(57)【要約】  複数の画素夫々に対応して、電圧印加を制御するＴＦＴと、ＴＦＴに接続されたコンデンサ（蓄積容量）とを有する液晶表示装置にあって、各画素に画素データに応じた電圧が印加された後に、コンデンサ（蓄積容量）の一方の電位を変化させる。Ｎライン目のコンデンサ（蓄積容量）の一方の端子が（Ｎ−１）ライン目のＴＦＴのゲート線に接続されており、Ｎライン目のＴＦＴのゲートをオフした後に、（Ｎ−１）ライン目のゲート電圧を変化させる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の基板にて形成された空隙内に液晶材料が封入されており、複数の画素夫々に対応して、前記液晶材料に対する電圧印加を制御するスイッチング素子と、該スイッチング素子に接続されたコンデンサとを前記基板に有する液晶表示装置において、前記液晶材料に対して電圧印加がなされた後に、前記コンデンサの一方の電位を変化させ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】
前記複数の画素はマトリクス状に配されており、Ｎライン目の前記コンデンサの一方の端子が（Ｎ−１）ライン目の前記スイッチング素子のゲート線に接続されてい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３】
（Ｎ−１）ライン目でのゲート電圧の変化を、Ｎライン目のゲートオフから所定時間経過後に行うようにしたことを特徴とする請求項２記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記所定時間は、前記液晶材料に対する電圧印加に要する時間に略等しい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】
前記液晶材料は、自発分極を有する液晶材料であることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一つに記載の液晶表示装置。
【請求項６】
フィールド・シーケンシャル方式にてカラー表示を行うことを特徴とする請求項１乃至５の何れか一つに記載の液晶表示装置。
【請求項７】
カラーフィルタ方式にてカラー表示を行うことを特徴とする請求項１乃至５の何れか一つに記載の液晶表示装置。
【請求項８】
複数の基板にて形成された空隙内に液晶材料が封入されており、複数の画素夫々に対応して、前記液晶材料に対する電圧印加を制御するスイッチング素子と、該スイッチング素子に接続されたコンデンサとを前記基板に有する液晶表示装置を駆動する方法において、前記液晶材料に対して電圧印加がなされた後に、前記コンデンサの一方の電位を変化させることを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。
【請求項９】
前記複数の画素はマトリクス状に配されていて、Ｎライン目の前記コンデンサの一方の端子が（Ｎ−１）ライン目の前記スイッチング素子のゲート線に接続されており、（Ｎ−１）ライン目でのゲート電圧の変化を、Ｎライン目のゲートオフから所定時間経過後に行うことを特徴とする請求項８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関し、特に、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）等のスイッチング素子を用いるアクティブ駆動型の液晶表示装置及びその駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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、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などのスイッチング素子を用いたアクティブ駆動のものが広く使用されている。このＴＦＴ駆動の液晶表示装置は、表示品質は比較的高いが、液晶パネルの光透過率が現状では数％と低いので、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、液晶の電界に対する応答性が低く、応答速度、特に中間調における応答速度が遅いという問題がある。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１，２，３など参照）。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、より精細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（例えば、特許文献１など参照）。自発分極を有する強誘電性液晶では、液晶分子が基板に対して略平行に並んでおり、電圧印加によってその液晶分子の長軸方向が変化する。そして、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。
【特許文献１】特開平１１−１１９１８９号公報
【非特許文献１】吉原敏明，他（T.Yoshihara, et. al.）：アイエルシーシー９８ (ILCC 98)  P1-074  1998年発行
【非特許文献２】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３】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
