JP2003172915A

JP2003172915A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JP2003172915A
Application number: JP2002244183A
Authority: JP
Inventors: Takako Adachi; 貴子足立; Makoto Shiomi; 誠塩見
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2001-09-26
Filing date: 2002-08-23
Publication date: 2003-06-20
Also published as: TWI270039B; KR20030027738A; US7145535B2; US20030058264A1; KR100507546B1

Abstract

(57)【要約】【課題】立ち上がり応答速度が改善された液晶表示装
置の提供。【解決手段】液晶パネルは、電圧−透過率特性におい
て、最高の階調電圧以上の電圧において透過率の極値を
示す。駆動回路は、１垂直期間前の入力画像信号と現垂
直期間の入力画像信号の組合せに応じて、予め決められ
た、現垂直期間の入力画像信号に対応する階調電圧がオ
ーバーシュートされた駆動電圧を液晶パネルに供給す
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、液晶表示装置に関
し、特に、動画表示に好適に用いられる液晶表示装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置は、例えばパーソナルコン
ピュータ、ワードプロセッサ、アミューズメント機器、
テレビ装置などに用いられている。さらに、液晶表示装
置の応答特性を改善し、高画質の動画表示を得るための
検討がなされている。

【０００３】特開平４−２８８５８９号公報は、中間調
表示での応答速度を高速化して残像を低減するため、高
域成分を予め強調した入力画像信号を液晶表示部に供給
することにより、応答の立ち上がりおよび立ち下がりを
高速化した液晶表示装置を開示している。なお、液晶表
示装置（液晶パネル）における「応答速度」は、液晶層
の配向状態が印加された電圧に対応した配向状態に達す
るのに要する時間（応答時間）の逆数に相当する。図１
４を参照しながら、この液晶表示装置の駆動回路の構成
を説明する。

【０００４】上記の液晶表示装置の駆動回路は、入力画
像信号Ｓ（ｔ）の少なくとも一枚のフィールド画像を保
持する画像用記憶回路６１と、この記憶回路６１に保持
された画像信号と入力画像信号Ｓ（ｔ）とから各絵素の
時間軸方向のレベル変動を検出して時間軸方向に高域強
調フィルタをかける時間軸フィルタ回路６３とを備えて
いる。入力画像信号Ｓ（ｔ）は、ビデオ信号をＲ、Ｇ、
Ｂ信号に分解した後の信号であるが、Ｒ、Ｇ、Ｂ信号に
対して同じ処理になるので、ここではそれらのうちの１
チャンネルのみを示している。

【０００５】入力画像信号Ｓ（ｔ）は、少なくとも１フ
ィールド分の画像信号を記憶する画像用記憶回路６１に
保持される。差分器６２は、入力画像信号Ｓ（ｔ）と画
像用記憶回路６１とから、対応する各絵素信号の差をと
るもので、１フィールドの間の信号レベルの変化を検出
するレベル変化検出回路となっている。この差分器６２
から得られる時間軸方向の差信号Ｓｄ（ｔ）は、入力画
像信号Ｓ（ｔ）と共に時間軸フィルタ回路６３に入力さ
れる。

【０００６】時間軸フィルタ回路６３は、差信号Ｓｄ
（ｔ）に応答速度に応じた重み係数αをかける重み付け
回路６６と、重み付けられた差信号と入力画像信号Ｓ
（ｔ）とを加算する加算器６７とから構成されている。
時間軸フィルタ回路６３は、レベル変動検出回路の出力
と入力画像信号の各絵素の入力レベルとによりフィルタ
特性が変化させられる適応型フィルタ回路である。この
時間軸フィルタ回路６３によって入力画像信号Ｓ（ｔ）
は時間軸方向の高域が強調される。

【０００７】こうして得られた高域強調信号は、極性反
転回路６４によって交流信号に変換され、液晶表示部６
５に供給される。液晶表示部６５は、複数本のデータ信
号配線とこれと交差する複数本の走査信号配線の各交差
部に表示電極（絵素電極ともいう。）を持つ、アクティ
ブマトリクス方式の液晶表示部である。

【０００８】図１５は、この駆動回路により応答特性が
改善される様子を示す信号波形図である。説明を分かり
易くするため入力画像信号Ｓ（ｔ）が１フィールド周期
で変化するものとし、図では２フィールドで信号レベル
が急激に変化している場合を示している。この場合、時
間軸方向における入力画像信号Ｓ（ｔ）の変化、すなわ
ち差信号Ｓｄ（ｔ）は図に示すように、入力画像信号Ｓ
（ｔ）が正に変化するときに１フィールド間に亘り正と
なり、負に変化するときに１フィールド間に亘り負とな
る。

【０００９】基本的にはこの差信号Ｓｄ（ｔ）を入力画
像信号Ｓ（ｔ）に加えることにより、高域強調ができ
る。実際には、入力画像信号Ｓ（ｔ）の変化の程度と透
過率の変化の程度との関係は、液晶層の応答速度に依存
するので、オーバーシュートが生じない範囲で補正する
ように重み係数αを決める。その結果、図１５に示した
ような高域強調された高域補正信号Ｓｃ（ｔ）が液晶表
示部に入力されることにより、光学応答特性Ｉ（ｔ）
は、破線で示す従来のものに対して、実線で示すように
改善される。

【００１０】また、特開２０００−２３１０９１公報
は、電圧無印加時に液晶がほぼ垂直に配向した液晶表示
装置において、画素をより大きい透過率に変化させる場
合、画素電極に対して、目標駆動電圧より大きい電圧を
印加することによって、黒表示から低輝度中間調表示に
切り換える場合の応答時間を短縮することを開示してい
る。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】液晶表示装置において
は、液晶の高速応答が求められている。動画のボケのな
い高画質を得るために、倍速駆動やバックライトのイン
パルス駆動を行うことが知られている。これらの駆動を
効果的に行うためには、１フィールド以内で応答するこ
とは勿論、上記の両公報に記載された液晶表示装置によ
り達成されるよりもさらに高速の応答が求められること
がある。

【００１２】本発明は、上記の問題に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、立ち上がりの応答特性をさらに
改善した液晶表示装置を提供することにある。

【００１３】本願明細書における、「立ち上がり」は、
液晶層に対する印加電圧の「上昇」に伴う表示状態（ま
たは液晶層の配向状態）の変化に対応づけられる。「立
ち上がり」は、印加電圧の上昇に伴う変化であり、ノー
マリブラックモード（以下「ＮＢモード」と称する。）
においては「輝度の上昇」に対応し、ノーマリホワイト
モード（以下「ＮＷモード」と称する。）においては
「輝度の低下」に対応する。すなわち、「立ち上がり」
は液晶層（液晶分子）の配向の緊張現象に関係する。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の局面によ
る液晶表示装置は、液晶層と前記液晶層に電圧を印加す
る電極とを有する液晶パネルと、前記液晶パネルに駆動
電圧を供給する駆動回路とを備え、前記液晶パネルは、
電圧−透過率特性において、最高の階調電圧以上の電圧
において透過率の極値を示し、前記駆動回路は、１垂直
期間前の入力画像信号と現垂直期間の入力画像信号の組
合せに応じて、予め決められた、現垂直期間の入力画像
信号に対応する階調電圧がオーバーシュートされた駆動
電圧を前記液晶パネルに供給し、そのことによって上記
目的が達成される。

【００１５】前記１垂直期間前の入力画像信号は、１垂
直期間前における前記液晶パネルの透過率の予測値に応
じて、加工されていることが好ましい。

【００１６】本発明の第２の局面による液晶表示装置
は、液晶層と前記液晶層に電圧を印加する電極とを有す
る液晶パネルと、前記液晶パネルに駆動電圧を供給する
駆動回路とを備え、前記液晶パネルは、電圧−透過率特
性において、最高の階調電圧以上の電圧において透過率
の極値を示し、前記駆動回路は、１垂直期間前における
前記液晶パネルの透過率の予測値に対応する予測信号
と、現垂直期間の入力画像信号との組合せに応じて、予
め決められた、現垂直期間の入力画像信号に対応する階
調電圧がオーバーシュートされた駆動電圧を、前記液晶
パネルに供給する。

【００１７】前記１垂直期間前における予測信号は、２
垂直期間前における前記液晶パネルの透過率の予測値に
応じて加工された予測信号と、１垂直期間前の入力画像
信号との組合せに応じて、予め決められていてもよい。

【００１８】前記１垂直期間前における予測信号は、現
垂直期間における前記液晶パネルの透過率に対応してい
ることが好ましい。

【００１９】前記液晶パネルの電圧無印加状態と、前記
液晶パネルに印加し得る最大の電圧を印加した状態との
リタデーションの差は、２８０ｎｍ以上であることが好
ましい。

【００２０】前記液晶パネルは、最高の階調電圧以上、
かつ前記液晶パネルに印加し得る最大の電圧以下の範囲
で、リタデーション値２６０ｎｍ以上をとることが好ま
しい。

【００２１】前記液晶パネルは、透過型液晶パネルであ
って、前記極値は、透過率の最大値を与える構成とする
ことが好ましい。

【００２２】前記入力画像信号の１垂直期間を１フレー
ムとし、前記入力画像信号の１フレームに対して、前記
駆動電圧の少なくとも２フィールドが対応し、前記駆動
回路は、前記駆動電圧の少なくとも最初のフィールドに
おいて、現フィールドの入力画像信号に対応する階調電
圧がオーバーシュートされた駆動電圧を前記液晶パネル
に供給する構成としてもよい。

【００２３】前記液晶層は垂直配向型液晶層であること
が好ましい。

【００２４】前記液晶パネルは、位相差補償素子をさら
に備え、前記位相差補償素子は、屈折率楕円体の３つの
主屈折率ｎａ、ｎｂ、ｎｃがｎａ＝ｎｂ＞ｎｃの関係を
有し、前記液晶層のリタデーションの少なくとも一部を
相殺するように配置されている構成としてもよい。

【００２５】以下、本発明の作用を説明する。

【００２６】本発明の液晶表示装置が備える液晶パネル
は、電圧−透過率特性において、最高の階調電圧以上の
電圧において透過率の極値を示し、この液晶パネルにオ
ーバーシュートされた階調電圧が印加される。なお、一
般に液晶表示装置は、交流駆動を行っているが、電圧−
透過率特性では、対向電極の電位を基準として、液晶層
に印加される電圧の絶対値と透過率との関係を表してい
る。

【００２７】本願明細書において、液晶表示装置におい
て表示を行うために液晶層に印加される電圧を階調電圧
Ｖｇと呼び、例えば、０階調（黒）〜６３階調（白）の
全６４階調表示を行う場合、０階調の表示を行うための
階調電圧ＶｇをＶ０、６３階調の表示を行うための階調
電圧ＶｇをＶ６３で示す。実施形態で例示するＮＢモー
ドの液晶表示装置の場合、Ｖ０が最低の階調電圧であ
り、Ｖ６３が最高の階調電圧となる。これに対し、ＮＷ
モードの液晶表示装置においては、逆に、Ｖ０が最高の
階調電圧であり、Ｖ６３が最低の階調電圧となる。

