JP2002148585A - 液晶表示素子の駆動方法及び液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 画面の書換え時におけるフリッカの発生を極
力抑えて見やすい画面とすることのできる液晶表示素子
の駆動方法及び液晶表示装置を得る。 【解決手段】 マトリクス状に配置された複数の画素を
有する液晶層からなる液晶表示素子の駆動方法。液晶表
示素子の各走査ラインを駆動するのに、液晶の状態をリ
セットするリセット期間と、液晶の最終的な表示状態を
選択するための選択期間と、該選択期間で選択された状
態を確立するための維持期間とを含み、リセット期間の
長さと選択期間に維持期間を加えた長さのいずれか一方
が他方のｎ倍（ｎは自然数）である。例えば、リセット
期間の長さが選択期間に維持期間を加えた長さのｎ倍で
あり、１フレームをｍフィールド（ｍはｎより大きい整
数）に分割してインターレース走査を行う場合、所定の
連続するｍ本の走査ライン内で、リセット期間にある走
査ラインがｎ本、選択期間又は維持期間にある走査ライ
ンが１本、表示期間にある走査ラインがｍ−ｎ−１本同
時に存在する期間を含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示素子の駆
動方法及び液晶表示装置、特に、マトリクス状に配置さ
れた複数の画素を有する液晶層からなる液晶表示素子の
駆動方法及び液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術とその課題】近年、室温でコレステリック
相を示すカイラルネマティック液晶を用いた液晶表示素
子が、電力の供給を停止しても表示状態を維持するメモ
リ性を有することから、小型・軽量で省エネルギーな素
子として注目されている。

【０００３】この種の液晶表示素子の駆動方法として、
本出願人は特願２０００−５５８７４で、１フレームを
複数のフィールドに分割するインターレース走査で駆動
することを提案した。ここでは、各走査ラインが液晶の
状態をリセットするリセット期間と、液晶の最終的な表
示状態を選択するための選択期間と、該選択期間で選択
された状態を確立するための維持期間とを含んで駆動さ
れる。

【０００４】ところで、液晶の状態は、リセット期間で
はホメオトロピック状態、維持期間では明状態を選択す
る場合にはホメオトロピック状態、暗状態を選択する場
合にはフォーカルコニック状態になっている。ホメオト
ロピック状態は完全に透明な状態であり、フォーカルコ
ニック状態は弱い散乱状態である。そのため、暗状態を
選択する場合は、液晶はリセット期間で完全な透明状態
になった後、維持期間でフォーカルコニック状態の弱い
散乱状態となり、時間的に反射率が変化してしまい、こ
れが主な原因となってフリッカが観察されて画面を見に
くいものとしていた。

【０００５】そこで、本発明の目的は、画面の書換え時
におけるフリッカの発生を極力抑えて見やすい画面とす
ることのでき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。

【０００６】

【発明の構成、作用及び効果】以上の目的を達成するた
め、本発明に係る第１の駆動方法は、マトリクス状に配
置された複数の画素を有する液晶層からなる液晶表示素
子の駆動方法であって、前記液晶表示素子の各走査ライ
ンを駆動するのに、液晶の状態をリセットするリセット
期間と、液晶の最終的な表示状態を選択するための選択
期間と、該選択期間で選択された状態を確立するための
維持期間とを含み、リセット期間の長さと選択期間に維
持期間を加えた長さのいずれか一方が他方のｎ倍（ｎは
自然数）であることを特徴とする。

【０００７】以上の構成からなる第１の駆動方法におい
ては、連続する複数本の走査ラインの時間的な平均輝度
を均一化してフリッカの発生を抑えることが可能とな
り、書換え時の画面が見やすくなる。

【０００８】前記第１の駆動方法にあっては、リセット
期間の長さと選択期間に維持期間を加えた長さのいずれ
かを単位時間とし、所定の走査ラインの駆動開始から単
位時間のｋ倍（ｋは自然数）の時間経過タイミングに基
づいて次の走査ラインの駆動を開始することが好まし
い。これにて、明るい表示を保った状態で画面の書換え
が行われる。

【０００９】また、１フレームをｍフィールド（ｍはｎ
より大きい整数）に分割してインターレース走査を行う
と共に、リセット期間の長さと選択期間に維持期間を加
えた長さのいずれかを単位時間とし、前フィールドのい
ずれかの走査ラインの駆動開始から単位時間のｋ倍（ｋ
は自然数）を経過すると、次フィールドの走査ラインの
駆動を開始することが好ましい。

【００１０】また、リセット期間の長さが選択期間に維
持期間を加えた長さのｎ倍である場合、１フレームをｍ
フィールド（ｍはｎより大きい整数）に分割してインタ
ーレース走査を行い、所定の連続するｍ本の走査ライン
内で、リセット期間にある走査ラインがｎ本、選択期間
又は維持期間にある走査ラインが１本、表示期間にある
走査ラインがｍ−ｎ−１本同時に存在する期間を含むよ
うにしてもよい。あるいは、選択期間に維持期間を加え
た長さがリセット期間の長さのｎ倍である場合、１フレ
ームをｍフィールド（ｍはｎより大きい整数）に分割し
てインターレース走査を行い、所定の連続するｍ本の走
査ライン内で、リセット期間にある走査ラインが１本、
選択期間又は維持期間にある走査ラインがｎ本、表示期
間にある走査ラインがｍ−ｎ−１本同時に存在する期間
を含むようにしてもよい。このような駆動方法によれ
ば、連続するｍ本の走査ラインの時間的な平均輝度が等
しくなり、フリッカの発生を効果的に抑えることができ
る。

【００１１】また、本発明に係る第２の駆動方法は、マ
トリクス状に配置された複数の画素を有する液晶層から
なる液晶表示素子の駆動方法であって、前記液晶表示素
子の各走査ラインを駆動するのに、液晶の状態をリセッ
トするリセット期間と、液晶の最終的な表示状態を選択
するための選択期間と、該選択期間で選択された状態を
確立するための維持期間とを含み、リセット期間に選択
期間を加えた長さと維持期間の長さのいずれか一方が他
方のｎ倍（ｎは自然数）であることを特徴とする。

