(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
選択期間twと保持期間tkと、該保持期間tk後、前記選択期間tw前に液晶状態を強誘電状態から反強誘電状態にするための期間である緩和期間tsを有する反強誘電性液晶表示装置に於いて、緩和期間ts内に、走査信号電圧が表示信号の１周期の内少なくとも表示信号能動期間の半分の期間中は零でない水平走査期間を、少なくとも２個設けたことを特徴とする反強誘電性液晶表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の反強誘電性液晶表示装置に於いて、零でない水平走査期間が正である水平走査期間と負である水平走査期間の両方を設けたことを特徴とする反強誘電性液晶表示装置。
【請求項３】
請求項１に記載の反強誘電性液晶表示装置に於いて、緩和期間tsに印加される走査信号電圧が、正電圧と負電圧とが交互に印加されるように構成したことを特徴とする反強誘電性液晶表示装置。
【請求項４】
請求項１に記載の反強誘電性液晶表示装置に於いて、緩和期間tsの少なくとも一部において、走査信号電圧を交番変動電圧源から供給することを特徴とする反強誘電性液晶表示装置。
【請求項５】
請求項４に記載の反強誘電性液晶表示装置に於いて、交番変動電圧源の電圧を、各水平走査期間の一部において零とすることを特徴とする反強誘電性液晶表示装置。
【請求項６】
請求項１に記載の反強誘電性液晶表示装置に於いて、零でない水平走査期間をｔ、選択期間をtwとすると、
ｔ≧tw
であることを特徴とする反強誘電性液晶表示装置。
【請求項７】
請求項１に記載の反強誘電性液晶表示装置に於いて、走査信号電圧が零でない水平走査期間は、表示信号周期の整数倍の期間であることを特徴とする反強誘電性液晶表示装置。
【請求項８】
請求項１に記載の反強誘電性液晶表示装置に於いて、保持期間tkと零でない水平走査期間の間に走査信号電圧が零である期間を設けたことを特徴とする反強誘電性液晶表示装置。
【請求項９】
請求項１に記載の反強誘電性液晶表示装置に於いて、緩和期間tsに於いて最初の零でない走査信号電圧を、先行する保持期間に於ける液晶状態が（＋）強誘電状態の場合は負電圧、（−）強誘電状態の場合は正電圧としたことを特徴とする反強誘電性液晶表示装置。
【請求項１０】
請求項１に記載の反強誘電性液晶表示装置に於いて、前記緩和期間tsの少なくとも一部において、保持期間tkの走査信号電圧の絶対値と零でない水平走査期間の走査信号電圧の絶対値を等しくしたことを特徴とする反強誘電性液晶表示装置。
【請求項１１】
請求項１に記載の反強誘電性液晶表示装置に於いて、Asを反強誘電飽和電圧、Ftを強誘電閾値電圧、V2を表示信号電圧、V4を零でない水平走査期間の走査信号電圧とすると、
｜As｜＜｜V4＋V2｜＜｜Ft｜
であることを特徴とする反強誘電性液晶表示装置。
【請求項１２】
請求項１に記載の反強誘電性液晶表示装置に於いて、緩和期間tsの少なくとも一部に於ける走査信号電圧を、温度に応じて変化させることを特徴とする反強誘電性液晶表示装置。
【請求項１３】
請求項１に記載の反強誘電性液晶表示装置に於いて、表示信号の１周期の内表示信号能動期間の前半分の期間は走査信号電圧を選択電圧とし、後ろ半分の期間は保持期間tkと同一電圧とすることを特徴とする反強誘電性液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、複数の列電極と複数の行電極を有する反強誘電性液晶表示パネルを用いた、液晶表示装置に関する。
背景技術
反強誘電性液晶は液晶に印加する電圧を無電圧（零）で放置すると反強誘電状態に安定する。以下この安定状態を中立状態という。反強誘電性液晶パネルは該中立状態で暗表示するようにも、明状態を表示するようにも構成でき、本発明はそのいずれにも対応するものであるが、以下の説明は中立状態で暗表示をするものについて説明する。
図１６は反強誘電性液晶の印加電圧に対する光透過率を示す図の一例であり、横軸に印加電圧、縦軸に光透過率を示す。
点Ｏで中立状態にある液晶に正の電圧を印加していくと、電圧Ｆｔで急激に透過率が高くなり、電圧Ｆｓでほぼ最大透過率に達し飽和した強誘電状態となる。この後、より高い電圧を印加しても光透過率はさほど変化しない。次に印加電圧を徐々に減少させると、電圧Ａｔで急激に透過率が低くなり、電圧Ａｓで透過率がほぼ零になり反強誘電状態に戻る。同様に電圧を０Ｖより負の電圧を印加していくと、−Ｆｔで急激に透過率が高くなり電圧−Ｆｓでほぼ最大透過率に達し飽和した強誘電状態となる。この後、印加電圧を徐々に０Ｖに近づけると、電圧−Ａｔで急激に透過率が低くなり、電圧−Ａｓで透過率がほぼ０となり、反強誘電状態に戻る。上記のように、液晶の強誘電状態には正電圧印加による場合と負電圧の印加による場合とがあるが、以下前者の場合を（＋）強誘電状態、後者の場合を（−）強誘電状態とする。また｜Ｆｔ｜を強誘電閾値電圧、｜Ｆｓ｜を強誘電飽和電圧、｜Ａｔ｜を反強誘電閾値電圧、｜Ａｓ｜を反強誘電飽和電圧と呼ぶ事にする。
図１６に示す印加電圧に対する光透過率特性の曲線（ヒステリシス曲線）は、一般には、時間に対する電圧の変化の割合の絶対値、すなわち｜ｄＶ／ｄｔ｜が一定な三角波状の電圧を印加して得る事が多い。しかしこの場合｜ｄＶ／ｄｔ｜の値を変えるとヒステリシス曲線の形状も変化し、前記Ａｓ、Ｆｔ、Ｆｓ、Ａｔ等の値も変化してしまうため、これらの値を明確にするには上記｜ｄＶ／ｄｔ｜の値を規定する必要がある。しかし本発明に於いてはより実際の駆動状態に即した値を得るため、以下の方法により図１６を得るものとする。この場合温度は使用温度とする。
対象とする表示装置の１フレーム（後述する）の長さをＰｔ、選択電圧（後述する）を印加する期間の長さをＷｔとする。
（１）安定した反強誘電状態（中立状態）にある液晶に時間幅がＷｔで電圧値がＶｚなるパルス電圧を印加し、該パルス電圧印加終了時に於ける光透過率の値とＶｚの関係を描画する。Ｖｚの値を変化させてこの操作を繰り返すと図１６に於ける点ＯからＦｔを経由してＦｓに至る曲線及び点Ｏから−Ｆｔを経由して−Ｆｓに至る曲線が得られる。
（２）次に液晶に上記｜Ｆｓ｜以上の電圧を印加して飽和した強誘電状態としておき、時刻０に印加電圧を｜Ｖｚ｜に減少させて上記（Ｐｔ−Ｗｔ）後の光透過率の値とＶｚの関係を描画する。｜Ｖｚ｜の値を変化させてこの操作を繰り返すと図１６に於けるＦｓからＡｔ、Ａｓを経由して点Ｏに至る曲線及び−Ｆｓから−Ａｔ、−Ａｓを経由して点Ｏに至る曲線が得られる。
液晶パネルによっては上記（２）の場合に於いて得られる曲線（図１６に於いてＦｓ又は−Ｆｓから点Ｏに向かう曲線）が縦軸と交差する場合がある。その主たる原因は液晶の応答性によるものである。すなわち液晶に｜Ｆｓ｜以上の電圧を印加して強誘電状態に維持しておき、時刻０で印加電圧Ｖｚを０にすると、液晶はある時間（以下緩和時間ｔｎという）を経過した後、最終的に反強誘電状態に安定するのであるが、この緩和時間ｔｎが前記（Ｐｔ−Ｗｔ）よりも長いと上記（２）によって得られる曲線が縦軸と交差する事になる。
このような液晶パネルは実際の駆動に於いて完全な反強誘電状態にする事が困難となり、暗表示を行うことができなくなるため著しくコントラストが低下するものと考えられる。
一般的に液晶パネルの駆動はＮ行の行電極とＭ列の列電極をマトリクス状に形成し、各行電極には行電極駆動回路を介して走査信号を印加し、各列電極には列電極駆動回路を介して各画素の表示データに依存する表示信号（表示データに依存しない部分を含む場合もある）を印加し、該走査信号と表示信号との差の電圧（以下単に合成電圧と言う）を液晶層に印加する事により行う。全ての行電極を走査するに要する期間（１垂直走査期間）は通常１フレーム（又は１フィールド）と称される。液晶駆動に於いては液晶への悪影響（例えばイオンの偏りによる劣化等）を防ぐため、フレーム毎（又は複数フレーム毎）に駆動電圧の極性を反転する。
