專利名稱：液晶顯示元件及其驅動方法
技術領域：
本發(fā)明涉及液晶顯示元件的驅動方法，特別是涉及從在互相對置的狀態(tài)下交叉的多個共用電極和多個分段電極對液晶層輸入電壓波形的膽甾醇型液晶顯示元件的驅動方法。
背景技術：
在特開平11-326871號公報中公開了驅動顯示出膽甾醇相的具有記憶性的液晶顯示元件的方法。該方法是對共用電極和分段電極交叉的電極間的液晶施加電壓、使液晶的排列狀態(tài)在復位時成為焦圓錐狀態(tài)的驅動方法。將這樣的驅動方法稱為焦圓錐復位(FCR)法。
該焦圓錐復位法中具有使全部像素成為焦圓錐狀態(tài)的復位期間；由依次對從第1行到第末行的共用電極施加選擇信號電壓的選擇期間和施加非選擇信號電壓的維持期間構成的改寫期間；以及保持其后對全部的像素施加顯示維持信號的顯示狀態(tài)的顯示期間。
按照該焦圓錐復位法，具有下述的令人感興趣的特征脈沖電壓-視感反射率特性的特性曲線的形狀(大致S字型)不隨改寫時間的大小而變化(不會改變形狀)，即平面狀態(tài)和焦圓錐狀態(tài)下的第1行到第末行的各自的反射率大致相同，可得到恒定的對比度顯示，而且在面板的整個顯示區(qū)域中可得到均勻的顯示。
此外，在特開平11-326871號公報中，公開了設置使全部像素成為平面狀態(tài)的復位期間、從而具有使全部像素成為平面狀態(tài)的復位期間、施加選擇信號電壓的選擇期間和施加非選擇信號電壓的非選擇期間這3個期間的液晶顯示元件的驅動方法。而且，記載了在選擇期間中通過施加平面狀態(tài)與焦圓錐狀態(tài)之間的轉移區(qū)域的脈沖電壓可進行灰度顯示。
由于該驅動方法在復位時使全部像素成為平面狀態(tài)，故稱為平面復位法。該平面復位法與焦圓錐復位法相比，從液晶的排列狀態(tài)難以受到電極間距離(單元間隙)的在顯示面整體中的場所的大小不勻或液晶取向膜的在顯示面整體中的表面狀態(tài)的顯示面的場所的不勻的影響、容易得到均勻的顯示這樣的液晶顯示元件的制造上的觀點來看，具有實用方面的優(yōu)點。
上述的焦圓錐復位法存在以下問題。(1)圖1是膽甾醇型液晶顯示元件的焦圓錐復位法的脈沖電壓-視感反射率特性的一例。是在焦圓錐復位后對電極間施加圖2中示出的脈沖電壓(選擇波形)、研究了脈沖電壓對膽甾醇型液晶顯示元件的反射率的影響的結果。圖2的脈沖寬度t與對共用電極提供的選擇波形的長度、即1條共用電極的改寫速度有關。為了理解圖2的脈沖電壓的意義，在圖3中示出對共用電極和分段電極施加的電壓波形的一例。V0、V1、V2、V3、V4、V5分別表示電壓波形的電壓值。作為對共用電極施加的電壓波形與對分段電極施加的電壓波形的差的合成波形成為對液晶顯示元件的兩電極間施加的電壓波形。圖2的脈沖電壓示出了作為合成波形的選擇波形。
圖4表示選擇波形和非選擇波形施加在第n條共用電極上的脈沖電壓的時序。
按照圖3和圖4，進行下述的改寫工作將某個共用電極選作共用選擇電極，將其它的共用電極選作共用非選擇電極，對共用選擇電極施加共用選擇信號，同時對共用非選擇電極施加共用非選擇信號，與共用選擇信號同步地對分段電極施加數(shù)據(jù)信號，對共用選擇電極上的像素施加由共用選擇信號與數(shù)據(jù)信號的差構成的選擇信號來選擇顯示狀態(tài)，此外，對構成共用非選擇電極上的像素的液晶施加由共用非選擇信號與數(shù)據(jù)信號的差構成的非選擇信號，其后，將下一個共用電極選作共用選擇電極，進行改寫工作，通過重復進行該改寫工作，改寫構成全部的像素的液晶的顯示狀態(tài)。
如果打算加快改寫速度，則必須提高圖2的脈沖電壓。在使用通用的STN(超扭曲向列)驅動器來驅動液晶顯示元件的情況下，即使是耐壓高的驅動器，其值也為約45V。在小于等于該電壓的脈沖電壓下，為了得到平面取向狀態(tài)的反射率高、高對比度的容易看的實用的顯示，必須將脈沖寬度t(選擇期間)設定為大于等于3m秒，存在改寫速度慢的缺點。此外，為了制作能輸出高的驅動電壓的專用的驅動器，必須有在驅動液晶顯示元件方面高耐壓的專用驅動IC芯片，成為液晶顯示裝置的成本增加的主要原因。
(2)此外，如果加快改寫速度，則圖1的曲線的上升的傾斜變得緩慢，必須增加非選擇電壓。如果增加非選擇電壓，則即使能得到反射率高的平面取向狀態(tài)，由于其后的非選擇電壓的施加的緣故，反射率也受到損害。即使考慮這樣的情況，脈沖寬度t也必須為大于等于3m秒。
(3)脈沖寬度t越短，圖1中示出的曲線越容易隨溫度而變化。在考慮了實際的液晶顯示元件的情況下，必須精細地進行溫度補償。
