JP3278352B2 - 液晶画像表示装置 - Google Patents

液晶画像表示装置

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JP3278352B2 JP12709596A JP12709596A JP3278352B2 JP 3278352 B2 JP3278352 B2 JP 3278352B2 JP 12709596 A JP12709596 A JP 12709596A JP 12709596 A JP12709596 A JP 12709596A JP 3278352 B2 JP3278352 B2 JP 3278352B2
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智之 大野
秀雄 森
佳成 吉野
学 岩▲崎▼
一典 片倉
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はコンピュータのディ
スプレイ、ビデオカメラのビューファインダー、テレビ
受像機、ナビゲーションシステム等に用いられ、文字や
画像を表示する表示装置に関し、特に液晶の示す2つの
分子配向状態を利用して表示を行う液晶画像表示装置の
技術分野に属する。
【0002】
【従来の技術】従来、マトリクス電極構造を示す走査電
極群と情報電極群の間に液晶化合物を充填し、多数の画
素を形成して画像情報の表示を行う液晶表示素子はよく
知られている。中でも双安定性を有し、電界に対する応
答の早い強誘電性のカイラルスメクチック液晶素子は、
高速かつ記憶型の表示素子として期待されており、例え
ば、特開昭56−107216号公報等に提案されてい
る。またこれをマトリクス駆動する際の駆動方法につい
ても、これまで特開平2−281233号公報等多数提
案されている。
【0003】図13、図14に従来の駆動波形の例を示
す。各図においてAは走査選択信号、Bは走査非選択信
号、Cは明表示する時の情報信号、Dは暗表示する時の
情報信号である。V1 、V2 、V3 、V4 、V5 は各パ
ルスの電圧値、Vc は基準電圧値である。1Hは一水平
走査期間である。走査線の数をn、全走査線の走査期間
を1Fとすると1Hとnの積が1Fとなる。
【0004】
【発明が解決しようとしている課題】従来の液晶を用い
た素子には、一方の分子配向(安定)状態に長時間放置
しておくと基板と液晶層の界面での相互作用によって表
示素子としての特性が変化することがある。図13に示
す駆動波形(第一の従来波形)では、フレーム周波数の
高速化のため少なくとも図13のC、Dに示す情報信号
が液晶に絶えず印加されている。このように連続したΔ
Tの幅パルスを印加すると走査非選択時の液晶分子の揺
らぎが大きくなり、表示の一部が反転し良好な表示状態
を保てないという現象が、全ての画素を明または暗に表
示する場合に生じやすいことが判明した。
【0005】これに対して、良好な表示をし得る駆動条
件の範囲(駆動マージン)を確保するために、まず発明
されたものが図14に示す駆動波形(第二の波形)であ
る。この波形によると、図14のC、Dに示す1H期間
内の選択、非選択信号の最初に1/2ΔTの休止期間、
を設けることにより、液晶分子の揺らぎが抑制され、駆
動マージンが広がる。
【0006】しかしながら、本液晶表示素子において
は、情報信号による走査信号電極へ電磁誘導が生じて遅
延、オーバーシュートした合成波形が印加される。この
時にコントラスト変化が生じ、画像表示品位の低下を引
き起こす。又、長時間、駆動し続けた場合の駆動マージ
ンの劣化、特にクロストークの発生もある。このような
点で、図2の波形においても未だ改善すべき余地がある
ことがわかった。
【0007】
【課題を解決する為の手段】本発明の目的は、コントラ
スト変化を抑制し、駆動マージンの経時劣化を抑えるこ
とにより、液晶表示装置の製造歩留りを実質的に向上さ
せて安価な装置を提供することにある。
【0008】
【0009】又、本発明は走査電極群と情報電極群で構
成したマトリクス電極とカイラルスメクチック液晶とを
有する表示素子と、該走査電極群に印加する走査信号と
して、書き込みパルスと、書き込みパルスの前に印加さ
れる消去パルスと、消去パルスの前に印加され該消去パ
ルスとは逆極性の補正パルスからを含む信号を発生する
手段とを具備する。
【0010】
【0011】
【0012】本発明によれば、液晶に印加されるしきい
値に満たない電圧成分を調整することにより、液晶分子
のゆらぎによるコントラストの変化及び又は液晶分子の
単安定化を抑制することができる。
【0013】
【発明の実施の形態】図1は本発明の一実施態様による
情報信号波形を示す。Cは明(白)表示の為の信号、D
は暗(黒)表示の為の信号である。明(白)、暗(黒)
は付与される偏光板等の光学設計により互いに逆になり
