專利名稱：膽甾醇型液晶顯示裝置以及膽甾醇型液晶顯示元件的驅(qū)動(dòng)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通常的液晶顯示裝置(LCD)以及液晶顯示元件的驅(qū)動(dòng)方法，具體而言，本發(fā)明涉及一種通過以相互對(duì)置狀態(tài)交叉設(shè)置的多個(gè)公共電極和多個(gè)段電極向液晶層輸入電壓波形的膽甾醇型液晶顯示裝置以及膽甾醇型液晶顯示元件的驅(qū)動(dòng)方法。
背景技術(shù)：
膽甾醇型(cholesteric)液晶顯示裝置由于具有能夠利用外界光的反射進(jìn)行清楚的顯示，即使切斷電源其顯示內(nèi)容也不會(huì)消失(存儲(chǔ)性)，并且可以通過簡(jiǎn)單矩陣驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)大容量顯示等的優(yōu)點(diǎn)，近年來在電子報(bào)紙和標(biāo)記牌方面的應(yīng)用廣受注目。而且，膽甾醇型液晶顯示元件由于具有被稱為存儲(chǔ)性這樣的獨(dú)特的特征，故已經(jīng)提出有對(duì)其驅(qū)動(dòng)方法進(jìn)行了研究的技術(shù)方案。
例如，在專利文獻(xiàn)1(日本特開平11-326871號(hào)公報(bào))中公開了一種首先向所有公共電極施加用于讓膽甾醇型液晶成為焦錐(focal conic)取向的重置電壓之后，對(duì)公共電極每一個(gè)實(shí)施依次選擇，由此施加選擇電壓的驅(qū)動(dòng)方法(該驅(qū)動(dòng)方法也被稱為焦錐重置方法FCR法)。如果采用該方法，由于公共電極側(cè)和段電極側(cè)也可以使用STN(Super Twisted Nematic)驅(qū)動(dòng)器實(shí)施驅(qū)動(dòng)，故該驅(qū)動(dòng)方法也被稱為通常(conventional)驅(qū)動(dòng)方法。
作為一個(gè)例子，圖8示出為了使用STN驅(qū)動(dòng)器對(duì)膽甾醇型液晶顯示元件進(jìn)行通常驅(qū)動(dòng)，而向公共電極、段電極輸出的波形。圖8(A)分別示出輸出到公共電極的波形和輸出到段電極的波形。而且，還示出了這些波形的合成波形。合成波形與實(shí)際驅(qū)動(dòng)時(shí)輸入到液晶顯示元件的像素處的波形對(duì)應(yīng)。
圖8(B)是表示為了比較輸出到公共電極的波形和輸出到段電極的波形，與時(shí)間軸一起在縱方向上排列的圖。
為了以如上所述那樣的電壓波形，對(duì)4條公共電極(COM1～4)，3條段電極(SEG1～3)的膽甾醇型液晶顯示元件進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，向各個(gè)公共電極、各個(gè)段電極實(shí)際輸出的電壓波形的一個(gè)實(shí)例如圖9所示。
如果注目于輸出到圖9的公共電極的波形，該波形由重置期間和改寫期間構(gòu)成。重置期間由平面重置期間和焦錐重置期間構(gòu)成。如果不設(shè)置平面重置期間，在改寫之后的顯示上容易殘留有改寫之前的顯示的影響。平面重置期間在比改寫期間向公共電極輸出的選擇波形更長(zhǎng)的時(shí)間里，一起選擇所有的公共電極，并與此相對(duì)應(yīng)向所有段電極輸出ON波形。由此，將面板的顯示區(qū)域全體重置為平面狀態(tài)。另一方面，焦錐重置通過在比改寫期間向公共電極輸出的選擇波形時(shí)間更短的時(shí)間里，一起選擇所有的公共電極，并與此相對(duì)應(yīng)相互多次反復(fù)向所有段電極輸出OFF波形的期間，和在對(duì)所有公共電極和所有段電極都沒有施加電壓的期間來進(jìn)行。采用這種方式，已被重置到平面狀態(tài)的面板的顯示區(qū)域整體的膽甾醇型液晶，將被重置到焦錐狀態(tài)。
而且，在改寫期間，對(duì)輸出了選擇波形的公共電極實(shí)施選擇，此時(shí)從段電極施加有ON波形的像素處于平面狀態(tài)。從段電極施加有OFF波形的像素處于焦錐狀態(tài)。對(duì)于公共電極的數(shù)量是n條的面板，在改寫期間中向公共電極輸出的波形由1次選擇波形和(n-1)次非選擇波形構(gòu)成?？梢詫⑦x擇波形彼此錯(cuò)開，同時(shí)進(jìn)行改寫以便針對(duì)每個(gè)公共電極沒有重復(fù)。
向液晶顯示元件的像素，施加由向公共電極輸出的信號(hào)構(gòu)成的公共驅(qū)動(dòng)波形和由向段電極輸出的信號(hào)構(gòu)成的段驅(qū)動(dòng)波形的差。作為一個(gè)例子，圖10示出了向圖9的(COM2，SEG1)像素所施加的電壓波形。
然而，在使用這樣的通用的STN驅(qū)動(dòng)器的通常驅(qū)動(dòng)中，在一起選擇所有公共電極的瞬間，向所有段電極同時(shí)輸出ON波形或者OFF波形的瞬間沖流很大，在面積大且像素?cái)?shù)量多的面板的情況下，實(shí)施重置時(shí)需要使用非常大的電能。另外，關(guān)于改寫期間，為了得到平面取向狀態(tài)的反射率高的，高對(duì)比度易于觀看的實(shí)用的顯示，需要設(shè)定向公共電極輸出的選擇波形的寬度大于等于3msec，故具有改寫速度緩慢的缺點(diǎn)。
