JP2012159859A - 液晶表示装置の駆動方法 - Google Patents

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大介 久保田
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Abstract

【課題】 液晶表示装置おいて、オーバードライブ駆動を行うときには、前後の階調データを比較するための回路及びその結果に基づき階調データを変換する回路など液晶表示装置の構成を複雑化させている。また液晶表示装置は1フレーム期間内常時印加電圧が保持されるホールド型の駆動が行われているため、動画の残像感に対する対策としても高電圧印加による立上り時間の低下だけでは十分ではなかった。
【解決手段】 本発明は、1フレーム期間において、液晶素子に高電圧を印加する期間を有し、前記高電圧を印加する期間の後定電圧を印加し、高電圧の電圧値の絶対値は定電圧の電圧値以上であることを特徴とする。また、高電圧を印加する期間の矩形波は、立上り時間τONに対し周期の短い複数のパルスを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、液晶表示装置駆動の応答速度を高めた液晶表示装置、そのための電圧印加波形
を用いた液晶表示装置の駆動方法に関する。
従来より、液晶表示装置において多階調表示を行う方式としてアクティブマトリクス型駆
動方式が用いられている。アクティブマトリクス型駆動方式とは、表示階調に対応する基
準電圧をアナログスイッチにより選択し、その選択された電圧を液晶表示装置に印加する
ことにより目的の階調を表示する方式である。また、通常１画像を表示する期間（１フレ
ーム）あたりに表示される階調は一種で、液晶表示装置には目的の階調に対応する所定の
基準電圧が印加される。
液晶表示装置は印加電圧の変化量が小さい時、目的の階調が得られるまでの時間（応答時
間、つまり立上り時間＋立下り時間）が増大する傾向がある。
この応答速度の増大のため中間調１から中間調２への変化時等の、液晶表示装置への印加
電圧の変化が小さいときに液晶の応答が間に合わず残像感が現れるという問題がある。そ
こで従来では電圧印加時に前回の階調データと大小を比較し、大きければ印加電圧を大き
くし、小さければ印加電圧を小さくする等、目的階調に対応する基準電圧より実際に印加
する電圧またはその一部を増減させる等オーバードライブ駆動することで立上り時間を低
下させ問題の解決を図っている。
このようなオーバードライブ駆動を行う場合、回路規模が大きくなるため、高コストを懸
念し、少ないメモリ容量で液晶表示パネルの階調変化の応答速度を向上させる駆動方法が
提案されている（特許文献１参照）。
特開平０７−１２１１４３
しかし液晶表示装置において、上記のようなオーバードライブ駆動を行うときには、前後
の階調データを比較するための回路及びその結果に基づき階調データを変換する回路など
液晶表示装置の構成を複雑化させている。
また液晶表示装置は１フレーム期間内常時印加電圧が保持されるホールド型の駆動が行わ
れているため、動画の残像感に対する対策としても高電圧印加による立上り時間の低下だ
けでは十分ではなかった。
上記課題を鑑み本発明は、１フレーム期間において、液晶素子に高電圧を印加する高電圧
印加期間を有し、高電圧印加期間の後に、定電圧を印加する定電圧印加期間を有すること
を特徴とする。高電圧印加期間は、液晶表示装置の立上り時間に対し短周期である複数の
パルスを有し、高電圧の電圧値の絶対値が定電圧の電圧値以上、つまり基準電圧以上であ
ることを特徴とする。なお、このように本明細書中では、高電圧を印加する期間を高電圧
印加期間と呼び、定電圧を印加する期間を定電圧印加期間と呼ぶ。また、高電圧印加期間
の矩形波（パルスとも呼ぶ。）は、立上り時間τＯＮの間に対し周期の短い複数のパルス
を有する。この周期の短いパルスを印加する期間を短周期パルス期間とも呼ぶ。
このように高電圧を印加するパルスを用いることで、液晶表示装置において液晶素子の立
上り時間を短くすることが出来る。さらに立上り時間が短くなったことで、応答時間（立
上り時間（τＯＮ）＋立下り時間（τＯＦＦ））も短くなる。そのため、上記に電圧無印
加期間を設けても、１フレーム内で多階調の制御性を有する。また透過光強度特性の応答
波形をインパルス型とすることが出来る。
すなわち本発明は、１フレーム期間において、液晶素子に高電圧を印加する高電圧印加期
間を有し、高電圧を印加する期間の後に、定電圧を印加する定電圧印加期間を有し、高電
圧印加期間は、液晶表示装置の立上り時間に対し短周期である複数のパルスを有し、且つ
電圧値の絶対値が定電圧の電圧値より大きいことを特徴とする液晶表示装置の駆動方法で
ある。
このような駆動方法を達成するために、液晶素子に高電圧を印加する機能と、高電圧を印
加した後定電圧を印加する機能を設ける。これら機能は、画素部が形成されるガラス基板
に一体形成しても、プリント基板上に形成して実装してもよい。
さらに好ましくは本発明において、液晶素子に定電圧を印加する定電圧印加期間の後に、
しきい値電圧の絶対値よりも低い電圧を印加する期間、もしくは、電圧を印加しない期間
（以下、電圧無印加期間と呼ぶ）とすることを特徴とする。しきい値電圧の絶対値よりも
低い電圧を印加する期間を設けることにより、液晶分子を常に一度基準状態に戻すことが
出来る。すると、前後の階調データの比較をすることがなく、基準状態との比較のみでよ
い。そのため、複雑な処理回路を必要とせず、回路の複雑化を避けることが出来る。なお
、ここで言うしきい値電圧とは、液晶表示装置に含まれる液晶素子へ印加した電界によっ
