JP3570109B2 - 電圧設定方法、表示装置及び電子機器 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電圧設定方法、表示装置、これを用いた電子機器に関する。
【０００２】
【背景技術及び発明が解決しようとする課題】
近年、表示装置の１つである液晶表示装置は、低消費電力で軽量なディスプレイデバイスとして、テレビ、電子手帳、パーソナルコンピュータ、携帯電話等の電子機器に広く利用されている。そして、近年、ＭＩＭ素子、バック・ツー・バック・ダイオード素子、ダイオードリング素子、バリスター素子等の非線形スイッチ素子を用いた液晶表示装置において、第１の選択電圧を走査線に与える第１のモードと、プリチャージ電圧を与えた後に第２の選択電圧を走査線に与える第２のモードとを混在させて表示素子を駆動する新方式の駆動法（以下、充放電駆動法と呼ぶ）が脚光を浴びつつある。この充放電駆動法については、例えば特開平２−１２５２２５等に開示されている。
【０００３】
一方、充放電駆動法の以前からある駆動法であり、２値の選択電圧と２値のデータ電圧を用いる４値駆動法と呼ばれる駆動法も知られている。上記充放電駆動法は、この４値駆動法に比べて表示特性の向上を図れる点で種々の優位点を有している。しかしながら、この充放電駆動法においては、第１、第２の選択電圧の設定が難しく、第１、第２の選択電圧を適正な値に設定しないと、液晶素子に長期に亘ってＤＣ電圧が印加され、フリッカが発生する等の問題がある。
【０００４】
本発明は、以上のような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、充放電駆動法等において使用する第１、第２の選択電圧等を適正に設定できる電圧設定方法、表示装置、電子機器を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、複数の走査線と、複数のデータ線と、該走査線及びデータ線を用いて駆動される表示素子とを含み、第１の選択電圧を走査線に与える第１のモードと、非選択電圧を基準として該第１の選択電圧と逆極性のプリチャージ電圧を走査線に与えた後に非選択電圧を基準として該プリチャージ電圧と逆極性の第２の選択電圧を走査線に与える第２のモードとが混在する第３のモードにて表示素子を駆動する表示装置に用いられる電圧設定方法であって、前記第１のモードを繰り返す第４のモードにて表示素子を駆動し、第４のモードでの第１の選択電圧−透過率特性を求め、前記第２のモードを繰り返す第５のモードにて表示素子を駆動し、第５のモードでの第２の選択電圧−透過率特性を求め、前記第４のモードでの前記第１の選択電圧−透過率特性と、前記第５のモードでの前記第２の選択電圧−透過率特性とに基づいて、前記第３のモードにおいて使用する第１、第２の選択電圧を求めることを特徴とする。
【０００６】
本発明は、いわゆる充放電駆動法等により表示素子を駆動する表示装置に適用できる。そして本発明によれば、第１の選択電圧−透過率特性と、第２の選択電圧−透過率特性とに基づいて、第３のモードにて使用する第１、第２の選択電圧が求められる。このため、第１、第２のモードが混在する第３のモードにて表示素子を駆動した場合において、表示素子に印加される電圧のＤＣ成分を最小限に抑えることができ、表示装置の表示特性の向上を図れる。
【０００７】
なお本発明においては、プリチャージ電圧は正極性、負極性のいずれでもよく、また正極性のプリチャージ電圧を用いる駆動と負極性のプリチャージ電圧を用いる駆動とを混在させてもよい。
【０００８】
また本発明は、前記第４のモードでの前記第１の選択電圧−透過率特性、前記第５のモードでの前記第２の選択電圧−透過率特性においてほぼ同一の透過率を与える第１、第２の選択電圧を、前記第３のモードにおいて使用する第１、第２の選択電圧とすることを特徴とする。
【０００９】
このようにすることで、第３のモードにて表示素子を駆動した場合においても、第１のモード駆動時での透過率と第２のモード駆動時での透過率とをほぼ等しくすることが可能となり、表示装置の表示特性の向上を図れる。
【００１０】
また本発明は、前記第４のモードにおいて透過率が所与の値になる際の第１の選択電圧と、前記第５のモードにおいて透過率が所与の値になる際の第２の選択電圧とに基づいて、前記第３のモードにおいて表示素子を駆動する際の各階調データに対応する第１、第２の選択電圧を求めることを特徴とする。
【００１１】
このようにすれば、第４のモードにおいて透過率が例えば９０％になる際の第１の選択電圧と、第５のモードにおいて透過率が例えば９０％になる際の第２の選択電圧とを基準にして、第３のモードでの各階調データに対応する第１、第２の選択電圧を求めることができる。これにより、適正で正確な階調表示を、簡易な手法で実現できる。
【００１２】
また本発明は、前記第４、第５のモードにおいて同一の透過率を得る際の第１、第２の選択電圧の中間値を平均した値に基づいて、前記第３のモードにおいて表示素子を駆動する際の各階調データに対応する第１、第２の選択電圧を求めることを特徴とする。
【００１３】