【００１２】以上の構成からなる第２の駆動方法におい
ては、連続する複数本の走査ラインの時間的な平均輝度
を均一化してフリッカの発生を抑えることが可能とな
り、書換え時の画面が見やすくなる。

【００１３】前記第２の駆動方法にあっては、リセット
期間に選択期間を加えた長さと維持期間の長さのいずれ
かを単位時間とし、所定の走査ラインの駆動開始から単
位時間のｋ倍（ｋは自然数）の時間経過タイミングに基
づいて次の走査ラインの駆動を開始することが好まし
い。これにて、明るい表示を保った状態で画面の書換え
が行われる。

【００１４】また、１フレームをｍフィールド（ｍはｎ
より大きい整数）に分割してインターレース走査を行う
と共に、リセット期間に選択期間を加えた長さと維持期
間のいずれかを単位時間とし、前フィールドのいずれか
の走査ラインの駆動開始から単位時間のｋ倍（ｋは自然
数）を経過すると、次フィールドの走査ラインの駆動を
開始することが好ましい。

【００１５】また、リセット期間に選択期間を加えた長
さが維持期間の長さのｎ倍である場合、１フレームをｍ
フィールド（ｍはｎより大きい整数）に分割してインタ
ーレース走査を行い、所定の連続するｍ本の走査ライン
内で、リセット期間又は選択期間にある走査ラインがｎ
本、維持期間にある走査ラインが１本、表示期間にある
走査ラインがｍ−ｎ−１本同時に存在する期間を含むよ
うにしてもよい。あるいは、維持期間の長さがリセット
期間に選択期間を加えた長さのｎ倍である場合、１フレ
ームをｍフィールド（ｍはｎより大きい整数）に分割し
てインターレース走査を行い、所定の連続するｍ本の走
査ライン内で、リセット期間又は選択期間にある走査ラ
インが１本、維持期間にある走査ラインがｎ本、表示期
間にある走査ラインがｍ−ｎ−１本同時に存在する期間
を含むようにしてもよい。このような駆動方法によれ
ば、連続するｍ本の走査ラインの時間的な平均輝度が等
しくなり、フリッカの発生を効果的に抑えることができ
る。

【００１６】さらに、前記第１，２の駆動方法におい
て、インターレース走査による駆動中は常に実質的に前
記存在期間を保つことが好ましい。

【００１７】また、本発明に係る液晶表示装置は、マト
リクス状に配置された複数の画素を有する液晶層からな
る液晶表示素子と、前記第１又は第２の駆動方法を実行
する駆動手段とを備えていることを特徴とする。

【００１８】本発明に係る液晶表示装置においては、液
晶表示素子が複数の液晶層を積層してなるものであり、
各液晶層をそれぞれ前記駆動手段にて走査するようにし
てもよい。複数の液晶層を積層することでフルカラーで
の表示が可能になる。

【００１９】そして、前記液晶表示素子に含まれる液晶
はメモリ性を有するものであること、とりわけ室温でコ
レステリック相を示すものであることが好ましい。この
ような液晶を用いた表示素子は、小型・軽量で薄型でも
あり、表示駆動の終了後は電力の供給を停止しても表示
状態を維持できるので消費電力が少ない利点を有してい
る。また、高速駆動のために前記インターレース走査で
駆動しても、書込み対象でない走査ライン上の液晶は表
示状態が継続されており、見やすさを確保するうえでも
好ましい。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る液晶表示素子
の駆動方法及び液晶表示装置の実施形態について、添付
図面を参照して説明する。

【００２１】（液晶表示素子、図１参照）まず、液晶表
示装置を構成するコレステリック相を示す液晶層を有す
る液晶表示素子について説明する。

【００２２】図１は単純マトリクス駆動方式による反射
型のフルカラー液晶表示素子を示す。この液晶表示素子
１００は、光吸収層１２１の上に、赤色の選択反射と透
明状態の切換えにより表示を行う赤色表示層１１１Ｒを
配し、その上に緑色の選択反射と透明状態の切換えによ
り表示を行う緑色表示層１１１Ｇを積層し、さらに、そ
の上に青色の選択反射と透明状態の切換えにより表示を
行う青色表示層１１１Ｂを積層したものである。

【００２３】各表示層１１１Ｒ，１１１Ｇ，１１１Ｂ
は、それぞれ透明電極１１３，１１４を形成した透明基
板１１２間に樹脂製柱状構造物１１５、液晶１１６及び
スペーサ１１７を挟持したものである。透明電極１１
３，１１４上には必要に応じて絶縁膜１１８、配向制御
膜１１９が設けられる。また、基板１１２の外周部（表
示領域外）には液晶１１６を封止するためのシール材１
２０が設けられる。

【００２４】透明電極１１３，１１４はそれぞれ駆動Ｉ
Ｃ１３１，１３２（図２参照）に接続されており、透明
電極１１３，１１４の間にそれぞれ所定のパルス電圧が
印加される。この印加電圧に応答して、液晶１１６が可
視光を透過する透明状態と特定波長の可視光を選択的に
反射する選択反射状態との間で表示が切り換えられる。

【００２５】各表示層１１１Ｒ，１１１Ｇ，１１１Ｂに
設けられている透明電極１１３，１１４は、それぞれ微
細な間隔を保って平行に並べられた複数の帯状電極より
なり、その帯状電極の並ぶ向きが互いに直角方向となる
ように対向させてある。これら上下の帯状電極に順次通
電が行われる。即ち、各液晶１１６に対してマトリクス
状に順次電圧が印加されて表示が行われる。これをマト
リクス駆動と称し、電極１１３，１１４が交差する部分
が各画素を構成することになる。このようなマトリクス
駆動を各表示層ごとに行うことにより液晶表示素子１０
０にフルカラー画像の表示を行う。

