WO2004099868A1

WO2004099868A1 - 反強誘電性液晶パネルおよびその駆動方法

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Publication number: WO2004099868A1
Application number: PCT/JP1995/000697
Authority: WO
Inventors: Shinya Kondoh
Original assignee: Shinya Kondoh
Priority date: 1995-04-07
Filing date: 1995-04-07
Publication date: 2004-11-18
Also published as: US6008787A

Description

明細書反強誘電性液晶パネルおよびその駆動方法技術分野

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利用される反強誘電性液晶パネルおよびその駆動方法に関し、より特定的には、反強誘電性液晶を用いマトリックス状の画素を有する反強誘電性液晶パネルおよびその駆動方法に関する。背景技術

反強誘電性液晶パネルは、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知られており、この反強誘電性液晶パネルについての研究が精力的になされている

。反強誘電性液晶パネルに関しては例えば特開平 2 - 173724号公報を参照することができる。

反強誘電性液晶パネルは光透過率一印加電圧特性にヒステリシスを有する。このため反強誘電性液晶パネルにある電圧を印加すると、印加電圧値とそのパルス幅との積が閾値以上の値をとる場合に第 1 の安定状態としての強誘電状態が選択され、また印加電圧の極性の違いで第 2の安定状態としての強誘電状態が選択され、パルス幅と印加電圧値の積の絶対値がしきい値より低い場合に第 3の安定状態としての反強誘電状態が選択される。光透過率一印加電圧特性の一例が第 1 図に示される。マトリックス状の画素を有する反強誘電性液晶パネルの電極の一例が第 2図に示される。このような反強誘電性液晶パネルでは一般に、走査電極 Y 1〜Y 128 に順次周期的に走査電圧を印加し、信号電極 X I〜： X 160 には所定の信号電圧を走查電圧と同期させて並列的に印加し、選択された画素の液晶分子を表示情報に応じてスィッチングさせる時分割駆動が採用されている時分割駆動の方法としては、種々の方法が提案されている。提案されている方法の例が第 3図および第 4図に示される。 1画面を書き込むために、 2フレームの書き込みを行い、第 1 フレームと第 2 フレームはそれぞれの波形の電圧値が互いに電圧値 0 Vに対して対称な関係になっており、これにより、 2フレームの書き込みによつて交流化を図っている。第 3図には ON状態が、第 4図には OFF 状態をセットする時の電圧と画素の透過率の変化が示される。走査電極に印加される走査電圧は第 3図および第 4図に示すように 3位相からなり、第 1位相で必ず一度 OFF 状態すなわち反強誘電状態にリセットし、第 2位相では、第 1位相での状態を保持し、第 3位相で ON 状態すなわち強誘電状態にセットするかどうか選択する。第 3図の場合には、走査電圧と信号電圧の差である合成電圧の第 3番の位相が強誘電状態にセットするためのしきい値電圧を越えるために、 ON 状態すなわち強誘電状態にセットされ、第 4図の場合には前記しきい値電圧を越えないために OFF 状態すなわち反強誘電状態が保持される。

反強誘電性液晶パネルの問題点の一つとして、反強誘電状態から強誘電状態へのスィッチングの応答速度に比べて強誘電状態から反強誘電状態へのスィッチングの応答速度が 2倍近く遅いことがある。このために従来の駆動法においては、反強誘電状態にリセットするための期間が強誘電状態または反強誘電状態にセットする期間に比べて長くとられている。しかしこのために走査電極数を多くすると、全画素の書き込み時間が非常に長くなるという不利益が生ずる本発明の 1つの目的は反強誘電性液晶パネルの従来技術における不利益な点を解決することにある。

また 1つの観点においては、従来技術の駆動方法で長時間同じ表示を行っていると、画素によっては強誘電性液晶状態になる画素と、一度も強誘電性液晶状態にならない画素とが存在し、これらの画素を再び反強誘電性液晶状態にスィッチングしたときに画素毎に液晶の層構造に違いがあらわれる。これは、それぞれの画素が異なる層構造をとるためである。これにより光の透過率にも相違が生じ、これが残像現象として視覚されるという不利益が生ずる。本発明の

1つの目的は、マトリツクス状に画素を有する反強誘電性液晶パネルにおいて、長時間同じ表示を行っていても、画素ごとに液晶の層構造が異なるために起きる残像現象を無くし、表示を良好に行う液晶パネルを提供することにある。

また、 1 つの観点においては、液晶ディスプレイの駆動において時分割駆動を良好に行うためには、表示状態を決定する位相の走査側の電圧値を V。、信号側の電圧値を V _D とした場合、電圧の設定は、第 1 の走査期間について I V _C I + I V D 1 ≥ ¥ 5かっ 0 ≤ | I V c I - I V D I I ≤ V 1 を満たす必要があり、時分割駆動を行う場合、一般に V。 > V _D で駆動されるので、 V 1 と V 5の差が大きい液晶材料を用いる場合には上記の関係式より V。の値の範囲がかなり限定される（第 1 図参照）。よって、 V 1 と V 5の差が大きい液晶材料を用いた場合、電圧設定範囲がかなり狭く規制され、表示を良好に行うことが困難である。本発明の 1つの目的は、非選択期間の電圧値の範囲を従来の範囲よりも広く設定し、 V I と V 5の電圧値の差が大きな液晶材料についても、表示を容易に良好に行うことが可能な反強誘電性液晶の駆動方法を提供することにある。また、 1つの観点においては、反強誘電性液晶の液晶分子は 3つの安定状態をもつことを前提とし、電圧無印加時は反強誘電状態としての第 3の安定状態に位置し、しきい値電圧 Vth 以上の電圧が印加されるとその印加された電圧の極性によつて強誘電状態としての第 1の安定状態または強誘電状態としての第 2の安定状態ヘスィッチングする。従来技術の駆動方法においては、強誘電状態から反強誘電状態へスィッチングするために印加電圧を 0 Vにし、反強誘電性液晶に外力を与えず液晶分子自身の粘性等の性質によりスィッチングが行われるようになつており、強誘電状態から反強誘電状態への応答速度は非常に遅いものである。従来技術の駆動方法では、第 1 ( S 1 ) 、第 2 ( S 2 ) 、および第 3 ( S 3 ) の位相からなる選択期間の第 1の位相 S 1前半で一度必ず反強誘電状態にリセットし、その後第 3の位相 S 3 におけるセレクトパルスで強誘電状態にするか反強誘電状態にするかを選択するが（第 18図参照）、前述のように反強誘電性液晶は強誘電状態から反強誘電状態への応答速度が遅く、リセットする期間としての第 1の位相 S 1が短いと完全に反強誘電状態にすることができず、表示を良好に行うことができず、それにより、選択期間を充分長くする必要があり、フレーム周波数をあまり高くすることができず、画面の書き込み時間が遅くなり、ビデオレートにおける駆動が困難である。本発明の 1 つの目的は、選択期間内で反強誘電状態へのリセットを高速かつ完全に行い、高速駆動の可能な反強誘電性液晶素子の駆動方法を提供することにある o

