(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
共通電極を設けた一方の基板と画素電極を設けた他方の基板とによって形成された空隙内に自発分極を有するハーフＶ字特性の液晶物質が封入されており、夫々の画素に対応して前記液晶物質による光透過率を制御すべく、ドット反転駆動タイプのデータドライバを介して画素データに応じた電圧印加をオン／オフ制御するスイッチング素子を設けた液晶表示装置において、前記データドライバに入力される奇数番目の画素データまたは偶数番目の画素データの何れか一方の階調数を反転する反転回路を備えており、前記共通電極が２組にパターニングされていて、一方の組の共通電極が奇数番目の画素に対応し、他方の組の共通電極が偶数番目の画素に対応しており、３種類以上の異なる電圧から選択した２種類の電圧夫々を前記パターニングされた２組の共通電極夫々に印加するようにしたことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
１フレームを２つのサブフレームに分割しており、前記パターニングされた２組の共通電極夫々に印加する２種類の電圧の組み合わせが、前半のサブフレームと後半のサブフレームとにおいて異なっている請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前半のサブフレームにて画素印加電圧極性を正極性にしてデータ表示処理を行い、後半のサブフレームにて画素印加電圧極性を負極性にしてデータ消去処理を行うようにした請求項２記載の液晶表示装置。
【請求項４】
各サブフレーム毎に、前記奇数番目の画素データと偶数番目の画素データとが交互に階調数を反転される請求項２または３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、液晶表示装置に関し、特に、自発分極を有する強誘電性液晶材料または反強誘電性液晶材料を用いたアクティブ駆動型の液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年のいわゆるオフィスオートメーション（ＯＡ）の進展に伴って、ワードプロセッサ，パーソナルコンピュータ，ＰＤＡ（Personal Digital Assistants)等に代表されるＯＡ機器が広く使用されている。更にこのようなＯＡ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ＯＡ機器の需要が発生しており、それらの小型・軽量化が要望されるようになっている。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ＯＡ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】
液晶表示装置をマルチメディアとして使用する場合に、要求される特性はフル動画表示特性である。しかし、一般的なＴＮ（Twisted Nematic)液晶材料，ＳＴＮ（Super Twisted Nematic)液晶材料を用いた液晶表示装置では、速い速度にて表示を行ったとしても、４０画像／秒程度の表示が限界であり、例えばフル動画にて表示を行った場合（６０画像／秒）には、液晶分子が動作しきれず、画像がぼやけてしまう。
【０００４】
このような問題を解決するために、本発明者等は、自発分極を有し、印加電圧に対する応答速度が数十〜数百μｓオーダと高速である強誘電性液晶材料または反強誘電性液晶材料を用いた液晶表示装置の開発を進めている。このような液晶表示装置において、パッシブタイプのパネル（単純マトリクスパネル）を使用して動画表示を行った場合、１ラインずつ完全に液晶分子の状態が停止するまで書き込みを行うため、１画面の表示に要する時間が１／６０秒以上となるので、フル動画の表示は不可能である。よって、アクティブマトリクスタイプのパネル（ＴＦＴパネル）を使用する。このＴＦＴパネルを使用した場合には、１ラインで駆動電圧を印加する時間が液晶分子の応答時間より短くても、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）を経由して画素に注入された電荷にて液晶分子を動作させ、しかも、次の駆動電圧が印加されるまでの時間内に液晶分子が十分に応答すれば、フル動画表示は可能である。また、ＴＦＴパネルを使用することにより、中間調表示も容易に制御できる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、ＴＦＴパネルに強誘電性液晶材料または反強誘電性液晶材料を封入した液晶表示装置にあっては、マルチメディアにも対応したフル動画表示を実現できる。ところで、このような液晶表示装置において、使用する液晶材料が図１５（ａ）に示すような印加電圧−透過光量特性を有する場合には、市販されているドット反転駆動タイプのデータドライバにより各画素を駆動できる。しかしながら、使用する液晶材料が図１５（ｂ）に示すような印加電圧−透過光量特性を有する場合には、市販されているデータドライバをそのまま使用することはできない。
【０００６】
