(57)【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前記液晶物質への電圧印加を制御するためのスイッチング手段が設けられている液晶表示素子に対して、前記複数の画素電極の夫々に対応した前記液晶物質への電圧印加により画像データの書込み処理と消去処理とを各フレーム毎に行う液晶表示素子の駆動方法において、前記消去処理時に、前記複数の画素電極の一部または全部の同時的選択による前記液晶物質への電圧印加を複数回行うこととし、前記同時的選択による前記液晶物質への電圧印加時の電圧の大きさが、画像データに応じた前記液晶物質への印加電圧の最大値以上であって極性が異なっており、前記同時的選択による前記液晶物質への最終の電圧印加時の電圧の大きさが、前記共通電極の電圧の大きさと略同じであることを特徴とする液晶表示素子の駆動方法。
【請求項２】
前記複数の画素電極の一部または全部を同時的に選択する複数回の選択期間内夫々において、前記液晶物質への電圧印加を行う請求項１記載の液晶表示素子の駆動方法。
【請求項３】
前記同時的選択による前記液晶物質への複数回の電圧印加時にあって、隣合う電圧印加の間に、前記液晶物質の応答に必要な時間間隔を設定する請求項２に記載の液晶表示素子の駆動方法。
【請求項４】
前記複数の画素電極の一部または全部を同時的に選択する１回の選択期間内において、前記液晶物質への電圧印加を複数回行う請求項１記載の液晶表示素子の駆動方法。
【請求項５】
前記１回の選択期間が前記液晶物質の応答に必要な時間よりも長い請求項４記載の液晶表示素子の駆動方法。
【請求項６】
各ラインの画素電極の選択走査による前記液晶物質への電圧印加を行う前記書込み処理と、前記同時的選択による前記液晶物質への複数回の電圧印加を行う前記消去処理とを各フレーム毎に実施する請求項１〜５のいずれかに記載の液晶表示素子の駆動方法。
【請求項７】
前記書込み処理にあって、前記選択走査による前記液晶物質への電圧印加を複数回行い、同一極性の電圧を各画素電極に対応した前記液晶物質に印加する請求項６記載の液晶表示素子の駆動方法。
【請求項８】
前記液晶物質は、強誘電性液晶または反強誘電性液晶である請求項１〜７のいずれかに記載の液晶表示素子の駆動方法。
【請求項９】
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前記液晶物質への電圧印加を制御するためのスイッチング手段が設けられている液晶パネルと、該液晶パネルに対して、前記複数の画素電極の夫々に対応した前記液晶物質への電圧印加により画像データの書込み処理と消去処理とを各フレーム毎に行う駆動部とを備えた液晶表示装置において、前記駆動部は、前記消去処理時に、前記複数の画素電極の一部または全部の同時的選択による前記液晶物質への電圧印加を複数回行う手段を有し、前記同時的選択による前記液晶物質への電圧印加時の電圧の大きさが、画像データに応じた前記液晶物質への印加電圧の最大値以上であって極性が異なっており、前記同時的選択による前記液晶物質への最終の電圧印加時の電圧の大きさが、前記共通電極の電圧の大きさと略同じであることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１０】
前記駆動部は、各ラインの画素電極の選択走査による前記液晶物質への複数回の電圧印加を行う前記書込み処理と、前記同時的選択による前記液晶物質への複数回の電圧印加を行う前記消去処理とを各フレーム毎に実施するようにした請求項９記載の液晶表示装置。
【請求項１１】
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請求項９記載の液晶表示装置。
【請求項１２】
複数の異なる色を発光する光源を備えており、前記スイッチング手段のオン／オフ駆動に同期して前記光源の発光色を時分割的に切換えることによって、カラー表示を行うべくなしてある請求項９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た液晶表示素子の駆動方法、及び、その駆動方法を用いた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。更に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るようになっている。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】
ところで、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。反射型液晶表示装置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いため視認性に劣るため、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透過型の液晶表示装置が使用されている。
【０００４】
一方、現在のカラー液晶表示装置は、使用される液晶物質の面からＳＴＮ（Super Twisted Nematic)タイプとＴＦＴ−ＴＮ（Thin Film Transistor-Twisted Nematic）タイプとに一般的に分類される。ＳＴＮタイプは製造コストは比較的安価であるが、クロストークが発生し易く、また応答速度が比較的遅いため、動画の表示には適さないという問題がある。一方、ＴＦＴ−ＴＮタイプは、ＳＴＮタイプ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％程度しかないため高輝度のバックライトが必要になる。このため、ＴＦＴ−ＴＮタイプではバックライトによる消費電力が大きくなってバッテリ電源を携帯する場合の使用には問題がある。また、ＴＦＴ−ＴＮタイプには、応答速度、特に中間調の応答速度が遅い、視野角が狭い、カラーバランスの調整が難しい等の問題もある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明者等は、上述したような問題点を解決するために、自発分極を有し、印加電圧に対する応答速度が数百〜数μｓオーダと高速である強誘電性液晶を用いた液晶表示装置の開発を進めている。液晶物質として、自発分極を有する強誘電性液晶を用いた場合、印加電圧の有無にかかわらずに液晶分子が常に基板に対して平行であり、視野方向による屈折率の変化が、従来のＳＴＮタイプ，ＴＮタイプに比べて格段に小さい。よって、広い視野角を得ることが可能である。そして、従来の液晶物質に比べて応答性，視野角の点で優れている強誘電性液晶をＴＦＴ等のスイッチング素子にて駆動する液晶表示装置により、印加電圧の大きさに応じた光透過率を実現して中間調表示及び動画表示が可能である。
