JP2013097296A - Liquid crystal display device and driving method of liquid crystal display element - Google Patents

Liquid crystal display device and driving method of liquid crystal display element Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To achieve a driving method of a cholesteric liquid crystal display element and a cholesteric liquid crystal device suitable for a TFT type.SOLUTION: The liquid crystal display device has: an active matrix type liquid crystal display element 10 containing cholesteric liquid crystal material; a drive control circuit 21-23 for performing writing of applying voltage depending on display data, to pixels of the liquid crystal display element; and a temperature sensor 35 for detecting temperature of the liquid crystal display element. The drive control circuit performs the writing corresponding to the display data at least once, and the frequency of the writing of the same display data is varied according to the detected temperature of the liquid crystal display element.

Description

本発明は、液晶表示装置および液晶表示素子の駆動方法に関する。   The present invention relates to a liquid crystal display device and a method for driving a liquid crystal display element.

コレステリック液晶は、半永久的な表示保持(メモリ性)や鮮やかなカラー表示、高コントラスト、高解像性といった優れた特徴を有するため、電子ペーパー(特にカラー)の有力な方式として注目されている。   Cholesteric liquid crystal has attracted attention as an effective method for electronic paper (especially color) because it has excellent characteristics such as semi-permanent display retention (memory property), vivid color display, high contrast, and high resolution.

これまで、コレステリック液晶を利用した表示素子は、単純マトリクス(パッシブマトリクス)型の構成を有し、単純マトリクス駆動方法で駆動されるのが一般的であった。上記のように、コレステリック液晶表示素子は、メモリ性を有するため、画面書換え時以外は電力を供給しなくても表示を維持可能で、消費電力ゼロでカラー表示が可能であるという、これまでの液晶表示素子にはない大きな特徴を有している。しかし、コレステリック液晶は、応答速度が低速であるため、単純マトリクス駆動方法で駆動した場合、選択ライン上の液晶が応答するのに十分な電圧を印加するには、数ms〜数十msの選択期間を必要とした。このため、ライン数が1000本の場合、画面の書換えに数秒〜数十秒の時間が必要であった。   Until now, display elements using cholesteric liquid crystals have a simple matrix (passive matrix) type configuration and are generally driven by a simple matrix driving method. As described above, since the cholesteric liquid crystal display element has a memory property, the display can be maintained without supplying power except during screen rewriting, and color display can be performed with zero power consumption. It has a great feature not found in liquid crystal display elements. However, since the response speed of cholesteric liquid crystal is low, a selection of several ms to several tens of ms is required to apply a voltage sufficient for the liquid crystal on the selected line to respond when driven by a simple matrix driving method. Needed a period. For this reason, when the number of lines is 1000, it takes several seconds to several tens of seconds to rewrite the screen.

一方、動画表示用の一般的な液晶表示素子は、各画素にTFT(Thin Film Transistor)などのスイッチング素子を設けたアクティブマトリクス型が一般的である。アクティブマトリクス型の表示素子では、各画素に設けたTFTなどのスイッチング素子を数十μs間オン(ON)とすることで液晶へ電圧を印加し、その後スイッチング素子をオフ(OFF)にすることで電圧を保持する。このため、他のゲートラインに接続される画素にデータ電圧を印加する書込みを行っている間も、画素に印加済みのデータ電圧を維持することが可能であり、データ電圧の印加時間を大幅に長くすることが可能である。これにより、画面の書換えに要する時間を大幅に短縮できる。   On the other hand, a general liquid crystal display element for displaying moving images is generally an active matrix type in which a switching element such as a TFT (Thin Film Transistor) is provided in each pixel. In an active matrix display element, a voltage is applied to the liquid crystal by turning on a switching element such as a TFT provided in each pixel for several tens of μs, and then the switching element is turned off (OFF). Hold the voltage. For this reason, it is possible to maintain the data voltage that has already been applied to the pixel while writing to apply the data voltage to the pixel connected to the other gate line, greatly increasing the data voltage application time. It can be lengthened. As a result, the time required for screen rewriting can be greatly reduced.

コレステリック液晶を利用した表示素子も、画面書換え時間を短縮するためにアクティブマトリクス型が検討されている。しかし、コレステリック液晶に適した電圧の印加方法については,十分に検討されていなかった。   An active matrix type display element using a cholesteric liquid crystal has been studied in order to shorten the screen rewriting time. However, a voltage application method suitable for a cholesteric liquid crystal has not been sufficiently studied.

特開2007−65455号公報JP 2007-65555 A 特開平7−199149号公報JP-A-7-199149 国際公開WO2007/116438International Publication WO2007 / 116438 特開2004−191837号公報JP 2004-191837 A

実施形態によれば、アクティブマトリクス型のコレステリック液晶装置およびアクティブマトリクス型に適したコレステリック液晶表示素子の駆動方法が実現される。   According to the embodiment, an active matrix type cholesteric liquid crystal device and a driving method of a cholesteric liquid crystal display element suitable for the active matrix type are realized.

発明の第1の観点によれば、コレステリック液晶材料を含むアクティブマトリクス型液晶表示素子と、液晶表示素子の画素に表示データに応じた電圧を印加する書込みを行う駆動制御回路と、液晶表示素子の温度を検出する温度センサと、を備え、駆動制御回路は、表示データに対応する書込みを少なくとも1回行ない、同一の表示データの書込み回数を、検出した液晶表示素子の温度に応じて変化させる液晶表示装置が提供される。   According to a first aspect of the invention, an active matrix liquid crystal display element including a cholesteric liquid crystal material, a drive control circuit for performing writing to apply a voltage corresponding to display data to a pixel of the liquid crystal display element, and a liquid crystal display element A temperature sensor that detects the temperature, and the drive control circuit performs writing corresponding to the display data at least once, and changes the number of times the same display data is written according to the detected temperature of the liquid crystal display element A display device is provided.

また、発明の第2の観点によれば、コレステリック液晶材料を含むアクティブマトリクス型液晶表示素子の駆動方法であって、液晶表示素子の温度を検出し、液晶表示素子の画素に表示データに応じた電圧を印加する書込みを行う回数を、検出した液晶表示素子の温度に応じて決定し、決定した書込み回数、液晶表示素子に対して同一データの書込みを行う液晶表示素子の駆動方法が提供される。   According to a second aspect of the invention, there is provided a driving method for an active matrix liquid crystal display element containing a cholesteric liquid crystal material, wherein the temperature of the liquid crystal display element is detected and the pixel of the liquid crystal display element is responsive to display data. Provided is a method for driving a liquid crystal display element in which the number of times of writing to which a voltage is applied is determined according to the detected temperature of the liquid crystal display element, and the same data is written to the liquid crystal display element. .

実施形態によれば、高品質の表示が行われるコレステリック液晶表示装置およびコレステリック液晶表示素子の駆動方法が実現される。   According to the embodiment, a cholesteric liquid crystal display device and a driving method of a cholesteric liquid crystal display element that perform high-quality display are realized.

図1は、コレステリック液晶を用いたフルカラー表示が可能な液晶表示素子の一般的な断面構成を模式的に示す図である。FIG. 1 is a diagram schematically showing a general cross-sectional configuration of a liquid crystal display element capable of full color display using a cholesteric liquid crystal. 図2は、コレステリック液晶の状態を説明する図である。FIG. 2 is a diagram for explaining the state of the cholesteric liquid crystal. 図3は、コンベンショナル駆動方法における液晶の状態変化の例を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a state change of the liquid crystal in the conventional driving method. 図4は、コンベンショナル駆動方法において、液晶セル(画素)に印加される電圧波形の例、および図示の電圧波形を印加した場合の反射率の応答特性の例を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a voltage waveform applied to a liquid crystal cell (pixel) and an example of a response characteristic of reflectivity when the illustrated voltage waveform is applied in the conventional driving method. 図5は、第1実施形態のカラー表示装置の概略構成を示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a schematic configuration of the color display device according to the first embodiment. 図6は、第1実施形態のカラー表示装置で使用するコレステリック液晶を利用したカラー表示素子の断面構成を模式的に示す図である。FIG. 6 is a diagram schematically showing a cross-sectional configuration of a color display element using a cholesteric liquid crystal used in the color display device of the first embodiment. 図7は、第1実施形態において、ゲートドライバがゲートラインに印加する信号、データドライバが1本のデータラインに印加する信号、およびゲートラインに対応する画素に印加される電圧を示す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating a signal applied by the gate driver to the gate line, a signal applied by the data driver to one data line, and a voltage applied to the pixel corresponding to the gate line in the first embodiment. . 図8は、第1実施形態で使用する青色(B)パネルにおける、温度変化に対するコントラスト比の変化を、書込み回数をパラメータとして示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a change in contrast ratio with respect to a temperature change in the blue (B) panel used in the first embodiment, with the number of writings as a parameter. 図9は、第1実施形態で使用する緑色(G)パネルにおける、温度変化に対するコントラスト比の変化を、書込み回数をパラメータとして示す図である。FIG. 9 is a diagram illustrating a change in contrast ratio with respect to a temperature change in the green (G) panel used in the first embodiment, using the number of writings as a parameter. 図10は、第1実施形態で使用する赤色(R)パネルにおける、温度変化に対するコントラスト比の変化を、書込み回数をパラメータとして示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating a change in contrast ratio with respect to a temperature change in the red (R) panel used in the first embodiment, using the number of writings as a parameter. 図11は、第1実施形態における書込み回数決定処理を示すフローチャートである。FIG. 11 is a flowchart showing the write count determination process in the first embodiment. 図12は、第2実施形態のカラー表示装置の概略構成を示す図である。FIG. 12 is a diagram illustrating a schematic configuration of a color display device according to the second embodiment. 図13は、第2実施形態において書き込み回数を決定するのに使用されるテーブルを示す図である。FIG. 13 is a diagram showing a table used to determine the number of writes in the second embodiment. 図14は、第2実施形態における書込み回数決定処理を示すフローチャートである。FIG. 14 is a flowchart showing the write count determination process in the second embodiment.

本発明の実施形態を説明する前に、コレステリック液晶を利用した表示素子の基本構成を説明する。   Before describing embodiments of the present invention, a basic configuration of a display element using cholesteric liquid crystal will be described.

図1は、コレステリック液晶を用いたフルカラー表示が可能な液晶表示素子10の一般的な断面構成を模式的に示している。液晶表示素子は、表示面から順に、青色(B)表示部10Bと、緑色(G)表示部10Gと、赤色(R)表示部10Rと、が積層された構造を有している。各表示部は、同じ構成を有しており、反射中心波長のみが異なる。図1において、上方の基板側が表示面であり、外光(実線矢印)は基板上方から表示面に向かって入射するようになっている。なお、基板上方に観測者の目及びその観察方向(破線矢印)を模式的に示している。   FIG. 1 schematically shows a general cross-sectional configuration of a liquid crystal display element 10 capable of full color display using a cholesteric liquid crystal. The liquid crystal display element has a structure in which a blue (B) display unit 10B, a green (G) display unit 10G, and a red (R) display unit 10R are stacked in order from the display surface. Each display unit has the same configuration, and only the reflection center wavelength is different. In FIG. 1, the upper substrate side is a display surface, and external light (solid arrow) enters the display surface from above the substrate. Note that the observer's eyes and the observation direction (broken arrows) are schematically shown above the substrate.

B表示部10Bは、上側基板11Bと、下側基板13Bと、一対の上下基板間に封入された青色(B)用液晶層12Bと、B用液晶層12Bに所定のパルス電圧を印加するパルス電圧源18Bと、を有する。同様に、G表示部10Gは、上側基板11Gと、下側基板13Gと、緑色(G)用液晶層12Gと、パルス電圧源18Gと、を有し、R表示部10Rは、上側基板11Rと、下側基板13Rと、赤色(R)用液晶層12Rと、パルス電圧源18Rと、を有する。R表示部10Rの下側基板13Rの裏面(下面)には、光吸収層17が配置されている。   The B display unit 10B is configured to apply a predetermined pulse voltage to the upper substrate 11B, the lower substrate 13B, the blue (B) liquid crystal layer 12B sealed between the pair of upper and lower substrates, and the B liquid crystal layer 12B. Voltage source 18B. Similarly, the G display unit 10G includes an upper substrate 11G, a lower substrate 13G, a green (G) liquid crystal layer 12G, and a pulse voltage source 18G, and the R display unit 10R includes the upper substrate 11R. , A lower substrate 13R, a red (R) liquid crystal layer 12R, and a pulse voltage source 18R. A light absorption layer 17 is disposed on the back surface (lower surface) of the lower substrate 13R of the R display portion 10R.

B用液晶層12B、G用液晶層12GまたはR用液晶層12Rのそれぞれに用いられているコレステリック液晶は、ネマティック液晶にキラル性の添加剤(カイラル材ともいう)を数十wt%の含有率で比較的大量に添加した液晶混合物である。ネマティック液晶にカイラル材を比較的大量に含有させると、ネマティック液晶分子を強く螺旋状に捻ったコレステリック相を形成することができる。このためコレステリック液晶はカイラルネマティック液晶とも称される。   The cholesteric liquid crystal used in each of the B liquid crystal layer 12B, the G liquid crystal layer 12G, or the R liquid crystal layer 12R has a content of several tens wt% of a chiral additive (also called a chiral material) in the nematic liquid crystal. A liquid crystal mixture added in a relatively large amount. When a relatively large amount of chiral material is contained in the nematic liquid crystal, a cholesteric phase in which nematic liquid crystal molecules are strongly twisted in a spiral shape can be formed. For this reason, cholesteric liquid crystals are also called chiral nematic liquid crystals.

