JPS6046527A - 光学変調素子の駆動法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、光学変調素子、特に液晶を用いた表示パネル
の駆動法に関するものである。

従来より複数行をなす共通電極（行電極）と信号電極（
列電極）からなるマトリクス電極描造体と液晶を用いた
表示パネルが知られているが、これは大別して多重時分
割駆動法を用いたものと薄膜トランジスタを用いたアク
ティブマトリクス駆動法が挙げられる。

多重時分割駆動法は、共通電極群に順次周期的にアドレ
ス信号を選択印加し、信号電極群には所定の情報信号を
アドレス信号と同期させて並列的に選択印加する時分割
駆動が採用されているが、この表示素子及びその駆動法
には以下に述べる如き致命的とも言える大きな欠点を有
していた。

即ち、画素密度を高く、或いは画面を大きくするのが矩
しいことである。従来の液晶の中で応答速度が比較的高
く、しかも消費電力が小さいことから、表示素子として
実用に供されているのは殆んどが、例えばＭ．Ｓｃｈａ
ｄｔとＷ、Ｈｅｔｆｒｉｃｈ著“Ａｐｐｔｉｅｄ　Ｐｈ
ｙｓｉｃｓ　Ｌｅｔｔｅｒｓ”Ｖｏ　１８，Ｎｏ．４（
１９７１，２，１５）、Ｐ１２７〜１２８の“Ｖｏｌｔ
ａｇｅ−ＤｅｐｅｎｄｅｎｔＯｐｔｉｃａｌ　Ａｃｔｉ
ｖｉｔｙ　ｏｆ　ａ　Ｔｗｉｓｔｅｄ　Ｎｅｍａｔｉｃ
　ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌ”に示されたＴＮ（ｔｗ
ｉｓｔｅｄ　ｎｅｍａｔｉｃ）型の液晶を用いたもので
あり、この型の液晶は無電界状態で正の誘電異方性をも
つネマチック液晶の分子が液晶層厚方向で捩れた構造（
ヘリカル構造）を形成し、両電極面でこの液晶の分子が
並行に配列した構造を形成している。一方、電界印加状
態では、正の誘電異方性をもつネマチック液晶が電界方
向に配列し、この結果光調変調を起こすことができる。

この型の液晶を用いてマトリクス電極構造によって表示
素子を構成した場合、走査電極と信号電極が共に選択さ
れる領域（選択点）には、液晶分子を電極面に垂直に配
列させるに要する閾値以上の電圧が印加され、走査電極
と信号電極が共に選択されない領域（非選択点）には電
圧は印加されず、したがって液晶分子は電極面に対して
並行な安定配列を保っている。このような液晶セルの上
下に互いにクロスニコル関係にある直線偏光子を配置す
ることにより、選択点では光が透過せず、非選択点では
光が透過するため画像素子とすることが可能となる。然
し乍ら、マトリクス電極せｉ造を構成した場合には、走
査電極が選択され、信号電極が選択されない領域或いは
走査電極が選択されず、信号電極が選択される領域（所
謂“半選択点゛）にも有限の電界がかかつてしまう。選
択点にかかる電圧と、半選択点にかかる電圧の差が充分
に大きく、液晶分子を電界に垂直に配列させるに要する
電圧閾値がこの中間の電圧値に設定されるならば、表示
素子は正常に動作するわけであるが、走査線ｉｔ　（Ｎ
）を増やして行った場□合、画面全体（１フレーム）を
走査する間に一つの選択点に有効な電界がかかつている
時間（ｄｕｔｙ比）かＮの割合で減少してしまう。

このために、＜シ返し走査を行った場合の選択点と非選
択点にかかる実効値としての電圧差は走査線数が増えれ
ば増える程小さくなり、結果的には画像コントラストの
低下やクロストークが避は負；Ｌい欠点となっている〇 一方、スタテイクで駆動を行なうことができるアクティ
ブマトリクス駆動法を用いた表示ノくネルでは、各画素
毎にスイッチング素子を形成する必要がちシ、製造工程
が煩雑となる欠点を有している。

本発明の目的は、高速応答性を有し、特に階調表示に適
した液晶素子の駆動法を提供することにある。

本発明の他の目的は、高密度の′画素を有し、特に階調
表示に適した液晶素子の駆動法を１Ｊと供することにあ
る〇 さらに、本発明の他の目的は、クロストークを発生しな
い液晶素子の駆動法を提供することにある。

