JP3713922B2 - 液晶表示装置の駆動装置、液晶表示装置、電子機器、及び液晶表示装置の駆動方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示パネルの駆動装置、液晶表示装置及び電子機器の技術分野に属し、特に、ＭＩＭ（Metal Insulator Metal）素子等の双方向ダイオード特性を有する２端子型非線形素子を用いたアクティブマトリクス駆動方式の液晶表示パネルの駆動装置及び駆動方法、該駆動装置を備えた液晶表示装置（液晶表示モジュール）及び該液晶表示装置を備えた電子機器の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、アクティブマトリクス駆動方式の液晶表示パネルとしては、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）素子を用いたものの他に、ＭＩＭ素子等の双方向ダイオード特性を有する２端子型非線形素子を用いたものがある。ＭＩＭ素子等は、急峻なしきい値を持つため、従来の単純マトリクス駆動方式と比較すると画素間におけるクロストークの問題が少ない点で有利であり、ＴＦＴ素子と比較すると、素子構成や製造工程が比較的簡易な点で有利である。
【０００３】
前記２端子型非線形素子としてＭＩＭ素子を用いた液晶表示パネルを、図１５に示す。この液晶表示パネルは、図１５に示すように、一対の基板にマトリクス状になるように夫々の基板に配置した複数のデータ信号線（…，Ｘｉ−１，Ｘｉ，Ｘｉ＋１…）と走査信号線（…，Ｙｊ−１，Ｙｊ，Ｙｊ＋１…）の交点に、液晶層とＭＩＭ素子の層が直列に接続されて一つの画素領域を形成する構成となっている。また、各走査信号線には走査信号駆動回路８１が接続され、更に各データ信号線にはデータ信号駆動回路８２が接続されており、走査信号駆動回路８１から各走査信号線に対して走査信号が供給されると共に、データ信号駆動回路８２から各データ信号線に対してデータ信号が供給される。従って、各画素領域においては、走査信号とデータ信号との間に生じる電位差を、ＭＩＭ素子のしきい値電圧に対して大小関係を有するように設定すれば、 ＭＩＭ素子をオン・オフ駆動させることができる。ＭＩＭ素子がオン状態になると、そのＭＩＭ素子に接続された液晶層が充電され、当該画素領域がオン状態になる。そして、所定期間の充電を行った後に前記ＭＩＭ素子をオフ状態にすると、当該ＭＩＭ素子がハイインピーダンス状態となり、更に液晶層の抵抗が十分大きい値に設定されているので、液晶層における電荷の蓄積が保たれ、前記画素領域のオン状態が維持される。このように、特定の画素領域を選択し、当該画素領域における液晶層を充電する期間（以下、選択期間とする）は、当該画素領域をオン状態にしておく期間中の一部の期間で良いため、この選択期間を各走査信号線毎に時分割により設けることができ、走査信号線及びデータ信号線を複数の画素領域について共通化したマトリクス駆動が可能となっている。
【０００４】
このような駆動方式の代表的な例としては、４値駆動法と呼ばれる駆動法が挙げられる。この４値駆動法は、２値の走査信号と２値のデータ信号を用いると共に、走査信号及びデータ信号の極性を、例えば１水平期間毎にデータ信号の中間値を基準に反転させ、更に走査信号線の夫々については１垂直期間毎にデータ信号の中間値を基準に反転させるものであり、比較的簡単な回路構成により実現が可能である。
【０００５】
しかしながら、 ＭＩＭ素子を用いた液晶表示パネルは、上述のようにＭＩＭ素子と液晶層とが各画素領域において直列に接続された構成であるため、選択期間の終了直後に液晶層に印加される電圧は、 その時にＭＩＭ素子に印加される電圧に依存する。そして、その時にＭＩＭ素子に印加される電圧、即ち液晶層への充電がほぼ停止した時にＭＩＭ素子に印加される電圧は、 ＭＩＭ素子の電流−電圧特性に依存し、それぞれのＭＩＭ素子毎に当該特性についてのばらつきによる誤差が生じる。従って、４値駆動法のように、単に１垂直期間毎に走査信号及びデータ信号の極性をデータ信号の中間値を基準に反転させるだけでは、単に液晶層に印加される電圧の極性が反転されるだけなので、前記電圧誤差は相殺されない。その結果、前記誤差が各画素領域間で発生し、各画素領域において液晶層に印加される電圧にばらつきを生じ、表示ムラ等が発生するという問題があった。
【０００６】
そこで、４値駆動法よりも表示特性の向上を図ることができる駆動法として、充放電法と呼ばれる駆動法が提案された。この駆動法は、充電印加によるＭＩＭ素子の導通とデータ信号の中間値を基準にして充電印加と逆極性の過充電印加後の放電によるＭＩＭ素子の導通によるもので、図１６（Ｂ）,図１７（Ｃ）に示すように、充電モードと放電モードで駆動されるように構成されており、充電モードにおいては、第１の選択電圧（ＶＳ１）が走査信号線に供給され、データ信号との差電圧が液晶層が充電される。一方、放電モードにおいては、前記データ信号の中間値を基準として前記第１の選択電圧（ＶＳ１）と逆極性のプリチャージ電圧である−ＶＰＲＥが供給されることにより、液晶層に対する過充電が行われ、その後に連続して前記データ信号の中間値を基準として前記プリチャージ電圧（−ＶＰＲＥ）と逆極性の第２の選択電圧（ＶＳ２）が供給されることにより、過充電された液晶層の放電が行われる。従って、この第２の選択電圧（ＶＳ２）が供給される期間において、データ信号により放電量を制御すれば、当該画素領域の表示状態を制御することができる。
【０００７】
例えば、図１６（Ａ）に示すように、データ信号線ＸｉにはＶＨ／２と−ＶＨ／２の値を有するデータ信号が１水平期間（図１６（Ａ）において１Ｈで示す期間）毎に供給されると共に、図１６（Ｂ）に示すように、走査信号線Ｙｊには上述したような選択電位を有する走査信号が供給されたとすると、データ信号線Ｘｉと走査信号線Ｙｊの交点における画素領域において、充電モードの選択期間の終了直後に液晶層に印加される電圧ＶＢ１は次式で与えられる。
【０００８】
ＶＢ１＝（ＶＳ１＋ＶＨ／２−ＶＯＮ）−Ｋ・（ＶＳ１− ＶＨ／２）…（１）
尚、上記の式におけるＫはＭＩＭ素子の容量をＣＭ、液晶層の容量をＣＬとした時に、ＣＭ／（ＣＭ＋ＣＬ）で表される容量比で、 Ｋ・（ＶＳ１− ＶＨ／２）は、 ＭＩＭ素子がオフ状態となる瞬間に容量結合により生じる液晶層電圧のシフト分を表す。また、ＶＯＮは、液晶層への充電がほぼ停止した時に、 ＭＩＭ素子に印加される電圧である。
【０００９】
また、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、充電された電荷が第２の選択電圧ＶＳ２により放電され、選択期間の終了直後に液晶層に印加される電圧はＶＳ２−ＶＨ／２−ＶＯＮとなる。従って、選択期間の終了直前に液晶層に印加される電圧ＶＢ２は次式で表される。
【００１０】
ここで、 Ｋ・（ＶＳ２−ＶＨ／２）は、充電モードの場合と同様に、 ＭＩＭ素子がオフ状態となる瞬間に容量結合により生じる液晶層電圧のシフト分を表す。
【００１１】
上式（１）,（２）から明らかなように、液晶層への充電がほぼ停止した時にＭＩＭ素子に印加される電圧ＶＯＮがΔＶＯＮだけ大きくなると、ＶＢ１の絶対値はΔＶＯＮだけ小さくなるが、ＶＢ２の絶対値は逆にΔＶＯＮだけ大きくなる。一方、ＶＯＮがΔＶＯＮだけ小さくなると、ＶＢ１の絶対値はΔＶＯＮだけ大きくなるが、ΔＶＢ２の絶対値はΔＶＯＮだけ小さくなる。更にＫに誤差ΔＫ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。
【００１２】
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、充電モードにて液晶印加電圧に発生する誤差電圧は、放電モードにて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の液晶表示パネル内でのばらつきを要因とする表示ムラの発生等を有効に防止できる。
【００１３】
しかしながら、図１６に示す駆動方式では、データのクロストークが生じ易いと言った問題がある。例えば、データ信号線Ｘｉに図１７（Ａ）に示すような値のデータ信号が供給され、走査信号線Ｙｊ−１，Ｙｊに図１７（Ｂ）,（Ｃ）に示すような値の走査信号が供給された場合には、データ信号線Ｘｉと走査信号線Ｙｊとの交点における画素領域（Ｘｉ，Ｙｊ）では、 ＭＩＭ素子と液晶層の両端に図１７（Ｄ）に示すような波形の電圧が印加される。図１７（Ｄ）に示すように、放電モードの過充電期間ＴｄｃｊにＭＩＭ素子と液晶層の両端に印加される電圧は、−ＶＰＲＥ−ＶＨ／２である。これは、走査信号線Ｙｊに供給される走査信号が過充電期間において−ＶＰＲＥの電圧を有し、この期間にデータ信号線Ｘｉに供給されるデータ信号ｋＤｉ，ｊ−１の値がＶＨ／２となっているためである。なお、データ信号を示す記号のｋはフィールドナンバーを表し、データであることを示す記号Ｄの添え字ｉはデータ信号線のナンバーを、また添え字ｊ−１は走査信号線ナンバーを示す。つまり、 データ信号ｋＤｉ，ｊ−１は、ｋフィールド目に、データ信号線Ｘｉと走査信号線Ｙｊ−１との交点となる画素領域のデータ信号であることを示す。
【００１４】
前記画素領域（Ｘｉ，Ｙｊ）の放電期間Ｔｄｊにおいては、当該画素領域（Ｘｉ，Ｙｊ）のデータ信号であるｋＤｉ，ｊが供給され、 ＭＩＭ素子と液晶層の両端の電圧を所望の値にすることができる。しかしながら、上述した過充電期間Ｔｄｃｊにおける当該両端の電圧は、一行前の走査信号線Ｙｊ−１とデータ信号線Ｘｉとの交点の画素領域に対して供給されたデータ信号であるｋＤｉ，ｊ−１の値に依存し、クロストークが生じることになる。このようなクロストークが生じるのは、過充電期間Ｔｄｃｊと放電期間Ｔｄｊを夫々１水平期間に設定しているためである。
【００１５】
そこで、このようなクロストークを解消するために、図１８に示すような駆動方式が提案された。図１８（Ａ）はデータ信号線Ｘｉに供給されるデータ信号を示し、図１８（Ｂ）は走査信号線Ｙｊ−１に供給される走査信号を示す。また、図１８（Ｃ）は走査信号線Ｙｊに供給される走査信号を示し、図１８（Ｄ）はデータ信号線Ｘｉと走査信号線Ｙｊとの交点における画素領域（Ｘｉ，Ｙｊ）におけるＭＩＭ素子と液晶層の両端に印加される電圧を示す。
【００１６】
この駆動方式は、図１８（Ａ）に示すように、データ信号を１水平期間の後半の１／２の期間にのみ供給し、前半の１／２の期間には接地電位を供給する。また、図１８（Ｂ）に示すように、走査信号における充電モードの充電期間も１水平期間の後半の１／２の期間に設ける。そして、図１８（Ｃ）に示すように、放電モードにおける過充電期間Ｔｄｃｊを１水平期間の前半の１／２の期間に設け、放電モードにおける放電期間Ｔｄｊを１水平期間の後半の１／２の期間に設ける。
【００１７】
このように構成することにより、図１８（Ｄ）に示すように、過充電期間ＴｄｃｊにおいてＭＩＭ素子と液晶層の両端に印加される電圧は、データ信号の値によらずに常に−ＶＰＲＥとなり、データ信号によるクロストークを防止することができる。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図１８に示す駆動方式では、充電モードにおいては１水平期間の後半の１／２期間にのみ充電を行い、かつ放電モードにおいてはデータ信号の値が接地電位であるときにのみ過充電を行っているため、液晶層に十分な電圧を印加することができず、低コントラストになるという問題があった。
【００１９】
この問題に対しては、走査信号の波高（振幅）を大きくすることで、充電電圧の不足分を補うことも考えられるが、ＭＩＭ素子は、印加電圧が高くなると、飽和特性を示すため、放電モードの過充電期間における充電量には限界が生じる。このため、この駆動方式を採用したとしても、実質上、低コントラストの問題は解消されない。
【００２０】
また、過充電期間における走査信号のプリチャージ電圧値ＶＰＲＥの絶対値を大きくすることも考えられるが、このプリチャージ電圧値ＶＰＲＥは、走査信号駆動回路８１に備えられた液晶ドライバーの耐圧性能との関係で、大きくするのには限界がある。
【００２１】
そこで、本発明は上述した問題点に鑑みなされたものであり、 ＭＩＭ素子等の２端子型非線形素子を用いた液晶表示パネルの駆動方式として、充放電駆動方式を用いた場合でも、 直前データのクロストークを解消しつつ、かつコントラストを向上させることができる液晶表示パネルの駆動回路、駆動方法、液晶表示パネル、液晶表示装置及び電子機器を提供することを課題としている。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の液晶表示装置の駆動装置は上記課題を解決するために、走査信号が印加される複数の走査線と表示階調を制御するデータ信号が印加される複数のデータ線とがマトリクス状に配置され、該複数の走査線と該複数のデータ線の間に直列接続された液晶と２端子型非線形素子からなる複数の画素を備える液晶表示装置の駆動装置であって、充電モードにおいて、前記２端子型非線形素子を導通させる第１の選択電圧となり、放電モードにおいて、前記２端子型非線形素子を導通させ前記データ信号の中間値を基準として前記第１の選択電圧とは逆極性のプリチャージ電圧と、該プリチャージ電圧に連続して出力され、該中間値を基準に前記プリチャージ電圧とは逆極性となる第２の選択電圧と、になる走査信号を生成し、前記充電モードにおいて、前記第１の選択電圧を１水平期間を２分割した後半に供給し、前記充電モードの１水平期間から１垂直期間後の前記放電モードにおける１水平期間を２分割した前半に、前記プリチャージ電圧を供給し、後半に、前記第２の選択電圧を供給する走査信号駆動手段と、前記充電モードにおいて、前記第１の選択電圧が供給される前記１水平期間の後半において、当該１水平期間の前半における電圧とは前記中間値を基準に逆極性となる電圧のデータ信号を供給し、前記放電モードにおいて、前記プリチャージ電圧と前記第２の選択電圧とがそれぞれ供給される前記１水平期間を２分割した前半及び後半の両期間に同一のデータ信号を供給するデータ信号駆動手段とを備えることを特徴とする。
【００２３】
