JPH0954300A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 １種類の駆動方法だけでは表示できない色を
表示することができる液晶表示装置を提供することであ
る。 【解決手段】 液晶表示素子１１のドット表示エリアを
構成する信号電極Ｓ１〜Ｓ９６と走査電極Ｃ１〜Ｃ６３
をそれぞれ第１の信号ドライバ１０１と第１の走査ドラ
イバ１０３に接続する。また、液晶表示素子１１のアイ
コン表示エリアを構成する信号電極Ｓ９７、Ｓ９８と走
査電極Ｃ６４をそれぞれ第２の信号ドライバ１０２と第
２の走査ドライバ１０４に接続する。第１の信号ドライ
バ１０１と第１の走査ドライバ１０３は、１／６４デュ
ーテイで、ドット表示エリアを駆動する。第２の信号ド
ライバ１０２と第２の走査ドライバ１０４は、１／２デ
ューテイで、アイコン表示エリアを駆動する。このた
め、アイコン表示エリアは、ドット表示エリアが表示で
きない色を表示することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、単純マトリクス
方式の液晶表示装置に関し、特に、液晶や位相差板の複
屈折作用を利用し、印加電圧に応じて異なる色を表示す
る複屈折制御型カラー液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶に電界を印加して液晶分子の配列を
変形し、その際に生ずる複屈折の変化を利用してカラー
画像を表示する複屈折制御方式のカラー液晶表示素子が
知られている。この種のカラー液晶表示素子の駆動方法
としては、フレーム毎に駆動信号を間引くことにより液
晶に印加する実効電圧を制御する方法、駆動信号のパル
ス高又はパルス幅を制御することにより液晶に印加する
実効電圧を制御する方法等が知られている。これらの駆
動方法において、時分割駆動を行う場合、コントラスト
良く、即ち、各色を明確に表示するためには、数１で規
定される駆動電圧の実効値比αが大きい程良い。

【０００３】

【数１】 ここで、α＝Ｖon／Ｖoff、Ｎはデューティである。

【０００４】この実効値比αにより、液晶表示素子に印
加できる電圧の範囲は限られる。例えば、図４は反射型
カラーＳＴＮ液晶表示素子の電圧−表示色特性の一例を
示す。この例では、印加電圧を１．８５Ｖから４．０Ｖ
まで変化させることにより、表示色をニュートラル（ほ
ぼ白）→オレンジ→ブルー→グリーン→ピンクと変化さ
せることが可能である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この液晶表示
素子を、１／６４デューティで駆動する場合には、α＝
１．１３となり、ニュートラル表示時の電圧（１．８５
Ｖ）を基準（Ｖoff）とすると、液晶に印加できる電圧
の最大値（Ｖon）はほぼ２．１（＝１．８５×１．１
３）Ｖとなる。このため、ピンクを表示するための４Ｖ
の実効電圧を印加することは困難になり、ニュートラル
の背景にピンクを表示することができない。

【０００６】この発明は上記実状に鑑みてなされたもの
で、多彩なカラー表示が可能な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、１種類の駆動方
法だけでは表示できない色を表示することができる液晶
表示装置を提供することを他の目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明の第１の観点にかかる液晶表示装置は、第
１と第２の表示部を備える液晶表示素子と、前記液晶表
示素子に接続され、前記液晶表示素子の第１の表示部と
第２の表示部とを異なった駆動波形を用いて駆動する駆
動回路と、から構成されることを特徴とする。

【０００８】このような液晶表示装置によれば、１種類
の駆動波形では、動作マージン等の制限などから表示で
きない階調や色も必要に応じて表示することができる。

【０００９】また、この発明の第２の観点にかかる液晶
表示装置は、第１と第２の表示部を備える単純マトリク
ス方式の液晶表示素子と、液晶表示素子に接続され、前
記液晶表示素子の第１の表示部を第１のデューティと第
１のバイアスで駆動する第１の駆動手段と、前記液晶表
示素子の第２の表示部を第２のデューティと第２のバイ
アスで駆動する第２の駆動手段とを備える駆動回路と、
を備えることを特徴とする。

【００１０】このような液晶表示装置によれば、１種類
の動作モード（デューティ及びバイアス）では、動作マ
ージン等の制限などから表示できない階調や色も、デュ
ーティ等を適切に設定することにより、表示することが
できる。また、動作モードを選択できるようにしてもよ
い。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施形態にか
かる単純マトリクス方式のカラー液晶表示装置を図面を
参照して説明する。まず、この実施形態で使用する液晶
表示素子の構成を図１〜図３を参照して説明する。

