(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のＴＦＴ素子によってスイッチングを行う液晶表示パネルを備えたアクティブマトリックス駆動型液晶表示装置において、
該アクティブマトリックス駆動型液晶表示装置は位相変調駆動を行うものであり、
前記液晶表示パネルの温度変化に応じて、前記ＴＦＴ素子を駆動する走査信号の印加電圧を変化させて、該ＴＦＴ素子を介して液晶容量に流れ込むドレイン電流量が温度変化に対して一定になるようにＴＦＴ素子の温度補償を行う電圧変動回路を有することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記液晶表示パネルの温度変化を検出する温度検出器を有することを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記ＴＦＴ素子を駆動する信号電圧を昇圧する昇圧回路をさらに備えているとともに、
上記ＴＦＴ素子を駆動する信号電圧が、前記電圧変動回路によって電圧変化された後に、上記昇圧回路によって昇圧されることを特徴とする請求項１または２に記載の液晶表示装置。
【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、さらに詳しくは、アクティブマトリックス駆動型の液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）は、ブラウン管（ＣＲＴ：Cathode Ray Tube）などのディスプレイと比較すると、厚み（奥行き）を格段に薄くできること、消費電力が小さいこと、フルカラー化が容易なことなどの利点を持っている。その利点を活かし、最近では、ノート型ＰＣ（パーソナルコンピュータ）、各種モニタ、携帯テレビ、またはデジタルビデオカメラの表示部など多岐の分野にわたって用いられている。
【０００３】
ＬＣＤの需要が伸びるにつれ、性能に対する要求も年々高くなりつつある。その中でも現在、重要かつ問題視されているのが、ＬＣＤパネルの消費電力である。昨今、急速に成長している、携帯電話またはＰＤＡ（Personal Digital Assistant）などのモバイルツールにおいて、ＬＣＤの消費電力の占める割合は大きく、ＬＣＤの低消費電力化は早急に求められている。
【０００４】
現在、ＬＣＤの低消費電力化を行うにあたり様々な対策が考えられている。中でも駆動面からのアプローチとしては、位相変調駆動による低消費電力化が報告されている。位相変調駆動に関しては、特開平４−２９９３８８号公報に開示される。
【０００５】
次に、位相変調駆動について説明する。位相変調駆動は、電圧変動による駆動方法（電圧変動駆動）とは異なり、たとえば薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）または薄膜ダイオードなどの能動素子を用いたアクティブマトリックス液晶表示装置を、パルス幅による変調方式で駆動する。前記能動素子は、その電流−電圧特性が急峻でかつ応答性が高いため、画素電極と対向電極との間への電荷蓄積は急速に行われ、電極間の電圧上昇速度が速い。
【０００６】
したがって、画素電極と対向電極との間に印加される電圧は、前記能動素子の駆動信号入力端と対向電極との間に印加した選択電圧のパルス幅に応じて変化する。このため、前記選択電圧パルス幅を画像データに応じて制御すれば、画素電極と対向電極との間に印加される電圧を変化させて画素の透過率を制御し、階調表示を行うことができる。
【０００７】
具体的に図を用いて、電圧変動駆動と位相変調駆動とを説明する。図５は、電圧変動駆動による階調表示方式を説明するためのグラフである。図５に示すように、電圧変動駆動では、画像データに応じて液晶に印加する電圧レベルを変えることによって、画素の透過率を制御し、階調表示を行う。
【０００８】
しかしながら、電圧変動駆動による駆動方法は、選択電圧の電圧値を変化させて階調表示を行うものであるため、駆動信号として、表示階調数と同数の電圧信号が必要であり、表示階調を多くするほど多段階の電圧を出力する電源回路が必要となって駆動回路が複雑化する。さらに、多段階の電圧を入力電圧から作成する際には、オペアンプなどの昇圧・降圧回路によって各設定電圧を作らなければならず、作成する際には必ず電力のロスが生じる。結果、パネルの消費電力は大きいものになってしまう。
