(57)【要約】【課題】駆動電圧が低くても高い光透過率を実現できる液晶表示装置を提供する。【解決手段】各サブフレームにおいて、２回のデータ書込み走査を連続して行い、その後、２回のデータ消去走査を連続して行う。データ書込み走査における印加電圧とデータ消去走査における印加電圧とは、実質的に同じ大きさであって極性が逆である。１回目の電圧印加によって液晶が応答した後、セル電荷が減少して液晶の応答性は低下するが、次の同一極性の２回目の電圧印加によって再び印加電圧に応じた電荷が液晶セルに蓄えられて、再度の液晶の応答が起こる。各サブフレーム内で液晶に複数回印加される電圧の大きさの組合せに応じて、ドライバの出力階調数より多い階調数の表示を実現する。【選択図】        図６
2004191837.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
共通電極と複数の画素電極との間に自発分極を有する液晶物質が封入されており、前記複数の画素電極の夫々に対応してスイッチング素子が設けられている液晶表示装置において、一つの期間内で前記スイッチング素子を介して同一極性の電圧を複数回連続して前記液晶物質に印加する手段を備えることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記液晶物質に印加する複数回の電圧の大きさが等しいことを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記液晶物質に印加する複数回の電圧の中の少なくとも２回の電圧の大きさが異なることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項４】
（ｎ＋１）回目（ｎ：自然数）に印加する電圧の大きさは、ｎ回目に印加する電圧の大きさ以上であることを特徴とする請求項３記載の液晶表示装置。
【請求項５】
（ｎ＋１）回目（ｎ：自然数）に印加する電圧の大きさは、ｎ回目の電圧を印加した後で（ｎ＋１）回目の電圧を印加する直前における前記液晶物質での電圧の大きさ以上であることを特徴とする請求項３記載の液晶表示装置。
【請求項６】
所定の階調レベルの表示を行うべく、前記液晶物質に複数回印加される電圧の大きさの組合せを設定するようにしたことを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記液晶物質に電圧を印加する手段の出力階調数に比べて表示の階調数が多いことを特徴とする請求項６記載の液晶表示装置。
【請求項８】
一つの期間内での前記液晶物質への同一極性の電圧印加の回数をＮ回（Ｎ：自然数）とした場合、Ｎ回目の電圧印加によって最も低い階調レベル側の表示を行い、ｊ回目（２≦ｊ≦Ｎ）からＮ回目までの電圧印加の組合せによって順次Ｎ回目の電圧印加による階調レベルより高い階調レベルの表示を行っていき、１回目からＮ回目までの電圧印加の組合せによって最も高い階調レベル側の表示を行うようにしたことを特徴とする請求項６記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記液晶物質に同一極性の電圧が複数回印加された後に、前記電圧と極性が反転して大きさが等しい反転電圧を前記液晶物質に前記複数回と同じ回数印加する手段を備えることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
前記反転電圧の大きさの順序は、前記同一極性の電圧の大きさの順序と逆であることを特徴とする請求項９記載の液晶表示装置。
【請求項１１】
前記反転電圧の１回目の印加の終了に同期してバックライトを消灯するようにしたことを特徴とする請求項９または１０記載の液晶表示装置。
【請求項１２】
共通電極と複数の画素電極との間に自発分極を有する液晶物質が封入されており、前記複数の画素電極の夫々に対応してスイッチング素子が設けられている液晶表示装置において、一つの期間内で前記スイッチング素子を介して同一極性の電圧を複数回連続して前記液晶物質に印加する第１モードと、前記一つの期間内で前記スイッチング素子を介して同一極性の電圧を１回前記液晶物質に印加する第２モードとを切換え可能にしたことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１３】
前記第１モードと前記第２モードとの切換えを、温度に基づいて行うようにしたことを特徴とする請求項１２記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自発分極を有する液晶物質を用い、スイッチング素子のオン／オフ駆動によって画像を表示する液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年のいわゆる情報化社会の進展に伴って、パーソナルコンピュータ，ＰＤＡ（Personal Digital Assistants)等に代表される電子機器が広く使用されるようになっている。このような電子機器の普及によって、オフィスでも屋外でも使用可能な携帯型の需要が発生しており、それらの小型・軽量化が要望されている。そのような目的を達成するための手段の一つとして液晶表示装置が広く使用されている。液晶表示装置は、単に小型・軽量化のみならず、バッテリ駆動される携帯型の電子機器の低消費電力化のためには必要不可欠な技術である。
【０００３】
液晶表示装置は大別すると反射型と透過型とに分類される。反射型は液晶パネルの前面から入射した光線を液晶パネルの背面で反射させてその反射光で画像を視認させる構成であり、透過型は液晶パネルの背面に備えられた光源（バックライト）からの透過光で画像を視認させる構成である。反射型は環境条件によって反射光量が一定しなくて視認性に劣るため、特に、マルチカラーまたはフルカラー表示を行うパーソナルコンピュータ等の表示装置としては一般的に、カラーフィルタを用いた透過型のカラー液晶表示装置が使用されている。
【０００４】
カラー液晶表示装置は、現在、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）などのスイッチング素子を用いたＴＮ（Twisted Nematic)型のものが広く使用されている。このＴＦＴ駆動のＴＮ型液晶表示装置は、ＳＴＮ（Super Twisted Nematic)型に比して表示品質は高いが、液晶パネルの光透過率が現状では４％程度しかないので、高い画面輝度を得るためには高輝度のバックライトが必要になる。このため、バックライトによる消費電力が大きくなってしまう。また、カラーフィルタを用いたカラー表示であるため、１画素を３個の副画素で構成しなければならず、高精細化が困難であり、その表示色純度も十分ではない。
【０００５】
このような問題を解決するために、本発明者等はフィールド・シーケンシャル方式の液晶表示装置を開発している（例えば非特許文献１，２参照）。このフィールド・シーケンシャル方式の液晶表示装置は、カラーフィルタ方式の液晶表示装置と比べて、副画素を必要としないため、より精度が高い表示が容易に実現可能であり、また、カラーフィルタを使わずに光源の発光色をそのまま表示に利用できるため、表示色純度にも優れる。更に光利用効率も高いので、消費電力が少なくて済むという利点も有している。しかしながら、フィールド・シーケンシャル方式の液晶表示装置を実現するためには、液晶の高速応答性（２ｍｓ以下）が必須である。
