采用均匀取向的液晶的液晶显示装置及其驱动方法
专利名称：采用均匀取向的液晶的液晶显示装置及其驱动方法
技术领域：
本发明涉及具有均匀取向型液晶显示元件的液晶显示装置的驱动方法。
背景技术：
作为液晶显示装置，人们知道有采用均匀取向型液晶显示元件的液晶显示装置。
上述均匀取向型液晶显示元件包括液晶盒(cell)，在该液晶盒中，分别在对置的一对基板的内面上形成有电极，在这对基板之间，夹有液晶分子沿其中一个方向均匀取向的液晶层；偏振片，该偏振片分别设置于上述液晶盒的一对基板的外侧。在该液晶显示元件中，通过与外加于上述电极之间的电压相对应的液晶分子的立起角度的变化，改变上述液晶层的双折射的作用，对光的透过率进行控制而进行显示。
另一方面，人们提出有下述场序型(field sequential)的液晶显示装置，其中将用于显示1个彩色图象的1帧分为多个场，针对每个场在上述液晶显示元件中依次显示多个颜色，通过上述多个场中的每个颜色的显示的合成，显示1个彩色图象。
该场序型的显示装置采用有源矩阵型的液晶显示元件，该有源矩阵型的液晶显示元件采用有源元件。另外，由于在该液晶显示元件中，形成有通过分别显示红、绿、蓝这3种颜色的3个场，形成1个彩色图象的1帧，故用于显示1个颜色的1帧为1帧的1/3，必须通过1帧将与1个颜色相对应的数据信号写入上述液晶显示元件中、接着进行显示，上述液晶显示元件要求高速响应特性。
但是，上述均匀取向型的液晶显示元件的响应速度较慢。
由此，上述均匀取向型的液晶显示元件难于适用于场序型的液晶显示装置。另外，由于已有的液晶显示装置的响应速度较慢，故帧频较低，产生图象的闪烁，另外难于进行动画的显示。
发明内容
本发明的目的在于提供一种液晶显示装置，该液晶显示装置采用均匀取向型的液晶显示元件、可实现高速响应。
另外，本发明的另一目的在于提供一种场序型的彩色液晶显示装置及其驱动方法，该液晶显示装置采用可进行高速响应的均匀取向型的液晶显示元件。
为了实现上述目的，本发明的第1方面的液晶显示装置的特征在于，该液晶显示装置包括液晶显示元件和驱动装置；所述液晶显示元件具有对置的一对基板；至少1个电极，在上述一对基板中的相互对置的面上，配置成相互对置；及液晶层，其是介于上述对置电极之间，在上述电极之间不外加电场时，液晶分子其长轴一致朝1个方向而不扭转地排列的均匀取向的液晶层；所述驱动装置，在上述液晶显示元件中的相互对置的电极之间，外加使液晶分子运动到预定的排列状态的复位电压后，在上述电极之间外加与应显示的图象数据相对应的电压。
如上所述的第1方面的液晶显示装置包括具有均匀取向的液晶层的液晶显示元件和驱动装置，该驱动装置在该液晶显示元件中的相互对置的电极之间外加使液晶分子运动到预定的排列状态的复位电压后，在上述电极之间外加与应显示的图象数据相对应的电压，故可高速地使均匀取向液晶显示元件的液晶分子运动，获得可进行高速响应的均匀取向液晶显示元件。
在该液晶显示装置中，上述驱动装置最好具有控制器，该控制器在上述液晶显示元件中的对置电极之间外加复位电压，该复位电压使上述液晶分子相对上述基板实质上垂直取向。
这种构成的液晶显示装置具有下述控制器，该控制器在上述液晶显示元件的电极之间外加数据电压之前，在上述电极之间外加使上述液晶分子在实质上垂直地立起的状态下取向的复位电压，并使处于与先前外加的数据电压相对应的取向状态的液晶分子，与基板面基本上相垂直地立起地取向，然后在上述电极之间外加与上述图象数据相对应的数据电压，这种液晶显示装置使上述液晶分子从按照实质上垂直地立起的方式取向的状态运动到与数据电压相对应的取向状态。如上所述，和液晶分子与基板面相平行地取向的场合相比较，上述液晶分子与基板面相垂直地立起取向的场合，上述基板面与液晶分子之间的移动力较弱，在上述基板面与液晶分子之间的移动力较弱的液晶分子的倾斜范围内，使液晶分子运动，故可充分地加快相对外加电压的响应速度。
另外，理想的是，上述液晶显示装置在上述图象数据为表示与多个灰度等级相对应的电压的数据中的1个的场合，上述驱动装置具有下述控制器，该控制器将表示与图象数据相对应的多个灰度等级的电压中的最高电压作为复位电压，外加在上述液晶显示元件中的对置电极之间。如果采用该液晶显示装置，由于上述复位电压采用表示灰度等级的电压中的最高的电压，故电源电压数量很少，驱动电路可简化。
理想的是，上述液晶显示装置中的液晶显示元件为标准白色(normally white)型的液晶显示元件，其包括夹持一对基板来设置的一对偏振片，当在对置电极之间未外加电压时使光透过，当在对置电极之间外加电压时光的透过率下降，且上述驱动装置包括控制器，该控制器将上述液晶显示元件实质上显示黑色的电压作为复位电压而外加于上述液晶显示元件中的对置电极之间。如果采用该方案，当外加复位电压时，由于液晶显示元件显示黑色，故通过外加上述复位电压，不需要的光不透过，可提高亮显示和暗显示的对比度。
理想的是，在上述液晶显示装置中的液晶显示元件中，在上述一对偏振片之间设置有至少1块相位片，该至少1块相位片用于调整从该液晶显示元件透过的光的延时值，以改善对比度与视角特性。如果采用该方案，可根据上述相位片调整从液晶显示元件透过的光的延时值，使上述液晶显示元件的延时达到最佳，提高对比度、并且扩大视角。
理想的是，在上述液晶显示装置的液晶显示元件中，上述液晶显示元件为有源矩阵液晶显示元件，其中在面对的一对基板的任何一个面对的内面上形成有多个象素电极，该多个象素电极呈矩阵状排列；有源元件，该有源元件分别与上述多个象素电极中的每个象素电极连接；栅极线，该栅极线对这些有源元件进行控制；数据线，该数据线用于通过上述有源元件将与图象数据相对应的数据信号供给上述各象素电极；在面对的基板的另一内面上形成有与上述多个象素电极对置的至少1个对置电极。由于在该液晶显示元件中各象素电极通过有源元件驱动，故可进行高速响应。
本发明的第2方面的液晶显示装置的特征在于，该液晶显示装置包括液晶显示元件、驱动装置和照明装置；所述液晶显示元件具有第1基板、第2基板和液晶层；所述第1基板形成有呈矩阵状排列的多个象素电极、分别与该多个象素电极连接的有源元件、对这些有源元件进行控制的栅极线、以及用于通过上述有源元件将与应显示的图象数据相对应的数据信号供给上述各象素电极的数据线；所述第2基板上形成有至少1个对置电极，上述多个象素电极与对置电极对置，以使该第2基板与第1基板相对置地设置；所述液晶层是均匀取向的液晶层，介于对置的象素电极与对置电极之间，在未对上述电极外加电场时，液晶分子其长轴一致向1个方向而不扭转地排列；所述驱动装置在上述液晶显示元件中的相互对置电极之间，外加使液晶分子相对上述基板实质上相垂直取向的复位电压之后，外加与构成应显示的彩色图象的多个单色的图象数据中的1个颜色的图象相对应的电压，并在上述液晶显示元件上顺序显示上述多个单色的图象；所述照明装置包括分别发出构成应显示的彩色图象的多个单色光的光源，通过上述驱动装置，根据上述液晶显示元件所显示的颜色的图象，依次发出与上述液晶显示元件所显示的1个颜色的图象对应的单色光，并照射上述液晶元件。
由于该第2方面的液晶显示装置包括均匀取向的液晶显示元件；驱动装置，该驱动装置在上述液晶显示元件中的相互对置电极之间，外加使液晶分子相对上述基板实质上相垂直取向的复位电压之后，，外加与构成应显示的彩色图象的多个单色的图象数据中的1个颜色的图象相对应的电压；照明装置，该照明装置包括分别发出构成应显示的彩色图象的多个单色光光源，故采用高速响应的均匀取向液晶显示元件，可获得场序型的液晶显示装置。
在该液晶显示装置中，最好上述驱动装置包括控制器，该控制器将表示与图象数据相对应的多个灰度等级的电压中的最高的电压作为复位电压，而外加于上述液晶显示元件中的对置电极之间。如果采用液晶显示装置，由于上述复位电压采用表示灰度等级的电压中的最高电压，故电源电压的数量很少，驱动电路可简化。
理想的是，上述驱动装置包括下述控制器，该控制器在液晶显示元件的全部象素电极上外加复位电压后，依次在上述象素电极上外加上述多个颜色的图象数据中的1个。如果采用该方案，由于可一次性地将全部的象素电极重排，故可缩短重排期间。
理想的是，上述照明装置包括控制器，该控制器通过上述驱动装置在液晶显示元件中的各象素电极上外加复位电压，接着外加与上述1个颜色的图象相对应的电压，然后等待经过预定的液晶分子的响应时间，发出与上述液晶显示元件所显示的颜色的图象相对应的单色的光，将该光照射给上述液晶显示元件。这样，在外加复位电压后经过响应时间之后，可从上述照明装置产生预定的颜色的光，在外加与图象相对应的电压的各象素电极所对应的区域的液晶分子的运动结束后，照明装置实现照亮，故不产生由上述呈矩阵方式设置的多个象素电极的扫描引起的显示不均匀。
理想的是，上述液晶显示元件为标准白色型的液晶显示元件，其包括配置成夹持一对基板的一对偏振片，当在对置电极之间未外加电压时使光透过，当在对置电极之间外加电压时，光的透过率下降，上述驱动装置包括控制器，该控制器将上述液晶显示元件实质上显示黑色的电压作为复位电压，外加于上述液晶显示元件中的对置电极之间。如果采用该方案，当外加复位电压时，由于液晶显示元件显示黑色，故因外加上述的复位电压，不需要的光不透过，可提高亮显示和暗显示的对比度。
另外，理想的是，上述照明装置包括控制器，该控制器通过上述驱动装置在液晶显示元件中的各象素电极上外加复位电压，接着外加与上述1个颜色的图象相对应的电压，然后等待经过预定的液晶分子的响应时间，发出与上述液晶显示元件所显示的颜色的图象相对应的单色光，将该光照射给上述液晶显示元件，通过该方案不产生液晶显示元件的显示不均匀。
本发明的第3方面的液晶显示装置的驱动方法的特征在于，该液晶显示装置包括液晶显示元件，其具有一对对置的基板、至少1个电极和液晶层，该至少1个电极相互对置地设置在上述一对基板中的相互面对的相应面上，该液晶层是均匀取向的液晶层，介于上述对置电极之间，在上述电极之间不外加电场时，液晶分子其长轴一致朝1个方向而不扭转地排列；驱动装置，该驱动装置驱动上述液晶显示元件；上述驱动装置在上述液晶显示元件中的相互对置电极之间外加使液晶分子运动到预定的排列状态的复位电压后，在上述电极之间外加与应显示的图象数据相对应的电压。
