JP4043371B2 - 液晶表示装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は液晶表示装置に関し、特に、画像信号に従って画像を表示する液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のカラー液晶表示装置では、低温時における画質の劣化を防止するため、低温時に複数の走査線を２本ずつ順次選択することにより、画像信号に応じた本来の階調電位で液晶セルを充電する前に、その液晶セルの１行以上前の同じ色配列の液晶セルに対応する階調電位でその液晶セルを予備充電していた（たとえば特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−１８６３２６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のカラー液晶表示装置では、低温時に複数の走査線を２本ずつ選択していたので、消費電力が大きくなり、構成が複雑になるという問題があった。
【０００５】
それゆえに、この発明の主たる目的は、消費電力が小さく、構成が簡単で、良好な画像を得ることが可能な液晶表示装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る液晶表示装置は、画像信号に従って画像を表示する液晶表示装置であって、液晶パネル、温度検出回路、垂直走査回路、および水平走査回路を備える。液晶パネルは、複数行複数列に配置され、それらの一方電極がともに共通電位を受ける複数の液晶セルと、それぞれ複数行に対応して設けられた複数の走査線と、それぞれ複数列に対応して設けられた複数のデータ線と、それぞれ複数の液晶セルに対応して設けられ、各々が対応のデータ線と対応の液晶セルの他方電極との間に接続され、各々のゲートが対応の走査線に接続された複数のトランジスタとを含む。温度検出回路は、液晶パネルまたはその周囲の温度を検出する。垂直走査回路は、複数の走査線を所定時間ずつ順次選択し、選択した走査線に選択電位を与えてその走査線に対応する各トランジスタを導通させる。水平走査回路は、垂直走査回路によって１本の走査線が選択されるごとに、各データ線および選択された走査線に対応する各トランジスタを介して、画像信号に応じた電位を選択された走査線に対応する各液晶セルの他方電極に与える。この水平走査回路は、各データ線に対応して設けられ、１本の走査線が選択されている各期間内のプリチャージ期間に活性化され、温度検出回路の検出温度が予め定められた温度よりも低い場合に対応のデータ線をプリチャージ電位にするプリチャージ回路と、各データ線に対応して設けられてプリチャージ期間の経過後に活性化され、対応のデータ線を画像信号に応じた電位にする増幅回路とを含む。
【０００７】
【発明の実施の形態】
［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１によるカラー液晶表示装置の構成を示すブロック図である。図１において、このカラー液晶表示装置は、液晶パネル１、垂直走査回路７および水平走査回路８を備え、たとえば携帯電話機に設けられる。
【０００８】
液晶パネル１は、複数行複数列に配置された複数の液晶セル２と、それぞれ複数行に対応して設けられた複数の走査線４と、それぞれ複数行に対応して設けられた複数の共通電位線５と、それぞれ複数列に対応して設けられた複数のデータ線６とを含む。複数の共通電位線５は、互いに接続されている。
【０００９】
液晶セル２は、各行において３つずつ予めグループ化されている。各グループの３つの液晶セル２には、それぞれＲ，Ｇ，Ｂのカラーフィルタが設けられている。各グループの３つの液晶セル２は、１つの画素３を構成している。
【００１０】
各液晶セル２には、図２に示すように、液晶駆動回路１０が設けられている。液晶駆動回路１０は、Ｎ型ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）１１およびキャパシタ１２を含む。Ｎ型ＴＦＴ１１は、データ線６と液晶セル２の一方電極２ａとの間に接続され、そのゲートは走査線４に接続される。キャパシタ１２は、液晶セル２の一方電極２ａと共通電位線５との間に接続される。液晶セル２の他方電極は、共通電位線５に接続される。共通電位線５には、共通電位ＶＣＯＭが与えられらる。
【００１１】
図１に戻って、垂直走査回路７は、画像信号に従って、複数の走査線４を所定時間ずつ順次選択し、選択した走査線４を選択レベルの「Ｈ」レベルにする。走査線４が選択レベルの「Ｈ」レベルにされると、図２のＮ型ＴＦＴ１１が導通し、その走査線４に対応する各液晶セル２の一方電極２ａとその液晶セル２に対応するデータ線６とが結合される。
【００１２】
水平走査回路８は、画像信号に従って、垂直走査回路７によって１本の走査線４が選択されている間に、各データ線６に階調電位ＶＧを与えるとともに共通電位線５に共通電位ＶＣＯＭを与える。液晶セル２の光透過率は、その電極間電圧に応じて変化する。
【００１３】
垂直走査回路７および水平走査回路８によって液晶パネル１の全液晶セル２が走査されると、液晶パネル１に１つの画像が表示される。
【００１４】
以下、この発明の特徴となるデータ線６の駆動方法について説明する。図３（ａ）（ｂ）は、液晶セル２の一方電極２ａの電位ＶＧ′と、液晶セル２の他方電極に印加される共通電位ＶＣＯＭとを示す図である。このカラー液晶表示装置では、液晶セル２の電極間電圧の絶対値｜ＶＧ′−ＶＣＯＭ｜が０Ｖの場合に白表示となり、液晶セル２の電極間電圧の絶対値｜ＶＧ′−ＶＣＯＭ｜が電源電圧ＶＣＣの場合に黒表示となるノーマルホワイト方式が採用されている。液晶セル２の長寿命化を図るため、液晶セル２の電極間電圧ＶＧ′−ＶＣＯＭの極性は、１本の走査線４が選択されるごとに正極性／負極性に切換えられる。また、階調電位ＶＧの振幅を小さくして低消費電力化を図るため、共通電位ＶＣＯＭは、１本の走査線４が選択されるごとに接地電位ＧＮＤ／電源電位ＶＣＣに交互に切換えられる。
【００１５】
常温時は、液晶セル２の一方電極２ａは階調電位ＶＧに十分に充電／放電される。しかし、低温時は図３（ｂ）に示すように、液晶の性質上、液晶セル２の一方電極２ａは階調電位ＶＧに十分に充電／放電されなくなり、画質が劣化してしまう。この対策として、データ線６を駆動するための増幅器の電流駆動能力を増大させることも考えられるが、この増幅器はデータ線６と同じ数だけ設けられているので、増幅器の電流駆動能力を大きくすると消費電力が増大してしまう。
【００１６】
そこで、図４（ａ）に示すように、液晶セル２の一方電極２ａを黒レベルに対応する電位に一旦プリチャージした後に、液晶セル２の一方電極２ａを階調電位ＶＧに充電／放電する方法が考えられる。しかし、プリチャージが不要な常温時にプリチャージを行なうことは消費電力の無駄である。そこで、この実施の形態１では図４（ｂ）に示すように、常温時はプリチャージを行なわず、低温時のみプリチャージすることにより、消費電力の低減化と画質の向上を図る。
【００１７】
次に、このデータ線６の駆動方法について、より詳細に説明する。図５は、このカラー液晶表示装置のデータ線６の駆動に関連する部分を示す回路ブロック図である。図５において、このカラー液晶表示装置は、各データ線６に対応して設けられた増幅器１５およびスイッチＳ１〜Ｓ３と、液晶パネル１の所定位置に設けられた温度検出回路１６と、全データ線６に共通に設けられたプリチャージ制御回路１７とを備える。増幅器１５、スイッチＳ１〜Ｓ３およびプリチャージ制御回路１７は、水平走査回路８に含まれる。
【００１８】
増幅器１５は、映像信号に基づいて階調電位発生回路（図示せず）で生成された階調電位ＶＧを電流増幅する。スイッチＳ１は、増幅器１５の出力ノードと対応のデータ線６の一方端との間に接続され、制御信号φ１が「Ｈ」レベルの期間に導通し、制御信号φ１が「Ｌ」レベルの期間に非導通になる。スイッチＳ２は、電源電位ＶＣＣのラインと対応のデータ線６の一方端との間に接続され、制御信号φ２が「Ｈ」レベルの期間に導通し、制御信号φ２が「Ｌ」レベルの期間に非導通になる。スイッチＳ３は、対応のデータ６の一方端と接地電位ＧＮＤのラインとの間に接続され、制御信号φ３が「Ｈ」レベルの期間に導通し、制御信号φ３が「Ｌ」レベルの期間に非導通になる。