【００２８】以下では、液晶表示装置で表示すべき画像
情報を与える信号を入力画像信号Ｓと呼び、それぞれの
入力画像信号Ｓに応じて絵素に印加される電圧を階調電
圧Ｖｇと呼ぶ。６４階調の入力画像信号（Ｓ０〜Ｓ６
３）は、それぞれ階調電圧（Ｖ０〜Ｖ６３）に一対一で
対応する。階調電圧Ｖｇは、それぞれの階調電圧Ｖｇが
印加された液晶層が定常状態に到達したときに、それぞ
れの入力画像信号Ｓに対応する透過率（表示状態）とな
るように設定される。このときの透過率を定常状態透過
率と称する。勿論、階調電圧Ｖ０〜Ｖ６３の値は液晶表
示装置によって異なり得る。

【００２９】液晶表示装置は、例えばインターレース駆
動され、１枚の画像に対応する１フレームを２つのフィ
ールドに分割し、各フィールドに入力画像信号Ｓに対応
する階調電圧Ｖｇが表示部に印加される。勿論、１フレ
ームが３以上のフィールドに分割されることもあり得る
し、ノンインターレース駆動されてもよい。ノンインタ
ーレース駆動においては、各フレームに入力画像信号Ｓ
に対応する階調電圧Ｖｇが表示部に印加される。インタ
ーレース駆動における１フィールドまたはノンインター
レース駆動における１フレームをここでは１垂直期間と
称する。

【００３０】オーバーシュートされた電圧とは、前垂直
期間（直前の垂直期間）と現垂直期間との入力画像信号
Ｓを比較し、現垂直期間の入力画像信号Ｓに対応する階
調電圧が前垂直期間の入力画像信号Ｓに対応する階調電
圧Ｖｇよりも高い場合には、現垂直期間の入力画像信号
に対応する階調電圧Ｖｇよりもさらに高い電圧であり、
逆に、現垂直期間の入力画像信号Ｓに対応する階調電圧
が前垂直期間の入力画像信号に対応する階調電圧Ｖｇよ
りも低い場合には、現垂直期間の入力画像信号Ｓに対応
する階調電圧Ｖｇよりもさらに低い電圧を指す。

【００３１】オーバーシュート電圧を検出するための入
力画像信号Ｓの比較は、全ての絵素のそれぞれに対する
前垂直期間の入力画像信号Ｓと現垂直期間の入力画像信
号Ｓとの間で行われる。１フレームの画像情報が複数の
フィールドに分割されるインターレース駆動の場合で
も、１フレーム前のその絵素に対する入力画像信号Ｓや
上下のラインの入力画像信号Ｓが補完信号として使用さ
れ、１垂直期間中に全ての絵素に相当する信号が与えら
れる。そして、前フィールドと現フィールドのこれらの
入力画像信号Ｓが比較される。

【００３２】オーバーシュートされた階調電圧Ｖｇと所
定の階調電圧（現垂直期間の入力画像信号Ｓに対応する
階調電圧）Ｖｇとの差をオーバーシュート量ということ
もある。また、オーバーシュートされた階調電圧Ｖｇを
オーバーシュート電圧と呼ぶこともある。オーバーシュ
ート電圧は、所定の階調電圧Ｖｇに対して所定のオーバ
ーシュート量を有する他の階調電圧Ｖｇであってもよい
し、オーバーシュート駆動のために予め準備されたオー
バーシュート駆動専用電圧であってもよい。少なくと
も、最高の階調電圧（階調電圧のなかで最も電圧値の高
い階調電圧）および最低の階調電圧（階調電圧のなかで
最も電圧値の低い階調電圧）をオーバーシュートする電
圧として、高電圧側オーバーシュート駆動専用電圧およ
び低電圧側オーバーシュート駆動専用電圧がそれぞれ用
意される。

【００３３】本発明の液晶表示装置の液晶パネルは、そ
のＶ−Ｔ特性において、最高の階調電圧以上の電圧で透
過率の極値を有する。

【００３４】最高の階調電圧で透過率の極値をとる場
合、最高の階調電圧がオーバーシュートされた電圧（高
電圧側オーバーシュート駆動専用電圧）が印加される
と、最高の階調電圧に対応する透過率（ＮＢモードの場
合は表示に利用される透過率の内の最大値であり透過率
の極値である。ＮＷモードの場合は表示に利用される透
過率の内の最小値であり透過率の極値である。）を経て
から、オーバーシュート電圧に対応する透過率（ＮＢモ
ードの場合にはより小さい透過率であり、ＮＷモードの
場合はより大きい透過率である。）に到達する。

【００３５】最高の階調電圧が透過率の極値をとる電圧
よりも低く設定されている場合、最高の階調電圧がオー
バーシュートされた電圧（高電圧側オーバーシュート駆
動専用電圧）を透過率の極値をとる電圧よりも高く設定
し、これを印加すると、最高の階調電圧に対応する透過
率（ＮＢモードの場合は表示に利用される透過率の内の
最大値であり、ＮＷモードの場合は表示に利用される透
過率の内の最小値である。）を経てから、透過率の極値
を経て、オーバーシュート電圧に対応する透過率（ＮＢ
モードの場合にはより小さい透過率であり、ＮＷモード
の場合はより大きい透過率である。）に到達する。

【００３６】最高の階調電圧が透過率の極値をとる電圧
よりも低く設定されている場合、最高の階調電圧がオー
バーシュートされた電圧（高電圧側オーバーシュート駆
動専用電圧）を透過率の極値をとる電圧以下に設定し、
これを印加すると、最高の階調電圧に対応する透過率
（ＮＢモードの場合は表示に利用される透過率の内の最
大値であり、ＮＷモードの場合は表示に利用される透過
率の内の最小値である。）を経てから、オーバーシュー
ト電圧に対応する透過率（ＮＢモードの場合にはより大
きい透過率であり、ＮＷモードの場合はより小さい透過
率である。）に到達する。

【００３７】立ち上がりに要する（定常状態までの）応
答時間は、印加電圧によって決まる。誘電率異方性（Δ
ε）、粘度、液晶層の厚さが同じで、屈折率異方性が異
なる液晶材料を用いた液晶パネルの場合、印加電圧が同
じであれば、液晶分子の応答に要する時間も同じであ
る。しかし、屈折率異方性が異なる液晶材料を用いた場
合、リタデーションが異なるので、その透過率は異な
る。特に、透過率が極値（ＮＢモードの場合は極大値で
あり、ＮＷモードの場合は極小値である。）を持つ場
合、透過率の時間変化は急峻になる（図１参照）。

【００３８】従って、本発明によると液晶表示装置の立
ち上がりの応答特性を従来のオーバーシュート駆動より
も改善することができる。なお、高電圧側で透過率の極
値を呈しない液晶パネルを用いた場合においても、最高
の階調電圧を透過率が最高（ＮＢモード）または最低
（ＮＷモード）になる電圧よりも低めに設定することに
よって、立ち上がり応答特性を改善することができる
が、最高の階調電圧を低めに設定している分だけ表示に
利用できる透過率の範囲が狭くなるという問題を生じ
る。それに対し、本発明の液晶表示装置においては、透
過率が極値（極大値（ＮＢモード）または極小値（ＮＷ
モード））を示す電圧以下に最高の階調電圧が設定され
ているので、透過率のロスを抑制または防止した状態
で、立ち上がりの応答速度を改善することができる。

【００３９】特に、最高の階調電圧を透過率が極値を示
す電圧に設定した場合には、透過率のロスはない。ま
た、応答速度の改善効果を高めるためには、高電圧側オ
ーバーシュート駆動専用電圧を透過率の極値を示す電圧
よりも高く設定することが好ましい。その理由は、透過
率の時間変化がより急峻になるからである。

【００４０】なお、Ｖ−Ｔ特性において、最高の階調電
圧以上の電圧で透過率の極値を示す液晶パネルは、例え
ば、そのリタデーションを調整することによって実現さ
れる。

【００４１】リタデーション値は、液晶パネルの電圧無
印加状態と、液晶パネルに印加し得る最大の電圧を印加
した状態との差を２８０ｎｍ以上とすることによって、
Ｖ−Ｔ特性において透過率の極値が観察される。また
は、最高の階調電圧以上、かつ液晶パネルに印加し得る
最大の電圧以下の範囲で、リタデーション値２６０ｎｍ
以上をとることによって、Ｖ−Ｔ特性において透過率の
極値が観察される。

【００４２】本願明細書において、「液晶パネルのリタ
デーション」とは、ＮＢモードの場合には、特に説明の
ない限り、表示に利用し得る最大の電圧（例えば５．７
Ｖ）を印加したときの液晶層のリタデーションと位相差
補償素子のリタデーションとの和を意味し、液晶パネル
の表示面（液晶層の層面に平行）に垂直に入射する光に
対するリタデーションを指す。勿論、位相差補償素子を
設けていない構成においては、液晶パネルのリタデーシ
ョンは、表示に利用し得る最大の電圧（例えば５．７
Ｖ）を印加した時の液晶層のリタデーションである。ま
た、ＮＷモードの場合には、特に説明のない限り、電圧
無印加時の液晶層のリタデーションと位相差補償素子の
リタデーションとの和を意味し、液晶パネルの表示面に
垂直に入射する光に対するリタデーションを指す。勿
論、位相差補償素子を設けていない構成においては、液
晶パネルのリタデーションは、電圧無印加時の液晶層の
リタデーションである。液晶層のリタデーションは、液
晶材料の最大の屈折率と最小の屈折率との差（Δｎ）に
液晶層の厚さ（ｄ）を乗じた値である。

【００４３】一般に、透過型液晶パネルのリタデーショ
ンは、階調電圧の印加によって、リタデーションが約２
６０ｎｍ変化するように設定されている。すなわち、最
低階調表示状態と最高階調表示状態における液晶パネル
のリタデーションの差が約２６０ｎｍとなるように設定
されている。リタデーションは、視感度が最も高い緑の
光（波長約５５０ｎｍ）に対するコントラスト比が高く
なるように、且つ、他の色の光に対する表示特性（視野
角依存性）を考慮して決められる。リタデーションは、
液晶表示装置の仕様に応じて、約２５０ｎｍ〜約２７０
ｎｍの範囲内に設定される。以下の説明においては、
「約２６０ｎｍ」を設定リタデーション値を代表する値
として用いる。

【００４４】本発明は、水平配向のＮＢモードよりも、
垂直配向のＮＢモードの液晶表示装置に適用することが
好ましい。その理由は、本発明は液晶パネルのリタデー
ションを大きくすることを特徴の１つとしているからで
ある。液晶パネルのリタデーションを大きくする方法と
して、セルギャップを大きくすることが挙げられるが、
この場合、液晶の応答速度が遅くなるので好ましくな
い。次に、液晶材料の最大の屈折率と最小の屈折率との
差（Δｎ）を大きくすることによって、パネル面内のセ
ルギャップムラによるリタデーションの差を大きくする
方法が挙げられる。水平配向のＮＢモードの場合、印加
電圧の増加により、液晶層のリタデーションは低くなる
が、補償フィルムにより液晶パネルとしてのリタデーシ
ョンは高くなる。したがって、黒表示時は液晶層のリタ
デーションが大きくなり、ムラ（面内の輝度ムラ）が目
立ち易いので好ましくない。これに対して、垂直配向の
ＮＢモードの場合、液晶層および液晶パネルがともに印
加電圧の増加によりリタデーションが大きくなる。した
がって、黒表示時は低リタデーションであるので、ムラ
が目立ち難い。よって、画素欠陥が目立たず、動画の画
質の良い、よりＡＶに適した液晶表示装置を得ることが
できる。

【００４５】ＮＷモードは下記の問題点を抱えているの
で、より高品質の液晶パネルを得るには、下記の問題点
を持たないＮＢモードの液晶パネルに本発明を適用する
ことが好ましい。

