JPS63249130A - 液晶装置の駆動法 - Google Patents

液晶装置の駆動法

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JPS63249130A
JPS63249130A JP8327887A JP8327887A JPS63249130A JP S63249130 A JPS63249130 A JP S63249130A JP 8327887 A JP8327887 A JP 8327887A JP 8327887 A JP8327887 A JP 8327887A JP S63249130 A JPS63249130 A JP S63249130A
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三原 正
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裕司 井上
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敦 水留
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修 谷口
Yoshihiro Onitsuka
義浩 鬼束
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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】 〔発明の分野〕 本発明は、強誘電性液晶を用いた表示パネルやシャッタ
・アレイ・プリンターなどの液晶装置に関する。
〔従来技術〕
従来より、走査電極群と信号電極群をマトリクス状に構
成し、その電極間に液晶化合物を充填し多数の画素を形
成して、画像或いは情報の表示を行う液晶表示素子はよ
く知られている。この表示素子の駆動法としては、走査
電極群に順次周期的にアドレス信号を選択印加し、信号
電極群には所定の情報信号をアドレス信号と同期させて
並列的に選択印加する時分割駆動が採用されている。
これらの実用に供されたのは、殆どが、例えば“アプラ
イド・フイジクス・レターズ″(“AppliedPh
ysics Letters”) 1971年、18 
(4)号127〜128頁に掲載のM、シャット(M 
、S c h a d を及びW、ヘルフリヒ(W、H
e1frich)共著になる“ボルテージ・ディペンダ
ント・オプティカル・アクティビティ−・オブ・ア・ツ
ィステッド・ネマチック・リキッド−クリスタル″(”
Voltage DependentOptical 
 Activjty  of  a  Twisted
  NematicLiquid  Crystal”
)に示されたTN (TwistedNematic)
型液晶であツタ。/ 近年は、在来の液晶素子の改善型として、双安定性を有
する液晶素子の使用がクラーク(C1ark)及びラガ
ーウオール(Lagerwal1)の両者により特開昭
56−107216号公報、米国特許第4367924
号明細書等で提案されている。双安定性液晶としては、
一般に、カイラルスメクチックC相(S m C” )
又はH相(S m H” )を有する強誘電性液晶が用
いられ、これらの状態において、印加された電界に応答
して第1の光学的安定状態と第2の光学的安定状態との
いずれかをとり、かつ電界が印加されないときはその状
態を維持する性質、即ち双安定性を有し、また電界の変
化に対する応答がすみやかで、高速かつ記憶型の表示装
置等の分野における広い利用が期待されている。
しかしながら、本発明者らの実験によれば、前述した強
誘電性液晶素子をスタチック駆動した時には全(問題は
なかったが、マルチプレックス駆動時には画素毎にその
閾値特性が相違しており、特に画面左上部画素と画面右
下部画素における閾値特性の相違が最も大きく、このた
め画面全体が均一にスイッチングせずに、表示品位とコ
ントラストを゛悪くさせていた。
〔発明の概要〕
本発明の目的は、前述の問題点を解消した液晶装置を提
供することにある。特に、本発明の目的は、マルチ・ブ
レックス駆動時の表示品位とコントラストを向上させた
液晶装置を提供することにある。
本発明者らは、マルチ・ブレックス駆動において駆動パ
ルスの電圧振幅と画面内のそれぞれの画素の閾値電圧と
の関係について種々の研究を行った結果、駆動パルスの
電圧振幅をある特定の範囲内で周期的に変化させること
で、反転領域の面積を実用上問題とならない程度にまで
拡げることができることを見い出したものである。
すなわち、本発明は、電極が形成された一対の平行基板
間に双安定性を有する強誘電性液晶素子の駆動装置であ
って、画面内で最小の閾値電圧(Vsat・m i n
 )を生じる画素の駆動可能な駆動電圧(Vd・m1n
)の範囲がvsat−minくvd−min(くvct
・m i n )であり、最大の閾値電圧(Vsat−
max)を生じる画素の駆動可能な駆動電圧(vd−m
aX)の範囲がVsat*max<Vd−max (<
Vct−max)の時、選択された画素に印加する駆動
パルスはVd・m i nとvd−maXの2つの値を
有し、周期的にこの2つの値を切り換え、逐次繰返すこ
とを特徴とするものである。ここで、Vct自minと
vct−maXはそれぞれ最小の閾値電圧を生じる画素
におけるクロストーク電圧と最大の閾値電圧を生じる画
素におけるクロストーク電圧であって、後衛の第5図で
詳細に述べる。
従って、本発明は、走査電極と信号電極との交差部で画
素を形成し、該走査電極と信号電極との間に強誘電性液
晶が配置されている液晶素子と、選択された走査電極上
の画素に印加する駆動電圧の振幅を周期的に切り換える
手段とを有する液晶素子に特徴をもっている。
〔発明の態様の詳細な説明〕
以下、本発明を実施例に従って説明する。
第4図は、本発明で用いた駆動波形図である。
第4図(A)中のSsは選択された走査線に印加する選
択走査波形を、SNは選択されていない非選択走査波形
を、ISは選択されたデータ線に印加する選択情報波形
(黒)を、■9は選択されていないデータ線に印加する
非選択情報信号(白)を表わしている。又、図中(Is
−3s)と(IN  Ss)は選択された走査線上の画
素に印加する電圧波形で、電圧(Is−Ss)が印加さ
れた画素は黒の表示状態をとり、電圧(IN  Ss)
が印加された画素は白の表示状態をとる。
第4図に示す駆動例では、選択された走査線に印加する
走査選択信号Ssは、VSIと−VS2の電圧に設定し
た交流電圧(正極性と負極性は、選択されない走査線の
電位を基準にした)で、その振巾を等しくした電圧(I
