JP3528481B2 - 液晶表示装置およびその液晶セルの駆動方法 - Google Patents
液晶表示装置およびその液晶セルの駆動方法Info
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Description
の時分割駆動を可能とした液晶表示装置およびその液晶
セルの駆動方法に関するものである。
光を利用して表示する透過型のものと、自然光や室内照
明光等の外光を利用して表示する反射型のものとがあ
る。
んでその表面側と裏面側とに偏光板を配置したものであ
り、反射型の液晶表示装置は、裏側偏光板の裏面側に反
射板を配置して構成されている。なお、反射型の液晶表
示装置には、偏光板を1枚だけ備えたものもあり、この
反射型液晶表示装置は、液晶セルの表面側に偏光板を配
置し、前記液晶セルの裏面側に反射板を配置して構成さ
れている。
ルは、内面に電極が設けられるとともにその上に配向処
理を施した配向膜が形成された一対の基板間に液晶を挟
持した構成となっており、液晶の分子は、それぞれの基
板の近傍における配向方向を前記配向膜により規制され
て、所定の配向状態(例えばツイスト配向状態)で配向
している。
の電極間に表示データに応じた駆動電圧を印加して表示
駆動されており、前記電極間に電圧を印加すると、液晶
分子が電圧無印加の初期配向状態から基板面に対して立
上がるように配向状態を変え、その配向状態に応じて光
の透過が制御される。
トリックス方式の液晶セルを用いるものと、アクティブ
マトリックス方式の液晶セルを用いるものとがあるが、
液晶セルの構造が極く簡単で低コストに得られるという
点では、単純マトリックス方式が有利である。
トリックス方式の液晶セルを用いる液晶表示装置は、液
晶セルの各画素部の電極間(走査電極と信号電極との
間)への書込み電圧の印加による駆動電圧の実効値を制
御して表示駆動されるため、光の透過状態を段階的に制
御する表示を行なう場合、時分割数が多くなると、各段
階に対応する実効値の差を大きくとることができなくな
り、そのために、高デューティで時分割駆動しようとす
ると、液晶セルを駆動する際の動作電圧マージン(各階
調を表示するための電圧の実効値の差)が小さくなり、
明確な段階的表示ができなくなる。
ルを用いる液晶表示装置は、高デューティでの時分割駆
動が難しく、したがって、画素数を多くして表示画像の
高精細化をはかることは困難であった。
駆動される液晶セルを用いるものでありながら、その駆
動デューティに対して動作電圧マージンを大きくして、
高デューティでの時分割駆動を可能とし、画素数の多い
高精細画像の表示を実現することができる液晶表示装置
を提供するとともに、あわせて、その液晶セルの駆動方
法を提供することを目的としたものである。
は、互いに対向する面それぞれに電極が形成された一対
の基板の間に、ネマティック液晶層を挟持した液晶セル
と、この液晶セルの少なくとも表面側に配置された少な
くとも一枚の偏光板と、前記液晶セルの前記電極間に電
圧を供給する駆動系とを備え、前記液晶層は、前記一対
の基板の電極間に、液晶分子の分子長軸を基板面に対し
てほぼ垂直に配向させるリセット電圧を印加した後、そ
れより低い値の第1の準安定状態選択電圧とこの第1の
準安定状態選択電圧とは異なる第2の準安定状態選択電
圧の選択的な印加により、前記液晶分子が、所定の状態
で配向する第1の準安定状態と、この第1の準安定状態
とは異なる配向状態で配向する第2の準安定状態と、第
1および第2の準安定状態それぞれにおける液晶層に印
加された電圧の実効値に応じて液晶分子の配向が変化す
る電界により誘起される書込み配向状態とを有し、前記
駆動系は、外部から供給を受ける表示データに応じて前
記一対の基板の一方の電極に、前記リセット電圧を前記
電極間に印加するためのリセット電位と、前記電極間に
前記表示データに応じた実効値の電圧を印加するための
期間を指定する書込み期間電位とを供給する第1の駆動
手段と、前記表示データに応じて前記一対の基板の他方
の電極に前記第1の準安定状態選択電圧と第2の準安定
状態選択電圧を選択的に前記電極間に印加するための準
安定状態選択電位と、前記表示データに応じた実効値の
電圧に対応する書込み電位とを、それぞれ前記リセット
電位と書込み期間電位とに同期させて供給する第2の駆
動手段と、前記第1の駆動手段と第2の駆動手段に、そ
れぞれ前記リセット電位、書込み期間電位、準安定状態
選択電位、および書込み電位とを供給する電源部とから
なることを特徴とするものである。
画素部において、液晶分子を上記第1と第2のいずれか
の準安定状態に配向させ、それぞれの準安定状態におけ
る液晶分子の配向状態を駆動電圧の実効値に応じて変化
させて光の透過状態を制御するものであり、第1の準安
定状態を選択したときは、液晶分子が前記第1の準安定
状態に配向した液晶セルと偏光板とからなる表示装置の
電気光学特性をもち、第2の準安定状態を選択したとき
は、液晶分子が前記第2の準安定状態に配向した液晶セ
ルと偏光板とからなる表示装置の電気光学特性をもつ。
の液晶分子の配向状態が互いに異なる2つの表示装置の
電気光学特性を合わせ持ったものであり、したがって、
段階的に制御しようとする透過状態のうちの複数の透過
状態の制御を一方の電気光学特性を利用して行ない、他
の複数の透過状態の制御を他方の電気光学特性を利用し
て行なうことができる。
ルを駆動するための駆動系を備えており、その第1の駆
動手段から、外部から供給を受ける制御データに応じて
前記リセット電位と前記書込み期間電位を選択した波形
の信号を液晶セルの一方の電極に供給し、第2の駆動手
段から、外部からの書込みデータに応じて前記準安定状
態選択電位と前記書込み電位を選択した波形のデータ信
号を液晶セルの他方の電極に供給して前記液晶セルを駆
動することにより、前記液晶セルの各画素部の液晶分子
をほぼ垂直に立上がり配向させて前の書込み状態(準安
定状態とその状態での液晶分子の配向状態)をリセット
し、その画素部の液晶分子を次に選択する上記第1また
は第2の準安定状態に配向させるとともに、その準安定
状態における液晶分子の配向状態を制御して表示駆動さ
れる。
過状態の全段階数を、前記一方の電気光学特性を利用す
るとき、つまり第1の準安定状態を選択して透過状態を
制御するときと、前記他方の電気光学特性を利用すると
き、つまり第2の準安定状態を選択して透過状態を制御
するときとに振り分けることができ、そのために、それ
ぞれの準安定状態で駆動される段階数が少なくなるか
ら、それぞれの準安定状態の中で、少ない段階数の時分
割駆動を行なうことができる。
駆動電圧の実効値を制御して駆動される液晶セルを用い
るものでありながら、その駆動デューティに対して動作
電圧マージンを大きくし、高デューティでの時分割駆動
を可能として、画素数の多い高精細画像の表示を実現す
ることができる。
画素行の画素部の書込みを、その前の液晶分子の配向状
態をリセットして次の準安定状態を選択し、その後に次
の書込み状態を得るための書込み電圧を印加することに
よって行なうものであるが、その際の前記配向状態のリ
セットと準安定状態の選択は短時間で行なえる。
前記この発明の液晶表示装置の液晶セルを駆動する方法
であって、前記液晶セルの各画素行を所定の選択順で選
択し、その画素行の画素部の電極間に前記リセット電圧
を印加してその前の書込み状態をリセットするととも
に、その直後に準安定状態選択電圧を印加して前記画素
部の液晶分子を第1または第2の準安定状態に配向さ
せ、その後に、前記電極間に書込み電圧を印加すること
を特徴とするものである。
リセット電位と書込み期間電位を第1の駆動手段に供給
し、第1および第2の準安定状態選択電位と書込み電位
を第2の駆動手段に供給して、前記第1の駆動手段から
表示データに応じて前記リセット電位と書込み期間電位
をあらかじめ定めたタイミングと周期で選択した波形の
信号を液晶セルの一方の電極に供給し、第2の駆動手段
から書込みデータに応じて前記準安定状態選択電位と書
込み電位を前記信号に同期させて選択した波形の信号を
前記液晶セルの他方の電極に供給することにより、前記
液晶セルの各画素行を所定の選択順で選択し、その画素
行の画素部の電極間にリセット電圧を印加してその前の
書込み状態をリセットするとともに、その直後に準安定
状態選択電圧を印加して前記画素部の液晶分子を第1ま
たは第2の準安定状態に配向させ、その後に、前記電極
間に書込み電圧を印加するものである。
画素行を所定の選択順で選択してその前の書込み状態を
リセットし、その画素部の液晶分子を次に選択する上記
第1または第2の準安定状態に配向させるとともに、そ
の後に前記準安定状態における液晶分子の配向状態を制
御して次の書込み状態にすることができる。
分子が、各画素部の電極間にリセット電圧を印加した
後、第1または第2の準安定選択電圧の選択的な印加に
より配向する第1と第2のいずれかの準安定状態と、そ
の準安定状態の選択後に書込み電圧の印加による前記電
極間の駆動電圧の実効値に応じた液晶分子の電界誘起に
よる配向状態とを有する液晶層を備えた液晶セルを用
い、前記第1と第2の準安定状態および電界誘起による
配向状態を制御することにより、前記第1および第2の
準安定状態の各々において光の透過状態を複数の段階に
制御するようにしたものである。
ルを駆動するための駆動系を備えており、この駆動系に
より、液晶セルの各画素部の電極間にリセット電圧、準
安定状態選択電圧および書込み電圧を印加することによ
り、この液晶セルを駆動して表示するものである。
液晶セルの互いに対向する基板それぞれに形成された電
極は、その一方が一方の方向に延びる複数の走査電極、
他方が前記走査電極と交差する方向に延びる複数の信号
電極である単純マトリックス方式のものであり、前記第
1の駆動手段は前記リセット電位と書込み期間電位とを
供給するために前記複数の走査電極に接続され、前記第
2の駆動手段は前記準安定状態選択電位と書込み電位と
を供給するために前記複数の信号電極に接続されてい
る。
晶セルの液晶層は、液晶分子がいずれか一方の基板の配
向処理方向を基準として一方の方向にほぼ0°〜ほぼ1
80°のねじれ角で非ツイストまたはツイスト配向した
スプレイ配向の初期配向状態を有し、前記第1の準安定
状態は、液晶分子が前記初期配向状態から前記一方の方
向にさらにほぼ180°ねじれて配向してスプレイ歪を
解消した配向状態、前記第2の準安定態は、液晶分子が
前記初期配向状態から前記一方の方向とは逆方向にほぼ
180°ねじれて配向してスプレイ歪を解消した配向状
態である。
前記液晶セルの各画素行を所定の選択順で選択し、その
画素行の画素部の電極間に前記リセット電圧を印加して
その前の書込み状態をリセットするとともに、その直後
に準安定状態選択電圧を印加して前記画素部の液晶分子
を第1または第2の準安定状態に配向させ、その後に、
前記電極間に書込み電圧を印加して前記画素部の書込み
を行なうものである。この駆動方法においては、前記液
晶セルの全画素行を複数行ずつのグループに分け、1フ
レームごとに、1つのグループの各画素行の画素部のリ
セットおよび準安定状態の選択と、全ての画素行の画素
部の書込みを行なうのが望ましい。
全てのグループの画素行のリセットおよび準安定状態選
択と書込みを行なう1サイクルごとに、各ブループの画
素行の編成を変えるように選ぶのが望ましい。
用した実施例を図面を参照して説明する。
表示装置の基本構成を示す斜視図であり、(a)は初期
配向状態、(b)は第1の準安定状態、(c)は第2の
準安定状態を示している。図2は前記液晶表示装置の断
面図である。
図2に示すように、液晶セル10をはさんでその表面側
と裏面側とに偏光板21,22を配置するとともに、裏
側の偏光板22の背後に反射板30を配置し、さらに前
記液晶セル10に、この液晶セル10を駆動するための
駆動系40を接続して構成されている。
に透明電極13,14が設けられるとともにその上に配
向処理を施した配向膜15,16が形成された表裏一対
の透明基板11,12間に液晶18を挟持したものであ
り、前記一対の基板11,12は枠状のシール材17を
介して接合されており、液晶18は両基板11,12間
の前記シール材17で囲まれた領域に封入されている。
なお、前記配向膜15,16はポリイミド等からなる水
平配向膜であり、その膜面を所定の方向にラビングする
ことによって配向処理されている。
のものであり、その表側基板11に設けられた透明電極
13は、一方向(図2において左右方向)に沿わせて形
成された複数本の走査電極、裏側基板12に設けられた
透明電極14は、前記走査電極13とほぼ直交する方向
に沿わせて形成された複数本の信号電極である。
8に、カイラル剤を添加してツイスト配向性をもたせた
ネマティック液晶を用いたものであり、その液晶層は、
初期配向状態では、液晶分子がいずれか一方の基板の配
向処理方向を基準として一方の方向に0°〜180°の
ねじれ角で非ツイスト配向またはツイスト配向したスプ
レイ配向状態にある。
に、液晶分子が基板11,12面に対してほぼ垂直に立
上がり配向する十分高い電圧値のリセット電圧を印加し
た後にそれより低い所定の値の選択電圧を印加すること
により、液晶分子が初期配向状態から前記一方の方向
(初期配向状態でのツイスト配向方向と同じ方向)にさ
らにほぼ180°ねじれてツイスト配向してスプレイ歪
を解消した第1の準安定状態になり、また前記リセット
電圧の印加後、それより低い他の所定の値の選択電圧の
印加により、液晶分子が前記初期配向状態から前記一方
の方向とは逆方向(第1の準安定状態でのツイスト配向
方向とは逆の方向)にほぼ180°ねじった角度でツイ
スト配向してスプレイ歪を解消した第2の準安定状態に
なるとともに、前記第1および第2の準安定状態におけ
る液晶分子の配向状態が、表示データに応じて印加され
る駆動電圧の実効値に応じて変化する電界により誘起さ
れた配向状態を有している。
での液晶分子のねじれ角をほぼ90°としており、した
がって、前記第1の準安定状態は、液晶分子がいずれか
一方の基板の配向処理方向を基準として一方の方向にほ
ぼ270°のねじれ角でツイスト配向する状態であり、
第2の準安定状態は、液晶分子が前記一方の基板の配向
処理方向を基準として前記第1の準安定状態とは逆の方
向にほぼ90°のねじれ角でツイスト配向する状態であ
る。
10の両基板11,12の配向処理方向(配向膜15,
16のラビング方向)を示しており、この実施例では、
表側基板11の配向膜15を、液晶表示装置の画面の横
軸xに対し表面側から見て左回りにほぼ45°ずれた方
向であって前記画面の左下から右上に向かう方向に配向
処理し、裏側基板12の配向膜16を、前記横軸xに対
し表面側から見て右回りにほぼ45°ずれた方向であっ
て前記画面の左上から右下に向かう方向に配向処理して
いる。すなわち、両基板11,12の配向処理方向11
a,12aは、互いにほぼ直交する方向である。
て、表面側から見て左回りのツイスト配向性を有するカ
イラル剤を添加したものを用いており、したがって、こ
の液晶セル10の液晶分子は、初期配向状態では、スプ
レイ歪をもって、表面側から見て左回り方向(カイラル
剤による付与されるねじれ方向)にほぼ90°のねじれ
角でツイスト配向している。
11,12の近傍においてそれぞれの配向処理方向11
a,12aに沿って配向するとともに、いずれか一方の
基板の配向処理方向、例えば裏側基板12の配向処理方
