JPH0210A - 電気光学装置の駆動方法 - Google Patents

電気光学装置の駆動方法

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JPH0210A
JPH0210A JP25648788A JP25648788A JPH0210A JP H0210 A JPH0210 A JP H0210A JP 25648788 A JP25648788 A JP 25648788A JP 25648788 A JP25648788 A JP 25648788A JP H0210 A JPH0210 A JP H0210A
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Atsushi Sugiyama
淳 杉山
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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J 本発明は表示装置や透過光制御装置などと−して用いる
ことのできる電気光学装置の駆動方法に関する。
[従来の技術] 従来、電気光学装置として種々のものが開発されている
。これらの中でも、液晶を用いた電気光学装置は比較的
構成が簡単で、小型、軽量、低消費電力等の特徴により
、表示装置、光シャッター等として広く用いられている
液晶電気光学装置の製造上、大容量化/大面積化時には
単純マトリクスを用いたものがアクティブマトリクスを
用いたものより有利であるが、従来の単純マトリクスを
用いた液晶電気光学装置においては、光学応答特性から
大容量のものを作製することが困難である。例えば、ツ
イストネマチックモードを用いたものでは1/200デ
ユーティ、よりツイスト角を大きくして高性能化したS
TN/SBEモードでも1/400デユーティ程度ある
いはそれ以上とすると、液晶の電気光学特性の不足など
による表示品位あるいは応答速度の悪化によって実用上
使用に耐えないという問題点があった。
そこで、液晶とその配向制御によって記憶を持たせる(
印加電圧による双安定性を利用するものJ、App1.
Phys、、59,3087.86など)方法が考えら
れた。これは、液晶材斜によっては90度を超える高ツ
イスト状態で印加電圧と透過率もしくは反射率がヒステ
リシス現象を起こすことを利用しており、(第2図参照
)書き込み時に選択的に書き込んだ情報を、電圧−透過
車(もしくは反射率)曲線におけるヒステリシスループ
内どなるように設定した保持電圧で保持しようとするも
のである。
以下本明細書では、この表示モードをHTNモードと略
記する。
このHTNモードを用いた電気光学装置においては、電
気光学特性にヒステリシス特性が発現するには種々の条
件を満たすことが必要である。すなわち、電気光学装置
を構成する液晶パネルにおけるツイスト角、セルギャッ
プ、プレチルト角、液晶組成物の自発ピッチ・弾性定数
・誘電率、配向膜と液晶分子の相互作用の状況等によっ
てヒステリシス特性の発現状況が異なってくる。一般に
は、プレチルト角が大、ツイスト角が大、界面規制力が
大、弾性定数の比K33/Kll、  K33/K22
が共に大、Δε/ε上が小、液晶セルの配向処理によっ
て決められるピッチPcと液晶組成物の自発ピッチPs
のずれ八P (=Pc/Ps−1)が小の方向にある等
の方がヒステリシス特性が発現し易いという傾向にある
第3図は従来のHTNモードでの駆動波形の概念を示す
ものである−従来のHTNモードの駆動方法ではヒステ
リシスループ内に設定した保持電圧±vhで以前の表示
状態を保持している保持状態に対し、略ゼロボルトを印
加して前の書き込み内容を消去する消去期間te、書き
込みパルスによって新たな表示内容を書き込む書き込み
期間ts、さらに保持電圧上vhによって新しい書き込
み内容を保持する保持期間thの繰り返しからなる。本
明細書ではこの駆動方式を従来のHTN方式と呼ぶ。
すなわち従来のHTN方式によるマルチプレクス駆動で
は、表示内容の更新はパネル全面の一括消去と順次走垂
による書き込みからなっている。
【発明が解決しようとする課題1 しかし、従来のHTN方式によってパネル全面の一括消
去と順次走査による書き込みによる画面の書き換えを行
なう場合、走査期間の最初に選択される走査信号線に当
たる画素と、最後に選択される走査信号線に当たる・画
素で、表示が消えている時間に大きな差異が生じてしま
う。たとえば消去にかかる時間teを50ミリ秒、1ラ
イン当りの書き込み時間tsを0.2ミリ秒とす−ると
、最初に書き込みが行なわれる1ライン目は50ミリ秒
後に書き込まれる。それに対して1000ライン目では
、消去開始後250ミリ秒たってやっと書き込まれるた
め、書き換えが目立ってしまい表示効果としてあまり好
ましくない結果となっていた。
また、必要な最低消去時間と総書き込み時間の和にたい
してあまり長くない間隔で書き換えが行なわれる場合に
は、最初に選択される部分に対して最後に選択される画
素の表示が薄くなってしまい、表示濃度にむらが生じて
表示品位が低下してしまう。これらの課題は、従来のH
TN方式の駆動において一括消去をすることによって、
走査線ごとに消去期間の長さが異なることによって生じ
ている。
そこで本発明では、これらの課題に対して各走査線毎の
消去時間をほぼ等しくする駆動方法を提供することによ
って、表示効果を向上した電気光学装置を得ることを目
的とするものである。また、駆動方法の工夫によってセ
ルギャップマージンを広げる方法も提案し、電気光学装
置の製造上の歩留まりの向上に対して効果がある駆動方
法を提供することも目的としている。
[課題を解決するための手段] 本発明の電気光学装置の駆動方法は、 ■消去後書き込まれた表示内容を、保持電圧を印加する
ことで保持する方法で駆動する双安定性電気光学装置に
対して、特°定の場所における表示内容の消去期間に印
加される実効値電圧を、表示を保持することが可能な電
圧よりも低く設定すること。
■各走査信号線における消去期間の開始時期が、直前の