また、 1つの観点においては、反強誘電性液晶の液晶分子は 3つの安定状態をもつことを前提とし、電圧無印加時には反強誘電状態である第 3の安定状態に位置し、絶対値がしきい値電圧 Vs以上の電圧が印加されると、印加された電圧の極性によつて強誘電状態である第 1 の安定状態または強誘電状態である第 2の安定状態ヘスィッチングする。強誘電状態から反強誘電状態へのスィッチングは非常に遅い。本発明の 1つの目的は、選択期間内で反強誘電状態に完全にリセットし、表示を高速に行うことが可能な反強誘電性液晶素子の駆動方法を提供することにある。発明の開示

本発明においては、対向面にそれぞれ複数の走查電極と信号電極を有する 1対の基板間に反強誘電性液晶を挟持してなり、マトリツクス状に画素を有する反強誘電性液晶パネルの駆動方法において、いずれかの画素の表示状態を変える毎に全画素を同時に反強誘電状態にする期間を設けることを特徴とする反強誘電性液晶パネルの駆動方法、が提供される。

本発明においてはまた、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対の基板間に反強誘電性液晶を挟持し、マトリックス状に画素を有する反強誘電性液晶パネルにおいて、或る期間全画素の反強誘電性液晶を強誘電性液晶状態にすることを特徴とする反強誘電性液晶ディスプレイ、が提供される。

本発明においてはまた、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パネルにおいて、前記液曰

0B パネルの実駆動は少なくとも 2つの走査期間からなり、各走查期間は少なくとも選択期間と非選択期間の 2つの期間が存在し、前記非選択期間に印加されるパルス波の上限値の電圧値 Vuが、前記パルス波と同極性の電圧値を前記反強誘電性液晶パネルに印加して増大させた場合に透過率が増加し始める電圧値 V 1 と電圧値を減少させた場合に透過率が減少し始める電圧値 V 2 との間である V 2 ≤ Vu≤ V 1 の範囲に設定され、また前記パルス波の下限値の電圧値 Vdが前記電圧値 V 1 とは逆極性の電圧の絶対値を増加させたときに透過率が増加し始める電圧値 V 3 と前記電圧値 V 1 との間である V 3 ≤Vd≤ V 1 の範囲に設定されることを特徵とする反強誘電性液晶ディスプレイの駆動方法、が提供される。

本発明においてはまた、少なくとも第 1 の走査期間および第 2の走査期間を有し、前記第 1 の走査期間と前記第 2の走査期間の電圧波形が 0 Vに対して対称であり、前記第 1 の走査期間および前記第 2の走査期間はそれぞれ少なくとも選択期間と非選択期間を有する反強誘電性液晶素子の駆動方法において、走査電極には前記選択期間の第 1 の位相でリセットパルスを印加し、前記選択期間の第 2の位相でセレクトパルスを印加し、前記リセットパルスの電圧の極性は前記選択期間の前の状態が一方の強誘電状態であるときに他方の強誘電状態へ変化させるしきい値電圧の極性と同極性であり、前記リセットパルスの電圧の絶対値は、 0 より大きく前記しきい値電圧の絶対値より小さく、同一の前記選択期間内における前記リセットパルスと前記セレクトパルスの極性は同極性であることを特徴とする反強誘電性液晶素子の駆動方法、が提供される。

本発明においてはまた、少なくとも第 1 の走査期間および第 2の走査期間を有し、前記第 1 の走査期間と前記第 2の走査期間とは電圧波形が 0 Vに対して対称であり、前記第 1 の走査期間と前記第 2 の走査期間はそれぞれ少なくとも選択期間と非選択期間を有する反強誘電性液晶素子の駆動方法において、前記選択期間は第 1 の位相、第 2の位相、および第 3の位相を有し、走査電極には前記選択期間の前記第 1 の位相でリセットパルスが印加され、前記第 2の位相でベース電圧が印加され、前記第 3の位相でセレクトパルスが印加され、前記リセットパルスの電圧の極性は、前記選択期間の直前が一方の強誘電状態であるとき他方の強誘電状態へ変化させるときのしきい値電圧と同極性であり、前記リセットパルスの電圧の絶対値は、 0 より大きく前記しきい値電圧の絶対値より小さく、前記べ一ス電圧の電圧値 Vbx は不等式 V 3 < Vbx く V 1 で与えられ、ここに、 V 1 は反強誘電性液晶素子に正電圧を印加するときに光透過率が増加し始める電圧を、 V 3は負電圧を印加するときに光透過率が増加し始める電圧をそれぞれ表し、同一の前記選択期間内における前記リセットパルスと前記セレクトパルスの極性は同極性であることを特徵とする反強誘電性液晶素子の駆動方法、が提供される。

本発明による反強誘電性液晶パネルの駆動方法においては、画素の書換えを行う毎に 1度全画素を同時に反強誘電状態にリセットしておき、その後各走査電極 1 ライン毎に書き込みを行い、強誘電状態または反強誘電状態にセットするための駆動波形が画素に順次印加される。全画素を同時に反強誘電状態にセットするための期間が設けられることにより、個々の書込みにおけるリセット期間が不要または短期間ですみ、また電極 1 ラインの書き込み時間自体が短縮されることにより、走査電極の数が多くなつても全画素の書き込み時間を短縮することができる。図面の簡単な説明

第 1 図は反強誘電性液晶パネルの光透過率 -印加電圧特性の例を示す図、

第 2図はマトリックス状の画素を有する反強誘電性液晶パネルの電極の例を示す図、

第 3図および第 4図は従来提案されている時分割駆動の方法の例を示す図、

第 5図は本発明の一実施例としての液晶パネルの断面を示す図、第 6図は液晶パネルの画素に印加される駆動電圧波形の例を示す図、

第 7図は本発明の他の 1つの実施例としての液晶パネルを示す図第 8図は本発明の他の 1つの実施例としての液晶パネルの駆動電圧波形を示す図、

第 9図、第 10図、および第 1 1図は反強誘電性液晶の層構造の例を示す図、

第 12図は駆動方法における動作に対応する液晶パネルと偏光板の構成を示す図、

第 13図は本発明の一実施例における駆動波形に対比される従来技術における駆動波形を示す図、

第 14図は本発明の一実施例における駆動波形を示す図、

第 1 5図は本発明の一実施例における駆動方法を図解する図、第 1 6図は走査電極に印加される電圧と光透過率の関係を図解する図、

第 17図は走査電極に印加される電圧と光透過率の関係を図解する図、

第 18図は従来技術における液晶素子の時分割駆動方法の例を図解する図、

第 1 9図は液晶分子の状態を図解する図、

第 20図は本発明の一実施例としての液晶素子の駆動方法を図解する図、

第 21図は、走査電極に印加される電圧と光透過率の関係を示す図でめ。発明を実施するための最良の形態

本発明の一実施例としての反強誘電性液晶パネルの断面図が第 5 図に示される。反強誘電性液晶パネルは、反強誘電性液晶 46をその層厚が約 2 になるように一対の基板 43， 48で挟持して構成されている。基板 43， 48の対向面には電極 44が形成され、その上に配向膜 45, 47が設けられている。さらに一方の基板 43の外側に偏光板の偏光軸と配向膜 45， 47の配向処理方法とが平行になるように第 1 の偏光板 41が設置されており、他方の基板 48の外側には第 1 の偏光板 41 の偏光軸と 90 ° 異なるようにして第 2の偏光板 49が設置されている o

