JPH11326870A - 液晶表示パネルの駆動方法、液晶表示パネルの駆動装置、液晶表示装置及び電子機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＭＩＭ駆動素子等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において、比較的簡易な
構成を用いて高階調化する。 【解決手段】 液晶表示パネル（１０）のデータ信号駆
動回路（１１０）は、幅が全階調数より少ないＮ通りで
あり、波高値が全階調数より少ないＬ通りであるパルス
からなるデータ信号を、該パルスの幅及び波高値により
規定される電気量が各画素の階調レベルに対応するよう
に生成し、データ線１４に供給する。走査信号駆動回路
（１００）は、走査信号を複数の走査線１２に時分割で
供給する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示パネルの
駆動方法および駆動装置、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 Meta
l）駆動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方法および駆動装置、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）
駆動素子を用いたものの他に、ＭＩＭ駆動素子等の双方
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駆動素子等は、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駆動素子と比較すると、素子構成や製造工程
が比較的簡易な点で有利である。

【０００３】この種のＭＩＭ駆動素子等を用いた液晶表
示パネルにおける階調表示は、データ側ドライバ回路と
して２値ドライバ回路を使用し、例えばＰＷＭ（パルス
幅変調）のように、各駆動素子を選択する期間である１
選択期間（以下、１Ｈ期間と称する）中のデータ信号の
２値（オン又はオフ）を取る時間的な割合を階調レベル
に応じて制御することにより行うのが一般的である。こ
の階調表示について、図２１を参照して、説明する。

【０００４】図２１に示したように、データ側ドライバ
回路には、１Ｈ期間毎に、１Ｈ期間の開始タイミングを
示すＲＥＳ信号が入力される。ここで、上述した１Ｈ期
間中の２値を取る時間的な割合と液晶表示パネルの透過
率とは、一般にリニアな関係とはならない。例えば６４
階調の場合、１Ｈ期間中のオンを取る幅を変化させた場
合に得られる各階調レベル０（例えば黒）、１、２、
…、６３（例えば白）と当該オン幅とは、液晶の特性及
び液晶表示パネルの特性等により図２２のグラフに示す
ような関係を持つ。

【０００５】このため、ＭＩＭ駆動素子を用いた液晶表
示パネルにおける階調表示は、このような関係に基づい
て、入力データの示す階調レベルに応じてデータ信号の
オン幅を変化させる必用性がある。より具体的には、図
２２から明らかなように、階調レベルが高くなる程、即
ち、階調レベル０側から階調レベル６３側へ近付く程
に、オン幅の変化率は減少して行くので、より僅かなオ
ン幅の差を制御することが必要になる。

【０００６】このため従来は例えば、図２２の上から２
段目に示すように、階調レベルの差に応じたデータ信号
のオン幅の差に対応して間隔が異なる、“階調数−２”
個（例えば、６４階調の場合には６２個）のパルスの列
からなるＧＣＰ（グレイスケールコントロール）信号が
生成される。より具体的には、図２２のような関係の下
では、このＧＣＰ信号は、図２３に各パルス（各階調レ
ベル）に対する各パルス間隔を示すように、階調レベル
が上がるに従って間隔が徐々に狭くなる６２個のパルス
の列からなる。

【０００７】そして、このＧＣＰ信号に基づいて、階調
レベルの制御は以下のように行われる。即ち、図２１に
おいて、各１Ｈ期間に対応してＧＣＰ信号が生成される
と、この１Ｈ期間に表示すべき階調レベルを示す例えば
６ビットの表示データが、階調レベル２を示していたと
すると、対応する１Ｈ期間のうちＧＣＰ信号中の２番目
のパルスから当該１Ｈ期間の終了までの期間だけデータ
信号はオン（例えば、高電圧レベル）とされる。次に、
表示データが例えば階調レベル５を示していたとする
と、対応する１Ｈ期間のうちＧＣＰ信号中の５番目のパ
ルスから当該１Ｈ期間の終了までの期間だけデータ信号
はオン（例えば、低電圧レベル）とされる。また、次に
表示データが例えば階調レベル０を示していたとする
と、対応する１Ｈ期間の最後までデータ信号はオフ（例
えば、高電圧レベル）とされる。尚、１Ｈ期間毎にオン
に対応する電圧レベルが反転するのは、液晶を交流駆動
するからであり、図２１に示すように走査信号のオン／
オフ電圧も、１Ｈ期間毎（行毎）に反転されている。

【０００８】以上の結果、図２１の最下段に示したよう
に、一つの画素電極（即ち、図示の表示データが供給さ
れる一つのデータ線と、走査線（Ｎ行目）との間に接続
された画素電極）に印加される印加信号（＝走査信号−
データ信号）が、対応するデータ信号のオン幅に対応し
た期間だけＭＩＭ駆動素子のしきい値を越えて当該ＭＩ
Ｍ駆動素子をオン状態（低抵抗状態）とする。この結
果、データ信号のオン幅に対応した実効電圧が当該画素
電極とデータ線又は走査線に挟持された液晶層部分に加
えられる。このように、データ信号のオン幅は、画素へ
のデータ書込み期間とほぼ一致し、更にデータ信号のオ
ン幅が階調レベルを決定することになる。

【０００９】以上説明したように、従来のＧＣＰ信号を
用いた階調表示技術によれば、Ｎ−２個のパルスの列か
らなるＧＣＰ信号に基いて、Ｎ通りのオン幅のデータ信
号を用いることにより、Ｎ通りの階調レベルを表示でき
る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】アクティブマトリクス
駆動方式の液晶表示パネルにおいては、高階調化、即ち
階調数を増すことにより、より高品位の画像を表示する
という一般的な要請がある。

【００１１】しかしながら、上述した従来の技術によれ
ば、以下の問題点がある。即ち先ず、階調数を増そうと
すると、階調レベルが高い側における前述のＧＣＰ信号
を構成するパルス列の間隔が狭まるため、ＧＣＰ信号を
生成する回路やデータ側ドライバに高速動作させる必要
性が生じてしまう。このためには、動作クロックの周期
を少なくともＧＣＰ信号中の最小パルス間隔以下とする
必要性が生じ、高性能のクロックが必用となると共に消
費電力が増加してしまう。更にこのように高速動作を行
うと、温度変化等の外的影響や動作環境等に起因したＧ
ＣＰ信号やデータ信号中のパルスの遅延時間の少しの変
化が、階調レベルを狂わせる原因となってしまう。特に
簡易な構成及び製造方法を長所とするＭＩＭ駆動素子等
を用いた液晶表示パネルを備えた液晶表示装置（液晶表
示モジュール）においては、このような駆動装置部にお
ける複雑高度化及びそれに伴う製造コストの上昇は、そ
の存在意義が問われる重大問題となる。

