JPH11311773A - 液晶素子の駆動法 - Google Patents
液晶素子の駆動法Info
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- JPH11311773A JPH11311773A JP12021498A JP12021498A JPH11311773A JP H11311773 A JPH11311773 A JP H11311773A JP 12021498 A JP12021498 A JP 12021498A JP 12021498 A JP12021498 A JP 12021498A JP H11311773 A JPH11311773 A JP H11311773A
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- driving
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 自発分極を有するスメクチック液晶をアクテ
ィブマトリクス方式により駆動する液晶素子において、
温度変化による表示状態の変化を低減して、安定した表
示を実現する。 【解決手段】 液晶素子に温度検知手段を設け、温度変
化に応じて、ゲートオン期間或いは液晶に印加される電
圧値を変化させることによって、液晶の応答速度の温度
依存性を補償する。
ィブマトリクス方式により駆動する液晶素子において、
温度変化による表示状態の変化を低減して、安定した表
示を実現する。 【解決手段】 液晶素子に温度検知手段を設け、温度変
化に応じて、ゲートオン期間或いは液晶に印加される電
圧値を変化させることによって、液晶の応答速度の温度
依存性を補償する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、パーソナルコンピ
ュータのディスプレイ等に用いられる液晶素子の駆動法
に関する。
ュータのディスプレイ等に用いられる液晶素子の駆動法
に関する。
【0002】
【従来の技術】アクティブマトリクス方式の液晶素子で
実用化されているもののほとんどは、ネマチック液晶を
用いたTN(ツイステッドネマチック)モードを用いて
いる。TNモードは、その応答速度が低いことと視野角
特性が狭いために、画質上の問題があった。
実用化されているもののほとんどは、ネマチック液晶を
用いたTN(ツイステッドネマチック)モードを用いて
いる。TNモードは、その応答速度が低いことと視野角
特性が狭いために、画質上の問題があった。
【0003】そこで、強誘電性或いは反強誘電性液晶の
高速で且つ広い視野角特性を生かして、アクティブマト
リクスで駆動する液晶素子の研究がなされてきた。以下
にこれに関連する文献を挙げる。 (1)A full−color threshold
less Antiferroelectric LC
D exhibiting wide viewing
angle with fast response
time,T.Yoshidaら,SID 97(S
ociety for Information Di
splay 97)DIGEST P841 (2)Voltage−holding proper
ties of thresholdless ant
iferroelectric liquidcrys
tals driven by active mat
rices,T.saishuら,SID 96(So
ciety for Information Dis
play 96)DIGEST P703 (3)Analytical modeling of
active−matrix driving of
liquid crystals withspon
taneous polarization T.Ve
rhulstJpn.J.Appl.Phys.Vo.
36(1997)pp720−729
高速で且つ広い視野角特性を生かして、アクティブマト
リクスで駆動する液晶素子の研究がなされてきた。以下
にこれに関連する文献を挙げる。 (1)A full−color threshold
less Antiferroelectric LC
D exhibiting wide viewing
angle with fast response
time,T.Yoshidaら,SID 97(S
ociety for Information Di
splay 97)DIGEST P841 (2)Voltage−holding proper
ties of thresholdless ant
iferroelectric liquidcrys
tals driven by active mat
rices,T.saishuら,SID 96(So
ciety for Information Dis
play 96)DIGEST P703 (3)Analytical modeling of
active−matrix driving of
liquid crystals withspon
taneous polarization T.Ve
rhulstJpn.J.Appl.Phys.Vo.
36(1997)pp720−729
【0004】これらの文献によれば、TFT(薄膜トラ
ンジスタ)によって自発分極を有する反強誘電性液晶や
強誘電性液晶を駆動する場合、自発分極の反転に伴う保
持電圧の低下によって、液晶に印加される駆動電圧が低
下し、コントラストが悪化するという画質劣化を引き起
こす。この現象を図面を参照しながら簡単に説明する。
