JP3598354B2

JP3598354B2 - Color liquid crystal display device and driving method of color liquid crystal display element

Info

Publication number: JP3598354B2
Application number: JP35387696A
Authority: JP
Inventors: 利晴西野
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 1996-12-19
Filing date: 1996-12-19
Publication date: 2004-12-08
Anticipated expiration: 2016-12-19
Also published as: JPH10186316A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラー液晶表示装置及びカラー液晶表示素子の駆動方法に係り、特に、液晶の複屈折性を利用してカラー表示を行うカラー液晶表示装置及びカラー液晶表示素子の駆動方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
カラー液晶表示装置の液晶表示パネルは、ガラス基板等で構成された液晶セルの上下面を一対の偏光板で挟んで、一方の偏光板の外側にバックライトを配置した透過型のものが一般的である。この場合、液晶セルの各画素に相当する位置には、ＲＧＢのカラーフィルタが配置されており、各画素の液晶層を選択的に光透過状態とすることにより、カラー表示を行っている。
【０００３】
しかし、カラーフィルタは、一般に光透過率が小さいため、カラーフィルタを用いたカラー液晶表示装置では、表示が暗くなる傾向がある。このため、高輝度の光源が必要となり、消費電力がアップするという問題があった。
【０００４】
一方、カラーフィルタを使って反射型カラー液晶表示装置を構成すると、非常に表示が暗くなる。このため、反射型の液晶表示装置においても、カラーフィルタを用いてカラー表示を行うのは困難であるという問題があった。
【０００５】
上記の問題を解決するために、特願平６−３３３５９０には、液晶の複屈折性を用いてカラーフィルタを用いることなく明るいカラー表示が行えるカラー液晶表示装置とその駆動方法が開示している。
【０００６】
特願平６−３３３５９０に開示された第１の駆動方法では、複数の走査電極を順次走査しながら表示信号を供給する単純マトリクス駆動により液晶を駆動している。しかし、この駆動方法では、いわゆるフレーム応答が発生して、表示がちらつく等の問題が発生する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、特願平６−３３３５９０は、複数の走査電極を同時に矩形波の選択信号を印加することにより、フレーム応答を除去すると共に適切なカラー画像表示を行う第２の駆動方法を開示している。
【０００８】
しかし、この第２の駆動方法によると、各走査電極及び各信号電極に矩形波を印加する。このため、各画素に急峻に電圧が変化する信号が印加され、各電極に瞬間電流が流れる。この瞬間電流が液晶表示装置の効率的な動作を妨げるという問題がある。
【０００９】
この発明は上記実状に鑑みてなされたもので、フレーム応答を抑え、かつ、瞬間電流の発生を抑えることができるカラー液晶表示装置及びカラー液晶表示素子の駆動方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【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の観点に係るカラー液晶表示装置は、
所定の間隔を隔てて対向配置された一対の透明基板と、
前記一対の透明基板の内の一方の基板の対向面に所定方向に配列して形成した複数の走査電極と、
他方の前記透明基板の対向面に前記複数の走査電極に対向させて所定方向に配列して形成された複数の信号電極と、
前記一対の透明基板間に液晶を封入して形成した液晶層と、
前記一対の透明基板の少なくとも一方の透明基板の外面側に配置された偏光板とを備え、
前記液晶層を透過する光を前記液晶の複屈折作用で楕円偏光させ、前記液晶層に印加する液晶駆動電圧を変えて前記液晶層のリタデーションを変化させ、楕円偏光の偏光状態を変化させて透過光の色を変化させるカラー液晶表示装置であって、
前記複数の走査電極に、それぞれ周期が異なるサイン波形の走査信号を同時に印加する走査電極駆動手段と、
各前記信号電極に、各画素の表示色に対応する表示データと前記複数の走査信号に基づいて、前記複数の走査信号の線形結合により求められるデータ信号を印加する信号電極駆動手段と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
また、前記走査電極駆動手段は、例えば、数式２に示すような、正規直交関数の関係にある前記走査信号を前記走査電極に印加する。
【００１２】
さらに、前記信号電極駆動手段は、例えば、数式３に従って、各前記走査信号と仮想上の走査信号とを、各画素の表示色と全表示色数とに基づいて定めた結合係数に従って線形結合することにより得られた前記データ信号を各前記信号電極に印加する。
【００１３】
上記の構成によれば、複数の走査電極にサイン波形を示す走査信号を印加し、信号電極に表示色に対応する信号、例えば、走査信号を線形結合した信号を印加している。このため、各画素に、サイン波形の線形結合による合成波の液晶の駆動電圧が印加され、駆動電圧の時間変化が緩やかとなる。
従って、矩形波の駆動電圧を印加したときのように駆動電圧の時間変化が急峻な場合、瞬間電流が流れたが、サイン波形の合成波では、瞬間電流が生じることはない。これにより、液晶の効率的な動作を妨げる瞬間電流が流れないカラー液晶表示装置が得られる。
【００１４】
また、この発明の第２の観点に係るカラー液晶表示素子の駆動方法は、
所定の間隔を隔てて対向配置された一対の透明基板と、
該一対の透明基板の内の一方の基板の対向面に所定方向に配列して形成した複数の走査電極と、
他方の前記透明基板の対向面に前記複数の走査電極に対向させて所定方向に配列して形成された複数の信号電極と、
前記一対の透明基板間に液晶を封入して形成した液晶層と、
前記一対の透明基板の少なくとも一方の透明基板の外面側に配置された偏光板と、
を備え、前記液晶層を透過する光を前記液晶の複屈折作用で楕円偏光させ、前記液晶層に印加する液晶駆動電圧を変えて前記液晶層のリタデーションを変化させ、楕円偏光の偏光状態を変化させて透過光の色を変化させるカラー液晶表示素子の駆動方法であって、
前記複数の走査電極にそれぞれ周期が異なるサイン波形の走査信号を同時に印加し、且つ、前記信号電極に選択された前記走査電極上の各画素の表示色に対応する表示データと前記複数の走査信号とに基づいて、前記複数の走査信号の線形結合により求められるデータ信号を印加することを特徴とする。
【００１５】
前記走査信号は、例えば、正規直交関数の関係にある信号から構成されている。
【００１６】
前記データ信号は、例えば、数式３に示すように、前記走査信号と仮想の走査信号と各画素の表示色とに対応する信号から構成される。
【００１７】
また、前記データ信号は、各前記走査信号と仮想上の走査信号とを表示色と全表示色数とに基づいて定めた係数に従って線形結合することにより得られた信号である。
【００１８】
上記の構成によれば、複数の走査電極にサイン波形を示す走査信号を印加している。このため、各画素に、サイン波形の線形結合による合成波の液晶の駆動電圧が印加され、駆動電圧の時間変化が緩やかとなる。
【００１９】
矩形波の駆動電圧を印加したときのように駆動電圧の時間変化が急峻な場合、瞬間電流が流れたが、サイン波形の合成波では、瞬間電流が生じることはない。これにより、液晶の効率的な動作を妨げる瞬間電流が流れないカラー液晶表示装置が得られる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本実施の形態を図１から図３に基づいて説明する。
【００２１】
まず、本実施の形態に係るカラー液晶表示素子の構成を説明する。
図１は、カラー液晶表示装置の液晶表示パネル１１の構成を示す断面図である。
【００２２】
図１において、液晶表示パネル１１の液晶セル１２は、上側ガラス基板１３と下側ガラス基板１４とが液晶層を封入する微細間隔（数μｍ間隔）を隔てて対向配置されて構成されている。ガラス基板１３、１４の各対向面側には、ＩＴＯなどの透明導電材料からなる複数の走査電極１５と複数の信号電極１６とが交差した状態でそれぞれ配設されている。
【００２３】
配向膜１７、１８は、液晶セル１２の各ガラス基板１３、１４の内側表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ためのものである。例えば、配向膜１７、１８は、その表面を布で擦るラビング法等の配向処理を施すことにより、その配向処理方向に近接する液晶分子の長軸方向を沿わせる。