１つの行電極に印加される走査信号に着目すると、その１垂直走査期間はＮ個の水平走査期間（場合により付加期間が付加される）により構成され、この内当該行上の画素の表示状態を決定するための走査電圧（選択電圧とする）を印加する水平走査期間をその行の選択期間ｔｗと称し、それ以外の水平走査期間を総称して非選択期間と言う。
図１７は、Ｎ行の行電極とＭ列の列電極をマトリクス状に形成した液晶パネルに於ける行電極，列電極、画素合成電極の波形を示す。各画素の表示状態を１列（Ｙ１）は全ての行で白、２列（Ｙ２）は１行目が黒でそれ以外の行は白、３列（Ｙ３）は１行毎に黒と白、Ｍ列（ＹＭ）はすべての行で黒の表示状態とする。
Ｎ行の行電極に印加する走査信号波形は、上から下の行に向かって順次１／Ｎ時間ずつずれて印加される。Ｍ列の列電極に印加する表示信号波形は、走査信号波形と同期し、表示状態の白か黒かに応じた波形を印加する。
各画素に於ける合成電圧に着目すると、１行の白表示であるＰ１１と黒表示であるＰ１２では選択期間ｔｗに印加される電圧が、白表示Ｐ１１は大きく、黒表示Ｐ１２で小さく、他は同一波形となる。２行目の白表示である画素Ｐ２１は１／Ｎ時間ずれたＰ１１合成電圧とほぼ同一波形となる。ここで、１行と２行に於ける第１フレームＦ１及び第２フレームＦ２も１／Ｎ時間ずれることとなる。
通常、反強誘電性液晶パネルに於いては、反強誘電状態にある液晶を、選択電圧印加時に前記表示信号に基づいて反強誘電状態のまま維持するか、あるいは強誘電状態に移行させるかを決定する。このため前記選択電圧印加に先だって、液晶状態を反強誘電状態に揃えるための期間が必要であり、以下この期間を緩和期間ｔｓと呼ぶ。選択期間ｔｗ及び緩和期間ｔｓ以外の期間は、決定された液晶状態を保持しておかなければならず、この期間を以下保持期間ｔｋと言う。
そして前記緩和期間ｔｓについては、これを前記選択期間ｔｗ内に設ける場合（例えば特開平４−３６２９９０号公報）と選択期間以外の期間（非選択期間）に設ける場合（例えば特開平６−２１４２１５号公報）の両方の駆動方式が知られている。
図１８は上記特開平４−３６２９９０号公報の図１及び図２に記載の駆動方法に基づいて、着目する任意の１画素に印加される走査信号波形Ｐａ、並びに表示信号波形Ｐｂ、Ｐｂ’、合成波形Ｐｃ、Ｐｃ’及び光透過率Ｌ１００、Ｌ０を示した図である。
図１８に於いてＦ１及びＦ２はそれぞれ第１フレームと第２フレームを表す。この図はフレーム毎に上記した駆動電圧の極性反転を行っている場合を示す。図から明らかなように第１フレームＦ１と第２フレームＦ２では単に駆動電圧の極性を反転するのみであり、前記図１６から明らかなように液晶表示装置の動作は駆動電圧の極性に対し対称であるので、以下特に必要がある場合を除き、説明は第１フレームについてのみ行う。
また以下に図示する駆動波形、又はその説明に於いて０と表示する電位は絶対電位を意味するものではなく、単なる基準電位を意味するものであり、したがって何らかの理由により該基準電位が変動する場合には、走査信号及び表示信号も相対的に変動するものとし、また走査信号及び表示信号について電圧というときは該基準電位との電位差を言うものとする。
図１８に於いて１フレームは選択期間ｔｗ、保持期間ｔｋ及び緩和期間ｔｓの３つの期間に分けられる。該選択期間ｔｗを更に等しい長さの期間ｔｗ１とｔｗ２とに分けられる。そして第１フレームＦ１に於ける走査信号Ｐａの電圧は以下のように設定される。もちろん第２フレームＦ２では電圧の極性が反転される。ここで±Ｖ１が前記選択電圧であり、期間ｔｗ２の長さが前記Ｗｔに相当する。
0003669708.tif 000002
また表示信号は下記のように設定される。ここで＊なる記号で示す部分は当該画素と同列上の他の画素の表示データに依存する事を示す。
0003669708.tif 000003
図１６に示すヒステリシス曲線に於いて例えばＡｓからＦｔ、あるいはＡｔからＦｓまでの曲線は一般に平担ではないため、該保持期間ｔｋに液晶に印加される電圧が表示信号に依存して偏ると、この期間に於ける輝度に変化が生じてしまう。これを避けるため、通常、表示信号は１水平走査期間内での平均値が０となるように極性が反転される。すなわち期間ｔｗ１と期間ｔｗ２とで表示信号の極性を反転する。以下全ての期間（選択期間、保持期間、緩和期間）に於いて、表示データに基づいた表示信号が印加されるべき期間（表示データが異なることにより、信号波形も異なる期間）を表示信号能動期間という。例えば、図１８に於いて、表示信号Ｐｂの周期は＋Ｖ２と−Ｖ２で構成され、常に＋Ｖ２か−Ｖ２の信号電圧が印加されており、全期間が表示信号能動期間となる。しかし、後で詳細に説明がされる図１９に於いては、表示信号Ｐｂの周期は０、＋Ｖ２、−Ｖ２で構成され、表示信号が印加されるのは０を除く＋Ｖ２と−Ｖ２の信号電圧が印加される期間であり、この期間が表示信号能動期間となる。
図１８に於いてＰｂ、Ｐｃ及びＬ１００は着目する画素が属する列電極上の全ての画素がオン（明）状態である場合に於ける、表示信号波形、合成電圧波形及び光透過率を示す。この場合は期間ｔｗ２に液晶に印加される電圧（合成電圧）が｜Ｖ１＋Ｖ２｜＞｜Ｆｓ｜（図１６参照）であれば液晶は強誘電状態に移行を始め、光透過率が高くなる。保持期間ｔｋに於いては｜Ｖ３−Ｖ２｜＞｜Ａｔ｜であれば明状態を保持できる。緩和期間ｔｓに於いては｜Ｖ２｜＜｜Ａｓ｜ならば、時間と共に透過率が低下し、強誘電状態から安定した反強誘電状態に緩和する。
また図１８に於いてＰｂ’、Ｐｃ’及びＬ０は着目する画素が属する列電極上の全ての画素がオフ（暗）状態である場合に於ける、表示信号波形、合成電圧波形及び光透過率を示す。この場合は期間ｔｗ２に於ける合成電圧が｜Ｖ１−Ｖ２｜＜｜Ｆｔ｜、保持期間ｔｋに印加される電圧が｜Ｖ３＋Ｖ２｜＜｜Ｆｔ｜、緩和期間ｔｓに印加される電圧が｜Ｖ２｜＜｜Ｆｔ｜であれば暗状態を示すことができる。
図１９は特開平６−２１４２１５号公報に記載された駆動方法に於ける、駆動波形図である。この駆動方法では１フレームは選択期間ｔｗと保持期間ｔｋに分割される。該選択期間ｔｗは等しい長さを有する２つの期間ｔｗ１、ｔｗ２と、これらに先だつ期間ｔｗ０の２つの期間に分割される。この駆動方式では前記緩和期間ｔｓは上記期間ｔｗ０となる。そして第１フレームＦ１に於ける走査信号及び表示信号の電圧は次のように設定される。
0003669708.tif 000004
この特開平６−２１４２１５号公報に記載の駆動方法は、選択期間ｔｗの先頭に於ける零電圧印加期間（ｔｗ０）を緩和期間ｔｓとするものであり、この場合期間ｔｗの内表示信号電圧が０の期間であるｔｗ０を除いた期間（ｔｗ−ｔｗ０）が表示信号能動期間である。この駆動方式に於いて緩和時間ｔｎが大きい液晶パネルを用いた場合、ｔｗ０を十分に長くしないと反強誘電状態にする事ができない。従って選択期間ｔｗ（すなわち１水平走査期間）を長くせざるを得ず、高精細な表示装置（フレーム周波数が一定とすれば水平走査期間が短い）では不都合が生じる。
この点に於いて、特開平４−３６２９９０号公報の図１及び図２に記載の駆動方法は、緩和期間ｔｓとして非選択期間に於ける複数の水平走査期間を利用するため、緩和時間ｔｎの大きい液晶パネルであっても選択期間ｔｗを長くする必要がない。しかし緩和期間ｔｓに於ける液晶の光透過率は表示データを正しく反映したものではなく、かつ温度変化等に対しても不安定なものであるから、１フレームに占める該緩和期間ｔｓの割合が大きくなると良好な表示ができなくなる。例えば１フレームにおける１画素分の期間（選択期間、保持期間、緩和期間の合計期間）が２０ミリ秒の場合、緩和期間ｔｓが１８ミリ秒必要であったとすれば、１フレームの９０％の期間が不安定な表示期間で占められてしまう事になり、良好な表示を得る事が困難になる。
