JP3093511B2

JP3093511B2 - 表示装置

Info

Publication number: JP3093511B2
Application number: JP05086834A
Authority: JP
Inventors: 伸二郎岡田; 一典片倉; 隆加藤; 豊稲葉
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1992-04-01
Filing date: 1993-03-23
Publication date: 2000-10-03
Anticipated expiration: 2015-10-03
Also published as: JPH0618853A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、テレビ受像器、コンピ
ュータの端末器およびビデオカメラのビューファインダ
等の画像情報処理装置に用いられる表示装置に関し、特
に走査線と情報信号線とを有する平面型表示装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】平面型表示装置としては、電子放出素子
を各画素に用いるものや液晶素子を各画素に用いるもの
等がある。とりわけ、液晶を用いた液晶表示装置は、広
く一般に普及するものと注目されている。

【０００３】実際の表示装置に用いられる液晶素子は、
例えば、図１６に示すような単純マトリックス基板を用
いて構成される。同図（ａ）は、セルの断面図であり、
図中、２１ａ，２１ｂはガラス基板、２２ａ，２２ｂは
ガラス基板２１ａ，２１ｂ上に形成されたＩＴＯ等から
なるストライプ電極、２３ａ，２３ｂはストライプ電極
２２ａ，２２ｂ上に形成された二酸化ケイ素等からなる
絶縁膜、２４ａ，２４ｂは絶縁膜２３ａ，２３ｂ上に形
成されたポリイミド等からなる配向膜、２５はシーリン
グ部材、２６はシーリング部材２５によってセル内に封
入された液晶である。

【０００４】図１６中、（ｂ）はストライプ電極２２ａ
を有する基板２１ａを示す平面図であり、もう一方の基
板２１ｂも同じ構成となっている。これらの基板２１
ａ，２１ｂが交差するように所定の間隔をおいて重ね合
わせ、液晶２６を注入することにより図１６（ａ）のよ
うな構成を得ることができる。液晶２６としてはツイス
テッドネマチック液晶等が用いられる。

【０００５】図１７は、このような表示装置の回路構成
図であり、説明を簡略化するため、６×４マトリックス
としてある。一方のストライプ電極群を走査線選択回
路、例えば垂直シフトレジスタ２に接続し、走査線Ｓ₁
〜Ｓ₆ として用い、他方のストライプ電極群を書込回路
１に接続し、情報信号線Ｉ₁ 〜Ｉ₄ として用いる。

【０００６】このような表示装置は、次のように駆動さ
れて画像を表示する。まず、シフトレジスタ２により走
査線Ｓ₁ が選択されそこに走査パルスが印加される。こ
の走査パルスに同期して情報信号が４つの情報信号線Ｉ
₁ 〜Ｉ₄ に同時に印加される。こうして走査パルスと情
報信号との合成信号による電界が走査線Ｓ₁ 上の４つの
画素の液晶に印加される。こうして合成信号に応じた透
過率によって１走査線分の画像を表示する。このような
駆動法が次に走査線Ｓ₂ 上の画素について行われる。さ
らに、順次時系列的に走査線Ｓ₃ からＳ₆ までの走査を
行い１画面の画像を表示する。

【０００７】図１８は上述した駆動法のタイミングチャ
ートである。ここでは説明簡略化のために各走査パルス
と各情報信号をそれぞれ単純な矩形パルスで示している
が、実際には液晶材料等の特性に応じてさまざまな波形
の信号から適宜選択されて用いられる。

【０００８】１画面の画像を表示するために必要な時間
は、液晶材料の特性に応じて適宜選択されるが、この時
間が長いと、すなわちフレーム周波数が低いと、画面全
体がちらついて見えるフリッカ現象を生じてしまう。

【０００９】このフリッカという現象は、画像表示素子
において１画面を書き込むスピードが遅い場合に、画面
内の書き込み部分の光量変化を人間の目が認識してしま
うという現象である。一例を挙げるなら、強誘電液晶の
場合にはそのメモリー性を効果的に利用するために、消
去と書き込みという２つのプロセスを経ることが多い。
さらに線順次で走査線を１本づつ書き込んでゆくので、
１書き込み時間内における光量変化が大きい。またこの
ようなフリッカは１画面をシーケンシャルに書き込んで
いくときがもっとも激しく見える。インターレスに例え
ば３２本ごとに走査したとしても完全にはなくならな
い。つまりインターレス走査を採用すればフリッカが画
面全体に平均化されるけれども部分的に見ると走査時間
が遅いために若干の画面のちらつきが残るのである。現
在強誘電液晶パネルの１走査線の選択時間は１００μｓ
程度が短くする限界である。これ以上選択時間を短くす
るとパネル内の配線抵抗による遅延などが無視できなく
なり、大画面で高精細な液晶表示素子の実現は難しくな
る。しかるにこのような線順次走査によってもフリッカ
が見えなくなるためにはフレーム周波数が４０Ｈｚ以上
は必要である。１走査線の選択時間が１００μｓである
場合には走査線数が１０２４本のパネルを書き込むフレ
ーム周波数は９．８Ｈｚであるのでフリッカを生じてし
まう。

【００１０】つまり、フレーム周波数４０Ｈｚを実現す
るためには１走査線の選択時間は２４．４μｓでなけれ
ばならないが、液晶材料によってはその応答特性に律速
されて１走査線の選択時間を短くすることが困難な場合
がある。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した技
術的課題に鑑みなされたものであり、フリッカの抑制さ
れた画像を表示できる表示装置を提供することを目的と
する。

