JP2829149B2 - 液晶表示装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示装置に関し、
さらに詳しくはワードプロセッサ、ノート型パソコンな
どのＯＡ（オフィスオートメーション）機器や、各種映
像機器およびゲーム機器などに好適に実施される反射型
液晶表示装置に関する。
さらに詳しくはワードプロセッサ、ノート型パソコンな
どのＯＡ（オフィスオートメーション）機器や、各種映
像機器およびゲーム機器などに好適に実施される反射型
液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】液晶表示装置は、時計、電卓、コンピュ
ータ端末、ワードプロセッサあるいはＴＶ受像機など、
現在、広い分野に亘って利用されている。これらの用途
に用いられる代表的な表示モードは、液晶表示素子内の
液晶分子を初期配向としてほぼ９０度捩る、いわゆるＴ
Ｎ（Twisted Nematic）モードである。
ータ端末、ワードプロセッサあるいはＴＶ受像機など、
現在、広い分野に亘って利用されている。これらの用途
に用いられる代表的な表示モードは、液晶表示素子内の
液晶分子を初期配向としてほぼ９０度捩る、いわゆるＴ
Ｎ（Twisted Nematic）モードである。
【０００３】ＴＮモードは、一組の偏光板の間に液晶表
示素子を配置し、この液晶表示素子の光学的性質、すな
わち電圧無印加時の旋光特性と、電圧印加時の偏光解消
特性とを利用してモノクロ（白黒）表示を行うものであ
る。
示素子を配置し、この液晶表示素子の光学的性質、すな
わち電圧無印加時の旋光特性と、電圧印加時の偏光解消
特性とを利用してモノクロ（白黒）表示を行うものであ
る。
【０００４】また、カラー表示に関しては、液晶表示素
子内にたとえば赤色、青色、緑色の各カラーフィルタを
設け、ＴＮモードにおける上述の光スイッチング特性を
利用し、加色混合によってマルチカラー表示あるいはフ
ルカラー表示を行う。上記カラー表示方式は、現在、ア
クティブマトリクス駆動や単純マトリクス駆動を適用し
た、携帯可能ないわゆるポケット液晶テレビのディスプ
レイに採用されている。
子内にたとえば赤色、青色、緑色の各カラーフィルタを
設け、ＴＮモードにおける上述の光スイッチング特性を
利用し、加色混合によってマルチカラー表示あるいはフ
ルカラー表示を行う。上記カラー表示方式は、現在、ア
クティブマトリクス駆動や単純マトリクス駆動を適用し
た、携帯可能ないわゆるポケット液晶テレビのディスプ
レイに採用されている。
【０００５】ワードプロセッサ用ディスプレイとして広
く使用されている表示モードとしては、上記ＴＮモード
と類似の液晶表示素子構造であり、液晶分子の捩れ角を
１８０度〜２７０度に設定する、ＳＴＮ(Super Twisted
Nematic）モードがあげられる。このＳＴＮモードの特
徴は、液晶分子の捩れ角の９０度以上の増大と、偏光板
設置角の最適化とによって、印加電圧の増加に伴う急激
な分子配向変形を液晶の複屈折変化に反映させ、鋭いし
きい値を有する電気光学特性を実現するものである。し
たがって、単純マトリクス駆動に適する。
く使用されている表示モードとしては、上記ＴＮモード
と類似の液晶表示素子構造であり、液晶分子の捩れ角を
１８０度〜２７０度に設定する、ＳＴＮ(Super Twisted
Nematic）モードがあげられる。このＳＴＮモードの特
徴は、液晶分子の捩れ角の９０度以上の増大と、偏光板
設置角の最適化とによって、印加電圧の増加に伴う急激
な分子配向変形を液晶の複屈折変化に反映させ、鋭いし
きい値を有する電気光学特性を実現するものである。し
たがって、単純マトリクス駆動に適する。
【０００６】一方、このＳＴＮモードの短所としては、
液晶の複屈折によって表示の背景色として、黄緑や濃紺
の色付きを呈することである。この改善策として、表示
用ＳＴＮパネルに光学補償用パネルやポリカーボネイト
などの高分子で形成される位相差板を重合わせることに
よって色補償を行い、白黒表示を可能とする液晶表示素
子が提案されている。現在、この液晶表示素子構造のも
のがいわゆるペーパーホワイトＬＣＤとして市場に出回
っている。また、ＳＴＮモードにおけるカラー表示に関
しては、前述のＴＮモードと同様の動作原理で、マルチ
カラー表示またはフルカラー表示が可能となる。
液晶の複屈折によって表示の背景色として、黄緑や濃紺
の色付きを呈することである。この改善策として、表示
用ＳＴＮパネルに光学補償用パネルやポリカーボネイト
などの高分子で形成される位相差板を重合わせることに
よって色補償を行い、白黒表示を可能とする液晶表示素
子が提案されている。現在、この液晶表示素子構造のも
のがいわゆるペーパーホワイトＬＣＤとして市場に出回
っている。また、ＳＴＮモードにおけるカラー表示に関
しては、前述のＴＮモードと同様の動作原理で、マルチ
カラー表示またはフルカラー表示が可能となる。
【０００７】また、広い視野角を要求する場合には、液
晶分子に分子の長軸方向と短軸方向とで吸光度の異なる
色素（二色性色素）を添加する、いわゆるＧＨ（ゲスト
ホスト）モードが使用される。このＧＨモードは、偏光
板を使用するＨｅｉｌｍｅｉｅｒ型と、偏向板を使用し
ないＷｈｉｔｅ−Ｔａｙｌｏｒ型（相転移型）、および
２層型などに分類できるが、いずれの型であっても動作
原理としては、色素の配向を電圧による液晶分子の配向
を介して制御し、色素分子方向の吸光度差を表示に利用
するものである。またカラー表示に関しては、色素とし
て、可視光の一部の波長を吸収する色素を用いるか、黒
色となる色素を使用したＧＨモード液晶表示素子に有色
フィルタを組合わせればカラー表示が可能となる。な
お、ＴＮモード、ＳＴＮモード、ＧＨモードの詳細な動
作原理は、日本学術振興会第１４２委員会編「液晶デバ
イスハンドブック」（１９８９）Ｐ．３１５〜３４６に
記載されている。
晶分子に分子の長軸方向と短軸方向とで吸光度の異なる
色素（二色性色素）を添加する、いわゆるＧＨ（ゲスト
ホスト）モードが使用される。このＧＨモードは、偏光
板を使用するＨｅｉｌｍｅｉｅｒ型と、偏向板を使用し
ないＷｈｉｔｅ−Ｔａｙｌｏｒ型（相転移型）、および
２層型などに分類できるが、いずれの型であっても動作
原理としては、色素の配向を電圧による液晶分子の配向
を介して制御し、色素分子方向の吸光度差を表示に利用
するものである。またカラー表示に関しては、色素とし
て、可視光の一部の波長を吸収する色素を用いるか、黒
色となる色素を使用したＧＨモード液晶表示素子に有色
フィルタを組合わせればカラー表示が可能となる。な
お、ＴＮモード、ＳＴＮモード、ＧＨモードの詳細な動
作原理は、日本学術振興会第１４２委員会編「液晶デバ
イスハンドブック」（１９８９）Ｐ．３１５〜３４６に
記載されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従来の液晶表示装置で
は、液晶表示素子の画素に十分な印加電圧を保持するこ
とができず良好な表示が得られなかった。 また、偏光板
を使用する表示モードでは、偏光板の光学的性質によっ
て、少なくとも光利用率は５０％以下に減少する。した
がって、反射型ディスプレイや投射型ディスプレイに要
望されるいわゆる明るい表示を実現するためには、偏光
板不要型表示モードの方が有利となる。この観点から前
述の表示モードの中から候補となるのは、Ｗｈｉｔｅ−
Ｔａｙｌｏｒ型（相転移型）ＧＨモード、２層型ＧＨモ
ードである。
は、液晶表示素子の画素に十分な印加電圧を保持するこ
とができず良好な表示が得られなかった。 また、偏光板
を使用する表示モードでは、偏光板の光学的性質によっ
て、少なくとも光利用率は５０％以下に減少する。した
がって、反射型ディスプレイや投射型ディスプレイに要
望されるいわゆる明るい表示を実現するためには、偏光
板不要型表示モードの方が有利となる。この観点から前
述の表示モードの中から候補となるのは、Ｗｈｉｔｅ−
Ｔａｙｌｏｒ型（相転移型）ＧＨモード、２層型ＧＨモ
ードである。
【０００９】この両者の表示モードを比較すると、２層
型ＧＨモードの方が、コントラスト、明るさの点で優れ
ていることが、すでに報告されている〔Proc. of the S
ID．2514（1984）P.275]。しかしながら従来の２層型Ｇ
Ｈモードの液晶表示素子では、液晶層間に通常のガラス
基板を用いるため、視角によって上下液晶層間に視差が
生じ、表示がだぶるという欠点があった。
型ＧＨモードの方が、コントラスト、明るさの点で優れ
ていることが、すでに報告されている〔Proc. of the S
ID．2514（1984）P.275]。しかしながら従来の２層型Ｇ
