JP2004013120A - 液晶素子、及び該液晶素子の駆動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】液晶パネルを連続駆動する場合において、カイラルスメクチック液晶の電圧−透過率特性が変動してしまうことを防止する。
【解決手段】液晶パネルを図示のように第一領域Ｄ１と第二領域Ｄ２とに分け、第一領域Ｄ１では、一の極性の第１電圧（該領域の画像表示電圧）を印加した場合に明表示を行い他の極性の第２電圧（該領域のリセット電圧）を印加した場合に暗表示を行うようにし、第二領域Ｄ２では、第２電圧（該領域の画像表示電圧）を印加した場合に明表示を行い第１電圧（該領域のリセット電圧）を印加した場合に暗表示を行うようにした。そして、各領域におけるリセット電圧は、液晶に直流成分が蓄積されないように補正をしておく。これにより、液晶パネルには直流成分が蓄積されず、その蓄積に伴う液晶特性（すなわち、カイラルスメクチック液晶の電圧−透過率特性）の変動を抑制できる。
【選択図】　　　図３

Description

【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、プロジェクションディスプレイ等に用いられる液晶素子の駆動方法、及び液晶装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ　Ｆｉｌｍ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等のアクティブ素子を用いた表示素子として広範に用いられているネマティック液晶表示素子の代表的な液晶モードとして、たとえばエム・シャット（Ｍ．Ｓｃｈａｄｔ）とダブリュー・ヘルフリッヒ（Ｗ．Ｈｅｌｆｒｉｃｈ）著Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｐｈｙｓｉｃｓ　Ｌｅｔｔｅｒｓ第１８巻、第４号（１９７１年２月１５日発行）第１２７頁から１２８頁において示されたツイステッドネマチック（Ｔｗｉｓｔｅｄ　Ｎｅｍａｔｉｃ）モードが広く用いられている。一方最近では、横方向電界を利用したインプレインスイッチング（Ｉｎ−Ｐｌａｉｎ　Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モードや垂直配向（Ｖｅｒｔｉｃａｌ　Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モードを用いた液晶ディスプレイが発表されており、従来型の液晶ディスプレイの欠点であった視野角特性の改善がなされている。このように、こうしたネマティック液晶を用いたＴＦＴ表示素子に用いるための液晶モードとしていくつかのモードが存在するのであるが、そのいずれのモードの場合にも液晶の応答速度が数十ミリ秒以上と遅く、更なる応答速度の改善が要求されている。
【０００３】
このような従来型のネマティック液晶素子の応答速度を改善するものとして、近年、カイラルスメクチック相を示す液晶を用いた液晶モードがいくつか提案されている。例えば、「ショートピッチタイプの強誘電性液晶」、「高分子安定型強誘電性液晶」、「無閾反強誘電性液晶」などが提案されており、未だ実用化には至っていないものの、いずれもサブミリ秒以下の高速応答性が実現できると報告されている。
【０００４】
一方、我々は特願平１０−１７７１４５号明細書に記載されている素子（以下「先願１」と記載）を発明し提案している。当該発明では、例えば、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相を示す相系列の材料に着目し、仮想コーンのエッジより内側の位置にて単安定化させるようにしている。そして例えば、Ｃｈ−ＳｍＣ＊相転移の際、又は等方相−ＳｍＣ＊相転移の際に一対の基板間に正負いずれかのＤＣ電圧を印加する、などによって層方向を一方向に均一化させ、これにより高速応答且つ階調制御が可能であり、動画質に優れた高輝度の液晶素子が、高い量産性とともに実現しうる。そして先願の素子は上述の各種スメクチック液晶モードと比較して自発分極値を小さくする事ができることからＴＦＴ等のアクティブ素子とのマッチングがよい素子となっている。
【０００５】
同様に、我々は特開２０００−０１００７６号公報に記載されている素子（以下「先願２」と記載）を発明し提案している。当該発明では、例えば、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相を示す相系列の材料に着目し、仮想コーンエッジの位置にて単安定化させるようにしている。そして例えば、Ｃｈ−ＳｍＣ＊相転移の際、又は等方相−ＳｍＣ＊相転移の際に一対の基板間に正負いずれかのＤＣ電圧を印加する、などによって層方向を一方向に均一化させ、これにより高速応答且つ階調制御が可能であり、動画質に優れた高輝度の液晶素子が、高い量産性とともに実現しうる。また先願２の素子はヒステリシスが小さく安定な中間調表示が実現でき、かつ上述した他の各種スメクチック液晶モードと比較して自発分極値を小さくする事ができることからＴＦＴ等のアクティブ素子とのマッチングがよい素子となっている。
