JP2524100B2 - 電気光学的表示装置の駆動方法 - Google Patents

電気光学的表示装置の駆動方法

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JP2524100B2 JP60071621A JP7162185A JP2524100B2 JP 2524100 B2 JP2524100 B2 JP 2524100B2 JP 60071621 A JP60071621 A JP 60071621A JP 7162185 A JP7162185 A JP 7162185A JP 2524100 B2 JP2524100 B2 JP 2524100B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はマトリクス型液晶光学装置の駆動方法に関す
るものである。
[従来の技術] 最近、TN型液晶に代わって強誘電液晶が注目されてき
ており、これを利用した光学装置の開発が進められてい
る。
強誘電液晶の光学モードとしては、複屈折型光学モー
ドおよびゲストホスト型光学モードがある。これらを駆
動する場合、従来のTN型液晶と異なり、電界の印加方向
によって光学応答状態(明暗)を制御するため、従来、
TN型液晶で用いられていた駆動方法が利用できないもの
であった。すなわち、強誘電液晶では、小さな電圧でも
一方向の極性のものを印加し続けると、次第に応答して
いってしまうという特性があるため、特殊な駆動方法を
必要とするのである。
[発明が解決しようとする問題点] これまでに開発された駆動方法では、時分割の非選択
時に、書込みパスルとは逆極性の小さなパルスが繰り返
し印加される場合があり、桁数が多くなると、コントラ
ストの低下を引き起こしてしまうものであった。
また、印加される電圧が完全な交流となっておらず、
一方の極性の電圧が他方よりも多く印加されてしまうた
め、長時間駆動すると、駆動用の透明電極が還元されて
黒ずんでしまったり、液晶の劣化を引き起こしたりする
問題があった。
従来の駆動方法では、上記のような問題があったた
め、決め手となるような駆動方法がなく、最適な駆動方
法が切望されていた。
本発明は、長時間駆動しても、透明電極の黒変、液晶
の劣化を起こさず、しかもコントラストが良好になるよ
うにしたものである。
[問題点を解決するための手段] 本発明は、電界の印加方向によって分子の配向状態を
異にし、2つの異なる光学的安定状態を有する液晶を走
査電極と制御電極間に介在させ、各電極の交点において
画素を形成し、画素に一定時間幅を有する第1のパルス
群を印加して所望の光学応答状態とした後、上記一定時
間幅を有する第2のパルス群によってその光学応答状態
を保持するものであり、各パルス群はいずれも、すべて
の正極性のパルスに対して対称波形の負極性のパルスが
存在し、かつ第2のパルス群においては、他の走査電極
に選択信号が供給されれいるタイミングにおける上記一
定時間幅内において電圧0の期間が存在するようにし、
上記目的を達成するものである。
[実施例] 第1図において、走査電極L1〜L7と制御電極R1〜R5
に強誘電液晶を介在させて、各電極の交点において画素
を形成してある。選択回路SEからは、走査電極L1〜L7
順次、時分割的に選択する選択信号S1(第2図)が発生
し、この選択信号の非供給時には非選択信号NS1が発生
する。選択信号S1は電圧V,0,2v(好ましくは、V/2≧
v)からなり、非選択信号NS1は電圧V,vからなる。
一方、駆動制御回路DRからは、選択信号S1の供給に同
期して、第2図の応答信号D1または逆応答信号RD1がデ
ータ信号として発生し、制御電極R1〜R5に供給される。
つまり、応答(例えば、光透過)状態を所望する画素の
制御電極には応答信号D1を供給し、逆応答(例えば、光
遮断)状態を所望する画素の制御電極には逆応答信号RD
1を供給するものである。
以上の信号の供給によって、前者の画素には、第1の
パルス群P1が印加され、後者の画素には、第2のパルス
