JPH08101371A - 液晶表示装置の駆動方法及び液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置の駆動方法及び液晶表示装置

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JPH08101371A
JPH08101371A JP19982595A JP19982595A JPH08101371A JP H08101371 A JPH08101371 A JP H08101371A JP 19982595 A JP19982595 A JP 19982595A JP 19982595 A JP19982595 A JP 19982595A JP H08101371 A JPH08101371 A JP H08101371A
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liquid crystal
crystal display
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display element
voltage
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JP19982595A
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Takaaki Tanaka
孝昭 田中
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 メモリー性を有する液晶表示装置の低消費電
力化を図る。 【解決手段】 メモリー性を有する複数の液晶表示要素
がマトリクス状に配列されてなる液晶パネルと、該液晶
パネルのマルチプレクス駆動を行う駆動回路を備えた液
晶表示装置において、前記駆動回路は、第１の期間に前
記表示要素に表示情報を書き込む手段と、第２の期間に
書き込まれた表示情報を維持する手段と、を備え、１フ
レームに対する第１の期間の比率を小さくする機能を有
する駆動回路である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶を用いた表示
装置に関するものであり、特にメモリー性を有する複数
の液晶表示要素がマトリクス状に配列されてなる液晶パ
ネルのマルチプレクス駆動を行う液晶表示装置に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】現在、ＯＡ機器の表示装置等として実用
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スイッチングのためのトラン
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。
【０００３】この他に、まだ実用化はされていないが、
様々な方式が研究されている。例えば、特開昭59-21972
0号公報、特開昭60-196728号公報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号公報及
び 米国特許USP 4,239,345、特公平3-26368号公報、特
開昭59-58420号公報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。
【０００４】双安定性あるいは複数の安定状態を有する
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。
【０００５】例えば、特公平1-51818号公報及び米国特
許USP 4,239,345 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
号公報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。
【０００６】特公平3-26368号公報に開示されている技
術は、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。
【０００７】特開昭59-58420号公報に開示されている技
術は、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。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上記の様な双安定性あ
るいは複数の安定状態を有する動作モードにおいては省
電力化を目的として、表示パターンの書き込みが完了し
た後は無電界で保持する、更新の必要が生じた箇所だけ
に電圧波形を印加して部分的な書換を行うなどの手法が
望まれる。強誘電性液晶に適用した例として、特公昭62
-43167号公報、特開昭62-159218号公報等が開示されて
いる。しかしながら、表示に使用される安定状態が準安
定状態であって一定の時間が経過すると他の状態へ遷移
する様な場合には、従来開示されている方法は適用でき
ない。
【０００９】本発明は上記課題を解決するためのもので
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画質と省電力対応を両立した