Ｈモードの液晶表示素子では、液晶層間に通常のガラス
基板を用いるため、視角によって上下液晶層間に視差が
生じ、表示がだぶるという欠点があった。
【００１０】この改善策として液晶層間のガラス厚を極
めて薄くすることが考えられるが、取扱いに難点がある
こと、液晶表示素子厚制御が難しいことなどの問題があ
る。したがって、比較的大面積で精細度の高いディスプ
レイには適用はできない。
めて薄くすることが考えられるが、取扱いに難点がある
こと、液晶表示素子厚制御が難しいことなどの問題があ
る。したがって、比較的大面積で精細度の高いディスプ
レイには適用はできない。
【００１１】また、上述の視差に対しては、Ｗｈｉｔｅ
−Ｔａｙｌｏｒ型ＧＨモードの方が１層で構成されるた
め適するが、表示精度の点では上述のように劣り、特に
多色表示の場合にはマイクロカラーフィルタを用いる必
要性から明るさが失われ、表示の精彩が劣っている。
−Ｔａｙｌｏｒ型ＧＨモードの方が１層で構成されるた
め適するが、表示精度の点では上述のように劣り、特に
多色表示の場合にはマイクロカラーフィルタを用いる必
要性から明るさが失われ、表示の精彩が劣っている。
【００１２】本発明は、上記課題を解消し、高精彩、か
つ明るい表示を行うことができる液晶表示装置を提供す
ることである。
つ明るい表示を行うことができる液晶表示装置を提供す
ることである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明は、一対の絶縁性
基板間に挾持された液晶層と、一方の絶縁性基板に設け
られた複数の画素と、該画素毎に設けられ走査信号と駆
動信号から該画素に対応する駆動信号を出力するスイッ
チング素子と、該スイッチング素子と電気的に接続され
前記画素に対応する駆動信号を保持する信号保持手段と
を備えた液晶表示装置において、前記スイッチング素子
と前記信号保持手段に電気的に接続され、前記スイッチ
ング素子又は前記信号保持手段からの前記画素に対応す
る駆動信号によって前記画素に信号を供給するバッファ
を有することを特徴とする。また本発明は、一対の絶縁
性基板間に挟持された液晶層と、一方の絶縁性基板に設
けられた複数の画素と、該画素毎に設けられ走査信号と
駆動信号から該画素に対応する駆動信号を出力するスイ
ッチング素子と、該スイッチング素子と電気的に接続さ
れ前記画素に対応する駆動信号を保持する信号保持手段
とを備えた液晶表示素子を有する液晶表示装置におい
て、前記スイッチング素子毎に設けられた第１の信号保
持手段と第２の信号保持手段を有し、前記第１の信号保
持手段から前記画素に前記画素に対応する駆動信号を供
給する場合に、前記第２の信号保持手段に前記スイッチ
ング素子から次画面の表示に対応する駆動信号を供給す
る切り替え手段を有することを特徴とする。
基板間に挾持された液晶層と、一方の絶縁性基板に設け
られた複数の画素と、該画素毎に設けられ走査信号と駆
動信号から該画素に対応する駆動信号を出力するスイッ
チング素子と、該スイッチング素子と電気的に接続され
前記画素に対応する駆動信号を保持する信号保持手段と
を備えた液晶表示装置において、前記スイッチング素子
と前記信号保持手段に電気的に接続され、前記スイッチ
ング素子又は前記信号保持手段からの前記画素に対応す
る駆動信号によって前記画素に信号を供給するバッファ
を有することを特徴とする。また本発明は、一対の絶縁
性基板間に挟持された液晶層と、一方の絶縁性基板に設
けられた複数の画素と、該画素毎に設けられ走査信号と
駆動信号から該画素に対応する駆動信号を出力するスイ
ッチング素子と、該スイッチング素子と電気的に接続さ
れ前記画素に対応する駆動信号を保持する信号保持手段
とを備えた液晶表示素子を有する液晶表示装置におい
て、前記スイッチング素子毎に設けられた第１の信号保
持手段と第２の信号保持手段を有し、前記第１の信号保
持手段から前記画素に前記画素に対応する駆動信号を供
給する場合に、前記第２の信号保持手段に前記スイッチ
ング素子から次画面の表示に対応する駆動信号を供給す
る切り替え手段を有することを特徴とする。
【００１４】また本発明は、前記液晶表示素子への入射
光の波長を予め定める単位時間毎に変化させる光選択手
段を有することを特徴とする。 また本発明は、前記切り
替え手段は、前記スイッチング素子と前記一方の信号保
持手段の間に設けられたｎチャネルトランジスタと、前
記一方の信号保持手段と画素の間に設けられたｐチャネ
ルトランジスタと、前記スイッチング素子と前記他方の
信号保持手段の間に設けられたｐチャネルトランジスタ
と、前記他方の信号保持手段と画素の間に設けられたｎ
チャネルトランジスタとを有し、前記各トランジスタの
ゲートには、共通に単位時間毎にハイレベルとローレベ
ルの信号を供給することを特徴とする。
光の波長を予め定める単位時間毎に変化させる光選択手
段を有することを特徴とする。 また本発明は、前記切り
替え手段は、前記スイッチング素子と前記一方の信号保
持手段の間に設けられたｎチャネルトランジスタと、前
記一方の信号保持手段と画素の間に設けられたｐチャネ
ルトランジスタと、前記スイッチング素子と前記他方の
信号保持手段の間に設けられたｐチャネルトランジスタ
と、前記他方の信号保持手段と画素の間に設けられたｎ
チャネルトランジスタとを有し、前記各トランジスタの
ゲートには、共通に単位時間毎にハイレベルとローレベ
ルの信号を供給することを特徴とする。
【００１５】
【作用】請求項１の発明は、スイッチング素子と信号保
持手段に電気的に接続され、スイッチング素子又は信号
保持手段からの画素に対応する駆動信号によって画素に
信号を供給するバッファを設けることにより、信号保持
手段に保持された電荷は、直接液晶に印加されず、バッ
ファを介して液晶に電圧が印加されるため、信号保持容
量の保持している容量の低下を抑えることができ、信号
保持容量の容量の大小に関係なく良好な表示を得ること
ができる。
持手段に電気的に接続され、スイッチング素子又は信号
保持手段からの画素に対応する駆動信号によって画素に
信号を供給するバッファを設けることにより、信号保持
手段に保持された電荷は、直接液晶に印加されず、バッ
ファを介して液晶に電圧が印加されるため、信号保持容
量の保持している容量の低下を抑えることができ、信号
保持容量の容量の大小に関係なく良好な表示を得ること
ができる。
【００１６】また、請求項２の発明は、スイッチング素
子毎に設けられた第１の信号保持手段と第２の信号保持
手段を有し、第１の信号保持手段から前記画素に前記画
素に対応する駆動信号を供給する場合に、第２の信号保
持手段に前記スイッチング素子から次画面の表示に対応
する駆動信号を供給する切り替え手段をを設けることに
より、液晶表示素子の画面全体を一斉に次画面に切り替
えることが可能となり、表示品位の高い動画表示が可能
となる。
子毎に設けられた第１の信号保持手段と第２の信号保持
手段を有し、第１の信号保持手段から前記画素に前記画
素に対応する駆動信号を供給する場合に、第２の信号保
持手段に前記スイッチング素子から次画面の表示に対応
する駆動信号を供給する切り替え手段をを設けることに
より、液晶表示素子の画面全体を一斉に次画面に切り替
えることが可能となり、表示品位の高い動画表示が可能
となる。
【００１７】また、請求項３の発明は、液晶表示素子へ
の入射光の波長を予め定める単位時間毎に変化させる光
選択手段を設けることにより、時分割のカラー表示が可
能となり、面積区分のカラー表示に比べて解像度があが
り良好な表示状態が得られる。
の入射光の波長を予め定める単位時間毎に変化させる光
選択手段を設けることにより、時分割のカラー表示が可
能となり、面積区分のカラー表示に比べて解像度があが
り良好な表示状態が得られる。
【００１８】また、請求項４の発明は、複数の信号保持
手段とスイッチング素子及び画素をｎチャネルトランジ
スタ及びｐチャネルトランジスタを介して接続すること
により、各トランジスタのゲートに共通な信号を供給す
ることで、一方の信号保持手段から前記画素に前記画素
に対応する駆動信号を供給する場合に、他方の信号保持
手段に前記スイッチング素子から次画面の表示に対応す
る駆動信号を供給する切り替え手段を得ることができ、
複数の制御信号を生成する必要がなくなる。
手段とスイッチング素子及び画素をｎチャネルトランジ
スタ及びｐチャネルトランジスタを介して接続すること
により、各トランジスタのゲートに共通な信号を供給す
ることで、一方の信号保持手段から前記画素に前記画素
に対応する駆動信号を供給する場合に、他方の信号保持
手段に前記スイッチング素子から次画面の表示に対応す
