JPS6193432A - 液晶表示装置 - 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、メモリ機能を有する相転移型の液晶表示装置
の改良に関する。特に、ピクチャーフレームのうちの選
択された小領域のみに限定的に画像書き込みをなすこと
が可能である液晶表示装置において１画像書き込み時の
画質を良好にする改良に関する。

〔従来の技術〕

面状液晶表示装置は、２枚の透光性絶縁基板の間に液晶
を面状に封入し、上記の２枚の透光性絶縁基板の組の例
えば上面には例えば横方向に伸び相互に平行な複数の電
極（電極行）が設けられ、また、透光性絶縁基板の組の
例えば下面には例えば縦方向に伸び相互に平行な複数〃
電極（電極列）が設けられ、これらの電極行と電極列と
の間に液晶を透明化または不透明化するに十分な電圧が
印加されうることとされている。そして、特定の電極行
と電極列との交点（以下画素という、）に印加される電
圧が十分に大きいときその画素は透明化し、十分に小さ
いときその画素は不透明化する。

各画素に書き込みをなすことを可能とするために、液晶
を透明化または不透明化するに要する電圧を電極行と電
極列とに分割して印加することとし、さらに、電極行ま
たは電極列のいずれかを走査することとし、走査されな
い電極列または電極行には、走査時点において各画素が
求める電圧が、走査とともに逐次選択印加される。

ところで、不透明状態から透明状態への遷移と透明状態
から不透明状態への遷移とは同一の経路を踏まず、第２
図に示すように、ヒステリシス特性を示す、このヒステ
リシス特性カーブの図における右向きのカーブと左向き
のカーブとの中間点に対応する電圧（図にＶ。をもって
示し、本明細書においては、ヒステリシス中間点電圧と
命名し液晶を透明化しえない範囲の最高の電圧を意味す
る。）を印加しても、不透明状態から透明状態への遷移
も透明状態から不透明状態への遷移は発生しない、つま
り、それまでの状態を保持しつ−ける。

一般に、特定の画素を不透明化するには、その画素に電
圧０（零）を印加する必要があり、透明化するにはヒス
テリシス中間点電圧の２倍以上を印加する必要がある。

たＣ１上記のヒステリシス特性における右向きのカーブ
と左向きのカーブとの距離（電圧差）はさして大きなも
のではなく、製造上のばらつきもあるから１画素に電圧
０（零）またはヒステリシス中間点電圧の２倍が印加さ
れる瞬間（書き込み動作がなされたとき）とその状態が
保持されている期間とでは、その画素の明度はいくらか
異なる。

なお、上記の電圧を印加して各画素を透明化または不透
明化して画像の書き込みをなした後１両電極に電圧０（
零）を印加して保持しておくことが一般であるが、液晶
表示におけるコントラストを向上して画像品質を良好に
するには、画像書き込み動作完了後に、ヒステリシス中
間点電圧を印加保持しておくことが有効であることを発
見して特許出願した（特願昭ｍ５ｓ−１１１４１４号）
。

液晶表示装置においては、ピクチャーフレームのうちの
選択された小領域（以下ブロックという、）のみに限定
的に書き込みをなす場合が多い。

か−る要請にこたえる手法として、従来二つ知られてい
る。第１の手法はそのブロックに含まれる画素のいずれ
かにか−わるすべての行に書き込みをなすものであり、
第２の手法は、これを改良したもので、そのブロックに
含まれるすべての画素を一旦初期化してそのブロック内
のすべての画素を一旦透明化（黒化）または不透明化（
白化）し、その後、第１の手法と同様そのブロックにか
−わるすべての行に書き込みをなすものである。

第１の手法において各行、各列、各画素に印加される電
圧を第３図に示す。

（イ）走−査は書き込み行（ブロックにか＼わる行）の
みになされて、非書き込み行（ブロックにか−わらない
行）にはされない。

（ロ）書き込み行に印加される走査電圧はヒステリシス
中間点電圧の２倍と電圧０（零）との組み合わせである
。

（ハ）書き込み行であっても、非走査時においては、非
書き込み行と同様ヒステリシス中間点電圧が非走査的に
印加される。

（ニ）月には、書き込み列、非書き込ぶ列の区別なく、
ヒステリシス中間点電圧の２倍と電圧０（零）との組み
合わせが走査と同期して走査的に印加される。

（ホ）その結果４ブロツンに含まれる画素のいづれかと
行を共通にするすべての画素に、走査時に、不透明化さ
れる画素には電圧０（零）が、また、透明化される画素
にはヒステリシス中間点電圧の２倍が、それぞれ印加さ
れ、ブロックに含まれる画素のいづれとも行を共通にし
ない画素にはヒステリシス中間点電圧が非走査的に印加
される。

