JPWO2005033785A1 - 液晶表示装置及びその駆動方法及び液晶表示パネルの駆動装置 - Google Patents

Abstract

液晶層に印加する電圧の極性反転周期を２フレーム周期以上、より好ましくは、１０秒程度と長く設定する。これにより、１フレーム程度の極性反転周期では防止できなったフリッカを防止し、また反転周期を長くすることで消費電力を低減することができる。液晶材料や配向膜材料として、イオン反応性が低く、残留分極の少ない材料を採用するなどにより、極性反転周期を長くしても、液晶層における残留ＤＣ成分の発生を防止でき、表示品質の低下を防止できる。印加電圧に対する透過率に極小値を備えるＬＣＤの場合には、さらに、正極性印加期間と負極性印加期間とで、液晶の透過率が極小値を示す印加電圧が等しくなるよう、例えば共通電極電位を調整することで、黒を正確に表示できる。

Description

液晶表示装置、特に、液晶層に印加する電圧の極性反転に関する。

薄型化、小型化が可能で低消費電力の液晶表示装置は、現在様々な機器の表示器として採用されている。この液晶表示装置（以下、ＬＣＤ）は、それぞれの対向面側に電極が形成された２枚の基板を、間に液晶を封入して貼り合わせた構成を備え、電極間に電圧信号を印加し、配向状態によって光学特性の変化する液晶の配向を制御して光源からの光の透過率を制御することで表示を行う。

ここで、基板の対向面側に形成されている電極間に直流電圧を印加し続けると、液晶分子の配向状態が固定される、つまり、いわゆる焼き付きの問題が発生することが知られており、従来より、液晶を駆動する電圧信号としては、基準電圧に対する極性が周期的に反転する交流電圧信号が採用されている。

この液晶駆動電圧信号の極性反転のタイミングは、マトリクス状に複数の画素が配列されている液晶表示装置において、１フレーム毎の反転、１垂直走査（１Ｖ）期間（または１フィールド期間）毎の反転、１水平走査（１Ｈ）期間毎の反転、１画素（１ドット）期間毎の反転が知られている。なお、１フレーム期間は、例えば、ＮＴＳＣ信号でいう１フレーム期間であり、１フィールド期間は、１フレームを構成する複数のフィールドの各期間（例えば、奇数フィールドと偶数フィールド）に相当する。但し、ＬＣＤにおいては、１フレーム期間中に、従来よく知られたＣＲＴ表示装置の表示方法のように奇数フィールドと偶数フィールドとで、それぞれ奇数番号の水平走査線、偶数番号の水平走査線を駆動する方法（インタレース駆動）を採用せずに、１フレーム期間中に、全画素（奇数および偶数番号の水平走査線）を順に複数回（例えば２回）駆動する方法（ノンインタレース駆動）を採用することが多く、この場合に、１フィールド期間（又は１垂直走査期間）は、１フレーム期間を全画素を駆動する回数で除した期間に相当する。

図１２は、ＬＣＤの１画素について、１フィールド期間毎に液晶駆動電圧の極性反転を実行しながら駆動する場合の駆動電圧波形と、液晶の透過率の変動を示している。ＬＣＤとして、この例では各画素にそれぞれ薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を備えるいわゆるアクティブマトリクス型ＬＣＤを採用し、液晶層を間に挟んで各画素電極と対向し、各画素共通で形成された共通電極に印加する電圧信号（共通電圧信号）Ｖｃｏｍに対し、ＴＦＴに接続され、画素毎に個別パターンで形成された画素電極に印加される表示電圧Ｖｐを、図１２（ａ）に示すように、１フレーム期間内のフィールド期間毎に極性反転する。

なお、図１２では、液晶としてノーマリホワイトタイプを採用し、着目画素には、各フレーム期間中に同一の黒表示をさせる場合を想定している。

ＬＣＤにおいて液晶層の透過率は、該液晶層に印加される電圧の絶対値によって決まるため、同一の黒表示をする場合、正極性フィールド期間と負極性フィールド期間の、いずれの期間も、表示電圧Ｖｐと共通電極電位Ｖｃｏｍとの電位差の絶対値が等しいことが望まれる。しかし、実際に画素電極に印加される表示電圧Ｖｐの波形は、図１２（ａ）に示すように、正極性フィールド期間と負極性フィールド期間とでは、完全な対称波形とはならない。その理由の一つに図１２（ａ）にΔＶで示す値が正極性期間と負極性期間とで異なることが挙げられる。

ΔＶは、下記式（２）
ΔＶ＝Ｖｇ×（Ｃｇ／（Ｃｌｃ＋Ｃｓｃ＋Ｃｇ）） ・・・（２）
で表される。

図１３は、アクティブマトリクス型ＬＣＤの各画素における等価回路を示しており、図１３を参照して説明すると、上式（２）のＶｇは、各画素のＴＦＴを選択するためにそのゲート電極に印加する走査信号電圧（ゲート信号電圧）、Ｃｇは、ＴＦＴのゲート電極とソース領域との間のゲート寄生容量、Ｃｌｃは、液晶容量、Ｃｓｃは、液晶容量と並列接続され、次に画素が選択されて表示信号が書き込まれるまでの間、表示信号を保持する保持容量をそれぞれ表している。

各画素にスイッチ素子として設けられたＴＦＴをオン動作させるためのゲート信号電圧の極性は、正極性フィールド期間でも負極性フィールド期間でも、同一（ここでは正極性）である。よって、ゲート信号電圧Ｖｇが印加されて、画素電極に正極性の表示電圧Ｖｐが書き込まれる正極性フィールド期間と、負極性の表示電圧Ｖｐが書き込まれる負極性フィールド期間とで、ΔＶの符号は等しくなる。さらに、液晶層に印加される電圧によりＣｌｃが変化し、それに伴いΔＶも変化するので、正極性フィールド期間と負極性フィールド期間とでは、液晶に印加される実効電圧に差が発生しやすく、実効電圧の差は、液晶の透過率の時間変位となり、この時間変移が１フレーム周期で発生すると、表示のちらつき（フリッカ）が観察者に視認されてしまう。

また、正極性期間と負極性期間との変移期間中には、表示電圧Ｖｐの電位の変動に伴い、実際に液晶に印加される電圧波形に、主として液晶容量Ｃｌｃ及び保持容量Ｃｓｃによって決まる時定数に応じた波形なまりが生ずる。さらに、液晶の配向状態は、実際に印加された電圧の変化に応じて、液晶に固有の応答速度で追従して変化するので、電圧の印加から実際に液晶の透過率が変化するまでに多少の時間を必要とする。このため、周期的な極性反転に伴う透過率の変動がゆっくりと発生しやすい。

以上のような理由から、フィールド毎に極性反転する方法を採用すると液晶分子の配向状態、即ち透過率が、正極性フィールド期間と負極性フィールド期間との移行に追従し、図１２（ｂ）に示すように大きく変動することとなる。人間の目の特性として、駆動周波数が概ね５０Ｈｚ以下になるとフリッカが視認されやすくなるため、透過率の変動が５０Ｈｚ以下の周波数で発生すると、フリッカが発生する。したがって、フリッカを低減するためには、図１４（ａ）に示すように、フィールド毎の極性反転だけでなく、図１４（ｂ）のような垂直走査ライン（Ｖライン）反転、図１４（ｃ）のような水平走査ライン（Ｈライン）反転や、図１４（ｄ）のようなドット反転等を行うことで、ＬＣＤの透過率の時間変動周期を小さくする必要があった。

