JP2009116173A - 液晶表示装置の駆動方法 - Google Patents
液晶表示装置の駆動方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009116173A JP2009116173A JP2007290854A JP2007290854A JP2009116173A JP 2009116173 A JP2009116173 A JP 2009116173A JP 2007290854 A JP2007290854 A JP 2007290854A JP 2007290854 A JP2007290854 A JP 2007290854A JP 2009116173 A JP2009116173 A JP 2009116173A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- period
- liquid crystal
- voltage
- region
- writing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
- Liquid Crystal Display Device Control (AREA)
- Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)
Abstract
【課題】本発明は、カラーブレイクを抑制することが可能な液晶表示装置の駆動方法を提供することを主目的とする。
【解決手段】本発明は、複数のゲート線が2n(nは2〜4の整数)個の領域に分割され、上記領域毎に複数色の光源が設けられた液晶表示装置の駆動方法であって、各サブフレーム中に書き込み期間と液晶応答期間と点灯期間と消去期間とを有し、上記2n個の領域のうち任意の2個の領域を1組として、各組の領域にて領域毎に1色ずつ書き込み期間を交互に設け、2n個の領域にて組毎に複数色ずつ書き込み期間を順に設け、上記消去期間にて、上記複数のゲート線に同時に電圧を印加する時間が、液晶の応答に要する時間よりも長いことを特徴とする液晶表示装置の駆動方法を提供することにより、上記目的を達成する。
【選択図】図2
【解決手段】本発明は、複数のゲート線が2n(nは2〜4の整数)個の領域に分割され、上記領域毎に複数色の光源が設けられた液晶表示装置の駆動方法であって、各サブフレーム中に書き込み期間と液晶応答期間と点灯期間と消去期間とを有し、上記2n個の領域のうち任意の2個の領域を1組として、各組の領域にて領域毎に1色ずつ書き込み期間を交互に設け、2n個の領域にて組毎に複数色ずつ書き込み期間を順に設け、上記消去期間にて、上記複数のゲート線に同時に電圧を印加する時間が、液晶の応答に要する時間よりも長いことを特徴とする液晶表示装置の駆動方法を提供することにより、上記目的を達成する。
【選択図】図2
Description
本発明は、フィールドシーケンシャル方式による液晶表示装置の駆動方法に関するものである。
近年、カラー液晶表示装置の開発が活発に行われている。カラー表示を実現する方法としては、一般にカラーフィルタ方式とフィールドシーケンシャル方式がある。カラーフィルタ方式は、バックライトとして白色光源を用い、R・G・Bのマイクロカラーフィルタを各画素に付随させることによりカラー表示を実現させるものである。これに対し、フィールドシーケンシャル方式は、バックライトをR・G・B・R・G・B…と時間的に切り替え、それに同期させて液晶の白黒シャッターを開閉し、網膜の残像効果により色を時間的に混合させ、これによりカラー表示を実現させるものである。このフィールドシーケンシャル方式は、1画素でカラー表示ができ、透過率の低いカラーフィルタを用いなくてすむので、明るく高精細なカラー表示が可能となり、低消費電力および低コストを実現することができる点で有用である。
従来、フィールドシーケンシャル方式では、複数のゲート線を順に走査して書き込みを行った後に、また複数のゲート線を順に走査して消去を行っている。また、画像表示の均一性のため、光源を常時点灯している。しかしながら、最初に走査したゲート線と最後に走査したゲート線とで輝度に違いが生じたり、また液晶が直前のサブフレームでの液晶の駆動状態の影響を受けて、表示すべき色とは異なる色が表示されてしまい、色再現性が低下したりするという問題がある。また、順に書き込んで順に消去するのでは、書き込みおよび消去に時間がかかりすぎるという問題がある。さらに、消去の際にも光源が点灯していることになり、光源からの光を有効に利用できないという問題もある。
そこで、各画素での輝度のバラツキおよび色再現性の低下を抑えることを目的として、各サブフレームの最後で次のサブフレームの直前にすべての画素にリセット信号を書き込む駆動方法が提案されている(例えば特許文献1および特許文献2参照)。
また、光の利用効率の向上を目的として、最後のゲート線に電圧を印加して書き込みを行った後に光源を点灯して、最初のゲート線に電圧を印加して消去を行った直後に光源を消灯する駆動方法が提案されている(例えば特許文献3参照)。
さらに、光の利用効率を高め、消去に要する時間を削減することを目的として、消去処理時に、複数の画素電極の同時選択による液晶への電圧印加を行い、光源を全ての画素電極へのデータ書き込み走査後にのみ点灯する駆動方法が提案されている(例えば特許文献4参照)。
また、光の利用効率の向上を目的として、最後のゲート線に電圧を印加して書き込みを行った後に光源を点灯して、最初のゲート線に電圧を印加して消去を行った直後に光源を消灯する駆動方法が提案されている(例えば特許文献3参照)。
さらに、光の利用効率を高め、消去に要する時間を削減することを目的として、消去処理時に、複数の画素電極の同時選択による液晶への電圧印加を行い、光源を全ての画素電極へのデータ書き込み走査後にのみ点灯する駆動方法が提案されている(例えば特許文献4参照)。
フィールドシーケンシャル方式では、複数色の光源が順次点灯するため、動きの速い動画を表示した場合に、色が分離して見える現象、いわゆるカラーブレイクが発生し、画像の品質が著しく低下するという問題がある。この問題を解決するためには、上述したように全てのゲート線への書き込み後に光源を点灯する場合には、複数色の光源の各点灯期間の間隔を短くすればよい。
また、液晶表示装置においては、動画の表示の際の輪郭ぼけを低減する方法として、表示領域を複数に分割して、複数の分割表示領域に対応する発光分割領域毎に光源を順次点灯させる方法が提案されている(例えば特許文献5および特許文献6参照)。
発光分割領域毎に光源を順次点灯させる場合に、すべての分割表示領域に1色ずつRGB3色の画像データを順次書き込もうとすると、すべての分割表示領域にて赤色の画像データを順次書き込み、次いですべての分割表示領域にて緑色の画像データを順次書き込み、続いてすべての分割表示領域にて青色の画像データを順次書き込むことになる。この場合、上記の場合よりも、すべての分割表示領域にRGB3色の画像データを書き込むのに要する時間を短くすることができる。しかしながら、複数色の光源の各点灯期間の間隔を短くするのは困難である。
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、カラーブレイクを抑制することが可能な液晶表示装置の駆動方法を提供することを主目的とする。
上記目的を達成するために、本発明は、複数の連続するゲート線を有する2n(nは2〜4の整数)個の領域に分割され、上記領域毎に複数色の光源が設けられた液晶表示装置の駆動方法であって、各サブフレーム中に、上記1個の領域の複数のゲート線に順に電圧を印加して複数のスイッチング素子を順にオンするとともに、複数のソース線に第一の極性の電圧を印加する書き込み期間と、上記書き込み期間後に、上記強誘電性液晶が応答するのを待つ液晶応答期間と、上記液晶応答期間後に、上記領域に設けられた1色の光源を点灯させる点灯期間と、上記点灯期間後に、上記領域の複数のゲート線に同時に電圧を印加して上記複数のスイッチング素子を同時にオンするとともに、上記複数のソース線に同時に上記第一の極性に対して逆極性の第二の極性の電圧またはゼロ電圧のいずれかを印加する消去期間とを有し、上記2n個の領域のうち任意の2個の領域を1組として、各組の領域にて領域毎に1色ずつ書き込み期間を交互に設け、2n個の領域にて組毎に複数色ずつ書き込み期間を順に設け、上記消去期間にて、上記複数のゲート線に同時に電圧を印加する時間が、液晶の応答に要する時間よりも長いことを特徴とする液晶表示装置の駆動方法を提供する。
本発明によれば、複数のゲート線が分割された2n個の領域のうち任意の2個の領域を1組として、各組の領域にて領域毎に1色ずつ書き込み期間を交互に設け、2n個の領域にて組毎に複数色ずつ書き込み期間を順に設けるので、複数色の光源のそれぞれの点灯期間の間隔を短縮することができ、カラーブレイクを抑制することができる。また本発明によれば、自発分極を有する液晶を用いた場合には、消去期間にて、液晶の応答時間よりも長く、ゲート線をオンにしておくことにより、各画素の電荷量を均等化することができ、電荷のバランスが悪くなって液晶の応答性が低下するのを防ぐことができる。
上記発明においては、上記書き込み期間および上記消去期間の合計時間が、上記液晶応答期間および上記点灯期間の合計時間以上であることが好ましい。これにより、効率良く書き込み走査を行うことができるからである。
また本発明においては、1フレーム中、最後のサブフレームの上記消去期間後に、上記1個の領域の複数のゲート線に同時に電圧を印加して上記複数のスイッチング素子を同時にオンするとともに、上記複数のソース線に同時に上記第二の極性の電圧を印加して保持する逆極性電圧保持期間を有していてもよい。最後のサブフレームの消去期間後に逆極性電圧保持期間を有し、この逆極性電圧保持期間にて、各画素における液晶に一斉に、書き込み期間での印加電圧の極性に対して逆極性である第二の極性の電圧を印加して保持するので、電荷の偏りを抑え、焼き付きを防ぐことができるからである。
さらに本発明においては、1フレーム中、最後のサブフレームの上記消去期間後に、上記1個の領域の複数のゲート線に同時に電圧を印加して上記複数のスイッチング素子を同時にオンするとともに、上記複数のソース線に同時に上記第一の極性の電圧を印加して保持する第一保持期間と、上記領域の複数のゲート線に同時に電圧を印加して上記複数のスイッチング素子を同時にオンするとともに、上記複数のソース線に同時に上記第二の極性の電圧を印加して保持する第二保持期間とを交互に有する交互電圧印加期間を有していてもよい。この場合、ある1個の領域の第一保持期間を、上記領域に隣接する領域の点灯期間以外に設け、上記書き込み期間にて書き込むデータおよび上記交互電圧印加期間にて書き込むデータが異なることが好ましい。
最後のサブフレームの消去期間後に交互電圧印加期間を有し、この交互電圧印加期間にて、各画素における液晶に一斉に、互いに逆極性である第一の極性および第二の極性の電圧を交互に印加するので、静止画を長時間表示する場合に、電荷の偏りを抑え、焼き付きを防ぐことができるからである。また、書き込み期間にて書き込むデータと交互電圧印加期間にて書き込むデータとが異なるので、電荷の偏りを効果的に抑制することができる。
最後のサブフレームの消去期間後に交互電圧印加期間を有し、この交互電圧印加期間にて、各画素における液晶に一斉に、互いに逆極性である第一の極性および第二の極性の電圧を交互に印加するので、静止画を長時間表示する場合に、電荷の偏りを抑え、焼き付きを防ぐことができるからである。また、書き込み期間にて書き込むデータと交互電圧印加期間にて書き込むデータとが異なるので、電荷の偏りを効果的に抑制することができる。
上記の場合、上記交互電圧印加期間にて書き込むデータが、フレーム毎にランダムに異なることが好ましい。これにより、電荷の偏りをより一層抑制することができるからである。
また本発明においては、先のサブフレームの上記書き込み期間での走査順と、次のサブフレームの上記書き込み期間での走査順とが逆であってもよい。これにより、各ゲート線に沿った画素の電極間に電圧が印加される時間を平均化することができるからである。
さらに本発明においては、ある1個の領域の上記書き込み期間と、この領域に隣接する領域の上記点灯期間とが重複する場合に、上記ある1個の領域の書き込み期間にて、この領域に隣接する領域が設けられている側とは反対側に位置する上記ゲート線から走査してもよい。これにより、光漏れを防ぐことができるからである。
また本発明においては、単安定性を示し、かつ、ハーフV字型スイッチング特性を示す強誘電性液晶を用いることが好ましい。単安定性を示し、かつ、ハーフV字型スイッチング特性を示す強誘電性液晶を用いた場合には、白黒シャッターとしての開口時間を十分に長くとることができ、明るいカラー表示の液晶表示装置を実現することができるからである。
本発明は、また、2n(nは2〜4の整数)個の領域に分割された複数のゲート線と、複数のソース線と、上記ゲート線およびソース線に接続され、画素毎に配置された複数のスイッチング素子と、上記スイッチング素子に接続され、画素毎に配置された複数の画素電極と、上記画素電極に対向する位置に配置された対向電極と、上記画素電極および対向電極間に配置された液晶と、上記複数のゲート線に接続され、走査信号を印加するゲートドライバと、上記複数のソース線に接続され、画像信号を印加するソースドライバとを有する液晶パネル、ならびに、上記液晶パネルに対して光を照射し、上記領域毎に設けられた複数色の光源、ならびに、上記ゲートドライバ、ソースドライバおよび光源に接続され、上述の液晶表示装置の駆動方法によって液晶表示装置を駆動する制御部を有することを特徴とする液晶表示装置を提供する。
本発明の液晶表示装置は、上述の液晶表示装置の駆動方法によって駆動されるので、複数の光源の点灯期間の間隔を短縮することができ、カラーブレイクを抑制することができる。また、液晶の応答性が低下するのを防ぐことができる。
本発明においては、複数のゲート線が分割された2n個の領域のうち任意の2個の領域を1組として、各組の領域にて領域毎に1色ずつ書き込み期間を交互に設け、2n個の領域にて組毎に複数色ずつ書き込み期間を順に設けるので、カラーブレイクを抑制することができるという効果を奏する。また、自発分極を有する液晶を用いた場合には、消去期間にて、液晶の応答時間よりも長くゲート線をオンにしておくことにより、液晶の応答性が低下するのを防ぐことができるという効果を奏する。
以下、本発明の液晶表示装置の駆動方法および液晶表示装置について、詳細に説明する。
A.液晶表示装置の駆動方法
本発明の液晶表示装置の駆動方法は、複数の連続するゲート線を有する2n(nは2〜4の整数)個の領域に分割され、上記領域毎に複数色の光源が設けられた液晶表示装置の駆動方法であって、各サブフレーム中に、上記1個の領域の複数のゲート線に順に電圧を印加して複数のスイッチング素子を順にオンするとともに、複数のソース線に第一の極性の電圧を印加する書き込み期間と、上記書き込み期間後に、上記強誘電性液晶が応答するのを待つ液晶応答期間と、上記液晶応答期間後に、上記領域に設けられた1色の光源を点灯させる点灯期間と、上記点灯期間後に、上記領域の複数のゲート線に同時に電圧を印加して上記複数のスイッチング素子を同時にオンするとともに、上記複数のソース線に同時に上記第一の極性に対して逆極性の第二の極性の電圧またはゼロ電圧のいずれかを印加する消去期間とを有し、上記2n個の領域のうち任意の2個の領域を1組として、各組の領域にて領域毎に1色ずつ書き込み期間を交互に設け、2n個の領域にて組毎に複数色ずつ書き込み期間を順に設け、上記消去期間にて、上記複数のゲート線に同時に電圧を印加する時間が、液晶の応答に要する時間よりも長いことを特徴とするものである。
