JP2633312B2 - 座標アドレス液晶セルの動作方法及び液晶装置 - Google Patents
座標アドレス液晶セルの動作方法及び液晶装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は負の誘電異方性を示す強誘電性液晶セルのマ
トリクス駆動に関する。
トリクス駆動に関する。
従来の技術及び発明が解決しようとする問題点 英国特許公報第2173629A号は一組の電極に並行に双極
性データパルスを加えると同時に単極性のストローブパ
ルスを順次他の電極組に加えデータをセル中に線順次方
式で書込むアドレス方法を記載している。しかし、この
方法ではストローブパルスが単極性であるため一のスト
ローブパルスは画素を一方向にしかスイッチングできな
い問題点を有する。この問題点を解決する一の方法はス
トローブパルス及びデータパルスを使って一群の所定の
画素群を、まずストローブパルスと逆極性の消去パルス
を使って上記画素群を一の状態（一のデータ値）に設定
した後他の状態（他のデータ値）に設定することであ
る。画素群は例えば単一の画素行や所定の画素行の組、
あるいは表示装置上の全ての画素行であってもよい。上
記問題点を解決する別の方法として、英国特許第217362
9A号に記載の方法を使うこともできる。この方法ではス
トローブパルスの極性が規則的に変化させられる。かか
る条件下では一の行上の所定画素はストローブパルスに
よって一の状態に設定されるが同じ行上の他の状態に設
定したい画素はストローブパルスの極性が反転するまで
待たなければ所望の状態に設定することができない。
性データパルスを加えると同時に単極性のストローブパ
ルスを順次他の電極組に加えデータをセル中に線順次方
式で書込むアドレス方法を記載している。しかし、この
方法ではストローブパルスが単極性であるため一のスト
ローブパルスは画素を一方向にしかスイッチングできな
い問題点を有する。この問題点を解決する一の方法はス
トローブパルス及びデータパルスを使って一群の所定の
画素群を、まずストローブパルスと逆極性の消去パルス
を使って上記画素群を一の状態（一のデータ値）に設定
した後他の状態（他のデータ値）に設定することであ
る。画素群は例えば単一の画素行や所定の画素行の組、
あるいは表示装置上の全ての画素行であってもよい。上
記問題点を解決する別の方法として、英国特許第217362
9A号に記載の方法を使うこともできる。この方法ではス
トローブパルスの極性が規則的に変化させられる。かか
る条件下では一の行上の所定画素はストローブパルスに
よって一の状態に設定されるが同じ行上の他の状態に設
定したい画素はストローブパルスの極性が反転するまで
待たなければ所望の状態に設定することができない。
所定の化学組成の液晶層をスイッチングする場合作動
範囲内の任意の温度において所定の持続時間のパルスに
対応する所定のしきい値電圧が存在することが知られて
いる。ストローブパルスの大きさが＋VS又は−VSであ
り、またデータパルスが＋VDと−VDとの間で値を変化す
る場合、スイッチングに要するしきい値はVTH＝|VS＋VD
|で与えられる。VDの値は選択されていない画素に影響
し、従って、VTHをVS及びVDに分割する際最適なコント
ラストを与える最適な分割比が存在する。最適なVSとVD
の比は一般に温度に依存する。
範囲内の任意の温度において所定の持続時間のパルスに
対応する所定のしきい値電圧が存在することが知られて
いる。ストローブパルスの大きさが＋VS又は−VSであ
り、またデータパルスが＋VDと−VDとの間で値を変化す
る場合、スイッチングに要するしきい値はVTH＝|VS＋VD
|で与えられる。VDの値は選択されていない画素に影響
し、従って、VTHをVS及びVDに分割する際最適なコント
ラストを与える最適な分割比が存在する。最適なVSとVD
の比は一般に温度に依存する。
温度に依存するスイッチング効果に伴う問題を回避す
る方法の一としてサーモスタット制御された液晶層を使
って表示装置を動作させることが考えられるがこの方法
は状況によっては実施が不適当であったり困難であった
り、あるいは不可能であったりする問題点を有する。別
の方法は温度の少なくとも制限された範囲内での変化を
許容する一方ストローブパルス及びデータパルスの振幅
は変化させないで持続時間を適当に変化させることでか
かる変化を補償することを行なう。しかし、この方法は
状況によっては実施が困難な場合がある。
る方法の一としてサーモスタット制御された液晶層を使
って表示装置を動作させることが考えられるがこの方法
は状況によっては実施が不適当であったり困難であった
り、あるいは不可能であったりする問題点を有する。別
の方法は温度の少なくとも制限された範囲内での変化を
許容する一方ストローブパルス及びデータパルスの振幅
は変化させないで持続時間を適当に変化させることでか
かる変化を補償することを行なう。しかし、この方法は
状況によっては実施が困難な場合がある。
別の温度変化に対する補償としてストローブパルス及
びデータパルス波形の持続時間ではなく振幅を調整する
ことが考えられる。本発明は特にかかる方法による温度
変化の補償にかかわる。一方、かかる方法を負の誘電異
方性を有する強誘電性液晶層に適用した場合、使用可能
な温度域の上限が比較的明確に画成され、この上限を超
えるとコントラストが著しく劣化することが見出され
た。本発明は特に有用な作動温度域を拡張することを目
的とする。
びデータパルス波形の持続時間ではなく振幅を調整する
ことが考えられる。本発明は特にかかる方法による温度
変化の補償にかかわる。一方、かかる方法を負の誘電異
方性を有する強誘電性液晶層に適用した場合、使用可能
な温度域の上限が比較的明確に画成され、この上限を超
えるとコントラストが著しく劣化することが見出され
た。本発明は特に有用な作動温度域を拡張することを目
的とする。
問題を解決するための手段 本発明は画素を画成する第１組及び第２組の電極を有
する液晶セルのマトリクス駆動方法であって、該第１組
の電極に単極性ストローブパルスを加え、該第２組の電
極に双極性パルスを加え、所定の温度を超えると該双極
