JPH10282472A - 強誘電性液晶表示素子の駆動方法および駆動回路 - Google Patents
強誘電性液晶表示素子の駆動方法および駆動回路Info
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- JPH10282472A JPH10282472A JP9083770A JP8377097A JPH10282472A JP H10282472 A JPH10282472 A JP H10282472A JP 9083770 A JP9083770 A JP 9083770A JP 8377097 A JP8377097 A JP 8377097A JP H10282472 A JPH10282472 A JP H10282472A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 強誘電性液晶を用いた表示素子において中間
調を安定して表示させる。 【解決手段】 互いに交差する複数の信号線電極21…
と複数の走査線電極31…との間に強誘電性液晶を介在
させた強誘電性液晶表示素子1に、階調信号増幅回路4
2および階調信号生成回路43を含む信号線電極駆動回
路と、走査信号増幅回路52および走査信号生成回路5
3を含む走査線電極駆動回路とを接続する。信号線電極
駆動回路は、書込電圧と保持電圧とを選択的に信号線電
極21…に印加しながら、走査線電極駆動回路は、一走
査期間内で、消去電圧、選択電圧および非選択電圧を選
択的に走査線電極31…に印加する。このとき、上記の
各電圧を直流的に均衡させるとともに、階調レベルに応
じて位相変調されたパルスを含む階調信号を信号線電極
21…に印加する。これによって、振幅変調や周波数変
調された階調信号に比べて、駆動特性を安定させること
ができる。
調を安定して表示させる。 【解決手段】 互いに交差する複数の信号線電極21…
と複数の走査線電極31…との間に強誘電性液晶を介在
させた強誘電性液晶表示素子1に、階調信号増幅回路4
2および階調信号生成回路43を含む信号線電極駆動回
路と、走査信号増幅回路52および走査信号生成回路5
3を含む走査線電極駆動回路とを接続する。信号線電極
駆動回路は、書込電圧と保持電圧とを選択的に信号線電
極21…に印加しながら、走査線電極駆動回路は、一走
査期間内で、消去電圧、選択電圧および非選択電圧を選
択的に走査線電極31…に印加する。このとき、上記の
各電圧を直流的に均衡させるとともに、階調レベルに応
じて位相変調されたパルスを含む階調信号を信号線電極
21…に印加する。これによって、振幅変調や周波数変
調された階調信号に比べて、駆動特性を安定させること
ができる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、強誘電性液晶を用
いた単純マトリクス型液晶表示素子において階調表示を
行うための駆動方法および駆動回路に関するものであ
る。
いた単純マトリクス型液晶表示素子において階調表示を
行うための駆動方法および駆動回路に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】強誘電性液晶(以降、適宜FLCと称す
る)は、スメクティック相と呼ばれるネマティック相よ
りも高次の配向秩序を有しており、その様相は半固体で
ある。このために、FLCの配向は、外圧によって変化
すると、元の状態に回復しにくい。また、FLCは、数
マイクロメートル以下の厚みの層に形成されると、基板
界面の作用力によって分子の配向が安定化される。この
状態では、分子の配向状態が双安定性を示す。いわゆる
表面安定化型液晶表示素子は、液晶分子の双安定性を利
用して表示を行うようになっている。
る)は、スメクティック相と呼ばれるネマティック相よ
りも高次の配向秩序を有しており、その様相は半固体で
ある。このために、FLCの配向は、外圧によって変化
すると、元の状態に回復しにくい。また、FLCは、数
マイクロメートル以下の厚みの層に形成されると、基板
界面の作用力によって分子の配向が安定化される。この
状態では、分子の配向状態が双安定性を示す。いわゆる
表面安定化型液晶表示素子は、液晶分子の双安定性を利
用して表示を行うようになっている。
【0003】FLCは、電場が与えられることによっ
て、スメクティック相において自発分極を発現するとと
もに誘電率二軸異方性を示すため、これらの作用力によ
って分子の配向を変える。それゆえ、FLCは、電場の
極性に応答して自発分極が反転することによって、2つ
の安定状態の間を数マイクロ秒という高速でスイッチす
ることができる。また、FLCは、セルの面内でスイッ
チングを行うことから広視野角での表示が可能であると
いう特性を備えている。
て、スメクティック相において自発分極を発現するとと
もに誘電率二軸異方性を示すため、これらの作用力によ
って分子の配向を変える。それゆえ、FLCは、電場の
極性に応答して自発分極が反転することによって、2つ
の安定状態の間を数マイクロ秒という高速でスイッチす
ることができる。また、FLCは、セルの面内でスイッ
チングを行うことから広視野角での表示が可能であると
いう特性を備えている。
【0004】FLCは、上記のように、双安定な配向状
態間のスイッチングのみを行うので、2値の表示しかで
きない。それゆえ、クロスニコル下に置かれたFLC
は、表示の上では明状態および暗状態の光学応答を示
す。このため、FLCセルは、2つの状態以外の中間的
な状態で表示を行うことが非常に困難であった。このよ
うな不都合を解消した従来のFLCセルとして、例え
ば、光の平均透過率を変化させて階調表示する以下の4
つの方法が挙げられる。
態間のスイッチングのみを行うので、2値の表示しかで
きない。それゆえ、クロスニコル下に置かれたFLC
は、表示の上では明状態および暗状態の光学応答を示
す。このため、FLCセルは、2つの状態以外の中間的
な状態で表示を行うことが非常に困難であった。このよ
うな不都合を解消した従来のFLCセルとして、例え
ば、光の平均透過率を変化させて階調表示する以下の4
つの方法が挙げられる。
【0005】(1)時分割駆動法 この方法は、1フレームを適当な時間間隔の複数のフィ
ールドに分割し、各フィールドにおいて2値の表示を行
うように駆動する(特開平6−18854号公報および
特開平5−88646号公報)。例えば、1フレームを
1:2:4のような比率で分けた場合、8階調での表示
が可能である。
ールドに分割し、各フィールドにおいて2値の表示を行
うように駆動する(特開平6−18854号公報および
特開平5−88646号公報)。例えば、1フレームを
1:2:4のような比率で分けた場合、8階調での表示
が可能である。
【0006】(2)画素分割駆動法 この方法は、適当な面積比で分割された複数の電極から
構成される1画素分の画素電極を用いて、それぞれの電
極からなる副画素を2値の表示を行うように独立に駆動
する(特開平7−5432号公報)。例えば、画素電極
を1:2:4のような面積比の電極によって構成した場
合、8階調での表示が可能である。
構成される1画素分の画素電極を用いて、それぞれの電
極からなる副画素を2値の表示を行うように独立に駆動
する(特開平7−5432号公報)。例えば、画素電極
を1:2:4のような面積比の電極によって構成した場
合、8階調での表示が可能である。
【0007】(3)時分割駆動法と画素分割駆動法との
組み合わせ この方法は、上記の両方法を組み合わせることによっ
て、より多階調の表示を実現することができる(特開平
7−152017号公報)。1フレームを1:8:64
の比率に分けるとともに、画素電極を1:2:4の比率
に分割した場合、副画素をそれぞれを2値の表示を行う
ように駆動すると、512階調での表示が可能である。
組み合わせ この方法は、上記の両方法を組み合わせることによっ
て、より多階調の表示を実現することができる(特開平
7−152017号公報)。1フレームを1:8:64
の比率に分けるとともに、画素電極を1:2:4の比率
に分割した場合、副画素をそれぞれを2値の表示を行う
ように駆動すると、512階調での表示が可能である。
【0008】(4)しきい値分布駆動法 この方法は、画素内での明状態と暗状態とのそれぞれの
領域の割合を振幅変調またはパルス幅変調されたパルス
群で制御することで変化させる(特開平7−15201
7号公報および特開平6−235904号公報)。この
方法は、原理的には2値駆動を行うが、液晶に印加され
る電圧のしきい値が連続的に異なる領域を画素内に設け
ることによってアナログ的な階調表示を実現している。
領域の割合を振幅変調またはパルス幅変調されたパルス
群で制御することで変化させる(特開平7−15201
7号公報および特開平6−235904号公報)。この
方法は、原理的には2値駆動を行うが、液晶に印加され
る電圧のしきい値が連続的に異なる領域を画素内に設け
ることによってアナログ的な階調表示を実現している。
【0009】現在、FLCの階調駆動においては、上記
の各駆動方法を個別に用いるか、またはそれらを組み合
わせることによって多階調での表示を実現している。
の各駆動方法を個別に用いるか、またはそれらを組み合
わせることによって多階調での表示を実現している。
【0010】ここで、上記の駆動方法の代表的な駆動例
を簡略に説明する。
を簡略に説明する。
【0011】例えば、単純マトリクス型液晶表示素子に
おいては、図15に示すように、複数の走査線電極10
1…と複数の信号線電極102…とが互いに交差するよ
うに対向して配置されている。1本の走査線電極101
と1本の信号線電極102とが交差する部分によって一
つの画素が形成されている。この液晶表示素子では、各
走査線電極101への選択パルスおよび消去パルスの印
加タイミングと、各信号線電極102に印加される階調
信号(または2値信号)とに応じて各画素の配向状態が
制御される。
おいては、図15に示すように、複数の走査線電極10
1…と複数の信号線電極102…とが互いに交差するよ
うに対向して配置されている。1本の走査線電極101
と1本の信号線電極102とが交差する部分によって一
つの画素が形成されている。この液晶表示素子では、各
走査線電極101への選択パルスおよび消去パルスの印
加タイミングと、各信号線電極102に印加される階調
信号(または2値信号)とに応じて各画素の配向状態が
制御される。
【0012】各走査線電極101には、例えば図6に示
すようなタイミングで走査信号SCAN1〜SCANn
+1が順次印与えられる。この例では、電圧Vb の消去
パルスPb によって画素の配向状態を一方の安定状態に
リセットし、電圧Vs のストロボパルスPs によって選
択期間の配向を制御することを目的としている。両パル
スPb ・Ps の面積は互いに等しく、直流的に均衡して
いる。また、消去パルスPb およびストロボパルスPs
が一つずつ対をなすことによって最小フレームが構成さ
れている。
すようなタイミングで走査信号SCAN1〜SCANn
+1が順次印与えられる。この例では、電圧Vb の消去
パルスPb によって画素の配向状態を一方の安定状態に
リセットし、電圧Vs のストロボパルスPs によって選
択期間の配向を制御することを目的としている。両パル
スPb ・Ps の面積は互いに等しく、直流的に均衡して
いる。また、消去パルスPb およびストロボパルスPs
が一つずつ対をなすことによって最小フレームが構成さ
れている。
【0013】消去パルスPb およびストロボパルスPs
は、図6に示した形状以外の形状をなしていてもよい。
例えば、消去および選択の機能を達成することができ、
かつ直流的に均衡がとれていれば、フレーム毎に消去パ
ルスPb とストロボパルスPs の互いの極性が反転して
いても差し支えない。また、両パルスPb ・Ps が正負
両方の極性を有していても何ら問題はない。
は、図6に示した形状以外の形状をなしていてもよい。
例えば、消去および選択の機能を達成することができ、
かつ直流的に均衡がとれていれば、フレーム毎に消去パ
ルスPb とストロボパルスPs の互いの極性が反転して
いても差し支えない。また、両パルスPb ・Ps が正負
両方の極性を有していても何ら問題はない。
【0014】図6の走査信号は、1フレーム当たり2つ
の第1および第2サブフレームによって構成されてい
る。この例の場合、消去パルスPb からその後のストロ
ボパルスPs までの期間は、第1および第2サブフレー
ムでともに同じ比率に設定されている。また、第1サブ
フレームと第2サブフレームとのそれぞれにおけるスト
ロボパルスPs から次の消去パルスPb までの期間T1
・T2 は、1:5の比率に設定されている。このような
走査信号を用いれば、サブフレーム当たりで、例えば5
