(57)【要約】【課題】従来に比べて焼き付き防止を十分に行うと共に、逆電圧画像のための無駄なデータ転送を不要にする。【解決手段】映像信号の各フレームを映像信号の１フレーム期間より短い表示期間を持つ１２個のサブフレームで表示する液晶表示装置であり、電圧制御部３８はサブフレームの１サブフレーム期間を１周期とする対称方形波で、かつ、互いに逆極性のブランキング電圧及び駆動電圧を発生し、ブランキング電圧線V0及び駆動電圧線V1へ供給する。ブランキング電圧はサブフレーム期間の前半期間である駆動期間において黒電圧Vb、サブフレーム期間の後半期間である補償駆動期間において白電圧Vwである。駆動電圧は駆動期間では白電圧Vw、補償駆動期間では黒電圧Vbである。画素２０は、サブフレームデータが１か０かにより駆動電圧又はブランキング電圧を選択して階調０のときも交流駆動する。【選択図】図４
2013015803.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の列データ線と複数の行選択線とが交差する各交差部に配置されると共に、転送用信号線、ブランキング電圧線及び駆動電圧線に共通に接続された、それぞれ液晶素子を備える複数の画素からなる画素部と、
映像信号の各フレームを前記映像信号の１フレーム期間より短い表示期間を持つ複数のサブフレームで構成するため、前記映像信号から階調テーブルに基づいて前記映像信号の各画素値に対応した第１の値又は第２の値である前記複数のサブフレームのサブフレームデータを生成するサブフレームデータ生成手段と、
１水平走査期間毎に行選択信号を前記複数の行選択線に順次に供給して前記画素部の前記複数の画素をライン単位の画素毎に順次に選択すると共に、１ラインの各画素の前記サブフレームデータを１ラインの画素単位に前記複数の列データ線に供給し、前記画素部の前記複数の画素のすべてに前記サブフレームデータを供給した時に前記転送用信号線に転送用信号を供給する画素部駆動手段と、
前記サブフレームの１サブフレーム期間を１周期とする対称方形波で、かつ、互いに逆極性のブランキング電圧及び駆動電圧を発生し、前記ブランキング電圧は前記１サブフレーム期間の前半期間である駆動期間において前記液晶素子が最小輝度を示す第１の電圧値とし、前記１サブフレーム期間の後半期間である補償駆動期間において前記液晶素子が最大輝度を示す第２の電圧値として前記ブランキング電圧線に供給し、前記駆動電圧は前記駆動期間では前記第２の電圧値とし、前記補償駆動期間では前記第１の電圧値として前記駆動電圧線に供給すると共に、前記第１の電圧値と前記第２の電圧値との中間電圧である第３の電圧値を共通電圧として発生する電圧発生手段と、
照明光を射出して前記複数の画素の前記液晶素子にそれぞれ共通に照射する光源と、
前記駆動期間では前記複数のサブフレームのうち各サブフレーム毎の重み付けに応じた発光期間又は発光強度で前記光源から前記照明光を射出させ、前記補償駆動期間では前記光源からの前記照明光の射出を停止させるように前記光源を制御する光源制御手段と、
を備え、前記複数の画素はそれぞれ、
画素電極と共通電極との間の空間に強誘電性の液晶層が封入され、前記共通電極には前記電圧発生手段から前記共通電圧が印加される前記液晶素子と、
前記行選択線を介して前記行選択信号が供給されたときに、前記列データ線を介して供給される前記サブフレームデータをサンプリング保持する第１の保持手段と、
前記転送用信号線を介して供給される前記転送用信号により、前記第１の保持手段に保持されている前記サブフレームデータを転送する転送手段と、
前記転送手段により転送された前記第１の保持手段に保持されている前記サブフレームデータを保持する第２の保持手段と、
前記第２の保持手段に保持された２値の前記サブフレームデータが前記第１の値のときは前記ブランキング電圧線を介して供給される前記ブランキング電圧を選択し、前記サブフレームデータが前記第２の値のときは前記駆動電圧線を介して供給される駆動電圧を選択して、前記画素電極に印加して交流駆動する電圧選択手段と、
を有し、前記画素電極に印加される前記サブフレームデータが前記第２の値で、かつ、前記光源制御手段の制御により前記光源から前記照明光が射出される前記駆動期間でのみ、その画素電極を備える前記液晶素子により最大輝度の表示を行わせ、前記画素電極に印加される前記サブフレームデータが前記第１の値のとき、及び前記補償駆動期間では前記液晶素子により最小輝度の表示を行わせることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
複数の列データ線と複数の行選択線とが交差する各交差部に配置されると共に、ブランキング電圧線及び駆動電圧線に共通に接続された、それぞれ液晶素子を備える複数の画素からなる画素部と、
映像信号の各フレームを前記映像信号の１フレーム期間より短い表示期間を持つ複数のサブフレームで構成するため、前記映像信号から階調テーブルに基づいて前記映像信号の各画素値に対応した第１の値又は第２の値である前記複数のサブフレームのサブフレームデータを生成するサブフレームデータ生成手段と、
１水平走査期間毎に行選択信号を前記複数の行選択線に順次に供給して前記画素部の前記複数の画素をライン単位の画素毎に順次に選択すると共に、１ラインの各画素の前記サブフレームデータを１ラインの画素単位に前記複数の列データ線に供給し、前記サブフレームの１サブフレーム期間の前半期間である補償駆動期間内で、前記画素部の前記複数の画素のすべてにそのサブフレームのサブフレームデータを前記複数の列データ線を介して供給する画素部駆動手段と、
前記サブフレームの１サブフレーム期間を１周期とする対称方形波で、かつ、互いに逆極性のブランキング電圧及び駆動電圧を発生し、前記ブランキング電圧は前記補償駆動期間において前記液晶素子が最大輝度を示す第１の電圧値とし、前記１サブフレーム期間の後半期間である駆動期間において前記液晶素子が最小輝度を示す第２の電圧値として前記ブランキング電圧線に供給し、前記駆動電圧は前記補償駆動期間では前記第２の電圧値とし、前記駆動期間では前記第１の電圧値として前記駆動電圧線に供給すると共に、前記第１の電圧値と前記第２の電圧値との中間電圧である第３の電圧値を共通電圧として発生する電圧発生手段と、
照明光を射出して前記複数の画素の前記液晶素子にそれぞれ共通に照射する光源と、
前記補償駆動期間では前記光源からの前記照明光の射出を停止させ、前記駆動期間では前記複数のサブフレームのうち各サブフレーム毎の重み付けに応じた発光期間又は発光強度で前記光源から前記照明光を射出させるように前記光源を制御する光源制御手段と、
を備え、前記複数の画素はそれぞれ、
画素電極と共通電極との間の空間に強誘電性の液晶層が封入され、前記共通電極には前記電圧発生手段から前記共通電圧が印加される前記液晶素子と、
前記行選択線を介して前記行選択信号が供給されたときに、前記補償駆動期間内で前記列データ線を介して供給される前記サブフレームデータをサンプリング保持する保持手段と、
前記保持手段に保持された２値の前記サブフレームデータが前記第１の値のときは前記ブランキング電圧線を介して供給される前記ブランキング電圧を選択し、前記サブフレームデータが前記第２の値のときは前記駆動電圧線を介して供給される駆動電圧を選択して、前記画素電極に印加して交流駆動する電圧選択手段と、
を有し、前記画素電極に印加される前記サブフレームデータが前記第２の値で、かつ、前記光源制御手段の制御により前記光源から前記照明光が射出される前記駆動期間でのみ、その画素電極を備える前記液晶素子により最大輝度の表示を行わせ、前記画素電極に印加される前記サブフレームデータが前記第１の値のとき、及び前記補償駆動期間では前記液晶素子により最小輝度の表示を行わせることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項３】
前記サブフレームデータ生成手段は、前記映像信号から前記階調テーブルに基づいて１０以上の予め設定した数のサブフレームのサブフレームデータを生成することを特徴とする請求項１又は２記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記光源制御手段は、前記駆動期間における前記光源の発光期間を、前記複数のサブフレームのうち重み付けが大きなサブフレームほど前記駆動期間の終端側から始端方向へ長くし、前記重み付けが最大のサブフレームにおいて前記駆動期間の全期間を前記発光期間とするように、前記光源を制御することを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか一項記載の液晶表示装置。
【請求項５】
複数の列データ線と複数の行選択線とが交差する各交差部に配置されると共に、転送用信号線、ブランキング電圧線及び駆動電圧線に共通に接続された複数の画素からなる画素部の前記複数の画素はそれぞれ、
画素電極と共通電極との間の空間に強誘電性の液晶層が封入され、前記共通電極には共通電圧が印加される液晶素子と、
映像信号の各フレームを前記映像信号の１フレーム期間より短い表示期間を持つ複数のサブフレームで構成するとき、前記複数のサブフレームの前記列データ線を介して供給されるサブフレームデータを、前記行選択線を介して行選択信号が供給されたときにサンプリング保持する第１の保持手段と、
前記転送用信号線を介して供給される前記転送用信号により、前記第１の保持手段に保持されている前記サブフレームデータを転送する転送手段と、
前記転送手段により転送された前記第１の保持手段に保持されている前記サブフレームデータを保持する第２の保持手段と、
前記第２の保持手段に保持された２値の前記サブフレームデータが第１の値のときは前記ブランキング電圧線を介して供給される前記ブランキング電圧を選択し、前記サブフレームデータが第２の値のときは前記駆動電圧線を介して供給される駆動電圧を選択して、前記画素電極に印加して交流駆動する電圧選択手段と、
を有する液晶表示装置に対して、
前記映像信号から階調テーブルに基づいて前記映像信号の各画素値に対応した前記第１の値又は前記第２の値である前記複数のサブフレームのサブフレームデータを生成するサブフレームデータ生成ステップと、
１水平走査期間毎に行選択信号を前記複数の行選択線に順次に供給して前記画素部の前記複数の画素をライン単位の画素毎に順次に選択すると共に、１ラインの各画素の前記サブフレームデータを１ラインの画素単位に前記複数の列データ線に供給し、前記画素部の前記複数の画素のすべてに前記サブフレームデータを供給した時に前記転送用信号線に転送用信号を供給する画素部駆動ステップと、
前記サブフレームの１サブフレーム期間を１周期とする対称方形波で、かつ、互いに逆極性のブランキング電圧及び駆動電圧を発生し、前記ブランキング電圧は１サブフレーム期間の前半期間である駆動期間において前記液晶素子が最小輝度を示す第１の電圧値とし、前記１サブフレーム期間の後半期間である補償駆動期間において前記液晶素子が最大輝度を示す第２の電圧値として前記ブランキング電圧線に供給し、前記駆動電圧は前記駆動期間では前記第２の電圧値とし、前記補償駆動期間では前記第１の電圧値として前記駆動電圧線に供給すると共に、前記第１の電圧値と前記第２の電圧値との中間電圧である第３の電圧値を前記共通電圧として発生して前記共通電極に印加する電圧発生ステップと、
前記駆動期間では前記複数のサブフレームのうち各サブフレーム毎の重み付けに応じた発光期間又は発光強度で、照明光を射出して前記複数の画素の前記液晶素子にそれぞれ共通に照射する光源から前記照明光を射出させ、前記補償駆動期間では前記光源からの前記照明光の射出を停止させるように前記光源を制御する光源制御ステップと、