走査信号線における消去の開始時期に対して少なくとも
書き込みに要する選択パルス幅以上遅れてし1ること。
■表示内容を消去する期間に印加される実効値電圧を、
表示を保持する事が可能な保持電圧の上限値の(2/3
)I2倍よりも低く設定すること。
■表示−内容を消去する期間に印加される他の走査信号
線用のデータおよび保持用の電圧を、選択期間の174
以上に相当する時間繰り返して走査信号線に印加するこ
と。
■表示内容を消去する期向の最初に、保持電圧よりも高
い電圧レベルを持つ消去用の高パルスを印加すること。
■表示内容を消去する期間の最初に印加する消去用の高
パルスの電圧レベルを、書き込みのための選択電圧と同
等以上に設定すること。
を特徴とする特 *実施例] 以下、実施例により本発明の詳細を示す。
(実施例1) ストライプ状に形成した透明電極上に、SiOを85度
の入射角で蒸着し、焼成してS i 02としたものは
液晶のプレチルト角が約25度となった。
これを用いて上下基板間の液晶分子のツイスト角を27
0度、セルギャップを4.4μmとしたセルを作り、メ
ルク社製の液晶組成物ZLニー3187にBDH社製の
カイラルド−パントC8−15を2.4wt%溢加した
液晶を注入し、画素数750xl120ドツトの液晶表
示装置を製作した。
この電気光学装置を30°Cで駆動し、電気光学特性を
測定したところ第2図(a)に示すようなヒステリシス
特性が得られた。また、書き込み電圧Vwとパルス輻P
wの関係を測定したところ第4図に示すような関係が得
られた。
第4図において、aで示す曲線はOFF8!の書き込み
を行なおうとしたときに、書き込み電圧Vwをこれ以上
に設定すると表示が全てONになってしまう限界を示す
。また、bで示す曲線はON状態の書き込みを行なおう
としたときに、書き込み電圧Vwをこれ以下にすると表
示が全てOFFとなってしまう限界をあられしている。
従って、HTNモードの液晶パネルを駆動する場合には
、書き込み電圧Vwと書き込みパルス幅Pwはこのaと
bの曲線の間の斜線で示す領域の条件に設定しなければ
ならない。第4図から、一般に駆動マージンを大きくす
るには、書き込みパルスのパルス幅を大きくし電圧を下
げればよいことが判る。
また、この電気光学装置の消去のために必要な消去期間
の長さteを測定したところ、第3図に示した従来のH
TN方式、による消去波形では13ミリ秒の零ボルト印
加を必要とした。
それに対し、第5図に示すような、消去期間中にも保持
電圧vhと同レベルのパルスを間欠的に印加する本発明
による駆動波形を用いた場合、保持電圧vhがヒステリ
シス特性の下限(=2.11ボルト)では21ミリ秒、
保持電圧vhがヒステリシス特性の上限(=2.31ボ
ルト)では29ミリ秒で消去が可能であった。このこと
から消去を高速化するには、消去期間中にかかる他の走
査電極用の保持電圧のレベルをでき得る限り低くするこ
とが好ましいことが分かる。
このように保持電圧のレベルを下げた場合、書き込み内
容の保持が部分によって俄下する場合がある。そのとき
は、消去期間の無い書き込みの波形を加えることによっ
て、表示濃度が低下した保持内容を再び書き加えて表示
品位を向上させることが好ましい。このような表示内容
の書き加えは、本実施例のように他のラインが消去中の
HTN方式のディスプレイに限らず、−aに表示内容の
保持を行なうディスプレイで有効である。
この電気光学装置をマルチプレックス駆動しながら消去
するために、第1図に示すような波形で駆動を行なった
第1図において、COW(1)〜CON(n)は各々、
1木目〜n本目の走査信号線に印加される信号波形を表
し、SEG(1)は1木目のデータ信号線に印加される
データ信号波形を表している。また、VLC(1)〜v
Lc(n)は、それぞれ、1木目〜n本目の走査信号線
上の1木目のデータ信号線と交わる画素の液晶に印加さ
れる合成波形を示す。
第1図の駆動波形においては (1)全てのデータ信号線には一定の周期で同位相の信
号(以下、消去信号とーぶ)が加えられる。第1図の駆
動波形では、書き込み期間tsの2倍の時間を周期とし
て、パルス輻が書き込み期間tsの172、電圧の絶対
値が保持電圧vhと同じで正負両極性の反転パルスが消
去信号として加えられている。
(2)表示を消去したい走査信号線には、データ信号線
に加えられる消去信号と同じタイミングで消去信号が加
えられる。第1図の駆動波形では、データ信号線に加え
られる消去信号と同位相・同レベルの反転パルスを走査
信号線の消去信号として加え、液晶に印加される合成波
形VLCの電圧を消去信号が加え°られる期間ゼロとす
ることができる。
(3)各走査信号線が消去期間に入るタイミングは互い
にずらしである。第1図の駆動波形では、各走査線毎の
消去期間−にはいるタイミングは同じ時間、すなわち2
 X tsずつずれて開始している。
(4)各走査信号線の消去期間の長さは同一にしてあり
、液晶組成物やパネル構成、温度特性に合わせて消去の
ために必要な消去期間の長さの長さを調整する。
このような駆動を行なうことで、例えば第1図中のtI
のタイミングでは ■すでに書き込みが終って、保持期間にある走査信号線
[→COに(1)] ■書き込みパルスが印加さ飄 書き込み状態にある走査
信号線[→COW(2)] ■消去期間中の走査信号線[→COW(3)]■前フレ
ームの表示状態を保持している走査信号II [+CO
N(n)] の各段階の走査信号線が同時に存在することが可能とな
り、同一表示面内で各走査信号線毎の状態を任意に設定
することができる。従って、基本的には各走査信号線毎
の消去期間の位置を任意に設定セき、消去期間の長さが
他の走査信号線の状態に左右されることがなくなる。こ
れは全てのラインで消去時間が一定で、駆動走査線数が
増えるほど消去時間が相対的に短くなるラインが多いこ
とをあられしている。
また、略零ポルトをパネル全面に対して印加することで
一括消去する従来のHTN方式の駆動方法による表示が
消えている時間に対し、最高2倍までで全ての走査信号
線の表示を消去することができるようになる。
なお、第1図の駆動波形においては、消去信号は駆動に
必要な電源電圧レベル数を少なくできる利点から、保持