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
フィールド・シーケンシャル方式の液晶表示装置は、前述したように、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が少なくて済むという利点を有するが、より一層の低消費電力化を図るために、また、ドライバＩＣによる駆動電圧の制限から、駆動電圧の低減化が求められている。液晶材料へ印加できる駆動電圧の制限はあるが、ドライバＩＣは一般的にその駆動電圧が低いほどそのコストは低くなるため、コスト面でも駆動電圧の低減化が望まれている。  【０００８】
このような低消費電力化及び駆動電圧低減化の要求は、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る。【０００９】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、駆動電圧の低減化を図ることができ、この結果、低消費電力化を実現できると共に、コストが安い低出力電圧のドライバＩＣを用いても液晶材料の駆動を行えて低コスト化を実現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。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第１発明に係る液晶表示装置は、複数の基板にて形成された空隙内に液晶材料が封入されており、複数の画素夫々に対応して、前記液晶材料に対する電圧印加を制御するスイッチング素子と、該スイッチング素子に接続されたコンデンサとを前記基板に有する液晶表示装置において、前記液晶材料に対して電圧印加がなされた後に、前記コンデンサの一方の電位を変化させる手段を備えることを特徴とする。【００１１】
第８発明に係る液晶表示装置の駆動方法は、複数の基板にて形成された空隙内に液晶材料が封入されており、複数の画素夫々に対応して、前記液晶材料に対する電圧印加を制御するスイッチング素子と、該スイッチング素子に接続されたコンデンサとを前記基板に有する液晶表示装置を駆動する方法において、前記液晶材料に対して電圧印加がなされた後に、前記コンデンサの一方の電位を変化させることを特徴とする。【００１２】
第１発明及び第８発明にあっては、画素の液晶材料へ画素データに応じた電圧を印加した後に、コンデンサ（蓄積容量）の一方の電位を変化させる。これにより、蓄積容量と液晶容量との電荷の分配が起こり、この電荷の分配に伴う変化電圧を画素の液晶材料に印加することができる。よって、ドライバＩＣによるデータ電圧よりも大きな画素電圧が液晶材料に印加され得る。【００１３】
第２発明に係る液晶表示装置は、前記複数の画素はマトリクス状に配されており、Ｎライン目の前記コンデンサの一方の端子が（Ｎ−１）ライン目の前記スイッチング素子のゲート線に接続されていることを特徴とする。【００１４】
第３発明に係る液晶表示装置は、（Ｎ−１）ライン目でのゲート電圧の変化を、Ｎライン目のゲートオフから所定時間経過後に行うようにしたことを特徴とする。【００１５】
第９発明に係る液晶表示装置の駆動方法は、前記複数の画素はマトリクス状に配されていて、Ｎライン目の前記コンデンサの一方の端子が（Ｎ−１）ライン目の前記スイッチング素子のゲート線に接続されており、（Ｎ−１）ライン目でのゲート電圧の変化を、Ｎライン目のゲートオフから所定時間経過後に行うことを特徴とする。【００１６】
第２，第３発明及び第９発明にあっては、第１発明及び第８発明においてコンデンサ（蓄積容量）の一方の電位を変化させるための具体的な手法を提供する。Ｎライン目のコンデンサの一方の端子が（Ｎ−１）ライン目のスイッチング素子のゲート線に接続されている回路構成を利用して、Ｎライン目のゲートオフから所定時間経過後に（Ｎ−１）ライン目でのゲート電圧を変化させて、コンデンサ（蓄積容量）の一方の電位を変化させる。よって、容易に画素電圧を調整できる。【００１７】
この場合、前記所定時間は０であっても良い。所定時間を０とする場合、つまり、Ｎライン目のゲートオフ直後に（Ｎ−１）ライン目でのゲート電圧を変化させる場合には、ドライバＩＣによる画素への電荷の注入とゲート電圧の変化に伴う電荷の分配とを確実に行える。【００１８】
第４発明に係る液晶表示装置は、前記所定時間が、前記液晶材料に対する電圧印加に要する時間に略等しいことを特徴とする。【００１９】
第４発明にあっては、Ｎライン目のゲートオフから１サブフレームまたは１フレームにおける１回あたりのデータ書込みに要する走査時間が経過した後に、（Ｎ−１）ライン目でのゲート電圧を変化させる。よって、電圧印加後の時間経過に伴って画素電圧が低下する液晶表示装置にあって、ゲート電圧のみの走査により画素電圧を増加できるため、光透過率の向上を図れる。【００２０】
第５発明に係る液晶表示装置は、前記液晶材料が、自発分極を有する液晶材料であることを特徴とする。【００２１】
第５発明にあっては、液晶材料が自発分極を呈する。自発分極を有する液晶材料を使用するため、高速応答が可能となって、高い動画表示特性が得られ、また、フィールド・シーケンシャル方式の表示を行える。特に、自発分極値が小さい強誘電性液晶材料を使用することにより、ＴＦＴなどのスイッチング素子による駆動が容易となる。【００２２】
第６発明に係る液晶表示装置は、フィールド・シーケンシャル方式にてカラー表示を行うことを特徴とする。【００２３】