レベルの階調表示を実現できる場合、1フレーム当たり
では25階調の表示を行うことができる。
の第1および第2サブフレームによって構成されてい
る。この例の場合、消去パルスPb からその後のストロ
ボパルスPs までの期間は、第1および第2サブフレー
ムでともに同じ比率に設定されている。また、第1サブ
フレームと第2サブフレームとのそれぞれにおけるスト
ロボパルスPs から次の消去パルスPb までの期間T1
・T2 は、1:5の比率に設定されている。このような
走査信号を用いれば、サブフレーム当たりで、例えば5
レベルの階調表示を実現できる場合、1フレーム当たり
では25階調の表示を行うことができる。
【0015】また、図16に示すような信号線電極10
2が、1:2の幅の比の2つの電極102a・102b
によって構成されている場合、さらに多階調を実現する
ことができる。例えば、電極102a・102bに対応
する各副画素当たり5階調の表現が可能であれば、これ
らの副画素からなる一つの画素では13階調の表示が可
能になる。図6に示す期間T1 ・T2 の比が1:13に
設定されていれば、1フレーム当たり196階調の表示
を行うことができる。
2が、1:2の幅の比の2つの電極102a・102b
によって構成されている場合、さらに多階調を実現する
ことができる。例えば、電極102a・102bに対応
する各副画素当たり5階調の表現が可能であれば、これ
らの副画素からなる一つの画素では13階調の表示が可
能になる。図6に示す期間T1 ・T2 の比が1:13に
設定されていれば、1フレーム当たり196階調の表示
を行うことができる。
【0016】走査線電極101と信号線電極102に
は、それぞれ、例えば、図17に示すような波形の走査
電圧VY と信号電圧VX が印加される。したがって、画
素には、走査線電圧VY と信号線電圧(階調信号)VX
との差である画素電圧VY-X が印加される。
は、それぞれ、例えば、図17に示すような波形の走査
電圧VY と信号電圧VX が印加される。したがって、画
素には、走査線電圧VY と信号線電圧(階調信号)VX
との差である画素電圧VY-X が印加される。
【0017】消去期間においては、画素電圧VY-X にV
b ±Vd の電圧レベルを有するパルス群が形成されてい
る。それゆえ、液晶は、そのパルス群によって一方の安
定状態にリセットされ、消去パルスPb が与えられてい
ない期間ではその安定状態を維持する。
b ±Vd の電圧レベルを有するパルス群が形成されてい
る。それゆえ、液晶は、そのパルス群によって一方の安
定状態にリセットされ、消去パルスPb が与えられてい
ない期間ではその安定状態を維持する。
【0018】選択期間においては、Vs ±Vd の電圧レ
ベルを有するパルス群が形成されている。これによっ
て、所定の階調を得ることのできる駆動特性を備えた波
形の電圧がFLCに印加される。選択期間以外のその他
の期間では、同一の信号線電極102上の他の走査線電
極101との交点における画素の表示を選択する階調信
号が与えられており、その階調信号におけるパルス群に
よって選択期間で選択された安定状態を維持することが
できる。
ベルを有するパルス群が形成されている。これによっ
て、所定の階調を得ることのできる駆動特性を備えた波
形の電圧がFLCに印加される。選択期間以外のその他
の期間では、同一の信号線電極102上の他の走査線電
極101との交点における画素の表示を選択する階調信
号が与えられており、その階調信号におけるパルス群に
よって選択期間で選択された安定状態を維持することが
できる。
【0019】図19に示すように、振幅変調による階調
信号DATA0〜DATA4は互いに異なる波形をなし
ている。このような階調信号DATA0〜DATA4を
信号線電圧VX として用いた場合の画素電圧VY-X を図
18に示す。
信号DATA0〜DATA4は互いに異なる波形をなし
ている。このような階調信号DATA0〜DATA4を
信号線電圧VX として用いた場合の画素電圧VY-X を図
18に示す。
【0020】上記の図17および図18の例は、アナロ
グ階調駆動を目的とする場合の階調信号が用いられてい
る。ところが、このような階調信号の内の明状態または
暗状態を実現しうる2種類の波形のみを用いれば、従来
のデジタル階調技術を用いた場合と同様な階調表示が行
われる。
グ階調駆動を目的とする場合の階調信号が用いられてい
る。ところが、このような階調信号の内の明状態または
暗状態を実現しうる2種類の波形のみを用いれば、従来
のデジタル階調技術を用いた場合と同様な階調表示が行
われる。
【0021】現実の駆動方法においては、駆動に対する
液晶の応答速度とデューティ比とを考慮すれば、時間分
割数は2ないし3が限界である。また、画素分割数もド
ライバ数の増大を考慮すれば2が適当である。分割数3
は、可能ではあるが表示特性の点で問題が多い。このよ
うに、2値駆動には限界があるので、FLCの階調駆動
としてFLC自身が中間調を示すような駆動方法が求め
られている。
液晶の応答速度とデューティ比とを考慮すれば、時間分
割数は2ないし3が限界である。また、画素分割数もド
ライバ数の増大を考慮すれば2が適当である。分割数3
は、可能ではあるが表示特性の点で問題が多い。このよ
うに、2値駆動には限界があるので、FLCの階調駆動
としてFLC自身が中間調を示すような駆動方法が求め
られている。
【0022】FLCセルにおいては、前述のように、駆
動時に液晶を双安定状態の間でスイッチさせることがで
きる。しかしながら、双安定状態に至る電圧のしきい値
は必ずしも急俊ではなく、明状態と暗状態との中間の状
態が数ボルトの電圧の幅で存在している。したがって、
2値駆動においては、その中間状態を避けるための駆動
電圧およびモノドメインが得られるセルを用いることに
よって双安定スイッチを行っていた。
動時に液晶を双安定状態の間でスイッチさせることがで
きる。しかしながら、双安定状態に至る電圧のしきい値
は必ずしも急俊ではなく、明状態と暗状態との中間の状
態が数ボルトの電圧の幅で存在している。したがって、
2値駆動においては、その中間状態を避けるための駆動
電圧およびモノドメインが得られるセルを用いることに
よって双安定スイッチを行っていた。
【0023】従来の2値駆動を主体とした駆動方法で
は、中間状態の制御が比較的難しく安定したドメインの
分布が得られにくかったため、安定したドメインを得る
方法がいくつか提案されている。
は、中間状態の制御が比較的難しく安定したドメインの
分布が得られにくかったため、安定したドメインを得る
方法がいくつか提案されている。
【0024】例えば、特開平6−235904号公報に
は、一定の勾配を有する画素電極を用いてFLCのスイ
ッチングのしきい値の異なる領域を1画素内で分布させ
て中間調を得る方法が開示されている。また、特開平7
−152017号公報には、液晶内に微粒子を添加する
ことによって配向状態の異なる領域を分布させて中間調
を得る方法が開示されている。また、特開昭63−20
1629号公報には、2方向にラビング処理が施された
FLCセルに高周波パルスを印加した結果の転傾および
転位によって生じるドメイン壁を制御してマルチドメイ
ン化する方法が開示されている。さらに、本願出願人が
先に出願した特願平7−341904号には、FLCに
ポリマー樹脂を分散させて微小なドメインを形成し、ド
メインの分布を印加電圧のパルス幅に応じて変化させる
ことによって中間調を得る方法が記載されている。
は、一定の勾配を有する画素電極を用いてFLCのスイ
ッチングのしきい値の異なる領域を1画素内で分布させ
て中間調を得る方法が開示されている。また、特開平7
−152017号公報には、液晶内に微粒子を添加する
ことによって配向状態の異なる領域を分布させて中間調
を得る方法が開示されている。また、特開昭63−20
1629号公報には、2方向にラビング処理が施された
FLCセルに高周波パルスを印加した結果の転傾および
転位によって生じるドメイン壁を制御してマルチドメイ
ン化する方法が開示されている。さらに、本願出願人が
先に出願した特願平7−341904号には、FLCに
ポリマー樹脂を分散させて微小なドメインを形成し、ド
メインの分布を印加電圧のパルス幅に応じて変化させる
ことによって中間調を得る方法が記載されている。
【0025】それぞれの方法は、振幅変調またはパルス
幅変調された駆動電圧を用いることによって安定した中
間状態を容易に得ることができる。
幅変調された駆動電圧を用いることによって安定した中
間状態を容易に得ることができる。
【0026】
【発明が解決しようとする課題】マルチプレクス駆動の
場合、一つの画素には常に同じ波形の駆動電圧が印加さ
れている訳ではなく、中間調を与えるような波形を有す
る駆動電圧の個数のべき乗の組み合わせで印加パターン
が存在する。表示においては、これらすべての組み合わ
せについても安定な中間調が得られなければならない。
つまり、選択期間以外に与えられる駆動信号波形の影響
を考慮した駆動信号波形を設計する必要がある。
場合、一つの画素には常に同じ波形の駆動電圧が印加さ
れている訳ではなく、中間調を与えるような波形を有す
る駆動電圧の個数のべき乗の組み合わせで印加パターン
が存在する。表示においては、これらすべての組み合わ
せについても安定な中間調が得られなければならない。
つまり、選択期間以外に与えられる駆動信号波形の影響
を考慮した駆動信号波形を設計する必要がある。
【0027】振幅変調およびパルス幅変調を用いた駆動
信号波形には次のような問題がある。
信号波形には次のような問題がある。
【0028】前述のように、FLCは、分子の自発分極
および誘電率異方性が印加電界と作用して双安定にスイ
ッチする。ところが、選択期間および消去期間における
電界印加時においては、主に自発分極の作用によって一
方の安定状態がもう一方の安定状態に遷移する。その後
の非選択期間においては、主に誘電率異方性の作用によ
って配向が維持される。
および誘電率異方性が印加電界と作用して双安定にスイ
ッチする。ところが、選択期間および消去期間における
電界印加時においては、主に自発分極の作用によって一
方の安定状態がもう一方の安定状態に遷移する。その後
の非選択期間においては、主に誘電率異方性の作用によ
って配向が維持される。
【0029】FLC分子は、誘電率異方性が正の場合、
安定状態の配向位置からさらに印加電界に平行に配向し
ようとし、また誘電率異方性が負の場合、印加電界に垂
直に配向しようとする性質がある。安定状態にスイッチ
させた状態で電界を印加した場合としない場合とでは、
見かけのメモリ角が異なっている理由はこの点にある。
安定状態の配向位置からさらに印加電界に平行に配向し
ようとし、また誘電率異方性が負の場合、印加電界に垂
直に配向しようとする性質がある。安定状態にスイッチ
させた状態で電界を印加した場合としない場合とでは、
見かけのメモリ角が異なっている理由はこの点にある。
【0030】非選択期間においては、双安定にスイッチ
しない程度の低い電圧値の階調信号がFLCに常に印加
されている。特開平5−127625号公報に開示され
ている例では、階調信号の振幅電圧値が階調レベルに応
じて異なっているような場合、特定の表示パターンにお
いては、ある一つの画素に低い電圧や高い電圧が連続し
て印加されることがある。
しない程度の低い電圧値の階調信号がFLCに常に印加
されている。特開平5−127625号公報に開示され
ている例では、階調信号の振幅電圧値が階調レベルに応
じて異なっているような場合、特定の表示パターンにお
いては、ある一つの画素に低い電圧や高い電圧が連続し
て印加されることがある。
【0031】上記の例においては、図20に示すよう
に、明状態、中間状態および暗状態のそれぞれの表示階
調に応じて+VB 、−VB または0のいずれかの電圧が
信号線電極に印加される。このような状態においては、
画素に印加される電圧数が多くなるために、前述の誘電
率異方性の作用によって双安定状態を維持するための分
子の平均位置が変化して配向状態が異なってしまう。そ
の結果、見かけのメモリ角が変化し、それに伴って透過
光量が変化する。このため、選択期間において所定の階
調を選択しても、非選択期間に印加される階調信号の波
形のあらゆる組み合わせに対して所望の階調が得られな
くなる。
に、明状態、中間状態および暗状態のそれぞれの表示階
調に応じて+VB 、−VB または0のいずれかの電圧が
信号線電極に印加される。このような状態においては、
画素に印加される電圧数が多くなるために、前述の誘電
率異方性の作用によって双安定状態を維持するための分
子の平均位置が変化して配向状態が異なってしまう。そ
の結果、見かけのメモリ角が変化し、それに伴って透過
光量が変化する。このため、選択期間において所定の階
