(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドット・インバージョン方式の液晶表示装置であって、
複数の信号線と走査線とを交差して設け、前記信号線と走査線との各交点にＴＦＴをマトリックス状に配置した液晶パネルと、
前記液晶パネルの走査線を駆動する走査線駆動回路と、
γ補正電圧を参照電圧にして、デジタル画像信号を信号線駆動電圧に変換するデジタル・アナログコンバータを具備した信号線駆動回路と、を備えた液晶表示装置において、
前記液晶パネルの温度をＴとして液晶パネルの温度特性を補償する補償電圧Ｖ（Ｔ）（標準温度ＴｏのときＶ（Ｔｏ）＝０）を発生する温度補償電圧発生回路と、
前記温度補償電圧発生回路から出力される温度補償電圧に基づいて液晶パネルの理想動作基準電圧Ｖref を基準として、電圧Ｖ１とＶ２及び電圧Ｖ３とＶ４はＶ２＞Ｖ１＞Ｖref ＞Ｖ３＞Ｖ４を満たしてトラッキングされたものであって、
第１〜第４の基準電圧Ｖr1〜Ｖr4が次式
Ｖr1＝Ｖ１＋Ｖ（Ｔ）
Ｖr2＝Ｖ２＋Ｖ（Ｔ）
Ｖr3＝Ｖ３−Ｖ（Ｔ）
Ｖr4＝Ｖ４−Ｖ（Ｔ）
で与えられる基準電圧を出力する基準電圧発生回路と、
前記基準電圧発生回路から出力される第１，第２の基準電圧によって定まる第１のγ補正電圧群、及び前記第３，第４の基準電圧によって定まる第２のγ補正電圧群を発生するγ補正回路と、を具備し、
前記信号線駆動回路は、前記第１，第２のγ補正電圧群の補正電圧に基づいてデジタル画像信号をＤ／Ａ変換した信号線駆動電圧によって液晶パネルを駆動することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３とＶ４は、トラッキング・エラーをδとすれば、Ｖ１＋Ｖ３−２Ｖref ＝δ且つＶ２＋Ｖ４−２Ｖref ＝δとして、−０．５Ｖ≦δ≦０．５Ｖと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】
前記基準電圧発生回路は、液晶パネルの標準温度Ｔｏでのオフ電圧をΔ１とし、有効駆動電圧範囲をΔ２とすれば、第１〜第４の基準電圧Ｖr1〜Ｖr4として次式
Ｖr1＝Ｖref ＋Δ１＋Ｖ（Ｔ）
Ｖr2＝Ｖr1＋Δ２
Ｖr3＝Ｖref −Δ１−Ｖ（Ｔ）
Ｖr4＝Ｖr3−Δ２
の電圧を発生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４】
前記温度補償電圧発生回路は、温度範囲−２０℃〜９０℃の範囲内で、温度センサーにより周囲温度を検出し、前記液晶パネルの温度特性を補償する前記補償電圧Ｖ（Ｔ）を発生するものであ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５】
γ補正回路は、
前記第２の基準電圧と第１の基準電圧間に第１の抵抗から第ｎの抵抗を順に直列に接続し各接続点より前記第１のγ補正電圧群を出力する第１の分圧回路と、
第３の基準電圧と第４の基準電圧間に第ｎ＋１の抵抗から第２ｎの抵抗を順に直列に接続し、各接続点より前記第２のγ補正電圧群を出力する第２の分圧回路とを含んで構成され、
前記第１と第２ｎの抵抗の抵抗値、前記第２と第２ｎ−１の抵抗の抵抗値、・・・、前記第ｎと第ｎ＋１の抵抗の抵抗値を夫々等しくしたことを特徴とする請求項１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、映像機器やコンピュータなどの情報機器のディスプレイに用いられる液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置の発展は目覚ましく、カーナビゲーションやノート型パソコン等の表示装置として必要不可欠なデバイスとなり、デスクトップ型パソコンや２０インチクラスのテレビジョンの表示装置としても使用され始めている。これからも、多様な分野に利用され、液晶表示装置の市場はますます拡大していくものと思われる。
【０００３】
図９にこの従来の液晶表示装置の構成図を示す。この従来の液晶表示装置はドット・インバージョン（ドット反転ともいう）方式を用いたものである。図９の液晶表示装置は液晶パネル１５、信号線駆動回路１６、走査線駆動回路１７、駆動電源回路１０１、γ補正回路１０２、制御回路２３から構成される。液晶パネル１５は走査線１１と信号線１２とが一方の基板にマトリックス状に配設され、その交点を画素１２とし、液晶層を挟んで第１，第２の共通電極１０，１４が形成されている。画素にはＴＦＴ（薄膜トランジスタ）が配置される。
【０００４】
図１０は画素１３の等価回路を示すものである。図１０において、Ｓ，Ｇ，Ｄは夫々ＴＦＴのソース電極、ゲート電極、ドレイン電極を示す。ソース電極Ｓは信号線１２に接続され、ゲート電極Ｇは走査線１１に接続され、ドレイン電極Ｄは画素電極に接続される。画素電極と対峙して第２の共通電極１４（対向電極ともいう）が配置され、画素電極と第２の共通電極間に液晶を封入し液晶セルＬＣが形成される。Ｃｌｃは画素電極と第１の共通電極１０とに形成される補助容量（蓄積容量という場合もある）である。
