JP2007065455A - Liquid crystal display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は液晶表示装置、特にメモリー性液晶を用いたアクティブマトリクス型の液晶表示装置に関する。 The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly to an active matrix liquid crystal display device using a memory liquid crystal.
液晶表示装置は、低消費電力、薄型、軽量等の特長を有し、携帯電話・携帯型パーソナルコンピュータ等、携帯型の装置に好適に応用されている。これらの装置は、内蔵バッテリーで動作するため、それに用いる液晶表示装置に対してはできるだけ省電力であることが要求されている。液晶表示装置の中でも反射型液晶表示装置はバックライトが不要であるため省電力であること、および明るい環境下でも視認性の良いことなどの特徴があり、携帯型の装置の表示装置として期待されている。 The liquid crystal display device has features such as low power consumption, thinness, and light weight, and is suitably applied to portable devices such as a mobile phone and a portable personal computer. Since these devices operate with a built-in battery, it is required that the liquid crystal display device used for them be as power-saving as possible. Among liquid crystal display devices, a reflective liquid crystal display device has features such as low power consumption because it does not require a backlight and good visibility even in a bright environment, and is expected as a display device for a portable device. ing.
現在、反射型液晶表示装置としては、TN、STN等に代表されるネマチック液晶を用いたものが、駆動が容易でかつ応答性が良いのため一般的に用いられている。しかし、これらの液晶表示装置にはメモリー性がないため、表示期間中は常に液晶に電圧を印加しておく必要があり、そのための電力消費が避けられない。 At present, as a reflection type liquid crystal display device, a device using nematic liquid crystal represented by TN, STN or the like is generally used because it is easy to drive and has good responsiveness. However, since these liquid crystal display devices do not have a memory property, it is necessary to always apply a voltage to the liquid crystal during the display period, and power consumption for that is unavoidable.
最近、メモリー性を有する液晶(以降、「メモリー性液晶」と呼ぶ)を用いた液晶表示装置が提案されている。この液晶表示装置は、一旦書き込んだ画像を、電界の印加が無くなった後も半永久的に表示し続けるといった特徴(メモリー性)がある。すなわち、電力を消費するのは画像を書き換える時だけであり、その画像の表示を続けるためには電力を消費することがない。したがって、静止画像や文字などを表示する目的の表示装置としては、非常に低消費電力の表示装置として期待されている。 Recently, a liquid crystal display device using a liquid crystal having a memory property (hereinafter referred to as “memory liquid crystal”) has been proposed. This liquid crystal display device has a characteristic (memory property) that an image once written is displayed semipermanently after the application of an electric field is stopped. That is, power is consumed only when an image is rewritten, and power is not consumed in order to continue displaying the image. Therefore, as a display device for displaying still images or characters, it is expected as a display device with very low power consumption.
メモリー性液晶としては、コレステリック液晶や強誘電液晶等が知られている。コレステリック液晶は画質や消費電力の点で非常に優れているが、駆動が複雑であり、書き込みや消去ための駆動に高電圧が必要なことが問題であった。
コレステリック液晶の駆動方法には、各画素を構成する液晶を挟持する両側の電極をそれぞれ縦方向、横方向の導線の配線で駆動する単純マトリクス駆動および単純マトリクス駆動の構造に加えて画素の一つ一つにアクティブ素子を付けたアクティブマトリクス駆動の駆動方法が知られている。例えば非特許文献1には単純マトリクス駆動の方法が開示されている。
As memory liquid crystals, cholesteric liquid crystals, ferroelectric liquid crystals, and the like are known. Cholesteric liquid crystal is very good in terms of image quality and power consumption, but it has a problem in that driving is complicated and high voltage is required for driving for writing and erasing.
The cholesteric liquid crystal driving method includes a simple matrix driving and a simple matrix driving structure in which electrodes on both sides sandwiching the liquid crystal constituting each pixel are driven by vertical and horizontal conductive wires, respectively. An active matrix driving method in which an active element is attached to one is known. For example, Non-Patent
しかしながら、単純マトリクス駆動では、縦方向、横方向の導線間の電圧が液晶マトリクスの各画素の液晶にそのまま印加されるので、コレステリック液晶では各画素の書き込みに必要な時間、導線間に電圧を印加し続ける必要がある。このように、各画素毎に所定時間順次電圧を印加するので書き込み速度が遅くなってしまう。 However, in simple matrix driving, the voltage between the vertical and horizontal conductors is applied as it is to the liquid crystal of each pixel in the liquid crystal matrix, so in the cholesteric liquid crystal, the voltage is applied between the conductors for the time required for writing each pixel. It is necessary to continue. As described above, since the voltage is sequentially applied to each pixel for a predetermined time, the writing speed becomes slow.
一方、アクティブマトリクス駆動では、薄膜トランジスタであるTFT(Thin Film Transistor)を液晶基板状に形成し、TFTを介して各画素に電圧を印加するように構成されている。そのため、TFTがオンになり電圧を印加した後、TFTがオフになると画素はフローティング状態になり、液晶層の浮遊容量あるいは別途設けた補助容量に充電された電圧が液晶層に印加され続ける。そのため、TFTを介して画素に電圧を印加する時間は、液晶層の浮遊容量または液晶層の浮遊容量と補助容量を充電するだけの時間で十分であるから、順次各画素に電圧を印加することにより高速の走査が可能になる。例えば特許文献1にはアクティブマトリクス駆動によりコレステリック液晶を駆動する技術が開示されている。
アクティブマトリクス駆動においては、基板上に形成した薄膜トランジスタ(以下、TFTと記す。)を介して画素に電圧を印加している。一般的な液晶に用いられているネマチック液晶などは、画素を数Vで駆動できる。しかし、コレステリック液晶を駆動するには、非常に高い電圧が必要になる。従来は、コレステリック液晶を駆動するために、耐圧が高く、高電圧を出力できるソース駆動回路が使用されていた。このような耐圧が高いソース駆動回路は、ノイズが多い・コストが高いなどの欠点がある。また、このようなドライバICを用いて高電圧を出力して駆動する場合、各画素に配置されたTFTにも高い耐圧が求められ、コスト高になる。さらにTFTのリーク電流(OFF電流)は、ソース駆動回路の出力が大きいほど、大きくなるため、このようなソース駆動回路を用いた場合、リーク電流による表示画像が乱れる問題などが発生していた。 In active matrix driving, a voltage is applied to a pixel through a thin film transistor (hereinafter referred to as TFT) formed on a substrate. A nematic liquid crystal or the like used for a general liquid crystal can drive a pixel with several volts. However, a very high voltage is required to drive the cholesteric liquid crystal. Conventionally, in order to drive a cholesteric liquid crystal, a source driving circuit having a high withstand voltage and capable of outputting a high voltage has been used. Such a source drive circuit having a high withstand voltage has drawbacks such as high noise and high cost. Further, when driving by outputting a high voltage using such a driver IC, a high breakdown voltage is required for the TFTs arranged in each pixel, resulting in high cost. Furthermore, since the leakage current (OFF current) of the TFT increases as the output of the source driving circuit increases, there is a problem that the display image is disturbed due to the leakage current when such a source driving circuit is used.
