JPH0695179B2 - 液晶マトリックス表示パネルの駆動法 - Google Patents
液晶マトリックス表示パネルの駆動法Info
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- JPH0695179B2 JPH0695179B2 JP60198015A JP19801585A JPH0695179B2 JP H0695179 B2 JPH0695179 B2 JP H0695179B2 JP 60198015 A JP60198015 A JP 60198015A JP 19801585 A JP19801585 A JP 19801585A JP H0695179 B2 JPH0695179 B2 JP H0695179B2
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Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
- Liquid Crystal Display Device Control (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は強誘電性液晶を液晶層として持つ液晶マトリッ
クス表示パネル及び光シャッター素子の駆動法に関する
ものである。
クス表示パネル及び光シャッター素子の駆動法に関する
ものである。
従来の技術 近年、応答速度が速くメモリー性のある強誘電性液晶の
報告がなされている（例えば、竹添秀夫、福田敦夫、久
世栄一；「工業材料」、第31巻、第10号、22）。
報告がなされている（例えば、竹添秀夫、福田敦夫、久
世栄一；「工業材料」、第31巻、第10号、22）。
以下、図面を用いて従来の強誘電性液晶パネルの一例に
ついて説明する。第６図は従来のスメクチック液晶パネ
ルの構造を示すものである。第６図において１はガラス
基板、２はITOより成る透明電極、４は強誘電性液晶
層、５は液晶分子のＣダイレクター、６は双極子モーメ
ントである。強誘電性液晶は一般に分子長軸に垂直な方
向に双極子モーメントをもっており、薄膜化により自発
分極を持つようになる。強誘電性を示すカイラルスメク
チック相の例を用いて強誘電性液晶の表記方法を第７図
に示す。第７図（ａ）は分子層の法線に対し分子長軸が
＋θ度傾いた状態、第７図（ｂ）は−θ度傾いた状態の
強誘電性液晶の表記法である。７は層の法線、８は分子
の長軸方向、９は双極子モーメントPs、10はをxy平
面上に投影した時のＣダイレクター,11は分子長軸の
法線に対する傾き角±θ度である。以上のような構造を
持つ強誘電性液晶パネルについて、以下その動作原理に
ついて図を参照しながら説明する。
ついて説明する。第６図は従来のスメクチック液晶パネ
ルの構造を示すものである。第６図において１はガラス
基板、２はITOより成る透明電極、４は強誘電性液晶
層、５は液晶分子のＣダイレクター、６は双極子モーメ
ントである。強誘電性液晶は一般に分子長軸に垂直な方
向に双極子モーメントをもっており、薄膜化により自発
分極を持つようになる。強誘電性を示すカイラルスメク
チック相の例を用いて強誘電性液晶の表記方法を第７図
に示す。第７図（ａ）は分子層の法線に対し分子長軸が
＋θ度傾いた状態、第７図（ｂ）は−θ度傾いた状態の
強誘電性液晶の表記法である。７は層の法線、８は分子
の長軸方向、９は双極子モーメントPs、10はをxy平
面上に投影した時のＣダイレクター,11は分子長軸の
法線に対する傾き角±θ度である。以上のような構造を
持つ強誘電性液晶パネルについて、以下その動作原理に
ついて図を参照しながら説明する。
第８図に従来の強誘電性液晶パネルの表示方法の原理図
を示す。12は層法線に対して分子長軸が＋θ度傾いた液
晶分子、13は−θ度傾いた液晶分子、14は紙面表方向の
双極子モーメント、15は紙面裏方向の双極子モーメン
ト、16は２枚の偏光板の方向である。さて、第８図
（ａ）は電圧無印加の状態、第８図（ｂ）は紙面表から
裏への正の電圧を印加した場合、第８図（ｃ）は紙面裏
から表へ正の電圧を印加した場合の動作原理である。こ
のように電圧の印加方向によりセル全体が±θ度傾いた
２つの状態をとり、したがって、電気光学効果による複
屈折または２色性を利用すれば明暗を表すことができ
る。
を示す。12は層法線に対して分子長軸が＋θ度傾いた液
晶分子、13は−θ度傾いた液晶分子、14は紙面表方向の
双極子モーメント、15は紙面裏方向の双極子モーメン
ト、16は２枚の偏光板の方向である。さて、第８図
（ａ）は電圧無印加の状態、第８図（ｂ）は紙面表から
裏への正の電圧を印加した場合、第８図（ｃ）は紙面裏
から表へ正の電圧を印加した場合の動作原理である。こ
のように電圧の印加方向によりセル全体が±θ度傾いた
２つの状態をとり、したがって、電気光学効果による複
屈折または２色性を利用すれば明暗を表すことができ
る。
