JPH0713130A - 強誘電性液晶パネルの駆動法 - Google Patents

強誘電性液晶パネルの駆動法

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JPH0713130A
JPH0713130A JP18095093A JP18095093A JPH0713130A JP H0713130 A JPH0713130 A JP H0713130A JP 18095093 A JP18095093 A JP 18095093A JP 18095093 A JP18095093 A JP 18095093A JP H0713130 A JPH0713130 A JP H0713130A
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JP
Japan
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liquid crystal
vop
ferroelectric liquid
vth
crystal panel
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JP18095093A
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Osamu Taniguchi
修 谷口
Akira Tsuboyama
明 坪山
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Canon Inc
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Abstract

(57)【要約】 【目的】大面積の強誘電性液晶パネルであっても均一な
表示を可能にする。 【構成】強誘電性液晶パネルの各位置における飽和電圧
の最大値をVsatma とし、閾値電圧の最小値をVthmi
した場合において、 Vsatma <Vop<{N/(N−2)}Vthmi なる関係を満足する選択電圧Vopを選択画素に印加する
と共に、非選択電圧Vop/Nを非選択画素に印加する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、強誘電性液晶パネルの
駆動法に係り、詳しくは最適化された駆動電圧及びバイ
アス比を与える駆動法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、双安定性を有する液晶素子の
使用が、クラーク(Clark)及びラガールウォール
(Lagerwall)の両者により特開昭56−10
7216号公報、米国特許第4,367,924号明細
書等で提案されている。双安定性液晶としては、一般に
カイラルスメクチックC相(SmC*)又はH相(Sm
H*)を有する強誘電性液晶が用いられ、これらの状態
において、印加された電界に応答して第1の光学的安定
状態と第2の光学的安定状態とのいずれかをとり、且つ
電界が印加されない時はその状態を維持する性質、即ち
双安定性を有し、また電界の変化に対する応答がすみや
かで、高速且つ記億型の表示装置等の分野における幅広
い利用が期待されている。
【0003】一方、このような強誘電性液晶を利用した
液晶素子の駆動法に関しても数多く提案されており、例
えば、特開昭60−31121号公報や特開昭62−2
78539号公報等において最適なバイアス比を与える
駆動条件が開示されている。特に、特開昭62−278
539号公報には、液晶素子の閾値特性と駆動パルスと
の関係から、マトリックス駆動が可能で且つ、最大のコ
ントラストを与えるバイアス値の設定法が開示されてい
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した駆
動法は、液晶素子全体が均一であり閾値特性も均一であ
ることを前提としているが、実際に作製される液晶セル
では、温度・セル厚が不均一なため閾値特性もばらつい
ており(素子面積が大きくなるほど顕著である)、上記
駆動法では画面全体に画像を表示できなかったり、表示
の不均一が発生する等の問題があった。
【0005】そこで、本発明は、最適化された駆動電圧
及びバイアス比を与えて駆動することにより上述問題を
解決した、強誘電性液晶パネルの駆動法を提供すること
を目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述事情に鑑
みなされたものであって、複数の走査電極と複数の情報
電極とからなるマトリックス電極と、前記走査電極と情
報電極との間に配設された強誘電性液晶と、を備えた強
誘電性液晶パネルにおいて、前記強誘電性液晶パネルの
各位置における飽和電圧の最大値をVsatma とし、閾値
電圧の最小値をVthmiとした場合に、Vsatma <Vop<
{N/(N−2)}Vthmiなる関係を満足する選択電圧
Vopを選択画素に印加すると共に、非選択電圧Vop/N
を非選択画素に印加する、ことを特徴とする。
【0007】この場合、前記選択電圧Vopが、Vop=V
satma +δVop(但し、0<δVop<Vthmi)であっ
て、かつバイアス比Nが{(N−2)/N}<Vthmi
