专利名称：胆甾醇型液晶显示装置以及胆甾醇型液晶显示元件的驱动方法
技术领域：
本发明涉及一种通常的液晶显示装置(LCD)以及液晶显示元件的驱动方法，具体而言，本发明涉及一种通过以相互对置状态交叉设置的多个公共电极和多个段电极向液晶层输入电压波形的胆甾醇型液晶显示装置以及胆甾醇型液晶显示元件的驱动方法。
背景技术：
胆甾醇型(cholesteric)液晶显示装置由于具有能够利用外界光的反射进行清楚的显示，即使切断电源其显示内容也不会消失(存储性)，并且可以通过简单矩阵驱动实现大容量显示等的优点，近年来在电子报纸和标记牌方面的应用广受注目。而且，胆甾醇型液晶显示元件由于具有被称为存储性这样的独特的特征，故已经提出有对其驱动方法进行了研究的技术方案。
例如，在专利文献1(日本特开平11-326871号公报)中公开了一种首先向所有公共电极施加用于让胆甾醇型液晶成为焦锥(focal conic)取向的重置电压之后，对公共电极每一个实施依次选择，由此施加选择电压的驱动方法(该驱动方法也被称为焦锥重置方法FCR法)。如果采用该方法，由于公共电极侧和段电极侧也可以使用STN(Super Twisted Nematic)驱动器实施驱动，故该驱动方法也被称为通常(conventional)驱动方法。
作为一个例子，图8示出为了使用STN驱动器对胆甾醇型液晶显示元件进行通常驱动，而向公共电极、段电极输出的波形。图8(A)分别示出输出到公共电极的波形和输出到段电极的波形。而且，还示出了这些波形的合成波形。合成波形与实际驱动时输入到液晶显示元件的像素处的波形对应。
图8(B)是表示为了比较输出到公共电极的波形和输出到段电极的波形，与时间轴一起在纵方向上排列的图。
为了以如上所述那样的电压波形，对4条公共电极(COM1～4)，3条段电极(SEG1～3)的胆甾醇型液晶显示元件进行驱动，向各个公共电极、各个段电极实际输出的电压波形的一个实例如图9所示。
如果注目于输出到图9的公共电极的波形，该波形由重置期间和改写期间构成。重置期间由平面重置期间和焦锥重置期间构成。如果不设置平面重置期间，在改写之后的显示上容易残留有改写之前的显示的影响。平面重置期间在比改写期间向公共电极输出的选择波形更长的时间里，一起选择所有的公共电极，并与此相对应向所有段电极输出ON波形。由此，将面板的显示区域全体重置为平面状态。另一方面，焦锥重置通过在比改写期间向公共电极输出的选择波形时间更短的时间里，一起选择所有的公共电极，并与此相对应相互多次反复向所有段电极输出OFF波形的期间，和在对所有公共电极和所有段电极都没有施加电压的期间来进行。采用这种方式，已被重置到平面状态的面板的显示区域整体的胆甾醇型液晶，将被重置到焦锥状态。
而且，在改写期间，对输出了选择波形的公共电极实施选择，此时从段电极施加有ON波形的像素处于平面状态。从段电极施加有OFF波形的像素处于焦锥状态。对于公共电极的数量是n条的面板，在改写期间中向公共电极输出的波形由1次选择波形和(n-1)次非选择波形构成。可以将选择波形彼此错开，同时进行改写以便针对每个公共电极没有重复。
向液晶显示元件的像素，施加由向公共电极输出的信号构成的公共驱动波形和由向段电极输出的信号构成的段驱动波形的差。作为一个例子，图10示出了向图9的(COM2，SEG1)像素所施加的电压波形。
然而，在使用这样的通用的STN驱动器的通常驱动中，在一起选择所有公共电极的瞬间，向所有段电极同时输出ON波形或者OFF波形的瞬间冲流很大，在面积大且像素数量多的面板的情况下，实施重置时需要使用非常大的电能。另外，关于改写期间，为了得到平面取向状态的反射率高的，高对比度易于观看的实用的显示，需要设定向公共电极输出的选择波形的宽度大于等于3msec，故具有改写速度缓慢的缺点。
