JP2010250179A - 液晶表示装置、液晶表示パネルの駆動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】各画面内で複数色各色をシーケンシャルに表光させて１画面を構成する液晶表示装置において、各色を発光する時間の確保をより効率的にすること。
【解決手段】第１の色相当の表示信号を画素の第２ノードに供給し、第２の色相当の表示信号を同様に供給し、第３の色相当の表示信号を同様に供給し、第１、第２、第３の色に相当の表示信号とは逆極性の信号を第２ノードに供給する第１の信号生成回路と、第１の色相当の表示信号を第２ノードから画素の第１の電極層に伝送すべく制御信号を第１ノードに供給し、第２の色相当の表示信号を第２ノードから第１の電極層に伝送すべく制御信号を第１ノードに供給し、第３の色相当の表示信号を第２ノードから第１の電極層に伝送すべく制御信号を第１ノードに供給し、逆極性の信号を第２ノードから第１の電極層に伝送すべく制御信号を第１ノードに供給する第２の信号生成回路とを具備する。
【選択図】図１

Description

本発明は、マトリクス配列の画素ごとに液晶シャッターで出力光量が制御され画面が構成される液晶表示装置、およびこの装置用の液晶表示パネルの駆動方法に係り、特に、各画面（各フィールド）内で複数色各色をシーケンシャルに表光させて１画面を構成するタイプの液晶表示装置、および液晶表示パネルの駆動方法に関する。

各画面内でＲＧＢ各色をシーケンシャルに表光させて１画面を構成する液晶表示装置（フィールドシーケンシャルカラー液晶表示装置）は、フィールド内を時分割して各色光源を発光させるので各画素にマイクロカラーフィルタを具備させる必要がない。各画素領域それぞれは各色で分割されず、したがって、画素の高精細化、高密度化が可能である。また、光源の分光成分をフィルタで除去しないので光の利用効率が高く低消費電力化にも向いている。

一方、フィールドシーケンシャルカラー液晶表示装置は、時分割された各サブフィールドそれぞれで各色の表示信号を全ラインの各画素に書き込むため、高速応答する液晶を用いる必要がある。そこで、高速応答性を示す液晶としては、強誘電性液晶が知られている。特に、強誘電性液晶の中でもハーフＶモードのものは、視野角が広いなどの特長を備え、さらにアナログ変調が可能なので、アナログ表示電圧を各画素に伝えるスイッチング素子として薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を用い画素を構成して高品質の表示装置とすることができる。

なお、強誘電性液晶を用い得る表示装置の先行例に下記特許文献に開示のものがある。特許文献１に開示の技術は、各画面内でＲＧＢ各色をシーケンシャルに表光させるタイプの表示装置についてのものでない。特許文献２に開示の技術は、フィールドシーケンシャルカラー液晶表示装置についてであるが、解決しようとする課題が本願とは異なる。

特開２００１−３３７５９号公報 特開２００９−５３４７５号公報

ハーフＶモードは、その透過率特性が、液晶層を挟む両電極層の間の電圧の正負で対称でない。すなわち、例えば、正極性の電圧に対しては高い透過率になり得るが、負極性の電圧に対しては、ほとんど反応しない。そこで、ハーフＶモードをシーケンシャルカラー液晶表示装置に用いる場合を考えると、一方では、静止画の長時間表示で焼き付きが生じないように、上記両電極層の間の電圧を交番させる必要があり、他方では、ほとんど反応しない期間においては光源からの光を透過させることができず、実質的に各色を発光する時間の確保が効率的でなくなってしまう。

本発明は、上記の事情を考慮してなされたもので、各画面内で複数色各色をシーケンシャルに表光させて１画面を構成するタイプの液晶表示装置、およびこの装置用の液晶表示パネルの駆動方法において、各色を発光する時間の確保をより効率的にすることが可能な液晶表示装置、および液晶表示パネルの駆動方法を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明の一態様である液晶表示装置は、第１の電極層と第２の電極層とに挟まれた液晶層と；スイッチングの状態を制御する制御信号が与えられ得る第１のノードと表示信号が与えられ得る第２のノードとを備え、前記第１のノードに与えられる前記制御信号により前記第２のノードと前記第１の電極層との間を導通か非導通のいずれかに切り換えるスイッチング素子と；を有する画素がマトリクス状に配置された液晶表示パネルと、前記第２のノードに接続され、かつ、第１の色に相当する前記表示信号を一定の極性で生成して前記第２のノードに供給し、かつ、前記第１の色に相当する前記表示信号を前記第２のノードに供給した後に、第２の色に相当する前記表示信号を前記一定の極性で生成して前記第２のノードに供給し、かつ、以下同様に、第ｎ−１の色に相当する前記表示信号を前記第２のノードに供給した後に、第ｎの色に相当する前記表示信号を前記一定の極性で生成して前記第２のノードに供給するのをｎ＝３からｎ＝Ｎ（Ｎは３以上の整数；以下同じ）まで行い、かつ、前記第Ｎの色に相当する前記表示信号を前記第２のノードに供給した後に、前記第１ないし第Ｎの色に相当する前記一定の極性の前記各表示信号とは逆極性の信号を生成して前記第２のノードに供給する第１の信号生成回路と、前記第１のノードに接続され、かつ、前記第１の色に相当する前記表示信号を前記第２のノードから前記画素の前記第１の電極層に伝送すべく第１のタイミングで前記制御信号を生成して前記第１のノードに供給し、かつ、前記第２の色に相当する前記表示信号を前記第２のノードから前記画素の前記第１の電極層に伝送すべく第２のタイミングで前記制御信号を生成して前記第１のノードに供給し、かつ、以下同様に、前記第ｎの色に相当する前記表示信号を前記第２のノードから前記画素の前記第１の電極層に伝送すべく第ｎのタイミングで前記制御信号を生成して前記第１のノードに供給するのをｎ＝３からｎ＝Ｎまで行い、かつ、前記逆極性の信号を前記第２のノードから前記画素の前記第１の電極層に伝送すべく第Ｎ＋１のタイミングで前記制御信号を生成して前記第１のノードに供給する第２の信号生成回路と、前記第１の色に相当する前記表示信号が前記画素の前記第１の電極層に伝送された後に前記第１の色に相当する光を発生して前記画素の前記液晶層に透過させる第１の発光部と、前記第２の色に相当する前記表示信号が前記画素の前記第１の電極層に伝送された後に前記第２の色に相当する光を発生して前記画素の前記液晶層に透過させる第２の発光部と、前記第３ないし第Ｎの色におのおの相当する前記表示信号が前記画素の前記第１の電極層にそれぞれ伝送された後に前記第３ないし第Ｎの色におのおの相当する光をそれぞれ発生して前記画素の前記液晶層にそれぞれ透過させる第３ないし第Ｎの発光部と、を具備し、前記第１の信号生成回路が、前記第１の色に相当する前記表示信号を前記第２のノードに供給し、前記第２の色に相当する前記表示信号を前記第２のノードに供給し、前記第３ないし第Ｎの色に相当する前記表示信号を順次前記第２のノードに供給し、前記逆極性の信号を前記第２のノードに供給する一連のシーケンスをひとつのフレームとして、該フレームを繰り返すように構成されていることを特徴とする。

