WO1996035976A1

WO1996035976A1 - Procede de commande d'affichage a cristaux liquides antiferroelectriques et appareil afferent

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Publication number: WO1996035976A1
Application number: PCT/JP1996/001229
Authority: WO
Inventors: Shinya Kondoh
Original assignee: Citizen Watch Co., Ltd.
Priority date: 1995-05-11
Filing date: 1996-05-09
Publication date: 1996-11-14
Also published as: EP0770898A1; US5777593A; EP0770898A4

Description

明細書反強誘電性液晶表示素子の駆動方法及び装置技術分野

本発明は、反強誘電性液晶を液晶眉として用いマトリックス状の画素を有する反強誘電性液晶素子の駆動方法及び装置に関し、特に反強誘電性液晶表示素子の階調表示方法及び装置に関するものである。本発明は、液晶表示パネルや液晶光シャッターアレイ等に広範囲に利用することができる。背景技術

既に周知のように、双極子が互いの間の相互作用により自発的に向きを揃える自発分極を持ち、かつ外部電界を印加するとその自発分極の向きが反転する液晶を強誘電性液晶と称する。これに対して、隣接する液晶層の分子の双極子が自発分極を打ち消すように反平行に配列し、反強誘電性状態を示す液晶を反強誘電性液晶と称する近年、前者の強誘電性液晶については多くの研究と実用化が図られ、各種製品に応用されている。しかし、周知のように、まだ表示画面の輝度、応答性、視野角度等で改良が望まれている。

一方、後者の反強誘電性液晶についても、例えば、特開平 2— 1 7 3 7 2 4号公報において、従来のネマチック液晶に比べて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示唆されており、以来、各方面において活発な研究がなされている。

本発明は、後者の反強誘電性液晶を用いた表示素子の駆動方法において、反強誘電性液晶表示画面の階調表示方法を改良するものであり、本発明によれば、特に反強誘電性液晶表示素子の価格を抑え、かつ消費電力を低減させることができる階調表示方法及び装置を提供することにある。発明の開示

本発明の目的は、反強誘電性液晶を用いた表示素子の駆動方法において、液晶表示画面の階調表示方法を改良し、反強誘電性液晶表示素子の価格を抑え、かつ消費電力を低減させることができる駆動方法、特に階調表示方法及び装置を提供することにある。

本発明によれば、マトリックス状に画素を有する一対の基板間に反強誘電性液晶を挟持した反強誘電性液晶表示素子の駆動方法であつて、反強誘電性液晶は、第 1 の強誘電性状態と、第 1 の強誘電性状態とは逆極性の電圧を印加したときに強誘電性状態を示す第 2の強誘電性状態と、反強誘電性状態とを有する。

また、画素への書き込みは少なくとも 2つの連続する走査期間にて行われ、かつ走査期間の各々は複数のフレーム期間により構成される。さらに、複数のフレーム期間の各々における透過光量の平均値が、前記画素の透過光量となるように設定する。さらに、反強誘電性液晶が第 1 の強誘電性状態であるフレーム期間と、反強誘電性液晶が第 2の強誘電性状態であるフレーム期間との両方が、同一の走査期間内に存在しないように設定する。

また、本発明によれば、 1 つの走査期間は、第 1 の強誘電性状態のフレーム期間と反強誘電性状態のフレーム期間に設定するか、若しくは第 2の強誘電性状態のフレーム期間と反強誘電性状態のフレーム期間に設定する。

好適には、反強誘電性液晶が、反強誘電性状態のフレーム期間から第 1 の強誘電性状態又は第 2の強誘電性状態のフレーム期間へ切り替わる個所、若しくは第 1 の強誘電状態又は第 2の強誘電状態のフレーム期間から反強誘電性状態のフレーム期間に切り替わる個所は、同一の走査期間内に多くとも 1個所だけであるように設定するさらに、本発明によれば、マトリックス状に画素を有し、対向面に複数の走査電極と信号電極とをそれぞれ有する一対の基板間に反強誘電性液晶を挟持した反強誘電性液晶表示素子の駆動方法であつて、反強誘電性液晶は、第 1 の強誘電性状態と、第 1 の強誘電性状態とは逆極性の電圧を印加したときに強誘電性状態を示す第 2の強誘電性状態と、反強誘電性状態との 3つの配向状態を有する。

