(57)【要約】【課題】低耐圧のドライバを用いつつ、画質が改善された液晶表示装置を提供する。【解決手段】初期状態がフォーカルコニック状態であり、かつ電圧がゼロから増すときに、反射率が最大値をとる電圧をＶｐｌとし、初期状態がプレーナ状態であり、かつ電圧がゼロから増すときに、反射率が最小値をとる電圧をＶｆｃとするとき、ソースドライバは、（Ｖｐｌ−Ｖｆｃ）以下の電圧を信号線に印加し、コモンドライバは、実質的にＶｆｃに等しい電圧をコモン電極に印加し、全てのラインにおいて、コモン電極がアクティブな期間は、画素電極がアクティブな期間に含まれる。【選択図】図２
2010151896.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マトリクス状に形成された走査線及び信号線と、
前記走査線及び前記信号線の各交点に設けられたスイッチング素子と、
前記スイッチング素子に結合された画素電極と、
前記画素電極に対向するコモン電極と、
前記画素電極と前記コモン電極との間に挟持されたメモリ性を示す液晶層と、
前記画素電極を駆動するソースドライバと、
前記コモン電極を駆動するコモンドライバと、
を備える液晶表示装置であって、
初期状態がフォーカルコニック状態であり、かつ電圧がゼロから増すときに、反射率が最大値をとる電圧をＶｐｌとし、
初期状態がプレーナ状態であり、かつ電圧がゼロから増すときに、反射率が最小値をとる電圧をＶｆｃとするとき、
前記ソースドライバは、（Ｖｐｌ−Ｖｆｃ）以下の電圧を前記信号線に印加し、
前記コモンドライバは、実質的にＶｆｃに等しい電圧を前記コモン電極に印加し、
全てのラインにおいて、コモン電極がアクティブな期間は、画素電極がアクティブな期間に含まれる液晶表示装置。
【請求項２】
前記コモンドライバは、複数の連続するフレームにわたって実質的にＶｆｃに等しい電圧を前記コモン電極に印加する請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
マトリクス状に形成された走査線及び信号線と、
前記走査線及び前記信号線の各交点に設けられたスイッチング素子と、
前記スイッチング素子に結合された画素電極と、
前記画素電極に対向するコモン電極と、
前記画素電極と前記コモン電極との間に挟持されたメモリ性を示す液晶層と、
前記画素電極を駆動するソースドライバと、
前記コモン電極を駆動するコモンドライバと、
を備える液晶表示装置であって、
初期状態がプレーナ状態であり、かつ電圧がゼロから増すときに、反射率が初期反射率をとる範囲の最高電圧をＶｋとするとき、
前記ソースドライバは、実質的に（Ｖｆｃ−Ｖｋ）に等しい電圧を前記信号線に印加し、
前記コモンドライバは、実質的にＶｋに等しい電圧を前記コモン電極に印加し、
全てのラインにおいて、コモン電極がアクティブな期間は、画素電極がアクティブな期間に含まれる液晶表示装置。
【請求項４】
前記コモンドライバは、複数の連続するフレームにわたって実質的にＶｋに等しい電圧を前記コモン電極に印加する請求項３に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
マトリクス状に形成された走査線及び信号線と、
前記走査線及び前記信号線の各交点に設けられたスイッチング素子と、
前記スイッチング素子に結合された画素電極と、
前記画素電極に対向するコモン電極と、
前記画素電極と前記コモン電極との間に挟持されたメモリ性を示す液晶層と、
前記画素電極を駆動するソースドライバと、
前記コモン電極を駆動するコモンドライバと、
を備える液晶表示装置を駆動する方法であって、
初期状態がフォーカルコニック状態であり、かつ電圧がゼロから増すときに、反射率が最大値をとる電圧をＶｐｌとし、
初期状態がプレーナ状態であり、かつ電圧がゼロから増すときに、反射率が最小値をとる電圧をＶｆｃとするとき、
（Ｖｐｌ−Ｖｆｃ）以下の電圧を前記信号線に印加すること、及び
実質的にＶｆｃに等しい電圧を前記コモン電極に印加すること
を含み、
全てのラインにおいて、コモン電極がアクティブな期間は、画素電極がアクティブな期間に含まれる
液晶表示装置を駆動する方法。
【請求項６】
複数の連続するフレームにわたって実質的にＶｆｃに等しい電圧を前記コモン電極に印加する請求項５に記載の液晶表示装置を駆動する方法。
【請求項７】
マトリクス状に形成された走査線及び信号線と、
前記走査線及び前記信号線の各交点に設けられたスイッチング素子と、
前記スイッチング素子に結合された画素電極と、
前記画素電極に対向するコモン電極と、
前記画素電極と前記コモン電極との間に挟持されたメモリ性を示す液晶層と、
前記画素電極を駆動するソースドライバと、
前記コモン電極を駆動するコモンドライバと、
を備える液晶表示装置を駆動する方法であって、
初期状態がプレーナ状態であり、かつ電圧がゼロから増すときに、反射率が初期反射率をとる範囲の最高電圧をＶｋとするとき、
実質的に（Ｖｆｃ−Ｖｋ）に等しい電圧を前記信号線に印加すること、及び
実質的にＶｋに等しい電圧を前記コモン電極に印加すること
