JPH10268265A

JPH10268265A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JPH10268265A
Application number: JP9072198A
Authority: JP
Inventors: Akira Tagawa; 晶田川; Hirosaku Nonomura; 啓作野々村; Paul Bonnett; ボネットポール; Michael John Towler; ジョンタウラーマイケル
Original assignee: UK Government; Sharp Corp
Current assignee: UK Government; Sharp Corp
Priority date: 1997-03-25
Filing date: 1997-03-25
Publication date: 1998-10-09
Also published as: US6232943B1; EP0867855A1

Abstract

(57)【要約】【課題】製造コストを増大させることなく、温度変化
に対して安定した階調表示が可能な液晶表示装置を提供
する。【解決手段】ｎを自然数とし、連続する２つのフレー
ムの第１フレームにおいて、１選択期間にて、第（２ｎ
−１）行の走査電極（Ｌ_2n-1) と第２ｎ行の走査電極
（Ｌ_2n) の２本に対し、逆極性のストロボパルスを印加
する。第２フレームにおいて、１選択期間にて、第２ｎ
行の走査電極（Ｌ_2n) と第（２ｎ＋１）行の走査電極
（Ｌ_2n+1) に対して、逆極性のストロボパルスを印加す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置の階
調表示に関連するものであり、特に、ＴＦＴ液晶パネ
ル、ＳＴＮ液晶パネル、あるいは強誘電性液晶パネル等
の、温度変化による階調表示特性の変化が大きい液晶表
示装置の階調表示に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置は、軽量、薄型、低消費電
力といった長所のために、情報ディスプレイとして、急
速に普及しつつある。一方、昨今、情報伝達メディアの
大容量化やコンピュータハードウェアの処理能力の向上
に伴い、表示デバイス側にはフル階調表示が要求されて
おり、液晶表示装置においても、更なる普及のためには
フル階調表示が不可欠であると考えられている。

【０００３】液晶表示装置の一つであるＴＦＴ(Thin Fi
lm Transistor ：薄膜トランジスタ) 型液晶表示装置
は、ディスプレイを構成する画素の一つ一つに薄膜トラ
ンジスタが設けられており、このトランジスタにより、
液晶の階調状態が制御されている。一般には、一行毎に
行電極を走査し、行に属する画素用に設置されたトラン
ジスタのゲートを開き、その際にソース（ドレイン）に
印加される電圧の波高値により中間調を制御している。

【０００４】一方、強誘電性液晶表示装置は、強誘電性
液晶が記憶性（双安定性）を持つので、トランジスタ等
のアクティブ素子を付加することなしに、いわゆる単純
マトリクス構成にて高品位な表示が可能なことから、注
目を集めている。

【０００５】しかしながら、強誘電性液晶が取り得るス
イッチング状態は本質的に二種類だけなので、強誘電性
液晶を用いた液晶表示装置では中間調表示が困難である
と言われてきた。この問題を解決するために、ディザ(D
ither)法（画素分割法、時間分割法）の利用、あるいは
二種類のスイッチング状態を混在させる方法（アナログ
法）等が活発に検討されている。

【０００６】ところが、他の表示装置とは異なり、液晶
表示装置においては液晶材料特性の温度依存性が大きい
ため、その階調表示能力は、装置の使用環境、特に温度
により大きく影響されるという問題がある。この問題
は、中間調表示状態（双安定な二状態の混在状態）が不
安定であり、また、液晶材料特性の温度依存性が非常に
大きい強誘電性液晶表示装置において、特に顕著であ
る。

【０００７】また、強誘電性液晶表示装置においては、
パネル内の特性分布等により、表示のばらつきが発生し
やすい。すなわち、パネル内での温度のばらつき、特性
のばらつきに起因して、表示むらが発生する。

【０００８】二つの安定状態を持つ表示装置（強誘電性
液晶等）において、このような問題を解決するための方
法が、特開平５−２７７１９号公報、および特開平５−
２７７２０号公報に開示されている。

【０００９】上記公報に開示された液晶表示装置では、
図８に示すように、一つの画素（ピクセル）Ｐが、二つ
の副画素（サブピクセル）Ｐ_A・Ｐ_Bに分割されてい
る。この二つの副画素のうち、副画素Ｐ_Aは、第１の書
き込みパルスで第１の安定状態に完全に書き込まれた
後、第２の書き込みパルスで表示階調に応じた第２の安
定状態に書き込まれる。副画素Ｐ_Bは、第１の書き込み
パルスで第２の安定状態に完全に書き込まれた後、第２
の書き込みパルスで、表示階調に応じた第１の安定状態
に書き込まれる。すなわち、副画素Ｐ_A・Ｐ_Bは、同じ
書き込みパルスに対して、光学的に逆の応答を示す。

【００１０】この場合の、一画素を構成する副画素Ｐ_A
・Ｐ_Bの、書き込みパルスに対する光学応答特性（光透
過率）を図９に示す。同図中のグラフａは副画素Ｐ_Aの
特性であり、グラフｂは副画素Ｐ_Bの光透過率を示す。
また、同図中に破線で示すグラフａ’およびｂ’は、周
辺温度が変化したときの上記副画素Ｐ_A・Ｐ_Bの光透過
率である。