【０００６】
更に、我々は特願平１１−８４６３９号明細書に記載されている素子（以下「先願３」と記載）を発明し提案している。当該発明では、先願１または２の配向制御方法として、配向規制力を適宜調整することによりストライプ状の配向状態を形成させ、それにより高コントラストが得られる素子が実現できている。
【０００７】
以上述べたように、従来ネマティック液晶を用いたＴＦＴ液晶ディスプレイが抱えていた応答速度に関する問題点を解決できるという意味において、カイラルスメクティック液晶、特に先願１〜３の液晶素子を用いた液晶表示素子の実現が期待されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述した先願１〜３の液晶素子は、高速応答や階調表示が可能であることから次世代のディスプレイとして大いに期待されるものであるが、連続駆動したような場合には液晶の特性（電圧−透過率特性）が次第に変化してしまい、表示焼き付きが発生してしまうという問題があった。
【０００９】
上述のような電圧−透過率特性の変化は、従来型ＳＳＦＬＣにおいても見られるものであって、不純物イオンの偏在や配向変化等の観点から各方面で検討されてきたものであるが、ＳＳＦＬＣ以外の強誘電性液晶モード、特にＴＦＴ駆動型強誘電性液晶モードのものに関してはほとんど検討されていないのが実情である。
【００１０】
そこで、単安定強誘電性液晶モードにおける特性変化について本発明者が鋭意検討したところ、ＴＦＴ駆動を駆動した場合に液晶素子の非対称駆動及び、液晶素子の非対称構成、液晶素子の駆動による非対称性等を原因として内部電界に偏り（直流成分）が生じることが原因であることが分かった。本発明はこのような直流成分の蓄積を抑制するためのものである。
【００１１】
そこで、本発明は、そのような電圧−透過率特性の変化を抑制する液晶素子、及びその駆動方法を提供することを目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記事情を考慮してなされたものであり、所定間隙を開けた状態に配置された一対の基板と、これら一対の基板の間隙に配置されたカイラルスメクチック液晶と、複数の画素を構成すると共に該カイラルスメクチック液晶を挟み込むように配置された一対の電極と、これらの画素毎に配置された複数のアクティブ素子と、を備え、前記一対の電極を介して前記カイラルスメクチック液晶に電圧を印加することにより駆動してなる液晶素子において、
前記カイラルスメクチック液晶は、電圧が印加されていない状態では前記液晶の平均分子軸が単安定化されている配向状態を示し、
第一の極性の電圧が印加された状態では液晶分子の平均分子軸が電圧の大きさに応じた角度で前記単安定化された位置から一方の側にチルトする第一領域と、第二の極性の電圧が印加された状態では液晶分子の平均分子軸が電圧の大きさに応じた角度で前記単安定化された位置から他方の側にチルトする第二領域と、が互いに隣接するように配置され、かつ、
前記第一領域及び前記第二領域は、表示階調に応じた電圧と、前記液晶に直流成分が蓄積されないような補正電圧分を加味した電圧と、が順次印加されて駆動される、ことを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図１乃至図８を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
【００１４】
本実施の形態にて駆動される液晶素子Ｐは、図１に示すように、所定間隙を開けた状態に配置された一対の基板１ａ，１ｂと、これら一対の基板１ａ，１ｂの間隙に配置されたカイラルスメクチック液晶２と、複数の画素を構成すると共に該カイラルスメクチック液晶２を挟み込むように配置された一対の電極３ａ，３ｂと、これらの一対の電極のいずれか一方３ｂに接続された状態で画素毎に配置された複数のアクティブ素子４と、を備えており、該アクティブ素子４をオンすることに基づき前記一対の電極３ａ，３ｂを介して前記カイラルスメクチック液晶２に電圧を印加することにより駆動されるように構成されている。なお、少なくとも一方の基板３ａ又は３ｂには偏光板を配置しておくと良い。
【００１５】
ここで、カイラルスメクチック液晶２としては、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相の相転移系列を示す液晶を用いると良い。
【００１６】
ところで、本実施例に係る液晶素子Ｐは、印加される電圧に応じて異なる挙動を示す２種類の領域Ｄ１，Ｄ２を有している（図２〜図５参照）。
【００１７】