群P2が印加される。パルス分P1では、まず電圧(V−2
v)のパルスが印加されるが、これでは液晶は応答せ
ず、次のパルスP11によって一旦逆応答状態になるが、
つぎに書込みパルスP12が印加されるため、これによっ
て画素は飽和応答(光透過)状態になる。この後に、電
圧−(V−2v)のパルスが印加されるが、このパルスで
は、液晶は感応せず、逆応答(光遮断)状態にはならな
い。このパルス群P1は、すべての正極性のパルスに対し
て対称波形の負極性のパルスが存在するため、偏った直
流電圧が印加されることがない。
上記パルス群P1の印加後は、非選択信号NS1によって
第2のパルス群A1またはA2が印加され、応答状態が保持
されるのである。すなわち、パルス群A1,A2は、すべて
の正極性のパルスに対して対称波形の負極性のパルスが
存在し、かつその電圧が低いため、これを繰り返し印加
しても画素は応答状態に保持されたままとなるのであ
る。しかも第2のパルス群A1,A2には、電圧0の期間が
存在するため、画素の光学応答状態を確実に保持でき、
温度変化やセル厚むら等に対するマージンが大きくな
る。
一方、パルス群P2では、パルス群P1とは逆に、最初に
光透過状態にするパルスP21が印加された後、光遮断状
態にするための書込みパルスP22が印加される。この後
は、電圧(V−2v)、−(V−2v)のパルスが印加さ
れ、逆応答状態が保持される。また、非選択信号NS1
供給時には、第2のパルス群A1またはA2が印加され、逆
応答状態が保持されるのである。
このように、第1のパルス群P1、P2および第2のパル
ス群A1,A2はいずれも、すべての正極性のパルスに対し
て対称波形の負極性のパルスが存在するため、透明電極
の黒変、液晶の劣化等を起こすことがなくなるのであ
る。
因みに、10μm厚の強誘電液晶セルでは、V=10ボル
ト、書込みパルスのパルス幅を250μSに設定すること
により、飽和応答(光透過)状態または飽和逆応答(光
遮断)状態が得られる。
第3図は各信号波形の他の例を示したもので、第2図
と同様の駆動が行えるものである。
第4図および第5図は、非選択信号の波形を工夫する
ことによって、非選択時に画素に印加されるパスルのパ
ルス幅が書込みパルスの幅の1/2以下になるようにした
ものである。
非選択的には図示のように、書込みパルスよりパルス
幅の狭いパルスからなる第2のパルス群A3またはA4、A5
またはA6が印加される。したがって、第2,3図の例に比
べて、画素の応答状態または逆応答状態をより確実に保
持でき、温度変化やセル厚むら等に対するマージンが大
きくなるものである。
これらの例においても、第2のパルス群A3〜A6には電
圧0の期間が存在する。
第2〜5図の各例においては、書込みパルスを含む第
1のパルス群に続いて第2のパルス群が印加されると
き、同じ極性のパルスが続けて印加されることがある。
つまり、例えば第2図において、パルス群P1、P2の最後
のパルスの極性とパルス群A1の最初のパルスとは同一極
性であるため、パルス群P1またはP2からパルス群A1に切
り換わるときに同一極性のパルスが続けて印加されてし
まうことになる。このことは、温度変化やセル厚むらに
対するマージンの低下をきたす一因となる。
そこで、この欠点を除去するのが第6〜8図の例であ
る。第6図においては、第1のパルス群P3,P4の最後の
パルスの極性が等しく、しかも第2のパルス群A7,A8
最初のパルスの極性とは逆極性になるようにしたもので
ある。これによって、同じ極性のパルスが続けて印加さ
れることがなくなり、マージンが大きくなるものであ
る。
第7図の例では、各信号の最初または最後に電圧V/2
の狭幅のパルスまたは電圧0を加えることによって、第
1のパルス群P5,P6の最後のパルスと第2のパルス群
A9,A10の最初のパルスが逆極性になるようにしたもの
である。
第8図は、第2図の例の各信号の最初または最後に電
圧vの狭幅のパルスまたは電圧0を加えたものである。
