JP2004029154A

JP2004029154A - Method for driving liquid crystal display

Info

Publication number: JP2004029154A
Application number: JP2002181897A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Monzen; 門前　和博
Original assignee: Kyocera Display Corp
Current assignee: Kyocera Display Corp
Priority date: 2002-06-21
Filing date: 2002-06-21
Publication date: 2004-01-29

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To make field sequential color display possible when a liquid crystal display using an antiferroelectric liquid crystal is driven by a static driving method. <P>SOLUTION: In the switching period to turn on/off LEDs of three colors, a write period for turning pixels on-display or off-display is provided, and an erase period to transfer the liquid crystal in each pixel into an antiferroelectric state is subsequently provided. The potential of the common electrode is alternately set to V<SB>r</SB>and -V<SB>r</SB>. The potential of the segment electrode of a pixel in an on-display state when the erase period starts is alternately set to V<SB>p</SB>and -V<SB>p</SB>once each and then set to the ground potential V<SB>GND</SB>. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置の駆動方法に関し、特に、反強誘電性液晶を有する液晶表示装置の駆動方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
これまでに、スタティック駆動法を採用したネマチック液晶の液晶表示装置が実現されている。この液晶表示装置において、ネマチック液晶は、二枚の偏光板の間で、液晶分子の並び方がねじれていくように配置されている。また、二枚の偏光板は、ネマチック液晶の旋光性を利用して光を通過させるように配置されている。ネマチック液晶に電圧が印加されていないときには、光源からの光が二枚の偏光板を通過する。一方、ネマチック液晶にしきい値以上の電圧が印加されると、ネマチック液晶の各液晶分子は二枚の偏光板に対し垂直に並び、光が二枚目の偏光板で遮られる。従って、液晶に電圧が印加されていない画素はオン表示となり、液晶に電圧が印加された画素はオフ表示となる。そして、一定期間毎に、各画素に配置されたネマチック液晶への印加電圧を切り替え、画像を書き換えていく。
【０００３】
カラー表示を行う場合には、表示を書き換えていくときの表示書換周期内で、光源色をＲ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）に順に切り替え、光源色の組み合わせによって表示する色を切り替える。このように、光源色をＲ、ＧおよびＢに順次切り替えてカラー表示を行うことをフィールドシーケンシャルカラー（ＦＳＣ）表示という。図１２は、ネマチック液晶の液晶表示装置におけるＦＳＣ表示の説明図である。表示書換周期は、Ｒ、Ｇ、Ｂそれぞれの点灯期間に分割される。例えば、ある画素を緑色に表示する場合、Ｇの点灯期間中、その画素をオン表示とする。そして、ＲおよびＢの点灯期間には、その画素をオフ表示とする。この結果、その画素は観察者に緑色として認識される。この画素の表示を例えば赤色に切り替える場合、後に続く表示書換周期において、Ｒの点灯期間中にその画素をオン表示とし、ＧおよびＢの点灯期間中にオフ表示とすればよい。
【０００４】
また、広視野角を実現できる液晶として、反強誘電性液晶がある。図１３は、反強誘電性液晶における印加電圧と透過光強度との関係を示す特性図である。図１３に示すように、反強誘電性液晶の透過光強度には、印加電圧の増加と減少に対して異なる変化を示すという二重履歴特性がある。また、透過光強度は、正電圧（０Ｖより高い電圧）を印加した時と負電圧（０Ｖより低い電圧）を印加した時とで対称的に変化する。従って、図１３は、０Ｖ時の軸を対称軸として線対称な特性を示す。
【０００５】
図１４は、電圧印加に伴う反強誘電性液晶分子の挙動を示す模式図である。電圧が印加されていない場合、液晶分子は、図１４の中央に示すように隣り合うスメクティック層ごとに分極が互いに打ち消し合う配列となる。この状態を反強誘電状態という。反強誘電性液晶にしきい値以上の正電圧を印加すると、図１４の右側に示すように、各スメクティック層の液晶分子が同じ方向を向く強誘電状態に相転移する。また、しきい値以上の負電圧を印加すると、図１４の左側に示すように、各スメクティック層の液晶分子が同じ方向を向く強誘電状態に相転移する。正電圧印加時と負電圧印加時とでは、液晶分子は逆方向を向く。このように、反強誘電性液晶は、印加電圧の極性に対応して二種類の強誘電状態に相転移する。
【０００６】
なお、液晶セルに反強誘電性液晶を注入したときには、各液晶分子がランダムな方向を向いた状態になっている。液晶分子の方向を整えるためには、液晶セルに液晶を注入した後、駆動波形が矩形波となるような高電圧を液晶に印加する。例えば、３０Ｖ以上の電圧と、−３０Ｖ以下の電圧とを交互に印加する。この処理は通電処理と呼ばれている。
【０００７】
反強誘電性液晶を用いて表示を行う場合、液晶セルの両側にそれぞれ偏光板を配置する。このとき、各偏光板の偏光軸が互いに直交するように配置し、液晶が反強誘電状態となったときには、光が一方の偏光板のみを通過してオフ表示となり、強誘電状態になったときには、光が両方の偏光板を通過してオン表示となるようにする。そして、印加電圧を変化させて反強誘電状態と強誘電状態との切り換えを制御する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
反強誘電性液晶は、強誘電状態への立ち上がり応答が速いという特長がある反面、強誘電状態から反強誘電状態への立ち下がり応答が遅いという欠点がある。特に、低温になると立ち下がり応答が著しく遅れる。図１５（ａ）は、反強誘電性液晶の応答特性の一例を示す説明図である。時間τ_ｒは、図１５（ｂ）に示す３０Ｖの電圧を印加したときに透過光強度が１０％から９０％に立ち上がるまでの時間である。時間τ_ｄは、図１５（ｂ）に示すように基準電圧を印加したときに透過光強度が９０％から１０％に立ち下がるまでの時間である。図１５（ａ）に示すように、低温になるとτ_ｄが遅れるので、既に表示している表示状態を消去するのに時間がかかってしまう。
【０００９】
従来、スタティック駆動法を採用してネマチック液晶の液晶表示装置を駆動する駆動方法が実現されていた。そして、画像に書き換えながらＦＳＣ表示を行うことができた。しかし、スタティック駆動法を採用して反強誘電性液晶の液晶表示装置を駆動する場合においては、強誘電状態（オン表示）から反強誘電状態（オフ表示）への移行が遅く、次々に新たな画像に書き換える駆動方法は提案されていなかった。そのため、新たな画像に書き換えながらＦＳＣ表示を行う方法も実現されていなかった。
【００１０】
そこで本発明は、反強誘電性液晶を用いた液晶表示装置を、スタティック駆動法を採用して駆動する場合に、画像を書き換えながらＦＳＣ表示を行えるようにすることを目的とする。また、低温時においても、画像を書き換えながらＦＳＣ表示を行えるようにすることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の態様１は、複数の画素と一対一に対応する複数のセグメント電極と、複数の画素に共通のコモン電極との間に反強誘電性液晶を挟持し、複数の種類の色と一対一に対応し、対応する色を呈する複数の種類の光を照射する光源を用いて表示を行う液晶表示装置の駆動方法であって、オン表示とすべき画素に配置された反強誘電性液晶を強誘電状態に移行させるための書込期間と、強誘電状態に移行させた反強誘電性液晶を反強誘電状態に移行させるための消去期間とを交互に設け、書込期間中に、コモン電極の電位を所定の基準電位よりも第一の所定電圧だけ高い電位と、基準電位よりも第一の所定電圧だけ低い電位とに交互に設定し、オン表示とすべき画素に対応するセグメント電極の電位を基準電位よりも第二の所定電圧だけ高い電位と、基準電位よりも第二の所定電圧だけ低い電位とに交互に設定し、消去期間中に、コモン電極の電位を基準電位よりも第一の所定電圧だけ高い電位と、基準電位よりも第一の所定電圧だけ低い電位とに交互に設定し、直前の書込期間にオン表示とした画素に対応するセグメント電極の電位を、基準電位よりも第三の電圧だけ高い電位と、基準電位よりも第三の電圧だけ低い電位とに一回ずつ設定した後、基準電位に設定し、光源が照射する複数の種類の光を、消去期間が終了する度に順番に切り替え、書込期間中、切り替えられた光を液晶表示装置に照射し、消去期間中光源を消灯させることを特徴とする液晶表示装置の駆動方法を提供する。
【００１２】
本発明の態様２は、光源が照射する第一の所定の色の光と、第二の所定の色の光と、第三の所定の色の光とを、消去期間が終了する度に順番に切り替え、書込期間中、切り替えられた光を液晶表示装置に照射し、消去期間中光源を消灯させる液晶表示装置の駆動方法。
【００１３】