図１５（ｂ）に示す特性を有する液晶材料を使用する際の対処方法として、次のような２つの手法が考えられる。第１の手法は、図１６に示す如く、同時出力した際の出力電圧の極性が共に同じ極性となるようなデータドライバを作製して使用する手法である。第２の手法は、図１７に示す如く、市販のデータドライバの奇数番号の出力端子または偶数番号の出力端子のみをＴＦＴパネルに接続させて、市販のデータドライバを使用する手法である。
【０００７】
第１の手法では、データドライバの再設計によって解決できるが、使用できる液晶材料が強誘電性液晶材料または反強誘電性液晶材料に限定されるので好ましいとは言えない。一方、第２の手法では、市販のデータドライバを使用できるが、半分の出力端子しか利用しないので、装置の大型化及びコストの上昇が避けられない。
【０００８】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、自発分極を有する液晶材料を用い、ＴＦＴ等のスイッチング素子にて駆動される液晶表示装置にあって、出力端子の無駄がなく市販のデータドライバをそのまま使用できる液晶表示装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る液晶表示装置は、共通電極を設けた一方の基板と画素電極を設けた他方の基板とによって形成された空隙内に自発分極を有するハーフＶ字特性の液晶物質が封入されており、夫々の画素に対応して前記液晶物質による光透過率を制御すべく、ドット反転駆動タイプのデータドライバを介して画素データに応じた電圧印加をオン／オフ制御するスイッチング素子を設けた液晶表示装置において、前記データドライバに入力される奇数番目の画素データまたは偶数番目の画素データの何れか一方の階調数を反転する反転回路を備えており、前記共通電極が２組にパターニングされていて、一方の組の共通電極が奇数番目の画素に対応し、他方の組の共通電極が偶数番目の画素に対応しており、３種類以上の異なる電圧から選択した２種類の電圧夫々を前記パターニングされた２組の共通電極夫々に印加するようにしたことを特徴とする。
【００１０】
請求項１の液晶表示装置にあっては、２組にパターニングされた共通電極夫々に、３種類以上の電圧から選択した２種類の電圧を夫々印加する。よって、自発分極を有する強誘電性液晶材料または反強誘電性液晶材料を用いた液晶表示装置について、出力極性＋，−が交互に変化する市販のデータドライバでの低コストの駆動が実現される。また、奇数番目の画素データまたは偶数番目の画素データの何れかの階調数を反転した後に、データドライバへ入力する。よって、出力極性＋，−が交互に変化する市販のデータドライバでも無駄がない駆動が実現される。
【００１１】
請求項２に係る液晶表示装置は、請求項１において、１フレームを２つのサブフレームに分割しており、前記パターニングされた２組の共通電極夫々に印加する２種類の電圧の組み合わせが、前半のサブフレームと後半のサブフレームとにおいて異なっていることを特徴とする。
【００１２】
請求項２の液晶表示装置にあっては、前半のサブフレームにてデータ表示を行い、後半のサブフレームにて表示データの消去を行うため、フル動画の表示が実現される。
【００１３】
請求項３に係る液晶表示装置は、請求項２において、前半のサブフレームにて画素印加電圧極性を正極性にしてデータ表示処理を行い、後半のサブフレームにて画素印加電圧極性を負極性にしてデータ消去処理を行うようにしたことを特徴とする。
【００１４】
請求項３の液晶表示装置にあっては、前半のサブフレームにて画素印加電圧極性を正極性にしてデータ表示を行い、後半のサブフレームにて画素印加電圧極性を負極性にして表示データの消去を行うため、フル動画の表示が実現される。
【００１５】
請求項４に係る液晶表示装置は、請求項２または３において、各サブフレーム毎に、前記奇数番目の画素データと偶数番目の画素データとが交互に階調数を反転されることを特徴とする。
【００１６】
請求項４の液晶表示装置にあっては、各サブフレーム毎に、奇数番目の画素データと偶数番目の画素データとが交互に階調数を反転されるため、１フレーム内にてデータの表示及び表示データの消去が完了して、フル動画の表示が実現される。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、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。
（第１実施の形態）
図１は本発明による液晶表示装置の液晶パネルの模式的平面図、図２は本発明による液晶表示装置の全体構成のブロック図、図３は液晶パネル及びバックライトの構成例を示す模式的斜視図、図４は液晶パネルの模式的断面図である。
【００１８】
図４に示すように、液晶パネル１は、上層（表面）側から下層（背面）側に、後述するように２組にパターニングされている共通電極２（２ａ，２ｂ）及びマトリクス状に配列されたカラーフィルタ３を有するガラス基板４と、マトリクス状に配列された画素電極５と画素電極５夫々に接続されたＴＦＴ２１（図１参照）とを有するガラス基板６とを積層して構成されており、ガラス基板６上の画素電極５の上面には配向膜７が、カラーフィルタ３の下面には配向膜８が夫々配置され、これらの配向膜７，８に強誘電性液晶である液晶材料が充填されて液晶層９が形成されている。なお、１０は液晶層９の層厚を保持するためのスペーサである。図３に示すように、この液晶パネル１は、２枚の偏光板１１，１２で挟まれ、更にその下方にバックライト２６が設置される。
