JPS62204234A - 液晶マトリツクスパネルの駆動法 - 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 本発明は強誘電性液晶を液晶層として持つ液晶マトリッ
クスパネルの駆動法に関するものである。

従来の技術 近年、応答速度が速くメモリー性のある強誘電性液晶の
報告がなされている（例えば、竹添秀夫、福田敦夫、久
世栄−；「工業材料」第３１巻、第１０号、２２）。

以下、図面を用いて従来の強誘電性液晶パネルの一例に
ついて説明する。第８図は従来のスメクチック液晶パネ
ルの構造を示すものである。第８図において１はガラス
基板、２はＩＴＯより成る透明電極、４は強誘電性液晶
層、５は液晶分子のＣダイレクタ−１６は双極子モーメ
ントである。

強誘電性液晶は一般に分子長軸に垂直な方向に双極子モ
ーメントをもっており、薄膜化により自発分極を持つよ
うになる。強誘電性を示すカイラルスメクチック相の例
を用いて強誘電性液晶の表記方法を第９図に示す。第９
図（ａ）は分子層の法線に対し分子長軸が＋θ度傾いた
状態、第９図（ｂｌは一θ度傾いた状態の強誘電性液晶
の表記法である。

７は層の法線、８は分子の長軸方向ｎ、９は双極子モー
メントＰｓ、１０はｎをｘｙ平面上に投影した時のＣダ
イレクタ−Ｃ１）１は分子長軸の法線に対する傾き角±
θ度である。以上のような構造を持つ強誘電性液晶パネ
ルについて、以下その動作原理について図を参照しなが
ら説明する。

第１０図に従来の強誘電性液晶パネルの表示方法の原理
図を示す。１２は層法線に対して分子長軸が＋θ度傾い
た液晶分子、１３は＝θ度傾いた液晶分子、１４は紙面
表方向の双極子モーメント、１５は紙面裏方向の双極子
モーメント、１６は２枚の偏光板の方向である。さて、
第１０図Ｔａｌは電圧無印加の状態、第１０図（ｂｌは
紙面表から裏へ正の電圧を印加した場合、第１０図（Ｃ
）は紙面裏から表へ正の電圧を印加した場合の動作原理
である。このように電圧の印加方向によりセル全体が±
θ度傾いた２つの状態をとり、したがって、電気光学効
果による複屈折または２色性を利用すれば明暗を表すこ
とができる。また、中間調については、第１０図（ｂ）
から（Ｃ）、或いは（Ｃ）から（ｂ）への移行期に得ら
れる第１０図（ａ）のような２つの状態が混ざった状態
を用いるか、或いは２状態の出現時間の比率を変化させ
る方法が考えられている。（例えば、クラーク、ラガバ
ール、ウオール；ユーロディスプレイ”８４　　ダイジ
ェスト　１９８４年、７３頁（Ｎ、Ａ、Ｃ１ａｒｋ、　
Ｓ、↑ルａｇｅｒｗａ−１）　ａｎｄ　Ｊ、Ｗａｈｌ　
：　Ｅｕｒｏｄｉｓｐｌａｙ　’８４　Ｄｉｇｅｓｔ　
（１９８４）ｐ、７３］　） 以上が強誘電性液晶パネルの表示原理だが、マトリック
ス駆動法としては、２値表示については従来の電圧平均
化法を少し変更した駆動法がある。

第１）図はその一例で、２つのフレームからなり、１／
４バイアスの電圧平均化法に基づいた波形を、フレーム
毎にパルスの極性及び、オン電圧とオフ電圧を逆転させ
ている。オン電圧Ｖｄでは分子は反転するがオフ電圧Ｖ
ｄ−２・ｖｈでは反転しない。したがってオン状態は第
１フレームで設定され、オフ状態は第２フレームで設定
されている。