该第3方面的显示装置，在相互对置电极之间外加使液晶分子运动到预定的排列状态的复位电压后，在上述电极之间外加与应显示的图象数据相对应的电压，来驱动具有均匀取向的液晶层的液晶显示元件，故可以高速使均匀取向型液晶显示元件中的液晶分子运动，可按照高速响应的方式驱动均匀取向型液晶显示元件。
在本驱动方法中，理想的是，上述复位电压为使上述液晶分子相对上述基板实质上相垂直取向的电压。如果采用该驱动方法，与液晶分子和基板面平行地取向的场合相比较，上述液晶分子与基板面相垂直地立起取向的场合作用于上述基板面与液晶分子之间的力较弱，使液晶分子在作用于上述基板面与液晶分子之间的力较弱的液晶分子的倾斜范围内运动，故可充分地加快相对电压的外加的响应速度。
还有，当上述图象数据由与多个灰度等级相对应的多个电压的数据中的1个形成时，通过使上述复位电压为与图象电压相对应的多个灰度等级的电压中的最高电压，则电源电压的数量很少，驱动电路可简化。
在上述驱动方法中，最好上述液晶显示元件为标准白色型的液晶显示元件，其包括配置成夹持一对基板的一对偏振片，当在对置电极之间未外加电压时使光透过，当在对置电极之间外加电压时光的透过率下降；上述复位电压为上述液晶显示元件实质上显示黑色的电压。如果采用该方案，当外加复位电压时，由于液晶显示元件显示黑色，故因外加上述复位电压，不需要的光不透过，可提高亮显示和暗显示的对比度。
理想的是，在本发明的驱动方法中，液晶显示装置还包括照明装置，该照明装置有选择地依次发出构成应显示的彩色图象的多个单色光，并将其照射给上述液晶显示元件，上述驱动装置在上述液晶显示元件中的相互对置电极之间，外加使液晶分子相对上述基板实质上相垂直取向的复位电压之后，外加与构成应显示的彩色图象的多个单色的图象数据中的1个颜色的图象相对应的电压，依次在上述液晶显示元件中显示上述多个单色的图象，上述照明装置对应于上述液晶显示元件所显示的颜色的图象，依次发出与上述液晶显示元件所显示的1个颜色的图象相对应的单色的发光，并对上述液晶显示元件进行照明。
如果采用该驱动方法，可高速响应采用均匀取向型液晶显示元件的场序型的液晶显示装置，来进行驱动。
同样在该驱动方法中，理想的是，上述液晶显示元件为标准白色型的液晶显示元件，其包括配置成夹持一对基板的一对偏振片，当在对置电极之间未外加电压时使光透过，当在对置电极之间外加电压时光的透过率下降，上述复位电压为上述液晶显示元件实质上显示黑色的电压。如果采用该方案，当外加复位电压时，由于液晶显示元件显示黑色，故因外加上述复位电压，不需要的光不透过，可提高亮显示和暗显示的对比度。
另外，在该驱动方法中，理想的是，上述复位电压集中地外加在液晶显示元件中的全部象素上，然后将上述多个颜色的图象数据依次外加在上述象素电极上。如果采用该方案，由于可一次性地将全部的象素电极复位，故可缩短复位期间。
此外，在该驱动方法中，最好上述照明装置通过上述驱动装置在液晶显示元件中的各象素电极上外加复位电压，接着外加与上述1个颜色的图象相对应的电压，然后等待经过预定的液晶分子的响应时间，使照明装置发出与上述液晶显示元件所显示的颜色的图象相对应的单色光，对上述液晶显示元件进行照射。通过该方案，不产生液晶显示装置的显示不均匀。
图1为表示根据本发明实施例的场序型液晶显示装置的示意性结构的透视图。
图2为图1所示的场序型液晶显示装置的一部分的剖视图。
图3为表示设置在图2所示的液晶显示元件的其中一块基板上的象素电极、薄膜晶体管、栅极线及数据线的示意性组成的平面图。
图4为上述均匀取向型液晶显示元件的电压一透过率特性图。
图5为表示外加于上述均匀取向型液晶显示元件的电极之间的数据电压的波形与透过率的变化的图。
图6为表示本实施例的场序型液晶显示装置的驱动电路的方框图。
图7为在本实施例的场序型液晶显示装置中表示均匀取向型液晶显示元件的第1行和最后1行的象素的电极间外加电压与光源驱动信号的时序图。
图8为在本实施例的场序型液晶显示装置中表示图7的驱动方法的变形例的时序图。
具体实施例方式
下面参照图1～8对本发明的一个实施例进行说明。
本发明的实施例为场序型液晶显示装置，象图1所示的那样，由液晶显示元件10和照明装置40构成；该液晶显示元件10是有源矩阵型的均匀取向型液晶显示元件，具有呈矩阵状排列的多个象素，根据外加在各象素的电极上的电压，对该象素的光透过进行控制；该照明装置40设置在与该液晶显示元件10的观察侧相反的一侧，包括导光片41、以及设置在该导光片41的一端且发出红R、绿G、蓝B的各色光的相应颜色的光源42r、42g、42b，通过上述导光片41将来自各色光源42r、42g、42b的光均匀地导向液晶显示元件10的整个表面，来对上述液晶显示元件10进行照明。
本实施例的场序型液晶显示装置所采用的有源矩阵型的均匀取向型液晶显示元件10，象图2和图3所示的那样包括相互对置的一对基板11、21；象素电极12和对置电极22，该象素电极12和对置电极22被设置成在上述一对基板11、21中的对置的内表面上相互对置；液晶层30，该液晶层30密封在上述一对基板之间，液晶分子的排列状态不扭转，该液晶分子的长轴沿其中一个方向均匀地取向。
在上述一对基板11、21的外侧分别设置有偏振片51、52，另外，在上述一对基板11、21中的任何一方，比如在作为光的射出侧(显示的观察侧)的前侧的基板21与设置上述前侧21的外侧的偏振片51之间，设置有相位片60。
另外，该液晶显示元件10是把TFT(薄膜晶体管)13作为能动元件的有源矩阵型液晶显示元件，象图2和图3所示的那样，设置有多个象素电极12，行方向和列方向呈矩阵状排列地配置在上述一对基板11、21中的其中一块基板、比如作为光的射入侧的后侧的基板11的内面；多个TFT13，分别与上述多个象素电极12连接；多个栅极线14，分别向各行的TFT13供给栅极信号；多个数据线15，分别向各列的TFT13供给数据信号。在上述一对基板中的另一块基板、比如作为光的射出侧的前侧的基板21的内面上设置有与上述多个象素电极12对置的至少1个对置电极22。
此外，在图2中，以简化的方式表示上述TFT13，上述TFT13为采用非晶硅薄膜的薄膜晶体管，或采用多晶硅的薄膜晶体管，在为采用非晶硅薄膜的薄膜晶体管的场合，上述TFT由下述部分构成，该下述部分包括栅极，形成于后侧基板11上；透明的栅极绝缘膜，覆盖上述栅极、形成在上述后侧基板11上的基本整体面上；i型半导体膜，与上述栅极对置而形成在上述栅极绝缘膜上；源极和漏极，通过n型半导体膜形成在上述i型半导体膜的两侧部上。
还有，在图2中，省略了前述的栅极线14和数据线15，但是上述栅极线14与上述TFT13的栅极成整体地形成于后侧基板11上，上述数据线15形成于上述栅极绝缘膜上、与上述TFT13的漏极连接，此外，上述象素电极12形成于上述栅极绝缘膜上、与上述TFT13的源极连接。
再有，分别在上述一对基板11、21的液晶层相接触的面上设置有水平取向膜16、23，这些取向膜16、23基本上保持平行，在互相相反的方向被取向处理。
另外，上述一对基板11、21在其周缘部通过图中未示出的框架状密封材料接合，在这些基板11、21之间的通过上述密封材料围绕的区域，填充有具有正的介电各向异性的向列液晶，其液晶分子在相对基板11、21的表面(取向膜16、23的表面)倾斜2°～3°的预定的预倾角的状态下，沿上述取向膜16、23的取向处理方向不扭转而均匀地取向。
此外，设置于上述一对基板11、21的外侧的前侧和后侧的偏振片51、52中的任何一块基板，被配置成与其透过轴相对上述液晶分子的均匀取向方向(取向膜16、23的取向处理方向)大致成45°的方向一致，且各透过轴大致相互垂直。
另外，上述相位片60是为了增加显示的对比度并且扩大视角而设置的，该相位片60被配置成其迟相轴与上述液晶分子的均匀取向方向大致垂直。
图4表示上述均匀取向型液晶显示元件10的电压-透过率特性。该特性是指采用液晶厚度设定为1.5μm、Δnd(液晶的折射率异方性Δn与液晶厚度d之乘积)设定为300nm、相位片60的相位差设定为25nm的白色模式的均匀取向型液晶显示元件10，且在该液晶显示元件10的象素电极12与对置电极22之间，外加用于将透过率控制在T1～T9这9个灰度等级的9灰度等级的数据电压V1～V9时的透过率。。
在这里，上述9个灰度等级的数据电压V1～V9中的最低的电压V9是使液晶分子相对基板11、21的面、以初始的预定倾斜角进行均匀取向的值的电压，而最高的电压V1是使上述液晶分子相对基板11、21的面实质上相垂直地立起来取向的值的电压。
表1表示下述场合的各灰度等级之间的响应时间，该场合指在上述的标准白色模式的均匀型取向液晶显示元件10的象素电极12与对置电极22之间，象图5的数据电压的波形所示的那样，外加上述9个灰度等级的数据电压V1～V9中的任何的值的电压，接着在上述象素电极12与对置电极22之间，外加上述9个灰度等级的数据电压V1～V9中的其它值的电压。在图5和表1中，前电压V1～V9为先外加的数据电压，后电压V1～V9为后外加的数据电压。另外，表1的各灰度等级间的响应时间是指在图5的表示透过率的变化的图中，从与数据电压相对应的透过率为100％时的数据电压的外加开始到上述透过率为90％的时间。
(单位msec)象表1所示的那样，上述均匀取向型液晶显示元件10中的各灰度等级之间的响应时间，比如在前电压为V5、后电压为V1时为0.48msec，在前电压为V5、后电压为V6时为4.67msec。另外，上述各灰度等级之间的响应时间中的响应时间最长的为前电压为V9、后电压为V8的场合，此时的响应时间为9.90msec。
象这样，上述均匀取向型液晶显示元件10，在外加高电压范围内的数据电压时的响应时间较短，因此，响应速度较快，但是数据电压在低电压范围内变化时的响应时间较长，因此响应速度较慢。另外，在上述均匀取向型液晶显示元件10中，在外加较高的电压值的数据电压后，外加较低的电压值的数据电压时的响应速度较快，与此相反，在外加较低的电压值的数据电压后，外加较高的电压值的数据电压时的响应速度较慢。
