JP3776868B2 - 液晶表示装置およびその駆動方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶表示装置およびその駆動方法に関し、とくにアクティブマトリクス型液晶表示装置およびその駆動方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の基本的な液晶駆動回路は、図５１にブロック図として示すように、ビデオ信号などの映像信号６４を制御回路６３を介してデータドライバー６１および走査線駆動回路６２へ供給し、液晶表示パネル６０を駆動するものである。
【０００３】
このような駆動回路による従来の液晶表示装置の表示方法は図４８に示すようにフレーム周波数が６０Ｈｚであれば６０枚の画面を順次切り替えていく方法である。すなわち、第１フレームでは第１表示画面１１、第２フレームでは第２表示画面２１、第３フレームでは第３表示画面３１、第４フレームでは第４表示画面４１というように駆動する。
【０００４】
また、図４９および図５０に示すとおり各表示セルの極性反転方式も１画面おきに極性を切り替えていく方式である。例えば、図４９に示すように、第１および第３の表示画面１１および３１の極性パターン１１１および３１１は同じであり、そのパターンは第２および第４の表示画面２１０および４１０と逆極性となっている。各パターンの左上のセルの極性に注目してみると、＋−＋−の順であり、これは図５０に示すように各フレームごとに共通電位Ｖｃに対して極性が反転する駆動電圧Ｖｄを液晶表示パネルのデータ電極に印加することにより実現されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の液晶表示装置は図４８に示すように順次画面を切り替えていく方式を採用しており、１画面はフレーム周波数が６０Ｈｚならば１／６０秒の間はその画面を保持している。
【０００６】
ここに次の画面がくれば人間の目は前の画面との両方の画面を認識することになり残像感を生じてしまうという欠点がある。この残像感はいくら液晶の応答速度を向上させても解消ができない。
【０００７】
また液晶の動作上、電圧を印加する方向はその印加される電圧値の逆数に比例するので自然画のようにあらゆる階調が１画面に存在する場合には画像が歪んだ絵になってしまうという欠点がある。
【０００８】
さらにノーマリホワイト（ＮＷ）型の光学的複屈折補償（ＯＣＢ）型液晶表示装置を従来の液晶表示装置に使用すると白画面が連続して表示された場合ベンド変形が崩れることによる表示の乱れが生じる欠点があった。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、データ画面と黒画面を交互に繰り返すとともに、前記データ画面と前記黒画面とを１フレームおきに表示し、かつ通常のフレーム周波数（５０Ｈｚ〜８０Ｈｚ）に対し２倍速以上で前記データ画面と前記黒画面とを繰り返す手段を有することで動画表示を向上させることを特徴とする液晶表示装置およびその駆動方法が得られる。
【００１０】
前記２倍速以上で画面を繰り返す手段としてフレームメモリを有することや、前記黒画面の表示としてフレーム間の帰線区間内に共通電極電位を振る手段を有することをも特徴とする。
【００１１】
さらに、走査線上に補助容量を構成することも特徴とする。
【００１２】
上記液晶表示装置の駆動方法において、液晶の極性反転を２ｎ（ｎ＝１，２，３・・）フレーム単位で行うことをも特徴とする。
【００１３】
上記の液晶表示装置において、黒表示の状態の時、光が反射されて再利用されることを特徴とする。この液晶表示装置において、使用される偏光板がλ／４位相差板とコレステリック液晶による反射層によって構成されることを特徴とする。
【００１４】
また、この液晶表示装置において、視野角拡大のための位相差補償板または輝度向上フィルムを組み合わせることを特徴とする。
【００１５】
さらにまた、これらの液晶表示装置において、組み合わされる液晶表示モードがノーマリーホワイトモードであることを特徴とする液晶表示装置が得られ、さらに、この液晶表示装置において、前記ノーマリーホワイトモードの液晶セルがツイストネマッチック液晶セル、横電界方式液晶セル、垂直配向方式液晶セル、光学的複屈折補償式液晶セル、または電気的複屈折補償式液晶セルのいずれかであることをも特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１７】
（実施の形態例１）
本発明は図１に示すように表示画面を１フレーム毎にデータ画面、黒画面を繰り返すことを特徴とする。例えば、第１フレームではデータ画面１１、第２フレームでは黒画面２２、第３フレームではデータ画面３１、第４フレームでは黒画面４２というように駆動する。
【００１８】
さらにその駆動方法において図２〜図４に示されるように液晶に印加される駆動電圧Ｖｄの極性を２フレーム毎、すなわち２画面毎（データ画面および黒画面）に反転を行い、さらに、駆動回路モジュール側にフレームメモリを設けることによって通常のフレーム周波数（５０Ｈｚ〜８０Ｈｚ）の２倍以上の速度で表示を行うこともできる。
【００１９】
図６に本発明の駆動回路のブロック図を示す。従来の基本駆動回路（図５１）との違いは、制御回路６３に映像信号６４を取り込み、その出力を制御してデータドライバー６１にスイッチィング手段６７を介して供給している点である。データドライバー６１の詳細を図７に示すが、このドライバーは従来より使用されてきたドライバーである。
【００２０】
図６に示すように本発明の駆動モジュールはフレームメモリ６５に１画面分の情報を保存して、それを約２倍のスピードで読み出して液晶パネル６０に書き込みデータ画面を表示する。次に制御回路６３によってデータを全て黒画面データとして液晶パネルに書き込み黒画面を表示させる。この動作を繰り返すことでデータ画面と黒画面とを交互に繰り返すことが可能となる。
【００２１】
ただし、これを従来のフレーム周波数６０Ｈｚで行うとそれぞれ３０枚のデータ画面と黒画面とが繰り返されるのでフリッカーが発生する可能性がある。このためモジュールにフレームメモリ６５を設けて２倍程度のフレーム周波数とすることでフリッカを抑制することができる。
【００２２】
また本発明の表示方式に通常の液晶パネルの極性反転であるフレーム極性反転を用いると、データ画面が＋極性の場合は黒画面が全て−極性となり常に−の極性に直流成分が液晶に印加されることになる（データ画面が−の場合は＋極性の直流成分が発生する）。
【００２３】
そこで図２に示すようにデータ画面と黒画面を一組としてこの一組毎に極性を反転させることで直流成分をキャンセルすることが可能になる。
【００２４】
図２（ａ）では、第１フレームのデータ画面１１および第２フレームの黒画面２２の極性パターン１１１および２２１は同じであり、第３フレームのデータ画面３１および第４フレームの黒画面４２の極性パターン３１０および４２０は第１および第２フレームとは逆極性となっている場合である。図２（ｂ）では、第１フレームのデータ画面１１および第４フレームの黒画面４２の極性パターン１１１および４２１は同じであり、第２フレームの黒画面２２および第３フレームのデータ画面３１の極性パターン２２０および３１０は第１および第４フレームとは逆極性となっている場合である。
【００２５】
ここで図２（ａ）および（ｂ）の左上の太い線で囲んだパターンの極性に注目した場合の駆動電圧変化を図３および図４にそれぞれ対応して示す。データ画面が共通電位Ｖｃに対して＋の場合に次の黒画面を＋にして、次のデータ画面および黒画面の極性を−にすることで４画面で直流成分をキャンセルすることが出来る。
【００２６】
この極性は図３および図４に示すように４画面中のデータ画面ずつおよび黒画面ずつのセットが＋，−の極性両方をもっていれば良い。この場合極性反転は２画面毎に行われることになる。ただし極性反転は２ｎ（ｎ＝１，２，３・・）フレーム毎に行えば４ｎ画面が完了した時点で直流成分はキャンセルされるので、２フレーム反転に限定されるものではない。
【００２７】
以上のような表示を繰り返すことでデータ画面の表示は間欠的（以下インパルス的）に表示されることになりＣＲＴと同等の動画表示が得られることになる。
【００２８】
さらに従来液晶の応答速度は図５に示すように液晶に電圧を印加する方向（０Ｖ→ＸＶ）では1／（駆動電圧）と比例関係にあり電圧を開放する方向（ＸＶ→０Ｖ）は駆動電圧にほとんど依存しない。これは液晶応答速度の基本式である下記（１）、（２）式に対応する。
【００２９】
τｏｎ（電圧印加側）＝（γ*ｄ*ｄ）／（εo*εa（V*V−Vc*Vc）） …（１）
τｏｆｆ（電圧開放側）＝（γ*ｄ*ｄ）／（π*π*Ｋ） …（２）
ここでγ ：液晶の粘度
ｄ ：液晶セルのギャップ
εｏ：真空誘電率
εａ：液晶の誘電率差
Ｖ ：駆動電圧
Ｖｃ：液晶の閾値電圧
Ｋ ：液晶の弾性定数
このため、動画を表示すると応答速度の速い部分と遅い部分が混在することになり画像が歪み残像感として人間の目に捉えられることになっていた。
【００３０】
本発明では黒画面をデータ画面間に差し込むことにより上記内容の電圧開放側のみを使用することになり画面に関係無く応答速度は一定となり画面が安定して残像感の無い表示が得られる。したがって、本発明では特に応答速度の早い液晶モードを使用しなくても動画表示が可能となる。
【００３１】
本発明の表示方式を行うことで以下の（イ）〜（ヘ）に記載の効果が得られる。
（イ）図１の表示を行うことでＣＲＴと同等の動画表示が得られる。
（ロ）液晶セルの補助容量の構成方法に制限を受けない。
（ハ）液晶に印加される直流成分を解消することで信頼性の高い液晶表示装置を得ることができる。
（ニ）どのような階調表示においても同等の応答速度が得られる。
（ホ）倍速以上の動作をすることでフリッカーを目立たない表示を得ることができる。
（ヘ）データ画面と黒画面の比率を変化させることが可能となる。
【００３２】
（実施の形態例２）
次に本発明の実施の形態例２について記載する。
【００３３】