すなわち、この液晶表示装置では、表光の色の数が３つである場合を例に挙げて述べると、画素に設けられたスイッチング素子が有する、表示信号が供給されるノードに対して、第１の信号生成回路から、第１の色に相当する表示信号、第２の色に相当する表示信号、第３の色に相当する表示信号、これらの表示信号とは逆極性の信号の順に、信号供給される。そして、これらの供給された信号が画素の第１の電極層に伝送されるように、第２の信号生成回路が制御信号を生成してスイッチング素子を制御する。各色の発光は、それぞれの信号が第１の電極層に伝送された後に、それぞれ行う。

このようにすることで、焼き付き防止のために行う逆極性の信号の各ラインへの書き込みは、１フィールドあたり、各色に対応して３回ではなく１回にすることができる。よって、その書き込み時間の節約が可能であり、節約された時間分は各色を発光する時間の増加に充てることができる。したがって、各色を発光する時間の確保をより効率的にすることが可能な液晶表示装置を提供することができる。表示色が３色でなく４色以上有する液晶表示装置の場合も、同様に構成して同様の効果を得ることができる。

また、本発明の別の態様である液晶表示パネルの駆動方法は、第１の電極層と第２の電極層とに挟まれた液晶層と；スイッチングの状態を制御する制御信号が与えられ得る第１のノードと表示信号が与えられ得る第２のノードとを備え、前記第１のノードに与えられる前記制御信号により前記第２のノードと前記第１の電極層との間を導通か非導通のいずれかに切り換えるスイッチング素子と；を有する画素がマトリクス状に配置された液晶表示パネルを駆動する方法であって、第１の色に相当する前記表示信号を一定の極性で生成して前記第２のノードに供給し、前記第１の色に相当する前記表示信号を前記第２のノードに供給した後に、第２の色に相当する前記表示信号を前記一定の極性で生成して前記第２のノードに供給し、前記第２の色に相当する前記表示信号を前記第２のノードに供給した後に、第３の色に相当する前記表示信号を前記一定の極性で生成して前記第２のノードに供給し、前記第３の色に相当する前記表示信号を前記第２のノードに供給した後に、前記第１、第２、第３の色に相当する前記一定の極性の前記各表示信号とは逆極性の信号を生成して前記第２のノードに供給し、前記第１の色に相当する前記表示信号を前記第２のノードから前記画素の前記第１の電極層に伝送すべく第１のタイミングで前記制御信号を生成して前記第１のノードに供給し、前記第２の色に相当する前記表示信号を前記第２のノードから前記画素の前記第１の電極層に伝送すべく第２のタイミングで前記制御信号を生成して前記第１のノードに供給し、前記第３の色に相当する前記表示信号を前記第２のノードから前記画素の前記第１の電極層に伝送すべく第３のタイミングで前記制御信号を生成して前記第１のノードに供給し、前記逆極性の信号を前記第２のノードから前記画素の前記第１の電極層に伝送すべく第４のタイミングで前記制御信号を生成して前記第１のノードに供給し、前記第１の色に相当する前記表示信号が前記画素の前記第１の電極層に伝送された後に前記第１の色に相当する光を発生して前記画素の前記液晶層に透過させ、前記第２の色に相当する前記表示信号が前記画素の前記第１の電極層に伝送された後に前記第２の色に相当する光を発生して前記画素の前記液晶層に透過させ、前記第３の色に相当する前記表示信号が前記画素の前記第１の電極層に伝送された後に前記第３の色に相当する光を発生して前記画素の前記液晶層に透過させることを特徴とする。

すなわち、この液晶表示パネルの駆動方法では、画素に設けられたスイッチング素子が有する、表示信号が供給されるノードに対して、第１の色に相当する表示信号、第２の色に相当する表示信号、第３の色に相当する表示信号、これらの表示信号とは逆極性の信号の順に、信号供給される。そして、これらの供給された信号が画素の第１の電極層に伝送されるように制御信号を生成して、スイッチング素子を制御する。各色の発光は、それぞれの信号が第１の電極層に伝送された後に、それぞれ行う。

このようにすることで、焼き付き防止のために行う逆極性の信号の各ラインへの書き込みは、１フィールドあたり、各色に対応して３回ではなく１回にすることができる。よって、その書き込み時間の節約が可能であり、節約された時間分は各色を発光する時間の増加に充てることができる。したがって、各色を発光する時間の確保をより効率的にすることが可能な液晶表示パネルの駆動方法を提供することができる。表示色が３色でなく４色以上有する液晶表示装置を駆動する場合も、同様に構成して同様の効果を得ることができる。