【０００９】
次に、位相変調駆動による階調表示方式を説明する。図６は、位相変調駆動による階調表示方式を説明するためのグラフである。図６に示すように、位相変調駆動では、画像データに応じてパルス幅を制御することで、階調表示を行っている。つまり、パルス幅を変えることで、液晶に印加される電力レベルを制御し、階調表示を行うことができる。
【００１０】
位相変調駆動は、電圧変動駆動と異なり、パルス幅変調方式で駆動しているため、電圧変動駆動のように多段階の電圧レベルの駆動信号を用いることなく、２値の電圧のみで階調表示を行うことができる。２値の電圧のみで階調表示ができるということは液晶表示装置の消費電力を低減するのに非常に有効な手段である。なぜなら、前述したように、電圧変動駆動を行う場合には、多段階の電圧レベルが必要となるからである。また、電圧変動駆動において、各設定電圧を作成する際には、オペアンプなどの昇圧・降圧回路による電力のロスが生じる。
【００１１】
これに対して、位相変調駆動であれば階調表示の駆動電圧は２値のみであるから、昇圧または降圧の際の電力ロスもほとんどなく、結果、低消費電力で液晶表示パネルを駆動することが可能となる。このように、位相変調駆動を行うと液晶表示装置を低消費電力で駆動できる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、位相変調駆動には、動作雰囲気の温度変化に応じて、表示品位が変化しやすいという問題点がある。もともと液晶表示装置は動作雰囲気の温度に対して、その表示が変化するのが問題の１つであった。その要因としては、(1) 液晶材料が温度特性を持つ（誘電率、保持率など）、(2) 能動素子が温度特性を持つ、という、２つの要因が考えられる。
【００１３】
この中で、(1) の液晶材料に起因する表示変化は電圧変動駆動・位相変調駆動の両駆動において、ほぼ同様に生じる振舞である。しかしながら、(2) の能動素子の温度特性変化に対する液晶表示装置の振舞が電圧変動駆動と位相変調駆動とでは大きく異なる。以下にその理由を、能動素子として、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）素子を例にあげて説明する。
【００１４】
図７は、ＴＦＴ素子を有する液晶表示パネルの１画素分の等価回路図である。ＴＦＴ素子を有する液晶パネルでは、マトリックス状に配置された信号線と走査線との交点に、ＴＦＴ素子が配置され、ＴＦＴ素子のゲートは走査線に、ソースは信号線に、ドレインは液晶容量に接続される。前記液晶パネルにおいて、ゲート電極が選択状態になると、トランジスタは導通し、信号線の映像信号を液晶容量に書き込む。ゲート電極が非選択状態になると、トランジスタはハイインピーダンスとなり、信号線の映像信号が液晶容量に漏れるのを防ぐ。
【００１５】
図８は、ＴＦＴ（ａ−Ｓｉ）のＶｇ−√Ｉｄ特性（Ｖｇ：ＴＦＴ素子のゲート電極に印加される電圧、Ｉｄ：ドレイン電流）の温度依存性を示すグラフである。図８に示す温度特性を見ると、温度上昇に伴ってＴＦＴに流れ込むドレイン電流が増大することが判る。ドレイン電流の電流量が増大するということは、それだけ液晶に流れる電流量が大きくなり、入力信号に対するドレイン電圧の立上りが急峻になるということである。
【００１６】
以上のことを踏まえて、温度変化が生じた際の電圧変動駆動と位相変調駆動とを考えてみる。まず、電圧変動駆動の場合を考えてみよう。図９（ａ）は、温度Ｔ＝Ｔｒ（室温時）の際の階調信号（中間調表示）を示すグラフである。図９（ａ）において、矩形波１で示した信号が入力信号であり、曲線２で示した信号がドレイン電圧である。中間表示は設定時間（書込み時間：１Ｈ）内に設定電圧Ｖａまで達しているものとする。
【００１７】
図９（ｂ）は、温度Ｔ＝Ｔｈ（Ｔｈ＞Ｔｒ）になった時の階調信号（中間調表示）を示すグラフである。図９（ｂ）では、図９（ａ）の状態から温度を上昇させ、Ｔ＝Ｔｈになった時の状態を表す。図９から、温度上昇に伴ってＴＦＴに流れ込むドレイン電流は増大し、入力信号に対するドレイン電圧の立上りが急峻になる様子が判る。
【００１８】