【００１２】本発明は上述した問題点に鑑みなされたも
のであり、比較的簡易な構成を用いて高階調化を可能な
らしめる、ＭＩＭ駆動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、該駆動装置を
備えた液晶表示装置及び該液晶表示装置を備えた電子機
器を提供することを課題とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の液晶パネルの駆
動方法は、一対の基板と、該一対の基板間に挟持された
液晶と、一方の基板に設けられた複数のデータ線と、他
方の基板に設けられた複数の走査線と、前記データ線と
前記走査線との間に直列に接続された２端子型非線形素
子及び前記液晶からなる複数の画素とを備えた液晶表示
パネルの駆動方法であって、Ｍ（但し、Ｍは自然数）通
りの階調レベルを示す画像データが各画素について入力
され、幅がＮ（但し、Ｎは２以上Ｍ未満の自然数）通り
で且つ波高値がＬ（但し、Ｌは２以上Ｍ未満の自然数）
通りのパルスからなるデータ信号を、該パルスの幅及び
波高値により規定される電気量が前記各画素の階調レベ
ルに対応するように生成し、該生成したデータ信号を少
なくとも一列毎に前記複数のデータ線に供給することを
特徴とする。

【００１４】本発明の液晶表示パネルの駆動方法によれ
ば、データ信号駆動に際して、例えば６４階調の場合に
は階調レベル０、１、２、…、６３のうちの一つのレベ
ルを示す６ビットのデジタル信号等の、Ｍ通りの階調レ
ベルを示す画像データが、各画素について入力される。
すると、幅が、例えば６４階調に対し３２通りの如き、
Ｍより少ないＮ通りであり、波高値が、例えば６４階調
に対し２通りの如き、Ｍより少ないＬ通りであるパルス
からなるデータ信号が、該パルスの幅及び波高値により
規定される電気量が各画素の階調レベルに対応するよう
に生成される。このように生成されたデータ信号を、少
なくとも一列毎に複数のデータ線に供給している。この
ように、データ信号をなすパルスの幅及び波高値により
規定される電気量を、各画素の階調レベルに対応するよ
うにしたので、パルス幅変調の場合のように階調数に等
しい数だけ異なる幅のパルスからなるデータ信号を生成
する必要はなく、パルス振幅（波高値）変調の場合のよ
うに階調数に等しい数だけ異なる振幅（波高値）のパル
スからなるデータ信号を生成する必要もない。

【００１５】また、本発明の液晶表示パネルの駆動方法
は、請求項１に記載の駆動方法において、前記Ｍ通りの
階調レベルを複数の連続した階調レベル群に分割して得
られる該複数の階調レベル群の夫々に対して、前記波高
値が一定であると共に前記幅が変化するように、前記デ
ータ信号を生成することを特徴とする。

【００１６】本発明の液晶表示パネルの駆動方法によれ
ば、予め、例えば階調レベル０〜６３からなる６４通り
の階調レベルは、階調レベル０〜３１からなる第１の階
調レベル群、及び階調レベル３２〜６３からなる第２の
階調レベル群に分割されて、或いは、例えば、階調レベ
ル０〜２１からなる第１の階調レベル群、階調レベル２
２〜４３からなる第２の階調レベル群、及び階調レベル
４４〜６３からなる第３の階調レベル群に分割されて、
これらの階調レベル群別に、データ信号駆動手段により
次のように処理される。即ち、データ信号駆動手段によ
り、これら複数の階調レベル群の夫々に対して、波高値
が一定であると共に幅が変化するように、データ信号は
生成される。より具体的には、例えば、第１の階調レベ
ル群に対しては、各画素の階調レベルがどの値であれ、
波高値はＶ１とされ、各画素の階調レベルに応じて幅は
Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３、…のいずれかの値とされる。他方
で、第２の階調レベル群に対しては、各画素の階調レベ
ルがどの値であれ、パルスの波高値はＶ２とされ、各画
素の階調レベルに応じてパルスの幅はＷ１、Ｗ２、Ｗ
３、…のいずれかの値とされる。尚、この例の場合、パ
ルスの幅Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３、…は、複数の階調レベル群
の間で同じでもよく、異なっていてもよい。従って、パ
ルス幅変調の場合のように全階調数に等しい数だけ異な
る幅のパルスからなるデータ信号を生成する必要はな
く、各階調レベル群毎にパルス幅変調を行えばよい。

【００１７】また、本発明の液晶表示パネルの駆動方法
は、請求項１に記載の駆動方法において、前記Ｍ通りの
階調レベルを複数の連続した階調レベル群に分割して得
られる該複数の階調レベル群の夫々に対して、前記幅が
一定であると共に前記波高値が変化するように前記デー
タ信号を生成することを特徴とする。

【００１８】本発明の液晶表示パネルの駆動方法によれ
ば、予め、例えば階調レベル０〜６３からなる６４通り
の階調レベルは、階調レベル０〜３１からなる第１の階
調レベル群、及び階調レベル３２〜６３からなる第２の
階調レベル群に分割されて、或いは、例えば、階調レベ
ル０〜２１からなる第１の階調レベル群、階調レベル２
２〜４３からなる第２の階調レベル群、及び階調レベル
４４〜６３からなる第３の階調レベル群に分割されて、
これらの階調レベル群別に、データ信号駆動手段により
次のように処理される。即ち、データ信号駆動手段によ
り、これら複数の階調レベル群の夫々に対して、幅が一
定であると共に波高値が変化するように、データ信号は
生成される。より具体的には、例えば、第１の階調レベ
ル群に対しては、各画素の階調レベルがどの値であれ、
幅はＷ１とされ、各画素の階調レベルに応じて波高値は
Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、…のいずれかの値とされる。他方
で、第２の階調レベル群に対しては、各画素の階調レベ
ルがどの値であれ、パルスの幅はＷ２とされ、各画素の
階調レベルに応じてパルスの波高値はＶ１、Ｖ２、Ｖ
３、…のいずれかの値とされる。尚、この例の場合、パ
ルスの波高値０、Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、…は、複数の階調
レベル群の間で同じでもよく、異なっていてもよい。従
って、パルス振幅（波高値）変調の場合のように全階調
数に等しい数だけ異なる波高値のパルスからなるデータ
信号を生成する必要はなく、各階調レベル群毎にパルス
振幅（波高値）変調を行えばよい。