鑒于存在這樣的問題，專利文獻(xiàn)2(美國專利第5748277號(hào)說明書)提出了一種起名為DDS(Dynamic Drive Scheme)的驅(qū)動(dòng)方法。圖11示出了DDS方法的驅(qū)動(dòng)電壓波形，其具有用于讓液晶呈電極面垂直均勻取向的重置期間，決定最終顯示是平面取向、焦錐取向或者是其中間狀態(tài)的選擇期間，用于在選擇期間保持所選擇的狀態(tài)的保持期間，以及為了實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單矩陣驅(qū)動(dòng)而產(chǎn)生的非選擇期間。
作為一個(gè)例子，圖12示出了為了驅(qū)動(dòng)公共電極數(shù)量是16條的簡(jiǎn)單矩陣面板，而施加在公共電極上的電壓的時(shí)序曲線圖。在公共電極中與重置期間、選擇期間、保持期間、非選擇期間對(duì)應(yīng)的電壓波形，即把重置波形、選擇波形、保持波形、非選擇波形錯(cuò)開選擇期間的長(zhǎng)度，依次施加到公共電極上去。如果采用DDS方法，由于即使在室溫下該選擇期間也可以在1msec以下，所以可以說DDS方法是適于高速驅(qū)動(dòng)的方法。
如果注目于圖12中的A區(qū)間，可以發(fā)現(xiàn)需要將重置波形輸入到公共電極11～16，將選擇波形輸入到公共電極10，將保持波形輸入到公共電極4～9，將非選擇波形輸入到公共電極1～3。也就是說，為了能夠通過DDS方法驅(qū)動(dòng)膽甾醇型液晶面板，在公共電極側(cè)所使用的公共驅(qū)動(dòng)器IC，要求具備能夠同時(shí)輸出重置波形、選擇波形、保持波形、非選擇波形這4種電壓波形的功能。
在非專利文獻(xiàn)1(SID’97 Digest，899(1997))中記載了在實(shí)際進(jìn)行DDS驅(qū)動(dòng)的情況下，向膽甾醇型液晶顯示元件的公共電極和段電極實(shí)施輸入的波形以及其合成波形。其形狀表示在圖13中。
圖13(A)分別示出了向公共電極輸出的波形和向段電極輸出的波形。而且，還示出了這些波形的合成波形。
圖13(B)是表示為了比較輸入到公共電極的波形和輸入到段電極的波形，與時(shí)間軸一起在縱方向上并排排列的示意圖。根據(jù)圖13(B)可知，輸入到公共電極的重置波形、選擇波形、保持波形、非選擇波形雖然分別由w1～w4的4個(gè)單位期間構(gòu)成，但是在每一個(gè)單位期間中通常都需要設(shè)置4個(gè)值的電壓。因此，針對(duì)每個(gè)單位期間需要能夠經(jīng)常同時(shí)地提供4個(gè)值的電壓的專用驅(qū)動(dòng)IC。
在圖14中示出了為了用如圖13所示的各個(gè)電壓波形來驅(qū)動(dòng)公共電極為4條，段電極為3條的膽甾醇型液晶顯示元件，向各個(gè)公共電極、各個(gè)段電極所實(shí)際輸出的電壓波形的一個(gè)實(shí)例。另外，施加到圖14的(COM2，SEG1)像素上的電壓波形如圖15所示。
為了使圖簡(jiǎn)單化，使在重置期間中向公共電極輸出的重置波形為5次，在保持期間中向公共電極輸出的保持波形為4次，然而在實(shí)際驅(qū)動(dòng)中，重置波形可以為20～100次左右，重置期間的時(shí)間為20～50msec左右，保持波形可以為10～60次左右，作為保持期間的時(shí)間為10～30msec左右。
從圖13中可知，在重置期間以及保持期間，施加到公共電極上的電壓和施加到段電極上的電壓之間的差很大。如果低電壓側(cè)不是0V(沒有被接地)，積累在液晶顯示元件中的電荷會(huì)產(chǎn)生反向流動(dòng)，所以為了保持施加在各個(gè)電極上的電壓為一定值需要消耗相當(dāng)大的電能。
在圖13(B)所示的期間w1以及w2中，向段電極施加高電壓，然而在重置期間中，由于公共電極側(cè)是0V(接地)，故僅需要向段電極側(cè)供給一定電壓。如果注目于期間w3，可以獲知此時(shí)從公共電極施加高電壓，從段電極施加并非0V的低電壓。此時(shí)在液晶顯示元件中積累了電荷，在其達(dá)到飽和的時(shí)候，積累在液晶顯示元件中的電荷會(huì)向各個(gè)電極側(cè)反向流動(dòng)。保持期間也存在類似現(xiàn)象。這種現(xiàn)象的出現(xiàn)頻率對(duì)于如上所述的1個(gè)常規(guī)像素來說，在重置期間會(huì)出現(xiàn)20～100次，在保持期間會(huì)出現(xiàn)10～60次。因此，為了保證施加在各個(gè)電極上的電壓為一個(gè)適當(dāng)?shù)闹担枰褂煤艽蟮碾娔堋?br> 在非專利文獻(xiàn)2(SID’01 Digest，882(2001))中記載了一種把對(duì)應(yīng)于膽甾醇型液晶顯示元件的顯示區(qū)域整個(gè)表面的膽甾醇型液晶，一起重置到電極面垂直均勻取向之后，僅用選擇波形和保持波形來驅(qū)動(dòng)公共電極的方法。
該方法中的輸出到公共電極的選擇波形、保持波形以及輸出到段電極的ON波形、OFF波形如圖16(A)、圖16(B)所示。
在圖17中示出為了用如圖16所示的各個(gè)電壓波形來驅(qū)動(dòng)公共電極為4條，段電極為3條的膽甾醇型液晶顯示元件，實(shí)際向各個(gè)公共電極、各個(gè)段電極輸出的電壓波形的一個(gè)實(shí)例。另外，施加到如圖17所示的(COM2，SEG1)各個(gè)像素上的電壓波形如圖18所示。
向公共電極輸出的選擇波形、保特波形，以及向段電極輸出的ON波形、OFF波形，全部用0V(地)和0V之外的2值電壓來構(gòu)成。而且，由于電壓施加而在液晶顯示元件中所積累的電荷，可以通過接地的電極側(cè)泄出，故能夠容易的將電壓保持在設(shè)定值。