発明の概要
そこで本発明が解決しようとする課題は、新規な駆動方法により前記緩和期間ｔｓを短縮し、緩和時間ｔｎの長い結晶パネルであってもでも良好な表示ができる反強誘電性液晶表示装置を提供することであり、更に液晶パネルの選択巾を広げる事により、より性能の高い反強誘電性液晶表示装置を提供することである。
特開平４−３６２９９０号公報には、反強誘電性液晶は強誘電状態の時に、大きさが｜Ａｔ｜以上であって極性の反転した電圧を印加すると、（＋）強誘電状態ならば（−）強誘電状態に、（−）強誘電状態ならば（＋）強誘電状態に極性変化が容易に行われると記載されている。これによれば「強誘電状態にある液晶に｜Ａｔ｜＜｜Ｖ｜＜｜Ｆｔ｜なる電圧｜Ｖ｜を、一定時間（ｔ）毎に周期的に極性反転して印加した場合、印加電圧の極性が反転する毎に、液晶状態は（＋）強誘電状態、（−）強誘電状態に反転し、反強誘電状態には安定しない」事になる。
図２０は図１８に示したＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｌ１００について、特に緩和期間ｔｓに着目して描き直した図である。上記思想に基づき緩和期間ｔｓに於いては絶対値が反強誘電閾値電圧（Ａｓ）以下である電圧パルス群が印加される。
しかし発明者はこの件に関し調査した結果、液晶の挙動はその緩和時間ｔｎ、電圧印加時間ｔ、電圧の大きさ｜Ｖ｜依存し、これらの条件によってはたとえ｜Ｖ｜＞｜Ａｔ｜であっても強誘電状態を維持する事なく反強誘電状態に収束する場合がある事を見いだした。そして更に｜Ｆｔ｜＞｜Ｖ｜＞｜Ａｓ｜とする方が｜Ｖ｜＜｜Ａｓ｜とするよりも緩和に要する時間が短くなる事も見いだした。さらに液晶が強誘電状態から反強誘電状態に移行する過程に於いては、その光学的応答に比較的速い応答と比較的遅い応答が混在する事も見いだした。この性質を利用する事により、選択期間ｔｗと保持期間ｔｋと、該保持期間ｔｋ後、前記選択期間ｔｗ前に強誘電状態から反強誘電状態に緩和するための緩和期間ｔｓを有する反強誘電性液晶表示装置に於いて、課題を解決するために本発明が用いる手段は以下の如くである。
前記課題を解決するために本発明が用いる第１の手段は、表示信号電圧の絶対値｜Ｖ２｜を反強誘電飽和電圧｜Ａｓ｜よりも大きくする事である（図１）。
前記課題を解決するために本発明が用いる第２の手段は、該緩和期間ｔｓ内に、前記走査信号電圧が少なくとも表示信号能動期間中は零でない水平走査期間を少なくとも１個設ける事である（図２、図３、図４、図５、図６、図７、図８、図１０、図１２、図１３、図１５）。
前記課題を解決するために本発明が用いる第３の手段は、該緩和期間ｔｓ内に、前記走査信号電圧が表示信号の１周期のうち少なくとも前記表示信号能動期間の半分の期間中は零でない水平走査期間を、少なくとも２個設ける事である（図１４）。
前記課題を解決するために本発明が用いる第４の手段は、上記第２又は第３の手段と共に、前記零でない走査信号電圧が正である水平走査期間と負である水平走査期間の両方を設ける事である（図４、図１２、図１３、図１４、図１５）。
前記課題を解決するために本発明が用いる第５の手段は、前記第２又は第３の手段と共に、該緩和期間ｔｓの少なくとも一部に於いて、前記走査信号電圧を交番変動電圧源から供給する事である（図１３、図１４、図１５）。
前記課題を解決するために本発明が用いる第６の手段は、上記第５の手段と共に該交番変動電圧源の電圧を、各水平走査期間の一部に於いて零とする事である（図１４、図１５）。
前記課題を解決するために本発明が用いる第７の手段は、前記第２又は第３の手段と共に、該緩和期間ｔｓの少なくとも一部に於ける、前記走査信号電圧を温度変化に応じて変化させる事である（図１０、図１１）。
前記課題を解決するために本発明が用いる第８の手段は、前記第２又は第３の手段と共に、表示信号の１周期の内表示信号能動期間の前半分の期間に走査信号電圧を選択電圧とし、後ろ半分の期間は保持期間ｔｋと同一電圧とする事である（図８、図１５）。
前記課題を解決するために本発明が用いる第９の手段は、前記第２又は第３の手段と共に、該緩和期間ｔｓの少なくとも一部に於いて、走査信号電圧の絶対値を前記保持期間ｔｋに於ける走査信号電圧の絶対値と等しくする事である（図３）。
前記課題を解決するために本発明が用いる第１０の手段は、前記第２又は第３の手段と共に、該緩和期間ｔｓに於いて最初の零でない走査信号電圧を、先行する保持期間に於ける液晶状態が（＋）強誘電状態の場合は負電圧、（−）強誘電状態の場合は正電圧とする事である（図２、図３、図４、図５、図６、図７、図８、図１２）。
前記課題を解決するために本発明が用いる第１１の手段は、前記第２又は第３の手段と共に、該緩和期間ｔｓの、走査信号電圧が零でない期間に於いて、反強誘電飽和電圧より大きく、かつ強誘電閾値電圧より小さい電圧が液晶に印加する事である。
前記課題を解決するために本発明が用いる第１２の手段は、前記第２又は第３の手段と共に、該緩和期間ｔｓに印加される走査信号電圧が、周期的に極性を反転するよう構成する事である（図１２、図１３、図１４、図１５）。
上記手段を用いる事により、ヒステリシス曲線に於ける反強誘電飽和電圧以下の電圧を印加する期間を連続して設けなくても、比較的短時間に強誘電状態を反強誘電状態に安定させる事ができる。また液晶パネルの制約条件が緩和され、多様な液晶パネルの選択が可能となり、最適な表示装置を提供する事ができる。
発明の効果
本発明によれば、緩和時間ｔｎの長い液晶パネルであっても良好な表示ができる反強誘電性液晶表示装置を提供することができる上、反強誘電性液晶パネルに於いて、従来課せられていた制約条件が軽減され、使用できる反強誘電性液晶材料が多くなり、かつ駆動回路やパネル構造にも大きな負担を掛ける事なく、製造の容易な、しかも表示品質の低下のない反強誘電性液晶表示装置を提供する事が可能となる。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の第１の実施例の駆動波形と光透過率を示した図である。
図２は、本発明の第２の実施例の駆動波形と光透過率を示した図である。
図３(a)は、本発明の第３の実施例の駆動波形と光透過率を示した図である。
図３(b)は、本発明の第３の実施例に於いて、選択期間の前半分で選択電圧を印加した場合の駆動波形と光透過率を示した図である。
図４は、本発明の第４の実施例の駆動波形と光透過率を示した図である。
図５は、本発明の第５の実施例の駆動波形と光透過率を示した図である。
図６は、本発明の第６の実施例の駆動波形と光透過率を示した図である。
図７は、本発明の第７の実施例を示す駆動波形図である。
図８は、本発明の第８の実施例を示す駆動波形図である。
図９は、本発明の本発明の温度変化による影響を示すための駆動波形図及び光透過率の図である。
図１０は、第９の実施例の走査信号波形であり、図１０(a)は、強制緩和期間に於ける走査信号電圧を温度に依存させて変化させる場合、図１０(b)は、強制緩和期間に於ける走査信号電圧と制動緩和期間に於ける走査信号電圧の両方を温度に依存させて変化させる場合、図１０(c)は、制動緩和期間に於ける走査信号電圧のみを温度に依存させて変化させる場合を示す。
図１１(a)は、本発明の第９の実施例を実現するための回路構成を示すブロック図、図１１(b)〜(e)は、温度補償の様子を示す特性図である。
図１２は、本発明の第１０の実施例の駆動波形と光透過率を示した図である。
図１３は、本発明の第１１及び第１２の実施例の走査信号波形と変動電圧波形を示した図である。
図１４は、本発明の第１３の実施例の走査信号波形と交番変動電圧波形を示した図である。
図１５は、本発明の第１４の実施例の走査信号波形と交番変動電圧波形を示した図である。