特許文献1では、最も高電圧が必要な画像の消去時は、画素に接続された補助容量の他端の電位を高くすることにより、各画素に画像の消去電圧を印加している。
In
しかしながら、特許文献1では、その他の期間についての考慮が無く、相対的に見た場合に、耐圧が低く最大出力電流が少ないTFTを使用することができないという問題がある。すなわち、特許文献1に関しては、画像の消去時の次に高電圧が必要な画像の書き込み時において、TFTを介して画素に必要な電圧を印加しているため、画像の書き込み電圧に相当する高い出力電圧のソース駆動回路および高耐圧のTFTが必要になってしまう。
However, in
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、画像の消去、画像の書き込み、画像の表示の各期間に応じて、それぞれ異なる電圧を、液晶層を挟持する両側の電極の一方に印加することにより、従来よりも低い出力電圧のソース駆動回路および耐圧が低いTFTでも駆動可能とし、液晶表示素子の構造が簡単で、低コストな液晶表示装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and a different voltage is applied to one of the electrodes on both sides sandwiching the liquid crystal layer according to each period of image erasing, image writing, and image display. It is an object of the present invention to provide a liquid crystal display device which can be driven even by a source drive circuit having a lower output voltage and a TFT having a lower withstand voltage by applying voltage, has a simple liquid crystal display element structure, and low cost.
(1)
マトリクス状に配置された画素電極と、
前記画素電極に対向するコモン電極と、
前記画素電極と前記コモン電極との間に挟持されたメモリー性液晶材料を含む液晶層と、
前記画素電極への電圧の印加と遮断を制御するスイッチング手段と、
前記コモン電極に、画像の消去期間、画像の書き込み期間、および画像の表示期間に応じて、それぞれ異なる電圧を印加する第1の電圧印加手段とを有することを特徴とする液晶表示装置。
(1)
Pixel electrodes arranged in a matrix;
A common electrode facing the pixel electrode;
A liquid crystal layer including a memory liquid crystal material sandwiched between the pixel electrode and the common electrode;
Switching means for controlling application and interruption of a voltage to the pixel electrode;
A liquid crystal display device comprising: a first voltage applying unit that applies different voltages to the common electrode according to an image erasing period, an image writing period, and an image display period.
(2)
前記画素電極と、前記コモン電極との間に補助容量が接続されていることを特徴とする(1)に記載の液晶表示装置。
(2)
The liquid crystal display device according to (1), wherein an auxiliary capacitor is connected between the pixel electrode and the common electrode.
(3)
前記画像の消去期間において、
前記画素電極と前記コモン電極に印加される電圧の差の絶対値が、前記液晶層がホメオトロピック状態に変化する閾値電圧であるホメオトロピック電圧以上であることを特徴とする(1)または(2)に記載の液晶表示装置。
(3)
In the erasing period of the image,
(1) or (2), wherein an absolute value of a difference between voltages applied to the pixel electrode and the common electrode is not less than a homeotropic voltage which is a threshold voltage at which the liquid crystal layer changes to a homeotropic state. ) Liquid crystal display device.
(4)
前記画像の書き込み期間において、
前記画素電極と前記コモン電極に印加される電圧の差の絶対値が、前記液晶層がフォーカルコニック状態に変化する閾値電圧であるフォーカルコニック電圧以下であることを特徴とする(1)乃至(3)の何れか1項に記載の液晶表示装置。
(4)
In the writing period of the image,
(1) to (3), wherein an absolute value of a difference between voltages applied to the pixel electrode and the common electrode is equal to or less than a focal conic voltage that is a threshold voltage at which the liquid crystal layer changes to a focal conic state. The liquid crystal display device according to any one of the above.
(5)
前記画像の表示期間において、
前記画素電極と前記コモン電極に印加される電圧の差の絶対値が、前記液晶層がプレーナ状態に変化するプレーナ電圧以下であることを特徴とする(1)乃至(4)の何れか1項に記載の液晶表示装置。
(5)
In the display period of the image,
Any one of (1) to (4), wherein an absolute value of a difference between voltages applied to the pixel electrode and the common electrode is equal to or less than a planar voltage at which the liquid crystal layer changes to a planar state. A liquid crystal display device according to 1.
(6)
液晶の状態を更新する際に、前記画素電極と前記コモン電極に印加される電圧の極性が前回更新時と逆極性であることを特徴とする(1)乃至(5)の何れか1項に記載の液晶表示装置。
(6)
Any one of (1) to (5), wherein the polarity of a voltage applied to the pixel electrode and the common electrode is opposite to that at the previous update when the state of the liquid crystal is updated. The liquid crystal display device described.
(7)
画像の消去期間及び画像の書き込み期間に、前回の電圧印加時とは逆極性の電圧が印加されることを特徴とする(6)に記載の液晶表示装置。
(7)
The liquid crystal display device according to (6), wherein a voltage having a polarity opposite to that at the previous voltage application is applied during an image erasing period and an image writing period.
(8)
マトリクス状に配置された画素電極と、
前記画素電極に対向するコモン電極と、
前記画素電極と前記コモン電極との間に挟持されたメモリー性液晶材料を含む液晶層と、
前記画素電極への電圧の印加と遮断を制御するスイッチング手段と
前記画素電極に一端の電極が接続された補助容量と、
前記補助容量の前記電極に対向する補助電極に、画像の消去期間、画像の書き込み期間、画像の表示期間に応じて、それぞれ異なる電圧を印加する第2の電圧印加手段とを有することを特徴とする液晶表示装置。
(8)
Pixel electrodes arranged in a matrix;
A common electrode facing the pixel electrode;
A liquid crystal layer including a memory liquid crystal material sandwiched between the pixel electrode and the common electrode;
Switching means for controlling application and cutoff of voltage to the pixel electrode, and an auxiliary capacitor having one electrode connected to the pixel electrode,
The auxiliary electrode opposite to the electrode of the auxiliary capacitor has a second voltage applying unit that applies different voltages depending on an image erasing period, an image writing period, and an image display period. Liquid crystal display device.
(9)
前記画像の消去期間において、
前記補助電極に印加される電圧と、前記画素電極に印加される電圧の差の絶対値が、前記液晶層がホメオトロピック状態に変化する閾値電圧であるホメオトロピック電圧以上であることを特徴とする(8)に記載の液晶表示装置。
(9)
In the erasing period of the image,
The absolute value of the difference between the voltage applied to the auxiliary electrode and the voltage applied to the pixel electrode is not less than a homeotropic voltage that is a threshold voltage at which the liquid crystal layer changes to a homeotropic state. The liquid crystal display device according to (8).