請求項１に記載の液晶表示パネルの駆動装置によれば、充電モードにおいて、走査線駆動手段により複数の走査線の内のいずれかに走査信号として第１の選択電圧が１水平期間内に供給されると、少なくとも当該1水平期間内にデータ信号駆動手段により画素の階調を制御するデータ信号がデータ線に供給される。従って、２端子型非線形素子と液晶との両端には、データ信号の電圧値と走査信号の第１の選択電圧の電圧値との差電圧が発生し、２端子型非線形素子が導通状態となり、液晶の充電が行われる。
【００２４】
次に、充電モードと共に走査信号を形成する放電モードにおいて、前記データ信号の中間値を基準として前記第１の選択電圧とは逆極性のプリチャージ電圧と、該プリチャージ電圧に連続して出力され、該中間値を基準に前記プリチャージ電圧とは逆極性となる第２の選択電圧が走査線駆動手段により走査線に供給される。前記プリチャージ電圧は当該１水平期間の１垂直期間後の１水平期間を２分割した前半に供給され、データ信号の電圧値と過充電モード信号の電圧値との差電圧が発生し、２端子型非線形素子は導通状態となり、液晶が過充電されることになる。連続する前記第２の選択電圧は前記１垂直期間後の１水平期間を２分割した後半に供給され、液晶に過充電された電圧をデータ信号の電圧値と第２の選択電圧の電圧値との差電圧値に応じた放電がおこなわれる。プリチャージ電圧及び第２の選択電圧が供給される期間におけるデータ信号は、データ信号駆動手段により１水平期間毎のタイミングで、前記１水平期間を２分割した前半及び後半の両期間に該中間値を基準に極性が維持されたまま供給される。従って、２端子型非線形素子と液晶の両端における電位差は、前記画素の表示階調を制御するデータ信号に応じて液晶の過充電を更に促進する方向に大きくなり、且つ前記過充電電圧の放電を抑えることになる。その結果、前記液晶は上述の十分な過充電状態を維持することになり、高いコントラストで表示を行うこととなる。
【００２５】
そして、以上と同様の処理が、選択した画素領域に対応する全ての走査線及びデータ線について行われるので、液晶表示パネルは、均一且つ高いコントラストで表示が行われる。
【００２６】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の液晶表示装置の駆動装置において、前記２端子型非線形素子は、ＭＩＭ（Metal Insulator Metal）素子からなることを特徴とする。
【００２７】
請求項２に記載の液晶表示装置によれば、液晶表示パネルは、特にＭＩＭ素子を備えているが、上述した本願発明の駆動装置により、上述した走査信号とデータ信号の制御が行われ、低コントラスト化を抑えつつ、走査線数の多い方式の映像信号を良好に表示することができる。
【００２８】
請求項３に記載の液晶表示装置は請求項１または請求項２に記載の液晶表示装置の駆動装置を備えたことを特徴とする。
【００２９】
請求項３に記載の液晶表示装置（液晶表示モジュール）によれば、液晶表示パネルは、特に２端子型非線形素子を備えているが、上述した本願発明の駆動装置により、上述した走査信号とデータ信号の制御が行われ、低コントラスト化を抑えつつ、走査線数の多い方式の映像信号を良好に表示することができる。
【００３０】
請求項４に記載の電子機器は上記課題を解決するために請求項２又は３に記載の液晶表示装置を備えたことを特徴とする。
【００３１】
請求項４に記載の電子機器によれば、電子機器は、上述した本願発明の液晶表示装置を備えており、比較的簡易な構成により低コントラスト化を抑えつつ、走査線数の多い方式の映像信号を良好に表示することができる。
【００３２】
請求項５に記載の液晶表示装置の駆動方法は、走査信号が印加される複数の走査線と表示階調を制御するデータ信号が印加される複数のデータ線とがマトリクス状に配置され、該複数の走査線と該複数のデータ線の間に直列接続された液晶と２端子型非線形素子からなる複数の画素を備える液晶表示装置の駆動方法であって、充電モードにおいて、前記２端子型非線形素子を導通させる第１の選択電圧となり、放電モードにおいて、前記２端子型非線形素子を導通させ前記データ信号の中間値を基準として前記第１の選択電圧とは逆極性のプリチャージ電圧と、該プリチャージ電圧に連続して出力され、該中間値を基準に前記プリチャージ電圧とは逆極性となる第２の選択電圧と、になる走査信号を生成し、前記充電モードにおいて、前記第１の選択電圧を１水平期間を２分割した後半に供給し、前記充電モードの１水平期間から１垂直期間後の前記放電モードにおける１水平期間を２分割した前半に、前記プリチャージ電圧を供給し、後半に、前記第２の選択電圧を供給し、前記充電モードにおいて、前記第１の選択電圧が供給される前記１水平期間の後半の期間において、当該１水平期間の前半における電圧とは前記中間値を基準に逆極性となる電圧のデータ信号を供給し、前記放電モードにおいて、前記プリチャージ電圧と前記第２の選択電圧とがそれぞれ供給される前記１水平期間を２分割した前半及び後半の両期間に同一のデータ信号を供給することを特徴とする。
【００３３】
請求項５に記載の液晶表示パネルの駆動方法によれば、充電モードにおいて、走査線駆動手段により複数の走査線の内のいずれかに走査信号として第１の選択電圧が１水平期間内に供給されると、少なくとも当該1水平期間内にデータ信号駆動手段により画素の階調を制御するデータ信号がデータ線に供給される。従って、２端子型非線形素子と液晶との両端には、データ信号の電圧値と走査信号の第１の選択電圧の電圧値との差電圧が発生し、２端子型非線形素子が導通状態となり、液晶の充電が行われる。
【００３４】
次に、充電モードと共に走査信号を形成する放電モードにおいて、前記データ信号の中間値を基準として前記第１の選択電圧とは逆極性のプリチャージ電圧と、該プリチャージ電圧に連続して出力され、該中間値を基準に前記プリチャージ電圧とは逆極性となる第２の選択電圧が走査線駆動手段により走査線に供給される。前記プリチャージ電圧は当該１水平期間の１垂直期間後の１水平期間を２分割した前半に供給され、データ信号の電圧値と過充電モード信号の電圧値との差電圧が発生し、２端子型非線形素子は導通状態となり、液晶が過充電されることになる。連続する前記第２の選択電圧は前記１垂直期間後の１水平期間を２分割した後半に供給され、液晶に過充電された電圧をデータ信号の電圧値と第２の選択電圧の電圧値との差電圧値に応じた放電がおこなわれる。プリチャージ電圧及び第２の選択電圧が供給される期間におけるデータ信号は、データ信号駆動手段により１水平期間毎のタイミングで、前記１水平期間を２分割した前半及び後半の両期間に該中間値を基準に極性が維持されたまま供給される。従って、２端子型非線形素子と液晶の両端における電位差は、前記画素の表示階調を制御するデータ信号に応じて液晶の過充電を更に促進する方向に大きくなり、且つ前記過充電電圧の放電を抑えることになる。その結果、前記液晶は上述の十分な過充電状態を維持することになり、高いコントラストで表示を行うこととなる。
【００３５】
そして、以上と同様の処理が、選択した画素領域に対応する全ての走査線及びデータ線について行われるので、液晶表示パネルは、均一且つ高いコントラストで表示が行われる。本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施の形態から明らかにされよう。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００３７】
（ＭＩＭ素子）
図１は、本発明の実施の形態である液晶表示装置を構成する液晶表示パネルに備えられる２端子型非線形素子の一例としてのＭＩＭ素子を画素電極と共に模式的に示す平面図であり、図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。尚、図２におては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならしめてある。
【００３８】
図１及び図２において、ＭＩＭ素子２０は、第１基板の一例を構成するＭＩＭアレイ基板３０上に形成された絶縁膜３１を下地として、その上に形成されており、絶縁膜３１の側から順に第１金属膜２２、絶縁層２４及び第２金属膜２６から構成され、ＭＩＭ構造（Metal Insulator Metal構造）を持つ。そして、２端子型のＭＩＭ素子２０の第１金属膜２２は、一方の端子としてＭＩＭアレイ基板３０上に形成された走査線１２に接続されており、第２金属膜２６は、他方の端子として画素電極３４に接続されている。尚、走査線１２に代えてデータ線（図６参照）をＭＩＭアレイ基板３０上に形成し、画素電極３４に接続してもよい。
【００３９】
ＭＩＭアレイ基板３０は、例えばガラス、プラスチックなどの絶縁性及び透明性を有する基板からなる。
【００４０】
下地をなす絶縁膜３１は、例えば酸化タンタルからなる。但し、絶縁膜３１は、第２金属膜２６の堆積後等に行われる熱処理により第１金属膜２２が下地から剥離しないこと及び下地から第１金属膜２２に不純物が拡散しないことを主目的として形成されるものである。従って、ＭＩＭアレイ基板３０を、例えば石英基板等のように耐熱性や純度に優れた基板から構成すること等により、これらの剥離や不純物の拡散が問題とならない場合には、絶縁膜３１は省略することができる。
【００４１】
第１金属膜２２は、導電性の金属薄膜からなり、例えば、タンタル単体又はタンタル合金からなる。若しくは、タンタル単体又はタンタル合金を主成分として、これに例えば、タングステン、クロム、モリブデン、レニウム、イットリウム、ランタン、ディスプロリウムなどの周期率表で第６、第７又は第８族に属する元素を添加してもよい。この場合、添加する元素としては、タングステンが好ましく、その含有割合は、例えば０．１〜６原子％が好ましい。
【００４２】
絶縁膜２４は、例えば化成液中で第１金属膜２２の表面に陽極酸化により形成された酸化膜からなる。
【００４３】
第２金属膜２６は、導電性の金属薄膜からなり、例えば、クロム単体又はクロム合金からなる。
【００４４】
画素電極３４は、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜等の、透明導電膜からなる。
【００４５】
また、図３の断面図に示すように、上述の第２金属膜及び画素電極は、同一のＩＴＯ膜等からなる透明導電膜３６から構成されてもよい。このような構成を持つＭＩＭ素子２０’は、製造の際に、第２金属膜及び画素電極を同一の製造工程により形成できる利点がある。尚、図３において図２と同様の構成要素には同一参照符号を付し、その説明は省略する。
【００４６】
更にまた、図４の平面図及び図５のＢ−Ｂ断面図に示すように、ＭＩＭ素子４０は、所謂バック・ツー・バック（Back To Back）構造、即ち第１のＭＩＭ素子４０ａと第２のＭＩＭ素子４０ｂとを極性を反対にして直列に接続した構造を持つように構成されてもよい。尚、図４及び図５において図１及び図２と同様の構成要素には同一参照符号を付し、その説明は省略する。
【００４７】
図４及び図５において、第１のＭＩＭ素子４０ａは、ＭＩＭアレイ基板３０上に形成された絶縁膜３１を下地として、この上に順に形成されたタンタル等からなる第１金属膜４２、陽極酸化膜等からなる絶縁膜４４及びクロム等からなる第２金属膜４６ａから構成されている。他方、第２のＭＩＭ素子４０ｂは、ＭＩＭアレイ基板３０上に形成された絶縁膜３１を下地として、この上に順に形成された第１金属膜４２、絶縁膜４４及び第１金属膜４６ａから離間した第２金属膜４６ｂから構成されている。
【００４８】
第１のＭＩＭ素子４０ａの第２金属膜４６ａは、走査線４８に接続され、第２のＭＩＭ素子４０ｂの第２金属膜４６ｂは、ＩＴＯ膜等からなる画素電極４５に接続されている。従って、走査信号は、走査線４８から第１及び第２のＭＩＭ素子４０ａ及び４０ｂを介して画素電極４５に供給される。尚、走査線４８に代えてデータ線（図６参照）をＭＩＭアレイ基板３０上に形成し、第１のＭＩＭ素子４０ａの第２金属膜４６ａに接続するように構成してもよい。
【００４９】
この図４及び図５に示した例では、絶縁膜４４は、図１及び図２に示した例における絶縁膜２４に比べて膜厚が小さく、例えば半分程度の膜厚に設定されている。
【００５０】
以上、２端子型非線形素子としてＭＩＭ素子の幾つかの例について説明したが、ＺｎＯ（酸化亜鉛）バリスタ、ＭＳＩ（Metal Semi-Insulator）素子、ＲＤ（Ring Diode）などの双方向ダイオード特性を有する２端子型非線形素子を本実施の形態のアクティブマトリクス駆動方式の液晶表示パネルに適用可能である。
【００５１】
（液晶表示パネル）
次に、上述のＭＩＭ素子２０を用いたアクティブマトリクス駆動方式の液晶表示パネルの実施の形態について図６及び図７を参照して説明する。尚、図６は、本実施の形態における液晶表示パネルを駆動回路と共に示した等価回路図であり、図７は、本実施の形態における液晶表示パネルを模式的に示す部分破断斜視図である。
【００５２】
図６において、液晶表示パネル１０は、ＭＩＭアレイ基板３０又はその対向基板上に配列された複数の走査線Ｙ１〜Ｙｍが走査信号駆動回路１００に接続されており、ＭＩＭアレイ基板３０又はその対向基板上に配列された複数のデータ線Ｘ１〜Ｘｎがデータ信号駆動回路１１０に接続されている。更に、前記走査信号駆動回路１００及びデータ信号駆動回路１１０には、充放電駆動方式により液晶表示パネル１０を駆動するために必要なモード切り替え信号を出力するモード切り替え手段１２０が接続されている。尚、走査信号駆動回路１００及びデータ信号駆動回路１１０並びモード切り替え手段１２０は、図１及び図２に示したＭＩＭアレイ基板３０又はその対向基板上に形成されていてもよく、この場合には、駆動回路を含んだ液晶表示装置（液晶表示パネル）となる。或いは、走査信号駆動回路１００及びデータ信号駆動回路１１０並びにモード切り替え手段１２０は、液晶表示パネルとは独立したＩＣから構成され、所定の配線を経て走査線Ｙ１〜Ｙｍやデータ線Ｘ１〜Ｘｎに接続されてもよく、この場合には、駆動回路を含まない液晶表示装置（液晶表示モジュール）となる。
【００５３】
各画素領域１６において、走査線Ｙ１〜Ｙｍは、ＭＩＭ素子２０の一方の端子に接続されており（図１参照）、データ線Ｘ１〜Ｘｎは、液晶層１８及び図１に示した画素電極３４を介してＭＩＭ素子２０の他方の端子に接続されている。従って、各画素領域１６に対応する走査線Ｙ１〜Ｙｍに走査信号が供給され、データ線Ｘ１〜Ｘｎにデータ信号が供給されると、当該画素領域におけるＭＩＭ素子２０がオン状態となり、ＭＩＭ素子２０を介して、画素電極３４及びデータ線Ｘ１〜Ｘｎ間にある液晶層１８に駆動電圧が印加される。
