(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基板上に形成された走査線と、前記走査線と交差するように前記第１基板上に形成された信号線と、前記走査線と前記信号線の交差点毎に形成された画素と、前記走査線の電圧によって開閉し、前記信号線から第１極性または第２極性を有する画像信号を前記画素に送出するスイッチング素子と、を複数有するアレイ基板と、
第２基板上に形成された対向電極を有する対向基板と、
前記アレイ基板と前記対向基板との間隙に挟持された単安定化強誘電性液晶材料からなる液晶層と、
を備え、
前記画素は、無電場時に前記液晶層が第１の配向状態にある第１画素と、無電場時に前記液晶層が第２の配向状態にある第２画素とを有し、
前記走査線方向には前記第１画素または前記第２画素のいずれか一方が配列され、
前記信号線方向には、前記第１画素と前記第２画素が交互に配列され、
一つの前記信号線に接続される前記第１画素と前記第２画素とには、前記第１または第２極性の画像信号が同時に印加され、
前記第１極性の画像信号が、前記第１画素の書き込み信号であり、前記第２画素の消去信号であり、
前記第２極性の画像信号が、前記第１画素の消去信号であり、前記第２画素の書き込み信号であり、
画面を画像表示領域と消去領域とに分割する
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
第１基板上に形成された走査線と、前記走査線と交差するように前記第１基板上に形成された信号線と、前記走査線と前記信号線の交差点毎に形成された画素と、前記走査線の電圧によって開閉し、前記信号線から第１極性または第２極性を有する画像信号を前記画素に送出するスイッチング素子と、
を複数有するアレイ基板と、
第２基板上に形成された対向電極を有する対向基板と、
前記アレイ基板と前記対向基板との間隙に挟持された単安定化強誘電性液晶材料からなる液晶層と、
を備え、
前記画素は、無電場時に前記液晶層が第１の配向状態にある第１画素と、無電場時に前記液晶層が第２の配向状態にある第２画素とを有し、
前記走査線方向には前記第１画素または前記第２画素のいずれか一方が配列され、
前記信号線方向には前記第１画素と前記第２画素が交互に配列され、
前記第１極性の画像信号は、前記第１画素の書き込み信号であるとともに前記第２画素の消去信号であり、
前記第２極性の画像信号が、前記第１画素の消去信号であるとともに前記第２画素の書き込み信号であり、
前記第１画素に印加される前記画像信号を当該第１画素と同じ前記信号線に接続される前記第２画素にも印加することにより、画面を画像表示領域と消去領域とに分割する、
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項３】
前記走査線方向で画素毎に書き込み極性を反転させ、前記信号線方向で、画素毎に書き込み極性を反転させることを特徴とする請求項１または２記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記走査線方向で画素毎に書き込み極性を同じ極性とし、前記信号線方向で、画素毎に書き込み極性を反転させることを特徴とする請求項１または２記載の液晶表示装置。
【請求項５】
走査線と、前記走査線と交差するように形成された信号線と、前記走査線と前記信号線との交差点に形成された画素と、前記走査線の電圧によって開閉し、前記信号線から第１極性または第２極性を有する画素信号を前記画素に送出するスイッチング素子とを複数有するアレイ基板と、対向電極を有する対向基板と、前記アレイ基板と前記対向基板とに挟持された単安定化強誘電性液晶材料からなる液晶層とを備え、
前記画素は、前記第１極性の画像信号に応じて透過光を変化させる第１画素と、前記第２極性の画像信号に応じて透過光を変化させる第２画素とを有し、前記走査線方向には前記第１画素または前記第２画素のいずれか一方を配列し、前記信号線方向に前記第１画素と前記第２画素が交互に配列している液晶表示装置において、
一つの前記信号線に接続される前記第１画素と前記第２画素に前記第１または第２極性の画像信号を同時に印加し、前記第１極性の画像信号が、前記第１画素の書き込み信号であり、前記第２画素の消去信号であり、前記第２極性の画像信号が、前記第１画素の消去信号であり、前記第２画素の書き込み信号であり、画面を画像表示領域と消去領域とに分割することを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。