て、液晶分子のダイレクタ方向（液晶分子の長軸の平均方向をダイレクタという）が変化
を開始する電圧のことである。
すなわち本発明は、１フレーム期間において、液晶素子に高電圧を印加する高電圧印加期
間を有し、高電圧印加期間の後定電圧を印加する定電圧印加期間を有し、定電圧印加期間
の後に、しきい値電圧の絶対値よりも低い電圧を印加する（もしくは、電圧を印加しない
）電圧無印加期間となり、高電圧印加期間は、液晶表示装置の立上り時間に対し短周期で
ある複数のパルスを有し、且つ電圧値の絶対値が定電圧の電圧値より大きいことを特徴と
する液晶表示装置の駆動方法である。
このような駆動方法を達成するために、定電圧を印加する定電圧印加期間の後に、しきい
値電圧の絶対値よりも低い電圧を印加する機能、もしくは、電圧を印加しないように制御
する機能を設ける。この機能は、画素部が形成されるガラス基板に一体形成しても、プリ
ント基板上に形成して実装してもよい。
すなわち本発明の構成の一つは、1フレーム期間において、液晶素子に高電圧を印加する
機能と、前記高電圧を印加する期間とを有し、高電圧を印加する期間の後に、定電圧を印
加する機能と、定電圧を印加する期間とを有し、高電圧を印加する期間は、液晶表示装置
の立上り時間に対し短周期である複数のパルスを有し、且つ電圧値の絶対値が定電圧の電
圧値より大きいことを特徴とする液晶表示装置である。
また本発明の他の構成は、1フレーム期間において、液晶素子に高電圧を印加する機能と
、高電圧を印加する期間とを有し、高電圧を印加する期間の後に、定電圧を印加する機能
と、定電圧を印加する期間とを有し、定電圧を印加する期間の後に、しきい値電圧の絶対
値よりも低い電圧を印加するよう制御する機能（もしくは、電圧を印加しないように制御
する機能）と、しきい値電圧の絶対値よりも低い電圧を印加する（もしくは、電圧を印加
しないように制御する）期間とを有し、高電圧を印加する期間は、液晶表示装置の立上り
時間に対し短周期である複数のパルスを有し、且つ電圧値の絶対値が定電圧の電圧値より
大きいことを特徴とする液晶表示装置である。
上記の駆動方法及び、前記駆動方法を用いた液晶表示装置において、複数のパルスのうち
少なくとも１つの電圧値の極性を、定電圧の電圧に対し、逆としてもよい。また、複数の
パルスを印加する期間は、液晶表示装置の立上り時間と同程度の時間にしてもよい。さら
に、しきい値電圧の絶対値よりも低い電圧を印加する期間（もしくは、電圧を印加しない
期間）は、前記液晶表示装置の立下り時間と同程度の時間であってもよい。
上記のような電圧を印加するための波形（以下、電圧印加波形と呼び、単に電圧波形や電
圧印加パターンとも呼ぶことができる）をノーマリーブラック型の液晶表示装置に適用す
ることで、時間的に連続していたフレーム期間と次のフレーム期間の間であって、好まし
くは電圧無印加期間に黒表示期間を挿入することができ、動画の残像感を低減することが
出来る。
つまり、前記しきい値電圧の絶対値よりも低い電圧を印加する（もしくは、電圧を印加し
ない）電圧無印加期間を用いて黒表示期間を挿入してもよい。
本発明では、上記のようなパルスによる高電圧印加期間、目的の諧調を維持する定電圧印
加期間、さらに電圧無印加期間で構成された電圧印加波形をフレーム期間とする液晶表示
装置の駆動方法を提供することができる。本発明の具体的な液晶表示装置の駆動方法は、
上記電圧印加波形を液晶表示装置へ印加する方法として、１つの画像（階調）を表示する
期間となるフレーム期間を、上記高電圧印加期間のパルス１つ当りの印加時間（つまり、
パルス幅）を単位時間とするサブフレームに等分し、このサブフレームを１単位期間とし
てアクティブマトリクス型駆動方式を用いて液晶表示装置の駆動を行う。上記液晶表示装
置の駆動方法は、従来のアクティブマトリクス型駆動方式のフレーム周波数を増大させる
ことにより、達成することができる。そのため、本発明による駆動方法は、回路を複雑化
せずに実施することが出来る。
すなわち本発明の構成の一つは、1フレーム期間において、液晶素子に高電圧を印加する
期間を有し、高電圧を印加する期間の後に、定電圧を印加する期間を有し、高電圧を印加
する期間は、液晶表示装置の立上り時間に対し短周期である複数のパルスを有し、且つ電
圧値の絶対値が定電圧の電圧値より大きいことを特徴とする液晶表示装置の駆動方法であ
る。
また、本発明の他の構成は、1フレーム期間において、液晶素子に高電圧を印加する期間
を有し、高電圧を印加する期間の後に、定電圧を印加する期間を有し、定電圧を印加する
期間の後に、しきい値電圧の絶対値よりも低い電圧を印加する期間を有し、高電圧を印加
する期間は、液晶表示装置の立上り時間に対し短周期である複数のパルスを有し、且つ電
圧値の絶対値が定電圧の電圧値より大きいことを特徴とする液晶表示装置の駆動方法であ
る。
また、本発明の他の構成は、１フレーム期間において、液晶素子に高電圧を印加する期間
を有し、高電圧を印加する期間の後に、定電圧を印加する期間を有し、高電圧を印加する
期間は、液晶表示装置の立上り時間に対し短周期である複数のパルスを有し、且つ電圧値
の絶対値が定電圧の電圧値より大きく、前記パルスの幅を１単位期間として前記液晶表示
装置を駆動する液晶表示装置の駆動方法である。
また、本発明の他の構成は、１フレーム期間において、液晶素子に高電圧を印加する期間
を有し、高電圧を印加する期間の後に、定電圧を印加する期間を有し、定電圧を印加する
期間の後に、しきい値電圧の絶対値よりも低い電圧を印加する（もしくは、電圧を印加し
ない）期間とし、高電圧を印加する期間は、液晶表示装置の立上り時間に対し短周期であ
る複数のパルスを有し、且つ電圧値の絶対値が定電圧の電圧値より大きく、パルスの幅を
１単位期間として駆動する液晶表示装置の駆動方法である。