本発明の液晶表示装置の駆動方法は、複数の連続するゲート線を有する2n(nは2〜4の整数)個の領域に分割され、上記領域毎に複数色の光源が設けられた液晶表示装置の駆動方法であって、各サブフレーム中に、上記1個の領域の複数のゲート線に順に電圧を印加して複数のスイッチング素子を順にオンするとともに、複数のソース線に第一の極性の電圧を印加する書き込み期間と、上記書き込み期間後に、上記強誘電性液晶が応答するのを待つ液晶応答期間と、上記液晶応答期間後に、上記領域に設けられた1色の光源を点灯させる点灯期間と、上記点灯期間後に、上記領域の複数のゲート線に同時に電圧を印加して上記複数のスイッチング素子を同時にオンするとともに、上記複数のソース線に同時に上記第一の極性に対して逆極性の第二の極性の電圧またはゼロ電圧のいずれかを印加する消去期間とを有し、上記2n個の領域のうち任意の2個の領域を1組として、各組の領域にて領域毎に1色ずつ書き込み期間を交互に設け、2n個の領域にて組毎に複数色ずつ書き込み期間を順に設け、上記消去期間にて、上記複数のゲート線に同時に電圧を印加する時間が、液晶の応答に要する時間よりも長いことを特徴とするものである。
本発明の液晶表示装置の駆動方法について図面を参照しながら説明する。
図1は、液晶表示装置の回路図である。図1に例示する回路は、互いに絶縁された状態でマトリクス状に配置されたj行のゲート線G1,G2,…Gjおよびk列のソース線S1,S2,…Skと、j行のゲート線G1,G2,…Gjに接続されたゲートドライバ2と、k列のソース線S1,S2,…Skに接続されたソースドライバ3とを備えている。また、これらのゲート線G1,G2,…Gjおよびソース線S1,S2,…Skの各交点の近傍の各画素には、ゲート線G1,G2,…Gjおよびソース線S1,S2,…Skに接続された状態でスイッチング素子4がそれぞれ配置されており、各スイッチング素子4には画素電極5がそれぞれ接続されている。
図1は、液晶表示装置の回路図である。図1に例示する回路は、互いに絶縁された状態でマトリクス状に配置されたj行のゲート線G1,G2,…Gjおよびk列のソース線S1,S2,…Skと、j行のゲート線G1,G2,…Gjに接続されたゲートドライバ2と、k列のソース線S1,S2,…Skに接続されたソースドライバ3とを備えている。また、これらのゲート線G1,G2,…Gjおよびソース線S1,S2,…Skの各交点の近傍の各画素には、ゲート線G1,G2,…Gjおよびソース線S1,S2,…Skに接続された状態でスイッチング素子4がそれぞれ配置されており、各スイッチング素子4には画素電極5がそれぞれ接続されている。
ゲートドライバはゲート線に電圧を印加し(走査信号を供給し)、ソースドライバはソース線に正極性または負極性の電圧を印加する(画像信号を供給する)。このとき、ソース線に、任意の色を混色により表示するための複数の単位色のうちの1つの単位色に対応する画像信号を供給する。これにより、ゲートドライバによって複数のゲート線に順に電圧を印加して複数のスイッチング素子をゲート線単位で順にオンするとともに、ソースドライバによって複数のソース線に正極性または負極性の電圧を印加して、スイッチング素子および画素電極を介して液晶に正極性または負極性の電圧を印加して液晶を駆動する。すなわち、各ゲート線に沿った画素の画素電極および対向電極間に画像信号に対応した電圧が印加され、画像データがゲート線に沿った各画素に書き込まれ、これに対する液晶の応答の程度により、各画素の光の透過率が制御される。
図2は、図1に示す回路図を用いたフィールドシーケンシャル方式による液晶表示装置の駆動方法の一例を示すタイミングチャートである。なお、液晶としては、図3(b)に例示するように正極性の電圧を印加したときにのみ液晶分子が動作する強誘電性液晶を用いることとする。
図2において、Scanは各領域のm行のゲート線G1,G2,…Gmを走査する様子を模式的に示すものであり、LEDは光源(RGB3色の光源)の点灯のタイミングを示すものである。また、1つのフルカラーの静止画像が表示される期間を1フレームFとし、1つのRGB各色の静止画像が表示される期間をサブフレームSFR,SFG,SFBとする。さらに、太線はゲート線をオンするタイミングを示し、太枠はゲート線に電圧を印加する時間を示す。
図4は、図2に示す領域A1でのタイミングチャートである。図4において、Scanは1個の領域のm行のゲート線G1,G2,…Gmを順に走査する様子を模式的に示すものであり、Vg1,…Vgmはゲート線G1,G2,…Gmにそれぞれ電圧を印加するタイミングを示すものであり、VLCは液晶に印加される電圧の変化を示すものであり、T1〜Tmは各ゲート線に沿った画素における透過率の変化(すなわち液晶の駆動状態)を示すものであり、LEDは光源(RGB3色の光源)の点灯のタイミングを示すものである。また、1つのフルカラーの静止画像が表示される期間を1フレームFとし、1つのRGB各色の静止画像が表示される期間をサブフレームSFR,SFG,SFBとする。
図1に示すように、j行のゲート線G1,G2,…Gjは、m行ずつ4個の領域A1〜A4に分割されており、図示しないが各領域にはそれぞれ複数色の光源が設けられている。この4個の領域A1〜A4は、図2に例示するように隣接する2個の領域を1組とする。ここでは、隣接する2個の領域A1,A2を第1組、隣接する2個の領域A3,A4を第2組とする。そして、各組の領域にて領域毎に1色ずつ書き込み期間を交互に設け、2n個の領域にて組毎に複数色ずつ書き込み期間を順に設ける。
まず、第1組の領域A1では、サブフレームSFRにおいて、ゲートドライバ2によってm行のゲート線G1,G2,…Gmに第1行から第m行の順に電圧を印加して複数のスイッチング素子4をゲート線単位で順にオンするとともに、ソースドライバ3によってk列のソース線S1,S2,…Skに正極性の電圧を印加して、スイッチング素子4および画素電極5を介して液晶に正極性の電圧を印加して液晶を駆動する。このように、1個の領域の複数のゲート線に順に電圧を印加して複数のスイッチング素子を順にオンするとともに、複数のソース線に第一の極性(図2においては正極性とする。)の電圧を印加する期間が書き込み期間Taである。
次いで、ゲートドライバ2によって最後のゲート線Gmに電圧を印加してこのゲート線G1に沿ったスイッチング素子4をオンするとともに、ソースドライバ3によってk列のソース線S1,S2,…Skに正極性の電圧を印加して、スイッチング素子4および画素電極5を介して液晶に正極性の電圧を印加して、液晶を駆動させる。このとき、先に電圧が印加された1行目の画素の液晶は十分に時間が経過しているため、既に十分に応答した状態になっている。このため、m行目のゲート線Gmに沿った液晶が応答するまで、待つ必要がある。このように、書き込み期間後に最後の行の液晶が応答するのを待つ期間が液晶応答期間Tbである。
次いで、液晶応答期間Tb後、最後のゲート線Gmに沿った画素における液晶が十分に駆動した後に、赤色の光源から赤色光Rを一定時間だけ照射して、赤色画像が認識されるようにする。このように、液晶応答期間後に光源を点灯させる期間が点灯期間Tcである。
次いで、m行のゲート線G1,G2,…Gmに同時に電圧を印加して複数のスイッチング素子4を同時にオンするとともに、k列のソース線S1,S2,…Skに同時に負極性の電圧を印加して、液晶の駆動状態をリセットする。このように、点灯期間後に、1個の領域の複数のゲート線に同時に電圧を印加して複数のスイッチング素子を同時にオンするとともに、複数のソース線に同時に第二の極性の電圧またはゼロ電圧のいずれか(図2においては負極性の電圧とする。)を印加する期間が消去期間Tdである。
このとき、図4に例示するように、複数のゲート線に同時に電圧を印加する時間は、液晶の応答に要する時間よりも長くされる。
このとき、図4に例示するように、複数のゲート線に同時に電圧を印加する時間は、液晶の応答に要する時間よりも長くされる。
次に、サブフレームSFGおよびSFBにおいても、上記サブフレームSFRと同様に、書き込み、液晶応答、点灯および消去を行う。続いて、非選択期間Thとされる。
また、第1組の領域A2では、書き込み期間にてゲート線を第m行から第1行の順に走査する以外は、領域A1と同様にして、書き込み、液晶応答、点灯、消去、書き込み、液晶応答、点灯、消去、書き込み、液晶応答、点灯および消去を行い、続いて非選択となる。
第1組の領域A1,A2では、領域A1のサブフレームSFRの書き込み期間Taに続いて、領域A2のサブフレームSFRの書き込み期間Taが設けられている。また、領域A2のサブフレームSFRの書き込み期間Taに続いて、領域A1のサブフレームSFGの書き込み期間Taが設けられている。すなわち、書き込み期間が、領域A1のサブフレームSFRの書き込み期間Ta、領域A2のサブフレームSFRの書き込み期間Ta、領域A1のサブフレームSFGの書き込み期間Ta、領域A2のサブフレームSFGの書き込み期間Ta、領域A1のサブフレームSFBの書き込み期間Ta、領域A2のサブフレームSFBの書き込み期間Taの順に設けられている。
このように、各組の領域では、まず赤色の画像データを2個の領域に順に書き込み、次いで緑色の画像データを2個の領域に順に書き込み、最後に青色の画像データを2個の領域に順に書き込んでいる。すなわち、各組の領域にて領域毎に1色ずつ書き込み期間を交互に設けている。
このように、各組の領域では、まず赤色の画像データを2個の領域に順に書き込み、次いで緑色の画像データを2個の領域に順に書き込み、最後に青色の画像データを2個の領域に順に書き込んでいる。すなわち、各組の領域にて領域毎に1色ずつ書き込み期間を交互に設けている。
また、第2組の領域A3では、サブフレームSFRの書き込み期間にてゲート線を第m行から第1行の順に走査する以外は、第1組の領域A1と同様にして、書き込み、液晶応答、点灯、消去、書き込み、液晶応答、点灯、消去、書き込み、液晶応答、点灯および消去を行い、続いて非選択となる。
さらに、第2組の領域A4では、書き込み期間にてゲート線を第m行から第1行の順に走査する以外は、第1組の領域A1と同様にして、書き込み、液晶応答、点灯、消去、書き込み、液晶応答、点灯、消去、書き込み、液晶応答、点灯および消去を行い、続いて非選択となる。
さらに、第2組の領域A4では、書き込み期間にてゲート線を第m行から第1行の順に走査する以外は、第1組の領域A1と同様にして、書き込み、液晶応答、点灯、消去、書き込み、液晶応答、点灯、消去、書き込み、液晶応答、点灯および消去を行い、続いて非選択となる。
第2組の領域A3,A4では、第1組の領域A1,A2と同様に、書き込み期間が、領域A3のサブフレームSFRの書き込み期間Ta、領域A4のサブフレームSFRの書き込み期間Ta、領域A3のサブフレームSFGの書き込み期間Ta、領域A4のサブフレームSFGの書き込み期間Ta、領域A3のサブフレームSFBの書き込み期間Ta、領域A4のサブフレームSFBの書き込み期間Taの順に設けられている。
さらに、第1組の領域A2と第2組の領域A3とでは、領域A2のサブフレームSFBの書き込み期間Taに続いて、領域A3のサブフレームSFRの書き込み期間Taが設けられている。また、第2組の領域A4と第1組の領域A1とでは、領域A4のサブフレームSFBの書き込み期間Taに続いて、領域A1のサブフレームSFRの書き込み期間Taが設けられている。すなわち、書き込み期間が、領域A1のサブフレームSFRの書き込み期間Ta、領域A2のサブフレームSFRの書き込み期間Ta、領域A1のサブフレームSFGの書き込み期間Ta、領域A2のサブフレームSFGの書き込み期間Ta、領域A1のサブフレームSFBの書き込み期間Ta、領域A2のサブフレームSFBの書き込み期間Ta、領域A3のサブフレームSFRの書き込み期間Ta、領域A4のサブフレームSFRの書き込み期間Ta、領域A3のサブフレームSFGの書き込み期間Ta、領域A4のサブフレームSFGの書き込み期間Ta、領域A3のサブフレームSFBの書き込み期間Ta、領域A4のサブフレームSFBの書き込み期間Taの順に繰り返し設けられている。
このように、第1組の領域に3色の画像データを順に書き込み、次いで第2組の領域に3色の画像データを順に書き込んでいる。すなわち、2n個の領域にて組毎に複数色ずつ書き込み期間を順に設けている。
このように、第1組の領域に3色の画像データを順に書き込み、次いで第2組の領域に3色の画像データを順に書き込んでいる。すなわち、2n個の領域にて組毎に複数色ずつ書き込み期間を順に設けている。
1個の領域では、一連の駆動(書き込み、液晶応答、点灯、消去、書き込み、液晶応答、点灯、消去、書き込み、液晶応答、点灯、消去、および非選択)を、光源から照射する光の色RGB、および表示する画像を変えながら繰り返して行なう。また、1組の領域では、1色ずつ画像データを書き込む。そして、2n個の領域において、1組毎にRGB3色ずつ画像データを書き込む。このような一連の駆動を繰り返し行なうことにより、色の異なる画像を視覚的に混色させてフルカラー画像として認識させることができる。
本発明によれば、任意の2個の領域を1組として、各組の領域にて領域毎に1色ずつ書き込み期間を交互に設け、2n個の領域にて組毎に複数色ずつ書き込み期間を順に設けるので、複数色の光源のそれぞれの点灯期間の間隔を短縮することができ、カラーブレイクを抑制することができる。例えば図2においては、いずれの領域A1〜A4においても、赤色Rの光源の点灯期間Tcと緑色Gの光源の点灯期間Tcとの間隔、および、緑色Gの光源の点灯期間Tcと青色Bの光源の点灯期間Tcとの間隔を短縮することができる。
一方、例えば2n個の領域にて1色ずつ書き込み期間を順に設けた場合には、RGB3色の画像データを書き込む際には、2n個の領域に赤色の画像データを順に書き込み、その後に2n個の領域に緑色の画像データを順に書き込み、続いて2n個の領域に青色の画像データを順に書き込むことになるので、3色の光源のそれぞれの点灯期間の間隔を短縮することは困難である。
本発明においては、任意の2個の領域を1組として、各組の領域にて領域毎に1色ずつ書き込み期間を交互に設け、2n個の領域にて組毎に複数色ずつ書き込み期間を順に設けるので、RGB3色の画像データを書き込む際には、ある1組の領域(2個の領域)に赤色の画像データを順に書き込み、その後にその組の領域(2個の領域)に緑色の画像データを順に書き込み、続いてその組の領域(2個の領域)に青色の画像データを順に書き込み、そして次の1組の領域(2個の領域)に赤色の画像データを順に書き込む。したがって、複数色の光源のそれぞれの点灯期間の間隔を短縮することができるのである。その結果として本発明においては、カラーブレイクを抑制することが可能である。
また本発明においては、消去期間にて、複数のゲート線に同時に電圧を印加する時間は、液晶の応答に要する時間よりも長くされる。