【００１２】図２はこの実施形態の液晶表示素子１１の
構成を示す断面図である。図２において、液晶セル１２
は、上ガラス基板１３と下ガラス基板１４とが液晶層を
封入する微細間隙（数μｍ間隔）を隔てて対向配置され
て構成されている。上ガラス基板１３と下ガラス基板１
４の対向面には、ＩＴＯ（インジウムとスズの酸化物）
等の透明導電材料からなる走査電極群１５と信号電極群
１６とがそれぞれ配設されている。

【００１３】図１に示すように、走査電極群１５は６４
本の走査電極Ｃ１〜Ｃ６４を含み、信号電極群１６は９
８本の信号電極Ｓ１〜Ｓ９８を含む。走査電極Ｃ１〜Ｃ
６３と信号電極Ｓ１〜Ｓ９６は、相互に直交するように
配置され、交差部分でドットを表示するものであり、ド
ット表示部を形成する。また、走査電極Ｃ６４は、信号
電極Ｓ９７、９８と対向するように配置され、対向部分
で所定形状のアイコン１とアイコン２を表示するもので
あり、アイコン表示部を形成する。

【００１４】図２において、配向膜１７、１８は、ガラ
ス基板１３、１４の内面に配設された走査電極１５及び
信号電極１６の表面に設けられ、液晶分子の配向方向を
規制する。配向膜１７、１８は、その表面を布でこする
ラビング法等の配向処理を施すことにより、近接する液
晶分子の長軸方向をその配向処理方向に沿わせる。シー
ル材１９は、ガラス基板１３と１４の間の周縁部に配設
され、ガラス基板１３と１４の間を所定間隔に保持する
とともに、その領域に液晶を封止する。

【００１５】液晶層２０の光学異方性Δｎと液晶層２０
の厚さｄの積Δｎ・ｄは１４００ｎｍ±１００ｎｍに設
定され、配向膜１７、１８に施された配向処理に従っ
て、２５０°±２０°のツイスト角でねじれ配向した状
態となっている。位相差板２１は、上偏光板２２を透過
した直線偏光を楕円偏光させるもので、その光学軸（進
相軸又は遅相軸）を、位相差板２１に隣接する上偏光板
２２の透過軸に対して所定角度斜めにずらした状態で配
置されている。位相差板２１のリタデーションは１５６
０ｎｍ±１００ｎｍ程度に設定されている。上偏光板２
２と下偏光板２３は、入射光のうち、吸収軸方向の偏光
成分を遮断（吸収）し、それと直交する偏光成分を透過
させる。

【００１６】反射板２４は、下偏光板２３の下面に設け
られ、上偏光板２２から入射し、液晶セル１２と下偏光
板２３を透過した光を液晶セル１２側に反射するもので
ある。

【００１７】図３（Ａ）〜（Ｄ）は、液晶セル１２の配
向処理方向と位相差板２１の光学軸と上下偏光板２２、
２３の透過軸の組み合わせの一例を、各構成要素毎の平
面図で模式的に示す。図３（Ａ）及び（Ｄ）における両
矢印付き直線２２ａ、２３ａは、それぞれ上偏光板２２
及び下偏光板２３の透過軸を示し、図３（Ｂ）の直線２
１ａは位相差板２１の光学軸を示す。

【００１８】図３（Ｃ）における片矢印付直線１７ａ、
１８ａは、それぞれ、配向膜１７と１８に施された配向
処理の方向を示す。なお、図３（Ｃ）中の一点鎖線Ｓは
表示面の左右方向に沿う基準線であり、説明の便宜上設
けたものである。図３（Ｃ）に示すように、配向処理方
向１７ａ、１８ａは、基準線Ｓに対して互いに逆方向に
所定角度３５°±１０°傾いた方向に設定されており、
これにより、液晶分子は下ガラス基板１４から上ガラス
基板１３に向かって２５０°±２０°時計回り方向にツ
イストした配向状態となる。