上記構成において、複数のパルスの少なくとも１つの電圧値は、定電圧の電圧に対し極性
が逆となっていてもよい。また、複数のパルスを印加する期間は、液晶表示装置の立上り
時間と同程度の時間としてもよい。さらに、しきい値電圧の絶対値よりも低い電圧を印加
する期間は、液晶表示装置の立下り時間と同程度の時間としてもよい。
また、１フレーム期間において、しきい値電圧の絶対値よりも低い電圧を印加する期間を
用いて黒表示期間を挿入してもよい。
本発明により液晶表示装置の、動画の残像感を低減することができる。これは本発明の電
圧印加波形により、透過光強度特性をホールド型からインパルス型とすることが可能とな
るからである。またその際、本発明による電圧印加波形及び印加方式は、従来のアクティ
ブマトリクス型駆動方式のフレーム周波数を増大させることで達成できる。そのため、回
路を複雑化することがない。
本発明における液晶表示装置用電圧印加波形 本発明における液晶表示装置用電圧印加波形と従来方式における電圧印加波形 電圧印加による液晶表示装置の透過光強度過渡応答特性 電圧消去による液晶表示装置の透過光強度過渡応答特性 液晶表示装置の立上り特性と立下り特性の比較 印加電圧の増減による立上り時間の変化 本発明における液晶表示装置の構成 本発明における電圧印加波形 実施例における液晶表示装置の透過光強度過渡応答特性 本発明の液晶表示装置を用いた携帯電話機 本発明の液晶表示装置を用いた電子機器例 本発明の液晶表示装置を用いた背面投影型表示装置 本発明の液晶表示装置を用いた前面投影型表示装置 本発明の液晶表示装置を用いたプロジェクタユニット 本発明の液晶表示装置を用いたプロジェクタユニット 本発明の液晶表示装置を用いたプロジェクタユニット 本発明における液晶表示装置用電圧印加波形と透過光強度過渡応答特性
以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。但し、本発明は多くの異なる態
様で実施することが可能であり、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形
態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本実施
の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、実施の形態を説明するため
の全図において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を付し、その繰り
返しの説明は省略する。
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の階調表示方法について図３〜６、１７を用いて説明する。
通常、液晶表示装置の印加電圧に対する透過光強度を示した透過光強度特性をみると、図
３において電圧のＯＦＦ→ＯＮの立ち上がり時間は、透過光強度が０から０．９となるま
での時間を指し、τＯＮと示す。また図４において電圧のＯＮ→ＯＦＦの立ち下がり時間
は、透過光強度が１．０から０．１となるまでの時間を指し、τＯＦＦと示す。
τＯＮと、τＯＦＦは、実際の液晶駆動では異なってしまう。具体的には、図５に示すよ
うにτＯＦＦはτＯＮに比べ長くなってしまう。またτＯＦＦがτＯＮに比べ長いため、
応答速度（τＯＮ ＋τＯＦＦ）に対し極端に周期の短い電圧印加波形を連続して印加し
たとき、液晶分子の応答がその電圧印加波形に追随出来ず、電圧印加状態がほぼ保持され
てしまう。
また本発明による電圧印加波形は、電圧印加期間の開始初期におけるパルス印加期間の１
パルス当たりのパルス幅はτＯＮに比べ短く、そのため１パルスでは、透過光強度におい
て最大の変化量に達しない。しかし、次パルスが印加されるまでの時間が、（τＯＮ ＋
τＯＦＦ）と比べて非常に短いため、印加電圧が一時的にＯＦＦとなっても液晶の透過光
強度がＯＦＦ状態にまで回復しないうちに、次のパルスが印加される。その結果、液晶素
子を正確に制御することができる。
さらにこのパルス印加動作を連続して行うことで、液晶表示装置は透過光強度において最
大値を得ることが可能となる。
さらに図６に電圧Ｖ１及びＶ２（但し、Ｖ１＞Ｖ２）をそれぞれ印加した透過光強度示す
。電圧Ｖ１及びＶ２（但し、Ｖ１＞Ｖ２）をそれぞれ印加したときの液晶表示装置の立ち
上がり時間τＯＮは、図６に示す様に、より大きな電圧であるＶ１を印加した際の方が短
くなる特性を有する。またこの特性は、立上り時間に対し短い周期で構成されたパルス電
圧においても同様であることから、パルス印加電圧の印加電圧を高くすることでτＯＮは
短くなる。
また、図１７に本発明の液晶表示装置用電圧印加波形と透過光強度を示す。高電圧印加期
間Ａでの１パルス当たりのパルス幅はτＯＮに比べ短く、そのため１パルスでは、透過光
強度において目的の階調に達しない。しかし、次パルスが印加されるまでの時間が、τＯ
ＦＦと比べて非常に短いため、印加電圧が一時的にＯＦＦとなっても液晶の透過光強度が
ＯＦＦ状態にまで回復しないうちに、次のパルスが印加される。このパルス印加動作を連
続して行うことで、液晶表示装置は透過光強度において任意の階調を得ることが可能とな
る。また期間Ａで得られた任意の階調を、定電圧を印加する期間Ｂにより保持し、その後
しきい電圧以下または電圧を印加しない期間Ｃで透過高強度をＯＦＦ状態へと戻す。結果
、液晶素子の応答波形はインパルス型となり動画の残像感が低減される。
さらに従来のアクティブマトリクス型駆動方式を用いた液晶表示装置は、応答速度が遅い
ことから、次データが書き込まれるまで印加電圧を保持するホールド型の駆動が行われて
いる。ホールド型の駆動では、次のデータが書き込まれた直後は目的の階調がえられない