第 5図の液晶パネルの画素に印加される駆動電圧波形の例が第 6 図に示される。液晶パネルとしては第 2図に示される走査電極数 12 8 本、信号電極数 160 本の反強誘電性液晶パネルが用いられる。第 6 図における A 1 , A 128 は、第 2図における画素 A 1 , A 128 に対応する。この駆動方法においては、 1選択期間が 2パルスで構成される。 1走査が 2 フレームから構成され、第 1 フレームと第 2 フレームは互いに 0 Vに対して対称な電圧値をとる。 ON状態を表示する場合の第 1 フレームの選択期間の第 2番の位相の電圧値は 30 V、第 2 フレームの選択期間の第 2番の位相の電圧値は— 30 V、 OFF 状態を表示する場合の第 1 フレームの選択期間の第 2番の位相の電圧値は 26 V、第 2 フレームの走査期間の第 2番の位相の電圧値は一 26 Vであり、一画面の走査時間は約 80msとして駆動が行われる。この場合において、 2つの表示画面を交互に表示し、この 2つの表示画面を替える毎に、第 6図に示されるように全画素に印加される電圧値を 0 Vとする休止期間を設け、この休止期間を 500 a s とする。この場合において、 1画面の表示時間を約 3秒間とし、それにしたがい 1画面を表示するために、 40回の走査を行う。

ON状態を選択するための駆動波形が各画素に印加された場合、第 1 フレームの第 1番の位相の電圧値が 0 Vのために、まず OFF 状態としての反強誘電状態にリセットされ、その後の第 2番の位相が強誘電状態にスィッチングするためのしきい値電圧値を越えるために ON状態としての強誘電状態にセットされる。 OFF 状態を選択するための駆動波形が各画素に印加された場合には、選択期間の第 1番の位相が 0 Vのために、まず OFF 状態にリセットされる、その後の第 2番の位相が強誘電状態にセットするためのしきい値電圧値を越えないために、 OFF 状態としての反強誘電状態が維持される。

第 5図、第 6図に図解される駆動方法においては新しい表示を行う場合には、全画素に印加される電圧値が 0 Vとなる休止期間が約 500 sあるために、この期間で全画素を強誘電状態から反強誘電状態に完全にリセットすることができる。したがって、反強誘電状態をセットするためのパルス幅と強誘電状態をセットするためのパルス幅を等しくしても、駆動を良好に行うことができる。これに対し従来の駆動方法では、反強誘電状態をセットするためのパルス幅と強誘電状態をセットするためのパルス幅を等しくしてしまうと、 ON状態を表示していた画素を OFF 状態にリセットする場合に、選択パルスの第 1位相だけでは強誘電状態から反強誘電状態へのリセットを充分に行うことができない。

第 5図、第 6図に図解される駆動方法においては、画素の書換えを行う毎に全画素を同時に反強誘電状態にする期間が設けられ、それにより反強誘電状態を選択するパルス幅と強誘電状態を選択するパルス幅が同じ長さにされることができ、走査電極数が増加した場合においても、書き込み時間を大幅に長くすることを回避して駆動を行うことができる。

本発明の他の 1つの実施例としての反強誘電性液晶パネルが第 7 図に示される。液晶パネルには反強誘電性液晶パネル 1 6に走査側駆動回路 12と信号側駆動回路 13が電気的な接続がされ、この駆動用の回路は 2つの異なる波形を出力するために、表示パターンを表示する表示用駆動波形出力回路 14とスメクチック層をセル内で制御する層構造制御用出力回路 15から構成され、両波形の出力部には出力切替えスィッチ 1 1が付いており、どちらからの出力を行うかを任意に選択できる。 Tは波形出力端子である。したがって、長時間同じ表示を行った後に数秒間層構造の制御用の波形を液晶セルに印加させることにより、全画素を強誘電性液晶状態にし、電圧印加後は全画素の層構造を同一にすることができ、それにより層構造の違いにより生ずる残像現象を防止することができる。

本発明の他の 1 つの実施例としての反強誘電性液晶パネルの駆動波形が第 8図に示される。液晶パネルとしては、走査側電極数 128 本、信号側電極数 160 本の電極を有する液晶セルを用いた（第 2図、第 5図）。第 8図の Y l , Y 2は、第 2図の走査電極 Y 1 , Y 2 に対応する。駆動波形は 1選択期間が 2パルスで構成される。また 1走査が 2つの走査期間から構成され、第 1走査期間と第 2走査期間は互いに 0 Vに対して対称な電圧値を取っている。走査電極に印加される第 1走査期間の選択期間の第 1位相目は 0 V、第 2位相目の電圧値は 30 V、次の選択期間の前の 2位相はリセット期間とし 30 V、残りの非選択期間には 10 Vの電圧波形が印加され、第 2走査期間の選択期間の第 1位相目は 0 V、第 2位相目の電圧値は一 30 V、次の選択期間の前の 2位相はリセット期間とし— 30 V、残りの非選択期間には一 10 Vの電圧波形が印加される。また信号電極側には、走査電極側と同期して ON状態の時の第 1位相は 0 V、第 2位相は 6 Vの電圧波形が印加される。また OFF 状態の時の第 1位相は 0 V、第 2位相は一 6 Vの電圧波形が印加される。フレーム周波数約 60ms として駆動が行われる。

ON状態、 OFF 状態の信号電極によらずに、リセット期間に一度必ず強誘電性液晶状態に画素部の液晶はリセットされ、その後選択期間で ON状態にするか OFF 状態にするかを選択する。したがって、長時間同じ表示を行っても、画素毎に層構造が異なることがないため、新たな表示の書き込みを行った場合においても残像現象は生じない。

反強誘電性液晶は第 1 図に示されるように透過光量一電圧特性にヒステリシスを有し、これにより、液晶分子にあるパルス波を印加した場合に、このパルス幅と電圧値の積の値がしきい値以上の値をとる場合に強誘電状態である第 1 の安定状態が選択され、また印加電圧の極性の違いによつて、強誘電状態である第 2の安定状態が選択され、この第 1 の状態および第 2の状態から、前記パルス幅と電圧値の積の値の絶対値が或るしきい値より低い場合に反強誘電状態である第 3の安定状態が選択される。反強誘電性液晶を含むマトリックス形の液晶パネルの電極構成が第 2図に示される。走査電極 Y 1〜Y 128 に順次周期的に選択電圧を印加し、信号電極 Χ 1〜Χ 1 6 0 には所定の情報信号を走査電極信号と同期させて並列的に印加し、選択された画素の液晶分子を表示情報に応じてスィツチングし、それにより時分割駆動が行われる。時分割駆動の方法としては、例えば第 3図および第 4図に示されるような方法が提案されている。第 7図、第 8図に図解される駆動においては、長時間同じ表示を行った場合においても新たな画面を書き込んだとき以前の画面が残像することがなく、それにより表示を良好に行うことができる。

