JP2002014323A - 液晶表示装置及び液晶表示素子の駆動方法 - Google Patents
液晶表示装置及び液晶表示素子の駆動方法Info
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Abstract
を図ると共に駆動時間の高速化あるいは表示品質の向上
を図る液晶表示装置及び液晶表示素子の駆動方法を得
る。 【解決手段】 互いに対向状態で交差する複数の走査電
極(ロウ)と複数の信号電極(カラム)からパルス信号
を印加して液晶を所望の配向状態にする液晶表示装置。
走査電極と信号電極とが交差する液晶には、リセットパ
ルスP1,P2が印加された後、走査電極ごとに順次選
択パルスP3が印加されるが、所定の走査電極ごとに、
例えば、8走査電極ごとに電圧が実質的に印加されない
休止期間が設けられる。
Description
液晶表示素子の駆動方法、詳しくは、互いに対向状態で
交差する複数の走査電極と複数の信号電極とで液晶をマ
トリクス駆動する液晶表示装置及び液晶表示素子の駆動
方法に関する。
再生する媒体として、室温でコレステリック相を示す液
晶を用いたメモリ性を有する反射型の液晶表示素子が、
消費電力が少なく、比確的大画面が安価に製作できる利
点に着目して種々研究、開発されている。
駆動方法として、本出願人は、特開平11−32687
1号公報に開示されているように、液晶の全ての画素を
同時にフォーカルコニック状態にリセットする改良され
た駆動方法を提案した。しかし、この駆動方法において
は、液晶を順次マトリクス駆動する際にクロストークの
影響を低減することと、駆動速度の高速化や積層型素子
における表示の高品質化が必ずしも両立していない点が
判明した。
時におけるクロストークの低減を図ると共に、駆動時間
の高速化を図ることのできる液晶表示装置及び液晶表示
素子の駆動方法を提供することにある。
駆動時におけるクロストークの低減を図ると共に、表示
品質の向上を図ることのできる積層型の液晶表示装置及
び積層型の液晶表示素子の駆動方法を提供することにあ
る。
め、第1の発明に係る液晶表示装置は、互いに対向状態
で交差する複数の走査電極と複数の信号電極との間に液
晶を挟持してなる液晶表示素子と、前記液晶を所望の配
向状態にする選択パルス信号を各走査電極に面する液晶
に対して各走査電極ごとに順次印加するための駆動手段
と、複数の走査電極ごとに所定の休止期間を設けるよう
に前記駆動手段を制御する制御手段とを備えている。
とクロストークが発生することになる。各走査電極に選
択パルス信号を印加するごとに印加電圧が実質的に0V
になる休止期間を設ければ、クロストークの発生を防止
できるが、休止期間が非常に多くなって駆動時間が必要
以上に長くなる。そこで、第1の発明に係る液晶表示装
置においては、複数の走査電極ごとに所定の休止期間を
設けるようにしたため、クロストークの影響を低減する
と共に駆動時間の増加を抑えることができる。
は、互いに対向状態で交差する複数の走査電極と複数の
信号電極との間に挟持された液晶層を複数積層してなる
積層型液晶表示素子と、前記液晶層に含まれる液晶をそ
れぞれ所望の配向状態にする選択パルス信号を印加する
駆動手段と、一の走査電極に面する液晶への選択パルス
信号の印加後、所定の休止期間をおいて、次の走査電極
に面する液晶への選択パルス信号の印加が行われるよう
に前記駆動手段を制御する制御手段とを備え、少なくと
も二つの液晶層について互いに休止期間の長さを異なら
せるようにした。
前記複数の液晶層とは、例えば、青色の選択反射が可能
な第1液晶層、緑色の選択反射が可能な第2液晶層、及
び赤色の選択反射が可能な第3液晶層を含むものであ
る。
っては、各液晶層を所望の配向状態にする選択時間が異
なるのが通常である。そこで、第2の発明に係る液晶表
示装置においては、一の走査電極に面する液晶への選択
パルス信号の印加後、所定の休止期間をおいて、次の走
査電極に面する液晶への選択パルス信号の印加が行われ
るようにすると共に、少なくとも二つの液晶層について
互いに休止期間の長さを異ならせることにより、クロス
トークの影響を低減すると共に、各液晶層ごとの駆動時
間を近づけて視認性の向上を図ることができる。
置にあっては、選択パルス信号の長い液晶層の休止期間
が、選択パルス信号の短い液晶層の休止期間よりも短く
設定されていることが好ましい。また、互いに選択パル
ス信号の長さが異なる二つの液晶層について、選択パル
ス信号の長さと休止期間との合計が等しくなるように設
定されていると前記二つの液晶層の駆動時間を一致させ
ることができる。
表示装置においては、液晶はコレステリック相を示す液
晶を用いることができ、この場合、駆動手段は、液晶を