また、走査電極と信号電極とが対向している個所に位置する前記画素への書き込みは少なくとも 2つの連続する走査期間にて行われ、かつ走査期間の各々は複数のフレーム期間により構成される。さらに、複数のフレーム期間の各々における透過光量の平均値が、前記画素の透過光量となるように設定する。さらに、複数のフレーム期間の各々は、少なくとも反強誘電性液晶の 3つの配向状態の内の 1 つを決定する選択期間と、反強誘電性液晶の選択期間で決定された配向状態を保持する非選択期間とを有し、同一の走査期間内における非選択期間中に走査電極へ印加する電圧の極性が同一であるように設定する。

さらに好適には、前後するフレーム期間で、非選択期間中の反強誘電性液晶の配向状態が異なる個所は、同一走査期間内に多くとも 1個所だけであるように設定する。さらに、前後する走査期間の電圧の極性が、 0 ( V ) に対して互いに対称であるように設定する。

さらに、本発明によれば、マトリックス状に画素を有する一対の基板間に反強誘電性液晶を挟持した反強誘電性液晶表示素子の駆動装置であって、表示データを発生する手段と、走査側電極を駆動する手段と、信号側電極を駆動する手段と、画素に所定電圧を供給する電源手段と、表示データを受け、表示データに適応した信号タイミングと電圧値を作成し、走査側電極駆動手段と前記信号側電極駆動手段とに供給する制御手段と、を備え、

制御手段は、画素への書き込みは少なくとも 2つの連続する走査期間にて行われ、かつ前記走査期間の各々は複数のフレーム期間により構成され、複数のフレーム期間の各々における透過光量の平均値が前記画素の透過光量となるように設定し、さらに、反強誘電性液晶が第 1 の強誘電性状態であるフレーム期間と、反強誘電性液晶が第 2の強誘電性状態であるフレーム期間との両方が、同一の走査期間内に存在しないように設定する。図面の簡単な説明

図 1 は、本発明の一実施形態における駆動電圧波形全体の概略図め。

図 2 は、図 1 における第 1 フレーム期間と第 2 フレーム期間の詳細駆動電圧波形である。

図 3 は、本発明の他の実施形態における駆動電圧波形全体の概略図である。

図 4 は、本発明を実施する装置のブロック構成図である。

図 5 は、本発明を適用する反強誘電性液晶セルの断面構成図であ。

図 6 は、本発明を適用する反強誘電性液晶セルと偏光板の構成図 ^ある。

図 7 は、本発明を適用する反強誘電性液晶の特性を示すヒステリシスカーブの説明図である。図 8 は、本発明を適用する走査電極と信号電極の構図である。図 9 ( A ) ， ( B ) は、従来の駆動方法の説明図（その 1 ) であ図 1 0 は、従来の駆動方法の説明図（その 2 ) である。発明を実施するための最良の形態

本発明による反強誘電性液晶表示素子の階調表示方法を説明する前に、本発明を適用する反強誘電性液晶セルの構成及び光透過率について図 6、図 7及び図 8を用いて説明し、さらに図 9及び図 1 0 を用いて従来の駆動方法の問題点を説明する。

周知の基礎的事実として、反強誘電性液晶の液晶分子は外部からの電界の変化によって円錐の側面上を沿うように移動する。この円錐を液晶コーンと称するが、この液晶コーンは液晶セルの基板に対して垂直方向に配列され液晶セル内で層構造を形成している。また、反強誘電性液晶の液晶分子は自発分極を有しているが、同一の液晶層内では液晶分子の分子長軸方向は同一の方向に配列され、かつそれぞれの自発分極も上向きあるいは下向きの同一方向に配列されている。しかし、外部からの電界がゼロである場合は、隣合う層に注目すると、液晶分子の長軸方向は隣の層の分子長軸方向とは液晶コーンを 1 8 0 ° 回転した位置となり、自発分極の向きも隣の層では 1 8 0 ° と異なる方向を示す。つまり、ある層の自発分極が上向きであれば、その両隣りの層の自発分極は下向きとなる。そして外部より反強誘電性液晶セルに基板面に対して垂直に電界を印加した場合には、この外部電界を打ち消す方向に全ての液晶分子は自発分極の向きを揃えるため、液晶コーンの側面上を移動する。そして自発分極の向きも全ての層で上向き、あるいは下向きの同一方向に統一される。図 6 は^:発明を適用する反強誘電性液晶表示セルと偏光板の構成図であって、反強誘電性液晶を表示素子として用いる場合の偏光板の配置を示す。図示のように、クロスニコルに偏光軸（矢印 a， b ) を合わせた偏光板 6 1 a及び 6 1 bの間に、どちらかの偏光板の偏光軸（図示では偏光軸 b ) と無電界時に於ける分子の平均的な長軸方向（ c ) がほぼ平行になるように液晶セル 6 2を配置し、電圧を印加しない時には黒が、電圧を印加した時には白が表示できるようにしている。