なお反誘電性液晶の層構造の例が第 9図、第 10図、第 1 1図に示される。ガラス基板 G間の反強誘電性液晶はスメクチック層 Sのために層構造を有し、電圧を印加する前の反強誘電性液晶状態ではセル内で基板法線と層法線が垂直にならないように構成され、セルの中で層が「く」の字状に折れ曲がつているシェブロン構造をとり（第 9図）、電圧が印加され強誘電性液晶状態になると基板法線と層法線が垂直になるように構成されたブックシエルフ型層構造となり（第 10図）、その後再度反強誘電性液晶状態になったときには、初期の反強誘電性液晶状態の時の層構造とは異なる（第 11図）。このことは例えば刊行物、応用物理、 VOL. 59, NO. 10 に記載されている。したがって、従来技術における駆動方法において長時間同じ表示を行うと、画素により強誘電性液晶状態になる画素と、一度も強誘電性液晶状態にならない画素が存在することになる。このため、これらの画素を再び反強誘電性液晶状態にスィッチングしたとき画素毎に液晶の層構成に違いがあらわれる。これは、それぞれの画素が第 9図、第 1 1図に示されるような異なる層構造をとるためである。それにより、光の透過率にも相違が生じ、それが残像現象として視覚されることになる。

反強誘電性液晶ディスプレイの駆動方法における動作の例が第 1 図に示される。第 1 図に示される動作においては、反強誘電性液晶パネルの実駆動が少なくとも 2つの走査期間からなり、各走査期間は少なくとも選択期間と非選択期間の 2つの期間が存在し、非選択期間に印加されるパルス波の上限値のレベル Vuが、前記パルス幅と同極性の電圧値を前記液晶パネルに印加し増大させた場合に透過率が増加し始める電圧値 V I と、電圧値を減少させた場合に透過率が減少し始める電圧値 V 2 との間 V 2 ≤Vu≤ V 1 の範囲に設定され、また前記パルス波の下限値のレベル Vdが前記電圧値 V 1 とは逆極性の電圧の絶対値を増加させたときに透過率が増加し始める電圧値 V 3 と V 2の間 V 3 ≤Vd≤ V 2に設定される。

非選択期間に於いては選択期間で設定された 3つの安定状態を保持しなければならない。例えば第 1 の安定状態をとる場合には非選択期間内に印加される電圧値はヒステリシスループの電圧値 V 2以上で電圧値 V 1以下にする必要があった。第 1 の安定状態をとつた場合に、その後に印加されるパルス波の電圧値が V 2以下で V 3以上の間の値の場合には第 3の安定状態をとるが、この V 2以下で V 3以上の電圧値を持つパルス波の後に、液晶分子が第 3の安定状態へ戻るために必要な時間よりも十分短い時間内に、 V 1 と V 2の間の電圧値のパルス波が印加されれば第 1 の安定状態から第 3の安定状態へ戻ることはないことが判明した。通常の反強誘電性液晶は第 3 の安定状態から第 1 の安定状態もしくは第 2の安定状態ヘスィッチングする時間よりも、第 1 の安定状態もしくは第 2の安定状態から第 3の安定状態ヘスィッチングする時間の方が長いために、非選択時に印加される 1 パルスのパルス幅は、第 1 の安定状態から第 3 の安定状態ヘスィッチングするためには短かすぎる。

従来技術においては、例えば第 1 の安定状態を選択した場合には、非選択時に印加される電圧値の範囲は V 2以上でかつ V 1以下にしなければならず、電圧値の幅が狭かった。第 1 図に示される動作においては、非選択時に印加される電圧値の下限の範囲が、 V I以下で V 3以上に設定されていればよいため電圧値の範囲を広くすることができる。例えば、第 1 図において、 I V 1 — V 2 I ≥ I V 2 - V 4 I であれば走査側電圧の非選択時における保持電圧を V 2にした場合には、非選択期間のパルス波の上限の電圧値は V 1 まで大きくすることができ、下限の電圧値は V 2 - ( I V 1 - V 2 | ) の値をとることができ、従来技術に比べて信号側電圧の幅を大きくとることができる。

時分割駆動に於いては、走査側電圧波形の選択期間に印加される選択パルスの絶対値と信号側電圧波形の絶対値の差が小さい方が、 ONの状態を選択する場合に画素に印加されるパルス波の電圧値と OF F 状態を選択する場合に画素に印加されるパルス波の電圧値の差を大きくすることができ、ヒステリシスループの立ち上がりや立ち下がりがあまり急峻でない液晶材料を駆動することも容易になる。したがって、信号側電圧の絶対値はできるだけ大である場合のほうが駆動がより良好になる。第 1 図に示される動作においては、従来よりも信号側電圧の絶対値を大きくすることができ、それにより、多くの液晶材料について表示を容易に良好に行うことができる。

第 1 図に示される動作の一例として、反強誘電性液晶は第 1 図に示されるようなヒステリシスループを画き、その場合に V 1 = 18 V 、 V 2 = 4 V . V 3 = - 18 V、 V 4 = - 4 V . V 5 = 30 V、 V 6 = — 30 Vである。この反強誘電性液晶を用いた場合の駆動波形が第 15 図に示される。駆動波形は 2つの走査期間から構成され、また 1選択期間は 4パルスで構成される。第 1走査期間と第 2走査期間は互いに 0 Vに対して対称な電圧値をとる。各パルス幅は 100 s、走査電極に印加される第 1走査期間の選択期間の 1位相目から第 3番の位相は 0 V、第 4番の位相は 30 V、残りの非選択期間の保持電圧は 4. 5 Vの電圧波形が印加され、第 2走査期間の選択期間の第 1番の位相から第 3番の位相の電圧値は 0 V、第 4番の位相の場合が- 30 V、残りの非選択期間の保持電圧は- 4. 5 Vの電圧波形が印加される。また信号電極側には、走査電極側と同期して ONの状態の時の第 1番の位相から第 2番の位相は 0 V、第 3番の位相は 12V、第 4 番の位相は一 12Vの電圧波形が印加される。また OFF の状態の時の第 1番の位相と第 2番の位相は 0 V、第 3番の位相は一 12V、第 4 番の位相は 12 Vの電圧波形が印加される。フレーム周波数約 60msとして、駆動が行われた。したがって、従来に比べて信号側電圧値を大きく設定することができ、また走査側電圧の非選択時の保持電圧値を低く設定することができ、それにより、表示を良好に行うことができる。反強誘電性液晶をディスプレイとして用いる場合の構成が第 12図に示される。クロスニコルに合わせた偏光板 21 a， 21 bの間に、どちらかの偏光板の偏光軸と電圧無印加時に於ける分子の長軸方向が平行になるように液晶セル 22を置き、電圧無印加時に黒が、電界印加時には白が表示できるようにしている。このようなセル構成に於いて液晶セルに電圧を印加したとき、それに対する透過率変化をグラフにプロットすると第 1 図のようなヒステリシスループを描くことが出来、電圧を印加し増加させていく場合に透過率が変化し始める電圧値を V I、透過率の変化が飽和する電圧値を V 5、逆に電圧値を減少させていく場合に透過率が減少し始める電圧値を V 2、また前記電圧値と逆電圧を印加し、その絶対値を増加させた場合に透過率が変化し始める電圧値を V 3、透過率変化が飽和する電圧値を V 6、逆に電圧の絶対値を減少させた場合に透過率が変化し始める電圧値を V 4 とする。第 1図から理解されるように、液晶分子にあるパルス波を印加した場合、このパルス幅と電圧値の積の値がしきい値以上の値をとる場合に強誘電状態である第 1 の安定状態が選択され、また印加電圧の極性の違いによって、強誘電状態である第 2 の安定状態が選択され、この第 1 の状態及び第 2の状態から、前記パルス幅と電圧値の積の値の絶対値があるしきい値より低い場合には反強誘電状態である第 3の安定状態が選択される。

