(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向面に走査電極と信号電極とを有する一対の基板間に、印加される電圧の極性反転に伴い、反転電流を生じる液晶を挟持し、画素に表示データを表示する液晶パネルと、互いに異なる色の光を発光する光源とを具備し、任意の色の光が発光し、他の色に切り替わるまでの期間を走査期間とし、前記走査期間内に前記表示データに基づく透過の状態を決定する選択期間と、表示データに関わらず、前記画素を一定の透過の状態にするリセット期間とを備え、前記リセット期間の長さが前記走査期間のほぼ１／２の長さに等しく、かつ、同一の前記走査期間内では、前記走査電極に印加される電圧が同極性の電圧波形で構成されることを特徴とする液晶光学装置。
【請求項２】
前記リセット期間では、前記画素の透過の状態が非透過状態に設定されることを特徴とする請求項１に記載の液晶光学装置。
【請求項３】
前記光源の色が切り換わる毎に前記画素に印加される電圧波形を０Ｖに対して対称に極性反転することを特徴とする請求項１に記載の液晶光学装置。
【請求項４】
前記液晶が、第１の極性の電圧印加で第１の強誘電性状態を示し、第２の極性の電圧印加で第２強誘電性状態を示し、電圧無印加で反強誘電性状態とを示す反強誘電性液晶であることを特徴とする請求項１に記載の液晶光学装置。
【請求項５】
前記液晶パネルは一対の偏光板を備え、一対の偏光板のうち、いずれか一方の偏光板の偏光軸方向と前記反強誘電性状態における反強誘電性液晶の平均的な分子方向とがほぼ平行となるように、前記一対の偏光板を設置し、前記リセット期間では、前記反強誘電性液晶を反強誘電性状態とする請求項４に記載の液晶光学装置。
【請求項６】
前記リセット期間では前記走査電極に印加される電圧は０Ｖであることを特徴とする請求項５に記載の液晶光学装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は複数の色を発光することが可能な光源と液晶層を有する液晶パネルとを組み合わせた液晶光学装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から液晶パネルをシャッターとして用いて、その背後に光源（例えばＬＥＤ、ＣＲＴ等）を設置して継時加法混合の現象によりカラー表示を実現する発表はなされている。例えば非特許文献１が先行文献として上げられる。この継時加法混合方法はカラーフィルター等のように液晶パネルの画素に、各色のセグメントを分散してあるものとは異なり、短時間内に各色の光源を切り換えて照明を行うことにより、カラー表示を行うものである。用いる液晶パネルはモノクロ表示に用いる液晶パネルと同等の構成で良い。背後の光源が、例えばＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３色の光を、それぞれをある一定時間照射し、さらにそれぞれの光を順番に（例えばＲ、Ｇ、Ｂの順）に時分割照射していく。液晶パネルはこの一定時間に同期して各表示画素のＯＮ、ＯＦＦを行う。所望する表示の色情報に応じて、Ｒ、Ｇ、Ｂの光透過の状態を液晶セルの画素のＯＮ、ＯＦＦで決定する。この単色の光が照射している時間は非常に短いため、それぞれの色は１つずつの色とは認識されず、それぞれの色の混色として人間には認識される。
【０００３】
次に液晶パネルを駆動する方法として、時分割駆動方法について説明する。図２のように一対の基板上のそれぞれに走査電極（Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４・・・Ｘｎ）、および信号電極（Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３・・・Ｙｍ）を形成し、これらが対向したところのマトリックス状に位置する画素に対応して、走査電極へ１本ずつ電圧を印加し、これに同期して信号電極から表示状態に応じた電圧波形が印加される。この信号電極と走査電極の電圧波形の合成波形に応じて画素の透過の状態が決定し、表示が書き込まれる。さらに詳細には１つの画素を書き込むためには、走査電極（Ｘｎ）に印加された電圧波形と、信号電極（Ｙｍ）に印加された電圧波形との合成電圧波形により、画素の透過率、すなわち透過の状態が決定する。
【０００４】