【００５４】
尚、走査信号駆動回路１００及びデータ信号駆動回路１１０並びにモード切り替え手段１２０をＭＩＭアレイ基板３０上に設けると、ＭＩＭ素子２０についての薄膜形成プロセスと走査信号駆動回路１００及びデータ信号駆動回路１１０並びにモード切り替え手段１２０についての薄膜形成プロセスとを同時に行える利点がある。但し、ＴＡＢ（テープオートメイテッドボンディング）方式で実装された走査信号駆動回路１００及びデータ信号駆動回路１１０を含むＬＳＩに、ＭＩＭアレイ基板３０の周辺部に設けられた異方性導電フィルムを介して走査線Ｙ１〜Ｙｍ及びデータ線Ｘ１〜Ｘｎを接続する構成を採れば、液晶表示パネル１０の製造がより容易となり、装置構成上の融通性も高まる。また、ＣＯＧ（チップオンガラス）方式でＭＩＭアレイ基板３０及び対向基板３２上に、走査信号駆動回路１００及びデータ信号駆動回路１１０を含むＬＳＩを実装する構成をとれば、液晶表示パネル１０の製造が更に容易となり、信頼性も向上する上、装置構成が簡易化され、組み込み性も高まる。
【００５５】
図７において、液晶表示パネル１０は、ＭＩＭアレイ基板３０と、これに対向配置される透明な第２基板の一例を構成する対向基板３２とを備えている。対向基板３２は、例えばガラス基板からなる。ＭＩＭアレイ基板３０には、マトリクス状に複数の透明な画素電極３４が設けられている。複数の画素電極３４は、所定のＸ方向に沿って夫々延びておりＸ方向に直交するＹ方向に配列された複数の走査線Ｙ１〜Ｙｍに夫々接続されている。画素電極３４、ＭＩＭ素子２０、走査線Ｙ１〜Ｙｍ等の液晶に面する側には、例えばポリイミド薄膜などの有機薄膜からなりラビング処理等の所定の配向処理が施された配向膜が設けられている。
【００５６】
他方、対向基板３２には、Ｙ方向に沿って夫々延びておりＸ方向に短冊状に配列された複数のデータ線Ｘ１〜Ｘｎが設けられている。データ線Ｘ１〜Ｘｎの下側には、例えばポリイミド薄膜などの有機薄膜からなりラビング処理等の所定の配向処理が施された配向膜が設けられている。この場合データ線Ｘ１〜Ｘｎは、少なくとも画素電極３４と対向する部分については、ＩＴＯ膜等の透明導電膜から形成される。但し、データ線Ｘ１〜Ｘｎに代えて走査線Ｙ１〜Ｙｍを対向基板３２の側に形成する場合には、走査線Ｙ１〜ＹｍがＩＴＯ膜等の透明導電膜から形成される。
【００５７】
対向基板３２には、液晶表示パネル１０の用途に応じて、例えばストライプ状、モザイク状、トライアングル状等に配列された色材膜からなるカラーフィルタが設けられてもよく、更に、例えばクロムやニッケルなどの金属材料やカーボンやチタンをフォトレジストに分散した樹脂ブラックなどのブラックマトリクスが設けられていてもよい。このようなカラーフィルタやブラックマトリクスにより、一つの液晶表示パネルによるカラー表示を可能としたり、コントラストの向上や色材の混色防止などにより、高品位の画像を表示できるようになる。
【００５８】
このように構成され、画素電極３４とデータ線Ｘ１〜Ｘｎとが対面するように配置されたＭＩＭアレイ基板３０と対向基板３２との間には、対向基板３２の周辺に沿って配置されるシール剤により囲まれた空間に液晶が封入され、液晶層１８（図６参照）が形成される。液晶層１８は、画素電極３４及びデータ線Ｘ１〜Ｘｎからの電界が印加されていない状態で前述の配向膜により所定の配向状態を採る。液晶層１８は、例えば一種又は数種類のネマティック液晶を混合した液晶からなる。シール剤は、両基板３０及び３２をそれらの周辺で張り合わせるための接着剤であり、両基板間の距離を所定値とするためのスペーサが混入されている。
【００５９】
図６において、走査信号駆動回路１００がパルス的にＭＩＭ素子２０に所定電圧の走査信号を順次送るのに合わせて、データ信号駆動回路１１０は後述のように表示信号の階調レベルに応じたパルス幅を有するデータ信号をデータ線１４に順次送る。図７において、このように画素電極３４及びデータ線１４に電圧が印加されると、この画素電極３４とデータ線Ｘ１〜Ｘｎとに挟まれた部分における液晶層の配向状態が、ＭＩＭ素子２０を介して印加される駆動電圧により変化し、ノーマリーホワイトモードであれば、駆動電圧が印加された状態で入射光がこの液晶部分を通過不可能とされ、ノーマリーブラックモードであれば、駆動電圧が印加された状態で入射光がこの液晶部分を通過可能とされ、全体として液晶表示パネル１０からは表示信号に応じたコントラストを持つ光が出射する。
【００６０】
また、図１から図７には示されていないが、対向基板３２の投射光が入射する側及びＭＩＭアレイ基板３０の投射光が出射する側には夫々、例えば、ＴＮ（ツイステッドネマティック）モード、 ＳＴＮ（スーパーＴＮ）モード、Ｄ−ＳＴＮ（ダブル−ＳＴＮ）モード等の動作モードや、ノーマリーホワイトモード／ノーマリーブラックモードの別に応じて、偏光フィルム、位相差フィルム、偏光板などが所定の方向で配置される。
【００６１】
（駆動回路の実施の形態）
次に、図６に示した走査信号駆動回路１００及びデータ信号駆動回路１１０並びにモード切り替え手段１２０の一実施形態における構成及び動作について図８及び図９を参照して説明する。
【００６２】
先ず、走査信号駆動手段の一例を構成する走査信号駆動回路１００は、基準クロックに基づいて、図８（Ｂ）,（Ｃ）に示すように充電モード波形と放電モード波形とからなる走査信号を生成し、モード切り替え手段１２０から供給されるモード切り替え信号に基づいて、走査線の一行毎にモードを切り替えながら複数の走査線Ｙ１〜Ｙｍに、走査信号を順次供給するように構成されている。また、走査線Ｙ１〜Ｙｍの夫々の走査線については、前記モード切り替え信号に基づいて、１垂直期間ＴＶ毎にモードを切り替えながら走査信号を供給している。このように、モードを切り替えることにより、走査信号の極性（前記データ信号の中間値を基準として）を１垂直期間ＴＶ毎に、また、走査線の一行毎に反転させる（更に、データ信号もこれに対応して反転させる）のは、液晶層１８を交流駆動することにより、液晶層１８の劣化を防ぐためである。尚、駆動方式に応じて、走査信号を走査線Ｙ１〜Ｙｍに一行毎に時分割で供給してもよいし、例えば３行毎などの複数の行毎に時分割で供給するようにしてもよい。
【００６３】
また、走査信号駆動回路１００から供給される走査信号は、充電モードにおいては第１の選択電圧がＶＳ１に設定されており、１水平期間Ｈの後半の１／２Ｈの期間である充電期間Ｔｃｃに走査線Ｙ１〜Ｙｍに供給される。尚、図８（Ｂ）,（Ｃ）において、 Ｔｃｃｊ， Ｔｃｃｊ−１と記載されているのは、夫々走査線Ｙｊ,Ｙｊ−１に供給された走査信号の充電モードにおける充電期間であることを示している。
【００６４】
一方、前記放電モードにおける走査信号は、過充電期間Ｔｄｃのプリチャージ電圧は前記データ信号の中間値を基準として前記第１の選択電圧（ＶＳ１）と逆極性の−ＶＰＲＥに設定されており、連続して出力される放電期間Ｔｄの第２の選択電圧は前記データ信号の中間値を基準として前記ＶＳ１と同極性であって、前記ＶＳ１よりも絶対値の小さなＶＳ２に設定されている。そして、過充電期間Ｔｄｃは１水平期間Ｈの前半の１／２Ｈの期間に、また、放電期間Ｔｄは１水平期間Ｈの後半の１／２Ｈの期間に走査線Ｙ１〜Ｙｍに供給される。尚、図８（Ｂ）,（Ｃ）,（Ｄ）において、 Ｔｄｃｊ， Ｔｄｊ， Ｔｄｃｊ−１, Ｔｄｊ−１と記載されているのは、夫々走査線Ｙｊ,Ｙｊ−１に供給された走査信号の放電モードにおける過充電期間及び放電期間であることを示している。
【００６５】
一方、データ信号駆動回路１１０は、モード切り替え手段１２０から供給されるモード切り替え信号に基づいて、各データ線Ｘ１〜Ｘｎに、それぞれのモードに応じたデータ信号を与えている。図８（Ａ）では、例えばデータ信号をｋＤｉ，ｊと表示した時には、ｋはフィールドナンバーを、ｉ，ｊは夫々データ線ナンバー及び走査線ナンバーを示す。従って、データ信号ｋＤｉ，ｊは、ｋ番目のフィールドにおいて、データ線Ｘｉと走査線Ｙｊとの交点における画素領域の表示データとしてデータ線Ｘｉに供給されるデータ信号であることを意味している。
【００６６】
本実施形態では、図８（Ａ）に示すように、充電モードにおいて供給されるデータ信号は、１水平期間Ｈの後半の１／２Ｈの期間、即ち充電期間Ｔｃｃにおいて、前半の１／２Ｈの期間におけるデータ信号に対して極性反転された電位で供給される。例えば、図８（Ａ）に示す例では、データ信号ｋＤｉ，ｊ−１はＶＨ／２の値を有する信号であり、１水平期間Ｈの後半の１／２Ｈの期間に供給されている。前半の１／２Ｈの期間における値は−ＶＨ／２となっているが、これは一つ前の水平期間におけるデータ信号の値をそのまま維持しているだけである。図８（Ａ）に示すようなデータ信号ｋＤｉ，ｊ−１がデータ線Ｘｉに供給され、図８（Ｂ）に示すような走査信号が走査線Ｙｊ−１に供給されると、データ線Ｘｉと走査線Ｙｊ−１との交点の画素領域におけるＭＩＭ素子２０と液晶層１８との両端に印加される電圧は、ＶＳ１−ＶＨ／２となる。従って、 ＭＩＭ素子２０はオフ状態であり、液晶層１８もオフ状態となるので、ノーマリーホワイトモードの場合には白が表示され、ノーマリーブラックモードの場合には黒が表示される。
【００６７】
一方、放電モードにおいては、１水平期間を２分割した前半及び後半の両期間において、データ信号が極性が維持されたまま供給されるように構成されている。このように構成することにより、１水平期間Ｈの前半の１／２Ｈの期間を過充電期間Ｔｄｃとし、後半の１／２Ｈの期間を放電期間Ｔｄとした場合でも、過充電を十分に行うことができ、コントラストの低下を防止することができる。
【００６８】
例えば、図８（Ａ）に示す例では、データ信号ｋＤｉ，ｊはＶＨ／２の値を有する信号であり、１水平期間Ｈの全期間に供給されている。図８（Ａ）に示すようなデータ信号ｋＤｉ，ｊがデータ線Ｘｉに供給され、図８（Ｃ）に示すような走査信号が走査線Ｙｊに供給されると、データ線Ｘｉと走査線Ｙｊとの交点の画素領域（Ｘｉ，Ｙｊ）におけるＭＩＭ素子２０と液晶層１８との両端に印加される電圧は、図８（Ｄ）に示すように、過充電期間Ｔｄｃｊにおいては−ＶＰＲＥ−ＶＨ／２となり、図１８（Ｄ）に示した従来例の場合に比べて十分に大きな電圧をＭＩＭ素子２０と液晶層１８の両端に印加することができ、過充電を十分に行うことができる。その結果、 ＭＩＭ素子２０はオン状態となる。また、放電期間Ｔｄｊにおいては、ＶＳ２−ＶＨ／２の電圧が印加され、放電させる電荷量を適切に抑えることにより、前記ＭＩＭ駆動素子２０のオン状態を維持する。従って、液晶層１８はオン状態となり、ノーマリーホワイトモードの場合には黒が表示され、ノーマリーブラックモードの場合には白が表示される。
【００６９】
また、仮に放電モードにおいて供給されるデータ信号ｋＤｉ，ｊの電圧が、１水平期間の前半及び後半の両期間にて−ＶＨ／２であったとすると、過充電期間Ｔｄｃｊにおいては−ＶＰＲＥ＋ＶＨ／２となり、ＶＨ／２のデータ信号を供給した場合に比べて過充電を十分に行うことができないが、放電期間ＴｄｊにおいてＭＩＭ素子２０と液晶層１８とに印加される電圧が、ＶＳ２＋ＶＨ／２となり、十分な放電が行われるため、結局ＭＩＭ素子２０はオフ状態となり、過充電の不足は問題とならない。
【００７０】
尚、以上のような駆動方式による液晶層１８の電位を図８（Ｄ）に斜線で示している。
【００７１】
以上のように、本発明によれば、放電モードにおいて、１水平期間Ｈの前半の１／２Ｈの期間を過充電期間Ｔｄｃとし、後半の１／２Ｈの期間を放電期間Ｔｄとした場合でも、過充電を十分に行うことができるので、データ信号によるクロストークを確実に防止しつつ、コントラストの低下を防止することができる。
【００７２】
尚、充放電駆動法による駆動波形は、図８に示した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（放電モード前に過充電期間を含む）が混在するものであれば良い。例えば図９（Ａ）に示すように、データ信号の中間値を基準として正極性のプリチャージを行ったり、図９（Ｂ）に示すように、データ信号の中間値を基準として正、負の両極性でプリチャージを行うことも可能である。これらの設定は、モード切り替え手段１２０からのモード切り替え信号の供給タイミングを変えることにより可能である。
【００７３】
更に、階調表示を、データ信号のパルス高さ（電圧変調）やパルス幅変調等により行っても良い。また、本実施例では１水平期間の前半及び後半の１／２Ｈ期間としたが、これに限定されるものではない。また、１水平期間毎にデータ信号の中間値を基準として極性を反転する駆動のみならず、ｎ水平期間毎にデータ信号の中間値を基準として極性を反転する駆動でも良く、また、１水平期間毎のデータ信号の中間値を基準とした反転駆動を行わず、フレーム反転駆動のみとすることも可能である。
【００７４】
また、以上説明した液晶表示パネル１０は、例えばカラー液晶プロジェクタに適用される場合には、３つの液晶表示パネル１０がＲＧＢ用のライトバルブとして夫々用いられ、各パネルには夫々ＲＧＢ色分解用のダイクロイックミラーを介して分解された各色の光が入射光として夫々入射されることになるので、対向基板３２上にカラーフィルタを設ける必要はない。他方、液晶表示パネル１０は、例えば直視型や反射型のカラー液晶テレビに適用される場合には、画素電極３４に対向する所定領域にＲＧＢのカラーフィルタをその保護膜と共に、対向基板３２上に形成してもよい。
【００７５】
液晶表示パネル１０において、ＭＩＭアレイ基板３０側における液晶分子の配向不良を抑制するために、画素電極３４、ＭＩＭ素子２０、走査線１２等の全面に平坦化膜をスピンコート等で塗布してもよく、又はＣＭＰ処理を施してもよい。
【００７６】
