JPH0437411B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はマトリクス型液晶光学装置の駆動方法
に関するものである。

［従来の技術］ 最近、TN型液晶に代わつて強誘電液晶が注目
されてきており、これを利用した光学装置の開発
が進められている。

強誘電液晶の光学モードとしては、複屈折型光
学モードおよびゲストホスト型光学モードがあ
る。これらを駆動する場合、従来のTN型液晶と
異なり、電界の印加方向によつて光学応答状態
（明暗）を制御するため、TN型液晶で用いられ
ていた駆動方法が利用できず、特殊な駆動方法を
必要とするものである。

さらに液晶の寿命を考えると、直流成分が画素
に長時間印加されるのは好ましくなく、その点も
考慮した駆動方法が必要になつてくる。

この直流成分を長時間画素に印加させない駆動
方法の１つとしては、「SID′85Digest」（1985年）
（P.131〜P.134）の駆動方法がある。さらに、特
開昭60−176097号公報には、交流スタビライズ効
果を有する強誘電液晶を用いて、光学応答状態の
双安定性を駆動電気信号で実現できる駆動方法も
開示されている。

［発明が解決しようとする問題点］ しかし、後者の駆動方法では、画素に直流成分
が長時間印加される場合があつて、駆動用の透明
電極が還元されて黒ずんでしまつたり、液晶の劣
化を引き起こすという問題があつた。一方、前者
の駆動方法では劣化の問題はないが、１画面の書
換えに必要な時間Ｔが、１画素の書込みに必要な
時間をｔとすると、 Ｔ＝４×ｔ×Ｎ（Ｎは走査ライン数／画面）と
なつて、書換え時間Ｔが長く走査ライン数をあま
り増やせないとか、動画表示に向かないといつた
問題があつた。また、中間調も得られなかつた。

本発明は、長時間駆動しても透明電極が黒ずん
だり、液晶が劣化したりすることがなく、しかも
画素の書換え時間を短縮できるマトリクス型液晶
光学装置の駆動方法を提供することを目的として
いる。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、電界の印加方向によつて分子の配向
状態を異にし交流スタビライズ効果を有する液
晶、複数の走査電極および複数の制御電極によつ
て複数の画素を形成し、画素には複数の初期化パ
ルスからなる初期化パルス群を印加して初期化し
た後、書込みパルスを印加して画素を所望の光学
応答状態とし、それ以降は画素に交流パルスを印
加して交流スタビライズ効果によつて光学応答状
態を保持するものであつて、書込みパルスの平均
電圧値を初期化パルス群の平均電圧値と絶対値が
等しくて極性が異なるものとし、交流パルスは、
正極性のパルスとこれと波形が対称な負極性のパ
ルスとが交互に生じるように形成することによ
り、上記目的を達成している。

［実施例］ 第１図において、走査電極L₁〜L_Nとこれと対
向する制御電極R₁〜R_X間に交流スタビライズ効
果を有する強誘電液晶を介在させて各電極の交点
において複数の画素を形成している。選択回路
SEからは走査電極L₁〜L_Nを順次、時分割的に初
期化する複数の初期化信号RS₁，RS₂，RS₃（第２
図）と、時分割的に選択する選択信号Ｓ（第２図）
が第３図示のタイミングで発生し、この初期化信
号と選択信号の非供給時には非選択信号NS（第２
図）が発生する。

初期化信号RS₁は電圧（−V_R±Ｈ）からなり、
RS₂は電圧（V_R±Ｈ）からなり、RS₃は電圧（Ｖ
±Ｈ）からなり、選択信号Ｓは電圧（−Ｖ）から
なり、非選択信号NSは電圧（±Ｈ）からなる。

一方駆動制御回路DRからは、選択信号Ｓが供
給された走査電極上の画素の所望する光学応答状
態に対応して、第２図の応答信号Ｄまたは逆応答
信号RDがデータ信号として発生し、制御電極R₁
〜R_Xに供給される。つまり応答状態（例えば、
光透過状態）を所望する画素の制御電極には応答
信号Ｄを供給し、逆応答状態（光遮断状態）を所
望する画素の制御電極には逆応答信号RDを供給
するものである。応答信号Ｄは電０からなり、逆
応答信号RDは、液晶が交流スタビライズ効果を
呈する周波数を有し、電圧±2Hからなる。