【００１９】
図１に示すように、個々の画素電極５はＴＦＴ２１のオン／オフ制御によって選択的に駆動され、個々のＴＦＴ２１は、データドライバ２２を通して信号線２３に入力されたデータ電圧を、スキャンドライバ２４からライン順次に供給されるスキャン信号を走査線２５に入力することによって選択的にオン／オフする。そして、ＴＦＴ２１を通して供給されるデータ電圧により、個々の画素の透過光強度が制御される。バックライト２６は、液晶パネル１の下層（背面）側に位置しており、バックライト電源回路２７にて駆動される。バックライト電源回路２７は、同期制御信号ＳＹＮに同期して、駆動電圧をバックライト２６に供給して、バックライト２６の冷陰極管を発光させる。
【００２０】
本発明における液晶表示装置は、上述したようなデータドライバ２２，スキャンドライバ２４，バックライト電源回路２７に加えて、図２に示すように、画像メモリ３１，制御信号発生回路３２，基準電圧発生回路３３，第１回路３４ａ及び第２回路３４ｂ，反転回路３５，Ｖcom 電圧発生回路３６の周辺回路を有している。
【００２１】
画像メモリ３１は、液晶パネル１により表示されるべき表示データＤＤを例えばパーソナルコンピュータ等の外部装置から入力する。制御信号発生回路３２は、各種の処理の同期を取るための同期制御信号ＳＹＮを生成し、生成した同期制御信号ＳＹＮを画像メモリ３１，データドライバ２２，スキャンドライバ２４，基準電圧発生回路３３，Ｖcom 電圧発生回路３６及びバックライト電源回路２７へ出力する。
【００２２】
画像メモリ３１は、表示データＤＤを一旦記憶した後、同期制御信号ＳＹＮに同期して交互に、奇数番目の画素データＰＤ-Aを第１回路３４ａへ出力し、偶数番目の画素データＰＤ-Bを第２回路３４ｂへ出力する。制御信号発生回路３２は、データドライバ２２の動作モード（後述する「動作モードＡ」または「動作モードＢ」）に応じて”Ｌ”または”Ｈ”となるＤＣＳ信号を第１回路３４ａ及び反転回路３５へ出力する。反転回路３５は、入力されたＤＣＳ信号の”Ｌ”，”Ｈ”を反転させた信号を第２回路３４ｂへ出力する。
【００２３】
第１回路３４ａは、制御信号発生回路３２からＤＣＳ信号”Ｌ”が入力された場合に画素データＰＤ-Aをそのままデータドライバ２２へ出力し、ＤＣＳ信号”Ｈ”が入力された場合に画素データＰＤ-Aの階調数を反転させてデータドライバ２２へ出力する。同様に、第２回路３４ｂは、反転回路３５から”Ｌ”が入力された場合に画素データＰＤ-Bをそのままデータドライバ２２へ出力し、”Ｈ”が入力された場合に画素データＰＤ-Bの階調数を反転させてデータドライバ２２へ出力する。
【００２４】
基準電圧発生回路３３は、同期制御信号ＳＹＮに同期して基準電圧ＶＲ1 及びＶＲ2 を発生し、夫々データドライバ２２及びスキャンドライバ２４に与える。Ｖcom 電圧発生回路３６は、内部で３種類の電圧を発生できて、その３種類の電圧から２種類を選択して共通電極２（２ａ，２ｂ）へ印加する。なお、このＶcom 電圧発生回路３６の内部構成については後述する。
【００２５】
次に、本発明の特徴部分である共通電極２及びＶcom 電圧発生回路３６の構成について詳述する。
【００２６】
図５は、第１実施の形態における共通電極２を示す平面図である。共通電極２は、奇数番号の画素用の第１共通電極２ａと偶数番号の画素用の第２共通電極２ｂとにパターニングされている。これらの第１共通電極２ａ及び第２共通電極２ｂは例えばクロムにて形成されるが、夫々の画素電極５に対向する位置には例えばＩＴＯ（Indiumu Tin Oxide)製の透明電極パッド２ｃが設けられている。これらの第１共通電極２ａ及び第２共通電極２ｂへは、データドライバ２２及びスキャンドライバ２４のＴＣＰ（Tape Carrier Package）を経由して電圧が印加される。
【００２７】
図６は、第１実施の形態におけるＶcom 電圧発生回路３６の構成を示す図である。Ｖcom 電圧発生回路３６は、直列接続させた２本の抵抗３６ａ，３６ｂと、夫々２種類の電圧の何れかを選択できる第１スイッチ回路３６ｃ，第２スイッチ回路３６ｄとを有する。抵抗３６ａ，３６ｂからは３種類の電圧Ｖcom-a ，Ｖcom-b ，Ｖcom-c （Ｖcom-a ＞Ｖcom-b ＞Ｖcom-c ）を取り出すことができる。第１スイッチ回路３６ｃは、電圧Ｖcom-a または電圧Ｖcom-b の何れか一方を同期制御信号ＳＹＮに応じて選択し、選択した電圧を第１または第２共通電極２ａまたは２ｂへ印加する。一方、第２スイッチ回路３６ｄは、電圧Ｖcom-b または電圧Ｖcom-c の何れか一方を同期制御信号ＳＹＮに応じて選択し、選択した電圧を第１または第２共通電極２ａまたは２ｂへ印加する。但し、第１スイッチ回路３６ｃが電圧Ｖcom-a を選択した際には第２スイッチ回路３６ｄは電圧Ｖcom-b を選択し、第１スイッチ回路３６ｃが電圧Ｖcom-b を選択した際には第２スイッチ回路３６ｄは電圧Ｖcom-c を選択するようになっている。