【００１９】また、本発明の液晶表示パネルの駆動方法
は、請求項１に記載の駆動方法において、前記階調レベ
ルの変化に対して前記幅と前記波高値とが交互に変化す
るように、前記データ信号を生成することを特徴とす
る。

【００２０】本発明の液晶表示パネルの駆動方法によれ
ば、階調レベルの変化に対して幅と波高値とが交互に変
化するように、データ信号は生成される。即ち、例え
ば、階調レベルが第ｎ（但し、ｎは０以上Ｎ未満の自然
数）レベルの場合と第ｎ＋１レベルの場合とでは、パル
スの波高値は同じで、幅が異なるパルスからなるデータ
信号が夫々生成される。また、階調レベルが第ｎ＋１レ
ベルの場合と第ｎ＋２レベルの場合とでは、パルスの幅
は同じで、波高値が異なるパルスからなるデータ信号が
夫々生成される。更に、階調レベルが第ｎ＋２レベルの
場合と第ｎ＋３レベルの場合とでは、パルスの波高値は
同じで、幅が異なるパルスからなるデータ信号が夫々生
成される。このように、階調レベルの変化に対してパル
スの幅と波高値とが交互に変化するようにしたので、パ
ルス幅変調の場合のように全階調数に等しい数だけ異な
る幅のパルスからなるデータ信号を生成する必要はな
く、パルス振幅（波高値）変調の場合のように全階調数
に等しい数だけ異なる振幅（波高値）のパルスからなる
データ信号を生成する必要もない。

【００２１】また、本発明の液晶表示パネルの駆動装置
は、一対の基板と、該一対の基板間に挟持された液晶
と、一方の基板に設けられた複数のデータ線と、他方の
基板に設けられた複数の走査線と、前記データ線と前記
走査線との間に直列に接続された２端子型非線形素子及
び前記液晶からなる複数の画素とを備えた液晶表示パネ
ルの駆動装置であって、Ｍ（但し、Ｍは自然数）通りの
階調レベルを示す画像データが各画素について入力さ
れ、幅がＮ（但し、Ｎは２以上Ｍ未満の自然数）通りで
且つ波高値がＬ（但し、Ｌは２以上Ｍ未満の自然数）通
りのパルスからなるデータ信号を、該パルスの幅及び波
高値により規定される電気量が前記各画素の階調レベル
に対応するように生成し、該生成したデータ信号を少な
くとも一列毎に前記複数のデータ線に供給するデータ信
号駆動手段と、走査信号を少なくとも一行毎に前記複数
の走査線に時分割で供給する走査信号駆動手段とを備え
たことを特徴とする。

【００２２】本発明の液晶表示パネルの駆動装置によれ
ば、データ信号駆動手段には、例えば６４階調の場合に
は階調レベル０、１、２、…、６３のうちの一つのレベ
ルを示す６ビットのデジタル信号等の、Ｍ通りの階調レ
ベルを示す画像データが、各画素について入力される。
すると、データ信号駆動手段により、幅が、例えば６４
階調に対し３２通りの如き、Ｍより少ないＮ通りであ
り、波高値が、例えば６４階調に対し２通りの如き、Ｍ
より少ないＬ通りであるパルスからなるデータ信号が、
該パルスの幅及び波高値により規定される電気量が各画
素の階調レベルに対応するように生成される。このよう
に生成されたデータ信号は、データ信号駆動手段によ
り、少なくとも一列毎に複数のデータ線に供給される。
他方、走査信号駆動手段により、走査信号は、少なくと
も一行毎に複数の走査線に時分割で供給される。従っ
て、これらの信号が供給されたデータ線及び走査線に対
応する画素電極に接続された２端子型非線形素子は、こ
れらの信号線及び走査線間の電圧により液晶を介して印
加される電圧が所定のしきい値を超えてオン状態とされ
る。これらの結果、対応する画素電極及びその対向電極
としての走査線又はデータ線の間には、液晶駆動電圧が
供給される。このように、データ信号をなすパルスの幅
及び波高値により規定される電気量を、各画素の階調レ
ベルに対応するようにしたので、パルス幅変調の場合の
ように階調数に等しい数だけ異なる幅のパルスからなる
データ信号を生成する必要はなく、パルス振幅（波高
値）変調の場合のように階調数に等しい数だけ異なる振
幅（波高値）のパルスからなるデータ信号を生成する必
要もない。

【００２３】また、本発明の液晶表示装置は、請求項５
に記載の液晶表示パネルの駆動装置と前記液晶表示パネ
ルとを備えたことを特徴とする。

【００２４】本発明の液晶表示装置（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、比較的簡単な構成を用いて高階調表示が可能とな
る。

【００２５】また、本発明の液晶表示装置は、請求項６
に記載の液晶表示装置において、前記２端子型非線形素
子は、ＭＩＭ（Metal Insulator Metal）駆動素子を備
えたことを特徴とする。

【００２６】本発明の液晶表示装置によれば、液晶表示
パネルは、特にＭＩＭ駆動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、比較的簡単な構成を用い
て高階調表示が可能となる。

【００２７】さらに、本発明の電子機器は上記課題を解
決するために請求項６又は７に記載の液晶表示装置を備
えたことを特徴とする。

【００２８】本発明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
簡単な構成により高階調表示が可能となる。

【００２９】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。

【００３０】

【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。

【００３１】（ＭＩＭ駆動素子）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駆
動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。

【００３２】図１及び図２において、ＭＩＭ駆動素子２
０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駆動素子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。

【００３３】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。

【００３４】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。

【００３５】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。

【００３６】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。

【００３７】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。

【００３８】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。

【００３９】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駆動素子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。

【００４０】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駆動素子４０は、所謂バッ
ク・ツー・バック（Back To Back）構造、即ち第１の
ＭＩＭ駆動素子４０ａと第２のＭＩＭ駆動素子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。

【００４１】図４及び図５において、第１のＭＩＭ駆動
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駆動素子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４
６ｂから構成されている。

