JPH05297348A - 高誘電性液晶表示装置及びその駆動方法 - Google Patents

高誘電性液晶表示装置及びその駆動方法

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JPH05297348A
JPH05297348A JP4099384A JP9938492A JPH05297348A JP H05297348 A JPH05297348 A JP H05297348A JP 4099384 A JP4099384 A JP 4099384A JP 9938492 A JP9938492 A JP 9938492A JP H05297348 A JPH05297348 A JP H05297348A
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Takamasa Harada
隆正 原田
Etsushiyaa Kurausu
クラウス・エッシャー
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Sanofi Aventis KK
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Hoechst Japan Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 焼き付き及びスイッチバックを防止する。 【構成】 強誘電性液晶表示装置は、複数の走査電極
と、該走査電極と所定の角度で交叉する複数の情報電極
と、前記複数の走査電極と前記複数の情報電極との間に
配設された高誘電性液晶部と、前記複数の走査電極を順
次選択し、選択された走査電極にリセットパルスP1
印加する第1の選択手段と、前記複数の情報電極を順次
選択し、選択された情報電極に画素の表示状態を指示す
るパルスP2を印加する第2の選択手段と、前記走査電
極の1つを選択する毎に書き込みが行われるように前記
第1及び第2の選択手段を制御する制御手段とを備え、
前記リセットパルスP1の極性は所定の期間毎に反転さ
せられる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、強誘電性液晶の焼き
付き及びスイッチングバック現象を防止することができ
る高誘電性液晶表示装置及びその駆動方法に関する。
【0002】
【従来の技術】通常、強誘電性液晶表示装置は、複数の
走査電極と、該走査電極と所定の角度で交叉する複数の
情報電極と、前記複数の走査電極と前記複数の情報電極
との間に配設された高誘電性液晶部と、前記複数の走査
電極を順次選択し、選択された走査電極にリセットパル
スを印加する第1の選択手段と、前記複数の情報電極を
順次選択し、選択された情報電極に画素の表示状態を指
示するパルスを印加する第2の選択手段と、前記走査電
極の1つを選択する毎に書き込みが行われるように前記
第1及び第2の選択手段を制御する制御手段とを備えて
いる。
【0003】こうした強誘電性液晶表示装置を駆動する
場合の代表的な駆動方法として、米国特許第4、36
7、924号明細書に記載された駆動方法が知られてい
る。即ち、この駆動方法においては、2回の走査によっ
て画面上の明状態及び暗状態を書き込むように電圧平均
化を巧みに利用している。しかし、この駆動方法では、
1画面を書き込むのに2回の走査を必要とし、また、駆
動マージンの点からも、改善の余地がある。
【0004】この駆動方法を出発点にして、色々な駆動
方法が考案され、駆動マージンの改善、書き込み期間の
短縮等多くの改善がなされてきた。例えば、ドイツ特許
出願第P40 17 893.5号は、液晶の応答時間
が同じであるとした場合に走査時間が前記米国特許のそ
れの半分、即ち1回の走査によって1画面分の明状態及
び暗状態を書き込むことができる駆動方法を提案してい
る。
【0005】このドイツ特許出願における駆動方法は、
ある走査電極の選択に先立って、該走査電極を予め定ま
った状態に(即ちリセット状態)にスイッチングしてお
き、一定時間後に該走査電極を選択するというものであ
る。図3は、このドイツ特許出願に係る駆動方法におい
て画素に印加される駆動パルスの波形と該駆動パルスが
印加されたときの画素の光学的変化とを示す図である。
(a)は、画素を明状態とすべきときに印加される駆動
