(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の電極間に液晶を備える液晶パネルに対して、階調レベルに対応するパルス幅変調を行った駆動信号を印加して階調表示を行う液晶パネルの駆動方法において、
前記液晶パネルの温度または該液晶パネルが配置されている環境の温度を検出するとともに、当該温度の検出結果に基づいて、検出温度によって前記階調レベルと前記駆動信号のパルス幅との関係を変化させてなり、
低温時に用いる前記駆動信号は、常温時において用いる前記駆動信号と比較して、階調レベルの最も高階調時又は最も低階調時の一方において、あるいは最も高階調時及び最も低階調時の双方において、パルス幅が狭められているとともに、階調レベル間のパルス幅の差が狭められている
ことを特徴とする液晶パネルの駆動方法。
【請求項２】
請求項１において、
前記液晶として、前記駆動信号の実効電圧値に対する輝度変化が常温時と比較して低温時において同等あるいはそれ以上の急峻性をもつ液晶材料を用いる
ことを特徴とする液晶パネルの駆動方法。
【請求項３】
一対の電極間に液晶を備える液晶パネルに対して、階調レベルに対応するパルス幅変調を行った駆動信号を印加して階調表示を行う液晶装置において、
前記液晶パネルの温度または該液晶パネルが配置されている環境の温度を検出する温度検出手段と、
当該温度検出手段による温度検出結果に基づいて、常温時と低温時とで前記階調レベルと前記駆動信号のパルス幅との関係を変化させる温度補償手段とを有し、
前記温度補償手段は、低温時に用いる前記駆動信号については、常温時に用いる前記駆動信号と比較して、階調レベルの最も高階調時又は最も低階調時の一方において、あるいは最も高階調時及び最も低階調時の双方において、パルス幅を狭めるとともに、階調レベル間のパルス幅の差を狭める
ことを特徴とする液晶装置。
【請求項４】
請求項３において、
前記液晶は、前記駆動信号の実効電圧値に対する輝度変化が常温時と比較して低温時においては同等あるいはそれ以上の急峻性をもっている
ことを特徴とする液晶装置。
【請求項５】
請求項３又は４のいずれかにおいて、
前記温度補償手段は、前記温度検出手段による温度検出結果に基づいて、常温時と低温時との間で前記階調レベルと前記駆動信号のパルス幅との関係を変更するためのデータを記憶しておく補正データ記憶手段を備えている
ことを特徴とする液晶装置。
【請求項６】
請求項３乃至５のいずれかに規定する液晶装置を表示装置として搭載した
ことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶パネルの駆動方法、液晶装置および電子機器に関するものである。さらに詳しくは、液晶パネルを駆動する際の温度補償技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
マトリスクス型の表示装置に用いられる液晶装置のうち、たとえば単純マトリクス型の液晶装置には、図１９にブロック図で示すように、液晶パネル１０と、この液晶パネル１０を駆動するための駆動回路（信号電極駆動回路２０および走査電極駆動回路３０）と、これらの駆動回路２０、３０に制御信号２００、３００（クロック信号）を出力して駆動回路２０、３０から所定の信号（画像信号２１および走査信号３１）を液晶パネル１０に出力させる液晶駆動制御回路５０とが構成されている。
【０００３】
液晶パネル１０には、図２および図３に模式的に示すように、上偏光板１１、位相差フィルム１２、内面側にストライプ状のＹ電極Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３・・・が形成された上基板１３、液晶層１５、および内面側にストライプ状のＸ電極Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３・・・が形成された下基板１８、下偏光板１４、光拡散板１９がこの順に配置されている。Ｘ電極Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３・・・およびＹ電極Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３・・・は、互いに交差する方向に延びており、図４に示すように、これらの電極が交差する部分によって画素Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３・・・がマトリクス状に形成されている。
【０００４】
このような液晶パネル１０では、Ｘ電極Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３・・・およびＹ電極Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３・・・に印加される駆動信号によって各画素（各液晶セル）において液晶の配向状態が制御される結果、各画素Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３・・・の光学特性が変化するので、各画素Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３・・・における光学特性の差を利用して各種の画像を表示することができる。
【０００５】
このような液晶装置において各画素Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３・・・を時分割駆動する方法を、図５（Ａ）、（Ｂ）を参照して簡単に説明する。
【０００６】
図５（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、Ｙ電極Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３・・・に印加する駆動信号（走査信号３１）の波形図、およびＸ電極Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３・・・に印加する駆動信号（画像信号２１）の波形図である。なお、図５（Ａ）、（Ｂ）には２フレーム期間に相当する波形が表わされており、液晶層には、走査信号３１と画像信号２１の差に相当する電圧が実質的な駆動信号として印加される。
【０００７】
図５（Ａ）において、最初のフレーム期間Ｆでは、走査信号の電圧Ｖ５が非選択電圧レベルであり、電圧Ｖ１が選択電圧レベルである。選択期間Ｈにおいて、Ｘ電極Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３・・・に電圧Ｖ６が印加されると、液晶層１５にはＯＮ電圧が印加され、Ｘ電極Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３・・・に電圧Ｖ４が印加されると、液晶層１５にはＯＦＦ電圧が印加される。このような電圧変化に応じて、液晶層１５が入射した光の偏光性を制御し、液晶パネル１０上に画像を表示するものである。
【０００８】
また、この液晶装置において、パルス幅変調方式による階調表示を行う場合には、図１９に示すように、階調レベルに対応するパルス幅を規定するパルス幅データを保持する階調テーブル６０が設けられる。従って、液晶駆動制御回路５０は、表示データ５００に応じて階調テーブル６０から表示データに対応する所定の階調データ６００を信号電極駆動回路２０に出力させる。その結果、信号電極駆動回路２０から液晶パネル１０の信号電極に対しては、各階調レベルに対応して、たとえば図７（Ａ）〜（Ｅ）に示すような画像信号が出力されることになる。
【０００９】