を含み、前記画素電極に印加される前記サブフレームデータが前記第２の値で、かつ、前記光源制御ステップの制御により前記光源から前記照明光が射出される前記駆動期間でのみ、その画素電極を備える前記液晶素子により最大輝度の表示を行わせ、前記画素電極に印加される前記サブフレームデータが前記第１の値のとき、及び前記補償駆動期間では前記液晶素子により最小輝度の表示を行わせることを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。
【請求項６】
複数の列データ線と複数の行選択線とが交差する各交差部に配置されると共に、ブランキング電圧線及び駆動電圧線に共通に接続された複数の画素からなる画素部の前記複数の画素はそれぞれ、
画素電極と共通電極との間の空間に強誘電性の液晶層が封入され、前記共通電極には共通電圧が印加される液晶素子と、
映像信号の各フレームを前記映像信号の１フレーム期間より短い表示期間を持つ複数のサブフレームで構成するとき、前記サブフレームの１サブフレーム期間の前半期間である補償駆動期間内で前記列データ線を介して供給される前記サブフレームのサブフレームデータを、前記行選択線を介して行選択信号が供給されたときにサンプリング保持する保持手段と、
前記保持手段に保持された２値の前記サブフレームデータが第１の値のときは前記ブランキング電圧線を介して供給される前記ブランキング電圧を選択し、前記サブフレームデータが第２の値のときは前記駆動電圧線を介して供給される駆動電圧を選択して、前記画素電極に印加して交流駆動する電圧選択手段と
を有する液晶表示装置に対して、
前記映像信号から階調テーブルに基づいて前記映像信号の各画素値に対応した前記第１の値又は前記第２の値である前記複数のサブフレームのサブフレームデータを生成するサブフレームデータ生成ステップと、
１水平走査期間毎に行選択信号を前記複数の行選択線に順次に供給して前記画素部の前記複数の画素をライン単位の画素毎に順次に選択すると共に、１ラインの各画素の前記サブフレームデータを１ラインの画素単位に前記複数の列データ線に供給し、前記補償駆動期間内で、前記画素部の前記複数の画素のすべてにそのサブフレームのサブフレームデータを前記複数の列データ線を介して供給する画素部駆動ステップと、
前記サブフレームの１サブフレーム期間を１周期とする対称方形波で、かつ、互いに逆極性のブランキング電圧及び駆動電圧を発生し、前記ブランキング電圧は前記補償駆動期間において前記液晶素子が最大輝度を示す第１の電圧値とし、前記１サブフレーム期間の後半期間である駆動期間において前記液晶素子が最小輝度を示す第２の電圧値として前記ブランキング電圧線に供給し、前記駆動電圧は前記補償駆動期間では前記第２の電圧値とし、前記駆動期間では前記第１の電圧値として前記駆動電圧線に供給すると共に、前記第１の電圧値と前記第２の電圧値との中間電圧である第３の電圧値を前記共通電圧として発生して前記共通電極に印加する電圧発生ステップと、
前記補償駆動期間では、照明光を射出して前記複数の画素の前記液晶素子にそれぞれ共通に照射する光源から前記照明光の射出を停止させ、前記駆動期間では前記複数のサブフレームのうち各サブフレーム毎の重み付けに応じた発光期間又は発光強度で前記光源から前記照明光を射出させるように前記光源を制御する光源制御ステップと、
を含み、前記画素電極に印加される前記サブフレームデータが前記第２の値で、かつ、前記光源制御ステップの制御により前記光源から前記照明光が射出される前記駆動期間でのみ、その画素電極を備える前記液晶素子により最大輝度の表示を行わせ、前記画素電極に印加される前記サブフレームデータが前記第１の値のとき、及び前記補償駆動期間では前記液晶素子により最小輝度の表示を行わせることを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。
【請求項７】
前記電圧発生ステップは、
前記映像信号の各フレームを構成する前記複数のサブフレームのうち、１フレーム期間内の最後のサブフレームの前記駆動期間の終了時刻から、次の１フレーム期間内の最初のサブフレームの前記補償駆動期間の開始時刻までの期間は、前記第１の電圧値と前記第２の電圧値を前記第３の電圧値と等しい値で発生して非駆動期間とすることを特徴とする請求項６記載の液晶表示装置の駆動方法。
【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係り、特に強誘電性液晶を画素に用いた反射型液晶表示装置（ＬＣＯＳ）等の液晶表示装置及びその駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
印加電圧に対する応答速度がＴＮ(Twisted Nematic)液晶に比べて高速である、自発分極を有する強誘電性液晶(Ferroelectric Liquid Crystal:ＦＬＣ)を画素に用いた強誘電性液晶表示装置は、優れた動画表示機能を有する特長がある。なお、反強誘電性液晶(Anti- Ferroelectric Liquid Crystal:ＡＦＬＣ)を画素に用いることも可能である。
【０００３】
このような強誘電性液晶を用いた液晶表示装置の駆動方法としては、主に振幅変調を用いたアナログ駆動方式と、パルス幅変調を用いたデジタル駆動方式の２つがある。デジタル駆動方式はアナログ駆動方式に比べて、電気的な調整が簡単であるなどの特長がある。上記のデジタル駆動方式の液晶表示装置では、表示する映像信号の各フレームを１フレーム期間より短時間である表示期間をもつ複数のサブフレームにより構成し、それら複数のサブフレームを選択的にオン、又はオフにして１フレームの画像を複数の階調で表示する際に、前半期間と後半期間とで液晶に印加する電圧の正負を反転させて交流駆動することで、液晶に印加される駆動電圧の直流成分をキャンセルして画像のちらつき（フリッカー）や直流電圧印加による液晶材料の劣化を抑制するようにしている。
【０００４】
しかし、上記のデジタル駆動方式の液晶表示装置では、１フレーム期間全体でバックライトが点灯されているのに対し、各フレームの前半期間及び後半期間のうち前半期間でのみ画像表示に寄与しないためにバックライトの光利用率が悪い。そこで、従来、この問題を解決するために、各サブフレームをデータ書き込み期間、データ保持期間、データ消去期間及びリセット期間に分割し、データ電圧を保持しているデータ保持期間のみバックライトを点灯させると共に、データ保持期間をサブフレーム期間の１／２を超えるように設定することで、各サブフレーム内においてデータ保持に寄与する時間を増加させて画面の輝度を向上させるようにした強誘電性液晶表示装置の駆動方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、上記のデジタル駆動方式の液晶表示装置では、液晶表示装置が表面に複数の画素電極が形成された第１の基板と、表面に共通電極が形成された第２の基板とを、画素電極と共通電極とが離間対向するように配置すると共に、それら第１及び第２の基板の間に液晶層を封入する構造であるが、第１及び第２の基板が異種材料であることに起因して発生する電圧レベルシフトにより、各サブフレームの前半期間と後半期間とで液晶層に印加される正負の駆動電圧の対称性が崩れてしまい、画像のちらつき（フリッカー）や直流電圧印加による液晶材料の劣化の抑制効果が不十分である。
【０００６】
そこで、従来、この問題を解決するために、各サブフレームの表示期間を前半表示期間と後半表示期間に区分し、更に前半表示期間の長さと画素電極及び共通電極の間の電位差との積と、後半表示期間の長さと画素電極及び共通電極の間の電位差との積との比を設定するようにした液晶表示装置の駆動方法が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
また、上記の第１の基板と第２の基板との間の電位差（縦方向の電界）の時間総和がゼロでない場合、すなわち、電圧の直流成分が有る場合、直流成分の偏りにより強誘電性液晶の内部イオンが一方向に引き付けられ、焼き付き不良が発生するといわれている。静止画表示の場合は、各フィールドの画像が同じため、同一画素（同一箇所）での直流成分の偏りが重畳され焼き付き不良が顕在化される。
【０００８】
そこで、上記の縦方向の電界による焼き付き不良は、画素電極と共通電極との間に印加される電圧の電位差の直流成分により決まるので、その直流成分を打ち消すように逆電圧を印加する（これはＤＣバランス駆動と呼ばれる）ことで、焼き付き不良を防止する液晶表示装置の駆動方法も従来知られている（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００４−２１９９３８号公報
【特許文献２】特開２００８−１２２８３９号公報
【特許文献３】特表２００６−５２２３７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記の特許文献１記載の強誘電性液晶表示装置の駆動方法では、各サブフレームのデータ消去期間をデータ書き込み期間及びデータ保持期間のデータ電圧と異なる極性の電圧を印加する期間とするか、あるいはデータ消去期間を前半期間と後半期間とに分け、互いに異なる極性の消去電圧を出力する期間とすることで液晶の交流駆動を行っている。また、上記の特許文献２記載の液晶表示装置の駆動方法では、各サブフレームの前半表示期間と後半表示期間とで異なる極性の画素データを液晶に印加することで液晶の交流駆動を行っている。
【００１１】
しかしながら、上記の特許文献１及び２記載の従来の液晶表示装置の駆動方法では、表示する画像の階調が「０」であるとき（すなわち、最小輝度の黒表示のとき）、各サブフレームにおいて同一の極性の電圧が印加されるため、交流駆動されず、焼き付き不良の防止効果が不十分である。また、上記の特許文献３記載の従来の液晶表示装置の駆動方法でも、同様に最小輝度の黒表示のときには交流駆動されず、焼き付き不良の防止効果が不十分である。
【００１２】
また、上記の特許文献１乃至３記載の従来の液晶表示装置の駆動方法では、いずれも各サブフレームにおいて液晶の交流駆動を行うことで、画像のちらつき（フリッカー）や直流電圧印加による液晶材料の劣化を抑制しているが、１フレーム内のサブフレームの数が多くても４〜５程度であり、焼き付き防止としては不十分である。更に、上記の特許文献３記載の従来の液晶表示装置の駆動方法では、映像表示に用いることができない逆電圧画像のためのデータも送る必要があり、コスト的にも無駄である。
【００１３】
本発明は上記の点に鑑みなされたもので、従来に比べて焼き付き防止を十分に行うことができる液晶表示装置及びその駆動方法を提供することを目的とする。
【００１４】
また、本発明の他の目的は、逆電圧画像のための無駄なデータ転送を不要とし得る液晶表示装置及びその駆動方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記の目的を達成するため、本発明の液晶表示装置は、複数の列データ線と複数の行選択線とが交差する各交差部に配置されると共に、転送用信号線、ブランキング電圧線及び駆動電圧線に共通に接続された、それぞれ液晶素子を備える複数の画素からなる画素部と、映像信号の各フレームを映像信号の１フレーム期間より短い表示期間を持つ複数のサブフレームで構成するため、映像信号から階調テーブルに基づいて映像信号の各画素値に対応した第１の値又は第２の値である複数のサブフレームのサブフレームデータを生成するサブフレームデータ生成手段と、１水平走査期間毎に行選択信号を複数の行選択線に順次に供給して画素部の複数の画素をライン単位の画素毎に順次に選択すると共に、１ラインの各画素のサブフレームデータを１ラインの画素単位に複数の列データ線に供給し、画素部の複数の画素のすべてにサブフレームデータを供給した時に転送用信号線に転送用信号を供給する画素部駆動手段と、サブフレームの１サブフレーム期間を１周期とする対称方形波で、かつ、互いに逆極性のブランキング電圧及び駆動電圧を発生し、ブランキング電圧は１サブフレーム期間の前半期間である駆動期間において液晶素子が最小輝度を示す第１の電圧値とし、１サブフレーム期間の後半期間である補償駆動期間において液晶素子が最大輝度を示す第２の電圧値としてブランキング電圧線に供給し、駆動電圧は駆動期間では第２の電圧値とし、補償駆動期間では第１の電圧値として駆動電圧線に供給すると共に、第１の電圧値と第２の電圧値との中間電圧である第３の電圧値を共通電圧として発生する電圧発生手段と、照明光を射出して複数の画素の液晶素子にそれぞれ共通に照射する光源と、駆動期間では複数のサブフレームのうち各サブフレーム毎の重み付けに応じた発光期間又は発光強度で光源から照明光を射出させ、補償駆動期間では光源からの照明光の射出を停止させるように光源を制御する光源制御手段と、を備え、複数の画素はそれぞれ、