【００１２】本発明の別の目的は、液晶材料等の画素を
構成する機能材料の電気的応答特性に実質的に影響され
ることなくフリッカの抑制された画像を表示できる表示
装置を提供することにある。

【００１３】本発明のさらに別の目的は、駆動法を改良
することにより汎用性の広いフリッカ抑制機能を持つ表
示装置を提供することを目的とする。

【００１４】本発明の他の目的は、階調表示を行うに好
適な表示装置を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の表示装置は、複数の走査線と、該走査線と交
差する複数の信号線と、前記走査線と信号線の交差部に
配置され該走査線と信号線に印加された信号に応じて複
数の表示状態を生じ強誘電性液晶からなるメモリー性画
素とを有する表示素子と、前記走査線に選択信号を印加
し、該選択信号と協働して前記画素に所定の表示状態を
生じさせる情報信号を前記複数の信号線に印加する、書
き込み手段と、非選択状態にある走査線の少なくとも一
つに該走査線に対応した画素の表示状態を一時的に変動
させるダミー信号を印加する信号印加手段とを具備し、
前記選択信号は線順次走査によって前記走査線に印加さ
れ、該選択信号が印加されてからフリッカ抑制ができる
所定の時間経過後に前記ダミー信号が該走査線に線順次
に印加され、前記選択信号が印加された走査線上のメモ
リー性画素を構成する液晶層の透過光量の変動量が前記
ダミー信号が印加された走査線上の画素を構成する液晶
層の透過光量の変動量の２倍以下であることを特徴とす
る。

【００１６】また、本発明の表示装置は、複数の走査線
と、該走査線と交差する複数の信号線と、該走査線と該
信号線との交差部に設けられたメモリー性画素とを有す
る表示素子と、前記複数の走査線の隣接する少なくとも
２つに選択信号を印加する選択信号印加回路と、前記複
数の信号線に階調情報を含む情報信号を印加する情報信
号印加回路と、前記選択信号の印加されていない残りの
走査線のうち少なくとも１つにダミー信号を印加するダ
ミー信号印加回路とを有し、前記選択信号は、前記隣接
する少なくとも２つの走査線のうち一方に印加される信
号が他方に印加される信号による表示状態を補償する信
号成分を含み、前記選択信号は線順次走査によって前記
走査線に印加され、該選択信号が印加されてからフリッ
カ抑制ができる所定の時間経過後に前記ダミー信号が該
走査線に線順次に印加され、前記選択信号が印加された
走査線上のメモリー性画素を構成し強誘電性液晶からな
る液晶層の透過光量の変動量が前記ダミー信号が印加さ
れた走査線上の画素を構成する液晶層の透過光量の変動
量の２倍以下であることを特徴とする。

【００１７】

【作用】上記の通り、本発明では、複数の走査線を有す
る表示装置において、任意の走査線に、所定の周期で印
加される選択信号の他にフリッカ抑制のためのダミー信
号を印加する。

【００１８】すなわち、１つの走査線に選択信号が印加
されてから次の選択信号が印加されるまでの１周期の間
に、該走査線にダミー信号を印加することにより、１つ
の走査線に印加される信号の周期を短く、換言すれば、
印加される信号の周波数を高くし、これによって、フリ
ッカを抑制するものである。

【００１９】

【実施例】図１は本発明の一実施態様による表示装置の
回路構成図であり、図１７に対応して６×４マトリクス
の画素を有する装置を示している。図２は図１の装置の
駆動タイミングチャートである。

【００２０】図１に示すように走査線Ｓ₁ −Ｓ₆ には走
査線選択回路２以外にダミー信号を印加するためのダミ
ー信号印加回路３が設けられている。また、情報信号線
Ｉ₁−Ｉ₄ には書込回路１が設けられている。

【００２１】図２のタイミングで示すように走査線Ｓ₁
においては選択信号ＳＳ₁ の一周期Ｔ_SSの間にダミー信
号ＳＤ₁ が印加されており、印加信号の周期がＴ_SSより
短いＴ_SDとなっていることがわかる。ここで印加信号と
は選択信号とダミー信号との両方を意味する。同様に他
の走査線Ｓ₂ −Ｓ₆ にも順次選択信号ＳＳ₂ 〜ＳＳ₆と
ダミー信号ＳＤ₂ 〜ＳＤ₆ が印加されている。

【００２２】このようなダミー信号は、選択信号の一周
期の間に複数回印加されることで、更に印加信号の周波
数をより高くすることもできる。

【００２３】図３は別の駆動法であり、図２の例ではＴ
_SSの１／２周期となるようにダミー信号ＳＤ₁ 〜ＳＤ₆
が印加されていたが、図３の例ではＴ_SSの１／３周期と
なるようにダミー信号ＳＤ₁ 〜ＳＤ₆ が印加されてい
る。

【００２４】図１では選択信号を印加する回路２と、ダ
ミー信号を印加する回路３とを分けて描いているが、こ
れらは１つの回路ブロックとして形成されてもよい。

【００２５】また、図２および３では走査線の選択信
号、情報信号およびダミー信号を最も簡単な矩形パルス
を用いて描いているが、これは本発明の基本的技術思想
を理解し易くするためのものであり、表示すべき画像情
報や用いる材料等に応じて適宜好ましい波形の信号が採
用される。