第６発明にあっては、複数色の光を経時的に切り換えるフィールド・シーケンシャル方式にてカラー表示を行う。よって、高精細、高色純度、高速応答性を有するカラー表示が可能である。【００２４】
第７発明に係る液晶表示装置は、カラーフィルタ方式にてカラー表示を行うことを特徴とする。【００２５】
第７発明にあっては、カラーフィルタを用いるカラーフィルタ方式にてカラー表示を行う。よって、容易にカラー表示を行える。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の液晶表示装置では、画素の液晶材料へ画素データに応じた電圧を印加した後に、その画素におけるコンデンサ（蓄積容量）の一方の電位を変化させるようにしたので、蓄積容量と液晶容量との電荷の分配に伴う変化電圧を画素の液晶材料に印加することができて、駆動電圧の低減を図ることができ、この結果、低消費電力化を実現できると共に、コストが安い低駆動電圧のドライバＩＣを用いても液晶材料の駆動を行えて低コスト化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】液晶パネルの透過回路を示す図である。
【図２】データ電圧及びゲート電圧を示すタイミングチャートである。
【図３】第１実施の形態（フィールド・シーケンシャル方式）による液晶表示装置の回路構成を示すブロック図である。
【図４】第１実施の形態による液晶表示装置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５】第１実施の形態による液晶表示装置の全体の構成例を示す模式図である。
【図６】液晶材料の電気光学応答特性の一例（ハーフＶ字状特性）を示す図である。
【図７】実施例１の液晶表示装置の駆動シーケンスを示す図である。
【図８】実施例１の液晶表示装置のデータ電圧及びゲート電圧を示すタイミングチャートである。
【図９】実施例１の液晶表示装置におけるデータ電圧／透過光強度特性を示すグラフである。
【図１０】実施例２の液晶表示装置の駆動シーケンスを示す図である。
【図１１】実施例２の液晶表示装置のデータ電圧及びゲート電圧を示すタイミングチャートである。
【図１２】実施例２の液晶表示装置におけるデータ電圧／透過光強度特性を示すグラフである。
【図１３】第２実施の形態（カラーフィルタ方式）による液晶表示装置の回路構成を示すブロック図である。
【図１４】第２実施の形態による液晶表示装置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１５】第２実施の形態による液晶表示装置の全体の構成例を示す模式図である。
【図１６】第２実施の形態による液晶表示装置の駆動シーケンスを示す図である。
【符号の説明】
【００２８】
２  ガラス基板
３  共通電極
４  ガラス基板
１３  液晶層
２１  液晶パネル
２２  バックライト
３１  制御信号発生回路
３２  データドライバ
３３  スキャンドライバ
３４  基準電圧発生回路
４０  画素電極
４１  ＴＦＴ
４２  データ線
４３  ゲート線
４４  液晶セル
４５  コンデンサ
５０  駆動部
６０  カラーフィルタ
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
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。【００３０】
まず、本発明の概要について図１及び図２を用いて説明する。図１は、液晶パネルの等価回路を示す図である。ガラス基板上に、液晶セル４４（容量ＣLC）とＴＦＴ４１とコンデンサ４５（蓄積容量ＣS ）とを組み合わせて、１つの画素が構成されている。コンデンサ４５は、各画素に蓄積される電荷量を多くするために設けられている。【００３１】
Ｎライン目のＴＦＴ４１のゲートは、スキャンドライバ（図示せず）に連なるＮライン目のゲート線４３に接続されており、ＴＦＴ４１をオン／オフ制御するためのゲート電圧Ｖg （Ｎ）がゲート線４３を介して印加される。また、ＴＦＴ４１のソースは、データドライバ（図示せず）に連なるデータ線４２に接続されており、表示すべき画素データに応じたデータ電圧Ｖs がデータ線４２を介して印加される。液晶セル４４の一方の端子は、ＴＦＴ４１のドレインに接続され、その他方の端子は共通電位になっている。Ｎライン目のコンデンサ４５の一方の端子は、（Ｎ−１）ライン目のゲート線４３に接続され、その他方の端子は、Ｎライン目のＴＦＴ４１のドレインに接続されている。この液晶パネルで使用するガラス基板は、Ｎライン目のコンデンサ４５の一方の端子が（Ｎ−１）ライン目のゲート線４３に接続されているＣS オンゲート型の基板である。【００３２】
図２は本発明の駆動方法を説明するためのデータ電圧Ｖs 並びにゲート電圧Ｖg （Ｎ）及びＶg （Ｎ−１）を示すタイミングチャートである。【００３３】
本発明では、表示用の画素データに応じたデータ電圧が画素に印加された後に、コンデンサ４５の一方の電位を変化させる。具体的には、データ電圧Ｖs が印加されてＮライン目のＴＦＴ４１がオフとなったタイミング（ゲート電圧Ｖg （Ｎ）が反転したタイミング）から所定時間ｔ後に、ゲート電圧Ｖg （Ｎ−１）をΔＶg だけ変化させる。このΔＶg の影響により、液晶セル４４（容量ＣLC）とコンデンサ４５（蓄積容量ＣS ）とで電荷の分配が行われ、電荷の分配によって液晶セル４４に印加される電圧（画素電圧Ｖp ）は変化する。このときの画素電圧Ｖp の具体的な値は、下記（１）で表される。