画素電極と共通電極との間の空間に強誘電性の液晶層が封入され、共通電極には電圧発生手段から共通電圧が印加される液晶素子と、行選択線を介して行選択信号が供給されたときに、列データ線を介して供給されるサブフレームデータをサンプリング保持する第１の保持手段と、転送用信号線を介して供給される転送用信号により、第１の保持手段に保持されているサブフレームデータを転送する転送手段と、転送手段により転送された第１の保持手段に保持されているサブフレームデータを保持する第２の保持手段と、第２の保持手段に保持された２値のサブフレームデータが第１の値のときはブランキング電圧線を介して供給されるブランキング電圧を選択し、サブフレームデータが第２の値のときは駆動電圧線を介して供給される駆動電圧を選択して、画素電極に印加して交流駆動する電圧選択手段と、を有し、
画素電極に印加されるサブフレームデータが第２の値で、かつ、光源制御手段の制御により光源から照明光が射出される駆動期間でのみ、その画素電極を備える液晶素子により最大輝度の表示を行わせ、画素電極に印加されるサブフレームデータが第１の値のとき、及び補償駆動期間では液晶素子により最小輝度の表示を行わせることを特徴とする。
【００１６】
また、上記の目的を達成するため、本発明の液晶表示装置は、複数の列データ線と複数の行選択線とが交差する各交差部に配置されると共に、ブランキング電圧線及び駆動電圧線に共通に接続された、それぞれ液晶素子を備える複数の画素からなる画素部と、映像信号の各フレームを映像信号の１フレーム期間より短い表示期間を持つ複数のサブフレームで構成するため、映像信号から階調テーブルに基づいて映像信号の各画素値に対応した第１の値又は第２の値である複数のサブフレームのサブフレームデータを生成するサブフレームデータ生成手段と、１水平走査期間毎に行選択信号を複数の行選択線に順次に供給して画素部の複数の画素をライン単位の画素毎に順次に選択すると共に、１ラインの各画素のサブフレームデータを１ラインの画素単位に複数の列データ線に供給し、サブフレームの１サブフレーム期間の前半期間である補償駆動期間内で、画素部の複数の画素のすべてにそのサブフレームのサブフレームデータを複数の列データ線を介して供給する画素部駆動手段と、サブフレームの１サブフレーム期間を１周期とする対称方形波で、かつ、互いに逆極性のブランキング電圧及び駆動電圧を発生し、ブランキング電圧は補償駆動期間において液晶素子が最大輝度を示す第１の電圧値とし、１サブフレーム期間の後半期間である駆動期間において液晶素子が最小輝度を示す第２の電圧値としてブランキング電圧線に供給し、駆動電圧は補償駆動期間では第２の電圧値とし、駆動期間では第１の電圧値として駆動電圧線に供給すると共に、第１の電圧値と第２の電圧値との中間電圧である第３の電圧値を共通電圧として発生する電圧発生手段と、照明光を射出して複数の画素の液晶素子にそれぞれ共通に照射する光源と、補償駆動期間では光源からの照明光の射出を停止させ、駆動期間では複数のサブフレームのうち各サブフレーム毎の重み付けに応じた発光期間又は発光強度で光源から照明光を射出させるように光源を制御する光源制御手段と、を備え、複数の画素はそれぞれ、
画素電極と共通電極との間の空間に強誘電性の液晶層が封入され、共通電極には電圧発生手段から共通電圧が印加される液晶素子と、行選択線を介して行選択信号が供給されたときに、補償駆動期間内で列データ線を介して供給されるサブフレームデータをサンプリング保持する保持手段と、保持手段に保持された２値のサブフレームデータが第１の値のときはブランキング電圧線を介して供給されるブランキング電圧を選択し、サブフレームデータが第２の値のときは駆動電圧線を介して供給される駆動電圧を選択して、画素電極に印加して交流駆動する電圧選択手段と、を有し、
画素電極に印加されるサブフレームデータが第２の値で、かつ、光源制御手段の制御により光源から照明光が射出される駆動期間でのみ、その画素電極を備える液晶素子により最大輝度の表示を行わせ、画素電極に印加されるサブフレームデータが第１の値のとき、及び補償駆動期間では液晶素子により最小輝度の表示を行わせることを特徴とする。
【００１７】
また、上記の目的を達成するため、本発明の液晶表示装置は、上記サブフレームデータ生成手段が、映像信号から階調テーブルに基づいて１０以上の予め設定した数のサブフレームのサブフレームデータを生成することを特徴とする。
【００１８】
また、上記の目的を達成するため、本発明の液晶表示装置は、上記光源制御手段が、駆動期間における光源の発光期間を、複数のサブフレームのうち重み付けが大きなサブフレームほど駆動期間の終端側から始端方向へ長くし、重み付けが最大のサブフレームにおいて駆動期間の全期間を発光期間とするように、光源を制御することを特徴とする。
【００１９】
また、上記の目的を達成するため、本発明の液晶表示装置の駆動方法は、複数の列データ線と複数の行選択線とが交差する各交差部に配置されると共に、転送用信号線、ブランキング電圧線及び駆動電圧線に共通に接続された複数の画素からなる画素部の複数の画素はそれぞれ、画素電極と共通電極との間の空間に強誘電性の液晶層が封入され、共通電極には共通電圧が印加される液晶素子と、映像信号の各フレームを映像信号の１フレーム期間より短い表示期間を持つ複数のサブフレームで構成するとき、複数のサブフレームの列データ線を介して供給されるサブフレームデータを、行選択線を介して行選択信号が供給されたときにサンプリング保持する第１の保持手段と、転送用信号線を介して供給される転送用信号により、第１の保持手段に保持されているサブフレームデータを転送する転送手段と、転送手段により転送された第１の保持手段に保持されているサブフレームデータを保持する第２の保持手段と、第２の保持手段に保持された２値のサブフレームデータが第１の値のときはブランキング電圧線を介して供給されるブランキング電圧を選択し、サブフレームデータが第２の値のときは駆動電圧線を介して供給される駆動電圧を選択して、画素電極に印加して交流駆動する電圧選択手段と、を有する液晶表示装置に対して、
映像信号から階調テーブルに基づいて映像信号の各画素値に対応した第１の値又は第２の値である複数のサブフレームのサブフレームデータを生成するサブフレームデータ生成ステップと、１水平走査期間毎に行選択信号を複数の行選択線に順次に供給して画素部の複数の画素をライン単位の画素毎に順次に選択すると共に、１ラインの各画素のサブフレームデータを１ラインの画素単位に複数の列データ線に供給し、画素部の複数の画素のすべてにサブフレームデータを供給した時に転送用信号線に転送用信号を供給する画素部駆動ステップと、サブフレームの１サブフレーム期間を１周期とする対称方形波で、かつ、互いに逆極性のブランキング電圧及び駆動電圧を発生し、ブランキング電圧は１サブフレーム期間の前半期間である駆動期間において液晶素子が最小輝度を示す第１の電圧値とし、１サブフレーム期間の後半期間である補償駆動期間において液晶素子が最大輝度を示す第２の電圧値としてブランキング電圧線に供給し、駆動電圧は駆動期間では第２の電圧値とし、補償駆動期間では第１の電圧値として駆動電圧線に供給すると共に、第１の電圧値と第２の電圧値との中間電圧である第３の電圧値を共通電圧として発生して共通電極に印加する電圧発生ステップと、駆動期間では複数のサブフレームのうち各サブフレーム毎の重み付けに応じた発光期間又は発光強度で、照明光を射出して複数の画素の液晶素子にそれぞれ共通に照射する光源から照明光を射出させ、補償駆動期間では光源からの照明光の射出を停止させるように光源を制御する光源制御ステップと、を含み、画素電極に印加されるサブフレームデータが第２の値で、かつ、光源制御ステップの制御により光源から照明光が射出される駆動期間でのみ、その画素電極を備える液晶素子により最大輝度の表示を行わせ、画素電極に印加されるサブフレームデータが第１の値のとき、及び補償駆動期間では液晶素子により最小輝度の表示を行わせることを特徴とする。
【００２０】
また、上記の目的を達成するため、本発明の液晶表示装置の駆動方法は、複数の列データ線と複数の行選択線とが交差する各交差部に配置されると共に、ブランキング電圧線及び駆動電圧線に共通に接続された複数の画素からなる画素部の複数の画素はそれぞれ、画素電極と共通電極との間の空間に強誘電性の液晶層が封入され、共通電極には共通電圧が印加される液晶素子と、映像信号の各フレームを映像信号の１フレーム期間より短い表示期間を持つ複数のサブフレームで構成するとき、サブフレームの１サブフレーム期間の前半期間である補償駆動期間内で列データ線を介して供給されるサブフレームのサブフレームデータを、行選択線を介して行選択信号が供給されたときにサンプリング保持する保持手段と、保持手段に保持された２値のサブフレームデータが第１の値のときはブランキング電圧線を介して供給されるブランキング電圧を選択し、サブフレームデータが第２の値のときは駆動電圧線を介して供給される駆動電圧を選択して、画素電極に印加して交流駆動する電圧選択手段とを有する液晶表示装置に対して、
映像信号から階調テーブルに基づいて映像信号の各画素値に対応した第１の値又は第２の値である複数のサブフレームのサブフレームデータを生成するサブフレームデータ生成ステップと、１水平走査期間毎に行選択信号を複数の行選択線に順次に供給して画素部の複数の画素をライン単位の画素毎に順次に選択すると共に、１ラインの各画素のサブフレームデータを１ラインの画素単位に複数の列データ線に供給し、補償駆動期間内で、画素部の複数の画素のすべてにそのサブフレームのサブフレームデータを複数の列データ線を介して供給する画素部駆動ステップと、サブフレームの１サブフレーム期間を１周期とする対称方形波で、かつ、互いに逆極性のブランキング電圧及び駆動電圧を発生し、ブランキング電圧は補償駆動期間において液晶素子が最大輝度を示す第１の電圧値とし、１サブフレーム期間の後半期間である駆動期間において液晶素子が最小輝度を示す第２の電圧値としてブランキング電圧線に供給し、駆動電圧は補償駆動期間では第２の電圧値とし、駆動期間では第１の電圧値として駆動電圧線に供給すると共に、第１の電圧値と第２の電圧値との中間電圧である第３の電圧値を共通電圧として発生して共通電極に印加する電圧発生ステップと、補償駆動期間では、照明光を射出して複数の画素の液晶素子にそれぞれ共通に照射する光源から照明光の射出を停止させ、駆動期間では複数のサブフレームのうち各サブフレーム毎の重み付けに応じた発光期間又は発光強度で光源から照明光を射出させるように光源を制御する光源制御ステップと、を含み、
