JPH01177516A

JPH01177516A - 液晶装置

Info

Publication number: JPH01177516A
Application number: JP63001531A
Authority: JP
Inventors: Akira Tsuboyama; 明坪山
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1988-01-06
Filing date: 1988-01-06
Publication date: 1989-07-13
Anticipated expiration: 2012-09-24
Also published as: JP2656053B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の分野〕本発明は強誘電性液晶を用いた表示パネルやシャッタ・
アレイ・プリンターなどの液晶装置に関する。

〔従来技術〕

従来より、走査電極群と信号電極群をマトリクス状に構
成し、その電極間に液晶化合物を充填し多数の画素を形
成して、画像或いは情報の表示を行う液晶表示素子はよ
（知られている。この表示素子の駆動法としては、走査
電極群に順次周期的にアドレス信号を選択印加し、信号
電極群には所定の情報信号をアドレス信号と同期させて
並列的に選択印加する時分割駆動が採用されている。

これらの実用に供されたのは、殆どが、例えば、“アプ
ライド・フイジスク・レターズ（“ＡｐｐｌｉｅｄＰｈ
ｙｓｉｃｓ　Ｌｅｔｔｅｒｓ”）　１９７１年、１８　
（４）号１２７頁〜１２８頁に掲載のＭ、シャット（Ｍ
　、　Ｓ　ｃ　ｈ　ａ　ｄ　ｔ　）及びＷ、ヘルフリヒ
（Ｗ、Ｈｅ１ｆｒｉｃｈ）共著に“ボルテージ・デイペ
ンダント・オプティカル・アクティビティ−・オブ・ア
・ツィステッド・ネマチック・リキッド中クリスタル”
（Ｖｏｌｔａｇｅ　ＤｅｐｅｎｄｅｎｔＯｐｔｉｃａｌ
　　Ａｃｔｉｖｉｔｙ　　ｏｆ　　ａ　　Ｔｗｉｓｔｅ
ｄ　　ＮｅｍａｔｉｃＬｉｑｕｉｄ　　Ｃｒｙｓｔａｌ
”）に示されたＴＮ　（ＴｗｉｓｔｅｄＮ　ｅ　ｍ　ａ
　ｔ　ｉ　ｃ　）型液晶であった。

近年は、在来の液晶素子の改善型をして、双安ゝ）定性を有する液晶素子の使用がクラーク（ｃ、ａｒｋ）
およびラガーウオール（Ｌａｇｅｒｗａｌｌ）の両者に
より特開昭５６−１０７２１６号公報、米国特許第４３
６７９２４号明細書等で提案されている。双安定性液晶
としでは、一般に、カイラルスメクテイツクＣ相（Ｓ　
ｍ　Ｃ”　）又はＨ相（ＳｍＨ”）を有する強誘電性液
晶が用いられ、これらの状態において、印加された電界
に応答して第１の光学的安定状態と第２の光学的安定状
態とのいずれかをとり、かつ電界が印加されないときは
その状態を維持する性質、即ち、双安定性を有し、また
電界の変化に対する応答がすみやかで、高速かつ記憶型
の表示装置等の分野における広い利用が期待されている
。

この強誘電性液晶素子は、例えば米国特許第４５４８４
７６号公報、米国特許第４６５５５６１号公報、米国特
許第４６３８３１０号公報、米国特許第４７０５３４５
号公報やｒｓＩＤ８５ＤＩＧＥｓＴＪ　（１９８５年発
行）　Ｐ、１３１　ＮＰ。

１３４［アン・アプリケーション・オブ・カイラル・ス
メクチック−Ｃ・リキッド・クリスタルズ・トウ・ア・
マルチプレクツスト・ラージ・エリア・デイスプレィ（
Ａｎ　　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　　ｏｆ　　Ｃｈｉｒ
ａｌＳｍｅｃｔｉｃ−ＣＬｉｑｕｉｄ　Ｃｒｙｓｔａｌ
　ｔｏ　ａ　ＭｕｌｔｉｐｌｅｘｅｄＬａｒｇｅ−Ａｒ
ｅａ　　Ｄｉｓｐｌａｙ）　Ｊなどに開示されたマルチ
プレクシング駆動が適用される。特に、前述のｒｓＩＤ
８５ＤＩＧＥｓＴＪには、情報信号として、互いに逆位
相である２つの両極性電圧が用いられている。

