JPH1164822A - 強誘電性液晶ディスプレイの駆動方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 表示品質の向上の障害となるリセット期間を
排除し、通常の駆動電圧の範囲で強誘電性液晶ディスプ
レイを駆動する。 【解決手段】 選択期間に印加する双極性パルスの第２
位相と逆極性の直流バイアスＶｔを非選択期間に印加
し、走査側電圧Ｖｓ、信号側電圧Ｖｄ、前記直流バイア
ス電圧Ｖｔに対応する立ち上がり完了電圧Ｖ４、前記直
流バイアス電圧Ｖｔに対応する立ち下がり開始電圧Ｖ５
が、 Ｖｓ＝（Ｖ４−Ｖ５）／２ Ｖｓ＋Ｖｄ＞Ｖ４かつＶｓ−Ｖｄ＜Ｖ５かつＶｄ＜Ｖ５ の条件を満たすように設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は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】強誘電性液晶層には二つの安定状態を有
するヒステリシス現象があり、所定の駆動信号に対する
液晶層の応答は、駆動される液晶層履歴に依存して異な
る。そこで、液晶層を所定の状態に駆動する方法として
は、ヒステリシス領域を超えて前歴を無視し得るほどの
高い電圧波高値で極性が異なる双極性パルスからなる２
種の駆動信号で駆動する方法が考えられる。しかし、こ
の方法は、各画素ごとに駆動信号が変わり、駆動方法が
複雑で実用上適さない。

【０００３】そこで、リセット信号により前歴を解消し
た後、極性順序が同じ双極性パルスで電圧波高値の異な
る２種の駆動信号（Ｏｎ、Ｏｆｆ）で駆動する方法が提
案されている。この駆動方法には、強誘電性液晶の２つ
の安定状態のうち一方の安定状態（第一の安定状態：以
下これを暗状態と記載する）に強制的にスイッチングさ
せる期間（以後、リセット期間と記載する）と、その
後、暗状態を維持するか、もう一方の安定状態（第二の
安定状態：以下これを明状態と記載する）にスイッチン
グするかを選ぶ期間（以後、選択期間と記載する）とが
設けられている。

【０００４】以下に図面を用いて、従来のリセット方式
による強誘電性液晶ディスプレイのマトリックス駆動方
法について説明する。図９は、一つの走査期間の最初の
部分に設けるリセット期間１１において一度、全画素を
暗状態にし、その後、各走査電極に順次選択期間を設け
る駆動方法の例である。図９（ａ）は、選択期間１２に
おいて明状態を選択する場合、また図９（ｂ）は、選択
期間１２ａにおいて暗状態を選択する場合を示してい
る。このように、走査期間の周期毎にリセットする駆動
方法については、特開平２−１８１７２４号報に開示さ
れている。

【０００５】また、図１０は、リセット期間と選択期間
を連結させ、この連結された期間を各走査電極に順次に
設けていく駆動方法の例である。図１０（ａ）は、リセ
ット期間１４と選択期間１３とにおいて明状態を選択す
る場合、また図１０（ｂ）は、リセット期間１４ａと選
択期間１３ａとにおいて暗状態を選択する場合を示して
いる。このように走査電極選択毎にリセットする駆動方
法については、特開昭６３−１５１９３０号報に開示さ
れている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、走査期
間の周期毎にリセットする駆動方法は、リセット期間と
選択期間が離れることによりフリッカーが発生する。こ
のため動画表示には適さないという問題がある。

【０００７】また、走査電極選択毎にリセットする駆動
方法は、リセット期間と選択期間が連結されており、フ
リッカーが発生が少ない。このため動画表示には適する
が、リセット期間と選択期間とを足し合わせた時間が各
走査電極に設けられるため一走査期間が冗長になるとい
う問題がある。