このようにすれば、例えば上記中間値の平均値を基準にして、第３のモードでの各階調データに対応する第１、第２の選択電圧を求めることが可能となる。これにより、表示素子への印加電圧のＤＣ成分をより少なくすることができ、表示装置の表示特性の向上を図れる。
【００１４】
また本発明は、前記第３のモードにおいて表示素子を駆動する際の各階調データに対応する第１、第２の選択電圧を求める場合に、階調データの変化に対する第１、第２の選択電圧の変化の割合を互いに異ならせることを特徴とする。
【００１５】
このようにすることで、表示特性の更なる向上を図れる。なお充放電駆動法を用いる場合には、第２の選択電圧の変化割合を、第１の選択電圧の変化割合に比べて、より大きくすることが望ましい。
【００１６】
また本発明は、複数の走査線と、複数のデータ線と、該走査線及びデータ線を用いて駆動される表示素子とを含む表示装置であって、第１のモードにおいては、第１の選択電圧を走査線に与え、第２のモードにおいては、非選択電圧を基準として該第１の選択電圧と逆極性のプリチャージ電圧を走査線に与えた後に非選択電圧を基準として該プリチャージ電圧と逆極性の第２の選択電圧を走査線に与える走査信号駆動手段と、データ電圧をデータ線に与えるデータ信号駆動手段と、前記第１、第２のモードを混在させて表示素子を駆動する第３のモードと、前記第１のモードを繰り返して表示素子を駆動する第４のモードと、前記第２のモードを繰り返して表示素子を駆動する第５のモードとを切り替える手段とを含むことを特徴とする。
【００１７】
本発明によれば、いわゆる充放電駆動法等を用いた表示素子の駆動が可能となる。そして、本発明の表示装置は、モード切り替え手段を有しているため、第４、第５のモードでの駆動により得られた表示特性等に基づいて、第３のモードによる駆動の際に使用する電圧の適正な設定等を、簡易に実現することが可能となる。
【００１８】
また本発明に係る電子機器は、上記表示装置を含むことを特徴とする。このようにすることで、テレビ、リモートコントローラ、電卓、携帯電話、携帯型情報機器、プロジェクタ、パーソナルコンピュータ等の電子機器に使用する表示装置の、表示特性の向上、低コスト化等を図ることが可能となる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００２０】
（実施例１）
まず充放電駆動法の詳細について説明する。
【００２１】
図１に、従来の駆動法である４値駆動法の駆動波形例を示し、図２に、充放電駆動法の駆動波形例を示す。また図３（Ａ）に、液晶パネルの１画素についての等価回路を示す。非線形スイッチ素子の１つあるＭＩＭ素子及び表示素子の１つである液晶素子は、各々、抵抗ＲＭ及び容量ＣＭの並列回路、抵抗ＲＬ及び容量ＣＬの並列回路により表すことができる。図１、図２では、直列接続されるＭＩＭ素子及び液晶素子の両端に印加される電圧ＶＤの波形と、液晶素子の両端に印加される電圧ＶＬＣの波形が示されている。
【００２２】
図１の４値駆動法では、選択期間の終了直後に液晶素子に印加される電圧ＶＡ１、ＶＡ２（時刻ｔ１、ｔ２でのＶＬＣ）は、
ＶＡ１＝（ＶＳ１＋ＶＨ／２−ＶＯＮ）−Ｋ・ＶＳ１ （１）
ＶＡ２＝−｛（ＶＳ１＋ＶＨ／２−ＶＯＮ）−Ｋ・ＶＳ１｝ （２）
となる。ここでＶＳ１は走査信号の選択電圧、±ＶＨ／２はデータ信号のオン電圧或いはオフ電圧である。またＫ＝ＣＭ／（ＣＭ＋ＣＬ）である。更にＶＯＮは、選択期間終了直前においてＭＩＭ素子に印加されるＶＭＩＭであり、その値は、図３（Ｂ）に示すＭＩＭ素子のＩ−Ｖ特性に依存する。このＶＯＮは、液晶素子への充電がほぼ停止した時（ＭＩＭ素子に流れる電流が１０^ー９〜１０^ー８アンペア程度となった時）に、ＭＩＭ素子に印加される電圧ということもできる。
【００２３】
図３（Ｂ）に示すようにＶＯＮに誤差が生じ、例えばＶＯＮが△ＶＯＮだけ大きくなると、上式（１）、（２）から明らかなように、ＶＡ１、ＶＡ２にも誤差が生じ、ＶＡ１、ＶＡ２の絶対値は共に△ＶＯＮだけ小さくなる。一方、ＶＯＮが△ＶＯＮだけ小さくなると、ＶＡ１、ＶＡ２の絶対値は共に△ＶＯＮだけ大きくなる。更にＫに誤差△Ｋが生じた場合も、ＶＡ１、ＶＡ２には少なからぬ誤差が生じる。
【００２４】
一方、充放電駆動法では、図２に示すように、充電モード（例えば第１のモード）においては、第１の選択電圧ＶＳ１が走査線に与えられ、放電モード（例えば第２のモード）においては、ＶＳ１と逆極性のプリチャージ電圧である−ＶＰＲＥが与えられた後に、−ＶＰＲＥと逆極性の第２の選択電圧ＶＳ２が与えられる。そして充電モードの選択期間の終了直後に液晶素子に印加される電圧ＶＢ１（時刻ｔ１でのＶＬＣ）は、上式（１）と同様であり、
ＶＢ１＝（ＶＳ１＋ＶＨ／２−ＶＯＮ）−Ｋ・ＶＳ１ （３）
となる。一方、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、第２の選択電圧ＶＳ２により、充電された電荷が放電され、選択期間の終了直前に液晶素子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素子に印加される電圧ＶＢ２（時刻ｔ２でのＶＬＣ）は、
ＶＢ２＝−｛（ＶＯＮ−ＶＳ２−ＶＨ／２）＋Ｋ・（ＶＳ２＋ＶＨ）｝ （４）
となる。
【００２５】