【００４２】第１のＭＩＭ駆動素子４０ａの第２金属膜
４６ａは、走査線４８に接続され、第２のＭＩＭ駆動素
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駆動素子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駆動素子４０ａの第２金
属膜４６ａに接続するように構成してもよい。

【００４３】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。

【００４４】以上、２端子型非線形素子としてＭＩＭ駆
動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）駆
動素子、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。

【００４５】（液晶表示パネル）次に、上述のＭＩＭ駆
動素子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。

【００４６】図６において、液晶表示パネル１０は、Ｍ
ＩＭ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１２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１４がデータ信号駆動回路１１０
に接続されている。尚、走査信号駆動回路１００及びデ
ータ信号駆動回路１１０は、図１及び図２に示したＭＩ
Ｍ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
（液晶表示モジュール）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１２やデータ線１４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。

【００４７】各画素領域１６において、走査線１２は、
ＭＩＭ駆動素子２０の一方の端子に接続されており（図
１参照）、データ線１４は、液晶層１８及び図１に示し
た画素電極３４を介してＭＩＭ駆動素子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１２に走査信号が供給され、データ線１４にデ
ータ信号が供給されると、当該画素領域におけるＭＩＭ
駆動素子２０がオン状態となり、ＭＩＭ駆動素子２０を
介して、画素電極３４及びデータ線１４間にある液晶層
１８に駆動電圧が印加される。

【００４８】尚、走査信号駆動回路１００及びデータ信
号駆動回路１１０をＭＩＭアレイ基板３０上に設ける
と、ＭＩＭ駆動素子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
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、例えば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１２及びデータ線１４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る。
また、前述のＬＳＩをＭＩＭアレイ基板３０及びその対
向基板上に異方性導電フィルムを介して直接実装するＣ
ＯＧ（チップオングラス）方式を用いて、走査線１２及
びデータ線１４と接続する構成を採ることもできる。

【００４９】図７において、液晶表示パネル１０は、Ｍ
ＩＭ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１２に夫々接続されてい
る。画素電極３４、ＭＩＭ駆動素子２０、走査線１２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。

【００５０】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１４が設けられている。データ線１４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１４は、少なくとも画素電極３
４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１４に代えて走査線１
２を対向基板３２の側に形成する場合には、走査線１２
がＩＴＯ膜等の透明導電膜から形成される。

【００５１】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。

【００５２】このように構成され、画素電極３４とデー
タ線１４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１４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。

【００５３】次に、以上のように構成された液晶表示パ
ネルの動作を簡単に説明する。

【００５４】図６において、走査信号駆動回路１００が
ＭＩＭ駆動素子２０に、後述の所定波形を持つパルス状
の走査信号を線順次で送るのに合わせて、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
応じて幅及び波高値により規定される電気量が変化する
パルスからなるデータ信号を複数のデータ線１４に同時
に送る。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、画素電極３４とデータ線１４とに挟
まれた部分における液晶層１８の配向状態が、オン状態
とされたＭＩＭ駆動素子２０を介して印加される印加電
圧により変化し、この部分の透過率は、データ信号の幅
及び波高値により規定される電気量に応じた透過率に変
化する。そして、ノーマリーホワイトモードであれば、
印加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、
印加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。

【００５５】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、Ｔ
Ｎ（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。

【００５６】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。

【００５７】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駆動素子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。

【００５８】更に、上記実施の形態の液晶表示パネル１
０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。

【００５９】（駆動回路の第１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の第１の実施の形態における構成及び動作に
ついて図８から図１３を参照して説明する。尚、図８
は、データ信号駆動回路１１０によるデータ信号の幅及
び波高値の変調に基づく階調制御の原理を示す概念図で
あり、図９は、データ信号駆動回路１１０の具体的構成
を示すブロック図であり、図１０は、ＧＣＰ信号を構成
する各パルスのパルス間隔の変化を示す特性図であり、
図１１は、データ信号駆動回路１１０における各種信号
の波形及び時間的関係を示すタイミングチャートであ
る。また、図１２及び図１３は夫々、パルスから成るデ
ータ信号の構造を示す概念図である。

【００６０】第１の実施の形態では特に、予め、例えば
階調レベル０〜６３からなる６４通りの階調レベルは、
階調レベル０〜３１からなる第１の階調レベル群、及び
階調レベル３２〜６３からなる第２の階調レベル群に分
割されて、これらの階調レベル群別に、データ信号駆動
回路１１０により次のように処理される。即ち、データ
信号駆動回路１１０により、これら２つの階調レベル群
の夫々に対して、波高値が一定であると共に幅が変化す
るように、データ信号は生成される。より具体的には、
第１の階調レベル群に対しては、各画素の階調レベルが
どの値であれ波高値はＶ１とされ、幅は、Ｗ１、Ｗ２、
Ｗ３、…のように後述の第１ＧＣＰ信号の対応番号のパ
ルスに応じた値とされる（図８上段参照）。他方で、第
２の階調レベル群に対しては、各画素の階調レベルがど
の値であれ波高値はＶ２とされ、幅は、Ｗ１、Ｗ２、Ｗ
３、…のように後述の第２ＧＣＰ信号の対応番号（階調
レベル−３２）のパルスに応じた値とされる。そして、
これらのパルスの幅Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３、…及び波高値Ｖ
１、Ｖ２、Ｖ３、…の組み合わせは、各幅及び波高値に
より規定される電気量が、画素電極３４に対向するデー
タ線１４（対向電極）に充電された際に、各画素が対応
する階調レベルとなるように予め設定されている。この
ようなパルスの幅及び波高値の組み合わせは、液晶表示
パネル１０及び駆動回路の特性に依存するので、当該液
晶表示装置について予め実験的、理論的、シュミレーシ
ョン等により、液晶表示装置の仕様に適した組み合わせ
として求めて設定すればよい。

【００６１】尚、この例の場合、第１及び第２ＧＣＰ信
号のパルスの配置は、同じでもよく、異なっていてもよ
い。同じであれば、第１及び第２ＧＣＰ信号を一つのＧ
ＣＰ生成回路から生成できる利点がある。但し、液晶表
示パネルの特性により一般には、異なる波高値のデータ
信号を用いる場合には、必要となるＧＣＰ信号も異な
る。

