JP2001281627A

JP2001281627A - 液晶装置

Info

Publication number: JP2001281627A
Application number: JP2000095803A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Asao; 恭史浅尾; Masahiro Terada; 匡宏寺田; Takeshi Togano; 剛司門叶; Yoshimasa Mori; 省誠森; Takashi Moriyama; 孝志森山; Ryuichiro Isobe; 隆一郎礒部
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2000-03-30
Filing date: 2000-03-30
Publication date: 2001-10-10

Abstract

(57)【要約】【課題】カラー表示におけるパネル面内の色ムラや色
割れが生じない液晶装置を提供する。【解決手段】ｎ番目のフレーム期間内の赤、緑、青の
各色情報を表示する期間を２以上のフィールドに分割す
ると共に、２以上のフィールドのうち少なくとも１つの
フィールドにおいて第１の輝度で画像を表示し、他の１
つのフィールドにおいては第１の輝度より小さく、且つ
０より大きい第２の輝度で第１の輝度で表示した画像と
同一の画像を表示することにより、パネル全体の輝度向
上を図るようにする。また、ｎ＋１番目のフレーム期間
ではｎ番目のフレーム期間とは逆の順序で線順次駆動し
て画像を表示することにより、パネル面内での色ムラを
抑制するようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶装置に関し、
特に時分割による混色を利用してカラー表示を行う液晶
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、液晶装置の一例であるフラットパ
ネルディスプレイ、プロジェクションディスプレイ、プ
リンタ等のカラー液晶表示装置においては、主として製
品化がなされているマイクロカラーフィルタを用いた空
間混色（ｓｐａｔｉａｌｍｉｘｉｎｇ）を利用してフ
ルカラー表示を行うものの他に、時分割による混色を利
用してフルカラー表示を行うものが知られている。

【０００３】そして、この時分割による混色を利用して
フルカラー表示を行うカラー液晶表示装置は、液晶パネ
ル上にカラーフィルタを設ける必要がないので、製造時
の歩留りも高く、また、バックライトの光量を大きくす
ることなく必要な輝度を得ることができるという利点を
有している。

【０００４】これについて以下に簡単に説明する。

【０００５】従来、時分割による混色を利用してフルカ
ラー表示を行うカラー液晶表示装置として、図１５に示
す構成のものが提案されている。同図において、１は赤
色光、緑色光、青色光を独立したタイミングで発光する
ことができるカラー光源、２は同期信号に基づいてカラ
ー光源１を駆動するカラー光源駆動部、３は液晶パネ
ル、４、５は液晶パネル３の画素電極を駆動するＸ、Ｙ
ドライバである。

【０００６】ここで、このカラー液晶表示装置は、図１
６に示すタイムチャートのように、フレーム周波数を６
０Ｈｚ、１フレームを１６．７ｍｓとすると共に、１フ
レームをＲサブフレーム（１６．７ｍｓ／３）、Ｇサブ
フレーム（１６．７ｍｓ／３）、Ｂサブフレーム（１
６．７ｍｓ／３）に区分して駆動されるようになってい
る。

【０００７】そして、このような駆動法によりＲサブフ
レームで表示された赤色像、Ｇサブフレームで表示され
た緑色像及びＢサブフレームで表示された青色像は、時
間差をもって視覚上で混色され、１フレームのフルカラ
ー表示が行われる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
従来の時分割方式のカラー液晶表示装置を駆動する場
合、例えば液晶としてカイラルスメクチックＣ（ＳｍＣ
^＊）相液晶を用いるようにすると、図１６では、ＲＤ、
ＧＤ、ＢＤ期間がデータ表示期間であり、その他の期間
が消去期間となる。そして、この場合不要な直流成分に
よる焼き付きを防ぐ意味においても、交流による駆動が
前提となる。

【０００９】ここで、このような交流による駆動の場
合、例えば正極性電圧の波形においてデータを書き込
み、同じ電圧値の負極性波形で消去するという駆動が考
えられる。このとき、電圧無印加状態の透過光強度に対
して、負極性電圧を印加したときに透過光量が変化する
場合には、例えば白表示をする際にはこの負極性による
透過光量変化が白輝度の向上に寄与することになること
から、明るい表示をできることになるというメリットが
ある。

【００１０】しかしながら、こうした負極性による透過
光量変化は本来、消去黒表示すべき期間にも光漏れが生
じてしまうことを意味することから、ＲＧＢによる時分
割方式のカラー液晶表示を行う際、その色再現性が低下
してしまう。

【００１１】つまり、仮に負極性電圧を印加した場合に
完全に黒表示できる場合には、バックライト光源の色と
全く同一の色を表示することができるが、光漏れがある
場合には光漏れの影響により、例えば緑を表示しようと
する際にその前のフィールドで表示した色、例えば赤の
情報が残ってしまい、若干長波長側にシフトした色味に
なって黄緑がかった表示色となってしまう。

【００１２】ここで、もしこうした波長シフトがあらか
じめ予測可能なものであれば、色変換テーブルを用意し
ておく等によって、本来表示すべき色になるようデータ
を作ることができる。しかし、この光漏れによる直前フ
ィールドのノイズの程度は、線順次によって駆動してい
るため、走査の順番によって変化してしまうものであ
り、また負極性電圧による光学応答の影響で生じる直前
フィールドのノイズ成分は、線順次の最初の走査線部分
と最後の走査線部分とでは大きく異なっているため、波
長シフトをあらかじめ予測するのは困難であることか
ら、表現する色味に関してパネル面内においてムラが発
生するのを防ぐことはできない。

【００１３】このため、こうした負極性電圧による光学
応答が軽微である場合には色味の面内ムラの程度も軽微
ではあるとは考えられるものの、面内で全くムラのない
カラー表示実現のためには更なる駆動側の改善が必要と
されていた。

【００１４】ところで、図１７は従来行われてきた駆動
シーケンスを示す図であるが、同図に示す駆動シーケン
スはフィールド反転駆動である為、クロストークの問題
を考える必要がある。ここで、図１８に示すような回路
構成を有するアクティブマトリクスパネルの場合、図１
９に示すように画素電極にはいくつかの寄生容量が存在
する。特に、ソースラインとのカップリングは、ソース
ライン上を表示画像に依存する電圧が印加される為、当
該画素のゲートがオフになっているときに、ソースライ
ン上の電圧変動によるフィードスルーが発生して画素電
極電位の変動を引き起こし、ひいては液晶の透過光量が
変動して所望の階調特性を得られなくなるという問題が
生じる。

【００１５】図２０はフィールド反転駆動のクロストー
クの発生を定量的に説明するタイミングチャートであ
る。また、図２１はクロストークの仕組みを端的に説明
するために、縦方向にグラデーション表示した場合を示
す図であり、ゲートの走査は上から下へ、即ちゲートラ
インＩ・・・ゲートラインII・・・ゲートラインIII と
順次行われていく。そして、同図に示す表示画像の場
合、ソースラインＡに印加される電圧は図２０に示すよ
うにあるフィールド内で時間とともに徐々に電圧の絶対
値が上がっていく。

【００１６】次に画素電位の時間的推移について説明す
る。

【００１７】画素ａでは時刻ｔ１にゲートラインＩが選
択されたときにソースラインＡの電圧が書きこまれる。
この後、ゲートがオフされると、画素電位はハイインピ
ーダンス状態となるので書きこまれた電位を保とうとす
るが、図１９に示すような寄生容量が存在することから
寄生容量先の電位の変動によってフィードスルーの影響
を受ける。また、画素ｂ、画素ｃにおいても、図示のご
とくフィードスルーの影響を受ける。

【００１８】ここで、フィードスルーは、画素ａでは＋
フィールドのソース電位の影響、即ち＋電圧の影響を受
け、画素ｂでは＋フィールドと−フィールドのソース電
位の影響をほぼ同等に受け、画素ｃでは−フィールドの
ソース電位の影響、即ち電圧の影響を受ける。そして、
液晶素子は印加された電圧に応じた透過光量を示すの
で、画素ａ、画素ｂ、画素ｃでは同じ画像データの表示
を行おうとしても輝度に差が生じてしまう。

【００１９】他方、フィールドシーケンシャル駆動法に
おいては、静止画を写し出している時には何の問題も起
こらないが、混色された物体が画面上を移動するような
動画を映し出した時には、移動物体の前後にＲＧＢ各フ
ィールドの時間差によって色付きが生じる色割れ現象が
発生する。

【００２０】図２２の（ａ）は背景色がＢｌａｃｋ表示
の時に、ＲＧＢの合成で得ることのできるｗｈｉｔｅの
物体が左から右方向へ移動した時の色割れ状態を表すも
のであり、同図に示すように、Ｇフィールドを中心とし
て見る者の視線が移動していくと考えると、視線を示す
ラインＳに対しての位置関係がＲフィールドとＢフィー
ルドとでは変わってきてしまう。