【０００６】
この強誘電性液晶は、図２３に示すような印加電圧−光透過率の特性を有している。即ち、強誘電性液晶の光透過率は印加電圧の極性によって異なり、例えば＋印加の場合には印加電圧に応じて光透過率が高くなり、−印加の場合には印加電圧の大きさに拘わらずに光透過率が略０となる。よって、従来例では図２４に示すような駆動シーケンスによって表示制御を行っている。
【０００７】
表示画像を形成するための１つのフレーム内において、各ラインの画素電極に対して２度ずつの選択走査が行われ、夫々大きさが等しくて逆極性の電圧が、一定周期かつ一定期間で交互に液晶物質に印加される。印加電圧の大きさは、画像データに対応しており、各フレームの最初に画像データに応じた電圧を印加することによって表示画像が得られ（書込み処理）、次いで、これと極性が反対で大きさが同じである電圧を印加することによって表示画像が消去される（消去処理）。各フレームにおけるこのような書込み処理，消去処理を繰り返すことによって、画像表示を実現している。また、ライン走査による書込み処理と消去処理とにより、輝度ムラがない表示を実現でき、電荷の偏りを抑制して表示の焼付きをなくしている。
【０００８】
この駆動方法では、図２３に示したように、印加電圧の−極性においては透過率が略０％であるために黒表示となる。従って、実際の表示に寄与する時間は全体の半分であり、画面輝度と光源輝度との比である光利用効率が低い（図２４に示す駆動シーケンスによる従来例では画面輝度／バックライト輝度の百分率が６％）という問題がある。
【０００９】
また、強誘電性液晶は自発分極を有しているので、各画素電極の選択走査において自発分極の２倍以上の電荷を各画素電極に蓄積しなければならず、各画素電極の容量及び駆動電圧はあまり大きくないことを考え合わせた場合、自発分極が大きい液晶物質を使用できないという問題がある。
【００１０】
また、携帯機器への搭載を考慮した場合、より低電圧での駆動が望ましいが、十分な低電圧化が実現されてはいない（自発分極の大きさが１１ｎＣ／ｃｍ2 である強誘電性液晶を用いた場合の従来例における駆動電圧は１２Ｖ）という問題がある。
【００１１】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、光利用効率の向上を図れる液晶表示素子の駆動方法及び液晶表示装置を提供することを目的とする。
【００１２】
本発明の他の目的は、大きな自発分極を有する液晶物質を利用でき、応答時間の一層の短縮を図れる液晶表示素子の駆動方法及び液晶表示装置を提供することにある。
【００１３】
本発明の更に他の目的は、駆動電圧の低減化を図れる液晶表示素子の駆動方法及び液晶表示装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
第１発明に係る液晶表示素子の駆動方法は、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前記液晶物質への電圧印加を制御するためのスイッチング手段が設けられている液晶表示素子に対して、前記複数の画素電極の夫々に対応した前記液晶物質への電圧印加により画像データの書込み処理と消去処理とを各フレーム毎に行う液晶表示素子の駆動方法において、前記消去処理時に、前記複数の画素電極の一部または全部の同時的選択による前記液晶物質への電圧印加を複数回行うこととし、前記同時的選択による前記液晶物質への電圧印加時の電圧の大きさが、画像データに応じた前記液晶物質への印加電圧の最大値以上であって極性が異なっており、前記同時的選択による前記液晶物質への最終の電圧印加時の電圧の大きさが、前記共通電極の電圧の大きさと略同じであることを特徴とする。
【００１５】
第２発明に係る液晶表示素子の駆動方法は、第１発明において、前記複数の画素電極の一部または全部を同時的に選択する複数回の選択期間内夫々において、前記液晶物質への電圧印加を行うことを特徴とする。
【００１６】
第３発明に係る液晶表示素子の駆動方法は、第２発明において、前記同時的選択による前記液晶物質への複数回の電圧印加時にあって、隣合う電圧印加の間に、前記液晶物質の応答に必要な時間間隔を設定することを特徴とする。
【００１７】
第４発明に係る液晶表示素子の駆動方法は、第１発明において、前記複数の画素電極の一部または全部を同時的に選択する１回の選択期間内において、前記液晶物質への電圧印加を複数回行うことを特徴とする。
【００１８】
第５発明に係る液晶表示素子の駆動方法は、第４発明において、前記１回の選択期間が前記液晶物質の応答に必要な時間よりも長いことを特徴とする。
【００２１】
第６発明に係る液晶表示素子の駆動方法は、第１〜第５発明のいずれかにおいて、各ラインの画素電極の選択走査による前記液晶物質への電圧印加を行う前記書込み処理と、前記同時的選択による前記液晶物質への複数回の電圧印加を行う前記消去処理とを各フレーム毎に実施することを特徴とする。
【００２２】
第７発明に係る液晶表示素子の駆動方法は、第６発明において、前記書込み処理にあって、前記選択走査による前記液晶物質への電圧印加を複数回行い、同一極性の電圧を各画素電極に対応した前記液晶物質に印加することを特徴とする。