(4)在圖5中示出用STN驅動器進行灰度顯示用的波形。對共用電極輸出的選擇波形、非選擇波形與圖3中示出的波形是相同，但在對分段電極輸出的選擇波形上附加了灰度用的波形?；叶扔玫牟ㄐ问腔旌狭藬?shù)據(jù)波形X和數(shù)據(jù)波形Y的形態(tài)，利用該混合比率來進行灰度顯示的反射率的控制。
為了在面板的顯示區(qū)域的整個面上進行均勻的灰度顯示，必須使面板的電極間距離(單元間隙)的均勻性、取向膜的表面狀態(tài)的均勻性變得良好，但在電子書籍、電子紙等的像素數(shù)多的大型面板的整個面上維持上述的均勻性是非常難的。
圖6是膽甾醇型液晶顯示元件的平面復位法的脈沖電壓-視感反射率特性的一例。表示在平面復位后施加圖2中示出的脈沖電壓而研究了脈沖電壓對膽甾醇型液晶顯示元件的反射率的影響的結果。如上所述，圖2的脈沖寬度t與對共用電極輸出的選擇波形的長度、即1條共用電極的改寫速度有關。
根據(jù)圖6可知，隨著加快改寫速度，難以得到完全的(反射率低的)焦圓錐取向。此外，難以得到對比度良好的顯示。為了消除該問題以得到?jīng)]有不協(xié)調感的顯示，必須使每1條共用電極的改寫速度大于等于10m秒。
如果液晶物質的種類或單元間隙或取向膜等的液晶顯示元件的制造參數(shù)已確定，則由于平面狀態(tài)的反射率大致恒定，故焦圓錐狀態(tài)的反射率增加(在圖6中特性曲線的底部上升)這一點意味著平面反射狀態(tài)與焦圓錐透射狀態(tài)下的反射率的差減小，顯示的對比度減小。如果反射率的差減小，則存在難以實現(xiàn)灰度數(shù)多的所謂的高灰度顯示的技術的問題。
另一方面，在平面復位法中，如果減小選擇信號電壓的脈沖電壓的周期t以減少改寫時間(增加改寫速度)，則在共用電極數(shù)大的(顯示像素數(shù)增加)的液晶顯示元件中，對于接近于共用電極的末行的像素來說，如圖6中所示，判明了存在下述問題脈沖電壓-視感反射率特性的特性曲線的形狀不能被維持而變形，焦圓錐狀態(tài)的反射率上升，從而產(chǎn)生顯示不勻。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供即使加快改寫速度也不產(chǎn)生顯示不勻的液晶顯示元件的驅動方法。
本發(fā)明的另一目的在于提供可在整個面上實現(xiàn)對比度良好的均勻的灰度顯示的驅動方法。
本發(fā)明的又一目的在于提供適合于上述的驅動方法的液晶顯示元件。
本發(fā)明的第1形態(tài)是下述的液晶顯示元件的驅動方法在上述液晶顯示元件中，由在玻璃基板的表面上設置的共用電極組、在與上述玻璃基板對置地配置的另一方的玻璃基板的表面上在與上述共用電極組的方向正交的方向上設置的分段電極組和夾在上述共用電極組和分段電極組之間的顯示出膽甾醇相的液晶以矩陣狀構成像素，在不對上述像素施加電壓時，利用液晶的記憶性來維持由平面狀態(tài)、焦圓錐狀態(tài)或其中間狀態(tài)構成的顯示狀態(tài)，對于上述液晶顯示元件來說，利用對上述共用電極和分段電極施加的電壓的差對上述像素施加電壓。
本發(fā)明的驅動方法包含下述步驟對全部的共用電極施加共用復位信號，對全部的分段電極施加數(shù)據(jù)復位信號，對全部的像素施加由這些信號的差構成的復位信號，使全部像素成為平面狀態(tài)；進行下述的改寫工作，即，將某個共用電極選作共用選擇電極，將其它的共用電極選作共用非選擇電極，對共用選擇電極施加共用選擇信號，同時對共用非選擇電極施加第1共用非選擇信號，與共用選擇信號同步地對分段電極施加第1數(shù)據(jù)信號，對共用選擇電極上的像素施加由共用選擇信號與第1數(shù)據(jù)信號的差構成的選擇信號來選擇顯示狀態(tài)，此外，對共用非選擇電極上的像素施加由第1共用非選擇信號與第1數(shù)據(jù)信號的差構成的第1非選擇信號，其后，將下一個共用電極選作共用選擇電極，進行上述的改寫工作，通過重復進行該改寫工作，改寫構成全部的像素的液晶的顯示狀態(tài)；以及對全部的共用電極施加第2共用非選擇信號，對全部的分段電極施加第2數(shù)據(jù)信號，對全部的像素施加由這些信號的差構成的第2非選擇信號，將全部像素維持為非選擇狀態(tài)。
本發(fā)明的驅動方法采用了平面復位法的改寫。平面復位法的改寫與焦圓錐復位法的改寫相比，具有下述優(yōu)點難以受到面板的電極間距離(單元間隙)或取向膜的表面狀態(tài)的影響，即使在顯示區(qū)域中多少存在這樣的不勻，也能得到均勻的灰度顯示。但是，如果顯示容量增大、即共用電極數(shù)和分段電極數(shù)增加，則反射率-施加電壓的顯示特性隨共用電極列的位置而不同，由此產(chǎn)生顯示不勻。特別是在高速改寫時顯著地產(chǎn)生該顯示不勻。