図１６は、反強誘電性液晶パネルの印加電圧に対する光透過率の変化を示す図である。
図１７は、Ｎ行の行電極とＭ列の列電極をマトリクス状に形成した液晶パネルにおける行電極、列電極、画素合成電極の波形を示す図である。
図１８は、従来の駆動方法を示す駆動波形と光透過率を示した図である。
図１９は、従来の駆動方法を示す駆動波形図である。
図２０は、従来の駆動方法を示す駆動波形と光透過率を示した図である。
発明の詳細な説明
以下図面により本発明の実施例を詳述するが、以下の図に於いて時間軸は図２０に示した従来例と同様の縮尺で行う。すなわち図面上は緩和期間ｔｓが保持期間ｔｋよりも長いように示されるが、実際には保持期間ｔｋの方が緩和期間ｔｓよりも長い。また上記と同様に特に必要がない限り説明は第１フレームについてのみ行い、単に印加電圧の極性が異なるだけの第２フレームについては説明を省略する。
なお各実施例に示す波形は前記特開平４−３６２９９０号公報記載の駆動方法により駆動した場合、前記緩和期間ｔｓを１８ｍｓ以上に設定しないと反強誘電状態への移行が行われないような前記緩和時間ｔｎを有する反強誘電性液晶パネルについて本願発明を実施した場合について示したものである。
図１は本発明の第１の実施例を示し、着目画素に関する駆動波形図及び光透過率の変化を示す図である。この実施例に於いては選択期間ｔｗの前半分の期間をｔｗ１、後ろ半分の期間をｔｗ２としたとき、第１フレームＦ１に於ける該期間ｔｗ１、ｔｗ２、保持期間ｔｋ、緩和期間ｔｓに於いて走査信号及び表示信号が採るべき電圧を表すと次のようになる。
0003669708.tif 000005
また表示信号の電圧に関しては｜Ｖ２｜＞｜Ａｓ｜、｜Ｖ３＋Ｖ２｜＜｜Ｆｔ｜と設定する。
上記実施例では、Ｖ１＝２３．５Ｖ、Ｖ２＝６．５Ｖ、Ｖ３＝７．２Ｖに設定した。
図１の第１フレームに於いて選択期間ｔｗに印加する（Ｖ１＋Ｖ２）の電圧により、反強誘電状態にある液晶は（＋）強誘電状態に移行し、光透過率が高くなり明状態を示す。保持期間ｔｋでは（Ｖ３−Ｖ２）及び（Ｖ３＋Ｖ２）の電圧が交互に印加されるが、｜Ｖ３−Ｖ２｜＞｜Ａｔ｜であれば保持期間ｔｋの間は明状態が保持される。
次に、緩和期間ｔｓで｜Ｖ２｜＞｜Ａｓ｜なる電圧Ｖ２、−Ｖ２が交互に印加されると、液晶状態は印加電圧に応答する光透過率の変化を伴いつつ（＋）強誘電状態から（−）強誘電状態に急速に極性変化を始める。そして最終的には反強誘電状態に落ちつく。図１及び前記図２０を比較すると、図１に示す実施例の方が図２に示す従来例よりも強誘電状態から反強誘電状態へ緩和する時間が短い事が分かる。
画素が暗状態を示す場合（Ｌ０）については説明するまでもないと思われるが、選択期間ｔｗ、保持期間ｔｋ、及び緩和期間ｔｓに液晶に印加される電圧の絶対値が強誘電閾値電圧｜Ｆｔ｜より小さければ、液晶状態は反強誘電状態が維持され光透過率は低いままであり暗状態を示す。
図１の光透過率Ｌ１００の変化を見ると、緩和期間ｔｓに於ける液晶の応答には±Ｖ２の電圧変化に従って変化する応答（以下「急速応答」と言う）と、破線で示した平均的な応答（以下「遅緩応答」と言う）の２つの応答があり、実際にはこれらを合成したものが観測されていると考える事ができる。そして図１と図２０のそれぞれのＬ１００同士を比較してみると、本発明は該遅緩応答を速めているものと解釈される。
図２は本発明の第２の実施例を示す駆動波形図及び光透過率の変化を示す図である。本実施例に於いては前記遅緩応答を更に速める事を目的に前記緩和期間ｔｓ内に新たな期間（以下強制緩和期間ｔｒとする）を設ける。そして該強制緩和期間ｔｒに於いては走査信号電圧を、先行する保持期間ｔｋに於ける走査信号電圧とは反対極性の電圧Ｖ４又は−Ｖ４とする。この場合、｜Ａｓ｜＜｜Ｖ４＋Ｖ２｜＜｜Ｆｔ｜の範囲内でＶ４、Ｖ２を設定する。
上記実施例では、Ｖ１＝２２Ｖ、Ｖ２＝５Ｖ，Ｖ３＝７．２Ｖ、Ｖ４＝７Ｖに設定した。
この実施例に於いては選択期間ｔｗの前半分の期間をｔｗ１、後ろ半分の期間をｔｗ２、前記緩和期間ｔｓの内、前記強制緩和期間ｔｒ以外の部分をｔｓ’とするとき、第１フレームＦ１に走査信号及び表示信号が採るべき電圧を表すと次のようになる。
0003669708.tif 000006
前記強制緩和期間ｔｒの長さは連続的に調整しても良いが、表示データの不定性を考慮すると、少なくとも他の行のｔｗ１、ｔｗ２なる期間を含むものでなければならず（ｔｒ≧ｔｗ１＋ｔｗ２）、また駆動回路の簡単性を考慮すると１水平走査期間（すなわち選択期間ｔｗに等しい）の整数倍、すなわちｔｒ＝ｎ・ｔｗ（ｎは正の整数）とする事が望ましい。図２はｎ＝２の場合を示す。
先ず図２の第１フレームに於いて選択期間ｔｗに印加する（Ｖ１＋Ｖ２）の電圧により、反強誘電状態にある液晶は（＋）強誘電状態に移行し、光透過率が高くなり明状態を示す。保持期間ｔｋでは（Ｖ３−Ｖ２）及び（Ｖ３＋Ｖ２）の電圧が交互に印加されるが、これらの電圧の絶対値が反強誘電閾値電圧｜Ａｔ｜よ大きくかつ強誘電閾値電圧｜Ｆｔ｜より小さければ、液晶状態は強誘電状態が維持され光透過率は高いままであり明状態を示す。
次に、強制緩和期間ｔｒで−（Ｖ４＋Ｖ２）、（Ｖ４−Ｖ２）が交互に印加されると、液晶状態は（＋）強誘電状態から（−）強誘電状態に急速に極性変化を始める。もし強制緩和期間ｔｒが十分長い場合は、（−）強誘電状態への極性変化が完了してしまうが、強制緩和期間ｔｒの時間、及び｜Ｖ４｜の値を適当に設定すると、該強制緩和期間ｔｒ内に於ける強誘電状態への極性変化が中断され、完全ではないがほぼ反強誘電状態とする事ができる。その後＋Ｖ２、−Ｖ２が交互に印加され、液晶状態は反強誘電状態に安定する。この実施例によれば強誘電状態から反強誘電状態へ緩和させるに必要な時間を図１に示す実施例よりも短くする事ができる。
図２に於いては｜Ｖ４｜＜｜Ｖ３｜の場合を示したが｜Ｖ４｜≧｜Ｖ３｜であっても良い。また｜Ａｓ｜＜（｜Ｖ４＋Ｖ２｜）＜｜Ｆｔ｜であれば良いので、｜Ｖ２｜＜｜Ａｓ｜であっても良い。ただし｜Ｖ２｜＞｜Ａｓ｜とする事が望ましい。
図３は本発明の第３の実施例を示す液晶表示装置の駆動波形とその駆動電圧に対する光透過率の変化を示した図である。この実施例は図２に示した第２の実施例に於いてＶ４＝Ｖ３としたものである。この場合は必要な電源の数を減らす事ができる。
上記実施例において、Ｖ１＝２２Ｖ、Ｖ２＝５Ｖ、Ｖ３＝７．２Ｖに設定した。
この実施例に於いて、図３（ａ）は選択期間ｔｗの前半分の期間をｔｗ１、後ろ半分の期間をｔｗ２としたとき、第１フレームＦ１の該期間ｔｗ１、ｔｗ２、保持期間ｔｋ、強制緩和期間ｔｒ、該強制緩和期間ｔｒ以外の緩和期間ｔｓ’に於いて走査信号及び表示信号が採るべき電圧を表すと次のようになる。
0003669708.tif 000007
図３（ｂ）は選択期間ｔｗの前半分の期間をｔｗ１、後ろ半分の期間をｔｗ２としたとき、第１フレームＦ１の該期間ｔｗ１、ｔｗ２、保持期間ｔｋ、強制緩和期間ｔｒ、該強制緩和期間ｔｒ以外の緩和期間ｔｓ’に於いて走査信号及び表示信号を次のように設定したものである。
0003669708.tif 000008
この場合も、必要な電源数を減らす事ができる。
図２又は図３に示す実施例においては前記強制緩和期間ｔｒと前記保持期間ｔｋを隣接して設ける場合について示したが、両者を間に走査信号電圧が零である期間を於いて設けても良い。
図２又は図３に於ける光透過率Ｌ１００を見ると、波線で示したように前記遅緩応答は前記強制緩和期間ｔｒが経過した後、再び上昇し、その後低下しているが、この現象は液晶分子の揺れによるものと理解される。
すなわち、液晶分子は前記強制緩和期間ｔｒに於いて力を受けている間、極性反転方向に運動するが、力が解除されると一旦元の方向に揺れ戻り、その後反強誘電状態に安定するものと考えられる。