【００４６】まず、垂直配向型液晶層を備えたＮＷモー
ドの液晶パネルには、白表示時の画面の色付き、視野角
の低下などの問題があるので、垂直配向型液晶層をＮＷ
モードの液晶パネルに使用することは好ましくない。垂
直配向型液晶層をＮＷモードの液晶パネルに使用した場
合、充分なコントラストを得るために高い電圧が必要と
なる。あるいは、高電圧を印加せずに充分なコントラス
トを得るためには、リタデーションの大きな位相差補償
フィルムを使う必要があるので、画面のムラが目立ちや
すくなる。

【００４７】一方、図７に示すような水平配向型液晶層
を備えたＮＷモードの液晶パネルには、視野角の補償が
難しいという問題があるので、水平配向型液晶層をＮＷ
モードの液晶パネルに使用することも好ましくない。水
平配向型液晶層をＮＷモードの液晶パネルに使用した場
合、視野角を補償するために高い電圧が必要となる。あ
るいは、高電圧を印加せずに視野角を補償するために
は、位相差補償フィルムを使う必要があるので、画面の
ムラが目立ちやすくなる。

【００４８】但し、本発明を垂直配向型液晶層または水
平配向型液晶層を備えたＮＷモードの液晶パネルに適用
した場合であっても、立ち上がりの応答特性を改善する
ことができる。本発明の液晶表示装置は、これらＮＷモ
ードの液晶パネルへの適用を排除するものではない。

【００４９】

【発明の実施の形態】以下に、図面を参照しながら、本
発明による実施形態の液晶表示装置を説明する。以下で
は、垂直配向型のＮＢモードの液晶表示装置を例に本発
明の実施形態を説明するが、本発明はこれに限定されな
い。

【００５０】（リタデーション）本実施形態の液晶表示
装置が備えるＮＢモードの液晶パネルは、Ｖ−Ｔ特性に
おいて、最高の階調電圧以上の電圧において透過率の極
大値（且つ最大値）を示すように、リタデーションが調
整されている。

【００５１】具体的には、リタデーション値は、液晶パ
ネルの電圧無印加状態と、液晶パネルに印加し得る最大
の電圧を印加した状態との差が２８０ｎｍ以上に調整さ
れている。または、最高の階調電圧以上、かつ液晶パネ
ルに印加し得る最大の電圧以下の範囲で、リタデーショ
ン値２６０ｎｍ以上をとるように調整されている。

【００５２】以下では、５．７Ｖでリタデーション値を
調整した液晶表示装置を例にして、本発明で上記のよう
にリタデーション値が設定される理由を説明する。

【００５３】リタデーションとは、液晶材料の最大の屈
折率と最小の屈折率との差（Δｎ）に液晶層の厚さ
（ｄ）を乗じた値である。一般的に、リタデーションが
２６０ｎｍ付近のときに、液晶層の透過率が最も高くな
る。

【００５４】図１および図２は、５．７Ｖ印加時のリタ
デーションが２２０ｎｍ、２６０ｎｍ、３００ｎｍのと
きの電圧−透過率（Ｖ−Ｔ）曲線および電圧−リタデー
ション曲線をそれぞれ示す。印加電圧によって変化する
透過率またはリタデーションを示す曲線を表すグラフの
縦軸は、透過率またはリタデーションの最低値を零とす
る相対値（任意単位）で示す。したがって、図１のグラ
フに示される透過率またはリタデーションは、印加電圧
の変化に伴って変化する分を示している。

【００５５】電圧無印加時のリタデーションが０ｎｍ程
度で５．７Ｖ印加時のリタデーションが２６０ｎｍ付近
以下の場合、透過率は電圧無印加の状態から電圧の上昇
によって徐々に上昇する。５．７Ｖ印加時のリタデーシ
ョンが２８０ｎｍ以上の場合、透過率は電圧無印加の状
態から電圧の上昇によって徐々に上昇し、リタデーショ
ンが２６０ｎｍ付近のところで極大値を示す。

【００５６】この原理を説明する。本液晶表示装置の典
型的な例では、負の誘電率異方性を有する液晶材料と垂
直配向膜とを用いている。電圧無印加時には、液晶分子
の配向方向はガラス基板に対して略垂直である。電圧印
加によって、液晶分子はガラス基板に対して徐々に水平
に近づき、その結果リタデーションが大きくなってい
く。一般的に、リタデーションが２５０ｎｍ〜２７０ｎ
ｍ（２６０ｎｍ付近）のとき、透過率は最も高い。した
がって、５．７Ｖ印加時のリタデーションが２６０ｎｍ
付近以下の場合、電圧無印加の状態から印加電圧を徐々
に上昇させると、０Ｖから５．７Ｖの間は定常状態の透
過率は上昇を続け、印加電圧が５．７Ｖよりも高くな
り、リタデーションが２７０ｎｍ付近になると、透過率
は極値を示す。例えば、図１および図２に示すように、
５．７Ｖ印加時のリタデーションが２６０ｎｍの場合、
印加電圧が約６Ｖのとき、リタデーションが２７０ｎｍ
付近になり（図２参照）、透過率は極大値を示す（図１
参照）。しかしながら、通常の液晶パネルでは、印加し
得る最大の電圧は、回路の耐圧の限定のために、７Ｖ程
度である。したがって、５．７Ｖよりも大きい印加電圧
のときに極値を示す液晶パネルは、０Ｖから７Ｖの範囲
では透過率の極値は観察され難い。

【００５７】一方、５．７Ｖ印加時のリタデーションが
３００ｎｍ以上の場合、電圧無印加の状態から印加電圧
を徐々に上昇させると、リタデーションが２６０ｎｍ付
近に到達し、定常状態の透過率は極大値を示す。このと
き当然のことながら印加電圧は５．７Ｖよりも低い。例
えば、図１および図２に示すように、５．７Ｖ印加時の
リタデーションが３００ｎｍの場合、印加電圧が約５Ｖ
のとき、リタデーションが２６０ｎｍ付近になり（図２
参照）、透過率は極大値を示す（図１参照）。

【００５８】図１から判るように、本発明では５．７Ｖ
印加時のリタデーションを３００ｎｍ以上とすること
で、７Ｖ以下の範囲で透過率が極値（ＮＢモードの場合
は極大値であり、ＮＷモードの場合は極小値である。）
を示し、高電圧側のオーバーシュートを有効に行うこと
ができる。図１および図２では、他との差異が分かり易
くなるように、５．７Ｖ印加時のリタデーションが３０
０ｎｍの場合を例としたが、実際には５．７Ｖ印加時の
リタデーションが２８０ｎｍの場合でも、７Ｖ以下の範
囲で透過率が極値を示し、高電圧側のオーバーシュート
を有効に行うことができる。つまり、液晶パネルの最大
のリタデーション値が２８０ｎｍ以上であれば、Ｖ−Ｔ
曲線において透過率の極値が観察されるので、液晶パネ
ルに印加し得る最大の電圧を印加したときのリタデーシ
ョンが２８０ｎｍ以上であれば良い。また、最高の階調
電圧以上、かつ液晶パネルに印加し得る最大の電圧以下
の範囲で、リタデーション値２６０ｎｍ以上をとる場合
でも、Ｖ−Ｔ曲線において透過率の極値が観察されるの
で、リタデーション値を２６０ｎｍ以上、好ましくは２
７０ｎｍ以上、さらに好ましくは２８０ｎｍ以上に調整
しても良い。

【００５９】リタデーションを変えるには、液晶層の厚
さ（セルギャップ）を変えたり、Δｎの異なる液晶材料
を用いたりすれば良い。あるいは位相差板を用いて、位
相差板の正面リタデーションで液晶層のリタデーション
を打ち消すことによって、リタデーションの値を調整し
ても良い。位相差板は、屈折率楕円体の主屈折率方向が
位相差板の表面の法線方向に対して傾斜しているもので
も良い。なお、液晶層を厚くすることは、応答を遅くす
るのであまり好ましくない。

【００６０】（オーバーシュート駆動専用電圧と階調電
圧）ＮＢモードの場合、本発明による液晶表示装置の階
調電圧Ｖｇの最高値は、定常的な透過率が最も高くなる
電圧以下に設定される。また、階調電圧Ｖｇの最低値
は、定常的な透過率が最も低くなる電圧以上に設定され
る。なお、ＮＷモードの場合、階調電圧Ｖｇの最高値
は、定常的な透過率が最も低くなる電圧以下に設定さ
れ、階調電圧Ｖｇの最低値は、定常的な透過率が最も高
くなる電圧以上に設定される。

【００６１】本発明の液晶表示装置は、例えば、２８０
ｎｍ以上のリタデーション差を有しているので、図１に
示したように、ＮＢモードの表示装置のＶ−Ｔ曲線にお
ける透過率が最高となる電圧は極値を与える電圧なの
で、階調電圧Ｖｇがこの極値を与える電圧よりも高い電
圧を含む範囲に設定されると、透過率の逆転が生じ、そ
の結果、階調の反転が観察されることになる。この階調
反転を防止するために、最高の階調電圧は極値を与える
電圧以下の電圧に設定される。なお、当然ではあるが、
階調電圧Ｖｇの最高値は駆動回路（ドライバ、典型的に
はドライバＩＣ）の耐圧を越えないように設定される。

【００６２】本発明の液晶表示装置においては、階調電
圧Ｖｇ（Ｖ０〜Ｖ６３）のほかに、オーバーシュート駆
動専用電圧Ｖｏｓが予め設定される。オーバーシュート
駆動専用電圧Ｖｏｓは、階調電圧Ｖｇよりも低電圧側の
Ｖｏｓ（Ｌ）と、高電圧側のＶｏｓ（Ｈ）を含み、それ
ぞれ、複数の異なる電圧値を設定してもよい。高電圧側
のオーバーシュート駆動専用電圧Ｖｏｓ（Ｈ）（複数の
場合にはその最高値）は、駆動回路の耐圧を越えないよ
うに設定される。さらに、オーバーシュート駆動専用電
圧Ｖｏｓと階調電圧Ｖｇ（Ｖ０〜６３）をあわせて駆動
回路のビット数を越えないように設定される。

【００６３】次に、図３を参照しながら、オーバーシュ
ート駆動専用電圧Ｖｏｓと階調電圧Ｖｇの設定について
具体的に説明する。図３にＶ−Ｔ曲線とオーバーシュー
ト駆動専用電圧Ｖｏｓ、階調電圧Ｖｇの関係を示す。Ｎ
Ｂモードの場合、階調電圧Ｖｇ（Ｖ０（黒）〜Ｖ６３）
は透過率が最低値を示す電圧以上から透過率が最高値を
示す電圧以下の範囲で設定される。低電圧側のオーバー
シュート駆動専用電圧Ｖｏｓ（Ｌ）（例えば、３２階調
のＶｏｓ（Ｌ）１からＶｏｓ（Ｌ）３２）は、０Ｖ以上
でＶ０（階調電圧Ｖｇの最低値）未満の範囲で設定され
る。高電圧側のオーバーシュート駆動専用電圧Ｖｏｓ
（Ｈ）（例えば、３２階調のＶｏｓ（Ｈ）１からＶｏｓ
（Ｈ）３２）は、Ｖ６３（階調電圧Ｖｇの最高値）より
高い電圧から駆動回路の耐圧値を超えない範囲で設定さ
れる。なお、これら階調電圧Ｖｇの階調数およびオーバ
ーシュート駆動専用電圧Ｖｏｓの階調数は、駆動回路の
ビット数を超えない範囲で任意に設定できる。低電圧側
のオーバーシュート駆動専用電圧Ｖｏｓ（Ｌ）の階調数
と、高電圧側のオーバーシュート駆動専用電圧Ｖｏｓ
（Ｈ）の階調数を異ならしてもよい。