時分割駆動の方法としては、従来、種々の方法が提案されている。反強誘電性液晶を含むマトリックス形の液晶パネルの電極構成が第 2図に示される。走査電極 Y 1〜Y 128 に順次周期的に選択電圧を印加し、信号電極 Χ 1〜Χ 160 には所定の情報信号を走査電極信号と同期させて並列的に印加し、選択された画素の液晶分子を表示情報に応じてスィツチングさせる時分割駆動が採用されている。第 14図に示される駆動方法においては、 1画面を書き込むために、 2 つの走査期間の書き込みを行い、第 1走査期間の第 2走査期間はそれそれの波形の電圧値が互いに電圧値 0 Vに対して対称な関係になつており、これにより、交流化を図っている。第 2図における画素部 A 1 の ONの状態と OFF の状態をセットする時の電圧波形と画素の透過率の変化が第 14図に示される。選択期間中、走査電極 Y 1 に印加される信号は 3位相からなり、第 1位相で必ず一度反強誘電状態である OFF の状態にリセットし、第 2位相では、第 1位相での状態を保持し、第 3位相で強誘電状態の ONの状態にセットするかどうか選択する。第 3位相目が強誘電状態にセットするためのしきい値電圧を越えた場合には、強誘電状態の ONの状態にセットされ、前記しきい値電圧を越えない場合は反強誘電状態の OFF の状態を保持するここで、時分割駆動の場合の非選択期間の電圧は、第 1 図において印加電圧を増加させた場合に透過率が変化し始める電圧値 V 1 以下でかつ印加電圧の絶対値を減少させた場合に透過率が変化する電圧値 V 2以上に設定されている。

良好に時分割駆動を行うためには走査側の電圧値を V _c 、信号側の電圧値を V _D とした場合には電圧の設定は上記で説明した第 1走查期間について考えると、 I V。 I + I V D I ≥ V 5かつ 0 ≤ I I V _c I - I V _D I I ≤ V 1 を満たす必要があり、ここで時分割駆動を行う場合、一般に V。 > V _D で駆動されるので、 V I と V 5の差が大きい液晶材料を用いる場合には上記の関係式より V。の値の範囲がかなり限定される。よって、 V 1 と V 5の差が大きい液晶材料を用いた場合、電圧設定範囲がかなり狭く規制され、良好な表示を行うことが困難であった。本発明の実施例による駆動方法においては、非選択期間の電圧値の範囲を従来の範囲よりも広く設定することにより、 V 1 と V 5の電圧値の差が大きな液晶材料に関しても、表示が容易に良好に行われることが可能な反強誘電性液晶の駆動が実現される。本発明の実施例による駆動方法によれば、反強誘電性液晶ディスプレイにおいて、使用する反強誘電性液晶材料の特性に寄与されることなく良好な表示を容易に良好に行うことができる。

本発明の他の 1つの実施例としての反強誘電性液晶素子の駆動方法が第 15図に図解される。第 15図に図解される駆動方法においては、少なくとも第 1走査期間および第 2走査期間を有し、第 1走査期間と第 2走査期間の電圧波形が 0 Vに対して対称であり、第 1走査期間および第 2走査期間はそれぞれ少なくとも選択期間と非選択期間を有し、走査電極には選択期間の第 1位相でリセットパルスを印加し、選択期間の第 2位相でセレクトパルスを印加し、リセットパルスの電圧の極性は選択期間の前の状態が一方の強誘電状態であるときに他方の強誘電状態へ変化させるしきい値電圧の極性と同極性であり、リセットパルスの電圧の絶対値はしきい値電圧の絶対値より小さく 0 Vより大きく、かつ同一の選択期間内におけるリセットパルスとセレクトパルスの極性は同極性である。

第 1 図に示されるように、第 1 の安定状態としての強誘電状態から第 2の安定状態としての強誘電状態へ反強誘電性液晶をスィッチングする場合には、絶対値がしきい値電圧 V 6以上でしきい値電圧 V 6 と同極性の電圧を印加することにより高速にスィッチングすることができる。また、第 2の安定状態から第 1 の安定状態へ反強誘電性液晶をスィツチングする場合には、絶対値がしきい値電圧 V 5 以上でしきい値電圧 V 5 と同極性の電圧を印加することにより高速にスィッチングすることができる。この場合液晶分子は一方の強誘電状態である第 1 または第 2の安定状態から他方の強誘電状態である第 2 または第 1 の安定状態へ移行する間に必ず反強誘電状態としての第 3の安定状態を通過する。また、それぞれのしきい値電圧値 V 6， V 5 と同極性で、それぞれのしきい値電圧値 V 6 , V 5 より絶対値の小さい電圧で 0 Vより大きい電圧を印加すると、液晶分子は第 1 または第 2の安定状態へ安全に移行することができず、その後反強誘電状態である第 3の安定状態へ移行することがわかってい o

この現象を利用して強誘電状態である第 1 の安定状態から反強誘電状態である第 3の安定状態へ高速でスィッチングするためには、他方の強誘電状態である第 2の安定状態ヘスィッチングするのに必要なしきい値電圧 V 6 と同極性で、絶対値がこのしきい値電圧 V 6 の絶対値より絶対値が小さく 0 Vより大きい電圧を印加する。同様に強誘電状態である第 2の安定状態から反強誘電状態である第 3の安定状態へ高速でスィツチングするためには、他方の強誘電状態である第 1 の安定状態ヘスィツチングするのに必要なしきい値電圧 V 5 と同極性で、このしきい値電圧 V 5の絶対値より絶対値の小さい電圧で 0 Vより大きい電圧を印加する。それにより反強誘電状態で液晶分子が止まるようになり、強誘電状態である第 1 または第 2の安定状態から反強誘電状態である第 3の安定状態へ高速度でスィッチングすることができる。この方法においては、上記のようなリセットパルス Vrp が印加される。したがって、第 1 の位相 Saの反強誘電状態から次の状態としての強誘電状態または反強誘電状態へセットするためのセレクトパルス Vsの極性は、リセットパルス Vrp の極性と同じである。