上式（３）、（４）から明らかなように、例えばＶＯＮが△ＶＯＮだけ大きくなると、ＶＢ１の絶対値は△ＶＯＮだけ小さくなるが、ＶＢ２の絶対値は逆に△ＶＯＮだけ大きくなる。一方、ＶＯＮが△ＶＯＮだけ小さくなると、ＶＢ１の絶対値は△ＶＯＮだけ大きくなるが、△ＶＢ２の絶対値は逆に△ＶＯＮだけ小さくなる。更にＫに誤差△Ｋ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。
【００２６】
このように充放電駆動法によれば、ＭＩＭ素子のＶＯＮが変動しても、充電モードで液晶印加電圧に発生する誤差電圧は、放電モードで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される。従って、ＭＩＭ素子のＶＯＮの液晶パネル内でのバラツキを要因とする表示ムラの発生等を有効に防止できる。図４には、以上のことが模式的に示されている。ＶＯＮに誤差△ＶＯＮが生じ、充電モードにおいて液晶印加電圧の絶対値が図４のＥからＦに増加し、液晶素子に印加される実効電圧も増加する。これにより液晶素子の透過率が減少し表示が暗くなる（ノーマリーホワイトの場合）。しかしながら、この時、放電モードにおいては、液晶印加電圧の絶対値が図４のＧからＨに減少し、液晶素子に印加される実効電圧も減少する。これにより液晶素子の透過率が増加し表示が明るくなる。この結果、１つの画素についてのトータルの表示の明るさは、ほとんど変化しないことになる。従って、ＭＩＭ素子のＶＯＮが液晶パネル内においてばらついても、表示の明るさについてはほとんどばらつかず、従って表示ムラ等が防止される。Ｋ＝ＣＭ／（ＣＭ＋ＣＬ）が変動した場合も、充放電駆動法によれば、同様にして、表示ムラが防止される。
【００２７】
なお充放電駆動法による駆動波形は図２に示す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とが混在するものであればよい。例えば図４、図５（Ａ）に示すように正極性のプリチャージを行ったり、図５（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。更に第１、第２の選択電圧、プリチャージ電圧を与える期間を、水平走査期間１Ｈの１／２にしたり、階調表示を、パルス高さ変調やパルス幅変調等により行ってもよい。また１Ｈ反転駆動（１走査ライン毎に極性反転する駆動）による駆動のみならず、例えばｎＨ反転駆動（ｎ本の走査ライン毎に極性反転する駆動）とすることもできるし、１Ｈ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。
【００２８】
次に、実施例１の詳細について説明する。
【００２９】
図６に実施例１を実現できる液晶表示装置のブロック図を示す。また図７に、この液晶表示装置の通常駆動時の駆動波形例を示す。液晶パネル１０は、複数のデータ線Ｘ１〜Ｘｎ、複数の走査線Ｙ１〜Ｙｎを有し、データ線と走査線の間には、例えば図６に示すようにＭＩＭ素子１２、液晶素子１４が電気的に接続されている。なおＭＩＭ素子１２、液晶素子１４の接続構成は図６に示すものに限られるものではなく、例えばＭＩＭ素子１２をデータ線に接続し液晶素子１４を走査線に接続する構成としたり、２つのＭＩＭ素子を逆方向に直列に接続するバック−ツウ−バック（ｂａｃｋ−ｔｏ−ｂａｃｋ）構造としたり、種々の変形実施が可能である。
【００３０】
走査信号駆動回路２０は、充電モード（第１のモード）においては、図７に示すように第１の選択電圧ＶＳ１を走査線に与える。また放電モード（第２のモード）においては、非選択電圧を基準として第１の選択電圧ＶＳ１と逆極性のプリチャージ電圧である−ＶＰＲＥを走査線に与えた後に、非選択電圧を基準として−ＶＰＲＥと逆極性の第２の選択電圧ＶＳ２を走査線に与える。またデータ信号駆動回路３０は、種々のデータ電圧をデータ線に与える。このように通常駆動時においては、充電モード（第１のモード）と放電モード（第２のモード）とを混在させた充放電モード（第３のモード）により、液晶素子を駆動する。もちろん、充電モード、放電モードの混在の形態は図７に示すものに限らず、図５（Ａ）、（Ｂ）に示すもの等、種々の変形実施が可能である。
【００３１】
実施例１の特徴は、図７に示す通常駆動時の充放電モード（第３のモード）と、図８に示すように充電モードを繰り返して液晶素子を駆動する充電−充電モード（第４のモード）と、図９に示すように放電モードを繰り返して液晶素子を駆動する放電−放電モード（第５のモード）との間でのモード切り替えを可能にした点にある。このモード切り替えは、図６に示すモード切り替え手段３１が行う。
【００３２】
さて、上式（３）、（４）に示したように、充電モードでの選択期間の終了直後に液晶素子に印加される電圧はＶＢ１＝（ＶＳ１＋ＶＨ／２−ＶＯＮ）−Ｋ・ＶＳ１と表せ、放電モードでの選択期間の終了直後に液晶素子に印加される電圧はＶＢ２＝−｛（ＶＯＮ−ＶＳ２−ＶＨ／２）＋Ｋ・（ＶＳ２＋ＶＨ）｝と表せる。そして液晶素子に長期に亘ってＤＣ電圧が印加されないようにするためには、
ＶＢ１＋ＶＢ２＝０ （５）
の関係式が満たされる必要がある。上式（３）、（４）、（５）より、
ＶＳ２＝−ＶＳ１−ＶＨ＋２・ＶＯＮ／（１−Ｋ） （６）
