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JPH11133374A - Method for driving color liquid crystal display device - Google Patents

Method for driving color liquid crystal display device

Info

Publication number
JPH11133374A
JPH11133374A JP35559097A JP35559097A JPH11133374A JP H11133374 A JPH11133374 A JP H11133374A JP 35559097 A JP35559097 A JP 35559097A JP 35559097 A JP35559097 A JP 35559097A JP H11133374 A JPH11133374 A JP H11133374A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
frequency
crystal display
driving
display device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP35559097A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Minoru Akatsuka
實 赤塚
Masami Ito
雅美 伊藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyocera Display Corp
Original Assignee
Kyocera Display Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kyocera Display Corp filed Critical Kyocera Display Corp
Priority to JP35559097A priority Critical patent/JPH11133374A/en
Publication of JPH11133374A publication Critical patent/JPH11133374A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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  • Liquid Crystal (AREA)
  • Liquid Crystal Display Device Control (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable the use of uniform display without depending upon display patterns even of a liquid crystal panel having dependence on frequencies on a lower frequency side by executing AC inversion driving at the frequency specific times or higher of a frame frequency at a low duty ratio below a specific value. SOLUTION: A liquid crystal cell 1 is formed by holding a liquid crystal layer of a twist angle 160 to 300 deg. by nematic liquid crystals of positive dielectric anisotropy between substrates of transparent electrodes and alignment layers. The product of the refractive index anisotropy of the liquid crystal layer and the thickness of the liquid crystal layer is specified to 1.2 to 2.5 μm. The outer side of the liquid crystal layer is provided with polarizing plates 2, 3 and an optical isomer 5. In this method for driving the color liquid crystal display device, the parameter VF=|(VL-VH)/VH|×100 is >=0.5(%) when the threshold voltages of the frequencies 0l5 times and 1.5 times the frame frequency of the liquid crystal display element are defined as VL, VH. The AC inversion driving is executed a the frequency of >=5 times the frame frequency at the low duty ratio of <=1/99 D.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はリタデーションを利
用したカラー液晶表示素子の駆動方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for driving a color liquid crystal display device using retardation.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、平面型ディスプレイとして液晶表
示素子が様々な分野で広範囲に使用されている。液晶表
示素子は薄型・軽量、低消費電力、カラー化も容易等の
理由により電卓、ウオッチ等から商品化されはじめ、最
近ではワープロやパソコン用のディスプレイとして大型
のものまで商品化されている。
2. Description of the Related Art In recent years, liquid crystal display devices have been widely used in various fields as flat type displays. Liquid crystal display elements have begun to be commercialized from calculators, watches, and the like because of their thinness, light weight, low power consumption, easy colorization, and the like, and recently, large-sized displays for word processors and personal computers.

【0003】これら液晶表示素子においては近年カラー
化の傾向が著しく、カラー化の方式としてはカラーフィ
ルタ(CF)を使用する方式が一般的である。この方式
ではCFを用いるため鮮やかなカラー画像を表現できる
が、一方CF自体が吸収で色を実現しているため、反射
型では暗くて使用できないのが問題であった。このため
カラー液晶表示素子の場合には、通常は液晶表示パネル
の裏側にバックライトを備えた透過型として使用してい
るのが現状である。
In recent years, these liquid crystal display devices have been remarkably colored, and a color system generally uses a color filter (CF). In this method, a vivid color image can be expressed by using CF, but on the other hand, since the CF itself realizes a color by absorption, the reflection type is dark and cannot be used. For this reason, in the case of a color liquid crystal display device, at present, it is usually used as a transmission type having a backlight on the back side of a liquid crystal display panel.

【0004】一方、液晶表示装置は駆動状態でもほとん
ど電流が流れず、低消費電力のため電卓や携帯電話等の
携帯機器に使用されている。しかし、カラーの表示では
前述した理由によりバックライトが必要であり、この場
合にはバックライトの消費電力がきわめて大きく、長時
間のバッテリー駆動はできない問題があった。
On the other hand, a liquid crystal display device is used in portable devices such as calculators and mobile phones because of little power consumption even in a driving state and low power consumption. However, in the case of color display, a backlight is required for the above-described reason. In this case, there is a problem that the power consumption of the backlight is extremely large and the battery cannot be driven for a long time.

【0005】この問題を解決する手段として液晶および
位相差板のような光学異方体のリタデーションを利用し
たカラー液晶表示素子が提案されている(特開平8−2
92434号公報等を参照)。この方式では液晶表示素
子に印加する電圧をコントロールすることによりリタデ
ーションを変化させ、これによりカラー表示を実現して
いる。このためCFが不要であり、安価でかつ明るいカ
ラー表示が可能であるため、バックライトのいらない低
消費電力タイプのカラー液晶表示素子が可能である。
As a means for solving this problem, a color liquid crystal display device utilizing the retardation of an optically anisotropic substance such as a liquid crystal and a retardation plate has been proposed (JP-A-8-2).
No. 92434). In this method, the retardation is changed by controlling the voltage applied to the liquid crystal display element, thereby realizing a color display. For this reason, a CF is unnecessary, and inexpensive and bright color display is possible, so that a low power consumption type color liquid crystal display element that does not require a backlight is possible.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】この方式では、液晶お
よび位相差板のリタデーションを利用してカラー化を実
現しており、印加電圧を変化させることにより同じ画素
で色を変えることができる。
In this method, colorization is realized by using the retardation of the liquid crystal and the phase difference plate, and the color can be changed in the same pixel by changing the applied voltage.

