JPH08179274A - 液晶表示装置と液晶表示素子用電源回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 表示色の微調整が可能で、且つ、調整が容易
な複屈折制御方式の液晶表示装置を提供することであ
る。 【構成】 電源回路１７が出力する駆動電圧Ｖ1〜ＶNの
中から画像データが指示する電圧を選択し、複屈折制御
方式の液晶表示素子に供給する。電源回路１７は、固定
抵抗Ｒ1〜ＲN+1が直列接続されて形成された分圧回路１
００と、固定抵抗の所定の接続点に接続され、この接続
点の電圧を所望の値に設定する可変電圧回路１０１、１
０２から構成される。可変電圧回路１０１、１０２が設
定する電圧は、液晶表示パネルの印加電圧に対する色変
化の大きい電圧、人間が敏感に反応する色を表示する電
圧のいずれかである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、印加電圧に応じた色
を表示する液晶表示装置とその電源回路に関し、特に、
表示色の微調整を容易に行うことができる液晶表示装置
とその電源回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】カラーフィルターを用いることなく、複
数色のカラー表示が可能な液晶表示素子として、複屈折
制御方式のものが知られている。複屈折制御方式の液晶
表示素子は、配向処理が施された一対の基板間に液晶を
封入した液晶セルと、この液晶セルを挟むように配置さ
れた２枚の偏光板とから構成され、電場を印加して液晶
の分子配列を変えさせることにより液晶層の複屈折効果
を変化させ、この複屈折効果の変化により液晶セルを透
過する光のスペクトル分布を変えて所望の色を表示させ
る。

【０００３】複屈折制御方式の液晶表示素子は、カラー
フィルターを使用することなくカラー表示ができ、表示
が明るい。従って、反射型のカラー液晶表示装置が実現
可能であり、また、液晶表示素子の構造が単純であると
いう利点を有している。

【０００４】複屈折制御方式の液晶表示素子にカラー画
像を表示させる手法として、複数の色を表示するための
駆動電圧を電源回路で生成し、画像データに従って駆動
電圧を選択して複屈折制御方式の液晶表示素子の各画素
に印加する手法が採用されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】複屈折制御方式の液晶
表示装置は、表示できる色が印加電圧に依存しており、
印加電圧を正確に設定する必要がある。また、使用者等
の好みにより表示色を変更したい場合がある。このよう
な観点から、電源回路として電圧調整機能を有するもの
を使用することが提案されている。

【０００６】電圧調整機能を有する電源回路の構成例を
図５（Ａ）及び（Ｂ）に示す。図５（Ａ）に示す例で
は、電源電圧ＶEE1とＶEE2との間に抵抗Ｒを複数個直列
接続し、各抵抗Ｒの接続点の電圧を増幅器Ａを介して駆
動電圧として出力する。この構成では、１つの抵抗Ｒの
みが可変抵抗ＶＲから構成されている。図５（Ｂ）に示
す例では、電源電圧ＶEE1とＶEE2との間に可変抵抗ＶＲ
を複数個直列接続し、各可変抵抗ＶＲの接続点の電圧を
増幅器Ａを介して駆動電圧として出力する。

【０００７】図５（Ａ）に示す構成の電源回路は、印加
電圧の変化に応じて輝度が変化する通常のＴＮ型などの
液晶表示素子には適している。しかし、各駆動電圧の微
調整ができないため、電圧の少しのずれで表示色／表示
階調が大きく変化してしまう複屈折制御方式の液晶表示
素子に使用した場合には、表示色全てを良好に表示する
のが容易ではない。図５（Ｂ）に示す構成の電源回路
は、正確な出力電圧を生成できるが、電圧の調整が困難
である。