【００２６】本発明に用いられる走査線の選択信号と
は、表示画面に画像を表示するにあたり、画像情報を走
査線毎に書き込むための信号であり、情報信号線に印加
される情報信号と協働して、画素の表示状態を変化させ
るものである。より好ましくは、情報信号線が基準電位
となっており情報信号が印加されていない場合に画素の
表示状態を、一旦、全黒や全白のような基準表示状態と
することのできるリセット信号成分を含むものである。

【００２７】一方、情報信号は走査線の選択信号のない
場合には画素の表示状態を実質的に変えない信号である
ことが望ましい。

【００２８】更に、ダミー信号は、情報信号と協働して
画素の表示状態すなわち画素の光透過率を一時的に若干
変化させるが、ダミー信号がない状態に戻ると画素をダ
ミー信号印加前の表示状態に実質的に復帰させることが
できる信号が好ましく用いられる。

【００２９】このようなダミー信号の波高値やパルス巾
は画素の構成や画素の構成材料の特性に応じて適宜選択
されるものである。

【００３０】画素の構成としてメモリー性液晶画素を用
いる場合、とりわけ強誘電性液晶を用いて画素を構成す
る場合には、ダミー信号として、液晶分子が一方の安定
状態から他方の安定状態へ転移することはないが、液晶
分子が一時的にその分子の向きを変え、光透過率に若干
の変動を生じさせ得るに充分な波形の信号が用いられ
る。すなわち液晶に加わるダミー信号と情報信号の合成
信号によるエネルギーが液晶の反転閾値となるポテンシ
ャルエネルギーより大きくならないようにダミー信号を
設定する。このようにダミー信号を設定すれば、ダミー
信号の印加時には表示状態が変化するが、ダミー信号の
印加が終了すると元の表示状態に戻る画素を提供するこ
とができる。これと対照的に強誘電性液晶を用いた画素
の走査線に印加される選択信号は情報信号と協働して画
素内の全ての液晶分子または画素内の一部のドメインの
液晶分子を一方の安定状態から他方の安定状態に転移さ
せ得る。

【００３１】本発明による作用について具体的に説明す
る。先にも指摘したようにフリッカは書き込みスピード
が遅いときに発生する。書き込みスピードがフレーム周
波数で４０Ｈｚを越えるようになるとフリッカは見えな
くなる。これは１秒間に４０回同じ画面状態が形成され
ることで目の画像変化に対する追従を排除しているので
ある。したがって書き込みスピードが遅いとき、例えば
フレーム周波数が９．８Ｈｚであるときでも１秒間に４
０回程度同じ画面状態が形成されるようにすればフリッ
カは見えなくなると考えられる。したがって画面内で或
る走査線に注目した場合にその走査線が選択されてから
２５ｍｓ後にダミー信号が印加されるように駆動回路を
設計し、かつ選択時の光量変化とダミー信号印加時の光
量変化とがそれほど違わなければ、その走査線上の画素
は２５ｍｓおきに選択されているのと見かけが同じこと
になる。つまり１秒間に４０回同じ画面状態が形成され
ることになるのでフリッカは見えなくなる。

【００３２】この様子を図４を用いて説明する。図４は
本発明者らの検討結果に基づいて得られたグラフであ
る。図４において縦軸は１画面を走査する選択信号のフ
レーム周波数を示し、横軸はアクティブな走査線数を表
わす。ここでアクティブな走査線とは選択信号もしくは
ダミー信号が入力されている走査線のことである。した
がって１フレームを１本づつ選択して書き込む場合はｎ
＝１であり、２本同時に選択して書き込む場合はｎ＝２
である。２本同時に選択して書き込みかつダミー信号を
１本の走査線に入力するとｎ＝３である。アクティブな
走査線間の間隔は均等になるように構成した。このこと
は或る走査線に注目するとアクティブになってからつぎ
にアクティブになるまでの時間間隔（Ｔ_SD）は等しいこ
とを示す。図４中に示した丸印（実線で結ばれている）
は各々のｎにおけるフリッカを生じない選択信号のフレ
ーム周波数である。ｎ＝１のときは４０Ｈｚが必要であ
るが、ｎ＝２では約３０Ｈｚ、ｎ＝４では約１９．２Ｈ
ｚに減少する。フリッカを知覚しなくなる周波数
（ｆ_th）とアクティブな走査線の本数（ｎ）との関係は
次式の様になっている。

【００３３】

【数１】

【００３４】（１）式においてｆ_thが１／ｎ^1/2 に比例
しているのはこれまで説明してきた考え方からすると奇
異であり、むしろ１／ｎに比例しなければならないよう
に見える。このような考え方と図４に示した実測との違
いは次のような原因によって起こると考えられる。図４
中に示した一点鎖線の周波数ｆ_eye はこの周波数以下で
はアクティブな走査線数（ｎ）が何本あっても眼球の動
きが追従する瞬間が生じる周波数である。したがってこ
の周波数以下ではシーケンシャルな走査をした場合には
フリッカを消すことができないことになる。もっとも図
４に示したｆ_eye は１２Ｈｚであるが、人間のなかでの
個人差もあるので製品化する場合においてはその値が若
干前後する可能性がある。またｆ_eye はフレーム周波数
よりもアクティブな走査線の移動速度（移動速度は図４
の場合は、１．８ｍ／ｓであった）に依存していると考
えられるが、いずれにしてもｆ_thがｎの増加に対して線
型な変化をしないのは、ｆ_eye が存在するため、すなわ
ち人間の目がそのような特性をしているためフリッカを
容認し得る周波数が０に漸近できずにｆ_eye に漸近する
ためであると考えられる。図４中、三角形印（点線で結
ばれている）はフリッカを容認し得る上限の周波数を示
している。このように１走査線の選択時間が遅くて１画
面を４０Ｈｚ駆動できないとしてもダミー信号の印加に
より１画面上にアクティブな走査線の本数を増やすこと
でフリッカの生じない画面走査を実現できる。