本発明者は、かかる互いに逆位相である２つの両極性電
圧を情報信号として用いた時、下記に述べる問題点があ
った。

第９図（Ａ）は奇数番フレームの駆動波形で、（Ｂ）は
偶数番フレームの駆動波形である。第９図の（ａ）は走
査選択信号、（ｂ）は走査非選択信号、（Ｃ）及び（ｄ
）は互いに逆位相関係にある２つの両極性電圧を用いた
情報信号である。奇数番フレーム時、情報信号（Ｃ）は
保持信号として、情報信号（ｄ）は白（又は黒）書込み
信号として機能し、偶数番フレーム時、情報信号（Ｃ）
は黒（又は白）書込み信号として、情報信号（ｄ）は保
持信号として機能する。

第１Ｏ図（Ａ）は非選択時のある注目した画素（走査電
極と情報電極との交差部によって形成される）に「白（
又は黒）」−「保持」信号が印加された時の駆動波形を
表わし、第１０図（Ｂ）は「黒（又は白）」＝「保持」
信号が印加された時の駆動波形を表わしている。第１０
図（Ａ）及び（Ｂ）から明らかな様に、情報信号に用い
た両極性電圧のパルス幅をΔＴとした時、非選択時のあ
る注目した画素には２ΔＴのパルス成分が発生している
。

本発明者は第９図に示す走査選択信号を周期的に繰返し
走査電極に印加することによって、「黒」の背景中に「
白」抜きの表示を行った。この時の表示態様を第１１図
に示す。第１１図中、１１１は表示パネル、１１２は走
査電極側、１１３は情報電極側、１１４は黒背景部、１
１５ａは白抜き部、１１５ｂは淡黒背景部である。かか
る表示パネル１１１の表示状態から判る様に、白抜き部
を生じている情報電極に沿って、黒背景となるべき領域
が淡黒背景を生じていた。この様な表示状態は表示品位
を低下させるもので、好ましくないものである。

上述の原因を見い出すために、第１２図（Ａ）に示す走
査電極Ｓｎと信号電極Ｉとの交差部Ｐ、に第１２図（Ａ
）に示す駆動波形を印加した。この時、信号電極Ｉには
走査電極Ｓ　ｎ　、　Ｓ　ｎ＋１　、　Ｓ　１１＋２　
、　Ｓ　ｎ＋３　、　Ｓ　１１＋４　。

Ｓ　ｎ＋５　、　Ｓ　ｎ＋６への走査信号と同期して黒
→黒→黒→黒→白→白→白の情報信号を印加した（図中
・は黒信号、○は白信号を表わしている）。この時の光
学応答状態をフォトマルチメータで測定した結果を第１
２図（Ｂ）で示す。第１２図（Ｂ）から判る様に、非選
択時の交差部Ｐ１には、情報信号が黒→白の切り換え時
に、パルス幅２ΔＴのパルスが印加されることになり。

この２ΔＴのパルスが光学的な「ゆらぎＪ　１２１を発
生する原因となっていた。従って、かかる光学的な「ゆ
らぎ」が第１２図（Ｂ）に示す淡黒背景部の発生に基づ
いていることが判明した。

特に、走査選択信号を周期的に走査するリフレッシュ駆
動方式の場合には、上述した現象が顕著に現われていた
。

〔発明の概要〕

本発明の目的は前述の問題点を解消した液晶装置、特に
表示品位を向上させ、しかも駆動マージンを広くなした
液晶装置を提供することにある。

本発明は、ａ、走査電極と情報電極とで形成したマトリクス電極及
び強誘電性液晶を備えた液晶素子、ｂ、少なくとも１つ
の走査電極を選択し、選択された走査電極に選択されて
いない走査電極への印加電圧を基準にして、パルス幅が
互いに相違した一方極性パルス及び他方極性パルスを有
する走査選択信号を印加する手段、並びにｃ、情報電極に選択されていない走査電極への印加電圧
を基準にしてパルス幅が互いに相違した一方極性パルス
及び他方極性パルスを有し、該パルスのうちの最大パル
ス幅をもつパルスが前記走査選択信号のうちの最終位相
のパルスと同期した情報信号を印加する手段を有する液
晶装置に特徴を有している。

