JPS63201629A

JPS63201629A - 液晶表示装置の駆動方法

Info

Publication number: JPS63201629A
Application number: JP3319987A
Authority: JP
Inventors: Hideshi Yoshida; 秀史吉田; Seiji Tanuma; 清治田沼; Masahiro Okabe; 岡部　正博
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1987-02-18
Filing date: 1987-02-18
Publication date: 1988-08-19
Anticipated expiration: 2011-10-02
Also published as: JP2539210B2

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】〔概要〕強誘電性液晶を用いた液晶表示装置に於いて、液晶セル
内をマルチドメイン化し、その液晶セル内の一部の透過
光量が変化し始める電圧と、全体の透過光量が変化する
電圧との間の電圧を、表示情報に対応して選択して液晶
セルに印加し、液晶′に要求される応答速度を高くする
ことなく、階調表示を行わせるものである。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、強誘電性液晶を用いた液晶表示装置に関する
ものである。

液晶表示装置は、平板型で且つ低電圧駆動できる利点が
あるので、各種の表示装置として採用されている。この
ような液晶表示装置に於いて、階調動画表示を可能とす
ることが要望され、これを実現し得る液晶として、記憶
機能を与えることができる強誘電性液晶が注目されてい
る。しかし、階調動画表示を行うには、液晶に高速応答
性が要求されることになり、実用化することが容易でな
かった。従って、液晶に要求される応答速度が低くても
良い駆動方法が要望されている。

〔従来の技術〕

従来の強誘電性液晶を用いた液晶表示装置は、モノドメ
インの液晶セルから構成され、その液晶セルの厚さは、
記憶機能が現れる厚さ以下とし、階調表示を行う場合に
、１フレーム等の単位時間に於ける明状態（又は暗状態
）の時間割合を制御するものであった。例えば、１６階
調表示を行う場合に、第５図に一部を示すように、■フ
レームを１６分割し、それぞれの分割期間ｔｌ−ｔ１６
内を、書込みの為の選択期間ｔｓと、その状態を維持す
る非選択期間ｔｎとに分け、選択期間ｔｓに於いては、
閾値電圧以上の電圧を液晶セルに印加して、明状態又は
暗状態の切替えを行うものである。

例えば、分割期間ｔ１の選択期間ｔｓに、閾値電圧以上
の−■の電圧を選択液晶セルに印加し、次に＋■の電圧
を印加すると、暗状態から明状態に変化し、透過光量は
相対値で０から１００％に変化する。そして、非選択期
間Ｌｎに閾値電圧以下の電圧を印加して、透過光量が１
００％の状態を維持し、次の分割期間ｔ２の選択期間ｔ
ｓに、＋■の電圧の次に−Ｖの電圧を印加すると、液晶
セルは透過光１ｉｏｏ％の明状態から０％の暗状態に変
化する。

従って、分割期間ｔ１に於いて明状態に変更された後、
次の分割期間ｔ２に於いて暗状態に変更されるから、透
過光量が１００％の明状態の１υ１間は、１／１６の期
間となり、１／１６の輝度の表示となる。即ち、１６分
割された期間のうちのどれだけの期間を明状態にするか
を、選択期間ｔｓに於ける印加電圧の選択により決定し
て階調表示を行うものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前述の従来例に於いては、１６階調表示の為に１フレ一
ム期間を１６分割して駆動するものであり、例えば、１
／４００デユ一テイ階調動画表示を行う場合、１フレ一
ム期間を１／６０Ｓとすると、液晶の応答速度は、約０
．６５μｓ以下であることが必要となる。強誘電性液晶
の応答速度は、通常５０〜１００μｓ程度であるから、
階調度を小さくするか、デユーティを大きくしなければ
ならないことになり、階調動画表示に於いて所望の表示
特性を得ることが容易でなかった。

