JP3475708B2 - 液晶素子の駆動方法及び液晶装置及び電子機器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は液晶素子の駆動法と
この駆動法を用いた液晶装置とこれを用いた電子機器に
関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、液晶装置は特に表示装置として、
低消費電力で軽量なディスプレイデバイスとして、テレ
ビ、電子手帳、パーソナルコンピュータ、携帯電話等の
電子機器に広く利用されている。そして、近年、ＭＩＭ
素子、バック・ツウー・バック・ダイオード素子、ダイオ
ード・リング素子、バリスタ素子等の非線形抵抗素子を
用いたいわゆる２端子型アクティブ・マトリクス液晶装
置において、第１の選択電圧を走査電極に与える第１の
モードと、プリチャージ電圧を与えた後に第２の選択電
圧を走査電極に与える第２のモードとを混在させて液晶
素子を駆動する新方式の駆動法(以下、充放電駆動法と
呼ぶ。)が脚光を浴びつつある。この充放電駆動法につい
ては、例えば特開平2-125225号等に開示されている。更
に、同、特開平2-125225号の実施例中、第１の選択電圧
と逆極性の第３の選択電圧を走査電極に与える第３のモ
ードと、プリチャージ電圧を与えた後に第２の選択電圧
と逆極性の第４の選択電圧を走査電極に与える第４のモ
ードとを、先の第１、第２のモードに加えて混在させて
駆動する方法が開示されている。(以下、第１、第２のモ
ードだけを混在させて駆動する方法を片極性充放電駆動
法、これに第３、第４のモードを付け加えて、混在させ
て駆動する方法を両極性充放電駆動法と呼ぶ。)また、こ
の充放電駆動法より以前にある、２値の選択電圧と２値
の非選択電圧を用いる４値駆動法と呼ばれる駆動法も知
られている。

【０００３】ここで、図２、６〜９を用いて、２値の非
選択電圧を用いた４値駆動法及び充放電駆動法について
簡単に説明しておく。

【０００４】図２は、２端子型アクティブ・マトリクス
液晶素子の一構成例を示す模式図、図６は、図２の液晶
素子の１画素当たりの電気等価回路を示す図、図７は４
値駆動法の駆動波形を示す図、図８は片極性充放電駆動
の駆動波形を示す図、図９は両極性充放電駆動の駆動波
形を示す図である。

【０００５】図２で、１０は２端子型アクティブ液晶素
子で、１、２は液晶層(図示せず。)を挟む一対の基板
で、必要に応じて両面に偏向板(図示せず。)が取り付け
られている。Ｙ１〜Ｙ５は基板１上に設けられた複数の
走査電極、Ｘ１〜Ｘ５は基板２上に設けられた信号電極
である。

【０００６】Ｓは非線形抵抗素子で、図では１箇所のみ
代表して記号を付してあるが、基板１上に、走査電極Ｙ
１〜Ｙ５と信号電極Ｘ１〜Ｘ５の交差部分毎に設けられ
ている。非線形抵抗素子Ｓとして、本実施例では金属間
に薄い絶縁膜を形成したＭＩＭ素子を用いているが、双
方向性ダイオード特性を持ついかなる素子でも構わな
い。Ｐは画素電極で、図では１箇所のみ代表して記号を
付してあるが、非線形抵抗素子Ｓに各々接続して設けら
れている。本実施例では、非線形抵抗素子Ｓと画素電極
Ｐを基板１上に設けているが、基板２上に設けても良
い。

【０００７】非線形抵抗素子Ｓとそれに接続されている
画素電極Ｐ及び、この画素電極Ｐと信号電極の対向して
いる部分とで、１つの画素を形成し、図では代表して査
電極Ｙ１と信号電極Ｘ１、２のそれぞれの交差部に構成
されている画素を画素１、２の記号を付してある。そし
て、信号電極Ｘ１〜Ｘ５の各々とそれとそれぞれ対向し
ている画素電極Ｐを電極とし、液晶層を誘電体とする画
素容量が形成されている。

【０００８】更にここでは、画素容量に印加する電圧
(以下、画素電圧と呼ぶ。)が高くなる程透過率が小さく
なるように、即ち、ノーマリ・ホワイト状態になるよう
に偏向板が取り付けられているものとする。

【０００９】なお、本実施例では走査電極Ｙ１〜Ｙ５と
信号電極Ｘ１〜Ｘ５ともに５本と少ないが、これは図及
び説明を簡略化する為で、実際の液晶パネルでは通常そ
れぞれ数百本以上の数で構成されている。

【００１０】図６は図２の１画素の電気等価回路を示す
図で、Ｒsは図２の非線形抵抗素子Ｓの抵抗分、Ｃpは図
２の画素の作る画素容量である。非線形抵抗素子は、一
般に両端に印加する電圧がある閾電圧(この電圧をＶth
とする。)以下では高抵抗となり、この閾電圧以上では低
抵抗となる性質がある。

【００１１】よって、閾電圧より高い電圧Ｖinを走査電
極Ｙ１〜Ｙ５と信号電極Ｘ１〜Ｘ５間に印加すると、低
抵抗状態の非線形抵抗素子を介して、画素容量は充電さ
れ電圧が増大していくが、Ｖin−Ｖthの電圧に達すると
非線形抵抗素子に印加する電圧はＶthとなり、非線形抵
抗素子は高抵抗となり、充電を停止する。

