JP2760354B2 - 液晶駆動法 - Google Patents
液晶駆動法Info
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- JP2760354B2 JP2760354B2 JP62057917A JP5791787A JP2760354B2 JP 2760354 B2 JP2760354 B2 JP 2760354B2 JP 62057917 A JP62057917 A JP 62057917A JP 5791787 A JP5791787 A JP 5791787A JP 2760354 B2 JP2760354 B2 JP 2760354B2
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- liquid crystal
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- light transmittance
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Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の概要〕
本発明は液晶表示素子、主としてOA機器用などの大容
量表示用液晶ディスプレイ装置において、単純マトリク
ス電極構成にもとずくクロストーク効果および表示容量
の増加に伴う印加電圧の最大波高値の増加（駆動用ICの
耐圧増加）を防ぐためにPAC（Parallel Aligned Chiral
nematic:基板表面上の液晶配向膜による液晶分子配向規
制力によってら旋構造を解消する液晶駆動モード）液晶
表示素子の印加電圧−光透過率におけるヒステリシス効
果を利用し、液晶のメモリ効果を用いることにより、表
示容量に関係なく同一コントラスト、同一駆動電圧を保
つようにしたものである。 〔産業上の利用分野〕 本発明は、液晶表示素子の駆動法に関し、特に液晶分
子配向規制力によってら旋構造を解消する液晶駆動モー
ドであるPACにおいて、マルチプレクシング駆動（時分
割駆動）で表示容量の増大に伴って現われるクロストー
ク（半表示状態）を発生させずしかも表示容量の増大に
伴う電圧波高値の増加を起こさない新規な液晶駆動方法
に関する。 〔従来技術および発明が解決しようとする問題点〕 液晶表示素子は、電卓、腕時計からワードプロセッ
サ、パーソナルコンピュータまで幅広い分野においてフ
ラットパネルディスプレイとして用いられている。近
年、特に表示容量の増大が要求され、表示速度の向上、
カラー化と相まって従来のCRT（cathode ray tube）に
代わるコンピュータ端末用液晶フラットパネルディスプ
レイの実現が待ち望まれている。 従来のマルチプレクシング駆動によるTN,SBE駆動モー
ドにおいては、印加電圧−光透過率の関係は第４図に示
すように変化する。すなわち印加電圧の増加に伴い、徐
々に光透過率が上昇し飽和値に達した後は印加電圧に関
係なく飽和値のままとなる。このように従来のTN,SBE方
式では印加電圧−光透過率の関係が、しきい値電圧より
低い／高いに対応して透過率が低い／高いと変化する。
また従来のTN,SBE方式では印加電圧−光透過率の関係に
おいて履歴効果はなく電圧の印加の仕方に関係せず実行
電圧によって駆動される。 従来のTN,SBE方式では、安価に製造できる単純マトリ
クスパネル構成でマルチプレクシング駆動を行いある程
度の大容量表示が可能であるが、表示容量の増加に伴っ
て選択点、非選択点に印加される実効電圧が同じ値に近
づき、その結果、コントラストが低下し、書き込んだ情
報の読み取りが不可能となるクロストーク現象が問題で
あった。特にTN方式では第４図に示す印加電圧−光透過
率の関係が急峻でなく明確なしきい値を持たないため、
クロストークが顕著であった。一方、SBE方式は、印加
電圧−光透過率の関係は急峻で大容量化してもクロスト
ークは生じにくいものの、入射光の旋光によって背景に
黄色又は青色の着色があること、またツイスト角度が大
きいため応答速度が遅くカラー化、ビデオ表示などへの
適用が困難であるという問題があった。また、単純マト
リクス駆動では、走査線本数の増加に伴って、駆動電圧
の電圧波高値が増加するため、400本の走査線を駆動す
るためには30V程度の耐圧が必要となり、駆動回路のコ
ストが高くつくという欠点があった。 一方、TN,SBE方式の上記の欠点を解消する方式として
強誘電性液晶表示（FLC）があるが、FLCでは２μｍ程度