電圧vhと同じ電圧レベルに設定した反転パルスを用い
て一定周期で印加されているが、消去信号の周期・波形
・電圧レベルはこの条件にする必要はない。すなわち、
消去を速くするためには消去期間の実効値が保持電圧v
hの下限よりも低く、しかもできるだけゼロに近い実効
値を持つ波形を印加することが望ましいだけで、前記の
条件には束縛されない。  そこで、消去信号の電圧レ
ベルを保持電圧vhからずらして消去時の実効値電圧を
低下させ、消去時間が短くなるように略ゼロボルトと消
去信号のパルス波形を印加することも可能である。
第1図に示す本実施例の駆動波形を用い、選択電圧Vs
=15.0ボルト、保持電圧Vh=2.11ボルト、選
択期間ts=0.5ミリ秒として前記電気光学装置を駆
動してやると、各走査信号線上の画素は表示が21ミリ
秒で消え、全画面を書き換えるのに要する時間は325
ミリ秒であり、表示が消えているのはほとんど見えず、
40ラインはどの表示が薄くなることで走査しているの
がわかる程度だったため、従来の略零ボルトを全面に同
時に印加して消去を行なう方法に対して見栄えのよい表
示装置を得ることが出来た。
一方、第3図の従来のHTN方式の消去波形を用いて一
括消去を行なう方法では、最後に選択される走査信号線
上の画素は約340ミリ秒もの間表示が消えており、フ
ラッシングしているように見え、表示が非常に見にくか
った。特に、1フレームの書き換えに必要な時間の数倍
以下の間隔で表示内容を変化させた場合には、従来のH
TN方式の駆動方法では消去によってちらつきが激しく
なり、表示品位を著しく低下させるのに対し、本発明に
よる駆動方法ではほとんどちらつきを生じないため、フ
レーム周期は表示品位にあまり影響を与えない。
第6図に、第1図の駆動波形を得るするための−回路例
を示す。また、第7図に第6図に示す回路の各部分の信
号波形を示しである。第6図(a)は走査信号線COW
(1)に印加する波形を出力する回路で、第7.図中の
各信号701〜705によってトランスミッションゲー
ト601を制御し、電圧レベルVs〜−Vsを選択する
。また、第6図(b)はデータ信号線SEG(1)に印
加される波形を出力する回路で、信号706によってラ
ッチされ、た各画素の表示状態に応じたデータ信号と、
信号707によってラッチの出力をゼロレベルにリセッ
トすることでトランスミッションゲートの出力を制御し
た±vhが交互に印加される。
(実施例2) 電気光学装置として、400X640画素のHTN方式
のパネルを試作した。配向処理は実施例1と同様に、S
iO斜方蒸着とし、プレチルト角25度、ツイスト角2
−70度、セルギャップ6゜0μmとしたパネルに対し
、メルク社製の液晶組成物ZLニー1132にBDH社
のカイラルド−パントC8−15を1.5wt%添加し
た液晶組成物を封入した。
このパネルを用いて、いろいろな駆動波−形に対する消
去の光学応答特性を測定した。実施例1と同様にして消
去のために必要な消去期間の長さを測定すると、25°
Cにおいて第13図(a)の従来のHTN方式の駆動波
形では50ミリ秒、第13図(b)または(C)の波形
では40ミリ秒、第13図(d)の波形では96ミリ秒
、第13図(e)の波形では104ミリ秒を要した。
このパネルを、選択電圧Vs=10.5ボルト、保持電
圧Vh=1.5ボルト、選択期間ts=1ミリ秒として
マルチプレックス駆動すると、最後に選択される走査信
号線は第3図の従来のHTN方式の駆動波形では約45
0ミリ秒の時間表示が消えていたのに対し、第13図(
d)または第13図(e)の本発明の駆動波形では走査
信号線毎に表示が消えている時間は100ミリ秒程度で
あり、しかもパネル全面が一度に消えることがなくなっ
たためフラッシングしているように見えることがなくな
るため表示品位が向上し、本発明によって実用上非常に
有利なものとなった。
(実施例3) 実施例1で作製した液晶パネルの電気光学特性を25°
Cにおいて測定したところ、第2図(b)に示すように
、表示を保持するのに必要な保持電圧が2.19〜2.
50ボルトと0.31ボルトの幅を有するヒステリシス
特性となった。
第5図に示すような、消去時間teにはゼロボルトおよ
び電圧レベルVeの消去信号を印加する本発明による駆
動波形を用い、この消去信号の電圧を変化させながら消
去のために必要な消去期間の長さτ、を測定したところ
、第8図に示すような結果が得られた。第8図の曲線a
は保持電圧■=2゜50ボルト、第8図の曲線すは保持
電圧Vh=2゜19ボルトとした場合に、消去のために
必要な消去期間の長さτ、を示す。また第8図で消去信
号の実効値が2.19ボルト以上の領域では、表示を保
持することが可能なヒステリシスループ内の電圧となる
ため、表示を消去することはできなかった。
例えば本実施例で用いた第9図の駆動波形では、1走査
信号線当りの選択時間tsを1.5分割し、消去信号と
してこの選択期間の173のパルス輻−Pwを持った両
極性の反転パルスを合計1分割分与えて書き込み信号と
、している。各データ信号線には、選択期間中に各走査
信号線に選択信号が印加されるタイミングに合わせ、各
画素の表示状態に応じた電圧レベル±vhのデータ信号
が加えられる。
このデータ信号が印加されていない選択時間の残り1/
3に相当する時間は全データ信号線に対して+vhある
いはー■の電圧レベルの信号(以下、消去信号Seと呼
ぶ)を同位相で印加する。消去期間中にある各走査信号
線には、上記の消去信号Seと同タイミング・同電圧の
消去信号Seが加えら沃 この消去信号が加えられてい
るタイミングには各画素の液晶に印加される合成波形は
ゼロボルトとできる。その結果、消去期間中に各画素の
液晶に加えられる合成波形は2/3の期間vhが加えら
れる形になり、その実効値は(2/3)””XVh=0
. 816xVhとな−る。
なお、第9図中で消去期間te、選択期間tsおよび保
持期間thは1木目の走査信号線の場合についてのもの
をあられしている。
第9図に示す本実施例の波形を用い、選択電圧Vs=1
5.0ボルト、保持電圧Vh=2.50ボルト、消去信
号の電圧Ve=2.50ボルト、選択期間ts=0. 