性パルス波形の一により定まる基本周波数よりも高い周
波数の安定化交流電圧波形が画素に加えられることを特
徴とする方法を提供する。
する液晶セルのマトリクス駆動方法であって、該第１組
の電極に単極性ストローブパルスを加え、該第２組の電
極に双極性パルスを加え、所定の温度を超えると該双極
性パルス波形の一により定まる基本周波数よりも高い周
波数の安定化交流電圧波形が画素に加えられることを特
徴とする方法を提供する。
本発明はまた負の誘電異方性を示す強誘電性液晶層を
有し液晶層の一の側に形成された第１の電極組中の電極
と液晶層の他の側に形成された第２の電極組中の電極と
の交差部分により画素が画成されたマトリクス形液晶セ
ルのアドレス方法であって、画素は第１の電極組中の各
電極に単極性ストローブパルスを線順次方式で印加する
と同時に第２の電極組中の各電極に並列に全体として電
気的に中性の双極性データパルスを印加することにより
アドレスされ、双極性データパルスの立上り縁がストロ
ーブパルスに同期することにより一のデータが表され双
極性データパルスの立上り縁がストローブパルスに同期
することにより他のデータが表わされ、ストローブパル
ス及びデータパルスの波形振幅が液晶層の温度変化に応
じて変化され、少くとも所定の温度以上においては安定
化交流電圧波形が画素に一連のストローブパルスの間に
加えられ、該安定化交流電圧波形は双極性データパルス
波形の基本周波数の偶数倍の周波数を有することを特徴
とする方法を提供する。
有し液晶層の一の側に形成された第１の電極組中の電極
と液晶層の他の側に形成された第２の電極組中の電極と
の交差部分により画素が画成されたマトリクス形液晶セ
ルのアドレス方法であって、画素は第１の電極組中の各
電極に単極性ストローブパルスを線順次方式で印加する
と同時に第２の電極組中の各電極に並列に全体として電
気的に中性の双極性データパルスを印加することにより
アドレスされ、双極性データパルスの立上り縁がストロ
ーブパルスに同期することにより一のデータが表され双
極性データパルスの立上り縁がストローブパルスに同期
することにより他のデータが表わされ、ストローブパル
ス及びデータパルスの波形振幅が液晶層の温度変化に応
じて変化され、少くとも所定の温度以上においては安定
化交流電圧波形が画素に一連のストローブパルスの間に
加えられ、該安定化交流電圧波形は双極性データパルス
波形の基本周波数の偶数倍の周波数を有することを特徴
とする方法を提供する。
本発明はまた負の誘電異方性を示す強誘電性液晶層を
有し画素が液晶層の一の側に形成された第１の電極組の
各々と液晶層の他の側に形成された第２の電極組の各々
との交差部分により画成される液晶セルを含む液晶装置
であって、第１組の電極の各々に単極性ストローブパル
スを線順次方式で加えると同時に全体として電気的に中
性の双極性データパルスを第２の電極組の各々に並列に
印加することにより画素を選択的にアドレスするように
適合され、双極性パルスの立上り縁をストローブパルス
と同期させることにより一のデータをあらわし双極性パ
ルスの立上り縁をストローブパルスと同期させることに
より他のデータをあらわす走査手段及びデータの入力駆
動手段と、波形発生器と、温度感知器と、波形電圧振幅
制御装置とを含み、温度感知器はセルの温度を感知する
ように適合され、波形電圧振幅制御装置は温度感知器か
らの入力信号に応じてストローブパルス波形及びデータ
パルス波形の電圧振幅、及び一連のストローブパルス間
に画素に加わる安定化波形の電圧振幅を制御し、安定化
波形の基本周波数は双極性データパルス波形により決ま
る基本周波数の偶数倍に設定されることを特徴とする液
晶装置を提供する。
有し画素が液晶層の一の側に形成された第１の電極組の
各々と液晶層の他の側に形成された第２の電極組の各々
との交差部分により画成される液晶セルを含む液晶装置
であって、第１組の電極の各々に単極性ストローブパル
スを線順次方式で加えると同時に全体として電気的に中
性の双極性データパルスを第２の電極組の各々に並列に
印加することにより画素を選択的にアドレスするように
適合され、双極性パルスの立上り縁をストローブパルス
と同期させることにより一のデータをあらわし双極性パ
ルスの立上り縁をストローブパルスと同期させることに
より他のデータをあらわす走査手段及びデータの入力駆
動手段と、波形発生器と、温度感知器と、波形電圧振幅
制御装置とを含み、温度感知器はセルの温度を感知する
ように適合され、波形電圧振幅制御装置は温度感知器か
らの入力信号に応じてストローブパルス波形及びデータ
パルス波形の電圧振幅、及び一連のストローブパルス間
に画素に加わる安定化波形の電圧振幅を制御し、安定化
波形の基本周波数は双極性データパルス波形により決ま
る基本周波数の偶数倍に設定されることを特徴とする液
晶装置を提供する。
安定化交流電圧波形は所定の臨界ないししきい値温度
より上の温度域でのみ使用される。この温度域より下で
はデータパルス波形の振幅で十分に必要な安定化が達成
される。従って安定化波形の形成を臨界しきい値温度よ
りも下の温度域で継続する必要はない。勿論、これを継
続してストローブパルス波形及びデータパルス波形の大
きさを必要に応じて調整することもできる。
より上の温度域でのみ使用される。この温度域より下で
はデータパルス波形の振幅で十分に必要な安定化が達成
される。従って安定化波形の形成を臨界しきい値温度よ
りも下の温度域で継続する必要はない。勿論、これを継
続してストローブパルス波形及びデータパルス波形の大
きさを必要に応じて調整することもできる。
原則的には安定化波形はいずれの電極組に加えてもよ
く、また両電極組の間で共用してもよい。しかし、一般
的には安定化波形はストローブパルス波形を印加される
電極組へ印加するのが好ましい。この安定化波形は連続
的に加えることもできるが、その目的が個々の画素を既
存の状態に安定化（保持）することにあるのに対しスト
ローブパルスの目的は選択された画素を他の状態に遷移
させることにあるため、一般的にはストローブパルスが
入来している間には電極に安定化波形を加えるのを中断
するのが好ましい。また安定化波形はストローブパルス
の印加の瞬間だけ印加を中断するのでなくその直前に印
