(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板間に封入された液晶分子が初期状態にて所定のねじれ角を有し、初期状態にフレデリクス転移を生じさせる電圧を印加した後の緩和状態として、初期状態とは異なる２つの準安定状態をもつ液晶と、
一方の前記基板に形成され、それぞれ行電極信号が供給される複数の行電極と、
他方の前記基板に形成され、それぞれ列電極信号が供給される複数の列電極と、を有する液晶表示装置を、前記行電極と前記列電極の交点を画素とし、この画素の前記液晶に、前記行電極信号、列電極信号間の差信号の電圧を印加して駆動する駆動方法において、
８レベルの電位を用いて前記液晶を駆動し、
前記８レベルの電位を、低電圧側の第１群の４レベル（Ｖ1、Ｖ2、Ｖ3、Ｖ4：Ｖ1＜Ｖ2＜Ｖ3＜Ｖ4）と、高電圧側の第２群の４レベル（Ｖ5、Ｖ6、Ｖ7、Ｖ8：Ｖ4＜Ｖ5＜Ｖ6＜Ｖ7＜Ｖ8）との２つに分け、
（ａ）前記差信号は、各行電極毎にずらして設定される選択期間と、それに続く非選択期間と、前記選択期間の前に設定されるリセット期間と、を１フレーム期間内に含み、
（ｂ）前記列電極信号は、同一の列電極上の前記各画素に対応する前記選択期間毎にＯＮ電位またはＯＦＦ電位のいずれかの電位を含むデータ電位に設定され、前記列電極信号の前記データ電位として、前記液晶にそれぞれＶ４とＶ５の中間電圧を基準として正のＯＮ選択電圧及び負のＯＮ選択電圧と正のＯＦＦ選択電圧及び負のＯＦＦ選択電圧とを印加するための４種の電位が設定され、（ｃ）前記行電極信号は、前記リセット期間にはリセット電位に設定され、前記選択期間には選択電位に設定され、前記非選択期間には非選択電位に設定され、前記リセット電位として、前記リセット期間にて前記液晶にそれぞれＶ４とＶ５の中間電圧を基準として正のリセット電圧及び負のリセット電圧を印加するための２種の電位が設定され、前記選択電位として、前記選択期間にて前記液晶にそれぞれＶ４とＶ５の中間電圧を基準として正の前記選択電圧及び負の前記選択電圧を印加するための２種の電位が設定され、前記非選択電位として、前記選択期間にて４種の前記データ電位にバイアス電位を付与するための２種の電位が設定され、計１０種の電位の一部を兼用して前記８レベルの電位を用いて前記液晶を駆動し、
前記列電極信号の前記データ電位が第１群にある時は、前記リセット電位を第２群の中から選択し、前記列電極信号の前記データ電位が第２群にある時は、前記リセット電位を第１群の中から選択し、
前記リセット期間以外の前記各期間では、前記列電極信号の前記データ電位が前記第１群の中にあるときは、同じ第１群の中から各々１つの電位を選択し、前記列電極信号の前記データ電位が前記第２群の中にあるときは、同じ第２群の中から各々１つの電位を選択することを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。
【請求項２】
請求項１において、
前記第１群の電位Ｖ4と前記第２群の電位Ｖ5との間の電位差を大きくして、前記リセット期間に前記液晶に印加される前記リセット電圧の絶対値を大きく設定したことを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。
【請求項３】
請求項１または２において、
第ｋ番目のフレーム（ｋは整数）では、前記列電極信号のＯＮ選択電位を前記第２群のＶ5に、ＯＦＦ選択電位をＶ7にそれぞれ設定し、前記行電極信号の前記リセット電位をＶ1に、前記選択電位をＶ8に、前記非選択電位をＶ6にそれぞれ設定し、
これに続く第（ｋ＋１）番目のフレームでは、前記列電極信号のＯＮ選択電位を第１群のＶ4に、ＯＦＦ選択電位をＶ2にそれぞれ設定し、前記行電極信号の前記リセット電位をＶ8に、前記選択電位をＶ1に、前記非選択電位をＶ3にそれぞれ設定して、液晶に印加される電圧をフレームごとに極性反転して前記液晶を交流駆動することを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。
【請求項４】
請求項１または２において、
第ｋ番目のフレーム（ｋは整数）では、前記列電極信号のＯＮ選択電位を前記第２群のＶ8に、ＯＦＦ選択電位をＶ6にそれぞれ設定し、前記行電極信号の前記リセット電位をＶ1に、前記選択電位をＶ5に、前記非選択電位をＶ7にそれぞれ設定し、
これに続く第（ｋ＋１）番目のフレームでは、前記列電極信号のＯＮ選択電位を第１群のＶ1に、ＯＦＦ選択電位をＶ3にそれぞれ設定し、前記行電極信号の前記リセット電位をＶ8に、前記選択電位をＶ4に、前記非選択電位をＶ2にそれぞれ設定して、前記液晶に印加される電圧をフレームごとに極性反転して前記液晶を交流駆動することを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。
【請求項５】
請求項１または２において、
１フレーム期間内における前記列電極信号のＯＮ選択電位をＶ4とＶ5との交流パルスで設定し、前記列電極信号のＯＦＦ選択電位をＶ2とＶ7との交流パルスで設定し、これに対応した順番で、前記行電極信号の前記リセット電位をＶ8とＶ1との交流パルスで設定し、前記選択電位をＶ1とＶ8との交流パルスで設定し、前記非選択電位をＶ3とＶ6との交流パルスで設定し、
前記液晶に印加される電圧をパルスごとに極性反転して、前記液晶を交流駆動することを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。
【請求項６】
請求項３または５において、
Ｖ4−Ｖ3＝Ｖ3−Ｖ2＝Ｖ7−Ｖ6＝Ｖ6−Ｖ5の関係に設定したことを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。
【請求項７】
請求項１または２において、
１フレーム期間内における列電極信号のＯＮ選択電位をＶ1とＶ8との交流パルスで設定し、前記列電極信号のＯＦＦ選択電位をＶ3とＶ6との交流パルスで設定し、これに対応した順番で前記行電極信号の前記リセット電位をＶ8とＶ1との交流パルスで設定し、前記選択電位をＶ4とＶ5との交流パルスで設定し、前記非選択電位をＶ2とＶ7との交流パルスで設定して、前記液晶に印加される電圧をパルスごとに極性反転して前記液晶を交流駆動することを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。
【請求項８】
請求項４または７において、
Ｖ3−Ｖ2＝Ｖ2−Ｖ1＝Ｖ8−Ｖ7＝Ｖ7−Ｖ6の関係に設定したことを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。
【請求項９】
請求項５または７において、
前記選択期間に相当する単位時間を１Ｈとしたとき、前記行電極信号及び列電極信号を交流化させる信号ＦＲのパルス幅を１Ｈとし、かつ、前記信号ＦＲの位相が前記行電極信号Ｙｎの選択期間に対して（１Ｈ／２）ずらして設定されていることを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。
【請求項１０】
請求項５または７において、
前記選択期間に相当する単位時間（１Ｈ）ごとに前記液晶に印加する電圧の極性を反転し、かつ、第ｋフレーム（ｋは整数）の始まりの前記極性が正の時は第（ｋ＋１）フレームの始まりの前記極性は負とし、前記第ｋフレームの始まりの前記極性が負の時は前記第（ｋ＋１）フレームの始まりの前記極性は正とし、１Ｈごとの極性反転とフレームごとの極性反転との組み合わせにより、前記液晶を交流駆動することを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれかにおいて、
前記第１群の各電圧と第２群の各電圧を、グランドレベルを中心として正、負で対称に設定したことを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、２つの準安定状態を持つカイラルネマチック液晶を用いた液晶表示装置の駆動方法に関する。更に詳しくは、その書き込みスピードを改善する駆動方法に関する。また、本発明は、液晶パネル固有の液晶の閾値のばらつきに起因した駆動電圧を補償し、あるいは駆動電圧を温度補償することができる駆動方法に関する。さらに本発明は、２種の駆動波形間の電圧のアンバランスを改善して、駆動回路のＩＣ化が可能な駆動方法に関する。