【００２１】そのため、ＲＧＢ各フィールドで網膜上で
の残光の位置が変わってしまい同図の（ｂ）に示すよう
にＷｈｉｔｅ映像の左側にはＣｙａｎ、Ｂｌｕｅ、右側
にはＹｅｌｏｗ，Ｒｅｄの色づきを感じさせる。これら
の現象は色割れ（またはカラーブレイク）と称され高輝
度、無彩色な物ほど目に付きやすい。

【００２２】そこで本発明は、このような事情に鑑みて
なされたもので、カラー表示におけるパネル面内の色ム
ラや色割れが生じない液晶装置を提供することを目的と
するものである。

【００２３】

【課題を解決するための手段】本発明は、一対の基板間
に液晶を挟持すると共に、該一対の基板の一方に互いに
マトリクス状に形成された複数の信号線と複数の走査線
と、該複数の信号線と走査線に接続された複数の薄膜ト
ランジスタと、該複数の薄膜トランジスタに接続された
複数の画素電極とを有する液晶素子を備え、１秒間に複
数フレームで画像を線順次によって表示する液晶装置で
あって、ｎ番目（ｎは整数）のフレーム期間には、（ｎ
＋１）番目（ｎは整数）のフレーム期間とは逆の順序で
線順次駆動することにより画像を表示することを特徴と
するものである。

【００２４】また本発明は、前記液晶がカイラルスメク
チック液晶であって、電圧無印加時では、該液晶の平均
分子軸が単安定化された第１の状態を示し、第１の極性
の電圧印加時には該液晶の平均分子軸は印加電圧の大き
さに応じた角度で該単安定化された位置から一方の側に
チルトし、該第１の極性とは逆極性の第２の極性の電圧
印加時には該液晶の平均分子軸は該単安定化された位置
から第１の極性の電圧を印加したときとは逆側にチルト
し、前記第１の極性の電圧印加時と第２の極性の電圧印
加時の液晶の平均分子軸の該第１の状態における単安定
化された位置を基準とした最大チルト状態のチルトの角
度が互いに異なることを特徴とするものである。

【００２５】また本発明は、前記液晶の相転移系列が、
高温側より等方性液体相（ＩＳＯ．）−コレステリック
相（Ｃｈ）−カイラルスメクチックＣ相又は等方性液体
相（ＩＳＯ．）−カイラルスメクチックＣ相であること
を特徴とするものである。

【００２６】また本発明は、前記液晶素子は時分割によ
る混色を利用してカラー表示されるものであることを特
徴とするものである。

【００２７】また本発明は、前記液晶素子は、１フレー
ム期間内に赤・緑・青の各色情報を時分割で表示するべ
く線順次駆動され、且つ各色情報を表示する期間は少な
くとも２つのサブフィールドに分割されるべく線順次駆
動されるものであることを特徴とするものである。

【００２８】また本発明は、一対の基板間に液晶を挟持
すると共に、該一対の基板の一方に互いにマトリクス状
に形成された複数の信号線と複数の走査線と、該複数の
信号線と走査線に接続された複数の薄膜トランジスタ
と、該複数の薄膜トランジスタに接続された複数の画素
電極とを有する液晶素子を備え、１秒間に複数フレーム
で画像を線順次によって表示する液晶装置であって、前
記液晶素子を、フレーム内での線順次駆動において走査
線を順番に駆動する方式とは異なる方式にて駆動するこ
とを特徴とするものである。

【００２９】また本発明は、前記液晶がカイラルスメク
チック液晶であって、電圧無印加時では、該液晶の平均
分子軸が単安定化された第１の状態を示し、第１の極性
の電圧印加時には該液晶の平均分子軸は印加電圧の大き
さに応じた角度で該単安定化された位置から一方の側に
チルトし、該第１の極性とは逆極性の第２の極性の電圧
印加時には該液晶の平均分子軸は該単安定化された位置
から第１の極性の電圧を印加したときとは逆側にチルト
し、前記第１の極性の電圧印加時と第２の極性の電圧印
加時の液晶の平均分子軸の該第１の状態における単安定
化された位置を基準とした最大チルト状態のチルトの角
度が互いに異なることを特徴とするものである。

【００３０】また本発明は、前記液晶の相転移系列が、
高温側より等方性液体相（ＩＳＯ．）−コレステリック
相（Ｃｈ）−カイラルスメクチックＣ相又は等方性液体
相（ＩＳＯ．）−カイラルスメクチックＣ相であること
を特徴とするものである。

【００３１】また本発明は、前記液晶素子は時分割によ
る混色を利用してカラー表示されるものであることを特
徴とするものである。

【００３２】また本発明は、前記液晶素子は、１フレー
ム期間内に赤・緑・青の各色情報を時分割で表示するべ
く線順次駆動され、且つ各色情報を表示する期間は少な
くとも２つのサブフィールドに分割されるべく線順次駆
動されるものであることを特徴とするものである。

【００３３】また本発明は、前記液晶素子を、線順次駆
動において選択される走査線がＮ本おき（Ｎは整数）に
順番に駆動される方式で駆動することを特徴とするもの
である。

【００３４】また本発明は、前記液晶素子を、線順次駆
動において選択される走査線がランダムに選択されて駆
動される方式で駆動することを特徴とするものである。

【００３５】また本発明は、一対の基板間に液晶を挟持
すると共に、該一対の基板の一方に互いにマトリクス状
に形成された複数の信号線と複数の走査線と、該複数の
信号線と走査線に接続された複数の薄膜トランジスタ
と、該複数の薄膜トランジスタに接続された複数の画素
電極とを有する液晶素子を備え、１秒間に複数フレーム
で画像を線順次によって表示する液晶装置であって、前
記液晶素子を、フレーム内での線順次駆動において走査
線を順番に駆動する方式とは異なる方式にて駆動すると
共に、ｎ番目（ｎは整数）のフレーム期間には、（ｎ＋
１）番目（ｎは整数）のフレーム期間とは逆の順序で線
順次駆動することにより画像を表示することを特徴とす
るものである。

【００３６】また本発明は、前記液晶がカイラルスメク
チック液晶であって、電圧無印加時では、該液晶の平均
分子軸が単安定化された第１の状態を示し、第１の極性
の電圧印加時には該液晶の平均分子軸は印加電圧の大き
さに応じた角度で該単安定化された位置から一方の側に
チルトし、該第１の極性とは逆極性の第２の極性の電圧
印加時には該液晶の平均分子軸は該単安定化された位置
から第１の極性の電圧を印加したときとは逆側にチルト
し、前記第１の極性の電圧印加時と第２の極性の電圧印
加時の液晶の平均分子軸の該第１の状態における単安定
化された位置を基準とした最大チルト状態のチルトの角
度が互いに異なることを特徴とするものである。

【００３７】また本発明は、前記液晶の相転移系列が、
高温側より等方性液体相（ＩＳＯ．）−コレステリック
相（Ｃｈ）−カイラルスメクチックＣ相又は等方性液体
相（ＩＳＯ．）−カイラルスメクチックＣ相であること
を特徴とするものである。

【００３８】また本発明は、前記液晶素子は時分割によ
る混色を利用してカラー表示されるものであることを特
徴とするものである。

【００３９】また本発明は、前記液晶素子は、１フレー
ム期間内に赤・緑・青の各色情報を時分割で表示するべ
く線順次駆動され、且つ各色情報を表示する期間は少な
くとも２つのサブフィールドに分割されるべく線順次駆
動されるものであることを特徴とするものである。

【００４０】また本発明は、前記１フレーム期間内に赤
・緑・青の各色情報を時分割で表示するべく線順次駆動
した後、次のフレーム期間の走査を開始する前に全画素
に０Ｖを与える走査を行うことを特徴とするものであ
る。

【００４１】また本発明は、前記液晶素子を、線順次駆
動において選択される走査線がＮ本おき（Ｎは整数）に
順番に駆動される方式で駆動することを特徴とするもの
である。

【００４２】また本発明は、前記液晶素子を、線順次駆
動において選択される走査線がランダムに選択されて駆
動される方式で駆動することを特徴とするものである。

【００４３】

【発明の実施の形態】本発明の液晶装置では、複数の信
号線と複数の走査線とがマトリクス状に形成される液晶
素子を線順次駆動する際、ｎ番目（ｎは整数）のフレー
ムでの線順次駆動の走査の順序と、（ｎ＋１）番目（ｎ
は整数）のフレームでの線順次駆動の走査の順序とが互
いに逆となるような順序で線順次駆動することにより、
あるいは該液晶素子を線順次駆動する際、線順次駆動に
おいて選択される走査線が、パネル上部から順番に駆動
される、いわゆるノーインターレース（あるいはプログ
レッシブスキャン）方式とは異なる順次スキャンにより
画像を表示することによりクロストーク現象を抑制する
ことができる。