本発明によれば、各画面内で複数色各色をシーケンシャルに表光させて１画面を構成するタイプの液晶表示装置、およびこの装置用の液晶表示パネルの駆動方法において、各色を発光する時間の確保をより効率的にすることが可能な液晶表示装置、および液晶表示パネルの駆動方法を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の構成を示す要素図。 図１に示した液晶表示装置に使用の液晶表示パネル１中の画素１１１の主要構成を示す模式的な断面図。 図１、図２中に示した液晶層１１ｆの電気光学特性例を示すグラフ。 図１に示した液晶表示装置の動作を説明するためのタイミング図。 図４に示したタイミング図中の各時間例を示す表。

本発明の実施態様として、前記第１の信号生成回路が生成する前記逆極性の信号が、その絶対値の大きさとして、前記第１の色に相当する前記表示信号から前記第Ｎの色に相当する前記表示信号までのＮ者の大きさのほぼ平均である、とすることができる。液晶層に対する正の電圧の印加と負の電圧の印加とが１フィールド（または１フレーム）内で平衡するようにするためである。これにより、焼き付き防止の効果を向上することができる。

また、実施態様として、前記逆極性の信号が前記画素の前記第１の電極層に保持されている時間が、前記第１の色に相当する前記表示信号が前記画素の前記第１の電極層に保持されている時間、前記第２の色に相当する前記表示信号が前記画素の前記第１の電極層に保持されている時間、および前記第３ないし前記第Ｎの色にそれぞれ相当する前記表示信号が前記画素の前記第１の電極層にそれぞれ保持されているおのおのの時間、のＮ者の合計時間にほぼ等しくなるように、前記第２の信号生成回路が生成する前記制御信号における前記第１ないし第Ｎ＋１のタイミングが設定されている、とすることができる。

これは、液晶層に対する正の電圧の印加と負の電圧の印加とが１フィールド（または１フレーム）内で時間的に平衡するようにするためである。これにより、焼き付き防止の効果を向上することができる。

また、実施態様として、前記画素の前記液晶層が、その透過率特性として、前記第１の電極層と前記第２の電極層との間の電圧の正側、負側で対称でない、とすることができる。実施態様としては、液晶層が、第１、第２の電極層間の電圧に対する透過率特性として対称である場合でも、焼き付き防止という意味で上記態様が採用できる。特に透過率特性が対称でない液晶の場合には、各色を発光する時間の確保という意味でも好適である。

また、実施態様として、前記画素の前記液晶層が、ハーフＶモードの強誘電性液晶の層である、とすることができる。実施態様としては、液晶層がハーフＶモードの強誘電性液晶の層でない場合にも、上記態様が採用できる。特にハーフＶモードの強誘電性液晶の場合にはアナログ変調が可能であり、それによって多階調の表示が容易である。

また、実施態様として、前記第１の信号生成回路が、さらに、前記第１の色に相当する前記表示信号を前記一定の極性で生成して前記第２のノードに供給した後であって前記第２の色に相当する前記表示信号を前記一定の極性で生成して前記第２のノードに供給する前の時点で、ゼロレベルに相当の第１の信号を生成して前記第２のノードに供給し、かつ、前記第２の色に相当する前記表示信号を前記一定の極性で生成して前記第２のノードに供給した後であって前記第３の色に相当する前記表示信号を前記一定の極性で生成して前記第２のノードに供給する前の時点で、ゼロレベルに相当の第２の信号を生成して前記第２のノードに供給し、かつ、前記第３の色に相当する前記表示信号を前記一定の極性で生成して前記第２のノードに供給した後であって前記逆極性の信号を生成して前記第２のノードに供給する前の時点で、ゼロレベルに相当の第３の信号を生成して前記第２のノードに供給し、かつ、前記逆極性の信号を生成して前記第２のノードに供給した後に、ゼロレベルに相当の第４の信号を生成して前記第２のノードに供給し、前記第２の信号生成回路が、さらに、前記第１の信号を前記第２のノードから前記画素の前記第１の電極層に伝送すべく、前記第１のタイミングより遅く前記第２のタイミングより早い第５のタイミングで前記制御信号を生成して前記第１のノードに供給し、かつ、前記第２の信号を前記第２のノードから前記画素の前記第１の電極層に伝送すべく、前記第２のタイミングより遅く前記第３のタイミングより早い第６のタイミングで前記制御信号を生成して前記第１のノードに供給し、かつ、前記第３の信号を前記第２のノードから前記画素の前記第１の電極層に伝送すべく、前記第３のタイミングより遅く前記第４のタイミングより早い第７のタイミングで前記制御信号を生成して前記第１のノードに供給し、かつ、前記第４の信号を前記第２のノードから前記画素の前記第１の電極層に伝送すべく、前記第４のタイミングより遅い第８のタイミングで前記制御信号を生成して前記第１のノードに供給する、とすることができる。

これは、ある色に相当の表示信号（または平衡のための逆極性の信号）が画素の第１の電極層に保持させた状態を一度リセットするように、次の表示信号が第１の電極層に保持される前に、ゼロレベルに相当する信号を第１の電極層に供給するための構成である。一度リセットすることにより、液晶の自発分極が反転することによる電流の影響をなくし、次の表示信号の書き込みを一定になすことができる。
さらにゼロレベルに相当する信号を供給する時間を、液晶素子の応答時間より長くすることで、反転電流の影響をなくす効果を確実にすることができる。また、ゼロレベルに相当する信号を供給している間、制御信号を与え続けることで、電荷の偏りを無くすことができる。