フォーカルコニック状態にするリセットパルス信号を印
加した後に、液晶を所望の配向状態にするための選択パ
ルス信号を印加するという駆動方法を採用することがで
きる。そして、リセットパルス信号は、液晶をホメオト
ロピック状態にする第1リセットパルス信号と、液晶を
フォーカルコニック状態にする第2リセットパルス信号
を含む。
持つものでもよく、あるいは、単極性であってもよい。
あれば好ましいが、液晶に対してクロストーク電圧が実
質的に印加されない状態であればよい。
ス信号が印加される第1及び第2の走査電極について、
選択パルス信号を発生させるために第1の走査電極に印
加されるパルス信号の終了タイミングと、選択パルス信
号を発生させるために第2の走査電極に印加されるパル
ス信号の印加開始タイミングとが一致していれば、各走
査電極へのパルス信号の印加のタイミングがとりやすく
なり、駆動が容易になる。
いに対向状態で交差する複数の走査電極と複数の信号電
極との間に液晶を挟持してなる液晶表示素子の駆動方法
において、前記液晶を所望の配向状態にする選択パルス
信号を各走査電極に面する液晶に対して各走査電極ごと
に順次印加すると共に、複数の走査電極ごとに所定の休
止期間を設けるように駆動する。
いに対向状態で交差する複数の走査電極と複数の信号電
極との間に挟持された液晶層を複数積層してなる積層型
液晶表示素子の駆動方法において、前記液晶層に含まれ
る液晶をそれぞれ所望の配向状態にする選択パルス信号
を印加する一方で、一の走査電極に面する液晶への選択
パルス信号の印加後、所定の休止期間をおいて、次の走
査電極に面する液晶への選択パルス信号の印加が行われ
るように駆動すると共に、少なくとも二つの液晶層につ
いて互いに休止期間の長さを異ならせる。
は、クロストークの低減と駆動時間の高速化とを同時に
達成することができる。また、前記第4の発明に係る駆
動方法にあっては、積層型の素子においてクロストーク
の低減と視認性の向上とを同時に達成することができ
る。
及び液晶表示素子の駆動方法の実施形態について、添付
図面を参照して説明する。
示装置を構成するコレステリック相を示す液晶を含む液
晶表示素子について説明する。
型のフルカラー液晶表示素子を示す。この液晶表示素子
100は、光吸収層121の上に、赤色の選択反射と透
明状態の切換えにより表示を行う赤色液晶層111Rを
配し、その上に緑色の選択反射と透明状態の切換えによ
り表示を行う緑色液晶層111G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換えにより表示を
行う青色液晶層111Bを積層したものである。
は、それぞれ透明電極113,114を形成した透明基
板112間に樹脂製柱状構造物115、液晶116及び
スペーサ117を挟持したものである。透明電極11
3,114上には必要に応じて絶縁膜118、配向制御
膜119が設けられる。また、基板112の外周部(表
示領域外)には液晶116を封止するためのシール材1
20が設けられる。
C131,132(図2参照)に接続されており、透明
電極113,114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、液晶116が可
視光を透過する透明状態と特定波長の可視光を選択的に
反射する選択反射状態との間で表示が切り換えられる。
設けられている透明電極113,114は、それぞれ微
細な間隔を保って平行に並べられた複数の帯状電極より
なり、その帯状電極の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。これら上下の帯状電極に順次通
電が行われる。即ち、各液晶116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。これをマト
リクス駆動と称し、電極113,114が交差する部分
が各画素を構成することになる。このようなマトリクス
駆動を各液晶層ごとに行うことにより液晶表示素子10
0にフルカラー画像の表示を行う。
相を示す液晶を挟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。液晶がプレーナ状態の場合、コレステリッ
ク液晶の螺旋ピッチをP、液晶の平均屈折率をnとする
と、波長λ=P・nの光が選択的に反射される。また、
フォーカルコニック状態では、コレステリック液晶の選
択反射波長が赤外光域にある場合には散乱し、それより
も短い場合には可視光を透過する。そのため、選択反射
波長を可視光域に設定し、素子の観察側と反対側に光吸
収層を設けることにより、プレーナ状態で選択反射色の
表示、フォーカルコニック状態で黒の表示が可能にな
る。また、選択反射波長を赤外光域に設定し、素子の観
