JPH0277723A

JPH0277723A - 液晶表示装置のマトリックス駆動方法

Info

Publication number: JPH0277723A
Application number: JP23049888A
Authority: JP
Inventors: Takao Minato; 孝夫湊
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 1988-09-14
Filing date: 1988-09-14
Publication date: 1990-03-16
Anticipated expiration: 2010-02-08
Also published as: JPH0711634B2

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】（産業上の利用分野）本発明は、家庭用のＣＲＴに代わる表示装置、あるいは
ＯＡ用の高度な情報処理に用いられる端末表示装置とし
て、大容量表示においても広い視野角と十分なコントラ
ストを有する液晶表示装置の駆動方法に関する。

（従来技術とその問題点）現在、液晶表示素子に用いられている液晶相はネマチッ
ク相であり、表示部の上下の基板間で液晶分子の方向が
９０度だけ連続的に変化するツィステッドネマチック（
以下、単にＴＮ型と言う）構造をとっている。これは、
交番電場を印加すると、液晶分子の支配的な方向の変化
が誘起され、これが適当な光学系の下で光透過量の変化
としてとりだされて表示がされるというものであって、
公知の技術である。

このＴＮ型の特徴は、液晶分子の方向の変化が印加電圧
の実効値によって誘起されることである。

このような実効値応答型の液晶は、表示容量を増す、即
ち、走査電極数を増すと表示品質（コントラスト、視野
角等）が悪化することや、駆動条件が厳しくなることが
わかっている。この事が、現在でもＴＮ型の大容量の大
型デイスプレィが実現しない最大の理由である。

ただし、実効値応答型の液晶のままで大容量。

高品質の表示を得る技術も開発されている。代表的な本
のとして、ＴＰＴ駆動及びスーパーツィステッド型液晶
表示素子があるが、いずれも短所をあわせもち、大型で
カラー表示が可能な液晶デイスプレィを提供するに至ら
ないのが現状である。

こうした中で、ネマチック液晶とは全く違う特徴を持つ
液晶として、強誘電性を示すカイラルスメクチック液晶
（以下、単にＳｍＣ“という）が発見され、デイスプレ
ィへの応用が盛んに検討されている（Ｎ、Ａ、　　クラ
ーク　と　Ｓ、Ｔ、　　ラゲルバル、　　Ａｐｐｌ、Ｐ
ｈｙｓ、Ｌｅｔむ、、３６．８９９　（１９８０））。

この液晶の最大の特長は、液晶分子のもつ自発分極によ
るパルス応答性と、記憶効果、超高速応答性であり、液
晶デイスプレィに応用するに当り最適な性質を持ってい
る。

パルス応答性と記憶効果はＴＮ型液晶の実効値応答とは
本質的に異なる性質である。これらは、表示容量を増し
ても画質の低下が無いデイスプレィの可能性を拓くもの
であるが実際の応用に当たっては、応答速度及び闇値特
性が重要である。後者について、実験的に得られている
結果について簡単に記す。第２図は、第１図の書き込み
パルス（１０１）で電圧（波高値が■）を決めた時に、
第１図（ロ）に示すような明暗の反転（１０２）が液晶
表示装置に生じる最小のパルス幅ｔの関係をプロットし
たものである。このパルス幅ｔ（時間）の値より小さい
と、第１図（ロ）に示す点線のような明暗の応答（１０
３）となり、明暗の分離が発生しない。この図からは二
つの駆動波形の構成方法が示唆される。一つは第３図の
波形を使用する電圧変調によるものである。第２図の闇
値特性（２０１）のように、電圧変化に対して急激な変
化のある闇値特性（２０１）の液晶がこれに向いている
。この方法は選択時と非選択時のパルス幅を一定にして
電圧の比（バイアス比）を変化させることで書き込みを
行う方法であり、公知の技術である（Ｔ、Ｈａｒａｄａ
　ｅｔ　ａｌ、、ＳＩＤ　１９８５　ＤｉｇｅｓｔＰ１
３１．脇１）他、Ｎａｔｉｏｎａｌ　ｔｅｃｈｎｉｃａ
ｌ　Ｒｅｐｏｒｔ　３３゜４４（１９８７）＞。