調を選択しても、非選択期間に印加される階調信号の波
形のあらゆる組み合わせに対して所望の階調が得られな
くなる。
【0032】また、電界印加時においてFLC分子は常
に電界に応じて運動しているため、例えば、選択期間の
一つ前の印加電圧が、選択期間における印加電圧による
スイッチングに影響を与える。すなわち、スイッチング
は、信号線電極側と走査線電極側のそれぞれの駆動電圧
の選び方によっては不安定になることがある。
に電界に応じて運動しているため、例えば、選択期間の
一つ前の印加電圧が、選択期間における印加電圧による
スイッチングに影響を与える。すなわち、スイッチング
は、信号線電極側と走査線電極側のそれぞれの駆動電圧
の選び方によっては不安定になることがある。
【0033】振幅変調された駆動電圧においては、前記
のようにある値の電圧が連続して印加される場合、ある
期間の駆動波形が前の期間の駆動波形を影響を受ける波
形効果がある。一方、前述の特開平6−235904号
公報に開示された図15に示すようなパルス幅変調され
た駆動信号波形においては、上記の波形効果の影響と合
わせて、波形の組み合わせによって実質的な印加電圧波
形の周波数差が生じる場合がある。
のようにある値の電圧が連続して印加される場合、ある
期間の駆動波形が前の期間の駆動波形を影響を受ける波
形効果がある。一方、前述の特開平6−235904号
公報に開示された図15に示すようなパルス幅変調され
た駆動信号波形においては、上記の波形効果の影響と合
わせて、波形の組み合わせによって実質的な印加電圧波
形の周波数差が生じる場合がある。
【0034】駆動時のFLCセルの温度に着目すれば、
その上昇温度は、印加電圧の2乗に比例し、かつ印加電
圧の周波数にほぼ比例する。このため、前述の波形の組
み合わせが生じるような画面の表示内容に応じて、FL
Cセルにおける画面部分の温度分布が変化してしまう。
FLCのメモリ角や駆動特性が温度に対して変化するこ
とから、FLCセル内での温度変化をできるだけ生じさ
せないようにすることが表示安定化のために必要であ
る。
その上昇温度は、印加電圧の2乗に比例し、かつ印加電
圧の周波数にほぼ比例する。このため、前述の波形の組
み合わせが生じるような画面の表示内容に応じて、FL
Cセルにおける画面部分の温度分布が変化してしまう。
FLCのメモリ角や駆動特性が温度に対して変化するこ
とから、FLCセル内での温度変化をできるだけ生じさ
せないようにすることが表示安定化のために必要であ
る。
【0035】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
のであって、中間調を安定して表示することができるF
LCの駆動方法および駆動回路を提供することを目的と
している。
のであって、中間調を安定して表示することができるF
LCの駆動方法および駆動回路を提供することを目的と
している。
【0036】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1に記載
の強誘電性液晶(FLC)表示素子の駆動方法は、互い
に交差する方向に配列された複数の走査線電極と複数の
信号線電極との間にFLCが介在され、上記走査線電極
と上記信号線電極とが交差する領域に画素が形成される
構造の液晶表示素子において、上記画素内の上記FLC
を一方の安定状態に移行させるための書込電圧と上記F
LCの安定状態を保持するための保持電圧とを選択的に
上記信号線電極に印加しながら、一走査期間に設けられ
た、消去期間、選択期間および選択期間と消去期間との
間で長さが可変となる非選択期間のそれぞれに、上記画
素内の上記FLCを一方の安定状態に移行させるための
消去電圧、階調レベルに応じた波形であり上記書込電圧
および上記保持電圧を含む階調信号を上記画素内の上記
FLCに与えるための選択電圧および上記画素内の上記
FLCの安定状態を保持するための非選択電圧を選択的
に上記走査線電極に印加するとともに、消去電圧、選択
電圧および非選択電圧が印加されない走査線電極に表示
状態に矛盾が生じない位相で一つ前の走査期間に印加さ
れたそれらの電圧のいずれか一つと同じ波形の電圧を印
加し、かつ一走査期間で上記の各電圧を直流的に均衡さ
せることによって各画素の表示状態を変化させる駆動方
法であって、上記の課題を解決するために、以下の手法
を用いることを特徴としている。
の強誘電性液晶(FLC)表示素子の駆動方法は、互い
に交差する方向に配列された複数の走査線電極と複数の
信号線電極との間にFLCが介在され、上記走査線電極
と上記信号線電極とが交差する領域に画素が形成される
構造の液晶表示素子において、上記画素内の上記FLC
を一方の安定状態に移行させるための書込電圧と上記F
LCの安定状態を保持するための保持電圧とを選択的に
上記信号線電極に印加しながら、一走査期間に設けられ
た、消去期間、選択期間および選択期間と消去期間との
間で長さが可変となる非選択期間のそれぞれに、上記画
素内の上記FLCを一方の安定状態に移行させるための
消去電圧、階調レベルに応じた波形であり上記書込電圧
および上記保持電圧を含む階調信号を上記画素内の上記
FLCに与えるための選択電圧および上記画素内の上記
FLCの安定状態を保持するための非選択電圧を選択的
に上記走査線電極に印加するとともに、消去電圧、選択
電圧および非選択電圧が印加されない走査線電極に表示
状態に矛盾が生じない位相で一つ前の走査期間に印加さ
れたそれらの電圧のいずれか一つと同じ波形の電圧を印
加し、かつ一走査期間で上記の各電圧を直流的に均衡さ
せることによって各画素の表示状態を変化させる駆動方
法であって、上記の課題を解決するために、以下の手法
を用いることを特徴としている。
【0037】すなわち、上記の手法は、階調レベルに応
じて位相変調されたパルスを含む階調信号を信号線電極
に印加することである。
じて位相変調されたパルスを含む階調信号を信号線電極
に印加することである。
【0038】上記の駆動方法によってFLC表示素子を
駆動する際、階調レベルに応じた階調信号の電圧と、消
去電圧、選択電圧または非選択電圧との合成電圧が、画
素に印加される。
駆動する際、階調レベルに応じた階調信号の電圧と、消
去電圧、選択電圧または非選択電圧との合成電圧が、画
素に印加される。
【0039】このような駆動において上記の階調信号を
用いれば、選択期間において位相の違いに応じてFLC
への印加電圧に対するスイッチング特性の差異が設けら
れる。それゆえ、振幅変調された階調信号や周波数変調
された階調信号を用いることなく、中間調を表示するこ
とができる。
用いれば、選択期間において位相の違いに応じてFLC
への印加電圧に対するスイッチング特性の差異が設けら
れる。それゆえ、振幅変調された階調信号や周波数変調
された階調信号を用いることなく、中間調を表示するこ
とができる。
【0040】上記の請求項1に記載の駆動方法は、請求
項2に記載のように、一部のパルスが階調レベルに依存
しないように位相が固定されている階調信号を用いるこ
とが好ましい。この階調信号を用いれば、そのパルスの
位相がどの階調信号においても固定されているので、選
択期間において印加された階調信号波形のスイッチング
特性が、選択期間の一つ前の期間に印加された階調信号
波形の種類によらず一定になる。
項2に記載のように、一部のパルスが階調レベルに依存
しないように位相が固定されている階調信号を用いるこ
とが好ましい。この階調信号を用いれば、そのパルスの
位相がどの階調信号においても固定されているので、選
択期間において印加された階調信号波形のスイッチング
特性が、選択期間の一つ前の期間に印加された階調信号
波形の種類によらず一定になる。
【0041】上記の請求項2に記載の駆動方法は、請求
項3に記載のように、一走査期間において、位相変調さ
れたパルスを含む前半部と、位相固定されたパルスを含
む後半部とからなり、前半部が一走査期間の半分以上の
長さを有する階調信号を用いることが好ましい。このよ
うに、階調信号の前半部を位相変調することによって、
階調信号のスイッチング特性に、より多くの差異を設け
ることができる。
項3に記載のように、一走査期間において、位相変調さ
れたパルスを含む前半部と、位相固定されたパルスを含
む後半部とからなり、前半部が一走査期間の半分以上の
長さを有する階調信号を用いることが好ましい。このよ
うに、階調信号の前半部を位相変調することによって、
階調信号のスイッチング特性に、より多くの差異を設け
ることができる。
【0042】上記の請求項1に記載の駆動方法は、請求
項4に記載のように、パルスが絶対値の等しい両極性の
2レベルに設定されている階調信号を用いることが好ま
しい。このように、2レベルの階調信号を用いることに
よって、画素に印加される電圧値の数を少なくすること
ができる。それゆえ、前述のようなFLCのメモリ角が
非選択期間において異なる不都合や、印加電圧の2乗に
比例する画素の発熱を抑えることができる。また、階調
信号を発生させるための回路は、2つの電圧を発生する
だけでよいので、出力電圧数を従来に比べて少なくする
ことができる。
項4に記載のように、パルスが絶対値の等しい両極性の
2レベルに設定されている階調信号を用いることが好ま
しい。このように、2レベルの階調信号を用いることに
よって、画素に印加される電圧値の数を少なくすること
ができる。それゆえ、前述のようなFLCのメモリ角が
非選択期間において異なる不都合や、印加電圧の2乗に
比例する画素の発熱を抑えることができる。また、階調
信号を発生させるための回路は、2つの電圧を発生する
だけでよいので、出力電圧数を従来に比べて少なくする
ことができる。
【0043】上記の請求項1に記載の駆動方法は、請求
項5に記載のように、パルスのレベル変化の回数が一走
査期間において常に一定である階調信号を用いることが
好ましい。このようにパルスのレベル変化の回数が設定
された階調信号を用いることによって、階調信号間での
周波数差がなくなるので、一走査期間毎に位相の異なる
階調信号同士を連続して組み合わせた階調信号を用いて
も、画素に印加される電圧は一定の周波数で変化する。
それゆえ、上記の周波数差に依存する画素の発熱を抑制
することができる。
項5に記載のように、パルスのレベル変化の回数が一走
査期間において常に一定である階調信号を用いることが
好ましい。このようにパルスのレベル変化の回数が設定
された階調信号を用いることによって、階調信号間での
周波数差がなくなるので、一走査期間毎に位相の異なる
階調信号同士を連続して組み合わせた階調信号を用いて
も、画素に印加される電圧は一定の周波数で変化する。
それゆえ、上記の周波数差に依存する画素の発熱を抑制
することができる。
【0044】本発明の請求項6に記載の強誘電性液晶
(FLC)表示素子の駆動回路は、互いに交差する方向
に配列された複数の走査線電極と複数の信号線電極との
間に強誘電性液晶が介在され、上記走査線電極と上記信
号線電極とが交差する領域に画素が形成される構造の液
晶表示素子において、上記画素内の上記強誘電性液晶を
一方の安定状態に移行させるための書込電圧と上記強誘
電性液晶の安定状態を保持するための保持電圧とを選択
的に上記信号線電極に印加する信号線電極駆動回路と、
一走査期間に設けられた、消去期間、選択期間および選
択期間と消去期間との間で長さが可変となる非選択期間
のそれぞれに、上記画素内の上記強誘電性液晶を一方の
安定状態に移行させるための消去電圧、階調レベルに応
じた波形であり上記書込電圧および上記保持電圧を含む
階調信号を上記画素内の上記強誘電性液晶に与えるため
の選択電圧および画素内の強誘電性液晶の安定状態を維
持させるための非選択電圧を選択的に上記走査線電極に
印加するとともに、消去電圧、選択電圧および非選択電
圧が印加されない走査線電極に表示状態に矛盾が生じな
い位相で一つ前の走査期間に印加されたそれらの電圧の
いずれか一つと同じ波形の電圧を印加し、かつ一走査期
間でそれらの電圧を直流的に均衡させる走査線電極駆動
回路とを備えた各画素の表示状態を変化させる駆動回路
であって、上記の課題を解決するために、上記の信号線
電極駆動回路が以下のように構成されていることを特徴
としている。
(FLC)表示素子の駆動回路は、互いに交差する方向
に配列された複数の走査線電極と複数の信号線電極との
間に強誘電性液晶が介在され、上記走査線電極と上記信
号線電極とが交差する領域に画素が形成される構造の液
晶表示素子において、上記画素内の上記強誘電性液晶を
一方の安定状態に移行させるための書込電圧と上記強誘
電性液晶の安定状態を保持するための保持電圧とを選択
的に上記信号線電極に印加する信号線電極駆動回路と、
一走査期間に設けられた、消去期間、選択期間および選
択期間と消去期間との間で長さが可変となる非選択期間