〔発明の態様の詳細な説明〕

第１図〜第７図は本発明で用いた駆動波形を表わしてい
る。

第１図に示す駆動法では、奇数フレームＦ２Ｍ−１（Ｍ
＝１．２，３．・・・）における奇数番目の走査電極に
印加する走査選択信号５２ｎ−＋　（ｎ＝１．２，３．
・・・）は、最初の位相ｔ１で、電圧−Ｖｓ（走査非選
択信号の電圧を基準にして）、第２番目の位相ｔ２で電
圧Ｖｓ。

最後の位相ｔ３で電圧Ｏをもっている。位相ｔ２の電圧
ＶＳのパルス幅は、位相ｔ１の電圧−ＶＳのパルス幅は
少なくとも２倍、好ましくは２倍に設定されている。又
、奇数フレームＦ２Ｍ−１（Ｍ＝１．２，３゜・・・）
における偶数番目の走査電極に印加する走査選択信号Ｓ
２ｎ　（ｎ＝１．２，３．・・・）は、前述の走査選択
信号５２ｎ−Ｉのｔ、とｔ２に対して、それぞれ逆極性
の電圧となっている。

又、偶数フレームＦ２Ｍ　（Ｍ＝１．２，３．・・・）
における奇数番目の走査選択信号５２ｎ−１は奇数フレ
ームＦ２Ｍ−１時の走査選択信号Ｓ２１と同一波形で、
又偶数フレームＦ２Ｍにおける偶数番目の走査選択信号
Ｓ２ｎは、奇数フレームＦ２Ｍ−１時の走査選択信号５
２ｎ−＋と同一波形である。　　　　　′ 前述の走査選択信号と同期して、信号電極には白信号、
黒信号及び保持信号が選択的に印加される。

白信号は走査選択信号の印加位相である位相ｔ１で電圧
ＶＤが同期し、位相ｔ２で電圧−ＶＤが同期し、位相ｔ
３で電圧ＶＤが同期している。従って、白信号の第２番
目の位相ｔ２での電圧−ＶＤのパルスには、やはり、最
初の位相ｔ１での電圧ＶＤのパルス幅に対して２倍以上
、好ましくは２倍に設定されている。又、情報信号のう
ち、黒信号は白信号の位相ｔ１．ｔ２及びｔ３における
電圧極性に対して逆極性の電圧に設定されている。

奇数フレームＦ２Ｍ−１時に、走査選択信号５２ｎ−＋
と同期する保持信号は、前述の黒信号と同一波形に設定
され、走査選択信号Ｓ　２ｎと同期する保持信号は、前
述の白信号と同一波形に設定されている。

又、偶数フレームＦ２Ｍ時に、走査選択信号５２ｎ−＋
と同期する保持信号は、前述の白信号と同一波形に設定
され、走査選択信号Ｓ２ｎと同期する保持信号は、前述
の黒信号と同一波形に設定されている。

第１図に示す駆動例では、非選択°時の画素に印加され
る同一極性電圧の最大印加時間（Ｔｂ）はΔｔであって
、従って従来の駆動例における最大印加時間Ｔｂが２Δ
ｔであるために生じていた問題点を解決することができ
た。

第２図に示す駆動例は第１図に示す駆動例の変形で、走
査選択信号５ｚｎ−＋とＳ２ｎとが、それぞれ、最初の
位相ｔ１と２番目の位相ｔ２で逆極性の電圧ＶＳと−Ｖ
Ｓに設定され、最後の位相ｔ３で電圧Ｏに設定されてい
る。２番目の位相ｔ２におけるパルス幅をΔｔとすると
、位相ｔ１におけるパルス幅は３／２・Δｔに設定され
、電圧０はΔｔ／２に設定されている。