一方で、ＬＣＤの搭載される各種機器に対する消費電力の一層の低減の要求は強く、ＬＣＤについてもさらなる低消費電力化が必要であり、そのための方法として、交流駆動が採用されているＬＣＤでは、その駆動周波数を低減することが有効な手段として考えられる。しかし、上述のように、従来のＬＣＤでは、通常表示モードにおいて、表示品質を維持するために、液晶の応答速度、駆動電圧波形の非対称性、残留ＤＣの発生などによるフリッカ発生の抑制が最優先と考えられていた。また、フィールド周期の極性反転では、上述のようにフレーム周波数に相当する約３０Ｈｚの周波数の透過率変動が発生し、かなりの確率でフリッカが視認される。したがって、表示品質の高さが要求される通常の表示モードにおいて、極性反転周波数を下げる試みはなされていなかった。

さらに、従来のＬＣＤでは、２フィールド期間以上同一極性の表示電圧Ｖｐを印加すると、液晶層に印加される残留ＤＣ（直流電圧）成分が非常に大きくなり、本来液晶に印加すべき表示内容に応じた表示電圧Ｖｐを画素電極に印加しても、残留ＤＣによって液晶に印加される電圧が変化し、表示を適正に行うことが出来ず、またこの残留ＤＣがフリッカを増長させるという問題もあった。

本発明は、対向面側にそれぞれ液晶駆動用の電極を備える２枚の基板が液晶層を挟んで対向配置して構成され、複数の画素を備える液晶表示装置（ＬＣＤ）又はその駆動方法であって、２フレーム期間以上、各画素において液晶層に印加される液晶駆動電圧を所定基準に対して同一極性に維持する。

本発明の他の態様では、ＬＣＤ又はその駆動方法において、映像信号に基づいて液晶層に印加する液晶駆動電圧を作成する液晶駆動信号処理部と、２フレーム期間以上の所定期間の経過を判定し、前記液晶駆動電圧の極性を反転するための極性反転制御信号を出力する所定期間判定部と、を備え、前記極性反転制御信号に応じて、前記液晶信号処理部が前記液晶駆動電圧の極性を反転し、２フレーム期間以上、各画素で液晶層に印加される液晶駆動電圧を所定基準に対して同一極性に維持する。

本発明の他の態様では、前記液晶駆動電圧は、１０秒以上の期間、同一極性に維持される。

本発明の他の態様では、更に、前記所定期間判定部における判定期間を任意に設定する設定部を備える。

本発明の他の態様では、前記液晶駆動電圧の極性反転は、前記複数の画素の全画素の駆動期間に相当する１画面駆動期間を最小単位とする。

本発明の他の態様では、上記ＬＣＤにおいて、前記液晶層に印加される最大印加電圧Ｖｐｍａｘを、期間ｔの間同一極性で前記液晶層に印加した場合に、前記液晶層に発生する残留直流電圧Ｖｄｃは、下記式（１）
Ｖｄｃ≦０．１×Ｖｐｍａｘ ・・・（１）
を満足する。

本発明の他の態様では、前記液晶層に対して印加する正極性の前記液晶駆動電圧と負極性の前記液晶駆動電圧とは、その印加時間が等しい。

本発明の他の態様において、前記ＬＣＤは、印加電圧に対する透過率に極小値を有する特性を備える。

本発明の他の態様において、前記ＬＣＤは、電界制御複屈折モードで動作する。

本発明の他の態様において、印加電圧に対する透過率に極小値を有する特性を備え、黒表示に際し、前記液晶層に印加する液晶駆動電位が対向基板の電極電位に対して正極性の期間と負極性の期間とで、共に、絶対値で等しい電位差となるように、前記対向基板の電極電位が設定されている。

本発明の他の態様において、前記ＬＣＤは、画素毎に個別に形成された画素電極に印加する電圧の所定基準に対する極性を前記２フレーム期間以上の周期で反転し、前記画素電極と前記液晶層を挟んで対向する共通電極に印加する電圧を一定として、前記液晶層に印加される液晶駆動電圧の所定基準に対する極性を、前記２フレーム期間以上の周期で、反転駆動する。

また本発明の他の態様では、上記ＬＣＤは、画素毎に個別に形成された画素電極に印加する電圧の所定基準に対する極性を前記２フレーム期間以上の周期で反転し、前記画素電極に印加する電圧の極性の反転と同期して、前記画素電極と前記液晶層を挟んで対向する共通電極に印加する電圧を極性反転する。

本発明の他の態様において、前記ＬＣＤは、対向基板の電極を駆動する対向電極駆動部を備え、該対向電極駆動部は、黒表示に際し、前記液晶層に印加する液晶駆動電位が対向基板の電極電位に対して正極性の期間と負極性の期間とで、共に、絶対値で等しい電位差となるように前記対向基板の電極電位を設定する。

さらに、本発明では、前記対向電極駆動部が設定する前記対向基板の電極電位を調整する調整部を設けることができる。

本発明の他の態様において、上記のようなＬＣＤの駆動方法は液晶駆動電圧処理部や、所定期間判定部などの動作やソフトウエア等により実現される。

本発明の他の態様は、前記ＬＣＤを駆動する駆動装置である。駆動装置は、１つ乃至複数の外付けのＩＣ Ｃｈｉｐとして構成される。

本発明によればＬＣＤにおいて、フリッカの発生を防止しつつ、消費電力の低減を図ることができる。

本発明の実施形態にかかる液晶への印加電圧の極性反転波形と透過率を示す図である。 本発明の実施形態にかかるアクティブマトリクス型ＬＣＤ１の概略システム構成を示す図である。 本発明の実施形態にかかるタイミング制御部１３０の概略回路構成図を示す図である。 極性反転周期と動画像表示特性との関係を説明するための図である。 本発明の実施形態にかかる極性反転周期とフリッカの見え方の評価結果を示す図である。 本発明の実施形態にかかる液晶の印加電圧に対する透過率の特性を示す図である。 本発明の他の実施形態にかかる液晶への印加電圧の極性反転波形と透過率を示す図である。 本発明の他の実施形態にかかるアクティブマトリクス型ＬＣＤ２の概略回路構成を示す図である。 本発明の他の実施形態にかかる共通電極駆動部１４１の概略回路構成図を示す図である。 ラビングレスタイプのＶＡモードＬＣＤの動作を概念的に説明する断面図である。 配向分割部の図１０（ｃ）の他のパターン例を示す図である。 従来の液晶への印加電圧の極性反転波形と透過率を示す図である。 アクティブマトリクス型ＬＣＤの１画素における等価回路を示す図である。 フィールド反転、ライン反転及びドット反転の各極性反転タイミングを概念的に示す図である。

以下、本発明の実施をするための最良の形態（以下、実施形態）について、図面を参照して説明する。

本実施形態に係るＬＣＤでは、液晶駆動電圧の基準値に対する極性反転周期を２フレーム期間以上の周期とする。１画面を構成する全画素を同一極性として画面毎に極性を反転する意味であり、上述のような１画面中の画素の極性がライン毎や画素毎に異なることとなるライン反転やドット反転などは実行しない。また、このような極性反転駆動は、各画素にＴＦＴなどのスイッチを備えるアクティブマトリクス型ＬＣＤに限らず、スイッチのない単純マトリクス型等のＬＣＤにも適用可能であるが、以下では、本来的に表示品質、特に他の方式に比較して動画の表示品質の高いアクティブマトリクス型ＬＣＤを例に挙げて説明する。

