

【００１４】この従来技術は、図１１に示すように、温
度に応じた印加（階調電圧）補正テーブル１２４をも
ち、そのデジタル補正データを、温度センサ１２５の出
力に応じて読み出し、Ｄ／Ａコンバータ１２７でアナロ
グ変換して、温度変化に対しても各階調の液晶透過率が
変化しないような階調電圧をＸドライバ１１７へ供給し
ている。

【００１５】また、特開平５−４５６２３号公報には、
交流駆動するコモン電圧またはデータ信号の反転基準電
圧を、ＴＦＴのオン電圧の温度変化に対応して変化させ
るようにした液晶モニタ温度補償回路が提案されてい
る。さらに、特開平７−１９１６０８号公報には、温度
測定部が液晶パネルの温度又は周囲温度を測定し、液晶
駆動電圧補正部が測定された温度に基づいて高温時には
液晶駆動電圧の電圧レベルを低く、低温時には液晶駆動
電圧の電圧レベルを高く自動補正するようにした液晶表
示装置が提案されている。これらの従来技術は、いずれ
も温度による液晶の透過率の変化を防ぐための階調電圧
やコモン電極電圧の温度補正を行うものである。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】これらの従来技術にお
いては、周囲の温度変化に応じて階調電圧やコモン電極
電圧を温度補正することにより、理想的には正確な階調
表示を行うことができる。

【００１７】しかしながら、ＴＦＴパネルが大画面にな
ると走査線やデータ線が長配線となり、配線容量や抵抗
によってパルス信号に遅延を生じ、遅延によって画素電
極の実効電圧が変化する。このため、同じ階調電圧を書
き込む場合でも、パネル面内で画素電極の実効電圧にば
らつきを生じる。

【００１８】このような画素電極電圧（実効値）の面内
ばらつきは、特に、長時間静止画像を表示する場合、画
面位置によって画素電極電圧（実効値）の正極性と負極
性の電圧のずれが生じ、液晶に直流電圧が印加されるこ
とになる。

【００１９】図７は、コモン電極電圧Ｖｃｏｍに対する
画素電極電圧の波形を模式的に示した図であり、画素電
極電圧（実効値）を示している。図中、実線は、走査ド
ライバに近く走査信号遅延のない画面位置における実効
電圧の波形を示し、また破線は、走査ドライバから離れ
た走査信号遅延のある画面位置における実効電圧の波形
を示している。

【００２０】図７に示すように、コモン電極電圧Ｖｃｏ
ｍは、走査信号遅延のない画面位置において液晶に直流
電圧がかからないよう正極性と負極性の電圧の中間値に
設定されている。これに対し、走査信号遅延のある画面
位置では、信号遅延によって実効電圧が信号遅延のない
画面位置に比べて高くなり、そのためコモン電極電圧Ｖ
ｃｏｍに対する正極性と負極性の電圧に差が生じ、直流
電圧が液晶に印加される。このため、走査信号遅延のあ
る画面位置では、フリッカー等の画面のちらつきが生じ
たり、あるいは液晶に含まれる不純物イオン等の分極作
用により静止画残像が発生するなど表示品質が低下す
る。ている。

【００２１】画素電極電圧（実効値）の面内ばらつき
は、温度の変化がほとんどない環境では、一般に比較的
小さく、問題とならない場合が多いが、温度変化のある
環境では温度が上昇すると、画素電極電圧（実効値）の
面内ばらつきが拡大し、液晶に印加される直流電圧が増
大することによって、表示品質の低下が生じる。

【００２２】以下に、温度上昇につれて画素電極電圧
（実効値）の面内ばらつきが拡大することについて詳説
する。なお、信号振幅が大きく、信号遅延による影響が
大きい走査信号遅延の例について説明する。

【００２３】一般に、ＴＦＴパネルの１画素は、等価回
路で表すと、図８に示すようなものとなる。図８を参照
して、ＴＦＴ４３および画素電極４４は、（ｎ−１）番
目の走査線４０、および（ｎ）番目の走査線４１に挟ま
れており（但しｎは２以上の自然数）、走査信号は、走
査線４０、走査線４１の順で出力される。

