JP2001042812A - 液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
表示素子を、簡単な構成で多値の駆動パルス電圧を得て
駆動可能とすること。 【解決手段】 メモリ性液晶を用いて構成された液晶表
示素子を、走査ドライバ回路304から電圧値V1のリ
セットパルスを印加してホメオトロピック状態にリセッ
トすると共に、電圧値V2のリセットパルスを印加して
フォーカルコニック状態にリセットし、さらに電圧値V
3の選択パルスを印加して所望の画素をプレーナ状態に
セットする。このような駆動はCPU300から出力さ
れる電圧値データに基づいてアナログスイッチ301を
切り換えて所定の電圧値を得ることによって行われる。
Description
液晶を用いて構成された液晶表示素子を備えた液晶表示
装置に関する。
リック相を示す液晶、例えば、コレステリック液晶又は
カイラルネマティック液晶を2枚の基板間に狭持した液
晶表示素子では、液晶の状態をプレーナ状態とフォーカ
ルコニック状態に切り換えて表示を行うことができる。
の軽量化、薄型化、省エネルギー化、駆動の簡易化等の
利点によって注目されている。しかし、この種の液晶は
固有のヒステリシス現象を有していることが知られてい
る。
の駆動に際して、まず、液晶にエネルギーの大きなリセ
ットパルスを印加してホメオトロピック状態にリセット
する必要がある。このため、各画素に画像データに基い
て選択パルスを印加して画像を書き込もうとすると、通
常、複数種類(より詳しくは3種類以上)の電圧値のパ
ルス信号が必要となり、多値出力のドライバICを必要
とし、コストアップを招来するという問題点を有してい
た。
値出力を得られるようにした駆動回路を備えた液晶表示
装置を提供することにある。
め、本発明に係る液晶表示装置は、メモリ性液晶を用い
て構成された液晶表示素子と、この液晶表示素子に駆動
電圧を印加する走査ドライバ及びデータドライバとで構
成された制御部と、を備え、制御部は、走査ドライバに
入力する駆動電圧を走査ドライバとは独立した電圧変動
手段によって変動可能であることを特徴とする。
アンプとで構成したり、アナログスイッチで構成するこ
とができる。
ては、前記走査ドライバのグランドレベルを走査ドライ
バグランドレベル変動手段によって変動可能としたり、
前記データドライバのグランドレベルをデータドライバ
グランドレベル変動手段によって変動可能としてもよ
い。
入力する駆動電圧を走査ドライバとは独立した電圧変動
手段によって変動可能にしたため、走査ドライバ自体に
出力電圧値を多値に切り換える構成を必要とせず、電源
部ひいては駆動回路を簡単、安価に製作することができ
る。
実施形態について、添付図面を参照して説明する。
る液晶表示装置を構成する反射型液晶表示素子の一例を
図1に示す。この液晶表示素子10は光吸収層19の上
に、赤色の選択反射と透明状態の切り換えにより表示を
行う赤色表示層11Rを配し、その上に緑色の選択反射
と透明状態の切り換えにより表示を行う緑色表示層11
Gを積層し、さらに、その上に青色の選択反射と透明状
態の切り換えにより表示を行う青色表示層11Bを積層
したものである。
ぞれ透明電極13,14を形成した透明基板12の間に
樹脂製柱状構造物15、図示しないセル厚制御用スペー
サ及び各色の選択反射を示す液晶16を挟持したもので
ある。また、透明電極13,14上には図示しない配向
制御膜あるいは絶縁膜を設けたり、スペーサ粒子を散布
してもよい。
相を示すコレステリック液晶、カイラルネマティック液
晶を使用することができる。カイラルネマティック液晶
はネマティック液晶にカイラル材を添加することによっ
て得られる。カイラル材は、ネマティック液晶に添加さ
れた場合にネマティック液晶の分子をねじる作用を有
し、添加量を調整することで液晶の選択反射波長が制御
される。
11R,11G,11Bの透明電極13,14はそれぞ
れ駆動回路20に接続されており、駆動回路20によ
り、各透明電極13,14の間にそれぞれ所定のパルス
電圧が印加される。この印加電圧に応答して、各液晶1
6が可視光を透過する透明状態(フォーカルコニック状
態)、可視光を選択的に反射する選択反射状態(プレー