本発明の態様３は、書込期間終了時に、オン表示とすべき画素に対応するセグメント電極の電位を基準電位よりも第二の所定電圧だけ高い電位に設定していた場合には、消去期間中に、セグメント電極の電位を基準電位よりも第三の電圧だけ低い電位に設定してから、基準電位よりも第三の電圧だけ高い電位に設定し、書込期間終了時に、オン表示とすべき画素に対応するセグメント電極の電位を基準電位よりも第二の所定電圧だけ低い電位に設定していた場合には、消去期間中に、セグメント電極の電位を基準電位よりも第三の電圧だけ高い電位に設定してから、基準電位よりも第三の電圧だけ低い電位に設定する液晶表示装置の駆動方法を提供する。
【００１４】
本発明の態様４は、消去期間の長さをＴ_ｒ（ｍｓ）とし、コモン電極の電位を切り替える周期をＰＷ_ｒ（ｍｓ）とし、ｍを正の整数としたときに、２・ｍ・ＰＷ_ｒ＝Ｔ_ｒを満足する液晶表示装置の駆動方法を提供する。
【００１５】
本発明の態様５は、書込期間の長さをＴ_ｓ（ｍｓ）とし、書込期間内でオン表示とすべき画素に対応するセグメント電極の電位を切り替える周期をＰＷ_ｓ（ｍｓ）とし、ｎを正の整数としたときに、２・ｎ・ＰＷ_ｓ＝Ｔ_ｓを満足する液晶表示装置の駆動方法を提供する。
【００１６】
本発明の態様６は、消去期間の長さをＴ_ｒ（ｍｓ）とし、消去期間内で直前の書込期間にオン表示とした画素に対応するセグメント電極の電位を切り替える周期をＰＷ_ｐ（ｍｓ）とし、ｋを２以上の正の整数としたときに、２・ｋ・ＰＷ_ｐ＝Ｔ_ｒを満足する液晶表示装置の駆動方法を提供する。
【００１７】
本発明の態様７は、書込期間の長さと、消去期間の長さと、コモン電極の電位を切り替える周期と、書込期間内でオン表示とすべき画素に対応するセグメント電極の電位を切り替える周期と、消去期間内で直前の書込期間にオン表示とした画素に対応するセグメント電極の電位を切り替える周期とを、液晶表示装置の周囲の温度に応じて定める液晶表示装置の駆動方法を提供する。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は、反強誘電性液晶を有する液晶表示装置の例を示す模式的断面図である。図１に示す液晶表示装置１は、観察者側ガラス基板２と、背面側ガラス基板３との間に、各画素に対応する複数のセグメント電極４と、各画素に共通のコモン電極５と、薄膜６，７と、遮光膜（ＢＭ：Ｂｌａｃｋ　Ｍａｓｋ）８と、透光性樹脂９と、反強誘電性液晶１０とを備える。薄膜６，７は、いずれも例えば配向膜の層である。セグメント電極４およびコモン電極５の上に設けられる配向膜の厚さは、６００Å以上であることが好ましい。透光性樹脂９は、観察者側ガラス基板２の液晶層側に、遮光膜８と同じ高さになるように設けられる。すなわち、透光性樹脂９と遮光膜８が存在する層の表面が平面になるように設けられる。透光性樹脂９の液晶層側にセグメント電極４が設けられる。
【００１９】
観察者側ガラス基板２の側から液晶表示装置１を見たときに、個々のセグメント電極４が存在する領域が個々の画素となる。従って、各セグメント電極４は、各画素と一対一に対応する。液晶表示装置１は、コモン電極５と各セグメント電極４との間に反強誘電性液晶１０を挟持し、画素となる位置に存在する反強誘電性液晶１０に電圧を印加して表示を行う。観察者側ガラス基板２の液晶層側において、画素となる領域以外の領域には遮光膜８を設ける。そして、遮光膜８の液晶層側に、セグメント電極と後述するセグメント電極ドライバとを結ぶ配線（図１において図示せず）を配置する。配線とコモン電極との間の液晶に電圧が印加されても、遮光膜８が存在するので画素以外の領域に表示が現れることはない。なお、液晶表示装置１の製造時に、画素以外の領域（遮光膜８が存在する領域）には通電処理を行う必要はない。
【００２０】
また、観察者側ガラス基板２と背面側ガラス基板３には、それぞれ液晶が存在しない側に偏光板１１，１２を配置する。偏光板１１，１２の偏光軸は直交させる。また、反強誘電性液晶１０が反強誘電状態にあるときには、一方の偏光板を通過した光は他の偏光板を通過せず、強誘電状態にあるときには、一方の偏光板を通過した光は他方の偏光板も通過するように偏光板１１，１２を配置する。
【００２１】
液晶表示装置１の背面には光源部１５を配置する。電圧が印加されずに液晶１０が反強誘電状態となっている画素では、光源部１５からの光が観察者まで到達せずオフ表示となる。一方、所定の電圧が印加され液晶１０が強誘電状態となっている画素では、光源部１５からの光が観察者まで到達しオン表示となる。
【００２２】
光源部１５は、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）およびＢ（青色）のバックライトを備え、この三色のバックライトを切り替えてＦＳＣ表示を行う。以下、バックライトとしてＬＥＤを用いる場合を例に説明する。光源部１５は、例えば、Ｒ、Ｇ、ＢのＬＥＤをそれぞれ複数有する構成である。各色のＬＥＤは一カ所に集中することなく分散して配置され、光源部１５は、液晶表示装置１の面全体に均一に各色の光を照射する。
【００２３】
図２は、液晶表示装置１を駆動する駆動装置の構成例を示すブロック図である。コントローラ２１はコモン電極ドライバ２２を制御し、コモン電極ドライバ２２はコントローラ２１に従ってコモン電極５の電位を設定する。また、コントローラ２１はセグメント電極ドライバ２３を制御し、セグメント電極ドライバ２３は、コントローラ２１に従い、画像データに基づいて各セグメント電極４の電位を設定する。電源装置２４は、コモン電極ドライバ２２およびセグメント電極ドライバ２３に必要な電圧を供給する。
【００２４】
コモン電極ドライバ２２およびセグメント電極ドライバ２３は、コントローラ２１に従い各電極の電位を設定し、各画素の位置に配置される反強誘電性液晶１０を強誘電状態（オン表示）または反強誘電状態（オフ表示）に移行させる。また、コントローラ２１は、一定期間毎に表示画像を書き換えるように制御する。以下、この表示書換周期をＴ（ｍｓ）とする。コントローラ２１は、表示書換周期Ｔ（ｍｓ）を三等分し、三等分した各期間毎に、光源部１５に各ＬＥＤを切り替えさせる。以下、このＬＥＤを切り替える周期を点灯切替周期と記す。また、点灯切替周期をＴ_Ｌ（ｍｓ）する。図３は、表示書換周期Ｔ（ｍｓ）におけるＬＥＤの点灯状況および画素の状態を示す説明図である。光源部１５は、コントローラ２１に従ってＬＥＤを順番に切り替え、切り替えたＬＥＤを点灯させる。例えば、点灯切替周期毎にＲ、Ｇ、Ｂの順にＬＥＤを切り替える。この場合、表示書換周期Ｔ（ｍｓ）内における最初の点灯切替周期では、光源部１５が備えるＲのＬＥＤをいずれも点灯させ、他のＬＥＤを消灯させる。表示書換周期Ｔ（ｍｓ）内における二番目の点灯切替周期では、光源部１５が備えるＧのＬＥＤをいずれも点灯させ、他のＬＥＤを消灯させる。表示書換周期Ｔ（ｍｓ）内における三番目の点灯切替周期では、光源部１５が備えるＢのＬＥＤをいずれも点灯させ、他のＬＥＤを消灯させる。ただし、後述するように、点灯切替周期Ｔ_Ｌ（ｍｓ）の間には、ＬＥＤを点灯させない期間も設けられる。
【００２５】
図２に示す画像データ記憶部２５は、液晶表示装置１に表示させるべき画像の画像データを保持する。画像データ記憶部２５は、コントローラ２１に従い、画像データをセグメント電極ドライバ２３に出力する。セグメント電極ドライバ２３は、表示書換周期の間に画像データ記憶部２５からの画像データを読み込み、その画像データに基づく表示を次の表示書換周期で行う。
【００２６】
画像データは、表示書換周期Ｔ（ｍｓ）内で三回繰り返される点灯切替周期Ｔ_Ｌ（ｍｓ）のうち、どの点灯切替周期でオン表示とすべきかを、画素毎に規定する。例えば、ある画素Ｘを赤色で表示する場合、画像データは、画素Ｘについて最初の点灯切替周期でオン表示とすべきことを規定する。また、画素Ｘを表示しないのであれば、三回繰り返される点灯切替周期のいずれにおいてもオフ表示とすべきことを規定する。なお、一つの画素がオン表示とされるのは、三回繰り返される点灯切替周期のうちの一つの点灯切替周期だけとは限らない。例えば、Ｒの点灯のための点灯切替周期と、Ｂのための点灯切替周期とでオン表示としてもよい。表示書換周期Ｔ（ｍｓ）内で繰り返される各点灯切替周期におけるオン表示とオフ表示の組み合わせにより８色の色を表示できる。
【００２７】
コモン電極ドライバ２２およびセグメント電極ドライバ２３は点灯切替周期Ｔ_Ｌ（ｍｓ）の開始とともに、各画素に配置される反強誘電性液晶１０を強誘電状態（オン表示）または反強誘電状態（オフ表示）にする。オン表示とすべきかオフ表示とすべきかは、画像データによって定められる。そして、点灯切替周期Ｔ_Ｌ（ｍｓ）における最後の一定期間の間に、各画素に配置される反強誘電性液晶１０を反強誘電状態（オフ表示）にする。次の点灯切替周期が開始されると、再び画像データに基づいて各画素をオン表示またはオフ表示にする。このように、点灯切替周期において、オン表示すべき画素に配置された液晶を強誘電状態に移行させるための書込期間を設ける。また、書込期間が終了してから点灯切替周期が終了するまでの期間を、強誘電状態に移行させた液晶を反強誘電状態に戻すための消去期間とする。以下、書込期間の長さの長さをＴ_ｓ（ｍｓ）とし、消去期間の長さをＴ_ｒ（ｍｓ）とする。ただし、消去期間の長さは１ｍｓ以上であることが好ましい。書込期間Ｔ_ｓ（ｍｓ）、消去期間Ｔ_ｒ（ｍｓ）および点灯切替周期Ｔ_Ｌ（ｍｓ）の間には、以下の式１の関係が成立する。
【００２８】
Ｔ_ｓ＋Ｔ_ｒ＝Ｔ_Ｌ　（式１）
【００２９】
また、コントローラ２１は、Ｒ、ＧおよびＢのＬＥＤを、消去期間が終了する度に順番に切り替えるように光源部１５を制御する。さらに、切り替えたＬＥＤを書込期間の間だけ点灯させ、消去期間の間には全てのＬＥＤを消灯させるように光源部１５を制御する。従って、図３に示すように、Ｒの点灯期間、消灯期間、Ｇの点灯期間、消灯期間、Ｂの点灯期間および消灯期間が順番に繰り返される。
【００３０】
コントローラ２１は、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色毎に点灯または消灯を指示する制御信号を光源部１５に出力する。光源部１５は、各色毎の制御信号に応じて、各ＬＥＤを点灯または消灯させる。例えば、Ｒの制御信号がハイレベルである場合、ＲのＬＥＤを点灯させ、ローレベルである場合、ＲのＬＥＤを消灯させる。Ｇ、ＢのＬＥＤの点灯と消灯も、同様に切り替える。
【００３１】
