JPH0349413B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

産業上の利用分野 本発明は多量の情報をコントラスト良く表示で
きる液晶マトリクスパネルの駆動法に関するもの
である。 従来例の構成とその問題点 従来液晶は低電圧、低消費電力、薄型の特徴を
有するため電卓、ウオツチ、ドツドマトリクス表
示に広く使用されている。たとえばねじれネマチ
ツク液晶（以下TN液晶と略す）のドツトマトリ
クス表示では、最適の視認性を得る為の駆動法と
しては第１図ａ〜ｄに示す電圧平均化法という方
式が一般に利用されている。 TN液晶の光学特性は、液晶に印加される実効
値電圧に依存することが知られており、第１図ａ
に於けるオンセルＡに印加される実効値電圧とオ
フセルＢ（或はＣ）に印加される実効値電圧の比
を最大にすることが、コントラストの良好な表示
を得る為には不可欠である。走査電極数がＮのと
き、実効値電圧比Ｒの最大値は

【式】になることが容易に導かれ る。すなわち、最適駆動法をとつてもＮ＝64、
128、256と増えるにつれそれぞれＲ＝1.134、
1.093、1.065と低下し、コントラストや視野角が
悪化するため、現状の液晶の電気光学特性では走
査線数が実用上、Ｎ＝64とかＮ＝128が上限にな
らざるを得ないのが実情である。 一方上記制約をとり除く為に第２図ａ〜ｇに示
す２周波法と呼ばれる駆動法も提案されている。
ここでは、周波数の低い所では誘電異方性が正で
周波数が高くなると負の誘電異方性を示す第３図
のような特別な液晶材料が使用される。低周波電
圧が印加されると液晶分子は電界方向を向き、誘
導異方性が負になる高周波数電界に対しては、液
晶分子は垂直に向くため、表示のコントラストが
達成される。 この方式では第２図に示す如く、低周波選択方
式と高周波選択方式の２つの駆動法が提案されて
おり、前者では選択期間が低周波、非選択期間が
高周波、後者ではその逆になりいずれにしても、
オン、オフセルに印加される実効値電圧の比にと
らわれることなくＮの大なる時にも良好なコント
ラストが達成される。 しかしながらこの方式では誘電異方性が強い周
波数依存性を有する液晶材料を用いる必要がある
ことと、低周波で高い正の誘電異方性を示す液晶
材料が得にくいために、駆動電圧が高くなつてし
まうこと、誘電異方性が通常同時にかなりの温度
依存性を併う為に、温度補償回路が複雑になる等
の問題点を有し、広く実用されるには至つていな
い。 発明の目的 本発明は、多数の文字、図形、映像等が表示で
きる、高情報表示用マトリクスパネルの駆動法に
係るものである。 発明の構成 本発明はＮケの走査電極とＭケの信号電極を有
するＮ行Ｍ列の液晶マトリクス表示パネルに於て
Ｎケの走査電極に印加する走査電圧とＭケの信号
電極に印加する信号電圧を第１表の如くに設定す
ることを特徴とする液晶マトリクス表示パネルの
駆動法である。