此外，如果定為平面復位，則不需要進行液晶的取向控制和基板間間隙離散性等的液晶顯示元件的特性的嚴密的控制。
此外，按照本發(fā)明，由于設置了全部像素非選擇維持步驟，故無論對于哪個像素來說，顯示特性都是相同的，從而消除了顯示不勻。由此，可容易地得到具有顯示的均勻性、高速改寫性的液晶顯示元件。
將全部像素維持為非選擇狀態(tài)的期間(全部像素非選擇維持期間)最好為5～200m秒。在小于等于5m秒的情況下是不充分的。此外，在大于等于200m秒的情況下，對改寫速度有影響。
例如，如果是共用電極為320條的顯示元件，則作為典型的例子，可用下述的計算式導出改寫時間。x是全部像素非選擇維持期間。
20m秒(平面復位期間50Hz，1周期)+2m秒(共用選擇信號波形的長度)×320(500Hz，320周期)+xm秒＝20+640+xm秒如果x＝200xm秒，則改寫時間為880m秒。
如果x＝500xm秒，則改寫時間為1160m秒。
在實用上說，要求小于等于1秒的改寫時間，由于如果x＝200秒，則改寫時間為0.88秒，故本發(fā)明可實現(xiàn)這一點。
較為理想的是，上述第1非選擇信號與上述第2非選擇信號都是脈沖電壓，上述第2非選擇信號的最大電壓大于0V，小于等于上述第1非選擇信號的最大電壓的2倍。第2非選擇信號的電壓小于等于0V就沒有效果。此外，如果第2非選擇信號的電壓大于第1非選擇信號的2倍，則成為平面狀態(tài)的像素的反射率下降。即，由于平面狀態(tài)的像素和焦圓錐狀態(tài)的像素的反射率都下降，故亮度、對比度都下降，這是不理想的。
或者，較為理想的是，上述第1非選擇信號與上述第2非選擇信號都是脈沖電壓，上述第2非選擇信號的最小電壓小于0V，大于等于上述第1非選擇信號的最小電壓的2倍。
或者，較為理想的是，上述第1非選擇信號與上述第2非選擇信號都是脈沖電壓，這些各非選擇信號的最大電壓相同、最小電壓也相同。如果第1非選擇信號的電壓與第2非選擇信號的電壓不相同，則必須新增加電壓的轉換開關。使其電壓相同，可以節(jié)省轉換開關機構。
較為理想的是，上述第1非選擇信號與上述第2非選擇信號都是脈沖電壓，上述第2非選擇信號的頻率大于等于上述第1非選擇信號的頻率，小于等于5Hz。如果第2非選擇信號的頻率比第1非選擇信號的頻率小，則由于消耗電流變大，是不希望的。在大于5Hz的情況下，全部像素非選擇期間加長(超過200m秒)，改寫時間加長。
較為理想的是，改寫期間的選擇信號是脈沖電壓，其1個周期是0.5～5m秒。在選擇信號的1個周期小于等于0.5m秒(大于等于2000Hz)的情況下，即使設置全部像素非選擇期間，其效果也是不完全的，成為對比度小的顯示。此外，如果超過5m秒(200Hz)，則由于在顯示像素整體的改寫中時間加長，故在實用上是不理想的。例如在共用電極為320條的顯示元件中，為5m秒×320＝1.6秒。
較為理想的是，將使全部像素成為平面狀態(tài)的復位信號定為大于等于30V的脈沖電壓(高脈沖電壓)，在改寫期間中，將使像素成為焦圓錐狀態(tài)的選擇信號定為7～15V的脈沖電壓(低脈沖電壓)，或者將使像素成為平面狀態(tài)用的選擇信號定為16～28V的脈沖電壓(中脈沖電壓)。再者，較為理想的是，2×(低脈沖電壓)-5≤(中脈沖電壓)≤2×(低脈沖電壓)。適合于既維持高速改寫狀態(tài)又在顯示區(qū)域的整個面上實現(xiàn)均勻的顯示的條件在該范圍內。
本發(fā)明的第2形態(tài)是液晶顯示裝置，本發(fā)明是具備下述部分的膽甾醇型液晶顯示裝置液晶顯示元件，由在玻璃基板的表面上設置的共用電極組、在與上述玻璃基板對置地配置的另一方的玻璃基板的表面上在與上述共用電極組的方向正交的方向上設置的分段電極組和夾在上述共用電極組和分段電極組之間的顯示出膽甾醇相的液晶以矩陣狀構成像素，在不對上述像素施加電壓時，利用液晶的記憶性來維持由平面狀態(tài)、焦圓錐狀態(tài)或其中間狀態(tài)構成的顯示狀態(tài)；共用驅動器，對上述共用電極組輸出共用復位信號、共用選擇信號和共用非選擇信號；分段驅動器，對上述分段電極組輸出數(shù)據(jù)復位信號和數(shù)據(jù)信號；以及控制器，控制上述共用驅動器和分段驅動器。其特征在于上述控制器以使上述共用驅動器和分段驅動器利用上述驅動方法對上述液晶顯示元件的像素施加電壓的方式進行控制。
對于液晶顯示元件來說，較為理想的是，在電極組上覆蓋形成聚酰亞胺類的垂直取向膜。
