JPS6159495A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、メモリ機能を有する相転移型の液晶表示装置
に関する。特に、不透明状態にある液晶が背景領域をな
し透明状態にある液晶が画像領域をなす表示方式（以下
ポジティブ表示方式という。）の液晶表示装置において
、画像書き込み時の画質を向上する改良に関する。

〔従来の技術〕

液晶は、第２図に示すように、電圧の印加状態に対応し
て透過率が変化し、透明または不透明となりうる。図に
おいて、印加電圧が十分低いと光透過率は小さく不透明
であり印加電圧が十分高１／）と光透過率は大きく透明
である。そして、不透明状態から透明状態への遷移と透
明状態から不透明状態への遷移とは同一の経路を踏まず
、ヒステリシス特性を示す。このヒステリシス特性カー
ブの図における右向きのカーブと左向きのカーブとの中
間点に対応する電圧（図にＶ。をもって示し、本明細書
においては、ヒステリシス中間点電圧と命名し液晶を透
明化しえない範囲の最高の電圧を意味する。）を印加し
ても、不透明状態から透明状態への遷移と透明状態から
不透明状態への遷移は発生しない。つまり、それまでの
状態を保持しつ（ける。

そこで、この透明状態と不透明状態とをもって画像表示
をなすことができ、か覧る画像表示装置が液晶表示装置
である。そして、透明状態を画像領域となし不透明状態
を背景領域となして、画像領域は一般に黒色等（室内光
を反射させず光が射出されないから黒色）となし、背景
領域は白色等（室内光を反射させるから、室内光が自然
光すなわち白色光の場合は白色）となすポジティブ表示
方式と、これとは逆に、透明状態を背景領域となし不透
明状態を画像領域となして、背景領域は黒色等となし、
画像領域は白色等とするネガティブ表示方式とが可能で
ある。

たぐ、液晶を不透明状態から透明状態に遷移するに要す
る時間と透明状態から不透明状態に遷。

移するに要する時間とは同一ではなく、前者が数十ｍＳ
程度であるに反し、後者は、数ｆｆ１Ｓ程度である。

一方、液晶表示装置に画像書き込みをなす場合、全画面
を同一の表示状態（透明状態または不透明状態）にもた
らしく初期化し）、その後、各領域を選択的に透明状態
または不透明状態にもたらして画像の書き込みをなすこ
とが一般である。

この初期化状態を透明状態（全面黒色）とするか不透明
状態（全面白色）とするかは、ポジティブ表示方式かネ
ガティブ方式かにかかわらず選択可能である。

しかし、初期化においては、全データラインと全走査ラ
インとに同時に初期化信号を印加しうるに反し、各画像
の書き込みにおいては、走査線毎に信りを印加する必要
があるから、透明状態（全面黒色）をもって初期化する
ことが、不透明状態（全面白色）をもって初期化するよ
り画像書き込み速度を速くなしうるから有利である。

以Ｉ−の理由により、ポジティブ表示方式においてもネ
ガティブ表示方式においても、透明状態（全面黒色）を
もって初期化することが従来一般である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

不透明状ｍ１を背景領域となし、透明状態を画像領域と
なし、白色の背景領域上に、黒色の画像を発生させるポ
ジティブ表示方式の液晶表示装置において、透明状態（
全面黒色）をもって初期化することとすると、画像書き
込みの度に、パネル全面が一瞬黒色になり、しかも、不
透明状態から透明状態への遷移にはかなりな時間（３０
ｍ５程度）を要するから、画像書き込みの度になされる
初期化の時間が数十ｍｓ程度と長く、全面が黒色になる
期間も無視しえない程度に長く、画質が必ずしも良好で
はないという欠点がある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、この欠点を解消し、不透明状態を背景領域と
なし、透明状態を画像領域となし、白色の背景領域上に
、黒色の画像を発生させるポジティブ表示方式の液晶表
示装置において、画像書き込み時の画質が改善されてい
る液晶表示装置を提供するものであり、その手段は、光
透過率−電圧特性にヒステリシスにもとすくメモリ機能
を有するコレステリック−ネマティック相転移型液晶を
使用してなす液晶表示装置において、該液晶表示装置の
駆動装置は、画像を書き込むにあたり、全走査ラインと
全データラインとに液晶を不透明化するに十分な低い電
圧を印加し、つづいて、選択された画素のみに対応する
走査線と該走査線が前記選択された画素に対応するとき
前記選択された画素に対応するデータ線とに対して、前
記液晶を透明化しない範囲の最高の電圧（ヒステリシス
中間点電圧）の３倍程度の高い電圧を印加することを特
徴とする液晶表示装置にある。

液晶表示におけるコントラストを向上して画像品質を良
好にするには、画像書き込み動作完了後にヒステリシス
中間点電圧を印加保持しておくことが有効であることを
発見して特許出願したが（特願昭第５９−１１１４１４
号）、本発明と組み合わせると画像品質向−Ｌに極めて
有効である。