【００１１】同図から分かるように、副画素Ｐ_A・Ｐ_B
の光学応答特性、すなわち電圧に対する光透過率は、温
度変化によって、互いに逆方向にシフトする。つまり、
グラフａとグラフａ’とを比較することから明らかなよ
うに、副画素Ｐ_Aの光透過率は、この温度変化によって
増加する方向へシフトする。一方、副画素Ｐ_Bの光透過
率は、グラフｂとグラフｂ’とを比較することから明ら
かなように、この温度変化によって減少する方向へシフ
トする。

【００１２】この従来の方法では、例えば、画素で中間
調の透過率Ｉ₄を得るために、副画素Ｐ_Aに対して電圧
Ｖ_Aを、副画素Ｐ_Bに対して電圧Ｖ_Bを印加する。これ
により、副画素Ｐ_Aは透過率Ｉ₄を示し、また副画素Ｐ
_Bも透過率Ｉ₄を示すので、画素Ｐ全体で、所望の通
り、透過率Ｉ₄が得られる。

【００１３】一方、温度変化等により光学応答特性がシ
フトしてしまった場合は、同じ印加電圧Ｖ_A、Ｖ_Bに対
して、図９より分かるとおり、副画素Ｐ_Aでは、透過率
Ｉ₄＋ΔＩが得られ、副画素Ｐ_Bでは、透過率Ｉ₄−Δ
Ｉが得られる。そのため、副画素Ｐ_A・Ｐ_Bよりなる画
素Ｐ全体を見た場合には、上記と同じく、透過率Ｉ₄が
得られる。すなわち、この従来の方法によれば、温度や
特性ばらつきによって生じた、光学応答特性のばらつき
を補償することができる。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
５−２７７１９号公報および特開平５−２７７２０号公
報に開示されている方法では、一つの画素を、例えば二
つの副画素に分割する必要がある。それゆえに、旧来の
表示装置と同じ分解能を得ようとすると、例えば、旧来
の表示装置の画素の約半分の大きさの副画素が、旧来の
画素数の二倍の数だけ必要となる。

【００１５】結果として、旧来の表示装置と比べて、よ
り微細な電極加工が必要となり、コスト増の要因とな
る。また、走査側電極の電極取り出し数が二倍となるの
で、走査側ドライバの数が二倍必要となり、これも、コ
ストを大幅に増加させる要因となる。

【００１６】特に、第２の書き込みパルスで所定の中間
調に応じて安定状態を書き込む際に、行選択期間を短く
するために、二つの副画素に同時に第２の書き込みパル
スを印加しようとすると、二つの副画素に対応する行電
極だけでなく、列電極までをも異ならせねばならず、こ
の場合、更に電極の微細加工が必要となり、情報信号側
ドライバの数も二倍必要となる。

【００１７】本発明は上記した問題を鑑みなされたもの
で、コストを増大させることなく、安定した階調表示が
可能な液晶表示装置を提供することを課題とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１記載の液晶表示装置は、各画素が、明状
態および暗状態の他に、少なくとも１つの中間調表示状
態を取り得る液晶表示装置において、ｎを自然数とする
と、連続する第１および第２のフレームにおいて、第１
のフレームでは第（２ｎ−１）行の走査電極と第２ｎ行
の走査電極とが同時に選択され、第２のフレームでは第
２ｎ行の走査電極と第（２ｎ＋１）行の走査電極とが同
時に選択され、選択期間において、同時に選択される２
本の走査電極に、同じデータ電圧に対する各走査電極上
の画素の光学応答特性を、温度変化に対して互いに逆方
向にシフトさせる走査電圧が印加されることを特徴とし
ている。

【００１９】上記の構成によれば、同時に選択される２
本の走査電極には、各走査電極上の画素において、同じ
データ電圧が印加されたときの光学応答特性を、温度変
化が生じた場合に互いに逆方向にシフトさせるような走
査電圧が印加される。

【００２０】すなわち、上記温度変化に対して、一方の
走査電極上の画素では、例えば光透過率が増加するよう
な光学応答特性のシフトが生じ、他方の走査電極上の画
素では、例えば光透過率が減少するような光学応答特性
のシフトが生じる。

【００２１】これにより、温度変化に起因する光学応答
特性のシフトが、同時に選択される隣合う２本の走査電
極上で相殺されるので、周辺温度の変化等に対する液晶
表示装置の光学応答特性の変動を抑制することができ、
安定した中間調表示が可能となる。

【００２２】ただし、走査電極を２本ずつ同時に選択す
ることにより、１フレームにおける実質的な解像度が本
来の解像度の２分の１になってしまう。そこで、第１の
フレームでは、例えば、第１・第２行、第３・第４行、
第５・第６行…の組合せによって、走査電極を２本ずつ
同時に選択し、第２のフレームでは、上記の組合せとは
異なる組合せ、すなわち、第２・第３行、第４・第５
行、第６・第７行…の組合せによって、走査電極を２本
ずつ同時に選択する。

【００２３】このように、１フレーム毎に、同時に選択
する走査電極の組合せを異ならせることにより、電極の
本数を増やさずに、人間の目が感じる解像度を向上させ
ることができる。この結果、製造コストを増大させず
に、フリッカのない良好な階調表示を実現することが可
能となる。