具体的な波形例を第３図に記載した。これの問題点とし
ては２つ指摘でき名。一つは実験から得られる事である
が、絶対的なコントラストが低いことである。もう−っ
はコントラストの揺らぎに関することである。マトリッ
クス駆動時に実際に印加される波形は、第３図（ロ）に
示すようにバイアス部すなわち非選択信号列（３０２）
に書き込み用の単位のパルス幅より長い成分（３ｏ１）
を含むことである。パルスの幅が長いと、第３図（ハ）
に示すように光透過量の振幅の増えた部分（３０３）が
非選択時に生じてしまう。パルスの幅の長い成分が、バ
イアス部すなわち非選択信号列（３０２）にどのように
分布するかは表示パターンに依存し、表示パターンによ
って光透過量が変化する。実際、縦ストライプと横スト
ライプで明暗の濃度が異なるのが観′測される。動画表
示の場合は絶えずパターンが変化しているからコントラ
ストの揺らぎとして目視されることになる。

もう一つの方法はパルス幅変調による駆動波形の構成で
ある。これは選択時に印加される電圧と非選択時のそれ
とは同じであって、パルスの幅が違うことで像の表示を
行う方法であり、我々により提案されたものである（出
願番号：特願昭６２−１５０９４０号）。闇値特性とし
ては第２図に示す闇値特性（２０２）のようなパルス幅
の変化に対して急激に変化するタイプの液晶が向いてい
る。この方法の欠点は非選択時の信号列の中に電圧がゼ
ロの部分が入るのが避けられずその為にメモリー性が破
壊され易くなり、走査線数を増すにつれてに像表示が困
難になることである。いずれの駆動方法が好ましいかは
第２図で示した様な闇値特性に依存する。（２０１）の
ような応答であれば電圧変調が有利であり、（２０２）
のようであればパルス変調が好ましい。どちらであるか
は液晶自身の性質であり一義には決められない。パルス
幅変調に向いたものは電圧変調では品質の良い像は期待
されない。

（発明が解決しようとする課題）強誘電性液晶をマトリシクス駆動しても、高コントラス
トで、コントラストの揺らぎがす（なく、メモリー性に
優れた長期間安定して印力ｌできるパルス変調駆動タイ
プの波形を構成する。

（課題を解決する手段）すなわち、本発明は、互いに対向した面の一方に、走査
電極群、他方に情報電極群を設置した一対の透明電極基
板間に強誘電性液晶を挟持してなる液晶セルを、表示メ
モリー性を維持しつつ、線順次走査によって駆動する液
晶表示装置のマトリソス駆動方法において、表示変更の
選択時と非選択時のパルス波高値が同じでパルス幅の長
短によって選択と非選択の区別をして、非選択時には同
じ極性のパルスが連続して印加されない、パルス幅変更
方式であって、非選択時の電圧が０である長さが書き込
み用の極性パルスの幅を越えないことを特徴とする液晶
表示装置の７トワツクス駆動方法である。

言い換えると、本発明は、表示変更の選択時の前後の非
選択時に印加される信号列のなかで電圧がゼロである部
分の割合を減らし、その絶対的な長さが駆動パルスの長
さと同しであるように全ての非選択走査電極に双極性パ
ルスを印加することを特徴とする駆動方法である。

（発明の詳述）パルス幅変調用の駆動波形については本発明者等によっ
て詳述されている。（出願番号：特願昭６２−１５０９
４０号）走査信号（選択信号と非選択信号）とデータ信
号（オンとオフ）の組合せの幾つかのうち、走査時間が
短い典型的な例を第４図に載せた。この波形最大の特徴
は非選択時に走査信号とデータ信号の合成信号である第
４図（ロ）の信号列のなかに電圧がゼロである部分（４
０３）が避けられないことである。これらから構成され
る書き込み部分の信号と非選択信号をテスト波形として
強誘電性液晶に印加すると次のことが明らかとなワた。

この電圧ゼロの部分（５０２）の直前のパルス（５０１
）の極性と書き込みパルス（５００）の極性が異なると
メモリー性の維持が難しくなると言う傾向である。即ち
第５図（イ）の場合はメモリー性が破壊されやすく（第
５図（ハ）参照）、第５図（ロ）の場合にはメモリー性
が維持されやすいということである（第５図（ハ）参照
）。この傾向は、緩和するパルス（５０４）の部分が繰
り返して印加されると加速されることがわかった。また
メモリー性の破壊のされやすさはゼロボルトの部分（５
０２）（５０５）が長いほど著しいことである。第５図
（イ）の場合メモリー性が変化するのは、書き込みパル
ス（５００）と直前のパルス（５０１，）とが異なる極
性の場合には安定性が減少することを意味している。パ
ルス（５０１）によって、書き込みパルス（５００）で
形成されたメモリー状態が不安定化すると言うことであ
る。−言で言えば、パルス変調の場合には、絶えずパル
スが印加されている方がメモリー性の維持に都合が良い
と言うことである。電圧変調では逆に電圧がゼロである
部分の導入が推奨され、単位のパルス幅より長い成分（
３０］、　）を二つに分割して間にゼロボルト部が入る
ような波形の構成が計られている。電圧変調とパルス幅
変調のこの違いは液晶に加えられる作用の大きさに起因
すると考えられる。書込みに必要な作用の大きさをＶｔ
とすると非選択時の作用の大きさはパルス幅変調ではＶ
ｔ／２、電圧変調ではＶｔ／３であり、電圧変調のほう
が少ない。従って電圧変調のほうが状態を破壊するよう
な作用は少な（安定であると考えられる。