の薄いパネル間に液晶の層構造を乱すことなく液晶を封
入する必要があること、および封入後熱サイクル、物理
的圧力（機械的衝撃）によってこの層構造が容易に崩
れ、一度崩れるとユーザーが自分で修復することができ
なくなり事実上使用不可能となってしまうなどの欠点が
あり、製造性、信頼性において問題があった。 〔問題点を解決するための手段、発明の作用および効
果〕 本発明は上記問題点を解決するためになされたもので
あり、基板界面の強い配向規制力によってコレステリッ
ク相液晶のら旋構造を解消し、均一に分子配向せしめた
液晶駆動モードPACによる液晶駆動方法であって、X,Y単
純マトリクス電極パネルにおいて、 （１） 全電極間に、正極性で光透過率が低下し飽和す
るのに必要な電圧（VH）を印加する工程と、 （２） 選択点に該VHよりも低くかつ正極性で光透過率
が高い値から低い値に変化する直前の電圧よりもより高
い電圧（VL）を印加する工程と、 （３） 非選択点には、−VHよりも低い負極性の電圧を
印加する工程と、 （４） （３）の工程に続けて、非選択点にはVHよりも
低くかつVL以上の電圧を印加し保持する工程を含んでな
るものである。 すなわち、本発明者等は以下の知見を見出して本発明
を完成したのである。 液晶配向膜による液晶分子配向規制力によってカイラ
ルネマティック液晶のら旋構造を解消するPACモードで
は、個々の液晶分子もしくは液晶分子のかたまりが旋光
性を持つため、配向膜の配向規制力によって液晶分子の
配列をユニホーム状態とすると、液晶層全体が高いコン
トラストで旋光性を示すようになる。この状態の液晶に
直流電圧をＯ→＋Ｖ→Ｏ→−Ｖ→Ｏと印加すると第１図
に示すように光透過率は印加電圧の極性および印加の順
序に応じて→→→…→と変化することが明らか
となった。PACモードにおいては液晶分子は、配向規制
力とカイラルネマティック相のら旋構造を維持しようと
する力が衡り合って、ガラス基板に対してやや傾いて配
向している。このやや傾いている液晶は、誘電率異方性
が正であるため上下の基板間に電圧が印加されると、全
ての液晶分子は電界方向、すなわち基板に垂直に配向し
ようとする。このとき、電界印加前の液晶分子の平衡位
置が基板に対してやや傾いているため、電界強度を弱い
方から強い方に変える場合と、強い方から弱い方に変え
る場合、および電界の極性を正から負、負から正に変え
る場合で平衡位置が異なるため、第１図に示すようなダ
ブルヒステリシスループを描くことになる。 第１図に示すダブルヒステリシスループは、印加電圧
が一定の値に保たれる限り単純マトリクスパネルの走査
線本数に依存しない。従って、第２図に示すような電圧
を印加することにより、走査線本数に制限がなく、かつ
走査線本数が増えても印加電圧は一定、すなわち走査線
数の増加に伴う駆動用ICの耐圧増加を必要としない駆動
が可能となる。 なお、第２図に示す駆動波形は一例であり、極性を全
く反転させた波形あるいは、−V2と＋V2を交互に印加す
るなどの波形も同様に本発明として有効である。 第２図の波形で駆動した場合は、図２（ａ）→（ｂ）
すなわち印加電圧を＋V3から＋V2にスイッチした時、選
択点への書き込みが行われることになるが、PACモード
では、一般にこの書込みに100〜300μｓ要するため400
本の走査線を駆動する場合でも40〜120msと非常に高速
で書込み可能である。この選択点への書き込みの際の印
加電圧V2は上記V3よりも低くかつ正極性で光透過率が高
い値から低い値に変化する直前の電圧よりもより高い電
圧であることを必要とする。 非選択点への書き込みは、負極性で、−V3よりも小さ
な電圧を印加し、その後、非選択点にはV3よりも低くか
つV2よりも高い電圧を印加し保持する。このような操作
により、前述の如く走査線本数が増えても印加電圧を一
定以下に保持できる。 以下、更に本発明を実施例により説明する。 〔実施例〕 60×70×1.1（厚）mmの大きさの酸化インジウム透明
導電膜付きガラス基板を洗浄した後、高周波励起イオン
プレーティング装置を用いてフッ化マグネシウム（Mg
F2）をプラズマ出力70Wで蒸着した。これをラビング装
置でラビングし、ラビング方向が平行になるように２枚
の基板を配して0.7μｍ粒径のアルミナ（Al2O3）微粉を
スペーサとして液晶パネルを構成した。透明電動膜は、
Ｘ−Ｙストライプ状にパターンニングしたもので8mm幅
のストライプ電極が３本ずつ付いたものを上基板と下基
板が直角に交わって交叉点が９ポイントできるように組
んだ。このパネルにROCHE社のネマティック混合液晶Nr.