図８および図９に本発明の実施の形態例２の駆動回路モジュールをブロック図として示すとおり、液晶表示パネル６０の図示していない共通電極（ＣＯＭ電極）に、制御回路６３により制御されるＣＯＭ電圧発生回路６６から、図１０〜図１２に示すような波形を印加する回路構成となっている。
【００３４】
図１３に実施の形態例２に組み合わされるアクティブ素子の回路図を示す。本実施の形態例での表示方式は実施の形態例１と同様にデータ画面と黒画面を交互に表示させるものである。実施の形態例１ではフレームメモリに書き込まれたデータを２倍速程度で書き込みを行うものであるのに対して本実施の形態例では図１３に示されるように、ゲート配線電極９１に補助容量（以下Ｃsc）９３が形成されるゲートストレージ方式の液晶パネルを用いて行われる。図中、９２はドレイン配線、９０は液晶セル、９５はゲート・ソース間の寄生容量Ｃgs、９６は共通電極、９００はＴＦＴを示す。
【００３５】
本実施の形態例では図８または図９の駆動回路モジュールブロック図に示す構成のいずれでも駆動が実現される。すなわち、液晶表示パネル６０の共通電極へ印加される駆動波形の概念は図１０〜図１２に示されるように共通電極（以下ＣＯＭ電極）の信号を表示区間外（ＣＲＴで言うところの帰線区間）で以下の式（３）に示される電圧Ｖ１で振ることで黒画面をデータ画面間に挿入することを実現する。
【００３６】
Ｖ1＝（（ＣLC ＋ Ｃsc）／Ｃsc）×Ｖcr …（３）
Ｖ1 ：共通電極信号振幅
Ｖcr ：液晶セルの黒信号振幅
ＣLC：液晶容量（黒表示時）
Ｃsc ：補助容量（ゲートストレージ容量）
Ｖ１の振幅でＣＯＭ電極を振ることは仮想的に接地されたゲート電極につながっているＣscを通して液晶セル容量ＣLCに電荷を書き込むことが可能になる。
【００３７】
図１０は１フレーム内（フレーム周波数６０Hzの場合は約１６．７ｍｓｅｃ）でＣＯＭ電極を＋、−の両極性に振る場合である。
【００３８】
図１１はフレーム内のビデオ信号極性と同極性にＣＯＭ電極の極性を振る場合、であり、図１２は各フレーム内のビデオ信号極性と逆極性にＣＯＭ電極の極性を振る場合である。
【００３９】
なお、本実施の形態例は、ＣＯＭ電極をＴＦＴ基板側に設けて絶縁膜を通して画素電極との間で補助容量を作るコモン（ＣＯＭＭＯＮ）ストレージ方式には適用できない。
【００４０】
本実施の形態例２は実施の形態例１の効果以外に液晶表示装置として図９に示すようにフレームメモリを省略する構成が可能であるという効果が得られる。
【００４１】
（実施の形態例３）
次に本発明の実施の形態例３について説明する。
【００４２】
図１４に本発明の実施の形態例３の説明図、図１５に実施の形態例３のモジュールブロック図、図１６に実施の形態例３に用いるデータドライバーのブロック図、図１７〜図２０に実施の形態例３の駆動タイミング説明図を示す。
【００４３】
本実施の形態例は図１４に示されるように各フレームにおける表示画面を上下２分割以上に分割し、それぞれを１単位としてデータ画面、黒画面を繰り返すものである。すなわち、ｎフレームでは上半分をデータ画面ｎＤ，下半分を黒画面ｎＢとすると、（ｎ＋１）フレームでは上半分を黒画面（ｎ＋１）Ｂ，下半分がデータ画面（ｎ＋１）Ｄとなる（ｎは整数）。これは図１５に示す駆動回路モジュールブロック図で実現することができる。
【００４４】
これをタイミング図１７および１８とともに説明する。ここで図１５のＯＥ１、ＯＥ２はアウトプットイネーブル、ＳＰ１、ＳＰ２はスタートパルス、ＣＬＫはクロック信号、Ｏ１およびＯ２は液晶パネル６０の走査線を駆動する第１および第２の走査線駆動回路６２１および６２２のそれぞれの出力、ＤＯ１はデータドライバ６１１の出力を示す。
【００４５】
図１５では走査線駆動回路を２回路以上に分けてそれぞれを制御回路６３１で制御することを特徴としている。さらにデータドライバー６１１として図１６にブロック図で示すようなデータドライバーを用いる。このデータドライバーはラッチ後の各出力にＡＮＤ回路を接続してＳＥＴパルスがロー（以下Ｌ）の場合は全ての出力をＬとして黒画面電圧を出力し、ＳＥＴパルスがハイ（以下Ｈ）の時はラッチに蓄えられたデータを出力してデータ画面を出力するドライバーである。このドライバーを使用して図１７〜図２０のタイミング説明図の中のＤＯ１の出力波形を実現する。
【００４６】
まず図１７を用いて動作を説明する。ＤＯ１の出力は１走査線内でデータ信号部分と黒信号部分に分けられる。これを上側の走査線出力Ｏ１にはデータ部分のみを書き込むようにＯＥ１、ＳＰ１およびＣＬＫで上側走査線駆動回路６２１を制御し、下側の走査線出力Ｏ２は黒信号部分を書き込むようにＯＥ２、ＳＰ２およびＣＬＫで下側走査線駆動回路６２２を制御する。この時データ信号と黒信号部の比率はデータドライバー６１１へのＳＥＴパルスのＬ，Ｈの比率を変更するだけで可能である。図１７では黒信号部が短い場合を示しておりこの場合は下側走査線駆動回路６２２へ入力するＳＰ２をＣＬＫ２個おきに立ち上げることで同極性の黒信号が液晶に書き込めることになる。
【００４７】
この方法で短い時間の黒信号でも液晶へ書き込むことが可能になるのでデータ信号部分の時間を長くすることができる。
【００４８】
図１８は上側の部分に黒信号を書き込み、下側部分をデータ信号を書き込むタイミングを示した図となる。
【００４９】
以上の内容ではデータ信号と黒信号を同極性でデータ信号の後に黒信号を出力するタイミングの場合を示した。これとは別に黒信号をデータ信号の前に立ち上げているタイミングを図１９および図２０に示す。この場合はデータと同一の極性のためプリチャージと同等な効果が得られる。
【００５０】
図１９で説明すると、この場合は上側走査線駆動回路６２１がデータ信号を液晶に書き込む動作をしており、下側走査線駆動回路６２２が黒信号を液晶に書き込む動作をしている。先に説明したように黒信号とデータ信号は同極性のため、上側走査線駆動回路６２１のＯＥ１を制御して黒信号を一部液晶に書き込む動作をさせる。これにより液晶にプリチャージがおこなわれて書き込みが改善される。
【００５１】
このプリチャージを行う時間はデータ表示に影響を与えないことを確認する必要がある（プリチャージを行いすぎると白表示での輝度が低下する恐れがある）。
【００５２】
また、図１９のＤＯ１の波形に示されるように、一旦、オーバーシュートしているので、データの極性が変わる時に黒信号を出力させてデータ配線の時定数改善が行われる利点がある。
【００５３】
図２０は上側走査線駆動回路６２１で黒信号を液晶に書き込み、下側走査線駆動回路６２２でデータ信号を書き込む動作タイミングを説明した図となる。この場合の黒信号を書き込む走査線信号出力は２走査ライン毎に同極性を書き込み、その内容は図１７および図１８で説明した内容と同一である。
【００５４】
本実施の形態例は実施の形態例１に比較しては以下の効果を有する。
【００５５】
（ｉ） フレームメモリが必要ない。
【００５６】
（ｉｉ） ２倍速表示を擬似的に実現できる。
【００５７】
（ｉｉｉ） データドライバーおよび走査線駆動回路数を増加させること無しに実現できる。
【００５８】
（ｉｖ）液晶パネルの設計（特に液晶への書き込み特性）が従来と同様の設計で可能となる。
【００５９】
（実施の形態例４）
次に本発明の実施の形態例４について説明する。
【００６０】
図２１に本発明の実施の形態例４の表示方式説明図を示す。図２２に本実施の形態例の極性反転方法を示す。
【００６１】
本実施の形態例はある表示画面ｎでは走査線１本おきに、例えば奇数番目の走査ラインをデータ表示ｎＤ、偶数番目の走査ラインを黒表示ｎＢとし、次の表示画面（ｎ＋１）では奇数番目の走査ラインを黒表示（ｎ＋１）Ｂ、偶数番目の走査ラインをデータ表示（ｎ＋１）Ｄとする。この表示を繰り返すことで実施の形態例１と同等の動画表示を得る。またこの実施の形態例においても図２２に示すように２ｎ（ｎ＝１，２，３・・）画面毎に極性を反転させることで液晶に直流を印加させずに駆動することが出来る。図示の例では第１および第２フレームにおける表示画面１３および２４の極性パターン１３１および２４１が同じであり、第３および第４フレームにおける表示画面３３および４４の極性パターン３３０および４４０は反転している。
【００６２】
本実施の形態例は実施の形態例１に比較しては以下の効果を有する。
【００６３】
（ｉ） ＮＴＳＣ等インターレース信号の表示に適している。
【００６４】
（ｉｉ） フレームメモリを持つ必要が無い。
【００６５】
（ｉｉｉ） データドライバーおよび走査線駆動回路数を増加させること無しに実現できる。
【００６６】
（ｉｖ） 液晶パネルの設計（特に液晶への書き込み特性）が従来と同様の設計で可能となる。
【００６７】
（実施の形態例５）
以下に本発明の実施の形態例５を説明する。
【００６８】
図２３に本発明の実施の形態例５の表示方式説明図を示す。図２４に本実施の形態例の極性反転方法を示す。
【００６９】
本実施の形態例はある表示画面ｎではデータ線３本おきにデータ表示ｎＤと黒表示ｎＢとを連続配置し、次の表示画面（ｎ＋１）ではデータ線３本おきに黒表示（ｎ＋１）Ｂとデータ表示（ｎ＋１）Ｄとを連続配置する。この表示を繰り返すことで実施の形態例１と同等の動画表示を得る。
【００７０】
またこの実施の形態例においては図２４に示すように２ｎ（ｎ＝１，２，３・・）画面毎に極性を反転させることと同時にデータ線も２本おきに極性を反転させる必要がある。これはデータ線を従来のように１本おきに極性反転させると走査線方向で着目した場合に＋，−のどちらかに極性がかたよることになりＣscが接続されている共通電極線もしくはゲート線が偏った方向に直流的にふられてしまう。このため、液晶に印加される電圧に非対称性が生じてフリッカーやクロスト−ク等の表示不良を生じることになる。よってデータ線２本おきにして直流成分をキャンセルし、２ｎ（ｎ＝１，２，３・・）画面毎に極性を反転させることを同時に行い液晶に直流を印加させずに駆動することが出来る。
【００７１】
図示の例では第１および第２フレームにおける表示画面１５および２６の極性パターン１５１および２６１が同じであり、第３および第４フレームにおける表示画面３５および４６の極性パターン３５０および４６０は反転している。
【００７２】
本実施の形態例は実施の形態例１に比較しては以下の効果を有する。