(10)
前記画像の書き込み期間において、
前記補助電極に印加される電圧と、前記画素電極に印加される電圧の差の絶対値が、前記液晶層がフォーカルコニック状態に変化する閾値電圧であるフォーカルコニック電圧以下であることを特徴とする(8)または(9)に記載の液晶表示装置。
(10)
In the writing period of the image,
An absolute value of a difference between a voltage applied to the auxiliary electrode and a voltage applied to the pixel electrode is equal to or less than a focal conic voltage that is a threshold voltage at which the liquid crystal layer changes to a focal conic state. The liquid crystal display device according to (8) or (9).
(11)
前記画像の表示期間において、
前記補助電極に印加される電圧と、前記画素電極に印加される電圧の差の絶対値が、前記液晶層がプレーナ状態に変化する閾値電圧であるプレーナ電圧以下であることを特徴とする(8)乃至(10)の何れか1項に記載の液晶表示装置。
(11)
In the display period of the image,
The absolute value of the difference between the voltage applied to the auxiliary electrode and the voltage applied to the pixel electrode is equal to or less than a planar voltage that is a threshold voltage at which the liquid crystal layer changes to a planar state (8). The liquid crystal display device according to any one of (10) to (10).
(12)
液晶の状態を更新する際に、前記補助電極に印加される電圧と、前記画素電極に印加される電圧の極性が前回更新時と逆極性であることを特徴とする(8)乃至(11)の何れか1項に記載の液晶表示装置。
(12)
(8) to (11), wherein when the liquid crystal state is updated, the polarity of the voltage applied to the auxiliary electrode and the polarity of the voltage applied to the pixel electrode are opposite to those at the previous update. The liquid crystal display device according to any one of the above.
(13)
液晶の状態を更新する際に、画像の消去期間と画像の書き込み期間に、前回更新時と逆極性の電圧が、前記補助電極と前記画素電極に印加されることを特徴とする(12)に記載の液晶表示装置。
(13)
When the liquid crystal state is updated, a voltage having a polarity opposite to that at the previous update is applied to the auxiliary electrode and the pixel electrode during the image erasing period and the image writing period (12). The liquid crystal display device described.
(14)
前記スイッチング手段は薄膜トランジスタであり、
前記薄膜トランジスタの入出力間に印加される電圧の絶対値は、前記液晶層がフォーカルコニック状態に変化する閾値電圧であるフォーカルコニック電圧以下であることを特徴とする(1)乃至(13)の何れか1項に記載の液晶表示装置。
(14)
The switching means is a thin film transistor;
Any one of (1) to (13), wherein an absolute value of a voltage applied between the input and output of the thin film transistor is equal to or less than a focal conic voltage that is a threshold voltage at which the liquid crystal layer changes to a focal conic state. 2. A liquid crystal display device according to
(15)
前記画素電極に印加される電圧の最大振幅は、前記液晶層がフォーカルコニック状態に変化する閾値電圧であるフォーカルコニック電圧と、前記液晶層がプレーナ状態に変化する閾値電圧であるプレーナ電圧の電圧差の絶対値以下であることを特徴とする(1)乃至(14)の何れか1項に記載の液晶表示装置。
(15)
The maximum amplitude of the voltage applied to the pixel electrode is a voltage difference between a focal conic voltage that is a threshold voltage at which the liquid crystal layer changes to a focal conic state and a planar voltage that is a threshold voltage at which the liquid crystal layer changes to a planar state. The liquid crystal display device according to any one of (1) to (14), wherein the liquid crystal display device has an absolute value of.
本発明によれば、画像の消去、画像の書き込み、画像の表示の各期間に、それぞれ異なる電圧を、液晶層を挟持する両側の電極の一方に印加することにより、あるいは一方の電極に接続された補助容量の一方の電極に印加することにより、各期間で必要とされる印加電圧の基準値をそれぞれの期間に適した値に設定することができるので、結果的に耐圧が低く最大出力電流が少ないTFTでも駆動が可能になり、液晶表示素子の構造が簡単でコストの低い液晶表示装置を提供することができる。 According to the present invention, a different voltage is applied to one of the electrodes on both sides sandwiching the liquid crystal layer or connected to one electrode during each period of image erasing, image writing, and image display. By applying to one electrode of the auxiliary capacity, the reference value of the applied voltage required for each period can be set to a value suitable for each period, resulting in a low withstand voltage and maximum output current. The TFT can be driven even with a small number of TFTs, and a liquid crystal display device having a simple structure and a low cost can be provided.
図を用いて、本発明の実施形態の説明をする。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1に基本的な液晶セル10の構成図、図2に、その液晶セル10に電圧を印加したときの反射率の変化を示す。
FIG. 1 is a configuration diagram of a basic
図1において、符号1および符号2はガラス基板、符号3はコレステリック液晶の液晶層、符号4および符号5はITOなどによる透明電極、6は黒色の塗装などによる光吸収層である。透明電極4および5は、それぞれ導線7および8によって電源9に接続されている。
In FIG. 1,
図2は、液晶セル10に電圧を印加したときの、液晶セルの観察面(光吸収層6とは反対側の面)から測定したときの液晶セル10の反射率を示している。図2において、横軸は液晶セル10への印加電圧で、縦軸はその電圧を取り去った後の液晶の反射率を示す。実線11はプレーナ状態の液晶セル10に電圧を印加し、それを取り去った後液晶が安定したときに測定した液晶セル10の反射率を示す。破線12はフォーカルコニック状態の液晶セルに電圧を印加し、それを取り去った後液晶が安定したときに測定した液晶セル10の反射率を示す。破線12は電圧がV3とV2の間およびV1以上で、実線11と重なっている。
FIG. 2 shows the reflectance of the
コレステリック液晶の駆動の説明をする。コレステリック液晶は、ホメオトロピック(ネマチック)状態、プレーナ状態およびフォーカルコニック状態の3つの液晶相を示す。ホメオトロピック状態は液晶に電圧を印加しているときにのみ示す液晶相で、液晶分子の長軸(以降「液晶軸」と呼ぶ)が電界の方向にそろっており、液晶層は透明になる。プレーナ状態は電圧を印加されてホメオトロピック状態を示している状態から、印加している電界を急に取り去った時に示す相で、液晶分子は螺旋状に配向して、螺旋の中心軸(以降、「螺旋軸」と呼ぶ)が基板に垂直の状態にある。このとき、螺旋軸に対して平行な方向から光が入射した場合、λ=n・pで示される波長の光を選択反射し、それより短い波長の光は透過する。ここで、λは波長、nは液晶分子の平均屈折率、pは液晶分子が360°ねじれている距離(螺旋ピッチ)である。このプレーナ状態の時、液晶層に適当な電圧を印加すると、液晶層は螺旋軸を基板に平行な方向へ向けて配向した状態、すなわちフォーカルコニック状態を示す。このとき、螺旋軸に垂直、つまり基板に垂直な方向から入射した光は、波長が螺旋ピッチpに近い光は反射または散乱することなく透過するが、それより短い光は散乱する。 The driving of the cholesteric liquid crystal will be described. A cholesteric liquid crystal exhibits three liquid crystal phases: a homeotropic (nematic) state, a planar state, and a focal conic state. The homeotropic state is a liquid crystal phase that is shown only when a voltage is applied to the liquid crystal. The major axis of liquid crystal molecules (hereinafter referred to as “liquid crystal axis”) is aligned with the direction of the electric field, and the liquid crystal layer becomes transparent. The planar state is a phase shown when the applied electric field is suddenly removed from a state where a voltage is applied to show a homeotropic state. (Referred to as the “helical axis”) is perpendicular to the substrate. At this time, when light is incident from a direction parallel to the helical axis, light having a wavelength represented by λ = n · p is selectively reflected, and light having a shorter wavelength is transmitted. Here, λ is a wavelength, n is an average refractive index of liquid crystal molecules, and p is a distance (spiral pitch) at which the liquid crystal molecules are twisted 360 °. When an appropriate voltage is applied to the liquid crystal layer in the planar state, the liquid crystal layer exhibits a state in which the spiral axis is oriented in a direction parallel to the substrate, that is, a focal conic state. At this time, the light incident from the direction perpendicular to the helical axis, that is, the direction perpendicular to the substrate, is transmitted without reflecting or scattering light whose wavelength is close to the helical pitch p, but light shorter than that is scattered.
