JP2578490B2 - 表示装置の駆動法 - Google Patents

表示装置の駆動法

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JP2578490B2 JP27181388A JP27181388A JP2578490B2 JP 2578490 B2 JP2578490 B2 JP 2578490B2 JP 27181388 A JP27181388 A JP 27181388A JP 27181388 A JP27181388 A JP 27181388A JP 2578490 B2 JP2578490 B2 JP 2578490B2
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【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表示装置に関し、特
にフリツカーの発生が目だたない階調表示に適した表示
装置に関する。
〔従来の技術〕
従来より、走査電極群と信号電極群をマトリクス状に
構成し、その電極間に液晶化合物を充填し多数の画素を
形成して、画像或いは情報の表示を行う液晶表示素子は
よく知られている。この表示素子の駆動法としては、走
査電極群に順次周期的にアドレス信号を選択印加し、信
号電極群には所定の情報信号をアドレス信号と同期させ
て並列的に選択印加する時分割駆動が採用されている。
これらの実用に供されたのは、殆どが、例えば“アプ
ライド・フイジクス・レターズ”(“Applied Physics
Letters")1971年,18(4)号127〜128頁に掲載のM.シ
ヤツト(M.Schadt及びW.ヘルフリヒ(W.Helfrich)共著
になる“ボルテージ・デイペンダント・オプテイカル・
アクテイビテイー・オブ・ア・ツイステツド・ネマチツ
ク・リキツド・クリスタル”(“Voltage Dependent Op
tical Activity of a Twisted Nematic Liguid Crysta
l")に示されたTN(Twisted Nematic)型液晶であっ
た。
近年は、在来の液晶素子の改善型として双安定性を有
する液晶素子の使用がクラーク(Clark)及びラガーウ
オール(Lagerwall)の両者により特開昭56−107216号
公報、米国特許第4367924号明細書等で提案されてい
る。双安定性液晶としては、一般にカイラルスメクチツ
クC相(SmC)又はH相(SmH)を有する強誘電性液
晶が用いられ、これらの状態において、印加された電界
に応答して第1の光学的安定状態と第2の光学的安定状
態とのいずれかをとり、かつ電界が印加されないときは
その状態を維持する性質、即ち双安定性を有し、また電
界の変化に対する応答がすみやかで、高速かつ記憶型の
表示装置等の分野における広い利用が期待されている。
しかしながら、前述した強誘電性液晶素子は、マルチ
プレクシング駆動時にちらつき(フリツカー)を発生す
る問題点があった。特にヨーロツパ公開149899号公報に
は、書込みフレーム毎に走査選択信号の位相を逆位相に
した交流電圧を印加し、あるフレームは白(クロスニコ
ルを明状態となる様に配置)の選択書込みを行い、続く
フレームで黒(クロスニコルを暗状態となる様に配置)
の選択書込みを行うマルチプレクシング駆動法が開示さ
れている。又、前述の駆動法の他に、米国特許第454847
6号公報や米国特許第4655561号公報などに開示された駆
動法が知られている。
かかる駆動法は、白の選択書込み後の黒の選択書込み
時に、前のフレームで選択書込みされた白の画素が半選
択となり、書込み電圧より小さいが実効的な電圧が印加
されることになる。従って、このマルチプレクシング駆
動法では、黒の選択書込み時では、黒の文字の背景とな
る白の選択画素に一様に半選択電圧が1/2フレーム周期
(1フレーム走査時間である1画面走査期間の逆数)毎
に印加され、半選択電圧が印加された白の選択画素で
は、その光学特性が1/2フレーム周期毎に変化すること
になる。このため、白地に黒の文字を書込むデイスプレ
イの場合でも、白を選択した画素の数が黒を選択した画
素と比較して圧倒的に多く、白の背景がちらついて見え