【００２４】
シール材１９は、上下のガラス基板１３、１４の間の周囲に配され、ガラス基板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ものである。
【００２５】
液晶層２０は、その液晶分子２０ａが一方のガラス基板１３から他方のガラス基板１４に向けて１８０゜から２７０゜の角度でねじれるように並んだ状態となっている。即ち、本実施の形態における液晶セル１２は、超ねじれネマティック（ＳＴＮ）型液晶セルである。
【００２６】
位相差板２１は、上側偏光板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に隣接する上側偏光板２２の透過軸（２２ａ）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。
【００２７】
上側偏光板２２と下側偏光板２３は、液晶表示パネル１１に入射する入射光のうち吸収軸方向の偏光成分を遮断し、それと直交する偏光成分を透過させるものである。
【００２８】
反射板２４は、下側偏光板２３の下面に設けられ、上側偏光板２２から入射し、液晶セル１２と下側偏光板２３を透過してくる光を液晶セル１２側に反射するものである。
【００２９】
図２は、上記液晶セル１２における配向処理方向と上記位相差板２１の光学軸と上記偏光板２２、２３の透過軸の組合せの一例を、各構成要素毎の平面図で模式的に示した図である。
【００３０】
図２（ａ）及び（ｄ）における両矢印付直線２２ａ、２３ａは、それぞれ上側偏光板２２及び下側偏光板２３の透過軸であり、図２（ｂ）の直線２１ａは位相差板２１の光学軸である。
【００３１】
図２（ｃ）における片矢印付直線２０ｂ，２０ｃは、それぞれ液晶セル１２における上側配向膜１７及び下側配向膜１８に施された配向処理方向である。
【００３２】
なお、図２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。
【００３３】
図２（ｃ）に示すように、液晶セル１２の配向処理方向２０ｂ，２０ｃは、基準線Ｓに対して互いに逆方向に所定角度θ_３ずつ傾いた方向に設定されており、これにより液晶分子２０ａの配向状態は、下側ガラス基板１４から上側ガラス基板１３に向かって矢印θ_４で示す角度と方向にツイストした配向状態となる。
【００３４】
また、図２（ｂ）に示す位相差板２１の光学軸２１ａは、ここでは遅相軸であり、基準線Ｓに対して所定の傾き角θ_２で斜めに交差している。
【００３５】
さらに、図２（ａ）及び（ｄ）に示すように、この実施の形態においては、上下一対の偏光板２２，２３の透過軸２２ａ，２３ａは、基準線Ｓに対してそれぞれθ_１、θ_５だけ斜めに傾いている。
【００３６】
以上の構成の液晶表示パネル１１を有するカラー液晶表示装置は、位相差板２１の偏光作用と液晶セル１２の偏光作用とにより、液晶表示パネル１１に入射し、反射板２４で反射されて液晶表示パネル１１の外に出射する光を着色するものである。その際、液晶セル１２の液晶駆動方法としては、液晶駆動信号を変調することにより、各画素に印加する実効電圧を制御して所望の色を表示させるものである。
【００３７】
次に、上記カラー液晶表示装置の着色原理について説明する。
図１の液晶表示パネル１１の上方から入射する光は、上側偏光板２２を透過することにより直線偏光となり、さらに位相差板２１を透過する過程で、位相差板２１の光学軸２１ａの位置等の光学的配置条件とリタデーション値に応じた偏光作用を受けて楕円偏光となる。その楕円偏光は、液晶セル１２を通る過程で、さらに液晶セル１２の光学的配置条件とリタデーション値に応じた偏光作用を受けて、その偏光状態が変化する。
【００３８】
そして、位相差板２１及び液晶セル１２による偏光作用を受けた楕円偏光が下側偏光板２３に入射すると、その楕円偏光のうち、下側偏光板２３の透過軸２３ａに一致する偏光成分の波長光だけが下側偏光板２３を透過する。それ故、下側偏光板２３から出射する光（直線偏光）は、着色された状態となる。その色相は、主に位相差板２１のリタデーション値と液晶セル１２のリタデーション値とによって決まる。
【００３９】
さらに、下側偏光板２３を通った光は、反射板２４で反射されて、上述した光経路と逆の経路で液晶表示パネル１１の上面側に出射するため、この出射光の色による表示が得られる。
【００４０】
なお、位相差板２１のリタデーションは、位相差板２１の屈折率異方性Δｎと板厚ｄとの積Δｎ・ｄによって定まる。また液晶セル１２のリタデーションは、液晶分子２０ａの配向状態によって定まる。従って、液晶セル１２に印加する電圧値を変えて液晶分子２０ａの配向状態を変化させることにより、液晶セル１２のリタデーションを変化させ、液晶セル１２における偏光作用を変化させることができる。
【００４１】
具体的には、液晶セル１２に電圧を印加していない時には、液晶表示パネル１１に入射した光は、位相差板２１の偏光作用と、液晶分子２０ａの初期のツイスト角θ_４に応じた偏光作用とを受け、それに応じた楕円偏光となる。そして、下側偏光板２３を透過し、反射板２４で反射され、逆の経路を経て液晶表示パネル１１の上面側に出射する際の出射光の色は、上記位相差板２１及び初期のツイスト角θ_４で配向されてなる液晶層２０の両者のリタデーションに応じた色となる。
【００４２】
また、液晶セル１２の透明電極１５，１６間に電圧を印加し、その実効電圧値を少しずつ上げてゆくと液晶分子２０ａが初期のツイスト状態から徐々に立ち上がる。その立ち上がった配向状態に応じて液晶セル１２のリタデーションが変化し、液晶表示パネル１１に入射した光は、位相差板２１の偏光作用と、液晶セル１２の変化したリタデーションに応じた偏光作用とを受け、それに応じた楕円偏光となる。そのため、その時の表示色は、上述した液晶セル１２に電圧を印加していない時の色とは異なる。
【００４３】
さらに、液晶セル１２に、液晶分子２０ａがほぼ垂直に立ち上り配向する大きさの電圧を印加した時には、液晶セル１２のリタデーションもほぼ“０”となる。よって、液晶セル１２による偏光作用がほぼなくなり、液晶表示パネル１１に入射した光は、位相差板２１の偏光作用のみによる楕円偏光となる。そして、その楕円偏光は、下側偏光板２３、反射板２４及びその逆の経路を経て、液晶表示パネル１１から出射し、位相差板２１のリタデーションに応じた色に着色される。上述した各角度θ_１、θ_２、θ_３、θ_４、θ_５については、例えば、θ_１は５゜、θ_２は１４０゜、θ_３は３５゜、θ_４は２５０゜、θ_５は８０°程度が好適である。また、位相差板２１のリタデーションは４３０ｎｍ程度で、液晶セル１２のΔｎは０．１３で、液晶層厚ｄは６．８μｍであって、その時のΔｎ・ｄが８８４ｎｍ程度が好ましい。その場合に、上記構成の液晶表示パネル１１においては、液晶セル１２に所定の実効駆動電圧値（以下、＊Ｖｋで表す）を印加することにより、赤色、緑色、青色のカラー表示が得られる。
【００４４】
図３は、本実施の形態のカラー液晶表示装置３１の構成を示すブロック図である。
図３に示すように、カラー液晶表示装置３１は、液晶表示パネル１１、走査側駆動回路３３、信号側駆動回路３４、コントローラ３５、駆動電圧発生回路３７から構成されている。
【００４５】
液晶表示パネル１１は、図１及び図２を参照して説明した構成を有する。
【００４６】
走査側駆動回路３３は、コントローラ３５から供給されるタイミング信号に従って、駆動電圧発生回路３７から供給される電圧を用いて、予め定められた波形の走査信号を走査電極１５に供給するドライバである。
【００４７】
信号側駆動回路３４は、例えば、１ライン又は１フレーム分の表示データを記憶するメモリを備え、コントローラ３５から供給されるタイミング信号に従って、各画素の表示色（階調）と走査信号により定まる信号電圧を生成して各信号電極１６に供給するドライバである。
【００４８】
コントローラ３５は、液晶表示パネル１１を表示制御する場合の全体のタイミングをコントロールするものである。例えば、コントローラ３５に入力される表示データから、垂直同期信号φＶと水平同期信号φＨとを取り出し、これに同期させて走査側駆動回路３３及び信号側駆動回路３４を駆動するタイミング信号（フレームクロック、ラインクロック、ドットクロック）を供給している。また、コントローラ３５は、液晶を駆動させる種々の駆動電圧を発生させる駆動電圧発生回路３７に対して制御信号を出力する。
【００４９】
駆動電圧発生回路３７は、コントローラ３５からの制御信号に基づいて、種々の駆動電圧を信号側駆動回路３４及び走査側駆動回路３３に供給するものである。
【００５０】
次に、上記の構成のカラー液晶表示装置の動作について説明する。
ここでは、走査電極１５の本数をＮとし、フレーム周期をＴ_ｆとする。
走査側駆動回路３３は、コントローラ３５から供給されるタイミング信号に従って、駆動電圧発生回路３７から供給される電圧を用いて、数式１に示す走査信号Ｃ_ｉ（ｔ）を生成してｉ番目（ｉ行）の走査電極１５に印加する。
【００５１】
【数１】