【００１９】
温度検出回路１６は、液晶パネル１の温度を検出し、検出した温度が所定温度（たとえば０℃）よりも高い場合は信号φＴを「Ｌ」レベルにし、検出した温度が所定温度以下の場合は信号φＴを「Ｈ」レベルにする。すなわち温度検出回路１６は、図６に示すように、液晶パネル１の所定位置に形成された抵抗素子２０〜２２、Ｐ型ＴＦＴ２３、Ｎ型ＴＦＴ２４、およびコンパレータ２５を含む。
【００２０】
抵抗素子２０、Ｐ型ＴＦＴ２３およびＮ型ＴＦＴ２４は、電源電位ＶＣＣのラインと接地電位ＧＮＤのラインとの間に直列接続される。Ｐ型ＴＦＴ２３のゲートはそのドレインに接続され、Ｎ型ＴＦＴ２４のゲートはそのドレインに接続される。ＴＦＴ２３，２４の各々は、ダイオード素子を構成し、所定のしきい値電圧Ｖｔｈを有する。抵抗素子２１と２２は、電源電位ＶＣＣのラインと接地電位ＧＮＤのラインとの間に直列接続される。コンパレータ２５は、抵抗素子２０とＰ型ＴＦＴ２３の間のノードＮ２０の電位と、抵抗素子２１と２２の間のノードＮ２１の電位とを比較し、ノードＮ２０の電位がノードＮ２１の電位よりも高い場合は信号φＴを「Ｈ」レベルにし、ノードＮ２０の電位がノードＮ２１の電位よりも低い場合は信号φＴを「Ｌ」レベルにする。
【００２１】
ＴＦＴ２３，２４の各々のしきい値電圧Ｖｔｈは温度低下に従って上昇するので、ノードＮ２０の電位は温度低下に従って上昇する。したがって、抵抗素子２１，２２の抵抗値を適値に設定することにより、温度が所定温度よりも高い場合に信号φＴを「Ｌ」レベルにし、温度が所定温度よりも低い場合に信号φＴを「Ｈ」レベルにすることができる。
【００２２】
プリチャージ制御回路１７は、図７に示すように、ソースドライバ制御回路３０、プリチャージタイミング生成回路３１、ＶＣＯＭ生成回路３２、ＡＮＤゲート３３〜３５、およびインバータ３６を含む。ソースドライバ制御回路３０、プリチャージタイミング生成回路３１およびＶＣＯＭ生成回路３２の各々は、制御信号ＨＤに同期して動作する。制御信号ＨＤは、図８に示すように、所定周期で所定時間Ｔ１だけ「Ｌ」レベルになる信号である。液晶パネル１の複数の走査線４は、制御信号ＨＤと同じ周期で１本ずつ順次「Ｈ」レベルにされる。
【００２３】
ソースドライバ制御回路３０は、信号ＨＤが「Ｈ」レベルから「Ｌ」レベルに立下げられたことに応じて、所定時間Ｔ２（＞Ｔ１）だけ信号φ１を「Ｌ」レベルにする。信号φ１が「Ｌ」レベルの期間は、スイッチＳ１が非導通になり、増幅器１５の出力ノードとデータ線６とが電気的に切り離される。
【００２４】
プリチャージタイミング生成回路３１は、信号ＨＤが「Ｌ」レベルから「Ｈ」レベルに立上げられたことに応じて、所定時間Ｔ３（＜Ｔ２−Ｔ１）だけ信号ＰＲを「Ｈ」レベルにする。ＶＣＯＭ生成回路３２は、信号ＨＤが「Ｌ」レベルから「Ｈ」レベルに立上げられるごとに、共通電位ＶＣＯＭのレベルを反転させる。共通電位ＶＣＯＭの一方のレベルは接地電位ＧＮＤであり、その他方のレベルは電源電位ＶＣＣである。
【００２５】
ＡＮＤゲート３３は、温度検出回路１６の出力信号φＴとプリチャージタイミング生成回路３１の出力信号ＰＲとを受け、その出力信号φ３３はＡＮＤゲート３４，３５の一方入力ノードに入力される。ＶＣＯＭ生成回路３２で生成された共通電位ＶＣＯＭは、共通電位線５およびＡＮＤゲート３４の他方入力ノードに直接入力されるとともに、インバータ３６を介してＡＮＤゲート３５の他方入力ノードに入力される。ＡＮＤゲート３４，３５の出力信号は、それぞれスイッチＳ３，Ｓ２の制御信号φ３，φ２となる。信号φ２が「Ｈ」レベルの期間は、スイッチＳ２が導通してデータ線６が電源電位ＶＣＣにプリチャージされる。信号φ３が「Ｈ」レベルの期間は、スイッチＳ３が導通してデータ線６が接地電位ＧＮＤにプリチャージされる。
【００２６】
次に、図５〜図８に示した回路部分の動作について説明する。液晶パネル１の温度が０℃よりも高い常温時は、図６のＴＦＴ２３，２４の各々のしきい値電圧Ｖｔｈが比較的低い値になり、ノードＮ２０の電位がノードＮ２１の電位よりも低くなってコンパレータ２５の出力信号φＴは「Ｌ」レベルになる。これにより、図７のＡＮＤゲート３３，３４，３５の出力信号φ３３，φ３，φ２がともに「Ｌ」レベルに固定され、図５のスイッチＳ２，Ｓ３が非導通状態に固定され、データ線６のプリチャージは行なわれない。信号φ１が「Ｈ」レベルにされると、スイッチＳ１が導通し，データ線６は増幅器１５によって階調電位ＶＧにされる。
【００２７】
また、液晶パネル１の温度が０℃以下の低温時は、図６のＴＦＴ２３，２４の各々のしきい値電圧Ｖｔｈが比較的高い値になり、ノードＮ２０の電位がノードＮ２１の電位よりも高くなってコンパレータ２５の出力信号φＴは「Ｈ」レベルになる。これにより、プリチャージタイミング生成回路３１の出力信号ＰＲがＡＮＤゲート３３を通過して信号φ３３となる。共通電位ＶＣＯＭが「Ｌ」レベルの場合は、信号３３がＡＮＤゲート３５を通過して信号φ２となり、データ線６が「Ｈ」レベルにプリチャージされる。共通電位ＶＣＯＭが「Ｈ」レベルの場合は、信号φ３３がＡＮＤゲート３４を通過して信号φ３となり、データ線６が「Ｌ」レベルにプリチャージされる。信号φ１が「Ｈ」レベルにされると、スイッチＳ１が導通し、データ線６は増幅器１５によって階調電位ＶＧにされる。
【００２８】
この実施の形態１では、液晶パネル１の温度を温度検出回路１６で検出し、液晶パネル１の温度が所定温度（０℃）以下の低温時のみデータ線６をプリチャージするので、常時プリチャージする場合に比べて消費電力が小さくてすむ。
【００２９】
また、温度検出回路１６の出力信号φＴのレベルに応じてプリチャージ用のスイッチＳ２，Ｓ３を制御するので、液晶パネル１の温度に応じて、同時に選択する走査線４の数を変えていた従来に比べ、構成の簡単化および消費電力の低減化を図ることができる。
【００３０】
図９は、液晶パネル１の温度と、液晶セル２の白レベルおよび黒レベル間のコントラスト比との関係を示す図である。液晶パネル１の温度が０℃よりも高い常温時は、プリチャージの有無によりコントラスト比は変わらない。したがって、常温時はプリチャージを停止することにより消費電力の低減化を図る。
【００３１】
液晶パネル１の温度が０℃以下の低温時は、プリチャージを行った場合のコントラスト比はプリチャージを行なわない場合のコントラスト比よりも５程度高くなる。したがって、低温時はプリチャージを行なうことにより、コントラスト比の低下による画質の劣化を抑制する。
【００３２】
なお、この実施の形態１では、温度検出回路１６を液晶パネル１の所定位置に設けたが、これに限るものではなく、温度検出回路１６を液晶パネル１の周囲の所定位置に設けてもよい。
【００３３】
［実施の形態２］
図１０は、この発明の実施の形態２によるカラー液晶表示装置の温度検出回路４０の構成を示す回路図であり、図１１は、そのカラー液晶表示装置のプリチャージ制御回路５０の構成を示す回路ブロック図である。
【００３４】
図１０を参照して、この温度検出回路４０が図６の温度検出回路１６と異なる点は、抵抗素子２１，２２およびコンパレータ２５が抵抗素子４１〜４３、コンパレータ４４，４５、インバータ４６およびＡＮＤゲート４７で置換されている点である。抵抗素子４１〜４３は、電源電位ＶＣＣのラインと接地電位ＧＮＤのラインとの間に直列接続される。
【００３５】
コンパレータ４４は、ノードＮ２０の電位と抵抗素子４１，４２間のノードＮ４１の電位とを比較し、ノードＮ２０の電位がノードＮ４１の電位よりも低い場合は信号φＴ２を「Ｌ」レベルにし、ノードＮ２０の電位がノードＮ４１の電位よりも高い場合は信号φＴ２を「Ｈ」レベルにする。
【００３６】
コンパレータ４５は、ノードＮ２０の電位と抵抗素子４２，４３間のノードＮ４２の電位とを比較する。ノードＮ２０の電位がノードＮ４２の電位よりも低い場合はコンパレータ４５の出力信号は「Ｌ」レベルになり、ノードＮ２０の電位がノードＮ４２の電位よりも高い場合はコンパレータ４５の出力信号は「Ｈ」レベルになる。
【００３７】
コンパレータ４４の出力信号φＴ２は、インバータ４６を介してＡＮＤゲート４７の一方入力ノードに入力される。コンパレータ４５の出力信号は、ＡＮＤゲート４７の他方入力ノードに入力される。ＡＮＤゲート４７の出力信号は、信号φＴ１となる。
【００３８】
