JP2598495B2 - 液晶表示装置の駆動方法 - Google Patents
液晶表示装置の駆動方法Info
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- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1347—Arrangement of liquid crystal layers or cells in which the final condition of one light beam is achieved by the addition of the effects of two or more layers or cells
- G02F1/13471—Arrangement of liquid crystal layers or cells in which the final condition of one light beam is achieved by the addition of the effects of two or more layers or cells in which all the liquid crystal cells or layers remain transparent, e.g. FLC, ECB, DAP, HAN, TN, STN, SBE-LC cells
- G02F1/13473—Arrangement of liquid crystal layers or cells in which the final condition of one light beam is achieved by the addition of the effects of two or more layers or cells in which all the liquid crystal cells or layers remain transparent, e.g. FLC, ECB, DAP, HAN, TN, STN, SBE-LC cells for wavelength filtering or for colour display without the use of colour mosaic filters
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- G02F1/139—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering based on orientation effects in which the liquid crystal remains transparent
- G02F1/1396—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering based on orientation effects in which the liquid crystal remains transparent the liquid crystal being selectively controlled between a twisted state and a non-twisted state, e.g. TN-LC cell
- G02F1/1397—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering based on orientation effects in which the liquid crystal remains transparent the liquid crystal being selectively controlled between a twisted state and a non-twisted state, e.g. TN-LC cell the twist being substantially higher than 90°, e.g. STN-, SBE-, OMI-LC cells
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、たとえば２つの液晶セルを重ねた２層構造
の液晶表示装置などに好適に実施される駆動方法に関す
る。
の液晶表示装置などに好適に実施される駆動方法に関す
る。
従来の技術 液晶表示装置は、現在、時計、電卓をはじめとして、
コンピュータの端末、ワードプロセッサのディスプレ
イ、テレビジョン受像機等の広い分野にわたって利用さ
れている。さらに最近、液晶表示装置のマルチカラー化
やフルカラー化に対して非常に大きな要求があり、すで
にグラフィック表示あるいは画像表示の分野で実用化さ
れている。現在広く一般的に実用化されているカラー表
示は、液晶セルの内側にカラーフィルタ層を設け、液晶
セルによって光のスイッチングを行い各色を出す方法で
ある。この際、表示モードとしては、コントラスト等の
点で液晶分子を90゜ねじったツィステッドネマティック
（Twisted Nematic;TN）表示が主流である。
コンピュータの端末、ワードプロセッサのディスプレ
イ、テレビジョン受像機等の広い分野にわたって利用さ
れている。さらに最近、液晶表示装置のマルチカラー化
やフルカラー化に対して非常に大きな要求があり、すで
にグラフィック表示あるいは画像表示の分野で実用化さ
れている。現在広く一般的に実用化されているカラー表
示は、液晶セルの内側にカラーフィルタ層を設け、液晶
セルによって光のスイッチングを行い各色を出す方法で
ある。この際、表示モードとしては、コントラスト等の
点で液晶分子を90゜ねじったツィステッドネマティック
（Twisted Nematic;TN）表示が主流である。
発明が解決しようとする課題 しかしながら、このTN表示モードでは、表示特性が光
の波長に依存する波長依存性が大きく、可視光全域にわ
たって均等に光をスイッチングすることができない。特
に、２枚の偏光板の吸収軸を平行としたノーマリークロ