加を中止することにより波形を安定化することができス
トローブパルスの入来時における波形のくずれを防止す
ることができる。
く、また両電極組の間で共用してもよい。しかし、一般
的には安定化波形はストローブパルス波形を印加される
電極組へ印加するのが好ましい。この安定化波形は連続
的に加えることもできるが、その目的が個々の画素を既
存の状態に安定化（保持）することにあるのに対しスト
ローブパルスの目的は選択された画素を他の状態に遷移
させることにあるため、一般的にはストローブパルスが
入来している間には電極に安定化波形を加えるのを中断
するのが好ましい。また安定化波形はストローブパルス
の印加の瞬間だけ印加を中断するのでなくその直前に印
加を中止することにより波形を安定化することができス
トローブパルスの入来時における波形のくずれを防止す
ることができる。
しきい値温度よりも上の温度における適当な安定化波
形の振幅は温度によって変化する。一般に、その周波数
はデータパルス波形の基本周波数の低次の偶数倍、典型
的には２倍に選定するのが好都合であることが見出され
た。このような状況下では装置の満足できる温度範囲は
上限が液晶の光学的応答の追従性の限界により画成され
る。すなわち、液晶の光学的応答性は安定化交流波形に
十分に追従できる必要がある。このような限界に達した
ことが明らかになった場合は安定化波形の周波数をより
高い周波数に切り換えることにより有効動作範囲を拡張
することが可能になる。例えば、安定化波形周波数を基
本周波数の２倍の周波数から４倍の周波数に切り換えれ
ばよい。
形の振幅は温度によって変化する。一般に、その周波数
はデータパルス波形の基本周波数の低次の偶数倍、典型
的には２倍に選定するのが好都合であることが見出され
た。このような状況下では装置の満足できる温度範囲は
上限が液晶の光学的応答の追従性の限界により画成され
る。すなわち、液晶の光学的応答性は安定化交流波形に
十分に追従できる必要がある。このような限界に達した
ことが明らかになった場合は安定化波形の周波数をより
高い周波数に切り換えることにより有効動作範囲を拡張
することが可能になる。例えば、安定化波形周波数を基
本周波数の２倍の周波数から４倍の周波数に切り換えれ
ばよい。
実施例 以下、本発明によるマトリクス形スメクチック液晶セ
ルの動作を好ましい実施例につき図面を参照しながら説
明する。
ルの動作を好ましい実施例につき図面を参照しながら説
明する。
第１図は２板のガラス板11及び12を周辺シール13を介
して接合することにより形成された液晶層を封入するハ
ーメチックシール容器を示す。２枚のガラス板11,12の
対向する内側面には酸化インジウムスズ膜（ITO膜）よ
りなる透明電極14,15が形成され、さらに、これらの電
極はその一方又は両方が周辺シール13の内側の表示領域
でナイロン等の高分子層（図示せず）により被覆され
る。この高分子層は液晶層中に分子配向を誘起するため
のものである。すなわち、ナイロン層は一方向にラビン
グされ、その結果液晶物質が高分子層に接触すると液晶
分子はラビングの方向に平面配向する。セルが一対の対
向する主面内側面の両方に高分子層を形成されている場
合はガラス板11及び12はラビングの方向が並行になるよ
うに組立てられる。また、電極層14及び15を高分子層で
被覆する前に各々の電極層はパターニングを施され表示
域を横切ってまた周辺シールを超えて延在する各々は並
行な帯状電極の組よりなる電極組が形成される。個々の
電極は周辺シールを超えて延在して接続端子領域を形成
する。組立てられたセルにおいては電極層14中に形成さ
れる帯状電極は電極層15中に形成される帯状電極に対し
て直角に延在し、電極層15中の各電極と電極層14中の各
電極との交差部分に画素が画成される。容器中の液晶層
の厚さはセル中にわたって一様な径を有する高分子球に
よる光散乱により測定される。セルに液晶を充填する場
合には周辺シールで囲まれた領域の一の隅でガラス板の
一方に孔（図示せず）を開設し、この孔を介して真空を
引きながら対角線的に対向する位置に形成された列の孔
より液晶をセル中に導入する（この孔は勿論充填が終る
と密封される）。充填は液晶を加熱して粘性が低いネマ
チック相ないし等方相に変化させて行なう。かかるセル
の構成はラビング方向が平行である点を除き従来のツイ
ストネマチック液晶セルの構成と同じである。
して接合することにより形成された液晶層を封入するハ
ーメチックシール容器を示す。２枚のガラス板11,12の
対向する内側面には酸化インジウムスズ膜（ITO膜）よ
りなる透明電極14,15が形成され、さらに、これらの電
極はその一方又は両方が周辺シール13の内側の表示領域
でナイロン等の高分子層（図示せず）により被覆され
る。この高分子層は液晶層中に分子配向を誘起するため
のものである。すなわち、ナイロン層は一方向にラビン
グされ、その結果液晶物質が高分子層に接触すると液晶
分子はラビングの方向に平面配向する。セルが一対の対
向する主面内側面の両方に高分子層を形成されている場
合はガラス板11及び12はラビングの方向が並行になるよ
うに組立てられる。また、電極層14及び15を高分子層で
被覆する前に各々の電極層はパターニングを施され表示
域を横切ってまた周辺シールを超えて延在する各々は並
行な帯状電極の組よりなる電極組が形成される。個々の
電極は周辺シールを超えて延在して接続端子領域を形成
する。組立てられたセルにおいては電極層14中に形成さ
れる帯状電極は電極層15中に形成される帯状電極に対し
て直角に延在し、電極層15中の各電極と電極層14中の各
電極との交差部分に画素が画成される。容器中の液晶層
の厚さはセル中にわたって一様な径を有する高分子球に
よる光散乱により測定される。セルに液晶を充填する場
合には周辺シールで囲まれた領域の一の隅でガラス板の
一方に孔（図示せず）を開設し、この孔を介して真空を
引きながら対角線的に対向する位置に形成された列の孔
より液晶をセル中に導入する（この孔は勿論充填が終る
と密封される）。充填は液晶を加熱して粘性が低いネマ
チック相ないし等方相に変化させて行なう。かかるセル
の構成はラビング方向が平行である点を除き従来のツイ