コレステリック液晶は双安定性(メモリ性)を備えており,液晶に印加する電界強度の調節によりプレーナ状態、フォーカルコニック状態、またはそれらの混合による中間的な状態のいずれかの状態をとることができる。一旦プレーナ状態、フォーカルコニック状態、またはそれらの中間的な状態になると、その後は無電界下においても安定してその状態を保持する。プレーナ状態は、例えば、上下基板間に所定の高電圧を印加して液晶層に強電界を与え、液晶をホメオトロピック状態にした後、急激に電界をゼロにすることにより得られる。   Cholesteric liquid crystal has bistability (memory property) and can take either a planar state, a focal conic state, or an intermediate state by mixing them by adjusting the electric field strength applied to the liquid crystal. . Once the planar state, the focal conic state, or an intermediate state therebetween, the state is stably maintained even in the absence of an electric field. The planar state can be obtained, for example, by applying a predetermined high voltage between the upper and lower substrates to apply a strong electric field to the liquid crystal layer, bringing the liquid crystal into a homeotropic state, and then suddenly reducing the electric field to zero.

フォーカルコニック状態は、例えば、上記高電圧より低い所定電圧を上下基板間に印加して液晶層に電界を与えた後,急激に電界をゼロにすることにより得られる。あるいは、プレーナ状態から徐々に電圧を加えることで得ることができる。   The focal conic state can be obtained, for example, by applying a predetermined voltage lower than the above high voltage between the upper and lower substrates to apply an electric field to the liquid crystal layer and then suddenly reducing the electric field to zero. Alternatively, it can be obtained by gradually applying a voltage from the planar state.

プレーナ状態とフォーカルコニック状態の中間的な状態は、例えば、フォーカルコニック状態が得られる電圧よりも低い電圧を上下基板間に印加して液晶層に電界を与えた後、急激に電界をゼロにすることにより得られる。   In the intermediate state between the planar state and the focal conic state, for example, a voltage lower than the voltage at which the focal conic state is obtained is applied between the upper and lower substrates to apply an electric field to the liquid crystal layer, and then the electric field is suddenly reduced to zero. Can be obtained.

このコレステリック液晶を用いた液晶表示素子の表示原理を、B表示部10Bを例にとって説明する。図2の(A)は、B表示部10BのB用液晶層12Bがプレーナ状態である場合の、コレステリック液晶の液晶分子LCの配向状態を示している。図2の(A)に示すように、プレーナ状態での液晶分子は、上下基板11B、13Bの厚さ方向に順次回転して螺旋構造を形成し、螺旋構造の螺旋軸は基板面にほぼ垂直になる。   The display principle of the liquid crystal display element using the cholesteric liquid crystal will be described by taking the B display unit 10B as an example. FIG. 2A shows the alignment state of the liquid crystal molecules LC of the cholesteric liquid crystal when the B liquid crystal layer 12B of the B display unit 10B is in the planar state. As shown in FIG. 2A, the liquid crystal molecules in the planar state are sequentially rotated in the thickness direction of the upper and lower substrates 11B and 13B to form a spiral structure, and the spiral axis of the spiral structure is substantially perpendicular to the substrate surface. become.

プレーナ状態では、液晶分子の螺旋ピッチに応じた所定波長の光が選択的に液晶層12Bで反射される。液晶層の平均屈折率をnとし、螺旋ピッチをpとすると、反射が最大となる波長λは,λ=n・pで示される。   In the planar state, light having a predetermined wavelength corresponding to the helical pitch of the liquid crystal molecules is selectively reflected by the liquid crystal layer 12B. When the average refractive index of the liquid crystal layer is n and the helical pitch is p, the wavelength λ at which the reflection is maximum is expressed by λ = n · p.

従って,B表示部10BのB用液晶層12Bでプレーナ状態時に青色の光を選択的に反射させるには、例えばλ=480nmとなるように平均屈折率n及び螺旋ピッチpを決める。平均屈折率nは液晶材料及びカイラル材を選択することで調整可能であり、螺旋ピッチpは、カイラル材の含有率を調整することにより調節することができる。   Accordingly, in order to selectively reflect blue light in the planar state in the B liquid crystal layer 12B of the B display unit 10B, the average refractive index n and the helical pitch p are determined so that, for example, λ = 480 nm. The average refractive index n can be adjusted by selecting a liquid crystal material and a chiral material, and the helical pitch p can be adjusted by adjusting the content of the chiral material.

図2の(B)は、B表示部10BのB用液晶層12Bがフォーカルコニック状態である場合の、コレステリック液晶の液晶分子LCの配向状態を示している。図2の(B)に示すように、フォーカルコニック状態での液晶分子LCは、上下基板11B、13Bの面内方向に順次回転して螺旋構造を形成し、螺旋構造の螺旋軸は基板面にほぼ平行になる。フォーカルコニック状態では、B用液晶層に反射波長の選択性は失われ、入射光の殆どが透過する。透過光はR表示部の下基板裏面に配置された光吸収層で吸収されるので暗(黒)表示が実現できる。   FIG. 2B shows the alignment state of the liquid crystal molecules LC of the cholesteric liquid crystal when the B liquid crystal layer 12B of the B display unit 10B is in the focal conic state. As shown in FIG. 2B, the liquid crystal molecules LC in the focal conic state are sequentially rotated in the in-plane directions of the upper and lower substrates 11B and 13B to form a spiral structure, and the spiral axis of the spiral structure is on the substrate surface. It becomes almost parallel. In the focal conic state, the selectivity of the reflection wavelength is lost in the B liquid crystal layer, and most of the incident light is transmitted. Since the transmitted light is absorbed by the light absorption layer disposed on the back surface of the lower substrate of the R display portion, dark (black) display can be realized.

プレーナ状態とフォーカルコニック状態の中間の状態においては、その状態に応じて反射光と透過光の割合を調整できるので、反射光の強度を可変でき、中間調表示が実現できる。   In the intermediate state between the planar state and the focal conic state, the ratio of the reflected light and the transmitted light can be adjusted according to the state, so that the intensity of the reflected light can be varied and halftone display can be realized.

このように,コレステリック液晶では、螺旋状に捻られた液晶分子の配向状態で光の反射量を制御することができる。   Thus, in the cholesteric liquid crystal, the amount of reflected light can be controlled by the alignment state of the liquid crystal molecules twisted in a spiral.

上記のB用液晶層12Bと同様に、G用液晶層12G及びR用液晶層12Rに、プレーナ状態時に緑または赤の光を選択的に反射させるコレステリック液晶をそれぞれ封入してフルカラー表示の液晶表示素子が作製される。   Similar to the B liquid crystal layer 12B, a cholesteric liquid crystal that selectively reflects green or red light in the planar state is encapsulated in the G liquid crystal layer 12G and the R liquid crystal layer 12R, respectively. An element is fabricated.

以上のようにコレステリック液晶を用い、赤、緑および青の光を選択的に反射する液晶表示素子を積層することで、メモリ性のあるフルカラーの表示装置が可能となり、画面書換え時以外は、消費電力がゼロでカラー表示が可能となる。B用液晶層12B、G用液晶層12G及びR用液晶層12Rのすべてをフォーカルコニック状態にすると黒表示になる。B用液晶層12B、G用液晶層12G及びR用液晶層12Rのうちの1つのみをプレーナ状態にすると、対応する色が表示される。例えば、G用液晶層12Gをプレーナ状態に、B用液晶層12B及びR用液晶層12Rをフォーカルコニック状態にすると緑色表示になる。さらに、B用液晶層12B、G用液晶層12G及びR用液晶層12Rのうちの1つのみをフォーカルコニック状態にすると、対応する色が表示される。例えば、G用液晶層12Gをフォーカルコニック状態に、B用液晶層12B及びR用液晶層12Rをプレーナ状態にするとマゼンタ色表示になる。B用液晶層12B、G用液晶層12G及びR用液晶層12Rのすべてをプレーナ状態にすると白表示になる。白表示においては、B用液晶層12B、G用液晶層12G及びR用液晶層12Rの3層の反射を合わせた反射になるため、非常に明るい白表示が得られる。   As described above, using cholesteric liquid crystal and laminating liquid crystal display elements that selectively reflect red, green, and blue light, a full-color display device with memory characteristics becomes possible. Color display is possible with zero power. When all of the B liquid crystal layer 12B, the G liquid crystal layer 12G, and the R liquid crystal layer 12R are brought into a focal conic state, a black display is obtained. When only one of the B liquid crystal layer 12B, the G liquid crystal layer 12G, and the R liquid crystal layer 12R is brought into a planar state, a corresponding color is displayed. For example, when the G liquid crystal layer 12G is in a planar state and the B liquid crystal layer 12B and the R liquid crystal layer 12R are in a focal conic state, a green display is obtained. Further, when only one of the B liquid crystal layer 12B, the G liquid crystal layer 12G, and the R liquid crystal layer 12R is brought into a focal conic state, a corresponding color is displayed. For example, when the G liquid crystal layer 12G is in the focal conic state and the B liquid crystal layer 12B and the R liquid crystal layer 12R are in the planar state, a magenta color display is obtained. When all of the B liquid crystal layer 12B, the G liquid crystal layer 12G, and the R liquid crystal layer 12R are in the planar state, white display is performed. In the white display, since the reflection of the three layers of the B liquid crystal layer 12B, the G liquid crystal layer 12G, and the R liquid crystal layer 12R is combined, a very bright white display can be obtained.

次に、コレステリック液晶を利用した表示素子の駆動原理を説明する。   Next, the principle of driving a display element using cholesteric liquid crystal will be described.

コレステリック液晶表示素子に画像を表示する場合に用いられる駆動方法には、多くの方法が提案されているが、「コンベンショナル駆動方法」と「ダイナミック駆動方法」の2つに大別できる。ダイナミック駆動方法は、上記の「ホメオトロピック状態」、「プレーナ状態」および「フォーカルコニック状態」に加えて、トランジェントプレーナ状態を用いる。ダイナミック駆動方法は、単純マトリクス方式の表示素子の場合でも、表示を比較的高速で書き換えることができるが、精密な階調表示が難しいという問題があった。これに対して、コンベンショナル駆動方法は、精密な階調表示が可能であるが、単純マトリクス方式の表示素子の場合には、表示の書き換えに長時間を要するという問題があった。   Many driving methods have been proposed for displaying images on a cholesteric liquid crystal display element, but they can be broadly classified into two methods, “conventional driving method” and “dynamic driving method”. The dynamic driving method uses a transient planar state in addition to the above-mentioned “homeotropic state”, “planar state”, and “focal conic state”. The dynamic drive method can rewrite the display at a relatively high speed even in the case of a simple matrix type display element, but has a problem that it is difficult to perform precise gradation display. On the other hand, the conventional driving method can display a precise gradation, but a simple matrix display element has a problem that it takes a long time to rewrite the display.

図3は、コンベンショナル駆動方法における液晶の状態変化の例を示す図である。コンベンショナル駆動方法では、全画素に高電圧を印加してホメオトロピック状態にした後、電界を解除して、全画素をプレーナ状態またはフォーカルコニック状態にするリセット動作を行う。その後、単純マトリクス駆動方法で、比較的低い電圧の短いパルス幅の書込みパルスを印加して、プレーナ状態またはフォーカルコニック状態から、画素ごとに状態を変化させる書込み動作を行う。図3は、リセット動作で全画素をプレーナ状態にした後、書込み動作で、プレーナ状態を維持するか、フォーカルコニック状態またはプレーナ状態とフォーカルコニック状態の混在した状態に変化させる動作を示している。   FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a state change of the liquid crystal in the conventional driving method. In the conventional driving method, after applying a high voltage to all the pixels to bring them into a homeotropic state, the electric field is released, and a reset operation is performed to bring all the pixels into a planar state or a focal conic state. Thereafter, a write operation for changing the state of each pixel from the planar state or the focal conic state is performed by applying a write pulse having a relatively low voltage and a short pulse width by a simple matrix driving method. FIG. 3 shows an operation in which the planar state is maintained or changed to a focal conic state or a state in which the planar state and the focal conic state are mixed after all the pixels are brought into the planar state by the reset operation.

図4は、コンベンショナル駆動方法において、液晶セル(画素)に印加される電圧波形の例、および図示の電圧波形を印加した場合の反射率の応答特性の例を示す図である。図4の(A)は、リセット動作において印加するリセット電圧波形(パルス)を示しており、図4の(B)は、リセットパルスの印加に対する応答を示している。図4の(C)は、書込み動作において印加する書込み電圧波形(パルス)の一例を示しており、図4の(D)は、初期状態がプレーナ状態の場合の図4の(C)の書込みパルスの印加に対する応答を示している。また、図4の(E)は、図4の(C)より狭いパルス幅の書込みパルスを示しており、図4の(F)は、初期状態がプレーナ状態の場合の図4の(E)の書込みパルスの印加に対する応答を示している。言い換えれば、図4の(D)および(F)は、図4の(B)のPで示す左側の傾斜部における変化を示している。   FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a voltage waveform applied to a liquid crystal cell (pixel) and an example of a response characteristic of reflectivity when the illustrated voltage waveform is applied in the conventional driving method. 4A shows a reset voltage waveform (pulse) applied in the reset operation, and FIG. 4B shows a response to the application of the reset pulse. 4C shows an example of a write voltage waveform (pulse) applied in the write operation. FIG. 4D shows the write of FIG. 4C when the initial state is the planar state. The response to the application of a pulse is shown. 4E shows a write pulse having a narrower pulse width than that of FIG. 4C. FIG. 4F shows the case of FIG. 4E when the initial state is the planar state. The response to the application of the write pulse is shown. In other words, FIGS. 4D and 4F show changes in the left inclined portion indicated by P in FIG. 4B.