在水平取向膜的情況下，在電壓施加后到視感反射率成為恒定值為止需要幾秒至幾十秒的時間。此外，進行灰度顯示用的條件設定的范圍非常窄，難以進行精細的灰度顯示。此外，視場角窄。與此不同，在垂直取向膜的情況下，沒有這樣的問題。
較為理想的是，上述共用電極組與分段電極組之間的距離為3.5μm～6μm。在不到3.5μm的情況下，由于液晶層的厚度減少，由布拉格衍射導致的反射是不充分的，故平面狀態(tài)的反射率減小，對比度下降。如果超過6μm，則在焦圓錐狀態(tài)下顯示的白濁化變得顯著。此外，驅動電壓會超過45V，故對于低電壓驅動來說，是不理想的。
按照本發(fā)明，在改寫步驟后，利用設置全部像素非選擇步驟的驅動方法，可實現(xiàn)沒有顯示不勻的顯示，進而可實現(xiàn)在整個面上對比度良好的均勻的灰度顯示。此外，按照本發(fā)明的液晶顯示裝置，特別在進行大面積高精細的顯示的情況下，即使在短時間內進行改寫，也能實現(xiàn)均勻的灰度顯示。


圖1是示出膽甾醇型液晶顯示元件的由焦圓錐復位法得到的脈沖電壓-視感反射率特性的一例的圖。
圖2是示出選擇波形的圖。
圖3是示出對共用電極和分段電極施加的電壓波形的一例的圖。
圖4是示出對n條共用電極施加的選擇波形和非選擇波形的時序的圖。
圖5是示出用STN驅動器進行灰度顯示用的波形的圖。
圖6是示出膽甾醇型液晶顯示元件的由平面復位法得到的脈沖電壓-視感反射率特性的一例的圖。
圖7是示出應用本發(fā)明的膽甾醇型液晶顯示裝置的結構的概略圖。
圖8是本發(fā)明的膽甾醇型液晶顯示元件的概略圖。
圖9是示出對4行×3列的液晶顯示元件的共用電極列和分段電極列施加的電壓波形的圖。
圖10是示出對電極間施加的合成波形的圖。
圖11是示出在施加了選擇波形后施加了全部像素非選擇波形的時間與液晶顯示元件的第640條共用電極附近的像素的反射率的圖。
圖12是示出在施加了選擇波形后施加了全部像素非選擇波形的時間與液晶顯示元件的第640條共用電極附近的像素的對比度的圖。
圖13是示出研究了施加圖10中示出的電壓波形后COM No.與焦圓錐反射率的關系的結果的圖。
圖14是示出電壓轉換開關的圖。
圖15是示出電壓轉換開關的圖。
圖16是示出電壓波形的圖。
圖17是示出與圖16的選擇期間相對應的脈沖電壓和液晶顯示元件的第640條共用電極附近的像素的光學特性的圖。
圖18是示出電壓波形的圖。
圖19是示出施加圖18中示出的電壓波形后測定了顯示區(qū)域的視感反射率的結果的圖。
圖20是示出電壓波形的圖。
圖21是示出灰度用的選擇信號的波形的圖。
具體實施例方式
以下根據(jù)

本發(fā)明的實施例。
實施例1圖7是示出應用本發(fā)明的膽甾醇型液晶顯示裝置的結構的概略圖。膽甾醇型液晶顯示裝置具備用在互相對置的狀態(tài)下交叉的多個共用電極COM1、COM2、...和多個分段電極SEG1、SEG2、...對膽甾醇型液晶進行矩陣驅動的膽甾醇型液晶顯示元件10；以及用本發(fā)明的驅動方法進行顯示內容的寫入的機構。該機構由共用驅動器12、分段驅動器14、控制器16和電源18構成。
膽甾醇型液晶顯示元件10的共用電極連接到共用驅動器12的輸出端子上，分段電極連接到分段驅動器14的輸出端子上。根據(jù)從控制器16供給的數(shù)據(jù)，從共用驅動器12對共用電極COM1、COM2、...施加電壓，從分段驅動器14對分段電極SEG1、SEG2、...施加電壓。對液晶顯示元件10的像素施加這些電壓的差。
圖8是本發(fā)明的膽甾醇型液晶顯示元件10的概略圖。在圖8中，作為基板1，可舉出石英玻璃、氧化鋁硅酸玻璃、氧化鋁硼硅酸玻璃、無堿玻璃、形成了SiO2膜等防止堿離子溶出的膜的堿石灰玻璃、或聚醚砜、聚乙烯對苯二甲酸鹽等的塑料膜、或聚碳酸酯等的塑料基板。
在基板1上按下述順序層疊了電極2、電絕緣膜3和取向膜4，將電極2構圖為多個直線狀的電極來制作透明基板。用主密封墊5以電極交叉的方式貼合這樣的2片透明基板，在用主密封墊隔開的空間內封入膽甾醇型液晶6。
在此，作為電極2，ITO(銦錫氧化物)是合適的，但除此以外，也可以是SnO2等的導電性金屬氧化物或聚吡咯或聚苯胺等的導電性樹脂等的導電性材料。
對于電絕緣膜3來說，SiO2、TiO2等的絕緣材料是合適的。電絕緣膜3是為了防止電極間的短路而設置的，不一定是必須的。
作為取向膜4，使用垂直取向膜。聚酰亞胺樹脂是合適的，但也可使用含硅、含氟、含氮類的表面改質劑或樹脂?？膳e出日產(chǎn)化學社制SE-1211、SE-7511L、RN-1517或東雷達烏高寧硅社制AY43-021等。