【０００２】
【背景技術および発明が解決しようとする課題】
カイラルネマチック液晶を用いた双安定性を有する液晶の駆動が、特公平１−５１８１８に既に開示されており、初期配向条件、２つの準安定状態、また、その２つの準安定状態間の切り換えの方法等が記述されている。
【０００３】
しかし、上記特公平１−５１８１８に述べられている駆動方法は、実用的とは言えず問題が多い。例えば、２つの準安定状態間の切り換えに関して、上記公報には、下記の２通りの方法が開示されている。
【０００４】
その一つは、次の駆動方法により２つの準安定状態を得るものである。すなわち、トグルスイッチを用いて６０Ｈｚ、ピーク・ツウ・ピーク１５Ｖの液晶への印加電圧を急激にターンオフする事によって、３６０゜ツイスト配向状態を得ている。また、液晶に印加される電圧を、可変電圧器を用いて約１秒間にわたって緩慢に電圧降下する事によって、０゜ユニフォーム配向状態を得ている。
【０００５】
また、他の駆動方法は下記の通りである。低周波電界がターンオフされた後に、１５００ＫＨｚの高周波が直ちに液晶に印加されると、３６０゜ツイスト配向状態が実現される。同じ低周波電界のターンオフに続いて約１／４秒遅延後に、１５００ＫＨｚの高周波電界を印加すれば、０゜のユニフォーム配向状態になるとしている。
【０００６】
しかし、前者の方法は全く実用的ではなく、単なる実験室での現象確認の方法に過ぎない。また、後者の方法を我々が実験したところ、低周波電界のターンオフに続いて約１／４秒後に高周波電界を与えれば、これも３６０゜ツイスト配向状態となり、２つの準安定状態に切り換えるこができなかった。
【０００７】
更に云うならば、特公平１−５１８１８には現在最も表示として実用性が高く、表示能力が高いマトリクス表示について何等記述が無く、その駆動方法についても何等開示されていない。
【０００８】
そこで、我々は先に出願した特願平４−２１７９３２にて、液晶セル内で発生するバックフローをコントロールし、上記欠点を改良する方法を提案した。しかし、この提案は、マトリクス表示の１ライン当たりの書込時間を短縮することはその目的でなかった。したがって、上記提案の実施例では、マトリクス表示の１ライン当たりの書き込み時間が４００μｓとされており、４００ライン以上の書き込みには計１６０ｍｓ（６．２５Ｈｚ）以上の時間が必要となる。これは、表示のフリッカーを伴うため実用的ではない。
【０００９】
また、一般的に液晶表示体の製造工程で発生する駆動特性のばらつきには、１表示体内での場所による駆動特性の違いと、製造ロットの違いによる各表示体間での駆動特性の違いがある。従って、常に表示品質が最高の状態で全液晶表示画面を使うためには、各パネルの状況に合わせた微妙な駆動電圧コントロールが必要である。また、何らかの手段によって最適調整がなされた後でも、駆動条件は周囲の温度変化にともなって新たな変動を発生する為、温度変化に合わせた調整も更に必須である。
【００１０】
図４９は、ある１パネル内の駆動電圧の閾値の違いを図示したものである。この様にわずかの配向状態の違い、あるいは、セルギャップの変化に対して駆動電圧が変化するので、各パネルでワースト箇所に合わせた駆動電圧の最適調整が必要である。また、図１８はマトリクス駆動を想定した際の温度変化に対する駆動電圧の変化を表したものである。温度に対する勾配は０．０２ｖ／℃で小さいが、２５℃の駆動電圧を標準とした時の電圧変動率は０．５６％／℃で、実用温度範囲５〜４０℃では１９．６％とかなり大きい変動幅となる。実際の使用に際してはこれを補償し最適表示とする事が望ましい。
【００１１】
また、メモリ性を有する液晶を駆動するに当たり、その液晶分子にフレデリクス転移を起こすために、比較的絶対値の大きいリセットパルスを液晶に印加する必要がある。この場合、マトリクス駆動時の走査信号とデータ信号との間で、電圧の比が大きくアンバランスとなる。このため、具体的な駆動回路を構成する上で、また、この回路をＩＣ化する上で、このアンバランスは大きな障害となる可能性を持っている。
【００１２】
そこで、本発明の目的とするところは、フレデリクス転移を生じさせる比較的絶対値の大きいリセット電圧を液晶に印加しながら液晶を駆動できる液晶駆動方法を提供することにある。
【００１３】
本発明のさらに他の目的は、大きなリセット電圧を液晶に印加しながらも、走査信号、データ信号間の電圧のアンバランスを低減し、駆動回路の構成を容易化して、ＩＣ化にも対応できる液晶駆動方法を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明では、リセット期間Ｔ１に比較的絶対値の大きなリセット電圧を液晶に印加する必要上、下記の７レベル駆動法を用いることができる。
【００１５】
この７レベル駆動方法として、例えば図８（Ａ）〜図８（Ｄ）に示すように、前記列電極信号Ｙｎの前記データ電位として、前記液晶にＯＮ選択電圧またはＯＦＦ選択電圧を印加するための２種の電位（例えば±Ｖｂ）が設定され、
前記行電極信号Ｘｍの前記データ電位として、前記リセット期間Ｔ１には前記液晶にそれぞれ正または負の前記リセット電圧を印加するための２種の電位（例えば±Ｖｒ）が設定され、前記選択電位として、前記選択期間Ｔ３に前記液晶にそれぞれ正及び負の前記選択電圧を印加するための２種の電位（例えば±２Ｖｂ）が設定され、前記非選択電位として、前記遅延期間及び前記非選択期間には２種の前記選択電位間の中間の電位（例えば０Ｖ）が設定され、
計７レベルの電位を用いて前記液晶を駆動できる。
【００１６】
本発明は、さらに好ましくは、少なくとも下記の８レベルを含む駆動法を採用すると良い。すなわち、
前記列電極信号の前記データ電位として、前記液晶にそれぞれ正及び負のＯＮ選択電圧と正及び負のＯＦＦ選択電圧とを印加するための４種の電位が設定され、
前記行電極信号の前記リセット電位として、前記リセット期間には前記液晶にそれぞれ正及び負の前記リセット電圧を印加するための２種の電位が設定され、前記選択電位として、前記選択期間には前記液晶にそれぞれ正及び負の前記選択電圧を印加するための２種の電位が設定され、前記非選択電位として、前記遅延期間及び前記非選択期間には４種の前記データ電位にバイアス電位を付与するための２種の電位が設定され、
少なくとも８レベルの電位を用いて前記液晶を駆動する方法である。
【００１７】
この８レベルの電位を、低電圧側の第１群の４レベル（Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４：Ｖ１＜Ｖ２＜Ｖ３＜Ｖ４）と、高電圧側の第２群の４レベル（Ｖ５、Ｖ６、Ｖ７、Ｖ８：Ｖ４＜Ｖ５＜Ｖ６＜Ｖ７＜Ｖ８）との２つに分け、
前記列電極信号の前記データ電位が第１群にある時は、前記リセット電位を第２群の中から選択し、前記列電極信号のデータ電位が第２群にある時は、前記リセット電位を第１群の中から選択し、
前記リセット期間以外の前記各期間では、前記列電極信号の前記データ電位が前記第１群の中にあるときは、同じ第１群の中から各々１つの電位を選択し、前記列電極信号の前記データ電位が前記第２群の中にあるときは、同じ第２群の中から各々１つの電位を選択するとよい。
【００１８】
こうすると、行電極信号の電圧と、列電極信号の電圧との間に大きな電圧差を生ずること無く、２０Ｖを越える比較的絶対値の大きなリセット電圧と、１Ｖ近辺の非選択電圧とを液晶に印加することができる。このことは、駆動回路を構成する上で、特にＩＣ化を行う上で好ましい。
【００１９】
ここで、前記第１群の電位Ｖ４と前記第２群の電位Ｖ５との間の電位差を大きくすれば、前記リセット期間に前記液晶に印加される前記リセット電圧の絶対値を大きく設定できる。
【００２０】
図３２に示すように、第ｋ番目のフレーム（ｋは整数）では、前記列電極信号ＸｍのＯＮ選択電位を前記第２群のＶ５に、ＯＦＦ選択電位をＶ７にそれぞれ設定し、前記行電極信号Ｙｎの前記リセット電位をＶ１に、前記選択電位をＶ８に、前記非選択電位をＶ６にそれぞれ設定し、