図 7 は本発明を適用する反強誘電性液晶表示素子の光透過率一印加電圧特性を示すヒステリシスカーブの説明図であり、上述の構成の液晶セルに電圧を印加したとき、印加電圧に対する光透過率の変化をグラフにプロットしたものである。横軸は印加電圧（V ) 、縦軸は光透過率（又は透過光量、 T ) である。図示のように、電圧を印加し増加させて行くときに光透過率が変化し始める電圧を V 1、光透過率の変化が飽和する電圧を V 2、逆に飽和電圧 V 2から電圧を減少させてい行くときに光透過率が減少し始める電圧を V 5 とする。さらに、逆極性の電圧を印加し、電圧の絶対値を増加させたときに光透過率が変化し始める電圧を V 3、光透過率の変化が飽和する電圧を V 4、逆に飽和電圧 V 4から電圧の絶対値を減少させたときに光透過率が変化し始める電圧を V 6 とする。

本グラフから明らかなように、印加電圧と光透過率はヒステリシスカーブを描いており、反強誘電性液晶分子に所定の電圧を印加した場合に、印加電圧がある閾値以上であれば、反強誘電性液晶分子は向きを変え、第 1 の強誘電性状態を選択し、また印加電圧の極性を逆にすることによって、反強誘電性液晶分子は逆方向に向きを変え、第 2の強誘電性状態を選択し、さらにこれらの強誘電性状態に対して印加電圧（絶対値）がある閾値より低い場合には反強誘電性状態を選択する。

図 8は本発明を適用する走査電極と信号電極の構成図であり、複数の走査電極と複数の信号電極を有するときの各電極の配置を表した例を示す。走査電極はそれぞれ X 1， X 2， . . . ， X n， X48 0 とし、信号電極は Y l , Y 2 , . . . ， Υ η , Y 640 とし、それぞれの走査電極と信号電極が交差する斜線部分が画素（A 1 1 一 A n m) である。画素（A nm) の駆動方法として、走査電極（X n ) 及び信号電極（Ym) に電圧が印加され、それらの合成電圧波形が画素（A nm) を駆動する。

上述の構成を有する反強誘電性液晶パネルについて、従来の駆動方法とその問題点を以下に説明する。

図 9 ( A) ， (B) は従来の駆動方法の説明図（その 1 ) であり、従来の反強誘電性液晶を使用した階調表示方法を示す。（A) は階調表示に応じて印加電圧を変化させた場合の説明図であり、（B ) は印加電圧を変化させた場合の光透過率（T) の変化を示す図である。

従来の一つの階調表示方法として、選択期間（ S e ) で第 1の強誘電性状態、又は第 2の強誘電性状態、又は反強誘電性状態を選択し、その状態を次の選択期間までの間の非選択期間（N S e ) で保持させ、選択期間で選択した透過光量をその後の非選択期間では保持させることにより階調表示を行う。このような駆動方法で階調表示を行う場合には、図示のように選択期間に印加される電圧を希望する階調表示状態に応じて変化させ（V 1〜V 5参照）、所定の階調表示に相当する透過光量（T 1〜T 5 ) を得ている。

即ち、このような駆動方法で階調表示を行う塲合には選択期間（ S e ) に印加される電圧を希望する階調表示状態に応じて変化させる。例えば、図示のように、選択期間に電圧 V 5が印加されると選択期間（N S e ) には透過光量 T 5が表示され、電圧 V 4が印加されれば透過光量 T 4が表示される。そして、順次、電圧 V 3、 V 2 、 V 1 と印加すれば、これに伴い、透過光量も T 3， T 2 , T 1 と変化し、階調表示を得ることができる。

図 1 0 は従来の駆動方法の説明図（その 2 ) である。図中、電圧 V aは黒表示の場合の電圧値、 V bは白表示の電圧値である。従来の他の階調表示方法として、強誘電性状態を有しない T N (ッイストネマチック）液晶や S T N (スーパーツイストネマチック）液晶を使用した階調表示方法がある。これには多くの方法が提案されているが、その 1 つに 1画面の書き込み速度が、人間が認識できる速度よりも十分に速い場合に、図示のように 1画面の書き込みが複数のフレームから構成されている場合、それぞれのフレームの平均透過光量が所定の階調表示に相当する透過光量として人間の視覚に認識されるように設定するフレーム階調方法がある。

