JPS6269242A - 液晶パネルの駆動方法 - 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、映像やアルファニューメリックなカラー表示
を行なう液晶パネルの駆動方法に関するものである。

従来の技術 ２１０°から３３００のねじれ角を持つ液晶パネルは、
高時分割駆動時にも良好なコントラストを示すことはよ
く知られている。非選択画素が黄色で選択画素が黒とな
るモード（いわゆるイエロー・モード）あるいは、非選
択画素が青色で選択画素が白となるモード（いわゆるブ
ルー・モード）が使用される。

この液晶パネルの動作について、以下に説明を行なう。

ねじれ角がほぼ２７０°の場合、上記の液晶パネルはそ
の一部分の断面図を第４図に示すような構成をとってい
る。液晶分子の長軸方向（以下液晶分子軸と略記）と偏
光板の偏光軸の方向の関係を第６図に示す。液晶分子軸
は光の入射側の基板１１１の表面では１１２の方向にあ
り、これから時計回シにほぼ２７０°ねじれたらせん構
造をとって、光の出射側の基板１１４の表面では１１６
の方向にあるとする。光の入射側の基板１１１で液晶分
子軸１１２と偏光板偏光軸１１３のな゛す角を　θ、と
し１、θ１の符号は液晶分子軸１１２を基準として偏光
板偏光軸１　’＋　３が詩語回り方向にある場合を正と
定義する６同様に、光の出射側基板１１４で液晶分子軸
１１６と偏光板偏光軸１１６のなす角を０２とし、θ２
の符号は液晶分子軸１１６を基準として偏光板偏光軸１
１６が時計回り方向にある場合を正と定義する。なお、
液晶分子軸が上下基板１１１．１１４の間で反時計回り
にほぼ２７０°ねじれた構造をとる場合には、　θ１．
θ２の正方向を上記の場合とは逆に、偏光板偏光軸１１
３，１１６が液晶分子軸１１２゜１１５から反時計回り
方向にある場合を正と定義する。通常、液晶分子のねじ
れ角は、印加電圧に対して分子配列が急峻に変化し、か
つ双安定状態を示すことのｆｊ：いように２液晶材料な
どに応じて２１０°から３３０°の間のある値に設定さ
れる。

また、　θ、と０２は時分割駆動時に選択画素と非選択
画素の間のコントラストが大きくなるように第１表に示
す値が用いられる。

第　　１　　衣 以上のような構成を持つ液晶表示装置の透明電極１０２
．１０３の間に電圧を印加（、、た場合、輝度−電圧特
性は第６図に示すように非常に急峻なものとなる。ただ
１７、第６図中の曲線人は偏光板が第１表の配置１゛ま
たは配Ｉｔ２をとる場合の特性であり、曲線Ｂは偏光板
か配置３まだは配置４をとる場訃の特性である。偏光板
の配置１と配置２はイエロ＝−・モードの表示を、配置
３と配置４はブルー・モードの表示を与、える。この急
峻な輝度・−電圧特性のため、上記の液晶表示装置ｉｄ
、選択画素Ｊ：非選択画素の間における実効値電圧のマ
ージンが小さくなる高時分割駆動でも十分なコントラス
トを得ることができ、１／３０ｏ程度あるいは１／６０
０程度のデユーティ−比による駆動が可能である。（例
えば、情報表示学会（ＳＩＤ。

５ｏｃｉｅｔｙ　　Ｆｏｒ　　Ｉｎｉ”Ｏｒｍａ、ｔｊ
、ｏｎ　　Ｔ）ｉｓｐｌａｙ　　）　　　　の１９８５
年国際シンポジウム技術論文集ｔ　５ｉｎＩｎｔｅｒｎ
ａｔｉｏｎａｌ　Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ　Ｄｉｇｅｓｔ　
０ｆＴｅｃｈｒｘｉｃａｌ　Ｐａｐｅｒｓ　）　　１２
　ｏ〜１２３ページや、公開特許公報、昭６ｏ−１０７
０２０）発明が解決しようとする間頭点 上記の構成では、液晶の分子軸と偏光板の偏光軸を大き
くずらして、いわゆる複屈折モードを用いているだめ、
表示に色づきが生じ、フルカラー表示は困難であった。