しかしながら、温度上昇によってドレイン電圧の立上りが急峻になったものの、この程度の変化であれば、設定時間（書込み時間：１Ｈ）内に設定電圧Ｖａまで達しているという振舞は変わらない。結果、画素に印加される電圧は温度によって変わらず、ＴＦＴの温度特性起因の階調表示変化はない。もちろん、もっと大きな温度変化による、ＴＦＴ素子の特性変化が起こった場合、電圧変動駆動においても表示は変化する。
【００１９】
次に、位相変調駆動の場合を考える。図１０（ａ）は、温度Ｔ＝Ｔｒの際の階調信号（中間調表示）を示すグラフである。図１０（ａ）において、矩形波１で示した信号が入力信号であり、曲線２で示した信号がドレイン電圧である。中間表示も設定時間（書込み時間：１Ｈ）内に設定電圧Ｖｃまで達しているものとする。
【００２０】
図１０（ｂ）は、温度Ｔ＝Ｔｈ（Ｔｈ＞Ｔｒ）になった時の階調信号（中間調表示）を示すグラフである。図１０（ｂ）では、図１０（ａ）の状態から温度を上昇させ、Ｔ＝Ｔｈになった時の状態を表す。温度上昇に伴ってＴＦＴに流れ込むドレイン電流は増大し、入力信号に対するドレイン電圧の立上りが急峻になる。すると、その立上り方の変化を受けて、中間調表示の設定電圧ＶｃはＴ＝Ｔｒ時よりも高い方向にシフトする。その結果、温度が上昇した場合、通常時よりもΔＶ高い電圧Ｖｃ’が印加されることになり、階調表示が変化してしまう。
【００２１】
つまり、位相変調駆動では、パルス幅変調方式で駆動しているため、ドレイン電圧の立上り方の変化がそのまま、まともに階調表示に影響を及ぼすことが判る。
【００２２】
液晶表示装置において、パネル温度変化に起因する表示変化を防止するための対策として、たとえば特開平３−１０２１７号公報では、信号電極に電圧が印加されるパルスの幅を温度によって変化させることによって、温度補償を行う方法が開示されている。しかしながら、この従来技術では、階調に応じてパルス幅を制御しなければならず、非常に複雑な制御になってしまう。
【００２３】
特開平１０−３０１０９４号公報では、透過型液品表示装置において、バックライト光の温度分布による液晶の閾値移動を走査信号の電圧変化によって補償し、画像表示ムラを防止する方法が開示されている。しかしながら、この従来技術では、透過型液晶表示装置における、液晶の閾値移動の補償のみについて言及されており、反射型液晶表示装置、位相変調駆動、および能動素子（ＴＦＴ）特性に対する補償については一切述べられていない。
【００２４】
本発明の目的は、アクティブマトリックス駆動型液晶表示装置において、パネルの温度変化に起因する表示変化を低消費電力の温度補償を行う電圧変動回路で防止し、動作範囲のいかなる温度においても良好な表示品位が得られる液晶表示装置を提供することである。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、複数のＴＦＴ素子によってスイッチングを行う液晶表示パネルを備えたアクティブマトリックス駆動型液晶表示装置において、該アクティブマトリックス駆動型液晶表示装置は位相変調駆動を行うものであり、前記液晶表示パネルの温度変化に応じて、前記ＴＦＴ素子を駆動する走査信号の印加電圧を変化させて、該ＴＦＴ素子を介して液晶容量に流れ込むドレイン電流量が温度変化に対して一定になるようにＴＦＴ素子の温度補償を行う電圧変動回路を有することを特徴とする液晶表示装置である。
【００２６】
本発明に従えば、液晶表示装置は、前記液晶表示パネルの温度変化に応じて、前記能動素子を駆動する信号の電圧を変化させて、能動素子の温度補償を行う電圧変動回路を有するので、能動素子の温度特性変化を補償し、動作範囲のいかなる温度においても良好な表示品位を得ることができる。
【００２７】
また本発明は、位相変調駆動を行うことを特徴とする。位相変調駆動では、階調表示の駆動電圧が２値のみであるから、昇圧または降圧の際の電力ロスもほとんどなく、低消費電力で液晶表示パネルを駆動することができる。しかしながら、位相変調駆動には、動作雰囲気の温度変化に応じて、表示品位が変化しやすいという問題点がある。
【００２８】
本発明に従えば、液晶表示パネルの温度変化に応じて、前記能動素子を駆動する信号の電圧を変化させて、能動素子の温度補償を行うので、位相変調駆動を行う液晶表示装置においても温度変化による表示品位の変化を防止することができる。
【００２９】