パルスの波形を、(b)は画素を暗状態とすべきときに
印加される駆動パルスの波形をそれぞれ示し、符号P1
はリセットパルスを、P2は選択パルスを、P3は半選択
パルスをそれぞれ示している。。選択パルスP2を印加
する期間に画素の明状態又は暗状態が決定され、半選択
パルスP3は画素の表示状態が反転しないようにバイア
スが決定される。図3の(c)は(a)の駆動パルスが
印加されたときの画素の光学的変化を、(d)は(b)
の駆動パルスが印加されたときの画素の光学的変化をそ
れぞれ示している。
【0006】なお、図3の(a)、(b)に示された各
駆動パルスは、図4に示す基本的な電圧波形に基づいて
形成される。図4のXRは、駆動に必要な走査電極へ印
加されるリセット電圧の波形を、XSは共通電極に印加
される選択電圧の波形を、Xn S及び休止は走査電極に印
加される非選択電圧の波形及び休止を、YBは情報電極
に印加される暗状態に対応する電圧の波形を、YWは情
報電極に印加される明状態に対応する電圧の波形をそれ
ぞれ示している。これらの電圧をアナログ・スイッチ素
子によって適時切り換えることにより図3の(a)、
(b)に示すような、画素へ印加される駆動パルスが発
生される。
【0007】このドイツ特許出願による駆動方法の場
合、走査電極にリセットパルスP1が印加されると、画
素は暗状態に設定され、選択的に明状態に書き込まれる
画素は、図3の(a)及び(c)に示されるように、リ
セットパルスP1によって一定期間暗状態になった後、
選択パルスP2によって明状態に切り換えられる。一
方、選択的に暗状態に書き込まれる画素は、図3の
(b)及び(d)に示されるように、リセットパルスP
1が印加されるときのみ瞬間的に明状態へするだけであ
り、ほとんど暗状態を取り続けているので、画面が変化
しない限り、周期的に同一の駆動電圧が印加されること
になり、画素の状態には光学的変化がないことになる。
このように、選択パルスの印加に際して、極く短時間、
書き込まれるべき状態と反対の状態になるが、1パルス
後に元の状態に戻る。表示状態に変化がないと、極く短
時間だけ反対の表示状態になることがわかる。
【0008】
【発明が解決すべき課題】強誘電性液晶は自発分極特性
を有する。これは、液晶への電圧の印加によって分極が
誘起され、電圧を除去した後も分極が残る現象である。
つまり、電圧によって状態設定された画素に含まれる強
誘電性液晶には、自発分極と呼ばれる分極が生じ、これ
に対応して液晶内部に電界が発生する。換言すれば、画
素内の強誘電性液晶には、表示状態に応じて直流電圧が
常に印加されていることになる。この内部電界により、
強誘電性液晶中に存在するイオンが泳動し、該内部電界
を打ち消すような反電界を発生させる。十分な量のイオ
ンが存在する場合には、完全に内部電界は打ち消され、
強誘電性液晶内には電界が存在しなくなる。
【0009】したがって、強誘電性液晶を用いた表示装
置においては、上記したと同様の現象がそれぞれの画素
で起きる。そこで、強誘電性液晶の画素にスイッチング
パルスを加えると、このスイッチングパルスによる電界
と分極によるダイポールとの強力な相互作用により、画
素は一方の状態から他方の状態へ移動する。こうした状
態変化は長くとも100マイクロ秒のオーダーで終了す
る。その後スイッチングパルスの印加が終了した時点
で、液晶分子はイオンによる内部電界によって元の状態
へ戻る。即ち、イオンは100マイクロ秒のオーダーで
は移動しきれず、まだ分極を生じる位置にある。この結
果、スイッチングパルスの終了後も、イオンによる電界
が大きな変化なしに残っているので、液晶分子はイオン
による逆電界にさらされ、元の状態へ戻る(この現象を
スイッチングバックという)。
【0010】一方、液晶分子は同一の状態に長期間置か
れると、スイッチングパルスを印加されても状態変化を
起こさない(これを焼き付き現象という)。どの位の期
間にわたって液晶分子を同一の状態に置くと焼き付き現
象が生じるかは、液晶毎に異なるが、特に、自発分極が
大きい液晶は焼き付き現象を示す傾向が強い。この原因
は、液晶分子、特に配向膜表面上に存在する液晶分子へ
の内部電界又はイオンによる影響であると考えられる。
【0011】このように、従来の高誘電性液晶表示装置
においては、例えば白又は黒を一定の時間にわたって表