鉴于存在这样的问题，专利文献2(美国专利第5748277号说明书)提出了一种起名为DDS(Dynamic Drive Scheme)的驱动方法。图11示出了DDS方法的驱动电压波形，其具有用于让液晶呈电极面垂直均匀取向的重置期间，决定最终显示是平面取向、焦锥取向或者是其中间状态的选择期间，用于在选择期间保持所选择的状态的保持期间，以及为了实现简单矩阵驱动而产生的非选择期间。
作为一个例子，图12示出了为了驱动公共电极数量是16条的简单矩阵面板，而施加在公共电极上的电压的时序曲线图。在公共电极中与重置期间、选择期间、保持期间、非选择期间对应的电压波形，即把重置波形、选择波形、保持波形、非选择波形错开选择期间的长度，依次施加到公共电极上去。如果采用DDS方法，由于即使在室温下该选择期间也可以在1msec以下，所以可以说DDS方法是适于高速驱动的方法。
如果注目于图12中的A区间，可以发现需要将重置波形输入到公共电极11～16，将选择波形输入到公共电极10，将保持波形输入到公共电极4～9，将非选择波形输入到公共电极1～3。也就是说，为了能够通过DDS方法驱动胆甾醇型液晶面板，在公共电极侧所使用的公共驱动器IC，要求具备能够同时输出重置波形、选择波形、保持波形、非选择波形这4种电压波形的功能。
在非专利文献1(SID’97 Digest，899(1997))中记载了在实际进行DDS驱动的情况下，向胆甾醇型液晶显示元件的公共电极和段电极实施输入的波形以及其合成波形。其形状表示在图13中。
图13(A)分别示出了向公共电极输出的波形和向段电极输出的波形。而且，还示出了这些波形的合成波形。
图13(B)是表示为了比较输入到公共电极的波形和输入到段电极的波形，与时间轴一起在纵方向上并排排列的示意图。根据图13(B)可知，输入到公共电极的重置波形、选择波形、保持波形、非选择波形虽然分别由w1～w4的4个单位期间构成，但是在每一个单位期间中通常都需要设置4个值的电压。因此，针对每个单位期间需要能够经常同时地提供4个值的电压的专用驱动IC。
在图14中示出了为了用如图13所示的各个电压波形来驱动公共电极为4条，段电极为3条的胆甾醇型液晶显示元件，向各个公共电极、各个段电极所实际输出的电压波形的一个实例。另外，施加到图14的(COM2，SEG1)像素上的电压波形如图15所示。
为了使图简单化，使在重置期间中向公共电极输出的重置波形为5次，在保持期间中向公共电极输出的保持波形为4次，然而在实际驱动中，重置波形可以为20～100次左右，重置期间的时间为20～50msec左右，保持波形可以为10～60次左右，作为保持期间的时间为10～30msec左右。
从图13中可知，在重置期间以及保持期间，施加到公共电极上的电压和施加到段电极上的电压之间的差很大。如果低电压侧不是0V(没有被接地)，积累在液晶显示元件中的电荷会产生反向流动，所以为了保持施加在各个电极上的电压为一定值需要消耗相当大的电能。
在图13(B)所示的期间w1以及w2中，向段电极施加高电压，然而在重置期间中，由于公共电极侧是0V(接地)，故仅需要向段电极侧供给一定电压。如果注目于期间w3，可以获知此时从公共电极施加高电压，从段电极施加并非0V的低电压。此时在液晶显示元件中积累了电荷，在其达到饱和的时候，积累在液晶显示元件中的电荷会向各个电极侧反向流动。保持期间也存在类似现象。这种现象的出现频率对于如上所述的1个常规像素来说，在重置期间会出现20～100次，在保持期间会出现10～60次。因此，为了保证施加在各个电极上的电压为一个适当的值，需要使用很大的电能。
在非专利文献2(SID’01 Digest，882(2001))中记载了一种把对应于胆甾醇型液晶显示元件的显示区域整个表面的胆甾醇型液晶，一起重置到电极面垂直均匀取向之后，仅用选择波形和保持波形来驱动公共电极的方法。
该方法中的输出到公共电极的选择波形、保持波形以及输出到段电极的ON波形、OFF波形如图16(A)、图16(B)所示。
在图17中示出为了用如图16所示的各个电压波形来驱动公共电极为4条，段电极为3条的胆甾醇型液晶显示元件，实际向各个公共电极、各个段电极输出的电压波形的一个实例。另外，施加到如图17所示的(COM2，SEG1)各个像素上的电压波形如图18所示。
