JPH0651280A - 強誘電性液晶素子の駆動方法 - Google Patents
強誘電性液晶素子の駆動方法Info
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- JPH0651280A JPH0651280A JP20377692A JP20377692A JPH0651280A JP H0651280 A JPH0651280 A JP H0651280A JP 20377692 A JP20377692 A JP 20377692A JP 20377692 A JP20377692 A JP 20377692A JP H0651280 A JPH0651280 A JP H0651280A
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Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
- Liquid Crystal Display Device Control (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 強誘電性液晶素子の駆動方法において、1回
の走査で白と黒を書き込むとともに、絵素に印加される
電圧を完全に交流化する。 【構成】 走査電極と信号電極に与える電圧パルスの大
きさを5式の条件を満足するように設定する。 【効果】 高速にデータ書き換えが可能であり、液晶を
劣化させない。
の走査で白と黒を書き込むとともに、絵素に印加される
電圧を完全に交流化する。 【構成】 走査電極と信号電極に与える電圧パルスの大
きさを5式の条件を満足するように設定する。 【効果】 高速にデータ書き換えが可能であり、液晶を
劣化させない。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、強誘電性液晶素子の駆
動方法に関し、特に強誘電性液晶素子の時分割駆動方法
に関する。
動方法に関し、特に強誘電性液晶素子の時分割駆動方法
に関する。
【0002】
【従来の技術】1980年に、N.A.Clark,S.T.Lagerwal
l により、いわゆるSSFLCD(SurfaceStabilized Ferroel
ectric Liquid Crystal Display)が提案されて以降、強
誘電性液晶素子は、高速応答性、双安定メモリ性とい
う、ネマティック液晶素子にはない特徴を有するため次
世代の液晶素子として注目されてきた。その後、強誘電
性液晶素子が時分割駆動が可能であることが見出される
中で、ディスプレイ素子としての応用研究が活発にされ
てきた。
l により、いわゆるSSFLCD(SurfaceStabilized Ferroel
ectric Liquid Crystal Display)が提案されて以降、強
誘電性液晶素子は、高速応答性、双安定メモリ性とい
う、ネマティック液晶素子にはない特徴を有するため次
世代の液晶素子として注目されてきた。その後、強誘電
性液晶素子が時分割駆動が可能であることが見出される
中で、ディスプレイ素子としての応用研究が活発にされ
てきた。
【0003】強誘電性液晶は、カイラルスメクティック
液晶がこれに当たり、コーンに沿ってカイラリティを有
するが、薄いセル内では、そのカイラリティが消失し、
2つの安定状態をとるようになる。図1に強誘電性液晶
セル(以下液晶セルという)の構造を示す。1は配向膜
3を形成した基板であり、強誘電性液晶2、例えば、S
mC* 液晶を挟持している。上下基板の配向膜が、一軸
配向性を有するように処理されていると、両基板の一軸
配向方向がスメクティック液晶の層の法線方向となるよ
うに、そして、液晶分子が基板にほぼ平行になるように
配向する。これを上部から見ると、層の法線方向4に対
し、+θ傾いた第一の安定状態5と、−θ傾いた第二の
安定状態6の2つの双安定状態が生じ、それぞれ自発分
極7の向きは上向き、下向きである。
液晶がこれに当たり、コーンに沿ってカイラリティを有
するが、薄いセル内では、そのカイラリティが消失し、
2つの安定状態をとるようになる。図1に強誘電性液晶
セル(以下液晶セルという)の構造を示す。1は配向膜
3を形成した基板であり、強誘電性液晶2、例えば、S
mC* 液晶を挟持している。上下基板の配向膜が、一軸
配向性を有するように処理されていると、両基板の一軸
配向方向がスメクティック液晶の層の法線方向となるよ
うに、そして、液晶分子が基板にほぼ平行になるように
配向する。これを上部から見ると、層の法線方向4に対
し、+θ傾いた第一の安定状態5と、−θ傾いた第二の
安定状態6の2つの双安定状態が生じ、それぞれ自発分
極7の向きは上向き、下向きである。
【0004】そして、印加される電界の方向に、自発分
極の向きを揃えるように液晶分子は運動するので、正負
の直流パルスにより双安定状態のいずれか一方を選択す
る。2枚の偏光板8により、2つの安定状態を光学的に
識別する。例えば、第一の安定状態を光遮断状態(以下
黒という)とすると、第二の安定状態即ち光透過状態
(以下白という)に変換する。
極の向きを揃えるように液晶分子は運動するので、正負
の直流パルスにより双安定状態のいずれか一方を選択す
る。2枚の偏光板8により、2つの安定状態を光学的に
識別する。例えば、第一の安定状態を光遮断状態(以下