【０００６】
そこで、本発明者等は、上述したような優れた利点を有するフィールド・シーケンシャル方式の液晶表示装置、または、カラーフィルタ方式の液晶表示装置の高速応答化を図るべく、従来に比べて１００〜１０００倍の高速応答を期待できる自発分極を有する強誘電性液晶等の液晶のＴＦＴ等のスイッチング素子による駆動を研究開発している。強誘電性液晶は、図１３に示すように、電圧印加によってその液晶分子の長軸方向がチルト角θだけ変化する。強誘電性液晶を挟持した液晶パネルを偏光軸が直交した２枚の偏光板で挾み、液晶分子の長軸方向の変化による複屈折を利用して、透過光強度を変化させる。
【０００７】
図１４は、従来のフィールド・シーケンシャル方式の液晶表示装置における表示制御を示すタイムチャートの一例であり、図１４（ａ）は液晶パネルの各ラインの走査タイミング、図１４（ｂ）はバックライトの赤，緑，青各色の点灯タイミングを示す。１フレームを３つのサブフレームに分割し、例えば図１４（ｂ）に示すように第１番目のサブフレームにおいて赤色を発光させ、第２番目のサブフレームにおいて緑色を発光させ、第３番目のサブフレームにおいて青色を発光させる。
【０００８】
一方、図１４（ａ）に示すとおり、液晶パネルに対しては赤，緑，青の各色のサブフレーム中に，画像データの書込み走査と消去走査とを行う。但し、書込み走査の開始タイミングが各サブフレームの開始タイミングと一致するように、また消去走査の終了タイミングが各サブフレームの終了タイミングと一致するようにタイミングを調整し、書込み走査及び消去走査に要する時間はそれぞれ各サブフレームの半分に設定する。書込み走査，消去走査にあっては、同じ画像データに基づく大きさが等しくて極性が異なる電圧が液晶パネルに印加される（例えば特許文献１参照）。
【０００９】
これにより、書込み走査において一方の極性の電圧が印加された場合には、明るい表示が得られ、消去走査において他方の極性の電圧が印加された場合には、略黒表示となる。厳密に言えば、消去走査後においても、書込み走査後と同じ画像が、書込み走査後の画像に比べて非常に低い輝度で表示されている。なお、本明細書においては、輝度が大きい表示画像が得られる走査を”書込み走査”と呼び、輝度が小さい画像または黒画像と見なせる画像が得られる走査を”消去走査”と呼ぶ。
【００１０】
【非特許文献１】
吉原敏明，他（T.Yoshihara, et. al.）:エーエム−エルシーディ’９９ダイジェストオブテクニカルペーパーズ（AM-LCD'99 Digest of Technical Papers,）185頁  1999年発行
【非特許文献２】
吉原敏明，他（T.Yoshihara, et. al.）:エスアイディ’００ダイジェストオブテクニカルペーパーズ（SID'00 Digest of Technical   Papers, ）1176頁  2000年発行
【特許文献１】
特開平１１−１１９１８９号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上述したようなフィールド・シーケンシャル方式の液晶表示装置は、カラーフィルタ方式の液晶表示装置に比べて、光利用効率が高くて消費電力の低減が可能であるが、液晶物質として強誘電性液晶を用いた場合には、強誘電性液晶が自発分極を有するので、ＴＦＴ等のスイッチング素子で駆動した際に、スイッチング素子を介して自発分極の反転に必要な電荷を液晶セルに蓄える必要があり、一般的なネマチック液晶に比べて高い電圧を必要とする。また、電荷を蓄積するための大きな蓄積容量を必要とする。このような問題は、強誘電性液晶を用いるカラーフィルタ方式の液晶表示装置においても同様であり、駆動電圧の低減が求められている。つまり、より低い電圧での高い光透過率の実現が望まれている。
【００１２】
一方、表示品質の向上のために、より多くの表示色の実現（多階調化）の要求も高くなってきている。しかしながら、液晶表示装置は、アナログ階調であるため、階調数が多くなると階調間の電位差が小さくなる。従って、液晶の応答及びドライバの出力偏差の観点から、多階調化が困難であるという問題がある。
【００１３】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、駆動電圧が低くても高い光透過率を実現できる液晶表示装置を提供することを目的とする。
【００１４】
本発明の他の目的は、多階調化を容易に実現して表示品質の向上を図れる液晶表示装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
第１発明に係る液晶表示装置は、共通電極と複数の画素電極との間に自発分極を有する液晶物質が封入されており、前記複数の画素電極の夫々に対応してスイッチング素子が設けられている液晶表示装置において、一つの期間内で前記スイッチング素子を介して同一極性の電圧を複数回連続して前記液晶物質に印加する手段を備えることを特徴とする。
【００１６】
第１発明にあっては、一つの期間（カラーフィルタ方式の場合にはフレーム（１／６０ｓ以下）、フィールド・シーケンシャル方式の場合にはサブフレーム（１／１８０ｓ以下））内で、スイッチング素子を介して同一極性の電圧を２回以上連続して液晶物質に印加する。
【００１７】
自発分極を有する液晶の応答は、図１５に示すように、ゲートオン時の電圧印加によって液晶セルに蓄積された電荷（セル電荷）が、ゲートオフ時に自発分極の応答によって再配分されることによって起こる。従って、液晶セルに蓄積された電荷が大きいほど、液晶は良好に応答して光透過率は高くなる。
【００１８】
よって、第１発明のように、所定間隔をおいて、同一極性の電圧をスイッチング素子を介して２回以上液晶物質に印加する場合には、図１６に示すように、液晶が電圧印加に応じた応答を示し、駆動電圧を高くすることなく高い光透過率を実現することが可能である。これは、ｎ回目（ｎ：自然数）の電圧印加によって液晶が応答した後、セル電荷が減少して液晶の応答性は低下するが、次の同一極性の（ｎ＋１）回目の電圧印加によって再び印加電圧に応じた電荷が液晶セルに蓄えられて、再度の液晶の応答が起こるためである。
【００１９】
従って、一つの期間（フレームまたはサブフレーム）内で同一極性の電圧をスイッチング素子を介して複数回液晶物質に印加することにより、自発分極を有する液晶の高速応答性を維持したまま、駆動電圧を高くすることなく、光透過率即ち輝度の向上が可能である。なお、一つの期間（フレームまたはサブフレーム）をまたいで同一極性の電圧を印加する場合、光透過率は向上するが、自発分極を有する液晶の高速応答性が劣化するため、カラーフィルタ方式の場合には応答性の劣化、フィールド・シーケンシャル方式の場合には混色が発生する。よって、一つの期間（フレームまたはサブフレーム）内で同一極性の電圧を複数回印加する必要がある。
【００２０】
