JP3441143B2 - 反強誘電性液晶ディスプレイの駆動方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、反強誘電性液晶を液晶
層とする、マトリックス状の液晶画素を有する液晶表示
ディスプレイや液晶光シャッターアレイ等の反強誘電性
液晶ディスプレイの駆動方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】反強誘電性液晶を用いた液晶ディスプレ
イは、特開平２−１７３７２４号公報で広視野角を有す
ること、高速応答が可能なこと、マルチプレックス特性
が良好なこと等が報告されて以来、精力的に研究がなさ
れている。

【０００３】図４は反強誘電性液晶ディスプレイの構成
を示す構成図である。第１の偏光板４０の第１の偏光軸
４３と第２の偏光板４１の第２の偏光軸４４とが直交す
るように合わせ、第１の偏光板４０と第２の偏光板４１
の間に、電圧無印加時に反強誘電性液晶分子の長軸方向
４５が第２の偏光板４１の第２の偏光軸４４と平行にな
るように液晶セル４２を置き、電圧無印加時に黒が、電
圧印加時には白が表示する構成とする。

【０００４】図５は反強誘電性液晶ディスプレイの液晶
画素に一定時間の幅のパルスの印加電圧値を変化したと
きの光透過率（以下透過率と記載する）変化を示す図で
ある。以下図５の動作を説明をする。

【０００５】まず電圧を印加し０ボルトから正方向に増
加していき透過率が増加し始める電圧値をＶ１、透過率
の増加が飽和する電圧値をＶ２、次にその状態から逆に
電圧値を減少していき透過率が減少し始める電圧値をＶ
３、透過率の減少が飽和する電圧値をＶ４とする。

【０００６】また電圧値を０ボルトから負方向にその絶
対値を増加していき透過率が増加し始める電圧値を−Ｖ
１、透過率の増加が飽和する電圧値を−Ｖ２、次にその
状態から逆に電圧の絶対値を減少していき透過率が減少
し始める電圧値を−Ｖ３、透過率の減少が飽和する電圧
値を−Ｖ４とする。

【０００７】図５に示すように、液晶画素は一定時間で
Ｖ２の電圧値のパルスを印加することで強誘電状態とな
り、電圧値がＶ３になるまで第１の強誘電状態を保ち、
また一定時間で−Ｖ２の電圧値のパルスを印加すること
で強誘電状態となり、電圧値が−Ｖ３になるまで第２の
強誘電状態を保つ。

【０００８】また液晶画素は一定時間でＶ４の電圧値の
パルスを印加することで反強誘電状態となり、電圧値が
−Ｖ１になるまで第１の反強誘電状態を保ち、また一定
時間で−Ｖ４の電圧値のパルスを印加することで反強誘
電状態となり、電圧値がＶ１になるまで第２の強誘電状
態を保つことがわかる。図５では第１の反強誘電状態と
第２の反強誘電状態をまとめて反強誘電状態と示してい
る。

【０００９】図６は従来の反強誘電性液晶ディスプレイ
の駆動方法の一例を示す図である。図６（ａ）は走査電
極Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３…に印加する走査電極側電圧波形を
示し、走査電極側電圧波形は第１走査期間と第２走査期
間とでなり、各走査期間は選択期間と非選択期間とで構
成している。

【００１０】また選択期間は基準クロックの４位相分で
構成し、３位相分のリセット期間と１位相分のセレクト
パルスとからなっている。

【００１１】図６（ｃ）は選択期間の４位相分の２つの
信号電極側電圧波形のパルス例を示している。２つの信
号電極側電圧波形のパルスは４位相目が”ロー”と”ハ
イ”となっており、図６（ａ）に示す走査電極側電圧波
形で第１走査期間のセレクトパルスが”ハイ”であるた
め、図６（ｃ）で示す信号電極側電圧波形が”ロー”の
時に強誘電状態となり、信号電極側電圧波形が”ハイ”
の時には反強誘電状態となる。

【００１２】また図６（ａ）に示す走査電極側電圧波形
で第２走査期間のセレクトパルスは”ロー”であるた
め、図６（ｃ）で示す信号電極側電圧波形が”ハイ”の
時に強誘電状態となり、信号電極側電圧波形が”ロー”
の時には反強誘電状態となる。図６（ｃ）では強誘電状
態を”ＯＮ”、反強誘電状態を”ＯＦＦ”と示してい
る。

【００１３】図６（ｂ）は信号電極側電圧波形を連続的
に印加したときの一例を示し、図６（ｄ）は走査電極側
電圧波形と信号電極側電圧波形の合成電圧波形を示して
いる。