5ミリ秒として前記電気光学装置を駆動してやると、消
去期間中の波形の実効値は2゜04ボルトとなり、各走
査信号線上の画素は表示が約60ミリ秒で消去ができる
。よって、消去のために表示が薄くなっているのはパネ
ル全面の177以下にしか過ぎず、気にならないレベル
であった。また、全画面を書き換えるのに要する時間は
435ミリ秒であり、消去用パルスを入れない場合に全
走査線を走査するのに必要な走査時間の5割増しの値で
あり、一瞬、走査しているのがわかる程度に表示品位を
改善することが出来た。
一方、第3図のような従来のHTN方式の消去波形を用
いて一括消去を行なう方法では、最後に選択される走査
信号線上の画素は約390ミリ秒もの間表示が消えてお
り、非常に見にくかった。
また、500ミリ秒間隔程度で表示内容の書き換えを行
なった場合には、従来のHTNの駆動方法では最初に書
き込まれる走査信号線では約13ミリ秒表示内容が消え
ていた後書き込み内容が400ミリ秒以上保持され、最
後に走査される走査信号線では約300ミリ秒はど表示
内容が消えていた後に200ミリ秒以下しか表示内容が
保持されないため、表示濃度に明らかな差異が生じる。
それに対し、本発明による駆動方法を用いると金ての走
査信号線が60ミリ秒以下表示が薄くなるのみであるた
めに、部分による表示濃度に差異がほとんど無く表示品
位が向上した。
ところで、これ以上選択期間の分割数を減らし、略ゼロ
ボルトを印加する割合を減らすと、例えば1.33分割
した1/4とすると消去期間中の実効値電圧がVM)(
3/4)1240.87倍ニモなってしまい、20%程
度のvhマージンが確保できなくなってしまう。このた
め、本実施例の1゜5分割が実用的な限界である。
(実施例4) 実施例1で作製したパネルを第10図に示すような波形
を用いて駆動した。第10図の駆動波形では、実施例3
と同様の考え方で1走査信号線当りの選択時間tsを2
分割し、この選択期間の172のパルス幅Pwを持った
片極性のパルスを選択信号としている。各データ信号線
には各走査信号線に書き込み信号が印加されるタイミン
グに合わせ各画素の表示状態に応じた電圧レベル±vh
のデータ信号が加えられる。このデータ信号が印加され
ていない残りの172の時間には全データ信号線に対し
て+vhあるいはmybの電圧レベルの信号(以下、消
去信号Seと呼ぶ)を同位相で印加する。消去期間中に
ある各走査信号線には上記のデータ信号線における消去
信号Seと同タイミング・同電圧の消去信号Seが加え
られ、この消去信号Seが走査信号線に加えられている
タイミングには、各画素の液晶に印加される合成波形v
Lcはゼロボルトとすることができる。
その結果、消去期間中に各画素の液晶に加えら′れる合
成波形の実効値は(1/2)”” xVhとなる。ま°
た、各波形の電圧極性は1フレーム(te+ts+th
)毎に極性反転し、液晶に直流分が印加されないように
しである。さらに、消去信号Seは交互に極性を反転す
ることで、データ信号によらず各画素に連続して長いパ
ルスが印加されないようにしである。
第10図に示す本実施例の波形を用い、選択電圧Vs=
18.0ボルト、保持電圧Vh=2.19ボルト、消去
信号の電圧Ve=2.19ボルト、選択期間ts=0.
