JP2000206496A - 液晶素子の駆動方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 パネル温度によって駆動マージンが著しく低
下してしまうことを防止する。 【解決手段】 走査電極に印加する走査信号Ｃをリセッ
トパルスＣ１と書き込みパルスＣ２と補助パルスＣ３と
によって構成した場合であって、リセットパルスＣ１の
パルス幅を、パネル温度にかかわらずクロストークの値
がほぼ最大値を採るように該温度に応じて異ならせる。
これにより、走査電極の数が２０００本を超えるような
高精細の液晶パネルにおいても、そのパネル温度にかか
わらず駆動マージンがほぼ最大値を採り、良好な品質の
画像を表示できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一般的には、液晶
を備えた液晶素子を駆動する、液晶素子の駆動方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、液晶を利用して種々の情報を
表示する液晶パネル（液晶素子）は様々な分野で使用さ
れている。

【０００３】かかる液晶パネルには、一対の基板に多数
の走査電極や情報電極をそれぞれ形成し、これらの電極
の間に液晶を配置したものがある。

【０００４】また、液晶としては、自発分極を有して電
界に対する応答の速い強誘電性や反強誘電性を示す液晶
（以下、強誘電性を示す液晶を“強誘電性液晶”とし、
反強誘電性を示す液晶を“反強誘電性液晶”とする）が
あり、これらを利用した液晶パネルは高速で記憶型のパ
ネルとして期待されている。そして、このような液晶パ
ネルを駆動する方法は、例えば米国特許第４６５５５６
１号、米国特許第４７０９９９５号、米国特許第４８０
０３８２号、米国特許第４８３６６５６号、米国特許第
４９３２７５９号、米国特許第４９３８５７４号、米国
特許第５０５８９９４号等において種々提案されてい
る。

【０００５】ところで、このような液晶パネルは、画像
を良好な状態で表示できる駆動条件の範囲（以下、“駆
動マージン”とする）が最も広くなるような状態で駆動
することが好ましく、そのような点を考慮して、液晶パ
ネルには、駆動マージンが最も広くなるような波形の駆
動信号（すなわち、走査電極に印加される走査信号や情
報電極に印加される情報信号）が印加されるようになっ
ていた。

【０００６】しかしながら、このマージン自体は液晶パ
ネルの温度（以下、“パネル温度”とする）によって著
しく異なるものであるのに対し、従来は駆動信号の波形
をパネル温度によって変えていなかったことから、所定
の温度（例えば、液晶パネルの最も一般的な使用温度で
ある３０℃）においては駆動マージンは広くなるもの
の、それ以外の温度では駆動マージンが狭くなって良好
な品質の画像を表示できなくなるという問題があった。

【０００７】このような問題を解決する方法として、 情報信号に休止期間を設けて駆動マージンを向上さ
せる方法（特開平８−１３６９００号公報）や、 走査信号の補助パルス電圧をパネル温度に応じて変
化させる方法（特開平５−３５２２５号公報）、 が提案されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した液
晶パネルにおいては、走査信号は走査電極の１本１本に
順次に印加されるのに対し、情報信号は常に印加され続
ける。したがって、ある１本の走査電極においては、走
査信号が印加された後であって他の走査電極への走査信
号の印加が終了するまでの間（すなわち、次の走査信号
が印加されるまでの間）は、該走査電極（走査信号が印
加されていない走査電極）に沿った部分の液晶には情報
信号のみが印加され続けることとなり、その結果、液晶
には揺らぐ現象が生ずる。

【０００９】そして、このように液晶が情報信号の印加
によって揺らいでいる時間は、走査電極の数が多い程長
くなるが、それに伴って、画素の周辺部から発生する、
画素内の液晶分子の配向ドメインとは逆のドメインが収
束しにくくなるため、駆動マージン著しく低下するとい
う問題があった。図１０は、３０℃における走査電極数
と駆動マージンとの関係を示した図であるが、走査電極
の数が２０００本を超えると駆動マージンが低下してい
ることが分かる。なお、同図においては、バイアス比
（詳細は後述）を１／３．４とした。

【００１０】つまり、走査電極の数が多い高精細の液晶
パネルの場合、上述したやの方法で駆動しただけで
は駆動マージンが低下して良好な品質の画像が得られ
ず、パネル温度によっては駆動マージンが全く採れなく
なってしまうという問題があった。

【００１１】そこで、本発明は、例え走査電極の数が多
い高精細の液晶素子であっても駆動マージンの低下を防
止する、液晶素子の駆動方法を提供することを目的とす
るものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は上記事情を考慮
してなされたものであり、複数の走査電極と、これらの
走査電極に対向して配置されてマトリクス電極を構成す
る複数の情報電極と、これら走査電極と情報電極との間
に配置された液晶と、を備えた液晶素子を駆動する液晶
素子の駆動方法において、前記走査電極にリセットパル
スを印加することにより前記液晶のリセットを行い、か
つ、クロストークの値が前記液晶素子の温度にかかわら
ずほぼ最大値を採るように、前記リセットパルスのパル
ス幅を前記温度に応じて異ならせる、ことを特徴とす
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図１乃至図６を参照して、
本発明の実施の形態について説明する。