図１は、本発明の実施形態に係るアクティブマトリクス型ＬＣＤの１画素に着目した場合に、その画素の液晶層に印加される駆動電圧波形と、その際のＬＣＤの透過率の変化を示している。また、図２は、ＬＣＤ１のシステム構成の一例を示しており、ＬＣＤ１は、２枚の基板を液晶層を挟んで貼り合わせて構成されているＬＣＤパネル２００と、ＬＣＤパネル２００の動作に必要な駆動信号、タイミング信号等を作成しパネル２００に供給するＬＣＤ駆動装置（ドライバＬＳＩ）３００を備える。

ＬＣＤパネル２００は、表示領域２１０内にマトリクス状に複数の画素２２０が配列されており、各画素２２０は、図２に示すように、それぞれＴＦＴ２０、保持容量２２、液晶容量２４を備えている。本実施形態では、画素電極３０と液晶層を挟んで対向する対向電極４０（ここでは共通電極）側に印加する電圧信号（共通電極電位）Ｖｃｏｍに対して、ＴＦＴ２０に接続され画素毎に個別の画素電極３０に印加される表示電圧Ｖｐを、図１（ａ）に示すように、周期的に極性反転している。表示電圧Ｖｐの極性反転周期は、２フレーム期間以上、より好適には２フレーム期間より長い期間、例えば１０秒周期とする。このような極性反転周期の採用は、例えば、通常表示状態モードで採用して高い表示品質を実現できる。

ここで、以上のような極性反転周期を２フレーム期間以上とする駆動を実現する構成について、図２、図３を参照して説明する。上述のように、ＬＣＤ１は、一対の基板間に液晶が封入され、低温多結晶シリコン（ＬＴＰＳ）ＴＦＴがスイッチ素子として用いられた複数の画素２１０がマトリクス配置された表示部２１０を備えるいわゆるＬＣＤパネル２００と、このＬＣＤパネル２００の動作に必要な駆動信号、タイミング信号等を作成しパネル２００に供給するＬＣＤ駆動装置３００を備える。ＬＣＤパネル２００及びＬＣＤ駆動装置３００に対しては、電源回路４００からそれぞれ必要な電力が供給されている。

また、本実施形態では、ＬＣＤパネル２００の画素ＴＦＴの形成された基板上に、各画素回路を駆動するための水平（Ｈ）及び垂直（Ｖ）ドライバ２５０，２６０を形成している。このＨドライバ２５０と、Ｖドライバ２６０は、表示部２１０の周辺部に設けられており、画素用ＴＦＴとほぼ同一の工程にて形成されたＬＴＰＳＴＦＴを用いている。

ＬＣＤ駆動装置３００は、ＬＣＤコントローラ（ＬＣＤドライバ）ＬＳＩなどとして集積することができる。なお、図２では、外部からデジタルのＲ，Ｇ，Ｂビデオ信号が入力される場合、つまりデジタルコントローラＬＳＩの例を開示している。このＬＣＤ駆動装置３００は、液晶駆動信号処理部として、供給されるＲ，Ｇ，Ｂデジタルビデオデータ（例えば８ビット）をラッチするラッチ回路１００、デジタルアナログ（Ｄ／Ａ）変換回路１１０、アンプ部１１２、極性処理部１２０を有する。さらに、ＬＣＤ駆動装置３００は、ＣＰＵインターフェース（Ｉ／Ｆ）１５０、タイミング制御回路（Ｔ／Ｃ）１３０を備える。また、共通電極駆動部１４０を備える。なお、ＬＣＤ駆動装置３００において、これら全ての回路が１チップ上に集積されている構成には限られず、例えば、共通電極駆動部１４０等は別のＩＣで構成しても良く、また、電源回路４００等を内蔵しても良い。さらに、この駆動装置３００は、携帯電話機における複数のディスプレイ（メインとサブのディスプレイ）を１つのチップで駆動可能な構成であっても良いし、他の信号処理回路（例えば、受信信号や再生信号からＮＴＳＣビデオ信号を復調し、同期信号を分離するなどの処理を行う画像信号処理用ＬＳＩなど）の一部として形成されていても良い。

また、図２ではＬＣＤパネル２００に内蔵しているＨドライバ２５０、Ｖドライバ２６０などの周辺回路は、例えば画素ＴＦＴにａ−Ｓｉを用いる場合や（いわゆるａ−ＳｉＴＦＴＬＣＤ）、より高速、高精度の処理の要求に対応するためにＨ，ＶドライバについてＩＣチップ化が要求されるなど場合には、これらのドライバを上記駆動装置３００内に組み込むことが可能である。また、これらドライバ２５０，２６０等を１又は複数の外付けの駆動装置（ＩＣチップ）として構成することもできる。この場合、この外付けＩＣ Ｃｈｉｐは、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）、ＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）方式によりガラス基板１０上に実装する構成としてもよい。更に、本実施形態のように多結晶シリコンＴＦＴを画素ＴＦＴに採用する場合には、図２において駆動装置３００内に示した回路を基板１０上に全て内蔵（システムｏｎグラス化）してもよい。

以下、ＬＣＤ駆動装置３００のより具体的な構成と動作について説明する。まず、ＣＰＵＩ／Ｆ１５０は、図示しないＣＰＵからの制御信号（Ｃｔｒｌ）を受け取って、その内容に応じた制御信号をタイミング制御回路１３０等に出力する。

タイミング制御回路１３０は、本実施形態において、極性反転のための所定期間判定部としての機能を備える。ここでは、図３に示すような構成を備え、別途供給されるドットクロックＤＯＴＣＬＫ、水平同期信号Ｈｓｙｎｃ、垂直同期信号Ｖｓｙｎｃに基づき、ラッチ回路１００、Ｄ／Ａ変換回路１１０、極性処理部１２０、ＬＣＤパネル２００のＨドライバ２５０、Ｖドライバ２６０の動作及び表示に必要なタイミング信号や、制御信号（ＣＫＨ，ＳＴＨ，ＣＫＶ，ＳＴＶ等）を作成する（詳しくは後述する）。

ラッチ回路１００は、供給されるＲ，Ｇ，Ｂデジタルビデオデータ（例えば８ビット）を例えばタイミング制御回路１３０から又は直接供給されるドットクロックＤＯＴＣＬＫに基づいてそれぞれラッチする。

Ｄ／Ａ変換回路１１０は、ラッチ回路１００からのラッチデータをアナログ変換し、アナログデータは、アンプ部１１２において、必要な振幅に増幅される（場合によっては電圧レベルがシフトされる）。また、このアンプ部においてＬＣＤの特性に応じたγ補正などが施される。

アンプ部１１２から出力されるＲ，Ｇ，Ｂアナログデータは、次に極性処理部１２０に供給され、極性処理部１２０は、タイミング制御回路１３０から供給される極性反転信号ＰＩＳに基づいて、Ｒ，Ｇ，Ｂアナログデータの極性を反転する。このようにして、少なくとも２フレーム期間以上の周期で極性の反転されたこのアナログデータが、Ｈドライバ２５０に出力される。

図３は、上記タイミング制御部１３０の概略回路構成図を示している。図３に示すようにタイミング制御部１３０は、各種タイミング信号生成部１３２、カウンタ１３４、極性反転制御信号生成部１３６を有する。