たとえば、　θ１−３０°。

θ２＝６０°の場合、選択画素と非選択画素の透過率は
第７図のような波長依存性を示し、また、θ、＝３００
．　　θ２＝−３０°の場合には第８図のような波長依
存性を示す。第７図、第８図の両者ともに、波長が４５
０ｎｌｌｉ付近の青色の領域でのコントラストが極端に
悪く、フルカラー表示は非常に困難であった。

問題点を解決するだめの手段 本発明は上記問題点を解決するため、赤、緑および青の
３色の色画宋？有する液晶パネルを駆動する際に、青色
画素への印加信号を他の色画素への印加信号とは明暗を
反転させＺ）駆動方法であり、さらに望１１−くけ少な
くとも一色における印加電圧を他と異るように１７だ駆
動方法であり、これにより良好なフルカラー表示あ／）
いはマルチカラー表示を得るものである。

作用 我々ハ、フルー　・モードおヨヒイエロー・モードの上
記液晶パネルを用いｔ、波長４、ａｏｎｍの青色光、波
長ｓｓｏｎｍの緑色光１′？よび波長ｆ３１０ｎｍの赤
色光のぞハ、ぞれに対する輝度−印加電圧特性を測定（
７たところ、ブルー・モードについては第９図に、イエ
ロー−モードについては第１０図に示す結果を得だ。第
９図、第１０図の横軸は印加電圧であり、縦軸は印加電
圧がＯ〜４．６ボルトでの最小輝度をＯ俤、最大輝度を
１００俤とした相対輝度である。

一力、デユーティ−比１／ｎの駆動を行なった場合、選
択Ｆｌ！ｉ素と非選択画素に印加される電圧の最大実効
値比は（１）式で表わされるαとなる。

たとえば、ｎ＝１ｏＯの場合、αの値は１．１０６とな
り、選択画素には非選択画素に比べ１０．８％だけ大き
い実効値電圧が印加される。これを第９図に示すブルー
・モードのパネルにあてはめて考えれば、通常の駆動法
では視感度が最大である波長６４５ｎｌｌｌ付近の光の
コントラストを大きくとるため、非選択画素には２ボル
ト程度の実効値電圧を、選択画素には２．２ボルト程度
の実効値電圧を印加している。しかし、波長の短かい青
色の光に対しては、二つの電圧の間に輝度の最暗部が挾
まれており、二つの画素の輝度にあまり差がないのでほ
とんどコントラストがつかない。

ここで、第９図に示すブルー〇モードの特性についても
う少し詳しく説明し、本発明の作用について述べる。相
対輝度が暗から明へと変化する電圧は波長の短かい光に
対するものの方が高くなっ１おり、この暗から明への変
化は波長がｉ５５０ｎｍおよび６１０ｎｍの場合は非常
に急峻である。ところが、波長が４５０ｎｍの元に対し
ては、印加電圧２．２ボルト付近の暗から明の変化より
も印加電圧が２．０ボルト付近の明から暗への変化の方
が急峻であり、また、この明から暗への変化は相対輝度
にして約９０％からｏｌまでと輝度変化量も十分大きい
。さらに、波長４５０１ｍ１１の光が明から暗へと変化
する電圧領域は、波長ｓｓｏｎｍおよび６１０ｎｍの光
が暗から明へと変化する電圧領域とほぼ同じである。以
上のことを考え合わせると、波長５ｇ０ｎｌｌｌおよび
６１０ｎｌの光に対しτは非選択画素を暗１選択画素を
明として用い、波長４５０１１！ｌの光に対しては非選
択画素を明。

選択画素を暗として用いれば、３つの波長のすべてにつ
いて輝度−電圧特性の急峻な部分を用いることができる
ため、カラー・フィルターと組み合わせることにより良
好なカラー表示が行なえる。