【００３５】本発明に用いられる画素の構成は、上下間
に液晶材料を挟持したものが採用される。液晶材料とし
ては強誘電性液晶（ＦＬＣ）が用いられる。強誘電性液
晶は、応答速度が速く、表示装置を構成した場合に視野
角が広い等の多くの利点を有する。

【００３６】強誘電性液晶を用いた表示装置は、クラー
ク（Ｎ．Ａ．Ｃｌａｒｋ）とラガバル（Ｓ．Ｔ．Ｌａｇ
ｅｒｗａｌｌ）に付与された米国特許第４，３６７，９
２４号明細書や神辺らに付与された米国特許第４，６５
５，５６１号明細書、あるいは特開昭６１−９４０２３
号広報およびＮ．Ａ．Ｃｌａｒｋｅｔａｌ．ＭＣ
ＬＣ，１９８３，Ｖｏｌ．９４，ｐｐ２１３−２
３４等に詳しく開示されている。

【００３７】すなわち、強誘電液晶を用いた表示素子
は、透明電極を形成し配向処理を施した２枚のガラス基
板を１ミクロンから３ミクロン位のセルギャップを保っ
て向かい合わせて構成した液晶セルに強誘電液晶を注入
したものが知られている。強誘電液晶を用いた上記表示
素子の特徴は、強誘電液晶が有する自発分極と外部電界
との結合力をスイッチングに使えること、および、強誘
電液晶分子の長軸方向が自発分極の分極方向と１対１に
対応しているため外部電界の極性によってスイッチング
を行なえることである。強誘電液晶としては一般にカイ
ラル・スメクチック液晶（ＳｍＣ＊，ＳｍＨ＊）を用い
るため、バルク状態では液晶分子長軸がねじれた配向を
示すが、上述の１ミクロンから３ミクロン位のセルギャ
ップのセル内に配置することによって、液晶分子長軸の
ねじれを解消することができる。

【００３８】また、本発明の表示装置の表示方法として
は、白黒２値の情報により画像を表示するものであって
も、カラー画像のように多値の情報により階調表示を行
うものであっても良い。中でも、応答性に優れ、視野角
が広い強誘電性液晶を用いた階調表示方法が良好な画像
を表示する上で好ましい。

【００３９】ここで、強誘電性液晶を用いた階調表示方
法について説明する。階調表示方法は、岡田らに付与さ
れた米国特許第４，７１２，８７７号明細書、高橋らに
付与された米国特許第４，７４７，６７１号明細書、お
よび金子らに付与された米国特許第４，７６３，９９４
号明細書等に開示されている。

【００４０】詳しくは、ＦＬＣを用いた階調表示方式を
分類すると、画素を分割して独立に駆動する方法（デ
ィザ方式）、画素内で電位匂配を生じさせて表示領域
を分割させる方法（電位匂配法）、単安定状態の液晶
に一方向の電界を印加し、その電界強度により液晶分子
長軸方向の変位をコントロールしようとする方法、そし
て画素内での液晶層の厚さを変化させることにより液
晶層に印加される電界強度を変化させて階調表示を行う
方法などが代表的なものとして挙げられる。

【００４１】しかしながら、ＦＬＣを用いた階調表示方
法では、ＦＬＣの性質として温度変化による閾値の変動
が大きく、温度変化によって同一の階調レベルを維持す
ることが難しい。この問題点を解決するために本発明者
らは、特願平３−３２０５４２号および１９９３年１２
月２日付米国出願９８６，６９４号において『画素シフ
ト法（２パルス法）』という駆動方式を提案している。
この駆動方式の概要を説明すると、１本目の走査線か
らｎ本目の走査線まで線順次走査によって書き込む。
その際連続する２本の走査線（Ｌ番目とＬ＋１番目）を
同時に選択して書き込む。ここでＬは整数であり、１≦
Ｌ≦ｎである。そしてつぎの選択タイミングにはひとつ
走査線がずれて（Ｌ＋１番目とＬ＋２番目）の２本の走
査線が同時に選択される。同時に選択される２本の走査
線（Ｌ番目とＬ＋１番目）のうちＬはＬ＋１の温度補償
用の走査線である。その意味は液晶セルが基準温度にあ
るときは走査線Ｌ＋１のみに書き込みが行なわれ、温度
が変動したときには走査線Ｌに書き込まれてゆくように
する。つまり、本来走査線Ｌ＋１上に表示される階調情
報が温度変動とともに走査線Ｌ上に移動していくように
なる。

【００４２】すなわち、この２パルス法は、隣接する少
なくとも２つの走査線のうち一方の走査線上の画素の望
ましくない表示状態を、他方の走査線上の画素の表示状
態で補償するものである。つまり、同一信号線上の少な
くとも２つの走査線にある隣接画素の合成された表示状
態を階調表示のための１単位とするものである。このよ
うにすれば、該１単位のうち一方の画素の望ましくない
ずれを、他方の画素の表示状態で補い、全体として正常
な表示を行うことができる。