したがって、選択反射波長を可視光域に設定し、素子の観察側と反対側に光吸収層を設けることにより、プレーナ状態では選択反射色の表示、フォーカルコニック状態では黒色の表示が可能になる。また、選択反射波長を赤外光域に設定し、素子の観察側と反対側に光吸収層を設けることにより、プレーナ状態では赤外光域の波長の光を反射するが可視光域の波長の光は透過するので黒色の表示、フォーカルコニック状態では可視光の散乱による白の表示が可能になる。 Therefore, by setting the selective reflection wavelength in the visible light region and providing the light absorption layer on the side opposite to the observation side of the element, it is possible to display the selective reflection color in the planar state and to display black in the focal conic state. In addition, by setting the selective reflection wavelength in the infrared light region and providing a light absorption layer on the side opposite to the observation side of the element, light in the infrared light region is reflected in the planar state but the wavelength in the visible light region. Because of this transmission of light, it is possible to display black, and in the focal conic state, white can be displayed by scattering of visible light.
コレステリック液晶はヒステリシス特性を有しており、上述のように同じ電圧を印加しても、電圧印加前の状態に依存して異なる状態になる。したがって、コレステリック液晶のようにヒステリシス特性を有する液晶に書き込みを行う場合、初期化を行って一旦ある状態にする必要がある。 Cholesteric liquid crystal has hysteresis characteristics, and even when the same voltage is applied as described above, the cholesteric liquid crystal becomes different depending on the state before voltage application. Therefore, when writing to a liquid crystal having hysteresis characteristics such as a cholesteric liquid crystal, it is necessary to initialize it to a certain state once.
まず、実線11について説明する。実線11では、電圧印加前の液晶はプレーナ状態であり、反射率はRPを示している。この液晶セル10に電源9から幅が例えば5msのパルス電圧を印加する。印加する電圧がV4以下であれば、パルス電圧印加後の液晶セル10の反射率はほとんど変化しない。この電圧をプレーナ電圧と呼ぶ。
First, the
電圧がV4からV3の間は電圧が増加するほど反射率が低下する、この範囲では液晶層3はプレーナ状態とフォーカルコニック状態が混在した状態になっており、電圧V3で液晶層3のほとんどがフォーカルコニック状態になる。電圧V3をフォーカルコニック電圧と呼ぶ。
When the voltage is between V4 and V3, the reflectivity decreases as the voltage increases. In this range, the
電圧がV3からV2の範囲では、反射率はほとんど変化しない。電圧がV2からV1の範囲では、電圧が増加するほど反射率が増加する。この範囲では、液晶層3はプレーナ状態とフォーカルコニック状態が混在している。
When the voltage is in the range of V3 to V2, the reflectance hardly changes. In the voltage range from V2 to V1, the reflectance increases as the voltage increases. In this range, the
電圧V1では、液晶層3のほとんどがプレーナ状態になる。電圧V1以上では、電圧を増加しても反射率は変化しない。この範囲では電圧が印加された状態で、液晶層はホメオトロピック状態になっており、電圧V1をホメオトロピック電圧と呼ぶ。この特性を利用し、液晶層3にV1以上の電圧を印加して、液晶層3を一旦プレーナ層に初期化した後、V4からV2の電圧またはV2からV1の電圧を液晶層3に印加すると、任意の濃度の画像を液晶層3に表示させることができる。
At the voltage V1, most of the
つぎに、破線12について説明する。破線12では、電圧印加前の液晶はフォーカルコニック状態であり、反射率はRFを示している。この液晶セル10に電源9から幅が例えば5msのパルス電圧を印加する。印加する電圧がV5以下であれば、パルス電圧印加後の液晶セル10の反射率はほとんど変化しない。液晶層3はフォーカルコニック状態のままである。電圧がV5からV1の範囲では、電圧が増加するほど反射率が増加する。この範囲では、液晶層3はプレーナ状態とフォーカルコニック状態が混在している。電圧V1では、液晶層3のほとんどがプレーナ状態になる。電圧V1以上では、電圧を増加しても反射率は変化しない。この範囲では電圧が印加された状態で、液晶層はホメオトロピック状態になっている。この特性を利用し、液晶層3にV3からV2の電圧を印加して、液晶層を一旦フォーカルコニック状態に初期化した後、V5からV1の電圧を液晶層3に印加すると、任意の濃度の画像を液晶層3に表示させることができる。
Next, the
以下、本発明の実施形態においては、コレステリック液晶の特性はV1=40V、V2=30V、V3=20V、V4=10V、V5=35Vとして説明する。 Hereinafter, in the embodiment of the present invention, the characteristics of the cholesteric liquid crystal will be described as V1 = 40V, V2 = 30V, V3 = 20V, V4 = 10V, and V5 = 35V.
(第1の実施形態)
図3は本発明の第1の実施形態に係る液晶表示装置の構成を示す図である。図では説明の簡単のため3行×3列の画素を有する液晶表示装置の構成を示したが、本発明はこの画素数に限定されるものではない。図3において、符号21は画素電極22への電圧の印加と遮断を制御するTFT(スイッチング手段)、画素電極22はコモン電極23との間に液晶層24を挟持している。符号25は補助容量で、TFT21に近い方の電極は画素電極22の一部で構成され、他方の電極である補助電極31はコモン電極23へ接続され、TFT21が遮断状態になったときに、画素電極22に印加されていた電圧を保持するように動作する。TFT21、画素電極22、コモン電極23、液晶層24および補助容量25で1つの画素を構成している。符号26はゲート線で、行方向に並んだ画素それぞれのTFT21のゲートを互いに接続し、ゲート駆動回路28に接続されている。符号27はソース線で列方向に並んだ画素それぞれのTFT21のソースを互いに接続し、ソース駆動回路29に接続されている。ゲート駆動回路28にはゲート線G1,G2,G3が接続されており、これらのゲート線に電圧を出力することにより、TFT21のオン/オフの制御を行い、電圧を印加する行を選択する。ソース駆動回路29にはソース線S1,S2,S3が接続されており、選択された行の画素電極22に印加すべき電圧をこれらのソース線に出力する。符号30はコモン電極電源であり、コモン電極23とコモン電極23に接続されている補助容量25の一方の電極である補助電極31に必要な電圧を印加する。コモン電極電源30は本実施形態の第1の電圧印加手段である。
(First embodiment)
FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention. In the figure, for the sake of simplicity, the configuration of a liquid crystal display device having pixels of 3 rows × 3 columns is shown, but the present invention is not limited to this number of pixels. In FIG. 3,
本発明の実施形態においては、TFT21の特性はTFT21がオン状態になるゲート電圧を70V、TFT21がオフ状態になるゲート電圧を−20Vとして説明する。
In the embodiment of the present invention, the characteristics of the
図4は、本実施形態の液晶表示装置の消去期間、書き込み期間および表示操作のときの各部の電圧の変化を示すグラフである。図4を用いて、液晶表示装置の動作を説明する。 FIG. 4 is a graph showing a change in voltage of each part during the erasing period, writing period, and display operation of the liquid crystal display device of the present embodiment. The operation of the liquid crystal display device will be described with reference to FIG.