【００４４】また、時分割による混色を利用してカラー
表示する液晶装置の一例であり、１秒間に複数フレーム
の画像を線順次により形成し表示する液晶装置であっ
て、１フレーム期間内に、赤・緑・青の各色情報を時分
割で表示するべく駆動され、ＲＧＢ各色表示期間に対応
する各表示フィールドを、少なくとも２つのサブフィー
ルドに分割し、高輝度（第１の輝度）のサブフィール
ド、及び第１の輝度よりも低輝度（第２の輝度）のサブ
フィールドにより画像を形成することで、パネル全体の
輝度向上を図ることができることと共に、液晶素子を線
順次駆動する際、ｎ番目（ｎは整数）のフレームでの線
順次駆動の走査の順序と、（ｎ＋１）番目（ｎは整数）
のフレームでの線順次駆動の走査の順序とが互いに逆と
なるような順序で線順次駆動することによりパネル面内
での色むらを抑制することができる。

【００４５】また、時分割による混色を利用してカラー
表示する液晶装置において、線順次駆動において選択さ
れる走査線が、パネル上部から順番に駆動される、いわ
ゆるノーインターレース（あるいはプログレッシブスキ
ャン）方式とは異なる順次スキャンにより画像を表示す
ることによりパネル面内での色むら及び動画像表示時に
おける色割れ現象を抑制することができる。

【００４６】さらに、液晶素子を線順次駆動する際、ｎ
番目（ｎは整数）のフレームでの線順次駆動の走査の順
序と、（ｎ＋１）番目（ｎは整数）のフレームでの線順
次駆動の走査の順序とが互いに逆となるような順序で線
順次駆動と、パネル上部から順番に駆動される、いわゆ
るノーインターレース（あるいはプログレッシブスキャ
ン）方式とは異なる順次スキャンにより画像を表示する
こととの組み合わせにより、駆動周波数を十分高くする
ことなくフリッカ現象を抑制する事が可能となる。

【００４７】なお、上記表示素子は、外光を光学変調し
て画像を表示するタイプの素子や自発光タイプの素子の
形で用いられる。特に、上記表示素子の好適な態様とし
て、液晶と、該液晶に電圧を印加する一対の電極と、該
液晶を挟持して対向すると共に少なくとも一方の対向面
に該液晶を配向させるための一軸性配向処理が施された
一対の基板と、少なくとも一方の基板に偏光板とを備
え、１秒間に複数フレームで画像を表示し、各フレーム
は少なくとも２つのサブフィールドに分割され、高輝度
（第１の輝度）のサブフィールド、及び第１の輝度より
も低輝度（第２の輝度）のサブフィールドにより表示さ
れ、且つ該液晶素子を線順次駆動する際、上記線順次方
法が用いられる液晶素子が提供される。

【００４８】また上記表示素子及び液晶素子において、
特に液晶素子では、第１の輝度及び第２の輝度に対応す
るように、素子を通過する光の透過率が第１の輝度で表
示を行うフィールドでは第１の透過率となるように光学
変調を行い、第２の輝度で表示を行うフィールドでは第
１の透過率より小さく０より大きい第２の透過率となる
ように光学変調を行うことが好ましい。

【００４９】また本発明のように、ｎ番目のフレーム期
間内の赤、緑、青の各色情報を表示する期間を２以上の
フィールドに分割すると共に、２以上のフィールドのう
ち少なくとも１つのフィールドにおいて第１の輝度で画
像を表示し、他の１つのフィールドにおいては該第１の
輝度より小さく、且つ０より大きい第２の輝度で第１の
輝度で表示した画像と同一の画像を表示することによ
り、パネル全体の輝度向上を図るようにする。また、ｎ
＋１番目のフレーム期間ではｎ番目のフレーム期間とは
逆の順序で線順次駆動して画像を表示することにより、
パネル面内での色ムラを抑制するようにする。

【００５０】図１は本発明の実施の形態に係る液晶装置
に設けられた液晶素子の構造を説明する図である。

【００５１】同図において、８０は液晶パネルを構成す
る液晶素子であり、この液晶素子８０は、一対のガラ
ス、プラスチック等透明性の高い材料からなる基板８１
ａ，８１ｂの間に液晶８５、好ましくはカイラルスメク
チック相を呈する液晶を挟持したセルを互いに偏光軸が
直交した不図示の一対の偏光板間に挟装した構造となっ
ている。

【００５２】ここで、この基板８１ａ，８１ｂには、夫
々液晶８５に電圧を印加するためのＩｎ_２Ｏ_３、ＩＴＯ
等の材料からなる電極８２ａ，８２ｂが、例えばストラ
イプ状に設けられており、これらが互いに交差してマト
リクス電極構造を形成している。なお、後述するように
一方の基板にドット状の透明電極をマトリクス状に配置
し、各透明電極にＴＦＴやＭＩＭ（Ｍｅｔａｌ−Ｉｎｓ
ｕｉａｔｏｒ−Ｍｅｔａｌ）等のスイッチング素子を接
続すると共に他方の基板に一面上あるいは所定パターン
の対向電極を設け、アクティブマトリクス構造にするこ
とが好ましい。

【００５３】また、電極８２ａ，８２ｂ上には、必要に
応じてこれらのショートを防止する等の機能を持つＳｉ
Ｏ_２、ＴｉＯ_２、Ｔａ_２Ｏ_５等の絶縁膜８３ａ，８３ｂ
が夫々設けられている。

【００５４】更に、この絶縁膜８３ａ，８３ｂ上には液
晶８５に接し、その配向状態を制御するべく機能する配
向制御膜８４ａ，８４ｂが設けられており、この配向制
御膜８４ａ，８４ｂの少なくとも一方には一軸配向処理
が施されている。なお、このような配向制御膜８４ａ，
８４ｂとしては、例えばポリイミド、ポリイミドアミ
ド、ポリアミド、ポリビニルアルコール等の有機材料を
溶液塗工した膜の表面にラビング処理を施したもの、あ
るいはＳｉＯ等の酸化物、窒化物を基板に対し斜め方向
から所定の角度で蒸着した無機材料の斜方蒸着膜を用い
ることができる。

【００５５】また、この配向制御膜８４ａ，８４ｂは、
その材料の選択、処理（一軸配向処理等）の条件等によ
り、液晶８５の分子のプレチルト角（液晶分子の配向制
御膜界面付近で膜面に対してなす角度）が調整される。
さらに配向制御膜８４ａ，８４ｂがいずれも配向処理が
なされた膜である場合、夫々の膜の一軸配向処理方向
（特にラビング方向）を、用いる液晶材料に応じて平
行、反平行、あるいは４５°以下の範囲でクロスするよ
うに設定することができる。

【００５６】一方、基板８１ａ，８１ｂは、スペーサ８
６を介して対向している。ここで、このスペーサ８６
は、基板８１ａ，８１ｂの間の距離（セルギャップ）を
決定するものであり、シリカビーズ等が用いられる。な
お、このセルギャップについては、液晶材料の違いによ
って最適範囲及び上限値が異なるが、均一な一軸配向
性、また電圧無印加時に液晶分子の平均分子軸をほぼ配
向処理軸の平均方向の軸と実質的に同一にする配向状態
を発現させるべく、０．３〜１０μｍの範囲に設定する
ことが好ましい。

【００５７】またスペーサ８６に加えて、基板８１ａ，
８１ｂ間の接着性を向上させ、カイラルスメクチック相
を示す液晶の耐衝撃性を向上させるべく、エボキシ樹脂
等の樹脂材料等からなる不図示の接着粒子を分散配置す
ることもできる。

【００５８】そして、このような構造の液晶素子８０で
は、液晶８５としてカイラルスメクチック相を示す液晶
を用いる場合においては、その材料の組成を調整し、更
に液晶材料の処理や素子構成、例えば配向制御膜８４
ａ，８４ｂの材料、処理条件等を適宜設定することによ
り、電圧無印加時では液晶の平均分子軸（液晶分子）が
単安定化されている配向状態（第１の状態）を示し、駆
動時では一方の極性（第１の極性）の電圧印加時に印加
電圧の大きさに応じて平均分子軸の単安定化される位置
を基準としたチルト角度が連続的に変化し、他方の極性
（第２の極性）の電圧印加時には液晶の平均分子軸は、
印加電圧の大きさに応じた角度でチルトし、且つ第１の
極性の電圧印加による最大チルト角度が、第２の極性の
電圧印加による最大チルト角度より大きい（異なる）よ
うな特性を示すようにする。

【００５９】好ましくは、このようなカイラルスメクチ
ック相を示す液晶材料として高温側より、等方性液体相
（ＩＳＯ）−コレステリック相（Ｃｈ）−カイラルスメ
クチックＣ相（ＳｍＣ^＊）又は等方性液体相（ＩＳＯ）
−カイラルスメクチックＣ相（ＳｍＣ^＊）の相転移系列
を示すものを用い、特願平１０−１７７１４５で示した
ような処理によりＳｍＣ^＊相でメモリ性を消失された状
態を形成する。なお、本実施の形態においては、バルク
状態でのらせんピッチがセル厚の２倍より長いものを用
いている。

【００６０】ここで、カイラルスメクチック相を示す液
晶材料としては、液晶材料固有の物性値、コーン角Θ、
スメクチック層の層間隔、傾斜角等についての特性を考
慮して例えばビフェニル骨格やフェニルシクロヘキサン
エステル骨格、フェニルピリミジン骨格等を有する炭化
水素系液晶材料、ナフタレン系液晶材料、ポリフッ素系
液晶材料を適宜選択して調製した組成物を用いる。

