JPH03257429A - Liquid crystal color display device - Google Patents
Liquid crystal color display deviceInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野］
本発明は液晶カラー表示装置に係わり、特に強誘電性液
晶パネルを用いてカラー画像表示を行う液晶カラー表示
装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a liquid crystal color display device, and more particularly to a liquid crystal color display device that displays color images using a ferroelectric liquid crystal panel.
まず、カラー偏光子を用いた従来の液晶カラー表示装置
について記す。従来の液晶カラー表示装置の一例を第２
図に示す。主な装置構成は、モノクロームデイスプレィ
１、カラー偏光子２種２３、液晶レターダー４、中性色
偏光子５から成っている。モノクロームデイスプレィ１
は、光源及び画像形成の役割を担っており、ＣＲＴやＶ
ＦＤ等が用いられる。また、液晶レターダーは色スイッ
チング素子として作用しており、ＴＮ型液晶パネルや、
πセルと呼ばれるＥＣＢ効果を利用した液晶パネル等が
用いられている。First, a conventional liquid crystal color display device using a color polarizer will be described. The second example of a conventional liquid crystal color display device is
As shown in the figure. The main device configuration consists of a monochrome display 1, two types of color polarizers 23, a liquid crystal retarder 4, and a neutral color polarizer 5. Monochrome display 1
plays the role of light source and image formation, and is used for CRT and V
FD etc. are used. In addition, the liquid crystal retarder acts as a color switching element, and the TN type liquid crystal panel,
A liquid crystal panel using the ECB effect called a π cell is used.
次に、従来の強誘電性液晶パネルについて記す。Next, a conventional ferroelectric liquid crystal panel will be described.
従来の強誘電性液晶パネルを用いた表示装置は、１枚の
パネルと、パネルの前後に光軸が直交するように配置し
た中性色偏光子２枚により構成されている。また、液晶
パネルの電極・は、通常のＸＹマトリクス構造を成して
いる。駆動方法はマルチプレクシング駆動であり、走査
側電極に与えられたパルス波と、信号側電極に与えられ
たパルス波の合成波により、強誘電性液晶のカイラルス
メクチックＣ相（以下単にＳｍＣ″相という）の配向状
態を決定している。A conventional display device using a ferroelectric liquid crystal panel is composed of one panel and two neutral color polarizers arranged at the front and rear of the panel so that their optical axes are perpendicular to each other. Further, the electrodes of the liquid crystal panel have a normal XY matrix structure. The driving method is multiplexing driving, in which a composite wave of a pulse wave applied to the scanning side electrode and a pulse wave applied to the signal side electrode is used to generate a chiral smectic C phase (hereinafter simply referred to as SmC'' phase) of the ferroelectric liquid crystal. ) determines the orientation state of
ＳｍＣ”相での配向状態のスイッチング特性が、電場に
対する急峻なしきい値特性を存する事から、選択ライン
上の合成波の波高値がしきい値以上与えられた場合に、
その電場の向きに応じて配向状態が変化し、画像情報の
書き込みが行われる。また、電場消去後も配向状態を保
持する記憶効果を有するため、しきい値以下の信号側電
極のパルス波だけが与えられる非選択ライン上の画像情
報は、次の書き込みが行われるまで保持される。強誘電
性液晶はこの記憶効果を有するために、画像の品質を損
なうフリッカ等の影響を排除できるのであるが、現状で
は、記憶効果の発現が充分でなく、安定性に欠けるため
、上述したパルス波によるマルチプレクシング駆動では
画質の高い表示は困難である。Since the switching characteristics of the orientation state in the SmC" phase have a steep threshold characteristic with respect to the electric field, when the peak value of the composite wave on the selection line is given above the threshold,
The orientation state changes depending on the direction of the electric field, and image information is written. In addition, since it has a memory effect that maintains the orientation state even after the electric field is erased, image information on non-selected lines to which only pulse waves of the signal side electrode below the threshold are applied will be retained until the next writing is performed. Ru. Because ferroelectric liquid crystals have this memory effect, they can eliminate the effects of flicker and other factors that impair image quality.However, at present, the memory effect is not sufficiently expressed and stability is lacking, so the above-mentioned pulse It is difficult to display high quality images using multiplexing drive using waves.
また、画質の低下を防くために駆動信号面での工夫がな
されており、誘電異方性が負である強誘電性液晶を用い
、高周波を重畳させて記憶効果を補助する方法等がとら
れている。しかし、このような方法は、駆動信号が複雑
化するなど新たな問題を含んでおり、より簡便な駆動方
法が望まれている。In order to prevent the image quality from deteriorating, improvements have been made to drive signals, such as using ferroelectric liquid crystals with negative dielectric anisotropy and superimposing high frequencies to assist the memory effect. It is being However, such a method involves new problems such as a complicated drive signal, and a simpler drive method is desired.