画素電極に印加されるサブフレームデータが第２の値で、かつ、光源制御ステップの制御により光源から照明光が射出される駆動期間でのみ、その画素電極を備える液晶素子により最大輝度の表示を行わせ、画素電極に印加されるサブフレームデータが第１の値のとき、及び補償駆動期間では液晶素子により最小輝度の表示を行わせることを特徴とする。
【００２１】
更に、上記の目的を達成するため、本発明の液晶表示装置の駆動方法は、上記の電圧発生ステップが、映像信号の各フレームを構成する複数のサブフレームのうち、１フレーム期間内の最後のサブフレームの駆動期間の終了時刻から、次の１フレーム期間内の最初のサブフレームの補償駆動期間の開始時刻までの期間は、第１の電圧値と第２の電圧値を第３の電圧値と等しい値で発生して非駆動期間とすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、従来に比べて焼き付き防止効果を向上することができる。また、逆電圧画像のための無駄なデータ転送を不要にできる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明が適用される反射型液晶表示素子を用いた投射型表示装置の一例の概略構成図である。
【図２】図１中のデジタル駆動の反射型液晶表示素子の第１の実施の形態の一画素の構成図である。
【図３】強誘電性液晶を用いた反射型液晶表示素子の入力電圧と出力光の強度との関係を示す図である。
【図４】本発明の液晶表示装置の第１の実施の形態のブロック図である。
【図５】図２及び図４の各部の信号説明図である。
【図６】本発明の液晶表示装置の第１の実施の形態における駆動パターンの一例の説明図である。
【図７】本発明の液晶表示装置中のサブフレームデータ変換部で用いる階調テーブルの一例を示す図である。
【図８】図２及び図４の動作説明用タイミングチャートである。
【図９】図１中のデジタル駆動の反射型液晶表示素子の第２の実施の形態の一画素の構成図である。
【図１０】本発明の液晶表示装置の第２の実施の形態のブロック図である。
【図１１】図９及び図１０の各部の信号説明図である。
【図１２】本発明の液晶表示装置の第２の実施の形態における駆動パターンの一例の説明図である。
【図１３】図９及び図１０の動作説明用タイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
次に、本発明の各実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２５】
本発明は、各々強誘電性液晶を備える複数の画素がマトリクス状に配列された表示パネルを備えるパネル型液晶表示装置に適用できるものであるが、以下の各実施の形態では表示パネルとしてアクティブマトリクス型の反射型液晶表示素子を備えた投射型表示装置を例にして説明する。まず、本発明が適用される投射型表示装置及び反射型液晶表示素子の概略構成について説明する。
【００２６】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明が適用される反射型液晶表示素子を用いた投射型表示装置の一例の概略構成図を示す。同図において、投射型表示装置１０は、反射型液晶表示素子１１、偏光ビームスプリッタ（以下、ＰＢＳという）１６、投射レンズ１７を含んで構成され、投射レンズ１７から照射された光はスクリーン１８に投射される。
【００２７】
反射型液晶表示素子１１は、導電性及び光反射性をそれぞれ有する複数の画素電極１２と、強誘電性液晶による液晶層１３と、複数の画素電極１２に共通の導電性及び光透過性を有する共通電極（透明電極）１４と、画素回路１５とを含む。複数の画素電極１２は第１の基板（図示せず）の表面に二次元マトリクス状に配置されている。なお、図１では、複数の画素電極１２のうちの任意の一つの画素電極のみを示している。共通電極１４は第２の基板（図示せず）の表面に形成されている。液晶層１３は、強誘電性の液晶からなり、画素電極１２及び共通電極１４が対向するように第１の基板と第２の基板とが離間配置されて形成された基板間の空間内に封入されている。なお、画素電極１２、共通電極１４の各表面には配向膜（図示せず）が被覆されている。画素回路１５は、本発明の要部をなす後述する駆動制御部３４その他からなる駆動回路と共に第１の基板に設けられており、画素電極１２に電気的に接続されている。
【００２８】
投射型表示装置１０では、図示しない照明光学系から射出したバックライトである入射光Ｌ１がＰＢＳ１６に入射する。入射光Ｌ１は、互いに偏光面が直交するＳ偏光成分とＰ偏光成分とを含んでいる。図１において、Ｐ偏光成分は線分で、またＳ偏光成分は丸でそれぞれ模式的に示されている。ＰＢＳ１６は入射する光のＳ偏光成分を反射し、Ｐ偏光成分を透過する光学特性を有している。従って、ＰＢＳ１６は入射光Ｌ１のＳ偏光成分を反射し、共通電極１４に入射する。
【００２９】
反射型液晶表示素子１１は、共通電極１４に入射したＳ偏光成分を液晶層１３を通して画素電極１２に入射して反射させ、更に画素電極１２からの反射光を液晶層１３及び共通電極１４をそれぞれ通して射出する。ここで、反射型液晶表示素子１１は、共通電極１４に入射したＳ偏光成分が画素電極１２で反射して共通電極１４から射出するまでの上記の過程で、画素電極１２に印加される画素データに応じた駆動電圧と、共通電極１４に印加される共通電圧との間の電位差に応じて、共通電極１４に入射したＳ偏光成分を変調し、Ｓ偏光成分の一部をＰ偏光成分として、Ｓ偏光成分とＰ偏光成分とからなる光として射出する。
【００３０】
ＰＢＳ１６は、反射型液晶表示素子１１から射出された上記の光のうちＰ偏光成分を透過して投射レンズ１７に入射し、Ｓ偏光成分は反射して照明光学系へ入射する。投射レンズ１７は、ＰＢＳ１６からのＰ偏光成分を出射光Ｌ２としてスクリーン１８に投射し画像を表示させる。なお、後述する「出力光の強度」とは、スクリーン１８上で測定した出射光Ｌ２の照度をいう。
【００３１】
図２は、本発明になる液晶表示装置の第１の実施の形態の一画素の構成図を示す。図２において、本発明になる液晶表示装置の第１の実施の形態における反射型液晶表示素子１１の一つの画素２０は、画素回路１５ａと液晶素子ＬＣとからなり、列データ線Ｄと行選択線Ｗとの交差部に配置されている。液晶素子ＬＣは前述したように、画素電極１２及び共通電極１４が対向するように第１の基板と第２の基板とが離間配置されて形成された基板間の空間内に強誘電性の液晶層１３が封入された構成とされている。
【００３２】
一方、画素回路１５ａは、図１の画素回路１５の第１の実施の形態で、図２に示すように、サブサンプルホールド部２１、転送用スイッチングトランジスタ２２、メインサンプルホールド部２３、及び電圧選択部２４からなる。サブサンプルホールド部２１とメインサンプルホールド部２３とはＳＲＡＭ(Static Random Access Memory)構造のフリップフロップよりなる。サブサンプルホールド部２１は、列データ線Ｄと行選択線Ｗとに接続されており、行選択線Ｗを介して印加される行選択信号により選択されたときに、列データ線Ｄを介して供給される画素データをサンプリング及びホールドする。
【００３３】
転送用スイッチングトランジスタ２２は、ソースがサブサンプルホールド部２１の出力端子に接続され、ドレインがメインサンプルホールド部２３の入力端子に接続され、ゲートが転送用信号線Ｔに接続されており、転送用信号線Ｔを介して所定論理値の転送用信号が印加されたときにアクティブとされて、サブサンプルホールド部２１にホールドされているサブフレームデータ（画素データ電圧）をメインサンプルホールド部２３に転送する。
【００３４】
メインサンプルホールド部２３は、転送用スイッチングトランジスタ２２を通して入力されたサブフレームデータ（画素データ電圧）をサンプリング及びホールドする。電圧選択部２４は、ブランキング電圧線Ｖ０、駆動電圧線Ｖ１に接続されている。電圧選択部２４の出力端子は画素電極１２に接続されている。電圧選択部２４はメインサンプルホールド部２３により保持されているサブフレームデータ（画素データ電圧）の値が「０」であるか「１」であるかに応じて、ブランキング電圧線Ｖ０のブランキング電圧及び駆動電圧線Ｖ１の駆動電圧の一方を選択して画素電極１２に印加する。共通電極１４に印加される電圧は共通電圧Ｖcomと呼ばれている。
【００３５】
図３は、各実施の形態における強誘電性液晶を用いた反射型液晶表示素子１１の入力電圧と出力光の強度との関係を示す図である。図３において、横軸は入力電圧であり、画素電極１２と共通電極１４との間の電位差、すなわち液晶層１３の駆動電圧を示す。
また、図３の縦軸は、液晶層１３から射出される出力光の強度（輝度）を示す。
【００３６】
液晶層１３は、電圧Ｖb[V]印加時に最小輝度の黒表示を行い、電圧Ｖw[V]印加時に最大輝度の白表示を行う（なお、以下の説明では電圧Ｖbを黒電圧、電圧Ｖwを白電圧ともいう）。ただし、液晶層１３を構成する強誘電性液晶は、図３に示すように、入力電圧が黒電圧Ｖb[V]から白電圧Ｖw[V]へ徐々に増加するときは、図３にＩで示すように出力光の強度が変化する特性を示し、入力電圧が白電圧Ｖw[V]から黒電圧Ｖb[V]へ徐々に減少するときは、図３にIIで示すように出力光の強度が変化する特性を示し、両特性が異なるヒステリシス特性を有する。このため、入力電圧が黒電圧Ｖb[V]と白電圧Ｖw[V]との中間の０[V]印加時は直前の電圧により、輝度が変わってしまう。本実施の形態では、この強誘電性液晶の特性に鑑み、液晶表示素子には後述するように黒電圧Ｖb[V]及び白電圧Ｖw[V]のどちらか一方が印加されるようにする。なお、黒電圧Ｖb[V]は負電圧であり、白電圧Ｖw[V]は正電圧である。
【００３７】
図４は、本発明になる液晶表示装置の第１の実施の形態のブロック図を示す。同図に示すように、本実施の形態の液晶表示装置３０は、サブフレームデータ変換部３１、メモリ制御部３２、フレームバッファＡ３３１及びフレームバッファＢ３３２、駆動制御部３４、ＬＥＤ制御部３５、データ転送部３６、ソースドライバ３７、電圧制御部３８、ゲートドライバ３９、画素部４０を含んで構成されている。
【００３８】
画素部４０は、ｎ＋１本の列データ線Ｄ0〜Ｄnと、ｍ＋１本の行選択線Ｗ0〜Ｗmとが交差する各交差部に配置された、全部で（ｎ＋１）×（ｍ＋１）個の画素２０から構成される。一つの画素２０は、図２に示した画素２０の構成である。また、画素部４０の全ての画素２０は、各電圧選択部２４にブランキング電圧線Ｖ０及び駆動電圧線Ｖ１が共通に接続され、各転送用スイッチングトランジスタ２２のゲートに転送用信号線Ｔが共通に接続されている。
【００３９】
ＬＥＤ制御部３５は、前述した照明光学系を構成する発光ダイオード（ＬＥＤ）４２を点灯又は消灯するように駆動制御する。また、ＬＥＤ制御部３５は、ＬＥＤ重み付けテーブルを有し、そのＬＥＤ重み付けテーブルに基づいて、後述するように各サブフレーム毎にＬＥＤ３５の発光期間を予め決定する機能を備えている。
【００４０】
サブフレームデータ変換部３１は、後述する図７のサブフレーム階調テーブルを有し、表示する映像信号データを１フレーム毎に、例えば１２個のサブフレームデータに変換して出力する。従って、表示する映像信号データが１秒あたり６０フレームの信号であるものとすると、上記の１２個のサブフレームデータの各データ期間はそれぞれ１３８９μｓ（＝１／（６０×１２）ｓ）となる。また、サブフレームデータ変換部３１が出力する１２個の各１ビットのサブフレームデータの各値は、表示する映像信号データの画素値（階調値）に応じてサブフレーム階調テーブルを参照した値とされる。このように、本実施の形態の液晶表示装置３０では、表示する映像信号の各フレームを、それぞれ１フレーム期間より短時間であるサブフレーム期間をもつ１２個のサブフレームにより構成して、画素２０をデジタル駆動する。