第 15図においては、白表示用の ON状態と黒表示の OFF 状態をセットするときの電圧波形を示される。 1画面の書き込みを第 1走査期間 Seと第 2走査期間 Sfとで行っている。ここで第 1走査期間 Seと第 2走査期間 Sf とはその電圧波形が互いに 0 Vに対して対称になっている。第 1走査期間 Seと第 2走査期間 Siはそれぞれ選択期間 Scと非選択期間 Sdとで構成されている。選択期間 Scは第 1位相 Saと第 2位相 Sbで構成されている。走査電極には第 1位相 Saでリセットパルス Vrp が印加され、第 2位相 Sbでセレクトパルス Vsが印加される。

強誘電状態が維持されている場合、すなわち S表示の状態が維持されている場合、には各走査期間 Se， Sf毎にその安定状態である第 1 または第 2安定状態が異なる。しかし、選択期間 Scの直前の状態が第 1安定状態である場合には、リセットパルス Vr p の極性を第 2 安定状態へのしきい値電圧 V 6 と同極性にし、かつリセットパルス Vr p の電圧値を I V 6 I > I Vrp I > 0であるようにすることにより、高速に反強誘電状態にリセットすることができる。また選択期間 Scの直前の状態が第 2安定状態である場合には、リセットパルス Vrp の極性を第 1安定状態へのしきい値電圧 V 5 と同極性にし、かつリセットパルス Vrp の電圧値を I V 5 I > I Vrp I > 0であるようにすることにより、高速に反強誘電状態にリセットすることができる。さらに直前の状態が反強誘電状態の場合、リセットパルス Vr P の電圧値が上記範囲にあるため、しきい値電圧 V 5， V 6を越えることがなく強誘電状態へのスィッチングは行われない。したがつて、選択期間 Scの直前の状態にかかわらず、リセットパルス Vrp の印加期間である第 1位相 Saの期間内で反強誘電状態に完全にリセットされ、それにより、フレーム周波数を高くすることがてきる。また、それにより、画面の書き込み時間が遅くなることを回避してビデォレ一トでの駆動を行うことができる。

白表示用の ON状態の選択期間 S cにおいて、走査電極に印加される電圧と光透過率の関係が第 16図に示される。選択期間は第 1位相 Sa と第 2位相 Sbの 2位相から構成される。第 1 位相 Saではリセットパルス Vrp が、第 2位相 Sbではセレクトパルス Vsが印加される。なお、選択期間 Scの直前の状態は強誘電状態である。この実施例においては、第 1位相 Saの期間内で反強誘電状態に完全にリセットすることができるため、光透過率がセレクトパルス Vsを印加する直前で十分低くなっている。

これに対比させて第 18図に示される従来技術による駆動方法の場合における走査電極に印加される電圧と光透過率の関係が第 17図に示される。第 17図にみられるように、選択期間 S 4の第 1位相 S 1 、第 2位相 S 2の期間内では反強誘電状態に充分にリセットされていない。

この実施例における液晶表示パネルの印加電圧と光透過率の関係は第 1 図に示されており、この実施例におけるしきい値電圧 V 5は 40 Vであり、しきい値電圧 V 6は— 40 Vである。

走査電極には第 1位相 Saでリセットパルス Vrp が印加され第 2位相 Sbでセレクトパルス Vsが印加される。白表示用の ON状態、黒表示用の OFF 状態ともに、第 1走査期間 Seのリセットパルス Vrp の電圧値は 18 V、セレクトパルス Vsの電圧値は 30 V、非選択期間 Sdの保持電圧値は 4. 5 Vにそれぞれ設定される。また、白表示用の ON状態、黒表示用の OFF 状態ともに、第 2走査期間 Sfのリセットパルス Vrp の電圧値は— 18 V、セレクトパルス Vsの電圧値は— 30 V、非選択期間 Sdの OFF のセット電圧値は— 4. 5 Vにそれぞれ設定される。

信号電極には走査電極の印加電圧と同期した電圧を印加される。白表示用の ON状態の第 1走査期間 Seの第 1位相 Saでは 12V、第 2位相 Sbでは - 12 Vの電圧が印加され、第 2走査期間 Sfの第 1位相 Saでは— 12V、第 2位相 Sbでは 12Vの電圧が印加されるように設定した。また黒表示用の OFF 状態の時の第 1走査期間 Seの第 1位相 Saでは — 12 V、第 2位相 Sbでは 12Vの電圧が印加され、第 2走査期間 Sfの第 1位相 Saでは 12 V、第 2位相 Sbでは一 12 Vの電圧が印加されるように設定される。各パルス幅は 100 に設定される。この結果フレーム周波数約 15msで駆動することができ、従来技術と対比して、フレーム周波数が非常に早くなり、ビデオレートの周波数においても、駆動を良好に行うことができる。このように、この実施例においては、選択期間内において反強誘電状態へのリセットを高速にかつ完全に行うことができる。そのためをビデオレートに近いフレーム周波数で駆動する場合においても、表示を容易に良好に行うことができる。

反強誘電液晶素子の時分割駆動方法としては、従来、種々のものが提案されているが、その一例が第 18図に示される。第 18図においては、白表示用の ON状態と黒表示用の OFF 状態をセットする時の電圧波形が示される。この駆動方法は 1 つの画面の書き込みを 2つの走査期間 S 6 , S 7で行う。第 1走査期間 S 6 と第 2走査期間 S 7 とはそれぞれの電圧波形が互いに電圧値 0 Vに対して対称な関係になっており、 2つの走査期間 S 6 , S 7の書き込みによって交流化を図っている。第 1走査期間 S 6および第 2走査期間 S 7はそれぞれ選択期間 S 4および非選択期間 S 5からなる。選択期間 S 4に印加される電圧は、第 1位相 S l、第 2位相 S 2、第 3位相 S 3の 3 位相からなる。走査電極に印加される電圧と信号電極に印加される電圧との合成波形は第 18図に示されるような状態になり、第 1 位相 S 1 で必ず一度反強誘電状態である OFF の状態にリセットし、第 2 位相 S 2で第 1位相 S 1 における状態を保持し、第 3位相 S 3のセレクトパルス SPで強誘電状態である ONの状態にセットするかどうかを選択する。第 3位相 S 3のセレクトパルス SPが強誘電状態にセットするためのしきい値電圧 Vt h を越える場合には、強誘電状態である ONの状態にセットされ、しきい値電圧 Vt h を越えない場合は反強誘電状態である OFF の状態を保持する。

反強誘電体液晶の液晶分子の状態が第 1 9図に図解される。第 1 9図に示されるように反強誘電性液晶の液晶分子 Mは 3つの安定状態をもつ。電圧無印加時は反強誘電状態である第 3安定状態に位置し、しきい値電圧 Vth 以上の電圧が印加されるとその印加された電圧の極性によつて強誘電状態である第 1安定状態または強誘電状態である第 2安定状態へのスィツチングが行われる。第 18図に示される従来の駆動方法では、強誘電状態から反強誘電状態へのスィツチングが行われるために印加電圧を 0 Vにしていた。すなわち、反強誘電性液晶に外力を与えることなく液晶分子自身の性質例えば粘性によりスィッチングが行われるようにしていた。このため強誘電状態から反強誘電状態への応答速度は非常に遅かった。