〔作用〕

本発明は、上記の欠点を解消するために、不透明状態を
もって初期化をなし、各画像書き込み動作に先行して実
行される初期化工程においては、従来技術と異なり、全
面を一瞬白色（不透明状態）になすこととし、同時に不
透明状態から透明状態に遷移するための印加電圧は、従
来技術におけるより高く、すなわち、ヒステリシス中間
点電圧の３倍程度となして、上記の措置（不透明状態を
もって初期化をなすこと）にともなって発生する書き込
み時間の長期化という欠点の発生を防止し、何らの不利
益をともなうことなく、不透明状態をもって初期化をな
し１画像書き込み動作毎に画面の明るさが大幅に変化す
ることを防止し良好な画質が得られるようにしたもので
ある。なお、上記の印加電圧の高電圧化を従来困難にし
ていた理由は、液晶表示装置自身の絶縁破壊に対する強
度より、駆動回路の高電圧化が困難であったことによる
から、本発明において必須な、ヒステリシス中間点電圧
の３倍程度の電圧の使用は、現技術水準をもってすれば
十分可能である。

本発明の作用をさらに明らかにするため、第３図に示す
ように構成される４画素よりなり交流駆動方式をもって
駆動される液晶表示装置のタイムチャートを第４図に示
す。

第３図において、Ｘ　、Ｘ２はデータ線を示し。

Ｙｌ、Ｙ　は走査線を示し、ｘ　　−ｙ　　、ｘ　　−
Ｙ　　、　Ｘ　　−Ｙ　　、　Ｘ　　−Ｙ２ｊ−１：ソ
ｈツレ１ｊｌｉｉ素を示す。

第４図のタイムチャートにおいては、当初は画素Ｘ　　
−Ｙ　　とＸ２−Ｙ２とが透明であり次の時点において
は画素Ｘ　　−Ｙ　　とＸ、−Ｙ２とが透明である場合
を示す。

図において、初期化工程（Ｉ）においては、全データラ
インと全走査ラインとに０（零）を印加して、全画素に
Ｏ（零）を印加し、全画素を不透明化して、画面を白色
になして初期化をなす。初期化は白色をもってなされる
から、従来技術の場合（初期化を黒色をもってなす場合
）と異なり、画像書き込みの度に画面が一瞬黒変すると
いう欠点がなく、画質が良好である。この工程に要する
時間は、透明状態をもって初期化をなす従来技術に係る
場合より非常に短い。

最初の書き込み工程（ＩＩ−１）の前半においては、画
素Ｘ　　−Ｙ、にはヒステリシス中間点電圧の３倍程度
の振幅の交流を１サイクル印加して、画素Ｘ、−Ｙ、を
透明化する。この工程において画素Ｘ　　−Ｙ、に印加
される電圧はヒステリシス中間点電圧の３倍程度である
から透明化の時間は十分に短い。このとき、画素ｘ　　
−ｙ、には、ヒステリシス中間点電圧の振幅の交流が１
サイクル印加されるが、この印加電圧は液晶を透明化す
るに要する電圧に達していないため画素Ｘ２−Ｙｌは不
透明状態のま一止る。

次の書き込み工程（ＩＴ−２）の前半においては、画素
Ｘ　　−Ｙ２にはヒステリシス中間点電圧の３倍程度の
振幅の交流を１サイクル印加して。

画素Ｘ　　−Ｙ２を透明化する。この工程に要する時間
が短いことは上記せるとおりである。このとき、画素ｘ
　−Ｙ２には、ヒステリシス中間焦電圧の交流が１サイ
クル印加されるが、この印加電圧は液晶を透明化するに
要する電圧に達していないため画素ｘ　−Ｙ２は不透明
状態のま覧止る。

コントラスト向上のために、ヒステリシス中間点電圧な
印加保持する保持工程（ＩＩＩ）においては、ヒステリ
シス中間点電圧の交流が印加される。

次に、更に画像書き込み（画像書き換え）がなされると
きは、初期化工程（Ｉ）と書き込み工程（ＩＩ−ｎ）と
保持工程（ＩＩＩ）との組が更につ（けて実行される。

上記せるとおり、本発明においては白色（不透明状態）
をもって初期化をなすので、初期化の度に画面が一瞬黒
くなることはなく、画像書き込み時の画質は向］−する
。

〔実施例〕

以下、図面を参照しつ〜、４画素よりなり交流駆動方式
をもって駆動される本発明の特許請求の範囲第２項記載
の実施例に係る液晶表示装置についてさらに説明する。

第１図参照 図において、ｌは液晶セルであり、データ線Ｘ、　、　
Ｘ　　と走査線Ｙ　、Ｙ２との交点に構成される。２は
データ信号用ドライバであり、３は走査信号用ドライバ
である。４．５はヒステリシス中間点電圧の２倍の電圧
を発生する直流電源であり、６．７はヒステリシス中間
点電圧の基準電圧を発生するパルサーよりなる基準電圧
源である。データ信号用ドライバ２と走査信号用ドライ
バ３とは、それぞれ、「１」論理信号を受けてヒステリ
シス中間点電圧の２倍の電圧をデータ線ｘ　、ｘ　また
は、走査線Ｙ　、Ｙ２に印加するスイツチング素子４１
．５１と、ｒｌＪ論理信号の反転信号を受けてＯ（零）
またはＯ（零）と基準電圧源６または７によって発生さ
れるヒステリシス中間点電圧との和をデータ線ｘ　、ｘ
２または走査線Ｙ　、Ｙ２に印加するスイッチング素子
４２、５２とを有する。

