JP2607491B2 - LCD driving method - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の概要〕 本発明は、マルチプレクシング駆動の液晶表示の素子
において、表示容量の増大に伴うクロストーク現象（表
示のコントラストが低下し、書き込み情報が読み取り不
可能となる現象）を解決するため、液晶分子配向規制力
によってら旋構造を解消するPACにおいて、印加電圧−
光透過率の関係が示す立ち上がり急峻性カーブが、印加
電圧の上昇に伴って光透過率が低→高→低と変化するよ
うに、バイアス電圧を設定し、少なくとも低、中、高
（光透過率の低、高、低にそれぞれ対応）３値の電圧を
用いて駆動することにより、クロストーク現象を生じな
いようにしたものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Summary of the Invention] The present invention relates to a multiplexing driving liquid crystal display element, in which a crosstalk phenomenon (a display contrast is reduced and write information cannot be read due to an increase in display capacity) due to an increase in display capacity. PAC, which eliminates the helical structure by controlling the alignment of liquid crystal molecules,
The bias voltage is set so that the rising steepness curve indicated by the relationship of the light transmittance changes from low to high to low as the applied voltage increases, and at least low, medium, and high (light transmission Driving using three values of voltage (corresponding to low, high, and low rates, respectively) prevents crosstalk from occurring.

〔産業上の利用分野〕[Industrial applications]

本発明は、液晶表示素子の駆動法に関する。本発明
は、特に液晶分子配向規制力によってら旋構造を解消す
る液晶駆動モードであるPACにおいて、マルチプレクシ
ング駆動（時分割駆動）で表示容量の増大に伴って現れ
るクロストークを発生させない液晶駆動法に関する。The present invention relates to a method for driving a liquid crystal display device. The present invention relates to a liquid crystal driving method that does not generate crosstalk that appears with an increase in display capacity in multiplexing driving (time-division driving), particularly in PAC, which is a liquid crystal driving mode in which a helical structure is eliminated by a liquid crystal molecule alignment regulating force. About.

液晶表示は、電卓、腕時計から、ワードプロセッサ、
パーソナルコンピュータまで幅広い分野において、フラ
ットパネルディスプレイとして用いられている。近年、
特に表示容量の増大が要求され、表示速度の向上、カラ
ー化と相まって従来のCRTに変わるコンピュータ端末用
液晶フラットパネルディスプレイの実現が待ち望まれて
いる。LCD display, from calculators, watches, word processors,
It is used as a flat panel display in a wide range of fields from personal computers. recent years,
In particular, there is a demand for an increase in display capacity, and it has been desired to realize a liquid crystal flat panel display for a computer terminal, which is replaced with a conventional CRT in combination with an improvement in display speed and colorization.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来のマルチプレクシング駆動（時分割駆動またはリ
フレッシュ駆動）によるTNやSBE駆動モードでは、印加
電圧−光透過率の関係は、第４図に示す如きものであ
る。即ち、印加電圧の増加に伴い、徐々に光透過率が上
昇し、飽和値に達した後は印加電圧に関係なく飽和値の
ままとなる。このように、従来のTNまたはSBEでは、印
加電圧−光透過率の関係が、しきい値電圧より低いかも
しくは高いかに対応して透過率が低いかもしくは高いか
の方向へ変化する。In the TN or SBE drive mode by the conventional multiplexing drive (time division drive or refresh drive), the relationship between the applied voltage and the light transmittance is as shown in FIG. That is, as the applied voltage increases, the light transmittance gradually increases, and after reaching the saturation value, the light transmittance remains at the saturation value regardless of the applied voltage. As described above, in the conventional TN or SBE, the relationship between the applied voltage and the light transmittance changes in the direction of lower or higher transmittance in accordance with whether the relationship is lower or higher than the threshold voltage.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