【００４３】このような書き込み動作を実現するため、
具体的には以下に示すような条件を設定する。同時に
選択される２本の走査線に入力される走査信号を各々異
ならしめる。それらは情報信号線と上記２つの走査線と
の交点に存在する２つの画素の閾値が連続になるように
決定される。『閾値が連続になる』ことは線順次走査に
よって順次書き込まれていく２つの走査線間にスムーズ
な情報のシフトが行われるための条件である。そして
画素内には透過率に対する閾値の分布があることが必要
である。

【００４４】しかし、このような駆動法においては、温
度変動によって画素の情報がその位置を移動するので１
フレームの画像を完全に表示するのが難しい。つまり、
第１本目の走査線上の画素は移動する走査線がなく、ま
た第ｎ本目の走査線は温度変動によって画素の情報が移
動したあとの処理がなされていないのである。

【００４５】さらに、このような２パルス法では、線順
次走査が走査線の１本目からｎ本目までシーケンシャル
に行われなくてはならず、インターレス走査ができな
い。ＦＬＣのフレーム描画スピードは、例えば１０２４
本の走査線の場合でフレーム周波数が３Ｈｚ〜２０Ｈｚ
と遅いため、インターレス走査ができないと、液晶パネ
ル全体にフリッカを生じさせてしまうことになる。

【００４６】要するに、上述した階調駆動を行う場合に
生じ易いフリッカを抑制する場合にも、本発明は好適に
用いられるのである。

【００４７】以下、具体的な実施例を挙げて本発明を説
明するが、本発明はこれらの実施例に限定されることは
なく、本発明の目的が達成される範囲においての各構成
要素の均等な代替物への置換や別の要素の付加等がなさ
れたものも含むものである。

【００４８】

【実施例１】第１の実施例として図５に示すような断面
形状の液晶セルを作成した。図中、下基板ののこぎり形
状は、金型上に原形を作り、それをアクリル系ＵＶ硬化
樹脂でガラス基板２１ａ上へ転写して作った。そののこ
ぎり形状２７の上に約１５００ÅのＩＴＯ膜をスパッタ
リング形成し、のこぎり形状の一辺が１画素の幅になる
ように、このＩＴＯ膜をストライプ状に畝に沿ってパタ
ーニングしストライプ状電極（走査線）２２ａを形成し
た。さらにその上層に日立化成社製のＬＱ−１８０２を
約３００Åの膜厚にスピンコートして配向膜２４ａを形
成した。対向側の電極基板はガラス基板２１ｂの平面的
な表面にストライプ状（ＩＴＯ）電極（情報信号線）２
２ｂを形成しその電極２２ｂ上に下基板と同様の配向膜
２４ｂを形成したもので凹凸形状は持たせていない。上
下基板のラビング方向は互いに平行な方向に行ない、下
基板のラビング方向を上基板のラビング方向に対して約
６度右ネジ方向にずらすように重ね合わせてセルを構成
した。セル厚（液晶層厚）のコントロールは、薄い部分
が約１．０μｍ厚い部分が約１．４μｍになるようにし
た。また、ストライプ電極２２ａの幅を３００μｍ、ス
トライプ電極２２ｂの幅を３００μｍにして画素サイズ
を３００μｍ×２００μｍの長方形に設定した。パネル
全体構成としては図６に示すように走査側電極をＳ₁ か
らＳ₁₀₂₄までの１０２４本のＹ方向電極として、情報側
電極をＩ₁ からＩ₁₀₀₀まで１０００本のＸ方向電極とし
て構成している。そして、液晶材料としては強誘電性を
示す液晶を用いた。使用した液晶材料５５の特性を表１
に示す。

【００４９】

【表１】

【００５０】この液晶材料を用いたセル厚１μｍのパネ
ルのパルス幅−電圧曲線（スイッチングパルスの閾値で
のパルス幅−電圧関係）を図７に示す。図５の液晶パネ
ル（液晶素子）の閾値は１１．５ｖｏｌｔ／μｍ（８０
μｓのパルス、２５℃）であり、各画素の閾値は１１．
５〜１６．１ｖｏｌｔ（８０μｓのパルス、２５℃）と
なった。

【００５１】図８に駆動波形を示す。図８において、
（ａ）は走査信号の波形、（ｂ）は情報信号の波形、
（ｃ）は本発明の改善点であるダミー信号の波形を示
す。走査信号の波形（ａ）は、リセットパルスＰ₁ 、当
該走査線書き込み用の選択パルスＰ₂ 、そして隣接走査
線の閾値変動（温度変動などにより強誘電液晶の閾値が
変動すること）を補償するための選択パルスＰ₃ と補助
パルスＰ₄ から構成されている。情報信号の波形（ｂ）
は、階調情報をもつ選択パルスＱ₁ とＱ₁ の直流成分を
相殺する補助パルスＱ₂ とＱ₃ から構成されている。な
お、図８において１Ｈ_B は当該走査線の情報信号波形を
印加している期間であり、１Ｈ_A は隣接走査線の情報信
号波形を印加している期間である。また、△Ｔは各選択
パルスＰ₂ とＱ₁ ，Ｐ₃ とＱ₁'が同期している期間であ
る。ダミー信号波形（ｃ）は直流成分の残らない交流波
形で構成されていて、ダミー信号波形と情報信号波形と
の合成した波形の液晶層への印加によっても画素内の情
報を変化させない電圧が与えられている。これは液晶分
子を反転させるに至らない電圧を液晶層に印加して液晶
分子を揺るがせることで、前述したフリッカを見えなく
するためである。