第一領域Ｄ１は、
・　電圧が印加されていない状態では前記液晶の平均分子軸（液晶分子）が単安定化されている配向状態を示し、
・　第一の極性（例えば正極性）の電圧が印加された状態では液晶分子の平均分子軸が電圧の大きさに応じた角度で前記単安定化された位置から一方の側にチルトし、
・　第二の極性（前記第一の極性に対する逆極性をいう。例えば負極性）の電圧が印加された状態では液晶分子の平均分子軸はほとんどチルトしない、
という特性を示し、第二領域Ｄ２は、
・　電圧が印加されていない状態では前記液晶の平均分子軸（液晶分子）が単安定化されている配向状態を示し、
・　前記第二の極性の電圧が印加された状態では液晶分子の平均分子軸が電圧の大きさに応じた角度で前記単安定化された位置から他方の側にチルトし、
・　前記第一の極性の電圧が印加された状態では液晶分子の平均分子軸はほとんどチルトしない、
する特性を有する。
【００１８】
つまり、本実施の形態に用いる液晶２は、一方の領域Ｄ１又はＤ２では図６の特性を示し、他方の領域Ｄ２又はＤ１では図７の特性を示すようになっている。この液晶は、カイラルスメクチック液晶本来のメモリ性（双安定性）が消失されたものであって、チルト角の大きさを印加電圧によって連続的に制御することができ、それに伴って液晶素子の光量も連続的に変化させることができ、階調表示を可能とするものである。
【００１９】
そして、これらの第一及び第二領域Ｄ１，Ｄ２は互いに隣接するように配置されている。例えば、
・　図２及び図５に示すように、１つの画素を第一領域Ｄ１とし、該第一領域Ｄ１に隣接されるように配置された画素を第二領域Ｄ２としたり、
・　図３に示すように、互いに隣接される複数の画素を第一領域Ｄ１とし、該第一領域Ｄ１に隣接される複数の画素を第二領域Ｄ２としたり、
・　図４に示すように、例えば１本のゲート線Ｇｉに沿うなどして一列に配置された画素を第一領域Ｄ１とし、該第一領域Ｄ１に隣接されるように一列に配置された画素を第二領域Ｄ２としたり、
されている。
【００２０】
このような領域Ｄ１，Ｄ２を形成する方法としては、
▲１▼　Ｃｈ−ＳｍＣ＊相転移の際（又はＩ相−ＳｍＣ＊相転移の際）に印加する直流電圧の印加条件（例えば、極性）を領域Ｄ１，Ｄ２に応じて異ならせる方法や、
▲２▼　配向制御膜の材質を領域Ｄ１，Ｄ２に応じて異ならせる方法や、
▲３▼　配向制御膜の処理法（ラビング強度、ＵＶ照射等の条件）を領域Ｄ１，Ｄ２に応じて異ならせる方法、
を挙げることができる。
【００２１】
ところで、上述のような液晶素子Ｐには、図８に符号５で示すように駆動電圧供給手段を接続し、電極３ａ，３ｂに電圧Ｒ_４１，Ｒ_４２，Ｇ_４１，Ｇ_４２，Ｂ_４１，Ｂ_４２を供給するようにすると良い。なお、この駆動電圧供給手段５は、第一領域Ｄ１に関しては、
・　表示階調と補正電圧分との関係のデータをメモリしていると共に、
・　表示階調「入力（ｗｒｉｔｅ）」に応じた大きさの第１電圧から前記補正電圧分（階調が「出力（ｒｅｓｅｔ）」になるような電圧分）を算出し、
・　表示階調に応じた大きさの第１電圧Ｒ_４１，Ｇ_４１，Ｂ_４１と、前記液晶素子Ｐに直流成分が蓄積されないように前記第１電圧の絶対値に補正電圧分（つまり、表示階調レベルに応じたオフセット量）を加えた絶対値を有する第２電圧Ｒ_４２，Ｇ_４２，Ｂ_４２と、を前記液晶素子Ｐの各電極３ａ，３ｂを介して前記カイラルスメクチック液晶２に順次印加し、
他方の第二領域Ｄ２に関しては、
・　表示階調と補正電圧分との関係のデータをメモリしていると共に、
・　表示階調「入力（ｗｒｉｔｅ）」に応じた大きさの第２電圧から前記補正電圧分（階調が「出力（ｒｅｓｅｔ）」になるような電圧分）を算出し、
・　表示階調に応じた大きさの第２電圧Ｒ_４１，Ｇ_４１，Ｂ_４１と、前記液晶素子Ｐに直流成分が蓄積されないように前記第２電圧の絶対値に補正電圧分（つまり、表示階調レベルに応じたオフセット量）を加えた絶対値を有する第１電圧Ｒ_４２，Ｇ_４２，Ｂ_４２と、を前記液晶素子Ｐの各電極３ａ，３ｂを介して前記カイラルスメクチック液晶２に順次印加する、
ようにしておくと良い。
【００２２】
次に、本実施の形態に係る液晶素子の駆動方法について説明する。
【００２３】
上述のようなアクティブマトリクス型液晶素子では、一般的に、１つのフィールド期間では第一の極性の電圧を素子全体に印加し、次のフィールド期間では第二の極性の電圧を素子全面に印加するというフレーム反転駆動が行われる。しかし、本発明に係る液晶素子においてそのようなフレーム反転駆動を行った場合、
・　第一の極性の電圧を印加しているフィールド期間では、第一領域Ｄ１は大きくチルトして明表示を行うが第二領域Ｄ２はほとんどチルトせずに暗表示を行い、
・　第二の極性の電圧を印加しているフィールド期間では、第二領域Ｄ２は大きくチルトして明表示を行うが第一領域Ｄ１はほとんどチルトせずに暗表示を行う。
【００２４】