【００１４】まず、本発明が適用される液晶素子の構造
について、図１及び図２を参照して説明する。

【００１５】本発明が適用される液晶素子Ｐは、図１及
び図２に示すように、複数の走査電極１ａと、これらの
走査電極１ａに対向して配置されてこれらの走査電極１
ａと共にマトリクス電極を構成する複数の情報電極１ｂ
と、を備えており、これら走査電極１ａと情報電極１ｂ
との間には液晶２が配置されている。

【００１６】ここで、液晶２としては、自発分極を持つ
強誘電性又は反強誘電性を示すカイラルスメクチック液
晶（以下、強誘電性を示す液晶を“強誘電性液晶”と
し、反強誘電性を示す液晶を“反強誘電性液晶”とす
る）を挙げることができる。

【００１７】なお、上述した複数の走査電極１ａには、
図３に示すように走査信号印加手段１０２を接続して走
査信号が順次印加されるようにし、情報電極１ｂには、
情報信号印加手段１０３を接続して情報信号が印加され
るようにすれば良い。

【００１８】次に、これら走査信号及び情報信号の波形
について、図４を参照して説明する。

【００１９】本実施の形態においては、走査信号Ｃは、
黒消去リセットパルスＣ１と、該パルスＣ１の後に印加
される白書き込みパルスＣ２と、該パルスＣ２の後に印
加される補助パルスＣ３とによって構成されている。な
お、リセットパルスＣ１は、電圧がＶ_com であり、白書
き込みパルスＣ２は、パルス幅がΔＴで電圧がリセット
パルスＣ１とは逆極性の−Ｖ_com であり、補助パルスＣ
３は、パルス幅がΔＴ／２で電圧がＶ５とする。

【００２０】また、情報信号は、黒情報を書き込むため
の黒情報信号ＳＢ、及び白情報を書き込むための白情報
信号ＳＷ、の２種類とした。そして、黒情報信号ＳＢ
は、３つのパルスＳＢ１，ＳＢ２，ＳＢ３によって構成
し、パルスＳＢ１は、パルス幅がΔＴ／２で電圧をＶ
_seg とし、パルスＳＢ２は、パルス幅がΔＴで電圧を−
Ｖ_seg とし、パルスＳＢ３は、パルス幅がΔＴ／２で電
圧をＶ_seg とした。また、白情報信号ＳＷは３つのパル
スＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３によって構成し、各パルスＳ
Ｗ１，ＳＷ２，ＳＷ３は上述した黒情報信号ＳＢの各パ
ルスＳＢ１，ＳＢ２，ＳＢ３をそれぞれ逆の極性にした
ものとした。これらの情報信号ＳＢ，ＳＷは連続して印
加するのではなく、ΔＴ／２のパルス幅の休止期間を設
けている。

【００２１】なお、上述した走査信号Ｃは、その書き込
みパルスＣ２が情報信号ＳＢ，ＳＷ２番目のパルスＳＢ
２，ＳＷ２に同期するように印加すれば良い。

【００２２】黒情報信号ＳＢと走査信号Ｃとの合成信号
（符号Ｄ１参照）が印加された画素においては、走査信
号ＣのリセットパルスＣ１の作用によって黒消去が行わ
れ、書き込みパルスＣ２とパルスＳＢ２との合成電圧−
（Ｖ_com −Ｖ_seg ）が所定値に達しないため白書き込み
が行われず黒表示状態のまま維持される。これに対し、
白情報信号ＳＷと走査信号Ｃとの合成信号（符号Ｄ２参
照）が印加された画素においては、走査信号Ｃのリセッ
トパルスＣ１の作用によって黒消去が行われ、書き込み
パルスＣ２とパルスＳＷ２との合成電圧−（Ｖ_com ＋Ｖ
_seg ）が所定値に達するため液晶２のスイッチングが行
われて白書き込みが行われる。

【００２３】なお、本明細書においては、この合成電圧
｜Ｖ_com ＋Ｖ_seg ｜を“書き込み電圧Ｖ_OP”とし、上述
した電圧Ｖ_seg と書き込み電圧Ｖ_OPとの比（＝Ｖ_seg ／
Ｖ_OP＝Ｖ_seg ／（Ｖ_seg ＋Ｖ_com ））を“バイアス比”
とする。

【００２４】そして、本実施の形態においては、クロス
トークの値が液晶素子Ｐの温度（以下、本実施の形態に
おいて“素子温度”とする）にかかわらずほぼ最大値を
採るように、上述したリセットパルスＣ１のパルス幅を
該素子温度に応じて異ならせている。