Vsl=IVs+1=lVs21を用いており、データ
線から印加する電圧Vll(VI2)との間テl Vs
 l =21 V Hlの値になる様にそれぞれの振巾
を設定している( l v、 l =IVII 1=l
VI21)。
又、第4図に示す駆動法では、エラインクリヤ位相t1
で画素(I N−5s)に印加される電圧VRは、その
電圧印加時時間を最小印加時間△tの2倍の時間に設定
した時に強誘電性液晶の飽和閾値Vsatを越える様に
設定されているが、この電圧VRでは波高値−Vsと−
Vs+V 、 =−v 、が異なっており、且つそれぞ
れの波高値は最小印加時間△tを基準にした飽和閾値V
satより小さく設定されている。このため、第4図に
示す駆動波形では、画素に印加される一方極性の実効的
なバイアス成分を低い値に抑えることができ、さらに走
査選択信号Ssで用いた電圧Vs(−Vs)を小さい電
圧とすることが可能であるため、走査側駆動回路の耐圧
依存性を低下させることができる。
第6図に示すマトリクス電極群で形成されたすべての画
素について第4図に示す波形による1/3バイアス法を
用い、△t=28μsecとした時の電気光学応答特性
の測定を行った。測定結果を第5図(A)と(B)に示
す。第5図(B)は、第6図の画素a11s図(A)は
第6図の画素すでの測定結果で、すべての画素の中で、
画素aが最大の飽和閾値電圧(Vsat−a)を示し、
画素すが最小の飽和閾値電圧(vsat−b)示した。
1/3バイアス法で駆動を行った場合、画素aにおける
スイッチング可能な駆動電圧値vd−a(又は、画素す
における場合;Vd−b)の範囲は、Vsat・a<v
d−a<vCt−a(又vsat−bくvd−bくVc
t・b)である(符号aは画素aに、符号すは画素すに
対応している)。ここでVsat−a(又はVsat・
b)は黒画と白側の双方がスイッチングできる駆動電圧
の最低値で、黒画の飽和閾値電圧をvsat−a・B(
又は■5at−b−B)とし、白側の飽和閾値電圧をv
sat−a−W(又はVsat−b −W)とすれば、
第4図(A)かられかるように黒側書込み電圧のピーク
値Vd−Bを基準に考えると白側書込み電圧のピーク値
Vd−Wは1 / aバイアス法の場合、3/2Vsa
t−a−W>Vsat −a −B (又は3/2Vs
at・b−W>Vsat−b−B)の時、vsat−a
=3/2vsat・a−W(又はvsat−b=3/2
VSat−b拳B)であり、3/2vsat−a−W<
vsat−a−B(又は3/2Vsat−b−W>vs
at−b−B)の時、vSat・a=Vsat−a−B
(又はvsat11b=VSatIIbIIB)である
一方、第5図に示す様にvct−a(又はvCt−b)
は黒画又は白側のどちらか一方がクロストークし始める
駆動電圧値で、黒画のクロストークし始める電圧値をv
ct−a−B(又はvct−a−B)とし、白側のクロ
ストークし始める電圧値をvCt−a・白(又はvCt
−b−W)とすれば、3/2vC1串a−W>vct−
a−B(又は3/2vCtΦaeW>vCtlla・B
)の時、vct−a=vct−a−B(又はvct−b
=vCt−b−B)であり、3/2vCt−a−WくV
Ct・a−B(又は3/2vct−b−W<vct−b
−B)の時、Vct−a=3/ 2Vct −a * 
W (又はvCt・b=3/2vct−b−W)である
従って、Vct * a>Vsatφbであれば駆動電
圧VdをVsat−b<Vd<Vct−aとナルヨうニ
選択すれば画面中の全画素をスイッチングすることが可
能である。しかし、本実験のように配向むら又はセル厚
むらなどの原因により画素ごとでスイッチング特性が異
なり、この差が比較的太き(Vct・a<Vsat−b
となる場合には、全画素をスイッチングできる適当な駆
動電圧はない。
つまり、第5図よりスイッチング可能な駆動電圧の範囲
は画素aでは25 (V)<Vd−a<27 (V)、
画素すでは18 (V)<Vd−b<22.5 (V)
 であり、駆動電圧VdをVd=22.5 (V) +
:段設定ればVsat>22.5 (V)という飽和閾
値を有する画素をスイッチングさせることができない。
また、Vd=25(v)に設定すればVct<25 (
V)というクロストーク電圧値を有する画素では、書き
込みパルスの後の情報信号によりクロストークがおこり
未反転部分が残る。このような不均一なスイッチングは
表示のコントラストを低下させ、同じく表示品位を悪く
する原因となる。
そこで、第1フレーム(又は第1フィールド)での駆動
電圧をVd、 =22.5(V) (又はVd 、 =
25 (V))とし、第2フレーム(又は第2フィール
ド)での駆動電圧をva2=25 (V)(又はVd2
=22.5 (V))とし、フレームごとに2つの電圧
値を交互に切り換え、逐次繰り返すことを試みた。画面
全面がスイッチング可能となり、表示品位を著しく向上
できた。表1に上記3種類の駆動電圧で△t=28μs
ec。
temp=27℃の駆動条件で全白パターンと全黒パタ
ーンを表示した時の透過率の比をコントラストとして計
算した値を示す。
以上本発明による駆動法によれば、駆動時の未反転部分
をなくし画面全体でのコントラストむらを小さくするこ
とができ、画素ごとで閾値電圧の差がある場合でも高い
表示品位を保つことが可能となる。この駆動法は大画面
になるほど、また画素ごとに閾値電圧のむらが大きいも
のほど有効であった。
又、本発明では、駆動電圧の振幅切り替え時の振幅変化
量は、第1フレーム(第1フィールド)時の駆動電圧振
幅に対して±0.5%〜±10.0%、好ましくは±1
.0%〜5.0%程度が適している。
第6図は前述した液晶装置の平面図で、強誘電性液晶を
封入したセルのマトリクス電極を示す模式第6図で示す
セル構造体60は、ガラス板からなる一対の基板61a
と61bがスペーサ64で所定の間隔に保持され、この
一対の基板をシーリングするために、周囲を接着剤66
で接着したセル構造を有しており、基板61aの上には
複数の透明電極62aからなる電極群(例えばマトリク
ス電極構造のうちの走査電圧印加用電極群)が帯状パタ
ーンで形成され、基板61bの上には前述の透明電極6
2aと交差させた複数の透明電極62bからなる電極群
(例えば、マトリクス電極構造のうちの情報電圧印加用
電極群)が形成されている。透明電極を設けた基板上に
は5i02の無機絶縁膜及びポリビニルアルコール(P
VA)の有機配向膜が形成され、その表面にはラビング
処理っが施されている。また、使用した液晶は以下に示
すような相系列をもつエステル系混合液晶であって、カ
イラルスメチック相を有するものである。
■soChSmAsmc*←−−crysta167.