一つの期間（フレームまたはサブフレーム）内で同一極性の電圧をスイッチング素子を介して液晶に複数回印加する際のスイッチング素子の選択時間、例えばスイッチング素子がＴＦＴである場合のゲート選択期間は、極力短くすることが好ましく、具体的には５μｓ以下にすることが望ましい。なぜならば、ゲート選択期間における液晶の応答を極力少なくすることにより、電圧値に応じた安定した中間調表示が可能となるからである。特に、印加電圧の極性を変えた場合の応答性の差による蓄積電荷量の再配分量の差が小さくなり、印加電圧の偏りを抑制できて、画面の焼付きを防止できる。
【００２１】
第２発明に係る液晶表示装置は、第１発明において、前記液晶物質に印加する複数回の電圧の大きさが等しいことを特徴とする。
【００２２】
第２発明にあっては、液晶物質に印加する複数回の電圧のすべての大きさを等しくする。よって、異なる種類の新たなデータを作成する必要がなく、同じ表示データによる同一極性の電圧の複数回の印加によって、光透過率の向上を容易に図れる。
【００２３】
第３発明に係る液晶表示装置は、第１発明において、前記液晶物質に印加する複数回の電圧の中の少なくとも２回の電圧の大きさが異なることを特徴とする。
【００２４】
第３発明にあっては、液晶物質に印加する複数回の電圧の大きさを必ずしもすべて等しくせず、印加する電圧の大きさを変化させて多階調化を図る。
【００２５】
第４発明に係る液晶表示装置は、第３発明において、（ｎ＋１）回目（ｎ：自然数）に印加する電圧の大きさは、ｎ回目に印加する電圧の大きさ以上であることを特徴とする。
【００２６】
第５発明に係る液晶表示装置は、第３発明において、（ｎ＋１）回目（ｎ：自然数）に印加する電圧の大きさは、ｎ回目の電圧を印加した後で（ｎ＋１）回目の電圧を印加する直前における前記液晶物質での電圧の大きさ以上であることを特徴とする。
【００２７】
第４発明にあっては、（ｎ＋１）回目に、その一つ前のｎ回目に印加した電圧以上の電圧を印加する。また、第５発明にあっては、（ｎ＋１）回目に、ｎ回目の電圧を印加した後で（ｎ＋１）回目の電圧を印加する直前における液晶セルでの電圧値以上の電圧を印加する。よって、ｎ回目の電圧印加による光透過率に比べて、（ｎ＋１）回目の電圧印加による光透過率が略同等または高くなるので、ドライバの出力階調数よりも多い階調数の表示を安定して行える。自発分極を有する液晶の場合に、同じ極性の電圧印加によって光透過率を高くすることが容易であっても、光透過率を中間的な値に低くすることは困難であるが、第４，第５発明では、この中間的な光透過率を容易に実現する。（ｎ＋１）回目に印加する電圧の大きさの理想値は、ｎ回目の電圧を印加した後に（ｎ＋１）回目の電圧を印加する直前での液晶セルの電圧値以上である。というのは、これによりｎ回目と（ｎ＋１）回目とでの光透過率を容易に略等しくできるからである。よって、第５発明が理想的であるが、（ｎ＋１）回目の電圧を印加する直前での液晶セルの電圧値は温度等によって変動するため、それを求めることが難しく、印加電圧の制御が困難であるという欠点がある。一方、第４発明のように、（ｎ＋１）回目の印加電圧をｎ回目の印加電圧以上とするようにした場合、（ｎ＋１）回目の電圧値が必ず、ｎ回目の電圧を印加した後で（ｎ＋１）回目の電圧を印加する直前の液晶セルの電圧値以上となるため、印加電圧の制御は容易である。しかしながら、ｎ回目と（ｎ＋１）回目との光透過率を等しくすることが難しく、特にｎ回目と（ｎ＋１）回目との光透過率を中間的な値で等しくすることが困難であるという欠点がある。このように、第４発明，第５発明には互いに相反する利点，欠点が存在するので、状況に応じていずれかの手法を選択すれば良い。
【００２８】
第６発明に係る液晶表示装置は、第１発明において、所定の階調レベルの表示を行うべく、前記液晶物質に複数回印加される電圧の大きさの組合せを設定するようにしたことを特徴とする。
【００２９】
第７発明に係る液晶表示装置は、第６発明において、前記液晶物質に電圧を印加する手段の出力階調数に比べて表示の階調数が多いことを特徴とする。
【００３０】
第８発明に係る液晶表示装置は、第６発明において、一つの期間内での前記液晶物質への同一極性の電圧印加の回数をＮ回（Ｎ：自然数）とした場合、Ｎ回目の電圧印加によって最も低い階調レベル側の表示を行い、ｊ回目（２≦ｊ≦Ｎ）からＮ回目までの電圧印加の組合せによって順次Ｎ回目の電圧印加による階調レベルより高い階調レベルの表示を行っていき、１回目からＮ回目までの電圧印加の組合せによって最も高い階調レベル側の表示を行うようにしたことを特徴とする。
【００３１】
第６発明にあっては、液晶物質に複数回印加される電圧の大きさの組合せに応じて、所定の階調レベルの表示を実現する。第７発明にあっては、液晶物質に複数回印加される電圧の大きさの組合せに応じて、電圧を印加する手段（ドライバ）の出力階調数より多い階調数の表示を実現する。
【００３２】
第８発明による多階調レベルの表示について説明する。１期間（フレームまたはサブフレーム）における同一極性の電圧の印加回数をＮ回とした場合、Ｎ回目の電圧印加によって最も低い階調レベル側の表示を行い、（Ｎ−１）回目とＮ回目との電圧印加の組合せによってＮ回目の電圧印加時よりも高い階調レベルの表示を行い、（Ｎ−２）回目と（Ｎ−１）回目とＮ回目との電圧印加の組合せによって（Ｎ−１）回目とＮ回目との電圧印加時よりも高い階調レベルの表示を行い、以下同様に利用する電圧印加の回数を増加させながらより高い階調レベルの表示を順次行い、１回目からＮ回目までの電圧印加の組合せによって最も高い階調レベル側の表示を行う。
【００３３】
よって、Ｎ回の同一極性の電圧印加によって、階調表示を実現できる。図１７は、階調表示の一例を示す図であり、Ｎは電圧印加の回数、Ｍはドライバの出力階調数である。０階調は、全ての印加電圧を０とする（ａ）。また、Ｎ回目の印加電圧によって（１回目から（Ｎ−１）回目までの印加電圧は０）、１階調から（Ｍ−１）階調までの最も低い階調レベル側の表示を行う（ｂ）。また、（Ｎ−１）回目の変化する印加電圧とＮ回目の一定の印加電圧との組合せによって（１回目から（Ｎ−２）回目までの印加電圧は０）、Ｍ階調から２（Ｍ−１）階調までの表示を行う（ｃ）。以下、同様に各階調の表示を行い、１回目の変化する印加電圧と２回目からＮ回目までの一定の印加電圧との組合せによって｛（Ｎ−１）（Ｍ−１）＋１｝階調からＮ（Ｍ−１）階調までの最も高い階調レベル側の表示を行う（ｄ）。よって、最大で０階調からＮ（Ｍ−１）階調までの階調レベル（階調数：Ｎ（Ｍ−１）＋１）の表示が可能となり、高品質の表示を実現できる。
【００３４】
例えば、Ｎ＝４，Ｍ＝２５６（８ビット）とした場合、つまり８ビットドライバにて同一極性の電圧印加を４回行う場合、０〜１０２０（階調数：１０２１）の表示が可能となる。これを利用してカラー表示を行った場合には、階調数２５６による１６，７７７，２１６（＝２５６3 ）色表示から階調数１０２１による１，０６４，３３２，２６１（＝１０２１3 ）色表示へと大幅に表示色数を増加でき、８ビットドライバで１０ビットドライバ相当の表示が可能となる。
【００３５】
第９発明に係る液晶表示装置は、第１〜第８発明のいずれかにおいて、前記液晶物質に同一極性の電圧が複数回印加された後に、前記電圧と極性が反転して大きさが等しい反転電圧を前記液晶物質に前記複数回と同じ回数印加する手段を備えることを特徴とする。
【００３６】