従来のTNやSBEでは、安価に製造できる単純マトリク
スパネル構成でマルチプレクシング駆動を行うことによ
り、ある程度の大容量表示が可能であるけれども、表示
容量の増加に伴って選択点、半選択点に印加される実効
電圧が同じ値に近づき、その結果コントラストが低下
し、書き込んだ情報の読み取りが不可能となるクロスト
ーク現象が問題であった。特に、TNでは第４図に示す印
加電圧−光透過率の関係が急峻でなく、明確なしきい値
を持たないため、クロストークが顕著であった。一方、
SBEでは、印加電圧−光透過率の関係は急峻で、大容量
化してもクロストークは生じにくいものの、入射光の旋
光によって背景に黄色または青色の着色があること、ま
たツイスト角度が大きいため応答速度が遅く、カラー
化、ビデオ表示などへの適用が困難であるという問題が
あった。With conventional TN and SBE, multiplexing drive is possible with a simple matrix panel configuration that can be manufactured at low cost, so that a certain amount of large capacity display is possible, but as the display capacity increases, it is applied to selected points and half-selected points The effective voltage to be applied approaches the same value, and as a result, the contrast is reduced, and the crosstalk phenomenon that makes it impossible to read the written information is a problem. In particular, in the case of TN, the relationship between the applied voltage and the light transmittance shown in FIG. 4 was not steep and did not have a definite threshold value, so that crosstalk was remarkable. on the other hand,
In SBE, the relationship between applied voltage and light transmittance is steep, and crosstalk is unlikely to occur even when the capacity is increased.However, the response is due to yellow or blue coloring of the background due to the rotation of the incident light and the large twist angle. There is a problem that the speed is slow and it is difficult to apply to colorization and video display.

本発明は、かかる従来技術における問題点を解消し、
マルチプレクシング駆動においてもクロストークがな
く、また大容量表示が背景の着色なしに高速応答をもっ
て可能となる液晶駆動方法を提供することを目的とす
る。The present invention solves such problems in the prior art,
It is an object of the present invention to provide a liquid crystal driving method that does not cause crosstalk even in multiplexing driving and enables high-capacity display with high-speed response without coloring the background.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

本発明によれば、旋光性を有し、自由状態におけるら
旋ピッチが１μｍ以下であるコレステリック相液晶を、
前記ら旋ピッチとほぼ同一の大きさのギャップを有する
２枚の基板間に封入した液晶パネルを２枚の偏光フィル
タ間に配置し、基板界面の強い配向規制力によって前記
コレステリック相液晶のら旋構造を解消し、均一に分子
配向せしめた液晶駆動モードPCA（Parallel Aligned Ch
iralnematic）において、液晶駆動のための電圧を印加
したときに印加電圧−光透過率の関係が示す立ち上がり
急峻性カーブにおいて印加電圧の上昇および下降時に光
透過率にヒステリシスを生じず、この印加電圧の上昇お
よび下降に伴い光透過率が単調に変化するのではなく、
低→高→低と変化するように、表示のオン／オフ電圧に
バイアス電圧を重畳することを特徴とする液晶駆動方法
が提供される。According to the present invention, a cholesteric phase liquid crystal having optical rotatory power and having a helical pitch of 1 μm or less in a free state,
A liquid crystal panel sealed between two substrates having a gap of substantially the same size as the helical pitch is disposed between two polarizing filters, and the cholesteric phase liquid crystal is helically rotated by a strong alignment control force at the substrate interface. Liquid crystal drive mode PCA (Parallel Aligned Ch)
In the iralnematic), when the voltage for driving the liquid crystal is applied, in the rising steepness curve showing the relationship between the applied voltage and the light transmittance, no hysteresis occurs in the light transmittance when the applied voltage rises and falls. The light transmittance does not change monotonically with rising and falling,
There is provided a liquid crystal driving method characterized in that a bias voltage is superimposed on a display on / off voltage so as to change from low to high to low.

本発明の好ましい実施態様においては、マトリクス状
電極あるいはセグメント状電極から構成される液晶パネ
ルは、上記の立ち上がり急峻性カーブの光透過率の低、
高、低のそれぞれに対応する少なくとも３値の電圧を交
互に印加して表示される。In a preferred embodiment of the present invention, the liquid crystal panel including the matrix-shaped electrodes or the segment-shaped electrodes has a low light transmittance of the rising steepness curve,
At least three values of voltages corresponding to high and low are alternately applied to display.