（例えば、原理、日日、岩佐、甲斐：ニス・アイ・ディ
　”８５　　ダイジェスト、１９８５年、１３５頁（Ｔ
。

ＨＡＲＡＤ＾、　　Ｍ、　　ＴＡＧＵＣＨＩ、　　Ｋ、
　　ＩＷＡＳ八、　　Ｍ、　　ＫＡＩ　　：　　ＳＩＤ
’８５　Ｄｉｇｅｓｔ　（１９８５）　　ｐ、１３５）
　）発明が解決しようとする問題点 上記従来の方法ではオフ状態は第２フイールドで設定さ
れるので、オフ絵素は第１フイールドでは１つ前のフレ
ームの絵素状態が残っているので、１フィールド時間誤
った表示が行われることになる。これは液晶の応答速度
の限界と高デユーティ−駆動のため１フイ一ルド時間が
長いときや、動画を表示するときは視覚に捉えられるの
で見にくい表示となる。

また、階調表示のためのマトリックス駆動法はいままで
検討された例がない。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明の液晶マトリックス
パネルの駆動法は、対向面に電極を有する一対の基板間
に強誘電性液晶を挟持し、マトリックス状の絵素を形成
する液晶マトリックスパネルの駆動法において、走査電
極の１回の選択期間に２組の交流パルスが絵素に印加さ
れ、第１組と第２組では極性の順序が逆で、また少なく
とも後半の１組の交流パルスは階調により電圧もしくは
パルス幅を変化させることにより、１回の走査で所望の
階調を表すことができるものである。

また、階調信号さえ最後にくれば、残りのパルスの順序
は入れ替えてもよい。

作用 強誘電性液晶も他の液晶同様、劣化を防ぐため交流波形
を加えなければならない。しかし、パルスの極性により
分子の反転の方向が変るので、通常の電圧平均化法のフ
ィールド内ＡＣ法は使えない。第１図から第４図は本発
明の駆動法の例だが、それぞれ（ａ）は各電極に印加さ
れる電圧、山）はそのときパネルにかかる電圧を示して
おり、これらの例により作用を説明していく。本発明の
駆動法では１回の走査電極の選択期間に２組のＡＣパル
スを用い、前半と後半の極性の順序を逆にすることで、
完全ＡＣ波形の条件を満たしながら１回の走査で所望の
光透過状態を得ることができる。第１図（ｂｌでは、選
択期間の第２の第３のパルスの極性が同じになって、幅
の長いパルス電圧と等価になるので、この２つのパルス
により絵素はリセットされる。そして、第４の階調によ
り電圧を変えたパルスにより中間調を表示する。中間調
は、従来の２状態の面積比率により表してもよいし、或
いは、上下基板で分子がねじれ構造をとることがあるの
で、この状態を利用してもよい。第１図では階調信号は
後半に本来の階調を、前半には補数の階調レベルを与え
ているが、階調信号は後半のＡＣパルスに付与されれば
十分である。また、最後のパルス以外は順番を入替えて
もよく、第３図は第２図の例のパルス順序を入替えたも
ので、この場合、第３のパルスでリセットされている。

さらに、階調信号は、第４図のようにパルス幅を変化さ
せてもよい。

実施例 以下に実施例を示す。

本実施例で用いた液晶はエステル系の強誘電性液晶の混
合物で、配向はラビング法により行い、基板間距離は約
２．５μｍである。第５図（ｂ）は第５図（ａ）のよう
な波形により求めた前記の液晶素子の光学特性図である
。この特性図より、パルス幅４００μ秒では１５ボルト
から２０ボルトの間で中間調が期待できる。実際、第１
図のような駆動波形で、パルス幅Ｔを４００μ秒、オン
電圧ｖ０を２０ボルト、バイアス電圧Ｖ　６　／　ａを
２．５ボルトにし、ｖｂを０から５ボルトまで振ってや
ると、配向が均一なパネルでは１／４００デユーティ−
で８階調は識別可能であった。また、第２図、第３図の
駆動性波形でも、同じ条件で同様の結果が得られた。