ンジスタ)によって自発分極を有する反強誘電性液晶や
強誘電性液晶を駆動する場合、自発分極の反転に伴う保
持電圧の低下によって、液晶に印加される駆動電圧が低
下し、コントラストが悪化するという画質劣化を引き起
こす。この現象を図面を参照しながら簡単に説明する。
【0005】図1に、TFTによって液晶を駆動する時
の1画素の構成の模式図を、図2には当該画素を駆動す
るための駆動信号と液晶の応答を示した。ここでは、液
晶として上記文献(1)に記載された「無しきい値反強
誘電性液晶(TLAFLC)」を用いた液晶素子を例に
挙げて説明する。当該液晶素子においては、液晶が、電
圧無印加での配向状態(第一の配向状態とする)にある
ときは第一の透過率を示し、液晶に第一の極性(例えば
正極性側)の電圧を加えたときには、液晶分子が第一の
配向状態から一方の方向にチルトし、所定の電圧値V0
で第二の配向状態となり第二の透過率を示し、また第一
の極性とは逆の第二の極性(例えば負極性)の電圧を加
えたときには、液晶分子が第一の配向状態から他方の方
向へチルトし、所定の電圧−V0で第三の配向状態とな
り第二の透過率を示し、印加電圧値に応じて上記第一の
透過率と第二の透過率との間で連続的に透過率が変化す
る電圧−透過率特性を有する。従って、上記第一の光透
過率状態の時が最暗状態となるように一対の偏光板で当
該液晶素子を挟持すると、最暗状態を透過率0%、最明
状態を透過率100%として、図9に示すように、0%
から100%まで、印加された電圧値に対応して連続し
て透過率が変化する特性が得られる。
の1画素の構成の模式図を、図2には当該画素を駆動す
るための駆動信号と液晶の応答を示した。ここでは、液
晶として上記文献(1)に記載された「無しきい値反強
誘電性液晶(TLAFLC)」を用いた液晶素子を例に
挙げて説明する。当該液晶素子においては、液晶が、電
圧無印加での配向状態(第一の配向状態とする)にある
ときは第一の透過率を示し、液晶に第一の極性(例えば
正極性側)の電圧を加えたときには、液晶分子が第一の
配向状態から一方の方向にチルトし、所定の電圧値V0
で第二の配向状態となり第二の透過率を示し、また第一
の極性とは逆の第二の極性(例えば負極性)の電圧を加
えたときには、液晶分子が第一の配向状態から他方の方
向へチルトし、所定の電圧−V0で第三の配向状態とな
り第二の透過率を示し、印加電圧値に応じて上記第一の
透過率と第二の透過率との間で連続的に透過率が変化す
る電圧−透過率特性を有する。従って、上記第一の光透
過率状態の時が最暗状態となるように一対の偏光板で当
該液晶素子を挟持すると、最暗状態を透過率0%、最明
状態を透過率100%として、図9に示すように、0%
から100%まで、印加された電圧値に対応して連続し
て透過率が変化する特性が得られる。
【0006】図1に示したTFT1はゲート・ソース・
ドレイン電極を有し、ドレイン電極に液晶セル2の画素
電極が接続されている。また、当該構成においては、液
晶セル2と並列に、TFT1がオフの期間に液晶に印加
される電圧を保持するための保持容量3を設けている。
ドレイン電極を有し、ドレイン電極に液晶セル2の画素
電極が接続されている。また、当該構成においては、液
晶セル2と並列に、TFT1がオフの期間に液晶に印加
される電圧を保持するための保持容量3を設けている。
【0007】また、図2において、(a)は図1のTF
T1のゲート電極に印加する走査信号の電圧波形G1 、
(b)はソース電極に印加する情報信号の電圧波形S
1 、(c)は液晶に印加される電圧波形VLCをそれぞれ
示し、(d)は当該画素の透過率TLCを最暗状態を0
%、最明状態を100%として示したものである。尚、
図中のVc は画素電極に対向する共通電極の電位であ
る。F1 、F2 はそれぞれ当該画素を含む1画面の走査
期間(フレーム)であり、tonは当該画素のTFTのゲ
ートをオンする期間、toff はゲートをオフする期間で
ある。また、便宜上、情報信号は当該画素に関わるパル
スのみを示している。
T1のゲート電極に印加する走査信号の電圧波形G1 、
(b)はソース電極に印加する情報信号の電圧波形S
1 、(c)は液晶に印加される電圧波形VLCをそれぞれ
示し、(d)は当該画素の透過率TLCを最暗状態を0
%、最明状態を100%として示したものである。尚、
図中のVc は画素電極に対向する共通電極の電位であ
る。F1 、F2 はそれぞれ当該画素を含む1画面の走査
期間(フレーム)であり、tonは当該画素のTFTのゲ
ートをオンする期間、toff はゲートをオフする期間で
ある。また、便宜上、情報信号は当該画素に関わるパル
スのみを示している。
【0008】図2に示したように、TFTのゲートオン
に同期して、ソース電極に情報信号を供給する。当該情
報信号S1 は、電気的な液晶の劣化を防止するために、
周期的に(図2では1フレーム走査毎に)極性を反転さ
せる。
に同期して、ソース電極に情報信号を供給する。当該情
報信号S1 は、電気的な液晶の劣化を防止するために、
周期的に(図2では1フレーム走査毎に)極性を反転さ
せる。
【0009】液晶はtonに印加されるVLCに従い、逆極
性に対応した配向状態へ転移(反転)を開始する。液晶
の応答時間がtonよりも長い場合には、tonが終了して
toff に入っても反転が引き続いて行われる。液晶は自
発分極を有するため、toffでの反転は液晶の自発分極
による電圧降下を引き起す。最終的にはこの電圧降下分
を含めたVLCに対応する配向状態となり、画素の透過率
は一定の値で落ち着く。