【請求項６】
走査線と、前記走査線と交差するように形成された信号線と、前記走査線と前記信号線との交差点に形成された画素と、前記走査線の電圧によって開閉し、前記信号線から第１極性または第２極性を有する画素信号を前記画素に送出するスイッチング素子とを複数有するアレイ基板と、対向電極を有する対向基板と、前記アレイ基板と前記対向基板とに挟持された単安定化強誘電性液晶材料からなる液晶層とを備え、
前記画素は、前記第１極性の画像信号に応じて透過光を変化させる第１画素と、前記第２極性の画像信号に応じて透過光を変化させる第２画素とを有し、前記走査線方向には前記第１画素または前記第２画素のいずれか一方を配列し、前記信号線方向に前記第１画素と前記第２画素が交互に配列している液晶表示装置において、
前記第１極性の画像信号は、前記第１画素の書き込み信号であるとともに前記第２画素の消去信号であり、
前記第２極性の画像信号が、前記第１画素の消去信号であるとともに前記第２画素の書き込み信号であり、
前記第１画素に印加される前記画像信号を当該第１画素と同じ前記信号線に接続される前記第２画素にも印加することにより、画面を画像表示領域と消去領域とに分割する、
ことを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。
【請求項７】
前記走査線方向で画素毎に書き込み極性を反転させ、前記信号線方向で、画素毎に書き込み極性を反転させることを特徴とする請求項５または６記載の液晶表示装置の駆動方法。
【請求項８】
前記走査線方向で画素毎に書き込み極性を同じ極性とし、前記信号線方向で、画素毎に書き込み極性を反転させることを特徴とする請求項５または６記載の液晶表示装置の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、液晶表示装置及びその駆動方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の画像表示装置としては画像の書込み後、蛍光体の残光時間のみ発光しつづけるインパルス型表示装置（例えばＣＲＴ）と、新たに画像の書込みが行われるまで前フレームの表示を保持しつづけるホールド型表示装置（例えば液晶表示装置（以下、ＬＣＤと呼ぶ））の２種類に大きく分けられる。
【０００３】
ホールド型表示装置の問題点は、動画表示時に生じるボケ現象である。ボケ現象は図２４に示すように動体の動きに眼が追随した場合、前フレームの画像から次フレームの画像へ絵が切り換わる期間も、同じ前フレームの画像が表示され続けらているにもかかわらず、眼が前フレームの画像上を移動しながら観察してしまうことにより発生する。つまり、眼の追随運動は連続性があり細かくサンプリングするため、結果として第１フレームと第２フレームの間の画像を埋めるように観察することでボケとして観察される。
【０００４】
この問題を解決するために、一方の極性で光の透過をアナログ的に制御し、他方の極性では光を透過させない単安定化液晶材料の動作特性を利用し、１フレームを２つのフィールドに分割して、第１のフィールドでは透過、第２のフィールドでは透過しないフィールド反転方式が提案されている（特開２０００−１００７６号公報参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、フィールド反転方式は画像によって保持期間中の電圧変動が大きく異なり、クロストークが発生しやすい。
【０００６】
また、表示領域内の全ての画素が同じ配向状態（例えば第１の配向状態）となっている場合は、１フレームを２つのフィールドに分け、前半のフィールドでは＋極性による書込みを行い、後半のフィールドで−極性による消去を行うことで交流駆動する。図２５はこの場合の信号波形を示しているが、１フレームを２フィールドに分けることで１走査線期間が従来の半分となっている。このことは書込み不足につながり、コントラストの低下が生じる場合がある。このときの駆動方法による表示画面の時間的変移を図２６に示し、図２６中のＴは全走査線数を示している。
【０００７】