得ることに注意されたい。
【0014】12が選択パルス、11が第1の補助パル
ス、13が第2の補助パルス、10は第3の補助パルス
である。
【0015】Vc は基準電位レベルを示す。本発明にお
いては、選択された走査電極上の画素に一水平走査期間
(1H)中に印加する情報信号として、上記C又はDの
いずれかの信号を用いるものである。
【0016】選択パルスは同時に走査電極に印加される
書込みパルスとの合成波形に応じてそのパルス巾や電圧
値(波高値又は振幅或いは電圧レベルとも云う)が決定
され、第1の補助パルスはそれを相殺するように決定さ
れる。
【0017】図2は本発明の別の実施態様による消去期
間を含む走査選択期間に印加される走査信号波形を示
す。
【0018】Aは選択すべき走査電極に印加する走査選
択信号、Bは選択しない走査電極に印加する走査非選択
信号である。
【0019】20が第1の補正パルス、21が消去パル
ス、22が書き込みパルス、23が必要に応じて印加さ
れる第2の補正パルスである。
【0020】図2において一水平走査期間は、書込みパ
ルス22を含むように、より好ましくは第2の補助パル
ス23と消去パルス21の一部を含むように設定するこ
とが好ましい。
【0021】消去パルスは、同時に印加される情報信号
の波形にかかわらず選択された走査電極上の画素を強制
的に暗(又は明)状態にする。補正パルス20は、書込
みパルス22のパルス巾より小さく、より好ましくは3
分の1以下とすることが望ましい。又、必要に応じて印
加される第2の補正パルス23は、その電圧値(波高
値)を消去パルスのそれと同じにするとよい。
【0022】本発明に用いられる表示素子としては、一
方の基板に走査電極群が、他方の基板に情報電極群が配
設され、両基板間にカイラルスメクチック液晶が配され
た液晶素子を用いることが好ましい。カイラルスメクチ
ック液晶素子としては、強誘電性液晶素子や反強誘電性
液晶素子が挙げられ、後者を駆動する場合には上述した
信号にオフセットバイアスを与えて駆動すればよい。こ
のような液晶はメモリ性をもつ。
【0023】走査電極の走査方法としては、走査電極を
1、2、3…n番目まで順次走査するノンインターレス
方式、あるいは所定の数の走査線を飛び越すインターレ
ス方式、又は特開平2−113219号公報に記載され
ているようなランダムマルチインターレス方式等種々の
方式が用いられる。
【0024】特に本発明は、表示画像の一部分の画像の
みが変化した場合にその部分を優先的に走査する走査方
式を適用した場合に有効である。このような優先走査方
式としては、書き換え部分の走査電極のみを選択走査す
る方式、非書き換え部分はインターレスで書き換え部分
はノンインターレス走査する方式、リフレッシュ走査中
に書き換え部分のみを先に走査する方式等がある。
【0025】又、フレーム周波数を高めるべく、m番目
の走査電極上の画素に書込みパルスを印加する時同時に
m+i番目の走査電極上の画素を消去するようにすると
よい。
【0026】以下、各実施例を挙げて本発明について詳
述するが、本発明はこれらの実施例に限定されることは
なく、構成要素が均等物や代替物に置換されたものも含
む。
【0027】
【実施例】図3に本発明における駆動波形の第一の実施
例を示す。図3においてAは走査選択信号、Bは走査非
選択信号であり、それぞれ液晶素子の走査電極群に印加
されるものである。Cは明表示(白書き込み)時の情報
信号、Dは暗表示(黒書き込み)時の情報信号であり、
それぞれ択一的に情報電極群に印加される。また1Hは
一水平走査期間、ΔTは選択期間を示している。図1
3、図14と同じ符号で示すものは前述したものと同じ
である。走査選択信号については、基本的にほぼ同様の
性質を持ち、最初のV1レベル(消去パルス)にて黒消
去(黒書き込み)を行い、V2レベル(選択パルス)に
て情報信号と協働して明暗(白、黒)の選択を行う。V
5レベル(補正パルス)では、特開平2−281233
号公報に記載されているような補正を行い駆動マージン
を向上させている。
【0028】図4に第一の実施例と前述の駆動波形にお
いて、全画素黒書き込み時と全画素白書き込み時の走査
信号と情報信号と画像表示素子の各画素に印加される合
成波形を比較して示す。図4では、4つの連続する水平
走査期間を示しており、先の2つの期間が走査選択期
間、後の2つの期間が走査非選択期間である。
【0029】図13の従来の波形の合成波形は、図4中
P3、P4に指すように書き込み走査を行った後の非選
択時の合成波形が、白書き込み後には逆の黒側に、黒書
き込み後には逆の白側に、揺らいでしまう性質になって
いる。本発明者らの知見によればこれにより、駆動マー
ジンが狭くなってしまうことがわかった。
【0030】図14の波形の合成波形を見ると、図4中
P5、P6が指すように書き込み走査を行った後の非選
