JP2001059957A - 液晶装置およびその駆動方法並びに投射型表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ディスクリネーションの発生を防止し、高画
質表示を可能とした液晶装置およびその駆動方法を提供
する。 【解決手段】 走査線駆動回路１５は、走査線２をフレ
ーム周期より短い周期であって該フレーム周期に同期し
た周期で走査する。データ線駆動回路１４は、各フレー
ム毎に交互に正の一定電圧、負の一定電圧によって表示
すべき階調に対応したパルス信号が画素に与えられるよ
うにデータ線を駆動する。このような構成によれば、液
晶が正の負の一定電圧によって駆動されるので、該一定
電圧を飽和電圧以上に設定すれば、液晶へ印加される電
圧の僅かな変化が液晶の透過率にほとんど影響を与える
ことがなく、フリッカが生じないのでフレーム反転駆動
を行なうことができる。その結果、画素境界部に発生す
るディスクリネーションを低減することが出来るので、
明るく、コントラストが高く、見やすい表示を得ること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主として垂直配向
モードの液晶装置に係り、特に、ディスクリネーション
の問題を解決して表示品質の改善を図った液晶装置およ
びその駆動方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）によ
る液晶装置の駆動方法としては、液晶層に印加する電圧
の振幅を変化させることにより、液晶の透過率を変化さ
せて、階調表示を行うアナログ駆動方法が用いられてい
た。このアナログ駆動方法は、透過率が変化し始める閾
値電圧と、これ以上電圧を加えても透過率が変化しない
飽和電圧との間で、電圧を階調に応じて変化させること
によって透過率を変化させ、階調表示を行う。図９は液
晶層に印加する電圧（横軸）と透過率（縦軸）との関係
の一例を示す図であり、液晶層の透過率は、閾値電圧Ｖ
1と飽和電圧Ｖ2との間で印加電圧に応じて逐次変化す
る。

【０００３】また、液晶は直流電圧によって駆動すると
寿命が短くなる問題があり、このため、フレーム反転、
ライン反転、ドット反転等の交流駆動が用いられる。

【０００４】ところで、アナログ駆動においては、印加
電圧の僅かな変化が、透過率に大きな影響を与える。図
９において、僅かな印加電圧変化Ｖｄに対して、透過率
はＴｄのように、かなり大きく変化してしまう。このた
め、アナログ駆動において、フレーム反転駆動を行う
と、ＴＦＴやその他パネルの状態に起因する電圧の極性
差によるわずかな非対称性のため、表示画像にフリッカ
が生じてしまう。

【０００５】そこで、従来、このフリッカを除くため、
フレーム反転ではなく、ライン反転駆動やドット反転駆
動等の方法が採用されている。ここで、ライン反転駆動
とは、走査線毎に駆動電圧の極性を変える駆動方法であ
り、ドット反転駆動とは、各ドット毎に駆動電圧の極性
を変える駆動方法である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たライン反転駆動あるいはドット反転駆動には次の問題
がある。すなわち、図１０（イ）、（ロ）は各々はライ
ン反転駆動において、上下に隣接する画素に印加される
電圧を示す。この図に示すように、ライン反転駆動にお
いては、上下に隣接する各画素に極性が反転した電圧が
印加される。これにより画素と画素との間の電位差が大
きくなり、このため、各ドット間に横電界が生じ、この
横電界の影響で液晶が所望の配向からずれる領域である
ディスクリネーションが発生する。特に、液晶が垂直配
向モードの液晶である場合は、配向膜の液晶に対する配
向規制力が弱いため、画素周辺液晶分子の横電界により
傾斜方向を決められた分子の傾きがドミノ倒し的に画素
中心部へ伝わり、目的の方向へ分子を倒すことができな
くなる。これにより、明るさが大幅に低下すると共に、
コントラストの低下を招き、この結果、画質が悪化して
しまう。これを隠すために、ブラックマトリックス領域
を広くすることも考えられるが、この方法は、開口率を
低下させ、明るさを落とすことになってしまう。

【０００７】このようなディスクリネーションの対策と
しては、1フレーム期間中において全画素の印加電圧の
極性が同じとなるフレーム反転駆動が有効である。しか
し、フレーム反転駆動によってアナログ駆動を行うと、
前述したように、フリッカが生じるため実用化すること
ができなかった。