【００７３】
（ｉ） フレームメモリを持つ必要が無い。
【００７４】
（ｉｉ） データドライバーおよび走査線駆動回路数を増加させること無しに実現できる。
【００７５】
（ｉｉｉ） 液晶パネルの設計（特に液晶への書き込み特性）が従来と同様の設計で可能となる。
【００７６】
（実施の形態例６）
次に本発明の実施の形態例６について説明する。
【００７７】
図２５に本発明の実施の形態例６の表示方式説明図を示す。図２６に本実施の形態例の極性反転方法を示す。
【００７８】
本実施の形態例は、ある表示画面ｎでは奇数番目の走査線に対してデータ線３本おきにデータ表示ｎＤと黒表示ｎＢとを表示し、偶数番目の走査線に対してデータ線３本おきに黒表示ｎＢとデータ表示ｎＤとを表示して、いわゆる市松模様を呈する。次の表示画面（ｎ＋１）では前画面のデータ表示、黒表示を反転して表示する。すなわち、奇数番目の走査線に対してデータ線３本おきに黒表示（ｎ＋１）Ｂとデータ表示（ｎ＋１）Ｄとを表示し、偶数番目の走査線に対してデータ線３本おきにデータ表示（ｎ＋１）Ｄと黒表示（ｎ＋１）Ｂとを表示する。
【００７９】
上記例ではデータ線３本おきに表示を異ならせたが、これは三色のカラーデータ信号に対応させることを前提としたからである。仮にデータ線１本おきに表示を異ならせると、１画素毎にデータ表示、黒表示を繰り返す市松模様表示を実現することができる。
【００８０】
このように、この実施の形態例６の表示方法にて実施の形態例１と同等の動画表示を得ることができる。
【００８１】
またこの実施の形態例６でも実施の形態例５で説明したように図２５に示すように２ｎ（ｎ＝1、2、3…）画面毎に極性を反転させることと同時にデータ線も２本おきに極性を反転させる必要がある。これにより液晶に直流を印加せずに駆動することが出来る。図示の例では第１および第２フレームにおける表示画面１７および２８の極性パターン１７１および２８１が同じであり、第３および第４フレームにおける表示画面３７および４８の極性パターン３７０および４８０は反転している。
【００８２】
本実施の形態例は実施の形態例１に比較して以下の効果を有する。
【００８３】
（ｉ） フレームメモリを持つ必要が無い。
【００８４】
（ｉｉ） データドライバーおよび走査線駆動回路数を増加させること無しに実現できる。
【００８５】
（ｉｉｉ） 液晶パネルの設計（特に液晶への書き込み特性）が従来と同様の設計で可能となる。
【００８６】
以下に液晶セルの実施の形態例について説明する。
【００８７】
図２７に本実施の形態例１〜６の駆動方法が適用される液晶セルの基本動作説明図、図２８〜図３７に本発明に組み合わされる液晶セルの構成例を示す。
【００８８】
本発明に組み合わされる液晶セルの基本動作を図２７を用いて説明する。本発明の実施の形態例１〜６までの表示方法はＣＲＴなみの動画表示を得ることを目的としているが、いずれの実施の形態例もデータ画面間に黒画面を差し込む方式であるため、画面輝度が低下する恐れがある。本方式は従来の液晶セル構成でも実現可能であるが、この画面輝度の低下を補償するためにも、以下に述べる本発明の液晶セルを組み合わせることが望ましい。
【００８９】
液晶セルへの入射光は第１の偏光板５３を通過した時点で直線偏光５３１になる。この光は液晶セル８０がツイストネマティック（ＴＮ）セルの場合には白表示状態では偏光の状態が９０度ねじれた状態になり（参照符号５８１）、黒表示の場合はそのままの偏光状態で液晶層を通過する。ここで液晶セル８０を通過した時点で光の偏光状態から４５度程度傾けた方向にλ／４の位相差を発生させる光学フィルム７４を挿入すると白表示状態では参照符号７４１で示す右円偏光（もしくは左円偏光）、黒表示状態では参照符号７４２で示す左円偏光（もしくは右円偏光）となる。
【００９０】
この円偏光に変換された光の後に選択的に左円偏光（もしくは右円偏光）を反射することができるコレステリック液晶層７５を設けることで黒表示状態では光を反射し、この反射した光はさらに前記λ／４位相差板を通って直線偏光に変換され液晶セル内ひいてはバックライト（Ｂ／Ｌ）光源まで戻り再利用することが可能となる。白状態では光はその偏光状態のまま（参照符号７５１）コレステリック層を通過してしまう。
【００９１】
本方式を用いた液晶セルの構成を図で説明する。図２８はλ／4板７４とコレステリック層７５をカラーフィルタ（ＣＦ）基板７１の外側に構成した図となる。ＣＦ基板７１の内面には周知のＲＧＢカラーフィルタが形成されている。そして、液晶層８０をはさんでＴＦＴ基板５１が配置され、基板５１の外側には偏光板５３が形成されており、バックライト等の光源８００からの光が偏光板５３へ入射する構成となっている。８０５は液晶分子を示す。
【００９２】
図２９は２枚のλ／4板７４でコレステリック層７５をサンドイッチしてさらにその上に偏光板７３を設けた構成である。図２９の場合、白表示でコレステリック層７５を通過した円偏光をさらにλ／4板７４で直線偏光に変換して偏光板７３を通すことで図２８に比較して黒の表示が向上し視野角、コントラストが改善される。
【００９３】
図３０はλ／４板７４とコレステリック層７５をＣＦ基板７１の下側に設けてさらに反射効率が向上する方式である。図２８では一度ＣＦ層を通過した光を反射し再度ＣＦ層に入射させるため輝度の低下が発生して光の再利用効率が低下する恐れがあり、その対策として反射層を光がＣＦ層に入射する前に設けることで対策をおこなう。
【００９４】
図３１は図２９の２枚のλ／４板７４でコレステリック層７５をサンドイッチした部分をＣＦ層より液晶側に挿入したもので図３０と同様の対策として構成される。
【００９５】
図３２は図２８の構成に、視野角を改善する位相差補償板に組み合わせた構成である。すなわち、ＴＦＴ基板５１とＴＦＴ側偏光板５３との間に位相差補償板５６を、ＣＦ基板７１とλ／４板７４との間に位相差補償板７６をそれぞれ設けている。
【００９６】
図３３は図３２に輝度向上フィルム５７（例：住友化学性Ｄ−ＢＥＦ、日東電工製ＮＩＰＯＣＳ）を組み合わせたものである。すなわち、ＴＦＴ側偏光板５３の外側に輝度向上フィルム５７を配置した構成となっている。
【００９７】
図３４は図２８に輝度向上フィルム５７を組み合わせた図である。すなわち、ＴＦＴ側偏光板５３の外側に輝度向上フィルム５７を配置した構成となっている。
【００９８】
図３５は図２９に視野角向上のための位相差補償板５６，７６を組み合わせた図である。すなわち、ＴＦＴ基板５１とＴＦＴ側偏光板５３との間に位相差補償板５６を、ＣＦ基板７１とλ／４板７４との間に位相差補償板７６をそれぞれ設けている。
【００９９】
図３６は図３５に輝度向上フィルム５７を組み合わせた図である。すなわち、ＴＦＴ側偏光板５３の外側に輝度向上フィルム５７を配置した構成となっている。
【０１００】
図３７は図２９に輝度向上フィルム５７を組み合わせた図である。すなわち、ＴＦＴ側偏光板５３の外側に輝度向上フィルム５７を配置した構成となっている。
【０１０１】
本発明の液晶セルの構成は以下の効果を有する。
【０１０２】
（ｉ） 本実施の形態例１〜６までの表示方式の液晶表示装置で使用しても輝度が低下しない。
【０１０３】
（ｉｉ） 黒画面が多い表示を行うと反射される光が多くなり輝度が向上し白画面が多いと輝度が低下するためＢ／Ｌの輝度調整や駆動回路の補正等を行うこと無しにＣＲＴと同様の表示状態が実現できる。
【０１０４】
次は光学的複屈折補償（ＯＣＢ）式液晶セルの実施の形態例について記載する。
【０１０５】
図３８に本発明で使用されるＯＣＢ式液晶セルの構成説明図、図３９にＯＣＢ液晶セルの屈折率差に対する透過率の関係を示す。
【０１０６】
本実施の形態例１〜６は液晶の電圧開放側を使用することを特徴の１つとしているのでノーマリーホワイト（以下ＮＷ）型液晶表示装置を使用することが前提となる。
【０１０７】
本実施の形態例では応答速度が早いＯＣＢ式液晶セルを説明する。
【０１０８】
ＯＣＢ式液晶セルはベンド配向モードを使用したものであり、入射側偏光板５３０と出射側偏光板７３０との間の液晶分子８０５を、電圧印加時には図３８（ａ）に示すようにパラレルに液晶分子８０５を配向させ、電圧無印加時には同図（ｂ）に示すように一旦、電圧を印加して後、無印加とすることにより液晶分子を弓状に並べる方式である。
【０１０９】
この方式は図３９に示されるように赤（以下Ｒ）、緑（以下Ｇ）、青（以下Ｂ）毎に屈折率変化に対する透過率変化が異なるのでＲ，Ｇ，Ｂ透過率が単調増加となる屈折率差０〜０．０４（ギャップ５．５μｍの場合）の範囲を使用するか、各色に対して駆動電圧を変化させて、それぞれの色のピークまで使用して輝度を稼ぐ方法のどちらかを使用することになる。
【０１１０】
このＯＣＢ式液晶セルは液晶の挙動が非常に不安定であり電圧を無印加にすると一定時間は図３８のベンド変形を維持するが、時間が経つとスプレイもしくはツイストに変形してしまう。
【０１１１】
これは低電圧側ではベンド変形のエネルギーがツイストやスプレイのエネルギーよりも高いことが原因である。但し一定時間はベンド変形を保つことから本発明での実施の形態例１〜６のように黒表示を差し込む方法では電圧をその都度印加することになりベンド変形が崩れなくなる。
【０１１２】
次は横電界方式液晶セルの実施の形態例の場合である。
【０１１３】
図４０は本発明に使用される横電界方式の液晶セルの構成説明図であり、図４１に本発明に使用される横電界方式の液晶セルの動作説明図、図４２に横電界方式で正の誘電率を持つ液晶を用いた場合の櫛歯電極と液晶配向状態の説明図、図４３に横電界方式で負の誘電率を持つ液晶を用いた場合の櫛歯電極と液晶の配向状態の説明図、図４４に本発明に使用される横電界方式の液晶セルの電圧−透過率特性図を示す。
【０１１４】
本発明に用いられる液晶セルはノーマリーホワイトモードでなくてはならない。しかし横電界方式（ＩＰＳ）では従来ノーマリーブラックモードでしか使用できない。なぜならば横電界方式の液晶セルは複屈折を利用するため電圧無印加の初期状態では直線偏光であっても電圧を印加すると楕円もしくは円偏光になるだけで決して直線偏光にはならない。このため、偏光板をパラレル配置しても黒が得られないのでコントラストおよび視野角の悪い表示しか得ることが出来ない。