高精細液晶表示装置を提供するところにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】請求項１の液晶表示装置
の駆動方法は、メモリー性を有する複数の液晶表示要素
がマトリクス状に配列されてなる液晶パネルのマルチプ
レクス駆動を行う液晶表示装置の駆動方法において、前
記表示要素に表示情報を書き込む第１の期間と、書き込
まれた表示情報を維持する第２の期間と、を１フレーム
中に設け、１フレームに対する第１の期間の比率を小さ
くしたことを特徴とする。
【００１１】このようにしたため、請求項１の液晶表示
装置の駆動方法は、メモリー性を有する複数の液晶表示
要素がマトリクス状に配列されてなる高精細な液晶パネ
ルを駆動するとき、電力を消費する第１の期間の比率が
小さいので、低消費電力化を図ることができる。
【００１２】なお、メモリー性を有する複数の液晶表示
要素がマトリクス状に配列されてなる液晶パネルとは、
双安定状態を示すスメクチック液晶層を有する液晶パネ
ル、２つの準安定状態を示すカイラルネマチック液晶を
有する液晶パネル、その他の液晶パネル等があり、請求
項１の駆動方法は、液晶パネルがメモリー性を有する液
晶パネルであればこのうちいずれの液晶パネルにも適用
できる。
【００１３】請求項２の液晶表示装置の駆動方法は、メ
モリー性を有するカイラルネマチック液晶層を備えた複
数の液晶表示要素がマトリクス状に配列されてなる液晶
パネルであって、前記液晶表示要素のそれぞれが与えら
れた電圧に応じて初期状態、リセット状態、第１の準安
定状態又は第２の準安定状態の配向状態を取りうる液晶
パネルのマルチプレクス駆動を行う液晶表示装置の駆動
方法において、電圧の絶対値がしきい値（Ｖth）より大
きいリセット電圧を前記液晶表示要素の液晶層に与えて
フレデリクス転移を起こさせ前記液晶表示要素の液晶層
をリセット状態にし、その後、第１の選択電圧又は第２
の選択電圧を前記液晶表示要素の液晶層に与えて前記液
晶表示要素の液晶層を前記第１の準安定状態又は前記第
２の準安定状態のいずれかの状態にし、その後、非選択
電圧を前記液晶表示要素の液晶層に与えて前記液晶表示
要素の液晶層の状態を維持する第１の期間と、維持電圧
を前記液晶表示要素の液晶層に与えて前記液晶表示要素
の液晶層の状態を維持する第２の期間と、を１フレーム
中に有することを特徴とする。
【００１４】このようにしたため、請求項２の液晶表示
装置の駆動方法は、メモリー性を有するカイラルネマチ
ック液晶層を備えた複数の液晶表示要素がマトリクス状
に配列されてなる高精細で高画質な液晶パネルを駆動す
るとき、電力を消費する第１の期間の比率が小さいの
で、低消費電力化を図ることができる。
【００１５】なお、図１に示すように、ここでいう初期
状態とは、エネルギー的に最も安定した状態に相当する
状態である。また、リセット状態とは、フレデリクス転
移によって励起された後の高エネルギー状態に相当する
状態である。また、準安定状態とは、リセット状態より
はエネルギーが低いが、初期状態よりはエネルギーが高
い状態をいい、リセット状態の液晶層に特定の選択電圧
を与えることによって第１又は第２のいずれかの準安定
状態にすることができる。なお、いずれの準安定状態も
ある時定数に従って緩和して初期状態に戻るが、その緩
和スピードを十分に遅くすることは十分可能であり、マ
ルチプレクス駆動も可能である。
【００１６】ここで、第１の期間とは、図４、図５のｔ
01に相当する期間であり、リセット期間ｔ03、選択期間
ｔ04及び非選択期間（ｔ04とｔ02に挟まれた期間）を含
む。なお、図４、図５にも示したように、第１の期間に
は、リセット期間ｔ03と選択期間ｔ04に挟まれた遅延期
間を含んでもよい。逆に、第１の期間には、リセット期
間ｔ03の後にすぐ選択期間ｔ04を設けて遅延期間を設け
ないようにしてもよい。
【００１７】また、第２の期間とは、維持期間ｔ02に相
当する期間である。
【００１８】請求項３の液晶表示装置の駆動方法は、請
求項２記載の液晶表示装置の駆動方法において、前記維
持電圧は、その絶対値が前記しきい値より小さいことを
特徴とする。
【００１９】このようにしたため、請求項３の液晶表示
装置の駆動方法は、第２の期間では、第１の期間に書き
込まれた表示情報を正確に維持することができる。
【００２０】請求項４の液晶表示装置の駆動方法は、請
求項３記載の液晶表示装置の駆動方法において、前記維
持電圧は、実質的に０であることを特徴とする。
【００２１】このようにしたため、請求項４の液晶表示
装置の駆動方法は、極めて簡便な方法で、第２の期間で
は、第１の期間に書き込まれた表示情報を正確に維持す
ることができる。
【００２２】請求項５の液晶表示装置の駆動方法は、メ
モリー性を有するカイラルネマチック液晶層を備えた複
数の液晶表示要素がマトリクス状に配列されてなる液晶
パネルであって、前記液晶表示要素のそれぞれが与えら
れた電圧に応じて初期状態、リセット状態、第１の準安
定状態又は第２の準安定状態の配向状態を取りうる液晶
パネルのマルチプレクス駆動を行う液晶表示装置の駆動
方法において、電圧の絶対値がしきい値（Ｖth）より大
きいリセット電圧を前記液晶表示要素の液晶層に与えて
フレデリクス転移を起こさせ前記液晶表示要素の液晶層
をリセット状態にし、その後、第１の選択電圧又は第２