膽甾醇型液晶6優(yōu)選由具有正的介電各向異性的性質的向列液晶和10～50重量％的手性試劑構成。作為所使用的向列液晶，不作特別限定，但作為一例，可舉出氰基聯(lián)苯型、苯基環(huán)己酸型、苯基苯甲酸型、環(huán)己酸苯甲酸型等的液晶。
膽甾醇型液晶可以是分散在高分子基體中的類型或囊封了的類型。膽甾醇型液晶的選擇波長不僅可處于可視光區(qū)域中，也可以處于紅外光區(qū)域中。
在與觀察側相反的一側，可形成光吸收膜7。關于光吸收膜7的顏色，不作特別限定，但最好是黑色或藍色。
在觀察側的面上，為了防止液晶因紫外線而導致性能惡化，可放置具有紫外線截止功能的塑料板。此外，也可粘貼具有防止反射功能、防眩功能的光學膜。
本實施例的液晶顯示元件的特征在于在電極組上覆蓋形成了聚酰亞胺類的垂直取向膜。在垂直取向膜的情況下，沒有象水平取向膜那樣的下述的問題在電壓波形施加后，在外觀(反射率)成為恒定值為止需要幾秒至幾十秒的時間，此外，進行灰度顯示用的條件設定的范圍非常窄，難以進行精細的灰度顯示，此外，視場角窄。
夾著膽甾醇型液晶而對置的電極2是共用電極組和分段電極組，但這些共用電極組與分段電極組的距離最好為3.5μm～6μm。這是因為，在不到3.5μm的情況下，由于液晶層的厚度減少，由布拉格衍射導致的反射是不充分的，故平面狀態(tài)的反射率減小，對比度下降，如果超過6μm，則在焦圓錐狀態(tài)下顯示的白濁化變得顯著。
實施例2作為膽甾醇型液晶顯示元件10，使用混合了0.25g的美爾可社制向列液晶MDA-02-1174和0.75g的美爾可社制膽甾醇型液晶MDA-03-162的液晶，作成了圖8中示出的膽甾醇型液晶顯示元件。液晶層的厚度為4.5μm。圖8中的取向膜是垂直取向膜。此外，在與觀察面相反的面上進行了藍色的印刷。
對所得到的液晶顯示元件(共用電極數(shù)640，分段電極數(shù)480)設想實際的矩陣驅動，依次施加圖9中示出的電壓波形，測定了顯示像素的區(qū)域的視感反射率。圖9為了簡單起見示出了對4行×3列的液晶顯示元件的共用電極列和分段電極列施加的電壓波形。圖中，V0、V1、V2、V3、V4、V5分別表示了電壓波形的電壓值。
圖10示出對電極間施加的合成波形的一例。在平面復位期間中，對全部的共用電極施加共用復位信號，對全部的分段電極施加數(shù)據(jù)復位信號，對構成全部的像素的液晶施加由這些信號的差構成的復位信號，使全部像素復位為平面狀態(tài)。
在改寫期間中，進行下述的改寫工作將某個共用電極選作共用選擇電極，將其它的共用電極選作共用非選擇電極，對共用選擇電極施加共用選擇信號，同時對共用非選擇電極施加第1共用非選擇信號，與共用選擇信號同步地對分段電極施加第1數(shù)據(jù)信號，對構成共用選擇電極的像素的液晶施加由共用選擇信號與數(shù)據(jù)信號的差構成的選擇信號來選擇顯示狀態(tài)，此外，對構成共用非選擇電極上的像素的液晶施加由第1共用非選擇信號與第1數(shù)據(jù)信號的差構成的第1非選擇信號，其后，將下一個共用電極選作共用選擇電極，進行改寫工作，通過重復進行該改寫工作，改寫構成全部的像素的液晶的顯示狀態(tài)。
在全部像素非選擇期間中，對全部的共用電極施加第2共用非選擇信號，對全部的分段電極施加第2數(shù)據(jù)信號，對構成全部的像素的液晶施加由這些信號的差構成的第2非選擇信號，將全部像素維持為非選擇狀態(tài)。
在以上的驅動方法中，在圖10中示出的電壓波形中設定為以下的驅動條件。
平面復位條件35V，20m秒(50Hz)，1周期改寫條件施加的電壓波形的頻率為500Hz，640周期電壓的設定，焦圓錐用12V(相當于V2)平面用23V(相當于V0)非選擇波形，5.5V(相當于(V0-V2)/2)全部像素非選擇條件5.5V，100Hz，0～30周期(0～300m秒)可變改寫期間的第1非選擇信號的電壓與全部像素非選擇期間的第2非選擇信號的電壓相同，為5.5V。
在圖11、圖12中示出在改寫期間結束后施加了第2非選擇信號的時間與液晶顯示元件的第640條共用電極附近的像素的光學特性的關系。圖11示出視感反射率，圖12示出對比度。
如果改寫結束后的全部像素非選擇期間加長，則
·平面的反射率為19％，幾乎不變化。
·焦圓錐的反射率下降。飽和值為6.3％。
·作為結果，對比度提高了。
如果打算進行16灰度的顯示，如果假定在進行了一個灰度顯示時必須將顯示區(qū)域整體的反射率的離散抑制在(平面反射率-焦圓錐反射率)/(16-1)以內，則在該面板的情況下，為6.3+(19-6.3)/15＝7.1(％)，必須將焦圓錐的反射率抑制在小于等于7.1％。