示する領域では高誘電性液晶に焼き付きが生じてしまう
という課題があった。
【0012】この発明はこうした課題を解決するために
成されたもので、焼き付き現象及びスイッチバック現象
が生じない高誘電性液晶表示装置及びその駆動方法を提
供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明にあっては、少なくとも一方が透明であ
る2枚の基板と、該基板のそれぞれに形成されていて少
なくとも一方が透明である電極と、該電極に挟持された
強誘電性液晶とを具備する強誘電性液晶表示装置におい
て、強誘電性液晶を表示状態とは異なる状態を指定の期
間毎に取らしめるように駆動する。
【0014】この発明の一実施例においては、複数の走
査電極と、該走査電極と所定の角度で交叉する複数の情
報電極と、前記複数の走査電極と前記複数の情報電極と
の間に配設された高誘電性液晶部と、前記複数の走査電
極を順次選択し、選択された走査電極にリセットパルス
を印加する第1の選択手段と、前記複数の情報電極を順
次選択し、選択された情報電極に画素の表示状態を指示
するパルスを印加する第2の選択手段と、前記走査電極
の1つを選択する毎に書き込みが行われるように前記第
1及び第2の選択手段を制御する制御手段とを備えた液
晶表示装置は、前記リセットパルスの極性を所定の期間
毎に反転させるように駆動される。
【0015】
【作用】強誘電性液晶は所定の期間毎に表示状態とは異
なる状態を取る。そのために、例えば、リセットパルス
は、その極性を所定期間毎に反転するように走査電極に
印加される。これにより、画素は一時的に表示状態を反
転させられ、強誘電性液晶の焼き付き現象及びスイッチ
バック現象が防止される。
【0016】
【実施例】強誘電性液晶表示装置に発生する前記の焼き
付き現象及びスイッチバック現象を防止する駆動方法を
見出すために、本願の発明者は、強誘電性液晶にバイポ
ーラパルスを加えて表示状態を明、暗に交互に切り換え
るとき、強誘電性液晶の表示時間の比率を1:1から
0:1まで変化させる実験を行った。この実験を通し
て、液晶を1つの表示状態から他の表示状態へ切り換え
る期間を設けることが、表示状態への影響なしに焼き付
きやスイッチバックといった現象を抑えるのに大きな効
果があることが判明した。つまり、強誘電性液晶の表示
状態を、所定の期間、反対の表示状態へ切り換え、又
は、異なる複数個の状態を取り得る強誘電性液晶[例え
ば、SiO斜め蒸着配向膜を用いた強誘電性液晶表示装
置は少なくとも3値の表示状態を示し、特開平3−38
623号公報(ドイツ特許出願第3920625.4
号)記載のいわゆるショートピッチ強誘電性液晶は多く
の状態を取る]に対しては、それぞれの状態へ切り換え
ることにより、焼き付き現象やスイッチバック現象を抑
えることができることがわかった。
【0017】この発明は上記の知見に基づいて成された
ものである。図1は、この発明に係る強誘電性液晶表示
方法により画素に加えられる駆動パルスの波形と、その
駆動パルスが印加されたときの画素の光学的変化とを示
している。図1の(a)は、画素を明状態に書き込むた
めの駆動パルスの波形を、(b)画素を暗状態に書き込
むための駆動パルスの波形をそれぞれ示しており、
(c)は(a)の駆動パルスが印加されたときの画素の
光学的変化を、(d)は(b)の駆動パルスが印加され
たときの画素の光学的変化をそれぞれ示している。
【0018】図1の(a)及び(b)から理解されるよ
うに、この発明においては、1つのフレームで印加され
るリセットパルスP1と、その次のフレームで印加され
るリセットパルスP1’との極性が反転していることで
ある。即ち、画素を明状態に書き込むときには、図1の
(a)に示すように、リセットパルスP1が印加される
と画素は暗状態となり、所定時間後に選択パルスP2
印加されて画素は明状態となる。次ぎのフレームにおい
ては、リセットパルスP1とは極性が逆のリセットパル
スP1’が印加され、画素は一時的に暗状態へ反転した
後、明状態へ戻り、その後の半選択パルスP3によって
も状態を反転させない。一方、画素を暗状態に書き込む
ときには、図1の(b)に示すように、リセットパルス
1が印加されると画素は一時的に明状態となり、所定
時間後に半選択パルスP3が印加されても画素は暗状態
を保つ。次ぎのフレームにおいては、リセットパルスP