本発明は、上記事情を考慮してなされたのであって、第１の目的は、クロストークの発生を可及的に防止することのできる液晶表示装置及び駆動方法を提供することにあり、第２の目的は、極性の異なる書き込みを行ってもコントラストの低下を可及的に防止することのできる液晶表示装置及び駆動方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明による液晶表示装置は、第１基板上に形成された走査線と、前記走査線と交差するように前記第１基板上に形成された信号線と、前記走査線と前記信号線の交差点毎に形成された画素と、前記走査線の電圧によって開閉し、前記信号線から画像信号を前記画素に送出するスイッチング素子と、を複数有するアレイ基板と、第２基板上に形成された対向電極を有する対向基板と、前記アレイ基板と前記対向基板との間隙に挟持された単安定化強誘電性液晶材料からなる液晶層と、を備え、前記画素は、無電場時に前記液晶層が前記第１の配向状態にある第１の画素と、無電場時に前記液晶層が前記第２の配向状態にある第２の画素とを有することを特徴とする。
【０００９】
なお、前記第１画素と前記第２画素が隣接しているように構成しても良い。
【００１０】
なお、第１方向には前記第１画素または第２画素のいずれか一方を配列し、前記第１方向と直交する第２方向に前記第１画素と前記第２画素が交互に配列しているように構成しても良い。
【００１１】
また、本発明による液晶表示装置の駆動方法は、走査線と、前記走査線と交差するように形成された信号線と、前記走査線と前記信号線との交差点に形成された画素と、前記走査線の電圧によって開閉し、前記信号線から第１極性または第２極性を有する画素信号を前記画素に送出するスイッチング素子とを複数有するアレイ基板と、対向電極を有する対向基板と、前記アレイ基板と前記対向基板とに挟持された単安定化強誘電性液晶材料からなる液晶層とを備え、前記画素は、前記第１極性の画像信号に応じて透過光を変化させる第１画素と、前記第２極性の画像信号に応じて透過光を変化させる第２画素とを有し、前記走査線方向には前記第１画素または前記第２画素のいずれか一方を配列し、前記信号線方向に前記第１画素と前記第２画素が交互に配列している液晶表示装置において、
前記第１画素に前記第１極性の画像信号を印加し、前記第２画素に前記第２極性の画像信号を印加して画像書き込みを行うことを特徴とする。
【００１２】
なお、一つの前記信号線に接続される前記第１画素と前記第２画素に前記第１極性の画像信号を同時に印加するようにしても良い。
【００１３】
なお、前記第１極性の画像信号が、前記第１画素の書き込み信号であり、前記第２画素の消去信号であり、前記第２極性の画像信号が、前記第１画素の消去信号であり、前記第２画素の書き込み信号であり、画面を画像表示領域と消去領域とに分割するように構成しても良い。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ詳細に説明するが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではない。
【００１５】
（第１の実施の形態）
本発明による液晶表示装置の第１の実施の形態を図１乃至図４を参照して説明する。この実施の形態の液晶表示装置は、図４に示すように液晶パネル１０と、走査線駆動回路３０と、信号線駆動回路４０と、を備えている。液晶パネル１０は、アレイ基板（図示せず）と、対向基板（図示せず）と、これらの基板間に挟持された液晶層とを備えている。上記アレイ基板は、第１透明基板（図示せず）上に形成された複数の走査線１２と、これら複数の走査線と交差するように上記第１透明基板上に形成された複数の信号線１３と、これらの走査線と信号線との交差点毎に形成された画素電極１４と、画素電極に対応して設けられ、対応する走査線の電圧によって開閉し、対応する信号線からの画像信号を対応する画素電極に送出するスイッチング素子（ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）１５と、を備えている。ＴＦＴ１５は、ゲートが対応する走査線１２に接続され、ソースが対応する信号線１３に接続され、ドレインが対応する画素電極１４に接続された構成となっている。上記対向基板は、上記画素電極に対向するように対向電極が第２透明基板上に設けられている。走査線１２は走査線駆動回路３０によって駆動され、信号線１３は信号線駆動回路４０によって駆動される。
【００１６】
この実施の形態の液晶表示装置に用いられる液晶層は、Ｉｓｏ．−Ｃｈ−ＳｍＣ＊層転移系列を有する強誘電性液晶材料を単安定化した構成の液晶層であって、この液晶層の配向状態を液晶パネル１０の表示領域１１の上部より観察したものを図１に示す。
【００１７】