【０００８】そこで本発明の目的は、フリッカーの原因
となり、走査期間を冗長化するリセット期間を排除し、
かつヒステリシス領域内の電圧波高値を有する極性順序
が同じ双極性パルスからなる駆動信号で駆動し得る強誘
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。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために、本発明における強誘電性液晶ディスプレイの駆
動方法は、対向面にそれぞれ複数の走査電極と信号電極
を有する一対のガラス基板間に強誘電性液晶を挟み持
つ、強誘電性液晶ディスプレイの駆動方法であって、一
走査期間を表示状態を選択する選択期間と選択した状態
を保持する非選択期間とから構成し、前記走査電極に
は、選択期間内に電圧の波高値が±Ｖｓの二位相からな
る対称な双極性パルスから構成される走査側電圧Ｖｓを
印加する。また、非選択期間には、該走査側電圧Ｖｓの
第二位相のパルスと極性の異なる直流バイアス電圧Ｖｔ
を印加する。さらに、前記信号電極には、電圧の波高値
が±Ｖｄの二位相からなる対称な双極性パルスから構成
される信号側電圧Ｖｄを印加することによって、前記強
誘電性液晶が持つ二つの安定状態を切り替える。すなわ
ち、前記信号電極に印加される前記信号側電圧Ｖｄの第
一位相のパルス極性をマイナスとすることによって強誘
電性液晶の第一の安定状態を確定維持し、前記信号側電
圧Ｖｄの第一位相のパルス極性をプラスとすることによ
って強誘電性液晶の第二の安定状態を確定維持する。ま
た、前記双極性パルスの極性を走査期間毎に反転させる
とともに、前記走査側電圧Ｖｓ、信号側電圧Ｖｄ、直流
バイアス電圧Ｖｔ、該直流バイアス電圧Ｖｔに対応する
立ち上がり完了電圧Ｖ４、該直流バイアス電圧Ｖｔに対
応する立ち下がり開始電圧Ｖ５が、 Ｖｓ＝（Ｖ４−Ｖ５）／２ Ｖｓ＋Ｖｄ＞Ｖ４かつＶｓ−Ｖｄ＜Ｖ５かつＶｄ＜Ｖ５ の条件を満たすことを特徴とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】図２は、本発明に用いる強誘電性
液晶ディスプレイのセル構造を示す構成図である。本発
明で用いる強誘電性液晶ディスプレイは、約２μｍの厚
さの強誘電性液晶層２１と該強誘電性液晶層２１を挟む
一対のガラス基板２２ａ、２２ｂで構成し、スペーサー
材２３によってギャップを維持し、シール材２４によっ
て強誘電性液晶層２１と外部を遮断している。

【００１１】またガラス基板２２ａ、２２ｂの対向面に
は走査電極２５ａと信号電極２５ｂを形成し、その上に
配向膜２６ａ、２６ｂを布塗し、ラビング処理を施して
いる。

【００１２】さらにガラス基板２２ａ、２２ｂの外側に
偏光板２７ａ、２７ｂを設置し、一方の偏光板２７ａの
偏光軸はラビング処理により強誘電性液晶分子の二つの
安定状態のうち一方の安定状態を示しているときの液晶
分子の長軸方向と平行になるように設置する。また、他
方の偏光板２７ｂの偏光軸は、前記偏光板２７ａの偏光
軸となす角度が直角になるように設置する。

【００１３】図３（ａ）は、図２に示す走査電極２５ａ
に数十μ秒のパルス幅ｔの波高値対称の双極性パルス
（第一位相の波高値は、−Ｖｐ、第二位相の波高値は、
Ｖｐとする。）を印加し、そのあと印加する直流バイア
ス電圧ＶｋをＶｋ＝０ｖとしたとき、双極性パルス印加
から約１６．７ｍＳ（一走査期間の長さ）後までの透過
光量積分値（縦軸）と、双極性パルスの第二位相の波高
値Ｖｐ（横軸）との関係を表したグラフであり、強誘電
性液晶ディスプレイ特有のヒステリシスループを示して
いる。

【００１４】図３（ｂ）は図３（ａ）のグラフを得たと
きの印加電圧波形を示し図３（ｃ）は、光学応答の例を
示した図である。

【００１５】図３（ａ）より、暗状態を明状態に変える
にはＶｐ＞Ｖ１＞０ｖ、明状態を暗状態に変えるにはＶ
ｐ＜−Ｖ２＜０ｖであることが必要となり、極性順序を
同じくした双極性パルス（ここでは第一位相はマイナ
ス、第二位相はプラスとしている）では、その波高値の
高低だけでは暗状態・明状態を表示しわけることが不可
能であり、このことが従来の駆動方法にリセット期間を
必要としていた根拠である。

【００１６】図４（ｂ）に示すように、一走査期間に選
択期間３１ａと非選択期間３２ａを設け、選択期間３１
ａで双極性パルス（第一位相の波高値は、−Ｖｐ、第二
位相の波高値は、Ｖｐとする。）を印加し、その後、双
極性パルス駆動信号の第２位相と逆極性の直流バイアス
電圧Ｖｋを非選択期間３２ａに印加し、直流バイアス電
圧Ｖｋを増大していくと、第４図（ａ）に示すようにヒ
ステリシスループが第２位相電圧側に順次シフトする。
図４（ｃ）は、そのときの光学応答の例を示した図であ
る。