ナ状態)、及びそれらの中間状態の間で表示が切り換え
られる。
隔を保って平行に並べられた複数の帯状電極よりなり、
その帯状に並ぶ向きが互いに直角方向となるように対向
させてある。即ち、各液晶16に対してマトリクス状に
順次電圧が印加されて表示が行われる。このようなマト
リクス駆動を各色表示層11R,11G,11Bごとに
順次又は同時に行うことにより、液晶表示素子10にフ
ルカラー画像の表示を行う。
向)に対して最下層に設けることにより、各表示層11
R,11G,11Bを透過した光は全て光吸収層19に
よって吸収される。即ち、各表示層の全てが透明状態な
らば黒色の表示となる。このような光吸収層19として
は、例えば、黒色のフィルムを用いることができる。ま
た、表示素子10の最下面に黒色インク等の黒色塗料を
塗布して光吸収層19としてもよい。
態、緑色表示層11Gはフォーカルコニック状態、青色
表示層11Bはプレーナ状態とフォーカルコニック状態
の両方が混在する状態を示している。液晶表示素子10
における各表示層11R、11G、11Bの積層順につ
いては図1に示す以外の場合も可能である。
液晶表示素子10の各表示層における画素構成は単純マ
トリクスであり、図2に示す駆動回路20A(第1実施
形態)によって駆動される。この駆動回路20Aは、C
PU100、アンプ102、走査ドライバ回路105、
データドライバ回路109からなる。
り換えるための高耐圧スイッチ103と走査波形を制御
するためのロジック回路104とからなる。データドラ
イバ回路109は、駆動電圧を切り換えるための高耐圧
スイッチ107とデータ波形を制御するためのロジック
回路108からなる。データドライバ回路109の高耐
圧側の入力端子にはV4の電圧値が入力されるが、この
V4の電圧を発生する電源は、データドライバ回路10
9のグランドに対して出力されるように構成されてい
る。
には、まず、液晶のヒステリシス現象を消すために、液
晶をホメオトロピック状態にリセットした後、フォーカ
ルコニック状態にリセットし、さらに、所望の画素をプ
レーナ状態にセットする。以下、前記電極13,14の
一方を走査電極(ライン)、他方をデータ電極(ライ
ン)と称する。
電極に出力される走査波形を示す。リセット期間200
は全走査ライン上のカイラルネマティック液晶をホメオ
トロピック状態にするための期間で、リセットパルスは
十分高い電圧値V1が必要となる。休止期間201はカ
イラルネマティック液晶に電圧が印加されない期間であ
る。リセット期間202は全走査ライン上のカイラルネ
マティック液晶をフォーカルコニック状態にするための
期間で、リセットパルスは電圧値V1よりも小さい電圧
値V2であり、パルス幅もリセット期間200のパルス
よりも長くなる(例えば、リセット期間200のパルス
幅が数ms〜数十msであるのに対して、リセット期間
202のパルス幅が100ms)。休止期間203はカ
イラルネマティック液晶に電圧が印加されない期間であ
る。
ラインのカイラルネマティック液晶の表示状態を決定す
るために、電圧値V1とV2との間の電圧値V3の選択
パルスが印加される期間である(パルス幅は例えば約3
ms)。選択期間205は第2番目の走査ラインのカイ
ラルネマティック液晶の表示状態を決定する期間で、以
下、最終の走査ラインまで同様に走査される。
U100はD/Aコンバータ101に8ビットの電圧値
データを出力する。D/Aコンバータ101の出力はア
ンプ102で増幅され、電圧値V1となる。この電圧が
走査ドライバ回路105の高圧入力端子に入力される。
ここで、CPU100はロジック回路104に走査制御
信号を出力する。この走査制御信号により、全走査ライ
ンは電圧値V1のリセットパルスを出力する。
00はロジック回路104に、全走査ラインがグランド
レベルを出力するように走査制御信号を出力する。これ
を受けて、走査ドライバ回路105の全走査ラインはグ
ランドレベルを出力する。
U100はD/Aコンバータ101に8ビットの電圧値
データを出力する。D/Aコンバータ101の出力はア
ンプ102で増幅され、電圧値V2となる。この電圧が
走査ドライバ回路105の高圧入力端子に入力される。
ここで、CPU100はロジック回路104に走査制御
