JP3305959B2 - 液晶表示装置の駆動方法 - Google Patents

液晶表示装置の駆動方法

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JP3305959B2
JP3305959B2 JP24637296A JP24637296A JP3305959B2 JP 3305959 B2 JP3305959 B2 JP 3305959B2 JP 24637296 A JP24637296 A JP 24637296A JP 24637296 A JP24637296 A JP 24637296A JP 3305959 B2 JP3305959 B2 JP 3305959B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置の駆
動方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、各種機器の表示装置として液晶表
示装置が多く使用されている。これは液晶表示装置(L
CD)が低消費電力、軽量、低電圧駆動などの利点を持
っているからである。
【0003】LCDとしては、例えば、アクティブマト
リックス駆動により高い表示品位が得られるスイッチン
グ素子として薄膜トランジスタ(TFT)を用いたTF
T−LCDや、シンプルマトリックス駆動によるDST
N−LCDなどがあり、これらLCDは薄型、軽量な表
示装置としてパソコン等を中心として普及してきてい
る。この種のLCDは、一般に、その背面側に設けられ
たバックライトにより照明を行なう透過型LCDであ
る。
【0004】一方、近年、情報ネットワークの普及に伴
い、携帯情報機器等持ち運び可能なバッテリ駆動を主体
とする機器の市場が拡大してきている。ここで、先に述
べた透過型LCDはその消費電力のうち約7割程度をバ
ックライトが占めるため、バッテリにより長期使用でき
るようにするためには、バックライトの消費電力を小さ
くする必要がある。しかし、これには限界があるため、
携帯情報機器等の表示装置としては、バックライトが不
要な反射型LCDのほうが適している。
【0005】しかし、反射型LCDにおいて通常使用さ
れる液晶表示モードは、透過型LCDと同じ偏光板が必
要なTNまたはSTNモードであるため、表示画面が暗
く、満足しうる表示品位は得られていない。このため、
反射型LCDにおいては、偏光板が不要な明るい画面を
実現できる液晶表示モードが強く求められている。
【0006】このような液晶表示モードとしては、コレ
ステリック液晶の選択反射を利用した表示方式が有力視
されている。図9に、コレステリック液晶の電圧・反射
率特性を示す。コレステリック液晶は、相状態が電圧無
印加状態のプレーナ相において、その螺旋ピッチおよび
屈折率の条件から、ある特定の波長領域において、円偏
光の一方の成分を反射する性質を持つ。これにより、先
の条件を最適化することによって、例えば、反射色を視
感度の最も高い緑色に設定することが可能となる。
【0007】相状態が電圧無印加時のプレーナ相のとき
に、コレステリック液晶の実効電圧を所定レベルV2
上にすると、コレステリック液晶は、弱い散乱を持つ
が、半透明状態を呈するフォーカルコニック相を経て、
螺旋構造が消失する透明なホメオトロピック相に相転移
する。また、相状態がホメオトロピック相のときに、コ
レステリック液晶の電圧を速やかに所定レベルV1 以下
にすると、コレステリック液晶はプレーナ相に相転移
し、ゆるやかに所定レベルV1 以下にすると、フォーカ
ルコニック相に相転移する。
【0008】したがって、反射型LCDのコレステリッ
ク液晶層の下側に光を吸収する黒色層を設け、各画素に
対応した部分のコレステリック液晶層の電圧をそれぞれ
制御して、各画素についてプレーナ相、またはホメオト
ロピック相(もしくはフォーカルコニック相)を選択す
ることによって、明暗表示することが可能となる。
【0009】また、フォーカルコニック相は準安定状態
であるため、電圧制御を最適化することにより、電圧無
印加状態であってもフォーカルコニック相を保ち続ける
ことができる。すなわち、電圧無印加状態(非駆動状
態)においては、プレーナ相およびフォーカルコニック
相の2つの安定した相が存在することになる。
【0010】このプレーナ相およびフォーカルコニック
相の2つの安定した相(双安定性)を利用することによ
り、つまり、黒表示にフォーカルコニック相、明表示に
プレーナ相を利用することにより、電圧無印加状態(非
駆動状態)においても表示(メモリ表示)が可能とな
り、これにより、より一層の消費電力の低減化を図れる
ようになる。
【0011】ここで、正の誘電異方性を持つコレステリ
ック液晶の場合、ホメオトロピック相における誘電率と
フォーカルコニック相における誘電率との差ΔεHFと、
ホメオトロピック相における誘電率とプレーナ相におけ
る誘電率との差ΔεHPとを比較すると、ΔεHFのほうが
ΔεHPよりも小さい。
【0012】したがって、ホメオトロピック相・フォー
カルコニック相間の相転移の速度(応答速度)のほう