第１０発明に係る液晶表示装置は、第９発明において、前記反転電圧の大きさの順序は、前記同一極性の電圧の大きさの順序と逆であることを特徴とする。
【００３７】
第９発明にあっては、一方の極性の電圧が複数回印加された後に、他方の極性の電圧が、一方の極性の電圧と大きさが等しく回数も同じにして印加される。よって、液晶へ印加される電圧の偏りが抑制されて、表示の焼付きを防止でき、信頼性が高い表示を実現する。図１８は、この印加電圧のパターンを示す図である。第１０発明のように、図１８（ａ）に示すように、１期間（フレームまたはサブフレーム）において、データ消去走査における他方の極性の印加電圧の大きさの順序は、データ書込み走査における一方の極性の印加電圧の大きさの順序と逆にすることが好ましい。なぜなら、この順序を同じにした場合、特に図１８（ｂ）に示すようにデータ書込み走査時の大きい印加電圧の後にデータ消去走査の０の印加電圧がるある場合、白から黒への応答が悪くなるからである。
【００３８】
第１１発明に係る液晶表示装置は、第９または第１０発明において、前記反転電圧の１回目の印加の終了に同期してバックライトを消灯するようにしたことを特徴とする。
【００３９】
第１１発明にあっては、極性が反転して大きさが等しいデータ消去走査時の１回目の電圧印加の終了時にバックライトを消灯する。よって、バックライトの点灯時間を最小限にでき、消費電力の低減を図れる。また、バックライトが消灯されるので、黒輝度が低下し、コントラスト表示の向上も可能となる。
【００４０】
第１２発明に係る液晶表示装置は、共通電極と複数の画素電極との間に自発分極を有する液晶物質が封入されており、前記複数の画素電極の夫々に対応してスイッチング素子が設けられている液晶表示装置において、一つの期間内で前記スイッチング素子を介して同一極性の電圧を複数回連続して前記液晶物質に印加する第１モードと、前記一つの期間内で前記スイッチング素子を介して同一極性の電圧を１回前記液晶物質に印加する第２モードとを切換え可能にしたことを特徴とする。
【００４１】
第１２発明にあっては、一つの期間（フレームまたはサブフレーム）内でスイッチング素子を介して同一極性の電圧を複数回液晶物質に印加する第１モードと、一つの期間内でスイッチング素子を介して同一極性の電圧を一回だけ液晶物質に印加する第２モードとが切換え可能である。よって、用途に応じた駆動シーケンスの変更が可能である。例えば、表示品質を高めたい場合には、液晶への電圧印加の回数が多い第１モードを選択し、消費電力を抑えたい場合には、液晶への電圧印加の回数が少ない第２モードを選択することが可能である。
【００４２】
第１３発明に係る液晶表示装置は、第１２発明において、前記第１モードと前記第２モードとの切換えを、温度に基づいて行うようにしたことを特徴とする。
【００４３】
第１３発明にあっては、温度に基づいて第１モードと第２モードとの切換えを行う。これにより、特に低温時での輝度向上を図れる。なぜなら、低温時には第１モードを選択することにより、低温における液晶の応答性低下に伴う光透過率の低下を、液晶への複数回の電圧印加によって抑制できるからである。
【００４４】
本発明の液晶表示装置では、液晶材料として強誘電性液晶材料を用いている。よって、フィールド・シーケンシャル方式の液晶表示装置の場合、表示に必要な２ｍｓ以下の高速応答を実現できて安定した表示が可能であり、カラーフィルタ方式の液晶表示装置の場合、高速応答性を図れる。また、本発明の液晶表示装置は、スイッチング素子のオン／オフ駆動に同期して光源の発光色を時分割的に切り換えることにより、フィールド・シーケンシャル方式にてカラー表示を行う。フィールド・シーケンシャル方式を用いることにより、高精細、高速応答及び高色純度の表示が可能である。また、本発明の液晶表示装置は、光源からの白色光を複数色のカラーフィルタで選択的に透過させることにより、カラーフィルタ方式にてカラー表示を行う。カラーフィルタ技術を利用したまま、自発分極を有する液晶の特徴を追加できて、応答性に優れる。
【００４５】
【発明の実施の形態】
本発明をその実施の形態を示す図面を参照して具体的に説明する。なお、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。
【００４６】
（第１実施の形態）
図１は第１実施の形態による液晶表示装置の回路構成を示すブロック図、図２は液晶パネル及びバックライトの模式的断面図、並びに、図３は液晶表示装置の全体の構成例を示す模式図である。
【００４７】
図１において、２１，２２は図２に断面構造が示されている液晶パネル，バックライトを示している。バックライト２２は、図２に示されているように、ＬＥＤアレイ７と導光及び光拡散板６とで構成されている。図２及び図３で示されているように、液晶パネル２１は上層（表面）側から下層（背面）側に、偏光フィルム１，ガラス基板２，共通電極３，ガラス基板４，偏光フィルム５をこの順に積層して構成されており、ガラス基板４の共通電極３側の面にはマトリクス状に配列された画素電極４０，４０…が形成されている。
【００４８】
これら共通電極３及び画素電極４０，４０…間にはデータドライバ３２及びスキャンドライバ３３等よりなる駆動部５０が接続されている。データドライバ３２は、信号線４２を介してＴＦＴ４１と接続されており、スキャンドライバ３３は、走査線４３を介してＴＦＴ４１と接続されている。ＴＦＴ４１はデータドライバ３２及びスキャンドライバ３３によりオン／オフ制御される。また個々の画素電極４０，４０…は、ＴＦＴ４１に接続されている。そのため、信号線４２及びＴＦＴ４１を介して与えられるデータドライバ３２からの信号により、個々の画素の透過光強度が制御される。なお、データドライバ３２は、８ビットのデータドライバであって、その出力階調数は２５６である。
【００４９】
ガラス基板４上の画素電極４０，４０…の上面には配向膜１２が、共通電極３の下面には配向膜１１がそれぞれ配置され、これらの配向膜１１，１２間に液晶物質が充填されて液晶層１３が形成される。なお、１４は液晶層１３の層厚を保持するためのスペーサである。
【００５０】
バックライト２２は、液晶パネル２１の下層（背面）側に位置し、発光領域を構成する導光及び光拡散板６の端面に臨ませた状態でＬＥＤアレイ７が備えられている。このＬＥＤアレイ７は、導光及び光拡散板６と対向する面に３原色、即ち赤，緑，青の各色を発光するＬＥＤ素子を１チップとした１０灯のＬＥＤを有する。そして、赤，緑，青の各サブフレームにおいては赤，緑，青のＬＥＤ素子をそれぞれ点灯させる。導光及び光拡散板６はこのＬＥＤアレイ７の各ＬＥＤからの光を自身の表面全体に導光すると共に上面へ拡散することにより、発光領域として機能する。
【００５１】
この液晶パネル２１と、赤，緑，青の時分割発光が可能であるバックライト２２とを重ね合わせる。このバックライト２２の点灯タイミング及び発光色は、液晶パネル２１の画像データの書込み走査／消去走査に同期して制御される。
【００５２】
図１において、３１は、パーソナルコンピュータから同期信号ＳＹＮが入力され、表示に必要な各種の制御信号ＣＳを生成する制御信号発生回路である。画像メモリ部３０からは画素データＰＤが、データドライバ３２へ出力される。画素データＰＤ、及び、印加電圧の極性を変えるための制御信号ＣＳに基づき、データドライバ３２を介して液晶パネル２１には、極性が異なり大きさが略等しい電圧が、データ書込み走査時とデータ消去走査時とにそれぞれ印加される。