Ｖp ＝Ｖs ±ΔＶg ｛ＣS ／（ＣS ＋ＣLC）｝    …（１）【００３４】
従って、データドライバによるデータ電圧Ｖs よりも大きな電圧を液晶材料に印加することが可能となり、駆動電圧（データドライバのデータ電圧Ｖs ）を低減できる。よって、安価である低出力電圧のドライバＩＣを利用でき、コストの低減化を図れる。なお、スキャンドライバとしては、少なくとも３値の電圧を出力できるドライバＩＣを用いれば良い。【００３５】
ＴＦＴ４１をオフとした後にコンデンサ４５の一方の電位を変化させるタイミングは、ＴＦＴ４１のオフ直後も含めて任意であって良い。ゲートオフ直後に変化させる場合（ｔ＝０）には、データドライバによる画素への電荷の注入とゲート電圧の変化に伴う電荷の分配とを確実に行うことができる。また、１サブフレームまたは１フレームにおける１回あたりのデータ書込みに要する走査時間がゲートオフから経過した後に、電位を変化させる場合には、電圧印加後の時間経過に伴って画素電圧が低下する際に、ゲート電圧のみの走査により画素電圧を増加できるので、光透過率の向上を図ることができる。【００３６】
（第１実施の形態）
図３は本発明の第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４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５は液晶表示装置の全体の構成例を示す模式図である。第１実施の形態は、フィールド・シーケンシャル方式にてカラー表示を行う液晶表示装置である。【００３７】
図３において、２１，２２は図４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４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４，図５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。【００３８】
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、データ線４２を介してＴＦＴ４１と接続されており、スキャンドライバ３３は、ゲート線４３を介してＴＦＴ４１と接続されている。ＴＦＴ４１はスキャンドライバ３３からゲート線４３を介して送られるゲート電圧によりオン／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、データ線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（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。【００３９】
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。【００４０】
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１または複数個の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。【００４１】
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に対する表示データに基づくデータ走査に同期して制御される。【００４２】
図３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には電圧が印加される。【００４３】
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。液晶パネル２１の等価回路は、前述した図１に示す通りである。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のデータ線４２に対して信号（データ電圧）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のゲート線４３をライン毎に順次的に走査する。また、図１に示すように、（Ｎ−１）ライン目のゲート線４３にＮライン目のコンデンサ４５の一方の端子が接続されており、Ｎライン目のＴＦＴ４１がオフとなった後に、ゲート電圧Ｖg （Ｎ−１）をΔＶg だけ変化させ、その変化させた電圧をコンデンサ４５の一方の端子に印加するようになっている（図２）。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。【００４４】
次に、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。【００４５】
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のデータ線４２に対して信号（データ電圧）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のゲート線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（データ電圧）Ｖs 及びスキャンドライバ３３からのゲート電圧Ｖg 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。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。このように、液晶パネル２１への入射光を出射するバックライト２２（ＬＥＤアレイ７）の点灯制御と液晶パネル２１に対する複数回のデータ走査とを同期させてカラー表示を行っている。【００４６】