【００２８】
ここで、このような液晶表示装置（ＴＦＴパネル）の具体例について説明する。図５に示すような共通電極２及びＲＧＢのカラーフィルタ３を有する共通電極基板と、画素電極５（ピッチ０．２４×０．２４ｍｍ2 ，画素数１０２４×７６８，対角１２．１インチ）及びＴＦＴ２１を有するＴＦＴ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７，８として成膜した。更に、これらの配向膜７，８をレーヨン製の布でラビングし、両者間に平均粒径１．６μｍのシリカ製のスペーサ１０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。この空パネルにナフタレン系液晶を主成分とする強誘電性液晶物質を封入して液晶層９とした。作製した液晶パネル１をクロスニコル状態の２枚の偏光板１１，１２で、液晶層９の強誘電性液晶分子が一方に傾いた場合に暗状態になるようにして挟んだ。
【００２９】
この液晶パネル１を、データドライバ２２及びスキャンドライバ２４と共に、プリント基板またはフレキシブル基板に実装した後、バックライト２６に重ね合わせ、更に図２に示すような周辺回路を構成して、液晶表示装置を作製した。
【００３０】
次に、動作について説明する。液晶パネル１に表示する表示データＤＤは画像メモリ３１に蓄積される。画像メモリ３１から、奇数画素データＰＤ-Aが第１回路３４ａへ、偶数画素データＰＤ-Bが第２回路３４ｂへ、同期制御信号ＳＹＮに同期して交互に転送される。データドライバ２２は、第１回路３４ａ及び第２回路３４ｂから画素データＰＤ（ＰＤ-A，ＰＤ-B）を入力し、決められた駆動電圧を出力する。なお、データドライバ２２は、外部から入力される同期信号にて制御されている。
【００３１】
図７は、データドライバ２２における入力データ（階調数）と出力電圧との関係を示すグラフである。図７に示すように、階調数ＰＤ-xのデータが入力された場合の出力電圧はＶa またはＶc である。データドライバ２２の動作モードには、奇数出力端子及び偶数出力端子から出力される特性が夫々「正極性側」及び「負極性側」である動作モード（以下、これを「動作モードＡ」と呼ぶ）と、奇数出力端子及び偶数出力端子から出力される特性が夫々「負極性側」及び「正極性側」である動作モード（以下、これを「動作モードＢ」と呼ぶ）とが存在する。そして、下記表１に示すように、「動作モードＡ」である場合には奇数出力端子から電圧Ｖa が出力されて偶数出力端子から電圧Ｖc が出力され、「動作モードＢ」である場合には奇数出力端子から電圧Ｖc が出力されて偶数出力端子から電圧Ｖa が出力される。
【００３２】
【表１】
0003897535.tif 000002
【００３３】
スキャンドライバ２４から、同期制御信号ＳＹＮに同期して、各ライン（走査線）毎に選択電圧（スキャン信号）が出力される。データドライバ２２から、同期制御信号ＳＹＮに同期して、入力された画素データＰＤに対応した電圧（データ電圧）が出力される。その際、スキャンドライバ２４によって選択された走査ライン上の画素にデータドライバ２２からの出力電圧が印加される。
【００３４】
以下、各画素への電圧印加手法について詳述する。電圧印加のパターンには、▲１▼共通電極を基準に正極性の電圧を印加する場合と、▲２▼共通電極を基準に負極性の電圧を印加する場合とがあり、夫々の場合において上述したような「動作モードＡ」及び「動作モードＢ」が存在する。
【００３５】
▲１▼共通電極を基準に正極性の電圧を印加する場合
データドライバ２２が「動作モードＡ」であるときには、制御信号発生回路３２から出力されるＤＣＳ信号を”Ｌ”とし、奇数画素用の第１共通電極２ａ及び偶数画素用の第２共通電極２ｂには、Ｖcom 電圧発生回路３６から夫々電圧Ｖcom-b 及び電圧Ｖcom-c を印加する。階調数ＰＤ-xである奇数画素データＰＤ-Aは、第１回路３４ａにて変換されることなくそのままの階調数ＰＤ-xにてデータドライバ２２へ入力される。一方、第２回路３４ｂには反転回路３５で反転された”Ｈ”のＤＣＳ信号が入力されるため、階調数ＰＤ-xである偶数画素データＰＤ-Bは、階調数＊ＰＤ-x（＝２５５−ＰＤ-x）に反転されてデータドライバ２２へ入力される。
【００３６】
この結果、図８に示すように、データドライバ２２の奇数出力端子からは電圧Ｖa が出力されてその偶数出力端子からは電圧Ｖd が出力される。従って、画素に印加される電圧は下記（１），（２）のようになり、更に下記（３）の関係を満たしている。
Ｖa −Ｖcom-b ＞０  （奇数画素）      …（１）
Ｖd −Ｖcom-c ＞０  （偶数画素）      …（２）
Ｖa −Ｖcom-b ＝Ｖd −Ｖcom-c         …（３）
【００３７】
