JPH01288830A - マトリクス形強誘電性液晶パネルの駆動法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、強誘電性液晶を用いたマトリクス形液晶パネ
ルの駆動法に係り、特に、大画面・高速表示が良好なマ
）　ＩＪクス形液晶パネルの駆動法に関する。

〔発明の背景〕

近年、マトリクス形液晶パネルは大型化・高密度化して
きているが、さらに高密度化するために、強誘電性液晶
のメモリー性・高速応答性・広視角特性を利用したマト
リクス形液晶パネルが研究されている。しかし、この強
誘電性液晶パネルの動作原理が、通常のネマチック液晶
の電圧実効値駆動と異なり、パルスの正負の極性とその
電圧と印加時間により決定されるために、従来のネマチ
ック液晶パネル駆動法では動作できず、最近、数々の強
誘電性液晶パネルの駆動法が提案されているが、書き込
み時間やコントラストの点で満足できる駆動法がない。

〔従来技術とその課題〕

マトリクス形強誘電性液晶パネルの駆動法としては、特
開昭６１−９４０２６号公報のように、従来の電圧平均
化法を少し変更した駆動法があ゛る。

第６図、第８図によりこの駆動法について説明する。第
８図は、マトリクス形強誘電性液晶パネルの構造を示す
説明図であり、８１は走査電極群、８２は信号電極群、
６ａ及び４ａは説明に用いる画素である。第６図におい
て、Ｓ３から８５はそれぞれ３行目から５行目の走査電
極波形で、Ｄｌは１列目の信号電極波形、（Ｓ３−ＤＩ
）と（Ｓ４−ＤＩ）はそれぞれ画素３ａ、４ａに印加さ
れる駆動波形である。２つのフィールドからなり、第１
フイールドではオン状態またはオフ保持状態が設定され
、第２フイールドでオフ状態またはオン保持状態が設定
されているために、オン−オフの書き込みに２フイール
ドが必要であり、２フイールドで１フレームとみなされ
るために、１ラインの選択時間は、Ｔｓ＝Ｔｓａ−）−
’ｌ’ｓｂとなり、Ｔｓａ、Ｔｓｂの２倍となる。ここ
で、各フィールドの選択時間は２分され（Ｔｓｌ＝Ｔｓ
２）、最初のパルス印加時間ＴＳＩは直流分の補正用で
、その次のパルス印加時間ＴＳ２で書き込んでいる。

従って、書き込みパルスの印加時間Δｔ（＝Ｔｓ２）は
、各フィールドの選択時間’ｌ’ｓａ、Ｔｓｂの１／２
となり、そのために、Δｔ　＝　１／２−Ｔ　Ｓ　ａ＝
１／４−　Ｔ　Ｓとなる。従って、液晶の光学応答時間
は、１／４・Ｔｓ以下の必要がある。

一方、現状の強誘電性液晶の光学応答時間は、０．１ｍ
ｓ程度であるために、１ラインの選択時間はＴＳ＝０．
４ｍｓ必要となり、１画面の書換え時間は、走査線数を
Ｎ＝５００とすると２００　ｍ　ｓもかかってしまう。

この問題点を解決するために、特開昭６０−１７２０２
９号公報や特開昭６２−２０４２３３号公報でＮライン
目の書き込みパルスとＮ＋１ライン目のリセットパルス
を同時に印加することで、Δｔ＝１／２・Ｔｓとしてい
るが、特開昭６０−１７２０２９号公報は、直流分の補
正がないために液晶が電気分解され、特開昭６２−２０
４２３３号公報では、選択電圧よりリセット電圧を大き
くする必要があり、駆動電源が複雑になる。

また、強誘電性液晶のオン−オフのしきい匝は、一般に
、駆動パルスの印加時間と印加電圧の積で表わされるが
、このしきい値より充分大きなパルスでリセットするこ
とでメモリー性が向上することが知られている。第７図
（ｂ）は第７図１３１のような波形により求めた強誘電
性液晶素子の光学特性図である。この特性図より、り七
ットパルス電圧Ｖｒを充分大きく設定した方がメモリー
性が向上するために光透過率が上昇し、コントラストが
良くなることがわかる。ここでは、リセットパルス幅を
一定にしてリセットパルス電圧を変化させたが、リセッ
トパルス電圧を一定にしてリセットパルス幅を太き（し
ても同様にメモリー性は向上する。さらに、リセットパ
ルス電圧または幅を充分太き（することで、オンからオ
フへのしきい値とオフからオンへのしきい値の多少異な
る強誘電性液晶パネルでも駆動できるようになる。その
ために、リセットパルスの印加時間間隔を書き込みパル
スの印加時間間隔より大きくしたいが、従来の強誘電性
液晶パネルの駆動法では、あまり太き（できなかった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、強誘電性液晶パネルの駆動法において
、直流成分が残存することなく、１画面の書換えに要す
る時間を短縮でき、さらに、リセットパルスを、書き込
みパルス印加時間間隔より充分長く印加することで、高
コントラスト化がはかれる駆動法を提供することである
。