向公共电极输出的选择波形、保特波形，以及向段电极输出的ON波形、OFF波形，全部用0V(地)和0V之外的2值电压来构成。而且，由于电压施加而在液晶显示元件中所积累的电荷，可以通过接地的电极侧泄出，故能够容易的将电压保持在设定值。
然而，由于选择波形施加之后的保持期间因公共电极而不同，为了在液晶显示元件的显示区域的整个表面上得到同样的显示，需要对0V之外的电压进行严格的控制。而且，向段电极输出的ON波形和OFF波形的初始电压彼此不同，也难以在液晶显示元件的显示区域整个表面上得到均匀的显示。
另外，不仅向公共侧输出的电压波形，向段电极输出的电压波形，而且其合成波形，即输入到像素的电压波形变化剧烈，频率越大因驱动所消耗的电能也越大，如果使用干电池作为电源，这样的驱动方法也并不适合。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够使胆甾醇型液晶显示元件的改写速度快且消耗电能小的驱动方法。
本发明的另一个目的在于提供一种在公共电极侧和段电极侧仅使用0V和非0V电压这样的2个值的电压就可进行驱动的胆甾醇型液晶显示装置。
作为本发明的第1形态提供是一种液晶显示元件的驱动方法，这是一种能够用于相对由设置在玻璃基板表面上的公共电极组，设置在与上述玻璃基板对置配置的另一个玻璃基板表面上的、相对上述公共电极组的方向成正交方向的段电极组，以及位于上述公共电极组和段电极组之间的、能够展现出胆甾(cholesteric)相性质的液晶构成矩阵状的像素构成的，并且在上述像素上没有施加电压的时候，通过液晶的存储性能来维持由其平面状态，焦锥(focal unique)状态或是它们的中间状态构成的显示状态的液晶显示元件，通过利用朝向上述公共电极和段电极施加的电压差来向构成上述像素的液晶施加电压的驱动方法。
本发明的驱动方法可以包括在所有公共电极上施加公共重置信号，在所有段电极上施加数据重置信号，并且将由这些信号的差构成的重置信号施加在构成所有像素的液晶上，从而让所有像素的液晶呈电极面垂直均匀状态的重置步骤；选择某公共电极为公共选择电极，选择其它的公共电极为公共非选择电极，在公共选择电极上施加公共选择信号，同时在公共非选择电极上施加公共保持信号，与公共选择信号同步的在段电极上施加数据信号，将由公共选择信号和数据信号之间的差构成的选择信号施加到构成为公共选择电极上的像素的液晶上，由此对液晶的最终取向状态实施选择，或是将由公共保持信号和数据信号之间的差构成的保持信号施加到构成公共非选择电极上的像素的液晶上，随后选择下一个公共电极为公共选择电极，选择其它的公共电极为公共非选择电极，由此对构成公共选择电极上的像素的液晶的最终取向状态实施选择，反复进行上述动作以对构成所有像素的液晶取向状态实施确定用的显示状态确定步骤；以及在所有公共电极上施加公共保持信号，在所有段电极上施加数据信号，并且将由这些信号的差构成的保持信号施加到构成所有像素的液晶上，由此保持住在上述步骤中确定的液晶的取向状态的整个表面一起保持步骤；而且上述公共保持信号是0V，公共选择信号和数据信号是用0V和非0V的电压这样的2个值构成的。
在重置步骤(该期间也被称为重置期间)、显示状态决定步骤(该期间也被称为显示状态决定期间)、整个表面一起保持步骤(该期间也被称为整个表面一起保持期间)等一连串动作结束之后，显示内容的改写作业结束，公共保持信号通常保持为0V，因此除了重置期间之外，向公共电极处输出的电压和向段电极处输出的电压发生冲突的期间，相对每1个像素仅仅为向公共电极输出公共选择信号的期间的那一瞬间。采用这种构成形式，能够保证输出到公共电极的信号，输出到段电极的信号均保持在理想的状态。由于在驱动中间或者由于驱动产生的液晶显示元件处的积累电荷，可以向0V侧也就是接地的电极侧泄出，所以能够将驱动波形的变形抑制在最低限度。