の選択電圧を前記液晶表示要素の液晶層に与えて前記液
晶表示要素の液晶層を前記第１の準安定状態又は前記第
２の準安定状態のいずれかの状態にし、その後、非選択
電圧を前記液晶表示要素の液晶層に与えて前記液晶表示
要素の液晶層の状態を維持する第１の期間と、画面走査
を行わないことによって前記液晶表示要素の液晶層の状
態を維持する第２の期間と、を１フレーム中に有するこ
とを特徴とする。
【００２３】このようにしたため、請求項５の液晶表示
装置の駆動方法は、メモリー性を有するカイラルネマチ
ック液晶層を備えた複数の液晶表示要素がマトリクス状
に配列されてなる高精細で高画質な液晶パネルを駆動す
るとき、電力を消費する第１の期間の比率が小さいの
で、低消費電力化を図ることができる。
【００２４】請求項６の液晶表示装置の駆動方法は、メ
モリー性を有するカイラルネマチック液晶層を備えた複
数の液晶表示要素がマトリクス状に配列されてなる液晶
パネルであって、前記液晶表示要素のそれぞれが与えら
れた電圧に応じて初期状態、リセット状態、第１の準安
定状態又は第２の準安定状態の配向状態を取りうる液晶
パネルのマルチプレクス駆動を行う液晶表示装置の駆動
方法において、電圧の絶対値がしきい値（Ｖth）より大
きいリセット電圧を前記液晶表示要素の液晶層に与えて
フレデリクス転移を起こさせ前記液晶表示要素の液晶層
をリセット状態にし、その後、第１の選択電圧又は第２
の選択電圧を前記液晶表示要素の液晶層に与えて前記液
晶表示要素の液晶層を前記第１の準安定状態又は前記第
２の準安定状態のいずれかの状態にし、その後、非選択
電圧を前記液晶表示要素の液晶層に与えて前記液晶表示
要素の液晶層の状態を維持する第１の期間と、駆動回路
を休止状態にすることによって前記液晶表示要素の液晶
層の状態を維持する第２の期間と、を１フレーム中に有
することを特徴とする。
【００２５】このようにしたため、請求項６の液晶表示
装置の駆動方法は、メモリー性を有するカイラルネマチ
ック液晶層を備えた複数の液晶表示要素がマトリクス状
に配列されてなる高精細で高画質な液晶パネルを駆動す
るとき、電力を消費する第１の期間の比率が小さいの
で、低消費電力化を図ることができる。
【００２６】なお、請求項５又は請求項６において、第
２の期間とは、図４、図５のｔ02に相当する期間のこと
である。また、図４、図５では、第２の期間には、走査
波形３０１、４０１と信号波形３０２、４０２とをいず
れも０Ｖとしている。
【００２７】請求項７の液晶表示装置の駆動方法は、請
求項２乃至６のいずれかの請求項に記載の液晶表示装置
の駆動方法において、前記第１の選択電圧は、その絶対
値が臨界値（Ｖｃ）より大きく、前記第２の選択電圧
は、その電圧の絶対値が前記臨界値より小さく、前記非
選択電圧は、その電圧の絶対値が前記臨界値より小さい
ことを特徴とする。
【００２８】このようにしたため、請求項７の液晶表示
装置の駆動方法は、選択期間では正確にスイッチングが
行われるとともに、非選択期間では選択期間で選択され
たいずれかの準安定状態を維持することができる。
【００２９】請求項８の液晶表示装置の駆動方法は、請
求項１の液晶表示装置において、前記メモリー性を有す
る液晶表示要素がスメクチック液晶層を備えた液晶表示
要素であることを特徴とする。
【００３０】このようにしたため、請求項８の液晶表示
装置の駆動方法は、メモリー性を有するスメクチック液
晶層を備えた複数の液晶表示要素がマトリクス状に配列
されてなるいわゆる強誘電性の液晶パネルを駆動すると
き、電力を消費する第１の期間の比率が小さいので、低
消費電力化を図ることができる。
【００３１】請求項９の液晶表示装置は、メモリー性を
有する複数の液晶表示要素がマトリクス状に配列されて
なる液晶パネルと、該液晶パネルのマルチプレクス駆動
を行う駆動回路を備えた液晶表示装置において、前記駆
動回路は、第１の期間に、前記表示要素に表示情報を書
き込む手段と、第２の期間に、書き込まれた表示情報を
維持する手段と、を備え、１フレームに対する第１の期
間の比率を小さくする機能を有する駆動回路であること
を特徴とする。
【００３２】このようにしたため、請求項９の液晶表示
装置は、メモリー性を有する複数の液晶表示要素がマト
リクス状に配列されてなる高精細な液晶パネルを備えた
液晶表示装置の低消費電力化を図ることができる。
【００３３】請求項１０の液晶表示装置は、メモリー性
を有するカイラルネマチック液晶層を備えた複数の液晶
表示要素がマトリクス状に配列されてなる液晶パネルで
あって、前記液晶表示要素のそれぞれが与えられた電圧
に応じて初期状態、リセット状態、第１の準安定状態又
は第２の準安定状態の配向状態を取りうる液晶パネル
と、該液晶パネルのマルチプレクス駆動を行う駆動回路
と、を備えた液晶表示装置において、前記駆動回路は、
第１の期間に、電圧の絶対値がしきい値（Ｖth）より大
きいリセット電圧を前記液晶表示要素の液晶層に与えて
フレデリクス転移を起こさせ前記液晶表示要素の液晶層
をリセット状態にし、その後、第１の選択電圧又は第２
の選択電圧を前記液晶表示要素の液晶層に与えて前記液
晶表示要素の液晶層を前記第１の準安定状態又は前記第
２の準安定状態のいずれかの状態にし、その後、非選択
電圧を前記液晶表示要素の液晶層に与えて前記液晶表示