【００５２】
走査信号Ｃ_ｉ（ｔ）は、数式２に示す条件を満足する。数式２から明らかなように、走査信号Ｃ_ｉ（ｔ）は自己の内積がオペレーション電圧Ｖｏ、他との内積が０となる関数であり、正規直交関数である。走査信号Ｃ_ｉ（ｔ）は、数式１により三角関数によって示されているので、走査電極にサイン波形の信号が印加される。
なお、実際には印加することのないＮ＋１番目の仮想走査信号Ｃ_Ｎ＋１（ｔ）も考える。
【００５３】
【数２】

【００５４】
一方、信号側駆動回路３４は、内部メモリに格納された１ライン分の表示データ（表示色）と走査信号Ｃ_１（ｔ）〜Ｃ_Ｎ＋１（ｔ）とに基づいて、ｐ番目（ｐ列）の信号電極１６に印加するデータ信号Ｓｐ（ｔ）を、数式３に示すように走査信号Ｃ_１（ｔ）〜Ｃ_Ｎ＋１（ｔ）の線形結合により求める。さらに、信号側駆動回路３４は、求めたデータ信号Ｓｐ（ｔ）に対応する信号を駆動電圧生成回路３７からの電圧により生成し、ｐ番目（ｐ列）の信号電極１６に印加する。
【００５５】
【数３】

【００５６】
ここで、Ｍは全階調数（０、１、２、・・・・・・、Ｍ−１階調）、Ｋ_ｉｐはｉ行ｐ列の画素（ｉ番目の走査電極とｐ番目の信号電極の交点の画素）の階調を意味する。
【００５７】
走査側駆動回路３３と信号側駆動回路３４がこれらの信号を走査電極１５及び信号電極１６に印加することにより、ｉ行ｐ列の画素の液晶には、走査信号Ｃ_ｉ（ｔ）とデータ信号Ｓ_ｐ（ｔ）の差分｛Ｃ_ｉ（ｔ）−Ｓ_ｐ（ｔ）｝が印加される。
各画素の印加電圧の実効値Ｖ_ｉｐは数式４で示される。
【００５８】
【数４】