【０００８】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、上述したディスクリネーションの発生およびフ
リッカの発生を共に防止し、高画質表示を可能とした液
晶装置およびその駆動方法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】上記の課題を解決するた
めに、この発明は、液晶が挟持された一対の第１及び第
２の基板と、前記第１の基板上にマトリクス状に配置さ
れた複数の画素電極と、前記画素電極に対向配置された
共通電極と、前記第１の基板の前記画素電極間に配置さ
れた相交差する複数のデータ線及び複数の走査線と、前
記走査線をフレーム周期より短い周期であって該フレー
ム周期に同期した周期で走査する走査線駆動手段と、前
記データ線を、表示すべき階調に対応したパルス幅で駆
動するデータ線駆動手段と、前記画素電極へ、各フレー
ム毎に正の一定電圧、負の一定電圧が交互に印加される
ように制御する制御手段と、前記画素電極に対応して設
けられ、前記データ線及び走査線の信号によって制御さ
れて前記画素電極を駆動する複数のスイッチング手段と
を設けたことを特徴とする。

【００１０】このような構成によれば、液晶が正負の一
定電圧によって駆動されるので、該一定電圧を飽和電圧
Ｖ２（図９）以上に設定すれば、液晶へ印加される電圧
の僅かな変化が液晶の透過率にほとんど影響を与えるこ
とがなく、この結果、フレーム反転駆動であってもフリ
ッカが生じることがなく、見やすい表示を得ることがで
きる。また、表示すべき階調に対応したパルス幅で液晶
が駆動されるので、階調再現性がよい表示を得ることが
できる。さらに、フレーム反転駆動を行っているので、
ディスクリネーションのない、明るい、コントラストの
高い表示を得ることができる。したがって、ディスクリ
ネーションにより明るさが大幅に低下する垂直配向モー
ドの液晶に用いて好適である。

【００１１】図８は従来のアナログ駆動フレーム反転に
よる液晶装置と本発明の実施例であるディジタル駆動フ
レーム反転による液晶装置の透過率の相違を示した図で
あり、この図において、横軸は１フレーム中にアナログ
駆動またはデジタル駆動によって液晶に与えられる実効
電圧（Ｖ）、縦軸は透過率（％）である。また、曲線Ｌ
１が本発明の一実施例の特性を示し、曲線Ｌ２が従来の
液晶装置の一例の特性を示している。この図に示すよう
に、本発明の実施例の方が従来のものより、透過率にお
いてはるかに優れている。

【００１２】また、上記本発明の走査線駆動手段は、１
フレームの１／Ｎ（Ｎ；２より大きい正の整数）の基準
周期で走査し、前記データ線駆動手段は、前記基準周期
を単位期間とし、表示すべき階調に応じて選択する前記
単位期間を決定し、決定した前記単位期間において前記
データ線を制御することが好ましい。

【００１３】このような構成によれば、階調表示を簡単
な構成で、しかも、正確に表示することができる。

【００１４】また、上記発明のデータ線駆動手段は、表
示すべき階調に応じて選択した前記単位期間が１フレー
ム間に時間的にほぼ均等に配置されるように前記データ
線を制御することが好ましい。

【００１５】このように構成することによって、選択さ
れた単位期間が連続的ではなく、間隔をおいて配置され
るので、明暗の繰り返し周波数が高くなり、表示フリッ
カが発生しない利点が得られる。

【００１６】また、上記発明における走査線駆動手段
は、１フレームを複数の長さが異なる走査周期で走査
し、前記データ線駆動手段は、表示すべき階調に応じて
前記走査周期を組み合わせ、該組み合わせによって得ら
れた期間に各画素に所定の電界が印加されるよう前記デ
ータ線を制御することが好ましい。

【００１７】このような構成によれば、階調表示を簡単
な構成で行うことができると共に、走査周期の組み合わ
せによって決められるパルス幅のみで階調を表示するこ
とができるので、階調の表示性能が高くなる効果が得ら
れる。

【００１８】また、上記発明におけるスイッチング手段
は、薄膜トランジスタによって構成されていることが好
ましい。

【００１９】これにより、汎用性の高く、量産に適した
液晶装置を提供することができる。

【００２０】また、上記発明におけるスイッチング手段
は、前記データ線および前記走査線によって駆動される
第１のスイッチング素子と、電源端子および共通電極端
子間に介挿され、前記第１のスイッチング素子によって
駆動される第２、第３のスイッチング素子とから構成さ
れ、前記第２、第３のスイッチング素子の接続点の電圧
によって前記画素電極が駆動されることが好ましい。

【００２１】これにより、画素電極へ印加する電圧を正
確に規定電圧とすることができ、この結果、階調を正確
に表現することができる効果が得られる。

【００２２】また、上記発明における第1の基板はシリ
コン基板であり、前記第１乃至第３のスイッチング素子
は、該シリコン基板上に形成されたＭＯＳ−ＦＥＴであ
ることが好ましい。