【００２４】請求項２記載の液晶表示装置は、請求項１
記載の構成において、液晶が強誘電性液晶であり、同時
に選択される２本の走査電極の一方に対し、選択期間よ
りも前に印加されるブランキングパルスが負極性であ
り、選択期間に印加されるストロボパルスが正極性であ
り、上記２本の走査電極の他方に対し、選択期間よりも
前に印加されるブランキングパルスが正極性であり、選
択期間に印加されるストロボパルスが負極性であること
を特徴とする。

【００２５】上記の構成によれば、同時に選択される２
本の走査電極に対し、選択期間よりも前に、互いに逆極
性のブランキングパルスが印加される。これにより、上
記２本の走査電極の一方に属する画素は、双安定状態の
一方としての明状態に初期化され、他方の走査電極に属
する画素は、双安定状態の他方としての暗状態に初期化
される。

【００２６】さらに、上記２本の走査電極に対して選択
期間に印加されるストロボパルスが互いに逆極性である
ので、ストロボ電圧のパルス幅および波高値、データ電
圧の波形セットを適切に選ぶことにより、ある温度にお
いて、同じデータ電圧に対して上記２本の走査電極上の
画素が互いに同じ階調を示す。これにより、安定した階
調表示を実現し得る液晶表示装置を提供することが可能
となる。

【００２７】請求項３記載の液晶表示装置は、請求項２
記載の構成において、上記強誘電性液晶が、印加電圧に
対する応答速度の特性曲線において極小値を持つことを
特徴とする。

【００２８】請求項４記載の液晶表示装置は、請求項２
記載の構成において、明状態、暗状態、および中間調表
示状態の各階調に対応するデータ電圧の波形が、以下の
３つの条件、イ）各波形における直流成分の平均が０であること、ロ）すべての波形の実効値が互いに等しいこと、ハ）すべての波形の極性変化の時間的振る舞いが互いに
等しいこと、を満たすことを特徴とする。

【００２９】画素における強誘電性液晶のスイッチング
特性は、メインのスイッチングパルス（ストロボパルス
とデータ電圧との合成パルス）の形状のみならず、スイ
ッチングパルスの前のプレパルスの形状にも影響され
る。上記の条件を満たすデータ電圧波形セットを用いる
と、選択期間のスイッチングが、非選択期間（特に選択
期間前後）のデータ電圧波形に影響されることが抑制さ
れ、安定した階調表示が可能となる。

【００３０】請求項５記載の液晶表示装置は、請求項２
記載の構成において、選択期間において、同時に選択さ
れる２本の走査電極にそれぞれ印加されるストロボパル
スのパルス幅が、互いに異なることを特徴とする。

【００３１】上記のように、２本の走査電極に印加する
ストロボパルスのパルス幅をそれぞれ適切に選ぶことに
より、同じデータ電圧に対して、上記２本の走査電極上
の画素が示す透過率を等しくすることができる。これに
より、安定した階調表示を実現する液晶表示装置を提供
することが可能となる。

【００３２】請求項６記載の液晶表示装置は、請求項２
記載の構成において、選択期間において、同時に選択さ
れる２本の走査電極にそれぞれ印加されるストロボパル
スの波高値が、互いに異なることを特徴とする。

【００３３】上記のように、２本の走査電極に印加する
ストロボパルスの波高値をそれぞれ適切に選ぶことによ
り、同じデータ電圧に対して、上記２本の走査電極上の
画素が示す透過率を等しくすることができる。これによ
り、安定した階調表示を実現する液晶表示装置を提供す
ることが可能となる。

【００３４】

【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態について図
１ないし図７に基づいて説明すれば、以下のとおりであ
る。

【００３５】本実施形態に係る液晶表示装置は、対角
５．５インチの単純マトリクス方式の強誘電性液晶ディ
スプレイであり、図２に示すような液晶パネルを有す
る。この液晶パネルは、互いに対向する２枚の透光性の
基板２・３を備えている。基板２・３は、例えばガラス
基板等により実現することができる。

【００３６】基板２の表面には、例えばインジウム錫酸
化物（以降、ＩＴＯと称する）等からなる複数の透明な
信号電極Ｓ…が互いに平行に配置されている。これらの
信号電極Ｓ…は、例えば酸化シリコン(SiO₂)からなる透
明な絶縁膜４により被覆されている。

【００３７】一方、基板３の表面には、例えばＩＴＯか
らなる複数の透明な走査電極Ｌ…が信号電極Ｓ…と直交
する方向に、互いに平行に配置されている。これらの走
査電極Ｌ…は、絶縁膜４と同じ材料からなる透明な絶縁
膜５で被覆されている。

【００３８】上記の絶縁膜４・５上には、ラビング処理
などの一軸配向処理が施された配向膜６・７がそれぞれ
形成されている。配向膜６・７としては、例えばポリビ
ニルアルコール等が用いられる。

【００３９】強誘電性液晶８は、配向膜６・７が対向す
るようにして封止剤９で貼り合わされた基板２・３の間
隙に充填されて液晶層を形成している。強誘電性液晶８
は、封止剤９に設けられた図示しない注入口から注入さ
れ、その注入口が封止されることにより封入される。

【００４０】基板２・３の各々の外側には、２枚の偏光
板１０・１１が、その偏光軸が互いに直交するように配
置されている。

【００４１】強誘電性液晶８としては、印加電圧に対す
る応答速度の特性（τ−Ｖ特性）が極小値を持つ材料を
用いる。市販されている範囲では、例えばメルク(Merc
k) 社製のＳＣＥ８（商品名）等を適用することができ
る。強誘電性液晶８の配向状態は、Ｃ２Ｕ配向とする。