性に対応した配向状態へ転移(反転)を開始する。液晶
の応答時間がtonよりも長い場合には、tonが終了して
toff に入っても反転が引き続いて行われる。液晶は自
発分極を有するため、toffでの反転は液晶の自発分極
による電圧降下を引き起す。最終的にはこの電圧降下分
を含めたVLCに対応する配向状態となり、画素の透過率
は一定の値で落ち着く。
【0010】上記したように、所望の光学状態を得るた
めには、自発分極の電圧降下分を見込んだ電圧を液晶に
印加する必要がある。降下する電圧は、toff に反転す
る液晶の自発分極量、つまり、tonに反転できなかった
液晶の自発分極量であるから、tonで反転できる自発分
極量に依存した値となる。tonに反転できる液晶の自発
分極量は、印加電圧に対する液晶の応答速度に依存す
る。即ち、同じ電圧を与えた場合、液晶の応答速度の速
い方がtonで反転できる自発分極量が多く、従って、電
圧降下が小さいため、VLCの絶対値が大きくなり、透過
光量も大きくなる。即ち、画素の表示状態は液晶の応答
速度に大きく依存していると言える。
めには、自発分極の電圧降下分を見込んだ電圧を液晶に
印加する必要がある。降下する電圧は、toff に反転す
る液晶の自発分極量、つまり、tonに反転できなかった
液晶の自発分極量であるから、tonで反転できる自発分
極量に依存した値となる。tonに反転できる液晶の自発
分極量は、印加電圧に対する液晶の応答速度に依存す
る。即ち、同じ電圧を与えた場合、液晶の応答速度の速
い方がtonで反転できる自発分極量が多く、従って、電
圧降下が小さいため、VLCの絶対値が大きくなり、透過
光量も大きくなる。即ち、画素の表示状態は液晶の応答
速度に大きく依存していると言える。
【0011】一方、一般に上記TLAFLCの応答速度
は、図6に示すように、温度依存性が大きい。尚、図6
は、液晶に一定の電圧値の交流矩形波を印加した際に、
一方の最明状態から他方の最明状態へ反転するために必
要な応答時間の温度依存性を示したものである。
は、図6に示すように、温度依存性が大きい。尚、図6
は、液晶に一定の電圧値の交流矩形波を印加した際に、
一方の最明状態から他方の最明状態へ反転するために必
要な応答時間の温度依存性を示したものである。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
TFTをスイッチング素子として用い、自発分極を有す
る液晶をアクティブマトリクス方式で駆動する場合、表
示状態は液晶の応答速度に強く依存し、さらに、該応答
速度が温度に強く依存していることから、実用的な温度
範囲で良好な画質を安定して表示することが困難であっ
た。
TFTをスイッチング素子として用い、自発分極を有す
る液晶をアクティブマトリクス方式で駆動する場合、表
示状態は液晶の応答速度に強く依存し、さらに、該応答
速度が温度に強く依存していることから、実用的な温度
範囲で良好な画質を安定して表示することが困難であっ
た。
【0013】本発明の目的は、上記問題を解決し、温度
変化による表示状態の変化を補償して表示状態の温度依
存性を防止した信頼性の高い液晶素子を提供することに
ある。
変化による表示状態の変化を補償して表示状態の温度依
存性を防止した信頼性の高い液晶素子を提供することに
ある。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明は、一対の基板間
に自発分極を有するスメクチック液晶を挟持してなり、
二次元状に配置した画素毎にスイッチング素子を配し、
該スイッチング素子により各画素の液晶への電圧印加を
制御するアクティブマトリクス方式の液晶素子の駆動法
であって、当該液晶素子が表示領域或いはその周辺の温
度を検知する手段を有し、該温度検知手段によって検知
された温度に応じて、駆動条件を変化させることを特徴
とするものである。
に自発分極を有するスメクチック液晶を挟持してなり、
二次元状に配置した画素毎にスイッチング素子を配し、
該スイッチング素子により各画素の液晶への電圧印加を
制御するアクティブマトリクス方式の液晶素子の駆動法
であって、当該液晶素子が表示領域或いはその周辺の温
度を検知する手段を有し、該温度検知手段によって検知
された温度に応じて、駆動条件を変化させることを特徴
とするものである。
【0015】本発明の駆動法を実施する液晶素子は、好
ましくはTFTをスイッチング素子として用い、該TF
Tのゲート電極に時系列的に走査信号を印加し、該走査
信号に同期して所定の情報信号を上記TFTのソース電
極に供給し、該TFTのドレイン電極に接続された画素
電極に該TFTを介して情報信号を印加して画素毎に液
晶を駆動する。
ましくはTFTをスイッチング素子として用い、該TF
Tのゲート電極に時系列的に走査信号を印加し、該走査
信号に同期して所定の情報信号を上記TFTのソース電
極に供給し、該TFTのドレイン電極に接続された画素
電極に該TFTを介して情報信号を印加して画素毎に液
晶を駆動する。
【0016】本発明の駆動法において好ましくは、各画
素電極に印加される情報信号の電圧値或いはゲートオン
期間を温度に応じて変化させることにより、温度変化に
よる表示状態の変化を低減するものである。
素電極に印加される情報信号の電圧値或いはゲートオン
期間を温度に応じて変化させることにより、温度変化に
よる表示状態の変化を低減するものである。
【0017】
【発明の実施の形態】図3に、本発明にかかる液晶素子
を組み込んだ表示装置のブロック図を示す。当該装置
は、データ発生部11、コントローラ部12、液晶ディ
