JPH07248485A

JPH07248485A - 液晶表示装置およびその駆動方法

Info

Publication number: JPH07248485A
Application number: JP3954094A
Authority: JP
Inventors: Hiroo Nomura; 浩朗野村
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1994-03-10
Filing date: 1994-03-10
Publication date: 1995-09-26

Abstract

(57)【要約】【目的】マトリクス型双安定ネマチック液晶表示体の
書き込みスピード改善する駆動方法を提供し、ハイデュ
ーティ単純マトリクス表示を実現する。【構成】液晶分子をホメオトロピック状態にするリセ
ットパルスの後に遅延期間を設け、プリセット電圧を印
加、さらにインターバル期間を設けた後、２つの準安定
状態を選択する選択電圧を印加し、表示のｏｎ／ｏｆｆ
を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はカイラルネマチック液晶
を用いたメモリ性双安定液晶表示装置に関する。更に詳
しくは、双安定液晶表示体への書き込みスピードを改善
する駆動方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】カイラルネマチック液晶を用いた双安定
性液晶表示には特公平１−５１８１８が既に開示されて
おり、初期配向条件、２つの安定状態、また、その安定
状態間の切り換えの方法等が記述されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記特公平１
−５１８１８に述べられている駆動方法は、実際的と云
えず問題が多い。例えば、２つの安定状態間の切り換え
は、トグルスイッチを用いて６０Ｈｚ、ピーク・ツ・ピ
ーク１５Ｖの電圧をターンオフする事によって３６０゜
ツイスト状態を得るか、可変電圧器を用いて約１秒間に
わたって緩慢に同電圧をターンオフする事によって０゜
ユニフォーム状態を得ている。また、他の方法としては
低周波電界がターンオフされて、１５００ＫＨｚの高周
波が直ちに印加されると３６０゜ツイストの状態が実現
され、同じ低周波のターンオフに続いて約１／４秒遅延
後に同高周波電界を印加するならば、０゜のユニフォー
ム状態になるとしている。しかし、前者の方法は全く実
用的ではなく、単なる実験室での現象確認の方法に過ぎ
ず、また、後者は我々の実験によれば、低周波のターン
オフに続いて約１／４秒後に同一高周波を与えれば、こ
れも３６０゜のツイストの状態となり、２安定状態間の
安定した切り換えにはならなかった。

【０００４】更に云うならば、特公平１−５１８１８に
は現在最も表示として実用性が高く、表示能力が高いマ
トリクス表示について何等記述が無く、その駆動方法に
ついても何等開示されていない。

【０００５】そこで、我々は先に出願した特願平４−２
１７９３２にあるような液晶セル構成と駆動方法から、
液晶セル内で発生するバックフローをコントロールし、
上記欠点を改良する方法を考案した。この方法は、まず
１ｍｓ程度のしきい値以上の電圧を印加してフレデリク
ス転移を生じさせる期間と、それにすぐ続く前記パルス
と逆極性または同極性の低電圧パルスで０゜ユニフォー
ム状態を作るか、同様に前記フレデリクス転移電圧にす
ぐ続く電圧絶対値が０の期間を設け、３６０゜ツイスト
の状態を実現するものである。具体的には特願平４−２
１７９３２の図２、３、６、７にその実施例が示してあ
る。また、その駆動波形に対応した光学応答も図４、８
に示してある。更には、本願ではこれを応用してマトリ
クス表示を駆動する場合も示した。しかし、この方法で
はマトリクス表示の１ライン当たりの書き込み時間が４
００μｓとされており、４００ライン以上の書き込みに
は計１６０ｍｓ（フレームサイクル６．２５Ｈｚ相当）
以上の時間が必要で、これは表示のフリッカーを伴うた
め実用的ではない。本発明はこの書き込み時間の高速化
を図り、大容量のマトリクス表示にも応用できるように
改良したものである。