これに続く第（ｋ＋１）番目のフレームでは、前記列電極信号ＸｍのＯＮ選択電位を第１群のＶ４に、ＯＦＦ選択電位をＶ２にそれぞれ設定し、前記行電極信号Ｙｎの前記リセット電位をＶ８に、前記選択電位をＶ１に、前記非選択電位をＶ３にそれぞれ設定して、フレームごとの極性反転により前記液晶を交流駆動することができる。
【００２１】
図３３に示すように、第ｋ番目のフレーム（ｋは整数）では、前記列電極信号ＸｍのＯＮ選択電位を前記第２群のＶ８に、ＯＦＦ選択電位をＶ６にそれぞれ設定し、前記行電極信号Ｙｎの前記リセット電位をＶ１に、前記選択電位をＶ５に、前記非選択電位をＶ７にそれぞれ設定し、
これに続く第（ｋ＋１）番目のフレームでは、前記列電極信号ＸｍのＯＮ選択電位を第１群のＶ１に、ＯＦＦ選択電位をＶ３にそれぞれ設定し、前記行電極信号Ｙｎの前記リセット電位をＶ８に、前記選択電位をＶ４に、前記非選択電位をＶ２にそれぞれ設定して、フレームごとの極性反転により前記液晶を交流駆動することができる。
【００２２】
図３４に示すように、１フレーム期間Ｔ内における前記列電極信号ＸｍのＯＮ選択電位をＶ４とＶ５との交流パルスで設定し、前記列電極信号ＸｍのＯＦＦ選択電位をＶ２とＶ７との交流パルスで設定し、これに対応した順番で、前記行電極信号Ｙｎの前記リセット電位をＶ８とＶ１との交流パルスで設定し、前記選択電位をＶ１とＶ８との交流パルスで設定し、前記非選択電位をＶ３とＶ６との交流パルスで設定し、
前記液晶に印加される電圧をパルスごとに極性反転して、前記液晶を交流駆動することができる。
【００２３】
図３５に示すように、１フレーム期間Ｔ内における列電極信号ＸｍのＯＮ選択電位をＶ１とＶ８との交流パルスで設定し、前記列電極信号ＸｍのＯＦＦ選択電位をＶ３とＶ６との交流パルスで設定し、これに対応した順番で前記行電極信号Ｙｎの前記リセット電位をＶ８とＶ１との交流パルスで設定し、前記選択電位をＶ４とＶ５との交流パルスで設定し、前記非選択電位をＶ２とＶ７との交流パルスで設定して、液晶に印加される電圧をパルスごとに極性反転して前記液晶を交流駆動することができる。
【００２４】
図３２及び図３４の駆動法の場合、Ｖ４−Ｖ３＝Ｖ３−Ｖ２＝Ｖ７−Ｖ６＝Ｖ６−Ｖ５の関係に設定すると、非選択期間Ｔ４にてほぼ等しい非選択電圧を設定できる。
【００２５】
図３３及び図３５の駆動法の場合、Ｖ３−Ｖ２＝Ｖ２−Ｖ１＝Ｖ８−Ｖ７＝Ｖ７−Ｖ６の関係に設定すると、非選択期間Ｔ４にてほぼ等しい非選択電圧を液晶に印加することができる。
【００２６】
また、図３４及び図３５の駆動法の場合、前記選択期間Ｔ３に相当する単位時間を１Ｈとしたとき、前記行電極信号及び列電極信号を交流化させる信号ＦＲのパルス幅を１Ｈとし、かつ、前記信号ＦＲの位相が前記行電極信号Ｙｎの選択期間に対して（１Ｈ／２）ずらして設定することができる。図３４の駆動法にこれを適用したのが図３６の駆動法である。この場合、行、列電極信号の駆動電位の反転回数は図３４と比較して半減するが、液晶にかかる電圧波形の反転回数はそれより多く確保できる。
【００２７】
さらに、図３４及び図３５の駆動法の場合、前記選択期間Ｔ３に相当する単位時間（１Ｈ）ごとに液晶に印加する電圧の極性を反転し、かつ、第ｋフレーム（ｋは整数）の始まりの前記極性が正の時は第（ｋ＋１）フレームの始まりの前記極性は負とし、前記第ｋフレームの始まりの前記極性が負の時は前記第（ｋ＋１）フレームの始まりの前記極性は正として、１Ｈごとの極性反転とフレームごとの極性反転とを組み合わせて、前記液晶を交流駆動することもできる。図３４の駆動法にこれを適用したのが図３７の駆動法である。
【００２８】
なお、図３２〜図３７のいずれの駆動法を採用する場合にも、前記第１群の各電圧と第２群の各電圧を、グランドレベルを中心として正、負で対称に設定すると、回路設計上好適となる。
【００２９】
また、上述の７レベル駆動法及び８レベル駆動法は、必ずしも１フレーム期間Ｔ内に遅延期間Ｔ２を指定した駆動波形に適用するものに限らず、図３に示す駆動波形、すなわち遅延期間Ｔ２の指定の無い駆動波形等にも有効である。
【００３０】
【発明の実施の形態】
次に、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００３１】
〔液晶セルの構造〕
後述する各実施例に用いた液晶材料は、ネマチック液晶（例えば、Ｅ．Ｍｅｒｃｋ社製ＺＬＩ−３３２９）に光学活性剤（例えば、Ｅ．Ｍｅｒｃｋ社製Ｓ−８１１）を添加することにより、液晶のヘリカルピッチを３〜４μｍに調整したものである。図１に示すように、上下のガラス基板５，５上にＩＴＯからなる透明電極４のパターンを形成し、その上に各々ポリイミド配向膜（例えば、東レ社製ＳＰ−７４０）２を塗布した。そして、各ポリイミド配向膜２対して、相互に所定角度φ（実施例ではφ＝１８０°）異なる方向にラビング処理を施して、セルを構成した。上下のガラス基板５，５の間にはスペーサを挿入して基板間隔を均一化し、例えば基板間隔（セル間隔）を２μｍ以下とした。したがって、液晶層厚／ねじれピッチの比は０．５±０．２となる。
【００３２】
このセルに液晶を注入すると、液晶分子１のプレチルト角θ１，θ２は数度となり、初期配向が１８０°のツイスト状態となる。この液晶セルを、図１に示す偏光方向の異なる２枚の偏光板７，７で挟み込み、表示体を形成した。なお、３は絶縁層、６は平坦化層、８は画素間の遮光層、９は液晶分子１のダイレクターベクトルである。
【００３３】
（第１実施例）
図２（Ａ）および図２（Ｂ）は、それぞれ図１に示す表示体を駆動するための第１実施例に係る２種の駆動波形を示している。各図に示す駆動波形には、１フレーム期間Ｔ内にリセット期間Ｔ１，遅延期間Ｔ２，選択期間Ｔ３および非選択期間Ｔ４が含まれている。図２（Ａ）は、フレーム期間Ｔごとに、液晶セルに充電される電圧の極性を反転させて交流化する駆動波形を示している。図２（Ｂ）は、パルス幅が（Ｔ３）／２の１パルスごとに、液晶に充電される電圧の極性を反転させて交流化する駆動波形を示している。各図において、リセット期間Ｔ１には、ネマチック液晶にフレデリクス転移を生じさせるための閾値以上のリセット電圧（リセットパルス）３０が印加される。このリセット電圧３０は、本実施例ではそのピーク値が±３０Ｖに設定されている。リセット期間Ｔ２は、リセット電圧３０を液晶セルに印加した後、選択期間Ｔ３にて液晶セルに選択電圧（選択パルス）３２が印加されるタイミングを遅延させるために設けられている。本実施例では、この遅延期間Ｔ２にて液晶セルに、遅延電圧３１として例えば０Ｖの電圧が印加される。選択期間Ｔ３に液晶セルに印加される選択電圧３２は、ネマチック液晶の２つの準安定状態、例えば３６０°ツイスト配向状態と０°ユニフォーム配向状態のいずれかを生ずる臨界値を基準として選択される電圧である。この選択電圧３２として、第１実施例に用いたカイラルネマチック液晶の場合、選択電圧３２のピーク値が０〜±１Ｖであると、３６０°ツイスト配向状態が得られる。一方、選択電圧３２として２Ｖ以上の電圧を液晶セルに印加すると、０°ユニフォーム配向状態が得られた。また、非選択期間Ｔ４には、液晶セルに選択電圧３２よりも絶対値の小さな非選択電圧３３が印加され、選択期間Ｔ３にて選択された液晶の状態が維持されるようになっている。
【００３４】
図３は、比較例としての駆動波形を示している。この図３に示す駆動波形は、本出願人の先の出願（米国特許出願Ｎｏ．０８−０５９２２６及びＮｏ．０８−０９３２９０）に開示された駆動波形である。図３の駆動方法では、１フレーム期間Ｔ内にリセット期間Ｔ１，選択期間Ｔ３および非選択期間Ｔ４が設けられている点で図２（Ａ）および図２（Ｂ）と同様であるが、遅延期間Ｔ２が設けられていない点が異なっている。換言すれば、図２（Ａ）および図２（Ｂ）に示す第１実施例の駆動方法は、図３の駆動方法と比較して液晶セルにリセット電圧３０を印加後、遅延期間Ｔ２経過後に選択電圧３２を印加している点が、図３の駆動方法と大きく相違している。
【００３５】
表２は、図２（Ａ）または図２（Ｂ）の駆動方法に基づく実験結果をまとめたものである。また、表１は比較のための図３の駆動方法による結果である。なお、表示はバックライト付きの透過型とし、ｏｎ状態は光の透過状態で０゜ユニフォーム配向状態に対応し、ｏｆｆ状態は光の遮断状態で３６０゜ツイスト配向状態に対応している。
【００３６】