【０００５】
信号線駆動回路１６は信号線１２を駆動し画素１３に画像信号に対応した駆動電圧を印加するものである。走査線駆動回路１７は走査線１１を駆動して画素１３に配置されたＴＦＴのゲートをＯＮ／ＯＦＦするものである。これ以降、ＴＦＴのゲートをＯＮ／ＯＦＦする駆動電圧をＶgon とＶgoffと表記する。信号線駆動回路１６，走査線駆動回路１７により液晶パネル１５を線順次駆動する。
【０００６】
制御回路２３は液晶表示装置に入力される水平同期信号、垂直同期信号、クロック、画像データ信号等（図９ではSignal in と表記）から、信号線駆動回路１６，走査線駆動回路１７の制御信号やデータ信号を生成するもので、ゲートアレイ等のＬＳＩから構成される。
【０００７】
γ補正回路１０２は液晶パネル１５の駆動電圧に対する透過率特性（以降、透過率特性と略する）を補正して、視感度に合った適正な画像を表示させるためのものである。図９の液晶表示装置は、信号線駆動回路１６に画像信号処理用デジタル・アナログ・コンバータ（ＤＡＣ）を備え、前記ＤＡＣの参照電圧にγ補正電圧を用いる。
【０００８】
図１１は図９の液晶表示装置のγ補正回路１０２を示す回路部であり、駆動電源回路１０１から液晶駆動電源電圧Ｖadd が出力される。γ補正電圧Ｖc0〜Ｖc9は抵抗Ｒc0〜Ｒc10 により液晶駆動電源電圧Ｖadd を分圧したもので、第１のγ補正電圧群Ｖc0〜Ｖc4と第２のγ補正電圧群Ｖc5〜Ｖc9とからなり、信号線駆動回路１６に入力される。
【０００９】
図１２（Ａ）に信号線駆動回路１６のγ補正電圧と入力データとの関係を表すグラフを示す。入力データは６ビットのデジタル信号の場合で、１０進数で表記している。ドット・インバージョン方式であるために、図１２（Ａ）の第１の補正電圧群（Ｖc0〜Ｖc4）と第２の補正電圧群（Ｖc5〜Ｖc9）が必要である。
【００１０】
図１２（Ｂ）に走査線Ｘｎ上にある互いに隣り合う画素（Ｘｎ，Ｙｍ−１）、（Ｘｎ，Ｙｍ）と（Ｘｎ，Ｙｍ＋１）の駆動電圧を示す。図示しないが、画素（Ｘｎ，Ｙｍ）と信号線Ｙｍ上にある隣り合う画素（Ｘｎ−１，Ｙｍ）と（Ｘｎ＋１，Ｙｍ）の駆動電圧も極性が反転する。この様に、ドット・インバージョン方式は互いに隣り合う画素に極性が反転した駆動電圧を印加する方式である。１Ｖは垂直走査時間、Ｖｆはフリッカ補正電圧、Ｖlc1 とＶlc2 は液晶セルの駆動電圧レベルである。Ｖref は液晶パネル１５の理想動作基準電圧である。第２の共通電極１４に印加される実際の動作基準電圧は電圧Ｖcom2であるが、容量結合によって生じる突き抜け電圧等により、Ｖcom2は理想動作基準電圧Ｖref からずれる。Ｖcom2とＶref との差分がフリッカ補正電圧Ｖｆである。信号線駆動回路１６には理想動作基準電圧Ｖref に対して極性の反転した駆動電圧を出力するために第１と第２のγ補正電圧群が入力される。
【００１１】
図１２（Ａ）に示すように、ある画素の画像データが「００」の場合に、Ｖc0の補正電圧が出力されたとすれば、１Ｖ後にはＶc9の補正電圧が出力される。画像データが「６３」の場合にはＶc4の補正電圧が、１Ｖ後にＶc5の補正電圧が出力される。Ｖc0とＶc9、あるいはＶc4とＶc5は理想駆動基準電圧に対して互いに極性が反転した電圧となるように設定される。他の組Ｖc1とＶc8，Ｖc2とＶc7，Ｖc3とＶc6も同様であり、駆動電圧出力回路から、互いに隣り合う画素に極性が反転した駆動電圧が出力され、且つ同一画素の画素データが変化しない場合、１Ｖ毎に極性の反転した駆動電圧Ｖ1c1 ，Ｖ1c2 が出力される。このような機能は信号線駆動回路１６を構成する信号線駆動用ＬＳＩに内蔵されている。「００」と「６３」以外の画像データについても同様で、図１２（Ａ）に基づく補正電圧が出力される。これに基づいて信号線駆動回路１６でＡ／Ｄ変換が行われ、図１２（Ｂ）に示すように位相動作基準電圧Ｖref 又は実際の動作基準電圧Ｖcom2と対称な電圧Ｖlc1 ，Ｖlc2 が印加されることとなる。
【００１２】
図１１のγ補正電圧Ｖc0〜Ｖc9は、液晶を交流駆動するために、Ｖc0−Ｖc4＝Ｖc5−Ｖc9、Ｖc1−Ｖc4＝Ｖc5−Ｖc8、Ｖc2−Ｖc4＝Ｖc5−Ｖc7、Ｖc3−Ｖc4＝Ｖc5−Ｖc6を満たすように設計（抵抗等の許容誤差を含めていない）されるから、抵抗Ｒco〜Ｒc10 の精度を高くしなければならない。
【００１３】
駆動電源回路１０１は液晶駆動電源電圧Ｖadd 、ＴＦＴのゲートオン／オフ電圧Ｖgon とＶgoff、第１と第２の共通電極１０，１４への印加電圧Ｖcom2を出力する。
【００１４】