在圖13中示出研究了施加圖10中示出的電壓波形后共用電極(COM No.)與焦圓錐反射率的關系的結果。圖中的時間(m秒)示出了在對最后的共用電極(COM640)施加了選擇信號后接著施加了的全部像素非選擇信號的施加時間(0m秒是比較例)。
根據(jù)圖13可知，通過在施加了選擇信號后施加約10m秒的全部像素非選擇信號，可使平面的反射率為小于等于7.1％。即，通過施加10m秒的全部像素非選擇信號，可以說在顯示區(qū)域的整個面上可得到均勻的灰度顯示。
在本實施例中，在考慮了在共用驅動器和分段驅動器中使用STN驅動器IC的實際的液晶顯示裝置的情況下，最好設置圖14中示出的電壓轉換開關20來轉換在復位期間和改寫期間施加的脈沖電壓的最大電壓。在圖14中，將平面復位一側的電壓設定為35V，將改寫一側的電壓設定為23V。在V0＝23V時，將電阻R1、R2、R3、R4、R5設定為使得V1＝17.5V、V2＝12V、V3＝11V、V4＝5.5V、V5＝0V。使用了STN驅動器IC的共用驅動器和分段驅動器都能輸出包含0V的4電平的電壓。在平面復位中，在共用一側也好、在分段一側也好，輸出只是V0和V5這2個電平。再有，利用圖7中示出的控制器16來控制電壓轉換開關20。
在本實施例中，改寫期間的第1非選擇信號的電壓與全部像素非選擇期間的第2非選擇信號的電壓相同，為5.5V，但設置全部像素非選擇期間，不會使其它的顯示特性惡化。如果有同樣的效果，則第2非選擇信號的電壓、頻率或其輸入的時序等都不受限制。
例如，對于電壓來說，第2非選擇信號的最大電壓大于0V，小于等于改寫期間的非選擇信號的最大電壓的2倍。這是因為，如果該電壓小于等于0V，則沒有將改寫結束的最后的共用電極周邊的焦圓錐狀態(tài)的像素的反射率維持得較小的效果，此外，如果超過改寫期間的非選擇信號的最大電壓的2倍，則被施加選擇信號而成為平面狀態(tài)的像素的反射率下降。在以這種方式使全部像素非選擇期間的第2非選擇信號的電壓成為與改寫期間的第1非選擇信號的電壓不同的值的情況下，最好在STN驅動器IC中設置圖15中示出的電壓轉換開關22。當然，通過設置圖15中示出的電壓轉換開關22，即使在平面復位的電壓設定中輸出第2非選擇信號也沒有關系。再有，利用圖7中示出的控制器16來控制電壓轉換開關22。
此外，在改寫期間與全部像素非選擇期間之間可設置0V區(qū)間，在全部像素非選擇期間結束后，即使設置第2、第3全部像素非選擇期間也沒有關系。
此外，在本實施例中，用35V、50Hz的電壓波形實施了平面復位，但如果顯示區(qū)域的整個面能復位為平面狀態(tài)，則電壓或頻率等的波形不受限制?？稍趶臀黄陂g中設置0V區(qū)間。
實施例3作為膽甾醇型液晶顯示元件10，使用在0.7g的大日本墨水化學工業(yè)社制向列液晶RPD-84202中混合了0.2g的美爾可社制手性試劑CB-15和0.1g的旭電化工業(yè)社制手性試劑CNL-617R得到的膽甾醇型液晶，作成圖8中示出的膽甾醇型液晶顯示元件。液晶層的厚度為4.5μm。圖8中的取向膜4是垂直取向膜。此外，在與觀察面相反的面上進行了黑色的印刷。
對共用電極數(shù)為640條、分段電極數(shù)為任意條的液晶顯示元件施加了具有圖16中示出的電壓波形的脈沖電壓，測定了顯示區(qū)域的視感反射率。驅動條件如下所述。
平面復位條件33V，10m秒(100Hz)，2周期改寫條件施加的電壓波形的頻率為500Hz(相當于共用選擇信號為2m秒的長度)非選擇波形為5.0V(相當于(V0-V2)/2)全部像素非選擇條件5.5V，100Hz，10周期(10m秒)再有，在圖16中，為了進行比較，也示出了沒有全部像素非選擇期間的電壓波形。
在圖17中示出與圖16的選擇期間相當?shù)拿}沖電壓和液晶顯示元件的第640條共用電極附近的像素的視感反射率。可知通過設置全部像素非選擇期間，平面狀態(tài)的像素的視感反射率中沒有變化，但焦圓錐狀態(tài)的像素的視感反射率(在特性曲線中谷的部分)在低的狀態(tài)下被維持。即，通過設置全部像素非選擇期間，可得到對比度良好的顯示。
實施例4對與實施例3相同的液晶顯示元件施加圖18中示出的脈沖電壓，測定了顯示區(qū)域的視感反射率。在圖19中示出結果。可知在改寫期間結束后，通過附加全部像素非選擇期間，在開始改寫的共用電極COM1周邊和改寫結束的共用電極COM640周邊，在視感反射率中幾乎沒有區(qū)別。即，在開始改寫操作的顯示像素區(qū)域和改寫操作結束時的顯示像素區(qū)域中，對于平面狀態(tài)和焦圓錐狀態(tài)的兩狀態(tài)來說，反射率幾乎相同，因而利用高速改寫得到了顯示特性為恒定、沒有顯示不勻的顯示。