以上を踏まえ、以下では本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の構成を示す要素図である。図１に示すように、この液晶表示装置は、液晶表示パネル１、表示信号生成回路２０（第１の信号生成回路）、タイミング信号生成回路３０（第２の信号生成回路）、Ｒ発光源４１、Ｇ発光源４２、Ｂ発光源４３、発光期間制御回路４４を有する。発光期間制御回路４４に制御されたＲ発光源４１、Ｇ発光源４２、Ｂ発光源４３が、それぞれ、第１、第２、第３の発光部に相当する。液晶表示パネル１は、画素１１１、１１２、１２１、１２２、…のようにそれらがマトリクス状に配置され構成されている。

各画素は、代表して画素１１１について説明すると、薄膜トランジスタ１１ａ（スイッチング素子）、電極層１１ｄ、電極層１１ｅ、液晶層１１ｆを有している。薄膜トランジスタ１１ａは、そのゲート端子ノード１１ｂがタイミング信号生成回路３０に接続され、かつ、横方向に隣り合う各画素のゲート端子ノードとも接続されている。また、薄膜トランジスタ１１ａのソース端子ノード１１ｃは、表示信号生成回路２０に接続され、かつ、縦方向に隣り合う各画素のソース端子ノードとも接続されている。

さらに、薄膜トランジスタ１１ａのドレインは、電極層１１ｄに接続されている。液晶層１１ｆは、電極層１１ｄと電極層１１ｅとの間に挟まれて位置する。電極層１１ｅには各画素それぞれ同一の電圧であるコモン電圧Ｖｃが印加されている。電極層１１ｄと電極層１１ｅとの間の電圧により液晶層１１ｆの透過率が制御される。

薄膜トランジスタ１１ａは、ソース端子ノード１１ｃに表示信号生成回路２０から供給されている電圧が、タイミング信号生成回路３０からゲート端子ノード１１ｂに供給されるタイミング信号がアクティブとなっているときのみ、薄膜トランジスタ１１ａを介して電極層１１ｄに伝送されるように設けられた、導通／非導通が切り換わるスイッチング素子である。液晶層１１ｆを挟む電極層１１ｄと電極層１１ｅとがキャパシタンス成分を有するため、電極層１１ｄに伝送された電圧は、薄膜トランジスタ１１ａを介して次の新たな電圧が伝送されるまでそのままの電圧で保持される。

ただし、より詳しく言うと、次に新たな電圧が伝送されるまでキャパシタンス成分に充電された電荷にほぼ変化はないものの、液晶層１１ｆの自発分極の影響でキャパシタンスが変化して、その分だけ電圧が変動する要因はある。なお、液晶層１１ｆ、電極層１１ｄ、電極層１１ｅによるキャパシタンスと並列に別途キャパシタ（不図示）を設ける構成も考えられる。この場合には、並列に加えられたキャパシタンスと液晶層のキャパシタンスと平均化されることで自発分極による電圧変動が抑えられる。

表示信号生成回路２０は、横方向に並ぶ画素の数（例えば８００）の分だけ出力端を有しており、それらの出力端それぞれは、縦方向に並ぶ画素それぞれのソース端子ノードに接続されている。各出力端の電圧は、端的には、１画面を構成するラインの数分だけ１画面内で変化するが、本実施形態では、さらに、その変化が１画面（１フィールドまたは１フレーム）内で４回繰り返される。１回目から３回目のそれぞれは、Ｒ、Ｂ、Ｇ各色の表示信号出力であり、４回目は、液晶層１１ｆにおいて１回目から３回目の信号と印加電圧の平衡をとるための電圧（以下では、「逆極性の信号」「逆電圧」「電圧バランス用信号」などとも言う）の出力である（さらに詳述する；図４）。

タイミング信号生成回路３０は、縦方向に並ぶ画素の数（例えば４８０）の分だけ出力端を有しており、それらの出力端それぞれは、横方向に並ぶ画素それぞれのゲート端子ノードに接続されている。各出力端の電圧は、表示信号生成回路２０から出力された各ラインに対応する各色の表示信号および上記逆電圧をソース端子ノード１１ｃ等から電極層１１ｄ等に伝送すべくタイミング信号として出力される（さらに詳述する；図４）。

Ｒ発光源４１は、例えばＬＥＤ（light emitting diode）の赤光源であり、その光は、不図示の導光板を介して各画素の液晶層１１ｆに透過させることができる。同様に、Ｇ発光源４２、Ｂ発光源４３は、それぞれ例えばＬＥＤの緑光源、青光源であり、それらの光は、それぞれ不図示の導光板を介して各画素の液晶層１１ｆに透過させることができる。

Ｒ発光源４１、Ｇ発光源４２、Ｂ発光源４３は、それらの発光期間が発光期間制御回路４４により制御される。端的には、Ｒ発光源４１は、Ｒの表示信号出力が順次なされて全ラインに対して終了したあとに、Ｇ発光源４２は、Ｇの表示信号出力が順次なされて全ラインに対して終了したあとに、Ｂ発光源４３は、Ｂの表示信号出力が順次なされて全ラインに対して終了したあとに、それぞれ発光される（さらに詳述する；図４）。

図２は、図１に示した液晶表示装置に使用の液晶表示パネル１中の画素１１１の主要構成を示す模式的な断面図である。この構造は各画素について同様であるが代表して画素１１１について説明する。図２において、図１中に示したものと同一の要素には同一符号を付してある。なお、薄膜トランジスタ１１ａは図示省略している。

図２に示すように、各画素は、すでに説明した電極層１１ｄ、同１１ｅ、液晶層１１ｆに付随して、さらに配向膜１１ｇ、同１１ｈ、導光板１１ｉ、偏光板１１ｊ、ガラス基板１１ｋ、同１１ｌ、偏光板１１ｍを有する。配向膜１１ｇ、同１１ｈ、導光板１１ｉ、偏光板１１ｊ、ガラス基板１１ｋ、同１１ｌ、偏光板１１ｍなどは、液晶表示パネル１内の、それぞれ共通する１枚（層）として設けられ得る。

