JP2003005153A - 液晶表示素子の駆動方法及び液晶表示装置 - Google Patents
液晶表示素子の駆動方法及び液晶表示装置Info
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Abstract
によるアクティブ駆動型の液晶表示装置において、光利
用効率の向上、大きな自発分極を有する液晶物質の使
用、及び、駆動電圧の低減を可能とする。 【解決手段】 1フレーム内の書込み処理時に、液晶パ
ネルのライン毎に各画素電極のTFTを駆動して画像デ
ータに応じた電圧を2回にわたって印加する。1フレー
ム内の消去処理時に、全ての画素電極の同時的選択によ
る液晶への電圧印加を3回行う。この3回の電圧印加に
より、各画素の表示状態を黒表示にすることと、各画素
の液晶の蓄積電荷量を略0にすることとを実現する。
Description
液晶物質を用いた液晶表示素子の駆動方法、及び、その
駆動方法を用いた液晶表示装置に関する。
て、パーソナルコンピュータ,PDA(Personal Digit
al Assistants)等に代表される電子機器が広く使用され
るようになっている。更にこのような電子機器の普及に
よって、オフィスでも屋外でも使用可能な携帯型の需要
が発生しており、それらの小型・軽量化が要望されるよ
うになっている。そのような目的を達成するための手段
の一つとして液晶表示装置が広く使用されるようになっ
ている。液晶表示装置は、単に小型・軽量化のみなら
ず、バッテリ駆動される携帯型の電子機器の低消費電力
化のためには必要不可欠な技術である。
型と透過型とに分類される。反射型液晶表示装置は液晶
パネルの前面から入射した光線を液晶パネルの背面で反
射させてその反射光で画像を視認させる構成であり、透
過型は液晶パネルの背面に備えられた光源(バックライ
ト)からの透過光で画像を視認させる構成である。反射
型は環境条件によって反射光量が一定しないため視認性
に劣るため、特に、マルチカラーまたはフルカラー表示
を行うパーソナルコンピュータ等の表示装置としては一
般的に透過型の液晶表示装置が使用されている。
される液晶物質の面からSTN(Super Twisted Nemati
c)タイプとTFT−TN(Thin Film Transistor-Twist
ed Nematic)タイプとに一般的に分類される。STNタ
イプは製造コストは比較的安価であるが、クロストーク
が発生し易く、また応答速度が比較的遅いため、動画の
表示には適さないという問題がある。一方、TFT−T
Nタイプは、STNタイプに比して表示品質は高いが、
液晶パネルの光透過率が現状では4%程度しかないため
高輝度のバックライトが必要になる。このため、TFT
−TNタイプではバックライトによる消費電力が大きく
なってバッテリ電源を携帯する場合の使用には問題があ
る。また、TFT−TNタイプには、応答速度、特に中
間調の応答速度が遅い、視野角が狭い、カラーバランス
の調整が難しい等の問題もある。
は、上述したような問題点を解決するために、自発分極
を有し、印加電圧に対する応答速度が数百〜数μsオー
ダと高速である強誘電性液晶を用いた液晶表示装置の開
発を進めている。液晶物質として、自発分極を有する強
誘電性液晶を用いた場合、印加電圧の有無にかかわらず
に液晶分子が常に基板に対して平行であり、視野方向に
よる屈折率の変化が、従来のSTNタイプ,TNタイプ
に比べて格段に小さい。よって、広い視野角を得ること
が可能である。そして、従来の液晶物質に比べて応答
性,視野角の点で優れている強誘電性液晶をTFT等の
スイッチング素子にて駆動する液晶表示装置により、印
加電圧の大きさに応じた光透過率を実現して中間調表示
及び動画表示が可能である。
印加電圧−光透過率の特性を有している。即ち、強誘電
性液晶の光透過率は印加電圧の極性によって異なり、例
えば+印加の場合には印加電圧に応じて光透過率が高く
なり、−印加の場合には印加電圧の大きさに拘わらずに
光透過率が略0となる。よって、従来例では図24に示
すような駆動シーケンスによって表示制御を行ってい
る。
内において、各ラインの画素電極に対して2度ずつの選
択走査が行われ、夫々大きさが等しくて逆極性の電圧
が、一定周期かつ一定期間で交互に液晶物質に印加され
る。印加電圧の大きさは、画像データに対応しており、
各フレームの最初に画像データに応じた電圧を印加する
ことによって表示画像が得られ(書込み処理)、次い
で、これと極性が反対で大きさが同じである電圧を印加
することによって表示画像が消去される(消去処理)。
各フレームにおけるこのような書込み処理,消去処理を
繰り返すことによって、画像表示を実現している。ま
た、ライン走査による書込み処理と消去処理とにより、
輝度ムラがない表示を実現でき、電荷の偏りを抑制して
表示の焼付きをなくしている。
に、印加電圧の−極性においては透過率が略0%である
ために黒表示となる。従って、実際の表示に寄与する時
間は全体の半分であり、画面輝度と光源輝度との比であ