スプレイ部13からなる。コンピュータなどに内蔵され
ているデータ発生部11から所望の画像情報14と、情
報転送に用いられる情報転送クロック15がコントロー
ラ部12に供給される。コントローラ部11は、走査信
号制御回路16、情報信号制御回路17、駆動電圧生成
回路18からなる。駆動電圧生成回路18は、情報信号
印加回路20、走査信号印加回路21それぞれに駆動電
圧19を供給する。走査信号印加回路21、情報信号印
加回路20は、上記走査信号制御回路16、情報信号制
御回路17から、それぞれ走査制御信号22、表示デー
タ23を受け、所定の駆動波形を出力し、液晶ディスプ
レイ13のアクティブマトリクスパネル24の各配線に
所望の走査信号及び情報信号を供給する。
を組み込んだ表示装置のブロック図を示す。当該装置
は、データ発生部11、コントローラ部12、液晶ディ
スプレイ部13からなる。コンピュータなどに内蔵され
ているデータ発生部11から所望の画像情報14と、情
報転送に用いられる情報転送クロック15がコントロー
ラ部12に供給される。コントローラ部11は、走査信
号制御回路16、情報信号制御回路17、駆動電圧生成
回路18からなる。駆動電圧生成回路18は、情報信号
印加回路20、走査信号印加回路21それぞれに駆動電
圧19を供給する。走査信号印加回路21、情報信号印
加回路20は、上記走査信号制御回路16、情報信号制
御回路17から、それぞれ走査制御信号22、表示デー
タ23を受け、所定の駆動波形を出力し、液晶ディスプ
レイ13のアクティブマトリクスパネル24の各配線に
所望の走査信号及び情報信号を供給する。
【0018】温度センサー25は、アクティブマトリク
スパネル24或いはその周辺の温度を検知し、温度デー
タ26を温度補償回路27に供給する。温度補償回路2
7は予め決められた各温度に対応した駆動条件が不図示
のROMに記憶されており、それに応じて液晶の駆動条
件を決定する。
スパネル24或いはその周辺の温度を検知し、温度デー
タ26を温度補償回路27に供給する。温度補償回路2
7は予め決められた各温度に対応した駆動条件が不図示
のROMに記憶されており、それに応じて液晶の駆動条
件を決定する。
【0019】上記液晶ディスプレイ部を平面的に見た模
式図を図4に示す。尚、図4においては、便宜上5×5
画素に対応した模式図を示す。図中、43は走査信号
線、44は情報信号線で、互いに直交してそれぞれの信
号印加回路21、20に接続され、各信号線の交点を1
画素として、各画素にTFT41と該TFTのドレイン
電極に接続された画素電極が配置され、TFT41のソ
ース電極は列毎に共通に情報信号線44に、ゲート電極
は行毎に共通に走査信号線43にそれぞれ接続されてい
る。
式図を図4に示す。尚、図4においては、便宜上5×5
画素に対応した模式図を示す。図中、43は走査信号
線、44は情報信号線で、互いに直交してそれぞれの信
号印加回路21、20に接続され、各信号線の交点を1
画素として、各画素にTFT41と該TFTのドレイン
電極に接続された画素電極が配置され、TFT41のソ
ース電極は列毎に共通に情報信号線44に、ゲート電極
は行毎に共通に走査信号線43にそれぞれ接続されてい
る。
【0020】図5は、本発明にかかる液晶素子の一例の
1画素の断面模式図である。図中、51a及び51bは
ガラス基板、52はゲート電極、53は絶縁膜、54は
アモルファスシリコン(a−Si)層、55a及び55
bはn+ 型アモルファスシリコン(n+ a−Si)層、
56はソース電極、57はドレイン電極、58はチャネ
ル保護層、59は保持容量電極、60は画素電極、61
a及び61bは配向膜、62は共通電極、63は液晶で
ある。
1画素の断面模式図である。図中、51a及び51bは
ガラス基板、52はゲート電極、53は絶縁膜、54は
アモルファスシリコン(a−Si)層、55a及び55
bはn+ 型アモルファスシリコン(n+ a−Si)層、
56はソース電極、57はドレイン電極、58はチャネ
ル保護層、59は保持容量電極、60は画素電極、61
a及び61bは配向膜、62は共通電極、63は液晶で
ある。
【0021】共通電極62と画素電極60はITO等透
明導電材で形成され、TFTは、ガラス基板51a上に
形成されたゲート電極52、該ゲート電極52を覆って
窒化シリコン(SiN)等で形成された絶縁膜53、ゲ
ート電極52に対向して絶縁膜53上に形成されたa−
Si層54とn+ a−Si層55a及び55b、a−S
i層54の一端に接続されたソース電極56及び他端に
接続されたドレイン電極57、チャネルを保護するチャ
ネル保護層58より構成される。TFTはゲート電極5
2にゲートパルス(選択信号)が印加された時にオン
し、そのオン抵抗Ronは、例えば100KΩ程度であ
る。また、半導体層にはa−Siの代わりに多結晶シリ
コン(poly−Si)を用いても良い。また、ガラス
基板51b上には画素電極60に対向して共通電極62
が形成され、基準電圧が印加される。
明導電材で形成され、TFTは、ガラス基板51a上に
形成されたゲート電極52、該ゲート電極52を覆って
窒化シリコン(SiN)等で形成された絶縁膜53、ゲ
ート電極52に対向して絶縁膜53上に形成されたa−
Si層54とn+ a−Si層55a及び55b、a−S
i層54の一端に接続されたソース電極56及び他端に
接続されたドレイン電極57、チャネルを保護するチャ
ネル保護層58より構成される。TFTはゲート電極5
2にゲートパルス(選択信号)が印加された時にオン