【００５３】
また制御信号発生回路３１からは制御信号ＣＳが、基準電圧発生回路３４，データドライバ３２，スキャンドライバ３３及びバックライト制御回路３５へそれぞれ出力される。基準電圧発生回路３４は、基準電圧ＶＲ１及びＶＲ２を生成し、生成した基準電圧ＶＲ１をデータドライバ３２へ、基準電圧ＶＲ２をスキャンドライバ３３へそれぞれ出力する。データドライバ３２は、画像メモリ部３０からの画素データＰＤと制御信号発生回路３１からの制御信号ＣＳとに基づいて、画素電極４０の信号線４２に対して信号を出力する。この信号の出力に同期して、スキャンドライバ３３は、画素電極４０の走査線４３をライン毎に順次的に走査する。またバックライト制御回路３５は、駆動電圧をバックライト２２に与えて、バックライト２２から赤色光，緑色光，青色光をそれぞれ発光させる。
【００５４】
次に、本発明に係る液晶表示装置の動作について説明する。パーソナルコンピュータから画像メモリ部３０へ表示用の画素データＰＤが入力され、画像メモリ部３０は、この画素データＰＤを一旦記憶した後、制御信号発生回路３１から出力される制御信号ＣＳを受け付けた際に、この画素データＰＤを出力する。制御信号発生回路３１で発生された制御信号ＣＳは、データドライバ３２と、スキャンドライバ３３と、基準電圧発生回路３４と、バックライト制御回路３５とに与えられる。基準電圧発生回路３４は、制御信号ＣＳを受けた場合に基準電圧ＶＲ１及びＶＲ２を生成し、生成した基準電圧ＶＲ１をデータドライバ３２へ、基準電圧ＶＲ２をスキャンドライバ３３へそれぞれ出力する。
【００５５】
データドライバ３２は、制御信号ＣＳを受けた場合に、画像メモリ部３０から出力された画素データＰＤに基づいて、画素電極４０の信号線４２に対して信号を出力する。スキャンドライバ３３は、制御信号ＣＳを受けた場合に、画素電極４０の走査線４３をライン毎に順次的に走査する。データドライバ３２からの信号の出力及びスキャンドライバ３３の走査に従ってＴＦＴ４１が駆動し、画素電極４０に電圧が印加され、画素の透過光強度が制御される。
【００５６】
バックライト制御回路３５は、制御信号ＣＳを受けた場合に駆動電圧をバックライト２２に与えてバックライト２２のＬＥＤアレイ７が有している赤，緑，青の各色のＬＥＤ素子を時分割して発光させて、経時的に赤色光，緑色光，青色光を順次発光させる。
【００５７】
以下、具体例について説明する。画素電極４０，４０…（画素数６４０×４８０，電極面積６×１０-5ｃｍ2 ，対角３．２インチ）を有するＴＦＴ基板と共通電極３を有するガラス基板２とを洗浄した後、ポリイミドを塗布して２００℃で１時間焼成することにより、約２００Åのポリイミド膜を配向膜１１，１２として成膜した。更に、これらの配向膜１１，１２をレーヨン製の布でラビングし、ラビング方向が平行となるようにこれらの２枚の基板を重ね合わせ、両者間に平均粒径１．６μｍのシリカ製のスペーサ１４でギャップを保持した状態で重ね合わせて空パネルを作製した。この空パネルの配向膜１１，１２間に、ナフタレン系液晶を主成分として、双安定型の電気光学応答を示す強誘電性液晶材料を封入して液晶層１３とした。封入した液晶材料の自発分極の大きさは８ｎＣ／ｃｍ2 、チルト角θは２０°であった。作製したパネルをクロスニコル状態の２枚の偏光フィルム１，５で挟んで液晶パネル２１とし、一方の極性の電圧を印加したときの液晶分子ダイレクタの平均分子軸と一方の偏光フィルムの偏光軸とを略一致させて暗状態になるようにした。
【００５８】
このようにして作製した液晶パネル２１と、赤，緑，青の単色面発光スイッチングが可能なＬＥＤアレイ７を光源としたバックライト２２とを重ね合わせ、図４に示すような駆動シーケンスに従って、フィールド・シーケンシャル方式によるカラー表示を行った。
【００５９】
図４は、第１実施の形態における表示制御を示すタイムチャートであり、図４（ａ）は液晶パネル２１の各ラインの走査タイミング、図４（ｂ）はバックライト２２の赤，緑，青各色の点灯／非点灯タイミングを示す。１フレームを３つのサブフレームに分割し、例えば１フレーム内の第１番目のサブフレームにおいて赤のＬＥＤ素子を点灯させて赤色の画像データの書込み／消去走査を行い、次の第２番目のサブフレームにおいて緑のＬＥＤ素子を点灯させて緑色の画像データの書込み／消去走査を行い、最後の第３番目のサブフレームにおいて青のＬＥＤ素子を点灯させて青色の画像データの書込み／消去走査を行う。
【００６０】
各サブフレームにおいて、２回のデータ書込み走査を連続して行い、その後、２回のデータ消去走査を連続して行った。１回のデータ書込み走査及びデータ消去走査に要する時間は何れもサブフレームの２５％である。２回のデータ書込み走査における印加電圧の大きさは等しく、２回のデータ消去走査における印加電圧の大きさは等しい。また、データ書込み走査における印加電圧とデータ消去走査における印加電圧とは、実質的に同じ大きさであって極性が逆である。なお、バックライト２２は、常時点灯させた。
【００６１】
図５は、印加電圧−透過光強度特性を示すグラフであり、約５Ｖの印加電圧にて光透過率が飽和した。また、バックライト２２の消費電力は、１．９Ｗであった。
【００６２】
（第２実施の形態）
バックライト２２を一時的に消灯する第２実施の形態について説明する。なお、液晶表示装置の回路構成及びその動作、並びに、液晶パネル２１の構成は、第１実施の形態と同様であるので、それらの説明は省略する。
【００６３】
図６は、第２実施の形態における表示制御を示すタイムチャートであり、図６（ａ）は液晶パネル２１の各ラインの走査タイミング、図６（ｂ）はバックライト２２の赤，緑，青各色の点灯／非点灯タイミングを示す。
【００６４】
各サブフレームにおいて、第１実施の形態と同様に、同じ印加電圧値で２回のデータ書込み走査を連続して行い、その後、同じ印加電圧値で２回のデータ消去走査を連続して行った。なお、第１実施の形態と同様に、データ書込み走査における印加電圧とデータ消去走査における印加電圧とは、実質的に同じ大きさであって極性が逆である。
【００６５】
第２実施の形態では、バックライト２２を常時点灯させる第１実施の形態とは異なり、各サブフレームにおいて、１回目のデータ書込み走査の開始タイミングに同期してバックライト２２を点灯させ、１回目のデータ消去走査の終了タイミングに同期してバックライト２２を消灯させた。
【００６６】
印加電圧−透過光強度特性を調べた結果、第１実施の形態と同様な特性（図５参照）が得られ、約５Ｖの印加電圧にて光透過率が飽和した。また、バックライト２２の消費電力は、１．４Ｗであり、第１実施の形態よりも低かった。
【００６７】
（比較例）
上述した第１，第２実施の形態と同様の液晶パネル及びバックライトを使用して図１４に示すような従来の駆動シーケンス（各サブフレームにおいて、１回のデータ書込み走査及び１回のデータ消去走査を実行）に従って、カラー表示を行った。
【００６８】
図７は、印加電圧−透過光強度特性を示すグラフであり、約７Ｖの高い印加電圧にて光透過率が飽和した。また、バックライト２２の消費電力は、１．９Ｗであった。