このような継時加法混合の現象によりカラー表示を実現する液晶パネルに使用出来る液晶は、様々な種類の液晶を用いることが出来る。例えば、ＴＮ型液晶やＳＴＮ型液晶の他に、強誘電性を示す強誘電性液晶や反強誘電性液晶も使用することが可能である。特に強誘電性を示す液晶は応答性が早い特性を有しているので、継時加法混合方法の複数色の光源を用いる場合には、好適な液晶材料である。この時分割発光する光源を強誘電性液晶パネルに応用とした技術として、従来は複数のフレーム（走査期間）で発光色を切り替える駆動方法等が開示されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照。）。
【０００５】
次に液晶パネルとして、反強誘電性液晶を用いた場合の駆動方法について、以下詳しく説明をする。
【０００６】
図３は反強誘電性液晶を液晶パネルとして用いる場合の偏光板配置を示す構成図である。それぞれの偏光軸方向ａ’、偏光軸方向ｂ’をクロスニコルに合わせた偏光板２１ａ、２１ｂの間に、どちらかの一方の偏光板の偏光軸（この図では偏光軸方向ａ’）方向と、無電界時に於ける反強誘電性液晶分子の長軸方向ｎとが、ほぼ平行になるように液晶セル２２を置き、電圧無電界時に非透過状態（閉状態）が、電圧印加時には透過率が高くなる状態（開状態）が表示出来るようにしている。逆に、反強誘電性液晶が後述する第１の強誘電状態あるいは第２の強誘電状態を示すときの液晶分子方向に、どちらか一方の偏光板の偏光軸方向を平行に設置することもできる。そのように設置すると、偏光軸方向と平行に設置した強誘電状態を示した時に、液晶パネルは非透過状態となり、電圧無印加時には透過率が高くなる透過の状態となる。どちらの設置方法でも使用可能であるが、以後、電圧無印加の反強誘電状態の時の分子方向に一方の偏光板の偏光軸を平行に設置した時の液晶パネルについて説明する。
【０００７】
このような構成の液晶セルに電圧を印加した時、それに対する透過率変化をグラフにプロットすると図４のようなループを描くことが出来る。第１の極性の電圧を印加し増加させ、透過率が変化し始める電圧値をＶ１、透過率の変化が飽和する電圧値をＶ２、逆に電圧値を減少させて、透過率が減少し始める電圧値をＶ５、また逆極性の電圧を印加し、その絶対値を増加させ、透過率が変化し始める電圧値をＶ３、透過率変化が飽和する電圧値をＶ４、逆に電圧の絶対値を減少させ、透過率が変化し始める電圧値をＶ６とする。この図４からわかるように、電圧値が閾値以上をとると、第１の強誘電性状態が選択され、また第１の極性とは逆極性の第２の極性の印加電圧によって、第２の強誘電性状態が選択され、これらの強誘電性状態から、電圧値がある閾値より低い場合には反強誘電性状態が選択される。
【０００８】
図５に反強誘電性液晶パネルを時分割駆動した駆動波形を示す。図２のように基板上のそれぞれに電極を形成し、走査電極（Ｘｎ）に印加された電圧波形と、信号電極（Ｙｍ）に印加された電圧波形と、それら電極が交差するところの画素（Ａｎｍ）における合成電圧波形を図５に示す。図５の合成電圧波形に応じて、画素の透過光量（Ｔ）は変化し、ＯＮ（Ｗ）は透過の状態が白表示、ＯＦＦ（Ｂ）は透過の状態が、非透過状態の黒表示を示している。全ての走査電極に電圧が印加される期間を走査期間（フレーム期間）とし、リセット期間（Ｒｅ）で一定の状態、ここでは反強誘電性状態にし、次の選択期間（Ｓｅ）で第１、もしくは第２の強誘電性状態を選択した時には、ＯＮ（Ｗ）の透過の状態となり、選択期間（Ｓｅ）で反強誘電性状態を選択した時には、ＯＦＦ（Ｂ）の非透過状態とし、それら選択された状態の時間的な変化を次の非選択期間（ＮＳｅ）で制御している。
【０００９】
このように反強誘電性液晶パネルでは、画素に書き込みを行う直前に反強誘電性液晶を第１、もしくは第２の強誘電性状態、もしくは反強誘電性状態にリセットされることが一般に行われる。例えば図５では、選択期間（Ｓｅ）の直前にリセット期間（Ｒｅ）が設けられ、この期間内では画素に閾値電圧以下の電圧が印加されて、反強誘電性状態にリセットされている。このように画素に必要な情報を書き込む直前に各画素の状態をリセットすることによって、以前の書き込み時の状態の影響を受けず、良好な表示を行うことが出来る。
【００１０】
次に強誘電性液晶パネルに関して詳しく説明する。一般的に強誘電液晶分子は電界などの外部からの変化によって、円錐（以後、液晶コーンを称する。）の側面に沿って移動することが知られている。強誘電液晶を一対の基板間に狭持し、液晶パネルとして用いる際には、電圧を印加する極性によって、液晶コーンの側面の２カ所に位置するように強誘電性液晶を制御する。この２カ所の安定な強誘電性液晶の状態を第１の強誘電状態、第２の強誘電状態と称する。
【００１１】