以上の信号の供給によつて、応答状態を所望す
る画素にはまず初期化信号RS₁の供給によつて、
初期化パルスP₁またはP₂が印加された後、初期
化信号RS₂，RS₃の供給によつて初期化パルスP₃
またはP₄に続いて同極性の初期化パルスP₅また
はP₆が印加されて、一旦飽和逆応答状態に初期
化され、その後選択信号Ｓおよび応答信号Ｄによ
つて、書込みパルスP₇が印加される。このパル
スP₇では高周波交流成分が０なので、交流スタ
ビライズ効果がなく、電圧Ｖのパルスにより飽和
応答状態になる。上記パルスP₁またはP₂は電圧
V_Rの直流パルスに電圧±Ｈの高周波交流パルス
が重畳されたもので、パルスP₃またはP₄は電圧
−V_Rの直流パルスに電圧±Ｈの高周波交流パル
スが重畳されたものであり、パルスP₅またはP₆
は電圧−Ｖの直流パルスに電圧±Ｈの高周波交流
パルスが重畳されたもので、書込みパルスP₇は
電圧Ｖの直流パルスである。

従つて、初期化パルスP₁，P₃，P₅からなる初
期化パルス群、初期化パルスP₂，P₄，P₆からな
る初期化パルス群および書込みパルスP₇はそれ
ぞれ直流成分を有するが、上記各初期化パルス群
における平均電圧値は書込みパルスP₇の平均電
圧値と絶対値が等しくて極性が異なるものである
ため、書込みパルスP₇が印加されたところで画
素に印加される平均電圧レベルを０にすることが
できる。つまり、＋側電圧波形の面積と−側電圧
波形の面積とが等しくなり、偏つた直流電圧が印
加されることがない。そして、上記パルスP₇の
印加後は非選択信号NSによつて交流パルスP₉ま
たはP₁₀が印加されて、交流スタビライズ効果に
より光学応答状態が安定に保持されるのである。

交流パルスP₉およびP₁₀は、交流スタビライズ
効果を呈する周波数を有し、かつ正極性のパルス
とこれと波形が対称な負極性のパルスとが交互に
生じるものであり、偏つた直流電圧が印加される
ことがない。

一方、逆応答を所望する画素には初期化パルス
P₁またはP₂が印加された後、初期化パルスP₃ま
たはP₄および初期化パルスP₅またはP₆が印加さ
れて一旦飽和逆応答状態に初期化され、その後選
択信号Ｓおよび逆応答信号RDにより書込みパル
スP₈が印加される。パルスP₈は電圧Ｖの直流パ
ルスに電圧±2Hの高電圧高周波交流パルスが重
畳されたもので、±2Hの交流スタビライズ効果に
より飽和応答状態とはならず、飽和逆応答状態が
保持されるのである。この場合も、初期化パルス
群の平均電圧値と書込みパルスP₈の平均電圧値
とは絶対値が等しくて極性が異なるため、画素に
印加される平均電圧レベルは０になる。また、上
記書込みパルスP₈の印加後は、交流パルスP₉ま
たはP₁₀が印加されて、交流スタビライズ効果に
より逆応答状態が安定に保持されるのである。

これら、応答および逆応答の画素への印加波形
例を示したのが第４図である。このように、画素
に偏つた直流電圧が印加されないようにすること
により、透明電極の黒変、液晶の劣化等を起こす
ことがなくなる。

また、初期化信号の導入により選択信号の供給
と同時に次のラインの初期化ができ、しかも１ラ
インを書込みパルス幅で走査できるので、画面の
書換え時間が短縮できるのである。さらに初期化
信号を複数とすることで、飽和逆応答状態への初
期化が完全にできるので駆動マージンが大きく、
セル厚のばらつきなどがあつても安定した駆動が
できるのである。

なお、書込みパルスP₇のパルス高Ｖとパルス
幅は、強誘電液晶の自発分極の大きさや液晶セル
厚との関係で飽和応答状態が得られるように適宜
決定される。

また、交流パルスP₉，P₁₀の周波数は、そのパ
ルス幅が書込みパルスP₇の直流パルス幅の1/4以
下で整数分の１となる周波数が好ましく、パルス
高Ｈは強誘電液晶の誘電異方性の大きさとの関係
で、光学応答状態が安定に保持されるように適宜
決定される。