【００５９】
この実効電圧Ｖ_ｉｐが液晶表示素子の特性上表示したい各色を表示する電圧となるように変数Ｍ、Ｎ、Ｖｏを選択すれば、複数の走査電極１５を同時に選択して任意の色を液晶層２０の複屈折効果を用いて表示することができる。
【００６０】
次に、図１及び図２に示した構成の液晶表示パネル１１を駆動する場合を例に上記駆動方法を具体的に説明する。
図１及び図２に示す構成の液晶表示パネル１１は印加電圧の実効値が１．９８Ｖ以下で「赤」を表示し、２．１０Ｖ〜２．１８Ｖで「緑」を表示し、２．３０Ｖ以上で「青」を表示する。
これらの３つの表示色を用いて表示を行う場合には、上記の変数（階調数又は色数）Ｍは３となり、ｋ_ｉｐ＝０の時の電圧が１．９８Ｖ以下、ｋ_ｉｐ＝１の時の電圧が２．１０Ｖ〜２．１８Ｖ、ｋ_ｉｐ＝２の時の電圧が２．３０Ｖ以上となるように、電圧Ｖｏと走査電極数Ｎを選択する。
【００６１】
このようにして電圧Ｖｏ及び走査電極数Ｎを選定し、上述の信号Ｃ_ｉ（ｔ）とＳ_ｐ（ｔ）を走査電極１５と信号電極１６とに印加することにより、任意のカラー画像を表示できる。
【００６２】
具体的に走査電極１５の数を４と仮定すると、例えば、Ｖｏ＝１．５Ｖの時に、赤表示（ｋ_ｉｐ＝０）の時の電圧が１．５Ｖ、緑表示（ｋ_ｉｐ＝１）の時の電圧が２．１２Ｖ、青表示（ｋ_ｉｐ＝２）の時の電圧が２．６０Ｖとなり、所望の色を表示できる。
【００６３】
数式２に示す関係を充足する走査信号Ｃ_１〜Ｃ_４及び仮想走査信号Ｃ_５をそれぞれ図４に示す。
さらに、第１列（ｐ＝０）の第１〜第４行の画素に青、緑、緑、赤（ｋ_１１＝２、ｋ_２１＝ｋ_３１＝１、ｋ_４１＝０）をそれぞれ表示する場合を考える。この場合、数式３の結合係数ａ_１１〜ａ_５１は次のようになる。
ａ_１１＝−１／２、ａ_２１＝０、ａ_３１＝０、ａ_４１＝１／２、
ａ_５１＝１／√２＝０．７０７
これらの値を数式３に代入して求めると、第１列の信号電極１６に印加する階調信号Ｓ_１は図４に示す波形となる。
【００６４】
このような走査信号Ｃ_１〜Ｃ_４及びデータ信号Ｓ_１を対応する走査電極１５及び信号電極１６に印加した場合、第１列第１行の画素の液晶には、図５に示す電圧波形｛Ｃ_１−Ｓ_１｝が印加され、その実効値は２．６０Ｖとなり、青が表示される。同様に、第２〜第４画素の液晶には、図５に示す電圧波形｛Ｃ_２−Ｓ_１｝，｛Ｃ_３−Ｓ_１｝，｛Ｃ_４−Ｓ_１｝が印加され、印加電圧の実効値は２．１２Ｖ，２．１２Ｖ，１．５０Ｖとなり、緑、緑、赤がそれぞれ表示される。
【００６５】
以上説明したように、本実施の形態によれば、各走査電極１５に正規直交関数の関係にあるサイン波形の走査信号を印加し且つ信号電極１６に各画素に所望の色を表示するための電圧信号を印加している。これにより、各画素には、サイン波形の線形結合により合成された波形を示す電圧が印加され、従来の矩形波の電圧が印加される場合に生じた瞬間電流がなくなる。
【００６６】
本実施の形態では、理解を容易にするため、表示色を赤、緑、青の３種類（３階調）とし、走査電極数を４としたが、表示色（階調）の数及び走査電極の数は任意である。例えば、表示色数を５（電圧がＶ_１以下、Ｖ_１〜Ｖ_２，Ｖ_２〜Ｖ_３、Ｖ_３〜Ｖ_４、Ｖ_４以上で表示される色の５種類）とし、赤を表示する階調を０、緑を表示する階調を３、青を表示する階調を５として電圧値等を求めても良い。
【００６７】
上記実施の形態では、信号側駆動回路３７で、数式３で示す演算を行ってデータ信号を生成するように説明したが、外部で必要な演算を行って、演算結果に相当する信号を信号側駆動回路３４に供給してもよい。
【００６８】
また、走査側駆動回路３３と信号側駆動回路３４は、駆動電圧発生回路３４で生成された駆動電圧を用いて走査信号及びデータ信号を生成するように説明したが、走査側駆動回路３３と信号側駆動回路３４とがそれぞれ必要な電圧を生成してもよい。
【００６９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のカラー液晶表示装置及びカラー液晶表示素子の駆動方法によれば、各画素に印加される駆動電圧がサイン波形の線形結合により合成されている。このため、従来の、矩形波を入力して駆動電圧を合成する場合に生じた瞬間電圧がなくなり、効率的な液晶の動作を得ることができる。
【００７０】
さらに、本発明のカラー液晶表示装置及びカラー液晶表示素子の駆動方法によっても、フレーム応答の影響がない高品質の画像を表示し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態のカラー液晶表示装置の液晶表示パネルの構成を示す断面図である。
【図２】液晶セルにおける配向処理方向と位相差板の光学軸と偏光板の透過軸の組合せの一例を各構成要素毎の平面図で模式的に示した図である。
【図３】本実施の形態のカラー液晶表示装置の構成を示すブロック図である。
【図４】本実施の形態における走査電極と信号電極に印加される信号の波形を示す図である。
【図５】本実施の形態において各画素に印加される合成駆動波形を示す図である。
【符号の説明】
１１・・・液晶表示パネル、１２・・・液晶セル、１３・・・上側ガラス基板、１４・・・下側ガラス基板、１５・・・走査電極、１６・・・信号電極、１７・・・配向膜、１８・・・配向膜、１９・・・シール材、２０・・・液晶層、２０ａ・・・液晶分子、２１・・・位相差板、２２・・・上側偏光板、２３・・・下側偏光板、２４・・・反射板、３１・・・カラー液晶表示装置、３３・・・走査側駆動回路、３４・・・信号側駆動回路、３５・・・コントローラ、３７・・・駆動電圧発生回路[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a color liquid crystal display device and a method of driving a color liquid crystal display element, and more particularly, to a color liquid crystal display device that performs color display using birefringence of liquid crystal and a method of driving the color liquid crystal display element.
[0002]
[Prior art]
A liquid crystal display panel of a color liquid crystal display device is generally a transmissive type in which an upper surface and a lower surface of a liquid crystal cell formed of a glass substrate or the like are sandwiched between a pair of polarizing plates, and a backlight is disposed outside one of the polarizing plates. It is. In this case, RGB color filters are arranged at positions corresponding to each pixel of the liquid crystal cell, and color display is performed by selectively setting the liquid crystal layer of each pixel to a light transmitting state.
[0003]
However, a color filter generally has a low light transmittance, so that a color liquid crystal display device using a color filter tends to have a dark display. For this reason, a high-luminance light source is required, and there is a problem that power consumption increases.
[0004]
On the other hand, when a reflection type color liquid crystal display device is configured using color filters, the display becomes very dark. Therefore, there is a problem that it is difficult to perform color display using a color filter even in a reflective liquid crystal display device.
[0005]
In order to solve the above problem, Japanese Patent Application No. 6-333590 discloses a color liquid crystal display device capable of performing bright color display without using a color filter by using birefringence of liquid crystal and a driving method thereof. .
[0006]
In the first driving method disclosed in Japanese Patent Application No. 6-333590, the liquid crystal is driven by simple matrix driving for supplying a display signal while sequentially scanning a plurality of scanning electrodes. However, in this driving method, a so-called frame response occurs, causing a problem such as a flickering display.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, Japanese Patent Application No. 6-333590 discloses a second driving method for removing a frame response and displaying an appropriate color image by simultaneously applying a rectangular wave selection signal to a plurality of scanning electrodes. .
[0008]
However, according to the second driving method, a rectangular wave is applied to each scanning electrode and each signal electrode. For this reason, a signal whose voltage changes sharply is applied to each pixel, and an instantaneous current flows through each electrode. There is a problem that this instantaneous current hinders efficient operation of the liquid crystal display device.
[0009]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide a color liquid crystal display device and a method of driving a color liquid crystal display element that can suppress a frame response and suppress generation of an instantaneous current.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a color liquid crystal display device according to a first aspect of the present invention includes:
A pair of transparent substrates arranged opposite to each other at a predetermined interval,
A plurality of scanning electrodes formed in a predetermined direction on the opposing surface of one of the pair of transparent substrates,
A plurality of signal electrodes formed in a predetermined direction facing the plurality of scanning electrodes on the other surface of the transparent substrate,
A liquid crystal layer formed by enclosing liquid crystal between the pair of transparent substrates,