が、プレーナ相・フォーカルコニック相間のそれよりも
遅くなる。さらに、一般に、フォーカルコニック相にお
ける保持率は、他の相のそれよりも低い。コレステリッ
ク液晶がこのような応答速度、保持率を有する結果、液
晶層としてコレステリック液晶相を呈する液晶を用いた
TFT−LCDには以下のような問題が生じる。
【0013】この問題を図10を用いて説明する。ここ
では、メモリ表示を行なっている非駆動状態(メモリ表
示状態)から駆動状態に切り替える場合を考える。メモ
リ表示状態で、明表示を行なっていた画素に対応した部
分のコレステリック液晶層の相状態はプレーナ相であ
る。ここで、メモリ表示状態から駆動状態に切り替える
際に、ゲート電圧を印加することで明表示を行なってい
た画素の対応したTFTをオン状態にして、このTFT
に接続された画素電極に印加する実効電圧をV2 以上に
設定する場合を考える。
【0014】この場合、プレーナ−相・ホメオトロピッ
ク相間の応答速度が速く、プレーナ−相の保持率が十分
で画素電極のリーク電流が小さいため、図10(a)に
示すように、画素電極に印加した実効電圧に追随してT
FTがオフ状態となった後にコレステリック液晶層の実
効電圧はV2 以上となる。この結果、上記画素に対応し
た部分のコレステリック液晶層はプレーナ相からホメオ
トロピック相に相転移し、上記画素は暗表示となる。
【0015】ここで、TFTを再びオフ状態にして、画
素電極の実効電圧を速やかにV1 以下にすると、ホメオ
トロピック相からプレーナ相に相転移し、画素は再び明
表示となる。この状態にいったんなると、電圧制御(電
気的制御)により、プレーナ相からホメオトロピック相
への相転移、ホメオトロピック相からプレーナ相への相
転移を行なえるので、正常な明暗表示が可能となる。
【0016】メモリ表示状態で、暗表示を行なっていた
画素に対応した部分のコレステリック液晶層の相状態は
フォーカルコニック相である。ここで、メモリ表示状態
から駆動状態に切り替える際に、暗表示を行なっていた
画素の対応したTFTをオン状態にして、このTFTに
接続された画素電極の実効電圧をV2 以上に設定する場
合を考える。
【0017】この場合、フォーカルコニック相・ホメオ
トロピック相間の応答速度が遅く、フォーカルコニック
相の保持率が低いために画素電極のリーク電流が多くな
るため、図10(b)に示すように、TFTがオン状態
の際に画素電極に印加する実効電圧をV2 以上として
も、最終的に到達するコレステリック液晶層の電圧はV
2 未満となる。
【0018】この結果、上記画素に対応した部分のコレ
ステリック液晶層はフォーカルコニック相からホメオト
ロピック相に相転移できず、フォーカルコニック相のま
まとなる。
【0019】この状態では、電圧制御(電気的制御)に
より、プレーナ相へ相転移するのに必要なホメオトロピ
ック相への相転移が実現できない。したがって、メモリ
表示状態から駆動状態に切り替えた後に正常な明暗表示
を行なうことができないという問題が生じる。
【0020】
【発明が解決しようとする課題】上述の如く、従来のコ
レステリック液晶層を用いた反射型LCDは、メモリ表
示状態から駆動状態に切り替える際に、フォーカルコニ
ック相からホメオトロピック相に相転移させることがで
きず、メモリ表示状態から駆動状態に切り替えた後に正
常な明暗表示を行なうことができないという問題があっ
た。
【0021】本発明は、上記事情を考慮してなされたも
ので、その目的とするところは、コレステリック液晶の
ような3つの相を有する液晶を用いても、メモリ表示状
態から駆動状態に切り替えた後に正常の表示を行なうこ
とができる液晶表示装置の駆動方法を提供することにあ
る。
【0022】
【課題を解決するための手段】[概要] 上記目的を達成するために、本発明に係る液晶表示装置
の駆動方法(請求項1)は、プレーナ相、フォーカルコ
ニック相、およびホメオトロピック相を取り得る液晶の
相状態を電界により制御して表示を行なう液晶表示部を
具備してなり、前記液晶に電界が印加されている駆動状
態において、前記液晶の相状態を電界により前記プレー
ナ相に設定することにより第1の色の表示を行ない、前
記液晶の相状態を電界により前記ホメオトロピック相に
設定することにより第2の色の表示を行なう第1の駆動
方法と、前記液晶の相状態を電界により前記プレーナ相
に設定した後に、前記駆動状態から液晶に電界が印加さ
れていない非駆動状態に切り替えることによって前記第
1の色の表示を行ない、前記液晶の相状態を電界により
前記フォーカルコニック相もしくは前記ホメオトロピッ
ク相に設定した後に、前記駆動状態から前記非駆動状態
に切り替えることによって前記第2の色の表示を行なう
第2の駆動方法と、前記非駆動状態における前記液晶の
相状態を電界により前記ホメオトロピック相に設定する
ことによって前記非駆動状態から前記駆動状態に切り替
える第3の駆動方法とを有することを特徴とする。
【0023】ここで、本発明において、駆動状態とは、
周期的かつ1周期の少なくとも一部の期間に液晶層に電
界が外部から印加されている状態をいう。また、非駆動
