JP3612947B2 - 液晶表示装置の駆動方法および液晶表示装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯電話機などの通信端末機、電子手帳、およびディスプレイ装置などにおける液晶表示装置を駆動する液晶表示装置の駆動方法および液晶表示装置の駆動装置に関し、詳しくは、二端子型非線形素子を備えた液晶表示装置のコントラスト特性を補正可能な液晶表示装置の駆動方法および液晶表示装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
例えば、MIM(Metal−Insulator−Metal )素子などの二端子型非線形抵抗素子を備えた液晶表示装置を用いた表示装置として、図6に示す構成のものが従来から知られている。同図に示す表示装置10は、透過型の液晶パネル11の信号線側電極に信号線側信号を出力するXドライバ12,12と、走査線側電極に逆選択負電圧信号および正選択正電圧信号の組からなる走査線側信号を出力するYドライバ13,13とを備えている。
【0003】
この表示装置10では、液晶パネル11の所定部位における液晶素子の配列を変化させて黒色に表示する場合には、図7(a)の左側に示すように、Yドライバ13が、その液晶素子を含む行方向のすべての走査線側電極に対し、1水平期間(1H)の前半期間において、例えば−25Vの逆選択負電圧信号21を出力し、1水平期間(1H)の後半期間において、例えば、30Vの正選択正電圧信号22を出力する。また、この際、Xドライバ12は、その液晶素子を駆動するタイミング時において、同図(b)の左側に示すように、例えば、0Vの信号線側信号23を出力する。これにより、MIM素子の両端に走査線側信号と信号線側信号とが印加され、その両端の電圧差がMIM素子の作動電圧を超える結果、その液晶素子は、配列が変化させられて非透過状態に駆動されることにより、黒色を表示する。
【0004】
一方、液晶素子の配列状態を変化させないで白色に表示する場合には、同図(a)の右側に示すように、Yドライバ13が、走査線側電極に対し、1水平期間(1H)の前半期間において、例えば−30Vの逆選択負電圧信号24を出力し、1水平期間(1H)の後半期間において、例えば、25Vの正選択正電圧信号25を出力する。また、この際、Xドライバ12は、その液晶素子を駆動するタイミング時において、同図(b)の右側に示すように、例えば、5Vの信号線側信号26を出力する。この場合には、MIM素子の両端の電圧差が作動電圧を超えないため、液晶素子は、配列が変化させられないで透過状態を維持する結果、白色を表示する。このように、この表示装置10では、1水平期間において、Yドライバ13,13が50%デューティー比の走査線側信号を出力することにより液晶パネル11を駆動している。また、Yドライバ13が逆選択負電圧信号と正選択正電圧信号とからなる走査線側信号で駆動することにより、単に正電圧の走査線側信号によって駆動する場合と比較し、液晶パネル11のコントラスト比を向上することが可能となっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、この従来の表示装置10には、以下の問題点がある。
【0006】
すなわち、MIM型液晶パネルのプール・フレンケル・プロットにおけるI/V特性(以下、単に「I/V特性」ともいう)は、図4に示すように、走査線側信号の駆動電圧Vに対するlog(I/V)の値が正常であるI/V特性C1に対し、MIM素子の特性誤差や製造誤差などにより、同図に示すI/V特性C2およびI/V特性C3の2種類のばらつきが存在する。具体的には、I/V特性C2は、駆動電圧Vに対するlog(I/V)の値の傾きβ(同図では、tan−1((m3 −m4 )/(10V−4V)))が、I/V特性C1の傾きβ(同図では、tan−1((m1 −m2 )/(10V−4V)))と同一であるものの、MIM素子のオン抵抗がI/V特性C1を有するMIM素子よりも高抵抗または低抵抗のために、駆動電圧軸に沿って平行移動した特性となっている。一方、I/V特性C3は、その傾き(同図では、tan−1((m5 −m6 )/(10V−4V))自体が正常のI/V特性C1とは異なっている。
【0007】
ここで、MIM型液晶パネルがI/V特性C2を有する場合には、例えば、走査線側信号の駆動電圧を可変するためのボリュームなどを表示装置10に配設し、そのボリュームを調整することによって、正常のI/V特性C1とほぼ同一のコントラストに設定することができる。