【００１２】従って、画素電圧はＶin−Ｖthとなる。な
お、この閾電圧は非線形抵抗素子の大きさや種類等によ
って異なるが、例えばＭＩＭ素子の場合には十数Ｖ前後
である。

【００１３】図７は４値駆動法の駆動波形を示す図で、
図２の液晶素子１０の走査電極Ｙ１〜５を代表して走査
電極Ｙ１に印加する電圧波形を実線で示してある。図
中、ｔ１〜５、及びＴ１〜５は、各々走査電極Ｙ１〜５
が選択される期間を示し、そして、総ての走査電極が順
次選択され、一巡する期間をフレーム期間と呼び、図で
は、連続する２フレーム期間中を１フレーム、２フレー
ムとしてある。そして、画素１の画素容量に印加する電
圧波形をハッチングで示してある。なお、説明を簡単に
する為に総ての信号電極Ｘ１〜５に印加する信号電圧波
形は一定の０Ｖとしてある。

【００１４】走査電極に印加する電圧波形は、図７に示
すように、信号電極に印加する電圧(0Ｖ)に対して絶対
値の等しく極性の異なった選択電圧(これを±Ｖs1とす
る。)及び絶対値の等しく極性の異なった非選択電圧(こ
れを±Ｖnsとする。)から構成されている。ここで、選択
電圧の絶対値は非線形抵抗素子の閾電圧Ｖthより大き
く、非選択で電圧の絶対値は非線形抵抗素子の閾電圧Ｖ
thより小さく設定されている。

【００１５】ここで、１フレーム目では奇数番号の走査
電極Ｙ１、３、５が選択される場合に＋Ｖs1の電圧が印
加し、偶数番号Ｙ２、４が選択される場合に−Ｖs1が印
加し、２フレーム目では逆になる。そして、選択期間に
＋Ｖs1が印加した走査電極には、その後＋Ｖnsの非選択
電圧が次の選択期間まで印加し続け、選択期間に−Ｖs1
が印加した走査電極には、その後−Ｖnsの非選択電圧が
次の選択期間まで印加し続ける。

【００１６】このような駆動によって、各選択期間で選
択電圧(±Ｖs1)を印加することにより画素１の画素電圧
は、±(Ｖs1−Ｖth)となり、選択終了後はその電圧が保
持される。従って、画素１の実効電圧はＶs1−Ｖthとな
り、画素１の透過率は、この実効電圧に対応した透過率
となる。

【００１７】ところで、非線形抵抗素子の製造ばらつき
等によって、その閾電圧にもばらつきが生じる。よっ
て、例えば、画素２の非線形抵抗素子の閾電圧が画素１
のそれよりΔＶだけ高くなっている場合に、画素２の実
効電圧はＶs1−(Ｖth＋ΔＶ)となり、画素１より低くな
ってその分透過率が大きくなる。

【００１８】言い換えれば、液晶素子の各画素の非線形
抵抗素子の閾電圧にばらつきが生じることによって、表
示ムラが発生することになる。

【００１９】図８は片極性充放電駆動法の駆動波形を示
す図で、図中の記号は図７と同じなので説明を省略す
る。

【００２０】走査電極に印加する電圧波形は、異なった
電圧の選択電圧(これをＶs1とＶs2とする。)とこれと逆
極性のプリチャージ電圧(−Ｖpre)及び２値の非選択電
圧(これを±Ｖsig/２とする。)から構成されている。こ
こで、選択電圧とプリチャージで電圧の絶対値は非線形
抵抗素子の閾電圧Ｖthより大きく、非選択電圧の絶対値
は非線形抵抗素子の閾電圧Ｖthより小さく設定されてい
る。

【００２１】ここで、走査電極Ｙ１〜Ｙ５は順次選択さ
れ、各選択期間では、第１の選択電圧(Ｖs1)が印加する
第１のモードと第１のプリチャージ電圧(−Ｖpre)を印
加した後に第２の選択電圧(Ｖs2)を印加する第２のモー
ドとしてのいずれかのモードで交互に電圧が与えられ、
そして選択が終了した後は＋Ｖsig/２か−Ｖsig/２の非
選択電圧が印加する。

【００２２】従って、画素１の画素電圧は、まず第１の
モードは４値駆動法と同じで、第１の選択電圧(Ｖs1)を
印加することによって画素容量を充電し、画素電圧をＶ
s1−Ｖthとする。

【００２３】一方、第２のモードでは、まずプリチャー
ジ電圧(−Ｖpre)を印加することによって、画素電圧を
−(Ｖpre−Ｖth)とする。ここで、プリチャージ電圧の
絶対値は充分に大きく設定されており、−(Ｖpre−Ｖt
h)の絶対値も充分大きな値となる。

【００２４】プリチャージ電圧を印加することによっ
て、画素容量を過充電する。そしてその後、第２選択電
圧Ｖs2が印加して、画素電圧がＶth−Ｖs2になるように
放電する。

【００２５】ここで、電圧Ｖs2をＶs2＝２・Ｖth−Ｖs1
と設定することにより、Ｖth−Ｖs2の絶対値とＶs1−Ｖ
thの絶対値を等しくなり、この時の実効電圧もＶs1−Ｖ
thとなる。即ち、実効電圧は４値駆動法と同じになる。
即ち、第２のモードは、プリチャージ電圧を印加するこ
とにより画素容量を過大に充電した後、第２選択電圧Ｖ
s2を印加することにより画素電圧が適正値になるまで、
画素容量から電荷を放電するモードである。