る光利用効率が低い(図24に示す駆動シーケンスによ
る従来例では画面輝度/バックライト輝度の百分率が6
%)という問題がある。
るので、各画素電極の選択走査において自発分極の2倍
以上の電荷を各画素電極に蓄積しなければならず、各画
素電極の容量及び駆動電圧はあまり大きくないことを考
え合わせた場合、自発分極が大きい液晶物質を使用でき
ないという問題がある。
より低電圧での駆動が望ましいが、十分な低電圧化が実
現されてはいない(自発分極の大きさが11nC/cm
2 である強誘電性液晶を用いた場合の従来例における駆
動電圧は12V)という問題がある。
であり、光利用効率の向上を図れる液晶表示素子の駆動
方法及び液晶表示装置を提供することを目的とする。
する液晶物質を利用でき、応答時間の一層の短縮を図れ
る液晶表示素子の駆動方法及び液晶表示装置を提供する
ことにある。
化を図れる液晶表示素子の駆動方法及び液晶表示装置を
提供することにある。
素子の駆動方法は、共通電極と複数の画素電極との間に
自発分極を有する液晶物質が封入されており、前記複数
の画素電極の夫々に対応して前記液晶物質への電圧印加
を制御するためのスイッチング手段が設けられている液
晶表示素子に対して、前記複数の画素電極の夫々に対応
した前記液晶物質への電圧印加により画像データの書込
み処理と消去処理とを行う液晶表示素子の駆動方法にお
いて、前記消去処理時に、前記複数の画素電極の一部ま
たは全部の同時的選択による前記液晶物質への電圧印加
を複数回行うことを特徴とする。
は、第1発明において、前記複数の画素電極の一部また
は全部を同時的に選択する複数回の選択期間内夫々にお
いて、前記液晶物質への電圧印加を行うことを特徴とす
る。
は、第2発明において、前記同時的選択による前記液晶
物質への複数回の電圧印加時にあって、隣合う電圧印加
の間に、前記液晶物質の応答に必要な時間間隔を設定す
ることを特徴とする。
は、第1発明において、前記複数の画素電極の一部また
は全部を同時的に選択する1回の選択期間内において、
前記液晶物質への電圧印加を複数回行うことを特徴とす
る。
は、第4発明において、前記1回の選択期間が前記液晶
物質の応答に必要な時間よりも長いことを特徴とする。
は、第1〜第5発明のいずれかにおいて、前記同時的選
択による前記液晶物質への最初の電圧印加時の電圧の大
きさが、画像データに応じた前記液晶物質への印加電圧
の最大値以上であり極性が異なることを特徴とする。
は、第1〜第6発明のいずれかにおいて、前記同時的選
択による前記液晶物質への最終の電圧印加時の電圧の大
きさが、前記共通電極の電圧の大きさと略同じであるこ
とを特徴とする。
は、第1〜第5発明のいずれかにおいて、各ラインの画
素電極の選択走査による前記液晶物質への電圧印加を行
う前記書込み処理と、前記同時的選択による前記液晶物
質への複数回の電圧印加を行う前記消去処理とを各フレ
ーム毎に実施することを特徴とする。
は、第8発明において、前記書込み処理にあって、前記
選択走査による前記液晶物質への電圧印加を複数回行
い、同一極性の電圧を各画素電極に対応した前記液晶物
質に印加することを特徴とする。
は、第1〜第9発明のいずれかにおいて、前記液晶物質
は、強誘電性液晶または反強誘電性液晶であることを特
徴とする。
極と複数の画素電極との間に自発分極を有する液晶物質
が封入されており、前記複数の画素電極の夫々に対応し
て前記液晶物質への電圧印加を制御するためのスイッチ
ング手段が設けられている液晶パネルと、該液晶パネル
に対して、前記複数の画素電極の夫々に対応した前記液
晶物質への電圧印加により画像データの書込み処理と消
去処理とを行う駆動部とを備えた液晶表示装置におい
て、前記駆動部は、前記消去処理時に、前記複数の画素
電極の一部または全部の同時的選択による前記液晶物質
への電圧印加を複数回行う手段を有することを特徴とす
る。
発明において、前記駆動部は、各ラインの画素電極の選
択走査による前記液晶物質への複数回の電圧印加を行う
前記書込み処理と、前記同時的選択による前記液晶物質
への複数回の電圧印加を行う前記消去処理とを各フレー
ム毎に実施するようにしたことを特徴とする。
発明において、白色を発光する光源と複数色のカラーフ
ィルタとを備えており、前記光源からの発光を前記カラ
ーフィルタで選択的に透過させることによって、カラー
表示を行うべくなしてあることを特徴とする。
発明において、複数の異なる色を発光する光源を備えて
おり、前記スイッチング手段のオン/オフ駆動に同期し
て前記光源の発光色を時分割的に切換えることによっ
て、カラー表示を行うべくなしてあることを特徴とす
る。
ては、共通電極,画素電極間に自発分極を有する液晶物
質が封入され、各画素電極に対応した液晶物質をスイッ
チングするためのスイッチング手段が設けられている液
晶表示素子に対して、その消去処理時に、一部または全
部の画素電極の同時的選択(一括選択)による液晶物質
への電圧印加を少なくとも2回行う。このような複数回
の同時的選択による電圧印加により、各画素の表示状態