図７（Ａ）〜（Ｅ）には、走査信号３１（図示されるＨレベルは選択電圧レベルＶ１を示す）とたとえば１６階調の表示を行う場合の各画像信号２１の波形のうち、５つの階調レベルに対応する画像信号２１の波形を示してあり、各階調レベルによって、ＯＮ電圧を維持するパルス幅が相違する。従って、階調レベルによって液晶層１５に印加される電圧の差電圧、すなわち実効電圧値が相違する。それ故、図２０（Ａ）に示す各画素の液晶層への実効電圧値と各画素の輝度（透過率又は反射率）との関係に基いて、各画素Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３・・・の液晶に対して印加する電圧を変化させた結果、図２１（Ａ）に輝度（明暗）が低いほど斜線を高密度にして図示したように、各画素Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３・・・の明暗を階調レベルに応じて制御することができる。なお、図２１は各階調レベルと輝度（明暗）を模式的に図示したものであって、液晶パネル１０はノーマリーホワイトモードを前提としている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、液晶装置を携帯電話の表示装置などとしても使用した場合には、常温だけでなく、冬期間に屋外などで使用されることがあり、このような低温環境下で従来の液晶装置を使用すると、図２１（Ｂ）に示すように、階調レベルと明暗との対応関係が乱れることがある。たとえば、中間階調の一部が最高階調レベルの明暗よりも明るくなってしまうことがある。このような問題が発生する原因に関して、本発明者等が検討を行った結果、階調レベルと明暗の対応関係の乱れは、以下の理由により発生することが判明した。
【００１１】
まず、図７（Ａ）〜（Ｅ）に示す波形の画像信号２１が連続して印加されたときに液晶に対して実際に印加される電圧変化をフーリエ変換などによって解析したところ、階調レベルが最低階調（図７（Ａ）に示す波形）あるいは最高階調（図７（Ｅ）に示す波形）のときには、液晶に実際に印加される信号の高周波成分が少ない一方、中間階調（図７（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）に示す波形）のときには、液晶に印加される駆動信号にかなりの高周波成分がのっている。すなわち、階調レベルと、各階調レベルに対応して液晶に印加される上記駆動信号に含まれる高周波成分の大きさとの関係は、概ね、図１０に実線Ｌ９で示すように表される。従って、この図１０に基づき、階調レベルが低いとき（図７（Ａ）に示す波形）、あるいは高いとき（図７（Ｅ）に示す波形）には、高周波成分が少ないから液晶は周波数の低い信号で駆動され、中間階調（図７（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）に示す波形）のときには、高周波成分が多いから液晶は周波数の高い信号で駆動されていると見做すことができる。
【００１２】
一方、液晶は図１１に示す周波数依存性を有している。すなわち、液晶は、周波数が低いときには誘電率異方性Δεが高く、周波数が高くなると誘電率異方性Δεが急激に低下する。また、液晶の誘電率異方性Δεは温度によっても変化し、かつ、周波数が高くなったとき誘電率異方性Δεが急激に低下する周波数は、温度が高いときには高周波数側にあり、温度が低くなると低周波数側にシフトしていく。
【００１３】
ここで、液晶を駆動するためのしきい値電圧Ｖｔｈは以下の式（１）
（ｋ／Δε）１／２…（１）
で求められる値に比例する。しきい値電圧Ｖｔｈとは、液晶に印加される電圧がこの電圧以上であれば光学的性質が変化しはじめる電圧のことであり、上式（１）において、Δεは誘電率異方性、ｋは液晶の弾性率に関連した値である。この式については、工業調査会出版の「液晶の基礎と応用」松本正一・角田市良共著Ｐ３６式（２．１５）により詳しく紹介されている。
【００１４】
式(１)にからすると、しきい値電圧Ｖｔｈは、誘電率異方性Δεに依存していることが明らかであり、図１１を参照して説明した誘電率異方性Δεの温度・周波数特性は、そのまましきい値電圧Ｖｔｈが温度および周波数によって変動することを示唆している。従って、駆動周波数別における温度−しきい値電圧Ｖｔｈの関係は、図１２に示すように、常温側および高温側では、しきい値電圧Ｖｔｈは周波数にかかわらず同等と見做すことができるが、低温になると、図１２に実線Ｌ５１で示すように、周波数が低ければしきい値電圧Ｖｔｈが急激に上昇することはないが、周波数が高い場合には、図１２に実線Ｌ５３で示すように、しきい値電圧Ｖｔｈが急激に高くなる。
【００１５】
従って、従来の液晶装置においては、ちょうど中間の階調で表示するときには図１２に実線Ｌ５３で表される特性のもとで液晶が駆動され、最高および最低の階調で表示するときには、図１２に実線Ｌ５１で表される特性のもとで液晶が駆動され、その他の中間階調で表示するときには、図１２に実線Ｌ５２で表される特性のもとで液晶が駆動されると見做すことができる。
【００１６】
それ故、図２０（Ａ）に示すように、常温環境下における階調レベルに対応する実効電圧値（パルス幅）と輝度（透過率又は反射率）との関係では、ちょうど中間の階調で表示するときには図２０（Ａ）に実線Ｌ６３で表される特性のもとで液晶が駆動され、最高および最低の階調で表示するときには、図２０（Ａ）に実線Ｌ６１で表される特性のもとで液晶が駆動され、上記中間階調と最高または最低階調の間の中間階調で表示するときには、図２０（Ａ）に実線Ｌ６２で表される特性のもとで液晶が駆動される。
【００１７】
これに対して、低温環境下において、液晶に印加される実効電圧値と輝度との関係を示す図２０（Ｂ）から明らかなように、使用環境が常温であることを前提に設定した実効電圧値（パルス幅）の信号を液晶に印加すると、ちょうど中間の階調で表示するときには図２０（Ｂ）に実線Ｌ７３で表される特性のもとで液晶が駆動され、最高および最低の階調で表示するときには、図２０（Ｂ）に実線Ｌ７１で表される特性のもとで液晶が駆動され、上記中間階調と最高または高低の階調との間の中間階調で表示するときには、図２０（Ｂ）に実線Ｌ７２で表される特性のもとで液晶が駆動されることになるので、中間階調で表示されるべきであるにもかかわらず、最高階調の輝度より明るくなってしまうという不具合が発生する。
【００１８】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、駆動信号に温度補償を行なうことにより、低温下でも適正な階調表示を行うことができる液晶パネルの駆動方法、液晶装置、およびこの液晶装置を用いた電子機器を提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明では、一対の電極間に液晶を備える液晶パネルに対して、階調レベルに対応するパルス幅変調を行った駆動信号を印加して階調表示を行う液晶パネルの駆動方法において、前記液晶パネルの温度または該液晶パネルが配置されている環境の温度を検出するとともに、該温度の検出結果に基づいて、常温時と低温時とで前記階調レベルと前記駆動信号のパルス幅との関係を変化させることを特徴とする。
【００２０】
本発明において、常温とは＋１５℃〜＋２５℃のことを意味する。
【００２１】
このような駆動方法を実施することを目的に、本発明では、一対の電極間に液晶を備える液晶パネルに対して、階調レベルに対応するパルス幅変調を行った駆動信号を印加して階調表示を行う液晶装置において、前記液晶パネルの温度または該液晶パネルが配置されている環境の温度を検出する温度検出手段と、該温度検出手段による温度検出結果に基づいて、常温時と低温時とで前記階調レベルと前記駆動信号のパルス幅との関係を変化させる温度補償手段とを有していることを特徴とする。
【００２２】
液晶装置において、同一の階調レベルで表示し続けたとき、階調レベルが最低階調あるいは最高階調のときには、液晶に実際に印加される信号の高周波成分が少ない一方、中間階調のときには、液晶に印加される信号にかなりの高周波成分がのっている。すなわち、最低階調あるいは最高階調のときと中間階調のときとの間で液晶を駆動する信号の周波数が相違する状態となる。また、液晶は、温度によって誘電率異方性Δεの周波数特性が変化する結果、低温では駆動周波数によってしきい値電圧も変化する。しかるに本発明では、液晶パネルの温度を検出し、この検出結果に基いて、駆動周波数によってしきい値電圧の差が大きくなる低温側では、最高および最低の階調レベルのパルス幅を中間階調のパルス幅に近似させることにより、最高および最低の階調レベルの表示を行なうときでも、中間階調を表示するときと同様、液晶に印加される信号に高周波成分がのるようにする。従って、低温環境下で最高および最低の階調レベルの表示を行なうときでも、中間階調と同様な条件で駆動されるので、最低および最高の階調レベルで表示する場合と、中間階調で表示する場合との間でしきい値電圧に大きな差がない。それ故、低温でも階調レベルの順序が乱れることなく適正な明暗をもって画像を表示することができる。
【００２３】