【００２３】これにより、高速処理が可能となることか
ら、多階調数の表示が可能となる。また、開口率を下げ
ることなく複数のスイッチング素子を用いて画素電極の
駆動回路を基板上に形成することが可能となるので、例
えば、請求項６に記載の構成を採ることが可能となり、
これにより、階調を正確に表現することが可能となる。

【００２４】また、上記発明における液晶は、分子の配
向が垂直配向モードであることが好ましい。

【００２５】垂直配向モードの液晶は、「黒色」の質が
高い等の利点が得られるが、従来、ディスクリネーショ
ンの問題があって、実用化が難しかった。しかし、上記
発明によれば、垂直配向モードの液晶の実用化が可能と
なり、これにより、従来のものより鮮明なカラー表示が
可能となる利点が得られる。

【００２６】また、上記発明における第１基板上に反射
板を形成することにより、反射型表示装置として構成す
ることが好ましい。

【００２７】このような構成によって、高性能な光変調
装置（ライトバルブ）等を製造することが可能となる。

【００２８】また、本発明は、液晶が挟持された一対の
第１及び第２の基板と、前記第１の基板上にマトリクス
状に配置された複数の画素電極と、前記画素電極に対抗
配置された共通電極と、前記第１の基板の前記画素電極
間に配置された相交差する複数のデータ線及び複数の走
査線と、前記画素電極に対応して設けられ、前記データ
線及び走査線の信号によって制御されて前記画素電極を
駆動する複数のスイッチング手段とを具備する液晶装置
において、前記走査線をフレーム周期より短い周期であ
って該フレーム周期に同期した周期で走査し、前記デー
タ線を、表示すべき階調に対応したパルス幅に対応する
ように駆動し、前記画素電極へ各フレーム毎に階調に対
応したパルス幅の正の一定電圧、負の一定電圧が交互に
印加されるように制御することを特徴とする液晶装置の
駆動方法である。

【００２９】このようなディジタル駆動・フレーム反転
駆動によれば、フリッカが生じることがなく、しかもデ
ィスクリネーションも生じない液晶駆動が可能となり、
これにより、明るく、コントラストが高く、見やすい液
晶装置を提供することができる。

【００３０】また、上記発明において、走査線を、１フ
レームの１／Ｎ（Ｎ；２より大きい正の整数）の基準周
期で走査し、前記データ線を、前記基準周期を単位期間
として表示すべき階調に応じて選択する前記単位期間を
決定し、決定した前記単位期間において制御することが
望ましい。

【００３１】このようにすることにより、階調表示を簡
単な構成で、しかも、正確に表示することができる。

【００３２】また、上記発明において、前記データ線
を、表示すべき階調に応じて選択した前記単位期間が１
フレーム間に時間的にほぼ均等に配置されるように制御
することが好ましい。

【００３３】このようにすることによって、選択された
単位期間が連続的ではなく、間隔をおいて配置されるの
で、明暗の繰り返し周波数が高くなり、表示フリッカが
発生しない利点が得られる。

【００３４】また、上記発明において、走査線を、各フ
レームについて複数の長さが異なる走査周期で走査し、
前記データ線を、表示すべき階調に応じて前記走査周期
を組み合わせて該組み合わせによって得られた期間に各
画素に所定の電界が印加されるよう制御することが好ま
しい。

【００３５】このようにすることにより、階調表示を簡
単な構成で行うことができると共に、走査周期の組み合
わせによって決められるパルス幅のみで階調を表示する
ことができるので、階調の表示性能が高くなる効果が得
られる。

【００３６】また、上記の発明において、前記液晶は、
分子の配向が垂直配向モードであることが望ましい。

【００３７】これにより、従来のものより鮮明なカラー
表示が可能となる利点が得られる。

【００３８】また、この発明は、請求項９に記載の液晶
装置を備えた投射型表示装置であって、光源と、該光源
から出射された光を集光しながら前記液晶装置へ導く集
光光学系と、該液晶装置で光変調され反射された光を投
射面に拡大投射する拡大投影光学系とを有することを特
徴とする投射型表示装置である。

【００３９】このような構成により、表示品質の優れた
投射型表示装置を構成することができる。

【００４０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施形態について説明する。図１は、同実施形態による
液晶装置の全体構成を示すブロック図、図２は表示パネ
ル１６の単位画素を駆動する駆動回路の構成を示す回路
図である。