【００６９】
（第３実施の形態）
データ書込み走査時及びデータ消去走査時における各回の印加電圧の大きさを異ならせた第３実施の形態について説明する。なお、液晶表示装置の回路構成及びその動作は、第１実施の形態と同様であるので、それらの説明は省略する。
【００７０】
まず、第１実施の形態と全く同様に、空パネルを作製した。この空パネルの配向膜１１，１２間に、高温側から等方相−コレステリック相−カイラルスメクチックＣ相の相転移系列を示し、単安定型の電気光学応答を示す強誘電性液晶材料を封入して液晶層１３とし、コレステリック相からカイラルスメクチックＣ相への転移温度±３℃（１００〜９４℃）にて、液晶層１３に直流１０Ｖを印加することで配向処理を行った。配向処理は、液晶を等方相（１２０℃）まで一旦昇温させ、その後の冷却速度を−１℃／分に固定し、室温（２５℃）まで冷却することとした。このような配向処理により、一様な液晶配向を得ることができた。封入した液晶材料の自発分極の大きさは１１ｎＣ／ｃｍ2 、電圧無印加時の液晶分子ダイレクタの平均分子軸と電圧印加時の液晶分子ダイレクタの平均分子軸とのなす角の最大値は４２°であった。作製したパネルをクロスニコル状態の２枚の偏光フィルム１，５で挟んで液晶パネル２１とし、電圧を印加しないときの液晶分子ダイレクタの平均分子軸と一方の偏光フィルムの偏光軸とを略一致させて暗状態になるようにした。
【００７１】
このようにして作製した液晶パネル２１と、赤，緑，青の単色面発光スイッチングが可能なＬＥＤアレイ７を光源としたバックライト２２とを重ね合わせ、図６に示したような駆動シーケンスに従って、フィールド・シーケンシャル方式によるカラー表示を行った。
【００７２】
各サブフレームにおいて、２回のデータ書込み走査を連続して行い、その後、２回のデータ消去走査を連続して行った。データ書込み走査及データ消去走査夫々における２回の印加電圧の大きさは必ずしも等しくせず、２回目の走査による印加電圧値を１回目の走査による印加電圧値以上とした。また、データ書込み走査とデータ消去走査とにおける各画素の印加電圧は、実質的に同じ大きさであって極性が逆である電圧とした。
【００７３】
バックライト２２は、第２実施の形態と同様に、各サブフレームにおいて、１回目のデータ書込み走査の開始タイミングに同期して点灯させ、１回目のデータ消去走査の終了タイミングに同期して消灯させた。
【００７４】
図８は、このような書込み回数（Ｎ）が２回であって、ドライバ出力階調数（Ｍ）が２５６である場合の階調表示の一例を示す図である。各サブフレームにおいて、２回目の電圧印加（データ書込み走査）によって低階調レベル側（０〜２５５階調）の表示を行い、１回目と２回目との電圧印加（データ書込み走査）の組合せによって２回目の電圧印加（データ書込み走査）における階調表示よりも高い（明るい）階調レベル（２５６〜５１０階調）の表示を行った。
【００７５】
なお、図８から明らかなように、１回目の走査における光透過率が略０ではない場合、２回目の走査における光透過率が略最大となるように印加電圧を調整した。つまり、２回目の走査における印加電圧は、印加可能な最大の電圧（飽和電圧）とした。
【００７６】
以上のようにして、各色において、データドライバ３２の出力階調である０〜２５５階調（階調数２５６）よりも多い０〜５１０階調（階調数５１１）の表示を行えて、高品質の表示を実現できた。
【００７７】
（第４実施の形態）
データ書込み走査時及びデータ消去走査時における各回の印加電圧の大きさを異ならせた第４実施の形態について説明する。なお、液晶表示装置の回路構成及びその動作は、第１実施の形態と同様であり、液晶パネル２１の構成は、第３実施の形態と同様であるので、それらの説明は省略する。
【００７８】
第３実施の形態と同様に、図６に示したような駆動シーケンスに従って、フィールド・シーケンシャル方式によるカラー表示を行った。各サブフレームにおいて、２回のデータ書込み走査を連続して行い、その後、２回のデータ消去走査を連続して行った。データ書込み走査及びデータ消去走査夫々における２回の印加電圧の大きさは必ずしも等しくせず、２回目の走査による印加電圧値を２回目の走査直前のセル電圧値以上とした。また、データ書込み走査とデータ消去走査とにおける各画素の印加電圧は、実質的に同じ大きさであって極性が逆である電圧とした。
【００７９】
バックライト２２は、第２実施の形態と同様に、各サブフレームにおいて、１回目のデータ書込み走査の開始タイミングに同期して点灯させ、１回目のデータ消去走査の終了タイミングに同期して消灯させた。
【００８０】
第３実施の形態と同様に、図８に示すように、２回目の電圧印加（データ書込み走査）によって低階調レベル側（０〜２５５階調）の表示を行い、１回目と２回目との電圧印加（データ書込み走査）の組合せによって２回目の電圧印加（データ書込み走査）における階調表示よりも高い（明るい）階調レベル（２５６〜５１０階調）の表示を行った。１回目の走査における光透過率が略０ではない場合、２回目の走査における光透過率が略最大となるように印加電圧を調整した。
【００８１】
以上のようにして、各色において、データドライバ３２の出力階調である０〜２５５階調（階調数２５６）よりも多い０〜５１０階調（階調数５１１）の表示を行えて、高品質の表示を実現できた。
【００８２】
（第５実施の形態）
各サブフレーム内において、周囲の温度に基づいて電圧印加（データ書込み走査／消去走査）の回数を選択可能とした第５実施の形態について説明する。
【００８３】
図９は第５実施の形態における液晶表示装置の回路構成を示すブロック図である。図９において、図１と同一または同様の部材には同一番号を付している。なお、第５実施の形態における液晶パネルは、使用する液晶材料も含めて、第３，第４実施の形態のものと同一である。
【００８４】
図９において、２３は液晶パネル２１の温度を測定する温度測定器、２４は温度測定器２３での測定結果に基づいて、各サブフレーム内でＴＦＴ４１を介して同一極性の電圧を２回印加する第１モードと、各サブフレーム内でＴＦＴ４１を介して同一極性の電圧を１回だけ印加する第２モードとのいずれかに切り換えるモード切換器である。モード切換器２４は、切り換えたモードの種別を示すモード信号を、制御信号発生回路３１へ出力する。制御信号発生回路３１は、このモード信号に応じて、発生する制御信号ＣＳを設定する。
【００８５】
第５実施の形態では、各サブフレームにおいて、２回のデータ書込み走査を連続して行い、その後、２回のデータ消去走査を連続して行う図６に示すような駆動シーケンス（第１モード）と、各サブフレームにおいて、１回のデータ書込み走査及び１回のデータ消去走査を行う図１４に示すような駆動シーケンス（第２モード）とが切り換えられるようにしている。温度測定器２３による測定結果が０℃より低い場合には第１モードを選択し、その測定結果が０℃以上である場合には第２モードを選択する。
【００８６】
なお、２回のデータ書込み走査における印加電圧の大きさは等しく、２回のデータ消去走査における印加電圧の大きさは等しい。また、データ書込み走査における印加電圧とデータ消去走査における印加電圧とは、実質的に同じ大きさであって極性が逆である。また、バックライト２２は、第２実施の形態と同様、１回目のデータ書込み走査の開始タイミングから１回目のデータ消去走査の終了タイミングまでの間だけ点灯させた。