【００６４】オーバーシュート駆動を行うときに印加さ
れる電圧は、入力画像信号Ｓの変化に対応して予め決め
られており、階調電圧Ｖｇおよびオーバーシュート駆動
専用電圧Ｖｏｓのいずれかが使用される。

【００６５】例えば、現フィールドの入力画像信号Ｓに
対応する階調電圧Ｖｇが前フィールドの入力画像信号Ｓ
に対応する階調電圧Ｖｇよりも高い場合、階調電圧Ｖｇ
および高電圧側のオーバーシュート駆動専用電圧Ｖｏｓ
（Ｈ）のなかから選択される、現フィールドの入力画像
信号Ｓに対応する階調電圧Ｖｇよりさらに高電圧側の電
圧が液晶パネルに入力される。オーバーシュート駆動に
使用される電圧は、現フィールドの電圧を印加してか
ら、予め決められた所定の時間（例えば、８ｍｓｅｃ）
内で、現フィールドの入力画像信号Ｓに対応した定常状
態の透過率に到達するように、予め決められる。あるい
は、目視により違和感のないような透過率となるよう
に、予め決められる。

【００６６】オーバーシュート駆動に使用する電圧は、
前フィールドの入力画像信号Ｓ（例えば６４階調）と現
フィールドの入力画像信号Ｓ（６４階調）との組合せ
（但し、階調の変化の無い組合せに対しては不必要）に
対して決められる。液晶パネルの応答速度によっては、
オーバーシュート駆動を必要としない階調の組合せがあ
り得る。また、オーバーシュート駆動専用電圧Ｖｏｓの
階調数も適宜変化し得る。

【００６７】（オーバーシュート駆動を行う回路：その
１）図４Ａを参照しながら、本発明の実施形態の液晶表
示装置における駆動回路１０の構成を説明する。

【００６８】駆動回路１０は、外部から入力画像信号Ｓ
を受け取り、それに応じた駆動電圧を液晶パネル１５に
供給する。駆動回路１０は、画像用記憶回路１１と、組
合せ検出回路１２と、オーバーシュート電圧検出回路１
３と、極性反転回路１４とを有する。

【００６９】画像用記憶回路１１は、入力画像信号Ｓの
少なくとも１枚のフィールド画像を保持する。もちろ
ん、１フレームが複数のフィールドに分割されない場
合、画像用記憶回路１１は、少なくとも１枚のフレーム
画像を保存する。組合せ検出回路１２は、現フィールド
の入力画像信号Ｓと、画像用記憶回路１１に保持された
前フィールドの入力画像信号Ｓとを比較し、その組合せ
を示す信号をオーバーシュート電圧検出回路１３に出力
する。オーバーシュート電圧検出回路１３は、組合せ検
出回路１２で検出された組合せに対応する駆動電圧を、
階調電圧Ｖｇおよびオーバーシュート駆動専用電圧Ｖｏ
ｓのなかから検出する。極性反転回路１４は、オーバー
シュート電圧検出回路１３で検出された駆動電圧を交流
信号に変換し、液晶パネル（表示部）１５に供給する。

【００７０】それぞれの回路の入力・出力信号につい
て、立ち下がりのオーバーシュート駆動に使用する電圧
が入力画像信号Ｓに対応する階調電圧Ｖｇよりも低電圧
側の階調電圧Ｖｇに予め設定されている場合について説
明する。

【００７１】まず、画像用記憶回路１１は、現フィール
ドの入力画像信号Ｓより１フィールド前の入力画像信号
Ｓを保持する。

【００７２】次に、組合せ検出回路１２は、各絵素ごと
に現在の入力画像信号Ｓと画像用記憶回路１１に保持さ
れた１フィールド前の入力画像信号Ｓとの組合せを検出
する。例えば、ある絵素について、１フィールド前の入
力画像信号Ｓ２０と、現フィールドの入力画像信号Ｓ４
０との組合せ（Ｓ２０，Ｓ４０）を検出する。

【００７３】オーバーシュート電圧検出回路１３は、組
合せ検出回路１２によって検出された組合せ（Ｓ２０，
Ｓ４０）に対して予め決められていた階調電圧Ｖ６０
（入力画像信号Ｓ６０に対応する）を検出し、階調電圧
Ｖ６０を駆動電圧として極性反転回路１４に供給する。
この動作は、現フィールドの入力画像信号がＳ４０から
Ｓ６０に変換されたことに相当する。組合せ検出回路１
２によって検出された組合せ（Ｓ２０，Ｓ４０）に対し
て、これに対応する予め決められたオーバーシュート電
圧として、階調電圧Ｖ６０を検出する過程は、例えば、
ルックアップテーブル法を用いて行ってもよいし、予め
決められた演算を実行することによって行ってもよい。

【００７４】最後に、極性反転回路１４は、階調電圧Ｖ
６０を交流信号に変換し、液晶パネル１５に供給する。

【００７５】以下に、本発明による実施形態の液晶表示
装置で、オーバーシュート駆動専用電圧Ｖｏｓを用いて
オーバーシュート駆動を行う動作を説明する。

【００７６】例えば、オーバーシュート電圧検出回路１
３は、６４階調（６ビット）の入力画像信号Ｓに対応し
て、７ビット（６４の階調電圧Ｖｇ（Ｖ０〜Ｖ６３）
と、６４のオーバーシュート電圧Ｖｏｓ（高電圧側：Ｖ
ｏｓ（Ｈ）１〜Ｖｏｓ（Ｈ）３２、低電圧側：Ｖｏｓ
（Ｌ）１〜Ｖｏｓ（Ｌ）３２）から所定のオーバーシュ
ート駆動のための駆動電圧を検出することができる。

【００７７】具体的に、例えば、立ち上がりを例にと
り、入力画像信号がＳ４０から１フィールド後にＳ６３
に切り換わるとする。入力画像信号Ｓ４０は、画像用記
憶回路１１に保持される。組合せ検出回路１２は、（Ｓ
４０、Ｓ６３）を検出する。そして、オーバーシュート
電圧検出回路１３は、例えば１フィールド以内に入力画
像信号Ｓ６３に対応する定常的な透過率に達するように
予め決められたオーバーシュート駆動専用電圧Ｖｏｓ
（Ｈ）２０を検出し、これを駆動電圧として極性反転回
路１４に供給する。この電圧Ｖｏｓ（Ｌ）２０が、極性
反転回路１４によって交流化された後、液晶パネルに供
給される。

【００７８】上記の動作は、６ビットのデジタル入力画
像信号Ｓが、オーバーシュート電圧検出回路１３によっ
て、オーバーシュート駆動専用電圧Ｖｏｓ（６４階調）
を含む７ビットのデジタル入力画像信号Ｓに変換される
ことに相当する。

【００７９】なお、入力画像信号Ｓに変化がないときに
は、駆動電圧はオーバーシュートされない。例えば、組
合せ検出回路１２が（Ｓ４０、Ｓ４０）を検出すると、
オーバーシュート電圧検出回路１３は、Ｓ４０に対応す
る階調電圧Ｖ４０を駆動電圧として、極性反転回路１４
に出力する。

【００８０】上述のオーバーシュート駆動の対象は、入
力画像信号Ｓが切り替わった最初のフィールドに限定さ
れない。最初のフィールドのみならず、次のフィールド
やそのまた次のフィールドに対してオーバーシュート駆
動を実行してもよい。このような駆動方法は、適当な回
路を組み合わせれば実行できる。なお、１フレームを複
数のフィールドに分割して駆動する場合、最初のフィー
ルドまたは全てのフィールドに対して、オーバーシュー
ト駆動を行うことが好ましい。また、１フレーム内の複
数のフィールドに対してオーバーシュート駆動する場
合、それぞれのフィールドで用いられるオーバーシュー
ト量（言い換えると、所定の階調電圧Ｖｇからのシフト
量）は互いに異なってもよい。例えば、第１フィールド
に対するオーバーシュート駆動に用いるオーバーシュー
ト量よりも少ないオーバーシュート量で第２フィールド
に対するオーバーシュート駆動を行ってもよい。

【００８１】（オーバーシュート駆動を行う回路：その
２）最初のフィールドのみならず、次のフィールドやそ
のまた次のフィールドに対してオーバーシュート駆動を
実行するために、組み合わされるべき適当な駆動回路に
ついて説明する。

【００８２】本発明の液晶表示装置に用いられる記憶回
路は、オーバーシュート電圧をより適切に判定できる信
号を保存するものであればよい。一般に、現フィールド
の液晶パネルの透過率は、現フィールドの入力画像信号
Ｓより１フィールド前の入力画像信号Ｓが規定する透過
率と一致する。そのため、前述の画像用記憶回路１１で
は、１フィールド前の入力画像信号Ｓを記録している。

【００８３】しかし、一般に、液晶パネルの応答時間
は、環境条件や駆動条件などによって大きく変動する。
例えば、低温環境下では、たとえオーバーシュート電圧
を印加しても、所望の透過率に到達できないことがあ
る。このとき、液晶パネルの透過率と、画像用記憶回路
１１に保持された１フィールド前の入力画像信号Ｓが規
定する透過率とが異なるので、次のフィールドで印加す
るべきオーバーシュート電圧に誤差が生ずる。

【００８４】これを解消するためには、現フィールドの
入力画像信号Ｓより１フィールド前の入力画像信号Ｓを
単に記録するのではなく、現フィールドにおける液晶パ
ネルの透過率に即して適切に加工された信号を記録すれ
ばよい。例えば、オーバーシュート電圧によってそのフ
ィールド中に到達する透過率を予測して、これを１フィ
ールド前の信号として記録する方法などがある。もちろ
ん、このような方法も本発明の単なる応用にすぎないこ
とは自明である。

【００８５】図４Ｂを参照しながら、上述の適当な回路
の組合せについての一例を具体的に説明する。なお、図
４Ｂでは、説明に不要な部分は省略している。

【００８６】駆動回路１０ａは、外部からの入力画像信
号を受け取り、それに応じた駆動電圧を液晶パネル１５
に供給する。駆動回路１０ａは、組合せ検出回路１２
と、オーバーシュート電圧検出回路１３と、極性反転回
路１４と、予測値検出回路１６と、予測値記憶回路１７
とを有する。

【００８７】組合せ検出回路１２は、予測値記憶回路１
７に保持された予測信号と、現フィールドの入力画像信
号とを比較し、その組合せを示す信号を予測値検出回路
１６およびオーバーシュート電圧検出回路１３に出力す
る。予測値検出回路１６は、組合せ検出回路１２で検出
された組合せに対応する信号を検出する。予測値記憶回
路１７は、予測値検出回路１６で検出された信号を保持
する。保持される信号は、入力画像信号の少なくとも１
枚のフィールド画像に相当する。１フレームが複数のフ
ィールドに分割されない場合、予測値記憶回路１７は、
少なくとも１枚のフレーム画像に相当する信号を保存す
る。一方、オーバーシュート電圧検出回路１３は、組合
せ検出回路１２で検出された組合せに対応する駆動電圧
を、階調電圧Ｖｇおよびオーバーシュート駆動専用電圧
Ｖｏｓのなかから検出する。極性反転回路１４は、オー
バーシュート電圧検出回路１３で検出された駆動電圧を
交流信号に変換し、液晶パネル（表示部）１５に供給す
る。