ストネマチック液晶セルの構成と同じである。
典型的には周辺シール13の厚さ、換言すれば液晶層の
厚さは1.5〜３μｍの間であるが、この厚さは用途に応
じてより厚くあるいはより薄くすることができる。好ま
しい液晶層の厚さは２μｍである。好ましい液晶物質と
してはドーセットシャー州ポールのBHD社より品番SCE3
として市販のスメクチックＣ共融化合物がある。この物
質は少くとも1kHzから40kHzの周波数帯域にわたって負
の誘電異方性を示し、冷却すると等方相からスメクチッ
クＡ相を経てスメクチックＣ相に変化する。ラビングさ
れた面の間に厚さ２μｍの液晶層を閉じ込めた場合、液
晶はスメクチックＡ相に変化することでブックシェルフ
状に分子配向したスメクチック層（ラビング方向に垂直
な面に沿って延在する層）を形成し、このスメクチック
層の配向は液晶がスメクチックＣ相へ相変化しても保存
されることが見出された。
厚さは1.5〜３μｍの間であるが、この厚さは用途に応
じてより厚くあるいはより薄くすることができる。好ま
しい液晶層の厚さは２μｍである。好ましい液晶物質と
してはドーセットシャー州ポールのBHD社より品番SCE3
として市販のスメクチックＣ共融化合物がある。この物
質は少くとも1kHzから40kHzの周波数帯域にわたって負
の誘電異方性を示し、冷却すると等方相からスメクチッ
クＡ相を経てスメクチックＣ相に変化する。ラビングさ
れた面の間に厚さ２μｍの液晶層を閉じ込めた場合、液
晶はスメクチックＡ相に変化することでブックシェルフ
状に分子配向したスメクチック層（ラビング方向に垂直
な面に沿って延在する層）を形成し、このスメクチック
層の配向は液晶がスメクチックＣ相へ相変化しても保存
されることが見出された。
第２図を参照するに、好ましいマトリクス方式のセル
駆動方式では全体として電気的に中性の双極性データパ
ルス21,22が正及び負の単極性ストローブパルス23,24と
協働する。データを線順次方式で入力する場合はストロ
ーブパルスが一の電極層の各電極に順次印加され、一方
他の電極層の各電極にデータパルスが並列に印加され
る。データパルス21は図中ではデータ「０」とされてい
るが電圧＋VDで時間tSだけ持続する波形部分と電圧−VD
で時間tSだけさらに持続する波形部分とよりなる。ま
た、データパルス22は図中ではデータ「１」とされてお
りデータパルス21と波形は類似しているが電圧変化の順
序が逆転している。ストローブパルス23は電圧＋VSで時
間tSだけ持続するのに対し、ストローブパルス24は電圧
−VSで時間tSだけ持続する。
駆動方式では全体として電気的に中性の双極性データパ
ルス21,22が正及び負の単極性ストローブパルス23,24と
協働する。データを線順次方式で入力する場合はストロ
ーブパルスが一の電極層の各電極に順次印加され、一方
他の電極層の各電極にデータパルスが並列に印加され
る。データパルス21は図中ではデータ「０」とされてい
るが電圧＋VDで時間tSだけ持続する波形部分と電圧−VD
で時間tSだけさらに持続する波形部分とよりなる。ま
た、データパルス22は図中ではデータ「１」とされてお
りデータパルス21と波形は類似しているが電圧変化の順
序が逆転している。ストローブパルス23は電圧＋VSで時
間tSだけ持続するのに対し、ストローブパルス24は電圧
−VSで時間tSだけ持続する。
先にも説明したように、表示装置の画素は一の電極組
を構成する帯状電極の各々と他の電極組を構成する帯状
電極の各々との交差点に形成される。また単極性ストロ
ーブパルスはデータパルスの前半部分に同期して形成さ
れる。従って、画素が正のストローブパルス23と「０」
をあらわすデータパルス21とにより同時にアドレスされ
ると画素部分の液晶に電圧（VS−VD）が時間tSにわたっ
て加えられ次いで電圧＋VDが加えられる。一方、画素が
ストローブパルス23と「１」をあらわすデータパルス22
とにより同時にアドレスされると画素部分の液晶に電圧
（VS＋VD）が時間tSだけ加わり、次いで電圧−VDが加わ
る。同様に、負のストローブパルス24と「０」をあらわ
すデータパルス21とにより同時にアドレスされることに
より画素部分の液晶には時間tSにわたり電圧−（VS＋
VD）が加わった後電圧＋VDが加わる。さらに、負のスト
ローブパルス24とデータ「１」をあらわすデータパルス
22とにより同時にアドレスされることにより画素部分の
液晶には時間tSにわたり電圧−（VS−VD）が加わり次い
で電圧−VDが加わる。
を構成する帯状電極の各々と他の電極組を構成する帯状
電極の各々との交差点に形成される。また単極性ストロ
ーブパルスはデータパルスの前半部分に同期して形成さ
れる。従って、画素が正のストローブパルス23と「０」
をあらわすデータパルス21とにより同時にアドレスされ
ると画素部分の液晶に電圧（VS−VD）が時間tSにわたっ
て加えられ次いで電圧＋VDが加えられる。一方、画素が
ストローブパルス23と「１」をあらわすデータパルス22
とにより同時にアドレスされると画素部分の液晶に電圧
（VS＋VD）が時間tSだけ加わり、次いで電圧−VDが加わ
る。同様に、負のストローブパルス24と「０」をあらわ
すデータパルス21とにより同時にアドレスされることに
より画素部分の液晶には時間tSにわたり電圧−（VS＋
VD）が加わった後電圧＋VDが加わる。さらに、負のスト
ローブパルス24とデータ「１」をあらわすデータパルス
22とにより同時にアドレスされることにより画素部分の
液晶には時間tSにわたり電圧−（VS−VD）が加わり次い
で電圧−VDが加わる。
電圧VS及びVDの値は電圧差＋（VS＋VD）が画素を状態
「１」に変化させるのに十分なようにまた電圧差−（VS
＋VD）が画素を状態「０」に変化させるのに十分なよう
に設定される。この状態変化は時間tSだけ継続する状態
変化誘起電圧信号の直前にあるいは直後に大きさが|VD|
の逆極性の電圧が加わっていても確実に生じなければな
らない。また、電圧VSおよびVDの値は画素に加わる他の
電圧によっては液晶の状態変化が生じないように選定す
る必要がある。例えば、他の行がアドレスされて一の論
理値をあらわす双極性データパルスに続いて他の論理値