コレステリック液晶の駆動波形は、液晶材料の劣化(分極)を抑制するために交流とする必要がある。まず、図4の(A)に示すような正負のパルスを合わせたパルス幅が60msと広いパルスを印加する場合で、パルス電圧を0Vから徐々に上げていった場合の状態変化について述べる。初期状態がプレーナ状態の場合、状態は図4の(B)においてPで示す線に沿って変化する。パルス電圧がある電圧を超えると徐々にフォーカルコニック状態に遷移し、反射率は急激に低下する。反射率が最小値に達すると、パルス電圧がある電圧を超えない限り反射率はほとんど変化しない。パルス電圧がある電圧を超えると徐々にプレーナ状態に遷移し、反射率は急激に上昇する。反射率が最大値に達すると,パルス電圧を上げても反射率は変化しない。このような電圧−反射率特性は、一般に「VR特性」と呼ばれる。初期状態がフォーカルコニック状態の場合、状態は図4の(B)においてFCで示す線に沿って変化する。パルス電圧がある電圧を超えない限り反射率は変化しない。パルス電圧がある電圧を超えると徐々にプレーナ状態に遷移し、反射率は急激に上昇する。反射率が最大値に達すると、パルス電圧を上げても反射率は変化しない。そして、初期状態がプレーナ状態であってもフォーカルコニック状態であっても、ある電圧以上の電圧を印加すると、必ず反射率が最大値のプレーナ状態になる。図4の(B)では、パルス幅60msで電圧が±36Vのパルスの場合、必ずプレーナ状態になるので、このパルスをリセットパルスとして使用することができる。   The driving waveform of the cholesteric liquid crystal needs to be an alternating current in order to suppress deterioration (polarization) of the liquid crystal material. First, the state change when the pulse voltage is gradually increased from 0 V in the case of applying a pulse having a wide pulse width of 60 ms including the positive and negative pulses as shown in FIG. 4A will be described. When the initial state is the planar state, the state changes along a line indicated by P in FIG. When the pulse voltage exceeds a certain voltage, the state gradually changes to the focal conic state, and the reflectivity rapidly decreases. When the reflectance reaches a minimum value, the reflectance hardly changes unless the pulse voltage exceeds a certain voltage. When the pulse voltage exceeds a certain voltage, the state gradually changes to the planar state, and the reflectance increases rapidly. When the reflectance reaches the maximum value, the reflectance does not change even if the pulse voltage is increased. Such voltage-reflectance characteristics are generally called “VR characteristics”. When the initial state is the focal conic state, the state changes along the line indicated by FC in FIG. The reflectivity does not change unless the pulse voltage exceeds a certain voltage. When the pulse voltage exceeds a certain voltage, the state gradually changes to the planar state, and the reflectance increases rapidly. When the reflectance reaches the maximum value, the reflectance does not change even if the pulse voltage is increased. Whether the initial state is the planar state or the focal conic state, when a voltage higher than a certain voltage is applied, the planar state with the maximum reflectance is always obtained. In FIG. 4B, in the case of a pulse having a pulse width of 60 ms and a voltage of ± 36 V, a planar state is always obtained, so that this pulse can be used as a reset pulse.

これよりもパルス幅が狭いパルスを印加する場合、応答性はシフトする。たとえば、図4の(C)に示すパルス幅が2msで、パルス電圧が±24Vと±12Vのパルスを印加する場合、初期状態がプレーナ状態であれば、状態は図4の(D)においてLで示す線に沿って変化する。図4の(D)においては、±12Vのパルスでは反射率は変化せず、プレーナ状態が維持される。±24Vのパルスでは反射率が少し低下した中間調となる。また、初期状態がプレーナ状態とフォーカルコニック状態が混在した反射率が中間値の場合は、状態は図3の(D)においてMで示す線に沿って変化する。この場合も、±12Vのパルスでは反射率は変化せず、±24Vのパルスでは反射率が少し低下する。   When applying a pulse having a narrower pulse width than this, the response is shifted. For example, when a pulse with a pulse width of 2 ms and a pulse voltage of ± 24 V and ± 12 V shown in FIG. 4C is applied and the initial state is the planar state, the state is L in FIG. It changes along the line indicated by. In FIG. 4D, the reflectivity does not change with a pulse of ± 12 V, and the planar state is maintained. With a pulse of ± 24 V, the halftone with a slightly reduced reflectivity is obtained. When the reflectivity in which the initial state is a mixture of the planar state and the focal conic state is an intermediate value, the state changes along a line indicated by M in FIG. Also in this case, the reflectivity does not change with a pulse of ± 12 V, and the reflectivity slightly decreases with a pulse of ± 24 V.

さらに、図4の(E)に示すパルス幅が1msで、パルス電圧が±24Vと±12Vのパルスを印加する場合、初期状態がプレーナ状態であれば、状態は図4の(F)においてNで示す線に沿って変化する。図4の(F)においては、±12Vのパルスでは反射率は変化せず、プレーナ状態が維持される。±24Vのパルスでは反射率が少し低下した中間調となるが、反射率の低下量は、2msのパルス幅の場合より小さい。すなわち、2msの方が1msより暗い階調となる。初期状態がプレーナ状態とフォーカルコニック状態が混在した反射率が中間値の場合は、状態は図4の(F)においてOで示す線に沿って変化する。この場合も、±12Vのパルスでは反射率は変化せず、±24Vのパルスでは反射率が少し低下する。   Further, when a pulse with a pulse width of 1 ms and a pulse voltage of ± 24 V and ± 12 V shown in FIG. 4E is applied and the initial state is the planar state, the state is N in FIG. It changes along the line indicated by. In FIG. 4F, the reflectivity does not change with a pulse of ± 12 V, and the planar state is maintained. In the case of a pulse of ± 24 V, the halftone with a slight decrease in reflectivity is obtained, but the decrease in reflectivity is smaller than that in the case of a pulse width of 2 ms. That is, 2 ms is darker than 1 ms. When the reflectance is an intermediate value in which the initial state is the planar state and the focal conic state, the state changes along the line indicated by O in FIG. Also in this case, the reflectivity does not change with a pulse of ± 12 V, and the reflectivity slightly decreases with a pulse of ± 24 V.

以上のように、初期状態がプレーナ状態の場合、比較的小さな電圧の短いパルスを印加すると、反射率が低下し、反射率の低下量は、パルス電圧およびパルス幅に応じて変化することが分かる。具体的には、パルス電圧が高いほど、パルス幅が大きいほど、反射率の低下量は大きくなる。また、図4の(D)および(F)のMおよびOで示す変化から、パルスを分けて印加しても同様の変化が起き、反射率の低下量はパルス幅の合計、すなわち累積パルス印加時間に関係する。   As described above, when the initial state is the planar state, it is understood that when a short pulse with a relatively small voltage is applied, the reflectivity is decreased, and the amount of decrease in reflectivity changes according to the pulse voltage and the pulse width. . Specifically, the lower the pulse voltage, the larger the pulse width, the greater the amount of decrease in reflectance. In addition, the same change occurs even when pulses are applied separately from the changes indicated by M and O in FIGS. 4D and 4F, and the amount of decrease in reflectivity is the sum of pulse widths, that is, cumulative pulse application. Related to time.

以上の説明は、初期状態がプレーナ状態の場合で、図4の(B)において、Pで示す左側の傾斜部分を利用した例であるが、初期状態がフォーカルコニック状態の場合で、図4の(B)において、FCで示す右側の傾斜部分を利用する場合も同様である。   The above description is an example in which the initial state is the planar state and the left inclined portion indicated by P in FIG. 4B is used. However, the initial state is the focal conic state, and FIG. The same applies to the case where the right inclined portion indicated by FC is used in (B).

コンベンショナル駆動方法としていくつかの方法が提案されているが、初期状態をプレーナ状態とするかフォーカルコニック状態とするかで異なる。言い換えれば、図4の(B)において、Pで示す左側の傾斜部分を利用するか、FCで示す右側の傾斜部分を利用するかで異なる。以下、初期状態をプレーナ状態とし、図4の(B)において、Pで示す左側の傾斜部分を利用する場合を例として説明するが、これに限定されるものではない。   Several conventional driving methods have been proposed, but differ depending on whether the initial state is the planar state or the focal conic state. In other words, in FIG. 4B, it differs depending on whether the left inclined portion indicated by P or the right inclined portion indicated by FC is used. Hereinafter, the case where the initial state is the planar state and the left inclined portion indicated by P in FIG. 4B is used will be described as an example. However, the present invention is not limited to this.

前述のように、これまで、コレステリック液晶を利用した表示素子は、単純マトリクス(パッシブマトリクス)型の構成を有し、単純マトリクス駆動方法で駆動されるのが一般的であった。コレステリック液晶は応答速度が低速であるため、単純マトリクス駆動方法で駆動した場合、選択ライン上の液晶が応答するのに十分な電圧を印加するには、数ms〜数十msの選択期間を必要とした。このため、ライン数が1000本の場合、画面の書換えに数秒〜数十秒の時間が必要であり、表示の書換え速度の向上が望まれていた。   As described above, until now, display elements using cholesteric liquid crystals have a simple matrix (passive matrix) type configuration and are generally driven by a simple matrix driving method. Since the response speed of cholesteric liquid crystal is low, a selection period of several ms to several tens of ms is required to apply a voltage sufficient for the liquid crystal on the selected line to respond when driven by a simple matrix driving method. It was. For this reason, when the number of lines is 1000, it takes several seconds to several tens of seconds to rewrite the screen, and an improvement in display rewriting speed has been desired.

[第1実施形態]
図5は、第1実施形態のカラー表示装置の概略構成を示す図である。図6は、第1実施形態のカラー表示装置で使用するコレステリック液晶を利用したカラー表示素子の断面構成を模式的に示す図である。
[First Embodiment]
FIG. 5 is a diagram illustrating a schematic configuration of the color display device according to the first embodiment. FIG. 6 is a diagram schematically showing a cross-sectional configuration of a color display element using a cholesteric liquid crystal used in the color display device of the first embodiment.

図5に示すように、第1実施形態のカラー表示装置は、カラー表示素子10と、ゲートドライバ21と、データドライバ22と、駆動制御部23と、温度センサ35と、を有する。ここでは、ゲートドライバ21、データドライバ22および駆動制御部23を含む部分を駆動制御回路と称する。   As shown in FIG. 5, the color display device according to the first embodiment includes a color display element 10, a gate driver 21, a data driver 22, a drive control unit 23, and a temperature sensor 35. Here, a portion including the gate driver 21, the data driver 22, and the drive control unit 23 is referred to as a drive control circuit.

図5および図6に示すように、カラー表示素子10は、B表示部10Bと、G表示部10Gと、R表示部10Rと、光吸収層17と、ブルーカットフィルタ19Bと、グリーンカットフィルタ19Gと、を有する。B表示部10Bは、プレーナ状態で青色の光を反射するB用液晶層12Bを有し、G表示部10Gは、プレーナ状態で緑色の光を反射するG用液晶層12Gを有し、R表示部10Rは、プレーナ状態で赤色の光を反射するR用液晶層12Rを有する。B表示部10B、G表示部10GおよびR表示部10Rは、この順に光入射面(表示面)側から積層されている。光吸収層17は、R表示部10Rの裏面側に設けられ、入射する可視光が反射しないように吸収する。ブルーカットフィルタ19Bは、B表示部10BとG表示部10Gの間に設けられ、青色の光に対応する波長成分をカットする。グリーンカットフィルタ19Gは、G表示部10GとR表示部10Rの間に設けられ、緑色の光に対応する波長成分をカットする。なお、光吸収層17、ブルーカットフィルタ19Bおよびグリーンカットフィルタ19Gは、必要に応じて設ければよい。   As shown in FIGS. 5 and 6, the color display element 10 includes a B display unit 10B, a G display unit 10G, an R display unit 10R, a light absorption layer 17, a blue cut filter 19B, and a green cut filter 19G. And having. The B display unit 10B has a B liquid crystal layer 12B that reflects blue light in a planar state, and the G display unit 10G has a G liquid crystal layer 12G that reflects green light in a planar state, and displays an R display. The unit 10R includes an R liquid crystal layer 12R that reflects red light in a planar state. The B display unit 10B, the G display unit 10G, and the R display unit 10R are stacked in this order from the light incident surface (display surface) side. The light absorption layer 17 is provided on the back side of the R display unit 10R and absorbs incident visible light so as not to be reflected. The blue cut filter 19B is provided between the B display unit 10B and the G display unit 10G, and cuts a wavelength component corresponding to blue light. The green cut filter 19G is provided between the G display unit 10G and the R display unit 10R, and cuts a wavelength component corresponding to green light. The light absorption layer 17, the blue cut filter 19B, and the green cut filter 19G may be provided as necessary.

