JPH01200232A - 強誘電性液晶表示装置 - Google Patents

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】 皮呈上■肌■分立 本発明はＸ−Ｙマトリックス表示パネルを使った光透過
型の強誘電性液晶表示装置に関するものである。

従来■茨玉 まず、このような表示装置の基本構成を説明する。第７
図及び第８図は光透過型の強誘電性液晶を使ったマトリ
ックス表示装置の基本構成を示しており、（１）と（９
）はそれぞれ偏光板であって、互いにクロスニコルの関
係にある。偏光板（９）の下方には光ａ（図示せず）が
配される。（２）　（８）はガラスである。ガラス（２
）の片面には（Ｌ、）〜（］１，６）の１６本の走査電
極（４）がコーティングされており、ガラス（８）の片
面には信号電極（７）がコーティングされている。これ
らのガラス（２）　（８）は上記電極（４）　（７）を
内側にして封止剤（６）により結合されており、その内
側に強誘電性液晶（５）が封入されている。このように
構成されるマトリックス型の強誘電性液晶表示装置に画
像を表示させる方法を簡単に説明すると、第７図に示す
ように全ての走査電極（４）には走査ドライバ（３）が
結合されており、走査電極は該走査ドライバ（３）が与
える電位Ｖｃになる。又全ての信号電極（７）には信号
ドライバ（１０）が結合されており、信号電極は信号ド
ライバ（ｌＯ）が与える電位Ｖｓになる。走査電極（４
）と信号電極（７）の重なった部分が画素になるが、こ
の画素を明の状態にするにはその画素をなす走査電極（
４）の電位Ｖｃと信号電極（７）の電位Ｖｓとの間に次
の式（１）〔又は式（２）〕の関係がτ。（Ｓ）（但し
、τ。〉Ｏの実数）以上続けばよい。

Ｖｃ　−Ｖｓ≧Ｖ　Ｌ　ｈ　＋　　　−（Ｉ）Ｖｃ　−
Ｖｓ≧−Ｖい２　−−−（２）また、この画素を暗の状
態にするには式（２）〔又は式（１）〕の関係がτ。（
Ｓ）（但し、τ。〉０の実数）以上続けばよい。通常、
強誘電性液晶（５）に直流成分を印加すると（１）式及
び（２）式の特性がシフトする傾向があり、画素へＶｃ
　　Ｖｓ　＝　Ｖｏ　（Ｖ）　（Ｖｏ≧νい、。

−Ｖ、≦−Ｖｔｈｚ）をｒ。（ｓ）印加する前にはＶｃ
　−Ｖｓ　＝−ν。（ｖ）をτ。（Ｓ）印加しなければ
ならない。また画素へＶｃ　　Ｖｓ＝　　Ｖｏ（Ｖ）を
τ。（Ｓ）印加する前にはＶｃ　−Ｖｓ　＝　Ｖｏ　（
Ｖ）をτ。（Ｓ）印加しなければならない。

つまり、１つの走査電極（４）上の画素群を書き換える
には最低２τＯ（Ｓ）の時間が必要となる（この電圧印
加切り換え動作を走査電極の選択と云い、この動作が行
われている時間を走査電極の選択時間と云う）。但し、
Ｖい、、−Ｖい２．τ。は封入する強誘電性液晶（５）
により決まる値である。

このような性質があるため、第７図のマトリックス表示
パネルで画像を表示する場合、１本当たりの走査電極（
４）の選択時間を仮に２τ。（Ｓ）としても、第７図に
示す走査電極（Ｌｌ）を選択して、次に走査電極（Ｌ２
）を選択する如く順次サイクリフクに選択していくと、
再び走査電極（Ｌ、）を選択するまでの時間は１６×２
τ。（Ｓ）となる（一般にこれをフレーム周期と云いＴ
、で表す）。第７図の場合走査電極（４）は１６本であ
るが、一般に走査電極（４）がＭ本の場合（Ｍは正の整
数）フレーム周期Ｔ、は次の（３）式の関係にある。