这是因为在液晶分子上，与取向膜16、23与液晶分子之间的相互力(要均匀取向的力)以及通过电场立起取向的力相反方向力起作用，当外加较高电压值的范围的电压时，由于液晶分子相对取向膜的膜面以较大的角度倾斜的范围运动，故上述相互力比通过电场立起取向的力小，由于液晶分子按照外加电压来运动变得容易，故响应速度较快。与此相对，当在较低的电压值的范围内使外加电压变化时，由于液晶分子相对取向膜的膜面的角度较小，在接近平行的倾斜的范围运动，故上述相互力比通过电场立起取向的力大，由此响应速度较慢。
根据上述知识，在本实施例中，在上述均匀取向型液晶显示元件10中的象素电极22与对置电极之间，外加使液晶分子在预定的取向状态下取向的复位电压后，外加与图象数据相对应的数据电压进行驱动。上述复位电压为使液晶分子相对基板实质上垂直地立起取向的电压是理想的，或者，为具有表示多个灰度等级的多个数据电压中的最高的电压值的数据电压是理想的，另外，当上述液晶显示元件为标准白色型时，为用于显示黑色的数据电压是理想的。
在本实施例中，在上述均匀取向型液晶显示元件10的象素电极22与对置电极22之间，外加使液晶分子按照相对基板11、21的面实质上垂直地立起的方式取向的复位电压，然后，在上述象素电极12与对置电极22之间，外加与图象数据相对应的数据电压，由此，使上述均匀取向型液晶显示元件10相对外加电压以高速度响应，能以较高的帧频驱动具有该均匀取向型液晶显示元件10的液晶显示装置。
即，本实施例是在上述均匀取向型液晶显示元件10中的象素电极22与对置电极22之间外加数据电压之前，在上述象素电极12与对置电极22之间外加上述复位电压，由此使处于与之前外加的数据电压相对应的取向状态的液晶分子，相对基板11、21的面基本垂直地立起取向，来使之前的写入状态复位，然后，在上述象素电极12与对置电极22之间，外加与上述象素数据相对应的数据电压，由此使上述液晶分子从上述基本垂直地立起取向的状态，向与在外加上述复位电压后外加的数据电压相对应的取向状态运动；如上所述，由此液晶分子主要在相对取向膜面以较大角度取向的状态的取向膜16、23的相互力较小的范围内运动，故使上述数据电压在较低电压区域内变化时的响应速度也可充分地加快。
另外，该驱动方法是在于上述液晶显示元件10中的象素电极12与对置电极22之间外加上述复位电压后，在上述象素电极12与对置电极22之间外加与图象数据相对应的数据电压的方法，但是上述复位电压是使液晶分子相对基板11、21的面基本垂直地立起取向的较高电压，因该复位电压的电压值较高，响应速度非常快，故上述复位电压的外加时间较短为好。
因此，如果采用这种驱动方法，则能以高速度驱动具有上述均匀取向型液晶显示元件10的液晶显示装置。
在该驱动方法中，上述复位电压为与图象数据相对应的数据电压中的最高的数据电压、比如与上述9个灰度等级的数据电压V1～V9中的最高的数据电压V1相同的值的电压是理想的，通过采用该方法，可在不新设置复位电压发生机构的情况下，利用现有的数据电压发生机构获得上述复位电压。
在上述均匀取向型液晶显示元件10中的象素电极12与对置电极22之间外加与上述最高的数据电压V1相同的值的复位电压，然后外加数据电压时的对数据电压的响应时间，与表1的前电压为V1时的响应时间相同，其中最长的响应时间为外加数据电压V8时的3.55msec，故形成上述液晶显示元件10中的各行的象素的象素电极12与对置电极22的数据电压的外加时间，可设定在3.55msec以上。
另外，上述复位电压为与上述最高的数据电压V1相同的值的电压时的面对复位电压的响应时间，与表1的行电压为V1时的响应时间相同，其中最长的响应时间是前电压为V9时的0.88msec，故上述液晶显示元件10的各行的象素的象素电极12与对置电极22的复位电压的外加时间，可设定在0.88msec以上。
此外，上述复位电压也可在每个各行的象素的选择期间外加，但理想的是不同于各行的象素的选择期间，确保把全部的行的象素的写入状态集中进行复位的复位期间，在该复位期间，在全部的行的象素的象素电极12和对置电极22之间外加上述复位电压。
即，也可以在每个各行的象素的选择期间外加上述复位电压的情况下，将各行的象素的选择期间设定在如下所述的时间(4.43msec)以上，所述时间是相对上述复位电压的最长的响应时间(0.88msect)与相对上述数据电压的最长的响应时间(3.55msec)这两者的总和。
此场合的各行的象素的选择期间为过去的驱动方法的选择期间(9.90msec以上)的1/2以下，因此，与过去的驱动方法相比较，可高速地响应，并缩短1帧的时间，以较高的帧频驱动。
另一方面，在上述液晶显示元件10中的全部的行的象素的象素电极12与对置电极22之间，把使液晶分子相对基板11、21的面基本垂直地立起取向的复位电压，集中进行外加，然后，在各行的象素的象素电极12与对置电极22之间，依次外加与象素数据相对应的数据电压，在这种情况下，可将各行的象素的选择期间设定在相对上述数据电压的最长的响应时间(3.55msec)以上，也可以不同于上述各行的象素的选择期间，确保相对上述复位电压的最长的响应时间(0.88msec)以上的集中复位期间，因此，与在每个各行的象素的选择期间外加复位电压的情况相比较，可进一步缩短1帧的时间，能以较高的帧频驱动。
还有，在这种情况下，也可以在上述液晶显示元件10中的各象素行中的最初选择的象素行的选择期间之前，向全部的栅极线14同时供给栅极信号，且向全部的数据线15供给复位信号，由此集中地复位全部的行的象素的写入状态，然后，依次向各栅极线14供给栅极信号，并向各数据线15供给数据信号，由此，依次选择各象素行并进行写入。
上述的场序型液晶显示装置通过图6所示的驱动电路被驱动。即，该驱动电路由下述部分构成，包括数据转换部71，其将从外部供给的图象数据转换为红色、绿色、以及蓝色的各色R、G、B图象数据以及控制信号；图象存储器72，其分别存储转换后的R、G、B图象数据；缓存器73，从图象存储器72读出的R、G、B图象数据供给该缓存器73，该缓存器73将R、G、B图象数据作为串行图象数据输出；列驱动装置74，其接受从上述缓存器73输出的R、G、B图象数据，并将与各图象数据相对应的数据信号供给液晶显示装置10的各数据线15；行驱动装置75，其将用于依次对各栅极线14进行扫描的栅极信号，供给上述液晶显示元件10中的各栅极线14；照明控制部76，其驱动照明装置40；控制部77，其根据从上述数据转换部71供给的控制信号，进行上述图象存储器72的写入和读出，并控制上述缓存器73、上述行驱动装置75、列驱动装置74以及照明控制部76的动作。
本实施例的场序型液晶显示装置，通过上述的驱动电路象图7所示那样被驱动。图7表示通过上述集中复位驱动时的驱动方法，该图为上述均匀取向型液晶显示元件10中的第1行和最终1行中的象素的电极之间的外加电压，以及用于使上述照明装置中的各光源42r、42b、42g照亮的光源驱动信号的波形图。在本实施例中，R场、G场、B场中的各场由复位期间、写入期间、以及光源照亮期间形成，上述R场、G场、B场用于依次显示用来显示1个彩色图象的1帧中的红色、绿色、蓝色的图象，上述复位期间用于在各初期将上述液晶显示元件10的各行的象素的写入状态集中进行复位，上述写入期间用于在上述各场的复位期间后，依次在上述液晶显示元件10的各行的象素中写入与上述红色、绿色、蓝色中的1个颜色相对应的图象数据，上述光源照亮期间在上述各场结束时，使与上述图象数据相对应的颜色的光从上述照明装置40射出。
另外，在本实施例中，在经过到上述写入期间最后选择的行的象素的液晶分子按照外加在象素电极12与对置电极22之间的数据电压进行取向为止的时间后，使上述照明装置40照亮，并在即将到下一场的复位期间之前，使该照明装置40熄灭。
即，在本实施例的驱动方法中，象图7所示的那样，对每个用于依次显示红、绿、蓝各色图象的R、G、B的相应场，首先通过在上述液晶显示元件10中的全部的行的象素的象素电极12与对置电极22之间外加复位电压(与9个灰度等级的数据电压V1～V9中的最高的数据电压V1相同的值的电压)，将全部的行的象素的写入状态复位集中进行复位，在此后的写入期间，通过在上述液晶显示元件10中的各行的象素的象素电极12与对置电极22之间，依次外加与红、绿、蓝中的1个颜色的图象数据相对应的数据电压(9个灰度等级的数据电压V1～V9中的任何的电压)，进行各行的象素的写入，然后，使与上述图象数据相对应的颜色的光从上述照明装置40射出，依次显示每个场的红、绿、蓝的单色图象，显示这些单色图象合成的全彩色图象。
按照该驱动方法，可将上述液晶显示元件10中的各行的象素的选择期间，设定为大于与外加上述复位电压后所外加的数据电压相对应的响应时间中的最长的响应时间，也可以不同于上述各行的象素的选择期间，确保相对上述复位电压的最长响应时间以上的集中复位期间，另外，由于与在外加上述复位电压后外加数据电压时的数据电压相对应的响应时间，大大小于不外加上述复位电压、而外加数据电压时的响应时间，故各场所需要的时间较短，1帧的期间也变短，以较高的帧频驱动的场序型液晶显示装置可在没有闪烁的情况下实现驱动，另外可进行动画的显示。
还有，在上述实施例中，确保复位期间在各场的初期，但是也可确保上述复位期间在各场的光源照亮期间之后，在下一场的写入期间之前外加复位电压，来复位该场的写入状态。
此外，在上述实施例中，将液晶显示元件1中的各行的象素的写入状态集中进行复位，上述写入状态的复位也可对各行的每个象素，在写入状态期间之前或光源照亮期间之后进行。
还有，在上述实施例中，复位电压为9个灰度等级的数据电压V1～V9中的最高数据电压V1相同的值的电压，但是如果复位电压为使液晶分子相对基板面大致垂直地立起取向的较高电压，则既可为比上述最高数据V1高的值的电压，也可为比上述最高数据电压V1低的值的电压。