データドライバ２２が「動作モードＢ」であるときには、制御信号発生回路３２から出力されるＤＣＳ信号を”Ｈ”とし、奇数画素用の第１共通電極２ａ及び偶数画素用の第２共通電極２ｂには、Ｖcom 電圧発生回路３６から夫々電圧Ｖcom-c 及び電圧Ｖcom-b を印加する。階調数ＰＤ-xである奇数画素データＰＤ-Aは、第１回路３４ａにて階調数＊ＰＤ-x（＝２５５−ＰＤ-x）に反転されてデータドライバ２２へ入力される。一方、第２回路３４ｂには反転回路３５によって反転された”Ｌ”のＤＣＳ信号が入力されるため、階調数ＰＤ-xである偶数画素データＰＤ-Bは、変換されることなくそのままの階調数ＰＤ-xにてデータドライバ２２へ入力される。
【００３８】
この結果、図８に示すように、データドライバ２２の奇数出力端子からは電圧Ｖa が出力されてその偶数出力端子からは電圧Ｖd が出力される。従って、画素に印加される電圧は下記（４），（５）のようになり、更に下記（６）の関係を満たしている。
Ｖd −Ｖcom-c ＞０  （奇数画素）      …（４）
Ｖa −Ｖcom-b ＞０  （偶数画素）      …（５）
Ｖd −Ｖcom-c ＝Ｖa −Ｖcom-b         …（６）
【００３９】
以上のことをまとめると、下記表２のようになる。
【００４０】
【表２】
0003897535.tif 000003
【００４１】
▲２▼共通電極を基準に負極性の電圧を印加する場合
データドライバ２２が「動作モードＡ」であるときには、制御信号発生回路３２から出力されるＤＣＳ信号を”Ｈ”とし、奇数画素用の第１共通電極２ａ及び偶数画素用の第２共通電極２ｂには、Ｖcom 電圧発生回路３６から夫々電圧Ｖcom-a 及び電圧Ｖcom-b を印加する。階調数ＰＤ-xである奇数画素データＰＤ-Aは、第１回路３４ａにて階調数＊ＰＤ-x（＝２５５−ＰＤ-x）に反転されてデータドライバ２２へ入力される。一方、第２回路３４ｂには反転回路３５によって反転された”Ｌ”のＤＣＳ信号が入力されるため、階調数ＰＤ-xである偶数画素データＰＤ-Bは、変換されることなくそのままの階調数ＰＤ-xにてデータドライバ２２へ入力される。
【００４２】
この結果、図９に示すように、データドライバ２２の奇数出力端子からは電圧Ｖb が出力されてその偶数出力端子からは電圧Ｖc が出力される。従って、画素に印加される電圧は下記（７），（８）のようになり、更に下記（９）の関係を満たしている。
Ｖb −Ｖcom-a ＜０  （奇数画素）      …（７）
Ｖc −Ｖcom-b ＜０  （偶数画素）      …（８）
Ｖb −Ｖcom-a ＝Ｖc −Ｖcom-b         …（９）
【００４３】
データドライバ２２が「動作モードＢ」であるときには、制御信号発生回路３２から出力されるＤＣＳ信号を”Ｌ”とし、奇数画素用の第１共通電極２ａ及び偶数画素用の第２共通電極２ｂには、Ｖcom 電圧発生回路３６から夫々電圧Ｖcom-b 及び電圧Ｖcom-a を印加する。階調数ＰＤ-xである奇数画素データＰＤ-Aは、第１回路３４ａにて変換されることなくそのままの階調数ＰＤ-xにてデータドライバ２２へ入力される。一方、第２回路３４ｂには反転回路３５によって反転された”Ｈ”のＤＣＳ信号が入力されるため、階調数ＰＤ-xである偶数画素データＰＤ-Bは、階調数＊ＰＤ-x（＝２５５−ＰＤ-x）に反転されてデータドライバ２２へ入力される。
【００４４】
この結果、図９に示すように、データドライバ２２の奇数出力端子からは電圧Ｖc が出力されてその偶数出力端子からは電圧Ｖb が出力される。従って、画素に印加される電圧は下記（10），（11）のようになり、更に下記（12）の関係を満たしている。
Ｖc −Ｖcom-b ＜０  （奇数画素）      …（10）
Ｖb −Ｖcom-a ＜０  （偶数画素）      …（11）
Ｖc −Ｖcom-b ＝Ｖb −Ｖcom-a         …（12）
【００４５】
以上のことをまとめると、下記表３のようになる。
【００４６】
【表３】
0003897535.tif 000004
【００４７】
以上のような動作により、液晶パネル１の全画素に正極性電圧または負極性電圧を同時に印加することが可能となる。従って図１５（ｂ）に示すような特性を有する液晶材料を用いた液晶表示装置において市販のＴＦＴ用データドライバにて駆動した場合でも、正常に画像を表示できる。
【００４８】
次に、実際のデータ表示処理及びデータ消去処理について説明する。図１０は、液晶パネル１の各ラインの走査タイミングを示す図である。１フレーム（１／６０秒）の期間を１／１２０秒ずつの２つのサブフレームに分けて、前半のサブフレームにてデータ書込み走査（実線）を行い、後半のサブフレームにてデータ消去走査（破線）を行う。この結果、フル動画表示を実現できる。なお、１フレームは１／６０秒に限定されるものではない。
【００４９】
（データ表示処理）
データを表示する場合、データドライバ２２は奇数出力端子を正極性側の出力電圧、偶数出力端子を負極性側の出力電圧とするモード、即ち、前述した「動作モードＡ」に設定し、制御信号発生回路３２からのＤＣＳ信号を”Ｌ”とし、第１，第２共通電極２ａ，２ｂに夫々電圧Ｖcom-b ，電圧Ｖcom-c を印加する。これは、前述した表２の「動作モードＡ１」に該当する。
【００５０】