第２の手法において各行、各列、各画素に印加される電
圧を第４図（ａ）、（ｂ）に示す０図（ａ）は初期化時
を図（ｂ）は書き込み時を示す。

（イ）初期化にあったては、ブロックに含まれない非書
き込み画素が遷移しないように、ブロックとか−わらな
い非書き込み行、非書き込み列には、図示するようなヒ
ステリシス中間点電圧とその２倍の電圧との組み合わせ
が印加され、ブロックに含まれる書き込み行、書き込み
列にはヒステリシス中間点電圧の３倍と電圧０（零）と
の図示する組み合わせが印加されて、ブロックに含まれ
る書き込み画素には、ヒステリシス中間点電圧の３倍が
印加されて、ブロック内のすべての画素が透明化（黒化
）する。

（ロ）書き込みは第１の手法と全く同一である。

〔発明が解決しようとする閘題点〕

上記のいづれの場合も、ピクチャーフレームのうちの選
択されたブロックのみに限定的に書き込みをなすことの
可能な液晶表示装置においては。

書き込み動作は全く同一であり、ブロック以外の領域に
おいても、ブロックのいずれかの画素と行を共通にする
すべての画素にはあらためて書き込み動作がなされる。

たＣ１内容が書き換えられない画素に対しては書き込み
前と同一の情報が再び入力される。

ところで、上記せるとおり、液晶表示装置においては、
書き込みがなされる瞬間と書き込みが完了して保持され
ている期間とでは各画素の明度が異なり、例えば透明（
黒色）をもって書き込みをなすときは、書き込みの瞬間
だけその書き込みがなされる走査線にか−わる全画素が
より濃い黒色（透明）と゛なり、また、不透明（白色）
をもって書き込みをなすときは、書き込みの瞬間だけそ
の書き込みがなされる走査線にか覧わる全画素がより濃
い白色（不透明）となり、書き込みの瞬間だけ走査線方
向に黒または白の線が発生することになり、視覚的な不
快感を与え、画質が劣るという欠点がある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、この欠点を解消して、選択されたブロックの
みに限定的に書き込みをなすことが可能であり、しかも
、書き込み時の画質がすぐれている液晶表示装置を提供
するものであり、その手段は、光透過率−電圧特性にヒ
ステリシスにもとすくメモリ機能を有するコレステリッ
ク−ネマティック相転移型液晶を使用してなす液晶表示
装置において、該液晶表示装置の駆動装置は、画像を書
き込むにあたり、まづ、画像書き込みのなされる画素に
は電圧０（零）を、画像書き込みはなされないが画像書
き込みのなされる画素と行を共通にする画素には、前記
液晶を透明化しない範囲の最高の電圧（ヒステリシス中
間点電圧）の２倍を、画像書き込みのなされる画素と行
を共通にしないすべての画素にはヒステリシス中間点電
圧を、ヒステリシス中間点電圧の２倍の電圧をもっては
不透明状態から透明状態に遷移しないパルス幅の交流信
号として印加して初期化をなし、っダいて、画像書き込
みのなされる画素のうち透明化される画素には、ヒステ
リシス中間点電圧の３倍を、その他のすべての画素には
ヒステリシス中間点電圧を、ヒステリシス中間点電圧の
３倍の電圧をもって不透明状態から透明状態に遷移する
に十分なパルス幅の交流信号として印加して画像書き込
みをなすことを特徴とする液晶表示装置にある。

そして、前記の画像書き込み動作が完了した後、全走査
ラインと伶データラインとにヒステリシス中間点電圧を
印加し保持ＴるＪ）ケ駆動装置を設けると、コントラス
トが優れ画質がさらに向上する。