再有，在上述实施例中，用于显示1幅彩色图象的1帧分为R场、G场、B场各场，对复位期间、写入期间、以及光源照亮期间的每个期间，在上述象素电极12与对置电极22之间外加相应的电压来驱动，但是并不限于此情况，也可象图8所示的那样，在写入期间后设置响应期间，然后对R场、G场、B场的每个场设置光源照亮期间。即分为复位期间、写入期间、应答期间、以及光源照亮期间来驱动各场。首先在复位期间，在各象素的象素电极2与对置电极22之间，集中外加使液晶分子相对基板面实质上垂直立起取向的复位电压，接着在写入期间，依次对各象素电极12进行扫描，将与彩色图象数据的各单色的数据相对应的电压写入全部的象素电极12，在此后的响应期间，对应于外加于上述象素电极12与对置电极22之间的电压，液晶分子等待响应，在液晶分子的运动稳定后的光源照亮期间，使与照明装置40的显示色相对应的光源照亮，通过上述照明装置40对上述液晶显示元件进行照明。
象这样，通过在每个场的写入期间后设置响应期间，等待上述液晶显示元件的全部象素的液晶分子变成与外加的电压相对应的取向状态，从照明装置40产生照明光，故矩阵状设置的多个象素中的最初扫描的第1行的象素和与最后扫描的最后1行相对应的象素，变为在液晶分子的运动结束后，从照明装置40对按照照射照明光，，并不产生亮度不均匀。
另外，本发明的驱动方法不限于具有均匀取向型液晶显示元件的场序型液晶显示装置，其还可适用于具有均匀取向型液晶显示元件的其它的液晶显示装置的驱动。
权利要求
1.一种液晶显示装置，其特征在于，该液晶显示装置包括液晶显示元件，其具有对置的一对基板；至少1个电极，设置成在上述一对基板中的相互面对的面上相互对置；液晶层，其是介于上述对置电极之间，在上述电极之间不外加电场时，液晶分子其长轴一致朝1个方向而不扭转地排列的均匀取向的液晶层；驱动装置，其在上述液晶显示元件中的相互对置的电极之间，外加使液晶分子运动到预定的排列状态的复位电压后，在上述电极之间外加与应显示的图象数据相对应的电压。
2.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，上述驱动装置包括控制器，该控制器在上述液晶显示元件中的对置电极之间外加复位电压，该复位电压为使上述液晶分子相对上述基板实质上垂直取向的复位电压。
3.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，上述图象数据由表示与多个灰度等级相对应的电压的数据中的1个形成，上述驱动装置包括控制器，该控制器将表示与图象数据相对应的多个灰度等级的电压中的最高电压作为复位电压，外加在上述液晶显示元件中的对置电极之间。
4.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，上述液晶显示元件为标准白色型的液晶显示元件，其包括被设置成夹持一对基板一对偏振片，当在对置电极之间未外加电压时使光透过，当在对置电极之间外加电压时光的透过率下降；上述驱动装置包括控制器，该控制器将上述液晶显示元件实质上显示黑色的电压作为复位电压，外加于上述液晶显示元件中的对置电极之间。
5.根据权利要求4所述的液晶显示装置，其特征在于，上述液晶显示元件在上述一对偏振片之间设置有至少1块相位片，该相位片用于调整从该液晶显示元件透过的光的延时的值，以改善对比度与视角特性。
6.根据权利要求4所述的液晶显示装置，其特征在于，上述液晶显示元件为有源矩阵液晶显示元件，在对置的一对基板的任何一个对置的内面上形成有多个象素电极，其呈矩阵状排列；有源元件，其分别与上述多个象素电极中的每个象素电极连接；栅极线，其对这些有源元件进行控制；数据线，其用于通过上述有源元件，将与图象数据相对应的数据信号供给上述各象素电极；在对置的基板的另一内面上形成有与上述多个象素电极对置的至少1个对置电极。
7.一种液晶显示装置，其特征在于，该液晶显示装置包括液晶显示元件，其具有第1基板，其形成有呈矩阵状排列的多个象素电极、分别与该多个象素电极连接的有源元件、对这些有源元件进行控制的栅极线、以及数据线，该数据线用于通过上述有源元件将与应显示的图象数据相对应的数据信号供给上述各象素电极；第2基板，其形成有至少1个对置电极，并被配置成上述多个象素电极与对置电极对置地与第1基板对置；液晶层，其是介于对置的象素电极与对置电极之间，在未对上述电极外加电场时，液晶分子其长轴一致朝1个方向而不扭转地排列的均匀取向的液晶层；驱动装置，其在上述液晶显示元件中的相互对置的电极之间，外加使液晶分子相对上述基板实质上垂直取向的复位电压之后，，外加与构成应显示的彩色图象的多个单色的图象数据的1个颜色的图象相对应的电压，并使上述多个单色的图象顺序显示在上述液晶显示元件上；照明装置，其包括分别发出构成应显示的彩色图象的多个单色的光的光源，通过上述驱动装置，根据上述液晶显示元件所显示的颜色的图象，依次发出与上述液晶显示元件所显示的一个颜色的图象对应的单色光，照射上述显示元件。
8.根据权利要求7所述的液晶显示装置，其特征在于，上述驱动装置包括控制器，该控制器将表示与图象数据相对应的多个灰度等级的电压中的最高的电压作为复位电压，外加在上述液晶显示元件中的对置电极之间。
9.根据权利要求7所述的液晶显示装置，其特征在于，上述驱动装置包括控制器，该控制器在液晶显示元件的全部象素电极上外加复位电压后，依次在上述象素电极上外加上述多个颜色的图象数据中的1个。
10.根据权利要求7所述的液晶显示装置，其特征在于，上述照明装置包括控制器，该控制器通过上述驱动装置，在液晶显示元件中的各象素电极上外加复位电压，接着外加与上述1个颜色的图象相对应的电压，然后等待经过预定的液晶分子的响应时间，发出与上述液晶显示元件所显示的颜色的图象相对应的单色的光，将该光照射给上述液晶显示元件。
11.根据权利要求7所述的液晶显示装置，其特征在于，上述液晶显示元件为标准白色型的液晶显示元件，其包括设置成夹持一对基板的一对偏振片，当在对置电极之间未外加电压时使光透过，当在对置电极之间外加电压时，则光的透过率下降；上述驱动装置包括控制器，该控制器将上述液晶显示元件实质上显示黑色的电压作为复位电压，外加于上述液晶显示元件中的对置电极之间。
12.根据权利要求11所述的液晶显示装置，其特征在于，上述照明装置包括控制器，该控制器通过上述驱动装置，在液晶显示元件中的各象素电极上外加复位电压，接着外加与上述1个颜色的图象相对应的电压，然后等待经过预定的液晶分子的响应时间，发出与上述液晶显示元件所显示的颜色的图象相对应的单色的光，将该光照射给上述液晶显示元件。
13.一种液晶显示装置的驱动方法，其特征在于，该液晶显示装置包括液晶显示元件、及驱动上述液晶显示元件的驱动装置；该液晶显示元件具有一对对置的基板、至少1个电极和液晶层；该至少1个电极配置成在上述一对基板中的相互面对的相应面上相互对置；该液晶层是介于上述对置电极之间，在上述电极之间不外加电场时，液晶分子其长轴一致朝1个方向而不扭转地排列的均匀取向的液晶层；；上述驱动装置在上述液晶显示元件中的相互对置的电极之间，外加使液晶分子运动到预定的排列状态的复位电压后，在上述电极之间外加与应显示的图象数据相对应的电压。
14.根据权利要求13所述的驱动方法，其特征在于，上述复位电压为使上述液晶分子相对上述基板实质上相垂直取向的电压。
15.根据权利要求13所述的驱动方法，其特征在于，上述图象数据由表示与多个灰度等级相对应的电压的数据中的1个形成，上述复位电压为表示与图象电压相对应的多个灰度等级的电压中的最高电压。
16.根据权利要求13所述的驱动方法，其特征在于，上述液晶显示元件为标准白色型的液晶显示元件，其包括配置成夹持一对基板一对偏振片，当在对置电极之间未外加电压时使光透过，当在对置电极之间外加电压时光的透过率下降；上述复位电压为上述液晶显示元件实质上显示黑色的电压。
17.根据权利要求13所述的驱动方法，其特征在于，其还包括照明装置，该照明装置有选择地依次发出构成应显示的彩色图象的多个单色的光、并将其照射给上述液晶显示元件；上述驱动装置在上述液晶显示元件中的相互对置电极之间，外加使液晶分子相对于上述基板实质上垂直取向的复位电压之后，外加与构成应显示的彩色图象的多个单色的图象数据中的1个颜色的图象相对应的电压，依次在上述液晶显示元件中显示上述多个单色的图象；上述照明装置根据上述液晶显示元件所显示的颜色的图象，依次发出与上述液晶显示元件所显示的1个颜色的图象相对应的单色的光，并对上述液晶显示元件进行照明。
18.根据权利要求17所述的驱动方法，其特征在于，上述液晶显示元件为标准白色型的液晶显示元件，其包括配置成夹持一对基板的一对偏振片，当在对置电极之间未外加电压时使光透过，当在对置电极之间外加电压时，光的透过率下降；上述复位电压为上述液晶显示元件实质上显示黑色的电压。
19.根据权利要求17所述的驱动方法，其特征在于，上述复位电压集中地外加在液晶显示元件中的全部象素上，然后将上述多个颜色的图象数据依次外加在上述象素电极上。
20.根据权利要求17所述的驱动方法，其特征在于，上述照明装置通过上述驱动装置，在液晶显示元件中的各象素电极上外加复位电压，接着外加与上述1个颜色的图象相对应的电压，然后等待经过预定的液晶分子的响应时间，使照明装置发出与上述液晶显示元件所显示的颜色的图象相对应的单色的光，对上述液晶显示元件进行照射。
全文摘要
本发明提供一种液晶显示装置，其包括有源矩阵型的均匀取向型液晶显示元件；该液晶显示元件的驱动装置；照明装置，该照明装置有选择地实现上述多个单色的发光、对上述液晶显示元件进行照明。上述驱动装置在上述液晶显示元件中的相互对置电极之间外加复位电压，然后外加与上述单色的图象数据中的1个颜色的图象相对应的电压。上述照明装置通过上述驱动装置依次实现与上述液晶显示元件所显示的1个颜色的图象相对应的单色的发光、将该光照射给上述液晶显示元件。
文档编号G09G3/34GK1432847SQ021518
公开日2003年7月30日 申请日期2002年9月27日 优先权日2001年9月27日
发明者武井寿郎 申请人:卡西欧计算机株式会社