1とは逆相のリセットパルスP1’が印加され、画素は明
状態へ反転した後、選択パルスP2の印加により暗状態
へ戻る。
【0019】このように、図3によって説明したような
従来の強誘電性液晶の駆動方法の利点を維持しながら、
リセットパルスの極性をフレーム毎に反転させるという
新規な駆動方法を採用したので、明状態又は暗状態を保
つ画素は一定時間毎に反対の状態へ切り換えられること
になり、従来の強誘電性液晶表示の欠点である焼き付き
現象やスイッチバック現象を防止することができる。
【0020】なお、リセットパルスの極性は1フレーム
毎に反転させなければならない訳ではなく、数フレーム
毎等、任意の期間毎ににリセットパルスの極性を反転さ
せてもよい。
【0021】図2は、図1の(a)及び(b)に示す駆
動パルスを形成するための基本的パルスを示している。
なお、ここで使用されている符号は図4で使用されてい
るものと同じであるので、ここでは説明を省略する。
【0022】
【発明の効果】以上、この発明を一実施例に基づいて詳
述したところから明らかなように、強誘電性液晶の性質
により、表示状態を所定の期間毎に異なる状態を取ら
せ、又は、強誘電性液晶に所定の期間毎に極性が反転す
るリセットパルスを印加することにしたので、強誘電性
液晶に特有の焼き付き現象やスイッチバック現象を防止
することができ、良質な画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係る強誘電性液晶装置駆動方法によ
り画素に加えられる駆動パルスの波形と、その駆動パル
スが印加されたときの画素の光学的変化とを示す図であ
る。
【図2】図1の(a)及び(b)に示す駆動パルスを形
成するための基本的パルスを示す図である。
【図3】従来の強誘電性液晶装置駆動方法により画素に
加えられる駆動パルスの波形と、その駆動パルスが印加
されたときの画素の光学的変化とを示す図である。
【図4】図3の(a)及び(b)に示す駆動パルスを形
成するための基本的パルスを示す図である。
【符号の説明】
1:リセットパルス P2:選択パルス P3:半選択パルス P1’:P1とは極性が反転されたリセットパルス

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも一方が透明である2枚の基板
    と、該基板のそれぞれに形成されていて少なくとも一方
    が透明である電極と、該電極に挟持された強誘電性液晶
    とを具備する強誘電性液晶表示装置において、 表示状態とは異なる状態を所定の期間毎に取らしめるこ
    とを特徴とする強誘電性液晶表示装置。
  2. 【請求項2】 複数の走査電極と、該走査電極と所定の
    角度で交叉する複数の情報電極と、前記複数の走査電極
    と前記複数の情報電極との間に配設された高誘電性液晶
    部と、前記複数の走査電極を順次選択し、選択された走
    査電極にリセットパルスを印加する第1の選択手段と、
    前記複数の情報電極を順次選択し、選択された情報電極
    に画素の表示状態を指示するパルスを印加する第2の選
    択手段と、前記走査電極の1つを選択する毎に書き込み
    が行われるように前記第1及び第2の選択手段を制御す
    る制御手段とを備えた液晶表示装置において、 前記リセットパルスの極性を所定の期間毎に反転させる
    ことを特徴とする強誘電性液晶表示装置。
  3. 【請求項3】 複数の走査電極と、該走査電極と所定の
    角度で交叉する複数の情報電極と、前記複数の走査電極
    と前記複数の情報電極との間に配設された高誘電性液晶
    部と、前記複数の走査電極を順次選択し、選択された走
    査電極にリセットパルスを印加する第1の選択手段と、
    前記複数の情報電極を順次選択し、選択された情報電極
    に画素の表示状態を指示するパルスを印加する第2の選
    択手段と、前記走査電極の1つを選択する毎に書き込み
    が行われるように前記第1及び第2の選択手段を制御す
    る制御手段とを備えた液晶表示装置の駆動方法におい
    て、 前記リセットパルスの極性を所定の期間毎に反転させる
    ことを特徴とする強誘電性液晶表示装置の駆動方法。
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