【００６１】そして、このような特性下において、基板
８１ａ，８１ｂの少なくとも一方側に偏光板を設けると
共に、電圧無印加の状態で最暗状態となるようにセルを
配置し、電圧印加時には、このようなチルト角の連続的
な変化に伴い、例えば図２に示すような特性で液晶素子
の透過光量（素子からの出射光量）を、電圧変化に伴い
アナログ的に制御することができる。

【００６２】なお、この液晶素子８０は、基板８１ａ，
８１ｂの両方の基板に一対の偏光板を設けた透過型の液
晶素子、基板８１ａ，８１ｂのいずれも透光性の基板で
あり、一方の基板側からの入射光（例えば外部バックラ
イト光源による光）を変調し他方側に出射する透過型液
晶素子、又は少なくとも一方の基板に偏光板を設けた反
射型の液晶素子、基板８１ａ，８１ｂのいずれか一方の
側に反射板を設けるかあるいは一方の基板自体又は基板
に設ける部材として反射性の材料を用いて、入射光（例
えば外部フロントライト光源による光）及び反射光を変
調し、入射側と同様の側に光を出射するタイプの素子の
いずれにも適用することができる。

【００６３】ところで、本実施の形態における液晶素子
８０は、光源として、赤、緑、青の三原色を高速で切り
替え、時分割による混色を利用してフルカラー表示を行
うカラー液晶素子としている。

【００６４】さらに、液晶素子８０に対して階調信号を
供給する駆動回路を設け、上述したような電圧の印加に
より液晶の平均分子軸の単安定位置からの連続的なチル
ト角度の変化及び液晶素子８０からの出射光量が連続的
に変化する特性を利用することにより階調表示を行うこ
とができる。

【００６５】例えば、液晶素子の一方の基板として前述
したようなＴＦＴ等を備えたアクティブマトリクス基板
を用い、駆動回路で振幅変調によるアクティブマトリク
ス駆動を行うことでアナログ階調表示が可能となる。

【００６６】次に、このようなアクティブマトリクス基
板を用いた液晶装置（液晶素子）について説明する。

【００６７】図３は、一方の基板（アクティブマトリク
ス基板）の構成を模式的に示したものである。

【００６８】同図において、９０は液晶装置のパネル部
であり、このパネル部９０においては、駆動手段である
走査信号ドライバ９１に連結した走査線に相当する図面
上水平方向のゲート線Ｇ_ｌ、Ｇ_２…と、駆動手段である
情報信号ドライバ９２に連結した情報信号線に相当する
図面上縦方向のソース線Ｓ_ｌ、Ｓ_２…が互いに絶縁され
た状態で直交するように設けられており、その各交点の
画素に対応してスイッチング素子に相当する薄膜トラン
ジスタ（ＴＦＴ）９４及び画素電極９５が設けられてい
る。なお、同図では、簡略化のため５×５画素の領域の
みを示している。また、スイッチング素子として、ＴＦ
Ｔの他、ＭＩＭ素子を用いることもできる。

【００６９】ここで、ゲート線Ｇ_１，Ｇ_２…はＴＦＴ９
４の不図示のゲート電極に接続され、ソース線Ｓ_１，Ｓ
_２…はＴＦＴ９４の不図示のソース電極に接続され、ま
た画素電極９５はＴＦＴ９４の不図示のドレイン電極に
接続されている。

【００７０】そして、このような構成のパネル９０にお
いて、走査信号ドライバ９１によりゲート線Ｇ_１，Ｇ_２
…が、例えば線順次に走査選択されてゲート電圧が供給
され、このゲート線Ｇ_１，Ｇ_２…の走査選択に同期して
情報信号ドライバ９２から、各画素に書き込む情報に応
じた情報信号電圧がソース線Ｓ_１，Ｓ_２…に供給される
ことによりＴＦＴ９４を介して各画素電極に印加され
る。

【００７１】図４は、図３に示す基板を備えた液晶素子
（液晶パネル）における各画素部分（１ビット分）の断
面構造の一例を示すものであり、同図に示す構造では、
ＴＦＴ９４及び画素電極９５を備えるアクティブマトリ
クス基板２０と、共通電極４２を備えた対向基板４０間
に、自発分極を有する液晶層４９が挟持され、液晶容量
（ＣＩｃ）３１が構成されている。

【００７２】ここで、このアクティブマトリクス基板２
０のＴＦＴ９４としてアモルフアスＳｉＴＦＴを用いて
いる。、ＴＦＴ９４はガラス等からなる基板２１上に形
成され、ゲート線Ｇ_１，Ｇ_２…（図３参照）に接続した
ゲート電極２２上に窒化シリコン（ＳｉＮｘ）等の材料
からなる絶縁膜（ゲート絶縁膜）２３を介してａ−Ｓｉ
層２４が設けられており、このａ−Ｓｉ層２４上に夫々
ｎ^＋ａ−Ｓｉ層２５，２６を介してソース電極２７、ド
レイン電極２８が互いに離間して設けられている。

【００７３】またソース電極２７は図５に示すソース線
Ｓ_１，Ｓ_２…（図３参照）に接続し、ドレイン電極２８
はＩＴＯ膜等の透明導電膜からなる画素電極９５に接続
している。また、ＴＦＴ９４におけるａ−Ｓｉ層２４上
をチャネル保護膜２９が被覆している。そして、このＴ
ＦＴ９４は、該当するゲート線が走査選択された期間に
おいてゲート電極２２にゲートパルスが印加され、オン
状態となる。

【００７４】更に、このアクティブマトリクス基板２０
においては、画素電極９５と、この画素電極９５のガラ
ス基板側に設けられた保持容量電極３０により絶縁膜２
３（ゲート電極２２上の絶縁膜と連続的に設けられた
膜）を挟持した構造により保持容量（ＣＳ）３２が液晶
層４９と並列の形で設けられている。ここで、保持容量
電極３０はその面積が大きい場合、開口率が低下するた
め、ＩＴＯ膜等の透明導電膜により形成される。

【００７５】また、アクティブマトリクス基板２０のＴ
ＦＴ９４及び画素電極９５上には液晶の配向状態を制御
する為の、例えばラビング処理等の一軸配向処理が施さ
れた配向膜４３ａが設けられている。

【００７６】一方、対向基板４０では、ガラス基板４１
上に、全面同様の厚みで共通電極４２及び液晶の配向状
態を制御する為の配向膜４３ｂが積層されている。な
お、上記セル構造は、互いに偏光軸が直交した関係にあ
る不図示の一対の偏光板問に挟持されている。

【００７７】ここで、上記構造のパネル部９０の画素部
分において、液晶層４９としては、自発分極を有する液
晶、例えばカイラルスメクチック相を呈する液晶が用い
られる。そして、この液晶層４９は、図５に示すような
スイッチング動作及び図２に示す光学特性を示すように
設定される。

【００７８】この光学特性としては、出射光量が第１の
状態（Ｖ_１＝０）において第１の光量となり、第１の極
性（負）の電圧印加時には液晶の平均分子軸の所定のチ
ルト状態で第１の光量と最も異なる第２の光量となり、
第２の極性（正）の電圧印加時には液晶の平均分子軸の
所定のチルト状態で第１の光量と最も異なる第３の光量
となり、また第１の極性の電圧の大きさにより液晶の平
均分子軸の単安定化された位置からのチルトの角度を変
化させることで第１及び第２の光量間で連続的に可変と
なると共に第３の光量と第１の光量の差は、第２の光量
と第１の光量の差より小さくなるように設定される。な
お、図３及び図４に示すようなパネル構成において、ア
クティブマトリクス基板として、多結晶Ｓｉ（ｐ−Ｓ
ｉ）ＴＦＴを備えた基板を用いることができる。

【００７９】ところで、図６は図４に示す液晶パネルの
画素部分の等価回路を示しており、次にこの図６と図７
を参照して上記構造の液晶素子におけるアクティブマト
リクス駆動について述べる。

【００８０】本実施の形態におけるアクティブマトリク
ス駆動では、例えばフレーム周波数６０Ｈｚにて駆動す
る場合、一画素においてある情報を表示するための期間
（１フレーム）が１６．７ｍｓとなる。そしてさらに、
１フレームをＲフィールド（１６．７ｍｓ／３）、Ｇフ
ィールド（１６．７ｍｓ／３）、Ｂフィールド（１６．
７ｍｓ／３）に区分して駆動することにより、時分割に
よる混色を利用したフルカラー表現が可能となる。

【００８１】そして、さらにこれら各色フィールドを複
数のサブフィールド（例えば図７に示す１Ｆ及び２Ｆ）
に分割し、これら２つのフィールド１Ｆ，２Ｆにおいて
平均的に所定の情報に応じた出射光量を得るようにして
いる。