のそれぞれに、上記画素内の上記強誘電性液晶を一方の
安定状態に移行させるための消去電圧、階調レベルに応
じた波形であり上記書込電圧および上記保持電圧を含む
階調信号を上記画素内の上記強誘電性液晶に与えるため
の選択電圧および画素内の強誘電性液晶の安定状態を維
持させるための非選択電圧を選択的に上記走査線電極に
印加するとともに、消去電圧、選択電圧および非選択電
圧が印加されない走査線電極に表示状態に矛盾が生じな
い位相で一つ前の走査期間に印加されたそれらの電圧の
いずれか一つと同じ波形の電圧を印加し、かつ一走査期
間でそれらの電圧を直流的に均衡させる走査線電極駆動
回路とを備えた各画素の表示状態を変化させる駆動回路
であって、上記の課題を解決するために、上記の信号線
電極駆動回路が以下のように構成されていることを特徴
としている。
【0045】すなわち、上記信号線電極駆動回路は、階
調レベルに応じて位相変調されたパルスを含む階調信号
を上記信号線電極に印加する。
調レベルに応じて位相変調されたパルスを含む階調信号
を上記信号線電極に印加する。
【0046】上記の構成では、FLC表示素子を駆動す
る際、出力された階調レベルに応じて位相変調されたパ
ルスが信号線電極駆動回路から信号線電極に印加される
とともに、消去電圧、選択電圧または非選択電圧を含む
パルスが走査線電極駆動回路から走査線電極に印加され
る。そして、画素には、上記の両パルスが合成された結
果の電圧が印加される。
る際、出力された階調レベルに応じて位相変調されたパ
ルスが信号線電極駆動回路から信号線電極に印加される
とともに、消去電圧、選択電圧または非選択電圧を含む
パルスが走査線電極駆動回路から走査線電極に印加され
る。そして、画素には、上記の両パルスが合成された結
果の電圧が印加される。
【0047】このような駆動において上記の階調信号を
用いれば、選択期間において位相の違いに応じてFLC
への印加電圧に対するスイッチング特性の差異が設けら
れる。それゆえ、振幅変調された階調信号や周波数変調
された階調信号を用いることなく、中間調を表示するこ
とができる。
用いれば、選択期間において位相の違いに応じてFLC
への印加電圧に対するスイッチング特性の差異が設けら
れる。それゆえ、振幅変調された階調信号や周波数変調
された階調信号を用いることなく、中間調を表示するこ
とができる。
【0048】上記の請求項6に記載の駆動回路は、請求
項7に記載のように、上記信号線電極駆動回路が、一部
のパルスが階調レベルに依存しないように固定されてい
る階調信号を発生することが好ましい。この階調信号を
用いれば、そのパルスの位相がどの階調信号においても
固定されているので、選択期間において印加された階調
信号波形のスイッチング特性が、選択期間の一つ前の期
間に印加された階調信号波形の種類によらず一定にな
る。
項7に記載のように、上記信号線電極駆動回路が、一部
のパルスが階調レベルに依存しないように固定されてい
る階調信号を発生することが好ましい。この階調信号を
用いれば、そのパルスの位相がどの階調信号においても
固定されているので、選択期間において印加された階調
信号波形のスイッチング特性が、選択期間の一つ前の期
間に印加された階調信号波形の種類によらず一定にな
る。
【0049】上記の請求項7に記載の駆動回路は、請求
項8に記載のように、上記信号線電極駆動回路が、一走
査期間において、位相変調されたパルスを含む前半部
と、固定されたパルスを含む後半部とからなり、前半部
が一走査期間の半分以上の長さを有する階調信号を発生
することが好ましい。このように、階調信号の前半部を
位相変調することによって、階調信号のスイッチング特
性に、より多くの差異を設けることができる。
項8に記載のように、上記信号線電極駆動回路が、一走
査期間において、位相変調されたパルスを含む前半部
と、固定されたパルスを含む後半部とからなり、前半部
が一走査期間の半分以上の長さを有する階調信号を発生
することが好ましい。このように、階調信号の前半部を
位相変調することによって、階調信号のスイッチング特
性に、より多くの差異を設けることができる。
【0050】上記の請求項6に記載の駆動回路は、請求
項9に記載のように、上記信号線電極駆動回路が、パル
スが絶対値の等しい両極性の2レベルに設定されている
階調信号を発生することが好ましい。このように、2レ
ベルの階調信号を用いることによって、画素に印加され
る電圧値の数を少なくすることができる。それゆえ、前
述のようなFLCのメモリ角が非選択期間において異な
る不都合や、印加電圧の2乗に比例する画素の発熱を抑
えることができる。また、階調信号を発生させるための
回路は、2つの電圧を発生するだけでよいので、出力電
圧数を従来に比べて少なくすることができる。
項9に記載のように、上記信号線電極駆動回路が、パル
スが絶対値の等しい両極性の2レベルに設定されている
階調信号を発生することが好ましい。このように、2レ
ベルの階調信号を用いることによって、画素に印加され
る電圧値の数を少なくすることができる。それゆえ、前
述のようなFLCのメモリ角が非選択期間において異な
る不都合や、印加電圧の2乗に比例する画素の発熱を抑
えることができる。また、階調信号を発生させるための
回路は、2つの電圧を発生するだけでよいので、出力電
圧数を従来に比べて少なくすることができる。
【0051】上記の請求項6に記載の駆動回路は、請求
項10に記載のように、上記信号線電極駆動回路が、パ
ルスのレベル変化の回数が一走査期間において常に一定
である階調信号を発生することが好ましい。このように
パルスのレベル変化の回数が設定された階調信号を用い
ることによって、階調信号間での周波数差がなくなるの
で、一走査期間毎に位相の異なる階調信号同士を連続し
て組み合わせた階調信号を用いても、画素に印加される
電圧は一定の周波数で変化する。それゆえ、上記の周波
数差に依存する画素の発熱を抑制することができる。
項10に記載のように、上記信号線電極駆動回路が、パ
ルスのレベル変化の回数が一走査期間において常に一定
である階調信号を発生することが好ましい。このように
パルスのレベル変化の回数が設定された階調信号を用い
ることによって、階調信号間での周波数差がなくなるの
で、一走査期間毎に位相の異なる階調信号同士を連続し
て組み合わせた階調信号を用いても、画素に印加される
電圧は一定の周波数で変化する。それゆえ、上記の周波
数差に依存する画素の発熱を抑制することができる。
【0052】
【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態について図
1ないし図14に基づいて説明すれば、以下の通りであ
る。
1ないし図14に基づいて説明すれば、以下の通りであ
る。
【0053】図2に示すように、本実施の形態に係るF
LCセル1(強誘電性液晶表示素子)は、信号線電極基
板2と、走査線電極基板3と、液晶層4と、絶縁膜5・
6と、配向膜7・8とを備えている。信号線電極基板2
は、互いに平行に配された複数の信号線電極21…が一
方の表面に設けられている。走査線電極基板3は、互い
に平行に配され、かつ信号線電極21…と直交するよう
に配された複数の走査線電極31…が信号線電極21…
と対向する表面に設けられている。
LCセル1(強誘電性液晶表示素子)は、信号線電極基
板2と、走査線電極基板3と、液晶層4と、絶縁膜5・
6と、配向膜7・8とを備えている。信号線電極基板2
は、互いに平行に配された複数の信号線電極21…が一
方の表面に設けられている。走査線電極基板3は、互い
に平行に配され、かつ信号線電極21…と直交するよう
に配された複数の走査線電極31…が信号線電極21…
と対向する表面に設けられている。
【0054】液晶層4は、信号線電極基板2と走査線電
極基板3との間に挟持されるように配される。絶縁膜5
および配向膜7は、信号線電極基板2と液晶層4との間
に設けられ、絶縁膜6および配向膜8は、走査線電極基
板3と液晶層4との間に設けられている。
極基板3との間に挟持されるように配される。絶縁膜5
および配向膜7は、信号線電極基板2と液晶層4との間
に設けられ、絶縁膜6および配向膜8は、走査線電極基
板3と液晶層4との間に設けられている。
【0055】上記のように構成されるFLCセル1は、
詳細には、図3に示すような構造をなしている。
詳細には、図3に示すような構造をなしている。
【0056】信号線電極基板2は、ガラス基板22およ
びこのガラス基板22上に形成されるSiO層23を備
え、さらにSiO層23上にITO(indium tin oxid
e)からなる透明の信号線電極21…が形成されてい
る。
びこのガラス基板22上に形成されるSiO層23を備
え、さらにSiO層23上にITO(indium tin oxid
e)からなる透明の信号線電極21…が形成されてい
る。
【0057】走査線電極基板3は、ガラス基板32およ
びこのガラス基板32上に形成されるカラーフィルタ3
3、カラーフィルタ33を覆うオーバーコート膜34お
よびSiO層35を備え、さらにSiO層35上にIT
Oからなる透明の走査線電極31…が形成されている。
カラーフィルタ33は、赤、緑および青の光をそれぞれ
透過させる部分に区分されており、それらの部分の間は
ブラックマトリクス(図示せず)によって光の透過が遮
られるようになっている。オーバーコート膜34は、例
えば、アクリル樹脂系の透明材料によって形成されてい
る。
びこのガラス基板32上に形成されるカラーフィルタ3
3、カラーフィルタ33を覆うオーバーコート膜34お
よびSiO層35を備え、さらにSiO層35上にIT
Oからなる透明の走査線電極31…が形成されている。
カラーフィルタ33は、赤、緑および青の光をそれぞれ
透過させる部分に区分されており、それらの部分の間は
ブラックマトリクス(図示せず)によって光の透過が遮
られるようになっている。オーバーコート膜34は、例
えば、アクリル樹脂系の透明材料によって形成されてい
る。
【0058】信号線電極基板2および走査線電極基板3
においては、ガラス基板22・32の代わりに、絶縁性
かつ透光性の材料、例えば、プラスティック、シリコン
からなる基板を用いてもよい。
においては、ガラス基板22・32の代わりに、絶縁性
かつ透光性の材料、例えば、プラスティック、シリコン
からなる基板を用いてもよい。
【0059】上記の絶縁膜5・6上には、ラビング処理
などの一軸配向処理が施された配向膜7・8がそれぞれ
形成されている。配向膜7・8としては、ポリイミド、
ナイロンまたはポリビニルアルコール等の有機高分子か
らなる膜またはSiO2斜方蒸着膜等が用いられる。
などの一軸配向処理が施された配向膜7・8がそれぞれ
形成されている。配向膜7・8としては、ポリイミド、
ナイロンまたはポリビニルアルコール等の有機高分子か
らなる膜またはSiO2斜方蒸着膜等が用いられる。
【0060】液晶層4は、対向するようにしてシール剤
9で貼り合わされた信号線電極基板2および走査線電極
基板3の間の空間内にFLC材料が充填されることによ
って所定の厚さに形成されている。また、表示面積が広
いFLCセル1においては、セルギャップ(液晶層4の
厚さ)が一定となるように、配向膜7・8の間に図示し
ないスペーサが配置される。
9で貼り合わされた信号線電極基板2および走査線電極
基板3の間の空間内にFLC材料が充填されることによ
って所定の厚さに形成されている。また、表示面積が広
いFLCセル1においては、セルギャップ(液晶層4の
厚さ)が一定となるように、配向膜7・8の間に図示し
ないスペーサが配置される。
【0061】上記のFLCセル1は、図示はしないが、
偏光軸が互いに直交するように配置された2枚の偏光板
で挟まれている。
偏光軸が互いに直交するように配置された2枚の偏光板
で挟まれている。
【0062】FLCセル1においては、信号線電極21
…および走査線電極31…が対向する各方形の領域によ
り、画素領域が形成されている。この画素領域は、信号
線電極21と走査線電極31とに電圧が印加されると、
液晶層4におけるFLCの分子の配向状態が切り替わる
ことにより、表示状態を明と暗とで変化させて表示を行
うようになっている。
…および走査線電極31…が対向する各方形の領域によ
り、画素領域が形成されている。この画素領域は、信号
線電極21と走査線電極31とに電圧が印加されると、
液晶層4におけるFLCの分子の配向状態が切り替わる
ことにより、表示状態を明と暗とで変化させて表示を行
うようになっている。
【0063】図1にFLCモジュールの概略構成を示
す。このFLCモジュールにおいて、信号線電極21
は、フレキシブルプリント基板41を介して階調信号増
幅回路42に接続されている。階調信号増幅回路42
は、階調信号生成回路43で生成された後述する5種類
の階調信号を組み合わせて各信号線電極21に出力し、