5ミリ秒として前記電気光学装置を駆動してやると、消
去期間中の波形の実効値は1.55ボルトとなり、各走
査信号線上の画素は表示が約25ミリ秒で消え、表示が
消えているのはほとんど見えず表示品位が向上した。ま
た、全画面を書き換えるのに要する時間は400ミリ秒
で消去信号を印加しな・い場合の2倍の時間であり、表
示の薄くなっている部分の割合は最大でもパネルの17
16以下で実用上問題はなかった。しかし本実施例のよ
うにフレーム毎の極性反転を行なった場合では、特に保
持期間の長い駆動を行なった場合にはイオン性不純物の
影響などと考えられる書き込み電圧や保持電圧の変動現
象などが起きるため信頼性の低下は免れず、本実施例の
駆動波形はフレーム周波数の比較的高い用途に適してい
る。
(実施例5) 実施例1で作製したパネルを第11図に、示すような波
形を用いて駆動した。第11図の駆動波形では、実施例
5と同様の考え方で1走査信号線当りの選択期間tsを
3分割し、消去信号として選択期間の176のパルス幅
Pwを持った両極性の反転パルスを正負電圧合計で選択
期間の173加えて選択信号としている。消去期間中の
各画素には、選択期間の173のデユーティでデータ信
号、残り3/4のデユーティでゼロボルトが印加される
その結果、消去期間中に各画素の液晶に加えられる合成
波形の実効値は(1/3)172XVhとなる。
選択電圧Vs=20.0ボルト、保持電圧Vh=2゜1
9ボルト、消去信号の電圧Ve=2.19ボルト、選択
期間ts=0.6ミリ秒として前記電気光学装置を駆動
してやると、消去期間中の波形・の実効値は1.26ボ
ルトとなり、各走査信号線上の画素において表示が消え
るのに約19ミリ秒、全画面を書き換えるのに469ミ
リ秒かかる。よって、書き換えのために表示が薄くなっ
ている領域は走査の直前のパネル全面積の約1725に
過ぎず、走査しているのがわかる程度となるため従来の
HTNの駆動方法に対して非常に表示品位が向上す左 (実施例6) 実施例1と同じパネルを第12図に示すような波形を用
いて駆動した。第12図の駆動波形では、実施例3と同
様の考え方で、1走査信号線当りの選択期間tsを4分
割し、消去信号として選択期間の178のパルス幅P%
#を待った両極性の反転パルスを合計選択期間の174
与えて書き込み信号としている。消去期間中の各画素に
は、1/4のデユーティでデータ信号、残り3/4のデ
ユーティでゼロボルトが印加される。
その結果、消去期間中に各画素の液晶に加えられる合成
波形の実効値は (1/4 ) 172X Vh= 0
゜5×■となり、選択電圧Vs=20.0ボルト、保持
電圧Vh=2.19ボルト、消去信号の電圧はVe=2
.19ボルト、選択期間ts=0.8ミリ秒として前記
電気光学装置を駆動してやると、消去期間中の波形の実
効値は1.10ボルトとなり、各走査信号線上の画素は
表示が消えるのに約18ミリ秒しかかからず、表示が消
えているのはほとんど見えなかった。この消去期間の長
さはおよそ選択期間の長さの23倍程度である。また、
全画面を走査するのに要する時間は618ミリ秒となり
、消去信号を印加しない場合の4倍の時間になってしま
うため、はぼ実用に耐え得る限界であった。この駆動で
消去のために表示が薄くなっている部分は、全パネル面
積の1730以下にしかすぎない。また、これ以上選択
信号を印加する時間の選択期間に対するデユーティ比を
下げたばあいには、消去のために必要な消去期間の長さ
τ、は短かくなるが全画面を走査するのに必要な時間が
非常に長くなり、実−用性が低下する。
(実施例7) 実施例1と同様にして作製した液晶パネルに封入する液
晶組成物ZLニー3187に対し、カイラルドーパント
の添加量をさまざまに変えてみた。
この液晶パネルにおいては、C8−15の添加量が1.
90〜1.11wt%、液晶セルの配向処理によって決
められるピッチPcと液晶組成物の自発ピッチPsのず
れに相当するΔP (=Pc/Ps−1)の値にして0
.3〜−0.2の領域では正常なヒステリシス特性が得
られる。
ところが、C8−15の添加量が1.07〜1゜02w
t%、ΔPの値が−0,25〜−0,3の領域では電圧
−透過率曲線が第14図のeで示されるように変形した
り、ひどい場合には一旦書き込んだ後の消去に通常の数
倍以上もの時間がかかるなど、電気光学特性に異常なヒ
ステリシス特性が発生する。以下本明細書ではこのよう
な電気光学特性における異常なヒステリシス特性を異常
ヒステリシス特性と呼ぶこととする。
また、C8−15の添加量を1.02wt%以下とし、
ΔPの値が−0,3以下になるとローツイストドメイン
の発生する領域になる。
ΔPの値が−0,2〜−0,25の領域は不安定で、配
向条件のむらなどによって異常ヒステリシス特性を示し
たり、示さなかったりする場合がある。
ΔPの値が−0,25の異常ヒステリシ・ス特性−を示
す液晶パネルを用いて、25℃における消去のために必
要な消去期間の長さて、を測定したところ、第13図(
a)に示した従来のHTN方式の駆動波形では50ミリ
秒もかかったのに対し、第13図(b)あるいは(e)
に示すような、消去期間の最初に書き込みパルスの電圧
レベルvONと同程度の電圧レベル±Yetの消去用高
パルスを印加し、残る消去期間はゼロボルトを印加する
波形にするとτ、=25ミリ秒と非常に速くなり、正常
なヒステリシスを示すものとほぼ同等になった。
また、正常なヒステリシスを示すパネルに対して第13
図(b)あるいは(C)に示すような波形を印加すると
、第13図(a)に示す従来のHTN方式による駆動方
法の消去が45ミリ秒だったのに対し、消去時の実効値
電圧が消去用高パルスの分だけ高くなっているにも係わ