要素の液晶層の状態を維持する表示情報書込手段と、第
２の期間に、維持電圧を前記液晶表示要素の液晶層に与
えて前記液晶表示要素の液晶層の状態を維持する表示情
報維持手段と、を備えたことを特徴とする。
【００３４】このようにしたため、請求項１０の液晶表
示装置は、メモリー性を有するカイラルネマチック液晶
層を備えた複数の液晶表示要素がマトリクス状に配列さ
れてなる高精細で高画質な液晶パネルを備えた液晶表示
装置の低消費電力化を図ることができる。
【００３５】請求項１１の液晶表示装置は、請求項１０
記載の液晶表示装置において、前記維持電圧は、その電
圧の絶対値が前記しきい値より小さいことを特徴とす
る。
【００３６】このようにしたため、請求項１１の液晶表
示装置は、第２の期間では、第１の期間に書き込まれた
表示情報を正確に維持することができる。
【００３７】請求項１２の液晶表示装置は、請求項１１
記載の液晶表示装置において、前記維持電圧は、実質的
に０であることを特徴とする。
【００３８】このようにしたため、請求項１２の液晶表
示装置は、極めて簡便な方法で、第２の期間では、第１
の期間に書き込まれた表示情報を正確に維持することが
できる。
【００３９】請求項１３の液晶表示装置は、メモリー性
を有するカイラルネマチック液晶層を備えた複数の液晶
表示要素がマトリクス状に配列されてなる液晶パネルで
あって、前記液晶表示要素のそれぞれが与えられた電圧
に応じて初期状態、リセット状態、第１の準安定状態又
は第２の準安定状態の配向状態を取りうる液晶パネル
と、該液晶パネルのマルチプレクス駆動を行う駆動回路
と、を備えた液晶表示装置において、前記駆動回路は、
第１の期間に、電圧の絶対値がしきい値（Ｖth）より大
きいリセット電圧を前記液晶表示要素の液晶層に与えて
フレデリクス転移を起こさせ前記液晶表示要素の液晶層
をリセット状態にし、その後、第１の選択電圧又は第２
の選択電圧を前記液晶表示要素の液晶層に与えて前記液
晶表示要素の液晶層を前記第１の準安定状態又は前記第
２の準安定状態のいずれかの状態にし、その後、非選択
電圧を前記液晶表示要素の液晶層に与えて前記液晶表示
要素の液晶層の状態を維持する表示情報書込手段と、第
２の期間には、画面走査を禁止することによって前記液
晶表示要素の液晶層の状態を維持する手段と、を備えた
ことを特徴とする。
【００４０】このようにしたため、請求項１３の液晶表
示装置は、メモリー性を有するカイラルネマチック液晶
層を備えた複数の液晶表示要素がマトリクス状に配列さ
れてなる高精細で高画質な液晶パネルを備えた液晶表示
装置の低消費電力化を図ることができる。
【００４１】請求項１４の液晶表示装置は、メモリー性
を有するカイラルネマチック液晶層を備えた複数の液晶
表示要素がマトリクス状に配列されてなる液晶パネルで
あって、前記液晶表示要素のそれぞれが与えられた電圧
に応じて初期状態、リセット状態、第１の準安定状態又
は第２の準安定状態の配向状態を取りうる液晶パネル
と、該液晶パネルのマルチプレクス駆動を行う駆動回路
と、を備えた液晶表示装置において、前記駆動回路は、
第１の期間に、電圧の絶対値がしきい値（Ｖth）より大
きいリセット電圧を前記液晶表示要素の液晶層に与えて
フレデリクス転移を起こさせ前記液晶表示要素の液晶層
をリセット状態にし、その後、第１の選択電圧又は第２
の選択電圧を前記液晶表示要素の液晶層に与えて前記液
晶表示要素の液晶層を前記第１の準安定状態又は前記第
２の準安定状態のいずれかの状態にし、その後、非選択
電圧を前記液晶表示要素の液晶層に与えて前記液晶表示
要素の液晶層の状態を維持する表示情報書込手段と、第
２の期間に、駆動回路を休止状態にすることによって前
記液晶表示要素の液晶層の状態を維持する手段と、を備
えたことを特徴とする。
【００４２】このようにしたため、請求項１４の液晶表
示装置は、メモリー性を有するカイラルネマチック液晶
層を備えた複数の液晶表示要素がマトリクス状に配列さ
れてなる高精細で高画質な液晶パネルを備えた液晶表示
装置の低消費電力化を図ることができる。
【００４３】請求項１５の液晶表示装置は、請求項１０
乃至１４のいずれかの請求項に記載の液晶表示装置にお
いて、前記第１の選択電圧は、その電圧の絶対値が臨界
値（Ｖｃ）より大きく、前記第２の選択電圧は、その電
圧の絶対値が前記臨界値より小さく、前記非選択電圧
は、その電圧の絶対値が前記臨界値より小さいことを特
徴とする。
【００４４】このようにしたため、請求項１５の液晶表
示装置は、選択期間では正確にスイッチングが行われる
とともに、非選択期間では選択期間で選択されたいずれ
かの準安定状態を維持することができる。
【００４５】請求項１６の液晶表示装置は、請求項９の
液晶表示装置において、前記メモリー性を有する液晶表
示要素がスメクチック液晶層を備えた液晶表示要素であ
ることを特徴とする液晶表示装置。。
【００４６】このようにしたため、請求項１６の液晶表
示装置は、メモリー性を有するスメクチック液晶層を備
えた複数の液晶表示要素がマトリクス状に配列されてな
るいわゆる強誘電性の液晶パネルを備えた液晶表示装置
の低消費電力化を図ることができる。
【００４７】その他、本発明の液晶表示装置は、以下の
（１）〜（５）に記載した構成を有することを特徴とす
る。
【００４８】（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