【０００６】なお、本発明者は書き込み時間の改良手段
として既に特願平５−３７０５７を出願しており、これ
は特願平５−３７０５７の図１または図４の様にフレデ
リクス転移を起こすリセットパルスの後に遅延期間を設
け、その後にＯＮまたはＯＦＦの選択信号を印加するも
のである。こうすると書き込み時間は従来の数倍の速さ
の５０μｓが実現できている。本発明はこの発明を応用
しつつ、他の現象を取り入れて、さらに発展させたもの
である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、初期状態にお
いてねじれ構造を有し、該初期状態にフレデリクス転移
を生じさせた後の緩和状態として初期状態とは異なる２
つの準安定状態を有するカイラル・ネマチック液晶表示
体において、フレデリクス転移により液晶の配向状態を
一時的にホメオトロピック状態に遷移させるリセットパ
ルスと、それに続く適度の遅延期間と波高値をもった前
置補助パルスと、該前置補助パルスの後あるいは前にお
いて該前置補助パルスと一定間隔（インターバル）を置
いて設定された選択パルスからなり、該選択パルスの波
高値の増減によって前記液晶表示体の第１の安定状態、
あるいは、第２の安定状態を生じさせる新規の駆動方法
である。

【０００８】また、上記遅延期間およびインターバル期
間を、選択パルス幅の整数倍とし、前記前置補助パルス
および選択パルスを液晶の流動期間内に設定する。

【０００９】さらには、本発明の応用として、複数の行
と複数の列からなるマトリクス型の表示において、Ｙド
ライバはリセット期間、遅延期間、前置補助期間、イン
ターバル期間、選択期間の順序でリセットパルス電圧、
前置補助パルス電圧、選択パルス電圧の各々を発生し、
これを表示体の行電極に順次走査信号として与え、一
方、Ｘドライバは上記選択期間に同期して合成電圧がし
きい値以上の電圧、あるいは、しきい値以下の電圧を生
じさせる２種類のパルス電圧を発生し、これを表示体の
各列電極にデータ信号として与え、マトリクス上の指定
画素のｏｎまたはｏｆｆの状態を選択する事ができる。

【００１０】また、実際の液晶の駆動に当たっては、マ
トリクス型液晶表示体の行電極走査波形における非選択
期間の電圧レベルＶnsを第１の基準であるグランドレベ
ルを中心にプラス・マイナス対称に２電位設置し、これ
を第２、第３の基準の位置としてリセットパルス電圧Ｖ
s、前置補助パルス電圧Ｖp、選択パルス電圧Ｖsの各電
圧を設定し、一方、画素のデータ信号Ｖdについても、
第２、第３の基準である非選択期間電圧レベル±Ｖnsを
基準にｏｎ電圧とｏｆｆ電圧を設定する。さらには、こ
の非選択期間電圧±Ｖnsをグランドレベルと一致させて
もよい。また、さらには行電極走査波形における遅延期
間の電圧、インターバル期間の電圧を、非選択期間電圧
Ｖnsと一致させることが、駆動波形を単純化する。

【００１１】一方、液晶に印加される駆動波形の反転を
１）１フレームごと、または、２）選択期間（１Ｈ）の
半分の時間(1/2Ｈ）ごと、または、３）選択期間（１
Ｈ）ごとに行い、かつ、１フレームごとの反転を重畳さ
せるいずれかの方法によって交流化する。

【００１２】

【作用】本発明に係る液晶表示は、初期状態に於いてね
じれ角φのツイスト状態となるように、所定のセル厚に
対してカイラル物質の添加によりヘリカルピッチが調整
される。例えば、初期状態のねじれ角が１８０度に調整
されるならば、準安定状態の一方はねじれ角０度のユニ
ホーム状態、他方はねじれ角３６０度のツイスト状態と
なる。この表示体にフレデリクス転移を生じるリセット
パルスを印加し、その後に適切な電位が付与されている
と、高電圧のリセットパルスが遮断された後にいったん
バックフローが起こって３６０度の状態に緩和しかけ、
その後配向変化の方向が逆転してユニホーム状態へと戻
る。この時付与されている電圧がある値、すなわち、閾
値よりも高ければそのままユニホーム状態に緩和し、閾
値よりも低ければ再び配向変化の方向が逆転して３６０
度のツイスト状態へ緩和する。

