JP3233925B2 - 強誘電液晶素子の駆動方法 - Google Patents

強誘電液晶素子の駆動方法

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【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は強誘電液晶を用いた表示素子において画面の
ちらつきを抑制し表示品質を向上させる技術に関するも
のである。
[従来技術] 強誘電液晶を用いた表示素子に関しては特開昭第61−
94023号などに示されているように、1ミクロンから3
ミクロン位のセルギャップを保って内面に透明電極を形
成し配向処理を施した2枚のガラス基板を向かい合わせ
て構成した液晶セルに、強誘電液晶を注入したものが知
られている。
強誘電液晶を用いた上記表示素子の特徴は強誘電液晶
が自発分極を持つことにより、外部電界と自発分極の結
合力をスイッチングに使えることと強誘電液晶分子の長
軸方向が自発分極の分極方向と1対1に対応しているた
め外部電界の極性によってスイッチングできることであ
る。また、強誘電液晶は一般にカイラル・スメクチック
液晶(SmC*.SmH*)を用いるので、バルク状態では液
晶分子長軸がねじれた配向を示すが上述の1ミクロンか
ら3ミクロン位のセルギャップのセルにいれることによ
って液晶分子長軸のねじれを解消することができる。N.
A.CLARK他、MCLC、1983、Vol94、P213〜234参照。
実際の強誘電液晶セルの構成は第5図に示すような単
純マトリックス基板を用いていた。この基板は、第5図
(a)に示すように所定間隔のガラス基板31の対向する
内面にITOストライブ電極32、2酸化シリコン(SiO2
の絶縁膜33、ポリイミド配向膜34を順次被着した構成を
有する液晶セルの内部に強誘電液晶を注入したものであ
る。ITOストライプ電極は例えば第5図(b)のような
形状を有している。なお、35はシーリング部材である。
このような基板によって階調表示を行なうために従来
用いられていた駆動方式は電圧変調方式(パルス波高値
や変調)、や周波数変調方式(パルス幅を変調)であっ
た。ところが、このような方式では非選択時に、画素に
印加される情報信号波形(これは他の画素の書き込み情
報信号波形である)の種類によって非選択画素の透過光
量に大きな差異が生じる。
第6図に、電圧変調方式を用いた場合の情報信号波形
の違いを示した。ここで“1H"は1選択時間を示す。こ
の図では非選択画素に印加される電圧値の大きい順に
I1,I3,I2となり、これらの信号はこの順で階調情報とも
なっている。なお、第7図に代表的な電圧変調型の走査
信号波形と情報信号波形の例を示した。
また、これらの内、例えばI1,I2の光学応答の差を実
験例として第4図(a)に示した。
このような光学応答の差異は大画面、高精細なセルに
おいては画面全体にちらつき等を発生させて、表示品質
を著るしく低下させていた。
[発明が解決しようとする課題] このように、従来例の方法にあっては非選択信号の平
均透過量が情報内容(情報信号の種類)によって大きく
異なることにより表示品質が悪化するという不都合があ
った。また、この現象は、電圧変調方式およびパルス幅
方式においては特に顕著であった。
本発明の目的は、前述の従来例における問題点に鑑
み、情報信号の種類および内容にかかわらず画面のちら
つきが発生しないようにし、もって強誘電液晶を用いた
表示素子の表示品質を向上させることにある。
[課題を解決するための手段および作用] 本発明によれば、情報信号波形を情報内容を含む電圧
信号部分と情報内容を含まない電圧信号部分とで構成
し、情報内容を含む信号部分と情報内容を含まない信号
部分の非選択信号画素の透過光量の和の時間低平均値が
情報内容によらず一定値に制御される。
これにより、非選択時の透過光量(黒、白画素の分子
ゆらぎによる光量変動)を均一化させることができ表示
品質の向上が図られる。特にこの方式は、画素内にしき
い値分布を形成して選択電圧またはパルス幅を変化させ
ることによって階調を表示する方式において有効であ
る。
[実施例1] 以下、図面を参照しながら本発明の実施例を説明す
る。第1表は、本実施例に使用した液晶Aを示す。
また、表示素子用の電極基板は研摩された、ガラス基
板上にシート抵抗約40ΩのITO膜をスパッタ法により形
成したものを用いた。さらに、上記電極基板上に日立化
成社製のLQ−1802(ポリイミド系配向膜)を途中焼成
し、その上をナイロン植毛布(毛先約0.3mm)でラビン
グ処理を施した。ラビング処理は上下同一方向に行なっ
た。また、液晶AはISO状態でセルに注入され、後冷し
て配向させた。セル厚は約1.4μm,測定温度は約30℃で
あった。
なお、第3図は本実施例に使用した駆動回路を示す。
同図の駆動回路は、上述の電極基板を用いた。FLCセ
ル1、セグメント側駆動回路3、ラッチ回路5、セグメ
ント側シフト、レジスタ7、コモン側駆動回路9、コモ
ン側シフトレジスタ11、コントローラ13、駆動用電源回
路15、そして画像情報入力部17等で構成される。このよ
うな駆動回路においては、画像情報入力部17から入力さ
れた画像情報にもとづきコントローラ13によって生成さ
れた情報信号が各々セグメント側シフトレジスタ7、コ
モン側シフトレジスタ11に供給される。そして各々の駆
動回路3,9によって後述のようにFLCセルが駆動され、画
像等の表示が行なわれる。
第1図(A)は、本発明で用いた駆動波形である。走
査選択信号が印加された走査線上の画素には、位相T1
一斉にリセットされる。位相T2では、階調表示に応じた
振幅の電圧(0〜1±V11の間で設定される電圧。1±V