ーズタイプの場合、電圧を印加しないときの光の洩れに
起因する色付きが問題となる。
の波長に依存する波長依存性が大きく、可視光全域にわ
たって均等に光をスイッチングすることができない。特
に、２枚の偏光板の吸収軸を平行としたノーマリークロ
ーズタイプの場合、電圧を印加しないときの光の洩れに
起因する色付きが問題となる。
ところで、このようなカラーフィルタ層を設けTN表示
を用いて光のスイッチングを行なうカラー表示装置の場
合、その駆動方法としては２つに大別される。その１つ
は、液晶セルの各画素にダイオード等の非線形素子や薄
膜トランジスタ等のスイッチング素子を各絵素に設けた
もの（アクティブマトリックス駆動方式）と、このよう
な素子無しに、ダイレクトに液晶を順次駆動する方法
（単純マルチプレックス駆動方式）がある。後者の方法
では、液晶の光学特性のうちしきい値付近の急峻性が重
要となり、現在行われているTN表示ではこの点が問題と
なる。このしきい値付近に急峻性を呈する光学特性を改
善するために提唱されている新たな液晶配向手段として
液晶分子のねじれ角を180゜〜270゜付近としたスーパー
ツィスト配向方式（Supertwisted Birefringence Effec
t方式;SBE方式）がある。このSBE方式は、しきい値付近
の立上がりが鋭く、デューティー比を上げた場合でも高
コントラスト比が得られる。しかしその反面、複屈折効
果を利用するため原理的に波長による依存性がTN表示よ
りさらに大きくなり、色付きが問題となる。
を用いて光のスイッチングを行なうカラー表示装置の場
合、その駆動方法としては２つに大別される。その１つ
は、液晶セルの各画素にダイオード等の非線形素子や薄
膜トランジスタ等のスイッチング素子を各絵素に設けた
もの（アクティブマトリックス駆動方式）と、このよう
な素子無しに、ダイレクトに液晶を順次駆動する方法
（単純マルチプレックス駆動方式）がある。後者の方法
では、液晶の光学特性のうちしきい値付近の急峻性が重
要となり、現在行われているTN表示ではこの点が問題と
なる。このしきい値付近に急峻性を呈する光学特性を改
善するために提唱されている新たな液晶配向手段として
液晶分子のねじれ角を180゜〜270゜付近としたスーパー
ツィスト配向方式（Supertwisted Birefringence Effec
t方式;SBE方式）がある。このSBE方式は、しきい値付近
の立上がりが鋭く、デューティー比を上げた場合でも高
コントラスト比が得られる。しかしその反面、複屈折効
果を利用するため原理的に波長による依存性がTN表示よ
りさらに大きくなり、色付きが問題となる。
また、多色表示を行うには、上述したようにカラーフ
ィルタ層を設けるのが一般的であるが、この場合には、
製造工程が複雑になりコストが増大するという問題を有
する。
ィルタ層を設けるのが一般的であるが、この場合には、
製造工程が複雑になりコストが増大するという問題を有
する。
したがって、本発明の目的は、カラーフィルタ層を設
けることなく高品位に多色表示を行うことのできる液晶
表示装置の駆動方法を提供することである。
けることなく高品位に多色表示を行うことのできる液晶
表示装置の駆動方法を提供することである。
課題を解決するための手段 本発明は、複数の液晶セルが積層され、前記液晶セル
の両側に偏光板が設けられ、前記各液晶セルは２枚の透
明基板間で液晶分子がねじれ配向され、前記各液晶セル
の液晶分子は互いに逆方向にねじれ配向され、印加され
る電圧に応答して異なった色彩光を透過するように液晶
層の屈折率異方性、液晶層厚および液晶分子のねじれ角
が設定され、前記各液晶セルの△ｎ・ｄはそれぞれ 1.0＜｜△ｎ・d|＜3.5 と設定された液晶表示装置の駆動方法において、 前記液晶セルを透過する光が予め定める色彩光となるよ
うに、前記各液晶セル毎に印加する電圧を決定し、前記
液晶セルを通過する光を混色させ前記色彩光の混合色を
表示することを特徴とする液晶表示装置の駆動方法であ
る。
の両側に偏光板が設けられ、前記各液晶セルは２枚の透
明基板間で液晶分子がねじれ配向され、前記各液晶セル
の液晶分子は互いに逆方向にねじれ配向され、印加され
る電圧に応答して異なった色彩光を透過するように液晶
層の屈折率異方性、液晶層厚および液晶分子のねじれ角
が設定され、前記各液晶セルの△ｎ・ｄはそれぞれ 1.0＜｜△ｎ・d|＜3.5 と設定された液晶表示装置の駆動方法において、 前記液晶セルを透過する光が予め定める色彩光となるよ
うに、前記各液晶セル毎に印加する電圧を決定し、前記
液晶セルを通過する光を混色させ前記色彩光の混合色を
表示することを特徴とする液晶表示装置の駆動方法であ
る。
作 用 本発明に従えば液晶表示装置を構成する積層された複
数の液晶セルは、液晶セルを透過する光が予め定める色
彩光となるようにそれぞれ電圧が印加される。液晶セル
を透過した色彩光が、積層されている他の液晶セルを透
過し、その液晶セルの色彩変調の影響を受け、各液晶セ
ルの色彩変調の混合色を表示し多色表示を行うことがで
きる。
数の液晶セルは、液晶セルを透過する光が予め定める色
彩光となるようにそれぞれ電圧が印加される。液晶セル
を透過した色彩光が、積層されている他の液晶セルを透
過し、その液晶セルの色彩変調の影響を受け、各液晶セ
ルの色彩変調の混合色を表示し多色表示を行うことがで
きる。
実施例 第１図は本発明の第１の実施例である駆動方法が適用
される２層型液晶表示装置の概略的な構成を示す縦断面
図である。
される２層型液晶表示装置の概略的な構成を示す縦断面
図である。
第１図において、２層型液晶表示装置は第１の液晶セ
ル１、および第２の液晶セル２を重ね合わせて構成され
ている。第１の液晶セル１を構成する２つの透明基板3
a,3bは、ガラス、アクリル樹脂などからなり、透明基板
3a,3bの互いに対向し合う面には、透明電極4a,4bがそれ
ぞれ形成されている。この透明電極4a,4bは、ITO（酸化
インジウムを主とする膜）、ネサ膜等の透明導電性膜か
らなっている。
ル１、および第２の液晶セル２を重ね合わせて構成され
ている。第１の液晶セル１を構成する２つの透明基板3