【００１９】図３（Ｂ）に示す位相差板２１の光学軸２
１ａは、例えば遅相軸であり、配向膜１８の配向処理の
方向１８ａを０°としたときに、１５°±１０°で斜め
に交差している。図３（Ａ）に示すように、上偏光板２
２の透過軸２２ａは、０°の方向に対して６５°±１０
°だけ傾いている。図３（Ｄ）に示すように、下偏光板
２３の透過軸２３ａは、０°の方向に対して４５°±１
０°だけ傾いている。

【００２０】このような構成の液晶表示素子１１のスタ
ティック駆動時の表示色は、図４のＣＩＥ色度図及び表
１に示すように、印加電圧の上昇に伴って、ニュートラ
ル（白）→オレンジ→ブルー→グリーン→ピンクと変化
する。

【００２１】従来技術の欄で説明したように、１／６４
デューティでのマルチプレックス駆動時には、動作マー
ジンαの制限により、ピンクを表示できなくなる。そこ
で、この例では、表示部の一部のみを１／２デューティ
・１／２バイアスで駆動することによりピンクで表示
し、他の部分を１／６４デューティ・１／９バイアスで
駆動する。

【００２２】表１に、液晶表示素子１１の表示色と、実
効電圧と、１／６４デューティ・１／９バイアス駆動時
の動作電圧Ｖopと、１／２デューティ・１／２バイアス
駆動時の動作電圧Ｖopとの関係を示す。

【００２３】

【表１】

【００２４】次に、上記構成の液晶表示素子１１の駆動
回路の構成を図１を参照して説明する。まず、液晶表示
素子１１の信号電極Ｓ１〜Ｓ９６は第１信号ドライバ１
０１に接続され、信号電極Ｓ９７、Ｓ９８は第２信号ド
ライバ１０２に接続されている。また、走査電極Ｃ１〜
Ｃ６３は第１走査ドライバ１０３に接続され、走査電極
Ｃ６４は第２走査ドライバ１０４に接続されている。

【００２５】電圧発生回路１０５は、１／６４デューテ
ィ・１／９バイアスでの液晶表示素子１１の駆動に必要
な電圧ＢＡ、及び、１／２デューティ・１／２バイアス
での液晶表示素子１１の駆動に必要な電圧ＢＢを生成
し、電圧ＢＡを第１信号ドライバ１０１と第１走査ドラ
イバ１０３に供給する。また、電圧ＢＡとＢＢを第２信
号ドライバ１０２と第２走査ドライバ１０４に供給す
る。

【００２６】コントロール回路１０６は、ＣＰＵ１０７
及びＲＡＭ１０８に格納されたプログラムに従って、動
作モードを制御するモード制御信号ＣＡを第１信号ドラ
イバ１０１及び第１走査ドライバ１０３に供給し、動作
モードを制御するモード制御信号ＣＢを第２信号ドライ
バ１０２及び第２走査ドライバ１０４に供給する。さら
に、コントロール回路１０６は、ドット表示部内の各ド
ットの表示色を指示するデータ信号ＤＡＴＡ１を第１信
号ドライバ１０１に供給し、アイコン１及び２の表示色
を指示するデータ信号ＤＡＴＡ２を第２信号ドライバ１
０２に供給する。

【００２７】次に、上記構成の液晶表示装置の動作を、
ドット表示部とアイコン表示部を同一の駆動方法で駆動
する場合と、ドット表示部とアイコン表示部を異なった
駆動方法で駆動する場合とに分けて説明する。 （１） まず、液晶表示素子１１のドット表示部及びア
イコン表示部を共に１／６４デューティ、１／９バイア
スで駆動する場合の動作を説明する。

【００２８】この場合、コントロール回路１０６は、動
作モードを指示するモード制御信号ＣＡ及びＣＢをドラ
イバ１０１〜１０４に供給する。第１走査ドライバ１０
３は、制御信号ＣＡに従い、電圧ＢＡを用い、図５
（Ａ）と（Ｂ）に例示するように、各表示フレームＴｆ
の第１〜第６３選択期間Ｔｓに、対応する走査電極Ｃ１
〜Ｃ６３に選択信号を印加する。第２走査ドライバ１０
４は、制御信号ＣＢに従い、電圧ＢＡを用い、図５
（Ｃ）に示するように、各表示フレームＴｆの第６４選
択期間（最終選択期間）Ｔｓに、走査電極Ｃ６４に選択
信号を印加する。