らず、40ミリ秒程度と高速で消去が可能となった。
そこで、第13図(d)に概念を示す消去用高パルス印
加、消去用高パルスの直後のゼロボルト印加と、ゼロボ
ルトと電圧レベル±■の消去信号の反転パルスを交互に
印加することからなる波形ではτ、=80ミリ秒で消去
が可能なことを確認した。また、第13図(e)に示す
、消去用高パルスに引続き、消去用高パルスの直後に電
圧レベル±■の反転パルスを印加し、ゼロボルトと電圧
レベル±■の消去信号を交互に印加する波形では、τ●
=05ミリ秒となった。
第13図に示した(a)〜(f)の各波形を用いて消去
を行なった場合の消去の光学応答特性を図示すると、そ
れぞれ第15図のa−fに示すようになる。
ところで、第13図(a)、(b)及び(Co)に示す
波形でマルチプレックス駆動を行なう場合には、一旦全
画面を消去してから走査信号線を順次選択して表示情報
を書き込む必要がある。例えば、駆動マージンを大きく
するために、書き込み電圧VONを低くし、選択期間t
sを大きくした場合には、たとえば書き込み電圧VON
 (= Vs + Vh)を12.0ボルトとし、保持
電圧Vh=1.5ボルト、選択期間ts = 1ミリ秒
で駆動を行なうと、最初に選択される走査線上の画素が
表示が消えている時間はどれも変わらず40ミリ秒以下
なのに対して、最後に選択される走査線上の画素は、第
13図(a)に示す従来のHTN方式の駆動波形では約
450ミリ秒、消去応答特性の改善された第13図(b
)あるいは(C)の波形でも約425ミリ秒もの間表示
が消えているのが見え、このように走査線数が多い場合
にはとても実用レベルとは言い難い。
そこで、本発明にしたがってこの液晶パネルをマルチプ
レックス駆動しながら消去するために、第13図(d)
で示す波形を応用し、消去用高パルス電圧Tel =書
き込み電圧VQN=10.5ボルト、保持電圧Vh=1
.5ボルト、消去用の高パルスの印加時間tel = 
1ミリ秒として第16図に示す波形で駆動したところ、
各走査信号線上の画素は表示が80ミリ秒以下で消え、
表示が消えているのはほとんど見えなかった。また、全
画面を書き換えるのに要する時間は400ミリ秒であり
、表示が消えている部分は最大でもパネル全面の175
以下でしかなく、書き込みのための走査している部分の
直前の表示が徐々に薄くなり、消え、書き換えられるた
め、従来の駆動法による全面一括消去とその後の書き換
えを行なう駆動法よりも非常に見栄えがよく、表示品位
の優れた電気光学装置となった。
また、本実施例で用いた駆動方法によってΔPの値が−
0,2〜−0,3である異常ヒステリシス特性を示す液
晶パネルについても、正常なヒステリシス特性を示すパ
ネルとほぼ同様な消去応答が可能であり、はぼ正常に駆
動できることを確認した。
さらに、ΔPの値が−0,2以上の正常なヒステリシス
特性を示すパネルの場合にも若干の消去応答特性の改善
がみら瓢 第13図(d)または(e)の駆動波形で消
去にそれぞれ64ミリ秒、70ミリ秒しかかからないの
で、画面を書き換えるときに表示が消えている部分の割
合が低下し176以下になった。
第16図にしめず駆動波形において、CON(1)〜C
OW(m)は各々、1木目〜m本目の走査信号線に印加
される信号波形を表し、SEG(1)は1木目のデータ
信号線に印加されるデータ信号波形を表している。また
、VLc(1)〜Vtc(+)は、それぞtL、1木目
〜m本目の走査信号線上の1木目のデータ信号線と交わ
る画素の液晶に印加される合成波形を示す。ー なお、第16図の駆動波形においては、・消去期間の最
初telに走査信号線に加えられる、消去用高パルスの
電圧レベルTelと、書き込み時の選択期間ts中に加
えられる書き込みパルスの電圧レベルWON ・保持電圧vhと、消去期間中に走査信号線およびデー
タ信号線の双方に加えられる消去信号の電圧レベルWe をそれぞれ同一電圧として、必要な電源電圧レベル数を
5レベルないし6レベルと少なくして設定しているが、
この消去信号の周期・波形・電圧レベルはこれに限定さ
れない。すな:)ち、消去信号の実効値が保持電圧vh
よりも低ければ、消去は可能であり、例えばデータに応
じて消去信号の電圧レベルを保持電圧vhからずらし、
略ゼロボルトとパルス波形を印加することで消去も可能
である。
また、書き込みに必要な書き込みパルスの電圧とパルス
幅は、例えば第4図に示したような関係の中で設定すれ
ば良く、消去用高パルスとは無関係であるため、消去用
高パルスの設定は自由にできる。
しかし消去パルスについては、のちほど実施例8で詳細
を述べるが消去用の高パルスの電圧Velが高いほど消
去が速くなる傾向があり、消去を速くする目的では書き
込み電圧と同等以上のできるだけ高い電圧で消去を行な
うことが望ましい。さらに、消去期間中の信号レベルも
実効値をできるだけ低くした方が消去が速くなるため、
消去信号の電圧レベルはできるだけ低くして、消去を速
くすることも望ましいことである。
本実施例では、従来の駆動波形ではΔPの値が0.3〜
−0.2の正常なヒステリシス特性を示す範囲でしか実
用的な使用ができないのに対し、その範囲をローツイス
トドメインは発生せずに異常ヒステリシス特性を示す限
界であるΔp = −0゜3の領域まで拡張できる。従
って、セルギャップを6.0μm−定と仮定すると、液
晶パネルに注入する液晶組成物に禄加するカイラルドー
パントの添加許容輻を1.90〜1.11wt%の0゜
79wt%から、1.90〜1.02wt%の0゜88
wt%と約11%増加することができる。また、逆にセ
ルギャップ6.0μm時のΔp = −o。
1に相当する液晶組成物へのカイラルドーパント量1.