例えば、自発分極を有する液晶を用いた場合、書き込み期間にて、電圧を印加して液晶を動作させると、自発分極の向きが反転する。各画素では、液晶の分極によって電荷が減少する。そして、点灯期間後、消去期間にて、逆極性の電圧を印加して液晶を動作させると、再度、自発分極の向きが反転する。各画素では、書き込み期間と同様に、液晶の分極によって電荷が減少する。このように、同じ電圧を印加した場合でも、表示が明るかった部分では、電荷が減少してしまい、十分に電圧がかからないために電荷の偏りが発生し、他の部分に比べて液晶の応答性が低下してしまうことがある。
これに対し本発明においては、消去期間にて、複数のゲート線に同時に電圧を印加する時間を、液晶の応答に要する時間より長くすることにより、液晶が動作して自発分極の向きが反転したときにも、液晶の分極によって減少した電荷分を補償する電荷が供給されるため、すべての画素で電荷量を均等化することができる。その結果、液晶の応答性が低下するのを防ぐことができる。
例えば、自発分極を有する液晶を用いた場合、書き込み期間にて、電圧を印加して液晶を動作させると、自発分極の向きが反転する。各画素では、液晶の分極によって電荷が減少する。そして、点灯期間後、消去期間にて、逆極性の電圧を印加して液晶を動作させると、再度、自発分極の向きが反転する。各画素では、書き込み期間と同様に、液晶の分極によって電荷が減少する。このように、同じ電圧を印加した場合でも、表示が明るかった部分では、電荷が減少してしまい、十分に電圧がかからないために電荷の偏りが発生し、他の部分に比べて液晶の応答性が低下してしまうことがある。
これに対し本発明においては、消去期間にて、複数のゲート線に同時に電圧を印加する時間を、液晶の応答に要する時間より長くすることにより、液晶が動作して自発分極の向きが反転したときにも、液晶の分極によって減少した電荷分を補償する電荷が供給されるため、すべての画素で電荷量を均等化することができる。その結果、液晶の応答性が低下するのを防ぐことができる。
また、消去期間を短くすることができるので、液晶に電圧が印加される時間を短くすることができ、焼き付きを抑制することができる。
さらに、点灯期間後に消去期間を有し、各画素における液晶の駆動状態が一斉にリセットされるので、先のサブフレームでの画像表示による次のサブフレームでの画像表示の変動を完全になくすことができ、再現性の良い階調表示を実現することが可能である。
さらに、点灯期間後に消去期間を有し、各画素における液晶の駆動状態が一斉にリセットされるので、先のサブフレームでの画像表示による次のサブフレームでの画像表示の変動を完全になくすことができ、再現性の良い階調表示を実現することが可能である。
また本発明においては、図2に例示するように、書き込み期間および消去期間の合計時間が、液晶応答期間および点灯期間の合計時間以上であることが好ましい。この場合、液晶応答期間および点灯期間を、書き込み期間および消去期間の合計時間内に設けることができる。
例えば、第1組の領域A1,A2では、領域A2のサブフレームSFRの液晶応答期間Tbおよび点灯期間Tcが、領域A1のサブフレームSFRの消去期間TdおよびサブフレームSFGの書き込み期間Taの合計時間内に設けられている。同様に、領域A1のサブフレームSFGの液晶応答期間Tbおよび点灯期間Tcが、領域A2のサブフレームSFRの消去期間TdおよびサブフレームSFGの書き込み期間Taの合計時間内に設けられ、領域A2のサブフレームSFGの液晶応答期間Tbおよび点灯期間Tcが、領域A1のサブフレームSFGの消去期間TdおよびサブフレームSFBの書き込み期間Taの合計時間内に設けられている。すなわち、書き込み期間および消去期間の合計時間が、液晶応答期間および点灯期間の合計時間と等しくなっている。
これにより、ある1個の領域にて消去期間および書き込み期間の合計時間中に、他の領域にて液晶応答期間および点灯期間を設けることができる。また、1組の領域においては、一方の領域にて消去期間および書き込み期間の合計時間中に、他方の領域にて液晶応答期間および点灯期間を設けることができる。したがって、書き込み走査および消去走査をしていない時間を削減するまたは無くすことができ、効率良く書き込み走査を行うことができる。
例えば、第1組の領域A1,A2では、領域A2のサブフレームSFRの液晶応答期間Tbおよび点灯期間Tcが、領域A1のサブフレームSFRの消去期間TdおよびサブフレームSFGの書き込み期間Taの合計時間内に設けられている。同様に、領域A1のサブフレームSFGの液晶応答期間Tbおよび点灯期間Tcが、領域A2のサブフレームSFRの消去期間TdおよびサブフレームSFGの書き込み期間Taの合計時間内に設けられ、領域A2のサブフレームSFGの液晶応答期間Tbおよび点灯期間Tcが、領域A1のサブフレームSFGの消去期間TdおよびサブフレームSFBの書き込み期間Taの合計時間内に設けられている。すなわち、書き込み期間および消去期間の合計時間が、液晶応答期間および点灯期間の合計時間と等しくなっている。
これにより、ある1個の領域にて消去期間および書き込み期間の合計時間中に、他の領域にて液晶応答期間および点灯期間を設けることができる。また、1組の領域においては、一方の領域にて消去期間および書き込み期間の合計時間中に、他方の領域にて液晶応答期間および点灯期間を設けることができる。したがって、書き込み走査および消去走査をしていない時間を削減するまたは無くすことができ、効率良く書き込み走査を行うことができる。
以下、本発明の液晶表示装置の駆動方法における各期間および本発明に用いられる液晶について詳細に説明する。
1.書き込み期間
本発明の液晶表示装置の駆動方法は、各サブフレーム中に、1個の領域の複数のゲート線に順に電圧を印加して複数のスイッチング素子を順にオンするとともに、複数のソース線に第一の極性の電圧を印加する書き込み期間を有する。
本発明の液晶表示装置の駆動方法は、各サブフレーム中に、1個の領域の複数のゲート線に順に電圧を印加して複数のスイッチング素子を順にオンするとともに、複数のソース線に第一の極性の電圧を印加する書き込み期間を有する。
ゲート線に1行ずつ電圧を順次印加して(走査信号を順次供給して)、選択状態とする。すなわち、1個の領域の複数のゲート線は線順次で走査される。また、ソース線には第一の極性(正極性または負極性)の電圧を印加する(画像信号を供給する)。これにより、ゲート線に沿った各画素の画素電極および対向電極間に画像信号に対応した電圧が印加され、すなわち、液晶には画素電極および対向電極の差分に相当する電圧が印加され、画像データがゲート線に沿った各画素に書き込まれる。各画素において、液晶は画素電極および対向電極間の電位差に応じた応答となる。この液晶の応答の程度により、各画素の光の透過率が制御される。
第一の極性の電圧としては、正極性および負極性のいずれの電圧であってもよい。
書き込み期間での走査順としては、特に限定されるものではない。
例えば、先のサブフレームの書き込み期間での走査順と、次のサブフレームの書き込み期間での走査順とが逆であってもよい。
例えば、先のサブフレームの書き込み期間での走査順と、次のサブフレームの書き込み期間での走査順とが逆であってもよい。
図5は、図1に示す回路図を用いたフィールドシーケンシャル方式による液晶表示装置の駆動方法の一例を示すタイミングチャートであり、先のサブフレームの書き込み期間での走査順と、次のサブフレームの書き込み期間での走査順とが逆になっている例である。なお、液晶としては、図3(b)に例示するように正極性の電圧を印加したときにのみ液晶分子が動作する強誘電性液晶を用いることとする。また、図5中の記号は、図2中の記号と同様である。
図5に示す例においては、領域A1では、まず先のフレームF1では、サブフレームSFRにて、第m行、第m−1行、第m−2行、…、第1行の順にゲート線に電圧を印加する。次にサブフレームSFGにて、第1行、第2行、第3行、…、第m行の順にゲート線に電圧を印加する。続いてサブフレームSFBにて、第m行、第m−1行、第m−2行、…、第1行の順にゲート線に電圧を印加する。そして、次のフレームF2では、サブフレームSFRにて、第1行、第2行、第3行、…、第m行の順にゲート線に電圧を印加する。次いで、図示しないが次のフレームF2のサブフレームSFRにて、第m行、第m−1行、第m−2行、…、第1行の順にゲート線に電圧を印加する。続いて、次のフレームF2のサブフレームSFGにて、第1行、第2行、第3行、…、第m行の順にゲート線に電圧を印加する。
図5に示す例においては、領域A1では、まず先のフレームF1では、サブフレームSFRにて、第m行、第m−1行、第m−2行、…、第1行の順にゲート線に電圧を印加する。次にサブフレームSFGにて、第1行、第2行、第3行、…、第m行の順にゲート線に電圧を印加する。続いてサブフレームSFBにて、第m行、第m−1行、第m−2行、…、第1行の順にゲート線に電圧を印加する。そして、次のフレームF2では、サブフレームSFRにて、第1行、第2行、第3行、…、第m行の順にゲート線に電圧を印加する。次いで、図示しないが次のフレームF2のサブフレームSFRにて、第m行、第m−1行、第m−2行、…、第1行の順にゲート線に電圧を印加する。続いて、次のフレームF2のサブフレームSFGにて、第1行、第2行、第3行、…、第m行の順にゲート線に電圧を印加する。
このように、先のサブフレームの書き込み期間での走査順と、次のサブフレームの書き込み期間での走査順とが逆である場合には、各ゲート線に沿った画素の画素電極および対向電極間に電圧が印加される時間を平均化することができる。
また例えば、ある1個の領域の上記書き込み期間と、この領域に隣接する領域の上記点灯期間とが重複する場合に、上記ある1個の領域の書き込み期間にて、この領域に隣接する領域が設けられている側とは反対側に位置する上記ゲート線から走査してもよい。
図2に示す例において、例えば領域A3の各書き込み期間Taについては、領域A3のサブフレームSFRの書き込み期間Taと領域A2のサブフレームSFBの点灯期間Tcとが重複しており、領域A3のサブフレームSFRの書き込み期間Taにて、第m行、第m−1行、第m−2行、…、第1行の順にゲート線を走査している。すなわち、領域A3の書き込み期間にて、領域A3に隣接する領域A2が設けられている側とは反対側に位置するゲート線から走査している。また、領域A3のサブフレームSFGの書き込み期間Taと領域A4のサブフレームSFRの点灯期間Tcとが重複し、領域A3のサブフレームSFBの書き込み期間Taと領域A4のサブフレームSFGの点灯期間Tcとが重複しており、領域A3のサブフレームSFG、SFBの各書き込み期間Taにて、第1行、第2行、第3行、…、第m行の順にゲート線を走査している。すなわち、領域A3の書き込み期間にて、領域A3に隣接する領域A4が設けられている側とは反対側に位置するゲート線から走査している。これにより、隣接する領域A2、A4にて光源が点灯している間に、書き込み走査を行っている領域A3で光漏れが生じるのを防ぐことができる。
このように、ある1個の領域の書き込み期間と、この領域に隣接する領域の点灯期間とが重複する場合に、ある1個の領域の書き込み期間にて、この領域に隣接する領域が設けられている側とは反対側に位置するゲート線から走査する場合には、光漏れを防ぐことができる。
書き込み期間の長さとしては、特に限定されるものではないが、書き込み期間および消去期間の合計時間が、後述する液晶応答期間および点灯期間の合計時間以上であることが好ましい。これにより、上述したように、効率良く書き込み走査を行うことができるからである。
書き込み期間および消去期間の合計時間が、液晶応答期間および点灯期間の合計時間以上である場合、書き込み期間および消去期間の合計時間は、液晶応答期間および点灯期間の合計時間と等しくてもよく、液晶応答期間および点灯期間の合計時間より長くてもよい。中でも、書き込み期間および消去期間の合計時間が、液晶応答期間および点灯期間の合計時間と等しいことが好ましい。これにより、書き込み期間および消去期間の合計時間内に液晶応答期間および点灯期間を設けることができるとともに、逆に、液晶応答期間および点灯期間の合計時間内に書き込み期間および消去期間を設けることができ、さらに効率良く走査することができるからである。
書き込み期間および消去期間の合計時間が、液晶応答期間および点灯期間の合計時間以上である場合、書き込み期間および消去期間の合計時間は、液晶応答期間および点灯期間の合計時間と等しくてもよく、液晶応答期間および点灯期間の合計時間より長くてもよい。中でも、書き込み期間および消去期間の合計時間が、液晶応答期間および点灯期間の合計時間と等しいことが好ましい。これにより、書き込み期間および消去期間の合計時間内に液晶応答期間および点灯期間を設けることができるとともに、逆に、液晶応答期間および点灯期間の合計時間内に書き込み期間および消去期間を設けることができ、さらに効率良く走査することができるからである。
書き込み期間としては、液晶の種類(液晶の応答速度)、ゲート線の本数等に応じて、適宜選択される。例えば、ゲート線1行当たりの書き込み時間は4μs〜8μsで設定することができる。
本発明においては、2n個の領域のうち任意の2個の領域を1組として、各組の領域にて領域毎に1色ずつ書き込み期間を交互に設け、2n個の領域にて組毎に複数色ずつ書き込み期間を順に設けている。
各組の領域では、領域毎に1色ずつ書き込み期間が交互に設けられていればよい。また、2n個の領域では、組毎に複数色ずつ書き込み期間が順に設けられていればよい。
2.液晶応答期間
本発明の液晶表示装置の駆動方法は、各サブフレーム中に、書き込み期間に、最後に走査されたゲート線に沿った画素において液晶の応答がほぼ完了する時間として、液晶が応答するのを待つ液晶応答期間を有する。
本発明の液晶表示装置の駆動方法は、各サブフレーム中に、書き込み期間に、最後に走査されたゲート線に沿った画素において液晶の応答がほぼ完了する時間として、液晶が応答するのを待つ液晶応答期間を有する。
液晶応答期間としては、液晶の種類(液晶の応答速度)や、書き込み期間直前の印加電圧と、書き込み期間での印加電圧との電位差等に応じて、適宜選択される。例えば、液晶応答期間は100μs〜1000μsで設定することができる。
3.点灯期間
本発明の液晶表示装置の駆動方法は、各サブフレーム中に、液晶応答期間後に、1個の領域に設けられた1色の光源を点灯させる点灯期間を有する。
本発明の液晶表示装置の駆動方法は、各サブフレーム中に、液晶応答期間後に、1個の領域に設けられた1色の光源を点灯させる点灯期間を有する。
光源としては、複数色の光源が用いられ、例えば2色以上、好ましくは3色〜5色の光を各色ずつ選択的に照射するように構成されている光源が用いられる。
また、光源(バックライト)は、サイドエッジ型および直下型のいずれも用いることができる。直下型の場合、本発明の液晶表示装置の駆動方法においては、縦方向(ソース線方向)の仕切りは必須ではない。
また、光源(バックライト)は、サイドエッジ型および直下型のいずれも用いることができる。直下型の場合、本発明の液晶表示装置の駆動方法においては、縦方向(ソース線方向)の仕切りは必須ではない。
点灯期間としては、書き込み期間等の長さに応じて、適宜選択される。