【００１４】図６（ａ）に示したように、選択期間は４
位相からなり、走査電極側電圧波形の選択期間部分は常
に同型で各走査電極ごとに一選択期間分ずつ順次ずらし
て印加している。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】図６で示す従来の駆動
方法では、各走査電極ごとに一選択期間分ずつ順次ずら
して印加する方法を取るため、ディスプレイの大型化や
画素の微細化などの要求により走査電極の数が増加する
と、画面走査時間は走査線の数に比例し、画面走査時間
を増加し、画面情報処理速度の低下やフリッカの増発を
促してしまうという課題がある。

【００１６】そこで本発明の目的は上記課題を解決し
て、画面走査時間の短縮を行うための反強誘電性液晶デ
ィスプレイの駆動方法を提供することである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明では、対向面にそれぞれ複数の走査電極と信号
電極を有する１対のガラス基板間に反強誘電性液晶を挟
持し、マトリックス状に液晶画素を有する反強誘電性液
晶セルを、互いの偏光軸が直交するような２枚の偏光板
に反強誘電性液晶分子の平均的長軸方向が偏光板のいず
れかの偏光軸とほぼ同一方向になるように挟む構成の反
強誘電性液晶ディスプレイの液晶画素に、走査電極と信
号電極に印加する走査電極側電圧波形と信号電極側電圧
波形との差である合成電圧波形を印加し、合成電圧波形
には選択期間と非選択期間の２つの期間が存在し、選択
期間中には表示状態を設定するために液晶分子を任意の
位置へスイッチングするためのスイッチングパルスが１
つ存在する反強誘電性液晶ディスプレイの駆動方法は、
複数の走査電極をいくつかのブロックに分割し、おのお
ののブロックの中で同時間帯に一定時間の選択期間を設
け、その選択期間におのおののブロック内の複数の走査
電極に走査電極側電圧波形を印加し、該選択期間で選択
する複数の走査電極の数に１を加えた数を前記選択期間
で構成するパルスの位相の数として設定することを特徴
とする。

【００１８】また本発明の反強誘電性液晶ディスプレイ
の駆動方法の走査電極側電圧波形は、第１走査期間と第
２走査期間とからなり、第１走査期間と第２走査期間と
の波形は０ボルトに対して対称であり、第１走査期間は
複数の走査電極側電圧波形を選択する第１の選択期間と
第１の非選択期間とからなり、第２走査期間は複数の走
査電極側電圧波形を選択する第２の選択期間と第２の非
選択期間とからなり、第１の選択期間には位相をずらし
た第１のセレクトパルスを有し、第２の選択期間には位
相をずらした第２のセレクトパルスとを有する複数の走
査電極側電圧波形をおのおのの走査電極に印加すること
を特徴とする。

【００１９】さらに本発明の反強誘電性液晶ディスプレ
イの駆動方法の走査電極側電圧波形は、第１のリセット
期間と第２のリセット期間とを有し、第１のリセット期
間は第１走査期間と第２走査期間とにかかわらず第２の
セレクトパルスの直前に一定期間の幅を設け、第２のリ
セット期間は第１走査期間と第２走査期間とにかかわら
ず第１のセレクトパルスの直前に一定期間の幅を設ける
ことを特徴とする。

【００２０】

【作用】複数の走査電極に印加する走査電極側電圧波形
は２つの走査期間からなり、お互いの走査期間の波形は
０ボルトに対して対称で、各走査期間は選択期間と非選
択期間とからなり、その選択期間中にセレクトパルスを
有し、またセレクトパルスの直前に反強誘電状態にする
ためのリセット期間を有し、また複数の走査電極はいく
つかのブロックに分割し、そのブロックを選択するため
の一定時間の選択期間を設け、その選択期間におのおの
のブロック中の走査電極に走査電極側電圧波形を同時に
印加することにより画面情報処理速度の速い反強誘電性
液晶ディスプレイを提供できる。

【００２１】

【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づいて詳細に
説明する。図７は本発明に用いる液晶ディスプレイのセ
ル構成を示す構成図である。本発明で用いる液晶ディス
プレイは約２μｍの厚さの反強誘電性液晶層７６を挟む
一対のガラス基板７３で構成している。またガラス基板
７３の対向面には走査電極と信号電極である電極７４を
形成し、その上に高分子配向膜７５を塗布し、ラビング
処理がなされている。

