JPH0648333B2

JPH0648333B2 - 液晶マトリツクス表示パネルの駆動法

Info

Publication number: JPH0648333B2
Application number: JP60198014A
Authority: JP
Inventors: 尚英脇田; 強上村; 周子大庭; 博之大西; 勲夫太田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1985-09-06
Filing date: 1985-09-06
Publication date: 1994-06-22
Anticipated expiration: 2009-06-22
Also published as: JPS6256936A

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）。

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、
９は双極子モーメント 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(b)から
第８図(c)、或いは第８図(c)から第８図(b)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、ウォール：ユーロディスプレイ′84ダイジェス
ト1984年、73頁〔Ｎ．Ａ．Clark,Ｓ．Ｔ．Ｌagerwall a
nd Ｊ，Wahl：Eurodisplay’84Digest(1984) ｐ．7
3〕）。

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
を受け易く、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、高デューティーのマトリッ
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前記液晶パネ
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継続時間を限定し、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、光透過状態を階調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
分保持れるとすると、階調数が２^Ｎであれば、Ｎ個のフ
ィールドのフィールド周期をＴ，Ｔ／２，Ｔ／４，・・
・，Ｔ／２^Ｎ−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２^Ｎ−１，２，・・・，２^０
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^Ｎ−１・Ｌ）となり、Ｎ及びＬが大きくなると
選択時間が短くなり、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フレーム時間は、となる。本発明の駆動法では１フィールド時間はとなり、１選択時間は（Ｎが大きいとき）となり、階調数２^Ｎ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16ｍsec程度が望ましいが、走査線数100
0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フィールドからなり、
リセットパルスは、第１フィールドではフィールドの最
後、第２フィールドではフィールドの1/2の時点、第３
フィ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(a)，(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、
このときにパルス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１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、１パルス（パルス幅τ秒）で、分子が
反転する閾値電圧Ｖ_＋，Ｖ₋はそれぞれの条件を満たしている。これに基き、デューティー比1/
8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_０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、デューティー比は1/16になっている。この場合も走
査電圧，信号電圧ともに交流化されているので、絵素に
印加される電圧は直流成分を含まない。パルス幅が長く
なると分子が反転しやすくなるので、パルス電圧が低く
て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ットパルスを走査電
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、ラビ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
電性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、高デューティーで階調数が
増えて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図でデューティー比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模式図、第８
図は従来の強誘電性液晶パネルの表示の原理図である。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度傾いた液晶分子、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62−9324（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【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の光透過状態にし、前記一走査
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
を明暗どちらか一方の光透過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
ネルを前記一方の光透過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うち
他方の光透過状態の継続時間を限定する液晶マトリック
ス表示パネルの駆動法であって、前記一走査を所定の周
期内で複数回繰り返し、前記複数回の一走査の前記他方
の光透過状態の継続時間が各々の一走査ですべて同じと
ならないように前記第二のパルス電圧群を出すタイミン
グを変化させ、かつ、前記各々の一走査で選択期間に印
加される前記第一の電圧パルス群による光透過状態を階
調表示に応じて組合せることにより階調表示を行うこと
を特徴とする液晶マトリックス表示パネルの駆動法。
【請求項２】複数回の一走査の各々の一走査で第二のパ
ルス電圧群を出すタイミングを、走査周期の開始から概
ね１周期、１／２周期、１／２^２周期、…と２のべき乗
分の１とし、前記各々の一走査での選択期間の信号電圧
を階調データを２進法で表したときの２のべき乗の係数
と対応させて変化させる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。