【0008】
ところが、I/V特性C3を有するMIM型液晶パネルでは、走査線側信号の駆動電圧を可変したとしても、正常のI/V特性C1と同一のコントラストに設定することはできない。つまり、図5に示すように、I/V特性C1を有するMIM型液晶パネルのコントラスト特性CR1では、例えば、走査線側信号が電圧V0 のときには、値(b11/a11)であるのに対し、I/V特性C3を有するMIM型液晶パネルのコントラスト特性CR3では、走査線側信号が電圧V0 のときに、値(b12/a12)となっている。この場合、ボリュームによって走査線側信号の駆動電圧を可変したとしても、コントラスト特性の傾きが異なるため、I/V特性C1を有するMIM型液晶パネルのコントラスト特性CR1と同一にすることはできない。この結果、従来の表示装置10には、そのコントラスト特性を含めた品質を一定に維持することが困難であるという問題点がある。
【0009】
また、例えば、信号線側信号をパルス幅変調することによって、液晶パネル11の輝度を複数の階調にする場合、例えば、走査線側信号の駆動電圧が値V0 のときには、コントラスト特性CR1では輝度が値(b11)であるのに対し、コントラスト特性CR3の輝度は値(b12)となっている。このため、設定した輝度階調と実際の輝度階調とが違ってしまうという問題点もある。この場合、赤、緑、青(以下、「RGB」ともいう)の3色でフルカラーの液晶表示装置を構成する場合には、各RGB3色の輝度階調が異なるため、指定した色と実際の色とが異なってしまうという問題点もある。
【0010】
本発明は、かかる問題点を改善すべくなされたものであり、二端子型非線形抵抗素子の特性誤差や製造誤差などに起因する液晶表示装置のコントラスト特性を均一化することが可能な液晶表示装置の駆動方法および液晶表示装置を提供することを主目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく請求項1記載の液晶表示装置の駆動方法は、信号線側電極に信号線側信号を出力し、かつ走査線側電極に逆選択負電圧信号および正選択正電圧信号の組からなる走査線側信号を出力する、二端子型非線形抵抗素子を備えた液晶表示装置の駆動方法において、前記逆選択負電圧信号と前記正選択正電圧信号とのデューティ比を可変することにより前記液晶表示装置のコントラスト特性を補正することを特徴とする。
【0012】
この液晶表示装置の駆動方法では、駆動対象の液晶表示装置についてのI/V特性が、I/V特性C1を有する正常の液晶表示装置とは異なる場合に、走査線側信号の逆選択負電圧信号と正選択正電圧信号とのデューティー比を可変する。この場合、正選択正電圧信号のデューティー比が変化すれば、正選択正電圧信号に対するMIM素子などの二端子型非線形抵抗素子(以下、代表してMIM素子を例に挙げて説明する)の応答特性を変化させることができる。つまり、正選択正電圧信号のデューティー比を可変することによってMIM素子のI/V特性における傾きβを制御することが可能となる。したがって、MIM素子の特性誤差や製造誤差に起因してばらつくI/V特性を任意に補正することができる結果、液晶表示装置のコントラスト特性を均一化することが可能となる。
【0013】
請求項2記載の液晶表示装置の駆動方法は、請求項1記載の液晶表示装置の駆動方法において、信号線側信号をパルス幅変調することにより液晶表示装置の輝度階調を制御することを特徴とする。
【0014】
この液晶表示装置の駆動方法では、信号線側信号の信号パルス幅をパルス幅変調することによって、液晶表示装置の輝度階調を制御する。この場合、MIM素子のI/V特性を均一にすることが可能となる結果、設定した輝度階調と実際の輝度階調とが常に一致する。しかも、RGBの3色を用いてフルカラー化した場合においても、設定した色と実際に表示される色とが常に一致する結果、表示色の均一化を図ることが可能となる。
【0015】
請求項3記載の液晶表示装置の駆動方法は、請求項1または2記載の液晶表示装置の駆動方法において、逆選択負電圧信号の最低値および正選択正電圧信号の最大値の少なくとも一方を補正することにより液晶表示装置のコントラスト特性を補正することを特徴とする。
【0016】