図９に示すように、駆動電源回路１０１はＶｇ出力回路１０１ａ、Ｖadd 出力回路１０１ｂとＶcom2出力回路１０１ｃからなる。Ｖｇ出力回路１０１ａはゲートオン電圧Ｖgon とゲートオフ電圧Ｖgoffを出力し、Ｖadd 出力回路１０１ｂとＶcom2出力回路１０１ｃは夫々Ｖadd とＶcom2を出力する。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
ドット・インバージョン方式による駆動では、隣り合う画素に極性が反転した駆動電圧を印加するから、液晶表示装置のフリッカ（ちらつきともいう）を非常に小さくでき、表示品位の高い液晶表示装置を実現できる。一方、動作基準電圧（Ｖcom2）を直流電位にしなければならないために、信号線駆動電圧範囲が大きくなる。よって、信号線駆動回路１６を構成する駆動ＬＳＩの耐圧は高くなるから、駆動ＬＳＩのチップサイズが大になり、コストもアップする。
【００１６】
低電圧駆動が可能な液晶を用いれば、信号線駆動電圧範囲を小さくできコストアップを抑制できるが、低電圧駆動用液晶を用いた液晶パネルの駆動電圧に対する透過率特性（以降、透過率特性と略する）は急峻であるために、周囲温度によって透過率特性がシフトする（以降、これを液晶パネルの温度特性と略す）。液晶表示装置に透過率特性が急峻な液晶パネルを用いた場合には、周囲温度によって液晶表示装置の階調表示が変化し、適正なコントラストが得られなくなり画質が劣化する。
【００１７】
又ドットインバージョン方式は互いに異なる画素に極性が反転した駆動電圧を加えることにより、フリッカを小さくして画質を向上できるために用いられる。
そのために極性に応じた動作基準電圧を必要とする。動作基準電圧は液晶パネルの動作を定めるものであるから、変動した場合には、フリッカやクロストーク等が発生し画質に影響を与えるだけでなく、液晶パネルの信頼性に悪影響を与えるが、ドットインバージョン方式では動作基準電圧を複数必要とし、しかもトラッキングがとれている必要がある。
【００１８】
このため動作基準電圧は高精度で安定度が高いものが必要となる。しかしトラッキング・エラーの小さい動作基準電圧を得るには、複雑な回路を必要としコストアップする。そして安価に高精度の多数の基準電圧を得ることは難しいという欠点があった。
【００１９】
本願の請求項１〜６の発明は、このような従来の問題点を解決するものであって、ドット・インバージョン方式の液晶表示装置に透過率特性が急峻な液晶パネルを用いた場合にも、周囲温度の影響による階調表示の変化を最小限に止めて、高品位の画質を表示することができる液晶表示装置を提供するものである。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本願の請求項１の発明は、ドット・インバージョン方式の液晶表示装置であって、複数の信号線と走査線とを交差して設け、前記信号線と走査線との各交点にＴＦＴをマトリックス状に配置した液晶パネルと、前記液晶パネルの走査線を駆動する走査線駆動回路と、γ補正電圧を参照電圧にして、デジタル画像信号を信号線駆動電圧に変換するデジタル・アナログコンバータを具備した信号線駆動回路と、を備えた液晶表示装置において、前記液晶パネルの温度をＴとして液晶パネルの温度特性を補償する補償電圧Ｖ（Ｔ）（標準温度ＴｏのときＶ（Ｔｏ）＝０）を発生する温度補償電圧発生回路と、前記温度補償電圧発生回路から出力される温度補償電圧に基づいて液晶パネルの理想動作基準電圧Ｖref を基準として、電圧Ｖ１とＶ２及び電圧Ｖ３とＶ４はＶ２＞Ｖ１＞Ｖref ＞Ｖ３＞Ｖ４を満たしてトラッキングされたものであって、第１〜第４の基準電圧Ｖr1〜Ｖr4が次式
Ｖr1＝Ｖ１＋Ｖ（Ｔ）
Ｖr2＝Ｖ２＋Ｖ（Ｔ）
Ｖr3＝Ｖ３−Ｖ（Ｔ）
Ｖr4＝Ｖ４−Ｖ（Ｔ）
で与えられる基準電圧を出力する基準電圧発生回路と、前記基準電圧発生回路から出力される第１，第２の基準電圧によって定まる第１のγ補正電圧群、及び前記第３，第４の基準電圧によって定まる第２のγ補正電圧群を発生するγ補正回路と、を具備し、前記信号線駆動回路は、前記第１，第２のγ補正電圧群の補正電圧に基づいてデジタル画像信号をＤ／Ａ変換した信号線駆動電圧によって液晶パネルを駆動することを特徴とする。
液晶パネルの温度特性を実用上無視できるレベルにし、周囲温度の影響による階調表示変化を最小限として高品位の画像を表示できるという作用を有する。
【００２１】
本願の請求項２の発明は、請求項１の液晶表示装置において、前記電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３とＶ４は、トラッキング・エラーをδとすれば、Ｖ１＋Ｖ３−２Ｖref ＝δ且つＶ２＋Ｖ４−２Ｖref ＝δとして、−０．５Ｖ≦δ≦０．５Ｖとすることを特徴とする。
実用的なトラッキング・エラーの範囲を定めることができるという作用を有する。
【００２２】