この液晶層は第１の配向状態と、第２の配向状態とを有している。第１の配向状態は図２（ａ）に示すように、電圧無印加時には一軸性配向処理方向（例えばラビング方向）に液晶分子２１の軸（長軸）が一致し（図２（ａ２）参照）、正極性電圧印加時には印加電圧の大きさに応じてコーン２３上を液晶分子２１が変移し（図２（ａ３）参照）、負極性電圧印加時には一軸性配向処理方向に液晶分子２１が留まる（図２（ａ１）参照）。一方、第２の配向状態は図２（ｂ）に示すように、電圧無印加時には一軸性配向処理方向に液晶分子２１の軸が一致し（図２（ｂ２）参照）、負極性電圧印加時には印加電圧の大きさに応じてコーン２３上を液晶分子２１が変移し（図２（ｂ１）参照）、正極性電圧印加時は一軸性配向処理方向に液晶分子２１が留まる（図２（ｂ３）参照）。ここで液晶層の有する屈折率異方性をΔｎ、セル（液晶パネル）の厚さをｄとし、それらの積をΔｎ×ｄを１／２波長に設定すると、分子の開き角が４５°において最大の輝度が得られる。
【００１８】
図３は第１及び第２の配向状態における電圧−透過曲線を示している。これらの配向状態を形成するためには液晶素子を８０℃以上に加熱後、−１〜−５Ｖ（第１の配向状態を形成）もしくは１〜５Ｖ（第２の配向状態を形成）の直流電圧を各電極間に印加しながら、５０℃近傍まで冷却する。
【００１９】
また同様の特性を示す液晶層（液晶素子）として、液晶性（メタ）アクリレートの光硬化物及び強誘電性液晶の含有物を８０℃程度まで加熱後、−１〜−５Ｖ（第１の配向状態を形成）もしくは１〜５Ｖ（第２の配向状態を形成）の直流電圧を印加しながら波長が３６５ｎｍの紫外線を３０秒間照射させた高分子安定化強誘電性液晶などもある。ただし、この場合は液晶のコーンがラビング軸を中心に形成されるため、配向領域に応じて偏光板の偏光軸を変えるもしくはラビング方向を偏光板の偏光軸に合わせるなどを行わないと充分にコントラストが得られない。この高分子安定化強誘電性液晶を有するセルの配向方法は良く知られているので（特開平１−３２６９０６号公報参照）、更なる説明は省略する。この高分子安定化強誘電性液晶は、本発明による液晶表示装置に用いることができる。
【００２０】
再び図１に戻り、本実施の形態の液晶表示装置の特徴を説明する。本実施の形態の液晶表示装置においては、図１に示すように第１の配向状態を有する画素１６と第２の配向状態を有する画素１６とが交互に配置された構成となっている。このように構成した場合、配向状態が異なる画素１６間において配向むらが生じ、光抜けが発生する場合がありうるため、図５に示すように走査線１２あるいは信号線１３によって配向むら５１を隠すことで光抜けを改善する。また配向むらが画素１６のサイズより大きく信号線では隠せない場合には、図６に示すように、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の画素（以下、ＲＧＢ３つの画素をまとめて絵素と呼ぶ）を同じ配向状態とし、隣接する絵素間で配向状態を異ならせ、絵素間にはブラックマトリックス（以下、ＢＭと呼ぶ）５５を形成することで開口率が低下しないようにすることができる。
【００２１】
次に本実施の形態の液晶表示装置の駆動方法について図７および図８を参照しして説明する。まず、フィールド反転時におけるクロストークの発生を例えば中間調の背景に白ウィンドウを表示する場合について説明する。また以下においては、特に断らない限り無電圧状態では黒表示となるノーマリーブラックモードになるように偏光板をクロスニコルに配置する。図７は中間調の背景に白ウィンドウ５８を表示した表示画像である。図８は、図７に示す表示画像を表示するように、本実施の形態の液晶表示装置を駆動したときの、信号線１３，走査線１２，画素電極１４にかかる電圧波形図を示す。ウィンドウ表示がされる信号線はウィンドウ部分５８が高電圧となるため、ウィンドウ５８の上部の中間調領域の画素電極は信号線と画素電極間の寄生容量によって高電位側にシフトする。このためウィンドウ５８の無い信号線の画素部分の中間調領域より明るくなり、その輝度差が中間調の平均輝度レベルに対して１％以上になると視認され、画質劣化につながる。一方ウィンドウ５８の下部の中間調領域は低電位側にシフトするため、ウィンドウ５８が無い信号線の画素部分の中間調領域より暗くなる。
【００２２】