【0007】このことはCFを用いたカラー液晶表示素
子と比較して、画素数が少ないままで多色表示が可能で
あり、かつ明るい表示が可能となる利点があるが、一
方、各色における厳密な電圧の制御が非常に重要とな
る。実際同じ色として認識されるために許容される電圧
幅は約1%以下である。このため、駆動の電源回路の容
量・安定性、波形歪みおよび液晶パネルの時定数を充分
考慮して液晶表示素子を設計することが要求される。
This has the advantage that multi-color display is possible and bright display is possible while keeping the number of pixels small, as compared with a color liquid crystal display device using CF. Voltage control is very important. In fact, the allowable voltage width to be recognized as the same color is about 1% or less. For this reason, it is required to design a liquid crystal display element in consideration of the capacity and stability of a driving power supply circuit, waveform distortion, and the time constant of a liquid crystal panel.

【0008】しかし、駆動回路や駆動波形を理想的にし
ても液晶パネルのしきい値電圧に周波数依存性がある
と、表示パターンにより実際の駆動周波数が異なるため
実効的に印加される電圧が異なり、色が変わってしま
う。
However, if the threshold voltage of the liquid crystal panel is frequency-dependent even if the driving circuit and the driving waveform are idealized, the actual driving frequency differs depending on the display pattern, so that the effective applied voltage differs. , The color changes.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明は前述の課題を解
決すべくなされたものであり、透明電極と配向膜とをそ
れぞれ有しほぼ平行に設けられた2つの基板間に誘電異
方性が正のネマチック液晶が挟持され、各基板の配向膜
によって形成される液晶分子の配向方向による液晶のね
じれ角が160〜300°とされ、液晶層の屈折率異方
性(Δn1 )と液晶層の厚み(d1 )との積(Δn1
1 )が1. 2〜2. 5とされ、液晶層の外側に少なく
とも1枚の偏光板および少なくとも1枚の光学異方体が
備えられ、かつこの液晶表示素子のフレーム周波数の
0.5倍および15倍の周波数におけるしきい値電圧を
それぞれVL 、VH としたときに、周波数依存性を表す
パラメータVF =|(VL −VH )/VH |×100が
0. 5(%)以上であるカラー液晶表示装置の駆動方法
であって、1/99D以下の低デューティ比で、フレー
ム周波数の5倍以上の周波数で交流化反転駆動すること
を特徴とするカラー液晶表示装置の駆動方法を提供す
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and has a dielectric anisotropy between two substrates each having a transparent electrode and an alignment film and provided substantially in parallel. Has a positive nematic liquid crystal interposed therebetween, the twist angle of the liquid crystal according to the alignment direction of the liquid crystal molecules formed by the alignment film of each substrate is 160 to 300 °, the refractive index anisotropy (Δn 1 ) of the liquid crystal layer and the liquid crystal The product (Δn 1 ··) of the layer thickness (d 1 )
d 1 ) is set to 1.2 to 2.5, at least one polarizing plate and at least one optically anisotropic member are provided outside the liquid crystal layer, and the frame frequency of the liquid crystal display element is 0.5. times and 15 times the threshold voltage at a frequency when the V L, V H, respectively, the parameter V F = representing the frequency dependence | (V L -V H) / V H | × 100 is 0.5 (%) Or more, wherein the color liquid crystal display device is driven by AC inversion at a low duty ratio of 1/99 D or less and at a frequency of 5 times or more the frame frequency. Is provided.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施の形態を説明する。図2に本発明の対象となるカ
ラー液晶表示装置の構成を模式的に示す。図2におい
て、1は液晶セル、2は表側の偏光板、3は裏側の偏光
板、4は反射板、5は光学異方体である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 2 schematically shows the configuration of a color liquid crystal display device to which the present invention is applied. In FIG. 2, 1 is a liquid crystal cell, 2 is a front polarizing plate, 3 is a back polarizing plate, 4 is a reflecting plate, and 5 is an optically anisotropic body.

【0011】液晶セル1は、所望のパターンにパターニ
ングをしたITO(In23 −SnO2 )、SnO2
等の透明電極を設けたプラスチック、ガラス等の基板の
表面にポリイミド、ポリアミド等の膜を設け、この表面
をラビングしたり、SiO等を斜め蒸着したりして配向
膜を形成した透明電極付きの基板の間に、誘電率異方性
が正のネマチック液晶による160〜300°ツイスト
の液晶層を挟持させて形成される。
The liquid crystal cell 1 is made of ITO (In 2 O 3 -SnO 2 ), SnO 2 patterned into a desired pattern.
A film of polyimide, polyamide or the like is provided on the surface of a substrate such as plastic or glass provided with a transparent electrode such as a transparent electrode, and the surface is rubbed, or SiO or the like is obliquely deposited to form an alignment film. A liquid crystal layer having a twist of 160 to 300 ° made of nematic liquid crystal having a positive dielectric anisotropy is sandwiched between substrates.