【００５２】次に、図９と１０を用いて駆動波形の時系
列的設定とその動作を説明する。図において、Ｓ₁ 〜Ｓ
₈ とＳ₂₅₀ 〜Ｓ₂₅₇ は、それぞれＳ₁ 〜Ｓ₁₀₂₄までの１
０２４本の走査線のうち１６本のみを抜き出したもので
あり、選択信号が印加されている期間とダミー信号が印
加されている期間を抜き出して描いたものである。例え
ば走査線Ｓ₁ に選択信号が印加されているとき、実際に
は同時にダミー信号が印加されている走査線が本実施例
の場合には、Ｓ₂₅₁ ，Ｓ₅₀₁ ，Ｓ₇₅₁ ，Ｓ₁₀₀₁の４本存
在する。それはフリッカをなくすためには見かけ上走査
スピードを４０Ｈｚ程度にする必要があるためである
（図４参照）。そのために第１走査線（Ｓ₁ ）を選択す
ると同時に第２５１走査線（Ｓ₂₅₁ ）、第５０１走査線
（Ｓ₅₀₁ ）、第７５１走査線（Ｓ₇₅₁ ）、第１００１走
査線（Ｓ₁₀₀₁）にダミー信号を入力するようにする。そ
して選択信号とダミー信号を各々線順次で駆動していく
ことにより、見かけ上走査スピードを４０Ｈｚ程度にす
ることができる。つまりパネル内のどの走査線をとって
みても選択信号もしくはダミー信号が印加される時間間
隔は２５ｍｓ以内に設定されているのである。Ｉは或る
情報信号線に印加される情報信号の波形例を示す。Ｓ₁
−Ｉは１番目の、Ｓ₂ −Ｉは２番目の走査線上にあり、
情報信号の印加される画素にかかる電圧波形を示す。同
様にＳ₂₅₀ −ＩとＳ₂₅₁ −Ｉはそれぞれ２５０番目と２
５１番目の走査線上の画素に印加される電圧波形を示し
てある。

【００５３】液晶パネルの温度分布を温度センサ、ヒー
タ、ファン等の温度調整手段により２５℃〜３０℃に抑
え、図８における各パルスのパルス幅および電圧値を次
の様に設定した。

【００５４】ｄｔ_１＝７０μｓｄｔ_２＝５０μｓｄｔ_３＝３１μｓｄｔ_４＝１９μｓＶ_０＝２５ｖｏｌｔＶ_１＝１８ｖｏｌｔＶ_２＝１８ｖｏｌｔＶ_３＝６ｖｏｌｔ情報信号電圧Ｖ_ｉはｘ％の階調表示をする際には次式で
決まる電圧を印加する。白選択時には

【００５５】

【数２】黒選択時には

【００５６】

【数３】とした。

【００５７】この電圧設定は基準となる画素（２５℃）
がパルス幅５０μｓで電圧が１８．４ｖｏｌｔのパルス
を加えたときに画素の一部が書き込まれ、電圧を上げ２
５．８ｖｏｌｔにしたとき画素内のすべての部分が書き
込まれた結果によっている。

【００５８】図９において走査線Ｓ₂と情報信号線Ｉと
の間の液晶にに印加される電圧波形Ｓ₂−Ｉのうち成分
Ｃが走査線Ｓ₂上の全画素の消去（黒または白に一斉に
書き込む）成分を示し、それに続く成分Ｂが走査線Ｓ₂
上のＩとの交点に位置する画素への書き込み成分を示
す。一方、走査線Ｓ₁と情報信号線Ｉとの間の液晶に印
加される電圧波形Ｓ₁−Ｉにおいては成分Ａが走査線Ｓ₂
上の画素の温度補償のために走査線Ｓ₁上の画素に書き
込まれる情報である。図１０において、情報信号線Ｉと
走査線Ｓ₂₅₁上の画素に印加される電圧波形Ｓ₂₅₁−Ｉ
と、情報信号線Ｉと走査線Ｓ₂₅₂上の画素に印加される
電圧波形Ｓ₂₅₂−Ｉも併せて示した。このようなセル駆
動波形の構成によって階調表示を行なうことで液晶パネ
ルの温度ムラ（パネル内温度分布２５℃〜３０℃）にも
かかわらず、フリッカの生じない安定な階調表示を達成
することができた。

【００５９】図１１は本実施例の表示装置の駆動系のブ
ロック図である。表示画面となる液晶パネル４１の走査
線は、走査線を選択して選択信号を印加するとともにダ
ミー信号をも印加する手段としてのコモン側駆動ＩＣ４
６に接続され、情報信号線は情報信号を印加する手段と
してのセグメント側駆動ＩＣ４３に接続されている。イ
メージセンサや無線受信器等の画像情報発生器４８から
の画像情報は、コントローラ４９によりコモン側信号と
セグメント側信号に分けて制御され表示を行う。コモン
側ではシフトレジスタ４７および駆動ＩＣ４６により駆
動用電源４２のアナログスイッチにより分配された基準
電圧を基にして走査信号を形成するとともに、ダミー信
号をも形成する。一方、セグメント側では、シフトレジ
スタ４５およびラッチ回路４４を介して供給されたディ
ジタル階調信号を駆動ＩＣ４３内のＤ／Ａコンバータに
よりアナログ信号に変換して情報信号線に供給する。例
えば、４ビットディジタル信号ならば２⁴ すなわち１６
通りのアナログ信号に変換される。