B表示部10Bは、対向配置された一対の上下基板11Bおよび13Bと、両基板間に封入されたB用液晶層12Bと、上側基板11B上に形成された共通電極層14Bと、下側基板13B上に形成された画素電極層15Bと、を有している。B用液晶層12Bは、プレーナ状態で、青色を選択的に反射するように調整されたB用コレステリック液晶を有している。例えば、B用液晶層12Bの反射中心波長は、青色に対応する480nmである。   The B display unit 10B includes a pair of upper and lower substrates 11B and 13B arranged opposite to each other, a B liquid crystal layer 12B sealed between both substrates, a common electrode layer 14B formed on the upper substrate 11B, and a lower substrate. And a pixel electrode layer 15B formed on 13B. The B liquid crystal layer 12B has B cholesteric liquid crystal adjusted so as to selectively reflect blue in a planar state. For example, the reflection center wavelength of the B liquid crystal layer 12B is 480 nm corresponding to blue.

G表示部10Gは、対向配置された一対の上下基板11Gおよび13Gと、両基板間に封入されたG用液晶層12Gと、上側基板11G上に形成された共通電極層14Gと、下側基板13G上に形成された画素電極層15Gと、を有している。G用液晶層12Gは、プレーナ状態で、緑色を選択的に反射するように調整されたG用コレステリック液晶を有している。例えば、G用液晶層12Gの反射中心波長は、緑色に対応する550nmである。   The G display section 10G includes a pair of upper and lower substrates 11G and 13G arranged opposite to each other, a G liquid crystal layer 12G sealed between both substrates, a common electrode layer 14G formed on the upper substrate 11G, and a lower substrate. And a pixel electrode layer 15G formed on 13G. The G liquid crystal layer 12G has G cholesteric liquid crystal adjusted to selectively reflect green in a planar state. For example, the reflection center wavelength of the G liquid crystal layer 12G is 550 nm corresponding to green.

同様に、R表示部10Rは、対向配置された一対の上下基板11Rおよび13Rと、両基板に封止されたR用液晶層12Rと、上側基板11R上に形成された共通電極層14Rと、下側基板13R上に形成された画素電極層15Rと、を有している。R用液晶層12Rは、プレーナ状態で、赤色を選択的に反射するように調整されたR用コレステリック液晶を有している。例えば、R用液晶層12Rの反射中心波長は、赤色に対応する630nmである。   Similarly, the R display unit 10R includes a pair of upper and lower substrates 11R and 13R arranged opposite to each other, an R liquid crystal layer 12R sealed on both substrates, a common electrode layer 14R formed on the upper substrate 11R, And a pixel electrode layer 15R formed on the lower substrate 13R. The R liquid crystal layer 12R has R cholesteric liquid crystal adjusted to selectively reflect red in a planar state. For example, the reflection center wavelength of the R liquid crystal layer 12R is 630 nm corresponding to red.

ここで、各液晶層に充填される液晶組成物について、詳しく述べる。液晶層を構成する液晶組成物は、ネマティック液晶混合物にカイラル材を10〜40wt%添加したコレステリック液晶である。カイラル材の添加量はネマティック液晶成分とカイラル材の合計量を100wt%としたときの値である。ネマティック液晶としては従来公知の各種のものを用いることができる。屈折率異方性(Δn)は、0.18〜0.24であることが好ましい。この範囲より小さいと、プレーナ状態の反射率が低くなり、この範囲より大きいと、フォーカルコニック状態での散乱反射が大きくなる他、粘度も高くなり、応答速度が低下する。また、液晶層の厚みは、3〜6μmが好ましく、これより小さいとプレーナ状態の反射率が低くなり、これより大きいと駆動電圧が高くなりすぎる。   Here, the liquid crystal composition filled in each liquid crystal layer will be described in detail. The liquid crystal composition constituting the liquid crystal layer is a cholesteric liquid crystal obtained by adding 10 to 40 wt% of a chiral material to a nematic liquid crystal mixture. The addition amount of the chiral material is a value when the total amount of the nematic liquid crystal component and the chiral material is 100 wt%. As the nematic liquid crystal, various conventionally known liquid crystals can be used. The refractive index anisotropy (Δn) is preferably 0.18 to 0.24. If it is smaller than this range, the reflectivity in the planar state is lowered, and if it is larger than this range, the scattering reflection in the focal conic state is increased, the viscosity is also increased, and the response speed is lowered. The thickness of the liquid crystal layer is preferably 3 to 6 μm. If the thickness is smaller than this, the planar reflectivity is lowered, and if it is larger, the driving voltage becomes too high.

次に各液晶層の旋光性について述べる。B、G、Rの各表示部の積層構造において、プレーナ状態におけるG用液晶層12Gでの旋光性と、B用液晶層12B及びR用液晶層12Rでの旋光性とは、異なる。   Next, the optical rotation of each liquid crystal layer will be described. In the laminated structure of the B, G, and R display portions, the optical rotation in the G liquid crystal layer 12G in the planar state is different from the optical rotation in the B liquid crystal layer 12B and the R liquid crystal layer 12R.

上側基板および下基板は、透光性を有することが必要である。ここでは、縦横の長さが12cm×12cmの大きさに切断した2枚のポリエチレンナフタレート(PEN)フィルム基板を用いている。また、PEN基板に代えてガラス基板やポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリカーボネイト(PC)等のフィルム基板を使用することもできる。ここでは、各表示部の上側基板および下側基板はいずれも透光性を有しているが、最下層に配置されるR表示部10Rの下側基板13Rは、不透光性であってもよい。   The upper substrate and the lower substrate are required to have translucency. Here, two polyethylene naphthalate (PEN) film substrates cut into a size of 12 cm × 12 cm in length and width are used. Moreover, it can replace with a PEN board | substrate and can also use film substrates, such as a glass substrate, a polyethylene terephthalate (PET), and a polycarbonate (PC). Here, the upper substrate and the lower substrate of each display unit are both translucent, but the lower substrate 13R of the R display unit 10R disposed in the lowermost layer is opaque. Also good.

共通電極層14Bは、B表示部10Bの上側基板11BのB用液晶層12B側に設けられ、全面に共通電極が形成されている。画素電極層15Bは、B表示部10Bの下側基板13BのB用液晶層側12Bに設けられ、画素電極31、TFT32、ゲートライン33およびデータライン34と、が形成されている。複数のゲートライン33は第1方向(ここでは横方向)に互いに平行に伸びる。複数のデータライン34は、第1方向と直交する第2の方向(ここでは縦方向)に互いに平行に伸び、複数のゲートライン33に対して絶縁層を介して形成される。複数のゲートライン33と複数のデータライン34により区切られる領域に複数の画素電極31が設けられる。したがって、複数の画素電極31は、マトリクス状に配置され、画素電極31が画素に対応する。また、複数のゲートライン33と複数のデータライン34の交差部に対応してTFT等の複数のスイッチング素子32が設けられる。各画素電極31は、対応するスイッチング素子32を介して対応するデータライン34に接続される。各スイッチング素子32の制御端子は対応するゲートライン33に接続される。ゲートライン33に選択信号を印加すると、そのゲートライン33に接続されるスイッチング素子32がオン(同通)状態になり、そのゲートライン33に対応する画素電極31は、それぞれデータライン34に接続される。   The common electrode layer 14B is provided on the B liquid crystal layer 12B side of the upper substrate 11B of the B display unit 10B, and a common electrode is formed on the entire surface. The pixel electrode layer 15B is provided on the B liquid crystal layer side 12B of the lower substrate 13B of the B display unit 10B, and a pixel electrode 31, a TFT 32, a gate line 33, and a data line 34 are formed. The plurality of gate lines 33 extend in parallel to each other in the first direction (here, the lateral direction). The plurality of data lines 34 extend in parallel to each other in a second direction (here, the vertical direction) orthogonal to the first direction, and are formed with respect to the plurality of gate lines 33 via an insulating layer. A plurality of pixel electrodes 31 are provided in a region delimited by the plurality of gate lines 33 and the plurality of data lines 34. Accordingly, the plurality of pixel electrodes 31 are arranged in a matrix, and the pixel electrode 31 corresponds to a pixel. A plurality of switching elements 32 such as TFTs are provided corresponding to the intersections of the plurality of gate lines 33 and the plurality of data lines 34. Each pixel electrode 31 is connected to a corresponding data line 34 via a corresponding switching element 32. The control terminal of each switching element 32 is connected to the corresponding gate line 33. When a selection signal is applied to the gate line 33, the switching element 32 connected to the gate line 33 is turned on (same communication), and the pixel electrodes 31 corresponding to the gate line 33 are connected to the data line 34, respectively. The

ここでは、320×240ドットのQVGA表示ができるように、0.24mmピッチで、画素電極31、スイッチング素子32、ゲートライン33およびデータライン34を形成しており、ゲートライン33が240本で、データライン34が320本である。   Here, the pixel electrodes 31, the switching elements 32, the gate lines 33, and the data lines 34 are formed at a pitch of 0.24 mm so that a 320 × 240 dot QVGA display can be performed. There are 320 data lines 34.

共通電極および画素電極の形成材料としては、例えばインジウム錫酸化物(Indium Tin Oxide;ITO)が代表的であるが、その他インジウム亜鉛酸化物(Indium Zic Oxide;IZO)等の透明導電膜,アルミニウムあるいはシリコン等の金属電極、又はアモルファスシリコンや珪酸ビスマス(Bismuth Silicon Oxide;BSO)等の光導電性膜等を用いることができる。   As a material for forming the common electrode and the pixel electrode, for example, indium tin oxide (ITO) is representative, but other transparent conductive films such as indium zinc oxide (IZO), aluminum, or aluminum A metal electrode such as silicon or a photoconductive film such as amorphous silicon or bismuth silicate (BSO) can be used.

ここでは、スイッチング素子32は、TFT素子で形成される。TFT素子の半導体としては、Siや有機半導体として知られているペンタセンやアントラセン、ルブレンなどの多環芳香族炭化水素や、テトラシアノキノジメタン (TCNQ) などの低分子化合物をはじめ、ポリアセチレンやポリ-3-ヘキシルチオフェン(P3HT)、ポリパラフェニレンビニレン(PPV)などのポリマーを用いることができる。さらに、a-InGaZnOに代表される酸化物半導体を用いることも可能である。   Here, the switching element 32 is formed of a TFT element. TFT semiconductors include polycyclic aromatic hydrocarbons such as pentacene, anthracene, and rubrene, which are known as Si and organic semiconductors, and low molecular weight compounds such as tetracyanoquinodimethane (TCNQ), polyacetylene, and poly (ethylene). Polymers such as -3-hexylthiophene (P3HT) and polyparaphenylene vinylene (PPV) can be used. Further, an oxide semiconductor typified by a-InGaZnO can be used.

電極上には機能膜として、液晶分子の配列を制御するための配向膜(いずれも不図示)がコーティングされていることが好ましい。配向膜には、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリビニルブチラール樹脂およびアクリル樹脂等の有機膜や、酸化シリコン、酸化アルミニウム等の無機材料を用いることができる。ここでは、例えば電極上の基板全面には、配向膜が塗布(コーティング)されている。   It is preferable that an alignment film (both not shown) for controlling the alignment of liquid crystal molecules is coated on the electrode as a functional film. For the alignment film, organic films such as polyimide resin, polyamideimide resin, polyetherimide resin, polyvinyl butyral resin, and acrylic resin, and inorganic materials such as silicon oxide and aluminum oxide can be used. Here, for example, an alignment film is applied (coated) on the entire surface of the substrate on the electrode.

上側基板11Bと下側基板13Bの外周囲に塗布されたシール材16Bにより、B用液晶層12Bは両基板間に封入されている。また、B用液晶層12Bの厚さ(セルギャップ)は均一に保持する必要がある。所定のセルギャップを維持するには、樹脂製又は無機酸化物製の球状スペーサをB用液晶層12B内に散布するか、構造体による柱状スペーサをB用液晶層12B内に複数形成する。ここでは、B用液晶層12B内に柱状スペーサが設けられてセルギャップの均一性が保持されている。B用液晶層12Bのセルギャップは、3μm≦d≦6μmの範囲であることが好ましい。   The B liquid crystal layer 12B is sealed between both substrates by a sealing material 16B applied to the outer periphery of the upper substrate 11B and the lower substrate 13B. Further, it is necessary to keep the thickness (cell gap) of the B liquid crystal layer 12B uniform. In order to maintain a predetermined cell gap, spherical spacers made of resin or inorganic oxide are dispersed in the B liquid crystal layer 12B, or a plurality of columnar spacers made of a structure are formed in the B liquid crystal layer 12B. Here, columnar spacers are provided in the B liquid crystal layer 12B to maintain the cell gap uniformity. The cell gap of the B liquid crystal layer 12B is preferably in the range of 3 μm ≦ d ≦ 6 μm.

G表示部10GおよびR表示部10Rは、B表示部10Bと同様の構造を有しているため、説明は省略する。   Since the G display unit 10G and the R display unit 10R have the same structure as the B display unit 10B, description thereof is omitted.

B表示部10B、G表示部10GおよびR表示部10Rの複数のゲートライン33および複数のデータライン34は、下側基板の端部に引き出され、ゲートドライバ21およびデータドライバ22の端子にそれぞれ接続される。ゲートドライバ21は、複数のゲートライン33のうちの1本に選択信号を印加し、他のゲートラインに非選択信号を印加し、選択信号を印加するゲートライン33の位置を順次シフトする。データドライバ22は、選択信号に同期して、選択信号の印加されるゲートラインにTFT32を介して接続される画素電極に、画素の表示データに対応するデータ電圧を印加する。なお、ここで使用するゲートドライバ21は、全出力端子に、選択信号と同じ電圧を出力する全選択が可能である。   The plurality of gate lines 33 and the plurality of data lines 34 of the B display unit 10B, the G display unit 10G, and the R display unit 10R are drawn to the end of the lower substrate and connected to the terminals of the gate driver 21 and the data driver 22, respectively. Is done. The gate driver 21 applies a selection signal to one of the plurality of gate lines 33, applies a non-selection signal to the other gate lines, and sequentially shifts the position of the gate line 33 to which the selection signal is applied. The data driver 22 applies a data voltage corresponding to the display data of the pixel to the pixel electrode connected via the TFT 32 to the gate line to which the selection signal is applied in synchronization with the selection signal. Note that the gate driver 21 used here can be fully selected to output the same voltage as the selection signal to all output terminals.