しかしながら、前者の図 9 に示す階調表示方法、即ち、反強誘電液晶を用いて選択期間に印加される電圧を階調表示に応じて変化させる方法では、階調表示のレベル数に対応した出力電圧のレベルが必要となり、その結果、これを実現するための I Cが複雑になりコストが高くなつてしまうという問題があった。

一方、後者の図 1 0 に示すフレーム階調表示方法では、反強誘電性液晶表示素子の駆動原理が T N液晶や S T N液晶とは異なるため

、反強誘電性液液晶表示素子にそのまま適用するには次のような問題点があった。つまり、通常の T N液晶や S T N液晶を用いたフレ一ム階調表示方式では、画素に印加電圧を交互の極性（即ち、交流 ) で供給する必要があり、この交流化を図るためフレーム毎に極性を反転させねばならない。しかし、反強誘電性液晶を用いた場合にこのようにフレーム毎に極性を反転させると、反強誘電性液晶が自発分極を持っためにその自発分極が作用し、基板間に分極反転電流が流れ、表示素子全体として消費電力が増加してしまうという問題点があった。

このように従来の階調表示方法では、前者の方法においては I C の複雑化のために液晶表示素子のコストの上昇を来し、後者の方法においてはフレーム期間ごとの極性反転を行うために消費電力の増大を来す、という問題点があった。

そこで本発明では、上述の従来の問題点に鑑み、反強誘電性液晶表示素子のコス卜の低減を図り、かつ消費電力の低減を可能にする階調表示方法及び装置を提供することを目的としている。

従って、本発明によれば、

( 1 ) 反強誘電性液晶表示素子の駆動方法について、マトリックス状に画素を有する一対の基板間に反強誘電性液晶を挟持し、画素への書き込みは少なくとも 2つの走査期間を有し、走査期間は複数のフレーム期間（単に、「フレーム」と称することもある）を有し、各フレームでの透過光量の平均値が、画素の透過光量となる反強誘電性液晶表示素子の駆動方法であつて、反強誘電性液晶は第 1 の強誘電性状態と、第 1 の強誘電性状態とは逆極性の電圧を印加したときに強誘電性状態を示す第 2 の強誘電性状態と、反強誘電性状態とを有し、反強誘電性液晶が第 1 の強誘電性状態であるフレームと第 2の強誘電性状態であるフレームとの両方が、同一走査期間内に存在しないようにする。

( 2 ) 上記（ 1 ) の駆動方法に示される走査期間は、反強誘電性液晶が第 1 の強誘電性状態であるフレームと反強誘電性状態であるフレームとで構成されているか、又は反強誘電性液晶が第 2の強誘電性状態であるフレームと反強誘電性状態であるフレームとで構成されている。また、好適には、上記（ 1 ) 及び（ 2 ) の駆動方法において、反強誘電性液晶が反強誘電性状態であるフレームから、第 1 の強誘電性状態又は第 2の強誘電性状態であるフレームへ切り替わる個所、又は第 1 の強誘電状態又は第 2の強誘電状態であるフレームから、反強誘電性状態であるフレームに切り替わる個所は、同一走査期間内に多くとも 1個所だけにする。

( 3 ) 対向面に複数の走査電極と複数の信号電極とを有し、マトリックス状に画素を有する反強誘電性液晶表示素子において、画素への書き込みは少なくとも 2つの走査期間により構成され、各走査期間は複数のフレームを有し、各フレームでの透過光量の平均値により階調表示し、各フレームは少なくとも選択期間と非選択期間を有し、同一走査期間内の非選択期間中に走査電極へ印加する電圧の極性を同一にする。

また、好適には、上記（ 3 ) の駆動方法において、前後するフレ —ムで、非選択期間中の反強誘電性液晶の配向状態が異なる個所は、同一走査期間内に多くとも 1個所だけであるようにする。

また、それぞれの駆動方法において、前後する走査期間の電圧の極性が、 0 Vに対して互いに対称とし交流化を図った。

即ち、画素への書き込みは少なくとも 2つの走査期間から構成されており、それぞれの走査期間は所定の階調表示を得るために必要な期間であり、さらにこの走査期間は複数のフレーム期間から構成され、 1画面を書き込む速度が充分速いために、それぞれのフレームでの透過光量の平均値が走査期間内において人間の視覚に認識される透過光量となり、このときの透過光量の値の多少の差が階調表示を実現する。このときそれぞれのフレームでの透過光量が中間的な透過光量ではなく、白又は黒の 2値の表示しか行わない場合でも、この方法を用いることによって、 1 つの走査期間での平均的な透過光量は 2値の値だけでなく複数の値を取ることが出来、その結果人間の視覚として複数の階調表示を認識することができる。