以上が強誘電性液晶パネルの表示原理だが、分子が反転
する電圧はパルス幅に依存しており、パルス幅が長くな
る程、反転電圧は低くなる。そこで、マトリックス駆動
をする場合は、非選択期間の印加電圧のパルス幅は選択
期間の印加電圧パルス幅と同程度か、それ以下にする必
要がある。一方、従来の液晶同様、液晶の劣化を防ぐた
めに、直流成分が印加されないようにしなければならな
い。これらの条件を満たす駆動法として、１走査線選択
期間（以下１ステージと呼ぶ）内で交流パルスを加える
方法がある。第９図はその一例で、２つのフィールドか
らなり、1/4バイアスの電圧平均化法に基ずいた波形
を、フィールド毎にパルスの極性及び、オン電圧とオフ
電圧を逆転させている。オン電圧Vdでは分子は反転する
がオフ電圧Vd−２・Vhでは反転しない。したがってオン
状態は１フィールドで設定され、オフ状態は第２フィー
ルドで設定されている。（例えば、原田、田口、岩佐、
甲斐：エス・アイ・ディ｀85ダイジェスト、1985年、13
5頁〔T.HARADA,M.TAGUCHI,K.IWASA,M.KAI:SID′85 Dig
est（1985）p.131〕 発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記のようにステージ内で交流波形を用
いる駆動法では、１フィールドで１状態の設定しかでき
ないため複数のフィールドが必要になる。上記の２フィ
ールドで書き込まれる例ではオフ状態は後半で設定され
ので、前半の状態は１つ前のフレームの絵素の状態が残
っており、これは動画のように表示の変化が速い場合は
表示むらになる。また、フレーム周波数は動画の場合は
60Hz以上、OA用ディスプレイでも数Hz以上が望まれる
が、一方で１ステージは液晶の応答速度により最小時間
が決まってくるので、複数フィールド必要となると表示
可能な走査線数が減少してしまう。
する電圧はパルス幅に依存しており、パルス幅が長くな
る程、反転電圧は低くなる。そこで、マトリックス駆動
をする場合は、非選択期間の印加電圧のパルス幅は選択
期間の印加電圧パルス幅と同程度か、それ以下にする必
要がある。一方、従来の液晶同様、液晶の劣化を防ぐた
めに、直流成分が印加されないようにしなければならな
い。これらの条件を満たす駆動法として、１走査線選択
期間（以下１ステージと呼ぶ）内で交流パルスを加える
方法がある。第９図はその一例で、２つのフィールドか
らなり、1/4バイアスの電圧平均化法に基ずいた波形
を、フィールド毎にパルスの極性及び、オン電圧とオフ
電圧を逆転させている。オン電圧Vdでは分子は反転する
がオフ電圧Vd−２・Vhでは反転しない。したがってオン
状態は１フィールドで設定され、オフ状態は第２フィー
ルドで設定されている。（例えば、原田、田口、岩佐、
甲斐：エス・アイ・ディ｀85ダイジェスト、1985年、13
5頁〔T.HARADA,M.TAGUCHI,K.IWASA,M.KAI:SID′85 Dig
est（1985）p.131〕 発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記のようにステージ内で交流波形を用
いる駆動法では、１フィールドで１状態の設定しかでき
ないため複数のフィールドが必要になる。上記の２フィ
ールドで書き込まれる例ではオフ状態は後半で設定され
ので、前半の状態は１つ前のフレームの絵素の状態が残
っており、これは動画のように表示の変化が速い場合は
表示むらになる。また、フレーム周波数は動画の場合は
60Hz以上、OA用ディスプレイでも数Hz以上が望まれる
が、一方で１ステージは液晶の応答速度により最小時間
が決まってくるので、複数フィールド必要となると表示
可能な走査線数が減少してしまう。
本発明は上記問題点に鑑み、強誘電性液晶パネルを、高
いフレーム周波数で高デューティーの単純マトリックス
駆動できる液晶マトリックス表示パネルの駆動法を与え
るものである。
いフレーム周波数で高デューティーの単純マトリックス
駆動できる液晶マトリックス表示パネルの駆動法を与え
るものである。
問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明の液晶マトリックス
表示パネルの駆動法は、対向面に電極を有する一対の基
板間に強誘電性液晶を挟持し、マトリックス状の画素を
形成する液晶マトリックス表示パネルにおいて、非選択
期間内の適当な時点に走査電極に該液晶パネルを明暗ど
ちらか一定の状態にするに十分な波高値とパルス幅の第
一のパルス電圧群を印加して該液晶パネルを前記状態に
リセットし、選択期間に印加される第二のパルス電圧群
により前記状態を反転させるか、維持させて、所望の光
透過状態に制御できるものであり、第一及び第二のパル
ス電圧群は偶数個のパルスからなり、前記パルス電圧群
と信号電圧との差が交流電圧であるので、直流成分が存
在せず、液晶の劣化を招かない。
表示パネルの駆動法は、対向面に電極を有する一対の基