また、コントローラ２１は、例えば、表示書換周期Ｔ（ｍｓ）の開始時に、表示書換周期の開始を通知するパルス信号をコモン電極ドライバ２２およびセグメント電極ドライバ２３に出力する。同様に、点灯切替周期Ｔ_Ｌ（ｍｓ）の開始時に、点灯切替周期の開始を通知するパルス信号をコモン電極ドライバ２２およびセグメント電極ドライバ２３に出力する。また、コントローラ２１は、例えば、書込期間中であるのか消去期間中であるのかを示す信号をコモン電極ドライバ２２およびセグメント電極ドライバ２３に出力する。コモン電極ドライバ２２およびセグメント電極ドライバ２３は、コントローラ２１が出力する信号によって、表示切替周期や点灯切替周期の開始タイミングを識別し、また、書込期間中であるのか消去期間中であるのかを識別する。
【００３２】
図４は、点灯切替周期Ｔ_Ｌ（ｍｓ）における駆動波形の例を示す説明図である。書込期間および消去期間において、コモン電極ドライバ２２はコントローラ２１に従い、コモン電極５の電位を、接地電位Ｖ_ＧＮＤ（０Ｖ）よりも電圧Ｖ_ｒ（第一の所定電圧）だけ高い電位Ｖ_ｒと、接地電位Ｖ_ＧＮＤよりも電圧Ｖ_ｒだけ低い電位−Ｖ_ｒとに交互に設定する。本実施の形態では所定の基準電位として接地電位Ｖ_ＧＮＤを用いる場合を例に説明する。コモン電極５の電位の切り替えは、例えば、コントローラ２１がコモン電極５の電位の切り替えを指示する信号をコモン電極ドライバ２２に出力することによって行えばよい。この場合、コモン電極ドライバ２２は、この信号が規定するタイミングでコモン電極５の電位をＶ_ｒまたは−Ｖ_ｒに切り替える。
【００３３】
図５は、Ｖ_ｒの値としてとりうる範囲を示す説明図である。図５に示すように、透過光強度を上昇させる場合の履歴において、透過光強度が０％を越え１０％以下となる範囲における電圧値をＶ_ｒとする。なお、図５に示す範囲には、透過光強度を下げる場合の履歴において、透過光強度が１０％となるときの電圧値も含まれる。この電圧値をＶ_ｒとして選択することが好ましい。なお、透過光強度は、最大の透過光強度を基準とし、最大の透過光強度を１００％として表している。
【００３４】
コモン電極５の電位をＶ_ｒ，−Ｖ_ｒに交互に切り替える周期（コモン電極電位の切替周期）ＰＷ_ｒ（ｍｓ）は、ｍを正の整数としたときに、以下の式２を満足する値として定める。
【００３５】
２・ｍ・ＰＷ_ｒ＝Ｔ_ｒ　（式２）
【００３６】
なお、ｍは、２以上の正の整数として定めることが好ましい。コモン電極ドライバ２２は、式２を満足するＰＷ_ｒ毎にコモン電極５の電位をＶ_ｒ，−Ｖ_ｒに交互に切り替える。従って、図４においてＰＷ_ｒは、コモン電極５の駆動波形のパルス幅として表される。図４では、ｍ＝２の場合（ＰＷ_ｒ＝Ｔ_ｒ／４の場合）の例を示す。
【００３７】
セグメント電極ドライバ２３はコントローラ２１に従い、書込期間中、既に読み込んでいる画像データに基づいて各セグメント電極４の電位を設定する。セグメント電極ドライバ２３は、書込期間中、オン表示とすべき画素のセグメント電極の電位を、接地電位Ｖ_ＧＮＤよりも電圧Ｖ_ｏｎ（第二の所定電圧）だけ高い電位Ｖ_ｏｎと、接地電位Ｖ_ＧＮＤよりも電圧Ｖ_ｏｎだけ低い電位−Ｖ_ｏｎとに交互に設定する。オン表示とすべき画素のセグメント電極の電位の切り替えは、例えば、コントローラ２１がセグメント電極の電位の切り替えを指示する信号をセグメント電極ドライバ２３に出力することによって行えばよい。この場合、セグメント電極ドライバ２３は、この信号が規定するタイミングで、オン表示とすべき画素のセグメント電極の電位をＶ_ｏｎまたは−Ｖ_ｏｎに切り替える。図６は、Ｖ_ｏｎの値としてとりうる範囲を示す説明図である。図６に示すように、透過光強度を上昇させる場合の履歴において、透過光強度が９０％以上１００％以下となる範囲における電圧値をＶ_ｏｎとする。
【００３８】
書込期間内でオン表示とすべき画素のセグメント電極の電位をＶ_ｏｎ，−Ｖ_ｏｎに交互に切り替える周期（書込期間におけるセグメント電極電位の切替周期）ＰＷ_ｓ（ｍｓ）は、ｎを正の整数としたときに、以下の式３を満足する値として定める。
【００３９】
２・ｎ・ＰＷ_ｓ＝Ｔ_ｓ　（式３）
【００４０】
セグメント電極ドライバ２３は、式３を満足するＰＷ_ｓ毎にオン表示とすべきセグメント電極の電位をＶ_ｏｎ，−Ｖ_ｏｎに交互に切り替える。従って、図４においてＰＷ_ｓは、オン表示とすべき画素のセグメント電極の駆動波形のパルス幅として表される。図４では、ｎ＝１の場合（ＰＷ_ｓ＝Ｔ_ｓ／２の場合）の例を示す。書込期間中、コモン電極ドライバ２２およびセグメント電極ドライバ２３は、オン表示とすべき画素の液晶にＶ_ｏｎ±Ｖ_ｒ、−Ｖ_ｏｎ±Ｖ_ｒの電圧を印加し、その画素に配置された液晶を強誘電状態に移行させる。この結果、その画素はオン表示となる。
【００４１】
セグメント電極ドライバ２３は、書込期間中、オフ表示とすべき画素のセグメント電極の電位を、例えば接地電位Ｖ_ＧＮＤに設定する。従って、オフ表示とすべき画素の液晶にはＶ_ｒ，−Ｖ_ｒの電圧が印加される。この液晶は強誘電状態に移行することなく、透過光強度はオフ表示の状態から上昇しない。従って、その画素はオフ表示となる。
【００４２】
消去期間が開始されると、セグメント電極ドライバ２３は、直前の書込期間にオン表示とした画素のセグメント電極の電位を、接地電位Ｖ_ＧＮＤよりも電圧Ｖ_ｐ（第三の所定電圧）だけ高い電位Ｖ_ｐと、接地電位Ｖ_ＧＮＤよりも電圧Ｖ_ｐだけ低い電位−Ｖ_ｐとに１回ずつ設定する。このとき、コントローラ２１は、書込期間と同様に、セグメント電極電位の切り替えを指示する信号をセグメント電極ドライバ２３に出力すればよい。ただし、セグメント電極ドライバ２３は、直前の書込期間の終了時に、セグメント電極の電位をＶ_ｏｎとしていた場合（Ｖ_ＧＮＤより高く設定していた場合）には、そのセグメント電極の電位を−Ｖ_ｐに設定してから、Ｖ_ｐに設定する。また、直前の書込期間の終了時に、セグメント電極の電位を−Ｖ_ｏｎとしていた場合（Ｖ_ＧＮＤより低く設定していた場合）には、そのセグメント電極の電位をＶ_ｐに設定してから、−Ｖ_ｐに設定する。
【００４３】
消去期間の最初に、直前の書込期間にオン表示とした画素のセグメント電極電位を切り替える周期（消去期間におけるセグメント電極電位の切替周期）ＰＷ_ｐ（ｍｓ）は、ｋを２以上の正の整数としたときに、以下の式４を満足する値として定める。
【００４４】
２・ｋ・ＰＷ_ｐ＝Ｔ_ｒ　（式４）
【００４５】
セグメント電極ドライバ２３は、式４を満足するＰＷ_ｐ毎にオン表示としたセグメント電極の電位をＶ_ｐ，−Ｖ_ｐに１回ずつ設定する。従って、図４においてＰＷ_ｐは、消去期間におけるセグメント電極の駆動波形のパルス幅として表される。図４では、ｋ＝２の場合（ＰＷ_ｐ＝Ｔ_ｒ／４の場合）の例を示す。なお、図４では、ＰＷ_ｐ＝ＰＷ_ｒとなる場合を示したが、ＰＷ_ｐ≠ＰＷ_ｒであってもよい。その場合は、ＰＷ_ｐ＞ＰＷ_ｒとなるように定めることが好ましい。
【００４６】
セグメント電極ドライバ２３は、オン表示としたセグメント電極の電位をＶ_ｐ，−Ｖ_ｐに一回ずつ設定した後、そのセグメント電極の電位を接地電位Ｖ_ＧＮＤに設定する。従って、オン表示となっていた画素の液晶には、消去期間の開始時に、例えばＶ_ｐ−Ｖ_ｒ、−Ｖ_ｐ＋Ｖ_ｒ等の電圧が印加され、その後、Ｖ_ｒ，−Ｖ_ｒの電圧が交互に印加される。すると、強誘電状態（オン表示）であった液晶は、迅速に反強誘電状態に移行し、オフ表示となる。
【００４７】
電圧Ｖ_ｐとして好ましい範囲はＶ_ｒ≦Ｖ_ｐ≦３・Ｖ_ｒである。このような範囲にすることで、低温、例えば−２０℃の環境下でも液晶を迅速に強誘電状態から反強誘電状態に移行させることができる。なお、高温環境下ではＶ_ｐをこのように設定することで、液晶を強誘電状態に移行させるような印加電圧となってしまう場合もある。しかし、消去期間中、各ＬＥＤは消灯状態になり、また、セグメント電極の電位がＶ_ＧＮＤに設定されたときに液晶は反強誘電状態に移行するので表示品位への影響はほとんどない。換言すれば、電圧Ｖ_ｐは、低温環境下において最適値を設定すればよい。
【００４８】
本発明によれば、反強誘電性液晶を用いた液晶表示装置を、スタティック駆動法を採用して駆動する場合に、強誘電状態（オン表示）の画素を迅速に反強誘電状態（オフ表示）に移行することができる。従って、全画素を迅速にオフ表示とし、その後、各ＬＥＤの点灯にあわせて所望の表示状態にすることができる。よって、視野角が広いという反強誘電性液晶の利点を生かした液晶表示装置に、スタティック駆動法を適用し、画像を書き換えながらＦＳＣ表示を実現することができる。また、消去期間の最初に、オン表示とした画素のセグメント電極の電位をＶ_ｐ，−Ｖ_ｐに交互に設定するので、低温時でも強誘電状態から反強誘電状態への移行を迅速化できる。従って、幅広い温度域で、画像を書き換えながらＦＳＣ表示を実現することができる。特に、セグメント電極上の配向膜の厚さを６００Å以上とすることで、反強誘電状態への移行をさらに迅速化できる。
【００４９】
また、本発明によれば、駆動波形が矩形波となる電圧を液晶に印加する。従って、通電処理と同様の効果、すなわち、液晶分子の方向を整えるという効果が得られ、液晶の配向乱れを防止することができる。
【００５０】
本発明において、低温での駆動を考慮すると、消去期間の長さは１ｍｓ以上であることが好ましいが、消去期間が長すぎると、画像が表示されない期間が長くなり、観察者にとって表示が暗く感じられる。従って、消去期間の長さは１ｍｓ以上とし、１ｍｓ以上の範囲の中でできるだけ短い期間（例えば４ｍｓ）として定めることが特に好ましい。また、書込期間Ｔ_ｓと消去期間Ｔ_ｒとの比率で表せば、Ｔ_ｓ：Ｔ_ｒ＝５：１〜２：１の範囲にすることが好ましい。
【００５１】
本発明において、オン表示とすべきセグメント電極の電位Ｖ_ｏｎを、所望の透過光強度が得られるように変化させてもよい。このようにＶ_ｏｎを変化させることによって画素の色を濃い色として表示したり、薄い色として表示することができる。すなわち、中間調の表示が可能となる。
【００５２】
また、図１では、画素以外の領域（遮光膜８が存在する領域）にも液晶１０が配置される場合を示した。画素以外の領域に、セルギャップに応じた高さに調節された隔壁を設けてもよい。隔壁を設けることにより、液晶表示装置の強度が高まり、耐衝撃性が向上する。液晶表示装置１を製造する際には、電極を有するガラス基板に配向膜を塗布する前に隔壁を設置しても、配向膜を塗布してから隔壁を設置してもよい。
【００５３】