【００１３】２つの準安定状態へ移行する場合には常に
上記バックフローの期間を経ることから、該期間直後に
おける電圧印加状態が主として準安定状態のいずれに移
行するかを決定すると考えられる。従って、選択パルス
の電圧値の他に、選択パルスのパルス幅、印加のタイミ
ング等の選択パルスの付与状態が状態移行の鍵となる。
実際に、リセットパルスの印加後に与える上記電圧を所
定の電圧値を備えた選択パルスとして付与した場合、こ
のパルス幅を短くすると２つの準安定状態間の切り換え
が不可能になるが、その選択パルスを適切な遅延時間を
おいて付与すると、パルス幅を短くしても準安定状態間
の切り換えが可能となることが明らかとなった。さらに
は、上記選択パルスを状態が転移している期間中に分割
して印加してもよいことも明らかとなった。この結果、
遅延時間、パルス幅を最適値とする事によって、例えば
表示体の単純マトリクス駆動に於いて１ライン当たりの
書き込み時間を低減することが可能となる。

【００１４】一方、遅延時間、選択パルス幅を一定とし
パルスの電圧値を変化させていくと、図５のように２つ
の準安定状態を得る２つの閾値が現れる。即ち、リセッ
ト電圧｜Ｖr｜＞Ｖ0の条件下において選択パルス電圧Ｖ
sが、０≦ Ｖs ＜Ｖth1 あるいはＶsat2＜Ｖs の領域では、ねじれ角３６０度の一方の緩和状態が現
れ、また、Ｖsat1＜Ｖs ＜Ｖth2 では、ねじれ角０度の他方の緩和状態となる。そこで、
前記選択パルスを分割印加できる性質を使って、最初の
第１のパルスではねじれ角０度の状態が出易い状況、あ
るいは、ねじれ角０度になる状態を作っておいて、それ
に加算する第２のパルスのみを変化させＶth2以下の０
度ユニフォーム状態と、Ｖsat2以上のねじれ角３６０度
の状態を確実に選択することができる。シミュレーショ
ンの結果を図４に示す。１度目のバックフローで０度ユ
ニフォーム方向に流動した液晶は（曲線ａ）、第２のパ
ルス（図の期間Ｔ５）によって再びバックフローを起こ
し、そのバックフローの大きさの大小によって３６０度
ツイストになるか（曲線ｃ）、０度ユニフォームになる
か（曲線ｂ）が決定される。第２の印加パルスは第１の
印加パルスの効果を受けて、液晶の流れを変化させるだ
けでよい為、そのパルス幅は１つのパルスを印加する場
合より短くてよい。その結果、表示体の単純マトリクス
駆動における１ライン当たりの書き込み時間をさらに短
縮することが出来る。

【００１５】

【実施例】

（実施例１）母体液晶材料に市販のＴＮ用ネマチック液
晶（メルクＺＬＩ−３３２９）を用い、これに左ねじれ
の光学活性剤（メルクＳ−８１１）を添加して螺旋ピッ
チを３〜４μｍに調整した。セルは図６のようにガラス
基板５の上にＩＴＯ透明電極パターン４を形成し、ポリ
イミド配向膜２（東レＳＰ−７４０）を塗布、上下基板
で反平行方向（１８０゜）のラビングを施した。２枚の
ガラス基板はスペーサ６を介して保持し、セル間隔は２
μｍ以下とした。従って、液晶層厚／ねじれピッチの比
は０．５±０．２の範囲の設定である。このセルに液晶
を注入するとプレティルト角θ数度、初期配向１８０度
のツイスト状態となり、これを２枚のほぼ直交偏光板７
で挟み込み表示体とした。

【００１６】以上のようにして得た試料に図３に示した
ピーク電圧±３０Ｖ、持続時間Ｔ１＝１ｍｓのリセット
パルスを印加した後、引き続きパルス幅Ｔ５＝１５０μ
ｓ、ピーク値０〜±２．７Ｖの選択電圧を与え、非選択
期間（Ｔ６）に±２．０Ｖのバイアス電圧を与える駆動
波形を印加すると、３６０゜ツイストの状態が発現し、
表示は暗くなった。また、リセットパルスに続く選択パ
ルスのピークをしきい値を越えた５．７〜６．４Ｖにす
ると、０゜ユニフォームが形成され、表示は明の状態と
なった。さらに、パルス幅５０〜１００μｓで同様の試
みをしたが、この場合は如何なる電圧でも０度ユニフォ
ームは実現できなかった。

