JPH0442658B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はマトリクス型液晶光学装置の駆動方法
に関するものである。

（従来の技術） 最近、TN型液晶の代つて強誘電液晶が注目さ
れてきており、これを利用した光学装置の開発が
進められている。

強誘電液晶の光学モードとしては、複屈折型光
学モードおよびゲストホスト型光学モードであ
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つて光学応答状態
（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。

さらに光学装置の寿命を考えると、直流成分が
画素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つてくる。

この直流成分を長時間印加されない駆動方法の
１つとしては、「SID′85Digest」（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、画素を所望の光学応答状態に
する書込みパルスを含み、この書込みパルスの印
加後は上記画素の上記光学応答状態を変化させる
パルスが存在せず、かつすべての正極性のパルス
に対して負極性のパルスが存在するパルス群を、
時分割的に画素に印加し、上記パルス群の非印加
時には上記画素を上記光学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、上記の光学応答状
態に保持する交流パルスを、上記書込みパルスよ
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、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力が多くなる等の問題があ
つた。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、
温度変化にも容易に対応でき、かつ光学装置の長
寿命化を達成することである。

（問題点を解決するための手段） 本発明の特徴は、複数の走査電極と複数の制御
電極間に、電界の印加方向によつて分子の配向状
態を異にする液晶を介在させて複数の画素を形成
し、各電極に供給する信号はいずれも２値電圧に
よつて形成してあり、画素を所望の光学応答状態
とする第１のパルス群および画素の光学応答状態
を保持する第２のパルス群にはそれぞれ、すべて
の正極性のパルスに対して対称波形の負極性のパ
ルスが存在するようにしたことにより、上記目的
を達成している。

また初期化信号を用いることにより、走査時間
を短縮できるようにしたものである。

（実施例） 第１図において、走査電極Ｌ１〜Lnとこれに
対向する制御電極Ｒ１〜Rx間に強誘電液晶を介
在させて各電極の交点において画素を形成してい
る。選択回路SEからは、走査電極Ｌ１〜Lnを順
次、時分割的に選択する選択信号Ｓ１（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NS１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RD
１がデータ信号として発生し、制御電極Ｒ１〜
Rxに供給される。すなわち応答状態（例えば、
光透過状態）を所望する画素の制御電極には応答
信号Ｄ１を供給し、逆応答状態（例えば、光遮断
状態）を所望する画素の制御電極には逆応答信号
RD１を供給するものである。

いま画素を飽和応答状態または飽和逆応答状態
にするための書込みパルスのパルス幅を１とした
とき、選択信号Ｓ１はパルス幅１に相当する間隔
は電圧０、パルス幅２で電圧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
NS１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つて
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RD１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値電圧によつて形成されてい
る。

以上の信号の供給によつて、応答状態を所望す
る画素には応答信号Ｄ１と選択信号Ｓ１との電位
差によつて第１のパルス群Ｐ１が印加され、逆応
答状態を所望する画素には逆応答信号RD１と選
択信号Ｓ１との電位差によつて第１のパルス群Ｐ
２が印加される。

第１のパルス群Ｐ１では、まずパルス幅1/3に
相当する間隔は電圧０、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−Ｖ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のパルスによつて初め
て逆飽和応答状態（光遮断状態）になるが、すぐ
にパルス幅１で電圧Ｖの書込みパルスによつて飽
和応答状態（光透過状態）となる。

また第１のパルス群Ｐ２では、まずパルス幅１
で電圧Ｖのパルスで画素は光透過状態となるがす
ぐにパルス幅１で電圧−Ｖの書込みパルスで光遮
断状態となる。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、光遮断状態
が保持される。このようにパルス群Ｐ２によつて
画素は、短い光透過状態の後に長く光遮断状態が
保持されるので、暗レベルをほとんど低下させる
ことなく光遮断状態を得ることができる。

選択信号Ｓ１が印加された後には走査電極Ｌ１
〜Lnに非選択信号NS１が印加されるが、非選択
信号と応答信号との電位差によつて画素に印加さ
れる第２のパルス群Ｐ３、および非選択信号と逆
応答信号との電位差によつて画素に印加される第
２のパルス群Ｐ４中に含まれるパルスは、いずれ
もパルス幅1/3であり、画素を飽和応答状態ある
いは飽和逆応答状態にするための書込みパルスが
含まれていないので、選択信号が印加された時の
応答（光透過状態）あるいは逆応答（光遮断状
態）状態がそのまま保持される。