板間に強誘電性液晶を挟持し、マトリックス状の画素を
形成する液晶マトリックス表示パネルにおいて、非選択
期間内の適当な時点に走査電極に該液晶パネルを明暗ど
ちらか一定の状態にするに十分な波高値とパルス幅の第
一のパルス電圧群を印加して該液晶パネルを前記状態に
リセットし、選択期間に印加される第二のパルス電圧群
により前記状態を反転させるか、維持させて、所望の光
透過状態に制御できるものであり、第一及び第二のパル
ス電圧群は偶数個のパルスからなり、前記パルス電圧群
と信号電圧との差が交流電圧であるので、直流成分が存
在せず、液晶の劣化を招かない。
また、上記第一のパルス電圧群はその波高値もしくはパ
ルス幅の少なくともどちらか一方が上記第二のパルス電
圧群より大きいか等しいときに特に有効である。
ルス幅の少なくともどちらか一方が上記第二のパルス電
圧群より大きいか等しいときに特に有効である。
作用 強誘電性液晶パネルは極性及びメモリー性をもってい
る。そのため最後に閾値電圧をこえたパルスの極性方向
の分子が反転し、その状態が保持される。また通常は前
記閾値電圧は正負それぞれの極性を絶対値がほぼ等しい
ので、液晶の劣化を防ぐためにステージ内で交流パルス
を用いると、選択期間にオフ絵素にかかる閾値電圧以下
の交流パルスでは前の状態が保持されてしまうという欠
点を有する。そこで非選択期間内にリセット期間を設け
絵素をオフ状態にしてしまう。そのためにリセット期間
の信号電圧に係わらず、選択期間とは極性が逆で閾値電
圧以上の電圧がパネルに印加されるよう走査電極にリセ
ットパルスを加える。仮にリセットパルス以外の走査電
圧及び信号電圧が電圧平均化法に従うとして、リセット
パルス幅τｒと選択期間のパルス幅τｓが等しい場合の
走査電圧、信号電圧、パネルに印加される電圧を第３図
に示す。この場合、走査電圧に選択期間のパルスの３倍
の電圧が必要になる。
る。そのため最後に閾値電圧をこえたパルスの極性方向
の分子が反転し、その状態が保持される。また通常は前
記閾値電圧は正負それぞれの極性を絶対値がほぼ等しい
ので、液晶の劣化を防ぐためにステージ内で交流パルス
を用いると、選択期間にオフ絵素にかかる閾値電圧以下
の交流パルスでは前の状態が保持されてしまうという欠
点を有する。そこで非選択期間内にリセット期間を設け
絵素をオフ状態にしてしまう。そのためにリセット期間
の信号電圧に係わらず、選択期間とは極性が逆で閾値電
圧以上の電圧がパネルに印加されるよう走査電極にリセ
ットパルスを加える。仮にリセットパルス以外の走査電
圧及び信号電圧が電圧平均化法に従うとして、リセット
パルス幅τｒと選択期間のパルス幅τｓが等しい場合の
走査電圧、信号電圧、パネルに印加される電圧を第３図
に示す。この場合、走査電圧に選択期間のパルスの３倍
の電圧が必要になる。
しかし、閾値電圧はパルス幅が長くなると絶対値が小さ
くなるので、τｒを長くすれば走査電圧は低くできる。
第２図はτｒ＝２・τｓの場合の各電圧をリセットパル
ス以外は第３図と同じ条件にして表してある。リセット
パルスの電圧が選択期間の走査電圧V0と同じでも、リセ
ットパルスとオフ信号電圧の差−V0・2/aが −V0・2/a＜−Vth（τｒ） を満たせばリセットできる。但し、Vth（Ｔ）はパルス
幅Ｔのパルスでの閾値電圧1/aはバイアス比を表す。ま
た、リセットパルスとオフ信号電圧との差と時間の積は ±〔（１−2/a）・V0・τｓ ＋2/a・V0・τｓ〕＝±V0・τｓ となり、リセットパルスとオン信号電圧の差と時間の積
と等しくなる。従って、τｒがτｓの自然数倍であれば
直流成分は存在せず、電気化学反応による液晶の劣化は
起らない。
くなるので、τｒを長くすれば走査電圧は低くできる。
第２図はτｒ＝２・τｓの場合の各電圧をリセットパル
ス以外は第３図と同じ条件にして表してある。リセット
パルスの電圧が選択期間の走査電圧V0と同じでも、リセ
ットパルスとオフ信号電圧の差−V0・2/aが −V0・2/a＜−Vth（τｒ） を満たせばリセットできる。但し、Vth（Ｔ）はパルス
幅Ｔのパルスでの閾値電圧1/aはバイアス比を表す。ま
た、リセットパルスとオフ信号電圧との差と時間の積は ±〔（１−2/a）・V0・τｓ ＋2/a・V0・τｓ〕＝±V0・τｓ となり、リセットパルスとオン信号電圧の差と時間の積
と等しくなる。従って、τｒがτｓの自然数倍であれば
直流成分は存在せず、電気化学反応による液晶の劣化は
起らない。
実施例 以下に実施例を示す。
第４図及び第５図はそれぞれパルス幅250μsec、500μs
ecのパルスをパネルに印加した時の電圧−透過光量特性
である。横軸に電圧、縦軸に規格化した透過光量をとっ
てあり、初期状態の違う２つの結果を示してある。これ
らの図から、反転する電圧は250μsecで約20ボルト、50
0μsecで約11ボルトである。そこで、選択走査電圧V0＝
24ボルト、パルス幅τｓ＝250μsec、バイアス比1/4、
τｒ＝２・τｓとした時の図２の駆動波形を時系列で示
