JPH01154128A - マトリクス型液晶光学装置の駆動方法 - 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） 本発明は強誘電液晶を用いたマトリックス液晶表示装置
の駆動方法に関するものである。

（従来の技術） 最近、ＴＮ型液晶に代って強誘電液晶が注目されてきて
おり、これを利用した表示装置の開発が進められている
。

強誘電液晶の表示モードとしては、複屈折型表示モード
およびゲストホスト型表示モードがある。

これらを駆動する場合、従来のＴＮ型液晶と異なり、電
界の印加方向によって表示状態（明暗）を制御するため
、ＴＮ型液晶で用いられていた駆動方法が利用できず、
特殊な駆動方法を必要とするものである。

さらに表示装置の寿命を考えると、直流成分が表示素子
に長時間印加されるのは好ましくなく、その点も考慮し
た駆動方法が必要になってくる。

この直流成分を長時間印加させない駆動方法の１つとし
ては、ｒｓＩＤ−８５ＤｉｇｅｓｔＪ（１９８５年）（
Ｐ、１３１〜Ｐ、１３４）の駆動方法がある。さらに特
開昭６１−２３０１９７号公報には、電気光学的変調物
質を所望の応答状態にする表示制御パルスを含み、この
表示制御パルスの印加後は上記電気光学的変調物質の上
記応答状態を変化させるパルスが存在せず、かつ極性の
異なるパルスの波形および数がともに等しくなるような
パルス群を、時分割的に表示素子に印加し、上記パルス
群の非印加時には上記電気光学的変調物質を上記応答状
態に保持する交流パルスを印加するようにしたものがあ
る。また特開昭６２−１１６９２５号公報には、上記の
応答状態に保持する交流パルスを、上記表示制御パルス
より低いパルス高の交流パルスに高周波交流パルスを重
畳した交流パルスとしたものなどの駆動方法が示されて
いる。

（発明が解決しようとする問題点） 上記の駆動方法に示されている電気信号は、いずれも４
値以上の電圧レベルにより形成されており、電気信号を
得るための回路が複雑になる上に、それぞれの電圧レベ
ルを得るために抵抗分割法等を用いるが、抵抗値のばら
つきで電圧レベルがばらついたり消費電流が多くなる等
の問題があった。

これは電圧分割用の抵抗は負荷の抵抗の２桁位小さく設
定しないと負荷の変化で電圧値が変化するためである。

そこで本発明の目的は、回路構成を簡単にし、温度変化
に対する表示特性の変化に対しても電圧値を変化させる
だけで対応できるようにし、表示装置の長寿命化を達成
することにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明の特徴は、マトリックス液晶表示装置の走査電極
群および制御電極群に供給するすべての電気信号を２値
電圧レベル（単一電源電圧）によって形成し、かつ１走
査周期内に同一画・素に印加されるパルス群を極性の異
なるパルスの波形および数の等しい交流パルスとし、さ
らに、非選択信号印加時に上記強誘電液晶に印加される
パルス群の極性の異なるパルスのそれぞれの極性のパル
ス幅が上記強誘電液晶を飽和応答状態または飽和逆応答
状態にするために必要なパルス幅の１／３以下であると
ころにある。

（実施例） 第１図および第２図において、選択回路ＳＥからは一方
の走査電極群Ｌ１〜Ｌｎを順次、時分割的に選択する選
択信号ＳＬ　　（第２図）が発生し、この選択信号の非
供給時には非選択信号ＮＳＩが発生する。また駆動制御
回路ＤＲからは、第２図の応答信号Ｄ１または逆応答信
号ＲＤＩが発生し、他方の制ｇｏ電極群Ｒ１〜Ｒｘに供
給される。すなわち応答表示素子の他方の電極には応答
信号ＤＩを供給し、適応答表示素子の他方の電極には逆
応答信号ＲＤＩを供給するものである。

いま強誘電液晶を飽和応答状態または飽和逆応答状態に
するための応答制御パルスまたは逆応答制御パルスのパ
ルス幅を１としたとき、選択信号Ｓｔはパルス幅１に相
当する間隔は電圧０．パルｌＷ２でｚ圧Ｖ、パルス幅１
に相当する間隔は電圧０からなる。また非選択信号ＮＳ
Ｌはパルス幅２／３で電圧Ｖの後にパルス幅１／３で電
圧Ｖのパルスが第２図のような間隔をもって続くパルス
群からなる。応答信号Ｄ１はパルス幅１／３で電圧Ｖの
パルスが間隔をおいて続き、最後にパルス幅１で電圧Ｖ
のパルスのパルス群からなる。そして逆応答信号ＲＤＩ
はパルス幅１で電圧Ｖ、パルス幅２／３で電圧Ｖおよび
パルス幅１／３で電圧Ｖのパルスが第２図のような間隔
をおいて続くパルス群からなる。これらの信号はいずれ
も電圧レベルが０かＶの２値電圧レベルによって形成さ
れている。