タイミング信号生成部１３２は、例えばドットクロックＤＯＴＣＬＫと水平同期信号Ｈｓｙｎｃ等に基づいて水平クロック信号ＣＫＨ、水平スタート信号ＳＴＨを作成し、ドットクロックＤＯＴＣＬＫと垂直同期信号Ｖｓｙｎｃ等に基づいて垂直クロック信号ＣＫＶ、垂直スタート信号ＳＴＶを作成する。また、図示しないが、ドットクロックＤＯＴＣＬＫ、水平同期信号Ｈｓｙｎｃ、垂直同期信号Ｖｓｙｎｃ等に基づき、ＬＣＤパネル２００でのゲートライン（ＧＬ）への走査信号出力の禁止及び許可を制御するためのイネーブル信号等を作成する。

カウンタ１３４は、１フィールドに１回の垂直同期信号Ｖｓｙｎｃをカウントし、所定のカウント数に達する度に、制御信号ＣＳを極性反転制御信号生成部１３６に出力する。所定カウント数は、例えば垂直同期信号Ｖｓｙｎｃの４カウント（２フレーム（１フレーム：２フィールドの場合）や、６００カウント（１０秒（フレーム周波数約３０Ｈｚ（１フレーム：２フィールドの場合））等が採用可能である。また、図３に示すように、このカウンタ１３４の所定カウント値を設定するためのカウンタ設定部１３７をさらに備えていても良い（カウンタ１３４が、この設定部１３７を内蔵してもよい）。尚、このカウンタ設定部１３７によるカウント設定値は、液晶層に印加される最大印加電圧Ｖｐｍａｘを期間ｔの間同一極性で前記液晶層に印加した場合に前記液晶層に発生する残留直流電圧Ｖｄｃを検出する図示しない検出部からの検出結果に基づいて、前記最大印加電圧Ｖｐｍａｘと前記残留直流電圧Ｖｄｃの関係が、下記式（１）
Ｖｄｃ≦０．１×Ｖｐｍａｘ ・・・（１）
を満足する期間以下になるように自動的に調整する構成とすることもできる。例えば、この調整は、予め予想される駆動環境（周囲温度、駆動電圧等）において上記式（１）を満たすために最適な期間ｔを条件テーブルなどとしてＲＯＭ，ＲＡＭ等に設定しておき、ＬＣＤ駆動時において、温度等を測定し、その結果に応じて期間ｔを変更するなどの手法を採用することができる。

極性反転制御信号生成部１３６は、制御信号ＣＳに基づいて極性反転制御信号ＰＩＳを極性処理部１２０に出力する。尚、カウンタ１３４は、タイマ１３５で構成することもできる。この場合、タイマ１３５は、所定時間毎（例えば、１０秒毎）に制御信号ＣＳを極性反転制御信号生成部１３６に出力する。また、タイマ設定部１３８を設けてタイマ１３５の所定時間値を設定してもよい。なお、タイマ１３５を採用する場合には、極性反転制御信号生成部１３６は、タイマ１３５からの制御信号ＣＳを受けた場合、制御信号垂直同期信号Ｖｓｙｎｃに同期して極性反転制御信号ＰＩＳを出力する。

以上のようにして得られた極性反転制御信号ＰＩＳは、タイミング制御回路１３０から極性処理部１２０に出力され、上述のように極性処理部１２０はこの極性反転制御信号ＰＩＳに基づいてアナログデータを極性反転し、得られたデータがＬＣＤパネル２００の各データラインＤＬに表示電圧Ｖｐとして供給されるべくＨドライバ２５０に出力される。

駆動装置３００の共通電極駆動部１４０は、共通電極４０に供給するための共通電極電位Ｖｃｏｍを生成する。一例として、電源回路４００から供給される電源電圧を適切な電位にシフトさせこれを共通電極電位Ｖｃｏｍとして出力する。尚、共通電極電位Ｖｃｏｍのレベルは、ノーマリホワイトモードにおいて黒表示を示す表示電圧Ｖｐの正極性レベルと負極性レベルに対してそれぞれ等しい電位差となるように、表示電圧Ｖｐ及び液晶特性等を考慮して調整部１４９により設定している。即ち、調整部１４９は、黒表示の際に、液晶に印加される電圧が正極性期間と、負極性期間とで、共に等しい電位差となるようにＶｃｏｍの電位が設定されている。また、この設定は、黒表示の際の液晶に印加される電圧を検出する図示しない検出部からの検出結果に基づいて、正極性期間と、負極性期間とで、共に等しい電位差となるようにＶｃｏｍの電位を自動的に調整する構成とすることもできる。例えば、上述のように予め予想される駆動環境における最適なＶｃｏｍを測定してこれを条件テーブルとしてＲＯＭなどに設定しておき、駆動環境に応じてレベルシフト量を変更するなどにより最適なＶｃｏｍを選択する。

なお、以上では、入力ビデオ信号がデジタル信号で、デジタル用の駆動装置３００の構成を例に説明したが、入力ビデオ信号がアナログ信号の場合には、アナログ用の駆動装置３００を採用する。この場合にも、タイミング制御部１３０が、供給される同期信号から必要なタイミング信号と、所定の周期での極性反転制御信号ＰＩＳを作成し、極性処理部が駆動装置３００内に取り込まれ、γ補正等が施されたＲ，Ｇ，Ｂアナログビデオデータの極性を反転し、Ｈドライバ２５０に供給する。

また、ビデオ入力がアナログ及びデジタルのいずれの場合でもＬＣＤ駆動装置３００において、ビデオデータに対するγ補正及び極性反転等をデジタル処理する場合には、デジタルビデオデータのままこれらの処理を実行し、最終的にＬＣＤパネル２００の各データラインＤＬにデータ信号Ｖｐとして出力されるまでの経路にデジタルアナログ（Ｄ／Ａ）変換部を設ける。例えば、Ｈドライバ２５０と表示領域２１０との間にＤ／Ａ変換部を形成することができる（基板１０上に内蔵する）。

次に、電圧非印加状態（オフ状態）で白表示を行うノーマリホワイトモードの液晶を例に、ＬＣＤパネルでの駆動を説明する。通常表示状態において、黒表示状態を維持するある画素について着目した場合、この画素の画素電極３０に、少なくとも１フレーム期間毎に図１（ａ）にＶｐで示される表示信号が印加される。

上述のように、Ｈドライバ２５０には、タイミング制御回路１３０から水平クロック信号ＣＫＨと水平スタート信号ＳＴＨが出力される。また、Ｈドライバ２５０は、複数段のシフトレジスタを備え、水平クロック信号ＣＫＨをクロックとして水平スタート信号ＳＴＨを順次転送すると共に、各段のレジスタから転送された水平スタート信号ＳＴＨに応じたサンプリング信号が出力され、この信号に応じてサンプリング回路が駆動装置３００から出力される表示データ信号（Ｖｐ）を順次取り込み、対応するデータラインＤＬにこの表示データ信号（Ｖｐ）を出力する。

Ｖドライバ２６０には、タイミング制御回路１３０から垂直クロック信号ＣＫＶと垂直スタート信号ＳＴＶが出力される。Ｈドライバ２５０と同様に、Ｖドライバ２６０は、複数段のシフトレジスタを備え、垂直クロック信号ＣＫＶをクロックとして垂直スタート信号ＳＴＶ順次転送すると共に、各段のレジスタから転送されたこの垂直スタート信号ＳＴＶに応じた走査信号が出力され、この走査信号が１水平走査線（ゲートライン）ＧＬ毎に出力される。