2801およびBDH社のカイラルネマティック液晶CB−15を8
0:20重量比で混合したコレステリック相液晶を封入し
た。液晶封入後、クロスニコルに設定した偏光顕微鏡に
パネルをセットし、バイポーラ電源を用いて＋20V〜−2
0Vまで三角波、0.5Hzで掃引し、印加電圧に伴う光透過
率変化をオシロスコープにリサージュ図形として記録し
た。その結果、第３図に示すダブルヒステリシスループ
が得られた。このループを用いて初期化電圧＋V3を12
V、選択点への書き込みの際の電圧V2を7V、比選択への
書き込みの際の電圧−V3を−12Vとしてその後の保持電
圧を7Vとして駆動した。その結果、走査本数を400本と
するデューティ比で駆動しても、１対８以上のコントラ
スト比が得られることが確認された。 本発明は以上説明したようにPAC液晶表示素子の印加
電圧−光透過率におけるヒステリシス効果を利用し、液
晶のメモリ効果が得られるように電圧の印加を異ならし
めるように構成したものであるから、安価に製造できる
単純マトリクス電極構成のパネルを用い大容量、高コン
トラスト比の表示が可能となる。更に、従来の液晶表示
のようにクロストークや走査線数の増加に伴う駆動電圧
の増加を招くことなく、同一駆動電圧を保持することに
より前記の大容量表示、高コントラスト比の表示を実現
できる。更に従来の単純マトリクス電極をそのまゝ用い
ることができるので安価に製造できる効果を奏する。
量表示用液晶ディスプレイ装置において、単純マトリク
ス電極構成にもとずくクロストーク効果および表示容量
の増加に伴う印加電圧の最大波高値の増加（駆動用ICの
耐圧増加）を防ぐためにPAC（Parallel Aligned Chiral
nematic:基板表面上の液晶配向膜による液晶分子配向規
制力によってら旋構造を解消する液晶駆動モード）液晶
表示素子の印加電圧−光透過率におけるヒステリシス効
果を利用し、液晶のメモリ効果を用いることにより、表
示容量に関係なく同一コントラスト、同一駆動電圧を保
つようにしたものである。 〔産業上の利用分野〕 本発明は、液晶表示素子の駆動法に関し、特に液晶分
子配向規制力によってら旋構造を解消する液晶駆動モー
ドであるPACにおいて、マルチプレクシング駆動（時分
割駆動）で表示容量の増大に伴って現われるクロストー
ク（半表示状態）を発生させずしかも表示容量の増大に
伴う電圧波高値の増加を起こさない新規な液晶駆動方法
に関する。 〔従来技術および発明が解決しようとする問題点〕 液晶表示素子は、電卓、腕時計からワードプロセッ
サ、パーソナルコンピュータまで幅広い分野においてフ
ラットパネルディスプレイとして用いられている。近
年、特に表示容量の増大が要求され、表示速度の向上、
カラー化と相まって従来のCRT（cathode ray tube）に
代わるコンピュータ端末用液晶フラットパネルディスプ
レイの実現が待ち望まれている。 従来のマルチプレクシング駆動によるTN,SBE駆動モー
ドにおいては、印加電圧−光透過率の関係は第４図に示
すように変化する。すなわち印加電圧の増加に伴い、徐