【００１７】次に、図２のようにリセットパルスの後に
遅延期間Ｔ２を入れ、パルス幅を変えて閾値特性を調べ
ると、図５に示したような３６０度→０度→３６０度の
２つの閾値を持つ特性が現れた。遅延時間２００μｓ、
パルス幅４０μｓの条件では、パルス電圧０〜４．８Ｖ
および１４．５Ｖ以上では３６０度ツイストの状態とな
り、８．１Ｖ〜１０．５Ｖでは０度ユニフォーム状態と
なった。同様に遅延時間４００μｓ、パルス幅２０μｓ
ではパルスのピーク電圧が１２．０〜１６．６Ｖの間で
０度ユニフォーム、また、０〜７．４Ｖおよび２０．９
Ｖ以上では３６０度ツイストとなった。前者のパルス幅
４０μｓの場合、閾値特性のＶthとＶsat間の電圧差△
１、△２はそれぞれ３．３Ｖ、４．０Ｖとなり、電圧平
均化法の１／４．５バイアスの条件で駆動が可能とな
る。しかし、後者のパルス幅２０μsの場合△１、△２
は４．６Ｖ、４．３Ｖとなり、高々バイアス電圧の２倍
の４Ｖのｏｎ／ｏｆｆ電圧差しかつけられない電圧平均
化法では、閾値の急峻性が足らずパルス幅２０μｓの駆
動はできない。

【００１８】次に、図１のように遅延期間Ｔ２後の前値
補助パルス（期間Ｔ３）を固定し、これにある一定期間
Ｔ４を置いた選択パルス（期間Ｔ５）を後続させると興
味ある結果が得られた。即ち、リセットパルスの後に遅
延時間３００μｓを置いて前値補助パルス８Ｖを固定
し、さらに、インターバル期間３００μｓで選択パルス
２０μｓを印加すると、最初の３６０度ツイスト領域の
上限（Ｖth1）は不明瞭となるが、０度ユニフォームの
領域が広がり、かつ、△２が４Ｖ以下に狭まった。つま
り、この結果はＶth2とＶsat2間の閾値特性を利用して
電圧平均化法による駆動が可能なことを示している。さ
らには、前値補助パルスを１０Ｖとし同様の特性を観測
すると、さらに△２は３．５Ｖに狭まり、電圧平均化法
を用いた単純マトリクス駆動に好適となることが分かっ
た。以上をまとめて図７に示した。また、参考までに上
記Ｔ２からＴ５に対応する液晶の挙動を図４に示した。

【００１９】図８はリセット電圧を２５Ｖ〜４０Ｖまで
変えた時の閾値電圧の変化を調べたものである。この図
からリセット電圧を上げすぎると０度ユニフォーム領域
が狭まり、かつ、閾値の急峻性△２が悪くなることが分
かる。

【００２０】図９は図１のバイアス電圧を変えたときの
閾値電圧と、その時の閾値の急峻性を示す△２の大きさ
をプロットしたものである。この図からは閾値電圧Ｖth
2、Ｖsat2はバイアス電圧の増加と共に上昇し、かつ、
０度ユニフォーム領域は広がることが分かる。しかし、
急峻性の最も出るバイアス電圧は多少低めの１．８Ｖに
あり、ここが最もマージンの取れる駆動電圧となること
が分かった。

【００２１】図７、８、９より前置補助パルスを用いた
本発明による駆動方法では、リセットパルスの印加後か
ら前置補助パルスの設置までの遅延時間と、前置補助パ
ルスそのものの波高値、前置補助パルスから選択パルス
の印加までのインターバル期間と選択パルスの波高値、
ならびに、リセット電圧、バイアス電圧の設定を適正に
する必要があることが分かる。また、これらのパラメー
タが適切に設定された時には、電圧平均化法によるハイ
デューティの単純マトリクス駆動が可能なことが証明さ
れた。

【００２２】さらに別の実験では、前置補助パルスと選
択パルスの関係を入れ換えて、即ち、遅延期間後の最初
のパルスを選択パルス、次にインターバルをおいて設定
した第２のパルスを補助パルスとして固定した場合に
も、同様のＶth2とＶsat2の閾値を使用した駆動ができ
ることを確認した。しかし、前述の実施例ほどの書き込
みスピードの短縮の効果は上がらなかった。