を含み、
全てのラインにおいて、コモン電極がアクティブな期間は、画素電極がアクティブな期間に含まれる
液晶表示装置を駆動する方法。
【請求項８】
複数の連続するフレームにわたって実質的にＶｋに等しい電圧を前記コモン電極に印加する請求項７に記載の液晶表示装置を駆動する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置及びその駆動方法に関し、特にコレステリック液晶を用いた液晶表示装置及びその駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、コレステリック液晶（メモリー液晶とも呼ばれる）を用いた液晶表示装置及びその駆動方法が開発されている。ある閾値より高い電圧を液晶層に印加すると、液晶層は、ホメオトロピック状態を経由してプレーナ状態に達する。その後の電圧印加が液晶層の反射率を制御する。
【０００３】
特許文献１は、コレステリック相を呈する液晶材料を用いたアクティブマトリクス型液晶表示装置に関する。
【特許文献１】特開平１０−１０５０８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の装置では、液晶層をホメオトロピック状態からプレーナ状態に遷移させるために、比較的高い電圧（例えば４０Ｖ）を出力するソースドライバが必要となる。このソースドライバは、典型的にはＴＦＴ（thin film transistor、薄膜トランジスタ）を用いて実現される。よってそのようなＴＦＴも高耐圧でなければならない。ところが高耐圧の必要性から、ＴＦＴを用いる他のドライバと共通化できない。その結果、そのようなソースドライバを用いる液晶表示装置も高価になってしまう。
【０００５】
本発明の目的は、より低い耐圧のソースドライバしか必要としない液晶表示装置及びその駆動方法を提供することである。本発明の他の目的は、フレーム内の位置に依存する画素の反射率の差異がより少ない液晶表示装置及びその駆動方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明による液晶表示装置は、マトリクス状に形成された走査線及び信号線と、前記走査線及び前記信号線の各交点に設けられたスイッチング素子と、前記スイッチング素子に結合された画素電極と、前記画素電極に対向するコモン電極と、前記画素電極と前記コモン電極との間に挟持されたメモリ性を示す液晶層と、前記画素電極を駆動するソースドライバと、前記コモン電極を駆動するコモンドライバと、を備え、初期状態がフォーカルコニック状態であり、かつ電圧がゼロから増すときに、反射率が最大値をとる電圧をＶｐｌとし、初期状態がプレーナ状態であり、かつ電圧がゼロから増すときに、反射率が最小値をとる電圧をＶｆｃとするとき、前記ソースドライバは、（Ｖｐｌ−Ｖｆｃ）以下の電圧を前記信号線に印加し、前記コモンドライバは、実質的にＶｆｃに等しい電圧を前記コモン電極に印加し、全てのラインにおいて、コモン電極がアクティブな期間は、画素電極がアクティブな期間に含まれる。
【０００７】
本発明による液晶表示装置は、マトリクス状に形成された走査線及び信号線と、前記走査線及び前記信号線の各交点に設けられたスイッチング素子と、前記スイッチング素子に結合された画素電極と、前記画素電極に対向するコモン電極と、前記画素電極と前記コモン電極との間に挟持されたメモリ性を示す液晶層と、前記画素電極を駆動するソースドライバと、前記コモン電極を駆動するコモンドライバと、を備え、初期状態がプレーナ状態であり、かつ電圧がゼロから増すときに、反射率が初期反射率をとる範囲の最高電圧をＶｋとするとき、前記ソースドライバは、実質的に（Ｖｆｃ−Ｖｋ）に等しい電圧を前記信号線に印加し、前記コモンドライバは、実質的にＶｋに等しい電圧を前記コモン電極に印加し、全てのラインにおいて、コモン電極がアクティブな期間は、画素電極がアクティブな期間に含まれる。
【０００８】
本発明による液晶表示装置を駆動する方法は、マトリクス状に形成された走査線及び信号線と、前記走査線及び前記信号線の各交点に設けられたスイッチング素子と、前記スイッチング素子に結合された画素電極と、前記画素電極に対向するコモン電極と、前記画素電極と前記コモン電極との間に挟持されたメモリ性を示す液晶層と、前記画素電極を駆動するソースドライバと、前記コモン電極を駆動するコモンドライバと、を備える液晶表示装置を駆動し、初期状態がフォーカルコニック状態であり、かつ電圧がゼロから増すときに、反射率が最大値をとる電圧をＶｐｌとし、初期状態がプレーナ状態であり、かつ電圧がゼロから増すときに、反射率が最小値をとる電圧をＶｆｃとするとき、（Ｖｐｌ−Ｖｆｃ）以下の電圧を前記信号線に印加すること、及び実質的にＶｆｃに等しい電圧を前記コモン電極に印加することを含み、全てのラインにおいて、コモン電極がアクティブな期間は、画素電極がアクティブな期間に含まれる。
【０００９】