走査信号が出力されると、このゲートラインにゲート電極の接続されている画素２２０のＴＦＴ２０がオンし、このＴＦＴ２０のソースに接続されている画素電極３０と、保持容量２２の一方の電極の電位が、このＴＦＴ２０のドレインに接続されているデータラインＤＬの電位、つまりこのときデータラインＤＬに出力されている表示データ信号の電位に応じた電位となる。そして、図１（ａ）に示す表示電圧Ｖｐの波形は、このように各画素電極３０に対してデータラインＤＬからＴＦＴ２０を介して実際に印加される電圧波形である。

各画素電極３０には、上記のようなＶドライバ２６０の動作により、少なくとも１垂直走査期間（１フィールド）毎に１回、対応するゲートラインＧＬにハイ（Ｈ）レベルの走査信号が出力されて、ＴＦＴ２０を介して新たに表示データ信号が書き込まれる。したがって、書き込みの際、画素電極３０に印加される表示電圧Ｖｐには、上述の式（２）で示される電圧変動ΔＶが起きる。表示電圧Ｖｐにこのような電圧変動ΔＶが発生することは従来と同様である。しかし、本実施形態では、複数フレーム期間に渡ってこの表示電圧Ｖｐの対向電極電位Ｖｃｏｍに対する極性が同一極性に維持されるため、同一極性の表示電圧Ｖｐが印加される期間において、液晶層に実際に印加される電圧の変動は、ほとんどない。従って、図１（ｂ）に示すように、表示電圧Ｖｐの極性が同一である期間中におけるＬＣＤの透過率の変動は、図１２（ｂ）との比較からも明らかな通り、非常に小さく、この期間においてフリッカは発生しない。また、図１２（ｂ）に示すように、１フィールド毎に極性反転した場合、１フレーム周期の透過率変動（即ちフリッカ）が発生するが、本実施形態では、ＬＣＤの透過率の小さな変動の周期は、１フィールド周期であり、透過率の変動周期は２分１に短縮されており、フリッカが視認されることを防止できる。このように本実施形態では、フリッカが発生しないため、フリッカ発生によるコントラスト低下を確実に防止できる。

表示電圧Ｖｐは、複数フレーム期間、例えば１０秒間、同一極性を維持した後（図１の正極性期間）、共通電極電位Ｖｃｏｍに対する電位差の絶対値が同一で、かつＶｃｏｍに対して逆極性のレベルに反転する（負極性期間）。各極性期間における液晶への実効印加電圧が等しくなるように、正極性期間と負極性期間の長さは同一とすることが好ましく、また、表示信号（表示電圧Ｖｐ）は、各極性期間で、Ｖｃｏｍに対する符号のみ異なり絶対値の等しい交流信号とすることが好ましい。なお、図１の例では、Ｖｃｏｍのレベルを、ノーマリホワイトモードにおいて黒表示を示す表示電圧Ｖｐの正極性レベルと負極性レベルに対してそれぞれ等しい電位差となるように設定している。即ち、黒表示の際に、液晶に印加される電圧が正極性期間と、負極性期間とで、共に等しい電位差となるようにＶｃｏｍの電位を設定している。

図１（ｂ）に示すように、ＬＣＤの透過率は、正極性期間から負極性期間に移行して液晶層に印加される実効電圧が一瞬で大きく変動することに追従して変化する。しかし、一旦極性反転した後、反転した極性は、非反転極性期間と同一の複数フレーム期間（例えば約３００フレーム期間）続く。したがってこの移行期間における透過率の変動は、ちらつきとして視認されない。このように本実施形態では、極性反転の周期を多数フレーム期間以上の長期間に設定することでフリッカを防止することが可能としている。

上述のように、従来のＨライン反転では、液晶層に印加される電圧の正極性と負極性とで絶対値が異なってしまう。このような場合に、静止画像を見る場合には、電圧の絶対値が異なっても、人間の眼の時間的空間分解能の限界により、隣接画素の輝度が平均化され、ライン毎の輝度変化は認識されにくい。しかし動画像を見るときは眼の追跡眼球運動により動画像の動きに正確に追従していく。この度合いを図４を参照して説明すると、動画像の速度ベクトルＶのｘ成分Ｖｘが下記式（３）
ｎ×Ｐ／ｔ ・・・（３）
に近づいたとき、眼の網膜上の同じ位置に、正極性の水平ラインと負極性の水平ラインが結像され、水平ライン毎の輝度変化が視認されることとなる。なお、式（３）において、ｎは正の整数、Ｐは垂直方向の画素ピッチ、ｔは１フレームの時間である。また、同様の原理によって、Ｖライン反転では、Ｖｙが上記（３）式の値に近づくと、垂直ライン毎の輝度変化が視認されてしまう。なお、Ｖライン反転の場合の上記（３）式のＰは、水平方向における画素ピッチである。また、ドット反転の場合にも、上記Ｈライン反転やＶライン反転の場合と同様な原理により、動画の表示特性が低下する。このように、Ｈライン反転、Ｖライン反転、或いはドット反転などの極性反転方法を採用した場合、動画像を表示したとき、画像の動きとライン又はドット反転の周期とが同期し、動画像が劣化する。しかし、本実施形態のように、ライン反転やドット反転をせず、かつ２フレーム期間以上の周期で極性反転することで、１フレーム期間で見たときに全画素の表示データ極性が同一となるので、動画像の劣化はなく優れた動画特性が得られる。

図５は、極性反転周期とフリッカの見え方の関係を示している。この関係は、低温多結晶シリコンＴＦＴをスイッチ素子として用いた２．５型ＬＣＤで、表面輝度が１５０ｃｄ／ｍ^２のＬＣＤを、１画面駆動周期（ここでは１フィールド周期）を最小単位として（つまりライン反転やドット反転は実行しない）、極性反転の周期を変化させたときのフリッカの見え方の程度を、複数人による５段階で評価した結果である。反転周期が約７秒より長くなるとフリッカの発生は、ほとんどわからない、または全くわからないに相当する４，５レベルとなっている。このように、フリッカの発生を防ぐには、反転周期を長くすることが望ましく、７秒程度以上、より好ましくは１０秒程度以上とすることが好適であることがわかる。なお、フレーム周波数が約３０Ｈｚとして、１フレーム期間は、０．０３ｓｅｃ程度である。したがって、反転周期１０秒程度とは、フレーム数で３００フレーム程度である。１フレームが２フィールドで構成されている場合、１フィールド期間は半分の０．０１５ｓｅｃとなる。但し、３以上のｎフィールド以上で構成されている場合には、そのフィールド数に応じた期間となる（各フィールド期間が互いに異なる場合もある）。

図５から明らかなように、極性反転周期を長くした方がフリッカの発生は少なくなる。一方で、長期間直流電圧が液晶に印加されることになるため、交流反転駆動の本来の目的である液晶への残留ＤＣの印加により、焼き付き発生や、適正な表示電圧の印加ができなくなるという問題が発生しないように考慮することが必要となってくる。表示品質を維持するためには、液晶に印加される残留ＤＣ（Ｖｄｃ）は、液晶層に印加される最大印加電圧Ｖｐｍａｘが、周期Ｔで極性反転して印加される場合、次式（１）
Ｖｄｃ≦０．１×Ｖｐｍａｘ ・・・（１）
を満足できる範囲におさめるように設定することが望ましい。

残留ＤＣ成分がこのように最大印加電圧Ｖｐｍａｘの一割以下であれば、表示に与える影響を少なくでき、これは、例えば、採用する液晶材料、配向膜などによって対応することができる。なお、ノーマリホワイトモードで、かつ透過率に極小値を備えるＬＣＤでは、最大印加電圧Ｖｐｍａｘは、黒表示レベルに相当する。