々に光透過率が上昇し飽和値に達した後は印加電圧に関
係なく飽和値のままとなる。このように従来のTN,SBE方
式では印加電圧−光透過率の関係が、しきい値電圧より
低い／高いに対応して透過率が低い／高いと変化する。
また従来のTN,SBE方式では印加電圧−光透過率の関係に
おいて履歴効果はなく電圧の印加の仕方に関係せず実行
電圧によって駆動される。 従来のTN,SBE方式では、安価に製造できる単純マトリ
クスパネル構成でマルチプレクシング駆動を行いある程
度の大容量表示が可能であるが、表示容量の増加に伴っ
て選択点、非選択点に印加される実効電圧が同じ値に近
づき、その結果、コントラストが低下し、書き込んだ情
報の読み取りが不可能となるクロストーク現象が問題で
あった。特にTN方式では第４図に示す印加電圧−光透過
率の関係が急峻でなく明確なしきい値を持たないため、
クロストークが顕著であった。一方、SBE方式は、印加
電圧−光透過率の関係は急峻で大容量化してもクロスト
ークは生じにくいものの、入射光の旋光によって背景に
黄色又は青色の着色があること、またツイスト角度が大
きいため応答速度が遅くカラー化、ビデオ表示などへの
適用が困難であるという問題があった。また、単純マト
リクス駆動では、走査線本数の増加に伴って、駆動電圧
の電圧波高値が増加するため、400本の走査線を駆動す
るためには30V程度の耐圧が必要となり、駆動回路のコ
ストが高くつくという欠点があった。 一方、TN,SBE方式の上記の欠点を解消する方式として
強誘電性液晶表示（FLC）があるが、FLCでは２μｍ程度
の薄いパネル間に液晶の層構造を乱すことなく液晶を封
入する必要があること、および封入後熱サイクル、物理
的圧力（機械的衝撃）によってこの層構造が容易に崩
れ、一度崩れるとユーザーが自分で修復することができ
なくなり事実上使用不可能となってしまうなどの欠点が
あり、製造性、信頼性において問題があった。 〔問題点を解決するための手段、発明の作用および効
果〕 本発明は上記問題点を解決するためになされたもので
あり、基板界面の強い配向規制力によってコレステリッ
ク相液晶のら旋構造を解消し、均一に分子配向せしめた
液晶駆動モードPACによる液晶駆動方法であって、X,Y単
純マトリクス電極パネルにおいて、 （１） 全電極間に、正極性で光透過率が低下し飽和す
るのに必要な電圧（VH）を印加する工程と、 （２） 選択点に該VHよりも低くかつ正極性で光透過率
が高い値から低い値に変化する直前の電圧よりもより高
い電圧（VL）を印加する工程と、 （３） 非選択点には、−VHよりも低い負極性の電圧を
印加する工程と、 （４） （３）の工程に続けて、非選択点にはVHよりも
低くかつVL以上の電圧を印加し保持する工程を含んでな
るものである。 すなわち、本発明者等は以下の知見を見出して本発明
を完成したのである。 液晶配向膜による液晶分子配向規制力によってカイラ
ルネマティック液晶のら旋構造を解消するPACモードで
は、個々の液晶分子もしくは液晶分子のかたまりが旋光
性を持つため、配向膜の配向規制力によって液晶分子の