【００２２】さらにガラス基板７３の外側に偏光板７１
設置し、一方の偏光板の偏光軸はラビング処理により反
強誘電性液晶分子の長軸方向と平行になるようにし、他
方の偏光板の偏光軸はラビング処理により反強誘電性液
晶分子の長軸方向と直角になるようにする。

【００２３】図１、図２、図３を用いて本発明の反強誘
電性液晶ディスプレイの駆動方法の概念を説明する。図
１は本発明の走査電極側電圧波形を示す図であり、図２
は本発明の信号電極側電圧波形を示す図であり、図３は
図１で示す走査電極側電圧波形と図２で示す信号電極側
電圧波形との差である合成電圧波形を示す図である。

【００２４】図１は液晶ディスプレイに配置する複数か
らなる走査電極はいくつかのブロックに分割し、おのお
ののブロックにはｎ本の走査電極を有する構成とし、そ
の１ブロック内のｎ本の走査電極に印加する走査電極側
電圧波形を示す図である。

【００２５】図１に示すｎ本の走査電極側電圧波形は、
ｎ本の走査電極側電圧波形を同時に走査する第１走査期
間１０と第２走査期間１１とからなり、第１走査期間１
０と第２走査期間１１は同じくｎ本の走査電極側電圧波
形を同時に選択する第１の選択期間１２と第１の非選択
期間１３と、第２の選択期間１６と第２の非選択期間１
７とからなっている。

【００２６】また第１の選択期間１２と第２の選択期間
１６とにはｎ本の走査電極側電圧波形の第１のセレクト
パルス１４と第２のセレクトパルス１８を印加し、第１
のセレクトパルス１４の直前の第２のリセット期間１９
と、また第２のセレクトパルス１８の直前の第１のリセ
ット期間１５とは第１走査期間１０と第２走査期間１１
とにかかわらず一定期間を設ける。

【００２７】さらに図１に示すＮは第１の選択期間１２
と第２の選択期間１６とを構成する位相数をあらわしＮ
≧ｎを条件とし、本実施例ではＮ＝ｎとなっており、図
１に示すＲは確実に反強誘電状態にするための第１のリ
セット期間１５と第２のリセット期間１９とを構成する
位相数をあらわし、また図１に示すｔは１位相あたりの
時間をあらわし、図５に示すＶ２の電圧値を時間ｔ印加
したとき反強誘電状態から強誘電状態へスイッチングす
ることを条件とする。

【００２８】さらにｎ本の走査電極側電圧波形は第１走
査期間１０と第２走査期間１１とで０ボルトに対して極
性が反転しており、またおのおのの走査電極側電圧波形
は同形で位相をずらした電圧波形である。

【００２９】また第１のリセット期間１５と第２のリセ
ット期間１９とは、第１走査期間１０と第２走査期間１
１とにかかわらず第１のセレクトパルス１４または第２
のセレクトパルス１８の直前にＲ位相分の期間を設け、
第１走査期間１０の第１のリセット期間１５は第２走査
期間１１の第２のセレクトパルス１８の直前のＲ位相分
とし、その電圧は−Ｖｃに設定し、第２走査期間１１の
第２のリセット期間１９は第１走査期間１０の第１のセ
レクトパルス１４の直前のＲ位相分とし、その電圧はＶ
ｃに設定する。

【００３０】図２（ａ）は図１に示す第１走査期間１０
内のＮ位相数からなる第１の選択期間１２中の信号電極
側電圧波形を示しており、図１のｎ本の走査電極側電圧
波形の第１のセレクトパルス１４がＶａで同じ位相の図
２の信号電極側電圧波形が−Ｖｄのとき強誘電状態にな
り、また信号電極側電圧波形がＶｄのとき反強誘電状態
になることを示している。

【００３１】図２（ｂ）は図１に示す第２走査期間１１
内のＮ位相数からなる第２の選択期間１６中の信号電極
側電圧波形を示しており、図１のｎ本の走査電極側電圧
波形の第２のセレクトパルス１８が−Ｖａで同じ位相の
図２の信号電極側電圧波形がＶｄのとき強誘電状態にな
り、また信号電極側電圧波形が−Ｖｄのとき反強誘電状
態になることを示している。図２では強誘電状態を”Ｏ
Ｎ”、反強誘電状態を”ＯＦＦ”と示している。

【００３２】図３は図１で示す第１の選択期間１２内の
走査電極側電圧波形と図２で示す信号電極側電圧波形の
一例との差である合成電圧波形を示し、図３の走査電極
側電圧波形内のセレクトパルス３１が信号電極側電圧波
形との合成により合成電圧波形内のスイッチングパルス
３３に変化する様子を示している。