A polarizing plate disposed on the outer surface side of at least one transparent substrate of the pair of transparent substrates,
The light transmitted through the liquid crystal layer is elliptically polarized by the birefringence of the liquid crystal, the liquid crystal driving voltage applied to the liquid crystal layer is changed to change the retardation of the liquid crystal layer, and the polarization state of the elliptically polarized light is changed to be transmitted. A color liquid crystal display device that changes the color of light,
Wherein the plurality of scan electrodes, a scanning electrode driving means for periodically each simultaneously applies scanning signals of different sine wave,
Signal electrode driving means for applying, to each of the signal electrodes, a data signal obtained by a linear combination of the plurality of scanning signals based on display data corresponding to a display color of each pixel and the plurality of scanning signals. It is characterized by the following.
[0011]
Further, the scanning electrode driving means applies the scanning signal having a relationship of an orthonormal function, for example, as shown in Expression 2, to the scanning electrode.
[0012]
Further, the signal electrode driving means linearly combines each of the scanning signals and the virtual scanning signal according to a combination coefficient determined based on the display color of each pixel and the total number of display colors, for example, according to Equation 3. The data signal thus obtained is applied to each of the signal electrodes.
[0013]
According to the above configuration, a scanning signal indicating a sine waveform is applied to the plurality of scanning electrodes, and a signal corresponding to a display color, for example, a signal obtained by linearly combining the scanning signals is applied to the signal electrodes. For this reason, the driving voltage of the liquid crystal of the synthetic wave by the linear combination of the sine waveforms is applied to each pixel, and the temporal change of the driving voltage becomes gentle.
Therefore, when the temporal change of the driving voltage is steep as in the case of applying the rectangular wave driving voltage, the instantaneous current flows, but the instantaneous current does not occur in the composite wave of the sine waveform. Thus, a color liquid crystal display device in which an instantaneous current that hinders efficient operation of the liquid crystal does not flow can be obtained.
[0014]
Further, a method for driving a color liquid crystal display element according to a second aspect of the present invention includes:
A pair of transparent substrates arranged opposite to each other at a predetermined interval,
A plurality of scanning electrodes formed in a predetermined direction on the opposing surface of one of the pair of transparent substrates,
A plurality of signal electrodes formed in a predetermined direction facing the plurality of scanning electrodes on the other surface of the transparent substrate,
A liquid crystal layer formed by enclosing liquid crystal between the pair of transparent substrates,
A polarizing plate disposed on the outer surface side of at least one transparent substrate of the pair of transparent substrates,
The light transmitted through the liquid crystal layer is elliptically polarized by the birefringence of the liquid crystal, and the liquid crystal driving voltage applied to the liquid crystal layer is changed to change the retardation of the liquid crystal layer, thereby changing the polarization state of the elliptically polarized light. A method of driving a color liquid crystal display element that changes the color of transmitted light by
A scan signal having a sine waveform having a different cycle is simultaneously applied to the plurality of scan electrodes, and display data corresponding to a display color of each pixel on the scan electrode selected as the signal electrode and the plurality of scan signals. And applying a data signal obtained by a linear combination of the plurality of scanning signals .
[0015]
The scanning signal is composed of, for example, a signal having an orthonormal function relationship.
[0016]
The data signal includes, for example, a signal corresponding to the scanning signal, a virtual scanning signal, and a display color of each pixel, as shown in Expression 3.
[0017]
The data signal is a signal obtained by linearly combining each of the scanning signals and a virtual scanning signal according to a coefficient determined based on a display color and the total number of display colors.
[0018]
According to the above configuration, a scanning signal indicating a sine waveform is applied to the plurality of scanning electrodes. For this reason, the driving voltage of the liquid crystal of the synthetic wave by the linear combination of the sine waveforms is applied to each pixel, and the temporal change of the driving voltage becomes gentle.
[0019]
When the temporal change of the drive voltage is steep, such as when a rectangular drive voltage is applied, an instantaneous current flows, but an instantaneous current does not occur in the composite wave of the sine waveform. Thus, a color liquid crystal display device in which an instantaneous current that hinders efficient operation of the liquid crystal does not flow can be obtained.
[0020]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present embodiment will be described with reference to FIGS.
[0021]
First, the configuration of the color liquid crystal display device according to the present embodiment will be described.
FIG. 1 is a sectional view showing a configuration of a liquid crystal display panel 11 of a color liquid crystal display device.
[0022]
In FIG. 1, a liquid crystal cell 12 of a liquid crystal display panel 11 is configured such that an upper glass substrate 13 and a lower glass substrate 14 are opposed to each other at a fine interval (interval of several μm) for enclosing a liquid crystal layer. A plurality of scanning electrodes 15 and a plurality of signal electrodes 16 made of a transparent conductive material such as ITO are arranged on the respective opposing surfaces of the glass substrates 13 and 14 in a state of intersecting each other.
[0023]
The