更に、液晶表示パネル１０においては、一例として液晶層１８をネマティック液晶から構成したが、液晶を高分子中に微小粒として分散させた高分子分散型液晶を用いれば、前述の配向膜、偏光フィルム、偏光板等が不要となり、光利用効率が高まることによる液晶表示パネルの高輝度化や低消費電力化の利点が得られる。更に、画素電極３４をＡｌ等の反射率の高い金属膜から構成することにより、液晶表示パネル１０を反射型液晶表示装置に適用する場合には、電圧無印加状態で液晶分子がほぼ垂直配向されたＳＨ（スーパーホメオトロピック）型液晶などを用いても良い。更にまた、液晶表示パネル１０においては、液晶層に対し垂直な電界（縦電界）を印加するように対向基板３２の側にデータ線１４を設けているが、液晶層に平行な電界（横電界）を印加するように一対の横電界発生用の電極から画素電極３４を夫々構成する（即ち、対向基板３２の側には縦電界発生用の電極を設けることなく、ＭＩＭアレイ基板３０の側に横電界発生用の電極を設ける）ことも可能である。このように横電界を用いると、縦電界を用いた場合よりも視野角を広げる上で有利である。その他、各種の液晶材料（液晶相）、動作モード、液晶配列、駆動方法等に本実施の形態を適用することが可能である。
【００７７】
（電子機器）
次に、以上詳細に説明した液晶表示パネル１０、走査信号駆動回路１００及びデータ信号駆動回路１１０を備えた電子機器の実施の形態について図１０から図１４を参照して説明する。
【００７８】
先ず図１０に、このように液晶表示パネル１０等を備えた電子機器の概略構成を示す。
【００７９】
図１０において、電子機器は、表示情報出力源１０００、表示情報処理回路１００２、前述の走査信号駆動回路１００及びデータ信号駆動回路１１０を含む駆動回路１００４、前述の液晶表示パネル１０、クロック発生回路１００８並びに電源回路１０１０を備えて構成されている。表示情報出力源１０００は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、光ディスク装置などのメモリ、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いて、所定フォーマットのビデオ信号などの表示情報を表示情報処理回路１００２に出力する。表示情報処理回路１００２は、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、クランプ回路等の周知の各種処理回路を含んで構成されており、クロックに基いて入力された表示情報から前述の６ビットの６４階調のデジタル信号DATA（Ｄ０〜Ｄ５）を順次生成し、クロックCLKと共に駆動回路１００４に出力する。駆動回路１００４は、走査信号駆動回路１００及びデータ信号駆動回路１１０によって前述の駆動方法により液晶表示パネル１０を駆動する。電源回路１０１０は、上述の各回路に所定電源を供給する。尚、液晶表示パネル１０を構成するＭＩＭアレイ基板の上に、駆動回路１００４を搭載してもよく、これに加えて表示情報処理回路１００２を搭載してもよい。
【００８０】
次に図１１及び図１２に、このように構成された電子機器の具体例を夫々示す。
【００８１】
図１１において、電子機器の一例たる液晶プロジェクタ１１００は、上述した駆動回路１００４がＭＩＭアレイ基板上に搭載された液晶表示パネル１０を含む液晶表示モジュールを３個用意し、夫々ＲＧＢ用のライトバルブ１０Ｒ、１０Ｇ及び１０Ｂとして用いた投射型プロジェクタとして構成されている。液晶プロジェクタ１１００では、白色光源のランプユニット１１０２から投射光が発せられると、ライトガイド１１０４の内部で、複数のミラー１１０６を介して、２枚のダイクロイックミラー１１０８によって、ＲＧＢの３原色に対応する光成分Ｒ、Ｇ、Ｂに分けられ、各色に対応するライトバルブ１０Ｒ、１０Ｇ及び１０Ｂに夫々導かれる。そして、ライトバルブ１０Ｒ、１０Ｇ及び１０Ｂにより夫々変調された３原色に対応する光成分は、ダイクロイックプリズム１１１２により再度合成された後、投写レンズ１１１４を介してスクリーンなどにカラー画像として投写される。
【００８２】
図１２において、電子機器の他の例たるラップトップ型のパーソナルコンピュータ１２００は、上述した液晶表示パネル１０がトップカバーケース内に備えられており、更にＣＰＵ、メモリ、モデム等を収容すると共にキーボード１２０２が組み込まれた本体１２０４を備えている。
【００８３】
図１３において、電子機器の他の例たるページャ１３００は、金属フレーム１３０２内に前述の駆動回路１００４がＭＩＭアレイ基板上に搭載されて液晶表示モジュールをなす液晶表示パネル１０が、バックライト１３０６ａを含むライトガイド１３０６、回路基板１３０８、第１及び第２のシールド板１３１０及び１３１２、二つの弾性導電体１３１４及び１３１６、並びにフィルムキャリアテープ１３１８と共に収容されている。この例の場合、前述の表示情報処理回路１００２（図１０参照）は、回路基板１３０８に搭載してもよく、液晶表示パネル１０のＭＩＭアレイ基板上に搭載してもよい。更に、前述の駆動回路１００４を回路基板１３０８上に搭載することも可能である。
【００８４】
尚、図１３に示す例はページャであるので、回路基板１３０８等が設けられている。しかしながら、駆動回路１００４や更に表示情報処理回路１００２を搭載して液晶表示モジュールをなす液晶表示パネル１０の場合には、金属フレーム１３０２内に液晶表示パネル１０を固定したものを液晶表示装置として、或いはこれに加えてライトガイド１３０６を組み込んだバックライト式の液晶表示装置として、生産、販売、使用等することも可能である。
【００８５】
また図１４に示すように、駆動回路１００４や表示情報処理回路１００２を搭載しない液晶表示パネル１０の場合には、駆動回路１００４や表示情報処理回路１００２を含むＩＣ１３２４がポリイミドテープ１３２２上に実装されたＴＣＰ（Tape Carrier Package）１３２０に、ＭＩＭアレイ基板３０の周辺部に設けられた異方性導電フィルムを介して物理的且つ電気的に接続して、液晶表示装置として、生産、販売、使用等することも可能である。
【００８６】
以上図１１から図１４を参照して説明した電子機器の他にも、液晶テレビ、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、カーナビゲーション装置、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、携帯電話、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた装置等などが図１７に示した電子機器の例として挙げられる。
【００８７】
以上説明したように、本実施の形態によれば、比較的簡易な構成を持ち、高階調表示が可能であり且つ階調表示における信頼性が高い液晶表示装置を備えた各種の電子機器を実現できる。
【００８８】
【発明の効果】
請求項１に記載の液晶表示パネルの駆動装置によれば、充電モードと放電モードとからなる走査信号を１水平期間毎に走査線に供給する場合において、充電モードにおける第１の選択電圧を有する充電期間を１水平期間内とし、放電モードにおけるプリチャージ電圧を有する過充電期間を当該１水平期間の１垂直期間後の１水平期間を２分割した前半とし、第2の選択電圧を有する放電期間を前記１水平期間を２分割した後半とすると共に、画素の表示階調を制御するデータ信号を１水平期間毎のタイミングでデータ線に供給する場合において、第１の選択電圧が供給される期間は当該期間、プリチャージ電圧と第２の選択電圧が供給される期間は当該期間である前記１水平期間を２分割した前半及び後半の両期間に供給するようにしたので、ＭＩＭ素子等の非線形素子の電流−電圧特性のばらつきを吸収して良好な表示特性が得られると共に、確実にデータ信号によるクロストークを無くすことができ、更に、十分な過充電を行うことにより、コントラストの低下を防ぐことができる。
【００８９】
請求項２に記載の液晶表示パネルの駆動装置によれば、特に簡易な構成及び製造方法を長所とするＭＩＭ素子を用いて、 データ信号によるクロストーク及びコントラストの低下が発生しない、良好な表示特性が得られる低コストな液晶表示パネルの駆動装置を実現できる。
【００９０】
請求項３に記載の液晶表示装置によれば、比較的簡易な構成を持ち、データ信号によるクロストーク及びコントラストの低下が発生しない、良好な表示特性が得られる低コストな液晶表示装置を実現できる。
【００９１】
請求項４に記載の電子機器によれば、経済性に優れており、データ信号によるクロストーク及びコントラストの低下が発生しない、良好な表示特性が得られる、液晶プロジェクタ、パーソナルコンピュータ、ページャ等の様々な電子機器を実現可能となる。
【００９２】
請求項５に記載の液晶表示パネルの駆動方法によれば、充電モード波形と放電モード波形とからなる走査信号を１水平期間毎に走査線に供給する場合において、充電モード波形における第１の選択電圧の書き込み期間を１水平期間内とし、放電モード波形におけるプリチャージ電圧の書き込み期間を当該１水平期間の１垂直期間後の１水平期間を2分割した前半とし、第２の選択電圧の書き込み期間を前記１水平期間を２分割した後半とすると共に、充電モード波形に同期するデータ信号を当該波形の書き込み期間（充電期間）に供給し、放電モード波形に同期するデータ信号を1水平期間を２分割した前半（過充電期間）及び後半（放電期間）の両期間に供給するようにしたので、ＭＩＭ素子等の非線形素子の電流−電圧特性のばらつきを吸収して良好な表示特性が得られると共に、確実にデータ信号によるクロストークを無くすことができ、更に、十分な過充電を行うことにより、コントラストの低下を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による液晶表示パネルの実施の形態に備えられるＭＩＭ素子の一例を画素電極と共に示す平面図である。
【図２】 図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】 液晶表示パネルの実施の形態に備えられるＭＩＭ素子の他の例を示す断面図である。
【図４】 液晶表示パネルの実施の形態に備えられるＭＩＭ素子の更に他の例を画素電極と共に示す平面図である。
【図５】 図４のＢ−Ｂ断面図である。
【図６】 液晶表示パネルの実施の形態を構成する回路を示す等価回路図である。
【図７】 液晶表示パネルの実施の形態を模式的に示す部分破断斜視図である。
【図８】 本発明の充放電駆動方式によるタイミングチャートであり、（Ａ）はデータ線Ｘｉに供給されるデータ信号の電圧値と供給タイミングを、（Ｂ）は走査線Ｙｊ−１に供給されるデータ信号の電圧値と供給タイミングを、（Ｃ）は走査線Ｙｊに供給されるデータ信号の電圧値と供給タイミングを、（Ｄ）はＭＩＭ駆動素子と液晶層との両端に印加される電圧値と変化のタイミングを、それぞれ示すタイミングチャートである。
【図９】 （Ａ），（Ｂ）は本発明の充放電駆動方式による充電モード波形と放電モード波形の他の実施の形態を示す図である。
【図１０】 本発明による電子機器の実施の形態を示すブロック図である。
【図１１】 電子機器の一例としての液晶プロジェクタを示す断面図である。
【図１２】 電子機器の他の例としてのパーソナルコンピュータを示す正面図である。
【図１３】 電子機器の一例としてのページャを示す分解斜視図である。
【図１４】 電子機器の一例としてのＴＣＰを用いた液晶表示装置を示す斜視図である。
【図１５】 従来のＭＩＭ素子等を用いた液晶表示パネルの基本構成を示す図である。
【図１６】 従来の充放電駆動方式によるタイミングチャートであり、（Ａ）はデータ線Ｘｉに供給されるデータ信号の電圧値と供給タイミングを、（Ｂ）は走査線Ｙｊに供給されるデータ信号の電圧値と供給タイミングを、（Ｃ）はＭＩＭ素子と液晶層との両端に印加される電圧値と変化のタイミングを、それぞれ示すタイミングチャートである。
【図１７】 従来の他の充放電駆動方式によるタイミングチャートであり、（Ａ）はデータ線Ｘｉに供給されるデータ信号の電圧値と供給タイミングを、（Ｂ）は走査線Ｙｊ−１に供給されるデータ信号の電圧値と供給タイミングを、（Ｃ）は走査線Ｙｊに供給されるデータ信号の電圧値と供給タイミングを、（Ｄ）はＭＩＭ素子と液晶層との両端に印加される電圧値と変化のタイミングを、それぞれ示すタイミングチャートである。
【図１８】 従来の更に他の充放電駆動方式によるタイミングチャートであり、（Ａ）はデータ線Ｘｉに供給されるデータ信号の電圧値と供給タイミングを、（Ｂ）は走査線Ｙｊ−１に供給されるデータ信号の電圧値と供給タイミングを、（Ｃ）は走査線Ｙｊに供給されるデータ信号の電圧値と供給タイミングを、（Ｄ）はＭＩＭ素子と液晶層との両端に印加される電圧値と変化のタイミングを、それぞれ示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
１０…液晶表示パネル
１２、４８…走査線
１４…データ線
１８…液晶層
２０、２０’、４０ａ、４０ｂ…ＭＩＭ素子
３０…ＭＩＭアレイ基板
３２…対向基板
３４、４５…画素電極
１００…走査線駆動回路
１１０…データ線駆動回路
１２０…モード切り替え手段
１１００…液晶プロジェクタ
１２００…パーソナルコンピュータ
１３００…ページャ
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示パネルの駆動装置、液晶表示装置及び電子機器の技術分野に属し、特に、ＭＩＭ（Metal Insulator Metal）素子等の双方向ダイオード特性を有する２端子型非線形素子を用いたアクティブマトリクス駆動方式の液晶表示パネルの駆動装置及び駆動方法、該駆動装置を備えた液晶表示装置（液晶表示モジュール）及び該液晶表示装置を備えた電子機器の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、アクティブマトリクス駆動方式の液晶表示パネルとしては、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）素子を用いたものの他に、ＭＩＭ素子等の双方向ダイオード特性を有する２端子型非線形素子を用いたものがある。ＭＩＭ素子等は、急峻なしきい値を持つため、従来の単純マトリクス駆動方式と比較すると画素間におけるクロストークの問題が少ない点で有利であり、ＴＦＴ素子と比較すると、素子構成や製造工程が比較的簡易な点で有利である。
【０００３】