を黒表示にすることと、各画素の液晶物質の蓄積電荷量
を略0にすることとを実現する。具体的には、2回の電
圧印加を行う場合、最初の電圧印加によって各画素の黒
表示を実現し、2回目の電圧印加によって各画素の液晶
物質の略0の蓄積電荷量を実現する。
性の電圧値まで充電しなければならないので、最大で2
倍充電する必要があり、1ラインの選択期間が長くなっ
ている。そして、従来では、表示画像データの画素電極
走査、各画素電極の+印加及び−印加による液晶物質の
蓄積電荷量を相殺するために全体の半分の時間を要して
いる。
11発明では、一部または全部の画素電極の同時的選択
による液晶物質への電圧印加を少なくとも2回行って、
各画素の液晶物質の蓄積電荷量を略0にするようにして
いるので、液晶物質への電荷の偏りを相殺するために要
する時間を、従来に比べて大幅に短縮できる。また、ラ
イン選択走査によって表示画像データに応じた電圧を液
晶物質に印加するために要する時間も、液晶物質への充
電電荷が従来の半分となるため、従来に比べて大幅に短
縮できる。これは、表示画像データに応じた電圧を液晶
物質へ印加する際に、印加直前の液晶物質の蓄積電荷量
が略0と一定であって、その0から表示画像データに応
じた0または一方の極性(+または−の極性)の電圧値
まで充電するだけで良いからである。このように、各画
素の液晶物質の蓄積電荷量の相殺に要する時間、及び、
表示画像データの画素電極走査に要する時間を、大幅に
削減できるので、実際の表示に寄与する時間を長くで
き、光利用効率の向上を図れる。
合う電圧印加の間に、液晶物質の応答に必要な時間間隔
を設定する。よって、各画素における液晶の応答を確実
に行える。
液晶物質の応答に必要な時間よりも長く設定する。よっ
て、各画素における液晶の応答を確実に行える。
晶物質への最初の電圧印加時に、画像データに応じた印
加電圧の最大値に略等しいかそれよりも大きな電圧で極
性が異なる電圧を液晶に印加する。よって、各画素の表
示状態を確実に黒表示にすることができる。
晶物質への最終の電圧印加時に、共通電極の電圧と略同
じ大きさの電圧を印加する。よって、各画素の液晶物質
の蓄積電荷量を確実に略0にすることができる。
ーム内において、表示画像データの画素電極走査による
書込み処理と同時的選択による複数回の電圧印加による
消去処理とを完了させる。よって、確実な表示が可能と
なる。
内において、各ラインの画素電極に対する選択走査を2
回以上行って、同じ極性の電圧を各画素の液晶物質に印
加する。従来では、1つのフレーム期間内における画像
データ表示のための各画素電極の選択走査は1回であ
り、その1回の選択走査によって各画素の液晶物質に蓄
積された電荷により自発分極の反転が生じて、液晶物質
が応答する。この際、自発分極の反転により、各画素の
液晶物質の電荷量が小さくなるため、自発分極の反転速
度が低下する。よって、従来では、一定期間内で自発分
極を完全に反転させるためには、反転に要する電荷量が
少なくて良い自発分極が小さな液晶物質しか使用できな
い。これに対して、第9発明にあっては、最初の選択走
査によって各画素の液晶物質に蓄積された電荷量が自発
分極の反転により低下し、自発分極の反転、即ち、液晶
物質の応答がほとんど停止した場合でも、2回目以降の
選択走査によって再び各画素の液晶物質に電荷が蓄積さ
れるので、再度、自発分極の反転(液晶物質の応答)が
起こって、光透過率は変化する。つまり、液晶物質への
印加電圧を大きくすることなく、1フレーム期間内で消
費可能な全体の電荷量を大きくすることができる。この
結果、自発分極が大きい液晶物質の駆動が可能となる。
また、同じ大きさの自発分極を有する液晶物質の場合
に、このような2回以上の選択走査によって、駆動電圧
を低減できる。そして、低電圧の駆動用ドライバの適用
が可能となり、低コスト化も図れる。
誘電性液晶または反強誘電性液晶を使用する。よって、
高速なオン/オフ制御が可能である。
を、複数色のカラーフィルタで選択的に透過させること
により、カラー表示を行うことができる。
のオン/オフ駆動に同期して、例えば3原色を発光する
光源の発光色を時分割的に切換えることにより、カラー
フィルタを用いずにフィールド・シーケンシャル方式に
てカラー表示を行うことができる。
示す図面を参照して具体的に説明する。なお、本発明は
以下の実施の形態に限定されるものではない。
成のブロック図、図2は液晶パネル及びバックライトの
構成例を示す模式的斜視図、図3は液晶パネルの模式的
断面図である。
(表面)側から下層(背面)側に、共通電極2及び格子
状に配列されたRGBカラーフィルタ/ブラックマトリ
クス3を有するガラス基板4と、格子状に配列された画
素電極5及び画素電極5夫々に接続されたTFT21
(図2参照)を有するガラス基板6とを積層して構成さ
れており、ガラス基板6上の画素電極5の上面には配向
膜7が、RGBカラーフィルタ/ブラックマトリクス3
の下面には配向膜8が夫々配置され、これらの配向膜
7,8間に強誘電性液晶である液晶物質が充填されて液