【００６２】第１の実施の形態では、図６に示した走査
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、所定の波高値（電圧値）
及びパルス幅を持つと共に一定周期のパルスからなる走
査信号を、各画素電極３４に印加される電圧がフレーム
毎に反転するように複数の走査線１２に順次印加する。
このように、走査信号を反転させる（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１２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】他方、図９に示すように、データ信号駆動
手段の一例を構成するデータ信号駆動回路１１０は、第
１及び第２ＧＣＰ生成回路２０１及び２０２、Ｘカウン
タ２０３並びにＸドライバ回路２１０を備えて構成され
ている。

【００６４】データ信号駆動回路１１０には、例えば６
４通りの階調レベル（階調レベル０〜６３）のうちの一
つのレベルを示す６ビットＤ０〜Ｄ５のデジタル信号
（表示データ）が各画素について夫々入力される。ま
た、表示データの水平同期信号ＨSYNCと、Ｘドライバ回
路２１０用の基準クロックＸＣＫと、１選択期間毎に発
せられるパルス信号であるＲＥＳ信号と、１選択期間の
開始時点及び終了時点で夫々電圧レベルが反転する２値
信号であるＦＲ信号とが入力される。更に、データ信号
生成用の電源としては、複数の相異なる電圧値ＶＨ、Ｖ
Ｃ、及びＶＬの電源が供給される。

【００６５】図９において、Ｘドライバ回路２１０は、
シフトレジスタ２１１、ラッチ回路２１２、第１ＧＣＰ
デコーダ回路２２１、第２ＧＣＰデコーダ回路２２２、
データセレクタ回路２２３、ＦＲデコーダ回路２２４、
レベルシフタ回路２２５、データコントロール回路２３
０、第１グレースケールコントロール回路２３１、第２
グレースケールコントロール回路２３２及びＬＣＤドラ
イバ２４０を備えている。

【００６６】第１ＧＣＰ生成回路２０１は、例えば、３
２個の比較回路及びこれらの比較結果の論理和を演算す
る論理和回路から構成されており、これらの比較回路に
より、水平同期パルスＨSYNC毎にリセットされ基準クロ
ックＸＣＫ毎にカウントアップされるＸカウンタ２０３
のカウント値を、予めデータ信号をなすパルスが第１の
波高値Ｖ１である場合の階調レベルに対するパルス幅の
変化幅に基いて設定された３２通りの電圧値と比較す
る。このようなパルス幅の変化幅は、液晶表示装置個々
の特性に依存するものであり、当該液晶表示装置につい
て予め実験的、理論的、シュミレーション等により求め
られる。そして、これらの比較回路の比較結果の論理和
を演算することにより、その演算出力として、データ信
号をなすパルスが第１の波高値Ｖ１である場合の３２通
りの階調レベルに応じたパルス幅の変化幅に対応して間
隔が異なる１選択期間当たり３１個のパルスの列からな
る第１ＧＣＰ信号を生成し、Ｘドライバ回路２１０の第
１グレースケールコントロール回路２３１に供給する。

【００６７】第２ＧＣＰ生成回路２０２は、第１ＧＣＰ
生成回路２０１とほぼ同様に構成されているが、比較回
路により、予めデータ信号をなすパルスが第２の波高値
Ｖ２である場合の階調レベルに対するパルス幅の変化幅
に基いて設定された３２通りの電圧値と比較する。そし
て、これらの比較回路の比較結果の論理和を演算するこ
とにより、その演算出力として、データ信号をなすパル
スが第２の波高値Ｖ２である場合の３２通りの階調レベ
ルに応じたパルス幅の変化幅に対応して間隔が異なる１
選択期間当たり３１個のパルスの列からなる第２ＧＣＰ
信号を生成し、第２グレースケールコントロール回路２
３２に供給する。

【００６８】尚、このように生成される第１及び第２Ｇ
ＣＰ信号のパルス間隔は、従来の技術における図２８に
示したと同様の傾向を持つ、例えば図１０に示したよう
な特性を有しており、パルス間隔はパルス番号が増える
に連れて徐々に減少する。

【００６９】Ｘドライバ回路２１０は、デジタル信号Ｄ
０〜Ｄ５が入力されると、基準クロックＸＣＫに基いて
データコントロール回路２１２により、この入力された
デジタル信号Ｄ０〜Ｄ５を６ビット毎にシフトレジスタ
２１１に順次保持して行く。ラッチ回路２１２は、複数
のデータ線１４と一対一対応に対応したラッチ部を有し
ており、デジタル信号Ｄ０〜Ｄ５のデータコントロール
回路２３０を介してのシフトレジスタ２１１への転送を
順次行うことにより、１水平ライン分のデジタル信号が
全て保持されたところで改めて、このラッチ回路２１２
にラッチされることになる。

【００７０】ここで一方で、第１ＧＣＰデコーダ回路２
２１は、第１ＧＣＰ生成回路２０１から入力された１選
択期間当たり３１個のパルスの列からなる第１ＧＣＰ信
号に従って、第１グレースケールコントロール回路２３
１による制御を受けて、ラッチ回路２１２内の６ビット
の各デジタル値が示す階調レベルに対応したパルス幅
（データ信号をなすパルスが第１の波高値Ｖ１である場
合のパルス幅）を持つ信号を生成する。また他方で、第
２ＧＣＰデコーダ回路２２２は、第２ＧＣＰ生成回路２
０２から入力された１選択期間当たり３１個のパルスの
列からなる第２ＧＣＰ信号に従って、第２グレースケー
ルコントロール回路２３２による制御を受けて、ラッチ
回路２１２内の６ビットの各デジタル値が示す階調レベ
ルに対応したパルス幅（データ信号をなすパルスが第２
の波高値Ｖ２である場合のパルス幅）を持つ信号を生成
する。

【００７１】データセレクタ回路２２３には、ラッチ回
路２１２から、６ビットの各デジタル値のＭＳＢが入力
される。そして、このＭＳＢの値（１又は０）に応じ
て、第１及び第２ＧＣＰデコーダが生成した信号出力の
うち、このＭＳＢの値により定まる階調レベルに対応す
る方を選択してＦＲデコーダ２２４に供給する。

