JP2002328358A - 反強誘電性液晶表示装置の駆動方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低温時においても良好なコントラスト比が得
られる反強誘電性液晶表示装置の駆動方法を提供する。 【解決手段】 各温度領域における選択電圧を、各温度
での反強誘電性液晶の応答履歴から定める。保持電圧、
強制リセット電圧、および信号電圧の最大値は、選択電
圧に所定の比率を乗じて定める。比率は、温度に応じて
変更する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、反強誘電性液晶表
示装置の駆動方法に関し、特に、低温時にも良好なコン
トラスト比を実現できる反強誘電性液晶表示装置の駆動
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】反強誘電性液晶は、優れた立ち上がり応
答性を備え、また、広い視野角を実現できることから、
反強誘電性液晶を用いたマルチプレックス駆動の液晶表
示装置が実現されている。

【０００３】図１２は、反強誘電性液晶における印加電
圧と透過光強度との関係を示す特性図である。図１２に
示すように、反強誘電性液晶の透過光強度には、印加電
圧の増加と減少に対して異なる変化を示すという二重履
歴特性がある。また、透過光強度は、正電圧印加時と負
電圧印加時とで対称的に変化する。したがって、図１２
は、０Ｖ時の軸を対称軸として線対称な特性を示す。

【０００４】図１３は、電圧印加に伴う反強誘電性液晶
分子の挙動を示す模式図である。電圧が印加されていな
い場合、液晶分子は、図１３の中央に示すように隣り合
うスメクティック層ごとに分極が互いに打ち消し合う配
列となる。この状態を反強誘電状態という。反強誘電性
液晶にしきい値以上の正電圧を印加すると、図１３の右
側に示すように、各スメクティック層の液晶分子が同じ
方向を向く強誘電状態に相転移する。また、しきい値以
上の負電圧を印加すると、図１３の左側に示すように、
各スメクティック層の液晶分子が同じ方向を向く強誘電
状態に相転移する。正電圧印加時と負電圧印加時とで
は、液晶分子は逆方向を向く。このように、反強誘電性
液晶は、印加電圧の極性に対応して二種類の強誘電状態
に相転移する。

【０００５】反強誘電性液晶を用いて表示を行う場合、
互いに偏光軸が直交する二枚の偏光板の間に反強誘電性
液晶を配置し、印加電圧を変化させて反強誘電状態と強
誘電状態との切り換えを制御する。

【０００６】反強誘電性液晶表示装置の駆動方法は、第
９回ファインプロセステクノロジー・ジャパン’９９に
おける専門技術セミナーテキスト(9th FINEPROCESS TEC
HNOLOGY JAPAN '99 CONFERENCE PROCEEDINGS )Ａ３の第
９ページに紹介されている。図１４は、この文献に記載
された駆動電圧波形である。図１４に示すように、１フ
レーム期間内には、選択期間、保持期間、消去期間を設
ける。

【０００７】選択期間では、走査電極に選択電圧Ｖｓを
印加し、信号電極に正または負の信号電圧を印加する。
図１５（ａ）は、選択電圧Ｖｓと信号電圧の最大値Ｖｄ
の決定方法を示す説明図である。選択電圧Ｖｓは、電圧
レベルが増加するときの履歴における黒表示電圧と白表
示電圧の平均電圧である。黒表示電圧は、例えば、電圧
レベルが増加するときの履歴において、透過光強度が０
％となる電圧、あるいは１０％となる電圧等である。ま
た、白表示電圧は、例えば、同じ履歴において、透過光
強度が１００％となる電圧、あるいは９０％となる電圧
等である。信号電圧の最大値Ｖｄは、白表示電圧と黒表
示電圧の差の１／２である。選択期間では、走査電極に
選択電圧Ｖｓを印加するので、信号電極に信号電圧Ｖｄ
を印加すれば白表示となり、信号電圧−Ｖｄを印加すれ
ば黒表示となる。

【０００８】保持期間では、走査電極に、保持電圧Ｖｈ
を印加する。図１５（ｂ）は、保持電圧Ｖｈの決定方法
を示す説明図である。保持電圧Ｖｈは、電圧レベルが増
加するときの履歴における透過光強度が１０％となる電
圧と、電圧レベルが減少するときの履歴における透過光
強度が９０％となる電圧の平均電圧である。また、消去
期間では、走査電極に電圧０Ｖを印加して、液晶を反強
誘電状態にして白表示を消去する。次のフレーム期間に
は、走査電極に逆極性の選択電圧および保持電圧を印加
する。

【０００９】また、図１４に示す駆動電圧波形では、選
択期間に２パルスの電圧を印加する。走査電極に印加さ
れる１パルス目の電圧は保持電圧Ｖｈである。この１パ
ルス目の電圧Ｖｈは、強誘電状態への相転移に寄与しな
い。選択電圧Ｖｓは、２パルス目に走査電極に印加され
る。選択期間に２パルスの電圧を印加することにより、
信号電極にも２パルスの信号電圧を印加することが可能
となり、この結果、前のフレームの表示を速く消去する
ことができる。

【００１０】反強誘電性液晶表示素子において、１フレ
ーム期間は、限定されているわけではないが、約１１〜
１４ｍｓ程度であることが多い。１フレーム期間を長く
設定すると、フリッカーが生じる場合がある。また、消
去期間も限定されているわけではないが、約２〜３ｍｓ
程度であることが多い。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】反強誘電性液晶は、強
誘電状態への立ち上がり応答が速いという特長がある反
面、強誘電状態から反強誘電状態への立ち下がり応答が
遅いという欠点がある。特に、低温になると立ち下がり
応答が著しく劣化する。図１６（ａ）は、反強誘電性液
晶の応答特性の一例を示す説明図である。時間τｒは、
図１６（ｂ）に示す３０Ｖの電圧を印加したときに透過
光強度が１０％から９０％に立ち上がるまでの時間であ
る。時間τｄは、図１６（ｂ）に示すように基準電圧を
印加したときに透過光強度が９０％から１０％に立ち下
がるまでの時間である。図１６（ａ）に示す例では、例
えば、−２０℃でのτｄは４５８ｍｓであり、約２〜３
ｍｓ程度の消去期間では反強誘電状態に相転移させるこ
とはできない。