かつ増幅するようになっている。上記の階調信号増幅回
路42および階調信号生成回路43は、本FLCモジュ
ールにおける信号線電極駆動回路に含まれている。
す。このFLCモジュールにおいて、信号線電極21
は、フレキシブルプリント基板41を介して階調信号増
幅回路42に接続されている。階調信号増幅回路42
は、階調信号生成回路43で生成された後述する5種類
の階調信号を組み合わせて各信号線電極21に出力し、
かつ増幅するようになっている。上記の階調信号増幅回
路42および階調信号生成回路43は、本FLCモジュ
ールにおける信号線電極駆動回路に含まれている。
【0064】図4に示すように、階調信号生成回路43
は、カウンタ44およびゲート回路45によって構成さ
れている。カウンタ44は、一定周期TのクロックCL
Kに基づいて4ビットの信号を出力する。ゲート回路4
5は、AND、ORなどの論理ゲートを適宜組み合わせ
た回路であって、カウンタ44からの信号に基づいて所
望の波形の階調信号DATA0〜DATA4(図5
(a)ないし(d)参照)を出力する。
は、カウンタ44およびゲート回路45によって構成さ
れている。カウンタ44は、一定周期TのクロックCL
Kに基づいて4ビットの信号を出力する。ゲート回路4
5は、AND、ORなどの論理ゲートを適宜組み合わせ
た回路であって、カウンタ44からの信号に基づいて所
望の波形の階調信号DATA0〜DATA4(図5
(a)ないし(d)参照)を出力する。
【0065】階調信号増幅回路42は、データセレクタ
46、フォトカプラ47およびオペレーショナルアンプ
48を備えている。データセレクタ46は、上位の演算
システムから供給される、表示情報(階調情報)に応じ
たビットパターンの信号に基づいて、階調信号DATA
0〜DATA4から1つを選択する。オペレーショナル
アンプ48は、データセレクタ46からの階調信号を増
幅して1本の信号電極線21に出力する。フォトカプラ
47は、データセレクタ46とオペレーショナルアンプ
48との間の信号の伝達を電気的に絶縁する。上記のデ
ータセレクタ46、フォトカプラ47およびオペレーシ
ョナルアンプ48は、信号線電極21と同数設けられて
いる。
46、フォトカプラ47およびオペレーショナルアンプ
48を備えている。データセレクタ46は、上位の演算
システムから供給される、表示情報(階調情報)に応じ
たビットパターンの信号に基づいて、階調信号DATA
0〜DATA4から1つを選択する。オペレーショナル
アンプ48は、データセレクタ46からの階調信号を増
幅して1本の信号電極線21に出力する。フォトカプラ
47は、データセレクタ46とオペレーショナルアンプ
48との間の信号の伝達を電気的に絶縁する。上記のデ
ータセレクタ46、フォトカプラ47およびオペレーシ
ョナルアンプ48は、信号線電極21と同数設けられて
いる。
【0066】図1に示すように、走査線電極31は、フ
レキシブルプリント基板51を介して走査信号増幅回路
52に接続されている。走査信号増幅回路52は、走査
信号生成回路53で生成された電圧Vb (消去電圧)の
消去パルスPb および電圧Vs (選択電圧)のストロボ
パルスPs に基づいて、図6に示すような走査信号を各
走査線電極31に順次出力するようになっている。上記
の走査信号増幅回路52および走査信号生成回路53
は、本FLCモジュールにおける走査線電極駆動回路に
含まれている。
レキシブルプリント基板51を介して走査信号増幅回路
52に接続されている。走査信号増幅回路52は、走査
信号生成回路53で生成された電圧Vb (消去電圧)の
消去パルスPb および電圧Vs (選択電圧)のストロボ
パルスPs に基づいて、図6に示すような走査信号を各
走査線電極31に順次出力するようになっている。上記
の走査信号増幅回路52および走査信号生成回路53
は、本FLCモジュールにおける走査線電極駆動回路に
含まれている。
【0067】なお、電圧Vb ・Vs 以外の接地レベルの
電圧は、非選択電圧に相当する。
電圧は、非選択電圧に相当する。
【0068】ここで、図5(a)に示す階調信号は、全
期間(1ラインアドレス期間)にゲート回路45で位相
変調された電圧パルス群を有している。パルス群は、電
圧±Vd の矩形波パルス群であり、全期間で直流的に均
衡している(DCバランスがとれている)。また、この
階調信号は、1ラインアドレス期間で+Vd レベルまた
は−Vd レベルの少なくともいずれか一方が1ラインア
ドレス期間の1/2の期間維持されている。この階調信
号は、上記のパルス群がデータセレクタ46で階調情報
に基づいて選択されることによって、階調情報に応じて
位相変調された状態で出力される。
期間(1ラインアドレス期間)にゲート回路45で位相
変調された電圧パルス群を有している。パルス群は、電
圧±Vd の矩形波パルス群であり、全期間で直流的に均
衡している(DCバランスがとれている)。また、この
階調信号は、1ラインアドレス期間で+Vd レベルまた
は−Vd レベルの少なくともいずれか一方が1ラインア
ドレス期間の1/2の期間維持されている。この階調信
号は、上記のパルス群がデータセレクタ46で階調情報
に基づいて選択されることによって、階調情報に応じて
位相変調された状態で出力される。
【0069】本実施の形態において、階調信号DATA
4は機能的に書込電圧に相当し、階調信号DATA0は
機能的に保持電圧に相当する。その他の階調信号DAT
A1〜3は、波形によって機能的に書込電圧または保持
電圧のいずれかに相当するが、ここでは中間調を表示す
るための中間電圧と称する方が適している。
4は機能的に書込電圧に相当し、階調信号DATA0は
機能的に保持電圧に相当する。その他の階調信号DAT
A1〜3は、波形によって機能的に書込電圧または保持
電圧のいずれかに相当するが、ここでは中間調を表示す
るための中間電圧と称する方が適している。
【0070】また、階調信号生成回路43は、例えば一
波形の形状を記憶させておき、階調に応じた任意の位相
から順次その波形を出力するような回路であってもよ
い。具体的には、波形を記憶するROMが階調信号生成
回路43として設けられ、前述の演算システムによって
ROMから波形を出力する位相が制御される。この階調
信号生成回路43では、構成が簡便になるので駆動系の
コストを低減することができる。
波形の形状を記憶させておき、階調に応じた任意の位相
から順次その波形を出力するような回路であってもよ
い。具体的には、波形を記憶するROMが階調信号生成
回路43として設けられ、前述の演算システムによって
ROMから波形を出力する位相が制御される。この階調
信号生成回路43では、構成が簡便になるので駆動系の
コストを低減することができる。
【0071】上記の例においては、5レベルの階調を階
調信号DATA0〜DATA4で表現しているが、パル
ス群の位相変調(位相シフト)の度合を変えることによ
って、より多くのレベルの階調信号を作成することがで
きる。このような波形の階調信号を用いることで、選択
期間において、ストロボパルスPs と階調信号における
パルス群との合成パルスにFLCの駆動特性上の差を設
けることができ、安定な中間調状態を表示することがで
きる。
調信号DATA0〜DATA4で表現しているが、パル
ス群の位相変調(位相シフト)の度合を変えることによ
って、より多くのレベルの階調信号を作成することがで
きる。このような波形の階調信号を用いることで、選択
期間において、ストロボパルスPs と階調信号における
パルス群との合成パルスにFLCの駆動特性上の差を設
けることができ、安定な中間調状態を表示することがで
きる。
【0072】選択期間においてストロボパルスPs と階
調信号のパルス群との合成パルスによるFLCの駆動特
性は、選択期間の前後の信号波形の影響を受けやすい
(前述の波形効果)。この場合、配向状態のスイッチに
直接関係する選択期間直前の階調信号の電圧による影響
が著しい。図5(a)に示す階調信号波形では、選択期
間直前の階調信号の波形が異なっていれば、選択期間で
同じ階調信号を選択していても互いに異なる駆動特性が
得られ、安定して中間調を表示できないことが予想され
る。
調信号のパルス群との合成パルスによるFLCの駆動特
性は、選択期間の前後の信号波形の影響を受けやすい
(前述の波形効果)。この場合、配向状態のスイッチに
直接関係する選択期間直前の階調信号の電圧による影響
が著しい。図5(a)に示す階調信号波形では、選択期
間直前の階調信号の波形が異なっていれば、選択期間で
同じ階調信号を選択していても互いに異なる駆動特性が
得られ、安定して中間調を表示できないことが予想され
る。
【0073】これに対し、図5(b)に示す階調信号
は、位相変調されたパルスを期間の前半に有し、位相固
定されたパルスを期間の後半に有している。この階調信
号を用いれば、期間後半のパルスの位相がどの階調信号
においても固定されているので、その後に続く階調信号
によって、直前の階調信号の波形によらず安定した駆動
特性を得ることができる。図5(c)および(d)に示
す階調信号も、位相固定されたパルスを期間の後半に有
しており、同様に、安定した駆動特性を得ることができ
る。
は、位相変調されたパルスを期間の前半に有し、位相固
定されたパルスを期間の後半に有している。この階調信
号を用いれば、期間後半のパルスの位相がどの階調信号
においても固定されているので、その後に続く階調信号
によって、直前の階調信号の波形によらず安定した駆動
特性を得ることができる。図5(c)および(d)に示
す階調信号も、位相固定されたパルスを期間の後半に有
しており、同様に、安定した駆動特性を得ることができ
る。
【0074】図5(b)ないし(d)の各階調信号は、
全期間内でDCバランスされていればよく、パルス群が
位相変調されている変調部および位相固定されている固
定部のそれぞれでDCバランスされていなくても差し支
えない。
全期間内でDCバランスされていればよく、パルス群が
位相変調されている変調部および位相固定されている固
定部のそれぞれでDCバランスされていなくても差し支
えない。
【0075】また、図5(c)に示す階調信号は、変調
部および固定部の期間が等しくなく、変調部が全期間の
半分以上を占めている。これによって、選択期間におい
て走査線電極31…に印加されたストロボパルスPs と
信号線電極21…に印加された階調信号のパルスとが合
成されたとき、より多くの特性差を有するパルス群を画
素に与えることができる。それゆえ、適正な階調表示を
選択する際の印加電圧の数を増やすことができる。
部および固定部の期間が等しくなく、変調部が全期間の
半分以上を占めている。これによって、選択期間におい
て走査線電極31…に印加されたストロボパルスPs と
信号線電極21…に印加された階調信号のパルスとが合
成されたとき、より多くの特性差を有するパルス群を画
素に与えることができる。それゆえ、適正な階調表示を
選択する際の印加電圧の数を増やすことができる。
【0076】さらに、図5(b)および図5(c)に示
す階調信号における電圧の変化回数は、全期間において
DATA0とDATA4とで異なる。このため、画素へ
の電圧印加時に階調信号のパルスとストロボパルスPs
とが合成されると、DATA0が連続で印加された場合
とDATA4が連続で印加された場合とでは、画素への
印加電圧の変化回数に2倍の差が生じる。印加電圧の変
化は画素における発熱の要因となるので、表示内容(階
調信号)によって印加電圧の変化回数に差が生じると、
画素間で温度差が生じてしまう。
す階調信号における電圧の変化回数は、全期間において
DATA0とDATA4とで異なる。このため、画素へ
の電圧印加時に階調信号のパルスとストロボパルスPs
とが合成されると、DATA0が連続で印加された場合
とDATA4が連続で印加された場合とでは、画素への
印加電圧の変化回数に2倍の差が生じる。印加電圧の変
化は画素における発熱の要因となるので、表示内容(階
調信号)によって印加電圧の変化回数に差が生じると、
画素間で温度差が生じてしまう。
【0077】これに対し、図5(d)の階調信号DAT
A0〜DATA4は、ともに位相固定されたパルスの前
にこのパルスより間隔の狭いパルスが互いに同位相に設
けられている。これによって、階調信号DATA0〜D
ATA4のいずれでも、全期間において電圧が変化する
回数が等しくなる。したがって、どのような階調信号の
組み合わせでも画素への印加電圧の変化回数が常に一定
となる。この結果、表示内容に関わらず画素間で温度が
一定になることが期待できる。
A0〜DATA4は、ともに位相固定されたパルスの前
にこのパルスより間隔の狭いパルスが互いに同位相に設
けられている。これによって、階調信号DATA0〜D
ATA4のいずれでも、全期間において電圧が変化する