【００４２】各画素は、十分なマイナス電圧を与えられ
ると黒（暗）状態に、十分なプラス電圧を与えられると
白（明）状態を示す。さらに、データ電圧に応じて白表
示ドメインと黒表示ドメインとの混在比が変化すること
により、白表示および黒表示の他に、２階調の中間調表
示を行うことが可能である。すなわち、この液晶ディス
プレイにおいて、各画素は、合計４階調の表示が可能で
ある。なお、上記２階調の中間調を実現するためのデー
タ電圧の波形等については、後に詳述する。

【００４３】図３は、上記液晶表示装置の駆動系の概略
構成を示すブロック図である。この液晶表示装置は、図
３に示すように、互いに平行に配置された２４１本の走
査電極Ｌ₁・Ｌ₂・Ｌ₃…Ｌ₂₄₁と、これらの走査電極
に直交し、且つ互いに平行に配置された３２０本の信号
電極Ｓ₁・Ｓ₂・Ｓ₃…Ｓ₃₂₀とを備えている。走査電
極のうち、走査電極Ｌ₁と走査電極Ｌ₂₄₁とを除く走査
電極Ｌ₂・Ｌ₃…Ｌ₂₄₀が、実際の有効表示エリアとし
て用いられる。

【００４４】走査電極Ｌ₁…および信号電極Ｓ₁…をそ
れぞれ駆動するために、走査電極駆動回路１１および信
号電極駆動回路１２が設けられている。走査電極駆動回
路１１および信号電極駆動回路１２は、駆動電圧発生回
路１４から与えられる駆動電圧を、外部ブロックからの
コントロール信号に基づいて制御し、走査電圧およびデ
ータ電圧として、走査電極Ｌ₁…および信号電極Ｓ₁…
へ印加する。

【００４５】ここで、走査電極駆動回路１１から走査電
極Ｌ₁・Ｌ₂・Ｌ₃…へ印加される走査電圧の波形を、
図１に示す。

【００４６】同図に示すように、連続する２つの表示フ
レームを第１フレームおよび第２フレームとすると、第
１フレームにおいて、まず、隣合う２本の走査電極Ｌ₁
・Ｌ₂が同時に選択され、これらの走査電極Ｌ₁・Ｌ₂
上の画素に対して表示情報の書き込みが行われる。な
お、ここでは、走査電極Ｌ₁へ印加されるストロボパル
スは負極性、走査電極Ｌ₂へ印加されるストロボパルス
は正極性である。次の選択期間では、走査電極Ｌ₃・Ｌ
₄が同時に選択され、これらの走査電極Ｌ₃・Ｌ₄上の
画素に対して表示情報の書き込みが行われる。

【００４７】以降、同様にして、各選択期間において、
走査電極Ｌ₅・Ｌ₆、走査電極Ｌ₇・Ｌ₈…走査電極Ｌ
₂₃₉・Ｌ₂₄₀の順に、隣合う２本ずつの走査電極が同時
に選択され、表示情報の書き込みが行われる。なお、第
１フレームでは走査電極Ｌ₂₄₁は選択されない。

【００４８】第２フレームでは、走査電極Ｌ₁は選択さ
れず、まず、走査電極Ｌ₂・Ｌ₃が同時に選択され、こ
れらの走査電極上の画素に対して表示情報の書き込みが
行われる。さらに次の選択期間に、走査電極Ｌ₄・Ｌ₅
が同時に選択され、これらの走査電極上の画素に対して
表示情報の書き込みが行われる。以降、同様にして、各
選択期間において、走査電極Ｌ₆・Ｌ₇、走査電極Ｌ₈
・Ｌ₉…走査電極Ｌ₂₄₀・Ｌ₂₄₁の順に、隣合う２本ず
つの走査電極が同時に選択され、表示情報の書き込みが
行われる。

【００４９】以降、走査電極駆動回路１１は、奇数フレ
ームでは上記第１フレームと同様の走査電圧を印加し、
偶数フレームでは上記第２フレームと同様の走査電圧を
印加する。

【００５０】なお、ここでは、走査電極Ｌ₂ないし走査
電極Ｌ₂₄₀を有効表示エリアとし、第１フレームでは走
査電極Ｌ₂₄₁を、第２フレームでは走査電極Ｌ₁を選択
しない方法を採用した。しかし、本発明はこれに限定さ
れるものではなく、例えば、第１フレームの最初の選択
期間に走査電極Ｌ₁のみを選択し、以降の各選択期間に
おいて、走査電極Ｌ₂・Ｌ₃、走査電極Ｌ₄・Ｌ₅…走
査電極Ｌ₂₄₀・Ｌ₂₄₁を順に選択し、第２フレームで
は、走査電極Ｌ₁・Ｌ₂、走査電極Ｌ₃・Ｌ₄…走査電
極Ｌ₂₃₉・Ｌ₂₄₀を順次選択し、第２フレームの最後の
選択期間に走査電極Ｌ₂₄₁のみを選択するような駆動方
法を用いても良い。なお、走査電極の数は奇数に限ら
ず、偶数であっても良い。