【0012】ここで、上記ツイスト角が160°未満で
は透過率変化の急峻性が小さく彩度が低下し、また、3
00°超ではヒステリシスや光を散乱するドメインを生
じやすくなり、ともに不都合である。
Here, when the twist angle is less than 160 °, the steepness of the transmittance change is small and the saturation is reduced.
If it exceeds 00 °, hysteresis and a domain that scatters light are likely to occur, which are both inconvenient.

【0013】また、液晶層の液晶の屈折率異方性(Δn
1 )とその液晶層の厚み(d1 )との積Δn1 ・d1
1.2〜2.5μmとされる。1.2μm未満では、電
圧を印加したときの液晶の状態変化が小さくなり、2.
5μm超では、無彩色を表示することが難しくなるし、
視角や応答が悪くなるからである。特に、無彩色の発色
を可能とし、電圧に対する色変化を大きくするために、
液晶層のΔn1 ・d1 は1.25〜1.8μmとされる
ことが好ましい。
The refractive index anisotropy (Δn) of the liquid crystal in the liquid crystal layer
Product [Delta] n 1 · d 1 1) and the thickness of the liquid crystal layer (d 1) is a 1.2~2.5Myuemu. If it is less than 1.2 μm, the change in the state of the liquid crystal when a voltage is applied is small, and
If it exceeds 5 μm, it will be difficult to display an achromatic color,
This is because the viewing angle and the response deteriorate. In particular, in order to enable achromatic color development and increase color change with voltage,
It is preferable that Δn 1 · d 1 of the liquid crystal layer is 1.25 to 1.8 μm.

【0014】従来この種のカラー液晶表示素子は、安価
なカラー液晶表示素子を提供するため、携帯電話やポケ
ットベルのような携帯情報機器に応用されている。これ
らの携帯情報機器では安価なICを用いかつ電池寿命も
長くするため、駆動シーケンスが単純な図3のような波
形(以後B波形と呼ぶ)で駆動していた。液晶は直流で
駆動すると様々な劣化が発生するため交流で駆動するこ
とが必須であるが、B波形とは1フレーム周期で交流化
を行う駆動方式である。B波形では表示パターンにより
図3(a)、(b)のように電気的な実効値は同じであ
るが、異なる周波数成分を持つ駆動波形となる。ここ
で、実質的に(a)では低周波駆動、(b)では高周波
駆動されることになる。
Conventionally, this type of color liquid crystal display device has been applied to portable information devices such as mobile phones and pagers in order to provide an inexpensive color liquid crystal display device. In order to use an inexpensive IC and extend the life of the battery, these portable information devices are driven by a waveform having a simple driving sequence as shown in FIG. 3 (hereinafter referred to as a B waveform). The liquid crystal must be driven by an alternating current because various deteriorations occur when driven by a direct current. The B waveform is a driving method in which the liquid crystal is converted into an alternating current in one frame cycle. The B waveform has a drive waveform having the same electrical effective value as shown in FIGS. 3A and 3B depending on the display pattern, but having different frequency components. Here, low frequency driving is performed substantially in (a), and high frequency driving is performed in (b).

【0015】しかし、一般に液晶パネルのしきい値電圧
は図4に示すように周波数依存性をもつ。しきい値電圧
とは液晶パネルにスタティックの矩形波電圧を印加した
場合に、液晶素子に光学変化が起き始める電圧である。
However, in general, the threshold voltage of a liquid crystal panel has frequency dependence as shown in FIG. The threshold voltage is a voltage at which an optical change starts to occur in the liquid crystal element when a static rectangular wave voltage is applied to the liquid crystal panel.

【0016】ここで、このしきい値電圧の周波数依存性
を表すパラメータとしてVF を定義する。このパラメー
タは、液晶表示素子の実際の駆動波形におけるフレーム
周波数の0.5倍および15倍のスタティック矩形波の
周波数におけるしきい値電圧をそれぞれVL 、VH とし
たときに、VF =|(VL −VH )/VH |×100
(%)で定義する。ここで実際の駆動波形におけるフレ
ーム周波数とは、図3に示すように、選択電圧が印加さ
れてから再度選択電圧が印加されるまでの周期の周波数
である。
[0016] Here, defining a V F as a parameter representing the frequency dependence of the threshold voltage. This parameter, the actual threshold voltage in the frequency of 0.5 times and 15 times the static rectangular wave having a frame frequency in the driving waveform of the liquid crystal display element is taken as V L, V H, respectively, V F = | (V L −V H ) / V H | × 100
(%). Here, the frame frequency in the actual drive waveform is a cycle frequency from when the selection voltage is applied to when the selection voltage is applied again, as shown in FIG.

【0017】フレーム周波数が低いほど低消費電力とな
るが、フリッカによるちらつきが発生しやすくなる。一
方、フレーム周波数が高くなると消費電力が大きくなる
とともに全体的な周波数が高くなり、高周波側のしきい
値電圧の上昇が問題となる。
The lower the frame frequency is, the lower the power consumption is, but flicker due to flicker is likely to occur. On the other hand, when the frame frequency is increased, the power consumption is increased and the overall frequency is increased, so that an increase in the threshold voltage on the high frequency side becomes a problem.

