JP3302752B2 - 反強誘電性液晶パネルの駆動方法 - Google Patents

反強誘電性液晶パネルの駆動方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、反強誘電性液晶を液晶
層とする、マトリックス状の画素を有する液晶表示パネ
ルや液晶光シャッターアレイ等の反強誘電性液晶パネル
の駆動法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】反強誘電性液晶を用いた液晶パネルは、
日本電装(株)及び昭和シェル石油(株)らの特開平2
ー173724号公報で広視野角を有すること、高速応
答が可能なこと、マルチプレックス特性が良好なこと等
が報告されて以来、精力的に研究がなされている。
【0003】図5は反強誘電性液晶を液晶パネルとして
用いる場合の液晶セル構成図である。クロスニコルに合
わせた偏光板51A、51Bの間に、どちらかの偏光板
の偏光軸と無電界時に於ける分子の長軸方向が平行にな
るように液晶セル52が設置されている。このような液
晶セルに電圧を印加したとき、それに対する透過率変化
をグラフにプロットすると図1の(A)のようなヒステ
リシスループを描くことが出来る。(A)は印加電圧を
透過率が飽和するまで上げていき、その後減少させた場
合の透過率変化を示している。液晶分子にあるパルス波
を印加した場合に、このパルス幅と電圧値の積の値が閾
値以上の値をとる場合に第1の安定状態(強誘電状態)
が選択され、また印加電圧の極性の違いによって、第2
の安定状態(強誘電状態)が選択され、この第1の状態
及び第2の状態から、前記パルス幅と電圧値の積の値の
絶対値があるしきい値より低い場合には第3の安定状態
(反強誘電状態)が選択される。
【0004】また、図6はこの反強誘電性液晶を含むマ
トリックス形の液晶パネルの電極構成を示したものであ
る。走査電極Y1〜Y128に順次周期的に選択電圧を
印加し、信号電極X1〜X160には所定の情報信号を
走査電極信号と同期させて並列的に印加し、選択された
画素の液晶分子を表示情報に応じてスイッチングさせる
時分割駆動が採用されている。
【0005】この時分割駆動の方法としては、種々の方
法が提案されている。図7、図8は特開平2ー1737
24号に示されている駆動法で、1画面を書き込むため
に、2フレームの書き込みを行い、第1フレームと第2
フレームはそれぞれの波形の電圧値が互いに電圧値0V
に対して対称な関係になっており、これにより、2フレ
ームの書き込みによって交流化を図っている。図7はO
N状態を、図8はOFF状態をセットする時の電圧波形
と画素の透過率の変化を示している。走査電極に印加さ
れる信号は図7に示すように3位相からなり、第1位相
で必ず1度OFF状態(反強誘電状態)にリセットし、
第2位相では、第1位相での状態を保持し、第3位相で
ON状態(強誘電状態)にセットするかどうか選択す
る。図7の場合には第3位相目が強誘電状態にセットす
るためのしきい値電圧を越えるために、ON状態(強誘
電状態)にセットされ、図8の場合には前記しきい値電
圧を越えないためにOFF状態(反強誘電状態)を保持
する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来は
反強誘電性液晶は3つの安定な位置しか存在しないため
に、黒表示と白表示の2種類の表示しか行うことが出来
ず、階調表示を行うことが困難であった。そこで本発明
は、階調表示の可能な反強誘電性液晶ディスプレイを提
供し、またこの階調表示を良好に行うための駆動方法を
提供することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明では、1対の基板間に反強誘電性液晶を挟持
し、画素を有する反強誘電性液晶パネルに於いて、透過
率が飽和してしまう電圧の絶対値V1と、電圧の絶対値
を増加させた時に、透過率の変化が始まるb点の電圧値
と、印加電圧を下げていくときに上げていくときの透過
率変化とほぼ同じ透過率変化を示す下げはじめの電圧の
絶対値V2とのそれぞれを示し、b点の電圧値と絶対値
V2とが異なることを特徴とし、この絶対値V1と絶対
値V2との間に、選択期間に画素へ印加する電圧の絶対
値を設定することにより、階調制御することを可能とし
た。また、前記の駆動法を良好に行うために、選択期間
の電圧波形のパルス幅と波高値の積の値が変化する場合
にはこれに同期して、非選択期間に印加されるOFFセ
ット電圧の電圧値を変化させることを特徴としている。
【0008】本発明を図9を用いて詳細に説明する。図
9は図1の(A)と(B)を合成した図である。図1の
(B)は透過率が飽和する以前で、電圧を減少させた場
合のそれに対する透過率変化が、電圧が増加したときに
それに対する透過率変化と同じ透過率変化を示すことを
表している。図5の液晶セルに印加電圧を上げていく
と、透過率変化が飽和する電圧V1より低い電圧値V’
の場合にもこの下げ始めるときの透過率T’をある電圧
値までは保持することが出来る。この現象を利用するこ
とにより、実駆動に於いて選択期間内のパルス幅と印加
電圧の波高値の積の値を変化させれば、簡単に階調表示
を行うことが出来る。つまり、選択期間に画素へ印加す
る電圧の絶対値を、透過率が飽和してしまう電圧の絶対
値V1と、印加電圧を下げていくときに上げていくとき
の透過率変化とほぼ同じ透過率変化を示す下げはじめの
電圧の絶対値V2との間で任意に設定することにより、
液晶パネルの透過率はT1からT2まで連続に変化させ
ることが可能である。
【0009】また、多くの階調数を行う場合には単に選
択期間の印加電圧のパルス幅と波高値の積の値を変化さ
せるだけでは良好な表示を行うことが出来ない。この原
因は、反強誘電性液晶の駆動に於いてはOFFセット電