前記２端子型非線形素子としてＭＩＭ素子を用いた液晶表示パネルを、図１５に示す。この液晶表示パネルは、図１５に示すように、一対の基板にマトリクス状になるように夫々の基板に配置した複数のデータ信号線（…，Ｘｉ−１，Ｘｉ，Ｘｉ＋１…）と走査信号線（…，Ｙｊ−１，Ｙｊ，Ｙｊ＋１…）の交点に、液晶層とＭＩＭ素子の層が直列に接続されて一つの画素領域を形成する構成となっている。また、各走査信号線には走査信号駆動回路８１が接続され、更に各データ信号線にはデータ信号駆動回路８２が接続されており、走査信号駆動回路８１から各走査信号線に対して走査信号が供給されると共に、データ信号駆動回路８２から各データ信号線に対してデータ信号が供給される。従って、各画素領域においては、走査信号とデータ信号との間に生じる電位差を、ＭＩＭ素子のしきい値電圧に対して大小関係を有するように設定すれば、 ＭＩＭ素子をオン・オフ駆動させることができる。ＭＩＭ素子がオン状態になると、そのＭＩＭ素子に接続された液晶層が充電され、当該画素領域がオン状態になる。そして、所定期間の充電を行った後に前記ＭＩＭ素子をオフ状態にすると、当該ＭＩＭ素子がハイインピーダンス状態となり、更に液晶層の抵抗が十分大きい値に設定されているので、液晶層における電荷の蓄積が保たれ、前記画素領域のオン状態が維持される。このように、特定の画素領域を選択し、当該画素領域における液晶層を充電する期間（以下、選択期間とする）は、当該画素領域をオン状態にしておく期間中の一部の期間で良いため、この選択期間を各走査信号線毎に時分割により設けることができ、走査信号線及びデータ信号線を複数の画素領域について共通化したマトリクス駆動が可能となっている。
【０００４】
このような駆動方式の代表的な例としては、４値駆動法と呼ばれる駆動法が挙げられる。この４値駆動法は、２値の走査信号と２値のデータ信号を用いると共に、走査信号及びデータ信号の極性を、例えば１水平期間毎にデータ信号の中間値を基準に反転させ、更に走査信号線の夫々については１垂直期間毎にデータ信号の中間値を基準に反転させるものであり、比較的簡単な回路構成により実現が可能である。
【０００５】
しかしながら、 ＭＩＭ素子を用いた液晶表示パネルは、上述のようにＭＩＭ素子と液晶層とが各画素領域において直列に接続された構成であるため、選択期間の終了直後に液晶層に印加される電圧は、 その時にＭＩＭ素子に印加される電圧に依存する。そして、その時にＭＩＭ素子に印加される電圧、即ち液晶層への充電がほぼ停止した時にＭＩＭ素子に印加される電圧は、 ＭＩＭ素子の電流−電圧特性に依存し、それぞれのＭＩＭ素子毎に当該特性についてのばらつきによる誤差が生じる。従って、４値駆動法のように、単に１垂直期間毎に走査信号及びデータ信号の極性をデータ信号の中間値を基準に反転させるだけでは、単に液晶層に印加される電圧の極性が反転されるだけなので、前記電圧誤差は相殺されない。その結果、前記誤差が各画素領域間で発生し、各画素領域において液晶層に印加される電圧にばらつきを生じ、表示ムラ等が発生するという問題があった。
【０００６】
そこで、４値駆動法よりも表示特性の向上を図ることができる駆動法として、充放電法と呼ばれる駆動法が提案された。この駆動法は、充電印加によるＭＩＭ素子の導通とデータ信号の中間値を基準にして充電印加と逆極性の過充電印加後の放電によるＭＩＭ素子の導通によるもので、図１６（Ｂ）,図１７（Ｃ）に示すように、充電モードと放電モードで駆動されるように構成されており、充電モードにおいては、第１の選択電圧（ＶＳ１）が走査信号線に供給され、データ信号との差電圧が液晶層が充電される。一方、放電モードにおいては、前記データ信号の中間値を基準として前記第１の選択電圧（ＶＳ１）と逆極性のプリチャージ電圧である−ＶＰＲＥが供給されることにより、液晶層に対する過充電が行われ、その後に連続して前記データ信号の中間値を基準として前記プリチャージ電圧（−ＶＰＲＥ）と逆極性の第２の選択電圧（ＶＳ２）が供給されることにより、過充電された液晶層の放電が行われる。従って、この第２の選択電圧（ＶＳ２）が供給される期間において、データ信号により放電量を制御すれば、当該画素領域の表示状態を制御することができる。
【０００７】
例えば、図１６（Ａ）に示すように、データ信号線ＸｉにはＶＨ／２と−ＶＨ／２の値を有するデータ信号が１水平期間（図１６（Ａ）において１Ｈで示す期間）毎に供給されると共に、図１６（Ｂ）に示すように、走査信号線Ｙｊには上述したような選択電位を有する走査信号が供給されたとすると、データ信号線Ｘｉと走査信号線Ｙｊの交点における画素領域において、充電モードの選択期間の終了直後に液晶層に印加される電圧ＶＢ１は次式で与えられる。
【０００８】
ＶＢ１＝（ＶＳ１＋ＶＨ／２−ＶＯＮ）−Ｋ・（ＶＳ１− ＶＨ／２）…（１）
尚、上記の式におけるＫはＭＩＭ素子の容量をＣＭ、液晶層の容量をＣＬとした時に、ＣＭ／（ＣＭ＋ＣＬ）で表される容量比で、 Ｋ・（ＶＳ１− ＶＨ／２）は、 ＭＩＭ素子がオフ状態となる瞬間に容量結合により生じる液晶層電圧のシフト分を表す。また、ＶＯＮは、液晶層への充電がほぼ停止した時に、 ＭＩＭ素子に印加される電圧である。
【０００９】
また、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、充電された電荷が第２の選択電圧ＶＳ２により放電され、選択期間の終了直後に液晶層に印加される電圧はＶＳ２−ＶＨ／２−ＶＯＮとなる。従って、選択期間の終了直前に液晶層に印加される電圧ＶＢ２は次式で表される。
【００１０】
【００１１】
上式（１）,（２）から明らかなように、液晶層への充電がほぼ停止した時にＭＩＭ素子に印加される電圧ＶＯＮがΔＶＯＮだけ大きくなると、ＶＢ１の絶対値はΔＶＯＮだけ小さくなるが、ＶＢ２の絶対値は逆にΔＶＯＮだけ大きくなる。一方、ＶＯＮがΔＶＯＮだけ小さくなると、ＶＢ１の絶対値はΔＶＯＮだけ大きくなるが、ΔＶＢ２の絶対値はΔＶＯＮだけ小さくなる。更にＫに誤差ΔＫ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。
【００１２】
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、充電モードにて液晶印加電圧に発生する誤差電圧は、放電モードにて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の液晶表示パネル内でのばらつきを要因とする表示ムラの発生等を有効に防止できる。
【００１３】
しかしながら、図１６に示す駆動方式では、データのクロストークが生じ易いと言った問題がある。例えば、データ信号線Ｘｉに図１７（Ａ）に示すような値のデータ信号が供給され、走査信号線Ｙｊ−１，Ｙｊに図１７（Ｂ）,（Ｃ）に示すような値の走査信号が供給された場合には、データ信号線Ｘｉと走査信号線Ｙｊとの交点における画素領域（Ｘｉ，Ｙｊ）では、 ＭＩＭ素子と液晶層の両端に図１７（Ｄ）に示すような波形の電圧が印加される。図１７（Ｄ）に示すように、放電モードの過充電期間ＴｄｃｊにＭＩＭ素子と液晶層の両端に印加される電圧は、−ＶＰＲＥ−ＶＨ／２である。これは、走査信号線Ｙｊに供給される走査信号が過充電期間において−ＶＰＲＥの電圧を有し、この期間にデータ信号線Ｘｉに供給されるデータ信号ｋＤｉ，ｊ−１の値がＶＨ／２となっているためである。なお、データ信号を示す記号のｋはフィールドナンバーを表し、データであることを示す記号Ｄの添え字ｉはデータ信号線のナンバーを、また添え字ｊ−１は走査信号線ナンバーを示す。つまり、 データ信号ｋＤｉ，ｊ−１は、ｋフィールド目に、データ信号線Ｘｉと走査信号線Ｙｊ−１との交点となる画素領域のデータ信号であることを示す。
【００１４】
前記画素領域（Ｘｉ，Ｙｊ）の放電期間Ｔｄｊにおいては、当該画素領域（Ｘｉ，Ｙｊ）のデータ信号であるｋＤｉ，ｊが供給され、 ＭＩＭ素子と液晶層の両端の電圧を所望の値にすることができる。しかしながら、上述した過充電期間Ｔｄｃｊにおける当該両端の電圧は、一行前の走査信号線Ｙｊ−１とデータ信号線Ｘｉとの交点の画素領域に対して供給されたデータ信号であるｋＤｉ，ｊ−１の値に依存し、クロストークが生じることになる。このようなクロストークが生じるのは、過充電期間Ｔｄｃｊと放電期間Ｔｄｊを夫々１水平期間に設定しているためである。
【００１５】
そこで、このようなクロストークを解消するために、図１８に示すような駆動方式が提案された。図１８（Ａ）はデータ信号線Ｘｉに供給されるデータ信号を示し、図１８（Ｂ）は走査信号線Ｙｊ−１に供給される走査信号を示す。また、図１８（Ｃ）は走査信号線Ｙｊに供給される走査信号を示し、図１８（Ｄ）はデータ信号線Ｘｉと走査信号線Ｙｊとの交点における画素領域（Ｘｉ，Ｙｊ）におけるＭＩＭ素子と液晶層の両端に印加される電圧を示す。
【００１６】
この駆動方式は、図１８（Ａ）に示すように、データ信号を１水平期間の後半の１／２の期間にのみ供給し、前半の１／２の期間には接地電位を供給する。また、図１８（Ｂ）に示すように、走査信号における充電モードの充電期間も１水平期間の後半の１／２の期間に設ける。そして、図１８（Ｃ）に示すように、放電モードにおける過充電期間Ｔｄｃｊを１水平期間の前半の１／２の期間に設け、放電モードにおける放電期間Ｔｄｊを１水平期間の後半の１／２の期間に設ける。
【００１７】
このように構成することにより、図１８（Ｄ）に示すように、過充電期間ＴｄｃｊにおいてＭＩＭ素子と液晶層の両端に印加される電圧は、データ信号の値によらずに常に−ＶＰＲＥとなり、データ信号によるクロストークを防止することができる。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図１８に示す駆動方式では、充電モードにおいては１水平期間の後半の１／２期間にのみ充電を行い、かつ放電モードにおいてはデータ信号の値が接地電位であるときにのみ過充電を行っているため、液晶層に十分な電圧を印加することができず、低コントラストになるという問題があった。
【００１９】
この問題に対しては、走査信号の波高（振幅）を大きくすることで、充電電圧の不足分を補うことも考えられるが、ＭＩＭ素子は、印加電圧が高くなると、飽和特性を示すため、放電モードの過充電期間における充電量には限界が生じる。このため、この駆動方式を採用したとしても、実質上、低コントラストの問題は解消されない。
【００２０】
また、過充電期間における走査信号のプリチャージ電圧値ＶＰＲＥの絶対値を大きくすることも考えられるが、このプリチャージ電圧値ＶＰＲＥは、走査信号駆動回路８１に備えられた液晶ドライバーの耐圧性能との関係で、大きくするのには限界がある。
【００２１】
そこで、本発明は上述した問題点に鑑みなされたものであり、 ＭＩＭ素子等の２端子型非線形素子を用いた液晶表示パネルの駆動方式として、充放電駆動方式を用いた場合でも、 直前データのクロストークを解消しつつ、かつコントラストを向上させることができる液晶表示パネルの駆動回路、駆動方法、液晶表示パネル、液晶表示装置及び電子機器を提供することを課題としている。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の液晶表示装置の駆動装置は上記課題を解決するために、走査信号が印加される複数の走査線と表示階調を制御するデータ信号が印加される複数のデータ線とがマトリクス状に配置され、該複数の走査線と該複数のデータ線の間に直列接続された液晶と２端子型非線形素子からなる複数の画素を備える液晶表示装置の駆動装置であって、充電モードにおいて、前記２端子型非線形素子を導通させる第１の選択電圧となり、放電モードにおいて、前記２端子型非線形素子を導通させ前記データ信号の中間値を基準として前記第１の選択電圧とは逆極性のプリチャージ電圧と、該プリチャージ電圧に連続して出力され、該中間値を基準に前記プリチャージ電圧とは逆極性となる第２の選択電圧と、になる走査信号を生成し、前記充電モードにおいて、前記第１の選択電圧を１水平期間を２分割した後半に供給し、前記充電モードの１水平期間から１垂直期間後の前記放電モードにおける１水平期間を２分割した前半に、前記プリチャージ電圧を供給し、後半に、前記第２の選択電圧を供給する走査信号駆動手段と、前記充電モードにおいて、前記第１の選択電圧が供給される前記１水平期間の後半において、当該１水平期間の前半における電圧とは前記中間値を基準に逆極性となる電圧のデータ信号を供給し、前記放電モードにおいて、前記プリチャージ電圧と前記第２の選択電圧とがそれぞれ供給される前記１水平期間を２分割した前半及び後半の両期間に同一のデータ信号を供給するデータ信号駆動手段とを備えることを特徴とする。
【００２３】
請求項１に記載の液晶表示パネルの駆動装置によれば、充電モードにおいて、走査線駆動手段により複数の走査線の内のいずれかに走査信号として第１の選択電圧が１水平期間内に供給されると、少なくとも当該1水平期間内にデータ信号駆動手段により画素の階調を制御するデータ信号がデータ線に供給される。従って、２端子型非線形素子と液晶との両端には、データ信号の電圧値と走査信号の第１の選択電圧の電圧値との差電圧が発生し、２端子型非線形素子が導通状態となり、液晶の充電が行われる。
【００２４】
次に、充電モードと共に走査信号を形成する放電モードにおいて、前記データ信号の中間値を基準として前記第１の選択電圧とは逆極性のプリチャージ電圧と、該プリチャージ電圧に連続して出力され、該中間値を基準に前記プリチャージ電圧とは逆極性となる第２の選択電圧が走査線駆動手段により走査線に供給される。前記プリチャージ電圧は当該１水平期間の１垂直期間後の１水平期間を２分割した前半に供給され、データ信号の電圧値と過充電モード信号の電圧値との差電圧が発生し、２端子型非線形素子は導通状態となり、液晶が過充電されることになる。連続する前記第２の選択電圧は前記１垂直期間後の１水平期間を２分割した後半に供給され、液晶に過充電された電圧をデータ信号の電圧値と第２の選択電圧の電圧値との差電圧値に応じた放電がおこなわれる。プリチャージ電圧及び第２の選択電圧が供給される期間におけるデータ信号は、データ信号駆動手段により１水平期間毎のタイミングで、前記１水平期間を２分割した前半及び後半の両期間に該中間値を基準に極性が維持されたまま供給される。従って、２端子型非線形素子と液晶の両端における電位差は、前記画素の表示階調を制御するデータ信号に応じて液晶の過充電を更に促進する方向に大きくなり、且つ前記過充電電圧の放電を抑えることになる。その結果、前記液晶は上述の十分な過充電状態を維持することになり、高いコントラストで表示を行うこととなる。
【００２５】
そして、以上と同様の処理が、選択した画素領域に対応する全ての走査線及びデータ線について行われるので、液晶表示パネルは、均一且つ高いコントラストで表示が行われる。