【0018】このため、消費電力を重要視する携帯情報
機器の用途では、フレーム周波数は通常60〜100H
z程度である。また、液晶は交流駆動をしているため、
液晶パネルに印加される最低周波数はフレーム周波数の
半分(VL )となり、一方、周波数特性がフラットにな
るのは様々な実験の結果フレーム周波数の15倍程度
(VH )であった。
For this reason, in portable information equipment applications where power consumption is important, the frame frequency is usually 60 to 100H.
about z. Also, since the liquid crystal is driven by AC,
The lowest frequency applied to the liquid crystal panel was half of the frame frequency (V L ), while the frequency characteristic became flat about 15 times the frame frequency (V H ) as a result of various experiments.

【0019】高周波側でしきい値電圧が上昇するのは液
晶パネルの容量(C)と電極抵抗(R)との積CRに起
因した波形歪みが原因であり、対策としてはCまたはR
をできるでけ小さく設計することが要求され、これらに
対し設計基準を設定すれば確実に制御できる。
The increase in the threshold voltage on the high frequency side is due to waveform distortion caused by the product CR of the capacitance (C) of the liquid crystal panel and the electrode resistance (R).
It is required to design as small as possible, and by setting a design standard for these, it is possible to control reliably.

【0020】一方、低周波側でしきい値電圧は図4のよ
うに低下する場合もあるし、場合によっては上昇する場
合もある。この原因として配向膜や液晶の物性が影響す
ることは判明しているが、パネル作成プロセスの影響も
受けるため、完全には制御できないのが実状である。実
際にはVF の数値としては0〜10%の範囲で変動す
る。
On the other hand, on the low frequency side, the threshold voltage may decrease as shown in FIG. 4, or may increase in some cases. Although it is known that the cause is affected by the physical properties of the alignment film and the liquid crystal, it cannot be completely controlled because of the influence of the panel forming process. The as numbers of V F actually varies in the range of 0%.

【0021】このため、B波形のように表示パターンに
より駆動周波数が異なると、その周波数でのしきい値電
圧が異なることから実効的に液晶パネルに印加される電
圧が異なってしまう。従来、携帯情報機器で使用されて
いるモノクロパネルではONまたはOFFの電圧マージ
ンは図5(a)のように充分大きいため、低周波側にお
けるしきい値電圧の周波数特性により実質的な駆動電圧
が多少変動しても特に問題にならなかった。
For this reason, if the driving frequency differs depending on the display pattern, such as the B waveform, the threshold voltage at that frequency differs, so that the voltage applied to the liquid crystal panel differs effectively. Conventionally, in a monochrome panel used in a portable information device, an ON or OFF voltage margin is sufficiently large as shown in FIG. 5A, so that a substantial driving voltage is reduced due to a frequency characteristic of a threshold voltage on a low frequency side. There was no particular problem even if it fluctuated a little.

【0022】一方、本発明において使用されるカラー液
晶表示素子は電圧により各色を表示しておりさらに階調
表示を行っているため、各色に対するその電圧許容幅は
図5(b)のようにきわめて狭く、1%以下である。こ
のため、従来のB波形のままでは表示パターンによる電
圧変動で色が変化してしまい、重大な問題となった。
On the other hand, since the color liquid crystal display element used in the present invention displays each color by a voltage and further performs a gradation display, the allowable voltage range of each color is extremely large as shown in FIG. Narrow, less than 1%. For this reason, if the conventional B waveform remains unchanged, the color will change due to the voltage fluctuation due to the display pattern, which is a serious problem.

【0023】この問題を解決する手法として、このカラ
ー液晶表示素子に適した新しい駆動方法を適用した。こ
の駆動方法は、図1のように1フレームの間に強制的に
交流化を行い実効的な周波数を上げるとともに表示パタ
ーンによる周波数依存性を極力小さくしたものである。
As a method for solving this problem, a new driving method suitable for this color liquid crystal display device was applied. In this driving method, as shown in FIG. 1, the alternating frequency is forcibly changed during one frame to increase the effective frequency and minimize the frequency dependency of the display pattern.

【0024】以下、交流化反転周期の指標として、1交
流化反転期間(ある極性反転から次の極性反転までの期
間)に対応する走査線数(選択期間数)を用い、この値
をSで表すことにする。例えば、交流化反転が走査線1
本ごとに行われればS=1、5本ごとであればS=5で
ある。駆動デューティ数を1/Dと表すと、1≦S≦D
であり、B波形ではS=Dとなる。
Hereinafter, the number of scanning lines (the number of selection periods) corresponding to one AC inversion period (a period from one polarity inversion to the next polarity inversion) is used as an index of the AC inversion period. I will represent it. For example, the inversion of alternating current is
S = 1 for each book, and S = 5 for every book. When the drive duty number is expressed as 1 / D, 1 ≦ S ≦ D
, And S = D for the B waveform.

【0025】S値が小さいほど、表示パターンによる波
形の周波数依存性を小さくでき、本発明の効果が発揮さ
れやすくなるが、一方全体としての周波数が増大し、消
費電力が増大したり、波形歪みの問題が生じる場合があ
る。また、S値によっては、フレーム周波数あるいは外
光と干渉してフリッカを生じ採用できない場合もある。
As the S value is smaller, the frequency dependence of the waveform by the display pattern can be reduced, and the effect of the present invention can be easily exerted. However, on the other hand, the frequency as a whole increases, the power consumption increases, and the waveform distortion increases. Problem may occur. Further, depending on the S value, it may interfere with the frame frequency or external light to cause flickering and may not be adopted.