信号を出力する。この走査制御信号により、全走査ライ
ンは電圧値V2のリセットパルスを出力する。
00はロジック回路104に、全走査ラインがグランド
レベルを出力するように走査制御信号を出力する。これ
を受けて、走査ドライバ回路105の全走査ラインはグ
ランドレベルを出力する。
1、リセット期間202、休止期間203において、デ
ータドライバ回路109は常にグランドレベルを出力し
ている。
00はD/Aコンバータ101に8ビットの電圧値デー
タを出力する。D/Aコンバータ101の出力はアンプ
102で増幅され、電圧値V3となる。この電圧が走査
ドライバ回路105の高圧入力端子に入力される。ここ
で、CPU100はロジック回路104に走査制御信号
を出力する。この走査制御信号により、第1番目の走査
ラインに電圧値V3の選択パルスを出力する。それ以外
の走査ラインにはグランドレベルを出力する。
に走査ラインに電圧値V3の選択パルスが印加される。
この選択期間204,205,206…において、デー
タドライバ回路109は、画像データに応じてパルス幅
変調されたデータパルスが印加される。
を用いると、2値出力の走査ドライバ回路105を使用
して、カイラルネマティック液晶に必要な複数の走査駆
動電圧V1,V2,V3を出力することが可能になる。
形態では走査ドライバ回路105の外部にD/Aコンバ
ータ101とアンプ102からなる駆動電圧変動手段を
用いていたが、これは3接点のアナログスイッチで置き
換えることができる。そのような駆動回路20Bを第2
実施形態として図4に示す。
接点のアナログスイッチ301、走査ドライバ回路30
4、データドライバ回路308からなる。走査ドライバ
回路304は、駆動電圧を切り換えるための高耐圧スイ
ッチ302と走査波形を制御するためのロジック回路3
03からなる。データドライバ回路308は、駆動電圧
を切り換えるための高耐圧スイッチ306とデータ波形
を制御するためのロジック回路307からなる。
1,V2,V3の電圧が入力される。CPU300が前
記第1実施形態においてD/Aコンバータ101を制御
したのと同じタイミングでアナログスイッチ301を制
御することにより、図3に示したのと同じ走査波形を出
力することが可能になる。アナログスイッチを用いるこ
とにより、先の実施形態に比べて高速応答性に優れ、ま
た、電圧値の精度を向上することができる。
ラルネマティック液晶は、前記第1及び第2実施形態の
ように一方の電極にパルス電圧を印加するだけでも駆動
が可能であるが、液晶内部に溶け込んだ不純物の影響を
軽減し、長寿命化を達成するために交流駆動することが
好ましい。本題3実施形態では駆動波形を交流化するた
めの駆動回路について説明する。
す。この駆動回路20Cは、CPU400、D/Aコン
バータ401、403、アンプ402,404、フォト
カプラ405、走査ドライバ回路408、データドライ
バ回路412からなる。
り換えるための高耐圧スイッチ406と走査波形を制御
するためのロジック回路407からなる。データドライ
バ回路412は、駆動電圧を切り換えるための高耐圧ス
イッチ410とデータ波形を制御するためのロジック回
路411からなる。
らの駆動波形は期間500〜509に分かれている。以
下の第1表にこれらの期間にアンプ402,404が出
力する電圧値を示す。以下、第1表に従って駆動の説明
を行う。
0はD/Aコンバータ401,403に8ビットの電圧
値データを出力する。D/Aコンバータ401の出力は
アンプ402で増幅され、電圧値V1となる。D/Aコ
ンバータ403の出力はアンプ404で増幅され、電圧
値ゼロを出力する。CPU400は同時にフォトカプラ
405に走査制御信号を出力する。フォトカプラ405
はこれを受けて、ロジック回路407に走査制御信号を
レベル変換して出力する。走査ドライバ回路408はこ
の走査制御信号により、電圧値V1のパルスを出力す
る。また、CPU400はロジック回路411にデータ
制御信号を出力する。データドライバ回路412はこの
データ制御信号によりゼロの電圧を出力する。
U400はD/Aコンバータ401,403に8ビット
の電圧値データを出力する。D/Aコンバータ401は