第 18図に示される駆動方法においては、選択期間 S 4の第 1 位相 S 1前半で一度必ず反強誘電状態にリセットし、その後第 3位相 S 3のセレクトパルス SPで強誘電状態にするか反強誘電状態にするかを選択する。しかし、上述したように反強誘電性液晶は強誘電状態から反強誘電状態への応答速度が遅い。このためリセットする期間としての第 1位相 S 1 が短いと完全に反強誘電状態にすることができず、表示を良好に行うことができない。そのため選択期間 S 4を充分長くする必要があり、フレーム周波数をあまり高くすることができなかった。その結果、画面の書き込み時間が遅くなり、ビデオレートでの駆動が困難であった。反強誘電性液晶素子の偏向軸と液晶分子の平均的長軸方向の関係が第 12図に図解される。

本発明の他の 1つの実施例としての反強誘電性液晶素子の駆動方法が第 20図に図解される。第 20図に図解される駆動方法においては、少なくとも第 1走査期間および第 2走査期間を有し、第 1走査期間と第 2走査期間とは電圧波形が 0 Vに対して対称であり、第 1走査期間と第 2走査期間はそれぞれ少なくとも選択期間と非選択期間を有し、選択期間は第 1位相、第 2位相、および第 3位相を有し、走査電極には選択期間の第 1位相でリセットパルスが印加され、第 2位相でベース電圧が印加され、第 3位相でセレクトパルスが印加され、リセットパルスの電圧の極性は、選択期間の直前が一方の強誘電状態であるとき他方の強誘電状態へ変化させるときのしきい値電圧と同極性であり、かつリセットパルスの電圧の絶対値はしきい値電圧の絶対値より小さく 0 Vより大きく、ベース電圧の電圧値 Vb X は不等式 V 3 < Vbx < V 1 で与えられ、ここに、 V I は反強誘電性液晶素子に正電圧を印加するときに光透過率が増加し始める電圧、 V 3は負電圧を印加するときに光透過率が増加し始める電圧であり、同一の選択期間内におけるリセットパルスとセレクトパルスの極性は同極性である。好適には、選択期間の第 2位相で印加されるベース電圧は 0 Vである。

反強誘電性液晶の液晶分子を第 1図に示される第 1安定状態としての強誘電状態から、第 3安定状態としての反強誘電状態へ高速でスイッチングするためには、他方の第 2安定状態としての強誘電状態へスィツチングするのに必要なしきい値電圧 V 6 と同極性で、絶対値がこのしきい値電圧 V 6の絶対値より小さく 0 Vより大きい電圧のリセットパルス Vrp を印加する。同様に第 2安定状態としての強誘電状態から第 3安定状態としての反強誘電状態へ高速でスィッチングするためには、他方の第 1安定状態としての強誘電状態ヘスィツチングするのに必要なしきい値電圧 V 5 と同極性で、このしきい値電圧 V 5の絶対値より絶対値の小さい電圧で 0 Vより大きい電圧のリセットパルス Vrp を印加する。

第 20図に図解される駆動方法においては、上記リセットパルス Vr P の印加により他方の第 1 または第 2安定状態としての強誘電状態付近まで揺らいだ液晶分子を、第 3安定状態としての反強誘電状態へ完全に移行させるために、リセットパルス Vrp 印加後の第 2位相でベース電圧 Vbx を印加する。ベース電圧 Vbx は光透過率が増加し始める電圧 V 3 , V Iで規定され、 V 3 く Vbx く V Iであり、ここに、 V 1 は反強誘電性液晶素子に正電圧を印加するときに光透過率が増加し始める電圧、 V 3は負電圧を印加するときに光透過率が増加し始める電圧である。ベース電圧の極性は任意選択することができ、リセットパルス Vrp の極性と同じでもよく異なっていてもよい。また、ベース電圧としてより好ましくは 0 Vである。本発明では第 2位相でベース電圧を印加することにより、選択期間の前の状態が強誘電状態であるか反強誘電状態であるかにかかわらず、第 3位相におけるセレクトパルス Vsを印加する前に液晶分子を完全に反強誘電状態にリセットすることができる。なお、ベース電圧が上記範囲を越える場合には、液晶分子が強誘電状態に移行してしまう。第 20図に示されるように、白表示用の ONの状態と黒表示用の OFF の表示をセットするときに、走査電極、信号電極にそれぞれ印加される電圧波形、およびその合成波形を表している。この実施例においては、一画面の書き込みを第 1走査期間 Sfと第 2走査期間 Sgとで行っている。ここで第 1走査期間 Sf と第 2走査期間 Sgは電圧波形が 0 Vに対して対称になっている。第 1走査期間 Sfと第 2走査期間 Sg はそれぞれ選択期間 Sdと非選択期間 Seとで構成されている。選択期間 Sdは第 1位相 Sa、第 2位相 Sb、第 3位相 Scで構成されている。走査電極には第 1位相 Saでリセットパルス Vrp が印加され、第 2位相 Sbでベース電圧 Vbx が印加され、第 3位相 Scでセレクトパルス Vsが印加される。

白表示用の強誘電状態が維持されている場合には、各走査期間 Sf ， Sg毎にその安定状態が第 1 または第 2の安定状態になり、異なつている。選択期間 Sdの直前の状態が第 2の安定状態である場合には、極性が第 1 の安定状態へのしきい値電圧 V 5 と同極性であり、電圧値が I V 5 I > I Vrp I > 0 としてあらわされるリセットパルス Vr が印加される。選択期間 Sdの直前の状態が第 1 の安定状態である場合には、極性が第 2の安定状態へのしきい値電圧 V 6 と同極性であり、かつ電圧値が | V 6 I > I Vrp I > 0 としてあらわされるリセットパルス Vrp が印加される。

第 20図に図解される駆動方法においては、第 2位相 Sbで印加するベース電圧 Vbx を 0 Vにし、リセットパルス Vrp の印加で揺らいだ液晶分子を完全に第 3安定状態としての反強誘電状態に復帰させている。このようにしてリセットパルス Vrp 印加後に、 V 3 く Vbx く V I としてあらわされるベース電圧 Vbx を印加することにより、第 2位相 Sb内で反強誘電状態に完全にリセットすることができる。したがって選択期間 Sdの直前の状態にかかわらず、セレクトパルス Vs を印加する前に反強誘電状態に完全にリセットすることができる。それにより、表示パターンによらずに表示を高速かつ良好に行うことができる。

白表示用の ON状態の選択期間 Sdにおける、走査電極に印加される電圧と光透過率の関係が第 21図に示される。選択期間 Sdの直前は反強誘電状態である。リセットパルス Vrp の印加により第 1 または第 2の安定状態としての強誘電状態付近まで揺らいだ液晶分子を、ベース電圧 Vbx を印加することにより第 2位相 Sb内で反強誘電状態に完全にリセットすることができる。それにより、第 3位相 Sc前に光透過率を充分低くすることができる。この実施例で使用される液晶表示パネルの印加電圧と光透過率の関係は第 1 図に示される。しきい値電圧 V 5 は 40V、しきい値電圧 V 6は— 40Vである。