本発明において、前記階調レベルと前記駆動信号のパルス幅との関係として、たとえば、前記温度補償手段は、低温時に前記駆動信号については、常温時に前記駆動信号と比較して、階調レベルの高階調側および低階調側のうちの一方側において階調レベル間のパルス幅の差が狭められた信号とする。ここで、前記温度補償手段は、低温時に用いる前記駆動信号については、常温時に前記駆動信号と比較して、階調レベルの高階調側および低階調側の双方において階調レベル間のパルス幅の差が狭められていてもよい。
【００２４】
また、本発明では、前記液晶として、前記駆動信号の実効電圧値に対する輝度変化が常温時と比較して低温時で同等あるいはそれ以上の急峻性をもつ液晶材料を用いることが好ましい。このように構成すると、低温側では常温側に比較して階調レベル間のパルス幅の差を狭めて低温側において階調レベルに対応する明暗に乱れが発生することを防止したときでも、液晶の急峻性が高いので、階調レベル間の輝度差を十分に確保することができる。それ故、環境温度が変化しても、常に品位の高い表示を行なうことができる。
【００２５】
本発明において、前記温度補償手段は、前記温度補償手段は、前記温度検出手段による温度検出結果に基づいて、常温時と低温時とで前記階調レベルと前記駆動信号のパルス幅との関係を変更するためのデータを記憶しておく補正データ記憶手段を備えていることが好ましい。
【００２６】
このように構成した液晶装置は、各種の電子機器の表示装置として用いることができるが、低温環境下でも適正な階調表示を行うことができるので、冬期間でも屋外で使用される電子機器、たとえば、携帯電話などの表示装置として用いるのに適している。
【００２７】
【発明の実施の形態】
図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。なお、本発明の実施の形態では、本発明を単純マトリクス型の液晶装置に適用した例を説明する。また、本発明を適用した液晶装置の基本的な構成は、従来の液晶装置と同様であるため、以下の説明では、共通する部分には同一の符号を付してあるとともに、共通する構成は同一の図面を参照して説明する。
【００２８】
［実施の形態１］
（全体構成）
図１は、本発明の実施の形態１に係る液晶装置の概略構成を示すブロック図である。図２および図３はそれぞれ、この液晶装置に用いた液晶パネル１０の平面図および断面図である。図４は、この液晶パネル１０の等価回路図である。図５は、この液晶装置に用いた駆動信号の波形図である。
【００２９】
図１に示すように、本形態の単純マトリクス型の液晶装置１は、液晶パネル１０と、この液晶パネル１０を駆動するための駆動回路（信号電極駆動回路２０および走査電極駆動回路３０）と、これらの駆動回路２０、３０に制御信号２００、３００（クロック信号）を出力して駆動回路２０、３０から所定の駆動信号（画像信号２１および走査信号３１）を液晶パネル１０に出力させる液晶駆動制御回路５０とが構成されている。
【００３０】
詳しくは後述するが、本形態の液晶装置１では、パルス幅変調方式による階調表示を行う。このため、階調レベルに対応するパルス幅を規定する階調データを記憶する階調テーブル６０が設けられている。従って、液晶駆動制御回路５０は、表示データ５００に応じて階調テーブル６０からその表示データに対応する所定のパルス幅を示す階調データ６００を信号電極駆動回路２０に出力させる。その結果、信号電極駆動回路２０から液晶パネル１０の信号電極に対しては、各階調レベルに対応するパルス幅の画像信号２１が出力されることになる。
【００３１】
また、本形態の液晶装置１では、詳しくは後述するが、液晶パネル１０の温度を直接、あるいは液晶パネル１０が配置された環境の温度を検出する温度検出器７０（温度検出手段）と、この温度検出器７０による温度検出結果に基づいて、常温時での使用の場合と低温時での使用の場合とで階調レベルと駆動信号のパルス幅との関係を補正する温度補償回路４０（温度補償手段）とが構成されている。
【００３２】
本形態において、温度補償回路４０は、階調テーブル６０（補正データ記憶手段）とテーブル制御回路４１とから構成されている。階調テーブル６０には、階調データとして、常温環境下のときに階調レベルと画像信号２１のパルス幅との関係を規定する常温用のパルス幅データのパターン、および低温環境下のときに階調レベルと駆動信号のパルス幅との関係を規定する低温用のパルス幅データのパターンが少なくとも記憶され、テーブル制御回路４１は、温度検出器７０の温度検出結果に基づいて、階調データ指定信号４００を出力し、階調テーブル６０に記憶されている温度に対応したいずれのパルス幅データパターンを使用するかを指定する。
【００３３】
温度検出器７０は、各種のセンサを外付けすることも可能であるが、本形態では、バルク半導体（シリコン基板）の抵抗が温度によって変化することを利用したサーミスタが用いられている。このシリコン基板には、駆動回路２０、３０や液晶駆動制御回路５０なども形成されている。さらに、同一のシリコン基板上には、温度補償回路４０も形成できるので、これらの回路などを１チップ化することができる。
【００３４】
（液晶パネル１０の構成）
このような液晶装置１に用いられる液晶パネル１０では、図２および図３に示すように、内面にＩＴＯなどの透明導電膜からなるストライプ状のＹ電極Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３・・・が形成された上基板１３と、内面にＩＴＯなどの透明導電膜からなるストライプ状のＸ電極Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３・・・が形成された下基板１８の間に、例えばスーパーツイステッドネマチック（ＳＴＮ）モードの液晶層１５を挟持している。また、一対の基板の一方の外側には、上偏光板１１および位相差フィルム１２が配置され、他方の基板の外側には、下偏光板１４および光拡散板１９が配置されている。さらに、一対の基板１３、１８はシール剤によって貼り合され、この間隙に液晶層１５が封止される。ここで、上基板１３および下基板１８はいずれも、ガラスなどの透明基板からなる。また、Ｘ電極Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３・・・およびＹ電極Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３・・・は、互いに交差する方向に延びている。なお、Ｘ電極とＹ電極の一方が走査電圧の印加される走査電極、他方が画像信号の印加される信号電極となる。
【００３５】
なお、液晶パネル１０が反射型の場合は、最下側に反射板が配置されたり、下偏光板１４、光拡散板１９を除く代わりに下基板１８の内面に形成されるＸ電極Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３・・・を反射電極とする。また、液晶パネル１０を透過型で用いる場合には、拡散板１９の下に照明装置が配置されることがある。
【００３６】
このように構成した液晶装置１において、液晶パネル１０には、図４に示すように、電極Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３・・・、Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３・・・が交差する部分によって画素Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３・・・がマトリクス状に形成されている。従って、液晶パネル１０において、Ｘ電極Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３・・・およびＹ電極Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３・・・に印加される駆動信号によって各画素Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３・・・（各液晶セル）では、液晶の配向状態が制御される結果、各画素Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３・・・の光学特性が変化するので、各画素１１、Ｐ１２、Ｐ１３・・・における光学特性の差を利用して各種の画像を表示することができる。
【００３７】
（時分割駆動の説明）
