JPH02124530A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概　要〕 モニタ用液晶セルの輝度を測定して順応駆動を行う液晶
表示装置に関し、 アクティブマ）ＩＪクス型液晶表示装置のＴＰＴにばら
つきや温度、経時変化等による特性変化があっても、最
適な駆動条件で液晶表示パネルを駆動して表示品質の低
下を防止することを目的とし、薄膜トランジスタと液晶
セルとからなる画素がマトリクス状に多数配列された液
晶表示パネルと、前記薄膜トランジスタのドレインへの
データ電圧を制御するデータドライバと、前記薄膜トラ
ンジスタのゲートへのスキャン電圧を制御するスキャン
ドライバと、前記液晶表示パネルに印加するデ−タ電圧
の基準レベルを変更する基準レベル変更手段と、前記液
晶表示パネルの表示領域外に設けられた液晶セルと薄膜
トランジスタとからなるモニタ用画素と、このモニタ用
画素の輝度を測定する輝度測定手段と、前記モニタ用画
素と前記輝度測定手段、および前記基準レベル変更手段
に接続され、モニタ用画素に印加する前記データ電圧の
基準レベルを順次変更すると共に、このレベル変更に基
づくモニタ用画素の輝度測定出力が極大値をとるときの
基準レベルを前記基準レベル変更手段（４）に設定する
順応駆動回路とから構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は液晶表示装置に関し、特に、液晶表示装置に設
けたモニタ用画素の輝度を測定して順応駆動を行う液晶
表示装置に関する。

近年、液晶表示パネルは、各種端末のデイスプレーおよ
びポケットテレビ等での実用化が進んでおり、さらに、
高画質化および高寿命化が要求されるようになっている
。このため、液晶表示バネルの駆動条件を最適値に設定
して表示を行わせないと、パネルの特性や駆動回路の性
能を十分に発揮させることができないために画質を低下
を来すだけでなく、パネルの寿命を短くすることにもな
る。このような観点からも、液晶表示パネルの駆動条件
の最適化を行うことが要望されている。

〔従来の技術〕

従来の液晶表示装置では、液晶パネルの駆動電圧（ゲー
ト電圧、データ電圧）は固定されており、常に一定の条
件で駆動されていた。すなわち、薄膜トランジスタ（Ｔ
ＰＴ）を液晶セルの駆動用スイッチング素子として設け
たアクティブマトリクス型液晶表示装置において、デー
タ信号の正負反転の基準レベルの設定は、個々の液晶表
示パネルの特性の変化を考慮することなく、例えばスキ
ャン信号の中間値等の一定値に設定するようになされて
いる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、液晶セルとの組み合わせにより画素を構
成するＴＰＴの特性は第６図に示すように、例えば温度
によって闇値電圧が変化するために、同じ駆動条件では
充分なオン電流やオフ電流がとれなくなる場合があった
。また、パネル間の特性のばらつきやＴＰＴの経時変化
による特性変化によっても駆動条件が最適なものからず
れ、表示品質の低下を招く問題があった。

本発明は液晶パネルの表示領域の外の領域に、表示用の
画素とは独立に駆動することができるモニタ用画素を設
け、このモニタ用画素の特性を測定することにより表示
用の画素に最適な表示条件を求めて液晶パネルを駆動す
ることができる液晶表示装置を提供することを目的とす
る。

〔課題を解決するための手段〕

前記目的を達成する本発明の液晶表示装置の原理を示す
ブロック図が第１図に示される。

１はＴＰＴをスイッチング素子として用いたアクチイブ
マトリクス型液晶表示パネルであり、このＴＰＴのドレ
インへのデータ電圧を制御するデータドライバ２と、Ｔ
ＰＴのゲートへのスキャン電圧を制御するスキャンドラ
イバ３とにより駆動される。そして、前記液晶表示パネ
ルに印加するデータ電圧の基準レベルは基準レベル変更
手段４により変更される。前記液晶表示パネル１の表示
領域外にはデータ電圧の基準レベルを独立して調節する
ことができるモニタ用画素５が設けられ、輝度測定手段
６はこのモニタ用画素の輝度を測定する。７は前記モニ
タ用画素５、前記輝度測定手段６、および前記基準レベ
ル変更手段４に接続された順応駆動手段であり、モニタ
用画素５に印加するデータ電圧の基準レベルを変更する
ことにより変化するモニタ用画素５の輝度が極大値をと
るときの基準レベルを前記基準レベル変更手段４に設定
する。