第２図示では非選択信号NS１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
はデユーテイ1/3に設定してあるが、これをデユ
ーテイ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−Ｖの
パルスが２つ続く場合を生じ、光学応答状態が変
つてしまうことがある。したがつてこのようなこ
とを排除するためにはデユーテイ1/3以下が望ま
しい。しかし非選択信号のデユーテイを余り小さ
くすると、選択時の書込みパルス以外のパルスの
パルス幅が大きくなるので、デユーテイ1/8以下
が望ましい。電圧Ｖとパルス幅の決定は、液晶セ
ル厚、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。

また第１のパルス群および第２のパルス群はい
ずれも、すべての正極性のパルスに対して対称波
形の負極性のパルスが存在するため、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値電圧によつて形成された選択信号Ｓ２と
データ信号である応答信号Ｄ２および逆応答信号
RD２との電位差により生ずる第１のパルス群Ｐ
５，Ｐ６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第２
のパルス群Ｐ７およびＰ８の中のパルス幅をデユ
ーテイ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Ｓ２′、データ信号としての
応答信号Ｄ２′、逆応答信号RD２′および非選択
信号NS２′の各電気信号は、第３図示の各信号の
始めと終わ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値電圧で形成されている。こ
れらの信号によつて第１のパルス群Ｐ５′，Ｐ
６′および第２のパルス群Ｐ７′，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
てハ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新語NS２″とした例であ
つて、この信号により第２のパルス群Ｐ７″，Ｐ
８″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つている。このことは誘
電異方性がΔε＜Ｏの強誘電液晶では、ACスラビ
ライズ効果により特に有効である。高周波交流パ
ルスのパルス幅は書込みパルスの1/8以下が望ま
しく、光学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値電圧で形成されている選択信
号Ｓ３，データ信号としての応答信号Ｄ３、逆応
答信号RD３および非選択信号NS３によつて、
第１のパルス群Ｐ９，Ｐ１０および第２のパルス
群Ｐ１１，Ｐ１２を画素に印加し、第２〜５図示
と同様に画素を駆動させるものであるが、この例
では逆応答（光遮断）状態を得るための第１のパ
ルス群Ｐ１０には光透過状態にするパルスを含ま
ないために、良好な暗レベルが得られ、ハイコン
トラストが得られる。この例におけるパルス群Ｐ
１１，Ｐ１２内のパルスの幅は書込みパルスに幅
の1/4となつている。

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NS３′とし
た例であり、非選択時に生じる第２のパルス群Ｐ
１１′，Ｐ１２′によつて第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
グにおいて画素の光学応答状態を一旦初期化し、
その後に状態を変化させるまたは保持する例を示
している。すなわち第７ａ図のように走査電極Ｌ
１〜Lnの一部または全部に、２値電圧により形
成された初期化信号RS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
Ｒ１〜Rxに初期化制御信号CRを供給し、これに
よつて画面の一部または全部を一旦逆応答（光遮
断）状態に初期化する。なお初期化ライン数は１
本毎でも複数本の多くすることで１画面の書換え
時間を短縮できる。初期化した後は１走査電極毎
に選択して光学応答状態を書き込んでゆく。すな
わち第７ｂ図示のように選択された走査電極上の
画素には２値電圧によつて形成された選択信号Ｓ
４とデータ信号である応答信号Ｄ４、逆応答信号
RD４との電位差によつて、第１のパルス群Ｐ１
５またはＰ１６が印加され、非選択の走査電極に
おける画素には非選択信号NS４を応答信号Ｄ４
の逆応答信号RD４との電位差によつて、第２の
パルス群Ｐ１７またはＰ１８が印加される。パル
ス群Ｐ１５はパルス幅１で電圧−ＶとＶからな
り、後半部における正極性の書込みパルスおよび
これと波形が対称な負極性のパルスとを含んでい
る。このため画素は、光遮断状態の後に光透過状
態となり、光透過状態が書き込まれる。しかしパ
ルス群Ｐ１６には書込みパルスが含まれていない
ので、液晶は感応せず、初期化による光遮断状態
が保持される。第２のパルス群Ｐ１７，Ｐ１８内
のパルスは書込みパルスの1/4のパルス幅となつ
ており、これによつて画素は選択時の光学応答状
態が保持される。第７ｂ図示は第７ｃ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、非選択時に生じる第
２のパルス群Ｐ１７′，Ｐ１８′によつて第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わりに幅の狭いパ
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走査電極を選択すると同
時に次の走査電極を前もつて初期化する方法であ
つて、初期化のための時間が別に必要でなく、画
面の書換え時間が短縮できる例を示してある。す
なわち第８ａ図示のように、走査電極には初期化
信号RS１，RS２、選択信号Ｓ５、非選択信号
NS５が順に供給され、制御電極には選択信号に
同期して応答信号Ｄ５または逆応答信号RD５が
データ信号として供給される。初期化信号RS１，
RS２と応答信号Ｄ５または逆応答信号RD５とに
よつて、画素には電圧Ｖの初期化パルスＰ１９ま
たはＰ２０と電圧−Ｖの初期化パルスＰ２１また
はＰ２２とが順に印加され、これらの初期化パル
ス群によつて画素は光透過状態の後、光遮断状態
が書き込まれて光遮断状態に初期化される。