【００４１】
メモリ制御部３２は、サブフレームデータ変換部３１から供給される例えば１フレームあたり１２ビットのサブフレームデータを２つのフレームバッファＡ３３１及びフレームバッファＢ３３２に供給して、一方のフレームバッファにサブフレームデータを書き込むと同時に、他方のフレームバッファから格納されているサブフレームデータを読み出すことを１フレーム期間単位で交互に繰り返す。すなわち、フレームバッファＡ３３１及びフレームバッファＢ３３２はダブルバッファの構造（つまり、１２個のサブフレームに分割されたフレームバッファが２セット）になっており、フレームバッファＡ３３１がメモリ制御部３２を通して供給される、ある１フレームの１２個のサブフレームデータを書き込んでいる期間は、フレームバッファＢ３３２から既に書き込まれている直前の１フレームの１２個のサブフレームデータがメモリ制御部３２により読み出される。次の１フレームではフレームバッファＢ３３２が１２個のサブフレームデータを書き込み、これと並行してフレームバッファＡ３３１が直前の１フレームの１２個のサブフレームデータを読み出す。以下上記の動作を繰り返す。
【００４２】
駆動制御部３４は、サブフレームデータ変換部３１に供給される映像信号データの垂直同期信号VSYNC及び水平同期信号HSYNCが供給され、これらの同期信号に同期してデータ転送タイミング、電圧制御タイミング、ＬＥＤ制御タイミング等を制御しており、データ転送部３６への転送指示、ソースドライバ３７／ゲートドライバ３９の制御、電圧制御部３８及びＬＥＤ制御部３５へのタイミング指示を行う。データ転送部３６は、駆動制御部３４からの指示に従いメモリ制御部３２を指示して、メモリ制御部３２がフレームバッファＡ３３１又はフレームバッファＢ３３２から読み出したサブフレームデータのうち、指定したサブレームデータを受け取り、ソースドライバ３７へ転送する。
【００４３】
ソースドライバ３７は、駆動制御部３４からの水平スタート信号（ＨＳＴ）／水平シフトクロック信号（ＨＣＫ）により、データ転送部３６からのサブフレームデータをシフトして、１ライン分の（ｎ＋１）画素のサブフレームデータを受け取る毎に、その１ライン分のサブフレームデータを列データ線Ｄ0〜Ｄnを並列に介して画素部４０へ同時に転送する。
【００４４】
ゲートドライバ３９は、駆動制御部３４からの垂直スタート信号（ＶＳＴ）／垂直シフトクロック信号（ＶＣＫ）により、１水平走査期間毎に行選択信号を行選択線Ｗ0〜Ｗmに順次に供給して画素部４０の複数の画素２０を、上から下方向にライン単位で順次に選択する。例えば、ゲートドライバ３９が行選択線Ｗ0〜Ｗmのうち指定された１ライン（行）ｙの行選択線Ｗyをアクティブにすると、指定された行ｙの（ｎ＋１）個の各画素２０が選択され、その選択された各画素２０内の各サブサンプルホールド部２１に、ソースドライバ３７から列データ線Ｄ0〜Ｄnを介して並列に入力される１ライン分の（ｎ＋１）画素のサブフレームデータが画素別に転送されて保持される。ソースドライバ３７及びゲートドライバ３９は、本発明の画素部駆動手段を構成している。
【００４５】
上記の動作が１ライン単位で繰り返されて画素部４０のすべてのラインの画素２０内のサブサンプルホールド部２１への１つのサブフレームのデータ転送及び保持が完了する毎に、駆動制御部３４からの転送用信号線Ｔの転送用信号により、すべての画素２０内の転送用スイッチングトランジスタ２２がアクティブとされ、サブサンプルホールド部２１に保持されているサブフレームデータが、メインサンプルホールド部２３に転送されてサンプリング及びホールドされる。メインサンプルホールド部２３にサンプリング及びホールドされて電圧選択部２４に印加される、画素データであるサブフレームデータは、その画素で表示されるべき階調に応じて「１」又は「０」の値を有している。
【００４６】
図４の電圧制御部３８は、駆動制御部３４の指示に従い、画素部４０のすべての画素２０に対して、ブランキング電圧線Ｖ０を介してブランキング電圧を供給すると共に、駆動電圧線Ｖ１を介して駆動電圧を供給する。上記のブランキング電圧と駆動電圧とは、サブフレームの１サブフレーム期間を１周期とする対称方形波で、互いに逆相（逆極性）とされている。すなわち、１サブフレーム期間を前半期間と後半期間とに分け、前半期間を駆動期間とし、後半期間を補償駆動期間としたとき、ブランキング電圧線Ｖ０のブランキング電圧は、図５（Ｇ）に示すように、駆動期間では黒電圧Ｖb[V]であり、補償駆動期間では白電圧Ｖw[V]である。一方、駆動電圧線Ｖ１の駆動電圧は、図５（Ｈ）に示すように、駆動期間では白電圧Ｖw[V]であり、補償駆動期間では黒電圧Ｖb[V]である。
【００４７】
図２の電圧選択部２４は、メインサンプルホールド部２３でホールドされているサブフレームデータの値が「１」のときは、図５（Ａ）に示すように、同図(Ｈ)に示した駆動電圧線Ｖ１の駆動電圧を選択して画素電極１２に印加し、他方、サブフレームデータの値が「０」のときは、図５（Ａ）に示すように、同図(Ｇ)に示したブランキング電圧線Ｖ０のブランキング電圧を選択して画素電極１２に印加する。
【００４８】
液晶素子ＬＣには、共通電極１４には電圧制御部３８から図５（Ｂ）に示す一定電圧０[V]の共通電圧Ｖcomが印加されている。この一定電圧０[V]は、黒電圧Ｖb[V]と白電圧Ｖw[V]との中間電圧である。液晶層１３は画素電極１２の印加電圧と共通電圧Ｖcomとの電位差で駆動されるため、液晶層１３に印加される駆動電圧は、図５（Ｃ）に示すように、サブフレームデータの値が「１」のときは、駆動期間では白電圧Ｖw[V]で、補償駆動期間では黒電圧Ｖb[V]となり、サブフレームデータの値が「０」のときは、駆動期間では黒電圧Ｖb[V]で、補償駆動期間では白電圧Ｖw[V]となる。
【００４９】
液晶素子ＬＣは、液晶層１３に印加される駆動電圧が白電圧Ｖw[V]のときに駆動されるため、液晶素子ＬＣの駆動波形は図５（Ｄ）にハイレベルで模式的に示すように、サブフレームデータの値が「１」のときは、駆動期間で駆動され、サブフレームデータの値が「０」のときは、補償駆動期間で駆動される。すなわち、本実施の形態の液晶表示装置３０では、後述するように画素の階調が「０」で、１２個のサブフレームデータの値がすべて「０」のときには、駆動期間では駆動されないが、補償駆動期間で駆動されるために常に交流駆動を確保でき、その結果、十分な焼き付き防止を行うことができる。
【００５０】
一方、ＬＥＤ制御部３５は、駆動制御部３４からの指示に従い、サブフレームデータの値に関係なく駆動期間内でのみ図５（Ｅ）にハイレベルで模式的に示すようにＬＥＤ４２を駆動して発光させ、照明光学系内のＬＥＤ４２から照明光が図１に示した入射光Ｌ１として射出し、液晶表示素子１１に入射する。なお、ＬＥＤ制御部３５は、ＬＥＤ４２を駆動期間で駆動するが、後述するようにＬＥＤ重み付けテーブルに従い、１フレーム期間を構成する１２個のサブフレーム期間のうちの何番目のサブフレーム期間であるかに応じて、駆動期間全期間（６９４μｓ）以下の予め定めた設定期間でＬＥＤ４２を発光させる。
【００５１】
これに対し、液晶駆動素子１１の一部を構成する液晶素子ＬＣは図５（Ｄ）に示したように、サブフレームデータの値が「１」のときは入射光が入射する駆動期間で駆動されるため図５（Ｆ）にハイレベルｆ１で模式的に示すように図１に示した射出光Ｌ２が出力されて白表示を行う。一方、図５（Ｄ）に示したように、駆動期間ではサブフレームデータの値が「０」のときは入射光が入射しても、液晶素子ＬＣは駆動されないため図５（Ｆ）にローレベルｆ３で模式的に示すように射出光Ｌ２が出力されず黒表示を行う。また、サブフレームデータの値が「０」のときは、液晶素子ＬＣは補償駆動期間で図５（Ｄ）にハイレベルで模式的に示すように駆動されるが、同図（Ｅ）にローレベルで模式的に示すように液晶素子ＬＣに照明光が入射しないため、同図（Ｆ）にローレベルｆ４で模式的に示すように射出光Ｌ２が出力されず黒表示を行う。
【００５２】
次に、本実施の形態の液晶表示装置３０の駆動パターンについて説明する。
【００５３】
図６は、本発明になる液晶表示装置の第１の実施の形態における駆動パターンの一例の説明図を示す。図６は、映像信号が１秒あたり６０フレーム、サブフレーム数が１２個の場合の本実施の形態の液晶表示装置３０の駆動パターンについて示している。１サブフレーム期間は１３８９[μs]となる。すなわち、図６（Ａ）は１フレーム期間において第２サブフレームＳＦ２から第１サブフレームＳＦ１までの計１２個のサブフレーム転送が行われることを示している。
【００５４】
また、図６（Ｂ）は、各サブフレーム期間が前述したように、前半期間が駆動期間、後半期間が補償駆動期間に設定されることを示す。更に、図６（Ｃ）は、ＬＥＤ制御部３５により光源であるＬＥＤ４２が、サブフレームＳＦ１〜ＳＦ６では駆動期間の後半に発光するように設定されることを示す。すなわち、ＬＥＤ制御部３５は、駆動期間におけるＬＥＤ４２の発光期間を、サブフレームＳＦ１〜ＳＦ１２のうち重み付けが大きなサブフレームＳＦ１、ＳＦ２、ＳＦ３、ＳＦ４、ＳＦ５ほど駆動期間の終端側から始端方向へ長くし、重み付けが最大のサブフレームＳＦ６〜ＳＦ１２において駆動期間の全期間を発光期間とするように、ＬＥＤ４２を制御する。駆動期間の後半に発光するようにすることにより、液晶層１３の立ち上がり期間におけるロスを低減することができる。
【００５５】
また、図６（Ｃ）は、サブフレームＳＦ１〜ＳＦ１２のうち、サブフレームＳＦ６〜ＳＦ１２では駆動期間と同じ期間ＬＥＤ４２が発光し、サブフレームＳＦ１、ＳＦ２、ＳＦ３、ＳＦ４、ＳＦ５では、それぞれ駆動期間の１／３２倍、２／３２倍、４／３２倍、８／３２倍、１６／３２倍の期間発光することを示している。１フレーム期間内のサブフレームＳＦ１〜ＳＦ１２のうちの何番目のサブフレームであるかに応じてＬＥＤの発光期間を重み付けして可変制御する動作は、ＬＥＤ制御部３５がＬＥＤ重み付けテーブルを参照して行う。
【００５６】
次に、階調テーブルについて説明する。図７は、階調テーブルの一例を示す。階調テーブルは、サブフレームデータ変換部３１が、映像信号データをサブフレームデータに変換して出力する際に、映像信号データの画素値（階調値）に応じて参照するテーブルである。
【００５７】
図７に示す階調テーブルは、縦軸が階調の値を示し、横軸がサブフレームＳＦ１〜ＳＦ１２を示し、それらにより階調の値に応じた各サブフレームデータの値を決定する。図７に示す階調テーブルは、サブフレームＳＦ１からＳＦ５までは“バイナリ”の重み付けを行い、サブフレームＳＦ６からＳＦ１２までは“ステップビット”の重み付けを行うことで、階調０から２５５までを表現する。
【００５８】
“バイナリ”の重み付けでは、各サブフレームに対して重みが２n(n=0,1,2,・・・)で表わされる重み付けを行う。図７の例ではＳＦ１〜ＳＦ５の各パルス幅の比が１（＝２0）、２（＝２1）、４（＝２2）、８（＝２3）、１６（＝２4）の５個のバイナリビットパルスを用いて０〜３１レベルの計３２レベルの輝度（階調）を表現でき、少ないパルス数でも、多くの階調を表現することが可能である。これにより、図７では、例えばパルス幅の比が［２、１６］のパルスを駆動期間とし、［１、４、８］のパルスをブランキング期間とすることにより、輝度（階調）“１８”を表現する。つまり、階調“１８”は、ＳＦ２、ＳＦ５のサブフレームデータの値を「１」、ＳＦ１、ＳＦ３、ＳＦ４のサブフレームデータの値を「０」として表現する（ただし、この場合、ＳＦ６〜ＳＦ１２の各サブフレームデータの値は「０」である）。
【００５９】