該駆動電圧信号を制御する手段から成る液晶表示装置に
おいて、線順次走査によって駆動電圧波形を印加して１
画面の表示情報を液晶表示パネルに出力する期間と、出
力された表示パターンを液晶の記憶効果によって保持す
る期間を設けたこと。
【００４９】（２） 線順次走査によって駆動電圧波形
を印加して１画面の表示情報を液晶表示パネルに出力す
る期間と、出力された表示パターンを液晶の記憶効果に
よって保持する期間が任意の周期をもって交互に繰り返
されること。
【００５０】（３） 線順次走査によって駆動電圧波形
を印加して１画面の表示情報を液晶表示パネルに出力す
る期間において、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１画面走査期間内に印加され
る駆動電圧波形が、画素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第１の期間、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第２の期間および選択された記
憶状態を維持する第３の期間から成ること。
【００５１】（４） 液晶表示パネルに出力された表示
パターンを液晶の記憶効果によって保持する期間におい
ては、走査電極と信号電極が略同電位もしくは両者の電
位差が画素の閾値以下であること。
【００５２】（５） 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
こと。
【００５３】
【発明の実施の形態】以下、具体的な実施例により本発
明の詳細を説明する。
【００５４】図７の装置は、本発明の液晶表示装置の構
成を示す図である。液晶パネル１１には駆動電圧波形を
印加するための行駆動回路１３と列駆動回路１４が接続
されている。また、これらの駆動回路は基準信号発生回
路１５と線順次相差回路１６により制御されている。
【００５５】図２に本発明の液晶表示装置における液晶
パネル部分の概略断面図を示す。ガラス基板（５）上に
ストライプ形状のＩＴＯ透明電極（４）、絶縁層
（３）、配向膜（２）を積層して表面にラビング処理を
施して対向配置した。同図中８は画素間遮光層、６はレ
ベリング層であるが、これら（６、８）は必ずしも必要
ではない。基板間に液晶（１）を封入すると配向処理の
効果によりダイレクターベクトル（９）が配向膜界面で
一定のプレティルト角（θ1、θ2）をもって配列する。
液晶中に光学活性物質を添加する事によって内部の液晶
分子は螺旋構造をとる。
【００５６】本実施例では室温でネマティック相を呈す
る液晶組成物（Ｅ．Ｍｅｒｃｋ社製：ＺＬＩ−３３２
９）に光学活性添加剤（Ｅ．Ｍｅｒｃｋ社製：Ｓ８１
１）を加えてヘリカルピッチｐ＝３．５μｍに調整し
た。基板界面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１８
０°ツイスト状態となる。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（図２中７）間に挾持し、概ね図７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。
【００５７】図３に本発明に適用される駆動電圧波形の
基本構成を示す。同図中２０１、２０４は走査電極に印
加される電圧波形、Ｔｓは選択期間を表す。２０２、２
０５はＴｓにおいて信号電極に印加される電圧波形であ
って、それぞれツイスト角が略（φr＋１８０°）と略
（φr−１８０°）である２つの準安定状態を選択する
場合に対応する。２０３、２０６はそれぞれ２０１と２
０２、２０４と２０５の差分として液晶層に印加される
合成波形である。液晶にフレデリクス転移をもたらすた
めの電圧しきい値をＶth、２つの準安定状態を選択する
ための電圧臨界値をＶcとした場合、 ｜Ｖ1＋Ｖ3｜ ≧ Ｖth ｜Ｖ1−Ｖ3｜ ≧ Ｖth ｜Ｖ2−Ｖ3｜ ≦ Ｖc ｜Ｖ2＋Ｖ3｜ ≧ Ｖc ｜Ｖ3｜ ≦ Ｖth なる関係を満たす事によって、フレデリクス転移後の選
択期間Ｔｓにおいて２０３の電圧波形が印加されるとツ
イスト角が略φr＋１８０°＝３６０°の準安定状態が
選択され、２０６印加時にはφr−１８０°＝０°ユニ
フォームの準安定状態が選択される。
【００５８】２枚の偏光板を略クロスニコルとし、上記
０°ユニフォーム状態の平均分子軸方向（ラビング方
向）と偏光板透過軸のなす角を略４５°となる様に配置
すると、同０°ユニフォーム状態は入射光を透過（以
下、ＯＮ状態とする）し、３６０°ツイスト状態は遮光
状態（以下、ＯＦＦ状態）となって表示体としての機能
を有することになる。
【００５９】（実施例１）図４及び図５に本発明実施例
の駆動電圧波形と画素の光学応答を示す。それぞれＯＮ
選択時とＯＦＦ選択時に対応する。図中３０１、４０１
は走査電極に印加される駆動電圧波形、３０２、４０２
は信号電極に印加される駆動電圧波形、３０３、４０３
は走査電極波形と信号電極波形の差分として液晶層に印
加される合成波形を表し、３０４、４０４はそれぞれの
波形に対応する画素の光学応答である。ｔ01の期間（１
０ｍｓ）において１画面の走査は終了し、ｔ02（１０ｍ
ｓ）では書き込まれた状態が保持される。ｔ0＝ｔ01＋