而且，通过让数据重置信号通常保持为0V的方式，即使在重置期间中也可避免向公共电极输出的电压和向段电极输出的电压之间出现冲突，所以能够构成一种更加理想的实施形式。
而且，由于能够让向像素所施加的驱动电压波形的电压变化保持在最小限度，故可以使得驱动波形导致的电能消耗也可以在最低限度。
另一方面，还可以进一步将输出到段电极的数据信号，也就是将液晶导向至平面取向的信号，导向至焦锥取向的信号中的任何一个都采用上述那样0V和非0V的2个值的电压来构成，并且使为非0V的期间位于60％以上80％以下。
这是因为如果为非0V的期间在60％以下，就需要提高该电压(也被称为驱动电压)，如果为0V区间在40％以上，需要更加严格地对驱动电压进行控制。另外，显示质量相对于温度变化也非常敏感。
如果为非0V的区间在80％以上，当保特期间的执行电压与适当值匹配时，会导致重置期间的电压不足，如果施加足够实施重置的电压，又会使保持期间的电压不足，导致无法显示。
而且，为了扩宽驱动电压适当值的宽度以使得电压设定更为简单，还可以进一步使向段电极输出的2值数据信号，也就是让液晶取向状态最终导向至平面取向的信号，和导向至焦锥取向的信号的初始电压彼此相等。
仅通过上述操作就可以实现液晶显示元件的显示内容改写，但是向像素上施加的电压波形的正负平衡性能有可能会出现恶劣。如果施加到像素上的电压波形的直流成分被增大，则会对与该像素对应的液晶造成恶劣的影响，对于某些场合甚至还会导致液晶的分解。在本发明中，还可以进一步按照使得通过公共电极和段电极输出非0V的电压的期间彼此相等的方式，对公共重置信号进行设定。
对于液晶显示元件的改写，为了消除整个显示内容的影响，还可以进一步在公共重置信号中设置有0V区间。
作为本发明的第2形态提供的是一种胆甾醇型液晶显示装置。该液晶显示装置可以具备在多个公共电极和多个段电极的各个交叉部处形成有像素的胆甾醇液晶显示元件；将公共驱动电压波形从各个公共电极施加到上述胆甾醇型液晶显示元件上用的公共驱动器，该公共驱动电压波形包含用于使得上述液晶显示元件的胆甾醇型液晶成为电极面垂直均匀取向的公共重置信号和用于选择上述胆甾醇型液晶的最终取向状态的公共选择信号；将段驱动电压波形从各个段电极施加到上述胆甾醇型液晶显示元件上用的段驱动器，该段驱动电压波形包含将上述胆甾醇型液晶的最终取向状态确定为平面取向状态的数据信号和确定为焦锥取向状态的数据信号；以及控制上述公共驱动器以及段驱动器用的控制器。
而且，上述控制器用于将向所有公共电极以及所有段电极实施的电压供给，在0V和非0V电压这样的2个值之间进行切换；将公共重置信号施加到所有的公共电极，将数据重置信号施加到所有的段电极上，由此将所有像素的液晶重置到电极面垂直均匀状态；相对多个公共电极选择某个公共电极作为公共选择电极，施加公共选择信号，并使向其它公共电极供给的电压为0V，反复执行向与公共选择信号同步的段电极施加数据信号的动作，向所有公共电极施加公共选择信号；并且通过使向所有公共电极供给的电压为0V，并向所有段电极施加数据信号的方式，控制上述公共驱动器和段驱动器来进行显示内容的改写。
如果采用本发明，能够实现一种使胆甾醇型液晶显示元件的改写速度迅速且消耗电能小的驱动方法，而且，能够获得一种在公共电极侧和段电极侧都仅用0V和非0V电压这样的2个值就可实施驱动的胆甾醇型液晶显示装置。
图1是表示本发明的胆甾醇型液晶显示装置的结构的概略图。
图2是表示在本发明的胆甾醇型液晶显示装置中使用的胆甾醇型液晶显示元件的概略剖面图。
图3是表示在在本发明的实施例中向公共电极输出的公共选择信号，公共保持信号，向段电极输出的数据信号的示意图。
图4是表示为了用如图3所示的各个波形进行胆甾醇型液晶显示元件的矩阵驱动，向各个公共电极输出的公共驱动电压波形，向各个段电极输出的段驱动电压波形的一个实例的示意图。
图5是表示在如图4所示的像素上施加的电压波形的示意图。
图6是表示施加在液晶显示元件上的电压波形的概略图。