図６は強誘電性液晶を用いる場合の、強誘電性液晶パネル構成図の一例である。互いの偏光軸方向をほぼ直角（クロスニコル）に合わせた偏光板２１ａ、２１ｂの間に、どちらかの偏光板の偏光軸方向と、電圧無印加時における第１の強誘電状態の分子長軸方向ｎ１か、第２の強誘電状態の分子長軸方向ｎ２か、どちらか一方の強誘電状態となる強誘電性液晶の分子長軸方向とが平行になるように、一対の基板間に強誘電液晶を狭持した液晶セル２２を置いた。図６の場合は偏光板２１ａの偏光軸方向ａ’と、第２の強誘電状態の強誘電性液晶の分子長軸方向ｎ２とをほぼ平行に配置している。
【００１２】
図６のような偏光板の設置構成では、強誘電性液晶が偏光板の偏光軸の方向と平行に配置した方の強誘電状態、ここでは第２の強誘電状態となると、光が透過せず強誘電性液晶パネルは黒表示（非透過状態）となる。また印加電圧の極性によって、強誘電性液晶は偏光板の偏光軸と一致させなかった方の強誘電状態となり、強誘電性液晶分子が偏光軸に対して、ある角度を持って傾くため、バックライトからの光の透過が起き、白表示（透過率の高い透過の状態）とすることができる。ここでは第２の強誘電状態に偏光板の偏光軸方向を一致させたが、第１の強誘電状態の分子長軸方向ｎ１と偏光板の偏光軸方向を一致させることもできる。その場合には第１の強誘電状態で黒表示（非透過状態）、第２の強誘電状態で白表示（透過率の高い状態）とすることができる。どちらの設置構成についても本発明に採用できるが、以後図６のように設置構成を採用した場合について説明する。
【００１３】
この強誘電性液晶パネルに印加した印加電圧の値と、強誘電性液晶パネルの透過率との関係を示したのが図７である。図７に示すように、強誘電液晶にある値以上の正極性である第１の極性の印加電圧によって、強誘電性液晶は第１の強誘電状態をとり、強誘電性液晶パネルは光が透過し透過の高い状態が得られ、ある値以上の負極性である第２の極性の印加電圧によって、第２の強誘電状態をとり、光が透過しない非透過状態となる。この図から分かるように、強誘電性液晶は印加電圧が０Ｖの場合でも透過率が維持され、すなわち外部から電圧が供給されなくとも一度書き込んだ表示状態は、外部からの電圧が供給されなくとも保持することができる。
【００１４】
図６の偏光板構成の強誘電性液晶パネルを用いた、代表的な駆動方法を図８に示す。電極の構成は図２と同じとしている。電圧に応じた強誘電性液晶パネルの１画素を透過する光量変化（透過率）を示しており、ＯＮ（Ｗ）は透過の状態が白表示、ＯＦＦ（Ｂ）は透過の状態が非透過状態の黒表示を示している。強誘電性液晶パネルの画素（Ａｎｍ）に印加した電圧は、走査電極（Ｘｎ）に印加される走査側電圧波形と、信号側電極（Ｙｍ）に印加される信号側電圧波形を合成した合成電圧波形で表すことができる。
【００１５】
図８の駆動波形は１回の表示データに基づく表示を実行するために一つの走査期間（フレーム期間）を構成し、一つのフレーム期間内には、表示データに基づく表示状態を選択する選択期間（Ｓｅ）と、選択した表示状態を保持するための非選択期間（ＮＳｅ）とを設定し、次の表示を書き込むために、表示状態に依存せず、強誘電性液晶を一方の強誘電状態にリセットするリセット期間（Ｒｓ）を選択期間の開始以前に設定している。図８ではリセット期間の前半に、白表示（透過率の高い状態）となる第１の強誘電状態となる正極性のパルスを印加し、リセット期間の後半に黒表示（非透過状態）となる第２強誘電状態にリセットする負極性のパルスを印加している。このように強誘電性液晶パネルでは、良好な表示を行うために、直前の表示状態に依存せず、極性の異なるパルスを印加し、両方の強誘電状態を実行するリセット期間を設定することが一般的に行われている。
【００１６】
第１の強誘電状態と第２の強誘電状態との、２つの状態しかない強誘電性液晶パネルで階調表示方法としては、同一画素の中に電圧勾配を設けて、同一画素内に閾値電圧の分布を設けたり、１画素を複数画素に分割し、分割された画素にそれぞれ電圧を個別に印加して白表示の透過率が高い状態と非透過状態の面積比で階調表示を行う方法が行われている。
【００１７】
【特許文献１】
特開昭６３−８５５２３号公報（第１図）
【特許文献２】
特開昭６３−８５５２４号公報（第１図）
【非特許文献１】
フィリップ・ボス（Philip Bos）、トーマス・ブザック（Thomas Buzak）、ロルフ・バトン（Rolf Vatne）著，「４Ａ  フルカラー・フィールド・シーケンシャル・カラー・ディスプレイ（4A Full-Color Field-Sequential Color Display），ユーロディスプレイ’８４（Eurodisplay'84），（仏国），１９８４年９月１８日〜２０日，ｐ．７−９」
