JP2002014319A

JP2002014319A - 液晶素子及びその駆動方法

Info

Publication number: JP2002014319A
Application number: JP2000096627A
Authority: JP
Inventors: Hideo Mori; 秀雄森; Takeshi Ichikawa; 武史市川; Takeshi Togano; 剛司門叶; Kiyoshi Miura; 聖志三浦
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2000-03-31
Filing date: 2000-03-31
Publication date: 2002-01-18

Abstract

(57)【要約】【課題】片側Ｖ字の光学特性を有する液晶素子をアク
ティブマトリクス駆動し、フィールドシーケンシャル方
式によってカラー表示する際に、情報信号線の電圧変動
によるクロストークを抑制し、正確な階調表示を行う。【解決手段】１水平走査毎に、情報信号線に、情報信
号と該情報信号とは逆極性で絶対値が同じ補償電圧を印
加し、情報信号線に印加される電圧の平均値を０Ｖとす
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、フラットパネルデ
ィスプレイに用いられる液晶素子に関し、特に、アクテ
ィブマトリクスタイプの液晶素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、液晶素子はパーソナルコンピュー
タのモニターを初めとしてビデオカムコーダのビューフ
ァインダ、プロジェクタ等様々な分野で製品化が果たさ
れている。これらの液晶素子の多くはツイストネマチッ
ク液晶（ＴＮ液晶）素子であり、応答速度が遅いことや
視野角が狭いといった問題がある。

【０００３】一方、カラー表示の液晶素子の新たな方式
として、カラーフィルタを用いないフィールドシーケン
シャル方式が提案されている。これは、Ｒ（赤）、Ｇ
（緑）、Ｂ（青）の光源の順次点灯させて、これに合わ
せた画像を液晶素子に表示させることで時間混色によっ
てカラー表示を行うものである。フィールドシーケンシ
ャル方式の場合、１画面表示期間（１フレーム）をＲ、
Ｇ、Ｂの各フィールドに分割し、それぞれで１画面走査
を行うため、各フィールドの間に確実に液晶応答が完了
していなければ所望の色が表示できなくなるため、液晶
応答速度としてはこれまで以上の高速性が求められる。

【０００４】上記のような高速応答性を備えた液晶モー
ドとして、例えば特許第２６８１５２８号公報に単安定
モードの強誘電性液晶（ＦＬＣ）とアクティブマトリク
ス回路とを組み合わせた構成が提案されている。この単
安定モードＦＬＣは、図２に示すような片極性の電気光
学特性を有する。ツイストネマチック液晶や特開平９−
５００４９号公報に提案されている液晶は、正極性電圧
にも負極正電圧にもほぼ同様の光学応答を示し、その特
性曲線（Ｖ−Ｔカーブ）の形からＶ字型と称されてい
る。これに対して、上記単安定モードのＦＬＣはＶ字の
片側のみの光学応答を示すことから、片側Ｖ字液晶（モ
ード）と称されている。

【０００５】フィールドシーケンシャル方式において、
片側Ｖ字液晶をアクティブマトリクス回路と組み合わせ
て駆動するシーケンスの例を図３に、この時の１画素の
構成を等価回路で図４にそれぞれ示し、駆動方法を説明
する。図４中、１はスイッチング素子であるトランジス
タ、２は保持容量、３は液晶容量、４は走査信号線、５
は情報信号線である。

【０００６】図３において、Ｇ₁〜Ｇ_nは１〜ｎ行目の走
査信号線（全ｎ本）の走査選択を示し、Ｔ₁は１行目の
走査信号線に接続された任意の１画素の液晶の光学応答
を透過率で示し、Ｔ_nはｎ行目（最下行）の走査信号線
に接続された任意の１画素の液晶の光学応答を透過率で
示し、Ｌは点灯している光源の色を示す。

【０００７】図３に示すように、例えば１フレームが１
／６０ｓｅｃの場合、１フレーム中に画面を６回走査す
る。第１の走査（フィールド、ｔ_+R）では、Ｒの情報信
号を正極性で書き込み、第２の走査（ｔ_-R）ではＲの情
報信号を負極性で書き込む。さらに、第３の走査
（ｔ_+G）ではＧの情報信号を正極性で書き込み、第４の
走査（ｔ_-G）ではＧの情報信号を負極性で書き込み、第
５の走査（ｔ_+B）ではＢの情報信号を正極性で書き込
み、第６の走査（ｔ_-B）ではＢの情報信号を負極性で書
き込む。これに対して、Ｒ光源は第１の走査期間から第
２の走査期間にわたって点灯させ、Ｇ光源は第３の走査
期間から第４の走査期間にわたって点灯させ、Ｂ光源は
第５の走査期間から第６の走査期間にわたって点灯させ
る。片側Ｖ字液晶は、図２に示した光学応答を示すた
め、各画素はＲ表示→黒表示→Ｇ表示→黒表示→Ｂ表示
→黒表示を繰り返す。これにより、カラーフィルタを用
いることなく、フルカラー表示を得る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】図３に示した駆動シー
ケンスは、フィールド毎に液晶に印加する電圧極性を反
転させるいわゆるフィールド反転駆動である。従って、
クロストークの問題を考える必要がある。図５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。図
中の５１〜５６は寄生容量である。任意の画素に着目し
た場合、該画素のトランジスタ１のゲートがオンになっ
た時に当該画素の表示画像に応じた情報信号が該トラン
ジスタ１を介して情報信号線５より画素電極に印加さ
れ、所定の電圧が当該画素の液晶に印加される。該電圧
は該トランジスタ１がオフになった後も保持されるが、
図５に示した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。当該画素が接続された情報信号線５には他の画素
に書き込む情報信号が印加されているため、その電位は
一定してない。そのため、表示画像に応じた情報信号線
５の電位の変動によるフィードスルーが発生して、当該
画素の画素電極電位が変動し、液晶の透過光量も変動し
て所望の階調特性が得られなくなってしまう。この画素
電極電位の変動は、情報信号線５の電位の変動に依存す
るため、画素毎にその程度が異なり、例えば同じ白表示
であっても、接続された情報信号線５の電位の変動の差
異によって表示される階調性に差異を生じてしまう。即
ち、クロストークが発生する。