【００２６】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の液晶表示装置の駆動装置において、前記２端子型非線形素子は、ＭＩＭ（Metal Insulator Metal）素子からなることを特徴とする。
【００２７】
請求項２に記載の液晶表示装置によれば、液晶表示パネルは、特にＭＩＭ素子を備えているが、上述した本願発明の駆動装置により、上述した走査信号とデータ信号の制御が行われ、低コントラスト化を抑えつつ、走査線数の多い方式の映像信号を良好に表示することができる。
【００２８】
請求項３に記載の液晶表示装置は請求項１または請求項２に記載の液晶表示装置の駆動装置を備えたことを特徴とする。
【００２９】
請求項３に記載の液晶表示装置（液晶表示モジュール）によれば、液晶表示パネルは、特に２端子型非線形素子を備えているが、上述した本願発明の駆動装置により、上述した走査信号とデータ信号の制御が行われ、低コントラスト化を抑えつつ、走査線数の多い方式の映像信号を良好に表示することができる。
【００３０】
請求項４に記載の電子機器は上記課題を解決するために請求項２又は３に記載の液晶表示装置を備えたことを特徴とする。
【００３１】
請求項４に記載の電子機器によれば、電子機器は、上述した本願発明の液晶表示装置を備えており、比較的簡易な構成により低コントラスト化を抑えつつ、走査線数の多い方式の映像信号を良好に表示することができる。
【００３２】
請求項５に記載の液晶表示装置の駆動方法は、走査信号が印加される複数の走査線と表示階調を制御するデータ信号が印加される複数のデータ線とがマトリクス状に配置され、該複数の走査線と該複数のデータ線の間に直列接続された液晶と２端子型非線形素子からなる複数の画素を備える液晶表示装置の駆動方法であって、充電モードにおいて、前記２端子型非線形素子を導通させる第１の選択電圧となり、放電モードにおいて、前記２端子型非線形素子を導通させ前記データ信号の中間値を基準として前記第１の選択電圧とは逆極性のプリチャージ電圧と、該プリチャージ電圧に連続して出力され、該中間値を基準に前記プリチャージ電圧とは逆極性となる第２の選択電圧と、になる走査信号を生成し、前記充電モードにおいて、前記第１の選択電圧を１水平期間を２分割した後半に供給し、前記充電モードの１水平期間から１垂直期間後の前記放電モードにおける１水平期間を２分割した前半に、前記プリチャージ電圧を供給し、後半に、前記第２の選択電圧を供給し、前記充電モードにおいて、前記第１の選択電圧が供給される前記１水平期間の後半の期間において、当該１水平期間の前半における電圧とは前記中間値を基準に逆極性となる電圧のデータ信号を供給し、前記放電モードにおいて、前記プリチャージ電圧と前記第２の選択電圧とがそれぞれ供給される前記１水平期間を２分割した前半及び後半の両期間に同一のデータ信号を供給することを特徴とする。
【００３３】
請求項５に記載の液晶表示パネルの駆動方法によれば、充電モードにおいて、走査線駆動手段により複数の走査線の内のいずれかに走査信号として第１の選択電圧が１水平期間内に供給されると、少なくとも当該1水平期間内にデータ信号駆動手段により画素の階調を制御するデータ信号がデータ線に供給される。従って、２端子型非線形素子と液晶との両端には、データ信号の電圧値と走査信号の第１の選択電圧の電圧値との差電圧が発生し、２端子型非線形素子が導通状態となり、液晶の充電が行われる。
【００３４】
次に、充電モードと共に走査信号を形成する放電モードにおいて、前記データ信号の中間値を基準として前記第１の選択電圧とは逆極性のプリチャージ電圧と、該プリチャージ電圧に連続して出力され、該中間値を基準に前記プリチャージ電圧とは逆極性となる第２の選択電圧が走査線駆動手段により走査線に供給される。前記プリチャージ電圧は当該１水平期間の１垂直期間後の１水平期間を２分割した前半に供給され、データ信号の電圧値と過充電モード信号の電圧値との差電圧が発生し、２端子型非線形素子は導通状態となり、液晶が過充電されることになる。連続する前記第２の選択電圧は前記１垂直期間後の１水平期間を２分割した後半に供給され、液晶に過充電された電圧をデータ信号の電圧値と第２の選択電圧の電圧値との差電圧値に応じた放電がおこなわれる。プリチャージ電圧及び第２の選択電圧が供給される期間におけるデータ信号は、データ信号駆動手段により１水平期間毎のタイミングで、前記１水平期間を２分割した前半及び後半の両期間に該中間値を基準に極性が維持されたまま供給される。従って、２端子型非線形素子と液晶の両端における電位差は、前記画素の表示階調を制御するデータ信号に応じて液晶の過充電を更に促進する方向に大きくなり、且つ前記過充電電圧の放電を抑えることになる。その結果、前記液晶は上述の十分な過充電状態を維持することになり、高いコントラストで表示を行うこととなる。
【００３５】
そして、以上と同様の処理が、選択した画素領域に対応する全ての走査線及びデータ線について行われるので、液晶表示パネルは、均一且つ高いコントラストで表示が行われる。本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施の形態から明らかにされよう。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００３７】
（ＭＩＭ素子）
図１は、本発明の実施の形態である液晶表示装置を構成する液晶表示パネルに備えられる２端子型非線形素子の一例としてのＭＩＭ素子を画素電極と共に模式的に示す平面図であり、図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。尚、図２におては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならしめてある。
【００３８】
図１及び図２において、ＭＩＭ素子２０は、第１基板の一例を構成するＭＩＭアレイ基板３０上に形成された絶縁膜３１を下地として、その上に形成されており、絶縁膜３１の側から順に第１金属膜２２、絶縁層２４及び第２金属膜２６から構成され、ＭＩＭ構造（Metal Insulator Metal構造）を持つ。そして、２端子型のＭＩＭ素子２０の第１金属膜２２は、一方の端子としてＭＩＭアレイ基板３０上に形成された走査線１２に接続されており、第２金属膜２６は、他方の端子として画素電極３４に接続されている。尚、走査線１２に代えてデータ線（図６参照）をＭＩＭアレイ基板３０上に形成し、画素電極３４に接続してもよい。
【００３９】
ＭＩＭアレイ基板３０は、例えばガラス、プラスチックなどの絶縁性及び透明性を有する基板からなる。
【００４０】
下地をなす絶縁膜３１は、例えば酸化タンタルからなる。但し、絶縁膜３１は、第２金属膜２６の堆積後等に行われる熱処理により第１金属膜２２が下地から剥離しないこと及び下地から第１金属膜２２に不純物が拡散しないことを主目的として形成されるものである。従って、ＭＩＭアレイ基板３０を、例えば石英基板等のように耐熱性や純度に優れた基板から構成すること等により、これらの剥離や不純物の拡散が問題とならない場合には、絶縁膜３１は省略することができる。
【００４１】
第１金属膜２２は、導電性の金属薄膜からなり、例えば、タンタル単体又はタンタル合金からなる。若しくは、タンタル単体又はタンタル合金を主成分として、これに例えば、タングステン、クロム、モリブデン、レニウム、イットリウム、ランタン、ディスプロリウムなどの周期率表で第６、第７又は第８族に属する元素を添加してもよい。この場合、添加する元素としては、タングステンが好ましく、その含有割合は、例えば０．１〜６原子％が好ましい。
【００４２】
絶縁膜２４は、例えば化成液中で第１金属膜２２の表面に陽極酸化により形成された酸化膜からなる。
【００４３】
第２金属膜２６は、導電性の金属薄膜からなり、例えば、クロム単体又はクロム合金からなる。
【００４４】
画素電極３４は、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜等の、透明導電膜からなる。
【００４５】
また、図３の断面図に示すように、上述の第２金属膜及び画素電極は、同一のＩＴＯ膜等からなる透明導電膜３６から構成されてもよい。このような構成を持つＭＩＭ素子２０’は、製造の際に、第２金属膜及び画素電極を同一の製造工程により形成できる利点がある。尚、図３において図２と同様の構成要素には同一参照符号を付し、その説明は省略する。
【００４６】
更にまた、図４の平面図及び図５のＢ−Ｂ断面図に示すように、ＭＩＭ素子４０は、所謂バック・ツー・バック（Back To Back）構造、即ち第１のＭＩＭ素子４０ａと第２のＭＩＭ素子４０ｂとを極性を反対にして直列に接続した構造を持つように構成されてもよい。尚、図４及び図５において図１及び図２と同様の構成要素には同一参照符号を付し、その説明は省略する。
【００４７】
図４及び図５において、第１のＭＩＭ素子４０ａは、ＭＩＭアレイ基板３０上に形成された絶縁膜３１を下地として、この上に順に形成されたタンタル等からなる第１金属膜４２、陽極酸化膜等からなる絶縁膜４４及びクロム等からなる第２金属膜４６ａから構成されている。他方、第２のＭＩＭ素子４０ｂは、ＭＩＭアレイ基板３０上に形成された絶縁膜３１を下地として、この上に順に形成された第１金属膜４２、絶縁膜４４及び第１金属膜４６ａから離間した第２金属膜４６ｂから構成されている。
【００４８】
第１のＭＩＭ素子４０ａの第２金属膜４６ａは、走査線４８に接続され、第２のＭＩＭ素子４０ｂの第２金属膜４６ｂは、ＩＴＯ膜等からなる画素電極４５に接続されている。従って、走査信号は、走査線４８から第１及び第２のＭＩＭ素子４０ａ及び４０ｂを介して画素電極４５に供給される。尚、走査線４８に代えてデータ線（図６参照）をＭＩＭアレイ基板３０上に形成し、第１のＭＩＭ素子４０ａの第２金属膜４６ａに接続するように構成してもよい。
【００４９】
この図４及び図５に示した例では、絶縁膜４４は、図１及び図２に示した例における絶縁膜２４に比べて膜厚が小さく、例えば半分程度の膜厚に設定されている。
【００５０】
以上、２端子型非線形素子としてＭＩＭ素子の幾つかの例について説明したが、ＺｎＯ（酸化亜鉛）バリスタ、ＭＳＩ（Metal Semi-Insulator）素子、ＲＤ（Ring Diode）などの双方向ダイオード特性を有する２端子型非線形素子を本実施の形態のアクティブマトリクス駆動方式の液晶表示パネルに適用可能である。
【００５１】
（液晶表示パネル）
次に、上述のＭＩＭ素子２０を用いたアクティブマトリクス駆動方式の液晶表示パネルの実施の形態について図６及び図７を参照して説明する。尚、図６は、本実施の形態における液晶表示パネルを駆動回路と共に示した等価回路図であり、図７は、本実施の形態における液晶表示パネルを模式的に示す部分破断斜視図である。
【００５２】
図６において、液晶表示パネル１０は、ＭＩＭアレイ基板３０又はその対向基板上に配列された複数の走査線Ｙ１〜Ｙｍが走査信号駆動回路１００に接続されており、ＭＩＭアレイ基板３０又はその対向基板上に配列された複数のデータ線Ｘ１〜Ｘｎがデータ信号駆動回路１１０に接続されている。更に、前記走査信号駆動回路１００及びデータ信号駆動回路１１０には、充放電駆動方式により液晶表示パネル１０を駆動するために必要なモード切り替え信号を出力するモード切り替え手段１２０が接続されている。尚、走査信号駆動回路１００及びデータ信号駆動回路１１０並びモード切り替え手段１２０は、図１及び図２に示したＭＩＭアレイ基板３０又はその対向基板上に形成されていてもよく、この場合には、駆動回路を含んだ液晶表示装置（液晶表示パネル）となる。或いは、走査信号駆動回路１００及びデータ信号駆動回路１１０並びにモード切り替え手段１２０は、液晶表示パネルとは独立したＩＣから構成され、所定の配線を経て走査線Ｙ１〜Ｙｍやデータ線Ｘ１〜Ｘｎに接続されてもよく、この場合には、駆動回路を含まない液晶表示装置（液晶表示モジュール）となる。
【００５３】
各画素領域１６において、走査線Ｙ１〜Ｙｍは、ＭＩＭ素子２０の一方の端子に接続されており（図１参照）、データ線Ｘ１〜Ｘｎは、液晶層１８及び図１に示した画素電極３４を介してＭＩＭ素子２０の他方の端子に接続されている。従って、各画素領域１６に対応する走査線Ｙ１〜Ｙｍに走査信号が供給され、データ線Ｘ１〜Ｘｎにデータ信号が供給されると、当該画素領域におけるＭＩＭ素子２０がオン状態となり、ＭＩＭ素子２０を介して、画素電極３４及びデータ線Ｘ１〜Ｘｎ間にある液晶層１８に駆動電圧が印加される。
【００５４】
尚、走査信号駆動回路１００及びデータ信号駆動回路１１０並びにモード切り替え手段１２０をＭＩＭアレイ基板３０上に設けると、ＭＩＭ素子２０についての薄膜形成プロセスと走査信号駆動回路１００及びデータ信号駆動回路１１０並びにモード切り替え手段１２０についての薄膜形成プロセスとを同時に行える利点がある。但し、ＴＡＢ（テープオートメイテッドボンディング）方式で実装された走査信号駆動回路１００及びデータ信号駆動回路１１０を含むＬＳＩに、ＭＩＭアレイ基板３０の周辺部に設けられた異方性導電フィルムを介して走査線Ｙ１〜Ｙｍ及びデータ線Ｘ１〜Ｘｎを接続する構成を採れば、液晶表示パネル１０の製造がより容易となり、装置構成上の融通性も高まる。また、ＣＯＧ（チップオンガラス）方式でＭＩＭアレイ基板３０及び対向基板３２上に、走査信号駆動回路１００及びデータ信号駆動回路１１０を含むＬＳＩを実装する構成をとれば、液晶表示パネル１０の製造が更に容易となり、信頼性も向上する上、装置構成が簡易化され、組み込み性も高まる。
【００５５】
図７において、液晶表示パネル１０は、ＭＩＭアレイ基板３０と、これに対向配置される透明な第２基板の一例を構成する対向基板３２とを備えている。対向基板３２は、例えばガラス基板からなる。ＭＩＭアレイ基板３０には、マトリクス状に複数の透明な画素電極３４が設けられている。複数の画素電極３４は、所定のＸ方向に沿って夫々延びておりＸ方向に直交するＹ方向に配列された複数の走査線Ｙ１〜Ｙｍに夫々接続されている。画素電極３４、ＭＩＭ素子２０、走査線Ｙ１〜Ｙｍ等の液晶に面する側には、例えばポリイミド薄膜などの有機薄膜からなりラビング処理等の所定の配向処理が施された配向膜が設けられている。
【００５６】