黒という)とすると、第二の安定状態即ち光透過状態
(以下白という)に変換する。
【0005】図2に、液晶層に駆動電圧を印加するため
のマトリクス電極を示す。9は走査電極(以下セグメン
トという)、10は信号電極(以下コモンという)であ
る。図3は、交流バイアス平均化法を用いた線順次駆動
において1つのマトリクス絵素(以下ドットという)に
印加される駆動波形を示す。第1フレームにおいて選択
期間中に、このパルス幅での閾値電圧以上の波高値を有
する正負(コモン10基準)のパルスP1 及びP2 が連
続して加えられる。正パルスP1 により、液晶分子は第
二の安定状態に配列し続く負パルスP2 でスイッチング
し第一の安定状態に配列する。
のマトリクス電極を示す。9は走査電極(以下セグメン
トという)、10は信号電極(以下コモンという)であ
る。図3は、交流バイアス平均化法を用いた線順次駆動
において1つのマトリクス絵素(以下ドットという)に
印加される駆動波形を示す。第1フレームにおいて選択
期間中に、このパルス幅での閾値電圧以上の波高値を有
する正負(コモン10基準)のパルスP1 及びP2 が連
続して加えられる。正パルスP1 により、液晶分子は第
二の安定状態に配列し続く負パルスP2 でスイッチング
し第一の安定状態に配列する。
【0006】そして、この状態が非選択中交流パルス印
加により持続する。交流パルスの波高値が閾値以下だか
らである。よって、第1フレームでは、第一の安定状態
の黒が書き込まれ、維持され、続いて第2フレームで、
又、その表示状態がスイッチングされる。ただし、本図
では第2フレームのP4 、P5 は閾値以下、即ち、非選
択のコモン信号が入った状態の駆動波形となっているた
め、白は書き込まれず、第1フレームで書き込まれた黒
が維持される。
加により持続する。交流パルスの波高値が閾値以下だか
らである。よって、第1フレームでは、第一の安定状態
の黒が書き込まれ、維持され、続いて第2フレームで、
又、その表示状態がスイッチングされる。ただし、本図
では第2フレームのP4 、P5 は閾値以下、即ち、非選
択のコモン信号が入った状態の駆動波形となっているた
め、白は書き込まれず、第1フレームで書き込まれた黒
が維持される。
【0007】ところで、こうした一般的な波形では交流
バイアス部による液晶分子の振動があるため、コントラ
ストが低下するという問題があった。そのため、誘電異
方性が負の液晶を用いて、電界と液晶との誘電的相互作
用で、図1で示されたθの値、いわゆる見かけのコーン
角を大きくし、コントラストを上げる方法がある。これ
がACスタビライズ効果を利用する方法、ACスタビラ
イズ法である。こうしたACスタビライズ法を利用する
ための駆動方法は、図3に示したような駆動波形に高周
波の電圧を重畳するのが一般的な方法であった。
バイアス部による液晶分子の振動があるため、コントラ
ストが低下するという問題があった。そのため、誘電異
方性が負の液晶を用いて、電界と液晶との誘電的相互作
用で、図1で示されたθの値、いわゆる見かけのコーン
角を大きくし、コントラストを上げる方法がある。これ
がACスタビライズ効果を利用する方法、ACスタビラ
イズ法である。こうしたACスタビライズ法を利用する
ための駆動方法は、図3に示したような駆動波形に高周
波の電圧を重畳するのが一般的な方法であった。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】図4が、図3に高周波
電圧を重畳した駆動波形図である。しかし、このような
高周波を重畳するためには駆動回路が複雑にならざるを
得ない。又、図4のような駆動波形では、画像を書き込
むに当たって、白を書き込み、その次に黒を書き込む
か、黒を書き込んだ上で、白を書き込むか、1枚の画像
を書き込むのに、2フレーム必要であり、書き込み時間
が長くかかる。1フレームで、白と黒が同時に書き込
め、かつACスタビライズ効果を合わせもつ駆動波形が
求められていた。
電圧を重畳した駆動波形図である。しかし、このような
高周波を重畳するためには駆動回路が複雑にならざるを
得ない。又、図4のような駆動波形では、画像を書き込
むに当たって、白を書き込み、その次に黒を書き込む
か、黒を書き込んだ上で、白を書き込むか、1枚の画像
を書き込むのに、2フレーム必要であり、書き込み時間
が長くかかる。1フレームで、白と黒が同時に書き込
め、かつACスタビライズ効果を合わせもつ駆動波形が
求められていた。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、前述した従来
技術の課題を解決することを目的とし、走査電極の選択
走査電圧+Vr1,−Vr1(又は−Vr1,+Vr
1)のパルスが印加される直前に2パルス分2tの+V
r3(又は−Vr3)を前選択走査電圧として印加し、
走査電極の非選択走査電圧として±Vr2が印加され、
信号電極の選択信号電圧として、パルス幅tの±Vc1
が走査電極の選択走査電圧と逆極性で印加され、信号電
極の非選択信号電圧として、±Vc2が印加され、走査
電極の非選択走査電圧は信号電極の選択信号電圧と非選
択信号電圧の中間の値である駆動を行うものである。
技術の課題を解決することを目的とし、走査電極の選択
走査電圧+Vr1,−Vr1(又は−Vr1,+Vr
1)のパルスが印加される直前に2パルス分2tの+V
r3(又は−Vr3)を前選択走査電圧として印加し、
