[发明专利]液晶装置及其驱动方法

说明书

本发明涉及液晶装置及其驱动方法，尤其涉及具有高速响应的液晶装置及其驱动方法。

使用液晶装置的传统的投射型液晶显示装置通过将光发射到液晶显示上以致再将光投射到屏幕上，从而可以较为容易地获得尺寸很大的图形。获得彩色的显示有两种方法：一种方法是将投射的光束分成红色、绿色和兰色，同时对每一种颜色使用一个液晶显示装置(同时加以颜色的混合)；而另一种方法则是在液晶显示装置中提供红色，绿色和兰色三种像素作为一种直观型的(并列加以颜色的混合)。然而，这二种方法均存在问题。在第一种方法中，虽然可以方便地获得高分辨率但是实现这种液晶显示装置的成本较高。如图29中所示，作为光源的灯1发射出的光束通过了三个光通路，即通过红光束2的二色性镜、通过绿光束3的二色性镜及通过兰光束4的二色性镜，光束分别通过液晶板5、6和7并从镜头8输出。如上所述，由于使用了液晶显示面板5、6和7，这样的光学系统从整体系统上来看就显得十分复杂和庞大。另外，即使三个液晶显示面板中的一个发生了像素上的疵点，则图象中与此疵点相应的部位就会出现一个单色或混合色的亮点。另一方面，第二种方法虽然不大昂贵，但是它也有问题，即它所显示的图象的质量会产生失真，此外投射的图象中红、绿、兰色像素的大小小于人眼的空间分辨率。有一种方法可解决这个问题，称为视场序列彩色混合法。这是一种利用视场序列寻址的方法。在这种方法中用一个像素显示了红、绿和兰三种颜色。具有高精度和高亮度性能的现场序列彩色混合法有如下特点：

(1)用视场序列彩色混合法来显示彩色图象的原理与同时附加彩色混合法的原理相同。因而视场序列彩色混合法也可提供高精度图象。

(2)若在液晶显示板上有疵点像素时，则该疵点像素就显示成白点或黑点。白点或黑点不如彩点那样明显。因而，即使在液晶板上有疵点像素，所显示的图象也不至于失真。

(3)只使用单液晶板便可实现全色或多色显示，因此该光学系统就可选得很小并且很亮。由于它不必使用如同时附加彩色混合法中的那些遮光板，因而系统可以作得更小并且也降低了制造成本。

如上所述，使用了视场序列寻址法可以获得高亮度、高精度的优质显示的小型轻便的彩色液晶显示装置。

然而，在使用视场序列寻址法时，在一个视场中允许显示相应的红、绿和兰的时间是在5至6毫秒(ms)之间。当前，在一活性矩阵液晶显示装置中使用的翻转向列(TN)模式的响应时间一般约在几十毫秒。在图30中，上升及衰减时响应时间分别为39.1ms和35.1ms。现在考虑使用这样一种光学开关，即它在阀值电压附近呈开关状态，它的液晶显示模式是等于或大于UN模式，这样实际上是不可能用视场序列寻址法来实现彩色液晶显示装置的。

表面稳定化铁电体液晶(SSF-LC)模式是众所周知的一种传统的具有高速响应的液晶显示模式(N.A.Clark and S.T.Lager-well.Appl.Phys.Lett.,36,899；1980)、SST-LC的特点是铁电体液晶分子有自动偏振的性质，同时是利用液晶分子具有如下的性质来完成显示，这个性质是液晶分子能改变其方向性使得自动偏振的极性与加上磁场以后的极性相互平行。

与铁电体液晶模式有所不同，在日本公开专利刊物第56-51352号中有如下描述：若利用接近阀值的电压和接近液晶的光学特性为饱和的饱和电压则响应速度可以提高。

在一刊物(在室温下向列液晶模块响应时间不到100μs:Shin-Tson Wu；Appl.Phys.Lett.57(10),31990)中还描述了另一种利用向列液晶的高速向应显示模式。图31说明了上述刊物中所描述的驱动液晶显示的方法。电压(V_off)连结加在液晶分子上使得液晶分子的方向与原始方向相差最大。在这种情况，液晶显示之透射率或透射系数为零。然后，在液晶分子上加零电压(Vo)从而释放液晶分子的方向偏差。通过改变加零电压的时间长短可以改变透射率，于是也就达到了进行灰度级别显示的目的。液晶分子在方向发生偏差后的释放过程尤如弹簧运动的过程。由于液晶分子间的相互作用而产生的潜在能量随着液晶分子的方向发生偏差的程度而变化，即方向发生偏差程度越大则其潜在能量也就越高。因此方向偏差甚大的液晶分子在释放时具有极高的速度。

然而，在那些使用诸如SSF-LC模式的铁电体液晶(FLC模式)等的常规的液晶显示方式中存在着下面这些问题。除了难以控制铁电体液晶分子之方向外，该分子的方向性极易受机械震动的破坏。再者，由于铁电体液晶的方向是双稳状态的，因此也就难以获得灰度级别的显示。