【００２６】ところで、画素２の非線形抵抗素子の閾電
圧が製造ばらつき等で画素１のそれよりΔＶだけ高くな
っている場合に、画素２の画素電圧は第１のモードでは
Ｖs1−(Ｖth＋ΔＶ)となり、画素１より低くなるが、第
２のモードでは(Ｖth＋ΔＶ)−Ｖs2となり、画素１より
高くなる。よって、実効電圧として見ると、画素１の実
効電圧とほぼ同じになり、液晶素子の各画素の非線形抵
抗素子の閾電圧にばらつきが生じていても、表示ムラは
殆ど発生しない。但し、２ΔＶの直流成分が画素容量に
印加することになる。

【００２７】図９は両極性充放電駆動法の駆動波形を示
す図で、図２の液晶素子１０の走査電極Ｙ１に印加する
電圧波形を実線で示してある。

【００２８】両極性充放電駆動法は、図に示す１フレー
ムと２フレームが複数回くり返された後、ａフレームと
ｂフレームが複数回くり返される。

【００２９】ここで、１フレームと２フレームのくり返
しは、上述の片極性充放電駆動であり、ａフレームとｂ
フレームはのくり返しは、この片極性充放電駆動を構成
する各電圧の極性を反転した電圧を用いて、同様に駆動
するものである。即ち、電圧−Ｖs1を第３の選択電圧と
して用いる第２のモードと電圧Ｖpreを第２のプリチャ
ージ電圧とし、電圧−Ｖs2を第４の選択電圧とし、第２
のプリチャージ電圧を印加した後に第４の選択電圧を印
加する第４のモードのいずれかのモードで交互に各走査
電極を選択する駆動方法である。

【００３０】従って、片極性充放電駆動と同様に表示む
らが殆ど発生せず、また極性を反転させているので、画
素容量に直流成分が印加することも無くなる。

【００３１】以上述べたように充放電駆動法は、この４
値駆動法に比べて表示むらを解消できる点で優位点を有
している。

【００３２】

【発明が解決しようとする課題】ここで、今迄は、説明
を簡単にする為に信号電圧波形は一定の０Ｖとしたが、
充放電駆動法で表示等を行うには、次のように信号電圧
波形を与える必要がある。

【００３３】即ち、ある選択されている走査電極とある
信号電極が交差した部分の画素をオン状態、即ち濃くす
るには、この走査電極に第１のモードの第１の選択電圧
が与えられている時には、この信号電極に電圧−Ｖsig/
2を与え、一方、第２のモードの第２の選択電圧が与え
られている時には電圧Ｖsig/2を与える。

【００３４】逆に、画素をオフ状態、即ち薄くするに
は、この走査電極に第１のモードの第１の選択電圧が与
えられている時には、この信号電極に電圧Ｖsig/2を与
え、一方、第２のモードの第２の選択電圧が与えられて
いる時には電圧−Ｖsig/2を与える。

【００３５】無論、中間調表示をするにはこの電圧±Ｖ
sig/2間の中間の電圧を与えれば良い。

【００３６】しかしながら、実際にはこの充放電駆動を
行うと画面がちらついて見えてしまっていた。ここで
は、片極充放電駆動を例にしたが、両極充放電駆動でも
同様であった。

【００３７】そこで本発明者等が鋭意研究調査した所、
この原因は非線形抵抗素子に寄生する容量があることと
画素容量がオン状態とオフ状態とで異なることに起因
し、これにより発生する誤差電圧の画素電圧へ寄与の仕
方が第１のモードと第２のモードとで異なり、これによ
り両モードでの表示のコントラストが異なってしまうこ
とがちらつきの原因であることを解明した。

【００３８】これについて説明をする。

【００３９】まず、第１のモードの第１の選択電圧(Ｖs
1)を印加すると、オン状態の画素電圧は次のようにな
る。

【００４０】

【数１】

【００４１】又、オフ状態の画素電圧は次のようにな
る。

【００４２】

【数２】

【００４３】そして、第１の選択電圧(Ｖs1)が印加し終
わると、非線形抵抗素子の寄生容量と画素容量との容量
結合によって、オン状態の画素電圧は次のように変化す
る。

【００４４】

【数３】

【００４５】又、オフ状態の画素電圧は次のよう変化す
る。

【００４６】

【数４】

【００４７】但し、Ｃnlrは非線形抵抗素子の寄生容
量、ＣLonはオン状態の画素容量、ＣLoffはオフ状態の
画素容量である。

【００４８】よって、オン状態の画素電圧とオフ状態の
画素電圧の差は、

【００４９】

【数５】

【００５０】となる。

【００５１】一方、第２のモードの第２の選択電圧(Ｖs
2)を印加し、その終了後のオン状態の画素電圧は次のよ
うになる。

【００５２】

【数６】

【００５３】又、オフ状態の画素電圧は次のようにな
る。

【００５４】

【数７】

【００５５】従って、オン状態の画素電圧とオフ状態の
画素電圧の差は、

【００５６】

【数８】

【００５７】となる。

【００５８】よって、第１のモードでは、

【００５９】

【数９】

【００６０】だけ電圧差が増加し、その分表示のコント
ラストが大きくなり、第２のモードでは、

【００６１】

【数１０】

【００６２】だけ電圧差が減少し、その分表示のコント
ラストが小さくなる。

【００６３】そしてその違いは、

【００６４】

【数１１】

【００６５】となる。

【００６６】この分だけ第２モードでのコントラストは
第１モードでのコントラストに比べて低下し、表示にち
らつきを生じさせてしまう。

【００６７】本発明は、上のような課題に鑑みてなされ
たものであり、その目的とするところは、ちらつきのな
い充放電駆動法を提供し、この駆動法による駆動をする
ことによって、液晶装置及びこれを含む電子機器の品質
を高めて提供することにある。