このように、表示として 2'つの表示しか行わなければ、印加電圧値を数通りに変化させることもなく、駆動 I Cに求められる出カレベルの数も少なくてよい。従って簡易な構造の I Cを使うことが出来るため、液晶表示素子としてのコストを低減させて良好な階調表示を得ることができる。

また、上述の従来技術にて説明したように、反強誘電性液晶を使用してフレーム毎に交流化を行うと、フレーム毎に第 1 の強誘電性状態から第 2の強誘電性状態へ、又は第 2 の強誘電性液晶状態から第 1 の強誘電性液晶状態へ、と状態が変化するため、多くの分極反転電流が液晶セル中を流れ、液晶表示素子全体としての消費電力が増大した。

しかし本発明では、 1 つの走査期間内のフレームでは交流化を行わずに 2つの走査期間を設け、それぞれの走査期間同士で交流化を行い、それぞれのフレーム毎には交流化は行わないために、交流化する回数を必要最小限に減すことが可能となった。

即ち、 1 つの走査期間内のそれぞれのフレームで印加される電圧波形は 0 Vに対して対称形にはならないが、他の走査期間内のフレ —ムでの電圧波形に対しては、図 1 のように 0 Vに対して対称な形になるようにする。つまり、同一走査期間内では、反強誘電性液晶が強誘電性液晶状態からもう一方の強誘電性液晶状態には変化しないように駆動を制御する。従って、本発明では図 1 0で説明した従来のフレーム階調表示方法のように消費電力が増大することはない。また、この際、多階調を実行する場合には一回の書き込みでかなり多いフレーム数を有することになる力 <、反強誘電性液晶は T N液晶及び S T N液晶に比べ、通常応答速度が速いため、画面の「ちらつき」等の問題を起こすことはない。

また、それぞれのフレームでの透過光量の平均値が走査期間内の透過光量となる場合、同じ走査期間内で、黒表示と白表示フレームの組み合わせが種々存在する。

例えば一つの走査期間内のフ )レーム数を 8個とした場合に、中間の灰色表示をする場合には、黒表示のフレームと白表示のフレームはそれぞれ 4個ずつ必要だが、その組み合わせは、前半の 4個連続のフレームで全て白表示、後半の 4個連続のフレームで黒表示に設定しても、白表示のフレームと黒表示のフレームとが交互になるように設定しても、人間の視覚においてはどちらも同じ色の灰色が認れる。

ところが、白表示から黒表示、黒表示から白表示のフレームへ移る際に、反強誘電性液晶は強誘電性状態から反強誘電性状態へ、あるいは反強誘電性状態から強誘電性状態へ状態が変化するため、反強誘電性液晶の配向状態は、白表示から白表示（同一の強誘電性状態間での変化）、あるいは黒表示から黒表示（反強誘電性状態から反強誘電性状態）のフレーム変化に比べて大きく変化する。そのため、その際（即ち、白表示→黒表示、又は黒表示→白表示）に分極反転電流も流れることになる。

従って、中間色を表示する場合にも、同一走査期間内で白表示のフレームから黒表示のフレームへ、又は黒表示のフレームから白表示のフレームへ移る回数が少ない方が、つまり、反強誘電性液晶分子の配向状態を変える機会を少なくした方が、より消費電力を少なくすることが可能である。

+ 以下本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図 1 に示す本発明の一実施形態における駆動方法を説明する前に

、図 5 により本実施形態に用いた液晶パネル構成を説明する。本実施形態で用いた液晶パネルは約 2 Zの厚さの反強誘電性液晶層 5 6 を持つ一対のガラス基板 5 3 a及び 5 3 bから構成されている。各ガラス基板の対向面には電極 5 4 a及び 5 4 bが形成されており、その上に高分子配向膜 5 5 a及び 5 5 bが塗布され、これらの表面は周知のラビング処理がなされている。

さらに一方のガラス基板 5 3 aの外側に偏光板の偏光軸とラビング軸とが平行になるように第 1 の偏光板 5 1 aが設置されており、他方のガラス基板 5 3 bの外側には第 1 の偏光板 5 1 aの偏光軸と 9 0 。異なるように（クロスニコル）、第 2の偏光板 5 1 bが設置されている。なお、 5 2 a、 5 2 bは上下のガラス基板を固定させるためのシール材である。