液晶パネル１の温度が常温の場合は、ＴＦＴ２３，２４の各々のしきい値電圧Ｖｔｈは比較的低い値になるので、ノードＮ２０の電位がノードＮ４１，Ｎ４２の電位よりも低くなり、信号φＴ１，φＴ２はともに「Ｌ」レベルになる。
【００３９】
液晶パネル１の温度が低下して第１低温領域（たとえば０〜−５℃）に入ると、ＴＦＴ２３，２４の各々のしきい値電圧Ｖｔｈが比較的高い値になり、ノードＮ２０の電位がノードＮ４２の電位とノードＮ４１の電位との間の電位になり、信号φＴ１，φＴ２がそれぞれ「Ｈ」レベルおよび「Ｌ」レベルになる。
【００４０】
液晶パネル１の温度がさらに低下して第２低温領域（たとえば−５℃以下）に入ると、ＴＦＴ２３，２４の各々のしきい値電圧Ｖｔｈがさらに高くなり、ノードＮ２０の電位がノードＮ４１，Ｎ４２の電位よりも高くなり、信号φＴ１，φＴ２がそれぞれ「Ｌ」レベルおよび「Ｈ」レベルになる。信号φＴ１，φＴ２は、図１１のプリチャージ制御回路５０に与えられる。
【００４１】
図１１を参照して、プリチャージ制御回路５０が図７のプリチャージ制御回路１７と異なる点は、プリチャージタイミング生成回路３１およびＡＮＤゲート３３がプリチャージタイミング生成回路５１，５２、ＡＮＤゲート５３，５４およびＯＲゲート５５で置換されている点である。プリチャージタイミング生成回路５１は、図１２に示すように、信号ＨＤが「Ｌ」レベルから「Ｈ」レベルに立上げられたことに応じて、所定時間Ｔ１１（＜Ｔ２−Ｔ１）だけ信号ＰＲ１を「Ｈ」レベルにする。プリチャージタイミング生成回路５２は、信号ＨＤが「Ｌ」レベルから「Ｈ」レベルに立上げられたことに応じて、所定時間Ｔ１２（Ｔ１１＜Ｔ１２＜Ｔ２−Ｔ１）だけ信号ＰＲ２を「Ｈ」レベルにする。
【００４２】
ＡＮＤゲート５３は、プリチャージタイミング生成回路５１の出力信号ＰＲ１と温度検出回路４０からの信号φＴ１とを受ける。ＡＮＤゲート５４は、プリチャージタイミング生成回路５２の出力信号ＰＲ２と温度検出回路４０からの信号φＴ２とを受ける。ＯＲゲート５５はＡＮＤゲート５３，５４の出力信号を受け、ＯＲゲート５５の出力信号はＡＮＤゲート３４，３５の一方入力ノードに入力される。
【００４３】
次に、図１０〜図１２に示したカラー液晶表示装置のプリチャージ動作について説明する。液晶パネル１の温度が０℃よりも高い常温時は、図１０のＴＦＴ２３，２４の各々のしきい値電圧Ｖｔｈが比較的低い値になり、信号φＴ１，φＴ２はともに「Ｌ」レベルになる。これにより、図１１のＡＮＤゲート３４，３５の出力信号φ３，φ２がともに「Ｌ」レベルに固定され、図３のスイッチＳ２，Ｓ３が非導通状態に固定され、データ線６のプリチャージは行われない。
【００４４】
液晶パネル１の温度が０〜−５℃の場合は、図１０のＴＦＴ２３，２４の各々のしきい値電圧Ｖｔｈが比較的高い値になり、信号φＴ１，φＴ２はそれぞれ「Ｈ」レベルおよび「Ｌ」レベルになる。これにより、ＡＮＤゲート５４の出力信号が「Ｌ」レベルに固定され、プリチャージタイミング生成回路５１の出力信号ＰＲ１がＡＮＤゲート５３およびＯＲゲート５５を通過してＡＮＤゲート３４，３５の一方入力ノードに入力される。共通電位ＶＣＯＭが「Ｌ」レベルの場合は、信号ＰＲ１がＡＮＤゲート３５を通過して信号φ２となり、スイッチＳ２が比較的短い時間Ｔ１１だけ導通してデータ線６が「Ｈ」レベルにプリチャージされる。共通電位ＶＣＯＭが「Ｈ」レベルの場合は、信号ＰＲ１がＡＮＤゲート３４を通過して信号φ３となり、スイッチＳ３が比較的短い時間Ｔ１１だけ導通してデータ線６が「Ｌ」レベルにプリチャージされる。
【００４５】
液晶パネル１の温度が−５℃以下の場合は、図１０のＴＦＴ２３，２４の各々のしきい値電圧Ｖｔｈがさらに高くなり、信号φＴ１，φＴ２がそれぞれ「Ｌ」レベルおよび「Ｈ」レベルになる。これにより、ＡＮＤゲート５３の出力信号が「Ｌ」レベルに固定され、プリチャージタイミング生成回路５２の出力信号ＰＲ２がＡＮＤゲート５４およびＯＲゲート５５を通過してＡＮＤゲート３４，３５の一方入力ノードに入力される。共通電位ＶＣＯＭが「Ｌ」レベルの場合は、信号ＰＲ２がＡＮＤゲート３５を通過して信号φ２となり、スイッチＳ２が比較的長い時間Ｔ１２だけ導通してデータ線６が「Ｈ」レベルにプリチャージされる。共通電位ＶＣＯＭが「Ｈ」レベルの場合は、信号ＰＲ２がＡＮＤゲート３４を通過して信号φ３となり、スイッチＳ３が比較的長い時間Ｔ１２だけ導通してデータ線６が「Ｌ」レベルにプリチャージされる。
【００４６】
この実施の形態２では、低温の程度によってプリチャージの時間が２段階で切換えられるので、無駄なプリチャージ電力を削減して消費電力の一層の低減化を図ることができる。
【００４７】
［実施の形態３］
図１３は、この発明の実施の形態３によるカラー液晶表示装置の温度検出回路６０の構成を示す回路図であり、図１４は、そのカラー液晶表示装置のプリチャージ制御回路７０の構成を示す回路ブロック図である。
【００４８】
図１３を参照して、この温度検出回路６０が図６の温度検出回路１６と異なる点は、Ｐ型ＴＦＴ６１，６２、キャパシタ６３、Ｎ型ＴＦＴ６４およびインバータ６５が追加されている点である。Ｐ型ＴＦＴ６１は電源電位ＶＣＣのラインと抵抗素子２０の一方電極との間に介挿され、Ｐ型ＴＦＴ６２およびキャパシタ６３は電源電位ＶＣＣのラインと接地電位ＧＮＤのラインとの間に直列接続される。Ｐ型ＴＦＴ６１，６２のゲートは、ともにＰ型ＴＦＴ６１のドレインに接続される。Ｐ型ＴＦＴ６１と６２は、カレントミラー回路を構成する。
【００４９】
Ｎ型ＴＦＴ６４は、Ｐ型ＴＦＴ６２およびキャパシタ６３間のノードＮ６２と接地電位ＧＮＤのラインとの間に接続される。信号ＨＤは、インバータ６５を介してＮ型ＴＦＴ６４のゲートに入力される。コンパレータ２５は、ノードＮ２１の電位とノードＮ６２の電位とを比較し、ノードＮ２１の電位がノードＮ６２の電位よりも高い場合は信号φＴを「Ｈ」レベルにし、ノードＮ２１の電位がノードＮ６２の電位よりも低い場合は信号φＴを「Ｌ」レベルにする。
【００５０】
プリチャージ制御回路７０は、図７のプリチャージ制御回路１７からプリチャージタイミング生成回路３１およびＡＮＤゲート３３を除去し、インバータ７１、ＡＮＤゲート７２、抵抗素子７３およびキャパシタ７４を追加したものである。インバータ７１は、ソースドライバ制御回路３０の出力信号φ１の反転信号を生成する。ＡＮＤゲート７２は、信号φ１の反転信号と、温度検出回路６０の出力信号φＴと、信号ＨＤとを受ける。ＡＮＤゲート７２の出力信号φ７２は、抵抗素子７３を介してＡＮＤゲート３４，３５の一方入力ノードＮ７３に与えられる。キャパシタ７４は、ノードＮ７３と接地電位ＧＮＤのラインとの間に接続される。抵抗素子７３およびキャパシタ７４は、ＡＮＤゲート７２の出力信号φ７２から所定のパルス幅よりも短いパルス幅の正パルスを除去する積分回路を構成する。
【００５１】
図１５は、このカラー液晶表示装置のプリチャージ動作を示すタイムチャートである。ここでは、液晶パネル１の温度Ｔが０℃以上の温度から０℃以下の温度に向かって徐々に低下しているものとする。信号ＨＤは、所定周期で所定時間Ｔ１（＜Ｔ２）だけ「Ｌ」レベルにされる。信号ＨＤが「Ｌ」レベルにされると、所定時間Ｔ２だけ信号φ１が「Ｌ」レベルにされ、ＡＮＤゲート７２の出力信号φ７２が「Ｌ」レベルにされる。また、信号ＨＤが「Ｌ」レベルの期間は、図１３のＮ型ＴＦＴ６４が導通してノードＮ６２の電位が０Ｖにリセットされ、信号φＴが「Ｈ」レベルにされる。
【００５２】
信号ＨＤが「Ｌ」レベルから「Ｈ」レベルに立上げられると、ＡＮＤゲート７２の３つの入力信号／φ１，φＴ，ＨＤがともに「Ｈ」レベルになり、ＡＮＤゲート７２の出力信号φ７２が「Ｌ」レベルから「Ｈ」レベルに立上げられる。ＡＮＤゲート７２の出力信号φ７２が「Ｈ」レベルに立上げられると、抵抗素子７３を介してキャパシタ７４が徐々に充電され、ノードＮ７３の電位が徐々に上昇する。
【００５３】