走査線側信号における正選択正電圧信号のデューティー比を可変することによってコントラスト特性を補正することはできるが、走査線側信号の駆動電圧に対するコントラスト値までが自動的に均一化されるものではない。かかる場合、調整用のボリュームを用いて走査線側信号の駆動電圧を可変することによりコントラストを調整する表示装置では、I/V特性が元々正常である液晶表示装置を用いる場合と、I/V特性を補正した液晶表示装置を用いる場合とでは、同一のコントラストに設定した場合に、ボリュームの回転位置が互いに相違する。この液晶表示装置の駆動方法では、走査線側信号の逆選択負電圧信号の最低値および正選択正電圧信号の最大値の少なくとも一方を補正することにより、上記のボリュームの回転位置に対するコントラスト特性を均一化することが可能となる。
【0017】
請求項4記載の液晶表示装置は、請求項1から3のいずれかに記載の液晶表示装置の駆動方法に従った前記信号線側信号及び前記走査線側信号を生成し出力する駆動手段を備えてなることを特徴とする。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明に係る液晶表示装置の駆動方法および液晶表示装置の好適な実施の形態について説明する。なお、液晶表示装置を用いた表示装置1は、図6に示した従来の表示装置10とは駆動方法が異なるが、構成自体は同一のため、同図を参照して本発明における液晶表示装置の駆動手段に相当するXドライバ12およびYドライバ13による液晶パネル11の駆動方法について詳述する。
【0019】
この実施形態に係る表示装置1の本質的な特徴点は、I/V特性に応じて、図1に示すように、走査線側信号の逆選択負電圧信号31と正選択正電圧信号32のデューティー比を可変することにある。
【0020】
以下に、液晶パネル11におけるI/V特性の傾きβが、正常なI/V特性と異なる場合における、その液晶パネル11の駆動方法について、図1,3を参照して説明する。
【0021】
図3(a)は、液晶パネル11の各MIM素子のI/V特性における傾きβが例えば正常な値4.0であると想定したときのコントラスト特性CR11を示している。また、同図では、Y軸が透過率を示し、X軸が走査線側信号電圧を示している。さらに、コントラスト特性CR11では、Yドライバ13から出力される走査線側信号の信号幅に対する正選択正電圧信号のデューティー比がほぼ50%の状態、つまり、図1に示す正選択正電圧信号32,32のパルス幅(以下、「パルス幅w」という)を約1/2Hである30μSに設定した状態において、オン信号およびオフ信号の信号線側信号をXドライバ12から出力したときの駆動時輝度特性41および非駆動時輝度特性42をそれぞれ示している。このコントラスト特性CR11では、例えば、走査線側信号の駆動電圧が値V1 のときに、コントラスト値(b1 /a1 )が得られている。
【0022】
一方、液晶パネル11の各MIM素子に対するI/V特性における傾きβの値が例えば5.0と増加する方向にばらついた場合、液晶パネル11は、同図(b)に示すコントラスト特性CR12を有している。この場合、走査線側信号の駆動電圧が値V1 のときのコントラストは、値(b2 /a2 )となり、コントラスト特性CR11とは相違する。また、コントラスト特性CR12では、走査線側信号の駆動電圧に対するコントラストの変化も急峻に変化する特性になっている。かかる場合、走査線側信号の駆動電圧を可変したとしても、コントラスト特性CR12をコントラスト特性CR11と同一にすることはできない。
【0023】
このような場合、この実施形態に係る表示装置1では、図1に示すように、Yドライバ13から出力される走査線側信号における正選択正電圧信号32のパルス幅wを、例えば、10μSに設定する。これにより、液晶パネル11におけるMIM素子の正選択正電圧信号32に対する応答が鈍化する結果、そのI/V特性における傾きβが小さくなり、これにより、液晶パネル11は、図3(c)に示すコントラスト特性CR13を有するようになる。このコントラスト特性CR13では、走査線側信号の駆動電圧が値V2 のときにおけるコントラストが、値(b1 /a1 )となり、同図(a)におけるコントラスト特性CR11を同図において左側に平行移動した特性になる。つまり、液晶パネル11は、正選択正電圧信号32に対する液晶素子の透過率変化の追従性が低下する傾向の特性を有するようになる。
【0024】
したがって、表示装置1にコントラスト調整用のボリュームを配設し、そのボリュームを可変して走査線側信号の駆動電圧を可変することにより、実質的には、同図(a)に示すコントラスト特性CR11と同一のコントラスト特性に補正することができる。