図５（Ａ）、（Ｂ）を参照して、ノーマリホワイトモードの液晶パネル１０を駆動する駆動信号の一例を説明する。図５（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、Ｙ電極(走査電極）Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３・・・に印加する走査信号３１の波形図、およびＸ電極（信号電極）Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３・・・に印加する画像信号２１の波形図である。なお、図５（Ａ）、（Ｂ）には２フレーム期間に相当する波形が表わされており、液晶には、走査信号３１と画像信号２１の差に相当する電圧が実質的な駆動信号として印加される。また、この波形図において、Ｙ電極Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３・・・は、選択期間毎に順次選択されて選択電圧レベルＶ１又はＶ６が印加される。
【００３８】
図５（Ａ）において、最初のフレーム期間Ｆにおいては、走査信号３１の電圧Ｖ５が非選択電圧レベルであり、電圧Ｖ１が選択電圧レベルである。選択期間Ｈにおいて、Ｘ電極Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３・・・にＯＮ電圧Ｖ６が印加されると、液晶層１５はＯＮ状態となり、Ｘ電極Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３・・・にＯＦＦ電圧Ｖ４が印加されると、液晶層１５にはＯＦＦ状態となる。このような電圧変化に応じて、液晶層１５が入射した光の偏光性を制御し、液晶パネル１０上に画像を表示するものである。
【００３９】
なお、次のフレームでは、液晶層への印加電圧波形の極性が反転されるために、走査信号の選択電圧レベルがＶ６、非選択レベルがＶ２となるので、液晶層１５をＯＮ状態とする時にＯＮ電圧Ｖ１が印加され、ＯＦＦ状態とするときにＯＦＦ電圧Ｖ３が印加される。
【００４０】
（階調表示のための構成）
図６は、本発明を適用したノーマリホワイトモードの液晶装置において階調表示に対する液晶装置での輝度の明暗を模式的に示した説明図である。図７（Ａ）〜（Ｅ）はそれぞれ、ノーマリホワイトモードの液晶装置において所定の階調レベルの表示を行なう際の画像信号の１選択期間（１Ｈ）中における波形図である。
【００４１】
このように構成した液晶装置１では、図６に示すように、パルス幅変調方式による階調表示を行ない、各画素毎の輝度（透過率または反射率の明暗）を階調レベルに対応するように、各画素の液晶層に印加する実効電圧を制御する。このため、本形態では、図１において、液晶駆動制御回路５０は、表示データ５００によって階調テーブル６０から所定の階調データ６００を信号電極駆動回路２０に出力させる。従って、信号電極駆動回路２０から液晶パネル１０の信号電極に出力される画像信号２１は、各階調レベルに対応して、常温では、たとえば図７（Ａ）〜（Ｅ）に示すような画像信号が出力されることになる。
【００４２】
図７（Ａ）〜（Ｅ）はそれぞれ、たとえば１６階調の表示のうち、５つの階調レベルに対応する画像信号２１の波形を抜き出して示してあり、各階調レベルによって、ＯＮ電圧Ｖ６を維持するパルス幅が相違する。従って、液晶層１５に印加される差電圧の実効電圧値が階調レベルによって相違するので、図６に示すように、各画素Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３・・・の明暗を階調レベルに応じて制御することができる。
【００４３】
図７（Ａ）〜（Ｅ）に例示する走査電圧３１と画像信号２１の波形は、階調レベルの低階調側から高階調側の順に上から（Ａ）〜（Ｅ）として示してあるので、低階調から高階調にいくほど、画像信号２１のＯＮ電圧のパルス幅（走査電圧の３１が選択電圧レベルＶ１となる選択期間中の画像信号２１のＯＮ電圧Ｖ６の時間幅）が狭くなっている。従って、低階調から高階調にいくほど、液晶に印加される電圧の実効電圧値が低くなっていく。なお、先に述べたように本実施形態ではノーマリーホワイトモードに液晶パネル１０が設定されているので、高階調（高輝度）側での実効電圧が低くなってるが、ノーマリーブラックモードの場合は階調レベルと実効電圧の関係は逆となり、高階調側で高実効電圧、低階調側で低実効電圧となる。
【００４４】
（温度補償のための構成）
図８（Ａ）〜（Ｅ）はそれぞれ、図７（Ａ）〜（Ｅ）と同様に、本発明を適用した液晶装置において、低温環境下で所定の階調レベルの表示を行なう際の画像信号の１選択期間（１Ｈ）中における波形図である。図９は、本発明を適用した液晶装置において、環境温度と各階調レベルの表示を行なう際の画像信号のパルス幅との関係を示すグラフである。
【００４５】
再び図１において、本形態の液晶装置１では、温度検出器７０の温度検出結果に基づいて、テーブル制御回路４１は、階調テーブル６０に記憶されているいずれの温度に対応したパルス幅データのパターンを使用するかを指定し、この指定された結果に対応する波形（パルス幅）パターンの画像信号２１が信号電極駆動回路２０から液晶パネル１０の信号電極に出力される。
【００４６】
すなわち、テーブル制御回路４１は、温度検出器７０の温度検出結果において現在の温度が０℃以上（常温側）のときには、階調データ指定信号４００を出力して、図７（Ａ）〜（Ｅ）に示す波形を有する画像信号２１を生成するような常温用のパルス幅データ（階調データ）のパターンを階調テーブル６０に対して指定する。従って、液晶駆動制御回路５０が表示データ５００に対応する階調データ６００を階調テーブル６０から信号電極駆動回路２０に出力させたとき、この階調データ６００は、常温用のパルス幅データのパターンに基いて生成された常温用の階調データである。従って、信号電極駆動回路２０は、常温用の階調データ６００に基いて、図７（Ａ）〜（Ｅ）に示すような常温用の波形を有する画像信号２１を液晶パネル１０に出力する。
【００４７】
これに対して、テーブル制御回路４１は、温度検出器７０の温度検出結果において現在の温度が０℃未満（低温側）のときには、切り換え信号切り換え信号４００を階調テーブル６０に出力して、図８（Ａ）〜（Ｅ）に示す波形を有する画像信号２１を生成するような低温用のパルス幅データを階調テーブル６０に対して指定する。従って、液晶駆動制御回路５０が表示データ５００に対応する階調データ６００を階調テーブル６０から信号電極駆動回路２０に出力させたとき、この階調データ６００は図８に示すような低温用の階調データを出力する。従って、信号電極駆動回路２０は、低温用の階調データ６００に基いて、図８（Ａ）〜（Ｅ）に実線で示すような低温用の波形を有する画像信号２１を液晶パネル１０に出力する。図中の点線は図７（Ａ）〜（Ｅ）に示した常温時における画像信号２１の波形を示す。
【００４８】
図８（Ａ）〜（Ｅ）に示す画像信号の波形はそれぞれ、低温環境下でたとえば１６階調の表示を行う場合の５つの階調レベルに対応しており、それぞれの波形が対応する階調レベルは、常温で用いる図７（Ａ）〜（Ｅ）に示す波形に相当する。すなわち、常温において最低階調レベルの表示を行うときには図７（Ａ）に示す画像信号２１を用いるが、低温側において最低階調レベルの表示を行うときには、図８（Ａ）に示す画像信号２１を用いる。また、常温において最高階調レベルの表示を行うときには図７（Ｅ）に示す画像信号２１を用いるが、低温側において最高階調レベルの表示を行うときには、図８（Ｅ）に示す画像信号２１を用いる。さらに、中間階調レベルの表示を行なうときの波形も、図７（Ｂ）〜（Ｄ）に示す波形と図８（Ｂ）〜（Ｄ）に示す波形とがそれぞれ対応している。
【００４９】
このように設定した低温用の波形も、図８（Ａ）〜（Ｅ）に示すように、階調レベルが相違するとＯＮ電圧Ｖ６を維持するパルス幅が相違する。また、図８（Ａ）、（Ｂ）に示す画像信号２１の波形は、図７（Ａ）、（Ｂ）に示す常温用の画像信号２１の波形と比較して、画像信号２１の電位がＯＦＦレベルＶ４からＯＮレベルＶ６に遷移するタイミングがやや遅くなっており、ＯＮ電圧Ｖ６を維持するパルス幅が常温よりもわずかに短い。これに対して、図８（Ｄ）、（Ｅ）に示す画像信号２１の波形は、図７（Ｄ）、（Ｅ）に示す常温用の画像信号２１の波形と比較して、画像信号２１の電位がＯＦＦレベルＶ４からＯＮレベルＶ６に遷移するタイミングがやや速くなっており、ＯＮ電圧Ｖ６を維持するパルス幅が常温よりわずかに長い。なお、図８（Ｃ）に示す画像信号２１の波形は、図７（Ｃ）に示す常温用の画像信号２１の波形と略同一である。