图7是表示在实施例中对液晶显示元件施加的电压波形的图。
图8是表示在进行FCR驱动的情况下，向胆甾醇型液晶面板的公共电极和段电极输入的电压波形的示意图。
图9是表示为了用如图8所示的各个波形对胆甾醇型液晶显示元件的矩阵进行驱动，而向各个公共电极，各个段电极输出的电压波形的一个实例的图。
图10是表示向如图9所示的像素施加的电压波形的图。
图11是表示DDS法的驱动电压波形的图。
图12是表示施加在公共电极上的电压用的时序图。
图13是表示在实际进行DDS驱动的情况下，向胆甾醇型液晶面板的公共电极和段电极输入的电压波形的图。
图14是表示为了用如图13所示的各个波形对胆甾醇型液晶显示元件的矩阵进行驱动，而向各个公共电极、各个段电极输出的电压波形的一个实例的图。
图15是表示施加到图14的像素上的电压波形图。
图16是表示在实际进行DDS驱动的情况下，向胆甾醇型液晶面板的公共电极和段电极输入的电压波形的图。
图17是表示为了用如图16所示的各个波形对胆甾醇型液晶显示元件的矩阵进行驱动，而向各个公共电极和段电极输出的电压波形的一个实例的图。
图18是表示施加到图17的像素上的电压波形图。
具体实施例方式
图1是表示本发明的胆甾醇型液晶显示装置的结构的概略图。本发明的胆甾醇型液晶显示装置具备在使胆甾醇型液晶呈相互对置状态下，用交叉的多个公共电极COM1、COM2、...，多个段电极SEG1、SEG2、...来实施矩阵驱动的胆甾醇型液晶显示元件10，利用本发明的驱动方法进行显示内容改写的组件。该组件可以用公共驱动器12，段驱动器14，控制器16，以及电源18构成。
胆甾醇型液晶显示元件10的公共电极连接到公共驱动器12的输出端子，段电极连接到段驱动器14的输出端子。基于从控制器16所给予的数据，从公共驱动器12向公共电极COM1、COM2、...，从段驱动器14向段电极SEG1、SEG2、...分别施加电压。在液晶显示元件的像素上施加这些电压的差。
图2是表示在本发明的胆甾醇型液晶显示装置中所使用的胆甾醇型液晶显示元件10的概略图。在图2中作为基板1可以例举石英玻璃，采用SiO2膜等的碱性离子溶出防止膜所形成的钠石灰玻璃，聚醚磺(polyether sulfon)、聚乙烯对苯二酸盐(polyethylene terephthalate)等的塑料薄膜，或者聚碳酸盐等的塑料基板。
可以在基板1上依次叠层形成电极2、电绝缘膜3以及取向膜4，在多个直线状的电极上图形成型电极2，制作成透明基板。用主封胶5粘贴这样的2个透明基板使电极交叉，并用主封胶将胆甾醇型液晶6封入被分割后的空间内。
这里，作为电极2ITO(Indium Tin Oxide)是适宜的，但是也可以采用其它诸如SnO2等导电性金属氧化物，或者聚吡咯(poly pyrrole)和聚苯胺(polyaniline)等的导电性树脂等导电性材料。
电绝缘膜3可以采用诸如SiO2，TiO2等的绝缘材料。电绝缘膜是用来防止对置的电极之间出现短路而设置，所以对于某些实施形式并非是必要的。
作为取向膜4聚酰亚胺树脂是适宜的，但是也可以使用包含硅元素、包含氟元素、包含氮元素系的表面改质剂和树脂等等。而且，使用水平取向膜或是垂直取向膜均可。
胆甾醇型液晶6可以由具有正感电异向性的向列液晶和为10～50重量％的手性(chiral)剂构成。本发明对于所使用的向列液晶没有特别的限制，作为例子可以举例氰基联苯(cyanbiphenyl)型，环己苯(phenyl cyclohexyl)型，安息香酸苯(phenyl benzoate)型，环己安息香酸(cyclohexyl benzoate)型，过渡(tran)型等液晶。
胆甾醇型液晶也可以是分散在高分子矩阵中或者胶囊化的液晶。胆甾醇型液晶的选择反射波长不仅可以存在于可见光区域，还可以存在于红外光区域。
在与观察侧相反的面上还可以形成有光吸收膜7。关于光吸收膜7的颜色没有特别的限定，最好为黑色或者蓝色。也可以通过粘贴反射板，偏振片，相位差板等的光学薄膜来代替光吸收膜7。