【００２４】ＴＦＴ４３のゲートは走査線４１と接続
し、ＴＦＴ４３のドレイン（ソース）とソース（ドレイ
ン）は、データ線４２と画素電極４４とにそれぞれ接続
されている。

【００２５】画素電極４４とコモン電極４５との間には
液晶容量Ｃｌｃが挿入され、また画素電極４４とｎ番目
の走査線４１との間に容量Ｃｇｓを持ち、画素電極４４
とｎ−１番目の走査線４０との間に蓄積容量Ｃｓを持
つ。

【００２６】コモン電極４５の電圧をＶｃｏｍ、データ
線４２のデータ信号（階調電圧）をＶｓとすると、走査
線４１の走査信号がハイレベル電圧（Ｖｇｈ）のとき、
ＴＦＴ４３がオンして、画素電極４４に階調電圧Ｖｓが
書き込まれる。このとき走査線４０の走査信号は、ロー
レベル（Ｖｇｌ）となっている。

【００２７】また、各容量Ｃｌｃ、Ｃｓ、Ｃｇｓの電荷
をそれぞれｑ１、ｑ２、ｑ３とすると、ＴＦＴ４３がオ
ンしているときの、各容量に蓄えられる電荷は、次式
（１）〜（３）に示すような関係が成り立つ。

【００２８】Ｖｓ−Ｖｃｏｍ＝ｑ１／Ｃｌｃ …（１） Ｖｓ−Ｖｇｌ＝ｑ２／Ｃｓ …（２） Ｖｓ−Ｖｇｈ＝ｑ３／Ｃｇｓ …（３）

【００２９】また、画素電極４４に蓄えられる電荷の総
和をＱとすると、次式（４）となる。

【００３０】Ｑ＝ｑ１＋ｑ２＋ｑ３ …（４）

【００３１】上式（１）〜（３）、及び上式（４）よ
り、次式（５）の関係が成り立つことがわかる。

【００３２】

【数１】

【００３３】次に、走査線４１の走査信号がハイレベル
電圧からローレベル電圧に変化して、ＴＦＴ４３がオフ
する場合を考える。

【００３４】走査信号遅延がない画面位置では、走査信
号はハイレベル電圧からローレベル電圧へ瞬時に変化す
るため、ＴＦＴ４３は、瞬時にオフして、画素電極側の
各容量の電荷の総和Ｑは、そのまま保存される。

【００３５】走査線４０および走査線４１の走査信号が
ローレベル電圧（Ｖｇｌ）で、ＴＦＴ４３がオフしてい
るときの画素電極電圧をＶｓ′とし、このときの各容量
Ｃｌｃ、Ｃｓ、Ｃｇｓの電荷をそれぞれｑ１′、ｑ
２′、ｑ３′とすると、次式（６）〜（９）に示す関係
が成り立つ。

【００３６】 Ｖｓ′−Ｖｃｏｍ＝ｑ１′／Ｃｌｃ …（６） Ｖｓ′−Ｖｇｌ＝ｑ２′／Ｃｓ …（７） Ｖｓ′−Ｖｇｌ＝ｑ３′／Ｃｇｓ …（８） Ｑ＝ｑ１′＋ｑ２′＋ｑ３′ …（９）

【００３７】上式（６）〜（８）、及び（９）より、次
式（１０）が導出される。

【００３８】

【数２】

【００３９】上式（５）、及び（１０）より次式（１
１）となる。

【００４０】

【数３】

【００４１】ここで上式（１１）の右辺の第２項は、走
査線４１の走査信号がハイレベルからローレベルへ変化
したことによって生じた画素電極電圧の変化を示すもの
であり、これを「フィードスルー」と呼ぶ。

【００４２】実際の液晶パネルの駆動において、ＴＦＴ
がオンしている時間は、ＴＦＴがオフしている時間と比
べて、十分短いため、画素電極に保持される実効電圧は
Ｖｓ′とみなすことができる。