図 1 は本発明の駆動電圧波形の全体を表した概略図である。本発明に用いた反強誘電性液晶の第 1 の強誘電性状態へ変化する閾値は 2 0 V (図 7で記載した V 2 ) 、また、第 2の強誘電性状態へ変化する閾値は一 2 0 V (図 7 記載した V 4 ) であった。合成電圧波形は一回の書き込むを行うために 2つの走査期間から構成し、それぞれの走査期間は 8つのフレーム期間で構成した。また、 1 フレーム中の合成電圧波形は反強誘電性液晶の状態を決定する選択期間（ S e ) と非選択期間（N S e ) を有している。第 1走査期間の 8つのフレームの内、 4つのフレームでは選択期間の電圧値が V b ( 2 0 V ) となり、反強誘電性液晶は第 1 の強誘電性状態を示して白表示を行う。一方、他の 4つフレームでは、選択期間の電圧値が V a となり、反強誘電性状態を示して黒表示を行った。

視覚としては 8つのフレームの透過率の平均値となり灰色が認識された。第 2の走査期間でも同様に 8つのフレームからなり、その内、 4つのフレームでは選択期間の電圧値が— V b ( - 2 0 V ) となり、反強誘電性液晶は第 2の強誘電性状態を示し白表示を行う。一方、他の 4つのフレームでは選択期間の電圧値が一 V a となり、反強誘電性状態で黒表示を行い、第 1走査期間と同様に第 2走査期間でも灰色が認識された。

第 1 の走査期間と第 2の走査期間に印加される合成電圧波形は 0 Vで対称とし、 0 Vを中心として交流化を行った。また、 8 つのフレームを有しているので透過率は 8通り制御でき 8段階の階調が可乙、、 <¾つ 7 o

図 2 は図 1 に示した実施形態における駆動波形の第 1走査期間の第 1 フレームと第 2 フレーム、及び第 2走査期間の第 1 フレームと第 2 フレームを詳細に表した図である。前記のそれぞれのフレームは選択期間（ S e ) 及び非選択期間（N S e ) から構成され、前記選択期間は 2位相から構成され、 1位相のパルス幅は 2 5 Z s に設定した。非選択期間の時間は選択期間よりも著しく大きい約 2 5 m sであり、走査側電圧波形には非選択期間に 4 V (第 2走査期間では一 4 V ) の保持電圧を印加した。

走査電極の選択期間に印加されるパルスの波高値の絶対値は 1 6 V (第 2走査期間では一 1 6 V ) とし、信号電極に印加される電圧波形の絶対値は 4 Vとした。ここで非選択期間中の走査電極波形の極性に注目すると、第 1走査期間では白表示でも黒表示でも正の極性を示し、走査期間中で変化が無く同一である。

また、第 2走査期間では極性は負を示し、やはり走査期間中で同 —である。ここで、一回の書き込みで分極反転電流が大きく流れる機会は 1度だけなので、反強誘電性液晶表示素子としての消費電流の増加を充分抑えることができた。

• 図 3 は本発明の他の実施形態における駆動電圧波形の全体を表した概略図である。図 1 で表した駆動電圧波形と同じ反強誘電性液晶を使用し、同様に 2つの走査期間から構成し、それぞれの走査期間は 8 つのフレームで構成した。また、図 1 の実施形態と同じく、第 1走査期間の 8つのフレームのうち 4つのフレームでは、選択期間の電圧値が V b ( 2 0 V ) となり、反強誘電性液晶は第 1 の強誘電性状態を示して白表示を行う。一方、他の 4つフレームでは、選択期間の電圧値が V a となり、反強誘電性状態を示して黒表示を行つ但し、白表示及び黒表示するフレームは、それぞれ 4 フレームずつ連続するように設定した。本図の駆動波形でも図 1 の駆動波形と同じ灰色が認識されたが、反強誘電性状態から強誘電性状態に切り替わったのは、同一走査期間内で一度だけ、つまり反強誘電性液晶分子の配向状態は 1度だけ変化したのみであったのでより消費電力を抑えることが出来た。

本実施形態では、走査電極と信号電極を複数有する駆動について示したが、例えば画素がスィッチング素子であるようなアクティブ素子を使用した駆動の場合でも、画素に印加される電圧波形が、本実施形態のような合成電圧波形であれば充分に同じ効果が得られる o