他方、対向基板３２には、Ｙ方向に沿って夫々延びておりＸ方向に短冊状に配列された複数のデータ線Ｘ１〜Ｘｎが設けられている。データ線Ｘ１〜Ｘｎの下側には、例えばポリイミド薄膜などの有機薄膜からなりラビング処理等の所定の配向処理が施された配向膜が設けられている。この場合データ線Ｘ１〜Ｘｎは、少なくとも画素電極３４と対向する部分については、ＩＴＯ膜等の透明導電膜から形成される。但し、データ線Ｘ１〜Ｘｎに代えて走査線Ｙ１〜Ｙｍを対向基板３２の側に形成する場合には、走査線Ｙ１〜ＹｍがＩＴＯ膜等の透明導電膜から形成される。
【００５７】
対向基板３２には、液晶表示パネル１０の用途に応じて、例えばストライプ状、モザイク状、トライアングル状等に配列された色材膜からなるカラーフィルタが設けられてもよく、更に、例えばクロムやニッケルなどの金属材料やカーボンやチタンをフォトレジストに分散した樹脂ブラックなどのブラックマトリクスが設けられていてもよい。このようなカラーフィルタやブラックマトリクスにより、一つの液晶表示パネルによるカラー表示を可能としたり、コントラストの向上や色材の混色防止などにより、高品位の画像を表示できるようになる。
【００５８】
このように構成され、画素電極３４とデータ線Ｘ１〜Ｘｎとが対面するように配置されたＭＩＭアレイ基板３０と対向基板３２との間には、対向基板３２の周辺に沿って配置されるシール剤により囲まれた空間に液晶が封入され、液晶層１８（図６参照）が形成される。液晶層１８は、画素電極３４及びデータ線Ｘ１〜Ｘｎからの電界が印加されていない状態で前述の配向膜により所定の配向状態を採る。液晶層１８は、例えば一種又は数種類のネマティック液晶を混合した液晶からなる。シール剤は、両基板３０及び３２をそれらの周辺で張り合わせるための接着剤であり、両基板間の距離を所定値とするためのスペーサが混入されている。
【００５９】
図６において、走査信号駆動回路１００がパルス的にＭＩＭ素子２０に所定電圧の走査信号を順次送るのに合わせて、データ信号駆動回路１１０は後述のように表示信号の階調レベルに応じたパルス幅を有するデータ信号をデータ線１４に順次送る。図７において、このように画素電極３４及びデータ線１４に電圧が印加されると、この画素電極３４とデータ線Ｘ１〜Ｘｎとに挟まれた部分における液晶層の配向状態が、ＭＩＭ素子２０を介して印加される駆動電圧により変化し、ノーマリーホワイトモードであれば、駆動電圧が印加された状態で入射光がこの液晶部分を通過不可能とされ、ノーマリーブラックモードであれば、駆動電圧が印加された状態で入射光がこの液晶部分を通過可能とされ、全体として液晶表示パネル１０からは表示信号に応じたコントラストを持つ光が出射する。
【００６０】
また、図１から図７には示されていないが、対向基板３２の投射光が入射する側及びＭＩＭアレイ基板３０の投射光が出射する側には夫々、例えば、ＴＮ（ツイステッドネマティック）モード、 ＳＴＮ（スーパーＴＮ）モード、Ｄ−ＳＴＮ（ダブル−ＳＴＮ）モード等の動作モードや、ノーマリーホワイトモード／ノーマリーブラックモードの別に応じて、偏光フィルム、位相差フィルム、偏光板などが所定の方向で配置される。
【００６１】
（駆動回路の実施の形態）
次に、図６に示した走査信号駆動回路１００及びデータ信号駆動回路１１０並びにモード切り替え手段１２０の一実施形態における構成及び動作について図８及び図９を参照して説明する。
【００６２】
先ず、走査信号駆動手段の一例を構成する走査信号駆動回路１００は、基準クロックに基づいて、図８（Ｂ）,（Ｃ）に示すように充電モード波形と放電モード波形とからなる走査信号を生成し、モード切り替え手段１２０から供給されるモード切り替え信号に基づいて、走査線の一行毎にモードを切り替えながら複数の走査線Ｙ１〜Ｙｍに、走査信号を順次供給するように構成されている。また、走査線Ｙ１〜Ｙｍの夫々の走査線については、前記モード切り替え信号に基づいて、１垂直期間ＴＶ毎にモードを切り替えながら走査信号を供給している。このように、モードを切り替えることにより、走査信号の極性（前記データ信号の中間値を基準として）を１垂直期間ＴＶ毎に、また、走査線の一行毎に反転させる（更に、データ信号もこれに対応して反転させる）のは、液晶層１８を交流駆動することにより、液晶層１８の劣化を防ぐためである。尚、駆動方式に応じて、走査信号を走査線Ｙ１〜Ｙｍに一行毎に時分割で供給してもよいし、例えば３行毎などの複数の行毎に時分割で供給するようにしてもよい。
【００６３】
また、走査信号駆動回路１００から供給される走査信号は、充電モードにおいては第１の選択電圧がＶＳ１に設定されており、１水平期間Ｈの後半の１／２Ｈの期間である充電期間Ｔｃｃに走査線Ｙ１〜Ｙｍに供給される。尚、図８（Ｂ）,（Ｃ）において、 Ｔｃｃｊ， Ｔｃｃｊ−１と記載されているのは、夫々走査線Ｙｊ,Ｙｊ−１に供給された走査信号の充電モードにおける充電期間であることを示している。
【００６４】
一方、前記放電モードにおける走査信号は、過充電期間Ｔｄｃのプリチャージ電圧は前記データ信号の中間値を基準として前記第１の選択電圧（ＶＳ１）と逆極性の−ＶＰＲＥに設定されており、連続して出力される放電期間Ｔｄの第２の選択電圧は前記データ信号の中間値を基準として前記ＶＳ１と同極性であって、前記ＶＳ１よりも絶対値の小さなＶＳ２に設定されている。そして、過充電期間Ｔｄｃは１水平期間Ｈの前半の１／２Ｈの期間に、また、放電期間Ｔｄは１水平期間Ｈの後半の１／２Ｈの期間に走査線Ｙ１〜Ｙｍに供給される。尚、図８（Ｂ）,（Ｃ）,（Ｄ）において、 Ｔｄｃｊ， Ｔｄｊ， Ｔｄｃｊ−１, Ｔｄｊ−１と記載されているのは、夫々走査線Ｙｊ,Ｙｊ−１に供給された走査信号の放電モードにおける過充電期間及び放電期間であることを示している。
【００６５】
一方、データ信号駆動回路１１０は、モード切り替え手段１２０から供給されるモード切り替え信号に基づいて、各データ線Ｘ１〜Ｘｎに、それぞれのモードに応じたデータ信号を与えている。図８（Ａ）では、例えばデータ信号をｋＤｉ，ｊと表示した時には、ｋはフィールドナンバーを、ｉ，ｊは夫々データ線ナンバー及び走査線ナンバーを示す。従って、データ信号ｋＤｉ，ｊは、ｋ番目のフィールドにおいて、データ線Ｘｉと走査線Ｙｊとの交点における画素領域の表示データとしてデータ線Ｘｉに供給されるデータ信号であることを意味している。
【００６６】
本実施形態では、図８（Ａ）に示すように、充電モードにおいて供給されるデータ信号は、１水平期間Ｈの後半の１／２Ｈの期間、即ち充電期間Ｔｃｃにおいて、前半の１／２Ｈの期間におけるデータ信号に対して極性反転された電位で供給される。例えば、図８（Ａ）に示す例では、データ信号ｋＤｉ，ｊ−１はＶＨ／２の値を有する信号であり、１水平期間Ｈの後半の１／２Ｈの期間に供給されている。前半の１／２Ｈの期間における値は−ＶＨ／２となっているが、これは一つ前の水平期間におけるデータ信号の値をそのまま維持しているだけである。図８（Ａ）に示すようなデータ信号ｋＤｉ，ｊ−１がデータ線Ｘｉに供給され、図８（Ｂ）に示すような走査信号が走査線Ｙｊ−１に供給されると、データ線Ｘｉと走査線Ｙｊ−１との交点の画素領域におけるＭＩＭ素子２０と液晶層１８との両端に印加される電圧は、ＶＳ１−ＶＨ／２となる。従って、 ＭＩＭ素子２０はオフ状態であり、液晶層１８もオフ状態となるので、ノーマリーホワイトモードの場合には白が表示され、ノーマリーブラックモードの場合には黒が表示される。
【００６７】
一方、放電モードにおいては、１水平期間を２分割した前半及び後半の両期間において、データ信号が極性が維持されたまま供給されるように構成されている。このように構成することにより、１水平期間Ｈの前半の１／２Ｈの期間を過充電期間Ｔｄｃとし、後半の１／２Ｈの期間を放電期間Ｔｄとした場合でも、過充電を十分に行うことができ、コントラストの低下を防止することができる。
【００６８】
例えば、図８（Ａ）に示す例では、データ信号ｋＤｉ，ｊはＶＨ／２の値を有する信号であり、１水平期間Ｈの全期間に供給されている。図８（Ａ）に示すようなデータ信号ｋＤｉ，ｊがデータ線Ｘｉに供給され、図８（Ｃ）に示すような走査信号が走査線Ｙｊに供給されると、データ線Ｘｉと走査線Ｙｊとの交点の画素領域（Ｘｉ，Ｙｊ）におけるＭＩＭ素子２０と液晶層１８との両端に印加される電圧は、図８（Ｄ）に示すように、過充電期間Ｔｄｃｊにおいては−ＶＰＲＥ−ＶＨ／２となり、図１８（Ｄ）に示した従来例の場合に比べて十分に大きな電圧をＭＩＭ素子２０と液晶層１８の両端に印加することができ、過充電を十分に行うことができる。その結果、 ＭＩＭ素子２０はオン状態となる。また、放電期間Ｔｄｊにおいては、ＶＳ２−ＶＨ／２の電圧が印加され、放電させる電荷量を適切に抑えることにより、前記ＭＩＭ駆動素子２０のオン状態を維持する。従って、液晶層１８はオン状態となり、ノーマリーホワイトモードの場合には黒が表示され、ノーマリーブラックモードの場合には白が表示される。
【００６９】
また、仮に放電モードにおいて供給されるデータ信号ｋＤｉ，ｊの電圧が、１水平期間の前半及び後半の両期間にて−ＶＨ／２であったとすると、過充電期間Ｔｄｃｊにおいては−ＶＰＲＥ＋ＶＨ／２となり、ＶＨ／２のデータ信号を供給した場合に比べて過充電を十分に行うことができないが、放電期間ＴｄｊにおいてＭＩＭ素子２０と液晶層１８とに印加される電圧が、ＶＳ２＋ＶＨ／２となり、十分な放電が行われるため、結局ＭＩＭ素子２０はオフ状態となり、過充電の不足は問題とならない。
【００７０】
尚、以上のような駆動方式による液晶層１８の電位を図８（Ｄ）に斜線で示している。
【００７１】
以上のように、本発明によれば、放電モードにおいて、１水平期間Ｈの前半の１／２Ｈの期間を過充電期間Ｔｄｃとし、後半の１／２Ｈの期間を放電期間Ｔｄとした場合でも、過充電を十分に行うことができるので、データ信号によるクロストークを確実に防止しつつ、コントラストの低下を防止することができる。
【００７２】
尚、充放電駆動法による駆動波形は、図８に示した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（放電モード前に過充電期間を含む）が混在するものであれば良い。例えば図９（Ａ）に示すように、データ信号の中間値を基準として正極性のプリチャージを行ったり、図９（Ｂ）に示すように、データ信号の中間値を基準として正、負の両極性でプリチャージを行うことも可能である。これらの設定は、モード切り替え手段１２０からのモード切り替え信号の供給タイミングを変えることにより可能である。
【００７３】
更に、階調表示を、データ信号のパルス高さ（電圧変調）やパルス幅変調等により行っても良い。また、本実施例では１水平期間の前半及び後半の１／２Ｈ期間としたが、これに限定されるものではない。また、１水平期間毎にデータ信号の中間値を基準として極性を反転する駆動のみならず、ｎ水平期間毎にデータ信号の中間値を基準として極性を反転する駆動でも良く、また、１水平期間毎のデータ信号の中間値を基準とした反転駆動を行わず、フレーム反転駆動のみとすることも可能である。
【００７４】
また、以上説明した液晶表示パネル１０は、例えばカラー液晶プロジェクタに適用される場合には、３つの液晶表示パネル１０がＲＧＢ用のライトバルブとして夫々用いられ、各パネルには夫々ＲＧＢ色分解用のダイクロイックミラーを介して分解された各色の光が入射光として夫々入射されることになるので、対向基板３２上にカラーフィルタを設ける必要はない。他方、液晶表示パネル１０は、例えば直視型や反射型のカラー液晶テレビに適用される場合には、画素電極３４に対向する所定領域にＲＧＢのカラーフィルタをその保護膜と共に、対向基板３２上に形成してもよい。
【００７５】
液晶表示パネル１０において、ＭＩＭアレイ基板３０側における液晶分子の配向不良を抑制するために、画素電極３４、ＭＩＭ素子２０、走査線１２等の全面に平坦化膜をスピンコート等で塗布してもよく、又はＣＭＰ処理を施してもよい。
【００７６】
更に、液晶表示パネル１０においては、一例として液晶層１８をネマティック液晶から構成したが、液晶を高分子中に微小粒として分散させた高分子分散型液晶を用いれば、前述の配向膜、偏光フィルム、偏光板等が不要となり、光利用効率が高まることによる液晶表示パネルの高輝度化や低消費電力化の利点が得られる。更に、画素電極３４をＡｌ等の反射率の高い金属膜から構成することにより、液晶表示パネル１０を反射型液晶表示装置に適用する場合には、電圧無印加状態で液晶分子がほぼ垂直配向されたＳＨ（スーパーホメオトロピック）型液晶などを用いても良い。更にまた、液晶表示パネル１０においては、液晶層に対し垂直な電界（縦電界）を印加するように対向基板３２の側にデータ線１４を設けているが、液晶層に平行な電界（横電界）を印加するように一対の横電界発生用の電極から画素電極３４を夫々構成する（即ち、対向基板３２の側には縦電界発生用の電極を設けることなく、ＭＩＭアレイ基板３０の側に横電界発生用の電極を設ける）ことも可能である。このように横電界を用いると、縦電界を用いた場合よりも視野角を広げる上で有利である。その他、各種の液晶材料（液晶相）、動作モード、液晶配列、駆動方法等に本実施の形態を適用することが可能である。
【００７７】
（電子機器）
次に、以上詳細に説明した液晶表示パネル１０、走査信号駆動回路１００及びデータ信号駆動回路１１０を備えた電子機器の実施の形態について図１０から図１４を参照して説明する。
【００７８】
先ず図１０に、このように液晶表示パネル１０等を備えた電子機器の概略構成を示す。
【００７９】
図１０において、電子機器は、表示情報出力源１０００、表示情報処理回路１００２、前述の走査信号駆動回路１００及びデータ信号駆動回路１１０を含む駆動回路１００４、前述の液晶表示パネル１０、クロック発生回路１００８並びに電源回路１０１０を備えて構成されている。表示情報出力源１０００は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、光ディスク装置などのメモリ、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いて、所定フォーマットのビデオ信号などの表示情報を表示情報処理回路１００２に出力する。表示情報処理回路１００２は、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、クランプ回路等の周知の各種処理回路を含んで構成されており、クロックに基いて入力された表示情報から前述の６ビットの６４階調のデジタル信号DATA（Ｄ０〜Ｄ５）を順次生成し、クロックCLKと共に駆動回路１００４に出力する。駆動回路１００４は、走査信号駆動回路１００及びデータ信号駆動回路１１０によって前述の駆動方法により液晶表示パネル１０を駆動する。電源回路１０１０は、上述の各回路に所定電源を供給する。尚、液晶表示パネル１０を構成するＭＩＭアレイ基板の上に、駆動回路１００４を搭載してもよく、これに加えて表示情報処理回路１００２を搭載してもよい。