［発明が解決しようとする課題〕
前述した従来のカラー偏光子を用いた液晶カラー表示装
置は、ＣＲＴやＶＦＤ等で画像形成を行っているため、
液晶表示素子としてのメリ・ント、例えば薄型・軽量・
低消費電力等が犠牲になっている。[Problems to be Solved by the Invention] Since the above-mentioned conventional liquid crystal color display device using a color polarizer performs image formation using a CRT, VFD, etc.,
Advantages of liquid crystal display elements, such as thinness, light weight,
Low power consumption etc. are sacrificed.
また、コスト的にも高価に成らざるを得ない。Moreover, it cannot help but become expensive in terms of cost.
本発明では、画像形成能力を液晶パネル自体に持たせ上
記デメリットを解消するとともに、従来の強誘電性液晶
パネルが、ｘ−Ｙマトリクス方式でグラフィック表示を
行う際に生じる、マＪレチプレクシング駆動による画質
の低下、駆動波形の複雑化を解決する方法を提示するも
のである。The present invention eliminates the above-mentioned disadvantages by providing image forming capability in the liquid crystal panel itself, and also provides multi-layer retiplexing drive that occurs when conventional ferroelectric liquid crystal panels display graphics in an x-y matrix format. This paper presents a method to solve the problem of image quality deterioration and drive waveform complexity caused by
本発明は、強誘電性液晶パネルを光スイ・ンチング素子
として用いた液晶カラー表示装置で、強誘電性液晶パネ
ルを２枚用いてカラー画像表示を行う液晶カラー表示装
置である。本発明による液晶カラー表示装置は、光学的
に、光源・中性色偏光子・強誘電性液晶パネル・中性色
偏光子・強誘電性液晶パネル・カラー偏光子２種の順に
構成されている。中性色偏光子の光軸は互いに平行ある
いは直交しており、カラー偏光子２種は異なる分光特性
を有すると共に、光軸が直交しており、更に、カラー偏
光子のそれぞれの光軸が中性色偏光子のそれぞれの光軸
と平行あるいは直交するように配置されている。さらに
、強誘電性液晶パネルの表示電極は、同じ方向へストラ
イプ状に形成され、２枚のパネル間の相対位置が、各々
のパネルのストライプ状表示電極が互いに直交するよう
に配置し、各パネル間により表示された交点を１画素と
してカラーグラフィック表示を行っている。The present invention is a liquid crystal color display device using a ferroelectric liquid crystal panel as an optical switching element, and is a liquid crystal color display device that displays a color image using two ferroelectric liquid crystal panels. The liquid crystal color display device according to the present invention is optically configured in the following order: a light source, a neutral color polarizer, a ferroelectric liquid crystal panel, a neutral color polarizer, a ferroelectric liquid crystal panel, and two color polarizers. . The optical axes of neutral color polarizers are parallel or orthogonal to each other, and the two types of color polarizers have different spectral characteristics and their optical axes are orthogonal. The polarizers are arranged parallel to or perpendicular to the respective optical axes of the polarizers. Furthermore, the display electrodes of the ferroelectric liquid crystal panels are formed in stripes in the same direction, and the relative positions between the two panels are such that the stripe display electrodes of each panel are orthogonal to each other. A color graphic display is performed with each intersection displayed between the two pixels as one pixel.
第１図に、本発明による液晶カラー表示装置の構成の一
例を示す。中性色偏光子２枚６，７、異なる分光特性を
有するカラー偏光子２種８．９、及び強誘電性液晶パネ
ル２枚１０．１１により構成されている。図に示した矢
印↑は、各々の光軸の向きを示している。横方向のスト
ライプ状電極を有する強誘電性液晶バヱル１０は、線順
次走査方式により、選択されたラインの点灯を行う走査
側パネルである。縦方向のストライプ状電極を有する強
誘電性液晶パネル１１は線順次のタイミングと同期して
赤／緑表示データを与える信号側パネルである。FIG. 1 shows an example of the configuration of a liquid crystal color display device according to the present invention. It consists of two neutral color polarizers 6, 7, two types of color polarizers 8.9 having different spectral characteristics, and two ferroelectric liquid crystal panels 10.11. The arrows ↑ shown in the figure indicate the direction of each optical axis. The ferroelectric liquid crystal panel 10 having horizontal stripe-shaped electrodes is a scanning side panel that lights up selected lines using a line sequential scanning method. A ferroelectric liquid crystal panel 11 having vertical striped electrodes is a signal side panel that provides red/green display data in synchronization with line sequential timing.