また、液晶表示装置が設置される環境に応じて、書込期間、消去期間、パルス幅ＰＷ_ｒ（コモン電極電位の切替周期）、パルス幅ＰＷ_ｓ（書込期間におけるセグメント電極電位の切替周期）およびパルス幅ＰＷ_ｐ（消去期間におけるセグメント電極電位の切替周期）を変化させてもよい。例えば、液晶表示装置の周囲の温度に応じて、書込期間、消去期間、パルス幅ＰＷ_ｒ、パルス幅ＰＷ_ｓおよびパルス幅ＰＷ_ｐ変化させてもよい。書込期間および消去期間を変化させたときでも、ＬＥＤの点灯および消灯は、それぞれ書込期間と消去期間に同期させる。すなわち、書込期間中にＬＥＤを点灯させ、消去期間中はＬＥＤを消灯状態にする。
【００５４】
温度に応じて書込期間等を変化させる場合、液晶表示装置１の近傍に温度センサを設け、コントローラ２１が液晶表示装置の周囲の温度に応じて書込期間、消去期間、パルス幅ＰＷ_ｒ、ＰＷ_ｓおよびパルス幅ＰＷ_ｐを定めればよい。図７は、温度センサの例を示す説明図である。温度センサ３１は、例えばサーミスタ３２と、電源３３とを備え、温度に応じた電圧をＡ−Ｄ変換回路４１に出力する。サーミスタ３２の一端３４は接地され、他端３５は抵抗３６を介して電源３３に接続される。サーミスタ３２は、周囲の温度が上昇すると抵抗値を減少させ、温度が低下すると抵抗値を増加させる。従って、サーミスタ３２の他端３５の電位は温度によって変化する。温度センサ３１は、Ａ−Ｄ変換回路４１に対する出力電圧として、他端３５の電位を出力する。
【００５５】
Ａ−Ｄ変換回路４１は、温度センサ３１が出力した電圧をデジタルデータに変換し、コントローラ２１に出力する。コントローラ２１は、Ａ−Ｄ変換回路４１から入力されるデータに応じて書込期間、消去期間、パルス幅ＰＷ_ｒ、パルス幅ＰＷ_ｓおよびパルス幅ＰＷ_ｐを定めればよい。また、コントローラ２１は、決定した書込期間の間、いずれか一色のＬＥＤを点灯させ、消去期間中は各ＬＥＤを消灯させる。
【００５６】
また、上述の実施の形態では、光源部１５が、三種類の色（Ｒ、ＧおよびＢ）に一対一に対応し、対応する色を呈する三種類の光を照射する場合について説明した。光源部１５が照射する光は二種類であってもよい。例えば、光源部１５がＲのＬＥＤとＧのＬＥＤのみを備えていてもよい。この場合、コントローラ２１は、ＲのＬＥＤとＢのＬＥＤとを消去期間が終了する度に順番に切り替えるように光源部１５を制御すればよい。ただし、この場合、点灯切替周期Ｔ_Ｌ（ｍｓ）は、表示切替周期Ｔ（ｍｓ）を二等分することによって定める。なお、二種類の光によって表示を行う場合の光の組み合わせはＲとＧの組み合わせに限定されず、ＲとＢ、あるいはＧとＢの組み合わせであってもよい。
【００５７】
複数の種類の色と一対一に対応し、対応する色を呈する複数の種類の光を光源部１５が照射する場合、点灯切替周期Ｔ_Ｌ（ｍｓ）は、表示切替周期Ｔ（ｍｓ）を光の種類の数（色の種類の数）で等分することによって定める。そして、セグメント電極ドライバ２３は、表示書換周期の間に画像データを読み込む。従って、セグメント電極ドライバ２３は、光源部１５が特定の色の光を照射する点灯切替周期の開始から、次にその色の光を照射する点灯切替周期の開始までの間に、画像データを読み込む。
【００５８】
【実施例】
［例１］観察者側ガラス基板の画素となる領域以外に遮光膜を印刷した。その後、透光性樹脂を塗布し、背面露光および現像を行った。透光性樹脂としては、ネガ型の感光性樹脂を用いた。現像の結果、観察者側ガラス基板上において遮光膜および透光性樹脂が存在する層の表面が平面となった。そして、画素となる領域にＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｔｉｎ　Ｏｘｉｄｅ）を蒸着して、パターニングを行った。このＩＴＯ（セグメント電極）が形成された面に配向膜（日産化学株式会社製のＲＮ−１２６６）を転写した。また、背面側ガラス基板上にコモン電極を形成し、コモン電極が形成された面にも配向膜（日産化学株式会社製のＲＮ−１２６６）を設けた。
【００５９】
観察者側ガラス基板および背面側ガラス基板の配向膜にコットン布でラビング処理を行い、１．５μｍのスペーサを散布して液晶表示装置を作成した。その後、この液晶表示装置に昭和シェル石油株式会社製の反強誘電性液晶を加温真空注入によって注入した。また、各ガラス基板の液晶が存在しない側にそれぞれ偏光板を設けた。このとき、偏光軸が互いに直交するように各偏光板を配置した。また、作成した液晶表示装置の背面に、Ｒ、ＧおよびＢのＬＥＤを有する光源部を配置した。
【００６０】
点灯切替周期における駆動波形が図４に示す駆動波形となるようにして、この液晶表示装置を駆動した。ただし、点灯切替周期Ｔ_Ｌ＝６ｍｓ、書込期間Ｔ_ｓ＝４ｍｓ、消去期間Ｔ_ｒ＝２ｍｓとした。また、表示書換周期Ｔ＝１８ｍｓとした。また、ｎ＝１としてＰＷ_ｓ＝２ｍｓとし、ｍ＝２としてＰＷ_ｒ＝０．５ｍｓとし、ｋ＝２としてＰＷ_ｐ＝０．５ｍｓとした。また、Ｖ_ｒ＝３Ｖ、Ｖ_ｏｎ＝２０Ｖ、Ｖ_ｐ＝６．５Ｖとし、書込期間中にオフ表示とすべき画素のセグメント電極の電位は０Ｖとなるようにした。
【００６１】
表示切替周期（１８ｍｓ）の中で繰り返される点灯切替周期毎に、ＬＥＤをＲ、Ｇ、Ｂの順に切り替え、各書込期間中にＬＥＤを点灯させた。また、表示切替周期（１８ｍｓ）の中で三回繰り返される各点灯切替周期において、いずれの画素もオン表示とするようにした。このときの各ＬＥＤの点灯状況と各画素の印加電圧を図８に示す。この駆動方法で駆動した場合、Ｒ、ＧおよびＢそれぞれのＬＥＤの点灯中に各画素をオン表示としたので、各画素が白色に表示された。表示品位は良好であった。また、液晶表示装置の周囲の温度を−３０℃から８０℃まで変化させても、良好な白色表示は維持された。
【００６２】
［例２］表示切替周期（１８ｍｓ）の中の最初の点灯切替周期において、各画素をオン表示とし、その後二回繰り返される点灯切替周期では、各画素をオフ表示とするようにした。すなわち、Ｒの点灯時のみ、各画素をオン表示とするようにした。他の点については、例１と同様に液晶表示装置を駆動した。このときの各ＬＥＤの点灯状況と各画素の印加電圧を図９に示す。この駆動方法で駆動した場合、各画素が赤色に表示され、表示品位は良好であった。また、液晶表示装置の周囲の温度を−３０℃から８０℃まで変化させても、良好な赤色表示は維持された。また、この駆動方法で駆動した場合の駆動波形および透過光強度の変化を図１０に示す。図１０に示すように、温度が２５℃の場合であっても、−２０℃の場合であっても消去期間の間に液晶を反強誘電状態に移行させ、透過光強度を下げることができた。
【００６３】
［比較例１］例１と同様に、表示書換周期Ｔ＝１８ｍｓ、点灯切替周期Ｔ_Ｌ＝６ｍｓ、書込期間Ｔ_ｓ＝４ｍｓ、消去期間Ｔ_ｒ＝２ｍｓとした。また、ＰＷ_ｓ＝２ｍｓ、Ｖ_ｏｎ＝２０Ｖとして、書込期間中オン表示とすべきセグメント電極の電位を２０Ｖ，−２０Ｖに交互に設定した。ただし、消去期間の開始時に、オン表示としていたセグメント電極の電位をＶ_ｐ，−Ｖ_ｐに設定せず、消去期間中、各セグメント電極の電位を０Ｖにした。また、コモン電極の電位は常に０Ｖに維持した。そして、Ｒの点灯時のみ、各画素をオン表示とするようにして、液晶表示装置を駆動した。この駆動方法で駆動した場合の駆動波形および透過光強度の変化を図１１に示す。図１１に示すように、２５℃における透過光強度の低下は例２よりも遅くなった。また、温度を１０℃、０℃、−１０℃と低くした場合、消去期間内で透過光強度を十分下げることができなかった。
【００６４】
また、この駆動方法で駆動した場合、各画素が赤色に表示されたが、温度を１０℃まで下げると、赤色の色純度が低下した。すなわち、図１１に示すように、Ｇの点灯期間においても、透過光強度が十分に低下しないため、良好な赤色表示を行えなかった。また、０℃以下では、画素を赤色として表示することができなかった。
【００６５】
スタティック駆動を採用して反強誘電性液晶の液晶表示装置を駆動する場合に、本発明を適用することによって画像を書き換えながらＦＳＣ表示を実現できることが以上の実施例からわかる。また、低温時であっても、画像を書き換えながらＦＳＣ表示を実現できることがわかる。
【００６６】
【発明の効果】
本発明によれば、反強誘電性液晶を用いた液晶表示装置を、スタティック駆動法を採用して駆動する場合に、強誘電状態の液晶を迅速に反強誘電状態に移行させることができるので、画像を書き換えながらＦＳＣ表示を行うことができる。また、低温時においても、画像を書き換えながらＦＳＣ表示を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】反強誘電性液晶を有する液晶表示装置の例を示す模式的断面図。
【図２】液晶表示装置を駆動する駆動装置の構成例を示すブロック図。
【図３】表示書換周期におけるＬＥＤ点灯状況と画素の状態を示す説明図。
【図４】本発明の駆動方法における駆動波形の例を示す説明図。
【図５】Ｖ_ｒの値としてとりうる範囲を示す説明図。
【図６】Ｖ_ｏｎの値としてとりうる範囲を示す説明図。
【図７】温度センサの例を示す説明図。
【図８】実施例での各ＬＥＤの点灯状況と各画素の印加電圧を示す説明図。
【図９】実施例での各ＬＥＤの点灯状況と各画素の印加電圧を示す説明図。
【図１０】実施例における駆動波形および透過光強度の変化を示す説明図。
【図１１】比較例における駆動波形および透過光強度の変化を示す説明図。
【図１２】ネマチック液晶の液晶表示装置におけるＦＳＣ表示の説明図。
【図１３】反強誘電性液晶における印加電圧と透過光強度との関係を示す特性図。
【図１４】電圧印加に伴う反強誘電性液晶分子の挙動を示す模式図。
【図１５】反強誘電性液晶の応答特性の例を示す説明図。
【符号の説明】
１　液晶表示装置
２　観察者側ガラス基板
３　背面側ガラス基板
４　セグメント電極
５　コモン電極
８　遮光膜
１０　反強誘電性液晶
１１，１２　偏光板
１５　光源部
２１　コントローラ
２２　コモン電極ドライバ
２３　セグメント電極ドライバ
２４　電源装置
２５　画像データ記憶部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for driving a liquid crystal display device, and more particularly, to a method for driving a liquid crystal display device having an antiferroelectric liquid crystal.
