JPH068936B2 - 液晶マトリクスパネルの駆動法 - Google Patents

液晶マトリクスパネルの駆動法

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JPH068936B2
JPH068936B2 JP653684A JP653684A JPH068936B2 JP H068936 B2 JPH068936 B2 JP H068936B2 JP 653684 A JP653684 A JP 653684A JP 653684 A JP653684 A JP 653684A JP H068936 B2 JPH068936 B2 JP H068936B2
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勲夫 太田
博 竜田
敏夫 立道
禎一 山上
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は多量の情報をコントラスト良く表示できる液晶
マトリクスパネルの駆動法に関するものである。
従来例の構成とその問題点 従来液晶は低電圧、低消費電力、薄型故に電卓、ウオッ
チ、ドットマトリクス表示に広く使用されている。たと
えば、ねじれネマチック液晶(以下TN液晶と略す)の
ドットマトリクス表示では、最適の視認性を得るための
駆動法としては、第1図(a)〜(d)に示す電圧平均化法と
いう方式が一般に利用されている。
TN液晶の光学特性は液晶に印加される実効値電圧に依
存することが知られており、第1図(a)に於けるオンセ
ルAに印加される実効値電圧とオフセルB(或いはC)
に印加される実効値電圧の比を最大にすることが、コン
トラストの良好な表示を得るためには不可欠である。な
お、図において斜線部で示すのは、表示すべき映像によ
りオンしているセルである。走査電極数がNのとき実効
値電圧比Rの最大値 になることが容易に導かれる。すなわち、最適駆動法を
とってもN=64,128,256とふえるにつれてそ
れぞれR=1.134,1.093,1.065と低下
し、コントラストや視野角が悪化するため、現状の液晶
の電気光学特性では、走査線数が実用上N=64とかN
=128が上限とならざるを得ないのが実情である。
一方、上記制約をとり除くために第2図(a)〜(g)に示す
2周波法と呼ばれる駆動法も提案されている。ここで
は、周波数の低い所では誘電異方性が正で周波数が高く
なると負の誘電異方性を示す第3図のような特別の液晶
材料が使用される。低周波電圧が印加されると液晶分子
は電界方向を向き、誘電異方性が負になる高周波電界に
対しては、液晶分子は垂直に向くため、表示のコントラ
ストが達成される。
この方式では第2図(a)〜(d)と第2図(e)〜(g)に示す如
く、低周波選択方式と高周波選択方式の2つの駆動法が
提案されており、前者では選択期間が低周波、非選択期
間が高周波、後者ではその逆になりいずれにしても、オ
ン,オフセルに印加される実効値電圧の比にとらわれる
ことなくNの大なる時にも良好なコントラストが達成さ
れる。
しかしながら、この方式では誘電異方性が強い周波数依
存性を有する液晶材料を用いる必要があることと、低周
波で高い正の誘電異方性を示す液晶材料が得にくいため
に駆動電圧が高くなってしまうこと、誘電異方性が通常
同時にかなりの温度依存性を併うために温度補償回路が
複雑になる等の問題点を有し、広く実用されるには至っ
ていない。
発明の目的 本発明は、従来の液晶マトリクスパネルの構成を若干変
更し、かつこのパネルの構成にふさわしい駆動法を採用
することによって多数の文字,図形,映像等が表示でき
る高情報表示用の液晶マトリクスパネルの駆動法を提供
するものである。
発明の構成 本発明は、N本の走査電極とM本の信号電極(N、Mは
正の整数)を有する液晶マトリクスパネルの各走査電極
及び各信号電極に対し、所定の第1ピリオド及び第2ピ
リオドの各電圧をn回づつ(nは正の整数)印加する液
晶マトリクスパネルの駆動法であって、第1ピリオドで
は、液晶マトリクスパネルの各液晶セルの選択した走査
電極に電圧V(Vは実数)を、選択しない走査電極