【００４１】まず、図２において、１は画素電極７の印
加電圧を制御する信号が印加されるデータ線、２は走査
線、３はｎ−ｃｈ ＭＯＳ−ＦＥＴによるスイッチング
素子、４は蓄積容量である。スイッチング素子３はその
ゲートが走査線２に接続され、ソースがデータ線１に接
続され、ドレインがｎ−ｃｈ ＭＯＳ−ＦＥＴによるス
イッチング素子５およびｐ−ｃｈ ＭＯＳ−ＦＥＴによ
るスイッチング素子６のゲートに接続されている。スイ
ッチング素子５のドレインは、電源電圧端子１８に、ソ
ースはスイッチング素子６のドレインに接続されてい
る。また、スイッチング素子６のソースは共通電極端子
１０されており、スイッチング素子５のソース及びスイ
ッチング素子６のドレインは画素電極７に接続されてい
る。

【００４２】また、８は垂直配向モードの液晶であり、
９は共通電極、１０は共通電極端子である。また、前記
蓄積容量４はスイッチング素子５またはスイッチング素
子６の状態を保持するためのもので、容量を形成するた
めの配線（容量線）を別に設ける等によって形成され
る。

【００４３】上述したスイッチング素子３、スイッチン
グ素子５、スイッチング素子６及び配線は、シリコン基
板上に形成されており、また、画素電極７の下に形成さ
れる。そして、この液晶装置は反射型液晶装置として構
成される。

【００４４】このような構成において、走査線２が駆動
されると、スイッチング素子３がオンとなりデータ線１
の電圧が蓄積容量４に蓄積され、以後、保持される。そ
して、この電圧が一定のスレショルド電圧以上であった
場合はスイッチング素子５がオン、スイッチング素子６
がオフとなり、画素電極７へ電源電圧端子１８の電圧が
供給される。また、一定のスレショルド電圧以下であっ
た場合は、スイッチング素子５がオフ、スイッチング素
子６がオンとなり、画素電極７へ共通電極端子１０の電
位が供給される。

【００４５】一方、走査線２の駆動が次の走査線へ移る
と、スイッチング素子３がオフとなる。しかし、蓄積容
量４の電荷はそのまま保持され、スイッチング素子５、
スイッチング素子６の状態が変化しないので画素電極７
は引き続いて同じ状態で駆動される。

【００４６】また、電源電圧端子１８へ印加される電圧
はフレームごとに極性が反転する（交流駆動）。すなわ
ち、電源電圧端子１８の電圧は、「＋Ｖ」及び「−Ｖ」
を１フレーム期間ごとに繰り返す。

【００４７】次に、図１に示す全体構成を図３に示すタ
イミング図を参照しつつ説明する。図１において、１１
はフレームメモリであり、表示パネル１６の各表示画素
対応で表示データが記憶される。１２はタイミングパル
ス生成回路であり、フレームパルス（図３（イ）参
照）、垂直走査タイミング信号（図３（ロ）参照）及び
走査線２を駆動する走査線駆動信号を発生し、走査線駆
動回路１５及びデータコーディング回路１３へ出力す
る。ここで、フレームパルスは１画面が表示される毎に
１回発生するパルスであり、基本的には表示データのフ
ォーマットによって決められる。垂直走査タイミング信
号は１画面の垂直走査毎に１回発生するパルスである。
図から明らかなように、本駆動方法では、１フレームに
おいて複数の垂直走査が等間隔で行われる。また、走査
線駆動信号は走査線２を駆動するタイミングを示す信号
であり、１垂直走査期間Ｆｒ（図３（ロ）参照）におい
て走査線２の数だけ発生する。

【００４８】走査線駆動回路１５は、上記走査線駆動信
号に従って、各走査線２−１、２−２、…を順次駆動す
る。データコーディング回路１３は、フレームメモリ１
１の表示データを読み出し、読み出した表示データと、
上述したタイミングパルス生成回路１２から出力される
各信号とに基づいて、データ線１を駆動するタイミング
を検出し、該タイミングにおいて、データ線駆動信号を
データ線駆動回路１４へ出力する。データ線駆動回路１
４は、上記データ線駆動信号に従って、データ線１を駆
動する。

【００４９】図３（ハ）は、上述したデータコーディン
グ回路１３の動作を説明するための図であり、１フレー
ムにおける画素電極７の状態を示す図である。この液晶
装置における階調表示においては、デジタル駆動を行
う。このデジタル駆動では、液晶の飽和電圧以上の電圧
（オン状態）及び閾値電圧以下の電圧（オフ状態）の２
つの電気信号が使用され、中間調表示においては、オン
状態の電圧のパルス幅によって制御される。