る駆動信号を供給する切り替え手段を得ることができ、
複数の制御信号を生成する必要がなくなる。
【００１９】
【実施例】本発明は、白黒表示を行う反射型液晶表示素
子の上に電圧印加手段によって透過光の波長変換が可能
な色彩可変フィルタを設置し、このフィルタの色彩変化
に同期して上記反射型液晶表示素子の表示パターンを変
化させることによってマルチカラー表示もしくはフルカ
ラー表示を行うものである。すなわち、前記色彩可変フ
ィルタとして、たとえば赤、青、緑に対応する光の波長
を電圧印加状態で透過変化できるものを選択すると、色
彩可変フィルタの透過変化にタイミングを合わせて液晶
表示素子の表示パターンを変えることによって、所望の
カラー表示が可能である。液晶表示素子が中間階調表示
が可能であればフルカラー表示が可能となり、白黒表示
のみであれば８色のマルチカラー表示が可能となる。
子の上に電圧印加手段によって透過光の波長変換が可能
な色彩可変フィルタを設置し、このフィルタの色彩変化
に同期して上記反射型液晶表示素子の表示パターンを変
化させることによってマルチカラー表示もしくはフルカ
ラー表示を行うものである。すなわち、前記色彩可変フ
ィルタとして、たとえば赤、青、緑に対応する光の波長
を電圧印加状態で透過変化できるものを選択すると、色
彩可変フィルタの透過変化にタイミングを合わせて液晶
表示素子の表示パターンを変えることによって、所望の
カラー表示が可能である。液晶表示素子が中間階調表示
が可能であればフルカラー表示が可能となり、白黒表示
のみであれば８色のマルチカラー表示が可能となる。
【００２０】図１は、本発明の一実施例である液晶表示
装置１の概略的構成を示す図である。液晶表示装置１
は、反射型液晶表示素子２と、反射型液晶表示素子２に
積層される光選択手段３と、反射型液晶光素子２を駆動
する駆動回路４と、光選択手段３を駆動するフィルタ駆
動回路５と、液晶表示装置１に所望の色彩で所望の表示
を行うために駆動回路４およびフィルタ駆動回路５をそ
れぞれ制御する表示制御回路６とを含んで構成される。
装置１の概略的構成を示す図である。液晶表示装置１
は、反射型液晶表示素子２と、反射型液晶表示素子２に
積層される光選択手段３と、反射型液晶光素子２を駆動
する駆動回路４と、光選択手段３を駆動するフィルタ駆
動回路５と、液晶表示装置１に所望の色彩で所望の表示
を行うために駆動回路４およびフィルタ駆動回路５をそ
れぞれ制御する表示制御回路６とを含んで構成される。
【００２１】反射型液晶表示素子２は、アクティブマト
リクス型の液晶表示素子であり、透明基板７と、透明基
板７側からの入射光を反射する光反射手段が設けられる
基板８とを対向して配置し、透明基板７と基板８との間
に液晶９を介在して構成される。透明基板７の基板８に
対向する表面のほぼ全面には１枚の共通電極が形成さ
れ、基板８の透明基板７に対向する表面にはマトリクス
状に複数の表示電極が形成され、それぞれの電極の重な
る領域が表示領域（画素）となる。反射型液晶表示素子
２は、駆動回路４からの駆動電圧が共通電極および表示
電極間に印加され、所定の表示が行われる。駆動回路４
は、表示制御回路６からの表示制御信号によって制御さ
れる。
リクス型の液晶表示素子であり、透明基板７と、透明基
板７側からの入射光を反射する光反射手段が設けられる
基板８とを対向して配置し、透明基板７と基板８との間
に液晶９を介在して構成される。透明基板７の基板８に
対向する表面のほぼ全面には１枚の共通電極が形成さ
れ、基板８の透明基板７に対向する表面にはマトリクス
状に複数の表示電極が形成され、それぞれの電極の重な
る領域が表示領域（画素）となる。反射型液晶表示素子
２は、駆動回路４からの駆動電圧が共通電極および表示
電極間に印加され、所定の表示が行われる。駆動回路４
は、表示制御回路６からの表示制御信号によって制御さ
れる。
【００２２】光選択手段３は、シアンフィルタ１９Ｃ、
マゼンタフィルタ１９Ｍ、黄色フィルタ１９Ｙがこの順
序で積層され、反射型液晶表示素子２の透明基板７側に
配置される。シアンフィルタ１９Ｃは、一対の透明基板
１０，１１の対向する表面の全面に亘って図示しない透
明電極をそれぞれ形成し、基板１０，１１間に後述する
シアンの二色性色素を含む液晶１２を介在して構成され
る。マゼンタフィルタ１９Ｍは一対の透明基板１３，１
４の対向する表面の全面に亘って図示しない透明電極を
それぞれ形成し、基板１３，１４間に後述するマゼンタ
の二色性色素を含む液晶１５を介在して構成される。黄
色フィルタ１９Ｙは、一対の透明基板１６，１７の対向
する表面の全面に亘って図示しない透明電極をそれぞれ
形成し、基板１６，１７間に後述する黄色の二色性色素
を含む液晶１８を介在して構成される。
マゼンタフィルタ１９Ｍ、黄色フィルタ１９Ｙがこの順
序で積層され、反射型液晶表示素子２の透明基板７側に
配置される。シアンフィルタ１９Ｃは、一対の透明基板
１０，１１の対向する表面の全面に亘って図示しない透
明電極をそれぞれ形成し、基板１０，１１間に後述する
シアンの二色性色素を含む液晶１２を介在して構成され
る。マゼンタフィルタ１９Ｍは一対の透明基板１３，１
４の対向する表面の全面に亘って図示しない透明電極を
それぞれ形成し、基板１３，１４間に後述するマゼンタ
の二色性色素を含む液晶１５を介在して構成される。黄
色フィルタ１９Ｙは、一対の透明基板１６，１７の対向
する表面の全面に亘って図示しない透明電極をそれぞれ
形成し、基板１６，１７間に後述する黄色の二色性色素
を含む液晶１８を介在して構成される。
【００２３】シアンフィルタ１９Ｃとマゼンタフィルタ
１９Ｍと黄色フィルタ１９Ｙとは、それぞれスイッチン
グ回路２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｙを介して交流電源２１か
らの交流電圧が供給される。スイッチング回路２０Ｃ，
２０Ｍ，２０Ｙは、表示制御回路６からの切換信号に基
づいて、選択的にシアンフィルタ１９Ｃ、マゼンタフィ
ルタ１９Ｍ、黄色フィルタ１９Ｙに交流電圧を印加し、
各フィルタを駆動する。このように各フィルタのオン／
オフを制御することによって、色の３原色である赤色
光、緑色光、青色光を反射型液晶表示素子２に入射させ
ることができる。下記の表１には、各フィルタの駆動状
態と入射光の色彩との対応関係が示されている。
１９Ｍと黄色フィルタ１９Ｙとは、それぞれスイッチン
グ回路２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｙを介して交流電源２１か
らの交流電圧が供給される。スイッチング回路２０Ｃ，
２０Ｍ，２０Ｙは、表示制御回路６からの切換信号に基
づいて、選択的にシアンフィルタ１９Ｃ、マゼンタフィ
ルタ１９Ｍ、黄色フィルタ１９Ｙに交流電圧を印加し、
各フィルタを駆動する。このように各フィルタのオン／
オフを制御することによって、色の３原色である赤色
光、緑色光、青色光を反射型液晶表示素子２に入射させ
ることができる。下記の表１には、各フィルタの駆動状
態と入射光の色彩との対応関係が示されている。
【００２４】
【表１】
【００２５】図２は、光選択手段３の基本的動作を示す
タイミングチャートである。時刻ｔ１から時刻ｔ３まで
の期間において、シアンフィルタ１９Ｃに電圧が印加さ
れる。液晶分子は、電圧を印加しても直ちに配向状態が
変化するわけではなく、一定の遷移期間τを必要とす
る。この期間τは、液晶分子の電界に対する応答回復速
度に対応している。したがって、時刻ｔ１に電圧の印加
が開始されても、実際にシアンフィルタ１９Ｃがその電
圧に応答して配向状態の変化が安定するのは、前記遷移
期間τ経過後の時刻ｔ２である。したがって、時刻ｔ２
から時刻ｔ３までの期間ＴＲにおいて、光選択手段３の
透過光は赤色光となる。
タイミングチャートである。時刻ｔ１から時刻ｔ３まで
の期間において、シアンフィルタ１９Ｃに電圧が印加さ
れる。液晶分子は、電圧を印加しても直ちに配向状態が
変化するわけではなく、一定の遷移期間τを必要とす
る。この期間τは、液晶分子の電界に対する応答回復速
度に対応している。したがって、時刻ｔ１に電圧の印加
が開始されても、実際にシアンフィルタ１９Ｃがその電
圧に応答して配向状態の変化が安定するのは、前記遷移
期間τ経過後の時刻ｔ２である。したがって、時刻ｔ２
から時刻ｔ３までの期間ＴＲにおいて、光選択手段３の
透過光は赤色光となる。
【００２６】以下同様に、マゼンタフィルタ１９Ｍ、黄
色フィルタ１９Ｙ、シアンフィルタ１９Ｃ、…の順で各
フィルタへの電圧の印加が繰返される。これによって、
期間ＴＧでは透過光は緑色光となり、期間ＴＢでは透過
光は青色光となり、以下同様に、赤色光、緑色光、青色