【００２６】詳しくは、２枚の基板間にコレステリック
相を示す液晶を挟持した液晶表示素子では、液晶の状態
をプレーナ状態とフォーカルコニック状態に切り換えて
表示を行う。液晶がプレーナ状態の場合、コレステリッ
ク液晶の螺旋ピッチをＰ、液晶の平均屈折率をｎとする
と、波長λ＝Ｐ・ｎの光が選択的に反射される。また、
フォーカルコニック状態では、コレステリック液晶の選
択反射波長が赤外光域にある場合には散乱し、それより
も短い場合には可視光を透過する。そのため、選択反射
波長を可視光域に設定し、素子の観察側と反対側に光吸
収層を設けることにより、プレーナ状態で選択反射色の
表示、フォーカルコニック状態で黒の表示が可能にな
る。また、選択反射波長を赤外光域に設定し、素子の観
察側と反対側に光吸収層を設けることにより、プレーナ
状態では赤外光域の波長の光を反射するが可視光域の波
長の光は透過するので黒の表示、フォーカルコニック状
態で散乱による白の表示が可能になる。

【００２７】各表示層１１１Ｒ，１１１Ｇ，１１１Ｂを
積層した液晶表示素子１００は、青色表示層１１１Ｂ及
び緑色表示層１１１Ｇを液晶がフォーカルコニック配列
となった透明状態とし、赤色表示層１１１Ｒを液晶がプ
レーナ配列となった選択反射状態とすることにより、赤
色表示を行うことができる。また、青色表示層１１１Ｂ
を液晶がフォーカルコニック配列となった透明状態と
し、緑色表示層１１１Ｇ及び赤色表示層１１１Ｒを液晶
がプレーナ配列となった選択反射状態とすることによ
り、イエローの表示を行うことができる。同様に、各表
示層の状態を透明状態と選択反射状態とを適宜選択する
ことにより赤色、緑色、青色、白色、シアン、マゼン
タ、イエロー、黒色の表示が可能である。さらに、各表
示層１１１Ｒ，１１１Ｇ，１１１Ｂの状態として中間の
選択反射状態を選択することにより中間色の表示が可能
となり、フルカラー表示素子として利用できる。

【００２８】液晶１１６としては、室温でコレステリッ
ク相を示すものが好ましく、特に、ネマティック液晶に
カイラル材を添加することによって得られるカイラルネ
マティック液晶が好適である。

【００２９】カイラル材は、ネマティック液晶に添加さ
れた場合にネマティック液晶の分子を捩る作用を有する
添加剤である。カイラル材をネマティック液晶に添加す
ることにより、所定の捩れ間隔を有する液晶分子の螺旋
構造が生じ、これによりコレステリック相を示す。

【００３０】なお、メモリ性液晶自体は必ずしもこの構
成に限定されるわけではなく、従来公知の高分子の３次
元網目構造のなかに液晶が分散された、あるいは、液晶
中に高分子の３次元網目構造が形成された、いわゆる高
分子分散型の液晶複合膜として液晶表示層を構成するこ
とも可能である。

【００３１】（駆動回路、図２参照）前記液晶表示素子
１００の画素構成は、図２に示すように、それぞれ複数
本の走査電極Ｒ１，Ｒ２〜Ｒｍと信号電極Ｃ１，Ｃ２〜
Ｃｎ（ｍ，ｎは自然数）とのマトリクスで表される。走
査電極Ｒ１，Ｒ２〜Ｒｍは走査駆動ＩＣ１３１の出力端
子に接続され、信号電極Ｃ１，Ｃ２〜Ｃｎは信号駆動Ｉ
Ｃ１３２の出力端子に接続されている。

【００３２】なお、説明を簡単にするために、図２には
一つの液晶層を駆動するための１系統の駆動回路につい
てのみ記載してあるが、実際は三つの液晶層を駆動する
ための３系統の駆動回路が設けられており、後述する駆
動方法が各液晶層に対して実行される。走査電極又は信
号電極を各液晶層で共通化してもよく、例えば、各液晶
層の走査電極を共通化し、各液晶層の走査駆動ＩＣを兼
用してもよい。

【００３３】走査駆動ＩＣ１３１は、走査電極Ｒ１，Ｒ
２〜Ｒｍのうち所定のものに選択信号を出力して選択状
態とする一方、その他の電極には非選択信号を出力して
非選択状態とする。走査駆動ＩＣ１３１は、所定の時間
間隔で電極を切り換えながら順次各走査電極Ｒ１，Ｒ２
〜Ｒｍに選択信号を印加してゆく。一方、信号駆動ＩＣ
１３２は、選択状態にある走査電極Ｒ１，Ｒ２〜Ｒｍ上
の各画素を書き換えるべく、画像データに応じた信号を
各信号電極Ｃ１，Ｃ２〜Ｃｎに同時に出力する。例え
ば、走査電極Ｒａが選択されると（ａはａ≦ｍを満たす
自然数）、この走査電極Ｒａと各信号電極Ｃ１，Ｃ２〜
Ｃｎとの交差部分の画素ＬＲａ−Ｃ１〜ＬＲａ−Ｃｎが
同時に書き換えられる。これにより、各画素における走
査電極と信号電極との電圧差が画素の書換え電圧とな
り、各画素がこの書換え電圧に応じて書き換えられる。

【００３４】駆動回路は中央処理装置１３５、画像処理
装置１３６、画像メモリ１３７、コントローラ１３３，
１３４及び駆動ＩＣ（ドライバ）１３１，１３２にて構
成されている。画像メモリ１３７に記憶された画像デー
タに基づいてコントローラ１３３，１３４が駆動ＩＣ１
３１，１３２を制御し、液晶表示素子１００の各走査電
極及び信号電極間に順次電圧を印加し、液晶表示素子１
００に画像を書き込む。