【００２９】第１信号ドライバ１０１は、データ信号Ｄ
ＡＴＡ１と制御信号ＣＡに従い、電圧ＢＡを用い、各表
示フレームＴｆの第１〜第６３選択期間Ｔｓに、選択状
態のドットの表示色に対応する信号電圧を対応する信号
電極Ｓ１〜Ｓ９６に印加する。信号電極Ｓ１に印加され
る信号電圧の一例を図５（Ｄ）に示す。この信号電圧
は、第１行のドット以外は全て０階調（ニュートラル）
とした場合の例である。この例に示すように、各選択期
間Ｔｓ内のパルス幅は、全階調（グリーン）表示の際に
はパルス幅Ｗは選択期間Ｔｓに等しく、０階調（ニュー
トラル）表示の際にはパルス幅Ｗは０であり、中間調
（オレンジ又はブルー）表示の際にはパルス幅Ｗはこれ
らの間の値となる。

【００３０】第２信号ドライバ１０２は、データ信号Ｄ
ＡＴＡ２と制御信号ＣＢに従い、電圧ＢＡを用い、各表
示フレームＴｓの第６４選択期間Ｔｓに、アイコン１と
２の表示色に対応する電圧信号を信号電極Ｓ９７、Ｓ９
８に印加する。

【００３１】この結果、走査電極Ｃ１〜Ｃ６４と信号電
極Ｓ１〜Ｓ９８の対向部分には、図５（Ｅ）に例示する
電圧信号が印加され、所望の色が表示される。このよう
にして、液晶表示素子１１の画面全体が１／６４デュー
ティ、１／９バイアスで駆動され、ニュートラル、オレ
ンジ、ブルー、グリーンの４色で画像及びアイコンが表
示される。

【００３２】（２） 次に、液晶表示素子１１のドット
表示部を１／６４デューティ・１／９バイアスで駆動
し、アイコン表示部を１／２デューティ・１／２バイア
スで駆動し、第１のアイコンをピンクで、第２のアイコ
ンをニュートラルで表示する場合を説明する。

【００３３】この場合、コントロール回路１０６は、制
御信号ＣＡにより、１／６４デューティ・１／９バイア
スでの駆動を第１信号ドライバ１０１及び第１走査ドラ
イバ１０３に指示し、制御信号ＣＢにより１／２デュー
ティ・１／２バイアスでの駆動を第２信号ドライバ１０
２及び第２走査ドライバ１０４に指示する。

【００３４】この指示に従って、第１信号ドライバ１０
１及び第１走査ドライバ１０３は、上述の例と同様に、
１／６４デューティ・１／９バイアスで、走査電極Ｃ１
〜Ｃ６３と信号電極Ｓ１〜Ｓ９６を駆動する。このた
め、ドット表示部にニュートラル、オレンジ、ブルー、
グリーンの４色で画像が表示される。

【００３５】一方、第２走査ドライバ１０４は、電圧Ｂ
Ａを用い、走査電極Ｃ６４に図６（Ａ）に示すような１
／２デューティの走査信号を印加する。また、第２信号
ドライバ１０２は、電圧ＢＡを用い、信号電極Ｓ９７に
図６（Ｂ）に示すようなピンク表示用の電圧信号を印加
し、信号電極Ｓ９８に図６（Ｃ）に示すようなニュート
ラル表示用の電圧信号を印加する。このため、アイコン
１はピンクで表示され、アイコン２はニュートラルで表
示される。

【００３６】以上説明したように、この実施形態によれ
ば、単純マトリクス方式の液晶表示素子１１を表示部毎
に異なったデューティ及び駆動波形で駆動可能としたの
で、単一のデューティ駆動では表示できない色を表示す
ることができる。従って、多彩な色及び階調を用いた表
現力豊かな画像及びデータを表示することができる。ま
た、必要に応じてデューティを切り替えて、表示色の組
み合わせを変更することができる。

【００３７】なお、この発明は上記実施形態に限定され
るものではない。例えば、上記実施形態においては、ド
ット表示部を１／６４デューティで駆動し、アイコン表
示部を１／６４又は１／２デューティで駆動したが、デ
ューティは任意である。例えば、アイコン表示部を１／
２デューテイに固定して駆動してもよい。また、アイコ
ン表示部を１／３デューティで駆動したり、スタティッ
ク駆動（デューティ１）で駆動してもよい。