Vopなる関係を満たす有効数字2桁の最大値であること
を特徴とする。
【0008】
【作用】以上構成に基づき、上記条件を満足する選択電
圧Vop及び非選択電圧Vop/Nを印加すると、大面積の
強誘電性液晶パネルであっても均一な表示を可能にす
る。
【0009】
【実施例】以下、図面に沿って、本発明の実施例につい
て説明する。
【0010】まず、図3に沿って、マトリックス電極を
配置した強誘電性液晶パネルの構造について説明する。
【0011】この強誘電性液晶パネル31には、走査線
32,…とデータ線33,…とが互いに交差して配線さ
れており、各交差部における走査線32とデータ線33
との間には強誘電性液晶が配置されている。また、図中
の符号34は走査回路を示しており、さらに符号35は
走査側駆動電圧発生回路を、符号36は信号側駆動電圧
発生回路を、符号37はラインメモリーを、符号38は
シフトレジスタをそれぞれ表わしている。
【0012】ついで、図2(a) に沿って、パネル駆動時
に印加される波形について説明する。
【0013】図2(a) 中の波形SS は、選択された走査
線に印加する選択走査波形を示しており、波形SN は選
択されていない走査線に印加する非選択走査波形を、ま
た波形IS は選択されたデータ線に印加する選択情報波
形(黒)を、さらに波形INは選択されていないデータ
線に印加する非選択情報信号(白)を表わしている。ま
た、波形(IS ーSS )と波形(IN ーSS )とは、選
択された走査線上の画素に印加する電圧波形を示してお
り、このうちの波形(IS ーSS )が印加された画素は
黒の表示状態をとり、波形(IN ーSS )が印加された
画素は白の表示状態をとるようになっている。さらに、
これらの波形において、符号P1、P2、P3はそれぞ
れ選択パルス、半選択パルス、非選択パルスを示してお
り、以下の説明においては、 P1=VS +VI =Vop P2=VS −VI =VH P3=VI とする。一方、バイアス比をNとすると Vop=NVI ・・・(1) で表されるため、半選択パルスの電圧値VH をこのバイ
アス比Nで表わすと、 VH ={(N−2)/N}Vop ・・・(2) となる。またさらに、図2(b) には、図2(a) に示す駆
動波形で図3に示す表示を行ったときの時系列波形を示
している。
【0014】次に、これらの値と強誘電性液晶パネルの
電気光学特性との関係を、図1に沿って説明する。この
図1は、図3に示したFLCパネル内の後述する2点に
おける閾値特性を示している。この図において、横軸は
印加電圧で前述したVopに対応しており、縦軸はそれぞ
れの電圧値に対する透過率を任意スケールで表わしてい
る。なお、この特性を測定する際に印加する波形は双極
性のパルス又は図2(b) の合成波形(I2 −S1 )等を
用いることができ、パルス幅は駆動波形のパルス幅と一
致させている。
【0015】この特性は一般にセル内の温度の分布やセ
ル厚の分布等によりバラツキをもつが、図1ではセル内
で最も閾値特性が低電圧側にある箇所での特性曲線を
B、最も高電圧側にある箇所での特性曲線をAとし、各
々の曲線における閾値電圧をVthmi、Vthma、飽和電圧
をVsatmi 、Vsatma とする。このようなパネル内に閾
値特性の分布を持つパネル全体に正常な画像を表示する
ためには(即ち、マトリックス駆動が可能であるために
は)、前述した選択パルスの電圧値Vop及び半選択パル
スの電圧値VH に以下の駆動条件を課す必要がある。
【0016】すなわち、 Vop≧Vsatma ・・・(3) VH ≦Vthmi ・・・(4) 式(4)と(2)より Vop≦{N/(N−2)}Vthmi ・・・(5) 式(5)と(3)より Vsatma ≦Vop≦{N/(N−2)}Vthmi ・・・(6) この(6)式によりパネルの閾値特性と選択電圧及びバ
イアス比の関係が定められる。
【0017】次に選択電圧及びバイアス比の設定につい
て述べる。ここで、選択電圧は当然ながら低い方が望ま
しく、またバイアス比は大きい方が望ましい。即ち、バ
イアス比が大きければ式(1)より非選択電圧値が小さ
くなり、非選択時における液晶分子の応答が小さくな
り、結果としてコントラストが高くなる。以上のことか
ら、例えば次のように各電圧値を設定することが考えら
れる。
【0018】 Vop=Vsatma 、 VH =Vthmi ・・・(7) 式(7)による設定は確かに最も高いコントラストで駆
動可能な条件ではあるが、実際のパネルの駆動には適さ
ない。つまり、パネル全体としての温度変化や、IC回
路の微少な電圧変動、及び配線抵抗等によるパルスの変
形等により、(7)式のような極限的な条件では実用的
にはパネル全体を駆動することは極めて困難である。以
上のことから本発明では選択電圧Vopは次のように設定
することができる。
【0019】 Vop=Vsatma +δVop ・・・(8) 但し、0<δVop<Vthmi ここで、(8)式におけるδVopはパネルの大きさや温
度より設定される。またバイアス比Nは(8)式で決め
られたVopに対して(5)式より {(N−2)/N}<Vthmi/Vop ・・・(9) の範囲であることがマトリックス駆動できるための条件
となる。前述したようにコントラストを上げるためには