【００８８】予測値検出回路１６で検出される信号につ
いて、２フィールドにわたって説明する。例えば、ある
画素についての入力画像信号がフィールド毎にＳ０，Ｓ
１２８，Ｓ１２８の順に変化するとする。

【００８９】１フィールド目では、現フィールドの入力
画像信号がＳ１２８であるときに、予測値記憶回路１７
はその画素について信号Ｓ０を保持しているとする。こ
のとき、組合せ検出回路１２では、現フィールドの入力
画像信号Ｓ１２８と、予測値記憶回路１７に保持されて
いる信号Ｓ０との組合せ（Ｓ０、Ｓ１２８）を検出す
る。予測値検出回路１６は、組合せ検出回路１２によっ
て検出された組合せ（Ｓ０、Ｓ１２８）に応じて、予め
決められた予測信号Ｓ６４を検出し、予測値記憶回路１
７がこれを保持する。一方、オーバーシュート電圧検出
回路１３は、組合せ検出回路１２によって検出された組
合せ（Ｓ０、Ｓ１２８）に応じて、予め決められた階調
電圧Ｖ１６０を検出し、階調電圧Ｖ１６０を駆動電圧と
して極性反転回路１４に供給する。

【００９０】続いて、2 フィールド目では、入力画像信
号はＳ１２８である。組合せ検出回路１２では、現フィ
ールドの入力画像信号Ｓ１２８と、予測値記憶回路１７
に保持されている予測信号Ｓ６４との組合せ（Ｓ６４、
Ｓ１２８）を検出する。予測値検出回路１６は、組合せ
検出回路１２によって検出された組合せ（Ｓ６４、Ｓ１
２８）に応じて、予め決められた予測信号Ｓ９６を検出
し、予測値記憶回路１７がこれを保持する。一方、オー
バーシュート電圧検出回路１３は、組合せ検出回路１２
によって検出された組合せ（Ｓ６４、Ｓ１２８）に応じ
て、予め決められた階調電圧Ｖ１４８を検出し、階調電
圧Ｖ１４８を駆動電圧として極性反転回路１４に供給す
る。

【００９１】予測値検出回路１６で検出される予測信号
は、オーバーシュート電圧検出回路１３で検出される階
調電圧が印加されたときの１フィールド後の透過率に相
当するものであることが好ましい。言い換えれば、１垂
直期間前における予測信号は、現垂直期間における液晶
パネルの透過率に対応していることが好ましい。

【００９２】このように、予測値検出回路１６および予
測値記憶回路１７を有する駆動回路１０ａによれば、あ
る画素についての入力画像信号がフィールド毎にＳ０、
Ｓ１２８、Ｓ１２８と変化したとき、階調電圧はＶ０、
Ｖ１６０、Ｖ１４８となり、連続したフィールドでオー
バーシュート駆動を行うことが可能である。応答速度が
遅く、オーバーシュート電圧を印加しても１フィールド
以内で目標の透過率に到達しない場合に、このように連
続してオーバーシュート駆動を行うことは有効である。

【００９３】（オーバーシュート駆動を行ったときの透
過率変化）図１を参照しながら、本発明による実施形態
の液晶表示装置をオーバーシュート駆動したときの応答
特性を説明する。

【００９４】図１は、本実施形態の液晶表示装置（５．
７Ｖ印加時のリタデーション３００ｎｍの液晶パネル）
と比較例の液晶表示装置（５．７Ｖ印加時のリタデーシ
ョン２２０ｎｍの液晶パネル）のＶ−Ｔ曲線を示してい
る。本実施形態の液晶パネルはＶ−Ｔ曲線において、最
高の階調電圧と液晶パネルに印加し得る最大の電圧との
間に透過率の極値を有する。これに対して、比較例の液
晶パネルはＶ−Ｔ曲線に極値を有しない。これら２つの
液晶パネルの液晶層には、誘電率異方性（Δε）および
粘度が同じであるが、屈折率の異なる液晶材料が用いら
れている。

【００９５】５．７Ｖ印加時のリタデーションが３００
ｎｍの液晶パネルの透過率は、電圧無印加の状態から印
加電圧を徐々に上昇させると、電圧が５Ｖよりも高くな
ったあたりで極大値を示した後、降下を始める。なお、
図１には、５．７Ｖ印加時のリタデーションが３００ｎ
ｍの場合を例示したが、実際には５．７Ｖ印加時のリタ
デーションが２８０ｎｍの場合でも、７Ｖ以下の範囲で
透過率が極値を示す。また、５．７Ｖ印加時のリタデー
ションが２６０ｎｍの液晶パネルについても、同様に電
圧が約６Ｖのとき透過率の極値を示す。つまり、最大の
リタデーションが２８０ｎｍ以上である液晶パネル、ま
たは最高の階調電圧と液晶パネルに印加し得る最大の電
圧との間でリタデーション値が２６０ｎｍ以上をとる液
晶パネルは、Ｖ−Ｔ曲線において極大値を示す。

【００９６】一方、５．７Ｖ印加時のリタデーションが
２２０ｎｍの液晶パネルの透過率は、電圧無印加の状態
から印加電圧を徐々に上昇させると上昇し、パネルに印
加し得る最大の電圧（典型的には、高電圧側オーバーシ
ュート駆動電圧（ＯＳ）のうち最も高い電圧、例えば７
Ｖ）まで印加電圧を高くしても極大値を示さない。

【００９７】図５Ａ〜図５Ｃは、本実施形態の液晶表示
装置における透過率の時間変化を模式的に示すグラフで
ある。図中の破線で示した時間間隔は、１フィールドに
相当し、黒表示（最低階調：Ｓ０に相当）の第１フィー
ルドから、白表示（最高階調：Ｓ６３に相当）の第２フ
ィールドへの変化を示している。

【００９８】図５Ａ中の曲線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３は、５．
７Ｖ印可時のリタデーションがそれぞれ２２０ｎｍ、２
６０ｎｍ、３００ｎｍの液晶パネルを示している。これ
らのリタデーションは、例えば、△εとセルギャップが
ほぼ等しく、△ｎが異なる液晶層を用いて実現される。
これらの液晶パネルに、第２フィールドにおいて、最高
の階調電圧を印可した場合を示す。最高の階調電圧は、
それぞれの液晶パネルにおいて同程度の定常状態の透過
率Ｔ（ａ）をとる電圧（透過率が最大となる電圧よりも
低い電圧）に設定した。具体的には、リタデーション２
２０ｎｍの液晶パネルでは５．１Ｖ、２６０ｎｍの液晶
パネルでは４．３Ｖ、３００ｎｍの液晶パネルでは３．
９Ｖである。立ち上がりの応答時間は印加電圧に依存す
るので、応答時間は２２０ｎｍのパネルが最も速く、３
００ｎｍのパネルが最も遅い。

【００９９】一方、図５Ｂ中の曲線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３
は、５．７Ｖ印可時のリタデーションがそれぞれ２２０
ｎｍ、２６０ｎｍ、３００ｎｍの液晶パネルに対して、
第２フィールドにおいて印可し得る最大の電圧（７Ｖ）
を印可した場合を示す。印加した電圧はそれぞれのパネ
ルにおいて同じであるので、定常状態に達するまでの時
間も同じである。ただし、その透過率曲線はリタデーシ
ョンにより異なる。具体的には、２２０ｎｍより２６０
ｎｍの方が透過率曲線は急峻である。また３００ｎｍで
は、透過率曲線は極大値を有するものとなり、透過率Ｔ
（ａ）に達するまでの透過率曲線に着目すると、３００
ｎｍが最も急峻である。これは、それぞれの液晶パネル
のリタデーションの相違によるものであり、リタデーシ
ョンが２６０ｎｍのとき透過率が最も高くなるからであ
る。

【０１００】図５Ｃに、０Ｖから７Ｖまでの定常状態の
透過率のうち、最高透過率Ｔ（ｂ）をとる電圧を第２フ
ィールドにおいて印加した場合の時間−透過率曲線を図
示する。印加した電圧は、２２０ｎｍ、２６０ｎｍ、３
００ｎｍのパネルにおいてそれぞれ７Ｖ、６．２Ｖ、
５．１Ｖである。立ち上がりの応答時間は印可電圧に依
存するので、７Ｖを印可したときが最も速い。

【０１０１】以上のことから、図５Ｂの曲線Ｌ３に示し
たように、５．７Ｖ印可時のリタデーションが３００ｎ
ｍ以上の液晶パネルを用いて、７Ｖを印加した場合、第
２フィールドにおける透過率の上昇の急峻性が高いこと
がわかる。本発明の実施形態によると、このようにして
起こる急峻な透過率の変化を利用することによって、立
ち上がりの応答特性を改善し、動画表示に好適に用いら
れる液晶表示装置が提供される。

【０１０２】本実施形態を比較例とともに図６を参照し
ながら説明する。液晶パネルは、５．７Ｖ印加時のリタ
デーション値が３００ｎｍをとるように調整し、５．１
Ｖを最高の階調電圧とする。５．１Ｖを最高の階調電圧
とする理由は、本実施形態の液晶パネルは、Ｖ−Ｔ曲線
において５．１Ｖ印加時に極大値を示すので、最大の透
過率Ｔ（ｂ）を表示に利用するためである。映像信号が
第１フィールド黒（Ｓ０）、第２フィールド白（Ｓ６
３、５．１Ｖの定常状態の透過率に相当）、第３フィー
ルド白（Ｓ６３）、第４フィールド白（Ｓ６３）に変化
した場合を例に取る。階調電圧は、映像信号の第１フィ
ールドを２分割した第１サブフィールドと第２サブフィ
ールドでＶ０、映像信号の第２フィールドを２分割した
前半の第１サブフィールドでＶｏｓ（Ｈ）３２（７Ｖに
相当）、後半の第２サブフィールドでＶ６３（５．１
Ｖ）、映像信号の第３および第４フィールドのそれぞれ
の第１サブフィールドおよび第２サブフィールドでＶ６
３とする。時間−透過率曲線は図６に示すようになる。
下記に述べる比較例の場合と入力画像信号（Ｓ）に違い
はないが、本実施形態のこのような透過率変化は、画像
の書き換えを倍速で行うことで達成できる。すなわち、
画像信号の１フィールドをさらに２分割して、前半の第
１フィールドに対してオーバーシュート駆動電圧Ｖ（７
Ｖ）を印可し、後半の第２フィールドでは所定の階調電
圧Ｖｇに対応する電圧Ｖ（５．１Ｖ）を印加することよ
って、言い換えれば、液晶パネルに駆動電圧を供給する
周波数を２倍にし、前半の第１フィールドでオーバーシ
ュート駆動をすることによって、急峻性の高い透過率の
変化を実現できる。これにより、図５Ｂに示す曲線Ｌ３
のように、一旦所定の透過率以上に上昇した後に透過率
が低下することを防止することができる。

【０１０３】次に、比較例１を説明する。パネルの設定
（リタデーション、階調電圧）は上記の実施形態と同じ
であり、上記と同様に入力画像信号Ｓが変化する。階調
電圧は、第１フィールドでＶ０、第２フィールドでＶ６
３（５．１Ｖ）、第３フィールドでＶ６３（５．１
Ｖ）、第４フィールドでＶ６３に変化させる。時間−透
過率曲線は図６に示すようになる。