〔作用〕

本発明は、上記の欠点（書き込みのされない画素であっ
ても、書き込みのされる画素と走査線を共通にするすべ
ての画素が書き込みの瞬間に明るさを変化する欠点）の
原因が、書き込みのされない画素であっても、書き込み
のされる画素と走査線を共通にするすべての画素には、
画像書き込みにあたり、その前の状態と同一の状態に遷
移するに十分な信号（例えばその前の状態が透明（黒色
）であれば透明化するに十分な信号）が印加されること
にある点に着目して、この点を解消するために、透明状
態・不透明状態間の遷移に必要なパルス幅と電圧の特性
と、透明状態から不透明状態への遷移に必要なパルス幅
と不透明状態から透明状態への遷移に必要なパルス幅と
が異なるという性質とを利用したものであり、不透明状
態から透明状態への遷移にヒステリシス中間点電圧の２
倍の電圧では応答しないがヒステリシス中間点電圧の３
倍の電圧では応答するようなパルス幅の交流信号を使用
して、まづ、ブロックに含まれ書き込みのなされるすべ
ての画素に電圧０（零）を印加して不透明化して初期化
をなし、次に、透明化する画素のみヒステリシス中間点
電圧の３倍の電圧を印加してこれらの画素のみを透明化
して書き込みをなすこととし、要するに、初期化・書き
込みの全期間を通じてブロックに含まれず書き込みのな
されないすべての画素にはヒステリシス市間点電圧の３
倍の電圧（各画素の明度を変化するに十分な大きさめエ
ネルギーを有するパルス電圧）が印加される機会が全く
ないようにしたものである。

本発明の作用をさらに明らかにするため、各画素に印加
される電圧を第５図（ａ）、（ｂ）に示す。

第５図（ａ）参照 初期化にあたっては、ブロックに含まれ書き込みのなさ
れる画素の対応する行と列とに同時にヒステリシス中間
点電圧の２倍と電圧０（零）との組み合わせを、ブロッ
クに含まれ書き込みのなされる画素と行を共通するがブ
ロックに含まれず書き込みのなされない画素の各列には
、図示するように電圧０（零）とヒステリシス中間点電
圧の２倍の組み合わせを、それぞれ、ｌサイクル印加し
、書き込みのなされる画素と行を共通にしない画素の各
行には１図示するようにヒステリシス中間点電圧の１倍
の電圧を、２サイクル印加する。

その結果、ブロックに含まれ書き込みのなされる画素の
みは一斉に電圧０（零）が印加され一斉に不透明化し、
その他の画素には、ヒステリシス中間点電圧の２倍また
は１倍の電圧が、上記の短いパルス幅の信号として印加
されるのみで、これらの画素の明るさは全く変化しない
。

第５図（ｂ）参照 書き込みにあたっては、ブロックに含まれ書き込みのな
される画素のうち透明化される画素に対応する列に対し
ては、ヒステリシス中間点電圧の３倍が、それ以外のす
べての列には、図示するように、ヒステリシス中間点電
圧の２倍と１倍の電圧の組み合わせが、それぞれ印加さ
れ、また、ブロックに含まれ書き込みのなされる画素に
対応する行にはヒステリシス中間点電圧の３倍の電圧が
走査的に印加され、それ以外の行には、図示するように
、ヒステリシス中間点電圧の１倍と２倍の電圧の組み合
わせが走査的にまたは非走査的に印加される。

その結果、ブロックに含まれ書き込みのなされる画素の
うち透明化される画素にのみヒステリシス中間点電圧の
°３倍の電圧が走査的に印加されるが、それ以外の画素
にはヒステリシス中間点電圧の１倍の電圧が、走査的に
または非走査的に印加されるのみで、これらの画素の明
るさは全く変化しない。

〔実施例〕

以下１図面を参照しつ翫、４画素よりなり交流駆動方式
をもって駆動される本発明の特許請求の範囲第２項記載
の実施例に係る液晶表示装置についてさらに説明する。

第１図参照 図において、ｌは液晶セルであり、データ線Ｘ１．Ｘ　
　と走査線Ｙ　、Ｙ２との交点に構成される、２はデー
タ信号用ドライバであり、３は走査信号用ドライバであ
る。４．５１はヒステリシス中間点電圧の２倍の電圧を
発生する直流電源であり、５２はヒステリシス中間点電
圧の１倍の電圧を発生する直流電源であり、５３は５１
と５２の切り替えスイッチである。６．７はヒステリシ
ス中間点電圧Ｖ。の基準電圧のパルスを発生する基準電
圧源である。「ｌ」論理信号を受けてヒステリシス中間
点電圧の２倍または１倍の電圧をデータ線ｘ　、ｘ　ま
たは、走査線Ｙ　、Ｙ２に印加するスイツチング素子３
１．４１と、ｒｌＪ論理と反対の信号を受けて０（零）
と基準電圧源６または７によって発生されるヒステリシ
ス中間点電圧との和をデータ線ｘ　、ｘ　または走査線
Ｙ、Ｙ２に印加するスイッチング素子３２．４２とを有
する。