4.消去期間
本発明の液晶表示装置の駆動方法は、各サブフレーム中に、点灯期間後に、1個の領域の複数のゲート線に同時に電圧を印加して複数のスイッチング素子を同時にオンするとともに、複数のソース線に同時に第一の極性に対して逆極性の第二の極性の電圧またはゼロ電圧のいずれかを印加する消去期間を有する。また、消去期間では、複数のゲート線に同時に電圧を印加する時間は、液晶の応答に要する時間よりも長くされる。
なお、「液晶の応答に要する時間」とは、液晶の立ち下がりに要する時間をいう。
本発明の液晶表示装置の駆動方法は、各サブフレーム中に、点灯期間後に、1個の領域の複数のゲート線に同時に電圧を印加して複数のスイッチング素子を同時にオンするとともに、複数のソース線に同時に第一の極性に対して逆極性の第二の極性の電圧またはゼロ電圧のいずれかを印加する消去期間を有する。また、消去期間では、複数のゲート線に同時に電圧を印加する時間は、液晶の応答に要する時間よりも長くされる。
なお、「液晶の応答に要する時間」とは、液晶の立ち下がりに要する時間をいう。
ゲート線に一斉に電圧を印加して(走査信号を供給して)、選択状態とする。また、ソース線には第二の極性(正極性もしくは負極性)の電圧またはゼロ電圧を印加する(リセット信号を供給する)。これにより、すべての画素の画素電極および対向電極間にリセット信号に対応した電圧が印加され、リセットデータがすべての画素に書き込まれる。
第二の極性の電圧またはゼロ電圧のいずれを印加するかは、液晶の種類に応じて適宜選択される。例えば、後述するようなハーフV字型スイッチング特性を示す強誘電性液晶を用いる場合には、第二の極性の電圧を印加することができる。また例えば、後述するようなV字型スイッチング特性を示す強誘電性液晶や、ネマチック液晶を用いる場合には、ゼロ電圧を印加することができる。中でも、液晶の種類に限らず、第二の極性の電圧を印加した後に、ゼロ電圧を印加することが好ましい。液晶の応答速度(立ち下がり)を早くすることができるとともに、液晶の動作開始位置を揃えることができるからである。
第二の極性の電圧としては、第一の極性に対して逆極性の電圧であればよく、正極性および負極性のいずれの電圧であってもよい。
消去期間としては、通常、μs〜msオーダーで設定される。
また、消去期間にて、複数のゲート線に同時に電圧を印加する時間は、液晶の種類(液晶の応答速度)や、書き込み期間での印加電圧と消去期間での印加電圧との電位差等に応じて、適宜選択される。例えば、複数のゲート線に同時に電圧を印加する時間は、100μs〜1000μsで設定することができる。
また、消去期間にて、複数のゲート線に同時に電圧を印加する時間は、液晶の種類(液晶の応答速度)や、書き込み期間での印加電圧と消去期間での印加電圧との電位差等に応じて、適宜選択される。例えば、複数のゲート線に同時に電圧を印加する時間は、100μs〜1000μsで設定することができる。
5.逆極性電圧保持期間
本発明の液晶表示装置の駆動方法は、1フレーム中、最後のサブフレームの消去期間後に、1個の領域の複数のゲート線に同時に電圧を印加して複数のスイッチング素子を同時にオンするとともに、複数のソース線に同時に第二の極性の電圧を印加して保持する逆極性電圧保持期間を有していてもよい。
この逆極性電圧保持期間は、1フレーム中、1度だけ設けられる。なお、後述の交互電圧印加期間が設けられる場合は、この逆極性保持期間は設けられない。
1フレーム中、最後のサブフレームの消去期間後に、1度だけ逆極性電圧保持期間を設けることにより、電荷の偏りを抑え、焼き付きを防ぐことができる。
本発明の液晶表示装置の駆動方法は、1フレーム中、最後のサブフレームの消去期間後に、1個の領域の複数のゲート線に同時に電圧を印加して複数のスイッチング素子を同時にオンするとともに、複数のソース線に同時に第二の極性の電圧を印加して保持する逆極性電圧保持期間を有していてもよい。
この逆極性電圧保持期間は、1フレーム中、1度だけ設けられる。なお、後述の交互電圧印加期間が設けられる場合は、この逆極性保持期間は設けられない。
1フレーム中、最後のサブフレームの消去期間後に、1度だけ逆極性電圧保持期間を設けることにより、電荷の偏りを抑え、焼き付きを防ぐことができる。
1フレーム中、最後のサブフレームの消去期間にて、複数のソース線に同時に第二の極性の電圧を印加する場合には、逆極性電圧保持期間では、そのまま第二の極性の電圧を保持する。一方、1フレーム中、最後のサブフレームの消去期間にて、複数のソース線に同時にゼロ電圧を印加する場合には、逆極性電圧保持期間にて、複数のゲート線に同時に電圧を印加して複数のスイッチング素子を同時にオンするとともに、複数のソース線に同時に第二の極性の電圧を印加して保持する。
逆極性電圧保持期間としては、書き込み期間、点灯期間等の長さに応じて、適宜選択される。通常、逆極性電圧保持期間は、msオーダーで設定され、例えば1ms〜5msとすることができる。
本発明においては、1個の領域では、先のフレームにて最後のサブフレームの消去期間が終わってから次のフレームが始まるまで非選択期間となる。この非選択期間は、光源が点灯していないので、基本的には液晶をどのように駆動しても画像表示には影響がない。この非選択期間に、焼き付きを防止することができる逆極性電圧保持期間を設けることができる。
6.交互電圧印加期間
本発明の液晶表示装置の駆動方法は、1フレーム中、最後のサブフレームの消去期間後に、1個の領域の複数のゲート線に同時に電圧を印加して複数のスイッチング素子を同時にオンするとともに、複数のソース線に同時に第一の極性の電圧を印加して保持する第一保持期間と、その1個の領域の複数のゲート線に同時に電圧を印加して複数のスイッチング素子を同時にオンするとともに、複数のソース線に同時に第二の極性の電圧を印加して保持する第二保持期間とを交互に有する交互電圧印加期間を有していてもよい。
この交互電圧印加期間は、1フレーム中、1度だけ設けられる。なお、上記の逆極性保持期間が設けられる場合は、この交互電圧印加期間は設けられない。
本発明の液晶表示装置の駆動方法は、1フレーム中、最後のサブフレームの消去期間後に、1個の領域の複数のゲート線に同時に電圧を印加して複数のスイッチング素子を同時にオンするとともに、複数のソース線に同時に第一の極性の電圧を印加して保持する第一保持期間と、その1個の領域の複数のゲート線に同時に電圧を印加して複数のスイッチング素子を同時にオンするとともに、複数のソース線に同時に第二の極性の電圧を印加して保持する第二保持期間とを交互に有する交互電圧印加期間を有していてもよい。
この交互電圧印加期間は、1フレーム中、1度だけ設けられる。なお、上記の逆極性保持期間が設けられる場合は、この交互電圧印加期間は設けられない。
図6は、図1に示す回路図を用いたフィールドシーケンシャル方式による液晶表示装置の駆動方法の一例を示すタイミングチャートである。なお、液晶としては、図3(b)に例示するように正極性の電圧を印加したときにのみ液晶分子が動作する強誘電性液晶を用いることとする。また、図6中の記号は、図2中の記号と同様である。
まず、第1組の領域A1では、上述の図2と同様にして、書き込み、液晶応答、点灯、消去、書き込み、液晶応答、点灯、消去、書き込み、液晶応答、点灯および消去を行う。
次いで、k列のソース線S1,S2,…Skに負極性の電圧を印加したまま保持し(第二保持期間T2)、m行のゲート線G1,G2,…Gmに同時に電圧を印加して複数のスイッチング素子4を同時にオンするとともに、k列のソース線S1,S2,…Skに同時に正極性の電圧を印加して保持し(第一保持期間T1)、さらにm行のゲート線G1,G2,…Gmに同時に電圧を印加して複数のスイッチング素子4を同時にオンするとともに、k列のソース線S1,S2,…Skに同時に負極性の電圧を印加して保持する(第二保持期間T2)。これが交互電圧印加期間Tfである。
このとき、領域A1に隣接する領域A2の点灯期間Tc以外に、第一保持期間T1を設ける。すなわち、隣接する領域A2にて光源が点灯していない期間に第一保持期間T1を設ける。
また、書き込み期間にて書き込んだデータとは異なるデータを交互電圧印加期間では書き込む。
次いで、k列のソース線S1,S2,…Skに負極性の電圧を印加したまま保持し(第二保持期間T2)、m行のゲート線G1,G2,…Gmに同時に電圧を印加して複数のスイッチング素子4を同時にオンするとともに、k列のソース線S1,S2,…Skに同時に正極性の電圧を印加して保持し(第一保持期間T1)、さらにm行のゲート線G1,G2,…Gmに同時に電圧を印加して複数のスイッチング素子4を同時にオンするとともに、k列のソース線S1,S2,…Skに同時に負極性の電圧を印加して保持する(第二保持期間T2)。これが交互電圧印加期間Tfである。
このとき、領域A1に隣接する領域A2の点灯期間Tc以外に、第一保持期間T1を設ける。すなわち、隣接する領域A2にて光源が点灯していない期間に第一保持期間T1を設ける。
また、書き込み期間にて書き込んだデータとは異なるデータを交互電圧印加期間では書き込む。
また、第1組の領域A2では、上述の図2と同様にして、書き込み、液晶応答、点灯、消去、書き込み、液晶応答、点灯、消去、書き込み、液晶応答、点灯および消去を行う。そして、領域A2に隣接する領域A1およびA3の点灯期間Tc以外に、すなわち隣接する領域A1およびA3にて光源が点灯していない期間に、第一保持期間T1を設ける。このとき、書き込み期間にて書き込んだデータとは異なるデータを交互電圧印加期間では書き込む。
また、第2組の領域A3では、上述の図2と同様にして、書き込み、液晶応答、点灯、消去、書き込み、液晶応答、点灯、消去、書き込み、液晶応答、点灯および消去を行う。そして、領域A3に隣接する領域A2およびA4の点灯期間Tc以外に、すなわち隣接する領域A2およびA4にて光源が点灯していない期間に、第一保持期間T1を設ける。このとき、書き込み期間にて書き込んだデータとは異なるデータを交互電圧印加期間では書き込む。
さらに、第2組の領域A4でも、上述の図2と同様にして、書き込み、液晶応答、点灯、消去、書き込み、液晶応答、点灯、消去、書き込み、液晶応答、点灯および消去を行う。そして、領域A4に隣接する領域A3の点灯期間Tc以外に、すなわち隣接する領域A3にて光源が点灯していない期間に、第一保持期間T1を設ける。このとき、書き込み期間にて書き込んだデータとは異なるデータを交互電圧印加期間では書き込む。
1個の領域では、一連の駆動(書き込み、液晶応答、点灯、消去、書き込み、液晶応答、点灯、消去、書き込み、液晶応答、点灯、消去、および交互電圧印加)を、光源から照射する光の色RGB、および表示する画像を変えながら繰り返して行なう。また、1組の領域では、1色ずつ画像データを書き込む。そして、2n個の領域において、1組毎にRGB3色ずつ画像データを書き込む。このような一連の駆動を繰り返し行なうことにより、色の異なる画像を視覚的に混色させてフルカラー画像として認識させることができる。
図6に示す領域A1でのタイミングチャートを図7に示す。なお、図7中の記号は、図4中の記号と同様である。
まず、サブフレームSFRにおいて、複数のゲート線に順に電圧を印加して複数のスイッチング素子をゲート線単位で順にオンするとともに、複数のソース線に正極性(+)の電圧を印加して、スイッチング素子および画素電極を介して液晶に正極性(+)の電圧を印加して液晶を駆動する(書き込み期間Ta)。次いで、書き込み期間Ta後、液晶の応答時間(立ち上がり時間)として液晶応答期間Tbを設ける。次いで、最後のゲート線に沿った画素における液晶が駆動した後に、赤色の光源から赤色光Rを一定時間だけ照射して、赤色画像が認識されるようにする(点灯期間Tc)。次いで、複数のゲート線に同時に電圧を印加して複数のスイッチング素子を同時にオンするとともに、複数のソース線に同時に負極性(−)の電圧を印加して、液晶の駆動状態をリセットする(消去期間Td)。
次に、サブフレームSFGにおいて、上記サブフレームSFRと同様に、書き込み、液晶応答、点灯および消去を行う。次いで、サブフレームSFBにおいて、上記サブフレームSFRと同様に、書き込み、液晶応答、点灯および消去を行う。
次に、複数のソース線に負極性(−)の電圧を印加したまま保持し(第二保持期間T2)、複数のゲート線G1,G2,…Gmに同時に電圧を印加して複数のスイッチング素子4を同時にオンするとともに、複数のソース線S1,S2,…Skに同時に正極性の電圧を印加して保持し(第一保持期間T1)、さらに複数のゲート線G1,G2,…Gmに同時に電圧を印加して複数のスイッチング素子4を同時にオンするとともに、複数のソース線S1,S2,…Skに同時に負極性の電圧を印加して保持する(第二保持期間T2)。これが交互電圧印加期間Tfである。
次に、サブフレームSFGにおいて、上記サブフレームSFRと同様に、書き込み、液晶応答、点灯および消去を行う。次いで、サブフレームSFBにおいて、上記サブフレームSFRと同様に、書き込み、液晶応答、点灯および消去を行う。
次に、複数のソース線に負極性(−)の電圧を印加したまま保持し(第二保持期間T2)、複数のゲート線G1,G2,…Gmに同時に電圧を印加して複数のスイッチング素子4を同時にオンするとともに、複数のソース線S1,S2,…Skに同時に正極性の電圧を印加して保持し(第一保持期間T1)、さらに複数のゲート線G1,G2,…Gmに同時に電圧を印加して複数のスイッチング素子4を同時にオンするとともに、複数のソース線S1,S2,…Skに同時に負極性の電圧を印加して保持する(第二保持期間T2)。これが交互電圧印加期間Tfである。
このように、1フレーム中、最後のサブフレームの消去期間後に、1度だけ交互電圧印加期間を有し、この交互電圧印加期間にて、各画素における液晶に一斉に、正極性および負極性の電圧を交互に印加して保持するので、静止画像を長時間表示する場合には、電荷の偏りを抑え、焼き付きを防止することが可能である。特に、交互電圧印加期間にて書き込むデータが、書き込み期間にて書き込むデータと異なっているので、効果的に電荷の偏りを抑制することができる。
交互電圧印加期間では、上記書き込み期間にて書き込まれるデータとは異なるデータを書き込む。これにより、効果的に電荷の偏りを抑制することができる。
なお、交互電圧印加期間にて書き込むデータが、書き込み期間にて書き込むデータと異なるとは、交互電圧印加期間にて書き込むデータが、書き込み期間にて書き込む画像データとは全く関係のないデータであることをいう。焼き付きは、固定の画像を長時間表示していることで起こるため、画像データと関係のないデータを交互電圧印加期間で書き込むのである。この際、各ソース線には異なる電圧を印加する。交互電圧印加期間にて書き込むデータは、部分的に画像の濃淡が偏らないようなデータであることが好ましい。
なお、交互電圧印加期間にて書き込むデータが、書き込み期間にて書き込むデータと異なるとは、交互電圧印加期間にて書き込むデータが、書き込み期間にて書き込む画像データとは全く関係のないデータであることをいう。焼き付きは、固定の画像を長時間表示していることで起こるため、画像データと関係のないデータを交互電圧印加期間で書き込むのである。この際、各ソース線には異なる電圧を印加する。交互電圧印加期間にて書き込むデータは、部分的に画像の濃淡が偏らないようなデータであることが好ましい。
