JPS61180219A - 液晶素子の駆動方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は液晶素子に関し、特に強誘電性液晶を用いた電
気光学素子のマルチプレクシング駆動方法に関する。

〔従来技術〕

従来強誘電性液晶素子めマルチプレクシング駆動方法と
しては、メモリ性を有する素子に於いて、特願昭５９−
８５４８１及び昭和６０年１月１７日付出願の「液晶素
子の駆動方法」に呈示されている。特願昭５９−８５４
８１の駆動波形を第１図に示す。走査室＆ｖｔＶＣは所
定周期毎の選択時間１．内の最初のｔｌにはパルス幅ｔ
３．波高値−Ｖ。の消去パルスを印加し、残シのｔ２間
には周期２ｔ４のパルス幅ｔ４　ｒ　　波高値＋２Ｖ、
の消去パルスと逆符号の選択パルス列を印加し、一方信
号電極Ｖ（ｌには周期２ｔ４．パルス幅ｔ４＋波高値土
Ｖ。

の表示パルス列全選択時間の最後のｔ２　間にｔ。

間だけ印加する駆動方法である。又、昭和６０年１月１
７日句出願の「液晶素子の駆動方法」の駆動波形及び液
晶に印加さ扛る波形を第２商に示す。

走査電極Ｘ、には、選択期間ｔ。円に液晶の飽和値を越
えるＶｌ及びＶ、の波高値及び極性の異なる電圧パルス
全パルス幅ｔ８＋ｔ４でそれぞれ印加し、非選択期間ｔ
１内は零■であり、一方信号電極Ｙ、には、選択期間ｔ
。内の電圧パルスＶ、。

■、とそれぞれ同一極性で波高値がＶ、でパルス幅がｔ
、以下の正負電圧パルスを、又光透過状態を別の状態に
する時は選択期間１ｏの時間零Ｖにする駆動方法である
。これ等駆動方法は、非選択時に液晶には他の画素の選
択内容及び多重度に関係なく液晶のしきい値以下で常に
正負電圧パルスのぼ流成分の平均値が零となるように構
成されている。これは液晶の劣化防止につながることは
勿論液晶のしきい値が印加パルスのパルス幅で異なる（
パルス幅依存性）及び累積応答効果等による液晶の選択
内容変化防止等の特徴がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし従来、特願昭５９−８５４８１の駆動方法では、
第１図の液晶に印加さ扛る波形ＶｂＯの選択期間ｔ。内
に同時に印加される＋２ｖ、（パルス幅は短かいがパル
ス幅ｔ、の飽和電圧十■１　　の２倍の波高値〕のため
、素子条件（セル厚、液晶の配向状態）によりメモリ性
が低下した場合に駆動できなくなることがあり、従って
素子条件をかなシ限定しなければ、この＋２Ｖ、・を−
の電圧パルスによりｔ、内の−Ｖ、による光透過状態全
反転してしまう問題含有４る。又、昭和６０年１月１７
日付出願の１液晶累子の駆動方法」に於いては、第２図
の液晶に印加さｎる波形Ｘ、　Ｙ、の選択期間１６内の
ｔ４の期間の電圧パルスの一■３と零Ｖの選択により、
素子の光透過状態を決定する。この−Ｖ、の大きさは非
選択時ｔｌ内に印加さｎること全考慮すると、飽和電圧
−Ｖ２の最大％の太きさまでしかすることが出きない。