【００５１】ここで、同時に選択される２本の走査電極
に印加される走査電圧について、図１を参照しながらさ
らに詳しく説明する。ここでは、第１フレームにおける
走査電極Ｌ₃・Ｌ₄の組合せに着目する。

【００５２】走査電極Ｌ₃には、図１に示すように、第
１フレームの選択期間よりも前に、プラス極性のブラン
キングパルスが印加され、選択期間においてマイナス極
性のストロボパルスが印加される。このとき、プラス極
性のブランキングパルスにより、走査電極Ｌ₃上の画素
は、すべて白（明）状態にリセットされる。その後、マ
イナス極性のストロボパルスとデータ電圧との合成波形
により、走査電極Ｌ₃上の画素は、所定の階調に書き込
まれる。

【００５３】ブランキングパルスのパルス幅は、選択期
間の長さに等しく、ストロボパルスのパルス幅は、選択
期間の長さの半分である。なお、ブラキングパルスの波
高値Ｖ_bは、ストロボパルスの波高値Ｖ_sの半分であ
る。すなわち、走査電圧は、１フレーム期間における直
流成分の平均が０である。

【００５４】一方、走査電極Ｌ₄には、マイナス極性の
ブランキングパルスとプラス極性のストロボパルスとが
印加される。このとき、マイナス極性のブランキングパ
ルスにより、走査電極Ｌ₄上の画素は、すべて黒（暗）
状態にリセットされる。その後、プラス極性のストロボ
パルスとデータ電圧との合成波形により、走査電極Ｌ₄
上の画素は、所定の階調に書き込まれる。

【００５５】このとき、ストロボパルスのパルス幅、ス
トロボパルスの波高値、パルス形状、およびデータ電圧
波形等を適当に選ぶことにより、ある温度において同じ
データ電圧に対して、第１フレームにおける走査電極Ｌ
₃・Ｌ₄のように同時に選択される２つの走査電極上の
画素を同じ階調にすることが可能となる。

【００５６】例えば、１選択期間において、隣合う走査
電極Ｌ_2n-1・Ｌ_2nのそれぞれに対し、図４に示すよう
に、走査電圧３１・３２がそれぞれ印加されたとする
と、同一のデータ電圧３３に対して、走査電極Ｌ_2n-1・
Ｌ_2nのそれぞれに属する画素には互いに異なる波形の画
素電圧３４・３５が発生する。なお、ここでは、選択期
間の長さ（Ｔ）は、単位期間（１スロット）の４倍であ
るものとする。

【００５７】走査電極Ｌ_2n-1において、データ電圧３３
の最初の２スロットは、走査電圧３１のストロボパルス
と同極性、後ろの２スロットはストロボパルスと逆極性
である。このため、データ電圧３３と走査電圧３１との
合成波形である画素電圧３４は、τ−Ｖ特性に極小値を
持つ強誘電性液晶にとっては、画素の表示状態を書き換
えにくい波形（非書き換え波形）として作用する。

【００５８】一方、走査電極Ｌ_2nにおいて、データ電圧
３３の最初の２スロットは、走査電圧３２のストロボパ
ルスと逆極性、後ろの２スロットはストロボパルスと同
極性である。このため、データ電圧３３と走査電圧３２
との合成波形である画素電圧３５は、τ−Ｖ特性に極小
値を持つ強誘電性液晶にとっては、画素の表示状態を書
き換えやすい波形（書き換え波形）として作用する。

【００５９】すなわち、同じデータ電圧３３が、走査電
極Ｌ_2n-1上の画素と、走査電極Ｌ_2n上の画素とにそれぞ
れ与える効果は、全く逆となる。一方で、走査電極Ｌ
_2n-1上の画素と、走査電極Ｌ_2n上の画素とは、ブランキ
ングパルスによって、互いに逆の表示状態（黒状態また
は白状態）に初期化されている。結果として、同じデー
タ電圧３３が印加された走査電極Ｌ_2n-1上の画素と、走
査電極Ｌ_2n上の画素とは、同じ透過率を示す。

【００６０】なお、データ電圧の駆動波形のセットとし
ては、以下の３つの条件を満たすものを用いることが好
ましい。

【００６１】イ）各階調に対応するデータ電圧の波形
が、それ自身でＤＣバランスがとれていること、すなわ
ち、各波形における直流成分の平均が０であること。ロ）データ電圧の実効値が互いに等しいこと。ハ）各々のデータ電圧の極性変化の仕方が互いに等しい
こと。

【００６２】上記イ）の条件が満たされることにより、
液晶材料の劣化が防止される。

【００６３】また、ロ）の条件が満たされることによ
り、非選択期間の表示が安定するという効果がある。す
なわち、強誘電性液晶は、全明状態の白輝度レベルおよ
び全暗状態の黒輝度レベルは、非選択期間に液晶に印加
されているデータ電圧波形の実効値によって若干変化す
るという性質を持つ。なお、この性質は、特に、印加電
圧に対する応答速度が極小値を持つ強誘電性液晶におい
て、顕著である。このため、もしもデータ電圧波形の実
効値が各波形において異なれば、例えば同じ明状態を表
示する場合においても、非選択期間中に液晶に印加され
るデータ電圧波形の種類によってその輝度が異なること
となる。しかし、データ電圧の駆動波形の実効値が互い
に等しければ、非選択期間のデータ電圧波形に関わら
ず、輝度が変化することなく安定した表示が可能とな
る。