向12aを基準として、図1の(a)に破線矢印で示し
た方向、つまりカイラル剤により付与されるねじれ方向
に、ほぼ90°のねじれ角でツイスト配向したスプレイ
配向状態である。
しない状態であり、上記液晶セル10は、その各画素部
の液晶分子の配向状態を、上述した第1および第2の準
安定状態に配向させて表示駆動される。
は、前記初期配向状態から液晶分子のねじれ角がほぼ1
80°変化してスプレイ歪を解消した状態であり、前記
裏側基板12の配向処理方向12aを基準として、カイ
ラル剤により付与されるねじれ方向へのねじれ角を+の
角度、前記カイラル剤により付与されるねじれ方向とは
逆方向(カイラル剤によるねじれをほどく方向)へのね
じれ角を−の角度とすると、第1の準安定状態は、初期
配向状態に対してねじれ角が+180°変化したツイス
ト配向状態であり、第2の準安定状態は、初期配向状態
に対してねじれ角が−180°変化したツイスト配向状
態である。
安定状態への配向状態の切換えは、液晶セル10の各画
素部の電極間(走査電極13と信号電極14との間)
に、まず液晶分子が基板11,12面に対してほぼ垂直
に立上がり配向する十分高い電圧値のスプレイ歪解消電
圧を印加し、その後、前記電極間に、所定の値の選択電
圧を印加することによって行なわれる。
り液晶分子を基板11,12面に対してほぼ垂直に立上
がり配向させた後に、前記スプレイ歪解消電圧よりも低
い所定の値の選択電圧(以下、第1準安定状態選択電圧
という)を印加すると、液晶分子が初期配向状態でのね
じれ角にさらにほぼ180°のねじれが加わったねじれ
角(90°+180°=270°)でツイストする状態
に配向してスプレイ歪を解消し、第1の準安定状態にな
る。
基板11,12の近傍においてそれぞれの配向処理方向
11a,12aに沿って配向するとともに、いずれか一
方の基板の配向処理方向、例えば裏側基板12の配向処
理方向12aを基準として、図1の(b)に破線矢印で
示したツイスト方向、つまり表面側から見て左回り方向
(カイラル剤により付与されるねじれ方向)に、ほぼ2
70°のねじれ角でツイスト配向する状態である。
晶分子を基板11,12面に対してほぼ垂直に立上がり
配向させた後に、前記スプレイ歪解消電圧よりも低い所
定の値の選択電圧(以下、第2準安定状態選択電圧とい
う)を印加すると、液晶分子が初期配向状態でのねじれ
角からほぼ180°のねじれを差し引いたねじれ角(9
0°−180°=−90°)でツイストする状態に配向
してスプレイ歪を解消し、第2の準安定状態になる。
基板11,12の近傍においてそれぞれの配向処理方向
11a,12aに沿って配向するとともに、いずれか一
方の基板の配向処理方向、例えば裏側基板12の配向処
理方向12aを基準として、図1の(c)に破線矢印で
示したツイスト方向、つまり表面側から見て右回り方向
(カイラル剤により付与されるねじれ方向とは逆方向)
に、ほぼ90°のねじれ角でツイスト配向した状態であ
る。
安定状態とは、その一方から他方に切換えることが可能
であり、液晶分子がいずれの準安定状態に配向している
状態でも、まず電極13,14間に液晶分子を基板1
1,12面に対してほぼ垂直に立上がり配向する十分高
い電圧値のリセット電圧を印加して前記準安定状態をリ
セットし、その後に上記第1または第2の準安定状態選
択電圧を印加すれば、液晶分子の配向状態を、一方の準
安定状態から他方の準安定状態に切換えることができ
る。
準安定状態選択電圧は、使用するネマティック液晶の特
性およびカイラル剤の特性と添加量によって決まるが、
第1準安定状態選択電圧はほぼ0V(ほどんど電圧を印
加しない値)であり、第2準安定状態選択電圧はほとん
どの液晶分子が初期配向状態でのプレチルト角と同程度
またはそれに近い傾き角で配向する低い値であり、前記
第1準安定状態選択電圧よりは絶対値が大きい電圧であ
る。
第1および第2の準安定状態における液晶分子の配向状
態を液晶セル10の下縁方向(横軸xに対して直交する
方向)から見た模式図であり、18aは液晶分子を示し
ている。
(液晶分子が裏側基板12の配向処理方向12aを基準
として表面側から見て左回り方向にほぼ90°のねじれ
角でツイスト配向している状態)は、両基板11,12
の近傍の液晶分子はそれぞれの基板11,12面に対し
てその配向処理方向11a,12aに向かって数度程度
のプレチルト角で斜めに起き上がるように配向している
が、ツイスト配向している液晶分子をそれぞれの分子長
軸が同一平面上にくるように展開して見たときのそれぞ
れの基板11,12側でのプレチルトの傾きが互いに逆
になっている状態であり、したがって液晶分子は、基板
11,12から離れるのにともなってチルト角が小さく
なり、液晶層厚の中間(チルト角が0°になる点)を境
にして基板11,12面に対する傾き方向が逆になった
状態(スプレイ歪をもった状態)のツイスト配向状態に
ある。
12の近傍の液晶分子(図では省略している)は初期配
向状態とほとんど変わらない状態(それぞれの基板1
1,12面に対してその配向処理方向11a,12aに
向かって数度程度のプレチルト角で斜めに起き上がるよ
うに配向している状態)にあるが、基板11,12から
ある程度以上離れているほとんどの液晶分子は基板1
1,12面に対してほぼ垂直に立上がるように配向した
状態である。
方の方向にほぼ270°のねじれ角でツイスト配向する
状態)は、両基板11,12の近傍の液晶分子の配向状
態は初期配向状態とほとんど変わらないが、液晶分子が
前記初期配向状態よりもさらにほぼ180°ねじれてツ
イスト配向した状態であり、したがって、ツイスト配向
している液晶分子をそれぞれの分子長軸が同一平面上に
くるように展開して見たときの液晶分子18aの傾き方
向は同じ方向であるから、この第1の準安定状態は、ス
プレイ歪の無いツイスト配向状態である。
の準安定状態とは逆方向にほぼ90°のねじれ角でツイ
スト配向する状態)は、両基板11,12の近傍の液晶
分子の配向状態は初期配向状態とほとんど変わらない
が、液晶分子のねじれ角が前記初期配向状態から前記第
1の準安定状態でのツイスト方向とは逆の方向にほぼ1
80°ねじれてツイスト配向した状態であり、したがっ
て、ツイスト配向している液晶分子をそれぞれの分子長
軸が同一平面上にくるように展開して見たときの液晶分
子18aの傾き方向は同じ方向であるから、この第2の
準安定状態も、スプレイ歪の無いツイスト配向状態であ
る。
その準安定状態における液晶分子18aのねじれ角を保
持するツイスト配向状態であるが、いずれの準安定状態
においても、液晶分子18aのチルト角、つまり基板1
1,12面に対する立上がり角度は、電極13,14間
に印加される駆動電圧の実効値に応じて変化する(ただ
し、両基板11,12の近傍の液晶分子の配向状態はほ
とんど変わらない)。図3に示した第1および第2の準
安定状態における液晶分子の配向状態のうち、上側に示
した配向状態は、駆動電圧の実効値が比較的小さい値で
あるときの液晶分子の配向状態(第2の書込み状態)を
示し、下側に示した配向状態は、駆動電圧の実効値があ
る程度高い値であるときの液晶分子の配向状態(第1の
書込み状態)を示しており、いずれの準安定状態におい
ても、液晶分子は、その準安定状態におけるツイスト配
向状態を保ちながら、駆動電圧の実効値に応じて立上が
り配向する。
リセット電圧の電圧値よりも低い範囲で変化する電圧で
あり、上記第1および第2の準安定状態は、駆動電圧の
実効値に応じて液晶分子のチルト角が変化するが、ツイ
スト配向状態はそのまま維持する状態であり、いずれの
準安定状態も、上記リセット電圧の印加により液晶分子
18aを基板11,12面に対してほぼ垂直に立上がり
配向させて準安定状態をリセットするまで保持される。
液晶セル10をはさんでその表面側と裏面側とに配置し
た一対の偏光板21,22の透過軸を示しており、この
実施例では、表側偏光板21を、その透過軸21aを液
晶セル10の表側基板11の配向処理方向11aとほぼ
平行な方向またはほぼ直交する方向(図ではほぼ平行な
方向)に向けて配置し、裏側偏光板22を、その透過軸
22aを前記表側偏光板21の透過軸21aに対してほ
ぼ直交する方向に向けて配置している。
等の外光を利用し表面側から入射する光を裏面側に配置
した反射板30で反射させて表示するものであり、その
表示駆動は、駆動系40により液晶セル10を駆動して
行なわれる。
するが、液晶セル10の各画素行を所定の選択順で選択
し、選択した画素行の各画素部の電極間に、上記リセッ
ト電圧と、第1と第2の準安定状態のいずれかを選択す
る準安定状態選択電圧と、書込みデータに応じた書込み
電圧を印加するものであり、液晶セル10の各画素部の
液晶の分子は、前記リセット電圧の印加によりほぼ垂直
に立上がるように配向してその前の書込み状態(準安定
状態とその状態での液晶分子の配向状態)をリセットさ
れ、その後に印加される準安定状態選択電圧に応じて第
1と第2のいずれかの準安定状態に配向するとともに、
その準安定状態において、前記書込み電圧によって決ま
る駆動電圧の実効値に応じて配向状態を変える。
セル10の全ての画素部の液晶分子が上述した初期配向
状態(スプレイ歪をもった配向状態)に配向している
が、表示駆動を開始すると、最初のリセット電圧が印加
されたときに、その電圧をスプレイ歪解消電圧として液
晶分子がほぼ垂直に立上がるように配向し、前記準安定
状態をリセットしたときと同じ状態になる。
素部の液晶分子を上記第1と第2のいずれかの準安定状
態に配向させ、それぞれの準安定状態における液晶分子
のチルト角を駆動電圧の実効値に応じて変化させて光の
透過状態を制御するものであり、第1の準安定状態を選
択したときは、液晶分子がいずれか一方の基板の配向処
理方向を基準として一方の方向にほぼ270°のねじれ
角でツイスト配向した液晶セルと偏光板とからなる表示
装置の電気光学特性をもち、第2の準安定状態を選択し
たときは、液晶分子が前記一方の基板の配向処理方向を
基準として前記第1の準安定状態とは逆の方向にほぼ9
0°のねじれ角でツイスト配向した液晶セルと偏光板と
からなる表示装置の電気光学特性をもつ。
の液晶分子の配向状態が異なる2つの表示装置の電気光
学特性を合わせ持ったものであり、したがって、段階的
に制御しようとする透過状態のうちの複数の透過状態の
制御を一方の電気光学特性を利用して行ない、他の複数
の透過状態の制御を他方の電気光学特性を利用して行な
うことができる。
1の透過軸21aの方向を液晶セル10の表側基板11
の配向処理方向11aとほぼ平行またはほぼ直交する方
向にし、裏側偏光板22の透過軸22aを、前記表側偏
光板21の透過軸21aに対してほぼ直交する方向に設
定しているため、第1の準安定状態を選択して透過状態
を制御するときも、第2の準安定状態を選択して透過状
態を制御するときも、ツイステッドネマティックモード
(以下、TNモードと記す)による表示を行なうことが
できる。
態においても、表側偏光板21を透過して入射した直線
偏光が、液晶セル10を透過する過程で液晶層の複屈折
作用により液晶分子のツイスト配向状態に応じて旋光さ
れ、その光が裏側偏光板22に入射して、この裏側偏光
板22により透過を制御される。そして、裏側偏光板2
2を透過した光は、反射板30で反射され、前記裏側偏
光板22と液晶セル10と表側偏光板21とを順に透過
して出射する。
の準安定状態を選択したときの液晶分子の配向状態が、
ねじれ角がほぼ270°と大きいツイスト配向状態であ
るため、液晶層の複屈折作用における旋光分散により旋
光性が各波長光ごとに異なるため、各波長光が異なる透
過率で裏側偏光板22を透過して、この裏側偏光板22
を透過した光が、その光を構成する各波長光の強度の比
に応じた色の着色光になる。
したときのTNモードによる表示は、着色した表示が得
られるカラー表示であり、その表示色は、電極13,1
4間に印加される駆動電圧の実効値に応じて変化する。
に応じて前記準安定状態における配向状態を保ちながら
立上がり配向するが、このように液晶分子の配向状態が
変化すると、それに応じた液晶層の複屈折性の変化に応
じた旋光分散の変化によって各波長の旋光性が変化する
ため、前記駆動電圧の実効値を制御することにより着色
光の色を変化させることができ、したがって、1つの画
素で複数の色を表示することができる。
液晶層の複屈折作用と一対の偏光板21,22の偏光作
用とを利用して光を着色するものであり、したがってカ
ラーフィルタを用いて光を着色するものに比べて光の吸
収が少ないから、反射型の液晶表示装置であっても、表
示光の透過率を高くして明るい着色表示を得ることがで
きる。
きの液晶分子の配向状態は、ねじれ角がほぼ90°のツ
イスト配向状態であるため、このときのTNモードによ
る表示は、通常のTN型液晶表示装置の場合と基本的に
同じであり、この実施例の液晶表示装置では、表側偏光
板21と裏側偏光板22とをそれぞれの透過軸21a,
22aを互いにほぼ直交させて配置しているため、液晶
分子のチルト角がプレチルト角に近いときは無彩色の明
表示である白が表示され、液晶分子のチルト角が大きく
なのにともなって光の透過率が少なくなって、最終的に
無彩色の暗表示である黒が表示される。
晶分子が立上がり配向し、それに応じて液晶層の複屈折
性が変化するため、前記駆動電圧の実効値を制御するこ
とにより光の透過状態を段階的に制御して階調のある白
黒表示を行なうことができる。
がスプレイ歪をもってほぼ90°のねじれ角でツイスト
配向している状態は、実際の表示には使用しないが、こ
の初期配向状態もTNモードによる白黒表示が得られる
状態である。
1,12の配向処理方向11a,12aと表裏の偏光板
21,22の透過軸21a,22aを図1に示したよう
に設定し、液晶セル10のΔnd(液晶の屈折率異方性
Δnと液晶層厚dとの積)の値を約1000nmに選ん
だ液晶表示装置の駆動電圧に対する光の出射率と表示色
の変化を示しており、図4の(a),(b)は初期配向
状態における電圧−出射率特性図およびCIE色度図、
図5の(a),(b)は第1の準安定状態における電圧
−出射率特性図およびCIE色度図、図6の(a),
(b)は第2の準安定状態における電圧−出射率特性図
およびCIE色度図である。なお、各図の(b)の色度
図において、Wは無彩色点を示している。
初期配向状態での電圧−出射率特性は図4の(a)のよ
うな特性であり、駆動電圧に対する表示色の変化は、図
4の(b)のように、電圧が0V(電圧無印加状態)の
ときで白、液晶分子がほぼ垂直に立上がり配向する実効
値(例えば約5V)の電圧を印加したときで黒である。
述したリセット電圧を印加したときに最も垂直に近くな
り、そのときに表示が最も黒くなるが、リセット電圧の
印加時間は極く短いため、リセット状態での表示は人間
の目にはほとんど認識されない。
特性は図5の(a)のような特性であり、駆動電圧に対
する表示色の変化は、図5の(b)のように、実効値が
1.95Vの電圧を印加したときで赤、実効値が2.9
8Vの電圧を印加したときで青である。
x=0.353、y=0.350であり、Y値(明る
さ)は28.54である。また、上記青のx,yコーデ
ネイト値は、x=0.274、y=0.296であり、
Y値は11.64である。
率特性は図6の(a)のような特性であり、駆動電圧に
対する表示色の変化は、図6の(b)のように、実効値
が1.55Vの電圧を印加したときで白、実効値が3.