【００１２】また、図１４に示す駆動波形では、選択期
間に２パルスの電圧を印加するが、強誘電状態への相転
移に寄与するのは２パルス目の電圧だけである。常温で
は、２パルス目の選択電圧Ｖｓと信号電圧によって強誘
電状態に相転移させることが可能である。しかし、低温
時にはτｒも増加するので、２パルス目の選択信号Ｖｓ
だけでは十分に液晶を強誘電状態に相転移できない場合
が生じる。このように低温になると強誘電状態への相転
移および反強誘電状態への相転移が完了しにくくなるの
で、コントラスト比が劣化するという問題が生じてい
た。

【００１３】このような従来の駆動方法の課題を解決す
るため、選択期間において２パルス印加するのではな
く、選択期間をパルス幅とする選択電圧Ｖｓを１パルス
印加し、消去期間開始時に強制リセットパルスを走査電
極に印加する駆動方法が提案されている。強制リセット
パルスは、選択電圧Ｖｓ、保持電圧Ｖｈとは逆極性で、
選択電圧Ｖｓと同じパルス幅のパルスである。また、強
制リセットパルスの電圧レベルは、例えば、保持電圧Ｖ
ｈと同レベルとする。この方法は、特開平１１−１８３
８７８号公報に記載されている。この駆動方法では、立
ち上がりに寄与しないパルスを選択期間から排除し、そ
の分、印加電圧Ｖｓのパルス幅を広げたので、選択期間
内に強誘電状態に相転移させることができる。また、消
去期間の最初に走査電極に強制リセットパルスを印加す
ることによって、立ち下がり応答を改善することができ
る。

【００１４】しかし、低温時には、τｒおよびτｄが増
加するという問題の他に、二重履歴特性の急峻性が悪化
するという問題も生じる。図１７は、複数種類の温度に
おける透過光強度特性の変化を示す。図１７に示すよう
に、低温になるにつれ、相転移の急峻性が失われてい
く。したがって、常温の履歴に基づいて定めた選択電圧
Ｖｓ，保持電圧Ｖｈ，信号電圧の最大値Ｖｄ，および強
制リセットパルスを用いて液晶表示装置を駆動した場
合、低温になるにつれコントラスト比が劣化してしまっ
ていた。

【００１５】例えば、２５℃の場合の履歴を用いて、選
択電圧Ｖｓおよび信号電圧の最大値Ｖｄを定めるとす
る。このとき、−２０℃の環境で反強誘電性液晶にＶｓ
＋Ｖｄの電圧を印加しても、相転移の急峻性が失われて
いるので強誘電状態に相転移しない。そのため、２５℃
では良好なコントラスト比が得られても、−２０℃では
コントラスト比が劣化する。

【００１６】温度補償回路を備えたネマチック液晶表示
装置では、温度変化に応じて、各種電圧の比を維持した
まま電圧レベルを変更している。しかし、この方法を反
強誘電性液晶表示装置に適用し、選択電圧Ｖｓ，保持電
圧Ｖｈ，信号電圧の最大値Ｖｄ，および強制リセットパ
ルスの比を維持したまま各電圧のレベルを変更した場合
であっても、低温時にはコントラスト比が劣化してい
た。

【００１７】本発明は、低温時においても良好なコント
ラスト比が得られる反強誘電性液晶表示装置の駆動方法
を提供することを目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明による反強誘電性
液晶表示装置の駆動方法は、複数の走査電極と複数の信
号電極とを備え、走査電極に複数の種類の電圧を印加
し、信号電極に信号電圧を印加するマルチプレックス型
の反強誘電性液晶表示装置の駆動方法であって、走査電
極に印加する複数種類の電圧、および信号電圧の最大値
の比を環境温度によって変化させることを特徴とする。

【００１９】１フレーム期間内に走査電極に対して、１
パルスの選択電圧と、前記選択電圧と同極性の保持電圧
と、前記選択電圧とは逆極性の強制リセット電圧とを印
加し、前記強制リセット電圧印加後に基準電圧を印加
し、環境温度によって、選択電圧に対する保持電圧の
比、選択電圧に対する強制リセット電圧の比、および選
択電圧に対する信号電圧の最大値の比を変化させる。

【００２０】各環境温度における選択電圧を、各環境温
度における印加電圧と透過光強度の関係に基づいて定
め、０℃以上では、選択電圧に対する保持電圧の比を１
／４ないし１／２とし、選択電圧に対する強制リセット
電圧の比を１／４ないし１／２とし、選択電圧に対する
信号電圧の最大値の比を１／８ないし１／４とすること
が好ましい。このような駆動方法によれば、０℃以上で
良好なコントラスト比が得られる。

【００２１】また、各環境温度における選択電圧を、各
環境温度における印加電圧と透過光強度の関係に基づい
て定め、−１０℃では、選択電圧に対する保持電圧の比
を１／４ないし１／２とし、選択電圧に対する強制リセ
ット電圧の比を１／４ないし１／２とし、選択電圧に対
する信号電圧の最大値の比を１／８ないし１／４とする
ことが好ましい。このような駆動方法によれば、−１０
℃で良好なコントラスト比が得られる。