3℃  63.10C47,7℃   −5,0’C上
記混合液晶を第6図に示したセルに封入し、一度等方相
まで昇温させた後、S m C”へ徐冷した。
第7図は、第4図(A)に示す駆動電圧の振幅に対して
駆動電圧の振幅を変化させた時の、駆動波形を表わして
いる。
第7図は、第4図(A)の情報信号IsとINにDC成
分VDC(走査非選択信号の電圧を基準としたDC成分
VDC)を付与した情報信号比と10を表している。第
7図に示す情報信号1gと椙は、それぞれVDCが付与
された非対称の交番波形となっていて、lライツ位相子
位相t、の時の走査選択信号の電圧極性に対して逆極性
のDC成分VDCを生じさせる電圧−vfをもっている
。(すなわち、走査選択信号の電圧振幅(Vs)と情報
信号の電圧振幅(vl)との比(V s / V + 
)が周期的に切り換えられる。)この電圧V?は、書込
み位相期間△tで決定づけられる強誘電性液晶の閾値電
圧より小さい値に設定される。又、上述したDC成分V
DCの極性は、上述した極性に限られるものではなく、
駆動波形に応じてその逆の極性の場合であってもよい。
第8図及び第9図は、本発明の別の駆動波形図である。
第8図は、第4図(A)に示す駆動波形に対して走査選
択信号に±VDCの電圧を付与したもので、第9図は第
4図(A)に示す駆動波形に対して情報信号に±VDC
の電圧を付与したものである。又、図示していないが走
査選択信号と情報信号ともに±VDCを付与することも
可能である。
第10図は、本発明で用いた別の好ましい駆動波形例で
ある。第10図中、電圧MCIは、書込みに先立って全
又は所定数の画素を一済にクリヤするための電圧であっ
て、例えば走査電極に一済に印加される。Ssは電圧2
voと一2voの交番電圧をもつ走査選択信号で、SN
は基準電圧0に設定した走査非選択信号である。Isは
クリヤされた画素を反転させるための情報信号で、又、
■、はクリヤされた画素を保持するための情報信号で、
これらの情報信号は走査電極に順次印加される走査選択
信号と同期させて選択時に信号電極に印加される。
上述した情報信号IsとINには、それぞれDC成分V
DCが付与された非対称の交番電圧を形成してイル。、
ニー(7)DC成分VDCは、電圧Vc (3V o)
に対して同一極性のDC成分VOCとすることができ、
このDC成分vDCをこれと同一極性の情報信号電圧(
+V O)に重畳させることも可能である。この際、本
発明では強誘電性液晶パネルの動作温度範囲内でDC成
分VDCをOから所定オフセット量の間を可変すること
ができる。又、上述したDC成分Vocの極性は、上述
した極性に限られるものではな(、その逆の極性であっ
てもよい。
第11図(A)は、本発明で用いた駆動波形例である。
第11図(A)には奇数フレームF2M−1と偶。
数フレームF2M (M=1.2,3.・・・)におけ
る奇数番目の走査電極に印加する走査選択信号52n−
1(r1=1゜2.3.・・・)と、偶数番目の走査電
極に印加する走査選択信号S20が示されている。第1
1図(A)によれば、走査選択信号52n−1は奇数フ
レームF2M−1と偶数フレームF2M (M=1.2
,3.・・・)の同位相における電圧極性(走査非選択
信号の電圧を基準にした電圧極性)が互いに逆極性とな
っており、走査選択信号S20も同様である。さらに、
lフレーム期間内で印加された走査選択信号52n−r
とS2nは互いに相違した電圧波形となっており、同位
相の電圧極性が互いに逆極性となっている。
又、第11図(A)の走査駆動波形例では、画面が一済
に休止(例えば、画面を構成する全画素に一済に電圧0
を印加する)するための位相が第3番目に設けられ、走
査選択信号の3番目の位相が電圧0(走査非選択信号の
電圧と同一レベル)に設定されている。
又第11図(A)によれば、奇数フレームF2M−1で
、信号電極に印加する情報信号としては・走査選択信号
52n−1に対しては白信号(走査選択信号52n−1
との合成により、2番目の位相で強誘電性液晶の閾値電
圧を越えた電圧3voが印加されて白の画素を形成する
)と保持信号(走査選択信号52n−+との合成により
、画素に強誘電性液晶の閾値電圧より小さい電圧±vo
が印加される)とが選択的に印加され、走査選択信号S
2nに対しては黒信号(走査選択信号S2nとの合成に
より、2番目の位相で強誘電性液晶の閾値電圧を越えた
電圧−3voが印加されて黒の画素を形成する)と保持
信号(走査選択信号S2nとの合成により、画素に強誘
電性液晶より小さい電圧±voが印加される)とが選択
的に印加される。
上述の奇数フレームF2M−1の書込みに続く偶数フレ
ームF2Mで、信号電極に印加する情報信号としては、
走査選択信号52n−1に対しては、上述と同様の黒信
号と保持信号とが選択的に印加され、走査選択信号S2
0に対しては、上述と同様の白信号と保持信号とが選択
的に印加される。
第11図(B)、(C)と(D)はそれぞれ第11図(
A)に示す駆動波形に対して、情報信号の電圧+voに
±VDCを付与したもの、走査選択信号の電圧±2vo
に±VDCを付与したものと情報信号の電圧±voに士
VDCを付与したものを示している。
第12図(A)〜(D)と第13図(A)〜(D)は、
本発明で用いた別の駆動波形を表わしている。
第12図(A)と第13図(A)は、走査選択信号Sn
 (n=1,2,3.・・・)の同一位相における極性
