专利名称：液晶板的驱动方法、液晶装置与电子设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及在进行灰度显示时防止低温区出现灰度顺序紊乱不利情形的液晶板的驱动方法、液晶装置与电子设备。
背景技术：
一般，无源矩阵型的液晶板大致取下述结构。具体地说，无源矩阵型的液晶板是在保持有恒定间隙的一对基片间夹设液晶层，同时于一方基片的对置面上形成许多带状的信号电极(分段电极)，而于另一方基片的对置面上形成许多带状的与上述信号电极正交的扫描电极(共用电极)，而两电极间夹持的液晶层的光学特性则对应于由上述两种电极施加的电压差而变化。因此，信号电极与扫描电极的交叉部分就能用作像素。
然后，选择一个扫描电极，对所选择的扫描电极施加选择的电压，另一方面通过施加脉宽调制信号，用以按对应于所选择的扫描电极和信号电极交叉位置处像素的显示内容的比例，给出信号电极上分配与选择电压同极性的截止电压和反极性的导通电压，由此能对各像素控制施加到各像素的液晶层上的电压有效值。结果就能显示带有灰度的图像。此外，施加给液晶层的电压由于是施加给信号电极的信号与施加给扫描电极的信号的电压差，故该电压差实质是驱动信号。
但是，对应于灰度对驱动信号作脉宽调制的结构，已知在低温区会发生灰度的顺序不成为指定顺序的现象(灰度反转)而使显示质量降低的缺点。
作为防止这种于低温区的灰度反转的技术，可举出相对于液晶板的温度将施加给液晶层的驱动信号的脉冲宽度设定如图19所示关系的技术(例如参考专利文献1)。根据这种技术，在低温区，相对于各灰度级的脉冲宽度对应于温度分别变更的结果，特别是在最亮的灰度(白)、最暗的灰度(黑)时，尤其是当施加给液晶层的驱动信号的频率分量高时(详述于后)，就能防止低温区的灰度反转。这里，在求对应于灰度级的脉冲宽度之际，可以用预先存储有两者关系的表。
特开2001-159753号公报(参看图1、图9、 段)。
但在上述技术中，作为所述的表不仅必须准备常温用和低温用的至少两种型式，而对于低温区还需要进行校正，以使对应于从最高值到最低值的各个灰度的脉冲宽度随着进入低温而徐徐变更。因此上述技术存在着用于防止灰度反转的结构复杂化的问题。结构复杂化也直接增大了电耗、这同液晶板所应用的领域中耗电低的要求背道而驰。
发明内容
本发明正是鉴于上述事实而提出的，其目的在于提供能由较简单的结构防止低温区的灰度紊乱的液晶板的驱动方法、液晶装置与电子设备。
为了达到上述目的，本发明的液晶板的驱动方法是，对于夹持液晶的一对电极通过施加对应于灰度的脉宽调制的驱动信号进行灰度显示，而在无电压施加时成为白色显示的液晶板的驱动方法，其中检测上述液晶板的温度或是设置有该液晶板的环境的温度，判别所检测的温度是否在预定阈值以上，当判别所检测的温度在阈值以上时，为使上述驱动信号的脉冲宽度随着灰度的变亮逐渐变窄，对应于灰度设定脉冲宽度，另一方面，当判别检测出的温度比阈值低时，则变更脉冲宽度使对应于最亮灰度的脉冲宽度比相当于温度在阈值以上时的脉冲宽度宽。此外，本发明的液晶板的驱动方法是通过对夹持液晶的一对电极，对应于灰度施加脉宽调制的驱动信号进行灰度显示，在未施电压时成为白色显示的液晶板的驱动方法，其中检测上述液晶板的温度或是设置有该液晶板的环境的温度。判别所检测的温度是否在预定阈值以上，当判别所检测的温度在阈值以上时，为使上述驱动信号的脉冲宽度随着灰度的变亮逐渐变窄，对应于灰度设定脉冲宽度，另一方面，当判别检测出的温度比阈值低时，则变更脉冲宽度使对应于最暗灰度的脉冲宽度比相当于温度在阈值以上时的脉冲宽度窄。根据这种方法，当判别所检测出的温度比阈值低时(低温区的情形)，由于不必对整个灰度范围而只是对最明或/和最暗灰度级的脉冲宽度从常温区域用的情形作出变更，在灰度与脉冲宽度的关系方面就不必另外准备低温的型式。
再有，在对液晶未施加电压状态下显示白色的常白方式中，随着灰度的变亮需使驱动信号的脉冲宽度逐渐变窄，相反在未施加电压显示黑色的常黑方式中，随着灰度的变亮需使驱动信号的脉冲宽度逐渐变宽。
为此，本发明的液晶板的驱动方法是通过对夹持液晶的一对电极，对应于灰度施加脉宽调制的驱动信号进行灰度显示，在施加电压时成为白色显示的液晶板的驱动方法，其中检测上述液晶板的温度或是设置有该液晶板的环境的温度，判别所检测的温度是否在预定阈值以上，当判别所检测的温度在阈值以上时，为使上述驱动信号的脉冲宽度随着灰度的变亮逐渐变宽，对应于灰度设定脉冲宽度，另一方面，当判别检测出的温度比阈值低时，也可变更脉冲宽度使对应于最亮灰度的脉冲宽度比相当于温度在阈值以上时的脉冲宽度窄。再有，本发明的液晶板的驱动方法是通过对夹持液晶的一对电极，对应于灰度施加脉宽调制的驱动信号进行灰度显示，在施加电压时成为白色显示的液晶板的驱动方法，其中检测上述液晶板的温度或是设置有该液晶板的环境的温度，判别所检测的温度是否在预定阈值以上，当判别所检测的温度在阈值以上时，为使上述驱动信号的脉冲宽度随着灰度的变亮逐渐变宽，对应于灰度设定脉冲宽度，另一方面，当判别检测出的温度比阈值低时，则也可变更脉冲宽度使对应于最暗灰度的脉冲宽度比相当于温度在阈值以上时的脉冲宽度宽。