液晶材料については、分子としての安定性が高くてイオン反応性の小さい材料、例えば液晶末端基にフッ素基、またはフッ素化合物基を有する液晶分子を用いることが好適である。また、誘電率の低い液晶分子を用いることが好適である。イオン反応性が低いことは直流電流の印加期間が長くても、液晶分子が化学反応を起こして配向方向が固定してしまい、いわゆる焼き付きが発生することを防止でき、また誘電率が低いことで、液晶駆動電圧の変化に対する液晶の応答速度を速めることができ、過去の印加電圧の影響を次の表示期間に受けにくくすることができる。

配向膜については、その膜厚を薄くすることが好適である。配向膜は、画素電極および共通電極をそれぞれ覆うように、２枚の基板の液晶層との接触面側に形成され、液晶の初期配向（電圧無印加時の液晶の配向）を所望な方向に制御するために採用されている（形成位置は後述する図１０の配向膜３２を参照）。この配向膜３２には、通常、ポリイミドなどの絶縁材料が採用されている。従って、配向膜３２の膜厚が厚いと、画素電極、共通電極に供給する電圧が液晶層へ印加されにくくなり、液晶層に印加される実効電圧を表示内容に応じた適切な電圧にするために時間を要することとなり、これは液晶層へ印加される残留ＤＣを誘発させやすくなる。そこで、例えば、従来の一般的な配向膜では厚さが７０ｎｍ〜８０ｎｍであるのを本実施形態の配向膜３２では、厚さを２０ｎｍ〜３０ｎｍと非常に薄くすることで、液晶層への電圧印加精度を高め、残留ＤＣの発生を抑制することを可能としている。

また、残留ＤＣは、配向膜の材質についても依存性を持つため、配向膜材料としては、少なくとも不純物イオンの発生の少ない材料であることが必要であり、また、残留分極が少ないことが好ましい。

一例としては、本実施形態では、液晶材料にチッソ社製フッ素系液晶商品名「ＳＡ５０９７」を採用し、液晶層のカイラルピッチ＝４０μｍ、Δε＝５．５、Δｎ＝０．１２９とすることで液晶駆動電圧の極性反転周期を１０秒とした場合に残留ＤＣの発生を防止することが可能であった。また、この場合の配向膜としては、ＪＳＲ社製商品名「ＪＡＬＳ１０８５」を採用し、配向膜の厚さは２０ｎｍとした。

液晶材料、配向膜としては、もちろん、上記例には限られず、また残留ＤＣ成分を低減するための調整対象として液晶材料、配向膜には限られないが、いずれの場合も上記式（１）を満たすような範囲に残留ＤＣ成分を抑えることが望ましい。

ここで、本実施形態において採用したＬＣＤは、現在広く使われているＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モードのＬＣＤであり、また、上記では電圧非印加状態で白を表示するいわゆるノーマリホワイトモードである。

本実施形態では、上記ＴＮモードの他に、例えば電圧制御複屈折（ＥＣＢ：ｅｌｃｔｒｉｃａｌｌｙ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モード、即ち、液晶分子の長軸と短軸における屈折率の差、つまり複屈折現象を利用して、液晶層へ入射した光の透過率を制御方式を採用しても良い。このＥＣＢモードのうち、例えば、液晶の初期配向状態をほぼ平行状態（基板平面に水平な方向）に制御するタイプは、印加電圧に対して透過率に極小値を有する図６に示すような特性を備えており、さらに、電圧非印加状態で白を表示するいわゆるノーマリホワイトモードである。

図６に示すような印加電圧に対して透過率に極小値を備える液晶としては、上記ＥＣＢモードの他に、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モード、ねじれ角によってはＳＴＮ（Ｓｕｐｅｒ Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モードなどがあげられる。

これら透過率に極小値を持つＬＣＤ（ＥＣＢ、ＯＣＢ、ＳＴＮ等）においては、透過率を極小とするために液晶に印加される電圧が適正値からずれると、「黒」表示ができず、表示コントラストの低下を招いてしまう。本実施形態では、上述のように極性反転周期を２フレーム期間より十分長くすることで、フリッカの発生が防止されている。従って、このような透過率に極小値を有するＬＣＤでは、フリッカを特に考慮することは必要でなく、透過率極小を示す電圧値が、正極性期間と負極性期間とで絶対値で等しくなるように調整すればよく、その分制御が容易で、かつ黒を確実に表示でき、コントラストの高い表示が実現できる。

ノーマリホワイトモードのＬＣＤであっても、印加電圧に対する透過率の極小値を持たない上記ＴＮモードのＬＣＤの場合、黒表示には十分大きい電圧を印加すれば、その印加電圧に多少のばらつきがあっても黒の表示は可能である。一方で、従来のように１フレーム周期以下の周期で極性反転を実行するとフリッカの発生があり、できるだけフリッカが目立たないようにするため、極性反転は、中間の階調を示す電圧の絶対値が、正極性印加期間と負極性印加期間とで液晶層に印加されるように調整する必要がある。これに対して、上記のように印加電圧に対して透過率に極小値をもつＬＣＤでは、上記の通り、透過率極小を示す電圧値が正極性期間と負極性期間とで絶対値で等しくなるように調整する。なお、本実施形態においては、透過率に極小値のないＴＮモードで、ノーマリホワイトモードの場合であっても、透過率の最も小さい黒レベルを示す電圧値の絶対値を正極性期間と負極性期間とで合わせる方法を採用してもよい。これにより、黒を確実に表示することができ、コントラストの向上に寄与できる。

この透過率極小を示す電圧値が等しくなるような調整は、実際には、データラインと画素電極との間に設けられたＴＦＴの正極性表示データ信号と、負極性表示データ信号の通過特性や、例えば上述の式（２）に示すΔＶなどに起因した表示データ信号の波形なまり等を考慮した上で、調整部１４９により共通電極電位Ｖｃｏｍの電位を調整することにより、正極性期間と負極性期間とで、液晶に印加される黒表示電圧（ＶｃｏｍとＶｐの電位差の絶対値）が等しくなるように設定する。現在開発されているＴＦＴでは、ドレイン・ソース間の正極性信号と負極性信号の伝達特性は完全に同一にすることはできないため、表示データ信号波形自体を正極性期間と負極性期間とで完全に対象な波形とすることが困難である。しかし、本実施形態では、調整部１４９を備え、共通電極電位Ｖｃｏｍを調整することで、簡易に、かつ、正極性期間と負極性期間とで液晶層に印加される実効電圧を絶対値でできる限り等しくすることが可能となる。

ここで、液晶への印加電圧の極性反転の方法としては、共通電極電位Ｖｃｏｍを常時一定として、表示電圧Ｖｐの極性だけを反転する方法と、表示電圧Ｖｐの極性反転と併せて共通電極電位Ｖｃｏｍの電位を変動させる方法とがある。

以上の説明では、図１に示すように共通電極電位Ｖｃｏｍの電位を一定に維持する場合を例に説明した。

しかし、共通電極電位Ｖｃｏｍの電位も反転させる方法を併用してもよい。図７は、このように共通電極電位Ｖｃｏｍを反転させる場合において、アクティブマトリクス型ＬＣＤの１画素に着目した場合に、その画素の液晶層に印加される駆動電圧波形と、その際のＬＣＤの透過率の変化を示している。共通電極電位Ｖｃｏｍの電位を反転させることは、共通電極側から考えると、Ｖｃｏｍ用の電源を少なくとも２つ用意し、かつＶｃｏｍの出力電位を切り替える回路構成が必要となり（後述の図９参照）、さらに極性反転するので、反転しない場合と比較すると消費電力は増える。