ることになる。又、上述の白地に黒の文字を書込むデイ
スプレイとは逆に黒字に白の文字デイスプレイの場合で
も同様にちらつきの発生が見られる。通常フレーム周波
数を30Hzとした場合、上述の半選択電圧が1/2フレーム
周波数である15Hzで印加されるので、観察者にはちらつ
きとして感知され、著しく表示品位を損なうことにな
る。
特に、強誘電性液晶は、低温時の駆動においては、例
えば高温時の15Hzフレーム周波数の走査駆動に較べ、駆
動パルス(走査選択期間)を長くする必要があり、この
ため5〜10Hzのような低フレーム周波数の走査駆動とす
る必要があった。このため、低温時の駆動においては、
低フレーム周波数の走査駆動に原因するフリツカーが発
生していた。
[発明が解決しようとする課題] また、上記フリッカは、一画面の走査期間を3つ以上
の垂直走査期間で構成し一垂直走査の周波数を高めるこ
とによりある程度解消できるが、連続する2つの垂直走
査期間の間で常に隣接する走査線が選択されることによ
り発生するチラツキや画像流れ(これらは別種のフリッ
カとみなすこともできる)は解消し難い。本発明の目的
は、低フレーム周波数走査によるフリッカを防止すると
ともに、上述したチラツキや画像流れを防止出来る表示
装置の駆動法を提供することにある。
[課題を解決する為の手段] 上述した技術課題を解決し上記目的を達成するための
手段は、複数の走査電極と複数の情報電極とで構成され
たマトリクス電極を有する表示装置の駆動法において、
一画面を表示する為の画面走査期間を、複数の、少なく
とも3本おきに走査電極を選択する垂直走査期間で構成
し、該複数の垂直走査期間のうち、少なくとも1組の連
続する2つの垂直走査期間において、互いに隣接しない
2つの走査電極を順次選択し、該複数の走査電極全てに
該複数の走査電極上の全ての画素を消去する為の第1の
電圧を一斉に供給した後、次の垂直走査期間において選
択すべき走査電極に消去された画素を情報信号に応じて
反転又は保持する為の第2の電圧を供給することを特徴
とする表示装置の駆動法である。
また、それは、複数の走査電極と複数の情報電極とで
構成されたマトリクス電極を有し、一つの走査電極に対
して互いに異なる電極幅の情報電極が対向し中間調を表
示する為の画素を構成している表示装置の駆動法におい
て、一画面を表示する為の画面走査期間を、複数の、少
なくとも3本おきに走査電極を選択する垂直走査期間で
構成し、該複数の垂直走査期間のうち、少なくとも1組
の連続する2つの垂直走査期間において、互いに隣接し
ない2つの走査電極を順次選択し、該複数の走査電極全
てに該複数の走査電極上の全ての画素を消去する為の第
1の電圧を一斉に供給した後、次の垂直走査期間におい
て選択すべき走査電極に消去された画素を情報信号に応
じて反転又は保持する為の第2の電圧を供給することを
特徴とする表示装置の駆動法である。
更に、それは、複数の走査電極と複数の情報電極とで
構成されたマトリクス電極を有する表示装置の駆動法に
おいて、一画面を表示する為の画面走査期間を、複数
の、少なくとも4本おきに走査電極を選択する垂直走査
期間で構成し、該複数の垂直走査期間のうち、全ての連
続する2つの垂直走査期間において、互いに隣接しない
2つの走査電極を順次選択し、該複数の走査電極全てに
該複数の走査電極上の全ての画素を消去する為の第1の
電圧を一斉に供給した後、次の垂直走査期間において選
択すべき走査電極に消去された画素を情報信号に応じて
反転又は保持する為の第2の電圧を供給することを特徴
とする表示装置の駆動法である。
〔発明の態様の詳細な説明〕
本発明は強誘電性液晶(以下FLC)を用いてその実施
例を説明する。
第1図は本発明に用いられるマトリクス電極を、第2
図は第1図のA−A′線による断面を示しており、上側
電極群11A及び11B(以下情報電極群)と下側電極群12
(以下走査電極群C)が互いにマトリツクスとなる様に
構成され、それぞれガラス基板13と14に形成され、それ
らの間にFLC材料15がはさまれた構造となっている。
又、図示の如く、走査電極群CはC0,C1,C2…、情報電極
群はA(A1,A2,A3…)及びB(B1,B2,B3,B4…)から成
り、一つの画素は図の点線で囲まれた領域E(電極線幅
A>B)、即ち、例えば走査電極C2と情報電極A2とB2