この揺れ戻しによる分子運動を制動できれば強誘電状態から反強誘電状態へ緩和させるに必要な時間を更に短くできる筈である。この場合、該揺れ戻し運動について２つの場合が考えられる。１つは極性反転方向への運動を開始するが極性反転領域にまで至らない領域（中立状態を通り越さない領域）で上記運動が完結する場合であり、他の１つは一旦中立状態を通り越して反転領域の反強誘電状態まで運動してから上記運動が完結する場合である。
図４は上記思想に基づく本発明の第４の実施例を示す駆動波形図及び光透過率の変化を示す図であり、上記揺れ戻し運動の２つの場合の内、前者についての実施例である。
この実施例は前記図２に示した第２の実施例に於いて、前記強制緩和期間ｔｒの後ろに制動緩和期間ｔｕを設け、該制動緩和期間ｔｕに於いて前記走査信号の電圧を前記強制緩和期間ｔｒに於ける電圧とは異なる電圧−Ｖ５とするものである。該制動緩和期間ｔｕの長さは連続的に調整しても良いが、前記強制緩和期間ｔｒについて述べたと同一の理由によりｍ・ｔｗ（ｍは正の整数）の長さとする事が望ましい。図４はｍ＝１とした場合を示す。
上記実施例において、Ｖ１＝２２Ｖ、Ｖ２＝５Ｖ、Ｖ３＝７．２Ｖ，Ｖ４＝７Ｖ、Ｖ５＝１Ｖに設定した。
この実施例に於いては緩和期間ｔｓの内、前記強制緩和期間ｔｒ及び制動緩和期間ｔｕ以外の部分をｔｓ’とするとき、第１フレームの各期間に於いて走査信号及び表示信号が採るべき電圧は次のようになる。
0003669708.tif 000009
この実施例に於いて、選択期間ｔｗ、保持期間ｔｋに於ける動作については前記図２に示した第２の実施例と同様である。強制緩和期間ｔｒの終了前後に於いて液晶はほぼ中立状態となり、続いて前記揺れ戻し運動が開始された後、前記制動緩和期間ｔｕに於いて該揺れ戻し運動を制動する力が液晶に与えられ、液晶は急速に中立状態に安定していく。
図４に示す実施例に於いて、前記揺れ戻し運動が前記２つの場合の後者である時は図４のＰａに点線で示すように前記制動緩和期間ｔｕに於いて前記走査信号の電圧を前記強制緩和期間ｔｒに於ける極性と反対極性の電圧とすれば良い。
図４に示す実施例においては前記強制緩和期間ｔｒと前記制動緩和期間ｔｕを隣接して設ける場合について示したが、両者を間隔を於いて設けても良い。また図４に於いては｜Ｖ４｜＞｜Ｖ５｜のように描いたが、ｔｒとｔｕの期間の長さ、印加する電圧の極性等により｜Ｖ４｜≦｜Ｖ５｜としても良い。更に前記制動緩和期間ｔｕを複数設けても良く、この場合は各制動期間に於ける前記ｍの値及び｜Ｖ５｜の値をそれぞれ別個に設定しても良い。
組合せの条件によっては｜Ｖ４＋Ｖ２｜＜｜Ａｓ｜で｜Ｖ５＋Ｖ２｜＞｜Ａｓ｜となっても良いが、少なくとも｜Ｖ４＋Ｖ２｜又は｜Ｖ５＋Ｖ２｜のいずれか一方は｜Ａｓ｜よりも大きくなるように設定する。
なお第４の実施例あるいは第４実施例の拡張した場合に於いて強制緩和期間ｔｒに於ける走査信号電圧、又は制動緩和期間ｔｕに於ける走査信号電圧のいずれか一方を前記保持期間ｔｋに於ける走査信号の電圧と共通にし、同一の電源から供給しても良い事は前記第３の実施例の場合と同様である。
前記したように上記の各実施例は、特開平４−３６２９９０号公報記載の駆動方法（本願図２０参照）によれば前記緩和期間ｔｓに１８ミリ秒の時間を要する液晶パネルについて実施したものであるが、例えば上記図２に示した第２の実施例では１．８ミリ秒、上記第４の実施例の拡張として前記制動緩和期間ｔｕを３箇所設けた実施例では１．６ミリ秒と前記緩和期間ｔｓを大幅に短縮する事ができた。
勿論他の反強誘電性液晶表示パネルを用いる場合は、前記Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５、及びｔｒとｔｕの期間の長さ等の値を最適に設定する必要があるのは言うまでもない。
図５は本発明の第５の実施例で、図３に示す第３の実施例に於いてパルス巾変調による階調表示を行った場合の実施例であり、この図は表示信号の位相を５０％ずらせた場合の駆動波形及び光透過率Ｌ５０を示す。この図から分かるように、緩和期間ｔｓに於ける光透過率の変化は前記図３のＬ１００とＬ０の中間の特性を示す。
この実施例において、Ｖ１＝２２Ｖ、Ｖ２＝５Ｖ、Ｖ３＝７．２Ｖに設定した。
パルス巾変調による階調表示は第１の実施例から第４の実施例のいずれについても適用する事ができる。
一方表示信号の振幅を制御して階調表示を行う場合について述べると、前記図１に示した第１の実施例に於いて、例えば走査信号Ｐａによって選択される画素のみがオンであり、他の画素がオフである場合には緩和期間ｔｓに於ける表示信号Ｐｂの電圧は｜Ｖ２｜よりも小さい値となるが、その場合であっても液晶に印加される電圧値が前記図１６に於ける｜Ａｓ｜よりも大であれば本発明の効果は得られる。しかし緩和期間ｔｓの長さは多少長く設定する必要がある。この事は前記第２から第４の実施例に於ける強制緩和期間ｔｒについても同様である。
図６は本発明の第６の実施例であり、上記の振幅制御階調表示の極端な場合として、前記第２の実施例に於いて、前記選択期間ｔｗ以外の期間に於いて表示信号の電圧が０である場合の駆動波形及び光透過率Ｌ１００を示す。上記のように前記強制緩和期間ｔｒに於いて液晶に印加される電圧｜Ｖ４｜が｜Ａｓ｜よりも大であれば本発明の効果が得られている事が分かる。この場合液晶が強誘電状態から反強誘電状態に安定するのに要する時間は２．６ミリ秒であった。
この実施例において、Ｖ１＝２２Ｖ、Ｖ２＝５Ｖ、Ｖ３＝７．２Ｖ、Ｖ４＝７Ｖに設定した。
図７は本発明の第７の実施例を示し、第２の実施例（図２）を前記特開平６−２１４２１５号公報に記載の駆動方法（図１９）に適用した場合を示す。この場合第１フレームの各期間に於いて走査信号電圧、表示信号電圧は以下のようになる。
0003669708.tif 000010
図７に示す実施例では前記期間ｔｗ０の目的は特開平６−２１４２１５号公報に記載の駆動方法に於ける目的とは異なる。すなわち特開平６−２１４２１５号公報に記載の駆動方法に於いては、前記したように期間ｔｗ０は液晶を緩和させる期間であるが、図７に示す実施例に於いては緩和期間ｔｓに於いて既に緩和した液晶の状態を、期間ｔｗ１、ｔｗ２に先立ち更に安定化させるための安定化期間として利用する。この期間に液晶の状態が安定化すれば、その後に続く期間ｔｗ１、ｔｗ２に於ける選択動作は完全に表示データに依存するため、階調表示を行う場合に有利となる。
しかし図７に於ける期間ｔｗ１での液晶の運動は、本発明に於いてはむしろ無駄となる場合がある。すなわち期間ｔｗ０で液晶の状態が安定化したのであれば、期間ｔｗ１に於いて−Ｖ２なる電圧を印加する事は、むしろ安定化した状態を乱す結果となる。
図８は上記の思想に基づき更に改良した第８の実施例であり、第１フレームの各期間に於ける走査信号電圧、表示信号電圧を次のように設定する。
0003669708.tif 000011
このようにすれば、液晶分子の運動が期間ｔｗ０に於いて安定化した状態から開始されるため、選択電圧は期間ｔｗ１に於いて印加される事になり、微妙な階調表示を行う場合でも安定した表示が可能となる。
図９は本発明の温度変化による影響を示すための駆動波形図及び光透過率の図である。この図に於いてＬ（Ｈ）は前記図２に示した第２の実施例について、周囲温度を室温より高くした（４０℃）場合、Ｌ（Ｎ）は室温の場合、Ｌ（Ｌ）は室温より低くした（１５℃）場合の光透過率を示している。
反強誘電性液晶パネルの特性は温度によって変化するが、調査によれば特に前記した遅緩応答の速度が極めて大きく温度に依存する事が判明した。このため強制緩和期間ｔｒに於ける駆動条件を一定のまま周囲温度が変化した場合、図９に示すように高温側では該強制緩和期間ｔｒに於ける液晶分子の運動が過剰になり、一方低温側では応答速度の低下により強制緩和期間ｔｒに於ける運動が不足するため、前記強制緩和期間ｔｒに液晶に印加される電圧及び該期間の長さが最適値からずれてしまい、緩和させるのに必要な時間が長くなる傾向になる。この点に関しては図４に示した第４の実施例に於ける前記制動緩和期間ｔｕについても同様の事が言え、前記制動緩和期間ｔｕに於ける印加電圧が前記遅緩応答の制動として働かず、逆に運動を増大させる方向に働いてしまう場合が生じてしまう。