晶層9が形成されている。なお、10は液晶層9の層厚
を保持するためのスペーサである。図2に示すように、
この液晶パネル1は、2枚の偏光フィルム11,12で
挟まれ、更にその下方にバックライト26が設置され
る。
フ制御によって選択的に駆動され、個々のTFT21
は、データドライバ22を通して信号線23に入力され
た信号を、スキャンドライバ24からライン順次に供給
されるスキャン信号を走査線25に入力することによっ
て選択的にオン/オフする。そして、TFT21を通し
て供給される電圧により、個々の画素の透過光強度が制
御される。白色光を発光する光源26a並びに導光及び
光拡散板26cで構成されたバックライト26は、液晶
パネル1の下層(背面)側に位置しており、バックライ
ト電源回路27にて駆動される。
示されるべき表示データを例えばパーソナルコンピュー
タ等の外部装置から入力する。制御信号発生回路32
は、各種の処理の同期を取るための同期制御信号を生成
し、生成した同期制御信号を画像メモリ31,データド
ライバ22,スキャンドライバ24,基準電圧発生回路
33,共通電極電圧発生回路34及びバックライト電源
回路27へ出力する。
した後、同期制御信号に同期して表示データをデータド
ライバ22へ送る。基準電圧発生回路33は、データド
ライバ22用,スキャンドライバ24用の基準電圧を夫
々生成して、各ドライバへ出力する。共通電極電圧発生
回路34は、共通電極電圧(Vcom )を発生して、共通
電極2に印加すると共に、データドライバ22へ出力す
る。
画像メモリ31から出力された画像データに基づいて、
画素電極5の信号線23に対して信号を出力する。スキ
ャンドライバ24は、画素電極5の走査線25をライン
毎に順次的に走査する。データドライバ22からの信号
の出力及びスキャンドライバ24の走査に従ってTFT
21が駆動し、画素電極5に電圧が印加されて、画素電
極5に対応する液晶層9の透過光強度が制御される。
が同時的に選択(一括選択)されて、少なくとも2回の
電圧印加が実行される。この際、最初の電圧印加時に
は、画像データに応じた電圧の最大値に略等しいかそれ
よりも大きな電圧で極性が異なる電圧を液晶に印加し
て、全ての画素電極5における表示状態を黒状態にす
る。また、この際、最終の電圧印加時には、共通電極電
圧(Vcom )とほぼ等しい電位の電圧を印加して、全て
の画素電極5における液晶の蓄積電荷量を略0にする。
て説明する。なお、下記実施の形態1〜4は、第2,第
3発明に関しており、データの消去処理時において、全
部の画素電極を同時に複数回(好ましくは2回または3
回)選択し、夫々の選択期間内で液晶へ電圧を印加する
ことによって、全部の画素電極の同時的選択による液晶
への電圧印加を複数回(2回または3回)行えるように
した例である。この際、隣合う電圧印加の間に、液晶が
十分に応答する時間を設定する。
5発明に関しており、データの消去処理時において、全
部の画素電極を同時に1回選択し、その選択期間内で液
晶へ電圧を複数回(好ましくは2回)印加することによ
って、全部の画素電極の同時的選択による液晶への電圧
印加を複数回(2回)行えるようにした例である。この
際、この選択期間は液晶が十分に応答する時間よりも長
く設定する。
されている液晶パネル1を以下のようにして作製した。
画素電極5(画素数800×600,対角12.1イン
チ)を有するTFT基板と、共通電極2及びRGBカラ
ーフィルタ/ブラックマトリクス3を有する共通電極基
板とを洗浄した後、ポリイミドを塗布して200℃で1
時間焼成することにより、約200Åのポリイミド膜を
配向膜7,8として成膜した。
の布でラビングし、両者間に平均粒径1.6μmのシリ
カ製のスペーサ10でギャップを保持した状態で重ね合
わせて空パネルを作製した。この空パネルにナフタレン
系液晶を主成分とする強誘電性液晶物質(例えば、A.Mo
chizuki,et.al.:Ferroelectrics,133,353(1991)に開示
された物質)を封入して液晶層9とした。封入した強誘
電性液晶物質の自発分極の大きさは6nC/cm2 であ
った。
の偏光フィルム11,12で、液晶層9の強誘電性液晶
分子の長軸方向が一方に傾いた場合に暗状態になるよう
にして挟んで液晶パネル1とした。この液晶パネル1と
バックライト26とを重ね合わせて、液晶表示装置を構
成した。
に従って、ライン毎に各画素電極5のTFT21を駆動
して画像データに応じた電圧を印加した。各ラインにお
ける選択期間を7μsとし、書込み処理全体に要する時
間を(7×n)μs(nはライン数)とした。図24に
示した従来の駆動シーケンスでは各ラインにおける選択
期間が13μsであり、従来に比べて高速化を図れた。
なお、画面輝度のムラが生じないように、隣合うフレー
ム間ではラインの走査順序を逆にした。また、データ消
去走査を2回行った。
は(共通電極2への印加電圧(Vcom)+7)Vとし、消
去処理時の全ての画素電極の同時的選択(全ラインの一
括選択)による液晶への最初の印加電圧は(Vcom −