【００５０】
従って、使用環境温度と画像信号のパルス幅の関係を示す図９に示すように、本形態において、低温側で用いる画像信号２１は、常温で用いる画像信号２１と比較して、階調レベルの高階調側および低階調側のうちの双方において階調レベル間でのパルス幅の差が狭まっている。ここで、液晶に印加される駆動信号の実効電圧値は、パルス幅によって規定されるので、液晶に印加される駆動信号の実効電圧値の各階調レベル間における電圧差は、低温側においては常温時と比較して階調レベルの高階調側および低階調側の双方において小さくなっている。
【００５１】
（液晶の特性と駆動周波数との関係）
図１０は、液晶装置１において、各階調レベルの表示を行なったとき、液晶に印加される駆動信号（走査電圧３１と画像信号２１の差電圧）の電位変化をフーリエ変換等によって解析した場合に現われる駆動信号の高周波成分の大きさの程度を示すグラフである。フーリエ変換してフーリエ級数に展開することによって、その駆動信号の波形を正弦波に分解し、そこから高周波数成分の大きさを求めることできる。図１１は、各温度における液晶の誘電率異方性の周波数特性を示すグラフであって、各画素の液晶に印加する駆動信号の電圧変化（電圧極性の変化）の周期によって求められる駆動周波数と環境温度と誘電率異方性Δεの関係を示す。図１２は、液晶装置１において、液晶の駆動周波数レベルにおける温度と液晶のしきい値電圧Ｖｔｈとの関係を示すグラフであって、図１１の結果に基づいて、液晶の駆動周波数レベル毎の、温度に対するしきい値Ｖｔｈの変化を説明するために示したグラフである。
【００５２】
液晶装置１において、図７（Ａ）〜（Ｅ）に示す波形の画像信号が連続して印加されたときに、液晶に実際に印加される駆動信号の電圧変化をフーリエ変換などによって解析したところ、前記したとおり、階調レベルが最低階調（図７（Ａ）に示す波形）あるいは最高階調（図７（Ｅ）に示す波形）のときには、液晶層１５に実際に印加される駆動信号の高周波成分が少ない一方、中間階調（図７（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）に示す波形）のときには、液晶に印加される駆動信号にかなりの高周波成分がのっていることが判明した。すなわち、階調レベルと、各階調レベルに対応して液晶に印加される駆動信号に含まれる高周波成分の大きさとの関係は、概ね、図１０に実線Ｌ９で示すように表される。従って、図１０の関係に基づき、階調レベルが低いとき（図７（Ａ）に示す波形）、あるいは高いとき（図７（Ｅ）に示す波形）には、高周波成分が少ないから液晶層１５は周波数の低い信号で駆動され、中間階調（図７（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）に示す）のときには、高周波成分が多いから液晶は周波数の高い信号で駆動されていると見做すことができる。
【００５３】
しかるに本形態では、低温側では、図８（Ａ）〜（Ｅ）に示すように、最高および最低の階調レベルのパルス幅を中間階調のパルス幅に近似させるように電位変化のタイミングをずらしたことにより、駆動信号の電位変化が新たに発生しているので最高および最低の階調レベルの表示を行なうときでも、液晶に印加される駆動信号に高周波成分がのるように設定してある。従って、低温時においては、最高および最低の階調レベルの表示を行なうときには、図１０に一点鎖線Ｌ１０で示すように、常温や従来に比較して、高周波成分の多い信号で駆動するように設定してあり、周波数の高い信号で液晶を駆動していると見做すことができる。
【００５４】
一方、液晶は、図１１に示す周波数特性を有している。図１１は、各温度における液晶の誘電率異方性Δεの周波数特性を示すグラフである。ここで、実線Ｌ１〜実線Ｌ６はそれぞれ、温度が−２０℃、−１０℃、０℃、＋２５℃、＋５０℃、＋７０℃における周波数特性を表わしている。なお、ここで言う周波数とは、各画素の液晶層への印加電圧（走査電圧３１と画像信号２１の差電圧）の電圧遷移（電圧極性の変化）の周期によって平均的に求められる駆動周波数を言う。
【００５５】
図１１に示すように、液晶は、周波数が低いときには誘電率異方性Δεが高く、周波数が高くなると誘電率異方性Δεが急激に低下する傾向にある。また、液晶の誘電率異方性Δεは温度によっても変動し、かつ、液晶の誘電率異方性Δεが急激に低下する周波数領域（境界領域）は、温度が高いときには高周波数側にあり、温度が低くなると低周波数側にシフトしていく。従って、周波数が低いときには、低温側で液晶の誘電率異方性Δεが高く、周波数が高くなると高温側で液晶の誘電率異方性Δεが高い傾向にある。たとえば、常温（たとえば＋２５℃）では、誘電率異方性Δεが約１００ｋＨｚまで略フラットな周波数特性を示している。これに対して、温度が−２０℃（低温）では、１ｋＨｚ程で誘電率異方性Δεが急激に落ち始めることがわかる。すなわち、温度が低下すると、駆動信号の周波数帯域が誘電率異方性Δεの遷移領域（Δεが急激に変化する領域）にかかり、液晶のΔεが急激に低下する結果、しきい値電圧Ｖｔｈが急激に低下するのである。
【００５６】
ここで、液晶を駆動するためのしきい値電圧Ｖｔｈは前記の式（１）で求められる値に比例するので、図１１を参照して説明した誘電率異方性Δεの温度・周波数特性は、そのまましきい値電圧Ｖｔｈが温度および周波数によって変動する。従って、温度としきい値電圧Ｖｔｈとの関係は、図１２に示すように、常温側および高温側では、しきい値電圧Ｖｔｈは周波数にかかわらず同等と見做すことができる。これに対して、低温になると、図１２に実線Ｌ５１で示すように、周波数が低ければしきい値電圧Ｖｔｈが急激に上昇することはないが、駆動信号の周波数が高い場合には、図１２に実線Ｌ５３で示すように、しきい値電圧Ｖｔｈが急激に高くなる。従って、低温時では駆動信号の周波数レベルに応じてしきい値電圧Ｖｔｈは変動するので、最高階調、最低階調、中間階調のいずれにおいても、可能な範囲で同等程度の周波数成分になるようにして駆動することが好ましい。
【００５７】
このような液晶の特性を考慮して、本形態では、図７および図８を参照して説明したように、常温環境下では、最低および最高の階調レベルで表示する場合と、中間階調で表示する場合との間では、液晶に印加される駆動信号の周波数に差があるが、低温環境下では、最低および最高の階調レベルで表示するときに液晶に印加される駆動信号の周波数を実質的に高めることにより、中間階調で表示するときに液晶に印加される駆動信号の周波数に近づけている。
【００５８】
すなわち、常温下である２５℃のときには、最低および最高の階調レベルで表示する場合には、図１１において実線Ｌ４に対して領域Ａ１で示す周波数で液晶を駆動するのに対し、中間階調で表示する場合には、先に述べたように高周波成分が多くなるので、図１１において実線Ｌ４に対して領域Ｂ１で示す周波数で実質的に液晶を駆動することになる。これに対して、低温である−２０℃のときには、最低および最高の階調レベルで表示する場合には、図８（Ａ）（Ｅ）で示したように駆動信号の電圧変化を新たに生じるように画像信号２１の電圧遷移タイミングをずらしたので、図１０の点線Ｌ１０に示したように高周波成分が多くなるので、図１１において実線Ｌ１に対して領域Ａ２で示す周波数で実質的に液晶を駆動することになり、中間階調で表示する場合には、図８で説明したように画像信号２１の電圧遷移タイミングを常温時と同等に設定しているので、常温時とほど同等のようになって、図１１において実線Ｌ１に対して領域Ｂ２で示す周波数で実質的に液晶を駆動することになる。それ故、常温および低温のいずれの環境下でも、最低および最高の階調レベルで表示する場合と、中間階調で表示する場合との間で液晶の誘電率異方性Δεに大きな差がない。よって、本形態によれば、常温および低温のいずれの環境下でも、最低および最高の階調レベルで表示する場合と、中間階調で表示する場合との間で液晶のしきい値電圧Ｖｔｈに大きな差がない条件で駆動することができる。
【００５９】
（常温条件下での表示）