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
前述した継時加法混合方法を用いて駆動する場合に、液晶パネルの背後に光源として配置された発光素子が、任意の色が発光してから次の色の光が発光するまでの時間を走査期間に設定すると、光源の色の変化が、人間の目にちらつきとなって認識されないためには、走査期間の時間は約２０ｍｓよりも短い時間が必要となる。例えば液晶の応答速度を考慮すると、走査電極が１００本以上になると現状の液晶材料では、走査期間内では１回しか全ての走査電極に電圧を印加できない。
【００１９】
このため従来の時分割駆動方法を用いると、１本目の走査電極から順に選択期間が設置されるため、例えば１００本の走査電極を設置した場合には、走査電極の本数が多くなるため、最後の方に位置する走査電極では、１本目の走査電極に比べて、選択期間が設定される時期が遅くなり、１本目から本数が多くなるに伴い、透過光量が減少してしまう。図９は縦軸に走査電極の本数目を、横軸に白表示の場合の各走査電極上の画素の光透過時間を棒グラフで示した図である。つまり同じ光が発光している時間内に、例えば白表示を行う場合には、図６のように各走査電極上の画素によって光が透過している時間が異なってしまい、画面全体で均一な輝度で表示を行うことが出来ない。また、従来技術のように複数のフレームで発光色を切り替えると、それだけ、走査電極に電圧が印加される回数が多くなり、ちらつきが発生してしまう。
【００２０】
そこで本発明では継時加法混合現象を用いた液晶光学装置において、このような問題点を解決することにより、液晶パネル全体を均一な輝度で良好な表示を行い、走査電極の位置に関わらず、均一な輝度の液晶光学装置を提供することを目的としている。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の液晶光学装置では、以下の手段を用いた。対向面に走査電極と信号電極とを有する一対の基板間に、印加される電圧の極性反転に伴い、反転電流を生じる液晶を挟持し、画素に表示データを表示する液晶パネルと、互いに異なる色の光を発光する光源とを具備し、任意の色の光が発光し、他の色に切り替わるまでの期間
を走査期間とし、走査期間内に表示データに基づく透過の状態を決定する選択期間と、表示データに関わらず、画素を一定の透過の状態にするリセット期間とを備え、リセット期間の長さが走査期間のほぼ１／２の長さに等しく、かつ、同一の走査期間内では、走査電極に印加される電圧が同極性の電圧波形で構成されることを特徴とする。また、このリセット期間では透過の状態が非透過状態に設定されることが好ましい。
【００２２】
さらに液晶が、第１の極性の電圧印加で第１の強誘電性状態を示し、第２の極性の電圧印加で第２強誘電性状態を示し、電圧無印加で反強誘電性状態とを示す反強誘電性液晶であることを特徴とし、またこの液晶パネルは一対の偏光板を備え、一対の偏光板のうち、いずれか一方の偏光板の偏光軸方向と反強誘電性状態における反強誘電性液晶の平均的な分子方向とがほぼ平行となるように、これら一対の偏光板を設置し、先のリセット期間では、反強誘電性液晶を反強誘電性状態とすることを特徴とする。
【００２３】
そして、この場合には、リセット期間が非透過状態となるために、リセット期間には液晶セルに印加される電圧が常に閾値電圧以下の電圧が印加されるよう設定した。さらに液晶パネルの電極は走査電極と信号電極とで構成し、リセット期間では走査電極に印加する電圧は０Ｖとするのが好ましい。
【００２４】
とくに液晶が、印加される電圧の極性反転に伴い、反転電流を生じる液晶であることが好ましい。
【００２５】
また電極構成としては、複数の走査電極および信号電極を備え、これらが対向したところのマトリックス状に位置する画素に対応して、走査電極へ１本ずつ電圧を印加し、これに同期して信号電極から表示状態に応じた電圧波形が印加される時分割駆動方法を採用しても良いし、各画素毎にアクティブ素子を備える駆動方法を採用しても良い。
【００２６】
【発明の実施の形態】