し、そのオン抵抗Ronは、例えば100KΩ程度であ
る。また、半導体層にはa−Siの代わりに多結晶シリ
コン(poly−Si)を用いても良い。また、ガラス
基板51b上には画素電極60に対向して共通電極62
が形成され、基準電圧が印加される。
【0022】本発明において液晶としては自発分極を有
するスメクチック液晶が用いられ、特に、自発分極が大
きく、しきい値を持たない電圧−透過率特性を示す液晶
素子を構成し得るTLAFLCが好ましく用いられる。
するスメクチック液晶が用いられ、特に、自発分極が大
きく、しきい値を持たない電圧−透過率特性を示す液晶
素子を構成し得るTLAFLCが好ましく用いられる。
【0023】上記のような自発分極を有する液晶を用い
た構成の液晶素子において、前記したように、一方の極
性での最明表示から他方の極性での最明表示に反転させ
るために必要な時間は、図6に示したように、電圧値を
一定にした場合には、素子の温度によって異なる。図7
は、温度一定の条件で上記一方の最明表示から他方の最
明表示への反転に必要な電圧値を求めた例で、図6に示
されるように、低温で応答速度が低下する液晶において
は、液晶に印加する電圧値を上げることによって、高温
と同様に駆動できることがわかる。図8はこの方法を実
施する場合の駆動電圧と温度の関係を表わす一設定例で
ある。尚、最明表示と最暗表示の間の階調表示について
は、当該温度での最明表示の電圧値に応じて変化させれ
ば良い。
た構成の液晶素子において、前記したように、一方の極
性での最明表示から他方の極性での最明表示に反転させ
るために必要な時間は、図6に示したように、電圧値を
一定にした場合には、素子の温度によって異なる。図7
は、温度一定の条件で上記一方の最明表示から他方の最
明表示への反転に必要な電圧値を求めた例で、図6に示
されるように、低温で応答速度が低下する液晶において
は、液晶に印加する電圧値を上げることによって、高温
と同様に駆動できることがわかる。図8はこの方法を実
施する場合の駆動電圧と温度の関係を表わす一設定例で
ある。尚、最明表示と最暗表示の間の階調表示について
は、当該温度での最明表示の電圧値に応じて変化させれ
ば良い。
【0024】上記のように電圧変調で温度依存性を補償
する場合の駆動タイミングは従来通りである。その一例
を図11に示す。図11中(a)〜(e)は1本目〜5
本目の走査信号線に印加する走査信号の電圧波形G1 〜
G5 を、(f)〜(h)は1本目〜3本目の情報信号線
に印加する情報信号の電圧波形S1 〜S3 を示す。本実
施形態では、フレーム毎に画素に印加される極性が反転
し、且つ、隣接する情報信号線には互いに逆極性の信号
が印加されるように設定されている。
する場合の駆動タイミングは従来通りである。その一例
を図11に示す。図11中(a)〜(e)は1本目〜5
本目の走査信号線に印加する走査信号の電圧波形G1 〜
G5 を、(f)〜(h)は1本目〜3本目の情報信号線
に印加する情報信号の電圧波形S1 〜S3 を示す。本実
施形態では、フレーム毎に画素に印加される極性が反転
し、且つ、隣接する情報信号線には互いに逆極性の信号
が印加されるように設定されている。
【0025】また、応答速度が低下した分、ゲートオン
期間を長くすれば、液晶の反転に伴う自発分極による電
圧降下をゲートオン状態で補うことができるため、やは
り高温と同様に駆動することができる。図10はこの方
法を実施する場合の最明表示のゲートオン期間と温度の
関係を表わす一設定例である。
期間を長くすれば、液晶の反転に伴う自発分極による電
圧降下をゲートオン状態で補うことができるため、やは
り高温と同様に駆動することができる。図10はこの方
法を実施する場合の最明表示のゲートオン期間と温度の
関係を表わす一設定例である。
【0026】このように、ゲートオン期間を長くする場
合の駆動タイミングとしては、図11のtonを温度に対
応して変化させる方法(温度によって1フレーム走査期
間の長さが変化する)と、1フレーム走査期間の長さは
一定で、ゲートオン期間を長くした分は前ラインのゲー
トオン期間に重ねる方法とがある。
合の駆動タイミングとしては、図11のtonを温度に対
応して変化させる方法(温度によって1フレーム走査期
間の長さが変化する)と、1フレーム走査期間の長さは
一定で、ゲートオン期間を長くした分は前ラインのゲー
トオン期間に重ねる方法とがある。
【0027】後者の駆動タイミングの一例を図12に示
す。図12中(a)〜(e)は1本目〜5本目の走査信
号線に印加する走査信号の電圧波形G1 〜G5 を、
(f)〜(h)は1本目〜3本目の情報信号線に印加す
る情報信号の電圧波形S1 〜S3を示す。本実施形態で
も、図11のタイミング同様に、フレーム毎に画素に印
加される極性が反転し、且つ、隣接する情報信号線には
互いに逆極性の信号が印加されるように設定されてい
る。
す。図12中(a)〜(e)は1本目〜5本目の走査信
号線に印加する走査信号の電圧波形G1 〜G5 を、
(f)〜(h)は1本目〜3本目の情報信号線に印加す
る情報信号の電圧波形S1 〜S3を示す。本実施形態で
も、図11のタイミング同様に、フレーム毎に画素に印
加される極性が反転し、且つ、隣接する情報信号線には
互いに逆極性の信号が印加されるように設定されてい
る。
【0028】図12から明らかなように、tonの前半部
分を前ラインのtonの後半部分に重ね、書き込みを決定
する情報信号は、各ラインのtonの後半部分に同期して
印加される。従って、tonの前半部分では前ラインの画