【００５０】図３の（ハ）に示すパルス幅は、表示すべ
き輝度に対応している。例えば、液晶が図９のように、
画素電極７に印加する電圧が高くなるほど透過率が低下
するような特性を持つ場合は、図１の（ハ）におけるパ
ルス幅が長いほど、画素の表示は黒に近づく。逆に、電
圧が１フレームにおいて全く印加されなければ、その画
素は白く表示される。すなわち、駆動パルス幅が順次短
くなるにしたがって画素の輝度が明るくなり、長くなる
にしたがって画素の輝度は暗くなる。

【００５１】そして、上記の駆動における各パルス幅
は、あらかじめ１垂直走査期間Ｆｒを基準期間Ｆｒと
し、この基準期間Ｆｒの整数倍からなる。また、電源電
圧端子１８（図２）へ印加する電圧は、前述したよう
に、１フレームごとに極性が反転し、したがって、図３
の(ハ)に示すように、画素駆動パルスの電圧極性が１フ
レーム毎に反転する。

【００５２】なお、上記実施形態において、画素駆動パ
ルスは、図３（ハ）に示すように、垂直走査の立ち上が
り時点でオン状態になり、表示輝度に対応するタイミン
グでオフ状態となっているが、オンしている時間が等し
ければ、１フレーム中のどのタイミングでオンしてもよ
く、所定の時間後にオフとなればよい。

【００５３】また、上記実施形態においては、画素電極
がハイレベルのときに「黒」表示をする場合の例を示した
が、液晶装置を構成する偏光板など他の構成要件の構成
によっては、もちろんその逆も可能である。

【００５４】また、上記実施形態においては、１垂直走
査時間Ｆｒを、等間隔の時間に設定し、それにより垂直
走査を行った場合について説明したが、例えばフィール
ド内に、１：２：４：８：１６：３２というような異な
る長さの垂直走査期間を設定し、それらの組み合わせに
より所定の階調表示を得ることも可能である。この場
合、垂直走査の回数を減らすことができる利点がある。

【００５５】また、上記実施形態においては、シリコン
基板を用いた反射型表示パネルの場合を説明したが、こ
の発明はガラス基板にＴＦＴを形成した透過型表示パネ
ルにも適用することが可能である。

【００５６】次に、上述した液晶装置の表示パネル１６
の構成例を図４及び図５を参照して説明する。なお、図
４は液晶装置用基板８０をその上に形成された各構成要
素と共に対向基板８１の側から見た平面図であり、図５
は、対向基板８１を含めて示す図４のＨ−Ｈ’線断面図
である。

【００５７】これらの図において、液晶装置用基板８０
の上には、シール材５２がその縁に沿って設けられてお
り、その内側に並行して、表示領域周辺の非表示領域を
囲む遮光膜（額縁）として、遮光膜５３が設けられてい
る。シール材５２の外側の領域には、データ線駆動回路
１０１及び外部接続端子１０２が液晶装置用基板８０の
一辺に沿って設けられており、走査線駆動回路１０４
が、この一辺に隣接する２辺に沿って設けられている。
走査線に供給される走査信号遅延が問題にならないのな
らば、走査線駆動回路１０４は片側だけでも良い。

【００５８】また、データ線駆動回路１０１を画面表示
領域の辺に沿って両側に配列してもよい。例えば奇数列
のデータ線は画面表示領域の一方の辺に沿って配設され
たデータ線駆動回路から画像信号を供給し、偶数列のデ
ータ線は前記画面表示領域の反対側の辺に沿って配設さ
れたデータ線駆動回路から画像信号を供給するようにし
てもよい。この様にデータ線を櫛歯状に駆動するように
すれば、データ線駆動回路１０１の占有面積を拡張する
ことができるため、複雑な回路を構成することが可能と
なる。

【００５９】更に液晶装置用基板８０の残る一辺には、
画面表示領域の両側に設けられた走査線駆動回路１０４
間をつなぐための複数の配線１０５が設けられている。
また、対向基板８１のコーナー部の少なくとも一箇所に
おいては、液晶装置用基板８０と対向基板８１との間で
電気的導通をとるための導通材１０６が設けられてい
る。そして、図４に示すように、シール材５２とほぼ同
じ輪郭を持つ対向基板８１が当該シール材５２により液
晶装置用基板８０に固着されている。