ここで、表１、表２において、デューティ比は（選択期間Ｔ３）／（フレーム期間Ｔ）を示し、パルス幅は選択パルスのパルス幅を示し、遅延時間は遅延期間Ｔ２の長さをそれぞれ示している。なお、図２（Ａ）の駆動法の場合、パルス幅＝Ｔ３であるのに対し、図２（Ｂ）及び図３の駆動法の場合には、パルス幅＝（Ｔ３）／２となる。図２（Ａ）、図２（Ｂ）及び図３のいずれの場合も、１ライン当たりの書込時間は選択期間Ｔ３に一致する。また、各表において、ｏｎ電圧は、液晶セルを０°ユニフォーム配向状態とするために、液晶セルに印加される選択電圧３２の値を示している。また、ｏｆｆ電圧は、３６０°ツイスト配向状態を得るために、液晶セルに印加される選択電圧３２の値を示している。
【００３７】
【表１】
0003555578.tif 000002
【００３８】
【表２】
0003555578.tif 000003
【００３９】
表１、表２の比較から明らかなように、リセット電圧３０の印加後にある遅延時間を挿入して選択電圧３２を液晶セルに印加すると、図３の駆動法では表示の切り換えが不可能であったパルス幅の選択電圧３２を液晶に印加した場合でも、液晶のｏｎ／ｏｆｆの切り換えが可能となる。例えば、表１のデューティ比＝１／２４０、パルス幅＝５０μｓ、ｏｎ／ｏｆｆ電圧＝３Ｖ／０Ｖ、遅延時間＝０の条件では、表示のｏｎ／ｏｆｆ切り換えは不可能である。しかし、表２に示すように、５０μｓ以上の遅延時間を入れて同じ選択電圧３２を液晶セルに印加すると、ｏｎ／ｏｆｆ切り換えが可能となる。つまり、これはマトリクス型の表示で１ライン当たりの書き込み時間を、従来法の２００μｓから半分の１００μｓに改良できたことになる。また、さらに遅延時間５０μｓ以上でｏｎ電圧を３Ｖから５Ｖに上げると、パルス幅＝２５μｓのパルスにも応答し、１ライン当たりの書き込みを５０μｓに短縮出来ることも確認した。
【００４０】
図４は、本発明で用いる双安定液晶の挙動を示した動的シミュレーションの結果と、遅延期間Ｔ２および選択期間Ｔ３との関係を示している。横軸は時間、縦軸は液晶セル中央の分子のティルトを表しており、スタート時点はリセットパルスの切れた時である。この図に従えば、液晶分子は垂直に立った状態（ホメオロトロピックの配向状態）の後、後ろ側に少し倒れ（バックフロー）、再び戻って来てティルトが０゜に向かって進むものと、更に１８０゜の方向に動くものに分かれる。前者は０゜ユニフォーム配向状態への遷移であり、後者はこのティルトの変化の他にツイストも加わるので３６０゜ツイスト配向状態への遷移に相当する。ところで、この図で明らかなように０゜ユニフォーム配向状態への遷移にしても、３６０゜ツイスト配向状態への遷移にしても、リセットパルス３０の切れた直後は、液晶のバックフローという同一の過程を経ている点では全く挙動が同じである。すなわち、液晶の配向状態が０゜になるか３６０゜になるかは、このバックフロー後のトリガー（図４中の矢印）の与え方次第で決まる。
【００４１】
前述した２つの先の米国特許出願に開示された図３に示す駆動波形では、図４に示すように、リセット期間Ｔ１の経過直後に選択期間Ｔ３を設定した。そして、図３に示す駆動法の場合には、この選択期間Ｔ３が液晶のバックフロー後のトリガーを付与すべきタイミングまで延長される限り、液晶のｏｎ／ｏｆｆの切り換えを行うことができた。事実、表１に従えば、選択期間Ｔ３の長さを２００μｓまたは１００μｓと長くすれば、液晶のｏｎ／ｏｆｆの切り換えが可能であるが、この選択期間Ｔ３の長さを５０μｓと設定すると、液晶のｏｎ／ｏｆｆの切り換えが不可能である。
【００４２】
これに対して、第１実施例の駆動方法に係る図２（Ａ）および図２（Ｂ）の駆動方法によれば、リセット期間Ｔ１と選択期間Ｔ３との間に遅延期間Ｔ２を挿入し、この遅延期間Ｔ２の時間長さを調整することで、選択期間Ｔ３の長短にかかわらず、液晶がバックフローを起こした後のトリガーを付与すべきタイミングにて、この液晶に選択電圧３２を印加することが可能となる。それゆえ、表２に示すように選択期間Ｔ３の時間長さを２５μｓと大幅に短縮しても、液晶のｏｎ／ｏｆｆの切り換えが可能である。
【００４３】
（第２実施例）
図１に示す液晶セルを用いて、図５に示す単純マトリクス型液晶表示体を構成した。この液晶表示体は、液晶セル１１の背面にバックライト１２を配置した透過型である。液晶セル１１の走査電極（行電極）には走査駆動回路１３が接続され、この走査駆動回路１３は走査制御回路１５により制御される。一方、液晶セル１１の信号電極（列電極）には信号駆動回路１４が接続され、この信号駆動回路１４は信号制御回路１６により制御される。走査駆動回路１３と信号駆動回路１４には、電位設定回路１７から所定の印加電圧が供給される。また、走査制御回路１５と信号制御回路１６には、線順次走査回路１８から基準クロック信号と所定のタイミング信号が供給される。なお、図５中の温度センサ２１，温度補償回路２２については後述する。
【００４４】
図６は、図５に示す単純マトリクス型液晶表示体の駆動に用いられる駆動波形を示した図である。図２（Ｂ）との違いは、リセット電圧３０の後の遅延期間Ｔ２中に、非選択電圧３３と同じようなバイアス電圧３４がかかっていることで、これは他の行の画素選択の際にどうしても入り込んでしまう電圧である。図６に示す駆動波形において、選択期間Ｔ３の長さは一水平走査期間（１Ｈ）と一致する。また、遅延期間Ｔ２長さは、１Ｈ／２のパルス幅のパルス毎に交流駆動することを考慮して、Ｔ２＝（１Ｈ／２）×ｎ（ｎは整数）に設定される。
【００４５】
図７は、図６の駆動波形を用いて０゜ユニフォーム配向状態と３６０゜ツイスト配向状態とを実現できる選択電圧範囲を求めたグラフである。横軸は遅延時間、縦軸は液晶への印加パルス電圧である。リセット電圧は３０Ｖで持続時間１ｍｓ、バイアス電圧は１．３Ｖ、選択パルスのパルス幅＝５０μｓ、すなわち１ライン当たりの書き込み時間は５０×２＝１００μｓである。液晶セルは第１実施例と同様の構成で、セルギャップｄ／ピッチｐ＝０．６のものを用いた。この図より３６０゜ツイスト配向状態（表示のｏｆｆ）は選択電圧のピーク電圧＝１．８Ｖまで耐えられ、また、０゜ユニフォーム配向状態（表示のｏｎ）は遅延時間２００μｓの時を最小に３．６Ｖ以上で切り換えられることが得られた。この結果、リセット後の駆動波形を１／３バイアス法にしたがって構成し、バイアス電圧および選択時のｏｆｆ電圧をそれぞれＶｂ＝１．３Ｖとし、選択時のｏｎ電圧を３Ｖｂ＝３．９Ｖとすると、書き込みスピード１００μｓ／ｌｉｎｅで２００〜２４０行の単純マトリクス駆動表示が得られる。また、１／３バイアス法にしたがって駆動波形を構成する場合には、図７中の実線で示すｏｎ電圧が、図７中の破線で示すｏｎ選択電圧３Ｖｂを下回る範囲（図７中の斜線の範囲）にて、遅延時間を選べばよい。
【００４６】
図８（Ａ）〜８（Ｄ）は、１／３バイアス法に従ってマトリクスの各行、各列および各画素の駆動波形を示したものである。同図において、Ｙｎ、Ｙｎ＋１はそれぞれ、ｎ行目、ｎ＋１行目の各行電極を駆動するための走査信号（行電極信号）を示している。この走査信号Ｙｎ、Ｙｎ＋１は、リセット期間Ｔ１では波高値±Ｖｒのリセット電位に設定され、遅延期間Ｔ２では０Ｖに設定され、選択期間Ｔ３では波高値±２Ｖｂの選択電位に設定され、非選択期間Ｔ４では０Ｖの非選択電位にそれぞれ設定されている。Ｘｍは、ｍ列目の列電極に供給されるデータ信号の波形を示している。このデータ信号の波高値は±Ｖｂであり、上述の走査信号の選択期間Ｔ３の期間内の波形と逆相である場合には液晶セルをｏｎ駆動し、同相である場合には液晶セルをｏｆｆ駆動する。差信号Ｙｎ−Ｘｍは、ｎ行目の行電極とｍ列目の列電極との交点における画素の液晶に印加される駆動波形を示している。この差信号Ｙｎ−Ｘｍは、リセット期間Ｔ１ではその最大波高値が±（Ｖｒ＋Ｖｂ）のリセット電圧３０とされ、遅延期間Ｔ２では波高値が±Ｖｂのバイアス電圧３４とされる。また、図８に示す選択期間Ｔ３ではその波高値が±３Ｖｂのｏｎ駆動のための選択電圧３２とされ、非選択期間Ｔ４ではその波高値が±Ｖｂの非選択電圧３３に設定される。
【００４７】
この第２実施例の駆動波形に、分割マトリクス、または、多重マトリクス（液晶デバイスハンドブック−日刊工業、ｐ４０６）の手法を組み合わせることで、６４０×４８０のＶＧＡ対応ディスプレイを実現できた。