在上述驱动方法中，当判别检测出的温度比阈值低时，则最好采用这样的方法将对应于最亮灰度的脉冲宽度或对应于最暗灰度的脉冲宽度设定为温度在阈值以上时的关系中的预定的中间灰度相对应的脉冲宽度。根据此方法，低温区的显示灰度级与常温区的相比虽有减少，但在低温区时，对于与最亮的灰度和/或最暗的灰度相对应的脉冲宽度，则只需置换为常温区中预定的中间灰度级的脉冲宽度即可。作为这里预定的中间灰度级最好是比最亮灰度暗1级的灰度级或是比最暗的灰度亮1级的灰度级。
在这种驱动方法中，在判别温度比预定阈值低时，由于最亮的灰度或/和最暗的灰度的脉冲宽度从常温区用变更的情形，若检测出的温度在阈值附近，则有可能要频繁地进行变更。因此，本发明的驱动方法最好在检测出的温度判别中具有滞后性。
本发明不限于液晶板的驱动方法，也可作为液晶装置实现，作为本发明中的电子设备则最好是以这种液晶装置作为其显示装置。
若采用本发明，就能以简单的结构防止低温区的灰度紊乱。
图1示明本发明实施形式的液晶装置的结构。
图2是示明上述液晶装置的液晶板结构的剖面图。
图3示明与上述液晶板在电性能上等效的电路。
图4例示上述液晶装置的驱动波形。
图5示明上述液晶装置的温度探测部的特性。
图6示明上述液晶装置的判别部的特性。
图7示明上述液晶装置脉冲宽度规定部的变换内容。
图8示明上述液晶装置温度-脉冲宽度特性。
图9示明上述液晶装置V-T特性。
图10示明实施的应用形式中脉冲宽度规定部的变换内容。
图11示明上述液晶装置的温度-脉冲宽度特性。
图12示明上述液晶装置的V-T特性。
图13示明上述液晶板的另一例子。
图14是示明可采用上述液晶装置的便携式电话机结构的透视图。
图15示明对应于各灰度级的驱动信号的高频分量的大小。
图16示明液晶的介电常数相对于频率的各向异性特性。
图17示明液晶的阈值相对于温度的特性。
图18示明低温时的灰度反转。
图19示明已有的液晶装置的温度-脉冲宽度特性。
图20示明已有的液晶装置的V-T特性。
标号说明1，液晶装置；10，液晶板；20，扫描电极驱动电路；30，信号电极驱动电路；40，液晶驱动控制电路；50，温度检测部；60，判别部；70，脉冲宽度规定部；72，表控制电路；74，灰度表。
具体实施例方式
下面对照
来发明的实施形式。图1是示明本发明实施形式的无源矩阵型液晶装置结构的框图。
如图1所示，此实施形式的液晶装置1，包括液晶板10、扫描电极驱动电路20、信号电极驱动电路30、液晶驱动控制电路40、温度检测部50、判别部60与脉冲宽度规定部70。
首先说明液晶板10，图2是示明液晶板10结构的剖面图。如图1与2所示，液晶板10由具有透明性的基板11和基板12由密封材料13保持一定间隙贴合，在此间隙中例如封入STN(超扭曲向列)型液晶14。
基板11中的与基板12的对置面形成有ITO(铟锡氧化物)等透明导电膜组成的带状扫描电极Y1、Y2、Y3、...Ym，另一方面，与此对置面相反一侧的表面上叠层有相位差膜15与偏振片16。而在基板12之中，则在与基板11的对置面上沿着与扫描电极Y1、Y2、Y3、...Ym正交的方向上形成有由相同透明导电膜组成的带状信号电极X1、X2、X3、...Xn，另一方面在与此对置面相反一侧的表面上则设置有偏振片17和光漫射板18。在此设本实施形式的液晶板10为透射型的，可在光漫射板18下方设照明装置(省除了图示)。
对于将液晶板10取作反射型时，则可于最下层设置反射板而除去偏振片17与光扩散板18，并也可使信号电极X1、X2、X3、...Xn具有光反射性。此外也可采用兼具透射型与反射型的半透半反型，在无源矩阵型的液晶装置中，由于信号电极和扫描电极呈相对关系，故也可设电极X1、X2、X3、...Xn为扫描电极而设电极Y1、Y2、...Ym为信号电极。
在取上述结构的液晶板10之中，在信号电极X1、X2、X3、...Xn与扫描电极Y1、Y2、Y3、...Ym交叉的各部分内夹液晶14。于是在这两种电极的交叉部分内，在两电极间所夹设的液晶层的电容即像素，如图3所示排成m行n列的矩阵形式。
在这种像素中，夹设于两电极间的液晶取向状态对应于施加给此两电极的电压差的有效值而变化。偏振片17只通过沿其透射轴的偏振分量，此外，这一通过光根据该液晶层的取向状态而为旋光，与偏振片16的透射轴不一致的光分量不出射。因此，从偏振片16出射的光量相对于偏振片17的入射光对应于施加给液晶层的电压有效值而减少。这样，通过对各个像素控制施加给液晶层的电压有效值，就能显示作为对象的图像。
返回到图1再作说明，扫描电极驱动电路20在1个垂直扫描期间，对每一行选择扫描电极Y1、Y2、Y3、...Ym，同时相对于所选择的扫描电极和除此以外的扫描电极，分别将选择电压和非选择电压作为共用信号施加给扫描电极Y1、Y2、Y3、...Ym。