以下、具体的な実施例について説明する。
実施例．１
画素電極４０，４０…（画素数６４０×４８０，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、図６に示すようなハーフＶ字状の電気光学応答特性を示すナフタレン系液晶を主成分とする強誘電性液晶材料（例えば、A.Mochizuki,et.al. :Ferroelectrics,133,353(1991) に開示された材料）を封入して液晶層１３とした。封入した強誘電性液晶材料の自発分極の大きさは１０ｎＣ／ｃｍ2 であった。また、各画素における液晶容量ＣLCと蓄積容量ＣS との比率ＣS ／ＣLCが略１．０になるように、コンデンサ４５の蓄積容量ＣS の値を設計した。なお、液晶容量ＣLCは自発分極がほとんど影響を及ぼさない１０ｋＨｚの値を用いた。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、強誘電性液晶分子の長軸方向が一方に傾いたときに暗状態になるようにした。【００４７】
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７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。  フレーム周波数を６０Ｈｚとして、１つのフレーム（期間：１／６０ｓ）を３つのサブフレーム（期間：１／１８０ｓ）に分割し、図７（ａ）に示すように、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色の画像データの２回の書込み走査を行い、次の第２番目のサブフレームにおいて緑色の画像データの２回の書込み走査を行い、最後の第３番目のサブフレームにおいて青色の画像データの２回の書込み走査を行う。各サブフレームでの２回のデータ走査において、１回目（前半）のデータ走査時には、０Ｖを含む明るい表示が得られる極性側の電圧を画素データに応じて各画素の液晶に印加し、２回目（後半）のデータ走査時には、１回目のデータ走査時の印加電圧とは極性が反対で実質的に等しい大きさの電圧を各画素の液晶に印加した。この結果、２回目のデータ走査時において、１回目のデータ走査時と比較して、実質的に黒表示とみなせる暗い表示を得た。【００４８】
また、各サブフレームの１回目，２回目のデータ走査に対して、図８のタイミングチャートに示すように、Ｎライン目のゲートオフ直後に（Ｎ−１）ライン目のゲート電圧Ｖg （Ｎ−１）をΔＶg （具体的に２Ｖ）だけ変化させた（図７（ａ）の１回目，２回目のゲート走査）。よって、ゲートオフ直後にゲート電圧を変化させるため、データ走査による画素への電荷の注入とゲート電圧の変化に伴う電荷の分配とを確実に行うことができる。【００４９】
一方、バックライト２２の赤，緑，青各色の点灯は、図７（ｂ）に示すように制御した。各サブフレームにおいて、１回目のデータ走査開始から２回目のデータ走査終了までの間でバックライト２２を点灯した。【００５０】
図９に、このように実施例１でゲート電圧を変化させた場合におけるデータ電圧と白色表示における透過光強度との関係を示す。また、対照のために、このようなゲート電圧の変化を行わなかった場合におけるデータ電圧と白色表示における透過光強度との関係も、図９に併せて示す。図９の結果から、同一の透過光強度を得る際に、ゲート電圧を変化させた場合ではデータ電圧を約１Ｖ低減できていることが分かる。【００５１】
実施例１のようにゲート電圧を変化させる駆動方法と、従来のようにゲート電圧を変化させない駆動方法とにより、各種の表示状態で映像を表示したところ、何れの駆動方法においても、表示色純度、動画表示特性及び精細度に優れた高品質の表示を実現できた。【００５２】
実施例．２
画素電極４０，４０…（画素数６４０×４８０，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、図６に示すようなハーフＶ字状の電気光学応答特性を示す単安定型の強誘電性液晶材料（クラリアントジャパン製：Ｒ２３０１）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６ｎＣ／ｃｍ2 であった。そして、封入後、コレステリック相からカイラルスメクチックＣ相の転移点を挟んで３ＶのＤＣ電圧を印加することで、一様な液晶配向状態を実現した（配向処理）。また、各画素における液晶容量ＣLCと蓄積容量ＣS との比率ＣS ／ＣLCが略１．５になるように、コンデンサ４５の蓄積容量ＣS の値を設計した。なお、液晶容量ＣLCは自発分極がほとんど影響を及ぼさない１０ｋＨｚの値を用いた。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、強誘電性液晶分子の長軸方向が一方に傾いたときに暗状態になるようにした。【００５３】
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１０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。【００５４】
実施例２における画像データの書込み走査は、実施例１の場合（図７（ａ））と同様であり、各サブフレームにおいて極性が異なる２回の書込み走査を行った（図１０（ａ））。【００５５】