【００３５】ここで、コレステリック相を示す液晶の捩
れを解くための第１の閾値電圧をＶth１とすると、電圧
Ｖth１を十分な時間印加した後に電圧を第１の閾値電圧
Ｖth１よりも小さい第２の閾値電圧Ｖth２以下に下げる
とプレーナ状態になる。また、Ｖth２以上でＶth１以下
の電圧を十分な時間印加するとフォーカルコニック状態
になる。この二つの状態は電圧印加を停止した後でも安
定に維持される。また、Ｖth１〜Ｖth２間の電圧を印加
することにより、中間調の表示、即ち、階調表示が可能
である。

【００３６】なお、部分的に書換えを行う場合は、書き
換えたい部分を含むように特定の走査ラインのみを順次
選択するようにすればよい。これにより、必要な部分の
みを短時間で書き換えることができる。

【００３７】（駆動原理、図３，４参照）以下、前記液
晶表示素子１００に適用可能な駆動方法の一例について
説明する。まず、本駆動方法の駆動原理について説明す
る。なお、ここでは、交流化されたパルス波形を用いた
具体例を挙げて説明するが、駆動方法がこの波形に限定
されないことはいうまでもない。ここで一例として挙げ
る駆動方法は、図３に示すように、大きく分けて、リセ
ット期間Ｔｒと選択期間Ｔｓと維持期間Ｔｅと表示期間
Ｔｄとから構成されている。

【００３８】なお、図３において、図の上段にはある一
画素の液晶（ＬＣＤ１）に印加される駆動波形を示し、
図の下段には、各期間における液晶の状態を模式的に示
している。図３に示すように、本例ではリセット期間Ｔ
ｒが選択期間Ｔｓの２倍、維持期間Ｔｅが選択期間Ｔｓ
の３倍の長さに設定されている。従って、選択期間Ｔｓ
の６倍の期間で１ラインの書換えが完了することにな
り、線順次駆動した場合には６ライン分の帯状の暗部が
走って見えることになる。

【００３９】リセット期間Ｔｒでは、まず最初に、書込
みを行う走査電極上の画素に絶対値ＶＲの電圧を印加す
ることにより、この走査電極上の画素はホメオトロピッ
ク状態にリセットされる（図３中ａ参照）。

【００４０】選択期間Ｔｓはさらに三つの期間（前選択
期間Ｔｓ１、選択パルス印加期間Ｔｓ２、後選択期間Ｔ
ｓ３）から構成されている。前選択期間Ｔｓ１では、書
込みを行う走査電極上の画素に作用する電圧をゼロにす
る。このとき、液晶は捻れが少しだけ戻った状態（第１
遷移状態）になると考えられる（図３中ｂ参照）。次
に、表示しようとする画像に応じた選択パルスを印加す
る（選択パルス印加期間Ｔｓ２）。この選択パルス印加
期間Ｔｓ２では、最終的にプレーナ状態を選択したい画
素とフォーカルコニック状態を選択したい画素とでは、
印加するパルスの形状が異なる。そこで、選択パルス印
加期間Ｔｓ２以降については、プレーナ状態を選択する
場合と、フォーカルコニック状態を選択する場合とに分
けて説明する。

【００４１】プレーナ状態を選択する場合には、選択パ
ルス印加期間Ｔｓ２に絶対値Ｖｓｅｌの選択パルスを印
加し、再び液晶をホメオトロピック状態にする（図３中
ｃ１参照）。その後、後選択期間Ｔｓ３で電圧をゼロに
すると、液晶は捻れが少しだけ戻った状態になる（図３
中ｄ１参照）。この状態は先の第１遷移状態にほぼ等し
いと考えられる。

【００４２】その後の維持期間Ｔｅでは、まず最初に、
書込みを行う走査電極上の画素に絶対値Ｖｅのパルス電
圧を印加する。先の選択期間Ｔｓで捻れが少しだけ戻っ
た状態になった液晶は、このパルス電圧Ｖｅの印加で再
び捻れが解け、ホメオトロピック状態になる（図３中ｅ
１参照）。

【００４３】表示期間Ｔｄでは、液晶に印加される電圧
をゼロにする。ホメオトロピック状態の液晶は電圧をゼ
ロにすることにより、プレーナ状態となる（図３中ｆ１
参照）。このようにして、プレーナ状態が選択される。

【００４４】一方、最終的にフォーカルコニック状態を
選択したい場合には、選択パルス印加期間Ｔｓ２に、液
晶にかかる電圧をゼロにする。これにより、液晶の捻れ
がさらに戻った状態（第２遷移状態）となる（図３中ｃ
２参照）。そして、後選択期間Ｔｓ３は、プレーナ状態
を選択する場合と同様に、液晶にかかる電圧をゼロにす
る。こうすることにより、液晶は捻れが戻って、ヘリカ
ルピッチが２倍程度に広がった状態（第３遷移状態）に
なるものと考えられる（図３中ｄ２参照）。なお、この
状態は、米国特許第５，７４８，２７７号明細書に記載
されているトランジェントプレーナと呼ばれる状態に近
いと考えられる。

【００４５】その後の維持期間Ｔｅでは、プレーナ状態
を選択する場合と同様に、書込みを行う走査ライン上の
画素に絶対値Ｖｅのパルス電圧を印加する。先の選択期
間Ｔｓで捻れが戻ってきた液晶は、このパルス電圧Ｖｅ
の印加でフォーカルコニック状態へと遷移する（第４遷
移状態、図３中ｅ２参照）。

【００４６】表示期間Ｔｄでは、プレーナ状態を選択す
る場合と同様に、液晶に印加される電圧をゼロにする。
フォーカルコニック状態の液晶は電圧をゼロにしても、
フォーカルコニック状態のまま固定される。このように
して、フォーカルコニック状態が選択される（図３中ｆ
２参照）。

【００４７】前述のように、選択期間Ｔｓの中央の短い
時間、即ち、選択パルス印加期間Ｔｓ２に印加する選択
パルスにより、最終的な液晶の表示状態が選択できる。
また、この選択パルスのパルス幅を調整することによ
り、具体的には、信号電極に印加するパルスの形状を画
像データに応じて変化させることにより、中間調の表示
が可能である。