本願の請求項３の発明は、請求項１の液晶表示装置において、前記基準電圧発生回路は、液晶パネルの標準温度Ｔｏでのオフ電圧をΔ１とし、有効駆動電圧範囲をΔ２とすれば、第１〜第４の基準電圧Ｖr1〜Ｖr4として次式
Ｖr1＝Ｖref ＋Δ１＋Ｖ（Ｔ）
Ｖr2＝Ｖr1＋Δ２
Ｖr3＝Ｖref −Δ１−Ｖ（Ｔ）
Ｖr4＝Ｖr3−Δ２
の電圧を発生することを特徴とする。
【００２３】
本願の請求項４の発明は、請求項１の液晶表示装置において、前記温度補償電圧発生回路は、温度範囲−２０℃〜９０℃の範囲内で、温度センサーにより周囲温度を検出し、前記液晶パネルの温度特性を補償する前記補償電圧Ｖ（Ｔ）を発生するものであることを特徴とする。
液晶表示装置の温度補償範囲を定めることができるという作用を有する。
【００２４】
本願の請求項５の発明は、請求項１の液晶表示装置において、γ補正回路は、前記第２の基準電圧と第１の基準電圧間に第１の抵抗から第ｎの抵抗を順に直列に接続し各接続点より前記第１のγ補正電圧群を出力する第１の分圧回路と、第３の基準電圧と第４の基準電圧間に第ｎ＋１の抵抗から第２ｎの抵抗を順に直列に接続し、各接続点より前記第２のγ補正電圧群を出力する第２の分圧回路とを含んで構成され、前記第１と第２ｎの抵抗の抵抗値、前記第２と第２ｎ−１の抵抗の抵抗値、・・・、前記第ｎと第ｎ＋１の抵抗の抵抗値を夫々等しくしたことを特徴とする。
簡単な構成のγ補正回路により、温度補償された精度の高いγ補正電圧を得ることができるという作用を有する。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の各実施の形態における液晶表示装置について図面を参照しつつ説明する。尚、従来の液晶表示装置の構成と同一部分には同一の符号を付している。
【００２７】
（実施の形態１）
図１には発明の実施の形態１における液晶表示装置の構成図を示す。図１の液晶表示装置は図９に示す従来の液晶表示装置と同じく、線順次駆動によるドット・インバージョン方式の駆動による液晶表示装置である。本図において、液晶パネル１５、制御回路２３、信号線駆動回路１６及び走査線駆動回路１７は図９と同一であるので説明は省略する。
【００２８】
駆動電源回路２０にはＶｇ出力回路２０ａ、Ｖadd出力回路２０ｂ、Ｖcom出力回路２０ｃに加えて、温度補償電圧発生回路２０ｄと第１，第２，第３及び第４の基準電圧を発生する基準電圧発生回路２０ｅが新たに備えられている。Ｖｇ出力回路２０ａはゲートオン電圧Ｖgon とゲートオフ電圧Ｖgoffを走査線駆動回路１７に出力し、Ｖadd 出力回路２０ｂは信号線駆動回路１６の駆動電源電圧Ｖadd を出力する。Ｖddは駆動回路１６，１７のロジック電源電圧で、液晶表示装置の電源電圧Ｖinを用いる。
【００２９】
Ｖcom 出力回路２０ｃは第１と第２の共通電極１０，１４に夫々Ｖcom1とＶcom2を出力するものである。温度補償電圧発生回路２０ｄは周囲の温度を検出する温度センサーＴＳからの信号に基づいて、液晶パネルの温度特性を補償する補償電圧Ｖ（Ｔ）を発生するものである。基準電圧発生回路２０ｅには補償電圧Ｖ（Ｔ）が入力され、γ補正回路２１に液晶パネルの温度特性を補償する第１，第２，第３及び第４の基準電圧を出力する。
【００３０】
γ補正回路２１は信号線駆動回路１６に備えられたＤＡＣの参照電圧として用いられるγ補正電圧を出力するもので、第１と第２の基準電圧間に挿入される第１の分圧回路２１ａと第３と第４の基準電圧間に挿入される第２の分圧回路２１ｂからなる。第１の分圧回路２１ａから第１のγ補正電圧群が出力され、第２の分圧回路２１ｂから第２のγ補正電圧群が出力され、γ補正電圧線２２により信号線駆動回路１６に入力される。
【００３１】
液晶パネル１５の駆動は、理想動作基準電圧Ｖref を基準として交互に極性の反転した駆動電圧を加える交流駆動であるが、極性の反転した駆動電圧を出力するためには、第１と第２のγ補正電圧群が必要である。第１のγ補正電圧群により＋極性の駆動電圧を出力するとすれば、−極性の駆動電圧は第２のγ補正電圧により出力されるのである。
【００３２】
標準温度Ｔｏのとき（一般的には２０℃、あるいは２５℃）、基準電圧発生回路２０ｅは第１の基準電圧Ｖr1としてＶ１、第２の基準電圧Ｖr2としてＶ２、第３の基準電圧Ｖr3としてＶ３、第４の基準電圧Ｖr4としてＶ４を出力する。ここで液晶駆動の原理に基づく第１〜第４の理想的電圧基準電圧（理論値）を、Ｖ１ｉ，Ｖ２ｉ，Ｖ３ｉ，Ｖ４ｉとすれば、液晶交流駆動の原理から次の式（１）が成り立つ。ｋは定数とする。
Ｖ２ｉ＝Ｖ１ｉ＋ｋ
Ｖ４ｉ＝Ｖ３ｉ−ｋ
Ｖ１ｉ＋Ｖ２ｉ−２Ｖref ＝０
Ｖ３ｉ＋Ｖ４ｉ−２Ｖref ＝０
・・・（１）