以上の信号の供給によって、応答表示素子には応答信号
ＤＩと選択信号Ｓｔとの電位差によってパルス群Ｐ１が
印加され、通俗答表示素子には逆応答信号ＲＤＩと選択
信号Ｓｌとの電位差によってパルス群Ｐ２が印加される
。

パルス群ＰＬでは、まずパルス幅１／３に相当する間隔
は電圧Ｏ７，パルス幅１／３で電圧Ｖのパルス、パルス
幅２／３に相当する間隔は電圧０゜パルス幅１／３で電
圧−■のパルスが印加されるが、これらのいずれのパル
スでも液晶は感応せず、つぎにパルス幅１で電圧−Ｖの
逆応答制御パルスによって初めて液晶は逆飽和応答状態
（暗状態）になるが、すぐにパルス幅１で電圧Ｖの応答
制御パルスによって液晶は飽和応答状態（明状態）とな
る。

またパルス群Ｐ２では、まずパルス幅ｌで電圧Ｖの応答
制御パルスで液晶は明状態となるがすぐにパルス幅１で
電圧−■の逆応答制御パルスで液晶は暗状態となる。つ
ぎのパルス幅１／３で電圧−ＶおよびＶのパルスでは液
晶は感応せず、暗状態が保持される。このようにパルス
群Ｐ２によって液晶は、短い明状態の後に長く暗状態が
保持されるので、暗レベルをほとんど低下させることな
く暗状態が表示できる。

選択信号Ｓ１が印加された後には同じ電極Ｌ１〜Ｌｎに
非選択信号ＮＳＩが印加されるが、非選択信号と応答信
号との電位差によって液晶に印加されるパルス群Ｐ３、
および非選択信号と逆応答信号との電位差によって液晶
に印加されるパルス群Ｐ４中に含まれるパルスは、いず
れもパルス幅１／３であり、液晶を飽和応答状態あるい
は飽和応答状態にするための応答制御パルスあるいは逆
応答制御パルスが含まれていないので、選択信号が印加
された時の応答（明）あるいは逆応答（暗）状態がその
まま保持される。

第２図示では非選択信号ＮＳＩが印加されたときに生じ
るパルス群Ｐ３およびＰ４の中のパルスはデユーティ１
／３に設定しであるが、これをデユーティ１／２とする
と、選択信号から非選択信号に移るときあるいはその反
対のときに、パルス幅１／２で電圧Ｖのパルスが２つ、
あるいは電圧−■のパルスが２つ続く場合を生じ、表示
の状態が変ってしまうことがある。したがってこのよう
なことを排除するためにはデユーティ１／３以下が望ま
しい。しかし非選択信号のデユーティを余り小さくする
と、選択時の非応答パルス幅が大きくなるので、デユー
ティ１７８以上が望ましい。

電圧Ｖとパルス幅の決定は、液晶セル厚１強誘電液晶の
自発分極の大きさ等により変化するが、飽和応答か飽和
逆応答になるように適宜決定される。

またこれらのパルス群はすべて極性の異なるパルスの電
圧値およびパルス幅がともに等しいので、完全交流駆動
となり長寿命となる。

第３図示は各信号波形の他の例を示したもので、２値電
圧レベルによって形成された選択信号Ｓ２と応答信号Ｄ
２および逆応答信号ＲＤ２との電位差により生ずるパル
ス群Ｐ５．ＰＧによつて、第２図示の場合と同様な応答
、逆応答の駆動が行なえる。しかしこの例では非選択信
号ＮＳ２が印加されたときに生じるパルス群Ｐ７および
Ｐ８の中のパルス幅をデユーティ１／４に設定した例を
示している。このために非選択時のコントラストのふら
つきが少なくなる。

ところで上記の各実施例では、非選択時のパルス群が切
り換わる際に同一極性のパルスが続けて印加されること
がある。例えば第３図において、パルス群Ｐ７印加後に
パルス群Ｐ８が印加されると、パルス群Ｐ７の最後のパ
ルスとパルス群Ｐ８の最初のパルスが同一極性のため、
コントラストが僅かにふらつくことがある。