言い換えると液晶のしきい値特性（しきい値対飽和値り
比）が１対２までの条件化でしか駆動できない。

本発明は、上記問題点全解決するもので、その目的とす
るところは、走査ｔＩＩ極及び信号電極に印加する電圧
波形全改良することにより、液晶素子及び液晶のしきい
値特性等素子側に加わる負担全できる限り低減すること
のできる、しかも非選択時に液晶に印加さ扛る、しきい
値以下の正負電圧パルスの直流成分の平均値を零にした
良好なマルチグレクシング駆動方法を提供するところに
ある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、電極を有する一対の基板間に強銹電性液晶會
挾持してなる液晶素子を、線順次走査によりマルチグレ
クシング駆動する方法に於、１いて、走査電極には、選
択期間に液晶分子全一方同に揃えるための液晶の飽和値
を越える大きさの第１の電圧パルス及びこれと逆極性で
、逆方向の液晶の飽和値より小さい大きさの第２の電圧
パルスを印加し、非選択時には零ボルトであり、一方信
号電極には、前記第２の電圧パルスに対応する期間に、
第２の電圧パルスと合成した時、第２の電圧パルス側の
極性での液晶の飽和値以上の大きさにすることのできる
第３の電圧パルス、又はこの極性側の液晶のしきい値以
下とするための前記第３の電圧パルスと逆極性で、直流
成分の等しい第４の電圧パルス金印加しかつ前記第１の
電圧パルスに対応する期間内に、それぞ扛前記第３、第
４の電圧パルスと逆極性で直流成分が等しくしかも前記
第１の電圧パルスと合成した時、前記第１の電圧パルス
極性側の液晶の飽和値以上となるような第５、第６の電
圧パルスを印加することを特徴とする。

〔実施例〕 第３図は、本発明の実施例における液晶素子の構成を示
した一例の略図であり、第３図（ａ）は断面図、第３図
（ｔ））　Ｕ平面図である。ガラス又はプラスチックか
らなる一対の基板２１．２２の対向面に、酸化インジウ
ム、酸化スズからなる透明電極２３゜２４を設ける。こ
の電極はそれぞれがストライプ状に形成され、はぼ直交
され格子状に組合せられる。尚２３を走査電極、２４全
信号電袷と呼ぶ。

更に必要に応じこの電極上に酸化シリコン等の絶縁層を
設けた後、液晶を配回させるために、ナイロン、ＰＥＴ
等からなる高分子層２５ケ設はラビングして液晶２６を
配向させる。２９はエポキシ等からなるシール剤である
。又、上下基板２１゜２２の電極２３．２４が設けられ
ていない面に、偏光板２７．２８ｉ隣接させる。この時
偏光板２７．２８の偏光軸ケ直交し、更に一方の偏光板
の偏光軸と強誘電性液晶の飽和電界以上の電界を印加し
た時の液晶分子の長軸方向とを一致させた。

第４図に、本発明駆動方法の効果ケわかり易くするため
代表的な３種の表示内容を示した。尚下記実施例は第４
図中第１番目の走査電極Ｘ、上の各画素の選択、非選択
状態での液晶に印加される電圧波形及びこの時の光透過
特性を示す。更に光透過状態をわかり易くするため、次
のフレーム周期は、第４図の表示内容全全画素反転させ
た。

第５図は、本発明の第１の実施例を示し、第３図に示し
た素子を使用し素子ギャップ厚は０．８μｍ。

液晶はＭＢＲＡ−８である。尚この素子のパルス幅１０
０μ８の時のしきい個性性はしきい値電圧が４Ｖ、飽和
電圧が１０Ｖ′″Ｃあ〃、又、パルス幅２００μＢの時
には、しきい値電圧が３Ｖ飽和電圧が７ｖであった。こ
の値は電圧極性金変えてもほぼ同じ値を示した。駆動条
件は、走査電極Ｘ１には、それぞれの選択期間ｔ。内に
第１の電圧パルス（十ｖ１・ｔｎ）　　として＋１３Ｖ
　　で１００μＢの電圧パルスを印加し、第２の電圧パ
ルス（−ｖ２・ｔ４）として−７ｖで１００μｓの電圧
パルス’に印加し、非選択期間１．は０■に設足し、一
方信号電極Ｙには、第３の電圧パルス（十ｖ８・１＋　
）として＋３ｖで１００μＢ、第４の電圧パルス（−Ｖ
。

