JPH0279816A - アトリクス形強誘電性液晶パネルの駆動法 - 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、強誘電性液晶を用いたマトリクス形液晶パネ
ルの駆動法に係り、特に、大画面・高速表示が良好なマ
）　ＩＪクス形液晶パネルの駆動法に関する。

〔従来の技術〕

近年、マトリクス形液晶パネルは大型化・高密度化して
きているが、さらに高密度化するために、強誘電性液晶
のメモリー性・高速応答性・広視角特性を利用したマト
リクス形液晶パネルが研究されている。しかし、この強
誘電性液晶パネルの動作原理が、通常のネマチック液晶
の電圧実効値駆動と異なり、パルスの正負の極性とその
電圧と印加時間および高周波電圧印加の有無により決定
されるために、従来のネマチック液晶パネル駆動法では
動作できず、最近、数々の強誘電性液晶パネルの駆動法
が提案されている。

マトリクス形強誘電性液晶パネルの駆動法としては、特
開昭６１−９４０２６号公報のように、従来の電圧平均
化法を少し変更した駆動法と、特開昭６１−２４６７２
１号公報のように、ＡＣスタビライズ効果を利用した駆
動法がある。第６図を用いてＡＣスタビライズ効果につ
いて説明する。

第６図（ｂＪは、負の誘電異方性を持つ強誘電性液晶を
挾持した液晶パネルに第６図［ａ）の駆動波形を印加し
たときの光学特性図である。印加波形は、数百Ｈｚから
数千Ｈｚの低周波と数百Ｈｚの高周波からなり、区間Ｔ
１と区間Ｔ２では低周波の位相が反転している。区間Ｔ
　１　ｍと区間Ｔ　２　ｍは電圧ＶＤの低周波のみで、
区間Ｔｌｂと区間Ｔ２ｂでは、低周波に電圧■１つの高
周波が重畳されている。

強誘電性液晶パネルは低周波のみでは、液晶の自発分極
Ｐ１と電解Ｅとの相互作用Ｐ、・Ｅにより動作し、パル
スの正負の極性により動作方向がきまる。ここでは正の
パルスを印加したときは白に、負のパルスを印加したと
きは黒になっている。したがって、低周波の電圧ＶＤを
ある程度大きくすると、区間Ｔ１．や区間Ｔ２．での光
学特性はそれぞれ白から黒、および黒から白へ変化する
。この時のしきい値電圧は一般にパルス幅に反比例し、
パルス幅が広い程低くなる。

一方、液晶分子が応答できない程度の高周波を印加する
と、負の誘電異方性を持つ強誘電性液晶パネルでは、高
′周波の電圧実効値に比例して液晶分子が液晶パネルの
基板表面忙平行になろうとする力が発生し、この力が低
周波による自発分極ｐｍと電界Ｅとの相互作用による力
より大きいと、光学特性は変化しな（なる。したがって
、区間Ｔｌｂや区間Ｔ２ｂで、高周波の電圧ｖａ　ｃを
十分太き（すると、直前の状態を保持し区間’ｌ’１ｂ
では黒を、区間Ｔ２ｂでは白を保持する。この効果を利
用すると、あまり双安定性が良（ない強誘電性液晶パネ
ルでも双安定が得られるので、高コントラストの液晶パ
ネルを実現できる。この高周波による効果を一般にＡＣ
スタビライズ効果と言う。

このＡＣスタビライズ効果を利用してマトリクス駆動す
る方法が特開昭６１−２４６７２１号公報に示されてい
る。この、駆動法を第５図と第７図を用いて説明する。

第７図はマトリクス形強誘電性液晶パネルの構造を示す
説明図であり、７１は走査電極群、７２は信号電極群、
Ｇ２１と０３１は説明に用いる画素である。第５図にお
いて、Ｓ２と８３はそれぞれ２行目と３行目の走査電極
に印加される電圧波形（以下走査波形とする）で、Ｄｌ
は１列目の信号電極に印加される電圧波形（以下信号波
形とする）、Ｇ２１とＧ３１はそれぞれ画素Ｇ２１、Ｇ
３１に印加される駆動波形である。