一方、“ステップビット”の重み付けでは、パルス幅の比が１、２、４、８、１６のバイナリビットパルスがある場合、３２、３２、３２、３２、３２、３２、３２のような同じパルス幅のステップビットパルスを用いた同じ重み付けを行う。例えば、階調“１２７”は、ＳＦ１〜ＳＦ５の各サブフレームデータの値を「１」として階調「３１」を表し、これに加えてステップビットの重み付けを行うＳＦ６〜ＳＦ１２のうち、ＳＦ６〜ＳＦ８の３つのサブフレームデータの値を「１」として階調「９６」（＝３×３２）を表し、それらの合計で階調“１２７”を表現する。
【００６０】
次に、図８のタイミングチャートを参照して本実施の形態の液晶表示装置３０の動作について更に詳細に説明する。
【００６１】
駆動制御部３４に供給される、図８（Ａ）に示す垂直同期信号VSYNCが時刻Ｔ０でアクティブとなると、駆動制御部３４の指示に従いサブフレームＳＦ１のサブフレームデータがデータ転送部３６より、ソースドライバ３７に順次入力される。ソースドライバ３７は１ライン分の（ｎ＋１）個のサブフレームデータを格納する毎に列データ線Ｄ0〜Ｄnを並列に介して画素部４０へ同時に転送し、ゲートドライバ３９で指定された行（１ライン）ｙの（ｎ＋１）個の各画素２０内の各サブサンプルホールド部２１に画素別にサンプリング及びホールドさせる。
【００６２】
上記の動作が１ライン単位で繰り返されて図８（Ｂ）にＳＦ１で示すサブフレームＳＦ１のすべてのサブフレームデータの画素部４０のすべてのラインの画素２０内のサブサンプルホールド部２１へのデータ転送が完了すると、駆動制御部３４から転送用信号線Ｔに時刻Ｔ１で図８（Ｄ）に示す転送用信号が出力され、すべての画素２０内の転送用スイッチングトランジスタ２２が同時にアクティブとされ、全ての画素２０内のサブサンプルホールド部２１に保持されているサブフレームデータが、メインサンプルホールド部２３に同時に転送されてサンプリング及びホールドされる。例えば、画素部４０内のある一つの画素２０（x，y）において、ＳＦ１からＳＦ１２までの１２個のサブフレームデータＤ（ｘ，ｙ）の値が、図８（Ｃ）に示すように［１，０，１，１，０，１，１，１，１，０，０，０，］である場合、メインサンプルホールド部２３において、時刻Ｔ１ではＳＦ１のサブフレームデータ“１”が保持される。メインサンプルホールド部２３におけるこのＳＦ１のサブフレームデータ“１”の保持は、図８（Ｅ）に示すように、次のＳＦ２のサブフレームデータが転送されている期間（Ｔ１−Ｔ３）の間保持される。
【００６３】
また、画素２０(x，y)の電圧選択部２４には、１サブフレーム期間の前半期間である駆動期間では、ブランキング電圧線Ｖ０を介して図８（Ｆ）に示すような、黒電圧Ｖb[V]がブランキング電圧として印加されると共に、駆動電圧線Ｖ１を介して図８（Ｇ）に示すような白電圧Ｖw[V]が印加される。従って、電圧選択部２４は１サブフレーム期間（Ｔ１−Ｔ３）の前半期間である駆動期間（Ｔ１−Ｔ２）ではメインサンプルホールド部２３で保持されているサブフレームデータ“１”に基づき、電圧Ｖ１を選択して図８（Ｉ）にハイレベルで模式的に示すように白電圧Ｖw[V]を画素電極１２に印加する。
【００６４】
このとき、液晶素子ＬＣの共通電極１４には図８（Ｈ）に示す０[V]の共通電圧Ｖcomが印加されているため、液晶層１３には同図（Ｊ）で示すような駆動電圧が印加され、液晶素子ＬＣは同図（Ｋ）にハイレベルで模式的に示すように駆動期間（Ｔ１−Ｔ２）で駆動される。また、ＬＥＤ制御部３５はＳＦ１の駆動期間（Ｔ１−Ｔ２）では、図８（Ｌ）にハイレベルで模式的に示すように駆動期間の１／３２倍の重み付けの期間だけＬＥＤ４２を点灯する。従って、ＳＦ１の駆動期間（Ｔ１−Ｔ２）では液晶表示装置３０の当該画素２０(x，y)は、図８（Ｍ）にハイレベルで模式的に示すように上記の重み付けの期間だけ白表示を行う。
【００６５】
続いて、電圧選択部２４は１サブフレーム期間（Ｔ１−Ｔ３）の後半期間である補償駆動期間（Ｔ２−Ｔ３）ではメインサンプルホールド部２３で保持されているサブフレームデータ“１”に基づき、電圧Ｖ０を選択して図８（Ｉ）にローレベルで示すように黒電圧Ｖb[V]を画素電極１２に印加する。このとき、液晶素子ＬＣの共通電極１４には図８（Ｈ）に示す０[V]の共通電圧Ｖcomが印加されているため、液晶層１３には同図（Ｊ）で示すような駆動電圧が印加され、液晶素子ＬＣは同図（Ｋ）にローレベルで模式的に示すように補償駆動期間（Ｔ２−Ｔ３）では駆動期間とは逆極性の電圧で駆動される。一方、ＬＥＤ制御部３５はＳＦ１の補償駆動期間（Ｔ２−Ｔ３）では、図８（Ｌ）に示すようにＬＥＤ４２を駆動しない。従って、ＳＦ１の補償駆動期間（Ｔ２−Ｔ３）では液晶表示装置３０の当該画素２０(x，y)は、図８（Ｍ）にローレベルで模式的に示すように黒表示を行う。
【００６６】
続いて、メインサンプルホールド部２３において、時刻Ｔ３ではＳＦ２のサブフレームデータ“０”が保持される。メインサンプルホールド部２３におけるこのＳＦ２のサブフレームデータ“０”の保持は、図８（Ｅ）に示すように、次のＳＦ３のサブフレームデータが転送されている期間（Ｔ３−Ｔ５）の間保持される。
【００６７】
また、電圧選択部２４は１サブフレーム期間（Ｔ３−Ｔ５）の前半期間である駆動期間（Ｔ３−Ｔ４）ではメインサンプルホールド部２３で保持されているサブフレームデータ“０”に基づき、電圧Ｖ０を選択して図８（Ｉ）にローレベルで示すように黒電圧Ｖb[V]を画素電極１２に印加する。このとき、液晶素子ＬＣの共通電極１４には図８（Ｈ）に示す０[V]の共通電圧Ｖcomが印加されているため、液晶層１３には同図（Ｊ）で示すような駆動電圧が印加され、液晶素子ＬＣは同図（Ｋ）にローレベルで模式的に示すように駆動期間（Ｔ３−Ｔ４）では黒電圧Ｖb[V]に対応する電圧で駆動される。また、ＬＥＤ制御部３５はＳＦ２の駆動期間（Ｔ３−Ｔ４）では、図８（Ｌ）に示すように駆動期間の２／３２倍の重み付けの期間だけＬＥＤ４２を点灯する。従って、ＳＦ２の駆動期間（Ｔ３−Ｔ４）では液晶表示装置３０の当該画素２０(x，y）は、図８（Ｍ）にローレベルで模式的に示すように上記の重み付けの期間だけ黒表示を行う。
【００６８】
続いて、電圧選択部２４は１サブフレーム期間（Ｔ３−Ｔ５）の後半期間である補償駆動期間（Ｔ４−Ｔ５）ではメインサンプルホールド部２３で保持されているサブフレームデータ“０”に基づき、電圧Ｖ１を選択して図８（Ｉ）にハイレベルで示すように白電圧Ｖw[V]を画素電極１２に印加する。このとき、液晶素子ＬＣの共通電極１４には図８（Ｈ）に示す０[V]の共通電圧Ｖcomが印加されているため、液晶層１３には同図（Ｊ）で示すような駆動電圧が印加され、液晶素子ＬＣは同図（Ｋ）にハイレベルで模式的に示すように補償駆動期間（Ｔ４−Ｔ５）では白電圧で駆動される。一方、ＬＥＤ制御部３５はＳＦ２の補償駆動期間（Ｔ４−Ｔ５）では、図８（Ｌ）に示すようにＬＥＤ４２を駆動しない。従って、ＳＦ２の補償駆動期間（Ｔ４−Ｔ５）では照明光が存在しないため、液晶表示装置３０の当該画素２０(x，y)は、光出力が０となり図８（Ｍ）にローレベルで模式的に示すように黒表示を行う。
【００６９】
以下、ＳＦ３からＳＦ１２まで同様な処理が行われる。この結果、本実施の形態によれば、光出力として、図８（Ｍ）に示すようにＳＦ１からＳＦ１２までの各サブフレームにおいて「１，０，４，８，３２，３２，３２，３２，０，０，０」が出力され、積分値として「１４１」が出力される。この結果、画素２０(x，y)において階調値「１４１」が表示される。このように、入力された１フレームのデータは、期間（Ｔ０−Ｔ１）だけ遅延して、光出力として出力されるため、入力データの１フレーム期間が期間（Ｔ０−Ｔ６）である場合、光出力の１フレーム期間は期間（Ｔ１−Ｔ７）となる。
【００７０】
このように、本実施の形態の液晶表示装置３０によれば、画素の階調が「０」で、ＳＦ１〜ＳＦ１２の１２個のサブフレームデータの値がすべて「０」のときにも、駆動期間と補償駆動期間とでは互いに逆極性の電圧（黒電圧及び白電圧）が交互に画素電極１２に印加されて駆動されるため、常に交流駆動を確保でき、その結果、十分な焼き付き防止を行うことができる。
【００７１】
また、本実施の形態の液晶表示装置３０によれば、１フレーム期間を１２サブフレーム期間に分割して各サブフレーム期間毎に液晶素子ＬＣを交流駆動しているため、１フレーム毎に１２回という従来よりも多くのＤＣバランス極性反転を行うことができ、焼き付き防止精度を向上することができ、その結果、強誘電性液晶を用いた液晶表示装置の信頼性を向上することができる。
【００７２】
更に、本実施の形態の液晶表示装置３０によれば、画素電極１２に１サブフレームの前半の駆動期間と後半の補償駆動期間とで互いに逆極性の電圧（黒電圧及び白電圧）を印加することで交流駆動するようにしているため、特許文献３記載の液晶表示装置の駆動方法のような映像表示に用いることができない逆電圧画像のためのデータ転送を不要にできる。
【００７３】
（第２の実施の形態）
次に、本発明になる液晶表示装置の第２の実施の形態について説明する。本実施の形態も図１に示した投射型表示装置１０における反射型液晶表示素子１１として用いることができる。
【００７４】
図９は、本発明になる液晶表示装置の第２の実施の形態の一画素の構成図を示す。同図中、図１及び図２と同一構成部分には同一符号を付してある。図９において、本発明になる液晶表示装置の第２の実施の形態における反射型液晶表示素子１１の一つの画素５０は、画素回路１５ｂと液晶素子ＬＣとからなり、２本の列データ線Ｄ及び反転列データ線ＤＸを一組とするデータ線と、行選択線Ｗとの交差部に配置されている。液晶素子ＬＣは前述したように、画素電極１２及び共通電極１４が対向するように第１の基板と第２の基板とが離間配置されて形成された基板間の空間内に強誘電性の液晶層１３が封入された構成とされている。なお、図２及び図９では各画素回路１５ａ、１５ｂ単位で液晶素子ＬＣが設けられていることを分かり易くするために、液晶素子ＬＣを各画素回路単位で図示しているが、実際には液晶素子ＬＣのうち画素電極１２は画素回路１５ａ、１５ｂ毎に個別に設けられるが、液晶層１３及び共通電極１４は全画素に共通に設けられている。
【００７５】
一方、画素回路１５ｂは、図１の画素回路１５の第２の実施の形態で、図９に示すように、サンプルホールド部５１及び電圧選択部５２からなる。サンプルホールド部５１はＳＲＡＭ(Static Random Access Memory)構造のフリップフロップよりなる。サンプルホールド部５１は、列データ線Ｄ及び反転列データ線ＤＸと、行選択線Ｗとに接続されており、行選択線Ｗを介して印加される行選択信号により選択されたときに、列データ線Ｄ及び反転列データ線ＤＸを介して供給される画素データをサンプリング及びホールドする。
【００７６】
電圧選択部５２は、サンプルホールド部５１と、ブランキング電圧線Ｖ０及び駆動電圧線Ｖ１とに接続されている。電圧選択部５２の出力端子は画素電極１２に接続されている。電圧選択部２４は、サンプルホールド部５１により保持されているサブフレームデータ（画素データ電圧）の値が「０」であるか「１」であるかに応じて、ブランキング電圧線Ｖ０のブランキング電圧及び駆動電圧線Ｖ１の駆動電圧の一方を選択して画素電極１２に印加する。
【００７７】
図１０は、本発明になる液晶表示装置の第２の実施の形態のブロック図を示す。同図中、図４と同一構成部分には同一符号を付し、その説明を省略する。図１０において、本実施の形態の液晶表示装置６０は、サブフレームデータ変換部３１、メモリ制御部３２、フレームバッファＡ３３１及びフレームバッファＢ３３２、ＬＥＤ制御部３５、データ転送部３６、ゲートドライバ３９、駆動制御部６１、ソースドライバ６２、電圧制御部６３、画素部６４を含んで構成されている。
【００７８】