第二保持期間は、複数のゲート線に同時に電圧を印加して複数のスイッチング素子を同時にオンするとともに、複数のソース線に同時に第二の極性の電圧を印加して保持する期間である。図7に例示するように、消去期間Tdにて第二の極性(図7では負極性)の電圧を印加し、続いて交互電圧印加期間Tfにてそのまま第二の極性の電圧(図7では負極性)を保持する場合、交互電圧印加期間の最初の第二保持期間は、消去期間にて印加された第二の極性の電圧をそのまま保持する期間となる。
また、第一保持期間では第一の極性の電圧を印加して保持し、第二保持期間では第二の極性の電圧を印加して保持する。本発明においては、書き込み期間にて印加される電圧の極性を第一の極性とする。したがって、例えば図7に示すように書き込み期間Taにて正極性の電圧を印加する場合には、第一の極性が正極性、第二の極性が負極性となる。一方、図示しないが書き込み期間にて負極性の電圧を印加する場合には、第一の極性が負極性、第二の極性が正極性となる。
交互電圧印加期間は、第一保持期間および第二保持期間を交互に有していればよく、第一保持期間および第二保持期間の順序、回数等は特に限定されるものではない。
第一保持期間および第二保持期間の順序としては、図7に例示するように交互電圧印加期間Tfが第二保持期間T2から始まってもよく、図示しないが交互電圧印加期間が第一保持期間から始まってもよい。中でも、交互電圧印加期間が第二保持期間から始まることが好ましい。書き込み期間では第一の極性の電圧を印加しているので、電荷の偏りを防ぐために、交互電圧印加期間ではまず第二の極性の電圧を印加することが好ましいからである。
また、第一保持期間および第二保持期間の順序としては、図7に例示するように交互電圧印加期間Tfが第二保持期間T2で終わってもよく、図示しないが交互電圧印加期間が第一保持期間で終わってもよい。
また、第一保持期間および第二保持期間の順序としては、図7に例示するように交互電圧印加期間Tfが第二保持期間T2で終わってもよく、図示しないが交互電圧印加期間が第一保持期間で終わってもよい。
また、第一保持期間および第二保持期間の回数としては、第一保持期間および第二保持期間が交互に設けられていればよいので、第一保持期間および第二保持期間の合計回数が2回以上、第一保持期間および第二保持期間のそれぞれの回数が1回以上であればよい。第一保持期間および第二保持期間の合計回数は、上述したように2回以上であればよいが、通常は2回〜4回程度とされる。また、第一保持期間の回数は1回以上であればよいが、通常は1回〜2回程度とされる。第二保持期間の回数は1回以上であればよいが、通常は1回〜2回程度とされる。
交互電圧印加期間としては、書き込み期間、点灯期間等の長さに応じて、適宜選択される。通常、交互電圧印加期間は、msオーダーで設定され、例えば1ms〜3msとすることができる。
また、第一保持期間および第二保持期間の長さは、特に限定されるものではないが、すべての第一保持期間を合わせた長さよりも、すべての第二保持期間を合わせた長さのほうが長いことが好ましい。書き込み期間では第一の極性の電圧を印加しているので、電荷の偏りを防ぐために、第一の極性とは逆極性の第二の極性の電圧を印加して保持する第二保持期間をすべて合わせた長さが比較的長いことが好ましいからである。なお、すべての第二保持期間を合わせた長さが比較的短い場合であっても、印加電圧の大きさを大きくすることで、電荷の偏りを抑え、焼き付きを防ぐことは可能である。
1回の第一保持期間の長さおよび1回の第二保持期間の長さはそれぞれ、交互電圧印加期間の長さに応じて適宜選択され、通常は500μs〜1000μs程度で設定される。
1回の第一保持期間の長さおよび1回の第二保持期間の長さはそれぞれ、交互電圧印加期間の長さに応じて適宜選択され、通常は500μs〜1000μs程度で設定される。
また、ある1個の領域の第一保持期間は、その領域に隣接する領域の点灯期間以外に設けられる。すなわち、隣接する領域にて光源が点灯していない期間に、第一保持期間が設けられる。隣接する領域にて光源が点灯している点灯期間に、第一保持期間が設けられると、隣接する領域から光が漏れる可能性があるからである。
さらに、交互電圧印加期間にて書き込むデータは、フレーム毎にランダムに異なることが好ましい。これにより、電荷の偏りをより一層抑制することができるからである。
本発明においては、上述したように、1個の領域では、先のフレームにて最後のサブフレームの消去期間が終わってから次のフレームが始まるまで非選択期間となる。この非選択期間は、光源が点灯していないので、基本的には液晶をどのように駆動しても画像表示には影響がない。この非選択期間に、焼き付きを防止することができる交互電圧印加期間を設けることができる。
7.ゼロ電圧リセット期間
本発明の液晶表示装置の駆動方法は、逆極性電圧保持期間または交互電圧印加期間の後に、1個の領域の複数のゲート線に同時に電圧を印加して複数のスイッチング素子を同時にオンするとともに、複数のソース線に同時にゼロ電圧を印加するゼロ電圧リセット期間を有していてもよい。
例えば、消去期間にてゼロ電圧を印加する場合には、逆極性電圧保持期間または交互電圧印加期間の後にゼロ電圧リセット期間を設けることにより、逆極性電圧保持期間または交互電圧印加期間の直前の液晶の動作開始位置を揃えることができるからである。特に、各サブフレームの書き込み期間直前の液晶の動作開始位置を揃えることができる。
また例えば、消去期間にて第二の極性の電圧を印加する場合には、逆極性電圧保持期間または交互電圧印加期間の後にゼロ電圧リセット期間を設けることにより、最初のサブフレームの書き込み期間にて、液晶の応答速度(立ち上がり)を速くすることができ、液晶の応答時間(液晶応答期間)を短縮することができるからである。
本発明の液晶表示装置の駆動方法は、逆極性電圧保持期間または交互電圧印加期間の後に、1個の領域の複数のゲート線に同時に電圧を印加して複数のスイッチング素子を同時にオンするとともに、複数のソース線に同時にゼロ電圧を印加するゼロ電圧リセット期間を有していてもよい。
例えば、消去期間にてゼロ電圧を印加する場合には、逆極性電圧保持期間または交互電圧印加期間の後にゼロ電圧リセット期間を設けることにより、逆極性電圧保持期間または交互電圧印加期間の直前の液晶の動作開始位置を揃えることができるからである。特に、各サブフレームの書き込み期間直前の液晶の動作開始位置を揃えることができる。
また例えば、消去期間にて第二の極性の電圧を印加する場合には、逆極性電圧保持期間または交互電圧印加期間の後にゼロ電圧リセット期間を設けることにより、最初のサブフレームの書き込み期間にて、液晶の応答速度(立ち上がり)を速くすることができ、液晶の応答時間(液晶応答期間)を短縮することができるからである。
また、消去期間にて第二の極性の電圧を印加する場合、逆極性電圧保持期間または交互電圧印加期間の後だけでなく、最後のサブフレーム以外のサブフレームの消去期間後にも、このゼロ電圧リセット期間を設けてもよい。各サブフレームの書き込み期間にて、液晶の応答速度(立ち上がり)を速くすることができ、液晶の応答時間(液晶応答期間)を短縮することができるからである。また、ゼロ電圧リセット期間を、逆極性電圧保持期間または交互電圧印加期間の後、および最後のサブフレーム以外のサブフレームの消去期間後に設けることにより、各サブフレームの書き込み期間直前の液晶の動作開始位置を揃えることができるからである。
ゼロ電圧リセット期間を、逆極性電圧保持期間または交互電圧印加期間の後に設ける場合、このゼロ電圧リセット期間は、逆極性電圧保持期間または交互電圧印加期間の直後、次のフレームの直前に設けられる。また、ゼロ電圧リセット期間を、最後のサブフレーム以外のサブフレームの消去期間後に設ける場合、このゼロ電圧リセット期間は、最後のサブフレーム以外のサブフレームの消去期間の直後、次のサブフレームの直前に設けられる。
ゼロ電圧リセット期間を、逆極性電圧保持期間または交互電圧印加期間の後に設ける場合、逆極性電圧保持期間または交互電圧印加期間とゼロ電圧リセット期間とは、いずれが長くても短くてもよい。例えば先のサブフレームの書き込み期間での走査順と、次のサブフレームの書き込み期間での走査順とが同じである場合には、逆極性電圧保持期間または交互電圧印加期間はゼロ電圧リセット期間よりも長く、かつ、比較的長いほうが好ましい。この場合、走査順が早いラインでは、走査順が遅いラインに比べて、同極性の電圧が比較的長い時間印加されることになるため、逆極性電圧保持期間または交互電圧印加期間は比較的長いほうが好ましいからである。一方、例えば先のサブフレームの書き込み期間での走査順と、次のサブフレームの書き込み期間での走査順とが逆である場合には、逆極性電圧保持期間または交互電圧印加期間はゼロ電圧リセット期間より長くても短くてもよい。この場合、走査順の早いラインと走査順の遅いラインとで、電圧が印加される時間が平均化されるため、逆極性電圧保持期間または交互電圧印加期間は比較的短くてもかまわないのである。
また、消去期間にて第二の極性の電圧を印加する場合であって、ゼロ電圧リセット期間を、逆極性電圧保持期間または交互電圧印加期間の後に設けて、最後のサブフレーム以外のサブフレームの消去期間後には設けず、ゼロ電圧リセット期間が逆極性電圧保持期間または交互電圧印加期間よりも長い場合には、次のフレームの直前に、複数のゲート線に同時に電圧を印加して複数のスイッチング素子を同時にオンするとともに、複数のソース線に同時に第二の極性の電圧を印加してもよい。これにより、各サブフレームの書き込み期間直前の液晶の動作開始位置を揃えることができる。
ゼロ電圧リセット期間としては、通常、μsまたはmsオーダーで設定される。
ゼロ電圧リセット期間を、最後のサブフレーム以外のサブフレームの消去期間後に設ける場合、ゼロ電圧リセット期間は、例えば6μs〜100μsで設定することができる。また、ゼロ電圧リセット期間を、逆極性電圧保持期間または交互電圧印加期間の後に設ける場合であって、ゼロ電圧リセット期間が逆極性電圧保持期間または交互電圧印加期間よりも短い場合にも、ゼロ電圧リセット期間は、例えば6μs〜100μsで設定することができる。
また、ゼロ電圧リセット期間を逆極性電圧保持期間または交互電圧印加期間の後に設ける場合であって、自発分極を有する液晶、例えば強誘電性液晶等を用いる場合、ゼロ電圧リセット期間にて、複数のゲート線に同時にゼロ電圧を印加する時間は、液晶の応答に要する時間より長いことが好ましく、中でも液晶の応答に要する時間程度であることが好ましい。ゼロ電圧リセット期間にて、複数のゲート線に同時にゼロ電圧を印加する時間を液晶の応答に要する時間より長くすることにより、液晶が動作して自発分極の向きが反転したときにも、液晶の分極によって減少した電荷分を補償する電荷が供給されるため、すべての画素で電荷量を均等化することができる。その結果、液晶の応答性が低下するのを防ぐことができる。
ゼロ電圧リセット期間にて、複数のゲート線に同時に電圧を印加する時間を、液晶の応答に要する時間程度とする場合には、複数のゲート線に同時にゼロ電圧を印加する時間は、例えば100μs〜500μsで設定することができる。
8.その他の期間
本発明においては、図8に例示するように、白色を表示するサブフレームSFWが設けられていてもよい。
図8に示す例においては、すべての領域A1〜A4で組毎にRGBの三原色の書き込みを行った後に、RGBの3色の光源を同時に点灯して白色光とし、すべての領域A1〜A4で順に白色について書き込みを行っている。また、サブフレームSFWでは、サブフレームSFR、SFG、SFBと同様に、書き込み期間Ta´、液晶応答期間Tb´、点灯期間Tc´および消去期間Td´が設けられている。
本発明においては、図8に例示するように、白色を表示するサブフレームSFWが設けられていてもよい。
図8に示す例においては、すべての領域A1〜A4で組毎にRGBの三原色の書き込みを行った後に、RGBの3色の光源を同時に点灯して白色光とし、すべての領域A1〜A4で順に白色について書き込みを行っている。また、サブフレームSFWでは、サブフレームSFR、SFG、SFBと同様に、書き込み期間Ta´、液晶応答期間Tb´、点灯期間Tc´および消去期間Td´が設けられている。
白色を表示する際には、白色の画像データを、元のRGBの画像データのうち最も小さい信号を白色の信号とし、これに伴ってRGBの画像データを、元のRGBの信号からこの白色の信号の値を差し引いたものとすることができる。例えば、元のRGBの画像データが(R、G、B)=(125、100、220)の場合、最小の信号である100を白色の信号とし、元のRGBの信号から100を差し引いたものをRGBの信号として、(R、G、B、W)=(25、0、120、100)とすることができる。
白色の表示では、カラーブレイクは発生しないため、白色の画像データの書き込みは、すべての領域で組毎にRGBについての書き込みが終了した後から開始することができる。白色を表示するときは、このようにすべての領域で組毎にRGBについての書き込みが終了した後にWについて書き込んでもよく、またすべての領域で組毎にRGBWと書き込んでもよい。
9.液晶
本発明に用いられる液晶は、高速応答性を有するものであれば特に限定されるものでない。高速応答性を有する液晶としては、例えば、強誘電性液晶、OCBモードの液晶などが挙げられる。
本発明に用いられる液晶は、高速応答性を有するものであれば特に限定されるものでない。高速応答性を有する液晶としては、例えば、強誘電性液晶、OCBモードの液晶などが挙げられる。
中でも、強誘電性液晶が好ましく用いられる。強誘電性液晶は自発分極を有するので、応答速度がμsオーダーと極めて短く、高速デバイスに適した液晶だからである。
以下、強誘電性液晶について説明する。
以下、強誘電性液晶について説明する。
本発明に用いられる強誘電性液晶としては、カイラルスメクチックC相(SmC*)を発現するものであれば特に限定されるものではない。例えば、相系列が、降温過程において、ネマチック相(N)−コレステリック相(Ch)−カイラルスメクチックC相(SmC*)と相変化するもの、ネマチック相(N)−カイラルスメクチックC相(SmC*)と相変化するもの、ネマチック相(N)−スメクチックA相(SmA)−カイラルスメクチックC相(SmC*)と相変化するもの、ネマチック相(N)−コレステリック相(Ch)−スメクチックA相(SmA)−カイラルスメクチックC相(SmC*)と相変化するもの、などを挙げることができる。
中でも、強誘電性液晶は、単安定性を示すものであることが好ましい。
なお、「単安定性を示す」とは、電圧無印加時の強誘電性液晶の状態がひとつの状態で安定化している状態をいう。強誘電性液晶は、図9に例示するように、液晶分子1が層法線zから傾いており、層法線zに垂直な底面を有する円錐(コーン)の稜線に沿って回転する。このような円錐(コーン)において、液晶分子1の層法線zに対する傾き角をチルト角θという。このように、液晶分子1は層法線zに対しチルト角±θだけ傾く二つの状態間をコーン上に動作することができる。具体的に説明すると、単安定性を示すとは、電圧無印加時に液晶分子1がコーン上のいずれかひとつの状態で安定化している状態をいう。