【００４３】一方、走査信号遅延がある画面位置では、
ＴＦＴがオン状態からオフ状態へ瞬時に切り替わるので
はなく、信号遅延によって、走査信号がハイレベル電圧
からＴＦＴ閾値電圧へ降下するまでの間オン状態となっ
ている。

【００４４】このときの画素電極電圧は、走査信号がハ
イレベル電圧から低下していくにつれて容量Ｃｇｓに蓄
えられる電荷量が変化するため、既に書き込まれている
階調電圧Ｖｓから次第に低下していく。しかし、走査信
号遅延によってＴＦＴがオン状態であるため、データ線
から画素電極へ新たに電荷が流入する。この走査信号遅
延によって、新たに流入した電荷量をＱ″、走査信号が
ローレベル電圧になったときの画素電極電圧をＶｓ″と
し、各容量Ｃｌｃ、Ｃｓ、Ｃｇｓの電荷をそれぞれｑ
１″、ｑ２″、ｑ３″とすると、走査信号がローレベル
電圧になったときは次式（１２）〜（１４）の関係式が
成り立つ。

【００４５】 Ｖｓ″−Ｖｃｏｍ＝ｑ１″／Ｃｌｃ …（１２） Ｖｓ″−Ｖｇｌ＝ｑ２″／Ｃｓ …（１３） Ｖｓ″−Ｖｇｌ＝ｑ３″／Ｃｇｓ …（１４） Ｑ＋Ｑ″＝ｑ１″＋ｑ２″＋ｑ３″ …（１５）

【００４６】上式（１２）〜（１４）、及び（１５）よ
り、次式（１６）が導出される。

【００４７】

【数４】

【００４８】上式（５）、（１６）より次式（１７）が
導かれる。

【００４９】

【数５】

【００５０】ここで、上式（１７）右辺の第２項は、走
査信号遅延のある画面位置におけるフィードスルー量を
表している。

【００５１】上式（１１）との比較より、走査信号遅延
による画素電極電圧（実効値）の面内ばらつきは、フィ
ードスルー量のばらつきによって生じることが示され
た。

【００５２】画素電極電圧（実効値）のばらつきの大き
さは、上式（１７）と上式（１１）との差Δによって、
次式（１８）のように表すことができる。

【００５３】

【数６】

【００５４】また、上式（１８）において、温度に依存
するパラメータを考慮すると、次式（１９）のように表
される。

【００５５】

【数７】

【００５６】上式（１９）において、電荷量Ｑ″（Ｔ）
の温度依存性は、ＴＦＴ特性の温度依存性に起因する。

【００５７】ＴＦＴ特性の温度依存性は、図９に示する
ように、一定のゲート電圧下におけるドレイン−ソース
間電流（以下「ドレイン電流」という）は、温度上昇に
つれて増大することが知られている。そこで、ドレイン
電流が十分小さくなる、ある電流値における、ゲート−
ソース間電圧をＴＦＴの閾値電圧とみなせば、温度上昇
につれてＴＦＴの閾値電圧は低下する。

【００５８】したがって、走査信号遅延の大きい画面位
置では、ＴＦＴの温度特性により、温度上昇につれて電
荷流入量が増大し、さらにＴＦＴ閾値電圧の低下によっ
て、電荷流入が長く行われるため、電荷量Ｑ″（Ｔ）は
温度上昇に伴って増大する。

【００５９】また、液晶容量Ｃｌｃ（Ｔ）は、液晶誘電
率の温度依存性より知ることができる。図１０は、パネ
ル面に垂直方向の液晶誘電率の測定値を示しており、液
晶容量Ｃｌｃ（Ｔ）は、この誘電率に比例している。

【００６０】液晶誘電率は温度上昇に伴って低下する温
度特性を有し、したがって、液晶容量Ｃｌｃ（Ｔ）は温
度上昇に伴って低下する温度依存性を持つ。また、容量
Ｃｇｓ、Ｃｓはともに温度に依存せず一定である。した
がって、上式（１９）より、走査信号遅延による画素電
極電圧（実効値）の面内ばらつきΔ（Ｔ）は、温度上昇
に伴って増大することがわかる。