〔作　用〕

上述した構成を有する本発明の液晶表示装置によれば、
液晶パネル１の動作時に順応駆動手段７がモニタ用画素
５を構成するＴＰＴへのデータ電圧の基準レベルを変更
し、かつこの変更に基づくモニタ用画素５の輝度変化を
輝度測定手段６により測定する。そして、モニタ用画素
５の輝度が極大値（液晶表示パネルにある２枚の偏光板
がパラレルの場合は輝度の最大値、クロスの場合は輝度
の最小値）をとるときの基準レベルが順応駆動手段７に
より検出されると、この順応駆動手段７はこの基準レベ
ルを前記基準レベル変更手段４に設定する。

〔実施例〕

以下、図面を用いて本発明に係る液晶表示装置の実施例
を説明する。

第２図は本発明の液晶表示装置の一実施例の構成を示す
図であり、この実施例の液晶表示パネル２１は、例えば
、ＴＰＴアクティブマトリクス型の液晶パネルである。

そして、この液晶表示パネル２１は、偏光面がパラレル
状態となるように配置された２枚の偏光板と、その間に
ある液晶層が封入された２枚のガラス基板とから構成さ
れている。

一方のガラス基板には複数のスキャンバス２３１および
データバス２２１が絶縁層を介して交差するように設け
られており、その交点個所毎にＴ　Ｐ　Ｔ２９と液晶セ
ルＬＣの一方の電極（表示電極）が設けられている。ま
た、他方のガラス基板には前記液晶セルの他方の電極（
コモン電極）が形成されている。ここで、Ｔ　Ｐ　Ｔ２
９と液晶セルＬＣとの組からなる画素がマトリクス状に
配列されて表示領域を形成する。各スキャンバス２３１
およびデータバス２２１は、データドライバ２２および
スキャンドライバ２３に接続されており、表示領域２８
内にある各画素のＴ　Ｐ　Ｔ２９のゲートはスキャンバ
ス２３１、ドレインはデータバス２２１　に接続されて
いる。このスキャンドライバ２３は従来のものと同じで
ある。

一方、液晶表示パネル２１の表示領域２８の外には、独
立した表示を行わせることが出来るモニタ用画素２５が
設けられている。このモニタ用画素２５もＴＰ　Ｔ２９
と液晶セルｍｃとから構成されており、このく８） 液晶セルｍｃの一方側電極に接続するＴ　Ｐ　Ｔ２９の
ゲートはスキャンドライバ２３に接続するスキャンバス
２３１　に接続されているが、ドレインは順応駆動装置
２７内にあるドレイン駆動回路２７１　に接続されてい
る。さらに、液晶セルｍｃの他方側電極はドレイン駆動
回路の基準電圧源ＶＢに接続されている。

このドレイン駆動回路２７１によってモニタ用画素２５
は表示領域２８とは別の表示を行わせることができるよ
うになっている。

第２図の液晶表示パネル２１には、第３図に示すように
その裏面側にバックライト３１が設けられている。そし
て、前述のモニタ用の液晶セルｍｃの表面側にはその輝
度（光の透過量または光透過率）を測定する輝度測定装
置２６が設けられている。輝度測定装置２６は、例えば
、フォトダイオード等の受光素子を備え、モニタ用の液
晶セルｆｆ１Ｃの輝度を電気信号に変換して出力するよ
うに構成されている。そして、光電変換されたモニタ用
の液晶セルｍｃの輝度信号は順応駆動装置２７に入力さ
れるようになっている。