【００６０】ここでは、アナログ信号への変換前のディ
ジタル信号をラッチしたが、駆動ＩＣ４３に並列に容量
を付設して直接にアナログ信号をラッチする方式を採用
することもできる。

【００６１】このような駆動系により、図９および１０
に示したような信号を液晶パネル４１に印加することに
よって、フリッカがないアナログ階調表示を行うことが
できる。

【００６２】

【実施例２】２パルス法により階調表示を行なう場合に
は隣接走査線の選択間隔を長く取ることで階調表示の安
定性が広がる。実施例１では１００μｓおきに選択した
が、２００μｓ以上の間隔をあけるとさらに階調表示が
安定することが確認できた。これは実施例１で採用した
液晶材料では強誘電液晶分子のスイッチングが電圧印加
時間内では完全には終了していないためと思われる。そ
こで駆動方式としてはインターレスを採用して選択間隔
を長く取る方式を検討した。

【００６３】本実施例においては、このような長い間隔
をあけて走査線を順次選択していく場合においても良好
な画像表示が行われるよう本発明の駆動方法をインター
レス方式と組み合わせた例を示す。

【００６４】すなわち、本実施例では、図６に示したマ
トリックスパネルの走査線を、図１２に示すように、２
つのブロックに分割してインターレスを行なう。図１２
においてブロックＡはＳ₁ 〜Ｓ₅₁₂ の走査線で構成され
ていてブロックＢはＳ₅₁₃ 〜Ｓ₁₀₂₄までの走査線で構成
されている。走査線の選択順序としてはＳ₁ ，Ｓ₅₁₃，
Ｓ₂ ，Ｓ₅₁₄ ，Ｓ₃ ，Ｓ₅₁₅ ・・・・と各ブロックから
交互に、線順次に選択している。この場合にダミー信号
は、各ブロック毎に走査線１５０本おきに計４本入力す
ると、見かけのフレーム周波数が４０Ｈｚを越えるので
フリッカを生じない良好な階調表示を実現することがで
きた。本実施例は走査方式を除く他の構成は実施例１と
同じである。

【００６５】

【実施例３】本実施例３においては選択信号を印加され
た走査線の選択時の透過光量の変動量がダミー信号を印
加された走査線のダミー信号印加時の透過光量の変動量
とほぼ等しくなる様なダミー信号を印加するものであ
る。

【００６６】これまで説明してきた方法でフリッカをな
くすには走査線の選択時の透過光量の変動量（Ｉ）とダ
ミー信号を印加された走査線のダミー信号印加時の透過
光量の変動量（II）とが（Ｉ）／（II）≦２．０であれ
ば、ある程度の効果がある。しかし、もっとも効果を出
すためには（Ｉ）と（II）が等しいことが望ましい。ダ
ミー信号による透過光量の変動が余り大きいと１回の印
加では画素情報が壊されることはなくても何フレームも
続いてダミー信号が印加されると画素情報が徐々に壊さ
れる現象が生じる。これを避けるために１走査線の透過
光量の変動はある程度小さく抑えて置くことが望まし
い。そこで本実施例ではダミー信号が印加される走査線
の本数を２本として、ダミー信号の電圧値を下げた。駆
動波形を図１３に示し、そのタイミングチャートを図１
４および１５に示す。

【００６７】図１５のＳ₂₅₁ 〜Ｓ258 に示されるとお
り、ダミー信号は２本の走査線に同時に印加されてかつ
線順次走査されている。つまり、Ｓ₂₅₁ とＳ₂₅₂ は＋Ｖ
₃ が同時に印加されている。図１３に示した駆動波形の
パルス幅および電圧値は次の通りである。

【００６８】ｄｔ_１＝７０μｓｄｔ_２＝５０μｓｄｔ_３＝３１μｓｄｔ_４＝１９μｓＶ_０＝２５ｖｏｌｔＶ_１＝１８ｖｏｌｔＶ_２＝１８ｖｏｌｔＶ_３＝４．５ｖｏｌｔ情報信号電圧Ｖ_ｉはｘ％の階調表示をする際には次式
で決まる電圧を印加する。白選択時には

【００６９】

【数４】黒選択時には

【００７０】

【数５】とした。

【００７１】このようにダミー信号による液晶分子の揺
らぎを１走査線で小さく構成することにより更に安定し
た強誘電表示装置を実現できた。実施例３において使用
した液晶パネルは実施例１と同じものであり、その他の
構成も上述した駆動条件を除いて実施例１と同じであ
る。

【００７２】

【発明の効果】以上説明した様に、本発明によればダミ
ー信号を選択信号と同期させて他の走査線に印加するこ
とによって１走査線当りの走査スピードが遅くても、フ
リッカを生じ難い良好な２値表示および階調表示が実現
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による表示装置の回路構成図である。