【０１１５】
これに対して本実施の形態例では図４０に示すように出射側偏光板７３０と液晶セル８０の間に位相差板７６０が挿入されている。このような構成とすると図４１で示すように電圧無印加時は入射側偏光板５３０および液晶セルを通過した光は直線偏光５８３であるが位相差板７６０を通過した光は円偏光７６３となる。
【０１１６】
この光を出射側偏光板７３０に通すと光は直線偏光７３３で出射される。これに対して液晶セルに電圧を印加した場合は液晶セルから出射される光は楕円偏光５８４となりこれを位相差板７６０を通すと出射側偏光板７３０の透過軸に対して垂直になるような直線偏光７６４が得られるポイントがある。
【０１１７】
但し通常の横電界方式の液晶セルに本内容を組み合わせると黒表示が得られるポイントは一点（電圧）しかなく非常に製造しにくい液晶セルを作ることになる。そこで図４２および図４３に示すように電圧無印加の場合の横電界を発生させる櫛歯電極８５と液晶分子８０５の初期配向の角度を規定することで黒状態の電圧マージンを広げることができる。櫛歯電極８５に電圧が印加されて液晶分子８０５が櫛歯電極８５に対して垂直（液晶の誘電率が正の場合）、もしくは平行（液晶の誘電率が負の場合）になった場合に黒が表示されるようにすれば液晶は垂直もしくは平行以上には回転しない。よって黒表示のマージンが広がる。
【０１１８】
図４２および図４３に示した配向角度α、βは使用する位相差板の波長によって適正値が変化するが配向角度α、βと位相差板の波長の間には（４）式で示すように比例関係が成り立つ。
【０１１９】
α（β）＝Γ*（位相差板の波長）…（４）
Γ：定数
これにより横電界方式でも図４４に示すような電圧−透過率特性が得られＮＷ型液晶表示装置として本発明の各実施の形態例の表示方法に使用することが可能となる。
【０１２０】
本実施の形態例では以下のような効果が得られる。
【０１２１】
（ｉ） 横電界方式でＮＷ型液晶表示装置を実現できる。
【０１２２】
（ｉｉ）位相差板の波長組み合で初期配向の角度を任意に設定できる。
【０１２３】
次に垂直配向方式液晶セルの実施の形態例について述べる。
【０１２４】
図４５に本発明に使用される垂直配向方式液晶セルの構成説明図、図４６に図４５を平面的に見た場合のイメージ図、図４７に垂直配向方式液晶セルの屈折率と透過率の関係を示す。
【０１２５】
本垂直配向方式液晶セルでは図４５（ｂ）に示すように電圧無印加時には液晶をＴＦＴ基板や対向基板（カラーフィルター等）に対して垂直に配向させて屈折率がほぼ０なるようにして入射側偏光板５３０と出射側偏光板７３０の透過軸を合わせることでＮＷ型とする。図４５（ａ）に示すように電圧を印加すると入出射偏光板５３０および７３０の透過軸７３５に対して４５度液晶分子８０５が傾いた方向に倒れるように制御する。
【０１２６】
図４５（ａ）、（ｂ）に対応する上記状態を平面図で表すと図４６（ａ）、（ｂ）になる。但しこのような方式で黒表示を行おうとしても図４７に示すように各色の波長の違いから透過率が最小になるポイントが異なる。よって駆動電圧を各色で変えるか、もしくはギャップを変える等の手段が必要になる。
【０１２７】
これにより、垂直配向方式でＮＷ型液晶表示装置が実現できるという効果を奏する。
【０１２８】
本発明は以上に述べた液晶セル以外の例えば電気的複屈折補償（ＥＣＢ）式液晶セルを採用しても有効である。
【０１２９】
【発明の効果】
本発明により、ＣＲＴと同等の動画表示が得られることと、液晶セルの補助容量の構成方法に制限を受けないという利点がある。
【０１３０】
また、液晶に印加される直流成分を解消することで信頼性の高い液晶表示装置を得ることができる。さらに、どのような階調表示においても同等の応答速度が得られる。
【０１３１】
そして、倍速以上の動作をすることでフリッカーが目立たない表示を得ることができるし、また、データ画面と黒画面の比率を変化させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態例１を説明する概略図。
【図２】実施の形態例１における極性反転方法を示す極性パターン図。
【図３】図２（ａ）の駆動方法の駆動波形を説明する波形図。
【図４】図２（ｂ）の駆動方法の駆動波形を説明する波形図。
【図５】駆動電圧に対する液晶の応答速度特性を示す特性概念図。
【図６】実施の形態例１の駆動回路モジュールを示すブロック図。
【図７】図６におけるデータドライバの詳細を示すブロック図。
【図８】実施の形態例２による駆動回路モジュールの一例を示すブロック図。
【図９】実施の形態例２による駆動回路モジュールの他の例を示すブロック図。
【図１０】実施の形態例２の駆動概念の一例を説明する信号波形図。
【図１１】実施の形態例２の駆動概念の他の例を説明する信号波形図。
【図１２】実施の形態例２の駆動概念のさらに他の例を説明する信号波形図。
【図１３】実施の形態例に組み合わされるアクティブ素子回路を説明する回路図。
【図１４】本発明の実施の形態例３を説明する概略図。
【図１５】本発明の実施の形態例３の駆動回路モジュールを説明するブロック図。
【図１６】図１６のデータドライバの詳細を示すブロック図。
【図１７】実施の形態例３の駆動タイミングの一例を説明する波形図。
【図１８】実施の形態例３の駆動タイミングの他の例を説明する波形図。
【図１９】実施の形態例３の駆動タイミングのさらに他の例を説明する波形図。
【図２０】実施の形態例３の駆動タイミングの別の一例を説明する波形図。
【図２１】本発明の実施の形態例４を説明する概略図。
【図２２】実施の形態例４における極性反転方法を説明する極性パターン図。
【図２３】本発明の実施の形態例５を説明する概略図。
【図２４】実施の形態例５における極性反転方法を説明する極性パターン図。
【図２５】本発明の実施の形態例６を説明する概略図。
【図２６】実施の形態例６における極性反転方法を説明する極性パターン図。
【図２７】本発明に組み合わされる液晶セルの基本動作を説明する概略図。
【図２８】本発明に組み合わされる液晶セルの第１の構成を示す断面図。
【図２９】本発明に組み合わされる液晶セルの第２の構成を示す断面図。
【図３０】本発明に組み合わされる液晶セルの第３の構成を示す断面図。
【図３１】本発明に組み合わされる液晶セルの第４の構成を示す断面図。
【図３２】本発明に組み合わされる液晶セルの第５の構成を示す断面図。
【図３３】本発明に組み合わされる液晶セルの第６の構成を示す断面図。
【図３４】本発明に組み合わされる液晶セルの第７の構成を示す断面図。
【図３５】本発明に組み合わされる液晶セルの第８の構成を示す断面図。
【図３６】本発明に組み合わされる液晶セルの第９の構成を示す断面図。
【図３７】本発明に組み合わされる液晶セルの第１０の構成を示す断面図。
【図３８】本発明に使用されるＯＣＢ式液晶セルの構成を示す断面図。
【図３９】ＯＣＢ液晶セルの屈折率差に対する透過率の関係を示す特性図。
【図４０】本発明に使用される横電界方式の液晶セルの構成を説明する概略図。
【図４１】本発明に使用される横電界方式の液晶セルの動作を説明する概略図。
【図４２】正の誘電率を有する液晶を用いた場合の櫛歯電極と液晶配向状態を説明する概略図。
【図４３】負の誘電率を有する液晶を用いた場合の櫛歯電極と液晶配向状態を説明する概略図。
【図４４】本発明に使用される横電界方式の液晶セルの駆動電圧に対する透過率を示す特性図。
【図４５】本発明に使用される垂直配向方式の液晶セルの構成を説明する概略図。
【図４６】図４５を平面的に見た場合のイメージを示す平面図。
【図４７】図４５の垂直配向方式液晶セルの屈折率差と透過率との関係を示す特性図。
【図４８】従来の液晶表示装置の表示方式を説明する概略図。
【図４９】従来の液晶表示装置の極性反転方法を説明する極性パターン図。
【図５０】従来の液晶表示装置の駆動方法による駆動波形を説明する波形図。
【図５１】従来の液晶表示装置の駆動回路モジュールを示すブロック図。
【符号の説明】
１１、３１ データ画面
２２，４２ 黒画面
５１ ＴＦＴ基板
５３ ＴＦＴ側偏光板
５３０ 入射側偏光板
５６ 位相差補償板
５７ 輝度向上フィルム
６０ 液晶パネル
６１、６１１ データドライバー
６２、６２１，６２２ 走査線駆動回路
６３、６３１ 制御回路
６４ 映像信号
６５ フレームメモリ
６７ スイッチング手段
６６ ＣＯＭ電圧発生回路
７１ ＣＦ基板
７３、７３０ ＣＦ側偏光板
７４ λ／４板
７５ コレステリック層
７６ 位相差補償板
７６０ 位相差板
８０、９０ 液晶セル
８５ 櫛歯電極
９２ ドレイン配線
９５ Ｃgs
９６ 共通電極
９００ ＴＦＴ
８０５ 液晶分子
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶表示装置およびその駆動方法に関し、とくにアクティブマトリクス型液晶表示装置およびその駆動方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の基本的な液晶駆動回路は、図５１にブロック図として示すように、ビデオ信号などの映像信号６４を制御回路６３を介してデータドライバー６１および走査線駆動回路６２へ供給し、液晶表示パネル６０を駆動するものである。
【０００３】
このような駆動回路による従来の液晶表示装置の表示方法は図４８に示すようにフレーム周波数が６０Ｈｚであれば６０枚の画面を順次切り替えていく方法である。すなわち、第１フレームでは第１表示画面１１、第２フレームでは第２表示画面２１、第３フレームでは第３表示画面３１、第４フレームでは第４表示画面４１というように駆動する。
【０００４】
また、図４９および図５０に示すとおり各表示セルの極性反転方式も１画面おきに極性を切り替えていく方式である。例えば、図４９に示すように、第１および第３の表示画面１１および３１の極性パターン１１１および３１１は同じであり、そのパターンは第２および第４の表示画面２１０および４１０と逆極性となっている。各パターンの左上のセルの極性に注目してみると、＋−＋−の順であり、これは図５０に示すように各フレームごとに共通電位Ｖｃに対して極性が反転する駆動電圧Ｖｄを液晶表示パネルのデータ電極に印加することにより実現されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の液晶表示装置は図４８に示すように順次画面を切り替えていく方式を採用しており、１画面はフレーム周波数が６０Ｈｚならば１／６０秒の間はその画面を保持している。