【００６８】

【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ために、本発明に係る液晶素子の駆動方法は、液晶層を
狭持する一対の基板の一方の基板に複数の走査電極が形
成され、他方の基板に複数の信号電極が前記走査電極の
電極と交差するように形成され、前記走査電極と前記信
号電極の交差部分毎に非線形抵抗素子及び画素電極が形
成され、該画素電極と該画素電極と対向する前記走査電
極もしくは前記信号電極とで画素が形成された液晶素子
を、パルス幅もしくは電圧変調された信号電圧波形を前
記複数の各信号電極に与え、前記複数の各々の走査電極
を順次選択し、該選択された走査電極に第１のモードに
おいては、第１の選択電圧Ｖｓ１を前記複数の各走査電
極に与え、第２のモードにおいては、前記信号電圧波形
の中心電圧を基準として該第１の選択電圧Ｖｓ１と逆極
性の第１のプリチャージ電圧を与えた後に、前記信号電
圧波形の中心電圧を基準として該プリチャージ電圧と逆
極性の第２選択電圧Ｖｓ２を前記複数の各走査電極に与
える液晶素子の駆動方法において、前記第２のモードに
おける前記電圧変調された信号電圧±ＶｓｉｇＤ／２の
最大振幅を前記第１のモードにおける前記信号電圧±Ｖ
ｓｉｇＣ／２の最大振幅より大きくすることを特徴とす
る。

【００６９】本発明に係る他の液晶素子の駆動方法は、
液晶層を狭持する一対の基板の一方の基板に複数の走査
電極が形成され、他方の基板に複数の信号電極が前記走
査電極の電極と交差するように形成され、前記走査電極
と前記信号電極の交差部分毎に非線形抵抗素子及び画素
電極が形成され、該画素電極と該画素電極と対向する前
記走査電極もしくは前記信号電極とで画素が形成された
液晶素子を、パルス幅もしくは電圧変調された信号電圧
波形を前記複数の各信号電極に与え、前記複数の各々の
走査電極を順次選択し該選択された走査電極に第１のモ
ードにおいては、第１の選択電圧Ｖｓ１を前記複数の各
走査電極に与え、第２のモードにおいては、前記信号電
圧波形の中心電圧を基準として該第１の選択電圧Ｖｓ１
と逆極性の第１のプリチャージ電圧を与えた後に、前記
信号電圧波形の中心電圧を基準として該プリチャージ電
圧と逆極性の第２選択電圧Ｖｓ２を前記複数の各走査電
極に与え、第３のモードにおいては、前記信号電圧波形
の中心電圧を基準として前記第１の選択電圧と逆極性の
第３の選択電圧Ｖｓ１を前記複数の各走査電極に与え、
第４のモードにおいては、前記信号電圧波形の中心電圧
を基準として該第３の選択電圧と逆極性の第２のプリチ
ャージ電圧を与えた後に、前記信号電圧波形の中心電圧
を基準として該第２のプリチャージ電圧と逆極性の第４
選択電圧Ｖｓ２を前記複数の各走査電極に与える液晶素
子の駆動方法において、前記第２のモードと前記第４の
モードにおける前記電圧変調された信号電圧±Ｖｓｉｇ
Ｄ／２の最大振幅を前記第１のモードと前記第３のモー
ドにおける前記信号電圧の最大振幅±ＶｓｉｇＣ／２よ
り大きくすることを特徴とする。

【００７０】前記最大振幅ＶｓｉｇＤ及び前記最大振幅
ＶｓｉｇＣ間の関係が、以下の式により規定されること
が望ましい。 但し、Ｃｎｌｒは、前記非線形抵抗素子の寄生容量を示
し、Ｃｌｏｎは、前記画素のオン状態での画素容量を示
し、ＣＬｏｆｆは、前記画素のオフ状態での画素容量を
示す。

【００７１】本発明に係る液晶装置は、前記液晶素子の
駆動方法を実施する駆動回路を備えることを特徴とす
る。本発明に係る電子機器は、前記液晶装置と、該液晶
装置に表示する表示情報を創出する表示情報創出手段と
を備えることを特徴とする。

【００７２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。

【００７３】〔実施例１〕本実施例は請求項１記載の発
明にかかるものである。図１は本実施例の駆動法を説明
する駆動電圧波形を示す図で、図２は、図１に示した駆
動波形で駆動される液晶素子の構成を示す模式図であ
る。

【００７４】まず、図２の説明を行う。

【００７５】図２で、１０は２端子型アクティブ液晶素
子で、１、２は液晶層(図示せず。)を挟む一対の基板
で、Ｙ１〜Ｙ５は基板１上に設けられた複数の走査電
極、Ｘ１〜Ｘ５は基板２上に設けられた信号電極であ
る。