【００７２】ＦＲデコーダ２２４は、選択期間毎に電圧
レベルが変わる２値信号であるＦＲ信号を用いて、選択
されたＧＣＰデコーダ回路２２１又は２２２の信号出力
の電圧極性を選択期間毎に反転させた波形を持つデータ
信号を出力する。より具体的には、ラッチされたデジタ
ル値のＭＳＢに応じて、各選択期間について、ＬＣＤド
ライバ２４０を構成する各トランジスタのオン／オフ信
号を生成する。

【００７３】このように生成されたＬＣＤドライバ２４
０内の各トランジスタのオン／オフ信号は、レベルシフ
タ回路２２５により、各データ線１４に対応した電圧レ
ベルにシフトされる。そして、電圧レベルがシフトされ
たオン／オフ信号が各ゲートに入力されると、ＬＣＤド
ライバ回路２４０の各トランジスタは夫々、オン／オフ
され、各パルスの電圧値が、各ソース又はドレインに接
続された複数の電源電圧ＶＨ、ＶＣ及びＶＬの組み合わ
せにより規定される電圧値とされる。

【００７４】以上のように、Ｘドライバ回路２１０によ
り、１水平ライン分のデジタル信号が全て保持され、複
数のデータ線１４に同時に供給されることになる。尚、
図８では説明の簡明化のために、ＬＣＤドライバ２４０
の内部には、１チャンネル（１データ線）分のデータ信
号の供給に係るトランジスタ構成が図示されている。

【００７５】以上の動作を図１１のタイミングチャート
を参照して更に説明する。

【００７６】図１１に示すように、Ｘドライバ回路２１
０には、各選択期間毎にＲＥＳ信号が入力され、これと
並行して、１選択期間に３１個のパルスの列からなる第
１ＧＣＰ信号及び第２ＧＣＰ信号が夫々入力され、更
に、例えば、特定の画素について階調レベル２、階調レ
ベル３３及び階調レベル３を示す６ビットのデジタル信
号Ｄ０〜Ｄ５がフィールド単位で入力される。すると、
例えば階調レベル２や３のように、階調レベル０〜３１
の場合には、第１ＧＣＰ信号に基いて、第１ＧＣＰデコ
ーダ２２１により、その２番目や３番目のパルスのタイ
ミングでデータ信号のレベルはオンとされる。他方、例
えば階調レベル３３のように、階調レベル３２〜６３の
場合には、第２ＧＣＰ信号に基いて、第２ＧＣＰデコー
ダ２２２により、その（３３−３１）＝２番目のパルス
のタイミングでデータ信号のレベルはオンとされる。そ
してＦＲ信号に基いて、ＦＲデコーダ２２４により、選
択期間毎にデータ信号のオン電圧又はオフ電圧の極性が
反転され、更に、階調レベル０〜３１の場合には、第１
波高値Ｖ１をとり、階調レベル３２〜６４の場合には、
第２波高値Ｖ２をとる最終的なデータ信号が、出力され
る。尚、この場合は、第１波高値Ｖ１は、電圧値（ＶＨ
−ＶＬ）に相当しており、第２波高値Ｖ２は電圧値（Ｖ
Ｈ−ＶＣ）に対応している。

【００７７】ここで、データ信号の波高値について図１
２及び図１３を参照して説明する。

【００７８】図１２に、２値に変化する場合のデータ信
号の一例を示す。この場合、データ信号が、一つの画素
列について考えた場合、ある画素に対する選択期間で波
高値がＶＬからＶＨに変化する＋のパルス（斜線部）か
らなるとする。同じ列で次の行の画素に対する選択期間
では、前述のように液晶を交流駆動するために、ＦＲデ
コーダ２２４により電圧極性が反転されるため、データ
信号は、波高値がＶＨからＶＬに変化する−のパルス
（斜線部）となる。同様に、データ信号は、同じ列で更
に次の行の画素に対する選択期間では、波高値がＶＬか
らＶＨに変化する＋のパルス（斜線部）となる（図１２
左側参照）。しかるに、本実施の形態では、上下に隣接
した画素に対する選択期間の間には間隔を置いていない
ので、実際のデータ信号においては、図１２右側に示し
たように、ある画素に対する選択期間（左端）では、波
高値がＶＬからＶＨに変化する部分でのみ変化し、次の
画素に対する選択期間（中央）では、波高値がＶＨから
ＶＬに変化する部分でのみ変化し、更に次の画素に対す
る選択期間（右端）では、波高値がＶＬからＶＨに変化
する部分でのみ変化することになる。このようにデータ
信号は、電圧極性を反転するので、図１２中斜線部で示
された各パルスを含む２値データのパルスとなる。

【００７９】図１３に、３値に変化する場合のデータ信
号の一例を示す。この場合、データ信号が、一つの画素
列について考えた場合、ある画素に対する選択期間で波
高値がＶＬからＶＨに変化する＋のパルス（斜線部）か
らなり、同じ列で次の行の画素に対する選択期間では、
波高値がＶＨからＶＣに変化する−のパルス（斜線部）
となり、同様に、データ信号は、同じ列で更に次の行の
画素に対する選択期間では、波高値がＶＬからＶＨに変
化する＋のパルス（斜線部）となるとする（図１３左側
参照）。しかるに、本実施の形態では、上下に隣接した
画素に対する選択期間の間には間隔を置いていないの
で、実際のデータ信号においては、図１３右側に示した
ように、ある画素に対する選択期間（左端）では、波高
値がＶＬからＶＨに変化する部分でのみ変化し、次の画
素に対する選択期間（中央）では、波高値がＶＨからＶ
Ｃに変化する部分でのみ変化し、更に次の画素に対する
選択期間（右端）では、電圧極性の反転により電圧がＶ
ＣからＶＬに変化した後、波高値がＶＬからＶＨに変化
する部分でのみ変化することになる。このように、電圧
極性を反転するので、図１３中斜線部で示された各パル
スを含む３値データのパルスとなる。