【００２３】
第８発明に係る液晶表示素子の駆動方法は、第１〜第７発明のいずれかにおいて、前記液晶物質は、強誘電性液晶または反強誘電性液晶であることを特徴とする。
【００２４】
第９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前記液晶物質への電圧印加を制御するためのスイッチング手段が設けられている液晶パネルと、該液晶パネルに対して、前記複数の画素電極の夫々に対応した前記液晶物質への電圧印加により画像データの書込み処理と消去処理とを各フレーム毎に行う駆動部とを備えた液晶表示装置において、前記駆動部は、前記消去処理時に、前記複数の画素電極の一部または全部の同時的選択による前記液晶物質への電圧印加を複数回行う手段を有し、前記同時的選択による前記液晶物質への最初の電圧印加時の電圧の大きさが、画像データに応じた前記液晶物質への印加電圧の最大値以上であって極性が異なっており、前記同時的選択による前記液晶物質への最終の電圧印加時の電圧の大きさが、前記共通電極の電圧の大きさと略同じであることを特徴とする。
【００２５】
第１０発明に係る液晶表示装置は、第９発明において、前記駆動部は、各ラインの画素電極の選択走査による前記液晶物質への複数回の電圧印加を行う前記書込み処理と、前記同時的選択による前記液晶物質への複数回の電圧印加を行う前記消去処理とを各フレーム毎に実施するようにしたことを特徴とする。
【００２６】
第１１発明に係る液晶表示装置は、第９発明において、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。
【００２７】
第１２発明に係る液晶表示装置は、第９発明において、複数の異なる色を発光する光源を備えており、前記スイッチング手段のオン／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。
【００２８】
第１，第２，第４または第９発明にあっては、共通電極，画素電極間に自発分極を有する液晶物質が封入され、各画素電極に対応した液晶物質をスイッチングするためのスイッチング手段が設けられている液晶表示素子に対して、その消去処理時に、一部または全部の画素電極の同時的選択（一括選択）による液晶物質への電圧印加を少なくとも２回行う。このような複数回の同時的選択による電圧印加により、各画素の表示状態を黒表示にすることと、各画素の液晶物質の蓄積電荷量を略０にすることとを実現する。具体的には、２回の電圧印加を行う場合、最初の電圧印加によって各画素の黒表示を実現し、２回目の電圧印加によって各画素の液晶物質の略０の蓄積電荷量を実現する。また、第１または第９発明にあっては、同時的選択による液晶物質への電圧印加時に、画像データに応じた印加電圧の最大値に略等しいかそれよりも大きな電圧で極性が異なる電圧を液晶に印加する。よって、各画素の表示状態を確実に黒表示にすることができる。更に、第１または第９発明にあっては、同時的選択による液晶物質への最終の電圧印加時に、共通電極の電圧と略同じ大きさの電圧を印加する。よって、各画素の液晶物質の蓄積電荷量を確実に略０にすることができる。
【００２９】
従来では、例えば−極性の電圧値から＋極性の電圧値まで充電しなければならないので、最大で２倍充電する必要があり、１ラインの選択期間が長くなっている。そして、従来では、表示画像データの画素電極走査、各画素電極の＋印加及び−印加による液晶物質の蓄積電荷量を相殺するために全体の半分の時間を要している。
【００３０】
これに対して、第１，第２，第４または第９発明では、一部または全部の画素電極の同時的選択による液晶物質への電圧印加を少なくとも２回行って、各画素の液晶物質の蓄積電荷量を略０にするようにしているので、液晶物質への電荷の偏りを相殺するために要する時間を、従来に比べて大幅に短縮できる。また、ライン選択走査によって表示画像データに応じた電圧を液晶物質に印加するために要する時間も、液晶物質への充電電荷が従来の半分となるため、従来に比べて大幅に短縮できる。これは、表示画像データに応じた電圧を液晶物質へ印加する際に、印加直前の液晶物質の蓄積電荷量が略０と一定であって、その０から表示画像データに応じた０または一方の極性（＋または−の極性）の電圧値まで充電するだけで良いからである。このように、各画素の液晶物質の蓄積電荷量の相殺に要する時間、及び、表示画像データの画素電極走査に要する時間を、大幅に削減できるので、実際の表示に寄与する時間を長くでき、光利用効率の向上を図れる。
【００３１】
第３発明にあっては、同時的選択による隣合う電圧印加の間に、液晶物質の応答に必要な時間間隔を設定する。よって、各画素における液晶の応答を確実に行える。
【００３２】
第５発明にあっては、同時的選択の期間を液晶物質の応答に必要な時間よりも長く設定する。よって、各画素における液晶の応答を確実に行える。
【００３５】
第６または第１０発明にあっては、各フレーム内において、表示画像データの画素電極走査による書込み処理と同時的選択による複数回の電圧印加による消去処理とを完了させる。よって、確実な表示が可能となる。
【００３６】
第７発明にあっては、１つのフレーム期間内において、各ラインの画素電極に対する選択走査を２回以上行って、同じ極性の電圧を各画素の液晶物質に印加する。従来では、１つのフレーム期間内における画像データ表示のための各画素電極の選択走査は１回であり、その１回の選択走査によって各画素の液晶物質に蓄積された電荷により自発分極の反転が生じて、液晶物質が応答する。この際、自発分極の反転により、各画素の液晶物質の電荷量が小さくなるため、自発分極の反転速度が低下する。よって、従来では、一定期間内で自発分極を完全に反転させるためには、反転に要する電荷量が少なくて良い自発分極が小さな液晶物質しか使用できない。これに対して、第７発明にあっては、最初の選択走査によって各画素の液晶物質に蓄積された電荷量が自発分極の反転により低下し、自発分極の反転、即ち、液晶物質の応答がほとんど停止した場合でも、２回目以降の選択走査によって再び各画素の液晶物質に電荷が蓄積されるので、再度、自発分極の反転（液晶物質の応答）が起こって、光透過率は変化する。つまり、液晶物質への印加電圧を大きくすることなく、１フレーム期間内で消費可能な全体の電荷量を大きくすることができる。この結果、自発分極が大きい液晶物質の駆動が可能となる。また、同じ大きさの自発分極を有する液晶物質の場合に、このような２回以上の選択走査によって、駆動電圧を低減できる。そして、低電圧の駆動用ドライバの適用が可能となり、低コスト化も図れる。