・ｔｎ）として−６■で１００μ日、第５０′醒圧パル
ス（−■３・ｔｓ）　として−３ｖで１００μ日、第６
の電圧パルス（十■、・ｔｓ）　　として＋３■で１０
０μθ全印加し、走査電極の数は６４本とした。素子の
各画素には、選択期間ｔ。同ｆ　ｏ　ｎ　（仮に明゛る
い表示）したい場合には、正極性側の１００μＳのパル
ス幅での飽和電圧である＋１０ｖ　　及び負極性側の１
００μＢのパルス幅でのしきい値電圧である一４ｖが印
加されるにの素子はメモリ性があるため、しきい値以下
の一４ｖでは応答せずｏｎ表示となる。又、ｔｏ内をｏ
ｆｆ　（仮に暗い表示）したい場合には、正極性側の１
００μｓのパルス幅での飽和電圧以上の＋ｉｓｖ　　及
び負極性側の１００μθのパルス幅での飽和電圧である
一１０Ｖが印加さｎる。ｏｆｆ表示の時は、液晶は一度
明るい状態に揃えらｎ、てたら暗い表示状態へと変化す
る３、又、正負の電圧パルスの実効値が異なるが、飽和
値以上では透過光量がほとんど変化しないため、長幼な
ｏｆｆ表示となった。又、非選択時に液晶には、他の走
査電極での選択状態がＯｎ−＋ｏｆｆｏｆｆ表示０ｆｆ
−＋Ｏｎ表示の時には、ｔ４の２倍の長さの２００μ日
で＋３ｖの電圧パルスが印加されるが、＋３ｖは２００
μｓでのしきい値電圧以下のためほとんど影響されなか
った。更に第４図に示した表示内容での光透過特性を第
５図中に示したが、画素Ｘ、　Ｙ、でのｏｎ、ｏｆｆの
コントラ−９＝ スト比は１：１８．画素Ｘ、　Ｙ、では１：１６．画素
Ｘ、　Ｙ、では１：１７で、それぞれの信号電極ＹＩＩ
　Ｙ！＋　Ｙ８　　の表示内容に関係なくほぼ一定のコ
ントラスト比が得られた。尚、比較のため、第１図及び
第２図に示した駆動方法で駆動した。第１図方法に於い
ては、走査電極には選択期間ｔ。内で−ｖｏ−ｔ、とし
て一１０Ｖ　　で１００μｓ　、　＋２Ｖ１・ｔ、とし
て＋２０Ｖ　　で１００μ６　、ｔ４　は１０μＳとし
、一方走査電極にはｏｎ表示の場合（ｌｖ。

ｏｆｆ表示の場合ｔ、内に＋１０Ｖ　　のｔ４が１０μ
θの電圧パルスを印加した。その結果ｏｎ表示の際に液
晶に印加される１０μｓのパルス幅でｔｓ間（この場合
ｊ、、＝　ｔ、）の−２０Ｖ　　の電圧パルス列で、表
示内容がかなり低下してしまい良好な表示内容が得られ
なかった。又、第２図方法に於いては、走査電極Ｘ、に
は選択期間ｔ０内で、＋ｖ、ｍｔ３として＋１４Ｖ　　
で１００μ’　＋　−ｖ、・ｔ４として一１０Ｖで１０
０μｓ、一方信号電極Ｙ１には、ｏｎ表示の場合十Ｖ、
＠　ｔ、として＋６ｖで１００μ８゜−Ｖ、＠ｔ、とし
て一６ｖで１００μｓ、ｏｆｆ表示のの場合Ｏｖ金印加
した。しかしＯｎ表示のために信号電極に印加した士■
３の６ｖは、非選択時ｔ１内に液晶に印加されることに
なる。この＋６ｖは、液晶素子のしきい値電圧（＋４ｖ
）よｐ大き、いため、液晶素子は一部動作としてし１い
、コントラストが著しく低下し、第４図の表示内容での
ｏｎ、ｏｆｆのそれぞｎのコントラスト比ハｘ１Ｙ、の
画素でおよそ１　：　５．　Ｘ、Ｙ２の画素で１：２、
Ｘ、Ｙ、の画素で１＝５であった。