また本発明は、前記液晶表示パネルの温度変化に応じて、走査信号の印加電圧を変化させることを特徴とする。
【００３０】
本発明に従えば、前記液晶表示パネルの温度変化に応じて、走査信号の印加電圧を変化させるので、温度変化によって表示が変化しない液晶表示パネルを実現することができる。
【００３１】
また本発明は、前記液晶表示パネルの温度変化を検出する温度検出器を有することを特徴とする。
【００３２】
本発明に従えば、前記液晶表示パネルの温度変化を検出する温度検出器を有するので、液晶パネルの温度を逐次検出することができ、液晶パネルの温度変化に応じた能動素子の温度補償を行うことができる。
【００３３】
また本発明は、前記ＴＦＴ素子を駆動する信号電圧を昇圧する昇圧回路をさらに備えているとともに、上記ＴＦＴ素子を駆動する信号電圧が、前記電圧変動回路によって電圧変化された後に、上記昇圧回路によって昇圧されることを特徴とする。
【００３４】
本発明に従えば、能動素子を駆動する信号電圧が昇圧回路によって昇圧される前に、能動素子の温度補償を行うための電圧変動回路によって、この信号電圧が変化されることになる。よって、昇圧回路によって昇圧された信号電圧に対して、電圧変動回路が温度補償を行う構成と比較して、電圧変動回路に入力される電圧値、および電圧変動回路から出力される電圧値を低くすることができる。
【００３５】
電圧変動回路から出力される電圧値が低くなることによって、電圧変動回路における外部抵抗で消費される電力も小さく抑制することができる。よって、消費電力の小さい液晶表示装置を提供することが可能となる。
【００３６】
また、電圧変動回路に入力される電圧値が低くなることによって、電圧変動回路に用いられるレギュレータ等を構成するＩＣの動作範囲電圧を低く設定することができる。すなわち、耐圧の低いＩＣで電圧変動回路を構成することができるので、温度補償を行うための電圧変動回路を、より安価に実現することができる。
【００３７】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の一形態である液晶表示装置１０を示す概略図である。液晶表示装置１０は、一対の基板間に液晶が介在される液晶表示パネル４、液晶表示パネル４の温度を検出する温度検出器３、および液晶表示パネル４に駆動電圧を印加する電圧変動回路５を有する。
【００３８】
液晶表示装置１０は、アクティブマトリックス型の液晶表示装置であり、能動素子として、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）素子を有する。ＴＦＴ素子などの能動素子は、その温度変化によって電気的特性が変化する。
【００３９】
温度検出器３は、液晶表示パネル４の温度を検出し、検出した温度は電圧変動回路５に伝達される。電圧変動回路５は、検出器３が検出した温度に応じて、液晶表示パネル４を駆動する信号の電圧を変動させる。
【００４０】
次に、液晶表示装置１０の液晶駆動方式について、ＴＦＴ素子の温度特性変化に対してセンシティブに表示が変わる位相変調駆動を例に挙げて説明する。ＴＦＴ素子を有する液晶表示パネルでは、マトリックス状に配置された信号線と走査線との交点に、ＴＦＴ素子が配置され、ＴＦＴ素子のゲートは走査線に、ソースは信号線に、ドレインは液晶容量に接続される。前記液晶パネルにおいて、ゲート電極が選択状態になると、トランジスタは導通し、信号線の映像信号を液晶容量に書き込む。ゲート電極が非選択状態になると、トランジスタはハイインピーダンスとなり、信号線の映像信号が液晶容量に漏れるのを防ぐ。
【００４１】
図８において前述したように、温度上昇に伴ってＴＦＴに流れ込むドレイン電流は増大する。ドレイン電流の電流量が増大するということは、それだけ液晶に流れる電流量が大きくなり、入力信号に対ナるドレイン電圧の立上りが急峻になり、液晶パネルの表示に影響を与えるということである。温度変化によって電流量が変化するのであれば、その電流量変化を補償するような形で、入力信号を変化させればよいと考えられる。
【００４２】