【００３７】
第８発明にあっては、液晶物質として強誘電性液晶または反強誘電性液晶を使用する。よって、高速なオン／オフ制御が可能である。
【００３８】
第１１発明にあっては、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、カラー表示を行うことができる。
【００３９】
第１２発明にあっては、スイッチング手段のオン／オフ駆動に同期して、例えば３原色を発光する光源の発光色を時分割的に切換えることにより、カラーフィルタを用いずにフィールド・シーケンシャル方式にてカラー表示を行うことができる。
【００４０】
【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。
【００４１】
図１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２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３は液晶パネルの模式的断面図である。
【００４２】
図３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、共通電極２及び格子状に配列されたＲＧＢカラーフィルタ／ブラックマトリクス３を有するガラス基板４と、格子状に配列された画素電極５及び画素電極５夫々に接続されたＴＦＴ２１（図２参照）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、ＲＧＢカラーフィルタ／ブラックマトリクス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間に強誘電性液晶である液晶物質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２に示すように、この液晶パネル１は、２枚の偏光フィルム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。
【００４３】
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に入力された信号を、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電圧により、個々の画素の透過光強度が制御される。白色光を発光する光源２６ａ並びに導光及び光拡散板２６ｃで構成されたバックライト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。
【００４４】
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を生成し、生成した同期制御信号を画像メモリ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，共通電極電圧発生回路３４及びバックライト電源回路２７へ出力する。
【００４５】
画像メモリ３１は、表示データを一旦記憶した後、同期制御信号に同期して表示データをデータドライバ２２へ送る。基準電圧発生回路３３は、データドライバ２２用，スキャンドライバ２４用の基準電圧を夫々生成して、各ドライバへ出力する。共通電極電圧発生回路３４は、共通電極電圧（Ｖcom ）を発生して、共通電極２に印加すると共に、データドライバ２２へ出力する。
【００４６】
書込み処理時に、データドライバ２２は、画像メモリ３１から出力された画像データに基づいて、画素電極５の信号線２３に対して信号を出力する。スキャンドライバ２４は、画素電極５の走査線２５をライン毎に順次的に走査する。データドライバ２２からの信号の出力及びスキャンドライバ２４の走査に従ってＴＦＴ２１が駆動し、画素電極５に電圧が印加されて、画素電極５に対応する液晶層９の透過光強度が制御される。
【００４７】
一方、消去処理時には、全ての画素電極５が同時的に選択（一括選択）されて、少なくとも２回の電圧印加が実行される。この際、最初の電圧印加時には、画像データに応じた電圧の最大値に略等しいかそれよりも大きな電圧で極性が異なる電圧を液晶に印加して、全ての画素電極５における表示状態を黒状態にする。また、この際、最終の電圧印加時には、共通電極電圧（Ｖcom ）とほぼ等しい電位の電圧を印加して、全ての画素電極５における液晶の蓄積電荷量を略０にする。
【００４８】
次に、本発明の具体的な実施の形態について説明する。なお、下記実施の形態１〜４は、第２，第３発明に関しており、データの消去処理時において、全部の画素電極を同時に複数回（好ましくは２回または３回）選択し、夫々の選択期間内で液晶へ電圧を印加することによって、全部の画素電極の同時的選択による液晶への電圧印加を複数回（２回または３回）行えるようにした例である。この際、隣合う電圧印加の間に、液晶が十分に応答する時間を設定する。
【００４９】
また、下記実施の形態５〜８は、第４，第５発明に関しており、データの消去処理時において、全部の画素電極を同時に１回選択し、その選択期間内で液晶へ電圧を複数回（好ましくは２回）印加することによって、全部の画素電極の同時的選択による液晶への電圧印加を複数回（２回）行えるようにした例である。この際、この選択期間は液晶が十分に応答する時間よりも長く設定する。
【００５０】
（実施の形態１）
