JPH07140444A - 液晶表示装置およびその駆動方法 - Google Patents
液晶表示装置およびその駆動方法Info
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- JPH07140444A JPH07140444A JP5283695A JP28369593A JPH07140444A JP H07140444 A JPH07140444 A JP H07140444A JP 5283695 A JP5283695 A JP 5283695A JP 28369593 A JP28369593 A JP 28369593A JP H07140444 A JPH07140444 A JP H07140444A
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Abstract
表示を行なう。単純マトリクス方式で走査線数の多い高
精細表示及び大画面に対応可能な液晶表示装置および駆
動方法を提供する。 【構成】 2枚の基板に施されたラビング方向のなす角
と初期状態における液晶分子の捻れ角(φr)をほぼ一
致させ、各々の界面プレティルト角が逆符号の関係にな
る構成によって印加電圧波形に依存して2つの準安定状
態を有する液晶表示素子を得る。輝度レベル可変の照明
手段と上記による記憶型液晶パネルを組合せ、駆動電圧
波形による画面走査と照明手段の輝度レベル変調を同期
させて階調表示を行なう。
Description
に関するものであり、特に双安定性スイッチングを利用
して単純マトリクス駆動される液晶表示装置およびその
駆動方法に関する。
化されている液晶表示装置は、ツイストネマティック
(TN)型液晶もしくはスーパーツイストネマティック
(STN)型液晶を用いている。例えば、M.Schadt and
W.Helfrich: Appl. Phys. Lett.18(1971)127, あるい
は T.J.Scheffer and J.Nehring: Appl. Phys.Lett.45
(1984)1021.に示されているこれらの表示方式はメモリ
ー効果を持たないため、電圧平均化法による単純マトリ
クス駆動法または各画素にトランジスタ等のアクティブ
素子を設けたアクティブマトリクス駆動法によって駆動
される。
様々な方式が研究されている。例えば、特開昭59-21972
0、特開昭60-196728には電圧平均化法の高速化技術等が
開示されており、特公平1-51818及び USP 4,239,345、
特公平3-26368、特開昭59-58420には双安定性スイッチ
ングを用いる方式が開示されている。
動作モードに関しては、それらの状態間を適当な電圧波
形で選択的にスイッチング出来る場合において走査線数
の多い高精細表示に適する訳であるが、それぞれに特有
の問題点を持っている。
5 に開示されている技術は双安定性を持っているため、
アクティブ素子を用いなくても、いったん書き込んだ情
報を長時間保持することができる。ところが、二つの安
定な状態間のスイッチングは、基本的には印加電圧の急
激な遮断と約1秒間にわたる緩慢な降下によって行われ
るため、単純マトリクス駆動には適さず、書き込み速度
も非常に遅い。事実、特公平1-51818 にはスイッチング
原理が記載されているのみであり、単純マトリクス駆動
する方法は開示されていない。
印加電圧を制御することによって比較的高速の双安定ス
イッチングを行うものである。しかし、35°という高
いプレティルト角を必要とするため、液晶配向膜を斜方
蒸着等によって形成しなければならず、実用的とは言い
難い。
印加電圧を制御することによって書き込むか否かを選択
できるが、表示を消去するためには液晶層を等方相まで
加熱しなければならない。また、書き込むためには非常
に高い電圧が必要である。
るいは複数の安定状態を有する動作モードにおいてはア
ナログ階調表示が基本的に不可能であるため、特公平4-
34130や特開昭63-113426等に見られるフィールド階調
法、特開昭62-70815や特開平2-184821に開示された画素
分割法などが用いられている。これらの方法による階調
表示はアナログ方式と比較して、液晶に高速応答性が要
求される事、素子の光利用効率が悪い、ドライバーIC
を多数使用しなければならない等の問題点を有してい
る。
あり、その目的とするところは、単純マトリクス方式に
よって実現できる高品位な高精細液晶表示装置およびそ
の駆動方法を提供するところにある。
び駆動方法は上記課題を解決するために、 (1) 走査電極群と信号電極群がマトリクス状に配置
されてその対向部に画素を形成する基板間に記憶効果を
有する液晶を挟持して構成された液晶表示パネル、該電
極群に駆動電圧信号を印加する手段および液晶パネルを
照明する手段から成る液晶表示装置において、上記照明
手段の輝度が可変であって、走査電極に印加される駆動
電圧信号に同期して前記照明手段の輝度を複数のレベル
間で変化させる事を特徴とする。
クス状に配置されてその対向部に画素を形成する基板間
に記憶効果を有する液晶を挟持して構成された液晶表示
パネルを線順次走査して駆動する方法において、走査電
極と信号電極に印加される電圧の差分として各々の画素
に印加される駆動電圧波形が、素子の閾値以上の電圧パ
ルスを印加してフレデリクス転移をもたらす期間、記憶
状態の何れか1つの状態を選択するための臨界値を基準
とした電圧パルスを印加する期間および選択された記憶
状態を維持する期間から成り、上記3つの期間の和であ
る画面走査時間の整数倍周期で照明手段の輝度レベルを
変更し、該輝度レベルと選択された記憶状態の透過率の
組合せをもって階調表示を行なう事を特徴とする。
圧を印加する前の初期状態においてφrのツイスト角を
成し、パルス電圧群を印加した後の緩和状態としてツイ
スト角が各々略(φr+180°)と略(φr−180
°)である2つの準安定状態を有する性質の液晶である
事を特徴とする。
説明する。
(E.Merck社製:ZLI−3329)に光学活性
添加剤(E.Merck社製:S811)を加えてヘリ
カルピッチp=3.5μmに調整した。セルにはITO
による走査電極群と信号電極群をマトリクス状に配置し
た上にポリイミド配向膜を設け、上下基板で反平行方向
(180度)のラビング処理を施してギャップd=1.