〔課題を解決するための手段〕

本発明による１フレームの構成は、正負一組のリセット
パルスと正負一組の書き込みパルスと非選択区間からな
り、かつ、リセットパルス幅は書き込みパルス幅より太
き（、また、リセットパルスの極性の順序と書き込みパ
ルスの極性の順序が逆になっている。

さらに、Ｎライン目に一組の書き込みパルスが印加され
ている時に、Ｎ＋１ライン目とＮ＋２ライン目など１本
以上のラインにリセットパルスを印加することが特徴で
ある。

以下、本発明を図面に基づいて説明する。

第８図は、マトリクス形強誘電性液晶パネルの構造を模
式的に示したものである。８１は走査電極群であり、８
２は信号電極群で、その中間に１から１０μｍ程度の強
誘電性液晶が挾まれている。

ここで、簡単のために、２値で表示する場合、斜線で示
される画素をオン（黒）に、その他の画素をオフ（白）
゛としである。

第１図から第３図は本発明の駆動法において、走査電極
数８本（１／８デユーテイ）で、１／４バイアス比の例
だが、それぞれ、Ｓ３は３行目の走査電極に印加する波
形、Ｓ４は４行目の走査電極に印加する波形、Ｓ５は５
行目の走査電極に印加する波形であり、Ｄｌは１列目に
印加する信号電極波形である。（Ｓ３−ＤＩ）は画素６
ａに印加される波形でオン状態になっており、（８４−
ＤＩ）は画素４ａに印加される波形でオフ状態になって
いる。

第１図は、リセットパルス幅が書き込みパルス幅の２倍
で、２ライン目時にリセットパルスを印加した時の駆動
法である。つまり、Ｓ３に書き込みパルスが印加されて
いる時間に、Ｓ４と８５にリセットパルスが印加されて
いる。リセットパルスのうち前半の時間Ｔｒｉのパルス
は直流成分補正用で、後半の時間Ｔｒ２のパルスがリセ
ットに有効であり、さらに書き込みパルスの内、前半の
時間Ｔｓｌに印加するパルスの極性とリセットパルスの
後半の時間Ｔｒ２の極性を同一にして、実質のリセット
期間は、Ｔｒ２＋Ｔｓｌとなっている。

また、リセットパルスおよび書き込みパルスはそれぞれ
交流化されているために、直流成分は残存しない。

ここで、強誘電性液晶のしきい値ｖｔｈは、２ＶＯＸＴ
Ｓ２（Ｖｔｈ（４ＶＯＸ’ｌ’Ｓ２　を満足していると
して説明する。

リセット区間では、信号電極波形は、オンかオフかは不
定であるが、どちらが印加されても、リセットパルスの
後半の時間Ｔｒ２で画素に印加される正のリセットパル
スとしては、４ＶＯＸＴＳ２より大きくなり、必ずオフ
状態である白に設定される。次に書き込み時間ＴＳ２で
画素に印加される負の書き込みパルスは、印加する信号
電極波形により、オンの場合は４ＶＯＸＴｓ２となり、
ｖｔｈを越えているので、黒に書き込まれる。しかし、
オフの場合は、書き込みパルスは２ＶＯＸＴＳ２　とな
り、ｙｔｈ以下のため曹き込みができず、リセットされ
た白を保持する。このようにして、１フイールドで黒白
をどちらにも設定できるために、書き込み時間間隔Δｔ
は、１　／　２　Ｔ　ｓ　　となる。従って、液晶の光
学応答時間は１／２・Ｔｓ以下で良く、書き込み時間間
隔Δｔを従来法と同じにした場合、１ラインの選択時間
Ｔｓは従来法では４×Δｔ１本発明では２×Δｔとなり
、１画面の書換え時間は１／２に短縮することができる
ようになる。さらに、リセットパルスの電圧と書き込み
パルスの電圧が同じでもかまわないので、駆動回路の電
源系は、特に複雑なものを必要とはしない。。

第２図は、第１図において、リセットパルスの極性と書
き込みパルスの極性を逆にした場合の駆動波形の例であ
る。この場合は、後半のリセット期間Ｔｒ２で、負のリ
セットパルスにより必ずオン状態である黒に設定された
後、オンの場合は’ｌ’ｓ２で印加する正の書き込みパ
ルスの電圧は２ＶＯＸＴＳ２とｖｔｈ以下のために黒を
保持し、オフの場合の電圧は４ＶＯＸＴＳ２となり、白
に書き込まれる。

第３図は、リセットパルス幅が誉き込みパルス幅の４倍
で、４ライン目時にリセットパルスを印加した時の駆動
法の例である、リセットパルスの後半の時間Ｔｒ２が第
１図の２倍となり、リセット電圧が充分に印加されるた
めに、よりいっそうメモリー性が向上する。なお、この
図では走査電極本数が８本の例なので、非選択区間が３
区間しかな（、オン−オフによる光学変化よりもリセッ
ト区間の光学変化の割合が大きいために、ｌフレーム平
均としてのコントラストは低（なるが、走査電極本数が
数十本以上あれば、全く問題ない。