まず、図２及び図３に示されている液晶パネル１を以下のようにして作製した。画素電極５（画素数８００×６００，対角１２．１インチ）を有するＴＦＴ基板と、共通電極２及びＲＧＢカラーフィルタ／ブラックマトリクス３を有する共通電極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。
【００５１】
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（例えば、A.Mochizuki,et.al.:Ferroelectrics,133,353(1991）に開示された物質）を封入して液晶層９とした。封入した強誘電性液晶物質の自発分極の大きさは６ｎＣ／ｃｍ2 であった。
【００５２】
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１１，１２で、液晶層９の強誘電性液晶分子の長軸方向が一方に傾いた場合に暗状態になるようにして挟んで液晶パネル１とした。この液晶パネル１とバックライト２６とを重ね合わせて、液晶表示装置を構成した。
【００５３】
そして、図４，図６に示す駆動シーケンスに従って、ライン毎に各画素電極５のＴＦＴ２１を駆動して画像データに応じた電圧を印加した。各ラインにおける選択期間を７μｓとし、書込み処理全体に要する時間を（７×ｎ）μｓ（ｎはライン数）とした。図２４に示した従来の駆動シーケンスでは各ラインにおける選択期間が１３μｓであり、従来に比べて高速化を図れた。なお、画面輝度のムラが生じないように、隣合うフレーム間ではラインの走査順序を逆にした。また、データ消去走査を２回行った。
【００５４】
画像データに応じた液晶への最大印加電圧は（共通電極２への印加電圧（Ｖcom)＋７）Ｖとし、消去処理時の全ての画素電極の同時的選択（全ラインの一括選択）による液晶への最初の印加電圧は（Ｖcom −７）Ｖ、２回目の印加電圧はＶcom と同じとした。また、この最初の電圧印加と２回目の電圧印加との間に、液晶が十分に応答可能な５００μｓの時間間隔を設定した。１フレームの時間は１／６０ｓとし、この各フレーム内にて、上記の画像データの書込み処理と、全ての画素電極の同時的選択による液晶への２回の電圧印加処理（消去処理）とを完了するようにした。バックライト２６は常時点灯した。
【００５５】
この結果、画面輝度に寄与する時間（図４でハッチングを付していない部分）が図２４の従来例よりも長くなり、従来例（６％）よりも優れた１０％の光利用効率（画面輝度／バックライト輝度の百分率）を実現でき、明るい明瞭な表示が得られた。また、本発明の消去処理により、液晶の電荷量を略０にして電荷の偏りをなくしたので表示の焼付きも抑えられた。
【００５６】
（実施の形態２）
実施の形態１と同様の条件にて作製した液晶パネル１と、スイッチングが容易なＬＥＤからなるバックライト２６とを重ね合わせて、液晶表示装置を構成した。
【００５７】
そして、図５，図６に示す駆動シーケンスに従って、ライン毎に各画素電極５のＴＦＴ２１を駆動して画像データに応じた電圧を印加した。各ラインにおける選択期間を７μｓとした。また、データ消去走査を２回行った。
【００５８】
画像データに応じた液晶への最大印加電圧は（Ｖcom ＋７）Ｖとし、消去処理時の全ての画素電極の同時的選択（全ラインの一括選択）による液晶への最初の印加電圧は（Ｖcom −８）Ｖ、２回目の印加電圧はＶcom と同じとした。また、この最初の電圧印加と２回目の電圧印加との間に、液晶が十分に応答可能な５００μｓの時間間隔を設定した。１フレームの時間は１／６０ｓとし、この各フレーム内にて、上記の画像データの書込み処理と、全ての画素電極の同時的選択による液晶への２回の電圧印加処理（消去処理）とを完了するようにした。
【００５９】
バックライト２６は、図５に示すように、全ての画素電極へのデータ書込み走査後にのみ点灯した。このようにすることにより、バックライト２６の利用効率を高くした。
【００６０】
この結果、従来例（６％），実施の形態１（１０％）よりも優れた１２％の光利用効率を実現でき、明るい明瞭な表示が得られた。また、実施の形態１と同様に、表示の焼付きも抑えられた。
【００６１】
（実施の形態３）
実施の形態１と同様に、画素電極５（画素数８００×６００，対角１２．１インチ）を有するＴＦＴ基板と、共通電極２及びＲＧＢカラーフィルタ／ブラックマトリクス３を有する共通電極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。
【００６２】
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（例えば、A.Mochizuki,et.al.:Ferroelectrics,133,353(1991）に開示された物質）を封入して液晶層９とした。封入した強誘電性液晶物質の自発分極の大きさは１１ｎＣ／ｃｍ2 であった。
【００６３】
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１１，１２で、液晶層９の強誘電性液晶分子の長軸方向が一方に傾いた場合に暗状態になるようにして挟んで液晶パネル１とした。この液晶パネル１とバックライト２６とを重ね合わせて、液晶表示装置を構成した。
【００６４】
そして、図７，図９に示す駆動シーケンスに従って、ライン毎に各画素電極５のＴＦＴ２１を駆動して画像データに応じた電圧を２回にわたって印加した。各ラインにおける選択期間を７μｓとした、なお、実施の形態１と同様、画面輝度のムラが生じないように、隣合うフレーム間ではラインの走査順序を逆にした。また、データ消去走査を３回行った。
【００６５】
画像データに応じた液晶への最大印加電圧は（Ｖcom ＋７）Ｖとし、消去処理時の全ての画素電極の同時的選択（全ラインの一括選択）による液晶への最初及び２回目の印加電圧は（Ｖcom −７）Ｖ、３回目の印加電圧はＶcom と同じとした。また、この最初の電圧印加と２回目の電圧印加との間、及び、２回目の電圧印加と３回目の電圧印加との間に、液晶が十分に応答可能な３００μｓの時間間隔を夫々設定した。１フレームの時間は１／６０ｓとし、この各フレーム内にて、上記の画像データの書込み処理と、全ての画素電極の同時的選択による液晶への３回の電圧印加処理（消去処理）とを完了するようにした。バックライト２６は常時点灯した。