オーバラツプする領域Eで構成される。この時、電極線
幅はA>Bである。各々の走査電極群Cと情報電極群A
・BはそれぞれSWを介して、電源部(図示せず)に接続
しており、前記SWも又、そのON/OFFを制御するコントロ
ール回路(図示せず)に接続している。この構成によ
り、前記コントローラ回路からの制御の下で、例えば画
素Eでのグレースケール表現は次の様に実施される。コ
モン電極C2が走査されている時、白(以下W)はA2,B2
にそれぞれWとなる信号を付与した時、灰色1(以下Gr
ay1)はA2にW、B2に黒(以下B)となる信号を付与し
た時、灰色2(以下Gray2)はA2にB、B2にWの信号を
付与した時、黒はA2,B2にそれぞれBとなる信号を付与
する時、第3図は上記のW、Gray1,Gray2、Bの中間調
表現を示している。
この様に簡素な構成により2値表現のFLCに4値のグ
レースケールを表現することが可能となる。
本発明の好ましい具体例では、1つの画素Eを構成す
る複数の交点がそれぞれ相違した交差面積で構成され、
特にこの相違した交差面積が最小交点面積1に対して2:
4:8:16:…:2n(n=1つの画素Eにおける交点の数)の
比率であるのがよい。
又、情報電極側のみの分割の時では電極線幅A=Bと
し、カラーフイルターをAとBにそれぞれ補色関係にな
る様に設けると、4色のカラー表示が可能となる。例え
ば〔A=イエロー;B=ブルー〕、〔A=マゼンタ;B=グ
リーン〕又は〔A=シアン;B=レツド〕の補色関係の配
置とすることによって、白、黒、Aの色及びBの色の4
色表示が可能となる。
又、不図示の偏光子を偏光軸を交差させて配置すれ
ば、画素を暗状態(黒)又は明状態(白)の何れか一方
の表示状態になしうる。
第1図に示すマトリクス電極は、下述する駆動例によ
って駆動されるが、本発明では等しい電極幅の走査電極
と情報電極とで構成したマトリクス電極にも適用するこ
とができる。
第4図(A)は、走査選択信号SS、走査非選択信号
SN、白情報信号Iwと黒情報信号IBを表わしている。第4
図(B)は、走査選択信号が印加された走査選択電極上
の画素(走査電極と情報電極との交差部)のうちの選択
画素(白情報信号Iwが印加された画素で電圧(Iw−SS
が印加される)に印加される電圧波形、同じ走査選択電
極上の非選択画素(黒情報信号IBが印加された画素で電
圧(IB−SS)が印加される)に印加される電圧波形及び
走査非選択信号が印加された走査非選択電極上の2種の
画素に印加される電圧波形が示されている。
本例では、上述の走査選択信号SSの印加に先立って、
走査電極に、走査選択信号SSに対して逆極性(選択され
ていない走査電極への印加電圧を基準にして)で、強誘
電性液晶の一方の閾値電圧以上の電圧である消去電圧信
号(VH)が印加され、予め強誘電性液晶を一方の配向状
態に配向させて暗状態を生じさせることによって黒の消
去ステツプを行う。この際の黒の消去ステツプに代えて
明状態による白の消去ステツプであってもよいが、本例
ではフリツカの発生が小さい点から黒の消去ステツプを
用いた。
第4図(A)と(B)によれば、位相t1で走査選択電
極上の選択画素には強誘電性液晶の他方の閾値電圧を超
えた電圧である電圧−(V1+V2)が印加されて、強誘電
性液晶の他方の配向状態を生じることによって明状態が
生じ、白の書込みが行われる。この時の位相t1では、走
査選択電極上の非選択画素には強誘電性液晶の閾値以下
の電圧である電圧(−V1+V2)が印加されて、強誘電性
液晶の配向状態に変化を生じない。一方、走査非選択電
極上の画素には位相t1で、強誘電性液晶の閾値電圧以下
の電圧である電圧±V2が印加される。このため、本例に
おいては、位相t1で選択された走査電極上の画素が白か
黒の書込みが行われ、続いて走査非選択信号が印加され
た状態となっても、前の書込み時の書込み状態がそのま
ま維持されることになる。
又、本例においては、位相t2で、書込み位相t1での情
報信号に対して逆極性の電圧が情報電極から印加され
る。従って、第4図(C)〜(E)に示す様に走査非選
択時の画素には交流電圧が印加され、強誘電性液晶の閾
値特性を改善することができる。
第4図(C)は、第4図(A)と(B)に示す駆動波
形を用い、第5図に示す表示状態が生じさせるための電