〔実施例〕

以下、本発明の詳細な説明する。本実権例で用いた液晶
はエステル系の強誘電性液晶の混合物で、配向はラビン
グ法により行い、基板間距離は約２μｍである。

第９図に、リセットパルス幅が書き込みパルス幅の２倍
で、２ライン同時リセットの場合のオンオフの全ての状
態の波形図を示した。左から１列目は走査電極波形を表
わし、上から１行目は信号電極波形を表わし、各交差部
は画素に印加される波形を表わしている。ここで、画素
に印加されるリセットパルスで後半の時間Ｔｒ２に印加
されるパルスはどの場合でも６ＶＯＸＴＳ２となってお
り、ｖｔｈ　より大きいことがわかる。さらにＴｓｌ　
　のパルスもリセットパルスと同一極性なので、実質の
リセット電圧としては、８ｖＯまたは１０　Ｖ　ＯＸ　
’ｆ　Ｓ　２と、書き込みパルスの電圧である４ＶＯＸ
ＴＳ２の２倍以上となり、充分にリセットされるために
、メモリー性は向上し、それによりコントラストが向上
する。さらに、オンからオフのしきい値とオフからオン
のしきい値が多少異なってもリセットパルスで消去され
るので動作電圧範囲が広くなり、大画面のパネルでも表
示のコントラストむらが低下する。また、リセットパル
スの前半と後半の実効電圧はどの場合でも等しく、直流
成分は残らない。

表は本発明の一実施例である駆動法による表示特性を示
すものである。この場合の駆動法は、リセットパルス幅
を書き込みパルス幅の２倍にし、１／２００チユーテイ
ー１／４バイアスで駆動する方法である。参考に、第６
図の２フイールド駆動法を用いた時の値も示しである。

１画面の書き込み時間が１７２に短縮された上に、動作
電圧範囲が４割以上広（なり、さらにコントラストも改
良されたために、むらのない、良好な表示が得られた。

第４図に信号電極に階調信号として、信号パルス電圧を
変化させた時の波形を示した。この時、書き込みパルス
の電圧が２ＶＯ＝４ＶＯＸＴｓ２の間で変化し、階調表
示が可能なことは、第７図より明白である。また、階調
信号として信号パルス幅を変化させてもよい。

また、誘電異方性が負の強誘電性液晶を用いたときは、
第１図から第４図の駆動法の非選択区間の走査電極に高
周波を重畳した駆動波形を用いると、さらにコントラス
トが向上した。これは、ＡＣスタビライズ効果と呼ばれ
る常誘電異方性による安定化作用により、メモリー性が
高まったためである。−例として、第１図の駆動法に高
周波を重畳した波形を第５図に示す。

〔発明の効果〕

本発明のマトリクス形強誘電性液晶パネルの駆動法によ
り、１回の走査で画素の状態を確定することができ、し
かも、直流成分が残存することなく１画面の書換えに要
する時間を従来の１／２に短縮できる。さらに、リセッ
トパルスを動作しきい値より充分太き（印加したことで
、高コントラスト化と動作電圧範囲の拡大がはかれ、高
画質で表示むらのない大画面表示ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図、第４図、第５図および第９図
は本発明の駆動法の例を示した波形図、第６図は従来の
駆動法を表わす波形図であり、第７６誘電性液晶素ａ特
性図、第８図は 強誘電性液晶パネルの説明図である。 ８１・・・・・・走査電極群、８２・・・・・・信号電
極群。 −４〜１．４．、−９−　ｅ−、＋＋　、、、、−一へ
４．−４雪ぺ２ｚ 事　　　　　　　　　　や

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数本の走査電極が形成された第一基板と複数本
   の信号電極が形成された第二基板との間に強誘電性液晶
   を挾持してなるマトリクス形強誘電性液晶パネルにおい
   て、１走査ライン毎に印加する走査信号は、画素の初期
   状態を白または黒のいずれか一方の状態にする正負一組
   のリセットパルスと表示信号に応じて前記画素を黒また
   は白のいずれかに反転させる正負一組の書き込みパルス
   、および非選択区間からなり、かつ、前記リセットパル
   ス幅は前記書き込みパルス幅より大きい信号であり、各
   走査ラインにおいて、Ｎライン目に前記走査信号の書き
   込みパルスを印加している時に、Ｎ＋１ライン目、Ｎ＋
   ２ライン目など、１ライン以上のラインに前記走査信号
   のリセットパルスを印加して駆動することを特徴とする
   マトリクス形強誘電性液晶パネルの駆動法。
2. （２）所望の階調により、書き込みパルスに同期した信
   号パルスの電圧もしくはパルス幅を変化させることを特
   徴とする請求項１記載のマトリクス形強誘電性液晶パネ
   ルの駆動法。
3. （３）１ラインの走査信号は選択期間と非選択区間から
   なり、非選択期間の走査信号に選択期間に印加するパル
   スより高い周波数のパルスを印加することを特徴とする
   請求項１または請求項２記載のマトリクス形強誘電性液
   晶パネルの駆動法。