在观察侧的面上，也可以粘贴有偏振片板，相位差板，以及遮断紫外线等功能的光学薄膜。
下面，对利用本发明的DDS方法的驱动方法的实施例进行说明。图3示出在本实施例中的，向公共电极输出的公共选择信号，公共保持信号，向段电极输出的数据信号。在图中，数据信号X是将液晶取向导向至平面取向用的信号，数据信号Y是导向至焦锥取向用的信号。图3(A)表示的是向公共电极输出的2种信号，向段电极输出的2种数据信号，及其合成波形。图3(B)是表示为了将向公共电极输出的2种信号，向段电极输出的2种数据信号进行比较，与时间轴一起在纵向上并排排列的图。图3(C)是表示为了将向公共电极输出的2种信号和向段电极输出的2种数据信号进行比较，与电压轴一起在横向上并排排列的图。
在图3(B)中，向公共电极输出的公共选择信号，公共保持信号，以及向段电极输出的数据信号X，数据信号Y全部由w1～w4的这四个单位期间构成。这些信号都具有同样的长度(W)。
公共保持信号在w1～w4的所有单位期间通常为0V，公共选择信号、数据信号X以及数据信号Y则由0V和非0V的电压VD这样的2值电压构成。从图3可知，公共选择信号，数据信号X以及数据信号的非0V的电压区间，均占据着信号长度W的75％。
另外，数据信号X，Y都具有相同的初始电压。通过让初始电压相等，能够在液晶显示元件的显示区域整个表面上得到均匀的显示。
图4示出为了用图3所示的各个信号进行胆甾醇型液晶显示元件的矩阵驱动，而向各个公共电极，各个段电极上实际输出的电压波形的一个例子。
首先，对所有的公共电极实施一并选择，将显示区域整个表面重置到电极面垂直均匀的状态。此时，对所有公共电极一并施加公共重置信号，并且对所有段电极一并施加数据重置信号。在图4中，重置期间(1)的信号是这些公共重置信号和数据重置信号。数据重置信号在重置期间恒定为0V。
接着，按照与FCR驱动同样的方法，向各个公共电极施加由公共选择信号和公共保持信号构成的驱动电压波形使公共选择信号错开其长度进行施加。在向位于最后的公共电极施加公共选择信号之后的一段时间内，还施加公共保持信号。另一方面，在各段电极上施加驱动电压波形，所述驱动电压波形配置了依照显示内容将液晶取向状态导向至平面取向的数据信号X，导向至焦锥取向的数据信号Y。
为了简化电压波形，在图4中是使在向位于最后的公共电极施加了公共选择信号之后持续的全面一并保持期间为3次公共保持信号的量，但是本发明并不限于此。
可以向液晶显示元件的像素，输出由向公共电极输出的信号构成的公共驱动波形和由向段电极输出的信号构成的段驱动波形的差。作为一个实例，向图4所示的(COM2，SEG1)像素上施加的电压波形可以如图5所示。
在重置期间，为了保持图5中的波形正负平衡向公共电极输出的公共重置信号是可设定的。例如在如图4所示的情况下，如果公共保持信号总共为6次，数据信号为非0V的区间是如图3所示那样数据信号的75％，设W＝1msec时，则有1msec×6×0.75＝4.5msee。
因此，如果将重置期间设定为4.5msec，能够保持如图5所示波形的正负平衡。
虽然可以采用如上所述那样的方式计算出重置期间，但是在公共电极比较少的液晶显示元件的情况下，这样的计算值存在有难以获得用于将液晶重置到电极面垂直均匀状态的足够时间的情况。在这种情况下，可以在数据重置信号中设置非0V的期间，在公共重置信号中设置0V期间，从而能够增加重置期间，延长保持期间，在保持与重置期间的平衡的同时还能够延长重置期间。
图4示出共电极为4条，段电极为3条的矩阵结构，但是本发明中可以采用的电极条数并不限于此。由于胆甾醇型液晶具有存储性能，故理论上对于公共电极数量，段电极数量并没有限制。但是如上所述，为了保持向像素施加的电压波形的正负平衡，设定在重置期间向所有公共电极输出的公共重置信号，当公共电极数量越多，重置期间就需要越长。另外，随着公共电极数量的增加，还需要对驱动电压进行更严格的设定，故公共电极数量最好在160条以下。