【００７６】Ｓは非線形抵抗素子で、図では１箇所のみ
代表して記号を付してあるが、基板１上に、走査電極Ｙ
１〜Ｙ５と信号電極Ｘ１〜Ｘ５の交差部分毎に設けられ
ている。非線形抵抗素子Ｓとして、本実施例では金属間
に薄い絶縁膜を形成したＭＩＭ素子を用いているが、双
方向性ダイオード特性を持ついかなる素子でも構わな
い。Ｐは画素電極で、図では１箇所のみ代表して記号を
付してあるが、非線形抵抗素子Ｓに各々接続して設けら
れている。本実施例では、非線形抵抗素子Ｓと画素電極
Ｐを基板１上に設けているが、基板２上に設けても良
い。

【００７７】非線形抵抗素子Ｓとそれに接続されている
画素電極Ｐ及び、この画素電極Ｐと信号電極の対向して
いる部分とで、１つの画素を形成し、図では代表して査
電極Ｙ１と信号電極Ｘ１、２のそれぞれの交差部に構成
されている画素を画素１、２の記号を付してある。そし
て、信号電極Ｘ１〜Ｘ５の各々とそれとそれぞれ対向し
ている画素電極Ｐを電極とし、液晶層を誘電体とする画
素容量が形成されている。

【００７８】更にここでは、画素容量に印加する電圧
(以下、画素電圧と呼ぶ。)が高くなる程透過率が小さく
なるように、即ち、ノーマリ・ホワイト状態になるよう
に偏向板(図示せず。)が基板１、２に取り付けられてい
るものとする。

【００７９】なお、本実施例では走査電極Ｙ１〜Ｙ５と
信号電極Ｘ１〜Ｘ５ともに５本と少ないが、これは図及
び説明を簡略化する為で、実際の液晶パネルでは通常そ
れぞれ数百本以上の数で構成されている。

【００８０】次に、図１の説明を行うが、片極充放電駆
動方法で駆動する場合である。

【００８１】図１の(ａ)〜(e)は、それぞれ、図２の液
晶素子１０の走査電極Ｙ１〜Ｙ５に印加する走査電圧波
形を示し、同図（ｆ)は、信号電極Ｘ１に印加する信号
電圧波形を示し、横軸は時間で縦軸が電圧で、ｔ１〜ｔ
５、Ｔ１〜Ｔ５は、走査電極Ｙ１〜Ｙ５が各々選択され
る期間(この各選択期間を１Ｈ期間とする。)を示し、走
査電極Ｙ１〜Ｙ５が総て選択されるまでの期間をフレー
ム期間と呼び、図で、連続する２フレーム期間を１フレ
ーム、２フレームと示す。

【００８２】まず、走査電圧波形について説明する。図
で、１フレーム目では、走査電極Ｙ１が選択される期間
ｔ１に第１の選択電圧Ｖs1が印加する。即ち、第１のモ
ードで選択される。そして、２フレーム目では、走査電
極Ｙ１が選択される期間Ｔ１で、第２の選択電圧Ｖs2が
印加するが、その１Ｈ期間前にプリチャージ電圧−Ｖpr
eが印加する。即ち、第２のモードで選択される。選択
期間以外は、２値の非選択電圧、(これを±Ｖnsとする。)
のいずれかが印加する。同様に、走査電極Ｙ２〜Ｙ５も
同様に期間ｔｎ(ｎ＝2、3、4、5)にそれぞれ、第１のモー
ドか第２のモードで選択する。ここで、奇数番号の走査
電極は１フレーム目では第１のモード、偶数番号の走査
電極は第２のモードで選択し、２フレーム目では逆のモ
ードで選択する。

【００８３】次に、信号電圧波形を説明する。信号電圧
波形は、走査電圧波形に同期して、表示する内容の応じ
て変化するが、そのとりうる電圧振幅は、選択期間毎の
異なる。即ち、第１の選択電圧が印加する場合の電圧振
幅を±ＶsigC/2とし、第２の選択電圧が印加する場合の
電圧振幅を±ＶsigD/2とする時、|ＶsigC|＜|ＶsigD|と
なるように設定する。即ち、第２のモードの最大振幅を
第１のモードのそれよりも大きく設定する。