状態とは、全期間に渡って液晶層に電界が外部から印加
されていない状態を示す。
【0024】上記目的を達成するために、本発明に係る
他の液晶表示装置の駆動方法(請求項2)は、マトリク
ス状に配列された画素電極、所望の画素電極の電圧を制
御する電圧制御手段を含む第1の基板と、コレステリッ
ク液晶相を呈する液晶からなり、光が入射する面と反対
側の面に黒色層が設けられた液晶層を前記第1の基板と
ともに挟持する第2の基板とから構成された液晶表示部
を具備し、前記液晶層に電界が印加されている駆動状態
において、前記電圧制御手段により前記画素電極の電圧
を制御し、所望の前記画素電極に対応した部分の前記液
晶層の相状態をプレーナ相に設定することにより第1の
色の明表を行ない、前記電圧制御手段により前記画素電
極の電圧を制御し、所望の前記画素電極に対応した部分
の前記液晶層の相状態をホメオトロピック相に設定する
ことにより第2の色の表示を行なう第1の駆動方法と、
前記電圧制御手段により前記画素電極の電圧を制御し、
前記駆動状態における所望の前記画素電極に対応した部
分の液晶層の相状態を前記プレーナ相に設定した後に、
前記駆動状態から液晶層に電界が印加されていない非駆
動状態に切り替えることによって前記第1の色の表示を
行ない、前記電圧制御手段により前記画素電極の電圧を
制御し、前記駆動状態における所望の前記画素電極に対
応した部分の前記液晶層の相状態を前記フォーカルコニ
ック相もしくは前記ホメオトロピック相に設定した後
に、前記駆動状態から前記非駆動状態に切り替えること
によって前記第2の色の表示を行なう第2の駆動方法
と、前記電圧制御手段により前記画素電極の電圧を制御
することにより、前記画素電極に対応した部分の前記液
晶層の相状態をホメオトロピック相に設定することによ
って前記非駆動状態から前記駆動状態に切り替える第3
の駆動方法とを有することを特徴する。
【0025】上記目的を達成するために、本発明に係る
他の液晶表示装置の駆動方法(請求項3)は、上記液晶
表示装置の駆動方法(請求項2)において、前記信号電
圧印加手段が、一方のソース・ドレインに信号電圧が印
加され、他方のソース・ドレインに前記画素電極が接続
され、ゲートにオン信号が印加される薄膜トランジスタ
から構成されたもので、第3の駆動方法により、前記第
2の駆動方法により表示を行なっている非駆動状態から
駆動状態に切り替える期間は、1フレーム以上の期間で
あることを特徴とする。
【0026】ここで、上記期間は2フレーム以上の偶数
フレームであることが望ましい。上記目的を達成するた
めに、本発明に係る他の液晶表示装置の駆動方法(請求
項4)は、上記液晶表示装置の駆動方法(請求項2)に
おいて、前記信号電圧印加手段が、一方のソース・ドレ
インに信号電圧が印加され、他方のソース・ドレインに
前記画素電極が接続され、ゲートにオン信号が印加され
る薄膜トランジスタから構成されたもので、前記第3の
駆動方法が、前記第2の駆動方法により表示を行なって
いる非駆動状態から駆動状態に切り替える期間におけ
る、前記画素電極に前記信号電圧を印加するために前記
薄膜トランジスタをオン状態する期間を、前記第1の駆
動方法により表示を行なっている駆動状態におけるそれ
よりも長くすることにより、前記画素電極に対応した部
分の液晶層の相状態をホメオトロピック相に設定するも
のであることを特徴とする。
【0027】上記目的を達成するために、本発明に係る
他の液晶表示装置の駆動方法(請求項5)は、上記液晶
表示装置の駆動方法(請求項2)において、前記信号電
圧印加手段が、一方のソース・ドレインに信号電圧が印
加され、他方のソース・ドレインに前記画素電極が接続
され、ゲートにオン信号が印加される薄膜トランジスタ
から構成されたもので、前記第3の駆動方法が、前記第
2の駆動方法により表示を行なっている非駆動状態から
駆動状態に切り替える期間における、前記薄膜トランジ
スタのゲートに印加する1フレーム期間あたりのオン信
号の数を、前記第1の駆動方法におけるそれよりも多く
することにより、前記画素電極に対応した部分の液晶層
の相状態をホメオトロピック相に設定するものであるこ
とを特徴とする。
【0028】上記目的を達成するために、本発明に係る
他の液晶表示装置の駆動方法(請求項6)は、上記液晶
表示装置の駆動方法(請求項2)において、前記信号電
圧印加手段が、一方のソース・ドレインに信号電圧が印
加され、他方のソース・ドレインに前記画素電極が接続
され、ゲートにオン信号が印加される薄膜トランジスタ
から構成されたもので、前記第3の駆動方法が、前記第
2の駆動方法により表示を行なっている非駆動状態から
駆動状態に切り替える期間のフレーム周波数を、前記第
1の駆動方法により表示を行なっている駆動状態におけ
るそれよりも高くすることにより、前記画素電極に対応
した部分の液晶層の相状態をホメオトロピック相に設定
するものであることを特徴とする。
【0029】また、他の第3の駆動方法としては、上記
液晶表示装置の駆動方法(請求項2)において、前記信
号電圧印加手段として、一方のソース・ドレインに信号
電圧が印加され、他方のソース・ドレインに前記画素電
