CN1942921A - 液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

在1子帧或1帧内，一种极性的施加电压与另一种极性的施加电压的大小和各自的保持期间不同。使进行暗显示的极性的施加电压比进行亮显示的极性的施加电压的大小大、保持期间短。在将一种极性(根据显示数据进行亮显示的极性)的施加电压的大小定为V1、保持期间定为T1、将另一种极性(进行暗显示的极性)的施加电压的大小定为V2、保持期间定为T2的情况下，将(V1·T1)/(V2·T2)的值定为0.7～1.3的范围、更为理想的是定为0.9～1.1的范围。

Description

液晶显示装置
技术领域
本发明涉及液晶显示装置，特别是涉及使用TFT(薄膜晶体管)等的开关元件的有源驱动型的液晶显示装置。
背景技术
伴随近年来的所谓的信息化社会的进展，越来越广泛地使用以个人计算机、PDA(个人数字助理)等为代表的电子设备。由于这样的电子设备的普及的缘故，产生了不管是在办公室还是在室外都可使用的便携式的需要，要求这些电子设备的小型化和轻量化。作为用于达到这样的目的的装置之一，广泛地使用液晶显示装置。液晶显示装置不仅实现了小型化和轻量化，而且是为了实现用电池驱动的便携式的电子设备的低功耗化所必要的不可缺少的技术。
如果大体上划分液晶显示装置，则可分类为反射型和透射型。反射型是用液晶面板的背面反射从液晶面板的前面入射的光线并用该反射光来辨认图像的结构，透射型是用来自在液晶面板的背面具备的光源(背照光源)的透射光来辨认图像的结构。对于反射型来说，由于根据环境条件反射光量不是恒定的，在辨认性方面差，故一般来说使用采用了滤色器的透射型的彩色液晶显示装置尤其作为进行全彩色显示的个人计算机等的显示装置。
对于彩色液晶显示装置来说，现在广泛地使用采用了TFT等的开关元件的有源驱动的装置。该TFT驱动的液晶显示装置的显示品质比较高，但在目前的状况下，由于液晶面板的光透射率低至几％，故为了得到高的画面亮度，高亮度的背照光源是必须的。因此，因背照光源引起的功耗变大。此外，存在液晶对于电场的响应性低、响应速度、特别是中间色调的响应速度慢的问题。此外，由于是使用了滤色器的彩色显示，故必须用3个子像素构成1个像素，难以实现高精细化，其显示色纯度也是不充分的。
为了解决这样的问题，本发明人等开发了场序列方式的液晶显示装置(例如，参照非专利文献1、2、3等)。该场序列方式的液晶显示装置与滤色器方式的液晶显示装置相比，由于不需要子像素，故可容易地实现更高的精细度的显示，此外，由于不使用滤色器，可按原样将光源的发光色利用于显示，故在显示色纯度方面也是优良的。再者，由于光利用效率也高，故也具有可减少功耗的优点。但是，为了实现场序列方式的液晶显示装置，液晶的高速响应性(小于等于2ms)是必须的。
因此，本发明人等为了谋求具有上述那样的优点的场序列方式的液晶显示装置或滤色器方式的液晶显示装置的高速响应，正在研究开发具有与现有技术相比可预期100～1000倍高速响应的自发极化的铁电液晶等液晶的通过TFT等开关元件进行的驱动(例如，参照专利文献1等)。在具有自发极化的铁电液晶中，液晶分子对于基板大致平行地排列，其液晶分子的长轴方向因电压施加而变化。而且，用偏振轴正交的2片偏振片夹住夹持了铁电液晶的液晶面板，利用因液晶分子的长轴方向的变化引起的复折射使透射光强度变化。
专利文献1：特开平11-119189号公报
非专利文献1：吉原敏明等(T.Yoshihara，et.al.)：(ILCC 98)P1-074 1998年发行
非专利文献2：吉原敏明等(T.Yoshihara，et.al.)：(AM-LCD’99Digest of Technical Papers，)185页，1999年发行