另一方面，信号电极驱动电路30相对于位于施加了选择电压的扫描电极上的各个像素，在选择电压的施加期间之中只是在后述的脉冲宽度数据(灰度级据)所指定的期间才成为导通电压，在上述以外的时间则通过信号电极X1、X2、X3、...Xn施加成为截止电压的分段信号。
详细地说，信号电极驱动电路30在对某1行扫描电极施加选择电压之前，分别对位于该扫描电极上的各像素的脉冲宽度数据进行保持并在对该扫描电极施加选择电压的同时，为使应对某一列信号电极施加导通电压的期间成为由对应于由位于该信号电极上的像素所对应的脉冲宽度数据所指定的期间，可相对于各列同时并行的执行生成分段信号的作业。
在此，为便于说明，说明由共用信号与分段信号产生的液晶驱动。图4分别示明了在常温区施加给位于i行j列的像素上的驱动信号，分作施加给第i(i为1以上和m以下的整数)行的扫描电极上的共用信号的波形，以及施加给第j(j为1以上和n以下整数)列信号电极上的分段信号的波形。
如图4所示，施加给第i行扫描电极Yi上的共用信号，在最初的1个垂直扫描期间作为非选择电压而为电压V5。然后，当选择第i行扫描电极Yi时，该共用信号在整个该选择期间将电压V1选为选择电压。在对该扫描电极将电压V1选作选择电压时，施加给位于该扫描电极的像素的共用信号取作为导通电压的V6或是作为截止电压的电压V4。此外，电压V6、V4的中间电压为非选择电压V5。另存在有下述关系与选择电压即电压V1的差大的一方的电压V6成为导通电压，而此差小的一方的电压V4则成为截止电压。
本实施形式的前提是，假设显示有灰度级1、2、3、...、16共16个灰度，指定灰度级1为最暗的黑色显示，且假设在随着灰度级的数值增大亮度徐徐上升时，液晶板10在未施加电压状态下为进行白色显示的通常的白色方式。
在上述前提下，在把电压V1作为选择电压施加到扫描极Yi上的情形下，应将位于i行j列的像素设定为相当于灰度级1的黑色时，施加给第j列的信号电极Xj上的分段信号，如图4所示，在选择电压施加的整个期间取为导通电压的电压V6。另一方面，在应将该像素设为灰度级16的白色时，则该分段信号如图4所示，在选择电压施加的整个期间内取为截止电压的电压V4，而导通电压的电压V6则完全不施加。
这样，对于将该像素设定为黑色或白色中的某个情形下，在选择电压的整个施加期间虽可将导通电压或截止电压中的任一设定为分段信号，但对于将像素设定为黑色和白色以外的中间灰度情形，为使随着灰度级的下降(变暗)而导通电压相对于截止电压的比逐渐增大，对分段信号进行脉宽调制。图4中例示了相当于灰度级1、2、8、15、16的分段信号。此外图中的W1、W2、W8、W15、W16分别表示在相当于灰度级1、2、8、15、16的分段信号之中，在选择电压的施加期间应施加导通电压的脉冲宽度。
接着在第i行的扫描电极Yi的选择结束后，施加给该扫描电极Yi的共用信号最终到第m行的扫描电极Ym的选择结束(到1个垂直扫描期间结束)，再次取电压V5作为非选择电压。
由于到该1个垂直扫描期间的结束是扫描电极按序号选择每1行，因而施加给第j列信号电极Xj上的分段信号对于每选择1行的扫描电极，即对应于该信号电极Xj和新选择的扫描电极的像素的灰度，取电压V4或V6两者之一。
由于液晶板10原则上是交流驱动，本例中的共用信号在下1个垂直扫描期间便以振幅中间电位为中心对称地反转。这就是说，在下1个垂直扫描期间，选择电压成为电压V6而非选择电压成为电压V2。另一方面，分段信号随着在共用信号中的反转，导通电压成为电压V1而截止电压成为电压V3。
这里对于像素的驱动信号是着眼于i行j列的像素进行了说明。但即便是对于其他像素的驱动信号也是同样的。具体地说，按第1行、第2行、第3行、...、第m行的顺序选择扫描电极，而对所选择的扫描电极施加电压V1(或V6)作为选择电压，而对于各个位于所选择的扫描电极上的像素，同样地为使随着灰度级的下降使作为导通电压的电压V6(或V1)在施加期间的比率徐徐升高，对信号电极施加经脉宽调制的分段信号。
通过在整个1个垂直扫描期间内进行上述作业，施加给像素上的电压有效值能根据应显示的内容，由脉宽调制的分段信号对每个像素进行控制。
另一方面，在对各像素进行灰度显示时，在选择电压施加期间之中需要有指定在施加导通电压期间的信息。这种信息是上述脉冲宽度数据，是将下面说明的液晶驱动控制电路40供给的显示数据通过后述的脉冲宽度规定部70变换的结果。然后，信号电极驱动电路30为了在选择电压的施加期间之中使施加导通电压的期间为在脉冲宽度数据指定的期间，生成共用信号。
这样，液晶驱动控制电路40便对扫描电极驱动电路20与信号电极驱动电路30分别供给控制信号，控制这两者的操作相互同步。此外，为使这两个驱动电路的操作同步，液晶驱动电路40输出为各像素指定灰度级的显示数据。
温度检测部50是不会影响液晶板示中显视图像的观察性的部分，例如设在显示框外，可检查该液晶板10的温度而输出对应于检测出温度的电压的检测信号Vout。此检测信号Vout的电压相对于检测出的温度例如作图5所示的特性变化。也就是，检测出的温度愈高，它的检测信号Vout的电压也愈高。