つまり、いずれのフィールド期間においても第一領域Ｄ１又は第二領域Ｄ２のいずれかが明表示を行っており、ＣＲＴと同様なインパルス表示することにはならず（いわゆるホールド表示になってしまい）、良好な動画質を得ることができない。
【００２５】
そこで、本発明では、前記第一領域Ｄ１に第一の極性の電圧（第１電圧）を印加するときには前記第二領域Ｄ２に第二の極性の電圧（第２電圧）を印加し、前記第一領域Ｄ１に第二の極性の電圧（第２電圧）を印加するときには前記第二領域Ｄ２に第一の極性の電圧（第１電圧）を印加するようにして駆動する。第一領域Ｄ１に第一の極性の電圧が印加され第二領域Ｄ２に第二の極性の電圧が印加されている場合には素子全体で明表示が行われ、第一領域Ｄ１に第二の極性の電圧が印加され第二領域Ｄ２に第一の極性の電圧が印加されている場合には素子全体で暗表示が行われるため、インパルス表示を達成でき、動画質を良好にすることができる。
【００２６】
具体的には、次のような方法で駆動すれば良い。すなわち、
・　図２や図５に示すように、１つの画素を第一領域Ｄ１とし、該第一領域Ｄ１に隣接されるように配置された画素を第二領域Ｄ２としている場合には、１画素毎に正負の極性を変化させて電圧を印加し（いわゆるドット反転駆動）、
・　図３に示すように、互いに隣接される複数の画素を第一領域Ｄ１とし、該第一領域Ｄ１に隣接される複数の画素を第二領域Ｄ２としている場合には、領域毎に正負の極性を変化させて電圧を印加し、
・　図４に示すように、例えば１本のゲート線Ｇｉに沿うなどして一列に配置された画素を第一領域Ｄ１とし、該第一領域Ｄ１に隣接されるように一列に配置された画素を第二領域Ｄ２としている場合には、１ゲート線毎に正負の極性を変化させて電圧を印加（いわゆるライン反転駆動）、
すれば良い。
【００２７】
なお、本実施の形態においては、第一領域Ｄ１に印加する第一の極性の電圧と第二の極性の電圧とは等しくせず（つまり、非対称駆動とし）、第二領域Ｄ２に印加する第一の極性の電圧と第二の極性の電圧とは等しくしない（同様に、非対称駆動をする）。以下、その点について詳述する。
【００２８】
第一領域Ｄ１においては、前記駆動電圧供給手段５によって前記第１電圧（すなわち、表示階調に応じた大きさの電圧であって、液晶２を大きくチルトさせて画像表示を行うための電圧）と、前記第２電圧（すなわち、その第２電圧の絶対値は、前記第１電圧の絶対値に前記補正電圧分を加算したものであって、前記液晶素子Ｐに直流成分が蓄積されないようにするために印加される電圧）と、を前記一対の電極３ａ，３ｂを介して前記カイラルスメクチック液晶２に順次印加する。これにより、第１電圧が印加されている期間は液晶２が大きくチルトされ（すなわち、表示され）、第２電圧が印加されている期間は液晶２が小さくチルトされる（すなわち、ほとんど表示されない）こととなる。
【００２９】
他方の第二領域Ｄ２においては、前記駆動電圧供給手段５によって前記第２電圧（すなわち、表示階調に応じた大きさの電圧であって、液晶２を大きくチルトさせて画像表示を行うための電圧）と、前記第１電圧（すなわち、その第１電圧の絶対値は、前記第２電圧の絶対値に前記補正電圧分を加算したものであって、前記液晶素子Ｐに直流成分が蓄積されないようにするために印加される電圧）と、を前記一対の電極３ａ，３ｂを介して前記カイラルスメクチック液晶２に順次印加する。これにより、第２電圧が印加されている期間は液晶２が大きくチルトされ（すなわち、表示され）、第１電圧が印加されている期間は液晶２が小さくチルトされる（すなわち、ほとんど表示されない）こととなる。
【００３０】
ここで、前記補正電圧分について補足する。
【００３１】
上述したように、第一領域Ｄ１に関しては、第１電圧は表示階調に応じた大きさにする必要があるが、相前後して印加される第１電圧と第２電圧の絶対値を等しくした場合には液晶素子に直流成分が蓄積されることとなる。本実施の形態では、そのような直流成分が蓄積されないように、前記第１電圧（絶対値）に補正電圧分を加えて第２電圧（絶対値）を生成している。つまり、非対称駆動電圧値は実効的に、液晶層ならびに配向膜を含む液晶素子内部に印加される電圧値が、実使用時において、書き込みフィールド期間（前記第１電圧を印加する期間）と、リセットフィールド期間（前記第２電圧を印加する期間）とで等しくなるべくオフセット（リセットフィールド期間を調整・書き込みフィールド期間を調整・対向電位を振って概ね）をかけるようにしている。
【００３２】
また、第二領域Ｄ２に関しては、第２電圧は表示階調に応じた大きさにする必要があるが、相前後して印加される第２電圧と第１電圧の絶対値を等しくした場合には液晶素子に直流成分が蓄積されることとなる。本実施の形態では、そのような直流成分が蓄積されないように、前記第２電圧（絶対値）に補正電圧分を加えて第１電圧（絶対値）を生成している。つまり、非対称駆動電圧値は実効的に、液晶層ならびに配向膜を含む液晶素子内部に印加される電圧値が、実使用時において、書き込みフィールド期間（前記第２電圧を印加する期間）と、リセットフィールド期間（前記第１電圧を印加する期間）とで等しくなるべくオフセット（リセットフィールド期間を調整・書き込みフィールド期間を調整・対向電位を振って概ね）をかけるようにしている。