非专利文献3：吉原敏明等(T.Yoshihara，et.al.)：(SID’00 Digestof Technical Papers，)1176页，2000年发行
这样的场序列方式的液晶显示装置或滤色器方式的液晶显示装置在对于电池驱动的便携式的电子设备的利用中希望实现更进一步的低功耗化和低成本化。
图1、图2表示现有的场序列方式的液晶显示装置、特别是使用了显示出图3中表示的那样的半V字状的电光响应特性的液晶材料的现有的场序列方式的液晶显示装置的驱动序列。图1(a)、图2(a)表示液晶面板的各行的扫描定时，图1(b)、图2(b)表示背照光源的红、绿、蓝各色的点亮定时。
将1帧分割为3个子帧，例如，如图1(b)、图2(b)中所示，在第1子帧中发出红色光，在第2子帧中发出绿色光，在第3子帧中发出蓝色光。另一方面，如图1(a)、图2(a)中所示，对于液晶面板在红、绿、蓝各色的子帧中进行2次图像数据的写入扫描。在第1次数据扫描中，在能实现明亮显示的极性下进行数据扫描，在第2次数据扫描中，施加与第1次数据扫描极性相反且大小实质上相等的电压。在图2中表示的例子中，与图1中表示的例子相比，缩短了1次数据扫描中需要的时间，不是如图1(b)所示那样在子帧中一直使背照光源点亮，而是将背照光源的点亮期间定为从第1次数据扫描开始到第2次数据扫描结束为止的期间(图2(b))以谋求功耗的减少。
图4、图5表示现有的滤色器方式的液晶显示装置、特别是使用了显示出图3中表示的那样的半V字状的电光响应特性的液晶材料的现有的滤色器方式的液晶显示装置的驱动序列。图4(a)、图5(a)表示液晶面板的各行的扫描定时，图4(b)、图5(b)表示背照光源的点亮定时。
如图4(a)、图5(a)中所示，对液晶面板在各帧中进行2次图像数据的写入扫描。在第1次数据写入扫描中，进行能实现亮显示的极性中的数据写入扫描，在第2次数据写入扫描中，施加与第1次数据写入扫描极性相反且大小实质上相等的电压。在图5中表示的例子中，与图4中表示的例子相比，缩短了1次扫描中需要的时间，不是如图4(b)所示那样在帧中一直使背照光源点亮，而是将背照光源的点亮期间定为从第1次数据扫描开始到第2次数据扫描结束为止的期间(图5(b))以谋求功耗的减少。
在现有的场序列方式的液晶显示装置或滤色器方式的液晶显示装置中，在1子帧内或1帧内的一种极性的电压的大小(V1)与另一种极性的电压的大小(V2)相等。此外，在对液晶材料施加了一种(或另一种)极性的电压后到其次对液晶材料施加另一种(或一种)极性的电压为止的期间、换言之从施加了一种(或另一种)极性的电压的定时到施加另一种(或一种)极性的电压的定时为止的期间称为保持期间的情况下，1子帧内或1帧内的一种极性的电压的保持期间(T1)与另一种极性的电压的保持期间(T2)相等。
因而，在将数据的扫描期间定为1子帧或1帧的50％的情况下(图1、图4)，只将背照光源的发光量中约一半(50％)利用于显示。此外，即使在将数据的扫描期间定为1子帧或1帧的25％的情况下(图2、图5)，只将背照光源的发光量中约2/3(67％)利用于显示。
于是，为了实现更进一步的低功耗化和低成本化，希望提高背照光源的光利用效率。
发明内容
本发明是鉴于这样的情况来进行的，其目的在于提供可提高背照光源的光利用效率、能谋求低功耗化和低成本化的液晶显示装置。
与第1发明有关的液晶显示装置是一种在用多个基板形成的空隙内封入了液晶材料并在规定期间内对上述液晶材料施加极性不同的多次电压的液晶显示装置，其特征在于：在上述规定期间内对上述液晶材料施加的一种极性的电压的大小与另一种极性的施加电压的大小不同，并且从上述一种极性的电压的施加到上述另一种极性的电压的施加为止的期间与从上述另一种极性的电压的施加到上述一种极性的电压的施加为止的期间不同。