【００６０】この表示パネルの製造工程においては、例
えば、以上で説明した画素構造を持つＳｉ基板８０と透
明電極付き対向基板８１に垂直配向膜（例えば、ＪＳＲ
ＪＡＬＳ６５７Ｒ）をスピンコートにより膜厚５００
オングストローム程度形成する。その後、ラビングによ
りプレチルトを形成し、上下基板を貼り合わせた後、誘
電率異方性が負の液晶材料（例えば、メルクＭＬＯＣ−
２００１）を注入して液晶表示素子を作製する。

【００６１】次に、上述した実施形態による液晶装置の
応用例について説明する。図６は、実施形態による液晶
装置を反射型液晶装置として構成し、電子機器に適用し
た１例であり、反射型液晶装置を光変調装置として用い
たプロジェクタ（投射型表示装置）の要部を平面的に見
た概略構成図である。この図６は、偏光変換素子１３０
の中心をとおるＸＺ平面における断面図である。

【００６２】本例のプロジェクタは、システム光軸１３
１に沿って配置した光源部１１０、インテグレータレン
ズ１２０、偏光変換素子１３０から概略構成される偏光
照明装置１００、偏光照明装置１００から出射されたＳ
偏光光束をＳ偏光光束反射面２０１により反射される偏
光ビームスプリッタ２００、偏光ビームスプリッタ２０
０のＳ偏光反射面２０１から反射された光のうち、青色
光の成分を分離する。ダイクロイックミラー４１２、分
離された青色光を変調する反射型液晶光変調装置３０
１、青色光が分離された後の光束のうち赤色光の成分を
反射させて分離するダイクロイックミラー４１３、分離
された赤色光を変調する反射型液晶光変調装置３０２ダ
イクロイックミラー４１３を透過する残りの緑色光を変
調する反射型液晶光変調装置３０３、３つの反射型液晶
光変調装置３０１、３０２、３０３にて変調された光を
ダイクロイックミラー４１２、４１３、偏光ビームスプ
リッタ２００にて合成し、この合成光をスクリーン６０
０に投射する投射レンズからなる投射光学系５００から
構成されている。上記３つの反射型液晶光変調装置３０
１、３０２、３０３には、それぞれ反射型液晶装置が用
いられている。

【００６３】上記の構成において、光源部１１０から出
射されたランダムな偏光光束は、インテグレータレンズ
１２０により複数の中間光束に分割された後、第２のイ
ンテグレータレンズを光入射側に有する偏光変換素子１
３０により偏光方向がほぼ揃った一種類の偏光光束（Ｓ
偏光光束）に変換されてから偏光ビームスプリッタ２０
０に至るようになっている。偏光変換素子１３０から出
射されたＳ偏光光束は、偏光ビームスプリッタ２００の
Ｓ偏光光束反射面２０１によって反射され、反射された
光束のうち、青色光の光束がダイクロイックミラー４１
２の青色光反射層にて反射され、反射型液晶光変調装置
３０１によって変調される。

【００６４】また、ダイクロイックミラー４１１の青色
光反射層を透過した光束のうち、赤色光の光束はダイク
ロイックミラー４１３の赤色光反射層にて反射され、反
射型液晶光変調装置３０２にて変調される。一方、ダイ
クロイックミラー４１３の赤色光反射層を透過した緑色
光の光束は反射型液晶光変調装置３０３によって変調さ
れる。このようにして、それぞれの反射型液晶光変調装
置３０１、３０２、３０３によって色光の変調がなされ
る。

【００６５】反射型液晶光変調装置３０１、３０２、３
０３の画素から反射された色光のうちＳ偏光成分はＳ偏
光を反射する偏光ビームスプリッタ２００を透過せず一
方、Ｐ偏光成分は透過する。この偏光ビームスプリッタ
２００を透過した光により画像が形成される。

【００６６】反射型液晶装置は、半導体技術を利用して
画素が形成されるので画素数を多く形成でき、かつパネ
ルサイズも小さくできるので、高精細な画像を投射でき
ると共に、プロジェクタを小型化することができる。

【００６７】また、上記反射型液晶装置は、各画素電極
に印加された電圧が十分に保持されると共に、画素電極
の反射率が非常に高いため鮮明な映像を得ることができ
る。

【００６８】図７はそれぞれ上記実施形態の反射型液晶
装置を使った他の電子機器の例を示す外観図である。な
お、これらの電子機器では、偏光ビームスプリッタと共
に用いられる光変調装置としてではなく、直視型の反射
型液晶装置として使用されるため、反射電極は完全な鏡
面である必要はなく、視野角を広げるためには、むしろ
適当な凸凹を付けた方が望ましいが、それ以外の構成要
件は、光変調装置の場合と基本的に同じである。