第６図は、第５図に示す駆動波形を実現する具体的回路
の一例である。６１はアンドゲート。

６２はノアゲート、６３ｆ’ｌトランスミツシヨンゲー
ト、６４は液晶素子である。Ｃ＊　ｄ＋　　ｆ＊　ｇ＋
ｈ、ｌｆｆ、、）ランスミッションゲート６３全選択し
、走査電極、信号電極の駆動波形全作る信号である。又
ｖ１＋ｖ！。ｖ３は走査電極及び信号電極の駆動電圧で
ある。

第７図は、第６図に示した回路の各点における信号波形
全示した図である。

第８図は、不発間第２の実施例を示す駆動波形及び光透
過特性を示した図であり、液晶素子は第１の実施例に使
用しｆｃもので、表示内容は第４図の信号電極Ｙ１上内
容であり、その時の第１番目の画素Ｘ、Ｙ、の選択、非
選択状態での液晶に印加さ扛る電圧波形、光透過特性を
示した。更に第１の実施例と同様に次のフレーム周期に
おいては、表示内容全反転させた。第１の実施例と異な
るところね、液晶の飽和値を越える第１の電圧パルスの
、液晶の飽和値全滅させる手段がパルス幅を長くしたこ
とによることである。即ち、走査電極Ｘ１には選択期間
ｔ。内の第１の電圧パルス（十Ｖ、　＊　ｔ、。

１、　＝　１．＋１．）として＋１０Ｖ　　で２００μ
日、第２の電圧パルス（−■、中１４）　　として−７
■で１００μｓ、非選択期間ｔ１は０■である。一方信
号電極Ｙ、には、第３の電圧パルス（十ｖ、・ｔ４）ト
シて＋３ｖで１００μＢＩ第４の電圧パルス（−■。

・１．、　１．＝１６＋１７）として、ｔ６　　部はＯ
Ｖで１００μｓ、ｔ、ｔｍは一３■で１００μｓ、第６
の電圧パルス（＋■３・ｔｍ　＋　　ｔｆｉ　＝　ｔ６
”　ｔｌ　）　　としてｔ８部は口Ｖで１００．ｃ＋ｓ
、ｔ、部は＋３ｖで１０　ｏｎｓの電圧パルスを印加し
、走査電極の数は６４本とした。素子の各画素には、選
択期間ｔ０内をｏｎしたい場合には、正極性側の１００
μ日のパルス幅での飽和電圧の＋１０Ｖよシ大きい＋１
０Ｖで１００μ日及び＋７Ｖで１００μＳの電圧パルス
と負極性側の１００μＳのパルス幅でのしきい値電圧で
ある一４Ｖが印加される。しかし−４■はしきい値以下
であるため液晶は応答せずＯｎ表示となる。又、１ｏ内
をｏｆｆ　ｌ、たい場合には、正極性側の飽和値以上の
＋１０Ｖで１００μｓ及び＋１３ｖで１００μＳの電圧
パルスと、負極性側の飽和値である一１０Ｖで１００μ
日の電圧パルスが印加され、ｏｆｆ表示となる。尚ｏｆ
ｆ表示の場合、一度明るくして暗くするため平均すると
コントラストがとれない様に思えるが、この素子はメモ
リ性があるため先に明るく設定されても、十分に時間が
短かいため後に設定した暗い表示のみ人間の眼には認識
され、良好なｏｆｆ表示となった。