走査電極の非選択走査電圧として±Vr2が印加され、
信号電極の選択信号電圧として、パルス幅tの±Vc1
が走査電極の選択走査電圧と逆極性で印加され、信号電
極の非選択信号電圧として、±Vc2が印加され、走査
電極の非選択走査電圧は信号電極の選択信号電圧と非選
択信号電圧の中間の値である駆動を行うものである。
【0010】図5に、1本の走査電極に印加される前選
択走査電圧、選択走査電圧、非選択走査電圧を示す。選
択走査電圧が印加される直前に前選択走査電圧が印加さ
れ、選択走査電圧の1つ目のパルスと同極性である。図
6に、走査電極、信号電極に印加される電圧波形と、そ
れぞれの交点即ち、実際のドットに印加される電圧波形
を示している。ドットに印加される電圧波形は(走査電
圧−信号電圧)の値を示してある。走査電極の非選択走
査電極±Vr2は、信号電極の選択信号電圧±Vc1と
非選択信号電圧±Vc2の中間の値に設定されている。
図6では、信号電極の選択走査電圧と非選択走査電圧は
逆極性なので、 Vr2=(Vc1−Vc2)/2 の関係が成立している。そのため、非選択走査ラインに
は±(Vc1−Vr2)の電圧が印加され、信号電極に
選択信号電圧が印加されるか、非選択信号電圧が印加さ
れるかで逆極性の電圧が絵素に印加される。
択走査電圧、選択走査電圧、非選択走査電圧を示す。選
択走査電圧が印加される直前に前選択走査電圧が印加さ
れ、選択走査電圧の1つ目のパルスと同極性である。図
6に、走査電極、信号電極に印加される電圧波形と、そ
れぞれの交点即ち、実際のドットに印加される電圧波形
を示している。ドットに印加される電圧波形は(走査電
圧−信号電圧)の値を示してある。走査電極の非選択走
査電極±Vr2は、信号電極の選択信号電圧±Vc1と
非選択信号電圧±Vc2の中間の値に設定されている。
図6では、信号電極の選択走査電圧と非選択走査電圧は
逆極性なので、 Vr2=(Vc1−Vc2)/2 の関係が成立している。そのため、非選択走査ラインに
は±(Vc1−Vr2)の電圧が印加され、信号電極に
選択信号電圧が印加されるか、非選択信号電圧が印加さ
れるかで逆極性の電圧が絵素に印加される。
【0011】
【作用】本発明は、上記手段により、1回の書き込みで
白と黒の状態を同時に書き込み、一画面の書き込み速度
を向上させ、さらに液晶に印加される電圧が交流化して
いるため、液晶材料の劣化を防止でき、さらにACスタ
ビライズ効果をも持たせることができるものである。
白と黒の状態を同時に書き込み、一画面の書き込み速度
を向上させ、さらに液晶に印加される電圧が交流化して
いるため、液晶材料の劣化を防止でき、さらにACスタ
ビライズ効果をも持たせることができるものである。
【0012】
【実施例】以下、本発明について図面によって詳細に説
明する。図7に、走査電極の前選択走査電圧、選択走査
電圧の部分に信号電極から、選択、非選択の信号が印加
されたときの波形例を示してある。(a)が走査電極の
前選択走査電圧部、選択走査電圧部に、信号電極から両
方に選択信号が印加された場合であり、前選択走査電圧
部の2パルスと選択走査電圧部の1つ目のパルスの3パ
ルス分の電圧印加が双安定状態の一方の安定状態(例え
ば黒とする)が選択された後に、走査電極の選択走査電
圧の2つ目のパルスで、白に書き込まれる。即ち、
(a)の斜線を施した上向きのパルスで黒に、そして下
向きのパルスで白に書き込まれた後に、白の状態が保持
される。
明する。図7に、走査電極の前選択走査電圧、選択走査
電圧の部分に信号電極から、選択、非選択の信号が印加
されたときの波形例を示してある。(a)が走査電極の
前選択走査電圧部、選択走査電圧部に、信号電極から両
方に選択信号が印加された場合であり、前選択走査電圧
部の2パルスと選択走査電圧部の1つ目のパルスの3パ
ルス分の電圧印加が双安定状態の一方の安定状態(例え
ば黒とする)が選択された後に、走査電極の選択走査電
圧の2つ目のパルスで、白に書き込まれる。即ち、
(a)の斜線を施した上向きのパルスで黒に、そして下
向きのパルスで白に書き込まれた後に、白の状態が保持
される。
【0013】図7(b)が、走査電極の前選択走査電圧
部分に信号電極から非選択信号電圧が印加され、走査電
極の選択走査電圧部分に信号電極から選択信号電圧が印
加された場合の波形である。この場合も走査電極の前選
択走査電圧部の2パルスと、選択走査電圧部の1つ目の
パルスの3パルス分の電圧で黒を書き込んだ上で、走査
電極の選択走査電圧の2つ目のパルスの部分、下向きに
斜線を入れたパルスで白に書き込まれる。そして白の状
態が保持される。
部分に信号電極から非選択信号電圧が印加され、走査電
極の選択走査電圧部分に信号電極から選択信号電圧が印
加された場合の波形である。この場合も走査電極の前選
択走査電圧部の2パルスと、選択走査電圧部の1つ目の
パルスの3パルス分の電圧で黒を書き込んだ上で、走査
電極の選択走査電圧の2つ目のパルスの部分、下向きに
斜線を入れたパルスで白に書き込まれる。そして白の状
態が保持される。
【0014】ここで、Vr1+Vc1>Vthであれば
上向きのパルスで必ず一端黒が書き込まれた後に、白が
書き込まれる。そして、こうして書き込まれた状態が走
査電極の非選択走査電圧部で維持されるためには、2
(Vc1−Vr2)<Vthであればよい。これは、図
7(b)や(d)の走査電極の非選択走査電圧部分に、
2tのパルス幅の波形が印加されているが、これは信号