07Vの電圧を印加したときで黒である。
x=0.317、y=0.341であり、Y値は34.
41である。また、上記黒のx,yコーデネイト値は、
x=0.271、y=0.290であり、Y値は1.8
3である。
安定状態を選択して赤と青を表示し、第2の準安定状態
を選択して白と黒を表示するものであり、したがって、
表示の基本である白と黒の表示に加えて、赤と青の2色
のカラー表示を行なうことができる。
または第2の準安定状態にある液晶分子の配向状態が、
自然放電により数秒〜数分(使用するネマティック液晶
の特性およびカイラル剤の特性と添加量によって異な
る)で初期配向状態に戻り、画面全体が、初期配向状態
における電圧無印加時の状態(上記実施例では白)にな
る。
液晶分子の配向状態が異なる2つの表示装置の電気光学
特性を合わせ持ったものであって、段階的に制御しよう
とする透過状態のうちの複数の透過状態の制御を一方の
電気光学特性を利用して行ない、他の複数の透過状態の
制御を他方の電気光学特性を利用して行なうことができ
るものであるため、透過状態の全段階数を、前記一方の
電気光学特性を利用するとき、つまり第1の準安定状態
を選択して透過状態を制御するときと、前記他方の電気
光学特性を利用するとき、つまり第2の準安定状態を選
択して透過状態を制御するときとに振り分けることがで
き、そのために、それぞれの準安定状態で駆動される段
階数が少なくなるから、それぞれの準安定状態の中で、
少ない段階数の時分割駆動を行なうことができる。
晶セル10の駆動デューティに対して動作電圧マージン
を大きくとることができる。すなわち、上述した白と黒
の表示に加えて赤と青の2色のカラー表示を行なう液晶
表示装置の場合は、その駆動電圧の実効値を、第1の準
安定状態を選択して赤と黒を表示するときは1.95V
と2.98Vの2通りに設定し、第2の準安定状態を選
択して青と白を表示するときは1.55Vと3.07V
の2通りに設定すればよく、したがって、それぞれの準
安定状態における2通りの駆動電圧の実効値の差、つま
り動作電圧マージンを、第1の準安定状態で1.03V
(=2.98V−1.95V)、第2の準安定状態で
1.52V(=3.07V−1.55V)と充分に大き
くとることができる。
液晶セル10が駆動電圧の実効値を制御して駆動される
単純マトリックス方式のものであっても、その駆動デュ
ーティに対して動作電圧マージンを大きくし、高デュー
ティでの時分割駆動を可能として、画素数の多い高精細
画像の表示を実現することができる。
素行の画素部の書込みを、その前の液晶分子の配向状態
をリセットして次の準安定状態を選択し、その後に次の
書込み状態を得るための書込み電圧を印加することによ
って行なうものであるが、その際の前記配向状態のリセ
ットと準安定状態の選択は短時間で行なえる。
状態を選択したときの表示色が赤と青になるものである
が、その表示色は、液晶セル10のΔndの値を変える
ことによって任意に選ぶことができる。
1と第2のいずれの準安定状態を選択したときもTNモ
ードによる表示を行なうものであって、第1の準安定状
態での表示がカラー表示となり、第2の準安定状態での
表示が白黒表示となるものであるが、少なくとも表側偏
光板21の透過軸21aの方向を、液晶セル10の表側
基板11の配向処理方向11aに対して斜めに交差する
方向にすれば、第1と第2の両方の準安定状態における
表示をそれぞれ複屈折効果モードによるカラー表示とす
ることができる。
表示装置の基本構成を示す斜視図であり、(a)は初期
配向状態、(b)は第1の準安定状態、(c)は第2の
準安定状態を示している。
0の初期配向状態における液晶分子のねじれ角をほぼ3
0°としたものであり、その他の構成は上記第1の実施
例と同じである。
晶セル10の表側基板11の配向処理方向11aを、液
晶表示装置の画面の横軸xに対し表面側から見て左回り
にほぼ15°ずれた方向であって前記画面の左下から右
上に向かう方向にし、裏側基板12の配向処理方向12
aを、前記横軸xに対し表面側から見て右回りにほぼ1
5°ずれた方向であって前記画面の左上から右下に向か
う方向にしている。すなわち、両基板11,12の配向
処理方向11a,12aは、ほぼ30°の角度で互いに
交差する方向である。
0の液晶に、表面側から見て左回りのツイスト配向性を
有するカイラル剤を添加したものを用いており、したが
って、その液晶分子は、初期配向状態では、スプレイ歪
をもって、表面側から見て左回り方向(カイラル剤によ
る付与されるねじれ方向)にほぼ30°のねじれ角でツ
イスト配向している。
11,12の近傍においてそれぞれの配向処理方向11
a,12aに沿って配向するとともに、いずれか一方の
基板の配向処理方向、例えば裏側基板12の配向処理方
向12aを基準として、図70の(a)に破線矢印で示
した方向、つまりカイラル剤により付与されるねじれ方
向に、ほぼ30°のねじれ角でツイスト配向したスプレ
イ配向状態である。
ぞれ、初期配向状態から液晶分子のねじれ角がほぼ18
0°変化してスプレイ歪を解消した状態であり、この実
施例では初期配向状態での液晶分子のねじれ角をほぼ3
0°としているため、第1の準安定状態では、液晶分子
がいずれか一方の基板の配向処理方向を基準としてカイ
ラル剤により付与されるねじれ方向にほぼ210°のね
じれ角でツイスト配向し、第2の準安定状態では、液晶
分子が前記一方の基板の配向処理方向を基準として前記
カイラル剤により付与されるねじれ方向とは逆方向にほ
ぼ150°のねじれ角でツイスト配向する。
分子が、両基板11,12の近傍においてそれぞれの配
向処理方向11a,12aに沿って配向するとともに、
いずれか一方の基板の配向処理方向、例えば裏側基板1
2の配向処理方向12aを基準として、図7の(b)に
破線矢印で示したツイスト方向、つまり表面側から見て
左回り方向(カイラル剤により付与されるねじれ方向)
に、ほぼ210°のねじれ角でツイスト配向した状態で
ある。
両基板11,12の近傍においてそれぞれの配向処理方
向11a,12aに沿って配向するとともに、いずれか
一方の基板の配向処理方向、例えば裏側基板12の配向
処理方向12aを基準として、図7の(c)に破線矢印
で示したツイスト方向、つまり表面側から見て右回り方
向(カイラル剤により付与されるねじれ方向とは逆方
向)に、ほぼ150°のねじれ角でツイスト配向した状
態である。
とは、第1の実施例と同様に、まず液晶分子を基板1
1,12面に対してほぼ垂直に立上がり配向させる値の
リセット電圧を印加して前記準安定状態をリセットし、
その後に第1または第2の準安定状態選択電圧を印加す
ることにより、一方の準安定状態から他方の準安定状態
に切換えられる。
0Vであり、第2準安定状態選択電圧は、ほとんどの液
晶分子が初期配向状態でのプレチルト角と同程度または
それに近い傾き角で配向する低い値である。
を、その透過軸21aを画面の横軸xに対し表面側から
見て左回りにほぼ45°ずれた方向に向けて配置し、裏
側偏光板22を、その透過軸22aを前記横軸xに対し
表面側から見て右回りにほぼ45°ずれた方向に向けて
配置しており、したがって、表側偏光板21の透過軸2
1aは、液晶セル10の表側基板11の配向処理方向1
1a(横軸xに対し表面側から見て左回りにほぼ15°
ずれた方向)に対してほぼ30°の交差角で斜めにずれ
た方向にあり、裏側偏光板22の透過軸22aは、前記
表側偏光板21の透過軸21aに対してほぼ直交する方
向にある。
0の液晶分子の初期配向状態を、一方の基板(ここでは
裏側基板)12の配向処理方向12aを基準として一方
の方向にほぼ30°のねじれ角でツイスト配向するスプ
レイ配向状態としているため、第1の準安定状態を選択
したときは、液晶分子が前記一方の基板12の配向処理
方向12aを基準として一方の方向にほぼ210°のね
じれ角でツイスト配向した液晶セルと偏光板とからなる
表示装置の電気光学特性をもち、第2の準安定状態を選
択したときは、液晶分子が前記一方の基板12の配向処
理方向12aを基準として前記第1の準安定状態とは逆
の方向にほぼ150°のねじれ角でツイスト配向した液
晶セルと偏光板とからなる表示装置の電気光学特性をも
つ。
透過軸21aの方向を、液晶セル10の表側基板11の
配向処理方向11aに対してほぼ30°の交差角で斜め
にずれた方向にし、裏側偏光板22の透過軸22aを、
前記表側偏光板21の透過軸21aに対してほぼ直交す
る方向に設定しているため、第1の準安定状態を選択し
て透過状態を制御するときも、第2の準安定状態を選択
して透過状態を制御するときも、複屈折効果モードによ
るカラー表示を行なうことができる。
ついて説明すると、上記第1と第2のいずれの準安定状
態においても、表側偏光板21を透過して入射した直線
偏光が、液晶セル10を透過する過程で液晶層の複屈折
作用により各波長光がそれぞれ偏光状態の異なる楕円偏
光となった光となり、その各波長光がそれぞれの偏光状
態に応じた透過率で裏側偏光板22を透過して、この裏
側偏光板22を透過した光が、その光を構成する各波長
光の光強度の比に応じた色の着色光になる。この着色光
は、反射板30で反射され、前記裏側偏光板22と液晶
セル10と表側偏光板21とを順に透過して出射する。
ー表示は、液晶セル10の液晶層の複屈折作用と一対の
偏光板21,22の偏光作用とを利用して光を着色する
ものであり、したがってカラーフィルタを用いて光を着
色するものに比べて光の吸収が少ないから、反射型の液
晶表示装置であっても、光の透過率を高くして明るいカ
ラー表示を得ることができる。
がスプレイ歪をもってほぼ30°のねじれ角でツイスト
配向している状態は、上述したように実際の表示には使
用しないが、この初期配向状態も、複屈折効果モードに
よる表示が得られる状態である。
の準安定状態(液晶分子が一方の方向にほぼ210°の
ねじれ角でツイスト配向する状態)を選択したときと、
第2の準安定状態(液晶分子が第1の準安定状態とは逆
方向にほぼ150°のねじれ角でツイスト配向する状
態)を選択したときとの液晶分子の配向状態が異なり、
それに応じて液晶層が異なる複屈折性を示すため、第1
の準安定状態を選択したときと、第2の準安定状態を選
択したときとで、互いに異なる色を表示することができ
る。
第2のいずれの準安定状態においても、電極13,14
間に印加される駆動電圧の実効値に応じた液晶分子のチ
ルト角の変化によって液晶層の複屈折性が変化し、それ
に応じて裏側偏光板22に入射する各波長光の偏光状態
が変化するため、前記駆動電圧の実効値を制御すること
によって着色光の色を変化させることができ、したがっ
て、1つの画素部で複数の色を表示することができる。
セル10の初期配向状態での液晶分子のねじれ角をほぼ
30°とし、その両基板11,12の配向処理方向11
a,12aと表裏の偏光板21,22の透過軸21a,
22aの向きとを図7に示したように設定するととも
に、液晶セル10のΔndの値を約800nmに設定し
た液晶表示装置の駆動電圧に対する光の出射率と表示色
の変化を示しており、図8の(a),(b)は初期配向
状態における電圧−出射率特性図およびCIE色度図、
図9の(a),(b)は第1の準安定状態における電圧
−出射率特性図およびCIE色度図、図10の(a),
(b)は第2の準安定状態における電圧−出射率特性図
およびCIE色度図である。各図の(b)の色度図にお
いて、Wは無彩色点である。
初期配向状態での電圧−出射率特性は図8の(a)のよ
うな特性であり、駆動電圧に対する表示色の変化は、図
8の(b)のように、電圧が0V(電圧無印加状態)の
ときで黄緑、液晶分子がほぼ垂直に立上がり配向する実
効値(例えば約5V)の電圧を印加したときで黒であ
る。
特性は図9の(a)のような特性であり、駆動電圧に対
する表示色の変化は、図9の(b)のように、実効値が
1.46Vの電圧を印加したときで赤、実効値が2.0
0Vの電圧を印加したときで白である。
=0.432,y=0.391であり、Y値(明るさ)
は20.29である。また、前記白のx,yコーデネイ
ト値はx=0.290,y=0.319であり、Y値は
29.70である。
率特性は図10の(a)のような特性であり、駆動電圧
に対する表示色の変化は、図10の(b)のように、実
効値が1.46Vの電圧を印加したときで赤、実効値が
2.00Vの電圧を印加したときで青である。
=0.424,y=0.399であり、Y値は21.3
1である。また、前記青のx,yコーデネイト値はx=
0.249,y=0.267であり、Y値は11.32
である。
安定状態を選択して赤と白を表示し、第2の準安定状態
を選択して赤と青を表示するものであり、したがって、
例えば白の背景中に赤と青で画像を表示するカラー表示
を行なうことができる。
の駆動電圧の実効値を、第1の準安定状態を選択して赤
と白を表示するときも、第2の準安定状態を選択して赤
と青を表示するときも、1.46Vと2.00Vの2通
りに設定すればよく、したがって、それぞれの準安定状
態における2通りの駆動電圧の実効値の差、つまり動作
電圧マージンを、第1および第2のいずれの準安定状態
でも0.54V(=2.00V−1.46V)と充分に
大きくとることができる。
るときの2通りの実効値と、第2の準安定状態を選択し
て表示するときの2通りの実効値とが同(1.46Vと