光、赤色光、…と繰返される。
色フィルタ１９Ｙ、シアンフィルタ１９Ｃ、…の順で各
フィルタへの電圧の印加が繰返される。これによって、
期間ＴＧでは透過光は緑色光となり、期間ＴＢでは透過
光は青色光となり、以下同様に、赤色光、緑色光、青色
光、赤色光、…と繰返される。
【００２７】図３は、駆動回路４の基本的構成を示す回
路図である。図３において、コンデンサ３１は、反射型
液晶表示素子２における１表示領域（１絵素）の液晶を
表している。駆動回路４は、信号走査部３２と、信号保
持用コンデンサ３３と、絵素駆動部３４とを含んで構成
される。信号走査部３２は、ＮチャネルＭＯＳトランジ
スタ３６であり、表示制御回路６からの走査信号ＶＤが
ゲートに与えられ、駆動信号ＶＳがソースに与えられ、
ドレインは信号保持用コンデンサ３３と、絵素駆動部３
４であるバッファ回路３５とに接続されている。バッフ
ァ回路３５には、液晶駆動電圧Ｖ０が供給され、バッフ
ァ回路３５からの出力電圧が液晶３１に印加される。
路図である。図３において、コンデンサ３１は、反射型
液晶表示素子２における１表示領域（１絵素）の液晶を
表している。駆動回路４は、信号走査部３２と、信号保
持用コンデンサ３３と、絵素駆動部３４とを含んで構成
される。信号走査部３２は、ＮチャネルＭＯＳトランジ
スタ３６であり、表示制御回路６からの走査信号ＶＤが
ゲートに与えられ、駆動信号ＶＳがソースに与えられ、
ドレインは信号保持用コンデンサ３３と、絵素駆動部３
４であるバッファ回路３５とに接続されている。バッフ
ァ回路３５には、液晶駆動電圧Ｖ０が供給され、バッフ
ァ回路３５からの出力電圧が液晶３１に印加される。
【００２８】ハイレベルの走査信号ＶＤが前記トランジ
スタ３６のゲートに与えられると、トランジスタ３６
は、ＯＮ状態となり、駆動信号ＶＳがバッファ回路３５
を介して液晶３１に与えられる。また、前記駆動信号Ｖ
Ｓは信号保持用コンデンサ３３にも与えられ、次の走査
信号ＶＤがトランジスタ３６のゲートに与えられるまで
の期間、前記駆動信号ＶＳは信号保持用コンデンサ３３
によって保持される。
スタ３６のゲートに与えられると、トランジスタ３６
は、ＯＮ状態となり、駆動信号ＶＳがバッファ回路３５
を介して液晶３１に与えられる。また、前記駆動信号Ｖ
Ｓは信号保持用コンデンサ３３にも与えられ、次の走査
信号ＶＤがトランジスタ３６のゲートに与えられるまで
の期間、前記駆動信号ＶＳは信号保持用コンデンサ３３
によって保持される。
【００２９】一方、アクティブマトリクス型の反射型液
晶表示素子２において、走査電極数（ゲート電極数）を
Ｎとし、信号電極数（ソース電極数）をＭとすると、駆
動方法として下記の２つの駆動方法が提案される。
晶表示素子２において、走査電極数（ゲート電極数）を
Ｎとし、信号電極数（ソース電極数）をＭとすると、駆
動方法として下記の２つの駆動方法が提案される。
【００３０】図４は、本発明の前提となる第１の駆動方
法を説明するためのタイミングチャートである。この第
１の駆動方法は、期間τ＋期間ＴＲ（ＴＧ，ＴＢ）の期
間に比べて極めて短時間でＮ個の走査電極を走査し、Ｎ
×Ｍの画素に所望の電荷を注入し、上記期間ＴＲ，Ｔ
Ｇ，ＴＢにほぼタイミングを合わせて表示する方法であ
る。
法を説明するためのタイミングチャートである。この第
１の駆動方法は、期間τ＋期間ＴＲ（ＴＧ，ＴＢ）の期
間に比べて極めて短時間でＮ個の走査電極を走査し、Ｎ
×Ｍの画素に所望の電荷を注入し、上記期間ＴＲ，Ｔ
Ｇ，ＴＢにほぼタイミングを合わせて表示する方法であ
る。
【００３１】図４（１）に示すようにまず期間τにおい
て反射型液晶表示素子２の走査電極Ｎ本すべてを走査
し、Ｎ×Ｍの画素に順次電荷を注入する。前記走査期間
τの開始時刻から信号電極に所望の駆動信号が印加さ
れ、液晶に所定の電圧が印加される。
て反射型液晶表示素子２の走査電極Ｎ本すべてを走査
し、Ｎ×Ｍの画素に順次電荷を注入する。前記走査期間
τの開始時刻から信号電極に所望の駆動信号が印加さ
れ、液晶に所定の電圧が印加される。
【００３２】液晶分子は、前述のように電圧無印加時に
おける配向状態から、電圧印加時における配向状態に変
化して安定するまでには一定の過渡期間が必要とされ
る。したがって、図４（２）に示すように、反射型液晶
表示素子２が安定した表示状態に至るまでには期間Ｗ１
を必要とする。期間Ｗ１は、期間τと反射型液晶表示素
子２に適用した表示モードの応答時間との総和とされ
る。
おける配向状態から、電圧印加時における配向状態に変
化して安定するまでには一定の過渡期間が必要とされ
る。したがって、図４（２）に示すように、反射型液晶
表示素子２が安定した表示状態に至るまでには期間Ｗ１
を必要とする。期間Ｗ１は、期間τと反射型液晶表示素
子２に適用した表示モードの応答時間との総和とされ
る。
【００３３】したがって、液晶表示素子２の走査期間の
開始時刻から期間Ｗ１経過後の時刻から、次の走査期間
の開始時刻までの表示期間ＤＲ，ＤＧ，ＤＢ，…におい
て、赤色、緑色、青色の３色の表示が順次行われる。こ
れによって、絵素毎に透過光を選択することによって、
加法混色の原理によって８色のマルチカラー表示が可能
である。また、液晶表示素子２において、中間階調表示
が可能である場合は、フルカラー表示が可能となる。
開始時刻から期間Ｗ１経過後の時刻から、次の走査期間
の開始時刻までの表示期間ＤＲ，ＤＧ，ＤＢ，…におい
て、赤色、緑色、青色の３色の表示が順次行われる。こ
れによって、絵素毎に透過光を選択することによって、
加法混色の原理によって８色のマルチカラー表示が可能
である。また、液晶表示素子２において、中間階調表示
が可能である場合は、フルカラー表示が可能となる。
【００３４】なお、図４では、走査電極Ｎ本をすべて走
査する期間として、前記光選択手段３における遷移期間
τを選んだけれども、期間τに限定するものではなく、
走査期間τは可能な限り短時間の方が、良好な色彩でか
つ明るい表示を得る上で好ましい。また、走査期間τで
は、３色のうち２色が混在した光漏れが生じているた
め、この期間τでは液晶表示素子２の表示を黒色とし、
期間ＴＲ，ＴＧ，ＴＢにおいて所望の表示パターンの走
査を行ってもよい。ただし、この場合でも、より明るい
表示を得る上では、遷移期間τと、走査期間τとができ
る限り短時間の方が望ましい。さらに、図４において期
間Ｗ１は、走査期間τと液晶表示素子２に適用した表示
モードの応答時間との総和となっており、期間Ｗ１を短
くする必要から、走査期間τとともに表示モードの応答
速度も高速であることが望ましい。
査する期間として、前記光選択手段３における遷移期間
τを選んだけれども、期間τに限定するものではなく、
走査期間τは可能な限り短時間の方が、良好な色彩でか
つ明るい表示を得る上で好ましい。また、走査期間τで
は、３色のうち２色が混在した光漏れが生じているた
め、この期間τでは液晶表示素子２の表示を黒色とし、
期間ＴＲ，ＴＧ，ＴＢにおいて所望の表示パターンの走
査を行ってもよい。ただし、この場合でも、より明るい
表示を得る上では、遷移期間τと、走査期間τとができ
る限り短時間の方が望ましい。さらに、図４において期
間Ｗ１は、走査期間τと液晶表示素子２に適用した表示
モードの応答時間との総和となっており、期間Ｗ１を短
くする必要から、走査期間τとともに表示モードの応答
速度も高速であることが望ましい。
【００３５】図５は、本発明の一実施例の第２の駆動方
法の実行時に使用される駆動回路４ａの基本的構成を示
す回路図であり、図６は第２の駆動方法を説明するため
のタイミングチャートである。図５に示す駆動回路４ａ
は、前述の図３に示す駆動回路４と類似しており、対応
する構成には同一の参照符号を付す。駆動回路４ａで
は、信号走査部３２からの駆動信号を保持するために２
つの信号保持用コンデンサ３３ａ，３３ｂを設け、さら
に、信号走査部３２からの駆動信号をコンデンサ３３ａ
または３３ｂに切換えて与えるスイッチＳＷ１と、コン
デンサ３３ａまたは３３ｂに保持されている駆動信号を
絵素駆動部３４に切換えて与えるスイッチＳＷ２とを設
けている。
法の実行時に使用される駆動回路４ａの基本的構成を示
す回路図であり、図６は第２の駆動方法を説明するため
のタイミングチャートである。図５に示す駆動回路４ａ
は、前述の図３に示す駆動回路４と類似しており、対応
する構成には同一の参照符号を付す。駆動回路４ａで
は、信号走査部３２からの駆動信号を保持するために２
つの信号保持用コンデンサ３３ａ，３３ｂを設け、さら
に、信号走査部３２からの駆動信号をコンデンサ３３ａ
または３３ｂに切換えて与えるスイッチＳＷ１と、コン
デンサ３３ａまたは３３ｂに保持されている駆動信号を