これによって、第1のパルス群P7、P8の最後のパルスと
第2のパルス群A11,A12の最初のパルスの極性が逆にな
る。
しかも第6〜8図の例ではいずれも、すべての正極性
のパルスに対して対称波形の負極性のパルスが存在する
ため、偏った直流電圧が印加されることがなくなる。し
かも第2のパルス群においては、電圧0の期間が存在す
るため、画素の光学応答状態がより確実に保持される。
つぎに階調を与えて、中間調を出す例について説明す
る。第9図は、第8図の例におけるデータ信号である応
答信号の波形を階調に応じて制御することにより中間調
を出すようにしたものである。つまり、応答信号D2の最
初の電圧Vの一部を切り欠いて電圧(V−v)にすると
ともにつぎの電圧Vの前に上記切欠きと同じ幅の電圧v
を加えたものである。これによって、第1のパルス群P9
の書込みパルスP91の一部が切り欠かれるとともにこれ
と逆極性で対称波形のパルスP92も同様に切り欠かれ
る。したがって、この切欠き部の幅を、階調に応じて制
御することにより自在に中間調が出せるのである。しか
も、すべての正極性のパルスに対して対称波形の負極性
のパルスが存在するため、偏った直流電圧が印加される
ことがなくなる。しかも第2のパルス群においては、電
圧0の期間が存在するため、画素の光学応答状態がより
確実に保持される。
上記の中間調を出す方法では、動きのある画像等を表
示するには難点がある。例えば、第9図の例において、
飽和応答状態にある画素にパルス群P9を印加すると、一
旦パルスP92によって不飽和の逆応答状態になり、この
状態からパルスP91によって不飽和の応答状態になる。
ところが、最初に飽和逆応答状態にあった画素に上記パ
ルス群P9を印加すると、パルス群P92によって飽和逆応
答状態が保持され、この状態でパルスP91が印加される
ため、上記とは異なった不飽和の応答状態になってしま
うのである。
したがって最初的な光学応答状態は、前の状態に左右
され、所望の光学応答状態を得ることが難しい。
そこで、前の状態に拘らず、所望の中間調が出せるよ
うにしたのが以下の例である。第10図において、走査電
極L1〜L7には上記の各例と同様に選択信号を順次供給
し、その非供給時には非選択信号を供給する。そして制
御電極R1〜R5には、データ信号として制御信号C1を供給
するものである。制御信号C1は、電圧0,V,(v−a),a
からなり、電圧aを階調に応じて変化させる。選択信号
と制御信号C1との電位差によって、第1のパルス群P10
が印加され、そのうちまずパルスP101が印加された後、
逆極性のパルスP102が印加される。そのため、前の状態
に拘らず、一旦飽和逆応答状態になり、初期化が行われ
るのである。したがって、電圧(V−a)の書込みパル
スP103によって所望の光学応答状態を出すことができ
る。
こうした中間調が出された後は、第2のパルス群A13
によってその状態が保持されるのである。
因みに、電圧aを0にすれば、パルスP103が電圧Vと
なって飽和応答状態になり、電圧aをVにすれば、パル
スP103が0になり、パルスP102による飽和逆応答状態が
保持される。
このように、中間調を出すためのパルスの前に、一旦
飽和逆応答状態にするため、変化の速い画像を表示する
場合でも、安定した中間調を出すことができる。
第11図は、印加される電圧の極性を第10図とは逆にし
たものである。
第12図および第13図は、パルス幅を調整することによ
って中間調を出すようにしたものである。第12図のデー
タ信号である制御信号C2は第10図の制御信号C1を変形さ
せたもので、電圧Vおよび電圧(V−v)の部分の幅を
階調に応じて制御するものである。これによって、第1
のパルス群P12のパルスP121および書込みパルスP122
電圧Vおよびvの段階波となり、電圧Vの部分の幅が階
調に応じたものになるため、中間調が出せるのである。
第2のパルス群A14についても階段波となるが、これは
電圧が低く、かつすべての正極性のパルスに対して対称
波形の負極性のパルスが存在するため、上記中間調が保