【００２３】（実施例２）図１０はマトリクス型の液晶
表示に本発明を適用したときのＸm、Ｙn電極（ｍ、ｎは
正の整数）に印加する駆動波形を示した図である。Ｙ側
の走査信号はリセット期間Ｔ1とリセット電圧Ｖr、遅延
期間Ｔ2、前置補助パルス期間（以後、プリセットパル
ス期間またはプリセット期間と称す）Ｔ3とプリセット
電圧Ｖp、インターバル期間Ｔ4、選択期間Ｔ5と選択電
圧Ｖsの順で各電圧が与えられ、これが順次１選択期間
ずつずれて、Ｙｎ、Ｙn+1、Ｙn+2、・・・の各行電極に
印加される。また、上記以外の非選択期間Ｔ6と、遅延
期間、インターバル期間は同じ電圧値Ｖnsとする。図で
はＶns＝０である。図１０は１フレームごとに電圧の極
正を反転させるため、第ｋフレームが正の場合には、次
の第（ｋ＋１）フレームは負の極性とする。極性の切り
換え信号はＦＲで示した。Ｘ側のデータ信号Ｘmには選
択期間Ｔ5に同期して画素のon/offを切り換えるデータ
電圧Ｖdが与えられる。図１０の場合、フレームｋでは
＋Ｖdで０度ユニフォーム状態の選択、−Ｖdで３６０度
ツイスト状態の選択が対応している。データ信号Ｘmも
次のフレーム（ｋ＋１）では走査信号に合わせて、プラ
ス、マイナスが反転される。液晶表示体の各画素（ｍ、
ｎ）には、走査信号とデータ信号の差信号（Ｙn−Ｘm）
が印加され、画素のon/off切り換えに有効な電圧変化は
選択期間Ｔ5のＶs±Ｖdだけである。即ち、データ信号
の重畳されたリセット電圧Ｖr±Ｖdと、プリセット電圧
Ｖp±Ｖdは表示の書換に影響せず、選択電圧の振幅２Ｖ
dの電圧変化のみに追随する。図１１は図１０の選択期
間Ｔ５を単位時間１Ｈとした時、その半分の時間１／２
Ｈごとに印加パルス電圧をプラスマイナスで反転させ、
交流化させたものである。この交流化は表示のフリッカ
ー解消、液晶の長寿命化などに効果がある。もちろん、
本発明に係わる液晶表示は、図５のように印加電圧のプ
ラスマイナスで対称性を有する閾値特性を有しているた
め、上記交流化でもプリセットパルスおよび選択パルス
の効果は変わらない。

【００２４】実際の電圧設定としてはＶｒ＝±２５〜３
０Ｖ、Ｖｐ＝±８〜１０Ｖ、Ｖｓ＝±１５Ｖ、Ｖｎｓ＝
０Ｖ、Ｖｄ＝±１．５〜２Ｖとし、１Ｈ＝２５μｓでフ
レーム周波数４１．７Ｈｚ、デューティ比１／９６０の
単純マトリクス駆動ができた。

【００２５】（実施例３）液晶のドライバ電圧の上昇を
抑え、高耐圧ＩＣの使用を出きる限り避けるための駆動
波形例を図１２に示す。走査用の行電極信号Ｙｎのうち
高電圧を要するリセット電圧Ｖｒおよび選択電圧Ｖｓ
を、非選択電圧Ｖｎｓを中心にプリセット電圧Ｖｐと反
対方向に設定し、データ信号の電圧ＶｄをやはりＶｎｓ
を中心にプラスまたはマイナス方向に変化させる。さら
に、フレームが変わるごとにリセット電圧±Ｖrの中心
電圧を対称位置にフレームごとの反転を繰り返す。

【００２６】図１３は図１２と同じ考えに基づいて１／
２Ｈごとの反転を行った例である。極性の反転は信号Ｆ
Ｒに従って行われる。実際の電圧設定としては、例えば
Ｖｒ＝±１７〜２２Ｖ、Ｖｐ＝±１６〜１８Ｖ、Ｖｓ＝
±７Ｖ、Ｖｎｓ＝±８Ｖ、Ｖｄ＝±（９．５〜１０）〜
（６．５〜６．０）Ｖとすれば、実施例２よりピーク電
圧を８Ｖ下げられる。