最もＶ１ｉとＶ３ｉが理論値であれば、Ｖ２ｉ，Ｖ４ｉは理論値になることはこの式（１）から明らかである。式（１）でＶ１ｉとＶ２ｉが、Ｖ１ｉ＋Ｖ２ｉ−２Ｖref ＝０を満たすこと、Ｖ３ｉとＶ４ｉが、Ｖ３ｉ＋Ｖ４ｉ−２Ｖref ＝０を満たすことを、Ｖ１ｉとＶ２ｉ、Ｖ３ｉとＶ４ｉがトラッキングされ、トラッキング・エラーδが０であるという。
【００３３】
しかしながら電子回路部のバラツキや液晶パネルの特性によって、トラッキング・エラーδが生じる。よって表示装置で用いられる標準温度Ｔｏでの第１〜第４の基準電圧Ｖ１〜Ｖ４を出力する場合、トラッキング・エラーδを含んだ（２）で表される。第１〜第４の基準電圧を出力する基準電圧発生回路２０ｅはトラッキング電圧出力回路とも言える。
Ｖ２＝Ｖ１＋ｋ
Ｖ４＝Ｖ３−ｋ
Ｖ１＋Ｖ２−２Ｖref ＝δ
Ｖ３＋Ｖ４−２Ｖref ＝δ
−δ≦（Ｖ２−Ｖ１）＋（Ｖ３−Ｖ４）≦δ
・・・（２）
このように所定範囲のトラッキング・エラーを有するものも含めてトラッキングがとれているという。
【００３４】
基準電圧Ｖ２はＶ１に定数ｋを加算した電圧であり、基準電圧Ｖ４はＶ３に定数ｋを減算した電圧である。式（１）の電圧Ｖ２とＶ４には回路で発生する誤差電圧は含めていない。この誤差電圧はトッラキング・エラーδに含める。
【００３５】
標準温度Ｔｏと異なる温度Ｔの場合に、基準電圧発生回路２０ｅは第１の基準電圧Ｖr1としてＶ１に補償電圧Ｖ（Ｔ）を加算した電圧、第３の基準電圧Ｖr3としてＶ３にＶ（Ｔ）を減算した電圧をトッラキング・エラーδ範囲内で出力する。従って、これらの関係は式（３）で表される。
Ｔ＝Ｔｏでは、Ｖ（Ｔｏ）＝０として、
Ｖr1＝Ｖ１＋Ｖ（Ｔ）
Ｖr2＝Ｖ１＋Ｖ（Ｔ）＋ｋ
Ｖr3＝Ｖ３−Ｖ（Ｔ）
Ｖr4＝Ｖ３−Ｖ（Ｔ）−ｋ
Ｖr1＋Ｖr2−２Ｖref ＝δ
Ｖr3＋Ｖr4−２Ｖref ＝δ
−δ≦（Ｖr2−Ｖr1）＋（Ｖr3−Ｖr4）≦＋δ
・・・（３）
【００３６】
このように温度補償された第１〜第４の基準電圧Ｖr1〜Ｖr4はγ補正回路２１に入力される。γ補正回路２１は第１と第２の分圧回路２１ａ，２１ｂにより構成されるが、その一例を図２に示す。図２に示すように、抵抗Ｒcp0 〜抵抗Ｒcp5 は第２の基準電圧と第１の基準電圧間に挿入される第１の分圧回路２１ａを構成し、その各接続点からの出力電圧Ｖcp0 〜Ｖcp4 は第１のγ補正電圧群である。同様に、抵抗Ｒcm0 〜抵抗Ｒcm5 は第３の基準電圧と第４の基準電圧間に挿入される第２の分圧回路２１ｂで、その各接続点からの出力電圧Ｖcm0 〜Ｖcm4 は第２のγ補正電圧群である。図１２（Ａ）の補正電圧Ｖc0〜Ｖc4は、夫々Ｖcp0 〜Ｖcp4 に対応し、Ｖc5〜Ｖc9は夫々Ｖcm0 〜Ｖcm4 に対応する。第１と第２のγ補正電圧群は、液晶表示装置の画質が最適となるように抵抗Ｒcp0 〜抵抗Ｒcp5 、抵抗Ｒcm0 〜抵抗Ｒcm5 を定めればよい。これは従来例に準じたものであるが、図１０に示す従来例ではγ補正電圧の誤差には１１個の抵抗（Ｒc0〜Ｒc10 ）の精度が累積加算される。これに対して図２では、第１と第２のγ補正電圧が独立して設定でき、γ補正電圧の誤差は６個の抵抗の精度が累積加算されるので、設定が簡易になり精度が向上するという特徴がある。γ補正電圧は従来例と共に第１と第２の補正電圧数が夫々５個の場合を一例としたが、必要に応じて増減できることはいうまでもない。
【００３７】
次に第１〜第４の基準電圧Ｖr1〜Ｖr4について図３と図４を用いて詳細に説明する。図３は液晶表示装置の温度をパラメータとした駆動電圧に対する輝度特性（これ以降、温度特性と略する）の一例を示す図であり、図４は液晶パネルの温度補償の一例を示す説明図である。ここで、液晶表示装置の駆動電圧に対する輝度特性（これ以降、輝度特性と略する）は、液晶表示装置に用いられる液晶パネルの透過率特性を基にするから、これらはほぼ同じと見なせ、本願では液晶パネルの透過率特性と液晶表示装置の輝度特性は同じものとして扱う。ここでの駆動電圧とは液晶に印加される電圧である。
【００３８】
液晶表示装置の輝度特性は図３に示すようにノーマリホワイトとノーマリブラックの２つのタイプがあるが、いずれも標準温度Ｔｏを基準として、温度Ｔ１とＴ２では（Ｔ２＞Ｔ１）特性曲線の形状が一定のまま駆動電圧の範囲が変化する温度特性を示す。一般的に液晶パネルは負の温度特性を示す。標準温度Ｔｏにおいて、Ｖwa（あるいはＶna）は液晶表示装置の輝度が実用レベルで最小となる駆動電圧、Ｖwbは最大となる駆動電圧であり、Ｖwa（あるいはＶna）を液晶パネルのオフ電圧、Ｖwb（あるいはＶnb）を液晶パネルのオン電圧とする。図３より、液晶表示装置は、温度ＴｏからＴ１に変化した場合に、液晶パネルのオン電圧とオフ電圧は共にプラスにＶw1（あるいはＶn1）シフトし、温度ＴｏからＴ２に変化した場合に、マイナスにＶw2（あるいはＶn2）シフトする温度特性を持つと表せる。
【００３９】