【００８０】以上説明したように、第１の実施の形態に
よれば、データ信号をなすパルスの幅及び波高値により
規定される電気量を各画素の階調レベルに対応するよう
にしたので、パルス幅変調の場合のように全階調数に等
しい数だけ異なる幅のパルスからなるデータ信号を生成
する必要はなく、各階調レベル群毎にパルス幅変調を行
えばよい。従って、ＧＣＰ信号を構成するパルス列の間
隔を狭めることなく、階調数を増やすことが出来る。こ
のため、階調数を増やすために特に階調レベルが高い側
におけるＧＣＰ信号を構成するパルス列の間隔を狭めな
いで済み、第１及び第２ＧＣＰ生成回路２０１及び２０
２やＸドライバ回路２１０に高速動作させる必要も無く
なる。従って、ＧＣＰ信号を構成するパルス列の間隔を
狭めるために、Ｘ側の基準クロックＸＣＫの周期を短く
する必要性も無く、消費電力の増加も防げる。更にこの
ように比較的低速な動作を行うことにより、温度変化等
の外的影響や動作環境等に起因したＧＣＰ信号やデータ
信号を構成するパルスの遅延時間の少しの変化により階
調レベルが狂う事態を未然に防止し得、動作の安定性が
格段に高まる。

【００８１】特に簡易な構成及び製造方法を長所とする
ＭＩＭ駆動素子２０を用いた液晶表示パネル１０におい
ては、このような駆動装置における簡易化及びそれに伴
う低コスト化は、非常に有意義である。

【００８２】（駆動回路の第２の実施の形態）次に、走
査信号駆動回路１００及びデータ信号駆動回路１１０の
第２の実施の形態における構成及び動作について図１４
を参照して説明する。尚、図１４は、データ信号駆動回
路１１０によるデータ信号の幅及び波高値の変調に基づ
く階調制御の原理を示す概念図である。

【００８３】第２の実施の形態では特に、予め、例えば
階調レベル０〜６３からなる６４通りの階調レベルは、
階調レベル０〜９からなる第１の階調レベル群、階調レ
ベル１０〜１９からなる第２の階調レベル群、…に分割
されて、これらの階調レベル群別に、データ信号駆動回
路１１０により次のように処理される。即ち、データ信
号駆動回路１１０により、これら複数の階調レベル群の
夫々に対して、幅が一定であると共に波高値が変化する
ように、データ信号は生成される。より具体的には、第
１の階調レベル群に対しては、各画素の階調レベルがど
の値であれ、ＧＣＰ信号を構成するパルスのうち同じパ
ルスに対応する一定の幅Ｗ１とされ、波高値は、Ｖ１、
Ｖ２、Ｖ３、…のように各画素の階調レベルに応じた値
とされる（図１４上段参照）。他方で、第２の階調レベ
ル群に対しては、各画素の階調レベルがどの値であれ、
ＧＣＰ信号を構成するパルスのうち同じパルスに対応す
る一定の幅Ｗ２とされ、波高値は、 Ｖ１、Ｖ２、Ｖ
３、…のように各画素の階調レベルに応じた値とされる
（図１４下段参照）。そして、これらのパルスの幅Ｗ
１、Ｗ２、Ｗ３、…及び波高値Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、…の
組み合わせは、各幅及び波高値により規定される電気量
が、画素電極３４に対向するデータ線１４（対向電極）
に充電された際に、各画素が対応する階調レベルとなる
ように予め設定されている。

【００８４】尚、この例の場合、複数の階調レベル群の
間で、各電圧値Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、…は異なってもよい
が、同じにすれば、必要な電源の数を減らすことが出
来、実用上便利である。

【００８５】以上説明したように、第２の実施の形態に
よれば、パルス振幅（波高値）変調の場合のように全階
調数に等しい数だけ異なる振幅（波高値）のパルスから
なるデータ信号を生成する必要はなく、各階調レベル群
毎にパルス振幅（波高値）変調を行えばよい。従って、
ＧＣＰ信号を構成するパルス列の間隔を狭めることな
く、階調数を増やすことが出来るので、第１の実施の形
態と同様の効果が得られる。

【００８６】（駆動回路の第３の実施の形態）次に、走
査信号駆動回路１００及びデータ信号駆動回路１１０の
第３の実施の形態における構成及び動作について図１５
を参照して説明する。尚、図１５は、データ信号駆動回
路１１０によるデータ信号の幅及び波高値の変調に基づ
く階調制御の原理を示す概念図である。

【００８７】第３の実施の形態では特に、データ信号駆
動回路１１０により、階調レベルの変化に対して幅と波
高値とが交互に変化するように、データ信号は生成され
る。即ち、図１５に示したように、例えば、階調レベル
が“１”の場合と階調レベルが“２”の場合とでは、パ
ルスの幅Ｗ１は同じで、Ｖ１とＶ２のように波高値が異
なるパルスからなるデータ信号が夫々生成される。ま
た、階調レベルが“２”の場合と“３”の場合とでは、
パルスの波高値Ｖ２は同じで、Ｗ１とＷ２のように幅が
異なるパルスからなるデータ信号が夫々生成される。更
に、階調レベルが“３”の場合と“４”の場合とでは、
パルスの幅Ｗ２は同じで、Ｖ２とＶ３のように波高値が
異なるパルスからなるデータ信号が夫々生成される。そ
して、これらのパルスの幅Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３、…及び波
高値Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、…の組み合わせは、各幅及び波
高値により規定される電気量が、画素電極３４に対向す
るデータ線１４（対向電極）に充電された際に、各画素
が対応する階調レベルとなるように予め設定されてい
る。

【００８８】以上説明したように、第３の実施の形態に
よれば、階調レベルの変化に対してパルスの幅（Ｗ１、
Ｗ２、Ｗ３、…）と波高値（Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、…）と
が交互に変化するようにしたので、パルス幅変調の場合
のように階調数に等しい数だけ異なる幅のパルスからな
るデータ信号を生成する必要はなく、パルス振幅（波高
値）変調の場合のように階調数に等しい数だけ異なる振
幅（波高値）のパルスからなるデータ信号を生成する必
要もない。従って、ＧＣＰ信号を構成するパルス列の間
隔を狭めることなく、階調数を増やすことが出来るの
で、第１の実施の形態と同様の効果が得られる。

【００８９】尚、以上の各実施の形態では、所謂“４値
駆動法”に基づいて、データ信号をなすパルスの幅及び
波高値により規定される電気量を階調レベルに対応させ
て変調することにより階調制御を行うようにしたが、本
発明によれば、例えば特開平２−１２５２２５号公報等
に開示された充放電駆動法に基づいて、このような階調
制御を行うことも可能である。

【００９０】（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１６から図２０を参照して説明する。

【００９１】先ず図１６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。

【００９２】図１６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 Me
mory）、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。