【００６４】また、ハ）の条件が満たされることによ
り、選択期間のスイッチングが、非選択期間（特に選択
期間前後）のデータ電圧波形に影響されることを低減す
ることができる。強誘電性液晶では、選択期間に所望の
階調状態に書き込みがなされた後、例えば選択期間の後
の非選択期間のデータ電圧波形によっては、この階調状
態が維持されずに不安定になるという現象が見られるこ
とがある。また、波形の種類によって、その不安定性も
変化する。このような階調状態の不安定性は、特に、印
加電圧に対する応答速度の特性曲線において極小値を持
つ強誘電性液晶で顕著に見られる。これに対して、ハ）
の条件が満たされるデータ電圧波形セットを用いること
により、階調状態が不安定になる現象の発現を、大きく
低減することができる。

【００６５】ここで、上記のイ）〜ハ）の３つの条件を
満たすデータ電圧波形セットの一例について説明する。
本実施形態の液晶パネルでは、各画素は、白（明）表示
状態、黒（暗）表示状態、および２段階の中間調表示状
態の、合計４階調の表示が可能であり、上記の３つの条
件を満たすデータ電圧波形セットとして、図５（ａ）な
いし（ｄ）にそれぞれ示すような、これら４階調に対応
した波形のセットを用いる。

【００６６】つまり、図５（ａ）ないし（ｄ）に示す４
つのデータ電圧波形は、ＤＣバランスがとれており、実
効値が互いに等しい。また、これら４つの波形を互いに
比較することから明らかなように、これらの波形はすべ
て正極性から負極性へ変化しており、極性変化の仕方が
互いに等しいことが分かる。なお、極性変化のタイミン
グは必ずしも同じである必要はない。

【００６７】図５（ａ）に示す波形は、正極性のストロ
ボパルスとの組合せによって、画素の表示状態をスイッ
チする書き換え波形を生じる一方、負極性のストロボパ
ルスとの組合せでは、画素の表示状態を保持する非書き
換え波形を生じる。ストロボパルスとしては、図６に示
すような波形が用いられる。

【００６８】図５（ｂ）に示す波形は、図６の走査電圧
波形との組合せにより、画素内に、黒表示ドメインと白
表示ドメインとが混在する状態を与える。このとき、黒
表示ドメインと白表示ドメインとの混在比は約１：２で
あり、画素全体として、６５％前後の中間調状態が得ら
れる。

【００６９】図５（ｃ）に示す波形は、図６の走査電圧
波形との組合せにより、画素内に、黒表示ドメインと白
表示ドメインとが混在する状態を与える。このとき、黒
表示ドメインと白表示ドメインとの混在比は約２：１で
あり、画素全体として、３０％前後の中間調状態が得ら
れる。

【００７０】図５（ｄ）に示す波形は、図６に示される
ような正極性のストロボパルスとの組合せによって、画
素の表示状態を保持する非書き換え波形を生じる一方、
負極性のストロボパルスとの組合せでは、画素の表示状
態をスイッチする書き換え波形を生じる。

【００７１】図６に示す走査電圧波形は、走査電極Ｌ_A
に対しては、選択期間の後半の２スロットと、選択期間
直後の１スロットとの合計３スロット分のパルス幅を持
つストロボパルスが印加される。一方、走査電極Ｌ_Bに
対しては、選択期間の後半の２スロットのみにストロボ
パルスが印加される。

【００７２】走査電極Ｌ_Aへ印加されるブランキングパ
ルスの波高値Ｖ_bは、ストロボパルスの波高値Ｖ_sの１
／２であり、ブランキングパルスのパルス幅は、選択期
間の長さＴの３／２倍である。一方、走査電極Ｌ_Bへ印
加されるブランキングパルスのパルス幅は、選択期間の
長さＴと等しい。

【００７３】この他に、同時に選択される２本の走査電
極へ与えるストロボパルスの波高値を互いに異ならせる
ことも、同じデータ電圧に対して、これら２本の走査電
極上の画素の透過率を等しくするために有効である。

【００７４】以上のように、本実施形態の液晶表示装置
は、各フレームにおいて走査電極が２本ずつ順次選択さ
れるように構成されているので、１フレーム内では、実
質的な表示解像度が本来の半分となってしまう。

【００７５】しかし、上述のように、１フレーム毎に、
同時に選択する２本の走査電極の組合せを異ならせるこ
とにより、電極の本数を増大させることなく、人間の目
に感じる表示解像度を向上させることができる。この結
果、フリッカが無く、温度変化によって透過率が変化し
ない安定した階調表示をパネル全面で得ることができ
る。

【００７６】ここで、本実施形態の液晶ディスプレイに
おいて、２５．０℃にて約４５％の透過率を与えるデー
タ電圧を印加しながら周辺温度を変化させる実験を行っ
たところ、図７のグラフＡに示すように、±１℃の温度
変化に対して、ほとんど透過率が変動しないという効果
が確かめられた。このとき、パネル内の温度むらを測定
したところ、約±０．８℃であった。

【００７７】本実施形態の液晶ディスプレイとの比較の
ために、同様の強誘電性液晶パネルを用いて、従来技術
と同様の駆動を行った。すなわち、連続する２つのフレ
ームの第１フレームにおいて、最初の選択期間に、走査
電極の第１・第２行を同時に選択し、表示情報の書き込
みを行ったが、これらの走査電極の両方に対して、極
性、波高値、パルス幅、および波形のすべてが等しいス
トロボパルスを同時に印加した。