また、Ｎ型ＴＦＴ６４が非導通になってノードＮ６２の電位が徐々に上昇する。すなわち、Ｐ型ＴＦＴ６１、抵抗素子２０、Ｐ型ＴＦＴ２３およびＮ型ＴＦＴ２４は直列接続され、Ｐ型ＴＦＴ６１と６２はカレントミラー回路を構成しているので、Ｐ型ＴＦＴ６２にはＴＦＴ２３，２４の各々のしきい値電圧Ｖｔｈに応じた値の電流が流れる。Ｐ型ＴＦＴ６２に流れる電流によってキャパシタ６３が充電され、ノードＮ６２の電位が徐々に上昇する。ノードＮ６２の電位がノードＮ２１の電位を超えると、コンパレータ２５の出力信号φＴが「Ｈ」レベルから「Ｌ」レベルに立下げられ、ＡＮＤゲート７２の出力信号φ７２が「Ｌ」レベルになる。Ｎ型ＴＦＴ６２に流れる電流は、温度低下に応じて小さくなるので、信号φ７２のパルス幅は、温度低下に応じて長くなる。ＡＮＤゲート７２の出力信号φ７２が「Ｌ」レベルにされると、キャパシタ７４の電荷が抵抗素子７３を介して放電され、ノードＮ７３の電位が徐々に低下する。
【００５４】
液晶パネル１の温度Ｔが低下すると、信号φ７２のパルス幅が広くなり、ノードＮ７３の電位のピーク値が高くなる。液晶パネル１の温度Ｔが所定温度（たとえば０℃）よりも高い場合は、ノードＮ７３の電位のピーク値がＡＮＤゲート３４，３５の各々のしきい値電位ＶＴＨよりも低くなり、ＡＮＤゲート３４，３５の出力信号φ３，φ２は共通電位ＶＣＯＭに関係なく「Ｌ」レベルになる。液晶パネル１の温度Ｔが所定温度よりも低くなると、ノードＮ７３の電位のピーク値がＡＮＤゲート３４，３５の各々のしきい値電位ＶＴＨよりも高くなり、共通電位ＶＣＯＭが「Ｈ」レベルの場合はＡＮＤゲート３４の出力信号φ３が「Ｈ」レベルになり、共通電位ＶＣＯＭが「Ｌ」レベルの場合はＡＮＤゲート３５の出力信号φ２が「Ｈ」レベルになる。
【００５５】
液晶パネル１の温度Ｔが低下すると、ＴＦＴ２３，２４の各々のしきい値電圧Ｖｔｈが上昇し、Ｐ型ＴＦＴ６１，６２に流れる電流の値が低下し、ノードＮ６２の電位上昇速度が低下し、ノードＮ６２の電位が０Ｖから上昇し、ノードＮ２１の電位を超えるまでの時間が長くなる。したがって、温度Ｔが低下するに従って信号φ２，φ３の正パルス幅が連続的に広くなり、プリチャージ時間が連続的に長くなる。
【００５６】
この実施の形態３では、液晶パネル１の温度Ｔが低下するに従って連続的にプリチャージ時間が長くなるので、より効率的にプリチャージをすることができ、消費電力の一層の低減化を図ることができる。
【００５７】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００５８】
【発明の効果】
以上のように、この発明に係る液晶表示装置では、液晶パネル、温度検出回路、垂直走査回路、および水平走査回路が設けられる。液晶パネルは、複数行複数列に配置され、それらの一方電極はともに共通電位を受ける複数の液晶セルと、それぞれ複数行に対応して設けられた複数の走査線と、それぞれ複数列に対応して設けられた複数のデータ線と、それぞれ複数の液晶セルに対応して設けられ、各々が対応のデータ線と対応の液晶セルの他方電極との間に接続され、各々のゲートが対応の走査線に接続された複数のトランジスタとを含む。温度検出回路は、液晶パネルまたはその周囲の温度を検出する。垂直走査回路は、複数の走査線を所定時間ずつ順次選択し、選択した走査線に選択電位を与えてその走査線に対応する各トランジスタを導通させる。水平走査回路は、垂直走査回路によって１本の走査線が選択されるごとに、各データ線および選択された走査線に対応する各トランジスタを介して、画像信号に応じた電位を選択された走査線に対応する各液晶セルの他方電極に与える。この水平走査回路は、各データ線に対応して設けられ、１本の走査線が選択されている各期間内のプリチャージ期間に活性化され、温度検出回路の検出温度が予め定められた温度よりも低い場合に対応のデータ線をプリチャージ電位にするプリチャージ回路と、各データ線に対応して設けられ、プリチャージ期間の経過後に活性化され、対応のデータ線を画像信号に応じた電位にする増幅回路とを含む。したがって、低温時にデータ線をプリチャージするので、低温時における画質の劣化を抑制することができる。また常温時にはプリチャージを停止するので、無駄な消費電力を削減することができる。また低温時でも複数の走査線を１本ずつ選択するので、複数の走査線を２本ずつ選択していた従来に比べ、消費電力が小さくてすみ、構成の簡単化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１によるカラー液晶表示装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】 図１に示した各液晶セルに対応して設けられた液晶駆動回路の構成を示す回路図である。
【図３】 図１に示したカラー液晶表示装置のプリチャージ動作を説明するためのタイムチャートである。
【図４】 図１に示したカラー液晶表示装置のプリチャージ動作を説明するための他のタイムチャートである。
【図５】 図１に示したカラー液晶表示装置のプリチャージ動作に関連する部分の構成を示す回路ブロック図である。
【図６】 図５に示した温度検出回路の構成を示す回路図である。
【図７】 図５に示したプリチャージ制御回路の構成を示す回路ブロック図である。
【図８】 図５〜図７に示したプリチャージ動作に関連する部分の動作を示すタイムチャートである。
【図９】 実施の形態１の効果を説明するための図である。
【図１０】 この発明の実施の形態２によるカラー液晶表示装置の温度検出回路の構成を示す回路図である。
【図１１】 図１０で説明したカラー液晶表示装置のプリチャージ制御回路の構成を示す回路ブロック図である。
【図１２】 図１０および図１１で説明したカラー液晶表示装置のプリチャージ動作を示すタイムチャートである。
【図１３】 この発明の実施の形態３によるカラー液晶表示装置の温度検出回路の構成を示す回路図である。
【図１４】 図１３で説明したカラー液晶表示装置のプリチャージ制御回路の構成を示す回路ブロック図である。
【図１５】 図１３および図１４で説明したカラー液晶表示装置のプリチャージ動作を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
１ 液晶パネル、２ 液晶セル、３ 画素、４ 走査線、５ 共通電位線、６データ線、７ 垂直走査回路、８ 水平走査回路、１０ 液晶駆動回路、１２，６３，７４ キャパシタ、１５ 増幅器、１６，４０，６０ 温度検出回路、１７，５０，７０ プリチャージ制御回路、Ｓ１〜Ｓ３ スイッチ、２０〜２２，４１〜４３，７３ 抵抗素子、２３，６１，６２ Ｐ型ＴＦＴ、２４，６４ Ｎ型ＴＦＴ、２５，４４，４５ コンパレータ、３０ ソースドライバ制御回路、３１，５１，５２ プリチャージタイミング生成回路、３２ ＶＣＯＭ生成回路、３３〜３５，４７，５３，５４，７２ ＡＮＤゲート、３６，４６，６５，７１ インバータ、５５ ＯＲゲート。
【発明の属する技術分野】
この発明は液晶表示装置に関し、特に、画像信号に従って画像を表示する液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のカラー液晶表示装置では、低温時における画質の劣化を防止するため、低温時に複数の走査線を２本ずつ順次選択することにより、画像信号に応じた本来の階調電位で液晶セルを充電する前に、その液晶セルの１行以上前の同じ色配列の液晶セルに対応する階調電位でその液晶セルを予備充電していた（たとえば特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−１８６３２６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のカラー液晶表示装置では、低温時に複数の走査線を２本ずつ選択していたので、消費電力が大きくなり、構成が複雑になるという問題があった。
【０００５】