ため、これが残像感の原因となる。しかし本発明による電圧印加波形では、応答速度が速
いため、末尾に電圧無印加期間を形成することもでき、さらにこの期間であって次データ
が書き込まれるまでに黒表示期間を挿入することができる。すなわち透過光特性をホール
ド型からインパルス型とすることができる。これにより動画の残像感を低減できる。
（実施の形態２）
本実施の形態では、本発明の具体的な電圧印加波形を、従来のアクティブマトリクス型駆
動方式に用いられる電圧印加波形と比較しながら説明する。
図２（Ｂ）に示す従来のアクティブマトリクス型駆動方式に用いられる電圧印加波形は、
１フレーム当たり１つのパルスが目的の階調を表示するのに対応した電圧値（基準電圧）
で、該当フレーム期間中常時印加され続ける。一方、本発明による液晶表示装置用電圧印
加波形図２（Ａ）は、開始初期に設けられた期間Ａにおいて、τＯＮに対し周期の短い複
数のパルスで形成され、その印加電圧は基準電圧以上であり、その期間の印加時間は最大
でτＯＮ程度まで、つまりτＯＮ期間と同程度の時間として構成される。この期間Ａを高
電圧印加期間とする。また中期の期間Ｂは、目的の階調に対する基準電圧を印加する定電
圧印加期間とする。さらに末尾の期間Ｃを電圧無印加期間とする。その期間の印加時間は
最大でτＯＦＦ程度まで、つまりτＯＦＦ期間と同程度の時間として構成される。なお図
２（Ｂ）に示す印加電圧と、図２（Ａ）の期間Ｂの印加電圧は同じとする。
図２（Ａ）における電圧印加時間おいて期間Ａを最大でτＯＮまでとし、期間ＣをτＯＦ
Ｆまでとする。具体的な電圧印加波形は、図１（Ａ）を参照することができる。さらに期
間Ａ〜Ｃで構成されたフレーム期間の印加時間の周波数を、フレーム周波数に対応したも
のとする。すなわち液晶表示装置をフレーム周波数ＸＨｚで駆動するとき、本実施の形態
におけるフレーム周波数もＸＨｚとなり、フレーム期間は１／Ｘｓｅｃとなる。
このような駆動方法を用いて液晶表示装置を駆動することにより、透過光強度特性をイン
パルス型とすることが可能となり、動画の残像感を低減することができる。またその際、
本発明による電圧印加波形及び印加方式は従来のアクティブマトリクス型駆動方式のフレ
ーム周波数を増大させることで達成できる。そのため、回路を複雑化することがない。
（実施の形態３）
本実施の形態では、上記実施の形態と異なる電圧印加波形を説明する。
ＴＮ液晶を用いた液晶表示装置において透過光強度は、印加電圧の極性によらずその絶対
値によって決まる。そのため、図２（Ａ）における期間Ｂに対し、期間Ａの電圧印加極性
を逆とすることを特徴とする。具体的な電圧印加波形は、図１（Ｂ）を参照することがで
きる。
これにより、上記実施の形態の効果に加えて、液晶表示装置は内部の残留イオンの偏りが
低下し、残留イオンの偏りにより発生するコントラストの低下を低減することが出来る。
（実施の形態４）
本実施の形態では、上記実施の形態と異なる電圧印加波形を説明する。
上記実施の形態１において期間Ａの電圧印加極性を期間Ｂに対し１周期毎に逆とすること
を特徴とする。具体的な電圧印加波形は、図１（Ｃ）を参照することができる。
これにより、上記実施の形態の効果に加えて、液晶表示装置は内部の残留イオンの偏りが
低下し、残留イオンの偏りにより発生するコントラストの低下を低減することが出来る。
（実施の形態５）
本実施の形態では、上記実施の形態と異なる電圧印加波形を説明する。
本発明による電圧印加波形の短周期パルス印加部分は、パルス印加開始時に高電圧を印加
することによるτＯＮの改善を目的としている。よってパルス印加期間の印加電圧の絶対
値は常に一定である必要はなく徐々に減少、徐々に増加する、又は１つ毎に異なる等、期
間Ａ内で変えてもよい。具体的な電圧印加波形は、図１（Ｄ）を参照することができる。
（実施の形態６）
本実施の形態では、上記実施の形態と異なる電圧印加波形を説明する。
上記実施の形態１において期間Ａの電圧無印加部を期間Ｂに対しに逆方向とすることを特
徴とする。具体的な電圧印加波形は、図１（Ｅ）を参照することができる。
これにより、上記実施の形態の効果に加えて、液晶表示装置は内部の残留イオンの偏りが
低下し、残留イオンの偏りにより発生するコントラストの低下を低減することが出来る。
さらに期間Ａ内に電圧無印加部を形成しないことでより高速応答化が可能となる。
（実施の形態７）
本実施の形態では、液晶表示装置の構成について説明する。
図７は本発明の液晶表示装置の構成図である。液晶表示装置は、アクティブマトリクス型
液晶パネル１０１、該パネルが有するゲート線を駆動するゲート線駆動回路１０２、該パ
ネルが有するソース線を駆動するソース線駆動回路１０３を有する。
ゲート線駆動回路１０２からゲート線１（Ｇ１）へスイッチング用トランジスタをＯＮと
する信号が入力される。そしてソース線駆動回路１０３からソース線１（Ｓ１）からソー
ス線ｘ（Ｓｘ）へビデオ信号が入力されアクティブマトリクス型液晶パネルの画素１１か
ら画素ｘ（Ｐｉｘ（ｘ））へビデオ信号に応じた電圧が印加される。これを順次ゲート線
ｙ（Ｇｙ）まで繰り返す。このゲート線１（Ｇ１）からゲート線ｙ（Ｇｙ）までをそれぞ
れ１回ずつ走査するのに要する時間が１／ｎ秒であればフレーム周波数はｎＨｚである。
このように１つのゲート線に接続された画素毎の駆動を行う方法を線順次駆動という。
本発明では複数パルス印加部のパルス１つ当りの幅（パルス幅）が１／ｍ秒であるとき、
フレーム周波数ｍＨｚで駆動を行う。
また実施の形態１で示したとおり上記のサブフレーム期間１／ｍはτＯＮに対し短い。従
来のアクティブマトリクス型駆動方式では、１フレームで１つの画像を表示するのに対し
、本発明を用いた場合、従来に対応した１フレーム分の周波数では目的の画像表示は行わ