【０００９】一般的には、クロストーク対策として、ラ
イン反転駆動或いはドット反転駆動によって情報信号線
に印加する情報信号の極性を１水平走査期間毎に反転さ
せることでクロストークの抑制を図っているが、上述し
た片側Ｖ字液晶をフィールドシーケンシャル方式で駆動
する場合は、フィールド反転駆動が不可欠であり、ライ
ン反転駆動やドット反転駆動による対策以外の対策手法
が求められている。

【００１０】本発明の課題は、上記問題を解決し、ライ
ン反転駆動やドット反転駆動以外の手法によってクロス
トークを抑制し、フィールドシーケンシャル方式により
所望の階調特性でカラー表示が可能な液晶素子及び／ま
たはその駆動方法を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の第１は、一対の
基板間に液晶を挟持してなり、一方の基板には互いに交
差する複数の走査信号線と情報信号線と、該走査信号線
と情報信号線の交点を画素として画素毎に配置したスイ
ッチング素子と、該スイッチング素子を介して情報信号
が印加される画素電極と、を備え、他方の基板には対向
電極を備えた液晶素子の駆動方法であって、１画面走査
毎に液晶に印加する電圧の極性を反転し、且つ、各画面
走査において、各情報信号線に情報信号とは逆極性の補
償電圧を印加することを特徴とする液晶素子の駆動方法
である。

【００１２】上記本発明は、各走査信号線に順次走査選
択信号を印加し、該走査選択信号に同期して、情報信号
線に情報信号を印加し、該情報信号印加直後或いは直前
に、該情報信号とは逆極性で絶対値が同じ補償電圧を印
加し、該補償電圧の印加期間は全ての画素のスイッチン
グ素子をオフ状態とすること、各走査信号線に順次走査
選択信号を印加し、該走査選択信号に同期して各情報信
号線に、走査選択期間の後半には情報信号を、前半には
該情報信号とは逆極性で絶対値が同じ補償電圧を印加す
ること、複数の水平走査毎に補償電圧を印加し、該補償
電圧の絶対値が、該補償電圧印加前に水平走査された各
画素に印加された情報信号の絶対値の平均値であり、補
償電圧の印加期間は全ての画素のスイッチング素子をオ
フ状態とすること、複数の水平走査毎に補償電圧を印加
し、該補償電圧の積分値が、該補償電圧印加前に水平走
査された各画素に印加された情報信号の積分値であり、
補償電圧の印加期間は全ての画素のスイッチング素子を
オフ状態とすること、１画面走査毎に補償電圧を印加す
ること、を好ましい態様として含むものである。

【００１３】また、本発明の第２は、一対の基板間に液
晶を挟持してなり、一方の基板には互いに交差する複数
の走査信号線と情報信号線と、該走査信号線と情報信号
線の交点を画素として画素毎に配置したスイッチング素
子と、該スイッチング素子を介して情報信号が印加され
る画素電極と、を備え、他方の基板には対向電極を備え
た液晶素子であって、上記走査信号線が２本の副走査信
号線からなり、各走査信号線に対応する画素のスイッチ
ング素子が互い違いに上記副走査信号線に接続されてい
ることをことを特徴とする液晶素子である。

【００１４】本発明の第３は、上記本発明第２の液晶素
子の駆動方法であって、１画面走査毎に液晶に印加する
電圧の極性を反転し、且つ、各画面走査において、各副
走査信号線に順次走査選択信号を印加し、該走査選択信
号に同期して各情報信号線に情報信号を印加し、該情報
信号に先立って、情報信号線に該情報信号とは逆極性で
絶対値が同じ補償電圧を印加することを特徴とする液晶
素子の駆動方法、或いは、１画面走査毎に液晶に印加す
る電圧の極性を反転し、且つ、各画面走査において、連
続して選択される副走査信号線の走査選択期間が互いに
重複するように順次各副走査信号線に走査選択信号を印
加し、該走査選択信号に同期して各情報信号線に、走査
選択期間の後半に情報信号を、前半に該情報信号とは逆
極性で絶対値が同じ補償電圧を印加することを特徴とす
る液晶素子の駆動方法である。

【００１５】本発明の第４は、一対の基板間に液晶を挟
持してなり、一方の基板には互いに交差する複数の走査
信号線と情報信号線と、該走査信号線と情報信号線の交
点を画素として画素毎に配置したスイッチング素子と、
該スイッチング素子を介して情報信号が印加される画素
電極と、を備え、他方の基板には対向電極を備えた液晶
素子であって、各情報信号線に平行に該情報信号線とは
絶縁状態でダミー情報信号線を有することを特徴とする
液晶素子である。

【００１６】本発明の第５は、上記本発明の第５の液晶
素子の駆動方法であって、１画面走査毎に液晶に印加す
る電圧の極性を反転し、且つ、各画面走査において、各
走査信号線に順次走査選択信号を印加し、該走査選択信
号に同期して各情報信号線に情報信号を印加すると同時
に、対応するダミー情報信号線に該情報信号とは逆極性
で絶対値が同じ補償電圧を印加することを特徴とする液
晶素子の駆動方法である。

【００１７】本発明の第６は、一対の基板間に液晶を挟
持してなり、一方の基板には互いに交差する複数の走査
信号線と情報信号線と、該走査信号線と情報信号線の交
点を画素として画素毎に配置したスイッチング素子と、
該スイッチング素子を介して情報信号が印加される画素
電極と、を備え、他方の基板には対向電極を備えた液晶
素子であって、上記情報信号線が２本の副情報信号線か
らなり、各情報信号線に対応する画素のスイッチング素
子が互い違いに上記副情報信号線に接続されていること
を特徴とする液晶素子である。