本発明は、液晶に要求される応答速度を大きくすること
なく、階調動画表示を可能とすることを目的とするもの
である。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の液晶表示装置の駆動方法は、第１図を参照して
説明すると、直交配置した複数のデータ電極と走査電極
との間に、強誘電性液晶からなる液晶セルを形成した液
晶表示装置に於いて、液晶セル内を、二方向ラビングや
高周波パルス印加等によって、ディスクリネーション或
いはディスロケーションによるドメインウオールにより
マルチドメイン化し、強誘電性液晶が応答する周波数よ
り高い周波数の交流パルスＡＣと、強誘電性液晶が応答
できる書込パルスＷＰとを組合せて液晶セルに印加する
。

例えば、データ電極Ｘ３、Ｘ２に、ＶＸ、、ＶＸ２の電
圧を印加し、走査電極ＹＩ、Ｙ２に、ＶＹ、、ＶＹ２の
電圧を印加すると、そのデータ電極ｘ、、ｘ２と走査電
極Ｙ、、Ｙ２との交点の液晶セルＡ、　Ｂ、　Ｃ，Ｄに
は、Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃ。

Ｖｄに示すように、初期化パルスＷ○と書込パルスＷＰ
と交流パルスＡＣとが印加される。

その時に、書込パルスＷＰの電圧を、マルチドメイン化
された液晶セル内の一部の透過光量が変化を開始する第
１の電圧Ｖｌ（又は−Ｖｌ）と、液晶セル内の全体の透
過光量が完全に変化する第２の電圧Ｖ２（又は−Ｖ２）
との間の値に選定して階調表示を行わせるものである。

〔作用〕

液晶セルをマルチドメイン化し、印加電圧を上昇させる
と、マルチドメイン化された各部は均一な特性ではなく
、一部のドメインの状態が先に変化する。この時の電圧
を第１の電圧Ｖｌ（又は−Ｖｌ）とする。更に電圧を上
昇させると、マルチドメインの総ての状態が変化する。

この時の電圧を第２の電圧Ｖ２（又は−Ｖ２）とする。

従って、表示情報に対応して第１の電圧と第２の電圧と
の間に選定された電圧を印加することにより、液晶セル
は所望の階調の表示状態となる。

選択走査電極には■Ｙ１、非選択走査電極にはＶＹ２が
印加されて、電圧Ｖａが印加される液晶セル（例えばＡ
）は、パルス幅がＷで且つ電圧が＋ｖ２と一■２の初期
パルスＷＯが印加されて、例えば、透過光量が相対値で
０％の暗状態となり、次にパルス幅Ｗで且つ電圧が■１
以下の書込パルスＷＰが印加されて、透過光量が０％の
ままとなり、次の交流パルスＡＣによってその状態が維
持される。

又電圧ｖｂが印加される液晶セル（例えばＢ）は、同様
に初期パルスＷＯが印加されて透過光量が０％の暗状態
となり、次にパルス幅Ｗで且つ電圧が■２より低（、Ｖ
ｌより高い書込パルスＷＰが印加され、透過光量は０％
から１００％の任意の中間値となり、非選択時の次の交
流パルスＡＣによってその状態が維持される。即ち、階
調表示が可能となる。なお、第１図に於けるｖｔｈは液
晶の閾値電圧である。

〔実施例〕

以下図面を参照して本発明の実施例について詳細に説明
する。

第２図は本発明の実施例のブロック図であり、■は液晶
表示パネルで、複数のデータ電極ＸＩ〜Ｘｎと走査電極
Ｙ１〜Ｙｍとを直交して対向配置し、それらの間に強Ｌ
ｑ’ｆｌ性液晶を介在させたものである。又２，３はド
ライバ、４はシフトレジスタ、５はデコーダ、６はシフ
トレジスタである。

又ＹＣＬはクロック信号、ＹＶは書込パルス用の電圧、
ＹＡＣは交流パルス用の電圧、ＸＣＬはクロック信号、
ＸＤは表示データ、ＸＶ、〜ＸＶ、６は階調表示用の電
圧、ＸＡＣは交流パルス用の電圧である。