【００３３】
次に、本実施の形態の効果について説明する。
【００３４】
本実施の形態によれば、いずれの領域Ｄ１，Ｄ２においても、直流成分が蓄積されないような補正電圧分が印加されるため、連続駆動した場合においても液晶の特性（電圧−透過率特性）の変動を低減し、表示焼き付きの発生を抑制することができる。
【００３５】
また、本実施の形態では、上述のような第一領域Ｄ１及び第二領域Ｄ２を、互いに隣接するように配置している。したがって、仮に、液晶に直流成分が蓄積された場合であっても、その表示焼き付きを目立たないようにすることができる。つまり、パネルの大判化や、ＴＦＴアレイの性能、対向基板に対する電荷の供給能力によって、パネル面内において、実効的にかかる駆動電圧がばらついた事で発生した焼き付き現象も、隣接または、近接する表示画素において逆方向に焼き付きが発生する事となり、その結果として、人間の網膜上において、焼付き現象がキャンセルされ、特に人間の視認において特に焼き付き問題を解決した信頼性の高い表示をすることが可能となる。
【００３６】
【実施例】
以下、実施例に沿って本発明を更に詳細に説明する。
【００３７】
（実施例１）
本実施例においては、液晶パネル（液晶素子）Ｐとして図１及び図９に示すアクティブマトリクス型パネルを用い、その液晶２には図６に示す電圧−透過率特性の片側Ｖ字液晶を用いた。なお、図１中の符号４は、各画素に配置されるアクティブ素子としてのＴＦＴ（薄膜トランジスタ）を示し、符号２５は絶縁膜を示し、符号２６ａ，２６ｂは配向制御膜を示し、符号２７は保持容量電極を示す。また、図９の符号Ｓ_１，Ｓ_２，Ｓ_３，…は、ＴＦＴ４のソース電極に接続される情報信号線を示し、符号Ｇ_１，Ｇ_２，Ｇ_３，…は、ＴＦＴ４のゲート電極に接続される走査信号線を示し、符号２０は、各走査信号線Ｇ_１，Ｇ_２，Ｇ_３，…を走査する走査信号線駆動回路を示し、符号２１は、各情報信号線Ｓ_１，Ｓ_２，Ｓ_３，…にソース電圧を供給する情報信号線駆動回路を示す。そして、この液晶パネルＰには図８に示すようにＡ／Ｄ変換器３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂやγ補正回路３２Ｒ，３２Ｇ，３２Ｂやオフセットデータ生成回路（駆動電圧供給手段）５等を接続して液晶装置を構成した。
【００３８】
この液晶パネルＰでは、走査信号線駆動回路２０が各走査信号線Ｇ_１，Ｇ_２，Ｇ_３，…を順次走査すると、ＴＦＴ４はゲート電極にゲート電圧が印加されてオンされることとなる。このような走査タイミングに同期するように、情報信号線駆動回路２１から各情報信号線Ｓ_１，Ｓ_２，Ｓ_３，…を介してＴＦＴ４のソース電極には、表示データに対応した情報信号電圧（ソース電圧）が印加されることとなる。
【００３９】
上述した液晶パネルＰを駆動するに際しては、各フレーム期間において、
・　第一領域Ｄ１の部分の画素には、その表示階調に応じた値の正極性の表示信号（第１電圧）Ｒ_４１，Ｇ_４１，Ｂ_４１と、補正電圧分を加味した負極性のリセット信号（第２電圧）Ｒ_４２，Ｇ_４２，Ｂ_４２とを順次印加し、
・　第二領域Ｄ２の部分の画素には、その表示階調に応じた値の負極性の表示信号（第２電圧）Ｒ_４１，Ｇ_４１，Ｂ_４１と、補正電圧分を加味した正極性のリセット信号（第１電圧）Ｒ_４２，Ｇ_４２，Ｂ_４２とを順次印加した。以下、液晶パネルの駆動方法について図８等を参照して説明する。
【００４０】
いま、入力端子３０Ｒに入力された赤色画像信号（以下“Ｒ信号”とする）Ｒ_１は、Ａ／Ｄ変換器３１Ｒにてデジタル信号Ｒ_２に変換され、γ補正回路３２Ｒにて補正された後で、オフセットデータ生成回路５に送られる。このオフセットデータ生成回路５は、データを記憶したオフセットデータテーブルを有すると共に、メモリ３３に接続されていて、γ補正回路３２ＲからのＲ信号Ｒ_３を、
・　メモリ３３に蓄積される表示信号Ｒ_４１と、
・　補正されたリセット信号Ｒ_４２と、
に分けるようになっている。例えば、オフセットデータ生成回路５に入力されるＲ信号Ｒ_３の階調レベルが２５５であった場合、
・　表示信号Ｒ_４１にはその階調レベル（つまり、２５５の階調レベル）の信号が用いられ、
・　リセット信号Ｒ_４２には図１０のデータに基いて補正された信号（すなわち、入力（ｗｒｉｔｅ）が２５５階調であるため、出力（ｒｅｓｅｔ）は図１２に示すように２１５階調となる）が用いられる。
【００４１】