然而，由于選擇波形施加之后的保持期間因公共電極而不同，為了在液晶顯示元件的顯示區(qū)域的整個(gè)表面上得到同樣的顯示，需要對(duì)0V之外的電壓進(jìn)行嚴(yán)格的控制。而且，向段電極輸出的ON波形和OFF波形的初始電壓彼此不同，也難以在液晶顯示元件的顯示區(qū)域整個(gè)表面上得到均勻的顯示。
另外，不僅向公共側(cè)輸出的電壓波形，向段電極輸出的電壓波形，而且其合成波形，即輸入到像素的電壓波形變化劇烈，頻率越大因驅(qū)動(dòng)所消耗的電能也越大，如果使用干電池作為電源，這樣的驅(qū)動(dòng)方法也并不適合。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能夠使膽甾醇型液晶顯示元件的改寫速度快且消耗電能小的驅(qū)動(dòng)方法。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種在公共電極側(cè)和段電極側(cè)僅使用0V和非0V電壓這樣的2個(gè)值的電壓就可進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的膽甾醇型液晶顯示裝置。
作為本發(fā)明的第1形態(tài)提供是一種液晶顯示元件的驅(qū)動(dòng)方法，這是一種能夠用于相對(duì)由設(shè)置在玻璃基板表面上的公共電極組，設(shè)置在與上述玻璃基板對(duì)置配置的另一個(gè)玻璃基板表面上的、相對(duì)上述公共電極組的方向成正交方向的段電極組，以及位于上述公共電極組和段電極組之間的、能夠展現(xiàn)出膽甾(cholesteric)相性質(zhì)的液晶構(gòu)成矩陣狀的像素構(gòu)成的，并且在上述像素上沒有施加電壓的時(shí)候，通過液晶的存儲(chǔ)性能來維持由其平面狀態(tài)，焦錐(focal unique)狀態(tài)或是它們的中間狀態(tài)構(gòu)成的顯示狀態(tài)的液晶顯示元件，通過利用朝向上述公共電極和段電極施加的電壓差來向構(gòu)成上述像素的液晶施加電壓的驅(qū)動(dòng)方法。
本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)方法可以包括在所有公共電極上施加公共重置信號(hào)，在所有段電極上施加數(shù)據(jù)重置信號(hào)，并且將由這些信號(hào)的差構(gòu)成的重置信號(hào)施加在構(gòu)成所有像素的液晶上，從而讓所有像素的液晶呈電極面垂直均勻狀態(tài)的重置步驟；選擇某公共電極為公共選擇電極，選擇其它的公共電極為公共非選擇電極，在公共選擇電極上施加公共選擇信號(hào)，同時(shí)在公共非選擇電極上施加公共保持信號(hào)，與公共選擇信號(hào)同步的在段電極上施加數(shù)據(jù)信號(hào)，將由公共選擇信號(hào)和數(shù)據(jù)信號(hào)之間的差構(gòu)成的選擇信號(hào)施加到構(gòu)成為公共選擇電極上的像素的液晶上，由此對(duì)液晶的最終取向狀態(tài)實(shí)施選擇，或是將由公共保持信號(hào)和數(shù)據(jù)信號(hào)之間的差構(gòu)成的保持信號(hào)施加到構(gòu)成公共非選擇電極上的像素的液晶上，隨后選擇下一個(gè)公共電極為公共選擇電極，選擇其它的公共電極為公共非選擇電極，由此對(duì)構(gòu)成公共選擇電極上的像素的液晶的最終取向狀態(tài)實(shí)施選擇，反復(fù)進(jìn)行上述動(dòng)作以對(duì)構(gòu)成所有像素的液晶取向狀態(tài)實(shí)施確定用的顯示狀態(tài)確定步驟；以及在所有公共電極上施加公共保持信號(hào)，在所有段電極上施加數(shù)據(jù)信號(hào)，并且將由這些信號(hào)的差構(gòu)成的保持信號(hào)施加到構(gòu)成所有像素的液晶上，由此保持住在上述步驟中確定的液晶的取向狀態(tài)的整個(gè)表面一起保持步驟；而且上述公共保持信號(hào)是0V，公共選擇信號(hào)和數(shù)據(jù)信號(hào)是用0V和非0V的電壓這樣的2個(gè)值構(gòu)成的。
在重置步驟(該期間也被稱為重置期間)、顯示狀態(tài)決定步驟(該期間也被稱為顯示狀態(tài)決定期間)、整個(gè)表面一起保持步驟(該期間也被稱為整個(gè)表面一起保持期間)等一連串動(dòng)作結(jié)束之后，顯示內(nèi)容的改寫作業(yè)結(jié)束，公共保持信號(hào)通常保持為0V，因此除了重置期間之外，向公共電極處輸出的電壓和向段電極處輸出的電壓發(fā)生沖突的期間，相對(duì)每1個(gè)像素僅僅為向公共電極輸出公共選擇信號(hào)的期間的那一瞬間。采用這種構(gòu)成形式，能夠保證輸出到公共電極的信號(hào)，輸出到段電極的信號(hào)均保持在理想的狀態(tài)。由于在驅(qū)動(dòng)中間或者由于驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生的液晶顯示元件處的積累電荷，可以向0V側(cè)也就是接地的電極側(cè)泄出，所以能夠?qū)Ⅱ?qū)動(dòng)波形的變形抑制在最低限度。
而且，通過讓數(shù)據(jù)重置信號(hào)通常保持為0V的方式，即使在重置期間中也可避免向公共電極輸出的電壓和向段電極輸出的電壓之間出現(xiàn)沖突，所以能夠構(gòu)成一種更加理想的實(shí)施形式。
而且，由于能夠讓向像素所施加的驅(qū)動(dòng)電壓波形的電壓變化保持在最小限度，故可以使得驅(qū)動(dòng)波形導(dǎo)致的電能消耗也可以在最低限度。