データ電極Ｘ、〜Ｘｎと走査電極Ｙ１〜Ｙｍとの交点の
液晶セルは、マルチドメイン化されているものである。

このマルチドメインは、液晶セル内のディスクリネーシ
ョン（方向転移）或いはディスロケーション（位置転移
）を発生させ、それによるドメインウオールによって形
成するものである。

通常は、基板を一方向にラビングすることにより、液晶
の配向を定めるものであるが、二方向にラビングするこ
とにより、マルチドメイン化することができる。又液晶
の閾値電圧以上の高周波パルスを印加することによりマ
ルチドメイン化することもできる。例えば、交流パルス
の周波数をｌＯＫ　Ｈｚ　、電圧を±２０Ｖとして駆動
する液晶パネル１の場合、±３０Ｖで１０ＫＨｚの交流
パルスを印加することにより、液晶セルをマルチドメイ
ン化することができた。このマルチドメイン化により、
各液晶セルは、特性の異なる多数のドメインの集合から
形成されたことになる。

シフトレジスタ４に走査電極を選択する“ｌ”がクロッ
ク信号ＹＣＬに従ってシフトされ、ドライバ２に於いて
は、走査電極対応のドライバ部からシフトレジスタ４の
“１”の出力対応に、書込パルス用の電圧ＹＶを出力し
、他の走査電極に対しては交流パルス用の電圧ＹＡＣを
出力する。

又表示データＸＤは、１６階調表示の場合、１画素当り
４ビツト構成となり、この表示データＸＤは、シフトレ
ジスタ６にクロック信号ＸＣＬに従って１ライン分蓄積
され、その１ライン分がデコーダ５に加えられてデコー
ドされ、デコード出力がドライバ３に加えられる。ドラ
イバ３では、電圧ＸＶＩ−ＸＶＩ６をデコード出力に従
って選択出力し、ドライバ２からの電圧ＹＶの書込パル
スの直後に、ドライバ３から選択された電圧を書込パル
スとして出力する。そして、交流パルス用の電圧ＸＡＣ
を出力する。

従って、液晶セルには、ドライバ２からの電圧ＹＶと、
ドライバ３からの電圧ＸＶＩ〜ＸＶ１６とが書込パルス
として印加され、電圧ＹＡＣ，ＸＡＣとが交流パルスと
し印加される。この交流パルスは、液晶が応答できる周
波数以上の周波数に選定するものである。又ドライバ３
から選択して出力する電圧ＸｖＩ〜ＸＶ、６について、
マルチドメイン化された液晶セルの一部ドメインの透過
光量が変化する電圧■１をＸＶ、、液晶セルの全部のド
メインの透過光量が変化する電圧■２をＸＶ、６とする
と、１６階調の輝度レベル１の時に、電圧Ｘ■１が選択
出力され、輝度レベル８の時に、電圧Ｘｖ、が選択出力
され、輝度レベル１６の時に、電圧ＸＶ１６が選択出力
される。

第３図は電圧透過光量特性曲線図であり、液晶セルの厚
さを２μｍで、書込電圧を一１０Ｖから＋１０ｖまで変
化した時の相対値の透過光量を示し、この時のパルス幅
は２．８　ｍ　Ｓ　、交流パルスは、１０ＫＨｚで＋２
０ｖとした。この場合、正極性の電圧として、第１の電
圧■１は約２■、第２の電圧は約４■となった。従って
、書込パルズの電圧ＸＶ、〜ＸＶ＋ｂを、例えば、１■
〜５Ｖの間で設定し、表示データＸＤに従って選択出力
することにより、透過光量０％の暗状態から所望の透過
光量となるように制御して、階調表示を行うことができ
る。例えば、書込電圧を３．３■とすると、点線矢印で
示す方向の三角点の２１％の透過光量となり、３．７■
とすると、６７％の透過光量となる。