となる。即ち、液晶素子に長期に亘ってＤＣ電圧が印加されないようにするためには、上式（６）を満たす値に第１、第２の選択電圧ＶＳ１、ＶＳ２を設定する必要がある。しかしながら、上式（６）に含まれるＶＯＮについては、直接測定できないため、上式（６）を満たす値にＶＳ１、ＶＳ２を設定することは容易ではない。このためＶＳ１、ＶＳ２を適正に設定するための何らかの手法が必要となる。
【００３３】
そこで本実施例では、以下に示す手法を採用してＶＳ１、ＶＳ２の設定を行っている。即ち、まず図８に示す充電−充電モードによる駆動を行い、第１の選択電圧−透過率特性を求める。図１０に、このようにして得られたＶＳ１（第１の選択電圧）−Ｔ（透過率）特性を示す。また図９に示す放電−放電モードによる駆動を行い、第２の選択電圧−透過率特性を求める。図１１に、このようにして得られたＶＳ２（第２の選択電圧）−Ｔ（透過率）特性を示す。そして本実施例では、このようにして得られたＶＳ１−Ｔ特性とＶＳ２−Ｔ特性とに基づいて、図７に示す充放電モードにおいて使用する第１、第２の選択電圧ＶＳ１、ＶＳ２を求めている。
【００３４】
充放電駆動法においては、充電モードと放電モードとが混在する充放電モードにて液晶素子が駆動される。従って、充電モード時における透過率と、放電モード時における透過率が等しくなるように液晶素子を駆動すれば、液晶素子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。しかしながら、充放電モードによる駆動のみしか行えないと、充電モード、放電モードにおける透過率が互いに等しくなるように第１、第２の選択電圧ＶＳ１、ＶＳ２を設定することはほとんど不可能となる。
【００３５】
一方、本実施例においては、図７に示すような充放電モードによる駆動のみならず、図８、図９に示すような充電−充電モード、放電−放電モードによる駆動が可能となっており、これらのモードによる駆動を行うことにより、充電−充電モードでのＶＳ１−Ｔ特性と、放電−放電モードでのＶＳ２−Ｔ特性とを得ることができる。そしてＶＳ１−Ｔ特性において、ある透過率（第１の透過率と呼ぶ）を与えるＶＳ１と、ＶＳ２−Ｔ特性において上記第１の透過率とほぼ同一の透過率を与えるＶＳ２とを、充放電モードでのＶＳ１、ＶＳ２として使用する。このようにすることで、図７に示す充放電モードで駆動を行った場合に、充電モード時における透過率と、放電モード時における透過率を、ほぼ等しくすることが可能となり、液晶素子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。
【００３６】
さて充放電駆動法を用いた階調表示を行うためには、各階調データに対応する第１、第２の選択電圧ＶＳ１、ＶＳ２を求める必要がある。このための手法としては、例えば以下に説明する第１、第２の手法が考えられる。
▲１▼第１の手法
第１の手法では、まず、充電−充電モード、放電−放電モードにて、図１０、図１１に示すようなＶＳ１−Ｔ特性、ＶＳ２−Ｔ特性を求める。ここで図１０、図１１のＴ（ｏｆｆ）は、オフ電圧である−ＶＨ／２（例えば−１．６５Ｖ）をデータ線に与えた場合のＶＳ１−Ｔ特性、ＶＳ２−Ｔ特性であり、Ｔ（ｏｎ）は、オン電圧であるＶＨ／２（例えば１．６５Ｖ）をデータ線に与えた場合のＶＳ１−Ｔ特性、ＶＳ２−Ｔ特性である。またＴｐｐは、透過率変動率特性を表すものであり、透過率のＤＣ成分に対する３０Ｈｚ成分（１フレーム６０Ｈｚの場合）の割合を表すものである。このＴｐｐが大きいほど、３０Ｈｚ成分のフリッカが大きいことを表すことになる。またＣＲは、コントラストを表し、ＣＲ＝Ｔ（ｏｆｆ）／Ｔ（ｏｎ）の計算式により求められるものである。
【００３７】
次に第１の手法では、図１０、図１１において、Ｔ（ｏｆｆ）が所与の透過率、例えば９０％になる時のＶＳ１、ＶＳ２を求め、これらを仮にＶＳ１（９０）、ＶＳ２（９０）とする。但し所与の透過率として９０％以外の値を選んでもよいし、Ｔ（ｏｎ）が所与の透過率となる時のＶＳ１、ＶＳ２を求めてもよい。そして図１０ではＥに示すようにＶＳ１（９０）＝２１．２５Ｖ、図１１ではＦに示すようにＶＳ２（９０）＝１６．２５Ｖになる。そして、これらのＶＳ１（９０）＝２１．２５Ｖ、ＶＳ２（９０）＝１６．２５Ｖに基づいて、充放電モードにおいて表示素子を駆動する際の各階調データに対応する第１、第２の選択電圧ＶＳ１、ＶＳ２を求める。図１２のＴ（ｐ１）、Ｔｐｐ（ｐ１）は、このようにして求められたＶＳ１、ＶＳ２を用いて充放電駆動を行った場合の階調データ−透過率特性、透過率変動率特性を表すものである。より具体的には、階調データＮ（階調データの最大値をＮｍａｘ＝２５０とする）に対応する第１、第２の選択電圧ＶＳ１（Ｎ）、ＶＳ２（Ｎ）は、例えば下式（７）、（８）のように求められる。

なお上式（７）、（８）では、ＶＳ１（Ｎ）の電圧減少率と、ＶＳ２（Ｎ）の電圧増加率を同一にしているが、これらを下式（９）、（１０）に示すように異ならせてもよい。

この場合、係数ａ１、ａ２を、ａ２＞ａ１の関係にすることが望ましい。図１０、図１１に示すように、ＶＳ１に対する透過率の変化率の方が、ＶＳ２に対する透過率の変化率よりも大きく、透過率が１０％から９０％に変化するのに（或いは９０％から１０％変化するのに）、ＶＳ１では１．２５Ｖ程度の変化を要するのに対し、ＶＳ２では２．２５Ｖ程度の変化を要するからである。