【００２５】ここで、駆動マージンとクロストークと温
度等との関係について説明する。

【００２６】一般に、駆動マージンとクロストーク値と
閾値との関係は、 駆動マージン＝（クロストーク値−閾値）／（クロスト
ーク値＋閾値） で表され、この駆動マージンは、閾値やクロストークの
値によって変化し得る。ここで、クロストークには黒ク
ロストーク（黒を書き込める一情報期間１Ｈや書き込み
電圧Ｖ_OPの上限）と白クロストーク（白を書き込める一
情報期間１Ｈや書き込み電圧Ｖ_OPの上限）とがあり、通
常はいずれか小さい方で判断される。また、閾値は、液
晶を反転させて黒・白を書き分けられる一情報期間１Ｈ
や書き込み電圧Ｖ_OPの下限をいう。

【００２７】そして、このクロストークの値は、書き込
み電圧Ｖ_OPを固定した状態でも、バイアス比やＶ５に応
じて変わる。図５は、黒クロストーク及び白クロストー
クの値がＶ５に応じて変化する様子を模式的に示した図
であり、閾値の変化の様子も示している。この図におい
て、黒クロストークの値と白クロストークの値とが等し
くなるようにＶ５の値を選んだとき（すなわち、黒クロ
ストークの線と白クロストークの線とが交差する場合）
にクロストークの値がほぼ最大となり、その結果、駆動
マージンがほぼ最大となる。

【００２８】また、バイアス比を変えると、黒クロスト
ークの線や白クロストークの線の傾きが変化し、それに
伴って、 ＊ 黒クロストークの値と白クロストークの値とが等し
くなるときのＶ５の値や、 ＊ クロストークの最大値や、 ＊ 最大駆動マージン、 が変化する。

【００２９】ところで、素子温度が変化すると、液晶の
粘度や自発分極が変化し、それに伴って閾値も変化する
（図６参照）。例えば、素子温度が上昇すると、閾値は
指数関数的に減少する。その結果、リセットパルスＣ１
のパルス幅の最適値が変化し、該パルス幅を温度にかか
わらず一定にすると、低温では最適値よりも長すぎ、黒
消去が強すぎて白が書き込みにくくなり、高温では最適
値よりも短すぎ、黒消去が不十分となる。

【００３０】したがって、本実施の形態においては、上
述したように素子温度にかかわらずクロストークの値が
ほぼ最大値を採るように、リセットパルスＣ１のパルス
幅を素子温度に応じて異ならせている。

【００３１】なお、このようにリセットパルスＣ１のパ
ルス幅を素子温度に応じて異ならせる方法としては、図
３に示すように、液晶素子Ｐの近傍にサーミスタ等の温
度検知手段１０１を配置しておくと共に、該手段１０１
にて検知した温度に基づき前記パルス幅を変更すれば良
い。

【００３２】次に、本実施の形態の効果について説明す
る。

【００３３】本実施の形態によれば、走査電極１ａの数
が２０００本を超えるような高精細の液晶素子Ｐにおい
ても、その素子温度にかかわらず駆動マージンがほぼ最
大値を採り、素子温度にかかわらず良好な品質の画像を
表示できる。

【００３４】

【実施例】以下、実施例に沿って本発明を更に詳細に説
明する。

【００３５】（実施例１）まず、液晶パネル（液晶素
子）の構造について、図１乃至図３、図７及び図８を参
照して説明する。

【００３６】本実施例にて用いた液晶パネルＰは、図１
及び図２に示すように、平行に配置した一対のガラス基
板３ａ，３ｂを備えており、走査電極１ａや情報電極１
ｂはガラス基板３ａ及びガラス基板３ｂの表面にそれぞ
れ多数形成した。なお、各電極１ａ，１ｂはストライプ
形状の透明電極とし、走査電極１ａの数は４０００本と
した。

【００３７】また、これらの走査電極１ａ及び情報電極
１ｂを覆うように、ショート防止用の無機絶縁体膜４
ａ，４ｂを形成し、無機絶縁体膜４ａ，４ｂを覆うよう
に、ショート防止補助用の塗布型絶縁膜５ａ，５ｂを形
成した。この塗布型絶縁膜５ａ，５ｂには、配向制御補
助のために粒径が数百Åの微粒子を含有させた。

【００３８】さらに、この塗布型絶縁膜５ａ，５ｂを覆
うように配向膜６ａ，６ｂを形成した。

【００３９】一方、ガラス基板３ａ，３ｂの間隙には、
ビーズスペーサー７を配置して該間隙を規定し、シール
接着剤８を配置して該間隙を封止した。

【００４０】また、液晶２には強誘電性液晶を用い、該
液晶を基板間隙に配置した。

【００４１】さらに、液晶パネルＰの走査電極１ａに
は、図３に示すように、走査信号印加回路１０２を介し
て走査信号制御回路１０４を接続し、情報電極１ｂに
は、情報信号印加回路１０３を介して情報信号制御回路
１０６を接続した。また、これらの走査信号制御回路１
０４並びに情報信号制御回路１０６には駆動制御回路１
０５及びグラフィックコントローラー１０７を接続し
た。