ここでは、カラー表示装置の駆動回路の構成を簡略化するため、B表示部10B、G表示部10GおよびR表示部10Rのゲートライン33を駆動するゲートドライバ21を共通化しているが、ゲートドライバ21を別々に設けることも可能である。ゲートドライバの共通化は、必要に応じて行えばよい。一方、データドライバ22は、3層のB表示部10B、G表示部10GおよびR表示部10Rのすべてのデータライン34に独立して個別に電圧を印加することが可能である。   Here, in order to simplify the configuration of the drive circuit of the color display device, the gate driver 21 that drives the gate lines 33 of the B display unit 10B, the G display unit 10G, and the R display unit 10R is shared. It is also possible to provide 21 separately. The gate driver may be shared as necessary. On the other hand, the data driver 22 can individually apply voltages to all the data lines 34 of the three layers of the B display unit 10B, the G display unit 10G, and the R display unit 10R.

また、共通電極層14B、14Gおよび14Rに設けられる共通電極は、グランドレベルの端子に接続される。   Further, the common electrode provided in the common electrode layers 14B, 14G, and 14R is connected to a ground level terminal.

駆動制御部23は、上記の動作を行うように、ゲートドライバ21およびデータドライバ22を制御する。   The drive control unit 23 controls the gate driver 21 and the data driver 22 so as to perform the above operation.

次に、B表示部10B、G表示部10GおよびR表示部10Rは、同じ作製工程で作製される。以下、作製工程の例を説明する。   Next, the B display unit 10B, the G display unit 10G, and the R display unit 10R are manufactured in the same manufacturing process. Hereinafter, an example of a manufacturing process will be described.

縦横の長さが12cm×12cmの大きさに切断した2枚のポリエチレンナフタレート(PEN)フィルム基板の一方の基板上に0.24mmピッチで320×240ドットのQVGA表示ができるようにTFT素子、およびIZOからなる画素電極を形成する。他方の基板上には、一方の基板に対応したサイズのIZOからなる共通電極を形成する。   TFT element so that QVGA display of 320 × 240 dots can be made at 0.24 mm pitch on one substrate of two polyethylene naphthalate (PEN) film substrates cut to a size of 12 cm × 12 cm in length and width. And a pixel electrode made of IZO. On the other substrate, a common electrode made of IZO having a size corresponding to the one substrate is formed.

次にTFTや電極が形成された基板を洗浄し、配向膜としてポリイミドを厚さ50nmで塗布し、150℃、1時間で焼成する。その後、レーヨン製の布でラビングを行う。ラビングの方向は、2枚の基板を重ね合わせたとき、直交する方向(クロスラビング)とする。ラビングは必要に応じて行えばよい。   Next, the substrate on which the TFTs and electrodes are formed is washed, polyimide is applied as an alignment film at a thickness of 50 nm, and baked at 150 ° C. for 1 hour. Thereafter, rubbing is performed with a rayon cloth. The rubbing direction is a direction that is orthogonal (cross-rubbing) when two substrates are overlapped. Rubbing may be performed as necessary.

次に、一方のPENフィルム基板上にフォトレジストを塗布し、フォトリソグラフィ工程を経てレジストをパターニングし、150℃で120分焼成することで、高さ4μmの構造体を作製する。この構造体は、2枚の基板を重ねたときにギャップを維持するためのものである。   Next, a photoresist is applied on one PEN film substrate, the resist is patterned through a photolithography process, and baked at 150 ° C. for 120 minutes, thereby producing a structure with a height of 4 μm. This structure is for maintaining a gap when two substrates are stacked.

次に、他方のPENフィルム基板上の周縁部にエポキシ系のシール剤をディスペンサを用いて塗布する。次いで、2枚のPENフィルム基板を貼り合わせて、1kg/cmの力で加圧しながら160℃で1時間加熱する。これにより、シール剤が硬化し両基板と接着する。また同時に構造体も両基板と接着する。 Next, an epoxy sealant is applied to the peripheral edge of the other PEN film substrate using a dispenser. Next, the two PEN film substrates are bonded together and heated at 160 ° C. for 1 hour while being pressed with a force of 1 kg / cm 2 . As a result, the sealant is cured and bonded to both substrates. At the same time, the structure is bonded to both substrates.

次に、真空注入法によりコレステリック液晶を注入した後、エポキシ系の封止材で注入口を封止し、表示部が完成する。 なお、R用液晶層12RとB用液晶層12Bの液晶の螺旋方向は、G用液晶層12Gの液晶の螺旋方向と逆とする。   Next, after injecting cholesteric liquid crystal by a vacuum injection method, the injection port is sealed with an epoxy-based sealing material, and the display portion is completed. The spiral direction of the liquid crystals of the R liquid crystal layer 12R and the B liquid crystal layer 12B is opposite to the spiral direction of the liquid crystals of the G liquid crystal layer 12G.

次に、表示素子10を駆動する駆動方法、すなわちゲートドライバ21およびデータドライバ22が出力する駆動信号について説明する。ここでは、1つの表示部のゲートラインおよびデータラインに印加される駆動信号を説明するが、他の表示部についても同様である。   Next, a driving method for driving the display element 10, that is, driving signals output from the gate driver 21 and the data driver 22 will be described. Here, drive signals applied to the gate lines and data lines of one display portion will be described, but the same applies to the other display portions.

図7は、図5に示すカラー液晶表示素子を有する第1実施形態の液晶表示装置における主な波形を示す図である。具体的には、図7において、GL1、GL2およびGL240は、ゲートドライバ21からゲートラインGL1、GL2およびGL240に印加される信号である。Dは、データドライバ22が1本のデータラインDに印加する信号である。LC1、LC2およびLC240は、GL1、GL2およびGL240に対応する画素に印加される電圧を示す図である。   FIG. 7 is a diagram showing main waveforms in the liquid crystal display device of the first embodiment having the color liquid crystal display element shown in FIG. Specifically, in FIG. 7, GL1, GL2 and GL240 are signals applied from the gate driver 21 to the gate lines GL1, GL2 and GL240. D is a signal applied by the data driver 22 to one data line D. LC1, LC2, and LC240 are diagrams showing voltages applied to pixels corresponding to GL1, GL2, and GL240.

図7に示すように、駆動シーケンスは、リセット期間、安定期間、書込み期間および表示処理期間を含む。リセット期間は、正極性のリセット期間と、負極性のリセット期間と、を含む。書込み期間は、複数の書込み処理期間を含み、各書込み処理期間は、正極性の書込み処理期間と、負極性の書込み処理期間と、を含む。書込み処理期間の回数は、任意に設定可能であり、図7では3回の書込み処理期間を有する場合を示している。後述するように、第1実施形態では、駆動制御部23が、温度センサ35の検出したカラー表示素子10の温度に応じて書込み処理期間の回数を決定する。   As shown in FIG. 7, the drive sequence includes a reset period, a stable period, an address period, and a display process period. The reset period includes a positive polarity reset period and a negative polarity reset period. The write period includes a plurality of write process periods, and each write process period includes a positive write process period and a negative write process period. The number of write processing periods can be arbitrarily set, and FIG. 7 shows a case where there are three write processing periods. As will be described later, in the first embodiment, the drive control unit 23 determines the number of write processing periods according to the temperature of the color display element 10 detected by the temperature sensor 35.

ゲートラインGL1、GL2、…、GL240に印加する選択信号は、+30Vの70μs/ラインのパルスで、非選択信号は−30Vの70μs/ラインのパルスである。スイッチング素子(TFT)32のゲートに選択信号を印加することにより、データラインおよび画素電極の電位にかかわらず、TFT32はオンして導通状態になる。また、TFT32のゲートに非選択信号を印加することにより、データラインおよび画素電極の電位にかかわらず、TFT32はオフして非導通状態になる。   The selection signal applied to the gate lines GL1, GL2,..., GL240 is a + 30V 70 μs / line pulse, and the non-selection signal is a −30V 70 μs / line pulse. By applying a selection signal to the gate of the switching element (TFT) 32, the TFT 32 is turned on and becomes conductive regardless of the potential of the data line and the pixel electrode. Further, by applying a non-selection signal to the gate of the TFT 32, the TFT 32 is turned off and becomes non-conductive regardless of the potential of the data line and the pixel electrode.

リセット期間および安定期間の間、全ゲートラインGL1、GL2、…、GL240に選択信号(+30V)を印加する。リセット期間の前半の正極性のリセット期間においては、全データラインDに正極性のリセット電圧を印加する。正極性のリセット電圧は、液晶をホメオトロピック状態にする電圧であり、ここでは+40Vであるとする。これにより、全TFT32がオンし、全画素電極31に+40Vが印加される。共通電極はグランドに接続されているので、全画素の液晶LC1、LC2、…、LC240に+40Vが印加される。正極性のリセット期間は、16.8msであり、その間全画素の液晶LC1、LC2、…、LC240に+40Vが印加される状態が維持される。   During the reset period and the stable period, a selection signal (+ 30V) is applied to all the gate lines GL1, GL2,. In the positive reset period in the first half of the reset period, a positive reset voltage is applied to all data lines D. The positive reset voltage is a voltage for bringing the liquid crystal into a homeotropic state, and is assumed to be +40 V here. As a result, all the TFTs 32 are turned on, and +40 V is applied to all the pixel electrodes 31. Since the common electrode is connected to the ground, +40 V is applied to the liquid crystals LC1, LC2,. The positive reset period is 16.8 ms, and during that time, a state in which +40 V is applied to the liquid crystals LC1, LC2,.

リセット期間の後半の負極性のリセット期間においては、全データラインDに負極性のリセット電圧を印加する。負極性のリセット電圧は、液晶をホメオトロピック状態にする電圧であり、ここでは−40Vであるとする。これにより、全TFT32がオンし、全画素電極31に−40Vが印加される。共通電極はグランドに接続されているので、全画素の液晶LC1、LC2、…、LC240に−40Vが印加される。負極性のリセット期間は、16.8msであり、その間全画素の液晶LC1、LC2、…、LC240に−40Vが印加される状態が維持される。   In the negative reset period in the latter half of the reset period, a negative reset voltage is applied to all data lines D. The negative reset voltage is a voltage for bringing the liquid crystal into a homeotropic state, and is assumed to be −40 V here. As a result, all the TFTs 32 are turned on, and −40 V is applied to all the pixel electrodes 31. Since the common electrode is connected to the ground, −40 V is applied to the liquid crystals LC1, LC2,. The negative polarity reset period is 16.8 ms, and during that time, a state in which −40 V is applied to the liquid crystals LC1, LC2,.

以上のようにして、リセット期間では、全画素に同時に、パルス幅が33.6msの±40V(+40Vが16.8ms、−40Vが16.8ms)のリセット電圧が全画素に、同時に印加される。これにより、リセット期間では、全画素の液晶LC1、LC2、…、LC240がホメオトロピック状態になる。   As described above, in the reset period, a reset voltage of ± 40 V (+40 V is 16.8 ms, −40 V is 16.8 ms) having a pulse width of 33.6 ms is simultaneously applied to all pixels simultaneously. . Thereby, in the reset period, the liquid crystals LC1, LC2,..., LC240 of all the pixels are in a homeotropic state.

安定期間では、全データラインDに0Vの安定化電圧を印加することにより、全画素電極31に0Vが印加され、全画素の液晶LC1、LC2、…、LC240に0Vが印加される状態になる。安定期間は、例えば、16.8msの長さを有する。ここでは、リセット期間および安定期間の処理を合わせて、書込み前処理と称する。   In the stable period, by applying a stabilization voltage of 0V to all the data lines D, 0V is applied to all the pixel electrodes 31, and 0V is applied to the liquid crystals LC1, LC2,. . The stable period has a length of 16.8 ms, for example. Here, the processes of the reset period and the stable period are collectively referred to as pre-writing process.

前述のように、コレステリック液晶に高電圧を印加してホメオトロピック状態にし、その後印加電圧を急激に小さくすると、プレーナ状態になる。したがって、安定期間に安定化電圧(0V)が印加されると、全画素の液晶LC1、LC2、…、LC240はプレーナ状態になる。なお、ここでは、安定化電圧を0Vとしたが、プレーナ状態になる電圧であればよい。   As described above, when a high voltage is applied to the cholesteric liquid crystal to bring it into a homeotropic state and then the applied voltage is rapidly reduced, a planar state is obtained. Therefore, when the stabilization voltage (0 V) is applied during the stabilization period, the liquid crystals LC1, LC2,..., LC240 of all the pixels are in a planar state. Here, the stabilization voltage is set to 0 V, but any voltage may be used as long as it is a planar state.