【００３８】
また図１２に示すＴ（ｎ）、Ｔｐｐ（ｎ）は、４値駆動を行った場合の、階調データ−透過率特性、透過率変動率特性を表すものである。Ｔｐｐ（ｐ１）とＴｐｐ（ｎ）を比較すれば理解されるように、Ｔｐｐ（ｐ１）の最大値はＴｐｐ（ｎ）の最大値の１．５倍程度となるが、これは許容範囲内である。
▲２▼第２の手法
第２の手法でも、まず、図１０、図１１に示すようなＶＳ１−Ｔ特性、ＶＳ２−Ｔ特性を求める。
【００３９】
次に、図１０の充電−充電モードと図１１の放電−放電モードとで同一の透過率を得る際のＶＳ１、ＶＳ２の中間値を平均した値を求める。そして、この平均値に基づいて、充放電モードで表示素子を駆動する際の各階調データに対応する第１、第２の選択電圧ＶＳ１、ＶＳ２を求める。より具体的には以下のようにする。
【００４０】
例えば図１３では、図１０のＴ（ｏｆｆ）に基づいて、各透過率に対応する第１の選択電圧ＶＳ１がプロットされると共に、図１１のＴ（ｏｆｆ）に基づいて、各透過率に対応する第２の選択電圧ＶＳ２がプロットされている。更にＶＳ１、ＶＳ２の中間値がＶＭとしてプロットされている。第２の手法では、これらの各透過率に対応してプロットされたＶＭの平均値を、ＶＭＭとして求める。図１３では、ＶＭＭ＝１８．４Ｖ程度となる。なお中間値ＶＭは、図１０、図１１のＴ（ＯＮ）に基づいて求めてもよい。
【００４１】
次に、このＶＭＭに所与の値、例えば±ＶＨ／２（±１．６５Ｖ）を加えたものをＶＳ１、ＶＳ２の初期値とする。この場合、ＶＳ１、ＶＳ２の初期値は、各々、２０．０５Ｖ、１６．７５Ｖとなる。そして、これらの初期値からＶＳ１に関しては例えば電圧を徐々に低くし、ＶＳ２に関しては例えば同じ値だけ電圧を徐々に高くしながら充放電モードの駆動を行うことで、図１４に示すような充放電モードでのＶＳ１−Ｔ特性を得る。
【００４２】
次に、透過率が所与の値、例えば９０％となる時のＶＳ１（９０）を求める。図１４では、Ｇに示すように、ＶＳ１（９０）＝２０．７５Ｖとなる。またＶＳ２（９０）＝ＶＭＭ−｛ＶＳ１（９０）−ＶＭＭ｝＝１８．４−（２０．７５−１８．４）＝１６．０５Ｖとなる。そして、これらのＶＳ１（９０）＝２０．７５Ｖ、ＶＳ２（９０）＝１６．０５Ｖに基づいて、充放電モードにおいて表示素子を駆動する際の各階調データに対応する第１、第２の選択電圧ＶＳ１、ＶＳ２を求める。図１２のＴ（ｐ２）、Ｔｐｐ（ｐ２）は、このようにして求められたＶＳ１、ＶＳ２を用いて充放電駆動を行った場合の階調データ−透過率特性、透過率変動率特性を表すものである。より具体的には、階調データＮに対応する第１、第２の選択電圧ＶＳ１（Ｎ）、ＶＳ２（Ｎ）は、例えば下式（１１）、（１２）のように求められる。

なお上式（１１）、（１２）では、ＶＳ１（Ｎ）の電圧減少率と、ＶＳ２（Ｎ）の電圧増加率を同一にしているが、これらを下式（１３）、（１４）に示すように異ならせてもよい。

この場合、上記の第１の手法で説明した理由と同様の理由により、係数ａ１、ａ２を、ａ２＞ａ１の関係にすることが望ましい。
【００４３】
また図１２において、Ｔｐｐ（ｐ２）とＴｐｐ（ｎ）を比較すれば理解されるように、Ｔｐｐ（ｐ２）の最大値はＴｐｐ（ｎ）の最大値の１．５倍程度となるが、これは許容範囲内である。また第２の手法に係るＴｐｐ（Ｐ２）は、上記第１の手法に係るＴｐｐ（Ｐ１）に比べ、透過率が低い領域において小さい値となっている。このため第２の手法を用いた方が、実際に液晶表示装置を見る人が感じるフリッカの度合いを低減できる。
【００４４】
なお図６に示すモード切り替え手段３１の一部は、走査信号駆動回路２０やデータ信号駆動回路３０に含ませてもよい。例えば図７、図８、図９の充放電モード、充電−充電モード、放電−放電モードの切り替えの際の電圧レベルの切り替え等に必要な回路要素（選択回路、切り替え回路等）を走査信号駆動回路２０やデータ信号駆動回路３０に含ませる。またモード切り替え手段３１によるモード切り替えを、例えば図１０〜図１４で説明した各種の測定を行う測定システムにより制御させてもよい。即ち、この場合には、例えばモード切り替え手段３１によるモード切り替えを、この測定システムに含まれるソフトウェア等により制御する。
【００４５】
また以上では、本発明を、パルス高変調を用いた充放電駆動法に適用した場合を主に例にとり説明したが、本発明は、以下に説明するようなパルス幅変調を用いた充放電駆動法に適用することも可能である。
【００４６】
例えば図１５（Ａ）に、パルス幅変調による充放電駆動法の充放電モードでの駆動波形例を示す。また図１６（Ａ）に、従来の４値駆動法でパルス幅変調を行う場合の駆動波形例を示す。液晶表示装置の駆動法においては、液晶素子に対して長期に亘ってＤＣ成分が印加されないように、正極性、負極性の電圧を与える正極性駆動、負極性駆動をフレーム毎に交互に繰り返す。この時、従来の４値駆動法では、同一階調を与える、正極性駆動、負極性駆動での書き込みパルス４０、４２のパルス幅をＷ１、Ｗ２とした場合に、図１６（Ａ）、（Ｂ）に示すように、パルス幅Ｗ１とＷ２とは同一となっていた。
【００４７】