が互いに逆極性関係になる2種の走査選択信号電圧を奇
数フレーム偶数フレームで交互に印加する駆動法を表わ
している。第12図(B)、(C)と(D)並びに第1
3 (B)、(C)と(D)は、それぞれ第12図(A
)に示す駆動波形に対して、情報信号の電圧+voに+
VDCを付与したもの、走査選択信号の電圧±2voに
±VDCを付与したものと、情報信号±voに±VDC
を付与したものを示している。
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第1図は、本発明の表示装置の例を示す構成図である。
101は表示パネルで、走査電極102と信号電極10
3と、その間に充てんされる強誘電性液晶とで構成され
、走査電極102と信号電極103とで構成されるマト
リクスの交点において、電極に印加されする電圧による
電界によって、強誘電性液晶の配向が制御される。
104は信号電極駆動回路で、情報信号線106からの
シリアルな映像データを格納する映像データシフトレジ
スタ1041.映像データシフトレジスタ1041から
のパラレルな映像データを格納するラインメモリ■04
2、ラインメモリ1042に格納された映像データに従
って、信号電極103に電圧を印加するための信号電極
ドライバー1043、さらに信号電極103に印加する
電圧v 、、VCと−v1を切替制御線108からの信
号によって切替える情報側電源切替器1044を有する
105は走査電極駆動回路で、走査アドレスデータ線1
07からの信号を受けて、全走査電極の内の1つの走査
電極を指示するためのデコーダ1051、デコーダ10
51からの信号を受けて走査電極102に電圧を印加す
るための走査電極ドライバー1052、さらに走査電極
102に印加する電圧V5.VC,−VSを切替制御線
108からの信号によって切替える走査側電源切替器1
053を有する。
109はCPUで発振器110のクロックパルスを受け
て画像メモリ111の制御及び情報信号線106、走査
アドレスデータ線107、切替制御線108に対して信
号の転送の制御を行う。
次に、以上の構成における動作の説明を行う。
第2図は切替制御線108からの切換え制御信号と、信
号電極駆動電圧V1.Vc+  v、 、走査電極駆動
電圧VS、VC,−VSとのタイミングチャートである
切替制御線108からの信号で切り替わるタイミングは
、液晶画素に電界が印加されていない期間、本実施例で
はリフレッシュ駆動における垂直同期期間内にそのタイ
ミングをもっており、切替制御線108からの信号がH
i−レベルのとき、信号電極駆動電圧に+Vn、−Vn
、走査電極駆動電圧に+VSI。
−VSIが出力される。次に、切替制御線108からの
信号がLo−レベルのときには、信号電極駆動電圧に+
V 12 、− V 12、走査電極駆動電圧に+VS
2.−VS2が出力される。第2図においては、 Vl :  +Vn > +V12    −V、 :
  −Vll> −VI2Vs  :  +Vsl> 
+VS2    −Vs :  −Vss> −VS2
の場合を示しており、切替制御線108からの信号がH
i−レベルのときの方がLo−レベルのときよりも液晶
画素に高い電圧を印加している。
第3図は、本発明における他の実施例である。
第3図は、切替制御線108の信号による切り替えタイ
ミングを1水平期間毎、水平同期期間内に設け、かつ、
1フレーム又はlフィールド毎に切替えるものである。
本実施例では、隣接走査電極間で駆動電圧が異なるため
、リフレッシュ駆動時の空間周波数が大きくなり、表示
状態の均一化に加え、フリッカ−を大幅に低減させるこ
とが可能となった。
また、駆動電圧の振幅を切替えるタイミングとして、前
記垂直ならびに水平同期期間以外にもl水平期間内など
さらに速い周期で切替えることも考えられるが、周知の
ごと(液晶パネルは電気的に見て容量性負荷であること
に加え、強誘電性液晶パネルは通常の液晶パネルに比べ
その値が大きいため、駆動回路上その実現が困難になる
。このため本発明では、駆動電圧の振幅を切替えるタイ
ミングとして垂直ならびに水平同期期間を利用すること
により、表示の均一化への効果を保ちつつ、負荷容量が
大きくなっても十分な切替時間を確保することができ、
複雑な回路構成を用いることなく  。
実現できるものである。
本発明で用いることができる双安定性を有する液晶とし
ては、強誘電性を有するカイラルスメクチック液晶が最
も好ましく、そのうちカイラルスメクチックC相(S 
m C” )又はH相(S m H” )の液晶が適し
ている。この強誘電性液晶については、“ル・ジュルナ
ール・ド・フィシツク・レター”(’LeJourna
l  de  Physic 1etter” ) 3
6巻(L=69)、1975年の「フェロエレクトリッ
ク・リキッド・クリスタルスJ (「Ferroele
ctric  LiquidCrystals J) 
;“アプライド・フィジックス・レターズ″(“App
lied  Physics  Letters″)3
6巻(11号)、1980年の[サブミクロン・セカン
ド・バイスティプル・エレクトロオプティック・スイッ
チング・イン・リキッド・クリスタルJ (「Subm
icr。
5econd  B15table  Electro
optic  Switchingin  Liqui
d  Crystals’) ;“固体物理16 (1