另一方面，還可以進(jìn)一步將輸出到段電極的數(shù)據(jù)信號(hào)，也就是將液晶導(dǎo)向至平面取向的信號(hào)，導(dǎo)向至焦錐取向的信號(hào)中的任何一個(gè)都采用上述那樣0V和非0V的2個(gè)值的電壓來構(gòu)成，并且使為非0V的期間位于60％以上80％以下。
這是因?yàn)槿绻麨榉?V的期間在60％以下，就需要提高該電壓(也被稱為驅(qū)動(dòng)電壓)，如果為0V區(qū)間在40％以上，需要更加嚴(yán)格地對(duì)驅(qū)動(dòng)電壓進(jìn)行控制。另外，顯示質(zhì)量相對(duì)于溫度變化也非常敏感。
如果為非0V的區(qū)間在80％以上，當(dāng)保特期間的執(zhí)行電壓與適當(dāng)值匹配時(shí)，會(huì)導(dǎo)致重置期間的電壓不足，如果施加足夠?qū)嵤┲刂玫碾妷?，又?huì)使保持期間的電壓不足，導(dǎo)致無法顯示。
而且，為了擴(kuò)寬驅(qū)動(dòng)電壓適當(dāng)值的寬度以使得電壓設(shè)定更為簡(jiǎn)單，還可以進(jìn)一步使向段電極輸出的2值數(shù)據(jù)信號(hào)，也就是讓液晶取向狀態(tài)最終導(dǎo)向至平面取向的信號(hào)，和導(dǎo)向至焦錐取向的信號(hào)的初始電壓彼此相等。
僅通過上述操作就可以實(shí)現(xiàn)液晶顯示元件的顯示內(nèi)容改寫，但是向像素上施加的電壓波形的正負(fù)平衡性能有可能會(huì)出現(xiàn)惡劣。如果施加到像素上的電壓波形的直流成分被增大，則會(huì)對(duì)與該像素對(duì)應(yīng)的液晶造成惡劣的影響，對(duì)于某些場(chǎng)合甚至還會(huì)導(dǎo)致液晶的分解。在本發(fā)明中，還可以進(jìn)一步按照使得通過公共電極和段電極輸出非0V的電壓的期間彼此相等的方式，對(duì)公共重置信號(hào)進(jìn)行設(shè)定。
對(duì)于液晶顯示元件的改寫，為了消除整個(gè)顯示內(nèi)容的影響，還可以進(jìn)一步在公共重置信號(hào)中設(shè)置有0V區(qū)間。
作為本發(fā)明的第2形態(tài)提供的是一種膽甾醇型液晶顯示裝置。該液晶顯示裝置可以具備在多個(gè)公共電極和多個(gè)段電極的各個(gè)交叉部處形成有像素的膽甾醇液晶顯示元件；將公共驅(qū)動(dòng)電壓波形從各個(gè)公共電極施加到上述膽甾醇型液晶顯示元件上用的公共驅(qū)動(dòng)器，該公共驅(qū)動(dòng)電壓波形包含用于使得上述液晶顯示元件的膽甾醇型液晶成為電極面垂直均勻取向的公共重置信號(hào)和用于選擇上述膽甾醇型液晶的最終取向狀態(tài)的公共選擇信號(hào)；將段驅(qū)動(dòng)電壓波形從各個(gè)段電極施加到上述膽甾醇型液晶顯示元件上用的段驅(qū)動(dòng)器，該段驅(qū)動(dòng)電壓波形包含將上述膽甾醇型液晶的最終取向狀態(tài)確定為平面取向狀態(tài)的數(shù)據(jù)信號(hào)和確定為焦錐取向狀態(tài)的數(shù)據(jù)信號(hào)；以及控制上述公共驅(qū)動(dòng)器以及段驅(qū)動(dòng)器用的控制器。
而且，上述控制器用于將向所有公共電極以及所有段電極實(shí)施的電壓供給，在0V和非0V電壓這樣的2個(gè)值之間進(jìn)行切換；將公共重置信號(hào)施加到所有的公共電極，將數(shù)據(jù)重置信號(hào)施加到所有的段電極上，由此將所有像素的液晶重置到電極面垂直均勻狀態(tài)；相對(duì)多個(gè)公共電極選擇某個(gè)公共電極作為公共選擇電極，施加公共選擇信號(hào)，并使向其它公共電極供給的電壓為0V，反復(fù)執(zhí)行向與公共選擇信號(hào)同步的段電極施加數(shù)據(jù)信號(hào)的動(dòng)作，向所有公共電極施加公共選擇信號(hào)；并且通過使向所有公共電極供給的電壓為0V，并向所有段電極施加數(shù)據(jù)信號(hào)的方式，控制上述公共驅(qū)動(dòng)器和段驅(qū)動(dòng)器來進(jìn)行顯示內(nèi)容的改寫。
如果采用本發(fā)明，能夠?qū)崿F(xiàn)一種使膽甾醇型液晶顯示元件的改寫速度迅速且消耗電能小的驅(qū)動(dòng)方法，而且，能夠獲得一種在公共電極側(cè)和段電極側(cè)都僅用0V和非0V電壓這樣的2個(gè)值就可實(shí)施驅(qū)動(dòng)的膽甾醇型液晶顯示裝置。


圖1是表示本發(fā)明的膽甾醇型液晶顯示裝置的結(jié)構(gòu)的概略圖。
圖2是表示在本發(fā)明的膽甾醇型液晶顯示裝置中使用的膽甾醇型液晶顯示元件的概略剖面圖。
圖3是表示在在本發(fā)明的實(shí)施例中向公共電極輸出的公共選擇信號(hào)，公共保持信號(hào)，向段電極輸出的數(shù)據(jù)信號(hào)的示意圖。
圖4是表示為了用如圖3所示的各個(gè)波形進(jìn)行膽甾醇型液晶顯示元件的矩陣驅(qū)動(dòng)，向各個(gè)公共電極輸出的公共驅(qū)動(dòng)電壓波形，向各個(gè)段電極輸出的段驅(qū)動(dòng)電壓波形的一個(gè)實(shí)例的示意圖。
圖5是表示在如圖4所示的像素上施加的電壓波形的示意圖。
圖6是表示施加在液晶顯示元件上的電壓波形的概略圖。
圖7是表示在實(shí)施例中對(duì)液晶顯示元件施加的電壓波形的圖。
圖8是表示在進(jìn)行FCR驅(qū)動(dòng)的情況下，向膽甾醇型液晶面板的公共電極和段電極輸入的電壓波形的示意圖。