【０００８】この発明は上記実状に鑑みてなされたもの
で、表示色の微調整が可能で、且つ、調整が容易な複屈
折制御方式の液晶表示装置を提供することを目的とす
る。また、この発明は、容易に所望の電圧を得ることが
できる液晶表示素子用電源回路を提供することを目的と
する。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明にかかる液晶表示装置は、マトリクス状に
配置された複数の画素を有し、画素単位で印加電圧に応
じた色を表示する液晶表示素子と、複数の固定電圧を生
成する固定電圧手段と、可変インピーダンス素子を含む
分圧回路から構成され、可変電圧を生成する可変電圧手
段と、前記固定電圧手段と前記可変電圧手段の生成した
電圧を液晶表示素子駆動用の電圧として導出する導出手
段と、より構成される電源回路と、画像データを受け、
前記画像データに従って前記電源回路の出力電圧の中か
ら表示色に対応する電圧を選択して前記液晶表示素子に
供給する手段と、から構成されることを特徴とする。

【００１０】また、この発明にかかる液晶表示素子用電
源回路は、固定インピーダンス素子が複数個接続されて
形成され、複数の固定電圧を生成する固定電圧手段と、
可変インピーダンス素子を含む分圧回路から構成され、
可変電圧を生成する可変電圧手段と、前記固定電圧手段
と前記可変電圧手段の生成した電圧を液晶表示素子駆動
用の電圧として導出する導出手段と、より構成されるこ
とを特徴とする。

【００１１】

【作用】上記構成の電源回路によれば、人間が敏感に反
応する色、即ち、色相変化の視覚的感度が高い色（特に
黒）を表示する電圧或いは液晶表示素子が敏感に反応す
る電圧（素子構造により変化するが、一般に黄色）につ
いてのみ電圧調整用の可変電圧手段を配置できる。従っ
て、これらの色についは、必要に応じて或いは好みによ
り微調整を行い、適切な色を表示させることができる。
他の電圧についは直接調整することはできないが、感度
が比較的鈍いので調整を行わないことによる問題は発生
しない。従って、この発明によれば、印加電圧を調整し
て表示色を微調整することができ、しかも、調整が容易
となる。

【００１２】

【実施例】以下、この発明の一実施例にかかる複屈折制
御方式の液晶表示装置の一実施例を図面を参照して説明
する。図２に示すように、この液晶表示装置は、複屈折
制御方式のアクティブマトリクス液晶表示素子（液晶表
示パネル）１１と、行ドライバ１３と、列ドライバ１５
と、電源回路１７と、選択回路１９とから構成される。

【００１３】図３に示すように、液晶表示素子１１は、
一対の透明な基板２１、３１を備える。基板２１には、
画素電極２３と、画素電極２３にソースが接続されたＴ
ＦＴ（薄膜トランジスタ）２５とがマトリクス状に配列
されている。図２に示すように、各ＴＦＴ２５はゲート
ライン（走査ライン）２７とデータライン（色信号ライ
ン）２９に接続されている。

【００１４】さらに、基板２１には、その上面側に画素
電極２３及びＴＦＴ２５上に所定の配向処理が施された
配向膜４０が設けられ、その裏面側には、偏光板３３と
反射板３５とが設けられている。

【００１５】基板３１には、その前記基板２１と対向す
る表面側に各画素電極２３に対向し、所定電圧が印加さ
れた透明な対向電極３８が形成されている。対向電極３
８の上には所定の配向処理が施された配向膜３９が設け
られている。基板３１の裏面側には、位相差板３２と偏
光板３４とが設けられている。基板２１と３１は、図示
しない枠状のシール材を介して接合されている。基板２
１と３１の間には、例えば、誘電異方性が正のネマティ
ック液晶３６が配向膜３９、４０によりツイスト配向さ
れて封入されている。

【００１６】基板３１上の液晶分子の配向方向は、基板
２１上の液晶分子の配向方向に対し、上方すなわち観察
側から見て、例えば、所定方向に９０°乃至２７０°ず
れており、液晶分子は基板２１と３１の間においてほぼ
９０°の角度、或いは、２００°乃至２７０°の範囲で
ねじれて所定角度でツイスト配向されている。