本発明による液晶表示装置を駆動する方法は、マトリクス状に形成された走査線及び信号線と、前記走査線及び前記信号線の各交点に設けられたスイッチング素子と、前記スイッチング素子に結合された画素電極と、前記画素電極に対向するコモン電極と、前記画素電極と前記コモン電極との間に挟持されたメモリ性を示す液晶層と、前記画素電極を駆動するソースドライバと、前記コモン電極を駆動するコモンドライバと、を備える液晶表示装置を駆動し、初期状態がプレーナ状態であり、かつ電圧がゼロから増すときに、反射率が初期反射率をとる範囲の最高電圧をＶｋとするとき、実質的に（Ｖｆｃ−Ｖｋ）に等しい電圧を前記信号線に印加すること、及び実質的にＶｋに等しい電圧を前記コモン電極に印加することを含み、全てのラインにおいて、コモン電極がアクティブな期間は、画素電極がアクティブな期間に含まれる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明による液晶表示装置及びその駆動方法によれば、ソースドライバは、従来のものより低い電圧しか出力しなくてもよい。そのため低耐圧のドライバを利用できるので、コスト削減ができるという効果を有する。加えて、本発明によれば、フレーム内の垂直方向の位置によらず、コモン電極がアクティブな間には、それぞれの画素に同じ電圧が印加される。そのためラインによる反射率の差が解消又は低減されるという効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。
（コレステリック液晶）
コレステリック液晶は、印加される電圧に依存して、ホメオトロピック（Ｈ）状態、プレーナ（ＰＬ）状態、及びフォーカルコニック（ＦＣ）状態のうちの１つの状態を示し得る。
【００１２】
ホメオトロピック状態は、ある程度高い電圧が印加されているときにだけ呈される状態である。このとき液晶は、螺旋構造が解けている。具体的には、液晶分子の長軸（液晶軸）は電圧の方向（すなわち基板の厚さ方向）に揃っており、入射光は液晶を透過する。
【００１３】
プレーナ状態は、電圧を印加されてホメオトロピック状態を示す状態から、印加されている電圧を急に取り去ったときに示される状態である。このとき液晶分子は、螺旋状に配向される。螺旋の中心軸（螺旋軸）は、基板に垂直の状態である。ここで基板に垂直な方向（すなわち螺旋軸と平行な方向）から光が入射すると、液晶層は、λ＝ｎ・ｐ（λ：波長、ｎ：液晶分子の平均屈折率、ｐ：液晶分子が３６０°ねじれている距離（螺旋ピッチ））で示される波長の光を選択的に反射し、その反射率は高い。この波長以外の光は透過される。
【００１４】
選択的反射の波長が可視光の範囲に入るようパラメータ群を設定すれば、基板裏面（すなわち液晶層の観察側の反対側）に光吸収層を設けることによって、プレーナ状態において選択的反射の色を表示できる。代替として、選択的反射の波長が赤外光の範囲に入るようパラメータ群を設定すれば、赤外光だけが反射され、可視光は光吸収層によって吸収されるので、プレーナ状態において黒色を表示できる。
【００１５】
初期状態がプレーナ状態のとき、液晶層に適当な電圧を印加すると、液晶層は、螺旋軸を基板に平行に配向した状態、すなわちフォーカルコニック状態を示す。フォーカルコニック状態の液晶層は、反射波長の選択性を失い、入射光のほとんどは透過する。基板裏面に光吸収層を設ければ、フォーカルコニック状態で黒色を表示できる。
【００１６】
プレーナ状態とフォーカルコニック状態との中間の状態では、印加される電圧を調整することによって、反射光及び透過光の割合（すなわち反射率）を変えることができる。
【００１７】
コレステリック液晶は、ヒステリシス特性を有しており、上述のように同じ電圧を印加しても電圧印加前の状態に依存して異なる状態になる。つまりコレステリック液晶は、電圧を印加しなくても、プレーナ状態又はフォーカルコニック状態のいずれかを選択的に維持できる「双安定性」を有する。この性質は「メモリ性」とも呼ばれる。このためコレステリック液晶は「メモリ液晶」とも呼ばれる。
【００１８】
（コレステリック液晶の電圧−反射率特性）
図１は、コレステリック液晶層に印加される電圧Ｖ（横軸）に対する、反射率Ｒ（縦軸）を表すグラフ１００である。簡単のために、「コレステリック液晶層に印加される電圧」を単に「電圧」又は「電圧Ｖ」という。
【００１９】
初期状態がフォーカルコニック（ＦＣ）状態１１０であるときは、電圧Ｖの増加に伴い、液晶層は、フォーカルコニック状態１１０、フォーカルコニック状態とプレーナ状態との混在状態１２０、及びプレーナ（ＰＬ）状態１３０へと遷移する。電圧がゼロ〜Ｖｆｃの近傍にあるとき（状態１１０）は、液晶層の反射率Ｒは概ね低いままに維持され、ほとんど変化しない。状態１２０からさらに電圧を増して、電圧Ｖｐｌを超えるとプレーナ状態１３０になり、反射率ＲはＲｐｌに達する。
【００２０】
本明細書において「電圧Ｖｐｌ」は、初期状態がフォーカルコニック状態１１０であり、かつ電圧がゼロから増すときに、反射率Ｒが実質的に最大反射率Ｒｐｌをとる電圧を指す。ここで反射率Ｒが実質的に最大反射率Ｒｐｌをとるとは、ある電圧における反射率が最大反射率Ｒｐｌの約９５％に収まることをいう。その後、徐々に電圧を下げると、液晶は状態１２０を経て、再びフォーカルコニック状態１１０になり、その反射率Ｒは低い値（例えばＲｆｃ）になる。