察側と反対側に光吸収層を設けることにより、プレーナ
状態では赤外光域の波長の光を反射するが可視光域の波
長の光は透過するので黒の表示、フォーカルコニック状
態で散乱による白の表示が可能になる。
積層した液晶表示素子100は、青色液晶層111B及
び緑色液晶層111Gを液晶がフォーカルコニック配列
となった透明状態とし、赤色液晶層111Rを液晶がプ
レーナ配列となった選択反射状態とすることにより、赤
色表示を行うことができる。また、青色液晶層111B
を液晶がフォーカルコニック配列となった透明状態と
し、緑色液晶層111G及び赤色液晶層111Rを液晶
がプレーナ配列となった選択反射状態とすることによ
り、イエローの表示を行うことができる。同様に、各液
晶層の状態を透明状態と選択反射状態とを適宜選択する
ことにより赤色、緑色、青色、白色、シアン、マゼン
タ、イエロー、黒色の表示が可能である。さらに、各液
晶層111R,111G,111Bの状態として中間の
選択反射状態を選択することにより中間色の表示が可能
となり、フルカラー表示素子として利用できる。
ク相を示すものが好ましく、特に、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ネ
マティック液晶が好適である。
れた場合にネマティック液晶の分子を捩る作用を有する
添加剤である。カイラル材をネマティック液晶に添加す
ることにより、所定の捩れ間隔を有する液晶分子の螺旋
構造が生じ、これによりコレステリック相を示す。
成に限定されるわけではなく、従来公知の高分子の3次
元網目構造のなかに液晶が分散された、あるいは、液晶
中に高分子の3次元網目構造が形成された、いわゆる高
分子分散型の液晶複合膜として液晶層を構成することも
可能である。
100の画素構成は、図2に示すように、それぞれ複数
本の走査電極R1,R2〜Rmと信号電極C1,C2〜
Cn(m,nは自然数)とのマトリクスで表される。走
査電極R1,R2〜Rmは走査駆動IC131の出力端
子に接続され、信号電極C1,C2〜Cnは信号駆動I
C132の出力端子に接続されている。
2〜Rmのうち所定のものに選択信号を出力して選択状
態とする一方、その他の電極には非選択信号を出力して
非選択状態とする。走査駆動IC131は、所定の時間
間隔で電極を切り換えながら順次各走査電極R1,R2
〜Rmに選択信号を印加してゆく。一方、信号駆動IC
132は、選択状態にある走査電極R1,R2〜Rm上
の各画素を書き換えるべく、画像データに応じた信号を
各信号電極C1,C2〜Cnに同時に出力する。例え
ば、走査電極Raが選択されると(aはa≦mを満たす
自然数)、この走査電極Raと各信号電極C1,C2〜
Cnとの交差部分の画素LRa−C1〜LRa−Cnが
同時に書き換えられる。これにより、各画素における走
査電極と信号電極との電圧差が画素の書換え電圧とな
り、各画素がこの書換え電圧に応じて書き換えられる。
5、LCDコントローラ136、画像処理装置137、
画像メモリ138及び駆動IC(ドライバ)131,1
32にて構成されている。画像メモリ138に記憶され
た画像データに基づいてLCDコントローラ136が駆
動IC131,132を制御し、液晶表示素子100の
各走査電極及び信号電極間に順次電圧を印加し、液晶表
示素子100に画像を書き込む。駆動IC131,13
2の詳細な構成については後述する。
れを解くための第1の閾値電圧をVth1とすると、電圧
Vth1を十分な時間印加した後に電圧を第1の閾値電圧
Vth1よりも小さい第2の閾値電圧Vth2以下に下げる
とプレーナ状態になる。また、Vth2以上でVth1以下
の電圧を十分な時間印加するとフォーカルコニック状態
になる。この二つの状態は電圧印加を停止した後でも安
定に維持される。また、Vth1〜Vth2間の電圧を印加
することにより、中間調の表示、即ち、階調表示が可能
である。
表示素子を駆動する方法について説明する。この駆動方
法は、例えば、図3を参照すると、基本的には、リセッ
ト期間と選択期間と維持期間とから構成されている。駆
動は全ての画素に関して同時に開始され、まず、リセッ
トパルスP1が印加されて、液晶はホメオトロピック状
態にリセットされ、次に、リセットパルスP2が印加さ
れて液晶はフォーカルコニック状態にリセットされる。
そして、選択期間において、最終的にプレーナ状態を選
択する画素に対しては選択パルスP3を印加し、最終的
にフォーカルコニック状態を選択する画素に対しては電
圧を0Vのままとする(実質的に選択パルスを印加しな
い)。
ルスP3の有無によって最終的な液晶の表示状態が選択
される。選択された表示状態は電力の供給を停止しても
そのまま維持され、即ち、メモリ性を有する。また、選