【０００６】
ここに次の画面がくれば人間の目は前の画面との両方の画面を認識することになり残像感を生じてしまうという欠点がある。この残像感はいくら液晶の応答速度を向上させても解消ができない。
【０００７】
また液晶の動作上、電圧を印加する方向はその印加される電圧値の逆数に比例するので自然画のようにあらゆる階調が１画面に存在する場合には画像が歪んだ絵になってしまうという欠点がある。
【０００８】
さらにノーマリホワイト（ＮＷ）型の光学的複屈折補償（ＯＣＢ）型液晶表示装置を従来の液晶表示装置に使用すると白画面が連続して表示された場合ベンド変形が崩れることによる表示の乱れが生じる欠点があった。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、データ画面と黒画面を交互に繰り返すとともに、前記データ画面と前記黒画面とを１フレームおきに表示し、かつ通常のフレーム周波数（５０Ｈｚ〜８０Ｈｚ）に対し２倍速以上で前記データ画面と前記黒画面とを繰り返す手段を有することで動画表示を向上させることを特徴とする液晶表示装置およびその駆動方法が得られる。
【００１０】
前記２倍速以上で画面を繰り返す手段としてフレームメモリを有することや、前記黒画面の表示としてフレーム間の帰線区間内に共通電極電位を振る手段を有することをも特徴とする。
【００１１】
さらに、走査線上に補助容量を構成することも特徴とする。
【００１２】
上記液晶表示装置の駆動方法において、液晶の極性反転を２ｎ（ｎ＝１，２，３・・）フレーム単位で行うことをも特徴とする。
【００１３】
上記の液晶表示装置において、黒表示の状態の時、光が反射されて再利用されることを特徴とする。この液晶表示装置において、使用される偏光板がλ／４位相差板とコレステリック液晶による反射層によって構成されることを特徴とする。
【００１４】
また、この液晶表示装置において、視野角拡大のための位相差補償板または輝度向上フィルムを組み合わせることを特徴とする。
【００１５】
さらにまた、これらの液晶表示装置において、組み合わされる液晶表示モードがノーマリーホワイトモードであることを特徴とする液晶表示装置が得られ、さらに、この液晶表示装置において、前記ノーマリーホワイトモードの液晶セルがツイストネマッチック液晶セル、横電界方式液晶セル、垂直配向方式液晶セル、光学的複屈折補償式液晶セル、または電気的複屈折補償式液晶セルのいずれかであることをも特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１７】
（実施の形態例１）
本発明は図１に示すように表示画面を１フレーム毎にデータ画面、黒画面を繰り返すことを特徴とする。例えば、第１フレームではデータ画面１１、第２フレームでは黒画面２２、第３フレームではデータ画面３１、第４フレームでは黒画面４２というように駆動する。
【００１８】
さらにその駆動方法において図２〜図４に示されるように液晶に印加される駆動電圧Ｖｄの極性を２フレーム毎、すなわち２画面毎（データ画面および黒画面）に反転を行い、さらに、駆動回路モジュール側にフレームメモリを設けることによって通常のフレーム周波数（５０Ｈｚ〜８０Ｈｚ）の２倍以上の速度で表示を行うこともできる。
【００１９】
図６に本発明の駆動回路のブロック図を示す。従来の基本駆動回路（図５１）との違いは、制御回路６３に映像信号６４を取り込み、その出力を制御してデータドライバー６１にスイッチィング手段６７を介して供給している点である。データドライバー６１の詳細を図７に示すが、このドライバーは従来より使用されてきたドライバーである。
【００２０】
図６に示すように本発明の駆動モジュールはフレームメモリ６５に１画面分の情報を保存して、それを約２倍のスピードで読み出して液晶パネル６０に書き込みデータ画面を表示する。次に制御回路６３によってデータを全て黒画面データとして液晶パネルに書き込み黒画面を表示させる。この動作を繰り返すことでデータ画面と黒画面とを交互に繰り返すことが可能となる。
【００２１】
ただし、これを従来のフレーム周波数６０Ｈｚで行うとそれぞれ３０枚のデータ画面と黒画面とが繰り返されるのでフリッカーが発生する可能性がある。このためモジュールにフレームメモリ６５を設けて２倍程度のフレーム周波数とすることでフリッカを抑制することができる。
【００２２】
また本発明の表示方式に通常の液晶パネルの極性反転であるフレーム極性反転を用いると、データ画面が＋極性の場合は黒画面が全て−極性となり常に−の極性に直流成分が液晶に印加されることになる（データ画面が−の場合は＋極性の直流成分が発生する）。
【００２３】
そこで図２に示すようにデータ画面と黒画面を一組としてこの一組毎に極性を反転させることで直流成分をキャンセルすることが可能になる。
【００２４】
図２（ａ）では、第１フレームのデータ画面１１および第２フレームの黒画面２２の極性パターン１１１および２２１は同じであり、第３フレームのデータ画面３１および第４フレームの黒画面４２の極性パターン３１０および４２０は第１および第２フレームとは逆極性となっている場合である。図２（ｂ）では、第１フレームのデータ画面１１および第４フレームの黒画面４２の極性パターン１１１および４２１は同じであり、第２フレームの黒画面２２および第３フレームのデータ画面３１の極性パターン２２０および３１０は第１および第４フレームとは逆極性となっている場合である。
【００２５】
ここで図２（ａ）および（ｂ）の左上の太い線で囲んだパターンの極性に注目した場合の駆動電圧変化を図３および図４にそれぞれ対応して示す。データ画面が共通電位Ｖｃに対して＋の場合に次の黒画面を＋にして、次のデータ画面および黒画面の極性を−にすることで４画面で直流成分をキャンセルすることが出来る。
【００２６】
この極性は図３および図４に示すように４画面中のデータ画面ずつおよび黒画面ずつのセットが＋，−の極性両方をもっていれば良い。この場合極性反転は２画面毎に行われることになる。ただし極性反転は２ｎ（ｎ＝１，２，３・・）フレーム毎に行えば４ｎ画面が完了した時点で直流成分はキャンセルされるので、２フレーム反転に限定されるものではない。
【００２７】
以上のような表示を繰り返すことでデータ画面の表示は間欠的（以下インパルス的）に表示されることになりＣＲＴと同等の動画表示が得られることになる。
【００２８】
さらに従来液晶の応答速度は図５に示すように液晶に電圧を印加する方向（０Ｖ→ＸＶ）では1／（駆動電圧）と比例関係にあり電圧を開放する方向（ＸＶ→０Ｖ）は駆動電圧にほとんど依存しない。これは液晶応答速度の基本式である下記（１）、（２）式に対応する。
【００２９】
τｏｎ（電圧印加側）＝（γ*ｄ*ｄ）／（εo*εa（V*V−Vc*Vc）） …（１）
τｏｆｆ（電圧開放側）＝（γ*ｄ*ｄ）／（π*π*Ｋ） …（２）
ここでγ ：液晶の粘度
ｄ ：液晶セルのギャップ
εｏ：真空誘電率
εａ：液晶の誘電率差
Ｖ ：駆動電圧
Ｖｃ：液晶の閾値電圧
Ｋ ：液晶の弾性定数
このため、動画を表示すると応答速度の速い部分と遅い部分が混在することになり画像が歪み残像感として人間の目に捉えられることになっていた。
【００３０】
本発明では黒画面をデータ画面間に差し込むことにより上記内容の電圧開放側のみを使用することになり画面に関係無く応答速度は一定となり画面が安定して残像感の無い表示が得られる。したがって、本発明では特に応答速度の早い液晶モードを使用しなくても動画表示が可能となる。
【００３１】
本発明の表示方式を行うことで以下の（イ）〜（ヘ）に記載の効果が得られる。
（イ）図１の表示を行うことでＣＲＴと同等の動画表示が得られる。
（ロ）液晶セルの補助容量の構成方法に制限を受けない。
（ハ）液晶に印加される直流成分を解消することで信頼性の高い液晶表示装置を得ることができる。
（ニ）どのような階調表示においても同等の応答速度が得られる。
（ホ）倍速以上の動作をすることでフリッカーを目立たない表示を得ることができる。
（ヘ）データ画面と黒画面の比率を変化させることが可能となる。
【００３２】
（実施の形態例２）
次に本発明の実施の形態例２について記載する。
【００３３】
図８および図９に本発明の実施の形態例２の駆動回路モジュールをブロック図として示すとおり、液晶表示パネル６０の図示していない共通電極（ＣＯＭ電極）に、制御回路６３により制御されるＣＯＭ電圧発生回路６６から、図１０〜図１２に示すような波形を印加する回路構成となっている。
【００３４】
図１３に実施の形態例２に組み合わされるアクティブ素子の回路図を示す。本実施の形態例での表示方式は実施の形態例１と同様にデータ画面と黒画面を交互に表示させるものである。実施の形態例１ではフレームメモリに書き込まれたデータを２倍速程度で書き込みを行うものであるのに対して本実施の形態例では図１３に示されるように、ゲート配線電極９１に補助容量（以下Ｃsc）９３が形成されるゲートストレージ方式の液晶パネルを用いて行われる。図中、９２はドレイン配線、９０は液晶セル、９５はゲート・ソース間の寄生容量Ｃgs、９６は共通電極、９００はＴＦＴを示す。
【００３５】
本実施の形態例では図８または図９の駆動回路モジュールブロック図に示す構成のいずれでも駆動が実現される。すなわち、液晶表示パネル６０の共通電極へ印加される駆動波形の概念は図１０〜図１２に示されるように共通電極（以下ＣＯＭ電極）の信号を表示区間外（ＣＲＴで言うところの帰線区間）で以下の式（３）に示される電圧Ｖ１で振ることで黒画面をデータ画面間に挿入することを実現する。
【００３６】
Ｖ1＝（（ＣLC ＋ Ｃsc）／Ｃsc）×Ｖcr …（３）
Ｖ1 ：共通電極信号振幅
Ｖcr ：液晶セルの黒信号振幅
ＣLC：液晶容量（黒表示時）
Ｃsc ：補助容量（ゲートストレージ容量）
Ｖ１の振幅でＣＯＭ電極を振ることは仮想的に接地されたゲート電極につながっているＣscを通して液晶セル容量ＣLCに電荷を書き込むことが可能になる。