【００６１】以上の説明より、温度上昇によって画素電
極電圧（実効値）の面内ばらつきが増大することが示さ
れた。

【００６２】このように、画素電極電圧（実効値）の面
内ばらつきが増大すると、パネル面内の一部で生じてい
る液晶印加直流電圧も増大し、このため、表示品質の低
下を生じるという問題がある。

【００６３】このような問題点に対して、上記した従来
技術のような、温度変化に応じた階調電圧やコモン電極
電圧の補正では、パネル全体に対する均一な補正はでき
ても、パネル面内の画素電極電圧（実効値）のばらつき
を補正することはできない。

【００６４】従って、本発明は、上記事情に鑑みてなさ
れたものであって、その目的は、温度上昇に伴う画素電
極電圧の面内ばらつきの拡大を補正し、広い温度範囲に
おいて表示品質のよい液晶表示装置を提供することにあ
る。

【００６５】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の液晶表示装置は、液晶表示装置動作時のパ
ネル筐体の温度を検出する温度センサと、走査信号パル
スのハイレベル電圧の電圧レベルを前記温度センサの出
力に応じて調整するための温度補償回路であって、液晶
表示装置動作時の前記パネル筐体の温度変化に対して、
高温時には前記走査信号パルスのハイレベル電圧の電圧
レベルを下げ、低温時には前記走査信号パルスのハイレ
ベル電圧の電圧レベルを上げるように制御する温度補償
回路と、を備えることを特徴とする。

【００６６】本発明の原理を以下に説明する。まず走査
信号パルスのハイレベル電圧を変化させる場合の作用を
説明する。

【００６７】上式（１９）において、Ｑ″は、走査信号
がハイレベル電圧からローレベル電圧に変化する過程
で、ハイレベル電圧からＴＦＴ閾値電圧へ降下するまで
の遅延時間に、新たに画素電極に流入した電荷量を表し
ている。

【００６８】このＱ″を小さくするためには、走査信号
のハイレベル電圧を下げて、走査信号の遅延時間を短く
すればよく、温度上昇につれてハイレベル電圧を低くし
ていくことにより、Ｑ″（Ｔ）の増大が抑えられ、これ
により、Δ（Ｔ）の増大すなわち画素電極電圧（実効
値）の面内ばらつきの拡大を抑えることができ、表示品
質の低下を防ぐことができる。

【００６９】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図面
を参照して説明する。図１は、本発明の実施の形態の構
成を示す図である。

【００７０】図１を参照すると、本発明の実施の形態
は、液晶表示パネル内の各画素に書き込む電圧信号を出
力するデータドライバ３と、液晶パネル１内の各スイッ
チング素子を制御する走査信号を出力する走査ドライバ
２を備えたアクティブマトリクス駆動の液晶表示装置か
らなる。

【００７１】図１において、コントローラー４は、映像
信号、クロック、垂直および水平同期信号を受けて、デ
ータドライバ３より出力するデータ信号、および走査ド
ライバ２から出力する走査信号を制御して、ＴＦＴ液晶
パネル１を駆動する。

【００７２】また、温度補償回路５は温度センサ５−１
と補正電圧発生回路５−２とから構成され、温度センサ
５−１をパネル筐体の内部または側面等に設置して、液
晶表示装置動作時のパネル筐体の温度を検出し、補正電
圧発生回路５−２で温度センサ５−１の出力に対応した
走査信号パルスのハイレベル電圧およびローレベル電圧
を生成し、走査ドライバ２に供給する。

【００７３】また、温度補償回路５で生成する走査信号
パルスのハイレベル電圧およびローレベル電圧は、温度
変化による表示品質の低下を防止するため、高温時には
走査信号パルスの電圧レベルを下げ、低温時には電圧レ
ベルを上げるように自動調整する。