1つの書込み処理期間の前半の正極性の書込み処理期間では、ゲートラインGL1、GL2、…、GL240に、パルス幅70μsの選択信号(+30V)を順に印加するスキャン動作を行う。そして、各ゲートラインへの選択信号の印加に同期して、全データラインに、そのゲートラインにTFTを介して接続される画素の表示データに対応する正極性のデータ電圧を印加する。正極性のデータ電圧は、プレーナ状態の液晶を、そのままプレーナ状態に維持するか、プレーナ状態とフォーカルコニック状態が混在した状態にするか、ほとんどフォーカルコニック状態にするか、に応じて決定される。ここでは0〜+25Vである。正極性のデータ電圧は、プレーナ状態に維持する場合には0Vであり、ほとんどフォーカルコニック状態にする場合には+25Vである。プレーナ状態とフォーカルコニック状態が混在した状態にする場合は、正極性のデータ電圧は、0〜+25Vの間の電圧で、混在率に応じて決定する。   In the positive write processing period in the first half of one write processing period, a scan operation is performed in which a selection signal (+30 V) having a pulse width of 70 μs is sequentially applied to the gate lines GL1, GL2,. Then, in synchronization with the application of the selection signal to each gate line, a positive data voltage corresponding to the display data of the pixels connected to the gate line via the TFT is applied to all the data lines. The positive data voltage is determined depending on whether the liquid crystal in the planar state is maintained in the planar state as it is, in a state in which the planar state and the focal conic state are mixed, or almost in the focal conic state. Here, it is 0 to + 25V. The positive data voltage is 0 V when the planar state is maintained, and +25 V when almost the focal conic state is established. When the planar state and the focal conic state are mixed, the positive data voltage is a voltage between 0 and +25 V and is determined according to the mixing ratio.

図7に示すように、ゲートラインGL1に選択信号が印加されるのと同期して、全データラインDに、1ライン目の画素の表示データに対応する正極性のデータ電圧を印加する。これにより、ゲートラインGL1に接続される1ライン目のTTFT32がオンし、1ライン目の画素電極31に、対応するデータラインの正極性のデータ電圧が印加される。したがって、1ライン目の画素の液晶LC1に正極性のデータ電圧が印加される。   As shown in FIG. 7, in synchronization with the selection signal being applied to the gate line GL1, a positive data voltage corresponding to the display data of the pixels on the first line is applied to all the data lines D. As a result, the first line TTFT 32 connected to the gate line GL1 is turned on, and the positive data voltage of the corresponding data line is applied to the pixel electrode 31 of the first line. Therefore, a positive data voltage is applied to the liquid crystal LC1 of the pixels on the first line.

選択信号のパルス幅は70μsであり、ゲートラインGL1への選択信号の印加が終了すると、ゲートラインGL1に接続される1ライン目のTTFT32はオフし、1ライン目の画素電極31に印加されている正極性のデータ電圧はそのまま維持される。したがって、1ライン目の画素の液晶LC1に正極性のデータ電圧が印加されている状態が維持され、この状態は、ゲートラインGL1に再び選択信号が印加されるまで続く。しかし、後述するように、1ライン目の画素の液晶LC1に印加される電圧は、徐々に低下する。   The pulse width of the selection signal is 70 μs. When the selection signal is applied to the gate line GL1, the first line TTFT 32 connected to the gate line GL1 is turned off and applied to the pixel electrode 31 of the first line. The positive data voltage is maintained as it is. Therefore, the state where the positive data voltage is applied to the liquid crystal LC1 of the pixels on the first line is maintained, and this state continues until the selection signal is applied to the gate line GL1 again. However, as will be described later, the voltage applied to the liquid crystal LC1 of the pixels on the first line gradually decreases.

ゲートラインGL1への選択信号の印加が終了すると、ゲートラインGL2への選択信号の印加が行われ、それに同期して、全データラインDに、2ライン目の画素の表示データに対応する正極性のデータ電圧を印加する。これにより、ゲートラインGL2に接続される2ライン目のTTFT32がオンし、2ライン目の画素電極31に、対応するデータラインの正極性のデータ電圧が印加され、2ライン目の画素の液晶LC2に正極性のデータ電圧が印加される。2ライン目の画素の液晶LC2に正極性のデータ電圧が印加されている状態は、ゲートラインGL2に再び選択信号が印加されるまで続くが、印加電圧は徐々に低下する。   When the application of the selection signal to the gate line GL1 is completed, the selection signal is applied to the gate line GL2, and in synchronization therewith, the positive polarity corresponding to the display data of the pixels of the second line is applied to all the data lines D. Apply the data voltage. As a result, the TTFT 32 of the second line connected to the gate line GL2 is turned on, and the positive data voltage of the corresponding data line is applied to the pixel electrode 31 of the second line, so that the liquid crystal LC2 of the pixel of the second line A positive data voltage is applied to. The state in which the positive data voltage is applied to the liquid crystal LC2 of the pixel on the second line continues until the selection signal is applied again to the gate line GL2, but the applied voltage gradually decreases.

以下、240本目のゲートラインまで順次選択信号を印加し、同様の動作を繰り返す。選択信号のパルス幅が70μsであるから、正極性の書込みを行うための選択信号の印加は、70μs×240=16.8msで終了する。最後のゲートラインGL240への選択信号の印加が終了すると、1番目のゲートラインGL1への負極性の書込みを開始する。   Thereafter, the selection signal is sequentially applied to the 240th gate line, and the same operation is repeated. Since the pulse width of the selection signal is 70 μs, the application of the selection signal for performing the positive polarity writing is completed in 70 μs × 240 = 16.8 ms. When application of the selection signal to the last gate line GL240 is completed, negative-polarity writing to the first gate line GL1 is started.

書込み処理期間の後半の負極性の書込み処理期間では、ゲートラインGL1、GL2、…、GL240に、パルス幅70μsの選択信号(+30V)を順に印加するスキャン動作を行う。そして、各ゲートラインへの選択信号の印加に同期して、全データラインに、そのゲートラインにTFTを介して接続される画素の表示データに対応する負極性のデータ電圧を印加する。負極性のデータ電圧は、正極性のデータ電圧の逆極性で電圧は同じである。   In the negative polarity write process period in the latter half of the write process period, a scan operation is performed in which a selection signal (+30 V) having a pulse width of 70 μs is sequentially applied to the gate lines GL1, GL2,. Then, in synchronization with the application of the selection signal to each gate line, a negative data voltage corresponding to the display data of the pixel connected to the gate line via the TFT is applied to all the data lines. The negative data voltage has the same polarity as the reverse polarity of the positive data voltage.

負極性の書込み処理期間では、正極性の書込み処理期間と同様に、ゲートラインGL1に選択信号が印加されるのと同期して、全データラインDに、1ライン目の画素の表示データに対応する負極性のデータ電圧を印加する。これにより、ゲートラインGL1に接続される1ライン目のTTFT32がオンし、1ライン目の画素電極31に、対応するデータラインの負極性のデータ電圧が印加され、1ライン目の画素の液晶LC1に負極性のデータ電圧が印加される。   In the negative write processing period, the display data of the pixels on the first line corresponds to all data lines D in synchronization with the selection signal being applied to the gate line GL1, as in the positive write processing period. A negative data voltage is applied. As a result, the first line TTFT 32 connected to the gate line GL1 is turned on, the negative data voltage of the corresponding data line is applied to the pixel electrode 31 of the first line, and the liquid crystal LC1 of the pixel of the first line is applied. A negative data voltage is applied to.

以下、240本目のゲートラインまで順次選択信号を印加し、同様の動作を繰り返す。これにより、各ラインの画素の液晶に負極性のデータ電圧が印加される。   Thereafter, the selection signal is sequentially applied to the 240th gate line, and the same operation is repeated. As a result, a negative data voltage is applied to the liquid crystal of the pixels in each line.

図7に示すように、1つ目の書込み処理期間の240ライン目の画素の液晶への負極性の電圧の書込みが終了すると、2つ目の書込み処理期間の1ライン目の画素の液晶への正極性の電圧の書込みが開始され、上記と同様の動作を繰り返す。決定された回数の書込み処理期間の動作は終了すると、表示処理期間が開始される。ここでは、表示処理期間の処理を書込み後処理と称する。   As shown in FIG. 7, when writing of the negative voltage to the liquid crystal of the pixel on the 240th line in the first writing process period is completed, the liquid crystal of the pixel on the first line in the second writing process period is displayed. Is started, and the same operation as described above is repeated. When the operation of the determined number of write processing periods ends, the display process period starts. Here, the processing in the display processing period is referred to as post-writing processing.

各ラインの正極性の書込み処理期間は、負極性のデータ電圧が印加されるまで続くので、各ラインの画素の液晶に正極性のデータ電圧が印加された期間は、16.8msであり、ラインごとに70μsずつシフトすることになる。また、各ラインの負極性の書込み期間は、2回目の正極性のデータ電圧が印加されるまで続くので、各ラインの画素の液晶に負極性のデータ電圧が印加された期間は、16.8msであり、ラインごとに70μsずつシフトすることになる。   The positive writing process period of each line continues until a negative data voltage is applied, so the period during which the positive data voltage is applied to the liquid crystal of the pixels of each line is 16.8 ms, Each shift is 70 μs. Further, since the negative polarity writing period of each line continues until the second positive polarity data voltage is applied, the period during which the negative polarity data voltage is applied to the liquid crystal of the pixels of each line is 16.8 ms. That is, every line is shifted by 70 μs.

動画表示を行う一般的な液晶表示装置では、1表示画面(1フレーム)を表示するための書込みは、通常1回のみ行う。また、正極性の書込みと負極性の書込みで、連続した2フレームを表示する場合もある。
これに対して、第1実施形態では、前述のように、正極性の書込み処理期間と負極性の書込み処理期間を含む書込み処理期間を1つ以上設け、同一のデータ電圧の書込みを少なくとも1回行なう。書込み処理期間の回数は、温度センサ35の検出したカラー表示素子10の温度に応じて決定される。
In a general liquid crystal display device that displays a moving image, writing for displaying one display screen (one frame) is normally performed only once. There are also cases where two consecutive frames are displayed by positive writing and negative writing.
In contrast, in the first embodiment, as described above, one or more write processing periods including a positive write process period and a negative write process period are provided, and writing of the same data voltage is performed at least once. Do. The number of write processing periods is determined according to the temperature of the color display element 10 detected by the temperature sensor 35.

表示処理期間では、負極性の書込み期間が終了したラインのゲートラインから順に、所定幅の選択信号(+30V)の印加を開始し、最後のゲートラインGL240への選択信号(+30V)の印加が終了した時点で、表示処理期間が終了する。表示処理期間中、全データラインには維持電圧が印加される。具体的には、ゲートラインGL1、GL2、…、GL240に、非常に長い所定幅の選択信号(+30V)を、70μsずつシフトしながら順に印加するスキャン動作を行う。維持電圧は、液晶の状態を変化させない電圧であり、ここでは0Vである。これにより、各ラインの画素の液晶LC1、LC2、…、LC240は、順次0Vが印加される状態になる。   In the display processing period, the application of the selection signal (+ 30V) with a predetermined width is started in order from the gate line of the line where the negative polarity writing period has ended, and the application of the selection signal (+ 30V) to the last gate line GL240 is completed. At this point, the display processing period ends. During the display processing period, a sustain voltage is applied to all data lines. Specifically, a scanning operation is performed in which a very long selection signal (+30 V) having a predetermined width is sequentially applied to the gate lines GL1, GL2,. The sustain voltage is a voltage that does not change the state of the liquid crystal, and is 0 V here. As a result, 0V is sequentially applied to the liquid crystals LC1, LC2,.

図7に示すように、表示処理期間で、ゲートラインGL1に選択信号が印加されると、ゲートラインGL1に接続される1ライン目のTTFT32がオンし、1ライン目の画素電極31に、0Vが印加され、1ライン目の画素の液晶LC1に0Vが印加される。以下、最後のゲートラインGL240まで順次選択信号を印加し、全ラインの画素の液晶LC1、LC2、…、LC240に0Vが印加される。最後のゲートラインGL240を除く各ゲートラインGL1、GL2、…には、選択信号(+30V)の印加が終了した時点で、それぞれのゲートラインに非選択電圧(−30V)が印加される。これにより、TFT32はラインごとに順次オフ状態になる。維持電圧を印加するために、各ゲートラインに選択信号を印加する時間は、所定幅に対応する時間であり、全ゲートラインで同じである。   As shown in FIG. 7, when a selection signal is applied to the gate line GL1 during the display processing period, the first line TTFT 32 connected to the gate line GL1 is turned on, and the pixel electrode 31 of the first line is set to 0V. Is applied, and 0 V is applied to the liquid crystal LC1 of the pixels in the first line. Hereinafter, the selection signal is sequentially applied to the last gate line GL240, and 0V is applied to the liquid crystals LC1, LC2,. A non-selection voltage (−30 V) is applied to each of the gate lines GL1, GL2,... Except the last gate line GL240 when the selection signal (+30 V) is applied. As a result, the TFTs 32 are sequentially turned off for each line. The time for applying the selection signal to each gate line in order to apply the sustain voltage is a time corresponding to a predetermined width, and is the same for all gate lines.

表示処理期間が終了するのは、1ライン目の維持電圧の印加が開始されてから、16.8ms+所定幅に対応する時間後である。後述するように、所定幅に対応する時間は、データラインに維持電圧(0V)を印加した場合に、画素に実際に印加される電圧が、長時間印加されても画素の液晶状態を変化させない電圧になるのに十分な時間である。   The display processing period ends after a time corresponding to 16.8 ms + predetermined width after the application of the sustain voltage of the first line is started. As will be described later, when the sustain voltage (0 V) is applied to the data line, the time corresponding to the predetermined width does not change the liquid crystal state of the pixel even if the voltage actually applied to the pixel is applied for a long time. Sufficient time to reach the voltage.