択パルスP3のパルス幅等を調整することによって中間
調の表示が可能である。
法の第1実施形態について図3を参照して説明する。図
3では、マトリクス状に配置された複数画素LCD1,
2,〜8,9の液晶にかかる駆動電圧波形と、この波形
を得るために走査電極(ロウ)と信号電極(カラム)か
ら印加されるパルス波形の一例を示す。ロウ1,2,〜
8,9とは走査電極1ラインずつを意味し、カラムとは
一の信号電極を意味する。
単極性の直流パルスを使用しており、所定の走査ライン
ごとに液晶に印加する電圧を0Vにする休止期間を設け
ている。具体的には、8ラインごとに休止期間を設けて
いる。クロストークの影響をより少なくするには、各走
査電極に選択パルスを印加するごとに休止期間を設ける
のが好ましいが、これでは全画素の駆動を終了するまで
の時間が長くなってしまう。そこで、本第1実施形態で
は8ラインごとに休止期間を設けて、クロストークの影
響を極力排除すると共に各ラインごとに休止期間を設け
る場合に比べて駆動時間の低下を1/8に抑えるように
した。何ラインごとに休止期間を設けるかは、クロスト
ーク防止効果が薄れない範囲を限度として具体的な液晶
表示素子に応じて適宜決定される。
態は、パルス信号として正負の極性を持つ交流パルスを
使用したものであり、8ラインごとに液晶に印加する電
圧を0Vにする休止期間を設けている点は前記第1実施
形態と同様である。何ラインごとに休止期間を設けるか
は、適宜決定される。
態は、3層の液晶層R,G,Bに対する駆動において、
各液晶層R,G,Bごとに選択パルスP3の長さと休止
期間とが異なるものであり、直流パルスを使用してい
る。
の長さは、本来的に、液晶層R,G,Bごとに異なり、
液晶層R,G,Bの順に短くなっている。そこで、各液
晶層R,G,Bで休止期間の長さを異ならせ、かつ、選
択パルスP3の長さと休止期間との合計を等しく設定す
ることで、クロストークの影響を低減すると共に、各液
晶層R,G,Bごとの駆動時間を一致させ、視認性の向
上(色ずれの解消)を図るようにした。
態は、前記第3実施形態と同様に、各液晶層R,G,B
に対する休止期間の長さを異ならせ、かつ、選択パルス
P3の長さと休止期間との合計を等しく設定したもの
で、交流パルスを使用している。
照)この変形例1は、直流パルス駆動方式において、休
止期間を設けるのに、走査電極への選択パルスの印加を
遅延させるのではなく、信号電極(カラム)に印加する
パルス信号に休止期間を設けたものである。従って、こ
の変形例1では休止期間を挟んでそれぞれ選択パルスが
印加される走査電極について、先の走査電極に印加され
る選択パルスの終了タイミングと、次の走査電極に印加
される選択パルスの印加開始タイミングとが一致してい
る。
照)この変形例1は、図7に示した変形例1と同様に、
信号電極(カラム)に印加するパルス信号に休止期間を
設けたもので、交流パルス駆動方式として示している。
照)この変形例2は、直流パルス駆動方式において、選
択パルスP3の前後に休止期間を設けたものである。
照)この変形例2は、図9に示した変形例2と同様に、
選択パルスP3の前後に休止期間を設けたもので、交流
パルス駆動方式として示している。
表示装置及び液晶表示素子の駆動方法は前記各実施形態
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。
方法等は任意である。また、駆動のためのパルス波形の
形状や電圧値は適宜設定することができる。
示素子の一例を示す断面図。
図。
ャート図。
ャート図。
ャート図。
ャート図。
ト図。
ト図。
ト図。
ート図。
Claims (14)
- 【請求項1】 互いに対向状態で交差する複数の走査電
極と複数の信号電極との間に液晶を挟持してなる液晶表
示素子と、 前記液晶を所望の配向状態にする選択パルス信号を各走
査電極に面する液晶に対して各走査電極ごとに順次印加
するための駆動手段と、 複数の走査電極ごとに所定の休止期間を設けるように前
記駆動手段を制御する制御手段と、 を備えたことを特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項2】 互いに対向状態で交差する複数の走査電
極と複数の信号電極との間に挟持された液晶層を複数積
層してなる積層型液晶表示素子と、 前記液晶層に含まれる液晶をそれぞれ所望の配向状態に
する選択パルス信号を印加する駆動手段と、 一の走査電極に面する液晶への選択パルス信号の印加
後、所定の休止期間をおいて、次の走査電極に面する液
晶への選択パルス信号の印加が行われるように前記駆動
手段を制御する制御手段と、を備え、 少なくとも二つの液晶層について互いに休止期間の長さ