[0002]
[Prior art]
Until now, a nematic liquid crystal display device employing a static driving method has been realized. In this liquid crystal display device, the nematic liquid crystal is arranged such that the arrangement of the liquid crystal molecules is twisted between the two polarizing plates. Further, the two polarizing plates are arranged so as to transmit light by utilizing the optical rotation of the nematic liquid crystal. When no voltage is applied to the nematic liquid crystal, light from the light source passes through the two polarizing plates. On the other hand, when a voltage equal to or higher than the threshold is applied to the nematic liquid crystal, each liquid crystal molecule of the nematic liquid crystal is arranged perpendicular to the two polarizing plates, and light is blocked by the second polarizing plate. Therefore, a pixel to which no voltage is applied to the liquid crystal is turned on, and a pixel to which a voltage is applied to the liquid crystal is turned off. Then, the voltage applied to the nematic liquid crystal arranged in each pixel is switched at regular intervals to rewrite the image.
[0003]
When performing color display, the light source color is sequentially switched to R (red), G (green), and B (blue) within the display rewriting cycle when the display is rewritten, and the color to be displayed is determined by the combination of the light source colors. Switch. Such color display by sequentially switching the light source colors to R, G, and B is called field sequential color (FSC) display. FIG. 12 is an explanatory diagram of an FSC display in a nematic liquid crystal display device. The display rewriting cycle is divided into R, G, and B lighting periods. For example, when a certain pixel is displayed in green, the pixel is turned on during the G lighting period. Then, during the R and B lighting periods, the pixel is turned off. As a result, the pixel is recognized as green by an observer. When the display of this pixel is switched to, for example, red, the pixel may be turned on during the R lighting period and turned off during the G and B lighting periods in the subsequent display rewriting cycle.
[0004]
As a liquid crystal capable of realizing a wide viewing angle, there is an antiferroelectric liquid crystal. FIG. 13 is a characteristic diagram showing a relationship between applied voltage and transmitted light intensity in the antiferroelectric liquid crystal. As shown in FIG. 13, the transmitted light intensity of the antiferroelectric liquid crystal has a double hysteresis characteristic in which the transmitted light intensity changes differently with increase and decrease in applied voltage. The transmitted light intensity changes symmetrically when a positive voltage (a voltage higher than 0 V) is applied and when a negative voltage (a voltage lower than 0 V) is applied. Therefore, FIG. 13 shows a line-symmetric characteristic with the axis at 0 V as the axis of symmetry.
[0005]
FIG. 14 is a schematic diagram showing the behavior of the antiferroelectric liquid crystal molecules when a voltage is applied. When no voltage is applied, the liquid crystal molecules are arranged such that the polarization cancels out for each adjacent smectic layer as shown in the center of FIG. This state is called an antiferroelectric state. When a positive voltage equal to or higher than the threshold is applied to the antiferroelectric liquid crystal, the liquid crystal molecules in each smectic layer undergo a phase transition to the ferroelectric state oriented in the same direction, as shown on the right side of FIG. When a negative voltage higher than the threshold is applied, as shown on the left side of FIG. 14, the liquid crystal molecules of each smectic layer undergo a phase transition to a ferroelectric state oriented in the same direction. When a positive voltage is applied and when a negative voltage is applied, the liquid crystal molecules face in opposite directions. As described above, the antiferroelectric liquid crystal undergoes a phase transition to two kinds of ferroelectric states according to the polarity of the applied voltage.
[0006]
When the antiferroelectric liquid crystal is injected into the liquid crystal cell, each liquid crystal molecule is oriented in a random direction. In order to adjust the direction of the liquid crystal molecules, after injecting the liquid crystal into the liquid crystal cell, a high voltage is applied to the liquid crystal so that the driving waveform becomes a rectangular wave. For example, a voltage of 30 V or more and a voltage of -30 V or less are alternately applied. This process is called an energization process.
[0007]
When display is performed using an antiferroelectric liquid crystal, polarizing plates are disposed on both sides of a liquid crystal cell. At this time, the polarizing axes of the respective polarizing plates were arranged so as to be orthogonal to each other, and when the liquid crystal was in an anti-ferroelectric state, light passed through only one of the polarizing plates and was turned off, resulting in a ferroelectric state. Sometimes, light passes through both polarizers to turn on. Then, switching between the antiferroelectric state and the ferroelectric state is controlled by changing the applied voltage.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
The antiferroelectric liquid crystal has a characteristic that the rising response from the ferroelectric state is fast, but has a disadvantage that the falling response from the ferroelectric state to the antiferroelectric state is slow. In particular, the falling response is significantly delayed at low temperatures. FIG. 15A is an explanatory diagram illustrating an example of a response characteristic of the antiferroelectric liquid crystal. Time τ _r Is the time required for the transmitted light intensity to rise from 10% to 90% when the voltage of 30 V shown in FIG. 15B is applied. Time τ _d Is the time required for the transmitted light intensity to fall from 90% to 10% when the reference voltage is applied as shown in FIG. As shown in FIG. 15A, when the temperature becomes low, τ _d , It takes time to erase the display state that is already displayed.
[0009]
Conventionally, a driving method for driving a nematic liquid crystal display device by using a static driving method has been realized. Then, the FSC display could be performed while rewriting the image. However, when driving a liquid crystal display device of an antiferroelectric liquid crystal by employing the static driving method, the transition from the ferroelectric state (ON display) to the antiferroelectric state (OFF display) is slow, and new one after another. There has not been proposed a driving method for rewriting an image. Therefore, a method of performing FSC display while rewriting a new image has not been realized.
[0010]
Therefore, an object of the present invention is to enable an FSC display while rewriting an image when a liquid crystal display device using an antiferroelectric liquid crystal is driven by employing a static driving method. It is another object of the present invention to enable FSC display while rewriting an image even at a low temperature.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In the first aspect of the present invention, an antiferroelectric liquid crystal is sandwiched between a plurality of segment electrodes corresponding to a plurality of pixels and a common electrode common to the plurality of pixels, and a plurality of types of colors and A method of driving a liquid crystal display device that performs display using a light source that irradiates a plurality of types of light exhibiting corresponding colors, the antiferroelectric liquid crystal disposed in a pixel to be turned on Are alternately provided with a writing period for shifting the ferroelectric state to the ferroelectric state and an erasing period for shifting the antiferroelectric liquid crystal shifted to the ferroelectric state to the antiferroelectric state. A segment corresponding to a pixel to be turned on by alternately setting the potential of the common electrode to a potential higher by a first predetermined voltage than a predetermined reference potential and a potential lower by a first predetermined voltage than the reference potential. The potential of the electrode is higher than the reference potential by a second predetermined voltage And a potential that is alternately set to a potential lower by a second predetermined voltage than the reference potential, and during the erasing period, the potential of the common electrode is higher than the reference potential by the first predetermined voltage, and a potential higher than the reference potential. The potential is set alternately to a potential lower by a first predetermined voltage, and the potential of the segment electrode corresponding to the pixel turned on in the immediately preceding writing period is raised by a third voltage higher than the reference potential, After setting once each to a potential lower than the third voltage, the reference potential is set, and a plurality of types of light emitted by the light source are sequentially switched every time the erasing period ends. And a method of driving the liquid crystal display device, wherein the liquid crystal display device is irradiated with the switched light and the light source is turned off during the erasing period.
[0012]
According to the second aspect of the present invention, the light of the first predetermined color, the light of the second predetermined color, and the light of the third predetermined color emitted by the light source are sequentially output each time the erasing period ends. And irradiating the liquid crystal display device with the switched light during the writing period and turning off the light source during the erasing period.
[0013]
According to the third aspect of the present invention, when the potential of the segment electrode corresponding to the pixel to be turned on at the end of the writing period is set to a potential higher by a second predetermined voltage than the reference potential, the erasing period In the meantime, the potential of the segment electrode is set to a potential lower by the third voltage than the reference potential, and then set to a potential higher by the third voltage than the reference potential. At the end of the writing period, the display is turned on. If the potential of the segment electrode corresponding to the pixel to be set is set to a potential lower by the second predetermined voltage than the reference potential, during the erase period, the potential of the segment electrode is set to the third voltage lower than the reference potential. There is provided a method for driving a liquid crystal display device in which a potential is set to a higher potential and then set to a potential lower by a third voltage than a reference potential.
[0014]
In the fourth aspect of the present invention, the length of the erasing period is T _r (Ms), and the cycle of switching the potential of the common electrode is PW _r (Ms), where m is a positive integer, 2 · m · PW _r = T _r And a method for driving a liquid crystal display device that satisfies the following.
[0015]
In the fifth aspect of the present invention, the length of the writing period is T _s (Ms), and the period for switching the potential of the segment electrode corresponding to the pixel to be turned on during the writing period is PW _s (Ms) and n is a positive integer, 2 · n · PW _s = T _s And a method for driving a liquid crystal display device that satisfies the following.
[0016]
In the sixth aspect of the present invention, the length of the erasing period is T _r (Ms), and the period for switching the potential of the segment electrode corresponding to the pixel turned on during the immediately preceding writing period within the erasing period is PW _p (Ms), and when k is a positive integer of 2 or more, 2 · k · PW _p = T _r And a method for driving a liquid crystal display device that satisfies the following.
[0017]
According to a seventh aspect of the present invention, a period for switching the length of the writing period, a length of the erasing period, a period for switching the potential of the common electrode, and a period for switching the potential of the segment electrode corresponding to the pixel to be turned on during the writing period. A method for driving a liquid crystal display device, wherein a period for switching a potential of a segment electrode corresponding to a pixel turned on during a previous writing period within an erasing period is determined in accordance with a temperature around the liquid crystal display device. .