【００６９】図７（ａ）は携帯電話を示す斜視図であ
る。１０００は携帯電話本体を示し、そのうちの１００
１は本発明の反射型液晶装置を用いた液晶表示部であ
る。

【００７０】図７（ｂ）は、腕時計型電子機器を示す図
である。１１００は時計本体を示す斜視図である。１１
０１は本発明の反射型液晶パネルを用いた液晶表示部で
ある。この液晶パネルは、従来の時計表示部に比べて高
精細の画素を有するので、テレビ画像表示も可能とする
ことができ、腕時計型テレビを実現できる。

【００７１】図７（ｃ）は、ワープロ、パソコン等の携
帯型情報処理装置を示す図である。１２００は情報処理
装置を示し、１２０２はキーボード等の入力部、１２０
６は本発明の反射型液晶装置を用いた表示部、１２０４
は情報処理装置本体を示す。各々の電子機器は電池によ
り駆動される電子機器であるので、光源ランプを持たな
い反射型液晶パネルを使えば、電池寿命を延ばすことが
出来る。

【００７２】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、デジタル階調駆動を用いているので、フリッカが生
じることがなくフレーム反転駆動が可能になっている。
それによりディスクリネーションも生じない液晶駆動が
可能となり、明るく、コントラストが高く、見やすい液
晶装置を提供することができる。したがって、特に、デ
ィスクリネーションにより明るさが大幅に低下する垂直
配向モードの液晶に用いて好適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の一実施形態による液晶装置の構成
を示すブロック図である。

【図２】 同実施形態における画素駆動回路の構成を示
す回路図である。

【図３】 同実施形態の動作を説明するためのタイミン
グ図である。

【図４】 同実施形態における表示パネル１６の構成を
示す平面図である。

【図５】 同表示パネル１６のＨ−Ｈ’線断面図であ
る。

【図６】 同実施形態による液晶装置の応用例である反
射型投射表示装置の該約構成図である。

【図７】 同実施形態による液晶装置のさらに他の応用
例を示す概略構成図である。

【図８】 本発明の透過率についての効果を説明するた
めの図である。

【図９】 液晶の電圧と透過率の関係の一例を示す図で
ある。

【図１０】 従来のライン反転駆動の問題点を説明する
ための図である。

【符号の説明】

１ データ線 ２ 走査線 ３ スイッチング素子（ＦＥＴ） ４ 蓄積容量 ５ ＦＥＴ ６ ＦＥＴ ７ 画素電極 ８ 液晶 ９ 共通電極 １０ 共通電極端子 １１ フレームメモリ １２ タイミングパルス生成回路 １３ データコーディング回路 １４ データ線駆動回路 １５ 走査線駆動回路 １６ 表示パネル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 坂田 秀文 長野県諏訪市大和３丁目３番５号 セイコ ーエプソン株式会社内 Ｆターム(参考） 2H088 EA16 HA06 HA08 HA20 JA10 MA13 MA20 2H092 JA23 JB44 KA03 NA01 PA06 PA11 QA06 2H093 NA16 NA33 NA56 NB21 NC33 NC40 ND06 ND10 ND35 ND60 NE06 NF04 NG02 5C006 AA15 AB01 AC28 AF44 BB16 BB28 BC03 BC12 BF02 BF24 BF26 EC11 FA23 FA54 GA01 5C080 AA10 BB05 DD06 EE29 FF11 JJ02 JJ03 JJ04 JJ06