【００４８】前選択期間Ｔｓ１及び後選択期間Ｔｓ３に
液晶に印加する電圧値は、ゼロに近い値であって実質的
に電圧が作用しない程度の電圧値の範囲内であってもよ
い。

【００４９】図４は、マトリクス状に配された複数画素
の中のある画素の液晶にかかる駆動電圧波形と、この波
形を得るための走査電極（ロウ）と信号電極（カラム）
の波形の一例を示す。図４において、ロウとは走査電極
上の１ラインを意味し、カラムとは信号電極上の１ライ
ンを意味する。また、ＬＣＤとは前記ロウとカラムとが
交差する部分の一画素分の液晶層を意味する。

【００５０】図４に示すように、マトリクス駆動の場合
は、維持期間Ｔｅを経過した後も他の走査電極上の画素
にデータを書き込むため、所定電圧がクロストーク電圧
として信号電極から印加される。このクロストーク電圧
が印加される期間をクロストーク期間Ｔｄ’と称する。
このクロストーク電圧はパルス幅が小さくてエネルギー
が小さいため、液晶の状態にはほとんど影響を及ぼさな
い。

【００５１】全ての走査電極の選択が完了し、最後に選
択された走査電極の維持期間Ｔｅが終了すると、他の走
査電極のクロストーク期間Ｔｄ’が全て終了し、全走査
電極及び信号電極への印加電圧をゼロにして表示期間Ｔ
ｄとなる。そして、次の書換えまでこの状態が継続され
る。

【００５２】なお、図４では、簡略化のため、リセット
期間Ｔｒ、選択期間Ｔｓ、維持期間Ｔｅ及びクロストー
ク期間Ｔｄ’の長さを全て等しくして図示している。ま
た、同じ理由で図４ではカラムの信号は全てプレーナ状
態を選択するためのパルスとして描いている。

【００５３】（駆動例１、図５参照）以下、マトリクス
駆動方法の駆動例１について説明する。なお、以下に示
す駆動例１，２において、ロウ１〜３とは順に選択され
る３本の走査電極を意味し、カラムとは前記各走査電極
に交差する１本の信号電極を意味し、ＬＣＤ１〜３とは
ロウ１〜３とカラムとの交差部に形成される三つの画素
に相当する液晶層を意味する。

【００５４】先に述べたように、本実施形態の駆動方法
においては、リセット期間、選択期間、維持期間及びク
ロストーク期間を有する。さらに、選択期間は、前選択
期間、選択パルス印加期間及び後選択期間の三つに分か
れており、選択期間のうちの一部分にのみ選択パルスが
印加される。

【００５５】選択パルスは書込み対象画素に表示させる
画像データにより形状を変える必要があり、カラムには
画像データに応じて異なる形状の選択パルスを印加しな
ければならない。一方、前選択期間及び後選択期間で
は、常に画素内の液晶には電圧ゼロを印加するので、電
圧ゼロを得られるような、ロウ、カラムともにある決ま
ったパルス波形の組合せを用いることができる。図５に
示す駆動例では、このことを利用して、複数の走査電極
上の画素に対して、リセットと維持と表示とを同時に行
っている。

【００５６】例えば、ＬＣＤ２が前選択期間にあると
き、ロウ２及びロウ３には互いに異なる位相のパルス電
圧＋Ｖ１を印加し、ロウ１には＋Ｖ１／２の電圧を印加
する。このとき、カラムにロウ３と異なる位相のパルス
電圧＋Ｖ１を印加すると、ＬＣＤ３には電圧±ＶＲ＝±
Ｖ１のリセットパルスが、ＬＣＤ２には電圧ゼロが、Ｌ
ＣＤ１には電圧±Ｖｅ＝±Ｖ１／２の維持パルスが印加
される。

【００５７】ＬＣＤ２が選択パルス印加期間にあるとき
は、カラムからは画像データによって異なる形状のデー
タパルス（電圧＋Ｖ１）が印加されるため、ロウ１、ロ
ウ３ともに電圧＋Ｖ１／２のパルスを印加して、ＬＣＤ
１、ＬＣＤ３には±Ｖ１／２の電圧がかかるようにす
る。ロウ２には電圧＋Ｖ１のパルスを印加し、カラムに
印加するデータパルスとの電圧差（±Ｖ１又はゼロ）
が、電圧±Ｖｓｅｌの選択パルスとしてＬＣＤ２に印加
される。カラムに印加するデータパルスの形状を変化さ
せることで、選択パルスのパルス幅を変化させることが
できる。

【００５８】後選択期間では、前選択期間と同様のこと
を行う。即ち、ロウ２及びロウ３には互いに異なる位相
のパルス電圧＋Ｖ１を印加し、ロウ１には＋Ｖ１／２の
電圧を印加する。そして、カラムにロウ３と異なる位相
のパルス電圧＋Ｖ１を印加することにより、ＬＣＤ３に
電圧±ＶＲ＝±Ｖ１のリセットパルス、ＬＣＤ２に電圧
ゼロ、ＬＣＤ１に電圧±Ｖｅ＝±Ｖ１／２の維持パルス
を印加する。

【００５９】リセット期間、選択期間及び維持期間以外
の期間は、各走査電極には、他の走査電極の前選択期間
及び後選択期間に信号電極から印加するデータパルスと
同じ位相の波形を印加し、他の走査電極の選択パルス印
加期間には電圧＋Ｖ１／２のパルスを印加する。こうす
ることによって、この部分の液晶には、画像データに応
じて、選択パルスと同じパルス幅で、電圧±Ｖ１／２の
クロストーク電圧が印加される。このクロストーク電圧
は、パルス幅が狭いため、液晶の表示状態には影響を及
ぼさない。

【００６０】以上のパルス電圧の印加を各走査電極に対
して順次繰返し実行することにより、画像表示を行うこ
とができる。各走査電極の選択はインターレース走査で
行うことが好ましい。また、任意の走査電極に前記リセ
ットパルス、選択パルス、維持パルスを印加することが
できるので、部分書換えを行うこともできる。