回数が等しくなる。したがって、どのような階調信号の
組み合わせでも画素への印加電圧の変化回数が常に一定
となる。この結果、表示内容に関わらず画素間で温度が
一定になることが期待できる。
【0078】
〔実施例1〕ここで、前述の5種類の階調信号DATA
0〜DATA4によって100%および0%の透過率を
得ることのできる駆動特性について説明する。
0〜DATA4によって100%および0%の透過率を
得ることのできる駆動特性について説明する。
【0079】測定においては、誘電率異方性が負である
FLC材料が注入された試作検査用のいわゆる標準セル
を用いた。また、標準セルに印加する電圧の範囲は、配
向形態の変化を避けるため、図5(b)の階調信号に対
しては実効値が8Vとなるように電圧Vd (データパル
ス実効電圧すなわち階調信号電圧)を設定し、ストロボ
パルスPs に対しては最大値が45Vとなるように電圧
Vs (ストロボパルス電圧)を設定した。
FLC材料が注入された試作検査用のいわゆる標準セル
を用いた。また、標準セルに印加する電圧の範囲は、配
向形態の変化を避けるため、図5(b)の階調信号に対
しては実効値が8Vとなるように電圧Vd (データパル
ス実効電圧すなわち階調信号電圧)を設定し、ストロボ
パルスPs に対しては最大値が45Vとなるように電圧
Vs (ストロボパルス電圧)を設定した。
【0080】なお、図5(b)の階調信号の最大振幅電
圧は±8Vである。
圧は±8Vである。
【0081】また、この測定においては、選択期間にそ
れぞれ、明状態においてDATA4を印加し、暗状態に
おいてDATA0を印加した。選択期間の直前と直後と
では、DATA0、DATA2およびDATA4の3種
類をそれぞれ印加し、それ以外の非選択期間においては
DATA4を連続的に印加した。
れぞれ、明状態においてDATA4を印加し、暗状態に
おいてDATA0を印加した。選択期間の直前と直後と
では、DATA0、DATA2およびDATA4の3種
類をそれぞれ印加し、それ以外の非選択期間においては
DATA4を連続的に印加した。
【0082】上記の条件の下に駆動特性を測定した結
果、図7に示すように、階調駆動可能な電圧範囲が得ら
れた。図7においては、○、△、◇のプロット点がDA
TA0、DATA2、DATA4のそれぞれの測定結果
を示している。同種のプロット点で表されるループの内
側は、明/暗状態の2値間でのスイッチを完全に行うこ
とのできるストロボパルス電圧Vs およびデータパルス
実効電圧Vd の組み合わせの範囲を示している。ループ
の外側は、明/暗状態のいずれか一方または両方で完全
なスイッチができない電圧の組み合わせ範囲である。
果、図7に示すように、階調駆動可能な電圧範囲が得ら
れた。図7においては、○、△、◇のプロット点がDA
TA0、DATA2、DATA4のそれぞれの測定結果
を示している。同種のプロット点で表されるループの内
側は、明/暗状態の2値間でのスイッチを完全に行うこ
とのできるストロボパルス電圧Vs およびデータパルス
実効電圧Vd の組み合わせの範囲を示している。ループ
の外側は、明/暗状態のいずれか一方または両方で完全
なスイッチができない電圧の組み合わせ範囲である。
【0083】それぞれのループの形状が前後の階調信号
の違いによらず同じであるほど、波形効果の影響を受け
にくくなる。したがって、図7に示すように、図5
(b)の階調信号を用いた場合、それぞれのループの形
状がよく類似しており、安定した駆動特性が得られるこ
とが分かる。また、少なくとも明/暗の2状態の間で完
全なスイッチを行うために必要な駆動電圧の範囲は、最
も内側のループが示す電圧範囲である。それゆえ、図7
に示すように、各ループが大きく形成されることから、
上記の階調信号で駆動可能な電圧の範囲が広いことが分
かる。
の違いによらず同じであるほど、波形効果の影響を受け
にくくなる。したがって、図7に示すように、図5
(b)の階調信号を用いた場合、それぞれのループの形
状がよく類似しており、安定した駆動特性が得られるこ
とが分かる。また、少なくとも明/暗の2状態の間で完
全なスイッチを行うために必要な駆動電圧の範囲は、最
も内側のループが示す電圧範囲である。それゆえ、図7
に示すように、各ループが大きく形成されることから、
上記の階調信号で駆動可能な電圧の範囲が広いことが分
かる。
【0084】〔比較例1〕図19に示す従来の振幅変調
の階調信号を用いて実施例1と同じ条件で同様な測定を
行った。
の階調信号を用いて実施例1と同じ条件で同様な測定を
行った。
【0085】図19の階調信号を用いた場合、DATA
0ないしDATA4の実効値はともに等しく、各データ
信号における電圧値は、Vrms を階調信号電圧Vd の実
効値とし、ND をデータ番号とし、NG を階調数とすれ
ば、以下のように定義される。 V1 =V2 =Vrms ×ND /NG V3 =−V1 +[2(Vrms 2 −V1 2 )]1/2 V4 =−(2V1 +V3 )
0ないしDATA4の実効値はともに等しく、各データ
信号における電圧値は、Vrms を階調信号電圧Vd の実
効値とし、ND をデータ番号とし、NG を階調数とすれ
ば、以下のように定義される。 V1 =V2 =Vrms ×ND /NG V3 =−V1 +[2(Vrms 2 −V1 2 )]1/2 V4 =−(2V1 +V3 )
【0086】なお、図19の階調信号の最大振幅電圧は
±11.2Vである。
±11.2Vである。
【0087】上記の条件の下に駆動特性を測定した結
果、図8に示すような駆動特性が得られた。ストロボパ
ルス電圧Vs およびデータパルス実効電圧Vd のそれぞ
れの組み合わせについて、その駆動特性と実施例1の駆
動特性と比較したところ、従来の2値駆動においても、
実施例1の場合と同様に、最も内側のループの電圧範囲
が適正な駆動に必要とされる。
果、図8に示すような駆動特性が得られた。ストロボパ
ルス電圧Vs およびデータパルス実効電圧Vd のそれぞ
れの組み合わせについて、その駆動特性と実施例1の駆
動特性と比較したところ、従来の2値駆動においても、
実施例1の場合と同様に、最も内側のループの電圧範囲
が適正な駆動に必要とされる。
【0088】本比較例の場合、図8に示すように、DA
TA0による最も内側のループで特定される駆動電圧範
囲が、実施例1(図7)での駆動電圧範囲に比べてかな
り狭くなっている。このことから、従来の振幅変調の階
調信号を用いた場合、実施例1の場合に比べて、安定し
て駆動できる電圧範囲が大幅に制限されることが分か
る。
TA0による最も内側のループで特定される駆動電圧範
囲が、実施例1(図7)での駆動電圧範囲に比べてかな
り狭くなっている。このことから、従来の振幅変調の階
調信号を用いた場合、実施例1の場合に比べて、安定し
て駆動できる電圧範囲が大幅に制限されることが分か
る。
【0089】〔実施例2〕続いて、一つの階調信号を連
続して前述の標準セルに印加した場合の見かけのメモリ
角を測定した。ここでは、図5(b)の階調信号を用
い、実効値が5VになるようにVd を設定した。また、
選択期間の長さは、34.72μsである。
続して前述の標準セルに印加した場合の見かけのメモリ
角を測定した。ここでは、図5(b)の階調信号を用
い、実効値が5VになるようにVd を設定した。また、
選択期間の長さは、34.72μsである。
【0090】上記の測定の結果、図9に示すように、D
ATA0ないしDATA4をそれぞれ連続して画素に与
えた場合、DATA0とDATA4との間で約0.5°
のメモリ角の差が見られた。このとき、DATA0とD
ATA4とがそれぞれ連続してFLCに印加されると、
これらの間でバイアス周波数(連続波形からなる信号の
周波数)に2倍の差が生じる。この差に基づいてメモリ
角が液晶の電気光学物性にしたがって変化することによ
って、メモリ角の上記の差が生じる。
ATA0ないしDATA4をそれぞれ連続して画素に与
えた場合、DATA0とDATA4との間で約0.5°
のメモリ角の差が見られた。このとき、DATA0とD
ATA4とがそれぞれ連続してFLCに印加されると、
これらの間でバイアス周波数(連続波形からなる信号の
周波数)に2倍の差が生じる。この差に基づいてメモリ
角が液晶の電気光学物性にしたがって変化することによ
って、メモリ角の上記の差が生じる。
【0091】このように、本実施例では、印加される階
調信号の如何に関わらずFLCの見かけのメモリ角がほ
ぼ一定である。それゆえ、FLCセル1においては、あ
らゆる表示パターンにも影響されず、常に安定した階調
を維持できる。
調信号の如何に関わらずFLCの見かけのメモリ角がほ
ぼ一定である。それゆえ、FLCセル1においては、あ
らゆる表示パターンにも影響されず、常に安定した階調
を維持できる。
【0092】〔比較例2〕図19に示す従来の振幅変調
の階調信号(電圧の実効値は5V)を用いて実施例2と
同じ条件で同様な測定を行った。この結果、図10に示
すような見かけのメモリ角が得られた。本比較例におい
ては、DATA0とDATA4との間で約1.7°のメ
モリ角の差が見られる。
の階調信号(電圧の実効値は5V)を用いて実施例2と
同じ条件で同様な測定を行った。この結果、図10に示
すような見かけのメモリ角が得られた。本比較例におい
ては、DATA0とDATA4との間で約1.7°のメ
モリ角の差が見られる。
【0093】この差は、階調信号が有するそれぞれの電
圧にFLCが応答することによって生じる。したがっ
て、従来の振幅変調の階調信号を用いた場合は、実施例
2のような安定した階調表示を行うことはできない。
圧にFLCが応答することによって生じる。したがっ
て、従来の振幅変調の階調信号を用いた場合は、実施例
2のような安定した階調表示を行うことはできない。
【0094】〔実施例3〕さらに、誘電率異方性が負で
あるFLC標準セルにおいて階調駆動を行った光学応答
を測定した。ここでは、図5(b)の階調信号波形を用
いて、以下のような条件で駆動を行った。すなわち、フ
レーム周波数を60Hzとし、1:5の分割比率でフレ
ームを2分割した。また、ストロボパルス電圧Vs を3
7Vとし、実効値が5Vとなるように階調信号電圧Vd
を設定し、選択期間の長さを21.72μsに設定し、
測定温度を30.0℃に設定した。
あるFLC標準セルにおいて階調駆動を行った光学応答
を測定した。ここでは、図5(b)の階調信号波形を用
いて、以下のような条件で駆動を行った。すなわち、フ
レーム周波数を60Hzとし、1:5の分割比率でフレ
ームを2分割した。また、ストロボパルス電圧Vs を3
7Vとし、実効値が5Vとなるように階調信号電圧Vd
を設定し、選択期間の長さを21.72μsに設定し、
測定温度を30.0℃に設定した。
【0095】図11および図12に、上記の測定の結果
得られた3フレーム分の光学応答を4種類ずつ示す。図
11に示す光学応答では、中央の第2フレームが中間調
を表示させた状態(中間状態)を表し、左右の第1フレ
ームと第3フレームとは、それぞれ明状態と暗状態とを
表している。一方、図12に示す光学応答では、第2フ
レームが中間状態を表し、第1フレームと第3フレーム
とは、それぞれ暗状態と明状態とを表している。
得られた3フレーム分の光学応答を4種類ずつ示す。図
11に示す光学応答では、中央の第2フレームが中間調
を表示させた状態(中間状態)を表し、左右の第1フレ
ームと第3フレームとは、それぞれ明状態と暗状態とを
表している。一方、図12に示す光学応答では、第2フ
レームが中間状態を表し、第1フレームと第3フレーム
とは、それぞれ暗状態と明状態とを表している。
【0096】光学応答は、表示の組み合わせの数を考慮
すると膨大な数の組み合わせがあるため、ここでは中間
状態(中間調)が得られた場合の一例についてのみ挙げ
ている。本来、各フレーム中で分割されている表示ビッ
ト毎にそれぞれの階調レベルが存在する。
すると膨大な数の組み合わせがあるため、ここでは中間
状態(中間調)が得られた場合の一例についてのみ挙げ
ている。本来、各フレーム中で分割されている表示ビッ
ト毎にそれぞれの階調レベルが存在する。
【0097】これに基づけば、図12の光学応答は、第
2フレームの全体で階調レベルが上昇している。また、
図11の光学応答は、上の3つのパターンが短い期間の
表示ビットを中間状態におき、長い期間の表示ビットに
対して階調レベルを増加させていった場合を示し、最も
下のパターンでは、短い期間の表示ビットが明状態で長
い期間の表示ビットが中間状態の表示を行っている。
2フレームの全体で階調レベルが上昇している。また、
図11の光学応答は、上の3つのパターンが短い期間の
表示ビットを中間状態におき、長い期間の表示ビットに
対して階調レベルを増加させていった場合を示し、最も