【００７４】本発明の実施の形態に係る液晶表示装置に
よって実際に得られる作用効果を以下に説明する。

【００７５】図２は、比較例として、図１の温度補償回
路５を具備しないアクティブマトリクス駆動の液晶表示
装置において、走査信号ハイレベル電圧と画素電極電圧
（実効値）の面内ばらつきΔとの関係を、異なる温度に
おいて、測定した結果を示す図である。図中の菱形、白
丸、黒丸の各記号はそれぞれ、５℃、２５℃、４５℃の
測定結果であり、各測定点を直線で結んでいる。なお、
走査信号のハイレベル電圧とローレベル電圧の両方を同
時に変化させた場合も、図２と同様の傾向を示すので、
それについての説明は省略する。

【００７６】図２を参照して、温度補償回路５を具備し
ない液晶表示装置では、走査信号ハイレベル電圧が一定
であるので、温度が高くなるにつれて画素電極電圧の面
内ばらつきが拡大している。これはすなわち温度が高く
なるにつれて表示品質が低下することを示している。

【００７７】そこで、本発明の実施の形態に従い、この
液晶表示装置に温度補償回路５を付加した場合を考え
る。温度補償回路５において、例えば５℃、２５℃、４
５℃に対応する走査信号ハイレベル電圧を、それぞれ、
２０．７Ｖ、１８．２Ｖ、１６．７５Ｖと、温度上昇に
対してその電圧レベルを下げるように設定すると、図２
から、画素電極の面内ばらつきΔは、ほぼ０．２２５Ｖ
（図中破線で示す）に抑えることができる。このため温
度変化によらず一定の表示品質を維持することができ
る。

【００７８】なお、単純に走査信号のハイレベル電圧を
下げると、画素電極への書き込み速度が低下して表示品
質が低下するが、温度が上昇すると、ＴＦＴ特性の温度
依存性によって、書き込み速度が増加するように作用す
るため、温度上昇に伴って走査信号ハイレベル電圧を多
少低下させても表示品質に影響は与えない。

【００７９】以上のように、図１に示した本発明の実施
の形態に係る液晶表示装置において、走査信号パルスの
ハイレベル電圧またはハイレベル電圧とローレベル電圧
との両方を温度センサ５−１の出力に応じて変化させ、
高温時にはその電圧レベルを下げ、低温時には電圧レベ
ルを上げるように自動調整する温度補償回路５を設ける
ことにより、温度変化による画素電極電圧の面内ばらつ
きの拡大に起因した表示品質の低下を防ぐことができ
る。

【００８０】

【実施例】次に、本発明の実施例として、上記した本発
明の実施の形態として説明した液晶表示装置に用いるこ
とのできる温度補償回路の具体的な構成例を説明する。

【００８１】［実施例１］図３は、本発明に係る液晶表
示装置における温度補償回路の第１の実施例の構成を示
す図である。図３を参照すると、温度補償回路は、温度
センサ２１と、温度センサ２１のアナログ出力をデジタ
ル変換するＡ／Ｄコンバータ（ＡＤＣ）２４と、読み出
し専用メモリ（ＲＯＭ）等の記憶回路２５と、記憶回路
２５のデータを読み出して電圧出力するＤ／Ａコンバー
タ（ＤＡＣ）２６を含む一般的な温度補償回路を利用し
て簡単に構成することができる。図３では、温度センサ
としてサーミスタ２１を用い、サーミスタ２１と抵抗素
子２２との接続点２３の電圧をＡ／Ｄコンバータ２４に
入力し、デジタル信号に変換する。このデジタル信号に
応じて記憶回路２５に予め設定してある走査信号パルス
のハイレベル電圧またはローレベル電圧の電圧データを
選択し、その電圧データをＤ／Ａコンバータ２６でアナ
ログ変換して、走査信号ハイレベル電圧（Ｖｇｈ）また
はローレベル電圧（Ｖｇｌ）として走査ドライバへ供給
する。

【００８２】記憶回路２５に予め設定するデータとして
は、温度に対して最適な走査信号の電圧出力をもつよう
な任意の温度補正テーブルを設定することができる。

【００８３】なお、図３では、温度センサとしてサーミ
スタを用いているが、これ以外にも、温度変化を検出す
るのに用いられる一般的な電子素子やＩＣも温度センサ
として用いることができる。