ＴＦ＝ＭＸ２で。−（３） 仮にτ。−１Ｏ０１ＬＳの強誘電性液晶を使いＭ＝４０
０本とした場合、フレーム周期Ｔ、は０．０８（Ｓ）で
ある。

ここで、ある画素を暗くし続けた場合、この画素を形成
する走査電極が選択されるごとに、この画素へはＶｃ−
Ｖｓ＝−Ｖｏ（Ｖ）をτｏ（Ｓ）印加する前に、Ｖｃ　
−Ｖｓ　＝　Ｖｏ　（Ｖ）をτ。（Ｓ）印加することに
なる。つまり、Ｖｃ　　Ｖｓ＝Ｖｅ（Ｖ）をτ。（Ｓ）
印加した直後にはこの画素は明の状態になっているので
、０．０８（Ｓ）ごとに明るい状態が存在する。このよ
うに明暗の変化が１　／６０（Ｓ）より長い周期で変化
すると、人間の目はこれをフリッカとしてとらえ結果と
して見苦しい画像を鑑賞することになり、好ましくない
。

そこで、第９図に示すように第８図の構造にバックライ
トを付加したマトリックス型強誘電性液晶表示装置が考
えられている。ここで（１１）はバックライトであり、
その光強度は第１０図の（ａ）となるよう、制御回路（
１２）により制御されている。この制御回路（１２）は
バックライｌ−（１１）の光強度が弱い時に、走査電極
（４）を選択するようドライバ（３）（１０）をも制御
する。

バックライトの切り換えを行うこの従来例においては、
いずれかの画素の書き換えがある時は、バックライト（
１１）を消してマトリックス表示パネル全体を暗くし、
書き換え以外の時はバンクライト（１１）を点灯する。

■が”　しよ゛と　るｉ 確かに、上記第９図の表示装置ならフリッカは感じなく
なるであろう。しかし、第１０図に示すようにバックラ
イトの光強度が強い間は走査電極（４）の選択が行えな
いのでフレーム周期Ｔ、はかえって長くなる。仮にバッ
クライトの光強度の強い期間と弱い期間の比が１：１だ
としたら、フレーム周期は２倍になる。先に考えたτ。

＝１００μｓ、Ｍ＝４００本の場合、フレーム周期Ｔ、
は０．１６（Ｓ）となり動画表示としては画像の動きが
緩慢となって好ましくない。

本発明はこのような課題に対してなされたものであり、
フレーム周期ＴＦを長くせずに同様の効果を与える強誘
電性液晶表示装置を提供することを目的とするものであ
る。

ｉ　を　ンするための 上記の目的を達成するため本発明では、Ｘ−Ｙマトリッ
クス表示パネルより構成された光透過型の強誘電性液晶
表示装置において、マトリックス表示パネルの走査電極
上の画素を書き換える時に該書き換えられる画素の走査
電極又は書き換えられる画素の走査電極を含む走査電極
群と対応する背面光源の光を消失させる手段を設けてい
る。

作−■ 二のような構成によると、書き換えがなされる画素の走
査電極に対応する背面光源の光、又はその走査電極を含
む走査電極群に対応する背面光源の光が遮断されるのみ
で、他の走査電極に対しては光が与えられる　（ただし
、光が与えられないものがあってもよい）ので、書き換
え時にも液晶表示装置全体としては表示が行われている
。従って、フレーム周期が長くなることはない。勿論、
書き換え中の画素については光が与えられないので、プ
リン力は生じない。

実施例 本実施例では第２図の如く光源（１９）とマトリックス
表示パネル（２０）の間に、マトリックス表示パネル（
２０）の走査電極（４）と対応した、光遮蔽器群（２１
）を設け、マトリックス表示パネル（２０）の任意の走
査電極を選択している間は、その走査電極と対応する光
遮蔽器を閉じて光を遮蔽する。この場合、その光遮蔽器
の開閉周波数を６０Ｈｚ以上にすれば、その走査電極上
の画素はフリッカを生じさせない。走査電極は上から順
に選択されるとすると、今、選択されている走査電極よ
り十分離れた走査電極に対応する光遮蔽器を開いても問
題ない。而して光遮蔽器群（２１）の開閉は、特にこれ
に限ることはないが、第６図のパターンに従って開閉す
るものとする。

一般にＭ本の走査電極を持つ７１−リソクス表示パネル
（２０）がフレーム周ｊｉＪＩＴＦで駆動されているな
らば、この走査電極を上からに本ずつグループ分けして
、最初のに木の走査電極の組を第１走査電極群とし、次
のに本の走査電極の組を第２走査電極群とする。以下同
様にして第２Ｎ走査電極群まで得る（Ｍが２Ｎで割り切
れなければ２Ｎで割り切れるまで走査電極数を増したつ
もりで考えればよい）。ここでＮは、 Ｎ　＞６０Ｘ　ＴＦ　−１４） なる正の整数として選ぶ。Ｋは当然 Ａ なる最小の正の整数として選ぶのが好ましい。光源（１
９）とこのマトリックス表示パネル（２０）の間にこれ
ら２Ｎ個の走査電極群に対応する２Ｎ個の光遮蔽器から
なる光遮蔽器群を置き、第１の光遮蔽器を閉じれば第１
走査電極群へ入射する光量が減少するものとし、第２の
光遮蔽器を閉じれば第２走査電極群へ入射する光量が減
少するものとする。