【００１８】本発明の第７は、上記本発明の第６の液晶
素子の駆動方法であって、１画面走査毎に液晶に印加す
る電圧の極性を反転し、且つ、各画面走査において、各
走査信号線に順次走査選択信号を印加し、該走査選択信
号に同期して各情報信号線に情報信号を印加し、該情報
信号に先立って、情報信号線に該情報信号とは逆極性で
絶対値が同じ補償電圧を印加することを特徴とする液晶
素子の駆動方法、或いは、１画面走査毎に液晶に印加す
る電圧の極性を反転し、且つ、各画面走査において、連
続して選択される走査信号線の走査選択期間が互いに重
複するように順次各走査信号線に走査選択信号を印加
し、該走査選択信号に同期して各情報信号線に、走査選
択期間の後半に情報信号を、前半に該情報信号とは逆極
性で絶対値が同じ補償電圧を印加することを特徴とする
液晶素子の駆動方法である。

【００１９】上記第１、第３、第５、第７の発明におい
ては、液晶素子を構成する液晶がカイラルスメクチック
液晶であること、特に、カイラルスメクチック液晶の相
転移系列が、高温側より、等方性液体相−コレステリッ
ク相−カイラルスメクチックＣ相、或いは、等方性液体
相−カイラルスメクチックＣ相であること、さらには、
上記液晶素子が、電圧無印加時には、液晶の平均分子軸
が単安定化された第一の状態を示し、第一の極性の電圧
印加時には、該液晶の平均分子軸が印加電圧の大きさに
応じた角度で上記第一の状態の位置から一方の側にチル
トし、該第一の極性とは逆極性の第二の極性の電圧印加
時には、液晶の平均分子軸が印加電圧の大きさに応じた
角度で上記第一の状態の位置から第一の極性の電圧印加
時とは逆側にチルトし、上記第一の極性の電圧印加時と
第二の極性の電圧印加時の液晶の平均分子軸の第一の状
態の位置を基準とした最大チルト状態のチルト角をそれ
ぞれβ₁、β₂とすると、β₁＞β₂となること、特に、β
₁、β₂がβ₁≧５×β₂であること、上記液晶素子が、電
圧無印加時には、液晶の平均分子軸が単安定化された第
一の状態を示し、第一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上記第
一の状態の位置から一方の側にチルトし、該第一の極性
とは逆極性の第二の極性の電圧印加時には、液晶の平均
分子軸が上記第一の状態から実質的に変化しないこと、
カイラルスメクチック液晶のバルク状態でのらせんピッ
チがセル厚の２倍より長いこと、を好ましい態様として
含むものである。

【００２０】

【発明の実施の形態】本発明は、表示画像に応じた情報
信号以外に、該情報信号とは極性が逆の補償電圧を、情
報信号線或いは該情報信号線に平行して配置したダミー
情報信号線に印加することによってクロストークの抑制
を図ったものである。以下、本発明を実施形態を挙げて
説明する。

【００２１】〔実施形態１〕図１は本発明第１の駆動方
法の一実施形態の駆動シーケンスを示すタイミングチャ
ートであり、図３に示す駆動シーケンスの１色分のフィ
ールド期間に相当する。

【００２２】本発明の第１の駆動方法を実施する液晶素
子は、従来のアクティブマトリクス型の液晶素子であ
り、具体的には、一対の基板間に液晶を挟持してなり、
一方の基板には互いに交差する複数の走査信号線と情報
信号線と、該走査信号線と情報信号線の交点を画素とし
て画素毎に配置したスイッチング素子と、該スイッチン
グ素子を介して情報信号が印加される画素電極と、を備
え、他方の基板には対向電極を備えた液晶素子であり、
例えば、図４に示した画素構成を複数マトリクス状に配
置してなるものである。

【００２３】本発明の第１の駆動方法は、１画面走査毎
に液晶に印加する電圧の極性を反転するフィールド反転
駆動において、各情報信号線に情報信号とは逆極性の補
償電圧を印加することを特徴とする。

【００２４】本発明において、該補償電圧の印加期間と
しては１水平走査毎、即ち１本の走査信号線の走査選択
毎、複数の水平走査毎、或いは、１画面走査毎のいずれ
に設けてもかまわない。また、補償電圧の電圧値として
は、１水平走査毎に印加する場合には、その絶対値が直
前或いは直後に印加する情報信号の絶対値と同じである
ことが望ましい。１水平走査毎に補償電圧を印加する場
合、補償電圧印加期間はスイッチング素子を全てオフ状
態としても良いが、選択された走査ラインのスイッチン
グ素子がオン状態となる走査選択期間の後半に情報信号
を、前半に該情報信号とは逆極性の補償電圧を印加する
ことよって、情報信号の印加時にはスイッチング素子が
完全にオン状態となって走査選択期間を有効に用いて画
素電極への書き込みができるため、好ましい。

【００２５】また、複数の水平走査毎或いは１画面走査
毎に印加する場合には、該補償電圧印加前に水平走査さ
れた各画素に印加された情報信号の絶対値の平均値を補
償電圧の絶対値として、或いは、情報信号の積分値と補
償電圧の積分値とが同等となるように補償電圧値を設定
して、情報信号線に印加すればよい。複数の水平走査毎
或いは１画面走査毎に補償電圧を印加する場合には、全
画素のスイッチング素子をオフ状態とすることが望まし
い。

【００２６】本実施形態は、情報信号とは絶対値及びパ
ルス幅が同じ補償電圧を１水平走査毎に印加するシーケ
ンスである。以下に具体的に説明する。

【００２７】図１において、Ｇ₁〜Ｇ_nは１〜ｎ行目の走
査信号線（全ｎ本）に印加される走査信号、Ｓ₁は１列
目の情報信号線に印加される信号を示す。画素電極に対
向する対向電極（共通電極）の電位は０Ｖに設定されて
いる。図中、Ｆ₁は液晶に正極性の電圧を印加する走査
期間、Ｆ₂は液晶に負極性の電圧を印加する走査期間で
ある。