つづいて選択時に供給される選択信号Ｓ５、非
選択信号NS５、応答信号Ｄ５、逆応答信号RD
５はいずれも第７ｂ図示と同じであるので、これ
によつて生じる第１のパルス群Ｐ２３，Ｐ２４お
よび第２のパルス群Ｐ２５，Ｐ２６もそれぞれ第
７ｂ図示の第１のパルス群Ｐ１５，Ｐ１６および
第２のパルス群Ｐ１７，Ｐ１８と同じであり、同
様に第１のパルス群Ｐ２３によつて光透過状態が
書き込まれるが、パルス群Ｐ２４によつては液晶
は感応せず、初期化による光遮断状態が保持され
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、これにより生じる第２のパルス群Ｐ２５′，
Ｐ２６′による効果も第５図示ものもと同様であ
る。この例においても第４図示と同様に、各信号
の始めと終わ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走査
電極と選択すると同時に次の走査電極の画素を前
もつて初期化する方法をさらに発展させたもので
あつて、画素に印加されるパルス幅１で電圧ｖの
初期化パルス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個続くことによつて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、走査電極には初期化信号
RS３〜RS８、選択信号Ｓ６、非選択信号NS６
が順に供給され、制御電極には選択信号に同期し
て応答信号Ｄ６または逆応答信号RD６がデータ
信号として供給される。初期化信号RS３〜RS８
と応答信号Ｄ６または逆応答信号RD６とにより
液晶は、初期化パルスＰ２７またはＰ２８によつ
ては感応せず、初期化パルスＰ２９またはＰ３
０，Ｐ３１またはＰ３２およびＰ３３またはＰ３
４によつて飽和逆応答状態になり光遮断状態に初
期化され、つぎに続く初期化パルスＰ３５または
Ｐ３６，Ｐ３７またはＰ３８によつてしきい値以
下の応答状態にまで初期化される。つぎに選択時
に選択信号Ｓ６が供給され、応答信号Ｄ６との電
位差によつて第１のパルス群Ｐ３９が印加される
と、最初のパルス幅１で電圧ｖのパルスによつて
飽和応答状態となつて光透過状態に書き込まれ、
次のパルス幅１で電圧ｖ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
による電圧OP４０では液晶は感応せず、初期化
による光遮断状態が保持される。非選択信号NS
６による第２のパルス群Ｐ４１，Ｐ４２によつて
も液晶は感応せず、選択時の状態が保持される。
この駆動方法では、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NS６を高周波成分によ
る非選択信号NS６′として第２のパルス群Ｐ４
１′，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＋側の電圧によつて応
答、−側の電圧によつ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Ｏ，Ｖ
に限るものではなく、２値電圧のみによつて形成
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ツク毎
に分割して、これをマトリクス的に配線した光プ
リンタ用の液晶シヤツ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、電極に供給する信号を２値電
圧によつて形成したので、回路構成が簡単にな
り、温度変化に対しても容易に対応できる。また
画素に印加されるパルスは、すべての正極性のパ
ルスに対して対称波形の負極性のパルスが存在す
るか、または電圧Ｏとなるので、透明電極の黒変
や液晶の劣化がなく、長寿命の光学装置が提供で
きる。また初期化信号を用いることにより、１走
査電極における画素の書込みと同時につぎの走査
電極における画素を初期化しておくことができ、
書換えに要する時間を短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はマトリクス型液晶光学装置の一例を示