各画素の液晶は0Vが印加される状態になると、その時点の状態を維持する。これにより、書込み期間において、データ電圧により設定された各画素の状態、すなわち表示画像が維持される。   When 0V is applied to the liquid crystal of each pixel, the state at that time is maintained. Thereby, in the writing period, the state of each pixel set by the data voltage, that is, the display image is maintained.

以上の一連の処理を行って表示画像を書換えた後、次に表示画像を書換えるまで、表示処理期間終了後の状態が維持される。表示画像が維持される時間は、アプリケーションに応じて定められ、長い場合には数日から数週間以上になる場合もあり得る。そのため、表示処理期間終了後は、表示画像を書換えるまで、実施形態のカラー表示装置への電源供給を停止してもよい。これにより、消費電力ゼロの状態で、表示画像を維持できる。   After the display image is rewritten by performing the above-described series of processing, the state after the end of the display processing period is maintained until the display image is rewritten next time. The time for which the display image is maintained is determined according to the application, and when it is long, it may be several days to several weeks or more. Therefore, after the display processing period ends, the power supply to the color display device of the embodiment may be stopped until the display image is rewritten. Thereby, a display image can be maintained in a state of zero power consumption.

上記の製作方法で製作したB表示部10B、G表示部10GおよびR表示部10Rにゲートドライバ21およびデータドライバ22を接続し、図7に示す駆動シーケンスで駆動した場合のコントラスト比を測定した。測定は、B、GおよびRの各表示部が独立した状態で、データ電圧を0Vと30Vとして、書込み処理期間の回数を1、2および4の3種類で行なった。   The gate driver 21 and the data driver 22 were connected to the B display unit 10B, the G display unit 10G, and the R display unit 10R manufactured by the above manufacturing method, and the contrast ratio was measured when driven by the driving sequence shown in FIG. The measurement was performed with the data display voltages of 0 V and 30 V with the B, G, and R display units independent, and the number of write processing periods of 1, 2, and 4.

図8は、B表示部10Bにおけるコントラスト比の温度変化に対する変化を、書込み処理期間の回数をパラメータとして示す図である。図8において、Aは書込み処理期間が1回の場合を、Bは書込み処理期間が2回の場合を、Cは書込み処理期間が4回の場合を、それぞれ示す。   FIG. 8 is a diagram showing the change of the contrast ratio in the B display unit 10B with respect to the temperature change, using the number of write processing periods as a parameter. In FIG. 8, A shows a case where the write processing period is one time, B shows a case where the write processing period is two times, and C shows a case where the write processing period is four times.

図9は、G表示部10Gにおけるコントラスト比の温度変化に対する変化を、書込み処理期間の回数をパラメータとして示す図である。図9において、Aは書込み処理期間が1回の場合を、Bは書込み処理期間が2回の場合を、Cは書込み処理期間が4回の場合を、それぞれ示す。   FIG. 9 is a diagram showing the change of the contrast ratio in the G display unit 10G with respect to the temperature change, using the number of write processing periods as a parameter. In FIG. 9, A shows a case where the write processing period is one time, B shows a case where the write processing period is two times, and C shows a case where the write processing period is four times.

図10は、R表示部10Rにおけるコントラスト比の温度変化に対する変化を、書込み処理期間の回数をパラメータとして示す図である。図10において、Aは書込み処理期間が1回の場合を、Bは書込み処理期間が2回の場合を、Cは書込み処理期間が4回の場合を、それぞれ示す。   FIG. 10 is a diagram showing the change of the contrast ratio in the R display unit 10R with respect to the temperature change, using the number of write processing periods as a parameter. In FIG. 10, A indicates a case where the write processing period is one time, B indicates a case where the write processing period is two times, and C indicates a case where the write processing period is four times.

図8から図10に示すように、コントラスト比は、25℃付近で最大値を示し、それより低温または高温になると低下し、特に、高温側でコントラスト比が大きく低下することが分かる。また、データ電圧の印加である書込み回数を増やすことにより、特に高温側においてコントラスト比を高められることが分かる。   As shown in FIGS. 8 to 10, it can be seen that the contrast ratio shows a maximum value around 25 ° C., and decreases when the temperature becomes lower or higher than that. In particular, the contrast ratio greatly decreases on the high temperature side. It can also be seen that the contrast ratio can be increased particularly on the high temperature side by increasing the number of times of writing, which is the application of the data voltage.

低温側におけるコントラスト比の低下は、温度の低下に伴って液晶分子の応答性が低下するためと考えられる。一方、高温側におけるコントラスト比の低下は、温度が高くなると、パネル内の不純物イオンの影響などにより、液晶の抵抗が低下するためと考えられる。液晶の抵抗が低下すると、書込み処理期間にTFTのゲートをオン(ON)にすることにより液晶に印加されたデータ電圧を、ゲートをオフ(OFF)しても維持することが困難となり、液晶に印加される電圧が実効的に低下する。この液晶に印加される電圧の実効的な低下を、電圧保持率の低下と称する。図7は、各画素の液晶に印加されたデータ電圧の絶対値が徐々に低下する様子を示している。   The decrease in the contrast ratio on the low temperature side is considered to be due to a decrease in the responsiveness of the liquid crystal molecules as the temperature decreases. On the other hand, the decrease in the contrast ratio on the high temperature side is considered to be because the resistance of the liquid crystal decreases as the temperature increases due to the influence of impurity ions in the panel. When the resistance of the liquid crystal decreases, it becomes difficult to maintain the data voltage applied to the liquid crystal even when the gate is turned off by turning on the gate of the TFT during the writing process period. The applied voltage is effectively reduced. This effective decrease in the voltage applied to the liquid crystal is referred to as a decrease in voltage holding ratio. FIG. 7 shows how the absolute value of the data voltage applied to the liquid crystal of each pixel gradually decreases.

電圧保持率の低下は、書込み処理の回数を増やすことで、補償することが可能である。これは、書込み処理の回数を増やすことで、液晶への電圧印加を高めることが可能になるからである。例えば、時間の経過と共に液晶に印加される電圧が実効的に低下するため、印加時間を延長しても、すなわち書込み処理期間のサイクル時間を長くしても、電圧保持率の低下を補償する効果は、書込み処理の回数を増やすのに比べて相対的に小さい。   The decrease in the voltage holding ratio can be compensated for by increasing the number of write processes. This is because the voltage application to the liquid crystal can be increased by increasing the number of writing processes. For example, since the voltage applied to the liquid crystal effectively decreases with time, the effect of compensating for the decrease in the voltage holding ratio even if the application time is extended, that is, the cycle time of the writing process period is increased. Is relatively small compared to increasing the number of write operations.

次に、図8から図10のB、GおよびR表示部毎に温度の影響を見ると、B表示部は、コントラスト比50%を維持する上限温度が、書込み処理回数1回で44℃、2回で53℃、4回で60℃以上である。一方、B表示部は、コントラスト比50%を維持する上限温度が、書込み処理回数1回で38℃、2回で48℃、4回で57℃以上である。さらに、R表示部は、コントラスト比50%を維持する上限温度が、書込み処理回数1回で34℃、2回で42℃、4回で53℃である。このように、パネル温度の影響は、R、GおよびB表示部毎に異なることが分かる。   Next, looking at the influence of the temperature for each of the B, G, and R display units in FIGS. 8 to 10, the B display unit has an upper limit temperature that maintains a contrast ratio of 50%. It is 53 degreeC by 2 times, and is 60 degreeC or more by 4 times. On the other hand, in the B display section, the upper limit temperature for maintaining the contrast ratio of 50% is 38 ° C. for the number of writing processes once, 48 ° C. for the second time, and 57 ° C. for the fourth time. Further, in the R display section, the upper limit temperature for maintaining the contrast ratio of 50% is 34 ° C. at the number of writing processes once, 42 ° C. at 2 times, and 53 ° C. at 4 times. Thus, it can be seen that the influence of the panel temperature differs for each of the R, G, and B display units.

図11は、第1実施形態において、駆動制御部23が、温度センサ35が検出したカラー表示素子10の温度に基づいて、書込み処理回数を決定する処理を示すフローチャートである。ここでは、B、GおよびR表示部共に、0℃〜30℃未満の温度範囲では、書込み処理回数を1回、30℃〜35℃未満の温度範囲では、書込み処理回数を2回、35℃以上の温度範囲では、書込み回数を4回に設定して表示を行う。   FIG. 11 is a flowchart illustrating a process in which the drive control unit 23 determines the number of write processes based on the temperature of the color display element 10 detected by the temperature sensor 35 in the first embodiment. Here, for all of the B, G, and R display portions, the number of write processes is one in the temperature range of 0 ° C. to less than 30 ° C., and the number of write processes is twice in the temperature range of 30 ° C. to less than 35 ° C. In the above temperature range, display is performed with the number of writings set to four.

ステップS11では、駆動制御部23が、温度センサ35でカラー表示素子10の温度Tを検出する。   In step S <b> 11, the drive control unit 23 detects the temperature T of the color display element 10 with the temperature sensor 35.

ステップS12では、駆動制御部23が、検出した温度Tが30℃未満であるか判定し、30℃未満であればステップS13に進み、30℃以上であればステップS14に進む。   In step S12, the drive control unit 23 determines whether or not the detected temperature T is less than 30 ° C. If it is less than 30 ° C, the process proceeds to step S13, and if it is 30 ° C or more, the process proceeds to step S14.

ステップS13では、駆動制御部23が、書込み処理回数Nを1回に設定し、ステップS17に進む。   In step S13, the drive control unit 23 sets the number of write processes N to 1 and proceeds to step S17.

ステップS14では、駆動制御部23が、検出した温度Tが35℃未満であるか判定し、35℃未満であればステップS15に進み、35℃以上であればステップS16に進む。   In step S14, the drive control unit 23 determines whether or not the detected temperature T is less than 35 ° C., and if it is less than 35 ° C., the process proceeds to step S15, and if it is 35 ° C. or more, the process proceeds to step S16.

ステップS15では、駆動制御部23が、書込み処理回数Nを2回に設定し、ステップS17に進む。   In step S15, the drive control unit 23 sets the write processing count N to 2 and proceeds to step S17.

ステップS16では、駆動制御部23が、書込み処理回数Nを4回に設定し、ステップS17に進む。   In step S16, the drive control unit 23 sets the number N of write processes to 4 and proceeds to step S17.

ステップS17では、駆動制御部23が、書込み処理回数Nで図7の駆動シーケンスに従って表示処理を実行し、終了する。   In step S17, the drive control unit 23 executes the display process according to the drive sequence of FIG.

第1実施形態では、図11の処理を実行することにより、高温側でのコントラスト比の低下率が大きいR表示部で、53℃までコントラスト比の低下が50%以内となり、53℃まで高いコントラスト比の表示を得ることが可能である。   In the first embodiment, by executing the process of FIG. 11, the contrast ratio decrease is less than 50% up to 53 ° C. and the contrast is high up to 53 ° C. in the R display unit having a large contrast ratio decrease rate on the high temperature side. It is possible to obtain an indication of the ratio.

なお、温度にかかわらず、書込み処理回数N=4とすれば高いコントラスト比の表示を得ることが可能であるが、書込み処理回数を大きくするとその分消費電力が増加するので好ましくない。そこで、第1実施形態では、コントラスト比の低下が大きい高温の場合に書込み処理回数Nを増加させている。
なお、0℃以下の非常な低温で使用する場合には、大きなコントラスト比の低下が生じるので、非常な低温の場合にも同様に書込み処理回数を増加させてもよい。
Regardless of the temperature, it is possible to obtain a display with a high contrast ratio if the number of write processes N = 4. However, increasing the number of write processes is not preferable because power consumption increases accordingly. Therefore, in the first embodiment, the number of write processes N is increased at a high temperature where the contrast ratio is greatly reduced.
Note that when used at an extremely low temperature of 0 ° C. or lower, a large reduction in the contrast ratio occurs. Therefore, the number of write processes may be increased similarly at an extremely low temperature.

図8から図10に示すように、B、GおよびR表示部の温度の影響を見ると、表示部ごとに温度特性が大きく異なることが分かる。第1実施形態では、温度変化の影響をもっとも受けるR表示部のコントラスト比の低下に注目して書込み処理回数を決定したが、表示部ごとに書込み処理回数を設定すれば、より精密な制御が可能である。次に説明する第2実施形態では、表示部ごとに書込み処理回数を設定する。   As shown in FIGS. 8 to 10, when the influence of the temperature of the B, G, and R display portions is observed, it can be seen that the temperature characteristics are greatly different for each display portion. In the first embodiment, the number of write processes is determined by paying attention to the decrease in the contrast ratio of the R display unit that is most affected by the temperature change. However, if the number of write processes is set for each display unit, more precise control is possible. Is possible. In the second embodiment to be described next, the number of write processes is set for each display unit.

[第2実施形態]
図12は、第2実施形態のカラー表示装置の概略構成を示す図である。
第2実施形態のカラー表示装置は、ゲートドライバ21が、B表示部10B、G表示部10GおよびR表示部10Rのゲートライン33に、独立して個別に選択信号および非選択信号を印加可能であることが、第1実施形態と異なり、他の部分は同じ構成を有する。
[Second Embodiment]
FIG. 12 is a diagram illustrating a schematic configuration of a color display device according to the second embodiment.
In the color display device of the second embodiment, the gate driver 21 can independently apply a selection signal and a non-selection signal to the gate lines 33 of the B display unit 10B, the G display unit 10G, and the R display unit 10R. However, unlike the first embodiment, the other parts have the same configuration.