圖9是表示為了用如圖8所示的各個(gè)波形對(duì)膽甾醇型液晶顯示元件的矩陣進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，而向各個(gè)公共電極，各個(gè)段電極輸出的電壓波形的一個(gè)實(shí)例的圖。
圖10是表示向如圖9所示的像素施加的電壓波形的圖。
圖11是表示DDS法的驅(qū)動(dòng)電壓波形的圖。
圖12是表示施加在公共電極上的電壓用的時(shí)序圖。
圖13是表示在實(shí)際進(jìn)行DDS驅(qū)動(dòng)的情況下，向膽甾醇型液晶面板的公共電極和段電極輸入的電壓波形的圖。
圖14是表示為了用如圖13所示的各個(gè)波形對(duì)膽甾醇型液晶顯示元件的矩陣進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，而向各個(gè)公共電極、各個(gè)段電極輸出的電壓波形的一個(gè)實(shí)例的圖。
圖15是表示施加到圖14的像素上的電壓波形圖。
圖16是表示在實(shí)際進(jìn)行DDS驅(qū)動(dòng)的情況下，向膽甾醇型液晶面板的公共電極和段電極輸入的電壓波形的圖。
圖17是表示為了用如圖16所示的各個(gè)波形對(duì)膽甾醇型液晶顯示元件的矩陣進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，而向各個(gè)公共電極和段電極輸出的電壓波形的一個(gè)實(shí)例的圖。
圖18是表示施加到圖17的像素上的電壓波形圖。
具體實(shí)施例方式
圖1是表示本發(fā)明的膽甾醇型液晶顯示裝置的結(jié)構(gòu)的概略圖。本發(fā)明的膽甾醇型液晶顯示裝置具備在使膽甾醇型液晶呈相互對(duì)置狀態(tài)下，用交叉的多個(gè)公共電極COM1、COM2、...，多個(gè)段電極SEG1、SEG2、...來實(shí)施矩陣驅(qū)動(dòng)的膽甾醇型液晶顯示元件10，利用本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)方法進(jìn)行顯示內(nèi)容改寫的組件。該組件可以用公共驅(qū)動(dòng)器12，段驅(qū)動(dòng)器14，控制器16，以及電源18構(gòu)成。
膽甾醇型液晶顯示元件10的公共電極連接到公共驅(qū)動(dòng)器12的輸出端子，段電極連接到段驅(qū)動(dòng)器14的輸出端子?；趶目刂破?6所給予的數(shù)據(jù)，從公共驅(qū)動(dòng)器12向公共電極COM1、COM2、...，從段驅(qū)動(dòng)器14向段電極SEG1、SEG2、...分別施加電壓。在液晶顯示元件的像素上施加這些電壓的差。
圖2是表示在本發(fā)明的膽甾醇型液晶顯示裝置中所使用的膽甾醇型液晶顯示元件10的概略圖。在圖2中作為基板1可以例舉石英玻璃，采用SiO2膜等的堿性離子溶出防止膜所形成的鈉石灰玻璃，聚醚磺(polyether sulfon)、聚乙烯對(duì)苯二酸鹽(polyethylene terephthalate)等的塑料薄膜，或者聚碳酸鹽等的塑料基板。
可以在基板1上依次疊層形成電極2、電絕緣膜3以及取向膜4，在多個(gè)直線狀的電極上圖形成型電極2，制作成透明基板。用主封膠5粘貼這樣的2個(gè)透明基板使電極交叉，并用主封膠將膽甾醇型液晶6封入被分割后的空間內(nèi)。
這里，作為電極2ITO(Indium Tin Oxide)是適宜的，但是也可以采用其它諸如SnO2等導(dǎo)電性金屬氧化物，或者聚吡咯(poly pyrrole)和聚苯胺(polyaniline)等的導(dǎo)電性樹脂等導(dǎo)電性材料。
電絕緣膜3可以采用諸如SiO2，TiO2等的絕緣材料。電絕緣膜是用來防止對(duì)置的電極之間出現(xiàn)短路而設(shè)置，所以對(duì)于某些實(shí)施形式并非是必要的。
作為取向膜4聚酰亞胺樹脂是適宜的，但是也可以使用包含硅元素、包含氟元素、包含氮元素系的表面改質(zhì)劑和樹脂等等。而且，使用水平取向膜或是垂直取向膜均可。
膽甾醇型液晶6可以由具有正感電異向性的向列液晶和為10～50重量％的手性(chiral)劑構(gòu)成。本發(fā)明對(duì)于所使用的向列液晶沒有特別的限制，作為例子可以舉例氰基聯(lián)苯(cyanbiphenyl)型，環(huán)己苯(phenyl cyclohexyl)型，安息香酸苯(phenyl benzoate)型，環(huán)己安息香酸(cyclohexyl benzoate)型，過渡(tran)型等液晶。
膽甾醇型液晶也可以是分散在高分子矩陣中或者膠囊化的液晶。膽甾醇型液晶的選擇反射波長(zhǎng)不僅可以存在于可見光區(qū)域，還可以存在于紅外光區(qū)域。
在與觀察側(cè)相反的面上還可以形成有光吸收膜7。關(guān)于光吸收膜7的顏色沒有特別的限定，最好為黑色或者藍(lán)色。也可以通過粘貼反射板，偏振片，相位差板等的光學(xué)薄膜來代替光吸收膜7。
在觀察側(cè)的面上，也可以粘貼有偏振片板，相位差板，以及遮斷紫外線等功能的光學(xué)薄膜。
