JP2002296612A

JP2002296612A - 液晶表示素子及び液晶表示装置

Info

Publication number: JP2002296612A
Application number: JP2001102429A
Authority: JP
Inventors: Tsukasa Yagi; 司八木; Katsuhiko Asai; 克彦浅井
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 2001-03-30
Filing date: 2001-03-30
Publication date: 2002-10-09

Abstract

(57)【要約】【課題】解像度を高くして、表示品位を損なうことな
くインターレース走査が可能な液晶表示素子及び液晶表
示装置を得る。【解決手段】走査電極Ｒ_m+1〜Ｒ_Mが配置された第１表
示領域１１と、走査電極Ｒ₁〜Ｒ_mが配置された第２表示
領域１２とを備えた液晶表示素子。これらの走査電極と
信号電極Ｃ₁〜Ｃ_nとで第１表示領域１１には複数の画素
ＬＲm+1−Ｃ₁〜ＬＲ_M−Ｃ_nがマトリクス状に構成され、
第２表示領域１２には複数の画素ＬＲ₁−Ｃ₁〜ＬＲ_m−
Ｃ_nがマトリクス状に構成されている。第２表示領域１
２に配置された走査電極の幅及びピッチは、第１表示領
域に配置された走査電極の幅及びピッチの１／２であ
る。この第２表示領域１２に対しては、液晶を一旦リセ
ットしてから書込みを行う駆動パルスを用いて、１フレ
ームを複数のフィールドに分割するインターレース走査
により画像を書き込む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示素子及び
液晶表示装置、特に、マトリクス状に配置された複数の
画素を液晶にて構成した液晶表示素子及び該素子を備え
た液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術とその課題】近年、室温でコレステリック
相を示すカイラルネマティック液晶を用いた液晶表示素
子が、電力の供給を停止しても表示状態を維持するメモ
リ性を有することから、注目されている。

【０００３】しかしながら、この種の液晶表示素子で
は、液晶を一旦リセットしてから画像を書き込む必要が
あり、表示が完成するまでに時間を要していた。このよ
うな表示が完成するまでの間、書換え対象部分は素子の
背景である光吸収層が黒線として観察され（ブラックア
ウト）、画面が見にくくなるという問題点を有してい
た。

【０００４】そこで、本発明の目的は、解像度を高くし
て、表示品位を損なうことなくインターレース走査が可
能な液晶表示素子及び液晶表示装置を提供することにあ
る。

【０００５】本発明の他の目的は、製造が容易でコスト
の低減が可能な液晶表示素子及び液晶表示装置を提供す
ることにある。

【０００６】さらに、本発明の他の目的は、画像データ
転送用クロック信号の周波数が高くなるのが防止され、
低消費電力化を達成できる液晶表示素子及び液晶表示装
置を提供することにある。

【０００７】

【発明の構成、作用及び効果】以上の目的を達成するた
め、第１の発明に係る液晶表示素子は、マトリクス状に
配置された複数の画素を含む第１表示領域と、マトリク
ス状に配置された複数の画素を含む第２表示領域とを備
え、前記第１表示領域及び第２表示領域に含まれる画素
は、それぞれ、行方向及び列方向に所定のピッチを有
し、前記第２表示領域に含まれる画素の列方向長さは、
前記第１表示領域に含まれる画素の列方向長さよりも短
いことを特徴とする。

【０００８】第１の発明に係る液晶表示素子において
は、第２表示領域に含まれる画素の列方向長さが、第１
表示領域に含まれる画素の列方向長さよりも短いため、
第２表示領域では列方向の解像度が高くなり、ブラック
アウトが目立たなくなり、表示品位を高めた状態でイン
ターレース走査が可能となる。また、第１表示領域に含
まれる画素は比較的大きいため、製造が容易であり、コ
ストを抑えることができる。

【０００９】さらに、列方向の解像度をあえて増加させ
る必要はなく、画像データ転送用クロック信号の周波数
が高くなることはない。従って、高価な駆動ＩＣの増加
を抑え、消費電力の低減を図ることができる。

【００１０】第１の発明に係る液晶表示素子にあって
は、第２表示領域に含まれる画素の列方向長さ及びピッ
チは、前記第１表示領域に含まれる画素の列方向長さ及
びピッチの１／ｎ（ｎは２以上の整数）であってもよ
い。

【００１１】また、第１表示領域及び第２表示領域に含
まれる画素は、第１表示領域及び第２表示領域で共通の
信号電極によって駆動してもよく、あるいは、第１表示
領域及び第２表示領域ごとに分割された信号電極によっ
て駆動してもよい。後者にあっては、第２表示領域に画
像を表示する際に第１表示領域に対するクロストークの
影響を回避することができる。

【００１２】第２の発明に係る液晶表示素子は、互いに
交差する複数の走査電極及び複数の信号電極と、走査電
極が所定の幅及びピッチを有している第１表示領域と、
走査電極が前記第１の表示領域より小さい幅及び小さい
ピッチを有している第２表示領域とを備えたことを特徴
とする。