図１３（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、本発明を適用した液晶装置において、常温における各階調レベルに対応する実効電圧と輝度との関係を示す説明図、および低温における各階調レベルに対応する実効電圧と輝度との関係を示す説明図である。図１３（Ａ）（Ｂ）には、高周波数成分を多く含む信号（あるいは高周波数の駆動信号）で駆動した場合の実効電圧と輝度の関係をＬ６１、Ｌ６１、Ｌ６３で示しており、Ｌ６１、Ｌ７１は周波数レベルが低い場合、Ｌ６３、Ｌ６３は周波数レベルが高い場合、Ｌ６２、Ｌ７２は周波数レベルが中間の場合をそれぞれ示す。
【００６０】
本形態では、常温で図７（Ａ）〜（Ｅ）に示すような波形で階調表示を行ったときには、図１０のＬ９に示すように、階調レベルが最低（図７（Ａ）に示す波形）あるいは最高（図７（Ｅ）に示す波形）のときには、液晶層１５に実際に印加される駆動信号の高周波成分が少ない一方、中間階調（図７（Ｃ）に示す波形）のときには、液晶に印加される信号にかなりの高周波成分がのっている。しかし、図１２に示すように常温環境下では液晶のしきい値Ｖｔｈの変動が駆動信号の周波数が異なってもほぼ同等となっている。
【００６１】
従って、図１２に示すように、環境温度が高い側では、液晶に印加される信号の周波数に差があっても液晶のしきい値電圧Ｖｔｈがほぼ同等であるため、常温において、液晶に対して階調レベルに対応する実効電圧値（パルス幅）の信号（図７（Ａ）〜（Ｅ）に示す信号）を印加すれば、ちょうど中間の階調で表示するときには、図１３（Ａ）に実線Ｌ６３で表される周波数レベルの高い駆動信号の場合の特性のもとで液晶が駆動され、最高および最低の階調で表示するときには、図１３（Ａ）に実線Ｌ６１で表される周波数レベルの低い駆動信号の場合の特性のもとで液晶が駆動され、その他の中間階調で表示するときには、図１３（Ａ）に実線Ｌ６２で表される周波数レベルの中程度の場合の特性のもとで液晶が駆動される。
【００６２】
その結果、図７（Ａ）〜（Ｅ）に示すような波形で階調表示を行ったときの実効電圧値の順序どおり、輝度が変化する。このため、図６に示すような適正な階調表示を行なうことができる。
【００６３】
（低温条件下での表示）
一方、低温条件下においては、図８（Ａ）〜（Ｅ）に示すような波形で階調表示を行う。これらの波形のうち、図８（Ｂ）〜（Ｄ）に示す波形を用いて中間階調を行なうときに液晶に印加される駆動信号の高周波成分の大きさについては、図１０における実線Ｌ９（常温時）と点線Ｌ１０（低温時）から明らかなように、図７（Ｂ）〜（Ｄ）に示す波形で階調表示を行った場合と同程度である。これに対して、階調レベルの最下位あるいは最上位に対応する図８（Ａ）、（Ｅ）に示す波形については、画像信号２１のパルス幅の変化タイミングをずらして中間階調を行なうときの波形形状に近づけたことにより、この駆動信号に図１０のＬ１０に示すように高周波成分が多くなるので、液晶には、図７（Ａ）、（Ｅ）に示す波形と比較して高周波成分が増大した信号が印加されることになる。
【００６４】
従って、図１２において、液晶に印加される駆動信号の周波数に差があると、低温側では液晶のしきい値電圧に大きな差が生じ易いが、本形態では、低温側で階調レベルが最下位あるいは最上位の表示を行なうときの波形形状を、中間階調を行なうときの波形形状に近づけるようにパルス幅の電圧変化のタイミングを設定したので、全階調レベルにおいて、高周波成分をある程度以上、含む信号で液晶が駆動される。従って、低温環境下では、ちょうど中間の階調で表示するときには図１２に実線Ｌ５３で表される周波数レベルが高い場合の特性のもとで液晶が実質的に駆動され、その他の中間階調で表示するときには、図１２に実線Ｌ５２で表される周波数レベルが中程度の場合の特性のもとで実質的に液晶が駆動されるが、最高および最低の階調レベルで表示するときも、図１２に実線Ｌ５２で表される周波数レベルが中程度の場合の特性のもとで実質的に液晶が駆動されると見做すことができる。それ故、低温になっても、最高および最低の階調レベルで表示するときと、中間階調で表示するときとの間でしきい値電圧Ｖｔｈに大きな差がない。
【００６５】
また、低温環境下においては、液晶に印加される実効電圧値と輝度との関係が図１３（Ｂ）に示す特性に変化してしまう。しかし、この場合においても、ちょうど中間の階調で表示するときには、図１３（Ｂ）に実線Ｌ７３で表される周波数レベルが高い場合の特性のもとで実質的に液晶が駆動され、その他の中間階調で表示するときには、図１３（Ｂ）に実線Ｌ７２で表される周波数レベルが中程度の場合の特性のもとで液晶が実質的に駆動され、最高および最低の階調で表示するときにも、図１３（Ｂ）に実線Ｌ７２で表される周波数が中程度の場合の特性のもとで実質的に液晶が駆動される。すなわち、周波数が著しく低い場合の特性（図１３（Ｂ）に実線Ｌ７１で表される特性）のもとで液晶が駆動されることがない。それ故、最高および最低の階調で表示するときにも、図１３（Ｂ）において、中間階調のときと同様な特性（実線Ｌ７２で示す特性）に沿って輝度が規定されるので、図６に示すように、階調レベルの順序が乱れることなく適正な明暗をもって画像を表示することができる。
【００６６】
［実施の形態２］
図１４は、本発明の実施の形態２に係る液晶装置の概略構成を示すブロック図である。なお、以下に説明する実施の形態２、３、４、５のいずれにおいても、基本的な構成や液晶に対する駆動条件などは、実施の形態１と同様であるため、各形態の特徴部分のみを説明し、共通する部分についての説明を省略する。
【００６７】
図１４に示すように、本形態の液晶装置１も、液晶パネル１０と、この液晶パネル１０を駆動するための駆動回路（信号電極駆動回路２０および走査電極駆動回路３０）と、これらの駆動回路２０、３０に制御信号２００、３００（クロック信号）を出力して駆動回路２０、３０から所定の駆動信号（画像信号２１および走査信号３１）を液晶パネル１０に出力させる液晶駆動制御回路５０とが構成されている。
【００６８】
本形態の液晶装置１でも、パルス幅変調方式による階調表示を行う。このため、本形態の液晶装置１には、階調レベルに対応するパルス幅を規定するパルス幅データ（階調データ）を記憶する階調テーブル６０が設けられている。従って、液晶駆動制御回路５０は、表示データ５００に基いて階調テーブル６０から所定のパルス幅を示す階調データ６００を信号電極駆動回路２０に出力させる。その結果、信号電極駆動回路２０から液晶パネル１０の信号電極に対しては、各階調レベルに対応するパルス幅の画像信号２１が出力されることになる。
【００６９】
また、本形態の液晶装置１では、液晶パネル１０の温度を直接、あるいは液晶パネル１０が配置された環境の温度を検出する温度検出器７０（温度検出手段）と、この温度検出器７０による温度検出結果に基づいて、常温側と低温側との間で階調レベルと駆動信号のパルス幅との関係を補正する温度補償回路４０とが構成されている。
【００７０】
本形態において、温度補償回路４０は、液晶駆動制御回路５０に形成されている階調データ記憶部４２（補正データ記憶手段）、およびテーブル制御回路４１から構成されている。階調データ記憶部４２には、階調データとして、常温のときに階調レベルと駆動信号のパルス幅との関係を規定する常温用のパルス幅データのパターン、および低温のときに階調レベルと駆動信号のパルス幅との関係を規定する低温用のパルス幅データのパターンが少なくとも記憶されている。
【００７１】
従って、テーブル制御回路４１が温度検出器７０の温度検出結果に基づいて階調データ指定信号４００を液晶駆動制御回路５０に出力すると、液晶駆動制御回路５０は、テーブル制御回路４１から出力された階調データ指定信号４００に基いて、階調データ記憶部４２に記憶されている常温用のパルス幅データのパターンおよび低温用のパルス幅データのパターンのうち、所定のパルス幅データのパターンを階調データ４０１として階調テーブル６０に出力し、階調テーブル６０に記憶されているデータを書き換える。従って、階調テーブル６０は、表示データ５００に対応する階調データ６００を信号電極駆動回路２０に出力するときに、現在の温度が常温および低温のいずれのときでも、その環境温度に対応したパルス幅データのパターンを記憶し、表示データ５００に応じて適正な階調データ６００を出力する。それ故、信号電極駆動回路２０は、液晶パネル１０に対して、常温のときには図７（Ａ）〜（Ｅ）に示す画像信号２１を出力し、低温のときには図８（Ａ）〜（Ｅ）に示す画像信号２１を出力する。
【００７２】
［実施の形態３］
図１５は、本発明の実施の形態３に係る液晶装置の概略構成を示すブロック図である。
【００７３】