選択ライン上の赤／緑表示、非選択ラインのＯＦＦ表示
を行う光のスイッチング機構を第３図に示す。光の進行
方向は、紙面に対して垂直に下から上、透過順序は左か
ら右として表現している。FIG. 3 shows a light switching mechanism for displaying red/green on selected lines and OFF display on non-selected lines. The traveling direction of light is perpendicular to the plane of the paper from bottom to top, and the transmission order is expressed from left to right.
ＳｍＣ”相のスイッチング状態は２状態を示すので、パ
ネルを２枚用いた場合、その組み合わせは４通りとなり
、第３図に示した配列■〜■で表される。Since the switching state of the SmC" phase shows two states, when two panels are used, there are four combinations, which are represented by the arrays 1 to 2 shown in FIG. 3.
配列■■は選択ライン上での光のスイッチングの様子及
び強誘電性液晶の光軸の組合せを示している。走査側パ
ネル１０の強誘電性液晶の光軸は第２図に示すＳ２状態
にあり、中性色偏光子６を透過した直線偏光は、複屈折
効果により概ね９０度その偏光方向を変えられ、次に設
けられた中性色偏光子７を透過する。この透過光は信号
側パネル１１の強誘電性液晶の光軸３３，３４ （第２
図参照）各々のスイッチング状態に応じて振動方向が決
定され、各々の振動方向に対応するカラー偏光子を透過
して色表示を行う。ここでは赤あるいは緑表示を行う。Arrangement ■■ shows the state of light switching on the selection line and the combination of the optical axes of the ferroelectric liquid crystal. The optical axis of the ferroelectric liquid crystal of the scanning side panel 10 is in the S2 state shown in FIG. 2, and the linearly polarized light transmitted through the neutral color polarizer 6 has its polarization direction changed by approximately 90 degrees due to the birefringence effect. Next, the light passes through a neutral color polarizer 7 provided. This transmitted light passes through the optical axes 33, 34 (second
(See figure) The vibration direction is determined according to each switching state, and the light is transmitted through a color polarizer corresponding to each vibration direction to display a color. Here, it is displayed in red or green.
一方、配列■■は非選択ライン上での光のスイッチング
の様子及び強誘電性液晶の光軸の組合せを示している。On the other hand, the arrangement ■■ shows the state of light switching on non-selected lines and the combination of the optical axes of the ferroelectric liquid crystal.
走査側パネルの強誘電性液晶の光軸は第２図に示す３１
状態にあり、入射光は振動方向を変えることなく偏光子
７に到達し、そこで光は遮断される。従って信号側パネ
ルの強誘電性液晶の光軸のスイッチング状態にかかわら
ず、非選択ライン部はＯＦＦ表示となる。The optical axis of the ferroelectric liquid crystal on the scanning side panel is 31 as shown in Figure 2.
state, the incident light reaches the polarizer 7 without changing its vibration direction, and is blocked there. Therefore, regardless of the switching state of the optical axis of the ferroelectric liquid crystal on the signal side panel, the non-selected line portion is displayed as OFF.
このようにして、選択された１ライン分の画像情報が書
き込まれ、順次書き込みのラインを走査していくことに
より、１画面分の画像情報が与えられる。この走査を一
定の周波数（フレーム周波数）で繰り返すことによりカ
ラー画像の表示を行う。In this way, image information for one selected line is written, and by sequentially scanning the written lines, image information for one screen is provided. A color image is displayed by repeating this scanning at a constant frequency (frame frequency).
また、強誘電性液晶の光軸のスイッチングはスタティッ
ク駆動により行い、単純な矩形波の駆動信号によりカラ
ー画像を表示できる。Further, switching of the optical axis of the ferroelectric liquid crystal is performed by static driving, and a color image can be displayed using a simple rectangular wave driving signal.