【００１３】第２の発明に係る液晶表示素子において
は、第２表示領域に配置された走査電極の幅及びピッチ
が、第１表示領域に配置された走査電極の幅及びピッチ
よりも小さいため、第２表示領域では走査電極の配列方
向の解像度が高くなり、ブラックアウトが目立たなくな
り、表示品位を高めた状態でインターレース走査が可能
となる。また、第１表示領域に配置された走査電極の幅
及びピッチは比較的大きいため、製造が容易であり、コ
ストを抑えることができる。

【００１４】さらに、信号電極の配列方向の解像度をあ
えて増加させる必要はなく、画像データ転送用クロック
信号の周波数が高くなることはない。従って、高価な駆
動ＩＣの増加を抑え、消費電力の低減を図ることができ
る。

【００１５】第２の発明に係る液晶表示素子にあって
は、第２表示領域に配置された走査電極の幅及びピッチ
は、第１表示領域に配置された走査電極の幅及びピッチ
の１／ｎ（ｎは２以上の整数）であってもよい。

【００１６】また、第１表示領域及び第２表示領域の信
号電極は、第１表示領域及び第２表示領域で共通に配置
してもよく、あるいは、第１表示領域及び第２表示領域
ごとに独立して配置してもよい。後者にあっては、第２
表示領域に画像を表示する際に第１表示領域に対するク
ロストークの影響を回避することができる。

【００１７】第３の発明に係る液晶表示装置は、前記第
１又は第２の発明に係る液晶表示素子と、その駆動手段
を備えたことを特徴とする。この駆動手段は第２表示領
域に対してインターレース走査を行うことが好ましい。

【００１８】第３の発明に係る液晶表示装置において
は、前記第１又は第２の発明に係る液晶表示素子の作用
効果を奏する。

【００１９】第３の発明に係る液晶表示装置にあって
は、第２表示領域に含まれる画素の列方向長さ及び列方
向ピッチ、又は、第２表示領域に配置された走査電極の
幅とピッチがインターレース走査のフィールド分割数に
対応付けられていることが好ましい。さらに、駆動手段
は各画素の液晶をリセットした後に書込みを行う駆動パ
ルスを用いて画像を表示させることが好ましい。この場
合、駆動手段は、液晶をホメオトロピック状態にリセッ
トするリセット期間と、液晶の最終的な表示状態を選択
するための選択期間と、該選択期間で選択された状態を
確立するための維持期間とで液晶を駆動することによ
り、高速での画像の更新が可能となる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る液晶表示素子
及び液晶表示装置の実施形態について、添付図面を参照
して説明する。

【００２１】（液晶表示素子、図１参照）まず、本発明
の一実施形態であ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。

【００２２】図１は単純マトリクス駆動方式による反射
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表示層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
り表示を行う緑色表示層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り換えにより表示
を行う青色表示層１１１Ｂを積層したものである。

【００２３】各表示層１１１Ｒ，１１１Ｇ，１１１Ｂ
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。

【００２４】透明電極１１３，１１４はそれぞれ駆動Ｉ
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。

【００２５】各表示層１１１Ｒ，１１１Ｇ，１１１Ｂに
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
駆動を各表示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。

【００２６】詳しくは、２枚の基板間にコレステリック
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を行う透過−散乱モードでの使
用も可能になる。

【００２７】各表示層１１１Ｒ，１１１Ｇ，１１１Ｂを
積層した液晶表示素子１００は、青色表示層１１１Ｂ及
び緑色表示層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、赤色表示層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、青色表示層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、緑色表示層１１１Ｇ及び赤色表示層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、各表
示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、各表
示層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。

【００２８】液晶１１６としては、室温でコレステリッ
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。

【００２９】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。

【００３０】なお、メモリ性液晶自体は必ずしもこの構
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表示層を構成するこ
とも可能である。

【００３１】（駆動回路、図２参照）前記液晶表示素子
１００の画素構成は、図２に示すように、複数本の走査
電極Ｒ₁〜Ｒ_m、Ｒ_m+1〜Ｒ_Mと、複数本の信号電極Ｃ₁〜
Ｃ_n（ｍ，Ｍ，ｎはそれぞれ自然数であり、ｍはＭより
小さい）とのマトリクスで表される。各走査電極は走査
駆動ＩＣ１３１の出力端子に接続され、各信号電極は信
号駆動ＩＣ１３２の出力端子に接続されている。

【００３２】これらの走査電極及び信号電極の交差部分
が１単位の表示画素として定義される。走査電極Ｒ_m+1
〜Ｒ_Mは、専ら静止画を表示するための第１表示領域１
１を構成し、画素ＬＲ_m+1−Ｃ₁〜ＬＲ_M−Ｃ_nが含まれ
る。走査電極Ｒ₁〜Ｒ_mは、専ら動画を表示するための第
２表示領域１２を構成し、画素ＬＲ₁−Ｃ₁〜ＬＲ_m−Ｃ_n
が含まれる。