【0025】
また、この場合において、図2に示すように、正選択正電圧信号33の駆動電圧を高電圧に設定すれば、コントラスト調整用のボリュームの回転位置に対するコントラスト特性を、同図(a)に示すコントラスト特性CR11の場合と同一にすることができる。つまり、走査線側信号の駆動電圧を補正すれば、同図(c)のコントラスト特性CR13は、走査線側信号の駆動電圧軸に沿って平行移動する。したがって、例えば、コントラスト特性CR11の液晶パネル11を用いた表示装置1において走査線信号の駆動電圧が値V1 となるボリュームの回転位置と、コントラスト特性CR13の液晶パネル11を用いた表示装置1において走査線信号の駆動電圧が値V1 となるボリュームの回転位置とが、同一位置になるように正選択正電圧信号33の駆動電圧の最大値を補正すれば、コントラスト特性CR13の液晶パネル11のボリュームの回転位置に対するコントラスト特性は、見かけ上、同図(d)に示すコントラスト特性CR4に移行する。したがって、ボリュームの回転位置に対するコントラスト値を均一化することができる。
【0026】
さらに、図7(b)に示した信号線側信号26のパルス幅を段階的に可変することにより液晶パネル11の輝度階調を制御する場合であっても、液晶パネル11のコントラスト特性を均一にできる結果、設定された輝度階調と実際の輝度階調とを常に一致させることができる。したがって、RGBの3色カラーフィルタを使用してフルカラーの二端子型液晶表示装置を構成する場合にも、設定した色と実際に表示される色とを常に一致させることができる。
【0027】
このように、この実施形態に係る表示装置1によれば、MIM素子自体の特性誤差や、製造上の誤差などによって発生するMIM素子のI/V特性のばらつきに起因してのコントラスト特性のばらつきを、パルス幅wを可変することにより簡易に補正することができる。また、コントラスト調整用のボリュームによってコントラストを調整する場合であっても、正選択正電圧信号の駆動電圧を補正することにより、ボリュームの回転位置に対するコントラスト特性を均一化することができる。
【0028】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されない。例えば、Xドライバ12およびYドライバ13からそれぞれ出力される信号線側信号の駆動電圧および走査線側信号の駆動電圧は、液晶パネル11の特性に合わせて最も適当な電圧に設定することができる。また、走査線側信号の信号幅に対する正選択正電圧信号のデューティー比についても、本実施形態ではデューティー比を小さくする例について説明したが、本発明に係る液晶表示装置の駆動方法および液晶表示装置では、液晶パネル11のコントラスト特性に合わせてデューティー比を大きくしてもよい。さらに、そのデューティー比を設定するためのスイッチやボリュームなどを設け、そのスイッチなどによって設定されたデューティー比になるように、Yドライバ13を制御する構成を採用することもできる。
【0029】
また、本実施形態では、Yドライバ13から出力される走査線側信号のパルス幅wを変化させることによってコントラスト特性を補正しているが、併せてXドライバ12の信号線側信号の駆動電圧を段階的に可変するようにしてもよい。かかる場合には、液晶パネル11のコントラスト特性を任意の特性に制御することも可能である。
【0030】
また、本実施形態では、二端子型非線型抵抗素子を、MIM素子を例として説明したが、これに限るものではなく、導電体−絶縁体−導電体構造を有する二端子型素子であって、非線型抵抗特性を示すものであればよい。
【0031】
さらに、本実施形態では、透過型の液晶パネル11のコントラスト特性を補正しつつ駆動する例について説明したが、本発明に係る液晶表示装置の駆動方法は、反射型の液晶表示装置にも適用することができる。
【0032】
また、本発明に係る液晶表示装置の駆動方法および液晶表示装置は、携帯電話機、電子手帳、パーソナルコンピュータ、液晶テレビなどの電子機器や情報機器などに好適に用いることができる。
【0033】
【発明の効果】
以上のように、請求項1記載の液晶表示装置の駆動方法によれば、走査線側信号における逆選択負電圧信号と正選択正電圧信号とのデューティ比を可変することにより、二端子非線形抵抗素子の特性の誤差や製造誤差などに起因してばらつくI/V特性を均一に補正することができ、これにより、液晶表示装置のコントラスト特性を均一化することができる。