下面，對(duì)利用本發(fā)明的DDS方法的驅(qū)動(dòng)方法的實(shí)施例進(jìn)行說明。圖3示出在本實(shí)施例中的，向公共電極輸出的公共選擇信號(hào)，公共保持信號(hào)，向段電極輸出的數(shù)據(jù)信號(hào)。在圖中，數(shù)據(jù)信號(hào)X是將液晶取向?qū)蛑疗矫嫒∠蛴玫男盘?hào)，數(shù)據(jù)信號(hào)Y是導(dǎo)向至焦錐取向用的信號(hào)。圖3(A)表示的是向公共電極輸出的2種信號(hào)，向段電極輸出的2種數(shù)據(jù)信號(hào)，及其合成波形。圖3(B)是表示為了將向公共電極輸出的2種信號(hào)，向段電極輸出的2種數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行比較，與時(shí)間軸一起在縱向上并排排列的圖。圖3(C)是表示為了將向公共電極輸出的2種信號(hào)和向段電極輸出的2種數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行比較，與電壓軸一起在橫向上并排排列的圖。
在圖3(B)中，向公共電極輸出的公共選擇信號(hào)，公共保持信號(hào)，以及向段電極輸出的數(shù)據(jù)信號(hào)X，數(shù)據(jù)信號(hào)Y全部由w1～w4的這四個(gè)單位期間構(gòu)成。這些信號(hào)都具有同樣的長(zhǎng)度(W)。
公共保持信號(hào)在w1～w4的所有單位期間通常為0V，公共選擇信號(hào)、數(shù)據(jù)信號(hào)X以及數(shù)據(jù)信號(hào)Y則由0V和非0V的電壓VD這樣的2值電壓構(gòu)成。從圖3可知，公共選擇信號(hào)，數(shù)據(jù)信號(hào)X以及數(shù)據(jù)信號(hào)的非0V的電壓區(qū)間，均占據(jù)著信號(hào)長(zhǎng)度W的75％。
另外，數(shù)據(jù)信號(hào)X，Y都具有相同的初始電壓。通過讓初始電壓相等，能夠在液晶顯示元件的顯示區(qū)域整個(gè)表面上得到均勻的顯示。
圖4示出為了用圖3所示的各個(gè)信號(hào)進(jìn)行膽甾醇型液晶顯示元件的矩陣驅(qū)動(dòng)，而向各個(gè)公共電極，各個(gè)段電極上實(shí)際輸出的電壓波形的一個(gè)例子。
首先，對(duì)所有的公共電極實(shí)施一并選擇，將顯示區(qū)域整個(gè)表面重置到電極面垂直均勻的狀態(tài)。此時(shí)，對(duì)所有公共電極一并施加公共重置信號(hào)，并且對(duì)所有段電極一并施加數(shù)據(jù)重置信號(hào)。在圖4中，重置期間(1)的信號(hào)是這些公共重置信號(hào)和數(shù)據(jù)重置信號(hào)。數(shù)據(jù)重置信號(hào)在重置期間恒定為0V。
接著，按照與FCR驅(qū)動(dòng)同樣的方法，向各個(gè)公共電極施加由公共選擇信號(hào)和公共保持信號(hào)構(gòu)成的驅(qū)動(dòng)電壓波形使公共選擇信號(hào)錯(cuò)開其長(zhǎng)度進(jìn)行施加。在向位于最后的公共電極施加公共選擇信號(hào)之后的一段時(shí)間內(nèi)，還施加公共保持信號(hào)。另一方面，在各段電極上施加驅(qū)動(dòng)電壓波形，所述驅(qū)動(dòng)電壓波形配置了依照顯示內(nèi)容將液晶取向狀態(tài)導(dǎo)向至平面取向的數(shù)據(jù)信號(hào)X，導(dǎo)向至焦錐取向的數(shù)據(jù)信號(hào)Y。
為了簡(jiǎn)化電壓波形，在圖4中是使在向位于最后的公共電極施加了公共選擇信號(hào)之后持續(xù)的全面一并保持期間為3次公共保持信號(hào)的量，但是本發(fā)明并不限于此。
可以向液晶顯示元件的像素，輸出由向公共電極輸出的信號(hào)構(gòu)成的公共驅(qū)動(dòng)波形和由向段電極輸出的信號(hào)構(gòu)成的段驅(qū)動(dòng)波形的差。作為一個(gè)實(shí)例，向圖4所示的(COM2，SEG1)像素上施加的電壓波形可以如圖5所示。
在重置期間，為了保持圖5中的波形正負(fù)平衡向公共電極輸出的公共重置信號(hào)是可設(shè)定的。例如在如圖4所示的情況下，如果公共保持信號(hào)總共為6次，數(shù)據(jù)信號(hào)為非0V的區(qū)間是如圖3所示那樣數(shù)據(jù)信號(hào)的75％，設(shè)W＝1msec時(shí)，則有1msec×6×0.75＝4.5msee。
因此，如果將重置期間設(shè)定為4.5msec，能夠保持如圖5所示波形的正負(fù)平衡。
雖然可以采用如上所述那樣的方式計(jì)算出重置期間，但是在公共電極比較少的液晶顯示元件的情況下，這樣的計(jì)算值存在有難以獲得用于將液晶重置到電極面垂直均勻狀態(tài)的足夠時(shí)間的情況。在這種情況下，可以在數(shù)據(jù)重置信號(hào)中設(shè)置非0V的期間，在公共重置信號(hào)中設(shè)置0V期間，從而能夠增加重置期間，延長(zhǎng)保持期間，在保持與重置期間的平衡的同時(shí)還能夠延長(zhǎng)重置期間。
圖4示出共電極為4條，段電極為3條的矩陣結(jié)構(gòu)，但是本發(fā)明中可以采用的電極條數(shù)并不限于此。由于膽甾醇型液晶具有存儲(chǔ)性能，故理論上對(duì)于公共電極數(shù)量，段電極數(shù)量并沒有限制。但是如上所述，為了保持向像素施加的電壓波形的正負(fù)平衡，設(shè)定在重置期間向所有公共電極輸出的公共重置信號(hào)，當(dāng)公共電極數(shù)量越多，重置期間就需要越長(zhǎng)。另外，隨著公共電極數(shù)量的增加，還需要對(duì)驅(qū)動(dòng)電壓進(jìn)行更嚴(yán)格的設(shè)定，故公共電極數(shù)量最好在160條以下。