第１図は、本発明の概念を説明する図である。PACモ
ードにおいて、特定のバイアス電圧を設定することによ
り、低い電圧V₁または高い電圧V₃に対し光透過率が低く
なり、中間の電圧V₂に対して光透過率が高くなる。この
透過率−印加電圧依存性を用い、非選択点または半選択
点には常にV₁またはV₃が印加され、選択点にはV₂が印加
されるように駆動することによってクロストークを防ぐ
ことができる。FIG. 1 is a diagram for explaining the concept of the present invention. In PAC mode, by setting a specific bias voltage, low relative voltages V ₁ or higher voltage V ₃ light transmittance becomes lower, the light transmittance becomes higher than the intermediate voltage V _2. The transmittance - using an applied voltage dependency, the non-selected points or half-selected points is always applied V ₁ or V _3, prevent cross-talk by driving as V ₂ is applied to the selected point be able to.

〔発明の作用〕[Function of the invention]

液晶配向膜による液晶配向規制力によってカイラルネ
マティック液晶のら旋構造を解消するPACモードでは、
個々の液晶分子もしくは液晶分子の塊が旋光性をもつた
め、配向規制力によって均一な状態になると、液晶層全
体が高いコントラストで旋光性を示すようになる。この
状態の液晶にバイアス電圧を印加すると、液晶の誘電率
異方性によって、液晶分子は配向規制力に逆らって傾
き、配向規制力と電界による液晶分子のトルクが衡りあ
った位置で平衡状態となる。この位置にある液晶に駆動
用電圧を印加していくと、印加電圧のため液晶分子には
さらに大きなトルクが生じ、平衡の位置からずれ始める
ため、２枚の偏光フィルタ中では徐々に透過光量が増加
する。さらに印加電圧が増すと液晶分子の傾きはより大
きくなり、これに伴って旋光度も変化し、徐々に偏光フ
ィルタを通り抜けられる偏光成分が増し、再び透過光量
が減少する。この現象を利用し、Ｘ−Ｙ単純マトリクス
電極構成によるマルチプレクシング駆動において、非選
択点および半選択点には常に第２図に示す如きVd/2また
は3Vd/2あるいは3Vd/2以上またはVd/2以下の電圧が印加
されるようにし、選択点には常に2Vd/2（＝Vd）の電圧
が印加されるようにすることによって、透過率比即ちコ
ントラスト比が高く、クロストークを伴わない大容量、
高速かつ背景に着色のない液晶表示が得られる。In the PAC mode, the helical structure of the chiral nematic liquid crystal is eliminated by the liquid crystal alignment regulating force of the liquid crystal alignment film.
Since each liquid crystal molecule or a mass of liquid crystal molecules has optical rotatory power, when the liquid crystal layer becomes uniform due to the alignment control force, the entire liquid crystal layer exhibits optical rotatory power with high contrast. When a bias voltage is applied to the liquid crystal in this state, the liquid crystal molecules are tilted against the alignment control force due to the dielectric anisotropy of the liquid crystal, and the liquid crystal molecules are equilibrated at a position where the alignment control force and the torque of the liquid crystal molecules by the electric field are balanced. Becomes When a driving voltage is applied to the liquid crystal at this position, a larger torque is generated in the liquid crystal molecules due to the applied voltage, and the liquid crystal molecules begin to deviate from the equilibrium position. To increase. As the applied voltage further increases, the tilt of the liquid crystal molecules becomes larger, the optical rotation also changes accordingly, the polarization component that can pass through the polarization filter increases gradually, and the amount of transmitted light decreases again. Utilizing this phenomenon, in the multiplexing drive by the XY simple matrix electrode configuration, the non-selected point and the half-selected point are always Vd / 2 or 3Vd / 2 or 3Vd / 2 or more as shown in FIG. By applying a voltage of 2 or less and always applying a voltage of 2 Vd / 2 (= Vd) to the selected point, the transmittance ratio, that is, the contrast ratio is high, and the crosstalk does not occur. capacity,
A liquid crystal display with high speed and no coloring on the background can be obtained.