択時の合成波形が白、黒書き込み後ともに、どちらにも
揺らがない。よって駆動マージンは広がる。しかしなが
ら、この波形はある特定のパターンにおいて、前述のフ
リッカ現象が後に述べる理由により目立ち、画像表示品
位を損なう恐れがあることが判明した。
【0031】これに対して第一の実施例の合成波形を見
ると、図4中P1、P2が指すように書き込み走査を行
った後の非選択時の合成波形は、白書き込み後には同一
方向の白側、黒書き込み後にも同一方向の黒側に揺らい
でいる。これにより、駆動マージンは図13の波形より
も広く、図14の波形と、ほぼ同等か若干広い駆動マー
ジンが確保されている。
【0032】加えて、第一の実施例によれば、図5に示
すような黒背景の一部に白を表示するようなパターンに
おいて、白表示のある情報電極部の黒表示が白ぬけして
しまう『フリッカ現象』が改善される。図6〜図8は各
波形におけるフリッカ現像の要因を説明する為のチャー
トである。図6は図13の信号を用いた場合を、図7は
図14の信号を用いた場合を、図8は図3の信号を用い
た場合を示す。前述の各波形の情報信号の持つ揺らぎに
対する性質を考える。白の情報信号が連続する場合、図
13、図6に示す従来の波形は白側、黒側にどちらにも
揺らぎは対称であるが、図14、図7に示す波形は休止
期間が入ることにより、黒側よりも白側に揺らぎやす
い。図3、図8に示す第一の実施例はパルスの幅と順序
により、白側よりも黒側に揺らぎやすいという図14、
図7の従来波形とは逆向きの非対称性を持つ。
【0033】一方、黒の情報信号が連続する場合、従来
の波形は白側、黒側にどちらにも揺らぎは対称である
が、図14、図7の波形は白側よりも黒側に揺らぎやす
く、図3、図8の第一の実施例は黒側よりも白側に揺ら
ぎやすいという逆向きの非対称性を持つ。図6に示す第
一の従来の波形において、P,Rで示す情報信号電極部
には、その電極上の全て画素にて黒表示を行うような情
報信号波形が印加される。またQで示す情報信号電極部
には時間軸に対して、白黒混在の情報信号波形が印加さ
れる。走査電極はある抵抗値を持った導体であることか
ら、情報信号からの誘導を受ける。図5のAの部分に示
す範囲を走査する時には情報信号は黒表示の情報の方が
多いので、Aの部分の走査時にBの部分の走査電極は黒
情報に支配的な誘導を受ける。従って各部に印加される
合成波形において、前述の揺らぎの対称性も考慮する
と、B−Q部は白側、黒側均一に大きく揺らぎ、B−
P,B−R部は黒側、白側均一に小さく揺らぐことが分
かる。これによりコントラスト差が生じ、フリッカ現象
を引き起こす。図14、図7の波形においても同様に考
えると、前述の揺らぎの非対称性を考慮して合成波形を
考えた場合、B−Q部は第一の従来の波形に比べ、黒側
より白側に大きく揺らぎ、B−P,B−R部は白側より
黒側に大きく揺らぐ。従って、B−Q部の揺らぎは白
側、黒側不均一で、白側により大きく揺らいでしまうこ
とで黒表示部の白抜けも多くなり、B−P,B−R部と
のコントラスト差が従来の波形に比べて大きくなってし
まい、これがフリッカ現象として眼に見えてしまう。こ
れに対し第一の実施例は、前述の揺らぎの非対称性を考
慮して合成波形を考えた場合、図8に示すようにB−Q
部は白側、黒側均一に大きく揺らぎ、B−P,B−R部
は白側、黒側均一に小さく揺らぐように見えるが、実は
B−Q部は、白側に揺らぎにくい波形が誘導によってさ
らに白側に揺らぎにくくなっており、B−P,B−R部
は、白側に揺らぎやすい波形が誘導によってさらに白側
に揺らぎやすくなっている。この結果、これらの間のコ
ントラスト差が小さくなり、フリッカの程度は図14の
波形よりもかなり低減されるのはもちろんのこと、『揺
らぎに対して対称』である従来の波形よりも良い。
【0034】以下に本発明の第二の実施例について述べ
る。
【0035】図9に本発明による第二の実施例の波形を
示す。本波形は図3の走査信号波形に対し、消去パルス
のV1レベルをΔTより小さい期間(1/3ΔT)だけ
V2レベルとしたものである。本波形によれば、前記Δ
Tより短い期間である1/3ΔT期間のV2レベルによ
って、黒消去を行う前に白側に大きく揺らがせる、つま
り黒側に安定した部分を一走査に一回、白側に大きく揺
らがせることによって、閾値特性の偏りを防止すること
により、駆動マージンの経時劣化が抑制される。図10
に駆動時間経過と駆動マージン保持率の関係を示す。図
10に示すように駆動時間が経過する程本発明の効果が
顕著に現われる。
【0036】以下に本発明の第三の実施例について述べ
る。
【0037】図11に本発明の第三の実施例の駆動波形
を示す。本波形は図3の第一の実施例の走査信号波形に
おける補正パルスのV5レベルをV1としたものと同じ
である。本波形によれば、V1レベルの補正パルスによ
って第一の実施例より大きく黒側に揺らがされることに
より、クロストーク側の特性が向上し、駆動マージンは
