JP2614280B2 - 液晶装置 - Google Patents

液晶装置

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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の分野〕 本発明は、液晶装置に関し、詳しくは強誘電性液晶を
用いた液晶装置に関するものである。
〔従来技術〕
クラークとラガーウオルは、Applied Physics Letter
s第36巻,第11号(1980年6月1日発行)、P.899−90
1、又は米国特許第4,367,924号、米国特許第4,563,059
号で、表面安定化強誘電性液晶(Surface−stabilized
ferroelectric liquid crystal)による双安定性強誘電
性液晶を明らかにした。この双安定性強誘電性液晶は、
バルク状態のカイラルスメクチツク相における液晶分子
のらせん配列構造の形成を抑制するのに十分に小さい間
隔に設定した一定の基板間に配置させ、且つ複数の液晶
分子で組織された垂直分子層を一方向に配列させること
によって実現された。
かかる強誘電性液晶で形成した表示画面を備えた液晶
装置は、例えば神辺らの米国特許第4655561号公報など
に記載されたマルチプレクシング駆動方式を用いること
によって大容量画素の表示画面に画像を形成することが
できる。
上述の液晶装置を通常の温度範囲内において作動させ
るためには、外部温度の変化に応じて一走査選択期間
(1H)と駆動電圧の波高値(VOP)を可変させる必要が
ある。例えば、外部温度が低温側に変化した時には、一
走査選択期間(1H)を長く設定するとともに、駆動電圧
波高値(VOP)を高く設定する必要があった。又、かか
る一走査選択期間(1H)の変調と駆動電圧振幅(VOP
の変調とによる温度補償を実施するのに当って、実際に
は、使用する液晶セルやマイコンのタイミング等により
温度変動量(ΔT)を階段状に設定し、かかる階段状温
度変動量(ΔT)に応じて、一走査選択期間(1H)の変
動量(Δ1H)と駆動電圧振幅(VOP)の変動量(ΔVOP
を階段状の変動量に設定する必要があった。
本発明者らの実験によれば、外部温度変化に応じた温
度変動量(ΔT)に基づいて設定した一走査選択期間
(1H)の変動量(Δ1H)と駆動電圧波高値(VOP)の変
動量(ΔVOP)とを加算した新たな駆動条件で駆動を開
始した(すなわち、外部温度変化に応じて駆動条件が変
化した)時に、表示画面でコントラスト変化を生じる問
題点が判明した。さらに、本発明者らの実験によれば、
温度センサーとして用いたサーミスタの精度が十分に高
精度ではないために、温度変動量(ΔT)を生じていな
いにもかかわらず、一走査選択期間(1H)の変動量(Δ
1H)と駆動電圧振幅(VOP)の変動量(ΔVOP)を誤算
し、この結果表示画面でのコントラスト変化を生じさ
せ、惹てはかかる駆動条件を周期的に変動させることに
原因したコントラストの周期的変化によるちらつきを発
生させる問題点が判明した。
〔発明の概要〕
本発明の目的は、前述した温度補償を用いた駆動時に
生じるコントラスト変化及びちらつき発生を解消した液
晶装置を提供することにある。
すなわち、本発明は、複数の走査電極と複数の信号電
極とで構成されたマトリクス電極とカイラルスメクチッ
ク液晶とを有する液晶素子と、該走査電極に走査選択信
号を印加し、該信号電極に該走査選択信号と同期して情
報信号を印加する為の第1の手段と、温度センサーと、
該温度センサーにより検出された温度に応じて、該走査
選択信号の印加によって定まる一走査選択期間、及び該
一走査選択期間内に印加する駆動電圧振幅(波高値)を
変化させる第2の手段と、を具備し、該第2の手段は、
連続する2つの温度範囲のうち各々の温度範囲(ΔT)
内の温度変化に応じて、該一走査選択期間及び該駆動電
圧振幅のうちの一方を一定にして他方を変化させる第1
の温度補償と、該連続する2つの温度範囲に亘る温度変
化に応じて該一走査期間及び該駆動電圧振幅を同時に変
化させる第2の温度補償と、を選択的に行い、該第2の
温度補償の場合には、該温度変化に応じて変化した一走
査選択期間の変動量と該駆動電圧振幅の変動量をそれぞ
れΔ1H及びΔVopとした時、該Δ1H及びΔVopが下記の
式: −0.8≧Δlog1H/ΔlogVop≧−1.4; (ここで、 Δlog1H=log(1H1+Δ1H)−log1H1, ΔlogVop=log(Vop1+ΔVop)−logVop1, 1H1は変調前の一走査選択期間, Vop1は変調前の駆動電圧振幅) を満足するように該第1の手段を制御することを特徴と
する液晶装置である。本発明によれば、2つの連続する
温度範囲に亘る温度変化があった場合に生じるコントラ
スト変化及びちらつきの発生を抑制することができる。
〔発明の態様の詳細な説明〕