41)1981 r液晶」等に記載されでおり、本発明
ではこれらに開示された強誘電性液晶を用いることがで
きる。
より具体的には、本発明に用いられる強誘電性液晶化合
物の例としては、デシロキシベンジリデン−P′−アミ
ノ−2−メチルブチルシンナメート(DOBAMBC)
、ヘキシルオキシベンジリデン−P′−アミノ−2−ク
ロロプロピルシンナメート(HOBACPC)および4
−o−(2−メチル)−ブチルレゾルシリダン−4′−
オクチルアニリン(MBRA8)等が挙げられる。
これらの材料を用いて素子を構成する場合、液晶化合物
がS m C”相又はS m H”相となるような温度
状態に保持する為、必要に応じて素子をヒーターが埋め
込まれた銅ブロック等により支持することができる。
又、本発明では前述のS m C” 、 S m H”
の他に、カイラルスメクチックF相、■相、J相、G相
やに相で表われる強誘電性液晶を用いることも可能であ
る。
第14図は強誘電性液晶セルの例を模式的に描いたもの
である。131aと131b、 In2O3,5n02
やITO(インジウム−ティン−オキサイド)等の透明
電極がコートされた基板(ガラス板)であり、その間に
液晶分子層132がガラス面に垂直になるよう配向した
S m C”相の液晶が封入されている。太線で示した
線133が液晶分子を表わしており、この液晶分子13
3は、その分子に直交した方向に双極子モーメント(P
上)134を有している。基板131aと131b上の
電極間に一定の閾値以上の電圧を印加すると、液晶分子
133のらせん構造がほどけ、双極子モーメント(P土
)134はすべて電界方向に向くよう、液晶分子133
の配向方向を変えることかできる。液晶分子133は細
長い形状を有しており、その長軸方向と短軸方向で屈折
率異方性を示し、従って例えばガラス面の上下に互いに
クロスニコルの位置関係に配置した偏光子を置けば、電
圧印加極性によって光学特性が変わる液晶光学変調素子
となることは、容易に理解される。さらに液晶セルの厚
さを十分に薄くした場合(例えば1μ)には、第15図
に示すように電界を印加していない状態でも液晶分子の
らせん構造はほどけ、その双極子モーメントPa又はp
bは上向き(144a)又は下向き(144b)のどち
らかの状態をとる。このようなセルに、第15図に示す
如く一定の閾値以上の極性の異なる電界Ea又はEbを
所定時間付与すると、双極子モーメントは電界Ea又は
Ebの電界ベクトルに対して上向き144a又は下向き
144bと向きを変え、それに応じて液晶分子は第1の
安定状態143aかあるいは第2の安定状態143bの
何れか一方に配向する。
このような強誘電性液晶を光学変調素子として用いるこ
との利点は2つある。第1に応答速度が極めて速いこと
、第2に液晶分子の配向が双安定状態を有することであ
る。第2の点を例えば第15図によって説明すると。電
界Eaを印加すると液晶分子は第1の安定状態143a
に配向するが、この状態は電界を切っても安定である。
又、逆向きの電界Ebを印加すると液晶分子は第2の安
定状態143bに配向して、その分子の向きを変えるが
、やはり電界を切ってもこの状態に留っている。又、与
える電界Eaが一定の閾値を越えない限り、それぞれの
配向状態にやはり維持されている。このような応答速度
の速さと双安定性が有効に実現されるには、セルとして
は出来るだけ薄い方が好ましく、一般的には0.5μ〜
20μ、特に1μ〜5μが適している。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、書込みパルスの
後に情報信号による交流的なパルス列が続いて印加され
るマルチプレックス駆動において、相違した電圧振幅の
駆動パルスを周期的(例えばlフレーム毎又はlフィー
ルド毎に)に切り換え、逐次繰返すことにより、画面全
体でコントラストむらを小さくでき、全体に高いコント
ラストが維持でき、高品位の表示を得ることができる。
【図面の簡単な説明】 第1図は本発明の液晶装置のブロック図で、第2図はそ
の装置で用いた切替制御信号、信号側駆動電圧と走査側
駆動電圧とのタイミングチャート図である。第3図は、
本発明で用いた別の切替制御信号、信号側駆動電圧と走
査側駆動電圧とのタイミングチャート図である。第4図
(A)は、本発明で用いた駆動電圧の波形図で、第4図
(B)はそのタイミングチャート図である。第5図(A
)と(B)は、それぞれ画素すとaにおける電気光学特
性を示す特性図である。第6図は本発明で用いた液晶素
子の平面図である。第7図、第8図と第9図は、第4図
(A)の駆動電圧に対して振幅変化させた駆動電圧の波
形図である。第10図は、本発明で用いた別の駆動電圧
を示す波形図である。第11図(A)〜(D)、第12
図(A)〜(D)と第13図(A)〜(D)は、本発明
で用いた別の駆動電圧を示す波形図である。第14図と
第15図は、本発明で用いた強誘電性液晶素子の斜視図
である。 猶4区1’A) SN  O− 力8図 SN   。 第9回 SN  θ − 第1θ図 SN    o − I’a +Tpc− 男//図(O 第12四ろ (こり 第13図(B) 第73図(C)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)走査電極と信号電極との交差部で画素を形成し、
    該走査電極と信号電極との間に強誘電性液晶が配置され