【００３３】第１表示領域１１を構成する走査電極Ｒ
_m+1〜Ｒ_Mと信号電極Ｃ₁−Ｃ_nの幅及びピッチは互いにほ
ぼ等しく、各画素ＬＲ_m+1−Ｃ₁〜ＬＲ_M−Ｃ_nはほぼ正方
形状とされている。第２表示領域１２を構成する走査電
極Ｒ₁〜Ｒ_mの幅は走査電極Ｒ_m+ ₁〜Ｒ_Mのほぼ１／２、ピ
ッチはほぼ２倍とされ、各画素ＬＲ₁−Ｃ₁〜ＬＲ_m−Ｃ_n
は横長の長方形状とされている。

【００３４】なお、第１表示領域１１と第２表示領域１
２におけるそれぞれの走査電極の幅、ピッチの比率は、
図２に示した１：２以外に種々の値を採用することがで
きる。例えば、１：３であってもよい（図３（Ｂ）参
照）。

【００３５】また、図２では、青色表示層１１１Ｂの画
素構成を示しているが、他の表示層１１１Ｇ，１１１Ｒ
においても同様の画素構成を有している。さらに、通
常、駆動ＩＣ１３１，１３２は各表示層１１１Ｂ，１１
１Ｇ，１１１Ｒごとに設けられる。但し、走査駆動ＩＣ
１３１に関しては、各表示層において共通化することが
できる。

【００３６】走査駆動ＩＣ１３１は、走査電極Ｒ₁〜Ｒ_m
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、その他の走査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
で走査電極を切り換えながら順次各走査電極Ｒ₁〜Ｒ_Mに
選択信号を印加してゆく。一方、信号駆動ＩＣ１３２
は、選択状態にある走査電極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〜Ｃ_n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〜Ｃ_nとの交差部分の画素ＬＲａ−Ｃ₁〜Ｌ
Ｒａ−Ｃ_n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。

【００３７】駆動回路は中央処理装置１３５、画像処理
装置１３６、画像メモリ１３７及びＬＣＤコントローラ
１３８にて構成されている。画像メモリ１３７に記憶さ
れた画像データに基づいてＬＣＤコントローラ１３８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。

【００３８】ここで、コレステリック相を示す液晶の捩
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。

【００３９】なお、部分的に書換えを行う場合は、書き
換えたい部分を含むように特定の走査ラインのみを順次
選択するようにすればよい。これにより、必要な部分の
みを短時間で書き換えることができる。

【００４０】（画素構成、図３参照）ここで、専ら動画
を表示するために用いられる第２表示領域１２における
画素構成の第１例を図３（Ａ）に示し、第２例を図３
（Ｂ）に示す。画素構成例１，２にあっては、走査電極
Ｒ₁〜Ｒ_mの幅を信号電極Ｃ₁〜Ｃ_nの幅より小さくするこ
とによって、各画素ＬＲ₁−Ｃ₁〜ＬＲ_m−Ｃ_nを横長の長
方形状としている。

【００４１】図３（Ａ），（Ｂ）において、それぞれ点
線で囲った領域が画像データにおける１画素である。構
成例１では、画像データの１画素をさらに走査電極の配
列方向に約１／２に細分化して表示することになる。例
えば、信号電極の配列方向に沿った水平方向の画素密度
を９０ｄｐｉとすると、走査電極の配列方向に沿った垂
直方向の画素密度は１８０ｄｐｉである。また、構成例
２では、画像データの１画素をさらに走査電極の配列方
向に約１／３に細分化して表示することになる。例え
ば、信号電極の配列方向に沿った画素密度を９０ｄｐｉ
とすると、走査電極の配列方向に沿った画素密度は２７
０ｄｐｉである。

【００４２】各画素の縦横比は、基本的には、以下に説
明するインターレース走査におけるフィールド分割数に
基づいて決定される。例えば、インターレース走査例１
では２フィールドに分割していることに基づいて、各画
素の縦横比は１：２とされる。また、インターレース走
査例２では３フィールドに分割していることに基づい
て、各画素の縦横比は１：３とされる。各画素の縦横比
とインターレース走査のフィールド分割数とは必ずしも
一致している必要はなく、例えば、構成例１を３フィー
ルドに分割してインターレース走査してもよく、構成例
２を２フィールドに分割してインターレース走査しても
よい。

【００４３】また、各画素の縦横比を１：３よりさらに
大きくしても構わないし、インターレース走査のフィー
ルド分割数を３より多くしても構わない。但し、各画素
の縦横比を大きくするほど、電極の加工・形成が難しく
なる。また、フィールド分割数を多くすると、液晶のブ
ラックアウトによる黒帯が観察されやすくなる。従っ
て、各画素の縦横比を１：２、インターレース走査のフ
ィールド分割数を２にすることが最も実用的である。