をあらわす双極性データパルスが加わった場合に一の画
素には必ず大きさが|VD|の電圧信号が加わることになる
がこの電圧信号によって前記アドレスされていない画素
の状態が変化してはならない。同様に、時間tSだけ持続
する電圧＋VDの直後に持続時間tSにわたり電圧＋（VS−
VD）が加わりその直後に持続時間tSにわたり電圧＋VDが
加わったような場合にも画素の状態変化が生じてはなら
ない。かかる一連の印加電圧パターンは連続するデータ
「１」−「０」において正のストローブパルス23がデー
タパルス「０」と一致した場合に出現する。かかる条件
は一連のデータパルスの間に間隔を設けることにより、
及び／又は各双極性データパルスにおいて正パルス部分
と負パルス部分との間に間隔を設けることにより、及び
／又は全体としては電気的に中性の波形を非対称化し、
一方の極性の波形部分の振幅を他方の極性の波形部分の
ｍ倍にすると同時にその持続時間1/mにすることにより
ある程度緩和できる。
「１」に変化させるのに十分なようにまた電圧差−（VS
＋VD）が画素を状態「０」に変化させるのに十分なよう
に設定される。この状態変化は時間tSだけ継続する状態
変化誘起電圧信号の直前にあるいは直後に大きさが|VD|
の逆極性の電圧が加わっていても確実に生じなければな
らない。また、電圧VSおよびVDの値は画素に加わる他の
電圧によっては液晶の状態変化が生じないように選定す
る必要がある。例えば、他の行がアドレスされて一の論
理値をあらわす双極性データパルスに続いて他の論理値
をあらわす双極性データパルスが加わった場合に一の画
素には必ず大きさが|VD|の電圧信号が加わることになる
がこの電圧信号によって前記アドレスされていない画素
の状態が変化してはならない。同様に、時間tSだけ持続
する電圧＋VDの直後に持続時間tSにわたり電圧＋（VS−
VD）が加わりその直後に持続時間tSにわたり電圧＋VDが
加わったような場合にも画素の状態変化が生じてはなら
ない。かかる一連の印加電圧パターンは連続するデータ
「１」−「０」において正のストローブパルス23がデー
タパルス「０」と一致した場合に出現する。かかる条件
は一連のデータパルスの間に間隔を設けることにより、
及び／又は各双極性データパルスにおいて正パルス部分
と負パルス部分との間に間隔を設けることにより、及び
／又は全体としては電気的に中性の波形を非対称化し、
一方の極性の波形部分の振幅を他方の極性の波形部分の
ｍ倍にすると同時にその持続時間1/mにすることにより
ある程度緩和できる。
正のストローブパルス23はデータ「１」をあらわすデ
ータパルスと協働して大きさが|VS＋VD|の駆動パルスを
形成し、これにより選択された画素の組が状態を「０」
から「１」に変化させる。しかし、正のストローブパル
ス23はいずれのデータパルスと組合わせても駆動電圧−
（VS＋VD）を形成することはできないので画素を状態
「１」から状態「０」へ変化させることはできない。同
様に、負のストローブパルス24は画素の状態を「１」か
ら「０」へ変化されることはできても「０」から「１」
へ変化させることはできない。この理由によりセルのア
ドレッシングは一般にセルの状態をリフレッシュする度
にストローブパルスの極性を反転させながら実行され
る。しかし、何らかの理由により極性の反転と反転との
間にやや長い間隔を設定するのが望ましい場合（より少
数のリフレッシュを占有する）はそのようにすることも
できるが、その場合はいくつかの画素が正しい状態に設
定されるに先立って比較的長時間誤った状態のままに留
る可能性がある。
ータパルスと協働して大きさが|VS＋VD|の駆動パルスを
形成し、これにより選択された画素の組が状態を「０」
から「１」に変化させる。しかし、正のストローブパル
ス23はいずれのデータパルスと組合わせても駆動電圧−
（VS＋VD）を形成することはできないので画素を状態
「１」から状態「０」へ変化させることはできない。同
様に、負のストローブパルス24は画素の状態を「１」か
ら「０」へ変化されることはできても「０」から「１」
へ変化させることはできない。この理由によりセルのア
ドレッシングは一般にセルの状態をリフレッシュする度
にストローブパルスの極性を反転させながら実行され
る。しかし、何らかの理由により極性の反転と反転との
間にやや長い間隔を設定するのが望ましい場合（より少
数のリフレッシュを占有する）はそのようにすることも
できるが、その場合はいくつかの画素が正しい状態に設
定されるに先立って比較的長時間誤った状態のままに留
る可能性がある。
以上の議論ではストローブパルスが双極性データパル
ス波形の前縁部に同期しているものと仮定していた。し
かし、ストローブパルスをデータパルス波形の後縁部に
同期させてもよいことは明らかである。この場合はデー
タパルスの表す論理値の意味が反転する。
ス波形の前縁部に同期しているものと仮定していた。し
かし、ストローブパルスをデータパルス波形の後縁部に
同期させてもよいことは明らかである。この場合はデー
タパルスの表す論理値の意味が反転する。
液晶層中の分子配向がブックシェルフ状の強誘電性ス
メクチックＣの液晶を充填された液晶セルでは分子を単
一のパルスにより２つの安定状態の間で変化させること
が可能である。これら２つの安定状態の一方においては
分子軸の平均的な方向は液晶層の面中においてスメクチ
ック層に立てた垂線に対して角度＋Ψを有し、他方の安
定状態においては分子軸の平均的な方向は角度Ψを有す
る。しかし、実際には単一のスイッチングパルスに対す
る初期応答はパルスが終了すると実質的に緩和すること
が見出された。かかる緩和はあらゆる種類の多重化技術
において大きな障害となるが、液晶が負の誘電異方性を
示すような周波数の交流電圧を重畳することにより回避
することができるのが見出された。かかる交流電圧の印
加によりセルの状態を２つの実質的に完全に切り換わっ
た状態の間で切り換えることが可能になる。
メクチックＣの液晶を充填された液晶セルでは分子を単
一のパルスにより２つの安定状態の間で変化させること
が可能である。これら２つの安定状態の一方においては
分子軸の平均的な方向は液晶層の面中においてスメクチ