【００２２】また、各環境温度における選択電圧を、各
環境温度における印加電圧と透過光強度の関係に基づい
て定め、−２０℃では、選択電圧に対する保持電圧の比
を２／９ないし２／７とし、選択電圧に対する強制リセ
ット電圧の比を２／９ないし２／７とし、選択電圧に対
する信号電圧の最大値の比を１／９ないし１／７とする
ことが好ましい。このような駆動方法によれば、−２０
℃で良好なコントラスト比が得られる。また、−２０℃
では、選択電圧に対する保持電圧の比を１／４とし、選
択電圧に対する強制リセット電圧の比を１／４とし、選
択電圧に対する信号電圧の最大値の比を１／８ないし１
／４としてもよい。この場合にも、−２０℃で良好なコ
ントラスト比が得られる。

【００２３】また、強制リセット電圧のパルス幅を、選
択電圧のパルス幅の３０％ないし８０％とすることが好
ましい。このような駆動方法によれば、反強誘電性液晶
の立ち下がり応答を向上させることができる。

【００２４】また、１フレーム期間をＴ、選択電圧のパ
ルス幅をＰｗ、選択電圧印加時間および保持電圧印加時
間に対する選択電圧印加時間の比率の逆数をＤとし、ｎ
を１ないし４の整数としたときに、Ｐｗ・Ｄ＋ｎ・Ｐｗ
＝Ｔを満足するＰｗとして選択電圧のパルス幅を定め、
強制リセット電圧を印加する時間と基準電圧を印加する
時間の和をｎ・Ｐｗとして定める。

【００２５】また、１フレーム期間毎に選択電圧、保持
電圧、および強制リセット電圧の極性を反転させ、か
つ、隣り合う走査電極同士では選択電圧、保持電圧、お
よび強制リセット電圧が逆極性となるように電圧を印加
することが好ましい。このような駆動方法によれば、フ
リッカーや輝度のムラを低減することができる。

【００２６】１行目の走査電極から最終行の走査電極ま
で順番に選択電圧を印加してもよい。また、全ての走査
電極に対する選択電圧の印加が一巡するまでの間の選択
電圧の印加順序を任意に定め、前記順序にしたがって各
走査電極に選択電圧を印加してもよい。このような駆動
方法によれば、フリッカーや輝度のムラを低減すること
ができる。また、選択期間を長くすることができ、コン
トラスト比が向上する。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１は、この実施の形態で用いら
れる液晶表示装置の構成の例を示すブロック図である。
液晶表示装置１において、走査電極となる透明電極３ａ
（以下、単に走査電極３ａと記す。）が形成された透明
基板２ａと、信号電極となる透明電極３ｂ（以下、単に
信号電極３ｂと記す。）が形成された透明基板２ｂとが
重ね合わされている。透明基板２ａ，２ｂは、走査電極
３ａと信号電極３ｂとがほぼ直交するように重ね合わさ
れる。

【００２８】図２は、液晶表示装置１の断面図である。
図２に示すように、透明基板２ａ，２ｂが重なる部分の
各辺には周辺シール材６を設け、透明基板２ａ，２ｂお
よび周辺シール材６によって形成される空間に反強誘電
性液晶７を挟持する。また、各透明基板２ａ，２ｂ上に
は、それぞれ偏光板３０ａ，３０ｂを設ける。偏光板３
０ａ，３０ｂの偏光軸は直交するように配置される。反
強誘電性液晶７が反強誘電状態にあるときには、一方の
偏光板を通過した光は、他の偏光板を通過しない。ま
た、液晶７が強誘電状態にあるときには、一方の偏光板
を通過した光は、他方の偏光板も通過する。

【００２９】制御回路１１は、走査駆動回路９に各走査
電極３ａへの電圧印加を指示するとともに、信号駆動回
路１０に各信号電極３ｂへの電圧印加を指示する。走査
駆動回路９および信号駆動回路１０は、制御回路１１の
指示に従い、各電極３ａ，３ｂに電圧を印加する。制御
回路１１は、印加する電圧を切り替えて、反強誘電性液
晶７の相転移を制御する。１フレーム期間は、選択期
間、保持期間、および消去期間からなり、制御回路１１
は、走査電極に対して、選択、保持、消去の各期間にお
いて選択電圧、保持電圧、強制リセットパルス、基準電
圧を印加するように制御する。

【００３０】サーミスタ２０１は、透明基板２ａ，２ｂ
の近傍において、一端２０１ａを接地され、他端２０１
ｂを抵抗２０２を介して電源２０３に接続される。環境
温度によってサーミスタ２０１の抵抗値は変化するの
で、他端２０１ｂの電位も環境温度とともに変化する。

【００３１】温度補償回路２０４は、Ｘ℃以上Ｙ℃未
満、Ｙ℃以上Ｚ℃未満等の各温度領域に応じて、サーミ
スタ２０１の他端２０１ｂが取りうる電位の範囲を予め
記憶する。以下、温度領域に対応した電位の範囲を電位
領域と記す。電位領域は、サーミスタ２０１の温度対抵
抗値特性を用いて求める。温度補償回路２０４は、サー
ミスタ２０１の他端２０１ｂの電位を計測する。そし
て、その電位と各電位領域とを比較して、電位がどの電
位領域に属するかを判断する。

【００３２】また、温度補償回路２０４は、選択電圧、
保持電圧、強制リセットパルスの電圧、および信号電圧
の最大値のレベルの情報を、各電位領域に対応させて記
憶する。この各電圧レベルは、電位領域に対応する温度
領域で、良好なコントラスト比を実現できる電圧であ
る。例えば、温度補償回路２０４は、Ｘ℃以上Ｙ℃未満
に応じた電位領域と、その温度領域で良好なコントラス
ト比を実現できる選択電圧、保持電圧、強制リセットパ
ルスの電圧、および信号電圧の最大値のレベルの情報と
を対応させて記憶する。温度補償回路２０４は、他端２
０１ｂの電位がどの電位領域に属するのかを判断したな
らば、その電位領域に対応する各電圧レベルの情報を制
御回路１１に出力する。制御回路１１は、この情報に基
づいて、走査駆動回路９および信号駆動回路１０に電圧
印加を指示する。