2.00V)であるため、表示駆動も容易になる。
晶表示装置の基本構成を示す斜視図であり、(a)は初
期配向状態、(b)は第1の準安定状態、(c)は第2
の準安定状態を示している。
0の初期配向状態における液晶分子のねじれ角をほぼ7
0°としたものであり、その他の構成は上記第1の実施
例と同じである。
液晶セル10の表側基板11の配向処理方向11aを、
液晶表示装置の画面の横軸xに対し表面側から見て左回
りにほぼ35°ずれた方向であって前記画面の左下から
右上に向かう方向にし、裏側基板12の配向処理方向1
2aを、前記横軸xに対し表面側から見て右回りにほぼ
35°ずれた方向であって前記画面の左上から右下に向
かう方向にしている。すなわち、両基板11,12の配
向処理方向11a,12aは、ほぼ70°の角度で互い
に交差する方向である。
0の液晶に、表面側から見て左回りのツイスト配向性を
有するカイラル剤を添加したものを用いており、したが
って、その液晶分子は、初期配向状態では、スプレイ歪
をもって、表面側から見て左回り方向(カイラル剤によ
る付与されるねじれ方向)にほぼ70°のねじれ角でツ
イスト配向している。
11,12の近傍においてそれぞれの配向処理方向11
a,12aに沿って配向するとともに、いずれか一方の
基板の配向処理方向、例えば裏側基板12の配向処理方
向12aを基準として、図11の(a)に破線矢印で示
した方向、つまりカイラル剤により付与されるねじれ方
向に、ほぼ70°のねじれ角でツイスト配向したスプレ
イ配向状態である。
ぞれ、初期配向状態から液晶分子のねじれ角がほぼ18
0°変化してスプレイ歪を解消した状態であり、この実
施例では初期配向状態での液晶分子のねじれ角をほぼ7
0°としているため、第1の準安定状態では、液晶分子
がいずれか一方の基板の配向処理方向を基準としてカイ
ラル剤により付与されるねじれ方向にほぼ250°のね
じれ角でツイスト配向し、第2の準安定状態では、液晶
分子が前記一方の基板の配向処理方向を基準として前記
カイラル剤により付与されるねじれ方向とは逆方向にほ
ぼ110°のねじれ角でツイスト配向する。
分子が、両基板11,12の近傍においてそれぞれの配
向処理方向11a,12aに沿って配向するとともに、
いずれか一方の基板の配向処理方向、例えば裏側基板1
2の配向処理方向12aを基準として、図11の(b)
に破線矢印で示したツイスト方向、つまり表面側から見
て左回り方向(カイラル剤により付与されるねじれ方
向)に、ほぼ250°のねじれ角でツイスト配向した状
態である。
両基板11,12の近傍においてそれぞれの配向処理方
向11a,12aに沿って配向するとともに、いずれか
一方の基板の配向処理方向、例えば裏側基板12の配向
処理方向12aを基準として、図11の(c)に破線矢
印で示したツイスト方向、つまり表面側から見て右回り
方向(カイラル剤により付与されるねじれ方向とは逆方
向)に、ほぼ110°のねじれ角でツイスト配向した状
態である。
とは、第1の実施例と同様に、まず液晶分子を基板1
1,12面に対してほぼ垂直に立上がり配向させる電圧
値のリセット電圧を印加して前記準安定状態をリセット
し、その後に第1または第2の準安定状態選択電圧を印
加することにより、一方の準安定状態から他方の準安定
状態に切換えられる。
ぼ0Vであり、第2の準安定状態選択電圧はほとんどの
液晶分子が初期配向状態でのプレチルト角と同程度また
はそれに近い傾き角で配向する低い値である。
を、その透過軸21aを画面の横軸xに対し表面側から
見て左回りにほぼ45°ずれた方向に向けて配置し、裏
側偏光板22を、その透過軸22aを前記横軸xに対し
表面側から見て右回りにほぼ45°ずれた方向に向けて
配置しており、したがって、表側偏光板21の透過軸2
1aは、液晶セル10の表側基板11の配向処理方向1
1a(横軸xに対し表面側から見て左回りにほぼ35°
ずれた方向)に対してほぼ10°の交差角で斜めにずれ
た方向にあり、裏側偏光板22の透過軸22aは、前記
表側偏光板21の透過軸21aに対してほぼ直交する方
向にある。
0の液晶分子の初期配向状態を、一方の基板(ここでは
裏側基板)12の配向処理方向12aを基準として一方
の方向にほぼ70°のねじれ角でツイスト配向するスプ
レイ配向状態としているため、第1の準安定状態を選択
したときは、液晶分子が前記一方の基板12の配向処理
方向12aを基準として一方の方向にほぼ250°のね
じれ角でツイスト配向した液晶セルと偏光板とからなる
表示装置の電気光学特性をもち、第2の準安定状態を選
択したときは、液晶分子が前記一方の基板12の配向処
理方向12aを基準として前記第1の準安定状態とは逆
の方向にほぼ110°のねじれ角でツイスト配向した液
晶セルと偏光板とからなる表示装置の電気光学特性をも
つ。
透過軸21aの方向を、液晶セル10の表側基板11の
配向処理方向11aに対してほぼ10°の交差角で斜め
にずれた方向にし、裏側偏光板22の透過軸22aを、
前記表側偏光板21の透過軸21aに対してほぼ直交す
る方向に設定しているため、第1の準安定状態を選択し
て透過状態を制御するときも、第2の準安定状態を選択
して透過状態を制御するときも、複屈折効果モードによ
るカラー表示を行なうことができる。
上記第1の準安定状態(液晶分子が一方の方向にほぼ2
50°のねじれ角でツイスト配向する状態)を選択した
ときと、第2の準安定状態(液晶分子が第1の準安定状
態とは逆方向にほぼ110°のねじれ角でツイスト配向
する状態)を選択したときとの液晶分子の配向状態が異
なり、それに応じて液晶層が異なる複屈折性を示すた
め、第1の準安定状態を選択したときと、第2の準安定
状態を選択したときとで、互いに異なる色を表示するこ
とができる。
第2のいずれの準安定状態においても、電極13,14
間に印加される駆動信号の実効値に応じた液晶分子のチ
ルト角の変化によって液晶層の複屈折性が変化し、それ
に応じて裏側偏光板22に入射する各波長光の偏光状態
が変化するため、前記駆動信号の実効値を制御すること
によって着色光の色を変化させることができ、したがっ
て、1つの画素部で複数の色を表示することができる。
晶セル10の初期配向状態での液晶分子のねじれ角をほ
ぼ70°とし、その両基板11,12の配向処理方向1
1a,12aと表裏の偏光板21,22の透過軸21
a,22aの向きとを図11に示したように設定すると
ともに、液晶セル10のΔndの値を約900nmに設
定した液晶表示装置の駆動電圧に対する光の出射率と表
示色の変化を示しており、図12の(a),(b)は初
期配向状態における電圧−出射率特性図およびCIE色
度図、図13の(a),(b)は第1の準安定状態にお
ける電圧−出射率特性図およびCIE色度図、図14の
(a),(b)は第2の準安定状態における電圧−出射
率特性図およびCIE色度図である。各図の(b)の色
度図において、Wは無彩色点である。
初期配向状態での電圧−出射率特性は図12の(a)の
ような特性であり、駆動電圧に対する表示色の変化は、
図12の(b)のように、電圧が0V(電圧無印加状
態)のときで白、液晶分子がほぼ垂直に立上がり配向す
る実効値(例えば約5V)の電圧を印加したときで黒で
ある。
特性は図13の(a)のような特性であり、駆動電圧に
対する表示色の変化は、図13の(b)のように、実効
値が1.53Vの電圧を印加したときで赤、実効値が
2.03Vの電圧を印加したときでオレンジ色である。
=0.343,y=0.322、Y値は24.31であ
り、オレンジ色のx,yコーデネイト値はx=0.32
2,y=0.378、Y値は31.98である。
率特性は図14の(a)のような特性であり、駆動電圧
に対する表示色の変化は、図14の(b)のように、実
効値が1.53Vの電圧を印加したときで白、実効値が
2.03Vの電圧を印加したときで青である。
=0.320,y=0.349、Y値は34.36であ
り、青のx,yコーデネイト値はx=0.260,y=
0.278、Y値は9.05である。
安定状態を選択して赤とオレンジ色を表示し、第2の準
安定状態を選択して白と青を表示するものであり、した
がって、例えば白の背景中に赤とオレンジ色と青で画像
を表示するカラー表示を行なうことができる。
の駆動電圧の実効値を、第1の準安定状態を選択して赤
とオレンジ色を表示するときも、第2の準安定状態を選
択して白と青を表示するときも、1.53Vと2.03
Vの2通りに設定すればよく、したがって、それぞれの
準安定状態における2通りの駆動電圧の実効値の差、つ
まり動作電圧マージンを、第1および第2のいずれの準
安定状態でも0.50V(=2.03V−1.53V)
と充分に大きくとることができる。
るときの2通りの実効値と、第2の準安定状態を選択し
て表示するときの2通りの実効値とが同(1.53Vと
2.03V)であるため、表示駆動も容易になる。
施例の液晶表示装置も、第1の実施例のものと同様に、
液晶セルの液晶分子の配向状態が異なる2つの表示装置
の電気光学特性を合わせ持ったものであり、したがって
段階的に制御しようとする透過状態のうちの複数の透過
状態の制御を一方の電気光学特性を利用して行ない、他
の複数の透過状態の制御を他方の電気光学特性を利用し
て行なうことができるから、液晶セル10が単純マトリ
ックス方式のものであっても、その駆動デューティに対
して動作電圧マージンを大きくし、高デューティでの時
分割駆動を可能として、画素数の多い高精細画像の表示
を実現することができる。
は、第1の準安定状態を選択して赤と白を表示し、第2
の準安定状態を選択して青と黒を表示するものであり、
上記第3の実施例の液晶表示装置は、第1の準安定状態
を選択して赤とオレンジ色を表示し、第2の準安定状態
を選択して白と青を表示するものであるが、その表示色
は、液晶セル10のΔndの値や表裏の偏光板21,2
2の透過軸21a,22aの向きを変えることによって
任意に選ぶことができる。
液晶セル10の初期配向状態は、上記第1〜第3の実施
例に限られるものではなく、液晶分子がいずれか一方の
基板の配向処理方向を基準として一方の方向にほぼ0°
〜ほぼ180°のねじれ角で非ツイストまたはツイスト
配向したスプレイ配向状態にあればよい。
晶分子が一方の基板の配向処理方向に沿って配向した、
ねじれ角がほぼ0°の非ツイスト配向状態である場合、
第1の準安定状態は、前記一方の基板の配向処理方向を
基準として一方の方向にほぼ180°のねじれ角でツイ
スト配向してスプレイ歪を解消した状態であり、第2の
準安定状態は、前記一方の基板の配向処理方向を基準と
して前記第1の準安定状態とは反対の方向にほぼ180
°のねじれ角でツイスト配向してスプレイ歪を解消した
状態である。
が一方の基板の配向処理方向を基準として一方の方向に
ほぼ180°のねじれ角で配向したツイスト配向状態で
ある場合、第1の準安定状態は、前記一方の基板の配向
処理方向を基準として一方の方向にほぼ360°のねじ
れ角でツイスト配向してスプレイ歪を解消した状態であ
り、第2の準安定状態は、全ての液晶分子が前記一方の
基板の配向処理方向に沿って非ツイスト配向してスプレ
イ歪を解消した状態である。
第1および第2の準安定状態を選んだ場合も、液晶セル
10をはさんで配置した一対の偏光板21,22のうち
の少なくとも表側偏光板21の透過軸21aの方向を前
記液晶セル10の表側基板11の配向処理方向11aに
対して斜めに交差する方向に設定すれば、第1の準安定
状態を選択して透過状態を制御するときも、第2の準安
定状態を選択して透過状態を制御するときも、複屈折効
果モードによるカラー表示を行なうことができる。
液晶セル10の液晶層の複屈折作用と一対の偏光板2
1,22の偏光作用とを利用して表示するものである
が、それに加えて、表裏の偏光板21,22のいずれか
一方または両方と液晶セル10との間に位相差板を配置
してもよい。
モードによるカラー表示を行なう液晶表示装置において
効果的であり、この液晶表示装置に位相差板を付加すれ
ば、各波長光が前記位相差板と液晶セル10の液晶層と
の両方の複屈折作用によりそれぞれの偏光状態を大きく
変えて裏側偏光板22に入射するため、裏側偏光板22
を透過する各波長光の透過率の差が大きくなり、したが
って、裏側偏光板22を透過した光が、その光を構成す
る各波長光の強度の差が大きい鮮明な着色光になるし、
また、駆動電圧の実効値に応じた液晶分子の配向状態の
変化にともない、前記各波長光の透過率とその透過率差
が大きく変化して前記着色光の色が変化するため、表示
色数も多くなる。
装置はいずれも、その裏面側に反射板30を配置した反
射型のものであるが、この発明は、バックライトからの
光を利用して表示する透過型の液晶表示装置(反射板3
0の無いもの)にも適用することができる。
え、液晶セルの表面側に偏光板を配置し、前記液晶セル
の裏面側に反射板を配置した反射型液晶表示装置にも適
用できるものであり、その場合は、液晶セルの裏側基板
の外面に反射板を配置してもよいし、あるいは、前記裏
側基板の内面に設ける電極を金属膜で形成し、この電極
で反射板を兼用してもよい。
40による上記液晶セル10の駆動方法を、上述した第
2または第3の実施例の液晶表示装置に適用する例につ
いて説明する。
り、この駆動系40は、液晶セル10の各走査電極13
に走査信号を供給する行ドライバ41と、前記液晶セル