【００８４】［実施例２］図４は、本発明の液晶表示装
置で用いることのできる温度補償回路の第２の実施例の
構成を示す図である。

【００８５】図４を参照して、この実施例における温度
補償回路は、前記第１の実施例のような記憶回路はもた
ず、温度センサと差動増幅器を含む一般的な温度補償回
路を利用して簡単に構成することができる。

【００８６】図４（ａ）は温度補償回路の構成例を示し
たもので、温度センサとしてバイポーラトランジスタ３
１を用いており、バイポーラトランジスタ３１のジャン
クション温度係数を利用している。抵抗素子３５、３６
の抵抗分割により、基準電圧Ｖ０を生成し、オペアンプ
３２の正転（＋）端子に入力する。オペアンプ３２の出
力端子は、抵抗素子３４を介して反転（−）端子と接続
している。

【００８７】トランジスタ３１はベースおよびコレクタ
を電源ＶＤＤと接続し、エミッタを抵抗素子３７を介し
て電源ＶＳＳと接続する。また、トランジスタ３１のエ
ミッタと抵抗素子３７の接続点は、抵抗素子３３を介し
てオペアンプ３２の反転端子と接続する。

【００８８】このような回路構成において、トランジス
タ３１のエミッタと抵抗素子３７の接続点の電圧をＶ１
とすると、温度変化によってトランジスタ３１の閾値電
圧（すなわちベース・エミッタ間電圧Ｖ_BE）が変化する
と、それに応じてＶ１の値も変化する。また、オペアン
プ３２と抵抗素子３３、３４は、一般的な差動増幅器に
なっているため、抵抗素子３３、３４の抵抗値をそれぞ
れＲｓ、Ｒｆとすると、ＲｓおよびＲｆの値に応じて、
基準電圧Ｖ０と電圧Ｖ１との差電圧を増幅し、基準電圧
Ｖ０に加算（減算）して、オペアンプ３２より出力され
る。

【００８９】オペアンプ３２の出力電圧をＶｏｕｔとす
ると、簡単な計算により、 という関係式をもつ。

【００９０】Ｖ１は基準電圧Ｖ０より高電圧になるよう
に抵抗素子３５、３６、３７の抵抗値を設定し、またＲ
ｆ＞Ｒｓとなるように設定したとき、電圧Ｖ１と出力電
圧Ｖｏｕｔは温度に対して、図４（ｂ）のような特性を
持つ。

【００９１】これは温度上昇につれてトランジスタ３１
の閾値電圧（ベース・エミッタ間電圧Ｖ_BE）がわずかに
減少するため、それに応じて電圧Ｖ１も上昇し、そのた
め出力電圧Ｖｏｕｔは減少する。出力電圧Ｖｏｕｔの変
化量は、電圧Ｖ１の変化量が抵抗比Ｒｆ／Ｒｓの倍率で
増幅された値となる。

【００９２】このように、温度上昇につれて電圧レベル
を低下させるという特徴から、実施の形態で説明した液
晶表示装置の温度補償回路として用いることができる。
温度に対するトランジスタの閾値電圧の変化はほぼ線形
に変化するため、走査信号ハイレベル電圧も温度に対し
てほぼ線形な補正がなされる。

【００９３】表示品質の低下を防ぐ最適な走査信号ハイ
レベル電圧の補正値は、温度変化に対して非線形な場合
が多く、前記第１の実施例のような記憶回路を内蔵する
温度補償回路を用いるのが有効であるが、複雑な回路に
なるという問題点もある。

【００９４】これに対して前記第２の実施例に示す温度
補償回路では、温度に対して非線形な走査信号ハイレベ
ル電圧の最適補正値を線形近似することによって補正値
を決定し、出力電圧がその補正値に合うように図４
（ａ）に示す基準電圧Ｖ０および抵抗比Ｒｆ／Ｒを設定
することによって、簡単な回路構成の温度補償回路を設
けることができる。