した波形図が図１である。作用で説明したように、走査
電極へ印加するリセットパルス（第１のパルス）の電圧
・パルス幅を十分大きくすれば、信号電圧がオン・オフ
に関わらずリセットが行えるので、リセットパルスは非
選択期間（他の走査線が選択されている期間）の適当な
時点に印加すれはよい。図１では、リセット期間は２選
択期間にまたがって印加されており、その時の信号電圧
は、オフ・オンと続いているが、パネルに印加される電
圧は、画素をリセットするに十分大きく、かつ正負のパ
ルスの面積（電圧×時間）が等しいので直流成分を含ま
ない。但し、図ではデューティー比は1/16になっている
が、実際には1/200で駆動した。その結果、コントラス
ト比10対１の明暗が得られた。ここで用いた液晶はエス
テル系強誘電性液晶の混合物であり、ラビングにより配
向させた。
ecのパルスをパネルに印加した時の電圧−透過光量特性
である。横軸に電圧、縦軸に規格化した透過光量をとっ
てあり、初期状態の違う２つの結果を示してある。これ
らの図から、反転する電圧は250μsecで約20ボルト、50
0μsecで約11ボルトである。そこで、選択走査電圧V0＝
24ボルト、パルス幅τｓ＝250μsec、バイアス比1/4、
τｒ＝２・τｓとした時の図２の駆動波形を時系列で示
した波形図が図１である。作用で説明したように、走査
電極へ印加するリセットパルス（第１のパルス）の電圧
・パルス幅を十分大きくすれば、信号電圧がオン・オフ
に関わらずリセットが行えるので、リセットパルスは非
選択期間（他の走査線が選択されている期間）の適当な
時点に印加すれはよい。図１では、リセット期間は２選
択期間にまたがって印加されており、その時の信号電圧
は、オフ・オンと続いているが、パネルに印加される電
圧は、画素をリセットするに十分大きく、かつ正負のパ
ルスの面積（電圧×時間）が等しいので直流成分を含ま
ない。但し、図ではデューティー比は1/16になっている
が、実際には1/200で駆動した。その結果、コントラス
ト比10対１の明暗が得られた。ここで用いた液晶はエス
テル系強誘電性液晶の混合物であり、ラビングにより配
向させた。
発明の効果 以上のように、非選択期間に偶数個のリセットパルスを
走査電極に加えることにより、直流成分を加えることな
く１フィールドで２値表示でき、１選択期間を短く構成
出来るために高いフレーム周波数でマトリクス駆動が行
えるものである。
走査電極に加えることにより、直流成分を加えることな
く１フィールドで２値表示でき、１選択期間を短く構成
出来るために高いフレーム周波数でマトリクス駆動が行
えるものである。
第１図は本発明の液晶マトリックス表示パネルの駆動法
の一例をデューティー比1/16、バイアス比1/4、リセッ
トパルス幅が選択期間の走査電圧パルス幅の２倍の場合
について表した波形図、第２図は第１図の駆動波形を選
択期間とリセット期間についてだけ示した波形図、第３
図は第２図と同様の波形をリセットパルス幅が選択期間
の走査電圧パルス幅と等しい場合について表した波形
図、第４図及び第５図はそれぞれパルス幅250μsec、50
0μsecのパルスを強誘電性液晶パネルに印加した時の電
圧−透過光量の特性図、第６図は強誘電性液晶パネルの
断面図、第７図はカイラルスメクチックＣ液晶の表記法
を示す図、第８図は従来の強誘電性液晶パネルの表示の
原理図、第９図は従来の強誘電性液晶マトリックス表示
パネルの駆動の波形図である。 １……ガラス基板、２……透明電極、３……配向膜、４
……強誘電性液晶層、５……液晶分子のＣダイレクタ
ー、６……双極子モーメント、７……層の法線、８……
分子の長軸方向ｎ、９……双極子モーメント、10……Ｃ
ダイレクター、11……分子長軸の層法線に対する傾き角
±θ度、12……層法線に対して分子長軸が＋θ度傾いた
液晶分子、13……−θ傾いた液晶分子、14……紙面表方
向の双極子モーメント、15……紙面裏方向の双極子モー
メント、16……２枚の偏光板の方向。
の一例をデューティー比1/16、バイアス比1/4、リセッ
トパルス幅が選択期間の走査電圧パルス幅の２倍の場合
について表した波形図、第２図は第１図の駆動波形を選
択期間とリセット期間についてだけ示した波形図、第３
図は第２図と同様の波形をリセットパルス幅が選択期間
の走査電圧パルス幅と等しい場合について表した波形
図、第４図及び第５図はそれぞれパルス幅250μsec、50
0μsecのパルスを強誘電性液晶パネルに印加した時の電
圧−透過光量の特性図、第６図は強誘電性液晶パネルの
断面図、第７図はカイラルスメクチックＣ液晶の表記法
を示す図、第８図は従来の強誘電性液晶パネルの表示の
原理図、第９図は従来の強誘電性液晶マトリックス表示
パネルの駆動の波形図である。 １……ガラス基板、２……透明電極、３……配向膜、４
……強誘電性液晶層、５……液晶分子のＣダイレクタ
ー、６……双極子モーメント、７……層の法線、８……
分子の長軸方向ｎ、９……双極子モーメント、10……Ｃ