alignment films

17 and 18 are provided on the surfaces of the scanning electrodes 15 and the signal electrodes 16 provided on the inner surfaces of the glass substrates 13 and 14 of the liquid crystal cell 12 and regulate the alignment direction of the liquid crystal molecules. is there. For example, the

alignment films

17 and 18 are subjected to an alignment treatment such as a rubbing method in which the surfaces are rubbed with a cloth, so that the major axes of the liquid crystal molecules approach the alignment treatment direction.
[0024]
The sealing material 19 is disposed around the upper and lower glass substrates 13 and 14 to maintain a predetermined interval between the glass substrates and to seal the liquid crystal in that region.
[0025]
The liquid crystal layer 20 is arranged such that the liquid crystal molecules 20a are twisted from one glass substrate 13 to the other glass substrate 14 at an angle of 180 ° to 270 °. That is, the liquid crystal cell 12 in the present embodiment is a super-twisted nematic (STN) type liquid crystal cell.
[0026]
The phase difference plate 21 elliptically polarizes the linearly polarized light transmitted through the upper polarizing plate 22, and sets its optical axis (fast or slow axis) to the transmission axis of the upper polarizing plate 22 adjacent to the phase difference plate 21. It is arranged so as to be shifted by a predetermined angle to (22a).
[0027]
The upper polarizer 22 and the lower polarizer 23 block the polarization component in the direction of the absorption axis of the incident light incident on the liquid crystal display panel 11 and transmit the polarization component orthogonal thereto.
[0028]
The reflection plate 24 is provided on the lower surface of the lower polarizing plate 23, and reflects light incident on the upper polarizing plate 22 and transmitted through the liquid crystal cell 12 and the lower polarizing plate 23 to the liquid crystal cell 12 side. .
[0029]
FIG. 2 schematically shows an example of a combination of the alignment direction in the liquid crystal cell 12, the optical axis of the retardation plate 21, and the transmission axes of the

polarizing plates

22 and 23 in a plan view of each component. FIG.
[0030]
2A and 2D are transmission axes of the upper polarizing plate 22 and the lower polarizing plate 23, respectively, and the straight line 21a of FIG. Optical axis.
[0031]
The straight lines 20b and 20c with single arrows in FIG. 2C are the alignment processing directions applied to the upper alignment film 17 and the lower alignment film 18 in the liquid crystal cell 12, respectively.
[0032]
Note that a dashed line S in FIG. 2 is a reference line along the left-right direction of the display surface, and is provided for convenience of description.
[0033]
As shown in FIG. 2 (c), the alignment treatment direction 20b of liquid crystal cell 12, 20c is set in a direction inclined by a predetermined angle theta ₃ in opposite directions with respect to the reference line S, thereby the liquid crystal molecules orientation of 20a becomes the orientation state of being twisted angle and direction indicated by the arrow theta ₄ toward the lower glass substrate 14 on the upper glass substrate 13.
[0034]
Further, the optical axis 21a of the retardation plate 21 shown in FIG. 2 (b), wherein a slow axis intersects obliquely with a predetermined angle of inclination theta ₂ with respect to the reference line S.
[0035]
Further, as shown in FIGS. 2A and 2D, in this embodiment, the transmission axes 22a and 23a of the pair of upper and lower

polarizing plates

22 and 23 are respectively θ ₁ and θ with respect to the reference line S. It is inclined diagonally by ₅ .
[0036]
In the color liquid crystal display device having the liquid crystal display panel 11 having the above configuration, the liquid crystal display panel 11 is incident on the liquid crystal display panel 11 by the polarization action of the phase difference plate 21 and the polarization action of the liquid crystal cell 12, and is reflected by the reflection plate 24. This is for coloring light emitted outside the panel 11. At that time, the liquid crystal driving method of the liquid crystal cell 12 is to modulate the liquid crystal driving signal to control the effective voltage applied to each pixel to display a desired color.
[0037]
Next, the coloring principle of the color liquid crystal display device will be described.
The light incident from above the liquid crystal display panel 11 of FIG. 1 becomes linearly polarized light by transmitting through the upper polarizing plate 22, and further passes through the retardation plate 21, where the position of the optical axis 21 a of the retardation plate 21 is changed. Is subjected to a polarization action in accordance with the optical arrangement condition and the retardation value, and becomes elliptically polarized light. In the process of passing through the liquid crystal cell 12, the elliptically polarized light is further subjected to a polarization action according to the optical arrangement conditions and the retardation value of the liquid crystal cell 12, so that its polarization state changes.
[0038]
When the elliptically polarized light subjected to the polarization action by the retardation plate 21 and the liquid crystal cell 12 is incident on the lower polarizing plate 23, the wavelength of the polarization component of the elliptically polarized light that coincides with the transmission axis 23 a of the lower polarizing plate 23. Only light passes through the lower polarizer 23. Therefore, light (linearly polarized light) emitted from the lower polarizing plate 23 is in a colored state. The hue is determined mainly by the retardation value of the retardation plate 21 and the retardation value of the liquid crystal cell 12.
[0039]
Further, the light having passed through the lower polarizing plate 23 is reflected by the reflecting plate 24 and is emitted to the upper surface side of the liquid crystal display panel 11 through a path opposite to the above-described optical path. can get.
[0040]
Note that the retardation of the phase difference plate 21 is determined by the product Δn · d of the refractive index anisotropy Δn of the phase difference plate 21 and the thickness d. Further, the retardation of the liquid crystal cell 12 is determined by the alignment state of the liquid crystal molecules 20a. Therefore, by changing the voltage applied to the liquid crystal cell 12 to change the alignment state of the liquid crystal molecules 20a, the retardation of the liquid crystal cell 12 can be changed, and the polarization action in the liquid crystal cell 12 can be changed.
[0041]
Specifically, when no voltage is applied to the liquid crystal cell 12, the light incident on the liquid crystal display panel 11 is polarized by the polarization action of the retardation plate 21 and the polarization corresponding to the initial twist angle θ ₄ of the liquid crystal molecules 20a. Upon receiving the action, the light becomes elliptically polarized light corresponding to the action. Then, the color of the emitted light that is transmitted through the lower polarizing plate 23, reflected by the reflecting plate 24, and emitted to the upper surface side of the liquid crystal display panel 11 through the reverse path is determined by the phase difference plate 21 and the initial twist. a color corresponding to both the retardation of the liquid crystal layer 20 formed by oriented at angle theta _4.
[0042]
When a voltage is applied between the