【００３３】また、制御回路１１は、走査電極３ａへの
印加電圧の極性を１フレーム期間毎に反転させる。図３
は、各走査電極３ａに印加される電圧の極性を示す説明
図である。図３に示すＬ１の走査電極では、第１フレー
ムの選択期間および保持期間には正極性の電圧が印加さ
れる。また、強制リセットパルスの極性は負である。制
御回路１１は、極性をフレーム毎に反転させるので、図
３に示すように第２フレームにおける各電圧の極性は、
第１フレームでの極性とは逆になる。

【００３４】また、制御回路１１は、隣り合う走査電極
では互いに選択電圧、保持電圧、および強制リセットパ
ルスの極性が逆向きになるようにして、各行の走査電極
に選択電圧、保持電圧、および強制リセットパルスを印
加する。例えば、隣り合うＬ１とＬ２の走査電極では、
選択電圧、保持電圧、強制リセットパルスの極性が互い
に逆極性になるように制御する。制御回路１１は、１行
目の走査電極から最終行の走査電極まで、順番に選択電
圧を印加する。したがって、図３に示すように、Ｌ１の
走査電極に正極性の選択電圧を印加したならば、次には
Ｌ２の走査電極に負極性の選択電圧を印加する。Ｌ３以
降の走査電極についても同様に選択電圧が印加される。

【００３５】このように、フレーム毎に極性を反転さ
せ、また、隣り合う走査電極に印加する電圧の極性を逆
極性とすれば、フリッカーや輝度のムラを低減させるこ
とができる。

【００３６】各信号電極３ｂは、選択された行における
画像に対応して駆動される。

【００３７】次に、温度補償回路２０４が記憶する電圧
レベルの情報について説明する。図４（ａ）は、１フレ
ーム期間内に一つの走査電極３ａに印加される駆動波形
の例である。また、図４（ｂ）は、走査電極３ａ上の表
示すべき画素に対応する信号電極３ｂに印加される電圧
の駆動波形の例である。図４（ａ）に示すように、走査
電極３ａには、選択期間、保持期間において、それぞれ
選択電圧Ｖｓ、保持電圧Ｖｈが印加される。また、消去
期間開始時に強制リセットパルスとして電圧Ｖｒｐが走
査電極３ａに印加される。信号電極３ｂには、信号電圧
Ｖｄあるいは−Ｖｄが印加される。各電圧Ｖｓ，Ｖｈ，
Ｖｒｐ，Ｖｄのレベルは、環境温度によって変動する。
温度補償回路２０４は、温度領域に対応する他端２０１
の電位領域毎に、各電圧Ｖｓ，Ｖｈ，Ｖｒｐ，Ｖｄの値
を予め記憶する。

【００３８】温度補償回路２０４は、他端２０１ｂの電
位がどの電位領域に属するのかを判断し、その電位領域
に対応する各電圧Ｖｓ，Ｖｈ，Ｖｒｐ，Ｖｄのレベルの
情報を制御回路１１に出力する。制御回路１１は、この
情報に基づいて、図４（ａ）（ｂ）に示すように、環境
温度に応じた電圧レベルの駆動波形で表示を行う。

【００３９】温度補償回路２０４に予め記憶させる選択
電圧Ｖｓは、以下のように定める。選択電圧Ｖｓは、電
圧レベルが増加するときの履歴（印加電圧と透過光強度
の関係）における黒表示電圧と白表示電圧の平均電圧と
して求める。この履歴は、温度に応じた履歴である。−
５℃以上５℃未満という温度領域に対応する選択電圧Ｖ
ｓを定める場合には、例えば、図１７に示す０℃の履歴
における黒表示電圧と白表示電圧の平均電圧をＶｓとす
る。同様に、５℃以上１５℃未満という温度領域に対応
する選択電圧Ｖｓを定める場合には、１０℃の履歴を用
いて定めればよい。このように各温度領域における選択
電圧Ｖｓを定め、温度領域に応じた電位領域と対応させ
て温度補償回路２０４に記憶させる。なお、ここで示し
た温度領域は例示であり、各温度領域の定め方は、上記
の例に限定されない。

【００４０】ここでは、各温度での履歴において透過光
強度が１０％となる電圧を黒表示電圧とし、透過光強度
が９０％となる電圧を白表示電圧とした場合を例に説明
する。

【００４１】温度補償回路２０４に予め記憶させる保持
電圧Ｖｈは、以下のように定める。保持電圧Ｖｈは、各
温度領域毎に定めた選択電圧Ｖｓに所定の比率を乗じた
値として定める。この比率は、温度領域毎に異なる。例
えば、−２０℃を含む温度領域、−１０℃を含む温度領
域、０℃を含む温度領域等では、保持電圧Ｖｈを定める
比率が異なる。

【００４２】０℃を含む温度領域や、この領域より高温
の領域では、この比率を、１／４ないし１／２とするこ
とが好ましい。例えば、比率を２／５とし、保持電圧Ｖ
ｈを選択電圧Ｖｓの２／５倍として定める。なお、保持
電圧Ｖｈは、電圧レベルが増加するときの履歴における
透過光強度が１０％となる電圧と、電圧レベルが減少す
るときの履歴における透過光強度が９０％となる電圧の
平均電圧として定めることが一般的である。０℃を含む
温度領域や、この領域より高温の領域では、一般的な方
法で求めた保持電圧Ｖｈと、選択電圧Ｖｓの２／５倍と
して求めた電圧とは、ほぼ一致する。