【００３７】
図１０は１フレーム内（フレーム周波数６０Hzの場合は約１６．７ｍｓｅｃ）でＣＯＭ電極を＋、−の両極性に振る場合である。
【００３８】
図１１はフレーム内のビデオ信号極性と同極性にＣＯＭ電極の極性を振る場合、であり、図１２は各フレーム内のビデオ信号極性と逆極性にＣＯＭ電極の極性を振る場合である。
【００３９】
なお、本実施の形態例は、ＣＯＭ電極をＴＦＴ基板側に設けて絶縁膜を通して画素電極との間で補助容量を作るコモン（ＣＯＭＭＯＮ）ストレージ方式には適用できない。
【００４０】
本実施の形態例２は実施の形態例１の効果以外に液晶表示装置として図９に示すようにフレームメモリを省略する構成が可能であるという効果が得られる。
【００４１】
（実施の形態例３）
次に本発明の実施の形態例３について説明する。
【００４２】
図１４に本発明の実施の形態例３の説明図、図１５に実施の形態例３のモジュールブロック図、図１６に実施の形態例３に用いるデータドライバーのブロック図、図１７〜図２０に実施の形態例３の駆動タイミング説明図を示す。
【００４３】
本実施の形態例は図１４に示されるように各フレームにおける表示画面を上下２分割以上に分割し、それぞれを１単位としてデータ画面、黒画面を繰り返すものである。すなわち、ｎフレームでは上半分をデータ画面ｎＤ，下半分を黒画面ｎＢとすると、（ｎ＋１）フレームでは上半分を黒画面（ｎ＋１）Ｂ，下半分がデータ画面（ｎ＋１）Ｄとなる（ｎは整数）。これは図１５に示す駆動回路モジュールブロック図で実現することができる。
【００４４】
これをタイミング図１７および１８とともに説明する。ここで図１５のＯＥ１、ＯＥ２はアウトプットイネーブル、ＳＰ１、ＳＰ２はスタートパルス、ＣＬＫはクロック信号、Ｏ１およびＯ２は液晶パネル６０の走査線を駆動する第１および第２の走査線駆動回路６２１および６２２のそれぞれの出力、ＤＯ１はデータドライバ６１１の出力を示す。
【００４５】
図１５では走査線駆動回路を２回路以上に分けてそれぞれを制御回路６３１で制御することを特徴としている。さらにデータドライバー６１１として図１６にブロック図で示すようなデータドライバーを用いる。このデータドライバーはラッチ後の各出力にＡＮＤ回路を接続してＳＥＴパルスがロー（以下Ｌ）の場合は全ての出力をＬとして黒画面電圧を出力し、ＳＥＴパルスがハイ（以下Ｈ）の時はラッチに蓄えられたデータを出力してデータ画面を出力するドライバーである。このドライバーを使用して図１７〜図２０のタイミング説明図の中のＤＯ１の出力波形を実現する。
【００４６】
まず図１７を用いて動作を説明する。ＤＯ１の出力は１走査線内でデータ信号部分と黒信号部分に分けられる。これを上側の走査線出力Ｏ１にはデータ部分のみを書き込むようにＯＥ１、ＳＰ１およびＣＬＫで上側走査線駆動回路６２１を制御し、下側の走査線出力Ｏ２は黒信号部分を書き込むようにＯＥ２、ＳＰ２およびＣＬＫで下側走査線駆動回路６２２を制御する。この時データ信号と黒信号部の比率はデータドライバー６１１へのＳＥＴパルスのＬ，Ｈの比率を変更するだけで可能である。図１７では黒信号部が短い場合を示しておりこの場合は下側走査線駆動回路６２２へ入力するＳＰ２をＣＬＫ２個おきに立ち上げることで同極性の黒信号が液晶に書き込めることになる。
【００４７】
この方法で短い時間の黒信号でも液晶へ書き込むことが可能になるのでデータ信号部分の時間を長くすることができる。
【００４８】
図１８は上側の部分に黒信号を書き込み、下側部分をデータ信号を書き込むタイミングを示した図となる。
【００４９】
以上の内容ではデータ信号と黒信号を同極性でデータ信号の後に黒信号を出力するタイミングの場合を示した。これとは別に黒信号をデータ信号の前に立ち上げているタイミングを図１９および図２０に示す。この場合はデータと同一の極性のためプリチャージと同等な効果が得られる。
【００５０】
図１９で説明すると、この場合は上側走査線駆動回路６２１がデータ信号を液晶に書き込む動作をしており、下側走査線駆動回路６２２が黒信号を液晶に書き込む動作をしている。先に説明したように黒信号とデータ信号は同極性のため、上側走査線駆動回路６２１のＯＥ１を制御して黒信号を一部液晶に書き込む動作をさせる。これにより液晶にプリチャージがおこなわれて書き込みが改善される。
【００５１】
このプリチャージを行う時間はデータ表示に影響を与えないことを確認する必要がある（プリチャージを行いすぎると白表示での輝度が低下する恐れがある）。
【００５２】
また、図１９のＤＯ１の波形に示されるように、一旦、オーバーシュートしているので、データの極性が変わる時に黒信号を出力させてデータ配線の時定数改善が行われる利点がある。
【００５３】
図２０は上側走査線駆動回路６２１で黒信号を液晶に書き込み、下側走査線駆動回路６２２でデータ信号を書き込む動作タイミングを説明した図となる。この場合の黒信号を書き込む走査線信号出力は２走査ライン毎に同極性を書き込み、その内容は図１７および図１８で説明した内容と同一である。
【００５４】
本実施の形態例は実施の形態例１に比較しては以下の効果を有する。
【００５５】
（ｉ） フレームメモリが必要ない。
【００５６】
（ｉｉ） ２倍速表示を擬似的に実現できる。
【００５７】
（ｉｉｉ） データドライバーおよび走査線駆動回路数を増加させること無しに実現できる。
【００５８】
（ｉｖ）液晶パネルの設計（特に液晶への書き込み特性）が従来と同様の設計で可能となる。
【００５９】
（実施の形態例４）
次に本発明の実施の形態例４について説明する。
【００６０】
図２１に本発明の実施の形態例４の表示方式説明図を示す。図２２に本実施の形態例の極性反転方法を示す。
【００６１】
本実施の形態例はある表示画面ｎでは走査線１本おきに、例えば奇数番目の走査ラインをデータ表示ｎＤ、偶数番目の走査ラインを黒表示ｎＢとし、次の表示画面（ｎ＋１）では奇数番目の走査ラインを黒表示（ｎ＋１）Ｂ、偶数番目の走査ラインをデータ表示（ｎ＋１）Ｄとする。この表示を繰り返すことで実施の形態例１と同等の動画表示を得る。またこの実施の形態例においても図２２に示すように２ｎ（ｎ＝１，２，３・・）画面毎に極性を反転させることで液晶に直流を印加させずに駆動することが出来る。図示の例では第１および第２フレームにおける表示画面１３および２４の極性パターン１３１および２４１が同じであり、第３および第４フレームにおける表示画面３３および４４の極性パターン３３０および４４０は反転している。
【００６２】
本実施の形態例は実施の形態例１に比較しては以下の効果を有する。
【００６３】
（ｉ） ＮＴＳＣ等インターレース信号の表示に適している。
【００６４】
（ｉｉ） フレームメモリを持つ必要が無い。
【００６５】
（ｉｉｉ） データドライバーおよび走査線駆動回路数を増加させること無しに実現できる。
【００６６】
（ｉｖ） 液晶パネルの設計（特に液晶への書き込み特性）が従来と同様の設計で可能となる。
【００６７】
（実施の形態例５）
以下に本発明の実施の形態例５を説明する。
【００６８】
図２３に本発明の実施の形態例５の表示方式説明図を示す。図２４に本実施の形態例の極性反転方法を示す。
【００６９】
本実施の形態例はある表示画面ｎではデータ線３本おきにデータ表示ｎＤと黒表示ｎＢとを連続配置し、次の表示画面（ｎ＋１）ではデータ線３本おきに黒表示（ｎ＋１）Ｂとデータ表示（ｎ＋１）Ｄとを連続配置する。この表示を繰り返すことで実施の形態例１と同等の動画表示を得る。
【００７０】
またこの実施の形態例においては図２４に示すように２ｎ（ｎ＝１，２，３・・）画面毎に極性を反転させることと同時にデータ線も２本おきに極性を反転させる必要がある。これはデータ線を従来のように１本おきに極性反転させると走査線方向で着目した場合に＋，−のどちらかに極性がかたよることになりＣscが接続されている共通電極線もしくはゲート線が偏った方向に直流的にふられてしまう。このため、液晶に印加される電圧に非対称性が生じてフリッカーやクロスト−ク等の表示不良を生じることになる。よってデータ線２本おきにして直流成分をキャンセルし、２ｎ（ｎ＝１，２，３・・）画面毎に極性を反転させることを同時に行い液晶に直流を印加させずに駆動することが出来る。
【００７１】
図示の例では第１および第２フレームにおける表示画面１５および２６の極性パターン１５１および２６１が同じであり、第３および第４フレームにおける表示画面３５および４６の極性パターン３５０および４６０は反転している。
【００７２】
本実施の形態例は実施の形態例１に比較しては以下の効果を有する。
【００７３】
（ｉ） フレームメモリを持つ必要が無い。
【００７４】
（ｉｉ） データドライバーおよび走査線駆動回路数を増加させること無しに実現できる。
【００７５】
（ｉｉｉ） 液晶パネルの設計（特に液晶への書き込み特性）が従来と同様の設計で可能となる。
【００７６】
（実施の形態例６）
次に本発明の実施の形態例６について説明する。
【００７７】
図２５に本発明の実施の形態例６の表示方式説明図を示す。図２６に本実施の形態例の極性反転方法を示す。
【００７８】
本実施の形態例は、ある表示画面ｎでは奇数番目の走査線に対してデータ線３本おきにデータ表示ｎＤと黒表示ｎＢとを表示し、偶数番目の走査線に対してデータ線３本おきに黒表示ｎＢとデータ表示ｎＤとを表示して、いわゆる市松模様を呈する。次の表示画面（ｎ＋１）では前画面のデータ表示、黒表示を反転して表示する。すなわち、奇数番目の走査線に対してデータ線３本おきに黒表示（ｎ＋１）Ｂとデータ表示（ｎ＋１）Ｄとを表示し、偶数番目の走査線に対してデータ線３本おきにデータ表示（ｎ＋１）Ｄと黒表示（ｎ＋１）Ｂとを表示する。
【００７９】
上記例ではデータ線３本おきに表示を異ならせたが、これは三色のカラーデータ信号に対応させることを前提としたからである。仮にデータ線１本おきに表示を異ならせると、１画素毎にデータ表示、黒表示を繰り返す市松模様表示を実現することができる。
【００８０】
このように、この実施の形態例６の表示方法にて実施の形態例１と同等の動画表示を得ることができる。
【００８１】