transparent electrodes

15 and 16 of the liquid crystal cell 12 and the effective voltage value is gradually increased, the liquid crystal molecules 20a gradually rise from the initial twisted state. The retardation of the liquid crystal cell 12 changes according to the rising alignment state, and the light incident on the liquid crystal display panel 11 changes the polarization action of the retardation plate 21 and the polarization action according to the changed retardation of the liquid crystal cell 12. Received, and becomes elliptically polarized light corresponding to the received light. Therefore, the display color at that time is different from the color when no voltage is applied to the liquid crystal cell 12 described above.
[0043]
Further, when a voltage is applied to the liquid crystal cell 12 so that the liquid crystal molecules 20a rise and align substantially vertically, the retardation of the liquid crystal cell 12 also becomes substantially "0". Therefore, the polarization effect by the liquid crystal cell 12 is almost eliminated, and the light incident on the liquid crystal display panel 11 becomes elliptically polarized light due to only the polarization effect of the retardation plate 21. Then, the elliptically polarized light is emitted from the liquid crystal display panel 11 through the lower polarizing plate 23, the reflecting plate 24, and the reverse path, and is colored in a color corresponding to the retardation of the retardation plate 21. For the angles θ ₁ , θ ₂ , θ ₃ , θ ₄ , and θ ₅ described above, for example, θ ₁ is 5 °, θ ₂ is 140 °, θ ₃ is 35 °, θ ₄ is 250 °, and θ ₅ is Preferably about 80 °. The retardation of the retardation plate 21 is about 430 nm, the Δn of the liquid crystal cell 12 is 0.13, the liquid crystal layer thickness d is 6.8 μm, and the Δn · d at that time is preferably about 884 nm. In this case, in the liquid crystal display panel 11 having the above configuration, by applying a predetermined effective drive voltage value (hereinafter, represented by * Vk) to the liquid crystal cell 12, color display of red, green, and blue can be obtained.
[0044]
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of the color liquid crystal display device 31 of the present embodiment.
As shown in FIG. 3, the color liquid crystal display device 31 includes the liquid crystal display panel 11, a scanning side drive circuit 33, a signal side drive circuit 34, a controller 35, and a drive voltage generation circuit 37.
[0045]
The liquid crystal display panel 11 has the configuration described with reference to FIGS.
[0046]
The scanning side drive circuit 33 is a driver that supplies a scan signal having a predetermined waveform to the scan electrode 15 using a voltage supplied from the drive voltage generation circuit 37 in accordance with a timing signal supplied from the controller 35.
[0047]
The signal-side drive circuit 34 includes, for example, a memory that stores display data for one line or one frame, and a signal determined by a display color (gradation) of each pixel and a scanning signal according to a timing signal supplied from the controller 35. It is a driver that generates a voltage and supplies it to each signal electrode 16.
[0048]
The controller 35 controls the entire timing when the display of the liquid crystal display panel 11 is controlled. For example, a vertical synchronizing signal φV and a horizontal synchronizing signal φH are extracted from the display data input to the controller 35, and the timing signals (frame clock, frame clock, Line clock, dot clock). Further, the controller 35 outputs a control signal to a drive voltage generation circuit 37 which generates various drive voltages for driving the liquid crystal.
[0049]
The drive voltage generation circuit 37 supplies various drive voltages to the signal side drive circuit 34 and the scan side drive circuit 33 based on a control signal from the controller 35.
[0050]
Next, the operation of the color liquid crystal display device having the above configuration will be described.
Here, the number of the scanning electrodes 15 is N, and the frame period is _Tf .
The scanning-side driving circuit 33 generates the scanning signal C _i (t) shown in Expression 1 using the voltage supplied from the driving voltage generation circuit 37 in accordance with the timing signal supplied from the controller 35, and generates the i-th scanning signal (i). (Row).
[0051]
(Equation 1)

[0052]
The scanning signal C _i (t) satisfies the condition shown in Expression 2. As is clear from Equation 2, the scanning signal C _i (t) is a function whose inner product is the operation voltage Vo and its inner product is 0, and is an orthonormal function. Since the scanning signal C _i (t) is represented by a trigonometric function according to Equation 1, a sine waveform signal is applied to the scanning electrode.
Note that the ( _{N + 1} ) th virtual scanning signal C _{N + 1} (t) that is not actually applied is also considered.
[0053]
(Equation 2)

[0054]
On the other hand, the signal-side drive circuit 34 generates a p-th (p-th column) based on one line of display data (display color) stored in the internal memory and the scanning signals C ₁ (t) to C _{N + 1} (t). The data signal Sp (t) applied to the signal electrode 16 is obtained by a linear combination of the scanning signals C ₁ (t) to C _{N + 1} (t) as shown in Expression 3. Further, the signal side drive circuit 34 generates a signal corresponding to the obtained data signal Sp (t) by the voltage from the drive voltage generation circuit 37 and applies the signal to the p-th (p column) signal electrode 16.
[0055]
(Equation 3)

[0056]
Here, M is the total number of gradations (0, 1, 2,..., M-1 gradations), and K _ip is the pixel in the i-th row and p-th column (the i-th scanning electrode and the p-th signal). (Pixel at the intersection of the electrodes).
[0057]
The scanning-side driving circuit 33 and the signal-side driving circuit 34 apply these signals to the scanning electrodes 15 and the signal electrodes 16, so that the liquid crystal of the pixels in the i-th row and the p-th column has the scanning signal C _i (t) and the data signal. S _p difference _{(t) {C i (t} ) -S p (t)} is applied.
The effective value V _ip of the applied voltage of each pixel is represented by Expression 4.
[0058]
(Equation 4)