a,3bは、ガラス、アクリル樹脂などからなり、透明基板
3a,3bの互いに対向し合う面には、透明電極4a,4bがそれ
ぞれ形成されている。この透明電極4a,4bは、ITO（酸化
インジウムを主とする膜）、ネサ膜等の透明導電性膜か
らなっている。
各透明基板3a,3bの透明電極4a,4b形成側表面には、さ
らに配向膜5aがそれぞれ形成され、この２つの透明基板
3a,3bの間に液晶層6aが介在させてある。上記配向膜5a
はSiO2,SiO等の無機質膜またはポリイミド、ポリビニル
アルコール、ナイロン、アクリル等の有機質膜からなっ
ている。シール材7aは液晶を封止するためのものであ
る。
らに配向膜5aがそれぞれ形成され、この２つの透明基板
3a,3bの間に液晶層6aが介在させてある。上記配向膜5a
はSiO2,SiO等の無機質膜またはポリイミド、ポリビニル
アルコール、ナイロン、アクリル等の有機質膜からなっ
ている。シール材7aは液晶を封止するためのものであ
る。
一方、第２の液晶セル２については、２つの透明基板
3b,3cと、これら透明電極3b,3cの互いに対向し合う面に
形成した透明電極4c,4dと、各透明基板3b,3cの透明電極
4c,4d形成側表面に形成した配向膜5bと、２つの透明基
板3b,3cの間に介在させた液晶層6bと、液晶を封止する
シール材7bとによって構成されている。上記透明基板3
b,3cのうち一方の透明基板3bは、第１の液晶セル１の１
つの透明基板と共用されている。
3b,3cと、これら透明電極3b,3cの互いに対向し合う面に
形成した透明電極4c,4dと、各透明基板3b,3cの透明電極
4c,4d形成側表面に形成した配向膜5bと、２つの透明基
板3b,3cの間に介在させた液晶層6bと、液晶を封止する
シール材7bとによって構成されている。上記透明基板3
b,3cのうち一方の透明基板3bは、第１の液晶セル１の１
つの透明基板と共用されている。
各液晶セル1,2の液晶層6a,6bの液晶分子の螺旋状ねじ
れ方向は、第２図（ａ）および第２図（ｂ）にそれぞれ
示すように、互いに逆方向に設定されている。すなわ
ち、一方の液晶分子は、第２図（ａ）に示すように右ね
じれ方向に、他方の液晶分子は第２図（ｂ）に示すよう
に左ねじれ方向に定着されている。ネマティック液晶分
子にねじれ力を与えるのは、一般にネマティック液晶に
光学活性物質を添加することにより行われる。右ねじれ
の場合には、添加する物質として例えばとしてメルク社
製 で示される物質が、左ねじれの場合には、例えばメルク
社製コレステリールノナノエイト,S−811（商品名）等
の添加剤が用いられる。
れ方向は、第２図（ａ）および第２図（ｂ）にそれぞれ
示すように、互いに逆方向に設定されている。すなわ
ち、一方の液晶分子は、第２図（ａ）に示すように右ね
じれ方向に、他方の液晶分子は第２図（ｂ）に示すよう
に左ねじれ方向に定着されている。ネマティック液晶分
子にねじれ力を与えるのは、一般にネマティック液晶に
光学活性物質を添加することにより行われる。右ねじれ
の場合には、添加する物質として例えばとしてメルク社
製 で示される物質が、左ねじれの場合には、例えばメルク
社製コレステリールノナノエイト,S−811（商品名）等
の添加剤が用いられる。
第１の液晶セル１の片面（透明基板3aの透明電極4a非
形成側表面）と第２の液晶セル２の片面（透明基板3cの
透明電極4d非形成側表面）には、偏光板8a,8bがそれぞ
れ配置されており、これらの偏光板8a,8bにおいては、
その偏光軸が互いに０゜〜30゜偏らせてある。
形成側表面）と第２の液晶セル２の片面（透明基板3cの
透明電極4d非形成側表面）には、偏光板8a,8bがそれぞ
れ配置されており、これらの偏光板8a,8bにおいては、
その偏光軸が互いに０゜〜30゜偏らせてある。
この２層型液晶表示装置では、表示の明るさ、白黒表
示を行った場合のコントラスト比、多色表示を行った場
合の表示品位などを良くするために、次の条件が設定さ
れている。すなわち、第１の液晶セル１の液晶層6aの屈
折率異方性を△n1、セル厚をd1、第２の液晶セル２の液
晶層6bの屈折率異方性を△n2、セル厚さをd2とすると
き、 1.0＜｜△n1・d1|＜3.5 …（１） 1.0＜｜△n2・d2|＜3.5 …（２） を満たすように各値が設定されている。この条件が上述
した良好な表示特性を得るための必要条件であること
は、発明者らの実験によって確かめられている。
示を行った場合のコントラスト比、多色表示を行った場
合の表示品位などを良くするために、次の条件が設定さ
れている。すなわち、第１の液晶セル１の液晶層6aの屈
折率異方性を△n1、セル厚をd1、第２の液晶セル２の液
晶層6bの屈折率異方性を△n2、セル厚さをd2とすると
き、 1.0＜｜△n1・d1|＜3.5 …（１） 1.0＜｜△n2・d2|＜3.5 …（２） を満たすように各値が設定されている。この条件が上述
した良好な表示特性を得るための必要条件であること
は、発明者らの実験によって確かめられている。
また、△n1・d1と△n2・d2との間には 0.8＜△n2・d2/△n1・d1＜1.5 …（３） の関係が成り立つように各値の設定がなされている。第
３式の条件は、白黒表示の場合のコントラスト比を最大
にするための条件であり、このことも発明者らの実験に
よって確かめられている。
３式の条件は、白黒表示の場合のコントラスト比を最大
にするための条件であり、このことも発明者らの実験に
よって確かめられている。
さらに、この２層型液晶表示装置では、第１の液晶セ
ル１の液晶層6aのねじれ角をθ１、第２の液晶セル２の
液晶層6bのねじれ角をθ２とするとき、 △n2・d2・θ2/△n1・d1・θ１＞0.9 …（４） の条件を満たすように各値が設定されている。第４式
は、第２の液晶セル２の液晶層6bに所定の電圧を印加し
た状態のもとで、第１の液晶セル１の液晶層6aにオン・
オフ電圧（光透過に相当する電圧と光非透過に相当する
電圧）を印加すると白黒表示を行える一方、第２の液晶
セル２の液晶層6bに電圧を印加しない状態のもとで、第
１の液晶セル１の液晶層6aにオン・オフ電圧を印加する