【００２１】
初期状態がプレーナ（ＰＬ）状態１４０であるときは、電圧Ｖの増加に伴い、液晶層は、プレーナ状態１４０、フォーカルコニック状態とプレーナ状態との混在状態１５０、フォーカルコニック（ＦＣ）状態１６０、フォーカルコニック状態とプレーナ状態との混在状態１７０、及びプレーナ（ＰＬ）状態１３０へと遷移する。電圧がゼロ〜Ｖｋの近傍にあるとき（状態１４０）は、液晶層の反射率Ｒは高い値Ｒｐｌに維持され、ほとんど変化しない。本明細書において「電圧Ｖｋ」は、初期状態がプレーナ状態１４０であり、かつ電圧がゼロから増すときに、反射率Ｒが実質的に初期反射率Ｒｐｌをとる範囲の最高電圧を指す。ここで反射率Ｒが実質的に初期反射率Ｒｐｌをとるとは、ある電圧における反射率が初期反射率Ｒｐｌの約９５％に収まることをいう。
【００２２】
プレーナ状態１４０からさらに電圧を増すと、電圧Ｖｆｃを含む範囲１６０においてフォーカルコニック状態になる。本明細書において「電圧Ｖｆｃ」は、初期状態がプレーナ状態１４０であり、かつ電圧がゼロから増すときに、反射率Ｒが実質的に最小値Ｒｍｉｎをとる電圧を指す。「実質的に最小値をとる」とは、最小値の１００〜１０５％を少なくとも含む値をとることを意味する。ある例では「電圧Ｖｆｃ」は、電圧Ｖｋと電圧Ｖｐｌとのほぼ中点に位置する。電圧Ｖをさらに増して電圧Ｖｐｌを超えると、液晶層はプレーナ状態１３０に達し、反射率ＲはＲｐｌに達する。
【００２３】
プレーナ状態１３０から徐々に電圧を下げると、液晶層は、状態１２０を経てフォーカルコニック状態１１０へと遷移する。状態１２０では、フォーカルコニック状態とプレーナ状態とが混在する。よってこれらの状態では電圧を変えることによって、反射率を変えることができる。
【００２４】
（液晶表示装置の構成）
図２は、本発明のある実施形態による液晶表示装置２００の構成図である。装置２００は、マトリクス状に形成された走査線２１０及び信号線２２０を含む。複数の走査線２１０は、ロウ（行）を構成し、ゲート線又はゲートバスラインとも呼ばれる。走査線Ｙ１、Ｙ２、…、Ｙｍ−１、Ｙｍは総称して走査線２１０と呼ばれる。複数の信号線２２０は、カラム（列）を構成し、ソース線、ソースバスライン、ドレイン線、又はデータ線とも呼ばれる。信号線Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４、…、Ｘ２ｎは総称して信号線２２０と呼ばれる。
【００２５】
走査線２１０及び信号線２２０の各交点には典型的にはＴＦＴであるスイッチング素子が設けられる。例えば、走査線Ｙ１と信号線Ｘ１との交点には、ＴＦＴ２３０が設けられる。ＴＦＴ２３０のゲート電極２３０ｇは、走査線Ｙ１に接続される。ＴＦＴ２３０のソース電極２３０ｓは、信号線Ｘ１に接続される。ＴＦＴ２３０のドレイン電極２３０ｄは、画素電極２４０及び保持容量２４２に接続される。参照番号が付されていない他のＴＦＴ、画素電極などもそれぞれ対応する要素に接続される。
【００２６】
コモン電極２４４は、マトリクス状に配置された複数の画素電極群２４０に対向する。よってコモン電極２４４は、液晶表示装置２００の表示領域を実質的に覆う。図２では、複数のコモン電極２４４が、画素電極２４０に対応するように、多数示される。しかし実際にはコモン電極２４４は、基板のＴＦＴ２３０と反対側上に１枚の電極として設けられる。コモン電極２４４は、共通電極、又は対向電極とも呼ばれる。それぞれの画素電極２４０及びコモン電極２４４の間には液晶層２４６が挟持される。
【００２７】
液晶層２４６は、典型的にはコレステリック液晶を含み、図１を参照して説明した特性を有する。コレステリック液晶としては、例えば、ネマチック液晶、スメクチック液晶、またはこれらの混合物に、カイラル剤を添加したもの等を用いることができる。コレステリック液晶の螺旋ピッチは、例えばネマチック液晶に対するカイラル剤の添加量によって調整できる。
【００２８】
ゲートドライバ２５０は、コントローラ２８０からのゲート制御信号２５２に基づいて、複数の走査線群２１０を駆動する。ゲートドライバ２５０は、走査線２１０を駆動する電力を電源２５４から受け取る。
【００２９】
ソースドライバ２６０は、コントローラ２８０からのソース制御信号２６２に基づいて、複数の信号線群２２０を駆動する。ソースドライバ２６０は、信号線２２０を駆動する電力を電源２６４から受け取る。
【００３０】
コモンドライバ２７０は、コントローラ２８０からのコモン制御信号２７２に基づいて、コモン電極２４４を駆動する。コモンドライバ２７０は、コモン電極２４４を駆動する電力を電源２７４から受け取る。
【００３１】
ゲートドライバ２５０、ソースドライバ２６０、及びコモンドライバ２７０は、下で詳述される所定の電圧波形を印加する機能を有する。そのようなドライバは、高いスルーレートを有することが好ましく、例えばＩＣ（集積回路）又はＬＳＩ（大規模集積回路）として実現され得る。