【００７８】続く選択期間には、第３・第４行の走査電
極を同時に選択し、以降、第５・第６行、第７・第８
行、…というように、同じストロボ電圧を印加すること
によって走査電極を２本ずつ順次選択し、表示情報の書
き込みを行った。

【００７９】このようにすべての走査電極を選択した
後、第２フレームでは、第１行は選択せず、第２・第３
行、第４・第５行、…というように、第１フレームとは
異なる組合せで、走査電極を２本ずつ選択した。なお、
第２フレームにおいても、選択した２本の走査電極に対
しては、極性、波高値、パルス幅、および波形のすべて
が等しいストロボパルスを同時に印加した。

【００８０】この比較例では、パネル内の温度むらによ
る透過率の変化が相殺されなかったので、図７のグラフ
Ｂに示すように、±１℃の温度変化に対して透過率が大
きく変動してしまった。なお、パネル内の温度むらを測
定したところ、約±０．８℃であった。

【００８１】このことから、本実施形態の液晶ディスプ
レイでは、周辺温度の変化等によってパネル内に温度む
らが発生した場合でも、従来技術と比較して、透過率の
変動が非常に小さく抑制され、安定した階調表示が可能
であることが分かる。

【００８２】また、本実施形態の液晶ディスプレイで
は、従来技術のように一画素を複数の副画素にて形成す
る構成ではないので、電極の本数を増加させたり、電極
を細く形成するような必要がない。この結果、製造コス
トを増加させずに、安定した階調表示が可能な液晶表示
装置を提供できるという効果を奏する。

【００８３】なお、上記した実施の形態は、本発明を限
定するものではなく、発明の範囲内で種々の変更が可能
である。

【００８４】例えば、上記では、単純マトリクス型の強
誘電性液晶ディスプレイとして本発明の液晶表示装置を
実施する例を採り上げたが、ＴＦＴ駆動型の液晶表示装
置に本発明を適用することもできる。さらに、液晶モー
ドも強誘電性液晶に限定されるものではない。

【００８５】また、走査電圧および信号電圧の波形も、
上記で説明した波形のみに限定されるものではなく、階
調数等に応じて種々の波形を用いることができる。

【００８６】さらに、本発明は、時間分割階調(Tempora
l Dither) または画素分割階調(Spatial Dither)等の技
術と組み合わせることにより、さらに多階調の表示を実
現することが可能となる。

【００８７】

【発明の効果】以上のように、請求項１記載の液晶表示
装置は、ｎを自然数とすると、連続する第１および第２
のフレームにおいて、第１のフレームでは第（２ｎ−
１）行の走査電極と第２ｎ行の走査電極とが同時に選択
され、第２のフレームでは第２ｎ行の走査電極と第（２
ｎ＋１）行の走査電極とが同時に選択され、選択期間に
おいて、同時に選択される２本の走査電極に、同じデー
タ電圧に対する各走査電極上の画素の光学応答特性を、
温度変化に対して互いに逆方向にシフトさせる走査電圧
が印加される構成である。

【００８８】これにより、温度変化に起因する光学応答
特性のシフトが、同時に選択される隣合う２本の走査電
極上で相殺されるので、周辺温度の変化等に対する液晶
表示装置の光学応答特性の変動を抑制することができ
る。また、１フレーム毎に、同時に選択する走査電極の
組合せを異ならせることにより、電極の本数を増やさず
に、人間の目が感じる解像度を向上させることができ
る。この結果、製造コストを増大させずに、フリッカの
ない良好な階調表示を実現できるという効果を奏する。

【００８９】請求項２記載の液晶表示装置は、液晶が、
印加電圧に対する応答速度の特性曲線において極小値を
持つ強誘電性液晶であり、同時に選択される２本の走査
電極の一方に対し、選択期間よりも前に印加されるブラ
ンキングパルスが負極性であり、選択期間に印加される
ストロボパルスが正極性であり、上記２本の走査電極の
他方に対し、選択期間よりも前に印加されるブランキン
グパルスが正極性であり、選択期間に印加されるストロ
ボパルスが負極性である構成である。

【００９０】これにより、同じデータ電圧に対して上記
２本の走査電極上の画素が互いに同じ階調を示すので、
さらに安定した階調表示を実現し得る液晶表示装置を提
供できるという効果を奏する。

【００９１】請求項３記載の液晶表示装置は、強誘電性
液晶が、印加電圧に対する応答速度の特性曲線において
極小値を持つ構成である。

【００９２】これにより、同じデータ電圧に対して上記
２本の走査電極上の画素が互いに同じ階調を示すので、
さらに安定した階調表示を実現し得る液晶表示装置を提
供できるという効果を奏する。

【００９３】請求項４記載の液晶表示装置は、明状態、
暗状態、および中間調表示状態の各階調に対応するデー
タ電圧の波形が、以下の３つの条件、イ）各波形における直流成分の平均が０であること、ロ）すべての波形の実効値が互いに等しいこと、ハ）すべての波形の極性変化の時間的振る舞いが互いに
等しいこと、を満たす構成である。

【００９４】これにより、選択期間のスイッチングが、
非選択期間（特に選択期間前後）のデータ電圧波形に影
響されることが抑制され、さらに安定した階調表示が可
能となるという効果を奏する。