ここで、信号線毎に極性を反転する信号線反転駆動法を用いると隣接信号線からのカップリングによって逆の極性にシフトする影響を受けるため、ウィンドウ上部の中間調領域の画素にかかる実効電圧がフィールド反転駆動法より小さくなり、それぞれの中間等領域の輝度差も小さくなりクロストークを改善できる。また、走査線毎に極性を反転するライン反転駆動法を用いると、ライン単位でシフトが生じるため信号線と画素間のカップリングによる影響自体が小さくなりクロストークを改善できる。
【００２３】
そこで、本実施の形態の液晶表示装置の駆動方法として、ドット反転駆動方法すなわち、走査線方向で画素毎に書き込み極性を反転させ、信号線方向で画素毎に書き込み極性を反転させる駆動方法を用いれば、上述のような電位シフトを防止することが可能となり、クロストークを大幅に改善することができる。
【００２４】
以上説明したように、本実施の形態のように第１の配向状態にある画素電極と第２の配向状態にある画素電極を表示領域１１内に同時に有することで、書込み期間においても信号線の極性を両方の極性状態とすることができるため、クロストークを大幅に改善できる。
【００２５】
（第２の実施の形態）
次に本発明による液晶表示装置の第２の実施の形態を図９乃至図１１を参照して説明する。この実施の形態の液晶表示装置の構成を図９に示す。この実施の形態の液晶表示装置は、液晶層の配向状態が異なっている以外は第１の実施の形態の液晶表示装置と同じ構成となっている。図９に示すように、行方向（走査線方向）に同じ配向状態、列方向に走査線単位で第１と第２の配向状態を交互に配置した構成となっている。この実施の形態の液晶表示装置の駆動方法はライン反転駆動方法であってこのライン反転駆動方法を図１０を参照して説明する。図１０は上記ライン反転駆動方法によって駆動された本実施の形態の液晶表示装置の信号線１３、走査線１２、画素電極１４の電圧波形を示している。信号線１３の電圧はライン反転を行っており、各走査線１２に対して２回ＯＮ状態となっていることが特徴になる。ここでは全走査線数がＴ（偶数）の場合を示しているが、奇数の場合はダミーの走査線を１本設ける、もしくは走査線選択期を１つ余分に設けることで同じように駆動するができる。
【００２６】
次に上記駆動方法による書込みについて図１０と図１１を参照して説明する。１番目の走査線を選択するとき、１番目の走査線に接続されている画素は第１の配向状態であり、信号線から＋極性で画像信号が印加されることで書込み期間となる（図１１（ａ）参照）。２番目の走査線を選択するとき、２番目の走査線に接続されている画素は第２の配向状態であり、信号線から−極性で画像信号が印加されることで書込み期間となる（図１１（ｂ）参照）。同様にして、Ｔ／２番目の走査線を選択するときは、Ｔ／２番目の走査線に接続されている画素は第２の配向状態であり、信号線から−極性で画像信号が印加されることで書込み期間となるが、同時に１番目の走査線もＯＮ状態として、１番目の走査線に接続されている画素（第１の配向状態であり−極性で消去）を画面消去する（図１１（ｅ）参照）。ここではＴ／２が偶数である仮定している。同じく、Ｔ／２＋１番目の走査線を選択するときは、Ｔ／２＋１番目の走査線に接続されている画素は第１の配向状態であり、信号線から＋極性で画像信号が印加されることで書込み期間となるが、同時に２番目の走査線もＯＮ状態として、２番目の走査線に接続されている画素（第２の配向状態であり＋極性で消去）を画面消去する（図１１（ｆ）参照）。これを繰り返すので、実際には１番目の走査線をＯＮするときはＴ／２番目の走査線もＯＮし、２番目の走査線をＯＮするときはＴ／２＋１番目の走査線もＯＮしている。よって、表示領域の内半分が実際に表示されていることになる（図１１（ｇ）参照）。本方式の駆動方法では１フレームを２フィールドに分けている従来技術とは異なり、異なる画素への逆極性の信号を利用して消去を行っているため、図２５に示す駆動方法の書込み期間の２倍の書込み期間が確保できる。これにより、コントラストの低下を可及的に防止することができる。また、第１の実施の形態の場合と同様にクロストークの発生を可及的に防止することができる。
【００２７】
（第３の実施の形態）
次に本発明の第３の実施の形態を図１２乃至図１７を参照して説明する。この第３の実施の形態は、液晶表示装置の駆動方法であって、画像に応じて表示と非表示の期間を切り換える表示モードが設定できるように構成したものである。図１１では表示期間と非表示期間が等しい（厳密には１／２水平期間異なるが無視しうる値）５０％デューティになっている。ここで次式のように％デューティ比を定義する。
【００２８】
％デューティ比＝表示期間／非表示期間×１００…（１）