在本實施例中，在考慮了使用STN驅動用驅動器IC的實際的液晶顯示裝置的情況下，最好在平面復位期間、改寫期間和全部像素非選擇期間之間設置圖15中示出的電壓轉換開關22。在圖15中，將平面復位期間的電壓定為33V、將改寫期間的電壓定為20～24V是合適的。全部像素非選擇期間的電壓定為改寫期間的電壓的1.1倍。在圖15中，上述改寫期間的電壓為V0，通過將電阻R1、R2、R3、R4、R5設定為使得V1＝V0-5(V)、V2＝V0-10(V)、V3＝10V、V4＝5V、V5＝0V，可用圖18中示出的電壓波形來驅動。
實施例5
對在實施例3中制作了的液晶顯示元件施加了圖20、圖21中示出的電壓波形，進行灰度顯示，測定了視感反射率。圖21是放大了圖20的選擇信號的圖，示出實現(xiàn)灰度1～灰度16的各選擇信號的波形。在圖21的波形中，通過改變期間p、q的比率，形成了平面取向(p＝1、q＝0)、焦圓錐取向(p＝0、q＝1)及其任意的中間狀態(tài)。
在本實施例中，考慮了16灰度精細顯示，對于將平面狀態(tài)的反射率、焦圓錐狀態(tài)的反射率進行了14分割的合計16種類的選擇信號，對于分別開始改寫操作的共用電極COM1附近的像素和成為改寫操作結束鄰近的共用電極COM640附近的像素測定了視感反射率。在表1中對于設置了和未設置本發(fā)明的全部像素非選擇期間的情況示出測定結果。
表1

如表1中所示，如果未設置全部像素非選擇期間，則特別是在灰度等級接近于焦圓錐狀態(tài)的一側(在透射模式中)，在共用電極COM1與共用電極COM640之間在視感反射率中產(chǎn)生顯著的區(qū)別，灰度顯示較大地紊亂，而在設置了全部像素非選擇期間的本發(fā)明的實施例中，在第1～第640的全部的共用電極中，灰度顯示的紊亂小于等于0.5％，幾乎沒有視感顯示的區(qū)別。
在平面狀態(tài)的像素的視感反射率的飽和值為18.8％、焦圓錐狀態(tài)的像素的視感反射率的飽和值為3.6％的情況下，如果打算進行16灰度顯示，則在進行了一個灰度顯示時，必須將顯示區(qū)域整體的視感反射率的離散抑制在(平面反射率-焦圓錐反射率)/(16-1)＝(18.8-3.6)/15≈1(％)以內。如表1中所示，通過設置全部像素非選擇期間，在各灰度中，共用電極COM1中的視感反射率與共用電極COM640中的視感反射率的差被抑制在1％以內，可知對于顯示像素整體來說，可實現(xiàn)均勻的灰度顯示。即，可知利用實施例可得到?jīng)]有顯示不勻的高灰度顯示。
權利要求
1.一種液晶顯示元件的驅動方法，在上述液晶顯示元件中，由在玻璃基板的表面上設置的共用電極組、在與上述玻璃基板對置地配置的另一方的玻璃基板的表面上且在與上述共用電極組的方向正交的方向上設置的分段電極組和夾在上述共用電極組和分段電極組之間的顯示出膽甾醇相的液晶以矩陣狀構成像素，在不對上述像素施加電壓時，利用液晶的記憶性來維持由平面狀態(tài)、焦圓錐狀態(tài)或它們的中間狀態(tài)構成的顯示狀態(tài)，對于上述液晶顯示元件，利用對上述共用電極和分段電極施加的電壓的差對上述像素施加電壓，其特征在于，包含下述步驟將全部像素復位為平面狀態(tài)的步驟；改寫全部像素的顯示狀態(tài)的步驟；以及將全部像素維持為非選擇狀態(tài)的步驟。
2.如權利要求1所述的液晶顯示元件的驅動方法，其特征在于在將全部像素復位為平面狀態(tài)的上述步驟中，對全部的共用電極施加共用復位信號，對全部的分段電極施加數(shù)據(jù)復位信號，對全部的像素施加由這些信號的差構成的復位信號，使全部像素成為平面狀態(tài)，在改寫全部像素的顯示狀態(tài)的上述步驟中，進行下述的改寫工作，即，將某個共用電極選作共用選擇電極，將其它的共用電極選作共用非選擇電極，對共用選擇電極施加共用選擇信號，同時對共用非選擇電極施加第1共用非選擇信號，與共用選擇信號同步地對分段電極施加第1數(shù)據(jù)信號，對共用選擇電極上的像素施加由共用選擇信號與第1數(shù)據(jù)信號的差構成的選擇信號來選擇顯示狀態(tài)，此外，對共用非選擇電極上的像素施加由第1共用非選擇信號與第1數(shù)據(jù)信號的差構成的第1非選擇信號，其后，將下一個共用電極選作共用選擇電極，進行上述的改寫工作，通過重復進行該改寫工作，改寫構成全部的像素的液晶的顯示狀態(tài)，在將全部像素維持為非選擇狀態(tài)的上述步驟中，對全部的共用電極施加第2共用非選擇信號，對全部的分段電極施加第2數(shù)據(jù)信號，對全部的像素施加由這些信號的差構成的第2非選擇信號，以將全部像素維持為非選擇狀態(tài)。