さらに初期化パルスP₁，P₂，P₃またはP₄の初
期化電圧V_Rは、初期化パルスP₅またはP₆との協
働で±Ｈの高周波交流パルスが重畳されても十分
に飽和逆応答状態が得られるように決定される。

次に、中間調を実現する例について説明する。

第５図は第２図の例を応用して中間調を実現で
きるようにしたものである。第５図において、初
期化信号RS₁，RS₂，RS₃および選択信号Ｓは第
２図と同じで、制御電極R₁〜R_Xに供給するデー
タ信号である制御信号Ｃの電圧±ｈを階調に応じ
て制御するようにしたものである。

第５図において、画素には初期化信号RS₁と制
御信号Ｃとの供給によつて初期化パルスP₁₁が印
加された後、初期化信号RS₂，RS₃と制御信号Ｃ
との供給によつて初期化パルスP₁₂，P₁₃が連続し
て印加され飽和逆応答状態に初期化され、その後
選択信号Ｓの供給により書込みパルスP₁₄が印加
される。パルスP₁₄は電圧Ｖの直流パルスに±ｈ
の高周波交流パルスを重畳したパルスで、このパ
ルスの印加によつて不飽和応答状態（中間調）が
実現できる。

つまり、電圧Ｖのパルスのみでは液晶は飽和応
答状態となるが、これに重畳する高周波交流パル
スの振幅制御により交流スタビライズ効果を制御
でき、不飽和応答状態が得られるのである。

そして、その後は非選択信号NS′と制御信号Ｃ
によつて交流パルスP₁₅が印加され、上記光学応
答状態が保持されるのである。なお、非選択信号
NS′は非選択時の交流スタビライズ効果をより安
定化するために、第２図の非選択信号NSとは位
相を変えた信号にしてある。

中間調を実現するパルスとしては、上記制御信
号の電圧±ｈの変調に限らず、パルス幅変調によ
り中間調を出してもよいが、いずれの場合も中間
調を出すパルスの前に一旦飽和逆応答状態に初期
化することが重要である。単に中間調を出すため
のパルスを印加したのでは、パルス印加前の光学
応答状態によつて印加後の光学応答状態が変わつ
てしまい、安定な中間調が実現できないが、第５
図の例では、書換えの前に飽和逆応答状態に初期
化するため、前の光学応答状態にも拘らず安定し
た中間調を出すことができるのである。

第６図はさらに他の信号波形例を示したもの
で、第２図と同様の駆動が行なえるものである
が、初期化信号の数を減らしてある。すなわち、
飽和逆応答状態への初期化を初期化信号RS₅のみ
で行なう例である。

そして、初期化信号RS₅と選択信号Ｓの供給に
よつて画素に印加される電圧のアンバランスを初
期化信号RS₄で調整して、初期化パルスP₁₆，P₁₈
からなる初期化パルス群および初期化パルスP₁₇，
P₁₉からなる初期化パルス群の平均電圧値が、書
込みパルスP₇，P₈の平均電圧値と絶対値が等し
くて極性が異なるようにしてあり、画素に印加さ
れる平均電圧レベルを０にしてある。選択信号
Ｓ、非選択信号NS、応答信号Ｄ、逆応答信号
RDは第２図と同一である。

なお上記の説明では、＋側の電圧によつて応答、
−側の電圧によつて逆応答すると呼称したが、応
答および逆応答は表裏一体のものであるので、逆
に＋側に電圧で逆応答、−側の電圧で応答すると
呼称してもよい。

ところで、各電極に供給する信号は上記に限る
ものではなく、種々の変更が可能であり、また、
必要に応じて適宜バイアス電圧を加えるようにし
てもよい。

また、初期化信号の数や順序も上記例に限るも
のではなく、選択信号の供給前に飽和逆応答状態
に初期化でき、かつ画素に印加される平均電圧値
が、続いて印加される書込みパルスの平均電圧値
と絶対値が等しくて極性が異なるものであればよ
い。