配列をユニホーム状態とすると、液晶層全体が高いコン
トラストで旋光性を示すようになる。この状態の液晶に
直流電圧をＯ→＋Ｖ→Ｏ→−Ｖ→Ｏと印加すると第１図
に示すように光透過率は印加電圧の極性および印加の順
序に応じて→→→…→と変化することが明らか
となった。PACモードにおいては液晶分子は、配向規制
力とカイラルネマティック相のら旋構造を維持しようと
する力が衡り合って、ガラス基板に対してやや傾いて配
向している。このやや傾いている液晶は、誘電率異方性
が正であるため上下の基板間に電圧が印加されると、全
ての液晶分子は電界方向、すなわち基板に垂直に配向し
ようとする。このとき、電界印加前の液晶分子の平衡位
置が基板に対してやや傾いているため、電界強度を弱い
方から強い方に変える場合と、強い方から弱い方に変え
る場合、および電界の極性を正から負、負から正に変え
る場合で平衡位置が異なるため、第１図に示すようなダ
ブルヒステリシスループを描くことになる。 第１図に示すダブルヒステリシスループは、印加電圧
が一定の値に保たれる限り単純マトリクスパネルの走査
線本数に依存しない。従って、第２図に示すような電圧
を印加することにより、走査線本数に制限がなく、かつ
走査線本数が増えても印加電圧は一定、すなわち走査線
数の増加に伴う駆動用ICの耐圧増加を必要としない駆動
が可能となる。 なお、第２図に示す駆動波形は一例であり、極性を全
く反転させた波形あるいは、−V2と＋V2を交互に印加す
るなどの波形も同様に本発明として有効である。 第２図の波形で駆動した場合は、図２（ａ）→（ｂ）
すなわち印加電圧を＋V3から＋V2にスイッチした時、選
択点への書き込みが行われることになるが、PACモード
では、一般にこの書込みに100〜300μｓ要するため400
本の走査線を駆動する場合でも40〜120msと非常に高速
で書込み可能である。この選択点への書き込みの際の印
加電圧V2は上記V3よりも低くかつ正極性で光透過率が高
い値から低い値に変化する直前の電圧よりもより高い電
圧であることを必要とする。 非選択点への書き込みは、負極性で、−V3よりも小さ
な電圧を印加し、その後、非選択点にはV3よりも低くか
つV2よりも高い電圧を印加し保持する。このような操作
により、前述の如く走査線本数が増えても印加電圧を一
定以下に保持できる。 以下、更に本発明を実施例により説明する。 〔実施例〕 60×70×1.1（厚）mmの大きさの酸化インジウム透明
導電膜付きガラス基板を洗浄した後、高周波励起イオン
プレーティング装置を用いてフッ化マグネシウム（Mg
F2）をプラズマ出力70Wで蒸着した。これをラビング装
置でラビングし、ラビング方向が平行になるように２枚
の基板を配して0.7μｍ粒径のアルミナ（Al2O3）微粉を
スペーサとして液晶パネルを構成した。透明電動膜は、
Ｘ−Ｙストライプ状にパターンニングしたもので8mm幅
のストライプ電極が３本ずつ付いたものを上基板と下基
板が直角に交わって交叉点が９ポイントできるように組
んだ。このパネルにROCHE社のネマティック混合液晶Nr.