【００４３】−１０℃を含む温度領域では、選択電圧Ｖ
ｓに対する保持電圧Ｖｈの比率を１／４ないし１／２と
することが好ましい。例えば、比率を１／３とし、保持
電圧Ｖｈを選択電圧Ｖｓの１／３倍として定める。−２
０℃を含む温度領域では、選択電圧Ｖｓに対する保持電
圧Ｖｈの比率を２／９ないし２／７とすることが好まし
い。例えば、比率を１／４とし、保持電圧Ｖｈを選択電
圧Ｖｓの１／４倍として定める。

【００４４】強制リセット電圧Ｖｒｐは、保持電圧Ｖｈ
と同様に、各温度領域毎に定めた選択電圧Ｖｓに所定の
比率を乗じた値として定める。この比率は、保持電圧Ｖ
ｈを定める際に用いる比率と同様である。すなわち、０
℃を含む温度領域や、この領域より高温の領域では、選
択電圧Ｖｓに対する強制リセット電圧Ｖｒｐの比率は、
１／４ないし１／２であり、例えば、２／５とする。ま
た、−１０℃を含む温度領域では、この比率は、１／４
ないし１／２であり、例えば、１／３とする。また、−
２０℃を含む温度領域では、この比率は、２／９ないし
２／７であり、例えば、１／４とする。

【００４５】信号電圧の最大値Ｖｄも、各温度領域毎に
定めた選択電圧Ｖｓに所定の比率を乗じた値として定め
る。０℃を含む温度領域や、この領域より高温の領域で
は、この比率を、１／８ないし１／４とすることが好ま
しい。例えば、比率を１／５とし、電圧Ｖｄを選択電圧
Ｖｓの１／５倍として定める。−１０℃を含む温度領域
では、選択電圧Ｖｓに対する電圧Ｖｄの比率を１／８な
いし１／４とすることが好ましい。例えば、比率を１／
６とし、信号電圧の最大値Ｖｄを選択電圧Ｖｓの１／６
倍として定める。

【００４６】−２０℃を含む温度領域では、選択電圧Ｖ
ｓに対するＶｄの比率を１／９ないし１／７とすること
が好ましい。例えば、比率を１／８とし、保持電圧Ｖｈ
を選択電圧Ｖｓの１／８倍として定める。ただし、−２
０℃を含む温度領域において、選択電圧Ｖｓに対する電
圧Ｖｈ、Ｖｄの比率を１／４とした場合には、Ｖｓに対
するＶｄの比率を１／８ないし１／４とすることが好ま
しい。例えば、比率を１．８１２５／８とすることが好
ましい。

【００４７】図５は、このようにして定めた各温度にお
ける電圧Ｖｓ，Ｖｈ，Ｖｒｐ，Ｖｄの変化の例を示す図
である。図５に示す例では、０℃以上の温度領域におけ
るＶｓ：Ｖｈ：Ｖｒｐ：Ｖｄの比を、５：２：２：１と
した。−１０℃を含む温度領域での比を、６：２：２：
１とした。また、−２０℃を含む温度領域での比を、
８：２：２：１．８１２５とした。

【００４８】次に、動作について説明する。温度補償回
路２０４は、他端２０１ｂの電位を計測し、その電位が
属する電位領域を判断する。続いて、温度補償回路２０
４は、電位領域に対応する各電圧Ｖｓ，Ｖｈ，Ｖｒｐ，
Ｖｄの電圧レベルの情報を制御回路１１に出力する。制
御回路１１は、温度補償回路２０４から入力された電圧
レベルで各種電圧を印加するように走査駆動回路９およ
び信号駆動回路１０を制御する。

【００４９】走査駆動回路９は、図４（ａ）に示すよう
に、選択期間において１パルスの選択電圧Ｖｓを走査電
極３ａに印加する。すなわち、選択期間と同一のパルス
幅で選択電圧Ｖｓを走査電極３ａに印加する。以下、こ
のパルス幅をＰｗで表す。選択電圧のパルス幅はＰｗ
は、デューティ数（選択期間および保持期間に対する選
択期間の比率の逆数）をＤ、１フレーム期間をＴとした
ときに、以下の式を満足する値として定める。

【００５０】 Ｐｗ・Ｄ＋ｎ・Ｐｗ＝Ｔ 式１

【００５１】ただし、ｎは、１ないし４の整数である。
図４に示す例では、ｎ＝４である。また、デューティ数
は、予め定めた値である。

【００５２】走査駆動回路９は、選択電圧Ｖｓを印加し
た後、保持電圧Ｖｈを走査電極３ａに印加する。保持電
圧Ｖｈの極性は、選択電圧Ｖｓの極性と同一である。ま
た、保持電圧Ｖｈを印加する保持期間は、Ｐｗ×（Ｄ−
１）である。

【００５３】走査駆動回路９は、消去期間開始時に、選
択電圧Ｖｓと逆極性の強制リセットパルスを走査電極３
ａに印加する。また、強制リセットパルスのパルス幅
は、パルス幅Ｐｗの３０％ないし８０％となるように設
定する。以下の例では、強制リセットパルスのパルス幅
は、パルス幅Ｐｗの５０％とする。走査駆動回路９は、
強制リセットパルスを印加した後、消去期間終了まで基
準電圧を印加する。ここで、基準電圧とは、選択電圧Ｖ
ｓの最大値と最小値の中心電圧をいい、本実施の形態で
は０Ｖである。消去期間（強制リセット電圧を印加する
時間と基準電圧を印加する時間の和）は、ｎ・Ｐｗであ
る。図４に示す例では、ｎ＝４であるので、消去期間
は、４・Ｐｗである。

【００５４】信号駆動回路１０は、走査電極３ａ上のあ
る画素を白表示とする場合、選択期間において信号電極
３ｂに信号電圧の最大値Ｖｄを印加する。反強誘電性液
晶７は、選択期間にＶｓ＋Ｖｄの電圧を印加され、強誘
電状態への相転移を開始する。図１４に示す従来の駆動
波形とは異なり、立ち上がりに寄与しないパルスを選択
期間から排除するので、選択期間全体が立ち上がりに寄
与する。