液晶表示装置が上記の温度特性を持つため、標準温度で適正な階調を表示したとしても、駆動電圧が一定の条件で周囲温度が変われば、適正な階調表示とならない。温度による階調表示変化が視認されない程、輝度特性の勾配が緩やかであれば、液晶表示装置に温度補償を施さなくても実用的に満足する画質が得られるが、低電圧駆動化を図るために、特性曲線の勾配が急峻な液晶パネルを用いた場合には、液晶表示装置に温度補償を施さなければ良好な画質が得られなくなる。
【００４０】
図３に示す温度特性を有する場合には、適正な画像を表示するために、周囲温度に対応した駆動電圧を液晶に印加しなければならない。ここで、液晶パネルの有効駆動電圧範囲をＶwa−Ｖwb（あるいはＶnb−Ｖna）＝Δ２とし、液晶パネルのオフ電圧Ｖwa（あるいはＶna）をΔ１と定める。液晶表示装置に入力される画像データ信号を視感度に適合した液晶パネルの有効駆動電圧範囲の駆動電圧となる様に変換すれば、これをγ補正というが、良好な画質が得られる。前記したように、信号線駆動回路１６に備えられたＤＡＣの参照電圧にγ補正電圧を用いてγ補正は成されるから、γ補正電圧に液晶パネルの温度特性を打ち消す温度特性を持つようにすれば、液晶表示装置の温度補償ができるのである。
【００４１】
よって、温度Ｔをパラメータに含む第１〜４の基準電圧Ｖr1〜Ｖr4を次式（４）に示す電圧に設定すれば、液晶表示装置の温度補償が実現される。
※Ｔ＝Ｔｏのとき、Ｖ（Ｔ）＝０とし、
Ｖ１＝Ｖref ＋Δ１
Ｖ３＝Ｖref −Δ１
ｋ＝Δ２
に定めれば、式（３）より
第１の基準電圧：Ｖr1（Ｔ）＝Ｖref ＋Δ１＋Ｖ（Ｔ）、
第２の基準電圧：Ｖr2（Ｔ）＝Ｖr1（Ｔ）＋Δ２
第３の基準電圧：Ｖr3（Ｔ）＝Ｖref −Δ１−Ｖ（Ｔ）
第４の基準電圧：Ｖr4（Ｔ）＝Ｖr3（Ｔ）−Δ２
※駆動電源回路のトラッキング・エラーδとして、
Ｖ１＋Ｖ２−２Ｖref ＝δ、Ｖ３＋Ｖ４−２Ｖref ＝δ
−δ≦（Ｖ２−Ｖ１）＋（Ｖ３−Ｖ４）≦δ
・・・（４）
【００４２】
図３の温度特性の補償電圧Ｖ（Ｔ）は、Ｖ（Ｔｏ）＝０で、Ｖ（Ｔ１）＝−Ｖw1（あるいは−Ｖn1）に、Ｖ（Ｔ２）＝Ｖw2（あるいはＶn1）に定めればよい。
図４に示す液晶パネルの温度特性は、輝度を一定にして、標準温度Ｔｏ（図では２５℃）の駆動電圧を基準として温度によるシフト電圧を動作点の変化として縦軸にとりプロットしたものである。従って、図４の液晶パネルの温度特性を打ち消す特性のＶ（Ｔ）により駆動電圧を補償すれば、図４に示すような温度の影響を受けない補償した液晶パネルの特性が得られる。サーミスタ等の温度センサーＴＳと温度補償電圧発生回路２０ｄにより、実用的には十分な特性のＶ（Ｔ）を得ることができる。
【００４３】
トラッキング・エラーδは基準電圧発生回路に用いられる半導体や抵抗等の電子部品のバラツキにより生じる。バラツキがない電子部品などは存在しないために、δは必ず生じる。δが大である場合には、画面にフリッカが発生したり、液晶パネルにメモリ効果が発生するなどの画質劣化を招いたり、液晶パネルの信頼性が低下する。理想的にはδが小さいほど好ましいことはいうまでもないが、｜δ｜が０．３〜０．５Ｖ以内であれば実用上支障が無いことが、各種のデータから確認されている。
【００４４】
温度Ｔの範囲は液晶表示装置の使用環境に依存する。パーソナルコンピュータ等の表示装置は屋内で用いられるから使用温度範囲は小さい。一方車載用のカーナビゲーション・システムや、携帯端末機器の表示装置は屋外でも使用されるから使用温度範囲は広くなるが、液晶表示装置の温度補償範囲は−２０℃〜９０℃であれば十分である。尚、標準温度Ｔｏは２０℃〜２５℃の値であることが多い。
【００４５】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２について説明する。本実施の形態では駆動電源回路の構成が実施の形態１と異なっており、その他は同一であるので説明を省略する。前記したように、液晶パネルは第１と第２のγ補正電圧群により交流駆動されるから、式（５）の関係式を満たさねばならない。式（５）は図２の第１と第２のγ補正電圧群の数をｘ個に拡張したものであり、図２の場合はｘ＝５である。
Ｖcp0 −Ｖcpx ＝Ｖcm0 −Ｖcmx
Ｖcp1 −Ｖcpx ＝Ｖcm0 −Ｖcmx-1
・
・
Ｖcpx-1 −Ｖcpx ＝Ｖcm0 −Ｖcm1
・・・（５）
式（５）に基づき抵抗Ｒcp0 〜Ｒcpx とＲcm0 〜Ｒcmx との関係が求められ、式（６）を得る。
Σ＝Ｒcp0 ＋Ｒcp1 〜＋Rcpx-1＋Ｒcpx
＝Ｒcm0 ＋Ｒcm1 ＋〜＋Ｒcmx-1 ＋Ｒcmx
であれば、
Ｒcp1 ＝Ｒcmx-1 、Ｒcp2 ＝Ｒcmx-2 、…、Ｒcpx-2 ＝Ｒcm2 、Ｒcpx-1 ＝Ｒcm1 でＲcpo ＋Ｒcpx ＝Ｒcm0 ＋Ｒcmx ・・・（６）を満たす。