【００８２】次に、液晶層４９が図２に示すような光学
特性を示す場合における複数のサブフィールドに分割さ
れた例について説明する。

【００８３】まず始めに、簡単のため線順次駆動におけ
る第１番目の走査線について説明する。

【００８４】図７（ａ）は、一画素を着目した際に、当
該画素に接続する走査線となる一ゲート線に印加される
電圧を示している。上記構造の液晶素子では、各サブフ
ィールド毎にゲート線Ｇ_１，Ｇ_２…が例えば線順次で選
択され、一ゲート線には選択期間Ｔｏｎにおいて所定の
ゲート電圧Ｖｇが印加され、これによりゲート電極２２
に電圧Ｖｇが加わりＴＦＴ９４がオン状態となる。

【００８５】なお他のゲート線が選択されている期間に
相当する非選択期間Ｔｏｆｆにはゲート電極２２に電圧
が加わらずＴＦＴ１２は高抵抗状態（オフ状態）とな
り、Ｔｏｆｆ毎に所定の同一のゲート線が選択されてゲ
ート電極２２にゲート電圧Ｖｇが印加される。

【００８６】図７（ｂ）は、当該画素のソース線（情報
信号線）Ｓ_１，Ｓ_２…に印加される電圧Ｖｓを示してお
り、（ａ）で示すように各フィールドで選択期間Ｔｏｎ
でゲート電極２２にゲート電圧が印加された際、これに
同期して当該画素に接続する情報線となるソース線
Ｓ_１，Ｓ_２…からソース電極２７に、所定のソース電圧
（情報信号電圧）ＶＳ（基準電位を共通電極４２の電位
Ｖｃとする）が印加される。

【００８７】ここで、１フィールドを構成する第１のサ
ブフィールド１Ｆでは、当該画素に書込まれる情報、例
えば用いる液晶に応じた電圧−透過率特性（図２参照）
を基に当該画素で得ようとする光学状態又は表示情報
（透過率）に応じたレベルＶｘの正極性のソース電圧
（情報信号電圧）（基準電位を共通電極４２の電位Ｖｃ
とする）が印加される。

【００８８】この時、ＴＦＴ１４がオン状態であるた
め、上記ソース電極２７に印加される電圧Ｖｘがドレイ
ン電極２８を介して画素電極９５に印加され、液晶容量
（ＣＩｃ）３１及び保持容量３２（Ｃｓ）に充電がなさ
れ、画素電極の電位が情報信号電圧Ｖｘになる。

【００８９】続いて、当該画素の属するゲート線の非選
択期間ＴｏｆｆにおいてＴＦＴ１４は高抵抗（オフ状
態）となるため、この非選択期間には、液晶容量（ＣＩ
ｃ）３１及び保持容量（Ｃｓ）３２では選択期間Ｔｏｎ
で充電された電荷が蓄積された状態を維持し、電圧Ｖｘ
が保持される。これにより、当該画素における液晶層４
９に第１フィールド１Ｆの期間を通して電圧Ｖｘが印加
され、当該画素の液晶部分ではこの電圧値に応じた光学
状態（透過光量）が得られる。

【００９０】一方、第２のサブフィールド２Ｆの選択期
間Ｔｏｎでは、第１のサブフィールド１Ｆとは極性が逆
で実質的に同様の電圧値Ｖｘを有するソース電圧（−Ｖ
ｘ）がソース電極２７に印加される。この時、ＴＦＴ１
４がオン状態であり、これにより画素電極９５に電圧−
Ｖｘが印加されて液晶容量（ＣＩｃ）３１及び保持容量
３２（Ｃｓ）に充電がなされ、画素電極の電位が情報信
号電圧−Ｖｘになる。

【００９１】続いて、非選択期間ＴｏｆｆにおいてＴＦ
Ｔ１４は高抵抗（オフ状態）となるため、この非選択期
間には、液晶容量（ＣＩｃ）３１及び保持容量（Ｃｓ）
３２では選択期間Ｔｏｎで充電された電荷が蓄積された
状態を維持し、電圧−Ｖｘが保持される。これにより、
当該画素における液晶層４９に第２のフィールド２Ｆ期
間を通して電圧−Ｖｘが印加され、当該画素ではこの電
圧値に応じた光学状態（出射光量）が得られる。

【００９２】なお、このとき液晶の応答がゲートオン時
間よりも遅い場合、選択期間内に分子の反転が完了せず
非選択期間にも液晶応答が継続することになる。その場
合、液晶が自発分極を持つ場合には分極反転電荷に伴う
電圧降下が生じるため、実際に液晶層に保持される電圧
値はＶｘ（あるいは−Ｖｘ）よりも小さい値となる。

【００９３】図７（ｃ）は、上述したような当該画素の
液晶容量（ＣＩｃ）及び保持容量（Ｃｓ）に実際に保持
され液晶層４９に印加される電圧値Ｖｐｉｘを示してお
り、この印加電圧Ｖｐｉｘは２つのフィールド１Ｆ，２
Ｆを通じて互いに極性が反転しただけの同一レベル（絶
対値）のものである。

【００９４】図７（ｄ）は当該画素での液晶の実際の光
学応答を模式的に示したものであり、第１のフィールド
１Ｆでは、例えば図２に示す特性に基づいてＶｘに応じ
た階調表示状態（出射光量）が得られ、第２のフィール
ド２Ｆでは、−Ｖｘに応じた階調表示状態が得られる。
しかし、第２のフィールド２Ｆでは、例えば図２に示す
ような特性により実際にはわずか透過光量の変化しか得
られず、透過光量はＴｘより小さいＴｙとなる。

【００９５】以上説明したように、第１番目の走査ライ
ンでは上述したような第１及び第２のフィールド１Ｆ，
２Ｆの期間内に、例えば赤光源が点灯し、さらに続いて
緑、青光源の発光に対応するように同様の駆動がなされ
ることにより、１フレームが構成され、フルカラー表示
が可能となる。

【００９６】さらに本発明では、上述のような線順次駆
動において、ｎフレーム目と（ｎ＋１）フレーム目とは
走査の順序を逆にしている。これについて図８を用い
て、赤色バックライトを例にとって説明を行う。

【００９７】まず、ｎフレーム目の１ライン目は走査の
順番が先頭であるとする。このとき電圧Ｖｘに対して応
答する輝度をＴｘ（Ｒ）［１，ｎ］とし、さらに電圧−
Ｖｘに対して応答する輝度をＴｙ（Ｒ）［１，ｎ］とす
る。このときｎフレーム目ではＴｘ（Ｒ）［１，ｎ］と
Ｔｙ（Ｒ）［１，ｎ］との平均の輝度が人間の目に感じ
られる。

【００９８】次いで、１ライン目の（ｎ＋１）フレーム
目について考える。（ｎ＋１）フレーム目にはｎフレー
ム目とは走査の順番が逆になっている。したがって１ラ
イン目め走査の順序は最終となる。この場合、同図に示
すように１ライン目の（ｎ＋１）フレーム目での赤色発
光期間の前半では、１ライン目において青色の情報を表
示している電圧成分が残存している。

【００９９】つまり、青色情報の電圧−Ｖｘに対して応
答する輝度情報をＴｙ（Ｂ）［１，ｎ＋１］が１サブフ
ィールドの半分の期間だけノイズ成分として重畳するこ
とになる。次いで、１ライン目の（ｎ＋１）フレーム目
での赤色発光期間の後半では、本来赤色を表示する情報
に応じた電圧値Ｖｘが印加され、輝度Ｔｘ（Ｒ）[１，
ｎ＋１]が得られる。そして、このとき（ｎ＋１）フレ
ーム目ではＴｙ（Ｂ）［１，ｎ＋ｌ］とＴｘ（Ｒ）
[１，ｎ＋１]との平均の輝度が人間の目に感じられる。

【０１００】以上から、ｎフレーム目及び（ｎ＋１）フ
レーム目を総合して考えたとき、赤色情報の他にも、お
およそＴｙ（Ｂ）［１，ｎ＋１］との平均の輝度を１サ
ブフィールドの半分の期間分だけ積分した値のノイズ成
分が観測されることになる。

【０１０１】次に、全走査ライン数Ｍ本としたときにつ
いて説明する。なお、この説明も同様に赤色バックライ
トを例にとって行う。まず、ｎフレーム目のｍ（≦Ｍ）
ライン目の走査の順番はｍ番目であるとする。このとき
電圧Ｖｘに対して応答する輝度をＴｘ（Ｒ）［ｍ，ｎ］
とし、さらに電圧−Ｖｘに対して応答する輝度をＴｙ
（Ｒ）［ｍ，ｎ］とする。

【０１０２】このとき、ｍライン目のゲートオンのタイ
ミング以前には、同図に示すとおりｍライン目の青色の
情報を表示している電圧成分が残存している。つまり、
青色情報の電圧−Ｖｘに対して応答する輝度情報Ｔｙ
（Ｂ）［ｍ，ｎ］が１サブフィールドの１／２＊（ｍ／
Ｍ）の期間だけノイズ成分として重畳することになる。
また、同図から同様に考えて、Ｔｘ（Ｒ）［ｍ，ｎ］は
１サブフィールドの１／２期間、Ｔｙ（Ｒ）［ｍ，ｎ］
は１サブフィールドの１／２＊（（Ｍ−ｍ）／Ｍ）の期
間だけ発光することになる。