この場合、前記Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３の値について温度補償を行う事も考えられるが、これらの値は前記選択期間ｔｗや保持期間ｔｋでの動作に関係するため、これらの期間に於ける動作が確実に行われる範囲でしか補償する事が許されず無制限に変化させる事はできない。またＶ１、Ｖ３（強制緩和期間ｔｒに於ける±Ｖ４を±Ｖ３と共通にした場合を除く）については基本的には緩和の動作に対しての影響度が小さく、従ってその補償は緩和期間ｔｓに於ける動作を補償するのに十分でない場合が生じる。
図１０は上記問題を解決するための本発明の第９の実施例を示す走査信号波形図である。この図は前記第４の実施例に適用する場合を示す。図１０（ａ）は前記強制緩和期間ｔｒに於ける走査信号電圧−Ｖ４、Ｖ４を温度に依存させて変化させるものである。例えば第１フレームに於いては高温時には−Ｖ４の電位を上昇させ、低温時には−Ｖ４の電位を低下させる。このように補償する事により該強制緩和期間ｔｒに於ける液晶分子の運動が高温時に過剰になったり、低温時に不足になる事を防ぐことができる。
図１０（ｂ）は前記強制緩和期間ｔｒに於ける走査信号電圧｜Ｖ４｜と前記制動緩和期間ｔｕに於ける走査信号電圧｜Ｖ５｜を両方とも温度に依存させて変化するものである。
図１０（ｃ）は前記制動緩和期間ｔｕに於ける走査信号電圧｜Ｖ５｜のみを温度に依存させて変化するものである。
勿論図１０（ｃ）に示すように、必要に応じ前記｜Ｖ１｜、｜Ｖ３｜についても温度に依存してその大きさを変化させても良い。｜Ｖ２｜についても同様である。また各電圧値の温度補償と共に、又は電圧値の温度補償に替えて前記ｍ、ｎの値を温度によって変化（切替えを含む）させても良い。
図１１は上記第９の実施例を実現するための回路構成を示すブロック図及び温度補償の様子を示す特性図である。図１１（ａ）に於いて反強誘電性液晶パネル１の走査信号が印加される行電極は行電極駆動回路２に接続され、表示信号が印加される列電極は列電極駆動回路３に接続される。該行電極駆動回路２には電源回路４から液晶パネルの行電極を駆動するため必要な電極±Ｖ１、±Ｖ３、±Ｖ４、±Ｖ５の他、行電極駆動回路２の動作に必要な電圧が供給される。該列電極駆動回路３には電源回路４から液晶パネルの列電極を駆動するため必要な電圧±Ｖ２の他、列電極駆動回路３の動作に必要な電圧が供給される。
制御回路５は表示データ発生源７からの情報に基づいて前記行電極駆動回路２及び列電極駆動回路３に信号を供給し、該行電極駆動回路２及び列電極駆動回路３はそれぞれ与えられた信号を基に、前記液晶パネル１に±Ｖ１、±Ｖ３、±Ｖ４、±Ｖ５の電圧で構成される走査信号及び±Ｖ２で構成される表示信号を供給する。
温度補償手段６は前記液晶パネル１又は該液晶パネル１の近傍の温度を検出し、この結果に基づいて前記±Ｖ１、±Ｖ２、±Ｖ３、±Ｖ４、±Ｖ５の内、少なくとも±Ｖ４、±Ｖ５のいずれか一方又は両方を変化させる。前述のように該温度補償手段６を制御回路５と接続して、前記ｍ、ｎなる値を温度によって変化させても良い。
図１１（ｂ）から（ｅ）までは上記図１１（ａ）の構成により前記温度補償手段６により温度に依存して前記走査信号電圧を変化させる場合のいくつかの代表的な例を示す。図１１（ｂ）は前記図１０（ａ）に示したように、強制緩和期間ｔｒに於ける走査信号電圧±Ｖ４についてのみ温度補償を行う場合の例を示す。この場合に於いて、±Ｖ５については温度に対し一定値を保つ。Ｖ４は温度上昇と共にその電位を低下させ、−Ｖ４は温度上昇と共にその電位を上昇させる。場合によってはＶ４が負となり−Ｖ４が正となる事もある。
図１１（ｃ）、（ｄ）は前記図１０（ｂ）に示したように、強制緩和期間ｔｒに於ける走査信号電圧±Ｖ４と制動緩和期間ｔｕに於ける走査信号電圧±Ｖ５の両方について温度補償を行う場合の例を示す。ただし図１０（ｂ）から明らかなようにＶ４と−Ｖ４及びＶ５と−Ｖ５は単に極性が反転するのみであるから以下簡単のため−Ｖ４、−Ｖ５のみについて図示し説明する。
この場合図１１（ｃ）に示すのように、−Ｖ４と−Ｖ５の電位を共に温度上昇に従って上昇させても良いし、図１１（ｄ）に示すように−Ｖ４の電位は温度上昇と共に上昇させ、−Ｖ５の電位は温度上昇と共に低下させても良い。場合によっては−Ｖ４が正となる事も−Ｖ５が正となる事もある。
図１１（ｅ）は前記図１０（ｃ）に示したように、制動緩和期間ｔｕに於ける走査信号電圧±Ｖ５についてのみ温度補償を行う場合の例を示す。この場合に於いては−Ｖ５の電位は温度上昇と共に上昇させ、±Ｖ４の電位については温度に対し一定値を保つ。−Ｖ５が正となる事もある。
図１１（ｂ）から（ｃ）に示した特性図は固定的なものではない。異なる特性の液晶パネルを用いたり、強制緩和期間ｔｒ、制動緩和期間ｔｕの長さを変化させればそれに応じて各温度に対する電圧値の最適値も異なるから、−Ｖ４と−Ｖ５の個々の値あるいは両者の相対的な関係も図１１と異なるものとなるのは当然である。また前記±Ｖ１、±Ｖ２、±Ｖ３等の値、特に±Ｖ２の値によっても±Ｖ４、±Ｖ５の最適値が異なってくるので、これらについての温度補償の状態によっても±Ｖ４、±Ｖ５の温度に対する最適特性に変化が生じる。
前記図１０あるいは図１１に示した温度補償の実施例は、前記図４に示した第４の実施例、すなわち強制緩和期間ｔｒと制動緩和期間ｔｕの両方を有する場合についてのものであるが、図１０（ａ）あるいは図１１（ｂ）に示した強制緩和期間ｔｒのみについて温度補償する実施例は制動緩和期間ｔｕを有しない場合についても適用可能である事は言うまでもない。
ところで前記第２の実施例、又は第４の実施例に於ける、前記強制緩和期間ｔｒに於ける走査信号電圧±Ｖ４、又は該第４の実施例に於ける、前記制動緩和期間ｔｕに於ける走査信号電圧±Ｖ５を、前記保持期間ｔｋに於ける走査信号電圧±Ｖ３と同一とし、電源を共通化できる事は前述の通りであるが、この場合に於いて、第４の実施例については±Ｖ４、±Ｖ５の少なくともいずれか一方は±Ｖ３とは共通でないから、この±Ｖ３と共通でない電圧に対して前記図１０（ａ）から（ｃ）あるいは図１１（ｂ）ないし（ｅ）に示したいずれかの補償方法を適用する事により、緩和動作に適した温度補償を行う事が可能である。しかし前記第２の実施に於いては制動緩和期間が存在しないため、強制緩和期間ｔｒに於ける走査信号の電圧±Ｖ４と±Ｖ３とを共通にすると、必ずしも緩和に適した温度補償ができるとは限らず、したがって場合によっては緩和に要する時間が異常に増大し、動作不能となってしまう恐れがある。
図１２は本発明の第１０の実施例を示す駆動波形とその駆動電圧に対する光透過率の変化を示した図である。本実施例では緩和期間ｔｓに於いて、走査信号の電圧をｔｅなる時間毎に−Ｖ４とＶ４に交互に切り換える。図１２に於いてはｔｅ＝３・ｔｗ（ｔｗは選択期間すなわち１水平走査期間の長さ）とした場合を示す。この場合｜Ｖ４＋Ｖ２｜＞｜Ａｓ｜となるように設定する。
この実施例において、Ｖ１＝２２Ｖ、Ｖ２＝５Ｖ、Ｖ３＝７．２Ｖ、Ｖ４＝７Ｖに設定した。
図１２のＬ（Ｈ）、Ｌ（Ｎ）、Ｌ（Ｌ）は同一の液晶パネルについてそれぞれ高温、室温、低温の場合についての光透過率の変化を示したものである。Ｌ（Ｎ）については緩和に要する時間は長くなるが、Ｌ（Ｈ）とＬ（Ｌ）については図９に示した場合に比べ緩和期間が短くなる。そして全体として見ると緩和期間ｔｓの温度依存性は小さくなる。図１２に示した例では全ての温度で緩和期間ｔｓは約３．３ミリ秒であった。これは例えば図２に示した第２の実施例に於ける１．８ミリ秒と比較すると長いが、本発明によらない場合には、室温に於いても１８ミリ秒を要した事を考えれば、極めて大きな効果が得られている事は明らかである。