【００４８】
以上述べたように、第１実施例及び第２実施例では、リセットパルス後に遅延パルスを印加することによって、従来の数倍の５０μｓ／ｌｉｎｅもの高速書き込みが可能になった。その結果、６４０×４００、６４０×４８０などのニーズの高いマトリクス表示にも、能動素子の助けを借りずに対応できる。また、本発明が対象とする液晶表示装置は、基本特性として数秒のメモリ性を有すること、コントラスト比が１００を越えること、視角が上６０゜、下８０゜、左右各８０゜の広視野角であること、光学応答が８ｍｓ以下と高速であることなど、ＳＴＮを上回る特性を有している。このため、先の単純マトリクス駆動が可能であることと合わせ、低価格・高品質の表示装置の実現に多大な貢献が出来る。また、上述の説明では透過型として説明を一貫したが、コントラスト比１００以上の特性を活かせば反射型表示としても有望である。さらには、光学応答が１ｍｓを切れば、フリッカーの問題が回避できるので、液晶のメモリ性を活かして、１０００ライン以上で、かつ、書き込み時間０．１ｓ以下の高精細表示も実現可能となる。
【００４９】
（第３実施例）
図９（Ａ）および図９（Ｂ）は、図１に示す液晶表示体の駆動に用いられる第３実施例に係る２種の駆動波形を示している。図９（Ａ）、図９（Ｂ）はそれぞれ、上述した図２（Ａ）、図２（Ｂ）と同様に、１フレームごとまたは１ラインごとに液晶セルに充電される電圧の極性反転を行う交流化駆動方法を示している。図９（Ａ）または図９（Ｂ）に示す駆動波形が、図２（Ａ）または図２（Ｂ）の第１実施例に係る駆動波形と相違する点は、遅延期間Ｔ２に続く期間Ｔ３を第１選択期間としたとき、この第１選択期間Ｔ３と非選択期間Ｔ４との間に、インターバル期間Ｔ５と第２選択期間Ｔ６とを設けた点である。なお、このインターバル期間Ｔ５と第２選択期間Ｔ６とを一対の期間としたとき、図９（Ａ）、図９（Ｂ）の駆動波形では、この一対の期間が１回設けられているが、これに限らず一対の期間を複数回繰り返し設けることもできる。
【００５０】
図９（Ａ）または図９（Ｂ）において、第１，第２選択期間Ｔ３、Ｔ６はそれぞれ同一長さの期間に設定され、いずれの期間Ｔ３およびＴ６においても液晶セルに選択電圧３２が印加される。また、インターバル期間Ｔ５では、マトリックス駆動を考慮して、遅延期間Ｔ２と同様のバイアス電圧３４が液晶セルに印加されている。
【００５１】
さて、図９（Ａ）または図９（Ｂ）の波形を印加した結果は次の通りである。共通の条件として、リセット電圧＝±２５Ｖ、リセット時間＝１ｍｓ、遅延時間＝２００μｓ、バイアス電圧＝±１．２Ｖとした。この時、ｏｎ選択電圧＝±２．４Ｖでは各パルス幅が１５０μｓの２パルス、または各パルス幅が１００μｓの３パルスを印加した場合に、０゜ユニフォーム配向状態が得られた。これはｏｎ選択電圧＝±２．４Ｖで、パルス幅＝３００μｓの１パルス印加（図２（Ａ）または図２（Ｂ）の駆動方法）の結果と全く同じであった。また、２つのパルス間の間隔（インターバル期間Ｔ５）は最大４５０μｓまで広げられた。次に、ｏｎ選択電圧＝±３．６Ｖに変えた場合、各パルス幅が５０μｓの２パルスで０゜ユニフォーム配向状態が得られた。これも、ｏｎ選択電圧＝±３．６Ｖでパルス幅が１００μｓの１パルス印加（図２（Ａ）または図２（Ｂ）の駆動方法）と同等の結果である。なお、この場合の２パルス間の間隔は最大２５０μｓまで広げられた。
【００５２】
以上から、本液晶表示には非常に短期間の累積パルス応答効果があり、リセットパルスｏｆｆ後の１ｍｓないし２ｍｓの期間内に、短パルス幅の複数の選択パルスに分割して液晶に印加すればよい。このことを図４を用いて説明すれば、１フレーム期間Ｔ内の最後の選択期間Ｔ５が、図４に示す液晶のバックフロー後のトリガータイミングに設定されるように、第１，第２選択期間Ｔ３、Ｔ６の長さ、遅延期間Ｔ２の長さおよびインターバル期間Ｔ５の長さを調整すればよい。そして、このリセットパルスｏｆｆ後の１ｍｓ〜２ｍｓの期間内であれば、パルス幅の合計が変わらない限り何パルスにでも分割できることが分かる。また、累積パルス応答効果の生ずる期間内に液晶に印加される選択パルスのピーク電圧を、２．４Ｖと３．６Ｖとに設定した各場合について、リセットパルス以降の実効電圧を比較すると、前者は１．６７Ｖ、後者は１．８８Ｖとなる。このため、選択パルスのパルス数とそのパルス電圧の波高値とを変えた場合には、実効電圧をほぼ一定にできることが分かる。
【００５３】
このことを、図１０（Ａ）〜図１０（Ｅ）を参照して説明する。図１０（Ａ）〜図１０（Ｅ）のいずれの場合も、選択パルスの（パルス幅×ピーク電圧）により計算される面積（選択パルスが複数の場合はその総和面積）が同一となっている。したがって、上述した累積パルス応答効果が生ずる限り、図１０（Ａ）〜図１０（Ｅ）のいずれの駆動の場合でも、液晶に印加される実効電圧が一定になることが分かる。なお、図１０（Ａ）〜図１０（Ｅ）の各駆動波形を書き込みスピードの点で比較すると、図１０（Ａ），図１０（Ｄ）および図１０（Ｅ）の場合は同一速度となるが、図１０（Ｂ）および図１０（Ｃ）はそれらよりも２倍の書き込みスピードを達成でき、ハイデューティ化が可能となる。
【００５４】
（第４実施例）
図１１（Ａ）〜図１１（Ｅ）は、第３実施例の駆動法を、図４に示すマトリクス表示のパルス反転型の交流駆動に適用した第４実施例の駆動波形を示したものである。Ｙｎ，Ｙｎ＋１、Ｙｎ＋２はそれぞれｎ番目、（ｎ＋１）番目、（ｎ＋２）番目の行電極に供給される走査信号を示している。各走査信号には、リセット期間Ｔ１、遅延期間Ｔ２、第１選択期間Ｔ３，インターバル期間Ｔ５、第２選択期間Ｔ６および非選択期間Ｔ４が１フレーム期間Ｔ内に設けられている。第１，第２選択期間Ｔ３、Ｔ６の長さは同一であり、共に１水平走査期間（１Ｈ）となっている。また、インターバル期間Ｔ５の長さは、１Ｈ×ｍ（ｍは整数）に設定され、図１１の場合２Ｈに設定されている。
【００５５】
この場合の駆動を図１２のマトリクスの表示でみると、行Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６のようなジグザグの順序で行の選択が進んで行く形になる。列側のデータ信号（Ｘｍ）は１ライン当たり２回のタイミングでデータを転送し、行側、列側の各信号の差信号Ｙｎ−Ｘｍの電圧が液晶に加わる。
【００５６】
我々はこの方法を用いて、走査信号のリセット電圧＝±２５Ｖ、リセット期間＝１ｍｓ、遅延期間＝２００±１００μｓ、選択電圧＝±２．４Ｖ、選択期間＝５０μｓの２回の条件とし、データ信号のデータ電圧＝±１．２Ｖの条件で、デューティ比１／２４０の単純マトリクス駆動表示を実現した。この場合、フレーム周波数は４２Ｈｚであり、フリッカーは生じなかった。また、上記駆動法を、分割マトリクス、または、多重マトリクス駆動（液晶デバイスハンドブック−日刊工業、ｐ４０６）と組み合わせることによって、６４０×４８０のＶＧＡ対応ディスプレイとすることができる。
【００５７】
以上述べたように、第３，第４実施例によれば、リセットパルス後の選択パルスを２回以上液晶に印加することによって、単純マトリクス駆動の書き込み時間を短縮することが可能であることに加え、フリッカーレスのハイデューティ単純マトリクス駆動が実現されている。また、同時に駆動電圧の低電圧化も図ったので低消費電力化にもつながった。
【００５８】
なお、選択パルスを複数回液晶に印加した場合の累積パルス応答効果は、必ずしも上述の第３，第４実施例のようにリセット期間Ｔ１の後に遅延期間Ｔ２を設定するものに限らない。図１３に示すように、リセット期間Ｔ１経過直後に第１選択期間Ｔ３を設定し、この第１選択期間Ｔ３と非選択期間Ｔ４との間に、インターバル期間Ｔ５及び第２選択期間Ｔ６から成る一対の期間を、１回または複数回繰り返しを設けることもできる。この場合、１フレーム期間Ｔ内の最後の選択期間Ｔ５が、図４に示す液晶のバックフロー後のトリガータイミングに設定されるように、第１，第２選択期間Ｔ３、Ｔ６の長さおよびインターバル期間Ｔ５の長さを調整すればよい。
【００５９】
（第５実施例）