ック層に立てた垂線に対して角度＋Ψを有し、他方の安
定状態においては分子軸の平均的な方向は角度Ψを有す
る。しかし、実際には単一のスイッチングパルスに対す
る初期応答はパルスが終了すると実質的に緩和すること
が見出された。かかる緩和はあらゆる種類の多重化技術
において大きな障害となるが、液晶が負の誘電異方性を
示すような周波数の交流電圧を重畳することにより回避
することができるのが見出された。かかる交流電圧の印
加によりセルの状態を２つの実質的に完全に切り換わっ
た状態の間で切り換えることが可能になる。
第１図のセル中の画素のアドレッシングを第２図の波
形を使って実行する場合、適当な条件下ではデータの流
れにより一連のリフレッシュの間に画素に十分な交流電
圧が加わり別に安定化のためにわざわざ信号を加えなく
とも緩和効果の発生を実質的に阻止することが見出され
た。しかし、温度が上昇するとデータ流れ自体による安
定化の効果は徐々に減少し、ついにデータ流れの基本周
波数よりも高い周波数の別の安定化信号が必要とされる
ようになる。SCE3を充填した厚さが２μｍの液晶セルで
は第２図に示すようなストローブパルス及びデータパル
スでアドレスを行なった場合1/6のビデオライン速度
（ラインアドレス時間384μs,tS＝192μｓ）においてデ
ータ流れにより安定化の効果は25℃〜30℃の温度で減少
し始め、それに伴ってこの温度範囲の上限付近の温度領
域では表示コントラストが大きく低下し使いものになら
なくなる。第３図は安定化（保持）のため交流電圧を重
畳することによる効果を図示する。この場合、安定化
（保持）電圧VHは基本周波数がデータパルスの基本周波
数の２倍の方形波である。安定化電圧VHはストローブパ
ルスを順次印加される電極に並列に印加されるが各電極
にストローブパルスが印加されると印加を中止される。
この安定化パルスの印加を中止する期間はストローブパ
ルス自体の長さ192μｓにしてラインアドレス期間と等
しくし、ストローブパルスの直後に192μｓの安定化パ
ルスが加えられるようにすると好都合であるのが見出さ
れた。第３図は最適なストローブパルス電圧|VS|の大き
さを曲線30によりまた最適なデータパルス電圧|VD|の大
きさを曲線31により、さらに印加される安定化（保持）
電圧VHの大きさを曲線32によりそれぞれ温度の関数とし
て示す。これらの曲線より、安定化電圧VHの大きさはゼ
ロから最大値まで25℃〜30℃の温度域において上昇する
ことがわかる。この温度域はまた最適な走査電圧及びデ
ータ電圧が急速に変化する領域でもある。曲線30及び31
の25℃より下の温度域に対応する部分は点線で示してあ
る。これは実験で使用した装置が絶対値で45ボルトを超
える電圧を発生できなかったためである。これらの曲線
の20℃〜25℃の間の実線部分は20℃での測定に関係し、
この温度では単一のアドレッシングでは完全なスイッチ
ングはもはや不可能であるが一連のアドレッシングを続
ければ（全て同一の方向に）完全なスイッチングがなお
可能である。第３図にはまた得られる表示コントラスト
比が曲線33により温度の関数として表示されている。約
20℃よりも低い温度ではコントラスト比は液晶の応答が
遅くなるため急速に低下する。また45℃を超えると液晶
の応答が速くなりすぎセルが安定化信号によりある程度
スイッチングされ始めるためやはりコントラスト比が急
速に低下する。この有用な温度範囲の上限をさらに高温
側に拡張するには安定化電圧の周波数をより高くすれば
よい。
形を使って実行する場合、適当な条件下ではデータの流
れにより一連のリフレッシュの間に画素に十分な交流電
圧が加わり別に安定化のためにわざわざ信号を加えなく
とも緩和効果の発生を実質的に阻止することが見出され
た。しかし、温度が上昇するとデータ流れ自体による安
定化の効果は徐々に減少し、ついにデータ流れの基本周
波数よりも高い周波数の別の安定化信号が必要とされる
ようになる。SCE3を充填した厚さが２μｍの液晶セルで
は第２図に示すようなストローブパルス及びデータパル
スでアドレスを行なった場合1/6のビデオライン速度
（ラインアドレス時間384μs,tS＝192μｓ）においてデ
ータ流れにより安定化の効果は25℃〜30℃の温度で減少
し始め、それに伴ってこの温度範囲の上限付近の温度領
域では表示コントラストが大きく低下し使いものになら
なくなる。第３図は安定化（保持）のため交流電圧を重
畳することによる効果を図示する。この場合、安定化
（保持）電圧VHは基本周波数がデータパルスの基本周波
数の２倍の方形波である。安定化電圧VHはストローブパ
ルスを順次印加される電極に並列に印加されるが各電極
にストローブパルスが印加されると印加を中止される。
この安定化パルスの印加を中止する期間はストローブパ
ルス自体の長さ192μｓにしてラインアドレス期間と等
しくし、ストローブパルスの直後に192μｓの安定化パ
ルスが加えられるようにすると好都合であるのが見出さ
れた。第３図は最適なストローブパルス電圧|VS|の大き
さを曲線30によりまた最適なデータパルス電圧|VD|の大
きさを曲線31により、さらに印加される安定化（保持）
電圧VHの大きさを曲線32によりそれぞれ温度の関数とし
て示す。これらの曲線より、安定化電圧VHの大きさはゼ
ロから最大値まで25℃〜30℃の温度域において上昇する
ことがわかる。この温度域はまた最適な走査電圧及びデ
ータ電圧が急速に変化する領域でもある。曲線30及び31
の25℃より下の温度域に対応する部分は点線で示してあ
る。これは実験で使用した装置が絶対値で45ボルトを超
える電圧を発生できなかったためである。これらの曲線
の20℃〜25℃の間の実線部分は20℃での測定に関係し、
この温度では単一のアドレッシングでは完全なスイッチ
ングはもはや不可能であるが一連のアドレッシングを続
ければ（全て同一の方向に）完全なスイッチングがなお
可能である。第３図にはまた得られる表示コントラスト
比が曲線33により温度の関数として表示されている。約
20℃よりも低い温度ではコントラスト比は液晶の応答が
遅くなるため急速に低下する。また45℃を超えると液晶
の応答が速くなりすぎセルが安定化信号によりある程度