図１５に示すように、本形態の液晶装置１も、液晶パネル１０と、この液晶パネル１０を駆動するための駆動回路（信号電極駆動回路２０および走査電極駆動回路３０）と、これらの駆動回路２０、３０に制御信号２００、３００（クロック信号）を出力して駆動回路２０、３０から所定の駆動信号（画像信号２１および走査信号３１）を液晶パネル１０に出力させる液晶駆動制御回路５０とが構成されている。
【００７４】
本形態の液晶装置１でも、パルス幅変調方式による階調表示を行う。このため、本形態の液晶装置１には、表示データ５００に基いて階調レベルに対応する階調データを生成するための階調テーブル６０が信号電極駆動回路２０に形成されている。従って、液晶駆動制御回路５０が表示データ５００を信号電極駆動回路２０の階調テーブル６０に出力すると、階調テーブル６０は、信号電極駆動回路２０内で階調データを生成する。その結果、信号電極駆動回路２０から液晶パネル１０の信号電極に対しては、各階調レベルに対応するパルス幅の画像信号２１が出力されることになる。
【００７５】
また、本形態の液晶装置１では、液晶パネル１０の温度を直接、あるいは液晶パネル１０が配置された環境の温度を検出する温度検出器７０（温度検出手段）と、この温度検出器７０による温度検出結果に基づいて、常温側と低温側との間で階調レベルと駆動信号のパルス幅との関係を補正する温度補償回路４０とが構成されている。
【００７６】
本形態において、温度補償回路４０は、液晶駆動制御回路５０に形成されている階調データ記憶部４２（補正データ記憶手段）、およびテーブル制御回路４１から構成されている。階調データ記憶部４２には、階調データとして、常温のときに階調レベルと駆動信号のパルス幅との関係を規定する常温用のパルス幅データのパターン、および低温のときに階調レベルと駆動信号のパルス幅との関係を規定する低温用のパルス幅データのパターンが少なくとも記憶されている。
【００７７】
従って、テーブル制御回路４１が温度検出器７０の温度検出結果に基づいて階調データ指定信号４００を液晶駆動制御回路５０に出力すると、液晶駆動制御回路５０は、テーブル制御回路４１から出力された階調データ指定信号４００に基いて、階調データ記憶部４２に記憶されている常温用のパルス幅データのパターンおよび低温用のパルス幅データのパターンのうち、階調データ指定信号４００に応じて所定のパルス幅データを階調データ４０１として階調テーブル６０に出力し、階調テーブル６０に記憶されているデータを書き換える。従って、階調テーブル６０は、表示データ５００に対応する階調データを信号電極駆動回路２０内で生成するときに、現在の温度が常温および低温のいずれのときでもその環境温度に対応したパルス幅データのパターンを記憶し、表示データ５００に応じて適正な階調データ６００を出力する。それ故、信号電極駆動回路２０は、液晶パネル１０に対して、常温のときには図７（Ａ）〜（Ｅ）に示す画像信号２１を出力し、低温のときには図８（Ａ）〜（Ｅ）に示す画像信号２１を出力する。
【００７８】
［実施の形態４］
図１６は、本発明の実施の形態４に係る液晶装置の概略構成を示すブロック図である。
【００７９】
図１６に示すように、本形態の液晶装置１も、液晶パネル１０と、この液晶パネル１０を駆動するための駆動回路（信号電極駆動回路２０および走査電極駆動回路３０）と、これらの駆動回路２０、３０に制御信号２００、３００（クロック信号）を出力して駆動回路２０、３０から所定の駆動信号（画像信号２１および走査信号３１）を液晶パネル１０に出力させる液晶駆動制御回路５０とが構成されている。
【００８０】
本形態の液晶装置１でも、パルス幅変調方式による階調表示を行う。このため、階調レベルに対応するパルス幅を規定するパルス幅データを記憶する階調テーブル６０が設けられている。但し、本形態において、階調テーブル６０は、液晶駆動制御回路５０の一部として形成されている。このため、液晶駆動制御回路５０は、この回路内において表示データ、および階調テーブル６０に記憶されている階調データ（パルス幅データ）に基いて、適正な階調データ６００を信号電極駆動回路２０に出力する。
【００８１】
また、本形態の液晶装置１では、液晶パネル１０の温度を直接、あるいは液晶パネル１０が配置された環境の温度を検出する温度検出器７０（温度検出手段）と、この温度検出器７０による温度検出結果に基づいて、常温側と低温側との間で階調レベルと駆動信号のパルス幅との関係を補正する温度補償回路４０とが構成されている。
【００８２】
本形態において、温度補償回路４０は、液晶駆動制御回路５０に形成されている階調テーブル６０（補正データ記憶手段）、およびテーブル制御回路４１から構成されている。階調テーブル６０には、階調データとして、常温のときに階調レベルと画像信号２１のパルス幅との関係を規定する常温用のパルス幅データのパターン、および低温のときに階調レベルと画像信号２１のパルス幅との関係を規定する低温用のパルス幅データのパターンが記憶されている。
【００８３】
従って、テーブル制御回路４１が温度検出器７０の温度検出結果に基づいて階調データ指定信号４００を液晶駆動制御回路５０に出力すると、液晶駆動制御回路５０は、階調テーブル６０に記憶されている常温用のパルス幅データのパターンおよび低温用のパルス幅データのパターンのうち、階調データ指定信号４００に応じて所定のパルス幅データを階調データとして用いて階調データ６００を出力する。それ故、信号電極駆動回路２０は、液晶パネル１０に対して、常温のときには図７（Ａ）〜（Ｅ）に示す画像信号２１を出力し、低温のときには図８（Ａ）〜（Ｅ）に示す画像信号２１を出力する。
【００８４】
［実施の形態５］
実施の形態１では、常温から低温になると、液晶に印加される実効電圧値と輝度との関係が図１３（Ａ）に示す特性から図１３（Ｂ）に示す特性に変化する例を説明したが、本形態では、液晶として、常温から低温になると、液晶に印加される実効電圧値と輝度との関係が図１７（Ａ）に示す特性から図１７（Ｂ）に示す特性に変化する液晶を用いている。
【００８５】
図１７（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、本発明の実施の形態５に係る液晶装置において、常温における各階調レベルに対応する実効電圧と輝度（透過率又は反射率）との関係を示す説明図、および低温における各階調レベルに対応する実効電圧と輝度との関係を示す説明図である。図１７（Ａ）（Ｂ）には、高周波数成分を多く含む信号（あるいは高周波数の駆動信号）で駆動した場合の実効電圧と輝度の関係をＬ６１、Ｌ６１、Ｌ６３で示しており、Ｌ６１、Ｌ７１は周波数レベルが低い場合、Ｌ６３、Ｌ６３は周波数レベルが高い場合、Ｌ６２、Ｌ７２は周波数レベルが中間の場合をそれぞれ示す。
【００８６】
本形態に示す特性を有する液晶は、図１７（Ａ）、（Ｂ）を比較すると明らかなように、駆動信号の実効電圧値に対する輝度変化が常温と比較して低温側で高い急峻性をもっている。すなわち、図１７（Ａ）、（Ｂ）において、輝度９０％を実現するための実効電圧値Ｖ９０に対する輝度１０％を実現するための実効電圧値Ｖ１０の比Ｖ１０／Ｖ９０が常温より低温側で小さい。すなわち、低温時の実効電圧−輝度の特性カーブを、常温時の特性カーブより急峻なカーブとしている。
【００８７】
このため、実施の形態１で説明したように、低温側において階調レベルに対応する明暗に乱れが発生することを防止することを目的に、低温側では常温側に比較して階調レベル間のパルス幅の差を狭めて低温側において常温側に比較して各階調レベル間の実効電圧値の差が狭まったとしても、低温時においては階調レベルの変化幅に対する実効電圧の変化幅が小さいので、各階調レベル変化に対応する輝度変化を常温とほど同等にすることができる。それ故、本形態によれば、環境温度が変化しても、表示の品位が変化しないという利点がある。
【００８８】
なお、液晶は、駆動信号の実効電圧値に対する輝度変化が常温と比較して低温側で同等の急峻性をもっているときでも、環境温度にかかわらず、品位の高い階調表示を行なうことができる。
【００８９】
［その他の実施の形態］
なお、上記の実施の形態では、ＳＴＮパネルにおいて説明したが、これに限定されるべきものではなく、ＴＮなど様々な液晶モードへ応用可能である。
【００９０】
さらに、上記形態の説明にあたっては発明の特徴を説明しやすいように、駆動波形として、図５に示すように、マルチプレクス駆動を用いて説明したが、これに限定されるものではなく複数のＸ電極Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３・・・を同時に選択するようなマルチライン駆動（ＭＬＳやＭＬＡ）を採用した液晶装置に本発明を適用できる。