【０１０３】次いで、ｍライン目の（ｎ＋１）フレーム
目での赤色発光期間も同様に、青色情報の電圧−Ｖｘに
対して応答する輝度情報をＴｙ（Ｂ）［ｍ，ｎ］が１サ
ブフィールドの１／２＊（（Ｍ−ｍ）／Ｍ）の期間だけ
ノイズ成分として重畳することになる。さらに、Ｔｘ
（Ｒ）［ｍ，ｎ］は１サブフィールドの１／２期間、Ｔ
ｙ（Ｒ）［ｍ，ｎ］は１サブフィールドの１／２＊（ｍ
／Ｍ）の期間だけ発光することになる。

【０１０４】以上から、ｎフレーム目及び（ｎ＋１）フ
レーム目を総合して考えたとき、おおよそＴｙ（Ｂ）
［ｍ、ｎ］の輝度を１サブフィールドの１／２＊（ｍ／
Ｍ）の期間分だけ積分した値、及びＴｙ（Ｂ）［ｍ，ｎ
＋１］の輝度を１サブフィールドの１／２＊（（Ｍ−
ｍ）／Ｍ）の期間分だけ積分した値の和のノイズ成分が
観測されることになる。

【０１０５】ここで、表示する画像が静止画の場合に
は、Ｔｙ（Ｂ）［ｍ，ｎ］とＴｙ（Ｂ）［ｍ，ｎ＋１］
となることや、動きの激しくない動画像であった場合に
はこれらの値はほとんど同じ値となることを鑑みると、
ｎフレーム目及び（ｎ＋１）フレーム目を総合して考え
たときのノイズ成分は、上述した１ライン目の場合と同
様に、おおよそＴｙ（Ｂ）［１，ｎ＋１］の輝度を１サ
ブフィールドの半分の期間分だけ積分した値のノイズ成
分が観測されることになる。

【０１０６】したがって、既述した駆動方法によれば、
混色時のノイズ分が発生するものの、パネル面内におい
てはムラのない均一な色を表現することが可能となる。
また、既述した駆動法においては、第１及び第２のサブ
フィールドで同様のレベルの電圧が極性反転して液晶層
４９に印加されるため、液晶層４９に実際に印加される
電圧が交流化され、液晶の劣化が防止される。

【０１０７】また、既述したアクティブマトリクス駆動
では、２つ以上のサブフィールドからなる各色フイール
ドでは、ＴｘとＴｙを平均した透過光量が得られる。こ
のため、情報信号電圧Ｖｓについては、図２に示す特性
に沿って実際に当該フレームで当該画素で得ようとする
画像情報（階調情報）に応じて、所定のレベルだけ大き
な透過光量を得ることのできる電圧値を選択して印加す
ることで、第１フィールド１Ｆにおいて、所望の階調状
態より高いレベル透過光量での階調状態を表示すること
も好ましい。

【０１０８】次に、これまで述べた本実施の形態の実施
例について説明する。

【０１０９】まず、液晶セルの作製について説明する。

【０１１０】本実施例においては、透明電極として７０
０ÅのＩＴＯ膜が形成された厚さ１．１ｍｍの一対のガ
ラス基板を用意した。そして、このガラス基板の透明電
極上に、下記の繰り返し単位ＰＩ−ａを有するポリイミ
ド前駆体をスピンコート法により塗布し、その後、８０
℃５分間の前乾燥を行なった後、２００℃で１時間加熱
焼成を施し膜厚２００Åのポリイミド被膜を得た。

【０１１１】

【化１】

【０１１２】続いて、当該基板上のポリイミド膜に対し
て一軸配向処理としてナイロン布によるラビング処理を
施した。なお、ラビング処理の条件は、径１０ｃｍのロ
ールにナイロン（ＮＦ−７７／帝人製）を貼り合わせた
ラビングロールを用い、押し込み量０．３ｍｍ、送り速
度１０ｃｍ／ｓｅｃ、回転数１０００ｒｐｍ、送り回数
４回とした。

【０１１３】続いて、一方の基板上にスペーサとして、
平均粒径２．０μｍのシリカビーズを散布し、各基板の
ラビング処理方向が互いに反平行（アンチパラレル）と
なるように対向させ、均一なセルギャップのセル（単画
素の空セル）を得た。

【０１１４】次に、アクティブマトリクスパネルの作製
について説明する。

【０１１５】上記同様の材料及び条件の透明電極、ポリ
イミド配向膜を用い、一方の基板をゲート絶縁膜として
窒化シリコン膜を備えたａ−ＳｉＴＦＴを有するアクテ
イブマトリクス基板とし、図４に示す画素構造のアクテ
ィブマトリクスセル（パネル）を作製した。なお、画面
サイズは１０．４インチ、画素数は８００×６００とし
た。

【０１１６】次いで、当該液晶パネルの背面にバックラ
イトを設置した。なお、図９はバックライト光源１０の
点滅回路５９を示すものであり、光源としては、同図に
示すようにＲＧＢ各色のＬＥＤのセットを用意して、Ｒ
ＧＢ各色が順次点灯する構成のバックライト光源を形成
した。

【０１１７】また同図において、６３〜６９はＲＧＢの
各ＬＥＤであり、この単色光源であるＬＥＤ６３〜６９
は直列に７個並べて配置されている。６０は直流電源、
６１は波形発生器、６２はトランジスタであり、このト
ランジスタ６２は波形発生器６１でゲート電圧が調整さ
れ、ＬＥＤ６３〜６９への電流を制御するようになって
いる。なお、ＲＧＢ光源材料として、ＲはＧａＡＩＡｓ
Ａ、Ｇ、ＢはＧａＮを用いた。各色の電圧は、Ｒが約１
４Ｖ、Ｇ、Ｂが約２５Ｖ、電流値は最大２０ｍＡであっ
た。

【０１１８】そしてこのように、応答時間が数μＳオー
ダーのＬＥＤ６３〜６９を光源として用いることで、数
ｍｓといった短いフレーム期間にＲＧＢ各色が順次点灯
するバックライト光源とすることが出来る。

【０１１９】次に、液晶組成物の調製について説明す
る。

【０１２０】本実施例においては、下記液晶性化合物を
混合して液晶組成物ＬＣ−１を調製した。なお、構造式
に併記した数値は混合の際の重量比率である。

【０１２１】

【化２】

【０１２２】上記液晶組成物ＬＣ−１の物性パラメータ
を以下に示す。相転移温度（℃）ＩＳＯ（８６．３）Ｃｈ（６１．２）ＳｍＣ^＊
（−７．２）Ｃｒｙ自発分極（３０℃）：Ｐｓ＝２．９ｎＣ／ｃｍ^２コーン角（３０℃）：Θ＝２３．３° （１００Ｈｚ，±１２．５Ｖ，Ｃｅｌｌｇａｐ＝１．
４μｍ） δ（３０℃）：２１．６° ＳｍＣ^＊相でのらせんピッチ（３０℃）：２０μｍ以上

【０１２３】上記のプロセスで作製した単画素のセル及
びアクティブマトリクスパネルに液晶組成物ＬＣ−１を
等方相の温度で注入し、液晶をカイラルスメクチック液
晶相を示す温度まで冷却し、この冷却の際、Ｃｈ−Ｓｍ
Ｃ^＊相転移前後において、−５Ｖのオフセット電圧（直
流）電圧を印加して冷却を行う処理を施し、液晶素子サ
ンプルＡ、Ｂを作製した。

【０１２４】かかるサンプルについて、下記の項目につ
いての評価を行った。１．配向状態液晶素子サンプルＡの液晶の配向状態について偏光顕微
鏡観察を行なった。その結果、室温（３０℃）では、電
圧無印加で最暗軸がラビング方向と若干ずれた状態であ
り、且つ層法線方向がセル全体で一方向しかないほぼ均
一な配向状態が観測された。

【０１２５】２．光学応答液晶素子が示す電気光学応答を測定するために、液晶素
子サンプルＡについてセルをクロスニコル下でフォトマ
ルチプライヤ付き偏光顕微鏡に、偏光軸を電圧無印加状
態で暗視野となるように配置した。

【０１２６】これに３０℃において±５Ｖ、０．２Ｈｚ
の三角波を印加した際の光学応答を観測すると、正極性
の電圧印加に対しては、印加電圧の大きさに応じて徐々
に透過光量（透過率）が増加していった。一方、負極性
の電圧印加の際の光学応答の様子は、電圧レベルに対し
て透過光量が変化しているものの、その最大光量は、正
極性電圧印加の際の最大透過率と比較すると、１／１０
程度であった。

【０１２７】３．矩形波応答液晶素子サンプルＡについて三角波応答と同様の装置を
用いて、２７０Ｈｚ（±５Ｖ）の電圧を印加して電圧を
変化させながら光学レベルを測定した。

【０１２８】その結果、正極性の電圧には、十分に光学
応答し、その光学応答は前状態には依存せずに安定した
中間調状態が得られることが確認できた。また、負極性
の電圧に対しても同じ電圧絶対値の正極性電圧印加の場
合の１／１０程度の光学応答が確認され、正負の電圧に
対する光学応答の平均値は前状態には依存せず安定した
中間調が得られることが確認できた。