技术领域：
本发明涉及具有均匀取向型液晶显示元件的液晶显示装置的驱动方法。
背景技术：
作为液晶显示装置，人们知道有采用均匀取向型液晶显示元件的液晶显示装置。
上述均匀取向型液晶显示元件包括液晶盒(cell)，在该液晶盒中，分别在对置的一对基板的内面上形成有电极，在这对基板之间，夹有液晶分子沿其中一个方向均匀取向的液晶层；偏振片，该偏振片分别设置于上述液晶盒的一对基板的外侧。在该液晶显示元件中，通过与外加于上述电极之间的电压相对应的液晶分子的立起角度的变化，改变上述液晶层的双折射的作用，对光的透过率进行控制而进行显示。
另一方面，人们提出有下述场序型(field sequential)的液晶显示装置，其中将用于显示1个彩色图象的1帧分为多个场，针对每个场在上述液晶显示元件中依次显示多个颜色，通过上述多个场中的每个颜色的显示的合成，显示1个彩色图象。
该场序型的显示装置采用有源矩阵型的液晶显示元件，该有源矩阵型的液晶显示元件采用有源元件。另外，由于在该液晶显示元件中，形成有通过分别显示红、绿、蓝这3种颜色的3个场，形成1个彩色图象的1帧，故用于显示1个颜色的1帧为1帧的1/3，必须通过1帧将与1个颜色相对应的数据信号写入上述液晶显示元件中、接着进行显示，上述液晶显示元件要求高速响应特性。
但是，上述均匀取向型的液晶显示元件的响应速度较慢。
由此，上述均匀取向型的液晶显示元件难于适用于场序型的液晶显示装置。另外，由于已有的液晶显示装置的响应速度较慢，故帧频较低，产生图象的闪烁，另外难于进行动画的显示。
发明内容
本发明的目的在于提供一种液晶显示装置，该液晶显示装置采用均匀取向型的液晶显示元件、可实现高速响应。
另外，本发明的另一目的在于提供一种场序型的彩色液晶显示装置及其驱动方法，该液晶显示装置采用可进行高速响应的均匀取向型的液晶显示元件。
为了实现上述目的，本发明的第1方面的液晶显示装置的特征在于，该液晶显示装置包括液晶显示元件和驱动装置；所述液晶显示元件具有对置的一对基板；至少1个电极，在上述一对基板中的相互对置的面上，配置成相互对置；及液晶层，其是介于上述对置电极之间，在上述电极之间不外加电场时，液晶分子其长轴一致朝1个方向而不扭转地排列的均匀取向的液晶层；所述驱动装置，在上述液晶显示元件中的相互对置的电极之间，外加使液晶分子运动到预定的排列状态的复位电压后，在上述电极之间外加与应显示的图象数据相对应的电压。
如上所述的第1方面的液晶显示装置包括具有均匀取向的液晶层的液晶显示元件和驱动装置，该驱动装置在该液晶显示元件中的相互对置的电极之间外加使液晶分子运动到预定的排列状态的复位电压后，在上述电极之间外加与应显示的图象数据相对应的电压，故可高速地使均匀取向液晶显示元件的液晶分子运动，获得可进行高速响应的均匀取向液晶显示元件。
在该液晶显示装置中，上述驱动装置最好具有控制器，该控制器在上述液晶显示元件中的对置电极之间外加复位电压，该复位电压使上述液晶分子相对上述基板实质上垂直取向。
这种构成的液晶显示装置具有下述控制器，该控制器在上述液晶显示元件的电极之间外加数据电压之前，在上述电极之间外加使上述液晶分子在实质上垂直地立起的状态下取向的复位电压，并使处于与先前外加的数据电压相对应的取向状态的液晶分子，与基板面基本上相垂直地立起地取向，然后在上述电极之间外加与上述图象数据相对应的数据电压，这种液晶显示装置使上述液晶分子从按照实质上垂直地立起的方式取向的状态运动到与数据电压相对应的取向状态。如上所述，和液晶分子与基板面相平行地取向的场合相比较，上述液晶分子与基板面相垂直地立起取向的场合，上述基板面与液晶分子之间的移动力较弱，在上述基板面与液晶分子之间的移动力较弱的液晶分子的倾斜范围内，使液晶分子运动，故可充分地加快相对外加电压的响应速度。
另外，理想的是，上述液晶显示装置在上述图象数据为表示与多个灰度等级相对应的电压的数据中的1个的场合，上述驱动装置具有下述控制器，该控制器将表示与图象数据相对应的多个灰度等级的电压中的最高电压作为复位电压，外加在上述液晶显示元件中的对置电极之间。如果采用该液晶显示装置，由于上述复位电压采用表示灰度等级的电压中的最高的电压，故电源电压数量很少，驱动电路可简化。
理想的是，上述液晶显示装置中的液晶显示元件为标准白色(normally white)型的液晶显示元件，其包括夹持一对基板来设置的一对偏振片，当在对置电极之间未外加电压时使光透过，当在对置电极之间外加电压时光的透过率下降，且上述驱动装置包括控制器，该控制器将上述液晶显示元件实质上显示黑色的电压作为复位电压而外加于上述液晶显示元件中的对置电极之间。如果采用该方案，当外加复位电压时，由于液晶显示元件显示黑色，故通过外加上述复位电压，不需要的光不透过，可提高亮显示和暗显示的对比度。
理想的是，在上述液晶显示装置中的液晶显示元件中，在上述一对偏振片之间设置有至少1块相位片，该至少1块相位片用于调整从该液晶显示元件透过的光的延时值，以改善对比度与视角特性。如果采用该方案，可根据上述相位片调整从液晶显示元件透过的光的延时值，使上述液晶显示元件的延时达到最佳，提高对比度、并且扩大视角。
理想的是，在上述液晶显示装置的液晶显示元件中，上述液晶显示元件为有源矩阵液晶显示元件，其中在面对的一对基板的任何一个面对的内面上形成有多个象素电极，该多个象素电极呈矩阵状排列；有源元件，该有源元件分别与上述多个象素电极中的每个象素电极连接；栅极线，该栅极线对这些有源元件进行控制；数据线，该数据线用于通过上述有源元件将与图象数据相对应的数据信号供给上述各象素电极；在面对的基板的另一内面上形成有与上述多个象素电极对置的至少1个对置电极。由于在该液晶显示元件中各象素电极通过有源元件驱动，故可进行高速响应。
本发明的第2方面的液晶显示装置的特征在于，该液晶显示装置包括液晶显示元件、驱动装置和照明装置；所述液晶显示元件具有第1基板、第2基板和液晶层；所述第1基板形成有呈矩阵状排列的多个象素电极、分别与该多个象素电极连接的有源元件、对这些有源元件进行控制的栅极线、以及用于通过上述有源元件将与应显示的图象数据相对应的数据信号供给上述各象素电极的数据线；所述第2基板上形成有至少1个对置电极，上述多个象素电极与对置电极对置，以使该第2基板与第1基板相对置地设置；所述液晶层是均匀取向的液晶层，介于对置的象素电极与对置电极之间，在未对上述电极外加电场时，液晶分子其长轴一致向1个方向而不扭转地排列；所述驱动装置在上述液晶显示元件中的相互对置电极之间，外加使液晶分子相对上述基板实质上相垂直取向的复位电压之后，外加与构成应显示的彩色图象的多个单色的图象数据中的1个颜色的图象相对应的电压，并在上述液晶显示元件上顺序显示上述多个单色的图象；所述照明装置包括分别发出构成应显示的彩色图象的多个单色光的光源，通过上述驱动装置，根据上述液晶显示元件所显示的颜色的图象，依次发出与上述液晶显示元件所显示的1个颜色的图象对应的单色光，并照射上述液晶元件。
由于该第2方面的液晶显示装置包括均匀取向的液晶显示元件；驱动装置，该驱动装置在上述液晶显示元件中的相互对置电极之间，外加使液晶分子相对上述基板实质上相垂直取向的复位电压之后，，外加与构成应显示的彩色图象的多个单色的图象数据中的1个颜色的图象相对应的电压；照明装置，该照明装置包括分别发出构成应显示的彩色图象的多个单色光光源，故采用高速响应的均匀取向液晶显示元件，可获得场序型的液晶显示装置。
在该液晶显示装置中，最好上述驱动装置包括控制器，该控制器将表示与图象数据相对应的多个灰度等级的电压中的最高的电压作为复位电压，而外加于上述液晶显示元件中的对置电极之间。如果采用液晶显示装置，由于上述复位电压采用表示灰度等级的电压中的最高电压，故电源电压的数量很少，驱动电路可简化。
理想的是，上述驱动装置包括下述控制器，该控制器在液晶显示元件的全部象素电极上外加复位电压后，依次在上述象素电极上外加上述多个颜色的图象数据中的1个。如果采用该方案，由于可一次性地将全部的象素电极重排，故可缩短重排期间。
理想的是，上述照明装置包括控制器，该控制器通过上述驱动装置在液晶显示元件中的各象素电极上外加复位电压，接着外加与上述1个颜色的图象相对应的电压，然后等待经过预定的液晶分子的响应时间，发出与上述液晶显示元件所显示的颜色的图象相对应的单色的光，将该光照射给上述液晶显示元件。这样，在外加复位电压后经过响应时间之后，可从上述照明装置产生预定的颜色的光，在外加与图象相对应的电压的各象素电极所对应的区域的液晶分子的运动结束后，照明装置实现照亮，故不产生由上述呈矩阵方式设置的多个象素电极的扫描引起的显示不均匀。
理想的是，上述液晶显示元件为标准白色型的液晶显示元件，其包括配置成夹持一对基板的一对偏振片，当在对置电极之间未外加电压时使光透过，当在对置电极之间外加电压时，光的透过率下降，上述驱动装置包括控制器，该控制器将上述液晶显示元件实质上显示黑色的电压作为复位电压，外加于上述液晶显示元件中的对置电极之间。如果采用该方案，当外加复位电压时，由于液晶显示元件显示黑色，故因外加上述的复位电压，不需要的光不透过，可提高亮显示和暗显示的对比度。
另外，理想的是，上述照明装置包括控制器，该控制器通过上述驱动装置在液晶显示元件中的各象素电极上外加复位电压，接着外加与上述1个颜色的图象相对应的电压，然后等待经过预定的液晶分子的响应时间，发出与上述液晶显示元件所显示的颜色的图象相对应的单色光，将该光照射给上述液晶显示元件，通过该方案不产生液晶显示元件的显示不均匀。
本发明的第3方面的液晶显示装置的驱动方法的特征在于，该液晶显示装置包括液晶显示元件，其具有一对对置的基板、至少1个电极和液晶层，该至少1个电极相互对置地设置在上述一对基板中的相互面对的相应面上，该液晶层是均匀取向的液晶层，介于上述对置电极之间，在上述电极之间不外加电场时，液晶分子其长轴一致朝1个方向而不扭转地排列；驱动装置，该驱动装置驱动上述液晶显示元件；上述驱动装置在上述液晶显示元件中的相互对置电极之间外加使液晶分子运动到预定的排列状态的复位电压后，在上述电极之间外加与应显示的图象数据相对应的电压。