【００５５】保持期間および消去期間において、信号電
極３ｂには、他の行の画像に応じて電圧が印加される。
したがって、反強誘電性液晶７が保持期間に印加される
電圧は、Ｖｈ−ＶｄからＶｈ＋Ｖｄの範囲で変動する。
しかし、強誘電状態から反強誘電状態への履歴におい
て、印加電圧がこの範囲で変動しても、透過光強度はわ
ずかしか変化しない。

【００５６】消去期間において走査電圧３ａは、強制リ
セット電圧Ｖｒｐを印加された後、基準電圧である０Ｖ
が印加される。その結果、液晶７は、消去期間に反強誘
電状態に相転移する。反強誘電性液晶７は、強制リセッ
トパルスによって、保持期間とは逆極性の電圧を印加さ
れる。この逆極性の電圧の印加時間は、パルス幅Ｐｗの
５０％である。このような逆極性の電圧が印加されるこ
とにより、従来の駆動方法よりも、立ち下がり応答が速
くなる。従来の駆動方法でも、強制リセットパルスを用
いる場合があったが、強制リセットパルスのパルス幅を
Ｐｗの３０％ないし８０％（ここでは５０％）としたこ
とにより、立ち下がり応答が向上する。

【００５７】また、前述のように、パルス幅Ｐｗを定め
る際には、１ないし４の整数ｎを用いる。図６は、ｎ＝
１，２，３，４の各場合における走査電極の駆動波形を
示す。図６に示すように、ｎが小さければ選択電圧のパ
ルス幅は広がる。パルス幅Ｐｗを広くすることができれ
ば、立ち上がり応答が向上するので、ｎをできるだけ小
さくすることが好ましい。また、ｎが小さければ、消去
期間は短くなる。強制リセットパルスのパルス幅は、Ｐ
ｗの３０％ないし８０％として定めるが、ｎを小さくし
すぎると、強制リセットパルスのパルス幅いかんによっ
ては、消去期間内に立ち下がらない場合も生じる。その
場合には、ｎを増加させる。ただし、ｎとして５以上の
整数を用いると、パルス幅Ｐｗが狭くなり立ち上がり応
答が劣化するので、ｎの上限は４とすることが好まし
い。

【００５８】本発明は、環境温度に応じて、選択電圧Ｖ
ｓに対する保持電圧Ｖｈ、強制リセット電圧Ｖｒｐ、お
よび信号電圧の最大値Ｖｄの比率を変動させて、液晶表
示素子を駆動する。環境温度とともに各電圧の比率を変
動させた場合と、環境温度によらず各電圧の比率を一定
とした場合とを比較する。図７に示す「電圧比の組み合
わせＡ」は、環境温度によって各種電圧レベルの比を変
動させる場合の比率の例である。一方、「電圧比の組み
合わせＢ」は、環境温度の変化によらず各種電圧レベル
の比を一定（Ｖｓ：Ｖｈ：Ｖｒｐ：Ｖｄ＝５：２：２：
１）とした場合の例である。この組み合わせＡ，Ｂそれ
ぞれの場合で、液晶表示装置を駆動し、透過光強度およ
びコントラスト比を比較した。なお、この計測では、デ
ューティ数を１６とし、ｎ＝４としてパルス幅Ｐｗを定
めた。また、各温度における選択電圧Ｖｓのレベルは、
各温度での履歴から定めた。

【００５９】図８は、１フレーム期間内における透過光
強度の特性の例を示す。図８に示す特性図は、−１０℃
で駆動したときの特性である。組み合わせＢの比率によ
って電圧レベルを定めると、−１０℃の環境下では、立
ち上がり応答が良好ではなく、強誘電状態への相転移が
十分ではなくなる。一方、組み合わせＡの比率によって
電圧レベルを定めた場合には、組み合わせＢの場合より
も、立ち上がり応答が向上している。また、消去期間内
に立ち下がりが完了する。したがって、環境温度に応じ
て比率を変え、より適切な電圧レベルで駆動した方がコ
ントラスト比が向上する。

【００６０】図９は、組み合わせＡ，Ｂそれぞれの場合
で、液晶表示装置を駆動したときのコントラスト比の計
測結果である。この計測では、デューティ数を１６と
し、ｎ＝４としてパルス幅Ｐｗを定めた。環境温度に応
じて、より適切な比率を選び、その比率で各種電圧レベ
ルを定めた場合の方が、コントラスト比が良好であっ
た。

【００６１】また、図１０（ａ）は、０℃、−１０℃、
−２０℃の各温度環境で、電圧Ｖｓ，Ｖｈ，Ｖｒｐ，Ｖ
ｄの比率をそれぞれ変動し、各比率におけるコントラス
ト比を計測した結果である。なお、各温度における選択
電圧Ｖｓの電圧レベルは、各温度での履歴から定めた。

【００６２】コントラスト比が２以上のときに、実用的
な表示が可能となる。したがって、０℃では、選択電圧
Ｖｓに対する保持電圧Ｖｈの比率を１／４ないし１／２
とすることが好ましく、特に２／５としたときに最も良
好なコントラスト比が得られる。また、選択電圧Ｖｓに
対する強制リセット電圧Ｖｒｐの比率を１／４ないし１
／２とすることが好ましく、特に２／５としたときに最
も良好なコントラスト比が得られる。また、選択電圧Ｖ
ｓに対する電圧Ｖｄの比率を１／８ないし１／４とする
ことが好ましく、特に１／５としたときに最も良好なコ
ントラスト比が得られる。