電極から印加される信号が、選択信号から非選択信号に
切り換わるときや、非選択信号から選択信号に切り換わ
るときに、Vc1−Vr2のパルスが2つ重なることに
なるからである。
上向きのパルスで必ず一端黒が書き込まれた後に、白が
書き込まれる。そして、こうして書き込まれた状態が走
査電極の非選択走査電圧部で維持されるためには、2
(Vc1−Vr2)<Vthであればよい。これは、図
7(b)や(d)の走査電極の非選択走査電圧部分に、
2tのパルス幅の波形が印加されているが、これは信号
電極から印加される信号が、選択信号から非選択信号に
切り換わるときや、非選択信号から選択信号に切り換わ
るときに、Vc1−Vr2のパルスが2つ重なることに
なるからである。
【0015】図7(c)では、走査電極の前選択走査電
圧部の2パルスと選択走査電圧部の1パルスの3パルス
分で黒を書き込む。このための条件は、 Vr3+Vc1−(Vc1−Vr3)+Vr1−Vc2
>Vth 即ち、 2Vr3+Vr1−Vc2>Vth であれば、黒が書き込める。これは(d)の場合も同様
である。そして、(c)(d)ともに走査電極の選択走
査電圧部に信号電極から非選択信号が印加されているた
めに、白に書き込まれずに、黒のまま保持される。白を
書き込むパルスである、走査電極の選択走査電圧部の2
つ目のパルスの値(Vr1−Vc2)がVth以下であ
ればよい。
圧部の2パルスと選択走査電圧部の1パルスの3パルス
分で黒を書き込む。このための条件は、 Vr3+Vc1−(Vc1−Vr3)+Vr1−Vc2
>Vth 即ち、 2Vr3+Vr1−Vc2>Vth であれば、黒が書き込める。これは(d)の場合も同様
である。そして、(c)(d)ともに走査電極の選択走
査電圧部に信号電極から非選択信号が印加されているた
めに、白に書き込まれずに、黒のまま保持される。白を
書き込むパルスである、走査電極の選択走査電圧部の2
つ目のパルスの値(Vr1−Vc2)がVth以下であ
ればよい。
【0016】即ち、 Vc1−Vc1<Vth であ
る。以上説明したように、走査電極の前選択走査電圧部
の2パルスと選択走査電圧部の1つ目の3パルスで黒に
書き込み、選択走査電圧部の2つ目のパルスで白を書き
込むという駆動ができる。こうした書き込みができるの
は、強誘電性液晶素子の場合、2つの安定状態間の遷移
は、一定の高いエネルギー状態を越えてもう一方の低い
エネルギー状態の安定状態にスイッチングすることであ
り、印加される電圧と印加時間の積が一定値を越えれば
スイッチングするからである。
る。以上説明したように、走査電極の前選択走査電圧部
の2パルスと選択走査電圧部の1つ目の3パルスで黒に
書き込み、選択走査電圧部の2つ目のパルスで白を書き
込むという駆動ができる。こうした書き込みができるの
は、強誘電性液晶素子の場合、2つの安定状態間の遷移
は、一定の高いエネルギー状態を越えてもう一方の低い
エネルギー状態の安定状態にスイッチングすることであ
り、印加される電圧と印加時間の積が一定値を越えれば
スイッチングするからである。
【0017】図7(d)で説明すると、走査電極の前選
択走査電圧部の2パルスと、選択走査電圧部の1つ目の
パルスで黒に書き込まれるためには、パルス幅tのとき
の閾値電圧Vthとすると、 (Vr3−Vc2)×t+(Vr3+Vc2)×t+
(Vr1+Vc2)×t>Vth×tが条件となり、 2Vr3×t+Vr1×t−Vc2×t>Vth×t 即ち、 2Vr3+Vr1−Vc2>Vth であ
り、図7(c)のときと、同じ式が条件として導き出さ
れる。
択走査電圧部の2パルスと、選択走査電圧部の1つ目の
パルスで黒に書き込まれるためには、パルス幅tのとき
の閾値電圧Vthとすると、 (Vr3−Vc2)×t+(Vr3+Vc2)×t+
(Vr1+Vc2)×t>Vth×tが条件となり、 2Vr3×t+Vr1×t−Vc2×t>Vth×t 即ち、 2Vr3+Vr1−Vc2>Vth であ
り、図7(c)のときと、同じ式が条件として導き出さ
れる。
【0018】以上、図6、図7で、本発明の波形例を示
し説明したが、この場合は信号電極の選択信号電圧±V
c1と非選択信号電圧±Vc2が逆極性であり、 Vr1−Vc2<Vth<Vr1+Vc1 2(Vc1−Vr2)<Vth<Vr1+2Vr3−V
c2 が満たされるなら、一端、双安定状態の一方の安定状態
を書き込んだ上で、もう一方の安定状態を選択的に書き
込む駆動、即ち、1回の走査で、白と黒の両方を書き込
む駆動が可能となる。
し説明したが、この場合は信号電極の選択信号電圧±V
c1と非選択信号電圧±Vc2が逆極性であり、 Vr1−Vc2<Vth<Vr1+Vc1 2(Vc1−Vr2)<Vth<Vr1+2Vr3−V
c2 が満たされるなら、一端、双安定状態の一方の安定状態
を書き込んだ上で、もう一方の安定状態を選択的に書き
込む駆動、即ち、1回の走査で、白と黒の両方を書き込
む駆動が可能となる。
【0019】さらに、図8に、信号電極の選択信号電圧
±Vc1と非選択信号電圧±Vc2が同極性の場合の波
形例を示したが、この場合に1回の走査で、白と黒を書
き込むことができる条件は、 Vr1+Vc2<Vth<Vr1+Vc1 2(Vc1−Vr2)<Vth<Vr1+2Vr3+V
c2 となる。
±Vc1と非選択信号電圧±Vc2が同極性の場合の波
形例を示したが、この場合に1回の走査で、白と黒を書