Ｒcp0 ＝ｒ０、Ｒcp1 ＝ｒ1 、Ｒcp2 ＝ｒ2 、Ｒcp3 ＝ｒ3 、Ｒcp4 ＝ｒ4 、Ｒcp5 ＝ｒ5 であるｎ＝５の場合については、式（６）から、Ｒcm1 ＝ｒ4 、Ｒcm2 ＝ｒ3 、Ｒcm3 ＝ｒ2 、Ｒcm4 ＝ｒ1 、でr0＋r5＝Ｒcm0 ＋Ｒcm5 となる。
【００４６】
ここで、Ｒcpo 、Ｒcpx 、Ｒcm0 とＲcmx を夫々第１〜第４の基準電圧源の内部抵抗とし、抵抗Ｒcp1 〜Ｒcpx-1 やＲcm1 〜Ｒcmx-1 よりも十分に小さい値とすれば、Ｒcpo ＝Ｒcpx ＝Ｒcm0 ＝Ｒcmx ＝０とできる。実際、抵抗Ｒcp1 〜Ｒcpx-1 とＲcm1 〜Ｒcmx-1 は数百Ωであるのに対して、抵抗Ｒcp1 〜Ｒcpx-1 とＲcm1 〜Ｒcmx-1 は数Ω以下であり、この条件を満たす。図２では、第１の基準電圧をＶcp4 、第２の基準電圧をＶcp0 、第３の基準電圧をＶcm0 、第４の基準電圧をＶcm4 とすることである。
【００４７】
式（６）から、γ補正回路は、第２の基準電圧と第１の基準電圧間に第１の抵抗から第ｎの抵抗を順に直列に接続した第１の分圧回路と、第３の基準電圧と第４の基準電圧間に第ｎ＋１の抵抗から第２ｎの抵抗を順に直列に接続した第２の分圧回路とにより構成し、第ｎと第ｎ＋１，第ｎ−１と第ｎ＋２、・・・、第１と第２ｎの抵抗の抵抗値を夫々同一とすれば、γ補正回路は簡易な構成になる。
【００４８】
γ補正電圧は、第２の基準電圧と前記第１の分圧回路の隣接する抵抗間の電圧の夫々と第１の基準電圧とを第１のγ補正電圧群とし、第３の基準電圧と前記第２の分圧回路の隣接する抵抗間の電圧の夫々と第４の基準電圧とを第２のγ補正電圧群とすることによって得ることができる。
【００４９】
第１〜第４の基準電圧は演算増幅器により出力される。その出力抵抗値（基準電圧源の内部抵抗である）は数Ω以下で、前記の第１抵抗から第ｎ抵抗までの総和は、各抵抗値を数百Ω以上とすれば、無視できる出力抵抗値であるが、式（６）によれば、第１の基準電圧源の内部抵抗と第２の基準電圧源の内部抵抗との和と第３の基準電圧源の内部抵抗と第４の基準電圧源の内部抵抗との和は概ね等しいことが望ましい。この様に、実施の形態２によれば、簡易な構成のγ補正回路により精度の高いγ補正電圧が得られる。
【００５０】
図５には発明の実施の形態２における液晶表示装置の駆動電源回路４０の構成図を示すもので、その他の部分は図１の液晶表示装置と同様である。この駆動電源回路４０は、第１の共通電極の駆動電圧を出力するＶcom1出力回路４１、第２の共通電極の駆動電圧を出力するＶcom2出力回路４２、フリッカ制御電圧Ｖｆ発生回路４３、理想動作基準駆動電圧Ｖref 出力回路４４、液晶パネルのオフ電圧Δ１発生回路４５、液晶パネルの有効駆動電圧の範囲Δ２発生回路４６、温度センサーＴＳを備えた温度補償電圧Ｖ（Ｔ）発生回路４７、第１，第２，第３と第４の基準電圧発生回路４８〜５１、信号線駆動電圧の電源電圧Ｖadd 出力回路５２、ＴＦＴのゲートオフ電圧Ｖgoff出力回路５３とＴＦＴのゲートオン電圧Ｖgon 出力回路５４とから構成される。
【００５１】
液晶パネル駆動の原理から、理想動作基準駆動電圧Ｖref は信号線駆動電圧の電源電圧Ｖadd のほぼ１／２である。Ｖcom2出力回路４２はＶcom2＝Ｖref ±Ｖｆを出力し、Ｖｆを調整して画面のフリッカを最小にするものである。液晶パネルによっては、第１と第２の共通電極を接続して一つの電極とするもの、あるいは、第１の共通電極のみとするものがあり、これらの場合はＶcom2出力回路は不要である。
【００５２】
第１の基準電圧発生回路４８はＶref にΔ１とＶ（Ｔ）とを加算した第１の基準電圧を出力し、第２の基準電圧発生回路４９は前記第１の基準電圧にΔ２を加算した第２の基準電圧を出力し、第３の基準電圧発生回路５０はＶref にΔ１とＶ（Ｔ）とを減算した第３の基準電圧を出力し、第４の基準電圧発生回路５１は前記第３の基準電圧にΔ２を減算した第４の基準電圧を出力するものである。
【００５３】
図６〜８に駆動電源回路４０の回路図の一例を示す。Ｖgon 出力回路５４、Ｖoff 出力回路５３、Ｖdd出力回路５２は制御回路Ｃとトラッキング，トランス等を含むスイッチング電源である。Ｖcom2出力回路４２においてＶＲはフリッカを最小とするＶcom2を設定するものである。温度補償電圧Ｖ（Ｔ）発生回路４７は温度センサーにサーミスタＴＨを用い、ＴＨとＲ２５とＲ２６を組み合わせて最適な補償電圧を発生させる。ＶＲ２により標準温度ＴｏでＶ（Ｔ）＝０に設定する。こうすれば図４に示す温度補償を実現できる。
【００５４】