【００６３】−１０℃では、選択電圧Ｖｓに対する保持
電圧Ｖｈの比率を１／４ないし１／２とすることが好ま
しく、特に１／３としたときに最も良好なコントラスト
比が得られる。また、選択電圧Ｖｓに対する強制リセッ
ト電圧Ｖｒｐの比率を１／４ないし１／２とすることが
好ましく、特に１／３としたときに最も良好なコントラ
スト比が得られる。また、選択電圧Ｖｓに対する電圧Ｖ
ｄの比率を１／８ないし１／４とすることが好ましく、
特に１／６としたときに最も良好なコントラスト比が得
られる。

【００６４】−２０℃では、選択電圧Ｖｓに対する保持
電圧Ｖｈの比率を２／９ないし２／７とすることが好ま
しく、特に１／４としたときに最も良好なコントラスト
比が得られる。また、選択電圧Ｖｓに対する強制リセッ
ト電圧Ｖｒｐの比率を２／９ないし２／７とすることが
好ましく、特に１／４としたときに最も良好なコントラ
スト比が得られる。また、選択電圧Ｖｓに対する電圧Ｖ
ｄの比率を１／９ないし１／７とすることが好ましく、
特に１／８としたときに最も良好なコントラスト比が得
られる。

【００６５】−２０℃では、Ｖｓ：Ｖｈ：Ｖｒｐ：Ｖｄ
＝８：２：２：１とした場合に良好なコントラスト比”
７”が得られた。そこで、Ｖｓ：Ｖｈ：Ｖｒｐ＝８：
２：２として、Ｖｄの比率を変更して計測を行った。図
１０（ｂ）は、この計測結果を示す。図１０（ｂ）に示
すように、選択電圧Ｖｓに対する電圧Ｖｈ、Ｖｄの比率
を１／４とした場合には、Ｖｓに対するＶｄの比率を１
／８ないし１／４とすることが好ましく、特に１．８１
２５／８とすることが好ましい。

【００６６】本発明による駆動方法では、環境温度に応
じて電圧Ｖｓ，Ｖｈ，Ｖｒｐ，Ｖｄの比率を変更し、温
度に応じた電圧を走査電極および信号電極に印加する。
したがって、二重履歴特性の急峻性が失われる低温時で
あっても、良好な立ち上がり応答および立ち下がり応答
を実現でき、コントラスト比の減少に起因する見栄え低
下を防止することができる。

【００６７】また、強制リセットパルスのパルス幅をＰ
ｗの３０％ないし８０％とすることで、低温時に立ち下
がり応答が速くなり、コントラスト比が向上する。

【００６８】また、フレーム毎に極性を反転させ、ま
た、隣り合う走査電極に印加する電圧の極性を逆極性と
することで、フリッカーや輝度のムラが減少する。極性
を制御してフリッカーを低減させるので、１フレーム期
間を長くすることができる。したがって、選択期間も長
くすることができ、選択期間における立ち上がり応答も
速くなるので、コントラスト比が向上する。

【００６９】上記の例では、１行目の走査電極から最終
行の走査電極まで、順番に選択電圧を印加する場合を示
したが、全ての走査電極に対する選択電圧の印加が一巡
するまでの間の選択電圧の印加順序を任意に定めてもよ
い。この場合、定めた順序に従って、各走査電極に選択
電圧を印加する。図１１は、各走査電極に対する選択電
圧の印加順序を任意に定め、その順序に従って選択電圧
を印加する場合の例を示す説明図である。図１１は、Ｌ
１，Ｌ５，Ｌ２，Ｌ６，・・・の順序で選択電圧を印加
する場合の例である。制御回路１１は、第２フレームで
Ｌ１に対する選択電圧を印加した後にも、Ｌ５，Ｌ２，
Ｌ６，・・・の順に選択電圧を印加する。この場合であ
っても、制御回路１１は、各走査電極への印加電圧の極
性を１フレーム期間毎に反転させ、また、隣り合う走査
電極では互いに極性が逆向きになるように電圧を印加す
る。したがって、例えば、Ｌ１およびＬ２に印加される
電圧の極性は互いに逆になる。

【００７０】このように、任意の順序で走査電極３ａに
選択電圧を印加する場合にも、極性を制御する場合と同
様に、フリッカーや輝度のムラを低減させることができ
る。フリッカーを低減させることができるので、１フレ
ーム期間を長く設定でき、選択時間を広げることができ
る。したがって、コントラスト比が向上する。

【００７１】

【発明の効果】本発明によれば、走査電極に印加する複
数種類の電圧、および信号電圧の最大値の比を環境温度
によって変化させるので、低温時においても液晶を強誘
電状態および反強誘電状態に相転移させることができ、
コントラスト比の減少に起因する視認性を防止すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 液晶表示装置の構成の例を示すブロック図。