温度检测部50既可以以各种感温器件设置于液晶板10中，或可以以其设置于周边来探测液晶板10的环境温度。作为温度检测部50也可以是利用块状半导体(硅基板)的电阻随温度变化的热敏电阻。在把硅基板用于温度检测部50中时，也可将液晶板10以外的结构要素在该硅基板上全部集成化到一个芯片上。
判别部60是一种施密特触发器电路，输入温度检测部50的检测信号Vout，比较阈值电压Eth1、Eth2(在此，Eth1＜Eth2)，输出表明此比较结果的信号TD。详细地说，判别部60，如图6所示当检测信号Vout的电压从充分高的状态逐渐降低时，当该检测信号Vout的电压比阈值电压Eth1低，则将信号TD从L电平反转到H电平，另一方面，当检测信号Vout的电压从充分低的状态渐次上升时，若该检测信号Vout的电压在阈值电压Eth2之上时，则使信号TD从H电平反转到L电平。
这里，将检测信号Vout的电压为阈值电压Eth1、Eth2的温度分别取为Tth1、Tth2(见图5)，判别部60，在液晶板10的温度逐渐下降到比Tth1低时，使信号TD从L向H反转，而在温度升至Tth2以上时，从H反转为L。
上面所谓的信号TD的L电平状态是指液晶板10的温度在常温区，而所谓的信号TD的H电平状态是指该温度在低温区。此外，温度Tth2虽然也依赖于所用液晶的特性，但在本实施形式中是设定于0℃的附近，而温度Tth1则设定成比0℃稍低。下面除非先有声明，设Tth1为-10℃而Tth2为0℃。
脉冲宽度规定部70由灰度表72与控制电路74构成，其中的灰度表72预存储有由显示数据指定的灰度级与驱动信号的脉冲宽度的关系，例如图7(A)所示的。具体地说，灰度表72中对1至16的每个灰度级，在给选择的扫描电极施加选择电压期间之中，规定了给信号电极应施加导通电压的期间(脉冲宽度)。在图7(A)，脉冲宽度W1～W16中存储W1＞W2＞W3＞...＞W16的关系。其中，脉冲宽度W1在施加选择电压期间相等，而脉冲宽度W16为零。
这样，之所以规定随着灰度变亮让脉冲宽度变窄，其理由在于本实施式中是以通常的白色方式作为了前提。因此，对液晶板，在未施加电压状态下作为显示黑色的通常黑色方式的情形，灰度表72的内容便规定，随着灰度变亮而相反脉冲宽度则变宽。此外，这样的脉冲宽度的规定还考虑到了表明电压(有效值)和透射率关系的所谓V-T特性的所谓灰度系数特性等。
表控制电路74，在判别部60的信号TD为L电平时(即液晶板10的温度在常温区时)，参照图7(A)所示的灰度表72，将液晶驱动控制电路40供给的显示数据原样地变换为对应于它所指定的灰度级的脉冲宽度的数据(脉宽数据)。
但是，表控制电路74，在判别部60的信号TD为H电平时(即液晶板10的温度在低温区时)，若由显示数据指定的灰度级为最高值16，则不变换为与灰度级16对应的脉冲宽度W16，而是变换为比其暗1级的灰度级15所对应的脉冲宽度W15的数据，另一方面，若是由显示数据指定的灰度级在16之外，则将该显示数据原样地变换为一个其对应的脉冲宽度的数据。
结果，从脉冲宽度规定部70的整体来看时，相对于信号TD的电平的灰度级与脉冲宽度的关系即如图7(B)所示。具体地说，信号TD为H电平的情形与其为L电平的情形的不同之处仅在于，与信号TD为L电平时相当于灰度级16的脉冲宽度为16的情形相反，信号TD为H电平时相当于灰度级16的脉冲宽度则成为与灰度级15同一的W15。
再有，信号TD如上所述，若液晶板10的温域从常温区下降到比温度Tth1低时，则L电平反转到H电平，另一方面，当该温度从低温区上升到温度Tth2以上时，则从H电平反转到L电平，因此对本实施形式来说，对于温度例如相当于灰度级1、2、8、15、16的脉冲宽度(电压有效值)则如图8所示的变化。
在此，于说明本实施形式的液晶装置10的效果之前，先探讨在低温区发生灰度反转的原因。
首先，图15示明各灰度级的驱动信号(常温区)的电压变化经付立叶变换来得的高频分量的大小。由此图可知，在施加给液晶上的驱动信号上所叠加的高频分量在灰度级为大致中间值8(或9)时为最高，而在灰度级从该中间值离开时则渐次降低，并在灰度级1与16时为最低。
此外，为便于说明，将叠置于驱动信号上高频分量的最高值记为频率(大)，最低值记为频率(小)，其大致中间值记为频率(中)，而相当于此频率(中)的灰度级大致为2与15。
图16以温度为参数示明液晶的介电常数各向异性的频率特性。如图16所示，在低频时，液晶的介电常数的各向异性Δε在较高状态时虽为常数，但随着频率的升高，介电常数各向异性Δε急剧下降。此外，使介电常数的各向异性Δε剧降的频率则有在温度高时位于高频侧而随着温度降低移向低频侧的倾向。
图16中，液晶是以范围R所示的频率作有效的驱动。在范围R中，于常温25℃时，即便频率变化，Δε也无太大变化，到0℃时，Δε对应于频率只有稍许变化，到-10℃以下的温度时，Δε则对应于频率急剧地变化。