3.如權利要求2所述的液晶顯示元件的驅動方法，其特征在于將全部像素維持為上述非選擇狀態(tài)的期間為5～200m秒。
4.如權利要求3所述的液晶顯示元件的驅動方法，其特征在于上述第1非選擇信號與上述第2非選擇信號都是脈沖電壓，上述第2非選擇信號的最大電壓大于0V、小于等于上述第1非選擇信號的最大電壓的2倍。
5.如權利要求3所述的液晶顯示元件的驅動方法，其特征在于上述第1非選擇信號與上述第2非選擇信號都是脈沖電壓，上述第2非選擇信號的最小電壓小于0V、大于等于上述第1非選擇信號的最小電壓的2倍。
6.如權利要求3所述的液晶顯示元件的驅動方法，其特征在于上述第1非選擇信號與上述第2非選擇信號都是脈沖電壓，這些各非選擇信號的最大電壓相同、最小電壓也相同。
7.如權利要求3所述的液晶顯示元件的驅動方法，其特征在于上述第1非選擇信號與上述第2非選擇信號都是脈沖電壓，上述第2非選擇信號的頻率大于等于上述第1非選擇信號的頻率，小于等于5Hz。
8.如權利要求3所述的液晶顯示元件的驅動方法，其特征在于在改寫全部像素的顯示狀態(tài)的上述步驟中，上述選擇信號是脈沖電壓，該脈沖電壓的1個周期是0.5～5m秒。
9.如權利要求3所述的液晶顯示元件的驅動方法，其特征在于在將全部像素維持為平面狀態(tài)的上述步驟中，將上述復位信號定為大于等于30V的脈沖電壓，在改寫全部像素的顯示狀態(tài)的上述步驟中，將用于使像素成為焦圓錐狀態(tài)的上述選擇信號定為7～15V的脈沖電壓，或者將用于使像素成為平面狀態(tài)的上述選擇信號定為16～28V的脈沖電壓。
10.一種膽甾醇型液晶顯示裝置，具備液晶顯示元件，由在玻璃基板的表面上設置的共用電極組、在與上述玻璃基板對置地配置的另一方的玻璃基板的表面上且在與上述共用電極組的方向正交的方向上設置的分段電極組、和夾在上述共用電極組和分段電極組之間的顯示出膽甾醇相的液晶以矩陣狀構成像素，在不對上述像素施加電壓時，利用液晶的記憶性來維持由平面狀態(tài)、焦圓錐狀態(tài)或其中間狀態(tài)構成的顯示狀態(tài)；共用驅動器，對上述共用電極組輸出共用復位信號、共用選擇信號和共用非選擇信號；分段驅動器，對上述分段電極組輸出數(shù)據(jù)復位信號和數(shù)據(jù)信號；以及控制器，控制上述共用驅動器和分段驅動器，其特征在于上述控制器以使上述共用驅動器和分段驅動器利用在權利要求2～7中的任一項所述的驅動方法對上述液晶顯示元件的像素施加電壓的方式進行控制。
11.如權利要求10所述的膽甾醇型液晶顯示裝置，其特征在于上述共用驅動器輸出包含0V的4電平的電壓，上述分段驅動器輸出包含0V的4電平的電壓，從上述共用驅動器輸出的最大電壓與從上述分段驅動器輸出的最大電壓相同，還具備將上述各最大電壓轉換為至少2個電壓值的電壓轉換開關。
12.如權利要求11所述的膽甾醇型液晶顯示裝置，其特征在于上述控制器控制上述電壓轉換開關，以在將全部像素復位為平面狀態(tài)的上述步驟和改寫全部像素的元件狀態(tài)的上述步驟中轉換所施加的脈沖電壓的最大電壓。
13.如權利要求11所述的膽甾醇型液晶顯示裝置，其特征在于上述控制器控制上述電壓轉換開關，以在改寫全部像素的元件狀態(tài)的上述步驟和將全部像素維持為非選擇狀態(tài)的上述步驟中轉換脈沖電壓的最大電壓。
14.如權利要求10所述的膽甾醇型液晶顯示裝置，其特征在于在上述共用電極組和上述分段電極組上覆蓋形成有聚酰亞胺類的垂直取向膜。
15.如權利要求10所述的膽甾醇型液晶顯示裝置，其特征在于上述共用電極組與分段電極組之間的距離為3.5μm～6μm。
16.如權利要求10所述的膽甾醇型液晶顯示裝置，其特征在于構成上述像素的共用電極的數(shù)目為大于等于320條。
全文摘要
本發(fā)明提供即使加快改寫速度也不產(chǎn)生顯示不勻的液晶顯示元件的驅動方法。上述驅動方法包含下述步驟對構成全部的像素的液晶施加復位信號使全部像素成為平面狀態(tài)的步驟；通過重復進行對構成共用選擇電極上的像素的液晶施加選擇信號來選擇顯示狀態(tài)、此外對構成共用非選擇電極上的像素的液晶施加非選擇信號的改寫工作來改寫構成全部的像素的液晶的顯示狀態(tài)的步驟；以及對構成全部的像素的液晶施加非選擇信號將全部像素維持為非選擇狀態(tài)的步驟。
文檔編號G09G3/36GK1667462SQ2005100545
公開日2005年9月14日 申請日期2005年3月11日 優(yōu)先權日2004年3月11日
發(fā)明者北岡正樹, 鴫原秀勝, 芳賀重光 申請人:那納須株式會社