それゆえに、この発明の主たる目的は、消費電力が小さく、構成が簡単で、良好な画像を得ることが可能な液晶表示装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る液晶表示装置は、画像信号に従って画像を表示する液晶表示装置であって、液晶パネル、温度検出回路、垂直走査回路、および水平走査回路を備える。液晶パネルは、複数行複数列に配置され、それらの一方電極がともに共通電位を受ける複数の液晶セルと、それぞれ複数行に対応して設けられた複数の走査線と、それぞれ複数列に対応して設けられた複数のデータ線と、それぞれ複数の液晶セルに対応して設けられ、各々が対応のデータ線と対応の液晶セルの他方電極との間に接続され、各々のゲートが対応の走査線に接続された複数のトランジスタとを含む。温度検出回路は、液晶パネルまたはその周囲の温度を検出する。垂直走査回路は、複数の走査線を所定時間ずつ順次選択し、選択した走査線に選択電位を与えてその走査線に対応する各トランジスタを導通させる。水平走査回路は、垂直走査回路によって１本の走査線が選択されるごとに、各データ線および選択された走査線に対応する各トランジスタを介して、画像信号に応じた電位を選択された走査線に対応する各液晶セルの他方電極に与える。この水平走査回路は、各データ線に対応して設けられ、１本の走査線が選択されている各期間内のプリチャージ期間に活性化され、温度検出回路の検出温度が予め定められた温度よりも低い場合に対応のデータ線をプリチャージ電位にするプリチャージ回路と、各データ線に対応して設けられてプリチャージ期間の経過後に活性化され、対応のデータ線を画像信号に応じた電位にする増幅回路とを含む。
【０００７】
【発明の実施の形態】
［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１によるカラー液晶表示装置の構成を示すブロック図である。図１において、このカラー液晶表示装置は、液晶パネル１、垂直走査回路７および水平走査回路８を備え、たとえば携帯電話機に設けられる。
【０００８】
液晶パネル１は、複数行複数列に配置された複数の液晶セル２と、それぞれ複数行に対応して設けられた複数の走査線４と、それぞれ複数行に対応して設けられた複数の共通電位線５と、それぞれ複数列に対応して設けられた複数のデータ線６とを含む。複数の共通電位線５は、互いに接続されている。
【０００９】
液晶セル２は、各行において３つずつ予めグループ化されている。各グループの３つの液晶セル２には、それぞれＲ，Ｇ，Ｂのカラーフィルタが設けられている。各グループの３つの液晶セル２は、１つの画素３を構成している。
【００１０】
各液晶セル２には、図２に示すように、液晶駆動回路１０が設けられている。液晶駆動回路１０は、Ｎ型ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）１１およびキャパシタ１２を含む。Ｎ型ＴＦＴ１１は、データ線６と液晶セル２の一方電極２ａとの間に接続され、そのゲートは走査線４に接続される。キャパシタ１２は、液晶セル２の一方電極２ａと共通電位線５との間に接続される。液晶セル２の他方電極は、共通電位線５に接続される。共通電位線５には、共通電位ＶＣＯＭが与えられらる。
【００１１】
図１に戻って、垂直走査回路７は、画像信号に従って、複数の走査線４を所定時間ずつ順次選択し、選択した走査線４を選択レベルの「Ｈ」レベルにする。走査線４が選択レベルの「Ｈ」レベルにされると、図２のＮ型ＴＦＴ１１が導通し、その走査線４に対応する各液晶セル２の一方電極２ａとその液晶セル２に対応するデータ線６とが結合される。
【００１２】
水平走査回路８は、画像信号に従って、垂直走査回路７によって１本の走査線４が選択されている間に、各データ線６に階調電位ＶＧを与えるとともに共通電位線５に共通電位ＶＣＯＭを与える。液晶セル２の光透過率は、その電極間電圧に応じて変化する。
【００１３】
垂直走査回路７および水平走査回路８によって液晶パネル１の全液晶セル２が走査されると、液晶パネル１に１つの画像が表示される。
【００１４】
以下、この発明の特徴となるデータ線６の駆動方法について説明する。図３（ａ）（ｂ）は、液晶セル２の一方電極２ａの電位ＶＧ′と、液晶セル２の他方電極に印加される共通電位ＶＣＯＭとを示す図である。このカラー液晶表示装置では、液晶セル２の電極間電圧の絶対値｜ＶＧ′−ＶＣＯＭ｜が０Ｖの場合に白表示となり、液晶セル２の電極間電圧の絶対値｜ＶＧ′−ＶＣＯＭ｜が電源電圧ＶＣＣの場合に黒表示となるノーマルホワイト方式が採用されている。液晶セル２の長寿命化を図るため、液晶セル２の電極間電圧ＶＧ′−ＶＣＯＭの極性は、１本の走査線４が選択されるごとに正極性／負極性に切換えられる。また、階調電位ＶＧの振幅を小さくして低消費電力化を図るため、共通電位ＶＣＯＭは、１本の走査線４が選択されるごとに接地電位ＧＮＤ／電源電位ＶＣＣに交互に切換えられる。
【００１５】
常温時は、液晶セル２の一方電極２ａは階調電位ＶＧに十分に充電／放電される。しかし、低温時は図３（ｂ）に示すように、液晶の性質上、液晶セル２の一方電極２ａは階調電位ＶＧに十分に充電／放電されなくなり、画質が劣化してしまう。この対策として、データ線６を駆動するための増幅器の電流駆動能力を増大させることも考えられるが、この増幅器はデータ線６と同じ数だけ設けられているので、増幅器の電流駆動能力を大きくすると消費電力が増大してしまう。
【００１６】
そこで、図４（ａ）に示すように、液晶セル２の一方電極２ａを黒レベルに対応する電位に一旦プリチャージした後に、液晶セル２の一方電極２ａを階調電位ＶＧに充電／放電する方法が考えられる。しかし、プリチャージが不要な常温時にプリチャージを行なうことは消費電力の無駄である。そこで、この実施の形態１では図４（ｂ）に示すように、常温時はプリチャージを行なわず、低温時のみプリチャージすることにより、消費電力の低減化と画質の向上を図る。
【００１７】
次に、このデータ線６の駆動方法について、より詳細に説明する。図５は、このカラー液晶表示装置のデータ線６の駆動に関連する部分を示す回路ブロック図である。図５において、このカラー液晶表示装置は、各データ線６に対応して設けられた増幅器１５およびスイッチＳ１〜Ｓ３と、液晶パネル１の所定位置に設けられた温度検出回路１６と、全データ線６に共通に設けられたプリチャージ制御回路１７とを備える。増幅器１５、スイッチＳ１〜Ｓ３およびプリチャージ制御回路１７は、水平走査回路８に含まれる。
【００１８】
増幅器１５は、映像信号に基づいて階調電位発生回路（図示せず）で生成された階調電位ＶＧを電流増幅する。スイッチＳ１は、増幅器１５の出力ノードと対応のデータ線６の一方端との間に接続され、制御信号φ１が「Ｈ」レベルの期間に導通し、制御信号φ１が「Ｌ」レベルの期間に非導通になる。スイッチＳ２は、電源電位ＶＣＣのラインと対応のデータ線６の一方端との間に接続され、制御信号φ２が「Ｈ」レベルの期間に導通し、制御信号φ２が「Ｌ」レベルの期間に非導通になる。スイッチＳ３は、対応のデータ６の一方端と接地電位ＧＮＤのラインとの間に接続され、制御信号φ３が「Ｈ」レベルの期間に導通し、制御信号φ３が「Ｌ」レベルの期間に非導通になる。
【００１９】
温度検出回路１６は、液晶パネル１の温度を検出し、検出した温度が所定温度（たとえば０℃）よりも高い場合は信号φＴを「Ｌ」レベルにし、検出した温度が所定温度以下の場合は信号φＴを「Ｈ」レベルにする。すなわち温度検出回路１６は、図６に示すように、液晶パネル１の所定位置に形成された抵抗素子２０〜２２、Ｐ型ＴＦＴ２３、Ｎ型ＴＦＴ２４、およびコンパレータ２５を含む。
【００２０】
抵抗素子２０、Ｐ型ＴＦＴ２３およびＮ型ＴＦＴ２４は、電源電位ＶＣＣのラインと接地電位ＧＮＤのラインとの間に直列接続される。Ｐ型ＴＦＴ２３のゲートはそのドレインに接続され、Ｎ型ＴＦＴ２４のゲートはそのドレインに接続される。ＴＦＴ２３，２４の各々は、ダイオード素子を構成し、所定のしきい値電圧Ｖｔｈを有する。抵抗素子２１と２２は、電源電位ＶＣＣのラインと接地電位ＧＮＤのラインとの間に直列接続される。コンパレータ２５は、抵抗素子２０とＰ型ＴＦＴ２３の間のノードＮ２０の電位と、抵抗素子２１と２２の間のノードＮ２１の電位とを比較し、ノードＮ２０の電位がノードＮ２１の電位よりも高い場合は信号φＴを「Ｈ」レベルにし、ノードＮ２０の電位がノードＮ２１の電位よりも低い場合は信号φＴを「Ｌ」レベルにする。
【００２１】
ＴＦＴ２３，２４の各々のしきい値電圧Ｖｔｈは温度低下に従って上昇するので、ノードＮ２０の電位は温度低下に従って上昇する。したがって、抵抗素子２１，２２の抵抗値を適値に設定することにより、温度が所定温度よりも高い場合に信号φＴを「Ｌ」レベルにし、温度が所定温度よりも低い場合に信号φＴを「Ｈ」レベルにすることができる。
【００２２】