Nはできるだけ大きい方が望ましい。従って(9)式を
満たすNの最大値を設定することができるが必ずしもN
は整数である必要はない。しかしながら、Nをあまりに
細かい数値に設定しても表示特性の変化が小さいので、
特性的に意味のあるケタ数として有効数字2ケタ程度と
するのが適当である。なお、本発明者は、本実施例の効
果を確かめるべく、以下に述べる方法で駆動実験を行っ
た。
【0020】本実験に用いたセル構造体100は、図4
に示す如く、ガラス板又はプラスチツク板等からなる一
対の基板101,101を備えており、これらの基板間
にはスぺーサ104が介装されて、基板101,101
を所定の間隔に保持している。また、基板間隙の周囲に
は接着剤106が塗布されており、これらの基板10
1,101を接着すると共に、この一対の基板101,
101をシーリングしている。さらに、基板101上に
は、複数の透明電極102からなる電極群(例えば、マ
トリックス電極構造のうちの走査電圧印加用電極群)が
例えば帯状パターン等の所定パターンで形成されてい
る。また一方の基板101′の上には、前述の透明電極
102と交差させた複数の透明電極102′からなる電
極群(例えば、マトリックス電極構造のうちの信号電圧
印加電極群)が形成されている。なお、図示はしていな
いが、いずれか一方の透明電極102,102′に配向
制御膜やシヨー卜防止用保護膜を用いてもよい。そし
て、このように組み立てたセル構造体にフェニルピリミ
ジン系液晶組成物を注入し、画面サイズが約A4版の液
晶ディスプレイパネルを作製した。なお、この液晶組成
物の相転移過程は以下に示す通りである。
【0021】
【外1】 本実験では図4に示した画素A及び画素Bにおける閾値
特性がそれぞれ図1における特性曲線A及びBに相当し
た。すなわち、該パネル内で最も低閾値の特性を示した
のが画素B、最も高閾値の特性を示したのが画素Aであ
って、このようなパネル内の閾値特性の違いを検出する
には、例えば駆動パルスの電圧値を徐々に高くしながら
全画素に印加し、最初に所定の画像表示が行われる画素
と最後に行われる画素とを調べることにより、検出する
ことができる。
【0022】具体的には、パルス幅50μs の正負対称
な双極性パルスを用いて、室温において、図1に対応す
る各閾値、飽和値を求めたところ、各々Vthmi=13
V、Vsatmi =14V、Vthma=16V、Vsatma =1
7Vであった。また、選択電圧VopはδVop=5V(<
Vthmi)としてVop=22Vとした。このとき(9)式
の右辺はVthmi/Vop=0.59となり(9)式を満た
す最大のバイアス比Nは有効数字2ケタとしてN=4.
8となる。
【0023】前述した液晶パネルを図2に示した駆動波
形を用いて駆動電圧Vop=22V、バイアス比N=4.
8として駆動したところ良好な画像を表示することがで
きた。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
駆動電圧とバイアス比とを適正に選択することにより、
閾値特性に分布をもつ液晶パネルにおいても高コントラ
ストの表示を行うことが可能となる。そして、大面積の
強誘電性液晶パネルであっても均一な表示を可能にす
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】図4に示すパネル内の2点における閾値特性を
示した図。
【図2】本発明に係る駆動法において用いられる駆動電
圧の波形を示す波形図。
【図3】マトリックス電極を配置した強誘電性液晶パネ
ルの構造を示す図。
【図4】図3の詳細図。
【符号の説明】
31 強誘電性液晶パネル 32 走査電極(走査線) 33 情報電極(データ線) 101 強誘電性液晶パネル(セル構造体) 102 走査電極(透明電極) 102´ 情報電極(透明電極) A,B 画素 Vop 選択電圧 N バイアス比

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の走査電極と複数の情報電極とから
    なるマトリックス電極と、前記走査電極と情報電極との
    間に配設された強誘電性液晶と、を備えた強誘電性液晶
    パネルにおいて、 前記強誘電性液晶パネルの各位置における飽和電圧の最
    大値をVsatma とし、閾値電圧の最小値をVthmiとした
    場合に、 Vsatma <Vop<{N/(N−2)}Vthmi なる関係を満足する選択電圧Vopを選択画素に印加する
    と共に、非選択電圧Vop/Nを非選択画素に印加する、 ことを特徴とする、強誘電性液晶パネルの駆動法。
  2. 【請求項2】 前記選択電圧Vopが、 Vop=Vsatma +δVop (但し、0<δVop<
    Vthmi) であって、かつバイアス比Nが {(N−2)/N}<Vthmi/Vop なる関係を満たす有効数字2桁の最大値である、 ことを特徴とする、請求項1記載の強誘電性液晶パネル
    の駆動法。
JP18095093A 1993-06-24 1993-06-24 強誘電性液晶パネルの駆動法 Pending JPH0713130A (ja)

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