第６図、第７図参照 第６図に示すように４画素よりなり交流駆動方式をもっ
て駆動される液晶表示装置のタイムチャートを第７図に
示す。

第６図において、Ｘ、Ｘ２はデータ線を示し、Ｙ、、Ｙ
　　は走査線ヲ示り、、ｘ　　−ｙ　　、ｘ　　−２Ｉ
　　　　　１　　　　２ Ｙ　　、Ｘ　　−Ｙ　　、Ｘ　　−Ｙ２はそれぞれ画素
をフｒくす・ 第７図のタイムチャ、−トにおいては、当初は画素Ｘ　
　−Ｙ、のみ透明とする動作を行ない１次の時点におい
ては画素Ｘ　　−Ｙｌのみ透明とする動作を行なう場合
を示す。

図において、初期化工程（Ｉ　−１）においては、占き
込みのなされる画素に対応する列と行とに、ヒステリシ
ス中間点電圧の２倍の電圧と電圧０（零）の組み合わせ
を印加する。その結果、古き込みのなされる画素Ｘ　　
−Ｙｌには電圧０（零）が印加されて不透明化する。書
き込みのなされない画素にはヒステリシス中間点電圧の
１倍または２倍の電圧が印加されるが、パルス幅が小さ
いので、明るさの変化はない。

第１の書き込み工程（ＩＩ−１）においては、透明化さ
れる画素Ｘ　　−Ｙ、にはヒステリシス中間点電圧の３
倍の電圧が印加されて画素Ｘ１−Ｙｌは透明化する。こ
のとき、透明化されない画素ｘ２−Ｙ１にはヒステリシ
ス中間点電圧の１倍の電圧が印加され、明るさは全く変
化しない、ブロックに含まれない画素には、ヒステリシ
ス中間点電圧の１倍の電圧が、走査的に、または、非走
査的に印加されるが、これらの画素の明るさは全く変化
しない。

コントラスト向上のために、ヒステリシス中間点電圧を
印加保持する保持工程（ＩＩＩ）においては、ヒステリ
シス中間点電圧の交流が非走査的に印加される。

次に、再び画素書き込み（画像書き換え）がなされると
きは、前記（ＩＩ−１）と同様にして、ｘ２−Ｙｌのみ
に電圧０（零）が印加されるような初期化工程（Ｉ−２
）が実行される。

第２の書き込み工程（ＩＩ−２）においては、透明化さ
れる画素Ｘ２−Ｙｌにはヒステリシス中間点電圧の３倍
の電圧が印加されて画素Ｘ２−Ｙｌは透明化する。この
とき、書き込みのなされない画素Ｘ１−Ｙｌにはヒステ
リシス中間点電圧の１倍の電圧が印加され、明るさは全
く変化しない、ブロックに含まれない画素には、ヒステ
リシス中間点電圧の１倍の電圧が、走査的に、または、
非走査的に印加され、これらの画素の明るさは全く変化
しない。

第８図参照 第７図のタイムチャートに示すような電圧信号を経時的
に印加するには、以下の如く制御すればよい、なお、図
において、白色枠は直流電源４．５１．５２をもって印
加されるヒステリシス中間点電圧の１倍または２倍の電
圧を示し、斜線枠は基準電圧＃ｔ６．７をもって印加さ
れるヒステリシス中間点電圧を示す。

（イ）初期化工程（１−１）と（Ｉ−２）においては、
基準電圧源６．７を動作させるとともに切り替えスイッ
チ５３をヒステリシス中間点電圧の１倍の側に切り替え
、書き込み動作を行なう画素のみに電圧０（零）を印加
する。

（ロ）書き込み工程（ＩＩ−１とｌｌ−２）とにおいて
は、基準電圧を図示するように走査線Ｙ１゜Ｙ　とデー
タ線ｘ　、ｘ２とに交互に印加し、同時に、ヒステリシ
ス中間点電圧の２倍を、最初の書き込み工程（ＩＩ−１
）ににおいてはデータ線ｘ２、走査線Ｙ　とデータ線Ｘ
　、走査線Ｙ２とに交互に、第２の書き込み工程（ＩＩ
−２）においてはデータ線ｘ１と走査線Ｙ１とデータ線
ｘ２、走査線Ｙ２とに交互に、図示するように印加する
。