【００１７】図４（ａ）で直流バイアス電圧Ｖｋ＝−Ｖ
３のとき、暗状態を明状態に変えるには双極性パルス電
圧Ｖと立ち上がり完了電圧Ｖ４との間には、Ｖｐ＞Ｖ４
の条件が必要であり、明状態を暗状態に変えるには双極
性パルス電圧Ｖ＞０ｖであっても双極性パルス電圧Ｖと
立ち下がり開始電圧Ｖ５とがＶｐ＜Ｖ５の条件を満たせ
ばよいことがわかる。

【００１８】具体的例を図５と図６に示す。図５（ａ）
に示すような双極性パルス電圧Ｖと立ち上がり完了電圧
Ｖ４とが、Ｖｐ＞Ｖ４で、直流バイアス電圧Ｖｋ＝−Ｖ
３とした電圧波形を印加した場合、暗状態から明状態に
変わる時の光学応答を図５（ｂ）示し、明状態を繰り返
す時の光学応答を図５（ｃ）示している。

【００１９】また、図６（ａ）に示すような双極性パル
ス電圧Ｖと立ち下がり開始電圧Ｖ５とがＶｐ＜Ｖ５で、
直流バイアス電圧Ｖｋ＝−Ｖ３とした電圧波形を印加し
た場合、明状態から暗状態に変わる時の光学応答を図６
（ｂ）示し、暗状態を繰り返す時の光学応答を図６
（ｃ）示している。

【００２０】以上のように、直流バイアス電圧Ｖｋを適
切な値に設定すると、極性順序を同じくした双極性パル
スで、その波高値が異なる２種類の駆動信号で駆動履歴
に依存せずＯｎ、Ｏｆｆ駆動が可能であることを見出し
た。本発明は、この点に着目して完成されたものであ
り、以下実施の形態に基づいて実際に駆動する際の形態
を説明する。

【００２１】図１（ａ）は、本発明に用いた走査電極側
電圧波形を示した図である。本発明に用いた駆動方法
は、第１の走査期間と第２の走査期間を有し、第２の走
査期間での走査電極側電圧波形は、第１の走査期間での
走査電極側電圧波形の極性だけが反転されたものであ
る。また、一走査期間は、約１６．７ｍＳで、選択期間
３１と非選択期間３２から構成されている。

【００２２】選択期間３１において走査電極側に印加す
る電圧は、波高値が−ＶｓとＶｓとの２位相からなる双
極性パルスとし、ここで走査側電圧Ｖｓは、下記のよう
に設定する。すなわち、直流バイアス電圧Ｖｋを最適値
Ｖ３に設定した場合の立ち上がり完了電圧をＶ４、立ち
下がり開始電圧をＶ５とすると、

【００２３】Ｖｓ＝（Ｖ４−Ｖ５）／２と設定する。

【００２４】この時の双極性パルスの１位相の時間
（ｔ）は、数十μＳとした。

【００２５】また非選択期間３２において走査電極側に
印加する電圧は、双極性パルスの第２位相と逆極性の直
流バイアス電圧とし、ここでの最適化直流バイアス電圧
Ｖｔは、下記のように設定する。すなわち直流バイアス
電圧Ｖｋの絶対値を｜Ｖｋ｜とし、直流バイアス電圧Ｖ
ｋの最適値Ｖ３の絶対値を｜Ｖ３｜とすると、

【００２６】Ｖｔ＝｜Ｖｋ｜＝｜Ｖ３｜と設定する。

【００２７】非選択期間３２においては、すべての走査
電極に最適化直流バイアス電圧Ｖｔが印加される。次に
第２の走査期間に移行すると、第１の走査期間での走査
電極側電圧波形の極性が反転された状態で駆動される。
すなわち、走査期間毎の反転駆動となる。

【００２８】図１（ｂ）は、本発明に用いた信号電極側
電圧波形を示した図である。第１走査期間及び、第２走
査期間において信号側電極に印加する電圧は、波高値−
ＶｄとＶｄとの２位相からなる双極性パルスとし、暗状
態を選択する時の波高値は、第一位相を−Ｖｄ、第二位
相をＶｄとする。また、明状態を選択する時の波高値
は、第一位相をＶｄ、第二位相を−Ｖｄとする。

【００２９】ここで、信号側電圧Ｖｄは、下記のように
設定する。すなわち、直流バイアス電圧Ｖｋを最適値Ｖ
３に設定した場合の立ち上がり完了電圧をＶ４とし、立
ち下がり開始電圧をＶ５とし、Ｖｓ＝（Ｖ４−Ｖ５）／
２とすると、