【００９５】また、温度補償回路としては、上記以外に
も種々の温度センサと増幅器を組み合わせた同様の機能
をもつ回路を用いることができる。

【００９６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の液晶表示
装置によれば、液晶表示装置動作時のパネル筐体の温度
を検出する温度センサをパネル筐体の内部または側面等
に設け、走査信号パルスのハイレベル電圧またはハイレ
ベル電圧とローレベル電圧との両方を温度センサの出力
に応じて変化させ、高温時には走査信号パルスの電圧レ
ベルを下げ、低温時には電圧レベルを上げるように自動
調整する温度補償回路を設けたことにより、温度上昇に
伴う画素電極電圧（実効値）の面内ばらつきの拡大を防
ぎ、温度変化による液晶表示装置の表示品質の低下を防
止することができるという効果を奏する。

【００９７】その理由は、前述した通りであるが、以下
に簡単に要約して説明する。

【００９８】画素電極電圧（実効値）の面内ばらつき
は、走査信号遅延のある画面位置ではＴＦＴがオン状態
からオフ状態へ切り替わるのが遅れ、画素電極への書き
込みが信号遅延のない画面位置に比べて長く行われるこ
とが原因であり、温度が上昇するとＴＦＴ特性の温度依
存性等により書き込み速度が速くなるため、画素電極電
圧（実効値）の面内ばらつきが拡大する。そこで、温度
上昇につれて走査信号ハイレベル電圧を低下させると、
走査信号の遅延が小さくなるので、画素電極電圧（実効
値）の面内ばらつきが拡大を抑えることができ、表示品
質の低下を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の液晶表示装置の構成を示
すブロック図である。

【図２】本発明の実施の形態の原理を説明するための図
であり、比較例として、温度補償回路を具備しない場合
の液晶表示装置の画素電極電圧の温度によるばらつき及
び本発明の実施の形態によるばらつき補償の原理を説明
するための図である。

【図３】本発明の第１の実施例として、本発明に係る液
晶表示装置における温度補償回路の構成例を示す図であ
る。

【図４】本発明の第２の実施例として、本発明に係る液
晶表示装置における温度補償回路の別の構成例を示す図
である。

【図５】従来のアクティブマトリクスパネルの構造を示
す図である。

【図６】従来のアクティブマトリクスパネルの駆動波形
図である。

【図７】従来技術の問題点を説明するための波形図であ
る。

【図８】液晶表示装置の１画素の等価回路を示す図であ
る。

【図９】ＴＦＴの温度特性を示す図である。

【図１０】液晶誘電率の温度特性を示す図である。

【図１１】従来の温度補償回路を備えた液晶表示装置の
構成を示す図である。

【符号の説明】

１ ＴＦＴ液晶パネル ２ 走査ドライバ ３ データドライバ ４ コントローラー ５ 温度補償回路 ２１ サーミスタ ２２ 抵抗素子 ２３ 端子 ２４ Ａ／Ｄコンバータ（ＡＤＣ） ２５ 記憶回路（ＲＯＭ） ２６ Ｄ／Ａコンバータ（ＤＡＣ） ３１ トランジスタ ３２ オペアンプ（増幅器） ３３ 抵抗素子（Ｒｓ） ３４ 抵抗素子（Ｒｆ） ３５ 抵抗素子 ３６ 抵抗素子 ３７ 抵抗素子 ４０ 走査線（ｎ−１） ４１ 走査線（ｎ） ４２ データ線 ４３ ＴＦＴ（薄膜トランジスタ） ４４ 画素電極 ４５ コモン電極

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】液晶表示パネル内の各画素に書き込む電圧
   信号を出力するデータドライバと、パネル内の各スイッ
   チング素子を制御する走査信号を出力する走査ドライバ
   とを備えたアクティブマトリクス駆動の液晶表示装置に
   おいて、 液晶表示装置動作時のパネル筐体の温度を検出する温度
   センサと、 走査信号パルスのハイレベル電圧の電圧レベルを前記温
   度センサの出力に応じて調整するための温度補償回路で
   あって、液晶表示装置動作時の前記パネル筐体の温度変
   化に対して、高温時には前記走査信号パルスのハイレベ
   ル電圧の電圧レベルを下げ、低温時には前記走査信号パ
   ルスのハイレベル電圧の電圧レベルを上げるように制御
   する温度補償回路と、 を備えたことを特徴とする液晶表示装置。