以下同様にして第２Ｎの光遮蔽器を閉じれば第２Ｎ走査
電極群へ入射する光量が減少する。第１゜３、・・・２
Ｎ−１走査電極群内の走査電極が選択されているとき、
第１，３．・・・２Ｎ−１の光遮蔽器を閉じ、第２，４
．・・・２Ｎ走査電極群内の走査電極が選択されている
とき、第２．４．・・・２Ｎの光遮蔽器を閉じておく。

そして、それぞれの光遮蔽器は以上の場合以外は適当に
開かせてお（。

このようにすると、任意の走査電極上の画素へ入射する
光量は、ＴＦ／２Ｎ（Ｓ）間は少なくなっており、次の
Ｔ　ｒ／　２　Ｎ　（Ｓ）間は適当に大きくなっており
、又次のＴ　Ｆ／　２　Ｎ　（Ｓ）間は少なくなり、次
のＴ　Ｆ　／　２　Ｎ　（Ｓ）間は適当に大きくなると
いう繰り返しパターンになる。この入射光量の変化は周
期ＴＦ／Ｎ（Ｓ）でおきるが、これは式（４）よりとな
るので、］、　／６０　（Ｓ）より短い周期である。し
かもこの画素の書き換えは入射光量の少ない時になされ
るので、この画素を透過する光量のピークはやはり周”
Ｊ４　Ｔ　ｒ／　Ｎ　（Ｓ）となる。

前記光遮蔽器群として第４図及び第５図に示す強誘電性
液晶パネルが適当である。このパネルの基本構成を説明
すると、（９）と（１６）は偏光板であり、互いにクロ
スニコルの関係にある。（１３）　（＋５）はガラスで
あり、そのガラス（１３）の片面には第４図に示すよう
に第８図と同じように（ｔ、＋’）〜（ｌ、１．′）の
１６本の走査電極（４゛）がコーティングされており、
ガラス（１５）の片面にはベタ電極（１４）がコーティ
ングされている。第５図に示すようにガラス（１３）（
１５）は電極（４’）（１４）を内側にして封止剤（６
゛）により結合されており、その内側に強誘電性液晶（
５°）が封入されている。このパネルを光遮蔽器として
使うために、第４図に示すように４本の走査電極ごとに
（Ｄｌ）〜（Ｄ４）の４個の遮蔽器ドライバ（１７）を
それぞれ結合し、走査電極を遮蔽器ドライバ（１７）の
与える電位■ｈとする。又ベタ電極（１４）へはＧＮＤ
（グランド）電位ドライバ（１８）を結合し、ベタ電極
（１４）の電位を０（ｖ）とする。

この第４回、第５図の光遮蔽器群は第２図の如くマトリ
ックス表示パネル（２ｏ）と光ＦＡ（１９）の間に置か
れる。ここで光源（１９）の光強度は第６図の（ａ）の
ように十分高周波で発光させておく　（例えば６０１１
ｚ以上の光強度一定とみなせるほどの発光周波数）。第
６図の（Ｃ）の（Ｌｌ）〜（Ｌ４）に対応する光遮蔽器
の開閉は第４図及び第１図の遮蔽器ドライバ（Ｄｌ）に
より走査電極（Ｌ＋’）〜（Ｌ、°）の電位Ｖｈが次式
（７）〔又は式（８）〕の関係をτ。（Ｓ）以上続ける
が、式（８）〔又は式（７）〕の関係をτ。（Ｓ）以上
続けるかによる。