第1図は、本発明の液晶装置を示すブロツク図であ
る。第1図に示す液晶装置は、走査電極及び信号電極で
形成したマトリクス電極と強誘電性液晶とを備えた強誘
電性液晶パネル11、信号電極駆動回路12並びに走査電極
駆動回路13を有している。さらに、この液晶装置には、
外部温度を検出し、所定の電圧値の範囲(例えば、温度
範囲0℃〜60℃に対して、2.5V〜0V)で出力する温度セ
ンサー10(例えば、サーミスタ)が設けられている。こ
の温度センサー10により出力された電圧値は、液晶パネ
ル制御回路14内のA/D変換器16によって所定のビツト数
にデジタル変換され、かかるビツト数を駆動波形発生制
御部15内のマイクロ・プロセツサ・ユニツトMPU17によ
って判読し、その信号を電圧コントローラ18と周波数コ
ントローラ19に入力することによって、走査電極駆動回
路13と信号電極駆動回路12からの出力波形(一走査選択
期間と駆動電圧波高値)を制御することができる。
本発明で用いたMPU17は、外部温度の変化に応じた変
動量Δ1Hに対して、Δlog1H=1og(1H1+Δ1H)−log1H
1を設定し、又、変動量ΔVOPに対してΔlogVOP=log(V
OP1+ΔVOP)−logVOP1を設定した時にR値(Δlog1H/
ΔlogVOP)を−1.8〜−1.4の範囲内に設定することがで
きる様に走査電極駆動回路13と信号電極駆動回路12とを
制御することができる。
第2図は、本発明で用いた駆動電圧信号の波形を示し
ている。一走査選択期間(1H)内に一走査電極に電圧±
VSとが交番し、電圧0をもつ走査選択信号が印加される
(電圧±VSと0は、走査非選択信号を基準とした値であ
る)。信号電極に情報に応じて黒又は白の情報信号が印
加される、本実施例では、走査選択信号が印加された走
査電極上の画素は、一走査選択期間(1H)の期間T1で一
斉に黒の状態に消去され、続く期間T2で、情報信号
(黒)が印加された画素は黒の状態に、情報信号(白)
が印加された画素は白の状態に設定される。
本発明装置では、外部温度の変化に応じて一走査選択
期間(1H)の長さと、期間T2のうち最大波高値となるV
OP1とVOP2で示される駆動電圧波高値VOPを変調すること
によって温度補償が行われる。
第3図は、第2図に示す走査選択信号の走査電極に対
する印加順序を表わした波形図である。第3図に示す走
査順序によれば、走査電極S1,S2,…SF9+8(S−1)
に対して8本おきに走査選択信号を順次印加し、9回の
走査動作(9回のフイールド走査)によって一画面を形
成する走査動作(一フレーム走査)が行われた。図中の
「F1」,「F2」…「F9」は一フレーム走査中のフイール
ド順番「S」は一フイールド走査中の走査順番を表わし
ている。
次に、本発明者らは、下記の強誘電性液晶パネルと第
2図及び第3図に示す駆動波形を用いて8本おき走査を
行った。
強誘電性液晶パネル 走査電極数;400本 信号電極数;640本 強誘電性液晶;チツソ社製の「CS107」(商品名) ±VS;±VS=±15ボルト ±VI;±VI=±15ボルト 一走査選択期間(1H);第4図 駆動電圧波高値VOP;第4図(VOP1について) 実験温度;10℃〜15℃ 第4図は、外部温度が10℃から15℃に変化時の一走査
選択期間1H(μsec)と駆動電圧波高値VOP(VOP1につい
て)の電圧値を表わしている。第4図によれば、温度変
動ΔTが0.625℃上昇又は下降した時に一走査選択期間1
Hの変動量Δ1Hを±12μsecとし、駆動電圧波高値VOP
変動量ΔVOPを±1V=±(24V−23V)とした。実際に
は、急激な温度変化を生じないため、一走査選択期間1H
の切換時の電圧変動量ΔVOP分は、数フレーム走査まで
の間に徐々にもとの駆動電圧波高値VOPに戻される。例
えば第4図によれは外部温度が10℃から10℃+0.625℃
に変化した時、一走査選択期間1Hは348μsecから336μs
ecに切換えられるとともに駆動電圧波高値VOPが23Vから
24Vに切換えられ、数フレーム走査後に温度がΔT上昇
すると駆動電圧波高値VOPはもとの23Vに復帰する様に制
御されている。第4図に示す例では、R値が−0.8〜−
1.4の範囲に設定されており、サーミスタの誤動作ある
いは外部温度の上昇又は下降時に生じるコントラスト変
動によるちらつきの発生はなかった。
第4図に示す変温点〜でのR値は下記のとおりで
あった。変温点 温度(℃) R値 10+0.625 −0.82 10+2×0.625 −0.85 10+3×0.625 −0.89 10+4×0.625 −0.92 10+5×0.625 −0.96 10+6×0.625 −1.00 10+7×0.625 −1.04 10+8×0.625 −1.09 第5図は、本発明の別の好ましい具体例である。第5
図の具体例によれば、温度変動ΔTが1.2℃となる毎
に、一走査選択期間1Hが12μsec又は8μsec変動し、駆
