[发明专利]具有简单矩阵型的显示元件的显示装置以及简单矩阵驱动器

说明书

技术领域

本发明涉及具有简单矩阵型的显示元件的显示装置，尤其涉及具有胆甾相液晶等记忆特性的显示材料的简单矩阵型的显示元件的显示装置。

背景技术

近年来，各企业和大学等在大力推进电子纸张的开发。作为期望电子纸张的利用的应用领域，提出了将电子纸张应用到以电子书籍为代表的移动终端设备的副屏(Sub Display)、IC卡的显示部等的各种应用方式。作为电子纸张的有力的方式之一，有胆甾相(cholesteric)液晶。胆甾相液晶具有半永久性的显示保持特性(记忆特性)、鲜艳的彩色显示、高对比度、高分辨率等优异的特征。

胆甾相液晶还被称为手性向列相(Chiral Nematic)液晶，是通过在向列相液晶中添加较多(几十％)的手性的添加剂(手性材料)来使向列相液晶(Nematic Liquid Crystal)的分子形成螺旋状的胆甾相的液晶。

图1A以及图1B是用于说明胆甾相液晶的状态的图。如图1A和图1B所示，利用胆甾相液晶的显示元件10具有上侧基板11、胆甾相液晶层12、下侧基板13。胆甾相液晶具有如图1A所示地使入射光反射的平面状态以及如图1B所示地使入射光透过的焦锥状态(focal conic state)，这些状态在无电场的情况下也能够稳定地保持其状态。

在处于平面状态时，反射与液晶分子的螺距相对应的波长的光。利用液晶的平均折射率n、螺距p，用下式来表示反射最大的波长λ。

λ＝n·p

另一方面，反射频带Δλ根据液晶的折射率各向异性Δn而大不相同。

在处于平面状态时，由于入射光反射，因此能够显示“明亮”状态即白色。另一方面，在处于焦锥状态时，通过在下侧基板13的下方设置光吸收层，吸收透过了液晶层的光，因此，能够显示“黑暗”状态即黑色。

下面，对利用胆甾相液晶的显示元件的驱动方法进行说明。

图2示出一般的胆甾相液晶的电压-反射特性的一例。横轴表示在夹持胆甾相液晶的电极间以规定的脉冲宽度施加的脉冲电压的电压值(V)，纵轴表示胆甾相液晶的反射率(％)。图2所示的实线的曲线P表示初始状态为平面状态的胆甾相液晶的电压-反射率特性，虚线的曲线FC表示初始状态为焦锥状态的胆甾相液晶的电压-反射率特性。

在图2中，如果在电极间施加规定的高电压VP100(例如，±36V)，从而在胆甾相液晶中产生相对强的电场，则液晶分子的螺旋构造会完全被瓦解，从而使所有分子处于沿着电场方向的垂直排列(homeotropic)状态。然后，在液晶分子处于垂直排列状态时，如果将施加电压从VP100急剧降低至规定的低电压(例如，VF0＝±4V)，从而使液晶中的电场急剧变为零，则液晶的螺旋轴变得与电极垂直，成为选择性地反射与螺距相对应的光的平面状态。

另一方面，如果在电极间施加规定的低电压VF100b(例如，±24V)，从而在胆甾相液晶中产生相对弱的电场，则液晶分子的螺旋构造不会完全瓦解。在该状态下，如果将施加电压从VF100b急剧降低至低电压VF0从而使液晶中的电场急剧变为大致零，或者施加强电场后缓慢地去除电场，则液晶分子的螺旋轴变得与电极平行，成为使入射光透过的焦锥状态。

另外，如果在施加中间强度的电场后急剧去除电场，则平面状态和焦锥状态同时存在，从而能够显示中间色阶。

利用以上的现象来进行显示。

参照图3A至图3C对利用以上说明的电压响应特性的驱动方法的原理进行说明。

图3A表示电压脉冲的脉冲宽度为几十ms时的脉冲响应特性，图3B表示电压脉冲的脉冲宽度为2ms时的脉冲响应特性，图3C表示电压脉冲的脉冲宽度为1ms时的脉冲响应特性。在各个图中，在上侧示出对胆甾相液晶施加的电压脉冲，在下侧示出电压-反射率特性，横轴表示电压(V)，纵轴表示反射率(％)。如作为液晶的驱动脉冲而众所周知的脉冲那样，为了防止因极化引起的液晶的劣化而组合正极性和负极性的脉冲，来作为电压脉冲。

如图3A所示，在脉冲宽度宽的情况下，如实线所示，在初始状态为平面状态的情况下，如果使电压上升至某范围内，则成为焦锥状态，如果进一步增加电压，则再次成为平面状态。如虚线所示，在初始状态为焦锥状态的情况下，随着增加脉冲电压，逐渐成为平面状态。

在脉冲宽度宽的情况下，在图3A中，不管初始状态是平面状态还是焦锥状态，最终都一定成为平面状态时的脉冲电压是±36V。另外，在该中间脉冲电压下，平面状态和焦锥状态同时存在，能够得到中间色阶。