しかし、本実施形態では極性反転の周期が非常に長いので消費電力の増加分は少なくてすむ。また、ＴＦＴ側から考えると、表示電圧Ｖｐの極性の反転時、共通電極電位Ｖｃｏｍの極性がＶｐの極性と反対の極性に変化する。よって、図７（ａ）に示すように、表示電圧Ｖｐの振幅を小さくしても、液晶には十分な絶対値の電圧を印加することができる。上述のように表示電圧Ｖｐは、データラインＤＬに出力された表示データ信号を各画素に設けれられたＴＦＴ２０を介して画素電極３０に供給される電圧であり、表示電圧Ｖｐの振幅を小さくできれば、それは、ＴＦＴ２０の通過させる交流電圧の振幅を小さくできることになり、ＴＦＴ２０の耐圧の余裕が大きくなり、ＴＦＴ２０の負担を低減することが可能となる。

図８は、上記図７のような共通電極電位Ｖｃｏｍの電位も反転させる駆動方法を採用したＬＣＤ２の概略システム構成図の例を示した部であり、図２と同一部分には同一符号を付して説明を省略する。図２との相違点は、極性反転制御信号ＰＳが共通電極駆動部１４１にも供給されている点である。

図９は、図８の共通電極駆動部１４１の概略回路構成図であり、第１共通電圧発生部１４２、第２共通電圧発生部１４４、第１及び第２調整部１４３，１４５及び切替スイッチ（ＳＷ）１４６を備える。第１共通電圧発生部１４２は正極性の第１共通電圧を発生し第２共通電圧発生部１４４は負極性の第２共通電圧を切替ＳＷ１４６に出力する。

次に、本実施形態において、ＥＣＢモードの１種であるＶＡモードを採用した場合について説明する。ＶＡモードは、液晶の初期配向を垂直方向（基板の法線方向）としており、透過率に極小値を持たない。このようなＶＡモードも上記モードと同様に効果を得ることが出来る。このＶＡモードの中で、配向膜にラビング処理を施さないラビングレスタイプＬＣＤでは、消費電力の低減の観点だけでなく、表示品質の向上の観点からも、１Ｈ反転や１ドット反転を採用せず、多数フレーム期間毎の極性反転だけとすることがより望ましい。図１０（ａ）、１０（ｂ）は、このラビングレスタイプのＶＡモードＬＣＤの概略断面、一例として図１０（ｃ）に示すような概略平面構造を有するＬＣＤのＡ−Ａ線に沿った断面構造を示している。このＬＣＤでは、配向膜がラビングレスタイプであるから、液晶の初期配向はプレチルトがなく、電圧非印加状態では、液晶分子の長軸方向が基板の法線方向に向いて配向している。垂直方向に初期配向した液晶分子６０は、図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に示すように、ＬＣＤの共通電極４０と画素電極３０との間に電圧を印加し始めると、最初の電圧の低い状態で発生する弱電界（図中、点線で示す電気力線参照）が、画素電極３０の端部などで斜めに傾き、この斜め電界によって、電圧上昇に追従して液晶分子が倒れていく方角が規定される。

なお、例えば１画素領域内でそれぞれ、図示するように、配向分割部５０を設けておくことで、１画素領域内の複数領域でそれぞれ異なる方角に分割できる。つまり、後述する図１１の（ｉ）〜（ｉｖ）に示すように１画素領域内を複数の優先視方向の異なる領域に分割することができ、１画素当たり、即ちディスプレイの視野角を拡大することが可能となる。

図１０（ａ）、図１０（ｂ）の例では、この配向分割部５０は、電極不在領域（窓）や電極上に突起部を設けることで構成でき、共通電極４０と画素電極３０の両方にそれぞれ画面の垂直方向に折れ線状に延びるパターンで形成されている。なお、このようなパターンに限られるものではなく、例えば図１１（ａ）に示すように、１画素領域内で、長手方向の上端および下端が２股に分かれたようなパターンや、図１１（ｂ）のように１画素の中央で配向分割部５０が交差するいわゆるＸ字状のパターンに、電極不在領域（窓）や突起部を設けることで構成してもよい。このような配向分割部５０により、図１０（ａ）、図１０（ｂ）に示すように、１画素内における液晶配向方角の境界をこの分割部５０に固定でき、液晶分子の倒れていく方角の画素内での境界位置が、画素毎や、各駆動タイミング毎に異なり、表示がざらつくなどの表示品質への悪影響を防いでいる。

以上のようなＶＡモードＬＣＤにおいては、液晶分子６０は、画素電極３０だけでなく、画素電極３０よりも下層に形成されている例えばＴＦＴを駆動するためのゲートラインＧＬやＴＦＴを介して画素電極３０に表示データ信号を供給するためのデータラインＤＬが発生する電界の影響も受けやすい。特に、例えば１Ｈ毎に液晶への印加電圧を極性反転する場合には、１本のデータラインＤＬについて着目すると、１Ｈ期間毎にこのデータラインＤＬに供給される表示データ信号の極性は反転することとなり、図１０（ａ）に示すように、例えば正極性の電圧が印加されている画素電極３０同士の間を通るデータラインＤＬに負極性の表示データ信号が印加され、次の１Ｈ期間になると再びデータラインＤＬの表示データ信号の極性が反転する。

したがって、このデータラインＤＬから液晶層に漏れる電界が、図１０（ａ）のように、画素電極３０の端部の斜め電界を乱す可能性がある。上述のように画素電極３０の端部の斜め電界は、１画素領域内での液晶の配向方角を規定する重要な電界であるが、データラインＤＬからの漏れ電界などによってその位置がずれたりすると、１画素領域内の意図しない位置に配向方角の境界、いわゆるリバースチルト領域が発生し、表示品質の低下を招くことがある。しかし、本実施形態では、極性反転周期を多数フレーム期間としてフリッカの発生が防止されているので、１Ｈ反転や１ドット反転をする必要がなく、１画面内で、データラインＤＬ（表示データ信号）の極性が、画素電極３０に印加されている電圧の極性に対して逆極性になる機会がほとんどなくなる。したがって、フリッカの発生だけでなく、図１０（ｂ）に示されるように、リバースチルトの発生を防止することも可能となり、非常に表示品質が高く、かつ消費電力の低いＬＣＤを実現することが可能となる。以上では、ＶＡモードにおけるリバースチルトの発生とその抑制について説明したが、ＴＮモード、ＥＣＢモード等でも、本実施形態のような極性反転周期を採用することで、同様にリバースチルトの発生を抑制することができる。

なお、本実施形態では、パネル背後などに配置された光源からの光だけで表示を行い、画素電極及び共通電極の両方にＩＴＯなどの透明導電性電極を採用した透過型ＬＣＤ、画素電極として反射金属電極を用い外光からの光を反射して表示を行う反射型ＬＣＤ、さらに光源使用時には透過モードとして、光源を消灯した際には反射モードとして機能する半透過ＬＣＤのいずれのタイプにも採用可能である。反射型ＬＣＤや半透過型ＬＣＤなどでは、一層のコントラストの向上等が求められているが本実施形態のように極性反転を行うことで、例えばＥＣＢモードの反射型や半透過型ＬＣＤであっても十分に高いコントラストで表示を行うことが可能となる。

各種電子機器に搭載される液晶表示装置に採用することができる。

Claims (21)