更に第４図に示し友信号’［極Ｙ、上の表示内容設定の
時の画素ＸＩＹ、■元透過特性を第８図中に示したが、
ｏｎ、ｏｆｆ　　のコントラスト比はおよそ１：２２で
あシ、第４図の信号電極Ｙ＊＊Ｙ８上の表示内容におい
てもほぼ同等の光透過特性が得られた。尚、不実施例で
は第１の電圧パルス（＋ｖ１・ｔ、　、　ｔ、　＝　ｔ
、＋　ｔ’ｒ）　　の’ｅｌｌ＋　ｔ７　の波高値を同
一にしたが、ｔ７の波高値を小さくして、しかもｔ。

の範囲内で（１％ｉ号電極電圧パルスと合成した時液晶
の飽和値以上に設定すれば同様に駆動できた。

第９図は、不発間第３の実施例金示す駆動波形及び光透
過特性を示した図であり、液晶素子は第１の実施例に使
用したもので、表示内容は第４図の信号を極Ｙ、上内容
であｐその時の第１番目の画素ＸＩＹ１　の選択、非選
択状態での液晶に印加される電圧波形、ｉａ過時特性示
した。更に第１の実施例と同様に久のフレーム周期にお
いては、表示内容を反転させた。第１の実施例と異なる
ところは、信号電極に印加されるパルスを単一な交流パ
ルスとせず、パルス列としたことでアシ、これにより、
非選択時に液晶により短いパルス幅）電圧パルスを印加
させたものである。即ち、走査電極Ｘ、には選択期間ｔ
。内の第１の電圧パルス（十■、・ｔｓ）　　として＋
１６■で１００μＢ、第２の′電圧パルス（波高値−■
２及び−■７でパルス幅ｔ、の電圧パルス列を＋３間）
として−■２が一４Ｖ、　　Ｖ７が一１０Ｖでｔ、が２
５μｓ、＋４が１００μｓ、非選択肋間ｔ、はＯＶであ
る。一方信号電極Ｙ、には、第３の電圧パルス（波高値
＋Ｖ、及び０■でパルス１ｌＩｌｌｉｌｔ、■電圧パル
ス列を＋４間）として＋Ｖ、が＋６■、パルス幅ｔ、が
２５μｓ、＋４が１００μｓ、第４の電圧パルス（波高
値０■及び−■、でパルス幅ｔ５の電圧パルス列全＋４
間）として−■、が一６Ｖ、パルス幅ｔ、が２５μθ＋
　　＋４が１００μｓ、第５の電圧パルス（波高値ＯＶ
及び−■、でパルス幅ｔ、の電圧パルス列ｋｔｓ間）と
して−■３が一６Ｖ、パルス幅ｔ、が２５μｓ、＋３が
１００μ日１ｍ６の電圧パルス（波高値Ｏｖ及び＋Ｖ３
でパルス幅ｔ、の電圧パルス列ｋ　ｔａ間）として＋ｖ
ｓが＋６ｖ、パルス幅ｔＩｌが２５μｓ、ｔａが１００
μ８を印加し、走査電極の数は６４本とした。素子の各
画素には、選択期間ｔ。内’ｆ　ｏ　ｎ　ｌ、たい場合
には、正極性側の１００μ日のパルス幅での飽和値以上
の＋１６Ｖで２５μｓ、　　＋１０Ｖで２５μ日の電圧
パルスの２周期分及び負極性側の１００μＢでのしきい
値電圧以下である一４ｖが印加されＯｎ表示となる。又
ｏｆｆ　（、たい場合には、正極性側の１００μＳのパ
ルス幅での飽和値以上の＋１６ｖで２５　μｓ　、　　
＋２２　Ｖで２５μ日の２周期分及び負極性側の１００
μＢでの飽オロ値である一１０ｖ　が印加さ３ｏｆｆ表
示となる。一方弁選択期間ｔ、内には、パルス幅２５μ
Ｂで＋６ｖの％正パルスが印加されることになるが、パ
ルス幅が短カく、このパルス幅で＋６ｖでは液晶は応答
しないため良好な表示が得られた。更に、第４図に示し
た信号電極Ｙ１上の表示内谷設疋の時の画素Ｘ、Ｙ１　
の光透過特性ケ第９図中ＶＣボしたが、ｏｎ。