き込むことができる条件は、 Vr1+Vc2<Vth<Vr1+Vc1 2(Vc1−Vr2)<Vth<Vr1+2Vr3+V
c2 となる。
【0020】本発明の駆動波形は、走査電極の非選択走
査電圧±Vr2を信号電極の選択信号電圧±Vc1と非
選択信号電圧±Vc2の中間の値に設定してあるため、
非選択走査部には、±(Vc1−Vr2)の交流波形が
印加される。パルス幅は、tの場合と信号電極から印加
される信号電圧が選択信号電圧と非選択信号電圧が切り
換わるときは2tとなる場合があり、パルス幅2tのと
きのACスタビライズ効果が現れる電圧Vstより(V
c1−Vr2)が大きければ、ACスタビライズ効果に
より、2つの双安定状態間の見かけのコーン角が広が
り、コントラストが向上できる。ACスタビライズ効果
は、液晶のΔεが負のときに生じるので、ACスタビラ
イズ効果を利用するためには、Δε<θの液晶でなけれ
ばならない。
査電圧±Vr2を信号電極の選択信号電圧±Vc1と非
選択信号電圧±Vc2の中間の値に設定してあるため、
非選択走査部には、±(Vc1−Vr2)の交流波形が
印加される。パルス幅は、tの場合と信号電極から印加
される信号電圧が選択信号電圧と非選択信号電圧が切り
換わるときは2tとなる場合があり、パルス幅2tのと
きのACスタビライズ効果が現れる電圧Vstより(V
c1−Vr2)が大きければ、ACスタビライズ効果に
より、2つの双安定状態間の見かけのコーン角が広が
り、コントラストが向上できる。ACスタビライズ効果
は、液晶のΔεが負のときに生じるので、ACスタビラ
イズ効果を利用するためには、Δε<θの液晶でなけれ
ばならない。
【0021】以上見てきたように、走査電極の走査信号
の印加において、選択走査電圧の直前に前選択走査電圧
を設け双安定状態の一方に書き込んだ上で、もう一方の
表示状態を選択的に書き込む方法によって、従来提案さ
れていたような前選択走査電圧の期間も含め選択走査期
間とする。即ち、図5のような走査波形の場合は4パル
ス分を1走査期間とするのに比較して本発明では、1ラ
インの走査期間を半分にでき、1画面書き込みの時間を
半分に短縮できる。
の印加において、選択走査電圧の直前に前選択走査電圧
を設け双安定状態の一方に書き込んだ上で、もう一方の
表示状態を選択的に書き込む方法によって、従来提案さ
れていたような前選択走査電圧の期間も含め選択走査期
間とする。即ち、図5のような走査波形の場合は4パル
ス分を1走査期間とするのに比較して本発明では、1ラ
インの走査期間を半分にでき、1画面書き込みの時間を
半分に短縮できる。
【0022】更に、走査電極の選択走査電圧±Vr2を
信号電極の選択信号電圧±Vc1と非選択信号電圧±V
c2の間の値とすることにより、Vc1−Vr2の値の
交流電圧が非選択走査電圧に印加され、上述したよう
に、 2(Vc1−Vr2)<Vth であれば、書き込まれた状態は安定に保持される。ま
た、強誘電性液晶のΔεが負であり、パルス幅が2tの
ときのACスタビライズ効果が生じる電圧Vstより、
このVc1−Vr2の値が大きければ、この非選択走査
部にはACスタビライズ効果による見かけのコーン角の
拡大が生じ、高コントラスト化がはかれる。この駆動波
形は、これまでのACスタビライズ効果を利用する駆動
波形のように、高周波のAC波形を重畳印加することが
不要であり、簡便な駆動回路で済ませるというメリット
がある。
信号電極の選択信号電圧±Vc1と非選択信号電圧±V
c2の間の値とすることにより、Vc1−Vr2の値の
交流電圧が非選択走査電圧に印加され、上述したよう
に、 2(Vc1−Vr2)<Vth であれば、書き込まれた状態は安定に保持される。ま
た、強誘電性液晶のΔεが負であり、パルス幅が2tの
ときのACスタビライズ効果が生じる電圧Vstより、
このVc1−Vr2の値が大きければ、この非選択走査
部にはACスタビライズ効果による見かけのコーン角の
拡大が生じ、高コントラスト化がはかれる。この駆動波
形は、これまでのACスタビライズ効果を利用する駆動
波形のように、高周波のAC波形を重畳印加することが
不要であり、簡便な駆動回路で済ませるというメリット
がある。
【0023】図6、図8は、本発明の駆動方法を一般的
な形で図示したが、図9のように走査電極の非選択走査
電圧を0Vにすることもできる。そうすると、信号電極
の選択信号電圧±Vc1と非選択信号電圧±Vc2が同
じ値で逆極性となる。即ち、Vc1=Vc2となる。そ
のために、ドライバーからの出力値を減少でき、駆動回
路が簡便で済む。また、図10に示したように、信号電
極の非選択信号電圧を0Vに設定することも可能であ
る。その場合はVc2=0Vとなるため、2Vr2=V
cとなる。この場合も上と同様ドライバーからの出力値
を減少させ、回路の簡便化が達成できる。
な形で図示したが、図9のように走査電極の非選択走査
電圧を0Vにすることもできる。そうすると、信号電極
の選択信号電圧±Vc1と非選択信号電圧±Vc2が同
じ値で逆極性となる。即ち、Vc1=Vc2となる。そ
のために、ドライバーからの出力値を減少でき、駆動回
路が簡便で済む。また、図10に示したように、信号電
極の非選択信号電圧を0Vに設定することも可能であ
る。その場合はVc2=0Vとなるため、2Vr2=V
cとなる。この場合も上と同様ドライバーからの出力値
を減少させ、回路の簡便化が達成できる。
【0024】更に、ドライバーの出力値を減少させるた