配向膜１１ｇ、同１１ｈは、液晶層１１ｆの両面上にそれぞれ設けられている。配向膜１１ｇ、同１１ｈは、液晶層１１ｆの分子の向き（配向）を所定に揃えるために設けられた例えば樹脂の層である。導光板１１ｉは、例えば側方に設けられた発光源４１、４２、４３からの光を導くための透明の例えばプラスチックの板である。偏光板１１ｊは、導光板１１ｉ上に設けられ、上記導かれた光の所定の向きの偏光を取り出し図の上方向に導くものである。

ガラス基板１１ｋは、偏光板１１ｊ上に設けられている。ガラス基板１１ｋは、その表面上に、電極層１１ｄを形成し、さらに、不図示の薄膜トランジスタ１１ａを形成するための基板として機能している。電極層１１ｄ、同１１ｅは、透明な材料の導電層である。ガラス基板１１ｌは、ガラス基板１１ｋとの間に液晶層１１ｆなどを挟み込むための、ガラス基板１１ｋに対向して位置する基板である。偏光板１１ｍは、偏光板１１ｊを通過して液晶層１１ｆに入射されこの液晶層１１ｆで偏光が９０度回転されて出射した光を通過させるように、その方向が調整されて設けられている。

図３は、図１、図２中に示した液晶層１１ｆの電気光学特性例を示すグラフである。横軸は電極層１１ｄ、同１１ｅ間の電圧であり、縦軸は液晶層１１ｆにおける光の透過率である。図３に示すように、この液晶層１１ｆは、電極層１１ｄ、同１１ｅ間の電圧の正負で特性が対称ではなく、正側ではアナログ的に透過率が変化し、負側では透過率はほとんどゼロで変化しない特性になっている。

このような電気光学特性は、いわゆる強誘電性液晶であって、そのハーフＶモードで発現する。強誘電性液晶のハーフＶモードは、高速応答性（例えば数十ｎｓから１ｍｓ以下の高速応答性）があって、かつ表示装置に応用した場合に視野角が広く、さらに単安定性の強誘電性液晶モードであることから図３に示すように電極層間の電圧により容易にアナログ的に透過率を制御できる特徴がある。また、ハーフＶモードは、片側の極性において最も高い透過率が得られる４５°のチルト角を得るのが容易であり、光源の光の利用効率を高められる。

なお、強誘電性液晶は自発分極を有しており、電界により液晶分子が動作すると、自発分極の向きが変化し、これに伴い、電界方向の分極の大きさが変化しまたは極性が反転し、その変化量に応じて電流が流れる。すなわち、ある色の表示信号に相当する状態から、次の色の表示信号に相当する状態に変化させるとき、前の状態の影響を受けるため、設定されるべき透過率からずれる可能性がある。これを防止するためには、すでに述べたように、例えば、液晶層１１ｆ、電極層１１ｄ、電極層１１ｅによるキャパシタンスと並列に別途キャパシタを設ける構成や、または、後述するように（図４）、電圧の印加状態を一度リセットする構成を採用することが考えられる。

図４は、図１に示した液晶表示装置の動作を説明するためのタイミング図である。より具体的には、１画面（１フィールド）について横軸を時間経過として左から右へ描いている。

図４の最上段の図は、走査位置の時間的変化、すなわち、タイミング信号生成回路３０の各出力端のうちタイミング出力がなされている出力端の移行を示している。まず、赤色の走査が行われる。このため、表示信号生成回路２０は、その各出力端に、赤に相当の表示信号を各ライン分順次出力する。この表示信号を、タイミング信号生成回路３０が生成するタイミング信号により、各ラインにおいてそのラインの全画素で薄膜トランジスタ１１ａ等を介し電極層１１ｄの側に取り込む（書き込む；ストローブする）。このときの第ｎラインでの、タイミング信号生成回路３０の出力信号、およびそれによる第ｎラインでの電極層間の電圧は、図４の「赤色走査」の期間での「第ｎラインタイミング信号」「第ｎライン電極層間電圧」に示される通りになる。

赤色の走査が全ラインについて終了すると、走査の最終ラインでの液晶の応答を待つため少しの時間を置いて、「赤色発光」を所定時間行う。最終ラインでの液晶の応答を待てば、全ラインで応答は完了しており、各ラインで液晶は意図した透過率の状態になっている。「赤色発光」の後、「全ライン電圧消去」を行う。このためには、タイミング信号生成回路３０が、その全出力端にタイミング信号を発生し、表示信号生成回路２０は、そのタイミングで液晶層間をゼロ電圧とするような電圧を発生する。これにより、第ｎラインでも「第ｎライン電極層間電圧」が図示するようにゼロにされる。

このように電極層間の電圧を一度リセットすることにより、液晶の自発分極が反転することによる電流の影響をなくし、次の表示信号の書き込みを一定になすことができる。さらに、ゼロ電圧の印加状態をある程度の時間保持することで、焼き付きの原因となる電荷の偏りを是正することもできる。なお、「全ライン電圧消去」を行わない場合には、例えば、表示信号が次の表示信号に変化するときに生じる自発分極の影響をあらかじめ加味するように上記次の表示信号を生成し、その画質劣化を防止することも一案としてあり得る（以下の「全ライン電圧消去」も同様）。

次に、緑色の走査が行われる。これについては、走査の向き（書き込みの向き）を赤色走査のときとは逆に下のラインから行うことを除いて、要領は赤色走査の場合と同様である。書き込み後、「緑色発光」を所定時間行い、その後、「全ライン電圧消去」を行う。続いて、青色の走査が行われる。これは、走査の向き（書き込みの向き）を赤色の走査のときと同じく上のラインから行う。書き込み後、「青色発光」を所定時間行い、その後、「全ライン電圧消去」を行う。