下のパターンでは、短い期間の表示ビットが明状態で長
い期間の表示ビットが中間状態の表示を行っている。
【0098】両者の結果より、本発明の階調信号を用い
ることで中間調を安定して表示することができた。
ることで中間調を安定して表示することができた。
【0099】〔比較例3〕図19の階調信号とは異なる
8階調を表示するための階調信号(図示せず)を用いて
実施例とほぼ同じ条件で光学応答を測定したところ、図
13および図14に示す結果が得られた。
8階調を表示するための階調信号(図示せず)を用いて
実施例とほぼ同じ条件で光学応答を測定したところ、図
13および図14に示す結果が得られた。
【0100】図13および図14に示す光学応答では、
中間状態の第2フレームにおいて、波形的に特徴差のあ
る階調レベルG0 〜G7 の波形が第1フレームの波形の
影響を受けて変化していることが分かる。また、図13
に示す光学応答では、第2フレームにおいて階調レベル
G3 〜G7 がほとんど等価になっており、図14に示す
光学応答でも、第2フレームにおいて階調レベルG2 〜
G7 がほとんど等価になっている。
中間状態の第2フレームにおいて、波形的に特徴差のあ
る階調レベルG0 〜G7 の波形が第1フレームの波形の
影響を受けて変化していることが分かる。また、図13
に示す光学応答では、第2フレームにおいて階調レベル
G3 〜G7 がほとんど等価になっており、図14に示す
光学応答でも、第2フレームにおいて階調レベルG2 〜
G7 がほとんど等価になっている。
【0101】このように、振幅変調された階調信号を用
いた場合、時分割の期間の調整や階調レベルの最適化を
行っても、フレーム全体としては線形でない飛散した階
調レベルしか発生することができない。また、前のフレ
ームの状態によっては、同じ中間レベルを再現すること
ができないという不都合も生じる。
いた場合、時分割の期間の調整や階調レベルの最適化を
行っても、フレーム全体としては線形でない飛散した階
調レベルしか発生することができない。また、前のフレ
ームの状態によっては、同じ中間レベルを再現すること
ができないという不都合も生じる。
【0102】
【発明の効果】以上のように、本発明の請求項1に記載
の強誘電性液晶(FLC)表示素子の駆動方法は、書込
電圧と保持電圧とを選択的に上記信号線電極に印加しな
がら、一走査期間に設けられた、消去期間、選択期間お
よび選択期間と消去期間との間で長さが可変となる非選
択期間のそれぞれに、消去電圧、選択電圧および非選択
電圧を選択的に上記走査線電極に印加するとともに、消
去電圧、選択電圧および非選択電圧が印加されない走査
線電極に表示状態に矛盾が生じない位相で一つ前の走査
期間に印加されたそれらの電圧のいずれか一つと同じ波
形の電圧を印加し、かつ一走査期間でそれらの電圧を直
流的に均衡させることによって各画素の表示状態を変化
させ、さらに、階調レベルに応じて位相変調されたパル
スを含む階調信号を信号線電極に印加することを含んで
いる。
の強誘電性液晶(FLC)表示素子の駆動方法は、書込
電圧と保持電圧とを選択的に上記信号線電極に印加しな
がら、一走査期間に設けられた、消去期間、選択期間お
よび選択期間と消去期間との間で長さが可変となる非選
択期間のそれぞれに、消去電圧、選択電圧および非選択
電圧を選択的に上記走査線電極に印加するとともに、消
去電圧、選択電圧および非選択電圧が印加されない走査
線電極に表示状態に矛盾が生じない位相で一つ前の走査
期間に印加されたそれらの電圧のいずれか一つと同じ波
形の電圧を印加し、かつ一走査期間でそれらの電圧を直
流的に均衡させることによって各画素の表示状態を変化
させ、さらに、階調レベルに応じて位相変調されたパル
スを含む階調信号を信号線電極に印加することを含んで
いる。
【0103】これにより、選択期間において位相の違い
に応じてFLCへの印加電圧に対するスイッチング特性
の差異が設けられる。それゆえ、振幅変調された階調信
号や周波数変調された階調信号を用いることなく、中間
調を表示することができる。したがって、中間調を安定
して表示することができるという効果を奏する。
に応じてFLCへの印加電圧に対するスイッチング特性
の差異が設けられる。それゆえ、振幅変調された階調信
号や周波数変調された階調信号を用いることなく、中間
調を表示することができる。したがって、中間調を安定
して表示することができるという効果を奏する。
【0104】本発明の請求項2に記載のFLC表示素子
の駆動方法は、請求項1に記載の駆動方法において、一
部のパルスが階調レベルに依存しないように位相が固定
されている階調信号を用いるので、選択期間において印
加された階調信号波形のスイッチング特性が、選択期間
の一つ前の期間に印加された階調信号波形の種類によら
ず一定になる。その結果、駆動特性が請求項1で用いた
階調信号にも増して安定するので、中間調をより安定し
て表示することができるという効果を奏する。
の駆動方法は、請求項1に記載の駆動方法において、一
部のパルスが階調レベルに依存しないように位相が固定
されている階調信号を用いるので、選択期間において印
加された階調信号波形のスイッチング特性が、選択期間
の一つ前の期間に印加された階調信号波形の種類によら
ず一定になる。その結果、駆動特性が請求項1で用いた
階調信号にも増して安定するので、中間調をより安定し
て表示することができるという効果を奏する。
【0105】本発明の請求項3に記載のFLC表示素子
の駆動方法は、請求項2に記載の駆動方法において、一
走査期間において、位相変調されたパルスを含む前半部
と、位相固定されたパルスを含む後半部とからなり、前
半部が一走査期間の半分以上の長さを有する階調信号を
用いるので、階調信号のスイッチング特性に、より多く
の差異を設けることができる。したがって、請求項2の
駆動方法に比べて、より多くのレベルの中間調に対しス
イッチングを行うことができるという効果を奏する。
の駆動方法は、請求項2に記載の駆動方法において、一
走査期間において、位相変調されたパルスを含む前半部
と、位相固定されたパルスを含む後半部とからなり、前
半部が一走査期間の半分以上の長さを有する階調信号を
用いるので、階調信号のスイッチング特性に、より多く
の差異を設けることができる。したがって、請求項2の
駆動方法に比べて、より多くのレベルの中間調に対しス
イッチングを行うことができるという効果を奏する。
【0106】本発明の請求項4に記載のFLC表示素子
の駆動方法は、請求項1に記載の駆動方法において、パ
ルスが絶対値の等しい両極性の2レベルに設定されてい
る階調信号を用いるので、画素に印加される電圧値の数
を少なくすることができる。それゆえ、前述のようなF
LCのメモリ角が非選択期間において異なる不都合や、
印加電圧の2乗に比例する画素の発熱を抑えることがで
きる。また、階調信号を発生させるための回路は、2つ
の電圧を発生するだけでよいので、出力電圧数を従来に
比べて少なくすることができる。したがって、セルの温
度が表示内容によって変化することを抑制し、駆動特性
を安定させることができるとともに、駆動回路の構成を
簡素化することができるという効果を奏する。
の駆動方法は、請求項1に記載の駆動方法において、パ
ルスが絶対値の等しい両極性の2レベルに設定されてい
る階調信号を用いるので、画素に印加される電圧値の数
を少なくすることができる。それゆえ、前述のようなF
LCのメモリ角が非選択期間において異なる不都合や、
印加電圧の2乗に比例する画素の発熱を抑えることがで
きる。また、階調信号を発生させるための回路は、2つ
の電圧を発生するだけでよいので、出力電圧数を従来に
比べて少なくすることができる。したがって、セルの温
度が表示内容によって変化することを抑制し、駆動特性
を安定させることができるとともに、駆動回路の構成を
簡素化することができるという効果を奏する。
【0107】本発明の請求項5に記載のFLC表示素子
の駆動方法は、請求項1に記載の駆動方法において、パ
ルスのレベル変化の回数が一走査期間において常に一定
である階調信号を用いるので、階調信号間での周波数差
がなくなる。これによって、一走査期間毎に位相の異な
る階調信号同士を連続して組み合わせた階調信号を用い
ても、画素に印加される電圧は一定の周波数で変化す
る。この結果、上記の周波数差に依存する画素の発熱を
抑制することができる。したがって、中間調を安定して
表示することができるという効果を奏する。
の駆動方法は、請求項1に記載の駆動方法において、パ
ルスのレベル変化の回数が一走査期間において常に一定
である階調信号を用いるので、階調信号間での周波数差
がなくなる。これによって、一走査期間毎に位相の異な
る階調信号同士を連続して組み合わせた階調信号を用い
ても、画素に印加される電圧は一定の周波数で変化す
る。この結果、上記の周波数差に依存する画素の発熱を
抑制することができる。したがって、中間調を安定して
表示することができるという効果を奏する。
【0108】本発明の請求項6に記載のFLC表示素子
の駆動回路は、書込電圧と保持電圧とを選択的に上記信
号線電極に印加する信号線電極駆動回路と、一走査期間
に設けられた、消去期間、選択期間および選択期間と消
去期間との間で長さが可変となる非選択期間のそれぞれ
に、消去電圧、選択電圧および非選択電圧を選択的に上
記走査線電極に印加するとともに、消去電圧、選択電圧
および非選択電圧が印加されない走査線電極に表示状態
に矛盾が生じない位相で一つ前の走査期間に印加された
それらの電圧のいずれか一つと同じ波形の電圧を印加
し、かつ一走査期間でそれらの電圧を直流的に均衡させ
る走査線電極駆動回路とを備えた各画素の表示状態を変
化させ、さらに、上記信号線電極駆動回路が、階調レベ
ルに応じて位相変調されたパルスを含む階調信号を上記
信号線電極に印加する構成である。
の駆動回路は、書込電圧と保持電圧とを選択的に上記信
号線電極に印加する信号線電極駆動回路と、一走査期間
に設けられた、消去期間、選択期間および選択期間と消
去期間との間で長さが可変となる非選択期間のそれぞれ
に、消去電圧、選択電圧および非選択電圧を選択的に上
記走査線電極に印加するとともに、消去電圧、選択電圧
および非選択電圧が印加されない走査線電極に表示状態
に矛盾が生じない位相で一つ前の走査期間に印加された
それらの電圧のいずれか一つと同じ波形の電圧を印加
し、かつ一走査期間でそれらの電圧を直流的に均衡させ
る走査線電極駆動回路とを備えた各画素の表示状態を変
化させ、さらに、上記信号線電極駆動回路が、階調レベ
ルに応じて位相変調されたパルスを含む階調信号を上記
信号線電極に印加する構成である。
【0109】これにより、選択期間において位相の違い
に応じてFLCへの印加電圧に対するスイッチング特性
の差異が設けられる。それゆえ、振幅変調された階調信
号や周波数変調された階調信号を用いることなく、中間
調を表示することができる。したがって、中間調を安定
して表示することができるという効果を奏する。
に応じてFLCへの印加電圧に対するスイッチング特性
の差異が設けられる。それゆえ、振幅変調された階調信
号や周波数変調された階調信号を用いることなく、中間
調を表示することができる。したがって、中間調を安定
して表示することができるという効果を奏する。
【0110】本発明の請求項7に記載のFLC表示素子
の駆動回路は、請求項6に記載の駆動回路において、上
記信号線電極駆動回路が、一部のパルスが階調レベルに
依存しないように固定されている階調信号を発生するの
で、選択期間において印加された階調信号波形のスイッ
チング特性が、選択期間の一つ前の期間に印加された階
調信号波形の種類によらず一定になる。その結果、駆動
特性が請求項6で用いた階調信号にも増して安定するの
で、中間調をより安定して表示することができるという
効果を奏する。
の駆動回路は、請求項6に記載の駆動回路において、上
記信号線電極駆動回路が、一部のパルスが階調レベルに
依存しないように固定されている階調信号を発生するの
で、選択期間において印加された階調信号波形のスイッ
チング特性が、選択期間の一つ前の期間に印加された階
調信号波形の種類によらず一定になる。その結果、駆動
特性が請求項6で用いた階調信号にも増して安定するの
で、中間調をより安定して表示することができるという
効果を奏する。
【0111】本発明の請求項8に記載のFLC表示素子
の駆動回路は、請求項7に記載の駆動回路において、上
記信号線電極駆動回路が、一走査期間において、位相変
調されたパルスを含む前半部と、固定されたパルスを含
む後半部とからなり、前半部が一走査期間の半分以上の
長さを有する階調信号を発生するので、階調信号のスイ
ッチング特性に、より多くの差異を設けることができ
る。したがって、請求項7の駆動回路に比べて、より多
くのレベルの中間調に対しスイッチングを行うことがで