画素部６４は、１本の列データ線Ｄ及び１本の反転列データ線ＤＸを一組とする、全部で（ｎ＋１）組の列データ線Ｄ0〜Ｄn及び反転列データ線ＤＸ0〜ＤＸnと、ｍ＋１本の行選択線Ｗ0〜Ｗmとが交差する各交差部に配置された、全部で（ｎ＋１）×（ｍ＋１）個の画素５０から構成される。一つの画素５０は、図９に示した画素５０の構成である。また、画素部６４の全ての画素５０は、各電圧選択部５２にブランキング電圧線Ｖ０及び駆動電圧線Ｖ１が共通に接続されている。
【００７９】
駆動制御部６１は、サブフレームデータ変換部３１に供給される映像信号データの垂直同期信号VSYNC及び水平同期信号HSYNCが供給され、これらの同期信号に同期してデータ転送タイミング、電圧制御タイミング、ＬＥＤ制御タイミング等を制御しており、データ転送部３６への転送指示、ソースドライバ６２／ゲートドライバ３９の制御、電圧制御部６３及びＬＥＤ制御部３５へのタイミング指示を行う。データ転送部３６は、駆動制御部６１からの指示に従いメモリ制御部３２を指示して、メモリ制御部３２がフレームバッファＡ３３１又はフレームバッファＢ３３２から読み出したサブフレームデータのうち、指定したサブレームデータを受け取り、ソースドライバ６２へ転送する。
【００８０】
ソースドライバ６２は、駆動制御部６１からの水平スタート信号（ＨＳＴ）／水平シフトクロック信号（ＨＣＫ）により、データ転送部３６からのサブフレームデータをシフトして、１ライン分の（ｎ＋１）画素のサブフレームデータを受け取る毎に、その１ライン分の互いに逆論理値の２種類のサブフレームデータを列データ線Ｄ0〜Ｄn及び反転列データ線ＤＸ0〜ＤＸnを並列に介して画素部６４へ同時に転送する。
【００８１】
ここで、列データ線Ｄ0〜Ｄnのうち任意の列データ線Ｄiにて転送されるサブフレームデータの値と、反転列データ線ＤＸ0〜ＤＸnのうち上記の列データ線Ｄiと同じ組の任意の反転列データ線ＤＸiにて転送される反転サブフレームデータの値とは、常に一方が“１”のとき他方が“０”である、逆論理値の関係にある。ここで、本実施の形態で列データ線Ｄ0〜Ｄn及び反転列データ線ＤＸ0〜ＤＸnを用いるのは、画素５０内のサンプルホールド部５１としてフリップフロップ回路によるＳＲＡＭを用いたのに対応して、より実際に近い構成としたためである。ＳＲＡＭは、データを安定して保持するためには、互いに逆論理値の２つのデータを必要とする。勿論、原理的には図４の第１の実施の形態の液晶表示装置３０のように１種類の列データ線のみでよい。
【００８２】
ゲートドライバ３９は、駆動制御部６１からの垂直スタート信号（ＶＳＴ）／垂直シフトクロック信号（ＶＣＫ）により、１水平走査期間毎に行選択信号を行選択線Ｗ0〜Ｗmに順次に供給して画素部６４の複数の画素５０を、上から下方向にライン単位で順次に選択する。例えば、ゲートドライバ３９が行選択線Ｗ0〜Ｗmのうち指定された１ライン（行）ｙの行選択線Ｗyをアクティブにすると、指定された行ｙの（ｎ＋１）個の各画素５０が選択され、その選択された各画素５０内の各サンプルホールド部５１に、ソースドライバ６２から列データ線Ｄ0〜Ｄn及び反転列データ線ＤＸ0〜ＤＸnを介して並列に入力される１ライン分の（ｎ＋１）画素のサブフレームデータが画素別に転送されて保持される。ソースドライバ６２及びゲートドライバ３９は、本発明の画素部駆動手段を構成している。
【００８３】
上記の動作が１ライン単位で繰り返され、画素部６４のすべての画素５０内のサンプルホールド部５１に１つのサブフレーム期間のすべてのサブフレームデータが後述する補償駆動期間内で転送されてサンプリング及びホールドされる。画素データであるサブフレームデータは、その画素で表示されるべき階調に応じて「１」又は「０」の値を有している。
【００８４】
図１０の電圧制御部６３は、駆動制御部６１の指示に従い、画素部６４のすべての画素５０に対して、ブランキング電圧線Ｖ０を介してブランキング電圧を供給すると共に、駆動電圧線Ｖ１を介して駆動電圧を供給する。上記のブランキング電圧と駆動電圧とは、サブフレームの１サブフレーム期間を１周期とする対称方形波で、互いに逆相（逆極性）とされている。すなわち、１サブフレーム期間を前半期間と後半期間とに分け、前半期間を補償駆動期間とし、後半期間を駆動期間としたとき、ブランキング電圧線Ｖ０のブランキング電圧は、図１１（Ｇ）に示すように、補償駆動期間では白電圧Ｖw[V]であり、駆動期間では黒電圧Ｖb[V]である。一方、駆動電圧線Ｖ１の駆動電圧は、図１１（Ｈ）に示すように、補償駆動期間では黒電圧Ｖb[V]であり、駆動期間では白電圧Ｖw[V]である。
【００８５】
図９の電圧選択部５２は、サンプルホールド部５１でホールドされている列データ線Ｄを介して入力されたサブフレームデータの値が「１」のとき（すなわち、反転列データ線ＤＸを介して入力された反転サブフレームデータの値が「０」のとき）は、図１１（Ａ）に示すように、同図(Ｈ)に示した駆動電圧線Ｖ１の駆動電圧を選択して画素電極１２に印加する。他方、電圧選択部５２は、列データ線Ｄを介して入力されたサブフレームデータの値が「０」のとき（すなわち、反転列データ線ＤＸを介して入力された反転サブフレームデータの値が「１」のとき）は、図１１（Ａ）に示すように、同図(Ｇ)に示したブランキング電圧線Ｖ０のブランキング電圧を選択して画素電極１２に印加する。
【００８６】
液晶素子ＬＣの共通電極１４には電圧制御部６３から図１１（Ｂ）に示す一定電圧０[V]の共通電圧Ｖcomが印加されている。この一定電圧０[V]は、黒電圧Ｖb[V]と白電圧Ｖw[V]との中間電圧である。液晶層１３は画素電極１２の印加電圧と共通電圧Ｖcomとの電位差で駆動されるため、液晶層１３に印加される駆動電圧は、図１１（Ｃ）に示すように、サブフレームデータの値が「１」（反転サブフレームデータの値が「０」）のときは、補償駆動期間では黒電圧Ｖb[V]で、駆動期間では白電圧Ｖw[V]となり、サブフレームデータの値が「０」（反転サブフレームデータの値が「１」）のときは、補償駆動期間では白電圧Ｖw[V]で、駆動期間では黒電圧Ｖb[V]となる。
【００８７】
液晶素子ＬＣは、液晶層１３に印加される駆動電圧が白電圧Ｖw[V]のときに駆動されるため、液晶素子ＬＣの駆動波形は図１１（Ｄ）にハイレベルで模式的に示すように、サブフレームデータの値が「１」（反転サブフレームデータの値が「０」）のときは、駆動期間で駆動され、サブフレームデータの値が「０」（反転サブフレームデータの値が「１」）のときは、補償駆動期間で駆動される。すなわち、本実施の形態の液晶表示装置６０では、後述するように画素の階調が「０」で、１２個のサブフレームデータの値がすべて「０」のときには、駆動期間では駆動されないが、補償駆動期間で駆動されるために常に交流駆動を確保でき、その結果、十分な焼き付き防止を行うことができる。
【００８８】
一方、ＬＥＤ制御部３５は、駆動制御部６１からの指示に従い、サブフレームデータの値に関係なく駆動期間内でのみ図１１（Ｅ）にハイレベルで模式的に示すようにＬＥＤ４２を駆動して発光させ、照明光学系内のＬＥＤ４２から照明光が図１に示した入射光Ｌ１として射出し、液晶表示素子１１に入射する。なお、ＬＥＤ制御部３５は、ＬＥＤ４２を駆動期間で駆動するが、後述するようにＬＥＤ重み付けテーブルに従い、１フレーム期間を構成する１２個のサブフレーム期間のうちの何番目のサブフレーム期間であるかに応じて、駆動期間全期間以下の予め定めた設定期間でＬＥＤ４２を発光させる。
【００８９】
これに対し、液晶駆動素子１１の一部を構成する液晶素子ＬＣは図１１（Ｄ）に示したように、サブフレームデータの値が「１」（反転サブフレームデータの値が「０」）のときは入射光が入射する駆動期間で駆動されるため図１１（Ｆ）にハイレベルｆ１４で模式的に示すように図１に示した射出光Ｌ２が出力されて白表示を行う。一方、図１１（Ｄ）に示したように、サブフレームデータの値が「０」（反転サブフレームデータの値が「１」）のときは駆動期間において入射光が入射しても、液晶素子ＬＣは駆動されないため図１１（Ｆ）にローレベルｆ１２で模式的に示すように射出光Ｌ２が出力されず黒表示を行う。
【００９０】
また、サブフレームデータの値が「０」（反転サブフレームデータの値が「１」）のときは、液晶素子ＬＣは補償駆動期間で図１１（Ｄ）にハイレベルで模式的に示すように駆動されるが、同図（Ｅ）にローレベルで模式的に示すように液晶素子ＬＣに照明光が入射しないため、同図（Ｆ）にローレベルｆ１１で模式的に示すように射出光Ｌ２が出力されず黒表示を行う。
【００９１】
次に、本実施の形態の液晶表示装置６０の駆動パターンについて説明する。
【００９２】
図１２は、本発明になる液晶表示装置の第２の実施の形態における駆動パターンの一例の説明図を示す。図１２は、サブフレーム数が１２個の場合の本実施の形態の液晶表示装置６０の駆動パターンについて示している。図１２（Ａ）は１フレーム期間においてサブフレームＳＦ１からサブフレームＳＦ１２までの計１２個のサブフレーム転送が行われることを示している。すべての画素５０内のサンプルホールド部５１の情報（サブフレームデータ）を書き換える期間を、データアドレス期間とするとき、データアドレス期間は、各サブフレームにおける前半期間である補償駆動期間内で終了している必要がある。
【００９３】
また、図１２（Ｂ）は、各サブフレーム期間が前述したように、前半期間が補償駆動期間、後半期間が補償駆動期間に設定されることを示す。つまり、データアドレス期間中は補償駆動期間となる。更に、図１２（Ｃ）は、ＬＥＤ制御部３５により光源であるＬＥＤ４２が、ＳＦ１〜ＳＦ６では駆動期間の後半に発光するように設定されることを示す。すなわち、ＬＥＤ制御部３５は、駆動期間におけるＬＥＤ４２の発光期間を、サブフレームＳＦ１〜ＳＦ１２のうち重み付けが大きなサブフレームＳＦ１、ＳＦ２、ＳＦ３、ＳＦ４、ＳＦ５ほど駆動期間の終端側から始端方向へ長くし、重み付けが最大のサブフレームＳＦ６〜ＳＦ１２において駆動期間の全期間を発光期間とするように、ＬＥＤ４２を制御する。駆動期間の後半に発光するようにすることにより、液晶層１３の立ち上がり期間におけるロスを低減することができる。
【００９４】
また、最後のサブフレームＳＦ１２の駆動期間が終了した後、次のフレームが始まるまでの期間を“非駆動期間”とし、液晶層１３にかかる電圧が０[V]となるようにする。すなわち、ブランキング電圧線Ｖ０のブランキング電圧と駆動電圧線Ｖ１の駆動電圧とを、それぞれ共通電極電圧Ｖcomと同じ電圧値となるように設定する。これは、サブフレームの合計期間をフレーム期間に一致させることは非常に困難なため、どうしても余った期間が生じ、この余った期間に余計な電圧が液晶素子ＬＣにかかると、焼き付きの原因になってしまうため、これを防止するためである。すなわち、上記の余った期間を、ブランキング電圧線Ｖ０のブランキング電圧と駆動電圧線Ｖ１の駆動電圧と共通電極電圧Ｖcomとをそれぞれ同じ電圧値に設定して液晶素子ＬＣを駆動しない非駆動期間とすることで、サンプルホールド部５１にて保持されたサブフレームデータの値によらず、液晶素子ＬＣにかかる電圧を０にして、焼き付きを防止することができる。
【００９５】
また、図１２（Ｃ）は、サブフレームＳＦ１〜ＳＦ１２のうち、サブフレームＳＦ６〜ＳＦ１２では駆動期間と同じ期間ＬＥＤ４２が発光し、サブフレームＳＦ１、ＳＦ２、ＳＦ３、ＳＦ４、ＳＦ５では、それぞれ駆動期間の１／３２倍、２／３２倍、４／３２倍、８／３２倍、１６／３２倍の期間発光することを示している。１フレーム期間内のサブフレームＳＦ１〜ＳＦ１２のうちの何番目のサブフレームであるかに応じてＬＥＤの発光期間を重み付けして可変制御する動作は、第１の実施の形態と同様にＬＥＤ制御部３５がＬＥＤ重み付けテーブルを参照して行う。
【００９６】
次に、図１３のタイミングチャートを参照して本実施の形態の液晶表示装置６０の動作について更に詳細に説明する。