素の情報を書き込む形になるが、本実施形態では、1フ
レーム毎に極性を反転しているため、tonの前半部分で
少なくとも後半部分で書き込む情報の極性と同極性の信
号が印加されることになり、液晶は前フレームでの配向
状態から逆極性での配向状態への転移を開始し、ton期
間の後半で印加された信号によって所定の表示に落ち着
く。即ち、液晶の応答速度が低下した分、反転開始時期
を早めることで補うことができるのである。尚、当該駆
動タイミングでは、画面の最初のラインについてはton
の前半で逆極性の信号が印加されないことになるが、こ
のようなラインは当該ラインだけであるため、実質表示
には影響しない。また、このライン分をダミーとして表
示領域該に設けることにより、完全に影響をなくすこと
もできる。
分を前ラインのtonの後半部分に重ね、書き込みを決定
する情報信号は、各ラインのtonの後半部分に同期して
印加される。従って、tonの前半部分では前ラインの画
素の情報を書き込む形になるが、本実施形態では、1フ
レーム毎に極性を反転しているため、tonの前半部分で
少なくとも後半部分で書き込む情報の極性と同極性の信
号が印加されることになり、液晶は前フレームでの配向
状態から逆極性での配向状態への転移を開始し、ton期
間の後半で印加された信号によって所定の表示に落ち着
く。即ち、液晶の応答速度が低下した分、反転開始時期
を早めることで補うことができるのである。尚、当該駆
動タイミングでは、画面の最初のラインについてはton
の前半で逆極性の信号が印加されないことになるが、こ
のようなラインは当該ラインだけであるため、実質表示
には影響しない。また、このライン分をダミーとして表
示領域該に設けることにより、完全に影響をなくすこと
もできる。
【0029】図12の駆動タイミングでは、ゲートオン
期間を長くしてもフレーム周波数を低下させることがな
いため、周波数低下に起因する表示特性の低下を招く心
配もない。
期間を長くしてもフレーム周波数を低下させることがな
いため、周波数低下に起因する表示特性の低下を招く心
配もない。
【0030】上記実施形態においては、温度に対応して
液晶に印加される電圧値を変化させる形態と、ゲートオ
ン期間を変化させる形態をそれぞれ説明したが、これら
を組み合わせて実施することも可能である。
液晶に印加される電圧値を変化させる形態と、ゲートオ
ン期間を変化させる形態をそれぞれ説明したが、これら
を組み合わせて実施することも可能である。
【0031】
【実施例】図4のパネル構成を有し、図5に示した断面
構造を有する液晶素子を作製し、本発明の駆動方法で駆
動した。本実施例の液晶素子の作製工程を簡単に説明す
る。
構造を有する液晶素子を作製し、本発明の駆動方法で駆
動した。本実施例の液晶素子の作製工程を簡単に説明す
る。
【0032】TFT及び電極を作り込んだガラス基板上
に、ポリイミドの前駆体であるポリアミック酸(東レ社
製「LP−64」)のNMP(N−メチルピロリドン)
とn−BC(n−ブチルセロソルブ)の混合溶液をスピ
ンコートした。塗布溶液はNMP:n−BC=2:1の
混合溶媒に、上記ポリアミック酸を1重量%となるよう
に加えて調製し、スピン条件は45rpmで20秒間行
った。この基板を80℃のオーブン中で5分の溶媒乾燥
を行った後、200℃のオーブン中で1時間の加熱焼成
を行い、イミド化した。得られたポリイミド膜は厚さが
約10nmで、この膜をラビング処理して配向膜とし
た。
に、ポリイミドの前駆体であるポリアミック酸(東レ社
製「LP−64」)のNMP(N−メチルピロリドン)
とn−BC(n−ブチルセロソルブ)の混合溶液をスピ
ンコートした。塗布溶液はNMP:n−BC=2:1の
混合溶媒に、上記ポリアミック酸を1重量%となるよう
に加えて調製し、スピン条件は45rpmで20秒間行
った。この基板を80℃のオーブン中で5分の溶媒乾燥
を行った後、200℃のオーブン中で1時間の加熱焼成
を行い、イミド化した。得られたポリイミド膜は厚さが
約10nmで、この膜をラビング処理して配向膜とし
た。
【0033】上記基板表面に平均粒径2.2μmのシリ
カビーズを0.008重量%で分散させたIPA(イソ
プロピルアルコール)溶液を、25rpmで10秒間の
条件でスピン塗布し、上記ビーズを分散密度300個/
mm2 で基板上に散布した。
カビーズを0.008重量%で分散させたIPA(イソ
プロピルアルコール)溶液を、25rpmで10秒間の
条件でスピン塗布し、上記ビーズを分散密度300個/
mm2 で基板上に散布した。
【0034】共通電極を形成したもう一方のガラス基板
にも同様の方法で配向膜を形成し、ラビング処理を施し
た。これら2枚の基板を、ラビング方向が逆方向になる
ように対向して貼りあわせ、150℃のオーブン中で9
0分間熱硬化させてセルとし、TLAFLCを注入して
液晶素子を得た。得られた素子の液晶層の厚さ(セルギ
ャップ)は2.0μmであった。
にも同様の方法で配向膜を形成し、ラビング処理を施し
た。これら2枚の基板を、ラビング方向が逆方向になる
ように対向して貼りあわせ、150℃のオーブン中で9
0分間熱硬化させてセルとし、TLAFLCを注入して
液晶素子を得た。得られた素子の液晶層の厚さ(セルギ
ャップ)は2.0μmであった。
【0035】本実施例では下記構造式で示される液晶化
合物を用いた。
合物を用いた。
【0036】
【化1】
【0037】尚、上記自発分極Ps、チルト角Θは下記
のようにして測定した値である。
のようにして測定した値である。
【0038】〔自発分極の測定方法〕自発分極は、K.