絵素駆動部３４に切換えて与えるスイッチＳＷ２とを設
けている。
【００３６】第２の駆動方法は、上記駆動回路４ａを用
いて、所望の表示を行っている間に、次画面の駆動信号
を駆動回路４ａに書込む方法である。これによって、前
述の第１の駆動方法に比べ、すでに駆動回路４ａ内に駆
動信号が取込まれているため、高速走査を行う必要がな
く、したがって、走査電極駆動回路や信号電極駆動回路
の高速特性の要求が緩和される。
いて、所望の表示を行っている間に、次画面の駆動信号
を駆動回路４ａに書込む方法である。これによって、前
述の第１の駆動方法に比べ、すでに駆動回路４ａ内に駆
動信号が取込まれているため、高速走査を行う必要がな
く、したがって、走査電極駆動回路や信号電極駆動回路
の高速特性の要求が緩和される。
【００３７】図５および図６を参照して、各液晶（絵
素）３１がコンデンサ３３ｂに蓄積されている駆動信号
情報によって駆動されている間に、信号走査部３２およ
びスイッチＳＷ１を介して次に絵素に表示させるべき駆
動信号情報をコンデンサ３３ａに蓄積させておく。この
ような動作をＮ×Ｍの全絵素に対して行い、各画素の次
に表示させるべき駆動信号情報を液晶表示素子２（駆動
回路４）内に取込んだ後に適当なタイミングで各絵素に
対応して設けられているスイッチＳＷ１を端子ａ１に、
スイッチＳＷ２を端子ｂ２にそれぞれ切換える。このス
イッチＳＷ１，ＳＷ２の切換えによって、液晶表示素子
２の表示画面は瞬時に次の画面に切換わる。その後、次
に表示される駆動信号情報をコンデンサ３３ｂに蓄積
し、液晶表示素子２（駆動回路４）内に駆動信号情報を
取込んでおく。以下、上述の動作を繰返し、画面の切換
タイミング、すなわちスイッチＳＷ１，ＳＷ２の切換タ
イミングを光選択手段３の色彩変化のタイミングと同期
させることによって、カラー表示が可能となる。なお、
図６（４）において期間Ｗ２は液晶表示素子２に適用さ
れる表示モードの応答特性に対応しており、より短時間
であることが好ましい。
素）３１がコンデンサ３３ｂに蓄積されている駆動信号
情報によって駆動されている間に、信号走査部３２およ
びスイッチＳＷ１を介して次に絵素に表示させるべき駆
動信号情報をコンデンサ３３ａに蓄積させておく。この
ような動作をＮ×Ｍの全絵素に対して行い、各画素の次
に表示させるべき駆動信号情報を液晶表示素子２（駆動
回路４）内に取込んだ後に適当なタイミングで各絵素に
対応して設けられているスイッチＳＷ１を端子ａ１に、
スイッチＳＷ２を端子ｂ２にそれぞれ切換える。このス
イッチＳＷ１，ＳＷ２の切換えによって、液晶表示素子
２の表示画面は瞬時に次の画面に切換わる。その後、次
に表示される駆動信号情報をコンデンサ３３ｂに蓄積
し、液晶表示素子２（駆動回路４）内に駆動信号情報を
取込んでおく。以下、上述の動作を繰返し、画面の切換
タイミング、すなわちスイッチＳＷ１，ＳＷ２の切換タ
イミングを光選択手段３の色彩変化のタイミングと同期
させることによって、カラー表示が可能となる。なお、
図６（４）において期間Ｗ２は液晶表示素子２に適用さ
れる表示モードの応答特性に対応しており、より短時間
であることが好ましい。
【００３８】なお、図２において、シアンフィルタ１９
Ｃ、マゼンタフィルタ１９Ｍ、黄色フィルタ１９Ｙへの
各印加電圧の印加タイミングを適当に取ることによっ
て、２色（青と赤、赤と緑、緑と青）の混合を避けるこ
とは可能であり、それに伴い、図４に示す期間Ｗ１およ
び図６に示す期間Ｗ２の開始タイミングも適当に設計す
ることができる。さらに、反射型液晶表示素子２におい
ては、光反射手段以外の層、たとえば透明基板上、透明
電極界面、各種薄膜界面上での光反射が問題となるが、
これらの個所に反射防止膜を形成すれば、コントラスト
特性の向上に有効となる。
Ｃ、マゼンタフィルタ１９Ｍ、黄色フィルタ１９Ｙへの
各印加電圧の印加タイミングを適当に取ることによっ
て、２色（青と赤、赤と緑、緑と青）の混合を避けるこ
とは可能であり、それに伴い、図４に示す期間Ｗ１およ
び図６に示す期間Ｗ２の開始タイミングも適当に設計す
ることができる。さらに、反射型液晶表示素子２におい
ては、光反射手段以外の層、たとえば透明基板上、透明
電極界面、各種薄膜界面上での光反射が問題となるが、
これらの個所に反射防止膜を形成すれば、コントラスト
特性の向上に有効となる。
【００３９】ここで問題となるのは、各液晶素子の応答
特性である。人間の目が表示のフリッカを感じることの
ない周波数の下限は約３０Ｈｚであるため、上述の実施
例では、赤、青、緑の各色に対応して表示される許容時
間は約１０ｍｓｅｃである。１０ｍｓｅｃ間で十分な表
示を行わせるためには、光選択手段３と、反射型液晶表
示素子２とは、それぞれ応答速度が数ｍｓｅｃ以下で、
色変調および表示が実現可能なものが要求される。
特性である。人間の目が表示のフリッカを感じることの
ない周波数の下限は約３０Ｈｚであるため、上述の実施
例では、赤、青、緑の各色に対応して表示される許容時
間は約１０ｍｓｅｃである。１０ｍｓｅｃ間で十分な表
示を行わせるためには、光選択手段３と、反射型液晶表
示素子２とは、それぞれ応答速度が数ｍｓｅｃ以下で、
色変調および表示が実現可能なものが要求される。
【００４０】本件発明者は、上記応答特性を考慮し、各
種液晶表示素子を検討した結果、液晶表示モードとして
は、二色性色素を添加した相転移モード、高分子分散型
液晶表示モード、および強誘電性液晶表示モードが好ま
しく、反射型液晶表示素子としては、アクティブマトリ
クス駆動型の液晶表示素子が好ましいことを見い出し
た。特に、アクティブマトリクス駆動型液晶表示素子に
おいては、ＭＩＭやダイオードのような２端子型アクテ
ィブ素子、ａ−Ｓｉ、ｐ−Ｓｉなどを用いた薄膜トラン
ジスタ（ＴＦＴ）、単結晶シリコンや単結晶ＧａＡｓを
用いたＭＯＳ−ＦＥＴなどの３端子型アクティブ素子、
プラズマアドレス型液晶表示素子（Ｔ．Ｓ．Ｂｕｚａ
ｋ；ＳＩＤ９０ ＤＩＧＥＳＴ，Ｐ．４２０）や光走査
型液晶表示素子が使用可能である。この中でも特に、高
精細なディスプレイを量産性よく、実現するうえでは、
ａ−Ｓｉ ＴＦＴ−ＬＣＤやｐ−Ｓｉ ＴＦＴ−ＬＣＤ
および、単結晶シリコンＭＯＳ−ＦＥＴ−ＬＣＤが好ま
しい。また表示モードとしては、明るい反射型表示を得
るうえでは、偏光板不用型の二色性色素を添加した相転
移モード（ホワイトテイラーモード）、あるいは高分子
分散型液晶表示モードが望ましい。
種液晶表示素子を検討した結果、液晶表示モードとして
は、二色性色素を添加した相転移モード、高分子分散型
液晶表示モード、および強誘電性液晶表示モードが好ま
しく、反射型液晶表示素子としては、アクティブマトリ
クス駆動型の液晶表示素子が好ましいことを見い出し
た。特に、アクティブマトリクス駆動型液晶表示素子に
おいては、ＭＩＭやダイオードのような２端子型アクテ
ィブ素子、ａ−Ｓｉ、ｐ−Ｓｉなどを用いた薄膜トラン
ジスタ（ＴＦＴ）、単結晶シリコンや単結晶ＧａＡｓを
用いたＭＯＳ−ＦＥＴなどの３端子型アクティブ素子、
プラズマアドレス型液晶表示素子（Ｔ．Ｓ．Ｂｕｚａ
ｋ；ＳＩＤ９０ ＤＩＧＥＳＴ，Ｐ．４２０）や光走査
型液晶表示素子が使用可能である。この中でも特に、高
精細なディスプレイを量産性よく、実現するうえでは、
ａ−Ｓｉ ＴＦＴ−ＬＣＤやｐ−Ｓｉ ＴＦＴ−ＬＣＤ
および、単結晶シリコンＭＯＳ−ＦＥＴ−ＬＣＤが好ま
しい。また表示モードとしては、明るい反射型表示を得
るうえでは、偏光板不用型の二色性色素を添加した相転
移モード（ホワイトテイラーモード）、あるいは高分子
分散型液晶表示モードが望ましい。
【００４１】光選択手段３としては、表示面全面に亘っ
て透明電極が形成されている液晶素子が複数枚形成され
た構造であり、各液晶素子には可視光領域波長において
異なった波長で光吸収を、電圧印加時もしくは電圧無印
加時に呈示する。
て透明電極が形成されている液晶素子が複数枚形成され
た構造であり、各液晶素子には可視光領域波長において
異なった波長で光吸収を、電圧印加時もしくは電圧無印
加時に呈示する。
【００４２】このような光吸収機能は、アントラキノン
系、アゾ系、アゾメチン系、スチリル系、メロシアニン
系などの二色性色素を、ホスト液晶に添加するいわゆる
ゲストホスト液晶で実現できる。
系、アゾ系、アゾメチン系、スチリル系、メロシアニン
系などの二色性色素を、ホスト液晶に添加するいわゆる
ゲストホスト液晶で実現できる。
【００４３】たとえば、赤色、緑色、青色の各透過光を
前記光選択手段３を用いて得るには、シアン、マゼン
タ、黄色の色素を使用すればよく、一例として、次の色
素が一般に知られている。
前記光選択手段３を用いて得るには、シアン、マゼン