圧波形のタイミングチヤートを示している。本例では、
走査選択信号SSの印加に先立って消去ステツプで消去電
圧VHが走査電極から印加され、続いて走査選択信号を、
5本おきに走査電極に飛越し印加し、連続する6つのフ
イールドで、隣合っていない走査電極に走査選択信号が
印加される。本例では、走査電極を5本おきに選択し、
6回のフイールド走査で、1フレーム走査(一画面走
査)することによって、低温時において走査選択期間
(t1+t2)が長く設定され、結果的に低フレーム周波数
の走査駆動(例えば5〜10Hzのフレーム周波数)であっ
ても、低フレーム周波数の走査駆動に原因するフリツカ
ーの発生を顕著に抑制することができ、さらに連続する
6つのフイールド走査で隣合っていない走査電極を選択
する様に走査選択信号を印加することによって、画像流
れを有効に解消することができた。
第4図(D)は、第4図(A)と(B)の駆動波形を
用いた例であって、この例では、走査電極を2本おきに
飛越し選択し、連続する2つのフイールド走査で隣合っ
ていない走査電極を選択する様に走査選択信号が印加さ
れた。
第4図(E)は、第4図(A)と(B)の駆動波形を
用いたもう1つの別の例である(但し、走査信号のみを
示した)。第4図(E)の駆動例によれば5本の走査電
極毎に1つのブロツクを区分指定し、各ブロツク毎で、
消去電圧信号VHの印加による消去ステツプが作動し、続
いて走査選択信号がシリアルに隣合っていない走査電極
に印加される。
第6図は、上記の走査電極駆動回路の出力段の一例を
示す部分回路図である。第6図において、61はバツフア
BNであり、選択線62により出力レベルが制御され、端子
Q2が選択されると、バツフアB1〜B5が一斉にオンし、端
子R1〜R5のレベルをそのまま伝達し、端子Q1が選択され
ない場合は、出力線S1〜S5はすべてセルを非選択にする
所定の一定レベルになる。端子Q1については、バツフア
B6〜B10について同機能である。
第7図は、本発明を実施した別な一例を示す構成図で
ある。第7図において、情報信号は共通の情報電極駆動
回路71によるものとし、走査電極駆動回路72を#1〜#
3に分割して、それぞれA,B,Cの表示部分を駆動する。
この走査電極駆動回路#1〜#3はそれぞれの論理回路
部分から別回路構成することにより、書き込み時に必要
なラインを、Q1〜Q3でまず選択したのち、A,B,Cのエリ
ア別に書き込むものであり、全エリアを走査選択せずに
ある一つのエリアのみを走査選択する部分 第8図は、本発明で用いた別の駆動例である。走査選
択信号SSの印加に先立って、前例と同様の消去電圧VH
印加され、全画面又はブロツク画面が黒(又は白)に消
去される。
第8図(A)と(B)によれば、位相t2で白の書込み
が行われる。又、位相t1は、前例と同様に走査非選択時
の画素に交流電圧が印加される様に情報信号から印加す
る補助信号である。かかる補助信号は、米国特許第4655
561号公報などで明らかにされている効果と同様の効果
を奏することができる。
第8図(C)は、第8図(A)と(B)の駆動波形を
用いた時の走査選択信号の印加タイミングチヤートであ
る(但し、走査選択信号SSのみを示した)。第8図
(C)に示す駆動例によれば、走査選択信号を6本おき
の飛越しで走査電極に印加し、7フイールド走査で一フ
レーム走査が完了する。又、この例でも連続する7つの
フイールド走査で隣合っていない走査電極に走査選択信
号が印加される。
本発明は、前述の例に限定されるものではなく、特に
走査電極に4本おき以上、好ましくは5本〜20本おきで
走査選択信号を飛越し印加することができる。
第8図(D)は、第8図(A)と(B)の駆動波形を
用いたもう1つ別の例である(但し、走査信号のみを示
した)。第8図(D)の駆動例によれば5本の走査電極
毎に1つのブロツクを区分指定し、各ブロツク毎で、消
去電圧信号VHの印加による消去ステツプが作動し、続い
て走査選択信号がシリアルに隣合っていない走査電極に
印加される。又、本例では、隣合っていない一ブロツク
画面走査を順次(シリアルに)行うことによって一画面
走査が完了する。
又、本発明では、電圧信号V1,−V2及び±V3の波高値
を|V1|=|−V2|>|±V3|、好ましくは に設定するのがよい。又、これらの電圧信号のパルス幅