と干渉色に基づく多色表示を行える条件であり、このこ
とは実験的に確かめられている。
ル１の液晶層6aのねじれ角をθ１、第２の液晶セル２の
液晶層6bのねじれ角をθ２とするとき、 △n2・d2・θ2/△n1・d1・θ１＞0.9 …（４） の条件を満たすように各値が設定されている。第４式
は、第２の液晶セル２の液晶層6bに所定の電圧を印加し
た状態のもとで、第１の液晶セル１の液晶層6aにオン・
オフ電圧（光透過に相当する電圧と光非透過に相当する
電圧）を印加すると白黒表示を行える一方、第２の液晶
セル２の液晶層6bに電圧を印加しない状態のもとで、第
１の液晶セル１の液晶層6aにオン・オフ電圧を印加する
と干渉色に基づく多色表示を行える条件であり、このこ
とは実験的に確かめられている。
なお、第２の液晶セル２の液晶層6bに電圧を印加しな
い状態のもとで、第１の液晶セル１の液晶層6aにオン・
オフ電圧を印加して白黒表示を行う一方、第２の液晶セ
ル２の液晶層6bに所定の電圧を印加した状態のもとで、
第１の液晶セル１の液晶層6aにオン・オフ電圧を印加し
て干渉色に基づく多色表示を行うためには、次の条件 △n2・d2・θ2/△n1・d1・θ１＜1.1 …（５） を満たすように各値を設定することが必要であり、この
ことも実験的に確かめられている。
い状態のもとで、第１の液晶セル１の液晶層6aにオン・
オフ電圧を印加して白黒表示を行う一方、第２の液晶セ
ル２の液晶層6bに所定の電圧を印加した状態のもとで、
第１の液晶セル１の液晶層6aにオン・オフ電圧を印加し
て干渉色に基づく多色表示を行うためには、次の条件 △n2・d2・θ2/△n1・d1・θ１＜1.1 …（５） を満たすように各値を設定することが必要であり、この
ことも実験的に確かめられている。
なお、２層型液晶表示装置の一般的な傾向として、白
黒表示の場合のコントラスト比は、第３図に示すように
θ１＝θ２のときに比べて、θ１≠θ２のときの方が高
くなる。ただし、第３図では、θ１≠θ２の場合として
θ２＝θ１−30゜のときのデータが示されている。また
表示コントラスト、視角特性を考慮した場合、第１の液
晶セル１の液晶層6aの液晶ねじれ角θ１は、180゜から3
60゜程度の間に設定するのが好ましい。液晶ねじれ角θ
１が360゜以上になると、電圧印加時にドメインが発生
するため、コントラストが得られなくなる。さらに第２
の液晶セル２の液晶層6bの液晶ねじれ角θ２は、コント
ラスト比を考慮すると30゜から360゜程度の間で、第１
の液晶セル１の液晶ねじれ角θ１と異なる値に設定する
ことが好ましい。また、急峻特性を得るには、液晶固有
らせんピッチｐの値が重要であり、液晶ねじれ角をθ、
セル厚をｄとすると θ/360゜−1/4＜d/p≦360゜ …（６） の範囲にd/pを設定するのが好ましいことが実験的に確
かめられている。ただし上記条件は液晶のプレティルト
角が約10゜以下の場合であり、プレティルト角が10゜以
上になると、この範囲も異なる。
黒表示の場合のコントラスト比は、第３図に示すように
θ１＝θ２のときに比べて、θ１≠θ２のときの方が高
くなる。ただし、第３図では、θ１≠θ２の場合として
θ２＝θ１−30゜のときのデータが示されている。また
表示コントラスト、視角特性を考慮した場合、第１の液
晶セル１の液晶層6aの液晶ねじれ角θ１は、180゜から3
60゜程度の間に設定するのが好ましい。液晶ねじれ角θ
１が360゜以上になると、電圧印加時にドメインが発生
するため、コントラストが得られなくなる。さらに第２
の液晶セル２の液晶層6bの液晶ねじれ角θ２は、コント
ラスト比を考慮すると30゜から360゜程度の間で、第１
の液晶セル１の液晶ねじれ角θ１と異なる値に設定する
ことが好ましい。また、急峻特性を得るには、液晶固有
らせんピッチｐの値が重要であり、液晶ねじれ角をθ、
セル厚をｄとすると θ/360゜−1/4＜d/p≦360゜ …（６） の範囲にd/pを設定するのが好ましいことが実験的に確
かめられている。ただし上記条件は液晶のプレティルト
角が約10゜以下の場合であり、プレティルト角が10゜以
上になると、この範囲も異なる。
第４図は上記２層型液晶表示装置を駆動した場合の電
圧−光透過率特性を示す特性図であり、そのうち第４図
（ａ）は白黒表示の場合を示し、第４図（ｂ）は多色表
示の場合を示す。
圧−光透過率特性を示す特性図であり、そのうち第４図
（ａ）は白黒表示の場合を示し、第４図（ｂ）は多色表
示の場合を示す。
次に、第４図（ａ），（ｂ）を参照して上記２層型液
晶表示を白黒表示および多色表示の状態に駆動する動作
について説明する。
晶表示を白黒表示および多色表示の状態に駆動する動作
について説明する。
第２の液晶セル２の２つの透明電極4c,4d間に所定電
圧を印加することによって、その液晶層6bに電圧を印加
した状態のもとで、第１の液晶セル１の透明電極4a,4b
間に選択的にオン・オフ電圧（ここではオン電圧として
約1.7v、オフ電圧として約1.5v）を印加する（単純マル
チプレックス駆動）と、透明電極4a,4bが交差する液晶
層6aの各画素部分において液晶分子の配列がオン・オフ
電極に応じて変化し、この変化によって、偏光板8a、液
晶セル1,2を経た光が偏光板8bを透過したり遮られたり
する。すなわち、第４図（ａ）に示すようにオフ電圧が
印加されている画素部分では、赤色光Ｒ（波長λ＝610n
m）、緑色光Ｇ（波長λ＝550nm）、青色光Ｂ（波長λ＝
450nm）がいずれも透過して白色となる一方、オン電圧
が印加されている画素部分では、赤色光Ｒ、緑色光Ｇ、
青色光Ｂのすべてが遮断されて黒色となり、全体として
白黒表示が行われる。このとき、第２の液晶セル２は、
第１の液晶セル１を透過してきた光を色調補正する補正
セルとして働くため、干渉色のない適正な白黒表示が行
われる。
圧を印加することによって、その液晶層6bに電圧を印加
した状態のもとで、第１の液晶セル１の透明電極4a,4b
間に選択的にオン・オフ電圧（ここではオン電圧として
約1.7v、オフ電圧として約1.5v）を印加する（単純マル
チプレックス駆動）と、透明電極4a,4bが交差する液晶