れない。本発明では上記の周期１／ｍのサブフレームが複数（ここでは仮にａ個と仮定す
る）で構成されたフレーム期間によって１つの画像を表示する方式をとることができる。
またこの複数のサブフレームによって構成されたフレーム期間が図１に示す電圧印加波形
に相当する。よって一枚の画像を表示するのに要する時間、すなわちフレーム周期はａ／
ｍ秒となる。またフレーム周波数とは１秒当りの画像表示枚数を指しており、本発明にお
ける実質のフレーム周波数はｍ／ａＨｚとなる。
また上記駆動方式は従来のアクティブマトリクス型駆動回路と比べフレーム周波数が増大
しているのみで、液晶表示装置構成に大きな変更はなく、回路構成を複雑化せずに実施で
きる。
但しゲート線駆動回路、又はソース線駆動回路が有する回路は、本発明の駆動方法を達成
するために、液晶素子に高電圧を印加する機能と、高電圧を印加した後定電圧を印加する
機能とを有する。これら回路は、画素部が形成されるガラス基板に一体形成しても、プリ
ント基板上に形成して実装してもよい。またさらにゲート線駆動回路、又はソース線駆動
回路が有する回路は定電圧を印加した後に、しきい値電圧の絶対値よりも低い電圧を印加
する機能、もしくは電圧を印加しないように制御する機能を有する。
このような液晶表示装置は、実施の形態２で示した電圧印加波形を適用したものであって
、例えば期間Ａを３ｍｓ、期間Ｂを３ｍｓ、期間Ｃを９ｍｓとして、駆動することができ
る。
なお、本発明の駆動方法は、ゲート線１（Ｇ１）にＯＮ信号が入力された際に、１つのソ
ース線に順にビデオ信号を入力する、１画素毎の駆動方式である点順次駆動にも適用する
ことができる。
（実施の形態８）
本実施の形態では、本発明の液晶表示装置を用いた携帯電話機について説明する。
図１０は、本発明の液晶表示装置を用いた携帯電話機の一態様を示している。本発明の液
晶表示装置に相当する表示パネル４０１はハウジング４０２に脱着自在に組み込まれてい
る。ハウジング４０２は表示パネル４０１のサイズに合わせて、形状や寸法を適宜決定す
ることができる。表示パネル４０１を固定したハウジング４０２はプリント基板４０３に
嵌着されモジュールとして組み立てられる。
表示パネル４０１はＦＰＣ４０４を介してプリント基板４０３に接続されている。プリン
ト基板４０３には、スピーカ４０５、マイクロフォン４０６、送受信回路４０７、ＣＰＵ
及びコントローラなどを含む信号処理回路４０８が形成されている。そして上記モジュー
ルと、入力手段４０９、バッテリ４１０を組み合わせ、筐体４１１に収納する。このとき
表示パネル４０１の画素部は、筐体４１１に形成された開口窓から視認できように配置す
る。
表示パネル４０１は、上記実施の形態で示すような電圧印加波形を用いて駆動されており
、応答速度を高めることができる。また本発明による電圧印加波形を用いた駆動方法は、
フレーム周波数を増大させることで達成できるため、プリント基板４０３等に設けられる
回路を複雑化することがない。そのため、携帯電話機の小型化、軽量化を図ることができ
る。
本実施の形態に係る携帯電話機は、その機能や用途に応じてさまざまな態様に変容するこ
とができる。例えば、表示パネルを複数備えたり、筐体を適宜複数に分割して蝶番により
開閉式とした構成としても、上記した作用効果を奏することができる。
（実施の形態９）
本発明の液晶表示装置を用いた電子機器として、上記携帯電話機以外にテレビジョン装置
（単にテレビ、又はテレビジョン受信機ともよぶ）、デジタルカメラ、デジタルビデオカ
メラ、ＰＤＡ等の携帯情報端末、携帯型ゲーム機、コンピュータ用のモニター、コンピュ
ータ、カーオーディオ等の音響再生装置、家庭用ゲーム機等の記録媒体を備えた画像再生
装置等が挙げられる。その具体例について、図１１を参照して説明する。
図１１（Ａ）に示す携帯情報端末機器は、本体９２０１、表示部９２０２等を含んでいる
。表示部９２０２には、本発明の液晶表示装置を適用することができる。その結果、回路
を複雑化することなく、応答速度の高い携帯情報端末機器を提供することができる。
図１１（Ｂ）に示すデジタルビデオカメラは、表示部９７０１、表示部９７０２等を含ん
でいる。表示部９７０１には、本発明の液晶表示装置を適用することができる。その結果
、回路を複雑化することなく、応答速度の高いデジタルビデオカメラを提供することがで
きる。
図１１（Ｃ）に示す携帯型のテレビジョン装置は、本体９３０１、表示部９３０２等を含
んでいる。表示部９３０２には、本発明の液晶表示装置を適用することができる。その結
果、回路を複雑化することなく、応答速度の高い携帯型のテレビジョン装置を提供するこ
とができる。またテレビジョン装置として、携帯電話機などの携帯端末に搭載する小型の
ものから、持ち運びをすることができる中型のもの、また、大型のもの（例えば４０イン
チ以上）が挙げられ、これら幅広く、本発明の液晶表示装置を適用することができる。
図１１（Ｄ）に示す携帯型のコンピュータは、本体９４０１、表示部９４０２等を含んで
いる。表示部９４０２には、本発明の液晶表示装置を適用することができる。その結果、
回路を複雑化することなく、応答速度の高い携帯型のコンピュータを提供することができ
る。
図１１（Ｅ）に示すテレビジョン装置は、本体９５０１、表示部９５０２等を含んでいる
。表示部９５０２には、本発明の液晶表示装置を適用することができる。その結果、回路
を複雑化することなく、応答速度の高いテレビジョン装置を提供することができる。
このように、本発明の液晶表示装置により、回路を複雑化することなく、応答速度の高い
電子機器を提供することができる。
（実施の形態１０）
本実施の形態では、本発明の液晶表示装置を用いた背面投影型表示装置について説明する