このとき、波長４５０１ｍの光の輝度が低くなる電圧領
域が挾いため、非選択画素には１．９ボルト程度、選択
画素には２．１ボルト程度の電圧が印加される。さらに
、色画素の色に応じて印加電圧値を少々異ったものにす
れば、各波長の光の輝度が最も急峻な電圧依存を示す領
域を用いることができるため、さらに良好なカラー表示
を行なうことができる。なお、連続的なスペクトルを考
えた場合にも上に述べたものと同様の考えをすることが
できるが、輝度はそれぞれ特性の異る各波長成分の寄与
を積分したものとなるため、輝度−印加電圧特性はやや
急峻でなくなる。従っτ、背面光源としては輝線スペク
トルを有する三波長型の蛍光灯を用いるのがより良好な
表示を与える。

実施例 （実施例１） 第１図は、本発明になる液晶パネルの駆動方法の一例を
示す概念図である。本実施例では、従来例のブルー・モ
ード付近に偏光板を配置したパネルを用いた。時分割駆
動を行なった場合、色画素を暗状態（非点灯状態）とし
光を遮断するには、赤色画素と緑色画素には非選択信号
が、青色画素には選択信号が印加される。逆に色画素を
明状態（点灯状態）としそれぞれの色に点灯させるには
、赤色画素と緑色画素には選択信号が、青色画素には非
選択信号が印加される。

赤、緑および青のカラー・フィルターを用いて３色の色
画素が形成され、液晶分子軸が２７０゜ねじれている構
造を有する液晶セルに、従来例でブルー−モードを示す
付近に偏光板を配置し、１／　１００デユーティ−の電
圧平均化法の駆動波形を印加し、各色画素のコントラス
トを測定した。

背面光源には、波長４５０ｎ！ＩＩ付近、ｓｓｏｎｍ付
近、６１０ｎ！ＩＩ付近に輝線スペクトルを持つ三波長
型壁光灯を用いた。第１表に、偏光板配置。

印加電圧および色画素のコントラストの測定結果の例を
示す。但し、表中の０１．θ２は第６図で定義したもの
であシ、選択画素印加電圧波高値は選択画素が走査され
た際に印加される電圧波高値の意味である。

（以下余　白） 第１表 各色のコントラストが良く、良好なカラー表示を得るこ
とができた。

（実施例２） 実施例１においてはすべての画素に共通の選択電圧と非
選択電圧を印加したが、本実施例においτは少なくとも
一色の色画素への印加電圧を他の色画素への印加電圧と
は異なるものとした。この結果、それぞれの色のコント
ラストが向上し、さらに良好なカラー表示を得ることが
できた。

以下、本実施例について説明する。赤。緑および青のカ
ラー・フィルターが選択側電極の上に帯状に形成された
ド・フト・マトリクス形液晶パネルを用い、選択側電極
に与える信号の振幅を異ったものとすることにより色画
素への印加電圧を異なるものと［７た。この信号の構成
例を第３図に示す。

ｖｓは走査側信号の電圧波高値、ＶＲ，ＶＧ、ＶＢはそ
れぞれ赤、緑、青の各画素に対応する選択側信号の電圧
波高値である。ｙＲ，ｖＧおよびｖＢのうち少なくとも
１つを他と異るものとするわけである。この際、各色画
素の選択・非選択と明・暗の関係は第１図のものが保た
れる。第２表に、偏光板配置。各信号電圧、各色画ぶの
コントラストをまとめる。、なお、用いたパネルの液晶
分子軸のねじれ角は２７００゜駆動デユーティ−比は１
／１００であり、背面光源には前記実施例と同じ三波長
型蛍光灯を用いた。