【００２８】先ず、Ｆ₁フィールドにおいて、時刻ｔ₁で
１行目の走査信号線に接続された画素のスイッチング素
子をオンさせる電圧Ｖ_gを当該走査信号線に印加し、こ
れと同期して、各情報信号線には当該走査信号線に接続
された画素で表示する画像情報に応じた正極性の情報信
号を印加する。従って、各画素の液晶には正極性の電圧
が印加される。

【００２９】次いで、時刻ｔ₂で全ての画素のスイッチ
ング素子をオフとし、ｔ₁〜ｔ₂で情報信号線に印加した
情報信号とは絶対値が同じで極性が逆、即ち負極性の補
償電圧を印加する。

【００３０】上記シーケンスを時刻ｔ₃以降、ｎ行目の
走査信号線まで繰り返す。

【００３１】Ｆ₂フィールドにおいては、Ｆ₁フィールド
と同様のシーケンスを、極性を反転させて行う。即ち、
時刻ｔ₅で１行目の走査信号線に接続された画素のスイ
ッチング素子をオンさせる電圧Ｖ_gを当該走査信号線に
印加し、これと同期して、各情報信号線には当該走査信
号線に接続された画素で表示する画像情報に応じた負極
性の情報信号を印加する。各画素の液晶には負極性の電
圧が印加される。

【００３２】次いで、時刻ｔ₆で全ての画素のスイッチ
ング素子をオフとし、ｔ₅〜ｔ₆で情報信号線に印加した
情報信号とは絶対値が同じで極性が逆、即ち正極性の補
償電圧を印加する。当該シーケンスを時刻ｔ₇以降、ｎ
行目の走査信号線まで繰り返す。

【００３３】上記のように、フィールド反転を行い、且
つ、情報信号とは絶対値が同じで極性が逆の補償電圧を
各水平走査毎に情報信号に印加することによって、情報
信号線に印加される電圧は、表示画像に関わらず短時間
で＋／−が相殺されて常に平均電圧０Ｖを保つことがで
きるため、画素電極の電位変動を抑制し、クロストーク
の発生を大幅に抑制して正確な階調表示を得ることがで
きる。

【００３４】また、本実施形態では、図６に示すよう
に、走査選択期間を２倍に広げ、後半で情報信号を印加
し、前半で該情報信号とは逆極性で絶対値が同じ補償電
圧を印加しても良い。スイッチング素子にオンさせる電
圧Ｖ_gを印加した場合、通常は該電圧波形になまりを生
じるため、上記スイッチング素子には走査選択期間の初
めに若干オンしていない状態が生じるが、図６のよう
に、補償電圧の印加期間にスイッチング素子をオンして
おくことによって、情報信号印加時点ではスイッチング
素子が完全にオン状態となっているため、走査選択期間
を有効に用いて画素電極への書き込みを十分に行うこと
ができ、好ましい。

【００３５】〔実施形態２〕図７に、本発明第１の駆動
方法の第２の実施形態の駆動シーケンスのタイミングチ
ャートを示す。本実施形態は、２水平走査毎に補償電圧
を印加し、且つ、補償電圧を、該補償電圧印加前に水平
走査された画素に印加された情報信号電圧の平均値と絶
対値が同じで逆極性の電圧とした形態である。

【００３６】Ｆ₁フィールドにおいて、時刻ｔ₁において
１行目の走査信号線にオン電圧Ｖ_gを印加し、当該走査
信号線に接続された画素のスイッチング素子をオンして
各情報信号線に当該画素で表示する画像情報に応じた正
極性の情報信号を印加する。次いで、時刻ｔ₂において
１行目の上記スイッチング素子をオフすると同時に、２
行目の走査信号線にオン電圧Ｖ_gを印加して当該走査信
号線に接続された画素のスイッチング素子をオンし、各
情報信号線に当該画素で表示する画像情報に応じた正極
性の情報信号を印加する。

【００３７】次に、時刻ｔ₃で上記スイッチング素子を
オフし、各情報信号線には、先の２水平走査で情報信号
線に印加した情報信号の平均値と絶対値が同じで逆極性
の補償電圧を印加する。補償電圧パルス幅は情報信号パ
ルス幅と同等とする。

【００３８】上記シーケンスをｔ₄以降繰り返し、Ｆ₂フ
ィールドにおいては、Ｆ₁フィールドと同様のシーケン
スを、極性を反転させて行う。

【００３９】本実施形態では、各フィールドにおいて情
報信号線に印加される情報信号が補償電圧によって相殺
され、実質的に印加される電圧の積分値を通常のフィー
ルド反転駆動の場合に比較して半分に抑えることがで
き、クロストークが抑制される。また、本実施形態で
は、各フィールドにおける補償電圧印加期間の合計は実
施形態１よりも短くなるため、同じフィールド期間で表
示を行う場合では、より高精細の液晶素子に適して得る
と言える。また、液晶素子の駆動回路の耐圧に余裕があ
る場合には、補償電圧値を２倍、即ち補償電圧の積分値
が情報信号の積分値と一致するように電圧値を設定する
ことにより、実施形態１と同様に大幅にクロストークを
抑制することができる。

【００４０】〔実施形態３〕図８は、本発明第１の駆動
方法の第３の実施形態の駆動シーケンスのタイミングチ
ャートを示す。本実施形態は、１画面分の走査を行った
後に補償電圧を印加することにより、各フィールドにお
いて、情報信号線に印加される情報信号の積分値が補償
電圧の積分値によって相殺されて通常のフィールド反転
駆動に比較して抑えられるため、クロストークが抑制さ
れる。本実施形態では、各水平走査は連続して行われる
ため、従来の駆動回路（ゲートドライバＩＣ）を用いる
ことが容易になるという利点がある。

【００４１】〔実施形態４〕図９は、本発明第２の液晶
素子の構成を示す等価回路図であり、図１０が本発明第
３である該液晶素子の駆動方法の一実施形態である駆動
シーケンスを示すタイミングチャートである。