【００６６】
この結果、自発分極が大きな強誘電性液晶を用いた場合でも従来例（１２Ｖ）よりも低い駆動電圧（７Ｖ）にて駆動することができると共に、従来例（６％）よりも優れた９％の光利用効率を実現でき、明るい明瞭な表示が得られた。また、実施の形態１と同様に、表示の焼付きも抑えられた。
【００６７】
（実施の形態４）
実施の形態３と同様の条件にて作製した液晶パネル１と、スイッチングが容易なＬＥＤからなるバックライト２６とを重ね合わせて、液晶表示装置を構成した。
【００６８】
そして、図８，図９に示す駆動シーケンスに従って、ライン毎に各画素電極５のＴＦＴ２１を駆動して画像データに応じた電圧を印加した。各ラインにおける選択期間を７μｓとした。また、データ消去走査を３回行った。
【００６９】
画像データに応じた液晶への最大印加電圧は（Ｖcom ＋７）Ｖとし、消去処理時の全ての画素電極の同時的選択（全ラインの一括選択）による液晶への最初及び２回目の印加電圧は（Ｖcom −７）Ｖ、３回目の印加電圧はＶcom と同じとした。また、この最初の電圧印加と２回目の電圧印加との間、及び、２回目の電圧印加と３回目の電圧印加との間に、液晶が十分に応答可能な３００μｓの時間間隔を夫々設定した。１フレームの時間は１／６０ｓとし、この各フレーム内にて、上記の画像データの書込み処理と、全ての画素電極の同時的選択による液晶への３回の電圧印加処理（消去処理）とを完了するようにした。
【００７０】
バックライト２６は、図８に示すように、全ての画素電極への２回目のデータ書込み走査後にのみ点灯した。このようにすることにより、バックライト２６の利用効率を高くした。
【００７１】
この結果、自発分極が大きな強誘電性液晶を用いても７Ｖの低い駆動電圧にて駆動することができると共に、従来例（６％），実施の形態３（９％）よりも優れた１１％の光利用効率を実現でき、明るい明瞭な表示が得られた。また、実施の形態１と同様に、表示の焼付きも抑えられた。
【００７２】
（実施の形態５）
まず、図２及び図３に示されている液晶パネル１を以下のようにして作製した。画素電極５（画素数８００×６００，対角１２．１インチ）を有するＴＦＴ基板と、共通電極２及びＲＧＢカラーフィルタ／ブラックマトリクス３を有する共通電極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。
【００７３】
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。ラビング方向はアンチパラレルとした。この空パネルに双安定型の強誘電性液晶物質を封入して液晶層９とした。封入した強誘電性液晶物質の自発分極の大きさは６ｎＣ／ｃｍ2 であった。
【００７４】
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１１，１２で、液晶層９の強誘電性液晶分子の長軸方向が一方に傾いた場合に暗状態になるようにして挟んで液晶パネル１とした。この液晶パネル１とバックライト２６とを重ね合わせて、液晶表示装置を構成した。
【００７５】
そして、図１０，図１２に示す駆動シーケンスに従って、ライン毎に各画素電極５のＴＦＴ２１を駆動して画像データに応じた電圧を印加した。各ラインにおける選択期間を７μｓとし、書込み処理全体に要する時間を（７×ｎ）μｓ（ｎはライン数）とした。図２４に示した従来の駆動シーケンスの各ラインにおける選択期間１３μに比べて高速化を図れた。なお、画面輝度のムラが生じないように、隣合うフレーム間ではラインの走査順序を逆にした。データ消去走査は１回行った。
【００７６】
画像データに応じた液晶への最大印加電圧は（Ｖcom ＋７）Ｖとし、消去処理時の全ての画素電極の同時的選択（全ラインの一括選択）による液晶への最初の印加電圧は（Ｖcom −７）Ｖ、２回目の印加電圧はＶcom と同じとした。また、全ての画素電極の同時選択時間は、液晶が十分に応答可能な３００μｓに設定し、最初の電圧印加時間を２８０μｓ、２回目の電圧印加時間を２０μｓとした。１フレームの時間は１／６０ｓとし、この各フレーム内にて、上記の画像データの書込み処理と、全ての画素電極の同時的選択による液晶への２回の電圧印加処理とを完了するようにした。バックライト２６は常時点灯した。
【００７７】
この結果、画面輝度に寄与する時間（図１０でハッチングを付していない部分）が図２４の従来例よりも長くなり、従来例（６％）よりも優れた１０％の光利用効率を実現でき、明るい明瞭な表示が得られた。また、実施の形態１と同様に、表示の焼付きも抑えられた。
【００７８】
（実施の形態６）
実施の形態５と同様の条件にて空パネルを作製した。但し、ラビング方向はパラレルとした。この空パネルに単安定型の強誘電性液晶物質を封入して液晶層９とした。封入した強誘電性液晶物質の自発分極の大きさは６ｎＣ／ｃｍ2 であった。
【００７９】
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１１，１２で、液晶層９の強誘電性液晶分子の長軸方向が電圧無印加時の方向にある場合に暗状態になるようにして挟んで液晶パネル１とした。この液晶パネル１とバックライト２６とを重ね合わせて、液晶表示装置を構成した。
【００８０】
そして、図１１，図１２に示す駆動シーケンスに従って、ライン毎に各画素電極５のＴＦＴ２１を駆動して画像データに応じた電圧を印加した。各ラインにおける選択期間を７μｓとした。データ消去走査は１回行った。
【００８１】