11:最大振幅電圧)V2が情報線に印加される。この電圧V
2が印加された走査線上の画素は階調情報に応じた光学
的な透過率を生じる。位相T3では、位相T2での印加電圧
に対して同一振幅で逆極性電圧−V2が印加される。位相
T2とT3の期間は互いに等しい。位相T4は、チラツキを防
止する上で効果的な位相であって、この位相T4で印加さ
れる電圧は、最大振幅電圧1±V11−1±V21の振幅をも
つ両極性パルスが情報線に印加される。
第1図(B)は、第1図(A)に示す駆動波形を用い
た時のタイミングチャートを表わしている。位相T2とT3
で、情報線に印加される情報信号は、情報内容を含む電
圧信号部に相当し、位相T4で情報線に印加される電圧信
号は、情報内容を含まない電圧信号部に相当している。
第1図(C)は本発明の情報信号波形を示す。同図に
おいて、1H′として示した時間が1ライン走査時間であ
る。この1H′の時間の中で“A"として示した部分が情報
内容を示し、“B"として示した部分は“A"と合体して1
H′の間の透過光量を“A"部分によらず一定にするため
に寄与する部分である。
動作を説明すると、第1図(C)のI1′の波形で“A"
の部分の電圧値はI2′,I3′の′A′部の電圧値と比較
して大きくなっている。(すなわち、このような情報信
号が非選択信号として印加されている場合を考える。)
“A"部のみの電圧信号の印加ならば、例えば、黒画素の
非選択時のゆらぎは、 I1′>I3′>I2′ の順で変化してどの非選択信号が当該画素に印加されて
いるかで、ゆらぎの大きさが違ってしまい表示品質が悪
化する。しかしながら、本発明では“B"の部分を“A"の
部分を考慮して設定することにより、I1′,I2′,I3′の
印加された画素のゆらぎが全て等しくなるようにするこ
とができる。
具体的な実験例として、前記セルにI1′,I2′,I3′を
印加した場合の波形を第4図(b),(c)に示した。
第4図(b),(c)の場合は(a)の場合に比べて非
選択画素のゆらぎが、非選択信号に依存していないこと
がこれらの図から明らかであり、強誘電液晶セルの表示
品質が著しく向上されている。
なお、第1図(C)における各パルスの幅は40μSで
あり、電圧値はそれぞれV1=6.2V,V2=3.1V,V3=6.0V
あった。(従って1H′=160μS)また、第1図(C)
における“B"部の配置は“A"部に直接後続するようにし
たが、“B"部の実際の配置は“A"部の前後、時間的接着
の有無は問わず「一定期間内の非選択信号の印加による
非選択画素のゆらぎが著しく」なるように設定されれば
よい。しかし、その期間は人間の視覚上一体として知覚
される期間内であることが必要である。つまり、あまり
に1H′を長くすると、人間の目で分離されて、非選択時
のゆらぎの均一化の意味を失ってしまう。
[実施例2] 別の実施例として、第2図に別の非選択信号(情報信
号)の改善例を示した。この場合にも1H′内における透
過光量は情報内容にかかわらず一定にできることが分
る。
[発明の効果] 以上説明して来たように、本発明によれば非選択信号
(情報信号)の一定周期内の非選択画素の透過光量を等
しくすることにより、非選択信号(情報信号)の種類、
内容によらず、均一な画素内の分子ゆらぎを設定でき
る。このことによって強誘電液晶(FLC)表示素子の画
面のちらつき等が抑制され、表示品質を著しく向上させ
ることができる。
【図面の簡単な説明】 第1図(A)は、本発明の一実施例に係る波形図、 第1図(B)は、そのタイミングチャート図、 第1図(C)は、本発明の一実施例に係る方法に用いら
れる非選択信号例を示す波形図、 第2図は、本発明の他の実施例に係る方法に用いられる
信号例を示す波形図、 第3図は、本発明に係る方法に用いられる駆動回路を示
すブロック図、 第4図は、従来例および本発明の方法の信号波形を示す
波形図、 第5図は、従来のセル構造を示す断面図および平面図、 第6図は従来の非選択信号例を示す波形図、そして、 第7図は、従来例の駆動信号を示す波形図である。 A:情報内容表示部、 B:透過光量調整部、 1H′:1ライン走査時間、 1:FLCセル、 3:セグメント側駆動回路、 5:ラッチ回路、 7:セグメント側シフトレジスタ、 9:コモン側駆動回路、 11:コモン側シフトレジスタ、 13:コントローラ、 15:駆動用電源、 17:画像情報入力部。

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】対向して配置された、2枚の電極基板間に
    強誘電液晶を配置してなる、強誘電液晶素子をマトリッ
    クス駆動してマトリックス状に組まれた電極の交点の画
    素に階調表示させる場合において、前記強誘電液晶素子
    に印加される情報信号波形を階調情報内容を含む電圧信
    号部と階調情報内容を含まない電圧信号部とで構成し、
    該階調情報内容を含む電圧信号部の振幅と階調情報内容
    を含まない電圧信号部の振幅との和の時間的平均値が階
    調情報内容を含む電圧信号部の最大振幅の半分と等しい
    ことを特徴とする強誘電液晶素子の駆動方法。
  2. 【請求項2】前記階調情報内容を含む電圧信号部および
    階調情報信号を含まない電圧信号部がそれぞれ時間的平
    均値が0である交流信号で構成されていることを特徴と
    する特許請求の範囲第1項記載の駆動方法。
  3. 【請求項3】非選択画素が黒画素であることを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項または第2項記載の駆動方法。
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