【００８７】
駆動シーケンスの切換えを行わずに、各サブフレームにおいて１回のデータ書込み走査及び１回のデータ消去走査を行った場合（図１４の駆動シーケンスの場合）、液晶パネル２１が０℃より低い温度になったときに、液晶の応答性の低下によって、十分な明るさの表示を行うことができなかった。これに対して、液晶パネル２１の温度に基づいて駆動シーケンスを切換える第５実施の形態では、０℃より低い温度になった場合に、図６に示すような駆動シーケンス（第１モード）に従って、各サブフレーム内で２回のデータ書込み走査及び２回のデータ消去走査を行うので、−５℃においても十分な明るさの表示を実現できた。
【００８８】
ところで、液晶パネル２１の走査に要する消費電力は、第１モードの方が第２モードよりも大きい。よって、液晶の応答性の低下の影響が少ない常用温度域（０℃以上）では、消費電力が少ない第２モードを選択し、液晶の応答性の低下が顕著である低温環境では第１モードに切り換えるようにした第５実施の形態では、常に第１モードである場合に比べて、消費電力を低く抑えることができる。一方、上述したように、低温環境における輝度向上を図れる。このように、第５実施の形態では、常用温度域での低消費電力と低温域での良好な表示特性との両立を実現できる。
【００８９】
（第６実施の形態）
カラーフィルタを用いる液晶表示装置を例とした第６実施の形態について説明する。
【００９０】
図１０は、このような液晶表示装置における液晶パネル及びバックライトの模式的断面図である。図１０において、図２と同一部分には、同一番号を付してそれらの説明を省略する。共通電極３には、３原色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）のカラーフィルタ６０，６０…が設けられている。また、バックライト２２は、白色光を出射する白色光源７０と導光及び光拡散板６とから構成されている。このようなカラーフィルタ方式の液晶表示装置にあっては、白色光源７０からの白色発光を複数色のカラーフィルタ６０で選択的に透過させることにより、カラー表示を行う。
【００９１】
以下、具体例について説明する。画素電極４０，４０…（画素数１０２４×ＲＧＢ×７６８，対角１５インチ）を有するＴＦＴ基板と共通電極３を有するカラーフィルタ基板とを洗浄した後、ポリイミドを塗布して２００℃で１時間焼成することにより、約２００Åのポリイミド膜を配向膜１１，１２として成膜した。更に、これらの配向膜１１，１２をレーヨン製の布でラビングし、ラビング方向が平行となるようにこれらの２枚の基板を重ね合わせ、両者間に平均粒径１．６μｍのシリカ製のスペーサ１４でギャップを保持した状態で重ね合わせて空パネルを作製した。
【００９２】
この空パネルの配向膜１１，１２間に、高温側から等方相−コレステリック相−カイラルスメクチックＣ相の相転移系列を示し、単安定型の電気光学応答を示す強誘電性液晶材料を封入して液晶層１３とし、コレステリック相からカイラルスメクチックＣ相への転移温度±３℃（１００〜９４℃）にて、液晶層１３に直流１０Ｖを印加することで配向処理を行った。配向処理は、液晶をコレステリック相（１０５℃）まで一旦昇温させ、その後の冷却速度を−１℃／分に固定し、室温（２５℃）まで冷却することとした。このような配向処理により、一様な液晶配向を得ることができた。封入した液晶材料の自発分極の大きさは９ｎＣ／ｃｍ2 、電圧無印加時の液晶分子ダイレクタの平均分子軸と電圧印加時の液晶分子ダイレクタの平均分子軸とのなす角の最大値は５４°であった。作製したパネルをクロスニコル状態の２枚の偏光フィルム１，５で挟んで液晶パネル２１とし、電圧を印加しないときの液晶分子ダイレクタの平均分子軸と一方の偏光フィルムの偏光軸とを略一致させて暗状態になるようにした。
【００９３】
このようにして作製した液晶パネル２１と、冷陰極管からなる白色光源７０を光源としたバックライト２２とを重ね合わせ、図１１に示したような駆動シーケンスに従って、カラーフィルタ方式によるカラー表示を行った。
【００９４】
図１１（ａ）は液晶パネル２１の各ラインの走査タイミング、図１１（ｂ）はバックライト２２の点灯／非点灯タイミングを示す。各フレーム内において、４回のデータ書込み走査を連続して行い、その後、４回のデータ消去走査を連続して行った。
【００９５】
各フレームにおける４回のデータ書込み走査及び４回のデータ消去走査における印加電圧の大きさは必ずしも等しくせず、２回目の走査による印加電圧値を１回目の走査による２回目の走査直前のセル電圧値以上、３回目の走査による印加電圧値を２回目の走査による３回目の走査直前のセル電圧値以上、４回目の走査による印加電圧値を３回目の走査による４回目の走査直前のセル電圧値以上とした。また、データ書込み走査とデータ消去走査とにおける各画素の印加電圧は、実質的に同じ大きさであって極性と印加の順序とが逆である電圧とした。
【００９６】
バックライト２２は、各フレームにおいて、１回目のデータ書込み走査の開始タイミングに同期して点灯させ、１回目のデータ消去走査の終了タイミングに同期して消灯させた。
【００９７】
図１２は、このような書込み回数（Ｎ）が４回であって、ドライバ出力階調数（Ｍ）が２５６である場合の階調表示の一例を示す図である。各サブフレームにおいて、４回目の電圧印加（データ書込み走査）によって最も低階調レベル側（０〜２５５階調）の表示を行い、３回目と４回目との電圧印加（データ書込み走査）の組合せによって４回目の電圧印加（データ書込み走査）における階調表示よりも高い（明るい）階調レベル（２５６〜５１０階調）の表示を行い、２〜４回目の電圧印加（データ書込み走査）の組合せによって３回目と４回目との電圧印加（データ書込み走査）の組合せにおける階調表示よりも高い（明るい）階調レベル（５１１〜７６５階調）の表示を行い、１〜４回目の電圧印加（データ書込み走査）の組合せによって２〜４回目の電圧印加（データ書込み走査）の組合せにおける階調表示よりも高い（明るい）最も高階調レベル側（７６６〜１０２０階調）の表示を行った。
【００９８】
以上のようにして、各色において、データドライバ３２の出力階調である０〜２５５階調（階調数２５６）よりも多い０〜１０２０階調（階調数１０２１）の表示を行えて、８ビットのデータドライバ３２にて１０ビットのデータドライバ相当の多色表示を実現できた。
【００９９】
なお、上述した実施の形態では、図５に示すように、ハーフＶ字型の光透過特性を有する強誘電性液晶を用いる場合について説明したが、Ｖ字型の光透過特性を有する強誘電性液晶、または、反強誘電性液晶を使用しても同様の効果が得られる。つまり、自発分極を有する液晶であれば、特に制限はなく、全ての液晶を使用できる。
【０１００】
また、フィールド・シーケンシャル方式の光源として、ＬＥＤ光源を用いることとしたが、ＥＬ等のスイッチングが可能な光源であれば特に制限はない。
【０１０１】