在第1发明中，在1子帧内或1帧内使一种极性的施加电压与另一种极性的施加电压的大小和各自的保持期间不同。于是，可提高背照光源的光利用效率。
与第2发明有关的液晶显示装置的特征在于：进行暗显示的上述另一种极性的电压的大小比进行亮显示的上述一种极性的电压的大小大，从上述另一种极性的电压的施加到上述一种极性的电压的施加为止的期间比从上述一种极性的电压的施加到上述另一种极性的电压的施加为止的期间短。
在第2发明中，进行暗显示的极性的施加电压与进行亮显示的极性的施加电压相比，增加大小，缩短保持期间。于是，在背照光源的点亮期间中，由于可缩短被看作黑显示的暗显示的期间、即对显示没有贡献的背照光源的点亮期间，故进一步提高背照光源的光利用效率。
与第3发明有关的液晶显示装置的特征在于：V1·T1V2·T2
其中，V1：上述一种极性的电压的大小，
T1：从上述一种极性的电压的施加到上述另一种极性的电压的施加为止的期间，
V2：上述另一种极性的电压的大小，
T2：从上述另一种极性的电压的施加到上述一种极性的电压的施加为止的期间。
在第3发明中，在将一种极性的施加电压的大小定为V1、保持期间定为T1、将另一种极性的施加电压的大小定为V2、保持期间定为T2的情况下，V1·T1与V2·T2大致相等。于是，由于可抑制施加一种极性的电压时与施加另一种极性的电压时的电荷不均衡，故可防止显示的图像保留现象。
与第4发明有关的液晶显示装置的特征在于：0.7≤(V1·T1)/(V2·T2)≤1.3
其中，V1：上述一种极性的电压的大小，
T1：从上述一种极性的电压的施加到上述另一种极性的电压的施加为止的期间，
V2：上述另一种极性的电压的大小，
T2：从上述另一种极性的电压的施加到上述一种极性的电压的施加为止的期间。
在第4发明中，在将一种极性的施加电压的大小定为V1、保持期间定为T1、将另一种极性的施加电压的大小定为V2、保持期间定为T2的情况下，将(V1·T1)/(V2·T2)的范围定为0.7～1.3。于是，由于可减少施加一种极性的电压时与施加另一种极性的电压时的电荷不均衡，故可防止显示的图像保留现象。
与第5发明有关的液晶显示装置的特征在于：0.9≤(V1·T1)/(V2·T2)≤1.1
其中，V1：上述一种极性的电压的大小，
T1：从上述一种极性的电压的施加到上述另一种极性的电压的施加为止的期间，
V2：上述另一种极性的电压的大小，
T2：从上述另一种极性的电压的施加到上述一种极性的电压的施加为止的期间。
在第5发明中，在将一种极性的施加电压的大小定为V1、保持期间定为T1、将另一种极性的施加电压的大小定为V2、保持期间定为T2的情况下，将(V1·T1)/(V2·T2)的范围定为0.9～1.1。于是，可进一步抑制显示的图像保留现象。
与第6发明有关的液晶显示装置的特征在于：上述液晶材料是具有自发极化的液晶材料。
在第6发明中，液晶材料呈现自发极化。由于使用具有自发极化的液晶材料，故可实现高速响应，可得到高的运动图像显示特性，此外，可进行场序列方式的显示。特别是通过使用自发极化值小的铁电液晶材料，由TFT等的开关元件进行的驱动变得容易。
与第7发明有关的液晶显示装置的特征在于：用场序列方式进行彩色显示。
在第7发明的液晶显示装置中，利用随时间切换多色光的场序列方式进行彩色显示。于是，可进行高精细、高色纯度、高速响应性的彩色显示。
与第8发明有关的液晶显示装置的特征在于：用滤色器方式进行彩色显示。
在第8发明的液晶显示装置中，利用采用滤色器的滤色器方式进行彩色显示。于是，可容易地进行彩色显示。
在本发明的液晶显示装置中，由于在1子帧内或1帧内使一种极性的施加电压与另一种极性的施加电压的大小和各自的保持期间不同，故可提高背照光源的光利用效率。其结果，可实现低功耗化和低成本化。