【００９１】
また、上記形態では、低温環境下では、階調レベルの高階調側および低階調側のうちの双方においてパルス幅を補正したが、階調レベルの高階調側および低階調側のうちの一方のみにおいてパルス幅を補正してもよい。
【００９２】
また、パルス幅のパターンは、低温時と常温時の２段階ではなく、温度変化に応じて、２段階以上のパルス幅データのパターンを用意して、環境温度変化に対応して細かくパルス幅の補正を行なうようにしても構わない。
【００９３】
また、環境温度に対応したパルス幅の調整だけでなく、ＯＮ電圧やＯＦＦ電圧の補正も温度変化に応じて行なうことにより、液晶への実効電圧の調整を行なってもよいことは言うまでもない。
【００９４】
また、図７及び図８のパルス幅は、ＯＦＦ電圧の後にＯＮ電圧が位置する後縁駆動方式となっているが、ＯＮ電圧が先でＯＦＦ電圧が後の前縁駆動方式でも構わない。
【００９５】
なお、本発明は、ノーマリーホワイトモードの液晶パネルではなく、ノーマリーブラックモードの液晶パネルに適用しても構わない。その場合、パルス幅を広げて実効電圧を大きくした場合に高階調側、パルス幅を狭めて実効電圧を小さくした場合に低階調側となって、図７、図８のパルス幅と階調の関係が逆転する。
【００９６】
［電子機器の具体例］
図１８（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ、本発明を適用した液晶装置１を用いた電子機器の外観図である。
【００９７】
まず、図１８（Ａ）は携帯電話の外観図である。この図において、１０００は携帯電話本体を示し、１００１は、本発明を適用した液晶装置１を用いた画像表示装置である。
【００９８】
図１８（Ｂ）は、腕時計型電子機器の外観図である。この図において、１１００は時計本体を示し、１１０１は、本発明を適用した液晶装置１を用いた画像表示装置である。
【００９９】
図１８（Ｃ）は、ワードプロセッサ、パーソナルコンピュータなどの携帯型情報処理装置の外観図である。この図において、１２００は情報処理装置を示し、１２０２はキーボードなどの入力部、１２０６は本発明を適用した液晶装置１を用いた画像表示装置であり、１２０４は情報処理装置本体を示す。
【０１００】
これらいずれの電子機器も、本発明を適用した液晶装置１を表示装置として搭載しているので、使用環境温度が−２５℃位の低温から＋７０℃位の高温まで鮮明な表示を行なうことができる。
【０１０１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、液晶装置において、同一の階調レベルで表示し続けたとき、階調レベルが最低階調あるいは最高階調のときには、液晶に実際に印加される信号の高周波成分が少ない一方、中間階調のときには、液晶に印加される信号にかなりの高周波成分がのっている点、液晶の誘電率異方性Δεのの周波数特性が温度依存性を有するため、低温では駆動周波数によってしきい値電圧が変化する点を考慮して、駆動周波数によってしきい値電圧の差が大きくなる低温側では階調レベルとパルス幅との関係を補正する。従って、低温でも階調レベルの順序が乱れることなく適正な明暗をもって画像を表示することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る液晶装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す液晶装置に用いた液晶パネルの平面図である。
【図３】図２に示す液晶パネルの断面図である。
【図４】図２に示す液晶パネルの等価回路図である。
【図５】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、図４に示す液晶パネルを駆動するための２つの駆動信号（画像信号および走査信号）の波形図である。
【図６】本発明を適用した液晶装置において階調表示を行なった様子を示す説明図である。
【図７】（Ａ）〜（Ｅ）はそれぞれ、液晶装置において所定の階調レベルの表示を行なう際の画像信号の１選択期間中における波形図である。
【図８】（Ａ）〜（Ｅ）はそれぞれ、本発明を適用した液晶装置において、低温環境下で所定の階調レベルの表示を行なう際の画像信号の１選択期間中における波形図である。
【図９】本発明を適用した液晶装置において、環境温度と各階調レベルの表示を行なう際の画像信号のパルス幅（実効電圧値）との関係を示すグラフである。
【図１０】液晶装置において、各階調レベルの表示を行なったとき、液晶に印加される信号の電位変化に現われる高周波成分の大きさを示すグラフである。
【図１１】各温度における液晶の誘電率異方性の周波数特性を示すグラフである。
【図１２】液晶装置において、各周波数レベルにおける温度と液晶のしきい値電圧との関係を示すグラフである。
【図１３】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、本発明を適用した液晶装置において、常温における各階調レベルの実効電圧と輝度との関係を示す説明図、および低温における各階調レベルの実効電圧と輝度との関係を示す説明図である。
【図１４】本発明の実施の形態２に係る液晶装置の概略構成を示すブロック図である。
【図１５】本発明の実施の形態３に係る液晶装置の概略構成を示すブロック図である。
【図１６】本発明の実施の形態４に係る液晶装置の概略構成を示すブロック図である。
【図１７】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、本発明の実施の形態５に係る液晶装置において、常温における各階調レベルの実効電圧と輝度との関係を示す説明図、および低温における各階調レベルの実効電圧と輝度との関係を示す説明図である。
【図１８】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はいずれも本発明を適用した液晶装置を搭載した電子機器の説明図である。
【図１９】従来の液晶装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２０】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、従来の液晶装置において、常温における各階調レベルの実効電圧と輝度との関係を示す説明図、および低温における各階調レベルの実効電圧と輝度との関係を示す説明図である。
【図２１】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、従来の液晶装置において、常温で階調表示を行なった様子を示す説明図、および低温環境下で階調表示を行なった様子を示す説明図である。
【符号の説明】
１  液晶装置
１０  液晶パネル
１１  上偏光板
１２  位相差フィルム
１３  上基板
１４  下偏光板
１５  液晶層
１６  シール剤
１８  下基板
２０  信号電極駆動回路
２１  画像信号
３０  走査電極駆動回路
３１  走査信号
４０  温度補償回路（温度補償手段）
４１  テーブル制御回路
４２  階調データ記憶部
５０  液晶駆動制御回路
６０  階調テーブル
７０  温度検出器（温度検出手段）
２００、３００  制御信号
４００  階調データ指定信号
４０１  階調データ
５００  表示データ
６００  階調データ
Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３・・Ｘ電極
Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３・・Ｙ電極
【図１】
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【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】
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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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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