【００４４】（駆動ＩＣの配置例、図４，５参照）走査
駆動ＩＣ１３１及び信号駆動ＩＣ１３２は、いずれも、
複数本の電極ごとに複数のものを使用することができ
る。図４に示す配置例１では、表示領域１１，１２の一
方の端部に全ての走査駆動ＩＣ１３１が配置されてい
る。図５に示す配置例２では、ピッチの細かい第２表示
領域１２のみその両端部に分けて走査駆動ＩＣ１３１が
配置されている。例えば、偶数ラインに接続する走査駆
動ＩＣ１３１は右側に、奇数ラインに接続する走査駆動
ＩＣ１３１は左側に配置する。但し、表示素子のサイズ
が小さい場合は、全ての電極を一つの走査駆動ＩＣ１３
１及び信号駆動ＩＣ１３２でまかなうようにしてもよ
い。

【００４５】（駆動例１、図６参照）次に、駆動方法の
第１例について説明する。なお、図６において（図７で
も同じ）、ロウ１〜３とは順に選択される３本の走査電
極を意味し、カラムとは前記各走査電極に交差する１本
の信号電極を意味し、ＬＣＤ１〜３とはロウ１〜３とカ
ラムとの交差部に形成される三つの画素に相当する液晶
層を意味する。

【００４６】この駆動例１は、リセット期間と選択期間
と維持期間とクロストーク（表示）期間とから構成され
ている。リセット期間では、まず最初に、書込みを行う
走査電極上の画素に所定の電圧を印加することにより、
液晶をホメオトロピック状態にリセットする。

【００４７】選択期間はさらに三つの期間（前選択期
間、選択パルス印加期間、後選択期間）から構成されて
いる。選択期間のうちの一部分（選択パルス印加期間）
にのみ画像データに応じた選択パルスが印加され、前選
択期間及び後選択期間には実質的に液晶に印加する電圧
をゼロとする。この選択パルスは、最終的にプレーナ状
態を選択したい画素とフォーカルコニック状態を選択し
たい画素とでは、電圧ないしパルスの形状が異なる。プ
レーナ状態を選択する場合には、選択パルス印加期間に
所定電圧の選択パルスを印加する。

【００４８】その後の維持期間では、書込みを行う走査
電極上の画素に所定電圧のパルス電圧を印加する。そし
て、クロストーク期間において、液晶に印加される電圧
をゼロにすることにより、プレーナ状態が選択される。

【００４９】一方、最終的にフォーカルコニック状態を
選択したい場合には、選択パルス印加期間に、液晶にか
かる電圧を実質的にゼロにする。

【００５０】その後の維持期間では、プレーナ状態を選
択する場合と同様に、書込みを行う走査ライン上の画素
に所定電圧のパルス電圧を印加することにより、液晶を
フォーカルコニック状態へと遷移させる。クロストーク
期間では、プレーナ状態を選択する場合と同様に、液晶
に印加される電圧をゼロにする。フォーカルコニック状
態の液晶は電圧をゼロにしても、フォーカルコニック状
態のまま固定される。

【００５１】選択期間の中央の短い時間、即ち、選択パ
ルス印加期間に印加する選択パルスにより、最終的な液
晶の表示状態が選択できる。また、この選択パルスのパ
ルス幅を調整することにより、具体的には、信号電極に
印加するパルスの形状を画像データに応じて変化させる
ことにより、中間調の表示が可能である。

【００５２】選択パルスは書込み対象画素に表示させる
画像データにより形状を変える必要があり、カラムには
画像データに応じて異なる形状の選択パルスを印加しな
ければならない。一方、前選択期間及び後選択期間で
は、常に画素内の液晶には電圧ゼロを印加するので、電
圧ゼロを得られるような、ロウ、カラムともにある決ま
ったパルス波形の組合せを用いることができる。図６に
示す駆動例１では、このことを利用して、複数の走査電
極上の画素に対して、リセットと維持と表示とを同時に
行っている。

【００５３】例えば、ＬＣＤ２が前選択期間にあると
き、ロウ２及びロウ３には互いに異なる位相のパルス電
圧＋Ｖ１を印加し、ロウ１には＋Ｖ１／２の電圧を印加
する。このとき、カラムにロウ３と異なる位相のパルス
電圧＋Ｖ１を印加すると、ＬＣＤ３には電圧±ＶＲ＝±
Ｖ１のリセットパルスが、ＬＣＤ２には電圧ゼロが、Ｌ
ＣＤ１には電圧±Ｖｅ＝±Ｖ１／２の維持パルスが印加
される。

【００５４】ＬＣＤ２が選択パルス印加期間にあるとき
は、カラムからは画像データによって異なる形状のデー
タパルス（電圧＋Ｖ１）が印加されるため、ロウ１、ロ
ウ３ともに電圧＋Ｖ１／２のパルスを印加して、ＬＣＤ
１、ＬＣＤ３には±Ｖ１／２の電圧がかかるようにす
る。ロウ２には電圧＋Ｖ１のパルスを印加し、カラムに
印加するデータパルスとの電圧差（±Ｖ１又はゼロ）
が、電圧±Ｖｓｅｌの選択パルスとしてＬＣＤ２に印加
される。カラムに印加するデータパルスの形状を変化さ
せることで、選択パルスのパルス幅を変化させることが
できる。