【００２７】図１４は図１２、図１３と同じ電圧設定の
考えに基づいて実施した他の例である。この例は交流化
信号に１Ｈごとの反転を指示するFR1と、１フレームご
との反転を指示するFR2を考え、あるフレームとそれに
続く次のフレームで完全に直流分を相殺する方法であ
る。このようにすると、パルスごとの反転は今までの例
の１／２倍となっているため、反転による波形なまりの
低減、駆動周波数の低減化などの効果がある。また、こ
の方法は駆動波形の電圧設定が違う実施例２にも適用で
きることは、言うまでもない。

【００２８】（実施例４）図１５から１９に、実施例
２、３の駆動波形を実現するための実際の液晶駆動回路
の構成、並びに、タイムチャートを示す。図１５は液晶
パネルおよびその駆動回路を含む表示装置の全体構成図
である。液晶パネル１０は３２０×３２０画素を有し、
この液晶パネル１０を駆動するために、第１、第２のＹ
ドライバ回路１１Ａ、１１Ｂおよび第１、第２のＸドラ
イバ１２Ａ、１２Ｂが設けられている。第１、第２のＹ
ドライバ回路はそれぞれ同一の構成を有し、その詳細が
図１６に示されている。また、第１、第２のＸドライバ
回路も同一構成を有し、その詳細が図１７に示されてい
る。

【００２９】Ｙドライバ回路１１Ａについて図１６を参
照して説明する。Ｙドライバ回路１１Ａはリセット用シ
フトレジスタ１３Ａ、プリセット用シフトレジスタ１３
Ｂ、セレクト用シフトレジスタ１３Ｃの３つのシフトレ
ジスタを有し、それぞれには１６０段のレジスタがあ
る。リセット用レジスタ１３Ａにはリセット期間Ｔ１を
指定したリセット信号ＲＩが入力され、この信号はシフ
トクロックＹＳＣＫにより次段のレジスタに逐次シフト
されていく。なお、１６０段目のレジスタの内容は出力
端子ＲＯを介して出力され、第２のＹドライバ回路の入
力ＲＩとなるカスケード接続がなされる。プリセット用
シフトレジスタ１３Ｂ、セレクト用シフトレジスタ１３
Ｃについても同様で、それぞれプリセット期間Ｔ３、セ
レクト期間Ｔ５を指定した信号ＰＩ、ＳＩがシフトレジ
スタ１３Ｂ、１３Ｃに入力され、これらの信号はシフト
クロックＹＳＣＫにより次段のレジスタに次々に伝達さ
れていく。最終段１６０のレジスタの内容は出力端子Ｐ
Ｏ、ＳＯを介して次の第２のＹドライバ回路１１Ｂの入
力信号ＰＩ、ＳＩとなり、カスケード接続がなされる。

【００３０】各シフトレジスタ１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ
の内容は１６０チャンネル同時に並列出力され、出力コ
ントローラ１４に入力される。この出力コントローラ１
４はリセット信号Ｒ、プリセット信号Ｐ、セレクト信号
Ｓおよび交流化信号ＦＲの入力状態によって８つの状
態、即ち、Ｒ，Ｐ，Ｓ、ＦＲ＝（０、０、０、０）また
は（０、０、０、１）または（０、０、１、０）または
（０、０、１、１）または（０、１、０、０）または
（０、１、０、１）または（１、０、０、０）または
（１、０、０、１）を区別した信号を出力し、この信号
がレベルシフタ１５を介してＹドライバ１６に入力され
る。このＹドライバ１６には７ないし８種類の駆動電圧
±Ｖｒ，±Ｖｐ，±ＶＳ，０（または±Ｖｓ）が入力さ
れており、出力コントローラ１４で区別された８つの状
態に基づき、表１に示す真理値表に従っていずれか１つ
の駆動電圧を各チャンネルごとに出力する。なお、表１
の真理値表においてＹout１は図１０、１１に対応した
駆動波形を得るときの選択を、また、Ｙout２は図１
２、１３、１４に対応した駆動波形を得るときの選択を
示した。

【００３１】

【表１】

【００３２】図１８はＹドライブ回路に入出力される各
信号の状態を一部示したタイミングチャートである。図
１８に示すタイミングチャートの場合、選択期間Ｔ５の
長さを１Ｈとしたとき、シフトクロックＹＳＣＫは１Ｈ
ごとにＨ／Ｌを繰り返す信号となっており、交流化信号
ＦＲも同様となっているので、図１１、１３のように１
／２Ｈごとに液晶に印加される電圧の極性が反転するＹ
信号Ｙｎとなる。ＦＲの反転を１Ｈごとに行うと図１４
のように、あるいは、フレームごとに行うと図１０、１
２となる。