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic sectional view showing an example of a liquid crystal display device having an antiferroelectric liquid crystal. The liquid crystal display device 1 shown in FIG. 1 includes a plurality of segment electrodes 4 corresponding to each pixel, a common electrode 5 common to each pixel, between an observer-side glass substrate 2 and a back-side glass substrate 3, It includes thin films 6 and 7, a light-shielding film (BM: Black Mask) 8, a light-transmitting resin 9, and an antiferroelectric liquid crystal 10. Each of the thin films 6 and 7 is, for example, a layer of an alignment film. The thickness of the alignment film provided on the segment electrode 4 and the common electrode 5 is preferably not less than 600 °. The translucent resin 9 is provided on the liquid crystal layer side of the viewer-side glass substrate 2 so as to have the same height as the light-shielding film 8. That is, the light-transmitting resin 9 and the light-shielding film 8 are provided so that the surface of the layer on which the light-shielding film 8 exists is flat. The segment electrode 4 is provided on the liquid crystal layer side of the translucent resin 9.
[0019]
When the liquid crystal display device 1 is viewed from the side of the viewer-side glass substrate 2, the region where the individual segment electrodes 4 exist becomes the individual pixels. Therefore, each segment electrode 4 corresponds to each pixel on a one-to-one basis. The liquid crystal display device 1 sandwiches an antiferroelectric liquid crystal 10 between the common electrode 5 and each segment electrode 4 and performs display by applying a voltage to the antiferroelectric liquid crystal 10 existing at a position to be a pixel. . On the liquid crystal layer side of the viewer-side glass substrate 2, a light-shielding film 8 is provided in a region other than a region serving as a pixel. Then, on the liquid crystal layer side of the light-shielding film 8, a wiring (not shown in FIG. 1) for connecting a segment electrode and a segment electrode driver described later is arranged. Even if a voltage is applied to the liquid crystal between the wiring and the common electrode, the display does not appear in a region other than the pixel because the light shielding film 8 exists. When manufacturing the liquid crystal display device 1, it is not necessary to perform the energizing process on the area other than the pixel (the area where the light shielding film 8 is present).
[0020]
Further, polarizing plates 11 and 12 are arranged on the viewer-side glass substrate 2 and the rear-side glass substrate 3 on the side where no liquid crystal exists, respectively. The polarization axes of the polarizing plates 11 and 12 are made orthogonal. When the antiferroelectric liquid crystal 10 is in the antiferroelectric state, light that has passed through one polarizing plate does not pass through the other polarizing plate, and when it is in the ferroelectric state, light that has passed through one polarizing plate. The polarizing plates 11 and 12 are arranged so that the other polarizing plate also passes through.
[0021]
The light source unit 15 is arranged on the back of the liquid crystal display device 1. In a pixel in which the liquid crystal 10 is in an antiferroelectric state without applying a voltage, the light from the light source unit 15 does not reach the observer and the display is turned off. On the other hand, in a pixel to which a predetermined voltage is applied and the liquid crystal 10 is in a ferroelectric state, the light from the light source unit 15 reaches the observer and is turned on.
[0022]
The light source unit 15 includes R (red), G (green), and B (blue) backlights, and performs FSC display by switching these three color backlights. Hereinafter, a case where an LED is used as a backlight will be described as an example. The light source unit 15 has, for example, a configuration having a plurality of R, G, and B LEDs, respectively. The LEDs of each color are dispersed without being concentrated in one place, and the light source unit 15 uniformly irradiates light of each color on the entire surface of the liquid crystal display device 1.
[0023]
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of a driving device that drives the liquid crystal display device 1. The controller 21 controls the common electrode driver 22, and the common electrode driver 22 sets the potential of the common electrode 5 according to the controller 21. Further, the controller 21 controls the segment electrode driver 23, and the segment electrode driver 23 sets the potential of each segment electrode 4 based on the image data according to the controller 21. The power supply 24 supplies necessary voltages to the common electrode driver 22 and the segment electrode driver 23.
[0024]
The common electrode driver 22 and the segment electrode driver 23 set the potential of each electrode in accordance with the controller 21 and change the antiferroelectric liquid crystal 10 disposed at each pixel position into a ferroelectric state (ON display) or an antiferroelectric state ( Off display). Further, the controller 21 performs control so that the display image is rewritten at regular intervals. Hereinafter, this display rewriting cycle is defined as T (ms). The controller 21 divides the display rewriting cycle T (ms) into three equal parts, and causes the light source unit 15 to switch each LED in each of the three equal parts. Hereinafter, the cycle at which the LEDs are switched is referred to as a lighting switching cycle. Also, the lighting switching cycle is T _L (Ms). FIG. 3 is an explanatory diagram showing a lighting state of the LED and a state of the pixel in the display rewriting cycle T (ms). The light source unit 15 sequentially switches the LEDs according to the controller 21 and lights the switched LEDs. For example, the LEDs are switched in the order of R, G, B in each lighting switching cycle. In this case, in the first lighting switching cycle within the display rewriting cycle T (ms), all the R LEDs included in the light source unit 15 are turned on, and the other LEDs are turned off. In the second lighting switching cycle within the display rewriting cycle T (ms), all the G LEDs included in the light source unit 15 are turned on, and the other LEDs are turned off. In the third lighting switching cycle within the display rewriting cycle T (ms), all the B LEDs of the light source unit 15 are turned on, and the other LEDs are turned off. However, as described later, the lighting switching cycle T _L During (ms), a period during which the LED is not lit is also provided.
[0025]
The image data storage unit 25 illustrated in FIG. 2 stores image data of an image to be displayed on the liquid crystal display device 1. The image data storage unit 25 outputs the image data to the segment electrode driver 23 according to the controller 21. The segment electrode driver 23 reads the image data from the image data storage unit 25 during the display rewriting cycle, and performs display based on the image data in the next display rewriting cycle.
[0026]
The image data has a lighting switching cycle T repeated three times within the display rewriting cycle T (ms). _L In (ms), which lighting switching cycle should be turned on for each pixel is specified for each pixel. For example, when a certain pixel X is displayed in red, the image data specifies that the pixel X should be turned on in the first lighting switching cycle. Further, if the pixel X is not displayed, it specifies that the display should be turned off in any of the lighting switching cycles repeated three times. Note that the ON state of one pixel is not limited to one lighting switching cycle among the lighting switching cycles repeated three times. For example, the ON display may be performed in a lighting switching cycle for lighting R and a lighting switching cycle for B. Eight colors can be displayed by a combination of the ON display and the OFF display in each lighting switching cycle repeated within the display rewriting cycle T (ms).
[0027]
The common electrode driver 22 and the segment electrode driver 23 have a lighting switching period T _L At the start of (ms), the antiferroelectric liquid crystal 10 arranged in each pixel is brought into a ferroelectric state (ON display) or an antiferroelectric state (OFF display). Whether to display on or off is determined by the image data. And the lighting switching cycle T _L The antiferroelectric liquid crystal 10 arranged in each pixel is set to an antiferroelectric state (off display) during the last fixed period in (ms). When the next lighting switching cycle is started, each pixel is turned on or off again based on the image data. As described above, in the lighting switching cycle, the writing period for shifting the liquid crystal arranged in the pixel to be turned on to the ferroelectric state is provided. In addition, a period from the end of the writing period to the end of the lighting switching cycle is defined as an erasing period for returning the liquid crystal that has transitioned to the ferroelectric state to the antiferroelectric state. Hereinafter, the length of the writing period is represented by T _s (Ms), and the length of the erase period is T _r (Ms). However, the length of the erasing period is preferably 1 ms or more. Write period T _s (Ms), erase period T _r (Ms) and lighting switching period T _L (Ms), the following equation 1 holds.
[0028]
T _s + T _r = T _L (Equation 1)
[0029]
Further, the controller 21 controls the light source unit 15 so that the R, G, and B LEDs are sequentially switched each time the erasing period ends. Further, the light source unit 15 is controlled so that the switched LED is turned on only during the writing period and all LEDs are turned off during the erasing period. Therefore, as shown in FIG. 3, the lighting period of R, the lighting period, the lighting period of G, the lighting period, the lighting period of B, and the lighting period of B are sequentially repeated.
[0030]
The controller 21 outputs to the light source unit 15 a control signal for instructing lighting or extinguishing for each of R, G, and B colors. The light source unit 15 turns on or off each LED according to a control signal for each color. For example, when the R control signal is at a high level, the R LED is turned on, and when the R control signal is at a low level, the R LED is turned off. G and B LEDs are switched on and off in the same manner.
[0031]
The controller 21 outputs a pulse signal notifying the start of the display rewriting cycle to the common electrode driver 22 and the segment electrode driver 23, for example, at the start of the display rewriting cycle T (ms). Similarly, the lighting switching cycle T _L At the start of (ms), a pulse signal notifying the start of the lighting switching cycle is output to the common electrode driver 22 and the segment electrode driver 23. Further, the controller 21 outputs, for example, a signal indicating whether it is during a writing period or an erasing period to the common electrode driver 22 and the segment electrode driver 23. The common electrode driver 22 and the segment electrode driver 23 identify the start timing of the display switching period or the lighting switching period based on the signal output from the controller 21 and identify whether the operation is during the writing period or the erasing period. I do.
[0032]
FIG. 4 shows the lighting switching cycle T _L FIG. 9 is an explanatory diagram illustrating an example of a drive waveform at (ms). In the writing period and the erasing period, the common electrode driver 22 changes the potential of the common electrode 5 to the ground potential V _GND Voltage (V) than (0V) _r (First predetermined voltage) higher potential V _r And the ground potential V _GND Than the voltage V _r Only lower potential -V _r And set alternately. In the present embodiment, the ground potential V is used as the predetermined reference potential. _GND The following describes an example in which is used. The switching of the potential of the common electrode 5 may be performed, for example, by the controller 21 outputting to the common electrode driver 22 a signal instructing the switching of the potential of the common electrode 5. In this case, the common electrode driver 22 changes the potential of the common electrode 5 to V at the timing specified by this signal. _r Or -V _r Switch to
[0033]
FIG. _r It is an explanatory view showing a range which can be taken as a value of. As shown in FIG. 5, in the history when the transmitted light intensity is increased, the voltage value in a range where the transmitted light intensity is more than 0% and 10% or less is V _r And Note that the range shown in FIG. 5 also includes the voltage value when the transmitted light intensity becomes 10% in the history when the transmitted light intensity is reduced. This voltage value is V _r It is preferred to select In addition, the transmitted light intensity is represented by setting the maximum transmitted light intensity to 100% based on the maximum transmitted light intensity.