【００３２】
コントローラ２８０は、画像を表す信号２８２を受け取り、信号２８２に基づいて、ゲート制御信号２５２、ソース制御信号２６２、及びコモン制御信号２７２を発生する。コントローラ２８０は、制御信号２５２、２６２、及び２７２を出力するための電力を電源２８４から受け取る。
【００３３】
図２では、電源２５４、２６４、２７４、２８４は同じ参照符号Ｖｃｃによって示されるが、電源２５４、２６４、２７４、２８４は異なる電圧を供給し得る。
【００３４】
図２の装置の機能ブロックは、典型的にはハードウェアによって実現される。しかし一部又は全ての機能が、ハードウェアおよびソフトウェアの組み合わせによって実現されてもよい。これら機能ブロックは、アモルファスシリコン、多結晶シリコン、及びＣＧ（continuous grain）シリコンのうちの任意のものの上で形成され得る。
【００３５】
（駆動方法）
（実施例１）
図３は、本発明の実施例１による液晶表示装置２００の駆動方法を示す波形図である。横軸は時間を表し、縦軸は各部位の電圧又は電位を表す。図３の信号Ｖｆｒは、垂直同期信号の周期を有する駆動パルス幅を表す。期間ｐ１（時刻ｔ４〜ｔ５）が１フレーム期間に対応する。
【００３６】
ゲート信号Ｖｙ１〜Ｖｙｍは、それぞれ走査線Ｙ１〜Ｙｍに印加される。ゲート信号Ｖｙ１〜Ｖｙｍは、期間ｐ１（時刻ｔ４〜ｔ５）の間、アクティブにされる。
【００３７】
コモン電極電圧Ｖｃｏｍは、期間ｐ１の間、アクティブにされる。このアクティブな期間ｐ１において、コモンドライバ２７０は、コモン電極２４４に電圧（−Ｖｆｃ）（負電圧）を印加する。ここで電圧Ｖｆｃは上で定義された値であり、Ｖｆｃの値自体は、正の値である。ある例ではＶｐｌ＝約４０Ｖ、Ｖｆｃ＝約３０Ｖなので、（Ｖｐｌ−Ｖｆｃ）＝約１０Ｖである。以下「（例えば〜Ｖ）」は、これらの数値に基づいて算出される。この例では、コモンドライバ２７０は、約−３０Ｖの負電圧をコモン電極２４４に印加する。電圧Ｖｐｌ及びＶｆｃのこれら値は、一例であり、他の適切な値であってもよい。
【００３８】
電圧Ｖｓａは、フレーム中の最上ライン（例えば走査線Ｙ１に対応する）の信号線２２０の電圧を表す。ソースドライバ２６０は、期間ｐ２（時刻ｔ１〜ｔ５）の間、電圧（Ｖｐｌ−Ｖｆｃ）の電圧を信号線２２０に印加する。−Ｖｆｃ＝−３０Ｖ、Ｖｐｌ＝４０Ｖである例では、期間ｐ２の電位Ｖｓａは１０Ｖである。
【００３９】
期間ｐ１の間、ゲート信号Ｖｙ１によってＴＦＴ２３０がアクティブにされる。その結果、最上ラインの画素電極２４０の電位Ｖｐｘａは、期間ｐ３（時刻ｔ４〜）の間、電圧（Ｖｐｌ−Ｖｆｃ）（例えば１０Ｖ）に保持される。
【００４０】
液晶層２４６に印加される電圧（Ｖｐｘａ−Ｖｃｏｍ）は、コモン電極２４４に負電圧（−Ｖｆｃ）が印加されるので、電圧Ｖｐｘａと電圧Ｖｆｃとの和になる。具体的には液晶層２４６に印加される電圧（Ｖｐｘａ−Ｖｃｏｍ）は、期間ｐ１の間は電圧Ｖｐｌ（例えば４０Ｖ）であり、期間ｐ４（時刻ｔ５〜）の間は電圧（Ｖｐｌ−Ｖｆｃ）（例えば１０Ｖ）であり、それ以外ではゼロである。
【００４１】
電圧Ｖｓｂは、フレーム中の中間ライン（例えば（ｍ／２）番目の走査線に対応する）の信号線２２０の電圧を表す。ソースドライバ２６０は、期間ｐ５（時刻ｔ２〜ｔ６）の間、電圧（Ｖｐｌ−Ｖｆｃ）の電圧を信号線２２０に印加する。−Ｖｆｃ＝−３０Ｖ、Ｖｐｌ＝４０Ｖである例では、期間ｐ５の電位Ｖｓｂは１０Ｖである。
【００４２】
期間ｐ１の間、ゲート信号Ｖｙ（ｍ／２）（（ｍ／２）番目の走査線に対応するゲート信号）によってＴＦＴ２３０がアクティブにされる。その結果、中間ラインの画素電極２４０の電位Ｖｐｘｂは、期間ｐ３の間、電圧（Ｖｐｌ−Ｖｆｃ）（例えば１０Ｖ）に保持される。
【００４３】
液晶層２４６に印加される電圧（Ｖｐｘｂ−Ｖｃｏｍ）は、コモン電極２４４に負電圧（−Ｖｆｃ）が印加されるので、電圧Ｖｐｘｂと電圧Ｖｆｃとの和になる。具体的には液晶層２４６に印加される電圧（Ｖｐｘｂ−Ｖｃｏｍ）は、期間ｐ１の間は電圧Ｖｐｌ（例えば４０Ｖ）であり、期間ｐ４の間は電圧（Ｖｐｌ−Ｖｆｃ）（例えば１０Ｖ）であり、それ以外ではゼロである。
【００４４】
電圧Ｖｓｃは、フレーム中の最下ライン（例えば走査線Ｙｍに対応する）の信号線２２０の電圧を表す。ソースドライバ２６０は、期間ｐ６（時刻ｔ３〜ｔ７）の間、電圧（Ｖｐｌ−Ｖｆｃ）の電圧を信号線２２０に印加する。−Ｖｆｃ＝−３０Ｖ、Ｖｐｌ＝４０Ｖである例では、期間ｐ６の電位Ｖｓｃは１０Ｖである。
【００４５】
期間ｐ１の間、ゲート信号ＶｙｍによってＴＦＴ２３０がアクティブにされる。その結果、最下ラインの画素電極２４０の電位Ｖｐｘｃは、期間ｐ３の間、電圧（Ｖｐｌ−Ｖｆｃ）（例えば１０Ｖ）に保持される。
【００４６】
液晶層２４６に印加される電圧（Ｖｐｘｃ−Ｖｃｏｍ）は、コモン電極２４４に負電圧（−Ｖｆｃ）が印加されるので、電圧Ｖｐｘｃと電圧Ｖｆｃとの和になる。具体的には液晶層２４６に印加される電圧（Ｖｐｘｃ−Ｖｃｏｍ）は、期間ｐ１の間は電圧Ｖｐｌ（例えば４０Ｖ）であり、期間ｐ４の間は電圧（Ｖｐｌ−Ｖｆｃ）（例えば１０Ｖ）であり、それ以外ではゼロである。