【0034】
また、請求項2記載の液晶表示装置の駆動方法によれば、信号線側信号をパルス幅変調することにより液晶表示装置の輝度階調を制御する場合において、二端子型非線形抵抗素子のI/V特性を均一化することができる結果、設定した輝度階調と実際の輝度階調とを常に一致させることができる。また、RGBの3色を用いてフルカラー化した場合においても、設定した色と実際に表示される色とが常に一致する結果、表示色を均一化することができる。
【0035】
さらに、請求項3記載の液晶表示装置の駆動方法によれば、走査線側信号における逆選択負電圧信号の最低値および正選択正電圧信号の最大値の少なくとも一方を補正することにより、調整用ボリュームなどによってコントラストを調整するときであっても、調整用ボリュームの回転位置に対するコントラスト特性を均一化することができる。
【0036】
また、請求項4記載の液晶表示装置によれば、走査線側信号における逆選択負電圧信号と正選択正電圧信号とのデューティ比を可変する駆動手段を備えてなることにより、二端子型非線形抵抗素子の特性の誤差や製造誤差などに起因してばらつくI/V特性を均一に補正することができ、これにより、液晶表示装置のコントラスト特性を均一化することができる。また、二端子型非線形抵抗素子のI/V特性を均一化することができる結果、設定した輝度階調と実際の輝度階調とを常に一致させることができる。さらに、RGBの3色を用いてフルカラー化した場合においても、設定した色と実際に表示される色とが常に一致する結果、表示色を均一化することができる。加えて、走査線側信号における逆選択負電圧信号の最低値および正選択正電圧信号の最大値の少なくとも一方を補正することにより、調整用ボリュームなどによってコントラストを調整するときであっても、調整用ボリュームの回転位置に対するコントラスト特性を均一化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る表示装置におけるYドライバから出力される走査線側信号の信号波形図である。
【図2】本発明の実施の形態に係る表示装置におけるYドライバから出力される走査線側信号の他の信号波形図である。
【図3】(a)はコントラスト特性CR11の特性図であり、(b)はコントラスト特性CR12の特性図であり、(c)はコントラスト特性CR13の特性図であり、(d)はコントラスト特性CR4の特性図である。
【図4】駆動対象の液晶表示装置についてのプール・フレンケル・プロットにおけるI/V特性を示す特性図である。
【図5】I/V特性の相違によるコントラスト特性が相違する例を説明するためのコントラスト特性図である。
【図6】従来の表示装置および本実施の形態に係る表示装置のブロック図である。
【図7】(a)は従来の表示装置におけるYドライバから出力される走査線側信号の信号波形図であり、(b)は従来の表示装置におけるXドライバから出力される信号線側信号の信号波形図である。
【符号の説明】
1 表示装置
11 液晶パネル
12 Xドライバ
13 Yドライバ
31 逆選択負電圧信号
32 正選択正電圧信号
Claims (4)
- 信号線側電極に信号線側信号を出力し、かつ走査線側電極に逆選択負電圧信号および正選択正電圧信号の組からなる走査線側信号を出力する、二端子型非線形抵抗素子を備えた液晶表示装置の駆動方法において、
前記逆選択負電圧信号と前記正選択正電圧信号とのデューティ比を可変することにより前記液晶表示装置のコントラスト特性を補正することを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。 - 前記信号線側信号をパルス幅変調することにより前記液晶表示装置の輝度階調を制御することを特徴とする請求項1記載の液晶表示装置の駆動方法。
- 前記逆選択負電圧信号の最低値および前記正選択正電圧信号の最大値の少なくとも一方を補正することにより前記液晶表示装置のコントラスト特性を補正することを特徴とする請求項1または2記載の液晶表示装置の駆動方法。
- 請求項1から3のいずれかに記載の液晶表示装置の駆動方法に従った前記信号線側信号及び前記走査線側信号を生成し出力する駆動手段を備えてなることを特徴とする液晶表示装置。
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