10の各信号電極14にデータ信号を供給する列ドライ
バ42と、これらのドライバの電源部43と、書込/制
御データ発生回路44とからなっている。
位V0 と、液晶セル10の電極間にリセット電圧を印加
するためのリセット電位VR と、前記電極間に上記駆動
電圧の実効値を決める書込み電圧を印加するための書込
み期間を規定する書込み期間電位VC とを発生し、その
各電位を行ドライバ41に供給する。
の電極間に上記第1または第2の準安定状態選択電圧を
印加するための第1および第2の準安定状態選択電位V
S1,VS2と、前記電極間に前記書込み電圧を印加するた
めの書込み電位VD1,VD2を発生し、その各電位を列ド
ライバ42に供給する。
表示装置の場合は、第1の準安定状態を選択して表示す
るときの2通りの実効値と、第2の準安定状態を選択し
て表示するときの2通りの実効値とが同じであるため、
前記書込み電位は2通りの電位VD1,VD2だけでよい。
選択電圧はほぼ0Vであるため、上記第1の準安定状態
選択電位VS1は行ドライバ41に供給する走査信号の基
準電位V0 と同じ電位でよい。
レーム反転方式で駆動するため、走査信号の基準電位V
0 に対して+の電位と−の電位(絶対値は同じ)のリセ
ット電位+VR ,−VR と書込み期間電位+VC ,−V
C を電源部43から行ドライバ41に供給するととも
に、第1の準安定状態選択電位VS1(走査信号の基準電
位V0 と同じ電位)に対して+の電位と−の電位(絶対
値は同じ)の第2の準安定状態選択電位+VS2,−VS2
と書込み電位+VD1,−VD1および+VD2,−VD2を電
源部43から列ドライバ42に供給するようにしてい
る。
は、外部から供給される表示データに基づいて、リセッ
ト電圧の印加を制御するための制御データと、第1また
は第2の準安定状態の選択およびその後の書込みを行な
うための書込みデータとを発生し、前記制御データを行
ドライバ41に、前記書込みデータを列ドライバ42に
供給する。
いクロック信号発生回路から供給されるクロック信号に
よりあらかじめ定められた周期で上記基準電位とV0 を
基準として、リセット電位VR (+VR または−VR )
と書込み期間電位VC (+VC または−VC )とを順次
発生し、また前記書込/制御データ発生回路44からの
制御データに応じて、リセット電位VR (+VR または
−VR )の発生が抑制された波形の走査信号を発生し、
液晶セル10の各走査電極に供給する。
走査電極に供給する走査信号は、いずれも、それを供給
する走査電極が対応する画素行のリセット期間と書込み
期間以外の期間は基準電位V0 を保ち、前記リセット期
間に上記リセット電位VR になり、前記書込み期間に上
記書込み期間電位VC になる波形の信号であり、その波
形が所定フレームごとに、例えば1フレームごとに、前
記基準電位V0 を基準として反転する。
ク信号と前記書込/制御データ発生回路44からの書込
みデータに応じて、上記第1および第2の準安定状態選
択電位VS1,VS2(+VS2または−VS2)と書込み電位
VD1(+VD1または−VD1),VD2(+VD2または−V
D2)を前記走査信号と同期させた波形のデータ信号を発
生し、液晶セル10の各信号電極に供給する。
信号電極に供給するデータ信号は、各画素行のリセット
期間の直後の準安定状態選択期間ごとに第1または第2
の準安定状態選択電位VS1またはVS2になり、各画素行
の書込み期間ごとに2通りの書込み電位VD1,VD2のい
ずれかになる波形の信号であり、その波形が所定フレー
ムごと(この実施例では1フレームごと)に、前記第1
の準安定状態選択電位VS1を基準として反転する。
方法を説明すると、この実施例では、フレーム周波数を
高くして画面のちらつきをなくすため、液晶セル10の
全画素行を複数行ずつのグループに分け、1フレームご
とに、1つのグループの各画素行の画素部の書込み状態
(準安定状態とその状態での液晶分子の配向状態)のリ
セットおよび次の準安定状態の選択と、全ての画素行の
画素部の書込みを行なうことにより、1フレームの間
に、1つの画素行グループの各行の画素部の書込み状態
のリセットおよび次の準安定状態の選択とその後の新た
な書込みを行ない、他のグループの画素行にはその書込
み状態を維持するための再書込みだけを行なうようにし
ている。
法としては、1フレームの間に、まず全ての画素行のリ
セットおよび準安定状態の選択を順次行ない、その後に
各画素行への書込みを順次行なってもよいが、前記画素
行のリセットおよび準安定状態選択にはある程度の時間
を要するため、リセットおよび準安定状態選択に長い時
間がとられ、1フレームが長くなり、フレーム周波数が
低くなってしまう。
された画素行が、残りの全ての画素行のリセットおよび
準安定状態選択が終了し、その後各画素行への順次書込
みが開始されて前記画素行への書込み期間になるまでの
間、新たな書込みを行なわれないままの状態にあり、特
に早い時期に準安定状態を選択された画素行ほどその状
態が長く続くため、画面のちらつきが発生する。
全画素行を複数行ずつのグループに分け、1フレームご
とに、1つの画素行グループの各行の画素部のリセット
および準安定状態の選択と、全ての画素行の画素部の書
込みを行なうようにしたのであり、このようにすれば、
1フレームに確保するリセットおよび準安定状態選択時
間が、1つのグループの各画素行のリセットおよび準安
定状態選択に要する時間だけでよいため、1フレームを
短くして、フレーム周波数を高くすることができる。
定状態を選択された画素行への書込みが、そのグループ
の残りの画素行のリセットおよび準安定状態選択が終了
し、その後このグループの各画素行への順次書込みが開
始されて前記画素行への書込み期間になったときに行な
われるため、グループの中の最初にリセットおよび準安
定状態選択が行なわれる画素行でも、新たな書込みを行
なわれないままの状態にある時間は極く短く、したがっ
て画面のちらつきが発生することはない。
複数行ずつのグループに分けて駆動する場合は、1フレ
ームごとに1グループの画素行だけが書換えられ、その
フレームでは他のグループの画素行はその書込み状態を
維持するための再書込みを行なわれるだけであるため、
画素行のグループ数と同じフレーム数で1画面分の画像
の書換えが行なわれることになり、そのため、1画面分
の画像を書換えるのに必要なフレーム数が多いと、画面
の切換わりが遅くなる。
グループの画素行数を、高いフレーム周波数が得られる
ように選ぶとともに、グループ数を、1画面分の画像を
書換えるのに必要なフレーム数があまり多くならないよ
うに選ぶのが望ましい。
液晶セルには、32行、64行、128行等の画素行数
のものがあるが、例えば、液晶セルの画素行数が64行
である場合は、その画素行を8行ずつのグループに分け
るのが好ましく、1グループの画素行数が8行程度であ
れば、十分に高いフレーム周波数が得られるし、また、
64行を8行ずつのグループに分ければ、8〜9フレー
ム程度で1画面分の画像を書換えるため、画面の切換わ
りも良好である。
0secであるとすると、1画面分の画像を書換えるの
に必要なフレーム数が8〜9フレームであれば、1秒間
に約3〜4画面の書換えを行なえるため、画面の切換わ
りを良好にすることができる。
画面分の画像を書換えるごとに、つまり、全てのグルー
プの画素行のリセットおよび準安定状態選択と書込みを
行なう1サイクルごとに、各ブループの画素行の編成を
変えるように選ぶのが望ましい。
の準安定状態の選択と書込み電圧の印加により書換えを
行なう画素行グループが対応する領域(以下、書換え領
域という)のリセット時から書込み時までの表示状態
が、前記書換えを行なわずに前の書込み状態を維持させ
る画素行グループが対応する領域(以下、非書換え領域
という)の表示状態と異なるため、各ブループの画素行
の編成が常に同じであると、前記書換え領域と非書換え
領域との境界が1サイクルごとに同じ箇所に見えて、表
示ムラが目立つためである。
ルの全画素行数が64行であって、それを8行ずつのグ
ループに分ける場合のように、全画素行数が1グループ
の画素行数で割り切れる数である場合、1〜8行、9〜
16行、17〜24行…57〜64行というように画素
行をグループ分けすると、各ブループの画素行の編成が
常に同じになり、各画素行グループの境界が固定して、
書換え領域と非書換え領域との境界が1サイクルごとに
同じ箇所に見える。
ルごとに各ブループの画素行の編成の一部を変えるよう
に画素行をグループ分けすれば、1サイクルごとに書換
え領域と非書換え領域との境界がずれるため、これらの
領域の表示状態の差による表示ムラを目立たなくするこ
とができる。
ループに分ける場合について説明すると、例えば各グル
ープの最後の画素行と次のグループの最初の画素行とを
重複させてグループ分けし、1サイクル目は1〜8行、
8〜15行、15〜22行…57〜64行の各画素行グ
ループの書換えを1フレームに1グループずつ順次行な
い、2サイクル目は64〜7行、7〜14行、14〜2
1行…56〜63行の各画素行グループの書換えを1フ
レームに1グループずつ順次行ない、3サイクル目は6
3〜6行、6〜13行、13〜20行…55〜62行の
各画素行グループの書換えを1フレームに1グループず
つ順次行なえば、1サイクルごとに書換え領域と非書換
え領域との境界を1画素行分ずつずらすことができる。
に限らず、複数行としてもよく、例えば各グループの画
素行の重複数を2行とすれば、1サイクルごとに書換え
領域と非書換え領域との境界が2行分ずつずれる。
プの画素行数で割り切れない数である場合は、各グルー
プの画素行の一部を重複させなくても、1サイクルごと
に書換え領域と非書換え領域との境界をずらすことがで
きる。
セルを、その画素行を8行ずつのグループに分けて、1
サイクルごとに書換え領域と非書換え領域との境界を1
画素行分ずつずらす方法で駆動する場合の走査信号とデ
ータ信号の波形図であり、ここでは、第1行と第2行と
第8行および第9行の走査電極に供給する走査信号C1
,C2 ,C8 ,C9 と、第1列の信号電極に供給する
データ信号S1 の波形を示している。
てのフレームT1 ,T2 …の初期の期間をそれぞれ1つ
の画素行グループのリセット/準安定状態選択期間TS
とし、残りの期間を、1〜64行の全ての画素行の書込
み期間TD としている。
準安定状態選択期間TS を第1〜第9の期間TS1〜TS9
に9等分し、その第1分割期間TS1に1グループの画素
行(8行)のうちの1番目の画素行のリセットを行な
い、第2分割期間TS2に前記1番目の画素行の準安定状
態選択と2番目の画素行のリセットを行ない、以下同様
にして各画素行のリセットおよび準安定状態選択を行な
って、第8分割期間TS8に7番目の画素行の準安定状態
選択と8番目の画素行のリセットを行ない、最後の第9
分割期間TS9に前記8番目の画素行の準安定状態選択を
行なうようにしている。上記それぞれの期間は、例え
ば、リセット/準安定状態選択期間TS が約300mse
c であり、分割された各期間TS1〜TS9がそれぞれ約3
3msec である。
D を液晶セル10の画素行数と同じ64の期間TD1〜T
D64 に等分し、その各期間TD1,TD2,TD3…TD64 ご
とに1行ずつの画素行の書込みを順次行なうようにして
いる。この場合の上記各期間は、例えば、書込み期間T
D が約10msec であり、等分された各期間TD1,TD
2,TD3…TD64 がそれぞれ約0.16msec である。
ると、液晶セル10の各走査電極に供給する各走査信号
はいずれも、上述したように、その信号を供給する走査
電極が対応する画素行のリセット期間と書込み期間以外
の期間は基準電位V0 に設定され、前記リセット期間に
リセット電位VR (例えば基準電位V0 に対して約30
Vの電位差を有する電位)が供給され、前記書込み期間
に書込み期間電位VC(例えば基準電位V0 に対して約
6.5Vの電位差を有する電位)が供給される波形であ
って、その波形が1フレームごとに前記基準電位V0 を
基準として反転する信号である。
るのは、各グループの最後の画素行と次のグループの最
初の画素行とを重複させてグループ分けした場合で、各
グループの最初の画素行を除いて9フレーム(1サイク
ル)に1回であり、各グループの最後の画素行は、1つ
のフレームのリッセト期間の最後と次のフレームの最初
とに1回ずつリセット電位VR が供給される。
供給されるのは各フレームごとに1回ずつであり、前記
リセット電位VR が供給される期間は9フレームごとに
1リセット期間分ずつずれるが、書込み期間電位VC が
供給される期間は、どのフレームでも同じ期間(その走
査信号を供給する走査電極が対応する画素行の選択期
間)である。
れる各データ信号はいずれも、基本的には上述したよう
に、全ての画素行についてリセット期間の直後の準安定
状態選択期間ごとに第1または第2の準安定状態選択電
位VS1またはVS2(例えば第1の準安定状態選択電位V
S1に対して約0.5Vの電位差を有する電位)が供給さ
れ、各画素行の書込み期間ごとに2通りの書込み電位V
D1,VD2が表示データに応じて選択的に供給される波形
であって、その波形が1フレームごとに前記第1の準安
定状態選択電位VS1を基準として反転する信号である。