附图说明
图1表示现有的场序列方式的液晶显示装置的驱动序列的一例。
图2表示现有的滤色器方式的液晶显示装置的驱动序列的另一例。
图3表示液晶材料的电光响应特性(半V字状特性)。
图4表示现有的滤色器方式的液晶显示装置的驱动序列的一例。
图5表示现有的滤色器方式的液晶显示装置的驱动序列的另一例。
图6表示本发明的场序列方式的液晶显示装置的驱动序列的一例。
图7表示本发明的滤色器方式的液晶显示装置的驱动序列的一例。
图8是表示观察是否产生图像保留现象的结果的图表。
图9是表示观察是否产生图像保留现象的结果的图表。
图10是表示观察是否产生图像保留现象的结果的图表。
图11是表示第1实施形态(场序列方式)的液晶显示装置的电路结构的框图。
图12是第1实施形态的液晶显示装置的液晶面板和背照光源的示意性的剖面图。
图13是表示第1实施形态的液晶显示装置的整体的结构例的示意图。
图14是表示第2实施形态(滤色器方式)的液晶显示装置的电路结构的框图。
图15是第2实施形态的液晶显示装置的液晶面板和背照光源的示意性的剖面图。
图16是表示第2实施形态的液晶显示装置的整体的结构例的示意图。
图17是表示本发明的滤色器方式的液晶显示装置的驱动序列的另一例(实施例4)的图。
符号的说明
2玻璃基板
3共用电极
4玻璃基板
13液晶层
21液晶面板
22背照光源
31控制信号产生电路
32数据驱动器
33扫描驱动器
34基准电压产生电路
40像素电极
41TFT
42信号线
43扫描线
50驱动部
60滤色器
具体实施方式
参照表示其实施形态的附图具体地说明本发明。再有，本发明不限定于以下的实施形态。
首先，使用图6、图7中表示的驱动序列说明本发明的概要。图6表示本发明的场序列方式的液晶显示装置的驱动序列的一例，图7表示本发明的滤色器方式的液晶显示装置的驱动序列的一例。
在本发明中，如图6、图7中所示，在一种极性的施加电压与另一种极性的施加电压中，在大小不同的同时，各自的保持期间也不同。即，在图6、图7中，与显示数据对应的施加电压的大小V1与用于实质上进行黑显示的施加电压的大小V2不同(|V1|≠|V2|)，此外，从施加了与显示数据对应的电压后到施加用于实质上进行黑显示的电压为止的保持期间T1与从施加了用于实质上进行黑显示的电压后到施加与显示数据对应的电压为止的保持期间T2不同(T1≠T2)。再有，由于该保持期间中的液晶的电位受到液晶的响应等的影响，故不一定是恒定的。
例如，在将数据的扫描期间定为1子帧或1帧的25％的情况(图6、图7)下，可将背照光源的发光量中约3/4(75％)利用于显示，与现有例相比，可提高背照光源的光利用效率。在本发明中，由于这样来提高背照光源的光利用效率，故在相同的画面亮度的情况下，可减少功耗。此外，在画面亮度和功耗相同的情况下，可减少LED(激光发光二极管)等的光源的设置数，可谋求低成本化。
进行暗显示的极性(第2次数据扫描)中的施加电压V2(在图6的例子中是9V)比根据图像数据进行亮显示的极性(第1次数据扫描)中的施加电压V1(在图6的例子中是3V)大，使前者的保持期间T2(在图6的例子中是1.4ms)比后者的保持期间T1(在图6的例子中是4.2ms)短。由此，在背照光源的点亮期间中，由于可缩短被看作黑显示的暗显示的期间、即对显示没有贡献的背照光源的点亮期间，故可更加提高背照光源的光利用效率，可谋求进一步的低功耗化和低成本化。
上述V1和T1的乘法运算值V1·T1(在图6的例子中是12.6)与上述V2和T2的乘法运算值V2·T2(在图6的例子中是12.6)相等。由此，由于可抑制施加一种极性的电压时与施加另一种极性的电压时的电荷不均衡，故可防止显示的图像保留现象。