そこで、液晶表示パネルの温度変化に応じて、走査信号の印加電圧Ｖｇを変化させる駆動方法について考えてみる。図２は、ＴＦＴ（ａ−Ｓｉ）のＶｇ−√Ｉｄ特性（Ｖｇ：ＴＦＴ素子のゲート電極に印加される電圧、Ｉｄ：ドレイン電流）の温度依存性を示すグラフである。図２に示すように、温度変化に対して常に一定の電流量√Ｉｄ＝ｃをドレイン電極に供給するためには、走査信号電圧Ｖｇを温度によって変化させてやればよいことが判る。すなわち、各温度Ｔｈ，Ｔｒ，Ｔｌの間に、Ｔｈ＞Ｔｒ＞Ｔｌの関係が成立ち、温度Ｔｒのときに走査信号電圧Ｖｇ＝Ｖｒで√Ｉｄ＝Ｃであれば、温度Ｔｈのときに走査信号電圧Ｖｇ＝Ｖｈ（Ｖｈ＜Ｖｒ）とすれば√Ｉｄ＝Ｃとなり、温度Ｔｌのときに走査信号電圧Ｖｇ＝Ｖｌ（Ｖｒ＜Ｍ）とすれば√Ｉｄ＝Ｃとなり、ドレイン電流を温度によらず一定に保つことができる。
【００４３】
図３（ａ）は、走査信号電圧Ｖｇが一定の場合の、階調信号の入力波形（中間調表示時）と、各温度Ｔｈ，Ｔｒ，Ｔｌでのドレイン電圧の変化とを示すグラフである。図３（ａ）から、温度変化によってＴＦＴ特性が変わり、ドレインに流れ込む電流量、つまりドレイン電圧の立上り方が変化する様子が見て取れる。
【００４４】
図３（ｂ）は、温度に応じて走査信号電圧Ｖｇを変化させた場合のドレイン電圧の変化を示すグラフである。図３（ｂ）に示すように、温度によって走査信号電圧ＶｇをＶｈ，Ｖｒ，Ｖｌと変化させ、ドレイン電極に流れ込む電流量が一定値になるように制御することによって、ドレイン電圧の立上り方の温度依存性を無くすことができる。その結果、温度変化によって表示が変化しない、液晶表示パネルを実現することができる。
【００４５】
この駆動は電圧変動駆動のパネルにおいても有効であるが、特に能動素子の温度特性変化に対して、表示がセンシティブに変化する位相変調駆動においては、非常に有効な手段となる。また、位相変調駆動であれば階調表示の駆動電圧は２値のみであるから、昇・降圧の際の電力ロスもほとんどなく、結果、低消費電力で液晶表示パネルを駆動することが可能となる。
【００４６】
次に、液晶表示パネルの温度変化に応じて、共通信号の印加電圧Ｖｃｏｍまたは階調信号の印加電圧Ｖｓを変化させる駆動方法について考えてみる。図４は、液晶表示パネルの温度変化に応じて、共通信号の印加電圧Ｖｃｏｍまたは階調信号の印加電圧Ｖｓを変化させる駆動方法について説明するためのグラフである。図４（ａ）において、矩形波１で示した信号が入力信号であり、曲線２で示した信号がドレイン電圧である。図４（ａ）に示すように、たとえばパネルの温度の低下に応じて、ＴＦＴ素子の特性が変化し、ドレイン電極に流れ込む電流量が低下し、ドレイン電極の電位は低下する。
【００４７】
図４（ｂ）は、液晶表示パネルの温度変化に応じて、対向電極に印加する電圧を変化させる駆動方法について説明するためのグラフである。まず、ドレイン電極に階調信号電圧Ｖｓが印加され、対向電極に共通信号電圧Ｖｃｏｍが印加される場合について考える。たとえば、液晶表示パネルの温度低下に伴って、ドレイン電極の電位がＶｓからΔＶ低下する場合には、液晶の電位差が温度変化によらず一定になるように、対向電極に印加する共通信号電圧Ｖｃｏｍを図４（ｂ）に示すようにΔＶ低下させる。こうすることによって、ＴＦＴ素子の温度補償を行うことができる。
【００４８】
この駆動を行う場合、共通信号の印加電圧Ｖｃｏｍは、走査信号電圧と比較して低電圧であるので、電圧変動させる電圧を低く設定できるというメリットがある。
【００４９】
次に、ドレイン電極に共通信号電圧Ｖｃｏｍが印加され、対向電極に階調信号電圧Ｖｓが印加される場合について考える。この場合も、液晶表示パネルの温度変化に応じてＴＦＴ素子の特性が変化し、ドレイン電極の電位が変動する。ここでたとえば、液晶表示パネルの温度低下に伴って、ドレイン電極の電位がＶｃｏｍからΔＶ低下する場合には、液晶の電位差が温度変化によらず一定になるように、対向電極に印加する階調信号電圧Ｖｓを図４（ｂ）に示すようにΔＶ低下させる。こうすることによって、ＴＦＴ素子の温度補償を行うことができる。
【００５０】
電圧変動駆動において、この駆動を行う場合は、各階調に対してそれぞれ階調電圧が設定されているので、温度に応じて階調信号電圧Ｖｓを変動させる際に、その設定されている階調電圧を利用し、温度補償用の電圧をわざわざ作ることなく、温度補償を行うことができる。
【００５１】
以上のように、対向電極に印加する電圧を温度に応じて変動させることによって、ＴＦＴ素子の温度補償を行うことができ、温度変化によって表示が変化しない液晶表示パネルを実現することができる。
【００５２】