[0059]
If the variables M, N, and Vo are selected such that the effective voltage _Vip becomes a voltage for displaying each color desired to be displayed due to the characteristics of the liquid crystal display element, a plurality of scanning electrodes 15 are selected at the same time to arbitrarily select an arbitrary color. 20 can be displayed using the birefringence effect.
[0060]
Next, the above-described driving method will be specifically described by taking as an example a case where the liquid crystal display panel 11 having the configuration shown in FIGS. 1 and 2 is driven.
The liquid crystal display panel 11 having the configuration shown in FIGS. 1 and 2 displays “red” when the effective value of the applied voltage is 1.98 V or less, displays “green” between 2.10 V to 2.18 V, and 2.30 V. Thus, “blue” is displayed.
When display is performed using these three display colors, the above-mentioned variable (the number of gradations or the number of colors) M is 3, the voltage when k _ip = 0 is 1.98 V or less, and k _ip = 1. The voltage Vo and the number N of scan electrodes are selected so that the voltage at the time of 2.10 V to 2.18 V and the voltage at the time of k _ip = 2 are 2.30 V or more.
[0061]
Thus by selecting the voltage Vo and the scanning electrode number N, by applying the aforementioned signal C _i a _(t) and S _{p (t)} and the scan electrodes 15 and the signal electrodes 16, display any color image it can.
[0062]
Specifically, assuming that the number of the scanning electrodes 15 is 4, for example, when Vo = 1.5 V, the voltage for red display (k _ip = 0) is 1.5 V, and the voltage for green display (k _ip = 1) is The voltage at the time is 2.12 V, and the voltage at the time of blue display (k _ip = 2) is 2.60 V, and a desired color can be displayed.
[0063]
FIG. 4 shows the scanning signals C _{1 to} C ₄ and the virtual scanning signal C ₅ that satisfy the relationship shown in Expression 2.
Furthermore, blue, green, green, and red (k ₁₁ = 2, k ₂₁ = k ₃₁ = 1, k ₄₁ = 0) are displayed on the pixels in the first to fourth rows of the first column (p = 0), respectively. Consider the case. In this case, the coupling coefficients a _{11 to} a ₅₁ in Expression 3 are as follows.
a ₁₁ = − ／, a ₂₁ = 0, a ₃₁ = 0, a ₄₁ = １／,
a ₅₁ = 1 / √2 = 0.707
When these values obtained by substituting the equation 3, the tone signals S ₁ applied to the first column of the signal electrode 16 has a waveform shown in FIG.
[0064]
When such scan signals C _{1 to} C ₄ and data signal S ₁ are applied to the corresponding scan electrodes 15 and signal electrodes 16, the liquid crystal of the pixels in the first column and first row has the voltage waveform ｛shown in FIG. C ₁ -S ₁ } is applied, the effective value is 2.60 V, and blue is displayed. Similarly, voltage waveforms {C ₂ −S ₁ }, {C ₃ −S ₁ }, {C ₄ −S ₁ } shown in FIG. 5 are applied to the liquid crystal of the second to fourth pixels, and the applied voltage The effective values are 2.12 V, 2.12 V, and 1.50 V, and green, green, and red are displayed, respectively.
[0065]
As described above, according to the present embodiment, it is possible to apply a sine waveform scanning signal having a relationship of an orthonormal function to each scanning electrode 15 and display a desired color on each pixel on the signal electrode 16. A voltage signal is being applied. As a result, a voltage indicating a waveform synthesized by linear combination of the sine waveform is applied to each pixel, and there is no instantaneous current generated when a conventional rectangular wave voltage is applied.
[0066]
In the present embodiment, in order to facilitate understanding, the display colors are three types of red, green, and blue (three gradations) and the number of scanning electrodes is four. The number of electrodes is arbitrary. For example, the number of display colors 5 (the voltages _{V 1} or _{_{_{_{less, V 1 ~V 2, V 2}}}} ~V 3, V 3 ~V 4, V 4 or 5 kinds of the color displayed by) and to display the red The voltage value and the like may be obtained by setting the gray scale to 0, the gray scale for displaying green to 3, and the gray scale for displaying blue to 5, respectively.
[0067]
In the above-described embodiment, the signal side drive circuit 37 performs the operation represented by Expression 3 to generate a data signal. However, a necessary operation is performed externally, and a signal corresponding to the operation result is output to the signal side. It may be supplied to the drive circuit 34.
[0068]
In addition, the scan side drive circuit 33 and the signal side drive circuit 34 have been described to generate the scan signal and the data signal using the drive voltage generated by the drive voltage generation circuit 34, but the scan side drive circuit 33 and the signal The side drive circuit 34 may generate a required voltage.
[0069]
【The invention's effect】
As described above, according to the color liquid crystal display device and the method of driving the color liquid crystal display element of the present invention, the driving voltages applied to the respective pixels are synthesized by the linear combination of the sine waveforms. For this reason, there is no instantaneous voltage generated when a driving voltage is synthesized by inputting a rectangular wave in the related art, and an efficient liquid crystal operation can be obtained.
[0070]
Further, even with the color liquid crystal display device and the method for driving a color liquid crystal display element of the present invention, a high-quality image free from the influence of the frame response can be displayed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a liquid crystal display panel of a color liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram schematically showing, in a plan view of each component, an example of a combination of an alignment processing direction, an optical axis of a phase difference plate, and a transmission axis of a polarizing plate in a liquid crystal cell.
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of a color liquid crystal display device according to the present embodiment.
FIG. 4 is a diagram showing waveforms of signals applied to a scanning electrode and a signal electrode in the present embodiment.
FIG. 5 is a diagram showing a combined driving waveform applied to each pixel in the present embodiment.
[Explanation of symbols]
11 ... Liquid crystal display panel, 12 ... Liquid crystal cell, 13 ... Upper glass substrate, 14 ... Lower glass substrate, 15 ... Scan electrode, 16 ... Signal electrode, 17 ... Alignment film, 18 ... Alignment film, 19 ... Sealing material, 20 ... Liquid crystal layer, 20a ... Liquid crystal molecule, 21 ... Retardation plate, 22 ... Upper polarizing plate, 23 ... -Lower polarizing plate, 24 ... Reflector, 31 ... Color liquid crystal display device, 33 ... Scanning drive circuit, 34 ... Signal drive circuit, 35 ... Controller, 37 ... Drive voltage generation circuit

Claims

A pair of transparent substrates arranged opposite to each other at a predetermined interval,
A plurality of scanning electrodes formed in a predetermined direction on the opposing surface of one of the pair of transparent substrates,
A plurality of signal electrodes formed in a predetermined direction facing the plurality of scanning electrodes on the other surface of the transparent substrate,
A liquid crystal layer formed by enclosing liquid crystal between the pair of transparent substrates,
A polarizing plate disposed on the outer surface side of at least one transparent substrate of the pair of transparent substrates,
The light transmitted through the liquid crystal layer is elliptically polarized by the birefringence of the liquid crystal, the liquid crystal drive voltage applied to the liquid crystal layer is changed to change the retardation of the liquid crystal layer, and the polarization state of the elliptically polarized light is changed to be transmitted. A color liquid crystal display device that changes the color of light,
Wherein the plurality of scan electrodes, a scanning electrode driving means for periodically each simultaneously applies scanning signals of different sine wave,
Signal electrode driving means for applying, to each of the signal electrodes, a data signal obtained by a linear combination of the plurality of scanning signals based on display data corresponding to a display color of each pixel and the plurality of scanning signals. A color liquid crystal display device characterized by the above-mentioned.

2. The color liquid crystal display device according to claim 1, wherein the scanning electrode driving unit applies a scanning signal having a relationship of an orthonormal function to the plurality of scanning electrodes.

The data signal obtained by linearly combining each of the scanning signals and the imaginary scanning signal according to a combination coefficient determined based on the display color of each pixel and the total number of display colors. Is applied to each of the signal electrodes.

A pair of transparent substrates arranged opposite to each other at a predetermined interval,
A plurality of scanning electrodes formed in a predetermined direction on the opposing surface of one of the pair of transparent substrates,
A plurality of signal electrodes formed in a predetermined direction facing the plurality of scanning electrodes on the other surface of the transparent substrate,
A liquid crystal layer formed by enclosing liquid crystal between the pair of transparent substrates,
A polarizing plate disposed on the outer surface side of at least one transparent substrate of the pair of transparent substrates,
The light transmitted through the liquid crystal layer is elliptically polarized by the birefringence of the liquid crystal, and the liquid crystal driving voltage applied to the liquid crystal layer is changed to change the retardation of the liquid crystal layer, thereby changing the polarization state of the elliptically polarized light. A method of driving a color liquid crystal display element that changes the color of transmitted light by
A scan signal having a sine waveform having a different cycle is simultaneously applied to the plurality of scan electrodes, and display data corresponding to a display color of each pixel on the scan electrode selected as the signal electrode and the plurality of scan signals. And applying a data signal obtained by a linear combination of the plurality of scanning signals based on the driving method.

5. The method according to claim 4, wherein the scanning signal includes a signal having an orthonormal function.

The method according to claim 5, wherein the data signal comprises a signal corresponding to the scanning signal, a virtual scanning signal, and a display color of each pixel.

The data signal is a signal obtained by linearly combining each of the scanning signals and the virtual scanning signal in accordance with a coefficient determined based on a display color and the total number of display colors. Item 7. A method for driving a color liquid crystal display device according to item 6.