また、複数回の走査によってデータドライバの出力階調数よりも多い階調数を実現する場合に、第３，４及び６実施の形態では、一つ前の走査における階調レベルが０でないときに、次の走査における階調レベル（光透過率）をデータドライバの最大出力階調数となるように印加電圧を調整しているが、所定の階調レベル（光透過率）を得るための組合せが上述した例に限らないことは勿論である。
【０１０２】
（付記１）共通電極と複数の画素電極との間に自発分極を有する液晶物質が封入されており、前記複数の画素電極の夫々に対応してスイッチング素子が設けられている液晶表示装置において、一つの期間内で前記スイッチング素子を介して同一極性の電圧を複数回連続して前記液晶物質に印加する手段を備えることを特徴とする液晶表示装置。
（付記２）前記液晶物質に印加する複数回の電圧の大きさが等しいことを特徴とする付記１記載の液晶表示装置。
（付記３）前記液晶物質に印加する複数回の電圧の中の少なくとも２回の電圧の大きさが異なることを特徴とする付記１記載の液晶表示装置。
（付記４）（ｎ＋１）回目（ｎ：自然数）に印加する電圧の大きさは、ｎ回目に印加する電圧の大きさ以上であることを特徴とする付記３記載の液晶表示装置。
（付記５）（ｎ＋１）回目（ｎ：自然数）に印加する電圧の大きさは、ｎ回目の電圧を印加した後で（ｎ＋１）回目の電圧を印加する直前における前記液晶物質での電圧の大きさ以上であることを特徴とする付記３記載の液晶表示装置。
（付記６）所定の階調レベルの表示を行うべく、前記液晶物質に複数回印加される電圧の大きさの組合せを設定するようにしたことを特徴とする付記１記載の液晶表示装置。
（付記７）前記液晶物質に電圧を印加する手段の出力階調数に比べて表示の階調数が多いことを特徴とする付記６記載の液晶表示装置。
（付記８）一つの期間内での前記液晶物質への同一極性の電圧印加の回数をＮ回（Ｎ：自然数）とした場合、Ｎ回目の電圧印加によって最も低い階調レベル側の表示を行い、ｊ回目（２≦ｊ≦Ｎ）からＮ回目までの電圧印加の組合せによって順次Ｎ回目の電圧印加による階調レベルより高い階調レベルの表示を行っていき、１回目からＮ回目までの電圧印加の組合せによって最も高い階調レベル側の表示を行うようにしたことを特徴とする付記６記載の液晶表示装置。
（付記９）前記液晶物質に同一極性の電圧が複数回印加された後に、前記電圧と極性が反転して大きさが等しい反転電圧を前記液晶物質に前記複数回と同じ回数印加する手段を備えることを特徴とする付記１〜８のいずれかに記載の液晶表示装置。
（付記１０）前記反転電圧の大きさの順序は、前記同一極性の電圧の大きさの順序と逆であることを特徴とする付記９記載の液晶表示装置。
（付記１１）前記反転電圧の１回目の印加の終了に同期してバックライトを消灯するようにしたことを特徴とする付記９または１０記載の液晶表示装置。
（付記１２）共通電極と複数の画素電極との間に自発分極を有する液晶物質が封入されており、前記複数の画素電極の夫々に対応してスイッチング素子が設けられている液晶表示装置において、一つの期間内で前記スイッチング素子を介して同一極性の電圧を複数回連続して前記液晶物質に印加する第１モードと、前記一つの期間内で前記スイッチング素子を介して同一極性の電圧を１回前記液晶物質に印加する第２モードとを切換え可能にしたことを特徴とする液晶表示装置。
（付記１３）前記第１モードと前記第２モードとの切換えを、温度に基づいて行うようにしたことを特徴とする付記１２記載の液晶表示装置。
（付記１４）前記液晶物質は、強誘電性液晶物質であることを特徴とする付記１〜１３のいずれかに記載の液晶表示装置。
（付記１５）少なくとも３原色を発光する光源を備えており、前記スイッチング素子のオン／オフ駆動に同期して前記光源の発光色を時分割的に切り換えることによって、カラー表示を行うべくなしてあることを特徴とする付記１〜１４のいずれかに記載の液晶表示装置。
（付記１６）白色を発光する光源と複数色のカラーフィルタとを備えており、前記光源からの発光を前記カラーフィルタで選択的に透過させることによって、カラー表示を行うべくなしてあることを特徴とする付記１〜１４のいずれかに記載の液晶表示装置。
【０１０３】
【発明の効果】
以上のように、本発明では、一つの期間内（カラーフィルタ方式の場合にはフレーム内、フィールド・シーケンシャル方式の場合にはサブフレーム内）で、スイッチング素子を介して同一極性の電圧を２回以上連続して液晶物質に印加するようにしたので、自発分極を有する液晶物質を用いた液晶表示装置にあって、駆動電圧が低くても高い光透過率を実現することができる。
【０１０４】
また本発明では、一つの期間（フレームまたはサブフレーム）内で複数回印加する同一極性の電圧を変動させるようにしたので、データドライバの出力階調数よりも多い階調数での表示を行うことができ、高品質の画像表示を実現することができる。
【０１０５】
更に本発明では、特に低温環境時に、一つの期間（フレームまたはサブフレーム）内で同一極性の電圧を複数回印加するようにしたので、低温環境における表示特性の改善を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の液晶表示装置（第１〜第４実施の形態）の回路構成を示すブロック図である。
【図２】フィールド・シーケンシャル方式の液晶パネル及びバックライトの模式的断面図である。
【図３】液晶表示装置の全体の構成例を示す模式図である。
【図４】本発明の液晶表示装置（第１実施の形態）における表示制御を示すタイムチャートである。
【図５】本発明の液晶表示装置における印加電圧−透過光強度特性を示すグラフである。
【図６】本発明の液晶表示装置（第２〜第５実施の形態）における表示制御を示すタイムチャートである。
【図７】従来の液晶表示装置における印加電圧−透過光強度特性を示すグラフである。
【図８】本発明の液晶表示装置（第３，第４実施の形態）における階調表示の例を示す図である。
【図９】本発明の液晶表示装置（第５実施の形態）の回路構成を示すブロック図である。
【図１０】カラーフィルタ方式の液晶パネル及びバックライトの模式的断面図である。
【図１１】本発明の液晶表示装置（第６実施の形態）における表示制御を示すタイムチャートである。
【図１２】本発明の液晶表示装置（第６実施の形態）における階調表示の例を示す図である。
【図１３】強誘電性液晶パネルにおける液晶分子の配列状態を示す図である。
【図１４】従来の液晶表示装置における表示制御を示すタイムチャートである。
【図１５】従来における強誘電性液晶のセル電位及び透過光量の説明図である。
【図１６】本発明における強誘電性液晶のセル電位及び透過光量の説明図である。
【図１７】本発明の液晶表示装置における階調表示の例を示す図である。
【図１８】本発明の液晶表示装置における電圧印加のパターンを示す図である。
【符号の説明】
３  共通電極
７  ＬＥＤアレイ
２１  液晶パネル
２２  バックライト
２３  温度測定器
２４  モード切換器
３１  制御信号発生回路
３２  データドライバ
３５  バックライト制御回路
４０  画素電極
４１  ＴＦＴ
６０  カラーフィルタ
７０  白色光源
【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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