さらに、対向電極に印加する電圧を変動させる駆動は、電圧変動駆動のパネルにおいても有効であるが、特に能動素子の温度特性変化に対して、表示がセンシティブに変化する位相変調駆動においては、非常に有効な手段となる。加えて、位相変調駆動であれば階調表示の駆動電圧は２値のみであるから、昇・降圧の際の電力ロスもほとんどなく、結果、低消費電力で液晶表示パネルを駆動することが可能となる。
【００５３】
図４（ｃ）は、液晶表示パネルの温度変化に応じて、ドレイン電極に印加する電圧を変化させる駆動方法について説明するためのグラフである。まず、ドレイン電極に階調信号電圧Ｖｓが印加され、対向電極に共通信号電圧Ｖｃｏｍが印加される場合について考える。たとえば、液晶表示パネルの温度低下に伴って、ドレイン電極の電位がＶｓからΔＶ低下すると推定される場合には、液晶の電位差が温度変化によらず一定になるように、階調信号として印加する電圧を図４（ｃ）に示すようにΔＶ上昇させる。こうすることによって、ＴＦＴ素子の温度補償を行うことができる。
【００５４】
電圧変動駆動において、この駆動を行う場合は、各階調に対してそれぞれ階調電圧が設定されているので、温度に応じて階調信号電圧Ｖｓを変動させる際に、その設定されている階調電圧を利用し、温度補償用の電圧をわざわざ作ることなく、温度補償を行うことができる。
【００５５】
次に、ドレイン電極に共通信号電圧Ｖｃｏｍが印加され、対向電極に階調信号電圧Ｖｓが印加される場合について考える。この場合も、液晶表示パネルの温度変化に応じてＴＦＴ素子の特性が変化し、ドレイン電極の電位が変動する。ここでたとえば、液晶表示パネルの温度低下に伴って、ドレイン電極の電位がＶｃｏｍからΔＶ低下すると推定される場合には、液晶の電位差が温度変化によらず一定になるように、共通信号として印加する電圧を、図４（ｃ）に示すようにΔＶ上昇させる。こうすることによって、ＴＦＴ素子の温度補償を行うことができる。
【００５６】
この駆動を行う場合、共通信号の印加電圧Ｖｃｏｍは、走査信号電圧と比較して低電圧であるので、電圧変動させる電圧を低く設定できるというメリットがある。
【００５７】
以上のように、ドレイン電極に印加する電圧を温度に応じて変動させることによって、ＴＦＴ素子の温度補償を行うことができ、温度変化によって表示が変化しない液晶表示パネルを実現することができる。
【００５８】
さらに、ドレイン電極に印加する電圧を変動させる駆動は、電圧変動駆動のパネルにおいても有効であるが、特に能動素子の温度特性変化に対して、表示がセンシティブに変化する位相変調駆動においては、非常に有効な手段となる。加えて、位相変調駆動であれば階調表示の駆動電圧は２値のみであるから、昇・降圧の際の電力ロスもほとんどなく、結果、低消費電力で液晶表示パネルを駆動することが可能となる。
【００５９】
次に、電圧変動回路５の構成について説明する。温度補償を行うための電圧変動回路５は、温度によって抵抗値の変化するサーミスタ１１と、設定抵抗値の割合によって出力電圧を制御できるレギュレータ１２とを備えた構成となっている。図１１は、電圧変動回路５の具体的な回路構成を示す回路図である。
【００６０】
ここで、Ｒ１、Ｒ２は固定抵抗値、Ｒｔｈはサーミスタ１１の抵抗値、Ｖｉｎは入力電圧値、およびＶｏｕｔは出力電圧値をそれぞれ示している。Ｒｔｈは、温度によって抵抗値が変化するものである。また、Ｖｏｕｔは、次の（１）式で表されるものとする。
Ｖｏｕｔ＝α×（１＋（Ｒ２＋Ｒｔｈ）／Ｒ１）  （１）
なお、この式において、αは定数を表している。また、このＶｏｕｔの式は、標準的なレギュレータの仕様より引用したものである。この式によれば、電圧変動回路５は、Ｒｔｈの抵抗値が温度によって変わることによって、レギュレータ１２からの出力電圧値Ｖｏｕｔを変化させて出力するものとなっていることがわかる。すなわち、Ｖｏｕｔの値を反映する信号電圧が温度によって変動することによって、温度補償が行われることになる。
【００６１】
次に、Ｒ１、Ｒ２、Ｒｔｈに流れる電流をＩｒと設定する。なお、厳密には、本来Ｒ１に流れる電流をＩ１、Ｒ２およびＲｔｈに流れる電流をＩ２、レギュレータ１２の調整用ピンＡＤＪから流れ込む電流をＩａｄｊと設定しなければならない。しかしながら、低消費電力駆動を考える際に用いる低損失のレギュレータ１２において、調整用ピンから流れ込む電流Ｉａｄｊは非常に微小な電流値（具体的には、数十ｎＡ程度）となる。よって、近似的にＩ１≒Ｉ２＝Ｉｒとして、以下では説明を行うことにする。