下面進(jìn)一步對(duì)具體實(shí)例進(jìn)行說明。作為膽甾醇型液晶顯示元件10，使用在0.7g的日本大日本油墨化學(xué)工業(yè)制的向列液晶RPD-84202中，混入0.2g的日本默克(Merck)公司制的手性劑CB-15和0.1g的日本旭電化工業(yè)公司制的手性劑CNL-617R得到的膽甾醇型液晶，制造出如圖2所示的膽甾醇型液晶顯示元件。液晶層的厚度是4.5微米。
將用如圖3所示的信號(hào)，以及公共重置信號(hào)，數(shù)據(jù)重置信號(hào)所形成的、如表1所示的DDS驅(qū)動(dòng)電壓波形，按照如圖6所示的方式，施加在所得到的膽甾醇型液晶顯示元件上。正如圖6所示，顯示狀態(tài)確定期間由前保持期間、選擇期間與后保持期間的一部分構(gòu)成，全面一并保持期間可認(rèn)為是后保持期間的一部分。
圖7表示在重置期間、前保持期間、選擇期間和后保持期間中，將公共重置信號(hào)和數(shù)據(jù)重置信號(hào)之差的信號(hào)，公共保持信號(hào)以及公共選擇信號(hào)和數(shù)據(jù)信號(hào)之差的信號(hào)，多次反復(fù)施加的狀態(tài)，在表1中表示的是對(duì)于各個(gè)施加波形A～L的重置條件，前保持期間、選擇期間、后保持期間的各個(gè)期間的波形反復(fù)次數(shù)，以及施加給段電極的數(shù)據(jù)信號(hào)X、數(shù)據(jù)信號(hào)Y的狀態(tài)。
表1

如表1所示那樣，在圖3(B)中，W＝1msec，在圖3(C)中，設(shè)定驅(qū)動(dòng)電壓為VD＝29V，將前保持期間和后保持期間的總和(120msec)的75％(90msec)取為重置期間，由此能夠保持施加到液晶顯示元件上的正負(fù)電壓的平衡。施加的波形是按照對(duì)具有100條公共電極的液晶顯示元件實(shí)施驅(qū)動(dòng)的場(chǎng)合進(jìn)行設(shè)定的。
將這樣的DDS驅(qū)動(dòng)電壓波形施加到液晶顯示元件10上，所獲得的液晶顯示元件的顯示結(jié)果(視覺反射率)展示在表1中。
對(duì)于施加波形為A—L中任何一個(gè)的場(chǎng)合，如果在輸入公共選擇波形時(shí)，輸入設(shè)想輸入數(shù)據(jù)信號(hào)X的波形(A，B，E，F(xiàn)，I，J)后，成為膽甾醇型液晶呈平面取向狀態(tài)，如果在輸入公共選擇波形時(shí)，輸入設(shè)想輸入數(shù)據(jù)信號(hào)Y的波形(C，D，G，H，K，L)后，則成為焦錐取向狀態(tài)。平面取向狀態(tài)時(shí)的視覺反射率是18％左右，焦錐取向狀態(tài)時(shí)是3％左右，對(duì)比度是大約為6。
即，由于在圖3(B)中假定有W＝1msec，因此可以證明相對(duì)每一條公共電極，都可以按照1msec的速度對(duì)顯示內(nèi)容進(jìn)行改寫。
對(duì)于膽甾醇型液晶6的種類不同的液晶顯示元件10，以及液晶層不同的液晶顯示元件，通過選擇如圖3(B)所示的各個(gè)信號(hào)的寬度W和如圖3(C)所示的電壓V，能夠使同樣地封入至液晶顯示元件中的膽甾醇型液晶取向呈平面取向狀態(tài)或者焦錐取向狀態(tài)。
如果采用本實(shí)施例，通過使用如圖3(A)所示的電壓波形，將能夠以比通常驅(qū)動(dòng)更快的改寫速度，并以良好的對(duì)比度對(duì)液晶顯示元件實(shí)施驅(qū)動(dòng)。
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示元件的驅(qū)動(dòng)方法，是針對(duì)由設(shè)置在玻璃基板表面上的公共電極組、設(shè)置在與上述玻璃基板對(duì)置配置的另一個(gè)玻璃基板表面上的、相對(duì)上述公共電極組的方向成正交方向的段電極組、以及位于上述公共電極組和段電極組之間的表示膽甾相的液晶構(gòu)成矩陣狀的像素，在上述像素上沒有施加電壓的時(shí)候，對(duì)于根據(jù)液晶的存儲(chǔ)性能來維持由其平面狀態(tài)，焦錐狀態(tài)或是它們的中間狀態(tài)構(gòu)成的顯示狀態(tài)的液晶顯示元件，利用向上述公共電極和段電極施加的電壓的差來控制構(gòu)成上述像素的液晶的取向狀態(tài)的液晶顯示元件的驅(qū)動(dòng)方法，其特征在于包括如下步驟在所有公共電極上施加公共重置信號(hào)，在所有段電極上施加數(shù)據(jù)重置信號(hào)，并且將由這些信號(hào)的差構(gòu)成的重置信號(hào)施加在構(gòu)成所有像素的液晶上，從而讓所有像素的液晶呈電極面垂直均勻狀態(tài)的重置步驟；選擇某公共電極為公共選擇電極，選擇其它的公共電極為公共非選擇電極，在公共選擇電極上施加公共選擇信號(hào)，同時(shí)在公共非選擇電極上施加公共保持信號(hào)，與公共選擇信號(hào)同步地在段電極上施加數(shù)據(jù)信號(hào)，將由公共選擇信號(hào)和數(shù)據(jù)信號(hào)之間的差構(gòu)成的選擇信號(hào)施加到構(gòu)成公共選擇電極上的像素的液晶上，選擇液晶的最終取向狀態(tài)，另外進(jìn)行將由公共保持信號(hào)和數(shù)據(jù)信號(hào)之間的差構(gòu)成的保持信號(hào)施加到構(gòu)成公共非選擇電極上的像素的液晶上的動(dòng)作，隨后選擇下一個(gè)公共電極為公共選擇電極，選擇其它的公共電極為公共非選擇電極，進(jìn)行對(duì)構(gòu)成公共選擇電極上的像素的液晶的最終取向狀態(tài)實(shí)施選擇的動(dòng)作，通過反復(fù)進(jìn)行上述動(dòng)作來對(duì)構(gòu)成所有像素的液晶取向狀態(tài)實(shí)施確定用的顯示狀態(tài)確定步驟；以及在所有公共電極上施加公共保持信號(hào)，在所有段電極上施加數(shù)據(jù)信號(hào)，并且將由這些信號(hào)的差構(gòu)成的保持信號(hào)施加到構(gòu)成所有像素的液晶上，由此保持住在上述步驟中確定的液晶的取向狀態(tài)的整個(gè)表面一起保持步驟，上述公共保持信號(hào)是0V，公共選擇信號(hào)和數(shù)據(jù)信號(hào)是用0V和非0V的電壓這樣的2值電壓構(gòu)成的。