【００９３】次に図１７〜図２０に、このように構成さ
れた電子機器の具体例を夫々示す。

【００９４】図１７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。

【００９５】図１８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１２０
４を備えている。

【００９６】図１９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１３
１２、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１６参照）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１
３０８上に搭載することも可能である。

【００９７】尚、図１９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１
０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。

【００９８】また図２０に示すように、駆動回路１００
４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１
３２２上に実装されたＴＣＰ（Tape Carrier Packag
e）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。

【００９９】以上図１７から図２０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１６に示した電子
機器の例として挙げられる。

【０１００】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。

【０１０１】

【発明の効果】本発明によれば、階調数に等しい数だけ
幅の異なるパルスからなるデータ信号を生成する必要は
なく、更に階調数に等しい数だけ異なる振幅（波高値）
のパルスからなるデータ信号を生成する必要もないの
で、特に比較的簡単な構成を持つデータ信号駆動手段を
用いることにより、装置全体としても比較的簡単な構成
により、液晶表示パネルにおける高階調表示を可能なら
しめる駆動装置を実現できる。

【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駆動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Ｍ
ＩＭ駆動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Ｍ
ＩＭ駆動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】 本発明によるデータ信号駆動回路の第１の実
施の形態による階調制御の原理を示す概念図である。

【図９】 データ信号駆動回路の第１の実施の形態を示
すブロック図である。

【図１０】 データ信号駆動回路の第１の実施の形態に
おいて生成されるＧＣＰ信号を構成する各パルスのパル
ス間隔の変化を示す特性図である。

【図１１】 データ信号駆動回路の第１の実施の形態の
動作を示すタイミングチャートである。

【図１２】 実施の形態において、２値に変化する場合
のデータ信号の一例を示す概念図である。

【図１３】 実施の形態において、３値に変化する場合
のデータ信号の一例を示す概念図である。

【図１４】 本発明によるデータ信号駆動回路の第２の
実施の形態による階調制御の原理を示す概念図である。

【図１５】 本発明によるデータ信号駆動回路の第３の
実施の形態による階調制御の原理を示す概念図である。

【図１６】 本発明による電子機器の実施の形態の概略
構成を示すブロック図である。

【図１７】 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１８】 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１９】 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２０】 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２１】 従来のＧＣＰ信号を用いて階調表示を行う
際のタイミングチャートである。

【図２２】 階調レベルに対する１Ｈ期間中のデータ信
号駆動用のパルスのオン幅の変化を示す特性図である。

【図２３】 ＧＣＰ信号を構成する各パルスのパルス間
隔の変化を示す特性図である。

【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駆動素子 ３０…ＭＩＭアレイ基板 ３２…対向基板 ３４、４５…画素電極 １００…走査信号駆動回路 １１０…データ信号駆動回路 ２０１…第１ＧＣＰ生成回路 ２０２…第２ＧＣＰ生成回路 ２０３…Ｘカウンタ ２１０…Ｘドライバ回路 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

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｇ０９Ｇ 3/20 ６４１ Ｇ０９Ｇ 3/20 ６４１Ｃ ６４１Ｋ 3/36 3/36

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対の基板と、該一対の基板間に挟持さ
   れた液晶と、一方の基板に設けられた複数のデータ線
   と、他方の基板に設けられた複数の走査線と、前記デー
   タ線と前記走査線との間に直列に接続された２端子型非
   線形素子及び前記液晶からなる複数の画素とを備えた液
   晶表示パネルの駆動方法であって、 Ｍ（但し、Ｍは自然数）通りの階調レベルを示す画像デ
   ータが各画素について入力され、幅がＮ（但し、Ｎは２
   以上Ｍ未満の自然数）通りで且つ波高値がＬ（但し、Ｌ
   は２以上Ｍ未満の自然数）通りのパルスからなるデータ
   信号を、該パルスの幅及び波高値により規定される電気
   量が前記各画素の階調レベルに対応するように生成し、
   該生成したデータ信号を少なくとも一列毎に前記複数の
   データ線に供給することを特徴とする液晶表示パネルの
   駆動方法。
2. 【請求項２】 前記Ｍ通りの階調レベルを複数の連続し
   た階調レベル群に分割して得られる該複数の階調レベル
   群の夫々に対して、前記波高値が一定であると共に前記
   幅が変化するように、前記データ信号を生成することを
   特徴とする請求項１に記載の液晶表示パネルの駆動方
   法。
3. 【請求項３】 前記Ｍ通りの階調レベルを複数の連続し
   た階調レベル群に分割して得られる該複数の階調レベル
   群の夫々に対して、前記幅が一定であると共に前記波高
   値が変化するように前記データ信号を生成することを特
   徴とする請求項１に記載の液晶表示パネルの駆動方法。
4. 【請求項４】 前記階調レベルの変化に対して前記幅と
   前記波高値とが交互に変化するように、前記データ信号
   を生成することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示
   パネルの駆動方法。
5. 【請求項５】 一対の基板と、該一対の基板間に挟持さ
   れた液晶と、一方の基板に設けられた複数のデータ線
   と、他方の基板に設けられた複数の走査線と、前記デー
   タ線と前記走査線との間に直列に接続された２端子型非
   線形素子及び前記液晶からなる複数の画素とを備えた液
   晶表示パネルの駆動装置であって、 Ｍ（但し、Ｍは自然数）通りの階調レベルを示す画像デ
   ータが各画素について入力され、幅がＮ（但し、Ｎは２
   以上Ｍ未満の自然数）通りで且つ波高値がＬ（但し、Ｌ
   は２以上Ｍ未満の自然数）通りのパルスからなるデータ
   信号を、該パルスの幅及び波高値により規定される電気
   量が前記各画素の階調レベルに対応するように生成し、
   該生成したデータ信号を少なくとも一列毎に前記複数の
   データ線に供給するデータ信号駆動手段と、 走査信号を少なくとも一行毎に前記複数の走査線に時分
   割で供給する走査信号駆動手段とを備えたことを特徴と
   する液晶表示パネルの駆動装置。
6. 【請求項６】 請求項５に記載の液晶表示パネルの駆動
   装置と前記液晶表示パネルとを備えたことを特徴とする
   液晶表示装置。
7. 【請求項７】 前記２端子型非線形素子は、ＭＩＭ（Me
   tal Insulator Metal）駆動素子からなることを特徴と
   する請求項６に記載の液晶表示装置。
8. 【請求項８】 請求項６又は７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。