図4においてG1,G2,G3は、それぞれゲート線G1,G2,G3の電圧、S1,S2,S3は、それぞれソース線S1,S2,S3の電圧、コモン電極はコモン電極23とコモン電極23に接続されている補助電極25の電圧を示す。補助電極25はコモン電極23と同じ電圧なので、以下の説明でコモン電極23の電圧についてのみ説明する。
4, G1, G2, and G3 are voltages of the gate lines G1, G2, and G3, S1, S2, and S3 are voltages of the source lines S1, S2, and S3, respectively, and the common electrode is connected to the
タイミングT1,T3およびT4はゲート線G1の電圧の立ち上がりのタイミングであり、タイミングT1は消去期間の開始時刻、タイミングT3は書き込み期間の開始時刻、タイミングT4は表示動作の開始時刻である。タイミングT2は消去期間の終了タイミングである。 Timings T1, T3, and T4 are rising timings of the voltage of the gate line G1, timing T1 is the start time of the erase period, timing T3 is the start time of the writing period, and timing T4 is the start time of the display operation. Timing T2 is the end timing of the erase period.
(消去期間)図4において、まずタイミングT1で、ゲート駆動回路28からゲート線G1,G2,G3に例えば70Vの電圧が出力されてTFT21がオンし、ソース線S1,S2,S3の電圧が画素電極22に印加される。その後ゲート駆動回路28から−20Vの電圧が出力されてTFT21がオフする。ゲート線に70Vの電圧が出力されるのと同時にコモン電極電源30は電圧Vclを出力し、コモン電極23の電圧はVclになる。一方、ソース駆動回路29は電圧Vshを出力し、ソース線S1,S2,S3に接続されている画素電極22の電圧はVshになる。本実施の形態では、コモン電極23の電圧Vclと画素電極22の電圧Vshの差の絶対値が、ホメオトロピック電圧V1より大きい電圧になるようにVclは−40V、Vshは5Vに設定されている。すなわちVsh−Vcl=45Vであるから、本実施形態のコレステリック液晶のV1電圧40V以上であり、液晶層24はホメオトロピック状態になる。
(Erase Period) In FIG. 4, first, at timing T1, a voltage of, for example, 70V is output from the
ゲート線G1,G2,G3に70Vを出力してTFT21をオンしている期間は、TFT21を通して液晶層24および補助容量25が充電されるのに十分な時間であれば良く、例えば数十msあれば十分である。これにより、液晶層24には45Vの電圧が印加され、液晶層24はホメオトロピック状態になる。図4では数10msの間、この電圧を保持し液晶層を十分にホメオトロピック状態に保つ。
The period during which 70V is output to the gate lines G1, G2, and G3 and the
その後、タイミングT2でコモン電極電源30とソース駆動回路29は出力電圧を0Vにする。このとき、ゲート線G1,G2,G3は70Vであり、TFT21はオンのままである。
Thereafter, at timing T2, the common
これにより、液晶層24は45Vの電圧が印加された状態から、急激に印加電圧が0の状態にされ、したがって液晶層24はホメオトロピック状態からプレーナ状態へと変化して初期化される。このとき、液晶層24は瞬時にプレーナ状態になるのではなく、一旦トランジェントプレーナと呼ばれる、本来の2倍の螺旋ピッチを有するプレーナ状態を取った後プレーナ状態に変化していくのである。このホメオトロピック状態からプレーナ状態への変化に1ms程度の時間を要する。したがって、液晶層の印加電圧が0Vになってから1ms後に書き込み動作を開始しても良いが、本実施例では100ms後に書き込み動作を開始している。
As a result, the
(書き込み期間)タイミングT3でゲート線G1の電圧を70Vにして書き込みを開始する。このとき、コモン電極電源30の出力電圧は0VからVchになる。本実施例ではVch=15Vとする。
(Writing period) At the timing T3, the voltage of the gate line G1 is set to 70 V and writing is started. At this time, the output voltage of the common
S1の電圧はT3以降ゲート線G1、G2、G3が順次70Vになり、該当する行のTFT21がオンになる間、同じタイミングでVs(1,1)、Vs(2,1)、Vs(3,1)と変化する。Vs(x,y)はx行、y列の画素電極22に印加される電圧を意味し、例えばVs(1,1)は1行、1列目の画素電極22に印加される電圧である。
After T3, the voltage of S1 becomes 70V in sequence for the gate lines G1, G2, and G3. While the
一方、このときx行、y列目の液晶層24に印加される電圧Vlcd(x,y)は、コモン電極23の電圧Vchと画素電極22のVs(x,y)の電位差になる。すなわち、式1のようになる。
On the other hand, the voltage Vlcd (x, y) applied to the
Vlcd(x,y)=Vch−Vs(x,y)・・・・式1
Vlcd(x,y)の絶対値は、各画素画素への書き込み濃度に応じて、図2で説明した略V4からV3の電圧の範囲で出力される。本実施例ではV4=10V、V3=20Vなので約10Vの範囲である。
Vlcd (x, y) = Vch−Vs (x, y).
The absolute value of Vlcd (x, y) is output in the voltage range of approximately V4 to V3 described with reference to FIG. 2 according to the writing density to each pixel pixel. In this embodiment, since V4 = 10V and V3 = 20V, the range is about 10V.
さて、図4の例では、1行、1列目の画素の場合、Vs(1,1)=5Vとすると、Vch=15Vであるから、式1に代入すると、
Vlcd(1,1)=Vch−Vs(1,1)=15−5=10V
すなわち10Vが該当する画素の液晶層24に加わる。同様に、1行、3列目の画素の場合、Vch=15Vであり、Vs(1,3)=−5Vとすると、Vlcd(1,3)=20Vが該当する画素の液晶層24に加わる。
In the example of FIG. 4, in the case of the pixel in the first row and the first column, if Vs (1,1) = 5V, Vch = 15V.