【００８４】すると、具体的には、ＶsigDを

【００８５】

【数１２】

【００８６】とし、この関係式を(１)式とする。即ち、
第１のモードでの振幅ＶsigCに、右辺第２項の分だけ大
きな振幅とする。

【００８７】ここでまず、第１のモードで選択し、この
時に信号電圧波形の電圧として電圧−ＶsigC/2を印加す
ると、選択が終了した後の画素電圧の絶対値は、

【００８８】

【数１３】

【００８９】となり、また電圧ＶsigC/2を印加すると選
択が終了した後の画素電圧の絶対値は、

【００９０】

【数１４】

【００９１】となる。

【００９２】よって、オン状態の画素電圧とオフ状態の
画素電圧の差は、

【００９３】

【数１５】

【００９４】となる。

【００９５】同様に、第２のモードで選択し、この時に
信号電圧波形の電圧として電圧−ＶsigD/2を印加する
と、選択が終了した後の画素電圧の絶対値は、

【００９６】

【数１６】

【００９７】となり、また電圧ＶsigD/2を印加すると選
択が終了した後の画素電圧の絶対値は、

【００９８】

【数１７】

【００９９】となる。

【０１００】よって、オン状態の画素電圧とオフ状態の
画素電圧の差は、

【０１０１】

【数１８】

【０１０２】となるが、電圧ＶsigDを(１)式の関係式で
設定してあるので、

【０１０３】

【数１９】

【０１０４】となり、オン状態の画素電圧とオフ状態の
画素電圧の差は、第１のモードと第２のモードで同じに
なり、コントラストが同じになる。

【０１０５】ここで、容量の小さなオフ状態の画素容量
に比べて、容量の大きなオン状態の画素容量を充電ある
いは放電する場合により多くの電流を流す必要がある。
ところが、非線形抵抗素子に印加する電圧が閾電圧より
高くなって、オン状態となっている場合でも、非線形抵
抗素子の抵抗は完全には０とはならず、ある抵抗値(以
後、これをオン抵抗と呼ぶ。)を持つから有限の電流値で
画素容量を充電あるいは放電することになる。従って、
オン状態の画素容量の方が充電あるいは放電しにくい為
に、選択期間終了間際に非線形抵抗素子に印加する電圧
(これは非線形抵抗素子の閾電圧にほぼ等しい)はオン状
態の画素の方が高くなり、オン状態の画素についての見
掛け上の閾電圧が高くなる。

【０１０６】この影響で、オン状態の画素とオフ状態の
画素の電圧差は、第１のモードについては先に示した関
係よりも実際には小さくなり、第２のモードについては
大きくなる。よって、第２のモードでの振幅ＶsigDは、
振幅ＶsigCに加える電圧は先に示した(１)式の関係式の
右辺第２項よりも小さくする必要がある。

【０１０７】(１)式の関係式は、オン抵抗が０に近い場
合に成り立つ近似式であり、非線形抵抗素子のオン抵抗
が大きくなるに従って、振幅ＶsigCに加える電圧は０に
近づく。

【０１０８】よって、実際に与える振幅ＶsigDは以下の
範囲に設定すれば良い。

【０１０９】

【数２０】

【０１１０】ここで具体的な例を示す。まず、非線形抵
抗素子としてＭＩＭ素子を用い、画素容量と寄生容量の
関係がＣLoff/Ｃnlr＝４.５、ＣLon/Ｃnlr＝９.０とな
っている液晶素子を第１の選択電圧Ｖs1＝２１.５Ｖ、
第２の選択電圧Ｖs2＝１６Ｖで駆動する場合に、ＶsigC
＝３.３Ｖとした時に、上式は、３.３Ｖ＜ＶsigD＜４.
１Ｖとなり、ここでＶsigD＝４Ｖと設定して駆動を行な
った所、ちらつきが見えなくなった。

【０１１１】ここで、オン抵抗は印加電圧によって大き
く変化しその変化の仕方も非線形抵抗素子の構造や材料
によって大きく異なるので、振幅ＶsigCにどの程度電圧
を付け加えれば良いかを一般式で表すことは出来ない
が、例えば（1)式の関係式で与えられる振幅を目安に振
幅ＶsigDを変化させて、ちらつきの無い表示になるよう
に実験を行なって設定すれば良い。

【０１１２】以上のような、駆動を行うことにより充放
電駆動による均一な画面が得られるとともにちらつきの
ない表示が可能となる。

【０１１３】なお、ここでは片極充放電駆動を例にとっ
て説明したが、両極充放電駆動は極性を反転した２組の
片極充放電駆動の組み合わせであり、第３のモードでは
信号電圧波形の振幅をＶsigCとし、第４のモードでは信
号電圧波形の振幅をＶsigDとすれば、本実施例と同様に
ちらつきのない表示が得られる。

【０１１４】〔実施例２〕本実施例は請求項２記載の発
明にかかるものである。図３は本実施例の液晶装置の一
構成例示す図で、この液晶装置は実施例１で説明した駆
動法を具現化したものである。図で、１０は図２に示し
た液晶素子、１１は走査電極Ｙ１〜Ｙ５に印加する電圧
波形を供給する回路(以下、Ｙドライバと呼ぶ。)、１２
は信号電極Ｘ１〜Ｘ５に印加する電圧波形を供給する回
路(以下、Ｘドライバと呼ぶ。)、１３はＹドライバ１１
とＸドライバ１２を駆動するのに必要な電圧を供給する
電源回路、１４は電圧分割回路、１５はＹドライバ１１
とＸドライバ１２を駆動するのに必要な制御信号及び電
源回路１３を制御する制御信号Ｓselを含む制御信号群
である。

【０１１５】電源回路１３は、Ｙドライバ１１に電圧Ｖ
s1、Ｖs2、−Ｖpre、±Ｖnsを含む複数の電圧を供給し、Ｘ
ドライバ１２に電圧±Ｖsig/2を含む複数の電圧を供給
する。 ここで、図４は電源回路１３の一構成例を示す
図である。図で、１０１〜１０７は電圧源で、定電圧な
のでこれらのより具体的な構成は省略するが、電圧源１
０１〜１０５はそれぞれＹドライバ１１が出力する電圧
Ｖs1、Ｖs2、−Ｖpre、±Ｖnsを出力し、電圧源１０６と１
０９はそれぞれ電圧ＶsigD/2、−ＶsigD/2を出力する
が、ここでは、ＶsigD＝４Ｖとしてある。また電圧源１
０７と１０８はそれぞれ電圧ＶsigC/2、−ＶsigC/2を出
力するが、ここでは、ＶsigC＝３.３Ｖとしてある。