本発明の液晶光学装置は、液晶パネルの背面にはバックライトとして、複数の色を継続的に照射出来るような光源を備えている。例えば、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の光を発光するＬＥＤをそれぞれ平面配置して使用する。以下Ｒ、Ｇ、Ｂの３つ色の光源を使用した場合の駆動方法を説明する。１画素に所定の表示を実行するためには、Ｒ、Ｇ、Ｂの光源を順に任意の時間だけ点灯させ、それぞれの発光時に全ての走査電極に電圧を印加する。つまり任意の色の光が発光し、他の色に切り替わるまでを走査期間（１フレーム期間）とすると、Ｒ、Ｇ、Ｂを一通り点灯させることによって、１画素に必要な情報が書き込まれる。つまり、この場合には、３フレーム期間が１画素に必要な情報を書き込むのに必要な期間である。
【００２７】
ここで、走査期間の間に液晶パネルをリセットするリセット期間、画素の表示状態を決定するための電圧を印加する選択期間、その表示状態の変化を制御するための非選択期間を、それぞれの色の光源が点灯している時間内に設ける。ここでＲ、Ｇ、Ｂの３色の光源を用いた場合には、Ｒ、Ｇ、Ｂの点灯毎にリセット期間、選択期間、および非選択期間が、それぞれ繰り返し実行されることになる。
【００２８】
リセット期間では表示データに依存せず常に黒表示とする。このリセット期間を走査期間の１／２の長さとほぼ同じ長さに設定し、選択期間の時間と走査線本数を掛け合わせた長さが、リセット期間とほぼ同じ長さとする。このように駆動することによって、走査電極の位置に関係なく、走査期間の半分が黒表示となるので、それぞれの電極、つまりそれぞれの画素において、光が透過している時間が全て等しくなる。
【００２９】
【実施例】
（実施例１）
以下本発明を図面に基づいて詳細に説明する。図１０は本実施例に用いた液晶パネル構成図である。本実施例で用いた液晶は反強誘電性液晶であり、この反強誘電性液晶パネルは約２μの厚さの液晶層９２として反強誘電性液晶を狭持した一対のガラス基板９３ａ、９３ｂと、２枚のガラスを接着するシール材９７とで構成されている。ガラス基板の対向面には電極（ＩＴＯ）９４ａ、９４ｂが形成されており、その上に配向膜９５ａ、９５ｂが塗布され、ラビング処理がなされている。さらに一方のガラス基板の外側に偏光板の偏光軸とラビング軸とが平行になるように、第１の偏光板９１ａが設置されており、他方のガラス基板の外側には第１の偏光板９１ａの偏光軸と９０°異なるようにして第２の偏光板９１ｂが設置されている。この液晶パネルの裏側にはバックライト９６として３色（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の表示が出来るＬＥＤが設置されている。バックライト９６はＲ、Ｇ、Ｂの順序で点灯しそれぞれの点灯時間は約５．３ｍｓとした。
【００３０】
この反強誘電性液晶パネルの電極構成は、先に説明した図２のような、マトリックス状に配置した走査電極と信号電極を採用した。走査電極をそれぞれＸ１、Ｘ２、Ｘｎに配置し、信号電極はＹ１、Ｙ２、Ｙｍと配置した。具体的には走査電極は１６０本、信号電極は１６０本とした。それぞれが交差する斜線部分が画素であり、Ｘｎの走査電極とＹｍの信号電極とが交差したところの画素はＡｎｍである。
【００３１】
図１に本発明で用いた駆動波形を示す。任意の色の光が発光し、次の色の光に切り替わるまでを走査期間とし、透過の状態として白表示（ＯＮ(Ｗ））を実行した時の駆動波形である。図では１本の走査電極に印加される走査電圧波形のみが図示されているが、この走査期間中に全ての走査電極に電圧が印加されることになる。走査電極（Ｘｎ）における走査側電圧波形、信号電極（Ｙｍ）における信号側電圧波形、およびそれらが交差したところの画素（Ａｎｍ）における合成駆動電圧波形、およびそれに応じた透過光量（Ｔ）の変化を示している。走査電極および信号電極をそれぞれ、Ｘｎ、Ｙｍとしたが、１６０本目の走査電極、信号電極ではなく、任意の位置の画素における合成駆動電圧波形を示している。
【００３２】
同色の光が点灯し、他の光が点灯するまでを走査期間（フレーム期間）とし、走査期間には選択期間と非選択期間及びリセット期間をそれぞれの電極が備えるように構成した。選択期間（Ｓｅ）は２位相とし、選択期間の長さは、走査期間の半分の長さを全走査電極の本数で割った長さに設定した。走査期間の長さは約５．４ｍｓとした。走査電極（Ｘｎ）に印加された走査側電圧波形では、選択期間で、１位相のパルス幅を約８．３ｕｓとし、２５Ｖの波高値のパルスを印加し、非選択期間（ＮＳｅ）中では、約７Ｖの電圧値を印加された。またリセット期間（Ｒｓ）は表示データに関わらず、一定の透過の状態とし、走査期間の半分の２．６ｍｓとした。この走査電極では走査期間の最初と、後半の２箇所にリセット期間が設けられている。この期間に走査電極に印加される電圧値は０Ｖとした。
【００３３】