【００１７】偏光板３４の透過軸と偏光板３３の透過軸
は、それぞれ、基板２１上の液晶分子の配向方向を基準
に設定されている。位相差板３２の遅相軸は、偏光板３
４の透過軸に対して、斜めにずれている。

【００１８】液晶表示素子１１の入射光は、偏光板３
４、位相差板３２、液晶３６及び偏光板３３を順次通
り、反射板３５で反射され、この反射光が偏光板３３、
液晶３６、位相差板３２及び偏光板３４を順次通って出
射する。

【００１９】偏光板３４を通って偏光された直線偏光が
位相差板３２を通る過程でその複屈折効果により各波長
光ごとに異なる楕円偏光となる。この楕円偏光が液晶３
６を通る過程でその複屈折効果によりさらに偏光状態が
変えられて偏光板３３に出射し、偏光板３３の透過軸方
向の偏光成分のみが透過し、反射板３５で反射される。

【００２０】反射光は偏光板３３、液晶３６、及び、位
相差板３２を順次通る過程で偏光作用、複屈折作用を受
け、再び偏光板３４に入射する。偏光板３４に入射した
光は、その透過軸方向の偏光成分のみが透過し、透過し
た偏光成分を持つ波長光に応じて着色される。液晶３６
の複屈折効果は、液晶３６に印加される電圧に応じて変
化し、その複屈折効果の違いに応じて、出射する光のス
ペクトル分布が異なる。即ち、液晶表示素子１１からの
出射光は、液晶３６に印加される電圧に応じて、複数の
色に着色される。印加電圧と表示色の関係は配向処理の
方向、液晶分子のツイスト角、偏光板及び位相差板の配
置に応じて変化する。

【００２１】図４に印加電圧と表示色の関係のＣＩＥ
（ｘ，ｙ）色度図の一例を示す。図４に示す例では、印
加電圧の変化に対し表示色「黄色」Ｙが非常に敏感に反
応する（即ち、黄色を表示できる印加電圧の範囲が０．
１Ｖ程度と非常に狭く、わずかな印加電圧のずれで表示
色が変化してしまう）。これに対し、表示色「赤」Ｒは
印加電圧が変化しても余り変化しない。

【００２２】図２に示す電源回路１７は、液晶表示素子
１１の各画素に所望の色を表示するための所定の電圧Ｖ
〜ＶNを生成する。なお、電源回路１７の詳細は後述す
る。選択回路１９は、画像データ（例えば、ＲＧＢ輝度
データ）を受け、画像データにより指示される色を表示
するために対応画素に印加すべき電圧を駆動電圧Ｖ0〜
ＶNの中から選択して出力する。

【００２３】列ドライバ１５はサンプルホールド回路を
備え、選択回路１９から供給された駆動電圧Ｖ0〜ＶNを
サンプリングし、１走査ライン分の駆動電圧をサンプル
すると、サンプルした各駆動電圧を対応するデータライ
ン２９に供給する。

【００２４】行ドライバ１３は、ゲートライン２７に順
次ゲートパルスを印加する。ゲートパルスが印加された
ゲートライン２７に接続されたＴＦＴ２５はオンし、オ
ンしたＴＦＴ２５に接続されている画素電極２３にデー
タライン２９の電圧が印加される。行ドライバ１３は、
データライン２９に印加されている電圧が切り替わる直
前にゲートパルスをオフする。すると、ＴＦＴ２５がオ
フし、画素電極２３と対向電極３８とその間の液晶３６
により形成される画素容量に、それまで印加されていた
電圧が保持され、この電圧に対応する色を表示する。

【００２５】次に、図１を参照して電源回路１７の構成
を説明する。図１に示すように、電源回路１７は、分圧
回路１００と、第１の可変電圧回路１０１と、第２の可
変電圧回路１０２と、を備える。