69wt%に固定したとき、液晶パネルのセルギャップ
の許容幅は8.67〜5.33μmの3.34μmから
、8.67〜4.67μmの4.00μmと約20・%
増加させることができ、液晶パネルの製造マージンを広
くすることが可能となる。
−また、正常なヒステリシスを持つパネルの場合には消
去の応答速度を改善し、書き換え中に表示が消えている
部分の割合を低下させられる。
(実施例8) 電気光学装置として、750xl120画素の液晶パネ
ルを試作した。配向処理としてはSiOの斜方蒸着によ
って液晶分子のプレチルト角を25度、上下基板間の液
晶のツイスト角を270度に設定した。このパネルにメ
ルク社製の液晶組成物ZLニー3187にカイラルドー
パントとしてBDH社のC8−15を添加したものを封
入して、液晶パネルとした。
界面規制力などセル製造の各条件やカイラルドーパント
の種類によってヒステリシス特性の発現−状況は異なる
が、例えば4.4μmのセルギャップの液晶パネルに、
液晶組成物ZLニー3187に対してカイラルドーパン
トとしてC8−15を2.43〜2.17wt%添加し
た液晶を注入することでΔPの値を−0,05〜−0,
15としたものについては、正常なヒステリシス特性が
安定して得られた。また、C8−15の添加量を2゜0
5wt%以下としてΔPの値を−0,2よりも小さくす
ると、パネルによって異なるがローツイストドメインが
発生することが多くなった。ΔPの値が−0,15〜−
0,2の領域ではローツイストドメインは発生しないが
、液晶パネルの製造条件によっては異常ヒステリシス特
性を示したり、示さなかったりした。
これらの液晶パネルのうち、一例えばΔPの値を−〇、
1とした正常なヒステリシス特性を示す液晶パネルでは
、30℃において、第13図(a)に示した消去期間に
パネル全面に対してゼロボルトを印加する従来のHTN
方式の駆動法による一括消去法では13ミリ秒で消去が
可能であった。
一方、ΔPの値を−0,2とした異常ヒステリシス特性
を示す液晶パネルでは、従来のHTN方式の駆動法によ
る消去波形では速くても数百ミリ秒、遅い場合には数秒
の単位で消去期間δ長さが必要であったのに対し、第1
3図(d)あるいは(e)に示すように、消去期間の先
頭に高電圧の消去用高パルスを印加し、それに引続きゼ
ロボルトと±■の反転パルスを印加する消去波形とする
ことによって、消去期間の長さを非常に短くすることが
可能であった。この駆動法によると消去期間の長さは、
正常なヒステリシス特性を持つ液晶パネルに対して消去
用の高パルス電圧印加をしない駆動法を用いた場合の消
去期間の長さとほぼ同等とすることができた。
消去波形の電圧を±2.11ボルト、消去パルス印加時
間tetを5〜0.2ミリ秒としたときの、消去パルス
電圧Velに対する消去のために必要な消去期間の長さ
τ、(単位ミリ秒)の値を第1表に示す。
第1表によると、消去用高パルスは高電圧で印加時間を
短かくする方が消去期間の長さを短縮する効果がより大
きく、よいことが判る。
この液晶パネルを、30°Cにおいて、書き込みパルス
電圧VON=15.0ボルト、保持電圧vh=2.11
ボルト、選択期間ts=0. 5ミリ秒、消去用高パル
スの電圧Vel =20.0ボルト、消去用高パルス印
加時間tel=0.5ミリ秒、消去信号の電圧を保持電
圧vhと同じにしてマルチプレックス駆動すると、第1
3図(b)の波形では最後に選択される走査信号線上の
画素の表示が消えている時間が約365ミリ秒であった
のに対し、第13図(d)の本発明の駆動波形では場所
にかかわらず25ミリ秒以下であった。また、低温にす
ると一般に消去応答特性は悪化するが、本実施例の駆動
方法によって10°Cでも消去期間の長さを約80ミリ
秒以下にすることが可能であり、実用に耐えうる消去時
間となった。
本実施例では、従来の駆動波形ではΔPの値が0.05
〜−0.15である正常なヒステリシス特性を示す範囲
のパネルしか実用的な使用ができないのに対し、その範
囲をローツイストドメインは発生せずに異常ヒステリシ
ス特性を示す限界であるΔP=−0,2の領域まで拡張
できる。従って、セルギャップを4.4μm−定と仮定
すると、液晶パネルに注入する液晶組成物に添加するカ
イラルドーパントの添加許容幅を2.43〜2.17w
t%の0.26wt%から、2.43〜2゜05wt%
の0.38wt%と約46%増加することができる。ま
た、逆にセルギャップ4.4μm時のΔP=−0,1に
設定し、液晶組成物へのカイラルドーパント量を2.3
0wt%一定としたとき、液晶パネルのセルギャップの
許容幅を4664〜4.16μmの0.48μmから、
4.64〜3.91Jzmの0.737zmと約52%
も増加させることができ、液晶パネルの製造時のマージ
ンを非常に広くすることが可能となる。
以上実施例7および8で述べた消去時の高パルス印加に
よる消去応答特性の改善は、液晶組成物や、ツイスト角
やプレチルト角などのパネルの構造に依存しないことも
確認した。例えば、液晶組成物としてメルク社製のZL
ニー1840.ZLニー3238.ZLI−3239,
ZLI−2411、ZLニー3219.ZLI−180
01000、ZLニー32011000.ZLニー16
91などで同様の効果があった。これらの液晶組成物で
は比較的セルギャップマージンが少ないため、特に効果
的であっ−た。また、ツイスト角は270度、285度
、300度、330度、360度などし)わゆるスーパ
ーツイストと呼ばれる180度以上の領域でヒステリシ
ス特性を持つもの全般についても同様の効果があること
は確認している。
また、ネマチック−コレステリック相転移によって表示
を行なうモード仲ついてもネマチック相あるいはコレス
テリック相の初期状態に戻すのに略零ボルトを印加する
ものについても同様に本特許が有効であることも確認し
、走査線が1000ライン程度のディスプレイにおいC
は表示の消えている時間を最高約173程度にまで改善
できた。
以上、実施例を述べたが、本発明は上記実施例にのみ限
定されるものではなく、HTNモードで消去期間中にゼ
ロボルト以外の電圧を印加するもの全てに適用でき、そ
の電圧、パルス幅などの条件に上記実施例が何等制限を
与えるものではないことはいうまでもない。
また、正常なヒステリシス特性、異常ヒステリシス特性
、あるいはローツイストドメインの発生するΔPの値の
領域は、液晶パネルのプレチルト角なとの配向条件や配
向材料、ツイスト角やギャップ材の分布状態などの製造
条件や液晶組成物やカイラルドーパントの材料によって
も異なるため、必ずしも本発明の実施例中の値に限定さ
れるものではないことは言うまでもない。
さらに、一般に液晶組成物に対するカイラルドーパント
量と旋回力の関係は液晶組成物によって異なるため、カ
イラルドーパント量とセルギャップの組合せも本発明の