極が接続され、ゲートにオン信号が印加される薄膜トラ
ンジスタから構成されたものを使用し、前記第2の駆動
方法により表示を行なっている非駆動状態から駆動状態
に切り替える期間における、前記薄膜トランジスタのソ
ース・ドレインに印加する信号電圧のレベルを、前記第
1の駆動方法におけるそれよりも高くすることにより、
前記画素電極に対応した部分の液晶層の相状態をホメオ
トロピック相に設定するものがある。
【0030】また、さらに別の第3の駆動方法として
は、上記液晶表示装置の駆動方法(請求項2)におい
て、前記信号電圧印加手段として、一方のソース・ドレ
インに信号電圧が印加され、他方のソース・ドレインに
前記画素電極が接続され、ゲートにオン信号が印加され
る薄膜トランジスタから構成されたものを使用し、前記
第2の駆動方法により表示を行なっている非駆動状態か
ら駆動状態に切り替える期間における、前記薄膜トラン
ジスタのゲートに印加するオン信号のレベルを、前記第
1の駆動方法におけるそれよりも高くすることにより、
前記画素電極に対応した部分の液晶層の相状態をホメオ
トロピック相に設定するものがある。
【0031】[作用]本発明では、第2の駆動方法によ
り表示を行なっている非駆動状態(メモリ表示状態)か
ら駆動状態に切り替える際に、電圧制御手段により画素
電極の電圧を制御することにより、画素電極に対応した
部分の液晶層の相状態をホメオトロピック相に設定す
る。
【0032】ホメオトロピック相からプレーナ相への相
転移、逆にプレーナ相からホメオトロピック相への相転
移は、電気的制御、つまり、画素電極の電圧を制御し
て、液晶層の電圧を調整することによりできる。したが
って、本発明によれば、メモリ表示状態から駆動状態に
切り替えた後に正常の表示を行なうことができるように
なる。
【0033】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施の形態(以下、実施形態という)を説明する。 (第1の実施形態)図1は、本発明の第1の実施形態に
係る反射型TFT−LCDの液晶表示部を示す断面図で
ある。
【0034】図中、1はガラス基板(第1の基板)を示
しており、このガラス基板1上にはITOからなる画素
電極2がマトリクス状に配列形成されている。各画素電
極2にはスイッチング素子としての逆スタガ型のTFT
3が設けられている。
【0035】TFT3の一方のソース・ドレイン電極4
は画素電極2に接続され、他方のソース・ドレイン電極
5は図示しない信号線に接続され、ゲート電極6は図示
しないアドレス線に接続されている。
【0036】TFT3の構成は以下の通りである。すな
わち、このTFT3は、ガラス基板1上に形成されたゲ
ート電極6と、このゲート電極6上にゲート絶縁膜7を
介して設けられた活性層8と、この活性層8の側部に設
けられた1対のソース・ドレイン電極4,5と、活性層
8の上部に設けられた保護絶縁膜9とから構成されてい
る。
【0037】なお、図中、10は絶縁膜を示しており、
画素電極2とソース・ドレイン電極5との接続、画素電
極2と隣のTFT3のソース・ドレイン電極4との接続
を防止している。また、絶縁膜10と接する側の画素電
極2には黒色層(不図示)が設けられている。
【0038】このような画素電極2、TFT3などがガ
ラス基板1上に集積形成されて、TFTアレイ基板が構
成されている。また、図中、11は別のガラス基板(第
2の基板)を示しており、このガラス基板11のTFT
アレイ基板側の表面に、駆動期間全体にわたって一定の
電圧が印加される対向電極12が設けられている。
【0039】この対向電極12上にはブラックマトリク
ス13が設けられている。ブラックマトリクス13は、
隣り合う2つのTFT2の間の領域上に位置している。
このようなブラックマトリクス13がガラス基板11上
の対向電極12に集積形成されて、対向基板が構成され
ている。
【0040】そして、この対向基板と上記TFTアレイ
基板との間には、コレステリック液晶からなる液晶層1
4が挾持されている。次に上記の如きに構成された液晶
表示部を有する液晶表示装置の駆動方法について説明す
る。
【0041】まず、通常の駆動状態において、明表示を
行なうには、TFT3のしきい値電圧よりも低いレベル
の電圧をアドレス線を介してTFT3のゲート電極6に
印加してTFTをオフ状態にする。
【0042】この結果、TFT3のソース・ドレイン電
極5には信号線の電圧(信号電圧)が全く印加されず、
画素電極2の電圧はゼロとなる。したがって、液晶層1
4の実効電圧はV1 以下となり、液晶層14はプレーナ
相(円偏光選択反射性を有する第1の相)に設定され、
液晶層14の反射率は高くなる。これにより液晶層14
に入射した光は液晶層14で反射され、明表示(第1の
色)が得られる。
【0043】また、通常の駆動状態において、暗表示を
行なうには、TFT3のしきい値電圧よりも高いレベル
の電圧をアドレス線を介してTFT3のゲート電極6に
印加してTFTをオン状態にする。
【0044】この結果、TFT3のソース・ドレイン電