将(V1·T1)/(V2·T2)的值定为0.7～1.3的范围是较为理想的，更为理想的范围是0.9～1.1。以下说明其原因。
在清洗了具有像素电极(像素数640×480，对角3.2英寸)的TFT基板和具有共用电极的玻璃基板后，通过涂敷聚酰亚胺并在200℃下烧结1小时，形成了约200埃的聚酰亚胺膜。再者，用人造丝制的布研磨这些聚酰亚胺膜，重叠该2片基板以使研磨方向平行，在两者间用平均粒径1.6μm的二氧化硅(silica)制的衬垫保持了间隙的状态下重叠2片基板，制作了空面板。在该空面板中封入了显示出图3中表示的那样的半V字状的电光响应特性的单稳定型的铁电液晶材料(例如，Clariant Japan制：R2301)。已封入的液晶材料的自发极化的大小是6nC/cm2。而且，在封入后，通过夹住从胆甾相至手性近晶C相的转移点施加3V的DC电压，实现了一样的液晶取向状态(取向处理)。用正交尼科耳状态的2个偏振膜夹住已制作的面板作为液晶面板，在未施加电压时使其成为暗状态。
重叠这样制作的液晶面板与能进行红、绿、蓝的单色面发光切换的背照光源，一边使V1、V2、T1、T2变化，一边按照图6中表示的那样的驱动序列进行2小时白/黑的国际象棋棋盘模样的显示，观察了是否产生图像保留现象。在图8、图9和图10中表示其观察结果。在图8～图10中，○表示未看到图像保留现象的情况，△表示少量地看到图像保留现象但在实用上没有问题的情况，×表示看到图像保留现象并存在问题的情况。
根据图8～图10的结果可知，通过将(V1·T1)/(V2·T2)的值定为0.7～1.3的范围，可抑制图像保留现象。此外可知，该值的范围为0.9～1.1是更为优选的。
(第1实施形态)
图11是表示本发明第1实施形态的液晶显示装置的电路结构的框图，图12是液晶面板和背照光源的示意性的剖面图，以及图13是表示液晶显示装置的整体的结构例的示意图。第1实施形态是用场序列方式进行彩色显示的液晶显示装置。
在图11中，21、22表示在图12中表示了其剖面结构的液晶面板、背照光源。如图12中所示，背照光源22由LED阵列7、导光和光发散板6构成。如图12、图13中所示，从上层(表面)一侧到下层(背面)一侧依次层叠偏振膜1、玻璃基板2、共用电极3、玻璃基板4、偏振膜5而构成液晶面板21，在玻璃基板4的共用电极3一侧的面上形成了以矩阵状排列的像素电极40、40、...。
在该共用电极3与像素电极40、40、...之间连接了由数据驱动器32和扫描驱动器33等构成的驱动部50。数据驱动器32经信号线42与TFT41连接，扫描驱动器33经扫描线43与TFT41连接。利用扫描驱动器33对TFT41进行导通/关断控制。此外，各自的像素电极40、40、...与TFT41连接。因此，利用经信号线42和TFT41供给的来自数据驱动器32的信号(数据电压)控制各自的像素的透射光强度。
在玻璃基板4上的像素电极40、40、...的上面配置了取向膜12，在共用电极3的下面配置了取向膜11，在这些取向膜11、12之间充填液晶材料，形成液晶层13。再有，14是用于保持液晶层13的层厚的衬垫。
背照光源22位于液晶面板21的下层(背面)一侧，在面对构成发光区域的导光和光发散板6的端面的状态下具备LED阵列7。该LED阵列7在与导光和光发散板6对置的面上具有将发出3原色、即红、绿、蓝各色的LED元件作为1个芯片的1个或多个LED。然后，在红、绿、蓝的各子帧中分别使红、绿、蓝的LED元件点亮。导光和光发散板6通过将来自该LED阵列7的各LED的光引导到自身的表面整体上并且朝向上面发散，起到发光区域的功能。
重叠该液晶面板21和可进行红、绿、蓝的分时发光的背照光源22。与基于对于液晶面板21的显示数据的数据扫描同步地控制该背照光源22的点亮定时和发光色。