ミヤサト他「三角波による強誘電性液晶の自発分極の直
接測定方法」(日本応用物理学会誌、22、10号(6
61)1983、”Direct Method wi
th Triangular Waves forMe
asuring Spontaneous Polar
ization in Ferroelectric
Liquid Crystal”,as descri
bed by K.Miyasato et al.
(Jap.J.appl.Phys.22.No.1
0,L661(1983)))によって測定した。
ミヤサト他「三角波による強誘電性液晶の自発分極の直
接測定方法」(日本応用物理学会誌、22、10号(6
61)1983、”Direct Method wi
th Triangular Waves forMe
asuring Spontaneous Polar
ization in Ferroelectric
Liquid Crystal”,as descri
bed by K.Miyasato et al.
(Jap.J.appl.Phys.22.No.1
0,L661(1983)))によって測定した。
【0039】〔チルト角Θの測定〕±30〜±50V、
1〜100HzのAC(交流)を液晶素子の上下基板間
に電極を介して印加しながら、直交クロスニコル下、そ
の間に配置された液晶素子を偏光板と平行に回転させる
と同時に、フォトマル(浜松フォトニクス社製)で光学
応答を検知しながら、第1の消光位(透過率が最も低く
なる位置)及び第2の消光位を求める。そしてこの時の
第1の消光位から第2の消光位までの角度の1/2をチ
ルト角Θとする。
1〜100HzのAC(交流)を液晶素子の上下基板間
に電極を介して印加しながら、直交クロスニコル下、そ
の間に配置された液晶素子を偏光板と平行に回転させる
と同時に、フォトマル(浜松フォトニクス社製)で光学
応答を検知しながら、第1の消光位(透過率が最も低く
なる位置)及び第2の消光位を求める。そしてこの時の
第1の消光位から第2の消光位までの角度の1/2をチ
ルト角Θとする。
【0040】上記液晶素子を60Hz、ノンインターレ
ースで図11に示す駆動タイミングで駆動した。尚、V
c =0V、Vg =15V、最暗表示(透過率0%)の情
報信号電位Vs0=0V、ton=70μsとし、最明表示
(透過率100%)の情報信号電位Vs100は図8に示す
ように温度に対応して変化させ、0〜100%の間の階
調表示はVs100に対応して変化させた。
ースで図11に示す駆動タイミングで駆動した。尚、V
c =0V、Vg =15V、最暗表示(透過率0%)の情
報信号電位Vs0=0V、ton=70μsとし、最明表示
(透過率100%)の情報信号電位Vs100は図8に示す
ように温度に対応して変化させ、0〜100%の間の階
調表示はVs100に対応して変化させた。
【0041】上記条件で40℃以下において駆動したと
ころ、20〜40℃の実用的な温度範囲においては、温
度変化による表示の変化は実質観察されなかった。
ころ、20〜40℃の実用的な温度範囲においては、温
度変化による表示の変化は実質観察されなかった。
【0042】また、Vs100=±6Vに固定し、図10に
示すようにtonを変化させ、20℃〜30℃の温度範囲
では図12の駆動タイミングと同様に1ライン分重複さ
せ、30℃を越えて40℃までの範囲では0.5ライン
分重複させ、40℃以上では重複させないことで駆動し
たところ、20℃〜45℃の温度範囲で温度変化による
表示の変化は実質観察されなかった。さらに、当該駆動
タイミングで、45℃以上においてVs100を5Vに変化
させることにより、20℃〜50℃においても温度に依
存しない表示が得られた。
示すようにtonを変化させ、20℃〜30℃の温度範囲
では図12の駆動タイミングと同様に1ライン分重複さ
せ、30℃を越えて40℃までの範囲では0.5ライン
分重複させ、40℃以上では重複させないことで駆動し
たところ、20℃〜45℃の温度範囲で温度変化による
表示の変化は実質観察されなかった。さらに、当該駆動
タイミングで、45℃以上においてVs100を5Vに変化
させることにより、20℃〜50℃においても温度に依
存しない表示が得られた。
【0043】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
自発分極を有する液晶をアクティブマトリクス方式によ
って駆動する場合でも、温度変化に左右されない安定し
た表示が実現し、広い温度範囲での使用が可能となっ
た。
自発分極を有する液晶をアクティブマトリクス方式によ
って駆動する場合でも、温度変化に左右されない安定し
た表示が実現し、広い温度範囲での使用が可能となっ
た。
【図1】本発明にかかる液晶素子の1画素の構成の模式
図である。
図である。
【図2】図1の画素を駆動するための駆動信号と液晶の
応答を示す図である。
応答を示す図である。
【図3】本発明にかかる液晶素子を組み込んだ表示装置
のブロック図である。
のブロック図である。
【図4】図3の表示装置の液晶ディスプレイ部を平面的
に見た模式図である。
に見た模式図である。
【図5】本発明にかかる液晶素子の一例の1画素の断面
模式図である。
模式図である。
【図6】本発明にかかる液晶素子の応答時間の温度依存
性の一例を示す図である。
性の一例を示す図である。
【図7】本発明の駆動法にかかる液晶素子の応答時間と
印加電圧の関係の一例を表わす図である。
印加電圧の関係の一例を表わす図である。