然而，用于驱动液晶的阈值电压Vth则与(K/Δε)1/2成正比。这里的阈值电压Vth虽是施加到液晶上的电压，但是是在此电压以上时光学性质开始变化的电压。上式中的K为与液晶的弹性模量有关的值。至于阈值电压Vth与介电常数各向异性Δε的关系，倒如在松本正一与角田市良合著的《液晶基础与应用》，工业调查会出版，P36中作为式(2，15)给予了详细介绍。
根据阈值电压Vth与介电常数各向异性Δε的关系，以及介电常数各向异性Δε具有图16所示的温度与频率特性，可以认为阈值电压Vth相对于温度与频率成为图17所示的关系。这就是说，如图17所示，阈值电压Vth在常温区有与频率无关基本上相同的特性，而在低温区则随着频率的升高而急剧上升。
施加到液晶层上的电压有效值与亮度(透射率或反射率)的关系(所谓V-T特性)若不考虑叠加到驱动信号上高频分量的大小，则一般有图18(A)所示的关系。
当如以上所述，灰度级变化时，叠加到驱动信号上的高频分量的大小如图15所示的变化，在常温区，由于阈值电压Vth与频率无关的基本相同的特性(参考图17)，即使灰度级变化，阈值电压Vth也基本无变化。因此，若限于常温区而言，由于液晶层是在图18(A)所示特性下驱动，例如相当于灰度级1、2、8(9)、15、16的驱动点，如图所示，亮度与灰度级的序号一致。
但在低温区，随着频率的升高，阈值电压Vth剧增(参看图17)，如图18(B)所示，V-T特性右移。这就是说，对于各灰度级所应用的V-T特性是不同的。例如在频率(小)的灰度级1、16与频率(中)的灰度级2、15以及频率(大)的灰度级8中，分别如图18(B)所示，在不同特性下驱动液晶。因而在本例中，理应为最高的灰度级16的亮度则发生比下一灰度级15的亮度暗的所谓逆转现象(灰度反转)。
为了防止这种灰度反转，在前述特开2001-159753号公报所述的技术中，由于在低温区时灰度级从最高值到最低值的脉冲宽度如图19所示地变动，因而在相当于灰度级1、16的驱动信号上分别叠加高频分量，在以中间灰度显示时，接近施加到液晶的驱动信号的频率。这样，在低温区，灰度级1、16实际上是以常温区的灰度级2、15程度的频率驱动。因此如图20(B)所示，灰度级1、16能在相当于与灰度级2、15同程度的频率(中)的V-T特性下驱动。此外，在低温区，灰度级2对应的脉冲宽度比常温区的更宽，电压有效值升高，相反，灰度级15对应的脉冲宽度则比常温区的狭窄，降低了电压有效值。结果如图20(B)所示，即使在低温区，灰度级的顺序也与亮度顺序一致，防止了灰度反转的发生。此外，为用于比较，图20(A)中示明了常温区的V-T特性。
但如以上所述，在低温区这种技术从灰度级变换到脉宽数据时的结构复杂。
与以上所述相反，本实施形式的液晶装置1，在低温区时只需把相当于灰度级16的脉冲宽度W16置换为相当于灰度级15的脉冲宽度W15，可使结构高度简化。此外，这种置换意味着低温区的显示灰度级只比常温区显示灰度级16少1，同时表明了在低温区使灰度反转的灰度级15、16成为同一灰度。于是根据本实施形式，不会发生低温区的灰度反转。
如上所述，在本实施形式的液晶装置1中是将相当于灰度级16的脉冲宽度W16置换为相当于灰度级15的脉冲宽度W15，因而使信号TD从L电平反转到H电平，在本实施形式的液晶装置1中，将此时的变为阈值电压Eth1的温度Tth1作为在低温区产生灰度反转的-10℃。在此，当于低温区指定灰度级16、15后，于其驱动信号上叠加高频分量的结果，则如图9(B)所示。成为在相当于频率(中)的V-T特性下驱动液晶。再有，相当于灰度级1的脉冲宽度W1没有变动，亮度也同样无变化。图9(A)表明常温区的V-T特性，这虽然与图18(A)相同，但是是用于与低温区比较的。这在后述的图12(A)中也与此相同。
本实施形式的液晶装置1中，使信号TD从H电平反转到L电平的阈值电压Eth2的温度Tth2，也可与Tth1相同地设定到-10℃。但当液晶板10的温度反复在-10℃附近变化时，信号TD的电平将以短的周期变化。因此会产生灰度级以短的周期变化，难以看清显示的问题。于是在本实施形式的液晶装置1中，将温度Tth2设定偏离温度Tth1-10℃的0℃。这就是说，本实施形式的液晶装置1在判别为低温区或常温区时，由于具有滞后特性，液晶板10的温度(或其周边温度)即便是在温度判别的阈值附近，也能防止灰度级16的脉冲宽度频繁地切换。
下面说明上述形式的应用例。根据上述实施形式的液晶装置1，为了能在低温区使灰度级16的脉冲宽度与灰度级15的脉冲宽度相同，而将显示灰度级比常温区的显示灰度级16少1，但在本实施形式中是使低温区的显示灰度级与常温区的成为相同的数。此外，本应用例与上述的实施形式只是脉冲宽度规定部70中的变换内容有部分不同而其他完全一样。因此，本应用例中只以此不同点为中心进行说明。