なお、「単安定性を示す」とは、電圧無印加時の強誘電性液晶の状態がひとつの状態で安定化している状態をいう。強誘電性液晶は、図9に例示するように、液晶分子1が層法線zから傾いており、層法線zに垂直な底面を有する円錐(コーン)の稜線に沿って回転する。このような円錐(コーン)において、液晶分子1の層法線zに対する傾き角をチルト角θという。このように、液晶分子1は層法線zに対しチルト角±θだけ傾く二つの状態間をコーン上に動作することができる。具体的に説明すると、単安定性を示すとは、電圧無印加時に液晶分子1がコーン上のいずれかひとつの状態で安定化している状態をいう。
単安定性を示す強誘電性液晶としては、図10に例示するような正極性および負極性いずれの電圧を印加したときにも液晶分子が動作する、V shaped switching(V字型スイッチング)特性を示すもの、ならびに、図3に例示するような正極性または負極性いずれかの電圧を印加したときにのみ液晶分子が動作する、half-V shaped switching(ハーフV字型スイッチング)特性を示すものをいずれも用いることができる。
特に、ハーフV字型スイッチング特性を示す強誘電性液晶が好ましく用いられる。このようなハーフV字型スイッチング特性を示す強誘電性液晶を用いると、白黒シャッターとしての開口時間を十分に長くとることができ、これにより時間的に切り替えられる各色をより明るく表示することができ、明るいカラー表示の液晶表示装置を実現することができる。
なお、「ハーフV字型スイッチング特性」とは、印加電圧に対する光透過率が非対称な電気光学特性をいう。
なお、「ハーフV字型スイッチング特性」とは、印加電圧に対する光透過率が非対称な電気光学特性をいう。
このような強誘電性液晶としては、一般に知られる液晶材料の中から要求特性に応じて種々選択することができる。
特に、Ch相からSmA相を経由しないでSmC*相を発現する液晶材料は、ハーフV字型スイッチング特性を示すものとして好適である。具体的には、AZエレクトロニックマテリアルズ社製「R2301」が挙げられる。
また、SmA相を経由する液晶材料としては、材料選択の幅が広いことから、Ch相からSmA相を経由してSmC*相を発現するものが好ましい。この場合、SmC*相を示す単一の液晶材料を用いることもできるが、低粘度でSmC相を示しやすいノンカイラルな液晶(以下、ホスト液晶とする場合がある。)に、それ自身ではSmC相を示さないが大きな自発分極と適当な螺旋ピッチを誘起する光学活性物質を少量添加することにより、上記のような相系列を示す液晶材料が、低粘度であり、より速い応答性を実現できることから好ましい。
上記ホスト液晶としては、広い温度範囲でSmC相を示す材料であることが好ましく、一般に強誘電性液晶のホスト液晶として知られているものであれば特に限定されることなく使用することができる。例えば、下記一般式:
Ra−Q1−X1−(Q2−Y1)m−Q3−Rb
(式中、RaおよびRbはそれぞれ、直鎖状もしくは分岐状のアルキル基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アルカノイルオキシ基またはアルコキシカルボニルオキシ基であり、Q1、Q2およびQ3はそれぞれ、1,4−フェニレン基、1,4−シクロヘキシレン基、ピリジン−2,5−ジイル基、ピラジン−2,5−ジイル基、ピリダジン−3,6−ジイル基、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル基であり、これらの基はハロゲン原子、水酸基、シアノ基等の置換基を有していてもよく、X1およびY1はそれぞれ、−COO−、−OCO−、−CH2O−、−OCH2−、−CH2CH2−、−C≡C−または単結合であり、mは0または1である。)で表される化合物を使用することができる。ホスト液晶としては、上記化合物を1種単独でも2種以上を組み合わせて用いることもできる。
Ra−Q1−X1−(Q2−Y1)m−Q3−Rb
(式中、RaおよびRbはそれぞれ、直鎖状もしくは分岐状のアルキル基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アルカノイルオキシ基またはアルコキシカルボニルオキシ基であり、Q1、Q2およびQ3はそれぞれ、1,4−フェニレン基、1,4−シクロヘキシレン基、ピリジン−2,5−ジイル基、ピラジン−2,5−ジイル基、ピリダジン−3,6−ジイル基、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル基であり、これらの基はハロゲン原子、水酸基、シアノ基等の置換基を有していてもよく、X1およびY1はそれぞれ、−COO−、−OCO−、−CH2O−、−OCH2−、−CH2CH2−、−C≡C−または単結合であり、mは0または1である。)で表される化合物を使用することができる。ホスト液晶としては、上記化合物を1種単独でも2種以上を組み合わせて用いることもできる。
上記ホスト液晶に添加する光学活性物質としては、自発分極が大きく、適当な螺旋ピッチを誘起する能力を持った材料であれば特に限定されるものではなく、一般にSmC相を示す液晶組成物に添加する材料として知られるものを使用することができる。特に少量の添加量で大きな自発分極を誘起できる材料であることが好ましい。このような光学活性物質としては、例えば、下記一般式:
Rc−Q1−Za−Q2−Zb−Q3−Zc−Rd
(式中、Q1、Q2、Q3は上記一般式と同じ意味を表し、Za、ZbおよびZcは−COO−、−OCO−、−CH2O−、−OCH2−、−CH2CH2−、−C≡C−、−CH=N−、−N=N−、−N(→O)=N−、−C(=O)S−または単結合であり、Rcは不斉炭素原子を有していてもよい直鎖状もしくは分岐状のアルキル基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アルカノイルオキシ基またはアルコキシカルボニルオキシ基であり、Rdは不斉炭素原子を有する直鎖状もしくは分岐状のアルキル基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アルカノイルオキシ基またはアルコキシカルボニルオキシ基であり、RcおよびRdはハロゲン原子、シアノ基、水酸基で置換されていてもよい。)で表される化合物を使用することができる。光学活性物質としては、上記化合物を1種単独でも2種以上を組み合わせて用いることもできる。
Rc−Q1−Za−Q2−Zb−Q3−Zc−Rd
(式中、Q1、Q2、Q3は上記一般式と同じ意味を表し、Za、ZbおよびZcは−COO−、−OCO−、−CH2O−、−OCH2−、−CH2CH2−、−C≡C−、−CH=N−、−N=N−、−N(→O)=N−、−C(=O)S−または単結合であり、Rcは不斉炭素原子を有していてもよい直鎖状もしくは分岐状のアルキル基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アルカノイルオキシ基またはアルコキシカルボニルオキシ基であり、Rdは不斉炭素原子を有する直鎖状もしくは分岐状のアルキル基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アルカノイルオキシ基またはアルコキシカルボニルオキシ基であり、RcおよびRdはハロゲン原子、シアノ基、水酸基で置換されていてもよい。)で表される化合物を使用することができる。光学活性物質としては、上記化合物を1種単独でも2種以上を組み合わせて用いることもできる。
SmA相を経由する強誘電性液晶として、具体的には、AZエレクトロニックマテリアルズ社製「FELIXM4851−100」などが挙げられる。
強誘電性液晶には、液晶表示装置に求められる機能に応じて任意の機能を備える化合物が添加されていてもよい。このような化合物としては、重合性モノマーの重合物を挙げることができる。液晶層中にこのような重合性モノマーの重合物が含有されることにより、上記液晶材料の配列がいわゆる「高分子安定化」され、配向安定性に優れた液晶表示装置を得ることができる。
重合性モノマーの重合物に用いられる重合性モノマーとしては、重合反応により重合物を生じる化合物であれば特に限定されるものではなく、加熱処理により重合反応を生じる熱硬化性樹脂モノマー、および活性放射線の照射により重合反応を生じる活性放射線硬化性樹脂モノマーを挙げることができる。中でも、活性放射線硬化性樹脂モノマーを用いることが好ましい。熱硬化性樹脂モノマーを用いる場合は、重合反応を生じさせるために加温処理をすることが必要であるので、このような加温処理により強誘電性液晶の規則的な配列が損なわれたり、相転移が誘起されてしまったりするおそれがある。一方、活性放射線硬化性樹脂モノマーを用いる場合は、このようなおそれがなく、重合反応が生じることによって強誘電性液晶の配列が害されることが少ないからである。
活性放射線硬化性樹脂モノマーとしては、電子線の照射により重合反応を生じる電子線硬化性樹脂モノマー、および光照射により重合反応を生じる光硬化性樹脂モノマーを挙げることができる。中でも、光硬化性樹脂モノマーを用いることが好ましい。光硬化性樹脂モノマーを用いることにより、製造工程を簡略化できるからである。
光硬化性樹脂モノマーとしては、波長が150nm〜500nmの範囲内の光を照射することにより、重合反応を生じるものであれば特に限定されるものではない。中でも波長が250nm〜450nmの範囲内、特に300nm〜400nmの範囲内の光を照射することにより重合反応を生じる紫外線硬化性樹脂モノマーを用いることが好ましい。照射装置の容易性等の面において利点を有するからである。
紫外線硬化性樹脂モノマーが有する重合性官能基は、上記波長領域の紫外線照射により、重合反応を生じるものであれば特に限定されるものではない。特に、アクリレート基を有する紫外線硬化型樹脂モノマーを用いることが好ましい。
また、紫外線硬化性樹脂モノマーは、一分子中に一つの重合性官能基を有する単官能性モノマーであってもよく、また、一分子中に二つ以上の重合性官能基を有する多官能性モノマーであってもよい。中でも、多官能性モノマーを用いることが好ましい。多官能性モノマーを用いることにより、より強いポリマーネットワークを形成することができるため、分子間力および配向膜界面におけるポリマーネットワークを強化することができる。これにより、温度変化による強誘電性液晶の配列の乱れを抑制することができる。
多官能性モノマーの中でも、分子の両末端に重合性官能基を有する2官能性モノマーが好ましく用いられる。分子の両端に重合性官能基を有することにより、ポリマー同士の間隔が広いポリマーネットワークを形成することができ、重合性モノマーの重合物を含むことによる強誘電性液晶の駆動電圧の低下を防止できるからである。
また、紫外線硬化性樹脂モノマーの中でも、液晶性を発現する紫外線硬化性液晶モノマーを用いることが好ましい。このような紫外線硬化性液晶モノマーが好ましい理由は次の通りである。すなわち、紫外線硬化性液晶モノマーは液晶性を示すことから、配向膜の配向規制力により規則的に配列することができる。このため、紫外線硬化性液晶モノマーを、規則的に配列した後に重合反応を生じさせることにより、規則的な配列状態を維持したまま固定化することができる。このような規則的な配列状態を有する重合物が存在することにより、強誘電性液晶の配向安定性を向上させることができ、優れた耐熱性および耐衝撃性を得ることができる。
紫外線硬化性液晶モノマーが示す液晶相としては、特に限定されるものではなく、例えば、N相、SmA相、SmC相を挙げることができる。
本発明に用いられる紫外線硬化性液晶モノマーとしては、例えば、下記式(1)〜(3)に示す化合物を挙げることができる。
上記式(1),(2)において、A、B、D、EおよびFはベンゼン、シクロヘキサンまたはピリミジンを表し、これらはハロゲン等の置換基を有していてもよい。また、AおよびB、あるいはDおよびEは、アセチレン基、メチレン基、エステル基等の結合基を介して結合していてもよい。M1およびM2は、水素原子、炭素数3〜9のアルキル基、炭素数3〜9のアルコキシカルボニル基、またはシアノ基のいずれであってもよい。さらに、分子鎖末端のアクリロイルオキシ基とAまたはDとは、炭素数3〜6のアルキレン基等の結合基を介して結合していてもよい。
また、上記式(3)おいて、Yは、水素、炭素数1〜20のアルキル、炭素数1〜20のアルケニル、炭素数1〜20のアルキルオキシ、炭素数1〜20のアルキルオキシカルボニル、ホルミル、炭素数1〜20のアルキルカルボニル、炭素数1〜20のアルキルカルボニルオキシ、ハロゲン、シアノまたはニトロを表す。
上記の中でも、好適に用いられるものとして、下記式の化合物を例示することができる。
また、上記重合性モノマーは、単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。2種以上の異なる重合性モノマーを用いる場合には、例えば、上記式で示される紫外線硬化性液晶モノマーと他の紫外線硬化性樹脂モノマーとを用いることができる。
重合性モノマーとして紫外線硬化性液晶モノマーを用いた場合、重合性モノマーの重合物としては、主鎖に液晶性を示す原子団を有することにより主鎖が液晶性を示す主鎖液晶型重合物であってもよく、側鎖に液晶性を示す原子団を有することにより側鎖が液晶性を示す側鎖液晶型重合物であってもよい。中でも、重合性モノマーの重合物が側鎖液晶型重合物であることが好ましい。液晶性を示す原子団が側鎖に存在することにより、この原子団の自由度が高くなるため、液晶性を示す原子団が配向しやすくなるからである。また、その結果として強誘電性液晶の配向安定性を向上させることができるからである。
液晶層中における重合性モノマーの重合物の存在量は、強誘電性液晶の配列安定性を所望の程度にできる範囲内であれば特に限定されないが、通常、液晶層中に0.5質量%〜30質量%の範囲内が好ましく、より好ましくは1質量%〜20質量%、さらに好ましくは1質量%〜10質量%の範囲内である。上記範囲よりも多いと、駆動電圧の増加や、応答速度の低下を生じる場合があるからである。また、上記範囲よりも少ないと強誘電性液晶の配列安定性が不十分となり、液晶表示装置の耐熱性や耐衝撃性を損なってしまう可能性があるからである。
なお、液晶層中における重合性モノマーの重合物の存在量は、液晶層中の単分子液晶を溶剤で洗い流した後、残存する重合性モノマーの重合物の重量を電子天秤で測量することによって求めた残存量と、上記液晶層の総質量とから算出することができる。
なお、液晶層中における重合性モノマーの重合物の存在量は、液晶層中の単分子液晶を溶剤で洗い流した後、残存する重合性モノマーの重合物の重量を電子天秤で測量することによって求めた残存量と、上記液晶層の総質量とから算出することができる。
10.2n個の領域
本発明においては、複数の連続するゲート線を有する2n(nは2〜4の整数)個の領域に分割されている。領域の数は、2n(nは2〜4の整数)個であり、具体的には4個、6個または8個のいずれかである。例えば図1に示すようにj行のゲート線およびk列のソース線が形成されている場合、図11に例示するように行方向に、4個の領域(A1〜A4)、6個の領域(A1〜A6)または8個の領域(A1〜A8)に分割される。