タ、黄色の色素を使用すればよく、一例として、次の色
素が一般に知られている。
【００４４】
【化１】
【００４５】
【化２】
【００４６】
【化３】
【００４７】上記の色素を、ビフェニル系液晶、フェニ
ルシクロヘキサン系液晶、シクロヘキシルシクロヘキサ
ン系液晶、フェニルエステル系液晶、フェニルピリミジ
ン系液晶、フェニルジオキサン系液晶、トラン系液晶、
フッソ系液晶などの液晶系、もしくはこれらの混合液晶
系にそれぞれ適量添加した３種類のゲストホスト液晶に
よって、前記光選択手段３を構成するシアンフィルタ１
９Ｃ、マゼンタフィルタ１９Ｍ、黄色フィルタ１９Ｙを
構成する。
ルシクロヘキサン系液晶、シクロヘキシルシクロヘキサ
ン系液晶、フェニルエステル系液晶、フェニルピリミジ
ン系液晶、フェニルジオキサン系液晶、トラン系液晶、
フッソ系液晶などの液晶系、もしくはこれらの混合液晶
系にそれぞれ適量添加した３種類のゲストホスト液晶に
よって、前記光選択手段３を構成するシアンフィルタ１
９Ｃ、マゼンタフィルタ１９Ｍ、黄色フィルタ１９Ｙを
構成する。
【００４８】さらに前述のように高速応答特性の要求に
答えるため、高速応答特性の観点から検討を行った結
果、上記のゲストホスト液晶にカイラルネマティック液
晶を添加し、ｄ／ｐ≧２（ｄ；セル厚、ｐ；固有螺旋ピ
ッチ）、かつｄ≦１０μｍとし、ホスト液晶材料として
フェニルシクロヘキサン系液晶もしくはフッソ系液晶を
少なくとも含有することによって、高速応答性（数ｍｓ
ｅｃ以下）を達成できることが確認された。
答えるため、高速応答特性の観点から検討を行った結
果、上記のゲストホスト液晶にカイラルネマティック液
晶を添加し、ｄ／ｐ≧２（ｄ；セル厚、ｐ；固有螺旋ピ
ッチ）、かつｄ≦１０μｍとし、ホスト液晶材料として
フェニルシクロヘキサン系液晶もしくはフッソ系液晶を
少なくとも含有することによって、高速応答性（数ｍｓ
ｅｃ以下）を達成できることが確認された。
【００４９】なお、このホスト液晶は誘電率異方性（Δ
ε）が正のものまたは負のものが基板配向との組合わせ
で使用でき、また駆動周波数によって低周波で正、高周
波では負になるもの（２周波駆動用液晶）も高速応答を
得るうえで有効である。
ε）が正のものまたは負のものが基板配向との組合わせ
で使用でき、また駆動周波数によって低周波で正、高周
波では負になるもの（２周波駆動用液晶）も高速応答を
得るうえで有効である。
【００５０】さらに、他の実現方法として、上述のゲス
トホスト材料もしくはカイラルネマティック液晶を添加
したゲストホスト材料を、マイクロカプセル化し、高分
子材料中に分散させたり、あるいは直接網目状の高分子
マトリックス中に分散させた、いわゆる高分子分散型液
晶の構成によっても、さらには、該液晶に同様の動作を
行う超極細繊維の集合体に液晶を含浸させた構成であっ
ても、容易に高速応答性を実現することができる。
トホスト材料もしくはカイラルネマティック液晶を添加
したゲストホスト材料を、マイクロカプセル化し、高分
子材料中に分散させたり、あるいは直接網目状の高分子
マトリックス中に分散させた、いわゆる高分子分散型液
晶の構成によっても、さらには、該液晶に同様の動作を
行う超極細繊維の集合体に液晶を含浸させた構成であっ
ても、容易に高速応答性を実現することができる。
【００５１】また、強誘電性液晶を用いても可能である
が、この場合は偏光板を必要とするため、表示の明るさ
が損なわれる点を考慮する必要がある。なお、本実施例
では３層積層型の光選択手段３を例示したけれども、こ
れに限定されることはなく、所望の表示色に応じて、色
素の種類や積層枚数を設計することができる。
が、この場合は偏光板を必要とするため、表示の明るさ
が損なわれる点を考慮する必要がある。なお、本実施例
では３層積層型の光選択手段３を例示したけれども、こ
れに限定されることはなく、所望の表示色に応じて、色
素の種類や積層枚数を設計することができる。
【００５２】反射型液晶表示素子２を構成するアクティ
ブマトリクス基板に関しては、高速走査が必要となる。
この点に関しては、アクティブ素子として、移動度の大
きい単結晶シリコン基板を用いたＭＯＳ−ＦＥＴや、ｐ
−Ｓｉ ＴＦＴ（反射型構造）が望ましい。さらに走査
電極数の少ない液晶表示素子であれば、量産性と大形化
に有利なａ−Ｓｉ ＴＦＴ（反射型構造）も使用可能で
ある。
ブマトリクス基板に関しては、高速走査が必要となる。
この点に関しては、アクティブ素子として、移動度の大
きい単結晶シリコン基板を用いたＭＯＳ−ＦＥＴや、ｐ
−Ｓｉ ＴＦＴ（反射型構造）が望ましい。さらに走査
電極数の少ない液晶表示素子であれば、量産性と大形化
に有利なａ−Ｓｉ ＴＦＴ（反射型構造）も使用可能で
ある。
【００５３】なお、前述の単結晶シリコンＭＯＳ−ＦＥ
Ｔやｐ−Ｓｉ ＴＦＴでは液晶駆動回路を周辺に一体化
できることや、Ｎチャネル、Ｐチャネルの制御が容易で
あるため、抵抗値が極めて低く、電荷保持用コンデンサ
の並列付加でも対応しきれない液晶であっても、前述の
図３に示すようなＣＭＯＳ構造の絵素用スイッチング素
子を形成することで対応できる。なお前述の図３では、
信号走査部３２をＮチャネルＭＯＳトランジスタで構成
しているけれども、ＰチャネルＭＯＳトランジスタでも
構成は可能である。
Ｔやｐ−Ｓｉ ＴＦＴでは液晶駆動回路を周辺に一体化
できることや、Ｎチャネル、Ｐチャネルの制御が容易で
あるため、抵抗値が極めて低く、電荷保持用コンデンサ
の並列付加でも対応しきれない液晶であっても、前述の
図３に示すようなＣＭＯＳ構造の絵素用スイッチング素
子を形成することで対応できる。なお前述の図３では、
信号走査部３２をＮチャネルＭＯＳトランジスタで構成
しているけれども、ＰチャネルＭＯＳトランジスタでも
構成は可能である。
【００５４】またさらに、単結晶シリコンＭＯＳ−ＦＥ
Ｔでは、移動度がｐ−Ｓｉやａ−Ｓｉに比べて極めて大
きいため（移動度μ＝５００ｃｍ2 ／Ｖ・Ｓ）、最も高
速で走査が可能であり、表示容量の大形化が可能となる
こと、メモリ回路や演算回路も従来の半導体技術を適用
することで、液晶表示素子に内蔵可能となり、インテリ
ジェント化が図れること、周辺の駆動回路上にも絵素用
スイッチング素子を形成することによって、周辺の駆動
回路搭載領域を削除し、ディスプレイの小形化が図れる
こと、さらにそれらの液晶パネルを基板上（たとえば、
石英基板）に複数個貼合わせることによって、表示面積
の大形化にも対応できること、などの特徴がある。
Ｔでは、移動度がｐ−Ｓｉやａ−Ｓｉに比べて極めて大
きいため（移動度μ＝５００ｃｍ2 ／Ｖ・Ｓ）、最も高
速で走査が可能であり、表示容量の大形化が可能となる
こと、メモリ回路や演算回路も従来の半導体技術を適用
することで、液晶表示素子に内蔵可能となり、インテリ
ジェント化が図れること、周辺の駆動回路上にも絵素用
スイッチング素子を形成することによって、周辺の駆動
回路搭載領域を削除し、ディスプレイの小形化が図れる
こと、さらにそれらの液晶パネルを基板上（たとえば、
石英基板）に複数個貼合わせることによって、表示面積
の大形化にも対応できること、などの特徴がある。
【００５５】このような反射型アクティブマトリクス型
液晶表示素子の表示モードとしては、前述の二色性色素
を添加した相転移モードや高分子分散型液晶が適用可能
であるが、この場合二色性色素としては黒色になるよう
に調合する必要がある。
液晶表示素子の表示モードとしては、前述の二色性色素
を添加した相転移モードや高分子分散型液晶が適用可能
であるが、この場合二色性色素としては黒色になるよう
に調合する必要がある。
【００５６】図７は、反射型液晶表示素子２をシリコン
単結晶アクティブ基板として形成した場合の素子構造を
示す断面図である。作成プロセスは、ＭＯＳ半導体プロ
セス技術を適用した。
単結晶アクティブ基板として形成した場合の素子構造を
示す断面図である。作成プロセスは、ＭＯＳ半導体プロ
セス技術を適用した。
【００５７】書込みから次の書込み期間までの間、絵素
に注入された電荷の保持を助ける手段としてのストレー
ジキャパシタを、絶縁膜を介したシリコン基板８と、ｐ
−Ｓｉ４１との間に形成している。
に注入された電荷の保持を助ける手段としてのストレー
ジキャパシタを、絶縁膜を介したシリコン基板８と、ｐ
−Ｓｉ４１との間に形成している。
【００５８】また反射膜でもある画素電極４２はアルミ
ニウム（Ａｌ）を用いており、その凹凸はアルミニウム
下の絶縁層（ＳｉＮｘ）４３上にレジストを塗布し、そ
の表面をホトリソによって凹凸形成することで実現して
いる。
ニウム（Ａｌ）を用いており、その凹凸はアルミニウム
下の絶縁層（ＳｉＮｘ）４３上にレジストを塗布し、そ