该第3方面的显示装置，在相互对置电极之间外加使液晶分子运动到预定的排列状态的复位电压后，在上述电极之间外加与应显示的图象数据相对应的电压，来驱动具有均匀取向的液晶层的液晶显示元件，故可以高速使均匀取向型液晶显示元件中的液晶分子运动，可按照高速响应的方式驱动均匀取向型液晶显示元件。
在本驱动方法中，理想的是，上述复位电压为使上述液晶分子相对上述基板实质上相垂直取向的电压。如果采用该驱动方法，与液晶分子和基板面平行地取向的场合相比较，上述液晶分子与基板面相垂直地立起取向的场合作用于上述基板面与液晶分子之间的力较弱，使液晶分子在作用于上述基板面与液晶分子之间的力较弱的液晶分子的倾斜范围内运动，故可充分地加快相对电压的外加的响应速度。
还有，当上述图象数据由与多个灰度等级相对应的多个电压的数据中的1个形成时，通过使上述复位电压为与图象电压相对应的多个灰度等级的电压中的最高电压，则电源电压的数量很少，驱动电路可简化。
在上述驱动方法中，最好上述液晶显示元件为标准白色型的液晶显示元件，其包括配置成夹持一对基板的一对偏振片，当在对置电极之间未外加电压时使光透过，当在对置电极之间外加电压时光的透过率下降；上述复位电压为上述液晶显示元件实质上显示黑色的电压。如果采用该方案，当外加复位电压时，由于液晶显示元件显示黑色，故因外加上述复位电压，不需要的光不透过，可提高亮显示和暗显示的对比度。
理想的是，在本发明的驱动方法中，液晶显示装置还包括照明装置，该照明装置有选择地依次发出构成应显示的彩色图象的多个单色光，并将其照射给上述液晶显示元件，上述驱动装置在上述液晶显示元件中的相互对置电极之间，外加使液晶分子相对上述基板实质上相垂直取向的复位电压之后，外加与构成应显示的彩色图象的多个单色的图象数据中的1个颜色的图象相对应的电压，依次在上述液晶显示元件中显示上述多个单色的图象，上述照明装置对应于上述液晶显示元件所显示的颜色的图象，依次发出与上述液晶显示元件所显示的1个颜色的图象相对应的单色的发光，并对上述液晶显示元件进行照明。
如果采用该驱动方法，可高速响应采用均匀取向型液晶显示元件的场序型的液晶显示装置，来进行驱动。
同样在该驱动方法中，理想的是，上述液晶显示元件为标准白色型的液晶显示元件，其包括配置成夹持一对基板的一对偏振片，当在对置电极之间未外加电压时使光透过，当在对置电极之间外加电压时光的透过率下降，上述复位电压为上述液晶显示元件实质上显示黑色的电压。如果采用该方案，当外加复位电压时，由于液晶显示元件显示黑色，故因外加上述复位电压，不需要的光不透过，可提高亮显示和暗显示的对比度。
另外，在该驱动方法中，理想的是，上述复位电压集中地外加在液晶显示元件中的全部象素上，然后将上述多个颜色的图象数据依次外加在上述象素电极上。如果采用该方案，由于可一次性地将全部的象素电极复位，故可缩短复位期间。
此外，在该驱动方法中，最好上述照明装置通过上述驱动装置在液晶显示元件中的各象素电极上外加复位电压，接着外加与上述1个颜色的图象相对应的电压，然后等待经过预定的液晶分子的响应时间，使照明装置发出与上述液晶显示元件所显示的颜色的图象相对应的单色光，对上述液晶显示元件进行照射。通过该方案，不产生液晶显示装置的显示不均匀。
图1为表示根据本发明实施例的场序型液晶显示装置的示意性结构的透视图。
图2为图1所示的场序型液晶显示装置的一部分的剖视图。
图3为表示设置在图2所示的液晶显示元件的其中一块基板上的象素电极、薄膜晶体管、栅极线及数据线的示意性组成的平面图。
图4为上述均匀取向型液晶显示元件的电压一透过率特性图。
图5为表示外加于上述均匀取向型液晶显示元件的电极之间的数据电压的波形与透过率的变化的图。
图6为表示本实施例的场序型液晶显示装置的驱动电路的方框图。
图7为在本实施例的场序型液晶显示装置中表示均匀取向型液晶显示元件的第1行和最后1行的象素的电极间外加电压与光源驱动信号的时序图。
图8为在本实施例的场序型液晶显示装置中表示图7的驱动方法的变形例的时序图。
具体实施例方式
下面参照图1～8对本发明的一个实施例进行说明。
本发明的实施例为场序型液晶显示装置，象图1所示的那样，由液晶显示元件10和照明装置40构成；该液晶显示元件10是有源矩阵型的均匀取向型液晶显示元件，具有呈矩阵状排列的多个象素，根据外加在各象素的电极上的电压，对该象素的光透过进行控制；该照明装置40设置在与该液晶显示元件10的观察侧相反的一侧，包括导光片41、以及设置在该导光片41的一端且发出红R、绿G、蓝B的各色光的相应颜色的光源42r、42g、42b，通过上述导光片41将来自各色光源42r、42g、42b的光均匀地导向液晶显示元件10的整个表面，来对上述液晶显示元件10进行照明。
本实施例的场序型液晶显示装置所采用的有源矩阵型的均匀取向型液晶显示元件10，象图2和图3所示的那样包括相互对置的一对基板11、21；象素电极12和对置电极22，该象素电极12和对置电极22被设置成在上述一对基板11、21中的对置的内表面上相互对置；液晶层30，该液晶层30密封在上述一对基板之间，液晶分子的排列状态不扭转，该液晶分子的长轴沿其中一个方向均匀地取向。
在上述一对基板11、21的外侧分别设置有偏振片51、52，另外，在上述一对基板11、21中的任何一方，比如在作为光的射出侧(显示的观察侧)的前侧的基板21与设置上述前侧21的外侧的偏振片51之间，设置有相位片60。
另外，该液晶显示元件10是把TFT(薄膜晶体管)13作为能动元件的有源矩阵型液晶显示元件，象图2和图3所示的那样，设置有多个象素电极12，行方向和列方向呈矩阵状排列地配置在上述一对基板11、21中的其中一块基板、比如作为光的射入侧的后侧的基板11的内面；多个TFT13，分别与上述多个象素电极12连接；多个栅极线14，分别向各行的TFT13供给栅极信号；多个数据线15，分别向各列的TFT13供给数据信号。在上述一对基板中的另一块基板、比如作为光的射出侧的前侧的基板21的内面上设置有与上述多个象素电极12对置的至少1个对置电极22。
此外，在图2中，以简化的方式表示上述TFT13，上述TFT13为采用非晶硅薄膜的薄膜晶体管，或采用多晶硅的薄膜晶体管，在为采用非晶硅薄膜的薄膜晶体管的场合，上述TFT由下述部分构成，该下述部分包括栅极，形成于后侧基板11上；透明的栅极绝缘膜，覆盖上述栅极、形成在上述后侧基板11上的基本整体面上；i型半导体膜，与上述栅极对置而形成在上述栅极绝缘膜上；源极和漏极，通过n型半导体膜形成在上述i型半导体膜的两侧部上。
还有，在图2中，省略了前述的栅极线14和数据线15，但是上述栅极线14与上述TFT13的栅极成整体地形成于后侧基板11上，上述数据线15形成于上述栅极绝缘膜上、与上述TFT13的漏极连接，此外，上述象素电极12形成于上述栅极绝缘膜上、与上述TFT13的源极连接。
再有，分别在上述一对基板11、21的液晶层相接触的面上设置有水平取向膜16、23，这些取向膜16、23基本上保持平行，在互相相反的方向被取向处理。
另外，上述一对基板11、21在其周缘部通过图中未示出的框架状密封材料接合，在这些基板11、21之间的通过上述密封材料围绕的区域，填充有具有正的介电各向异性的向列液晶，其液晶分子在相对基板11、21的表面(取向膜16、23的表面)倾斜2°～3°的预定的预倾角的状态下，沿上述取向膜16、23的取向处理方向不扭转而均匀地取向。
此外，设置于上述一对基板11、21的外侧的前侧和后侧的偏振片51、52中的任何一块基板，被配置成与其透过轴相对上述液晶分子的均匀取向方向(取向膜16、23的取向处理方向)大致成45°的方向一致，且各透过轴大致相互垂直。
另外，上述相位片60是为了增加显示的对比度并且扩大视角而设置的，该相位片60被配置成其迟相轴与上述液晶分子的均匀取向方向大致垂直。
图4表示上述均匀取向型液晶显示元件10的电压-透过率特性。该特性是指采用液晶厚度设定为1.5μm、Δnd(液晶的折射率异方性Δn与液晶厚度d之乘积)设定为300nm、相位片60的相位差设定为25nm的白色模式的均匀取向型液晶显示元件10，且在该液晶显示元件10的象素电极12与对置电极22之间，外加用于将透过率控制在T1～T9这9个灰度等级的9灰度等级的数据电压V1～V9时的透过率。。
在这里，上述9个灰度等级的数据电压V1～V9中的最低的电压V9是使液晶分子相对基板11、21的面、以初始的预定倾斜角进行均匀取向的值的电压，而最高的电压V1是使上述液晶分子相对基板11、21的面实质上相垂直地立起来取向的值的电压。
表1表示下述场合的各灰度等级之间的响应时间，该场合指在上述的标准白色模式的均匀型取向液晶显示元件10的象素电极12与对置电极22之间，象图5的数据电压的波形所示的那样，外加上述9个灰度等级的数据电压V1～V9中的任何的值的电压，接着在上述象素电极12与对置电极22之间，外加上述9个灰度等级的数据电压V1～V9中的其它值的电压。在图5和表1中，前电压V1～V9为先外加的数据电压，后电压V1～V9为后外加的数据电压。另外，表1的各灰度等级间的响应时间是指在图5的表示透过率的变化的图中，从与数据电压相对应的透过率为100％时的数据电压的外加开始到上述透过率为90％的时间。
(单位msec)象表1所示的那样，上述均匀取向型液晶显示元件10中的各灰度等级之间的响应时间，比如在前电压为V5、后电压为V1时为0.48msec，在前电压为V5、后电压为V6时为4.67msec。另外，上述各灰度等级之间的响应时间中的响应时间最长的为前电压为V9、后电压为V8的场合，此时的响应时间为9.90msec。
象这样，上述均匀取向型液晶显示元件10，在外加高电压范围内的数据电压时的响应时间较短，因此，响应速度较快，但是数据电压在低电压范围内变化时的响应时间较长，因此响应速度较慢。另外，在上述均匀取向型液晶显示元件10中，在外加较高的电压值的数据电压后，外加较低的电压值的数据电压时的响应速度较快，与此相反，在外加较低的电压值的数据电压后，外加较高的电压值的数据电压时的响应速度较慢。