プリチャージ制御回路１７は、図７に示すように、ソースドライバ制御回路３０、プリチャージタイミング生成回路３１、ＶＣＯＭ生成回路３２、ＡＮＤゲート３３〜３５、およびインバータ３６を含む。ソースドライバ制御回路３０、プリチャージタイミング生成回路３１およびＶＣＯＭ生成回路３２の各々は、制御信号ＨＤに同期して動作する。制御信号ＨＤは、図８に示すように、所定周期で所定時間Ｔ１だけ「Ｌ」レベルになる信号である。液晶パネル１の複数の走査線４は、制御信号ＨＤと同じ周期で１本ずつ順次「Ｈ」レベルにされる。
【００２３】
ソースドライバ制御回路３０は、信号ＨＤが「Ｈ」レベルから「Ｌ」レベルに立下げられたことに応じて、所定時間Ｔ２（＞Ｔ１）だけ信号φ１を「Ｌ」レベルにする。信号φ１が「Ｌ」レベルの期間は、スイッチＳ１が非導通になり、増幅器１５の出力ノードとデータ線６とが電気的に切り離される。
【００２４】
プリチャージタイミング生成回路３１は、信号ＨＤが「Ｌ」レベルから「Ｈ」レベルに立上げられたことに応じて、所定時間Ｔ３（＜Ｔ２−Ｔ１）だけ信号ＰＲを「Ｈ」レベルにする。ＶＣＯＭ生成回路３２は、信号ＨＤが「Ｌ」レベルから「Ｈ」レベルに立上げられるごとに、共通電位ＶＣＯＭのレベルを反転させる。共通電位ＶＣＯＭの一方のレベルは接地電位ＧＮＤであり、その他方のレベルは電源電位ＶＣＣである。
【００２５】
ＡＮＤゲート３３は、温度検出回路１６の出力信号φＴとプリチャージタイミング生成回路３１の出力信号ＰＲとを受け、その出力信号φ３３はＡＮＤゲート３４，３５の一方入力ノードに入力される。ＶＣＯＭ生成回路３２で生成された共通電位ＶＣＯＭは、共通電位線５およびＡＮＤゲート３４の他方入力ノードに直接入力されるとともに、インバータ３６を介してＡＮＤゲート３５の他方入力ノードに入力される。ＡＮＤゲート３４，３５の出力信号は、それぞれスイッチＳ３，Ｓ２の制御信号φ３，φ２となる。信号φ２が「Ｈ」レベルの期間は、スイッチＳ２が導通してデータ線６が電源電位ＶＣＣにプリチャージされる。信号φ３が「Ｈ」レベルの期間は、スイッチＳ３が導通してデータ線６が接地電位ＧＮＤにプリチャージされる。
【００２６】
次に、図５〜図８に示した回路部分の動作について説明する。液晶パネル１の温度が０℃よりも高い常温時は、図６のＴＦＴ２３，２４の各々のしきい値電圧Ｖｔｈが比較的低い値になり、ノードＮ２０の電位がノードＮ２１の電位よりも低くなってコンパレータ２５の出力信号φＴは「Ｌ」レベルになる。これにより、図７のＡＮＤゲート３３，３４，３５の出力信号φ３３，φ３，φ２がともに「Ｌ」レベルに固定され、図５のスイッチＳ２，Ｓ３が非導通状態に固定され、データ線６のプリチャージは行なわれない。信号φ１が「Ｈ」レベルにされると、スイッチＳ１が導通し，データ線６は増幅器１５によって階調電位ＶＧにされる。
【００２７】
また、液晶パネル１の温度が０℃以下の低温時は、図６のＴＦＴ２３，２４の各々のしきい値電圧Ｖｔｈが比較的高い値になり、ノードＮ２０の電位がノードＮ２１の電位よりも高くなってコンパレータ２５の出力信号φＴは「Ｈ」レベルになる。これにより、プリチャージタイミング生成回路３１の出力信号ＰＲがＡＮＤゲート３３を通過して信号φ３３となる。共通電位ＶＣＯＭが「Ｌ」レベルの場合は、信号３３がＡＮＤゲート３５を通過して信号φ２となり、データ線６が「Ｈ」レベルにプリチャージされる。共通電位ＶＣＯＭが「Ｈ」レベルの場合は、信号φ３３がＡＮＤゲート３４を通過して信号φ３となり、データ線６が「Ｌ」レベルにプリチャージされる。信号φ１が「Ｈ」レベルにされると、スイッチＳ１が導通し、データ線６は増幅器１５によって階調電位ＶＧにされる。
【００２８】
この実施の形態１では、液晶パネル１の温度を温度検出回路１６で検出し、液晶パネル１の温度が所定温度（０℃）以下の低温時のみデータ線６をプリチャージするので、常時プリチャージする場合に比べて消費電力が小さくてすむ。
【００２９】
また、温度検出回路１６の出力信号φＴのレベルに応じてプリチャージ用のスイッチＳ２，Ｓ３を制御するので、液晶パネル１の温度に応じて、同時に選択する走査線４の数を変えていた従来に比べ、構成の簡単化および消費電力の低減化を図ることができる。
【００３０】
図９は、液晶パネル１の温度と、液晶セル２の白レベルおよび黒レベル間のコントラスト比との関係を示す図である。液晶パネル１の温度が０℃よりも高い常温時は、プリチャージの有無によりコントラスト比は変わらない。したがって、常温時はプリチャージを停止することにより消費電力の低減化を図る。
【００３１】
液晶パネル１の温度が０℃以下の低温時は、プリチャージを行った場合のコントラスト比はプリチャージを行なわない場合のコントラスト比よりも５程度高くなる。したがって、低温時はプリチャージを行なうことにより、コントラスト比の低下による画質の劣化を抑制する。
【００３２】
なお、この実施の形態１では、温度検出回路１６を液晶パネル１の所定位置に設けたが、これに限るものではなく、温度検出回路１６を液晶パネル１の周囲の所定位置に設けてもよい。
【００３３】
［実施の形態２］
図１０は、この発明の実施の形態２によるカラー液晶表示装置の温度検出回路４０の構成を示す回路図であり、図１１は、そのカラー液晶表示装置のプリチャージ制御回路５０の構成を示す回路ブロック図である。
【００３４】
図１０を参照して、この温度検出回路４０が図６の温度検出回路１６と異なる点は、抵抗素子２１，２２およびコンパレータ２５が抵抗素子４１〜４３、コンパレータ４４，４５、インバータ４６およびＡＮＤゲート４７で置換されている点である。抵抗素子４１〜４３は、電源電位ＶＣＣのラインと接地電位ＧＮＤのラインとの間に直列接続される。
【００３５】
コンパレータ４４は、ノードＮ２０の電位と抵抗素子４１，４２間のノードＮ４１の電位とを比較し、ノードＮ２０の電位がノードＮ４１の電位よりも低い場合は信号φＴ２を「Ｌ」レベルにし、ノードＮ２０の電位がノードＮ４１の電位よりも高い場合は信号φＴ２を「Ｈ」レベルにする。
【００３６】
コンパレータ４５は、ノードＮ２０の電位と抵抗素子４２，４３間のノードＮ４２の電位とを比較する。ノードＮ２０の電位がノードＮ４２の電位よりも低い場合はコンパレータ４５の出力信号は「Ｌ」レベルになり、ノードＮ２０の電位がノードＮ４２の電位よりも高い場合はコンパレータ４５の出力信号は「Ｈ」レベルになる。
【００３７】
コンパレータ４４の出力信号φＴ２は、インバータ４６を介してＡＮＤゲート４７の一方入力ノードに入力される。コンパレータ４５の出力信号は、ＡＮＤゲート４７の他方入力ノードに入力される。ＡＮＤゲート４７の出力信号は、信号φＴ１となる。
【００３８】
液晶パネル１の温度が常温の場合は、ＴＦＴ２３，２４の各々のしきい値電圧Ｖｔｈは比較的低い値になるので、ノードＮ２０の電位がノードＮ４１，Ｎ４２の電位よりも低くなり、信号φＴ１，φＴ２はともに「Ｌ」レベルになる。
【００３９】
液晶パネル１の温度が低下して第１低温領域（たとえば０〜−５℃）に入ると、ＴＦＴ２３，２４の各々のしきい値電圧Ｖｔｈが比較的高い値になり、ノードＮ２０の電位がノードＮ４２の電位とノードＮ４１の電位との間の電位になり、信号φＴ１，φＴ２がそれぞれ「Ｈ」レベルおよび「Ｌ」レベルになる。
【００４０】
液晶パネル１の温度がさらに低下して第２低温領域（たとえば−５℃以下）に入ると、ＴＦＴ２３，２４の各々のしきい値電圧Ｖｔｈがさらに高くなり、ノードＮ２０の電位がノードＮ４１，Ｎ４２の電位よりも高くなり、信号φＴ１，φＴ２がそれぞれ「Ｌ」レベルおよび「Ｈ」レベルになる。信号φＴ１，φＴ２は、図１１のプリチャージ制御回路５０に与えられる。
【００４１】
図１１を参照して、プリチャージ制御回路５０が図７のプリチャージ制御回路１７と異なる点は、プリチャージタイミング生成回路３１およびＡＮＤゲート３３がプリチャージタイミング生成回路５１，５２、ＡＮＤゲート５３，５４およびＯＲゲート５５で置換されている点である。プリチャージタイミング生成回路５１は、図１２に示すように、信号ＨＤが「Ｌ」レベルから「Ｈ」レベルに立上げられたことに応じて、所定時間Ｔ１１（＜Ｔ２−Ｔ１）だけ信号ＰＲ１を「Ｈ」レベルにする。プリチャージタイミング生成回路５２は、信号ＨＤが「Ｌ」レベルから「Ｈ」レベルに立上げられたことに応じて、所定時間Ｔ１２（Ｔ１１＜Ｔ１２＜Ｔ２−Ｔ１）だけ信号ＰＲ２を「Ｈ」レベルにする。
【００４２】
