JPS6256936A - 液晶マトリツクス表示パネルの駆動法 - 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】 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
クス表示パネルにおいて、透過光量を階調制御できる液
晶マトリックスパネル及び光シヤツ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−；「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（インジウム・錫酸化物）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−１６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７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
ｎ、９は双極子モーメントＰｉ、１０はｎをｘｙ平面上
に投影した時のＣダイレクタ−Ｃ，１）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は一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（＋１）は電圧無印加の状態、第８図（ｂ）は紙面
表から裏へ正の電圧を印加した場合、第８図（Ｃ１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。

以上のように強誘電性液晶は微視的にみると２つの状態
しか取り得ないので、中間調を出すには第８図（ｂｌか
ら第８図（Ｃ１、或いは第８図（Ｃ）から第８図（ｂｌ
への移行期に得られる第８図（ａ）のような２つの状態
の混ざった状態をもちいるか、或いは２状態の出現時間
の比率を変化させる方法が考えられている（例えば、ク
ラーク、ラガバール、ウオールニューロディスプレイ゛
８４　　ダイジェスト１９８４年、７３頁（Ｎ、　Ａ、
　　Ｃ１ａｒｋ、　　Ｓ、　Ｔ、　　Ｌａｇｅｒｗａｌ
ｌａｎｄ　　Ｊ、　Ｗａｈｌ　　：　Ｅｕｒｏｄｉｓｐ
ｌａｙ　’　８４　Ｄｉｇｅｓｔ（１９８４）　　ｌ）
、　７３）　）。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、２状態が混ざった状態は基板表面の影響
を受は易く、制御性が極めて悪い。さらに２状態の出現
時間比率を変化させる方法については、大規模表示に向
くマトリックス駆動については詳しい検討が成されてい
ない。

本発明は上記問題点に鑑み、高デユーティ−のマトリッ
クス駆動により強誘電性液晶パネルで光透過量を階調制
御できる液晶マトリックス表示パネルの駆動法を提供す
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、選択期
間に印加される第一のパルス電圧群により該液晶パネル
を明暗どちらか所望の光透過状態にし、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二のパル
ス電圧群を印加して、該液晶パネルを明暗どちらか一定
の状態にリセットすることにより、第一のパルス群で設
定された光透過状態のｍ１時間を限定し、前記第二のパ
ルス電圧群を出すタイミングを変えた複数回の走査によ
り、光透過状態をｆｉｊａ　ＩＮ制御できるものである
。

また、上記第二のパルス電圧群はその波高値もしくはパ
ルス幅のすくなくとも一方が上記第一のパルス電圧群よ
り大きいか等しいときに特に有効である。

作用 安定な二つの光透過状態により、多くの階調を出すため
に、光の透過時間幅を変調する。簡単のために、選択期
間内に定められた明か暗の状態が、フィールド周期中十
分保持されるとすると、階調数が２Ｎであれば、Ｎ個の
フィールドのフィールート周期をＴ、Ｔ／２．Ｔ／４．
　　・・・　Ｔ　／　２　Ｍ−１というように変化させ
て、それぞれのフィールドを階調データの２１−１．２
．・・・、２°の係数に対応させればよい、しかし、こ
の方法では、Ｌ本の走査電極を線順次走査する場合、最
小の選択時間はＴ／（２’−・Ｌ）となり、Ｎ及びＬが
大き（なると選択時間が短かくなり、実効値応答しない
強誘電性液晶では液晶の高速応答性が要求される。本発
明は、強誘電性液晶が極性を持つという他の液晶にはな
い性質を利用して、フィールド周期は一定のまま、各フ
ィールド内の適当な時点に走査電極にリセットパルスを
与えることで、階調数が増えても選択時間が急激に短く
ならないような駆動法を与えるものである。Ｎ個のフィ
ールドのセットを１フレーム（Ｆ）とすると、従来のフ
ィールド周期を変化させる場合の１フレ一ム時間は、Ｆ
＝Σ（％）　”−’　Ｔ ＝　（２−（！４）　’−’　）　Ｔ　　　　　　　（
１）となる０本発明の駆動法では１フイ一ルド時間はと
なり、１選択時間は （Ｎが大きいとき） となり、階調数２８が増える程、本発明の駆動法の方が
１選択時間は長くなる。例えば動画を表示する場合には
フレーム時間は１６ｍ５ｅｃ程度が望ましいが、走査線
数１０００本、６４階調では、フィールド周期変化法で
は、１選択時間は式（１）より　−Ｔ　　　　　　　　
　Ｆ／（２（！４）’）（２’　　−Ｌ）　　　　　　
（２’　　・Ｌ）１６Ｘ１０−’／２ ２’−１０００ ＝　　０．２５ｘｌＯ−” となり、約０．２５μｓｅｃで実現は難しいが、本発明
の方法では、１選択時間は Ｆ　　　　　　１６　Ｘｌ０−″ Ｎ−Ｌ　　　　６Ｘ１０００ １）２．７Ｘ１０−ｈ となり、約２．７μｓｅｃで、十分実現可能な長さであ
る。