層6aの各画素部分において液晶分子の配列がオン・オフ
電極に応じて変化し、この変化によって、偏光板8a、液
晶セル1,2を経た光が偏光板8bを透過したり遮られたり
する。すなわち、第４図（ａ）に示すようにオフ電圧が
印加されている画素部分では、赤色光Ｒ（波長λ＝610n
m）、緑色光Ｇ（波長λ＝550nm）、青色光Ｂ（波長λ＝
450nm）がいずれも透過して白色となる一方、オン電圧
が印加されている画素部分では、赤色光Ｒ、緑色光Ｇ、
青色光Ｂのすべてが遮断されて黒色となり、全体として
白黒表示が行われる。このとき、第２の液晶セル２は、
第１の液晶セル１を透過してきた光を色調補正する補正
セルとして働くため、干渉色のない適正な白黒表示が行
われる。
一方、第２の液晶セル２に電圧印加をしない状態のも
とで、第１の液晶セル１に上述した場合と同様にオン・
オフ電圧を印加すると、第４図（ｂ）に示すようにオフ
電圧が印加されている画素部分では赤色光Ｒ、緑色光
Ｇ、青色光Ｂのすべてが遮断されて黒色となる一方、オ
ン電圧が印加されている画素部分では青色光Ｂだけ透過
率が大きくなって青色となり、全体として黒と青の表示
が行われる。すなわち、第２の液晶セル２は、電圧印加
状態から非印加状態に切換えられることによって、色調
補正機能の性質に変化が生じ、このため表示色に変化が
生じるのである。第２の液晶セル２をスタティック駆動
して画面全体を電圧印加状態から電圧非印加状態に切換
えられる場合には、画面全体が白黒表示から黒色と青色
の２色表示に切り換わるだけだが、単純マルチプレック
ス駆動方式を採用して第２の液晶セル２における電圧印
加状態を任意に選択した一部の画素群だけ電圧非印加状
態に切り換えると、他の画素群が白黒表示されている状
態のもとで、選択した一部の画素群が黒色と青色に２色
表示に切り換えられることになり、全体としてマルチカ
ラー表示が実現される。
とで、第１の液晶セル１に上述した場合と同様にオン・
オフ電圧を印加すると、第４図（ｂ）に示すようにオフ
電圧が印加されている画素部分では赤色光Ｒ、緑色光
Ｇ、青色光Ｂのすべてが遮断されて黒色となる一方、オ
ン電圧が印加されている画素部分では青色光Ｂだけ透過
率が大きくなって青色となり、全体として黒と青の表示
が行われる。すなわち、第２の液晶セル２は、電圧印加
状態から非印加状態に切換えられることによって、色調
補正機能の性質に変化が生じ、このため表示色に変化が
生じるのである。第２の液晶セル２をスタティック駆動
して画面全体を電圧印加状態から電圧非印加状態に切換
えられる場合には、画面全体が白黒表示から黒色と青色
の２色表示に切り換わるだけだが、単純マルチプレック
ス駆動方式を採用して第２の液晶セル２における電圧印
加状態を任意に選択した一部の画素群だけ電圧非印加状
態に切り換えると、他の画素群が白黒表示されている状
態のもとで、選択した一部の画素群が黒色と青色に２色
表示に切り換えられることになり、全体としてマルチカ
ラー表示が実現される。
第５図は第２の実施例の電圧−光透過率特性を示す特
性図であり、そのうち第５図（ａ）は白黒表示の場合を
示し、第５図（ｂ）は多色表示の場合を示す。この実施
例が適用される２層型液晶表示装置の概略的な構成は第
１の実施例の場合の２型液晶表示装置と同じであるの
で、ここでは第１図をそのまま参照して各部材の詳細を
説明する。
性図であり、そのうち第５図（ａ）は白黒表示の場合を
示し、第５図（ｂ）は多色表示の場合を示す。この実施
例が適用される２層型液晶表示装置の概略的な構成は第
１の実施例の場合の２型液晶表示装置と同じであるの
で、ここでは第１図をそのまま参照して各部材の詳細を
説明する。
この２層型液晶表示装置では、透明基板3a,3b,3cとし
てガラス基板が用いられ、透明電極4a,4b,4c,4dは、ITO
をスパッタ蒸着し所望のパターンにエッチングすること
によって形成されている。透明電極4a,4b,4c,4dの厚み
は、約1500Åとされている。配向膜5a,5bは、ポリイミ
ド膜を約500Åの膜厚にスピンコートして形成され、そ
の配向は膜上を布でラビング処理することによって与え
られている。第１の液晶セル１の液晶層6aをなす液晶材
料としてZLI−1691（メルク社製）が、また第２の液晶
セル２の液晶層6bをなす液晶材料としてZLI−3449−000
（メルク社製）がそれぞれ用いられ、光学活性物質とし
て液晶層6aにはコレステリールノナノエイトが0.72重量
％、液晶層6bにはCB−15が1.0重量％それぞれ添加され
ている。これらの液晶層6a,6bのねじれ方向は、互いに
逆方向であり、液晶層6aの液晶ねじれ角θ１は240゜
に、また液晶層6bの液晶ねじれ角θ２は270゜にそれぞ
れ設定されている。液晶セル１のセル厚d1は７μｍに、
また液晶セル２のセル厚d2は12μｍに設定されている。
液晶層6aのらせんピッチP1は14μｍに、液晶層6bのらせ
んピッチP2は20μｍに設定され、配向膜5a,5b上のプレ
ティルト角は約８゜に設定されている。偏光板8a,8bは
ヨウ素系偏光板からなり、両偏光板8a,8bの偏光軸は互
いに30゜偏らせてある。
てガラス基板が用いられ、透明電極4a,4b,4c,4dは、ITO
をスパッタ蒸着し所望のパターンにエッチングすること
によって形成されている。透明電極4a,4b,4c,4dの厚み
は、約1500Åとされている。配向膜5a,5bは、ポリイミ
ド膜を約500Åの膜厚にスピンコートして形成され、そ
の配向は膜上を布でラビング処理することによって与え
られている。第１の液晶セル１の液晶層6aをなす液晶材
料としてZLI−1691（メルク社製）が、また第２の液晶
セル２の液晶層6bをなす液晶材料としてZLI−3449−000
（メルク社製）がそれぞれ用いられ、光学活性物質とし
て液晶層6aにはコレステリールノナノエイトが0.72重量
％、液晶層6bにはCB−15が1.0重量％それぞれ添加され
ている。これらの液晶層6a,6bのねじれ方向は、互いに
逆方向であり、液晶層6aの液晶ねじれ角θ１は240゜
に、また液晶層6bの液晶ねじれ角θ２は270゜にそれぞ
れ設定されている。液晶セル１のセル厚d1は７μｍに、