在图11中，31是从个人计算机输入同步信号SYN并生成在显示中必要的各种控制信号CS的控制信号产生电路。从图像存储部30对数据驱动器32输出像素数据PD。根据像素数据PD和用于改变施加电压的极性的控制信号CS，经数据驱动器32对液晶面板21施加电压。
此外，从控制信号产生电路31分别对基准电压产生电路34、数据驱动器32、扫描驱动器33和背照光源控制电路35输出控制信号CS。基准电压产生电路34生成基准电压VR1和VR2，将已生成的基准电压VR1输出给数据驱动器32、将基准电压VR2输出给扫描驱动器33。数据驱动器32根据来自图像存储部30的像素数据PD和来自控制信号产生电路31的控制信号CS，对像素电极40的信号线42输出信号(数据电压)。与该信号的输出同步地，扫描驱动器33依次在每行中扫描像素电极40的扫描线43。此外，背照光源控制电路35对背照光源22供给驱动电压，从背照光源22分别发出红色光、绿色光、蓝色光。
其次，说明液晶显示装置的工作。从个人计算机对图像存储部30输入显示用的像素数据PD，在图像存储部30暂时存储了该像素数据PD后在接受了从控制信号产生电路31输出的控制信号CS时，输出该像素数据PD。对数据驱动器32、扫描驱动器33、基准电压产生电路34和背照光源控制电路35供给由控制信号产生电路31产生的控制信号CS。基准电压产生电路34在接受了控制信号CS的情况下，生成基准电压VR1和VR2，将已生成的基准电压VR1输出给数据驱动器32、将基准电压VR2输出给扫描驱动器33。
数据驱动器32在接受了控制信号CS的情况下，根据从图像存储部30输出的像素数据PD，对像素电极40的信号线42输出信号(数据电压)。扫描驱动器33在接受了控制信号CS的情况下，依次在每行中扫描像素电极40的扫描线43。按照来自数据驱动器32的信号(数据电压)和扫描驱动器33的扫描来驱动TFT41，对像素电极40施加电压，控制像素的透射光强度。背照光源控制电路35在接受了控制信号CS的情况下，对背照光源22供给驱动电压，以分时的方式使背照光源22的LED阵列7具有的红、绿、蓝各色的LED元件发光，随时间依次发出红色光、绿色光、蓝色光。这样，使射出朝向液晶面板21的入射光的背照光源22(LED阵列7)的点亮控制和对于液晶面板21的多次数据扫描同步而进行彩色显示。
以下说明具体的实施例。
实施例.1
在清洗了具有像素电极40、40、...(像素数640×480，对角3.2英寸)的TFT基板和具有共用电极3的玻璃基板2后，通过涂敷聚酰亚胺并在200℃下烧结1小时，将约200埃的聚酰亚胺膜作为取向膜11、12来成膜。再者，用人造丝制的布研磨这些取向膜11、12，重叠该2片基板，使研磨方向平行，在两者间用平均粒径1.6μm的二氧化硅制的衬垫14保持了间隙的状态下重叠该2片基板，制作了空面板。在该空面板的取向膜11、12之间封入了显示出图3中表示的那样的半V字状的电光响应特性的以萘系液晶为主要成分的铁电液晶材料(例如，在A.Mochizuki，et.al.：Ferroelectrics，133，353(1991)中公开的材料)，作为液晶层13。已封入的铁电液晶材料的自发极化的大小是10nC/cm2。用正交尼科耳状态的2个偏振膜1、5夹住已制作的面板，作为液晶面板21，在铁电液晶分子的长轴方向向一侧倾斜时，使其成为暗状态。
重叠这样制作的液晶面板21与将能进行红、绿、蓝的单色面发光切换的LED阵列7作为光源的背照光源22，按照图6中所示的那样的驱动序列，进行了场序列方式的彩色显示。具体地说，V1＝3V、V2＝9V、T1＝4.2ms、T2＝1.4ms。于是，(V1·T1)/(V2·T2)＝1。
作为结果，可同时实现高精细、高速响应、高色纯度显示。未看到显示的图像保留现象。