ホールド特性による動画のボケを更に改善するために２５％デューティとする場合は、図１２に示すようにＴ／４番目の走査線を選択するときに、同時に１番目目の走査線もＯＮ状態として、１番目の走査線に接続されている画素を画面消去する（図１２（ｃ）、（ｄ）参照）。
【００２９】
基本的には静止画においてデューティ比を大きくし、動画においては動体の移動速度が速くなるにしたがってデューティ比を小さくする。例えば静止画では７５％デューティとし、自然画像など動きの遅い物体が多い画像においては５０％デューティ、ゲームなどの動きの速い物体が多い画像においては２５％デューティに設定する。
【００３０】
ここで、デューティ比が５０％デューティとならない場合に、＋書込み時間と−書込み時間の不釣合いが生じ、直流成分が画素にかかってしまうことで焼き付きが発生すると考えられる。これを改善する方法であるが、例えば２５％デューティにおいて、第１の配向状態にある画素への電圧波形を図１３に示すように１フレームを４つのフィールドに分けて、第１フィールドは＋極性書込みによる表示期間、第３、第４フィールドは＋極性書込みと−極性書込を同時に行う実効電圧０期間とする。ただしこの場合、１水平期間に２００〜３００個の画素を同時に駆動することになるため、１本あたりの信号線容量と信号線駆動回路４０の出力バッファー容量を２００ｐＦ、単位が素容量を１ｐＦとすると、信号線駆動回路４０の２〜３倍の電流供給能力を信号線駆動回路４０が有することになる。一方、７５％デューティにおいては表示を行う極性で直流分が発生するため、非表示期間の極性では消去しきれない。
【００３１】
そこで、過度の電圧をかけられる構成の液晶表示装置を用いる。この液晶表示装置は、図１４に示すように１本前の走査線１２上に補助容量を作るＣｓオンゲート構造を用いる。図１４に示す切断線Ａ−Ａ'で切断したときの上記液晶表示装置の断面図を図１５に示し、切断線Ｂ−Ｂ’で切断したときの断面図を図１６に示す。この液晶表示装置は、ガラス基板６１上に走査線１２が形成されている。また、この走査線を覆うように絶縁膜６２が形成され、この絶縁膜６２上の所定の位置にＴＦＴ１５の活性層となる半導体膜６３が形成されている。この半導体膜６３上の所定の領域にはエッチングストッパ６５が形成され、このエッチングストッパ６５および半導体膜６３の一部が底部で露出するような開口部を有する絶縁膜６４が半導体膜６３上に形成されている。そして、露出した半導体膜６３上には、ＴＦＴ１５のソースおよびドレインとなる高濃度の不純物がドープされた半導体膜６６が形成されている。ＴＦＴ１５のソースおよびドレインとなる半導体膜６６に接続すように信号線１３および画素電極１４が形成された構成となっている。そして、走査線１２と画素電極１４の両方に同時に対向して電極を配置して補助容量６８を形成しているため、走査線１２の電圧変化の影響を受ける。図１７は上記液晶表示装置の等価回路を示している。画素電極に一端が接続された補助容量６８は上記画素電極に対応する走査線１２ではなく、隣接する走査線１２に他端が接続された構成となっている。
【００３２】
また、本実施の形態の駆動方法によて生じる各部の電圧波形を図１８に示す。図１８に示すように、走査線１２は３値出力可能な走査線駆動回路によって駆動され、この走査線駆動回路の出力値の一つはスイッチング素子をＯＮするための電圧Vg ONであり、他の二つの出力値は、スイッチング素子をＯＦＦする２種類の電圧Vg OFF1とVg OFF2になっている。
【００３３】
ここで２ｎ＋１本目の走査線１２に接続されている第１の配向状態の画素（画素電極）を見てみる。画素へ画像信号を書込むため電圧Vg ONを走査線１２に印加し、＋極性で電圧を画素に書込む。７５％デューティに対応してほぼ３／４フレーム期間表示を行った後、スイッチング素子１５を再びＯＮし、他の走査線に接続されている第２の配向状態の画素への書込み信号（−極性）を利用して、画像を消去する。引き続きスイッチング素子をＯＦＦする時は電圧Vg OFF2を印加する。次に、画素電圧を補助容量を介して電圧シフトさせるため、２ｎ番目の走査線の電圧を電圧Vg OFF1より低い電圧Vg OFF2にシフトさせる。この電圧差（Vg OFF1−Vg OFF2）が−極性での書込み期間が短い分を補正する分に相当する。
【００３４】