8μmとしたものを用いた。上記液晶組成物を封入する
と界面プレティルト角は上下基板近傍で逆符号をもって
約5°となり、p/4<d<3p/4であるため、液晶
分子の配向は基板法線方向に螺旋軸を持つ180°ツイ
スト状態となる。同液晶表示素子の構造の概略は図5に
示してある。本構成の素子は印加される駆動電圧波形に
応じて略0°ツイスト(ユニフォーム)状態と略360
°ツイスト状態の2つの準安定状態を生ずる。このよう
にして得られた記憶型液晶パネルを2枚の偏光板間に挾
持し、概ね図6に示す回路構成をもって液晶表示装置と
成し、本発明の効果を確認した。
装置の概略図を示す。上述の記憶型液晶パネルと、走査
電極及び信号電極に駆動電圧波形を印加する手段、液晶
パネルを照明する手段、およびこれらを制御する手段か
ら成り、画面走査のタイミングに同期して制御信号を照
明手段に送り、同制御信号に応じて照明手段の輝度レベ
ルを変調する構成とした。本発明実施例においては白色
のEL発光体を透過型液晶パネルの背面に置き、制御信
号の入力によって2レベルの供給電圧を選択する回路に
接続して輝度を変調した。照明手段の輝度レベル
(I0、I1)と液晶パネルの透過状態(仮にON)およ
び遮光状態(仮にOFF)の組合せにより、 I0 × ON I1 × ON (I0またはI1) × OFF なる3レベルの透過率が制御出来る事を確認した。
る液晶表示装置を時分割駆動して階調表示を行なう具体
的方法について述べる。
れる駆動電圧波形(101,201,301,40
1)、信号電極に印加される駆動電圧波形(102,2
02,302,402)、両者の差分として液晶層に印
加される合成波形(103,203,303,40
3)、照明手段の輝度レベル(104,204,30
4,404)と対応する画素の光学応答(105,20
5,305,405)が示してある。図中t0およびt1
は1画面を走査する時間であり、t01とt11はリセット
期間、t02とt12が選択期間を表わす。本発明実施例に
用いた液晶素子はリセット期間においてフレデリクス転
移を生じた後、選択期間において素子の臨界値以上の電
圧パルスを印加された場合にツイスト角が略0°のユニ
フォーム状態、臨界値以下の電圧パルスに対しては略3
60°ツイストの配向状態を呈し、後続する非選択期間
にはその状態を維持する。より具体的には、 V1=25v、V2=3.2v、V3=1.3v t01=t11=1ms. t02=t12=42μs. t0=t1=t02×240 なる設定で、|V1±V3|印加時(リセット期間)にフ
レデリクス転移が生じ、選択期間においては|V2−V3
|印加時に360°ツイスト状態、|V2+V3|印加時
に0°ユニフォーム状態が選択される。本実施例におい
ては360°ツイスト状態が遮光状態、0°ユニフォー
ム状態が光透過状態となるように偏光板を配置した。
02およびt12において|V2+V3|が印加されて光透過
状態が選択される。この状態において同図中405に示
される光学応答が、期間t0とt1における透過率(Tr)
の時間積分値をそれぞれS0、S1とするならば、 S0:S1=1:2 となるように、照明手段の輝度I0とI1の比を調整し
た。
で遮光状態が選択されて透過率がほぼ0の状態となる。
I0である期間t0において光透過状態が選択され、後続
する期間t1では遮光状態が選択される。透過率のt0+
t1における時間積分値は上記S0に相当する。
状態が選択され、照明手段の輝度がI1である期間t1に
おいて光透過状態が選択される。透過率のt0+t1にお
ける時間積分値はS1に相当する。
びt1で光透過状態が選択され、t0+t1における透過
率の時間積分値はS0+S1となる。
+t1)で1つの表示パターンを形成する方法によれ
ば、上記図1、2、3および4に示した設定を用いて4
レベルの階調表示が可能である。当然の事ながら同様の
手法による階調レベル数は本実施例に示した数に限定さ
れるものではなく、1表示パターンを形成するための走
査回数をk、照明手段の輝度レベル数をmとするなら
ば、mkレベルの階調表示が可能である。
よび駆動方法によれば、印加波形によって任意に選択可
能な2つの準安定状態間のスイッチングと照明手段の輝
度レベル制御を行なう事により、記憶効果を有する液晶
表示体を用いても中間調表示が可能な液晶表示装置が実
現出来る。また、同装置では選択された状態はメモリー
タイプの表示装置として実用上充分な時間に渡って保持
されるので、単純マトリクス駆動によって走査線数の多
い高精細ディスプレイへの対応が可能である。本発明は
直視型の液晶表示装置のみならず、各種ライトバルブ、
空間光変調器等にも応用できる。
を表わす図。
を表わす図。
を表わす図。
を表わす図。
面図。
トル θ1,θ2 界面における液晶
分子のプレティルト角 101,201,301,401 走査電極波形 102,202,302,402 信号電極波形 103,203,303,403 合成波形 104,204,304,404 照明手段の輝度レ