【０１２９】また、この正極性の矩形波電圧印加によ
る、立ち上がり時間（最暗状態から、所定の電圧印加に
より得ようとする透過率の９０％の透過率となる時間）
と、立ち下がり時間（所定の電圧での飽和透過率状態か
ら当該透過率の１０％の透過率となる時間）での応答速
度は、高電圧（５Ｖ程度）印加の際には、夫々０．７ｍ
Ｓ、０．３ｍｓであり、いずれも１ｍｓ以下という高速
応答が実現されており、ＲＧＢシリアル駆動が可能であ
ることが確認された。

【０１３０】４．ＲＧＢシアル駆動評価（１）図８で述べたシーケンスに基づき、ＲＧＢシリアル駆動
評価を行った。評価は、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色の色純度につい
て行った。±５Ｖ駆動による評価を行った結果、パネル
面内で全く色のばらつきがないパネルが得られた。

【０１３１】なお、比較例として既述した図１６で述べ
たシーケンスに基づき、ＲＧＢシリアル駆動評価を行っ
た。その結果、走査線の順番に従って徐々に若干の色味
の変化が観測された。

【０１３２】５．ＲＧＢシリアル駆動評価（２）走査順序として、（１）ノーインターレース（プログレッシブスキャン）
方式（２）最初に偶数ラインをスキャンし、次に奇数ライン
をスキャンするインターレース方式（３）最初に５Ｎ（Ｎは整数）ライン目をスキャンし、
次いで（５Ｎ−１）、（５Ｎ−２）、（５Ｎ−３）、
（５Ｎ−４）ライン目をスキャンする５インターレース
方式（４）ランダムにラインを選択し１画面を構成するラン
ダムスキャン方式の４つのスキャン方式で比較し、得られた画像について
目視評価を行った。結果を以下に示す。

【０１３３】

【表１】

【０１３４】以上の結果の通り、±５Ｖ駆動による評価
を行った結果、方式２〜４についてはパネル面内で全く
色のばらつきがないパネルが得られた。

【０１３５】次に、本発明の他の実施の形態について説
明する。

【０１３６】図１０は本実施の形態に係る液晶装置の駆
動シーケンスを示すタイミングチャートである。まずｎ
Ｆｒａｍｅでは赤の画像情報に応じた電圧を＋極性で印
加し、次に、画像情報に応じた電圧を−極性で印加す
る。ただし走査線の走査順序は既述した図２１に示す上
側（ゲートラインＩ）から下側（ゲートラインIII ）に
向かって順次行っていくのではなく、例えば４８０本の
走査線を持つパネルの場合１、３、５、７・・・・４７
９、２、４、６、８・・・・４８０番の順で走査を行
う。同様にして、緑、青についても走査を行う。

【０１３７】そして、青の画像情報に応じた電圧を−極
性で印加した後、同様の走査順序で０Ｖを全画素に印加
する。次に、ｎ＋１Ｆｒａｍｅの走査に入る。色の順序
はｎＦｒａｍｅと同様に赤から始めるが、走査線の走査
順序は４８０、４７８、４７６、４７４・・・・・２、
４７９、４７７、４７５、４７３・・・・・１と２ｎＦ
ｒａｍｅとは逆の順序で行う。同様にして、緑、青につ
いてもｎＦｒａｍｅとは逆順で走査を行っていく。そし
て、青の画像情報に応じた電圧を−極性で印加した後、
同様の走査順序で０Ｖを全画素に印加する。

【０１３８】そして、このような駆動方法をとることに
よって、クロストークが低減する。既述したように（図
１９〜図２１参照）、フィールド反転駆動を行った場合
のクロストークの発生の仕方はパネル面内での縦方向、
即ち走査順序依存があるが、本実施の形態のように、フ
レーム毎に走査順序を反転することによりクロストーク
による面内輝度ムラを大きく低減することが出来る。

【０１３９】さらには、走査を１本づつ順次行っていく
のではなく、１本飛びに行っているため、走査順番の異
なる画素を近傍に存在させることになり、これによって
も輝度分布ムラ、さらにはｎＦｒａｍｅとｎ＋１Ｆｒａ
ｍｅ間での輝度の差に起因するフリッカを防ぐことが出
来、高い表示品位を得ることができる。

【０１４０】また、このような駆動方法をとることによ
って、色割れが低減する。図２２と同様の記載方法で、
本実施の形態による駆動を行ったときの動画像の見え方
について説明する。図２２においては白画像の右、左に
白とは異なる色が鮮明な輪郭をもって現れるが図１１に
おいては画像の輪郭そのものがギザギザになる為、白と
は異なる色の発生においても鮮明さが薄れ、人の目には
感じにくくなる。

【０１４１】このように、１本飛ばしで走査を行った場
合には、色割れ低減効果を人の目は強く感じ、総合的な
画質は向上した。なお、走査の飛ばし本数については、
２本飛ばし、３本飛ばし等も考えられるが、１本飛ばし
であれば走査線の駆動回路、即ちゲートドライバを２系
統持たせることで容易に実現できるため、コスト的に望
ましい。

【０１４２】なお、図１２〜図１４は、本実施の形態の
他の駆動シーケンスを示すタイミングチャートである。
次に、それぞれの駆動シーケンスについて図１０に示す
駆動シーケンスとの違い、あるいはそれぞれのシーケン
スの違いについて説明する。

【０１４３】図１２に示す駆動シーケンスは、図１０の
駆動シーケンスと異なりインターレース駆動を行わない
ものである。このような駆動シーケンスでは順次走査で
ある為、走査線の駆動回路、即ちゲートドライバが１系
統で済むため、一般的なＴＦＴパネルの流用が容易にな
るというメリットがある。

【０１４４】図１３に示す駆動シーケンスは、図１２の
駆動シーケンスと異なりフレーム間に０Ｖを印加するシ
ーケンスを挿入しないものである。このような駆動シー
ケンスでは全光源非点灯の期間を無くせるため、輝度の
向上が図られる。

【０１４５】図１４に示す駆動シーケンスは、図１０の
駆動シーケンスと異なりフレーム間に０Ｖを印加するシ
ーケンスを挿入していないものである。このような駆動
シーケンスでは図１３に示す駆動シーケンスと同様、全
光源非点灯の期間を無くせるため、輝度の向上が図られ
る。

【０１４６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ｎ
番目のフレーム期間とｎ＋１番目のフレーム期間とは逆
の順序で線順次駆動して画像を表示することにより、パ
ネル面内での色ムラを抑制することができ、これにより
カラー表示におけるパネル面内の色ムラが生じないよう
にすることができる。また、いわゆるノーインターレー
ス（あるいはプログレッシブスキャン）方式とは異なる
順次スキャンにより画像を表示することにより、パネル
面内での色ムラや色割れが生じないようにすることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る液晶装置に設けられ
た液晶素子の構造を説明する図。

【図２】上記液晶素子における電圧−透過率特性の一例
を示す線図。

【図３】上記液晶装置のアクティブマトリクス基板の回
路構成を示す図。

【図４】上記アクティブマトリクス基板を備えた液晶パ
ネルの一画素の構成例を示す断面図。

【図５】上記液晶素子のカイラルスメクチック液晶相で
の電圧印加による液晶分子の反転挙動を示す模式図。

【図６】図４の等価回路を示す図。

【図７】上記液晶素子をアクティブマトリクス駆動する
際の駆動波形及び光学特性の一例を示す図。

【図８】上記液晶素子をＲＧＢシリアルバックライトと
同期させてアクティブマトリクス駆動する際の駆動波形
及び光学特性の一例を示す図。

【図９】ＲＧＢシリアルバックライト光源の点滅回路を
示す図。

【図１０】本発明の他の実施の形態に係る液晶装置の駆
動シーケンスを示すタイミングチャート。

【図１１】上記液晶装置による色割れ対策の効果を示す
模式図。

【図１２】上記駆動シーケンスの他のタイミングチャー
ト。

【図１３】上記駆動シーケンスの他のタイミングチャー
ト。

【図１４】上記駆動シーケンスの他のタイミングチャー
ト。

【図１５】従来のカラー液晶表示装置の表示ブロック
図。

【図１６】上記カラー液晶表示装置の動作を示すタイム
チャート。

【図１７】従来の駆動シーケンスを示すタイミングチャ
ート。

【図１８】従来のアクティブマトリクスパネルの回路構
成を示す模式図。

【図１９】上記従来のアクティブマトリクスパネルの画
素に寄生する容量を示す模式図。

【図２０】上記従来のアクティブマトリクスパネルにお
けるクロストークの発生を定量的に説明するタイミング
チャート。

【図２１】クロストークが発生したときの表示状態を示
す図。

【図２２】フィールドシーケンシャル駆動における色割
れ発生の仕組みを示す模式図。

【符号の説明】

２０アクティブマトリクス基板２２ゲート電極２７ソース電極４９液晶層８０液晶素子８１ａ，８１ｂ基板８５液晶８２ａ，８２ｂ電極９０パネル部９４薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）９５画素電極１Ｆ，２ＦサブフィールドＧ_ｌ，Ｇ_２… ゲート線Ｓ_１，Ｓ_２…ソース線