持される。
第13図では、第12図と逆極性の第1のパルス群P13
印加されて中間調が得られる例を示したものである。
なお上記の説明では、+側の電圧によって応答、−側
の電圧によって逆応答すると呼称したが、応答および逆
応答は表裏一体のものであるので、逆に+側の電圧で逆
応答、−側の電圧で応答すると称呼してもよい。
ところで、各電極に供給する信号は上記に限るもので
はなく、種々の変更が可能であり、また、必要に応じて
適宜バイアス電圧を加えるようにしてもよい。
また、R,G,Bの3原色のカラーフィルタを付加した表示
装置を本駆動方法によって駆動することにより、カラー
表示が行えることはいうまでもない。
[発明の効果] 本発明によれば、画素に印加されるパルスは、すべて
の正極性のパルスに対して対称波形の負極性のパルスが
存在するため、長時間駆動しても透明電極が黒ずんだ
り、液晶が劣化したりすることがない。しかも画素の光
学応答状態を保持する際に印加される第2のパルス群に
おいては、他の走査電極に選択信号が供給されているタ
イミングにおける一定時間幅内において電圧0の期間が
存在するため、光学応答状態を安定に保持でき、桁数が
増大してもコントラストが低下することはない。
また、第2のパルス群におけるすべてのパルスのパル
ス幅を書込みパルスのパルス幅以下とすることにより、
光学応答状態をより安定に保持できる。
【図面の簡単な説明】
第1図はマトリクス型液晶光学装置の一例を示した説明
図、第2〜13図はそれぞれ本発明を実現するための電圧
波形を示した説明図である。 L1〜L7……走査電極 R1〜R5……制御電極 S1……選択信号 NS1……非選択信号 D1,D2……データ信号 RD1……データ信号 C1,C2……データ信号 P1〜P10……第1のパルス群 P12,P13……第1のパルス群 A1〜A14……第2のパルス群 P12,P22……書込みパルス P51,P91……書込みパルス P103,P122……書込みパルス

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電界の印加方向によって分子の配向状態を
    異にし、かつ2つの異なる光学的安定状態を有する液晶
    を複数の走査電極と複数の制御電極間に介在させ、各電
    極の交点において画素を形成してなるマトリクス型液晶
    光学装置の駆動方法において、 各走査電極には、一定時間幅の選択信号を順次供給し、
    この選択信号の非供給時には非選択信号を供給し、 各制御電極には、選択信号が供給された走査電極におけ
    る画素の光学応答状態を指定する上記一定時間幅のデー
    タ信号を、選択信号の供給に同期して供給し、 選択信号とデータ信号との電位差によって画素に上記一
    定時間幅の第1のパルス群を印加して画素を所望の光学
    応答状態とし、 非選択信号とデータ信号との電位差によって、画素に上
    記一定時間幅の第2のパルス群を印加して画素の光学応
    答状態を保持するものであって、 第1のパルス群は、画素を所望の光学応答状態にする書
    込みパルスを含み、かつすべての正極性のパルスに対し
    て対称波形の負極性のパルスが存在するものであり、 第2のパルス群は、画素の所望の光学応答状態を保持す
    るパルスを含むとともに他の走査電極に選択信号が供給
    されているタイミングにおける上記一定時間幅内におい
    て電圧0の期間が存在し、かつすべての正極性のパルス
    に対して対称波形の負極性のパルスが存在するものであ
    る ことを特徴とするマトリクス型液晶光学装置の駆動方
    法。
  2. 【請求項2】第2のパルス群におけるすべてのパルスの
    パルス幅が上記書込みパルスのパルス幅以下であること
    を特徴とする特許請求の範囲第1項記載のマトリクス型
    液晶光学装置の駆動方法。
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