【００６２】
以上のような回路構成を考えた場合、設定電圧を出力するために設けた外部抵抗値（Ｒ１，Ｒ２，Ｒｔｈ）で生じる消費電力が間題となる。外部抵抗値で生じる消費電力Ｐｒは、出力電圧値Ｖｏｕｔと、流れる電流量Ｉｒとの積で表される。すなわち、Ｐｒは、
Ｐｒ＝Ｖｏｕｔ×Ｉｒ  （２）
という式で表される。
【００６３】
また、Ｉ１≒Ｉ２＝Ｉｒであることから、出力電圧値Ｖｏｕｔは、次の式のような形でも表すことができる。
Ｖｏｕｔ＝Ｉｒ×（Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒｔｈ）  （３）
この（３）式と（２）式とによって、消費電力Ｐｒは次の式で表される。
Ｐｒ＝β×（Ｖｏｕｔ）2   （β＝１／（Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒｔｈ））  （４）
つまり、電圧変動回路から出力される出力電圧値Ｖｏｕｔの値を小さくすれば、外部抵抗値で生じる消費電力は小さくなることがわかる。例えば、出力電圧Ｖｏｕｔが１／２になれば、消費電力Ｐｒは１／４になる。
【００６４】
以上を踏まえて、次に、電圧変動回路を含む、実際の駆動回路について説明する。通常、走査電圧などの高い信号電圧は、液晶モジュールに供給される電源電圧を何倍かに昇圧して作成される。
【００６５】
ここで、まず比較例として、従来の駆動回路について説明する。図１２は、従来の駆動回路の概略構成を示すブロック図である。同図に示すように、従来の駆動回路は、入力電圧Ｖｉｎが、まず昇圧回路１３に入力され、その後、電圧変動回路５から出力電圧Ｖｏｕｔが出力される構成となっている。すなわち、従来の駆動回路は、パネルに供給される直前の信号電圧に対して電圧変動回路５による温度補償をかける構成となっている。しかしながら、この構成の場合、昇圧回路１３によって昇圧された高い信号電圧に対して温度補償を行うことになる。したがって、電圧変動回路５から出力される出力電圧Ｖｏｕｔは高い電圧となるので、この従来の駆動回路は、外部抵抗値での消費電力が大きくなってしまうという問題を有している。
【００６６】
一方、本実施形態における駆動回路は、図１３に示すような構成となっている。すなわち、この駆動回路は、入力電圧Ｖｉｎが、まず電圧変動回路５に入力され、その後、昇圧回路１３から出力電圧Ｖｏｕｔが出力される構成となっている。つまり、上記従来の構成とは異なり、本実施形態の駆動回路は、まず、昇圧前の電源電圧（入力電圧Ｖｉｎ）に対して電圧変動回路５によって温度補償を行っている。そして、温度補償が行われた後の電圧が、昇圧回路１３によって昇圧されて、パネルに供給される。これにより、電圧変動回路５から出力される電圧値Ｖｏｕｔを低く抑えることが可能となり、電圧変動回路５における外部抵抗で消費される電力も小さく抑制することができる。
【００６７】
また、入力電圧Ｖｉｎの値も、従来の回路構成よりも低くなるので、電圧変動回路５に用いられているレギュレータ等を構成するＩＣの動作範囲電圧を低く設定することができる。すなわち、耐圧の低いＩＣで電圧変動回路５を構成することができるので、温度補償を行うための電圧変動回路５を、より安価に実現することができる。
【００６８】
図１４は、上記の駆動回路を備えた液晶表示装置１０の概略構成を示す説明図である。この構成では、温度検出器３によって、液晶表示パネル４の温度が検出され、検出された温度が電圧変動回路５に伝達される。電圧変動回路５は、検出器３が検出した温度に応じて、入力される電圧を変動させて温度補償を行う。そして、温度補償が行われた信号が昇圧回路１３に入力され、必要とされる電圧にまで昇圧された後に、液晶表示パネル４に入力される。
【００６９】
なお、上記の駆動回路の構成は、位相変調駆動のみならず、電圧変調駆動においても有効な手段となる。また、温度補償を行う信号としては、走査信号に限定されるものではなく、温度補償処理および昇圧処理が必要とされる信号であれば、どのような信号を入力しても、上述した消費電力低減効果を同様に得ることができる。