7)V、2回目の印加電圧はVcom と同じとした。ま
た、この最初の電圧印加と2回目の電圧印加との間に、
液晶が十分に応答可能な500μsの時間間隔を設定し
た。1フレームの時間は1/60sとし、この各フレー
ム内にて、上記の画像データの書込み処理と、全ての画
素電極の同時的選択による液晶への2回の電圧印加処理
(消去処理)とを完了するようにした。バックライト2
6は常時点灯した。
でハッチングを付していない部分)が図24の従来例よ
りも長くなり、従来例(6%)よりも優れた10%の光
利用効率(画面輝度/バックライト輝度の百分率)を実
現でき、明るい明瞭な表示が得られた。また、本発明の
消去処理により、液晶の電荷量を略0にして電荷の偏り
をなくしたので表示の焼付きも抑えられた。
件にて作製した液晶パネル1と、スイッチングが容易な
LEDからなるバックライト26とを重ね合わせて、液
晶表示装置を構成した。
に従って、ライン毎に各画素電極5のTFT21を駆動
して画像データに応じた電圧を印加した。各ラインにお
ける選択期間を7μsとした。また、データ消去走査を
2回行った。
は(Vcom +7)Vとし、消去処理時の全ての画素電極
の同時的選択(全ラインの一括選択)による液晶への最
初の印加電圧は(Vcom −8)V、2回目の印加電圧は
Vcom と同じとした。また、この最初の電圧印加と2回
目の電圧印加との間に、液晶が十分に応答可能な500
μsの時間間隔を設定した。1フレームの時間は1/6
0sとし、この各フレーム内にて、上記の画像データの
書込み処理と、全ての画素電極の同時的選択による液晶
への2回の電圧印加処理(消去処理)とを完了するよう
にした。
全ての画素電極へのデータ書込み走査後にのみ点灯し
た。このようにすることにより、バックライト26の利
用効率を高くした。
(10%)よりも優れた12%の光利用効率を実現で
き、明るい明瞭な表示が得られた。また、実施の形態1
と同様に、表示の焼付きも抑えられた。
画素電極5(画素数800×600,対角12.1イン
チ)を有するTFT基板と、共通電極2及びRGBカラ
ーフィルタ/ブラックマトリクス3を有する共通電極基
板とを洗浄した後、ポリイミドを塗布して200℃で1
時間焼成することにより、約200Åのポリイミド膜を
配向膜7,8として成膜した。
の布でラビングし、両者間に平均粒径1.6μmのシリ
カ製のスペーサ10でギャップを保持した状態で重ね合
わせて空パネルを作製した。この空パネルにナフタレン
系液晶を主成分とする強誘電性液晶物質(例えば、A.Mo
chizuki,et.al.:Ferroelectrics,133,353(1991)に開示
された物質)を封入して液晶層9とした。封入した強誘
電性液晶物質の自発分極の大きさは11nC/cm2 で
あった。
の偏光フィルム11,12で、液晶層9の強誘電性液晶
分子の長軸方向が一方に傾いた場合に暗状態になるよう
にして挟んで液晶パネル1とした。この液晶パネル1と
バックライト26とを重ね合わせて、液晶表示装置を構
成した。
に従って、ライン毎に各画素電極5のTFT21を駆動
して画像データに応じた電圧を2回にわたって印加し
た。各ラインにおける選択期間を7μsとした、なお、
実施の形態1と同様、画面輝度のムラが生じないよう
に、隣合うフレーム間ではラインの走査順序を逆にし
た。また、データ消去走査を3回行った。
は(Vcom +7)Vとし、消去処理時の全ての画素電極
の同時的選択(全ラインの一括選択)による液晶への最
初及び2回目の印加電圧は(Vcom −7)V、3回目の
印加電圧はVcom と同じとした。また、この最初の電圧
印加と2回目の電圧印加との間、及び、2回目の電圧印
加と3回目の電圧印加との間に、液晶が十分に応答可能
な300μsの時間間隔を夫々設定した。1フレームの
時間は1/60sとし、この各フレーム内にて、上記の
画像データの書込み処理と、全ての画素電極の同時的選
択による液晶への3回の電圧印加処理(消去処理)とを
完了するようにした。バックライト26は常時点灯し
た。
を用いた場合でも従来例(12V)よりも低い駆動電圧
(7V)にて駆動することができると共に、従来例(6
%)よりも優れた9%の光利用効率を実現でき、明るい
明瞭な表示が得られた。また、実施の形態1と同様に、
表示の焼付きも抑えられた。
件にて作製した液晶パネル1と、スイッチングが容易な
LEDからなるバックライト26とを重ね合わせて、液
晶表示装置を構成した。
に従って、ライン毎に各画素電極5のTFT21を駆動
して画像データに応じた電圧を印加した。各ラインにお
ける選択期間を7μsとした。また、データ消去走査を
3回行った。
は(Vcom +7)Vとし、消去処理時の全ての画素電極
の同時的選択(全ラインの一括選択)による液晶への最
初及び2回目の印加電圧は(Vcom −7)V、3回目の
印加電圧はVcom と同じとした。また、この最初の電圧
印加と2回目の電圧印加との間、及び、2回目の電圧印
加と3回目の電圧印加との間に、液晶が十分に応答可能
な300μsの時間間隔を夫々設定した。1フレームの