白信号、黒信号及び保持信号に走査選択信号Ｓ　２ｎ−
’Ｉ及びＳ２ｎの位相ｔ、と同期して逆極性電圧ＶＤ及
び−ＶＤが印加され、かかる電圧のうち最初に印加され
る電圧ＶＤ又は−ＶＤのパルス幅は、Δｔ／２で次に印
加される電圧−ｖＤ又はＶＤのパルス幅はΔｔである。

又、白信号、黒信号及び保持信号の位相ｔ２及びｔ３で
は、それぞれパルス幅Δｔの電圧Ｖｏ又は−ｖＤ１パル
ス幅Δｔ’／２の電圧−Ｖｏ又はＶＤが印加される。

この第２図に示す駆動例では、やはり非選択時の画素に
印加される同一極性電圧の最大印加時間ＴｂはΔｔであ
る。

第３図〜第７図に示す駆動例でも、やはり非選択時の画
素に印加される同一極性電圧の最大印加時間ＴｂはΔｔ
で、従来のマルチプレクシフグ駆動時に生じていた前述
の問題点を解消することができた。

尚、前述した期間Δｔは、情報信号で用いた電圧Ｖｏと
−ＶＤのうち最大パルス幅と同一の期間（時間）に設定
されている。

本発明では強誘電性液晶素子としては、各種のものを用
いることができる。具体的には、クラークらが米国特許
第４３６７９２４号公報などで明らかにした５ＳＦＬＣ
やＩｓｏｇａｉらが米国特許束４５８６７９１号公報で
明らかにしたらせん残渣をもつ配向状態の強誘電性液晶
素子、あるいは英国公開明細書第２１５９６３５号で明
らかにされている配向状態の強誘電性液晶素子を用いる
ことができる。上述の英国公開明細書第２１５９６３５
号で明らかにされた強誘電性液晶素子は、電圧無印加時
のチルト角（ラビング軸などの一軸性配向処理軸に対す
る液晶分子軸の平均方向の角度）が電圧印加時のチルト
角より小さ（なる配向状態をもっている。

又、本発明では強誘電性液晶の誘電率異方性が正であっ
ても負であってもよく、特に負の誘電率異方性をもつ強
誘電性液晶を用いた素子の場合では、非選択状態時の画
素に高周波の交流電圧（例えば１０ＫＨｚ以上）を印加
するのが好ましい。この方法は特開昭６１−２４９０２
５号公報、特開昭６１−２４９０２４号公報、特開昭６
１−２４６７２４号公報、特開昭６１−２４６７２３号
公報、特開昭６１−２４６７２２号公報、特開昭６１−
２４５１４２号公報などに開示されている。

第１図〜第７図（Ａ）では１フレーム走査毎及び１ライ
ン走査毎に、走査選択信号の極性を反転した駆動例を明
らかにしたが、１フレーム走査毎にだけ走査選択信号の
極性を反転した駆動例であってもよく、又ｌフレーム走
査毎ではなく２フレーム走査毎、４フレーム走査毎に走
査選択信号の極性反転を行ってもよい。

又、本発明は前述した走査選択信号の極性反転を用いな
くともよい。その駆動例を第７図（Ｂ）で明らかにする
。第７図（Ｂ）に示す駆動例では、−ライン走査時、位
相ｔ１とｔ２で一ライン上の画素が全て消去され、位相
ｔ３とｔ４で一ライン上の画素が白か黒の何れか一方に
選択される。この際、本発明では位相ｔ１とｔ２で行わ
れる消去の時に、画素が黒の状態に消去されるのが好ま
しい。このために、位相ｔ１とｔ２で画素に印加された
電圧によって配向した液晶の分子軸と平行に偏光軸を設
定する必要がある。この際、偏光軸は上述した如く必ず
しも消去電圧印加時の分子軸配向と平行とする必要はな
く、−軸性配向処理軸と偏光軸のなす角度を消去電圧印
加時の最大チルト角より小さい角度に設定することも可
能である。黒（暗）状態で画素を消去すると、白（明）
状態へのフラッシングが少なくなり、このためフレーム
周波数を比較的低周波にした駆動が可能となる。