スイッチングされ始めるためやはりコントラスト比が急
速に低下する。この有用な温度範囲の上限をさらに高温
側に拡張するには安定化電圧の周波数をより高くすれば
よい。
第４図はセルを駆動するのに使われる回路の基本要素
をあらわす。表示液晶セル自体は符超40であらわされ列
方向及び行方向ドライバ回路41及び42によりアドレスさ
れる。便宜上、これらのドライバ回路はそれぞれセルの
左側縁部及び上縁部に沿って延在するように図示するが
実際にはこれらの回路はセルの対向する縁部に一つずつ
設け（すなわちセルの四方にドライバを設け）列電極及
び行電極の各々が一つおきに両側のドライバによりアド
レスされるインターレース構成に形成するのが有利であ
る。入来するデータはライン43からデータ受信ユニット
44へ送られてデータ信号とされライン45を介して列ドラ
イバ42へ供給される。データ受信ユニットはまた受信信
号の一部をタイミング制御ユニット46へ送り、タイミン
グ制御ユニット46は適当な周波数及び位相の信号を前記
受信信号の一部にもとづいて形成し、ライン47を介して
ストローブパルスの同期を制御する列ドライバ47へ供給
する。タイミング制御ユニットはまた入来信号を使って
安定化信号の周波数と同じ周波数の位相ロックした信号
を形成し、この信号をライン48を介して列ドライバ41へ
供給し列ドライバ41よりセルに加えられる安定化信号の
同期を制御する。
をあらわす。表示液晶セル自体は符超40であらわされ列
方向及び行方向ドライバ回路41及び42によりアドレスさ
れる。便宜上、これらのドライバ回路はそれぞれセルの
左側縁部及び上縁部に沿って延在するように図示するが
実際にはこれらの回路はセルの対向する縁部に一つずつ
設け（すなわちセルの四方にドライバを設け）列電極及
び行電極の各々が一つおきに両側のドライバによりアド
レスされるインターレース構成に形成するのが有利であ
る。入来するデータはライン43からデータ受信ユニット
44へ送られてデータ信号とされライン45を介して列ドラ
イバ42へ供給される。データ受信ユニットはまた受信信
号の一部をタイミング制御ユニット46へ送り、タイミン
グ制御ユニット46は適当な周波数及び位相の信号を前記
受信信号の一部にもとづいて形成し、ライン47を介して
ストローブパルスの同期を制御する列ドライバ47へ供給
する。タイミング制御ユニットはまた入来信号を使って
安定化信号の周波数と同じ周波数の位相ロックした信号
を形成し、この信号をライン48を介して列ドライバ41へ
供給し列ドライバ41よりセルに加えられる安定化信号の
同期を制御する。
ドライバ回路へライン45,47及び48を介して加えられ
る信号はドライバ回路の動作は制御するがセルに加えら
れる電圧の大きさは制御しない。この電圧値は安定化電
源51により駆動される電圧制御ユニット50により決定さ
れる。セル40に取付けられ温度測定回路53に接続された
温度感知器52はデータパルス電圧、ストローブパルス電
圧及び安定化電圧と温度との関係をあらわす表を記憶し
たROMを有する電圧制御ユニット50に温度信号を供給す
る。行方向ドライバ回路42にはライン54を介してデータ
パルス電圧±VD及び基準電圧０が供給され、一方列方向
ドライバ回路41にはライン55を介してストローブパルス
電圧±VS,安定化電圧±VH及び基準電圧０が供給され
る。
る信号はドライバ回路の動作は制御するがセルに加えら
れる電圧の大きさは制御しない。この電圧値は安定化電
源51により駆動される電圧制御ユニット50により決定さ
れる。セル40に取付けられ温度測定回路53に接続された
温度感知器52はデータパルス電圧、ストローブパルス電
圧及び安定化電圧と温度との関係をあらわす表を記憶し
たROMを有する電圧制御ユニット50に温度信号を供給す
る。行方向ドライバ回路42にはライン54を介してデータ
パルス電圧±VD及び基準電圧０が供給され、一方列方向
ドライバ回路41にはライン55を介してストローブパルス
電圧±VS,安定化電圧±VH及び基準電圧０が供給され
る。
要約すると、本発明は負の誘電異方性を有するスメク
チックＣの相強誘電性液晶の厚さ２μｍの層を有し双極
性の全体として電気的に中性なデータパルス及び単極性
のストローブパルスによりマトリクス方式で駆動される
強誘電性液晶セルの差動温度域を、温度感知器を設けて
セルの温度に応じてデータ及びストローブパルスの波形
の大きさを制御し、また少くとも高い温度においては結
果的にセル40に取付けられた上記温度感知器（第４図の
温度感知器52）の感知温度が所定の値（しきい値）を越
えることとなり、それによって第４図に示された電圧制
御回路（電圧振幅コントローラ）50の上述の機能によっ
てデータパルスの波形の基本周波数の２倍の周波数を有
する安定化電圧波形を加えることにより拡張する。
チックＣの相強誘電性液晶の厚さ２μｍの層を有し双極
性の全体として電気的に中性なデータパルス及び単極性
のストローブパルスによりマトリクス方式で駆動される
強誘電性液晶セルの差動温度域を、温度感知器を設けて
セルの温度に応じてデータ及びストローブパルスの波形
の大きさを制御し、また少くとも高い温度においては結
果的にセル40に取付けられた上記温度感知器（第４図の
温度感知器52）の感知温度が所定の値（しきい値）を越
えることとなり、それによって第４図に示された電圧制
御回路（電圧振幅コントローラ）50の上述の機能によっ
てデータパルスの波形の基本周波数の２倍の周波数を有
する安定化電圧波形を加えることにより拡張する。
第１図は強誘電性液晶セルの外観図、第２図は第１図の
セルをアドレスするのに使われるパルス波形を示す波形
図、第３図は第２図の波形について電圧対温度関係を示
すグラフ、第４図は第１図のセルを駆動するのに使われ
る駆動回路の基本要素を示すブロック図である。 11,12……ガラス板、13……周辺シール、14,15……透明
電極、21,22……データパルス、23,24……ストローブパ
ルス、30……最適ストローブパルス電圧、31……最適デ
ータパルス電圧、32……安定化交流電圧、33……コント
ラスト比、40……液晶セル、41……列方向ドライバ回
路、42……行方向ドライバ回路、43,45,47,48,54,55…