アンプ402を介して電圧値ゼロを出力する。D/Aコ
ンバータ403の出力はアンプ404で増幅され、電圧
値−V1となる。CPU400は同時にフォトカプラ4
05に走査制御信号を出力する。フォトカプラ405は
これを受けて、ロジック回路407に走査制御信号をレ
ベル変換して出力する。走査ドライバ回路408はこの
走査制御信号により、電圧値−V1のパルスを出力す
る。また、CPU400はロジック回路411にデータ
制御信号を出力する。データドライバ回路412はこの
データ制御信号によりゼロの電圧を出力する。
00はD/Aコンバータ401,403に8ビットの電
圧値データを出力する。D/Aコンバータ401の出力
はアンプ402で増幅され、電圧値V2となる。D/A
コンバータ403はアンプ404を介して電圧値ゼロを
出力する。CPU400は同時にフォトカプラ405に
走査制御信号を出力する。フォトカプラ405はこれを
受けて、ロジック回路407に走査制御信号をレベル変
換して出力する。走査ドライバ回路408はこの走査制
御信号によりゼロの電圧を出力する。また、CPU40
0はロジック回路411にデータ制御信号を出力する。
データドライバ回路412はこのデータ制御信号により
ゼロの電圧を出力する。
0はD/Aコンバータ401,403に8ビットの電圧
値データを出力する。D/Aコンバータ401の出力は
アンプ402で増幅され、電圧値V2となる。D/Aコ
ンバータ403はアンプ404を介して電圧値ゼロを出
力する。CPU400は同時にフォトカプラ405に走
査制御信号を出力する。フォトカプラ405はこれを受
けて、ロジック回路407に走査制御信号をレベル変換
して出力する。走査ドライバ回路408はこの走査制御
信号により、電圧値V2のパルスを出力する。また、C
PU400はロジック回路411にデータ制御信号を出
力する。データドライバ回路412はこのデータ制御信
号によりゼロの電圧を出力する。
U400はD/Aコンバータ401,403に8ビット
の電圧値データを出力する。D/Aコンバータ401は
アンプ402を介して電圧値ゼロを出力する。D/Aコ
ンバータ403の出力はアンプ404で増幅され、電圧
値−V2となる。CPU400は同時にフォトカプラ4
05に走査制御信号を出力する。フォトカプラ405は
これを受けて、ロジック回路407に走査制御信号をレ
ベル変換して出力する。走査ドライバ回路408はこの
走査制御信号により、電圧値−V2のパルスを出力す
る。また、CPU400はロジック回路411にデータ
制御信号を出力する。データドライバ回路412はこの
データ制御信号によりゼロの電圧を出力する。
00はD/Aコンバータ401,403に8ビットの電
圧値データを出力する。D/Aコンバータ401の出力
はアンプ402で増幅され、電圧値V3+V4/2とな
る。D/Aコンバータ403はアンプ404を介して電
圧値ゼロを出力する。CPU400は同時にフォトカプ
ラ405に走査制御信号を出力する。フォトカプラ40
5はこれを受けて、ロジック回路407に走査制御信号
をレベル変換して出力する。走査ドライバ回路408は
この走査制御信号によりゼロの電圧を出力する。また、
CPU400はロジック回路411にデータ制御信号を
出力する。データドライバ回路412はこのデータ制御
信号によりゼロの電圧を出力する。
D/Aコンバータ401,403に8ビットの電圧値デ
ータを出力する。D/Aコンバータ401の出力はアン
プ402で増幅され、電圧値V3+V4/2となる。D
/Aコンバータ403の出力はアンプ404で増幅さ
れ、電圧値V4/2となる。CPU400は同時にフォ
トカプラ405に走査制御信号を出力する。フォトカプ
ラ405はこれを受けて、ロジック回路407に走査制
御信号をレベル変換して出力する。走査ドライバ回路4
08はこの走査制御信号により、電圧値V3+V4/2
のパルスを出力する。また、CPU400はロジック回
路411にデータ制御信号を出力する。データドライバ
回路412はこのデータ制御信号により、ゼロ、もしく
はV4の電圧値を持つ、パルス幅変調されたパルスを出
力する。
D/Aコンバータ401,403に8ビットの電圧値デ
ータを出力する。D/Aコンバータ401の出力はアン