【００４２】本発明の液晶素子は、各走査信号線４を副
走査信号線４ａ，４ｂの２本構成とし、スイッチング素
子を該副走査信号線２ａ，２ｂに互い違いに接続する。
図９においては、スイッチング素子としてトランジスタ
を用いた例が示してあり、該トランジスタ１のゲートを
副走査信号線２ａ，２ｂに互い違いに接続している。Ｐ
_1a,1は１行目の走査信号線４の副走査信号線４ａと１列
目の情報信号線５に接続された画素を、Ｐ_1b,2は１行目
の走査信号線４の副走査信号線４ｂと２列目の情報信号
線５に接続された画素を、Ｐ_2a,1は２行目の走査信号線
４の副走査信号線４ａと１列目の情報信号線５に接続さ
れた画素を、それぞれ意味する。

【００４３】また、図１０において、Ｇ_1aは１行目の走
査信号線４の副走査信号線４ａに印加される走査信号、
Ｇ_1bは１行目の走査信号線４の副走査信号線４ｂに印加
される走査信号、Ｇ_2aは２行目の走査信号線４の副走査
信号線４ａに印加される走査信号、Ｇ_2bは２行目の走査
信号線４の副走査信号線４ｂに印加される走査信号、Ｇ
_n1はｎ行目の走査信号線４の副走査信号線４ａに印加さ
れる走査信号、Ｇ_nbはｎ行目の走査信号線４の副走査信
号線４ｂに印加される走査信号を示し、Ｓ₁は１列目の
情報信号線５に印加される電圧波形を、Ｓ₂は２列目の
情報信号線５に印加される電圧波形をそれぞれ示す。

【００４４】本発明の駆動方法においては、副走査信号
線４ａ，４ｂは走査選択期間（ゲートオン期間）を半分
ずつ重複させながら順次選択され、該走査選択と同期し
て、各情報信号線５には、該当する画素の走査選択期間
の後半に当該画素の表示画像に応じた情報信号を印加
し、前半に当該情報信号とは絶対値が同じで逆極性の補
償電圧を印加する。

【００４５】即ち、正極性電圧を印加するＦ₁フィール
ドにおいて、時刻ｔ₁に１行目の副走査信号線４ａに先
ずオン電圧Ｖ_gが印加され、当該ラインの画素は一つお
きに奇数列のトランジスタ１がオンし、該トランジスタ
１が接続された情報信号線５には該当画素の表示画像に
応じた情報信号とは絶対値が同じで逆極性（負極性）の
補償電圧を印加する。次いで時刻ｔ₂において、上記奇
数列の情報信号線５には表示画像に応じた正極性の情報
信号が印加されて当該画素の液晶に正極性の電圧が印加
され、時刻ｔ₃に当該トランジスタがオフすると、該正
極性電圧が保持される。一方、時刻ｔ₂以降、副走査信
号線４ｂにもオン電圧Ｖ_gが印加され、副走査信号線４
ａに接続された画素と同様の走査が水平走査期間の１／
２遅れて繰り返される。

【００４６】同様に、ｔ₃以降、上記１行目と同様の走
査が２行目以降の走査信号線４にも行われ、さらに、Ｆ
₂フィールドにおいて、Ｆ₁フィールドと同様のシーケン
スを、極性を反転させて行う。

【００４７】本発明においては、情報信号線に印加され
る電圧が表示画像に関わらず、短時間で＋／−が相殺さ
れて常に平均電圧０Ｖに保っており、且つ、隣接する情
報信号線には互いに極性が逆の電圧が印加されているた
め、実質的にドット反転駆動の場合と同様のクロストー
ク低減効果が得られ、画素電極の電位変動を抑制し、ク
ロストークの発生を大幅に抑制して正確な階調表示を得
ることができる。

【００４８】また、本発明では、図６のシーケンスと同
様に走査選択期間を有効に用いることができるため、液
晶素子が高精細化して１水平走査期間が短くなったとき
に有利であり、また、走査信号線４ａ群と、４ｂ群とを
別個のドライバＩＣで駆動することにより、従来のドラ
イバＩＣを用いることも容易である。

【００４９】尚、本実施形態のシーケンスにおいても、
走査選択期間を後半の情報信号印加期間のみとする（例
えば、Ｇ_1aのＶ_g印加期間はｔ₂〜ｔ₃とする）ことも可
能である。また、補償電圧印加期間を情報信号印加期間
の後に設定して、走査選択期間を前半のみとすることも
同様に可能である。

【００５０】〔実施形態５〕図１１は本発明の第４の液
晶素子の一実施形態の１画素の構成を示す等価回路図で
あり、図中１１０がダミー情報信号線である。図１２は
本発明の第５である該液晶素子の駆動方法の一実施形態
である駆動シーケンスを示すタイミングチャートであ
る。図１２中、Ｇ₁〜Ｇ_nは１〜ｎ行目の走査信号線に印
加される走査信号であり、Ｓ₁は１列目の情報信号線４
に印加される情報信号、Ｓ_Dは１列目のダミー情報信号
線１１０に印加される電圧波形である。

【００５１】本発明においては、情報信号線５に平行に
ダミー情報信号線１１０を配置し、該ダミー情報信号線
５には情報信号線５に印加した情報信号とは絶対値が同
じで逆極性の補償電圧を印加する。これにより、情報信
号線５の電圧変動によって画素電極が受ける変動を相殺
し、クロストークを軽減することができる。

【００５２】〔実施形態６〕図１４は本発明の第６の液
晶素子の一実施形態の構成を示す等価回路図であり、図
中５ａ，５ｂは副情報信号線である。図１５は本発明第
７である該液晶素子の駆動方法の一実施形態である駆動
シーケンスを示すタイミングチャートである。