【図２】本発明による表示装置の駆動方法の一例を説
明するためのタイミングチャートである。

【図３】本発明による表示装置の駆動方法の別の例を
説明するためのタイミングチャートである。

【図４】選択信号のフレーム周波数とフリッカとの関
係を説明するための模式図である。

【図５】本発明の実施例１による表示装置の液晶素子
の模式的断面図である。

【図６】実施例１による表示装置の電極の構成を示す
模式図である。

【図７】実施例１による表示装置の印加電圧と透光率
の関係を示すグラフである。

【図８】実施例１による表示装置の走査線選択信号
（ａ）と情報信号（ｂ）とダミー信号（ｃ）を示す模式
図である。

【図９】実施例１による表示装置の駆動タイミングチ
ャートである。

【図１０】実施例１による表示装置の駆動タイミング
チャートである。

【図１１】実施例１による表示装置の駆動系ブロック
図である

【図１２】本発明の実施例２による駆動方法を説明す
るための模式図である。

【図１３】本発明の実施例３による表示装置の走査線
選択信号（ａ）と情報信号（ｂ）とダミー信号（ｃ）を
示す模式図である。

【図１４】実施例３による表示装置の駆動タイミング
チャートである。

【図１５】実施例３による表示装置の駆動タイミング
チャートである。

【図１６】表示装置の一例を示す模式図であり、
（ａ）は装置の断面構成を、（ｂ）はその基板の平面構
成を示す。

【図１７】従来の表示装置の回路構成図である。

【図１８】従来の表示装置の駆動方法を説明するため
のタイミングチャートである。

【符号の説明】

２１ａ：下基板、２１ｂ：上基板、２２ａ：走査線、２
２ｂ：情報信号線、２６：強誘電液晶（ＦＬＣ）、Ｓ₁
〜Ｓ₁₀₂₄，ＳＳ₁ 〜ＳＳ₆ ：走査信号、Ｉ₁ 〜Ｉ₁₀₀₀：
情報信号、ＳＤ₁ 〜ＳＤ₆ ：ダミー信号。

フロントページの続き (72)発明者稲葉豊東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (56)参考文献特開昭63−271432（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−309927（ＪＰ，Ａ) 特開昭64−88523（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02F 1/133 G09G 3/36

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の走査線と、該走査線と交差する複
数の信号線と、前記走査線と信号線の交差部に配置され
該走査線と信号線に印加された信号に応じて複数の表示
状態を生じ強誘電性液晶からなるメモリー性画素とを有
する表示素子と、前記走査線に選択信号を印加し、該選択信号と協働して
前記画素に所定の表示状態を生じさせる情報信号を前記
複数の信号線に印加する、書き込み手段と、非選択状態にある走査線の少なくとも一つに該走査線に
対応した画素の表示状態を一時的に変動させるダミー信
号を印加する信号印加手段とを具備し、前記選択信号は線順次走査によって前記走査線に印加さ
れ、該選択信号が印加されてからフリッカ抑制ができる
所定の時間経過後に前記ダミー信号が該走査線に線順次
に印加され、前記選択信号が印加された走査線上のメモリー性画素を
構成する液晶層の透過光量の変動量が前記ダミー信号が
印加された走査線上の画素を構成する液晶層の透過光量
の変動量の２倍以下であることを特徴とする表示装置。
【請求項２】前記所定の時間が３３ｍｓ以下であるこ
とを特徴とする請求項１記載の表示装置。
【請求項３】前記ダミー信号を印加される走査線が複
数の走査線によって構成されていることを特徴とする請
求項１または２に記載の表示装置。
【請求項４】前記ダミー信号は、前記強誘電性液晶が
一方の安定状態から他方の安定状態へ転移することなく
光透過率を変動させることのできる信号であることを特
徴とする請求項１記載の表示装置。
【請求項５】前記情報信号は、階調情報を含むことを
特徴とする請求項１記載の表示装置。
【請求項６】前記表示状態は、前記メモリー性画素の
光透過率の異なる３つの状態を含むことを特徴とする請
求項１記載の表示装置。
【請求項７】前記選択信号は、隣接する少なくとも２
つの走査線に印加されることを特徴とする請求項１記載
の表示装置。
【請求項８】複数の走査線と、該走査線と交差する複
数の信号線と、該走査線と該信号線との交差部に設けら
れたメモリー性画素とを有する表示素子と、前記複数の走査線の隣接する少なくとも２つに選択信号
を印加する選択信号印加回路と、前記複数の信号線に階調情報を含む情報信号を印加する
情報信号印加回路と、前記選択信号の印加されていない残りの走査線のうち少
なくとも１つにダミー信号を印加するダミー信号印加回
路とを有し、前記選択信号は、前記隣接する少なくとも２つの走査線
のうち一方に印加される信号が他方に印加される信号に
よる表示状態を補償する信号成分を含み、前記選択信号は線順次走査によって前記走査線に印加さ
れ、該選択信号が印加されてからフリッカ抑制ができる
所定の時間経過後に前記ダミー信号が該走査線に線順次
に印加され、前記選択信号が印加された走査線上のメモリー性画素を
構成し強誘電性液晶からなる液晶層の透過光量の変動量
が前記ダミー信号が印加された走査線上の画素を構成す
る液晶層の透過光量の変動量の２倍以下であることを特
徴とする表示装置。
【請求項９】前記メモリー性画素は、液晶層を含むこ
とを特徴とする請求項８記載の表示装置。
【請求項１０】前記メモリー性画素は、前記階調情報
に応じて該メモリー性画素内の複数のドメインが反転
し、所定の階調状態を表示することを特徴とする請求項
８記載の表示装置。
【請求項１１】前記ダミー信号印加回路は、走査線に
選択信号を印加する走査線駆動回路及び信号線に情報信
号を印加する情報駆動回路とは別に設けることを特徴と
する請求項８〜１０のいずれか１つに記載の表示装置。