図８において、４８，４９は第１と第２の基準電圧発生回路、５０，５１は第３と第４の基準電圧発生回路である。これらの基準電圧発生回路４８〜５１は加算回路と減算回路とを組み合わせたものである。Ｏｐ１〜Ｏｐ１２は演算増幅器である。抵抗Ｒ９とＲ１０の値が図８に示すΔ１ｉｎ入力抵抗を無視でき得るような小さい値に設定できる場合、もしくはΔ１ｉｎの入力抵抗がＲ９より十分大きい場合、Ｒ９とＲ１０とによる分圧電源（Δ１）をΔ１ｉｎに直接入力できるからＯｐ１が省略できる。同様にして、Ｒ１１とＲ１２、Ｒ２０とＲ２１が図８のΔ２ｉｎ、Ｖref inの入力抵抗の影響を受けない値に設定できれば、Ｏｐ３とＯｐ５も省略できる。Ｏｐ１〜Ｏｐ１２を集積化してＬＳＩにすればコンパクトな駆動回路を実現できる。ドット・インバージョン方式をとる液晶表示装置は、この構成の駆動電源回路により、周囲温度の影響を最小限に止めて高画質の画像表示をすることができるのである。
【００５５】
尚、実施の形態１，２では、液晶表示装置を一例として、本願発明を説明したが、交流駆動が必要であるマトリクス型パネルを用い、参照電圧入力端子を有するＤＡＣを備えた信号線駆動回路を用いた表示装置にも適用することができる。
【００５６】
又この実施の形態では液晶表示装置について説明しているが、この液晶表示装置を表示部として用いた種々の画像表示応用機器に本発明を適用することができる。
【００５７】
【発明の効果】
以上説明したように、本願の請求項１〜６の発明によれば、理想動作基準電圧Ｖref に対して互いに隣合う画素に極性の反転した駆動電圧を印加する方式（ドット・インバージョン方式ともいう）の液晶表示装置に温度補償を施すことにより、液晶パネルの温度特性を実用上無視できるレベルにし、周囲温度の影響による階調表示の変化を最小限に止めて、常に高品位の画質を表示できるという効果がある。又温度補償された第１〜第４の基準電圧を用いて、γ補正電圧を発生させる構成により、温度補償された精度の高いγ補正電圧を簡単な構成で容易に低コストで得ることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における液晶表示装置の構成図
【図２】本発明の実施の形態１におけるγ補正回路の一例を示す回路図
【図３】液晶パネルの温度特性の一例を示す図
【図４】液晶パネルの温度補償の一例を示す説明図
【図５】本発明の実施の形態１における駆動電源回路のブロック図
【図６】本発明の実施の形態２における駆動電源回路の回路図の一例を示す図
【図７】本発明の実施の形態２における駆動電源回路の回路図の一例を示す図
【図８】本発明の実施の形態２における駆動電源回路の回路図の一例を示す図
【図９】従来の液晶表示装置の構成図
【図１０】液晶パネルの画素の等価回路を示す回路図
【図１１】従来の液晶表示装置に用いられるγ補正回路
【図１２】信号線駆動回路１６のγ補正電圧と入力データとの関係を表すグラフと走査線上の互いに隣り合う画素の駆動電圧を示す図
【符号の説明】
１０  第１の共通電極
１１  走査線
１２  信号線
１３  画素
１４  第２の共通電極
１５  液晶パネル
１６  信号線駆動回路
１７  走査線駆動回路
２０，１０１  駆動電源回路
２１，１０２  γ補正回路
２２，１０３  γ補正電圧線
２３  制御回路
２４  データ及び制御信号線
４１  Ｖcom1出力回路
４２  Ｖcom2出力回路
４３  フリッカー制御電圧Ｖｆ発生回路
４４  Ｖref 出力回路
４５  Δ１電圧発生回路
４６  Δ２電圧発生回路
４８  第１の基準電圧発生回路
４９  第２の基準電圧発生回路
５０  第３の基準電圧発生回路
５１  第４の基準電圧発生回路
５２  Ｖadd 出力回路
５３  Ｖgoff出力回路
５４  Ｖgon 出力回路
Ｖcom1  第１の共通電極の駆動電圧
Ｖcom2  第２の共通電極の駆動電圧
Ｖadd   信号線駆動電源電圧
Ｖgon   ＴＦＴのゲートオン電圧
Ｖgoff  ＴＦＴのゲートオフ電圧
ＶＲ  フリッカ調整半固定抵抗
ＴＳ  温度センサー
Ｖwa，Ｖna，Δ１  液晶パネルのオフ電圧
Ｖwb，Ｖnb  液晶パネルのオン電圧
Δ２  液晶パネルの有効駆動電圧範囲
Ｔｏ  標準温度
Ｒcp0 〜Ｒcp5 ，Ｒcm0 〜Ｒcm5 ，Ｒ１〜Ｒ２６  抵抗
ＶＲ，ＶＲ２  半固定抵抗
Ｖc0〜Ｖc9，Ｖcp0 〜Ｖcp5 ，Ｖcm0 〜Ｖcm5   γ補正電圧
δ  トラッキング・エラー
Ｖｆ  フリッカ制御電圧
Ｖ（Ｔ）  補償電圧
【図１】
0004567838.tif 000002
【図２】
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【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】
0004567838.tif 000010
【図１０】
0004567838.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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