画像データに応じた液晶への最大印加電圧は（Ｖcom ＋７）Ｖとし、消去処理時の全ての画素電極の同時的選択（全ラインの一括選択）による液晶への最初の印加電圧は（Ｖcom −８）Ｖ、２回目の印加電圧はＶcom と同じとした。また、全ての画素電極の同時選択時間は、液晶が十分に応答可能な２５０μｓに設定し、最初の電圧印加時間を２２５μｓ、２回目の電圧印加時間を２５μｓとした。１フレームの時間は１／６０ｓとし、この各フレーム内にて、上記の画像データの書込み処理と、全ての画素電極の同時的選択による液晶への２回の電圧印加処理とを完了するようにした。
【００８２】
バックライト２６は、図１１に示すように、全ての画素電極へのデータ書込み走査後にのみ点灯した。このようにすることにより、バックライト２６の利用効率を高くした。
【００８３】
この結果、従来例（６％），実施の形態５（１０％）よりも優れた１２％の光利用効率を実現でき、明るい明瞭な表示が得られた。また、実施の形態１と同様に、表示の焼付きも抑えられた。
【００８４】
（実施の形態７）
実施の形態６と同様の条件にて空パネルを作製した。そして、この空パネルに双安定型の強誘電性液晶物質を封入して液晶層９とした。封入した強誘電性液晶物質の自発分極の大きさは１１ｎＣ／ｃｍ2 であった。
【００８５】
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１１，１２で、液晶層９の強誘電性液晶分子の長軸方向が一方に傾いた場合に暗状態になるようにして挟んで液晶パネル１とした。この液晶パネル１とバックライト２６とを重ね合わせて、液晶表示装置を構成した。
【００８６】
そして、図１３，図１５に示す駆動シーケンスに従って、ライン毎に各画素電極５のＴＦＴ２１を駆動して画像データに応じた電圧を２回にわたって印加した。各ラインにおける選択期間を７μｓとした。なお、画面輝度のムラが生じないように、隣合うフレーム間ではラインの走査順序を逆にした。データ消去走査は１回行った。
【００８７】
画像データに応じた液晶への最大印加電圧は（Ｖcom ＋７）Ｖとし、消去処理時の全ての画素電極の同時的選択（全ラインの一括選択）による液晶への最初の印加電圧は（Ｖcom −７）Ｖ、２回目の印加電圧はＶcom と同じとした。また、全ての画素電極の同時選択時間は、液晶が十分に応答可能な２００μｓに設定し、最初の電圧印加時間を１８０μｓ、２回目の電圧印加時間を２０μｓとした。１フレームの時間は１／６０ｓとし、この各フレーム内にて、上記の画像データの書込み処理と、全ての画素電極の同時的選択による液晶への２回の電圧印加処理とを完了するようにした。
【００８８】
この結果、自発分極が大きな強誘電性液晶を用いた場合でも従来例（１２Ｖ）よりも低い駆動電圧（７Ｖ）にて駆動することができると共に、従来例（６％）よりも優れた９％の光利用効率を実現でき、明るい明瞭な表示が得られた。また、実施の形態１と同様に、表示の焼付きも抑えられた。
【００８９】
（実施の形態８）
実施の形態５と同様の条件にて空パネルを作製した。そして、この空パネルに単安定型の強誘電性液晶物質を封入して液晶層９とした。封入した強誘電性液晶物質の自発分極の大きさは１１ｎＣ／ｃｍ2 であった。
【００９０】
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１１，１２で、液晶層９の強誘電性液晶分子の長軸方向が電圧無印加時の方向にある場合に暗状態になるようにして挟んで液晶パネル１とした。この液晶パネル１とスイッチングが容易なＬＥＤからなるバックライト２６とを重ね合わせて、液晶表示装置を構成した。
【００９１】
そして、図１４，図１５に示す駆動シーケンスに従って、ライン毎に各画素電極５のＴＦＴ２１を駆動して画像データに応じた電圧を２回にわたって印加した。各ラインにおける選択期間を７μｓとした。データ消去走査は１回行った。
【００９２】
画像データに応じた液晶への最大印加電圧は（Ｖcom ＋７）Ｖとし、消去処理時の全ての画素電極の同時的選択（全ラインの一括選択）による液晶への最初の印加電圧は（Ｖcom −７）Ｖ、２回目の印加電圧はＶcom と同じとした。また、全ての画素電極の同時選択時間は、液晶が十分に応答可能な２００μｓに設定し、最初の電圧印加時間を１８０μｓ、２回目の電圧印加時間を２０μｓとした。１フレームの時間は１／６０ｓとし、この各フレーム内にて、上記の画像データの書込み処理と、全ての画素電極の同時的選択による液晶への２回の電圧印加処理とを完了するようにした。
【００９３】
この結果、自発分極が大きな強誘電性液晶を用いた場合でも従来例（１２Ｖ）よりも低い駆動電圧（７Ｖ）にて駆動することができると共に、従来例（６％）よりも優れた１１％の光利用効率を実現でき、明るい明瞭な表示が得られた。また、実施の形態１と同様に、表示の焼付きも抑えられた。
【００９４】
（実施の形態９）
なお、上述した例では、白色光の光源２６ａを使用し、カラーフィルタにて白色光を選択的に透過させることによりカラー表示を実現する場合について説明したが、複数の色を発光する光源をバックライトに使用してバックライトの発光色を切り換えることとし、その発光色の切換えと液晶のスイッチングとを同期させてカラー表示を実現するようにしたフィールド・シーケンシャル方式の液晶表示装置においても、本発明を同様に適用できることは勿論である。
【００９５】
図１６は、このようなフィールド・シーケンシャル方式の液晶表示装置における光源２６ｃの構成例を示す模式図である。この光源２６ｃは、導光及び光拡散板２６ｂと対向する面に３原色、即ち赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の各色を発光するＬＥＤが順次的且つ反復して配列されているＬＥＤアレイである。この光源２６ｃ（ＬＥＤアレイ）と導光及び光拡散板２６ｃとにバックライト２６が構成されている。
【００９６】