更に、前述のデータドライバ２２には、順応駆動装置２
７からの指令によりデータドライバ２２におけるデータ
信号の中心電圧Ｖｍを設定する中心電圧設定回路２４が
接続されている。

データドライバ２２はフレーム毎に人力されたデータ電
圧と、それとＶｍを中心に反転した電圧とを交互に出力
する。また、中心電圧設定回路２４は表示領域の液晶セ
ルＬＣの基準電圧（コモン電圧）も出力する。

次に以上のように構成された実施例の装置の動作を説明
する。

第４図に示すように、データドライバ２２およびスキャ
ンドライバ２３はそれぞれＴ　Ｐ　Ｔ２９のゲートを駆
動するスキャン電圧ＶｓおよびＴ　Ｆ　Ｔ２９のドレイ
ンを駆動するデータ電圧Ｖｆｌを発生し、液晶表示パネ
ル２１中の液晶セルＬＣに電圧を印加し、保持する動作
を行う。このとき、モニタ用画素２５のＴ　Ｐ　Ｔ２９
のゲートにも１フレーム中に１回だけスキャン電圧Ｖｓ
が印加される。

この状態で順応駆動装置２７はドレイン駆動回路２７１
を用いてモニタ用画素２５にあるＴ　Ｐ　Ｔ２９のドレ
イン電圧、即ち、Ｔ　Ｐ　Ｔ２９に与えるデータ電圧の
中心電圧Ｖｍと液晶セルｍｃの一端の電圧を変化させる
。すると、この中心電圧Ｖｍの変化に応じてモニタ用液
晶セルｍｃを透過する光量（輝度）が変化する。この輝
度の変化量は輝度測定装置２６によって測定され、光電
変換されたモニタ用液晶セルｍｃの輝度信号が順応駆動
装置２７に人力される。

第４図に示したように、Ｔ　Ｐ　Ｔ２９をオンする電圧
はハイレベルのデータ電圧ＶＤとハイレベルのスキャン
電圧ｖｓとの差電圧であり、Ｔ　Ｐ　Ｔ２９をオフする
電圧はローレベルのデータ電圧Ｖｏとローレベルのスキ
ャン電圧ＶＳとの差電圧となっている。また、第５図（
ｂ）　に示すように、基準レベルＶｍが高い場合、ドレ
イン信号（データ電圧）■、とゲート信号（スキャン電
圧）ＶＧとの電位差が小さくなり、Ｔ　Ｐ　Ｔ２９を十
分オンにすることができない。そのため、書き込み不十
分となって低いレベルしか書き込むことができず、モニ
タ用の液晶セルｍｃの輝度が低下することになる。また
、第５図（Ｃ）　に示すように、逆に基準レベルＶｍが
低い場合、Ｔ　Ｐ　Ｔ２９を十分オンにして書き込みを
行うことはできるものの、オフ電流が高くなってリーク
を生じることになる。このため、Ｔ　Ｐ　Ｔ２９のオフ
が不十分となってコントラストが落ちてモニタ用の液晶
セルｍｃの輝度が低下することになる。

この結果、第５図（ａ）に示すように、ドレイン電圧Ｖ
Ｄの正負反転の基準レベルＶｍの設定電圧値が、最適領
域から外れると輝度が低下する。

このように、順応駆動回路２７がドレイン電圧Ｖ。

の正負反転の基準レベルＶｍを動かすと、順応駆動回路
２７には輝度測定装置２６からの第５図（ａ）に示すよ
うな基準レベル−輝度特性が入力される。そこで、この
順応駆動回路２７は、輝度が一定となっている中央部分
を電圧印加および保持ができている最適な電圧設定とし
、この電圧を発生するように中心電圧設定回路２４に電
圧設定信号を送る。従って、基準レベルＶｍはＴ　Ｆ　
Ｔ２９のオンおよびオフが十分に満たされる範囲に、す
なわち、モニタ用の液晶セルｍｃの輝度が高い領域に存
在するように調整される。ここで、実際に調整される基
準レベルＶｍとしては、例えば、Ｔ　Ｐ　Ｔ２９のオン
およびオフが十分に満たされる範囲の中心の値に設定さ
れることになる。