图10示明脉冲规定部70中，相对于信号TD的电平的灰度级与脉冲宽度的关系，与图7(B)所示的不同处是信号TD为L电平时灰度级16的脉冲宽度成为W16b。此脉冲宽度W16b满足W16＜W16b＜W15的关系，详细地说，在常温区它比相当的脉冲宽度W16宽，而比暗1级的灰度级15的脉宽W15窄。
这样，在此应用例中，相当于灰度级1、2、8、15、16的脉冲宽度(电压有效值)相对于温度的变化如图11所示。
具体地说，相当于灰度级16的脉冲宽度(电压有效值)当液晶板10的温度从常温区降到Tth1之下时，从W16变更到W16b，另一方面，当该温度从低温区上升到到温度Tth2以上时，则从W16b返回W16。相当于这以外的灰度级1～15的脉冲宽度则与温度无关成为稳定的。此外，图11中仅仅例示了灰度级1、2、8、15、16。
在此应用例中，在低温区由于相当于灰度级16的脉冲宽度16b比常温区的脉冲宽度W16宽，因此在把高频分量叠加到驱动信号上的结果就如图12(B)所示，实质上与灰度级15相同，在相当于频率(中)的V-T特性下驱动液晶。另外，脉冲宽度W16b由于比相当于灰度级15的脉冲宽度W15窄，电压有效值低的结果，使得在该V-T特性中，灰度级16的亮度比灰度级15的亮度更亮。
于是在此应用例中，除了能确保低温区的灰度显示级外，还可防止发生灰度反转。
本发明不限于上述实施形式及其应用例，而是可以有种种变形与应用。
例如本实施形式中进行了在低温区使最亮的灰度级16的脉冲宽度加宽的变更，但也可进行使最暗的灰度级1的脉冲宽度变窄的变更。
根据上述实施形式与应用例，参看图9(B)与图12(B)也可判明，相当于亮1级的灰度级2的脉冲宽度，与温度无关的W2为恒定的。但由于叠加到驱动信号上的频率分量高，阈值电压Vth上升(V-T特性右移)，因而亮度上升。另一方面，相当于最暗灰度级1的脉冲宽度也以与温度无关的W1成为恒定的，但由于频率分量不那样高，阈值电压Vth与灰度级2相比也不为上述那样变化(V-T特性不位移)，因此亮度也不怎样变化。
因此在低温区，灰度级1与灰度级2的亮度差有比常温区扩大的倾向。
于是当最暗的灰度级1的脉冲宽度变窄时，通过使叠加到驱动信号上的高频分量升高，实际上就能在相当于频率(中)的V-T特性下驱动液晶，因而亮度上升。这样，由于能防止低温区的亮度差的扩大，在此意义上也就能防止灰度的紊乱。
显然，在低温区当把最亮的灰度级的脉冲宽度增宽的同时，也可将最暗灰度级的脉冲宽度变窄。
此外，如以前所述，在设定通常的黑色方式时，由于灰度表72的内容规定成随着灰度的变亮而相反地使脉冲宽度增宽，通过使最暗灰度级1的脉冲宽度加宽，也可防止低温区的亮度差扩大，也可以在低温区，使最亮的灰度级的脉冲宽度变窄，同时使最暗的灰度级的脉冲宽度加宽。
上述实施形式中是将脉冲宽度规定部70与信号驱动电路30分别形成，但也可于1块芯片上集成。
另外，上述实施形式中是把液晶板10设为无源矩阵型，但作为有源元件也可采用应用了二端子型元件的液晶装置。图13示明将TFD(薄膜二极管)用作二端子型元件的液晶板10的结构。
如图13所示，在液晶板100上，沿列向延伸形成了n条数据线(分段电极)，同时沿行向延伸地形成了m条扫描线(共用电极)，在数据线与扫描线的各交叉部分上则分别形成了像素90。这里的各像素90由TFD92与液晶电容94串联组成。其中，液晶电容94成为用作对置电极的扫描线与矩形像素电极之间夹持液晶的结构。另一方面，TFD92，如所周知，成为导电体/绝缘体/导电体的夹层结构。因此，TFD92具有电流一电压特性在正负两个方向为非线性的二极管开关特性。在这样的结构中，与施加到数据线上的数据电压无关，当给扫描线上施加使TFD92成为强制导通状态的选择电压时，对应于该扫描线与数据线交叉处的TFD92导通，在与导通的TFD92连接的液晶电容94中蓄积着与该选择电压和该数据电压之差相对应的电荷。电荷蓄积后，对扫描线施加非选择电压，使该TFD92截止，保持液晶电容94的电荷的蓄积。液晶电容94对应于蓄积的电荷量改变液晶的取向状态，而通过偏振片的光量对应于蓄积的电荷量变化。因此，图13中的液晶板与图1相同，通过施加选择电压时的数据电压，对各个像素控制液晶电容中的电荷蓄积量，由此就能进行预定的灰度显示。此外，图14中，TFD92是与数据线相连接，但也可以与扫描线连接。
此外，在把二端子型元件用作有源元件时以及在假定为无源矩阵型时，也可取如下结构由扫描线(共用电极)将1行选择期间(1水平扫描期间)分割为前半期间与后半期间，其中在后半期间将选择电压施加到所选择的扫描线上，同时在该施加期间，将导通电压脉宽调制为数据信号(分段信号)，另一方面，于前半时间给予与应施加给后半时间信号特性相反的信号。
作为有源元件不限于TFD这样的二端子型元件，也可采用TFT之类的三端子型元件。详细说明予以省略，但取下述结构在把三端子型元件用作有源元件时，通过对扫描线施加选择电压，导通与该扫描线连接的TFT，另一方面，通过数据线，根据像素的灰度而给予脉宽调制信号。