次に、第２の配向状態にある画素（２ｎ＋２番目の走査線に接続）について説明する。まず、画素へ画像信号を書込むため、電圧Vg ONを走査線に印加し、−極性で電圧を画素に書き込む。７５％デューティに対応してほぼ３／４フレーム期間表示を行った後、スイッチング素子を再びＯＮし、他の走査線に接続されている第１の配向状態の画素への書込み信号（＋極性）を利用して、画像を消去する。引き続きスイッチング素子をＯＦＦする時は電圧Vg OFF1を印加する。次に画素電圧を補助容量を介して電圧シフトさせるため、２ｎ＋１番目の走査線の電圧を電圧Vg OFF2より高い電圧Vg OFF1にシフトさせる。この電圧差が＋極性での書込み期間が短い分を補正する分に相当する。
【００３５】
上記以外に直流分が発生してしまう可能性として、画像に起因するもの（画像起因）と材料に起因するもの（材料起因）が考えられる。画像起因とは消去のために別の極性の画像信号を印加する本実施の形態の駆動方法において、消去するための信号が書込み信号と大きく異なる場合の電位差である。これを改善するためには図１９（ａ）に示すように、複数回にわたって消去信号を加える。複数種類の画像信号が加わることで平均化された信号に変換できる。図１９では６本目毎に消去のための信号を選択しているが、画像に応じてまた焼きつき量に応じて変えることができる。一方、材料起因の問題としては液晶中のイオン性物質の分極が極性によって異なる場合がある。この場合は図１９（ｂ）に示すように、走査線駆動回路を４値とし、スイッチング素子をＯＦＦするための信号レベルを３つに増やす。図１９（ｂ）では第１の配向状態における−極性による消去が第２の配向状態における＋極性による消去より印加電圧が大きくなる場合を説明している。第１の配向状態への補正電圧（Vg_OFF 3−Vg_OFF 1）の方が第２の配向状態への補正電圧（Vg_OFF 2−Vg_OFF 1）より大きくなっている。
｜Vg_OFF 3-Vg_OFF 1｜≧｜Vg_OFF 2-Vg_OFF 1｜‐‐‐（２）
このように走査線への電圧や消去信号の入力回数などは液晶素子（液晶層）が焼きつかないもしくはフリッカが生じない範囲で種々変えることができる。
【００３６】
最後に画像に応じて表示手段を変えるシステムについて説明する。図２０に示すように、画像信号及び同期信号からなる映像信号を受信し、映像信号は動き判別処理部９０及びゲートアレイ８０に入力される。動き判別処理部９０では少なくとも２フレーム分の画像メモリを備えており、前フレームと次フレームの画像の相関を調べ、相関が高い場合には静止画と判断し、相関が低い場合は動画と判断する。また書込み時の画像信号と消去に使う画像信号間においても相関を調べ、相関が高い場合には図１９（ａ）に示したように消去信号の選択数を減らし、相関が低い場合には消去信号の選択数を増やす。後者は特にライン上の各画像について調べ、ライン全体の平均から選択数を決定する。本目的は書き込み時の電圧と消去に使う信号の実効電圧を同等にするためである。ゲートアレイ８０では動き判別処理部９０の出力である表示方式指示信号を受けて、走査線信号波形を決定する。そして、画像信号及び走査線信号が信号線駆動回路４０及び走査線駆動回路３０を介して液晶表示装置１０に入力される。
【００３７】
（第４の実施の形態）
次に、本発明による液晶表示装置の第４の実施の形態を図２１及び図２２をを参照して説明する。この第４の実施の形態の液晶表示装置の構成を図２１に示す。この第４の実施の形態の液晶表示装置は、液晶層の第１と第２の配向状態の配列が図９に示す第２の実施の形態の液晶表示装置と異なっている構成となっている。
【００３８】
図９に示す第２の実施の形態の液晶表示装置においては、第１の配向状態もしくは第２の配向状態の配置が行方向の画素では同一で、列方向の画素では異なる配置、すなわち走査線単位配列となっていたが、第４の実施の形態においては、図２３に示すように、第１の配向状態もしくは第２の配向状態の配置が列方向の画素では同一で、行方向の画素では異なる配置、すなわち信号線単位配列となっている。なお、図１に示す第１の実施の形態の液晶表示装置においては、第１の配向状態と第２の配向状態をドット状に配置した構成、すなわちドット単位配列となっている。
【００３９】