Vlcd (1,1) = Vch−Vs (1,1) = 15−5 = 10V
That is, 10V is applied to the
ゲート線G1に70Vを印加しTFT21をオンにしている期間は、TFT21を通して液晶層24および補助容量25が充電されるのに十分な時間であれば良く、本実施形態の場合例えば30μsとしている。その後、ゲート線G1には−20Vが出力され、TFT21はオフ状態になる。
The period during which 70 V is applied to the gate line G1 and the
このようにして液晶層24に印加された電圧は次にゲート線G1が70VになるT4のタイミングまで保持され、液晶層24は液晶分子の一部がフォーカルコニック状態に変化し、印加された電圧に応じた濃度が書き込まれる。タイミングT3からT4までの期間は、印加された電圧が液晶層24の両端に保持されている時間であり、液晶を所望の状態に変化させるためには数百msは必要である。
In this way, the voltage applied to the
書き込み期間におけるゲート線G1,G2,G3の電圧は70Vのパルス電圧がG1,G2,G3の順に出力されてゲート線G1,G2,G3が走査され、70Vのパルスが印加された行の画素への書き込みが行われる。 As for the voltages of the gate lines G1, G2, and G3 in the writing period, the pulse voltage of 70V is output in the order of G1, G2, and G3, the gate lines G1, G2, and G3 are scanned, and the pixels in the row to which the 70V pulse is applied. Is written.
(表示動作)タイミングT3から数百ms後のタイミングT4からゲート線G1,G2,G3に順次70Vのパルス電圧が印加され、ゲート線G1,G2,G3に接続されているTFT21は順次オンする。このときソース線S1,S2,S3およびコモン電極は0Vの電圧が印加されており、液晶層24の印加電圧は順次0Vになる。70Vのパルス電圧の期間はTFT21を通じて液晶層24および補助容量25の電圧が放電するだけの時間があれば十分で、本実施形態では例えば30μsとしている。このようにして液晶24に印加されている電圧は0Vにされ、液晶表示装置は表示動作に入る。
(Display Operation) A pulse voltage of 70V is sequentially applied to the gate lines G1, G2, G3 from the timing T4 several hundred ms after the timing T3, and the
以上で、消去、書き込み、表示の1回の動作の説明は終了であるが、次に次回表示を更新する場合の動作を説明する。液晶層24は同一極性の電圧を長時間与えると劣化するため、表示を更新するとき液晶層24に逆極性の電圧を与えて劣化を防止している。
This is the end of the description of the single operation of erasing, writing, and display. Next, the operation when the display is updated next time will be described. Since the
図5は、次回表示を更新する場合における、本実施形態の液晶表示装置の消去期間、書き込み期間および表示期間の各部の電圧の変化を示すグラフである。図5ではコモン電極電源30とソース駆動回路29の出力電圧が図4の電圧と逆極性になっているだけで、基本的に図4で説明した動作と同様であるので、同じ動作については説明を省略する。
FIG. 5 is a graph showing changes in voltages of respective parts of the erasing period, the writing period, and the display period of the liquid crystal display device of the present embodiment when the next display is updated. In FIG. 5, the output voltage of the common
(消去期間)図5において、タイミングT1で、ゲート線に70Vの電圧が出力されるのと同時にコモン電極電源30は図4とは逆極性のVcl=+40Vを出力し、コモン電極23の電圧は+40Vになる。一方、ソース駆動回路29は逆極性の電圧Vsh=−5Vを出力し、ソース線S1,S2,S3に接続されている画素電極22の電圧はVshになる。
(Erase Period) In FIG. 5, at timing T1, a voltage of 70V is output to the gate line, and at the same time, the common
本実施の形態では、コモン電極23の電圧Vclと画素電極22の電圧Vshの差の絶対値が、ホメオトロピック電圧V1より大きい電圧になるようにVcl=+40V、Vshは−5Vに設定されている。すなわち図4とは逆極性のVsh−Vcl=−45Vが液晶層24に印加される。
In the present embodiment, Vcl = + 40 V and Vsh are set to −5 V so that the absolute value of the difference between the voltage Vcl of the
その後、タイミングT2でコモン電極電源30とソース駆動回路29は出力電圧を0Vにする。このとき、ゲート線G1,G2,G3は70Vであり、TFT21はオンのままである。
Thereafter, at timing T2, the common
(書き込み期間)タイミングT3でゲート線G1の電圧を70Vにして書き込みを開始する。このとき、コモン電極電源30の出力電圧は0VからVchになる。Vchの電圧は図4の場合と逆極性のVch=−15Vである。
(Writing period) At the timing T3, the voltage of the gate line G1 is set to 70 V and writing is started. At this time, the output voltage of the common
また、x行、y列の画素電極22に印加される電圧Vs(x,y)も図4の場合と逆極性の電圧が与えられる。例えば図4と同じ画像を表示するとして、Vs(1,1)は逆極性の−5Vである。
したがって、
Vlcd(1,1)=Vch−Vs(1,1)=−15−(−5)=−10V
すなわち−10Vが該当する画素の液晶層24に加わる。同様に、1行、3列目の画素の場合、Vch=−15Vであり、Vs(1,3)=5Vとすると、Vlcd(1,3)=−20Vが該当する画素の液晶層24に加わる。
Further, the voltage Vs (x, y) applied to the
Therefore,
Vlcd (1,1) = Vch−Vs (1,1) = − 15 − (− 5) = − 10V
That is, −10 V is applied to the
その後、ゲート線G1には−20Vが出力され、TFT21はオフ状態になる。
Thereafter, −20 V is output to the gate line G1, and the
(表示動作)表示動作については図4と同じであり、説明を省略する。 (Display Operation) The display operation is the same as that shown in FIG.