第４図示は上記欠点を解決するための例を示したもので
、選択信号８２′、応答信号Ｄ２°、逆応答通俗ＲＤ２
°、非選択信号ＮＳ２”の各電気信号は、第３図示の各
信号の始めと終りに幅の狭いパルスを付加したものであ
るが、いずれも２値電圧レベルで形成されている。これ
らの信号によってパルス群Ｐ５’、　　Ｐ８’、　　Ｐ
７’、　　Ｐ８°が得られ、非選択時に同極のパルスが
続かないようにし、非選択時のコントラストのふらつき
を更に小さくしてノ１イコントラストが得られるように
している。

第５図は第３図示の非選択信号ＮＳ２に代えて、高周波
成分による非選択信号ＮＳ２”とした例であって、この
信号によりパルス群Ｐ７”、Ｐ８”が得られ、非選択時
のコントラストのふらつきを小さくすることを図ってい
る。このことは誘電異方性がΔε〈０の強誘電液晶では
、ＡＣスタビライズ効果により特に有効である。高周波
交流パルスのパルス幅は応答制御パルスの１／８以下が
望ましく、応答状態を安定に保持できるように適宜決定
される。

なお第４図示の場合の非選択信号として、第５図示と同
様な高周波成分を含む信号とすることも可能である。

第６ａ図では２値電圧レベルで形成されている電気信号
Ｓ３　、Ｄ３　、ＲＤ３およびＮＳ３によって、パルス
群Ｐ９　、　　ＰＬＯ，ｐＨ，ＰＩ３を液晶に印加し、
第２〜５図示と同様に液晶を動作させるものであるが、
この例では通俗答（暗）状態を得るためのパルス群ＰＬ
Ｏには明状態にする応答制御パルスを含まないために、
良好な暗レベルか得られ、ハイコントラストの表示が得
られる。この例におけるパルス群ｐＨ，ＰＬＺ内のパル
スの幅は応答制御パルスおよび逆応答制御パルスの幅の
１／４となっている。第６ｂ図示は第６ａ図示の非選択
信号ＮＳ３に代えて、高周波成分を含む非選択信号ＮＳ
３°とした例であり、非選択時に生じるパルス群ｐｉｔ
’　、　Ｐ１２’によって第５図示と同様な効果が得ら
れる。この例においても第４図示と同様に、各信号の始
めと終りに幅の狭いパルスを付加し、同極性が続かない
ようにすることも有効である。

第７図には、選択信号を供給する前のタイミングにおい
て表示を一旦初期化し、その後に状態を変化させる例を
示している。すなわち第７ａ図のように走査電極Ｌ１〜
Ｌｎの一部または全部に、２値電圧レベルにより形成さ
れた初期化信号Ｒ３を供給し、その他の走査電極には非
初期化信号ＮＲＳを供給し、制御電極群Ｒ１〜Ｒｘに初
期化制御信号ＣＲを供給し、これによって画面の一部ま
たは全部を一旦逆応答（暗）状態に初期化する。

なお初期化ライン数は１本毎でも複数本のブロック毎で
も全面−度にても良いが、初期化本数を多くすることで
１画面の書き換え時間を短縮できる。

初期化した後は１ライン毎に走査して応答状態を書き込
んでゆく。すなわち第７ｂ図示のように走査ラインには
２値電圧レベルによって形成された選択信号Ｓ４と応答
信号Ｄ４．逆応通俗号ＲＤ４との電位差によって、液晶
にパルス群Ｐ１５またはＰＩＥｉか印加され、非走査ラ
インには非選択信号ＮＳ４と応答信号Ｄ４．逆応通俗号
ＲＤ４との電位差によって、液晶にパルス群Ｐ１７また
はＰＩ３が印加される。走査時のパルス群Ｐ１５はパル
ス幅１で電圧−ＶとＶからなり、逆応答制御パルスと応
答制御パルスとを含んでいる。このために液晶には暗／
明によって明状態が書き込まれる。しかしパルス群Ｐ１
６には逆応答制御パルスも応答制御パルスも含まれてい
ないので、液晶は感応せず、初期化による暗状態が保持
される。パルス群Ｐ１７゜ＰＩ３内のパルスは応答制御
パルスおよび逆応答制御パルスの１／４のパルス幅とな
っており、これによって液晶は走査時の応答状態が保持
される。