図１４（Ａ）および図１４（Ｂ）は、図１に示す表示体を駆動するための第５実施例にかかわる２種の駆動波形を示している。図１４（Ａ）は液晶に印加される電圧を１フレームごとに極性反転を行う駆動波形であり、図１４（Ｂ）は液晶に印加される電圧の極性を１パルスごとに反転させる駆動波形を示している。各図の駆動波形はともに、１フレームＴ内に、リセット期間Ｔ１、遅延期間Ｔ２、選択期間Ｔ３および非選択期間Ｔ４を含んでいることで第１実施例と同様であるが、選択期間Ｔ３に対するｏｎの選択電圧またはｏｆｆ選択電圧の印加期間ｔ（図１４（Ｂ）の場合はｔ＝２×ｔ／２）のデューティが１００％未満に設定されている点で異なっている。
【００６０】
さて、図１４（Ａ）または図１４（Ｂ）の波形を印加した結果を図１５に示す。なお、駆動条件はリセット電圧＝２０Ｖ、リセット時間＝１ｍｓ、遅延時間＝１５０〜２００μｓとした。図において横軸は選択期間Ｔ３に対する印加パルス幅ｔのデューティである。その縦軸は、この印加パルスのｏｎ（０゜ユニフォーム配向状態）またはｏｆｆ（３６０゜ツイスト配向状態）の時のピーク電圧である。印加電圧のパルスデューティを５０％、３３％、２５％と減らして行くにつれ、そのピーク電圧はルート２倍、ルート３倍、２倍と上昇している。従って、選択期間Ｔ３内で計算される実効値は皆等しくなっているのが特徴である。また、ｏｎ電圧とｏｆｆ電圧の比は、デューティを変えても変わらないのも他の特徴の一つである。図１５の測定に用いた液晶では、この比がおよそ５となっている。
【００６１】
以上から、本液晶表示装置の駆動においては、選択期間Ｔ３に対する選択パルスの総パルス幅ｔのデューティを変えても、選択期間Ｔ３内の実効電圧さえ変わらなければ、同等の表示効果が得られることが分かる。これより、デューティを減らすことによって選択パルスのピーク電圧値を上げ、回路の駆動電圧精度を出し易くする目的に使えることが分かる。また、駆動電圧を一定としてパルスのデューティを変化させれば、実効値が変わり得られる表示効果が変化することが分かる。即ち、デューテイを変えることで、図４９に示すように表示パネル内の液晶の閾値のばらつきに起因した微妙な駆動電圧の違いを補償できる。また、液晶の閾値は温度によっても変動するので、デューティを変更することで、温度補償を行うことができる。
【００６２】
（第６実施例）
図１６（Ａ）〜図１６（Ｅ）は、図１４（Ｂ）に示す駆動波形を、マトリックス表示の交流駆動に適用した第６実施例に係る駆動波形を示している。図１６において、Ｙｎ、Ｙｎ＋１、Ｙｎ＋２はそれぞれｎ番目、（ｎ＋１）番目、（ｎ＋２）番目の行電極に供給される走査信号を示している。各走査信号の選択期間Ｔ３に対する、ｏｎ選択電圧またはｏｆｆ選択電圧の総印加期間ｔ（＝２×ｔ／２）のデューティが１００％未満に設定されている。Ｘｍは、ｍ番目の列電極に供給されるデータ信号を示している。このデータ信号Ｘｍの選択期間Ｔ３に対するデータ電位のトータル期間ｔのデューティも、走査信号と同様に１００％未満に設定されている。これら走査信号およびデータ信号の差信号Ｙｎ−Ｘｍが液晶に印加されることになる。この差信号Ｙｎ−Ｘｍにおいても、選択期間Ｔ３に対するｏｎ選択電圧またはｏｆｆ選択電圧の印加期間ｔのデューティが、１００％未満に設定されることになる。したがって、液晶には選択電圧およびバイアス電圧ともに、デューティ１００％未満の間欠パルスとして電圧が印加されることになる。
【００６３】
我々はこの方法を用いて、リセット電圧＝±２５Ｖ、リセット期間＝１ｍｓ、遅延期間＝２００μｓ、選択期間＝１００μｓ、パルス選択時間＝２５μｓ×２（デューティ５０％）、選択電圧＝±４Ｖ、データ電圧＝±１Ｖの条件で、デューティ比１／２４０の１／５バイアス法による単純マトリクス駆動表示を実現した。この場合、フレーム周波数は４２Ｈｚであり、フリッカーは生じなかった。また、上記駆動法を、分割マトリクス、または、多重マトリクス駆動（液晶デバイスハンドブック−日刊工業、ｐ４０６）と組み合わせることによって、６４０×４８０のＶＧＡ対応ディスプレイとすることができる。
【００６４】
（第７実施例）
図１７（Ａ）〜図１７（Ｅ）は、本発明のマトリクス表示への他の応用例である。図１７において、走査信号Ｙｎ、Ｙｎ＋１、Ｙｎ＋２はそれぞれ図１６の対応する波形と同一波形となっている。一方、図１７に示すデータ信号Ｘｍは図１６の対応する波形とは異なり、選択期間Ｔ３に対するデータ電位のパルス幅のデューティが１００％に設定されている。液晶には、差信号Ｙｎ−Ｘｍの電圧が印加されることになるが、この差信号Ｙｎ−Ｘｍは選択期間Ｔ３に対するｏｎ選択電圧またはｏｆｆ選択電圧の印加期間ｔのデューティが１００％未満に設定されることになる。ただし、この第７実施例の場合には、液晶にはバイアス電圧が間断無く加わり、その中に選択電圧がパルスデューティ１００％未満で加わる形になる。
【００６５】
我々はこの方法を用い環境温度４０℃において、リセット電圧＝±２５Ｖ、リセット期間＝１ｍｓ、遅延期間＝２００μｓ、選択期間＝１００μｓ、パルス選択時間＝５０μｓ×２（デューティ１００％）、選択電圧＝±４Ｖ、データ電圧＝±１Ｖの条件で、デューティ比１／２４０の１／５バイアス法による単純マトリクス駆動表示を実現した。この場合もフレーム周波数は４２Ｈｚであり、フリッカーは生じなかった。次に、選択期間Ｔ３に対する選択パルスのパルス幅のデューティを１００％から約７４％まで変化させると、実効電圧は５Ｖから４．３Ｖまで変化し、図１８の４０〜５℃までの温度補償が可能となった。
【００６６】
（第８実施例）
図１９（Ａ）〜図１９（Ｅ）は、本発明のマトリクス表示へのさらに他の応用例である。図１９に示す走査信号Ｙｎ、Ｙｎ＋１、Ｙｎ＋２は、それぞれ選択期間Ｔ３に対するｏｎ選択電位またはｏｆｆ選択電位のパルス幅のデューティが１００％になっている。これに対し、データ信号Ｘｍでは選択期間Ｔ３に対するデータ電位のパルス幅ｔのデューティが１００％未満に設定されている。これらの差信号Ｙｎ−Ｘｍが液晶に印加されることになるが、この差信号Ｙｎ−Ｘｍにおいても、選択期間Ｔ３に対するｏｎ選択電圧またはｏｆｆ選択電圧の印加期間ｔのデューティが１００％未満に設定される。本方式は液晶にかかるｏｎ／ｏｆｆ電圧比が小さいので効果が大きいとは云い難いが、１／２バイアス法を使う場合にはｏｎ波形、ｏｆｆ波形が第３実施例と同じになり、かつ、バイアス電圧が間欠にかかる形となるので有効である。
【００６７】
（第９実施例）
図２０〜図２２を参照して、選択期間Ｔ３に対する選択パルスのパルス幅のデューティを可変する回路およびその動作について説明する。図２０は、クロック信号ＣＬＫ、リセット信号ＲＥ及び選択信号Ｓに基づいて、図２２に示す各種電位を持つ走査信号Ｙｎを出力する回路を示している。図２２に示すように、走査信号Ｙｎは、リセット期間Ｔ１では±Ｖ２の電位を有し、選択期間Ｔ３の選択パルスとして±Ｖ１の電位を有し、その他の期間では電位０Ｖとなっている。このため、図２０に示す走査信号の駆動回路は、走査信号Ｙｎとして、−Ｖ１の電位に切り換える第１のアナログスイッチ７０と、＋Ｖ１の電位に切り換える第２のアナログスイッチ７１と、＋Ｖ２の電位に切り換える第３のアナログスイッチ７２と、−Ｖ２の電位に切り換える第４のアナログスイッチ７３と、０Ｖの電位に切り換える第５のアナログスイッチ７４とを有する。この各アナログスイッチ７０〜７４を切り換え駆動するために、モノステーブル回路４０、１／２デバイダ４６および各種論理ゲート５０〜５５、６０〜６４が設けられている。
【００６８】
モノステーブル回路４０は、基準クロックＣＬＫを入力し、その回路のもつ時定数ＣＲに比例した時間だけｈｉｇｈとなる信号ｂを生成するものである。このモノステーブル回路４０は、図２１に示すように、第１のノア回路４１、コンデンサ４２、可変抵抗器４３、抵抗器４４および第２のノア回路４５を有する。このモノステーブル回路４０の時定数は、コンデンサ４２の容量値Ｃと、可変抵抗器４３の抵抗値Ｒとで定まり、可変抵抗器４３の抵抗値Ｒを可変することで、後述するように走査信号Ｙｎの選択期間Ｔ３に対する選択パルスのパルス幅のデューティが可変となっている。
【００６９】
１／２デバイダ４６は、基準クロックＣＬＫを入力し、この基準クロックＣＬＫの１／２の周波数をもつ信号ａ、換言すれば２倍の周期を有する信号ａを生成するものである。
【００７０】