【００４２】そして、グラフィックコントローラー１０
７から送出されたデータは、駆動制御回路１０５を経由
して走査信号制御回路１０４と情報信号制御回路１０６
とに入力され、これらの制御回路１０４，１０６におい
てアドレスデータと表示データとに変換されるようにし
た。このうち、アドレスデータは走査信号印加回路１０
２に対して送出されると共に他方の表示データは情報信
号印加回路１０３に対して送出され、このアドレスデー
タに従って走査信号印加回路１０２は走査信号を走査電
極１ａに印加し、この表示データに従って情報信号印加
回路１０３が情報信号を情報電極１ｂに印加するように
した。

【００４３】本実施例においては、バイアス比やＶ５の
値は、３０℃の温度で最もマージンの取れる値（すなわ
ち、バイアス比＝１／３．４、Ｖ５＝１．１Ｖ_seg ）に
固定し、リセットパルスＣ１を閾値近辺で３０℃のリセ
ットパルスとほぼ同じになるようにした（図７参照）。
また、リセットパルスＣ１のパルス幅を、温度に応じて
下表に示すように変えた。

【００４４】

【表１】 次に、本実施例の効果について説明する。

【００４５】本実施例によれば、高精細の液晶パネルＰ
であっても、図８に示すように、そのパネル温度にかか
わらず駆動マージンがそれぞれのパネル温度におけるほ
ぼ最大値を採り、パネル温度にかかわらず良好な品質の
画像を表示できた。

【００４６】なお、本発明者は、本実施例の効果を確認
すべく比較実験を行った。以下、その実験の内容につい
て、図６及び図９を参照して説明する。

【００４７】この比較実験には、上記実施例と同一構造
の液晶パネルＰを用い（走査電極数；４０００本）、バ
イアス比やＶ５の値はパネル温度にかかわらず一定（バ
イアス比＝１／３．４、Ｖ５＝１．１Ｖ_seg ）とした
が、リセットパルスの長さの補正は行っていない。本実
験によれば、駆動マージンはパネル温度に応じて図９に
示すようになり、上記実施例の方がいずれの温度におい
ても駆動マージンが大きくなっていることが確認でき
た。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
走査電極の数が２０００本を超えるような高精細の液晶
素子においても、その素子温度にかかわらず駆動マージ
ンがほぼ最大値を採り、素子温度にかかわらず良好な品
質の画像を表示できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用される液晶パネルの構造の一例を
示す断面図。

【図２】本発明が適用される液晶パネルの構造の一例を
示す平面図。

【図３】本発明が適用される液晶パネルの駆動回路の一
例を示すブロック図。

【図４】図１に示す液晶パネルに印加される走査信号等
の波形を示す波形図。

【図５】黒クロストーク及び白クロストークの値がＶ５
の値に応じて変化する様子等を模式的に示した図。

【図６】閾値の温度変化の様子を示す図。

【図７】温度に対する閾値でのリセットパルス変化の様
子を示す図。

【図８】本発明の効果を説明するための図。

【図９】比較実験の結果を示す図。

【図１０】従来の問題点を説明するための図であって、
走査電極の数と駆動マージンとの関係を示す図。

【符号の説明】

１ａ 走査電極 １ｂ 情報電極 ２ 液晶 Ｃ 走査信号 Ｃ２ 白書き込みパルス Ｃ３ 補助信号 ＳＢ，ＳＷ 情報信号 ＳＢ２ パルス Ｐ 液晶パネル（液晶素子）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の走査電極と、これらの走査電極に
   対向して配置されてマトリクス電極を構成する複数の情
   報電極と、これら走査電極と情報電極との間に配置され
   た液晶と、を備えた液晶素子を駆動する液晶素子の駆動
   方法において、 前記走査電極にリセットパルスを印加することにより前
   記液晶のリセットを行い、かつ、 クロストークの値が前記液晶素子の温度にかかわらずほ
   ぼ最大値を採るように、前記リセットパルスのパルス幅
   を前記温度に応じて異ならせる、 ことを特徴とする液晶素子の駆動方法。
2. 【請求項２】 前記液晶が、自発分極を持つ強誘電性又
   は反強誘電性を示すカイラルスメクチック液晶である、 ことを特徴とする請求項１に記載の液晶素子の駆動方
   法。
3. 【請求項３】 前記走査電極の数が２０００本以上であ
   る、 ことを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶素子の駆
   動方法。