なお、図5の例は表示を更新するときに限られるものでは無く、初回表示のときに図5の例のように動作させても良い。このように、コモン電極電源30とソース駆動回路29の出力電圧を表示を更新する毎に極性を反転させることにより、液晶層24に印加される電圧の極性を反転させ、液晶層24の寿命を長くすることができる。
The example in FIG. 5 is not limited to updating the display, and may be operated as in the example in FIG. 5 at the first display. In this way, the polarity of the voltage applied to the
以上、このように、書き込み期間において、コモン電極電源30から所定の電圧が供給されているので、書き込み期間にソース駆動回路29から出力する電圧の絶対値を低くすることができる。本実施形態では、ソース駆動回路29から出力する電圧振幅の絶対値は10Vであり、フォーカルコニック電圧V3の20Vよりはるかに低い電圧にすることができる。そのため、TFT2に耐圧が低く最大出力電流が少ない、低コストのTFTを使用することができる。
As described above, since the predetermined voltage is supplied from the common
なお、本実施形態では、補助容量25が画素電極22とコモン電極23の間に接続されている液晶表示装置の例を説明したが、補助容量25の有無は液晶層24に印加される電圧とは関係ないので、補助容量25の無い液晶表示装置でも同様の動作を行って液晶表示装置を動作させることができる。
In the present embodiment, the example of the liquid crystal display device in which the
(第2の実施形態)
図6は本発明の第2の実施形態に係る液晶表示装置の構成を示す図である。図3と同様に、説明の簡単のため3行×3列の画素を有する液晶表示装置の構成を示したが、本発明はこの画素数に限定されるものではない。図3で説明した液晶表示装置と基本的に同じ構成であり、同一機能を有する構成要素には同符号を付し、説明を省略する。
(Second Embodiment)
FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a liquid crystal display device according to the second embodiment of the present invention. As in FIG. 3, the configuration of a liquid crystal display device having pixels of 3 rows × 3 columns is shown for the sake of simplicity, but the present invention is not limited to this number of pixels. Components having the same functions as those of the liquid crystal display device described with reference to FIG. 3 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
図6において、補助容量25の他方の電極である補助電極31は、ライン毎に補助電極電源32に接続され、補助電極電源32からコモン電極23とは異なった電圧を印加できるように構成されている点のみ、図3と異なる。補助電極電源32は本実施形態の第2の電圧印加手段である。
In FIG. 6, an
ゲート線G1、G2、G3に接続されている画素の補助容量25は、補助電極線H1、H2、H3により共通に配線されている。補助電極電源32からは、補助電極線H1、H2、H3にそれぞれ所定の電圧が供給されるように共通に配線されている。
The
図7は、本発明の第2の実施形態に係る液晶表示装置の各部の電圧の変化を示すグラフである。 FIG. 7 is a graph showing a change in voltage of each part of the liquid crystal display device according to the second embodiment of the present invention.
図7では、図4と同じ部分に加えて、H1、H2、H3は、それぞれ補助電極線H1、H2、H3の電圧の変化を示している。図7を用いて、第2の実施形態に係る液晶表示装置の動作を説明する。 In FIG. 7, in addition to the same parts as in FIG. 4, H1, H2, and H3 indicate changes in the voltages of the auxiliary electrode lines H1, H2, and H3, respectively. The operation of the liquid crystal display device according to the second embodiment will be described with reference to FIG.
本実施形態では、第1の実施形態と消去期間と書き換え動作が異なる。第1の実施形態では、消去期間はコモン電極電源30の出力電圧をコモン電極23に印加し、一方、ソース駆動回路29の出力電圧を画素電極22に印加することにより、液晶層24に所定の電圧を印加していたが、本実施例ではコモン電極電源30の出力電圧は0Vのままである。したがって、コモン電極を接地しOVに固定すれば、コモン電極電源30を特に設けなくても良い。
In this embodiment, the erase period and the rewrite operation are different from those in the first embodiment. In the first embodiment, during the erasing period, the output voltage of the common
図7のグラフの見方は図4と同様である。消去期間では、タイミングT1およびT2ではH1、H2、H3の電圧はVhhである。コモン電極の電圧は0Vのままである。このように補助電極23に電圧Vhhを印加すると、すべての画素電極22に式2で与えられる電圧Vlcd1が印加される。
The way of viewing the graph of FIG. 7 is the same as that of FIG. In the erasing period, the voltages of H1, H2, and H3 are Vhh at timings T1 and T2. The voltage of the common electrode remains 0V. When the voltage Vhh is applied to the
補助容量25の静電容量をCs、液晶層24の静電容量をClcとする。
The capacitance of the
Vlcd1=Cs×Vhh/(Clc+Cs)・・・・式2
ここで、Vhh=100V、Clc=CsとするとVlcdは50Vになり、本実施形態のコレステリック液晶のV1電圧40V以上であり、液晶層24はホメオトロピック状態になる。
Vlcd1 = Cs × Vhh / (Clc + Cs) (2)
Here, when Vhh = 100 V and Clc = Cs, Vlcd is 50 V, which is equal to or higher than the V1 voltage 40 V of the cholesteric liquid crystal of this embodiment, and the
次に、T3から始まる書き込み期間について説明する。 Next, the writing period starting from T3 will be described.
タイミングT3でゲート線G1の電圧を70Vにして書き込み動作を開始する。このとき、コモン電極の電圧及びH1は0Vである。一方、ソース駆動回路29の出力するソース線S1の電圧、すなわちソース線S1に接続されている1行目、1列目画素電極22には電圧Vs(1,1)が印加される。同様にソース線S2に接続されている1行目、2列目画素電極22には電圧Vs(1,2)が、ソース線S3に接続されている1行目、3列目画素電極22には電圧Vs(1,3)が印加される。電圧Vs(x,y)のx、yはx行目、y列目の画素電極22に与えられる電圧を意味している。
At timing T3, the voltage of the gate line G1 is set to 70V, and the write operation is started. At this time, the voltage of the common electrode and H1 are 0V. On the other hand, the voltage Vs (1, 1) is applied to the voltage of the source line S1 output from the
TFT21はCsとClcが十分充電される期間オンしているので、CsとClcには電圧Vscに相当する電荷が充電されている。ゲート線G1の電圧が−20VになりTFT21が完全にオフになった後のT3aのタイミングで、補助電極電源32から電圧Vhmが出力されH1はVhmになる。
Since the
このときx行、y列目の画素電極22の電圧Vlcd(x,y)は式3で与えられる。
At this time, the voltage Vlcd (x, y) of the
Vlcd(x,y)=Vs(x,y)+Cs×Vhm/(Clc+Cs)・・・式3
ここで、例えばVs(1,1)=5V、Vhm=30V、Clc=CsとするとVlcd(1,1)は20Vになる。Vs(1,2)=0V、Vhm=30V、Clc=CsとするとVlcd(1,2)は15Vになる。
Vlcd (x, y) = Vs (x, y) + Cs × Vhm / (Clc + Cs)
Here, for example, if Vs (1,1) = 5V, Vhm = 30V, and Clc = Cs, Vlcd (1,1) becomes 20V. When Vs (1,2) = 0V, Vhm = 30V, and Clc = Cs, Vlcd (1,2) becomes 15V.
第1の実施形態と同様に、Vs(x,y)は、式2で算出されるVlcd(x,y)の絶対値が、画素への書き込み濃度に対応した略V4からV3の電圧範囲になるように設定されている。
As in the first embodiment, Vs (x, y) is an absolute value of Vlcd (x, y) calculated by
2行目、3行目についても、同様に順次書き込み動作が行われる。 Similarly, the write operation is sequentially performed for the second and third rows.