また、本実施形態において駆動用 I Cは O N波形と O F F波形の 2種類の電圧波形のみを出力できる簡易構造の I Cを用いたが、 1 走査期間が 8つのフレームで構成されているために表示としては 9 階調レベルの表示を行うことができた。

図 4 は本発明を実施する装置のブロック構成図である。図中、 4 1 は液晶パネル 4 6 に表示されるデータを発生する表示データ発生源である。 4 2 は制御回路であり、表示データ発生源 4 1 からの表示データに基づいて、第 1及び第 2の走査期間の駆動波形を制御すベく走査側電極駆動回路 4 5を制御し、かつ信号側電極駆動回路 4 4 を制御する。さらに、制御回路 4 2 は電源回路 4 3からの各電極への電源供給タイミングを制御する。

まず、表示データが制御回路 4 2 に入力され、制御回路 4 2 にて表示データに適応した、即ち、図 1 〜図 3の波形に適応した信号タィミングと電圧の大きさの情報を生成し、これを走査側電極駆動回路 4 5及び信号側電極駆動回路 4 4 に入力する。そしてそれぞれの駆動回路の出力ピンから、制御回路 4 2 に基づいた信号のタイミングと大きさの電圧をそれぞれ反強誘電性液晶パネル 4 6 に出力する

産業上の利用分野

以上の実施例で述べたように、本発明の駆動方法、特に階調表示方法を用いることによって、複数の印加電圧を設定する必要はなく、低コストで、かつ消費電流の増大を伴うことなく、反強誘電性液晶表示素子の階調表示が可能である。また反強誘電性液晶の応答速度が充分速いため、画面の「ちらつき」等の表示特性にも問題がなく良好である。

Claims

請求の範囲

1 . マトリックス状に画素を有する一対の基板間に反強誘電性液晶を挟持した反強誘電性液晶表示素子の駆動方法であつて、

前記反強誘電性液晶は、第 1 の強誘電性状態と、第 1 の強誘電性状態とは逆極性の電圧を印加したときに強誘電性状態を示す第 2の強誘電性状態と、反強誘電性状態とを有し、

前記画素への書き込みは少なくとも 2つの連続する走査期間にて行われ、かつ前記走査期間の各々は複数のフレーム期間により構成され、

前記複数のフレーム期間の各々における透過光量の平均値が、前記画素の透過光量となるように設定し、

前記反強誘電性液晶が第 1 の強誘電性状態であるフレーム期間と、前記反強誘電性液晶が第 2の強誘電性状態であるフレーム期間との両方が、同一の走査期間内に存在しないように設定する、

ことを特徴とする反強誘電性液晶表示素子の駆動方法。

2 . マトリックス状に画素を有する一対の基板間に反強誘電性液晶を挟持した反強誘電性液晶表示素子の駆動方法であって、

一つの走査期間は、前記反強誘電性液晶が第 1 の強誘電性状態のフレーム期間と反強誘電性状態のフレーム期間に設定するか、若しくは第 2の強誘電性状態のフレーム期間と反強誘電性状態のフレーム期間に設定する、

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。

3 . 前記反強誘電性液晶が、反強誘電性状態のフレーム期間から第 1 の強誘電性状態又は第 2の強誘電性状態のフレーム期間へ切り替わる個所、若しくは第 1 の強誘電状態又は第 2の強誘電状態のフレーム期間から反強誘電性状態のフレーム期間に切り替わる個所は、同一の走査期間内に多くとも 1個所だけであるように設定する、ことを特徴とする請求項 1又は 2 に記載の反強誘電性液晶表示素子の駆動方法。

4 . マトリックス状に画素を有し、対向面に複数の走査電極と信号電極とをそれぞれ有する一対の基板間に反強誘電性液晶を挟持した反強誘電性液晶表示素子の駆動方法であって、

前記反強誘電性液晶は、第 1 の強誘電性状態と、第 1 の強誘電性状態とは逆極性の電圧を印加したときに強誘電性状態を示す第 2の強誘電性状態と、反強誘電性状態との 3つの配向状態を有し、前記走査電極と信号電極とが対向している個所に位置する前記画素への書き込みは少なくとも 2つの連続する走査期間にて行われ、かつ前記走査斯間の各々は複数のフレーム期間により構成され、前記複数のフレーム期間の各々における透過光量の平均値が、前記画素の透過光量となるように設定し、