きるという効果を奏する。
の駆動回路は、請求項7に記載の駆動回路において、上
記信号線電極駆動回路が、一走査期間において、位相変
調されたパルスを含む前半部と、固定されたパルスを含
む後半部とからなり、前半部が一走査期間の半分以上の
長さを有する階調信号を発生するので、階調信号のスイ
ッチング特性に、より多くの差異を設けることができ
る。したがって、請求項7の駆動回路に比べて、より多
くのレベルの中間調に対しスイッチングを行うことがで
きるという効果を奏する。
【0112】本発明の請求項9に記載のFLC表示素子
の駆動回路は、請求項6に記載の駆動回路において、上
記信号線電極駆動回路が、パルスが絶対値の等しい両極
性の2レベルに設定されている階調信号を発生するの
で、画素に印加される電圧値の数を少なくすることがで
きる。それゆえ、FLCのメモリ角が非選択期間におい
て異なる不都合や、印加電圧の2乗に比例する画素の発
熱を抑えることができる。また、階調信号を発生させる
ための回路は、2つの電圧を発生するだけでよいので、
出力電圧数を従来に比べて少なくすることができる。し
たがって、セルの温度が表示内容によって変化すること
を抑制し、駆動特性を安定させることができるととも
に、駆動回路の構成を簡素化することができるという効
果を奏する。
の駆動回路は、請求項6に記載の駆動回路において、上
記信号線電極駆動回路が、パルスが絶対値の等しい両極
性の2レベルに設定されている階調信号を発生するの
で、画素に印加される電圧値の数を少なくすることがで
きる。それゆえ、FLCのメモリ角が非選択期間におい
て異なる不都合や、印加電圧の2乗に比例する画素の発
熱を抑えることができる。また、階調信号を発生させる
ための回路は、2つの電圧を発生するだけでよいので、
出力電圧数を従来に比べて少なくすることができる。し
たがって、セルの温度が表示内容によって変化すること
を抑制し、駆動特性を安定させることができるととも
に、駆動回路の構成を簡素化することができるという効
果を奏する。
【0113】本発明の請求項10に記載のFLC表示素
子の駆動回路は、請求項6に記載の駆動回路において、
上記信号線電極駆動回路が、パルスのレベル変化の回数
が一走査期間において常に一定である階調信号を発生す
るので、階調信号間での周波数差がなくなる。これによ
って、一走査期間毎に位相の異なる階調信号同士を連続
して組み合わせた階調信号を用いても、画素に印加され
る電圧は一定の周波数で変化する。それゆえ、上記の周
波数差に依存する画素の発熱を抑制することができる。
したがって、中間調を安定して表示することができると
いう効果を奏する。
子の駆動回路は、請求項6に記載の駆動回路において、
上記信号線電極駆動回路が、パルスのレベル変化の回数
が一走査期間において常に一定である階調信号を発生す
るので、階調信号間での周波数差がなくなる。これによ
って、一走査期間毎に位相の異なる階調信号同士を連続
して組み合わせた階調信号を用いても、画素に印加され
る電圧は一定の周波数で変化する。それゆえ、上記の周
波数差に依存する画素の発熱を抑制することができる。
したがって、中間調を安定して表示することができると
いう効果を奏する。
【図1】本発明の実施の一形態に係るFLCモジュール
の概略構成を示すブロック図である。
の概略構成を示すブロック図である。
【図2】上記FLCモジュールに組み込まれるFLCセ
ルの概略構成を示す斜視図である。
ルの概略構成を示す斜視図である。
【図3】上記FLCセルのより詳細な構造を示す断面図
である。
である。
【図4】上記FLCモジュールにおける信号線電極駆動
回路の主要部を示すブロック図である。
回路の主要部を示すブロック図である。
【図5】上記FLCセルに印加する4種類の階調信号を
示す波形図である。
示す波形図である。
【図6】上記FLCセルおよび従来のFLCセルにおけ
る走査線電極に印加する走査信号を示す波形図である。
る走査線電極に印加する走査信号を示す波形図である。
【図7】実施例1において選択期間前後の階調信号を変
化させた場合の2値駆動が可能な駆動電圧の範囲を示す
グラフである。
化させた場合の2値駆動が可能な駆動電圧の範囲を示す
グラフである。
【図8】比較例1における選択期間前後の階調信号を変
化させた場合の2値駆動が可能な駆動電圧の範囲を示す
グラフである。
化させた場合の2値駆動が可能な駆動電圧の範囲を示す
グラフである。
【図9】実施例2において各階調信号を連続的に印加し
た場合のメモリ角を示すグラフである。
た場合のメモリ角を示すグラフである。
【図10】比較例2において各階調信号を連続的に印加
した場合のメモリ角を示すグラフである。
した場合のメモリ角を示すグラフである。
【図11】実施例3における光学応答を示す波形図であ
る。
る。
【図12】実施例3における他の光学応答を示す波形図
である。
である。
【図13】比較例3における光学応答を示す波形図であ
る。
る。
【図14】比較例3における他の光学応答を示す波形図
である。
である。
【図15】単純マトリクス型液晶表示素子における一般
的な電極の配置構成を示す平面図である。
的な電極の配置構成を示す平面図である。
【図16】画素分割された単純マトリクス型液晶表示素
子における電極の配置構成を示す平面図である。
子における電極の配置構成を示す平面図である。
【図17】単純マトリクス型液晶表示素子において従来
用いられていた駆動信号を示す波形図である。
用いられていた駆動信号を示す波形図である。
【図18】単純マトリクス型液晶表示素子において従来
用いられていた他の駆動信号を示す波形図である。
用いられていた他の駆動信号を示す波形図である。
【図19】単純マトリクス型液晶表示素子において従来
用いられていた振幅変調された階調信号を示す波形図で
ある。
用いられていた振幅変調された階調信号を示す波形図で
ある。
【図20】単純マトリクス型液晶表示素子において従来
用いられていた振幅変調された他の階調信号を示す波形
図である。
用いられていた振幅変調された他の階調信号を示す波形
図である。
1 FLCセル(強誘電性液晶表示素子) 4 液晶層 21 信号線電極 31 走査線電極 42 階調信号増幅回路(信号線電極駆動回路) 43 階調信号生成回路(信号線電極駆動回路) 52 走査信号増幅回路(走査線電極駆動回路) 53 走査信号生成回路(走査線電極駆動回路)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 390040604 イギリス国 THE SECRETARY OF ST ATE FOR DEFENCE IN HER BRITANNIC MAJES TY’S GOVERNMENT OF THE UNETED KINGDOM OF GREAT BRITAIN AN D NORTHERN IRELAND イギリス国 ハンプシャー ジーユー14 0エルエックス ファーンボロー アイヴ ェリー ロード(番地なし) ディフェン ス エヴァリュエイション アンド リサ ーチ エージェンシー (72)発明者 岡本 成継 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内
Claims (10)
- 【請求項1】互いに交差する方向に配列された複数の走
査線電極と複数の信号線電極との間に強誘電性液晶が介
在され、上記走査線電極と上記信号線電極とが交差する
領域に画素が形成される構造の液晶表示素子において、
上記画素内の上記強誘電性液晶を一方の安定状態に移行
させるための書込電圧と上記強誘電性液晶の安定状態を
保持するための保持電圧とを選択的に上記信号線電極に
印加しながら、一走査期間に設けられた、消去期間、選
択期間および選択期間と消去期間との間で長さが可変と
なる非選択期間のそれぞれに、上記画素内の上記強誘電
性液晶を一方の安定状態に移行させるための消去電圧、
階調レベルに応じた波形であり上記書込電圧および上記
保持電圧を含む階調信号を上記画素内の上記強誘電性液
晶に与えるための選択電圧および上記画素内の上記強誘
電性液晶の安定状態を保持するための非選択電圧を選択
的に上記走査線電極に印加するとともに、消去電圧、選
択電圧および非選択電圧が印加されない走査線電極に表
示状態に矛盾が生じない位相で一つ前の走査期間に印加
されたそれらの電圧のいずれか一つと同じ波形の電圧を
印加し、かつ一走査期間で上記の各電圧を直流的に均衡
させることによって各画素の表示状態を変化させる駆動
方法であって、 階調レベルに応じて位相変調されたパルスを含む階調信
号を信号線電極に印加することを特徴とする強誘電性液
晶表示素子の駆動方法。 - 【請求項2】一部のパルスが階調レベルに依存しないよ
うに位相が固定されている階調信号を用いることを特徴
とする請求項1に記載の強誘電性液晶表示素子の駆動方
法。 - 【請求項3】一走査期間において、位相変調されたパル
スを含む前半部と、位相固定されたパルスを含む後半部
とからなり、前半部が一走査期間の半分以上の長さを有
する階調信号を用いることを特徴とする請求項2に記載
の強誘電性液晶表示素子の駆動方法。 - 【請求項4】パルスが絶対値の等しい両極性の2レベル
に設定されている階調信号を用いることを特徴とする請
求項1に記載の強誘電性液晶表示素子の駆動方法。 - 【請求項5】パルスのレベル変化の回数が一走査期間に
おいて常に一定である階調信号を用いることを特徴とす
る請求項1に記載の強誘電性液晶表示素子の駆動方法。 - 【請求項6】互いに交差する方向に配列された複数の走
査線電極と複数の信号線電極との間に強誘電性液晶が介
在され、上記走査線電極と上記信号線電極とが交差する
領域に画素が形成される構造の液晶表示素子において、
上記画素内の上記強誘電性液晶を一方の安定状態に移行
させるための書込電圧と上記強誘電性液晶の安定状態を
保持するための保持電圧とを選択的に上記信号線電極に
印加する信号線電極駆動回路と、一走査期間に設けられ
た、消去期間、選択期間および選択期間と消去期間との
間で長さが可変となる非選択期間のそれぞれに、上記画
素内の上記強誘電性液晶を一方の安定状態に移行させる
ための消去電圧、階調レベルに応じた波形であり上記書
込電圧および上記保持電圧を含む階調信号を上記画素内
の上記強誘電性液晶に与えるための選択電圧および画素
内の強誘電性液晶の安定状態を維持させるための非選択
電圧を選択的に上記走査線電極に印加するとともに、消
去電圧、選択電圧および非選択電圧が印加されない走査
線電極に表示状態に矛盾が生じない位相で一つ前の走査
期間に印加されたそれらの電圧のいずれか一つと同じ波
形の電圧を印加し、かつ一走査期間で上記の各電圧を直
流的に均衡させる走査線電極駆動回路とを備えた各画素
の表示状態を変化させる駆動回路であって、上記信号線
電極駆動回路が、階調レベルに応じて位相変調されたパ
ルスを含む階調信号を上記信号線電極に印加することを
特徴とする強誘電性液晶表示素子の駆動回路。 - 【請求項7】上記信号線電極駆動回路が、一部のパルス
が階調レベルに依存しないように固定されている階調信
号を発生することを特徴とする請求項6に記載の強誘電
性液晶表示素子の駆動回路。 - 【請求項8】上記信号線電極駆動回路が、一走査期間に
おいて、位相変調されたパルスを含む前半部と、固定さ
れたパルスを含む後半部とからなり、前半部が一走査期
間の半分以上の長さを有する階調信号を発生することを
特徴とする請求項7に記載の強誘電性液晶表示素子の駆
動回路。 - 【請求項9】上記信号線電極駆動回路が、パルスが絶対
値の等しい両極性の2レベルに設定されている階調信号
を発生することを特徴とする請求項6に記載の強誘電性
液晶表示素子の駆動回路。 - 【請求項10】上記信号線電極駆動回路が、パルスのレ
ベル変化の回数が一走査期間において常に一定である階
調信号を発生することを特徴とする請求項6に記載の強
誘電性液晶表示素子の駆動回路。
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JP9083770A JPH10282472A (ja) | 1997-04-02 | 1997-04-02 | 強誘電性液晶表示素子の駆動方法および駆動回路 |
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JP9083770A JPH10282472A (ja) | 1997-04-02 | 1997-04-02 | 強誘電性液晶表示素子の駆動方法および駆動回路 |
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Family Applications (1)
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