【００３３】次に、第１のＸドライバ回路１２Ａの詳細
について図１７を参照して説明する。Ｘドライバ回路１
２Ａは１６０段のレジスタを有するシフトレジスタ１７
があり、入力信号ＥＩをシフトクロックＸＳＣＫに従っ
て次段のレジスタに逐次シフトしていく。１６０番目の
レジスタの内容はＥＯ出力端を介して外部に出され、第
２のＸドライバ回路１２Ｂとカスケード接続が可能であ
る。シフトレジスタ１７に入力される信号ＥＩは、図１
９に示すように一水平走査期間（１Ｈ）に１回論理の１
となる信号である。従って、シフトレジスタ１７の各レ
ジスタより論理の１が逐次出力されることで、第１のラ
ッチ回路１８は各レジスタと対応するアドレスに画像デ
ータをラッチする事になる。この第１のラッチ回路１８
の１６０チャンネルのデータは、ラッチパルスＬＰが入
力するタイミングにて第２のラッチ回路１９に同時にラ
ッチされる。交流化信号ＦＲおよび第２のラッチ回路１
９からのデータを入力する出力コントロール回路２０
は、データＤと交流化信号ＦＲの入力状態によって４つ
の状態（Ｄ，ＦＲ）＝（０、０）または（０、１）また
は（１、０）または（１、１）を区別した信号を、レベ
ルシフタ２１を介して各チャンネルごとにＸ（ＳＥＧ）
ドライバ２２に入力させる。Ｘドライバ２２は２または
４種類の駆動電圧すなわち±Ｖｄまたは±Ｖonと±Ｖof
fを入力とし、出力コントロール回路２０からの情報に
基づいてこの内の１つの電圧を選別出力する。表２にそ
の真理値表を示す。なお、真理値表２においてＸout１
は図１０、１１に、Ｘout２は図１２から１３の実施例
に対応している。

【００３４】

【表２】

【００３５】

【発明の効果】以上述べたように、本発明はリセットパ
ルス後に遅延期間を設け，プリセットパルスを印加、更
に、このプリセットパルスに後続させてインターバル期
間を設け、選択電圧を印加するようにした。この結果、
マトリクス駆動の１ライン当たりの書き込み時間を遅延
期間を用いた従来の駆動方法のさらに数倍の２０μｓ／
line以下に短縮する事が可能になった。即ち、本発明に
よればフリッカーレスのハイデューティ単純マトリクス
駆動でも１０００ライン以上の表示が実現されることに
なる。更には、これに多重マトリクス等の手法を組み合
わせることで、さらに高精細・大容量表示の実現も可能
である。

【００３６】一方、本発明による液晶表示装置は基本特
性として数秒のメモリ性を有すること、コントラスト比
が１００を越えること、視角が上６０゜、下８０゜、左
右各８０゜の広視野角であること、光学応答が４ｍｓ以
下と高速であることなどＳＴＮを上回る特性を有してい
るため、先の高度の単純マトリクス駆動が可能であるこ
とと合わせ、低価格・高品質の表示装置実現に多大な貢
献が出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による駆動波形図。