（ハ）保持工程（ＩＩＩ）においては、データ線ｘ１．
ｘ２には、ヒステリシス中間点電圧の２倍を間欠的に、
走査線Ｙ　、Ｙ２には、ヒステリシス中間点電圧を連続
的に印加する。

以上の電圧の合成電圧が、図示するように、第７図に示
すタイムチャートと同一になることは図より明瞭である
。

なお、上記ブロック図に示す構成は一例であり、ＣＭＯ
Ｓアナログスイッチ等を使用してもよい、要するに、第
７図に示すタイムチャートを実現すれば足りる。また１
本例に示す他に、第５図に対応するものとして、第９図
に示す様な行と列の駆動波形を用いても、本発明を実施
できる。第９図は初期化にヒステリシスの中間点電圧の
３倍の３Ｖｏを用いたものである。なお、第７図の実施
例では初期化（Ｚ　−１）、（Ｚ−２）と書き込み（Ｉ
Ｉ−１）、（ＩＩ−２）に同一のパルス幅を用いたが（
ＩＩ−１）、（ＩＩ−２）の書き込みパルス幅を（Ｉ　
−１）、（Ｉ−’２）の初期化のパルス幅より長くして
もよい。

〔発明の効果〕

以上説明せるとおり、本発明によれば１選択されたブロ
ックのみに限定的に書き込みをなすことが可能であり、
しかも、書き込み時の画質がすぐれている液晶表示装置
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係る液晶表示装置のブロ
ック図である。第２図は液晶の光透過率−印加電圧特性
を示すグラフである。第３図、第４図（ａ）、（ｂ）と
第５図（ａ）、（ｂ）とは、選択されたブロックに限定
的に書き込みをなすことを可能にする従来技術に係る手
法の２例を説明する図である。第６図は本発明の一実施
例に係る液晶表示装置のマトリックス構成図である。 第７図は本発明の一実施例に係る液晶表示装置のタイム
チャートである。第８図は第７図に示すタイムチャート
を実現するために各回路要素から発ドライバ、　３Φφ
−走査信号用ドライバ。 ４．５１・１１＃ヒステリシス中間点電圧の２倍の直流
電源、　５２拳拳・ヒステリシス中間点電圧の１倍の直
流電源、　５３・・拳切り替えスイッチ、　　６．７・
・・基準電圧源、　３１．３２．４１．４２Φ・Φスイ
ッチング素子、　ｘ　、ｘ２・・・データ線、　Ｙ　、
Ｙ　＠争−走査線、　Ｘ　−１２ｎ 第１図 第２図 ｖ。 第３図 第４図 （ａ） （ｂ） 第５図 （ａ） （ｂ） ｘｌ　　　　　　　ｘ２

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）光透過率−電圧特性にヒステリシスにもとずくメ
   モリ機能を有するコレステリック−ネマティック相転移
   型液晶を使用してなす液晶表示装置において、該液晶表
   示装置の駆動装置は、画像を書き込むにあたり、まづ、
   画像書き込みのなされる画素には電圧０（零）を、画像
   書き込みはなされないが画像書き込みのなされる画素と
   行を共通にする画素には、前記液晶を透明化しない範囲
   の最高の電圧（ヒステリシス中間点電圧）の２倍を、画
   像書き込みのなされる画素と行を共通にしないすべての
   画素にはヒステリシス中間点電圧を、ヒステリシス中間
   点電圧の２倍の電圧をもっては不透明状態から透明状態
   に遷移しないパルス幅の交流信号として印加して初期化
   をなし、つゞいて、画像書き込みのなされる画素のうち
   透明化される画素には、ヒステリシス中間点電圧の３倍
   を、その他のすべての画素にはヒステリシス中間点電圧
   を、ヒステリシス中間点電圧の３倍の電圧をもって不透
   明状態から透明状態に遷移するに十分なパルス幅の交流
   信号として印加して画像書き込みをなすことを特徴とす
   る液晶表示装置。
2. （２）前記駆動装置は、前記の画像書き込み動作が完了
   した後、全走査ラインと全データラインとに前記ヒステ
   リシス中間点電圧を印加し保持する特許請求の範囲第１
   項記載の液晶表示装置。