JPS6385525A - 強誘電性液晶カラ−電気光学装置 - Google Patents

強誘電性液晶カラ−電気光学装置

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JPS6385525A
JPS6385525A JP61230743A JP23074386A JPS6385525A JP S6385525 A JPS6385525 A JP S6385525A JP 61230743 A JP61230743 A JP 61230743A JP 23074386 A JP23074386 A JP 23074386A JP S6385525 A JPS6385525 A JP S6385525A
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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〕 本発明は強誘電性液晶カラー電気光学装置に関する。特
に強誘電性液晶を用いてt才時加法混色によるカラーデ
ィスプレイを提供する強誘電性液晶カラー電気光学装置
の駆動方法に関するものである。
〔発明の概要〕
本発明は、強誘電性液晶素子の背面に設置された互いに
異なる色の光を発する光源から、前記強誘電性液晶素子
に継時的に異なる色の光を照射することにより加法混色
を生ぜしめる強誘電性液晶カラー電気光学装置において
、前記背面に設置された光源の点灯及び消灯のタイミン
グを、前記強誘電性液晶素子の画面書き換え時の走査信
号に同期させることによって、輝度むらのない色再現性
の良いカラー表示を得ることができるとし・うちのであ
る。
〔従来の技術〕
従来から液晶セルをンヤノタとして用いて、その背後に
発光素子(例えばLED、CI?!T等)を設πして継
時加法混合の現象により、カラー表示を実現する発表は
なされている。例えばEurodis−play ’8
4において発表されたFhilip Bos、Thom
asBuzak+ Rolf Vatne らの7−9
r4八Full−colorField−5equen
tial Co1or DisplayJ (1984
/9/1B−20)やSrD ’85で発表された1l
asebe 、 Kobayash iらの「が先行文
献としてあげられる。」しかし、同方式を、強誘電性液
晶表示素子に応用した場合の具体的な駆動方法について
の開示された発明はない。
そこで、まず従来の強誘電性液晶の駆動方法を説明する
。強誘電性液晶例えばカイラルスメクチ7り液晶(以下
Smc”という)分子の双安定状態を相互に電気的に切
換えて(以下スイッチングという)駆動する強誘電性液
晶セル(以下単に液晶セルという)及びその駆動回路は
特開昭61−94026に開示されている。
第2図に従来の液晶セルの斜視図を示す。i−1は対向
配置している一対の基板である。2−2は基板内平面に
設けられた一軸性又はランダム水平配向膜である。3は
配向膜2−2によって挟まれたSmc’″薄膜である。
  5fflc”は本来ラセン層構造を有するが配向膜
で挟んだ薄膜にすると図に示すように液晶分子は層をな
して水平配向する。
しかしながら、Smc″薄膜3を上部からみると分子軸
が層の法線4に対してθ傾いている。この位置は2通り
あり第1の安定状態5と第2の安定状B6である。とこ
ろでSmc”分子は分子軸に直交する向きに自発分極7
を有する。自発分極7の方向は基板1に垂直でありかつ
、双安定状態間で逆極性となっている。従って所定の極
性のパルスを印加することにより安定状態を相互にスイ
ッチングすることができる。8−8は互いに直交する偏
光軸を有する一対の偏光板であって、複屈折により液晶
分子の第1の安定状態と第2の安定状態を光通過及び光
遮断として識別する光学変換部材である。9及び10は
対向配置された電極であり、Smc“に対してパルスを
印加する。
第3図に電極構成を示す。9は走査電極であり、10は
信号電極である0両電極でm行n列のマトリクスを構成
し周知の時分割駆動が行われる。
第4図は第3図に示すマトリクス画素の一つに印加され
る駆動波形の例である。まず最初の選択期間中闇値以上
の波高値Vop及びパルス幅Tを有する交流パルスを−
サイクル加える。全前半パルスP、の極性が液晶分子を
第1の安定状態から第2の安定状態にスイッチングする
方向にあると仮定すると、後半パルスP2の極性は逆方
向のスイッチング(第2の安定状態から第1の安定状態