【００３８】また、図５（Ａ）〜図６（Ｃ）に示す波形
は一例であり、この発明はこれらに限定されるものでは
ない。また、上記実施形態では、表示色に応じて階調信
号のパルス幅Ｗを調整するＰＷＭ方式の液晶表示装置に
この発明を適用したが、表示階調に応じて階調信号のパ
ルス高を調整するＰＡＭ方式の液晶表示装置にも適用可
能である。同様に、フレーム毎に信号を間引くことによ
り、印加実効電圧を制御する液晶表示装置にも適用可能
である。

【００３９】液晶セル１２のツイスト角、リタデーショ
ン等は任意に変更可能である。また、この発明は、ツイ
ステッドネマティック型液晶表示素子に限らず、印加電
圧を制御することにより素子を透過する光の複屈折を制
御して表示色を変化させるタイプの液晶表示素子に広く
適用できる。例えば、液晶セル１２として、垂直分子配
列形、平行分子配列形、ハイブリッド分子配列形等の液
晶セルを用いる液晶表示素子にも適用可能である。上記
実施形態では、反射板２４を備えた反射型の液晶表示素
子１１を使用する例を説明したが、この発明は透過型の
液晶表示素子にも適用可能である。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、上記構成の液晶表
示装置によれば、表示部毎に駆動波形又はデューティ等
を変更するようにしたので、１種類の駆動波形又はデュ
ーティでは、表示できない色、階調等も表示することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態にかかる液晶表示装置の
ブロック図である。

【図２】図１に示す液晶表示素子の断面図である。

【図３】図１に示す液晶表示素子の配向処理の方向、偏
光板の透過軸の方向、位相差板の遅延軸の方向の関係を
示す図である。

【図４】図２及び図３に示す構成の液晶表示素子のＣＩ
Ｅ色度図である。

【図５】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は走査信号の一例の波
形図、（Ｄ）は全階調と０階調と、中間調の場合の階調
信号の波形図、（Ｅ）は液晶に印加される電圧の波形図
である。

【図６】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、アイコン表示部を
特別な色で表示する場合の各波形図である。

【符号の説明】

１１・・・液晶表示素子、１２・・・液晶セル、１３・・・上ガ
ラス基板、１４・・・下ガラス基板、１５・・・走査電極、１
６・・・信号電極、１７・・・配向膜、１８・・・配向膜、１９・
・・シール材、２０・・・液晶層、２１・・・位相差板、２２・・
・上偏光板、２３・・・下偏光板、２４・・・反射板、１０１・
・・第１信号ドライバ、１０２・・・第２信号ドライバ、１
０３・・・第１走査ドライバ、１０４・・・第２走査ドライ
バ、１０５・・・電圧発生回路、１０６・・・コントロール回
路、１０７・・・ＣＰＵ、１０８・・・ＲＡＭ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１の表示部と第２の表示部とを備える液
   晶表示素子と、 前記液晶表示素子に接続され、前記液晶表示素子の第１
   の表示部と第２の表示部とを異なった駆動波形を用いて
   駆動する駆動回路と、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】第１と第２の表示部を備える単純マトリク
   ス方式の液晶表示素子と、 液晶表示素子に接続され、前記液晶表示素子の第１の表
   示部を第１のデューティと第１のバイアスで駆動する第
   １の駆動手段と、前記液晶表示素子の第２の表示部を第
   ２のデューティと第２のバイアスで駆動する第２の駆動
   手段とを備える駆動回路と、 を備えることを特徴とする液晶表示装置。
3. 【請求項３】前記液晶表示素子は、印加する実効電圧に
   より液晶の複屈折作用を制御して２色以上に発色させる
   カラー液晶表示素子から構成され、 前記第２の駆動手段は、前記第２の表示部を前記第１の
   デューティとは異なる第２のデューティで且つ前記第１
   のバイアスとは異なる第２のバイアスで駆動することに
   より、前記第１の駆動手段が前記第１の表示部に表示で
   きない色を前記第２の表示部に表示する、 ことを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
4. 【請求項４】前記第２の駆動手段は、前記第２の表示部
   を第１のデューティと第１のバイアスで駆動する第１の
   動作モードと、第２のデューティと第２のバイアスで駆
   動する第２の動作モードとを備え、 前記第１の動作モードと第２の動作モードを切り替える
   制御手段をさらに備える、 ことを特徴とする請求項２又は３に記載の液晶表示装
   置。