極5には信号電圧が印加され、画素電極2の電圧は十分
に高くなる。したがって、液晶層14の実効電圧はV2
以上となり、液晶層14はホメオトロピック相(円偏光
選択反射性を有さず、光透過性を有する第3の相)に設
定され、液晶層14の反射率は低くなり、つまり、液晶
層14の透過率は高くなる。これにより、液晶層14に
入射した光は液晶層14を透過して黒色層で吸収される
ので、暗表示(第2の色)が得られる。
【0045】一方、非駆動状態において、明表示を行な
うには、駆動状態のときにTFT3のしきい値電圧より
も低いレベルの電圧をアドレス線を介してTFT3のゲ
ート電極6に印加して画素電極2の電圧をゼロにするこ
とにより液晶層14をプレーナ相に設定した状態で、電
源をオフにする。プレーナ相は安定した状態なので、電
源をオフしても、液晶層14の相状態はプレーナ相のま
まである。したがって、非駆動状態において、明表示が
得られる。
【0046】また、非駆動状態において、暗表示を行な
うには、駆動状態のときにTFT3のしきい値電圧より
も高いレベルの電圧をアドレス線を介してTFT3のゲ
ート電極6に印加して画素電極2の電圧をV1 以上の電
圧にすることにより液晶層14をフォーカルコニック相
(円偏光選択反射性を有しない第2の相)もしくはホメ
オトロピック相に設定した状態で、電源をオフにする。
液晶層14に印加された電圧は、オフ状態のTFTおよ
び液晶層自身のリーク電流によりゆるやかに減少するの
で、液晶層14の相状態はフォーカルコニック相とな
る。したがって、非駆動状態において、暗表示が得られ
る。
【0047】このような駆動方法で各画素電極2の明暗
を制御することにより、所望の画像を表示することがで
きるようになる。これは通常のLCDと同様に信号線、
アドレス線により各TFT3のオン・オフを制御するこ
とにより行うことができる。
【0048】ここで、メモリ表示が行なわれている非駆
動状態(メモリ表示状態)においては、状態電源がオフ
なので、画素電極の電圧を変更することはできない。し
たがって、メモリ表示状態においては、画像は静止画と
なる。すなわち、電源をオフにする直前の画像が表示さ
れる。
【0049】ここまでは、従来のLCDと同じである。
次に本実施形態の特徴である、メモリ表示状態から通常
の駆動状態(通常駆動状態)に切り替える駆動方法につ
いて説明する。図2に、この駆動方法をタイミングチャ
ートを示す。
【0050】図中、Vg はゲート電圧(オン信号)、V
sig は信号電圧、Vcom はコモン電極の信号電圧、V
sig.c は信号電圧Vsig の中心を示している。また、実
効電圧は液晶層14のそれである。
【0051】なお、図には、説明を簡単にするために、
通常駆動期間に数フレームにわたって画面全面を暗表示
する方法を示している。他の実施形態の図においても同
様である。
【0052】本実施形態では、電源を投入してメモリ表
示状態から通常の駆動状態(通常駆動状態)に切り替え
る際(駆動開始期間)に、通常の駆動状態の期間(通常
駆動期間)において暗表示を行なうために、ソース・ド
レイン電極5に印加する信号電圧よりも振幅が大きい信
号電圧をソース・ドレイン電極5に印加する。
【0053】この結果、駆動開始期間におけるソース・
ドレイン電極5の電圧は、通常駆動期間におけるソース
・ドレイン電極5の電圧よりも高くなる。したがって、
駆動開始期間における液晶層14の実効電圧VA は、通
常駆動期間における液晶層14の実効電圧VB よりも高
くなる。これにより、フォーカルコニック相の暗表示状
態にある液晶層14をホメオトロピック相の暗表示状態
に相転移することが可能となる。
【0054】言い換えれば、フォーカルコニック相・ホ
メオトロピック相間の相転移の速度(応答速度)の遅
さ、およびフォーカルコニック相の保持率の低さを補え
る程度の高い振幅を有する信号電圧を画素電極に印加し
て、フォーカルコニック相からホメオトロピック相に確
実に相転移できるようにする。
【0055】このように本実形態によれば、メモリ表示
状態においてフォーカルコニック相の暗表示状態にある
液晶層14を、ホメオトロピック相の暗表示状態に相転
移にすることができるので、この後は通常の駆動方法に
より明暗表示を行なえるようになる。
【0056】また、液晶層14の実効電圧がVA (>V
B )となるのは、駆動開始期間の間だけなので、消費電
力の増大はほとんどなく、消費電力は従来のそれとほぼ
等しい。したがって、本実施形態のLCDは従来のそれ
と同様に携帯用情報機器の表示装置として有効なものと
なる。
【0057】なお、本実施形態では駆動開始期間を2フ
レームとしているが、1フレームでも3フレーム以上で
も良い。ただし、印加される信号の正負極性が同等にな
るように、偶数フレームであることが望ましい。
【0058】また、対向電極側のコモン電極を反転して
駆動する、いわゆるコモン反転駆動の場合においても、
図3に示すように、駆動開始期間のコモン電極に印加す
る信号V′com の振幅を通常駆動期間における信号振幅
com のそれよりも大きくすることで同様な効果を得る
ことができる。
【0059】なお、図3には、フレーム毎に極性を反転