を異ならせること、 を特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項3】 前記複数の液晶層には、青色の選択反射
が可能な第1液晶層、緑色の選択反射が可能な第2液晶
層、及び赤色の選択反射が可能な第3液晶層が含まれる
ことを特徴とする請求項2記載の液晶表示装置。 - 【請求項4】 選択パルス信号の長い液晶層の休止期間
が、選択パルス信号の短い液晶層の休止期間よりも短く
設定されていることを特徴とする請求項2又は請求項3
記載の液晶表示装置。 - 【請求項5】 互いに選択パルス信号の長さが異なる二
つの液晶層について、選択パルス信号の長さと休止期間
との合計が等しくなるように設定されていることを特徴
とする請求項4記載の液晶表示装置。 - 【請求項6】 前記液晶はコレステリック相を示す液晶
であることを特徴とする請求項1又は請求項2記載の液
晶表示装置。 - 【請求項7】 前記駆動手段は、液晶をフォーカルコニ
ック状態にするリセットパルス信号を印加した後に、液
晶を所望の配向状態にするための選択パルス信号を印加
することを特徴とする請求項6記載の液晶表示装置。 - 【請求項8】 前記リセットパルス信号は、液晶をホメ
オトロピック状態にする第1リセットパルス信号と、液
晶をフォーカルコニック状態にする第2リセットパルス
信号を含む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】 前記選択パルス信号は正負の極性を持つ
ものであることを特徴とする請求項1又は請求項2記載
の液晶表示装置。 - 【請求項10】 前記選択パルス信号は単極性であるこ
とを特徴とする請求項1又は請求項2記載の液晶表示装
置。 - 【請求項11】 前記休止期間においては、液晶に対し
て電圧無印加状態であることを特徴とする請求項1又は
請求項2記載の液晶表示装置。 - 【請求項12】 休止期間を挟んでそれぞれ選択パルス
信号が印加される第1及び第2の走査電極について、選
択パルス信号を発生させるために第1の走査電極に印加
されるパルス信号の終了タイミングと、選択パルス信号
を発生させるために第2の走査電極に印加されるパルス
信号の印加開始タイミングとが一致していることを特徴
とする請求項1又は請求項2記載の液晶表示装置。 - 【請求項13】 互いに対向状態で交差する複数の走査
電極と複数の信号電極との間に液晶を挟持してなる液晶
表示素子の駆動方法において、 前記液晶を所望の配向状態にする選択パルス信号を各走
査電極に面する液晶に対して各走査電極ごとに順次印加
すると共に、複数の走査電極ごとに所定の休止期間を設
けるように駆動すること、 を特徴とする液晶表示素子の駆動方法。 - 【請求項14】 互いに対向状態で交差する複数の走査
電極と複数の信号電極との間に挟持された液晶層を複数
積層してなる積層型液晶表示素子の駆動方法において、 前記液晶層に含まれる液晶をそれぞれ所望の配向状態に
する選択パルス信号を印加する一方で、一の走査電極に
面する液晶への選択パルス信号の印加後、所定の休止期
間をおいて、次の走査電極に面する液晶への選択パルス
信号の印加が行われるように駆動すると共に、少なくと
も二つの液晶層について互いに休止期間の長さを異なら
せること、 を特徴とする積層型液晶表示素子の駆動方法。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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Cited By (4)
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US7038648B2 (en) | 2001-11-30 | 2006-05-02 | Minolta Co., Ltd. | Method and a device for driving a liquid crystal display, and a liquid crystal display apparatus |
KR100892029B1 (ko) * | 2007-09-27 | 2009-04-07 | 후지쯔 가부시끼가이샤 | 액정 표시 소자의 구동 방법 |
US7847770B2 (en) | 2005-03-28 | 2010-12-07 | Fujitsu Limited | Method of driving liquid crystal display element |
JP2011112867A (ja) * | 2009-11-26 | 2011-06-09 | Fujitsu Ltd | 液晶駆動装置 |
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