なお、図１２のＬ（Ｎ）に於いて細い実線で示した曲線は前記図６に示した例と同一の表示条件（選択期間ｔｗ以外の期間に於いて｜Ｖ２｜＝０）の場合について第１０の実施例を実施した場合の結果を示している。この結果を見ると、第１０の実施例に於いては±Ｖ４の値が適当であれば、±Ｖ２の値が大幅に変化しても、緩和期間ｔｓに於ける緩和経過にはほとんど変化がないと見なせる。
またｔｅ＝４・ｔｗとした場合に於いても全体としてはほぼｔｅ＝３・ｔｗの場合と同じような結果であった。すなわち図１０に示す第１０の実施例に於いては、温度、該ｔｅの値、あるいは液晶に印加される電圧の値に対する、緩和時間ｔｓの依存性は比較的小さい。
図１２に示した実施例によれば緩和期間ｔｓを若干長く設定する必要はあるものの、周囲温度、緩和期間ｔｓに於ける走査信号電圧±Ｖ４の値、前記ｔｅの長さ等について許容範囲が広く、±Ｖ４を±Ｖ３と共通にする事により前記理由により十分な温度補償の効果が得られない場合でも正常に動作する条件範囲を広げる事ができる。勿論±Ｖ４について独立に温度補償をしても良い。また図１２に示した実施例では緩和期間ｔｓの全部に渡って時間ｔｅ毎に走査信号電圧を＋Ｖ４と−Ｖ４に切り替えたが、この切り換えを緩和期間ｔｓ内の一部に止め、残りの期間は基準電位としても良いし、残りの期間を｜Ｖ４｜とは大きさの異なる＋Ｖ５と−Ｖ５に切り替えても良い。この場合は｜Ｖ４｜、｜Ｖ５｜の少なくともいずれか一方について温度補償しても良い。
図１２の実施例に於いては緩和期間ｔｓ内の各ｔｅ毎の期間が液晶分子の運動を加速するように作用するのか、制動するように作用するのか定かでない。恐らくは加速と制動が入り乱れて作用し、最終的には分子は無電圧の中立状態に近付くものと考えられる。この場合、ｔｅの値によっては分子の運動周期との共振現象により、緩和に要する時間が著しく長くなる場合が考えられる。このような場合には規則的には又は不規則的に前記ｔｅの値が変化するようにしても良い。同様に温度に依存してｔｅの値が変化するようにしても良い。
更に、図１２の実施例に於いて、緩和期間ｔｓの最初のｔｅなる期間に於ける走査信号の電圧は、必ずしもその直前の保持期間ｔｋに於ける値と反対極性である必要はないし、ｔｅなる期間の開始又は終了が、必ずしも緩和期間ｔｓの開始又は終了と一致しなくても良いとの見方ができる。
図１３はこの思想に基づく第１１及び第１２の実施例を示す駆動波形図である。図１３に於いてＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４は隣接する４本の行電極に印加される走査信号波形を示している。Ｖｘは時間ｔｅ毎に＋Ｖ４と−Ｖ４を交番する変動電圧である。
図１３中前記ｔｗ１に於ける走査信号電圧を実線で示した場合が第１１の実施例、太い点線で示した場合が第１２の実施例を示す。表示信号の波形は図１２に示す場合と同様とする。
先ず第１１の実施例に於いては選択期間ｔｗの前半分の期間をｔｗ１、後ろ半分の期間をｔｗ２とし、第１フレームの期間ｔｗ１、ｔｗ２、保持期間ｔｋ、緩和期間ｔｓに於いて走査信号、及び表示信号が採るべき電圧を表すと次のようになる。
0003669708.tif 000012
上記変動電圧Ｖｘは各行電極の走査から独立しているため、各行電極Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４の緩和期間ｔｓに対する走査信号電圧の変化は相対的には異なったものとなる。すなわち緩和期間ｔｓの先頭に於ける走査信号電圧が−Ｖ４の場合（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）もあれば＋Ｖ４の場合（Ｐ４）もあり、またその電圧の極性が反転するまでの時間も一様ではない。したがってそれぞれの行電極について、その緩和期間ｔｓの先頭部分での液晶分子の運動はまちまちである。しかしその後走査信号電圧の交番が繰り返されるうちに、各行電極上の液晶は緩和され、平均的にはほぼ同じような反強誘電状態となる。
前記図１２に示した実施例の場合は緩和期間ｔｓに於いて、走査信号を０、±Ｖ１、±Ｖ３、±Ｖ４に切り換えるため、行電極駆動回路内に７接点のスイッチが必要であったが、図１３に示す第１１の実施例に依れば行電極駆動回路内には０、±Ｖ１、±Ｖ３、Ｖｘに切り換えるための６接点のスイッチを設ければ良いことになる。駆動回路に於ける出力電圧切替えスイッチは出力毎に設けなければならなず、しかも反強誘電性液晶パネルには比較的多くの電流が流れるため、駆動回路に於けるこれらのスイッチは、その内部抵抗が十分に低いものでなければならない。
該駆動回路を電解効果トランジスタ（以下ＦＥＴとする）による集積回路とする場合に於いては、低内部抵抗のスイッチを得るためには該スイッチの寸法を相当大きなものとしなければならず、集積効率を著しく低下させる結果となる。したがって必要なスイッチの数を減らす事は集積化した駆動回路の寸法を大幅に減少させる効果があり、その経済的効果は極めて大きい。
この点図１３に示す第１１の実施例に依れば、上記図１２に示した第１０の実施例よりも有利である。
次に図１３中、前記ｔｗ１に於ける走査信号電圧を波線で示した第１２の実施例に於いては第１フレームの各期間に走査信号及び表示信号が採るべき電圧を表すと次のようになる。
0003669708.tif 000013
この場合緩和期間ｔｓに於ける動作は上記第１１実施例と同様であり、異なるのは選択期間ｔｗの前半期間ｔｗ１に於ける電圧のみである。第１２の実施例では前記期間ｔｗ１に於ける走査信号電圧は−Ｖ４となる場合（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）もあれば＋Ｖ４となる場合（Ｐ４）もあり、この場合の違いは期間ｔｗ２の初期に於ける液晶分子の運動に影響を与える可能性がある。その場合、微妙に強誘電状態を制御する必要のある階調表示を行う場合は問題が生じる可能性もある。しかし階調表示を行わない場合であれば問題なく表示を行う事ができる。
第１２の実施例では行電極駆動回路内には±Ｖ１、±Ｖ３及びＶｘに切り換えるための５接点のスイッチを設ければ良いことになり、上記第１１の実施例に比して更に有利になる。
図１４は本発明の第１３の実施例であり、上記第１２の実施例に於いて、各走査信号（Ｐ１、Ｐ２・・・）の前記ｔｗ１に相当する期間に於いて、前記交番変動電圧Ｖｘの値を０とするものである。表示信号の波形は図１２に示す場合と同様とする。すなわち第１３の実施例に於いては第１フレームの各期間に於いて走査信号、表示信号及び変動電圧Ｖｘが採るべき電圧を表すと次のようになる。ここでＶｘについて＃で示した記号は電圧が＋Ｖ４、０、−Ｖ４のいずれかである事を示す。
0003669708.tif 000014
図１４に於いて各走査信号は期間ｔｗ１では前記交番変動電圧Ｖｘであるが、該交番変動電圧Ｖｘは０であるから、この期間走査信号電圧は０である。したがってこの期間に液晶に印加される電圧は、期間ｔｗ２で液晶に印加される電圧に従って一義的に決定され、この期間に於ける液晶分子の運動状態は表示データに対応した一定値となるため階調表示に問題が生じない。
その後当該走査信号の電圧は期間ｔｗ２には±Ｖ１に、保持期間ｔｋには±Ｖ３に、緩和期間ｔｓでは再び前記変動電圧Ｖｘに切り替わる。
該緩和期間ｔｓに於いて走査信号の電圧は０と＋Ｖ４に切り替わる期間と、０と−Ｖ４に切り替わる期間とが交互に連続する事になる。この場合液晶に印加される電圧は表示データに依って±Ｖ２、±（Ｖ４＋Ｖ２）又は（Ｖ４−Ｖ２）にいずれかの値となるが、表示データに依っては±Ｖ２と±（Ｖ４＋Ｖ２）、あるいは±Ｖ２と±（Ｖ４−Ｖ２）に固定されてしまう場合がある。しかし前記図１２の説明に於いて、Ｌ（Ｎ）に細い実線で示した場合について説明したように交互に極性変化して液晶に印加される電圧の最大値が一定以上あれば、その電圧の大きさが変化してもほぼ同一の緩和動作が行える。この点に関しもし不都合が生じる場合は次に述べる第１４の実施例が有効である。