また、各サブフレームの１回目，２回目のデータ走査に対して、図１１のタイミングチャートに示すように、Ｎライン目のゲートオフから所定時間後に（Ｎ−１）ライン目のゲート電圧Ｖg （Ｎ−１）をΔＶg （具体的に３Ｖ）だけ変化させた（図１０（ａ）の１回目，２回目のゲート走査）。この例では、上記所定時間を、サブフレームにおける１回あたりのデータ走査に要する時間（具体的に約１．４ｍｓ）としている。よって、電圧印加後の時間経過に伴って画素電圧が低下する液晶表示装置にあって、ゲート電圧のみの走査により画素電圧を増加できるため、光透過率の向上を図ることができる。【００５６】
なお、バックライト２２の赤，緑，青各色の点灯期間は、実施例１の場合（図７（ｂ））と同様であり、１回目（前半）のデータ走査開始から２回目（後半）のデータ走査終了までの間とした（図１０（ｂ））。【００５７】
図１２に、このように実施例２でゲート電圧を変化させた場合におけるデータ電圧と白色表示における透過光強度との関係を示す。また、対照のために、このようなゲート電圧の変化を行わなかった場合におけるデータ電圧と白色表示における透過光強度との関係も、図１２に併せて示す。図１２の結果から、同一の透過光強度を得る際に、ゲート電圧を変化させた場合ではデータ電圧を約１．５Ｖ低減できていることが分かる。【００５８】
実施例２のようにゲート電圧を変化させる駆動方法と、従来のようにゲート電圧を変化させる駆動方法とにより、各種の表示状態で映像を表示したところ、何れの駆動方法においても、表示色純度、動画表示特性及び精細度に優れた高品質の表示を実現できた。【００５９】
（第２実施の形態）
図１３は本発明の第２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１４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１５は液晶表示装置の全体の構成例を示す模式図である。第２実施の形態は、カラーフィルタ方式にてカラー表示を行う液晶表示装置である。図１３〜図１５において、図３〜図５と同一または同様な部分には同一番号を付している。【００６０】
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１つまたは複数の白色光源素子を備えた白色光源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、白色光の時分割発光が可能な白色光源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。  【００６１】
図１６は、第２実施の形態による液晶表示装置の駆動シーケンスの一例を示しており、図１６（ａ）は液晶パネル２１の各ラインの走査タイミング、図１６（ｂ）はバックライト２２の点灯タイミングを示す。図１６（ａ）に示すように、液晶パネル２１に対して、各フレーム中に２回の画像データの書込み走査を行う。１回目のデータ書込み走査にあっては、明るい表示を実現できる極性でのデータ書込み走査を行い、２回目のデータ書込み走査では、１回目のデータ書込み走査とは極性が反対であって大きさが実質的に等しい電圧が印加される。【００６２】
また、各フレームの１回目，２回目のデータ走査に対して、Ｎライン目のゲートオフから所定時間後に（Ｎ−１）ライン目のゲート電圧Ｖg （Ｎ−１）を変化させる（図１６（ａ）の１回目，２回目のゲート走査）。この所定時間は、実施例１のように０であっても良いし、実施例２のようにフレームにおける１回あたりのデータ走査に要する時間（具体的に４．２ｍｓ）であっても良い。【００６３】
バックライト２２の点灯期間は、各フレームにおいて１回目（前半）のデータ走査開始から２回目（後半）のデータ走査終了までの間とする（図１６（ｂ））。【００６４】
なお、上述した例では、（Ｎ−１）ライン目のゲート線にＮライン目のコンデンサが接続しているＣs オンゲートのＴＦＴ基板を用いるようにしたが、ＴＦＴとは独立したコンデンサ用固有の配線（バス）を有するような液晶表示装置にあっても、表示用の画素データに応じたデータ電圧が画素に印加された後に、その配線（バス）を走査して、その画素のコンデンサ（蓄積容量）の一方の電位を調整するような場合には、同様の効果を奏する。【００６５】
また、データ電圧が画素に印加された後に、コンデンサ（蓄積容量）の一方の電位を変化させるタイミングは、データ電圧の印加完了後であれば、何れのタイミングであっても良い。【００６６】
また、自発分極を示す強誘電液晶材料を用いる場合を例として説明したが、自発分極を示す他の液晶材料、例えば反強誘電液晶材料を用いる場合、または、自発分極を示さないネマチック液晶材料を用いるときでも、駆動表示方式が同様である場合には、強誘電液晶材料の場合と同様の効果が得られることは言うまでもない。【００６７】
更に、透過型の液晶表示装置について説明したが、反射型または半透過型の液晶表示装置においても、本発明を同様に適用できる。反射型または半透過型の液晶表示装置の場合、バックライトなどの光源を用いなくても表示可能であるため、消費電力が少なくて済む。
【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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【国際調査報告】
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