■、≧Ｖｔｈｌ−（７） ■、≧−Ｖい２−・（８） つまり走査電極（Ｌ、°）〜（Ｌ４°）の電位■ゎが一
ν。

（Ｖ）をτ。（Ｓ）印加した後、ｖ、　（Ｖ）をτ。（
Ｓ）印加すれば、この光遮蔽器は開くし、走査電極（Ｌ
ｌ’）〜（Ｌ４’）の電位■６がｖａｎをＴｏ（Ｓ）印
加した後、−Ｖａ（Ｖ）をτ。（Ｓ）印加すれば、この
光遮蔽器は閉しる。そこで第１図のマトリックス表示パ
ネルの走査電極（４）が第６図の［有］）のように選択
されているのに同期して、第４図及び第５図に示す光遮
蔽器の遮蔽器ドライバ（Ｄｌ）〜（Ｄ４）を第６図の（
Ｃ）〜（ｆ）に対応するよう駆動してみた場合の駆動電
圧が第３図の（Ｃ）〜（ｆ）である。この時（＋−＋）
上の画素を明又は暗の状態にし続けて明るさを観察した
のが第３図の（ｇ）　（ｈ）である。このことから分か
るように画素の明るさは主に光遮蔽器の開閉周期により
変化している。

そこで第１図、第２図に示す構成の強誘電性液晶表示装
置を使って４００本の走査電極に対応する走査電極の電
位Ｖｃを与え画像を表示してみたが、フリッカのない画
像が得られた。

尚、本実施例では光遮蔽器として強誘電性液晶パネルを
用いたが、これと同等の効果を有する照明装置、例えば
走査電極に沿って配設された短冊型構成のＥＬ、ＶＦＤ
、ＰＤＰやＴＮ−ＬＣＤと背面光源を組み合わせ前者を
光シヤツターとして用いて同様な駆動を行っても、効果
に変わりがないことは言うまでもない。

また、本実施例では第６図に示すように（Ｌｌ）〜（Ｌ
４）に対応の光遮蔽器を閉じたとき、（Ｌ、）〜（Ｌ１
□）に対応する光遮蔽器も閉じるごとく、群おきに閉じ
るものと、開くものが生じるように開閉しているが、こ
のようにするとフリッカの抑制がより望ましく行われる
。しかし、必ずしもこのようにする必要はなく書き換え
画素の走査電極を含む群のは対応する光検出器のみ閉じ
て他は全て開くようにしてもフリッカは十分抑えられる
。尚、本実施例において、走査電極を群単位で光遮蔽器
と対応させているが、これはマトリックス表示パネル（
２０）と光遮蔽器群（２１）を重ね合わせたときに、そ
れらの走査電極を一対一に正確に対応させるのが困難な
ためであるので、もし前記重ね合わせが精度良く行われ
る場合には、走査電極１本ずつについて光遮蔽器の開閉
を制御するようにしてもよい。

また、第６図で光遮蔽器が開のときの枠（ＯＰ）は光遮
蔽器の開く範囲が所定の範囲より狭いことを示している
。例えば（Ｌ、）〜（Ｌｌｌ）に光を当てるとき（Ｌ、
）と（Ｌ８）に対応する光遮蔽器は閉で、（Ｌ６）。

（Ｌ７）に対応する光遮蔽器のみが開となるのである。

これは上記マトリックス表示パネル（２０）と光遮蔽器
群（２１）との間に隙間があると光が広がることを考慮
したからである。従って、このような光の広がりを配慮
しなくてもよい構造である場合には光遮蔽器の開く範囲
は狭くしなくてよい。

光凱■四釆 本発明によれば画素の書き換えに伴うフリッカの発生が
なくなる。しかも、画素の書き換えを行っている画素以
外の部分での表示は行われる構成であるのでフレーム周
期が長くなることもない。

よって、本発明によれば画質が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施した液晶表示装置の平面的構成図
を示す模式図であり、第２図はその断面的な構成を示す
模式図、第３図は動作波形図、第４図及び第５図はそれ
に使用されている光遮蔽器群の平面的構成図と断面的構
成図、そして第６図は光遮蔽器の開閉タイミングパター
ン図である。 第７図及び第８図は従来例の平面的構成図と断面的構成
図である。第９図は他の従来例の断面的構成図であり、
第１０図はその動作の説明図である。 （５）−−一強誘電性液晶、　　（１９）−・光源。 （２０）　−Ｘ　Ｙマトリックス表示パネル。 （２１）−・・光遮蔽蓋群。 （４）（Ｌ、）〜（Ｌ、６）−走査電極。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｘ−Ｙマトリックス表示パネルより構成された光
   透過型の強誘電性液晶表示装置において、マトリックス
   表示パネルの走査電極上の画素を書き換える時に、該書
   き換えられる画素の走査電極又は書き換えられる画素の
   走査電極を含む走査電極群と対応する背面光源の光を消
   失させる手段を設けたことを特徴とする強誘電性液晶表
   示装置。