前記複数のフレーム期間の各々は、少なくとも反強誘電性液晶の 3つの配向状態の内の 1 つを決定する選択期間と、反強誘電性液晶の選択期間で決定された配向状態を保持する非選択期間とを有し、同一の走査期間内における非選択期間中に走査電極へ印加する電圧の極性が同一であるように設定する、ことを特徴とする反強誘電性液晶表示素子の駆動方法。

5 . 前後するフレーム期間で、非選択期間中の反強誘電性液晶の配向状態が異なる個所は、同一走査期間内に多くとも 1個所だけであるように設定する、

ことを特徴とする請求項 4 に記載の反強誘電性液晶表示素子の駆動力法。

6 . 前後する走査期間の電圧の極性が、 0 ( V ) に対して互いに対称であるように設定する請求項 1乃至 5のいずれかに記載の反強誘電性液晶表示素子の駆動方法。

7 . マトリックス状に画素を有する一対の基板間に反強誘電性液晶を挟持した反強誘電性液晶表示素子の駆動装置であって、

表示データを発生する手段と、

走査側電極を駆動する手段と、

信号側電極を駆動する手段と、

前記画素に所定電圧を供給する電源手段と、

前記表示データを受け、該表示データに適応した信号タイミングと電圧値を作成し、前記走査側電極駆動手段と前記信号側電極駆動手段とに供給する制御手段と、を備え、

前記制御手段は、

前記反強誘電性液晶が第 1 の強誘電性状態であるフレーム期間と、前記反強誘電性液晶が第 2の強誘電性状態であるフレーム期間との両方が、同一の走査期間内に存在しないように設定する、ことを特徴とする反強誘電性液晶表示素子の駆動装置。

8 . マ卜リックス状に画素を有する一対の基板間に反強誘電性液晶を挟持した反強誘電性液晶表示素子の駆動装置であつて、

表示データを発生する手段と、

走査側電極を駆動する手段と、

信号側電極を駆動する手段と、

前記画素に所定電圧を供給する電源手段と、

前記制御手段は、

1 つの走査期間は、前記反強誘電性液晶が第 1 の強誘電性状態のフレーム期間と反強誘電性状態のフレーム期間に設定するか、若しくは第 2の強誘電性状態のフレーム期間と反強誘電性状態のフレーム期間に設定する、

ことを特徴とする反強誘電性液晶ディスプレイの駆動装置。

9 . 前記制御手段は、

前記反強誘電性液晶が、反強誘電性状態のフレーム期間から第 1 の強誘電性状態又は第 2の強誘電性状態のフレーム期間へ切り替わる個所、若しくは第 1 の強誘電状態又は第 2の強誘電状態のフレーム期間から反強誘電性状態のフレーム期間に切り替わる個所は、同 —の走査期間内に多くとも 1個所だけであるように設定する、ことを特徴とする請求項 7又は 8 に記載の反強誘電性液晶表示素子の駆動装置。

1 0 . マトリックス状に画素を有し、対向面に複数の走査電極と信号電極とをそれぞれ有する一対の基板間に反強誘電性液晶を挟持した反強誘電性液晶表示素子の駆動装置であつて、

表示データを発生する手段と、

走査側電極を駆動する手段と、

信号側電極を駆動する手段と、

前記画素に所定電圧を供給する電源手段と、

前記制御手段は、

前記走査電極と信号電極とが対向している個所に位置する前記画素への書き込みは少なくとも 2つの連続する走査期間にて行われ、かつ前記走査期間の各々は複数のフレーム期間により構成され、前記複数のフレーム期間の各々における透過光量の平均値が、前記画素の透過光量となるように設定し、

前記複数のフレーム期間の各々は、少なくとも反強誘電性液晶の配向状態の内の 1 つを決定する選択期間と、反強誘電性液晶の選択期間で決定された配向状態を保持する非選択期間とを有し、同一の走査期間内における非選択期間中に走査電極へ印加する電圧の極性が同一であるように設定する、

ことを特徴とする反強誘電性液晶表示素子の駆動装置。

1 1 . 前記制御手段は、

前後するフレーム期間で、非選択期間中の反強誘電性液晶の配向状態が異なる個所は、同一走査期間内に多くとも 1個所だけであるように設定する、

ことを特徴とする請求項 1 0 に記載の反強誘電性液晶表示素子の駆動装置。

1 2 . 前記制御手段は、

前後する走査期間の電圧の極性が、 0 ( V ) に対して互いに対称であるように設定することを特徴とする請求項 7乃至請求項 1 1 のいずれかに記載の反強誘電性液晶表示素子の駆動装置。