实施例.2
在用与实施例1同样的工序制作的空面板的取向膜11、12间封入了显示出图3中表示的那样的半V字状的电光响应特性的单稳定型的铁电液晶材料(例如，Clariant Japan制：R2301)作为液晶层13。已封入的液晶材料的自发极化的大小是6nC/cm2。而且，在封入后，通过夹住从胆甾相至手性近晶C相的转移点施加3V的DC电压，实现了一样的液晶取向状态(取向处理)。用正交尼科耳状态的2片偏振膜1、5夹住已制作的面板，作为液晶面板21，在未施加电压时使其成为暗状态。
重叠这样制作的液晶面板21和与实施例1同样的背照光源22，按照图6中所示的那样的驱动序列，进行了场序列方式的彩色显示。具体地说，V1＝4V、V2＝10V、T1＝4.2ms、T2＝1.4ms。于是，(V1·T1)/(V2·T2)＝1.2。
作为结果，可同时实现高精细、高速响应、高色纯度显示。未看到显示的图像保留现象。
(实施形态2)
图14是表示本发明第2实施形态的液晶显示装置的电路结构的框图，图15是液晶面板和背照光源的示意性的剖面图，以及图16是表示液晶显示装置的整体的结构例的示意图。第2实施形态是用滤色器方式进行彩色显示的液晶显示装置。在图14～图16中，对于与图11～图13为同一或同样的部分附以同一编号。
在共用电极3上设置了3原色(R、G、B)的滤色器60、60、...。此外，背照光源22由具备射出白色光的1个或多个白色光源元件的白色光源70和导光和光发散板6构成。在这样的滤色器方式的液晶显示装置中，通过用多色的滤色器60有选择地使来自能进行白色光的分时发光的白色光源70的白色发光透射以进行彩色显示。
以下说明具体的实施例。
实施例.3
在清洗了具有像素电极40、40、...(像素数320×3(RGB)×240，对角3.5英寸)的TFT基板和具有共用电极3和滤色器60的玻璃基板2后，通过涂敷聚酰亚胺并在200℃下烧结1小时，将约200埃的聚酰亚胺膜作为取向膜11、12来成膜。再者，用人造丝制的布研磨这些取向膜11、12，重叠该2片基板，使研磨方向平行，在两者间用平均粒径1.6μm的二氧化硅制的衬垫14保持了间隙的状态下重叠该2片基板，制作了空面板。在该空面板的取向膜11、12之间封入了显示出图3中表示的那样的半V字状的电光响应特性的以萘系液晶为主要成分的铁电液晶材料(例如，在A.Mochizuki，et.al.：Ferroelectrics，133，353(1991)中公开的材料)，作为液晶层13。已封入的铁电液晶材料的自发极化的大小是10nC/cm2。用正交尼科耳状态的2个偏振膜1、5夹住已制作的面板，作为液晶面板21，在铁电液晶分子的长轴方向向一侧倾斜时，使其成为暗状态。
重叠这样制作的液晶面板21与具有可进行白色光的分时发光的白色光源70的背照光源22，按照图7中所示的那样的驱动序列，进行了滤色器方式的彩色显示。具体地说，V1＝5V、V2＝7V、T1＝9.7ms、T2＝6.9ms。于是，(V1·T1)/(V2·T2)＝1。
作为结果，可实现良好的彩色显示和高速响应显示，也未看到显示的图像保留现象。
实施例.4
在用与实施例3同样的工序制作的空面板的取向膜11、12间封入了显示出图3中表示的那样的半V字状的电光响应特性的单稳定型的铁电液晶材料(Clariant Japan制：R2301)，作为液晶层13。已封入的液晶材料的自发极化的大小是6nC/cm2。而且，在封入后，通过夹住从胆甾相至手性近晶C相的转移点施加3V的DC电压，实现了一样的液晶取向状态(取向处理)。用正交尼科耳状态的2片偏振膜1、5夹住已制作的面板，作为液晶面板21，在未施加电压时使其成为暗状态。