そして、上記のようにして赤色、緑色、青色の書き込みおよび対応する発光が順次なされたあとに、さらに「逆電圧印加走査」を行う。この走査の向き（書き込みの向き）は赤色の走査のときと同じとする。表示信号生成回路２０は、その各出力端に、所定の大きさ（後述）の逆電圧信号を各ライン分順次出力する。この逆電圧信号を、タイミング信号生成回路３０が生成するタイミング信号により、各ラインにおいてそのラインの全画素で薄膜トランジスタ１１ａ等を介し電極層１１ｄの側に取り込む（書き込む）。このときの第ｎラインでの、タイミング信号生成回路３０の出力信号、およびそれによる第ｎラインでの電極層間の電圧は、図４の「逆電圧印加走査」の期間での「第ｎラインタイミング信号」「第ｎライン電極層間電圧」に示される通りになる。

逆電圧印加走査が全ラインについて終了すると、所定の時間（後述）、タイミング信号生成回路３０はタイミング信号を発生せずに保ち、その時間のあと上記の説明と同様に「全ライン電圧消去」を行う。以上により、１フィールド期間での「第ｎライン電極層間電圧」の推移は、図示するように、赤色の表示信号、緑色の表示信号、青色の表示信号に各対応の正電圧の期間と、これに続く逆電圧の期間との並びになる。

このように正電圧の期間と負電圧の期間とを１フィールド内に設けることにより、液晶層１１ｆ等に対して正負非対称の電圧が印加され続けることで生じる焼き付きを防止することができる。そこで、この焼き付き防止の効果を十全に得るように、上記の「所定の大きさ」「所定の時間」が設定されることが好ましい。以下これについて補足する。

上記のように赤、緑、青の各走査のラインの向き、および逆電圧印加走査のラインの向きを設定することにより、各画素での電極層間電圧の正電圧期間の和とその負電圧期間とは、ほぼ同一の時間にすることが可能である。これは、各走査にかける時間を同一としているところ、赤色の走査の結果と緑色の走査の結果とよる電極層間電圧の正期間の和がどのラインでも同一に相殺され、残る青色の走査の結果による電極層間電圧の正期間に合わせて逆電圧印加走査の結果による電極層間電圧の負期間が設定されればよいためである。

次に、各画素での電極層間電圧の正電圧期間の和とその負電圧期間とが、ほぼ同一の時間であるという前提においては、逆電圧の大きさは、赤色、緑色、青色の各表示信号のほぼ平均に設定するというのがひとつの採り得る考え方である。これにより、液晶層１１ｆ等に対する正負電圧の印加状態は各フィールドにおいてほとんど平衡する。また、仮に各画素での電極層間電圧の正電圧期間の和とその負電圧期間とが、ほぼ同一の時間ではない場合（例えば各色の走査ラインの向きが揃っている場合）でも、逆電圧の大きさを、赤色、緑色、青色の各表示信号のほぼ平均に設定すれば、ひとつの合理性のある正負の平衡を与えたことにはなる。

なお、より厳密には、赤色の表示信号の大きさとその正電圧期間との積、緑色の表示信号の大きさとその正電圧期間との積、青色の表示信号の大きさとその正電圧期間との積の３者の和と、逆電圧の大きさとその負電圧期間との積とが同一になるように、逆電圧の大きさが設定されるのが理想的である。

いずれの場合でも、表示信号生成回路２０は、その出力する赤色に相当する表示信号の大きさ、緑色に相当する表示信号の大きさ、および青色に相当する表示信号の大きさの３者に基づいて、次に出力すべき逆電圧の大きさを算出し（例えば変換テーブルを備えてこれを行う）その算出値を出力すればよい。この算出においては、正負の各期間の時間は、ラインごとに異なるがそれぞれあらかじめ決められている時間である。

図５は、図４に示したタイミング図中の各時間例を示す表である。高速応答性のある強誘電性液晶を使用しているため、「最終ライン液晶応答待ち」および「全ライン電圧消去」を０．３０ｍｓに設定することができる。そのあとの各色発光は０．９０ｍｓの時間を確保できる。

以上まとめると、この実施形態では、焼き付き防止のために行う電圧バランス用信号の各ラインへの書き込みは、１フィールドあたり、各色に対応して３回ではなく１回にすることができる。よって、その書き込み時間の節約が可能であり、節約された時間分は各色を発光する時間の増加に充てることができる。したがって、各色を発光する時間の確保をより効率的にすることが可能である。表示色が３色でなく２色や４色以上有する液晶表示装置の場合も、同様に構成して同様の効果を得ることができる。

なお、図４に示した各色についておよび逆電圧印加についてのライン走査の向きは、同図に示した以外にも同じ設計思想の下、採用可能な策があることは言うまでもない。概略として述べれば、各色の走査については、そのうちのひとつのみそれ以外のふたつとは異なる向きにし、逆電圧の走査については、上記ふたつの色の走査と同じ向きにすればよい。さらに、あるフィールド（フレーム）と次のフィールド（フレーム）とで、各色および逆電圧の走査の方向をおのおの逆方向として、各画素での電極層間電圧の正電圧期間の和とその負電圧期間とを、さらにほぼ同一の時間にする効果を高めるように構成することもできる。

以上、本発明の実施形態について述べたが、本構成は、フィールドシーケンシャルカラー液晶表示装置において特有の画質劣化要因であるカラーブレークアップを改善する上でも整合性のよい構成である。カラーブレークアップとは、画像における各色の発光タイミングが厳密に同一でないために起こる、表示された画像の輪郭部分などで色が分離して見える現象を言う。以下で、カラーブレークアップ現象を上記構成において軽減する方策について補足する。

カラーブレークアップ現象は、発生原理として各色の発光タイミングが厳密に同一でないことに起因しているため、単純には、各色の発光タイミングの間隔を狭めることで効果的に改善が可能である。図４に示したように、本構成は、各色の書き込みに続く、焼き付き防止のために行う電圧バランス用信号の各ラインへの書き込みは、色ごとに必要がない。すなわち、電圧バランス用信号を書き込まずに次の色の発光がなされるので、各色の発光のタイミングの間隔が狭められている。よって、これ自体でカラーブレークアップ現象の大きな軽減になっている。