[0034]
Set the potential of the common electrode 5 to V _r , -V _r (Switching period of common electrode potential) PW _r (Ms) is determined as a value that satisfies the following expression 2 when m is a positive integer.
[0035]
2 ・ m ・ PW _r = T _r (Equation 2)
[0036]
Note that m is preferably determined as a positive integer of 2 or more. The common electrode driver 22 has a PW _r The potential of the common electrode 5 _r , -V _r Switch alternately. Therefore, in FIG. _r Is represented as the pulse width of the drive waveform of the common electrode 5. In FIG. 4, when m = 2 (PW _r = T _r / 4) is shown.
[0037]
The segment electrode driver 23 sets the potential of each segment electrode 4 based on the image data already read during the writing period according to the controller 21. The segment electrode driver 23 sets the potential of the segment electrode of the pixel to be turned on during the writing period to the ground potential V. _GND Than the voltage V _on (Second predetermined voltage) higher potential V _on And the ground potential V _GND Than the voltage V _on Only lower potential -V _on And set alternately. The switching of the potential of the segment electrode of the pixel to be turned on may be performed, for example, by the controller 21 outputting a signal instructing the switching of the potential of the segment electrode to the segment electrode driver 23. In this case, the segment electrode driver 23 sets the potential of the segment electrode of the pixel to be turned on to V at the timing specified by this signal. _on Or -V _on Switch to FIG. _on It is an explanatory view showing a range which can be taken as a value of. As shown in FIG. 6, in the history when the transmitted light intensity is increased, a voltage value in a range where the transmitted light intensity is 90% or more and 100% or less is set to V _on And
[0038]
The potential of the segment electrode of the pixel to be turned on during the writing period is V _on , -V _on (The switching period of the segment electrode potential in the writing period) PW _s (Ms) is determined as a value that satisfies the following expression 3 when n is a positive integer.
[0039]
2nPW _s = T _s (Equation 3)
[0040]
The segment electrode driver 23 has a PW _s The potential of the segment electrode to be turned on every time is V _on , -V _on Switch alternately. Therefore, in FIG. _s Is expressed as a pulse width of a drive waveform of a segment electrode of a pixel to be turned on. In FIG. 4, when n = 1 (PW _s = T _s / 2) is shown. During the writing period, the common electrode driver 22 and the segment electrode driver 23 apply V.sub. _on ± V _r , -V _on ± V _r And the liquid crystal arranged in the pixel is shifted to the ferroelectric state. As a result, the pixel is turned on.
[0041]
The segment electrode driver 23 sets the potential of the segment electrode of the pixel to be turned off during the writing period to, for example, the ground potential V. _GND Set to. Therefore, the liquid crystal of the pixel to be turned off is set to V _r , -V _r Is applied. This liquid crystal does not shift to the ferroelectric state, and the transmitted light intensity does not increase from the off display state. Therefore, the pixel is turned off.
[0042]
When the erasing period is started, the segment electrode driver 23 changes the potential of the segment electrode of the pixel turned on during the immediately preceding writing period to the ground potential V. _GND Than the voltage V _p (Third predetermined voltage) higher potential V _p And the ground potential V _GND Than the voltage V _p Only lower potential -V _p And once each. At this time, the controller 21 may output a signal instructing the switching of the segment electrode potential to the segment electrode driver 23 as in the writing period. However, the segment electrode driver 23 changes the potential of the segment electrode to V at the end of the immediately preceding writing period. _on If (V _GND If it is set higher, the potential of the segment electrode is set to -V _p , Then V _p Set to. At the end of the immediately preceding writing period, the potential of the segment electrode is set to -V _on If (V _GND If it is set lower), the potential of the segment electrode is set to V _p To -V _p Set to.
[0043]
At the beginning of the erasing period, a period PW for switching the segment electrode potential of the pixel which was turned on during the immediately preceding writing period (a switching period of the segment electrode potential in the erasing period) PW _p (Ms) is determined as a value that satisfies the following Expression 4 when k is a positive integer of 2 or more.
[0044]
2 ・ k ・ PW _p = T _r (Equation 4)
[0045]
The segment electrode driver 23 has a PW _p The potential of the segment electrode that is turned on every time is V _p , -V _p Is set once. Therefore, in FIG. _p Is expressed as the pulse width of the drive waveform of the segment electrode during the erasing period. In FIG. 4, when k = 2 (PW _p = T _r / 4) is shown. In FIG. 4, PW _p = PW _r Is shown, but PW _p ≠ PW _r It may be. In that case, PW _p > PW _r It is preferable to determine so that
[0046]
The segment electrode driver 23 sets the potential of the segment electrode turned on to V _p , -V _p Once, and then the potential of the segment electrode is set to the ground potential V _GND Set to. Therefore, at the start of the erasing period, for example, V _p -V _r , -V _p + V _r , And then V _r , -V _r Are alternately applied. Then, the liquid crystal that was in the ferroelectric state (ON display) quickly transitions to the antiferroelectric state, and is turned off.
[0047]
Voltage V _p Is preferably V _r ≤V _p ≦ 3 · V _r It is. In such a range, the liquid crystal can be quickly shifted from the ferroelectric state to the antiferroelectric state even at a low temperature, for example, in an environment of −20 ° C. In a high temperature environment, V _p In this case, the applied voltage may cause the liquid crystal to shift to the ferroelectric state. However, during the erasing period, each LED is turned off, and the potential of the segment electrode becomes V _GND When set to, the liquid crystal shifts to the antiferroelectric state, so there is almost no effect on display quality. In other words, the voltage V _p May be set to an optimum value in a low-temperature environment.
[0048]
According to the present invention, when a liquid crystal display device using an antiferroelectric liquid crystal is driven by employing a static driving method, pixels in a ferroelectric state (ON display) are quickly turned into an antiferroelectric state (OFF display). ). Therefore, all the pixels can be quickly turned off, and then a desired display state can be set in accordance with the lighting of each LED. Therefore, the FSC display can be realized while rewriting an image by applying the static driving method to a liquid crystal display device that takes advantage of the antiferroelectric liquid crystal having a wide viewing angle. At the beginning of the erasing period, the potential of the segment electrode of the pixel turned on is set to V. _p , -V _p , The transition from the ferroelectric state to the antiferroelectric state can be accelerated even at a low temperature. Therefore, FSC display can be realized over a wide temperature range while rewriting an image. In particular, by setting the thickness of the alignment film on the segment electrode to 600 ° or more, the transition to the antiferroelectric state can be further speeded up.
[0049]
Further, according to the present invention, a voltage whose driving waveform is a rectangular wave is applied to the liquid crystal. Therefore, an effect similar to that of the energization treatment, that is, an effect of adjusting the direction of the liquid crystal molecules is obtained, and the alignment disorder of the liquid crystal can be prevented.
[0050]
In the present invention, in consideration of driving at a low temperature, the length of the erasing period is preferably 1 ms or more. However, if the erasing period is too long, the period during which no image is displayed becomes longer, and the display may appear dark for an observer. Can be Therefore, it is particularly preferable to set the length of the erasing period to 1 ms or more and to set the period as short as possible (for example, 4 ms) within the range of 1 ms or more. Further, the writing period T _s And erase period T _r In terms of the ratio, T _s : T _r = 5: 1 to 2: 1.
[0051]
In the present invention, the potential V of the segment electrode to be turned on is displayed. _on May be changed so as to obtain a desired transmitted light intensity. Thus V _on Is changed, the pixel color can be displayed as a dark color or a light color. That is, halftone display is possible.
[0052]
FIG. 1 shows a case where the liquid crystal 10 is also arranged in a region other than the pixel (the region where the light shielding film 8 exists). A partition adjusted to a height corresponding to the cell gap may be provided in a region other than the pixel. By providing the partition, the strength of the liquid crystal display device is increased, and the impact resistance is improved. When manufacturing the liquid crystal display device 1, a partition may be provided before applying an alignment film to a glass substrate having electrodes, or a partition may be provided after applying an alignment film.
[0053]
Further, according to the environment in which the liquid crystal display device is installed, the writing period, the erasing period, the pulse width PW _r (Switching period of common electrode potential), pulse width PW _s (Switching period of segment electrode potential in writing period) and pulse width PW _p (The switching period of the segment electrode potential during the erasing period) may be changed. For example, according to the temperature around the liquid crystal display device, the writing period, the erasing period, the pulse width PW _r , Pulse width PW _s And pulse width PW _p It may be changed. Even when the writing period and the erasing period are changed, the turning on and off of the LED are synchronized with the writing period and the erasing period, respectively. That is, the LED is turned on during the writing period, and is turned off during the erasing period.
[0054]
When the writing period or the like is changed according to the temperature, a temperature sensor is provided near the liquid crystal display device 1, and the controller 21 writes the writing period, the erasing period, and the pulse width PW according to the temperature around the liquid crystal display. _r , PW _s And pulse width PW _p Should be determined. FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating an example of a temperature sensor. The temperature sensor 31 includes, for example, a thermistor 32 and a power supply 33, and outputs a voltage corresponding to a temperature to the A / D conversion circuit 41. One end 34 of the thermistor 32 is grounded, and the other end 35 is connected to a power supply 33 via a resistor 36. The thermistor 32 decreases the resistance value when the ambient temperature increases, and increases the resistance value when the temperature decreases. Therefore, the potential of the other end 35 of the thermistor 32 changes depending on the temperature. The temperature sensor 31 outputs the potential at the other end 35 as an output voltage to the AD conversion circuit 41.
[0055]
The A / D conversion circuit 41 converts the voltage output by the temperature sensor 31 into digital data and outputs the digital data to the controller 21. The controller 21 performs a writing period, an erasing period, and a pulse width PW according to data input from the AD conversion circuit 41. _r , Pulse width PW _s And pulse width PW _p Should be determined. Further, the controller 21 turns on any one color LED during the determined writing period, and turns off each LED during the erasing period.
[0056]
In the above-described embodiment, a case has been described in which the light source unit 15 emits three types of light that correspond to the three colors (R, G, and B) one-to-one and exhibit the corresponding colors. The light emitted by the light source unit 15 may be of two types. For example, the light source unit 15 may include only the R LED and the G LED. In this case, the controller 21 may control the light source unit 15 so that the R LED and the B LED are sequentially switched each time the erasing period ends. However, in this case, the lighting switching cycle T _L (Ms) is determined by bisecting the display switching period T (ms). Note that the combination of light when displaying with two types of light is not limited to the combination of R and G, but may be the combination of R and B or G and B.
[0057]
When the light source unit 15 irradiates a plurality of types of light corresponding to a plurality of types of colors one-to-one and exhibiting corresponding colors, the lighting switching period T _L (Ms) is determined by equally dividing the display switching period T (ms) by the number of light types (the number of color types). Then, the segment electrode driver 23 reads the image data during the display rewriting cycle. Accordingly, the segment electrode driver 23 reads the image data from the start of the lighting switching cycle in which the light source unit 15 emits light of a specific color to the start of the lighting switching cycle in which the light of the specific color is irradiated next. .