【００５５】後選択期間では、前選択期間と同様のこと
を行う。即ち、ロウ２及びロウ３には互いに異なる位相
のパルス電圧＋Ｖ１を印加し、ロウ１には＋Ｖ１／２の
電圧を印加する。そして、カラムにロウ３と異なる位相
のパルス電圧＋Ｖ１を印加することにより、ＬＣＤ３に
電圧±ＶＲ＝±Ｖ１のリセットパルス、ＬＣＤ２に電圧
ゼロ、ＬＣＤ１に電圧±Ｖｅ＝±Ｖ１／２の維持パルス
を印加する。

【００５６】リセット期間、選択期間及び維持期間以外
の期間は、各走査電極には、他の走査電極の前選択期間
及び後選択期間に信号電極から印加するデータパルスと
同じ位相の波形を印加し、他の走査電極の選択パルス印
加期間には電圧＋Ｖ１／２のパルスを印加する。こうす
ることによって、この部分の液晶には、画像データに応
じて、選択パルスと同じパルス幅で、電圧±Ｖ１／２の
クロストーク電圧が印加される。このクロストーク電圧
は、パルス幅が狭いため、液晶の表示状態には影響を及
ぼさない。

【００５７】以上のパルス電圧の印加を各走査電極に対
して順次繰返し実行することにより、画像表示を行うこ
とができる。また、任意の走査電極に前記リセットパル
ス、選択パルス、維持パルスを印加することができるの
で、部分書換えを行うこともできる。

【００５８】（駆動例２、図７参照）次に、駆動方法の
第２例について説明する。ここでは、信号電極に対し
て、順に、透過、中間調、全反射をそれぞれ選択するよ
うな信号電圧が入力されている。

【００５９】なお、理解を容易にするため、図７では、
リセット期間、維持期間は選択時間の２倍として図示し
ているが、実際には、リセットや選択期間で選択された
状態が正しく確立されるように十分長い時間確保するこ
とが望ましく、通常、選択期間や選択パルス幅に比べて
十分長い時間（例えば、数十倍）に設定される。

【００６０】この駆動例２では、前記駆動例１と同様
に、選択期間は選択パルス印加時間とその前後の前選択
時間及び後選択時間とに分かれている。前選択時間と後
選択時間の長さは選択パルス幅（選択パルス印加時間）
の整数倍（図５では１倍）にする。

【００６１】この場合、各走査電極（ロウ１，２，３）
には、リセット期間、選択期間、維持期間にそれぞれ順
次、リセット電圧±Ｖ１、選択電圧±Ｖ２、維持電圧±
Ｖ３が印加され、リセット期間及び維持期間の長さは、
それぞれ選択パルス印加時間の整数倍（図７では２倍）
にする。また、表示（クロストーク）期間は電圧０Ｖと
される。一方、信号電極（カラム）には画像データに応
じて位相をシフトさせた電圧±Ｖ４のパルス波形が印加
される。

【００６２】この駆動例２では、カラムへの印加電圧±
Ｖ４の位相及び電圧値と選択電圧±Ｖ２とに基づいて選
択パルスの波形が決められ、電圧±Ｖ４の位相が選択電
圧±Ｖ２と同じ場合は、±（Ｖ２−Ｖ４）の選択パルス
となり透過（フォーカルコニック状態）が選択され、逆
位相の場合は±（Ｖ２＋Ｖ４）の選択パルスとなり選択
反射（プレーナ状態）が選択される。なお、電極Ｖ２及
びＶ４の値は透過と反射を選択するのに適当な値とし、
また、クロストークとなる電圧Ｖ４の値は液晶の状態を
変化させる所定の閾値以内の値としている。

【００６３】なお、駆動例２においては、選択パルス印
加時間の分だけずらして走査を行っている（即ち、選択
パルス印加時間が走査時間に等しい）。このため、駆動
例１に比べて１画面の走査に要する時間が短い（即ち、
走査速度が速い）。

【００６４】（インターレース走査）以下、インターレ
ース走査による駆動方法について走査例１〜３を挙げて
説明する。インターレース走査とは、線順次走査に対置
されるもので、１画面（フレーム）を書き込むのに、走
査ラインを１又は複数のラインを飛び越して走査する形
態を言う。

【００６５】（走査例１、図８〜１１参照）まず、走査
例１による第２表示領域１２に対する表示更新に先立っ
て、第１表示領域１１に線順次走査によって静止画の表
示更新が行われる。第１表示領域１１の表示は画像を書
き込んだ後も電圧無印加で維持されるため、その表示更
新は適宜タイミングで行えばよい。この更新タイミング
については図１６を参照して後に説明する。