また液晶セル２のセル厚d2は12μｍに設定されている。
液晶層6aのらせんピッチP1は14μｍに、液晶層6bのらせ
んピッチP2は20μｍに設定され、配向膜5a,5b上のプレ
ティルト角は約８゜に設定されている。偏光板8a,8bは
ヨウ素系偏光板からなり、両偏光板8a,8bの偏光軸は互
いに30゜偏らせてある。
このような各値の設定により、先述した第１式、第２
式、第３式、第４式などが満たされている。特に、第４
式が満たされていることによって、第２の液晶セル２の
液晶層6bに所定の電圧を印加した状態のもとで、第１の
液晶セル１の液晶層6aにオン・オフ電圧を印加して白黒
表示を行う一方、第２の液晶セル２の液晶層6bに電圧を
印加しない状態のもとで、第１の液晶セル１の液晶層6a
にオン・オフ電圧を印加して干渉色に基づく多色表示を
行う条件が与えられている。
式、第３式、第４式などが満たされている。特に、第４
式が満たされていることによって、第２の液晶セル２の
液晶層6bに所定の電圧を印加した状態のもとで、第１の
液晶セル１の液晶層6aにオン・オフ電圧を印加して白黒
表示を行う一方、第２の液晶セル２の液晶層6bに電圧を
印加しない状態のもとで、第１の液晶セル１の液晶層6a
にオン・オフ電圧を印加して干渉色に基づく多色表示を
行う条件が与えられている。
次に、第５図（ａ）および第５図（ｂ）を参照して上
記２層型液晶表示装置を白黒表示および多色表示の状態
に駆動する動作について説明する。
記２層型液晶表示装置を白黒表示および多色表示の状態
に駆動する動作について説明する。
第２の液晶セル２に電圧印加をした状態のもとで、第
１の液晶セル１の透明電極4a,4b間に選択的にオン・オ
フ電圧（ここではオン電圧として約2.0V、オフ電圧とし
て約2.2V）を印加すると、第１の実施例の場合と同様の
動作によって光の透過と遮断がオン・オフ電圧に応じて
行われる。すなわち、第５図（ａ）に示すようにオフ電
圧が印加されている画素部分では赤色光R,緑色光Ｇ、青
色光Ｂがいずれも透過して白色となる一方、オン電圧が
印加されている画素部分では赤色光Ｒ、緑色光Ｇ、青色
光Ｂのすべてが遮断されて、黒色となり、全体として白
黒表示が行われる。このとき、第２の液晶セル２が補正
セルとして働いて、干渉色のない適正な白黒表示が行わ
れることは、第１の実施例の場合と同様である。
１の液晶セル１の透明電極4a,4b間に選択的にオン・オ
フ電圧（ここではオン電圧として約2.0V、オフ電圧とし
て約2.2V）を印加すると、第１の実施例の場合と同様の
動作によって光の透過と遮断がオン・オフ電圧に応じて
行われる。すなわち、第５図（ａ）に示すようにオフ電
圧が印加されている画素部分では赤色光R,緑色光Ｇ、青
色光Ｂがいずれも透過して白色となる一方、オン電圧が
印加されている画素部分では赤色光Ｒ、緑色光Ｇ、青色
光Ｂのすべてが遮断されて、黒色となり、全体として白
黒表示が行われる。このとき、第２の液晶セル２が補正
セルとして働いて、干渉色のない適正な白黒表示が行わ
れることは、第１の実施例の場合と同様である。
一方、第２の液晶セル２に電圧印加をしない状態のも
とで、第１の液晶セル１に上述した場合と同様にオン・
オフ電圧を印加すると、第５図（ｂ）に示すように、オ
フ電圧が印加されている画素部分では、青色光Ｂだけ透
過率が大きくなって青色となるのに対して、オン電圧が
印加されている画素部分では緑色光Ｇだけ透過率が大き
くなって緑色となり、全体として青色と緑色の表示が行
われる。
とで、第１の液晶セル１に上述した場合と同様にオン・
オフ電圧を印加すると、第５図（ｂ）に示すように、オ
フ電圧が印加されている画素部分では、青色光Ｂだけ透
過率が大きくなって青色となるのに対して、オン電圧が
印加されている画素部分では緑色光Ｇだけ透過率が大き
くなって緑色となり、全体として青色と緑色の表示が行
われる。
第２の液晶セル２をスタティック駆動して画面全体を
電圧印加状態から電圧非印加状態に切り換える場合に
は、画面全体が白黒表示から青色と緑印加の２色表示に
切り換えるだけだが、単純マルチプレックス方式を採用
して、第２の液晶セル２における電圧印加状態を任意に
選択した一部の画素群だけ電圧非印加状態に切り換える
と、他の画素部が白黒表示されている状態のもとで、選
択した一部の画素群が青色と緑色の２色表示に切り換え
られることになり、全体としてマルチカラー表示が実現
される。
電圧印加状態から電圧非印加状態に切り換える場合に
は、画面全体が白黒表示から青色と緑印加の２色表示に
切り換えるだけだが、単純マルチプレックス方式を採用
して、第２の液晶セル２における電圧印加状態を任意に
選択した一部の画素群だけ電圧非印加状態に切り換える
と、他の画素部が白黒表示されている状態のもとで、選
択した一部の画素群が青色と緑色の２色表示に切り換え
られることになり、全体としてマルチカラー表示が実現
される。
第６図は第３の実施例の電圧−光透過率特性を示す特
性図であり、そのうち第６図（ａ）は白黒表示の場合を
示し、第６図（ｂ）は多色表示の場合を示す。この実施
例が適用される２層型液晶表示装置の概略的な構成は第
１の実施例の場合の２層型液晶表示装置と同じであるの
で、第２の実施例の場合と同様にここでは第１図をその
まま参照して各部材の詳細を説明する。
性図であり、そのうち第６図（ａ）は白黒表示の場合を
示し、第６図（ｂ）は多色表示の場合を示す。この実施
例が適用される２層型液晶表示装置の概略的な構成は第
１の実施例の場合の２層型液晶表示装置と同じであるの
で、第２の実施例の場合と同様にここでは第１図をその
まま参照して各部材の詳細を説明する。
この２層型液晶表示装置では、第１の液晶セル１の液
晶層6aおよび第２の液晶セル２の液晶層6bをなす液晶材
料としてZLI−1691が用いられ、光学活性物質として液
晶層6aにはコレステリールノナノエイトが0.63重量％，
液晶層6bにはCB−15が0.93重量％添加されている。これ
らの液晶層6a,6bのねじれ方向は互いに逆方向であり、
液晶層6a,6bの液晶ねじれ角θ1,θ２はともに240゜に設