第８図は本発明の表示装置の例を示す構成図である。８
０１は表示パネルで、走査電極８０２と信号電極８０３
と、その間に充てんされる強誘電性液晶とで構成され、
走査電極８０２と信号電極８０３とで構成されるマトリ
クスの交点において、電極に印加される電圧による電界
によって、強誘電性液晶の配向が制御される。

８０４は信号電極駆動回路で、情報信号線８０６からの
シリアルな映像データを格納する映像データシフトレジ
スタ８０４１．映像データシフトレジスタ８０４１から
のパラレルな映像データを格納するラインメモリ８０４
２、ラインメモリ８０４２に格納された映像データに従
って、信号電極８０３に電圧を印加するための信号電極
ドライバー８０４３、さらに信号電極８０３に印加する
電圧Ｖ　Ｄ、　０と−ＶＤを切替制御線８１１からの信
号によって切替える情報側電源切替器８０４４を有する
。

８０５は走査電極駆動回路で、走査アドレスデータ線８
０７からの信号を受けて、全走査電極の内の１つの走査
電極を指示するためのデコーダ８０５１、デコーダ８０
５１からの信号を受けて走査電極８０２に電圧を印加す
るための走査電極ドライバー８０５２、さらに走査電極
８０２に印加する電圧Ｖ　ｓ　、　Ｏ、−Ｖ　ｓを切替
制御線８１１からの信号によって切替える走査側電源切
替器８０５３を有する。

８０８はＣＰＵで、発振器８０９のクロックパルスを受
けて画像メモ１Ｊ８１０の制御及び情報信号線８０６゜
走査アドレスデータ線８０７．切替制御線８１１に対し
て信号の転送の制御を行う。

〔発明の効果〕

本発明によれば駆動マージンを大きく採ることができる
上、コントラストを一定とすることができる。特に画面
に淡黒背景の縞を生じることがなく、表示品位を高品位
に保つことができる。

〔実施例〕

画素数：　４００　（走査電極数）Ｘ８００（信号電極
数）液　晶：チッソ社製ｒｃｓ１０１７ＪＣｒｙｓｔ；二Ｓｍｃ、→ＳｍＡ−＋Ｃｈ→１ｓＯ−２
３°ＣＣｒｙｓｔ、　：結晶相ＳｍＣ”　：　　カイラルスメクチックＣ相ＳｍＡ　：
スメクチツクＡ相Ｃｈ：コレステリック相Ｉｓｏ：等吉相１分立４（凡０９．０ｎｃ／ｃ耐Ｓ　ｍ　Ｃ”のらせんピッチ：　２．０　μｍセル厚（
一対の基板間の間隔）　：　１．５μｍ配向処理ニ一対
の基板に設けたポリイミド膜うヒング処理し、それらの
ラビング方向を互いに平行とした。

電圧±Ｖｓｚ±１８Ｖ電圧±ｖＤ＝±６■ 第１図〜第７図に示した駆動波形を用いて、−ラインの
走査時間に対する駆動マージンを測定し、さらに静止画
素のコントラストＣＲを測定した。その結果を下表に示
す。

