JPS6256933A - 液晶マトリツクス表示パネルの駆動法 - Google Patents

液晶マトリツクス表示パネルの駆動法

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JPS6256933A
JPS6256933A JP19801085A JP19801085A JPS6256933A JP S6256933 A JPS6256933 A JP S6256933A JP 19801085 A JP19801085 A JP 19801085A JP 19801085 A JP19801085 A JP 19801085A JP S6256933 A JPS6256933 A JP S6256933A
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liquid crystal
pulse voltage
display panel
voltage
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Tsuyoshi Kamimura
強 上村
Hiroyuki Onishi
博之 大西
Shiyuuko Ooba
大庭 周子
Isao Oota
勲夫 太田
Shingo Fujita
晋吾 藤田
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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
クス表示パネル及び光シヤツター素子の駆動法に関する
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6図は従来のスメクチンク液晶パネ
ルの構造を示すものである。第6図においてl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7図に示す。第7
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7図(b)は=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は一双極子モ
ーメントP、、10はnをxy平面上に投影した時のC
ダイレクタ−C111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8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
8図(alは電圧無印加の状態、第8図山)は紙面表か
ら裏−・正の電圧を印加した場合、第8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力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。
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、従来の電圧平均化法を少し変更した
駆動法がある。第9図はその一例で、2つのフィールド
からなり、1/4バイアスの電圧平均化法に基すいた波
形を、フィールド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v4では分子は反転
するがオフ電圧v4−2・vkでは反転しない。したが
ってオン状態は第1”フィールドで設定され、オフ状態
は第2フイールドで設定されている。(例えば、属国、
出口、岩佐、甲斐:ニス・アイ・ディ゛85ダイジェス
ト、1985年、135頁(T、HARADA。
M、TAGUCHl、に、IWASA、M、KAI: 
S I’D’ 85  Digest  (1985)
 p、131)発明が解決しようとする問題点 強誘電性液晶の閾値電圧は印加されるパルス幅が長くな
ると絶対値が小さくなる。したがって、上記のような電
圧平均化法に準じた波形では、走査電極の非選択期間に
、絵素のパターンによっては、走査電極の選択期間に印
加されるパルス電圧のパルス幅の2倍の時間長の直流成
分が印加されるのでバイアス比を小さくしなければなら
ない。
バイアス比を小さくすると、オン電圧とオフ電圧の比も
小さくなり闇値特性が急峻でないと、表示が不可能にな
る。
また、上記従来の方法はパネルの基板表面の効果による
メモリーがあることを前提としており、厚セル等のメモ
リー効果のないか、もしくは弱いパネルではコントラス
トの高い表示は望めない。
本発明は上記問題点に鑑み、強誘電性液晶表示パネルを
、パネルの闇値特性やメモリー効果の良否に関わらず、
高デユーティ−の単純マトリックス駆動で表示品位の高
い表示ができる、液晶マトリックス表示パネルの駆動法
を与えるものである。
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
表示パネルの駆動法は、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、マトリックス状の画素を
形成する液晶マトリックス表示パネルを駆動する駆動法
において、オン絵素またはオフ絵素のどちらか一方の絵
素に走査電極の選択期間の前半に第一のパルス電圧を印
加し、後半に前記第一のパルス電圧より周期の短い第二
のパルス電圧を印加し、他方の絵素には前半に前記第二
のパルス電圧、後半の前記第一のパルス電圧を、それぞ
れ極性を反転させて印加し、走査電極の非選択期間には
絵素に前記第二のパルス電圧と周期が同じパルス電圧を
印加することを特徴とした液晶マトリックス表示パネル
の駆動法を与えるものである。
また、特に上記走査電極の非選択期間に印加されるパル
ス電圧の振幅は、上記第二のパルス電圧の振幅の概ね1
/2であり、直流成分を含まないとき、さらに上記第二
のパルス電圧群の周期は上記第二のパルス電圧の波高値
における上記強誘電性液晶の応答時間より短く、上記第
一のパルス電圧のパルス幅は上記第二のパルス電圧の周
期の2以上の自然数倍であり、上記第二のパルス電圧値
における上記強誘電性液晶の応答時間より長いときに、
本発明の駆動法は有効である。
また、上記強誘電性液晶の誘電異方性が負である場合は
、上記走査電極の非選択期間に印加−されるパルス電圧
の振幅は前記誘電異方性により分子配向の安定化効果が
生ずる程度に大きい時に、表示品位が高まる。
作用 強誘電性液晶パネルの闇値電圧にはパルス幅依存性があ
る。第4図はエステル系の強誘電性液晶の電圧−透過率
特性を3つのパルス幅について示した図で、パルス幅が
長い程、闇値電圧が低いのが分る。これは見方を変える
と、ある一定の電圧に対して分子を反転させ得る臨界パ
ルス幅があり、これが応答速度であると考えられる。第
5図は27℃での強誘電性液晶の電圧対応答速度の一例