に電圧0と電圧 の繰り返し高周波電圧をそれぞれ印加するとともに、信
号電極にはオンセルで電圧0を、オフセルで電圧(2/
a)Vをそれぞれ印加し、第2ピリオドでは液晶マト
リクスパネルの各液晶セルの選択した走査電極に電圧0
を、選択しない走査電極に電圧Vと(1−2/a)V
の繰り返し高周波電圧をそれぞれ印加するとともに、
信号電極にはオンセルで信号電圧Vを、オフセルで電
圧(1−2/a)Vをそれぞれ印加することにより、
液晶マトリクスパネルを駆動することを特徴とするもの
である。
実施例の説明 TN液晶セルの光学特性は、通常セルに印加した電圧の
実効値に対応すると言われている。
しかるに、液晶セルに矩形波AC電圧(たとえば60H
z)を印加し、所定の黒さに保ったのち(ここではクロ
スニコルFでのTN液晶セルを用いているので、電圧0
で明るく、電圧上昇と共に暗くなる)電圧値をそのまま
にして、周波数のみを上げてゆくと、第4図に示す如く
数KHzで殆ど無電圧に等しい明度にもどってしまうこと
が明らかになった。液晶の誘電異方性が周波数と共に低
下する材料であれば、当然このようなことが生ずるが、
用いた液晶の誘電異方性の周波数依存性は上記周波数範
囲では一定であることが確認された。すなわち、液晶セ
ルの光学特性は、パネル全体としては通常必ずしも実効
値対応しているとは言い難い。この原因を電気的モデル
で考えると次の如くになる。
走査電極と信号電極の交点に当る絵素部の電気的等価回
路は、単純化した場合第5図の如く表しうる。走査電極
1と信号電極2の間にVなる交流電圧を印加した場合、
液晶セルに印加される実効電圧Vで表わされる。ただし、ωは印加交流電圧を角周波数で
あり、Rは絵素に直列に挿入された電極抵抗,配向
膜,色フィルタ膜或は付加的に導入された直列抵抗分で
あり、C,Rは結晶層の等価並列容量及び抵抗であ
る。
これより明らかな通り高周波になる程正味の液晶層に印
加される電圧は低下することになる。そして直列抵抗分
を無視出来る位いに小さくすることは実用上ははなはだ
困難である。
そこで本実施例では、セルが通常は有しているこの周波
数依存性を視認性の向上に積極的に利用する方法をとっ
た。その場合は、従来の第1図の如き電圧平均化法によ
る信号波形では、選択期間と非選択期間の周波数成分が
同じであり、第4図の特性を有効に活用し得ない。しか
るにオンセルとオフセルの非選択期間に高周波成分をの
せてこの期間実質的に液晶に小さい電圧しか印加されな
い様にすれば、選択期間内のオンセルとオフセルの電圧
の差がもっと顕著に現われ、コントラストが向上する等
である。しかし一方で液晶には寿命の点で直流電圧成分
を印加することはさけなければならない。この様な条件
より、液晶駆動波形はかなり制限を受ける。第1表の信
号波形はこれらの条件をある程度満足するものである。
すなわち、第1表の左欄に示すように、第1ピリオドの
ときは、液晶マトリクスパネルの各液晶セルの選択した
走査電極に直流電圧V(Vは実数)を、選択しない
走査電極に高周波の信号電圧0と の繰り返し電圧をそれぞれ印加するとともに、信号電極
にはオンセルで、電圧0を、オフセルで、信号電圧 をそれぞれ印加し、また第2ピリオドのときは、液晶マ
トリクスパネルの各液晶セルの選択した走査電極に走査
電圧0を、選択しない走査電極に高周波の信号電圧V
の繰り返し電圧をそれぞれ印加するとともに、信号電極
にはオンセルで、信号電圧Voを、オフセルで、信号電
をそれぞれ印加することにより、第1図(a),第2図(a)
に示すような映像ポターン(オンセルは斜線部で表示)
のとき、同図に示す液晶マトリクスパネルの各走査電
極,表示電極およびX−Yマトリクスの交点には、第1
表の右欄に示すような信号が印加される。
第1表の如き信号波形を走査,信号電極間に印加した場
合、オン絵素とオフ絵素の電極間に印加される実効値電
圧Von及びVoffは各々次式で与えられる。
従って、走査,信号電極間に印加される実効電圧比Rは となり、Rは の時に最大値をとる。電圧平均化法では で最大値をとるから走査電極がNにもかかわらず、2N
−1本相当の実効値電圧比にしかならないが、実際の液