実施例 60×70×1.1（mm）の大きさの透明導電膜付ガラス基
板を洗浄した後、高周波励起イオンプレーティング装置
を用いてフッ化マグネシウム（MgF₂）をプラズマ出力70
Wで蒸着した。これをラビングし、ラビング方向が平行
になるように２枚の基板を配して0.7μｍの粒径のアル
ミナ（Al₂O₃）をスペーサとして液晶パネルを構成し
た。なお、透明導電膜は、Ｘ−Ｙストライプ状にパター
ニングしたもので、8mm幅のストライプ電極が３本ずつ
付いたものを上基板と下基板が直角に交わって交叉点が
９つできるように組んだ。このパネルにROCHE社のネマ
ティック混合液晶Nr2801およびBDH社のカイラルネマテ
ィック液晶CB−15を80:20の重量比で混合したコレステ
リック相液晶を封入した。このコレステリック相液晶の
自由状態（即ち何らの力も負荷されていない状態）にお
けるら旋ピッチは0.7μｍであった。即ち、液晶パネル
の基板間ギャップ（スペーサの粒径に対応）の大きさと
液晶のら旋ピッチの大きさとは実質的に同一であった。EXAMPLE After cleaning a glass substrate with a transparent conductive film having a size of 60 × 70 × 1.1 (mm), magnesium fluoride (MgF ₂ ) was plasma-outputted using a high-frequency excitation ion plating apparatus at a plasma output of 70 mm.
Evaporated with W. This was rubbed, and two substrates were arranged so that the rubbing directions were parallel to each other to form a liquid crystal panel using alumina (Al ₂ O ₃ ) having a particle size of 0.7 μm as a spacer. The transparent conductive film was patterned in the form of an XY stripe, and three transparent electrodes each having a width of 8 mm were assembled so that the upper substrate and the lower substrate crossed at a right angle to form nine intersections. It is. A cholesteric phase liquid crystal in which a nematic mixed liquid crystal Nr2801 manufactured by ROCHE and a chiral nematic liquid crystal CB-15 manufactured by BDH were mixed at a weight ratio of 80:20 was sealed in the panel. The helical pitch of the cholesteric phase liquid crystal in a free state (ie, a state in which no force was applied) was 0.7 μm. That is, the size of the gap between the substrates of the liquid crystal panel (corresponding to the particle size of the spacer) and the size of the helical pitch of the liquid crystal were substantially the same.

液晶封入後、クロスニコルに設定した偏光顕微鏡にパ
ネルをセットし、バイアス電圧をD.C.−5Vに設定し、1K
Hzの矩形波を印加し、電圧−光透過率の関係を測定した
ところ第３図に示す結果が得られた。このパネルを用い
て、第２図に示すようにＸ電極、Ｙ電極にそれぞれ
（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の順でVd＝±4Vに設定した電圧
を印加したところ、クロストークなしで表示できること
が確認された。また、表示背景に着色はなく、応答時間
は立ち上がりで220μｓであり、立ち下がりで200μｓで
あった（室温25.0℃）。After filling the liquid crystal, set the panel on a polarizing microscope set to cross Nicol, set the bias voltage to DC-5V, and set 1K
When a rectangular wave of Hz was applied and the relationship between voltage and light transmittance was measured, the results shown in FIG. 3 were obtained. Using this panel, as shown in FIG. 2, when a voltage set to Vd = ± 4 V in the order of (a), (b), and (c) was applied to the X electrode and the Y electrode, there was no crosstalk. It was confirmed that can be displayed in. The display background was not colored, and the response time was 220 μs at the rise and 200 μs at the fall (room temperature 25.0 ° C.).