【００３３】図１で示すＶａ、Ｖｂ、Ｖｃ、−Ｖａ、−
Ｖｂ、−Ｖｃと図２で示すＶｄ、−Ｖｄとはそれぞれ電
圧値を示し、図５に示す各電圧値の設定条件を図１で示
すＶａ、Ｖｂ、Ｖｃと図２で示すＶｄとで以下に示す。

【００３４】反強誘電状態を選択する条件は以下の通り
である。 Ｖａ−Ｖｄ＜Ｖ１ また、強誘電状態を選択する条件は以下の通りである。 Ｖａ＋Ｖｄ＞Ｖ２

【００３５】選択期間中に選択した強誘電状態、反強誘
電状態を、非選択期間で維持する条件は以下の通りであ
る。 −Ｖ１（Ｖ３がより適切）＜Ｖｂ−Ｖｄ＜Ｖｂ＋Ｖｄ＜
Ｖ１ また、リセット期間で強誘電状態から反強誘電状態へリ
セットするための条件は以下の通りである。 Ｖｄ−Ｖｃ＜Ｖ４ さらに、リセット期間で反強誘電状態から強誘電状態に
しないための条件は以下の通りである。 Ｖｄ＋Ｖｃ＜Ｖ１ 第２走査期間の電圧波形は第１走査期間に印加される電
圧波形の極性を反転させたものとする。

【００３６】上記記載の説明から明らかなように、一選
択期間でｎ本の走査電極側電圧波形のセレクトパルスを
選択できることにより、画面情報処理速度を大幅に向上
することか可能となることがわかる。

【００３７】具体的な実施例の一例を図面を用いて説明
する。図８は、本発明における走査電極側電圧波形と信
号電極側電圧波形を示す波形図である。図８（ａ）は本
実施例の走査電極側電圧波形を示している。本実施例に
用いる駆動波形は選択期間を２位相に設定し、１位相に
所用する時間は７０μｓに設定し、リセット期間を１０
位相分とり、２本の走査線Ｔ１とＴ２、Ｔ３とＴ４、Ｔ
５とＴ６、Ｔ７とＴ８…を同一選択期間で選択し１００
本の走査線を持つ反強誘電性液晶ディスプレイを駆動す
るものである。

【００３８】図８（ｃ）は本実施例の選択期間中の信号
電極側電圧波形であり、図８（ｂ）は信号電極側電圧波
形を実際に印加したときの一例を示している。図９は図
８（ａ）に示す走査電極側電圧波形と図８（ｂ）に示す
信号電極側電圧波形との合成電圧波形を示し、図１０は
光学応答を示している。以上より一選択期間で２本の走
査線を選択していることがわかる。従来の駆動法では一
画面書き込み処理速度は２８ｍｓ所用しているが、本駆
動方法では１４ｍｓで書き込むことが可能である。

【００３９】さらに具体的な実施例の一例を図面を用い
て説明する。図１１は、本発明における走査電極側電圧
波形と信号電極側電圧波形を示す波形図である。図１１
（ａ）は本実施例の走査電極側電圧波形を示している。
本実施例に用いる駆動波形は選択期間を３位相に設定
し、１位相に所用する時間は７０μｓに設定し、リセッ
ト期間を１５位相分とり、２本の走査線Ｔ１とＴ２、Ｔ
３とＴ４、Ｔ５とＴ６、Ｔ７とＴ８…を同一選択期間で
選択し４８０本の走査線を持つ反強誘電性液晶ディスプ
レイを駆動するものである。

【００４０】図１１（ｃ）は本実施例の選択期間中の信
号電極側電圧波形であり、図１１（ｂ）は信号電極側電
圧波形を実際に印加したときの一例を示している。図１
２は図１１（ａ）に示す走査電極側電圧波形と図１１
（ｂ）に示す信号電極側電圧波形との合成電圧波形を示
し、図１３は光学応答を示している。以上より一選択期
間で２本の走査線を選択していることがわかる。従来の
駆動法では一画面書き込み処理速度は約４００ｍｓ所用
しているが、本駆動方法では約２００ｍｓで書き込むこ
とが可能である。

【００４１】走査線がＸ本ある反強誘電性液晶ディスプ
レイを一選択期間をＮ位相分に設定し、極性が反対の二
つの走査期間で一選択期間でｎ本の走査線を選択するよ
うに駆動電圧波形を設定する。この時、一位相あたりの
所要時間をｔとすれば、一画面書き込むのにかかる時間
Ｔは以下の式で与えられる。 Ｔ＝２ｔＮＸ／ｎ 従来はＴ＝２ｔＮＸであるのでｎ倍の速さでの書き込み
が可能になる。