また、カラーブレークアップ現象を視覚的に軽減するために、表示色を基本の３色ではなく、白やその他の、またはその画素付近での表示色に応じた第４の色（さらに第５の色、…）を加えてこれらをシーケンシャルに発光するようにした構成も提案されている。この場合、白色、その他の色、またはその画素付近での表示色に応じた色としては、例えば、基本の３色の発光源の光のうちからこれを適当に混色すれば得ることができる。このような４色以上の表示色を有する構成の場合には、必然的に各色の発光時間の確保が色の増加分難しくなるが、上記述べた本構成よれば、焼き付き防止のために行う電圧バランス用信号の各ラインへの書き込みは、色ごとには必要なくなっており、その浮いた時間を第４の色（第５の色、…）の発光時間に当てることができ、都合がよい。

さらに、カラーブレークアップ現象を視覚的に軽減するために、第４の色として基本の３色のうちのひとつ（例えば緑色）を再度発光させる方法も提案されているが、この構成の場合も事情は同様である。すなわち、上記述べた本構成では、焼き付き防止のために行う電圧バランス用信号の各ラインへの書き込みは、色ごとには必要なくなっており、その浮いた時間を再度の色発光の時間に当てることができ、都合がよい。

１…液晶表示パネル、１１ａ…薄膜トランジスタ（スイッチング素子）、１１ｂ…第１のノード（ゲート端子ノード）、１１ｃ…第２のノード（ソース端子ノード）、１１ｄ…電極層（第１の電極層）、１１ｅ…電極層（第２の電極層）、１１ｆ…液晶層、１１ｇ…配向膜、１１ｈ…配向膜、１１ｉ…導光板、１１ｊ…偏光板、１１ｋ…ガラス基板、１１ｌ…ガラス基板、１１ｍ…偏光板、２０…表示信号生成回路（第１の信号生成回路）、３０…タイミング信号生成回路（第２の信号生成回路）、４１…Ｒ発光源、４２…Ｇ発光源、４３…Ｂ発光源、４４…発光期間制御回路、１１１、１１２、１２１、１２２…画素。

Claims (9)