信号電極（Ｙｍ）に印加する信号側電圧波形では、パルスは±５Ｖの電圧が印加され、表示データに応じて異なるパルス幅の電圧値を印加した。また、ここでは図示していないが、走査期間毎（Ｒ、Ｇ、Ｂの光源が順次点灯する毎）、つまり光源の色が切り替わる毎に、走査電極側電圧波形及び信号電極側電圧波形を０Ｖに対して対称に極性反転し、液晶の直流劣化が生じるのを防止した。
【００３４】
画素（Ａｎｍ）の合成電圧波形に注目すると、選択期間では表示データに応じた３０Ｖの電圧が印加され、反強誘電性液晶は第１の強誘電状態を選択し、透過率が高い状態となり、白表示となった。また非選択期間では状態が維持され、白表示が保持された。そしてリセット期間では合成電圧波形には、±５Ｖの電圧が印加され、反強誘電性液晶は表示データに関わらず、反強誘電状態にリセットされ非透過状態の黒表示となった。
【００３５】
図１は１個の画素に注目した駆動波形を示したが、図１１に、走査側電極の１本目（Ｘ１）、２本目（Ｘ２）、１６０本目（Ｘ１６０）の走査側電圧波形と、これら電極上の複数の画素に白表示を実行した時のそれぞれの透過光量（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ１６０）を示す。図１１に示すように、Ｘ１では走査期間における後半の半分がリセット期間となり、Ｘ１６０では、前半の半分の最後に選択期間が設置されている。リセット期間では非透過状態になるので、それぞれの走査電極において、設定されるリセット期間の位置が異なるものの、どこの走査電極であっても、走査期間の１／２が黒表示となっている。そして、それぞれの走査電極において白表示となる期間は等しくなっている。
【００３６】
また走査期間の半分をリセット期間とし、図１１のように走査期間中における選択期間を１回とすることで、本実施例のように反強誘電性液晶を用いた場合には、同一のフレーム期間内で逆極性の電圧が印加されることがなく、反転電流が生じないため、消費電力を押さえることが出来た。
【００３７】
この結果をグラフに示したのが図１２である。図１２は縦軸に走査電極の本数位置、横軸に、走査期間毎の光源の色と各走査電極上における画素が白表示を行っている場合の、透過している時間（白抜き部）と非透過時間（斜線部）を示している。このように、非透過状態となる非透過時間（斜線部）が、各走査電極の位置で異なっているが、透過している時間は各色毎に、いずこにおいても等しく、本実施例では、全て約２．７ｍｓとなった。このように、各走査電極における透過の状態の点灯時間が（選択期間と非選択期間が足された長さ）を全て等しくすることが出来、液晶パネル表示面内での輝度むらがなく良好な表示が出来た。
【００３８】
（参考例２）
以下、参考例を図面に基づいて詳細に説明する。本参考例では液晶に強誘電性液晶を用いた。液晶パネル構成図は実施例１と同様、図１０に図示した構成を採用した。電極の構成も図２に図示した構成とし、偏光板の配置構成も従来の技術の項で説明したように、図６のように、第２の強誘電状態の液晶分子方向と偏光軸の方向とを平行とした。液晶層の厚みやバックライトの各色の点灯時間も実施例１と同じとした。
【００３９】
図１３は強誘電性液晶パネルを用いて、本発明を実施する駆動方法を図示したものである。任意の色の光が発光し、次の色の光に切り替わるまでを走査期間とし、透過の状態として白表示（ＯＮ（Ｗ））を実行した時の駆動波形である。走査電極（Ｘｎ）における走査側電圧波形、信号電極（Ｙｍ）における信号側電圧波形、およびそれらが交差したところの画素（Ａｎｍ）における合成駆動電圧波形、およびそれに応じた透過光量（Ｔ）の変化を示している。走査電極および信号電極をそれぞれ、Ｘｎ、Ｙｍとしたが、１６０本目の走査電極、信号電極ではなく、任意の位置の画素における合成駆動電圧波形を示している。
【００４０】
同色の光が点灯し、他の光が点灯するまでを走査期間（フレーム期間）とし、走査期間には選択期間と非選択期間及びリセット期間を構成した。選択期間（Ｓｅ）は２位相とし、選択期間の長さは、走査期間の半分の長さを全走査電極の本数で割った長さに設定した。走査期間の長さは、光源の１つの光が発光してから次の光に切り替わるまでの期間と同じ５．３ｍｓとした。走査電極（Ｘｎ）に印加された走査側電圧波形では、選択期間で、１位相のパルス幅は約１６μｓでとし、選択期間（Ｓｅ）では、表示データに応じた±２５Ｖの波高値のパルスが走査電極（Ｘｎ）に印加され、非選択期間（ＮＳｅ）には約０Ｖとした。またリセット期間（Ｒｓ）は走査期間の半分の２．６ｍｓとし、この期間の前半に、表示データに関わらず、常に±３０Ｖの２位相のパルスが印加され、それ以外の期間では０Ｖとした。