の表面をホトリソによって凹凸形成することで実現して
いる。
【００５９】液晶９は、メルク社製の黒色ゲストホスト
液晶ＺＬＩ−２３２７を用い、さらにメルク社製のＣＢ
−１５を微量添加することによって、ｄ／ｐ＝４（ｄ；
セル厚、ｐ；螺旋ピッチ）になるように調整した。な
お、基板間隔を調整するために８μｍのスペーサを用
い、基板配向処理はポリイミドの垂直配向処理を施して
いる。絵素数は２４０×３８０としている。
液晶ＺＬＩ−２３２７を用い、さらにメルク社製のＣＢ
−１５を微量添加することによって、ｄ／ｐ＝４（ｄ；
セル厚、ｐ；螺旋ピッチ）になるように調整した。な
お、基板間隔を調整するために８μｍのスペーサを用
い、基板配向処理はポリイミドの垂直配向処理を施して
いる。絵素数は２４０×３８０としている。
【００６０】図７において、４４はフィールド酸化膜
を、４５はソースラインを、４６は共通電極を示してい
る。
を、４５はソースラインを、４６は共通電極を示してい
る。
【００６１】一方、フィルタ１９Ｃ，１９Ｍ，１９Ｙと
しては、ホスト液晶はメルク社製ＺＬＩ−１８４０に、
日本感光色素株式会社製のＧ２０９、Ｇ２３２、および
ＢＤＨ社製Ｄ３５を２ｗｔ％添加し、さらにこれにカイ
ラル材料としてＣＢ−１５を添加し、３層積層型フィル
タを形成した。なお、このときのｄ／ｐは約５であり、
基板配向処理は、ポリイミドの垂直配向処理を施してい
る。上述のフィルタを図７に示す液晶表示素子に重ね合
わせ、図４に示すタイミングで駆動したところ、良好な
カラー表示が確認された。
しては、ホスト液晶はメルク社製ＺＬＩ−１８４０に、
日本感光色素株式会社製のＧ２０９、Ｇ２３２、および
ＢＤＨ社製Ｄ３５を２ｗｔ％添加し、さらにこれにカイ
ラル材料としてＣＢ−１５を添加し、３層積層型フィル
タを形成した。なお、このときのｄ／ｐは約５であり、
基板配向処理は、ポリイミドの垂直配向処理を施してい
る。上述のフィルタを図７に示す液晶表示素子に重ね合
わせ、図４に示すタイミングで駆動したところ、良好な
カラー表示が確認された。
【００６２】前述の図７に示す液晶素子構造で、液晶と
して高分子分散型液晶を用いた場合を説明する。反射型
アクティブマトリクス基板には、２−エチルヘキシルア
クリレート（モノマ）：ウレタンアクリレートオリゴ
マ：ＺＬＩ−２３２７＝１６：２４：６０の溶液に、光
重合開始材を均一に混合したものを液晶素子内に封止し
た後、ＵＶ（紫外線）を照射することによって作成し
た。
して高分子分散型液晶を用いた場合を説明する。反射型
アクティブマトリクス基板には、２−エチルヘキシルア
クリレート（モノマ）：ウレタンアクリレートオリゴ
マ：ＺＬＩ−２３２７＝１６：２４：６０の溶液に、光
重合開始材を均一に混合したものを液晶素子内に封止し
た後、ＵＶ（紫外線）を照射することによって作成し
た。
【００６３】一方、上記の色素およびホスト液晶（ＺＬ
Ｉ−１８４０）を用い、上述と同様に液晶外の溶液と同
比率で混合することによって、それぞれ３層の液晶素子
（フィルタ）を作成した。これらの液晶表示素子および
フィルタを重ね合わせたところ、良好なカラー動作特性
を確認できた。
Ｉ−１８４０）を用い、上述と同様に液晶外の溶液と同
比率で混合することによって、それぞれ３層の液晶素子
（フィルタ）を作成した。これらの液晶表示素子および
フィルタを重ね合わせたところ、良好なカラー動作特性
を確認できた。
【００６４】さらに、前述の図７に示す液晶素子構造に
おいて、反射型アクティブマトリクス基板を前述の図３
に示す回路と等価回路になるように、Ｐチャネルおよび
Ｎチャネルを制御し、ＣＭＯＳ構成を実現した。この場
合でも、良好なカラー表示特性を確認した。
おいて、反射型アクティブマトリクス基板を前述の図３
に示す回路と等価回路になるように、Ｐチャネルおよび
Ｎチャネルを制御し、ＣＭＯＳ構成を実現した。この場
合でも、良好なカラー表示特性を確認した。
【００６５】図８は、駆動回路４ｂのさらに他の構成を
示す回路図である。図８に示す駆動回路４ｂは、前述の
図５に示す駆動回路４ａに類似しており、対応する構成
には同一の参照符号を付す。
示す回路図である。図８に示す駆動回路４ｂは、前述の
図５に示す駆動回路４ａに類似しており、対応する構成
には同一の参照符号を付す。
【００６６】駆動回路４ｂでは、駆動回路４ａにおいて
設けられているスイッチＳＷ１，ＳＷ２に代えて、スイ
ッチング回路３７ａおよび３７ｂを設けたことである。
駆動回路４ｂでは、端子ＶＣにハイレベルまたはローレ
ベルの信号を与えることによって、コンデンサ３３ａま
たは３３ｂに蓄積された駆動信号で液晶３１を駆動する
ことができる。したがって、液晶表示素子２の画面表示
を行うと同時に、次に表示させるべき駆動信号の蓄積も
可能となり、前述の図６に示す駆動方法を実施すること
ができる。スイッチング回路３７ａ，３７ｂには、前述
の図３に関連して述べたように、ＮチャネルＭＯＳトラ
ンジスタ３７ａ２，３７ｂ１が備えられるとともに、こ
の図８から明らかなように、ＰチャネルＭＯＳトランジ
スタ３７ａ１，３７ｂ２が用いられる。すなわちスイッ
チング回路３７ａでは、一方導電形式であるＰチャネル
ＭＯＳトランジスタ３７ａ１と他方導電形式であるＮチ
ャネルＭＯＳ３７ａ２とが備えられ、これらのトランジ
スタ３７ａ１，３７ａ２には、コンデンサ３３ｂ，３３
ａがそれぞれ接続されて、駆動信号を保持する。さらに
スイッチング回路３７ｂにおいて、コンデンサ３３ｂの
出力は、前記他方導電形式であるＮチャネルのＭＯＳト
ランジスタ３７ｂ１が接続され、コンデンサ３３ａの出
力は前記一方導電形式であるＰチャネルのＭＯＳトラン
ジスタ３７ｂ２に与えられる。これらのトランジスタ３
７ｂ１，３７ｂ２の出力はともに、バッファ３５に与え
られる。端子Ｖｃには、ハイレベルとローレベルの信号
が、フィルタに対応した画面毎の駆動信号がコンデンサ
３３ｂ，３３ａからバッファ３５に与えられるように、
交互に与えられ、このためにトランジスタ３７ａ１，３
７ａ２，３７ｂ１，３７ｂ２のゲートである制御端子に
共通に、上述のハイレベルとローレベルの信号が交互に
与えられる。
設けられているスイッチＳＷ１，ＳＷ２に代えて、スイ
ッチング回路３７ａおよび３７ｂを設けたことである。
駆動回路４ｂでは、端子ＶＣにハイレベルまたはローレ
ベルの信号を与えることによって、コンデンサ３３ａま
たは３３ｂに蓄積された駆動信号で液晶３１を駆動する
ことができる。したがって、液晶表示素子２の画面表示
を行うと同時に、次に表示させるべき駆動信号の蓄積も
可能となり、前述の図６に示す駆動方法を実施すること
ができる。スイッチング回路３７ａ，３７ｂには、前述
の図３に関連して述べたように、ＮチャネルＭＯＳトラ
ンジスタ３７ａ２，３７ｂ１が備えられるとともに、こ
の図８から明らかなように、ＰチャネルＭＯＳトランジ
スタ３７ａ１，３７ｂ２が用いられる。すなわちスイッ
チング回路３７ａでは、一方導電形式であるＰチャネル
ＭＯＳトランジスタ３７ａ１と他方導電形式であるＮチ
ャネルＭＯＳ３７ａ２とが備えられ、これらのトランジ
スタ３７ａ１，３７ａ２には、コンデンサ３３ｂ，３３
ａがそれぞれ接続されて、駆動信号を保持する。さらに
スイッチング回路３７ｂにおいて、コンデンサ３３ｂの
出力は、前記他方導電形式であるＮチャネルのＭＯＳト
ランジスタ３７ｂ１が接続され、コンデンサ３３ａの出
力は前記一方導電形式であるＰチャネルのＭＯＳトラン
ジスタ３７ｂ２に与えられる。これらのトランジスタ３
７ｂ１，３７ｂ２の出力はともに、バッファ３５に与え
られる。端子Ｖｃには、ハイレベルとローレベルの信号
が、フィルタに対応した画面毎の駆動信号がコンデンサ
３３ｂ，３３ａからバッファ３５に与えられるように、
交互に与えられ、このためにトランジスタ３７ａ１，３
７ａ２，３７ｂ１，３７ｂ２のゲートである制御端子に
共通に、上述のハイレベルとローレベルの信号が交互に
与えられる。
【００６７】以上のように本実施例によれば、１絵素に
おいて各種の表示色が表示できるため、従来のようなマ
イクロカラーフィルタの装着によるカラー表示に比べ、
解像度があがるとともに、背面光源（いわゆるバックラ
イト）が不必要となり、薄型、軽量のカラー液晶表示が
可能となる。したがってノート型パソコン、パームトッ
プパソコン、ゲーム機器などの各種情報機器などに極め
て有効である。
おいて各種の表示色が表示できるため、従来のようなマ
イクロカラーフィルタの装着によるカラー表示に比べ、
解像度があがるとともに、背面光源（いわゆるバックラ
イト）が不必要となり、薄型、軽量のカラー液晶表示が
可能となる。したがってノート型パソコン、パームトッ
プパソコン、ゲーム機器などの各種情報機器などに極め