タイミングT3からT4までの期間は、印加された電圧が液晶層24の両端に保持されている時間であり、液晶を所望の状態に変化させるためには数百msは必要である。T4以降の動作は第1の実施形態と同じであり説明を省略する。
The period from the timing T3 to T4 is the time during which the applied voltage is held at both ends of the
また、次に次回表示を更新する場合の動作についても、第1の実施形態と同様に表示を更新する毎に、液晶層24に逆極性の電圧を与える。すなわち、Vs(x,y)とVhh、Vhmを逆極性にすれば良い。
As for the operation when the next display is updated next time, a reverse polarity voltage is applied to the
第1の実施形態と同様に、例えばVs(1,1)=−5V、Vhm=−30V、Clc=Csとすると式2からVlcd(1,1)は−20Vになり逆極性の電圧が与えられる。
As in the first embodiment, for example, if Vs (1,1) = − 5V, Vhm = −30V, and Clc = Cs, Vlcd (1,1) becomes −20V from
このように、液晶層24に印加される電圧の極性を反転させることで、液晶層24の劣化を防止することができる。
Thus, by inverting the polarity of the voltage applied to the
以上、このように本実施の形態によれば、画像の消去、画像の書き込み、画像の表示の各期間に応じて、それぞれ異なる電圧を液晶層を挟持する両側の電極の一方に印加することにより、従来よりも低い出力電圧のソース駆動回路および耐圧が低いTFTでも駆動できるので、液晶表示素子の構造が簡単になりコストの低い液晶表示装置を提供することができる。 As described above, according to the present embodiment, different voltages are applied to one of the electrodes on both sides of the liquid crystal layer depending on the period of image erasing, image writing, and image display. Since a source driving circuit having a lower output voltage and a TFT having a lower withstand voltage can be driven than in the prior art, the structure of the liquid crystal display element is simplified and a liquid crystal display device can be provided at a lower cost.
1、2 ガラス基板
3 コレステリック液晶層
4、5 透明電極
6 光吸収層
7、8 導線
9 電源
21 TFT
22 画素電極
23 コモン電極
24 液晶層
25 補助容量
26 ゲート線
27 ソース線
28 ゲート駆動回路
29 ソース駆動回路
30 コモン電極電源
31 補助電極
32 補助電極電源
1, 2
22
Claims (15)
前記画素電極に対向するコモン電極と、
前記画素電極と前記コモン電極との間に挟持されたメモリー性液晶材料を含む液晶層と、
前記画素電極への電圧の印加と遮断を制御するスイッチング手段と、
前記コモン電極に、画像の消去期間、画像の書き込み期間、および画像の表示期間に応じて、それぞれ異なる電圧を印加する第1の電圧印加手段とを有することを特徴とする液晶表示装置。 Pixel electrodes arranged in a matrix;
A common electrode facing the pixel electrode;
A liquid crystal layer including a memory liquid crystal material sandwiched between the pixel electrode and the common electrode;
Switching means for controlling application and interruption of a voltage to the pixel electrode;
A liquid crystal display device comprising: a first voltage applying unit that applies different voltages to the common electrode according to an image erasing period, an image writing period, and an image display period.
前記画素電極と前記コモン電極に印加される電圧の差の絶対値が、前記液晶層がホメオトロピック状態に変化する閾値電圧であるホメオトロピック電圧以上であることを特徴とする請求項1または2に記載の液晶表示装置。 In the erasing period of the image,
The absolute value of a difference between voltages applied to the pixel electrode and the common electrode is equal to or higher than a homeotropic voltage that is a threshold voltage at which the liquid crystal layer changes to a homeotropic state. The liquid crystal display device described.
前記画素電極と前記コモン電極に印加される電圧の差の絶対値が、前記液晶層がフォーカルコニック状態に変化する閾値電圧であるフォーカルコニック電圧以下であることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の液晶表示装置。 In the writing period of the image,
4. The absolute value of a difference between voltages applied to the pixel electrode and the common electrode is equal to or less than a focal conic voltage that is a threshold voltage at which the liquid crystal layer changes to a focal conic state. The liquid crystal display device according to any one of the above.
前記画素電極と前記コモン電極に印加される電圧の差の絶対値が、前記液晶層がプレーナ状態に変化するプレーナ電圧以下であることを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載の液晶表示装置。 In the display period of the image,
5. The absolute value of a difference between voltages applied to the pixel electrode and the common electrode is equal to or less than a planar voltage at which the liquid crystal layer changes to a planar state. 6. Liquid crystal display device.
前記画素電極に対向するコモン電極と、
前記画素電極と前記コモン電極との間に挟持されたメモリー性液晶材料を含む液晶層と、
前記画素電極への電圧の印加と遮断を制御するスイッチング手段と
前記画素電極に一端の電極が接続された補助容量と、
前記補助容量の前記電極に対向する補助電極に、画像の消去期間、画像の書き込み期間、画像の表示期間に応じて、それぞれ異なる電圧を印加する第2の電圧印加手段とを有することを特徴とする液晶表示装置。 Pixel electrodes arranged in a matrix;
A common electrode facing the pixel electrode;
A liquid crystal layer including a memory liquid crystal material sandwiched between the pixel electrode and the common electrode;
Switching means for controlling application and cutoff of voltage to the pixel electrode, and an auxiliary capacitor having one electrode connected to the pixel electrode,
The auxiliary electrode opposite to the electrode of the auxiliary capacitor has a second voltage applying unit that applies different voltages depending on an image erasing period, an image writing period, and an image display period. Liquid crystal display device.
前記補助電極に印加される電圧と、前記画素電極に印加される電圧の差の絶対値が、前記液晶層がホメオトロピック状態に変化する閾値電圧であるホメオトロピック電圧以上であることを特徴とする請求項8に記載の液晶表示装置。 In the erasing period of the image,
The absolute value of the difference between the voltage applied to the auxiliary electrode and the voltage applied to the pixel electrode is not less than a homeotropic voltage that is a threshold voltage at which the liquid crystal layer changes to a homeotropic state. The liquid crystal display device according to claim 8.
前記補助電極に印加される電圧と、前記画素電極に印加される電圧の差の絶対値が、前記液晶層がフォーカルコニック状態に変化する閾値電圧であるフォーカルコニック電圧以下であることを特徴とする請求項8または9に記載の液晶表示装置。 In the writing period of the image,
An absolute value of a difference between a voltage applied to the auxiliary electrode and a voltage applied to the pixel electrode is equal to or less than a focal conic voltage that is a threshold voltage at which the liquid crystal layer changes to a focal conic state. The liquid crystal display device according to claim 8 or 9.
前記補助電極に印加される電圧と、前記画素電極に印加される電圧の差の絶対値が、前記液晶層がプレーナ状態に変化する閾値電圧であるプレーナ電圧以下であることを特徴とする請求項8乃至10の何れか1項に記載の液晶表示装置。 In the display period of the image,
The absolute value of the difference between the voltage applied to the auxiliary electrode and the voltage applied to the pixel electrode is equal to or less than a planar voltage that is a threshold voltage at which the liquid crystal layer changes to a planar state. The liquid crystal display device according to any one of 8 to 10.
前記薄膜トランジスタの入出力間に印加される電圧の絶対値は、前記液晶層がフォーカルコニック状態に変化する閾値電圧であるフォーカルコニック電圧以下であることを特徴とする請求項1乃至13の何れか1項に記載の液晶表示装置。 The switching means is a thin film transistor;
14. The absolute value of the voltage applied between the input and output of the thin film transistor is equal to or less than a focal conic voltage that is a threshold voltage at which the liquid crystal layer changes to a focal conic state. The liquid crystal display device according to item.
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