[0058]
【Example】
[Example 1] A light-shielding film was printed on a region other than a region to be a pixel of the glass substrate on the observer side. Thereafter, a translucent resin was applied, and back exposure and development were performed. As the translucent resin, a negative photosensitive resin was used. As a result of the development, the surface of the layer on which the light-shielding film and the light-transmitting resin exist on the viewer-side glass substrate became flat. Then, ITO (Indium Tin Oxide) was vapor-deposited in a region to be a pixel, and patterning was performed. An alignment film (RN-1266 manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.) was transferred to the surface on which the ITO (segment electrode) was formed. Further, a common electrode was formed on the rear glass substrate, and an alignment film (RN-1266 manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.) was provided on the surface on which the common electrode was formed.
[0059]
Rubbing treatment was performed on the alignment films of the observer-side glass substrate and the back-side glass substrate with a cotton cloth, and spacers of 1.5 μm were scattered to produce a liquid crystal display device. Thereafter, an antiferroelectric liquid crystal manufactured by Showa Shell Sekiyu KK was injected into the liquid crystal display device by heating vacuum injection. In addition, a polarizing plate was provided on each of the glass substrates on the side where no liquid crystal was present. At this time, each polarizing plate was arranged such that the polarization axes were orthogonal to each other. Further, a light source unit having R, G, and B LEDs was arranged on the rear surface of the liquid crystal display device.
[0060]
This liquid crystal display device was driven such that the drive waveform in the lighting switching cycle became the drive waveform shown in FIG. However, the lighting switching cycle T _L = 6 ms, writing period T _s = 4 ms, erase period T _r = 2 ms. The display rewriting cycle T was set to 18 ms. Also, PW _s = 2 ms, m = 2 and PW _r = 0.5 ms, k = 2 and PW _p = 0.5 ms. Also, V _r = 3V, V _on = 20V, V _p = 6.5 V, and the potential of the segment electrode of the pixel to be turned off during the writing period is set to 0 V.
[0061]
The LED was switched in the order of R, G, B in each lighting switching cycle repeated in the display switching cycle (18 ms), and the LED was turned on during each writing period. Further, in each lighting switching cycle repeated three times in the display switching cycle (18 ms), all the pixels are set to the ON display. FIG. 8 shows the lighting state of each LED and the voltage applied to each pixel at this time. When driven by this driving method, each pixel was turned on while the R, G, and B LEDs were lit, so that each pixel was displayed in white. The display quality was good. Further, even when the temperature around the liquid crystal display device was changed from -30 ° C to 80 ° C, good white display was maintained.
[0062]
[Example 2] Each pixel is turned on in the first lighting switching cycle of the display switching cycle (18 ms), and then each pixel is turned off in the lighting switching cycle repeated twice. That is, each pixel is turned on only when R is turned on. In other respects, the liquid crystal display was driven in the same manner as in Example 1. FIG. 9 shows the lighting state of each LED and the voltage applied to each pixel at this time. When driven by this driving method, each pixel was displayed in red, and the display quality was good. Further, even when the temperature around the liquid crystal display device was changed from -30 ° C to 80 ° C, good red display was maintained. FIG. 10 shows changes in the driving waveform and transmitted light intensity when driven by this driving method. As shown in FIG. 10, even when the temperature is 25 ° C. or −20 ° C., the liquid crystal can be shifted to the antiferroelectric state during the erasing period, and the transmitted light intensity can be reduced. Was.
[0063]
[Comparative Example 1] Similar to Example 1, the display rewriting cycle T = 18 ms and the lighting switching cycle T _L = 6 ms, writing period T _s = 4 ms, erase period T _r = 2 ms. Also, PW _s = 2ms, V _on = 20 V, the potentials of the segment electrodes to be turned on during the writing period were alternately set to 20 V and -20 V. However, at the start of the erasing period, the potential of the segment electrode that has been turned on is set to V _p , -V _p , And the potential of each segment electrode was set to 0 V during the erasing period. Further, the potential of the common electrode was always maintained at 0V. Then, the liquid crystal display device was driven such that each pixel was turned on only when R was turned on. FIG. 11 shows changes in the driving waveform and transmitted light intensity when driven by this driving method. As shown in FIG. 11, the decrease in transmitted light intensity at 25 ° C. was slower than in Example 2. When the temperature was lowered to 10 ° C., 0 ° C., and −10 ° C., the transmitted light intensity could not be sufficiently reduced within the erasing period.
[0064]
When driven by this driving method, each pixel was displayed in red. However, when the temperature was lowered to 10 ° C., the color purity of red was lowered. That is, as shown in FIG. 11, even in the G lighting period, the transmitted light intensity did not sufficiently decrease, so that good red display could not be performed. At 0 ° C. or lower, the pixels could not be displayed in red.
[0065]
From the above examples, it can be seen that when the liquid crystal display device of the antiferroelectric liquid crystal is driven by employing the static driving, the FSC display can be realized while rewriting the image by applying the present invention. Further, it can be seen that even at a low temperature, the FSC display can be realized while rewriting the image.
[0066]
【The invention's effect】
According to the present invention, when a liquid crystal display device using an antiferroelectric liquid crystal is driven by employing a static driving method, the liquid crystal in the ferroelectric state can be quickly shifted to the antiferroelectric state. The FSC display can be performed while rewriting the image. Further, even at a low temperature, the FSC display can be performed while rewriting the image.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view illustrating an example of a liquid crystal display device having an antiferroelectric liquid crystal.
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of a driving device that drives a liquid crystal display device.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an LED lighting state and a pixel state in a display rewriting cycle.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of a driving waveform in the driving method of the present invention.
FIG. 5 _r FIG. 5 is an explanatory diagram showing a range that can be taken as a value of.
FIG. 6 _on FIG. 4 is an explanatory diagram showing a range that can be taken as a value of.
FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating an example of a temperature sensor.
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a lighting state of each LED and an applied voltage to each pixel in the embodiment.
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a lighting state of each LED and an applied voltage to each pixel in the example.
FIG. 10 is an explanatory diagram showing changes in a driving waveform and transmitted light intensity in the example.
FIG. 11 is an explanatory diagram showing changes in a driving waveform and transmitted light intensity in a comparative example.
FIG. 12 is an explanatory diagram of an FSC display in a nematic liquid crystal display device.
FIG. 13 is a characteristic diagram showing a relationship between applied voltage and transmitted light intensity in an antiferroelectric liquid crystal.
FIG. 14 is a schematic view showing the behavior of antiferroelectric liquid crystal molecules accompanying voltage application.
FIG. 15 is an explanatory diagram showing an example of response characteristics of an antiferroelectric liquid crystal.
[Explanation of symbols]
1 Liquid crystal display device
2 Observer side glass substrate
3 Back glass substrate
4 segment electrode
5 Common electrode
8 Light shielding film
10. Antiferroelectric liquid crystal
11,12 polarizing plate
15 Light source
21 Controller
22 Common electrode driver
23 segment electrode driver
24 Power supply
25 Image data storage

Claims

A plurality of segment electrodes corresponding one-to-one with a plurality of pixels, and an antiferroelectric liquid crystal sandwiched between a common electrode common to the plurality of pixels, corresponding to a plurality of types of colors one-to-one, A method for driving a liquid crystal display device that performs display using a light source that irradiates a plurality of types of light exhibiting different colors,
A writing period for shifting the antiferroelectric liquid crystal arranged in the pixel to be turned on to the ferroelectric state, and shifting the antiferroelectric liquid crystal shifted to the ferroelectric state to the antiferroelectric state. And the erasing period for
During the writing period, the potential of the common electrode is alternately set to a potential higher by a first predetermined voltage than a predetermined reference potential and a potential lower by a first predetermined voltage than the reference potential, so that ON display and The potential of the segment electrode corresponding to the pixel to be set is alternately set to a potential higher by the second predetermined voltage than the reference potential and a potential lower by the second predetermined voltage than the reference potential,
During the erasing period, the potential of the common electrode is alternately set to a potential higher by a first predetermined voltage than the reference potential and a potential lower by a first predetermined voltage than the reference potential, and After setting once the potential of the segment electrode corresponding to the pixel that has been turned on to a potential higher by the third voltage than the reference potential and a potential lower by the third voltage than the reference potential once, Set to the reference potential,
A plurality of types of light emitted by the light source are sequentially switched every time the erasing period ends, and the switched light is irradiated to the liquid crystal display device during the writing period, and the light source is turned off during the erasing period. For driving a liquid crystal display device.

The light of the first predetermined color, the light of the second predetermined color, and the light of the third predetermined color, which are irradiated by the light source, are sequentially switched each time the erasing period ends, and during the writing period. The method according to claim 1, wherein the liquid crystal display device is irradiated with the switched light, and the light source is turned off during the erasing period.

At the end of the writing period, if the potential of the segment electrode corresponding to the pixel to be turned on is set to a potential higher by a second predetermined voltage than the reference potential, during the erasing period, After setting the potential to a potential lower by a third voltage than the reference potential, set to a potential higher by a third voltage than the reference potential,
At the end of the writing period, if the potential of the segment electrode corresponding to the pixel to be turned on has been set to a potential lower by a second predetermined voltage than the reference potential, the segment electrode during the erasing period 3. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the potential is set to a potential higher by a third voltage than the reference potential, and then set to a potential lower by a third voltage than the reference potential. 4. Drive method.

When the length of the erasing period is _Tr (ms), the period for switching the potential of the common electrode is PW _r (ms), and m is a positive integer,
2 · m · PW _r = T _r
4. The method for driving a liquid crystal display device according to claim 1, wherein the following is satisfied.

The length of the writing period is T _s (ms), the period for switching the potential of the segment electrode corresponding to the pixel to be turned on during the writing period is PW _s (ms), and n is a positive integer. sometimes,
2 · n · PW _s = T _s
5. The driving method for a liquid crystal display device according to claim 1, wherein the following is satisfied.

The length of the erasing period is _Tr (ms), the period for switching the potential of the segment electrode corresponding to the pixel turned on during the immediately preceding writing period in the erasing period is PW _p (ms), and k is 2 or more. When a positive integer of
2 · k · PW _p = _Tr
The driving method of a liquid crystal display device according to claim 1, wherein the following condition is satisfied.

The length of the writing period, the length of the erasing period, the period for switching the potential of the common electrode, the period for switching the potential of the segment electrode corresponding to the pixel to be turned on in the writing period, and the period immediately before the erasing period 7. The cycle for switching the potential of the segment electrode corresponding to the pixel turned on during the writing period of (b) is determined according to the temperature around the liquid crystal display device. A method for driving a liquid crystal display device.