イバ42および電源部43の構成をより簡易にするた
め、各データ信号を、図16に示したように、これらの
各電位VS1,+VS2D ,−VS2D のうち、第1の準安定
状態選択電位VS1を前記走査信号の基準電位V0 とほぼ
同電位とすることにより、データ信号S1 を電位がVS1
と+VS2D および−VS2D の3通りに変化する単純な波
形の信号としている。
は、いずれも、絶対値が同じ値の電位であり、走査信号
の基準電位V0 に対する電位差が、第2準安定状態の選
択電圧(液晶分子が初期配向状態でのプレチルト角と同
程度またはそれに近い傾き角で配向する低い値の電圧)
と同じになる値である。
書込み期間電位VC (+VC と−VC )の絶対値が、前
記データ信号の+VS2D および−VS2D との電位差が第
1および第2の準安定状態において、それぞれ異なる駆
動電圧の実効値が得られるように設定されている。
込み期間電位VC のうち、+の書込み期間電位+VC と
データ信号の+VS2D に対する電位差が、図3に示した
第1および第2の準安定状態における駆動電圧の実効値
に応じた液晶分子配向状態のうちの駆動電圧の実効値が
比較的小さい値であるときの配向状態(図3において上
側の配向状態)を得るための書込み電圧、+の書込み期
間電位+VC と前記データ信号の−VS2D との電位差
が、駆動電圧の実効値がある程度高い値であるときの配
向状態(図3において下側の配向状態)を得るための書
込み電圧、−の書込み期間電位−VC とデータ信号の+
VS2D との電位差が、前記実効値が高い値であるときの
配向状態を得るための書込み電圧、−の書込み期間電位
−VC と前記データ信号の−VS2D との電位差が前記実
効値が低い値であるときの配向状態を得るための書込み
電圧となる。
絶対値は、データ信号のVS1,+VS2D ,−VS2D のい
ずれの電位に対しても、液晶分子をほぼ垂直に立上がり
配向させるのに十分な電位差(リセット電圧)が得られ
る値に設定してある。
,C9 とデータ信号S1 が図16に示したような波形
であるときの、第1行、第2行、第8行および第9行の
走査電極と第1列の信号電極との間に印加される電圧の
波形図であり、C1 −S1 は第1行の走査電極と前記信
号電極との間に印加される電圧、C2 −S1 は第2行の
走査電極と前記信号電極との間に印加される電圧、C8
−S1 は第8行の走査電極と前記信号電極との間に印加
される電圧、C9 −S1 は第9行の走査電極と前記信号
電極との間に印加される電圧を示している。
を、それぞれの行の第1列目の画素部について、走査電
極および信号電極に図16に示したような波形の走査信
号およびデータ信号を供給する場合を例にとって、図1
7を参照して説明する。なおこの例は、最初の1サイク
ル(第1〜第9フレーム)での1画面分の画像の書換え
を1行目の画素行から開始する例である。
像の書換えについて説明すると、図において最初のフレ
ーム(以下、第1フレームという)T1 では、そのリセ
ット/準安定状態選択期間TS の第1分割期間TS1に、
1〜8行の画素行グループのうちの1行目の画素部の電
極間に走査信号C1 のリセット電位VR とデータ信号S
1 の電位との差に相当するリセット電圧が印加され、こ
の画素部の液晶分子がほぼ垂直に立上がり配向して、前
の書込み状態がリセットされる。
TS の第2分割期間TS2に、前記1行目の画素部の電極
間に走査信号C1 の基準電位V0 とデータ信号S1 の電
位との差に相当する準安定状態選択電圧が印加され、こ
の画素部の液晶分子の配向状態が第1または第2の準安
定状態に選択されるとともに、同時に、2行目の画素部
の電極間に走査信号C2 のリセット電位VR とデータ信
号S1 の電位との差に相当するリセット電圧が印加さ
れ、この2行目の画素部がリセットされる。
TS の第3分割期間TS3に、前記2行目の画素部の電極
間に前記走査信号C2 の基準電位V0 とデータ信号S1
の電位との差に相当する準安定状態選択電圧が印加さ
れ、この2行目の画素部が第1または第2の準安定状態
に選択されるとともに、同時に、3行目の画素部の電極
間にリセット電圧が印加されて、この3行目の画素部が
リセットされる。
選択期間TS の各分割期間ごとに、1つの行の画素部の
準安定状態選択とその次の行の画素部のリセットが順次
行なわれ、最後の第9分割期間TS9に、1グループの最
終行である8行目の画素部が第1または第2の準安定状
態に選択される。
準安定状態選択期間TS の各走査信号C1 ,C2 …C8
のリセット電位VR は、いずれも、基準電位V0 に対し
て+か−のいずれか一方の電位(図16では−VR )で
あり、この期間TS のデータ信号S1 の波形は、各分割
期間TS1,TS2…TS9ごとに、第1の準安定状態選択電
位VS1か、またはこの電位VS1に対して+か−のいずれ
か一方の電位VS2D (図16では+VS2D )になる波形
である。
前記リセット電位VR の絶対値を、データ信号のVS1,
+VS2D ,−VS2D のいずれの電位に対しても、液晶分
子をほぼ垂直に立上がり配向させるのに十分な電位差が
得られる値に設定しているため、各画素部を確実にリセ
ットすることができる。
れる上記準安定状態選択電圧(走査信号C1 ,C2 …C
8 の基準電位V0 とデータ信号S1 の電位との差)は、
列ドライバ42に供給される書込みデータに応じて選択
されたそのときのデータ信号S1 の電位によって決ま
り、その準安定状態選択電圧に応じて液晶分子が第1ま
たは第2のいずれかの準安定状態に配向する。
な波形である場合は、1行目の画素部の準安定状態を選
択する第2分割期間TS2のデータ信号電位が、走査信号
C1の基準電位V0 と同じ電位VS1であり、したがって
液晶層にほぼ0Vの準安定状態選択電圧が印加され、こ
の1行目の画素部の液晶分子が上述した第1の準安定状
態に配向する。
は、2行目の画素部の準安定状態を選択する第3分割期
間TS3のデータ信号電位が+VS2D であり、したがって
液晶層に、液晶分子が初期配向状態でのプレチルト角と
同程度またはそれに近い傾き角で配向する値の準安定状
態選択電圧が印加され、この2行目の画素部の液晶分子
が上述した第2の準安定状態に配向する。
定状態が選択された後は、次の書込み期間TD の第1行
書込み期間TD1に、上記1行目の画素部が、上記走査信
号C1 の書込み期間電位VC とデータ信号S1 の電位と
の差に相当する書込み電圧が電極間に印加されて書込ま
れ、以下、同様に、第2行書込み期間TD2に2行目の画
素部、第3行書込み期間TD3に3行目の画素部…第64
行書込み期間TD64 に64行目の画素部の順に全ての行
の画素部が書換えられる。
TD の各走査信号の書込み期間電位VC は、いずれも、
基準電位V0 に対して+か−のいずれか一方の電位(図
16では+VC )であり、この期間TD のデータ信号S
1 の波形は、各行の書込み期間TD1,TD2…TD64 ごと
に、書込みデータに応じて+VS2D か−VS2D のいずれ
かの電位が選択された波形である。
査信号の書込み期間電位VC が+VC であり、第1行書
込み期間TD1のデータ信号電位が−VS2D であるとき
は、1行目の画素部に前記+VC と−VS2D との電位差
に相当する書込み電圧が印加され、次のフレーム(以
下、第2フレームという)T2 の第1行書込み期間TD1
になるまでの駆動電圧の実効値がある程度高い値になっ
て、この画素部が、図3に示した準安定状態における配
向状態のうちの高い実効値電圧が印加されたときの配向
状態(図3において下側の配向状態)に液晶分子が配向
した第1の書込み状態になる。
は、第2行書込み期間TD2のデータ信号電位が+VS2D
であり、したがって、2行目の画素部には+VC と+V
S2D との電位差に相当する書込み電圧が印加されるか
ら、次の第2フレームT2 の第2行書込み期間TD2にな
るまでの駆動電圧の実効値が比較的小さい値になり、こ
の2行目の画素部が、図3に示した準安定状態における
配向状態のうちの低い実効値電圧が印加されたときの配
向状態(図3において上側の配向状態)に液晶分子が配
向した第2の書込み状態になる。
あり、その行の書込み期間TD2のデータ信号電位が−V
S2D であれば、その画素部が前記高い実効値電圧が印加
されたときの配向状態に第1の液晶分子が配向した書込
み状態になり、前記データ信号電位が+VS2D であれ
ば、その画素部が前記低い実効値電圧が印加されたとき
の配向状態に液晶分子が配向した第2の書込み状態にな
る。
込みが終了し、次の第2フレームT2 になると、この第
2フレームT2 では、そのリセット/準安定状態選択期
間TS に、上記第1フレームT1 でリセットおよび準安
定状態の選択を行なった画素行グループ(1〜8行)の
最後の画素行を含む8〜15行の画素行グループの各行
の画素部が順次リセットされるとともに第1または第2
の準安定状態に選択され、その後の書込み期間TD に、
1〜64行の画素部が順次書込まれる。
信号とデータ信号の波形が、第1フレームT1 の波形に
対して反転するが、各行の画素部のリセットおよび準安
定状態選択とその後の書込みは第1フレームT1 と同様
に行なわれる。
フレームT1 に続いて、第2フレームT2 でも、そのリ
セット/準安定状態選択期間TS の第1分割期間TS1で
リセットされ、第2分割期間TS2で準安定状態を選択さ
れるとともに、次の書込み期間TD の第8行書込み期間
TD8に書込みを行なわれるが、図16に示すように、こ
の8行目の画素部の液晶分子は、その行の準安定状態を
選択する第2分割期間TS2に第1の準安定状態が選択さ
れ、その行の書込みを行なう第8行書込み期間TD8に図
3に示した準安定状態における配向状態のうちの低い実
効値電圧が印加された第2の書込み状態になる。
1 ではリセットおよび準安定状態選択は行なわれずに書
込みだけを行なわれ、第2フレームT2 に、そのリセッ
ト/準安定状態選択期間TS の第2分割期間TS2でリセ
ットされ、第3分割期間TS3で準安定状態を選択される
とともに、次の書込み期間TD の第9行書込み期間TD9
に書込みを行なわれ、図16に示すように、この9行目
の画素部の液晶分子は、その行の準安定状態を選択する
第3分割期間TS3に第1の準安定状態が選択され、その
行の書込みを行なう第9行書込み期間TD9に図3に示し
た準安定状態における配向状態のうちの高い実効値電圧
が印加された第1の書込み状態になる。上記第2フレー
ムT2 でリセットおよび準安定状態選択を行なう前記8
〜15行の画素行グループのうちの最初の行である8行
目の画素部は、前の第1フレームT1 で一旦リセットお
よび準安定状態選択と書込みが行なわれ、第2フレーム
T2 で、第1フレームT1 での書込み状態をリセットさ
れ、準安定状態を選択し直された後再び書込まれて、次
の第3フレームT3 の第8行書込み期間TD8になるまで
の駆動電圧の実効値に応じた書込み状態になる。
よび準安定状態の選択を行なう8〜15行の画素行グル
ープ以外の全ての行の画素部に印加する書込み電圧は、
第1フレームT1 で書込んだ状態を維持するための再書
込み電圧であり、これらの行に画素部に印加する再書込
み電圧は、前記第1フレームT1 での書込み電圧と同じ
である。
つの画素行グループのリセットおよび準安定状態選択と
全ての画素行の書込みが行なわれ、第9フレームに、5
7〜64行の画素行グループのリセットおよび準安定状
態選択と全ての画素行の書込みが行なわれて、1画面分
の画像が書換えられる。
レーム)では、その各フレームごとに、64〜7行、7
〜14行、14〜21行…56〜63行の各画素行グル
ープのうちの1つのグループのリセットおよび準安定状
態選択と全ての画素行の書込みが行なわれ、1画面分の
画像が書換えられる。
27フレーム)では、その各フレームごとに、63〜6
行、6〜13行、13〜20行…55〜62行の各画素
行グループのうちの1つのグループのリセットおよび準
安定状態選択と全ての画素行の書込みが行なわれ、1画
面分の画像が書換えられる。
〜第36フレーム)では、その各フレームごとに、62
〜5行、5〜12行、12〜19行…54〜61行の各
画素行グループのうちの1つのグループのリセットおよ
び準安定状態選択と全ての画素行の書込みが行なわれ、
1画面分の画像が書換えられる。
ムのうちの1つのフレームで表示の書換えが行なわれる
のは、そのフレームにおいてリセットおよび準安定状態
を選択されてその後に書込まれるグループの8行の画素
部であり、他の行の画素部は、上述したように前のフレ
ームの書込み電圧と同じ再書込み電圧を印加され、その
書込み状態を、次にその画素行のリセットおよび準安定
状態選択を行なうフレームまで維持する。
重複する行(例えば最初のサイクルにおける1〜8行、
8〜15行、15〜22行…57〜66行のグループ分
けでは、8行、15行、22行…57行)の画素部は、
連続する2つのフレームにおいて2度続けてリセットお
よび準安定状態選択と書込みを行なわれ、後のフレーム
で書込まれた書込み状態を、次にその画素行のリセット
および準安定状態選択を行なうフレームまで維持する。
つのフレームのうちの前のフレームでの準安定状態選択
と書込みは、次のフレームで再びリセットされるまでの