第３図、第５図参照 上記に「作用」の項において述べた物と同一のマトリッ
クスに同一の画像（透明領域と不透明領域の組み合わせ
）を実現することを前提として説明する。そのためには
、各データ線Ｘ　、Ｘ２、■ 走査線Ｙ　、Ｙ２に対し、第４図のタイムチャートに示
すような電圧が継時的に印加されればよい。そして、こ
れを実現するために、第５図に示すように制御すればよ
い。なお、図において、白色枠はスイッチング素子４１
．５１をもって印加されるヒステリシス中間点電圧の２
倍の電圧を示し、瀉線枠は基準電圧源６．７をもって印
加されるヒステリシス中間点電圧を示す。

（イ）初期化工程（Ｉ）においては、スイッチング素子
４２．５２を動作させて全データ線ｘ　、ｘ２■ 全走査線Ｙ　、Ｙ２にＯ（零）を印加する。

（ロ）書き込み工程（ＩＩ−１とｌｌ−２）とにおいて
は、基準電圧を、図示するように走査線Ｙ１、Ｙ　とデ
ータ線ｘ　、ｘ２とに交互に印加し、同時に、ヒステリ
シス中間点電圧の２倍を、最初ノ占き込み工程（ｎ−１
）ににおいてはデータ線ｘ２、走査線Ｙ　とデータ線Ｘ
　、走査線Ｙ２とに交互に、第２の書き込み工程（ＩＩ
−２）においてはデータ線又　と走査線Ｙ　とデータ線
ｘ２、走査線Ｙ２とに交互に、図示するように印加する
。

（ハ）保持工程（ＩＩＩ）においては、データ線ｘ１、
Ｘ２には、ヒステリシス中間点電圧の２倍を間欠的に、
走査ｌ１ｌＹ　、Ｙ２には、ヒステリシス中間点電圧を
連続的に印加する。

以にの電圧の合成電圧が、図示するように、第４図に示
すタイムチャートと同一になることは図より明瞭である
。

なお、上記ブロック図に示す構成は一例であり、ＣＭＯ
Ｓアナログスイッチ等を使用してもよい。要するに、第
４図に示すタイムチャートを実現すれば足りる。

〔発明の効果〕

以上説明せるとおり、本発明によれば、不透明状態を背
景領域となし、透明状態を画像領域となし、白色の背景
領域上に、黒色の画像を発生させるポジティブ表示方式
の液晶表示装置に・おいて、画像書き込み時の画質が改
善されている液晶表示装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係る液晶表示装置のブロ
ック図である。第２図は液晶の光透過率−印加電圧特性
を示すグラフである。第３図は本発明の一実施例に係る
液晶表示装置のマトリックス構成図である。第４図は本
発明の一実施例に係る液晶表示装置のタイムチャートで
ある。第５図は第４図に示すタイムチャートを実現する
ために各回路要素から発生される信号のタイムチャート
である。 ■・・・液晶セル、　２・−・データ信号用ドライバ、
　３拳・・走査信号用ドライバ、４．５・・・直流電源
、　　６．７・・・基準電圧源、　　４１．４２．５１
．５２・・・スイッ′チング素子、ｘ　、ｘ　・・・デ
ータ線、　　Ｙ　、Ｙ　・拳φ第１図 纜り田羞← 〉−〉−

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）光透過率−電圧特性にヒステリシスにもとずくメ
   モリ機能を有するコレステリック−ネマティック相転移
   型液晶を使用してなす液晶表示装置において、該液晶表
   示装置の駆動装置は、画像を書き込むにあたり、全走査
   ラインと全データラインとに液晶を不透明化するに十分
   な低い電圧を印加し、つづいて、選択された画素のみに
   対応する走査線と該走査線が前記選択された画素に対応
   するとき前記選択された画素に対応するデータ線とに対
   して、前記液晶を透明化しない範囲の最高の電圧（ヒス
   テリシス中間点電圧）の３倍程度の高い電圧を印加する
   ことを特徴とする液晶表示装置。
2. （２）前記駆動装置は、全走査ラインと全データライン
   とに液晶を不透明化するに十分な低い電圧を印加し、つ
   づいて、選択された画素のみに対応する走査線と該走査
   線が前記選択された画素に対応するとき前記選択された
   画素に対応するデータ線とに対して、前記ヒステリシス
   中間点電圧の３倍程度の高い電圧を印加して画像書き込
   みをなした後、全走査ラインと全データラインとに前記
   ヒステリシス中間点電圧を印加し保持する特許請求の範
   囲第１項記載の液晶表示装置。