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明によれば、飽和電圧を超えた電圧を印加するこ
とにより、光透過率を、飽和電圧以下に設定した時と同
じ値にすることができるため、少なくとも３値の電圧波
高値を設定することによりマルチプレクシング駆動でも
クロストークのない大容量表示が背景の着色なしに、高
速応答で可能となる。According to the present invention, by applying a voltage exceeding the saturation voltage, the light transmittance can be set to the same value as when the voltage is set to the saturation voltage or less, so that at least three voltage peak values are set. As a result, a large-capacity display without crosstalk can be achieved with high-speed response without coloring the background even in the multiplexing drive.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第１図は本発明の概念を説明する図、第２図は駆動原理
を示す図、第３図は印加電圧−光透過率の実測値を示す
図、そして第４図は従来のTNまたはSBEの印加電圧−光
透過率の関係を示す図である。FIG. 1 is a diagram for explaining the concept of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing a driving principle, FIG. 3 is a diagram showing measured values of applied voltage-light transmittance, and FIG. 4 is a diagram showing a conventional TN or SBE. FIG. 4 is a diagram showing a relationship between applied voltage and light transmittance of the present invention.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉原 敏明 川崎市中原区上小田中1015番地 富士通 株式会社内 (72)発明者 岩崎 正之 川崎市中原区上小田中1015番地 富士通 株式会社内 (72)発明者 山岸 康男 川崎市中原区上小田中1015番地 富士通 株式会社内 (56)参考文献 特開 昭50−84257（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−142318（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−18931（ＪＰ，Ａ) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Toshiaki Yoshihara 1015 Uedanaka, Nakahara-ku, Kawasaki City Inside Fujitsu Limited (72) Inventor Masayuki Iwasaki 1015 Ueodanaka, Nakahara-ku, Kawasaki City Fujitsu Limited (72) Inventor Yasuo Yamagishi 1015 Uedanaka, Nakahara-ku, Kawasaki City Inside Fujitsu Limited (56) Reference JP-A-50-84257 (JP, A) JP-A-55-142318 (JP, A) JP-A-61-18931 (JP, A) A)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】旋光性を有するコレステリック相液晶を、
このコレステリック相液晶の自由状態におけるら旋ピッ
チとほぼ同一の大きさのギャップを有する２枚の基板間
に封入した液晶パネルを２枚の偏光フィルタ間に配置
し、基板界面の強い配向規制力によって前記コレステリ
ック相液晶のら旋構造を解消し、均一に分子配向せしめ
た液晶駆動モードPAC（Parallel Aligned Chiralnemati
c）において、液晶駆動のための電圧を印加したときに
印加電圧−光透過率の関係が示す立ち上がり急峻性カー
ブにおいて印加電圧の上昇および下降時に光透過率にヒ
ステリシスを生じず、この印加電圧の上昇および下降に
伴い光透過率が単調に変化するのではなく、低→高→低
と変化するように、表示のオン／オフ電圧にバイアス電
圧を重畳することを特徴とする液晶駆動方法。1. A cholesteric phase liquid crystal having optical activity,
A liquid crystal panel sealed between two substrates having a gap of almost the same size as the helical pitch in the free state of the cholesteric phase liquid crystal is arranged between two polarizing filters, and a strong alignment regulating force at the substrate interface is used. The liquid crystal drive mode PAC (Parallel Aligned Chiralnemati), in which the helical structure of the cholesteric phase liquid crystal is eliminated and the molecules are aligned uniformly
In c), when a voltage for driving the liquid crystal is applied, the hysteresis does not occur in the light transmittance when the applied voltage rises and falls in the rising steepness curve showing the relationship between the applied voltage and the light transmittance. A liquid crystal driving method characterized in that a bias voltage is superimposed on a display on / off voltage so that the light transmittance does not change monotonically with rise and fall but changes from low to high to low. 【請求項２】マトリックス状電極あるいはセグメント状
電極から構成される液晶パネルを、前記立ち上がり急峻
性カーブの光透過率の低、高、低のそれぞれに対応する
少なくとも３値の電圧を交互に印加して表示することを
特徴とする、特許請求の範囲第１項記載の方法。2. A liquid crystal panel comprising a matrix-like electrode or a segment-like electrode is alternately applied with at least three values of voltages corresponding to low, high and low light transmittances of the rising steepness curve. 2. The method according to claim 1, wherein the information is displayed.