【0026】このためS値の設定に際しては、表示パネ
ルのサイズ、駆動用ICの容量、表示装置全体の消費電
力、さらには上記のフリッカ等を勘案する必要がある
が、種々の態様において、1〜15、特に2〜8の範囲
が好適であることが実験的に確かめられた。
Therefore, when setting the S value, it is necessary to take into account the size of the display panel, the capacity of the driving IC, the power consumption of the entire display device, and the above-mentioned flicker. It has been experimentally confirmed that the range of 1515, especially 22〜8 is suitable.

【0027】この駆動法自体は1/100D以上の高デ
ューティ比のモノクロあるいはカラー液晶表示素子では
通常使用されてきた駆動方法である。しかし、1/99
D以下の低デューティ比では前述したようにON/OF
Fの電圧マージンも充分にあり、また階調表示を行うよ
うな応用もほとんどなく、さらにこのような駆動方法を
行うには回路部品の追加が必要でコストアップになるこ
と等により、この駆動方法は適用されていなかった。
This driving method itself is a driving method usually used in a monochrome or color liquid crystal display device having a high duty ratio of 1/100 D or more. However, 1/99
For low duty ratios below D, ON / OF as described above
The voltage margin of F is sufficient, and there is almost no application such as performing a gray scale display. Further, such a driving method requires additional circuit components, which increases the cost, and the like. Had not been applied.

【0028】また仮に使用されていても、モノクロ表示
や表示色数が少ないCFを用いたカラー液晶表示素子で
は、電圧マージンが充分大きいためその効果が充分に発
揮できていなかった。
Even if it is used, a monochrome liquid crystal display or a color liquid crystal display device using CF having a small number of display colors cannot sufficiently exhibit its effect because of a sufficiently large voltage margin.

【0029】[0029]

【実施例】以下、図2の構成の反射型液晶パネルに適用
した場合を例に説明するが、これに限定されず、半透過
型や透過型でも同様の効果があり、また、場合によって
は図2の裏側の偏光板3が省かれた1枚偏光板型にも適
用できる。また、交流化反転のタイミングとしては必ず
しも1選択期間単位で変わることを要せず、1選択期間
の途中で切り替わっても同様な効果が達成される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A case where the present invention is applied to a reflective liquid crystal panel having the structure shown in FIG. 2 will be described below by way of example. However, the present invention is not limited to this, and a semi-transmissive or transmissive type has the same effect. The present invention can also be applied to a single polarizing plate type in which the polarizing plate 3 on the rear side in FIG. 2 is omitted. Further, the timing of AC inversion does not necessarily need to be changed in units of one selection period, and the same effect can be achieved even if switching is performed in the middle of one selection period.

【0030】[実施例1、比較例1]図2の構成におい
て液晶セル1としてツイスト角が240°、25℃にお
けるΔn1 ・ d1 が1. 27μmの液晶セルを用いた。
使用した液晶は旋光性物質を含有し、誘電率異方性が正
のネマチック液晶であり、転移温度が99.2℃のもの
である。位相差板としてはリタデーション値が1. 39
μmのポリカーボネートフィルムを用いた。偏光板の偏
光軸および位相差板の光軸を最適化し、電圧を変化させ
ることにより4色を表示できるカラー液晶パネルを作成
した。
Example 1, Comparative Example 1 In the configuration of FIG. 2, a liquid crystal cell having a twist angle of 240 ° and a Δn 1 · d 1 of 1.27 μm at 25 ° C. was used.
The liquid crystal used was a nematic liquid crystal containing a rotatory substance, having a positive dielectric anisotropy, and having a transition temperature of 99.2 ° C. The retardation value of the phase difference plate is 1.39.
A μm polycarbonate film was used. By optimizing the polarization axis of the polarizing plate and the optical axis of the retardation plate and changing the voltage, a color liquid crystal panel capable of displaying four colors was prepared.

【0031】このカラー液晶パネルでは電圧の印加とと
もに、図5(b)のように色相が白→橙→青→緑と変化
する。また、高周波側でのしきい値電圧の上昇を防止す
るため、ITOのシート抵抗値としては30Ω/□と充
分低いものを採用した。このパネルのしきい値電圧の周
波数依存性は図4の実線のように低周波側で低下してお
り、その低下の度合いを表すパラメータVF は1%であ
った。4色表示を行う階調方法として、図6のように3
フレームを用いたフレーム間引き法を採用した。ここ
で、階調1〜4がそれぞれ白、橙、青、緑の各色に対応
している。
In this color liquid crystal panel, the hue changes from white to orange to blue to green as shown in FIG. In order to prevent the threshold voltage from increasing on the high frequency side, a sufficiently low sheet resistance of 30 Ω / □ was used as the ITO sheet resistance. Frequency dependency of the threshold voltage of the panel is decreased in the low-frequency side as shown in solid line in FIG. 4, the parameter V F indicating a degree of the decrease was 1%. As a gradation method for performing four-color display, as shown in FIG.
A frame thinning method using a frame was adopted. Here, gradations 1 to 4 correspond to white, orange, blue, and green, respectively.