さらに、上記実施例では第１図の如きマトリク
ス表示について述べたが、これに限らずライン状
に配置された光シヤツタアレーを複数のブロツク
毎に分割して、これをマトリクス的に配線した光
プリンタ用の液晶シヤツタアレーの駆動にも適用
できることは言うまでもない。この場合、初期化
逆応答状態を画素の暗状態（光遮断状態）に設定
するとコントラストを高くとれる。

［発明の効果］ 本発明によれば、画素に印加される初期化パル
ス群の平均電圧値が書込みパルスの平均電圧値と
絶対値が等しくて極性を異にし、交流パルスは、
正極性のパルスと波形が対称な負極性のパルスと
が交互に生じるため、画素には偏つた直流電圧が
印加されることがなく、長時間駆動しても透明電
極が黒ずんだり、液晶が劣化したりすることがな
い。

また、初期化信号の導入により選択信号の供給
と同時に次のラインの初期化ができ、画素の書換
え時間を短縮できる。換言すると、同一時間内で
の走査桁数を増大することができる。さらに、初
期化信号を複数とすることで初期化が完全にでき
るので、駆動マージンが大きく、セル厚のばらつ
きなどがあつても安定した駆動ができる。また、
中間調も実現可能である。

また、非選択時には高周波交流電圧のみの印加
なので、交流スタビライズ効果により安定な保持
力が得られ、高コントラストが得られる等の大き
な効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図はマトリクス型液晶光学装置の一例を示
した説明図、第２図は本発明を実現するための電
圧波形を示した説明図、第３図は走査電極L₁〜
L_Nへの信号供給タイミングを示した説明図、第
４図は画素に印加されるパルス例を示した波形
図、第５図、第６図はそれぞれ本発明を実現する
ための他の波形を示した説明図である。 R₁〜R_X……制御電極、L₁〜L_N……走査電極、
RS₁，RS₂，RS₃，RS₄，RS₅……初期化信号、Ｓ
……選択信号、NS，NS′……非選択信号、Ｄ…
…データ信号、RD……データ信号、Ｃ……デー
タ信号、P₁〜P₆……初期化パルス、P₇，P₈……
書込みパルス、P₉，P₁₀……交流パルス、P₁₁〜
P₁₃……初期化パルス、P₁₄……書込みパルス、
P₁₅……交流パルス、P₁₆〜P₁₉……初期化パルス。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 電界の印加方向によつて分子の配向状態を異
   にし交流スタビライズ効果を有する液晶を複数の
   走査電極と複数の制御電極間に介在させ、各電極
   の交点において画素を形成してなるマトリクス型
   液晶光学装置の駆動方法において、 各走査電極には、複数の初期化信号とこれに続
   く選択信号を順次供給し、各初期化信号および選
   択信号の非供給時には非選択信号を供給し、 各制御電極には、選択信号の供給に同期して、
   液晶が交流スタビライズ効果を呈する周波数に対
   応した高周波成分を含むデータ信号またはこの高
   周波成分を含まないデータ信号を供給し、 各初期化信号それぞれの供給時間は選択信号の
   供給時間と等しく設定してあり、 各初期化信号とデータ信号との電位差によつ
   て、各初期化信号に対応した複数の初期化パルス
   からなる初期化パルス群を画素に印加して光学的
   に初期化し、 選択信号とデータ信号との電位差によつて、画
   素に書込みパルスを印加して所望の光学応答状態
   とし、 非選択信号とデータ信号との電位差によつて、
   画素に交流パルスを印加して画素の光学応答状態
   を交流スタビライズ効果によつて保持するもので
   あつて、 初期化パルス群は、画素を光透過状態または光
   遮断状態にするものであり、 書込みパルスは、画素を所望の光学応答状態に
   変化させるパルスまたは初期化パルス群によつて
   初期化された状態を保持するパルスであり、かつ
   その平均電圧値は初期化パルス群の平均電圧値と
   絶対値が等しくて極性が異なるものであり、 交流パルスは、交流スタビライズ効果を呈する
   周波数を有し、かつ正極性のパルスとこれと波形
   が対称な負極性のパルスとが交互に生じるもので
   ある ことを特徴とするマトリクス型液晶光学装置の駆
   動方法。 ２ 上記液晶が、上記交流パルスの周波数域で負
   の誘電異方性を示す強誘電液晶である特許請求の
   範囲第１項記載のマトリクス型液晶光学装置の駆
   動方法。