本発明においては、複数の連続するゲート線を有する2n(nは2〜4の整数)個の領域に分割されている。領域の数は、2n(nは2〜4の整数)個であり、具体的には4個、6個または8個のいずれかである。例えば図1に示すようにj行のゲート線およびk列のソース線が形成されている場合、図11に例示するように行方向に、4個の領域(A1〜A4)、6個の領域(A1〜A6)または8個の領域(A1〜A8)に分割される。
また、2n個の領域は任意の2個の領域を1組とされる。
任意の2個の領域としては、特に限定されるものではなく、例えば図11(a)に示す4個の領域の場合、A1とA2を第1組、A3とA4を第2組としてもよく、A1とA3を第1組、A2とA4を第2組としてもよく、A1とA4を第1組、A2とA3を第2組としてもよい。
また、任意の2個の領域の組み合わせは、すべてのフレームで同じであってもよく、フレーム毎に異なっていてもよい。
組の数としては、例えば、4個の領域の場合は2個ずつ2つの組、6個の領域の場合は2個ずつ3つの組、8個の領域の場合は2個ずつ4つの組とされる。
任意の2個の領域としては、特に限定されるものではなく、例えば図11(a)に示す4個の領域の場合、A1とA2を第1組、A3とA4を第2組としてもよく、A1とA3を第1組、A2とA4を第2組としてもよく、A1とA4を第1組、A2とA3を第2組としてもよい。
また、任意の2個の領域の組み合わせは、すべてのフレームで同じであってもよく、フレーム毎に異なっていてもよい。
組の数としては、例えば、4個の領域の場合は2個ずつ2つの組、6個の領域の場合は2個ずつ3つの組、8個の領域の場合は2個ずつ4つの組とされる。
また、フルハイビジョン(FHD)のようにゲート線数が多い場合、FHDのパネルを上下の2個の領域に分割して、上側領域は上側に配置したソースドライバ、下側領域は下側に配置したソースドライバでデータを入力することができる。このように、上下の2個の領域の両方にソースドライバを配置することで、平行してゲート線の走査を行うことができる。
図12は、FHDのパネルを例にした場合の駆動方法であり、上側領域および下側領域で対称に表示を行うものである。なお、図12においては、上側領域および下側領域で対称に表示を行っているが、必ずしもこの形態に限定されるものではなく、上側領域および下側領域でそれぞれ異なる駆動方法を用いてもよい。
図12に示す例においては、上側領域が、4個の領域A1〜A4に分割されており、それぞれの領域にLEDが配置されている。また、下側領域が、4個の領域A5〜A8に分割されており、それぞれの領域にLEDが配置されている。そして、各領域のLEDは独立にON/OFF制御できるようになっている。なお、この場合、領域A4と領域A5については、LEDの点灯のタイミングが同じであるため、光漏れの影響については考慮しなくてもよい。
図12は、FHDのパネルを例にした場合の駆動方法であり、上側領域および下側領域で対称に表示を行うものである。なお、図12においては、上側領域および下側領域で対称に表示を行っているが、必ずしもこの形態に限定されるものではなく、上側領域および下側領域でそれぞれ異なる駆動方法を用いてもよい。
図12に示す例においては、上側領域が、4個の領域A1〜A4に分割されており、それぞれの領域にLEDが配置されている。また、下側領域が、4個の領域A5〜A8に分割されており、それぞれの領域にLEDが配置されている。そして、各領域のLEDは独立にON/OFF制御できるようになっている。なお、この場合、領域A4と領域A5については、LEDの点灯のタイミングが同じであるため、光漏れの影響については考慮しなくてもよい。
ゲート線の本数としては、複数であればよいが、中でも、書き込み期間および消去期間の合計時間が、液晶応答期間および点灯期間の合計時間以上となるような本数であることが好ましい。
また、複数のゲート線を2n個の領域に分割する際、1個の領域に対するゲート線の本数は、特に限定されるものではないが、上記と同様に、書き込み期間および消去期間の合計時間が、液晶応答期間および点灯期間の合計時間以上となるような本数であることが好ましい。
また、複数のゲート線を2n個の領域に分割する際、1個の領域に対するゲート線の本数は、特に限定されるものではないが、上記と同様に、書き込み期間および消去期間の合計時間が、液晶応答期間および点灯期間の合計時間以上となるような本数であることが好ましい。
また、2n個の領域には、領域毎にそれぞれ複数色の光源が設けられる。
B.液晶表示装置
次に、本発明の液晶表示装置について説明する。
本発明の液晶表示装置は、2n(nは2〜4の整数)個の領域に分割された複数のゲート線と、複数のソース線と、上記ゲート線およびソース線に接続され、画素毎に配置された複数のスイッチング素子と、上記スイッチング素子に接続され、画素毎に配置された複数の画素電極と、上記画素電極に対向する位置に配置された対向電極と、上記画素電極および対向電極間に配置された液晶と、上記複数のゲート線に接続され、走査信号を印加するゲートドライバと、上記複数のソース線に接続され、画像信号を印加するソースドライバとを有する液晶パネル、ならびに、上記液晶パネルに対して光を照射し、上記領域毎に設けられた複数色の光源、ならびに、上記ゲートドライバ、ソースドライバおよび光源に接続され、上述の液晶表示装置の駆動方法によって液晶表示装置を駆動する制御部を有することを特徴とするものである。
次に、本発明の液晶表示装置について説明する。
本発明の液晶表示装置は、2n(nは2〜4の整数)個の領域に分割された複数のゲート線と、複数のソース線と、上記ゲート線およびソース線に接続され、画素毎に配置された複数のスイッチング素子と、上記スイッチング素子に接続され、画素毎に配置された複数の画素電極と、上記画素電極に対向する位置に配置された対向電極と、上記画素電極および対向電極間に配置された液晶と、上記複数のゲート線に接続され、走査信号を印加するゲートドライバと、上記複数のソース線に接続され、画像信号を印加するソースドライバとを有する液晶パネル、ならびに、上記液晶パネルに対して光を照射し、上記領域毎に設けられた複数色の光源、ならびに、上記ゲートドライバ、ソースドライバおよび光源に接続され、上述の液晶表示装置の駆動方法によって液晶表示装置を駆動する制御部を有することを特徴とするものである。
図13は本発明の液晶表示装置の一例を示す概略斜視図である。
図13に例示するように、液晶表示装置10は、液晶パネル11と、この液晶パネル11に対向するように配置された光源12と、液晶パネル11のゲートドライバ2およびソースドライバ3ならびに光源12に接続された制御部13とを有している。液晶パネル11においては、基材7a上に、複数のゲート線Gおよび複数のソース線Sと、これらのゲート線Gおよびソース線Sに接続され、画素毎に配置された複数のスイッチング素子4と、このスイッチング素子4に接続され、画素毎に配置された複数の画素電極5とが設けられ、基材7b上に、画素電極5に対向するように対向電極6が設けられている。また、液晶パネル11では、複数のゲート線Gに接続されたゲートドライバ2と、複数のソース線Sに接続されたソースドライバ3とが設けられている。
また、複数のゲート線Gは、図11(a)に例示するように行方向に4個の領域(A1〜A4)に分割されている。そして、領域毎にそれぞれRGB3色の光源12R,12G,12Bが設けられている。
なお、図示しないが、画素電極等と対向電極との間には液晶が挟持されている。
図13に例示するように、液晶表示装置10は、液晶パネル11と、この液晶パネル11に対向するように配置された光源12と、液晶パネル11のゲートドライバ2およびソースドライバ3ならびに光源12に接続された制御部13とを有している。液晶パネル11においては、基材7a上に、複数のゲート線Gおよび複数のソース線Sと、これらのゲート線Gおよびソース線Sに接続され、画素毎に配置された複数のスイッチング素子4と、このスイッチング素子4に接続され、画素毎に配置された複数の画素電極5とが設けられ、基材7b上に、画素電極5に対向するように対向電極6が設けられている。また、液晶パネル11では、複数のゲート線Gに接続されたゲートドライバ2と、複数のソース線Sに接続されたソースドライバ3とが設けられている。
また、複数のゲート線Gは、図11(a)に例示するように行方向に4個の領域(A1〜A4)に分割されている。そして、領域毎にそれぞれRGB3色の光源12R,12G,12Bが設けられている。
なお、図示しないが、画素電極等と対向電極との間には液晶が挟持されている。
ゲート線Gおよびソース線Sはそれぞれ縦横に配列しており、ゲート線Gおよびソース線Sに信号を加えることによりスイッチング素子4を作動させ、液晶を駆動させることができる。ゲート線Gおよびソース線Sが交差した部分は、図示しないが絶縁層で絶縁されており、ゲート線Gの走査信号とソース線Sの画像信号とは独立に動作することができる。ゲート線Gおよびソース線Sにより囲まれた部分は、液晶表示装置を駆動する最小単位である画素であり、各画素には少なくとも1つ以上のスイッチング素子4および画素電極5が形成されている。そして、ゲート線およびソース線に順次信号電圧を加えることにより、各画素のスイッチング素子を動作させることができる。
ゲートドライバ2はゲート線Gに電圧を印加し(走査信号を印加し)、ソースドライバ3はソース線Sに正極性または負極性の電圧を印加する(画像信号を印加する)。このとき、ソース線Sに、任意の色を混色により表示するための複数の単位色(図13においてはRGB)のうちの1つの単位色に対応する画像信号を供給する。これにより、ゲートドライバ2によって複数のゲート線Gに順に電圧を印加して複数のスイッチング素子4をゲート線単位で順にオンするとともに、ソースドライバ3によって複数のソース線Sに正極性または負極性の電圧を印加して、スイッチング素子4および画素電極5を介して液晶に正極性または負極性の電圧を印加して液晶を駆動する。すなわち、各ゲート線に沿った画素の画素電極および対向電極間に画像信号に対応した電圧が印加され、画像データがゲート線に沿った各画素に書き込まれ、これに対する液晶の応答の程度により、各画素の光の透過率が制御される。
本発明の液晶表示装置は、上述の液晶表示装置の駆動方法によって駆動されるので、複数の光源の点灯期間の間隔を短縮することができ、カラーブレイクを防ぐことができる。また、液晶の応答性が低下するのを防ぐことができる。
液晶表示装置の各構成部材には、一般的なものを用いることができる。なお、液晶および光源については、上記「A.液晶表示装置の駆動方法」に詳しく記載したので、ここでの説明は省略する。
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
以下に実施例を示し、本発明をさらに詳細に説明する。
[実施例1]
フルハイビジョン(FHD)のゲート線数:1080本のディスプレイを上下に2分割して、上下各領域をさらに4分割(合わせて8分割)した場合の、上側領域の駆動方法を図2に示す。下側領域は、上側領域と対称に駆動させた。
各領域のゲート線数は、1080本÷2÷4=135本となる。ゲート選択時間を8.0μsecとし、135本の書き込み走査に要する時間(書き込み期間Ta)を1.08msecとした。また、液晶応答期間Tbを0.29msec、点灯期間Tcを1.10msec、消去期間Tdを0.31msecとした。消去期間では、ゲート選択時間を0.31msecとした。
フルハイビジョン(FHD)のゲート線数:1080本のディスプレイを上下に2分割して、上下各領域をさらに4分割(合わせて8分割)した場合の、上側領域の駆動方法を図2に示す。下側領域は、上側領域と対称に駆動させた。
各領域のゲート線数は、1080本÷2÷4=135本となる。ゲート選択時間を8.0μsecとし、135本の書き込み走査に要する時間(書き込み期間Ta)を1.08msecとした。また、液晶応答期間Tbを0.29msec、点灯期間Tcを1.10msec、消去期間Tdを0.31msecとした。消去期間では、ゲート選択時間を0.31msecとした。
[実施例2]
フルハイビジョン(FHD)のゲート線数:1080本のディスプレイを上下に2分割して、上下各領域をさらに4分割(合わせて8分割)した場合の駆動方法を図12に示す。上側領域および下側領域は、対称に駆動させた。
各領域のゲート線数は、1080本÷2÷4=135本となる。ゲート選択時間を8.0μsecとし、135本の書き込み走査に要する時間(書き込み期間Ta)を1.08msecとした。また、液晶応答期間Tbを0.29msec、点灯期間Tcを1.10msec、消去期間Tdを0.31msecとした。消去期間では、ゲート選択時間を0.31msecとした。この消去期間では、負極性の電圧を0.29msec印加し、さらにゼロ電圧を0.020msec印加した。
フルハイビジョン(FHD)のゲート線数:1080本のディスプレイを上下に2分割して、上下各領域をさらに4分割(合わせて8分割)した場合の駆動方法を図12に示す。上側領域および下側領域は、対称に駆動させた。
各領域のゲート線数は、1080本÷2÷4=135本となる。ゲート選択時間を8.0μsecとし、135本の書き込み走査に要する時間(書き込み期間Ta)を1.08msecとした。また、液晶応答期間Tbを0.29msec、点灯期間Tcを1.10msec、消去期間Tdを0.31msecとした。消去期間では、ゲート選択時間を0.31msecとした。この消去期間では、負極性の電圧を0.29msec印加し、さらにゼロ電圧を0.020msec印加した。
[実施例3]
フルハイビジョン(FHD)のゲート線数:1080本のディスプレイを上下に2分割して、上下各領域をさらに4分割(合わせて8分割)した場合の、上側領域の駆動方法を図8に示す。下側領域は、上側領域と対称に駆動させた。
各領域のゲート線数は、1080本÷2÷4=135本となる。ゲート選択時間を6.0μsecとし、135本の書き込み走査に要する時間(書き込み期間Ta)を0.81msecとした。また、液晶応答期間Tbを0.34msec、点灯期間Tcを0.70msec、消去期間Tdを0.23msecをとした。消去期間では、ゲート選択時間を0.23msecとした。この消去期間では、負極性の電圧を0.2msec印加し、さらにゼロ電圧を0.03msec印加した。
フルハイビジョン(FHD)のゲート線数:1080本のディスプレイを上下に2分割して、上下各領域をさらに4分割(合わせて8分割)した場合の、上側領域の駆動方法を図8に示す。下側領域は、上側領域と対称に駆動させた。
各領域のゲート線数は、1080本÷2÷4=135本となる。ゲート選択時間を6.0μsecとし、135本の書き込み走査に要する時間(書き込み期間Ta)を0.81msecとした。また、液晶応答期間Tbを0.34msec、点灯期間Tcを0.70msec、消去期間Tdを0.23msecをとした。消去期間では、ゲート選択時間を0.23msecとした。この消去期間では、負極性の電圧を0.2msec印加し、さらにゼロ電圧を0.03msec印加した。
[比較例1]
フルハイビジョン(FHD)のゲート線数:1080本のディスプレイを上下に2分割して、上下各領域をさらに4分割(合わせて8分割)した場合の、上側領域の駆動方法を図14に示す。下側領域は、上側領域と対称に駆動させた。