【図２】 液晶表示装置の断面図。

【図３】 各走査電極に印加される電圧の極性を示す説
明図。

【図４】 本発明による駆動方法での電圧駆動波形の例
を示す説明図。

【図５】 温度変化に伴う設定電圧の変化を示す説明
図。

【図６】 ｎの変化に伴うパルス幅Ｐｗの変化を示す説
明図。

【図７】 電圧比の組み合わせの例を示す説明図。

【図８】 １フレーム期間内における透過光強度の特性
の例を示す説明図。

【図９】 コントラスト比の計測結果を示す説明図。

【図１０】 電圧比を変化させたときのコントラスト比
の計測結果を示す説明図。

【図１１】 各走査電極に電圧を印加する順番の例を示
す説明図。

【図１２】 反強誘電性液晶における印加電圧と透過光
強度との関係を示す特性図。

【図１３】 反強誘電性液晶分子の挙動を示す模式図。

【図１４】 従来の駆動波形を示す説明図。

【図１５】 選択電圧、信号電圧の最大値、および保持
電圧の決定方法を示す説明図。

【図１６】 反強誘電性液晶の応答特性の例を示す説明
図。

【図１７】 複数種類の温度における透過光強度特性の
変化を示す説明図。

【符号の説明】

１ 液晶表示装置 ２ａ，２ｂ 透明基板 ３ａ，３ｂ 透明電極 ７ 反強誘電性液晶 ９ 走査駆動回路 １０ 信号駆動回路 ３０ａ，３０ｂ 偏光板 ２０１ サーミスタ ２０２ 抵抗 ２０３ 電源 ２０４ 温度補償回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 尾関 正雄 神奈川県横浜市神奈川区羽沢町1150番地 旭硝子株式会社内 Ｆターム(参考） 2H093 NA33 NA44 NB21 NC03 ND09 ND10 NF17 NF20 5C006 AA15 AC02 AC24 AF44 AF46 BA13 BB12 BC03 BC12 BF38 FA19 5C080 AA10 BB05 DD03 DD20 EE28 JJ02 JJ04 JJ05

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の走査電極と複数の信号電極とを備
   え、走査電極に複数の種類の電圧を印加し、信号電極に
   信号電圧を印加するマルチプレックス型の反強誘電性液
   晶表示装置の駆動方法であって、 走査電極に印加する複数種類の電圧、および信号電圧の
   最大値の比を環境温度によって変化させることを特徴と
   する反強誘電性液晶表示装置の駆動方法。
2. 【請求項２】 １フレーム期間内に走査電極に対して、
   １パルスの選択電圧と、前記選択電圧と同極性の保持電
   圧と、前記選択電圧とは逆極性の強制リセット電圧とを
   印加し、前記強制リセット電圧印加後に基準電圧を印加
   し、 環境温度によって、選択電圧に対する保持電圧の比、選
   択電圧に対する強制リセット電圧の比、および選択電圧
   に対する信号電圧の最大値の比を変化させる請求項１記
   載の反強誘電性液晶表示装置の駆動方法。
3. 【請求項３】 各環境温度における選択電圧を、各環境
   温度における印加電圧と透過光強度の関係に基づいて定
   め、０℃以上では、選択電圧に対する保持電圧の比を１
   ／４ないし１／２とし、選択電圧に対する強制リセット
   電圧の比を１／４ないし１／２とし、選択電圧に対する
   信号電圧の最大値の比を１／８ないし１／４とする請求
   項２記載の反強誘電性液晶表示装置の駆動方法。
4. 【請求項４】 各環境温度における選択電圧を、各環境
   温度における印加電圧と透過光強度の関係に基づいて定
   め、−１０℃では、選択電圧に対する保持電圧の比を１
   ／４ないし１／２とし、選択電圧に対する強制リセット
   電圧の比を１／４ないし１／２とし、選択電圧に対する
   信号電圧の最大値の比を１／８ないし１／４とする請求
   項２または請求項３記載の反強誘電性液晶表示装置の駆
   動方法。
5. 【請求項５】 各環境温度における選択電圧を、各環境
   温度における印加電圧と透過光強度の関係に基づいて定
   め、−２０℃では、選択電圧に対する保持電圧の比を２
   ／９ないし２／７とし、選択電圧に対する強制リセット
   電圧の比を２／９ないし２／７とし、選択電圧に対する
   信号電圧の最大値の比を１／９ないし１／７とする請求
   項２から請求項４のうちのいずれか１項記載の反強誘電
   性液晶表示装置の駆動方法。
6. 【請求項６】 各環境温度における選択電圧を、各環境
   温度における印加電圧と透過光強度の関係に基づいて定
   め、−２０℃では、選択電圧に対する保持電圧の比を１
   ／４とし、選択電圧に対する強制リセット電圧の比を１
   ／４とし、選択電圧に対する信号電圧の最大値の比を１
   ／８ないし１／４とする請求項２から請求項４のうちの
   いずれか１項記載の反強誘電性液晶表示装置の駆動方
   法。
7. 【請求項７】 強制リセット電圧のパルス幅を、選択電
   圧のパルス幅の３０％ないし８０％とする請求項２から
   請求項６のうちのいずれか１項記載の反強誘電性液晶表
   示装置の駆動方法。
8. 【請求項８】 １フレーム期間をＴ、選択電圧のパルス
   幅をＰｗ、選択電圧印加時間および保持電圧印加時間に
   対する選択電圧印加時間の比率の逆数をＤとし、ｎを１
   ないし４の整数としたときに、 Ｐｗ・Ｄ＋ｎ・Ｐｗ＝Ｔ を満足するＰｗとして選択電圧のパルス幅を定め、強制
   リセット電圧を印加する時間と基準電圧を印加する時間
   の和をｎ・Ｐｗとして定める請求項２から請求項７のう
   ちのいずれか１項記載の反強誘電性液晶表示装置の駆動
   方法。
9. 【請求項９】 １フレーム期間毎に選択電圧、保持電
   圧、および強制リセット電圧の極性を反転させ、かつ、
   隣り合う走査電極同士では選択電圧、保持電圧、および
   強制リセット電圧が逆極性となるように電圧を印加する
   請求項２から請求項８のうちのいずれか１項記載の反強
   誘電性液晶表示装置の駆動方法。
10. 【請求項１０】 １行目の走査電極から最終行の走査電
    極まで順番に選択電圧を印加する請求項２から請求項９
    のうちのいずれか１項記載の反強誘電性液晶表示装置の
    駆動方法。
11. 【請求項１１】 全ての走査電極に対する選択電圧の印
    加が一巡するまでの間の選択電圧の印加順序を任意に定
    め、前記順序にしたがって各走査電極に選択電圧を印加
    する請求項２から請求項９のうちのいずれか１項記載の
    反強誘電性液晶表示装置の駆動方法。