【図8】本発明の駆動法にかかる駆動電圧と温度の関係
の一例を表わす図である。
の一例を表わす図である。
【図9】本発明にかかる液晶素子の印加電圧−透過率特
性を示す図である。
性を示す図である。
【図10】本発明の駆動法にかかるゲートオン期間と温
度の関係の一例を表わす図である。
度の関係の一例を表わす図である。
【図11】本発明の駆動法の一実施形態の駆動タイミン
グを示す図である。
グを示す図である。
【図12】本発明の駆動法の他の実施形態の駆動タイミ
ングを示す図である。
ングを示す図である。
1 TFT 2 液晶セル 3 保持容量 11 データ発生部 12 コントローラ部 13 液晶ディスプレイ部 14 画像情報 15 情報転送クロック 16 走査信号制御回路 17 情報信号制御回路 18 駆動電圧生成回路 19 駆動電圧 20 情報信号印加回路 21 走査信号印加回路 22 走査制御信号 23 表示データ 24 アクティブマトリクスパネル 25 温度センサー 26 温度データ 27 温度補償回路 41 TFT 42 画素電極 43 走査信号線 44 情報信号線 51a、51b ガラス基板 52 ゲート電極 53 絶縁膜 54 a−Si層 55a、55b n+ a−Si層 56 ソース電極 57 ドレイン電極 58 チャネル保護層 59 保持容量電極 60 画素電極 62 共通電極 63 液晶
Claims (7)
- 【請求項1】 一対の基板間に自発分極を有するスメク
チック液晶を挟持してなり、二次元状に配置した画素毎
にスイッチング素子を配し、該スイッチング素子により
各画素の液晶への電圧印加を制御するアクティブマトリ
クス方式の液晶素子の駆動法であって、当該液晶素子が
表示領域或いはその周辺の温度を検知する手段を有し、
該温度検知手段によって検知された温度に応じて、駆動
条件を変化させることを特徴とする液晶素子の駆動法。 - 【請求項2】 上記スイッチング素子が薄膜トランジス
タであり、該トランジスタのゲート電極に時系列的に走
査信号を印加し、該走査信号に同期して所定の情報信号
を上記トランジスタのソース電極に供給し、該トランジ
スタのドレイン電極に接続された画素電極に該トランジ
スタを介して情報信号を印加して画素毎に液晶を駆動す
る請求項1記載の液晶素子の駆動法。 - 【請求項3】 上記温度検知手段によって検知された温
度に応じて、各画素電極に印加される情報信号の電圧値
を変える請求項2記載の液晶素子の駆動法。 - 【請求項4】 上記情報信号の電圧値を低温になるほど
上昇させる請求項3記載の液晶素子の駆動法。 - 【請求項5】 上記温度検知手段によって検知された温
度に応じて、各トランジスタのゲート電極をオンする期
間を変化させる請求項2記載の液晶素子の駆動法。 - 【請求項6】 上記トランジスタのゲート電極のオン期
間を低温になるほど長くする請求項5記載の液晶素子の
駆動法。 - 【請求項7】 ゲート電極のオン期間を長くした分を、
前ラインの画素のオン期間に重複させる請求項6記載の
液晶素子の駆動法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12021498A JPH11311773A (ja) | 1998-04-30 | 1998-04-30 | 液晶素子の駆動法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12021498A JPH11311773A (ja) | 1998-04-30 | 1998-04-30 | 液晶素子の駆動法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11311773A true JPH11311773A (ja) | 1999-11-09 |
Family
ID=14780726
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP12021498A Withdrawn JPH11311773A (ja) | 1998-04-30 | 1998-04-30 | 液晶素子の駆動法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11311773A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007017863A (ja) * | 2005-07-11 | 2007-01-25 | Mitsubishi Electric Corp | 液晶パネルの駆動方法および液晶表示装置 |
JP2011008270A (ja) * | 2010-07-12 | 2011-01-13 | Sharp Corp | 液晶表示装置 |
-
1998
- 1998-04-30 JP JP12021498A patent/JPH11311773A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007017863A (ja) * | 2005-07-11 | 2007-01-25 | Mitsubishi Electric Corp | 液晶パネルの駆動方法および液晶表示装置 |
JP2011008270A (ja) * | 2010-07-12 | 2011-01-13 | Sharp Corp | 液晶表示装置 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050705 |