走査波形は選択期間Ｔｓと非選択期間からなり、選択期
間は一定電位■。が印加され、非選択区間は十分にＡＣ
スタビライズ効果が得られる電圧Ｖａｔで数百Ｈｚの高
周波が印加されている。一方、信号波形はＴｓに対して
１／２のパルス幅で電位ＶＯ＋ＶゎとＶｏ−Ｖ。のｖｏ
に対して正負１組の低周波パルスからなり、オンとオフ
はパルス位相が反転している。ｖｏに対して正負１組と
することで、直流成分残存による液晶の電気分解を防い
でいる。ここで、画素Ｇ２１に印加されるパルｘは、Ｔ
、の前半は電圧−ｖＤのパルスで黒罠なリ、後半は電圧
＋ｖ０のパルスで白に書き込む。

そして、Ｔ８以外の区間では高周波が重畳されるために
、Ｔ８の後半の白の状態を保持している。

画素Ｇ３１では逆にＴ、の後半の電圧が−ｖＤのために
黒に書き込まれ、ＴＩ以外の区間も黒を保持している。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、液晶の負の誘電率の絶対値が充分大きくなかっ
たり、駆動電圧の制限などから、完全なＡＣスタビライ
ズ効果を得ることは難しいために、上記のようなＡＣス
タビライズ効果を利用した駆動法においても、走査電極
本数が多（非選択期間が長い場合はしだいに、白または
黒の初期状態を保持できず、そのために表示コントラス
トが低下してしまう。特に、信号波形において、オン・
オフ・オン・オフの繰り返しとなった場合、信号波形の
パルス幅は実質２倍となり、黒白の反転力もほぼ２倍と
なり、高周波電圧による液晶を基板に平行にしよ５とす
る力よりまきるために、初期状態を保持できず表示コン
トラストが急激に低下する。そのために、信号波形の並
び方により、表示コントラストむらが生じてしまう。

本発明の目的は、ＡＣスタビライズ効果を利用した強誘
電性液晶パネルの駆動法において、信号波形の並び方に
よるコントラスト低下をおさえ、高コントラストで表示
むらの少なくなる駆動法を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明による走査波形の１フレームの構成は、一定電位
に対して正負−組のリセットパルスにより第１の安定状
態にするリセット期間と、一定電位を印加する選択期間
と、敵方Ｈｚ程度の高周波電圧を印加する非選択期間か
らなり、また信号波形は、第２の安定状態にするために
一定電位に対して正負１組のデータパルスを印加するか
、あるいは、第１の安定状態を保持するために一定電位
を印加することによりオン−オフするようになっている
。

さらに、走査波形は、Ｎライン目の走査電極が選択期間
の時に、Ｎ＋１ライン目とＮ＋２ライン目など１本以上
の走査電極をリセット期間とすることが特徴である。

また、走査波形の選択期間において、一定電位を印加す
る期間を選択期間の１／２とし、残りの１／２の期間に
高周波電圧を印加することや、リセットパルスを複数回
の走査で交流化することも可能である。ここで、交流化
とは正負パルスの電圧平均値が零ということである。

〔作用〕

本発明による信号波形は、一定電位に対して正負１組の
データパルスを印加するか、あるいは一定電位を印加す
るかによりオン・オフを行うために、信号データがオン
・オフ・オン拳オフと連続しても、従来の駆動法のよう
に非選択期間の実質パルス幅が２倍になるようなことは
ないので、選択期間で書き込まれた初期状態を非選択期
間の間良好に保てるようになり、表示コントラストが改
善される。

信号データの並びがオン・オンと連続した場合は、第５
図に示した従来法と同じになるが、この並び方が従来の
駆動法では最もコントラストの良い並び方となるのに対
して、本発明では反対に最もコントラストの低下する並
び方となる。すなわち、本発明でコントラストが最も低
い状態でも、従来例においては最も高い状態である。オ
フ・オフの連続では、信号波形は常に一定電位となり、
最もコントラストの良い状態となるが、オン・オン並び
の時のコントラストとの差は少なく、表示むらも改善さ
れる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。本実
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、誘電異方性は負であり、また、配向はラビング法に
より行い、基板間距離は約２μｍである。

第７図は、マトリクス形強誘電性液晶パネルの構造を模
式的に示したものである。７１は走査電極群であり、７
２は信号電極群で、その中間に強誘電性液晶が挾まれて
いる。ここで、簡単のために、２値で表示する場合、斜
線で示される画素をオン（黒）に、その他の画素をオフ
（白）としである。