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液晶が挟持された一対の第１及び第２の
   基板と、 前記第１の基板上にマトリクス状に配置された複数の画
   素電極と、前記画素電極に対向配置された共通電極と、
   前記第１の基板の前記画素電極間に配置された相交差す
   る複数のデータ線及び複数の走査線と、前記走査線をフ
   レーム周期より短い周期であって該フレーム周期に同期
   した周期で走査する走査線駆動手段と、 前記データ線を、表示すべき階調に対応したパルス幅で
   駆動するデータ線駆動手段と、 前記画素電極へ、各フレーム毎に正の一定電圧、負の一
   定電圧が交互に印加されるように制御する制御手段と、 前記画素電極に対応して設けられ、前記データ線及び走
   査線の信号によって制御されて前記画素電極を駆動する
   複数のスイッチング手段と、を具備することを特徴とす
   る液晶装置。
2. 【請求項２】 前記走査線駆動手段は、１フレームの１
   ／Ｎ（Ｎ；２より大きい正の整数）の基準周期で走査
   し、 前記データ線駆動手段は、前記基準周期を単位期間と
   し、表示すべき階調に応じて選択する前記単位期間を決
   定し、決定した前記単位期間に対応して前記データ線を
   制御することを特徴とする請求項１に記載の液晶装置。
3. 【請求項３】 前記データ線駆動手段は、表示すべき階
   調に応じて選択した前記単位期間が１フレーム間に時間
   的にほぼ均等に配置されるように前記データ線を制御す
   ることを特徴とする請求項２に記載の液晶装置。
4. 【請求項４】 前記走査線駆動手段は、１フレームを複
   数の長さが異なる走査周期で走査し、 前記データ線駆動手段は、表示すべき階調に応じて前記
   走査周期を組み合わせ、該組み合わせによって得られた
   期間に各画素に所定の電界が印加されるよう前記データ
   線を制御することを特徴とする請求項１に記載の液晶装
   置。
5. 【請求項５】 前記スイッチング手段は、薄膜トランジ
   スタによって構成されていることを特徴とする請求項１
   乃至請求項４のいずれかの項に記載の液晶装置。
6. 【請求項６】 前記スイッチング手段は、前記データ線
   および前記走査線によって駆動される第１のスイッチン
   グ素子と、電源端子および共通電極端子間にに介挿さ
   れ、前記第１のスイッチング素子に接続される第２、第
   ３のスイッチング素子とから構成され、前記第２、第３
   のスイッチング素子の接続点の電圧によって前記画素電
   極が駆動されることを特徴とする請求項１乃至請求項４
   のいずれかの項に記載の液晶装置。
7. 【請求項７】 前記第1の基板はシリコン基板であり、
   前記第１乃至第３のスイッチング素子は、該シリコン基
   板上に形成されたＭＯＳ−ＦＥＴであることを特徴とす
   る請求項６記載の液晶装置。
8. 【請求項８】 前記液晶は、分子の初期配向が基板に対
   して垂直であることを特徴とする請求項１乃至請求項７
   のいずれかの項に記載の液晶装置。
9. 【請求項９】 前記第１基板上に反射板を形成すること
   により、反射型表示装置として構成したことを特徴とす
   る請求項８に記載の液晶装置。
10. 【請求項１０】 液晶が挟持された一対の第１及び第２
    の基板と、前記第１の基板上にマトリクス状に配置され
    た複数の画素電極と、前記画素電極に対抗配置された共
    通電極と、前記第１の基板の前記画素電極間に配置され
    た相交差する複数のデータ線及び複数の走査線と、前記
    画素電極に対応して設けられ、前記データ線及び走査線
    の信号によって制御されて前記画素電極を駆動する複数
    のスイッチング手段とを具備する液晶装置において、前
    記走査線をフレーム周期より短い周期であって該フレー
    ム周期に同期した周期で走査し、 前記データ線を、表示すべき階調に対応したパルス幅に
    対応して駆動し、また前記画素電極へは各フレーム毎に
    階調に対応したパルス幅の正の一定電圧、負の一定電圧
    が交互に印加されるように制御することを特徴とする液
    晶装置の駆動方法。
11. 【請求項１１】 前記走査線を、１フレームの１／Ｎ
    （Ｎ；２より大きい正の整数）の基準周期で走査し、前
    記データ線を、前記基準周期を単位期間として表示すべ
    き階調に応じて選択する前記単位期間を決定し、決定し
    た前記単位期間において制御することを特徴とする請求
    項１０に記載の液晶装置の駆動方法。
12. 【請求項１２】 前記データ線を、表示すべき階調に応
    じて選択した前記単位期間が１フレーム間に時間的にほ
    ぼ均等に配置されるように制御することを特徴とする請
    求項１１に記載の液晶装置の駆動方法。
13. 【請求項１３】 前記走査線を、各フレームについて複
    数の長さが異なる走査周期で走査し、 前記データ線を、表示すべき階調に応じて前記走査周期
    を組み合わせて該組み合わせによって得られた期間に各
    画素に所定の電界が印加されるよう制御することを特徴
    とする請求項１０に記載の液晶装置の駆動方法。
14. 【請求項１４】 前記液晶は、分子の初期配向が基板に
    対して垂直であることを特徴とする請求項１０乃至請求
    項１３のいずれかの項に記載の液晶装置の駆動方法。
15. 【請求項１５】 請求項９に記載の液晶装置を備えた投
    射型表示装置であって、光源と、該光源から出射された
    光を集光しながら前記液晶装置へ導く集光光学系と、該
    液晶装置で光変調され反射された光を投射面に拡大投射
    する拡大投影光学系とを有することを特徴とする投射型
    表示装置。