は一般に1μsec〜1msec、好ましくは10μsec〜100μse
cに設定され、低温時のパルス幅を高温時のパルス幅に
較べ長く設定するのがよい。
本発明では強誘電性液晶素子としては、各種のものを
用いることができる。具体的には、クラークらが米国特
許第4367924号公報などで明らかにしたSSFLCやIsogaiら
が米国特許第4586791号公報で明らかにしたらせん残渣
をもつ配向状態の強誘電性液晶素子、あるいは英国公開
明細書第2159635号で明らかにされている配向状態の強
誘電性液晶素子を用いることができる。
第9図は本発明の表示装置の例を示す構成図である。
901は表示パネルで、走査電極902と情報電極903と、そ
の間に充填される強誘電性液晶とで構成され、走査電極
902と情報電極903とで構成されるマトリクスの交点にお
いて、電極に印加される電圧による電界によって、強誘
電性液晶の配向が制御される。
904は情報電極駆動回路で、映像情報信号線906からの
シリアルな映像データを格納する映像データシフトレジ
スタ9041、映像データシフトレジスタ9041からのパラレ
ルな映像データを格納するラインメモリ9042、ラインメ
モリ9042に格納された映像データに従って、情報電極90
3に電圧を印加するための情報電極ドライバー9043、さ
らに情報電極903に印加する電圧VD,Oと−VDを切替制御
線911からの信号によって切替える情報側電源切替器904
4を有する。
905は走査電極駆動回路で、走査アドレスデータ線907
からの信号を受けて、全走査電極の内の1つの走査電極
を指示するためのデコーダ9051、デコーダ9051からの信
号を受けて走査電極902に電圧を印加するための走査電
極ドライバー9052、更に走査電極902に印加する電圧VS,
O,−VSを切替制御線911からの信号によって切替える走
査側電源切替器9053を有する。
908はCPUで、発振器909のクロツクパルスを受けて画
像メモリ910の制御及び映像情報信号線906,走査アドレ
スデータ線907,切替制御線911に対して信号の転送の制
御を行う。
〔発明の効果〕
本発明によれば、2Hz〜15Hzのような低フレーム周波
数の走査駆動に原因するフリツカの発生を有効に抑制す
ることができ、特に低温時の長く設定された走査選択期
間であっても、フリツカーの発生がなく、実質的に広い
温度範囲に亘って高品位の表示画面を得ることができ
る。さらに、本発明によれば、画像流を有効に防止する
ことができ、この意味で高品位の表示画面を得ることが
できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明で用いたマトリクス電極の平面図であ
る。第2図は、本発明で用いた強誘電性液晶素子のA−
A′断面図である。第3図は、中間調を模式的に示した
説明図である。第4図(A)〜(E)は、本発明で用い
た駆動波形例を示す波形図である。第5図は、マトリク
ス電極の表示状態を模式的に示す説明図である。第6図
は、本発明で用いた走査電極駆動回路の出力手段のブロ
ツク図である。第7図は、本発明の一実施態様を示すブ
ロツク図である。第8図(A)〜(D)は、本発明で用
いた別の駆動波形例を示す波形図である。第9図は、本
発明のブロツク図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 坪山 明 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キ ヤノン株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−144698(JP,A) 特開 昭61−272724(JP,A) 特開 昭62−221281(JP,A) 特開 昭56−16377(JP,A)

Claims (12)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数の走査電極と複数の情報電極とで構成
    されたマトリクス電極を有する表示装置の駆動法におい
    て、 一画面を表示する為の画面走査期間を、複数の、少なく
    とも3本おきに走査電極を選択する垂直走査期間で構成
    し、 該複数の垂直走査期間のうち、少なくとも1組の連続す