【表】

【表】 実施例の説明 TN液晶セルの光学特性は通常セルに印加した
電圧の実効値に対応すると言われている。 しかるに、液晶セルに矩形波AC電圧（たとえ
ば60Hz）を印加し、所定の黒さに保つたのち（こ
こではクロスニコル下でのTN液晶セルをを用い
ているので、電圧Ｏで明るく、電圧上昇と共に暗
くなる）電圧値をそのままにして、周波数のみを
上げてゆくと、第４図に示す如く数ＫHzで殆ど無
電圧に等しい明度にもどつてしまうことが明らか
になつた。液晶の誘電異方性が周波数と共に低下
する材料であれば、当然このようなことが生ずる
が、用いた液晶の誘電異方性の周波数依存性は上
記周波数範囲では一定であることが確認された。
すなわち液晶セルの光学特性は、パネル全体とし
ては通常必らずしも実効値応答しているとは言い
難い。この原因を電気的モデルで考えると次の如
くになる。 走査電極と信号電極の交点に当る絵素部の電気
的等価回路は、単純化した場合第５図の如く表わ
しうる。走査電極１と信号電極２の間にＶなる交
流電圧を印加した場合、液晶セルに印加される実
効値電圧V_Lは で表わされる。ただしωは印加交流電圧の角周波
数であり、R₁は絵素に直列に挿入された、電極
抵抗、配向膜、色フイルタ膜或は付加時に導入さ
れた直列抵抗分であり、Ｃ，R₂は液晶層の等価
並列容量及び抵抗である。 これより明らかな通り高周波になる程正味の液
晶層に印加される電圧は低下することになる。 そして、直列抵抗分を無視出来る位に小さくす
ることは実用上ははなはだ困難である。 そこで本発明者らは、セルが通常に有している
この周波数依存性を視認性の向上に積極的に利用
する方向をとつた。その場合は、従来の第１図の
如き電圧平均化法による信号波形では、選択期間
と非選択期間の周波数成分が同じ（フイールド周
波数Ｆヘルツ／Ｓ、走査線数Ｎ本とするとき基本
周波数成分はＦ・Ｎ／２である）であり、第４図の 特性を有効に活用し得ない。 従つてここでは、第２図ｂに相当する高周波選
択方式をとつた。すなわち、絵素には選択時に高
周波電圧成分が印加され、非選択時に低周波成分
が印加される。TN液晶では選択セル黒くするが
非選択セルを黒くするかは、選択セルに、より大
きい電圧が印加されるか否かに拘らず、セル両面
に設けられた両偏光板を互いに直交させるか平行
にするかでいずれにも設定できる。すなわち第１
表の信号では、非選択セルにより大きな電圧を印
加し、選択セルにはできるだけ小さい電圧を印加
して表示を行おうとするものである。第１表の信
号波形では、選択期間にオン（選択）絵素にはオ
フ（非選択）絵素にくらべていかに小さい電圧を
加えるかによつてコントラストが決定されること
になり、明らかに選択電圧の方が非選択電圧より
小さくなる。 第１表では選択期間内に２周期振幅が変化する
ように図示してあるが、これは任意に高周波化し
てよい。何周期に高周波化するかを決める定数が
Ｋであり従つてＫ≧１で用いられる。一方正の実
数ａは、選択時のオフ絵素とオン絵素に印加され
る波高値差V₀−（１−１／ａ）V₀＝１／ａV₀を決める ものであり、Ｋ、或はａの値は使用するマトリク
スセルの第４図の特性に応じてコントラストが最
大となる様に選択して使用される。 発明の効果 本発明は通常のTNセルで一般に生じる光学特
性の周波数依存性に着目し従来の電圧平均化法や
２周波法で用いられている信号波形を変型し、選
択期間に高周波成分が印加されるようにしたもの
である。従来の２周波法では、液晶は誘電異方性
が高周波で負になるものを使わなければならず液
晶材料の選択に制約をうけたが、本発明では通常
のTN用液晶材料或は、周波数と共に誘電異方性
が低下するが符号を変えない領域の周波数で駆動
することができ、従つて低周波で誘電異方性の大
きな材料が使用でき、低電圧で駆動できる利点を
有する。又、液晶セルには通常、透明電極、液晶
分子を所定の向きに揃えるため電極表面に設けら
れる配向膜、或は色表示の為に設けられるカラー
フイルタ層等絵素と直列に直列抵抗分を導入する
ことも容易である。一方ドライバも高電圧化する
必要がないから本方式を導入したからと言つてた
いしたコストアツプにつながらず、高情報量表示
に於て良好な視認性を与えることが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ〜ｄは、従来の電圧平均化法を説明す
るための図、第２図ａ〜ｇは、従来の２周波法を
説明するための図、第３図は２周波法の駆動パネ
ルに使用するのに適した液晶材料の誘電異方性の
周波数依存性を示す図、第４図は液晶セルに直列
抵抗分がある場合のセルの光学特性の周波数依存
特性を示す図、第５図は第４図の特性を説明する
為の液晶セルの電気等価回路図である。 R₁……直列抵抗分、R₂……液晶層の等価並列
抵抗、Ｃ……液晶層の等価並列容量。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ Ｎケの走査ライン電極とＭケの信号ライン電
   極を有するＮ行Ｍ列の液晶マトリクス表示パネル
   に於て、Ｎケの走査電極に印加する走査電圧とＭ
   ケの信号電極に印加する信号電圧は、下表の如く
   に設定 【表】 （但し、Ｋ≧１の正整数、ａは正の実数、１ピリ
   オドとは１フイールド時間をＴとするときＴ・ｎ
   或はＴ／ｎ（ｎは正整数）ないしはＴ／２・Ｎを意味す る。又、Ｏ、V₀のレベルは相対的）されること
   を特徴とする液晶マトリクスパネルの駆動法。