時間は1/60sとし、この各フレーム内にて、上記の
画像データの書込み処理と、全ての画素電極の同時的選
択による液晶への3回の電圧印加処理(消去処理)とを
完了するようにした。
全ての画素電極への2回目のデータ書込み走査後にのみ
点灯した。このようにすることにより、バックライト2
6の利用効率を高くした。
を用いても7Vの低い駆動電圧にて駆動することができ
ると共に、従来例(6%),実施の形態3(9%)より
も優れた11%の光利用効率を実現でき、明るい明瞭な
表示が得られた。また、実施の形態1と同様に、表示の
焼付きも抑えられた。
されている液晶パネル1を以下のようにして作製した。
画素電極5(画素数800×600,対角12.1イン
チ)を有するTFT基板と、共通電極2及びRGBカラ
ーフィルタ/ブラックマトリクス3を有する共通電極基
板とを洗浄した後、ポリイミドを塗布して200℃で1
時間焼成することにより、約200Åのポリイミド膜を
配向膜7,8として成膜した。
の布でラビングし、両者間に平均粒径1.6μmのシリ
カ製のスペーサ10でギャップを保持した状態で重ね合
わせて空パネルを作製した。ラビング方向はアンチパラ
レルとした。この空パネルに双安定型の強誘電性液晶物
質を封入して液晶層9とした。封入した強誘電性液晶物
質の自発分極の大きさは6nC/cm2 であった。
の偏光フィルム11,12で、液晶層9の強誘電性液晶
分子の長軸方向が一方に傾いた場合に暗状態になるよう
にして挟んで液晶パネル1とした。この液晶パネル1と
バックライト26とを重ね合わせて、液晶表示装置を構
成した。
ンスに従って、ライン毎に各画素電極5のTFT21を
駆動して画像データに応じた電圧を印加した。各ライン
における選択期間を7μsとし、書込み処理全体に要す
る時間を(7×n)μs(nはライン数)とした。図2
4に示した従来の駆動シーケンスの各ラインにおける選
択期間13μに比べて高速化を図れた。なお、画面輝度
のムラが生じないように、隣合うフレーム間ではライン
の走査順序を逆にした。データ消去走査は1回行った。
は(Vcom +7)Vとし、消去処理時の全ての画素電極
の同時的選択(全ラインの一括選択)による液晶への最
初の印加電圧は(Vcom −7)V、2回目の印加電圧は
Vcom と同じとした。また、全ての画素電極の同時選択
時間は、液晶が十分に応答可能な300μsに設定し、
最初の電圧印加時間を280μs、2回目の電圧印加時
間を20μsとした。1フレームの時間は1/60sと
し、この各フレーム内にて、上記の画像データの書込み
処理と、全ての画素電極の同時的選択による液晶への2
回の電圧印加処理とを完了するようにした。バックライ
ト26は常時点灯した。
0でハッチングを付していない部分)が図24の従来例
よりも長くなり、従来例(6%)よりも優れた10%の
光利用効率を実現でき、明るい明瞭な表示が得られた。
また、実施の形態1と同様に、表示の焼付きも抑えられ
た。
件にて空パネルを作製した。但し、ラビング方向はパラ
レルとした。この空パネルに単安定型の強誘電性液晶物
質を封入して液晶層9とした。封入した強誘電性液晶物
質の自発分極の大きさは6nC/cm2 であった。
の偏光フィルム11,12で、液晶層9の強誘電性液晶
分子の長軸方向が電圧無印加時の方向にある場合に暗状
態になるようにして挟んで液晶パネル1とした。この液
晶パネル1とバックライト26とを重ね合わせて、液晶
表示装置を構成した。
ンスに従って、ライン毎に各画素電極5のTFT21を
駆動して画像データに応じた電圧を印加した。各ライン
における選択期間を7μsとした。データ消去走査は1
回行った。
は(Vcom +7)Vとし、消去処理時の全ての画素電極
の同時的選択(全ラインの一括選択)による液晶への最
初の印加電圧は(Vcom −8)V、2回目の印加電圧は
Vcom と同じとした。また、全ての画素電極の同時選択
時間は、液晶が十分に応答可能な250μsに設定し、
最初の電圧印加時間を225μs、2回目の電圧印加時
間を25μsとした。1フレームの時間は1/60sと
し、この各フレーム内にて、上記の画像データの書込み
処理と、全ての画素電極の同時的選択による液晶への2
回の電圧印加処理とを完了するようにした。
に、全ての画素電極へのデータ書込み走査後にのみ点灯
した。このようにすることにより、バックライト26の
利用効率を高くした。
(10%)よりも優れた12%の光利用効率を実現で
き、明るい明瞭な表示が得られた。また、実施の形態1
と同様に、表示の焼付きも抑えられた。
件にて空パネルを作製した。そして、この空パネルに双
安定型の強誘電性液晶物質を封入して液晶層9とした。
封入した強誘電性液晶物質の自発分極の大きさは11n
C/cm2 であった。
の偏光フィルム11,12で、液晶層9の強誘電性液晶
分子の長軸方向が一方に傾いた場合に暗状態になるよう
にして挟んで液晶パネル1とした。この液晶パネル1と
バックライト26とを重ね合わせて、液晶表示装置を構
成した。
ンスに従って、ライン毎に各画素電極5のTFT21を