…ライン、44……受信ユニット、46……タイミング制御
ユニット、50……電圧制御ユニット、51……安定化電
源、52……温度感知器、53……温度測定回路。
セルをアドレスするのに使われるパルス波形を示す波形
図、第３図は第２図の波形について電圧対温度関係を示
すグラフ、第４図は第１図のセルを駆動するのに使われ
る駆動回路の基本要素を示すブロック図である。 11,12……ガラス板、13……周辺シール、14,15……透明
電極、21,22……データパルス、23,24……ストローブパ
ルス、30……最適ストローブパルス電圧、31……最適デ
ータパルス電圧、32……安定化交流電圧、33……コント
ラスト比、40……液晶セル、41……列方向ドライバ回
路、42……行方向ドライバ回路、43,45,47,48,54,55…
…ライン、44……受信ユニット、46……タイミング制御
ユニット、50……電圧制御ユニット、51……安定化電
源、52……温度感知器、53……温度測定回路。
Claims (10)
- 【請求項１】各々の範囲が完全にスイッチングされた状
態から緩和された状態迄の範囲である第１の範囲の状態
と第２の範囲の状態との間で選択的にスイッチング可能
なセルの画素を画成する第１組及び第２組の電極を有す
る座標アドレス液晶セルの動作方法であって、上記選択
的スイッチングは電荷平衡双極性データパルスが第２組
の電極の部材に並列に印加される間に単極性ストローブ
パルスを第１組の電極の部材に直列に印加することによ
って線順次に画素をアドレッシングすることによってな
され、上記動作方法は液晶セルの温度を感知してその温
度を示す信号を得、その感知温度信号を使用して上記ス
トローブパルス及びデータパルスの振幅を制御し、又こ
の感知温度信号を使用してその感知温度が所定の値を越
えた際のみに上記双極性データパルスのひとつの波形に
より定まる基本周波数よりも高い周波数の交流電圧であ
る安定化電圧をストローブパルス及びデータパルスを使
用したその連続するアドレッシングの各々の間に上記画
素の各々に印加する方法。 - 【請求項２】前記安定化電圧の周波数は前記基本周波数
の偶数倍である請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】前記電荷平衡双極性データパルスは方形波
双極性パルスである請求項１に記載の方法。 - 【請求項４】前記第１組の電極の各部材に関し、その部
材に印加される各単極性スロトーブパルスはその部材に
直前に印加された単極性ストローブパルスの極性と逆の
極性を有する請求項１に記載の方法。 - 【請求項５】前記安定化電圧はその部材に対するストロ
ーブパルスによる連続するアドレッシングの間のみに前
記第１組の電極の各部材に印加される請求項１に記載の
方法。 - 【請求項６】負の誘電異方性を示す強誘電性液晶層を有
し液晶層の一の側の第１組の電極の部材と液晶層の他の
側の第２組の電極の部材との間の重複領域によって画成
された一組の画素であって各々の範囲が完全にスイッチ
ングされた状態から緩和された状態迄の範囲である請求
項１の範囲の状態と第２の範囲の状態との間で選択的に
スイッチング可能な画素を有する座標アドレス液晶セル
の動作方法であって、上記選択的スイッチングは電荷平
衡双極性データパルスが第２組の電極の部材に並列に印
加される間に単極性ストローブパルスを第１組の電極の
部材に直列に印加することによって線順次に画素をアド
レッシングすることによってなされ、上記動作方法は液
晶層の温度を感知してその温度を示す信号を得、その感
知温度信号を使用して上記ストローブパルス及びデータ
パルスの振幅を制御し、又この感知温度信号を使用して
その感知温度が所定の値を越えた際のみに上記双極性デ
ータパルスのひとつの波形によって規定された基本周波
数より高い周波数の交流電圧である安定化電圧をストロ
ーブパルス及びデータパルスを使用したその連続するア
ドレッシングの各々の間に上記画素の各々に印加する方
法。 - 【請求項７】前記安定化電圧の周波数は前記基本周波数
の偶数倍である請求項６に記載の方法。 - 【請求項８】負の誘電異方性を示す強誘電性液晶層を有
し液晶層の一の側の第１組の電極の部材と液晶層の他の
側の第２組の電極の部材との間の重複領域によって画成
された一組の画素を有する液晶セルを含む液晶装置であ
って、上記装置はストローブパルス、データパルス及び
安定化波形発生手段と、タイミング手段と、温度感知器
と電圧振幅コントローラとを含み、タイミング手段はス
トローブパルスの動作を制御し各々が正部分及び負部分
を有する電荷平衡双極性データパルスが第２組の電極の
部材に並列に印加される間い単極性ストローブパルスを
第１組の電極の部材に直列に印加することによってバイ
ナリデータで画素を線順次にアドレッシングするように
適合され、上記双極性データパルスはバイナリデータを
表現するために二者択一の形態に有り、その一つの形態
ではデータパルスの正部分が単極性ストローブパルスと
同期され、他の形態ではデータパルスの負部分が単極性
ストローブパルスと同期され、温度感知器はセルの温度
を感知して電圧振幅コントローラに対する入力を提供す
るように適合され、電圧振幅コントローラはストローブ
パルス及びデータパルスの電圧振幅並びに安定化波形の
電圧振幅を制御するように適合され、上記安定化波形は
上記双極性データパルスのひとつの波形により定まる基
本周波数より高い周波数の交流電圧でありその連続する
アドレッシングの各々の間の期間において画素の各々に
印加され、電圧振幅コントローラは上記感知温度が所定
のしきい値より低い際にはいつでも安定化波形の電圧振
幅を減少させてゼロにするように適合されている装置。 - 【請求項９】ストローブパルス、データパルス及び安定
化波形発生手段は周期的にストローブパルスの極性を反
転させるように適合されている請求項８に記載の装置。 - 【請求項１０】ストローブパルス、データパルス及び安
定化波形発生手段は前記基本周波数の偶数倍の周波数の
安定化波形を発生するように適合されている請求項８に
記載の装置。
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