する、フレームコモン反転駆動の例を示しているが、1
水平期間内に極性を反転するHコモン反転駆動において
も同様な効果が得られる。 (第2の実施形態)図4は、本発明の第2の実施形態に
係るメモリ表示状態から通常駆動状態に切り替える駆動
方法を示すタイミングチャートである。なお、以下の実
施形態においてLCDの構造、駆動表示および非駆動表
示における明暗表示の方法は、第1の実施形態のそれと
同じなので、その説明は省略する。
【0060】本実施形態では、駆動開始期間においてT
FT3のゲート電極6に印加するゲート電圧(オン電
圧)の振幅Vg H′を、通常駆動期間においてTFT3
のゲート電極6に印加するゲート電圧(オン電圧)の振
幅Vg Hよりも高くしている。
【0061】駆動開始期間のゲート電圧の振幅が高くな
ると、TFT3のソース・ドレイン間に流れる電流IDS
の電流値は増えるので、駆動開始期間におけるソース・
ドレイン電極5を介して液晶層14に蓄積される電荷量
が通常駆動期間のそれよりも多くなる。
【0062】したがって、第1の実施形態と同様に、メ
モリ表示状態においてフォーカルコニック相の暗表示状
態にある液晶層14を、ホメオトロピック相の暗表示状
態に相転移にすることができるようになり、この後は通
常の駆動方法により明暗表示を行なえるようになる。
【0063】また、ゲート電圧の振幅がVg H′(>V
g H)となるのは、駆動開始期間だけなので、消費電力
の増大はほとんどなく、消費電力は従来のそれとほぼ等
としい。したがって、本実施形態のLCDは従来のそれ
と同様に携帯用情報機器の表示装置として有効なものと
なる。
【0064】また、ゲート電圧の振幅がVg H′(>V
g H)となるのは、駆動開始期間の間だけなので、TF
T3のゲート電極6に高レベルのゲート電圧を印加する
ことによる生じるTFT特性の経時劣化はほとんど起こ
らない。 (第3の実施形態)図5は、本発明の第3の実施形態に
係るメモリ表示状態から通常駆動状態に切り替える駆動
方法を示すタイミングチャートである。
【0065】本実施形態では、駆動開始期間においてT
FT3のゲート電極6にTFT3のしきい値電圧以上の
レベルのゲート電圧(オン信号)を印加する期間を、通
常駆動期間においてTFT3のゲート電極6にオン信号
を印加する期間よりも長くしている。図には全てのアド
レス線を選択することによって全てのTFT3について
その駆動開始期間におけるオン信号の印加時間を長くし
た場合が示されている。
【0066】オン電圧の印加時間が長くなると、液晶層
14に蓄積される電荷量が通常駆動期間のそれよりも多
くなり、かつTFT3と液晶層14のリーク電流によっ
て液晶に印加された電圧が減少する保持期間は短いもの
で済む。
【0067】したがって、第1の実施形態と同様に、メ
モリ表示状態においてフォーカルコニック相の暗表示状
態にある液晶層14を、ホメオトロピック相の暗表示状
態に相転移にすることができるようになり、この後は通
常の駆動方法により明暗表示を行なえるようになる。な
お、本実施形態では全てのアドレス線を選択しているの
で、画面全体は一旦暗表示となってリフレッシュされ、
その後に通常の駆動方法により明暗表示を行なうことに
なる。
【0068】また、本実施形態によれば、第1、第2の
実施形態の場合とは異なり、信号線の電圧を高くするた
めに信号線ドライバに新たなレベルを設定したり、アド
レス線の電圧を高くするためにアドレス線ドライバに新
たなレベルを設定する必要がないので、第1、第2の実
施形態よりも簡単な回路構成で済む。 (第4の実施形態)図6は、本発明の第4の実施形態に
係るメモリ表示状態から通常駆動状態に切り替える駆動
方法を示すタイミングチャートである。
【0069】本実施形態では、駆動開始期間において1
個または複数のTFT3を単位にそのゲート電極6に印
加する1フレーム期間あたりのオン信号の数を、通常駆
動期間のそれよりも多くしている。
【0070】この場合も、駆動開始期間においてTFT
3のゲート電極6にオン信号を印加する期間を長くなる
ので、第3の実施形態と同様の効果が得られる。 (第5の実施形態)図7は、本発明の第5の実施形態に
係るメモリ表示状態から通常駆動状態に切り替える駆動
方法に示すタイミングチャートである。
【0071】本実施形態では、駆動開始期間において1
個または複数のTFT3を単位にそのゲート電極6にオ
ン信号を印加する期間を、通常駆動期間のそれよりもよ
りも長くしている。
【0072】この場合も、駆動開始期間においてTFT
3のゲート電極6にオン信号を印加する期間を長くなる
ので、第3の実施形態と同様の効果が得られる。 (第6の実施形態)図8は、本発明の第6の実施形態に
係るメモリ表示状態から通常駆動状態に切り替える駆動
方法に示すタイミングチャートである。
【0073】本実施形態では、駆動開始期間におけるフ
レーム周波数を通常駆動期間におけるそれよりも高くし
ている。フレーム周波数が高くなると、単位時間当たり
のオン信号の数が増加し、また、液晶層14の保持期間
は短いもので済むので、メモリ表示状態においてフォー