【００４７】
実施例１では、ソースドライバは、電圧（Ｖｐｌ−Ｖｆｃ）を信号線２２０に印加している。しかしこれには限られず、ソースドライバ２６０は、電圧（Ｖｐｌ−Ｖｆｃ）以下の電圧を信号線２２０に印加してもよい。コモンドライバ２７０は、実質的にＶｆｃに等しい電圧をコモン電極２４４に印加する。最上ライン、中間ライン及び最下ラインを含む全てのラインにおいて、コモン電極２４４がアクティブな期間ｐ１（時刻ｔ４〜ｔ５）は、画素電極２４０がアクティブな期間ｐ３（時刻ｔ４〜）に含まれる。よって期間ｐ１（時刻ｔ４〜ｔ５）の間は、同じ電圧Ｖｐｌが全てのラインの液晶層に印加される。具体的には電圧（Ｖｐｘａ−Ｖｃｏｍ）、（Ｖｐｘｂ−Ｖｃｏｍ）、（Ｖｐｘｃ−Ｖｃｏｍ））は、期間ｐ１において、同じ電圧Ｖｐｌである。加えてこれら電圧の波形も同じである。そのためライン間での反射率の差が解消又は低減される。
【００４８】
またソースドライバ２６０は、電圧（Ｖｐｌ−Ｖｆｃ）以下の電圧を信号線２２０に印加すればよいので、低耐圧のドライバを用いることができる。その結果、コスト削減などの効果が得られる。
【００４９】
Ｖｐｌ＝４０Ｖ，Ｖｆｃ＝３０Ｖである具体的な例では、（Ｖｐｌ−Ｖｆｃ）＝１０Ｖである。ソースドライバ２６０は、実質的に１０Ｖに等しい電圧を信号線２２０に印加してもよい。代替としては、１０Ｖ以下の任意の適切な電圧を信号線２２０に印加してもよい。そのような電圧は、例えば、電圧（Ｖｐｌ−Ｖｆｃ）の８０％に相当する８Ｖであってもよい。
【００５０】
（実施例２）
図４は、本発明の実施例２による液晶表示装置２００の駆動方法を示す波形図である。横軸は時間を表し、縦軸は各部位の電圧又は電位を表す。図４のＦｒは、フレームの区切りを表す。図４は、第１フレームから第４フレームの波形を示す。実施例２は、コモンドライバ２７０が複数の連続するフレームにわたって実質的に電圧Ｖｆｃに等しい電圧をコモン電極に印加することを除いて、概ね、実施例１と同じである。
【００５１】
ゲート信号Ｖｙ１、Ｖｙ（ｍ／２）、及びＶｙｍは、それぞれ走査線Ｙ１（フレーム中の最上ライン）、Ｙｍ／２（フレーム中（ｍ／２）番目のライン）、及びＹｍ（フレーム中の最下ライン）に印加される。これらゲート信号は、フレーム内でのライン位置に対応する時刻において、アクティブにされる。走査線Ｙ１はフレーム中の最上ラインに対応するので、ゲート信号Ｖｙ１は、それぞれのフレーム中で最も早くアクティブにされる。走査線Ｙ２はフレーム中の中間ラインに対応するので、ゲート信号Ｖｙ（ｍ／２）は、それぞれのフレーム中の中間でアクティブにされる。走査線Ｙｍはフレーム中の最下ラインに対応するので、ゲート信号Ｖｙｍは、それぞれのフレーム中で最も遅くアクティブにされる。
【００５２】
コモン電極電圧Ｖｃｏｍは、一般に、複数の連続するフレームにわたってアクティブにされる。図４の例では、コモン電極電圧Ｖｃｏｍは、期間ｐｐ１（時刻ｔｔ４〜ｔｔ１０）、すなわち２フレームの間、アクティブにされる。このアクティブな期間ｐｐ１において、コモンドライバ２７０は、コモン電極２４４に電圧（−Ｖｆｃ）（負電圧）を印加する。ここで電圧Ｖｆｃは上で定義された値であり、Ｖｆｃの値自体は、正の値である。ある例ではＶｐｌ＝約４０Ｖ、Ｖｆｃ＝約３０Ｖなので、（Ｖｐｌ−Ｖｆｃ）＝約１０Ｖである。以下「（例えば〜Ｖ）」は、これらの数値に基づいて算出される。この例では、コモンドライバ２７０は、約−３０Ｖの負電圧をコモン電極２４４に印加する。
【００５３】
電圧Ｖｓａは、フレーム中の最上ライン（例えば走査線Ｙ１に対応する）の信号線２２０の電圧を表す。ソースドライバ２６０は、時刻ｔｔ１，ｔｔ４，ｔｔ７から所定の期間、電圧（Ｖｐｌ−Ｖｆｃ）の電圧を信号線２２０に印加する。−Ｖｆｃ＝−３０Ｖ、Ｖｐｌ＝４０Ｖである例では、電位Ｖｓａは１０Ｖである。
【００５４】
ゲート信号Ｖｙ１によってＴＦＴ２３０がアクティブにされる。その結果、最上ラインの画素電極２４０の電位Ｖｐｘａは、期間ｐｐ２（時刻ｔｔ１〜ｔｔ１０）の間、電圧（Ｖｐｌ−Ｖｆｃ）（例えば１０Ｖ）に保持される。
【００５５】
液晶層２４６に印加される電圧（Ｖｐｘａ−Ｖｃｏｍ）は、コモン電極２４４に負電圧（−Ｖｆｃ）が印加されるので、電圧Ｖｐｘａと電圧Ｖｆｃとの和になる。具体的には液晶層２４６に印加される電圧（Ｖｐｘａ−Ｖｃｏｍ）は、期間ｐｐ３（時刻ｔｔ１〜ｔｔ４）の間は電圧（Ｖｐｌ−Ｖｆｃ）（例えば１０Ｖ）であり、期間ｐｐ１の間は電圧Ｖｐｌ（例えば４０Ｖ）であり、それ以外ではゼロである。
【００５６】
電圧Ｖｓｂは、フレーム中の中間ライン（例えば（ｍ／２）番目の走査線に対応する）の信号線２２０の電圧を表す。ソースドライバ２６０は、時刻ｔｔ２，ｔｔ５，ｔｔ８から所定の期間、電圧（Ｖｐｌ−Ｖｆｃ）の電圧を信号線２２０に印加する。−Ｖｆｃ＝−３０Ｖ、Ｖｐｌ＝４０Ｖである例では、電位Ｖｓｂは１０Ｖである。
【００５７】