めにVr1=Vr3とすれば良い。図9で、Vr1=V
r3とすると、簡便な波形となる。ところで、この駆動
方法では、信号電極には完全交流の電圧が印加される
が、走査電極に印加される波形で前選択走査電圧が直流
電圧なため、この分の直流電圧成分が印加されざるを得
ない。通常の液晶素子の場合、直流電圧分が印加され続
けると寿命が短くなり、好ましくない。そのため走査電
極に印加する走査波形を1フレーム毎に反転させ、2フ
レームで直流成分が印加されないようにすることができ
る。
めにVr1=Vr3とすれば良い。図9で、Vr1=V
r3とすると、簡便な波形となる。ところで、この駆動
方法では、信号電極には完全交流の電圧が印加される
が、走査電極に印加される波形で前選択走査電圧が直流
電圧なため、この分の直流電圧成分が印加されざるを得
ない。通常の液晶素子の場合、直流電圧分が印加され続
けると寿命が短くなり、好ましくない。そのため走査電
極に印加する走査波形を1フレーム毎に反転させ、2フ
レームで直流成分が印加されないようにすることができ
る。
【0025】例えは、図10が具体的な波形とすると、
この波形を偶数フレームとし、図11に示した走査電極
に印加する電圧の極性を反転させ、信号電極に印加する
電圧の極性を反転させ、選択、非選択を入れ換えた駆動
波形を奇数フレームとし、交互に印加し続けると直流成
分はキャンセルできる。
この波形を偶数フレームとし、図11に示した走査電極
に印加する電圧の極性を反転させ、信号電極に印加する
電圧の極性を反転させ、選択、非選択を入れ換えた駆動
波形を奇数フレームとし、交互に印加し続けると直流成
分はキャンセルできる。
【0026】図10の駆動波形が一端黒を書き込んだ上
で白を選択的に書き込む波形とすると、図11は、一端
白を書き込んだ上で、黒を選択的に書き込んでいく波形
となる。そのため、例えば、黒を書き込み続けるために
は、偶数フレームでは非選択信号を信号電極に印加し続
け、奇数フレームでは一端白に書き込んだ上で、黒に書
き込む波形、即ち、図11では信号電極の非選択信号電
圧として示されてある±Vc1を印加し続けることにな
る。
で白を選択的に書き込む波形とすると、図11は、一端
白を書き込んだ上で、黒を選択的に書き込んでいく波形
となる。そのため、例えば、黒を書き込み続けるために
は、偶数フレームでは非選択信号を信号電極に印加し続
け、奇数フレームでは一端白に書き込んだ上で、黒に書
き込む波形、即ち、図11では信号電極の非選択信号電
圧として示されてある±Vc1を印加し続けることにな
る。
【0027】更に、完全交流化をはかる方法して、図1
2に示したように、走査電極の走査信号の印加におい
て、前選択走査電圧が印加される直前に、前選択走査電
圧と逆極性のVr2を印加し、パルス幅2tとすると
(この電圧パルスを図12に示したように、以下交流化
走査電圧と呼ぶ)、前選択走査電圧と交流化走査電圧で
直流成分はキャンセルされるため、走査電極に印加され
る走査波形は完全交流化される。この交流化走査電圧が
印加される期間にも、信号電極から選択、非選択の信号
が印加されるが、その後すぐに、前選択走査電圧、選択
走査電圧部で書き込まれるため、交流化走査電圧期間
で、表示状態が変化したとしても、全体の表示状態には
影響を与えることはない。
2に示したように、走査電極の走査信号の印加におい
て、前選択走査電圧が印加される直前に、前選択走査電
圧と逆極性のVr2を印加し、パルス幅2tとすると
(この電圧パルスを図12に示したように、以下交流化
走査電圧と呼ぶ)、前選択走査電圧と交流化走査電圧で
直流成分はキャンセルされるため、走査電極に印加され
る走査波形は完全交流化される。この交流化走査電圧が
印加される期間にも、信号電極から選択、非選択の信号
が印加されるが、その後すぐに、前選択走査電圧、選択
走査電圧部で書き込まれるため、交流化走査電圧期間
で、表示状態が変化したとしても、全体の表示状態には
影響を与えることはない。
【0028】この方法を採用すると、図10、図11で
説明したように、偶数フレーム、奇数フレームで走査電
極に印加する電圧波形の極性を逆転させなくても完全交
流化がはかれる。図13に、本発明の駆動波形を印加し
たときに絵素に印加される電圧波形(a)とその時の絵
素の透過光強度(b)、(c)を示す。駆動波形は、走
査電極に印加する走査波形として、交流化走査電圧部を
設け、完全交流化し、かつ、Vr1=Vr2の例を示し
た。交流化走査電圧部、前選択走査電圧部、選択電圧部
それぞれに信号電極から選択信号が印加された波形であ
る。そのときの透過光強度として、(b)、(c)で示
したが、(b)がACスタビライズ効果をもたない一般
の強誘電性液晶素子のものであり、(c)はACスタビ
ライズ効果を有する強誘電性液晶素子のものである。そ
れぞれ選択走査される前の表示状態が、黒だったときと
白だっとときの両方の場合について示してある。
説明したように、偶数フレーム、奇数フレームで走査電
極に印加する電圧波形の極性を逆転させなくても完全交
流化がはかれる。図13に、本発明の駆動波形を印加し
たときに絵素に印加される電圧波形(a)とその時の絵
素の透過光強度(b)、(c)を示す。駆動波形は、走
査電極に印加する走査波形として、交流化走査電圧部を
設け、完全交流化し、かつ、Vr1=Vr2の例を示し
た。交流化走査電圧部、前選択走査電圧部、選択電圧部
それぞれに信号電極から選択信号が印加された波形であ