这是因为在液晶分子上，与取向膜16、23与液晶分子之间的相互力(要均匀取向的力)以及通过电场立起取向的力相反方向力起作用，当外加较高电压值的范围的电压时，由于液晶分子相对取向膜的膜面以较大的角度倾斜的范围运动，故上述相互力比通过电场立起取向的力小，由于液晶分子按照外加电压来运动变得容易，故响应速度较快。与此相对，当在较低的电压值的范围内使外加电压变化时，由于液晶分子相对取向膜的膜面的角度较小，在接近平行的倾斜的范围运动，故上述相互力比通过电场立起取向的力大，由此响应速度较慢。
根据上述知识，在本实施例中，在上述均匀取向型液晶显示元件10中的象素电极22与对置电极之间，外加使液晶分子在预定的取向状态下取向的复位电压后，外加与图象数据相对应的数据电压进行驱动。上述复位电压为使液晶分子相对基板实质上垂直地立起取向的电压是理想的，或者，为具有表示多个灰度等级的多个数据电压中的最高的电压值的数据电压是理想的，另外，当上述液晶显示元件为标准白色型时，为用于显示黑色的数据电压是理想的。
在本实施例中，在上述均匀取向型液晶显示元件10的象素电极22与对置电极22之间，外加使液晶分子按照相对基板11、21的面实质上垂直地立起的方式取向的复位电压，然后，在上述象素电极12与对置电极22之间，外加与图象数据相对应的数据电压，由此，使上述均匀取向型液晶显示元件10相对外加电压以高速度响应，能以较高的帧频驱动具有该均匀取向型液晶显示元件10的液晶显示装置。
即，本实施例是在上述均匀取向型液晶显示元件10中的象素电极22与对置电极22之间外加数据电压之前，在上述象素电极12与对置电极22之间外加上述复位电压，由此使处于与之前外加的数据电压相对应的取向状态的液晶分子，相对基板11、21的面基本垂直地立起取向，来使之前的写入状态复位，然后，在上述象素电极12与对置电极22之间，外加与上述象素数据相对应的数据电压，由此使上述液晶分子从上述基本垂直地立起取向的状态，向与在外加上述复位电压后外加的数据电压相对应的取向状态运动；如上所述，由此液晶分子主要在相对取向膜面以较大角度取向的状态的取向膜16、23的相互力较小的范围内运动，故使上述数据电压在较低电压区域内变化时的响应速度也可充分地加快。
另外，该驱动方法是在于上述液晶显示元件10中的象素电极12与对置电极22之间外加上述复位电压后，在上述象素电极12与对置电极22之间外加与图象数据相对应的数据电压的方法，但是上述复位电压是使液晶分子相对基板11、21的面基本垂直地立起取向的较高电压，因该复位电压的电压值较高，响应速度非常快，故上述复位电压的外加时间较短为好。
因此，如果采用这种驱动方法，则能以高速度驱动具有上述均匀取向型液晶显示元件10的液晶显示装置。
在该驱动方法中，上述复位电压为与图象数据相对应的数据电压中的最高的数据电压、比如与上述9个灰度等级的数据电压V1～V9中的最高的数据电压V1相同的值的电压是理想的，通过采用该方法，可在不新设置复位电压发生机构的情况下，利用现有的数据电压发生机构获得上述复位电压。
在上述均匀取向型液晶显示元件10中的象素电极12与对置电极22之间外加与上述最高的数据电压V1相同的值的复位电压，然后外加数据电压时的对数据电压的响应时间，与表1的前电压为V1时的响应时间相同，其中最长的响应时间为外加数据电压V8时的3.55msec，故形成上述液晶显示元件10中的各行的象素的象素电极12与对置电极22的数据电压的外加时间，可设定在3.55msec以上。
另外，上述复位电压为与上述最高的数据电压V1相同的值的电压时的面对复位电压的响应时间，与表1的行电压为V1时的响应时间相同，其中最长的响应时间是前电压为V9时的0.88msec，故上述液晶显示元件10的各行的象素的象素电极12与对置电极22的复位电压的外加时间，可设定在0.88msec以上。
此外，上述复位电压也可在每个各行的象素的选择期间外加，但理想的是不同于各行的象素的选择期间，确保把全部的行的象素的写入状态集中进行复位的复位期间，在该复位期间，在全部的行的象素的象素电极12和对置电极22之间外加上述复位电压。
即，也可以在每个各行的象素的选择期间外加上述复位电压的情况下，将各行的象素的选择期间设定在如下所述的时间(4.43msec)以上，所述时间是相对上述复位电压的最长的响应时间(0.88msect)与相对上述数据电压的最长的响应时间(3.55msec)这两者的总和。
此场合的各行的象素的选择期间为过去的驱动方法的选择期间(9.90msec以上)的1/2以下，因此，与过去的驱动方法相比较，可高速地响应，并缩短1帧的时间，以较高的帧频驱动。
另一方面，在上述液晶显示元件10中的全部的行的象素的象素电极12与对置电极22之间，把使液晶分子相对基板11、21的面基本垂直地立起取向的复位电压，集中进行外加，然后，在各行的象素的象素电极12与对置电极22之间，依次外加与象素数据相对应的数据电压，在这种情况下，可将各行的象素的选择期间设定在相对上述数据电压的最长的响应时间(3.55msec)以上，也可以不同于上述各行的象素的选择期间，确保相对上述复位电压的最长的响应时间(0.88msec)以上的集中复位期间，因此，与在每个各行的象素的选择期间外加复位电压的情况相比较，可进一步缩短1帧的时间，能以较高的帧频驱动。
还有，在这种情况下，也可以在上述液晶显示元件10中的各象素行中的最初选择的象素行的选择期间之前，向全部的栅极线14同时供给栅极信号，且向全部的数据线15供给复位信号，由此集中地复位全部的行的象素的写入状态，然后，依次向各栅极线14供给栅极信号，并向各数据线15供给数据信号，由此，依次选择各象素行并进行写入。
上述的场序型液晶显示装置通过图6所示的驱动电路被驱动。即，该驱动电路由下述部分构成，包括数据转换部71，其将从外部供给的图象数据转换为红色、绿色、以及蓝色的各色R、G、B图象数据以及控制信号；图象存储器72，其分别存储转换后的R、G、B图象数据；缓存器73，从图象存储器72读出的R、G、B图象数据供给该缓存器73，该缓存器73将R、G、B图象数据作为串行图象数据输出；列驱动装置74，其接受从上述缓存器73输出的R、G、B图象数据，并将与各图象数据相对应的数据信号供给液晶显示装置10的各数据线15；行驱动装置75，其将用于依次对各栅极线14进行扫描的栅极信号，供给上述液晶显示元件10中的各栅极线14；照明控制部76，其驱动照明装置40；控制部77，其根据从上述数据转换部71供给的控制信号，进行上述图象存储器72的写入和读出，并控制上述缓存器73、上述行驱动装置75、列驱动装置74以及照明控制部76的动作。
本实施例的场序型液晶显示装置，通过上述的驱动电路象图7所示那样被驱动。图7表示通过上述集中复位驱动时的驱动方法，该图为上述均匀取向型液晶显示元件10中的第1行和最终1行中的象素的电极之间的外加电压，以及用于使上述照明装置中的各光源42r、42b、42g照亮的光源驱动信号的波形图。在本实施例中，R场、G场、B场中的各场由复位期间、写入期间、以及光源照亮期间形成，上述R场、G场、B场用于依次显示用来显示1个彩色图象的1帧中的红色、绿色、蓝色的图象，上述复位期间用于在各初期将上述液晶显示元件10的各行的象素的写入状态集中进行复位，上述写入期间用于在上述各场的复位期间后，依次在上述液晶显示元件10的各行的象素中写入与上述红色、绿色、蓝色中的1个颜色相对应的图象数据，上述光源照亮期间在上述各场结束时，使与上述图象数据相对应的颜色的光从上述照明装置40射出。
另外，在本实施例中，在经过到上述写入期间最后选择的行的象素的液晶分子按照外加在象素电极12与对置电极22之间的数据电压进行取向为止的时间后，使上述照明装置40照亮，并在即将到下一场的复位期间之前，使该照明装置40熄灭。
即，在本实施例的驱动方法中，象图7所示的那样，对每个用于依次显示红、绿、蓝各色图象的R、G、B的相应场，首先通过在上述液晶显示元件10中的全部的行的象素的象素电极12与对置电极22之间外加复位电压(与9个灰度等级的数据电压V1～V9中的最高的数据电压V1相同的值的电压)，将全部的行的象素的写入状态复位集中进行复位，在此后的写入期间，通过在上述液晶显示元件10中的各行的象素的象素电极12与对置电极22之间，依次外加与红、绿、蓝中的1个颜色的图象数据相对应的数据电压(9个灰度等级的数据电压V1～V9中的任何的电压)，进行各行的象素的写入，然后，使与上述图象数据相对应的颜色的光从上述照明装置40射出，依次显示每个场的红、绿、蓝的单色图象，显示这些单色图象合成的全彩色图象。
按照该驱动方法，可将上述液晶显示元件10中的各行的象素的选择期间，设定为大于与外加上述复位电压后所外加的数据电压相对应的响应时间中的最长的响应时间，也可以不同于上述各行的象素的选择期间，确保相对上述复位电压的最长响应时间以上的集中复位期间，另外，由于与在外加上述复位电压后外加数据电压时的数据电压相对应的响应时间，大大小于不外加上述复位电压、而外加数据电压时的响应时间，故各场所需要的时间较短，1帧的期间也变短，以较高的帧频驱动的场序型液晶显示装置可在没有闪烁的情况下实现驱动，另外可进行动画的显示。
还有，在上述实施例中，确保复位期间在各场的初期，但是也可确保上述复位期间在各场的光源照亮期间之后，在下一场的写入期间之前外加复位电压，来复位该场的写入状态。
此外，在上述实施例中，将液晶显示元件1中的各行的象素的写入状态集中进行复位，上述写入状态的复位也可对各行的每个象素，在写入状态期间之前或光源照亮期间之后进行。
还有，在上述实施例中，复位电压为9个灰度等级的数据电压V1～V9中的最高数据电压V1相同的值的电压，但是如果复位电压为使液晶分子相对基板面大致垂直地立起取向的较高电压，则既可为比上述最高数据V1高的值的电压，也可为比上述最高数据电压V1低的值的电压。