【０１１６】そして、１１０ａと１１０ｂは、連動する
スイッチ回路で、制御信号群１５の中の制御信号Sselは
０か１の状態をとるが、制御信号Sselが０の状態で、ス
イッチ回路１１０ａが電圧ＶsigD/2を選択して出力し、
スイッチ回路１１０ｂが電圧−ＶsigD/2を選択して出力
し、１の状態で、スイッチ回路１１０ａが電圧ＶsigD/2
を選択して出力する時にスイッチ回路１１０ｂが電圧−
ＶsigD/2を選択して出力するようになっている。このス
イッチ回路１１０ａと１１０ｂは出力する電圧を±Ｖsi
g/2とする。

【０１１７】電源回路１３の構成は以上のようになって
いる。なお、Ｙドライバ１１やＸドライバ１２自体を駆
動する為の電源も実際には必要とするが、これらは容易
に具現化出来、また本発明に直接関係ないので省略して
ある。

【０１１８】電圧分割回路１４は、電源回路１３の出力
する電圧Ｖsig/2をｎ分割する。但しｎは２以上の整数
である。図５は電圧分割回路１４の一構成例を示す図で
ある。

【０１１９】図で、５０１は複数の直列接続してある抵
抗で、電圧Ｖsig/2と電圧−Ｖsig/2間の電圧を分割した
電圧を出力するが、この分割した電圧全体をＶsigとし
て出力する。

【０１２０】図３のＹドライバ１１は、電源回路１３の
出力する電圧Ｖs1、Ｖs2、−Ｖpre、±Ｖnsと、制御信号群
１５の信号を用いて、図１(ａ)〜(ｅ)に示した走査電圧
波形を、液晶素子１０の各走査電極Ｙ１〜Ｙ５に供給す
る。Ｙドライバ１１についても具体的な構成について
も、容易に具現化出来、また本発明に直接関係ないので
省略する。

【０１２１】図３のＸドライバ１２は、制御信号群１５
によって制御され、信号電圧分割回路１４の出力する電
圧Ｖsigの内の１つを各々の信号電極Ｘ１〜Ｘ５に、走
査電圧波形に同期して出力する。即ち、Ｘドライバ１２
は電圧Ｖsig/2と電圧−Ｖsig/2間の電圧を出力すること
になる。Ｘドライバ１２についての具体的な構成につい
ては、容易に具現化出来、また本発明に直接関係ないの
で省略する。

【０１２２】制御信号群１５は、１フレーム目では奇数
番号の走査電極を第１のモードで選択し、偶数番号の走
査電極を第２のモードで選択し、２フレーム目では逆に
なるようにＹドライバ１１及びＸドライバ１２に必要な
制御信号を供給する。そして、この時、制御信号Ｓsel
は、第１のモードで選択している期間では１の状態とな
り、第２のモードの第２の選択電圧が印加している期間
では０の状態となる。

【０１２３】以上の構成となっているので、第１のモー
ドで選択している期間では、信号電圧分割回路１４は電
圧ＶsigC/2と電圧−ＶsigC/2間の電圧を出力するので、
Ｘドライバ１２はこの間の電圧のいずれかを信号電極Ｘ
１〜Ｘ５に供給する。そして、、第１２のモードの第２
の選択電圧が印加している期間では、信号電圧分割回路
１４は電圧ＶsigD/2と電圧−ＶsigD/2間の電圧を出力す
るので、Ｘドライバ１２はこの間の電圧のいずれかを信
号電極Ｘ１〜Ｘ５に供給する。

【０１２４】よって、実施例１で述べた駆動波形とな
り、ちらつきのない充放電駆動が具現化出来る。

【０１２５】なお、ここでは片極充放電駆動を例にとっ
て説明したが、両極充放電駆動は極性を反転した２組の
片極充放電駆動の組み合わせであり、これについても以
上の説明より容易に具現化できるので説明を省略する。

【０１２６】〔実施例３〕実施例２で述べた液晶装置は
充電駆動法による均一な表示をちらつきの無い状態で表
示が可能となり、極めて高品質な表示等が得られる。

【０１２７】よって、高品質でかつ小型・軽量でしかも
安価である電子機器の表示部材として適しており、その
例として、小型・軽量で細かい情報を誤認しないで読み
取る必要のある、カーナビゲーション、携帯情報機器、
液晶テレビ、グラフィック表示機能等を有する多機能電
卓、携帯電話、ラップトップ型を始めとした様々なパー
ソナルコンピュータ等があり、また表示むらが見えやす
いプロジェクタ等投影型表示機器のライトバルブ等に使
用することも可能である。

【０１２８】

【発明の効果】本発明によれば、いわゆる充放電駆動法
で発生するちらつきを防止出来る。

【０１２９】また、本発明によれば、ちらつきの無い均
一な表示をする液晶装置を提供することが出来る。

【０１３０】さらに、本発明によれば、高品質な表示部
を有する電子機器を提供することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の駆動方法の電圧波形を示す図。 (ａ)．信号電極Ｙ１に印加する電圧波形 (ｂ)．信号電極Ｙ２に印加する電圧波形 (ｃ)．信号電極Ｙ３に印加する電圧波形 (ｄ)．信号電極Ｙ４に印加する電圧波形 (ｅ)．信号電極Ｙ５に印加する電圧波形 (ｆ)．信号電極Ｘ１に印加する電圧波形