【００５３】本発明の液晶素子は、情報信号線５を副情
報信号線５ａ，５ｂの２本構成とし、スイッチング素子
を該副情報信号線５ａ，５ｂに互い違いに接続する。図
１４においては、スイッチング素子としてトランジスタ
を用いた例が示してあり、該トランジスタ１を介して、
垂直走査方向に並んだ画素に副情報信号線５ａ，５ｂか
ら互い違いに情報信号が印加される。Ｐ_1,1aは１行目の
走査信号線４と１列目の情報信号線５の副情報信号線５
ａに接続された画素を、Ｐ_1,2aは１行目の走査信号線４
と２列目の情報信号線５の副情報信号線５ａに接続され
た画素を、Ｐ_2, _1bは２行目の走査信号線４と１列目の情
報信号線５の副情報信号線５ｂに接続された画素を、そ
れぞれ意味する。

【００５４】また、図１５において、Ｇ₁〜Ｇ₄は１〜４
行目の走査信号線に印加される走査信号、Ｓ_1aは１列目
の情報信号５の副情報信号線５ａに印加される電圧波形
を、Ｓ_1bは１列目の情報信号５の副情報信号線５ｂに印
加される電圧波形をそれぞれ示す。

【００５５】本発明の駆動方法においては、走査信号線
４は走査選択期間（ゲートオン期間）を半分ずつ重複さ
せながら順次選択され、該走査選択と同期して、各情報
信号線５ａ，５ｂには、該当する画素の走査選択期間の
後半に当該画素の表示画像に応じた情報信号を印加し、
前半に当該情報信号とは絶対値が同じで逆極性の補償電
圧を印加する。

【００５６】即ち、正極性電圧を印加するＦ₁フィール
ドにおいて、時刻ｔ₁に１行目の走査信号線４に先ずオ
ン電圧Ｖ_gが印加され、当該ラインの画素のトランジス
タ１が接続された各情報信号線５ａには表示画像に応じ
た情報信号とは絶対値が同じで逆極性（負極性）の補償
電圧を印加する。次いで時刻ｔ₂において、各情報信号
線５ａには表示画像に応じた正極性の情報信号が印加さ
れて当該画素の液晶に正極性の電圧が印加され、時刻ｔ
₃に当該トランジスタがオフすると、該正極性電圧が保
持される。一方、時刻ｔ₂には２行目の走査信号線４に
オン電圧Ｖ_gが印加され、当該ラインの画素のトランジ
スタ１が接続された各情報信号線５ｂには表示画像に応
じた情報信号とは絶対値が同じで逆極性（負極性）の補
償電圧を印加する。次いで時刻ｔ₃において、各情報信
号線５ｂには表示画像に応じた正極性の情報信号が印加
されて当該画素の液晶に正極性の電圧が印加され、時刻
ｔ₄に当該トランジスタがオフすると、該正極性電圧が
保持される。

【００５７】同様に、ｔ₃以後、上記ｔ₁以降の走査が３
行目以降の走査信号線４にも行われ、さらに、Ｆ₂フィ
ールドにおいて、Ｆ₁フィールドと同様のシーケンス
を、極性を反転させて行う。

【００５８】本発明においては、情報信号線５ａ，５ｂ
に印加される電圧が表示画像に関わらず、短時間で＋／
−が相殺されて常に平均電圧０Ｖに保っており、且つ、
各情報信号線５が２本の副情報信号線５ａ，５ｂからな
り、互いに逆極性の電圧が印加されていることから、実
質的にドット反転駆動の場合と同様のクロストーク低減
効果が得られ、画素電極の電位変動を抑制し、クロスト
ークの発生を大幅に抑制して正確な階調表示を得ること
ができる。

【００５９】また、本発明では、図６のシーケンスと同
様に走査選択期間を有効に用いることができ、液晶素子
の高精細化に有利である。さらに、本発明では、実施形
態１に比較して、１フィールドを約半分の期間とするこ
とができるため、さらに高精細化に有利である。

【００６０】尚、本実施形態のシーケンスにおいても、
走査選択期間を後半の情報信号印加期間のみとする（例
えば、Ｇ₁のＶ_g印加期間はｔ₂〜ｔ₃とする）ことも可能
である。また、補償電圧印加期間を情報信号印加期間の
後に設定して、走査選択期間を前半のみとすることも同
様に可能である。

【００６１】上記実施形態１〜６のいずれにおいても、
図２の光学応答を有する液晶素子を用いた場合には、Ｆ
₁フィールドで正極性の書き込みを行って各画素が所定
の輝度の表示を行い、Ｆ₂フィールドで負極性の書き込
みを行って全画素が黒表示を行う。また、Ｆ₁、Ｆ₂フィ
ールドを１色として、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色を表示すること
により、フィールドシーケンシャル方式でカラー表示を
行うことができる。

【００６２】また、本発明の駆動方法は、特にフィール
ドシーケンシャル方式に限らず、カラーフィルタを用い
た液晶素子であっても好ましく適用される。図１３はそ
の駆動シーケンスのタイミングチャートであり、図２に
示した片側Ｖ字液晶を用いた場合である。図中のＧ₁ _〜 _n
は１〜ｎ行の走査信号線の走査選択を示し、Ｔ₁は１行
目の走査信号線に接続された任意の画素の光学応答を透
過率で示したものであり、Ｔ_nはｎ行目の走査信号線に
接続された任意の画素の光学応答を透過率で示したもの
であり、Ｌは光源の点灯を示す。また、ｔ₍₊₎は液晶に
正極性の電圧を書き込むフィールド、ｔ_(-)は負極性の
電圧を書き込むフィールドである。

【００６３】本発明の駆動方法は、カイラルスメクチッ
ク相を示す液晶、いわゆるカイラルスメクチック液晶
が、具体的には、自発分極を有するＦＬＣや反強誘電性
液晶（ＡＦＬＣ）を用いた液晶素子に好ましく適用され
る。特に、相転移系列が、高温側より、等方性液体相−
コレステリック相−カイラルスメクチックＣ相、或い
は、等方性液体相−カイラルスメクチックＣ相であるカ
イラルスメクチック液晶を用いた液晶素子に好適に応用
される。