【０１０４】比較例２は、比較例１の第２フィールドに
おいて７Ｖを印可した場合である。図６に示すように第
２フィ−ルドの後半において透過率の低下が見られるの
で、好ましくない。

【０１０５】さらに、５．７Ｖ印加時のリタデーション
値が２２０ｎｍの液晶パネルと比較する。最大の透過率
をとる電圧（７Ｖ）を階調電圧の最高値（Ｖ６３）に設
定すると、階調電圧の最高値（７Ｖ）より高い電圧を液
晶パネルに印加することはできないので、応答時間の高
速化はできない。

【０１０６】５．７Ｖ印加時のリタデーション値が２６
０ｎｍの液晶パネルと比較する。最大の透過率をとる電
圧（６．２Ｖ）を階調電圧の最高値（Ｖ６３）に設定す
る。オーバーシュート駆動（７Ｖ印加）が可能であり、
時間−透過率曲線が急峻になるという効果が得られる。
但し、図５Ｂに示すように、５．７Ｖ印加時のリタデー
ションが３００ｎｍの場合のほうが、効果はより顕著に
なる。

【０１０７】このように、５．７Ｖ印加時のリタデーシ
ョンが３００ｎｍ以上のパネル（最大のリタデーション
が２８０ｎｍ以上である液晶パネル、または最高の階調
電圧と液晶パネルに印加し得る最大の電圧との間でリタ
デーション値２６０ｎｍ以上をとる液晶パネル）を用い
ると、液晶パネルの最も高い透過率を表示に利用し得る
という利点がある。すなわち、Ｖ−Ｔ曲線において極大
値を示す液晶表示装置において、透過率が極大（かつ最
大）となる電圧を最高の階調電圧に設定し、さらにオー
バーシュート駆動専用電圧でオーバーシュート駆動する
ことで、透過率を犠牲にすることなく応答特性を改善す
ることができるという利点が得られる。

【０１０８】上述したように、本実施形態によると、立
ち上がりの応答特性を改善し、動画表示に好適に用いら
れる液晶表示装置が提供される。オーバーシュート駆動
を行わなくても１フィールド内で印加電圧に対応する定
常状態の透過率が得られる、比較的応答速度が速い液晶
層を有する液晶パネルの場合、応答特性がさらに向上す
ることによって、液晶パネルが所定の表示状態を維持す
る時間（透過率の時間積分値）が長くなる。したがっ
て、応答特性のみならず、表示品位（輝度やコントラス
ト比など）も改善することができる。

【０１０９】このように、本発明によると、動画表示に
適した高速応答の液晶表示装置を得ることができる。

【０１１０】（表示モード）本発明は、種々の液晶表示
装置に適用することができる。上記実施形態では、垂直
配向型のＮＢモードの液晶表示装置について述べたが、
本発明は水平配向型のＮＢモードの液晶表示装置にも適
用できる。また、本発明は、水平配向型または垂直配向
型のＮＷモードの液晶表示装置にも適用できる。

【０１１１】但し、液晶パネルの応答特性は、液晶層の
応答速度（液晶材料や配向形態など）に依存する。した
がって、応答速度の速い液晶層を用いることによって、
より高速で、動画表示特性の優れた液晶表示装置を得る
ことができる。

【０１１２】（表示モード：ＮＷモード）図７に、応答
速度が速いＮＷモードとして知られている、平行配向
（ホモジニアス配向）型液晶層を用いたＥＣＢ（電界制
御複屈折）モードの透過型液晶パネル２０を模式的に示
す。

【０１１３】液晶パネル２０は、液晶セル２０ａと、液
晶セル２０ａを挟持するように設けられた一対の偏光子
２５および２６と、偏光子２５および２６と液晶セル２
０ａとの間にそれぞれ配置された位相差補償素子２３お
よび２４を備えている。

【０１１４】液晶セル２０ａは、一対の基板２１と２２
との間に設けられた液晶層２７を有している。基板２１
および２２は、透明基板（例えばガラス基板）と、その
液晶層２７側の表面に設けられた、液晶層２７に電圧を
印加するための透明電極（不図示）および液晶層２７の
液晶分子２７ａの配向方向を規定するための配向膜（不
図示）を有している。もちろん、必要に応じてカラーフ
ィルタ層（不図示）などをさらに有してもよい。透明電
極は、例えば、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）を用いて
形成される。

【０１１５】液晶層２７は平行配向型液晶層であり、液
晶層２７中の液晶分子２７ａは、電圧無印加時には、液
晶層２７の層面（基板表面に平行）に実質的に平行（但
し、プレチルト角分だけ僅かに平行からずれる）でか
つ、液晶分子２７ａ同士も実質的に互いに平行（プレチ
ルト角の影響を受けない。）である。配向膜（不図示）
によってアンカリングされている、液晶層２７中の液晶
分子（「アンカリング層」と呼ぶ。）の屈折率楕円体
は、液晶層２７の層面（すなわち表示面）をＸＹ平面と
するＸＹＺ座標系において、Ｘ軸を中心軸として、時計
方向にプレチルト角分だけ僅かに傾斜している。

【０１１６】平行配向型液晶層は、液晶層２７の両側に
設けられる配向膜を反平行にラビング処理することによ
って得られる（図７中のラビング方向を示す矢印参
照）。なお、液晶層の両側に設けられる配向膜を平行に
ラビング処理を施すと、一方の配向膜上の液晶分子と他
方の配向膜上の液晶分子とが、プレチルト角の２倍の角
度をなすので、液晶分子２７ａどうしが平行でなくな
る。

【０１１７】一対の偏光子（例えば、偏光板や偏光フィ
ルム）２５および２６は、その吸収軸（図７中の矢印）
が互いに直交し、かつ前述のラビング方向（液晶分子の
層面内の配向方向）とそれぞれ４５度の角度をなすよう
に配置されている。

【０１１８】位相差補償素子（例えば、位相差板や位相
差フィルム）２３および２４は、図７に示したように、
その屈折率楕円体（主軸ａ、ｂおよびｃを有する）は、
液晶層２７の層面（すなわち表示面）をＸＹ平面とする
ＸＹＺ座標系において、Ｘ軸と平行に配置されたａ軸を
中心軸として、僅かに回転している。ここでは、Ｙ軸は
ラビング方向と平行（または反平行）に設定されてお
り、屈折率楕円体のｂ軸は、このＹ軸から傾斜するよう
に配置されている。すなわち、屈折率楕円体の長軸（ｂ
軸）はＹＺ平面内でＸ軸に対して反時計方向に傾斜して
いる。このように配置された位相補償素子２３および２
４を傾斜型位相差補償素子と呼ぶ。

【０１１９】この位相差補償素子２３および２４は、液
晶層２７のアンカリング層のリタデーションを補償する
機能を有する。液晶層２７に、例えば、７Ｖの電圧を印
加しても、配向膜（不図示）によってアンカリングされ
ている液晶分子は液晶層２７の層面に平行な配向を維持
するので、液晶層２７のリタデーションは零にならな
い。このリタデーションを位相差補償素子２３および２
４が補償（相殺）する。

【０１２０】典型的な例として、各主軸方向の主屈折率
ｎａ、ｎｂおよびｎｃがｎａ＝ｎｂ＞ｎｃとする。図８
に模式的に示すように、位相差補償素子２３および２４
の屈折率楕円体の傾斜角（ｂ軸がＹ軸に対して成す角）
が０度であれば、位相差補償素子２３および２４の正面
リタデーション（表示面法線方向（図中のＺ軸に平行）
から入射する光に対するリタデーション）は零である
が、傾斜角が大きくなるにつれて、リタデーションが発
生し大きくなっていく。つまり、図８に示したように、
表示面法線方向から見たとき、傾斜角０度の屈折率楕円
体は完全な円に見えるのに対し、傾斜角が大きくなるに
つれて楕円に見えることから理解できる。

【０１２１】上述のように傾斜した屈折率楕円体を有す
る位相差補償素子２３および２４を、傾斜方向（ｂ軸方
向）とラビング方向とを互いに平行または反平行に配置
すれば、アンカリング層のリタデーションを位相差補償
素子２３および２４の正面リタデーションで相殺するこ
とができる。従って、前述の例でいうと、７Ｖ印加時の
液晶層２７のリタデーションを相殺（７Ｖ印加時の液晶
パネル２０としてのリタデーションを零にする）し、透
過率を０％、すなわち黒表示を実現することができる。

【０１２２】位相差補償素子２３および２４の正面リタ
デーションは、その屈折率楕円体の主屈折率、傾斜角、
厚さによって調整することができる。位相差補償素子２
３および２４の正面リタデーションの大きさを変化させ
ることによって、相殺される液晶セル２０ａのリタデー
ションの大きさを変えられる。従って、液晶層２７のア
ンカリング層によるリタデーションだけでなく、ある電
圧を印加したときの液晶層２７のリタデーションを相殺
することによって、階調電圧Ｖｇの範囲を任意に調整す
ることができる。例えば、図９に示すように、屈折率楕
円体の主屈折率および傾斜角を一定にし、位相差補償素
子２３および２４の厚さｄ（表示面法線方向の厚さ）の
みを変化させた場合の、液晶パネル２０のＶ−Ｔ曲線を
示す。なお、透過率は、表示面法線方向における透過率
である。このように、位相差補償素子２３および２４の
光学特性の制御により、Ｖ−Ｔ曲線を制御できることが
わかる。もちろん、屈折率楕円体の傾斜角、主屈折率を
制御しても同様の効果が得られることは上記説明から明
らかである。

【０１２３】液晶パネル２０の応答時間（オーバーシュ
ート駆動を用いない従来の駆動方法による）は、従来の
ＴＮモードの液晶パネルの典型例な応答時間である３０
ｍｓの約半分である。ＴＮモードの液晶パネルの液晶層
が捻じれ配向構造を有しているのに対し、ホモジニアス
配向では捻じれ配向構造がないので、配向構造の単純性
から応答時間が短いと解釈できる。

【０１２４】さらに、この液晶パネル２０に、表示面法
線方向およびそれに近い方向の透過光（表示光）を、観
察者の視線に対して上下方向に拡散する、すなわち一次
元方向にのみレンズの効果を有する光学素子（例えば、
住友３Ｍ株式会社製のＢＥＦフィルム）を表示面に配置
することによって、あらゆる角度から見ても、ほとんど
その表示品位が変化しない、極めて広い視角を有する液
晶パネル２０を得ることができる。

【０１２５】（表示モード：ＮＢモード）図１０に、応
答速度が速く、視野角特性に優れたＮＢモードの液晶モ
ードとして知られている、平行配向（ホモジニアス配
向）型液晶層を用いたＥＣＢ（電界制御複屈折）モード
の液晶パネル１００を模式的に示す。

【０１２６】液晶パネル１００は、液晶層１０１と、液
晶１０１に電圧を印加する一対の電極１００ａおよび１
００ｂと、液晶層１０１の両側に配置された一対の位相
差板（勿論、位相差補償フィルムを用いてもよい）１０
２および１０３と、さらに、位相差板１０２および１０
３のそれぞれの外側に設けられた位相差板１０４および
１０５と位相差板１１０および１１１と、これらを挟持
し、直交ニコル状態に配置された一対の偏光板１０８お
よび１０９とを有している。なお、位相差板１０４およ
び１０５と位相差板１１０および１１１は省略してもよ
いし、１枚または任意の組合せで複数枚設けても良い。