【００４１】
信号電極（Ｙｍ）に印加する信号側電圧波形では、パルスは±５Ｖの電圧が印加され、表示データに応じて異なるパルス幅の電圧値を印加した。また、ここでは図示していないが、走査期間毎（Ｒ、Ｇ、Ｂの光源が順次点灯する毎）、つまり光源の色が切り替わる毎に、走査電極側電圧波形及び信号電極側電圧波形を０Ｖに対して対称に極性反転し、液晶の直流劣化が生じるのを防止した。
【００４２】
画素（Ａｎｍ）の透過率に注目すると、選択期間では、走査電極（Ｘｎ）に±２５Ｖの電圧が印加され、画素（Ａｎｍ）の合成電圧波形では、選択期間の２番目のパルスで、＋３０Ｖが印加され、強誘電性液晶は第１の強誘電状態を選択し、透過率の高い状態となって、白表示とした。また非選択期間では状態が維持され、白表示が保持された。そしてリセット期間では、走査電極側電圧波形で±３０Ｖの電圧が印加され、画素（Ａｎｍ）の合成電圧波形には、表示データに関わらず±２５Ｖの電圧が印加され、リセット期間の２番目のパルスが−２５Ｖとなり、閾値電圧を超えて、強誘電性液晶は第２の強誘電状態にリセットされ、非透過状態の黒表示となった。
【００４３】
図１３は１個の画素に注目した駆動波形を示したが、図１４に、走査側電極の１本目（Ｘ１）、２本目（Ｘ２）、１６０本目（Ｘ１６０）の走査側電圧波形と、これら電極上の複数の画素に白表示を実行した時のそれぞれの透過光量（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ１６０）を示す。図１４に示すように、Ｘ１では走査期間における後半の半分がリセット期間となり、Ｘ１６０では、前半の半分の最後に選択期間が設置されている。リセット期間では非透過状態になるので、それぞれの走査電極において、設定されるリセット期間の位置が異なるものの、どこの走査電極であっても、走査期間の１／２が黒表示となっている。そして、それぞれの走査電極において白表示となる期間は等しくなっている。
【００４４】
このようにリセット期間を走査期間のほぼ１／２とすることで、走査期間の約半分を黒表示とすることができ、各走査電極の画素の透過時間を等しくすることができた。これは先の実施例１と同様、図１２について説明したごとく同じ効果が得られた。各走査電極における画素が光を透過していた時間は全て約２．７ｍｓと等しくなり、強誘電性液晶パネルの表示面内での輝度むらは無く、良好な表示が出来た。
【００４５】
本参考例においては、リセット期間で非透過状態の黒表示を実行した。リセット期間を黒表示とすることで、良好なコントラストを得ることができるが、リセット期間で、黒表示の非透過状態ではなくとも、あるレベル以下の一定の透過率にリセットすればよく、そのように設定することによって、それぞれの画素の透過している期間が等しくなる効果は変わらず、液晶パネルの表示面内で輝度ムラは解消される。
【００４６】
（実施例３）
以下、次の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。本実施例では液晶にはＴＮ型液晶を用い、それぞれの画素にはアクティブ素子として、ＴＦＴ素子が形成されている電極構成の液晶パネルを採用した。バックライトの各色の点灯時間は実施例１と同様に設定した。
【００４７】
本実施例では図１５に示すように、１画素内１６２にＴＦＴ素子１６１が形成されているアクティブマトリックス型の液晶表示パネルを用いた。ＴＦＴ素子は楕円で囲った部分である。ＴＦＴ素子のソース側電極は信号側集積回路と接続している信号側電極１６３と接続し、ＴＦＴ素子のゲート側電極は走査側集積回路と接続している走査側電極１６４と接続している。走査側電極からのＴＦＴ素子におけるゲート電圧は−５ｖ、＋１５Ｖが印加され、信号側電極からのソース電圧は０Ｖ、＋５Ｖが印加される。信号側電極は３２０本、走査側電極は２５０本とした。
【００４８】
実施例１と同様に、バックライトはＲ，Ｇ，Ｂの各色が順次点灯する。この点灯時間はそれぞれ約５．４ｍｓとした。同色の光が点灯し、他の光が点灯するまでを走査期間（フレーム期間）とし、走査期間には選択期間とリセット期間を構成した。図１６では、走査側電極の１本目（Ｘ１）、２本目（Ｘ２）、２５０本目（Ｘ２５０）の走査側電圧波形と、これら電極上の複数の画素に白表示を実行した時のそれぞれの透過光量（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ２５０）を示す。図１６に示すように、本実施例では１走査期間のうち、半分の期間を第１の期間（ＳＣ１）、残りの半分の期間を第２の期間（ＳＣ２）とし、第２の期間をリセット期間（Ｒｓ）とした。第１の期間（ＳＣ１）のうち、走査側電極に電圧が印加されている期間を選択期間（Ｓｅ）とした。よって、１つの走査期間中に全ての走査電極に電圧が印加されることになる。また、１本目と、２本目とで、順次第１の期間と第２の期間は選択期間の長さだけずれて設定されている。