階調数ＰＤ-xである奇数画素データＰＤ-Aは、第１回路３４ａにて変換されることなくそのままの階調数ＰＤ-xにてデータドライバ２２へ入力され、階調数ＰＤ-xである偶数画素データＰＤ-Bは、第２回路３４ｂにて階調数＊ＰＤ-x（＝２５５−ＰＤ-x）に反転されてデータドライバ２２へ入力される。図８に示すように、これらの入力された階調数のデータに対応した電圧（奇数出力端子：電圧Ｖa ，偶数出力端子：電圧Ｖd ）がデータドライバ２２から出力される。よって、上記（３）の関係を満たす上記（１），（２）に示す電圧が画素に印加されて、データ表示が行われる。
【００５１】
（データ消去処理）
表示データを消去する場合、データドライバ２２は奇数出力端子を正極性側の出力電圧、偶数出力端子を負極性側の出力電圧とするモード、即ち、前述した「動作モードＡ」に設定し、制御信号発生回路３２からのＤＣＳ信号を”Ｈ”とし、第１，第２共通電極２ａ，２ｂに夫々電圧Ｖcom-a ，電圧Ｖcom-b を印加する。これは、前述した表３の「動作モードＡ２」に該当する。
【００５２】
階調数ＰＤ-xである奇数画素データＰＤ-Aは、第１回路３４ａにて階調数＊ＰＤ-x（＝２５５−ＰＤ-x）に反転されてデータドライバ２２へ入力され、階調数ＰＤ-xである偶数画素データＰＤ-Bは、変換されることなくそのままの階調数ＰＤ-xにてデータドライバ２２へ入力される。図９に示すように、これらの入力された階調数のデータに対応した電圧（奇数出力端子：電圧Ｖb ，偶数出力端子：電圧Ｖc ）がデータドライバ２２から出力される。よって、上記（９）の関係を満たす上記（７），（８）に示す電圧が画素に印加されて、表示データの消去が行われる。
【００５３】
よって、図１５（ｂ）に示す特性を有する液晶材料にあっても駆動することが可能である。
【００５４】
なお、上述した例では、データドライバ２２をデータ表示時に「動作モードＡ１」、データ消去時に「動作モードＡ２」に設定する場合について説明したが、データ表示時に画素印加電圧極性が正極性になり（「動作モードＡ１」または「動作モードＢ１」）、データ消去時に画素印加電圧極性が負極性になる（「動作モードＡ２」または「動作モードＢ２」）ようにすれば、このようなデータ表示／消去処理は行える。よって、上述した例（方式１）に加えて、下記表４に示すようなデータ表示時／データ消去時における動作モードの組合せが可能である。
【００５５】
【表４】
0003897535.tif 000005
【００５６】
（第２実施の形態）
第２実施の形態では、第１実施の形態と同様に共通電極２が２組にパターニングされているが、その分割パターニングの構成が第１実施の形態と異なっている。図１１は、第２実施の形態における共通電極２を示す平面図である。第２実施の形態での共通電極２は、奇数走査ライン中の奇数画素及び偶数走査ライン中の偶数画素用の第３共通電極２ｄと、奇数走査ライン中の偶数画素及び偶数走査ライン中の奇数画素用の第４共通電極２ｅとにパターニングされている。これらの第３共通電極２ｄ及び第４共通電極２ｅは例えばクロムにて形成されるが、夫々の画素電極５に対向する位置には例えばＩＴＯ製の透明電極パッド２ｃが設けられている。これらの第３共通電極２ｄ及び第４共通電極２ｅへは、データドライバ２２及びスキャンドライバ２４のＴＣＰを経由して電圧が印加される。
【００５７】
なお、第２実施の形態における液晶表示装置の全体構成は、上述した第１実施の形態における液晶表示装置（図１〜図４）と同様である。また、そのＶcom 電圧発生回路３６の構成も第１実施の形態の場合（図６）と同一であり、第２実施の形態では、第１スイッチ回路３６ｃが電圧Ｖcom-a または電圧Ｖcom-b を選択して第３または第４共通電極２ｄまたは２ｅへ印加し、第２スイッチ回路３６ｄが電圧Ｖcom-b または電圧Ｖcom-c を選択して第３または第４共通電極２ｄまたは２ｅへ印加するようになっている。
【００５８】
次に、動作について説明する。データドライバ２２の動作方法は、第１実施の形態と同様である。第２実施の形態におけるデータドライバ２２の４種の動作モード、「動作モードＡ３（「動作モードＡ」によるデータ表示処理）」，「動作モードＢ３（「動作モードＢ」によるデータ表示処理）」，「動作モードＡ４（「動作モードＡ」によるデータ消去処理）」及び「動作モードＢ４（「動作モードＢ」によるデータ消去処理）」を下記表５，表６，表７及び表８に示す。なお、第３共通電極２ｄ及び第４共通電極２ｅへの印加電圧は、図７に示した通りである。
【００５９】
【表５】
0003897535.tif 000006
【００６０】
【表６】
0003897535.tif 000007
【００６１】
【表７】
0003897535.tif 000008
【００６２】
【表８】
0003897535.tif 000009
【００６３】
以上のようなデータドライバ２２の動作モードにより、液晶パネル１の全画素に正極性電圧または負極性電圧を同時に印加することが可能となる。従って図１５（ｂ）に示すような特性を有する液晶材料を用いた液晶表示装置において市販のＴＦＴ用データドライバにて駆動した場合でも、正常に画像を表示できる。
【００６４】
次に、実際のデータ表示処理及びデータ消去処理について説明する。第２実施の形態でも、第１実施の形態と同様に（図１０）、前半のサブフレーム（１／１２０秒）にてデータ書込み走査を行い、後半のサブフレーム（１／１２０秒）にてデータ消去走査を行って、フル動画表示を実現する。