【００６６】図８では第１表示領域１１の表示更新に続
けて第２表示領域１２の表示更新に移行する例を示して
いる。なお、後述する走査例２〜４において、第１表示
領域１１への表示更新は図示を省略しているが、走査例
１と同様である。

【００６７】この走査例１では、１フレームを奇数と偶
数の２フィールドに分割し、まず、奇数の走査ラインに
対して書込みを行い、次に、偶数の走査ラインに対して
書込みを行い、１フレームの画像を表示する。各走査ラ
インにおける書込みは、図９に示すように、リセット期
間、選択期間及び維持期間で構成され、これらの三つの
期間にあっては液晶表示素子は裏面の光吸収層が目視さ
れるブラックアウト状態となる。その後、液晶は表示状
態を維持する。

【００６８】なお、マトリクス駆動の場合、前の選択ラ
インのパルスによりクロストークが生じるので、図９の
表示期間には実際には画面の書換え中はクロストークが
生じる。

【００６９】また、液晶の種類等によっては維持期間終
了後直ちに表示が現れない場合もあり得るので、この場
合は維持期間終了から表示が現れるまでの遅延期間を予
め測定しておき、実際に駆動を行う際にこの遅延時間を
反映させるようにすればよい。

【００７０】この走査例１において、各走査ラインごと
に一定の時間間隔で書込み（リセット、選択、維持）が
開始され、次フィールドの書込みを前フィールドの最終
ラインでのリセット期間の終了タイミングに基づいて開
始する。即ち、第１フィールドの最終ラインの選択期間
＊Ａと第２フィールドの第１ラインの選択期間＊Ｂがず
れていることを条件に、奇数フィールドと偶数フィール
ドの書換えを近づけることができる。

【００７１】図８に示すように、各走査ラインが等しい
時間間隔で交互にブラックアウト状態と表示状態とを繰
り返すと、平均的に同じ明るさの画像表示に近づき、ち
らつきが低減できる。そのためには、１走査ラインのブ
ラックアウト時間の長さに対して書換え対象領域に含ま
れる走査ラインの数が多くない場合は、前フィールドの
先頭ラインのブラックアウトが終了するのに合わせて次
フィールドの走査を開始すればよい。１走査ラインのブ
ラックアウト時間の長さに対して走査ライン数が多くな
る場合は、第１フィールドの走査ラインでの維持期間の
長さを調整してもよい。

【００７２】図１０（Ａ）は原画像データを示し、図１
０（Ｂ），（Ｃ）はこの原画像データを、比較のために
正方形画素領域（例えば、第１表示領域１１）に対して
インターレース走査例１で表示した状態を示している。
図１０（Ｂ），（Ｃ）から明らかなように、各フィール
ドでは原画像データの一部が表示されないため、画像が
視認しにくくなっている。

【００７３】これに対して、各画素を走査電極の配列方
向に１／２に細分化し、２倍のピッチで配列した図３
（Ａ）の構成を有する第２表示領域１２に対して、図１
０（Ａ）に示す原画像データを図１１（Ａ）に示すよう
に各画素に割り付け、インターレース走査例１で表示す
ると、図１１（Ｂ），（Ｃ）に示すように、原画像デー
タの欠落が抑制され、フレーム間での画像のずれが少な
い視認しやすい表示が得られる。

【００７４】図１０（Ｂ）及び図１１（Ｂ）は奇数フィ
ールドを書き込んでいる状態、図１０（Ｃ）及び図１１
（Ｃ）は偶数フィールドを書き込んでいる状態を示す。
例えば、選択期間を０．１〜０．５ｍｓｅｃ、リセット
期間及び維持期間をそれぞれ２５ｍｓｅｃ程度に設定す
ることができ、走査ラインの数にもよるが、毎秒１０フ
レーム程度の速さで画像を更新することができる。従っ
て、観察者の眼にはブラックアウトのない画像として観
察されることになる。

【００７５】また、この走査例１では、走査ラインの解
像度を高く設定しているため、信号ラインに沿った方向
（画面の上下方向）への画像のスクロール表示を滑らか
に行うことができる。なお、この利点は以下に説明する
走査例２，３でも同様である。

【００７６】（走査例２，３、図１２〜１４参照）走査
例２は、前記走査例１と同様にちらつき防止を重視した
もので、図１２に示すように、１フレームを３フィール
ドに分割して画像を書き込む。また、走査例３は、図１
３に示すように、１フレームを４フィールドに分割して
画像を書き込む。

【００７７】図１４は走査例２での表示状態を示し、原
画像データは図１０（Ａ）に示したものである。先の走
査例１よりも走査ライン側の解像度が高くなっているの
で、より解像度の高い滑らかな表示を実現することがで
きる。

【００７８】なお、走査例２のように、原画像データを
元の画素数よりも多い画素数（ピッチは細かくなる）で
表示する場合、増加する画像データは新たに生成する必
要がある。その手法は種々考えられ、例えば、上下の画
素の画像データの平均値を中央の画素の表示データとす
る手法を採用することができる。一方、フィールド分割
数が第２表示領域１２の画素分割数よりも小さい場合も
あり得る。