【００４９】
第１の期間では表示データに応じた表示を行い、第２の期間では表示データに依存せずに常に画素が黒表示となるようにした。１本目の走査電極から順次、選択期間には+１５Ｖのパルスが約３３μｓ印加するようにした。走査電極に印加された電圧波形は実線１７２で図示する。波線１７１はＴＦＴ素子がＯＮ状態となり、ソース側電極より液晶層に印加された時の液晶層の電位状態の図示している。表示モードは電圧無印加時に黒表示となるＴＮモードを用いた。液晶層の電位が上昇すると、それに応じて液晶がスイッチングを開始し、それに伴い透過率が上昇する。よって第２の期間におけるリセット期間では、表示データにかかわらず、全ての液晶層の電位を０とし、透過率の減少が生じ、黒表示が実行される。
【００５０】
図１６に示すように、Ｘ１では走査期間における後半の半分がリセット期間となり、Ｘ２５０では、前半の半分がリセット期間に設定されている。リセット期間では非透過状態になるので、それぞれの走査電極において、設定されるリセット期間の位置が異なるものの、どこの走査電極であっても、走査期間の１／２が黒表示となっている。そして、それぞれの走査電極において白表示となる期間は等しくなっている。よって、液晶パネルの表示面内での輝度むらは無く、良好な表示が出来た。
【００５１】
今回はＴＦＴ素子とＴＮ型液晶とを組み合わせた液晶パネルを採用したが、ＴＮ型液晶のに代えて、ＳＴＮ型液晶、強誘電性を有する液晶を組み合わせても同様の結果が得られる。
【００５２】
【発明の効果】
以上に述べたように、本発明は継時加法混合現象を用いた液晶光学装置において、走査期間内におけるデータ表示時間を一定とすることで、表示面内で輝度むらを無くし、表示画面全体を均一に良好な表示を行うことが出来る。また、液晶パネルとして強誘電性を示す強誘電性液晶あるいは反強誘電性液晶、ＳＴＮ液晶、ＴＮ液晶などを使用した如何なる液晶パネルであっても、あるいはアクティブ素子を用いた液晶パネルであっても、同等の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明で用いた駆動波形とそれに対応する透過光量を示した図である。
【図２】  本発明で用いたマトリックス電極を表す図である。
【図３】  本発明で用いた反強誘電性液晶パネルと偏光板の構成図である。
【図４】  本発明で用いた反強誘電性液晶パネルのヒステリシスカーブを表す図である。
【図５】  従来の反強誘電性液晶パネルの駆動波形とそれに対応する透過光量を示した図である。
【図６】  参考例で用いた強誘電性液晶パネルと偏光板の構成図である。
【図７】  参考例で用いた強誘電性液晶パネルの印加電圧と透過率を示す図である。
【図８】  従来の強誘電性液晶パネルの駆動波形とそれに対応する透過光量を示した図である。
【図９】  従来の駆動方法で、各走査電極上の白表示となる画素における透過時間を表したグラフである。
【図１０】  本発明で用いた液晶パネルの構成図である。
【図１１】  本発明の実施例で用いた駆動方法と透過率を示す図である。
【図１２】  本発明の液晶光学装置で、各走査電極上の白表示となる画素における透過時間を表したグラフである。
【図１３】  参考例で用いた駆動波形とそれに対応する透過光量を示した図である。
【図１４】  参考例で用いた駆動方法と透過率を示す図である。
【図１５】  本発明の実施例で用いたアクティブマトリクス型の電極構成を示す図である。
【図１６】  本発明の実施例で用いた駆動方法と透過率を示す図である。
【符号の説明】
ＯＦＦ（Ｂ）黒表示
ＯＮ（Ｗ）白表示
Ｒｓ  リセット期間
Ｓｅ  選択期間
ＮＳｅ  非選択期間
Ａｎｍ  画素
Ｔ  透過光量
２１ａ、２１ｂ偏光板
２２  液晶セル
９１ａ、９１ｂ偏光板
９２  液晶層
９３ａ、９３ｂガラス基板
９４ａ、９４ｂ電極
９５ａ、９５ｂ高分子配向膜
９６  バックライト
９７  シール材
Ｘ１〜Ｘｎ走査電極
Ｙ１〜Ｙｍ信号電極
Ｔ１〜Ｔ１６０透過率
【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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