重叠这样制作的液晶面板21和与实施例3同样的背照光源22，按照图17中所示的那样的驱动序列，进行了滤色器方式的彩色显示。在该实施例4中，在1帧内连续3次地进行了与显示数据对应的施加电压的扫描后，连续3次地进行了用于进行黑显示的施加电压的扫描。此外，与在各子帧或各帧中从一种极性的电压的扫描开始定时到另一种极性的电压的扫描结束定时为止使背照光源点亮的实施例1～3不同，在该实施例4中，从与各帧中的显示数据对应的最初的写入扫描的中间到用于进行黑显示的最初的写入扫描的中间为止使背照光源点亮。实施例4中的具体的数值是，V1＝4V、V2＝10V、T1＝4.2ms、T2＝1.4ms。于是，(V1·T1)/(V2·T2)＝1.2。
作为结果，可实现良好的彩色显示和高速响应显示，也未看到显示的图像保留现象。
再有，在上述的例子中，以使用显示出自发极化的铁电液晶材料的情况为例进行了说明，但即使在使用显示出自发极化的其它的液晶材料、例如反铁电液晶材料的情况或使用不显示出自发极化的向列液晶材料时，在驱动显示方式相同的情况下，当然可得到与铁电液晶材料的情况同样的效果。
再者，说明了透射型的液晶显示装置，但即使在反射型或半透射型的液晶显示装置中，也可同样地应用本发明。在反射型或半透射型的液晶显示装置的情况下，由于即使不使用背照光源等的光源也可显示，故可减少功耗。

Claims (8)

1.一种液晶显示装置，在用多个基板形成的空隙内封入了液晶材料并在规定期间内对上述液晶材料施加极性不同的多次电压，其特征在于：
在上述规定期间内对上述液晶材料施加的一种极性的电压的大小与另一种极性的施加电压的大小不同，并且从上述一种极性的电压的施加到上述另一种极性的电压的施加为止的期间与从上述另一种极性的电压的施加到上述一种极性的电压的施加为止的期间不同。
2.如权利要求1中所述的液晶显示装置，其特征在于：
进行暗显示的上述另一种极性的电压的大小比进行亮显示的上述一种极性的电压的大小大，从上述另一种极性的电压的施加到上述一种极性的电压的施加为止的期间比从上述一种极性的电压的施加到上述另一种极性的电压的施加为止的期间短。
3.如权利要求1中所述的液晶显示装置，其特征在于：
V1·T1V2·T2，
其中，V1：上述一种极性的电压的大小，
      T1：从上述一种极性的电压的施加到上述另一种极性的电压的施加为止的期间，
      V2：上述另一种极性的电压的大小，
      T2：从上述另一种极性的电压的施加到上述一种极性的电压的施加为止的期间。
4.如权利要求1中所述的液晶显示装置，其特征在于：
0.7≤(V1·T1)/(V2·T2)≤1.3，
其中，V1：上述一种极性的电压的大小，
      T1：从上述一种极性的电压的施加到上述另一种极性的电压的施加为止的期间，
      V2：上述另一种极性的电压的大小，
      T2：从上述另一种极性的电压的施加到上述一种极性的电压的施加为止的期间。
5.如权利要求1中所述的液晶显示装置，其特征在于：
0.9≤(V1·T1)/(V2·T2)≤1.1，
其中，V1：上述一种极性的电压的大小，
      T1：从上述一种极性的电压的施加到上述另一种极性的电压的施加为止的期间，
      V2：上述另一种极性的电压的大小，
      T2：从上述另一种极性的电压的施加到上述一种极性的电压的施加为止的期间。
6.如权利要求1至5的任一项中所述的液晶显示装置，其特征在于：
上述液晶材料是具有自发极化的液晶材料。
7.如权利要求1至6的任一项中所述的液晶显示装置，其特征在于：
用场序列方式进行彩色显示。
8.如权利要求1至6的任一项中所述的液晶显示装置，其特征在于：
用滤色器方式进行彩色显示。
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