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０９Ｇ 3/20 ６２３Ｇ０９Ｇ 3/20 ６２３Ｑ６４２６４２Ｋ 3/36 3/36 Ｈ０４Ｎ 5/66 １０２Ｈ０４Ｎ 5/66 １０２Ｂ (72)発明者門叶剛司東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者森省誠東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者森山孝志東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者礒部隆一郎東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内Ｆターム(参考） 2H090 HB03Y HB07Y HB08Y HC05 HC15 KA14 KA15 LA04 LA16 MA04 MA10 MB01 MB06 2H093 NA16 NA33 NA44 NA45 NA65 NC34 NC43 ND17 ND20 ND24 ND32 ND35 NE04 NF17 NF20 NH15 5C006 AA22 AC24 AF22 AF44 BA12 BB16 FA00 FA56 5C058 AA09 AB02 AB03 BA02 BA03 BA06 BB03 BB16 5C080 AA10 BB05 CC03 DD05 EE29 EE30 FF11 GG12 JJ02 JJ03 JJ04 JJ05 JJ06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一対の基板間に液晶を挟持すると共に、
該一対の基板の一方に互いにマトリクス状に形成された
複数の信号線と複数の走査線と、該複数の信号線と走査
線に接続された複数の薄膜トランジスタと、該複数の薄
膜トランジスタに接続された複数の画素電極とを有する
液晶素子を備え、１秒間に複数フレームで画像を線順次
によって表示する液晶装置であって、ｎ番目（ｎは整数）のフレーム期間には、（ｎ＋１）番
目（ｎは整数）のフレーム期間とは逆の順序で線順次駆
動することにより画像を表示することを特徴とする液晶
装置。
【請求項２】前記液晶がカイラルスメクチック液晶で
あって、電圧無印加時では、該液晶の平均分子軸が単安
定化された第１の状態を示し、第１の極性の電圧印加時
には該液晶の平均分子軸は印加電圧の大きさに応じた角
度で該単安定化された位置から一方の側にチルトし、該
第１の極性とは逆極性の第２の極性の電圧印加時には該
液晶の平均分子軸は該単安定化された位置から第１の極
性の電圧を印加したときとは逆側にチルトし、前記第１
の極性の電圧印加時と第２の極性の電圧印加時の液晶の
平均分子軸の該第１の状態における単安定化された位置
を基準とした最大チルト状態のチルトの角度が互いに異
なることを特徴とする請求項１記載の液晶装置。
【請求項３】前記液晶の相転移系列が、高温側より等
方性液体相（ＩＳＯ．）−コレステリック相（Ｃｈ）−
カイラルスメクチックＣ相又は等方性液体相（ＩＳ
Ｏ．）−カイラルスメクチックＣ相であることを特徴と
する請求項１又は２記載の液晶装置。
【請求項４】前記液晶素子は時分割による混色を利用
してカラー表示されるものであることを特徴とする請求
項１記載の液晶装置。
【請求項５】前記液晶素子は、１フレーム期間内に赤
・緑・青の各色情報を時分割で表示するべく線順次駆動
され、且つ各色情報を表示する期間は少なくとも２つの
サブフィールドに分割されるべく線順次駆動されるもの
であることを特徴とする請求項４記載の液晶装置。
【請求項６】一対の基板間に液晶を挟持すると共に、
該一対の基板の一方に互いにマトリクス状に形成された
複数の信号線と複数の走査線と、該複数の信号線と走査
線に接続された複数の薄膜トランジスタと、該複数の薄
膜トランジスタに接続された複数の画素電極とを有する
液晶素子を備え、１秒間に複数フレームで画像を線順次
によって表示する液晶装置であって、前記液晶素子を、フレーム内での線順次駆動において走
査線を順番に駆動する方式とは異なる方式にて駆動する
ことを特徴とする液晶装置。
【請求項７】前記液晶がカイラルスメクチック液晶で
あって、電圧無印加時では、該液晶の平均分子軸が単安
定化された第１の状態を示し、第１の極性の電圧印加時
には該液晶の平均分子軸は印加電圧の大きさに応じた角
度で該単安定化された位置から一方の側にチルトし、該
第１の極性とは逆極性の第２の極性の電圧印加時には該
液晶の平均分子軸は該単安定化された位置から第１の極
性の電圧を印加したときとは逆側にチルトし、前記第１
の極性の電圧印加時と第２の極性の電圧印加時の液晶の
平均分子軸の該第１の状態における単安定化された位置
を基準とした最大チルト状態のチルトの角度が互いに異
なることを特徴とする請求項６記載の液晶装置。
【請求項８】前記液晶の相転移系列が、高温側より等
方性液体相（ＩＳＯ．）−コレステリック相（Ｃｈ）−
カイラルスメクチックＣ相又は等方性液体相（ＩＳ
Ｏ．）−カイラルスメクチックＣ相であることを特徴と
する請求項６又は７記載の液晶装置。
【請求項９】前記液晶素子は時分割による混色を利用
してカラー表示されるものであることを特徴とする請求
項６液晶装置。
【請求項１０】前記液晶素子は、１フレーム期間内に
赤・緑・青の各色情報を時分割で表示するべく線順次駆
動され、且つ各色情報を表示する期間は少なくとも２つ
のサブフィールドに分割されるべく線順次駆動されるも
のであることを特徴とする請求項９記載の液晶装置。
【請求項１１】前記液晶素子を、線順次駆動において
選択される走査線がＮ本おき（Ｎは整数）に順番に駆動
される方式で駆動することを特徴とする請求項６、９又
１０のいずれかに記載の液晶装置。
【請求項１２】前記液晶素子を、線順次駆動において
選択される走査線がランダムに選択されて駆動される方
式で駆動することを特徴とする請求項６、９又は１０の
いずれかに記載の液晶装置。
【請求項１３】一対の基板間に液晶を挟持すると共
に、該一対の基板の一方に互いにマトリクス状に形成さ
れた複数の信号線と複数の走査線と、該複数の信号線と
走査線に接続された複数の薄膜トランジスタと、該複数
の薄膜トランジスタに接続された複数の画素電極とを有
する液晶素子を備え、１秒間に複数フレームで画像を線
順次によって表示する液晶装置であって、前記液晶素子を、フレーム内での線順次駆動において走
査線を順番に駆動する方式とは異なる方式にて駆動する
と共に、ｎ番目（ｎは整数）のフレーム期間には、（ｎ
＋１）番目（ｎは整数）のフレーム期間とは逆の順序で
線順次駆動することにより画像を表示することを特徴と
する液晶装置。
【請求項１４】前記液晶がカイラルスメクチック液晶
であって、電圧無印加時では、該液晶の平均分子軸が単
安定化された第１の状態を示し、第１の極性の電圧印加
時には該液晶の平均分子軸は印加電圧の大きさに応じた
角度で該単安定化された位置から一方の側にチルトし、
該第１の極性とは逆極性の第２の極性の電圧印加時には
該液晶の平均分子軸は該単安定化された位置から第１の
極性の電圧を印加したときとは逆側にチルトし、前記第
１の極性の電圧印加時と第２の極性の電圧印加時の液晶
の平均分子軸の該第１の状態における単安定化された位
置を基準とした最大チルト状態のチルトの角度が互いに
異なることを特徴とする請求項１３記載の液晶装置。
【請求項１５】前記液晶の相転移系列が、高温側より
等方性液体相（ＩＳＯ．）−コレステリック相（Ｃｈ）
−カイラルスメクチックＣ相又は等方性液体相（ＩＳ
Ｏ．）−カイラルスメクチックＣ相であることを特徴と
する請求項１３又は１４記載の液晶装置。
【請求項１６】前記液晶素子は時分割による混色を利
用してカラー表示されるものであることを特徴とする請
求項１３記載の液晶装置。
【請求項１７】前記液晶素子は、１フレーム期間内に
赤・緑・青の各色情報を時分割で表示するべく線順次駆
動され、且つ各色情報を表示する期間は少なくとも２つ
のサブフィールドに分割されるべく線順次駆動されるも
のであることを特徴とする請求項１６記載の液晶装置。
【請求項１８】前記１フレーム期間内に赤・緑・青の
各色情報を時分割で表示するべく線順次駆動した後、次
のフレーム期間の走査を開始する前に全画素に０Ｖを与
える走査を行うことを特徴とする請求項１７記載の液晶
装置。
【請求項１９】前記液晶素子を、線順次駆動において
選択される走査線がＮ本おき（Ｎは整数）に順番に駆動
される方式で駆動することを特徴とする請求項１３、１
６乃至１８のいずれかに記載の液晶装置。
【請求項２０】前記液晶素子を、線順次駆動において
選択される走査線がランダムに選択されて駆動される方
式で駆動することを特徴とする請求項１３、１６乃至１
８のいずれかに記載の液晶装置。