【００７９】（画素構成例及び駆動回路の他の形態、図
１５参照）単純マトリクス駆動の場合、非選択状態にあ
る走査電極上の画素に対しても、信号電極からデータ信
号が印加されることによりクロストークが発生する。そ
こで、図１５に示すように、第１表示領域１１と第２表
示領域１２とで信号電極Ｃ _１〜Ｃ_ｎを分割し、２組の信
号駆動ＩＣ１３２，１３２でデータ信号を独立して印加
するようにしてもよい。この構成によって、第２表示領
域１２を頻繁に書き換える際に第１表示領域１１に発生
するクロストークの影響を除去することができる。

【００８０】（静止画と動画の書換え例、図１６参照）
ここで、第１表示領域１１及び第２表示領域１２に対す
る画像（静止画及び動画）の書換え例について説明す
る。

【００８１】図１６（Ａ）は、第１表示領域１１への静
止画と第２表示領域１２への動画を交互に書き換える例
を示す。図１６（Ａ）において、動画１，２，３の表示
帯域は所定時間間隔で動画を第２表示領域１２に更新し
ていることを意味している。静止画は各動画の更新の間
にそれぞれ更新される。

【００８２】図１６（Ｂ）は、動画を更新する表示帯域
の前後に同じ静止画を更新する例を示す。図１６（Ｂ）
においては、動画表示の後にそのとき第１表示領域１１
に表示されている静止画と同じ静止画が更新されるた
め、駆動を停止して画面全体を静止状態とした場合、動
画表示に伴うクロストークによる静止画の表示劣化を回
避できる。

【００８３】図１６（Ｃ）は、図１６（Ｂ）に示した書
換え例に加えて、動画の表示を停止するときに、第２表
示領域１２に線順次走査で動画と同じ画像データで静止
画ａを表示する。図１６（Ｃ）においては、駆動の停止
時に動画を線順次走査で更新するため、駆動停止後の画
像品位が良好に保たれる。第２表示領域１２に線順次走
査で画像を書き込む場合、画像データの１画素に対応す
る複数の画素を含む複数の走査電極を同時に選択して画
像を書き込んでもよい。

【００８４】（他の実施形態）なお、本発明に係る液晶
表示素子及び液晶表示装置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。

【００８５】例えば、液晶表示素子の構成、材料、製造
方法や、駆動回路の構成等は任意である。特に、単純マ
トリクス駆動方式のみならず、ＴＦＴなどのスイッチン
グ素子を用いた電極構成であってもよい。また、一つの
表示層によるモノクロ表示素子であってもよい。さら
に、駆動方法として示したパルス波形の形状や印加タイ
ミングは一例であることは勿論である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る液晶表示素子の一例を示す断面
図。