【０１２７】図１０に示された各位相差板中の矢印は各
位相差板の屈折率楕円体（全て正の一軸性の特性を有す
る）の最大の屈折率を有する軸（すなわち遅相軸）であ
り、偏光板１０８および１０９中の矢印は偏光板の偏光
軸（偏光軸＝透過軸、偏光軸⊥吸収軸）である。

【０１２８】図１０は、電圧を印加していない状態の液
晶層１０１における一つの表示絵素領域内の液晶分子
（図１０中の楕円）の配向を示している。液晶材料とし
ては、正の誘電異方性を有するネマティック液晶材料を
用いる。液晶分子は、電圧無印加状態において、一対の
基板（不図示）の表面に概平行に配向している。液晶層
１０１を挟持するように一対の基板の液晶層１０１側に
形成された電極１００ａおよび１００ｂに電圧を印加す
ることによって、基板の表面に略垂直な方向の電界が液
晶層１０１に生成される。液晶層１０１は、図１０に示
したように、各表示絵素領域内で互いに異なる配向状態
を有する第１ドメイン１０１ａおよび第２ドメイン１０
１ｂを有している。図１０の例では、第１ドメイン１０
１ａ内の液晶分子と第２ドメイン１０１ｂ内の液晶分子
のダイレクターが互いに１８０°異なる方位角方向に配
向している。

【０１２９】電極１００ａと１００ｂとの間に電圧を印
加すると、第１ドメイン１０１ａ内の液晶分子は時計回
りに立ちあがり、第２ドメイン１０１ｂ内の液晶分子１
０１ｂは反時計回りに立ちあがるように、すなわち互い
に反対方向に立ち上がるように、液晶分子の配向が制御
されている。この様な液晶分子のダイレクターの配向
は、配向膜を用いた公知の配向制御技術を用いて実現で
きる。ダイレクターの配向方向が１８０°異なる第１ド
メインと第２ドメインを一つの表示絵素領域内に複数形
成すると、より小さい単位で表示特性を平均化できるの
で、視野角特性を更に均一にすることができる。

【０１３０】位相差板１０２および１０３は、典型的に
はともに正の一軸性の屈折率異方性を有し、その遅相軸
（図１０中の矢印）は、電圧無印加時の液晶層１０１の
遅相軸（不図示）と直交するように配置されている。従
って、電圧無印加状態（黒表示状態）における液晶分子
の屈折率異方性に起因する光漏れ（黒浮き）を抑制する
ことができる。

【０１３１】位相差板１０４および１０５は、典型的に
はともに正の一軸性の屈折率異方性を有し、その遅相軸
（図１０中の矢印）は、基板表面に対して垂直（すなわ
ち、液晶層１０１、位相差板１０２および１０３の各遅
相軸と垂直）に配置されており、視角変化に伴う透過率
変化を補償する。したがって、位相差板１０４および１
０５を設けることにより、さらに視野角特性が優れた表
示を提供することができる。両位相差板１０４および１
０５を省略しても良いし、いずれか一方のみ用いても良
い。

【０１３２】位相差板１１０および１１１は、典型的に
はともに正の一軸性の屈折率異方性を有し、その遅相軸
（図１０中の矢印）は、偏光板１０８および１０９の偏
光軸に対して直交（すなわち、液晶層１０１、位相差板
１０２および１０３の遅相軸と４５°をなす）に配置さ
れており、楕円偏光の偏光軸の回転を調節する。したが
って、位相差板１１０および１１１を設けることによ
り、さらに視野角特性が優れた表示を提供することがで
きる。両位相差板１１０および１１１を省略しても良い
し、いずれか一方のみ用いても良い。上記の位相差板１
０２，１０３，１０４，１０５，１１０および１１１
は、必ずしも一軸性の屈折率異方性を有する必要はな
く、正の二軸性屈折率異方性を有しても良い。

【０１３３】（実施形態１）実施形態１の液晶表示装置
の断面図（電圧印加時）を模式的に図１１に示す。本実
施形態の液晶表示装置３０は、垂直配向型液晶層を備え
たＮＢ表示の液晶表示装置であり、図４に示した駆動回
路１０と液晶パネル２０とを備えている。液晶表示装置
３０の液晶パネル２０は、液晶層２７が垂直配向型液晶
層である点を除けば、図７に示す液晶パネル２０と同じ
である。

【０１３４】液晶パネル２０は、ＴＦＴ基板２１とカラ
ーフィルタ基板（以下、「ＣＦ基板」と称する。）２２
とを備えている。これらはいずれも公知の方法で作製さ
れる。本発明の液晶表示装置３０はＴＦＴ型液晶表示装
置に限られないが、速い応答速度を実現するためには、
ＴＦＴ型またはＭＩＭなどのアクティブマトリクス型液
晶表示装置であることが好ましい。

【０１３５】ＴＦＴ基板２１においては、ガラス基板３
１上にＩＴＯからなる絵素電極３２とその液晶層２７側
の表面に配向膜３３が形成されている。ＣＦ基板２２に
おいては、ガラス基板３５上にＩＴＯからなる対向電極
（共通電極）３６とその液晶層２７側の表面に配向膜３
７が形成されている。なお、図示していないが、液晶分
子２７ａの配向方向を規制するための電極スリットまた
は凹凸形状が両基板２１および２２に形成されている。
電極スリットや凹凸形状を設けることによって、電圧印
加時の液晶分子２７ａの傾斜方向を電界やプレチルト角
の影響により制御することができる。このときの液晶分
子２７ａの配向の模式図を図１１に示している。

【０１３６】配向膜３３および３７は、液晶分子２７ａ
を垂直配向させる性質を有する垂直配向膜であり、例え
ば、有機高分子膜の一つであるポリイミドを用いて形成
される。配向膜３３および３７の表面は、それぞれ一方
向にラビングされている。ＴＦＴ基板２１とＣＦ基板２
２とを、そのラビング方向が互いに反平行になるように
貼り合わせたのち、誘電率異方性△εが負のネマティッ
ク液晶材料を注入し、垂直配向型の液晶層２７を得る。
５Ｖ印加時の液晶層２７のみのリタデーションは３２０
ｎｍとする。液晶層２７はシール材３８によって封止さ
れている。

【０１３７】ＴＦＴ基板２１およびＣＦ基板２２の外側
に外側に、位相差補償素子２３および２４をそれぞれ、
ラビング方向と位相差補償素子２３および２４の遅相軸
が直交するように貼り付ける。位相差補償素子２３およ
び２４、および偏光子２５および２６の配置は、図７を
参照しながら上述したとおりである。

【０１３８】本実施形態の液晶表示装置において、電圧
無印加の状態から電圧を増大させることによって、透過
率は次第に高くなっていく。すなわち、この液晶表示装
置はＮＢ表示である。

【０１３９】次に、駆動回路１０の具体的な構成を説明
する。

【０１４０】入力画像信号Ｓは、６ビット（６４階調）
で、１フィールド６０Ｈｚのプログレッシブ信号とし
た。この入力画像信号Ｓが、順次、画像用記憶回路１１
に保持される。次に、組合せ検出回路１２は、各絵素ご
とに、現在の入力画像信号Ｓと、画像用記憶回路１１に
保持された１フィールド前の入力画像信号Ｓとの組合せ
を１２０Ｈｚで検出する。ここで、１２０Ｈｚで検出す
るのは、後述する倍速書きこみを行うためである。入力
画像信号Ｓは、１フィールド６０Ｈｚなので、駆動回路
１０内の適当な場所で、倍速の１２０Ｈｚに変換する。
ここでは、組合せ検出回路１２でその変換を行う。

【０１４１】オーバーシュートされた入力画像信号Ｓを
検出するオーバーシュート電圧検出回路１３は、７ビッ
ト（低電圧側オーバーシュート駆動専用電圧：０Ｖから
２Ｖの間に３２階調、階調電圧：２．１Ｖから５Ｖの間
に６４階調、高電圧側オーバーシュート駆動専用電圧：
５．１Ｖから７Ｖの間に３２階調）の信号のなかから、
組合せ検出回路１２によって検出された組合せに対応す
る予め決められた駆動電圧を検出する。ここで検出され
た駆動電圧（信号）は、１２０Ｈｚであり、極性反転回
路１４に供給される。極性反転回路１４では、１２０Ｈ
ｚの入力画像信号Ｓが、１２０Ｈｚの交流信号に変換さ
れて液晶パネル１５に供給される。結果として、表示は
１２０Ｈｚで書き換えられ、入力画像信号Ｓが変化した
ときには、まず入力画像信号Ｓの変化に応じて予め決め
られたオーバーシュートされた信号が液晶パネル２０に
入力され、次のフィールドではオーバーシュートされな
い信号が入力される。

【０１４２】さらに、駆動回路１０ａの具体的な構成を
説明する。

【０１４３】入力画像信号Ｓは、６ビット（６４階調）
で、１フィールド６０Ｈｚのプログレッシブ信号とし
た。組合せ検出回路１２は、各絵素ごとに、現在の入力
画像信号Ｓと、予測値記憶回路１７に保持された信号と
の組合せを示す信号（以下、組合せ信号という。）を検
出する。検出された組合せ信号は、オーバーシュート電
圧検出回路１３および予測値検出回路１６に出力され
る。

【０１４４】オーバーシュート電圧検出回路１３は、７
ビット（低電圧側オーバーシュート駆動専用電圧：０Ｖ
から２Ｖの間に３２階調、階調電圧：２．１Ｖから５Ｖ
の間に６４階調、高電圧側オーバーシュート駆動専用電
圧：５．１Ｖから７Ｖの間に３２階調）の信号のなかか
ら、組合せ検出回路１２によって検出された組合せ信号
に対応する予め決められた駆動電圧を検出する。ここで
検出された駆動電圧（信号）は、６０Ｈｚであり、極性
反転回路１４で交流信号に変換された後、液晶パネル１
５に供給される。

【０１４５】一方、予測値検出回路１６では、組合せ検
出回路１２によって検出された組合せ信号に対応する予
め決められた透過率の予測値を検出する。ここで検出さ
れた予測値（信号）は、予測値記憶回路１７に保持され
た後、組合せ検出回路１２に出力され、次フィールドの
入力画像信号と比較される。

【０１４６】図１２に、本実施形態の液晶表示装置３０
の応答特性（実線）を示す。図１２には、比較例とし
て、オーバーシュート駆動を行わない場合の応答特性
（破線）を併せて示している。本実施形態では、比較例
の信号波形が倍速され、第３サブフィールド目で信号レ
ベルが急激に変化して、オーバーシュート（図中にオー
バーシュート量を示す）され、高電圧側のオーバーシュ
ート駆動専用電圧が印加された場合を示している。第３
サブフィールド目でこのように高電圧側が強調された信
号が液晶パネル２０に入力されることにより、光学応答
特性Ｉ（ｔ）は、オーバーシュート駆動を行わない（言
い換えると、同じ定常的な透過率値をとる、階調電圧内
の電圧を印加した）場合のものに対して、実線で示すよ
うに改善される。

【０１４７】（実施形態２）実施形態２の液晶表示装置
は、図１０に示した液晶パネル１００と図４に示した駆
動回路１０とを備える、水平配向型液晶層のＮＢモード
表示装置である。

