[发明专利]液晶显示设备

说明书

本申请是2004年2月27日递交的、名称为“液晶显示设备”的发明专利申请No.200410007273.5的分案申请。

技术领域

本发明涉及用背光作为显示光源的场序制或者滤色器型液晶显示设备。

背景技术

随着所谓的信息社会的发展，电子设备，比如个人计算机和PDA(个人数字助理)，得到广泛的使用。随着这类电子设备的扩展，已经开始使用可在办公室和户外使用的便携式设备，从而提出了对小尺寸、重量轻的这类设备的需求。液晶显示设备就是广泛使用的满足这类需求的手段之一。液晶显示设备不仅可以实现小尺寸和轻重量，还包括不可或缺的力图降低由电池驱动的便携式电子设备的功耗的技术。

液晶显示设备主要分为反射型和透射型。在反射型液晶显示设备中，光纤从液晶板的前表面入射，由液晶板的后表面反射，图像是由反射光可视化的。而在透射型液晶显示设备中，图像由来自设在液晶板的后面的光源(背光)的透射光可视化。由于反射光量取决于环境条件而变化，反射型液晶显示设备的可视性不佳，因此通常使用透射型彩色液晶显示设备作为个人计算机的显示设备，用于显示全彩色图像。

作为彩色液晶显示设备，广泛使用有源驱动的液晶显示设备，其采用开关元件比如TFT(薄膜晶体管)。尽管TFT驱动的液晶显示设备具有更好的显示质量，却需要高亮度的背光以达到高的屏幕亮度，因为在目前，液晶板的透光率仅仅百分之几。由于这个原因，背光需要消耗大量功率。另外，由于用滤色器实现彩色显示，单个像素需要由三个子像素组成，所以问题在于，难以提供高分辨率的显示，所显示的颜色的纯度也不足。

为了解决上述问题，本发明人以及其他人开发了场序制液晶显示设备(例如见T.Yoshihara，et.al.ILCC 98，P1-074，1998；T.Yoshihara，et.al.AM-LCD’99 Digest of Technical Papers，p.185，1999；以及T.Yoshihara，et.al.SID’00 Digest of Technical Papers，p.1176，2000)。这类场序制液晶显示设备不需要子像素，因此与滤色器型液晶显示设备相比，可以容易地实现更高分辨率的显示。另外，由于场序制液晶显示设备能够使用光源发出的光本身的颜色用于显示而不需要使用滤色器，显示的颜色纯度很高。另外，由于光的利用效率高，场序制液晶显示设备具有低功耗的优点。但是，为了实现场序制液晶显示设备，液晶必须是高速响应的(2ms或以下)。

为了使场序制液晶显示设备具有如上所述的显著优点，或者为了提高滤色器型液晶显示设备的响应速度，本发明人以及其他人正在研发用开关元件比如TFT驱动具有自发极化的液晶比如铁电液晶，铁电液晶可以达到与现有技术相比快100到1000倍的响应速度(例如日本特许公开No.11-119189/1999)。在铁电液晶中，液晶分子的长轴方向在电压作用下倾斜。其中夹有铁电液晶的液晶板被两个极化板夹在中间，所述极化板的极化轴相互垂直，利用液晶分子的长轴方向的变化导致的双折射，改变透射光的强度。对于这样的液晶显示设备，通常用作液晶材料的，是如图1所示相对于施加的电压具有半V形电光响应特性的铁电液晶，或者如图2所示相对于施加的电压具有V形电光响应特性的铁电液晶。

图3图示了用于传统场序制液晶显示设备的驱动序列的例子。其中，图3(a)图示了液晶板每一行的扫描定时，图3(b)图示了背光的红、绿、蓝色的开启定时。一个帧分为三个子帧，例如如图3(b)所示，红光在第一子帧中发射，绿光在第二子帧中发射，蓝光在第三子帧中发射。

同时，如图3(a)所示，对于液晶板，在红、绿、蓝每一种颜色的子帧内，执行两次图像数据写扫描。在第一数据扫描中，用能够实现亮显示的极性执行数据扫描。在第二数据扫描中，施加的电压的极性与第一数据扫描的极性相反，幅度基本上相等。因此，与第一数据扫描相比，可以实现较暗的显示，该显示被认为基本上是“黑图像”。