これに対して図１５（Ａ）では、充電モード、放電モードの各々において、第１、第２の選択電圧ＶＳ１、ＶＳ２とデータ電圧とにより生成され、同一階調を与える第１、第２の書き込みパルス４４、４６のパルス幅をＷＣ、ＷＤとした場合に、パルス幅ＷＣ、ＷＤは図１５（Ｂ）に示す関係となっている。即ちＷＣが増加するにつれてＷＤは減少すると共に、ＷＣが増加するにつれてＷＤの減少率は小さくなる。或いはＷＤが増加するにつれてＷＣは減少すると共に、ＷＤが増加するにつれてＷＣの減少率は小さくなる。このようにパルス幅を設定することで、充放電駆動法においてもパルス幅変調による適正な階調表示が可能になると共に、液晶素子に長時間に亘ってＤＣ電圧が印加されることを防止できる。従来の４値駆動法のパルス幅変調の考え方をそのまま適用するならば、ＷＣとＷＤを同一にすることになるが、図１５（Ａ）、（Ｂ）では、その考え方を適用せず、ＷＣとＷＤの一方が増加するにつれて他方が減少するようにパルス幅設定を行った点に特徴がある。更に、図１５（Ａ）、（Ｂ）の駆動波形は、単に他方を減少させるのみではなく、その減少率を徐々に小さくすることで、適正な階調表示が可能になるという知見に基づき想到されたものであり、その点に最も大きな特徴がある。
【００４８】
パルス高さ変調を用いた充放電駆動法では、所望の階調を得るための電圧制御が難しく、また液晶表示装置の高コスト化を招くという問題があるが、パルス幅変調を用いれば、この問題を解決できる。
【００４９】
図１７に、充電モードでの階調データと放電モードでの階調データとの関係に関する測定結果を示す。この測定では、例えば充電モードでの階調データをまず変化させる。そして、第１、第２の選択電圧ＶＳ１、ＶＳ２による選択期間の直後での液晶印加電圧（図２のｔ１、ｔ２でのＶＬＣ）が互いに等しくなるように、放電モードでの階調データを変化させる。このようにして求めたものが図１７に示す充電モードと放電モードの階調データの関係である。この階調データの大きさは、書き込みパルスのパルス幅の大きさに対応する。
【００５０】
そして図１７から理解されるように、第１、第２の選択電圧ＶＳ１、ＶＳ２による選択期間の直後（或いは保持期間の最初）での液晶印加電圧が互いにほぼ等しくなるように、パルス幅ＷＣ、ＷＤを設定することで、適正な階調表示を得ることができると共に、液晶素子に長期に亘ってＤＣ電圧が印加されるのを防止できる。そして、これらのＷＣ、ＷＤの設定の際に、図７〜図１４で説明した種々の手法を用いることで、選択期間の直後での液晶印加電圧を互いにほぼ等しくすることが可能となる。この場合、図８に示すような充電−充電モードの駆動波形は、図１５（Ａ）の充電モードの駆動波形を繰り返すことで形成でき、図９に示すような放電−放電モードの駆動波形は、図１５（Ａ）の放電モードの駆動波形を繰り返すことで形成できる。
【００５１】
なお図１５（Ａ）では、第１、第２の書き込みパルス４４、４６を選択期間の後半に寄せているが、これらの両方或いは１つを選択期間の前半に寄せてもよい。即ち第１、第２の書き込みパルス４４、４６の両方或いは１つを左に寄せてもよい。なお第１、第２の書き込みパルス４４、４６を共に右寄せ或いは左寄せにすることで、データ電圧の変化により微分ノイズが発生した場合においても、この微分ノイズを要因とする横クロストークの発生を有効に防止できる。更に、第１、第２の選択電圧ＶＳ１、ＶＳ２、プリチャージ電圧ＶＰＲＥを与える期間を、水平走査期間１Ｈの１／２の期間としてもよい。そして、この場合には、オン電圧とオフ電圧の中間電圧を基準とした１Ｈ期間でのデータ電圧のＤＣ成分が、階調に依存せずほぼ零になるようにすることが望ましい。
（実施例２）
実施例２は、実施例１で説明した液晶表示装置を含む電子機器に関する実施例であり、図１８にその構成例を示す。図１８の電子機器は、表示情報出力源１０００、表示情報処理回路１００２、駆動回路１００４、表示パネルの１つである液晶パネル１００６、クロック発生回路１００８及び電源回路１０１０を含む。表示情報出力源１０００は、ＲＯＭ、ＲＡＭ等のメモリ、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づいて、ビデオ信号などの表示情報を出力する。表示情報処理回路１００２は、クロック発生回路１００８からのクロックに基づいて表示情報を処理して出力する。この表示情報処理回路１００２は、例えば増幅・極性反転回路、相展開回路、ローテーション回路、ガンマ補正回路あるいはクランプ回路等を含むことができる。駆動回路１００４は、走査信号駆動回路及びデータ信号駆動回路を含み、液晶パネル１００６の駆動を行う。電源回路１０１０は、上述の各回路に電源を供給する。
【００５２】
このような構成の電子機器として、図１９に示す液晶プロジェクタ、図２０に示すマルチメディア対応のパーソナルコンピュータ（ＰＣ）及びエンジニアリング・ワークステーション（ＥＷＳ）、図２１に示すページャ、この他に、携帯電話、ワードプロセッサ、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、電子手帳、電子卓上計算機、カーナビゲーション装置、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた装置などを挙げることができる。