またこの実施の形態例６でも実施の形態例５で説明したように図２５に示すように２ｎ（ｎ＝1、2、3…）画面毎に極性を反転させることと同時にデータ線も２本おきに極性を反転させる必要がある。これにより液晶に直流を印加せずに駆動することが出来る。図示の例では第１および第２フレームにおける表示画面１７および２８の極性パターン１７１および２８１が同じであり、第３および第４フレームにおける表示画面３７および４８の極性パターン３７０および４８０は反転している。
【００８２】
本実施の形態例は実施の形態例１に比較して以下の効果を有する。
【００８３】
（ｉ） フレームメモリを持つ必要が無い。
【００８４】
（ｉｉ） データドライバーおよび走査線駆動回路数を増加させること無しに実現できる。
【００８５】
（ｉｉｉ） 液晶パネルの設計（特に液晶への書き込み特性）が従来と同様の設計で可能となる。
【００８６】
以下に液晶セルの実施の形態例について説明する。
【００８７】
図２７に本実施の形態例１〜６の駆動方法が適用される液晶セルの基本動作説明図、図２８〜図３７に本発明に組み合わされる液晶セルの構成例を示す。
【００８８】
本発明に組み合わされる液晶セルの基本動作を図２７を用いて説明する。本発明の実施の形態例１〜６までの表示方法はＣＲＴなみの動画表示を得ることを目的としているが、いずれの実施の形態例もデータ画面間に黒画面を差し込む方式であるため、画面輝度が低下する恐れがある。本方式は従来の液晶セル構成でも実現可能であるが、この画面輝度の低下を補償するためにも、以下に述べる本発明の液晶セルを組み合わせることが望ましい。
【００８９】
液晶セルへの入射光は第１の偏光板５３を通過した時点で直線偏光５３１になる。この光は液晶セル８０がツイストネマティック（ＴＮ）セルの場合には白表示状態では偏光の状態が９０度ねじれた状態になり（参照符号５８１）、黒表示の場合はそのままの偏光状態で液晶層を通過する。ここで液晶セル８０を通過した時点で光の偏光状態から４５度程度傾けた方向にλ／４の位相差を発生させる光学フィルム７４を挿入すると白表示状態では参照符号７４１で示す右円偏光（もしくは左円偏光）、黒表示状態では参照符号７４２で示す左円偏光（もしくは右円偏光）となる。
【００９０】
この円偏光に変換された光の後に選択的に左円偏光（もしくは右円偏光）を反射することができるコレステリック液晶層７５を設けることで黒表示状態では光を反射し、この反射した光はさらに前記λ／４位相差板を通って直線偏光に変換され液晶セル内ひいてはバックライト（Ｂ／Ｌ）光源まで戻り再利用することが可能となる。白状態では光はその偏光状態のまま（参照符号７５１）コレステリック層を通過してしまう。
【００９１】
本方式を用いた液晶セルの構成を図で説明する。図２８はλ／4板７４とコレステリック層７５をカラーフィルタ（ＣＦ）基板７１の外側に構成した図となる。ＣＦ基板７１の内面には周知のＲＧＢカラーフィルタが形成されている。そして、液晶層８０をはさんでＴＦＴ基板５１が配置され、基板５１の外側には偏光板５３が形成されており、バックライト等の光源８００からの光が偏光板５３へ入射する構成となっている。８０５は液晶分子を示す。
【００９２】
図２９は２枚のλ／4板７４でコレステリック層７５をサンドイッチしてさらにその上に偏光板７３を設けた構成である。図２９の場合、白表示でコレステリック層７５を通過した円偏光をさらにλ／4板７４で直線偏光に変換して偏光板７３を通すことで図２８に比較して黒の表示が向上し視野角、コントラストが改善される。
【００９３】
図３０はλ／４板７４とコレステリック層７５をＣＦ基板７１の下側に設けてさらに反射効率が向上する方式である。図２８では一度ＣＦ層を通過した光を反射し再度ＣＦ層に入射させるため輝度の低下が発生して光の再利用効率が低下する恐れがあり、その対策として反射層を光がＣＦ層に入射する前に設けることで対策をおこなう。
【００９４】
図３１は図２９の２枚のλ／４板７４でコレステリック層７５をサンドイッチした部分をＣＦ層より液晶側に挿入したもので図３０と同様の対策として構成される。
【００９５】
図３２は図２８の構成に、視野角を改善する位相差補償板に組み合わせた構成である。すなわち、ＴＦＴ基板５１とＴＦＴ側偏光板５３との間に位相差補償板５６を、ＣＦ基板７１とλ／４板７４との間に位相差補償板７６をそれぞれ設けている。
【００９６】
図３３は図３２に輝度向上フィルム５７（例：住友化学性Ｄ−ＢＥＦ、日東電工製ＮＩＰＯＣＳ）を組み合わせたものである。すなわち、ＴＦＴ側偏光板５３の外側に輝度向上フィルム５７を配置した構成となっている。
【００９７】
図３４は図２８に輝度向上フィルム５７を組み合わせた図である。すなわち、ＴＦＴ側偏光板５３の外側に輝度向上フィルム５７を配置した構成となっている。
【００９８】
図３５は図２９に視野角向上のための位相差補償板５６，７６を組み合わせた図である。すなわち、ＴＦＴ基板５１とＴＦＴ側偏光板５３との間に位相差補償板５６を、ＣＦ基板７１とλ／４板７４との間に位相差補償板７６をそれぞれ設けている。
【００９９】
図３６は図３５に輝度向上フィルム５７を組み合わせた図である。すなわち、ＴＦＴ側偏光板５３の外側に輝度向上フィルム５７を配置した構成となっている。
【０１００】
図３７は図２９に輝度向上フィルム５７を組み合わせた図である。すなわち、ＴＦＴ側偏光板５３の外側に輝度向上フィルム５７を配置した構成となっている。
【０１０１】
本発明の液晶セルの構成は以下の効果を有する。
【０１０２】
（ｉ） 本実施の形態例１〜６までの表示方式の液晶表示装置で使用しても輝度が低下しない。
【０１０３】
（ｉｉ） 黒画面が多い表示を行うと反射される光が多くなり輝度が向上し白画面が多いと輝度が低下するためＢ／Ｌの輝度調整や駆動回路の補正等を行うこと無しにＣＲＴと同様の表示状態が実現できる。
【０１０４】
次は光学的複屈折補償（ＯＣＢ）式液晶セルの実施の形態例について記載する。
【０１０５】
図３８に本発明で使用されるＯＣＢ式液晶セルの構成説明図、図３９にＯＣＢ液晶セルの屈折率差に対する透過率の関係を示す。
【０１０６】
本実施の形態例１〜６は液晶の電圧開放側を使用することを特徴の１つとしているのでノーマリーホワイト（以下ＮＷ）型液晶表示装置を使用することが前提となる。
【０１０７】
本実施の形態例では応答速度が早いＯＣＢ式液晶セルを説明する。
【０１０８】
ＯＣＢ式液晶セルはベンド配向モードを使用したものであり、入射側偏光板５３０と出射側偏光板７３０との間の液晶分子８０５を、電圧印加時には図３８（ａ）に示すようにパラレルに液晶分子８０５を配向させ、電圧無印加時には同図（ｂ）に示すように一旦、電圧を印加して後、無印加とすることにより液晶分子を弓状に並べる方式である。
【０１０９】
この方式は図３９に示されるように赤（以下Ｒ）、緑（以下Ｇ）、青（以下Ｂ）毎に屈折率変化に対する透過率変化が異なるのでＲ，Ｇ，Ｂ透過率が単調増加となる屈折率差０〜０．０４（ギャップ５．５μｍの場合）の範囲を使用するか、各色に対して駆動電圧を変化させて、それぞれの色のピークまで使用して輝度を稼ぐ方法のどちらかを使用することになる。
【０１１０】
このＯＣＢ式液晶セルは液晶の挙動が非常に不安定であり電圧を無印加にすると一定時間は図３８のベンド変形を維持するが、時間が経つとスプレイもしくはツイストに変形してしまう。
【０１１１】
これは低電圧側ではベンド変形のエネルギーがツイストやスプレイのエネルギーよりも高いことが原因である。但し一定時間はベンド変形を保つことから本発明での実施の形態例１〜６のように黒表示を差し込む方法では電圧をその都度印加することになりベンド変形が崩れなくなる。
【０１１２】
次は横電界方式液晶セルの実施の形態例の場合である。
【０１１３】
図４０は本発明に使用される横電界方式の液晶セルの構成説明図であり、図４１に本発明に使用される横電界方式の液晶セルの動作説明図、図４２に横電界方式で正の誘電率を持つ液晶を用いた場合の櫛歯電極と液晶配向状態の説明図、図４３に横電界方式で負の誘電率を持つ液晶を用いた場合の櫛歯電極と液晶の配向状態の説明図、図４４に本発明に使用される横電界方式の液晶セルの電圧−透過率特性図を示す。
【０１１４】
本発明に用いられる液晶セルはノーマリーホワイトモードでなくてはならない。しかし横電界方式（ＩＰＳ）では従来ノーマリーブラックモードでしか使用できない。なぜならば横電界方式の液晶セルは複屈折を利用するため電圧無印加の初期状態では直線偏光であっても電圧を印加すると楕円もしくは円偏光になるだけで決して直線偏光にはならない。このため、偏光板をパラレル配置しても黒が得られないのでコントラストおよび視野角の悪い表示しか得ることが出来ない。
【０１１５】
これに対して本実施の形態例では図４０に示すように出射側偏光板７３０と液晶セル８０の間に位相差板７６０が挿入されている。このような構成とすると図４１で示すように電圧無印加時は入射側偏光板５３０および液晶セルを通過した光は直線偏光５８３であるが位相差板７６０を通過した光は円偏光７６３となる。
【０１１６】
この光を出射側偏光板７３０に通すと光は直線偏光７３３で出射される。これに対して液晶セルに電圧を印加した場合は液晶セルから出射される光は楕円偏光５８４となりこれを位相差板７６０を通すと出射側偏光板７３０の透過軸に対して垂直になるような直線偏光７６４が得られるポイントがある。
【０１１７】
但し通常の横電界方式の液晶セルに本内容を組み合わせると黒表示が得られるポイントは一点（電圧）しかなく非常に製造しにくい液晶セルを作ることになる。そこで図４２および図４３に示すように電圧無印加の場合の横電界を発生させる櫛歯電極８５と液晶分子８０５の初期配向の角度を規定することで黒状態の電圧マージンを広げることができる。櫛歯電極８５に電圧が印加されて液晶分子８０５が櫛歯電極８５に対して垂直（液晶の誘電率が正の場合）、もしくは平行（液晶の誘電率が負の場合）になった場合に黒が表示されるようにすれば液晶は垂直もしくは平行以上には回転しない。よって黒表示のマージンが広がる。
【０１１８】
図４２および図４３に示した配向角度α、βは使用する位相差板の波長によって適正値が変化するが配向角度α、βと位相差板の波長の間には（４）式で示すように比例関係が成り立つ。