【００６５】
（データ表示処理）
データを表示する場合、データドライバ２２は奇数出力端子を正極性側の出力電圧、偶数出力端子を負極性側の出力電圧とするモードに設定し、制御信号発生回路３２からのＤＣＳ信号を奇数走査ラインへの書込み時に”Ｌ”、偶数走査ラインへの書込み時に”Ｈ”とし、第３，第４共通電極２ｄ，２ｅに夫々電圧Ｖcom-b ，電圧Ｖcom-c を印加する。画像メモリ３１から、奇数画素用データＰＤ-Aが第１回路３４ａへ出力され、偶数画素用データＰＤ-Bが第２回路３４ｂへ出力されることは第１実施の形態と同じである。
【００６６】
〈奇数走査ラインへデータを書き込む場合〉
階調数ＰＤ-xである奇数画素データＰＤ-Aは、第１回路３４ａにて変換されることなくそのままの階調数ＰＤ-xにてデータドライバ２２へ入力され、階調数ＰＤ-xである偶数画素データＰＤ-Bは、第２回路３４ｂにて階調数＊ＰＤ-x（＝２５５−ＰＤ-x）に反転されてデータドライバ２２へ入力される。図８に示すように、これらの入力された階調数のデータに対応した電圧（奇数出力端子：電圧Ｖa ，偶数出力端子：電圧Ｖd ）がデータドライバ２２から出力される。よって、上記（３）の関係を満たす上記（１），（２）に示す電圧が画素に印加されて、奇数走査ラインでのデータ表示が行われる。
【００６７】
〈偶数走査ラインへデータを書き込む場合〉
階調数ＰＤ-xである奇数画素データＰＤ-Aは、第１回路３４ａにて階調数＊ＰＤ-x（＝２５５−ＰＤ-x）に反転されてデータドライバ２２へ入力される。一方、階調数ＰＤ-xである偶数画素データＰＤ-Bは、第２回路３４ｂにて変換されることなくそのままの階調数ＰＤ-xにてデータドライバ２２へ入力される。図８に示すように、これらの入力された階調数のデータに対応した電圧（奇数出力端子：電圧Ｖd ，偶数出力端子：電圧Ｖa ）がデータドライバ２２から出力される。よって、上記（６）の関係を満たす上記（４），（５）に示す電圧が画素に印加されて、偶数走査ラインでのデータ表示が行われる。
【００６８】
（データ消去処理）
表示データを消去する場合、データドライバ２２は奇数出力端子を正極性側の出力電圧、偶数出力端子を負極性側の出力電圧とするモードに設定し、制御信号発生回路３２からのＤＣＳ信号を奇数走査ラインの消去時に”Ｈ”、偶数走査ラインの消去時に”Ｌ”とし、第３，第４共通電極２ｄ，２ｅに夫々電圧Ｖcom-a ，電圧Ｖcom-b を印加する。
【００６９】
〈奇数走査ラインの表示データを消去する場合〉
階調数ＰＤ-xである奇数画素データＰＤ-Aは、第１回路３４ａにて階調数＊ＰＤ-x（＝２５５−ＰＤ-x）に反転されてデータドライバ２２へ入力され、階調数ＰＤ-xである偶数画素データＰＤ-Bは、第２回路３４ｂにて変換されることなくそのままの階調数ＰＤ-xにてデータドライバ２２へ入力される。図９に示すように、これらの入力された階調数のデータに対応した電圧（奇数出力端子：電圧Ｖb ，偶数出力端子：電圧Ｖc ）がデータドライバ２２から出力される。よって、上記（９）の関係を満たす上記（７），（８）に示す電圧が画素に印加されて、奇数走査ラインでの表示データの消去が行われる。
【００７０】
〈偶数走査ラインの表示データを消去する場合〉
階調数ＰＤ-xである奇数画素データＰＤ-Aは、第１回路３４ａにて変換されることなくそのままの階調数ＰＤ-xにてデータドライバ２２へ入力され、奇数画素データＰＤ-Aは、第２回路３４ｂにて階調数＊ＰＤ-x（＝２５５−ＰＤ-x）に反転されてデータドライバ２２へ入力される。図９に示すように、これらの入力された階調数のデータに対応した電圧（奇数出力端子：電圧Ｖc ，偶数出力端子：電圧Ｖb ）がデータドライバ２２から出力される。よって、上記（12）の関係を満たす上記（10），（11）に示す電圧が画素に印加されて、偶数走査ラインでの表示データの消去が行われる。
【００７１】
よって、図１５（ｂ）に示す特性を有する液晶材料にあっても駆動することが可能である。
【００７２】
なお、上述した例では、データドライバ２２をデータ表示時に「動作モードＡ３」、データ消去時に「動作モードＡ４」に設定する場合について説明したが、データ表示時に画素印加電圧極性が正極性になり（「動作モードＡ３」または「動作モードＢ３」）、データ消去時に画素印加電圧極性が負極性になる（「動作モードＡ４」または「動作モードＢ４」）ようにすれば、このようなデータ表示／消去処理は行える。よって、上述した例（方式５）に加えて、下記表９に示すようなデータ表示時／データ消去時における動作モードの組合せが可能である。
【００７３】
【表９】
0003897535.tif 000010
【００７４】
（第３実施の形態）
第１，第２実施の形態では、３種類の電圧（Ｖcom-a ，Ｖcom-b ，Ｖcom-c ）から２種類の電圧を選択して共通電極２に印加するようにしたが、その共通電極２への印加電圧を４種類の電圧から選択するようにしても良く、このようにしたものが第３実施の形態である。
【００７５】