を示した図である。自発分極P、と電界Eとの相互作用
P、−Eにより応答するので、応答速度は1/Hに比例
するが、筆者らの実験によると電圧がかなり高くなると
、電圧を上げても応答速度は速くならな(なる。第5図
では25ボルトを超えると傾きは1/E以下になってい
る。第5図の領域(a)の電°  圧v1及びパルス幅
τ1のパルスでは分子は反転しないが、領域(blの電
圧■ゎ及びパルス幅τ、のパルスでは分子は反転する。
本発明の駆動法は以上のような闇値電圧のパルス幅依存
性を利用し、絵素を所望の光透過状態にするものである
。第1図は本発明の液晶マトリックス表示パネルの駆動
法の一例を表したものである。第1図(a)は走査電圧
及び信号電圧を選択期間と非選択期間に分けて示した図
で、第1図(b)は絵素にかかる電圧を示した図である
。第1図(b)に注目すると、走査電極の選択期間では
、オン絵素ではステージの後半に、オフ絵素では前半に
、領域(b)の反転パルスが加わって所望の光透過状態
が実現され、他の半ステージでは前記パルスと逆極性の
領域(alの非反転パルスにより注入電荷量が中和され
て、電気化学反応による液晶の劣化を防いでいる。非反
転パルスのパルス幅は任意に変えることができるので、
第5図の電圧一応答速度の特性が変ってもパルス幅を細
くすれば対応できる。
さらに、強誘電性液晶パネルにバーストパルス電圧が印
加された場合、バーストパルスの直流成分が小さく、完
全交流に近いほど、分子は反転しに(いことが、実験に
より確かめられている。第1図(a)のように非選択期
間の走査電圧に交流パルスを印加し、信号電圧にはその
2倍か0倍の振幅の交流パルスを加えることにより、第
1図(b)のように走査電極の非選択期間には絵素に完
全交流波形が印加されることとなり、非選択期間内に高
いメモリー性が得られる。
また、上記強誘電性液晶の常誘電異方性が負の場合、印
加電圧の実効値に比例して分子が基板表面に並行になろ
うとする力が大きくなり、この力がP、と電界との相互
作用による力より大きいときは絵素の状態は保持される
。本発明の駆動法は非選択期間に絵素に印加される電圧
は完全交流波形のため分子の反転は起りにくく、またパ
ルス幅を短くすれば、電圧を上げても分子は反転せず、
実効値だけを大きくしてメモリー性を非常に高めること
ができる。
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、その常誘電異方性は負である。
また、配向は従来のラビング法により行い、基板間距離
は約3.5μmである。一般に、ラビングにより配向さ
せると、剪断応力による配向、或いは温度勾配による配
向よりも、電圧−透過光量の特性は緩慢になり、従って
従来の電圧平均化法に準じた駆動法ではバイアス比をあ
まり小さくできない。実際、本実施例で用いた液晶マト
リックス表示パネルでは、第9図の従来の駆動法では様
々に条件を変えても1/100以上のデユーティ−比で
は、表示が不可能であった。第2図及び第3図は実際に
強誘電性液晶表示パネルに印加した本発明の駆動波形の
一例である。第2図(a)、第3図(a)は走査電圧、
第2図(b)、第3図(b)は信号電圧、第2図(C)
、第3図(C)はパネルに印加される電圧、第2図(d
)、第3図(dlは透過光量を表す。温度20度から4
0度で、非選択期間のパルス幅τ1は60〜100μs
ec、振幅V acは20〜25ボルト、選択期間の前
半もしくは後半の幅の長いパルス(書込みパルス)のパ
ルス幅τ、はτ−の2倍から8倍で、電圧■、は20ボ
ルト以上、という条件の時、デユーティ−比1/100
0でもコントラスト比10以上の非常に良好な表示品位
がマトリックス表示パネルにおいて確かめられた。第2
図(d)、第3図(dlに見られるように非選択期間で
の透過光量の変化は非常に小さく、また選択期間の書込
みパルスと逆極性のパルスでは分子は動かないので、フ
レーム周期が30ヘルツ以下でもちらつきはほとんどみ
られなかった。非選択期間のパルスの振幅を15ボルト
以下にすると非選択期間での透過光量の変化がかなり太
き(なることから、常誘電異方性によりメモリー性が高
まったことは明らかであり、液晶の常誘電異方性の絶対
値が大きくなれば、本実施例よりも低電圧で駆動できる
と考えられる。また本実施例では駆動回路の制約から1
/1000デユーティ−までしか表示を確かめていない
が、透過光量の変化の様子から、さらに高デユーティ−
でも同程度の表示品位が得られるものと予想される。
発明の効果 本発明の液晶マトリックス表示パネルの駆動法は、強誘
電性液晶表示パネルの閾値電圧がパルス幅依存性を持つ
ことを利用し、選択期間に印加されるパルス幅を変える
ことにより絵素のオン、オフを制御でき、また、このパ
ルス幅は非選択期間の波形を変えずに任意に長くできる
ので、パネルの闇値特性の良否や温度依存性の影響を受
けないような条件を設定することが可能である。また、
非選択期間には完全交流波形が加わり、そのパルス幅は
、任意に短くできるので非選択期間に絵素の状態が変り
にくい。特に、強誘電性液晶の常誘電異方性が負の場合
には、非選択期間のパルス幅を短くして振幅を大きくす
れば、分子を反転させずに実効値のみを大きくして、パ
ネルのメモリー性を非常に高めることができる。そのた
め、1/1000以上の高デユーティ−でも高品位の表
示が実現できる。さらに、駆動波形は全体として交流化
されているので、電気化学反応による液晶の劣化は起こ
らない。
【図面の簡単な説明】
第1図(al、 (b)は本発明の液晶マトリックス表
示パネルの駆動法の一実施例を走査電圧、信号電圧を選
択、非選択の場合に分けて示した図、第2図+a1. 
(b)、 (C1,(d)及び第3図(a)、 (b)
、 (C)、 +d)は本発明の駆動法の実際の駆動波
形の一例と、透過光量の図、第4図は強誘電性液晶の電
圧−透過率の特性図、第5図は電圧対応答速度を表した
図、第9図(a)、 (b)は従来の強誘電性液晶マト
リックス表示のパルスの駆動波形図である。 第6図は強誘電性液晶パネルの断面図、第7図(a)、
 (b)はカイラルスメクチックC液晶の表記法を−示
す図、第8図(a)、 (b)、 (C1は従来の強誘
電性液晶パネルの表示の原理図T’A3゜ l・・・・・・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−111・
・・・・・分子長軸の層法線に対する傾き角±θ度、1
2・・・・・・層法線に対して分子長軸が+θ度傾いた
液晶分子、13・・・・・・−θ度傾いた液晶分子、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名第1図 (し) 第3図 (d)−二)\−・−一一−−−−一一二二一一一一一
−−−−一−−−−−ンσニー第4図 電口L N〜 づ\ト 第8図 (グ) 第9図