上述したように、カラー偏光子を用いた液晶カラー表示
装置において、液晶パネル自体に画像形成能力を持たせ
る事により、薄型・軽量・低消費電力・低コストな液晶
カラー表示装置が実現できる。また、強誘電性液晶パネ
ルを２枚用いて画像を表示することにより、強誘電性液
晶の記憶効果を用いたマルチプレクシング駆動を行うこ
とな（、スタティック駆動による表示が可能となるため
、フリッカやコントラストの低下など画像品質を劣化さ
せることなく、単純な矩形波の駆動信号でカラー画像表
示を行うことができる。As described above, in a liquid crystal color display device using a color polarizer, by providing the liquid crystal panel itself with an image forming ability, a thin, lightweight, low power consumption, and low cost liquid crystal color display device can be realized. In addition, by displaying images using two ferroelectric liquid crystal panels, it is possible to display images using static drive, which eliminates the need for multiplexing drive using the memory effect of ferroelectric liquid crystals, thereby eliminating flicker. Color images can be displayed using a simple rectangular wave drive signal without deteriorating image quality such as a decrease in contrast.
本発明の液晶表示装置の構成による、単画素での表示特
性の測定結果の一例を第４図（ａ） （ｂ）に示す。第
４図（ａ） は、第３図で示した選択ライン上の赤表示
に対応する分光特性を、第４図（ｂ）は同様に、緑表示
に対する分光特性を示している。各々の液晶のスイッチ
ング状態にに対応して赤／緑表示が行われている事が分
かる。FIGS. 4(a) and 4(b) show an example of measurement results of the display characteristics of a single pixel according to the configuration of the liquid crystal display device of the present invention. FIG. 4(a) shows the spectral characteristics corresponding to the red display on the selection line shown in FIG. 3, and FIG. 4(b) similarly shows the spectral characteristics for the green display. It can be seen that red/green display is performed corresponding to the switching state of each liquid crystal.
測定に用いた強誘電性液晶素子単体の主な特徴を第１表
に示す。用いた２つの素子は、はぼ同様の特性である。Table 1 shows the main characteristics of the ferroelectric liquid crystal element used in the measurements. The two devices used have almost similar characteristics.
（以下余白）
第１表
第２表
次に、第２表に示した特徴を有する強誘電性液晶パネル
を２枚用いてカラーグラフィ・ツク表示を行った。また
、駆動条件を第３表に示す。(The following is a blank space) Table 1 Table 2 Next, color graphics display was performed using two ferroelectric liquid crystal panels having the characteristics shown in Table 2. Further, the driving conditions are shown in Table 3.
その結果、良好な任意カラー画像の表示が確認された。As a result, it was confirmed that a good arbitrary color image could be displayed.
（以下余白）
（以下余白）
１
第３表
〔発明の効果〕
以上説明したように、カラー偏光子と強誘電性液晶パネ
ルを２枚用いてカラー画像表示を行う本発明による液晶
表示装置は、
（１） 液晶パネル自体に画像形成能力を有するため
、従来のカラー偏光子を用いたカラー表示装置に比べて
、薄型・軽量・低消費電力・低コストが実現できる。(Hereinafter, blank space) (Hereinafter, blank space) 1 Table 3 [Effects of the Invention] As explained above, the liquid crystal display device according to the present invention that displays a color image using a color polarizer and two ferroelectric liquid crystal panels, (1) Since the liquid crystal panel itself has the ability to form images, it can be thinner, lighter, consume less power, and cost less than conventional color display devices that use color polarizers.
（２） スタティック駆動により強誘電性液晶のスイ
・ッチングを行うため、フリンカ、コントラスト比の低
下等の画質劣化を防ぎ、鮮明なカラー画像表示を行うこ
とができる。(2) Since the ferroelectric liquid crystal is switched by static driving, it is possible to prevent image quality deterioration such as flickering and a decrease in contrast ratio, and to display clear color images.
（３） 駆動方法、駆動波形が簡便である。(3) The driving method and driving waveform are simple.
２
（４） 記憶効果を用いないため、液晶レターグーと
して最適なパネルギャップを設定できる。2 (4) Since no memory effect is used, it is possible to set the optimal panel gap for liquid crystal letter goo.
等の効果を有する。It has the following effects.
第１図は、本発明による液晶カラー表示装置の基本的な
装置構成を示す説明図である。第２図は、カラー偏光子
を用いた従来の液晶カラー表示装置の、基本的な装置構
成を示す説明図である。第３図は、本発明による液晶表
示装置の、光のスイッチング状態及び光軸の組合せを示
した説明図である。第４図（ａ） （ｂ）は、本発明の
液晶表示装置の構成による、単画素での色表示特性の一
実施例の測定結果を示すグラフ図である。
１・・・モノクロームデイスプレィ（ＣＲＴ、ＶＦＤ等
）２．３．８．９・・・カラー偏光子
４・・・液晶レターグー（ＴＮ型、πセル等）５．６．
７・・・中性偏光子
１０．１１・・・強誘電性液晶パネル
１
図
第
図FIG. 1 is an explanatory diagram showing the basic device configuration of a liquid crystal color display device according to the present invention. FIG. 2 is an explanatory diagram showing the basic device configuration of a conventional liquid crystal color display device using a color polarizer. FIG. 3 is an explanatory diagram showing the combination of light switching states and optical axes of the liquid crystal display device according to the present invention. FIGS. 4(a) and 4(b) are graphs showing the measurement results of an example of the color display characteristics of a single pixel according to the configuration of the liquid crystal display device of the present invention. 1... Monochrome display (CRT, VFD, etc.) 2.3.8.9... Color polarizer 4... Liquid crystal letter goo (TN type, π cell, etc.) 5.6.