2801およびBDH社のカイラルネマティック液晶CB−15を8
0:20重量比で混合したコレステリック相液晶を封入し
た。液晶封入後、クロスニコルに設定した偏光顕微鏡に
パネルをセットし、バイポーラ電源を用いて＋20V〜−2
0Vまで三角波、0.5Hzで掃引し、印加電圧に伴う光透過
率変化をオシロスコープにリサージュ図形として記録し
た。その結果、第３図に示すダブルヒステリシスループ
が得られた。このループを用いて初期化電圧＋V3を12
V、選択点への書き込みの際の電圧V2を7V、比選択への
書き込みの際の電圧−V3を−12Vとしてその後の保持電
圧を7Vとして駆動した。その結果、走査本数を400本と
するデューティ比で駆動しても、１対８以上のコントラ
スト比が得られることが確認された。 本発明は以上説明したようにPAC液晶表示素子の印加
電圧−光透過率におけるヒステリシス効果を利用し、液
晶のメモリ効果が得られるように電圧の印加を異ならし
めるように構成したものであるから、安価に製造できる
単純マトリクス電極構成のパネルを用い大容量、高コン
トラスト比の表示が可能となる。更に、従来の液晶表示
のようにクロストークや走査線数の増加に伴う駆動電圧
の増加を招くことなく、同一駆動電圧を保持することに
より前記の大容量表示、高コントラスト比の表示を実現
できる。更に従来の単純マトリクス電極をそのまゝ用い
ることができるので安価に製造できる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の原理を説明する図であり、第２図は本
発明の駆動波形の一例を示す図であり、第３図は本発明
の実施例における、印加電圧と光透過率の関係を示すグ
ラフであり、第４図は従来の駆動方法による印加電圧と
光透過率の関係を表わすグラフである。
発明の駆動波形の一例を示す図であり、第３図は本発明
の実施例における、印加電圧と光透過率の関係を示すグ
ラフであり、第４図は従来の駆動方法による印加電圧と
光透過率の関係を表わすグラフである。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 岩崎 正之
川崎市中原区上小田中1015番地 富士通
株式会社内
(72)発明者 山岸 康男
川崎市中原区上小田中1015番地 富士通
株式会社内
(56)参考文献 特開 昭50−84257（ＪＰ，Ａ)
特開 昭54−48264（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．基板界面の強い配向規制力によってコレステリック
相液晶のら旋構造を解消し、均一に分子配向せしめた液
晶駆動モードPACによる液晶駆動方法であって、X,Y単純
マトリックス電極パネルにおいて、 （１） 全電極間に、正極性で光透過率が低下し飽和す
るのに必要な電圧（VH）を印加する工程と、 （２） 選択点に該VHよりも低くかつ正極性で光透過率
が高い値から低い値に変化する直前の電圧よりもより高
い電圧（VL）を印加する工程と、 （３） 非選択点には、−VHよりも低い負極性の電圧を
印加する工程と、 （４） （３）の工程に続けて、非選択点にはVHよりも
低くかつVL以上の電圧を印加し保持する工程 を含む液晶駆動方法。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62057917A JP2760354B2 (ja) | 1987-03-14 | 1987-03-14 | 液晶駆動法 |
| DE19873750027 DE3750027T2 (de) | 1986-12-11 | 1987-12-10 | Flüssigkristallanzeigeelement und Verfahren zu dessen Betrieb. |
| EP19870310886 EP0271344B1 (en) | 1986-12-11 | 1987-12-10 | Liquid crystal display element and method for driving same |
| CA000554078A CA1304485C (en) | 1986-12-11 | 1987-12-11 | Liquid crystal display element and method for driving same |
| US07/662,103 US5189535A (en) | 1986-12-11 | 1991-02-28 | Liquid crystal display element and method for driving same |
| US07/928,767 US5278684A (en) | 1986-12-11 | 1992-08-17 | Parallel aligned chiral nematic liquid crystal display element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62057917A JP2760354B2 (ja) | 1987-03-14 | 1987-03-14 | 液晶駆動法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63225230A JPS63225230A (ja) | 1988-09-20 |
| JP2760354B2 true JP2760354B2 (ja) | 1998-05-28 |
Family
ID=13069348
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62057917A Expired - Lifetime JP2760354B2 (ja) | 1986-12-11 | 1987-03-14 | 液晶駆動法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2760354B2 (ja) |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5084257A (ja) * | 1973-11-24 | 1975-07-08 | ||
| JPS5448264A (en) * | 1977-09-26 | 1979-04-16 | Dainippon Printing Co Ltd | Method of operating memory type liquid crystal display device by photoowriting |
| JPS5691277A (en) * | 1979-12-25 | 1981-07-24 | Citizen Watch Co Ltd | Liquiddcrystal display panel |
| JPS5842030A (ja) * | 1981-09-07 | 1983-03-11 | Hitachi Ltd | 表示素子 |
-
1987
- 1987-03-14 JP JP62057917A patent/JP2760354B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63225230A (ja) | 1988-09-20 |
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