実施例中の値とは異なる可能性がある。
そのうえ、本発明の範囲はHTNモードだけに限定され
るものではなく、ネマチック−コレステリック相転移型
などの、消去−書き込みと電圧印加による書き込み内容
の保持からなる、書き込み内容保持型の液晶ディスプレ
イすべてに適用できることは、本発明により容易に推測
できることも示している。
[発明の効果1 以上説明したように、本発明によれば、消去後書き込ま
れた内容を、保持電圧を印加して保持する方法で駆動さ
れる双安定性電気光学装置において、マルチプレックス
駆動を行なった場合にも、消去のために表示が消えてい
る時間を各走査信号線につき同一で、はぼ最小限度とす
ることが可能となり、部分によって表示/消去されてい
る期間の長さが異なるために表示品位に及ぼしていた悪
影響を最小限にするという効果を有する。
また、従来のHTN方式をはじめとする駆動波形を用い
た場合には消去時間が非常に長くかかり、本来ならば実
用上使用不可能な異常ヒステリシス特性を示す液晶パネ
ルにおいても、表示の消えている時間を短くすることが
でき、実用上問題なく使用可能とすることができること
で、液晶パネルの製造時のマージンが非常に広くなり、
製造が容易になるという大きな効果を有する。
よって、デユーティ比に依存しないため原理的には走査
線を無限に増やせるHTN方式やネマチック−コレステ
リック相転移型などの、消去−書き込みと電圧印加によ
る書き込み内容の保持からなる、書き込み内容保持型の
液晶ディスプレイの表示品位の向上による使いやすさの
改善と、製造時のマージンを大きいものとすることが可
能なため製造の歩留まりを向上させることで、パソコン
、端末機、計測機用等の超高解像度ディスプレイなど、
用途を広くすることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の駆動波形の概念を示す図である。 第2図(a)、(b)は、HTN方式の液晶パネルの電
気光学特性の一例を示す図である。 第3図は従来のHTN方式の駆動波形の概念を示す図で
ある。 第4図は、HTN方式の液晶ディスプレイの駆動可能な
選択時間と書き込み電圧の関係の一例を示した図である
。 第5図は本発明による駆動波形の概念を示す図である。 tsは書き込みのための選択期間、thは保持期間、t
eは消去期間を示しており、実際の駆動波形はこの繰り
返しからなっている。 −回路例を示す図である。 第7図は、第6図の回路の各部分の信号波形を表す図で
ある。 第8図は、本発明の駆動波形を用いたときの、消去用反
転パルスの電圧Weと消去のために必要な消去期間の長
さτ、の関係を示す図である。 第9図は実施例3で用いた駆動波形の概念をあられす図
、第10図は実施例4で用いた駆動波形の概念をあられ
す図、第11図は実施例5で用いた駆動波形の概念をあ
られす図、第12図は、実施例6で用いた駆動波形の概
念をあられす図であ第13図は、従来例と本発明の駆動
波形の違いを説明する図であり、(a)は従来のHTN
方式での駆動波形、(b)および(e)はより高速な消
去波形、(d)および(e)は本発明による消去用の波
形の例を示す図である。 −第14図は、実施例7における異常ヒステリシス特性
の例を示す図である。 第15図は、第13図に示した各波形を用いて消去した
場合のHTN方式の電気光学装置の光学応答の様子を示
す図であり、図中a−fの曲線は第13図の(a)〜(
f)の各駆動波形に対応している。 第16図は、実施例7における駆動波形の概念をあられ
す図である。 以   上 出願人 セイコーエプソン株式会社 代理人 弁理士鈴木喜三郎 他1名 三1□ − 1” l    I+ 。 第1図 ”i  ii  l 実効t五 (T) −7” 第2図(#=) j−←」−→r蜀 第3図 、
【−エニひ ゜−PコC,。)   ” 第4図 1−1  ±L         ta(幻     
         (b)”1           
      l、1                
  コ ICog(1・=「= =:□琴 TLC(η優り冊冊中」μ刑4皿冊囮訃マcQ)−li
t■剖”f日−釦圓弼二■ト第9図 t、、   1$ CDH(1)   +               
            1+   of 1  nf  l   j! 第10図 −1L−一と=隻− −□ CD80】 SLr:r(1) #丁+” t(2) 第11図 coHtl) CDM(2)          。 CDHts) SEk((J    − ■ ′vLa<z) 1■ 第12図 1−A本1口1生。 1   H −n1     −1rl 第13図 第15図

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)消去後書き込まれた表示内容を保持電圧を印加す
    ることで保持する方法で駆動する双安定性電気光学装置
    に対して、特定の場所における表示内容の消去期間に印
    加される実効値電圧を、表示を保持することが可能な電
    圧よりも低く設定することを特徴とする電気光学装置の
    駆動方法。
  2. (2)各走査信号線における消去期間の開始時期が、直
    前の走査信号線における消去の開始時期に対して少なく
    とも書き込みに要する選択パルス幅の時間以上遅れてい
    ることを特徴とする請求項1記載の電気光学装置の駆動
    方法。
  3. (3)表示内容を消去する期間中に印加される実効値電
    圧を、表示を保持する事が可能な保持電圧の上限値の(
    2/3)^1^/^2倍よりも低く設定することを特徴
    とする請求項1または2記載の電気光学装置の駆動方法
  4. (4)表示内容を消去する期間に印加される他の走査信
    号線用のデータおよび保持用の電圧を、選択期間の1/
    4以上に相当する時間繰り返して走査信号に印加するこ
    とを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の電気光
    学装置の駆動方法。
  5. (5)表示内容を消去する期間の最初に、保持電圧より
    も高い電圧レベルを持つ消去用の高パルスを印加するこ
    とを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の電気光
    学装置の駆動方法。
  6. (6)表示内容を消去する期間の最初に印加する消去用
    高パルスの電圧レベルを、書き込みのための選択電圧と
    同等以上に設定することを特徴とする請求項1〜5のい
    ずれかに記載の電気光学装置の駆動方法。
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