【0032】まず、比較例1として、カラー液晶パネル
をデューティ比1/55D、バイアス比1/5B、フレ
ーム周波数70HzのB波形で駆動した。この場合図7
( a) のように最も周波数成分が異なる強調表示パター
ンで表示を行ったところ、本来同一の色であるはずの領
域(図7(a)の斜線部)の色相が変化した。
First, as Comparative Example 1, a color liquid crystal panel was driven with a B waveform having a duty ratio of 1 / 55D, a bias ratio of 1 / 5B, and a frame frequency of 70 Hz. In this case, FIG.
As shown in FIG. 7A, when the display was performed with the highlighting pattern having the most different frequency component, the hue of the region (the shaded portion in FIG. 7A) that should have the same color changed.

【0033】一方、これに対し、実施例1として走査線
2本ごとに交流化反転を行った(S=2)ところ、図7
(a)のような表示パターンで表示を行っても、各色領
域の色相は全く変化しなかった。また、図7(a)以外
のその他の表示パターンでも充分な効果があり、この駆
動方法では各色領域の色相は全く変化しなかった。この
場合、交流化信号の周波数はフレーム周波数の55/2
=27. 5倍となる。
On the other hand, in the first embodiment, alternating inversion was performed for every two scanning lines (S = 2).
The hue of each color area did not change at all even when the display was performed with the display pattern as shown in FIG. Also, other display patterns other than those shown in FIG. 7A have a sufficient effect, and the hue of each color area is not changed at all by this driving method. In this case, the frequency of the AC signal is 55/2 of the frame frequency.
= 27.5 times.

【0034】[実施例2]走査線10本ごとに交流化反
転を行う(S=10)以外は、実施例1と全く同様なパ
ネル構成、駆動方法で表示パターンによる色相変化を調
べたところ、図7(a)のような表示パターンでは若干
色相変化があったが、充分許容範囲内であり、B波形駆
動に比べて格段の進歩が見られた。この場合、交流化信
号の周波数はフレーム周波数の55/10=5. 5倍で
ある。
Example 2 A change in hue due to a display pattern was examined using the same panel configuration and driving method as in Example 1 except that alternating inversion was performed every 10 scanning lines (S = 10). Although there was a slight change in hue in the display pattern as shown in FIG. 7A, the hue was sufficiently within the allowable range, and a remarkable progress was seen as compared with the B waveform drive. In this case, the frequency of the AC signal is 55/10 = 5.5 times the frame frequency.

【0035】[実施例3、比較例2]カラー液晶表示パ
ネルとして、しきい値電圧の周波数特性が悪いVF =5
%のパネルを用い、その他は実施例1、比較例1と全く
同じ実験を行った。この場合の効果は絶大であり、B波
形駆動(比較例2)では図7(a)のような強調パター
ン以外でも明らかに色相変化があったのに対し、走査線
2本ごとに交流化を行った駆動方法(S=2、実施例
3)では、実施例1と同様、ほぼどのような表示パター
ンでも色相が変化することはなかった。
Example 3 and Comparative Example 2 As a color liquid crystal display panel, the frequency characteristics of the threshold voltage were poor, V F = 5.
%, And the same experiment as in Example 1 and Comparative Example 1 was performed. The effect in this case is enormous. In the B waveform drive (Comparative Example 2), although there was a clear change in hue even in a pattern other than the emphasis pattern as shown in FIG. In the performed driving method (S = 2, Example 3), the hue did not change in almost any display pattern as in Example 1.

【0036】[実施例4、比較例3]実施例1と同じパ
ネル構成で、階調方式として4フレームのフレーム間引
き方式と9レベルのパルス幅変調(図8)を併用する方
式とする以外は同様の駆動方法で効果を確認した。
[Embodiment 4 and Comparative Example 3] The same panel configuration as that of Embodiment 1 is adopted, except that a frame thinning method of 4 frames and a 9-level pulse width modulation (FIG. 8) are used in combination as gradation methods. The effect was confirmed by the same driving method.

【0037】この場合の4階調の選択方法は32階調レ
ベル中から、4色が最も鮮やかに識別できる階調レベル
を4レベル選択することになる。各色に対する階調レベ
ルは白色が(0/9,0/9,0/9,0/9)、橙色
が(4/9,4/9,4/9,4/9)、青色が(7/
9,6/9,7/9,6/9)、緑色が(9/9,9/
9,9/9,9/9)である。ここで( )の中の分数
は各フレームごとのパルス幅変調レベルであり、それら
が4フレームで完結することを意味する。
In this case, the method of selecting four gradations is to select four gradation levels from among 32 gradation levels at which four colors can be identified most vividly. The gray level for each color is (0/9, 0/9, 0/9, 0/9) for white, (4/9, 4/9, 4/9, 4/9) for orange and (7/9) for blue. /
9,6 / 9,7 / 9,6 / 9), green color is (9 / 9,9 /
9, 9/9, 9/9). Here, the fractions in parentheses are the pulse width modulation levels for each frame, which means that they are completed in four frames.