なお、入力端子３０Ｇには緑色画像信号（以下“Ｇ信号”とする）が入力され、入力端子３０Ｂには青色画像信号（以下“Ｂ信号”とする）が入力されるが、これらのＧ信号及びＢ信号もＡ／Ｄ変換器３１Ｇ，３１Ｂやγ補正回路３２Ｇ，３２Ｂやオフセットデータ生成回路５によって上記Ｒ信号と同様の処理が施され、表示信号Ｇ_４１，Ｂ_４１及びリセット信号Ｇ_４２，Ｂ_４２が生成される。なお、このような信号生成は、第一領域Ｄ１及び第二領域Ｄ２についてそれぞれ行われる。
【００４２】
そして、ＲＧＢ３色の表示信号Ｒ_４１，Ｇ_４１，Ｂ_４１及びリセット信号Ｒ_４２，Ｇ_４２，Ｂ_４２は液晶パネルＰに入力され、そのドライバＩＣにてアナログ信号に変換される。
【００４３】
ところで、入力端子３０Ｆに入力された同期信号Ｆ−Ｓｙｎｃは、オフセットデータ生成回路５にて同期分離された上で、液晶パネルＰと光源ユニット３４とにそれぞれ送られるが、上述のようにアナログ信号に変換された表示信号及びリセット信号は同期信号Ｆ−Ｓｙｎｃのタイミングに基づいて順次各画素に送られることとなる。また、光源ユニット３４は、同期信号Ｆ−Ｓｙｎｃに基き点灯され、これにより、液晶パネルの画像がフルカラー画像として認識されることとなる。
【００４４】
図１０は、片側Ｖ字液晶を使用し、Ｄ１領域にて非対称駆動を行った際に、液晶パネルの電圧―透過率特性が安定した系の、情報信号の入力レベルでの直流成分印加量を示す図である。つまり、図１０は、表示信号を印加して表示しようとする階調（横軸）と、リセット信号に補正すべき直流成分（縦軸）との関係を示したものであり、このようなデータはオフセットデータ生成回路５にメモリされている。
【００４５】
なお、本発明者は、１５インチの液晶パネルＰに所定のパターン画像を５時間連続表示させて焼付き耐久試験を行った。従来のフレーム反転駆動方式の場合にはパネル周辺部分で表示焼き付き現象が観測されたにもかかわらず、上述の駆動方式では、表示焼き付き現象は全く観測されなかった。つまり、▲１▼外部入力としての非対称駆動によって、パネルのほぼ全域にわたり内部的にはＤＣ成分がまったく発生せず、ＤＣ成分が発生した事による電圧−透過率特性のシフトが無く安定状態が保たれ、▲２▼パネル周辺部のフレーム反転駆動方式において焼付きが発生した領域においては、一様な方向に対しＤＣ成分が発生しているため、各Ｄ１領域及びＤ２領域において図６及び図７に示す様な特性を示す事から、図１４に示されるように、観察時において、空間的に互いに補間し合う関係に焼付き現象がそれぞれ発生することになり、人間が表示パネルを観察した際には焼付き現象を感じることはない。すなわち、結果として、焼き付き現象に対する信頼性が大きく向上したものと考えられる。
【００４６】
（実施例２）
実施例１では、内部的に蓄積される直流成分が第一領域Ｄ１と第二領域Ｄ２で等しいとして、その直流成分除去のための駆動を行ったが、本実施例では、該直流成分が第一領域Ｄ１と第二領域Ｄ２で異なるとして、異なるデータ（図１１、図１３参照）を用い、その直流成分除去のための駆動を行っている。なお、図１１に示すものと図１３に示すものである。図１１は、第一領域Ｄ１及び第二領域Ｄ２のそれぞれにつき、表示信号を印加して表示しようとする階調（横軸）と、リセット信号に補正すべき直流成分（縦軸）との関係を示したものであり、図１３は、
・　表示しようとする階調と実際に出力する階調（ｗｒｉｔｅ）、
・　表示しようとする階調と、リセット時に第一領域Ｄ１に出力する値、
・　表示しようとする階調と、リセット時に第二領域Ｄ２に出力する値、
を示したものである。
【００４７】
本実施例では、実施例１と同じ片側Ｖ字液晶を用いて図１及び図９に示すアクティブマトリクス型液晶パネルＰを作製し、図８に示す液晶装置を作製した。使用するデータ以外の構成は、実施例１と同じにした。
【００４８】
上述した液晶パネルＰを駆動するに際しては、各フレーム期間において、
・　第一領域Ｄ１の部分の画素には、その表示階調に応じた値の正極性の表示信号（第１電圧）Ｒ_４１，Ｇ_４１，Ｂ_４１と、補正電圧分を加味した負極性のリセット信号（第２電圧）Ｒ_４２，Ｇ_４２，Ｂ_４２とを順次印加し、
・　第二領域Ｄ２の部分の画素には、その表示階調に応じた値の負極性の表示信号（第２電圧）Ｒ_４１，Ｇ_４１，Ｂ_４１と、補正電圧分を加味した正極性のリセット信号（第１電圧）Ｒ_４２，Ｇ_４２，Ｂ_４２とを順次印加した。なお、上述のように補正電圧分は、第一領域Ｄ１と第二領域Ｄ２とで異なる。以下、液晶パネルの駆動方法について図８等を参照して説明する。
【００４９】
いま、入力端子３０Ｒに入力された赤色画像信号（以下“Ｒ信号”とする）Ｒ_１は、Ａ／Ｄ変換器３１Ｒにてデジタル信号Ｒ_２に変換され、γ補正回路３２Ｒにて補正された後で、オフセットデータ生成回路５に送られる。このオフセットデータ生成回路５は、データを記憶したオフセットデータテーブルを有すると共に、メモリ３３に接続されていて、γ補正回路３２ＲからのＲ信号Ｒ_３を、
・　メモリ３３に蓄積される表示信号Ｒ_４１と、