下面进一步对具体实例进行说明。作为胆甾醇型液晶显示元件10，使用在0.7g的日本大日本油墨化学工业制的向列液晶RPD-84202中，混入0.2g的日本默克(Merck)公司制的手性剂CB-15和0.1g的日本旭电化工业公司制的手性剂CNL-617R得到的胆甾醇型液晶，制造出如图2所示的胆甾醇型液晶显示元件。液晶层的厚度是4.5微米。
将用如图3所示的信号，以及公共重置信号，数据重置信号所形成的、如表1所示的DDS驱动电压波形，按照如图6所示的方式，施加在所得到的胆甾醇型液晶显示元件上。正如图6所示，显示状态确定期间由前保持期间、选择期间与后保持期间的一部分构成，全面一并保持期间可认为是后保持期间的一部分。
图7表示在重置期间、前保持期间、选择期间和后保持期间中，将公共重置信号和数据重置信号之差的信号，公共保持信号以及公共选择信号和数据信号之差的信号，多次反复施加的状态，在表1中表示的是对于各个施加波形A～L的重置条件，前保持期间、选择期间、后保持期间的各个期间的波形反复次数，以及施加给段电极的数据信号X、数据信号Y的状态。
表1
如表1所示那样，在图3(B)中，W＝1msec，在图3(C)中，设定驱动电压为VD＝29V，将前保持期间和后保持期间的总和(120msec)的75％(90msec)取为重置期间，由此能够保持施加到液晶显示元件上的正负电压的平衡。施加的波形是按照对具有100条公共电极的液晶显示元件实施驱动的场合进行设定的。
将这样的DDS驱动电压波形施加到液晶显示元件10上，所获得的液晶显示元件的显示结果(视觉反射率)展示在表1中。
对于施加波形为A—L中任何一个的场合，如果在输入公共选择波形时，输入设想输入数据信号X的波形(A，B，E，F，I，J)后，成为胆甾醇型液晶呈平面取向状态，如果在输入公共选择波形时，输入设想输入数据信号Y的波形(C，D，G，H，K，L)后，则成为焦锥取向状态。平面取向状态时的视觉反射率是18％左右，焦锥取向状态时是3％左右，对比度是大约为6。
即，由于在图3(B)中假定有W＝1msec，因此可以证明相对每一条公共电极，都可以按照1msec的速度对显示内容进行改写。
对于胆甾醇型液晶6的种类不同的液晶显示元件10，以及液晶层不同的液晶显示元件，通过选择如图3(B)所示的各个信号的宽度W和如图3(C)所示的电压V，能够使同样地封入至液晶显示元件中的胆甾醇型液晶取向呈平面取向状态或者焦锥取向状态。
如果采用本实施例，通过使用如图3(A)所示的电压波形，将能够以比通常驱动更快的改写速度，并以良好的对比度对液晶显示元件实施驱动。
权利要求
1.一种液晶显示元件的驱动方法，是针对由设置在玻璃基板表面上的公共电极组、设置在与上述玻璃基板对置配置的另一个玻璃基板表面上的、相对上述公共电极组的方向成正交方向的段电极组、以及位于上述公共电极组和段电极组之间的表示胆甾相的液晶构成矩阵状的像素，在上述像素上没有施加电压的时候，对于根据液晶的存储性能来维持由其平面状态，焦锥状态或是它们的中间状态构成的显示状态的液晶显示元件，利用向上述公共电极和段电极施加的电压的差来控制构成上述像素的液晶的取向状态的液晶显示元件的驱动方法，其特征在于包括如下步骤在所有公共电极上施加公共重置信号，在所有段电极上施加数据重置信号，并且将由这些信号的差构成的重置信号施加在构成所有像素的液晶上，从而让所有像素的液晶呈电极面垂直均匀状态的重置步骤；选择某公共电极为公共选择电极，选择其它的公共电极为公共非选择电极，在公共选择电极上施加公共选择信号，同时在公共非选择电极上施加公共保持信号，与公共选择信号同步地在段电极上施加数据信号，将由公共选择信号和数据信号之间的差构成的选择信号施加到构成公共选择电极上的像素的液晶上，选择液晶的最终取向状态，另外进行将由公共保持信号和数据信号之间的差构成的保持信号施加到构成公共非选择电极上的像素的液晶上的动作，随后选择下一个公共电极为公共选择电极，选择其它的公共电极为公共非选择电极，进行对构成公共选择电极上的像素的液晶的最终取向状态实施选择的动作，通过反复进行上述动作来对构成所有像素的液晶取向状态实施确定用的显示状态确定步骤；以及在所有公共电极上施加公共保持信号，在所有段电极上施加数据信号，并且将由这些信号的差构成的保持信号施加到构成所有像素的液晶上，由此保持住在上述步骤中确定的液晶的取向状态的整个表面一起保持步骤，上述公共保持信号是0V，公共选择信号和数据信号是用0V和非0V的电压这样的2值电压构成的。