【００５３】
図１９に示すプロジェクタは、透過型液晶パネルをライトバルブとして用いた投写型プロジェクタであり、例えば３板プリズム方式の光学系を用いている。 図１９において、プロジェクタ１１００では、白色光源のランプユニット１１０２から射出された投写光がライトガイド１１０４の内部で、複数のミラー１１０６および２枚のダイクロイックミラー１１０８によってＲ、Ｇ、Ｂの３原色に分けられ、それぞれの色の画像を表示する３枚のアクティブマトリクス型液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｇおよび１１１０Ｂに導かれる。そして、それぞれの液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｇおよび１１１０Ｂによって変調された光は、ダイクロイックプリズム１１１２に３方向から入射される。ダイクロイックプリズム１１１２では、レッドＲおよびブルーＢの光が９０°曲げられ、グリーンＧの光が直進するので各色の画像が合成され、投写レンズ１１１４を通してスクリーンなどにカラー画像が投写される。
【００５４】
図２０に示すパーソナルコンピュータ１２００は、キーボード１２０２を備えた本体部１２０４と、液晶表示画面１２０６とを有する。
【００５５】
図２１に示すページャ１３００は、金属製フレーム１３０２内に、液晶表示基板１３０４、バックライト１３０６ａを備えたライトガイド１３０６、回路基板１３０８、第１，第２のシールド板１３１０，１３１２、２つの弾性導電体１３１４，１３１６、及びフィルムキャリアテープ１３１８を有する。２つの弾性導電体１３１４，１３１６及びフィルムキャリアテープ１３１８は、液晶表示基板１３０４と回路基板１３０８とを接続するものである。
【００５６】
ここで、液晶表示基板１３０４は、２枚の透明基板１３０４ａ，１３０４ｂの間に液晶を封入したもので、これにより少なくともドットマトリクス型の液晶パネルが構成される。一方の透明基板に、図１８に示す駆動回路１００４、あるいはこれに加えて表示情報処理回路１００２を形成することができる。液晶表示基板１３０４に搭載されない回路は、液晶表示基板の外付け回路とされ、図２１の場合には回路基板１３０８に搭載できる。
【００５７】
図２１はページャの構成を示すものであるから、液晶表示基板１３０４以外に回路基板１３０８が必要となるが、電子機器用の一部品として液晶表示装置が使用される場合であって、透明基板に駆動回路などが搭載される場合には、その液晶表示装置の最小単位は液晶表示基板１３０４である。あるいは、液晶表示基板１３０４を筺体としての金属フレーム１３０２に固定したものを、電子機器用の一部品である液晶表示装置として使用することもできる。さらに、バックライト式の場合には、金属製フレーム１３０２内に、液晶表示基板１３０４と、バックライト１３０６ａを備えたライトガイド１３０６とを組み込んで、液晶表示装置を構成することができる。これらに代えて、図２２に示すように、液晶表示基板１３０４を構成する２枚の透明基板１３０４ａ，１３０４ｂの一方に、金属の導電膜が形成されたポリイミドテープ１３２２にＩＣチップ１３２４を実装したＴＣＰ（Ｔａｐｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐａｃｋａｇｅ）１３２０を接続して、電子機器用の一部品である液晶表示装置として使用することもできる。
【００５８】
なお、本発明は上記実施例１、２に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。
【００５９】
例えば本発明が適用される、第１〜５のモードにおける駆動波形は、図２、図５（Ａ）、（Ｂ）、図７、図８、図９、図１５（Ａ）に示すものに限らず、種々の変形実施が可能である。
【００６０】
また、第４のモードでの第１の選択電圧−透過率特性と、第５のモードでの第２の選択電圧−透過率特性とに基づいて、第３のモードにおいて使用する第１、第２の選択電圧を求める手法は、上記第１、第２の手法に限られるものではなく、これ以外の種々の手法を用いることができる。
【００６１】
また本発明は、ＭＩＭ素子以外のスイッチング素子を用いた液晶表示装置にも適用できる。
【００６２】
また本発明は、特に液晶表示装置に適用することが望ましいが、それ以外の表示パネル、例えばＥＬ（エレクトロ・ルミネッセンス）、プラズマディスプレイ等に適用することも可能である。
【００６３】
また本発明に係る電子機器は、上記実施例２で説明したものに限らず、少なくとも本発明に係る表示装置を含む種々の電子機器を含む。
【００６４】
【図面の簡単な説明】
【図１】４値駆動法の駆動波形例を示す図である。
【図２】充放電駆動法の駆動波形例を示す図である。
【図３】図３（Ａ）は液晶パネルの画素の等価回路を示す図であり、図３（Ｂ）はＭＩＭ素子のＩ−Ｖ特性を示す図である。
【図４】充放電駆動法による表示特性の向上について説明するための図である。
【図５】図５（Ａ）、（Ｂ）は、充放電駆動法の他の駆動波形例を示す図である。
【図６】実施例１を実現できる液晶表示装置のブロック図の例である。
【図７】充放電モード（第３のモード）での駆動波形例である。