【００６１】なお、この駆動例１では、駆動ＩＣに必要
な出力電圧数は、ロウ側が３値（Ｖ１、Ｖ１／２、ＧＮ
Ｄ）、カラム側が２値（Ｖ１、ＧＮＤ）となる。このよ
うに、ロウ側３値、カラム側２値のドライバを使用する
ことで、駆動ＩＣコストを低減することができる。

【００６２】（駆動例２、図６参照）前記駆動例１で
は、選択期間全体の長さを基準として走査を行っていた
のに対して、ここで説明する駆動例２では、選択パルス
印加時間を基準として走査を行うようにしている。具体
的には、選択パルスをパルス幅変調しており、液晶が最
も高い反射率を示す状態にするための最大のパルス幅を
基準として走査を行うようにしている。ここでは、信号
電極には順に、透過、中間調、全反射をそれぞれ選択す
るような信号電圧が入力されている。

【００６３】この駆動例２では、先に述べたように、選
択期間は選択パルス印加時間とその前後の前選択時間及
び後選択時間とに分かれている。前選択時間と後選択時
間の長さは選択パルス幅（選択パルス印加時間）の整数
倍（図６では１倍）にする。

【００６４】この場合、各走査電極（ロウ１，２，３）
にはリセット電圧±Ｖ１が、選択電圧±Ｖ２が、維持電
圧±Ｖ３が印加され、リセット期間及び維持期間の長さ
は、それぞれ選択パルス印加時間の整数倍（図６では２
倍）にする。また、表示（クロストーク）期間は電圧０
Ｖとされる。一方、信号電極（カラム）には画像データ
に応じて位相をシフトさせた電圧±Ｖ４のパルス波形が
印加される。

【００６５】この駆動例２では、カラムへの印加電圧±
Ｖ４の位相及び電圧値と選択電圧±Ｖ２とに基いて選択
パルスの波形が決められ、電圧±Ｖ４の位相が選択電圧
±Ｖ２と同じ場合は、±（Ｖ２−Ｖ４）の選択パルスと
なり透過（フォーカルコニック状態）が選択され、逆位
相の場合は±（Ｖ２＋Ｖ４）の選択パルスとなり選択反
射（プレーナ状態）が選択される。なお、電圧Ｖ２及び
Ｖ４の値は透過と反射を選択するのに適当な値とし、ま
た、クロストークとなる電圧Ｖ４の値は液晶の状態を変
化させる所定の閾値以内の値としている。

【００６６】なお、駆動例２においては、選択パルス印
加時間の分だけずらして走査を行っている（即ち、選択
パルス印加時間が走査時間に等しい）が、前選択時間や
後選択時間を設ける場合、前選択時間や後選択時間を含
めた選択期間の分だけずらして走査を行うようにしても
よい（即ち、選択期間が走査時間に等しい）。

【００６７】（インターレース走査）以下、インターレ
ース走査による駆動方法について走査例１〜５を挙げて
説明する。インターレース走査とは、線順次走査に対置
されるもので、１フレーム（１画像）を複数のフィール
ドに分割し、１又は複数の走査ラインを飛び越して走査
する形態を言う。

【００６８】（走査例１、図７参照）この走査例１で
は、１フレームを４フィールドに分割し（ｍ＝４）、ま
ず、第１フィールドの各走査ラインに対して順次書込み
を行い、次に、第２フィールド、第３フィールド、第４
フィールドの順で各走査ラインに対して順次書込みを行
い、１フレームの画像を表示する。各走査ラインにおけ
る書込みは、図３，４に示したように、リセット期間Ｔ
ｒ、選択期間Ｔｓ及び維持期間Ｔｅで構成され、これら
の三つの期間にあっては液晶表示素子は裏面の光吸収層
が目視されるブラックアウト状態となる（図８参照）。
その後、液晶は表示状態Ｔｄを維持する。

【００６９】リセット期間の長さと選択期間に維持期間
を加えた長さは等しく（ｎ＝１）設定されている。従っ
て、連続する４本の走査ライン内では、リセット期間に
ある走査ラインが１本、維持期間にある走査ラインが１
本、表示期間にある走査ラインが２本の組み合わせとな
り、走査ラインの平均輝度は常に均一化され、フリッカ
の発生が抑えられる。

【００７０】なお、マトリクス駆動の場合、前の選択ラ
インのパルスによりクロストークが生じるので、図８の
表示期間には実際には画面の書換え中はクロストークが
生じクロストーク期間Ｔｄ’となる。

【００７１】（走査例２、図９参照）この走査例２で
は、１フレームを７フィールドに分割し（ｍ＝７）、ま
ず、第１フィールドの各走査ラインに対して順次書込み
を行い、次に、第２フィールド、第３フィールド、第４
フィールド、第５フィールド、第６フィールド、第７フ
ィールドの順で各走査ラインに対して順次書込みを行
い、１フレームの画像を表示する。

【００７２】選択期間に維持期間を加えた長さはリセッ
ト期間の長さの２倍（ｎ＝２）に設定されている。従っ
て、連続する７本の走査ライン内では、リセット期間に
ある走査ラインが１本、維持期間にある走査ラインが２
本、表示期間にある走査ラインが４本の組み合わせとな
り、走査ラインの平均輝度は常に均一化され、フリッカ
の発生が抑えられる。

【００７３】（走査例３、図１０参照）この走査例３で
は、１フレームを５フィールドに分割し（ｍ＝５）、ま
ず、第１フィールドの各走査ラインに対して順次書込み
を行い、次に、第２フィールド、第３フィールド、第４
フィールド、第５フィールドの順で各走査ラインに対し
て順次書込みを行い、１フレームの画像を表示する。

【００７４】リセット期間に選択期間を加えた長さは維
持期間の長さの２倍（ｎ＝２）に設定されている。従っ
て、連続する５本の走査ライン内では、リセット期間に
ある走査ラインが２本、維持期間にある走査ラインが１
本、表示期間にある走査ラインが２本の組み合わせとな
り、走査ラインの平均輝度は常に均一化され、フリッカ
の発生が抑えられる。