第１図から第４図は本発明の駆動波形を示している。第
１図から第３図は、走査電極数８本（１／８デユーテイ
）の例であり、第４図は走査電極本数４本の例である。

それぞれ、Ｓ２は２行目の走査電極に印加する電圧波形
、Ｓ３は３行目の走査電極に印加する電圧波形、Ｓ４は
４行目の走査電極に印加する電圧波形、Ｄｌは１列目に
印加する信号電極の電圧波形である。Ｇ２１は画素Ｇ２
１に印加される波形でオフ状態になっており、Ｇ３１は
画素Ｇ３１に印加される波形でオン状態になっている。

第１図は本発明の第１の実施例で、リセットパルス幅が
選択期間Ｔｓに等しく、２ライン同時にリセットパルス
を印加した時の駆動法である。走査波形は、電圧ｖ１の
リセットパルスを印加するリセット期間ＴｒｉとＴｒ２
、書き込みを行う選択期間１口、それら以外の非選択期
間からなり、選択期間では一定電位ｖ０を印加し、非選
択期間では敵方［ｌｚ程度で電圧ｖａｃＯ高周波が印加
されている。リセット期間Ｔｒ１のパルスは直流分補正
用で、Ｔｒ２のパルスがリセットに有効である。

信号波形はオン波形とオフ波形からなり、オン波形はＴ
、を２分した幅で電圧■。のＶｏに対して正負１組のパ
ルスからなり、やはり直流成分の残存を防いでいる。オ
フ波形は走査電極の選択電位ｖｏに等しくなっている。

そして、走査波形はＳ２が選択期間Ｔ、のときに、Ｓ３
と８４が同時にリセットパルスが印加されているように
なっている。リセットパルスの■。に対して正負の順番
と、オン信号パルスの正負の順番を同一にして、画素に
印加されたリセット期間Ｔｒ２のパルス極性と選択期間
Ｔ＠の後半に印加されるオン信号パルスの極性が反対に
なるようにしである。

一般に、強誘電性液晶の動作しきい値電圧は、印加パル
ス幅に反比例するので、電圧とパルス幅を掛けた値で表
わされる。ここでは、■。Ｘ　Ｔ　ａ　／　２の値で十
分オン−オフ動作が可能なものとして説明する。ここで
、簡単にするために、　Ｖ、　＝２Ｖ。

とすると、リセット期間では、信号波形は、オンかオフ
かは不定であるが、どちらが印加されても、後半のリセ
ット期間Ｔｒ２で画素に印加される正のリセットパルス
としては、４ｖＩ）×Ｔ―／２となり、必ずオフ状態で
ある白に設定される。次に画素Ｇ２１はオフのため選択
期間Ｔ１では画素にはパルスが印加されないために、リ
セットされた白を保持する。一方、画素Ｇ３１はオンの
ためＴｓにおいてパルスが印加され、後半の負のデータ
パルスはＶ　Ｄ　Ｘ　Ｔ　ｓ　／　２で動作しきい値電
圧を越えているので黒に反転する。

そして、非選択期間では両画素とも高周波電圧が印加さ
れているために、データパルスが動作しきい値電圧を越
えていてもＡＣスタビライズ効果により動作できず、選
択期間で設定された状態を保持する。また、信号波形が
オン・オフ・オン・オフと繰り返しても、オフ信号時の
画素に印加される電圧はＯ■のために、低周波成分の実
質パルス幅は変化せず、信号波形並びによらず安定に選
択期間で設定された状態を非選択期間の間、保持するこ
とができる。

このようにして、１フレームで黒白をどちらにも設定で
き、なおかつ直流成分も残存せず、しかも信号波形の並
び方にあまり影響を受けずに、高コントラストでむらの
少ない表示を行い得る。なおここでは、Ｖｍ　＝２Ｖｎ
としたが、ｖ１≧■。

であれば良い。ｖ、＝ｖＤ＝ｉ　ｏｖで、Ｔ　ｍ　＝　
１　ｍ　ｓの時、非選択期間に印加する高周波電圧の周
波数は２０　）Ｇｌｚから５０　ＫＥｌｚで、Ｖ、ｃ＝
３０〜５０Ｖで良好な表示が得られた。