【００９５】請求項５記載の液晶表示装置は、選択期間
において、同時に選択される２本の走査電極にそれぞれ
印加されるストロボパルスのパルス幅が、互いに異なる
構成である。

【００９６】これにより、さらに安定した階調表示を実
現する液晶表示装置を提供できるという効果を奏する。

【００９７】請求項６記載の液晶表示装置は、選択期間
において、同時に選択される２本の走査電極にそれぞれ
印加されるストロボパルスの波高値が、互いに異なる構
成である。

【００９８】これにより、さらに安定した階調表示を実
現する液晶表示装置を提供できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る液晶ディスプレイに
おいて、走査電極駆動回路から走査電極へ印加される走
査電圧を示す波形図である。

【図２】上記液晶ディスプレイが備える液晶パネルの概
略構成を示す断面図である。

【図３】上記液晶ディスプレイの駆動系の概略構成を示
すブロック図である。

【図４】同時に選択される２本の走査電極に対して選択
期間に印加される走査電圧の波形と、あるデータ電圧の
波形と、上記走査電圧およびデータ電圧の組合せによっ
て画素に生じる画素電圧の波形とを示す波形図である。

【図５】同図（ａ）ないし（ｄ）は、各階調に対応した
データ電圧の波形の一例を示す波形図である。

【図６】同時に選択される２本の走査電極に印加される
走査電圧の変形例を示す波形図である。

【図７】上記液晶ディスプレイの光学応答特性（光透過
率）の温度依存性を、比較例と対比させて示すグラフで
ある。

【図８】従来の強誘電性液晶ディスプレイにおいて、中
間調を含む階調表示を実現するための画素構成の一例を
示す説明図である。

【図９】従来の強誘電性液晶ディスプレイにおいて、光
学応答特性が温度変化に応じてシフトする様子を示すグ
ラフである。

【符号の説明】

Ｌ₁… 走査電極Ｓ₁… 信号電極８強誘電性液晶１１走査電極駆動回路１２信号電極駆動回路

フロントページの続き (71)出願人 390040604 イギリス国ＴＨＥＳＥＣＲＥＴＡＲＹＯＦＳＴＡＴＥＦＯＲＤＥＦＥＮＣＥＩＮＨＥＲＢＲＩＴＡＮＮＩＣＭＡＪＥＳＴＹ’ＳＧＯＶＥＲＮＭＥＮＴＯＦＴＨＥＵＮＥＴＥＤＫＩＮＧＤＯＭＯＦＧＲＥＡＴＢＲＩＴＡＩＮＡＮＤＮＯＲＴＨＥＲＮＩＲＥＬＡＮＤイギリス国ハンプシャージーユー14 ０エルエックスファーンボローアイヴェリーロード（番地なし）ディフェンスエヴァリュエイションアンドリサーチエージェンシー (72)発明者田川晶大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内 (72)発明者野々村啓作大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内 (72)発明者ポールボネットイギリス国，オックスフォードオー・エックス・４４・エックス・エックス，リトルモァ，フェザントウォーク 99 (72)発明者マイケルジョンタウラーイギリス国，オックスフォードオー・エックス・２９・エー・エル，ボトリー, ザ・ガース 20

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】各画素が、明状態および暗状態の他に、少
なくとも１つの中間調表示状態を取り得る液晶表示装置
において、ｎを自然数とすると、連続する第１および第２のフレー
ムにおいて、第１のフレームでは第（２ｎ−１）行の走
査電極と第２ｎ行の走査電極とが同時に選択され、第２
のフレームでは第２ｎ行の走査電極と第（２ｎ＋１）行
の走査電極とが同時に選択され、選択期間において、同時に選択される２本の走査電極
に、同じデータ電圧に対する各走査電極上の画素の光学
応答特性を、温度変化に対して互いに逆方向にシフトさ
せる走査電圧が印加されることを特徴とする液晶表示装
置。
【請求項２】上記液晶が強誘電性液晶であり、同時に選択される２本の走査電極の一方に対し、選択期
間よりも前に印加されるブランキングパルスが負極性で
あり、選択期間に印加されるストロボパルスが正極性で
あり、上記２本の走査電極の他方に対し、選択期間よりも前に
印加されるブランキングパルスが正極性であり、選択期
間に印加されるストロボパルスが負極性であることを特
徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項３】上記強誘電性液晶が、印加電圧に対する応
答速度の特性曲線において極小値を持つことを特徴とす
る請求項２記載の液晶表示装置。
【請求項４】明状態、暗状態、および中間調表示状態の
各階調に対応するデータ電圧の波形が、以下の３つの条
件、イ）各波形における直流成分の平均が０であること、ロ）すべての波形の実効値が互いに等しいこと、ハ）すべての波形の極性変化の時間的振る舞いが互いに
等しいこと、を満たすことを特徴とする請求項２記載の
液晶表示装置。
【請求項５】選択期間において、同時に選択される２本
の走査電極にそれぞれ印加されるストロボパルスのパル
ス幅が、互いに異なることを特徴とする請求項２記載の
液晶表示装置。
【請求項６】選択期間において、同時に選択される２本
の走査電極にそれぞれ印加されるストロボパルスの波高
値が、互いに異なることを特徴とする請求項２記載の液
晶表示装置。