へ)を行う。結果的にはP1パルスのスイッチングは保
持されずP2パルスによるスイッチングが常に有効とな
る。次に非選択期間中は闇値以下の波高値を有する交流
パルスが印加され先に得られた第1の安定状態が保存さ
れる。以下ここまでの期間を第1フレームと呼ぶ。
次にP、、P、パルスを含む第2フレームでは、P、、
P、パルスの波高値は闇値以下であり、かつ第1フレー
ムに比1校して位相が反転している。従って、第1フレ
ームでP2パルスによって書き込まれた第1の安定状態
は保持される。
以上が第1の安定状態に書き込みたい画素に印加される
べき波形であるが、第2の安定状態に書き込みたい画素
については、P l+ P zパルスの波高値を闇値以
下に、一方P )、 P aパルスの波高値を闇値以上
にすれば良い。すなわち第1の安定状態にすべき画素は
第1フレームで、第2の安定状態にすべき画素は第2フ
レームで書き込むという駆動方式のため2フレ一ム分走
査することによって1画面が形成される。従って両者の
間には時間的なずれが生し、2フレーム走査した後では
、第1の安定状態の方が第2の安定状態より1フレーム
の時間分だけ長(表示されていることになる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
今、背面に配置せられた平面発光素子の異なった色の1
つが第5図に示されたように前記2フレームの間だけ発
光するとし、かつ第1の安定状態を光遮断状態(以下黒
と呼ぶ。)第2の安定状態を光i3過状態(以下白と呼
ぶ。)とする。ここで第3図のm行n列のマトリクス配
置されたセルの最上級(すなわち1行目)と最下段くす
なわちm行目)の画素を考える。いずれも以前の状態が
黒でこの2フレームの間に白に反転すべき画素だとすれ
ば、第1フレームでは黒が保持されており、第2フレー
ムで白に反転することになるが、第2フレームの終了ま
でに最上段の画素が白になっている時間は(2m−1)
Tであり、一方、最下段の画素はTである。ちなみにS
mc”のTは200〜300μSecでありこの程度の
時間では、透過してくる発光色を認識することができず
、最下段の画素では、所望のカラー表示が得られないと
いう問題点がある。
そこで、第6図のように各色の発光時間を第5図に比較
して1フレ一ム分だけ遅らせた方式を発明した。これに
よって最下段の画素でも最低2mT時間は光を透過させ
ることができた。
しかし、さらにカラー表示の品位をあげようとすると次
の事が問題となってきた。今、最上段の画素が第2フレ
ームで白に書き込まれたとすると、このフレームが終了
する(2m−1)Tの間は光が透過する。そしてさらに
前記最上段の画素が次の2フレームでも白に書き込まれ
るものだとすると、そのうちの第1フレームでは白の状
態が保持されているために、この期間でも同一の色の光
が透過してきて、合計(2m−1)T+2mT−(4m
−1)Tの時間だけ、光が透過してくる。
一方、最下段では、前記したように最低で2mTの時間
しかi3過してこないために、最上段と最下段ではおよ
そ2倍程度の光量差が生してしまう。
これは、微妙な程度むらや、色相の変化を引き起こし、
高品位のカラー表示を得ることができない。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、従来の技術の問題点を解決することを目的と
し、平面発光素子の点灯及び消灯のタイミングを、前記
強誘電性液晶素子の画面書き換え時の走査信号に同期さ
せることによって、最上段と最下段の画素の光量差を小
さくするものである。
〔実施例〕
第7図に平面発光素子の平面図を示す。光拡散板11が
前面に貼られた厘体12内に赤、青、緑の発光ダイオー
ド13,14.15 C以下LEDと呼ぶ)のチップ1
組となって分散して設置されている。
LEDが発光すると前記光拡散板によって光が拡散され
、平面全体が均一の色となって、光を照射する仕組みに
なっている。従って、強誘電性液晶素子の1画素毎にL
EDを設置する必要はなく、むしろ拡散板の性能によっ
て均一発光になるようにLEDの設置数が決められる。
例えば、第3図のようなm行×n列の強誘電性液晶マト
リクスセルにおいて、1個のLEDがr行×r列の面積
を均一に発光させることができるとすると、赤、青。
緑のLEDが各mXn+r2個だけ設置されるわけであ
る。金策7図において最上段のLEDから最下段のL 
E Dまでをa群、b群、C群−=と呼ぶ。
従って、m行のマトリクス画素のうち、最上段からr行