る。そのときの透過光強度として、(b)、(c)で示
したが、(b)がACスタビライズ効果をもたない一般
の強誘電性液晶素子のものであり、(c)はACスタビ
ライズ効果を有する強誘電性液晶素子のものである。そ
れぞれ選択走査される前の表示状態が、黒だったときと
白だっとときの両方の場合について示してある。
【0029】図13の波形では交流化電圧部、前選択電
圧部、選択電圧部に同じ波高値の電圧が印加されるた
め、その波高値のパルスで全て表示状態がスイッチング
する。よって、交流化電圧部で、一端黒に書き込まれ、
前選択電圧部と選択電圧部の1つ目のパルスで、白に書
き込まれた後に選択電圧部の2つ目のパルスで再度黒に
書き込まれている。(b)、(c)を比較すれば、明ら
かに非選択電圧部の交流波形によるACスタビライズ効
果が生じる(c)方が表示のコントラストが良好なこと
がわかる。
圧部、選択電圧部に同じ波高値の電圧が印加されるた
め、その波高値のパルスで全て表示状態がスイッチング
する。よって、交流化電圧部で、一端黒に書き込まれ、
前選択電圧部と選択電圧部の1つ目のパルスで、白に書
き込まれた後に選択電圧部の2つ目のパルスで再度黒に
書き込まれている。(b)、(c)を比較すれば、明ら
かに非選択電圧部の交流波形によるACスタビライズ効
果が生じる(c)方が表示のコントラストが良好なこと
がわかる。
【0030】200本の走査電極を有するガラス基板お
よび200本の信号電極を有するガラス基板に、1H,
1H,7H−ドデカフルオロー1−ヘプタノールに、ポ
リフマル酸ジイソプロピルを1%溶解させた配向剤をス
ピンナー塗布し、加熱、乾燥させた後に、ラビング方向
が同一となるようにパラレルにラビング処理した。この
2枚の基板間のギャップが1.5μmとなるように、セ
ル組みし、以下の液晶組成物を注入し、封止した。
よび200本の信号電極を有するガラス基板に、1H,
1H,7H−ドデカフルオロー1−ヘプタノールに、ポ
リフマル酸ジイソプロピルを1%溶解させた配向剤をス
ピンナー塗布し、加熱、乾燥させた後に、ラビング方向
が同一となるようにパラレルにラビング処理した。この
2枚の基板間のギャップが1.5μmとなるように、セ
ル組みし、以下の液晶組成物を注入し、封止した。
【0031】
【化1】
【0032】組立てた液晶セルに、直交ニコルに偏光板
をはり、モジュール基板に接続し、実際の駆動波形でコ
ントラストを測定した。駆動波形としては走査電極に
は、Vr1=Vr3=10V、Vr2=8Vの値の2図
に示された波形を印加し、信号電極にはVc1=16V
の図10に示された信号電圧波形を印加した。
をはり、モジュール基板に接続し、実際の駆動波形でコ
ントラストを測定した。駆動波形としては走査電極に
は、Vr1=Vr3=10V、Vr2=8Vの値の2図
に示された波形を印加し、信号電極にはVc1=16V
の図10に示された信号電圧波形を印加した。
【0033】パルス幅が33μsから50μsまで表示
のON−OFFのコントラストがとれ、パルス幅が小さ
いときの方がコントラストが良く、パルス幅40μse
cのときに、絵素部のON−OFFのコントラストとし
て、16:1が得られた。これは非選択のときに印加さ
れる±8V、パルス幅40μsecの駆動波形で、AC
スタビライズ効果が生じていることを示している。
のON−OFFのコントラストがとれ、パルス幅が小さ
いときの方がコントラストが良く、パルス幅40μse
cのときに、絵素部のON−OFFのコントラストとし
て、16:1が得られた。これは非選択のときに印加さ
れる±8V、パルス幅40μsecの駆動波形で、AC
スタビライズ効果が生じていることを示している。
【0034】パルス幅40μsecのときは、1選択走
査期間が80μsecであり、この200本の液晶セル
では、62.5画面/secの画面書き換え速度が得ら
れた。
査期間が80μsecであり、この200本の液晶セル
では、62.5画面/secの画面書き換え速度が得ら
れた。
【0035】
【発明の効果】本発明の駆動方法を使うことにより、マ
トリクス電極構成の強誘電性液晶素子において、1回の
走査で白と黒の書き込みができ、1画面の書き換え速度
を倍にすることができた。更に、絵素に印加される電圧
は完全に交流化し、直流電圧が印加される場合の素子の
劣化の問題を除去することができた。また、Δε<0の
強誘電性液晶を使用することにより、ACスタビライズ
効果を持たせることができ、高コントラストが達成でき
た。
トリクス電極構成の強誘電性液晶素子において、1回の
走査で白と黒の書き込みができ、1画面の書き換え速度
を倍にすることができた。更に、絵素に印加される電圧
は完全に交流化し、直流電圧が印加される場合の素子の
劣化の問題を除去することができた。また、Δε<0の
強誘電性液晶を使用することにより、ACスタビライズ
効果を持たせることができ、高コントラストが達成でき
た。
【図1】強誘電性液晶の斜視図である。
【図2】液晶セルの電極配置図である。
【図3】強誘電性液晶セルの従来の駆動波形図である。
【図4】強誘電性液晶セルの従来の駆動波形図である。
【図5】走査電極に印加される走査電圧波形図である。
【図6】走査電圧波形、信号電圧波形および絵素に印加
される電圧波形を示す図である。
される電圧波形を示す図である。
【図7】絵素に印加される電圧波形図である。
【図8】走査電圧波形、信号電圧波形および絵素に印加