1. 対向面側にそれぞれ液晶駆動用の電極を備える２枚の基板が液晶層を挟んで対向配置して構成され、複数の画素を備える液晶表示装置の駆動方法であって、
   ２フレーム期間以上、各画素において液晶層に印加される液晶駆動電圧を所定基準に対して同一極性に維持することを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。
2. 前記液晶駆動電圧を、１０秒以上の期間、同一極性に維持す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。
3. 前記複数の画素の全画素の駆動期間に相当する１画面駆動期間を最小単位として、前記液晶駆動電圧を極性反転することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の液晶表示装置の駆動方法。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の液晶表示装置の駆動方法において、
   前記液晶駆動電圧を同一極性で印加する期間ｔは、前記液晶層に印加される最大印加電圧Ｖｐｍａｘと、該最大印加電圧Ｖｐｍａｘを期間ｔの間同一極性で前記液晶層に印加した場合に前記液晶層に発生する残留直流電圧Ｖｄｃとの関係が、下記式（１）
   Ｖｄｃ≦０．１×Ｖｐｍａｘ ・・・（１）
   を満足する期間以下にしたことを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。
5. 請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の液晶表示装置の駆動方法において、
   前記液晶層に対して印加する正極性の前記液晶駆動電圧と負極性の前記液晶駆動電圧とは、その印加時間を等しくしたことを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。
6. 請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の液晶表示装置の駆動方法において、
   前記液晶表示装置は、印加電圧に対する透過率に極小値を有する特性を備え、
   黒表示に際し、前記液晶層に印加する液晶駆動電位が対向基板の電極電位に対して正極性の期間と負極性の期間とで、共に、絶対値で等しい電位差となるように、前記対向基板の電極電位を設定することを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。
7. 前記液晶表示装置は、電界制御複屈折モードで動作する請求項６に記載の液晶表示装置の駆動方法。
8. 請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の液晶表示装置の駆動方法において、
   前記複数の画素毎に個別に形成された画素電極に印加する電圧の所定基準に対する極性を前記２フレーム期間以上の周期で反転し、
   前記画素電極と前記液晶層を挟んで対向する共通電極に印加する電圧を一定として、前記液晶層に印加される液晶駆動電圧の所定基準に対する極性を、前記２フレーム期間以上の周期で、反転駆動することを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。
9. 請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の液晶表示装置の駆動方法において、
   前記複数の画素毎に個別に形成された画素電極に印加する電圧の所定基準に対する極性を前記２フレーム期間以上の周期で反転し、
   前記画素電極に印加する電圧の極性の反転と同期して、前記画素電極と前記液晶層を挟んで対向する共通電極に印加する電圧を極性反転することを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。
10. 対向面側にそれぞれ液晶駆動用の電極を備える２枚の基板が液晶層を挟んで対向配置して構成され、複数の画素を備える液晶表示装置であって、
    映像信号に基づいて液晶層に印加する液晶駆動電圧を作成する液晶駆動信号処理部と、
    ２フレーム期間以上の所定期間の経過を判定し、前記液晶駆動電圧の極性を反転するための極性反転制御信号を出力する所定期間判定部と、を備え、
    前記極性反転制御信号に応じて、前記液晶駆動信号処理部が前記液晶駆動電圧の極性を反転し、
    ２フレーム期間以上、各画素で液晶層に印加される液晶駆動電圧が所定基準に対して同一極性に維持されることを特徴とする液晶表示装置。
11. 請求項１０に記載の液晶表示装置において、
    前記所定期間判定部は、１０秒以上の期間の経過を判定し、
    前記液晶駆動信号処理部は、前記液晶駆動電圧を１０秒以上の期間、同一極性に維持することを特徴とする液晶表示装置。
12. 請求項１０又は請求項１１に記載の液晶表示装置において、
    前記所定期間判定部が判定する期間ｔは、前記液晶層に印加される最大印加電圧Ｖｐｍａｘと、該最大印加電圧Ｖｐｍａｘを期間ｔの間同一極性で前記液晶層に印加した場合に前記液晶層に発生する残留直流電圧Ｖｄｃとの関係が、下記式（１）
    Ｖｄｃ≦０．１×Ｖｐｍａｘ ・・・（１）
    を満足する期間以下に設定されていることを特徴とする液晶表示装置。
13. 請求項１０〜請求項１２のいずれか一項に記載の液晶表示装置において、
    前記所定期間判定部で判定される期間は、前記液晶層に対して印加する正極性の前記液晶駆動電圧と負極性の前記液晶駆動電圧の印加時間が等しくなる期間に設定されていることを特徴とする液晶表示装置。
14. 請求項１０〜請求項１３のいずれか一項に記載の液晶表示装置において、
    更に、前記所定期間判定部における判定期間を任意に設定する設定部を備えることを特徴とする液晶表示装置。
15. 請求項１０〜請求項１４のいずれか一項に記載の液晶表示装置において、
    前記液晶層への印加電圧に対する透過率に極小値を有する特性を備え、
    対向基板の電極を駆動する対向電極駆動部を備え、
    該対向電極駆動部は、黒表示に際し、前記液晶層に印加する液晶駆動電位が対向基板の電極電位に対して正極性の期間と負極性の期間とで、共に、絶対値で等しい電位差となるように前記対向基板の電極電位を設定することを特徴とする液晶表示装置。
16. 請求項１５に記載の液晶表示装置において、
    さらに、前記対向電極駆動部が設定する前記対向基板の電極電位を調整する調整部を備えることを特徴とする液晶表示装置。
17. 前記液晶表示装置は、電界制御複屈折モードで動作する請求項１６に記載の液晶表示装置。
18. 請求項１０〜請求項１７のいずれか一項に記載の液晶表示装置において、
    対向基板の電極を駆動する対向電極駆動部を備え、
    該対向電極駆動部は、前記液晶層に印加する液晶駆動電位の極性反転に同期して、対向基板に印加する電極電位の極性を反転する対向電極駆動電圧反転部を備えることを特徴とする液晶表示装置。
19. 対向面側にそれぞれ液晶駆動用の電極を備える２枚の基板が液晶層を挟んで対向配置して構成され、複数の画素を備える液晶表示パネルの駆動装置であって、
    映像信号に基づいて液晶層に印加する液晶駆動電圧を作成する液晶駆動信号処理部と、
    ２フレーム期間以上の所定期間の経過を判定し、前記液晶駆動電圧の極性を反転するための極性反転制御信号を出力する所定期間判定部と、を備え、
    前記液晶駆動信号処理部は、前記極性反転制御信号に応じて、前記液晶信号処理部が前記液晶駆動電圧の極性を反転する極性処理部を備え、
    ２フレーム期間以上、各画素で液晶層に印加される液晶駆動電圧を所定基準に対して同一極性に維持することを特徴とする液晶表示パネルの駆動装置。
20. 請求項１９に記載の液晶表示パネルの駆動装置において、
    前記所定期間判定部は、１０秒以上の期間の経過を判定し、
    前記液晶駆動信号処理部は、前記液晶駆動電圧を１０秒以上の期間、同一極性に維持することを特徴とする液晶表示パネルの駆動装置。
21. 請求項１９又は請求項２０に記載の液晶表示パネルの駆動装置において、
    前記映像信号と共に供給される同期信号及び所定クロック信号に基づいて前記液晶表示パネルでの動作タイミングを制御するためのタイミング信号を発生するタイミング制御部を有し、
    該タイミング制御部は、前記所定期間判定部を構成し、前記同期信号に基づいて所定期間の経過を判定し、前記反転制御信号を作成することを特徴とする液晶表示パネルの駆動装置。

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