第７ｃ図示は第７ｂ図示の非選択信号ＮＳ４に代えて、
高周波成分を含む非選択信号ＮＳ４’とした例であり、
非選択時に生じるパルス群Ｐ１７°。

ＰＩ８°によって第５図示と同様な効果が得られる。

この例においても第４図示と同様に、各信号の始めと終
りに幅の狭いパルスを付加し、同極性が続かないように
することも有効である。

第８図示のものは、１ラインを走査すると同時に次のラ
インを前もって初期化する方法であって、初期化のため
の時間が別に必要でなく、画面の書き換え時間が短縮で
きる例を示しである。すなわち第８ａ図示のように、走
査電極群には初期化信号ＲＳＩ　、ＲＳ２　、選択信号
Ｓ５．非選択信号ＮＳ５が順に供給され、制御電極群に
は選択信号に同期して応答信号Ｄ５または逆応答信号Ｒ
Ｄ５が供給される。初期化信号Ｒ８Ｉ、Ｒ８２と応答信
号Ｄ５または逆応答信号ＲＤ５とによって、液晶には電
圧ＶのパルスＰ１９またはＰ２Ｏと電圧−■のパルスＰ
２１またはＰ２２とが順に印加され、これによって液晶
は明／暗と書き込まれて暗状態に初期化される。

つづいて走査時に供給される選択信号８５．非選択信号
ＮＳ５．応答信号Ｄ５．逆応通俗号ＲＤ５はいずれも第
７ｂ図示と同じであるので、これによって生じるパルス
群Ｐ２３．　　Ｐ２４．　　Ｐ２５゜Ｐ２Ｏも第７ｂ図
示のパルス群Ｐ１５．　　Ｐｉｅ、　　Ｐ１７゜Ｐｉｌ
ｌと同じであり、同様にパルス群Ｐ２３によって明状態
が書き込まれるが、パルス群Ｐ２４によっては液晶は感
応せず、初期化による暗状態が保持される。第８ｂ図示
は第８ａ図示の非選択信号ＮＳ５を高周波成分を含む非
選択信号ＮＳ５°としたもので、これにより生じるパル
ス群Ｐ２５°。

Ｐ２８°による効果も第５図示のものと同様である。

この例においても第４図示と同様に、各信号の始めと終
りに幅の狭いパルスを付加し、同極性が続かないように
することも有効である。

第９図に示すものは、第８図示と同様な１ラインを走査
すると同時に次のラインを前もづて初期化する方法をさ
らに発展させたものであって、液晶に印加されるパルス
幅１で電圧ＶのパルスＰ２７〜Ｐ３８のいずれかの１パ
ルスだけでは液晶は感応せず、同一極性のパルスが３個
続くことによって液晶は飽和応答状態あるいは飽和逆応
答状態になるように設定されている。すなわち第９ａ図
示のように、走査電極群には初期化信号ＲＳ３〜Ｒ３８
、選択信号Ｓ６．非選択信号ＮＳ６が順に供給され、制
御電極群には選択信号に同期して応答信号Ｄ６または逆
応答信号ＲＤ８が供給される。

初期化信号ＲＳ３〜Ｒ５８と応答信号ＤＢまたは逆応答
信号ＲＤ６とにより液晶は、パルスＰ２７またはＰ２８
によっては感応せず、パルスＰ２９またはＰ２Ｏ，Ｐ３
１またはＰ３２およびＰ３３またはＰ３４によって飽和
逆応答状態となり暗状態に初期化され、つぎに続くパル
スＰ３５またはＰ２Ｏ，Ｐ３７またはＰ３８によってし
きい値以下の応答状態にまで初期化される。つぎに走査
時に選択信号Ｓ６が供給され、応答信号Ｄ６との電位差
によって液晶にパルス群Ｐ３９が印加されると、最初の
パルス幅１で電圧Ｖのパルスによって液晶は飽和応答状
態となって明状態に書き込まれ、つぎのパルス幅１で電
圧■では液晶は感応しない。また選択信号Ｓ６と逆応答
信号ＲＤ６との電位差によるパルスＰ４０では液晶は感
応せず、初期化による暗状態が保持される。非選択信号
ＮＳ６によるパルスＰ４１．　　Ｐ４２によっても液晶
は感応せず、走査時の状態が保持される。この駆動方法
では、１ラインの走査時間をさらに短縮できるとともに
、駆動電圧を低くできる。第９ｂ図示は第９ａ図示の非
選択信号ＮＳ８を高周波成分による非選択信号ＮＳ６°
としてパルス群　Ｐ４１’　、　　Ｐ４２°を生じたも
ので、その効果は第５図示のものと同様である。