動電圧波高値VOPが1V又は2V変動する様に制御したほか
は、前述の実施例と全く同様の方法で温度補償を行なっ
たところ、同様にR値が−0.8〜−1.4の範囲に設定され
ており、ちらつきを生じていない表示画面が得られた。
第5図に示す変温点〜での値は下記のとおりであ
った。変温点 温度(℃) R値 25+1.2 −1.20 25+2×1.2 −1.27 25+3×1.2 −1.34 25+4×1.2 −0.94 25+5×1.2 −0.98 25+6×1.2 −1.02 25+7×1.2 −0.80 25+8×1.2 −0.85 次に、本発明者らは、外部温度15℃から15℃+2.5℃
に変化した一走査選択期間1Hを480μsecから444μsecに
切換え(Δ1H=36μsec)、下記表1のR値に設定され
る様に駆動電圧波高値VOPの変動量ΔVOPを変化させて、
画質評価を行った。
表 1 R値 画質(ちらつき) −1.89 × −1.39 ○ −1.10 ○ −0.90 ○ −0.77 Δ 表1における画質(ちらつき)は、20人の任意のオペ
レータのうち全員がちらつきを感じとった時を×で、半
数以上がちらつきを感じとった時をΔで、全員がちらつ
きを感じなかった時を○で評価した。表1によれば、R
値が−0.8〜−1.4の範囲から外れた場合では、ちらつき
の発生があり、表示品位の低いものであった。
本発明は、前述した駆動例の他に、例えば米国特許第
4548476号公報、米国特許第4655561号公報、米国特許第
4681404号公報、米国特許第4697887号公報、米国特許第
4709995号公報、米国特許第4712872号公報、米国特許第
4747671号公報などで明らかにされた駆動を用いること
ができる。又、本発明で用いる液晶パネルとしては、例
えば、米国特許第4639089号公報、米国特許第4674839号
公報、米国特許第4682858号公報、米国特許第4709994号
公報、米国特許第4712873号公報、米国特許第4712874号
公報、米国特許第4712875号公報、米国特許第4712877号
公報、米国特許第4714323号公報などに開示された強誘
電性液晶パネルを用いることができる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、強誘電性液晶パネルを広い温度範囲
での駆動を可能とするために採用されていた一走査選択
期間及び駆動電圧波高値の切換え制御において、かかる
切換時に発生していたコントラスト変動、あるいはサー
ミスタの誤動作によるコントラスト変動が原因となった
ちらつきの発生を抑制又は解消することができ、表示品
位を向上させることができた。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明装置のブロツク図である。第2図は、
本発明で用いた駆動例の波形図である。第3図は、走査
選択信号の印加順序を時系列で表わしたシーケンス図で
ある。第4図及び第5図は、温度変動、一走査選択期間
の変動及び駆動電圧波高値の変動との関係を表わした図
である。

Claims (1)

    (57)【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で構成
    されたマトリクス電極とカイラルスメクチック液晶とを
    有する液晶素子と、 該走査電極に走査選択信号を印加し、該信号電極に該走
    査選択信号と同期して情報信号を印加する為の第1の手
    段と、 温度センサーと、 該温度センサーにより検出された温度に応じて、該走査
    選択信号の印加によって定まる一走査選択期間、及び該
    一走査選択期間内に印加する駆動電圧振幅を変化させる
    第2の手段と、 を具備し、 該第2の手段は、連続する2つの温度範囲のうち各々の
    温度範囲内の温度変化に応じて、該一走査選択期間及び
    該駆動電圧振幅のうちの一方を一定にして他方を変化さ
    せる第1の温度補償と、該連続する2つの温度範囲に亘
    る温度変化に応じて該一走査期間及び該駆動電圧振幅を
    同時に変化させる第2の温度補償と、を選択的に行い、 該第2の温度補償の場合には、該温度変化に応じて変化
    した一走査選択期間の変動量と該駆動電圧振幅の変動量
    をそれぞれΔ1H及びΔVopとした時、該Δ1H及びΔVopが
    下記の式: −0.8≧Δlog1H/ΔlogVop≧−1.4; (ここで、 Δlog1H=log(1H1+Δ1H)−log1H1, ΔlogVop=log(Vop1+ΔVop)−logVop1, 1H1は変調前の一走査選択期間, Vop1は変調前の駆動電圧振幅) を満足するように該第1の手段を制御することを特徴と
    する液晶装置。
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