【００９７】
駆動制御部６１に供給される、図１３（Ａ）に示す垂直同期信号VSYNCが時刻Ｔ０でアクティブとなると、駆動制御部６１の指示に従いサブフレームＳＦ１のサブフレームデータがデータ転送部３６より、ソースドライバ６２に順次入力される。ソースドライバ３７は１ライン分の（ｎ＋１）個のサブフレームデータを格納する毎に、列データ線Ｄ0〜Ｄn及び反転列データＤＸ0〜ＤＸnを並列に介してサブフレームデータ及び反転サブフレームデータを同時に画素部６４へ転送し、ゲートドライバ３９で指定された行（１ライン）ｙの（ｎ＋１）個の各画素５０内の各サンプルホールド部５１に画素別にサンプリング及びホールドさせる。
【００９８】
例えば、画素部５０内のある一つの画素５０（x，y）において入力されるＳＦ１からＳＦ１２までの１２個のサブフレームデータＤ（ｘ，ｙ）の各１ビットの値が、図１３（Ｄ）に示すように［１，０，１，１，０，１，１，１，１，０，０，０］であるものとする。なお、以下の説明では反転サブフレームデータについては説明を省略する。この場合、最初のサブフレームＳＦ１の伝送期間では、垂直同期信号VSYNCの入力時刻Ｔ０からｙライン分遅れた時刻Ｔ１１にて図１３（Ｃ）に示すように、ｙライン目の行選択線Ｗに供給される行選択信号Ｗyによりｙライン目の各画素５０が選択され、それらの各画素５０内のサンプルホールド部５１にサブフレームＳＦ１のサブフレームデータ“１”が保持される。この画素５０（x，y）内のサンプルホールド部５１におけるＳＦ１のサブフレームデータ“１”の保持は、図１３（Ｅ）に示すように、次のＳＦ２のサブフレームデータが転送される時刻Ｔ１６までの（Ｔ１１−Ｔ１６）の期間保持される。
【００９９】
そして、時刻Ｔ１２でサブフレームＳＦ１のすべてのサブフレームデータの転送が終了し、図１３（Ｂ）に示すようにＳＦ１のデータアドレス期間が終了する。ここで、サブフレームＳＦ１の１サブフレームは、図１３（Ｂ）に示す時刻Ｔ０から時刻Ｔ１５までの期間（Ｔ０−Ｔ１５）で、その１サブフレームの前半期間である時刻Ｔ０から時刻Ｔ１３までの期間（Ｔ０−Ｔ１３）では、補償駆動期間としてブランキング電圧線Ｖ０には図１３（Ｆ）にハイレベルで示す白電圧Ｖw[V]が、また駆動電圧線Ｖ１には図１３（Ｇ）にローレベルで示す黒電圧Ｖb[V]が印加される。続く、ＳＦ１の１サブフレームの後半期間である時刻Ｔ１３から時刻Ｔ１５までの期間（Ｔ１３−Ｔ１５）では、駆動期間としてブランキング電圧線Ｖ０には図１３（Ｆ）にローレベルで示す黒電圧Ｖb[V]が、また駆動電圧線Ｖ１には図１３（Ｇ）にハイレベルで示す白電圧Ｖw[V]が印加される。なお、共通電極電圧Ｖcomは図１３（Ｈ）に示すように、常に０[V]である。
【０１００】
上記の駆動期間（Ｔ１３−Ｔ１５）では、画素５０（x，y）内のサンプルホールド部５１で保持されているサブフレームデータ値は図１３（Ｄ）に示したように “１”であるので、画素５０（x，y）内の電圧選択部５２は、駆動電圧線Ｖ１の駆動電圧を選択して図１３（Ｉ）にハイレベルで示すように白電圧Ｖw[V]を画素電極１２に印加する。
【０１０１】
このとき、画素５０（x，y）内の液晶素子ＬＣの共通電極１４には図１３（Ｈ）に示す０[V]の共通電圧Ｖcomが印加されているため、液晶層１３には同図（Ｊ）で示すような駆動電圧が印加され、液晶素子ＬＣは同図（Ｋ）にハイレベルで模式的に示すように駆動期間（Ｔ１３−Ｔ１５）で駆動される。また、ＬＥＤ制御部３５はＳＦ１の駆動期間（Ｔ１３−Ｔ１５）の終了直前の時刻Ｔ１４から時刻Ｔ１５までの、駆動期間の１／３２倍の重み付けの期間（Ｔ１４−Ｔ１５）では、図１３（Ｌ）にハイレベルで模式的に示すようにＬＥＤ４２を点灯する。従って、ＳＦ１の駆動期間内の上記の重み付けの期間（Ｔ１４−Ｔ１５）では液晶表示装置６０の当該画素５０(ｘ,ｙ)は、図１３（Ｍ）にハイレベルで模式的に示すように白表示を行う。
【０１０２】
続いて、同様に図１３（Ｂ）に示す時刻Ｔ１５から時刻Ｔ２０までの１サブフレーム（Ｔ１５−Ｔ２０）において、次のサブフレームＳＦ２の処理が行われる。画素５０（x，y）内のサンプルホールド部５１は、図１３（Ｅ）に示すように、ＳＦ２のサブフレームデータ“０”を時刻Ｔ１５直後の時刻Ｔ１６でサンプリング保持し、次のＳＦ３のサブフレームデータが転送される時刻までの期間保持する。
【０１０３】
そして、時刻Ｔ２０でサブフレームＳＦ２のすべてのサブフレームデータの転送が終了し、図１３（Ｂ）に示すようにＳＦ２のデータアドレス期間が終了する。ここで、サブフレームＳＦ２の１サブフレーム（Ｔ１５−Ｔ２０）のうち、前半期間である期間（Ｔ１５−Ｔ１８）では、補償駆動期間としてブランキング電圧線Ｖ０には図１３（Ｆ）にハイレベルで示す白電圧Ｖw[V]が、また駆動電圧線Ｖ１には図１３（Ｇ）にローレベルで示す黒電圧Ｖb[V]が印加される。続く、ＳＦ２の１サブフレームの後半期間である期間（Ｔ１８−Ｔ２０）では、駆動期間としてブランキング電圧線Ｖ０には図１３（Ｆ）にローレベルで示す黒電圧Ｖb[V]が、また駆動電圧線Ｖ１には図１３（Ｇ）にハイレベルで示す白電圧Ｖw[V]が印加される。
【０１０４】
上記の駆動期間（Ｔ１８−Ｔ２０）では、画素５０（x，y）内のサンプルホールド部５１で保持されているサブフレームデータ値は図１３（Ｄ）に示したように “０”であるので、画素５０（x，y）内の電圧選択部５２は、ブランキング電圧線Ｖ０のブランキング電圧を選択して図１３（Ｉ）にローレベルで示すように黒電圧Ｖb[V]を画素電極１２に印加する。
【０１０５】
このとき、画素５０（x，y）内の液晶素子ＬＣの共通電極１４には図１３（Ｈ）に示す０[V]の共通電圧Ｖcomが印加されているため、液晶層１３には同図（Ｊ）で示すような駆動電圧が印加され、液晶素子ＬＣは駆動期間（Ｔ１８−Ｔ２０）では同図（Ｋ）にローレベルで模式的に示すように黒電圧Ｖb[V]に対応する電圧で駆動される。また、ＬＥＤ制御部３５はＳＦ２の駆動期間（Ｔ１８−Ｔ２０）では、図１３（Ｌ）に示すように駆動期間の２／３２倍の重み付けの期間（Ｔ１９−Ｔ２０）だけＬＥＤ４２を点灯する。これにより、ＳＦ２の駆動期間（Ｔ１８−Ｔ２０）では液晶表示装置６０の当該画素５０(x，y）は、黒電圧Ｖb[V]に対応する電圧で駆動されるため、駆動期間の２／３２倍の重み付けの期間（Ｔ１９−Ｔ２０）だけＬＥＤ４２が点灯したとき、図１３（Ｍ）にローレベルで模式的に示すように黒表示を行う。
【０１０６】
以下、ＳＦ３からＳＦ１２まで同様な処理が行われる。この結果、本実施の形態によれば、光出力として、図１３（Ｍ）に示すようにＳＦ１からＳＦ１２までの各サブフレームにおいて「１，０，４，８，３２，３２，３２，３２，０，０，０」が出力され、積分値として「１４１」が出力される。この結果、画素５０(x，y)において階調値「１４１」が表示される。
【０１０７】
なお、時刻Ｔ０から始まる１フレーム期間内の最後のサブフレームＳＦ１２の駆動期間終了時刻Ｔ２１からその１フレーム期間の最後の時刻（次の１フレーム期間の最初のサブフレームＳＦ１の補償駆動期間の開始時刻）Ｔ２２までの、図１３に「Blank」で示す期間は、電圧制御部６３は図１３（Ｆ）、（Ｇ）にそれぞれ示すように、共通電極電圧Ｖcomと同一電圧値（０[V])のブランキング電圧及び駆動電圧を発生する。この期間は、図１２に“非駆動期間”として示した期間に相当し、液晶層１３にかかる電圧が０[V]となり、図１３（Ｋ）に示すように、液晶素子ＬＣは非駆動とされる。
【０１０８】
次に、ＤＣバランスとして図１３（Ｊ）に示す液晶電圧に注目すると、同図（Ｅ）に示すサンプルホールドの値が“０“から”１“に変化する、ＳＦ１、ＳＦ３、及びＳＦ６と、サンプルホールドの値が”１“から”０“に変化する、ＳＦ２、ＳＦ５、及びＳＦ１０とでは、それぞれ波形が逆転している。また、図１３（Ｅ）に示すサンプルホールドの値が変化しない、他のサブフレームＳＦ４、ＳＦ７、ＳＦ８、ＳＦ９、ＳＦ１１、及びＳＦ１２では、サブフレーム内にてＤＣバランスが０[V]になっている。このように、１フレーム期間で注目すると、本実施の形態の液晶表示装置６０ではＤＣバランスが０[V]に保たれていることが分かる。
【０１０９】
このように、本実施の形態の液晶表示装置６０によれば、画素の階調が「０」で、ＳＦ１〜ＳＦ１２の１２個のサブフレームデータの値がすべて「０」のときにも、補償駆動期間と駆動期間とでは互いに逆極性の電圧（黒電圧及び白電圧）が交互に画素電極１２に印加されて駆動されるため、常に交流駆動を確保でき、その結果、十分な焼き付き防止を行うことができる。
【０１１０】
また、本実施の形態の液晶表示装置６０によれば、１フレーム期間を１２サブフレームに分割して各サブフレーム毎に液晶素子ＬＣを交流駆動しているため、１フレーム毎に１２回という従来よりも多くのＤＣバランス極性反転を行うことができ、焼き付き防止精度を向上することができ、その結果、強誘電性液晶を用いた液晶表示装置の信頼性を向上することができる。
【０１１１】
更に、本実施の形態の液晶表示装置６０によれば、１サブフレームの前半期間を補償駆動期間とし、後半期間を駆動期間として、補償駆動期間でのみサブフレームデータ転送を行うようにしたため、データ転送効率を略５０％とすることができる。すなわち、本実施の形態の液晶表示装置６０によれば、データ転送期間と駆動期間とを工夫することで、画素回路１５ｂ内のサンプルホールド回路は１つのサンプルホールド部５１のみでも動作することができ、その結果、画素サイズの小型化が容易となり、第１の実施の形態に比べて、液晶表示装置全体の小型化や高解像度化への応用に有利である。
【０１１２】
なお、本発明は以上の実施の形態に限定されるものではなく、例えばサブフレームＳＦ１〜ＳＦ１２のそれぞれにおけるＬＥＤ４２の発光期間を図６（Ｃ）、図１２（Ｃ）に示したように階調テーブルの重み付けに応じた発光期間に可変しているが、発光期間は一定とし発光強度を上記の重み付けに応じて可変する（重み付けが大であるほど発光強度を大とする）ようにしてもよい。また、１フレーム期間のサブフレームの数は１２に限定されるものではなく、１０以上であれば所期の目的を達成することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１１３】
本発明は、色割れの少ない小型あるいは低コストなプロジェクタに応用することができる。
【符号の説明】
【０１１４】
１０  投射型表示装置
１１  反射型液晶表示素子
１２  画素電極
１３  液晶層
１４  共通電極
１５、１５ａ、１５ｂ  画素回路
１６  偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）
１７  投射レンズ
１８  スクリーン
２０、５０  画素
２１  サブサンプルホールド部
２２  転送用スイッチングトランジスタ
２３  メインサンプルホールド部
２４、５２  電圧選択部
３０、６０  液晶表示装置
３１  サブフレームデータ変換部
３２  メモリ制御部
３３１Ａ、３３２Ｂ  フレームバッファ
３４、６１  駆動制御部
３５  ＬＥＤ制御部
３６  データ転送部
３７、６２  ソースドライバ
３８、６３  電圧制御部
３９  ゲートドライバ
４０、６４  画素部
４２  ＬＥＤ（発光ダイオード）
５１  サンプルホールド部
ＬＣ  液晶素子
Ｄ0〜Ｄn、Ｄ  列データ線
ＤＸ0〜ＤＸn、ＤＸ  反転列データ線
Ｗ0〜Ｗm、Ｗ  行選択線
Ｖ０  ブランキング電圧線
Ｖ１  駆動電圧線
Ｔ  転送用信号線
【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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