圧の絶対値は図9に於けるヒステリシスループで電圧を
減少させた時の透過率の変化が始まるa点と電圧を増加
させていくときに透過率の変化が始まるb点の間にとる
ことによって良好な表示が可能となるが、図2のような
ループを描かせるとこのa点の位置がa’の点の位置に
変化してくる。よって、スイッチングのためのパルス電
圧を変化させた場合にはOFF電圧を変化させる必要が
ある。そこで、選択期間の印加電圧のパルス幅と波高値
の積の値を変化させて階調表示を行う場合に、OFFセ
ット電圧の電圧値も同様に最適な値に変えることにより
良好な表示を行うことが可能となった。
【0010】
【作用】選択期間に画素へ印加される電圧を制御するこ
とで、階調表示を容易に行うことが出来る。また、この
際電圧制御を行うのみで、液晶パネルの構造を変更する
ことはなく、製造工程の変更や煩雑さを伴うことはな
い。
【0011】
【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づいて詳細に
説明する。図10は本実施例に用いた液晶パネルのセル
構成図である。本実施例で用いた液晶パネルは約2μの
厚さの反強誘電性液晶層106を持つ一対のガラス基板
103から構成されている。ガラス基板の対向面には電
104が形成されており、その上に高分子配向膜10
5が塗布され、ラビング処理がなされている。さらに1
方のガラス基板の外側に偏光板の偏光軸とラビング軸と
が平行になるように第1の偏光板101が設置されてお
り、他方のガラス基板の外側には第1の偏光板101の
偏光軸と90°異なるようにして第2の偏光板が設置さ
れている。
【0012】図2は本発明で階調表示を行い、白表示を
行ったときの駆動波形と、そのときの光の透過率変化を
示した図である。図2は白表示の階調1レベル、図3は
白表示の階調2レベル、図4は白表示の階調3レベルの
表示を行った場合である。本発明における駆動波形は1
選択期間が2パルスで構成される。また1走査が2フレ
ームから構成され、第1フレームと第2フレームは互い
に0Vに対して対称な電圧値を取っている。各パルス幅
は100us走査電極に印加される第1フレームの走査
期間の第1位相目は0V、第2位相目の電圧値は図2の
場合30V、図3の場合が28V、図4の場合が26
V,残りの非選択期間のOFFセット電圧は図2の場合
が10V、図3の場合が11V、図4の場合が12Vの
電圧波形が印加され、第2フレームの走査期間の第1位
相目は0V、第2位相目の電圧値はAの場合がー30
V、Bの場合がー28V、Cの場合がー26Vで残りの
非選択期間のOFFセット電圧はAの場合がー10V、
Bの場合がー11V、Cの場合がー12Vの電圧波形が
印加される。また信号電極側には、走査電極側と同期し
てON状態の時の第1位相は0V、第2位相は6Vの電
圧波形が印加される。またOFF状態の時の第1位相は
0V、第2位相はー6Vの電圧波形が印加させる。フレ
ーム周波数は約80msとして駆動を行った。この結
果、電圧値が30Vの場合は透過率45%(図2)、電
圧値が28Vの場合は透過率40%(図3)、電圧値2
6Vの場合は透過率36%(図3)となり、本発明の階
調表示方法によって良好な階調表示を行うことが出来
た。
【0013】
【発明の効果】以上の実施例で述べたように、本発明の
駆動方法を用いることにより、反強誘電性液晶ディスプ
レイに於いて良好な階調表示が行える。
【図面の簡単な説明】
【図1】反強誘電性液晶の印加電圧とそれに対する透過
率の変化を示した図である。
【図2】本発明の階調表示に用いた駆動方法における信
号波形を示した図と、そのときの光の透過率を示した図
である。
【図3】本発明の階調表示に用いた駆動方法における信
号波形を示した図と、そのときの光の透過率を示した図
である。
【図4】本発明の階調表示に用いた駆動方法における信
号波形を示した図と、そのときの光の透過率を示した図
である。
【図5】反強誘電性液晶ディスプレイの構成図である。
【図6】本発明の液晶セルのマトリックス電極構造を示
す図である。
【図7】従来の駆動方法を示す図である。
【図8】従来の駆動方法を示す図である。
【図9】反強誘電性液晶の印加電圧とそれに対する透過
率の変化を示した図である。
【図10】本発明の液晶セルの構成図である
【符号の説明】
51A、51B 偏光板 103 ガラス基板 105 高分子配向膜 X1〜X160 信号電極 Y1〜Y128 走査電極

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 1対の基板間に反強誘電性液晶を狭持し
    た反強誘電性液晶パネルに電圧を印加し、電圧の絶対値
    を増加させ、反強誘電性液晶パネルの透過率が飽和する
    電圧値V1と、電圧の絶対値を増加させた時に、透過率
    の変化が始まるb点の電圧値と、電圧の絶対値を増加さ
    せた時と減少させた時とのそれぞれの透過率変化が、ほ
    ぼ同一となる電圧値V2とを示し、前記b点の電圧値と
    前記電圧値V2とが異なる反強誘電性液晶パネルの駆動
    方法であって、前記反強誘電性液晶パネルへ電圧を印加する期間とし
    て、選択期間と非選択期間とを設定し、前記選択期間で
    前記電圧値V1と前記電圧値V2との間の電圧値を前記
    反強誘電性液晶パネルへ印加し、透過率を制御すること
    特徴とする反強誘電性液晶パネルの駆動方法。
  2. 【請求項2】 前記非選択期間には、OFFセット電圧
    を印加し、前記OFFセット電圧の電圧値が、前記選択
    期間に印加する印加電圧によって変化することを特徴と
    する請求項1に記載の反強誘電性液晶パネルの駆動方
    法。
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