【００３０】Ｖｓ＋Ｖｄ＞Ｖ４かつＶｓ−Ｖｄ＜Ｖ５か
つＶｄ＜Ｖ５と設定する。

【００３１】図７と図８に本実施形態に用いた走査側電
圧波形と信号側電圧波形との合成電圧波形及び、これに
対応する光学応答を示した。第１の走査期間と第２の走
査期間で暗表示から暗表示、または、暗表示から明表示
を選択するときの状態を示す。また、第１の走査期間・
第２の走査期間で明表示から暗表示、または、明表示か
ら明表示を選択するときの状態を図８に示す。

【００３２】以上述べたように本発明は、双極性パルス
駆動信号の第２位相と逆極性の直流バイアス電圧Ｖｋを
非選択期間に印加することにより、従来技術で必要とし
たリセット期間を排除し、走査期間を短縮することがで
きる。さらに、選択期間においては、一対の双極性パル
スだけでＯｎ、Ｏｆｆの駆動が可能となり、駆動方法を
簡素化することができる。

【００３３】

【発明の効果】以上本発明によれば、フリッカーの原因
となり、走査期間を冗長化するリセット期間を排除し、
かつヒステリシス領域内の電圧波高値を有する極性順序
が同じ双極性パルスからなる駆動信号を用いて強誘電性
液晶ディスプレイを駆動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と信号電極側電圧
波形を示す波形図である。

【図２】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３】強誘電性液晶ディスプレイに双極性パルスを印
加したときの光透過量を示す図である。

【図４】強誘電性液晶ディスプレイに双極性パルスと直
流電圧を印加したときの光透過量を示す図である。

【図５】本発明の印加電圧波形を示す波形図と光学応答
を示す図である。

【図６】本発明の印加電圧波形を示す波形図と光学応答
を示す図である。

【図７】本発明の合成電圧波形と光学応答を示す図であ
る。

【図８】本発明の合成電圧波形と光学応答を示す図であ
る。

【図９】従来の印加電圧波形を示す波形図である。

【図１０】従来の印加電圧波形を示す波形図である。

【符号の説明】

２１ 強誘電性液晶 ２５ 走査電極 ２５ａ 信号電極 ３１ 選択期間 ３２ 非選択期間 Ｖ１ 立ち上がり完了電圧 Ｖ２ 立ち下がり開始電圧 Ｖ３ 直流バイアス電圧 Ｖ４ 立ち上がり完了電圧 Ｖ５ 立ち下がり開始電圧 Ｖｄ 双極性パルスからなる信号側電圧 Ｖｋ 直流バイアス電圧 Ｖｐ 双極性パルス電圧 Ｖｓ 双極性パルスからなる走査側電圧 Ｖｔ 最適化直流バイアス電圧

Claims (1)

【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
   電極を有する一対のガラス基板間に強誘電性液晶を挟み
   持つ強誘電性液晶ディスプレイの駆動方法であって、 一走査期間が表示状態を選択する選択期間と選択した状
   態を保持する非選択期間とから構成され、前記走査電極
   には、選択期間内に電圧の波高値が±Ｖｓの二位相から
   なる対称な双極性パルスから構成される走査側電圧Ｖｓ
   を印加し、非選択期間に、該走査側電圧Ｖｓの第二位相
   のパルスと極性の異なる直流バイアス電圧Ｖｔを印加
   し、前記信号電極には、電圧の波高値が±Ｖｄの二位相
   からなる対称な双極性パルスから構成される信号側電圧
   Ｖｄを印加することによって、前記強誘電性液晶が持つ
   二つの安定状態を切り替え、かつ前記信号電極に印加さ
   れる前記信号側電圧Ｖｄの第一位相のパルス極性をマイ
   ナスとすることによって強誘電性液晶の第一の安定状態
   を確定維持し、前記信号側電圧Ｖｄの第一位相のパルス
   極性をプラスとすることによって強誘電性液晶の第二の
   安定状態を確定維持し、前記双極性パルスの極性を走査
   期間毎に反転させるとともに、前記走査側電圧Ｖｓ、信
   号側電圧Ｖｄ、直流バイアス電圧Ｖｔ、該直流バイアス
   電圧Ｖｔに対応する立ち上がり完了電圧Ｖ４、該直流バ
   イアス電圧Ｖｔに対応する立ち下がり開始電圧Ｖ５が、 Ｖｓ＝（Ｖ４−Ｖ５）／２ Ｖｓ＋Ｖｄ＞Ｖ４かつＶｓ−Ｖｄ＜Ｖ５かつＶｄ＜Ｖ５ の条件を満たすことを特徴とする強誘電性液晶ディスプ
   レイの駆動方法。