定されている。液晶セル１のセル厚d1は８μｍに、また
液晶セル２のセル厚d2は7.5μｍに設定されている。さ
らに液晶層6aのらせんピッチp1は16μｍに、液晶層6bの
らせんピッチp2は15μｍに設定されている。偏光板8a,8
bの偏光軸の偏りは０゜に設定されている。その他の値
については、第２の実施例の場合と同じである。
晶層6aおよび第２の液晶セル２の液晶層6bをなす液晶材
料としてZLI−1691が用いられ、光学活性物質として液
晶層6aにはコレステリールノナノエイトが0.63重量％，
液晶層6bにはCB−15が0.93重量％添加されている。これ
らの液晶層6a,6bのねじれ方向は互いに逆方向であり、
液晶層6a,6bの液晶ねじれ角θ1,θ２はともに240゜に設
定されている。液晶セル１のセル厚d1は８μｍに、また
液晶セル２のセル厚d2は7.5μｍに設定されている。さ
らに液晶層6aのらせんピッチp1は16μｍに、液晶層6bの
らせんピッチp2は15μｍに設定されている。偏光板8a,8
bの偏光軸の偏りは０゜に設定されている。その他の値
については、第２の実施例の場合と同じである。
このような各値の設定により、先述した第１式、第２
式、第３式、第５式などが満たされている。特に、第５
式が満たされていることによって、第２の液晶セル２の
液晶層6bに電圧を印加しない状態のもとで、第１の液晶
セル１の液晶層6aにオン・オフ電圧を印加して白黒表示
を行う一方、第２の液晶セル２の液晶層6bに所定の電圧
を印加した状態のもとで、第１の液晶セル１の液晶層6a
にオン・オフ電圧を印加して干渉色に基づく多色表示を
行う条件が与えられている。
式、第３式、第５式などが満たされている。特に、第５
式が満たされていることによって、第２の液晶セル２の
液晶層6bに電圧を印加しない状態のもとで、第１の液晶
セル１の液晶層6aにオン・オフ電圧を印加して白黒表示
を行う一方、第２の液晶セル２の液晶層6bに所定の電圧
を印加した状態のもとで、第１の液晶セル１の液晶層6a
にオン・オフ電圧を印加して干渉色に基づく多色表示を
行う条件が与えられている。
次に、第６図（ａ）および第６図（ｂ）を参照して、
上記２層型液晶表示装置を白黒表示および多色表示の状
態に駆動する動作について説明する。
上記２層型液晶表示装置を白黒表示および多色表示の状
態に駆動する動作について説明する。
第２の液晶セル２に電圧印加をしない状態のもとで、
第１の液晶セル１の透明電極4a,4b間に選択的にオン・
オフ電圧（ここではオン電圧として約2.0V,オフ電圧と
して約2.2V）を印加すると、第１の実施例の場合と同様
の動作によって光の透過と遮断がオン・オフ電圧に応じ
て行われる。すなわち、第６図（ａ）に示すようにオフ
電圧が印加されている画素部分では赤色光Ｒ、緑色光
Ｇ、青色光Ｂがいずれも透過して白色となる一方、オン
電圧が印加されている画素部分では赤色光Ｒ、緑色光
Ｇ、青色光Ｂのすべてが遮断されて黒色となり、全体と
して白黒表示が行われる。このとき、第２の液晶セル２
が補正セルとして働いて、干渉色のない適正な白黒表示
が行われることは、第１の実施例の場合と同様である。
第１の液晶セル１の透明電極4a,4b間に選択的にオン・
オフ電圧（ここではオン電圧として約2.0V,オフ電圧と
して約2.2V）を印加すると、第１の実施例の場合と同様
の動作によって光の透過と遮断がオン・オフ電圧に応じ
て行われる。すなわち、第６図（ａ）に示すようにオフ
電圧が印加されている画素部分では赤色光Ｒ、緑色光
Ｇ、青色光Ｂがいずれも透過して白色となる一方、オン
電圧が印加されている画素部分では赤色光Ｒ、緑色光
Ｇ、青色光Ｂのすべてが遮断されて黒色となり、全体と
して白黒表示が行われる。このとき、第２の液晶セル２
が補正セルとして働いて、干渉色のない適正な白黒表示
が行われることは、第１の実施例の場合と同様である。
一方、第２の液晶セル２に所定の電圧を印加した状態
のもとで、第１の液晶セル１に上述した場合と同様にオ
ン・オフ電圧を印加すると、第６図（ｂ）に示すように
オフ電圧が印加されている画素部分では赤色光Ｒと緑色
光Ｇとがある程度の遮断率を示して黄色となるのに対し
て、オン電圧が印加されている画素部分では赤色光Ｒ、
緑色光Ｇ、青色光Ｂがいずれも透過して白色となり、全
体として黄色と白色の２色表示が行われる。第２の液晶
セル２をスタティック駆動して画面全体を電圧非印加状
態から電圧印加状態に切り換える場合には、画面全体が
白黒表示から黄色と白色の２色表示に切り換わるだけだ
が、単純マルチプレックス駆動方式を採用して第２の液
晶セル２における電圧非印加非印加状態を任意に選択し
た一部の画素群だけ電圧印加状態に切り換えると、他の
画素群が白黒表示されている状態のもとで、選択した一
部の画素群が黄色と白色の２色表示に切り換えられるこ
とになり、全体としてマルチカラー表示が実現される。
のもとで、第１の液晶セル１に上述した場合と同様にオ
ン・オフ電圧を印加すると、第６図（ｂ）に示すように
オフ電圧が印加されている画素部分では赤色光Ｒと緑色
光Ｇとがある程度の遮断率を示して黄色となるのに対し
て、オン電圧が印加されている画素部分では赤色光Ｒ、
緑色光Ｇ、青色光Ｂがいずれも透過して白色となり、全
体として黄色と白色の２色表示が行われる。第２の液晶
セル２をスタティック駆動して画面全体を電圧非印加状
態から電圧印加状態に切り換える場合には、画面全体が
白黒表示から黄色と白色の２色表示に切り換わるだけだ
が、単純マルチプレックス駆動方式を採用して第２の液
晶セル２における電圧非印加非印加状態を任意に選択し
た一部の画素群だけ電圧印加状態に切り換えると、他の
画素群が白黒表示されている状態のもとで、選択した一
部の画素群が黄色と白色の２色表示に切り換えられるこ
とになり、全体としてマルチカラー表示が実現される。
発明の効果 以上のように本発明の液晶表示装置の駆動方法によれ
ば、液晶表示装置を構成する液晶セルを透過する光が予
め定める色彩光となるように、前記各液晶セル毎に印加
する電圧を決定し、前記液晶セルを通過する光を混色さ
せ前記色彩光の混合色を表示することによって、液晶表