ＡＮＤゲート５３は、プリチャージタイミング生成回路５１の出力信号ＰＲ１と温度検出回路４０からの信号φＴ１とを受ける。ＡＮＤゲート５４は、プリチャージタイミング生成回路５２の出力信号ＰＲ２と温度検出回路４０からの信号φＴ２とを受ける。ＯＲゲート５５はＡＮＤゲート５３，５４の出力信号を受け、ＯＲゲート５５の出力信号はＡＮＤゲート３４，３５の一方入力ノードに入力される。
【００４３】
次に、図１０〜図１２に示したカラー液晶表示装置のプリチャージ動作について説明する。液晶パネル１の温度が０℃よりも高い常温時は、図１０のＴＦＴ２３，２４の各々のしきい値電圧Ｖｔｈが比較的低い値になり、信号φＴ１，φＴ２はともに「Ｌ」レベルになる。これにより、図１１のＡＮＤゲート３４，３５の出力信号φ３，φ２がともに「Ｌ」レベルに固定され、図３のスイッチＳ２，Ｓ３が非導通状態に固定され、データ線６のプリチャージは行われない。
【００４４】
液晶パネル１の温度が０〜−５℃の場合は、図１０のＴＦＴ２３，２４の各々のしきい値電圧Ｖｔｈが比較的高い値になり、信号φＴ１，φＴ２はそれぞれ「Ｈ」レベルおよび「Ｌ」レベルになる。これにより、ＡＮＤゲート５４の出力信号が「Ｌ」レベルに固定され、プリチャージタイミング生成回路５１の出力信号ＰＲ１がＡＮＤゲート５３およびＯＲゲート５５を通過してＡＮＤゲート３４，３５の一方入力ノードに入力される。共通電位ＶＣＯＭが「Ｌ」レベルの場合は、信号ＰＲ１がＡＮＤゲート３５を通過して信号φ２となり、スイッチＳ２が比較的短い時間Ｔ１１だけ導通してデータ線６が「Ｈ」レベルにプリチャージされる。共通電位ＶＣＯＭが「Ｈ」レベルの場合は、信号ＰＲ１がＡＮＤゲート３４を通過して信号φ３となり、スイッチＳ３が比較的短い時間Ｔ１１だけ導通してデータ線６が「Ｌ」レベルにプリチャージされる。
【００４５】
液晶パネル１の温度が−５℃以下の場合は、図１０のＴＦＴ２３，２４の各々のしきい値電圧Ｖｔｈがさらに高くなり、信号φＴ１，φＴ２がそれぞれ「Ｌ」レベルおよび「Ｈ」レベルになる。これにより、ＡＮＤゲート５３の出力信号が「Ｌ」レベルに固定され、プリチャージタイミング生成回路５２の出力信号ＰＲ２がＡＮＤゲート５４およびＯＲゲート５５を通過してＡＮＤゲート３４，３５の一方入力ノードに入力される。共通電位ＶＣＯＭが「Ｌ」レベルの場合は、信号ＰＲ２がＡＮＤゲート３５を通過して信号φ２となり、スイッチＳ２が比較的長い時間Ｔ１２だけ導通してデータ線６が「Ｈ」レベルにプリチャージされる。共通電位ＶＣＯＭが「Ｈ」レベルの場合は、信号ＰＲ２がＡＮＤゲート３４を通過して信号φ３となり、スイッチＳ３が比較的長い時間Ｔ１２だけ導通してデータ線６が「Ｌ」レベルにプリチャージされる。
【００４６】
この実施の形態２では、低温の程度によってプリチャージの時間が２段階で切換えられるので、無駄なプリチャージ電力を削減して消費電力の一層の低減化を図ることができる。
【００４７】
［実施の形態３］
図１３は、この発明の実施の形態３によるカラー液晶表示装置の温度検出回路６０の構成を示す回路図であり、図１４は、そのカラー液晶表示装置のプリチャージ制御回路７０の構成を示す回路ブロック図である。
【００４８】
図１３を参照して、この温度検出回路６０が図６の温度検出回路１６と異なる点は、Ｐ型ＴＦＴ６１，６２、キャパシタ６３、Ｎ型ＴＦＴ６４およびインバータ６５が追加されている点である。Ｐ型ＴＦＴ６１は電源電位ＶＣＣのラインと抵抗素子２０の一方電極との間に介挿され、Ｐ型ＴＦＴ６２およびキャパシタ６３は電源電位ＶＣＣのラインと接地電位ＧＮＤのラインとの間に直列接続される。Ｐ型ＴＦＴ６１，６２のゲートは、ともにＰ型ＴＦＴ６１のドレインに接続される。Ｐ型ＴＦＴ６１と６２は、カレントミラー回路を構成する。
【００４９】
Ｎ型ＴＦＴ６４は、Ｐ型ＴＦＴ６２およびキャパシタ６３間のノードＮ６２と接地電位ＧＮＤのラインとの間に接続される。信号ＨＤは、インバータ６５を介してＮ型ＴＦＴ６４のゲートに入力される。コンパレータ２５は、ノードＮ２１の電位とノードＮ６２の電位とを比較し、ノードＮ２１の電位がノードＮ６２の電位よりも高い場合は信号φＴを「Ｈ」レベルにし、ノードＮ２１の電位がノードＮ６２の電位よりも低い場合は信号φＴを「Ｌ」レベルにする。
【００５０】
プリチャージ制御回路７０は、図７のプリチャージ制御回路１７からプリチャージタイミング生成回路３１およびＡＮＤゲート３３を除去し、インバータ７１、ＡＮＤゲート７２、抵抗素子７３およびキャパシタ７４を追加したものである。インバータ７１は、ソースドライバ制御回路３０の出力信号φ１の反転信号を生成する。ＡＮＤゲート７２は、信号φ１の反転信号と、温度検出回路６０の出力信号φＴと、信号ＨＤとを受ける。ＡＮＤゲート７２の出力信号φ７２は、抵抗素子７３を介してＡＮＤゲート３４，３５の一方入力ノードＮ７３に与えられる。キャパシタ７４は、ノードＮ７３と接地電位ＧＮＤのラインとの間に接続される。抵抗素子７３およびキャパシタ７４は、ＡＮＤゲート７２の出力信号φ７２から所定のパルス幅よりも短いパルス幅の正パルスを除去する積分回路を構成する。
【００５１】
図１５は、このカラー液晶表示装置のプリチャージ動作を示すタイムチャートである。ここでは、液晶パネル１の温度Ｔが０℃以上の温度から０℃以下の温度に向かって徐々に低下しているものとする。信号ＨＤは、所定周期で所定時間Ｔ１（＜Ｔ２）だけ「Ｌ」レベルにされる。信号ＨＤが「Ｌ」レベルにされると、所定時間Ｔ２だけ信号φ１が「Ｌ」レベルにされ、ＡＮＤゲート７２の出力信号φ７２が「Ｌ」レベルにされる。また、信号ＨＤが「Ｌ」レベルの期間は、図１３のＮ型ＴＦＴ６４が導通してノードＮ６２の電位が０Ｖにリセットされ、信号φＴが「Ｈ」レベルにされる。
【００５２】
信号ＨＤが「Ｌ」レベルから「Ｈ」レベルに立上げられると、ＡＮＤゲート７２の３つの入力信号／φ１，φＴ，ＨＤがともに「Ｈ」レベルになり、ＡＮＤゲート７２の出力信号φ７２が「Ｌ」レベルから「Ｈ」レベルに立上げられる。ＡＮＤゲート７２の出力信号φ７２が「Ｈ」レベルに立上げられると、抵抗素子７３を介してキャパシタ７４が徐々に充電され、ノードＮ７３の電位が徐々に上昇する。
【００５３】
また、Ｎ型ＴＦＴ６４が非導通になってノードＮ６２の電位が徐々に上昇する。すなわち、Ｐ型ＴＦＴ６１、抵抗素子２０、Ｐ型ＴＦＴ２３およびＮ型ＴＦＴ２４は直列接続され、Ｐ型ＴＦＴ６１と６２はカレントミラー回路を構成しているので、Ｐ型ＴＦＴ６２にはＴＦＴ２３，２４の各々のしきい値電圧Ｖｔｈに応じた値の電流が流れる。Ｐ型ＴＦＴ６２に流れる電流によってキャパシタ６３が充電され、ノードＮ６２の電位が徐々に上昇する。ノードＮ６２の電位がノードＮ２１の電位を超えると、コンパレータ２５の出力信号φＴが「Ｈ」レベルから「Ｌ」レベルに立下げられ、ＡＮＤゲート７２の出力信号φ７２が「Ｌ」レベルになる。Ｎ型ＴＦＴ６２に流れる電流は、温度低下に応じて小さくなるので、信号φ７２のパルス幅は、温度低下に応じて長くなる。ＡＮＤゲート７２の出力信号φ７２が「Ｌ」レベルにされると、キャパシタ７４の電荷が抵抗素子７３を介して放電され、ノードＮ７３の電位が徐々に低下する。
【００５４】
液晶パネル１の温度Ｔが低下すると、信号φ７２のパルス幅が広くなり、ノードＮ７３の電位のピーク値が高くなる。液晶パネル１の温度Ｔが所定温度（たとえば０℃）よりも高い場合は、ノードＮ７３の電位のピーク値がＡＮＤゲート３４，３５の各々のしきい値電位ＶＴＨよりも低くなり、ＡＮＤゲート３４，３５の出力信号φ３，φ２は共通電位ＶＣＯＭに関係なく「Ｌ」レベルになる。液晶パネル１の温度Ｔが所定温度よりも低くなると、ノードＮ７３の電位のピーク値がＡＮＤゲート３４，３５の各々のしきい値電位ＶＴＨよりも高くなり、共通電位ＶＣＯＭが「Ｈ」レベルの場合はＡＮＤゲート３４の出力信号φ３が「Ｈ」レベルになり、共通電位ＶＣＯＭが「Ｌ」レベルの場合はＡＮＤゲート３５の出力信号φ２が「Ｈ」レベルになる。
【００５５】
液晶パネル１の温度Ｔが低下すると、ＴＦＴ２３，２４の各々のしきい値電圧Ｖｔｈが上昇し、Ｐ型ＴＦＴ６１，６２に流れる電流の値が低下し、ノードＮ６２の電位上昇速度が低下し、ノードＮ６２の電位が０Ｖから上昇し、ノードＮ２１の電位を超えるまでの時間が長くなる。したがって、温度Ｔが低下するに従って信号φ２，φ３の正パルス幅が連続的に広くなり、プリチャージ時間が連続的に長くなる。
【００５６】