第２図は本発明の第２の実施例で、第１図において、リ
セットパルス幅を半分にした場合の駆動波形の例である
。ここでもＶ、＝２ＶＤとすると、後半のリセット期間
Ｔｒ２でのパルス電圧は信号波形により変化し、Ｇ２１
ではＶＤ％Ｇ３１では２ｖＤとなるが、どちらも■。以
上なので白にリセットされる。

第３図は本発明の第３の実施例で、第１図において、選
択期間Ｔ−を２分した前半に、非選択期間と同様の高周
波電圧を印加した場合である。

Ｇ２１において、Ｔａの期間にもＡＣスタビライズ効果
が得られるので好ましい。逆に、選択期間Ｔｓを２分し
た後半に高周波を印加することも可能であるが、その場
合はデータパルスの極性かリセットパルスの極性を反転
しなげればならない。

第４図は本発明の第４の実施例で、リセット期間のリセ
ットパルスを、第１回目の走査である第１フレームは一
定電位Ｖ。に対して正、第２回目の走査である第２フレ
ームは負と、２フレ一ム間で交流化した場合の駆動波形
である。信号波形は第１フレームと第２フレームで、オ
ン−オフ状態およびパルスの位相が反転しているが、第
１図と同様に１フレームだけでオン−オフでき、２フレ
一ム間では直流成分も残存していない。

以上の実施例では全て、Ｎライン目の走査電極が選択期
間の時に、Ｎ＋１ライン目など１本以上の走査電極にリ
セットパルスを印加しているが、リセット期間と選択期
間を合わせた期間をＴ易とすると、リセット期間と選択
期間の重なりは必要なくなるが、信号波形のデータパル
ス幅がＴ　ｍ　／　４以下に減少するため罠、データパ
ルスの高電圧化や１フレームの時間を２倍にする必要が
あり、あまり好ましくない。

〔発明の効果〕

本発明のマトリクス形強誘電性液晶パネルの駆動法によ
り、１回の走査で画素の状態を確定することができ、直
流成分が残存することな（、信号波形の並び方の差によ
るコントラスト低下や表示むらが少な（なるために、高
コントラストで高画質の大画面表示ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図、および第４図は本発明の駆動
法の例を示した波形図、第５図は従来の駆動法を表わす
波形図であり、第６図（ａｌ、（ｂ）は強誘電性液晶素
子の駆動波形図及び光学特性図、第７図は強誘電性液晶
パネルの模式図である。 ７１・・・・・・走査電極、　　７２・・・・・・信号
電極。 第１図 第２図 第６図 第７図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数本の走査電極が形成された第一基板と複数本
   の信号電極が形成された第二基板との間に強誘電性液晶
   を挾持し、マトリクス状の画素を形成するマトリクス形
   強誘電性液晶パネルの駆動法において、前記各走査電極
   に印加する走査波形は、前記画素を第１の安定状態にす
   るために、一定電位に対して振幅が対称である一組のリ
   セットパルスを印加するリセット期間と、表示信号に応
   じて前記画素を第２の安定状態にするために、前記一定
   電位を与える選択期間と、前記選択期間の１／２以下の
   パルス幅を持ち、かつ前記一定電位に対して振幅が対称
   である高周波電界が印加される非選択区間からなり、前
   記信号電極に印加する信号波形は、第２の安定状態にセ
   ットする場合は前記選択期間の１／２以下のパルス幅を
   持ち、かつ前記一定電位に対して振幅が対称である１組
   のパルスであり、第１の安定状態に保持する場合は前記
   一定電位であることを特徴とするマトリクス形強誘電性
   液晶パネルの駆動法。
2. （２）走査波形は、走査電極のＮライン目が選択期間の
   時に、Ｎ＋１ライン目、Ｎ＋２ライン目など、１ライン
   以上の走査電極がリセット期間となっていることを特徴
   とする請求項１記載のマトリクス形強誘電性液晶パネル
   の駆動法。
3. （３）走査波形の選択期間において、一定電位が印加さ
   れる期間が、選択期間の１／２で、残りの１／２の期間
   には非選択期間と同一の高周波電界を印加することを特
   徴とする請求項１または請求項２記載のマトリクス形強
   誘電性液晶パネルの駆動法。
4. （４）各走査電極においてリセット期間に印加されるパ
   ルスが、複数回の走査で交流化されていることを特徴と
   する請求項１、請求項２、または請求項３記載のマトリ
   クス形強誘電性液晶パネルの駆動法。