    ている液晶素子と、選択された走査電極上の画素に印加
    する駆動電圧の振幅を周期的に切り換える手段とを有す
    る液晶装置。 (2)前記駆動電圧の振幅の切り換え周期がフレーム又
    はフィールドの整数倍である特許請求の範囲第1項記載
    の液晶装置。 (3)前記駆動電圧の振幅が1フレーム又は1フィール
    ド毎に切り換わる特許請求の範囲第1項記載の液晶装置
    。 (4)前記駆動電圧の振幅が1水平走査期間毎に切り換
    わる特許請求の範囲第1項記載の液晶装置。 (5)前記駆動電圧の振幅が順次選択された走査電極の
    所定数毎に切り換わる特許請求の範囲第1項記載の液晶
    装置。 (6)前記強誘電性液晶がカイラルスメクチツク液晶で
    ある特許請求の範囲第1項記載の液晶装置。 (7)前記カイラルスメクチツク液晶の膜厚が無電界時
    にカイラルスメクチツク液晶が固有するらせん構造を消
    失させるのに十分に薄い膜厚に設定されている特許請求
    の範囲第6項記載の液晶装置。 (8)走査電極と信号電極との交差部で画素を形成し、
    該走査電極と信号電極との間に強誘電性液晶が配置され
    ている液晶素子と、走査電極に走査選択信号と走査非選
    択信号を印加する手段と、信号電極に走査選択信号と同
    期させて情報信号を印加する手段と、走査選択信号の電
    圧振幅(Vs)と情報信号の電圧振幅(V_1)との比
    (Vs/V_1)を周期的に切り換える手段とを有する
    液晶装置。 (9)前記比(Vs/V_1)の切り換え周期がフレー
    ム又はフィールドの整数倍である特許請求の範囲第8項
    記載の液晶装置。 (10)前記比(Vs/V_1)が1フレーム又は1フ
    ィールド毎に切り換わる特許請求の範囲第8項記載の液
    晶装置。 (11)前記比(Vs/V_1)が1水平走査期間毎に
    切り換わる特許請求の範囲第8項記載の液晶装置。 (12)前記比(Vs/V_1)が順次選択された走査
    電極の所定数毎に切り換わる特許請求の範囲第8項記載
    の液晶装置。 (13)前記走査選択信号を周期的に走査電極に印加す
    る手段を有する特許請求の範囲第8項記載の液晶装置。 (14)前記強誘電性液晶がカイラルスメクチツク液晶
    である特許請求の範囲第8項記載の液晶装置。 (15)前記カイラルスメクチツク液晶の膜厚が、無電
    界時に、カイラルスメクチツク液晶が固有するらせん構
    造を消失するのに十分に薄い膜厚に設定されている特許
    請求の範囲第14項記載の液晶装置。 (16)走査電極と信号電極との交差部で画素を形成し
    、該走査電極と信号電極との間に強誘電性液晶が配置さ
    れている液晶素子と、走査電極に走査選択信号と走査非
    選択信号を印加する手段と、信号電極に走査選択信号と
    同期させて情報信号を印加する手段と、走査選択信号の
    電圧振幅を周期的に切り換える手段とを有する液晶装置
    。 (17)前記電圧振幅の切り換え周期がフレーム又はフ
    ィールドの整数倍である特許請求の範囲第16項記載の
    液晶装置。 (18)前記電圧振幅が1フレーム又は1フィールド毎
    に切り換わる特許請求の範囲第16項記載の液晶装置。 (19)前記電圧振幅が1水平走査期間毎に切り換わる
    特許請求の範囲第16項記載の液晶装置。 (20)前記電圧振幅が順次選択された走査電極の所定
    数毎に切り換わる特許請求の範囲第16項記載の液晶装
    置。 (21)前記走査選択信号を周期的に走査電極に印加す
    る手段を有する特許請求の範囲第16項記載の液晶装置
    。 (22)前記強誘電性液晶がカイラルスメクチツク液晶
    である特許請求の範囲第16項記載の液晶装置。 (23)前記カイラルスメクチツク液晶の膜厚が無電界
    時に、カイラルスメクチツク液晶が固有するらせん構造
    を消失するのに十分に薄い膜厚に設定されている特許請
    求の範囲第22項記載の液晶装置。 (24)前記走査選択信号が走査非選択信号の電圧を基
    準にして一方極性電圧と他方極性電圧をもつ交番電圧で
    ある特許請求の範囲第16項記載の液晶装置。 (25)前記走査選択信号が走査非選択信号の電圧を基
    準にして一方極性電圧と他方極性電圧をもつ交番電圧で
    あって、前記一方極性電圧の振幅が周期的に切り換わる
    特許請求の範囲第16項記載の液晶装置。 (26)走査電極と信号電極との交差部で画素を形成し
    、該走査電極と信号電極との間に強誘電性液晶が配置さ
    れている液晶素子と、走査電極に走査選択信号と走査非
    選択信号を印加する手段と、信号電極に走査選択信号と
    同期させて情報信号を印加する手段と、情報信号の電圧
    振幅を周期的に切り換える手段とを有する液晶装置。 (27)前記電圧振幅の切り換え周期がフレーム又はフ
    ィールドの整数倍である特許請求の範囲第26項記載の
    液晶装置。 (28)前記電圧振幅が1フレーム又は1フィールド毎
    に切り換わる特許請求の範囲第26項記載の液晶装置。 (29)前記比(Vs/V_1)が1水平走査期間毎に
    切り換わる特許請求の範囲第26項記載の液晶装置。 (30)前記比(Vs/V_1)が順次選択された走査