プ402で増幅され、電圧値V4/2となる。D/Aコ
ンバータ403の出力はアンプ404で増幅され、電圧
値−V3+V4/2となる。CPU400は同時にフォ
トカプラ405に走査制御信号を出力する。フォトカプ
ラ405はこれを受けて、ロジック回路407に走査制
御信号をレベル変換して出力する。走査ドライバ回路4
08はこの走査制御信号により、電圧値−V3+V4/
2のパルスを出力する。また、CPU400はロジック
回路411にデータ制御信号を出力する。データドライ
バ回路412はこのデータ制御信号により、ゼロ、もし
くはV4の電圧値を持つ、パルス幅変調されたパルスを
出力する。
D/Aコンバータ401,403に8ビットの電圧値デ
ータを出力する。D/Aコンバータ401の出力はアン
プ402で増幅され、電圧値V3+V4/2となる。D
/Aコンバータ403の出力はアンプ404で増幅さ
れ、電圧値V4/2となる。CPU400は同時にフォ
トカプラ405に走査制御信号を出力する。フォトカプ
ラ405はこれを受けて、ロジック回路407に走査制
御信号をレベル変換して出力する。走査ドライバ回路4
08はこの走査制御信号により、電圧値V4/2のパル
スを出力する。また、CPU400はロジック回路41
1にデータ制御信号を出力する。データドライバ回路4
12はこのデータ制御信号により、ゼロ、もしくはV4
の電圧値を持つ、パルス幅変調されたパルスを出力す
る。
D/Aコンバータ401,403に8ビットの電圧値デ
ータを出力する。D/Aコンバータ401の出力はアン
プ402で増幅され、電圧値V4/2となる。D/Aコ
ンバータ403の出力はアンプ404で増幅され、電圧
値−V3+V4/2となる。CPU400は同時にフォ
トカプラ405に走査制御信号を出力する。フォトカプ
ラ405はこれを受けて、ロジック回路407に走査制
御信号をレベル変換して出力する。走査ドライバ回路4
08はこの走査制御信号により、電圧値V4/2のパル
スを出力する。また、CPU400はロジック回路41
1にデータ制御信号を出力する。データドライバ回路4
12はこのデータ制御信号により、ゼロ、もしくはV4
の電圧値を持つ、パルス幅変調されたパルスを出力す
る。
て順番に走査を行うことにより、交流駆動を行う。
ログスイッチを用いて交流駆動する場合、本第4実施形
態のような構成を取ることで、用いる電圧の種類を5種
類にすることができる。第4実施形態としての駆動回路
20Dを図7に示す。この駆動回路20Dは、CPU7
00、アナログスイッチ701,702、走査ドライバ
回路705、データドライバ回路709、フォトカプラ
710からなる。
り換えるための高耐圧スイッチ703と走査波形を制御
するためのロジック回路704からなる。データドライ
バ回路709は、駆動電圧を切り換えるための高耐圧ス
イッチ707とデータ波形を制御するためのロジック回
路708からなる。データドライバ回路709の高耐圧
側の入力端子には、電圧値V4の電圧が入力されるが、
この電圧を発生する電源は、データドライバ回路709
のグランドに対して出力されるように構成されている。
らの駆動波形は期間800〜809に分かれている。以
下の第2表に各期間にアナログスイッチ701,702
が出力する電圧値と、走査ドライバ回路705とデータ
ドライバ回路709が出力する電圧値を示す。
形態で示したのと同様に、図8に示すタイミングでアナ
ログスイッチ701,702を制御することで、交流駆
動が可能になる。
施形態として示す駆動回路20Eは、第2実施形態とし
て図4に示した駆動回路20Bに、走査ドライバ回路3
04のグランドレベル変動手段として3接点アナログス
イッチ305を使用して交流駆動するようにしたもので
ある。他の構成は図4に示す各部品と同じであり、ま
た、フォトカプラ405は第3実施形態として図5に示
したものと同じ機能を奏する。
6実施形態として示す駆動回路20Fは、第3実施形態
として図5に示した駆動回路20CのD/Aコンバータ
403、アンプ404及びフォトカプラ405をデータ
ドライバ回路412のグランドレベル変動手段として使
用して交流駆動するようにしたものである。他の構成は
図5に示す各部品と同じであり、駆動方法は図7、図8
に示した第4実施形態と同様である。