在上述实施形式中构成为，在施加选择电压时是在时间上靠近后方时施加导通电压，但也可构成为在时间上靠近前方时施加导通电压。
在实施形式中是用STN型液晶进行说明，但也可用TN型的，或是用在分子的长轴方向与短轴方向上对可见光的吸收上具有各向异性的染料(宾)溶解于有恒定分子排列的液晶(主)中，使染料分子与液晶分子平行排列成的宾主型等的液晶。还可以取在未施加电压时，液晶分子相对于两基板沿垂直方向排列，而在施加电压时，液晶分子相对于两基板沿水平方向排列的所谓垂直取向结构；也还可以取在未施加电压时，液晶分子相对于两基板沿水平方向排列，而在施加电压时液晶分子相对于两基板沿垂直方向排列的所谓平行(水平)取向结构。这样，在本发明中，可以采用多种多样的液晶与取向方式。
另外，不局限于16灰度显示，也可以作为与其相比低灰度的4、8灰度显示，或也可以作为与其相比高灰度的32-64、...的灰度显示。又可以由R(红)、G(绿)、B(蓝)三像素构成1点进行彩色显示。下面举例说明将上述实施形式的液晶装置用于电子设备中。图14是示明将液晶装置1用作显示装置的便携式电话机100的结构的透视图。
如图14所示，便携式电话100除有多个操作钮102外，与受话口104、送话口106一起还有上述的液晶板10。在液晶装置1之中液晶板10之外的结构要素内置于便携式电话机内，外观上不显现。
作为电子设备的例子，除便携式电话机之外，例如还可以有个人计算机、数字静止照像机、液晶电视、取景器型·监视器直视型的磁带录像机、车辆导引装置、传呼机、电子笔记本、台式计算机、字处理机、工作站、电视电话、POS终端、具有触摸屏的设备等，作为这种种电子设备的置示装置，显然是可以采用上述液晶装置1的。于是，不论在任何电子设备中都能由简单结构来实现防止低温区的灰度紊乱。
权利要求
1.一种液晶板的驱动方法，它是通过对夹持液晶的一对电极施加对应于灰度的脉宽调制的驱动信号进行灰度显示，在无电压施加时成为白色显示的液晶板的驱动方法，其特征在于，检测上述液晶板的温度或是设置有该液晶板的环境的温度，判别所检测的温度是否在预定阈值或其以上，当判别所检测的温度在阈值或其以上时，使上述驱动信号的脉冲宽度随着灰度的变亮逐渐变窄地，对应于灰度设定脉冲宽度，另一方面，当判别检测出的温度比阈值低时，则变更脉冲宽度使对应于最亮灰度的脉冲宽度比相当于温度在阈值或其以上时的脉冲宽度宽。
2.如权利要求1所述的液晶板的驱动方法，其特征在于，在判别出检测出的温度比阈值低时，使对应于最亮灰度的脉冲宽度比相当于温度在阈值或其以上时的脉冲宽度宽，而使对应于最暗灰度的脉冲宽度比相当于温度在阈值或其以上时的脉冲宽度窄。
3.一种液晶板的驱动方法，它是通过对夹持液晶的一对电极，施加对应于灰度的脉宽调制的驱动信号进行灰度显示，在施加电压时成为白色显示的液晶板的驱动方法，其特征在于，检测上述液晶板的温度或是设置有该液晶板的环境的温度，判别所检测的温度是否在预定阈值或其以上，当判别所检测的温度在阈值或其以上时，使上述驱动信号的脉冲宽度随着灰度的变亮逐渐变宽地，对应于灰度设定脉冲宽度，另一方面，当判别检测出的温度比阈值低时，则变更脉冲宽度使对应于最亮灰度的脉冲宽度比相当于温度在阈值或其以上时的脉冲宽度窄。
4.如权利要求3所述的液晶板的驱动方法，其特征在于，在判别出检测出的温度比阈值低时，使对应于最亮灰度的脉冲宽度比相当于温度在阈值以上时的脉冲宽度窄，而使对应于最暗灰度的脉冲宽度比相当于温度在阈值或其以上时的脉冲宽度宽。
5.如权利要求1～4中任一项所述的液晶板的驱动方法，其特征在于，当判别所检测出的温度比阈值低时，将对应于最亮灰度的脉冲宽度设定为温度在阈值或其以上时的关系之中对应于预定的中间灰度的脉冲宽度。
6.如权利要求2～4中任一项所述的液晶板的驱动方法，其特征在于，当判别所检测出的温度比阈值低时，将对应于最暗灰度的脉冲宽度设定为温度在阈值或其以上时关系之中对应于预定的中间灰度的脉冲宽度。
7.如权利要求1～4中任一项所述的液晶板的驱动方法，其特征在于，使在检测出的温度判别中具有滞后特性。
8.一种液晶板的驱动方法，它是通过对夹持液晶的一对电极，施加对应于灰度的脉宽调制的驱动信号进行灰度显示，在无施加电压时成为白色显示的液晶板的驱动方法，其特征在于，检测上述液晶板的温度或是设置有该液晶板的环境的温度，判别所检测的温度是否在预定阈值或其以上，当判别所检测的温度在阈值或其以上时，使上述驱动信号的脉冲宽度随着灰度的变亮逐渐变窄地，对应于灰度设定脉冲宽度，另一方面，当判别检测出的温度比阈值低时，则变更脉冲宽度使对应于最暗灰度的脉冲宽度比相当于温度在阈值或其以上时的脉冲宽度窄。
9.一种液晶板的驱动方法，它是通过对夹持液晶的一对电极，施加对应于灰度的脉宽调制的驱动信号进行灰度显示，在施电压时成为白色显示的液晶板的驱动方法，其特征在于，检测上述液晶板的温度或是设置有该液晶板的环境的温度，判别所检测的温度是否在预定阈值或其以上，当判别所检测的温度在阈值或其以上时，使上述驱动信号的脉冲宽度随着灰度的变亮逐渐变宽地，对应于灰度设定脉冲宽度，另一方面，当判别检测出的温度比阈值低时，则变更脉冲宽度使对应于最暗灰度的脉冲宽度比相当于温度在阈值或其以上时的脉冲宽度宽。