各領域のゲート線数は、1080本÷2÷4=135本となる。ゲート選択時間を8.0μsecとし、135本の書き込み走査に要する時間(書き込み期間Ta)を1.08msecとした。また、液晶応答期間Tbを0.31msec、点灯期間Tcを1.08msec、消去期間Tdを0.31msecとした。
この場合、書き込み期間Ta=点灯期間Tc、液晶応答期間Tb=消去期間Tdとすることで、書き込み走査を効率良く行うことができ、書き込み期間を長くとることができる。しかしながら、LEDの点灯期間の間隔dは約5.6msecを要するため、カラーブレイクが問題となる。
フルハイビジョン(FHD)のゲート線数:1080本のディスプレイを上下に2分割して、上下各領域をさらに4分割(合わせて8分割)した場合の、上側領域の駆動方法を図14に示す。下側領域は、上側領域と対称に駆動させた。
各領域のゲート線数は、1080本÷2÷4=135本となる。ゲート選択時間を8.0μsecとし、135本の書き込み走査に要する時間(書き込み期間Ta)を1.08msecとした。また、液晶応答期間Tbを0.31msec、点灯期間Tcを1.08msec、消去期間Tdを0.31msecとした。
この場合、書き込み期間Ta=点灯期間Tc、液晶応答期間Tb=消去期間Tdとすることで、書き込み走査を効率良く行うことができ、書き込み期間を長くとることができる。しかしながら、LEDの点灯期間の間隔dは約5.6msecを要するため、カラーブレイクが問題となる。
[実施例4]
フルハイビジョン(FHD)のゲート線数:1080本のディスプレイを上下に2分割して、上下各領域をさらに4分割(合わせて8分割)した場合の、上側領域の駆動方法を図15に示す。下側領域は、上側領域と対称に駆動させた。
各領域のゲート線数は、1080本÷2÷4=135本となる。ゲート選択時間を8μsecとし、135本の書き込み走査に要する時間(書き込み期間Ta)を1.08msecとした。また、液晶応答期間Tbを0.59msec、点灯期間Tcを0.8msec、消去期間Tdを0.31msecとした。
フルハイビジョン(FHD)のゲート線数:1080本のディスプレイを上下に2分割して、上下各領域をさらに4分割(合わせて8分割)した場合の、上側領域の駆動方法を図15に示す。下側領域は、上側領域と対称に駆動させた。
各領域のゲート線数は、1080本÷2÷4=135本となる。ゲート選択時間を8μsecとし、135本の書き込み走査に要する時間(書き込み期間Ta)を1.08msecとした。また、液晶応答期間Tbを0.59msec、点灯期間Tcを0.8msec、消去期間Tdを0.31msecとした。
Ta … 書き込み期間
Tb … 液晶応答期間
Tc … 点灯期間
Td … 消去期間
Tf … 交互電圧印加期間
Th … 非選択期間
T1 … 第一保持期間
T2 … 第二保持期間
Tb … 液晶応答期間
Tc … 点灯期間
Td … 消去期間
Tf … 交互電圧印加期間
Th … 非選択期間
T1 … 第一保持期間
T2 … 第二保持期間
Claims (9)
- 複数の連続するゲート線を有する2n(nは2〜4の整数)個の領域に分割され、前記領域毎に複数色の光源が設けられた液晶表示装置の駆動方法であって、
各サブフレーム中に、
前記1個の領域の複数のゲート線に順に電圧を印加して複数のスイッチング素子を順にオンするとともに、複数のソース線に第一の極性の電圧を印加する書き込み期間と、
前記書き込み期間後に、液晶が応答するのを待つ液晶応答期間と、
前記液晶応答期間後に、前記領域に設けられた1色の光源を点灯させる点灯期間と、
前記点灯期間後に、前記領域の複数のゲート線に同時に電圧を印加して前記複数のスイッチング素子を同時にオンするとともに、前記複数のソース線に同時に前記第一の極性に対して逆極性の第二の極性の電圧またはゼロ電圧のいずれかを印加する消去期間とを有し、
前記2n個の領域のうち任意の2個の領域を1組として、各組の領域にて領域毎に1色ずつ書き込み期間を交互に設け、2n個の領域にて組毎に複数色ずつ書き込み期間を順に設け、
前記消去期間にて、前記複数のゲート線に同時に電圧を印加する時間が、液晶の応答に要する時間よりも長いことを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。 - 前記書き込み期間および前記消去期間の合計時間が、前記液晶応答期間および前記点灯期間の合計時間以上であることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置の駆動方法。
- 1フレーム中、最後のサブフレームの前記消去期間後に、前記1個の領域の複数のゲート線に同時に電圧を印加して前記複数のスイッチング素子を同時にオンするとともに、前記複数のソース線に同時に前記第二の極性の電圧を印加して保持する逆極性電圧保持期間を有することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の液晶表示装置の駆動方法。
- 1フレーム中、最後のサブフレームの前記消去期間後に、前記1個の領域の複数のゲート線に同時に電圧を印加して前記複数のスイッチング素子を同時にオンするとともに、前記複数のソース線に同時に前記第一の極性の電圧を印加して保持する第一保持期間と、前記領域の複数のゲート線に同時に電圧を印加して前記複数のスイッチング素子を同時にオンするとともに、前記複数のソース線に同時に前記第二の極性の電圧を印加して保持する第二保持期間とを交互に有する交互電圧印加期間を有し、
ある1個の領域の第一保持期間を、前記領域に隣接する領域の点灯期間以外に設け、
前記書き込み期間にて書き込むデータおよび前記交互電圧印加期間にて書き込むデータが異なることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の液晶表示装置の駆動方法。 - 前記交互電圧印加期間にて書き込むデータが、フレーム毎にランダムに異なることを特徴とする請求項4に記載の液晶表示装置の駆動方法。
- 先のサブフレームの前記書き込み期間での走査順と、次のサブフレームの前記書き込み期間での走査順とが逆であることを特徴とする請求項1から請求項5までのいずれかに記載の液晶表示装置の駆動方法。
- ある1個の領域の前記書き込み期間と、当該領域に隣接する領域の前記点灯期間とが重複する場合に、前記ある1個の領域の書き込み期間にて、当該領域に隣接する領域が設けられている側とは反対側に位置する前記ゲート線から走査することを特徴とする請求項1から請求項5までのいずれかに記載の液晶表示装置の駆動方法。
- 単安定性を示し、かつ、ハーフV字型スイッチング特性を示す強誘電性液晶を用いることを特徴とする請求項1から請求項7までのいずれかに記載の液晶表示装置の駆動方法。
- 2n(nは2〜4の整数)個の領域に分割された複数のゲート線と、複数のソース線と、前記ゲート線およびソース線に接続され、画素毎に配置された複数のスイッチング素子と、前記スイッチング素子に接続され、画素毎に配置された複数の画素電極と、前記画素電極に対向する位置に配置された対向電極と、前記画素電極および対向電極間に配置された液晶と、前記複数のゲート線に接続され、走査信号を印加するゲートドライバと、前記複数のソース線に接続され、画像信号を印加するソースドライバとを有する液晶パネル、ならびに、前記液晶パネルに対して光を照射し、前記領域毎に設けられた複数色の光源、ならびに、前記ゲートドライバ、ソースドライバおよび光源に接続され、請求項1から請求項8までのいずれかに記載の液晶表示装置の駆動方法によって液晶表示装置を駆動する制御部を有することを特徴とする液晶表示装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007290854A JP2009116173A (ja) | 2007-11-08 | 2007-11-08 | 液晶表示装置の駆動方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007290854A JP2009116173A (ja) | 2007-11-08 | 2007-11-08 | 液晶表示装置の駆動方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009116173A true JP2009116173A (ja) | 2009-05-28 |
Family
ID=40783361
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007290854A Pending JP2009116173A (ja) | 2007-11-08 | 2007-11-08 | 液晶表示装置の駆動方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2009116173A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20120003402A (ko) * | 2010-07-02 | 2012-01-10 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 액정 표시 장치의 구동 방법 |
JP2017122919A (ja) * | 2009-12-28 | 2017-07-13 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 液晶表示装置 |
KR20180103684A (ko) * | 2017-03-10 | 2018-09-19 | 엘지디스플레이 주식회사 | 화소 데이터 기입 방법 및 화상 표시 장치 |
US10900900B2 (en) | 2015-10-19 | 2021-01-26 | Nikon Corporation | Structured illumination microscope, observation method, and storage medium |
-
2007
- 2007-11-08 JP JP2007290854A patent/JP2009116173A/ja active Pending
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017122919A (ja) * | 2009-12-28 | 2017-07-13 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 液晶表示装置 |
US10347197B2 (en) | 2009-12-28 | 2019-07-09 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Liquid crystal display device and electronic device |
US10861401B2 (en) | 2009-12-28 | 2020-12-08 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Liquid crystal display device and electronic device configured to operate at two different refresh ratees |
KR20120003402A (ko) * | 2010-07-02 | 2012-01-10 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 액정 표시 장치의 구동 방법 |
KR101892983B1 (ko) * | 2010-07-02 | 2018-08-30 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 액정 표시 장치의 구동 방법 |
US10900900B2 (en) | 2015-10-19 | 2021-01-26 | Nikon Corporation | Structured illumination microscope, observation method, and storage medium |
KR20180103684A (ko) * | 2017-03-10 | 2018-09-19 | 엘지디스플레이 주식회사 | 화소 데이터 기입 방법 및 화상 표시 장치 |
KR102102704B1 (ko) | 2017-03-10 | 2020-04-21 | 엘지디스플레이 주식회사 | 화소 데이터 기입 방법 및 화상 표시 장치 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4100719B2 (ja) | 液晶ディスプレイ | |
JPH06230751A (ja) | 2つの準安定状態を持つ液晶表示装置及びその駆動方法 | |
KR20050092779A (ko) | 쌍안정 매트릭스 디스플레이 디바이스의 구동 | |
KR20070003975A (ko) | 감소된 크로스 토크를 가진 전기 영동 디스플레이 | |
KR20050014846A (ko) | 디스플레이 디바이스 | |
JP2007507727A (ja) | 適切な階調及び自然な画像更新を伴う双安定ディスプレイ | |
JP2007531002A (ja) | 初期の光学状態にかかわらず均一な画像安定性を有する電気泳動ディスプレイ | |
JP2009116173A (ja) | 液晶表示装置の駆動方法 | |
JP4740860B2 (ja) | 双安定ネマティック液晶表示を有する先進的方法および装置 | |
JP2009115968A (ja) | 液晶表示装置の駆動方法 | |
JP2009003319A (ja) | 液晶表示装置の駆動方法 | |
JP3977710B2 (ja) | 液晶光学装置 | |
JP2010191278A (ja) | 液晶表示装置の駆動方法 | |
JP2008145474A (ja) | 液晶表示装置の駆動方法 | |
JP2008180782A (ja) | 液晶表示装置の駆動方法 | |
JP4446410B2 (ja) | 液晶表示素子及びこれを用いた液晶表示装置 | |
JP2001281627A (ja) | 液晶装置 | |
JPH05303076A (ja) | 液晶装置 | |
Takahashi et al. | 39.1: A Field‐Sequential‐Color Matrix Display Using Polymer‐Stabilized FLCD Cells | |
JP2637517B2 (ja) | 液晶装置 | |
KR100685825B1 (ko) | 액정표시장치 및 이의 구동 방법 | |
JP4809727B2 (ja) | 単純マトリクスカラー液晶表示装置の駆動方法 | |
JP2584767B2 (ja) | 液晶装置の駆動法 | |
WO2009087817A1 (ja) | 液晶表示装置 | |
EP1045270B1 (en) | Ferroelectric liquid crystal display and method for driving the same |