・　補正されたリセット信号Ｒ_４２と、
に分けるようになっている。例えば、オフセットデータ生成回路５に入力されるＲ信号Ｒ_３の階調レベルが２５５であった場合、第一領域Ｄ１においては、
・　表示信号Ｒ_４１にはその階調レベル（つまり、２５５の階調レベル）の信号が用いられ、
・　リセット信号Ｒ_４２には図１１の“■”のデータに基いて補正された信号（すなわち、入力（ｗｒｉｔｅ）が２５５階調であるため、出力（ｒｅｓｅｔ）は図１３の“△”に示すように２１５階調となる）が用いられる。他方の第二領域Ｄ２においては、
・　表示信号Ｒ_４１にはその階調レベル（つまり、２５５の階調レベル）の信号が用いられ、
・　リセット信号Ｒ_４２には図１１の“△”のデータに基いて補正された信号（すなわち、入力（ｗｒｉｔｅ）が２５５階調であるため、出力（ｒｅｓｅｔ）は図１３の“×”に示すように２１５階調となる）が用いられる。
【００５０】
この場合、リセット信号は第一領域Ｄ１及び第二領域Ｄ２で等しいが、オフセットデータ生成回路５に入力されるＲ信号Ｒ_３の階調レベルが他の数値であった場合には違いが生ずる。すなわち、Ｒ信号Ｒ_３の階調レベルが１３０であった場合、第一領域Ｄ１においては、
・　表示信号Ｒ_４１にはその階調レベル（つまり、１３０の階調レベル）の信号が用いられ、
・　リセット信号Ｒ_４２には図１１の“■”のデータに基いて補正された信号（すなわち、入力（ｗｒｉｔｅ）が１３０階調であるため、出力（ｒｅｓｅｔ）は図１３の“△”に示すように９７階調となる）が用いられる。他方の第二領域Ｄ２においては、
・　表示信号Ｒ_４１にはその階調レベル（つまり、１３０の階調レベル）の信号が用いられ、
・　リセット信号Ｒ_４２には図１１の“△”のデータに基いて補正された信号（すなわち、入力（ｗｒｉｔｅ）が２５５階調であるため、出力（ｒｅｓｅｔ）は図１３の“×”に示すように１０５階調となる）が用いられる。
【００５１】
なお、入力端子３０Ｇには緑色画像信号（以下“Ｇ信号”とする）が入力され、入力端子３０Ｂには青色画像信号（以下“Ｂ信号”とする）が入力されるが、これらのＧ信号及びＢ信号もＡ／Ｄ変換器３１Ｇ，３１Ｂやγ補正回路３２Ｇ，３２Ｂやオフセットデータ生成回路５によって上記Ｒ信号と同様の処理が施され、表示信号Ｇ_４１，Ｂ_４１及びリセット信号Ｇ_４２，Ｂ_４２が生成される。
【００５２】
そして、ＲＧＢ３色の表示信号Ｒ_４１，Ｇ_４１，Ｂ_４１及びリセット信号Ｒ_４２，Ｇ_４２，Ｂ_４２は液晶パネルＰに入力され、そのドライバＩＣにてアナログ信号に変換される。
【００５３】
ところで、入力端子３０Ｆに入力された同期信号Ｆ−Ｓｙｎｃは、オフセットデータ生成回路５にて同期分離された上で、液晶パネルＰと光源ユニット３４とにそれぞれ送られるが、上述のようにアナログ信号に変換された表示信号及びリセット信号は同期信号Ｆ−Ｓｙｎｃのタイミングに基づいて順次各画素に送られることとなる。また、光源ユニット３４は、同期信号Ｆ−Ｓｙｎｃに基き点灯され、これにより、液晶パネルの画像がフルカラー画像として認識されることとなる。
【００５４】
また、図２に示す構成にした場合は、一ピクセルに対応すべく、３Ｈ毎に極性反転をする必要があり、図４に示す構成にした場合には、ゲート線Ｇｉ毎にライン反転駆動を行う必要がある。
【００５５】
なお、本発明者は、情報信号の入力段でのＤＣ成分印加を最大±５Ｖとして、液晶パネルＰに所定のパターン画像を５時間連続表示させて焼付き耐久試験を行ない、その後、一様各中間調を表示し、焼き付き状態の確認を行った。その結果、パネルの表示領域全面に渡って、焼付き現象は観測されなかった。つまり、一サブピクセル毎や、一ピクセル毎に極性反転（いわゆるドット反転）させた場合と同様に、実際には、パネル周辺部において発生している焼付き現象が、人間の目の分解能を越えた空間周波数で繰り返されている為、網膜上においてキャンセルされる事となりパネルを観察した際には焼付き現象を感じることはなく、焼き付き現象に対し信頼性の高い表示を実現できた。
【００５６】
本実施例１・２においては、非対称駆動データ処理の大半をパネルの外部で行い、さらに画像データの段階である２５６デジタル信号の状態で行ったが、例えば情報信号用ボード内、リファレンス電圧を変調することで処理させても何ら問題は無く、さらには、よりハイビットな例えば１０ｂｉｔデジタル信号として処理する事でより精密な制御を行う事も可能である。
【００５７】
最後に本実施例においては、オフセットデータ生成をデジタル処理しているが、アナログ処理する事も可能であり、液晶のγ補正処理を施す、リファレンス電圧生成回路で一括した補正をする事も何ら問題は無く、目指すべき製品のスペック及びコストの兼ね合いで使い分ける必要がある。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、連続駆動した場合においても液晶の特性（電圧−透過率特性）の変動を低減し、表示焼き付きの発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る液晶素子の構造の一例を示す断面図。