カルコニック相の暗表示状態にある液晶層14を、ホメ
オトロピック相の暗表示状態に相転移にすることができ
るようになる。したがって、この後は通常の駆動方法に
より明暗表示を行なえるようになる。
【0074】フレーム周波数が高くなるのは、駆動開始
期間の間だけなので、消費電力の増大はほとんどなく、
消費電力は従来のそれとほぼ等しい。したがって、本実
施形態のLCDは従来のそれと同様に携帯用情報機器の
表示装置として有効なものとなる。
【0075】なお、本発明は上述した実施形態に限定さ
れるものではない。例えば、上記実施形態では、スイッ
チング素子としてTFTを用いたが他の素子を用いても
良い。
【0076】また、上記実施形態を種々組み合わせても
良い。例えば、駆動開始期間におけるオン信号の振幅お
よびオン信号の印加時間の両方を通常駆動期間のそれよ
りも大きくしても良い。
【0077】また、上記実施形態では、バックライトが
不要な反射型LCDの場合について説明したが、本発明
はバックライトを用いる透過型LCDにも適用できる。
その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形し
て実施できる。
【0078】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、第
2の駆動方法が行なわれている非駆動状態(メモリ表示
状態)から駆動状態に切り替える際に、電圧制御手段に
より画素電極の電圧を制御することにより、画素電極に
対応した部分の液晶層の相状態をホメオトロピック相に
設定するので、メモリ表示状態から駆動状態に切り替え
た後に正常の表示を行なうことができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態に係る反射型TFT−
LCDの液晶表示部を示す断面図
【図2】本発明の第1の実施形態に係るメモリ表示状態
から通常駆動状態に切り替える駆動方法を示す図
【図3】第1の実施形態の変形例を示す図
【図4】本発明の第2の実施形態に係るメモリ表示状態
から通常駆動状態に切り替える駆動方法を示す図
【図5】本発明の第3の実施形態に係るメモリ表示状態
から通常駆動状態に切り替える駆動方法を示す図
【図6】本発明の第4の実施形態に係るメモリ表示状態
から通常駆動状態に切り替える駆動方法を示す図
【図7】本発明の第5の実施形態に係るメモリ表示状態
から通常駆動状態に切り替える駆動方法を示す図
【図8】本発明の第6の実施形態に係るメモリ表示状態
から通常駆動状態に切り替える駆動方法を示す図
【図9】コレステリック液晶の電圧・反射率特性を示す
【図10】従来のコレステリック液晶層を用いた反射型
LCDの問題点を説明するための図
【符号の説明】
1…ガラス基板(第1の基板) 2…画素電極 3…TFT 4…ソース・ドレイン電極 5…ソース・ドレイン電極 6…ゲート電極 7…ゲート絶縁膜 8…活性層 9…保護絶縁膜 10…絶縁膜 11…ガラス基板(第2の基板) 12…対向電極 13…ブラックマトリクス 14…液晶層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 等 神奈川県横浜市磯子区新磯子町33番地 株式会社東芝生産技術研究所内 (72)発明者 上浦 紀彦 神奈川県横浜市磯子区新磯子町33番地 株式会社東芝生産技術研究所内 (56)参考文献 特開 昭55−111918(JP,A) 特開 昭60−252326(JP,A) 特開 平2−308130(JP,A) 特開 平2−3007(JP,A) 特開 昭56−62283(JP,A) 特開 平8−220564(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02F 1/133 510 G09G 3/36

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】プレーナ相、フォーカルコニック相、およ
    びホメオトロピック相を取り得る液晶の相状態を電界に
    より制御して表示を行なう液晶表示部を具備してなり、前記液晶に電界が印加されている 駆動状態において、
    記液晶の相状態を電界により前記プレーナ相に設定する
    ことにより第1の色の表示を行ない、前記液晶の相状態
    を電界により前記ホメオトロピック相に設定することに
    より第2の色の表示を行なう第1の駆動方法と、前記液晶の相状態を電界により前記プレーナ相に設定し
    た後に、前記駆動状態から液晶に電界が印加されていな
    い非駆動状態に切り替えることによって前記第1の色の
    表示を行ない、前記液晶の相状態を電界により前記フォ
    ーカルコニック相もしくは前記ホメオトロピック相に設
    定した後に、前記駆動状態から前記非駆動状態に切り替
    えることによって前記第2の色の表示を行なう 第2の駆
    動方法と、前記非駆動状態における前記液晶の相状態を電界により
    前記ホメオトロピック相に設定することによって前記非
    駆動状態から前記駆動状態に切り替える 第3の駆動方法