【0038】今度の場合パルス幅変調が入っているた
め、表示パターンによる周波数依存性の影響がさらに大
きくなり、また、強調表示パターンは図7( b) とな
る。この駆動方法でも交流化反転を行わない場合(比較
例3)には、白色や緑色は実質的にパルス幅変調がかか
っていないため駆動波形は図3(a)と同様に低周波の
駆動波形となる。一方、橙色や青色はパルス幅変調がか
かっている分、図3(b)よりさらに高い周波数の駆動
波形となる。このため、交流化反転を行わない駆動波形
の場合には、比較例1よりもさらに色相変化が大きかっ
た。
In this case, since the pulse width modulation is performed, the influence of the display pattern on the frequency dependence is further increased, and the highlighted display pattern is as shown in FIG. 7B. In the case where the AC inversion is not performed even in this driving method (Comparative Example 3), since the white and green colors are not substantially subjected to pulse width modulation, the driving waveform is the low frequency driving waveform as in FIG. Becomes On the other hand, the orange and blue colors have a higher driving waveform than that of FIG. 3B due to the pulse width modulation. Therefore, in the case of the drive waveform in which the AC inversion was not performed, the change in the hue was larger than that in Comparative Example 1.

【0039】一方、走査線2本ごとに交流化を行った駆
動方法(S=2、実施例4)では、実施例1と同様図7
( b) のような強調パターンをはじめ、ほぼどのような
表示パターンでも色相が変化することはなかった。この
場合の液晶表示装置全体の消費電流は0.80mAであ
った。
On the other hand, in the driving method (S = 2, Example 4) in which alternating current is performed every two scanning lines, as in the case of Example 1, FIG.
Hue did not change in almost any display pattern including the emphasis pattern as shown in FIG. In this case, the current consumption of the entire liquid crystal display device was 0.80 mA.

【0040】[実施例5]駆動波形としてパルス幅変調
のみを行う以外は実施例4と同様な実験を行った結果、
本発明の駆動波形では表示パターンによる色相変化がほ
とんど見れらず充分な効果が確認された。
Example 5 The same experiment as in Example 4 was performed except that only pulse width modulation was performed as a driving waveform.
In the driving waveform of the present invention, a hue change due to the display pattern was hardly observed, and a sufficient effect was confirmed.

【0041】[実施例6、比較例4]実施例1と同様の
パネルを用い、デューティ比を1/32D、バイアス比
を1/5B、フレーム周波数100Hzとし、それ以外
は実施例4および比較例3と同様の実験を行った。この
場合も、フレーム反転を行わない駆動方法(比較例4)
では表示不良が発生したのに対して、走査線2本ごとに
交流化を行う方式(S=2、実施例6)では、表示パタ
ーンによらず均一な表示が可能であった。
Example 6 and Comparative Example 4 Using the same panel as in Example 1, the duty ratio was set to 1 / 32D, the bias ratio was set to 1 / 5B, and the frame frequency was set to 100 Hz. The same experiment as in No. 3 was performed. Also in this case, a driving method without performing frame inversion (Comparative Example 4)
However, in the method (S = 2, Example 6) in which alternating current is performed every two scanning lines, uniform display was possible regardless of the display pattern.

【0042】[実施例7、比較例5]実施例3と同様の
F =5%のパネルを用い、デューティ比を1/80
D、バイアス比を1/8B、フレーム周波数65Hzと
し、それ以外は実施例4および比較例3と同様の実験を
行った。この場合も、フレーム反転を行わない駆動方法
(比較例5)では表示不良が発生したのに対して、走査
線2本ごとに交流化を行う方式(S=2、実施例7)で
は、表示パターンによらず均一な表示が可能であった。
[Embodiment 7, Comparative Example 5] A panel having a V F = 5% similar to that of Embodiment 3 was used, and the duty ratio was 1/80.
D, the bias ratio was set to 8B, the frame frequency was set to 65 Hz, and the same experiment as in Example 4 and Comparative Example 3 was performed except for that. Also in this case, display failure occurred in the driving method without frame inversion (Comparative Example 5), whereas in the method of performing alternating current for every two scanning lines (S = 2, Example 7), the display failure occurred. Uniform display was possible regardless of the pattern.

【0043】[実施例8]実施例1と同様のパネルを用
い、S値を6とする以外は実施例4と同様の駆動を行っ
た。この場合には図7(b)の強調パターンで軽微な色
相変化が認められたが、許容レベルであり、前記消費電
流が0.61mAに低減された。
Example 8 The same panel as in Example 1 was used, and the same driving as in Example 4 was performed except that the S value was set to 6. In this case, a slight hue change was recognized in the emphasis pattern of FIG. 7B, but it was at an allowable level, and the current consumption was reduced to 0.61 mA.

【0044】[実施例9]S値を8とする以外は実施例
8と同様の駆動を行った。強調試験における色相変化の
程度が、実施例8の場合よりもわずかに増加したが、実
用上問題とならない程度であり、前記消費電流は0.5
7mAにさらに低減された。
[Embodiment 9] The same driving as in Embodiment 8 was performed except that the S value was set to 8. Although the degree of the hue change in the emphasis test was slightly increased as compared with the case of Example 8, the degree was not a problem in practical use, and the current consumption was 0.5%.
It was further reduced to 7 mA.

【0045】[0045]

【発明の効果】本発明のカラー液晶表示素子の駆動方法
を用いることにより、低周波側に周波数依存性のある液
晶パネルでも表示パターンに依存せず均一な表示が使用
可能となった。また、前述したように低周波側の周波数
特性はプロセスの影響を受け変動しやすいため、この駆
動方法により液晶パネルの歩留まりが向上する効果もあ
る。
By using the method for driving a color liquid crystal display element of the present invention, a uniform display can be used without depending on a display pattern even in a liquid crystal panel having a frequency dependency on a low frequency side. Further, as described above, since the frequency characteristics on the low frequency side are easily affected by the process and fluctuate, this driving method also has the effect of improving the yield of the liquid crystal panel.