なお、上記の説明では＋側の電圧によって応答、−側の
電圧によって逆応答すると呼称したが、応答および逆応
答は表裏一体のものであるので、逆に＋側の電圧で逆応
答、−側の電圧で応答すると呼称してもよい。

ところで、各電極に供給する信号は上記０．ｖに限るも
のではなく、２値電圧レベルのみによって形成されるも
のであればよい。

さらに上記実施例では第１図の如きマトリックス表示に
ついて述べたが、これに限らずライン状に配置された光
シヤツタアレーを複数のブロック毎に分割して、これを
マトリックス−的′に配線した光プリンタ用の液晶シャ
ッタアレーの駆動にも適用できることは言うまでもない
。

（発明の効果） 本発明によれば、マトリックス表示装置の表示制御に必
要な電気信号を２値電圧レベルのみによって形成したの
で、回路構成が簡単になり、温度変化に対する表示特性
の変化に対してもその電圧値を変化させるだけで対応で
きる。また１走査周期内に同一画素に印加されるパルス
群は、極性の異なるパルスの波形および数がともに等し
い交流パルスであるので、表示透明電極の黒変や液晶の
劣化がなく、長寿命の表示装置が提供できる。また非選
択時に印加されるパルスのパルス幅を、飽和応答または
逆応答状態にするために必要なパルス幅の１／３以下と
したので、非選択時に同極性のパルスが２つ続いたとし
ても液晶は感応せず、応答状態が安定して保持される。

さらに非選択時に同極性のパルスが続かないようにした
ものでは、輝度のふらつきが少なくコントラストの高い
表示が得られるなどの効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は表示装置の一例を示した説明図、第２図は本発
明を実現するための電圧波形例を示した説明図、第３図
〜第９ｂ図はそれぞれ□本発明を実現するための他の波
形例を示した説明図である。 Ｒ１−Ｒｘ　・・・・・制御電極群、 Ｌ１〜Ｌｎ　・・・・・走査電極群、 Ｓｔ　−Ｓ６　・・・・・選択信号、 Ｎ５Ｉ−ＮＳ６’・・・非選択信号、 Ｒ３〜ＲＳ８　・・・・初期化信号、 Ｄｉ〜Ｄ６Φφ中・・応答信号、 ＲＤＩ〜ＲＤ６　・・・逆応答信号、 Ｐ１〜Ｐ４２′　　・・・・パルス群。 以　　上

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）電界の印加方向によって応答状態を異にする強誘
   電液晶を走査電極群と制御電極群の間に介在させたマト
   リックス液晶表示装置において、走査電極群には、選択
   信号を順次選択した後、非選択信号を供給し、 制御電極群には、応答信号および非応答信号を選択的に
   供給し、 上記選択信号、上記非選択信号、上記応答信号および上
   記非応答信号はすべて２値電圧レベルによって形成して
   あり、 かつ１走査周期内に同一画素に印加されるパルス群を極
   性の異なるパルスの波形および数の等しい交流パルスと
   し、 非選択信号の印加時に上記強誘電液晶に印加されるパル
   ス群の各パルスの幅が上記強誘電液晶を飽和応答状態ま
   たは飽和逆応答状態にするために必要なパルス幅の１／
   ３以下であることを特徴とするマトリックス液晶表示装
   置の駆動方法。
2. （２）電界の印加方向によって応答状態を異にする強誘
   電液晶を走査電極群と制御電極群の間に介在させたマト
   リックス液晶表示装置において、走査電極群には、初期
   化信号および選択信号を順次供給した後、非選択信号を
   供給し、 制御電極群には、応答信号および非応答信号を選択的に
   供給し、 上記初期化信号、選択信号、上記非選択信号、上記応答
   信号および上記非応答信号はすべて２値電圧レベルによ
   って形成してあり、 かつ１走査周期内に同一画素に印加されるパルス群を極
   性の異なるパルスの波形および数の等しい交流パルスと
   し、 非選択信号の印加時に上記強誘電液晶に印加されるパル
   ス群の各パルスの幅が上記強誘電液晶を飽和応答状態ま
   たは飽和逆応答状態にするために必要なパルス幅の１／
   ３以下であることを特徴とするマトリックス液晶表示装
   置の駆動方法。