ゲート信号Ｖｙ（ｍ／２）によってＴＦＴ２３０がアクティブにされる。その結果、中間ラインの画素電極２４０の電位Ｖｐｘｂは、期間ｐｐ４（時刻ｔｔ２〜ｔｔ１１）の間、電圧（Ｖｐｌ−Ｖｆｃ）（例えば１０Ｖ）に保持される。
【００５８】
液晶層２４６に印加される電圧（Ｖｐｘｂ−Ｖｃｏｍ）は、コモン電極２４４に負電圧（−Ｖｆｃ）が印加されるので、電圧Ｖｐｘｂと電圧Ｖｆｃとの和になる。具体的には液晶層２４６に印加される電圧（Ｖｐｘｂ−Ｖｃｏｍ）は、期間ｐｐ５（時刻ｔｔ２〜ｔｔ４）の間は電圧（Ｖｐｌ−Ｖｆｃ）（例えば１０Ｖ）であり、期間ｐｐ１の間は電圧Ｖｐｌ（例えば４０Ｖ）であり、期間ｐｐ６（時刻ｔｔ１０〜ｔｔ１１）の間は電圧（Ｖｐｌ−Ｖｆｃ）（例えば１０Ｖ）であり、それ以外ではゼロである。
【００５９】
電圧Ｖｓｃは、フレーム中の最下ライン（例えば走査線Ｙｍに対応する）の信号線２２０の電圧を表す。ソースドライバ２６０は、時刻ｔｔ３，ｔｔ６，ｔｔ９から所定の期間、電圧（Ｖｐｌ−Ｖｆｃ）の電圧を信号線２２０に印加する。−Ｖｆｃ＝−３０Ｖ、Ｖｐｌ＝４０Ｖである例では、電位Ｖｓｃは１０Ｖである。
【００６０】
ゲート信号ＶｙｍによってＴＦＴ２３０がアクティブにされる。その結果、中間ラインの画素電極２４０の電位Ｖｐｘｃは、期間ｐｐ７（時刻ｔｔ３〜ｔｔ１２）の間、電圧（Ｖｐｌ−Ｖｆｃ）（例えば１０Ｖ）に保持される。
【００６１】
液晶層２４６に印加される電圧（Ｖｐｘｃ−Ｖｃｏｍ）は、コモン電極２４４に負電圧（−Ｖｆｃ）が印加されるので、電圧Ｖｐｘｃと電圧Ｖｆｃとの和になる。具体的には液晶層２４６に印加される電圧（Ｖｐｘｃ−Ｖｃｏｍ）は、期間ｐｐ８（時刻ｔｔ３〜ｔｔ４）の間は電圧（Ｖｐｌ−Ｖｆｃ）（例えば１０Ｖ）であり、期間ｐｐ１の間は電圧Ｖｐｌ（例えば４０Ｖ）であり、期間ｐｐ９（時刻ｔｔ１０〜ｔｔ１２）の間は電圧（Ｖｐｌ−Ｖｆｃ）（例えば１０Ｖ）であり、それ以外ではゼロである。
【００６２】
実施例２でも、ソースドライバは、電圧（Ｖｐｌ−Ｖｆｃ）を信号線２２０に印加している。しかしこれには限られず、ソースドライバ２６０は、電圧（Ｖｐｌ−Ｖｆｃ）以下の電圧を信号線２２０に印加してもよい。コモンドライバ２７０は、実質的にＶｆｃに等しい電圧をコモン電極２４４に印加する。最上ライン、中間ライン及び最下ラインを含む全てのラインにおいて、コモン電極２４４がアクティブな期間ｐｐ１は、画素電極２４０がアクティブな期間ｐｐ２，ｐｐ４，ｐｐ７のいずれにも含まれる。よって期間ｐｐ１の間は、同じ電圧Ｖｐｌが全てのラインの液晶層に印加される。具体的には電圧（Ｖｐｘａ−Ｖｃｏｍ）、（Ｖｐｘｂ−Ｖｃｏｍ）、（Ｖｐｘｃ−Ｖｃｏｍ））は、期間ｐｐ１において、同じ電圧Ｖｐｌである。加えて期間ｐｐ１においては、これら電圧の波形も同じである。そのためライン間での反射率の差が解消又は低減される。
【００６３】
またソースドライバ２６０は、電圧（Ｖｐｌ−Ｖｆｃ）以下の電圧を信号線２２０に印加すればよいので、低耐圧のドライバを用いることができる。その結果、コスト削減などの効果が得られる。
【００６４】
Ｖｐｌ＝４０Ｖ，Ｖｆｃ＝３０Ｖである具体的な例では、（Ｖｐｌ−Ｖｆｃ）＝１０Ｖである。ソースドライバ２６０は、実質的に１０Ｖに等しい電圧を信号線２２０に印加してもよい。代替としては、１０Ｖ以下の任意の適切な電圧を信号線２２０に印加してもよい。そのような電圧は、例えば、電圧（Ｖｐｌ−Ｖｆｃ）の８０％に相当する８Ｖであってもよい。
【００６５】
（実施例３）
実施例３は、ソースドライバ２６０が実質的に電圧Ｖｋに等しい電圧を信号線２２０に印加し、コモンドライバ２７０が実質的に電圧Ｖｋに等しい電圧をコモン電極２４４に印加することを除いて、概ね、実施例１及び２と同じである。代替としては、ソースドライバ２６０は電圧Ｖｋ以下の電圧を信号線２２０に印加し、コモンドライバ２７０は電圧Ｖｋ以下の電圧をコモン電極２４４に印加し得る。
【００６６】
例えば図３を参照して、コモン電極電圧Ｖｃｏｍは、期間ｐ１の間、実質的に電圧−Ｖｋ（前述の定義を参照）に等しい。例えば、電圧Ｖｋが約１０Ｖであるなら、コモンドライバ２７０は、コモン電極２４４に約−１０Ｖを印加する。期間ｐ２の間、ソースドライバ２６０は、最上ラインの信号線２２０に電圧Ｖｋを印加する。期間ｐ５の間、ソースドライバ２６０は、中間ラインの信号線２２０に電圧Ｖｋを印加する。期間ｐ６の間、ソースドライバ２６０は、最下ラインの信号線２２０に電圧Ｖｋを印加する。これにより期間ｐ１の間、液晶層に印加される電圧（Ｖｐｘａ−Ｖｃｏｍ）、（Ｖｐｘｂ−Ｖｃｏｍ）、及び（Ｖｐｘｃ−Ｖｃｏｍ）は、電圧２Ｖｋ（例えば２０Ｖ）になる。
【００６７】
実施例３においても、期間ｐ１の間に液晶層に印加される電圧は、同じ電圧２Ｖｋである。加えて期間ｐ１においては、これら電圧の波形も同じである。そのためライン間での反射率の差が解消又は低減される。
【００６８】
ソースドライバ２６０及びコモンドライバ２７０は、電圧Ｖｋ以下の電圧を印加すればよいので、低耐圧のドライバを用いることができる。その結果、コスト削減などの効果が得られる。液晶層に印加される電圧が低いことを補償するためには、例えば、画素電極への書き込みの前に、全画素を反射状態にリセットすればよい。