【図２】従来技術及び実施例１の駆動方法で駆動される
液晶素子の模式図。

【図３】実施例２の液晶装置の一構成例を示す図。

【図４】実施例２の電源回路の一構成例を示す図。

【図５】実施例２の電圧分割回路の一構成例を示す図。

【図６】図２の液晶素子の１画素当たりの電気等価回路
を示す図。

【図７】４値駆動法の駆動波形を示す図。

【図８】片極性充放電駆動の駆動波形を示す図。

【図９】両極性充放電駆動の駆動波形を示す図。

【符号の説明】

Ｖs1．第１の選択電圧 Ｖs2．第２の選択電圧 −Ｖpre．プリチャージ電圧 ±Ｖns．非選択電圧 ±ＶsigC/2．信号電圧(第１のモード） ±ＶｓｉｇＤ／２．信号電圧(第２のモードの第２の選
択電圧の印加時）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−73924（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−297302（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−62755（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−111493（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02F 1/133 550 G09G 3/36

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】液晶層を狭持する一対の基板の一方の基板
   に複数の走査電極が形成され、他方の基板に複数の信号
   電極が前記走査電極の電極と交差するように形成され、
   前記走査電極と前記信号電極の交差部分毎に非線形抵抗
   素子及び画素電極が形成され、該画素電極と該画素電極
   と対向する前記走査電極もしくは前記信号電極とで画素
   が形成された液晶素子を、パルス幅もしくは電圧変調さ
   れた信号電圧波形を前記複数の各信号電極に与え、前記
   複数の各々の走査電極を順次選択し、該選択された走査
   電極に第１のモードにおいては、第１の選択電圧Ｖｓ１
   を前記複数の各走査電極に与え、第２のモードにおいて
   は、前記信号電圧波形の中心電圧を基準として該第１の
   選択電圧Ｖｓ１と逆極性の第１のプリチャージ電圧を与
   えた後に、前記信号電圧波形の中心電圧を基準として該
   プリチャージ電圧と逆極性の第２選択電圧Ｖｓ２を前記
   複数の各走査電極に与える液晶素子の駆動方法におい
   て、 前記第２のモードにおける前記電圧変調された信号電圧
   の最大振幅を前記第１のモードにおける前記信号電圧の
   最大振幅より大きくすることを特徴とする液晶素子の駆
   動方法。
2. 【請求項２】液晶層を狭持する一対の基板の一方の基板
   に複数の走査電極が形成され、他方の基板に複数の信号
   電極が前記走査電極の電極と交差するように形成され、
   前記走査電極と前記信号電極の交差部分毎に非線形抵抗
   素子及び画素電極が形成され、該画素電極と該画素電極
   と対向する前記走査電極もしくは前記信号電極とで画素
   が形成された液晶素子を、パルス幅もしくは電圧変調さ
   れた信号電圧波形を前記複数の各信号電極に与え、前記
   複数の各々の走査電極を順次選択し該選択された走査電
   極に第１のモードにおいては、第１の選択電圧Ｖｓ１を
   前記複数の各走査電極に与え、第２のモードにおいて
   は、前記信号電圧波形の中心電圧を基準として該第１の
   選択電圧Ｖｓ１と逆極性の第１のプリチャージ電圧を与
   えた後に、前記信号電圧波形の中心電圧を基準として該
   プリチャージ電圧と逆極性の第２選択電圧Ｖｓ２を前記
   複数の各走査電極に与え、第３のモードにおいては、前
   記信号電圧波形の中心電圧を基準として前記第１の選択
   電圧と逆極性の第３の選択電圧Ｖｓ１を前記複数の各走
   査電極に与え、第４のモードにおいては、前記信号電圧
   波形の中心電圧を基準として該第３の選択電圧と逆極性
   の第２のプリチャージ電圧を与えた後に、前記信号電圧
   波形の中心電圧を基準として該第２のプリチャージ電圧
   と逆極性の第４選択電圧Ｖｓ２を前記複数の各走査電極
   に与える液晶素子の駆動方法において、 前記第２のモードと前記第４のモードにおける前記電圧
   変調された信号電圧の最大振幅を前記第１のモードと前
   記第３のモードにおける前記信号電圧の最大振幅より大
   きくすることを特徴とする液晶素子の駆動方法。
3. 【請求項３】 前記信号電圧の最大振幅の関係が、以下
   の式により規定されることを特徴とする請求項１又は２
   記載の液晶素子の駆動方法。 但し、ＶｓｉｇＣは、前記第１及び第３のモードでの前
   記信号電圧の最大振幅を表し、ＶｓｉｇＤは、前記第２
   及び第４のモードでの前記信号電圧の最大振幅を表し、
   Ｃｎｌｒは、前記非線形抵抗素子の寄生容量を表し、Ｃ
   ｌｏｎは、前記画素のオン状態での画素容量を表し、Ｃ
   Ｌｏｆｆは、前記画素のオフ状態での画素容量を表す。
4. 【請求項４】請求項１又は請求項２項記載の液晶素子の
   駆動方法を実施する駆動回路を備えることを特徴とする
   液晶装置。
5. 【請求項５】請求項４記載の液晶装置と、該液晶装置に
   表示する表示情報を創出する表示情報創出手段とを備え
   ることを特徴とする電子機器。