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、Ｌ１〜Ln……走査電
極、Ｓ１〜Ｓ６……選択信号、NS１〜NS６′…
…非選択信号、RS〜RS８……初期化信号、Ｄ１
〜Ｄ６……データ信号、RD１〜RD６……デー
タ信号、Ｐ１，Ｐ２……第１のパルス群、Ｐ５，
Ｐ６……第１のパルス群、Ｐ５′，Ｐ６′……第１
のパルス群、Ｐ９，Ｐ１０……第１のパルス群、
Ｐ１５，Ｐ１６……第１のパルス群、Ｐ２３，Ｐ
２４……第１のパルス群、Ｐ３９，Ｐ４０……第
１のパルス群、Ｐ３，Ｐ４……第２のパルス群、
Ｐ７，Ｐ８……第２のパルス群、Ｐ７′，Ｐ８′…
…第２のパルス群、Ｐ７″，Ｐ８″……第２のパル
ス群、Ｐ１１，Ｐ１２……第２のパルス群、Ｐ１
１′，Ｐ１２′……第２のパルス群、Ｐ１７，Ｐ１
８……第２のパルス群、Ｐ１７′，Ｐ１８′……第
２のパルス群、Ｐ２５，Ｐ２６……第２のパルス
群、Ｐ２５′，Ｐ２６′……第２のパルス群、Ｐ４
１，Ｐ４２……第２のパルス群、Ｐ４１′，Ｐ４
２′……第２のパルス群、Ｐ１３……初期化パル
ス群、Ｐ１９〜Ｐ２２……初期化パルス群、Ｐ２
７〜Ｐ３８……初期化パルス群。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 電界の印加方向によつて分子の配向状態を異
   にする液晶を複数の走査電極と複数の制御電極間
   に介在させ、各電極の交点において画素を形成し
   てなるマトリクス型液晶光学装置の駆動方法にお
   いて、 各走査電極には、順次選択信号を供給し、選択
   信号の非供給時には非選択信号を供給し、 各制御電極には、選択信号の供給に同期してデ
   ータ信号を供給し、 選択信号とデータ信号との電位差によつて、画
   素に第１のパルス群を印加して所望の光学応答状
   態とし、 非選択信号とデータ信号との電位差によつて、
   画素に第２のパルス群を印加して画素の光学応答
   状態を保持するものであつて、 選択信号、非選択信号およびデータ信号はいず
   れも、２値電圧によつて形成してあり、 第１のパルス群は、画素を所望の光学応答状態
   にする書込みパルスを含み、かつすべての正極性
   のパルスに対して対称波形の負極性のパルスが存
   在するものであり、 第２のパルス群は、画素の光学応答状態を保持
   するパルスからなり、かつすべての正極性のパル
   スに対して対称波形の負極性のパルスが存在する
   ものである ことを特徴とするマトリクス型液晶光学装置の
   駆動方法。 ２ 電界の印加方向によつて分子の配向状態を異
   にする液晶を複数の走査電極と複数の制御電極間
   に介在させ、各電極の交点において画素を形成し
   てなるマトリクス型液晶光学装置の駆動方法にお
   いて、 各走査電極には、初期化信号およびこれに続く
   選択信号を順次供給し、初期化信号および選択信
   号の非供給時には非選択信号を供給し、 各制御電極には、選択信号の供給に同期してデ
   ータ信号を供給し、 初期化信号とデータ信号との電位差によつて、
   画素に初期化パルス群を印加して光学的に初期化
   し、 選択信号とデータ信号との電位差によつて、画
   素に第１のパルス群または電圧Ｏを印加して所望
   の光学応答状態とし、 非選択信号とデータ信号との電位差によつて、
   画素に第２のパルス群を印加して画素の光学応答
   状態を保持するものであつて、 初期化信号、選択信号、非選択信号およびデー
   タ信号はいずれも２値電圧によつて形成してあ
   り、 初期化パルス群は、画素を光透過状態または光
   遮断状態にするものであり、かつすべての正極性
   のパルスに対して対称波形の負極性のパルスが存
   在するものであり、 第１のパルス群は、画素を所望の光学応答状態
   に変化させる書込みパルスまたは初期化パルス群
   によつて初期化された状態を保持するパルスを含
   み、かつすべての正極性のパルスに対して対称波
   形の負極性のパルスが存在するものであり、 第２のパルス群は、画素の光学応答状態を保持
   するパルスからなり、かつすべての正極性のパル
   スに対して対称波形の負極性のパルスが存在する
   ものである。 ことを特徴とするマトリクス型液晶光学装置の駆
   動方法。