【図２】第一領域Ｄ１及び第二領域Ｄ２の配置関係の一例を示す図。
【図３】第一領域Ｄ１及び第二領域Ｄ２の配置関係の一例を示す図。
【図４】第一領域Ｄ１及び第二領域Ｄ２の配置関係の一例を示す図。
【図５】第一領域Ｄ１及び第二領域Ｄ２の配置関係の一例を示す図。
【図６】片側Ｖ字液晶の電圧−透過率特性を示す特性図。
【図７】片側Ｖ字液晶の電圧−透過率特性を示す特性図。
【図８】本発明が適用されて駆動される液晶装置の構造を示すブロック図。
【図９】本発明が適用されて駆動される液晶パネルの構造を示す回路図。
【図１０】表示階調と補正電圧分との関係を示す図。
【図１１】表示階調と補正電圧分との関係を示す図。
【図１２】表示階調とリセット信号の階調との関係等を示す特性図。
【図１３】表示階調とリセット信号の階調との関係等を示す特性図。
【図１４】本発明の効果を説明するための模式図。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ　　　　基板
２　　　　　　　　カイラルスメクチック液晶
３ａ，３ｂ　　　　電極
４　　　　　　　　ＴＦＴ（アクティブ素子）
５　　　　　　　　オフセットデータ生成回路
Ｄ１　　　　　　　第一領域
Ｄ２　　　　　　　第二領域
Ｐ　　　　　　　　液晶パネル（液晶素子）

Claims (7)

1. 所定間隙を開けた状態に配置された一対の基板と、これら一対の基板の間隙に配置されたカイラルスメクチック液晶と、複数の画素を構成すると共に該カイラルスメクチック液晶を挟み込むように配置された一対の電極と、これらの画素毎に配置された複数のアクティブ素子と、を備え、前記一対の電極を介して前記カイラルスメクチック液晶に電圧を印加することにより駆動してなる液晶素子において、
   前記カイラルスメクチック液晶は、電圧が印加されていない状態では前記液晶の平均分子軸が単安定化されている配向状態を示し、
   第一の極性の電圧が印加された状態では液晶分子の平均分子軸が電圧の大きさに応じた角度で前記単安定化された位置から一方の側にチルトする第一領域と、
   第二の極性の電圧が印加された状態では液晶分子の平均分子軸が電圧の大きさに応じた角度で前記単安定化された位置から他方の側にチルトする第二領域と、が互いに隣接するように配置され、かつ、
   前記第一領域及び前記第二領域は、表示階調に応じた電圧と、前記液晶に直流成分が蓄積されないような補正電圧分を加味した電圧と、が順次印加されて駆動される、
   ことを特徴とする液晶素子。
2. 前記カイラルスメクチック液晶が、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（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液晶である、ことを特徴とする請求項１に記載の液晶素子。
3. 一列に配置された画素を第一領域とし、該第一領域に隣接されるように一列に配置された画素を第二領域とした、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶素子。
4. １つの画素を第一領域とし、該第一領域に隣接されるように配置された画素を第二領域とした、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶素子。
5. 互いに隣接される複数の画素を第一領域とし、該第一領域に隣接される複数の画素を第二領域とした、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶素子。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の液晶素子を駆動する方法であって、
   前記第一領域に第一の極性の第１電圧を印加するときには前記第二領域に第二の極性の第２電圧を印加し、前記第一領域に第二の極性の第２電圧を印加するときには前記第二領域に第一の極性の第１電圧を印加する、
   ことを特徴とする液晶素子の駆動方法。
7. 前記第一領域に印加する第１電圧は表示階調に応じた大きさとし、
   前記第一領域に印加する第２電圧は、前記第一領域に印加する第１電圧の絶対値に補正電圧分を加えた絶対値を有し、
   前記第二領域に印加する第２電圧は表示階調に応じた大きさとし、
   前記第二領域に印加する第１電圧は、前記第二領域に印加する第２電圧の絶対値に補正電圧分を加えた絶対値を有する、
   ことを特徴とする請求項６に記載の液晶素子の駆動方法。

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