ｔ02（＝２０ｍｓ）の周期で表示情報の書き込み／保持
が繰り返される。
【００６０】図４に示すＯＮ選択の場合では、ｔ03（１
ｍｓ）において｜Ｖ1±Ｖ3｜≧Ｖthなるパルスが印加さ
れてフレデリクス転移を生じさせ、続く選択期間ｔ
04（図３のＴｓに相当、８０μｓ）で｜Ｖ2＋Ｖ3｜≧Ｖ
cなるパルスが印加されてＯＮ状態が選択される。ｔ01
内の他の期間（非選択期間）では｜±Ｖ3｜≦Ｖcが印加
されて選択された状態は影響されない。ｔ01で１画面の
書き込みは終了し、後続のｔ02では３０１と３０２は同
電位となって画素の表示状態（この場合ＯＮ）は液晶の
持つ記憶効果によって維持される。
【００６１】図５に示すＯＦＦ選択の場合では、ｔ03に
おいて｜Ｖ1±Ｖ3｜≧Ｖthなるパルスが印加されてフレ
デリクス転移を生じ、続く選択期間ｔ04で｜Ｖ2−Ｖ3｜
≦Ｖcなるパルスが印加されてＯＦＦ状態が選択され
る。ｔ01内の他の期間（非選択期間）では｜±Ｖ3｜≦
Ｖcが印加されて選択された状態は影響されない。ｔ01
で１画面の書き込みは終了し、後続のｔ02では４０１と
４０２は同電位となって画素の表示状態（この場合ＯＦ
Ｆ）は液晶の持つ記憶効果によって維持される。
【００６２】具体的な電圧設定としては、本発明実施例
に用いた素子の２つの準安定状態を選択するための電圧
臨界値Ｖcが３．５ｖであるため、 Ｖ1＝Ｖ4＝２５．０ｖ Ｖ2＝３．５ｖ Ｖ3＝１．０ｖ として室温で動作させた。駆動周波数としては、１／ｔ
0≧５０Ｈｚとする事によってフリッカーの視認されな
い高画質の表示が低消費電力で実現できた。
【００６３】図６に走査電極に印加される駆動電圧波形
のタイミングチャートの一例を示す。５０１、５０２、
５０３は例えば各々隣接するｋ−１、ｋ、ｋ＋１本目
（ｋ：整数）の走査電極に印加される駆動電圧波形の相
対的な位相を表す。
【００６４】（実施例２）実施例１の液晶パネルに代え
て、前記メモリー性を有する液晶表示要素がスメクチッ
ク液晶層を備えた液晶表示要素である強誘電性液晶パネ
ルを用いて、表示要素に表示情報を書き込む第１の期間
と、書き込まれた表示情報を維持する第２の期間と、を
１フレーム中に設け、１フレームに対する第１の期間の
比率を小さくしたことところ、実施例１の液晶パネルの
場合と同様に、液晶表示装置の低消費化を図ることがで
きた。
【００６５】
【発明の効果】以上述べた様に本発明の液晶表示装置に
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を駆動電圧波形で制御し、線順
次走査による表示情報の書き込みと液晶の記憶効果によ
る保持を交互に繰り返す事によって、準安定的記憶効果
を有する液晶表示方式の特徴を生かして装置の省電力化
が可能である。本発明の液晶表示装置は、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。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。
【００６６】
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施例１の液晶表示装置のエネルギ
ー状態を示す図。
【図２】 本発明の実施例１の液晶パネルの構造を示す
図。
【図３】 本発明の実施例１の液晶表示装置の駆動波形
を示す図。
【図４】 本発明の実施例１の液晶表示装置の駆動波形
と光学応答とを示す図。
【図５】 本発明の実施例１の液晶表示装置の駆動波形
と光学応答とを示す図。
【図６】 本発明の実施例１の液晶表示装置の駆動波形
を示す図。
【図７】 本発明の液晶表示装置の構成を示す図。
【符号の説明】
１ 液晶分子 ２ 配向膜 ３ 絶縁層 ４ 透明電極 ５ ガラス基板 ６ 平坦化層 ７ 偏光板 ８ 遮光層 ９ ダイレクターベク
トル θ1，θ2 界面における液晶
分子のプレティルト角 １１ 液晶パネル １２ 照明手段（バック
ライト） １３ 行駆動回路 １４ 列駆動回路 １５ 基準信号発生回路 １６ 線順次走査回路 ２０１、３０１、４０１ 走査電極波形 ２０２、３０２、４０２ 信号電極波形 ２０３、３０３、４０３ 合成（差分）波形 ３０４、４０４ 光学応答波形

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 メモリー性を有する複数の液晶表示要素
    がマトリクス状に配列されてなる液晶パネルのマルチプ
    レクス駆動を行う液晶表示装置の駆動方法において、 前記表示要素に表示情報を書き込む第１の期間と、書き
    込まれた表示情報を維持する第２の期間と、を１フレー
    ム中に設け、１フレームに対する第１の期間の比率を小
    さくしたことを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。
  2. 【請求項２】 メモリー性を有するカイラルネマチック
    液晶層を備えた複数の液晶表示要素がマトリクス状に配
    列されてなる液晶パネルであって、前記液晶表示要素の
    それぞれが与えられた電圧に応じて初期状態、リセット
    状態、第１の準安定状態又は第２の準安定状態の配向状
    態を取りうる液晶パネルのマルチプレクス駆動を行う液
    晶表示装置の駆動方法において、 電圧の絶対値がしきい値（Ｖth）より大きいリセット電