【００６４】さらには、電圧無印加時には、液晶の平均
分子軸が単安定化された第一の状態を示し、第一の極性
の電圧印加時には、該液晶の平均分子軸が印加電圧の大
きさに応じた角度で上記第一の状態の位置から一方の側
にチルトし、該第一の極性とは逆極性の第二の極性の電
圧印加時には、液晶の平均分子軸が印加電圧の大きさに
応じた角度で上記第一の状態の位置から第一の極性の電
圧印加時とは逆側にチルトし、上記第一の極性の電圧印
加時と第二の極性の電圧印加時の液晶の平均分子軸の第
一の状態の位置を基準とした最大チルト状態のチルト角
をそれぞれβ₁、β₂とすると、β₁＞β₂、好ましくはβ
₁≧５×β₂となる液晶素子、或いは、前記した片側Ｖ
字、即ち、電圧無印加時には、液晶の平均分子軸が単安
定化された第一の状態を示し、第一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
角度で上記第一の状態の位置から一方の側にチルトし、
該第一の極性とは逆極性の第二の極性の電圧印加時に
は、液晶の平均分子軸が上記第一の状態から実質的に変
化しない液晶素子の駆動方法として好ましく用いられ
る。

【００６５】また、上記液晶素子において、カイラルス
メクチック液晶のバルク状態でのらせんピッチはセル厚
の２倍より長いことが好ましい。

【００６６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
情報信号線の電位変動によるクロストークが抑制され、
正確な階調表示を行うことができる。特に、本発明では
ライン反転駆動やドット反転駆動といった手法を用いて
いないため、フィールドシーケンシャル方式にも好まし
く適用され、良好なカラー表示を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明第１の駆動方法の駆動シーケンスのタイ
ミングチャートである。