【０１１９】
α（β）＝Γ*（位相差板の波長）…（４）
Γ：定数
これにより横電界方式でも図４４に示すような電圧−透過率特性が得られＮＷ型液晶表示装置として本発明の各実施の形態例の表示方法に使用することが可能となる。
【０１２０】
本実施の形態例では以下のような効果が得られる。
【０１２１】
（ｉ） 横電界方式でＮＷ型液晶表示装置を実現できる。
【０１２２】
（ｉｉ）位相差板の波長組み合で初期配向の角度を任意に設定できる。
【０１２３】
次に垂直配向方式液晶セルの実施の形態例について述べる。
【０１２４】
図４５に本発明に使用される垂直配向方式液晶セルの構成説明図、図４６に図４５を平面的に見た場合のイメージ図、図４７に垂直配向方式液晶セルの屈折率と透過率の関係を示す。
【０１２５】
本垂直配向方式液晶セルでは図４５（ｂ）に示すように電圧無印加時には液晶をＴＦＴ基板や対向基板（カラーフィルター等）に対して垂直に配向させて屈折率がほぼ０なるようにして入射側偏光板５３０と出射側偏光板７３０の透過軸を合わせることでＮＷ型とする。図４５（ａ）に示すように電圧を印加すると入出射偏光板５３０および７３０の透過軸７３５に対して４５度液晶分子８０５が傾いた方向に倒れるように制御する。
【０１２６】
図４５（ａ）、（ｂ）に対応する上記状態を平面図で表すと図４６（ａ）、（ｂ）になる。但しこのような方式で黒表示を行おうとしても図４７に示すように各色の波長の違いから透過率が最小になるポイントが異なる。よって駆動電圧を各色で変えるか、もしくはギャップを変える等の手段が必要になる。
【０１２７】
これにより、垂直配向方式でＮＷ型液晶表示装置が実現できるという効果を奏する。
【０１２８】
本発明は以上に述べた液晶セル以外の例えば電気的複屈折補償（ＥＣＢ）式液晶セルを採用しても有効である。
【０１２９】
【発明の効果】
本発明により、ＣＲＴと同等の動画表示が得られることと、液晶セルの補助容量の構成方法に制限を受けないという利点がある。
【０１３０】
また、液晶に印加される直流成分を解消することで信頼性の高い液晶表示装置を得ることができる。さらに、どのような階調表示においても同等の応答速度が得られる。
【０１３１】
そして、倍速以上の動作をすることでフリッカーが目立たない表示を得ることができるし、また、データ画面と黒画面の比率を変化させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態例１を説明する概略図。
【図２】実施の形態例１における極性反転方法を示す極性パターン図。
【図３】図２（ａ）の駆動方法の駆動波形を説明する波形図。
【図４】図２（ｂ）の駆動方法の駆動波形を説明する波形図。
【図５】駆動電圧に対する液晶の応答速度特性を示す特性概念図。
【図６】実施の形態例１の駆動回路モジュールを示すブロック図。
【図７】図６におけるデータドライバの詳細を示すブロック図。
【図８】実施の形態例２による駆動回路モジュールの一例を示すブロック図。
【図９】実施の形態例２による駆動回路モジュールの他の例を示すブロック図。
【図１０】実施の形態例２の駆動概念の一例を説明する信号波形図。
【図１１】実施の形態例２の駆動概念の他の例を説明する信号波形図。
【図１２】実施の形態例２の駆動概念のさらに他の例を説明する信号波形図。
【図１３】実施の形態例に組み合わされるアクティブ素子回路を説明する回路図。
【図１４】本発明の実施の形態例３を説明する概略図。
【図１５】本発明の実施の形態例３の駆動回路モジュールを説明するブロック図。
【図１６】図１６のデータドライバの詳細を示すブロック図。
【図１７】実施の形態例３の駆動タイミングの一例を説明する波形図。
【図１８】実施の形態例３の駆動タイミングの他の例を説明する波形図。
【図１９】実施の形態例３の駆動タイミングのさらに他の例を説明する波形図。
【図２０】実施の形態例３の駆動タイミングの別の一例を説明する波形図。
【図２１】本発明の実施の形態例４を説明する概略図。
【図２２】実施の形態例４における極性反転方法を説明する極性パターン図。
【図２３】本発明の実施の形態例５を説明する概略図。
【図２４】実施の形態例５における極性反転方法を説明する極性パターン図。
【図２５】本発明の実施の形態例６を説明する概略図。
【図２６】実施の形態例６における極性反転方法を説明する極性パターン図。
【図２７】本発明に組み合わされる液晶セルの基本動作を説明する概略図。
【図２８】本発明に組み合わされる液晶セルの第１の構成を示す断面図。
【図２９】本発明に組み合わされる液晶セルの第２の構成を示す断面図。
【図３０】本発明に組み合わされる液晶セルの第３の構成を示す断面図。
【図３１】本発明に組み合わされる液晶セルの第４の構成を示す断面図。
【図３２】本発明に組み合わされる液晶セルの第５の構成を示す断面図。
【図３３】本発明に組み合わされる液晶セルの第６の構成を示す断面図。
【図３４】本発明に組み合わされる液晶セルの第７の構成を示す断面図。
【図３５】本発明に組み合わされる液晶セルの第８の構成を示す断面図。
【図３６】本発明に組み合わされる液晶セルの第９の構成を示す断面図。
【図３７】本発明に組み合わされる液晶セルの第１０の構成を示す断面図。
【図３８】本発明に使用されるＯＣＢ式液晶セルの構成を示す断面図。
【図３９】ＯＣＢ液晶セルの屈折率差に対する透過率の関係を示す特性図。
【図４０】本発明に使用される横電界方式の液晶セルの構成を説明する概略図。
【図４１】本発明に使用される横電界方式の液晶セルの動作を説明する概略図。
【図４２】正の誘電率を有する液晶を用いた場合の櫛歯電極と液晶配向状態を説明する概略図。
【図４３】負の誘電率を有する液晶を用いた場合の櫛歯電極と液晶配向状態を説明する概略図。
【図４４】本発明に使用される横電界方式の液晶セルの駆動電圧に対する透過率を示す特性図。
【図４５】本発明に使用される垂直配向方式の液晶セルの構成を説明する概略図。
【図４６】図４５を平面的に見た場合のイメージを示す平面図。
【図４７】図４５の垂直配向方式液晶セルの屈折率差と透過率との関係を示す特性図。
【図４８】従来の液晶表示装置の表示方式を説明する概略図。
【図４９】従来の液晶表示装置の極性反転方法を説明する極性パターン図。
【図５０】従来の液晶表示装置の駆動方法による駆動波形を説明する波形図。
【図５１】従来の液晶表示装置の駆動回路モジュールを示すブロック図。
【符号の説明】
１１、３１ データ画面
２２，４２ 黒画面
５１ ＴＦＴ基板
５３ ＴＦＴ側偏光板
５３０ 入射側偏光板
５６ 位相差補償板
５７ 輝度向上フィルム
６０ 液晶パネル
６１、６１１ データドライバー
６２、６２１，６２２ 走査線駆動回路
６３、６３１ 制御回路
６４ 映像信号
６５ フレームメモリ
６７ スイッチング手段
６６ ＣＯＭ電圧発生回路
７１ ＣＦ基板
７３、７３０ ＣＦ側偏光板
７４ λ／４板
７５ コレステリック層
７６ 位相差補償板
７６０ 位相差板
８０、９０ 液晶セル
８５ 櫛歯電極
９２ ドレイン配線
９５ Ｃgs
９６ 共通電極
９００ ＴＦＴ
８０５ 液晶分子
Claims (12)
- データ画面と黒画面とを液晶に印加される駆動電圧により交互に繰り返し表示する手段を有するとともに、前記データ画面と前記黒画面とを１フレームおきに表示し、かつ通常のフレーム周波数（５０Ｈｚ〜８０Ｈｚ）に対し２倍速以上で前記データ画面と前記黒画面とを繰り返す手段を有することを特徴とする液晶表示装置。
- 前記請求項１の液晶表示装置において、前記２倍速以上で画面を繰り返す手段としてフレームメモリを有することを特徴とする。
- データ画面と黒画面とを液晶に印加される駆動電圧により交互に繰り返し表示する手段を有するとともに、かつ通常のフレーム周波数（５０Ｈｚ〜８０Ｈｚ）に対し２倍速以上で前記データ画面と前記黒画面とを繰り返す手段を有し、前記黒画面の表示としてフレーム間の帰線区間内に共通電極電位を振る手段を有することを特徴とする液晶表示装置。
- 前記請求項３の液晶表示装置において、走査線上に補助容量を構成することを特徴とする。
- データ画面と黒画面とを液晶に印加される駆動電圧により交互に繰り返すとともに、前記データ画面と前記黒画面とを１フレームおきに表示し、かつ通常のフレーム周波数（５０Ｈｚ〜８０Ｈｚ）に対し２倍速以上で前記データ画面と前記黒画面とを繰り返すことを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。
- データ画面と黒画面とを液晶に印加される駆動電圧により交互に繰り返すとともに、かつ通常のフレーム周波数（５０Ｈｚ〜８０Ｈｚ）に対し２倍速以上で前記データ画面と前記黒画面とを繰り返し、前記黒画面の表示をフレーム間の帰線区間内に共通電極電位を振ることで実現することを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。
- 前記請求項５に記載の液晶表示装置の駆動方法において、液晶の極性反転を２ｎ（ｎ＝１，２，３・・）フレーム単位で行うことを特徴とする。
- 前記請求項１に記載の液晶表示装置において、黒表示の状態の時、光が反射されて再利用される手段を液晶セルに備えることを特徴とする。
- 前記請求項８に記載の液晶表示装置において、使用される偏光板がλ／４位相差板とコレステリック液晶による反射層によって構成されることを特徴とする。
- 前記請求項８に記載の液晶表示装置において、前記光が反射されて再利用される手段として視野角拡大のための位相差補償板または輝度向上フィルムもしくはこれらを組み合わせて用いることを特徴とする。
- 前記請求項１に記載の液晶表示装置において、組み合わされる液晶表示モードがノーマリーホワイトモードであることを特徴とする液晶表示装置。
- 前記請求項１１の記載の液晶表示装置において、前記ノーマリーホワイトモードの液晶セルがツイストネマッチック液晶セル、横電界方式液晶セル、垂直配向方式液晶セル、光学的複屈折補償式液晶セル、または電気的複屈折補償式液晶セルのいずれかであることを特徴とする。
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