ベル 105,205,305,405 光学応答波形
Claims (3)
- 【請求項1】 走査電極群と信号電極群がマトリクス状
に配置されてその対向部に画素を形成する基板間に記憶
効果を有する液晶を挟持して構成された液晶表示パネ
ル、該電極群に駆動電圧信号を印加する手段および液晶
パネルを照明する手段から成る液晶表示装置において、 上記照明手段の輝度が可変であって、走査電極に印加さ
れる駆動電圧信号に同期して前記照明手段の輝度を複数
のレベル間で変化させる事を特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項2】 走査電極群と信号電極群がマトリクス状
に配置されてその対向部に画素を形成する基板間に記憶
効果を有する液晶を挟持して構成された液晶表示パネル
を線順次走査して駆動する方法において、 走査電極と信号電極に印加される電圧の差分として各々
の画素に印加される駆動電圧波形が、素子の閾値以上の
電圧パルスを印加してフレデリクス転移をもたらす期
間、記憶状態の何れか1つの状態を選択するための臨界
値を基準とした電圧パルスを印加する期間および選択さ
れた記憶状態を維持する期間から成り、 上記3つの期間の和である画面走査時間の整数倍周期で
照明手段の輝度レベルを変更し、該輝度レベルと選択さ
れた記憶状態の透過率の組合せをもって階調表示を行な
う事を特徴とする液晶表示装置の駆動方法。 - 【請求項3】 上記記憶効果を有する液晶が、電圧を印
加する前の初期状態においてφrのツイスト角を成し、
パルス電圧群を印加した後の緩和状態としてツイスト角
が各々略(φr+180°)と略(φr−180°)であ
る2つの準安定状態を有する性質の液晶である事を特徴
とする請求項1記載の液晶表示装置および請求項2記載
の液晶表示装置の駆動方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5283695A JPH07140444A (ja) | 1993-11-12 | 1993-11-12 | 液晶表示装置およびその駆動方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5283695A JPH07140444A (ja) | 1993-11-12 | 1993-11-12 | 液晶表示装置およびその駆動方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07140444A true JPH07140444A (ja) | 1995-06-02 |
Family
ID=17668887
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5283695A Pending JPH07140444A (ja) | 1993-11-12 | 1993-11-12 | 液晶表示装置およびその駆動方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07140444A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6061042A (en) * | 1997-02-06 | 2000-05-09 | Ricoh Company, Ltd. | Liquid crystal display device |
WO2008066116A1 (en) * | 2006-12-01 | 2008-06-05 | Kaneka Corporation | Polysiloxane composition |
JP2014002232A (ja) * | 2012-06-18 | 2014-01-09 | Seiko Epson Corp | 表示制御回路、表示制御方法、電気光学装置及び電子機器 |
-
1993
- 1993-11-12 JP JP5283695A patent/JPH07140444A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6061042A (en) * | 1997-02-06 | 2000-05-09 | Ricoh Company, Ltd. | Liquid crystal display device |
WO2008066116A1 (en) * | 2006-12-01 | 2008-06-05 | Kaneka Corporation | Polysiloxane composition |
JP2014002232A (ja) * | 2012-06-18 | 2014-01-09 | Seiko Epson Corp | 表示制御回路、表示制御方法、電気光学装置及び電子機器 |
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