2.一種如權(quán)利要求1所述的膽甾醇型液晶顯示元件的驅(qū)動(dòng)方法，其特征在于輸出非0V的電壓的時(shí)間總和對(duì)于公共電極和段電極是相等的。
3.一種如權(quán)利要求2所述的膽甾醇型液晶顯示元件的驅(qū)動(dòng)方法，其特征在于上述數(shù)據(jù)信號(hào)為非0V的時(shí)間為大于等于數(shù)據(jù)信號(hào)長(zhǎng)度的60％小于等于數(shù)據(jù)信號(hào)長(zhǎng)度的80％。
4.一種如權(quán)利要求2或者3所述的膽甾醇型液晶顯示元件的驅(qū)動(dòng)方法，其特征在于將上述膽甾醇型液晶的最終取向狀態(tài)導(dǎo)向至平面取向狀態(tài)的數(shù)據(jù)信號(hào)的開始電壓，與將上述膽甾醇型液晶的最終取向狀態(tài)導(dǎo)向至焦錐狀態(tài)的數(shù)據(jù)信號(hào)的開始電壓相等。
5.一種如權(quán)利要求2～4的任意一個(gè)所述的膽甾醇型液晶元件的驅(qū)動(dòng)方法，其特征在于上述數(shù)據(jù)重置信號(hào)的波形恒定為0V。
6.一種膽甾醇型液晶顯示裝置，其特征在于具備；在多個(gè)公共電極和多個(gè)段電極的各個(gè)交叉部形成有像素的膽甾醇型液晶顯示元件；將公共驅(qū)動(dòng)電壓波形從各個(gè)公共電極施加到上述膽甾醇型液晶顯示元件上的公共驅(qū)動(dòng)器，所述公共驅(qū)動(dòng)電壓波形包含用于使得上述液晶顯示元件的膽甾醇型液晶成為電極面垂直均勻取向的公共重置信號(hào)和用于選擇上述膽甾醇型液晶的最終取向狀態(tài)的公共選擇信號(hào)；將段驅(qū)動(dòng)電壓波形從各個(gè)段電極施加到上述膽甾醇型液晶顯示元件上的段驅(qū)動(dòng)器，所述段驅(qū)動(dòng)電壓波形包含將上述膽甾醇型液晶的最終取向狀態(tài)確定為平面取向狀態(tài)的數(shù)據(jù)信號(hào)和確定為焦錐取向狀態(tài)的數(shù)據(jù)信號(hào)；以及控制上述公共驅(qū)動(dòng)器以及段驅(qū)動(dòng)器用的控制器；上述控制器通過0V和非0V的電壓這樣的2值的切換來向所有公共電極以及所有段電極實(shí)施電壓供給；將公共重置信號(hào)施加到所有的公共電極，將數(shù)據(jù)重置信號(hào)施加到所有的段電極上，使所有像素的液晶重置到電極面垂直均勻狀態(tài)；對(duì)于多個(gè)公共電極，選擇某個(gè)公共電極作為公共選擇電極，施加公共選擇信號(hào)，并向其它公共電極供給0V電壓，反復(fù)執(zhí)行與公共選擇信號(hào)同步的向段電極施加數(shù)據(jù)信號(hào)的動(dòng)作，向所有公共電極施加公共選擇信號(hào)；通過使向所有公共電極供給0V電壓，并向所有段電極施加數(shù)據(jù)信號(hào)，控制上述公共驅(qū)動(dòng)器和段驅(qū)動(dòng)器使顯示內(nèi)容改寫。
7.一種如權(quán)利要求6所述的膽甾醇型液晶顯示裝置，其特征在于上述控制器按照讓公共驅(qū)動(dòng)電壓波形為非0V的區(qū)間總和，與段驅(qū)動(dòng)電壓波形為非0V的區(qū)間的總和相等的方式進(jìn)行控制。
8.一種如權(quán)利要求6或者7所述膽甾醇型液晶顯示裝置，其特征在于上述控制器控制上述段驅(qū)動(dòng)器，使得上述數(shù)據(jù)重置信號(hào)恒定為0V。
9.一種如權(quán)利要求6～8所述的膽甾醇型液晶顯示裝置，其特征在于構(gòu)成上述液晶顯示元件的像素的公共電極數(shù)量小于等于160。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種能夠使膽甾醇型液晶顯示元件的改寫迅速且電能消耗少的驅(qū)動(dòng)方法。該方法可以一并選擇所有公共電極，將顯示區(qū)域整個(gè)表面重置為電極面垂直均勻狀態(tài)。在此時(shí)，將公共重置信號(hào)一起施加到所有公共電極上，將數(shù)據(jù)重置信號(hào)一起施加到所有段電極上。隨后在各個(gè)公共電極上，按照將公共選擇信號(hào)依其長(zhǎng)度偏移實(shí)施施加的方式，施加由公共選擇信號(hào)和公共保持信號(hào)構(gòu)成的驅(qū)動(dòng)電壓波形。在將公共選擇信號(hào)施加到位于最后的公共電極上之后的一段時(shí)間內(nèi)施加公共保持信號(hào)。而且，輸出到公共電極上的所有波形以及輸出到段電極上的所有波形，均由0V和非0V的2值電壓構(gòu)成，使向兩個(gè)電極輸出的非0V的電壓的頻率處于最低限度。
文檔編號(hào)G09G3/36GK1811531SQ200510121
公開日2006年8月2日 申請(qǐng)日期2005年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月7日
發(fā)明者北岡正樹 申請(qǐng)人:那納須株式會(huì)社