10.一种液晶装置，其特征在于，包括通过对夹持液晶的一对电极施加对应于灰度的脉宽调制的驱动信号进行灰度显示，在无电压施加时成为白色显示的液晶板；检测上述液晶板的温度或是设置有该液晶板的环境的温度的温度检测部；判别上述温度检测部检测出的温度是否在预定阈值或其以上的判别部；当由上述判别部判别所检测的温度在阈值或其以上时，使上述驱动信号的脉冲宽度随着灰度变亮而逐渐变窄地，对应于灰度限定脉冲宽度，而当判别出所检测出的温度比阈值低时，则变更脉冲宽度使对应于最亮灰度的脉冲宽度比相当于温度在阈值或其以上时的脉冲宽度宽的脉冲宽度规定部。
11.如权利要求10所述的液晶装置，其特征在于，当上述判别部判别出温度比阈值低时，使对应于最亮灰度的脉冲宽度比相当于温度在阈值或其以上时的脉冲宽度宽，并使对应于最暗灰度的脉冲宽度比相当于温度在阈值或其以上时的脉冲宽度窄。
12.如权利要求10或11所述的液晶装置，其特征在于，上述脉冲宽度规定部包含预存储随着灰度变亮使上述驱动信号的脉冲宽度渐渐变窄的关系的表。
13.一种液晶装置，其特征在于，包括通过对夹持液晶的一对电极施加对应于灰度的脉宽调制的驱动信号进行灰度显示，在电压施加时成为白色显示的液晶板；检测上述液晶板的温度或是设置有该液晶板的环境的温度的温度检测部；判别上述温度检测部检测出的温度是否在预定阈值或其以上的判别部；当由上述判别部判别所检测的温度在阈值或其以上时，使上述驱动信号的脉冲宽度随着灰度变亮而逐渐变宽地，对应于灰度限定脉冲宽度，而当判别出所检测出的温度比阈值低时，则变更脉冲宽度使对应于最亮灰度的脉冲宽度比相当于温度在阈值或其以上时的脉冲宽度窄的脉冲宽度规定部。
14.如权利要求13所述的液晶装置，其特征在于，当上述判别部判别出温度比阈值低时，使对应于最亮灰度的脉冲宽度比相当于温度在阈值或其以上时的脉冲宽度窄，并使对应于最暗灰度的脉冲宽度比相当于温度在阈值或其以上时的脉冲宽度宽。
15.如权利要求13或14所述的液晶装置，其特征在于，上述脉冲宽度规定部包含预存储随着灰度变亮使上述驱动信号的脉冲宽度渐渐变宽的关系的表。
16.如权利要求10～14中任一项所述的液晶装置，其特征在于，上述脉冲宽度规定部，当上述判别部判别出温度比阈值低时，将对应于最亮灰度的脉冲宽度设定为温度在阈值或其以上时的关系中对应于预定的中间灰度的脉冲宽度。
17.如权利要求11或14所述的液晶装置，其特征在于，上述脉冲宽度规定部，当上述判别部判别出温度比阈值低时，将对应于最暗灰度的脉冲宽度设定为温度在阈值或其以上时的关系中对应于预定的中间灰度的脉冲宽度。
18.如权利要求10～14中任一项所述的液晶装置，其特征在于，上述判别部在由上述温度检测部检测出的温度的判别中具有滞后特性。
19.一种液晶装置，其特征在于，包括通过对夹持液晶的一对电极施加对应于灰度的脉宽调制的驱动信号进行灰度显示，在无电压施加时成为白色显示的液晶板；检测上述液晶板的温度或是设置有该液晶板的环境的温度的温度检测部；判别上述温度检测部检测出的温度是否在预定阈值或其以上的判别部；当由上述判别部判别所检测的温度在阈值或其以上时，使上述驱动信号的脉冲宽度随着灰度变亮而逐渐变窄地，对应于灰度限定脉冲宽度，而当判别出所检测出的温度比阈值低时，则变更脉冲宽度使对应于最暗灰度的脉冲宽度比相当于温度在阈值或其以上时的脉冲宽度窄的脉冲宽度规定部。
20.一种液晶装置，其特征在于，包括通过对夹持液晶的一对电极施加对应于灰度的脉宽调制的驱动信号进行灰度显示，在电压施加时成为白色显示的液晶板；检测上述液晶板的温度或是设置有该液晶板的环境的温度的温度检测部；判别上述温度检测部检测出的温度是否在预定阈值或其以上的判别部；当由上述判别部判别所检测的温度在阈值以上时，使上述驱动信号的脉冲宽度随着灰度变亮而逐渐变宽地，对应于灰度限定脉冲宽度，而当判别出所检测出的温度比阈值低时，则变更脉冲宽度使对应于最暗灰度的脉冲宽度比相当于温度在阈值或其以上时的脉冲宽度宽的脉冲宽度规定部。
21.一种电子设备，其特征在于，以如权利要求10～20中任一项所述的液晶装置为其显示装置。
全文摘要
由简易结构来防止低温区的灰度紊乱。在液晶装置(1)中设有检测液晶板(10)的温度的温度检测部(50)；判别检测出的温度是否在预定阈值以上的判别部(60)；当判别温度在阈值以上时，为了能随着温度变亮使相应的驱动信号的脉冲宽度渐渐变窄(宽)，对应于灰度规定脉冲宽度，而当判别温度比阈值低时，则变更脉冲宽度，使对应于最亮灰度的脉冲宽度比相当于温度在阈值以上时的脉冲宽度宽的脉冲宽度规定部(70)。
文档编号G09G3/20GK1580878SQ200410054629
公开日2005年2月16日 申请日期2004年7月22日 优先权日2003年7月31日
发明者饭岛千代明 申请人:精工爱普生株式会社