て有効である。
【００６８】
【発明の効果】請求項１の発明によれば、信号保持手段
に保持された電荷は、直接液晶に印加されず、バッファ
を介して液晶に電圧が印加されるため、信号保持容量の
保持している容量の低下を抑えることができ、信号保持
容量の容量の大小に関係なく良好な表示を得ることがで
きる。
に保持された電荷は、直接液晶に印加されず、バッファ
を介して液晶に電圧が印加されるため、信号保持容量の
保持している容量の低下を抑えることができ、信号保持
容量の容量の大小に関係なく良好な表示を得ることがで
きる。
【００６９】また、請求項２の発明によれば、液晶表示
素子の画面全体を一斉に次画面に切り替えることが可能
となり、表示品位の高い動画表示が可能となる。
素子の画面全体を一斉に次画面に切り替えることが可能
となり、表示品位の高い動画表示が可能となる。
【００７０】また、請求項３の発明によれば、時分割の
カラー表示が可能となり、面積区分のカラー表示に比べ
て解像度があがり良好な表示状態が得られる。 また、請
求項４の発明によれば、各トランジスタに共通な信号を
供給することで、一方の信号保持手段から前記画素に前
記画素に対応する駆動信号を供給する場合に、他方の信
号保持手段に前記スイッチング素子から次画面の表示に
対応する駆動信号を供給する切り替え手段を得ることが
でき、複数の制御信号を生成する必要がなくなる。
カラー表示が可能となり、面積区分のカラー表示に比べ
て解像度があがり良好な表示状態が得られる。 また、請
求項４の発明によれば、各トランジスタに共通な信号を
供給することで、一方の信号保持手段から前記画素に前
記画素に対応する駆動信号を供給する場合に、他方の信
号保持手段に前記スイッチング素子から次画面の表示に
対応する駆動信号を供給する切り替え手段を得ることが
でき、複数の制御信号を生成する必要がなくなる。
【図１】本発明の一実施例である液晶表示装置１の基本
的構成を示す図である。
的構成を示す図である。
【図２】液晶表示装置１の光選択手段３の駆動方法を説
明するタイミングチャートである。
明するタイミングチャートである。
【図３】駆動回路４の基本的構成を示す回路図である。
【図４】本発明の前提となる液晶表示装置１の第１の駆
動方法を説明するためのタイミングチャートである。
動方法を説明するためのタイミングチャートである。
【図５】他の駆動回路４ａの構成を示す回路図である。
【図６】本発明の一実施例の液晶表示装置１の第２の駆
動方法を説明するためのタイミングチャートである。
動方法を説明するためのタイミングチャートである。
【図７】液晶表示装置１に用いられる反射型液晶表示素
子２の素子構造を示す断面図である。
子２の素子構造を示す断面図である。
【図８】液晶表示装置１に用いられるさらに他の駆動回
路４ｂの構成を示す回路図である。
路４ｂの構成を示す回路図である。
１ 液晶表示装置 ２ 反射型液晶表示素子 ３ 光選択手段 ４ 駆動回路 ５ フィルタ駆動回路 ６ 表示制御回路 １９Ｃ シアンフィルタ １９Ｍ マゼンタフィルタ １９Ｙ 黄色フィルタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−36518（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−147848（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−91342（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−29974（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G02F 1/133 G02F 1/1335 G02F 1/1343 G02F 1/136 G09G 3/36 G09F 9/30 H01L 29/78
Claims (4)
- 【請求項１】 一対の絶縁性基板間に挾持された液晶層
と、一方の絶縁性基板に設けられた複数の画素と、該画
素毎に設けられ走査信号と駆動信号から該画素に対応す
る駆動信号を出力するスイッチング素子と、該スイッチ
ング素子と電気的に接続され前記画素に対応する駆動信
号を保持する信号保持手段とを備えた液晶表示装置にお
いて、 前記スイッチング素子と前記信号保持手段に電気的に接
続され、前記スイッチング素子又は前記信号保持手段か
らの前記画素に対応する駆動信号によって前記画素に信
号を供給するバッファを有することを特徴とする液晶表
示装置。 - 【請求項２】 一対の絶縁性基板間に挟持された液晶層
と、一方の絶縁性基板に設けられた複数の画素と、該画
素毎に設けられ走査信号と駆動信号から該画素に対応す
る駆動信号を出力するスイッチング素子と、該スイッチ
ング素子と電気的に接続され前記画素に対応する駆動信
号を保持する信号保持手段とを備えた液晶表示素子を有
する液晶表示装置において、前記スイッチング素子毎に設けられた第１の信号保持手
段と第２の信号保持手段を有し、前記第１の 信号保持手
段から前記画素に前記画素に対応する駆動信号を供給す
る場合に、前記第２の信号保持手段に前記スイッチング
素子から次画面の表示に対応する駆動信号を供給する切
り替え手段を有することを特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項３】 前記液晶表示素子への入射光の波長を予
め定める単位時間毎に変化させる光選択手段を有するこ
とを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。 - 【請求項４】 前記切り替え手段は、前記スイッチング
素子と前記一方の信号保持手段の間に設けられたｎチャ
ネルトランジスタと、前記一方の信号保持手段と画素の
間に設けられたｐチャネルトランジスタと、前記スイッ
チング素子と前記他方の信号保持手段の間に設けられた
ｐチャネルトランジスタと、前記他方の信号保持手段と
画素の間に設けられたｎチャネルトランジスタとを有
し、前記各トランジスタのゲートには、共通に単位時間
毎にハイレベルとローレベルの信号を供給することを特
徴とする請求項２及び請求項３に記載の液晶表示装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3077983A JP2829149B2 (ja) | 1991-04-10 | 1991-04-10 | 液晶表示装置 |
| DE69220410T DE69220410T2 (de) | 1991-04-10 | 1992-04-10 | Flüssigkristallanzeigegerät |
| EP92303253A EP0509727B1 (en) | 1991-04-10 | 1992-04-10 | Liquid crystal display device |
| US08/222,162 US5566010A (en) | 1991-04-10 | 1994-04-04 | Liquid crystal display with several capacitors for holding information at each pixel |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3077983A JP2829149B2 (ja) | 1991-04-10 | 1991-04-10 | 液晶表示装置 |
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| JPH04310925A JPH04310925A (ja) | 1992-11-02 |
| JP2829149B2 true JP2829149B2 (ja) | 1998-11-25 |
Family
ID=13649106
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3077983A Expired - Lifetime JP2829149B2 (ja) | 1991-04-10 | 1991-04-10 | 液晶表示装置 |
Country Status (4)
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| EP (1) | EP0509727B1 (ja) |
| JP (1) | JP2829149B2 (ja) |
| DE (1) | DE69220410T2 (ja) |
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