【００２６】分圧回路１００は、固定抵抗値を有する固
定抵抗ＲをＮ＋１個直列接続して形成されている。固定
抵抗ＲのＮ個の接続点の電圧はインピーダンス変換用の
アンプ（電圧増幅率１）Ａ1〜ＡNを介して選択回路１９
に電圧Ｖ1〜ＶNとして供給される。各固定抵抗Ｒの抵抗
値は等しい値である必要はなく、所望の電圧Ｖ1〜ＶNが
得られるように適宜設定される。

【００２７】電圧Ｖ1〜ＶNはそれぞれ、図４に示した色
度図上で所望の色を表示するための電圧である。このう
ち、電圧Ｖ2は黄色を表示するための電圧（Ｖ黄）に設
定され、ＶN-1は黒を表示するための電圧（Ｖ黒）に設
定されている。

【００２８】第１の可変電圧回路１０１は、電源電圧Ｖ
EE1とＶEE2の間に直列接続された可変抵抗（ボリュー
ム）ＶＲ1と固定抵抗ＦＲ1とを備える。可変抵抗ＶＲ1
と固定抵抗ＦＲ1の接続点には増幅器ＡV1の入力端が接
続され、出力端が分圧回路１００の固定抵抗Ｒ2とＲ3の
接続点に接続されている。可変抵抗ＶＲ1と固定抵抗Ｆ
Ｒ1とは、それらの接続点の電圧が前述の電圧Ｖ黄と等
しい値となるように設定されている。また、増幅器ＡV1
の増幅率は１に設定され、分圧回路１００の固定抵抗Ｒ
2とＲ3の接続点の電圧をＶ黄に設定する。

【００２９】第２の可変電圧回路１０２は、電源電圧Ｖ
EE1とＶEE2の間に直列接続された可変抵抗ＶＲ2と固定
抵抗ＦＲ2とを備える。可変抵抗ＶＲ2と固定抵抗ＦＲ2
の接続点には増幅器ＡV2の入力端が接続され、出力端が
分圧回路１００の固定抵抗ＲNとＲN-1の接続点に接続さ
れている。可変抵抗ＶＲ2と固定抵抗ＦＲ2とは、それら
の接続点の電圧が前述の電圧Ｖ黒と等しい値となるよう
に設定されている。また、増幅器ＡV2の増幅率は１に設
定され、分圧回路１００の固定抵抗ＲNとＲN-1の接続点
の電圧をＶ黒に設定する。

【００３０】可変抵抗ＶＲ1の抵抗値を調整することに
より、第１の可変電圧回路１０１の出力電圧が変更さ
れ、分圧回路１００の固定抵抗Ｒ2とＲ3の接続点の電
圧、即ち、電圧Ｖ黄が変化する。同様に、可変抵抗ＶＲ
2の抵抗値を調整することにより、第２の可変電圧回路
１０２の出力電圧が変更され、分圧回路１００の固定抵
抗ＲNとＲN-1の接続点の電圧、即ち、電圧Ｖ黒が変化す
る。駆動電圧Ｖ3〜ＶN-2は駆動電圧Ｖ黄と駆動電圧Ｖ黒
を固定抵抗Ｒ3〜ＲN-1で分圧することにより得られる。

【００３１】人間の視覚は、表示色「黒」に対し非常に
敏感に反応し、その変化を敏感に判別できるが、「灰
色」にはあまり反応しない。また、図４に示す特性を有
する液晶表示素子は、表示色としての「黄色」が電圧変
化に対し敏感に反応して若干の電圧の変動で色ずれを起
こすが、表示色としての「赤」は電圧変化に対しあまり
反応しない。従って、「黒」及び「黄色」を表示する駆
動電圧、即ち、Ｖ黒とＶ黄は正確に調整する必要がある
が、「灰色」や「赤」については電圧が基準値からある
程度ずれていても問題ない。