【００７０】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、液晶表示装置は、前記液晶表示パネルの温度変化に応じて、前記ＴＦＴ素子を駆動する走査信号の印加電圧を変化させて、該ＴＦＴ素子を介して液晶容量に流れ込むドレイン電流量が温度変化に対して一定になるようにＴＦＴ素子の温度補償を行う電圧変動回路を有するので、能動素子の温度特性変化を補償し、動作範囲のいかなる温度においても良好な表示品位を得ることができる。
【００７１】
また本発明によれば、前記液晶表示パネルの温度変化を検出する温度検出器を有するので、液晶パネルの温度を逐次検出することができ、液晶パネルの温度変化に応じた能動素子の温度補償を行うことができる。
【００７２】
また本発明によれば、前記液晶表示パネルの温度変化に応じて、前記能動素子を駆動する信号の電圧を変化させて、能動素子の温度補償を行うので、位相変調駆動を行う液晶表示装置においても温度変化による表示品位の変化を防止することができる。
【００７３】
また本発明によれば、昇圧前の電源電圧に対して温度補償を行い、補償後の電圧を昇圧回路によって昇圧して、パネルに供給する構成となっているので、電圧変動回路から出力される電圧値（Ｖｏｕｔ）を低く抑えることができ、電圧変動回路の外部抵抗で消費される電力も小さく抑制することができる。
【００７４】
さらに、入力電圧値も通常の回路構成よりも低くなるので、電圧変動回路に用いるレギュレータ等のＩＣの動作範囲電圧を低く設定できる。結果、耐圧の低いＩＣで電圧変動回路が構成できるので、より安価に温度補償が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の一形態である液晶表示装置を示す概略図である。
【図２】  ＴＦＴ（ａ−Ｓｉ）のＶｇ−√Ｉｄ特性の温度依存性を示すグラフである。
【図３】  同図（ａ）は、走査信号電圧が一定の場合の、階調信号の入力波形（中間調表示時）と、各温度Ｔｈ，Ｔｒ，Ｔｌでのドレイン電圧の変化とを示すグラフであり、同図（ｂ）は、温度に応じて走査信号電圧を変化させた場合の、各温度Ｔｈ，Ｔｒ，Ｔｌでのドレイン電圧の変化を示すグラフである。
【図４】  液晶表示パネルの温度変化に応じて、共通信号の印加電圧Ｖｃｏｍまたは階調信号の印加電圧Ｖｓを変化させる駆動方法について説明するためのグラフであり、同図（ａ）は、入力信号を矩形波１で示し、ドレイン電圧を曲線２で示しており、同図（ｂ）は、対向電極に印加する電圧を示しており、同図（ｃ）は、ドレイン電極に印加する電圧を示している。
【図５】  電圧変動駆動による階調表示方式を説明するためのグラフである。
【図６】  位相変調駆動による階調表示方式を説明するためのグラフである。
【図７】  ＴＦＴ素子を有する液晶表示パネルの１画素分の等価回路図である。
【図８】  ＴＦＴ（ａ−Ｓｉ）のＶｇ−√Ｉｄ特性の温度依存性を示すグラフである。
【図９】  電圧変動駆動における階調信号とドレイン電圧の変化を示すグラフであり、同図（ａ）は、温度Ｔ＝Ｔｒ（室温時）のとき、同図（ｂ）は、温度Ｔ＝Ｔｈ（温度上昇時）のときを示している。
【図１０】  位相変動駆動における階調信号とドレイン電圧の変化を示すグラフであり、同図（ａ）は、温度Ｔ＝Ｔｒ（室温時）のとき、同図（ｂ）は、温度Ｔ＝Ｔｈ（温度上昇時）のときを示している。
【図１１】  電圧変動回路の回路構成例を示す回路図である。
【図１２】  従来の駆動回路の概略構成を示すブロック図である。
【図１３】  本発明の一実施形態に係る駆動回路の概略構成を示すブロック図である。
【図１４】  図１３に示す駆動回路を備えた液晶表示装置の概略構成を示す説明図である。
【符号の説明】
１    入力信号
２    ドレイン電圧
３    温度検出器
４    液晶表示パネル
５    電圧変動回路
１０    液晶表示装置
１１    サーミスタ
１２    レギュレータ
１３    昇圧回路
【図１】
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【図２】
0003688588.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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