。
図１２（Ａ）に全体像を、（Ｂ）に断面図が示された背面投影型表示装置５０１は、プロ
ジェクタユニット５０２、ミラー５０３、スクリーンパネル５０４を備えている。その他
にスピーカ５０５、操作スイッチ類５０６を備えている場合もある。このプロジェクタユ
ニット５０２は、背面投影型表示装置５０１の筐体５０７の下部に配設され、映像信号に
基づいて映像を映し出す投射光をミラー５０３に向けて投射する。このような背面投影型
表示装置５０１はスクリーンパネル５０４の背面から投影される映像を表示する構成とな
っている。
一方、図１３は、前面投影型表示装置５４１を示している。前面投影型表示装置５４１は
、プロジェクタユニット５０２と投射光学系６０３を備えている。このような前面投影型
表示装置５４１は前面に配設するスクリーン等に映像を投影する構成となっている。
図１２に示す背面投影型表示装置５０１、図１３に示す前面投影型表示装置５４１に適用
されるプロジェクタユニット５０２の構成を以下に説明する。
図１４は、プロジェクタユニット５０２の一構成例を示している。このプロジェクタユニ
ット５０２は、光源ユニット５１１及び変調ユニット５１２を備えている。光源ユニット
５１１は、レンズ類を含んで構成される光源光学系５１３と、光源ランプ５１４を備えて
いる。光源ランプ５１４は迷光が拡散しないように、筐体内に収納されている。光源ラン
プ５１４としては、大光量の光を放射可能な、例えば、高圧水銀ランプやキセノンランプ
などが用いられる。光源光学系５１３は、光学レンズ、偏光機能を有するフィルム、位相
差を調節するためのフィルム、ＩＲフィルム等を適宜設けて構成される。そして、光源光
学系５１３は、放射光が変調ユニット５１２に入射するように配設されている。変調ユニ
ット５１２は、複数の液晶パネル５１５、該パネルに形成された、又は近傍に配置された
カラーフィルター、ダイクロイックミラー５１６、複数の角に設けられた全反射ミラー５
１７、プリズム５１８、投射光学系５１９を備えている。光源ランプ５１４から放射され
た光は、ダイクロイックミラー５１６で複数の光路に分離される。
各光路には、所定の波長若しくは波長帯の光を透過する液晶パネル５１５と、該パネルに
形成された、又は近傍に配置されたカラーフィルター、カラーフィルターの外側に配置さ
れた位相差板５４０が備えられている。このように光を透過する液晶パネルは、画素電極
をＩＴＯ等の透明電極材料から形成した構成となっている。透過型である液晶パネル５１
５は映像信号に基づいて透過光を変調する。液晶パネル５１５を透過した各色の光は、プ
リズム５１８に入射し投射光学系５１９のレンズを通して、スクリーンパネル５０４上に
映像を表示する。背面投影型表示装置５０１の場合、フレネルレンズが、ミラー５０３及
びスクリーンパネル５０４の間に配設されている。そして、プロジェクタユニット５０２
によって投射されミラー５０３で反射される投影光は、このフレネルレンズによって概略
平行光に変換され、スクリーンパネル５０４に投影される。
なお液晶パネル５１５に、本発明の駆動方法を採用した液晶表示装置を適用することがで
きる。その結果、動画の残像感を低減することができる。またその際、本発明による電圧
印加波形及びそれを用いた駆動方法は、従来のアクティブマトリクス型駆動方式のフレー
ム周波数を増大させることで達成できるため、回路を複雑化することがなく好ましい。
図１５で示すプロジェクタユニット５０２は、反射型の液晶パネル５２５Ｒ、５２５Ｇ、
５２５Ｂを備えた構成を示している。反射型の液晶パネル５２５Ｒ、５２５Ｇ、５２５Ｂ
は、画素電極をアルミニウム（Ａｌ）、Ｔｉ（チタン）、あるいはこれらの合金などで形
成した構成となっている。
このプロジェクタユニット５０２は、光源ユニット５２１と変調ユニット５２２を備えて
いる。光源ユニット５２１は、図１４と同様の構成である。光源ユニット５２１からの光
は、ダイクロイックミラー５２６Ｒ、５２６Ｇ、全反射ミラー５２７Ｒにより、複数の光
路に分けられて、偏光ビームスプリッタ５３０Ｒ、５３０Ｇ、５３０Ｂに入射する。偏光
ビームスプリッタ５３０Ｒ、５３０Ｇ、５３０Ｂは、各色に対応する反射型の液晶パネル
５２５Ｒ、５２５Ｇ、５２５Ｂに対応して設けられている。反射型の液晶パネル５２５Ｒ
、５２５Ｇ、５２５Ｂは映像信号に基づいて透過光を変調する。反射型の液晶パネル５２
５Ｒ、５２５Ｇ、５２５Ｂからの各色の光は、プリズム５２８に入射し投射光学系５２９
のレンズを通して投射される。
光源ユニット５２１から放射された光は、ダイクロイックミラー５２６Ｒで赤の波長領域
の光のみを透過し、緑および青の波長領域の光を反射する。さらに、ダイクロイックミラ
ー５２６Ｇでは、緑の波長領域の光のみが反射される。ダイクロイックミラー５２６Ｒを
透過した赤の波長領域の光は、全反射ミラー５２７Ｒで反射され、偏光ビームスプリッタ
５３０Ｒへ入射する。また、緑の波長領域の光は偏光ビームスプリッタ５３０Ｇへ入射し
、青の波長領域の光は偏光ビームスプリッタ５３０Ｂに入射する。偏光ビームスプリッタ
５３０Ｒ、５３０Ｇ、５３０Ｂは、入射光をＰ偏光とＳ偏光とに分離する機能を有し、且
つＰ偏光のみを透過させる機能を有している。そして反射型の液晶パネル５２５Ｒ、５２
５Ｇ、５２５Ｂは、映像信号に基づいて、これら偏光ビームスプリッタから入射された光
を偏光する。
なお反射型の液晶パネル５２５Ｒ、５２５Ｇ、５２５Ｂには各色に対応するＳ偏光のみが
入射する。反射型の液晶パネル５２５Ｒ、５２５Ｇ、５２５Ｂは、電界制御複屈折モード
（ＥＣＢ）で動作することができる。そして、液晶分子は基板に対してある角度をもって
垂直配向しているため、各反射型の液晶パネル５２５Ｒ、５２５Ｇ、５２５Ｂは画素がオ