【図２】従来の駆動波形図。

【図３】従来の他の駆動波形図。

【図４】本発明の原理を示した液晶の挙動説明図。

【図５】本発明に用いる液晶表示体の駆動電圧特性図。

【図６】本発明に用いる液晶表示体の構成図。

【図７】本発明を実施した駆動電圧特性図。

【図８】本発明のリセット電圧依存性を示した電圧特性
図。

【図９】本発明のバイアス電圧依存性を示した電圧特性
図。

【図１０】本発明を実施するためのマトリクス駆動波形
図。

【図１１】本発明を実施するための他のマトリクス駆動
波形図。

【図１２】本発明を実施するための他のマトリクス駆動
波形図。

【図１３】本発明を実施するための他のマトリクス駆動
波形図。

【図１４】本発明を実施するための他のマトリクス駆動
波形図。

【図１５】本発明による表示装置の全体構成図。

【図１６】Ｙドライバの詳細ブロック図。

【図１７】Ｘドライバの詳細ブロック図。

【図１８】Ｙドライバのタイミングチャート。

【図１９】Ｘドライバのタイミングチャート。

【符号の説明】

Ｔ１リセット期間Ｔ２遅延期間Ｔ３プリセット期間Ｔ４インターバル期間Ｔ５選択期間Ｔ６非選択期間１液晶分子２配向膜３絶縁膜４透明電極５ガラス基板６スペーサ７偏光板１０液晶表示体１１Ａ、１１ＢＹドライバ１２Ａ、１２ＢＸドライバ１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃシフトレジスタ１４、２０出力コントローラ１５、２１レベルシフタ１６Ｙ（ＣＯＭ）ドライバ１７シフトレジスタ１８、１９ラッチ２２Ｘ（ＳＥＧ）ドライバ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】初期状態においてねじれ構造を有し、該
初期状態にフレデリクス転移を生じさせた後の緩和状態
として初期状態とは異なる２つの準安定状態を有するカ
イラル・ネマチック液晶表示体において、フレデリクス
転移により液晶の配向状態を一時的にホメオトロピック
状態に遷移させるリセットパルスと、それに続く適度の
遅延期間と波高値をもった前置補助パルスと、該前置補
助パルスの後あるいは前において該前置補助パルスと一
定間隔（インターバル）を置いて設定された選択パルス
からなり、該選択パルスの波高値の増減によって前記液
晶表示体の第１の安定状態、あるいは、第２の安定状態
を生じさせる事を特徴とする液晶表示装置の駆動方法。
【請求項２】上記遅延期間およびインターバル期間
を、選択パルス幅の整数倍とし、前記前置補助パルスお
よび選択パルスを液晶の流動期間内に設定した事を特徴
とする請求項１に記載の液晶表示装置の駆動方法。
【請求項３】初期状態においてねじれ構造を有し、該
初期状態にフレデリクス転移を生じさせた後の緩和状態
として初期状態とは異なる２つの準安定状態を有するカ
イラル・ネマチック液晶を用いたマトリクス型の表示装
置において、Ｙドライバはリセット期間、遅延期間、前
置補助期間、インターバル期間、選択期間の順序でリセ
ットパルス電圧、前置補助パルス電圧、選択パルス電圧
を発生し、これを表示体の各行電極に順次走査信号とし
て与え、一方、Ｘドライバは上記選択期間に同期して合
成電圧がしきい値以上の電圧、あるいは、しきい値以下
の電圧を生じさせる２種類のパルス電圧を発生し、これ
を表示体の各列電極にデータ信号として与え、マトリク
ス上の指定画素のｏｎまたはｏｆｆの状態を選択する事
を特徴とする液晶表示装置。
【請求項４】マトリクス型液晶表示体の行電極（Ｙ
n）走査波形における非選択期間の電圧レベルＶnsを第
１の基準であるグランドレベルを中心にプラス・マイナ
ス対称に２電位設置し、これを第２、第３の基準の位置
としてリセットパルス電圧Ｖs、前置補助パルス電圧Ｖ
p、選択パルス電圧Ｖsの各電圧を設定し、前記順次走査
信号を発生するＹドライバと、一方、列電極（Ｘm）に
印加する画素のデータ信号Ｖdについては、上記第２、
第３の基準である非選択期間電圧レベルＶnsあるいは−
Ｖnsを基準にｏｎ電圧とｏｆｆ電圧を設定し、前記デー
タ信号を発生するＸドライバからなる事を特徴とする請
求項３に記載の液晶表示装置。
【請求項５】非選択期間電圧±Ｖnsをグランドレベル
と一致させることを特徴とする請求項４に記載の液晶表
示装置。
【請求項６】行電極走査波形における遅延期間の電
圧、インターバル期間の電圧を、非選択期間電圧Ｖnsと
一致させることを特徴とする請求項３、４に記載の液晶
表示装置。
【請求項７】液晶に印加される駆動波形の反転を１）
１フレームごと、または、２）選択期間の半分の時間
（１／２Ｈ）ごと、または、３）選択期間（１Ｈ）ごと
に行い、かつ、１フレームごとの反転を重畳させる手段
のいずれかの方法を用いることを特徴とする請求項３に
記載の液晶表示装置。