    圧を前記液晶表示要素の液晶層に与えてフレデリクス転
    移を起こさせ前記液晶表示要素の液晶層をリセット状態
    にし、その後、第１の選択電圧又は第２の選択電圧を前
    記液晶表示要素の液晶層に与えて前記液晶表示要素の液
    晶層を前記第１の準安定状態又は前記第２の準安定状態
    のいずれかの状態にし、その後、非選択電圧を前記液晶
    表示要素の液晶層に与えて前記液晶表示要素の液晶層の
    状態を維持する第１の期間と、 維持電圧を前記液晶表示要素の液晶層に与えて前記液晶
    表示要素の液晶層の状態を維持する第２の期間と、 を１フレーム中に有することを特徴とする液晶表示装置
    の駆動方法。
  3. 【請求項３】 請求項２記載の液晶表示装置の駆動方法
    において、 前記維持電圧は、その絶対値が前記しきい値より小さい
    ことを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。
  4. 【請求項４】 請求項３記載の液晶表示装置の駆動方法
    において、 前記維持電圧は、実質的に０であることを特徴とする液
    晶表示装置の駆動方法。
  5. 【請求項５】 メモリー性を有するカイラルネマチック
    液晶層を備えた複数の液晶表示要素がマトリクス状に配
    列されてなる液晶パネルであって、前記液晶表示要素の
    それぞれが与えられた電圧に応じて初期状態、リセット
    状態、第１の準安定状態又は第２の準安定状態の配向状
    態を取りうる液晶パネルのマルチプレクス駆動を行う液
    晶表示装置の駆動方法において、 電圧の絶対値がしきい値（Ｖth）より大きいリセット電
    圧を前記液晶表示要素の液晶層に与えてフレデリクス転
    移を起こさせ前記液晶表示要素の液晶層をリセット状態
    にし、その後、第１の選択電圧又は第２の選択電圧を前
    記液晶表示要素の液晶層に与えて前記液晶表示要素の液
    晶層を前記第１の準安定状態又は前記第２の準安定状態
    のいずれかの状態にし、その後、非選択電圧を前記液晶
    表示要素の液晶層に与えて前記液晶表示要素の液晶層の
    状態を維持する第１の期間と、 画面走査を行わないことによって前記液晶表示要素の液
    晶層の状態を維持する第２の期間と、 を１フレーム中に有することを特徴とする液晶表示装置
    の駆動方法。
  6. 【請求項６】 メモリー性を有するカイラルネマチック
    液晶層を備えた複数の液晶表示要素がマトリクス状に配
    列されてなる液晶パネルであって、前記液晶表示要素の
    それぞれが与えられた電圧に応じて初期状態、リセット
    状態、第１の準安定状態又は第２の準安定状態の配向状
    態を取りうる液晶パネルのマルチプレクス駆動を行う液
    晶表示装置の駆動方法において、 電圧の絶対値がしきい値（Ｖth）より大きいリセット電
    圧を前記液晶表示要素の液晶層に与えてフレデリクス転
    移を起こさせ前記液晶表示要素の液晶層をリセット状態
    にし、その後、第１の選択電圧又は第２の選択電圧を前
    記液晶表示要素の液晶層に与えて前記液晶表示要素の液
    晶層を前記第１の準安定状態又は前記第２の準安定状態
    のいずれかの状態にし、その後、非選択電圧を前記液晶
    表示要素の液晶層に与えて前記液晶表示要素の液晶層の
    状態を維持する第１の期間と、 駆動回路を休止状態にすることによって前記液晶表示要
    素の液晶層の状態を維持する第２の期間と、 を１フレーム中に有することを特徴とする液晶表示装置
    の駆動方法。
  7. 【請求項７】 請求項２乃至６のいずれかに記載の液晶
    表示装置の駆動方法において、 前記第１の選択電圧は、その絶対値が臨界値（Ｖｃ）よ
    り大きく、 前記第２の選択電圧は、その電圧の絶対値が前記臨界値
    より小さく、 前記非選択電圧は、その電圧の絶対値が前記臨界値より
    小さいことを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。
  8. 【請求項８】 請求項１の液晶表示装置において、前記
    メモリー性を有する液晶表示要素がスメクチック液晶層
    を備えた液晶表示要素であることを特徴とする液晶表示
    装置の駆動方法。
  9. 【請求項９】 メモリー性を有する複数の液晶表示要素
    がマトリクス状に配列されてなる液晶パネルと、該液晶
    パネルのマルチプレクス駆動を行う駆動回路を備えた液
    晶表示装置において、 前記駆動回路は、第１の期間に、前記表示要素に表示情
    報を書き込む手段と、第２の期間に、書き込まれた表示
    情報を維持する手段と、を備え、１フレームに対する第
    １の期間の比率を小さくする機能を有する駆動回路であ
    ることを特徴とする液晶表示装置。
  10. 【請求項１０】 メモリー性を有するカイラルネマチッ
    ク液晶層を備えた複数の液晶表示要素がマトリクス状に
    配列されてなる液晶パネルであって、前記液晶表示要素
    のそれぞれが与えられた電圧に応じて初期状態、リセッ
    ト状態、第１の準安定状態又は第２の準安定状態の配向