図１２は、第３実施の形態におけるＶcom 電圧発生回路３６の構成を示す図である。Ｖcom 電圧発生回路３６は、直列接続させた３本の抵抗３６ｅ，３６ｆ，３６ｇと、夫々２種類の電圧の何れかを選択できる第３スイッチ回路３６ｈ，第４スイッチ回路３６ｉとを有する。抵抗３６ｅ，３６ｆ，３６ｇからは４種類の電圧Ｖcom-a ，Ｖcom-b ，Ｖcom-c ，Ｖcom-d （Ｖcom-a ＞Ｖcom-b ＞Ｖcom-c ＞Ｖcom-d ）を取り出すことができる。これらの４種類の電圧から第３スイッチ回路３６ｈ，第４スイッチ回路３６ｉにより２種類の電圧を選択して共通電極に印加する。なお、第３スイッチ回路３６ｈが電圧Ｖcom-a を選択した際には第４スイッチ回路３６ｉは電圧Ｖcom-c を選択し、第３スイッチ回路３６ｈが電圧Ｖcom-b を選択した際には第４スイッチ回路３６ｉは電圧Ｖcom-d を選択するようになっている。
【００７６】
このような第３実施の形態におけるデータドライバ２２の入力階調数に対する出力電圧の特性を、図１３，図１４に示す。なお、動作については、第１，第２実施の形態と同様であるので、その説明は省略する。
【００７７】
なお、上述した回路構成では、画像メモリ３１に表示データＤＤを蓄積するようにしたが、画像メモリ３１に代えてスイッチ回路を設けるように構成しても、奇数画素データＰＤ-A，偶数画素データＰＤ-Bの第１回路３４ａ，第２回路３４ｂへの選択入力を行うことは可能である。
【００７８】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明では、２組にパターニングされた共通電極夫々に、３種類以上の電圧から選択した２種類の電圧を夫々印加するようにしたので、強誘電性液晶材料または反強誘電性液晶材料を封入した液晶表示装置にあっても、市販のデータドライバを低コストにてそのまま使用することが可能となる。
【００７９】
また、１フレームを２分割し、前半のサブフレームにてデータ表示を行い、後半のサブフレームにて表示データの消去を行うようにしたので、フル動画の表示を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による液晶表示装置の液晶パネルの模式的平面図である。
【図２】本発明による液晶表示装置の全体構成のブロック図である。
【図３】液晶パネル及びバックライトの構成例を示す模式的斜視図である。
【図４】液晶パネルの模式的断面図である。
【図５】第１実施の形態における共通電極を示す平面図である。
【図６】第１，第２実施の形態におけるＶcom 電圧発生回路の構成を示す図である。
【図７】データドライバの入力階調数に対する出力電圧の特性を示すグラフである。
【図８】第１，第２実施の形態におけるデータドライバの入力階調数に対する出力電圧の特性を示すグラフである。
【図９】第１，第２実施の形態におけるデータドライバの入力階調数に対する出力電圧の特性を示すグラフである。
【図１０】液晶パネルの各ラインの走査タイミングを示す図である。
【図１１】第２実施の形態における共通電極を示す平面図である。
【図１２】第３実施の形態におけるＶcom 電圧発生回路の構成を示す図である。
【図１３】第３実施の形態におけるデータドライバの入力階調数に対する出力電圧の特性を示すグラフである。
【図１４】第３実施の形態におけるデータドライバの入力階調数に対する出力電圧の特性を示すグラフである。
【図１５】液晶材料における印加電圧−透過光量特性を示すグラフである。
【図１６】従来の問題点の解決を図った第１手法の模式図である。
【図１７】従来の問題点の解決を図った第２手法の模式図である。
【符号の説明】
１  液晶パネル
２  共通電極
２ａ  第１共通電極
２ｂ  第２共通電極
２ｄ  第３共通電極
２ｅ  第４共通電極
５  画素電極
９  液晶層
２１  ＴＦＴ
２２  データドライバ
２４  スキャンドライバ
２６  バックライト
３１  画像メモリ
３２  制御信号発生回路
３３  基準電圧発生回路
３４ａ  第１回路
３４ｂ  第２回路
３５  反転回路
３６  Ｖcom 電圧発生回路
３６ｃ  第１スイッチ回路
３６ｄ  第２スイッチ回路
３６ｈ  第３スイッチ回路
３６ｉ  第４スイッチ回路
【図１】
0003897535.tif 000011
【図２】
0003897535.tif 000012
【図３】
0003897535.tif 000013
【図４】
0003897535.tif 000014
【図５】
0003897535.tif 000015
【図６】
0003897535.tif 000016
【図７】
0003897535.tif 000017
【図８】
0003897535.tif 000018
【図９】
0003897535.tif 000019
【図１０】
0003897535.tif 000020
【図１１】
0003897535.tif 000021
【図１２】
0003897535.tif 000022
【図１３】
0003897535.tif 000023
【図１４】
0003897535.tif 000024
【図１５】
0003897535.tif 000025
【図１６】
0003897535.tif 000026
【図１７】
0003897535.tif 000027