【図２】本発明の適用される片側Ｖ字の光学応答特性を
示すＶ−Ｔカーブである。

【図３】図２の光学特性を有する液晶を用いた液晶素子
をフィールドシーケンシャル方式で駆動する場合の駆動
シーケンスのタイミングチャートである。

【図４】アクティブマトリクス型の液晶素子の一例の１
画素の構成を示す等価回路図である。

【図５】図４の構成の画素の寄生容量を示す図である。

【図６】図１の駆動シーケンスの応用例のタイミングチ
ャートである。

【図７】本発明第１の駆動方法の第２の実施形態の駆動
シーケンスのタイミングチャートである。

【図８】本発明第１の駆動方法の第３の実施形態の駆動
シーケンスのタイミングチャートである。

【図９】本発明第２の液晶素子の一実施形態の構成を示
す等価回路図である。

【図１０】本発明第３の駆動方法である、図９の液晶素
子の駆動シーケンスのタイミングチャートである。

【図１１】本発明第４の液晶素子の一実施形態の構成を
示す１画素の等価回路図である。

【図１２】本発明第５の駆動方法である、図１１の液晶
素子の駆動シーケンスのタイミングチャートである。

【図１３】図２の光学応答を示す液晶素子を用い、カラ
ーフィルタによりカラー表示を行う際の駆動シーケンス
のタイミングチャートである。

【図１４】本発明の第６の液晶素子の一実施形態の構成
を示す等価回路図である。

【図１５】本発明の第７の駆動方法である、図１４の液
晶素子の駆動シーケンスのタイミングチャートである。

【符号の説明】

１トランジスタ２保持容量３液晶容量４走査信号線４ａ，４ｂ副走査信号線５情報信号線５ａ，５ｂ副情報信号線５１〜５６寄生容量１１０ダミー情報信号線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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)発明者三浦聖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Ｆターム(参考） 2H088 EA02 GA02 GA03 GA04 GA08 GA17 HA06 HA08 JA15 KA14 MA01 MA13 2H093 NA16 NA33 NA51 NC16 NC32 NC35 NC62 NC67 ND06 ND15 5C006 AA22 AC28 AF42 AF44 AF46 BB06 BC03 BC12 FA18 FA22 FA26 FA36 FA37 5C080 AA10 BB05 CC03 DD10 FF11 JJ02 JJ03 JJ04 JJ05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一対の基板間に液晶を挟持してなり、一
方の基板には互いに交差する複数の走査信号線と情報信
号線と、該走査信号線と情報信号線の交点を画素として
画素毎に配置したスイッチング素子と、該スイッチング
素子を介して情報信号が印加される画素電極と、を備
え、他方の基板には対向電極を備えた液晶素子の駆動方
法であって、１画面走査毎に液晶に印加する電圧の極性
を反転し、且つ、各画面走査において、各情報信号線に
情報信号とは逆極性の補償電圧を印加することを特徴と
する液晶素子の駆動方法。
【請求項２】各走査信号線に順次走査選択信号を印加
し、該走査選択信号に同期して、情報信号線に情報信号
を印加し、該情報信号印加直後或いは直前に、該情報信
号とは逆極性で絶対値が同じ補償電圧を印加し、該補償
電圧の印加期間は全ての画素のスイッチング素子をオフ
状態とする請求項１に記載の液晶素子の駆動方法。
【請求項３】各走査信号線に順次走査選択信号を印加
し、該走査選択信号に同期して各情報信号線に、走査選
択期間の後半には情報信号を、前半には該情報信号とは
逆極性で絶対値が同じ補償電圧を印加する請求項１に記
載の液晶素子の駆動方法。
【請求項４】複数の水平走査毎に補償電圧を印加し、
該補償電圧の絶対値が、該補償電圧印加前に水平走査さ
れた各画素に印加された情報信号の絶対値の平均値であ
り、補償電圧の印加期間は全ての画素のスイッチング素
子をオフ状態とする請求項１に記載の液晶素子の駆動方
法。
【請求項５】複数の水平走査毎に補償電圧を印加し、
該補償電圧の積分値が、該補償電圧印加前に水平走査さ
れた各画素に印加された情報信号の積分値であり、補償
電圧の印加期間は全ての画素のスイッチング素子をオフ
状態とする請求項１に記載の液晶素子の駆動方法。
【請求項６】１画面走査毎に補償電圧を印加する請求
項４または５に記載の液晶素子の駆動方法。
【請求項７】一対の基板間に液晶を挟持してなり、一
方の基板には互いに交差する複数の走査信号線と情報信
号線と、該走査信号線と情報信号線の交点を画素として
画素毎に配置したスイッチング素子と、該スイッチング
素子を介して情報信号が印加される画素電極と、を備
え、他方の基板には対向電極を備えた液晶素子であっ
て、上記走査信号線が２本の副走査信号線からなり、各
走査信号線に対応する画素のスイッチング素子が互い違
いに上記副走査信号線に接続されていることをことを特
徴とする液晶素子。
【請求項８】請求項７に記載の液晶素子の駆動方法で
あって、１画面走査毎に液晶に印加する電圧の極性を反
転し、且つ、各画面走査において、各副走査信号線に順
次走査選択信号を印加し、該走査選択信号に同期して各
情報信号線に情報信号を印加し、該情報信号に先立っ
て、情報信号線に該情報信号とは逆極性で絶対値が同じ
補償電圧を印加することを特徴とする液晶素子の駆動方
法。
【請求項９】請求項７に記載の液晶素子の駆動方法で
あって、１画面走査毎に液晶に印加する電圧の極性を反
転し、且つ、各画面走査において、連続して選択される
副走査信号線の走査選択期間が互いに重複するように順
次各副走査信号線に走査選択信号を印加し、該走査選択
信号に同期して各情報信号線に、走査選択期間の後半に
情報信号を、前半に該情報信号とは逆極性で絶対値が同
じ補償電圧を印加することを特徴とする液晶素子の駆動
方法。
【請求項１０】一対の基板間に液晶を挟持してなり、
一方の基板には互いに交差する複数の走査信号線と情報
信号線と、該走査信号線と情報信号線の交点を画素とし
て画素毎に配置したスイッチング素子と、該スイッチン
グ素子を介して情報信号が印加される画素電極と、を備
え、他方の基板には対向電極を備えた液晶素子であっ
て、各情報信号線に平行に該情報信号線とは絶縁状態で
ダミー情報信号線を有することを特徴とする液晶素子。
【請求項１１】請求項１０に記載の液晶素子の駆動方
法であって、１画面走査毎に液晶に印加する電圧の極性
を反転し、且つ、各画面走査において、各走査信号線に
順次走査選択信号を印加し、該走査選択信号に同期して
各情報信号線に情報信号を印加すると同時に、対応する
ダミー情報信号線に該情報信号とは逆極性で絶対値が同
じ補償電圧を印加することを特徴とする液晶素子の駆動
方法。
【請求項１２】一対の基板間に液晶を挟持してなり、
一方の基板には互いに交差する複数の走査信号線と情報
信号線と、該走査信号線と情報信号線の交点を画素とし
て画素毎に配置したスイッチング素子と、該スイッチン
グ素子を介して情報信号が印加される画素電極と、を備
え、他方の基板には対向電極を備えた液晶素子であっ
て、上記情報信号線が２本の副情報信号線からなり、各
情報信号線に対応する画素のスイッチング素子が互い違
いに上記副情報信号線に接続されていることを特徴とす
る液晶素子。
【請求項１３】請求項１２に記載の液晶素子の駆動方
法であって、１画面走査毎に液晶に印加する電圧の極性
を反転し、且つ、各画面走査において、各走査信号線に
順次走査選択信号を印加し、該走査選択信号に同期して
各情報信号線に情報信号を印加し、該情報信号に先立っ
て、情報信号線に該情報信号とは逆極性で絶対値が同じ
補償電圧を印加することを特徴とする液晶素子の駆動方
法。
【請求項１４】請求項１２に記載の液晶素子の駆動方
法であって、１画面走査毎に液晶に印加する電圧の極性
を反転し、且つ、各画面走査において、連続して選択さ
れる走査信号線の走査選択期間が互いに重複するように
順次各走査信号線に走査選択信号を印加し、該走査選択
信号に同期して各情報信号線に、走査選択期間の後半に
情報信号を、前半に該情報信号とは逆極性で絶対値が同
じ補償電圧を印加することを特徴とする液晶素子の駆動
方法。
【請求項１５】上記液晶素子を構成する液晶がカイラ
ルスメクチック液晶である請求項１〜６、８、９、１
１、１３、１４のいずれかに記載の液晶素子の駆動方
法。
【請求項１６】カイラルスメクチック液晶の相転移系
列が、高温側より、等方性液体相−コレステリック相−
カイラルスメクチックＣ相、或いは、等方性液体相−カ
イラルスメクチックＣ相である請求項１５に記載の液晶
素子の駆動方法。
【請求項１７】上記液晶素子が、電圧無印加時には、
液晶の平均分子軸が単安定化された第一の状態を示し、
第一の極性の電圧印加時には、該液晶の平均分子軸が印
加電圧の大きさに応じた角度で上記第一の状態の位置か
ら一方の側にチルトし、該第一の極性とは逆極性の第二
の極性の電圧印加時には、液晶の平均分子軸が印加電圧
の大きさに応じた角度で上記第一の状態の位置から第一
の極性の電圧印加時とは逆側にチルトし、上記第一の極
性の電圧印加時と第二の極性の電圧印加時の液晶の平均
分子軸の第一の状態の位置を基準とした最大チルト状態
のチルト角をそれぞれβ₁、β₂とすると、β₁＞β₂とな
る請求項１６に記載の液晶素子の駆動方法。
【請求項１８】上記β₁、β₂がβ₁≧５×β₂である請
求項１７に記載の液晶素子の駆動方法。
【請求項１９】上記液晶素子が、電圧無印加時には、
液晶の平均分子軸が単安定化された第一の状態を示し、
第一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上記第一の状態の位置か
ら一方の側にチルトし、該第一の極性とは逆極性の第二
の極性の電圧印加時には、液晶の平均分子軸が上記第一
の状態から実質的に変化しない請求項１６に記載の液晶
素子の駆動方法。
【請求項２０】カイラルスメクチック液晶のバルク状
態でのらせんピッチがセル厚の２倍より長い請求項１６
に記載の液晶素子の駆動方法。