ダイレクター、11……分子長軸の層法線に対する傾き角
±θ度、12……層法線に対して分子長軸が＋θ度傾いた
液晶分子、13……−θ傾いた液晶分子、14……紙面表方
向の双極子モーメント、15……紙面裏方向の双極子モー
メント、16……２枚の偏光板の方向。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大庭 周子 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 大西 博之 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 太田 勲夫 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−172029（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−156047（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−15624（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−107371（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−230197（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】対向面に電極を有する一対の基板間に強誘
電性液晶を挟持し、マトリックス状の画素を形成してな
り、他の走査電極が選択されている非選択期間内の適当
な時点に走査電極に前記液晶パネルを明暗どちらか一定
の状態にするに十分な波高値とパルス幅の第一のパルス
電圧群を印加して前記液晶パネルを前記状態にリセット
し、選択期間に印加する第二のパルス電圧群により前記
状態を反転させるか、維持させて、所定の光透過状態と
なる如く構成し、前記第一および第二のパルス電圧群が
偶数個のパルスからなり、前記第一のパルス電圧群のパ
ルス幅が前記第二のパルス電圧群のパルス幅の２以上の
自然数倍であることを特徴とする液晶マトリックス表示
パネルの駆動法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60198015A JPH0695179B2 (ja) | 1985-09-06 | 1985-09-06 | 液晶マトリックス表示パネルの駆動法 |
| US06/903,772 US5011269A (en) | 1985-09-06 | 1986-09-05 | Method of driving a ferroelectric liquid crystal matrix panel |
| DE8686306894T DE3686462T2 (de) | 1985-09-06 | 1986-09-05 | Verfahren zur ansteuerung eines fluessigkristallrasterbildschirmes. |
| EP86306894A EP0214857B1 (en) | 1985-09-06 | 1986-09-05 | Method of driving a liquid crystal matrix panel |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60198015A JPH0695179B2 (ja) | 1985-09-06 | 1985-09-06 | 液晶マトリックス表示パネルの駆動法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6256937A JPS6256937A (ja) | 1987-03-12 |
| JPH0695179B2 true JPH0695179B2 (ja) | 1994-11-24 |
Family
ID=16384092
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60198015A Expired - Fee Related JPH0695179B2 (ja) | 1985-09-06 | 1985-09-06 | 液晶マトリックス表示パネルの駆動法 |
Country Status (1)
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| JP (1) | JPH0695179B2 (ja) |
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-
1985
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
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