    状態を取りうる液晶パネルと、該液晶パネルのマルチプ
    レクス駆動を行う駆動回路と、を備えた液晶表示装置に
    おいて、 前記駆動回路は、 第１の期間に、電圧の絶対値がしきい値（Ｖth）より大
    きいリセット電圧を前記液晶表示要素の液晶層に与えて
    フレデリクス転移を起こさせ前記液晶表示要素の液晶層
    をリセット状態にし、その後、第１の選択電圧又は第２
    の選択電圧を前記液晶表示要素の液晶層に与えて前記液
    晶表示要素の液晶層を前記第１の準安定状態又は前記第
    ２の準安定状態のいずれかの状態にし、その後、非選択
    電圧を前記液晶表示要素の液晶層に与えて前記液晶表示
    要素の液晶層の状態を維持する表示情報書込手段と、 第２の期間に、維持電圧を前記液晶表示要素の液晶層に
    与えて前記液晶表示要素の液晶層の状態を維持する表示
    情報維持手段と、 を備えたことを特徴とする液晶表示装置。
  11. 【請求項１１】 請求項１０記載の液晶表示装置におい
    て、 前記維持電圧は、その電圧の絶対値が前記しきい値より
    小さいことを特徴とする液晶表示装置。
  12. 【請求項１２】 請求項１１記載の液晶表示装置におい
    て、 前記維持電圧は、実質的に０であることを特徴とする液
    晶表示装置。
  13. 【請求項１３】 メモリー性を有するカイラルネマチッ
    ク液晶層を備えた複数の液晶表示要素がマトリクス状に
    配列されてなる液晶パネルであって、前記液晶表示要素
    のそれぞれが与えられた電圧に応じて初期状態、リセッ
    ト状態、第１の準安定状態又は第２の準安定状態の配向
    状態を取りうる液晶パネルと、該液晶パネルのマルチプ
    レクス駆動を行う駆動回路と、を備えた液晶表示装置に
    おいて、 前記駆動回路は、 第１の期間に、電圧の絶対値がしきい値（Ｖth）より大
    きいリセット電圧を前記液晶表示要素の液晶層に与えて
    フレデリクス転移を起こさせ前記液晶表示要素の液晶層
    をリセット状態にし、その後、第１の選択電圧又は第２
    の選択電圧を前記液晶表示要素の液晶層に与えて前記液
    晶表示要素の液晶層を前記第１の準安定状態又は前記第
    ２の準安定状態のいずれかの状態にし、その後、非選択
    電圧を前記液晶表示要素の液晶層に与えて前記液晶表示
    要素の液晶層の状態を維持する表示情報書込手段と、 第２の期間に、画面走査を禁止することによって前記液
    晶表示要素の液晶層の状態を維持する手段と、 を備えたことを特徴とする液晶表示装置。
  14. 【請求項１４】 メモリー性を有するカイラルネマチッ
    ク液晶層を備えた複数の液晶表示要素がマトリクス状に
    配列されてなる液晶パネルであって、前記液晶表示要素
    のそれぞれが与えられた電圧に応じて初期状態、リセッ
    ト状態、第１の準安定状態又は第２の準安定状態の配向
    状態を取りうる液晶パネルと、該液晶パネルのマルチプ
    レクス駆動を行う駆動回路と、を備えた液晶表示装置に
    おいて、 前記駆動回路は、 第１の期間に、電圧の絶対値がしきい値（Ｖth）より大
    きいリセット電圧を前記液晶表示要素の液晶層に与えて
    フレデリクス転移を起こさせ前記液晶表示要素の液晶層
    をリセット状態にし、その後、第１の選択電圧又は第２
    の選択電圧を前記液晶表示要素の液晶層に与えて前記液
    晶表示要素の液晶層を前記第１の準安定状態又は前記第
    ２の準安定状態のいずれかの状態にし、その後、非選択
    電圧を前記液晶表示要素の液晶層に与えて前記液晶表示
    要素の液晶層の状態を維持する表示情報書込手段と、 第２の期間に、駆動回路を休止状態にすることによって
    前記液晶表示要素の液晶層の状態を維持する手段と、 を備えたことを特徴とする液晶表示装置。
  15. 【請求項１５】 請求項１０乃至１４のいずれかの請求
    項に記載の液晶表示装置において、 前記第１の選択電圧は、その電圧の絶対値が臨界値（Ｖ
    ｃ）より大きく、 前記第２の選択電圧は、その電圧の絶対値が前記臨界値
    より小さく、 前記非選択電圧は、その電圧の絶対値が前記臨界値より
    小さいことを特徴とする液晶表示装置。
  16. 【請求項１６】 請求項９の液晶表示装置において、 前記メモリー性を有する液晶表示要素がスメクチック液
    晶層を備えた液晶表示要素であることを特徴とする液晶
    表示装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998008132A1 (fr) * 1996-08-19 1998-02-26 Seiko Epson Corporation Procede de commande d'un dispositif a cristaux liquides
US6061042A (en) * 1997-02-06 2000-05-09 Ricoh Company, Ltd. Liquid crystal display device

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