【０１４８】ＴＦＴ型の液晶パネル１００を構成するＴ
ＦＴ基板１００ｂおよびＣＦ基板１００ａを公知の方法
で作製する。これらの基板１００ａ，１００ｂの表面に
配向膜を形成する。配向膜の表面を１つの絵素毎に２つ
の領域ＡおよびＢに分割した後、配向膜表面にＵＶ光
（紫外線）を照射する。領域ＡではＣＦ基板１００ａの
配向膜に対してＵＶ光を照射し、領域ＢではＴＦＴ基板
１００ｂの配向膜に対してＵＶ光を照射する。その後、
それぞれの配向膜の表面を一方向にラビングする。ＴＦ
Ｔ基板１００ｂとＣＦ基板１００ａとを、互いにそのラ
ビング方向が平行になるように貼り合わせたのち、△ε
＞０のネマティック液晶材料を注入し、液晶セルを得
る。

【０１４９】図１３を参照しながら、この液晶セルにお
ける液晶分子の配向状態を説明する。図１３（ａ）は１
つの絵素２０１内の２つの領域ＡおよびＢのラビング方
向２０２および２０３が互いに等しいことを示してい
る。上述したＵＶ照射を行わないと、図１３（ｂ）に示
したように、電圧無印加時には、液晶層のほぼ中間層の
液晶分子２０６は基板表面とほぼ平行に配向しており、
この液晶層に電圧を印加すれば中間層の液晶分子２０６
は矢印２０７あるいは２０８の方向に同一の確率で立ち
上がる。しかしながら、ここでは、領域Ａ内の配向膜２
０５と領域Ｂ内の配向膜２０４がＵＶ照射されているの
で、それぞれＵＶ照射された配向膜上でのプレチルト角
が小さくなっている。その結果、図１３（ｃ）に示した
ように、領域Ａの液晶層のほぼ中間層の液晶分子は矢印
２０７の方向に回転し、領域Ｂの液晶層のほぼ中間層の
液晶分子は矢印２０８の方向に回転する。すなわち、液
晶層の中間層付近の液晶分子のプレチルト方向が互いに
１８０°異なるように制御されている。このような、配
向状態の液晶層は、２つの領域ＡとＢとが互いに視角依
存性を補償するので、優れた視野角特性を有する。な
お、上記に配向を有する液晶層が好ましいが、液晶分子
の配向が互いに異なる領域を２つ以上有する液晶層を用
いれば視野角特性を向上することができる。

【０１５０】得られた液晶セルに、図１０に示したよう
に、位相差板および偏光板を貼り付けることによって、
液晶パネル１００が得られる。

【０１５１】各領域の配向パラメータは次の通りであ
る。

【０１５２】

【表１】

【０１５３】偏光板１０８および１０９のパラメータは
以下の通りである。なお、偏光板１０８および１０９の
透過軸の角度は、液晶分子の配向方向に対する角度であ
る。

【０１５４】

【表２】

【０１５５】位相差板１０２〜１０５，１１０および１
１１のパラメータは以下の通りである。位相差板の屈折
率楕円体の３つの主屈折率をｎａ、ｎｂおよびｎｃと
し、位相差板の厚さをｄとし、液晶パネル１００の表示
面内に平行な面内のリタデーションをｄ・（ｎａ−ｎ
ｂ）、厚さ方向のリタデーションをｄ・（ｎａ−ｎｃ）
とする。ｎａ軸の角度は液晶分子の配向方向に対する角
度である。

【０１５６】

【表３】

【０１５７】液晶パネル１００は、絵素ごとに、液晶分
子の配向方向が互いに異なる領域Ａおよび領域Ｂを有
し、さらに、位相差板によって、視野角特性が補償され
ているので、広い視野角特性を有する。

【０１５８】駆動回路１０は、実施形態１と同様であ
り、ここでの説明を省略する。

【０１５９】本実施形態の液晶表示装置において、透過
率は、電圧無印加時およびその近傍で最も低く、電圧増
大によって次第に高くなっていく。すなわち、この液晶
表示装置はＮＢ表示である。

【０１６０】なお、１フィールドが１垂直期間に相当す
るインターレース駆動方式の液晶表示装置を例に本発明
の実施形態を説明したが、本発明はこれに限られず、１
フレームが１垂直期間に相当するノンインターレース駆
動方式の液晶表示装置にも適用できる。

【０１６１】

【発明の効果】本発明によると、立ち上がりの応答速度
が改善された液晶表示装置が提供される。本発明の液晶
表示装置は、速い応答速度を有するので、動画表示にお
ける残像現象による画像のボヤケ発生を防止し、高品位
の動画表示が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】垂直配向層を備えた液晶パネルのＶ−Ｔ曲線を
示すグラフである。

【図２】リタデーションが２２０ｎｍ、２６０ｎｍ、３
００ｎｍの液晶パネルの電圧−リタデーション曲線を示
すグラフである。

【図３】本発明による実施形態の液晶表示装置が備える
液晶パネルのＶ−Ｔ曲線とオーバーシュート駆動専用電
圧Ｖｏｓ、階調電圧Ｖｇの関係を示す模式図である。

【図４Ａ】本発明による実施形態の液晶表示装置が備え
る駆動回路１０の構成を示す模式図である。

【図４Ｂ】本発明による実施形態の液晶表示装置が備え
る駆動回路１０ａの構成を示す模式図である。

【図５Ａ】本発明による実施形態の液晶表示装置の透過
率の時間変化を模式的に示すグラフである。

【図５Ｂ】本発明による実施形態の液晶表示装置の透過
率の時間変化を模式的に示すグラフである。

【図５Ｃ】本発明による実施形態の液晶表示装置の透過
率の時間変化を模式的に示すグラフである。

【図６】実施形態の液晶表示装置の応答特性を説明する
ための図であり、入力画像信号Ｓ、透過率および液晶パ
ネルに出力される電圧を比較例とともに示している。

【図７】本発明による実施形態の液晶表示装置が備え
る、平行配向型液晶層を用いたＮＷモードの透過型液晶
パネルを模式的に示す図である。

【図８】実施形態で用いられる位相差補償素子の機能を
説明するための図である。

【図９】液晶パネルのＶ−Ｔ曲線に与える、位相差補償
素子の厚さの影響を示すグラフである。

【図１０】本発明による実施形態の液晶表示装置が備え
る、配向分割型液晶層を用いたＮＢモードの透過型液晶
パネルを模式的に示す図である。

【図１１】本発明による実施形態１の液晶表示装置３０
を模式的に示す図である。

【図１２】実施形態１の液晶表示装置３０の応答特性を
説明するための図であり、入力画像信号Ｓ、透過率およ
び液晶パネルに出力される電圧を比較例とともに示して
いる。

【図１３】本発明による実施形態２の液晶表示装置の液
晶層における液晶分子の配向を説明するための図であ
る。

【図１４】従来の液晶表示装置の駆動回路の構成を示す
模式図である。

【図１５】図１４に示した駆動回路によって応答特性が
改善される様子を示す、信号波形図である。

【符号の説明】

１０駆動回路１１画像用記憶回路１２組合せ検出回路１３オーバーシュート電圧検出回路１４極性反転回路１５液晶パネル１６予測値検出回路１７予測値記憶回路２０液晶パネル２０ａ液晶セル２１、２２基板２３、２４位相差補償素子２５、２６偏光子２７液晶層２７ａ液晶分子３０液晶表示装置３１、３５ガラス基板３２絵素電極３３、３７配向膜３６対向電極（共通電極）３８シール材１００液晶パネル１００ａ、１００ｂ基板１０１ａ、１０１ｂ液晶分子１０２〜１０５位相差板１０８、１０９偏光板１１０、１１１位相差板２０２、２０３ラビング方向２０４、２０５配向膜２０６液晶分子

───────────────────────────────────────────────────── 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 ６２１Ｇ０９Ｇ 3/20 ６２１Ｆ６４１６４１Ｅ６４１Ｐ 3/36 3/36 Ｆターム(参考） 2H088 GA02 HA03 HA06 HA16 JA10 KA07 KA27 LA02 MA10 2H091 FA11X FA11Z GA11 HA06 HA09 KA02 LA16 2H093 NA43 NA53 NB01 NC13 ND32 NE06 NF09 5C006 AA01 AA16 AC21 AF44 AF45 AF46 BA19 BB16 BC16 FA14 GA02 5C080 AA10 BB05 DD08 EE19 EE29 FF11 FF12 GG08 GG09 JJ02 JJ04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】液晶層と前記液晶層に電圧を印加する電
極とを有する液晶パネルと、前記液晶パネルに駆動電圧
を供給する駆動回路とを備え、前記液晶パネルは、電圧−透過率特性において、最高の
階調電圧以上の電圧において透過率の極値を示し、前記駆動回路は、１垂直期間前の入力画像信号と現垂直
期間の入力画像信号の組合せに応じて、予め決められ
た、現垂直期間の入力画像信号に対応する階調電圧がオ
ーバーシュートされた駆動電圧を、前記液晶パネルに供
給する液晶表示装置。
【請求項２】前記１垂直期間前の入力画像信号は、１
垂直期間前における前記液晶パネルの透過率の予測値に
応じて、加工されている請求項１に記載の液晶表示装
置。
【請求項３】液晶層と前記液晶層に電圧を印加する電
極とを有する液晶パネルと、前記液晶パネルに駆動電圧
を供給する駆動回路とを備え、前記液晶パネルは、電圧−透過率特性において、最高の
階調電圧以上の電圧において透過率の極値を示し、前記駆動回路は、１垂直期間前における前記液晶パネル
の透過率の予測値に対応する予測信号と、現垂直期間の
入力画像信号との組合せに応じて、予め決められた、現
垂直期間の入力画像信号に対応する階調電圧がオーバー
シュートされた駆動電圧を、前記液晶パネルに供給する
液晶表示装置。
【請求項４】前記１垂直期間前における予測信号は、
２垂直期間前における前記液晶パネルの透過率の予測値
に応じて加工された予測信号と、１垂直期間前の入力画
像信号との組合せに応じて、予め決められている請求項
３に記載の液晶表示装置。
【請求項５】前記１垂直期間前における予測信号は、
現垂直期間における前記液晶パネルの透過率に対応する
請求項３に記載の液晶表示装置。
【請求項６】前記液晶パネルの電圧無印加状態と、前
記液晶パネルに印加し得る最大の電圧を印加した状態と
のリタデーションの差は、２８０ｎｍ以上である請求項
１から５のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項７】前記液晶パネルは、最高の階調電圧以
上、かつ前記液晶パネルに印加し得る最大の電圧以下の
範囲で、リタデーション値２６０ｎｍ以上をとる請求項
１から６のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項８】前記液晶パネルは、透過型液晶パネルで
あって、前記極値は、透過率の最大値を与える請求項１
から７のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項９】前記入力画像信号の１垂直期間を１フレ
ームとし、前記入力画像信号の１フレームに対して、前
記駆動電圧の少なくとも２フィールドが対応し、前記駆
動回路は、前記駆動電圧の少なくとも最初のフィールド
において、現フィールドの入力画像信号に対応する階調
電圧がオーバーシュートされた駆動電圧を前記液晶パネ
ルに供給する請求項１から８のいずれかに記載の液晶表
示装置。
【請求項１０】前記液晶層は垂直配向型液晶層である
請求項１から９のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項１１】前記液晶パネルは、位相差補償素子を
さらに備え、前記位相差補償素子は、屈折率楕円体の３つの主屈折率
ｎａ、ｎｂ、ｎｃがｎａ＝ｎｂ＞ｎｃの関係を有し、前
記液晶層のリタデーションの少なくとも一部を相殺する
ように配置されている請求項１から１０のいずれかに記
載の液晶表示装置。