【００３２】図１に示す構成では、可変抵抗ＶＲ1を調
整することにより、第１の可変電圧回路１０１の出力す
る電圧Ｖ黄を正確に調整できる。また、可変抵抗ＶＲ2
を調整することにより、第２の可変電圧回路１０２の出
力する電圧Ｖ黒を正確に調整できる。一方、他の駆動電
圧は、固定抵抗Ｒ1〜ＲN+1により分圧して得た電圧をそ
のまま使用する。このため、電圧の微調整はできない。
しかし、これらの電圧が若干変動しても、液晶表示素子
の表示色は変化しない。あるいは、電圧の変動により表
示色が変化しても人間が感知できない。従って、問題は
発生しない。即ち、この実施例の構成によれば、電圧変
化に対する色変化の激しい色を表示する為の電圧及び人
間が敏感に反応する色を表示する電圧のみについて電圧
調整を可能としている。従って、表示色が容易調整でき
る。

【００３３】なお、図１に示す構成では、分圧回路１０
０を構成する固定抵抗Ｒ1〜ＲN+1の全ての接続点から駆
動電圧を導出したが、一部の接続点のみから印加電圧を
導出してもよい。また、第１及び第２の可変電圧回路１
０１、１０２の出力で分圧回路１００の接続点の電圧を
設定したが、第１及び第２の可変電圧回路１０１、１０
２の出力をそのまま電圧Ｖ黄（Ｖ2）とＶ黒（ＶN-1）と
して出力し、他の電圧を分圧回路１００から得るように
してもよい。

【００３４】分圧回路１００、第１及び第２の可変電圧
回路１０１、１０２を抵抗から構成したが、他のインピ
ーダンス素子、例えば、キャパシタから構成してもよ
い。また、分圧回路１００の出力をインピーダンス変換
のための増幅器Ａ1〜ＡN+1を介して出力したが、増幅器
は必ずしも必要ない。

【００３５】また、電圧を調整するための構成は上記実
施例のものに限定されなず、必要な部分の電圧のみを調
整するならばどのような構成を採用してもよい。

【００３６】上記実施例では、人間が敏感に反応する色
「黒」を表示するため為の電圧と液晶表示素子が電圧変
化に敏感に反応する色「黄」を表示するための電圧とを
調整可能としたが、例えば、「黒」と「黄」と「青」を
調整できるようにする等、３つ以上の電圧調整回路を配
置しても良い。但し、調整を容易にするという観点か
ら、調整可能な電圧を生成する電圧の半分以下とするこ
とが望ましい。

【００３７】上記実施例では、液晶表示素子の例として
表示色「黄色」が電圧の変化に敏感である液晶表示素子
の例を示したが、素子の構造から他の色が電圧の変化に
敏感である場合には、その色を生成するための電圧を調
整可能とする。

【００３８】上記実施例における液晶表示素子は、液晶
セル内に誘電異方性が正のネマティック液晶をツイスト
配向させて用いた。しかし、この発明の複屈折制御方式
の構成は任意であり、例えば、垂直分子配列（ＤＡＰ）
型、平行分子配列（ホモジニアス）型、ハイブリッド分
子配列（ＨＡＮ）型、液晶配列モード型等の種々の表示
素子を使用できる。また、位相差板は適宜除いてもよ
い。また、この発明は透過型の液晶表示素子にも適用可
能である。

【００３９】

【発明の効果】この発明によれば、印加電圧を調整して
表示色を微調整することができ、しかも、調整が容易で
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例にかかる液晶表示素子用電
源回路の回路図である。