Claims (5)

    【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、マトリックス状の画素を形成する液晶マト
    リックス表示パネルの駆動法において、オン絵素または
    オフ絵素のどちらか一方の絵素に走査電極の選択期間の
    前半に第一のパルス電圧を印加し、後半に前記第一のパ
    ルス電圧より周期が短く極性が逆の第二のパルス電圧を
    印加し、他方の絵素には前半に前記第二のパルス電圧、
    後半の前記第一のパルス電圧を、それぞれ極性を反転さ
    せて印加し、走査電極の非選択期間には絵素に前記第二
    のパルス電圧と周期が同じパルス電圧を印加することを
    特徴とする液晶マトリックス表示パネルの駆動法。
  2. (2)走査電極の非選択期間に印加されるパルス電圧の
    振幅は、第二のパルス電圧の振幅の概ね1/2であり、
    直流成分を含まない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表示パネルの駆動法。
  3. (3)第二のパルス電圧の振幅は第一のパルス電圧の2
    倍以上であ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表示パネルの駆動法。
  4. (4)第二のパルス電圧群の周期は第二のパルス電圧の
    波高値における上記強誘電性液晶の応答時間より短く、
    上記第一のパルス電圧のパルス幅は上記第二のパルス電
    圧の周期の2以上の自然数倍であり、上記第二のパルス
    電圧値における上記強誘電性液晶の応答時間より長いこ
    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
    ックス表示パネルの駆動法。
  5. (5)強誘電性液晶の誘電異方性が負であり、走査電極
    の非選択期間に印加されるパルス電圧の振幅は前記誘電
    異方性により分子配向の安定化効果が生ずる程度に大き
    くすることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の液
    晶マトリックス表示パネルの駆動法。
JP60198010A 1985-09-06 1985-09-06 液晶マトリツクス表示パネルの駆動法 Expired - Lifetime JPH0756545B2 (ja)

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EP86306893A EP0214856B1 (en) 1985-09-06 1986-09-05 Method of driving liquid crystal matrix panel
DE8686306893T DE3686219T2 (de) 1985-09-06 1986-09-05 Verfahren zur ansteuerung eines fluessigkristallrasterbildschirmes.

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