１　第１図　８４　μ５ｅｃ−９６μｓｅｃ　　　　６
．２２　第２図　１４４μｓｅｃ　−１５２μｓｅｃ　
　４．９３　第３図　２０２μｓｅｃ　−２３６μｓｅ
ｃ　　５．１４　第４図　１９８μｓｅｃ　−２５０μ
ｓｅｃ　　５．３５　第５図　１６０　μ５ｅｃ−１８
４μｓｅｃ　　５．１６　第６図　１６４　μｓｅｃ　
−１７６μｓｅｃ　　５．１７　第７図　１４０μｓｅ
ｃ　−１６２μｓｅｃ　　５．８比較伝駆動波形　二を
ｍ時間　　　　・２２トｉ乙Ｂ≧１　第９図　１０２　
μｓｅｃ　−１２０、ｃｚｓｅｃ　　　５．８−６．３
本発明の実施例では、駆動マージン内では、第１１図に
示す様な帯状の淡黒の縞がなく、高品位の画質であった
のに対し、比較例では、コントラストが一定しておらず
、帯状の縞が現われ、低品位の画質であった。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図、第４図、第５図、第６図、第
７図（Ａ）及び第７図（Ｂ）は本発明で用いた駆動波形
を示す波形図である。第８図は本発明の液晶装置のブロ
ック図である。第９図及び第１０図は従来の駆動波形を
示す波形図である。第１１図は従来の表示パネルの表示
状態を表わす模式図である。第１２図（Ａ）は試験のた
めに用いたテスト波形図で、第１２図（Ｂ）は、その時
の光学特性を示す特性図である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ａ、走査電極と情報電極とで形成したマトリクス
電極及び強誘電性液晶を備えた液晶素子、ｂ、少なくと
も１つの走査電極を選択し、選択された走査電極に選択
されていない走査電極への印加電圧を基準にして、パル
ス幅が互いに相違した一方極性パルス及び他方極性パル
スを有する走査選択信号を印加する手段、並びにｃ、情報電極に選択されていない走査電極への印加電圧
を基準にして、パルス幅が互いに相違した一方極性パル
ス及び他方極性パルスを有し、該パルスのうちの最大パ
ルス幅をもつパルスが前記走査選択信号のうちの最終位
相のパルスと同期した情報信号を印加する手段、を有することを特徴とする液晶装置。
（２）前記情報信号が前記走査選択信号のうちの最終位
相のパルスと同期して、選択されていない走査電極への
印加電圧を基準にして、それぞれ一方極性パルス及び他
方極性パルスとなっている第１情報信号及び第２情報信
号を有する特許請求の範囲第１項記載の液晶装置。
（３）前記情報信号のうちの最大パルス幅をもつパルス
の前又は後に該パルスのパルス幅より短かいパルス幅を
もつパルスが印加される特許請求の範囲第１項記載の液
晶装置。
（４）前記情報信号のうちの最大パルス幅をもつパルス
の前及び後に該パルスのパルス幅より短かいパルス幅を
もつパルスが印加される特許請求の範囲第１項記載の液
晶装置。
（５）前記最大パルス幅が前記短かいパルス幅に対して
２倍以上のパルス幅である特許請求の範囲第３項又は第
４項記載の液晶装置。
（６）前記最大パルス幅が前記短かいパルス幅に対して
２倍のパルス幅である特許請求の範囲第３項又は第４項
記載の液晶装置。
（７）前記走査選択信号の印加期間内に情報電極に印加
する情報信号が、選択されていない走査電極への印加電
圧と同一レベルの電圧の印加期間を有している特許請求
の範囲第１項記載の液晶装置。
（８）前記走査選択信号が走査電極に周期的に繰返し印
加される特許請求の範囲第１項記載の液晶装置。
（９）前記選択された走査電極に印加する走査選択信号
の最初のパルス印加期間内で、該選択された走査電極と
信号電極の全部又は所定数との交差部に強誘電性液晶の
閾値電圧を越えた電圧を印加する特許請求の範囲第１項
記載の液晶装置。
（１０）前記走査選択信号が選択されていない走査電極
への印加電圧と同一レベルの電圧の印加期間を有してい
る特許請求の範囲第１項記載の液晶装置。
（１１）前記最初のパルス印加期間におけるパルス幅が
最後のパルス印加期間におけるパルス幅より大きいパル
ス幅である特許請求の範囲第９項記載の液晶装置。
（１２）前記最初のパルス印加期間におけるパルス幅が
最後のパルス印加期間におけるパルス幅より小さいパル
ス幅である特許請求の範囲第９項記載の液晶装置。
（１３）前記走査選択信号の最初のパルスと同期して、
選択された走査電極上の画素を黒の状態に消去する特許
請求の範囲第１項記載の液晶装置。