示装置から多くの色を表示させることができ、カラーフ
ィルター層を設けず、また偏光板の配置を変更する必要
がない、比較的構造の簡単な多相構造の液晶表示装置に
よって、表示品位の良好な多色表示を行うことができ
る。これによって液晶表示装置の利用範囲が拡大され
る。
ば、液晶表示装置を構成する液晶セルを透過する光が予
め定める色彩光となるように、前記各液晶セル毎に印加
する電圧を決定し、前記液晶セルを通過する光を混色さ
せ前記色彩光の混合色を表示することによって、液晶表
示装置から多くの色を表示させることができ、カラーフ
ィルター層を設けず、また偏光板の配置を変更する必要
がない、比較的構造の簡単な多相構造の液晶表示装置に
よって、表示品位の良好な多色表示を行うことができ
る。これによって液晶表示装置の利用範囲が拡大され
る。
第１図は本発明の駆動方式が適用される２層型液晶表示
装置の概略的な構成を示す縦断面図、第２図はその２層
型液晶表示装置の各液晶層における液晶分子のねじれ方
向を示す説明図、第３図はその２層型液晶表示装置の各
液晶層の液晶ねじれ角とコントラスト比との関係を示す
特性図、第４図は本発明の第１の実施例の電圧−光透過
率特性を示す特性図、第５図は本発明の第２の実施例の
電圧−光透過率特性を示す特性図、第６図は本発明の第
３の実施例の電圧−光透過率特性を示す特性図である。 1,2……液晶セル、3a,3b,3c……透明基板、4a,4b,4c,4d
……透明電極、6a,6b……液晶層、8a,8b……偏光板
装置の概略的な構成を示す縦断面図、第２図はその２層
型液晶表示装置の各液晶層における液晶分子のねじれ方
向を示す説明図、第３図はその２層型液晶表示装置の各
液晶層の液晶ねじれ角とコントラスト比との関係を示す
特性図、第４図は本発明の第１の実施例の電圧−光透過
率特性を示す特性図、第５図は本発明の第２の実施例の
電圧−光透過率特性を示す特性図、第６図は本発明の第
３の実施例の電圧−光透過率特性を示す特性図である。 1,2……液晶セル、3a,3b,3c……透明基板、4a,4b,4c,4d
……透明電極、6a,6b……液晶層、8a,8b……偏光板
Claims (1)
- 【請求項１】複数の液晶セルが積層され、前記液晶セル
の両側に偏光板が設けられ、前記各液晶セルは２枚の透
明基板間で液晶分子がねじれ配向され、前記各液晶セル
の液晶分子は互いに逆方向にねじれ配向され、印加され
る電圧に応答して異なった色彩光を透過するように液晶
層の屈折率異方性、液晶層厚および液晶分子のねじれ角
が設定され、前記各液晶セルの△ｎ・ｄはそれぞれ 1.0＜｜△ｎ・d|＜3.5 と設定された液晶表示装置の駆動方法において、 前記液晶セルを透過する光が予め定める色彩光となるよ
うに、前記各液晶セル毎に印加する電圧を決定し、前記
液晶セルを通過する光を混色させ前記色彩光の混合色を
表示することを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63294373A JP2598495B2 (ja) | 1988-11-21 | 1988-11-21 | 液晶表示装置の駆動方法 |
| DE68925468T DE68925468T2 (de) | 1988-11-21 | 1989-11-21 | Ansteuerungsverfahren einer mehrschichtigen Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung |
| US07/439,876 US5090794A (en) | 1988-11-21 | 1989-11-21 | Method for driving a multi-layered-type liquid crystal display device |
| EP89312086A EP0370773B1 (en) | 1988-11-21 | 1989-11-21 | Method for driving a multi-layered-type liquid crystal display device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63294373A JP2598495B2 (ja) | 1988-11-21 | 1988-11-21 | 液晶表示装置の駆動方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02140720A JPH02140720A (ja) | 1990-05-30 |
| JP2598495B2 true JP2598495B2 (ja) | 1997-04-09 |
Family
ID=17806877
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63294373A Expired - Lifetime JP2598495B2 (ja) | 1988-11-21 | 1988-11-21 | 液晶表示装置の駆動方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5090794A (ja) |
| EP (1) | EP0370773B1 (ja) |
| JP (1) | JP2598495B2 (ja) |
| DE (1) | DE68925468T2 (ja) |
Families Citing this family (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5264952A (en) * | 1989-11-20 | 1993-11-23 | Sharp Kabushiki Kaisha | Two celled color liquid crystal display device |
| JPH0498223A (ja) * | 1990-08-17 | 1992-03-30 | Nec Corp | 液晶素子 |
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