再有，在上述实施例中，用于显示1幅彩色图象的1帧分为R场、G场、B场各场，对复位期间、写入期间、以及光源照亮期间的每个期间，在上述象素电极12与对置电极22之间外加相应的电压来驱动，但是并不限于此情况，也可象图8所示的那样，在写入期间后设置响应期间，然后对R场、G场、B场的每个场设置光源照亮期间。即分为复位期间、写入期间、应答期间、以及光源照亮期间来驱动各场。首先在复位期间，在各象素的象素电极2与对置电极22之间，集中外加使液晶分子相对基板面实质上垂直立起取向的复位电压，接着在写入期间，依次对各象素电极12进行扫描，将与彩色图象数据的各单色的数据相对应的电压写入全部的象素电极12，在此后的响应期间，对应于外加于上述象素电极12与对置电极22之间的电压，液晶分子等待响应，在液晶分子的运动稳定后的光源照亮期间，使与照明装置40的显示色相对应的光源照亮，通过上述照明装置40对上述液晶显示元件进行照明。
象这样，通过在每个场的写入期间后设置响应期间，等待上述液晶显示元件的全部象素的液晶分子变成与外加的电压相对应的取向状态，从照明装置40产生照明光，故矩阵状设置的多个象素中的最初扫描的第1行的象素和与最后扫描的最后1行相对应的象素，变为在液晶分子的运动结束后，从照明装置40对按照照射照明光，，并不产生亮度不均匀。
另外，本发明的驱动方法不限于具有均匀取向型液晶显示元件的场序型液晶显示装置，其还可适用于具有均匀取向型液晶显示元件的其它的液晶显示装置的驱动。
权利要求
1.一种液晶显示装置，其特征在于，该液晶显示装置包括液晶显示元件，其具有对置的一对基板；至少1个电极，设置成在上述一对基板中的相互面对的面上相互对置；液晶层，其是介于上述对置电极之间，在上述电极之间不外加电场时，液晶分子其长轴一致朝1个方向而不扭转地排列的均匀取向的液晶层；驱动装置，其在上述液晶显示元件中的相互对置的电极之间，外加使液晶分子运动到预定的排列状态的复位电压后，在上述电极之间外加与应显示的图象数据相对应的电压。
2.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，上述驱动装置包括控制器，该控制器在上述液晶显示元件中的对置电极之间外加复位电压，该复位电压为使上述液晶分子相对上述基板实质上垂直取向的复位电压。
3.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，上述图象数据由表示与多个灰度等级相对应的电压的数据中的1个形成，上述驱动装置包括控制器，该控制器将表示与图象数据相对应的多个灰度等级的电压中的最高电压作为复位电压，外加在上述液晶显示元件中的对置电极之间。
4.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，上述液晶显示元件为标准白色型的液晶显示元件，其包括被设置成夹持一对基板一对偏振片，当在对置电极之间未外加电压时使光透过，当在对置电极之间外加电压时光的透过率下降；上述驱动装置包括控制器，该控制器将上述液晶显示元件实质上显示黑色的电压作为复位电压，外加于上述液晶显示元件中的对置电极之间。
5.根据权利要求4所述的液晶显示装置，其特征在于，上述液晶显示元件在上述一对偏振片之间设置有至少1块相位片，该相位片用于调整从该液晶显示元件透过的光的延时的值，以改善对比度与视角特性。
6.根据权利要求4所述的液晶显示装置，其特征在于，上述液晶显示元件为有源矩阵液晶显示元件，在对置的一对基板的任何一个对置的内面上形成有多个象素电极，其呈矩阵状排列；有源元件，其分别与上述多个象素电极中的每个象素电极连接；栅极线，其对这些有源元件进行控制；数据线，其用于通过上述有源元件，将与图象数据相对应的数据信号供给上述各象素电极；在对置的基板的另一内面上形成有与上述多个象素电极对置的至少1个对置电极。
7.一种液晶显示装置，其特征在于，该液晶显示装置包括液晶显示元件，其具有第1基板，其形成有呈矩阵状排列的多个象素电极、分别与该多个象素电极连接的有源元件、对这些有源元件进行控制的栅极线、以及数据线，该数据线用于通过上述有源元件将与应显示的图象数据相对应的数据信号供给上述各象素电极；第2基板，其形成有至少1个对置电极，并被配置成上述多个象素电极与对置电极对置地与第1基板对置；液晶层，其是介于对置的象素电极与对置电极之间，在未对上述电极外加电场时，液晶分子其长轴一致朝1个方向而不扭转地排列的均匀取向的液晶层；驱动装置，其在上述液晶显示元件中的相互对置的电极之间，外加使液晶分子相对上述基板实质上垂直取向的复位电压之后，，外加与构成应显示的彩色图象的多个单色的图象数据的1个颜色的图象相对应的电压，并使上述多个单色的图象顺序显示在上述液晶显示元件上；照明装置，其包括分别发出构成应显示的彩色图象的多个单色的光的光源，通过上述驱动装置，根据上述液晶显示元件所显示的颜色的图象，依次发出与上述液晶显示元件所显示的一个颜色的图象对应的单色光，照射上述显示元件。
8.根据权利要求7所述的液晶显示装置，其特征在于，上述驱动装置包括控制器，该控制器将表示与图象数据相对应的多个灰度等级的电压中的最高的电压作为复位电压，外加在上述液晶显示元件中的对置电极之间。
9.根据权利要求7所述的液晶显示装置，其特征在于，上述驱动装置包括控制器，该控制器在液晶显示元件的全部象素电极上外加复位电压后，依次在上述象素电极上外加上述多个颜色的图象数据中的1个。
10.根据权利要求7所述的液晶显示装置，其特征在于，上述照明装置包括控制器，该控制器通过上述驱动装置，在液晶显示元件中的各象素电极上外加复位电压，接着外加与上述1个颜色的图象相对应的电压，然后等待经过预定的液晶分子的响应时间，发出与上述液晶显示元件所显示的颜色的图象相对应的单色的光，将该光照射给上述液晶显示元件。
11.根据权利要求7所述的液晶显示装置，其特征在于，上述液晶显示元件为标准白色型的液晶显示元件，其包括设置成夹持一对基板的一对偏振片，当在对置电极之间未外加电压时使光透过，当在对置电极之间外加电压时，则光的透过率下降；上述驱动装置包括控制器，该控制器将上述液晶显示元件实质上显示黑色的电压作为复位电压，外加于上述液晶显示元件中的对置电极之间。
12.根据权利要求11所述的液晶显示装置，其特征在于，上述照明装置包括控制器，该控制器通过上述驱动装置，在液晶显示元件中的各象素电极上外加复位电压，接着外加与上述1个颜色的图象相对应的电压，然后等待经过预定的液晶分子的响应时间，发出与上述液晶显示元件所显示的颜色的图象相对应的单色的光，将该光照射给上述液晶显示元件。
13.一种液晶显示装置的驱动方法，其特征在于，该液晶显示装置包括液晶显示元件、及驱动上述液晶显示元件的驱动装置；该液晶显示元件具有一对对置的基板、至少1个电极和液晶层；该至少1个电极配置成在上述一对基板中的相互面对的相应面上相互对置；该液晶层是介于上述对置电极之间，在上述电极之间不外加电场时，液晶分子其长轴一致朝1个方向而不扭转地排列的均匀取向的液晶层；；上述驱动装置在上述液晶显示元件中的相互对置的电极之间，外加使液晶分子运动到预定的排列状态的复位电压后，在上述电极之间外加与应显示的图象数据相对应的电压。
14.根据权利要求13所述的驱动方法，其特征在于，上述复位电压为使上述液晶分子相对上述基板实质上相垂直取向的电压。
15.根据权利要求13所述的驱动方法，其特征在于，上述图象数据由表示与多个灰度等级相对应的电压的数据中的1个形成，上述复位电压为表示与图象电压相对应的多个灰度等级的电压中的最高电压。
16.根据权利要求13所述的驱动方法，其特征在于，上述液晶显示元件为标准白色型的液晶显示元件，其包括配置成夹持一对基板一对偏振片，当在对置电极之间未外加电压时使光透过，当在对置电极之间外加电压时光的透过率下降；上述复位电压为上述液晶显示元件实质上显示黑色的电压。
17.根据权利要求13所述的驱动方法，其特征在于，其还包括照明装置，该照明装置有选择地依次发出构成应显示的彩色图象的多个单色的光、并将其照射给上述液晶显示元件；上述驱动装置在上述液晶显示元件中的相互对置电极之间，外加使液晶分子相对于上述基板实质上垂直取向的复位电压之后，外加与构成应显示的彩色图象的多个单色的图象数据中的1个颜色的图象相对应的电压，依次在上述液晶显示元件中显示上述多个单色的图象；上述照明装置根据上述液晶显示元件所显示的颜色的图象，依次发出与上述液晶显示元件所显示的1个颜色的图象相对应的单色的光，并对上述液晶显示元件进行照明。
18.根据权利要求17所述的驱动方法，其特征在于，上述液晶显示元件为标准白色型的液晶显示元件，其包括配置成夹持一对基板的一对偏振片，当在对置电极之间未外加电压时使光透过，当在对置电极之间外加电压时，光的透过率下降；上述复位电压为上述液晶显示元件实质上显示黑色的电压。
19.根据权利要求17所述的驱动方法，其特征在于，上述复位电压集中地外加在液晶显示元件中的全部象素上，然后将上述多个颜色的图象数据依次外加在上述象素电极上。
20.根据权利要求17所述的驱动方法，其特征在于，上述照明装置通过上述驱动装置，在液晶显示元件中的各象素电极上外加复位电压，接着外加与上述1个颜色的图象相对应的电压，然后等待经过预定的液晶分子的响应时间，使照明装置发出与上述液晶显示元件所显示的颜色的图象相对应的单色的光，对上述液晶显示元件进行照射。
全文摘要
本发明提供一种液晶显示装置，其包括有源矩阵型的均匀取向型液晶显示元件；该液晶显示元件的驱动装置；照明装置，该照明装置有选择地实现上述多个单色的发光、对上述液晶显示元件进行照明。上述驱动装置在上述液晶显示元件中的相互对置电极之间外加复位电压，然后外加与上述单色的图象数据中的1个颜色的图象相对应的电压。上述照明装置通过上述驱动装置依次实现与上述液晶显示元件所显示的1个颜色的图象相对应的单色的发光、将该光照射给上述液晶显示元件。
文档编号G09G3/34GK1432847SQ021518
公开日2003年7月30日 申请日期2002年9月27日 优先权日2001年9月27日
发明者武井寿郎 申请人:卡西欧计算机株式会社
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