【図２】この発明の一実施例にかかる液晶表示装置の回
路図である。

【図３】液晶表示素子の断面図である。

【図４】図３に示す液晶表示素子の印加電圧−表示色の
関係の例を示すＣＩＥ色度図である。

【図５】（Ａ）と（Ｂ）は従来の液晶表示素子用電源回
路の回路図である。

【符号の説明】

１１・・・液晶表示素子、１３・・・行ドライバ、１５・・・列
ドライバ、１７・・・電源回路、１９・・・選択回路、２１・・
・基板、２３・・・画素電極、２５・・・ＴＦＴ（薄膜トラン
ジスタ）、２７・・・ゲートライン、２９・・・データライ
ン、３１・・・基板、３２・・・位相差板、３３・・・偏光板、
３４・・・偏光板、３５・・・反射板、３６・・・液晶、３８・・・
対向電極、３９・・・配向膜、４０・・・配向膜、１００・・・
分圧回路、１０１・・・第１の可変電圧回路、１０２・・・第
２の可変電圧回路、Ｒ1〜ＲN+1・・・固定抵抗、ＶＲ1、Ｖ
Ｒ2・・・可変抵抗、ＦＲ1、ＦＲ2・・・固定抵抗、Ａ1〜Ａ
N、ＡV1、ＡV2・・・増幅器（バッファ）

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】マトリクス状に配置された複数の画素を有
   し、画素単位で印加電圧に応じた色を表示する液晶表示
   素子と、 複数の固定電圧を生成する固定電圧手段と、可変インピ
   ーダンス素子を含む分圧回路から構成され、可変電圧を
   生成する可変電圧手段と、前記固定電圧手段と前記可変
   電圧手段の生成した電圧を液晶表示素子駆動用の電圧と
   して導出する導出手段と、より構成される電源回路と、 画像データを受け、前記画像データに従って前記電源回
   路の出力電圧の中から表示色に対応する電圧を選択して
   前記液晶表示素子に供給する手段と、 から構成されることを特徴とする液晶表示装置。
2. 【請求項２】前記固定電圧手段は、固定インピーダンス
   素子が複数個接続されて形成され、一端に第１の電圧が
   印加され、他端に第２の電圧が印加された分圧回路から
   構成され、 前記可変電圧手段は、前記複数の固定インピーダンス素
   子の所定の接続点に接続され、前記所定の接続点の電圧
   を所望の値に設定し、 前記導出手段は、前記分圧回路を構成する固定インピー
   ダンス素子の複数の接続点から液晶表示素子駆動用の電
   圧を導出する、 ことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 【請求項３】前記可変電圧手段は、前記液晶表示素子の
   印加電圧の変化に対する色変化の割合が大きい電圧の範
   囲における所定の電圧を出力することを特徴とする請求
   項１又は２に記載の液晶表示装置。
4. 【請求項４】前記可変電圧手段は、液晶表示素子の色相
   変化の視覚的感度が高い色に対応する電圧を出力するこ
   とを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶表示装置。
5. 【請求項５】前記可変電圧手段は、黒及び／又は黄色に
   対応する電圧を出力することを特徴とする請求項１、
   ２、３又は４に記載の液晶表示装置。
6. 【請求項６】前記固定インピーダンス素子は固定抵抗か
   ら構成され、 前記可変電圧手段は、可変抵抗を備えた分圧回路から構
   成され、前記可変抵抗の抵抗値を調整することにより出
   力電圧を変更可能であることを特徴とする請求項１乃至
   ５のいずれか１つに記載の液晶表示装置。
7. 【請求項７】固定インピーダンス素子が複数個接続され
   て形成され、複数の固定電圧を生成する固定電圧手段
   と、 可変インピーダンス素子を含む分圧回路から構成され、
   可変電圧を生成する可変電圧手段と、 前記固定電圧手段と前記可変電圧手段の生成した電圧を
   液晶表示素子駆動用の電圧として導出する導出手段と、 より構成されることを特徴とする液晶表示素子用電源回
   路。
8. 【請求項８】前記可変電圧手段は、前記複数の固定イン
   ピーダンス素子の所定の接続点に接続され、前記所定の
   接続点の電圧を所望の値に設定し、 前記導出手段は前記固定インピーダンス素子の複数の接
   続点から液晶表示素子駆動用の電圧を導出する、 ことを特徴とする請求項７に記載の液晶表示素子用電源
   回路。