【００６９】
実施例２のように、複数の連続するフレームにわたって、ソースドライバ２６０が実質的に電圧Ｖｋに等しい電圧を信号線２２０に印加し、コモンドライバ２７０が実質的に電圧Ｖｋに等しい電圧をコモン電極２４４に印加してもよい。代替としては、ソースドライバ２６０は電圧Ｖｋ以下の電圧を信号線２２０に印加し、コモンドライバ２７０は電圧Ｖｋ以下の電圧をコモン電極２４４に印加し得る。
【００７０】
以上、実施例１〜３を参照して本発明による液晶表示装置及びその駆動方法を説明してきた。
【００７１】
従来の装置では、最下ラインの画素に印加される電圧の波形は、最上ラインの画素に印加される電圧の波形とは異なる。そのため最上ラインと最下ラインとでは液晶層での反射率が異なり、その結果、色のグラデーションが生じていた。
【００７２】
対照的に上記実施例では、表示データのパルス幅は、コモンドライバ２７０によって制御される。換言すれば、データのパルス幅は、コモン電極２４４に印加される電圧によって規定される。一方、電圧Ｖｋ未満の電圧波形は、画質にほとんど影響を与えない。したがってソースドライバ２６０によって印加される信号線の電圧（例えば前述の電圧Ｖｓａ、Ｖｓｂ、Ｖｓｃ）がアクティブな期間は、コモン電極がアクティブな期間（例えば期間ｐ１、ｐｐ１）を含むように、ソースドライバ２６０及びコモンドライバ２７０を制御すればよい。
【００７３】
実施例では液晶層２４６に印加される電圧の最大値は、コモン電極がアクティブな期間の間、一定になる。そのような一定値は、実施例１及び２では、電圧Ｖｐｌであり、実施例３では、電圧２Ｖｋである。これにより表示のグラデーションを解消又は低減できる。
【００７４】
実施例１においてＶｐｌ＝４０Ｖ、Ｖｆｃ＝３０Ｖだと仮定すれば、ソースドライバ２６０は、（Ｖｐｌ−Ｖｆｃ）＝４０Ｖ−３０Ｖ＝１０Ｖを画素電極２４０に印加する。特に電圧（Ｖｐｌ−Ｖｆｃ）（例えば１０Ｖ）が電圧Ｖｋ以下であるなら、電圧（Ｖｐｌ−Ｖｆｃ）の電圧波形は、画質にほとんど影響を与えない。よって（Ｖｐｌ−Ｖｆｃ）≦Ｖｋなる関係が満たされれば、ラインによる反射率の差がほとんど生じないので好ましい。
【００７５】
実施例１及び２では、ソースドライバ２６０は、例えば１０Ｖ出力のような低耐圧ドライバを利用できる。さらに実施例３では、ソースドライバ２６０及びコモンドライバ２７０の両方が、例えば１０Ｖ出力のような低耐圧ドライバを利用できる。低耐圧ドライバの利用は、コスト削減の効果を有する。
【００７６】
液晶層の反射率は、電圧Ｖｆｃのパルスの数が多いほど低くなる。したがって全画素をいったん透過（ＦＣ）状態にしてから、液晶層２４６に電圧を印加すれば、よりコントラストの高い表示が得られる。
【００７７】
実施例１〜３の装置においては、ソースドライバ２６０の印加する電圧を変調することによって、階調表示ができる。表示データから変調された電圧を発生する機能は、例えばコントローラ２８０によって実現できる。
【００７８】
実施例１〜２では、初期状態をフォーカルコニック状態にしてから表示データを書き込むので、事前に十分な透過（ＦＣ）状態にしてから画像を書き込むことができる。そのため透過に対応する暗部の階調表現が改善される、又はコントラストが向上されるという効果を有する。
【００７９】
本明細書において「実質的に等しい」とは、その数値の９５〜１０５％の範囲を少なくとも含むよう意図される。
【００８０】
本発明は、実施形態に限定されず、その精神又は主要な特徴から逸脱することなく他の色々な形で実施することができる。
【００８１】
このように、上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示すものであって、明細書には何ら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明による液晶表示装置及びその駆動方法は、低耐圧のソースドライバを利用できるので、例えばコレステリック液晶を用いた液晶表示装置及びその駆動方法等に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】コレステリック液晶層に印加される電圧Ｖに対する反射率Ｒを表すグラフである。
【図２】本発明のある実施形態による液晶表示装置の構成図である。
【図３】本発明のある実施例による液晶表示装置の駆動方法を示す波形図である。
【図４】本発明の他の実施例による液晶表示装置の駆動方法を示す波形図である。
【符号の説明】
【００８４】
２００    液晶表示装置
２１０    走査線
２２０    信号線
２３０    ＴＦＴ
２４０  画素電極
２４４  コモン電極
２４６  液晶層
２６０  ソースドライバ
２７０  コモンドライバ
【図１】
2010151896.tif 000003
【図２】
2010151896.tif 000004
【図３】
2010151896.tif 000005
【図４】
2010151896.tif 000006