专利名称：液晶显示装置及其驱动方法
技术领域：
本发明涉及能够在各向同性相温度范围和向列相温度范围两者中进行显示的液晶显示装置以及该液晶显示装置的驱动方法。更具体地，本发明涉及具有宽的可运行温度范围的液晶显示装置，其中在液晶形成材料的各向同性相温度范围内，通过利用施加和未施加电场时向列相的诱发和消失现象可以进行高响应速度的显示，并且在向列相温度范围内，可以通过利用施加和未施加电场时指向矢(director)取向状态的变化来进行显示。
背景技术：
迄今，由于与CRT(阴极射线管)相比液晶显示装置具有重量轻、厚度薄和功耗低的特征，所以液晶显示装置通常用作电子设备中的显示器。当根据将电场施加至液晶显示层的方法对现有技术的液晶显示装置进行分类时，已知的有垂直电场系统的液晶显示装置和横向电场系统的液晶显示装置。垂直电场系统的液晶显示装置通过设置在液晶层两侧的成对电极而将基本上垂直的电场施加到液晶分子。作为垂直电场系统的液晶显示装置，已知的有TN(扭曲向列)模式的装置、STN(超扭曲向列)模式的装置、VA(垂直取向)模式的装置、MVA(多域垂直取向)模式的装置和ECB(电控双折射)模式的装置等。在横向电场系统的液晶显示装置中，彼此绝缘的成对电极设置在液晶层两侧的成对基板之一的内表面侧，基本水平的电场被施加至液晶分子。作为横向电场系统的液晶显示装置，已知的有IPS(面内转换)模式的装置和FFS(边缘场转换)模式的装置，在IPS模式的装置中当在面内观察时成对的电极彼此不重叠，在FFS模式的装置中成对的电极彼此重叠。在这些现有技术的液晶显示装置中，沿特定方向取向的液晶指向矢(liquid crystal director)的取向方向通过电场来改变，并且光透射的量被改变以显示图像。将参考图7A至7D描述上述现有技术的液晶显示装置的工作原理。图7A是现有技术的垂直电场系统的液晶显示装置的示意性截面图，该液晶显示装置是采用外部电场(电压)施加到液晶层时产生的光学相位差的变化作为光学元件的液晶显示装置。图7B是示出该液晶显示装置的光透射状态的视图。图7C和7D示出了在具有正介电常数各向异性的扭曲液晶层的液晶层中指向矢的取向状态，并且示出了未施加电压的状态(图7C)和施加电压的状态(图7D)。大多数现有技术的液晶显示装置在比向列相到各向同性相的转变温度低的温度下通过改变液晶(例如，向列液晶)的指向矢的取向而被用作显示装置。如图7A所示，在现有技术的液晶显示装置中，液晶层夹设在阵列基板AR和滤色器基板CF之间，并且透明电极形成在阵列基板AR和滤色器基板CF的每个的液晶层侧。偏振板设置在阵列基板AR和滤色器基板CF的每个的外表面(与液晶层相反的一侧)上，背光光源设置在阵列基板AR侧的偏振板的外表面上。如图7B所示，从背光光源入射到阵列基板AR侧的偏振板的光被转换成线性偏振光，并且当通过液晶层时该线性偏振光被赋予相差。此外，只有与滤色器层侧的偏振板的透光轴平行的光通过并被视觉识别。
液晶层的指向矢在未施加电场的状态下在形成于透明电极表面上的配向膜的作用下例如沿水平方向取向(图7C)，而在施加电场的状态下沿垂直方向取向(图7D)。如上所述，由于液晶层指向矢的取向状态在未施加电场的状态和施加电场的状态之间变化，所以通过液晶层的光的相位被改变。因此，在现有技术的液晶显示装置中，光透射量由成对电极形成的电场与偏振板的透光轴之间的相互作用来控制，从而使得能够显示特定的图像。顺带地，在横向电场系统的液晶显示装置中，尽管成对的电极形成在阵列基板AR 上，但是该装置在“光透射量由成对电极形成的电场与偏振板的透光轴之间的相互作用来控制以显示特定图像”方面与垂直电场系统的液晶显示装置并没有不同。另一方面，已知有各种化合物被用作液晶形成材料。例如，由下面的化学式表示的 4_氰基_4’戊基联苯(4-Cyano-4’pentylbiphenyl)(下面称作“5CB”)具有正介电各向异性，在24°C或以下为固态，在35°C或以上是液态，并且在24°C至35°C的温度以液晶态存在。 也就是，5CB在约35°C进行液晶相与液态相(各向同性相)之间的相转变。
权利要求
1.一种液晶显示装置，包括第一基板和第二基板，在该第一基板和该第二基板之间夹设液晶形成材料，并且该第一基板和该第二基板设置为彼此相对；成对的电极，包括一个电极和另一个电极；控制器，用于控制施加在所述成对的电极之间的电压；以及温度检测器，其中当所述液晶形成材料的由所述温度检测器检测的温度处于各向同性相温度范围内时，所述控制器在所述成对的电极之间施加使光透射率基于所述液晶形成材料中向列相的诱发和消失现象而发生变化的电压，并且当所述液晶形成材料的由所述温度检测器检测的温度处于向列相温度范围内时，所述控制器在所述成对的电极之间施加使光透射率基于所述液晶形成材料的指向矢的取向变化而发生变化的电压。