【００４２】

【発明の効果】上記実施例に記載の説明から明らかなよ
うに、本発明は複数の走査電極側電圧波形を同時に選択
する選択期間を設け、その選択期間中に前記走査電極側
電圧波形内のセレクトパルスを少なくとも１位相ずらす
反強誘電性液晶ディスプレイの駆動方法にすると、画面
情報処理速度を大幅に短縮することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の走査電極側電圧波形の構造を示す波形
図である。

【図２】本発明の信号電極側電圧波形の構造を示す波形
図である。

【図３】本発明の走査電極側電圧波形と信号電極側電圧
波形とを合成電圧波形を示す波形図である。

【図４】反強誘電性液晶ディスプレイの構成を示す構成
図である。

【図５】反強誘電性液晶画素に電圧を変化するパルスを
印加した時の光透過率変化を示す図である。

【図６】従来の反強誘電性液晶ディスプレイの駆動方法
を示す図である。

【図７】本発明の反強誘電性液晶ディスプレイのセル構
成を示す構成図である。

【図８】本発明の走査電極側電圧波形と信号電極側電圧
波形を示す波形図である。

【図９】本発明の合成電圧波形を示す波形図である。

【図１０】本発明の光学応答を示す図である。

【図１１】本発明の走査電極側電圧波形と信号電極側電
圧波形を示す波形図である。

【図１２】本発明の合成電圧波形を示す波形図である。

【図１３】本発明の光学応答を示す図である。

【符号の説明】

１０ 第１走査期間 １１ 第２走査期間 １２ 第１の選択期間 １３ 第１の非選択期間 １４ 第１のセレクトパルス １５ 第１のリセット期間 １６ 第２の選択期間 １７ 第２の非選択期間 １８ 第２のセレクトパルス １９ 第２のリセット期間

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対向面にそれぞれ複数の走査電極と信号
   電極を有する１対のガラス基板間に反強誘電性液晶を挟
   持し、マトリックス状に液晶画素を有する反強誘電性液
   晶セルを、互いの偏光軸が直交するような２枚の偏光板
   に反強誘電性液晶分子の平均的長軸方向が偏光板のいず
   れかの偏光軸とほぼ同一方向になるように挟む構成の反
   強誘電性液晶ディスプレイの液晶画素に、走査電極と信
   号電極に印加する走査電極側電圧波形と信号電極側電圧
   波形との差である合成電圧波形を印加し、合成電圧波形
   には選択期間と非選択期間の２つの期間が存在し、選択
   期間中には表示状態を設定するために液晶分子を任意の
   位置へスイッチングするためのスイッチングパルスが１
   つ存在する反強誘電性液晶ディスプレイの駆動方法は、
   複数の走査電極をいくつかのブロックに分割し、おのお
   ののブロックの中で同時間帯に一定時間の選択期間を設
   け、その選択期間におのおののブロック内の複数の走査
   電極に走査電極側電圧波形を印加し、該選択期間で選択
   する複数の走査電極の数に１を加えた数を前記選択期間
   で構成するパルスの位相の数として設定することを特徴
   とする反強誘電性液晶ディスプレイの駆動方法。
2. 【請求項２】 反強誘電性液晶ディスプレイの走査電極
   側電圧波形は、第１走査期間と第２走査期間とからな
   り、第１走査期間と第２走査期間との波形は０ボルトに
   対して対称であり、第１走査期間は複数の走査電極側電
   圧波形を選択する第１の選択期間と第１の非選択期間と
   からなり、第２走査期間は複数の走査電極側電圧波形を
   選択する第２の選択期間と第２の非選択期間とからな
   り、第１の選択期間には位相をずらした第１のセレクト
   パルスを有し、第２の選択期間には位相をずらした第２
   のセレクトパルスとを有する複数の走査電極側電圧波形
   をおのおのの走査電極に印加することを特徴とする請求
   項１記載の反強誘電性液晶ディスプレイの駆動方法。
3. 【請求項３】 反強誘電性液晶ディスプレイの走査電極
   側電圧波形は、第１のリセット期間と第２のリセット期
   間とを有し、第１のリセット期間は第１走査期間と第２
   走査期間とにかかわらず第２のセレクトパルスの直前に
   一定期間の幅を設け、第２のリセット期間は第１走査期
   間と第２走査期間とにかかわらず第１のセレクトパルス
   の直前に一定期間の幅を設けることを特徴とする請求項
   １記載の反強誘電性液晶ディスプレイの駆動方法。