2.一种如权利要求1所述的胆甾醇型液晶显示元件的驱动方法，其特征在于输出非0V的电压的时间总和对于公共电极和段电极是相等的。
3.一种如权利要求2所述的胆甾醇型液晶显示元件的驱动方法，其特征在于上述数据信号为非0V的时间为大于等于数据信号长度的60％小于等于数据信号长度的80％。
4.一种如权利要求2或者3所述的胆甾醇型液晶显示元件的驱动方法，其特征在于将上述胆甾醇型液晶的最终取向状态导向至平面取向状态的数据信号的开始电压，与将上述胆甾醇型液晶的最终取向状态导向至焦锥状态的数据信号的开始电压相等。
5.一种如权利要求2～4的任意一个所述的胆甾醇型液晶元件的驱动方法，其特征在于上述数据重置信号的波形恒定为0V。
6.一种胆甾醇型液晶显示装置，其特征在于具备；在多个公共电极和多个段电极的各个交叉部形成有像素的胆甾醇型液晶显示元件；将公共驱动电压波形从各个公共电极施加到上述胆甾醇型液晶显示元件上的公共驱动器，所述公共驱动电压波形包含用于使得上述液晶显示元件的胆甾醇型液晶成为电极面垂直均匀取向的公共重置信号和用于选择上述胆甾醇型液晶的最终取向状态的公共选择信号；将段驱动电压波形从各个段电极施加到上述胆甾醇型液晶显示元件上的段驱动器，所述段驱动电压波形包含将上述胆甾醇型液晶的最终取向状态确定为平面取向状态的数据信号和确定为焦锥取向状态的数据信号；以及控制上述公共驱动器以及段驱动器用的控制器；上述控制器通过0V和非0V的电压这样的2值的切换来向所有公共电极以及所有段电极实施电压供给；将公共重置信号施加到所有的公共电极，将数据重置信号施加到所有的段电极上，使所有像素的液晶重置到电极面垂直均匀状态；对于多个公共电极，选择某个公共电极作为公共选择电极，施加公共选择信号，并向其它公共电极供给0V电压，反复执行与公共选择信号同步的向段电极施加数据信号的动作，向所有公共电极施加公共选择信号；通过使向所有公共电极供给0V电压，并向所有段电极施加数据信号，控制上述公共驱动器和段驱动器使显示内容改写。
7.一种如权利要求6所述的胆甾醇型液晶显示装置，其特征在于上述控制器按照让公共驱动电压波形为非0V的区间总和，与段驱动电压波形为非0V的区间的总和相等的方式进行控制。
8.一种如权利要求6或者7所述胆甾醇型液晶显示装置，其特征在于上述控制器控制上述段驱动器，使得上述数据重置信号恒定为0V。
9.一种如权利要求6～8所述的胆甾醇型液晶显示装置，其特征在于构成上述液晶显示元件的像素的公共电极数量小于等于160。
全文摘要
本发明涉及一种能够使胆甾醇型液晶显示元件的改写迅速且电能消耗少的驱动方法。该方法可以一并选择所有公共电极，将显示区域整个表面重置为电极面垂直均匀状态。在此时，将公共重置信号一起施加到所有公共电极上，将数据重置信号一起施加到所有段电极上。随后在各个公共电极上，按照将公共选择信号依其长度偏移实施施加的方式，施加由公共选择信号和公共保持信号构成的驱动电压波形。在将公共选择信号施加到位于最后的公共电极上之后的一段时间内施加公共保持信号。而且，输出到公共电极上的所有波形以及输出到段电极上的所有波形，均由0V和非0V的2值电压构成，使向两个电极输出的非0V的电压的频率处于最低限度。
文档编号G09G3/36GK1811531SQ200510121
公开日2006年8月2日 申请日期2005年12月6日 优先权日2004年12月7日
发明者北冈正树 申请人:那纳须株式会社