2.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中在所述液晶形成材料的各向同性相温度范围内，所述控制器将振幅比在所述液晶形成材料的所述向列相温度范围内所施加的电压大的电压施加在所述成对的电极之间。
3.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中在所述第一基板和所述第二基板的每个的外表面侧设置偏振板。
4.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中在所述第一基板和所述第二基板的每个与所述液晶形成材料的界面上设置配向膜。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的液晶显示装置，其中所述成对的电极中的所述一个电极形成在所述第一基板上，并且所述另一个电极形成在所述第二基板上。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的液晶显示装置，其中所述成对的电极形成在所述第一基板上。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的液晶显示装置，还包括温度控制器，其中所述控制器驱动该温度控制器并进行选择驱动，以导致所述液晶形成材料的所述各向同性相温度范围或者所述液晶形成材料的所述向列相温度范围。
8.根据权利要求7所述的液晶显示装置，其中所述温度控制器是珀尔贴元件。
9.一种液晶显示装置的驱动方法，该液晶显示装置包括第一基板和第二基板，在该第一基板和该第二基板之间夹设液晶形成材料，并且该第一基板和该第二基板设置为彼此相对；以及成对的电极，形成在所述第一基板和所述第二基板中的至少一个的液晶形成材料侧，该液晶显示装置的驱动方法包括步骤当所述液晶显示装置的所述液晶形成材料的温度处于各向同性相温度范围内时，利用对应于施加在所述成对的电极之间的电压且基于所述液晶形成材料中向列相的诱发和消失现象的光透射率变化来进行显示，当所述液晶显示装置的所述液晶形成材料的温度处于向列相温度范围内时，利用对应于施加在所述成对的电极之间的电压且基于所述液晶形成材料的指向矢的取向变化的光透射率变化来进行显示。
10.根据权利要求9所述的液晶显示装置的驱动方法，其中当所述液晶显示装置的所述液晶形成材料的温度处于各向同性相温度范围内时，至少在进行利用光透射率的半色调显示时施加的电压包括一脉冲电压，该脉冲电压的振幅大于与所述半色调显示对应的电压的振幅。
11.根据权利要求9所述的液晶显示装置的驱动方法，其中当进行利用光透射率的半色调显示时，施加在所述成对的电极之间的电压被二值驱动，并且对于由多个分别包括多个颜色的子像素的像素形成的每个单元，控制特定颜色的子像素的开启数量。
12.一种液晶显示装置，包括第一基板和第二基板，在该第一基板和该第二基板之间夹设液晶形成材料，并且该第一基板和该第二基板设置为彼此相对；成对的电极，包括一个电极和另一个电极；控制单元，用于控制施加在所述成对的电极之间的电压；以及温度检测器，其中当所述液晶形成材料的由所述温度检测器检测的温度处于各向同性相温度范围内时，所述控制单元在所述成对的电极之间施加使光透射率基于所述液晶形成材料中向列相的诱发和消失现象而发生变化的电压，并且当所述液晶形成材料的由所述温度检测器检测的温度处于向列相温度范围内时，所述控制单元在所述成对的电极之间施加使光透射率基于所述液晶形成材料的指向矢的取向变化而发生变化的电压。
全文摘要
本发明公开了一种液晶显示装置及其驱动方法。液晶显示装置包括第一基板和第二基板，在第一基板和第二基板之间夹设液晶形成材料，并且第一基板和第二基板设置为彼此相对；成对的电极，包括一个电极和另一个电极；控制器，用于控制施加在电极之间的电压；以及温度检测器。当液晶形成材料的温度处于各向同性相温度范围内时，控制器在电极之间施加使光透射率基于液晶形成材料中向列相的诱发和消失现象而发生变化的电压，并且当液晶形成材料的温度处于向列相温度范围内时，控制器在电极之间施加使光透射率基于液晶形成材料的指向矢的取向变化而发生变化的电压。
文档编号G02F1/133GK102163409SQ20101061186
公开日2011年8月24日 申请日期2010年12月29日 优先权日2010年1月5日
发明者小菅将洋 申请人:索尼公司