そして、順応駆動装置２７はこのような動作を常に繰り
返して行うことで、温度変化等によるＴＰＴ特性の変化
にも追従して駆動条件を最適に調整することができる。

なお、以上説明した実施例は、偏光板パラレル設定の場
合であったので、その輝度または透過率が最も高くなる
領域が基準レベルＶｍの最適値領域とされたが、液晶表
示パネル２１における２枚の偏光板の偏光面がクロス状
態の場合は、モニタ用の液晶セルｍＣを透過する光量が
最小となるような基準レベルＶｍが最適値領域として設
定されることになる。

〔発明の効果〕

以上、詳述したように、本発明の液晶表示装置によれば
、常にモニタ用液晶セルを透過する光を検出して液晶表
示パネルの駆動信号レベルを調整するので、液晶セルに
温度変化、経時変化があっても、表示用の液晶セルに最
適な表示条件を求めて液晶パネルを駆動することができ
、パネルの特性を十分に発揮させて表示品質を向上させ
ると共に、パネルの寿命を長くすることができるという
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る液晶表示装置の原理を示すブロッ
ク図、第２図は本発明の液晶表示装置の一実施例の構成
を示す図、第３図は第２図の輝度測定装置の液晶パネル
における配置を示す図、第４図は本発明におけるモニタ
用液晶セルの駆動波形を示す波形図、第５図はモニタ用
液晶セルに与える基準電圧を変化させることにより輝度
特性が変化する様子を示す図、第６図は液晶セルの特性
の温度変化を示す特性図である。 １・・・液晶表示パネル、２・・・データドライバ、３
・・・スキャンドライバ、４・・・基準レベル変更手段
、訃・・モニタ用画素、６・・・輝度測定手段、７・・
・順応駆動手段、２１・・・液晶表示パネル、２２・・
・データドライバ、２３・・・スキャンドライバ、２４
・・・中心電圧設定回路、２５・・・モニタ用画素、２
６・・・輝度測定回路、２７・・・順応駆動装置、２８
・・・表示領域、２９・・・ＴＦＴ、３１・・・バック
ライト、３２・・・受光器、ＶＤ・・・データ電圧（ド
レイン信号）、ｖＧ・・・スキャン電圧（ゲート信号）
、Ｖｍ・・・データ信号の正負反転の基準レベル。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 薄膜トランジスタと液晶セルとからなる画素がマトリク
   ス状に多数配列された液晶表示パネル（１）と、 前記薄膜トランジスタのドレインへのデータ電圧を制御
   するデータドライバ（２）と、 前記薄膜トランジスタのゲートへのスキャン電圧を制御
   するスキャンドライバ（３）と、 前記液晶表示パネル（１）に印加するデータ電圧の基準
   レベルを変更する基準レベル変更手段（４）と、前記液
   晶表示パネル（１）の表示領域外に設けられた液晶セル
   と薄膜トランジスタとからなるモニタ用画素（５）と、 このモニタ用画素（５）の輝度を測定する輝度測定手段
   （６）と、 前記モニタ用画素（５）と前記輝度測定手段（６）、お
   よび前記基準レベル変更手段（４）に接続され、モニタ
   用画素（５）に印加する前記データ電圧の基準レベルを
   順次変更すると共に、このレベル変更に基づくモニタ用
   画素（５）の輝度測定出力が極大値をとるときの基準レ
   ベルを前記基準レベル変更手段（４）に設定する順応駆
   動回路（７）と、 を備えた液晶表示装置。