パルス幅変調ではゼロボルトの幅が出来るだけ短い方が
好ましい。第４図の場合は、選択信号と情報信号の単位
のパルスの幅をτとして、ゼロボルトの長さは２τであ
る。これがより短くなれば安定性が向上して、より多数
の走査線を駆動することができる。この為に第５回の長
いゼロボルトの部分（５０２）（５０５）をパルス的な
振動にすることが考えられる。この為には幾つかの方法
が考えられるが、−周期内電圧が一定であると言う制限
をおくと（厳密なパルス幅変調駆動）、ｉとｉ＋］の選
択電極以外の全ての電極をゼロレヘルに保つのではなく
、第６図に示したように最後の−単位の部分を双極性パ
ルス信号にすることである。この場合にはゼロボルトの
休止部分（６０１）の絶対的な長さがτとなり、従来方
法の半分であり、安定性にとって最も不利な第５図（イ
）の波形についても、メモリー性は走査線数を１０００
本としても安定し、明暗の書込みが可能であった。双極
性パルスに置換した部分は双極性パルスの繰り返しでも
よい。

（効果）本発明によれば、大容量表示でも安定した高いコントラ
ストを有する画像を長時間安定して表示できる。

【図面の簡単な説明】

第１図（イ）は闇値特性を評価する為の書き込みパルス
を示す波形図、第１図（ロ）は第１図（イ）の書き込み
パルスに対応する液晶の応答を示す説明図である。第２図は典型的な二つのタイプの強誘電性液晶に関する
闇値特性の説明図である。第３図（イ）は電圧変調でのマトリックス駆動の為の走
査信号とオンとオフのデータ信号の一例を示す説明図で
あり、第３図（ロ）は第３図（イ）の波形から合成され
る非選択信号列の説明図であり、第３図（ハ）は第３図
（ロ）の合成波形に対する液晶の光透過量の変化を示す
説明図である。第４図（イ）は本発明のパルス変調の為の走査信号とオ
ンオフのデータ信号の一実施例を示す説明図であり、第
４図（ロ）はそれから合成される非選択信号列の一実施
例を示す波形図である。第５図（イ）（ロ）は、第４図から合成される書き込み
部分と非選択信号列の一例でメモリー性の異なるものの
波形図である。第５図（ハ）（ニ）は、それぞれ第５図
（イ）と第５図（ロ）の駆動信号に対する液晶表示装置
の光透過量の典型的な変化を示す説明図である。第６図は非選択電極にパルス信号を印加する場合の信号
例を示す説明図である。（１０１）書き込みパルス（１０２）明暗の反転（１０３）明暗の応答（２０１）電圧変調向きの閾値特性（２０２）パルス変調向きの闇値特性（３０１）単位のパルス幅より長い成分（３０２）非選
択信号列（３０３）振幅の増えた部分（４００）書き込み信号（４０１）非選択信号列（５００）有効な書き込みパルス（５０１）ＷＥ電圧ゼロ直前のパルス（５０２）（６０１）電圧ゼロの振動の休止した部分（５０４）緩和するパルス特　　許　　出　　願　　人凸版印刷株式会社代表者　鈴木和夫 −°ぐモはτ 第６図 −１３７一一

Claims

【特許請求の範囲】

（１）互いに対向した面の一方に、走査電極群、他方に
情報電極群を設置した一対の透明電極基板間に強誘電性
液晶を挟持してなる液晶セルを、表示メモリー性を維持
しつつ、線順次走査によって駆動する液晶表示装置のマ
トリッス駆動方法において、表示変更の選択時と非選択
時のパルス波高値が同じでパルス幅の長短によって選択
と非選択の区別をして、非選択時には同じ極性のパルス
が連続して印加されない、パルス幅変更方式であって、
非選択時の電圧が０である長さが書き込みパルスの幅を
越えないことを特徴とする液晶表示装置のマトリックス
駆動方法。