【００７５】（走査例４、図１１参照）この走査例４で
は、１フレームを５フィールドに分割し（ｍ＝５）、ま
ず、第１フィールドの各走査ラインに対して順次書込み
を行い、次に、第２フィールド、第３フィールド、第４
フィールド、第５フィールドの順で各走査ラインに対し
て順次書込みを行い、１フレームの画像を表示する。

【００７６】リセット期間の長さは選択期間に維持期間
を加えた長さの２倍（ｎ＝２）に設定されている。従っ
て、連続する５本の走査ライン内では、リセット期間に
ある走査ラインが２本、維持期間にある走査ラインが１
本、表示期間にある走査ラインが２本の組み合わせとな
り、走査ラインの平均輝度は常に均一化され、フリッカ
の発生が抑えられる。

【００７７】（走査例５、図１２参照）この走査例５
は、１フレームを７フィールドに分割し（ｍ＝７）、ま
ず、第１フィールドの各走査ラインに対して順次書込み
を行い、次に、第２フィールド、第３フィールド、第４
フィールド、第５フィールド、第６フィールド、第７フ
ィールドの順で各走査ラインに対して順次書込みを行
い、１フレームの画像を表示する。

【００７８】維持期間の長さはリセット期間に選択期間
を加えた長さの２倍（ｎ＝２）に設定されている。従っ
て、連続する７本の走査ライン内では、リセット期間に
ある走査ラインが１本、維持期間にある走査ラインが２
本、表示期間にある走査ラインが４本の組み合わせとな
り、走査ラインの平均輝度は常に均一化され、フリッカ
の発生が抑えられる。

【００７９】（他の実施形態）なお、本発明に係る液晶
表示素子の駆動方法及び液晶表示装置は前記実施形態に
限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更
することができる。

【００８０】特に、液晶表示素子の構成、材料、製造方
法や、駆動回路の構成等は任意である。また、駆動方
法、走査例ともに前記実施形態に示したもの以外に種々
の態様を採用することができる。

【００８１】前記実施形態における走査ラインの数、信
号ラインの数、フィールド分割数などはいずれも一例で
あり、本発明はこれに限定されることなく、種々変更可
能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る液晶表示装置に使用される液晶表
示素子の一例を示す断面図。

【図２】前記液晶表示素子の駆動回路を示すブロック
図。

【図３】前記液晶表示素子の駆動方法１の原理を示す説
明図。

【図４】前記駆動方法１における基本的な駆動波形を示
すチャート図。

【図５】駆動例１における駆動波形を示すチャート図。

【図６】駆動例２における駆動波形を示すチャート図。

【図７】インターレース走査例１を示すチャート図。

【図８】１画素への書込み期間を示すチャート図。

【図９】インターレース走査例２を示すチャート図。

【図１０】インターレース走査例３を示すチャート図。

【図１１】インターレース走査例４を示すチャート図。

【図１２】インターレース走査例５を示すチャート図。

【符号の説明】

１００…液晶表示素子 １１１Ｒ，１１１Ｇ，１１１Ｂ…液晶表示層 Ｒ１，Ｒ２〜Ｒｍ…走査電極 Ｃ１，Ｃ２〜Ｃｎ…信号電極 １３１…走査駆動ＩＣ １３２…信号駆動ＩＣ １３３，１３４…コントローラ １３５…ＣＰＵ

───────────────────────────────────────────────────── 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 3/20 ６２２ Ｇ０９Ｇ 3/36 3/36 Ｇ０２Ｆ 1/137 ５０５ Ｆターム(参考） 2H088 GA02 GA03 GA17 HA06 MA04 2H093 NA14 NA45 NA47 NC03 NC16 ND06 ND09 ND10 ND15 ND17 ND42 5C006 AA02 AA14 AC06 AC22 AC29 AF71 BA11 BA16 BB12 BC03 FA12 FA16 FA23 5C080 AA10 BB05 DD06 DD12 FF08 FF09 JJ02 JJ04 JJ06 KK02 KK43