既に説明したように走査線単位配列及びドット単位配列の液晶表示装置においては、１フレーム期間に極性の異なる信号が信号線に入力されるため、書込み期間と消去期間を設けることができる。しかし本実施の形態のように信号線単位配列の場合には、信号線をフレーム毎に反転した場合は実施できない。そのため走査線毎に極性を反転する入力手段が必要になる。図４や図９に示すようなアレイを使った場合は信号線単位配列にすることができない。そこで、本実施の形態においては、図２１に示すように走査線１２毎に、画素電極１４およびＴＦＴ１５と信号線１３との接続を変えるアレイ構成を用いている。すなわち、図２１に示すように奇数番目、例えば第１番目の走査線１２１にゲートが接続されたＴＦＴ１５１１、…１５１４のソースは信号線１３１，…１３４にそれぞれ接続されるが、偶数番目、例えば第２番目の走査線１２２にゲートが接続されたＴＦＴ１５２１、…１５２４のソースは一つ隣へシフトした形で信号線１３２，…１３５にそれぞれ接続される構成となっている。
【００４０】
このように構成された本実施の形態の液晶表示装置を駆動する場合には、図２２に示すように信号線毎、走査線毎に極性が反転している信号を入力することで、信号線単位配列に使用することができる。ただしこの場合、画像を走査線２本おきに１画素分横方向にシフトさせる必要があるが、ゲートアレイから画像信号出力する段階で容易に実施することができる。これにより信号線への画像信号は列方向及び行方向で極性を反転しているため、よりクロストークを改善することができる上に、信号線単位配列のため配向領域を大きくできる。
【００４１】
以上、本発明を図面を参照して各実施の形態で説明したが、本発明は各実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施することが可能である。
【００４２】
【発明の効果】
以上述べたように、クロストークの発生を可及的に防止することができる。また、極性の異なる書き込みを行ってもコントラストの低下を可及的に防止する事ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の液晶表示装置にかかる表示領域における単安定化された液晶層の配向状態を示す図。
【図２】液晶層の配向状態を説明する図。
【図３】本発明に用いられる液晶の電圧−透過曲線を示すグラフ。
【図４】第１の実施の実施の形態の液晶表示装置の構成を示す図。
【図５】第１の実施の形態の液晶表示装置において配向むらを隠すアレイ構成を示す図。
【図６】第１の実施の形態の液晶表示装置において配向むらを隠すアレイ構成を示す図。
【図７】第１の実施の形態の駆動方法を説明するための表示画面図。
【図８】フィールド反転駆動法におけるクロストーク要因を説明する図。
【図９】本発明による第２の実施の形態の液晶表示装置の構成を示す図。
【図１０】第２の実施の形態の液晶表示装置を駆動したときの各部の信号波形図。
【図１１】第２の実施の形態の液晶表示装置を駆動したときの表示画面の時間的推移を示す図。
【図１２】本発明の第３の実施の形態の駆動方法によって駆動したときの表示画面の時間的推移を示す図。
【図１３】第３の実施の形態の駆動方法によって駆動したときの液晶表示装置各部の信号波形図。
【図１４】第３の実施の形態の駆動方法によって駆動される液晶表示装置の別のアレイ構成を示す図。
【図１５】図１４に示す切断線Ａ−Ａ’で切断したときの液晶表示装置の断面図。
【図１６】図１４に示す切断線Ｂ−Ｂ’で切断したときの液晶表示装置の断面図。
【図１７】図１４に示す液晶表示装置の等価回路図。
【図１８】図１７に示す液晶表示装置を第３の実施の形態の駆動方法で駆動したときの各部の信号波形図。
【図１９】図１７に示す液晶表示装置を第３の実施の形態の駆動方法の変形例で駆動したときの各部の信号波形図。
【図２０】表示システムの構成を示すブロック図。
【図２１】本発明の第４の実施の形態のアレイ構成をす示す図。
【図２２】第４の実施の形態の液晶表示装置を駆動したときの各部の信号波形図。
【図２３】信号線単位配列を説明する図。
【図２４】ホールド特性による画像のボケ現象を説明する図。
【図２５】従来の駆動方法を説明する信号波形図。
【図２６】従来の駆動方法によって表示される表示画面の時間的推移を示す図。
【符号の説明】
１０  液晶パネル
１１  表示領域
１２  走査線
１３  信号線
１４  画素電極
１５  スイッチング素子（ＴＦＴ）
１６  画素
２１  液晶分子
２３  コーン
３０  走査線駆動回路
４０  信号線駆動回路
５１  列方向の配向むら
５２  行方向の配向むら
５５  ブラックマトリックス
５８  ウィンドウ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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