第一の実施例に比べ広くなる。さらには前述の通り、駆
動マージンの劣化はクロストーク側の特性劣化によるも
のが大きいことにより、初期の駆動マージン拡大だけで
はなく、時間経過による駆動マージン劣化改善にも効果
がある。
【0038】不図示ではあるが本発明の第四の実施例は
第二の実施例と第三の実施例を組み合わせたものであっ
て、これにより駆動マージン劣化に対してより優れた効
果を奏する。
【0039】図12は本発明による液晶画像表示装置を
用いたシステムの制御系ブロック図である。
【0040】画像表示部101としては、走査電極10
1Sの群と情報電極101iの群とを有し、その交点が
画素PXLとなるノンアクティブマトリクス型液晶表示
パネルが用いられる。
【0041】102が走査信号を発生する手段としての
走査信号印加回路、103が情報信号を発生する手段と
しての情報信号印加回路であり、通常はTAB実装され
たマルチチップ型のICによって構成される。
【0042】107はグラフィックコントローラであ
り、ここから送出されるデータは駆動制御回路105を
通して走査信号制御回路104と情報信号制御回路10
6に入力され、それぞれアドレスデータと表示データに
変換される。このアドレスデータに従って走査信号印加
回路102が走査信号を発生し、画像表示部101の走
査電極に印加する。また表示データに従って情報信号印
加回路103が情報信号を発生し、画像表示部101の
情報電極に印加する。
【0043】
【発明の効果】本発明によれば、コントラストの変化に
よるフリッカを抑制できる。また、駆動電圧マージンの
経時劣化を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に用いられる情報信号の一例を示す図で
ある。
【図2】本発明に用いられる走査信号の一例を示す図で
ある。
【図3】本発明の一実施例による液晶画像表示装置に用
いられる駆動信号の一例を示す図である。
【図4】本発明の一実施例と従来例とを比較するための
各信号波形の図である。
【図5】コントラストの変化を説明するための表示状態
の一例を示す図である。
【図6】図13の信号を用いた場合のコントラストの変
化を説明するための図である。
【図7】図14の信号を用いた場合のコントラストの変
化を説明するための図である。
【図8】図3の信号を用いた場合のコントラストの変化
を説明するための図である。
【図9】本発明の別の実施例による液晶画像表示装置に
用いられる駆動信号の一例を示す図である。
【図10】駆動経過時間と駆動マージンの関係を示す図
である。
【図11】本発明の更に別の実施例による液晶画像表示
装置に用いられる駆動信号の一例を示す図である。
【図12】本発明の液晶画像表示装置の制御系ブロック
図である。
【図13】従来の液晶画像表示装置に用いられる駆動信
号の一例を示す図である。
【図14】液晶画像表示装置に用いられる駆動信号の一
例を示す図である。
【符号の説明】
10、11、13 補助パルス 12 選択パルス 20、23 補正パルス 21 消去パルス 22 書き込みパルス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岩▲崎▼ 学 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 (72)発明者 片倉 一典 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 平7−5435(JP,A) 特開 平7−43678(JP,A) 特開 平2−281233(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02F 1/133 560 G09G 3/36

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 走査電極群と情報電極群で構成したマト
    リクス電極とカイラルスメクチック液晶とを有する表示
    素子と、 該走査電極群に印加する走査信号として、書き込みパル
    スと、書き込みパルスの前に印加される消去パルスと、
    消去パルスの前に印加され該消去パルスとは逆極性の補
    正パルスを含む信号を発生する手段と、を具備すること
    を特徴とする液晶画像表示装置。
  2. 【請求項2】 前記信号は前記書き込みパルスの後に書
    き込みパルスとは逆極性の第2の補正パルスとを含むこ
    とを特徴とする請求項1に記載の液晶画像表示装置。
  3. 【請求項3】 前記第2の補正パルスは前記消去パルス
    と同一電圧レベルを有することを特徴とする請求項
    記載の液晶画像表示装置。
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