7... Neutral polarizer 10.11... Ferroelectric liquid crystal panel 1 Fig.
Claims (5)
用いた液晶カラー表示装置で、強誘電性液晶パネルを２
枚用いてカラー画像表示を行う液晶カラー表示装置にお
いて、該液晶カラー表示装置が、光学的に、光源・中性
色偏光子・強誘電性液晶パネル・中性色偏光子・強誘電
性液晶パネル・カラー偏光子２種の順に構成されており
、該中性色偏光子の光軸が互いに平行あるいは直交で、
該カラー偏光子２種は、異なる分光特性を有すると共に
、光軸が直交しており、更に、該カラー偏光子のそれぞ
れ光軸が該中性色偏光子のそれぞれの光軸と平行あるい
は直交するように配置し、且つ該強誘電性液晶パネルの
表示電極を、同じ方向へストライプ状に形成し、２枚の
パネル間の相対位置を、各々のパネルのストライプ状表
示電極が互いに直交するように配置し、各パネル間によ
り表示された交点を１画素としてカラーグラフィック表
示を行う事を特徴とする液晶カラー表示装置。(1) A liquid crystal color display device that uses a ferroelectric liquid crystal panel as an optical switching element.
In a liquid crystal color display device that displays a color image using a liquid crystal display device, the liquid crystal color display device optically includes a light source, a neutral color polarizer, a ferroelectric liquid crystal panel, a neutral color polarizer, and a ferroelectric liquid crystal panel. - Two types of color polarizers are configured in this order, and the optical axes of the neutral color polarizers are parallel or orthogonal to each other,
The two types of color polarizers have different spectral characteristics and their optical axes are perpendicular to each other, and further, the optical axis of each of the color polarizers is parallel to or perpendicular to the optical axis of each of the neutral color polarizers. The display electrodes of the ferroelectric liquid crystal panels are arranged in stripes in the same direction, and the relative positions between the two panels are such that the stripe display electrodes of each panel are orthogonal to each other. A liquid crystal color display device characterized in that a color graphic display is performed by using the intersection points displayed between each panel as one pixel.
ある事を特徴とする請求項（１）記載の液晶カラー表示
装置。(2) The liquid crystal color display device according to claim (1), wherein the phase state of the ferroelectric liquid crystal panel is SmC^* phase.
液晶分子の配向状態のスイッチングを、スタティック駆
動により行う事を特徴とする請求項（１）または（２）
記載の液晶カラー表示装置。(3) Claim (1) or (2) characterized in that the orientation state of liquid crystal molecules in the SmC^* phase of the ferroelectric liquid crystal panel is switched by static driving.
The liquid crystal color display device described.
一方のスイッチング状態にある光軸が、一方の中性色偏
光子の光軸と平行あるいは直交している事を特徴とする
請求項（１）、（２）または（３）記載の液晶カラー表
示装置。(4) A claim characterized in that the optical axis of the ferroelectric liquid crystal panel in one switching state in the SmC^* phase is parallel to or perpendicular to the optical axis of one neutral color polarizer. The liquid crystal color display device according to (1), (2) or (3).
ｍ〜２０μｍである事を特徴とする請求項（１）記載の
液晶カラー表示装置。(5) The thickness of the liquid crystal layer of the ferroelectric liquid crystal panel is 0.5μ
2. The liquid crystal color display device according to claim 1, wherein the thickness is from m to 20 μm.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2055937A JPH03257429A (en) | 1990-03-07 | 1990-03-07 | Liquid crystal color display device |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP2055937A JPH03257429A (en) | 1990-03-07 | 1990-03-07 | Liquid crystal color display device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03257429A true JPH03257429A (en) | 1991-11-15 |
Family
ID=13012988
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2055937A Pending JPH03257429A (en) | 1990-03-07 | 1990-03-07 | Liquid crystal color display device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03257429A (en) |
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1990
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