【図２】液晶表示素子の駆動回路の一例を示すブロック
図。

【図３】液晶表示素子の画素構成例１，２を示す平面
図。

【図４】駆動ＩＣの配置例１を示す説明図。

【図５】駆動ＩＣの配置例２を示す説明図。

【図６】駆動例１における駆動波形を示すチャート図。

【図７】駆動例２における駆動波形を示すチャート図。

【図８】インターレース走査例１を示すチャート図。

【図９】１画素への書込み期間を示すチャート図。

【図１０】原画像データ及び該データを比較のために走
査例１で正方形画素領域に表示した状態を示すチャート
図。

【図１１】原画像データ及び該データを走査例１で表示
した状態を示すチャート図。

【図１２】インターレース走査例２を示すチャート図。

【図１３】インターレース走査例３を示すチャート図。

【図１４】図１０（Ａ）に示した原画像データに基づい
て走査例２で表示した状態を示すチャート図。

【図１５】液晶表示素子の駆動回路の他の例を示すブロ
ック図。

【図１６】静止画と動画の書換え例を示すチャート図。

【符号の説明】

Ｃ₁〜Ｃ_n…信号電極Ｒ₁〜Ｒ_m…第２表示領域の走査電極Ｒ_m+1〜Ｒ_M…第１表示領域の走査電極ＬＲ₁−Ｃ₁〜ＬＲ_m−Ｃ_n…第２表示領域の画素ＬＲ_m+1−Ｃ₁〜ＬＲ_M−Ｃ_n…第１表示領域の画素１１…第１表示領域（静止画表示領域）１２…第２表示領域（動画表示領域）１００…液晶表示素子１１６…カイラルネマティック液晶１３１…走査駆動ＩＣ１３２…信号駆動ＩＣ１３５…中央処理装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０９Ｇ 3/20 ６６０Ｇ０９Ｇ 3/20 ６６０Ｖ６６０Ｕ６８０６８０Ｇ 3/36 3/36 Ｆターム(参考） 2H088 GA02 GA03 GA17 HA02 JA10 MA20 2H092 GA06 GA13 GA15 JB04 JB06 NA26 NA27 NA29 PA06 2H093 NA11 NA12 NA14 NA22 NA43 NA45 NA46 NC16 NC34 ND15 ND39 ND52 NF11 NF28 5C006 AA01 AA02 AA22 AC02 AC15 AC24 AC29 AC30 AF69 BA11 BB08 BB12 BC03 BC11 BF01 BF15 FA47 FA51 5C080 AA10 BB05 CC03 DD26 FF07 FF12 JJ01 JJ02 JJ04 JJ06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】マトリクス状に配置された複数の画素を
含む第１表示領域と、マトリクス状に配置された複数の
画素を含む第２表示領域とを備え、前記第１表示領域及び第２表示領域に含まれる画素は、
それぞれ、行方向及び列方向に所定のピッチを有し、前記第２表示領域に含まれる画素の列方向長さは、前記
第１表示領域に含まれる画素の列方向長さよりも短いこ
と、を特徴とする液晶表示素子。
【請求項２】前記第１表示領域及び第２表示領域に含
まれる画素の行方向長さは、それぞれ等しいことを特徴
とする請求項１記載の液晶表示素子。
【請求項３】前記第２表示領域に含まれる画素の列方
向長さ及びピッチは、前記第１表示領域に含まれる画素
の列方向長さ及びピッチの１／ｎ（ｎは２以上の整数）
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
晶表示素子。
【請求項４】前記第１表示領域及び第２表示領域に含
まれる画素は、第１表示領域及び第２表示領域ごとに分
割された信号電極によって駆動されることを特徴とする
請求項１、請求項２又は請求項３記載の液晶表示素子。
【請求項５】互いに交差する複数の走査電極及び複数
の信号電極と、走査電極が所定の幅及びピッチを有している第１表示領
域と、走査電極が前記第１の表示領域より小さい幅及び小さい
ピッチを有している第２表示領域と、を備えたことを特徴とする液晶表示素子。
【請求項６】前記第２表示領域に配置された走査電極
の幅及びピッチは、前記第１表示領域に配置された走査
電極の幅及びピッチの１／ｎ（ｎは２以上の整数）であ
ることを特徴とする請求項５記載の液晶表示素子。
【請求項７】前記信号電極は前記第１表示領域及び第
２表示領域ごとに独立して配置されていることを特徴と
する請求項５又は請求項６記載の液晶表示素子。
【請求項８】前記画素は、室温でコレステリック相を
示す液晶組成物を含むことを特徴とする請求項１、請求
項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項６又は請
求項７記載の液晶表示素子。
【請求項９】請求項１、請求項２、請求項３、請求項
４、請求項５、請求項６、請求項７又は請求項８記載の
液晶表示素子と、その駆動手段を備えたことを特徴とす
る液晶表示装置。
【請求項１０】前記駆動手段は前記第２表示領域に対
してインターレース走査を行うことを特徴とする請求項
９記載の液晶表示装置。
【請求項１１】前記駆動手段は前記第２表示領域に対
して動画を表示させることを特徴とする請求項１０記載
の液晶表示装置。
【請求項１２】前記駆動手段は前記第１表示領域に対
して線順次走査を行うことを特徴とする請求項９記載の
液晶表示装置。
【請求項１３】前記駆動手段は前記第１表示領域に対
して静止画を表示させることを特徴とする請求項１２記
載の液晶表示装置。
【請求項１４】前記駆動手段は前記第２表示領域に対
して前記第１表示領域よりも高い頻度で表示更新を行う
ことを特徴とする請求項９記載の液晶表示装置。
【請求項１５】前記駆動手段は複数の走査駆動素子を
含み、該走査駆動素子の配列ピッチが前記第１表示領域
及び第２表示領域で異なることを特徴とする請求項９記
載の液晶表示装置。
【請求項１６】前記第２表示領域に含まれる画素の列
方向長さ及び列方向ピッチ、又は、第２表示領域に配置
された走査電極の幅とピッチが前記インターレース走査
のフィールド分割数に対応付けられていることを特徴と
する請求項１０記載の液晶表示装置。
【請求項１７】前記駆動手段は複数の走査駆動素子を
含み、該走査駆動素子の配列ピッチが前記第１表示領域
及び第２表示領域で等しいことを特徴とする請求項９記
載の液晶表示装置。
【請求項１８】前記複数の走査駆動素子が前記第２表
示領域の両端部に分けて配置されていることを特徴とす
る請求項１７記載の液晶表示装置。
【請求項１９】前記駆動手段は各画素の液晶をリセッ
トした後に書込みを行う駆動パルスを用いて画像を表示
させることを特徴とする請求項９記載の液晶表示装置。
【請求項２０】前記駆動手段は、液晶をホメオトロピ
ック状態にリセットするリセット期間と、液晶の最終的
な表示状態を選択するための選択期間と、該選択期間で
選択された状態を確立するための維持期間とで液晶を駆
動することを特徴とする請求項９記載の液晶表示装置。
【請求項２１】前記液晶表示素子は複数の表示層が積
層されたものであることを特徴とする請求項９記載の液
晶表示装置。