    る2つの垂直走査期間において、互いに隣接しない2つ
    の走査電極を順次選択し、 該複数の走査電極全てに該複数の走査電極上の全ての画
    素を消去する為の第1の電圧を一斉に供給した後、次の
    垂直走査期間において選択すべき走査電極に消去された
    画素を情報信号に応じて反転又は保持する為の第2の電
    圧を供給することを特徴とする表示装置の駆動法。
  2. 【請求項2】該第1の電圧及び該第2の電圧は、選択さ
    れていない走査電極への印加電圧を基準にして互いに異
    なる極性の電圧であることを特徴とする請求項1に記載
    の表示装置の駆動法。
  3. 【請求項3】該第1の電圧及び該第2の電圧は、選択さ
    れていない走査電極への印加電圧を基準にして互いに異
    なる波高値の電圧であることを特徴とする請求項1に記
    載の表示装置の駆動法。
  4. 【請求項4】該表示装置が、一対の基板間に強誘電性液
    晶を配した強誘電性液晶表示装置であることを特徴とす
    る請求項1に記載の表示装置の駆動法。
  5. 【請求項5】複数の走査電極と複数の情報電極とで構成
    されたマトリクス電極を有し、一つの走査電極に対して
    互いに異なる電極幅の情報電極が対向し中間調を表示す
    る為の画素を構成している表示装置の駆動法において、 一画面を表示する為の画面走査期間を、複数の、少なく
    とも3本おきに走査電極を選択する垂直走査期間で構成
    し、 該複数の垂直走査期間のうち、少なくとも1組の連続す
    る2つの垂直走査期間において、互いに隣接しない2つ
    の走査電極を順次選択し、 該複数の走査電極全てに該複数の走査電極上の全ての画
    素を消去する為の第1の電圧を一斉に供給した後、次の
    垂直走査期間において選択すべき走査電極に消去された
    画素を情報信号に応じて反転又は保持する為の第2の電
    圧を供給することを特徴とする表示装置の駆動法。
  6. 【請求項6】該第1の電圧及び該第2の電圧は、選択さ
    れていない走査電極への印加電圧を基準にして互いに異
    なる極性の電圧であることを特徴とする請求項5に記載
    の表示装置の駆動法。
  7. 【請求項7】該第1の電圧及び該第2の電圧は、選択さ
    れていない走査電極への印加電圧を基準にして互いに異
    なる波高値の電圧であることを特徴とする請求項5に記
    載の表示装置の駆動法。
  8. 【請求項8】該表示装置が、一対の基板間に強誘電性液
    晶を配した強誘電性液晶表示装置であることを特徴とす
    る請求項5に記載の表示装置の駆動法。
  9. 【請求項9】複数の走査電極と複数の情報電極とで構成
    されたマトリクス電極を有する表示装置の駆動法におい
    て、 一画面を表示する為の画面走査期間を、複数の、少なく
    とも4本おきに走査電極を選択する垂直走査期間で構成
    し、 該複数の垂直走査期間のうち、全ての連続する2つの垂
    直走査期間において、互いに隣接しない2つの走査電極
    を順次選択し、 該複数の走査電極全てに該複数の走査電極上の全ての画
    素を消去する為の第1の電圧を一斉に供給した後、次の
    垂直走査期間において選択すべき走査電極に消去された
    画素を情報信号に応じて反転又は保持する為の第2の電
    圧を供給することを特徴とする表示装置の駆動法。
  10. 【請求項10】該第1の電圧及び該第2の電圧は、選択
    されていない走査電極への印加電圧を基準にして互いに
    異なる極性の電圧であることを特徴とする請求項9に記
    載の表示装置の駆動法。
  11. 【請求項11】該第1の電圧及び該第2の電圧は、選択
    されていない走査電極への印加電圧を基準にして互いに
    異なる波高値の電圧であることを特徴とする請求項9に
    記載の表示装置の駆動法。
  12. 【請求項12】該表示装置が、一対の基板間に強誘電性
    液晶を配した強誘電性液晶表示装置であることを特徴と
    する請求項9に記載の表示装置の駆動法。
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