間の一時的なものであるが、前のフレームでの準安定状
態の選択と書込みは、それ以前の準安定状態および書込
み状態と同じにするか、あるいは次のフレームで選択す
る準安定状態およびの書込み状態と同じにするのが望ま
しい。
ら、走査信号の基準電位V0 とリセット電位VR と書込
み期間電位VC とを行ドライバ41に供給し、第1およ
び第2の準安定状態選択電位VS1,VS2と書込み電位V
D1,VD2(データ信号の波形を図16のように簡易化す
る場合はVS1と+VS2D ,−VS2D )を列ドライバ42
に供給して、前記行ドライバ41から制御データに応じ
て前記基準電位とリセット電位と書込み期間電位を選択
した波形の走査信号を液晶セル10の各走査電極に供給
し、前記列ドライバ42から書込みデータに応じて前記
準安定状態選択電位と書込み電位を選択した波形のデー
タ信号を液晶セル10の各走査電極に供給することによ
り、前記液晶セル10の各画素行を所定の選択順で選択
し、その画素行の画素部の電極間にリセット電圧を印加
してその前の書込み状態をリセットするとともに、その
直後に準安定状態選択電圧を印加して前記画素部の液晶
分子を第1または第2の準安定状態に配向させ、それか
ら所定の期間後に、前記電極間に書込み電圧を印加する
ものである。
画素行を所定の選択順で選択してその前の書込み状態を
リセットし、その画素部の液晶分子を次に選択する上記
第1または第2の準安定状態に配向させるとともに、そ
の後に前記準安定状態における液晶分子の配向状態を制
御して次の書込み状態にすることができる。
は、液晶セル10の全画素行を複数行ずつのグループに
分け、1フレームごとに、1つのグループの各画素行の
画素部のリセットおよび準安定状態の選択と、全ての画
素行の画素部の書込みを行なうようにしているため、上
述したように、フレーム周波数を高くして画面のちらつ
きをなくすことができる。
行のグループ分けを、全てのグループの画素行のリセッ
トおよび準安定状態選択と書込みを行なう1サイクルご
とに、各ブループの画素行の編成を変えるように選んで
いるため、前記1サイクルごとに、前の書込み状態をリ
セットして次の準安定状態の選択と書込み電圧の印加に
より書換えを行なう画素行グループが対応する書換え領
域と、書換えを行なわずに前の書込み状態を維持させる
画素行グループが対応する非書換え領域との境界をずら
して、これらの領域の表示状態の差による表示ムラを目
立たなくすることができる。
画素行を、1〜8行、8〜15行、15〜22行…とい
うように、隣接する所定数の画素行で1つのグループを
つくるようにグループ分けしたが、この画素行は、1行
おきあるいは複数行おきの所定数の画素行で1つのグル
ープをつくるようにグループ分けしてもよい。
準安定状態の選択とその後の新たな書込みを行なう画素
行グループの選択順は、1グループおきあるいは複数グ
ループおきにしてもよく、このように画素行グループを
選択してそのグループの各画素行のリセットおよび準安
定状態の選択とその後の新たな書込みを行なえば、より
画面のちらつきを少なくすることができる。
列ドライバ42および電源部43の構成を簡易にするた
め、液晶セル10の各信号電極に供給するデータ信号
を、図16に示したような、電位がVS1と+VS2D およ
び−VS2D の3通りに変化する単純な波形の信号とした
が、図15に示したように、電源部43から、第1およ
び第2の準安定状態選択電位VS1,VS2と、前記電極間
に前記書込み電圧を印加するための書込み電位VD1,V
D2を列ドライバ42に供給し、この列ドライバ42か
ら、書込みデータに応じて前記各VS1,VS2,VD1,V
D2を選択した波形のデータ信号を液晶セル10の各走査
電極に供給するようにしてもよい。
晶表示装置の液晶セルの駆動にも適用できるものであ
り、その場合は、第1の準安定状態を選択して表示する
ときの2通りの実効値と、第2の準安定状態を選択して
表示するときの2通りの実効値とがそれぞれ異なるた
め、電源部43で4通りの書込み電位を発生し、その各
電位を行ドライバ41に供給すればよい。
駆動する場合、行ドライバ41から液晶セル10の各走
査電極に供給する走査信号を、その電位が基準電位V0
に対して+のリセット電位+VR と−のリセット電位−
VR との間で変化する図16のような波形の信号とする
場合、前記行ドライバ41から発生させる信号の電位の
振幅が大きくなり、絶縁耐圧が高い集積回路素子(LS
I)を用いる必要がある。
耐圧の集積回路素子によって構成することが可能な駆動
系の例について、以下に説明する。図18および図19
は、前記集積回路素子の耐圧を考慮した液晶セルの駆動
例を示しており、図18は駆動系40の構成図、図19
は走査信号およびデータ信号と電極間印加電圧の波形図
である。
て表示するときの2通りの実効値と第2の準安定状態を
選択して表示するときの2通りの実効値とが同じである
第2または第3の実施例の液晶表示装置の液晶セルの駆
動に適用するものである。
説明すると、この例では、電源部43から行ドライバ4
1への電位出力部を3つに分け、その第1の出力部から
は直接、第2の出力部からは奇数フレームにオンされ偶
数フレームにはオフされる第1スイッチ43aを介し
て、また第3の出力部からは偶数フレームにオンされ奇
数フレームにはオフされる第2スイッチ43bを介し
て、行ドライバ41に電位を供給するようにしている。
列ドライバ41への電位出力系統と、前記電源部43で
発生する電位の数とその値が異なるが、その他の構成は
図15に示した駆動系と同じであるから、重複する説明
は図に同符号を付して省略する。
2の非選択電位V01,V02と、これらの非選択電位のう
ちの高電位側の第1非選択電位V01に対して低い値のリ
セット電位VR1および書込み期間電位VC1と、低電位側
の第2非選択電位V02に対して高い値のリセット電位V
R2および書込み期間電位VC2とを発生し、その各電位を
行ドライバ41に供給する。
ち、第1と第2の非選択電位V01,V02は、前記第1の
出力部から直接行ドライバ41に供給され、高電位側の
第1非選択電位V01を基準とするリセット電位VR1およ
び書込み期間電位VC1は前記第1スイッチ43aを介し
て行ドライバ41に供給され、低電位側の第2非選択電
位V02を基準とするリセット電位VR2および書込み期間
電位VC2は前記第2スイッチ43bを介して行ドライバ
41に供給される。
び第2の非選択電位V01,V02と同じ値の2つの電位V
S11 ,VS21 と、そのうちの高電位側の電位VS11 に対
して正と負の側の電位であって前記電位VS11 に対する
電位差の絶対値が等しい2つの電位+VS12D,−VS12D
と、低電位側の電位VS21 に対して正と負の側の電位で
あって前記電位VS21 に対する電位差の絶対値が等しい
2つの電位+VS21D,−VS22Dとの計6通りの電位を発
生し、その各電位を列ドライバ42に供給する。
02と同じ値の2つの電位VS11 ,VS21 は、第1の準安
定状態を選択するための電位(以下、第1準安定状態選
択電位という)であり、他の電位+VS12D,−VS12Dお
よび+VS22D,−VS22Dは、第2の準安定状態の選択電
位と書込み電位を兼ねる電位(以下、第2準安定状態選
択/書込み電位という)であって、高電位側の第1準安
定状態選択電位VS11に対する第2準安定状態選択/書
込み+VS12D,−VS12Dの電位差と、低電位側の第1準
安定状態選択電位VS21 に対する第2準安定状態選択/
書込み電位+VS22D,−VS22Dの電位差は同じである。
いクロック信号発生回路から供給されるクロック信号に
よりあらかじめ定められたタイミングと周期で、奇数フ
レームでは電源部43から直接供給される非選択電位V
01,V02のうちの高電位側の電位V01と第1スイッチ4
3aを介して供給されるリセット電位VR1および書込み
期間電位VC1を選択して走査信号を形成し、偶数フレー
ムでは前記非選択電位V01,V02のうちの低電位側の電
位V02と第2スイッチ43bを介して供給されるリセッ
ト電位VR2および書込み期間電位VC2を選択して走査信
号を形成し、また書込み/制御データ発生回路44から
の制御データに応じて前記リセット電位VR1,VR2が抑
制された波形の走査信号を液晶セル10の各走査電極に
供給する。
ク信号と書込/制御データ発生回路44からの書込みデ
ータに応じて、奇数フレームには高電圧側の第1準安定
状態選択電位VS11 と第2準安定状態選択/書込み電位
+VS12D,−VS12Dを選択し、偶数フレームには低電圧
側の第1準安定状態選択電位VS21 と第2準安定状態選
択/書込み電位+VS22D,−VS22Dを前記走査信号と同
期させて選択して、その波形のデータ信号を発生し、液
晶セル10の各信号電極に供給する。
ル10の電極間に印加される電圧の波形について説明す
ると、図19は、第1行の走査電極に供給する走査信号
C1と、第1列の信号電極に供給するデータ信号S1
と、前記第1行の走査電極と第1列の信号電極との間に
印加される電圧C1 −S1 の波形を示している。
ある液晶セルを、その画素行を8行ずつのグループに分
けて、1サイクル(9フレーム)ごとに書換え領域と非
書換え領域との境界を1画素行分ずつずらす方法で駆動
する場合の波形であり、図19において、TS は各フレ
ームT1 ,T2 …のリセット/準安定状態選択期間、T
S1,TS2…は前記リセット/準安定状態選択期間の各分
割期間を示し、TD は1〜64行の全ての画素行の書込
み期間、TD1は前記書込み期間TD の第1行書込み期間
TD1を示している。
動を、第1行の走査電極と第1列の信号電極とが対向し
ている画素部(以下、第1行の画素部という)の駆動に
ついて、前記走査電極および信号電極に図19に示した
ような波形の走査信号およびデータ信号を供給した場合
を例にとって説明する。
フレーム)での1画面分の画像の書換えを1行目の画素
行から開始する例であり、前記第1行の画素部は、第1
フレームT1 において、前の書込み状態をリセットされ
て次の準安定状態を選択され、その後に書込まれる。
のリセットと準安定状態の選択は、このフレームT1 の
リセット/準安定状態選択期間TS の第1分割期間TS1
と第2分割期間TS2に行なわれ、書込みは書込み期間T
D の第1行書込み期間TD1に行なわれる。
フレームT2 から第9フレーム(最初の1サイクルの最
後のフレーム)T9 では、リセットおよび準安定状態の
選択は行なわれず、それぞれのフレームの書込み期間T
D の第1行書込み期間TD1に走査信号C1 の書込み期間
電位VC2またはVC1とデータ信号S1 の電位との電位差
に相当する書込み電圧を印加されて再書込みだけを行な
われ、次の1サイクル(第10〜第18フレーム)の第
10フレームT10で、再び書込み状態をリセットされ、
次の準安定状態を選択されて、その後に書換えられる。
部のリセットと準安定状態の選択は、このフレームT10
のリセット/準安定状態選択期間TS の第2分割期間T
S2と第3分割期間TS3に行なわれ、書込みは書込み期間
TD の第1行書込み期間TD1に行なわれる。
その波形が高電位側の非選択電位V01と低電位側の非選
択電位V02との中間の電位を基準として1フレームごと
に交互に反転する信号とするとともに、データ信号S1
を、その波形が高電位側の第1準安定状態選択電位VS1
1 と低電位側の第1準安定状態選択電位VS21 との中間
の電位を基準として1フレームごとに交互に反転する信
号としているが、前記走査信号C1 とデータ信号S1
は、同じタイミングで高電位側の波形になり、また同じ
タイミングで低電位側の波形になるため、画素部に印加
される電極間電圧の波形は、図19に示したような波形
になり、したがって、画素部は上述した実施例の駆動方
法と同様に書換えられる。
レームT1 では、そのリセット/準安定状態選択期間T
S の第1分割期間TS1に、走査信号C1 のリセット電位
VR1とデータ信号S1 の電位(図19では+VS12D)と
の電位差に相当するリセット電圧を印加されてリセット
され、次の第2分割期間TS2に、走査信号C1 の第1非
選択電位V01とデータ信号S1 の電位との電位差に相当
する準安定状態選択電圧を印加されて第1または第2の
いずれかの準安定状態(図19のようにデータ信号S1
の電位がVS11 であるときは第1の準安定状態)に選択
され、その後、書込み期間TD の第1行書込み期間TD1
に、走査信号C1 の書込み期間電位VC1とデータ信号S
1 の電位(図19では−VS12D)との電位差に相当する
書込み電圧を印加されて書換えられる。
ット/準安定状態選択期間TS の第2分割期間TS2に、
走査信号C1 のリセット電位VR2とデータ信号S1 の電
位(図19では−VS22D)との電位差に相当するリセッ
ト電圧を印加されてリセットされ、次の第3分割期間T
S3に、走査信号C1 の低電圧側の非選択電位V02とデー
タ信号S1 の電位との電位差に相当する準安定状態選択
電圧を印加されて第1または第2のいずれかの準安定状
態(図19のようにデータ信号S1 の電位がVS21 であ
るときは第1の準安定状態)に選択され、その後、書込
み期間TD の第1行書込み期間TD1に、走査信号C1 の