晶層に印加される電圧比は先に述べた高周波成分によっ
て、直列抵抗分に食われる電圧成分が大きくなるので、
正味の実効電圧比は電圧平均化法による比率 より高まり得る。
第1表では簡単のためにいわゆる2フィールドAC化法
で駆動する場合について図示してあるが、フィールド内
AC法で駆動してもよく、あるいは多フィールドAC化
法で駆動してもよい。
いずれにしても本発明を有効に活用するには、液晶のマ
トリクスかセルとして第4図に示す如き顕著な特性を発
揮することが望ましく液晶材料的には、誘電異方性が数
10KHzまでたいして変化しない通常のTNセル用液晶
(この場合は、液晶層と直列に何らかの直列抵抗分が必
要)、誘電異方性が周波数と共に低下するが、高周波は
でも符号を変えることがない液晶、或は2周波駆動用の
液晶のように、高周波で符号を変える液晶等が用いられ
る。後者の液晶では必らずしも液晶層に対する直列抵抗
分は必要でない。
以上の如く液晶そのものの特性或はセルの構成面より、
或は両者の特性を併用することによって第4図の如き特
性ないしはこれ以上に周波数依存性の大きな特性をパネ
ルに寄与すれば、本願の駆動法は有効に活用でき、非選
択期間の高周波分電圧が実質上液晶層に印加されない様
にでき、実効値電圧非は最大 となり、 N=64,128,256に対して、 R=1.195,1.134,1.093のようになり
電圧平均法の2倍の走査線数に相当する実効値電圧比が
得られることが期待される。
発明の効果 本発明は、通常のTNセルで一般に生じる光学特性の周
波数依存性に着目し、従来の電圧平均化法に基づく信号
波形を変形し、非選択期間に高周波分が重畳される信号
波形を見出したものであり、パネル上或は駆動ドライバ
上たいしたコストアップになることなく、同じ走査線数
ではより優れた視認性が期待されるのであり、高情報表
示のマトリクスパネルの表示情報量の増大、視認性の向
上に寄与するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)〜(d)は従来の電圧平均化法を説明するための
図、第2図(a)〜(g)は従来の2周波法を説明するための
図、第3図は2周波法の駆動パネルに使用するのに適し
た液晶材料の誘電異方性の周波数依存性を示す図、第4
図は液晶セルに直列抵抗分がある場合のセルの光学特性
の周波数依存特性を示す図、第5図は第4図の特性を説
明するための液晶セルの電気等価回路図である。 R……直列抵抗分、R……液晶層の等価並列抵抗、
C……液晶層の等価並列容量。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 立道 敏夫 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 山上 禎一 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】N本の走査電極とM本の信号電極(N、M
    は正の整数)を有する液晶マトリクスパネルの各走査電
    極及び各信号電極に対し、所定の第1ピリオド及び第2
    ピリオドの各電圧をn回づつ(nは正の整数)印加する
    前記液晶マトリクスパネルの駆動法であって、 前記第1ピリオドでは、前記液晶マトリクスパネルの各
    液晶セルの選択した走査電極に電圧V(Vは実数)
    を、選択しない走査電極に電圧0と電圧 の繰り返し高周波電圧をそれぞれ印加するとともに、信
    号電極にはオンセルで電圧0を、オフセルで電圧(2/
    a)Vをそれぞれ印加し、 前記第2ピリオドでは前記液晶マトリクスパネルの各液
    晶セルの選択した走査電極に電圧0を、選択しない走査
    電極に電圧Vと(1−2/a)Vの繰り返し高周波
    電圧をそれぞれ印加するとともに、信号電極にはオンセ
    ルで信号電圧Vを、オフセルで電圧(1−2/a)V
    をそれぞれ印加することにより、前記液晶マトリクス
    パネルを駆動することを特徴とする液晶マトリクスパネ
    ルの駆動法。
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