1. 第１の電極層と第２の電極層とに挟まれた液晶層と；スイッチングの状態を制御する制御信号が与えられ得る第１のノードと表示信号が与えられ得る第２のノードとを備え、前記第１のノードに与えられる前記制御信号により前記第２のノードと前記第１の電極層との間を導通か非導通のいずれかに切り換えるスイッチング素子と；を有する画素がマトリクス状に配置された液晶表示パネルと、
   前記第２のノードに接続され、かつ、第１の色に相当する前記表示信号を一定の極性で生成して前記第２のノードに供給し、かつ、前記第１の色に相当する前記表示信号を前記第２のノードに供給した後に、第２の色に相当する前記表示信号を前記一定の極性で生成して前記第２のノードに供給し、かつ、以下同様に、第ｎ−１の色に相当する前記表示信号を前記第２のノードに供給した後に、第ｎの色に相当する前記表示信号を前記一定の極性で生成して前記第２のノードに供給するのをｎ＝３からｎ＝Ｎ（Ｎは３以上の整数；以下同じ）まで行い、かつ、前記第Ｎの色に相当する前記表示信号を前記第２のノードに供給した後に、前記第１ないし第Ｎの色に相当する前記一定の極性の前記各表示信号とは逆極性の信号を生成して前記第２のノードに供給する第１の信号生成回路と、
   前記第１のノードに接続され、かつ、前記第１の色に相当する前記表示信号を前記第２のノードから前記画素の前記第１の電極層に伝送すべく第１のタイミングで前記制御信号を生成して前記第１のノードに供給し、かつ、前記第２の色に相当する前記表示信号を前記第２のノードから前記画素の前記第１の電極層に伝送すべく第２のタイミングで前記制御信号を生成して前記第１のノードに供給し、かつ、以下同様に、前記第ｎの色に相当する前記表示信号を前記第２のノードから前記画素の前記第１の電極層に伝送すべく第ｎのタイミングで前記制御信号を生成して前記第１のノードに供給するのをｎ＝３からｎ＝Ｎまで行い、かつ、前記逆極性の信号を前記第２のノードから前記画素の前記第１の電極層に伝送すべく第Ｎ＋１のタイミングで前記制御信号を生成して前記第１のノードに供給する第２の信号生成回路と、
   前記第１の色に相当する前記表示信号が前記画素の前記第１の電極層に伝送された後に前記第１の色に相当する光を発生して前記画素の前記液晶層に透過させる第１の発光部と、
   前記第２の色に相当する前記表示信号が前記画素の前記第１の電極層に伝送された後に前記第２の色に相当する光を発生して前記画素の前記液晶層に透過させる第２の発光部と、
   前記第３ないし第Ｎの色におのおの相当する前記表示信号が前記画素の前記第１の電極層にそれぞれ伝送された後に前記第３ないし第Ｎの色におのおの相当する光をそれぞれ発生して前記画素の前記液晶層にそれぞれ透過させる第３ないし第Ｎの発光部と、を具備し、
   前記第１の信号生成回路が、前記第１の色に相当する前記表示信号を前記第２のノードに供給し、前記第２の色に相当する前記表示信号を前記第２のノードに供給し、前記第３ないし第Ｎの色に相当する前記表示信号を順次前記第２のノードに供給し、前記逆極性の信号を前記第２のノードに供給する一連のシーケンスをひとつのフレームとして、該フレームを繰り返すように構成されていること
   を特徴とする液晶表示装置。
2. 前記Ｎが３であることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
3. 前記第１の信号生成回路が生成する前記逆極性の信号が、その絶対値の大きさとして、前記第１の色に相当する前記表示信号から前記第Ｎの色に相当する前記表示信号までのＮ者の大きさのほぼ平均であることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
4. 前記逆極性の信号が前記画素の前記第１の電極層に保持されている時間が、前記第１の色に相当する前記表示信号が前記画素の前記第１の電極層に保持されている時間、前記第２の色に相当する前記表示信号が前記画素の前記第１の電極層に保持されている時間、および前記第３ないし前記第Ｎの色にそれぞれ相当する前記表示信号が前記画素の前記第１の電極層にそれぞれ保持されているおのおのの時間、のＮ者の合計時間にほぼ等しくなるように、前記第２の信号生成回路が生成する前記制御信号における前記第１ないし第Ｎ＋１のタイミングが設定されていることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
5. 前記画素の前記液晶層が、その透過率特性として、前記第１の電極層と前記第２の電極層との間の電圧の正側、負側で対称でないことを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
6. 前記画素の前記液晶層が、ハーフＶモードの強誘電性液晶の層であることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
7. 前記第１の信号生成回路が、さらに、前記第１の色に相当する前記表示信号を前記一定の極性で生成して前記第２のノードに供給した後であって前記第２の色に相当する前記表示信号を前記一定の極性で生成して前記第２のノードに供給する前の時点で、ゼロレベルに相当の第１の信号を生成して前記第２のノードに供給し、かつ、前記第２の色に相当する前記表示信号を前記一定の極性で生成して前記第２のノードに供給した後であって前記第３の色に相当する前記表示信号を前記一定の極性で生成して前記第２のノードに供給する前の時点で、ゼロレベルに相当の第２の信号を生成して前記第２のノードに供給し、かつ、前記第３の色に相当する前記表示信号を前記一定の極性で生成して前記第２のノードに供給した後であって前記逆極性の信号を生成して前記第２のノードに供給する前の時点で、ゼロレベルに相当の第３の信号を生成して前記第２のノードに供給し、かつ、前記逆極性の信号を生成して前記第２のノードに供給した後に、ゼロレベルに相当の第４の信号を生成して前記第２のノードに供給し、
   前記第２の信号生成回路が、さらに、前記第１の信号を前記第２のノードから前記画素の前記第１の電極層に伝送すべく、前記第１のタイミングより遅く前記第２のタイミングより早い第５のタイミングで前記制御信号を生成して前記第１のノードに供給し、かつ、前記第２の信号を前記第２のノードから前記画素の前記第１の電極層に伝送すべく、前記第２のタイミングより遅く前記第３のタイミングより早い第６のタイミングで前記制御信号を生成して前記第１のノードに供給し、かつ、前記第３の信号を前記第２のノードから前記画素の前記第１の電極層に伝送すべく、前記第３のタイミングより遅く前記第４のタイミングより早い第７のタイミングで前記制御信号を生成して前記第１のノードに供給し、かつ、前記第４の信号を前記第２のノードから前記画素の前記第１の電極層に伝送すべく、前記第４のタイミングより遅い第８のタイミングで前記制御信号を生成して前記第１のノードに供給すること
   を特徴とする請求項２記載の液晶表示装置。
8. 前記ゼロレベルに相当する第４ないし第６の信号を生成し、前記第２のノードに供給する時間が液晶表示素子の応答時間より長いことを特徴とする請求項７記載の液晶表示装置。
9. 第１の電極層と第２の電極層とに挟まれた液晶層と；スイッチングの状態を制御する制御信号が与えられ得る第１のノードと表示信号が与えられ得る第２のノードとを備え、前記第１のノードに与えられる前記制御信号により前記第２のノードと前記第１の電極層との間を導通か非導通のいずれかに切り換えるスイッチング素子と；を有する画素がマトリクス状に配置された液晶表示パネルを駆動する方法であって、
   第１の色に相当する前記表示信号を一定の極性で生成して前記第２のノードに供給し、
   前記第１の色に相当する前記表示信号を前記第２のノードに供給した後に、第２の色に相当する前記表示信号を前記一定の極性で生成して前記第２のノードに供給し、
   前記第２の色に相当する前記表示信号を前記第２のノードに供給した後に、第３の色に相当する前記表示信号を前記一定の極性で生成して前記第２のノードに供給し、
   前記第３の色に相当する前記表示信号を前記第２のノードに供給した後に、前記第１、第２、第３の色に相当する前記一定の極性の前記各表示信号とは逆極性の信号を生成して前記第２のノードに供給し、
   前記第１の色に相当する前記表示信号を前記第２のノードから前記画素の前記第１の電極層に伝送すべく第１のタイミングで前記制御信号を生成して前記第１のノードに供給し、
   前記第２の色に相当する前記表示信号を前記第２のノードから前記画素の前記第１の電極層に伝送すべく第２のタイミングで前記制御信号を生成して前記第１のノードに供給し、
   前記第３の色に相当する前記表示信号を前記第２のノードから前記画素の前記第１の電極層に伝送すべく第３のタイミングで前記制御信号を生成して前記第１のノードに供給し、
   前記逆極性の信号を前記第２のノードから前記画素の前記第１の電極層に伝送すべく第４のタイミングで前記制御信号を生成して前記第１のノードに供給し、
   前記第１の色に相当する前記表示信号が前記画素の前記第１の電極層に伝送された後に前記第１の色に相当する光を発生して前記画素の前記液晶層に透過させ、
   前記第２の色に相当する前記表示信号が前記画素の前記第１の電極層に伝送された後に前記第２の色に相当する光を発生して前記画素の前記液晶層に透過させ、
   前記第３の色に相当する前記表示信号が前記画素の前記第１の電極層に伝送された後に前記第３の色に相当する光を発生して前記画素の前記液晶層に透過させること
   を特徴とする液晶表示パネルの駆動方法。

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