    とを有することを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。
  2. 【請求項2】マトリクス状に配列された画素電極、所望
    の画素電極の電圧を制御する電圧制御手段を含む第1の
    基板と、コレステリック液晶相を呈する液晶からなり、
    光が入射する面と反対側の面に黒色層が設けられた液晶
    層を前記第1の基板とともに挟持する第2の基板とから
    構成された液晶表示部を具備し、前記液晶層に電界が印加されている 駆動状態において、
    前記電圧制御手段により前記画素電極の電圧を制御し、
    所望の前記画素電極に対応した部分の前記液晶層の相状
    態をプレーナ相に設定することにより第1の色の明表を
    行ない、前記電圧制御手段により前記画素電極の電圧を
    制御し、所望の前記画素電極に対応した部分の前記液晶
    層の相状態をホメオトロピック相に設定することにより
    第2の色の表示を行なう第1の駆動方法と、前記電圧制御手段により前記画素電極の電圧を制御し、
    前記駆動状態における所望の前記画素電極に対応した部
    分の液晶層の相状態を前記プレーナ相に設定した後に、
    前記駆動状態から液晶層に電界が印加されていない非駆
    動状態に切り替えることによって前記第1の色の表示を
    行ない、前記電圧制御手段により前記画素電極の電圧を
    制御し、前記駆動状態における所望の前記画素電極に対
    応した部分の前記液晶層の相状態を前記フォーカルコニ
    ック相もしくは前記ホメオトロピック相に設定した後
    に、前記駆動状態から前記非駆動状態に切り替えること
    によって前記第2の色の表示を行なう 第2の駆動方法
    と、前記電圧制御手段により前記画素電極の電圧を制御する
    ことにより、前記画素電極に対応した部分の前記液晶層
    の相状態をホメオトロピック相に設定することによって
    前記非駆動状態から前記駆動状態に切り替える 第3の駆
    動方法とを有することを特徴する液晶表示装置の駆動方
    法。
  3. 【請求項3】前記信号電圧印加手段は、一方のソース・
    ドレインに信号電圧が印加され、他方のソース・ドレイ
    ンに前記画素電極が接続され、ゲートにオン信号が印加
    される薄膜トランジスタから構成され、 第3の駆動方法により、前記第2の駆動方法により表示
    を行なっている非駆動状態から駆動状態に切り替える期
    間は、1フレーム以上の期間であることを特徴とする請
    求項2に記載の液晶表示装置の駆動方法。
  4. 【請求項4】前記信号電圧印加手段は、一方のソース・
    ドレインに信号電圧が印加され、他方のソース・ドレイ
    ンに前記画素電極が接続され、ゲートにオン信号が印加
    される薄膜トランジスタから構成され、 前記第3の駆動方法は、前記第2の駆動方法により表示
    を行なっている非駆動状態から駆動状態に切り替える期
    間における、前記画素電極に前記信号電圧を印加するた
    めに前記薄膜トランジスタをオン状態とする期間を、前
    記第1の駆動方法により表示を行なっている駆動状態に
    おけるそれよりも長くすることにより、前記画素電極に
    対応した部分の液晶層の相状態をホメオトロピック相に
    設定することを特徴とする請求項2に記載の液晶表示装
    置の駆動方法。
  5. 【請求項5】前記信号電圧印加手段は、一方のソース・
    ドレインに信号電圧が印加され、他方のソース・ドレイ
    ンに前記画素電極が接続され、ゲートにオン信号が印加
    される薄膜トランジスタから構成され、 前記第3の駆動方法は、前記第2の駆動方法により表示
    を行なっている非駆動状態から駆動状態に切り替える期
    間における、前記薄膜トランジスタのゲートに印加する
    1フレーム期間あたりのオン信号の数を、前記第1の駆
    動方法におけるそれよりも多くすることにより、前記画
    素電極に対応した部分の液晶層の相状態をホメオトロピ
    ック相に設定することを特徴とする請求項2に記載の液
    晶表示装置の駆動方法。
  6. 【請求項6】前記信号電圧印加手段は、一方のソース・
    ドレインに信号電圧が印加され、他方のソース・ドレイ
    ンに前記画素電極が接続され、ゲートにオン信号が印加
    される薄膜トランジスタから構成され、 前記第3の駆動方法は、前記第2の駆動方法により表示
    を行なっている非駆動状態から駆動状態に切り替える期
    間のフレーム周波数を、前記第1の駆動方法により表示
    を行なっている駆動状態におけるそれよりも高くするこ
    とにより、前記画素電極に対応した部分の液晶層の相状
    態をホメオトロピック相に設定することを特徴とする請
    求項2に記載の液晶表示装置の駆動方法。
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