（以下余白） （実施例３） 第２図は、本発明になる液晶パネルの駆動方法の他の実
施例を示す概゛念図である。本実施例では偏光板は従来
例のイエロー・モードの付近に配置する。色画素を明状
態（点灯状態）とするには、赤色画素と緑色画素には非
選択信号が、青色画素には選択信号が印加される。逆に
色画素を暗状態とするには赤色画素と緑色画素には選択
信号が、青色画素には非選択信号が印加される。実施例
１゜２と同様にして測定されたコントラストの例を第３
表にまとめる。本実施例においても良好なカラー表示を
得ることができ菱。

（以下余白） 発明の効果 以上に示したように、本発明になる液晶パネルの駆動方
法は青色画素への印加信号を他の色画素への印加信号と
は明暗を反転させることにより良好なカラー表示を可能
としている。

【図面の簡単な説明】

第１図と第２図は本発明になる液晶パネルの駆動方法の
概念図、第３図は色画素により異った電圧を印加する場
合の信号構成例を示す波形図、第４図は従来例の液晶パ
ネルの断面図、第６図は液晶分子長軸方向と偏光板偏光
軸の関係を示す模式図、第６図は従来例の輝度−印加電
圧特性を示す特性図、第７図と第８図は従来例の液晶パ
ネル透過率の波長依存性を示す特性図、第９図と第１０
図は各波長における輝度−印加電圧特性図である。 １．１１・・・・・・非選択信号が印加された赤色画素
、２．１２・・・・・・非選択信号が印加された緑色画
素、３．１３・・・・・・非選択信号が印加された青色
画素、４．１４・・・・・・選択信号が印加された赤色
画素２５゜１６・・・・・・選択信号が印加された緑色
画素、６．１６・・・・・・選択信号が印加された青色
画素、１ｏ１・・・・・液晶層、１０２，１０３・・・
・・・透明電極、１０４゜１０５・・・・・・透明基板
、１０６，１０７・・・・・・偏光板。 １１１・・・・・・光の入射側の基板、１１４・・・・
・・光の出射側の基板、１１２．１１５・・・・・・液
晶分子の長軸方向、１１３，１１６・・・・・・偏光板
偏光軸。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名１−
一一手トｉ芸Ｘ１に号り＜ｔ１シバ］ご１１Ｔニオｉｅ
ジ運Ｆ’１ｋ２−−−　　う　　　　り　　　１観面散
３−−−　・　　　　・　　梵０凛 ＝＋−−−ｉｉａｉ号ｖくｔｐｊｍ：Ｒｒ：＊色、４１
５−一一　　・　　　　Ｉ　　　緑色１６−−−　　・
　　　　　・　　　　青色画衆第１図 １１−−一井ぶ畏Ｊ）之侶′す“９く印加之’Ｊ１７こ
摘ミ色運り鷹−７２−−一　　う　　　　・　　１遍面
衆／３−−−　　・　　　・　　膏舗漂 ／４−−−−ｉｉ−ｔＸｓ’５ｉりく仁Ｍ加：）ｌ：Ｊ
ｒ−Ａｈａ／５−−−　　　、　　　　　・　　粋きｌ
衆／６−−−　　・　　　　　　　斉邑昌系第　２　図 第　３　図 支え側泡号 具鷹（欽訝り１菖′ジー 第４図 第５図 第６図 様　カロ　１Ｖ　圧　（Ｖｏ／も） 第７図 ５良長（７１７ｎ） 第８図 一、良長（７Ｉｍ） 第９図 印刀口　１１月ヨ　（１／）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）対向配置された２枚の基板間に２１０°から３３
   ０°の範囲内のねじれたらせん構造のネマチック液晶を
   挾持し、一対の偏光板を有し、赤、緑および青の３色の
   色画素を有する液晶パネルを、青色画素への印加信号が
   他の色画素への印加信号とは明暗が反転されている信号
   により駆動することを特徴とする液晶パネルの駆動方法
   。
2. （２）３色の色画素のうち少なくとも一色において印加
   電圧が他と異っている特許請求の範囲第１項記載の液晶
   パネルの駆動方法。
3. （３）背面光源として三波長型の蛍光灯を用いた液晶パ
   ネルを駆動することを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の液晶パネルの駆動方法。