階調信号をパルス幅を変える第４図の駆動波形では、Ｔ
を４００μ秒、ｖｏを２０ボルト、Ｖ　６　／　ａを２
．５ボルトに設定し、Ｐｗを０から４００μ秒にすると
、第１図と同じく８階調は表示可能で、こちら方が表示
パターンによるむらが小さかった。

なお、第１図（Ｃ）、第４図（Ｃ）はそれぞれの場合の
実際の駆動時の波形を表している。

また、誘電異方性が負の強誘電性液晶を用いたときは、
第１図、第４図の駆動法の非選択期間の走査電極に高周
波を重畳した第６図、第７図のような駆動波形を用いて
、適当な条件で駆動すると、１０階調は表示可能であっ
た。これは、ＡＣスタビライズと呼ばれる常誘電具カ性
による安定化作用により、メモリー性が高まってコント
ラストが上昇したためである。

発明の効果 本発明の液晶マトリックスパネルの駆動法により、液晶
を劣化させない交流波形により、１回の走査で中間調を
含む絵素の状態を確定することができる。これにより大
面積の液晶パネルを高時分割駆動するとき、また動画を
表示するときでも高品位の階調表示ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図、第４図および第６図。 第７図は本発明の駆動法の例を示した波形図、第５図は
実施例における液晶素子の光学特性図、第８図は強誘電
性液晶パネルの断面図、第９図はカイラルスメクチック
Ｃ液晶の表記法を示す模式図、第１０図は従来の強誘電
性液晶パネルの表示の原理を示す模型図で、第１）図は
従来の駆動法を表す波形図である。 １・・・・・・ガラス基板、２・・・・・・透明電極、
３・・・・・・配向膜、４・・・・・・強誘電性液晶層
、５・・・・・・液晶分子のＣダイレクタ−１６・・・
・・・双極子モーメント、７・・・・・・層の法線、８
・・・・・・分子の長軸方向ｎ、９・・・・・・双極子
モーメント、１０・・・・・・Ｃダイレクタ−１）１・
・・・・・分子長軸の層法線に対する傾き角±θ度、１
２・・・・・・層法線に大して分子長軸が＋θ度傾動た
液晶分子、１３・・・・・・＝θ度傾動た液晶分子、１
４・・・・・・紙面表方向の双極子モーメント、１５・
・・・・・紙面裏方向の双極子モーメント、１６・・・
・・・２枚の偏光板の方向。 代理人の氏名　弁理士　中尾敏男　はか１名凶 へ　　　　礪嘱に司　　卿キー颯 ′　　　　催−柄　歇学−唄 塚　　　　衆＠−司　婿蘭−司 −一轡１．！−、＊檜−司 第５図 ｒ０＠５とＣ Ｗ （幻 Ｃｂ） ６図 ＾ 不 ″７図 メ ｏｏ　　　　　　　　　　　　　　　　　１第１０図 コ 第１）図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）対向面に電極を有する一対の基板間に強誘電性液
   晶を挟持し、マトリックス状の絵素を形成する液晶マト
   リックスパネルの駆動法において、走査電極の１回の選
   択期間に２組の交流パルスが絵素に印加され、第１組と
   第２組では極性の順序が逆で、また少なくとも後半の１
   組の交流パルスは階調により電圧もしくはパルス幅を変
   化させることを特徴とする液晶マトリックスパネルの駆
   動法。
2. （２）前半の交流パルスに所望の階調の補数に階調信号
   を加えることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記
   載の液晶マトリックスパネルの駆動法。
3. （３）階調信号を含んだ最後のパルス以外のパルスの順
   序を変えたことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項
   または第（２）項記載の液晶マトリックスパネルの駆動
   法。
4. （４）非選択期間の走査電極に選択期間より高周波のパ
   ルスを印加することを特徴とする特許請求の範囲第（１
   ）項から第（３）項記載のいずれかに記載の液晶マトリ
   ックスパネルの駆動法。