走査電極には選択期間 Sdの第 1位相 Saでリセットパルス Vrp が印加され、第 2位相 Sbでベース電圧 Vbx が印加され、第 3位相 Scでセレクトパルス Vsが印加される。白表示用の ONの状態、黒表示用の OF F の状態ともに、第 1走査期間 Sfの第 1位相 Saのリセットパルス Vr p の電圧を 18 V、ベース電圧を 0 V、セレクトパルス Vsの電圧を 30 V、非選択期間 Seの OFF セット電圧を 4. 5 Vに設定した。また、白表示用の ONの状態、黒表示用の OFF の状態ともに第 2走査期間 Sgのリセットパルス Vrp の電圧は- 1 8V、ベース電圧は 0 V、セレクトパルス Vsの電圧は一 30 V、非選択期間 Seの保持電圧値は— 4. 5 Yにそれぞれ設定される。

信号電極には走査電極の印加電圧と同期した電圧が印加される。白表示用の ONの状態の第 1走査期間 Sfの第 1位相 Saでは 12V、第 2 位相 Sbでは 0 V、第 3位相 Scでは - 12 Vの電圧が、第 2走査期間 Sg の第 1位相 Saでは - 12V、第 2位相 Sbでは 0 V、第 3位相 Scでは 12 Vの電圧がそれぞれ印加されるように設定される。黒表示用の OFF の状態の時の第 1走査期間 Sfの第 1位相 Saでは- 12V、第 2位相 Sb では 0 V、第 3位相 Scでは 12Vの電圧が、第 2走査期間 Sgの第 1位相 Saでは 12V、第 2位相 Sbでは 0 V、第 3位相 Scでは— 12 Vの電圧がそれぞれ印加されるように設定される。各パルス幅は 100 ja mに設定される。それにより、フレーム周波数約 15msにおいて駆動を行うことができ、従来技術の場合と比較してフレーム周波数が非常に速いものになり、ビデオレートの周波数においても表示を良好に行うことができる。また、表示パターンにかかわらず、表示を高速かつ良好に行うことができる。

本発明の一実施例として第 20図に図解される駆動方法によれば、反強誘電性液晶素子をビデオレートのフレーム周波数においても駆動を行うことができる。また、表示パターンにかかわらず表示を高速かつ良好に行うことができる。産業上の利用の可能性本発明による反強誘電性液晶パネルおよびその駆動方法は、例えばマトリックス状の画素を有する反強誘電性液晶を用いる表示パネル、光シャッターアレイ等に利用されることができる。

Claims

請求の範囲

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対の基板間に反強誘電性液晶を挟持してなり、マトリツクス状に画素を有する反強誘電性液晶パネルの駆動方法において、いずれかの画素の表示状態を変える毎に全画素を同時に反強誘電状態にする期間を設けることを特徴とする反強誘電性液晶パネルの駆動方法。

2. 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対の基板間に反強誘電性液晶を挟持し、マトリツクス状に画素を有する反強誘電性液晶パネルにおいて、或る期間全画素の反強誘電性液晶を強誘電性液晶状態にすることを特徵とする反強誘電性液晶ディスプレイ。

3. 前記反強誘電性液晶パネルと電気的な接続を持った駆動回路が、表示パターンを表示させるための表示用駆動波形出力回路と、スメクチック層の層構造をセル内で制御するための層構造制御用出力回路の 2つの回路から構成され、この 2つの回路からの出力を任意に選択する、請求の範囲 2記載の反強誘電性液晶ディスプレイ。

4. 前記反強誘電性液晶パネルにおいて、全走査電極の書き込みを行うための期間内に、少なくとも 2つの走査期間を設け、前記走查期間中に少なくとも 1度は全画素が必ず強誘電性液晶状態になるためのリセット期間を設けた駆動方法を用いる、請求の範囲 2記載の反強誘電性液晶ディスプレイ。

5. 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対の基板間に反強誘電性液晶を挟持し、マトリツクス状に液晶画素を有する反強誘電性液晶パネルにおいて、前記液晶パネルの実駆動は少なくとも 2つの走査期間からなり、各走査期間は少なくとも選択期間と非選択期間の 2つの期間が存在し、前記非選択期間に印加されるパルス波の上限値の電圧値 Vuが、前記パルス波と同極性の電圧値を前記反強誘電性液晶パネルに印加して増大させた場合に透過率が増加し始める電圧値 V 1 と電圧値を減少させた場合に透過率が減少し始める電圧値 V 2 との間である。 V 2 ≤Vu≤ V 1 の範囲に設定され、また前記パルス波の下限値の電圧値 Vdが前記電圧値 V 1 とは逆極性の電圧の絶対値を増加させたときに透過率が増加し始める電圧値 V 3 と前記電圧値 V 1 との間である。 V 3 ≤Vd≤ V 1 の範囲に設定され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 ο

6. 少なくとも第 1 の走査期間および第 2の走査期間を有し、前記第 1 の走査期間と前記第 2の走査期間の電圧波形が 0 Vに対して対称であり、前記第 1 の走査期間および前記第 2の走査期間はそれぞれ少なくとも選択期間と非選択期間を有する反強誘電性液晶素子の駆動方法において、走査電極には前記選択期間の第 1 の位相でリセットパルスを印加し、前記選択期間の第 2の位相でセレクトパルスを印加し、前記リセットパルスの電圧の極性は前記選択期間の前の状態が一方の強誘電状態であるときに他方の強誘電状態へ変化させるしきい値電圧の極性と同極性であり、前記リセットパルスの電圧の絶対値は、 0 より大きく前記しきい値電圧の絶対値より小さく、同一の前記選択期間内における前記リセットパルスと前記セレクトパルスの極性は同極性であることを特徴とする反強誘電性液晶素子の駆動方法。

7. 少なくとも第 1 の走査期間および第 2の走査期間を有し、前記第 1 の走査期間と前記第 2の走査期間とは電圧波形が 0 Vに対して対称であり、前記第 1 の走査期間と前記第 2の走査期間はそれぞれ少なくとも選択期間と非選択期間を有する反強誘電性液晶素子の駆動方法において、前記選択期間は第 1 の位相、第 2の位相、および第 3の位相を有し、走査電極には前記選択期間の前記第 1 の位相でリセットパルスが印加され、前記第 2の位相でベース電圧が印加され、前記第 3の位相でセレクトパルスが印加され、前記リセットパルスの電圧の極性は、前記選択期間の直前が一方の強誘電状態であるとき他方の強誘電状態へ変化させるときのしきい値電圧の同極性であり、前記リセットパルスの電圧の絶対値は、 0 より大きく前記しきい値電圧の絶対値より小さく、前記ベース電圧の電圧値 Vbx は不等式 V 3 く Vbx く V I で与えられ、ここに、 V 1 は反強誘電性液晶素子に正電圧を印加するときに光透過率が増加し始める電圧を、 V 3は負電圧を印加するときに光透過率が増加し始める電圧をそれぞれ表し、

同一の前記選択期間内における前記リセットパルスと前記セレクトパルスの極性は同極性であることを特徴とする反強誘電性液晶素子の駆動方法。

8. 前記ベース電圧が 0 Vであることを特徵とする請求の範囲 7 記載の反強誘電性液晶素子の駆動方法。