図13は、温度範囲に応じた、B表示部10B、G表示部10GおよびR表示部10Rにおける書込み処理回数BN、GNおよびRNを示すテーブルである。
図13に示すように、GNおよびRNは、0℃〜30℃未満の温度範囲では1回、30℃〜35℃未満の温度範囲では2回、35℃以上の温度範囲では4回に設定する。一方、BNは、0℃〜35℃未満の温度範囲では1回、35℃以上の温度範囲では2回に設定する。
FIG. 13 is a table showing the number of write processes BN, GN, and RN in the B display unit 10B, the G display unit 10G, and the R display unit 10R according to the temperature range.
As shown in FIG. 13, GN and RN are set to once in the temperature range of 0 ° C. to less than 30 ° C., twice in the temperature range of 30 ° C. to less than 35 ° C., and set to 4 times in the temperature range of 35 ° C. or higher. . On the other hand, BN is set once in the temperature range of 0 ° C. to less than 35 ° C. and twice in the temperature range of 35 ° C. or higher.

図14は、第2実施形態において、駆動制御部23が、温度センサ35が検出したカラー表示素子10の温度に基づいて、書込み処理回数を決定する処理を示すフローチャートである。   FIG. 14 is a flowchart illustrating a process in which the drive control unit 23 determines the number of write processes based on the temperature of the color display element 10 detected by the temperature sensor 35 in the second embodiment.

ステップS21では、駆動制御部23が、温度センサ35でカラー表示素子10の温度Tを検出する。   In step S <b> 21, the drive control unit 23 detects the temperature T of the color display element 10 with the temperature sensor 35.

ステップS22では、駆動制御部23が、駆動制御部23内のメモリに記憶した図13のテーブルから、検出した温度Tでの、B、GおよびR表示部(パネル)10B、10G、10Rにおける書込み処理回数BN、GNおよびRNを読み出す。   In step S22, the drive control unit 23 writes data in the B, G, and R display units (panels) 10B, 10G, and 10R at the detected temperature T from the table of FIG. 13 stored in the memory in the drive control unit 23. The processing times BN, GN and RN are read out.

ステップS23では、駆動シーケンスにおけるB、GおよびR表示部10B、10G、10Rにおける書込み処理回数の制御パラメータBn,GnおよびRnに、BN、GNおよびRNを設定する。   In step S23, BN, GN, and RN are set in the control parameters Bn, Gn, and Rn of the number of write processes in the B, G, and R display units 10B, 10G, and 10R in the drive sequence.

ステップS24では、図7のリセット期間および安定期間におけるシーケンスを含む書込み前処理を行う。   In step S24, a pre-writing process including a sequence in the reset period and the stable period in FIG. 7 is performed.

ステップS25では、制御パラメータBn,GnおよびRnのうちゼロでないものに対応する表示部で書込み処理を行う。1回目の書込み処理であれば、Bn,GnおよびRnはすべて1以上であるから、少なくとも1回は書込み処理が行われる。   In step S25, the writing process is performed on the display unit corresponding to the control parameters Bn, Gn and Rn which are not zero. In the first writing process, since Bn, Gn, and Rn are all 1 or more, the writing process is performed at least once.

ステップS26では、制御パラメータBn,GnおよびRnから1を減算する。
ステップS27では、制御パラメータBn,GnおよびRnがゼロであるかに応じて分類し、ゼロでない制御パラメータに対応する表示部についてはステップS25に戻り、ゼロである制御パラメータに対応する表示部についてはステップS28に進む。
In step S26, 1 is subtracted from the control parameters Bn, Gn and Rn.
In step S27, the control parameters Bn, Gn and Rn are classified according to whether they are zero. The display unit corresponding to the non-zero control parameter returns to step S25, and the display unit corresponding to the zero control parameter is displayed. Proceed to step S28.

ステップS28では、図7に示した表示処理期間におけるシーケンスを含む書込み後処理を行い、その後終了する。
したがって、ゼロでない制御パラメータに対応する表示部についてはさらに書込み処理が行われる一方、ゼロである制御パラメータに対応する表示部については、並行して書込み後処理が行われることになる。また、すでに制御パラメータがゼロになった表示部についてはステップS26は行われないので、制御パラメータはゼロが維持される。
In step S28, post-writing processing including a sequence in the display processing period shown in FIG. 7 is performed, and then the processing ends.
Accordingly, the writing process is further performed on the display unit corresponding to the control parameter that is not zero, while the post-writing process is performed on the display unit corresponding to the control parameter that is zero. Further, since the step S26 is not performed for the display unit in which the control parameter has already become zero, the control parameter is maintained at zero.

ステップS27で、制御パラメータBn,GnおよびRnのすべてがゼロになるまで、ステップS25からS27が繰り返され、並行して随時ステップS28が行われる。
以上のようにして、3つの表示部で、図13のテーブルに設定された温度に応じた書込み処理回数分の書込み処理を伴う一連の書き換え動作が行なわれる。
In step S27, steps S25 to S27 are repeated until all of the control parameters Bn, Gn and Rn become zero, and step S28 is performed as needed in parallel.
As described above, a series of rewriting operations involving the number of write processes corresponding to the temperature set in the table of FIG. 13 are performed on the three display units.

第2実施形態では、表示部(パネル)ごとに温度に応じた書込み処理回数設定して表示を行うので、第1実施形態と同様に、53℃まで高いコントラスト比の表示を得ることが可能である。第2実施形態では、第1実施形態に比べて、書込み処理回数を実質的に低減できるので、消費電力を一層低減できる。   In the second embodiment, display is performed by setting the number of writing processes according to the temperature for each display unit (panel), so that a display with a high contrast ratio up to 53 ° C. can be obtained as in the first embodiment. is there. In the second embodiment, the number of write processes can be substantially reduced as compared with the first embodiment, so that power consumption can be further reduced.

ここで、第1実施形態と同様の液晶表示素子10で、温度にかかわらず、書込み処理回数を1回として表示を行うと、34℃までしか高いコントラスト比を得ることができなかった。
以上のように、第1および第2実施形態では、TFT等のスイッチング素子を各画素に設けたアクティブマトリクス型コレステリック液晶表示装置において、データ書込み不良を防ぐことができ、明るさ、コントラスト比に優れた表示装置の提供が可能となる。
Here, with the liquid crystal display element 10 similar to that of the first embodiment, regardless of the temperature, when the display was performed with the number of writing processes being one, a high contrast ratio could be obtained only up to 34 ° C.
As described above, in the first and second embodiments, in the active matrix type cholesteric liquid crystal display device in which switching elements such as TFTs are provided in each pixel, data writing failure can be prevented, and the brightness and contrast ratio are excellent. A display device can be provided.

なお、上記の実施形態においては、リセット後にコレステリック液晶がプレーナ状態になり(プレーナリセット)、データ書込みによりコレステリック液晶がフォーカルコニック状態になる駆動方法を用いて、本発明の効果を説明した。しかし、リセット後にコレステリック液晶がフォーカルコニック状態(フォーカルコニックリセット)となり、データ書込みによりコレステリック液晶がプレーナ状態となる駆動方法においても、同様の効果が得られることは言うまでもない。   In the above embodiment, the effect of the present invention has been described using the driving method in which the cholesteric liquid crystal enters the planar state after the reset (planar reset) and the cholesteric liquid crystal enters the focal conic state by data writing. However, it goes without saying that the same effect can be obtained in a driving method in which the cholesteric liquid crystal is in a focal conic state (focal conic reset) after reset and the cholesteric liquid crystal is in a planar state by data writing.

さらに、図7の駆動シーケンスは各種の変形が可能である。例えば、リセット期間および安定期間において、ゲートラインには選択電圧を連続して印加したが、リセット期間の正極性および負極性の期間および安定期間の最初にパルス状の選択電圧を印加するようにしてもよい。さらに、正極性の書込み処理期間と負極性の書込み処理期間の順番を異ならせることも可能である。   Furthermore, the drive sequence of FIG. 7 can be variously modified. For example, the selection voltage is continuously applied to the gate line during the reset period and the stable period, but the pulse-shaped selection voltage is applied at the beginning of the positive and negative periods and the stable period of the reset period. Also good. Furthermore, it is possible to change the order of the positive polarity write processing period and the negative polarity write processing period.

以上、実施形態を説明したが、ここに記載したすべての例や条件は、発明および技術に適用する発明の概念の理解を助ける目的で記載されたものであり、特に記載された例や条件は発明の範囲を制限することを意図するものではなく、明細書のそのような例の構成は発明の利点および欠点を示すものではない。発明の実施形態を詳細に記載したが、各種の変更、置き換え、変形が発明の精神および範囲を逸脱することなく行えることが理解されるべきである。   Although the embodiment has been described above, all examples and conditions described herein are described for the purpose of helping understanding of the concept of the invention applied to the invention and the technology. It is not intended to limit the scope of the invention, and the construction of such examples in the specification does not indicate the advantages and disadvantages of the invention. Although embodiments of the invention have been described in detail, it should be understood that various changes, substitutions and modifications can be made without departing from the spirit and scope of the invention.

10 表示素子
21 ゲートドライバ
22 データドライバ
23 駆動制御回路
31 画素電極
32 スイッチング素子(TFT)
33 ゲートライン
34 データライン
35 温度センサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Display element 21 Gate driver 22 Data driver 23 Drive control circuit 31 Pixel electrode 32 Switching element (TFT)
33 Gate line 34 Data line 35 Temperature sensor

Claims (5)

コレステリック液晶材料を含むアクティブマトリクス型液晶表示素子と、
前記液晶表示素子の画素に表示データに応じた電圧を印加する書込みを行う駆動制御回路と、
前記液晶表示素子の温度を検出する温度センサと、を備え、
前記駆動制御回路は、表示データに対応する書込みを少なくとも1回行ない、同一の表示データの書込み回数を、検出した前記液晶表示素子の温度に応じて変化させる、ことを特徴とする液晶表示装置。
An active matrix liquid crystal display element containing a cholesteric liquid crystal material;
A drive control circuit for performing writing to apply a voltage according to display data to the pixels of the liquid crystal display element;
A temperature sensor for detecting the temperature of the liquid crystal display element,
The drive control circuit performs writing corresponding to display data at least once, and changes the number of writing of the same display data according to the detected temperature of the liquid crystal display element.
前記駆動制御回路は、検出した前記液晶表示素子の温度が所定温度以上の範囲で、温度が高いほど同一の表示データの書込み回数を増加させることを特徴とする請求項1記載の液晶表示装置。   2. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the drive control circuit increases the number of times of writing the same display data as the detected temperature of the liquid crystal display element is within a predetermined temperature or higher and the temperature is higher. 前記液晶表示素子は、積層された複数枚のコレステリック液晶パネルを備え、
同一の表示データの書込み回数は、前記複数枚のコレステリック液晶パネルごとに個別に変化される、ことを特徴とする請求項1または2記載の液晶表示装置。
The liquid crystal display element includes a plurality of stacked cholesteric liquid crystal panels,
3. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the number of times of writing the same display data is individually changed for each of the plurality of cholesteric liquid crystal panels.
前記液晶表示素子は、コモン電極、マトリクス状に配置された画素電極、前記コモン電極と前記画素電極の間のコレステリック液晶材料が配置された液晶層、および前記画素電極に対する電圧の印加を制御するスイッチング素子を備え、
前記駆動制御回路は、前記コモン電極と前記画素電極との間に印加する電圧を出力するドライバを備え、前記コレステリック液晶材料に対して、リセット電圧、安定化電圧、データ電圧、及び維持電圧を順次印加し、且つ、前記維持電圧を印加している間、複数のラインの前記画素電極に対応する前記スイッチング素子をオン状態に維持する、ことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項記載の液晶表示装置。
The liquid crystal display element includes a common electrode, pixel electrodes arranged in a matrix, a liquid crystal layer in which a cholesteric liquid crystal material is disposed between the common electrode and the pixel electrode, and switching that controls application of a voltage to the pixel electrode. With elements,
The drive control circuit includes a driver that outputs a voltage applied between the common electrode and the pixel electrode, and sequentially applies a reset voltage, a stabilization voltage, a data voltage, and a sustain voltage to the cholesteric liquid crystal material. 4. The switching element corresponding to the pixel electrodes of a plurality of lines is maintained in an ON state while applying and maintaining the sustain voltage. 5. The liquid crystal display device described.
コレステリック液晶材料を含むアクティブマトリクス型液晶表示素子の駆動方法であって、
前記液晶表示素子の温度を検出し、
前記液晶表示素子の画素に表示データに応じた電圧を印加する書込みを行う回数を、検出した前記液晶表示素子の温度に応じて決定し、
前記決定した書込み回数、前記液晶表示素子に対して同一データの書込みを行う、ことを特徴とする液晶表示素子の駆動方法。
A driving method of an active matrix type liquid crystal display element containing a cholesteric liquid crystal material,
Detecting the temperature of the liquid crystal display element;
The number of times of writing to apply a voltage according to display data to the pixels of the liquid crystal display element is determined according to the detected temperature of the liquid crystal display element,
A method of driving a liquid crystal display element, wherein the same data is written to the liquid crystal display element for the determined number of times of writing.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN106782412A (en) * 2017-02-22 2017-05-31 京东方科技集团股份有限公司 A kind of image retention cancellation element and method
CN108369792A (en) * 2015-12-14 2018-08-03 夏普株式会社 Display device and its driving method

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