この実施の形態３では、液晶パネル１の温度Ｔが低下するに従って連続的にプリチャージ時間が長くなるので、より効率的にプリチャージをすることができ、消費電力の一層の低減化を図ることができる。
【００５７】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００５８】
【発明の効果】
以上のように、この発明に係る液晶表示装置では、液晶パネル、温度検出回路、垂直走査回路、および水平走査回路が設けられる。液晶パネルは、複数行複数列に配置され、それらの一方電極はともに共通電位を受ける複数の液晶セルと、それぞれ複数行に対応して設けられた複数の走査線と、それぞれ複数列に対応して設けられた複数のデータ線と、それぞれ複数の液晶セルに対応して設けられ、各々が対応のデータ線と対応の液晶セルの他方電極との間に接続され、各々のゲートが対応の走査線に接続された複数のトランジスタとを含む。温度検出回路は、液晶パネルまたはその周囲の温度を検出する。垂直走査回路は、複数の走査線を所定時間ずつ順次選択し、選択した走査線に選択電位を与えてその走査線に対応する各トランジスタを導通させる。水平走査回路は、垂直走査回路によって１本の走査線が選択されるごとに、各データ線および選択された走査線に対応する各トランジスタを介して、画像信号に応じた電位を選択された走査線に対応する各液晶セルの他方電極に与える。この水平走査回路は、各データ線に対応して設けられ、１本の走査線が選択されている各期間内のプリチャージ期間に活性化され、温度検出回路の検出温度が予め定められた温度よりも低い場合に対応のデータ線をプリチャージ電位にするプリチャージ回路と、各データ線に対応して設けられ、プリチャージ期間の経過後に活性化され、対応のデータ線を画像信号に応じた電位にする増幅回路とを含む。したがって、低温時にデータ線をプリチャージするので、低温時における画質の劣化を抑制することができる。また常温時にはプリチャージを停止するので、無駄な消費電力を削減することができる。また低温時でも複数の走査線を１本ずつ選択するので、複数の走査線を２本ずつ選択していた従来に比べ、消費電力が小さくてすみ、構成の簡単化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１によるカラー液晶表示装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】 図１に示した各液晶セルに対応して設けられた液晶駆動回路の構成を示す回路図である。
【図３】 図１に示したカラー液晶表示装置のプリチャージ動作を説明するためのタイムチャートである。
【図４】 図１に示したカラー液晶表示装置のプリチャージ動作を説明するための他のタイムチャートである。
【図５】 図１に示したカラー液晶表示装置のプリチャージ動作に関連する部分の構成を示す回路ブロック図である。
【図６】 図５に示した温度検出回路の構成を示す回路図である。
【図７】 図５に示したプリチャージ制御回路の構成を示す回路ブロック図である。
【図８】 図５〜図７に示したプリチャージ動作に関連する部分の動作を示すタイムチャートである。
【図９】 実施の形態１の効果を説明するための図である。
【図１０】 この発明の実施の形態２によるカラー液晶表示装置の温度検出回路の構成を示す回路図である。
【図１１】 図１０で説明したカラー液晶表示装置のプリチャージ制御回路の構成を示す回路ブロック図である。
【図１２】 図１０および図１１で説明したカラー液晶表示装置のプリチャージ動作を示すタイムチャートである。
【図１３】 この発明の実施の形態３によるカラー液晶表示装置の温度検出回路の構成を示す回路図である。
【図１４】 図１３で説明したカラー液晶表示装置のプリチャージ制御回路の構成を示す回路ブロック図である。
【図１５】 図１３および図１４で説明したカラー液晶表示装置のプリチャージ動作を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
１ 液晶パネル、２ 液晶セル、３ 画素、４ 走査線、５ 共通電位線、６データ線、７ 垂直走査回路、８ 水平走査回路、１０ 液晶駆動回路、１２，６３，７４ キャパシタ、１５ 増幅器、１６，４０，６０ 温度検出回路、１７，５０，７０ プリチャージ制御回路、Ｓ１〜Ｓ３ スイッチ、２０〜２２，４１〜４３，７３ 抵抗素子、２３，６１，６２ Ｐ型ＴＦＴ、２４，６４ Ｎ型ＴＦＴ、２５，４４，４５ コンパレータ、３０ ソースドライバ制御回路、３１，５１，５２ プリチャージタイミング生成回路、３２ ＶＣＯＭ生成回路、３３〜３５，４７，５３，５４，７２ ＡＮＤゲート、３６，４６，６５，７１ インバータ、５５ ＯＲゲート。
Claims (5)
- 画像信号に従って画像を表示する液晶表示装置であって、
複数行複数列に配置され、それらの一方電極がともに共通電位を受ける複数の液晶セルと、それぞれ前記複数行に対応して設けられた複数の走査線と、それぞれ前記複数列に対応して設けられた複数のデータ線と、それぞれ前記複数の液晶セルに対応して設けられ、各々が対応のデータ線と対応の液晶セルの他方電極との間に接続され、各々のゲートが対応の走査線に接続された複数のトランジスタとを含む液晶パネル、
前記液晶パネルまたはその周囲の温度を検出する温度検出回路、
前記複数の走査線を所定時間ずつ順次選択し、選択した走査線に選択電位を与えてその走査線に対応する各トランジスタを導通させる垂直走査回路、および
前記垂直走査回路によって１本の走査線が選択されるごとに、各データ線および選択された走査線に対応する各トランジスタを介して、前記画像信号に応じた電位を選択された走査線に対応する各液晶セルの他方電極に与える水平走査回路を備え、
前記水平走査回路は、
各データ線に対応して設けられ、前記１本の走査線が選択されている各期間内のプリチャージ期間に活性化され、前記温度検出回路の検出温度が予め定められた温度よりも低い場合に対応のデータ線をプリチャージ電位にするプリチャージ回路、および
各データ線に対応して設けられて前記プリチャージ期間の経過後に活性化され、対応のデータ線を前記画像信号に応じた電位にする増幅回路を含む、液晶表示装置。 - 前記温度検出回路は、
その出力電位が前記液晶パネルまたはその周囲の温度に応じて変化する電位発生回路、および
前記電位発生回路の出力電位が参照電位を超えたことに応じてプリチャージ指示信号を出力する比較回路を含み、
前記プリチャージ回路は、前記プリチャージ指示信号に応答して各プリチャージ期間において一定時間だけ対応のデータ線を前記プリチャージ電位にする、請求項１に記載の液晶表示装置。 - 前記温度検出回路は、
その出力電位が前記液晶パネルまたはその周囲の温度に応じて変化する電位発生回路、および
前記電位発生回路の出力電位と互いに異なる複数の参照電位とを比較し、比較結果に基づいて複数のプリチャージ指示信号のうちのいずれかのプリチャージ指示信号を出力する比較回路を含み、
前記プリチャージ回路は、各プリチャージ期間において前記比較回路からのプリチャージ指示信号に応じた時間だけ対応のデータ線を前記プリチャージ電位にし、
前記データ線が前記プリチャージ電位にされる時間は、前記液晶パネルまたはその周囲の温度が低くなるに従って段階的に長くされる、請求項１に記載の液晶表示装置。 - 前記温度検出回路は、
その出力電位が前記液晶パネルまたはその周囲の温度に応じて変化する電位発生回路、
各プリチャージ期間において前記電位発生回路の出力電位に応じたパルス幅のプリチャージ指示信号を出力する信号発生回路、および
前記信号発生回路の出力信号を受け、予め定められたパルス幅よりも長いパルス幅のプリチャージ指示信号のみを通過させるゲート回路を含み、
前記プリチャージ回路は、前記ゲート回路を通過したプリチャージ指示信号のパルス幅に応じた時間だけ対応のデータ線を前記プリチャージ電位にし、
前記データ線が前記プリチャージ電位にされる時間は、前記液晶パネルまたはその周囲の温度が低くなるに従って連続的に長くされる、請求項１に記載の液晶表示装置。 - 前記電位発生回路は、前記液晶パネルに設けられ、前記液晶パネルの温度が低下するに従ってそのしきい値電圧が上昇する薄膜トランジスタを含む、請求項２から請求項４のいずれかに記載の液晶表示装置。
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