フ状態にある時は入射光の偏光状態を変化させないで反射させ、画素がオン状態にある時
は液晶分子の配向状態が変化し、入射光の偏光状態が変化して反射させる。
図１５に示すプロジェクタユニット５０２は、図１２に示す背面投影型表示装置５０１及
び、図１３に示す前面投影型表示装置５４１に適用することができる。
次に、上記プロジェクタユニットとは異なる構成を示す。図１６には、単板式のプロジェ
クタユニットの構成を示している。図１６（Ａ）に示したプロジェクタユニット５０２は
、光源ユニット６０１、液晶パネル６０５、投射光学系６０９、位相差板６００を備えて
いる。投射光学系６０９は一つ又は複数のレンズにより構成されている。さらに液晶パネ
ル６０５に形成された、又は近傍に配置されたカラーフィルターを有している。なお、単
板式には、１枚の液晶表示装置をＲ期間、Ｇ期間、Ｂ期間の３期間に時分割して駆動する
フィールドシーケンシャル方式と、１枚の液晶表示装置の１つの画素をＲＧＢ３色の領域
に分割するカラーフィルター方式があるが、本実施形態では前述のフィールドシーケンシ
ャル方式を適用している。
図１６（Ｂ）は、フィールドシーケンシャル方式で動作するプロジェクタユニット５０２
の構成を示している。フィールドシーケンシャル方式は、赤、緑、青などの各色の光を時
間的にずらせて順次液晶パネルに入射させて、カラーフィルター無しでカラー表示を行う
方式である。特に、高速応答性の液晶パネルと組み合わせると高精細な映像を表示するこ
とができる。図１６（Ｂ）では、光源ユニット６０１と液晶パネル６０５の間に、赤、緑
、青などの複数のカラーフィルターが備えられた回動式のカラーフィルター板６１０を備
えている。
図１６（Ｃ）で示すプロジェクタユニット５０２は、カラー表示の方式として、マイクロ
レンズを使った色分離方式の構成を示している。この方式は、マイクロレンズアレイ６１
１を液晶パネル６０５の光入射側に備え、各色の光をそれぞれの方向から照明することで
カラー表示を実現する方式である。この方式を採用するプロジェクタユニット５０２は、
カラーフィルターによる光の損失がないので、光源ユニット６０１からの光を有効に利用
することができるという特徴を有している。プロジェクタユニット５０２には、液晶パネ
ル６０５に対して各色の光をそれぞれの方向から照明するように、Ｒ用ダイクロイックミ
ラー６０６Ｒ、Ｇ用ダイクロイックミラー６０６Ｇ、Ｂ用ダイクロイックミラー６０６Ｂ
を備えている。
なお液晶パネル６０５に、本発明の駆動方法を採用した液晶表示装置を適用することがで
きる。その結果、単板式のプロジェクタユニットを備えた表示装置において、動画の残像
感を低減することができる。またその際、本発明による電圧印加波形及びそれを用いた駆
動方法は、従来のアクティブマトリクス型駆動方式のフレーム周波数を増大させることで
達成できるため、回路を複雑化することがなく好ましい。
このように、本発明によれば、回路を複雑化することなく、動画の残像感を低減できた投
影型表示装置（投影型テレビジョン装置）を提供することができる。
本実施例においてはＴＮ液晶表示装置を用い偏光子をクロスニコルとしノーマリーホワイ
トとして表示を行った。そして図８（Ａ）に示すように、１フレームを１５ｍｓｅｃとし
、その初期期間を３ｍｓｅｃ、デューティー比５０％で１周期０．１ｍｓｅｃのパルスと
した。よってサブフレームは０．０５ｍｓｅｃとなる。その後３ｍｓｅｃを定電圧印加期
間の期間とし、その値を表示階調に対応した基準電圧とする。また前半の印加電圧は後半
の印加電圧の２倍とした。さらに残りの９ｍｓｅｃを電圧無印加とした。
そして、従来の電圧印加波形として図８（Ｂ）に示すように、上記の電圧印加波形と、初
期期間（期間Ｄ）６ｍｓｅｃを電圧印加期間とし、図８（Ａ）の期間Ｂと同一の基準電圧
、つまり図８（Ａ）の期間Ｂの印加電圧と、図８（Ｂ）の印加電圧が同じとなる電圧を印
加して、透過光強度応答特性の比較を行った。
その結果を図９に示す。なお、図８（Ａ）を印加した際の透過光強度過渡応答特性を、（
１）から（３）に示す。なお（１）は、期間Ａの電圧を８Ｖ、期間Ｂの電圧を４Ｖとし、
（２）は期間Ａの電圧を４．５Ｖ、期間Ｂの電圧を２．２５Ｖとし、（３）は期間Ａの電
圧を３．５Ｖ、期間Ｂの電圧を１．７５Ｖとした。また基準の電圧印加波形である図８（
Ｂ）を印加した際の透過光強度応答特性を（４）から（６）に示す。なお（４）は期間Ｄ
の電圧を４Ｖとし、（５）は期間Ｄの電圧を２．２５Ｖとし、（６）は期間Ｄの電圧を１
．７５Ｖとした。
（１）から（３）では、τＯＮに改善が見られた。これは（４）から（６）よりも大きな
電圧が電圧印加開始初期に印加されることで、τＯＮがその電圧の影響を受けたためであ
る。
それに対し従来の電圧印加波形となる図８（Ｂ）を印加した際にはτＯＮが遅く、１５ｍ
ｓの間に多階調を表示するのは困難であった。
以上のように本発明による図８（Ａ）では、図９（２）（３）で示すように中間調におい
てもτＯＮが早く、１５ｍｓの間に多階調表示が容易に可能である。それに対し、従来の
アクティブマトリクス型駆動方式となる図８（Ｂ）を印加した際には透過光強度の変化量
が小さく多階調を表示するのが非常に困難であった。
また上記の結果から図８（Ａ）が液晶表示装置の高速応答化において有効であることが示
された。
さらに上記の結果から、本発明を用いた電圧印加波形で高速応答化されたことにより１５
ｍｓｅｃの間に多階調の再現性を有し、且つ電圧無印加期間の形成によりインパルス型の
透過光強度特性を得られたことがわかる。その結果、本発明の電圧印加波形を、偏光子が
パラレルニコル型となるノーマリーブラックの液晶表示装置に用いることで、各フレーム
期間と次のフレーム期間との間に黒表示を挿入することができ、その結果動画の残像感を