Claims (21)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 マトリクス状に配置された複数の画素を
   有する液晶層からなる液晶表示素子の駆動方法であっ
   て、 前記液晶表示素子の各走査ラインを駆動するのに、液晶
   の状態をリセットするリセット期間と、液晶の最終的な
   表示状態を選択するための選択期間と、該選択期間で選
   択された状態を確立するための維持期間とを含み、 リセット期間の長さと選択期間に維持期間を加えた長さ
   のいずれか一方が他方のｎ倍（ｎは自然数）であるこ
   と、 を特徴とする液晶表示素子の駆動方法。
2. 【請求項２】 リセット期間の長さと選択期間に維持期
   間を加えた長さのいずれかを単位時間とし、所定の走査
   ラインの駆動開始から単位時間のｋ倍（ｋは自然数）の
   時間経過タイミングに基づいて次の走査ラインの駆動を
   開始することを特徴とする請求項１記載の液晶表示素子
   の駆動方法。
3. 【請求項３】 １フレームをｍフィールド（ｍはｎより
   大きい整数）に分割してインターレース走査を行い、 リセット期間の長さと選択期間に維持期間を加えた長さ
   のいずれかを単位時間とし、前フィールドのいずれかの
   走査ラインの駆動開始から単位時間のｋ倍（ｋは自然
   数）を経過すると、次フィールドの走査ラインの駆動を
   開始すること、 を特徴とする請求項１記載の液晶表示素子の駆動方法。
4. 【請求項４】 リセット期間の長さが選択期間に維持期
   間を加えた長さのｎ倍であることを特徴とする請求項
   １、請求項２又は請求項３記載の液晶表示素子の駆動方
   法。
5. 【請求項５】 １フレームをｍフィールド（ｍはｎより
   大きい整数）に分割してインターレース走査を行い、 所定の連続するｍ本の走査ライン内で、リセット期間に
   ある走査ラインがｎ本、選択期間又は維持期間にある走
   査ラインが１本、表示期間にある走査ラインがｍ−ｎ−
   １本同時に存在する期間を含むこと、 を特徴とする請求項４記載の液晶表示素子の駆動方法。
6. 【請求項６】 選択期間に維持期間を加えた長さがリセ
   ット期間の長さのｎ倍であることを特徴とする請求項
   １、請求項２又は請求項３記載の液晶表示素子の駆動方
   法。
7. 【請求項７】 １フレームをｍフィールド（ｍはｎより
   大きい整数）に分割してインターレース走査を行い、 所定の連続するｍ本の走査ライン内で、リセット期間に
   ある走査ラインが１本、選択期間又は維持期間にある走
   査ラインがｎ本、表示期間にある走査ラインがｍ−ｎ−
   １本同時に存在する期間を含むこと、 を特徴とする請求項６記載の液晶表示素子の駆動方法。
8. 【請求項８】 マトリクス状に配置された複数の画素を
   有する液晶層からなる液晶表示素子の駆動方法であっ
   て、 前記液晶表示素子の各走査ラインを駆動するのに、液晶
   の状態をリセットするリセット期間と、液晶の最終的な
   表示状態を選択するための選択期間と、該選択期間で選
   択された状態を確立するための維持期間とを含み、 リセット期間に選択期間を加えた長さと維持期間の長さ
   のいずれか一方が他方のｎ倍（ｎは自然数）であるこ
   と、 を特徴とする液晶表示素子の駆動方法。
9. 【請求項９】 リセット期間に選択期間を加えた長さと
   維持期間の長さのいずれかを単位時間とし、所定の走査
   ラインの駆動開始から単位時間のｋ倍（ｋは自然数）の
   時間経過タイミングに基づいて次の走査ラインの駆動を
   開始することを特徴とする請求項８記載の液晶表示素子
   の駆動方法。
10. 【請求項１０】 １フレームをｍフィールド（ｍはｎよ
    り大きい整数）に分割してインターレース走査を行い、 リセット期間に選択期間を加えた長さと維持時間のいず
    れかを単位時間とし、前フィールドのいずれかの走査ラ
    インの駆動開始から単位時間のｋ倍（ｋは自然数）を経
    過すると、次フィールドの走査ラインの駆動を開始する
    こと、 を特徴とする請求項８記載の液晶表示素子の駆動方法。
11. 【請求項１１】 リセット期間に選択期間を加えた長さ
    が維持期間の長さのｎ倍であることを特徴とする請求項
    ８、請求項９又は請求項１０記載の液晶表示素子の駆動
    方法。
12. 【請求項１２】 １フレームをｍフィールド（ｍはｎよ
    り大きい整数）に分割してインターレース走査を行い、 所定の連続するｍ本の走査ライン内で、リセット期間又
    は選択期間にある走査ラインがｎ本、維持期間にある走
    査ラインが１本、表示期間にある走査ラインがｍ−ｎ−
    １本同時に存在する期間を含むこと、 を特徴とする請求項１１記載の液晶表示素子の駆動方
    法。
13. 【請求項１３】 維持期間の長さがリセット期間に選択
    期間を加えた長さのｎ倍であることを特徴とする請求項
    ８、請求項９又は請求項１０記載の液晶表示素子の駆動
    方法。
14. 【請求項１４】 １フレームをｍフィールド（ｍはｎよ
    り大きい整数）に分割してインターレース走査を行い、 所定の連続するｍ本の走査ライン内で、リセット期間又
    は選択期間にある走査ラインが１本、維持期間にある走
    査ラインがｎ本、表示期間にある走査ラインがｍ−ｎ−
    １本同時に存在する期間を含むこと、 を特徴とする請求項１１記載の液晶表示素子の駆動方
    法。
15. 【請求項１５】 インターレース走査による駆動中は常
    に実質的に請求項５、請求項７、請求項１２又は請求項
    １４記載の存在期間を保つことを特徴とする液晶表示素
    子の駆動方法。
16. 【請求項１６】 マトリクス状に配置された複数の画素
    を有する液晶層からなる液晶表示素子と、 前記液晶表示素子の各走査ラインを、液晶の状態をリセ
    ットするリセット期間と、液晶の最終的な表示状態を選
    択するための選択期間と、該選択期間で選択された状態
    を確立するための維持期間とを含んで駆動し、リセット
    期間の長さと選択期間に維持期間を加えた長さのいずれ
    か一方が他方のｎ倍（ｎは自然数）とする駆動手段と、 を備えたことを特徴とする液晶表示装置。
17. 【請求項１７】 マトリクス状に配置された複数の画素
    を有する液晶層からなる液晶表示素子と、 前記液晶表示素子の各走査ラインを、液晶の状態をリセ
    ットするリセット期間と、液晶の最終的な表示状態を選
    択するための選択期間と、該選択期間で選択された状態
    を確立するための維持期間とを含んで駆動し、リセット
    期間に選択期間を加えた長さと維持期間の長さのいずれ
    か一方が他方のｎ倍（ｎは自然数）とする駆動手段と、 を備えたことを特徴とする液晶表示装置。
18. 【請求項１８】 前記駆動手段は、１フレームをｍフィ
    ールド（ｍはｎより大きい整数）に分割してインターレ
    ース走査を行うことを特徴とする請求項１６又は請求項
    １７記載の液晶表示装置。
19. 【請求項１９】 前記液晶表示素子は複数の液晶層が積
    層されてなり、各液晶層をそれぞれ前記駆動手段にて走
    査することを特徴とする請求項１６、請求項１７又は請
    求項１８記載の液晶表示装置。
20. 【請求項２０】 前記液晶表示素子に含まれる液晶はメ
    モリ性を有するものであることを特徴とする請求項１
    ６、請求項１７、請求項１８又は請求項１９記載の液晶
    表示装置。
21. 【請求項２１】 前記液晶は室温でコレステリック相を
    示すものであることを特徴とする請求項２０記載の液晶
    表示装置。