そして、１／６０秒の１フレームを１／１８０秒ずつの３サブフレームに分割し、第１番目から第３番目までの夫々のサブフレームにおいて、赤，緑，青のＬＥＤを夫々順次発光させる。このような各色の順次発光に同期して各画素をライン単位でスイッチングすることによりカラー表示を行う。赤，緑，青の各色のサブフレーム中に、１回または２回のデータ書込み走査と１回または２回のデータ消去走査とを行う。このような駆動シーケンスの例を図１７〜図２２に示す。図１７，図１８及び図２１に示す例では、１回のデータ書込み走査と２回のデータ消去走査とを行い、図１９，図２０及び図２２に示す例では、２回のデータ書込み走査と１回のデータ消去走査とを行う。
【００９７】
そして、実施の形態９では、この各サブフレームにおけるデータ消去処理時に、前述した図６，図９，図１２または図１５に示したような駆動シーケンスにより、全ての画素電極を同時的に選択してそれらへの電圧印加を複数回行うようにする。
【００９８】
なお、上述した例では、全ラインの画素電極を同時的に選択して電圧を印加するようにしたが、複数ラインの画素電極を同時的に選択して電圧を印加することを繰り返して、各画素の表示状態を黒表示にすることと各画素の液晶の蓄積電荷量を略０にすることとを実現するようにしても良い。
【００９９】
また、液晶物質として双安定型，単安定型の強誘電性液晶を用いる場合について説明したが、反強誘電性液晶または他の液晶材料（ネマティック液晶，コレステリック液晶等）の適用も可能である。
【０１００】
【発明の効果】
以上のように、本発明では、消去処理時に一部または全部の画素電極の同時的選択による液晶への電圧印加を複数回行うようにしたので、光利用効率の向上を図ることができる。また、本発明の消去処理により、液晶の電荷量を略０にして電荷の偏りをなくしたので、表示の焼付きを抑えることができる。
【０１０１】
また、書込み処理時に画像データに応じた液晶への電圧印加を複数回行うようにしたので、応答性に優れた自発分極が大きい液晶物質を使用することができると共に、駆動電圧の低減化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による液晶表示装置の全体構成のブロック図である。
【図２】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３】液晶パネルの模式的断面図である。
【図４】本発明の実施の形態１による駆動シーケンスを示す図である。
【図５】本発明の実施の形態２による駆動シーケンスを示す図である。
【図６】本発明の実施の形態１，２による駆動シーケンスを示す図である。
【図７】本発明の実施の形態３による駆動シーケンスを示す図である。
【図８】本発明の実施の形態４による駆動シーケンスを示す図である。
【図９】本発明の実施の形態３，４による駆動シーケンスを示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態５による駆動シーケンスを示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態６による駆動シーケンスを示す図である。
【図１２】本発明の実施の形態５，６による駆動シーケンスを示す図である。
【図１３】本発明の実施の形態７による駆動シーケンスを示す図である。
【図１４】本発明の実施の形態８による駆動シーケンスを示す図である。
【図１５】本発明の実施の形態７，８による駆動シーケンスを示す図である。
【図１６】本発明の実施の形態９における光源（ＬＥＤアレイ）の構成例を示す模式図である。
【図１７】本発明の実施の形態９による駆動シーケンスの一例を示す図である。
【図１８】本発明の実施の形態９による駆動シーケンスの他の例を示す図である。
【図１９】本発明の実施の形態９による駆動シーケンスの更に他の例を示す図である。
【図２０】本発明の実施の形態９による駆動シーケンスの更に他の例を示す図である。
【図２１】本発明の実施の形態９による駆動シーケンスの更に他の例を示す図である。
【図２２】本発明の実施の形態９による駆動シーケンスの更に他の例を示す図である。
【図２３】強誘電性液晶における印加電圧−光透過率の特性を示すグラフである。
【図２４】従来の駆動シーケンスを示す図である。
【符号の説明】
１  液晶パネル
２  共通電極
５  画素電極
２１  ＴＦＴ
９  液晶層
２２  データドライバ
２３  信号線
２４  スキャンドライバ
２５  走査線
２６  バックライト
２６ａ，２６ｃ  光源
【図１】
0003859524.tif 000002
【図２】
0003859524.tif 000003
【図３】
0003859524.tif 000004
【図４】
0003859524.tif 000005
【図５】
0003859524.tif 000006
【図６】
0003859524.tif 000007
【図７】
0003859524.tif 000008
【図８】
0003859524.tif 000009
【図９】
0003859524.tif 000010
【図１０】
0003859524.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
0003859524.tif 000014
【図１４】
0003859524.tif 000015
【図１５】
0003859524.tif 000016
【図１６】
0003859524.tif 000017
【図１７】
0003859524.tif 000018
【図１８】
0003859524.tif 000019
【図１９】
0003859524.tif 000020
【図２０】
0003859524.tif 000021
【図２１】
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【図２２】
0003859524.tif 000023
【図２３】
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【図２４】
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