表示装置は前記実施形態に限定するものではなく、その
要旨の範囲内で種々に変更することができる。
その駆動回路は任意である。また、前記リセットパルス
や選択パルスは、各実施形態に示した電圧波形以外にも
種々の波形を使用することができる。
素子の一例を示す断面図。
ロック図。
ス波形を示すチャート図。
ロック図。
ロック図。
ス波形を示すチャート図。
ロック図。
ス波形を示すチャート図。
ロック図。
ブロック図。
Claims (9)
- 【請求項1】 メモリ性液晶を用いて構成された液晶表
示素子と、 前記液晶表示素子に駆動電圧を印加する走査ドライバ及
びデータドライバとで構成された制御部と、を備え、 前記制御部は、走査ドライバに入力する駆動電圧を走査
ドライバとは独立した電圧変動手段によって変動可能で
あること、 を特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項2】 前記電圧変動手段はD/Aコンバータと
アンプとからな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】 前記電圧変動手段はアナログスイッチか
らな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4】 前記走査ドライバのグランドレベルが走
査ドライバグランドレベル変動手段によって変動可能で
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5】 前記走査ドライバグランドレベル変動手
段はD/Aコンバータとアンプとからなることを特徴と
する請求項4記載の液晶表示装置。 - 【請求項6】 前記走査ドライバグランドレベル変動手
段はアナログスイッチからなることを特徴とする請求項
4記載の液晶表示装置。 - 【請求項7】 前記データドライバのグランドレベルが
データドライバグランドレベル変動手段によって変動可
能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8】 前記データドライバグランドレベル変動
手段はD/Aコンバータとアンプとからなることを特徴
とする請求項7記載の液晶表示装置。 - 【請求項9】 前記データドライバグランドレベル変動
手段はアナログスイッチからなることを特徴とする請求
項7記載の液晶表示装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11219433A JP2001042812A (ja) | 1999-08-03 | 1999-08-03 | 液晶表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11219433A JP2001042812A (ja) | 1999-08-03 | 1999-08-03 | 液晶表示装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001042812A true JP2001042812A (ja) | 2001-02-16 |
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ID=16735337
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11219433A Pending JP2001042812A (ja) | 1999-08-03 | 1999-08-03 | 液晶表示装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001042812A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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- 1999-08-03 JP JP11219433A patent/JP2001042812A/ja active Pending
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