実施例　　　□ 以下に実施例を示す。

第１図に８階調を表示するときの選択パルスとリセット
パルスのタイミングと、それに対応した透過光量の変化
の様子を示す。８階調なので、３フイールドからなり、
リセットパルスは、第１フイールドではフィールドの最
後、第２フイールドではフィールドの１７２の時点、第
３フイールドではフィールドの初めから１／４の時点に
リセットパルスが加えられている。

第２図＋８）、　（ｂ）は、選択された信号電圧をゼロ
電位としたときの、走査電圧及び信号電圧を表わす。

第３図は、このときにパネルに印加される電圧を、選択
、非選択、リセット期間及び、オン、オフのそれぞれの
場合について示したものである。いずれの場合も、１選
択期間（以下ｌステージと呼ぶ）内で交流化されており
、このため、液晶には全く直流成分はかからないので液
晶の劣化を妨げる。

また、ｌパルス（パルス幅τ秒）で、分子が反転する闇
値電圧Ｖ、、Ｖ−はそれぞれ ＶＯ＞Ｖ＋　＞　（１−）Ｖ。。

Ｖｏ＞Ｖ−＜　　（１−）Ｖ。

の条件を満たしている。これに基き、デユーティ−比１
７８で８階調を表示したときの駆動波形とそのときの透
過光量を示したものが第４図である。

透過光量を測定している画素は２進法で１００の明るさ
になっている。１パルスは２４０μｓｅｃ　、　Ｖ。

は２５ボルト、バイアス電圧は±７ボルトである。

第５図は実施例１のリセットパルスのパルス幅を２倍に
した場合である。但し、デユーティ−比は１７１６にな
っている。パルス幅が長くなると分子が反転しやすくな
るので、パルス電圧が低（でもリセットがかかっている
。

以上のように、非選択期間中にリセ７）パルスを走査電
極に加えることにより、１選択期間を短かくすることな
く、階調表示ができることが確認。

された。なお、上記の実施例で用いた液晶はエステル系
の強誘電性液晶の混合物であり、う５ピングにより配向
させた。

発明の効果 本発明の液晶マトリックス表示パネルの駆動法は、強誘
電体液晶パネルが極性を有することを利用して、フィー
ルド内の適当な時点に走査電極にリセットパルスを印加
することにより、フィールド周期を変えることなく、光
透過時間を制御し、前記のリセットパルスを印加するタ
イミングを変えた複数のフィールドにより、階調表示が
できる駆動法である。明暗の２値状態しか使っていない
ので、まだらな状態を使って中間調を出すときのように
基板表面の影響を受けず、安定に制御できる。また、フ
ィールド周期が一定なので、高デユーティ−で階調数が
増えでも選択パルス幅があまり短くならず、液晶材料の
高速応答性への要求が緩和される。

【図面の簡単な説明】

第１図は８階調を表示するときの、選択パルス及びリセ
ットパルスのタイミングと、透過光量の関係を示した図
、第２図は本発明の実施例１における駆動波形図、第３
図は第２図のときにパネルにかかる電圧波形図、第４図
は第２図でデユーティ−比１／８で８階調の場合の実際
の駆動波形と透過光量を示した波形図、第５図は本発明
の実施例２における駆動波形と透過光量を示した波形図
、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厚理図である。 ｌ・・・・・・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−１６・・・
・・・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−１）１・
・・・・・分子長軸の層法線に対する傾き角±θ度、１
２・・・・・・層法線に対して分子長軸が＋θ度傾いた
液晶分子、１３・・・・・・−θ度傾いた液晶分子、１
４・・・・・・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。 代理人の氏名　弁理士　中尾敏男　はか１名第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第７図 第８図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （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する液晶マト
   リックス表示パネルの駆動法において、一走査の選択期
   間に印加される第一のパルス電圧群により前記液晶パネ
   ルを明暗どちらか所望の光透過状態にし、前記走査の非
   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
   の第二のパルス電圧群を印加して前記液晶パネルを前記
   状態にリセットすることにより前記第一のパルス電圧群
   で設定された光透過状態の継続時間を限定し、前記走査
   を前記第二のパルス電圧群を出すタイミングをかえて複
   数回繰り返す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。
2. （２）第一のパルス電圧群の波高値もしくはパルス幅の
   すくなくとも一方が前記第一のパルス電圧群より大きい
   か等しいことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   液晶マトリックス表示パネルの駆動法。