第１のアンド回路５２は、上記信号ａ，ｂを第１，第２のインバータ５０，５１にて反転した信号を入力し、図２２に示す信号ｄを生成する。さらに、第３のアンド回路５４は、信号ｄと選択信号Ｓとを入力し、第１のアナログスイッチ７０を切り換えるための信号ｅを生成する。この信号ｅは、図２２に示す走査信号Ｙｎの選択期間Ｔ３内において、負極性の選択パルスのパルス幅と対応する期間にわたってｈｉｇｈとなる。
【００７１】
第２のアンド回路５３は、信号ａと信号ｂを第２のインバータ５１にて反転した信号を入力し、図２２に示す信号ｃを生成する。さらに、第４のアンド回路５５は、信号ｃと選択信号Ｓとを入力し、第２のアナログスイッチ７１を切り換え駆動するための信号ｆを生成する。この信号ｆは、図２２に示す走査信号Ｙｎの選択期間Ｔ３内において、正極性の選択パルスのパルス幅に対応する期間だけｈｉｇｈとなっている。
【００７２】
この第１，第２のアナログスイッチ７０，７１を駆動するための信号ｅ，ｆは、走査信号Ｙｎの選択期間Ｔ３に対する選択パルスのパルス幅のデューティを決定している。さらに、この各信号ｅ，ｆは、モノステーブル回路４０からの信号ｂに基づいてそのパルス幅が決定されており、モノステーブル回路４０の時定数ＣＲを変化させることで、結果として走査信号Ｙｎの選択期間Ｔ３に対する選択パルスのパルス幅のデューティを可変できることが分かる。
【００７３】
なお、走査信号Ｙｎの選択パルス以外の電位を切り換える第３〜第５のアナログスイッチ７２〜７４を駆動するための信号ｇ〜ｉについて簡単に説明する。第３のアナログスイッチ７２を切り換え駆動するための信号ｇは、信号ａとリセット信号ＲＥを入力する第５のアンド回路６０によって生成される。この信号ｇは、図２２に示す走査信号Ｙｎのリセット期間Ｔ１における正極性のリセット電位＝＋Ｖ２の期間と対応する期間にわたってｈｉｇｈとなっている。
【００７４】
第４のアナログスイッチ７４を駆動するための信号ｈは、信号ａを第１のインバータ５０にて反転した信号とリセット信号ＲＥを入力する第６のアンド回路６１によって生成されている。この信号ｈは、図２２に示す走査信号Ｙｎのリセット期間Ｔ１において、負極性のリセット電位−Ｖ２と対応する期間にわたってｈｉｇｈとなっている。第５のアナログスイッチ７４を駆動するための信号ｉは、信号ｂ、リセット信号ＲＥおよび選択信号Ｓに基づいて、第６のアンド回路６１、第７のアンド回路６２、第３のノア回路６３およびオア回路６４にて生成される。信号ｉは、図２２に示す走査信号Ｙｎの遅延期間Ｔ２、非選択期間Ｔ４、および選択期間Ｔ３内において選択パルスが出力されない期間にわたってｈｉｇｈとなっている。
【００７５】
（第１０実施例）
この第１０実施例は、デューティの変更をデジタル的に行うもので、抵抗値Ｒを変化させることでデューティを連続的に変更した第９実施例と異なっている。図２３は、走査信号Ｙｎにおける選択期間Ｔ３内の正負の選択パルスのパルス幅を決定するための信号ｔ１，ｔ２を出力するための回路図である。図２４はそのタイミングチャートである。
【００７６】
図２３において、上記信号ｔ１，ｔ２を生成する回路として、デップスイッチ８０、第１，第２のマグニチュード・コンパレータ８１Ａ，８１Ｂおよび第１，第２のカウンタ８２Ａ，８２Ｂが設けられている。信号ｔ１，ｔ２がｈｉｇｈとなるパルス幅は、例えば二進のデップスイッチ８０によって設定される。このデップスイッチ８０は、例えば４ビットの第１，第２のマグニチュード・コンパレータ８１Ａ，８１Ｂに接続されている。この第１，第２のマグニチュード・コンパレータ８１Ａ，８１Ｂは、デップスイッチ８０にて設定された設定値Ａと、第１，第２のカウンタ８２Ａ，８２Ｂでのカウント数Ｂとが一致した場合に、Ａ＝Ｂ端子の状態がｈｉｇｈに変わる。第１，第２のカウンタ８２Ａ，８２Ｂは、図２４に示す基準クロックＣＬＫをカウントするものである。第１，第２ののカウンタ８２Ａ，８２Ｂのクリア端子ＣＬには、図２４に示す信号ＣＬ１、ＣＬ２が入力される。信号ＣＬ１は、図２４に示す選択信号Ｓと信号ａとを入力するアンド回路８３の出力である。一方、信号ＣＶＬ２は、図２４に示す選択信号Ｓと、信号ａをインバータ８３にて反転した信号とを入力するアンド回路８４の出力である。したがって、この第１，第２のカウンタ８２Ａ，８２Ｂは、信号ＣＬ１，ＣＬ２がｈｉｇｈとなる立上りにてクリアされることになる。
【００７７】
コンパレータ８１Ａ，８１ＢのＡ＝Ｂ端子より出力される信号ｔ１，ｔ２は、図２４に示す走査信号Ｙｎの選択期間Ｔ３において、選択パルスのパルス幅と対応する期間にわたってｈｉｇｈとなる。したがって、この信号ｔ１，ｔ２がｈｉｇｈとなる期間をデップスイッチ８０にて変更することで、走査信号Ｙｎの選択期間Ｔ３に対する選択パルスのパルス幅のデューティを、選択期間Ｔ３内に入る基準クロックＣＬＫにて、段階的に変更することが可能である。なお、図２４に示す実施例においては、デップスイッチ８０での設定値Ａ＝２であり、選択期間の半分の期間（Ｔ３／２）は基準クロックＣＬＫの数で８となっている。したがって、図２４に示す実施例においては、選択期間Ｔ３に対する選択パルスのパルス幅のデューティは、１００×（８−２）／８＝７５％となっている。このように第１０実施例では、デップスイッチ８０の設定値を大きくするほどデューティは小さくなり、逆に設定値を小さくするほどデューティは大きくなる。
【００７８】
（第１１実施例）
この第１１実施例は、データ信号Ｘｍの選択期間Ｔ３に対するｏｎ電位またはｏｆｆ電位の期間のデューティを変更するものである。図２５は、ｍ列目の列電極に供給するデータ信号Ｘｍを出力するためのデータ信号駆動回路９０を示しており、図２６はそのタイミングチャートを示している。このデータ信号駆動回路９０は、データ信号Ｘｍとして、電位−Ｖ３を出力するための第６のアナログスイッチ９４と、電位Ｖ３を出力するための第７のアナログスイッチ９５と、電位０を出力するための第８のアナログスイッチ９６とを有する。
【００７９】
さらに、この各アナログスイッチ９４〜９６を切り換え駆動するための論理ゲート９１〜９３が設けられている。第７のアナログスイッチ９５を切り換え駆動するための第８のアンド回路９１が設けられている。この第８のアンド回路９１は、ｍ列目のデータＤｍと、図２０に示したモノステーブル回路４０からの信号ｂを第２のインバータ５１にて反転した信号とを入力する。図２６に示すように、第８のアンド回路９１の出力信号ｊは、データ信号Ｘｍの一水平走査期間と対応する選択期間Ｔ３において、電位＋Ｖ３を有するパルス幅と対応する期間にわたってｈｉｇｈとなっている。また、第１のアナログスイッチ９４を切り換え駆動するための第９のアンド回路９３が設けられている。この第９のアンド回路９３は、データＤｍを第３のインバータ９２にて反転した信号と、第２のインバータ５１の出力である信号ｂの反転信号とを入力し、信号ｋを生成する。この信号ｋは、図２６に示すデータ信号Ｘｍの選択期間内において、電位−Ｖ３を有するパルス幅と対応する期間にわたってｈｉｇｈとなっている。また、第８のアナログスイッチ９６は、図２０に示したモノステーブル回路４０からの信号ｂによって切り換え駆動される。このように、データ信号Ｘｍの選択期間に対するデータ電位のデューティは、図２０に示したモノステーブル回路４０の時定数ＣＲに基づいて変更することができる。なお、このデータ信号Ｘｍの選択期間に対するデータ電位の期間のデューティを変更する手段としては、第１０実施例と同様にデジタル的に行うことも可能である。
【００８０】
（第１２実施例）
図２７は選択期間Ｔ３に対する選択パルス幅のデューティを変更できるマトリクス液晶表示装置のブロック図である。表示に必要な表示データはいったんメモリ１００に蓄積され、ディスプレイ・コントローラ１０１を介してＸドライバ１０２およびＹドライバ１０３に転送される。コントローラ１０１の中には温度センサー１０４、または、マニュアルスイッチ１０６からの信号に従って、Ｘドライバ１０２、または、Ｙドライバ１０３のパルス幅デューティを変化させるデューティ・コントローラ１０７があり、ここからの設定値に従ってＸドライバまたはＹドライバのパルスのデューティが自動または手動で決定される。設定値は第９，１１実施例のように連続的な変化であっても、第１０実施例のようにステップ状の変化であってもよい。この結果、液晶パネル１０８に印加されるパルス列は、環境温度に対応し、かつ、見やすさが最適化された波形となっている。