だけの画素はa群のLEDによって照射され、次のr行
の画素は、b群のL E Dによって照射されるわけで
あり、以下同様である。
今、第1図のようなタイミングで各群のLEDを点灯も
しくは消灯する。(但し図ではa、b。
Cの3群のみを図示している。)即ち、第2フレームか
ら次のフレームに渡って単色のLEDを点灯する方式は
第6図と同様であるが、第1図においては、さらにa群
、b群、C群−−−一−−と順次に点灯及び消灯をさせ
る。すなわち、第2フレームの開始と同時にa群のLE
Dのみを点灯させる。その後液晶素子の走査電極lOの
走査がr行だけ進んだ後、b群のLEDも点灯させる。
さらに走査が次の1r行だけ進んだ後にC群のLEDも
点灯させる。以下同様にして最下段のLEDまで点灯さ
せる。さて、第2フレームの走査が終了し走査が再び最
上段の画素に戻る直前で前記a群のLEDを消灯させる
。そして最上段からr行走査した直後にb群のLEDを
消灯させ、さらにr行の走査が終了した時点でC群のL
EDを消灯させる。以下同様に最下段からr行手11」
の走査が終了した時点で最下段の群のLEDを消灯させ
る。
この方式によれば、L E Dの点灯している時間は、
どの群も2mTの時間であり、しかもこの時間は画像情
報が書き込まれてそれを保持している時間にほぼ等しい
。例えば、期間への第2フレームで最上段の画素が白に
書き込まれたとする。この状態は(2m−1)Tの時間
保持される。走査が次のフレームにはいる期間Bでは、
最上段に青の画像情報が書き込まれてしまうが、この時
にはa群のLEDは消灯している。−力量下段の画素に
ついては、第2フレームの最終走査で赤の画像情報が書
き込まれるので、それまでは、赤色LEDを点灯してい
る必要はなく、反対に次のフレームでは、最下段の走査
が行われない以前には、赤色画面情報が保持されている
わけで、この保持期間はやはり(2m−1)Tである。
しかし、画像保持期間は全て(2m−1)Tであるが、
光の透過時間は、各群のLEDが照射する走査電極行数
rのうちの最上段と最下段では異なることにン主意しな
ければならない、すなわち、例えばa群の照射する走査
行数rのうちの最上段と最下段についてi!過待時間計
算すると最上段では(2m−1)Tであり、最下段では
[2(m−r)+11 Tである。rを大きくすると、
両者の光量には差が出てきてしまい輝度むらの原因にな
るが、rを適当な値に選んでやれば実際上、見た目に輝
度むらは感じられない。
〔発明の効果〕 以上述べたように本発明によれば、各色光の強誘電性液
晶素子を透過する光量を、はぼ一定にすることができる
ため、輝度や色相のむらのないカラー表示を得ることが
できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のSmc”の駆動タイミングと平面発光
素子の発光タイミングとを継時的に表した図、第2図は
従来の液晶セルの斜視図、第3図は従来の液晶セルの電
極配置図、第4図は従来の液晶セルの駆動波形図、第5
図は従来の5IIIC″の駆動タイミングと平面発光素
子の発光タイミングとを継時的に表した図、第6図は従
来の方式を改良したSmc”の駆動タイミングと平面発
光素子の発光タイミングとを継時的に表した図、第7図
は平面発光素子の構造を表した一部断面斜視図である。 11・・・光拡散板   12 ・・・国体13・・・
赤色LEDチップ 14・・・青色LEDチップ 15・・・緑色LEDチップ 以上 従来の液に’伍ルー余十乎克図 第 2 ■ ルら友のメ場晶セノしのQ不臥ρこ1図第3図 今芝未f15裔11−七乙IしΦ42重力、已安”汀う
第4図 ]ン 干l老九を壬の−q−咋釦糾投図 第7図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 2枚の透明部材により挟持された強誘電性液晶薄膜から
    なる強誘電性液晶素子と、この表示画面に互いに異なる
    色の光を継時的に照射することができる複数の光源より
    なる平面光源とを具備した強誘電性液晶カラー電気光学
    装置において、前記強誘電性液晶素子に印加される走査
    信号によって選択状態にある画素を照射する単一もしく
    は複数の光源を、前記選択状態において点灯または消灯
    することを特徴とした強誘電性液晶カラー電気光学装置
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