書込み期間電位VC2とデータ信号S1 の電位(図19で
は+VS22D)との電位差に相当する書込み電圧を印加さ
れて書換えられる。
から液晶セル10の走査電極に供給する走査信号を、そ
の非選択電位が1フレームごとに高電位側の電位V01と
低電位側の電位V02とに交互に変化し、かつ、前記非選
択電位が高電位側の電位V01になるフレームのリセット
電位VR1および書込み期間電位VC1が前記高電位側の非
選択電位V01に対して低い値で、前記非選択電位が低電
位側の電位V02になるフレームのリセット電位VR2およ
び書込み期間電位VC2が前記低電位側の非選択電位V02
に対して高い値である波形の信号としているため、各電
位の振れ幅が小さくなり、前記行ドライバ41を構成す
る集積回路素子が制御する電圧を低く抑えることがで
き、したがって、前記集積回路素子の耐圧を低くするこ
とができる。
ータ信号S1 を、奇数フレームで高電位側の波形にな
り、偶数フレームで低電位側の波形になる信号とした
が、この走査信号C1 とデータ信号S1 は、偶数フレー
ムで高電位側の波形になり、奇数フレームで低電位側の
波形になる信号としてもよい。
置の液晶セルの駆動にも適用できるものであり、その場
合は、第1の準安定状態を選択して表示するときの2通
りの実効値と、第2の準安定状態を選択して表示すると
きの2通りの実効値とがそれぞれ異なるため、画素部に
4通りの書込み電圧を印加できるようにデータ信号の波
形を変えればよい。
液晶分子の配向状態が互いに異なる2つの表示装置の電
気光学特性を合わせ持ったものであり、したがって、段
階的に制御しようとする透過状態のうちの複数の透過状
態の制御を一方の電気光学特性を利用して行ない、他の
複数の透過状態の制御を他方の電気光学特性を利用して
行なうことができる。
ルを駆動するための駆動系を備えており、その第1の駆
動手段(行ドライバ)から、外部から供給を受ける表示
データに応じて基準電位とリセット電位と書込み期間電
位を選択した波形の信号を液晶セルの一方の電極に供給
し、第2の駆動手段(列ドライバ)から、前記表示デー
タに応じて準安定状態選択電位と書込み電位を選択した
波形の信号を液晶セルの他方の電極に供給して前記液晶
セルを駆動することにより、前記液晶セルの各画素部の
液晶分子をほぼ垂直に立上がり配向させて前の書込み状
態(準安定状態とその状態での液晶分子の配向状態)を
リセットし、その画素部の液晶分子を次に選択する上記
第1または第2の準安定状態に配向させるとともに、そ
の準安定状態における液晶分子の配向状態を制御して表
示駆動されるため、透過状態の全段階数を、前記一方の
電気光学特性を利用するときと、前記他方の電気光学特
性を利用するときとに振り分けることができ、そのため
に、それぞれの準安定状態で駆動される段階数が少なく
なるから、それぞれの準安定状態の中で、少ない段階数
の時分割駆動を行なうことができる。
駆動電圧の実効値を制御して駆動される単純マトリック
ス方式の液晶セルを用いるものでありながら、その駆動
デューティに対して動作電圧マージンを大きくし、高デ
ューティでの時分割駆動を可能として、画素数の多い高
精細画像の表示を実現することができる。
電源部から、前記リセット電位と書込み期間電位を第1
の駆動手段に供給し、第1および第2の準安定状態選択
電位と書込み電位を第2の駆動手段に供給して、前記第
1の駆動手段から表示データに応じて前記リセット電位
と書込み期間電位をあらかじめ定めたタイミングと周期
で選択した波形の信号を液晶セルの一方の電極に供給
し、第2の駆動手段から書込みデータに応じて前記準安
定状態選択電位と書込み電位を前記信号に同期させて選
択した波形の信号を液晶セルの他方の電極に供給するこ
とにより、前記液晶セルの各画素行を所定の選択順で選
択し、その画素行の画素部の電極間にリセット電圧を印
加してその前の書込み状態をリセットするとともに、そ
の直後に準安定状態選択電圧を印加して前記画素部の液
晶分子を第1または第2の準安定状態に配向させ、それ
から所定の期間後に、前記電極間に書込み電圧を印加す
るものであり、この駆動方法によれば、前記液晶セルの
各画素行を所定の選択順で選択してその前の書込み状態
をリセットし、その画素部の液晶分子を次に選択する上
記第1または第2の準安定状態に配向させるとともに、
その後に前記準安定状態における液晶分子の配向状態を
制御して次の書込み状態にすることができる。この駆動
方法において、前記液晶セルの全画素行を複数行ずつの
グループに分け、1フレームごとに、1つのグループの
各画素行の画素部のリセットおよび準安定状態の選択
と、全ての画素行の画素部の書込みを行なうようにすれ
ば、フレーム周波数を高くして画面のちらつきをなくす
ことができる。
を、全てのグループの画素行のリセットおよび準安定状
態選択と書込みを行なう1サイクルごとに、各ブループ
の画素行の編成を変えるように選べば、前記1サイクル
ごとに、前の書込み状態をリセットして次の準安定状態
の選択と書込み電圧の印加により書換えを行なう画素行
グループが対応する書換え領域と、書換えを行なわずに
前の書込み状態を維持させる画素行グループが対応する
非書換え領域との境界をずらして、これらの領域の表示
状態の差による表示ムラを目立たなくすることができ
る。
基本構成を示す、初期配向状態と第1の準安定状態と第
2の準安定状態の斜視図。
態と第1および第2の準安定状態における液晶分子の配
向状態を示す模式図。
−出射率特性図およびCIE色度図。
電圧−出射率特性図およびCIE色度図。
電圧−出射率特性図およびCIE色度図。
基本構成を示す、初期配向状態と第1の準安定状態と第
2の準安定状態の斜視図。
−出射率特性図およびCIE色度図。
電圧−出射率特性図およびCIE色度図。
る電圧−出射率特性図およびCIE色度図。
の基本構成を示す、初期配向状態と第1の準安定状態と
第2の準安定状態の斜視図。
圧−出射率特性図およびCIE色度図。
る電圧−出射率特性図およびCIE色度図。
る電圧−出射率特性図およびCIE色度図。
ック図。
号の波形図。
印加される電圧の波形図。
考慮した液晶セルの駆動例を示す駆動系のブロック図。
きの走査信号およびデータ信号と電極間印加電圧の波形
図。
Claims (6)
- 【請求項1】互いに対向する面それぞれに電極が形成さ
れた一対の基板の間に、ネマティック液晶層を挟持した
液晶セルと、この液晶セルの少なくとも表面側に配置さ
れた少なくとも一枚の偏光板と、前記液晶セルの前記電
極間に電圧を供給する駆動系とを備え、 前記液晶層は、前記一対の基板の電極間に、液晶分子の
分子長軸を基板面に対してほぼ垂直に配向させるリセッ
ト電圧を印加した後、それより低い値の第1の準安定状
態選択電圧とこの第1の準安定状態選択電圧とは異なる
第2の準安定状態選択電圧の選択的な印加により、前記
液晶分子が、所定の状態で配向する第1の準安定状態
と、この第1の準安定状態とは異なる配向状態で配向す
る第2の準安定状態と、第1および第2の準安定状態そ
れぞれにおける液晶層に印加された電圧の実効値に応じ
て液晶分子の配向が変化する電界により誘起される書込
み配向状態とを有し、 前記駆動系は、外部から供給を受ける表示データに応じ
て前記一対の基板の一方の電極に、前記リセット電圧を
前記電極間に印加するためのリセット電位と、前記電極
間に前記表示データに応じた実効値の電圧を印加するた
めの期間を指定する書込み期間電位とを供給する第1の
駆動手段と、 前記表示データに応じて前記一対の基板の他方の電極に
前記第1の準安定状態選択電圧と第2の準安定状態選択
電圧を選択的に前記電極間に印加するための準安定状態
選択電位と、前記表示データに応じた実効値の電圧に対
応する書込み電位とを、それぞれ前記リセット電位と書
込み期間電位とに同期させて供給する第2の駆動手段
と、 前記第1の駆動手段と第2の駆動手段に、それぞれ前記
リセット電位、書込み期間電位、準安定状態選択電位、
および書込み電位とを供給する電源部とからなることを
特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項2】前記液晶セルの互いに対向する基板それぞ
れに形成された電極は、その一方が一方の方向に延びる
複数の走査電極、他方が前記走査電極と交差する方向に
延びる複数の信号電極であり、前記第1の駆動手段は前
記リセット電位と書込み期間電位とを供給するために前
記複数の走査電極に接続され、前記第2の駆動手段は前
記準安定状態選択電位と書込み電位とを供給するために
前記複数の信号電極に接続されていることを特徴とする
請求項1に記載の液晶表示装置。 - 【請求項3】前記液晶層は、液晶分子がいずれか一方の
基板の配向処理方向を基準として一方の方向にほぼ0°
〜ほぼ180°のねじれ角で非ツイストまたはツイスト
配向したスプレイ配向の初期配向状態を有し、前記第1
の準安定状態は、液晶分子が前記初期配向状態から前記
一方の方向にさらにほぼ180°ねじれて配向してスプ
レイ歪を解消した配向状態、前記第2の準安定態は、液
晶分子が前記初期配向状態から前記一方の方向とは逆方
向にほぼ180°ねじれて配向してスプレイ歪を解消し
た配向状態であることを特徴とする請求項1に記載の液
晶表示装置。 - 【請求項4】請求項1に記載の液晶表示装置の液晶セル
を駆動する方法であって、前記液晶セルの各画素行を所
定の選択順で選択し、その画素行の画素部の電極間に前
記リセット電圧を印加してその前の書込み状態をリセッ
トするとともに、その直後に準安定状態選択電圧を印加
して前記画素部の液晶分子を第1または第2の準安定状
態に配向させ、その後に、前記電極間に書込み電圧を印
加することを特徴とする液晶セルの駆動方法。 - 【請求項5】前記液晶セルの全画素行を複数行ずつのグ
ループに分け、1フレームごとに、1つのグループの各
画素行の画素部のリセットおよび準安定状態の選択と、
全ての画素行の画素部の書込みを行なうことを特徴とす
る請求項4に記載の液晶セルの駆動方法。 - 【請求項6】前記画素行のグループ分けは、全てのグル
ープの画素行のリセットおよび準安定状態選択と書込み
を行なう1サイクルごとに、各ブループの画素行の編成
を変えるように選ぶことを特徴とする請求項5に記載の
液晶セルの駆動方法。
Priority Applications (5)
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---|---|---|---|
JP33651996A JP3528481B2 (ja) | 1996-12-17 | 1996-12-17 | 液晶表示装置およびその液晶セルの駆動方法 |
US08/990,789 US6057817A (en) | 1996-12-17 | 1997-12-15 | Liquid crystal display device having bistable nematic liquid crystal and method of driving the same |
TW86118961A TW384410B (en) | 1996-12-17 | 1997-12-16 | Liquid crystal display device having bistable nematic liquid crystal and method of driving the same |
KR1019970070154A KR100295195B1 (ko) | 1996-12-17 | 1997-12-17 | 양안정성네마틱액정을이용한액정표시소자및그구동방법 |
CNB971297851A CN1153087C (zh) | 1996-12-17 | 1997-12-17 | 具有双稳态向列液晶的液晶显示器及其驱动方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33651996A JP3528481B2 (ja) | 1996-12-17 | 1996-12-17 | 液晶表示装置およびその液晶セルの駆動方法 |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10177159A JPH10177159A (ja) | 1998-06-30 |
JP3528481B2 true JP3528481B2 (ja) | 2004-05-17 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP33651996A Expired - Fee Related JP3528481B2 (ja) | 1996-12-17 | 1996-12-17 | 液晶表示装置およびその液晶セルの駆動方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3528481B2 (ja) |
-
1996
- 1996-12-17 JP JP33651996A patent/JP3528481B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JPH10177159A (ja) | 1998-06-30 |
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