駆動して画像データに応じた電圧を2回にわたって印加
した。各ラインにおける選択期間を7μsとした。な
お、画面輝度のムラが生じないように、隣合うフレーム
間ではラインの走査順序を逆にした。データ消去走査は
1回行った。
は(Vcom +7)Vとし、消去処理時の全ての画素電極
の同時的選択(全ラインの一括選択)による液晶への最
初の印加電圧は(Vcom −7)V、2回目の印加電圧は
Vcom と同じとした。また、全ての画素電極の同時選択
時間は、液晶が十分に応答可能な200μsに設定し、
最初の電圧印加時間を180μs、2回目の電圧印加時
間を20μsとした。1フレームの時間は1/60sと
し、この各フレーム内にて、上記の画像データの書込み
処理と、全ての画素電極の同時的選択による液晶への2
回の電圧印加処理とを完了するようにした。
を用いた場合でも従来例(12V)よりも低い駆動電圧
(7V)にて駆動することができると共に、従来例(6
%)よりも優れた9%の光利用効率を実現でき、明るい
明瞭な表示が得られた。また、実施の形態1と同様に、
表示の焼付きも抑えられた。
件にて空パネルを作製した。そして、この空パネルに単
安定型の強誘電性液晶物質を封入して液晶層9とした。
封入した強誘電性液晶物質の自発分極の大きさは11n
C/cm2 であった。
の偏光フィルム11,12で、液晶層9の強誘電性液晶
分子の長軸方向が電圧無印加時の方向にある場合に暗状
態になるようにして挟んで液晶パネル1とした。この液
晶パネル1とスイッチングが容易なLEDからなるバッ
クライト26とを重ね合わせて、液晶表示装置を構成し
た。
ンスに従って、ライン毎に各画素電極5のTFT21を
駆動して画像データに応じた電圧を2回にわたって印加
した。各ラインにおける選択期間を7μsとした。デー
タ消去走査は1回行った。
は(Vcom +7)Vとし、消去処理時の全ての画素電極
の同時的選択(全ラインの一括選択)による液晶への最
初の印加電圧は(Vcom −7)V、2回目の印加電圧は
Vcom と同じとした。また、全ての画素電極の同時選択
時間は、液晶が十分に応答可能な200μsに設定し、
最初の電圧印加時間を180μs、2回目の電圧印加時
間を20μsとした。1フレームの時間は1/60sと
し、この各フレーム内にて、上記の画像データの書込み
処理と、全ての画素電極の同時的選択による液晶への2
回の電圧印加処理とを完了するようにした。
を用いた場合でも従来例(12V)よりも低い駆動電圧
(7V)にて駆動することができると共に、従来例(6
%)よりも優れた11%の光利用効率を実現でき、明る
い明瞭な表示が得られた。また、実施の形態1と同様
に、表示の焼付きも抑えられた。
白色光の光源26aを使用し、カラーフィルタにて白色
光を選択的に透過させることによりカラー表示を実現す
る場合について説明したが、複数の色を発光する光源を
バックライトに使用してバックライトの発光色を切り換
えることとし、その発光色の切換えと液晶のスイッチン
グとを同期させてカラー表示を実現するようにしたフィ
ールド・シーケンシャル方式の液晶表示装置において
も、本発明を同様に適用できることは勿論である。
ンシャル方式の液晶表示装置における光源26cの構成
例を示す模式図である。この光源26cは、導光及び光
拡散板26bと対向する面に3原色、即ち赤(R),緑
(G),青(B)の各色を発光するLEDが順次的且つ
反復して配列されているLEDアレイである。この光源
26c(LEDアレイ)と導光及び光拡散板26cとに
バックライト26が構成されている。
80秒ずつの3サブフレームに分割し、第1番目から第
3番目までの夫々のサブフレームにおいて、赤,緑,青
のLEDを夫々順次発光させる。このような各色の順次
発光に同期して各画素をライン単位でスイッチングする
ことによりカラー表示を行う。赤,緑,青の各色のサブ
フレーム中に、1回または2回のデータ書込み走査と1
回または2回のデータ消去走査とを行う。このような駆
動シーケンスの例を図17〜図22に示す。図17,図
18及び図21に示す例では、1回のデータ書込み走査
と2回のデータ消去走査とを行い、図19,図20及び
図22に示す例では、2回のデータ書込み走査と1回の
データ消去走査とを行う。
レームにおけるデータ消去処理時に、前述した図6,図
9,図12または図15に示したような駆動シーケンス
により、全ての画素電極を同時的に選択してそれらへの
電圧印加を複数回行うようにする。
極を同時的に選択して電圧を印加するようにしたが、複
数ラインの画素電極を同時的に選択して電圧を印加する
ことを繰り返して、各画素の表示状態を黒表示にするこ
とと各画素の液晶の蓄積電荷量を略0にすることとを実
現するようにしても良い。
の強誘電性液晶を用いる場合について説明したが、反強
誘電性液晶または他の液晶材料(ネマティック液晶,コ
レステリック液晶等)の適用も可能である。
に一部または全部の画素電極の同時的選択による液晶へ
の電圧印加を複数回行うようにしたので、光利用効率の
向上を図ることができる。また、本発明の消去処理によ