【００８０】
次に図１１及び図１２に、このように構成された電子機器の具体例を夫々示す。
【００８１】
図１１において、電子機器の一例たる液晶プロジェクタ１１００は、上述した駆動回路１００４がＭＩＭアレイ基板上に搭載された液晶表示パネル１０を含む液晶表示モジュールを３個用意し、夫々ＲＧＢ用のライトバルブ１０Ｒ、１０Ｇ及び１０Ｂとして用いた投射型プロジェクタとして構成されている。液晶プロジェクタ１１００では、白色光源のランプユニット１１０２から投射光が発せられると、ライトガイド１１０４の内部で、複数のミラー１１０６を介して、２枚のダイクロイックミラー１１０８によって、ＲＧＢの３原色に対応する光成分Ｒ、Ｇ、Ｂに分けられ、各色に対応するライトバルブ１０Ｒ、１０Ｇ及び１０Ｂに夫々導かれる。そして、ライトバルブ１０Ｒ、１０Ｇ及び１０Ｂにより夫々変調された３原色に対応する光成分は、ダイクロイックプリズム１１１２により再度合成された後、投写レンズ１１１４を介してスクリーンなどにカラー画像として投写される。
【００８２】
図１２において、電子機器の他の例たるラップトップ型のパーソナルコンピュータ１２００は、上述した液晶表示パネル１０がトップカバーケース内に備えられており、更にＣＰＵ、メモリ、モデム等を収容すると共にキーボード１２０２が組み込まれた本体１２０４を備えている。
【００８３】
図１３において、電子機器の他の例たるページャ１３００は、金属フレーム１３０２内に前述の駆動回路１００４がＭＩＭアレイ基板上に搭載されて液晶表示モジュールをなす液晶表示パネル１０が、バックライト１３０６ａを含むライトガイド１３０６、回路基板１３０８、第１及び第２のシールド板１３１０及び１３１２、二つの弾性導電体１３１４及び１３１６、並びにフィルムキャリアテープ１３１８と共に収容されている。この例の場合、前述の表示情報処理回路１００２（図１０参照）は、回路基板１３０８に搭載してもよく、液晶表示パネル１０のＭＩＭアレイ基板上に搭載してもよい。更に、前述の駆動回路１００４を回路基板１３０８上に搭載することも可能である。
【００８４】
尚、図１３に示す例はページャであるので、回路基板１３０８等が設けられている。しかしながら、駆動回路１００４や更に表示情報処理回路１００２を搭載して液晶表示モジュールをなす液晶表示パネル１０の場合には、金属フレーム１３０２内に液晶表示パネル１０を固定したものを液晶表示装置として、或いはこれに加えてライトガイド１３０６を組み込んだバックライト式の液晶表示装置として、生産、販売、使用等することも可能である。
【００８５】
また図１４に示すように、駆動回路１００４や表示情報処理回路１００２を搭載しない液晶表示パネル１０の場合には、駆動回路１００４や表示情報処理回路１００２を含むＩＣ１３２４がポリイミドテープ１３２２上に実装されたＴＣＰ（Tape Carrier Package）１３２０に、ＭＩＭアレイ基板３０の周辺部に設けられた異方性導電フィルムを介して物理的且つ電気的に接続して、液晶表示装置として、生産、販売、使用等することも可能である。
【００８６】
以上図１１から図１４を参照して説明した電子機器の他にも、液晶テレビ、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、カーナビゲーション装置、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、携帯電話、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた装置等などが図１７に示した電子機器の例として挙げられる。
【００８７】
以上説明したように、本実施の形態によれば、比較的簡易な構成を持ち、高階調表示が可能であり且つ階調表示における信頼性が高い液晶表示装置を備えた各種の電子機器を実現できる。
【００８８】
【発明の効果】
請求項１に記載の液晶表示パネルの駆動装置によれば、充電モードと放電モードとからなる走査信号を１水平期間毎に走査線に供給する場合において、充電モードにおける第１の選択電圧を有する充電期間を１水平期間内とし、放電モードにおけるプリチャージ電圧を有する過充電期間を当該１水平期間の１垂直期間後の１水平期間を２分割した前半とし、第2の選択電圧を有する放電期間を前記１水平期間を２分割した後半とすると共に、画素の表示階調を制御するデータ信号を１水平期間毎のタイミングでデータ線に供給する場合において、第１の選択電圧が供給される期間は当該期間、プリチャージ電圧と第２の選択電圧が供給される期間は当該期間である前記１水平期間を２分割した前半及び後半の両期間に供給するようにしたので、ＭＩＭ素子等の非線形素子の電流−電圧特性のばらつきを吸収して良好な表示特性が得られると共に、確実にデータ信号によるクロストークを無くすことができ、更に、十分な過充電を行うことにより、コントラストの低下を防ぐことができる。
【００８９】
請求項２に記載の液晶表示パネルの駆動装置によれば、特に簡易な構成及び製造方法を長所とするＭＩＭ素子を用いて、 データ信号によるクロストーク及びコントラストの低下が発生しない、良好な表示特性が得られる低コストな液晶表示パネルの駆動装置を実現できる。
【００９０】
請求項３に記載の液晶表示装置によれば、比較的簡易な構成を持ち、データ信号によるクロストーク及びコントラストの低下が発生しない、良好な表示特性が得られる低コストな液晶表示装置を実現できる。
【００９１】
請求項４に記載の電子機器によれば、経済性に優れており、データ信号によるクロストーク及びコントラストの低下が発生しない、良好な表示特性が得られる、液晶プロジェクタ、パーソナルコンピュータ、ページャ等の様々な電子機器を実現可能となる。
【００９２】
請求項５に記載の液晶表示パネルの駆動方法によれば、充電モード波形と放電モード波形とからなる走査信号を１水平期間毎に走査線に供給する場合において、充電モード波形における第１の選択電圧の書き込み期間を１水平期間内とし、放電モード波形におけるプリチャージ電圧の書き込み期間を当該１水平期間の１垂直期間後の１水平期間を2分割した前半とし、第２の選択電圧の書き込み期間を前記１水平期間を２分割した後半とすると共に、充電モード波形に同期するデータ信号を当該波形の書き込み期間（充電期間）に供給し、放電モード波形に同期するデータ信号を1水平期間を２分割した前半（過充電期間）及び後半（放電期間）の両期間に供給するようにしたので、ＭＩＭ素子等の非線形素子の電流−電圧特性のばらつきを吸収して良好な表示特性が得られると共に、確実にデータ信号によるクロストークを無くすことができ、更に、十分な過充電を行うことにより、コントラストの低下を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による液晶表示パネルの実施の形態に備えられるＭＩＭ素子の一例を画素電極と共に示す平面図である。
【図２】 図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】 液晶表示パネルの実施の形態に備えられるＭＩＭ素子の他の例を示す断面図である。
【図４】 液晶表示パネルの実施の形態に備えられるＭＩＭ素子の更に他の例を画素電極と共に示す平面図である。
【図５】 図４のＢ−Ｂ断面図である。
【図６】 液晶表示パネルの実施の形態を構成する回路を示す等価回路図である。
【図７】 液晶表示パネルの実施の形態を模式的に示す部分破断斜視図である。
【図８】 本発明の充放電駆動方式によるタイミングチャートであり、（Ａ）はデータ線Ｘｉに供給されるデータ信号の電圧値と供給タイミングを、（Ｂ）は走査線Ｙｊ−１に供給されるデータ信号の電圧値と供給タイミングを、（Ｃ）は走査線Ｙｊに供給されるデータ信号の電圧値と供給タイミングを、（Ｄ）はＭＩＭ駆動素子と液晶層との両端に印加される電圧値と変化のタイミングを、それぞれ示すタイミングチャートである。
【図９】 （Ａ），（Ｂ）は本発明の充放電駆動方式による充電モード波形と放電モード波形の他の実施の形態を示す図である。
【図１０】 本発明による電子機器の実施の形態を示すブロック図である。
【図１１】 電子機器の一例としての液晶プロジェクタを示す断面図である。
【図１２】 電子機器の他の例としてのパーソナルコンピュータを示す正面図である。
【図１３】 電子機器の一例としてのページャを示す分解斜視図である。
【図１４】 電子機器の一例としてのＴＣＰを用いた液晶表示装置を示す斜視図である。
【図１５】 従来のＭＩＭ素子等を用いた液晶表示パネルの基本構成を示す図である。
【図１６】 従来の充放電駆動方式によるタイミングチャートであり、（Ａ）はデータ線Ｘｉに供給されるデータ信号の電圧値と供給タイミングを、（Ｂ）は走査線Ｙｊに供給されるデータ信号の電圧値と供給タイミングを、（Ｃ）はＭＩＭ素子と液晶層との両端に印加される電圧値と変化のタイミングを、それぞれ示すタイミングチャートである。
【図１７】 従来の他の充放電駆動方式によるタイミングチャートであり、（Ａ）はデータ線Ｘｉに供給されるデータ信号の電圧値と供給タイミングを、（Ｂ）は走査線Ｙｊ−１に供給されるデータ信号の電圧値と供給タイミングを、（Ｃ）は走査線Ｙｊに供給されるデータ信号の電圧値と供給タイミングを、（Ｄ）はＭＩＭ素子と液晶層との両端に印加される電圧値と変化のタイミングを、それぞれ示すタイミングチャートである。
【図１８】 従来の更に他の充放電駆動方式によるタイミングチャートであり、（Ａ）はデータ線Ｘｉに供給されるデータ信号の電圧値と供給タイミングを、（Ｂ）は走査線Ｙｊ−１に供給されるデータ信号の電圧値と供給タイミングを、（Ｃ）は走査線Ｙｊに供給されるデータ信号の電圧値と供給タイミングを、（Ｄ）はＭＩＭ素子と液晶層との両端に印加される電圧値と変化のタイミングを、それぞれ示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
１０…液晶表示パネル
１２、４８…走査線
１４…データ線
１８…液晶層
２０、２０’、４０ａ、４０ｂ…ＭＩＭ素子
３０…ＭＩＭアレイ基板
３２…対向基板
３４、４５…画素電極
１００…走査線駆動回路
１１０…データ線駆動回路
１２０…モード切り替え手段
１１００…液晶プロジェクタ
１２００…パーソナルコンピュータ
１３００…ページャ
Claims (5)
- 走査信号が印加される複数の走査線と表示階調を制御するデータ信号が印加される複数のデータ線とがマトリクス状に配置され、該複数の走査線と該複数のデータ線の間に直列接続された液晶と２端子型非線形素子からなる複数の画素を備える液晶表示装置の駆動装置であって、
充電モードにおいて、前記２端子型非線形素子を導通させる第１の選択電圧となり、
放電モードにおいて、前記２端子型非線形素子を導通させ前記データ信号の中間値を基準として前記第１の選択電圧とは逆極性のプリチャージ電圧と、該プリチャージ電圧に連続して出力され、該中間値を基準に前記プリチャージ電圧とは逆極性となる第２の選択電圧と、になる走査信号を生成し、
前記充電モードにおいて、前記第１の選択電圧を１水平期間を２分割した後半に供給し、
前記充電モードの１水平期間から１垂直期間後の前記放電モードにおける１水平期間を２分割した前半に、前記プリチャージ電圧を供給し、後半に、前記第２の選択電圧を供給する走査信号駆動手段と、
前記充電モードにおいて、前記第１の選択電圧が供給される前記１水平期間の後半において、当該１水平期間の前半における電圧とは前記中間値を基準に逆極性となる電圧のデータ信号を供給し、
前記放電モードにおいて、前記プリチャージ電圧と前記第２の選択電圧とがそれぞれ供給される前記１水平期間を２分割した前半及び後半の両期間に同一のデータ信号を供給するデータ信号駆動手段とを備える
ことを特徴とする液晶表示装置の駆動装置。 - 前記２端子型非線形素子は、ＭＩＭ（Metal Insulator Metal）素子からなることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置の駆動装置。
- 請求項１または請求項２に記載の液晶表示装置の駆動装置を備えたことを特徴とする液晶表示装置。
- 請求項２又は３に記載の液晶表示装置を備えたことを特徴とする電子機器。
- 走査信号が印加される複数の走査線と表示階調を制御するデータ信号が印加される複数のデータ線とがマトリクス状に配置され、該複数の走査線と該複数のデータ線の間に直列接続された液晶と２端子型非線形素子からなる複数の画素を備える液晶表示装置の駆動方法であって、
充電モードにおいて、前記２端子型非線形素子を導通させる第１の選択電圧となり、
放電モードにおいて、前記２端子型非線形素子を導通させ前記データ信号の中間値を基準として前記第１の選択電圧とは逆極性のプリチャージ電圧と、該プリチャージ電圧に連続して出力され、該中間値を基準に前記プリチャージ電圧とは逆極性となる第２の選択電圧と、になる走査信号を生成し、
前記充電モードにおいて、前記第１の選択電圧を１水平期間を２分割した後半に供給し、
前記充電モードの１水平期間から１垂直期間後の前記放電モードにおける１水平期間を２分割した前半に、前記プリチャージ電圧を供給し、後半に、前記第２の選択電圧を供給し、
前記充電モードにおいて、前記第１の選択電圧が供給される前記１水平期間の後半の期間において、当該１水平期間の前半における電圧とは前記中間値を基準に逆極性となる電圧のデータ信号を供給し、
前記放電モードにおいて、前記プリチャージ電圧と前記第２の選択電圧とがそれぞれ供給される前記１水平期間を２分割した前半及び後半の両期間に同一のデータ信号を供給する
ことを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。
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