第４図はパルス幅による電圧透過光量特性曲線図であり
、書込パルスのパルス幅について、曲線ａは５．６　ｍ
　Ｓ、曲線すは２．８　ｍ　Ｓ、曲線Ｃは１．４ｍＳ、
曲線ｄは０．７　ｍ　Ｓの場合を示し、交流パルスは、
前述の場合と同様に、１０ＫＨｚで＋２０ｖとした。即
ち、マルチドメイン化された液晶セルに於ける各ドメイ
ンの閾値電圧がパルス幅により影響を受け、パルス幅が
広い場合は液晶セル内の各ドメインの閾値電圧がほぼ等
しくなり、電圧と透過光量との関係は急峻となる。しか
し、パルス幅を狭くするに従って液晶セル内の各ドメイ
ンの閾値電圧が異なり、それによって電圧と透過光量と
の関係は緩くなる。なお、パルス幅は液晶の応答速度と
の関係もあるから、極端に狭くすることはできない。

前述のように、液晶セルをマルチドメイン化して、交流
パルスと書込パルスとを組合せて液晶セルに印加し、書
込パルスのパルス幅を液晶セル内のドメンイ毎の閾値電
圧が異なるように選定することにより、書込電圧と透過
光量との特性曲線が傾斜してくるから、書込電圧を選定
して階調表示を行うことができる。その場合の書込電圧
やパルス幅は、強誘電性液晶の特性等に対応して選定す
ることは勿論である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明は、強誘電性液晶からなる
液晶セル内を、ディスクリネーション或いはディスロケ
ーションによるドメインウオールによりマルチドメイン
化し、この液晶セルに書込パルスＷＰと交流パルスＡＣ
とを組合せて印加し、その書込パルスＷＰを、液晶セル
内の一部の透過光量が変化を開始する第１の電圧Ｖ１と
、液晶セル内の全体の透過光量が変化する第２の電圧Ｖ
２との間に選定した電圧として印加することにより、階
調表示を行わせるものであり、従来例のように１６階調
表示の時に、１フレームを１６分割して駆動するもので
はないから、液晶に要求される応答速度は、従来例に比
較して１７１６で良いことになる。従って、走査電極数
を増大して大型化し、且つ階調数を更に多くして、階調
動画表示を行うことも容易となる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理説明図、第２図は本発明の実施例
のブロック図、第３図は電圧透過光量特性曲線図、第４
図はパルス幅による電圧透過光量特性曲線図、第５図は
従来の動作説明図である。ｖｘ、、ＶＸｚはデータ電極に印加する電圧、ＶＹ、は
走査電極に印加する電圧、Ｖａ、Ｖｂは液晶セルに印加
される電圧、＋Ｖ１．−Ｖｌは第１の電圧、＋Ｖ２．−
Ｖ２は第２の電圧、ＷＰは書込パルス、ＡＣは交流パル
スを示す。週権＃暉本完明の実！Ｉ！！！例のブロック図第２図ｍ蝦獣刺（！Ｉｉ！積制）ｌｌ！畷メー　（♀契−ン

Claims

【特許請求の範囲】

（１）、直交配置した複数のデータ電極と走査電極との
間に、強誘電性液晶からなる液晶セルを形成した液晶表
示装置に於いて、前記液晶セル内を、ディスクリネーション或いはディス
ロケーションによるドメインウォールによりマルチドメ
イン化し、前記強誘電性液晶が応答する周波数より高い周波数の交
流パルス（ＡＣ）を、該強誘電性液晶が応答する書込パ
ルス（ＷＰ）と組合せて前記液晶セルに印加し、前記書込パルス（ＷＰ）の電圧を、マルチドメイン化さ
れた前記液晶セル内の一部の透過光量が変化し始める第
１の電圧（Ｖ１）と、該液晶セル内の全体の透過光量が
完全に変化する第２の電圧（Ｖ２）との間の値に選択し
て、階調表示を行わせることを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。
（２）、前記書込パルス（ＷＰ）は、前記液晶セル内の
各部の透過光量が変化する閾値電圧に差が生じるパルス
幅以下のパルスに選定されていることを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の液晶表示装置の駆動方法。