り、液晶の電荷量を略0にして電荷の偏りをなくしたの
で、表示の焼付きを抑えることができる。
液晶への電圧印加を複数回行うようにしたので、応答性
に優れた自発分極が大きい液晶物質を使用することがで
きると共に、駆動電圧の低減化を図ることができる。
ク図である。
式的斜視図である。
示す図である。
示す図である。
スを示す図である。
示す図である。
示す図である。
スを示す図である。
を示す図である。
を示す図である。
ンスを示す図である。
を示す図である。
を示す図である。
ンスを示す図である。
アレイ)の構成例を示す模式図である。
の一例を示す図である。
の他の例を示す図である。
の更に他の例を示す図である。
の更に他の例を示す図である。
の更に他の例を示す図である。
の更に他の例を示す図である。
特性を示すグラフである。
Claims (14)
- 【請求項1】 共通電極と複数の画素電極との間に自発
分極を有する液晶物質が封入されており、前記複数の画
素電極の夫々に対応して前記液晶物質への電圧印加を制
御するためのスイッチング手段が設けられている液晶表
示素子に対して、前記複数の画素電極の夫々に対応した
前記液晶物質への電圧印加により画像データの書込み処
理と消去処理とを行う液晶表示素子の駆動方法におい
て、前記消去処理時に、前記複数の画素電極の一部また
は全部の同時的選択による前記液晶物質への電圧印加を
複数回行うことを特徴とする液晶表示素子の駆動方法。 - 【請求項2】 前記複数の画素電極の一部または全部を
同時的に選択する複数回の選択期間内夫々において、前
記液晶物質への電圧印加を行う請求項1記載の液晶表示
素子の駆動方法。 - 【請求項3】 前記同時的選択による前記液晶物質への
複数回の電圧印加時にあって、隣合う電圧印加の間に、
前記液晶物質の応答に必要な時間間隔を設定する請求項
2に記載の液晶表示素子の駆動方法。 - 【請求項4】 前記複数の画素電極の一部または全部を
同時的に選択する1回の選択期間内において、前記液晶
物質への電圧印加を複数回行う請求項1記載の液晶表示
素子の駆動方法。 - 【請求項5】 前記1回の選択期間が前記液晶物質の応
答に必要な時間よりも長い請求項4記載の液晶表示素子
の駆動方法。 - 【請求項6】 前記同時的選択による前記液晶物質への
最初の電圧印加時の電圧の大きさが、画像データに応じ
た前記液晶物質への印加電圧の最大値以上であり極性が
異なる請求項1〜5のいずれかに記載の液晶表示素子の
駆動方法。 - 【請求項7】 前記同時的選択による前記液晶物質への
最終の電圧印加時の電圧の大きさが、前記共通電極の電
圧の大きさと略同じである請求項1〜6の何れかに記載
の液晶表示素子の駆動方法。 - 【請求項8】 各ラインの画素電極の選択走査による前
記液晶物質への電圧印加を行う前記書込み処理と、前記
同時的選択による前記液晶物質への複数回の電圧印加を
行う前記消去処理とを各フレーム毎に実施する請求項1
〜5のいずれかに記載の液晶表示素子の駆動方法。 - 【請求項9】 前記書込み処理にあって、前記選択走査
による前記液晶物質への電圧印加を複数回行い、同一極
性の電圧を各画素電極に対応した前記液晶物質に印加す
る請求項8記載の液晶表示素子の駆動方法。 - 【請求項10】 前記液晶物質は、強誘電性液晶または
反強誘電性液晶である請求項1〜9のいずれかに記載の
液晶表示素子の駆動方法。 - 【請求項11】 共通電極と複数の画素電極との間に自
発分極を有する液晶物質が封入されており、前記複数の
画素電極の夫々に対応して前記液晶物質への電圧印加を
制御するためのスイッチング手段が設けられている液晶
パネルと、該液晶パネルに対して、前記複数の画素電極
の夫々に対応した前記液晶物質への電圧印加により画像
データの書込み処理と消去処理とを行う駆動部とを備え
た液晶表示装置において、前記駆動部は、前記消去処理
時に、前記複数の画素電極の一部または全部の同時的選
択による前記液晶物質への電圧印加を複数回行う手段を
有することを特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項12】 前記駆動部は、各ラインの画素電極の
選択走査による前記液晶物質への複数回の電圧印加を行
う前記書込み処理と、前記同時的選択による前記液晶物
質への複数回の電圧印加を行う前記消去処理とを各フレ
ーム毎に実施するようにした請求項11記載の液晶表示
装置。 - 【請求項13】 白色を発光する光源と複数色のカラー
フィルタとを備えており、前記光源からの発光を前記カ
ラーフィルタで選択的に透過させることによって、カラ
ー表示を行うべくなしてある請求項11記載の液晶表示
装置。 - 【請求項14】 複数の異なる色を発光する光源を備え
ており、前記スイッチング手段のオン/オフ駆動に同期
して前記光源の発光色を時分割的に切換えることによっ
て、カラー表示を行うべくなしてある請求項11記載の
液晶表示装置。
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