図１５は本発明の第１４の実施例を示す走査信号波形を示す図である。第１４の実施例は少なくとも前記振幅制御による階調表示を行わない場合には緩和期間ｔｓに於ける最大電圧が表示データに依らず±（Ｖ４＋Ｖ２）となるようにするものである。この実施例では前記図７、図８に示した実施例と同様に選択期間ｔｗは３つの期間ｔｗ０、ｔｗ１、ｔｗ２（ｔｗ１＝ｔｗ２）に分ける。走査信号電圧は期間ｔｗ１には±Ｖ１、期間ｔｗ２及び保持期間ｔｋには±Ｖ３、緩和期間ｔｓ及び期間ｔｗ０には変動電圧Ｖｘとし、前記変動電圧Ｖｘは各走査信号の期間ｔｗ０に該当する期間のみ０とする。表示信号の波形は図８に示す場合と同様とする。すなわち第１４の実施例に於いては第１フレームの各期間に走査信号、表示信号及び交番変動電圧Ｖｘが採るべき電圧は次のようにする。
0003669708.tif 000015
この実施例に於ける合成電圧は、期間ｔｗ０では０であり、期間ｔｗ１に於いては（Ｖ１＋Ｖ２）又は（Ｖ１−Ｖ２）が印加され、強誘電状態又は反強誘電状態が選択される。保持期間ｔｋに於いてはＶ３又は（Ｖ３±Ｖ２）となる。そして緩和期間ｔｓに於いては０及びＶ４±Ｖ２が混在する期間と０及び−Ｖ４±Ｖ２が混在する期間が交互に連続する。この場合期間ｔｗ１、ｔｗ２では走査信号電圧が必ず±Ｖ４となっているから、緩和期間ｔｓに液晶に印加される電圧の最大値は必ず±（Ｖ４＋Ｖ２）となる。したがって緩和期間ｔｓに於ける緩和動作をより均一化する事ができる。
更に図１５に示した第１４の実施例は図８に示した第８の実施例と同様の効果も有する。すなわち選択電圧は期間ｔｗ１に於いて印加される事になり、液晶分子の運動が期間ｔｗ０に於いて安定化した状態から開始されるため、微妙な階調表示を行う場合でも安定した表示が可能となる。
図１３から図１５に於いては前記交番変動電圧Ｖｘの交番周期とフレーム周期との間に一定の関係があり、またフレーム毎に極性反転する場合について示したが、該交番変動電圧Ｖｘの交番周期とフレーム周期との間に特に関係を持たせず非同期としても良く、この場合該交番電圧の周期を温度補償を施した発振器等で制御し、温度によって交番周期が適当な値に変化するようにしてもよい。もちろん交番変動電圧Ｖｘの値について温度補償しても良い。
なお従来の反強誘電性液晶パネルの駆動に用いる走査電極駆動回路は、通常各出力端子についてその出力走査信号を０（基準電位）、±Ｖ１、±Ｖ３に切り換える５接点のスイッチを有しており、しかもその切替えタイミング等は外部からの信号によって変更できるように構成されている。
一方前記図１３に示した第１２の実施例、記図１４に示した第１３の実施例及び図１５に示した第１４の実施例では必要な出力スイッチの個数は５個で良いため、従来の走査電極駆動回路に大きな変更を加える事なく実施する事ができ、走査電極駆動回路が既に集積化されている場合、その有利性が特に大きい。発明者の場合、集積化された走査電極駆動回路には全く変更を加える事なく、単に入力信号及び供給電圧の変更のみでこれらの実施例を実施する事ができた。
ところで前記の説明から明らかなように特開平４−３６２９９０号公報の図１及び図２に記載の駆動方法は、下記（１）から（５）までの条件を全て満たす必要があった。
｜Ｖ１−Ｖ２｜＜｜Ｆｔ｜  （１）
｜Ｖ３＋Ｖ２｜＜｜Ｆｔ｜  （２）
｜Ｖ１＋Ｖ２｜＜｜Ｆｓ｜  （３）
｜Ｖ３−Ｖ２｜＜｜Ａｔ｜  （４）
｜Ｖ２｜＜｜Ａｓ｜        （５）
例えば上記（１）式、（３）式からは下記（Ａ）が得られる。上記（２）式、（４）式から下記（Ｂ）が得られる。そして上記（５）式をあらためて（Ｃ）とすれば、駆動を制約する条件は下記の如くとなる。
Ｖ２＞（Ｆｓ−Ｆｔ）／２・・・（Ａ）
Ｖ２＜（Ｆｔ−Ａｔ）／２・・・（Ｂ）
Ｖ２＜Ａｓ              ・・・（Ｃ）
そしてこれらから導き出される結論は、下記の両方の条件を満たす反強誘電性液晶でなければ特開平４−３６２９９０号公報の図１及び図２に記載の駆動方法では十分な表示を行うことができないという事である。
（ａ）Ｆｔ−Ａｔ＞Ｆｓ−Ｆｔ
（ｂ）Ｆｓ−Ｆｔ＜２＊Ａｓ
しかしながら実際の表示装置に要求される仕様（表示行数、使用温度範囲、フレーム周波数等）を満足しつつ、該条件を満たす液晶パネルを作製する事は相当な困難を伴い、特に使用温度範囲を十分に満足する液晶パネルは現在のところ得られていないのが実状である。
このような現状を考慮すると、駆動のために必要な制約条件を少しでも軽減し、液晶パネルを製作する上での選択条件を緩和する事により、より高性能で実用的な表示装置の提供を図る事は極めて重要な課題といえる。
この点に於いて特開平４−３６２９９０号公報には｜Ｖ３−Ｖ２｜が液晶に印加される時間が、前記緩和時間ｔｎ、相対的に十分短い場合には非選択期間（保持期間ｔｋに相当する）に於いて｜Ｖ３−Ｖ２｜＜｜Ａｔ｜としても液晶の状態が保持できる場合がある事が示され、この事を利用して｜Ｖ２｜の値を大きく設定し、｜Ｆｓ−Ｆｔ｜が大きい反強誘電性液晶パネルをも駆動する方法が記載されている。しかしながら該方法は前述のように、緩和時間ｔｎが長い液晶パネルを用いた場合、選択期間ｔｗを長くしなければならず高精細の表示装置には適当でない。
しかるに本発明の前記図２に示した第１の実施例によれば、｜Ｖ２｜＜｜Ｆｔ｜の範囲内で｜Ｖ２｜の値を｜Ａｓ｜よりも大きくすることができ、またその他の実施例に於いては｜Ａｓ｜＜｜Ｖ４＋Ｖ２｜＜｜Ｆｔ｜、又は｜Ａｓ｜＜｜Ｖ５＋Ｖ２｜＜｜Ｆｔ｜での範囲内で｜Ｖ２｜の値を｜Ａｓ｜よりも大きく設定する事が可能である。したがって上記｜Ｖ２｜＜｜Ａｓ｜なる制約を排除する事ができる事になり、液晶パネルを製作する上での選択条件を緩和して、より高性能で実用的な表示装置の提供する事に関しても大きな効果を有している。
【図１】
0003669708.tif 000016
【図２】
0003669708.tif 000017
【図３（ａ）】
0003669708.tif 000018
【図３（ｂ）】
0003669708.tif 000019
【図４】
0003669708.tif 000020
【図５】
0003669708.tif 000021
【図６】
0003669708.tif 000022
【図７】
0003669708.tif 000023
【図８】
0003669708.tif 000024
【図９】
0003669708.tif 000025
【図１０（ａ）】
0003669708.tif 000026
【図１０（ｂ）】
0003669708.tif 000027
【図１０（ｃ）】
0003669708.tif 000028
【図１１（ａ）】
0003669708.tif 000029
【図１１（ｂ）】
0003669708.tif 000030
【図１１（ｃ）】
0003669708.tif 000031
【図１１（ｄ）】
0003669708.tif 000032
【図１１（ｅ）】
0003669708.tif 000033
【図１２】
0003669708.tif 000034
【図１３】
0003669708.tif 000035
【図１４】
0003669708.tif 000036
【図１５】
0003669708.tif 000037
【図１６】
0003669708.tif 000038
【図１７】
0003669708.tif 000039
【図１８】
0003669708.tif 000040
【図１９】
0003669708.tif 000041
【図２０】
0003669708.tif 000042