    電極の所定数毎に切り換わる特許請求の範囲第26項記
    載の液晶装置。 (31)前記走査選択信号を周期的に走査電極に印加す
    る手段を有する特許請求の範囲第26項記載の液晶装置
    。 (32)前記強誘電性液晶がカイラルスメクチツク液晶
    である特許請求の範囲第26項記載の液晶装置。 (33)前記カイラルスメクチツク液晶の膜厚が、無電
    界時にカイラルスメクチツク液晶が固有するらせん構図
    を消失するのに十分に薄い膜厚に設定されている特許請
    求の範囲第32項記載の液晶装置。 (34)前記情報信号が走査非選択信号の電圧を基準に
    して一方極性電圧と他方極性電圧をもつ交番電圧であっ
    て、該交番電圧の同一位相で互いに逆極性関係にある第
    1の情報信号と第2の情報信号を有する特許請求の範囲
    第26項記載の液晶装置。 (35)前記情報信号が走査非選択信号の電圧を基準に
    して一方極性電圧と他方極性電圧をもつ交番電圧であっ
    て、該交番電圧の同一位相で互いに逆極性関係にある第
    1の情報信号と第2の情報信号を有し、該第1の情報信
    号と第2の情報信号の一方極性電圧の振幅が周期的に切
    り換わる特許請求の範囲第26項記載の液晶装置。 (37)走査電極、信号電極及び該走査電極と信号電極
    との間に配置した強誘電性液晶を有する液晶素子、前記
    走査電極に走査非選択信号の電圧を基準にした時の一方
    極性電圧と他方極性電圧をもつ走査選択信号及び走査非
    選択信号を印加する手段、前記信号電極の全部又は所定
    数に、前記走査選択信号の一方極性電圧の印加と同期さ
    せて、該一方極性電圧との合成により強誘電性液晶の一
    方の閾値電圧を越えた値に設定させる電圧を印加する手
    段、選択された信号電極に、前記走査選択信号の他方極
    性電圧の印加と同期させて、該他方極性電圧との合成に
    より強誘電性液晶の他方の閾値電圧を越えた値に設定さ
    せる電圧を印加し、他の信号電極に前記他方極性電圧と
    の合成により強誘電性液晶の一方の閾値電圧と他方の閾
    値電圧との間の値に設定させる電圧を印加する手段、並
    びに前記走査選択信号が印加された走査電極と信号電極
    との交差部に印加される駆動電圧の振幅を周期的に切り
    換える手段とを有する液晶装置。 (38)前記駆動電圧振幅の切り換え周期がフレーム又
    はフィールドの整数倍である特許請求の範囲第37項記
    載の液晶装置。 (39)前記駆動電圧振幅が1フレーム又は1フィール
    ド毎に切り換わる特許請求の範囲第37項記載の液晶装
    置。 (40)前記駆動電圧振幅が1水平走査期間毎に切り換
    わる特許請求の範囲第37項記載の液晶装置。 (41)前記駆動電圧振幅が順次選択された走査電極の
    所定数毎に切り換わる特許請求の範囲第37項記載の液
    晶装置。 (42)前記走査選択信号を周期的に走査電極に印加す
    る手段を有する特許請求の範囲第37項記載の液晶装置
    。 (43)前記強誘電性液晶がカイラルスメクチツク液晶
    である特許請求の範囲第37項記載の液晶装置。 (44)前記カイラルスメクチツク液晶の膜厚が、無電
    界時にカイラルスメクチツク液晶が固有するらせん構造
    を消失するのに十分に薄い膜厚に設定されている特許請
    求の範囲第43項記載の液晶装置。 (45)前記走査選択信号が走査非選択信号の電圧を基
    準にして一方極性電圧と他方極性電圧をもつ交番電圧で
    ある特許請求の範囲第37項記載の液晶装置。 (46)前記走査選択信号が走査非選択信号の電圧を基
    準にして一方極性電圧と他方極性電圧をもつ交番電圧で
    あって、前記一方極性電圧の振幅が周期的に切り換わる
    特許請求の範囲第37項記載の液晶装置。 (47)前記情報信号が走査非選択信号の電圧を基準に
    して一方極性電圧と他方極性電圧をもつ交番電圧であっ
    て、該交番電圧の同一位相で互いに逆極性関係にある第
    1の情報信号と第2の情報信号を有する特許請求の範囲
    第16項記載の液晶装置。 (48)前記情報信号が走査非選択信号の電圧を基準に
    して一方極性電圧と他方極性電圧をもつ交番であって、
    該交番電圧の同一位相で互いに逆極性関係にある第1の
    情報信号と第2の情報信号を有し、該第1の情報信号と
    第2の情報信号の一方極性電圧の振幅が周期的に切り換
    わる特許請求の範囲第16項記載の液晶装置。 (49)走査電極、信号電極及び該走査電極と信号電極
    との間に配置した強誘電性液晶を有する液晶素子、全又
    は所定数の走査電極と信号電極との交差部に、強誘電性
    液晶の一方の閾値電圧を越えた電圧を印加する手段、前
    記走査電極に走査選択信号と走査非選択信号を印加する
    手段、選択された信号電極に、前記走査選択信号と同期
    させて、該走査選択信号の電圧との合成により強誘電性
    液晶の他方の閾値電圧を越えた値に設定させる電圧を印
    加し、他の信号電極に前記走査選択信号の電圧との合成
    により強誘電性液晶の一方の閾値電圧と他方の閾値電圧
    との間の値に設定させる電圧を印加する手段、並びに前