【図８】充電−充電モード（第４のモード）での駆動波形例である。
【図９】放電−放電モード（第５のモード）での駆動波形例である。
【図１０】充電−充電モードでの第１の選択電圧ＶＳ１−透過率Ｔ特性等の一例を示す図である。
【図１１】放電−放電モードでの第２の選択電圧ＶＳ２−透過率Ｔ特性等の一例を示す図である。
【図１２】第１、第２の手法等により得られたＶＳ１、ＶＳ２を用いた場合の階調データ−透過率特性等の一例を示す図である。
【図１３】ＶＳ１、ＶＳ２の中間値ＶＭ及びその中間値の平均値ＶＭＭを求める手法について説明するための図である。
【図１４】図１３により得られたＶＭＭに基づいて求められたＶＳ１、ＶＳ２を用いて充放電駆動を行った場合の第１の選択電圧ＶＳ１−透過率Ｔ特性の一例を示す図である。
【図１５】図１５（Ａ）、（Ｂ）は、充放電駆動法によるパルス幅変調について説明するための図である。
【図１６】図１６（Ａ）、（Ｂ）は、４値駆動法によるパルス幅変調について説明するための図である。
【図１７】充電モードでの階調データと放電モードでの階調データとの関係に関する測定結果を示す図である。
【図１８】実施例２の電子機器の構成例を示す図である。
【図１９】電子機器の１つであるプロジェクタの一例を示す図である。
【図２０】電子機器の１つであるパーソナルコンピュータの一例を示す図である。
【図２１】電子機器の１つであるページャの一例を示す図である。
【図２２】ＴＣＰを用いた実装例を示す図である。
【符号の説明】
１０ 液晶パネル
１２ ＭＩＭ素子
１４ 液晶素子
２０ 走査信号駆動回路
３０ データ信号駆動回路
３１ モード切り替え手段

Claims (7)

1. 複数の走査線と、複数のデータ線と、該走査線及びデータ線を用いて駆動される、ＭＩＭ素子、バック・ツー・バック・ダイオード素子、ダイオードリング素子、バリスター素子のいずれか１つである非線形スイッチ素子とを含み、第１の選択電圧を前記走査線に与える第１のモードと、非選択電圧を基準として該第１の選択電圧と逆極性のプリチャージ電圧を前記走査線に与えた後に非選択電圧を基準として該プリチャージ電圧と逆極性の第２の選択電圧を前記走査線に与える第２のモードとが混在する第３のモードにて前記非線形スイッチ素子を駆動する表示装置に用いられる電圧設定方法であって、
   前記第１のモードを繰り返す第４のモードにて前記非線形スイッチ素子を駆動し、第４のモードでの第１の選択電圧−透過率特性を求め、
   前記第２のモードを繰り返す第５のモードにて前記非線形スイッチ素子を駆動し、第５のモードでの第２の選択電圧−透過率特性を求め、
   前記第４のモードでの前記第１の選択電圧−透過率特性と、前記第５のモードでの前記第２の選択電圧−透過率特性とに基づいて、前記第３のモードにおいて使用する第１、第２の選択電圧を求めることを特徴とする電圧設定方法。
2. 請求項１において、
   前記第４のモードでの前記第１の選択電圧−透過率特性、前記第５のモードでの前記第２の選択電圧−透過率特性においてほぼ同一の透過率を与える第１、第２の選択電圧を、前記第３のモードにおいて使用する第１、第２の選択電圧とすることを特徴とする電圧設定方法。
3. 請求項１において、
   前記第４のモードにおいて透過率が所与の値になる際の第１の選択電圧と、前記第５のモードにおいて透過率が所与の値になる際の第２の選択電圧とに基づいて、前記第３のモードにおいて前記非線形スイッチ素子を駆動する際の各階調データに対応する第１、第２の選択電圧を求めることを特徴とする電圧設定方法。
4. 請求項１において、
   前記第４、第５のモードにおいて同一の透過率を得る際の第１、第２の選択電圧の中間値を平均した値に基づいて、前記第３のモードにおいて前記非線形スイッチ素子を駆動する際の各階調データに対応する第１、第２の選択電圧を求めることを特徴とする電圧設定方法。
5. 請求項１乃至４のいずれかにおいて、
   前記第３のモードにおいて前記非線形スイッチ素子を駆動する際の各階調データに対応する第１、第２の選択電圧を求める場合に、階調データの変化に対する第１、第２の選択電圧の変化の割合を互いに異ならせることを特徴とする電圧設定方法。
6. 複数の走査線と、複数のデータ線と、該走査線及びデータ線を用いて駆動される、ＭＩＭ素子、バック・ツー・バック・ダイオード素子、ダイオードリング素子、バリスター素子のいずれか１つである非線形スイッチ素子とを含む表示装置であって、
   第１のモードにおいては、第１の選択電圧を前記走査線に与え、第２のモードにおいては、非選択電圧を基準として該第１の選択電圧と逆極性のプリチャージ電圧を前記走査線に与えた後に非選択電圧を基準として該プリチャージ電圧と逆極性の第２の選択電圧を前記走査線に与える走査信号駆動手段と、
   データ電圧を前記データ線に与えるデータ信号駆動手段と、
   前記第１、第２のモードを混在させて前記非線形スイッチ素子を駆動する第３のモードと、前記第１のモードを繰り返して前記非線形スイッチ素子を駆動する第４のモードと、前記第２のモードを繰り返して前記非線形スイッチ素子を駆動する第５のモードとを切り替える手段とを含むことを特徴とする表示装置。
7. 請求項６の表示装置を含むことを特徴とする電子機器。

Images