低下させることが出来る。

Claims (8)

  1. 複数の画素を有するアクティブマトリクス型の液晶表示装置の駆動方法であって、
    前記画素は液晶素子を有し、
    １フレーム期間は、
    高電圧印加期間と、
    前記高電圧印加期間の後に、基準電圧印加期間と、を有し、
    前記高電圧印加期間は、複数の第１のサブフレーム期間で構成され、
    前記基準電圧印加期間は、複数の第２のサブフレーム期間で構成され、
    前記第１のサブフレーム期間及び前記第２のサブフレーム期間は、それぞれ前記液晶素子の立ち上がり時間よりも短い時間であり、
    前記第１のサブフレーム期間及び前記第２のサブフレーム期間は、それぞれ前記１フレーム期間を等分した１つの時間であり、
    前記第１のサブフレーム期間で、１画面の走査線をそれぞれ１回走査し、
    前記第２のサブフレーム期間で、１画面の走査線をそれぞれ１回走査し、
    前記複数の画素のそれぞれは、
    前記高電圧印加期間において、前記第１のサブフレーム期間の連続する２つで構成されたステップを複数回行い、
    前記２つのうちの１つでは、目的の階調に対応する基準電圧より絶対値の大きい電圧を前記液晶素子に印加し、
    前記２つのうちの別の１つでは、前記液晶素子のしきい電圧より小さい電圧を前記液晶素子に印加し、
    前記基準電圧印加期間において、前記複数の第２のサブフレーム期間のそれぞれで、前記基準電圧を前記液晶素子に印加することを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。
  2. 複数の画素を有するアクティブマトリクス型の液晶表示装置の駆動方法であって、
    前記画素は液晶素子を有し、
    １フレーム期間は、
    高電圧印加期間と、
    前記高電圧印加期間の後に、基準電圧印加期間と、
    前記基準電圧印加期間の後に、電圧無印加期間と、を有し、
    前記高電圧印加期間は、複数の第１のサブフレーム期間で構成され、
    前記基準電圧印加期間は、複数の第２のサブフレーム期間で構成され、
    前記電圧無印加期間は、複数の第３のサブフレーム期間で構成され、
    前記第１のサブフレーム期間、前記第２のサブフレーム期間及び前記第３のサブフレーム期間は、それぞれ前記液晶素子の立ち上がり時間よりも短い時間であり、
    前記第１のサブフレーム期間、前記第２のサブフレーム期間及び前記第３のサブフレーム期間は、それぞれ前記１フレーム期間を等分した１つの時間であり、
    前記第１のサブフレーム期間で、１画面の走査線をそれぞれ１回走査し、
    前記第２のサブフレーム期間で、１画面の走査線をそれぞれ１回走査し、
    前記第３のサブフレーム期間で、１画面の走査線をそれぞれ１回走査し、
    前記複数の画素のそれぞれは、
    前記高電圧印加期間において、前記第１のサブフレーム期間の連続する２つで構成されたステップを複数回行い、
    前記２つのうちの１つでは、目的の階調に対応する基準電圧より絶対値の大きい電圧を前記液晶素子に印加し、
    前記２つのうちの別の１つでは、前記液晶素子のしきい電圧より小さい電圧を前記液晶素子に印加し、
    前記基準電圧印加期間において、前記複数の第２のサブフレーム期間のそれぞれで、前記基準電圧を前記液晶素子に印加し、
    前記電圧無印加期間において、前記複数の第３のサブフレーム期間のそれぞれで、前記液晶素子のしきい電圧より小さい電圧を前記液晶素子に印加することを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。
  3. 請求項２において、
    前記電圧無印加期間は、前記液晶素子の立ち下がり時間と概略同じ時間であることを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。
  4. 請求項１乃至３のいずれか一において、
    前記高電圧印加期間は、前記液晶素子の立ち上がり時間と概略同じ時間であることを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。
  5. 請求項１乃至４のいずれか一において、
    前記基準電圧より絶対値の大きい電圧は、前記基準電圧に対し同極性の電圧であることを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。
  6. 請求項１乃至４のいずれか一において、
    前記基準電圧より絶対値の大きい電圧は、前記基準電圧に対し逆極性の電圧であることを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。
  7. 請求項１乃至４のいずれか一において、
    前記基準電圧より絶対値の大きい電圧は、前記基準電圧に対し同極性の電圧と、前記基準電圧に対し逆極性の電圧とが、前記基準電圧より絶対値の大きい電圧を前記液晶素子に印加するごとに交互に切り替わることを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。
  8. 請求項１乃至４のいずれか一において、
    前記基準電圧より絶対値の大きい電圧は、前記基準電圧より絶対値の大きい電圧を前記液晶素子に印加するごとに、前記基準電圧と同じ値となるように徐々に減少する、又は前記基準電圧と同じ値から徐々に増加することを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。
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