【0046】また、本駆動方法では駆動周波数が実質的
に高くなるため、低周波数駆動と相関のあった残像現象
や高温通電中に発生する表示むらも大幅に低減させるこ
とが可能となった。
Further, in the present driving method, since the driving frequency is substantially increased, it is possible to greatly reduce the afterimage phenomenon correlated with the low-frequency driving and the display unevenness generated during the high-temperature energization.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明で用いる駆動波形図。FIG. 1 is a driving waveform diagram used in the present invention.

【図2】カラー液晶表示素子の構成を示す模式的断面
図。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view illustrating a configuration of a color liquid crystal display element.

【図3】従来の駆動波形図。FIG. 3 is a conventional drive waveform diagram.

【図4】カラー液晶パネルのしきい値電圧の周波数依存
性を表すグラフ。
FIG. 4 is a graph showing frequency dependence of a threshold voltage of a color liquid crystal panel.

【図5】(a)モノクロ液晶表示素子の電気光学特性を
表すグラフ、(b)カラー液晶表示素子の電気光学特性
を表すグラフ。
5A is a graph showing electro-optical characteristics of a monochrome liquid crystal display device, and FIG. 5B is a graph showing electro-optical characteristics of a color liquid crystal display device.

【図6】フレーム間引き法による階調駆動波形図。FIG. 6 is a gray scale driving waveform diagram by a frame thinning method.

【図7】表示パターンによる色相変化を観察する強調表
示パターンの概略図。
FIG. 7 is a schematic diagram of a highlight display pattern for observing a hue change due to the display pattern.

【図8】パルス幅変調の駆動波形図。FIG. 8 is a driving waveform diagram of pulse width modulation.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:液晶セル 2:表側の偏光板 3:裏側の偏光板 4:反射板 5:光学異方体 1: liquid crystal cell 2: front side polarizing plate 3: back side polarizing plate 4: reflecting plate 5: optically anisotropic body

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】透明電極と配向膜とをそれぞれ有しほぼ平
行に設けられた2つの基板間に誘電異方性が正のネマチ
ック液晶が挟持され、各基板の配向膜によって形成され
る液晶分子の配向方向による液晶のねじれ角が160〜
300°とされ、液晶層の屈折率異方性(Δn1 )と液
晶層の厚み(d1 )との積(Δn1 ・ d1 )が1. 2〜
2. 5とされ、液晶層の外側に少なくとも1枚の偏光板
および少なくとも1枚の光学異方体が備えられ、かつこ
の液晶表示素子のフレーム周波数の0.5倍および15
倍の周波数におけるしきい値電圧をそれぞれVL 、VH
としたときに、周波数依存性を表すパラメータVF =|
(VL −VH )/VH |×100が0.5(%)以上で
あるカラー液晶表示装置の駆動方法であって、1/99
D以下の低デューティ比で、フレーム周波数の5倍以上
の周波数で交流化反転駆動することを特徴とするカラー
液晶表示装置の駆動方法。
A nematic liquid crystal having a positive dielectric anisotropy is sandwiched between two substrates each having a transparent electrode and an alignment film and provided substantially in parallel, and liquid crystal molecules formed by the alignment films on each substrate. Liquid crystal twist angle depending on the alignment direction of
300 °, and the product (Δn 1 · d 1 ) of the refractive index anisotropy (Δn 1 ) of the liquid crystal layer and the thickness (d 1 ) of the liquid crystal layer is 1.2 to 2.
2.5, at least one polarizing plate and at least one optically anisotropic member are provided outside the liquid crystal layer, and 0.5 times and 15 times the frame frequency of the liquid crystal display element.
Times the threshold voltage in the frequency respectively V L, V H
And when the parameter V F representing the frequency dependence = |
(V L −V H ) / V H | × 100 is a method of driving a color liquid crystal display device in which 0.5% or more, wherein 1/99
A method for driving a color liquid crystal display device, wherein AC inversion driving is performed at a low duty ratio of D or less and a frequency of 5 times or more of a frame frequency.
【請求項2】液晶表示素子の階調表示方式として、パル
ス幅変調を用いることを特徴とする請求項1記載の液晶
表示装置の駆動方法。
2. The driving method of a liquid crystal display device according to claim 1, wherein a pulse width modulation is used as a gradation display method of the liquid crystal display element.
【請求項3】液晶表示素子の階調表示方式として、パル
ス幅変調とフレーム間引き変調を併用することを特徴と
する請求項2記載の液晶表示装置の駆動方法。
3. The method of driving a liquid crystal display device according to claim 2, wherein pulse width modulation and frame thinning modulation are used together as a gradation display method of the liquid crystal display element.
【請求項4】交流化反転を走査線数1〜15本ごとに行
うことを特徴とする請求項1、2、3のいずれかに記載
の液晶表示装置の駆動方法。
4. The driving method of a liquid crystal display device according to claim 1, wherein the AC inversion is performed every 1 to 15 scanning lines.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012212153A (en) * 2012-06-01 2012-11-01 Stanley Electric Co Ltd Liquid crystal display device
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