される電圧波形を示す図である。
される電圧波形を示す図である。
【図9】走査電圧波形、信号電圧波形および絵素に印加
される電圧波形を示す図である。
される電圧波形を示す図である。
【図10】走査電圧波形、信号電圧波形および絵素に印
加される電圧波形を示す図である。
加される電圧波形を示す図である。
【図11】走査電圧波形、信号電圧波形および絵素に印
加される電圧波形を示す図である。
加される電圧波形を示す図である。
【図12】走査電極に印加される走査電圧波形図であ
る。
る。
【図13】絵素に印加される電圧波形とその波形が印加
されたときの透過光強度を示す出力である。
されたときの透過光強度を示す出力である。
1 基板 2 偏向板 8 偏光板 9 走査電極 10 信号電極
Claims (4)
- 【請求項1】 複数の走査電極を有する基板と複数の信
号電極を有する基板間に強誘電性液晶組成物を挟持し、
該走査電極と該信号電極の交差部に絵素を形成し、安定
な光学状態を反転させて動作する強誘電性液晶素子の駆
動方法において、 該走査電極の選択期間において、パルス幅t、大きさV
r1の極性の異なる2つの電圧パルスを含む選択走査電
圧を該走査電極に印加し、該走査電極の非選択期間にお
いて、大きさVr2を越えない非選択走査電圧を該走査
電極に印加し、 該走査電極の選択される直前の期間2tにおいて、該選
択走査電圧の最初の電圧パルスと極性が同じであり、大
きさVr3の前選択走査電圧を該走査電極に印加し、 該信号電極には、パルス幅t、大きさVc1である両極
性の電圧パルスを含み、かつ、該選択走査電圧と逆極性
を持つ選択信号電圧と、パルス幅t、大きさVc2を持
つ非選択信号電圧を印加して明暗情報を該絵素に書き込
む際に、 該非選択走査電圧Vr2は次式(1)を満たし、 Vc1>Vr2>Vc2 ・・・(1) 電圧パルスの時間幅tにおいて光学状態が反転するしき
い値電圧をVthとして、該信号電極の、選択信号電圧
と非選択信号電圧とに含まれる電圧パルスの極性が同じ
であるとき、次式(2)と(3)を満たし、 Vr1+Vc2<Vth<Vr1+Vc1 ・・・(2) 2(Vc1−Vr2)<Vth<Vr1+2Vr3+Vc2・・・(3) 該信号電極の、選択信号電圧と非選択信号電圧とに含ま
れる電圧パルスの極性が逆であるとき、次式(4)と
(5)を満たす Vr1−Vc2<Vth<Vr1+Vc1 ・・・(4) 2(Vc1−Vr2)<Vth<Vr1+2Vr3−Vc2・・・(5) ことを特徴とする強誘電性液晶素子の駆動方法。 - 【請求項2】 電圧パルスの時間幅が2tのときのAC
スタビライズ効果が生じる電圧をVstとしたとき、次
式(6)を満たす Vst<Vc1−Vr2 ・・・(6) ことを特徴とする請求項1記載の強誘電性液晶素子の駆
動方法。 - 【請求項3】 走査電極に印加される走査信号電圧の極
性が、偶数フレームと奇数フレームで逆転し、それに同
期して信号電極に極性も逆転し、かつ、選択−非選択の
信号が逆になることを特徴とする請求項1記載の強誘電
性液晶素子の駆動方法。 - 【請求項4】 印加される矩形波交流の電圧パルスの時
間幅をtとしたときの、2tに相当する前選択走査電圧
Vr3と逆極性の2tのパルスが前選択走査電圧の直前
に印加されることを特徴とする請求項1記載の強誘電性
液晶素子の駆動方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20377692A JPH0651280A (ja) | 1992-07-30 | 1992-07-30 | 強誘電性液晶素子の駆動方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20377692A JPH0651280A (ja) | 1992-07-30 | 1992-07-30 | 強誘電性液晶素子の駆動方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0651280A true JPH0651280A (ja) | 1994-02-25 |
Family
ID=16479602
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20377692A Pending JPH0651280A (ja) | 1992-07-30 | 1992-07-30 | 強誘電性液晶素子の駆動方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0651280A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009229852A (ja) * | 2008-03-24 | 2009-10-08 | Citizen Holdings Co Ltd | 強誘電性液晶装置 |
-
1992
- 1992-07-30 JP JP20377692A patent/JPH0651280A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009229852A (ja) * | 2008-03-24 | 2009-10-08 | Citizen Holdings Co Ltd | 強誘電性液晶装置 |
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