ｏｆｆのコントラスト比は、およそ１：２３であり、又
第４図中の信号電極Ｙ２＋Ｙ３　上の表示内容において
もほぼ同等の光透過特性が得られた。又、他の走査′電
極（Ｘｔ〜ｘｎ）　上の画素においても良好な表示が得
られた。

上記実施例は、本発明の一例會示すもので第１の電圧パ
ルス全正極性のみで示したが負極性でも同様に可能であ
り、又、液晶素子の特性により電圧パルスの波高値、パ
ルス幅等任意に選択でき、液晶材料もＭＢＲＡ−、−、
＋３に限定されなく他の強誘電性液晶に於いても使用で
きる。災に用途も表示素子に限定さ扛ず、例えば電子シ
ャッター、偏光器等にも応用が可能である。

〔発明の効果〕

以上述べたように不発明によれば、非選択時に液晶には
、各画素の選択内容及び多重度に関係なく液晶のしきい
値以下で常に正負電圧パルスの直流成分の平均値が零に
なるように印加されるため、液晶の劣化防止につながる
ことは勿論、パルス幅依存性及び累積応答効果等による
液晶の選択内容の変化防止等につながる。史に素子のセ
ル厚、配回状態、液晶のしきい個物性等、素子側に加わ
る負担全大幅に改善できる。又、非選択時に印加される
ば流成分の平均値が実効値においても、各画素の選択内
容、多重度に関係なく一定となるため、画素間のコント
ラストむら全著しく低減できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は、従来例の駆動波形を示す図、第３図
は、不発明が適応できる液晶素子の一例を示す図であり
、第３図（ａ）ＦＸ、断面図、第３図（’ｂ）は平面図
である。第４図は、第３図素子の一例の表示内容を示す
図、第５図は、不発明の第１の実施例を示す駆動波形、
元透過特性會示す図、第６図は、第５図に示す駆動波形
全実現する具体的回路の一例を示す図、第７図は、第６
図に示した回路の各点における信号波形を示した図、第
８図は、本発明の第２の実施例である駆動波形、光透過
特性を示した図、第９図は、不発明の第３の実施例であ
る駆動波形、光透過特性含水した図である。 ２１．２２：　　基板 ２６　　　：　走査電極 ２４　　　：　信号電極 ２５　　　：　配回膜 ２６　　　：　液晶 ２７．２８：　　偏光板 ２９　　　　：　シール剤 ６１　　　　：　アンドゲート ６２　　　：　ノアゲート ６５　　　　；　トランスミッシ日ンゲート６４　　　
：　液晶索子 以　　　上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電極を有する一対の基板間に強誘電性液晶を挾持してな
   る液晶素子を、線順次走査によりマルチプレクシング駆
   動する方法に於いて、走査電極には、選択期間に液晶分
   子を一方向に揃えるための液晶の飽和値を越える大きさ
   の第１の電圧パルス、及びこれと逆極性で、逆方向の液
   晶の飽和値より小さい大きさの第２の電圧パルスを印加
   し、非選択時には零ボルトであり、一方信号電極には、
   前記第２の電圧パルスに対応する期間に、第２の電圧パ
   ルスと合成した時、第２の電圧パルス側の極性での液晶
   の飽和値以上の大きさにすることのできる第３の電圧パ
   ルス、又はこの極性側での液晶のしきい値以下とするた
   めの前記第３の電圧パルスと逆極性で直流成分の等しい
   第４の電圧パルスを印加し、かつ前記第１の電圧パルス
   に対応する期間内に、それぞれ前記第３、第４の電圧パ
   ルスと逆極性で直流成分が等しくしかも前記第１の電圧
   パルスと合成した時、前記第１の電圧パルス極性側の液
   晶の飽和値以上となるような第５、第６の電圧パルスを
   印加することを特徴とする液晶素子の駆動方法。