さらに、本発明の他の目的は、高密度の画素と大面積の
画面を有する液晶素子の階調表示に適した新規な駆動法
を提供することにある。

すなわち本発明は複数行をなす共通電極を有する第１晧
板と封入された液晶を介して前記複数行をなす共通電極
に交差させて対向している信号電極を複数行する第２基
板とからなる光学変調素子を用いて光学変調を生じさせ
る際、共通電極に対応した行ごとに時分割で駆動させ、
且つアドレスする行のみの共通電極に他桁の共通電極と
異なる電圧を印加し、前記アドレスをした時％−３”ｔ
ｊ−記共通電極の数（→との間にＡＸＩＯ−ンＴかかる
駆動法を用いることにょシ、表示した際にはクロースト
ークの発生がなく、シかも高速で動作させることができ
る。

以下、本発明を図面に従って説明する。

第１図は、本発明の液晶−光学変調素子の一部を示す平
面図である。

本発明の具体例では、第１図に示す多重時分割駆動用電
極構造を有する液晶−光学変調素子を用いることができ
る。第１図に示す素子は、第１基板上にはｎを３２とし
た３２行の共通電極１が配置されておシ、これと対向す
る第２法板には共通電極ｌと交差する信号電極２が配置
されている。この共通電極１および信号電極２のそれぞ
れの交差部を斜線によって示す。

かかる液晶−光学変調素子は１、第１哉板と第２法板の
外側にはそれぞれ偏光板が配置され、矢印３および４で
示すクロスニコル状態にある。

第１基板と第２基板の内壁面は、その間に挾持した正の
誘電異方性をもつネマチック液晶が矢印５の方向（偏光
板の偏光方向に対しほぼ４５度の角度）に初期配向する
様に、それぞれラビンみ（Ｔ＋　＝　１ｍ　ｓｅｃ　’
）　ｓ他の行電極ニハ、逆相（７）電圧を印加し、順次
３２本（→の共通１ｂ；極Ｃ２〜ＣＳｔまで１ｍ５ｅｃ
間で線走査を行っていく。Ｔ。

ではＣＩの行においてアドレスの選択を行ない他行の表
示点では全て液晶の閾値電圧以上の電圧が印加される様
にする。例えばＴ、において表示点ａｌでは、共通電極
Ｃ１と信号電極Ｓ、が同相となっているため、その間に
配置した液晶には電圧が印加されていないので「明」状
態となり、表示点ａｔ　”−ａ３２は逆相となっている
ために液晶に電圧が印加されて液晶分子が電界方向に配
列し「暗」状態となる。表示点す、において表示点ａｌ
と同様である。表示点Ｃ３は共通電極ｃ、−Ｃ３２と信
号電極Ｓ３との電位差の電界が印加され、この間の液晶
が動作する電圧となっているので、「暗」状態となって
いる。

仁の時、他行の全表示点には電圧が印加された状態とな
っているので、全て「暗」状態となっている。

次にＴｔにおいて、表示点ｂ２のみ同相となシ、「明」
状態をとる。

以上の様に各ライン上の表示点を同相信号によりアドレ
スし、順次線走査し、１秒間のアドレス回数Ａを約３０
回としてアドレスを繰り返すことになる。この場合、Ｏ
ＮとＯＦ　Ｆのコントラストが明確であり、従来の多重
時分割駆動で発生したクロストーク現象は皆無となり、
極めて表示品位の高い液晶マ）　ＩＪクス表示が０丁能
で桑る。

第３図は、前述の方法で駆動した時の各表示点での「明
」状態（Ｌ）あるいは「暗」状態（Ｄ）を示している。

第３図では横軸を時間、縦軸を透過率で表わしている。

以上説明したように本発明のマトリクス表示には、 ■　多重時分割駆動による高密度表示が可能。

■　クロストークが無く、表示品位が極めて良い０ ■　視角依存性がｔｌとんどない。

■　構造が簡単でローコストである。

■　大面積化が容易である。

等の利点が挙げられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の表示パネルの平面図である。第２図
は、本発明の表示パネルを駆動した時に用いた電気信号
のタイムチャートを示す説明図である。第３図は、各表
示点での動作を示す説明図である。 １；共通電極 ２Ｉ信号電極 ３う４；偏光軸 ５；配向方向 特許出願人　キャノン株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数行をなす共通電極および液晶を介して前記複数行を
   なす共通電極と交差させて対向配置した複数の信号電極
   を有する光学変調素子の駆動法において、前記複数行を
   なす共通電極のうちアドレスする行の共通電極に他桁の
   共通電極と異なる電圧を印加し、前記アドレスを１秒間
   に行なうアドレス回数をＡとし且つ１つ共通電極をアド
   レスする期間をτ（ｓｅｃ）とした時、前記共通電極の
   数（ｎ）との間にＡ×１０−３／τと等しいか又は略等
   しい関係を有することを特徴とする光学変調素子の駆動
   法。