    記走査選択信号が印加された走査電極と信号電極との交
    差部に印加される駆動電圧の振幅を周期的に切り換える
    手段とを有する液晶装置。 (50)前記駆動電圧振幅の切り換え周期がフレーム又
    はフィールドの整数倍である特許請求の範囲第49項記
    載の液晶装置。 (51)前記駆動電圧振幅が1フレーム又は1フィール
    ド毎に切り換わる特許請求の範囲第49項記載の液晶装
    置。 (52)前記駆動電圧振幅が1水平走査期間毎に切り換
    わる特許請求の範囲第49項記載の液晶装置。 (53)前記駆動電圧振幅が順次選択された走査電極の
    所定数毎に切り換わる特許請求の範囲第49項記載の液
    晶装置。 (54)前記走査選択信号を周期的に走査電極に印加す
    る手段を有する特許請求の範囲第49項記載の液晶装置
    。 (55)前記強誘電性液晶がカイラルスメクチツク液晶
    である特許請求の範囲第49項記載の液晶装置。 (56)前記カイラルスメクチツク液晶の膜厚が無電界
    時にカイラルスメクチツク液晶が固有するらせん構造を
    消失するのに十分に薄い膜厚に設定されている特許請求
    の範囲第55項記載の液晶装置。 (57)前記走査選択信号が走査非選択信号の電圧を基
    準にして一方極性電圧と他方極性電圧をもつ交番電圧で
    ある特許請求の範囲第49項記載の液晶装置。 (58)前記走査選択信号が走査非選択信号の電圧を基
    準にして一方極性電圧と他方極性電圧をもつ交番電圧で
    あって、前記一方極性電圧の振幅が周期的に切り換わる
    特許請求の範囲第49項記載の液晶装置。 (59)前記情報信号が走査非選択信号の電圧を基準に
    して一方極性電圧と他方極性電圧をもつ交番電圧であっ
    て、該交番電圧の同一位相で互いに逆極性関係にある第
    1の情報信号と第2の情報信号を有する特許請求の範囲
    第49項記載の液晶装置。 (60)前記情報信号が走査非選択信号の電圧を基準に
    して一方極性電圧と他方極性電圧をもつ交番電圧であっ
    て、該交番電圧の同一位相で互いに逆極性関係にある第
    1の情報信号と第2の情報信号を有し、該第1の情報信
    号と第2の情報信号の一方極性電圧の振幅が周期的に切
    り換わる特許請求の範囲第49項記載の液晶装置。 (61)走査電極と信号電極との交差部で画素を形成し
    、該走査電極と信号電極との間に強誘電性液晶が配置さ
    れている液晶素子と、選択された走査電極上の画素に印
    加する駆動電圧の振幅を周期的に垂直同期期間又は水平
    同期期間内で切り換える手段とを有する液晶装置。 (62)前記強誘電性液晶がカイラルスメクチツク液晶
    である特許請求の範囲第61項記載の液晶装置。 (63)カイラルスメクチツク液晶の膜厚が、電圧無印
    加時に、カイラルスメクチツク液晶が固有するらせん構
    造を消失するのに十分に薄い膜厚に設定されている特許
    請求の範囲第62項記載の液晶装置。 (64)走査電極と信号電極との交差部で画素を形成し
    、該走査電極と信号電極との間に強誘電性液晶が配置さ
    れている液晶素子と電圧波形が相違した第1の走査選択
    信号と第2の走査選択信号を周期的に走査電極に出力す
    る手段を有する走査側駆動手段と、信号電極に情報信号
    を出力する信号側駆動出手段と、走査選択信号が印加さ
    れた走査電極上の画素に印加する駆動電圧の振幅を周期
    的に切り換える手段とを有する液晶装置。 (65)前記第1の走査選択信号を奇数番目(又は偶数
    番目)の走査電極に出力し、第2の走査選択信号を偶数
    番目(又は奇数番目)の走査電極に出力する手段を有す
    る特許請求の範囲第64項記載の液晶装置。 (66)前記第1の走査選択信号と第2の走査選択信号
    の同位相における電圧極性が走査非選択信号の電圧を基
    準にして互いに逆極性となっている特許請求の範囲第6
    3項記載の液晶装置。 (67)前記第1の走査選択信号と第2の走査選択信号
    が走査非選択信号の電圧を基準にして一方極性電圧と他
    方極性電圧を有している特許請求の範囲第63項記載の
    液晶装置。 (68)前記第1の走査選択信号と第2の走査選択信号
    が走査非選択信号の電圧を基準にして零の電圧をもって
    いる特許請求の範囲第63項記載の液晶装置。 (69)前記第1の走査選択信号と第2の走査選択信号
    が1フレーム又は1フィールド毎に走査電極に出力され
    る特許請求の範囲第63項記載の液晶装置。 (70)前記駆動電圧の振幅が1フレーム又は1フィー
    ルド毎に切り換わる特許請求の範囲第63項記載の液晶
    装置。 (71)前記駆動電圧の振幅が1水平走査期間毎に切り
    換わる特許請求の範囲第63項記載の液晶装置。 (72)前記強誘電性液晶がカイラルスメクチツク液晶
    である特許請求の範囲第63項記載の液晶装置。 (73)前記カイラルスメクチツク液晶の膜厚が無電界
    時にそれが固有するらせん構造を消失させるのに十分に
    薄い膜厚に設定されている特許請求の範囲第72項記載
    の駆動装置。
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