【００８１】
このように本実施例ではディスプレイ・コントローラ１０１にデューティ・コントローラ１０７を付加すれば、選択期間Ｔ３内で液晶に印加するパルスデューティを連続、または、ステップ状に変えることができ、液晶に加わる実効パルス電圧を変化させることが可能となる。その結果、個々の液晶パネルによる駆動電圧のばらつきを吸収することはもちろん、環境温度変化による駆動電圧の変動を電源電圧を変えずに調整することもできるようになった。また、液晶表示体の使用者が外部操作スイッチによって直接調整も行えるようにすれば、表示を自分にとって最適状態に調整することも可能である。さらには、回路を具体化する上でリセット電圧とデータ電圧の差が大きく、電源電圧精度が出しにくい場合には、パルスデューティを下げて波高値を上げることで解決することもできる。また、さらにはカラー表示の場合、ＲＧＢでフィルター厚の違いからセルギャップが異なり閾値の違いが出ても、ＲＧＢ各々の駆動電圧に合わせてパルスデューティを調整すればよい。
【００８２】
ここで、複数の行電極にそれぞれ供給される走査信号（行電極信号）の少なくとも１つを、選択期間に対する選択電位の期間のデューティが他の行電極信号と異なる値に設定することができる。例えば、液晶パネルの上側の行電極と下側の行電極とで上記のデューティを変更することで、液晶パネルの上側および下側にて異なる閾値のばらつきを補償することができる。また、複数の列電極にそれぞれ供給されるデータ信号（列電極信号）の少なくとも１つを、その選択期間に対するデータ電位の期間のデューティが、他の列電極信号と異なる値に設定することもできる。例えば、液晶画面の左列と右列とで上記のデューティを変更することで、液晶パネルの左側および右側にて異なる閾値のばらつきを補償することができる。あるいは、一列の列電極に供給される列電極信号について着目した場合、その列電極信号が供給される列電極上の１の画素に対応する選択期間と他の画素に対応する選択期間とで、各選択期間に対するデータ電位の期間のデューティを異なる値に設定することもできる。こうすると、液晶画面の一列上の画素ごとに、その上側および下側にて異なる閾値のばらつきを補償することが可能となる。
【００８３】
なお、上記のデューティを変更する駆動法は、遅延期間を設けない図３または図１３の駆動法にも同様に適用可能である。
【００８４】
〔液晶の閾値の変化に対応して変更される他のパラメータに関して〕
第９〜１２実施例は、液晶パネルを構成する液晶自体の閾値のばらつき、あるいは環境温度に起因した液晶の閾値のばらつきを、選択期間に対する選択パルスの期間のデューティを変更することで補償したが、液晶の閾値の変化に対しては下記のパラメータの変更によっても対応することができる。まず、液晶の閾値に応じて、選択パルスのパルス高を変更することができる。さらに、この液晶の閾値を変更するパラメータとして、選択パルスのパルス幅、選択パルスを印加するタイミングを設定するための遅延期間Ｔ２の時間長さを挙げることができる。
【００８５】
例えば選択パルスのパルス幅、遅延時間及び温度を一定にした場合、臨界値は選択パルスのパルス高として図２８に示すＶｔｈ１，Ｖｔｈ２のようになる。図２８に示すリセットパルスの電圧値Ｖｅの絶対値（縦軸）と選択パルスの電圧値Ｖｓ（横軸）との直交平面において、ａ１，ａ２は準安定状態の一方（例えばねじれ角０度の状態）が出現する領域（｜Ｖｅ｜＞Ｖ０  かつ  ｜Ｖｔｈ１｜＜｜Ｖｓ｜＜｜Ｖｔｈ２｜）を示している。また、ｂ１，ｂ２，ｂ３は準安定状態の他方（例えばねじれ角３６０度の状態）が出現する領域（｜Ｖｅ｜＞Ｖ０  かつ  ｜Ｖｓ｜＜｜Ｖｔｈ１｜  又は、｜Ｖｅ｜＞Ｖ０  かつ  ｜Ｖｓ｜＞｜Ｖｔｈ２｜）を示す。ここでＶｔｈ１とＶｔｈ２は選択パルスの電圧値に対する閾値であり、この閾値は実際には３つ以上存在する可能性がある。本実施例では上記Ｖｔｈ１を閾値として液晶駆動を行う。
【００８６】
臨界値が上記３つのパラメータの組により与えられることは、図２９に示す閾値Ｖｔｈ，Ｖｓａｔと温度Ｔとの負の相関、図３０に示す閾値Ｖｔｈ，Ｖｓａｔとパルス幅Ｐｗとの負の相関、及び、図３１に示す閾値Ｖｔｈ，Ｖｓａｔと遅延時間τとの相関により示されている。以下の各実施例において目指す液晶のオン・オフ駆動の条件は、Ｖｏｎ＝Ｖｗ＋Ｖｄ≧Ｖｓａｔ、かつ、Ｖｏｆｆ＝Ｖｗ−Ｖｄ≦Ｖｔｈである。  下記の第１３〜１５実施例は、上記のいずれかのパラメータを変更して温度補償を行うものであり、図５中の温度センサ２１、温度補償回路２２を用いて温度補償を行っている。
【００８７】
温度センサ２１は液晶セル１１の環境温度を測定して、温度補償回路２２に測定信号を送出する。温度補償回路２２は、後述する複数の温度補償方法に応じて電位設定回路１７又は線順次走査回路１８に補償制御信号ｘ又はｙを出力し、電位設定回路１７の出力電位を修正させ、又は線順次走査回路の制御周波数若しくは制御パターンを変更させるようになっている。なお、常用温度域を複数の温度範囲に分割し、各温度範囲毎に前記パラメータの異なる設定値を予め定めておき、環境温度が属する前記温度範囲について定められた前記パラメータの設定値を選択して、温度補償を行うこともできる。
【００８８】
また、図５に示す単純マトリクス型液晶表示体を駆動する駆動波形としては、図２（Ａ）または図２（Ｂ）のいずれかの波形を用いることができる。また、パラメータとして遅延時間を変更しないものについては、リセット期間Ｔ１経過後に直ちに選択パルスを印加する図３に示す駆動波形を用いることもできる。
【００８９】
（第１３実施例）
この第１３実施例は、選択パルスのパルス高を変更することで、液晶の閾値に対応して適正な液晶駆動を行うものである。この第１３実施例では、１フレーム期間Ｔに対する選択期間Ｔ３のデューティー比を１／２４０とし、パルス幅（選択期間Ｔ２の長さ）＝４０μｓ、遅延期間Ｔ２＝２００μｓ、信号電位Ｖｄ＝±１．２ｖに設定した。オン状態（ねじれ角０度のユニフォーム配向状態に対応する。）とオフ状態（ねじれ角３６０度ツイスト配向状態に対応する。）とを得る場合の閾値Ｖｔｈ，Ｖｓａｔの温度に対する変化を、常温域の０℃から５０℃の範囲内で調べると、閾値の変化は表３および図２９に示した通りになる。そして、上記の液晶のオン・オフ駆動の条件を満たすように、選択期間における走査電位Ｖｗの変調状態を表３および図２９に示すようにすると、上記常温域において安定した駆動が可能となる。
【００９０】
【表３】
0003555578.tif 000004
【００９１】
ここで走査電位Ｖｗの変調は、温度補償回路２２の出力信号により電位設定回路１７の設定電位、すなわち駆動電圧を変調した。表３及び図２９から明らかなように、液晶の閾値が高い場合には、選択電圧の絶対値を大きく設定し、液晶の閾値が低い場合には、選択電圧の絶対値を小さく設定すれば良い。
【００９２】
（第１４実施例）
第１４実施例では、温度補償回路２２の出力信号により線順次走査回路１８の制御周波数、即ち液晶表示体の駆動周波数を段階的に変調させて温度補償を行った。ここで、１フレーム期間Ｔに対する選択期間Ｔ３のデューティー比は１／２４０、信号電位Ｖｄ＝±１．２ｖ、選択期間における走査信号の電位Ｖｗ＝±４．２ｖに設定している。変調方法は、図３０に示すパルス幅Ｐｗと閾値Ｖｔｈ，Ｖｓａｔとの負の相関を考慮し、温度領域１５〜３５℃におけるパルス幅をＰｗ＝４０μｓ、遅延時間をτ＝２００μｓとした。これに対して低温域０〜１５℃では周波数を１／２としてパルス幅Ｐｗ＝８０μｓ、高温域３５〜５０℃では周波数を２倍にしてパルス幅Ｐｗ＝２０μｓとした。このとき、閾値Ｖｔｈ，Ｖｓａｔの温度に対する変化は表４のようになり、全温度領域において駆動条件を充足した。この場合、周波数の変調により遅延時間も５０〜４００μｓの範囲で変化するが、パルス幅のみの変調によっても駆動条件を充足させることは可能である。
【００９３】
【表４】
0003555578.tif 000005
【００９４】
この表４及び図３０から明らかなように、液晶の閾値が高い場合には、駆動周波数を低くして選択期間Ｔ３を長くし、液晶の閾値が低い場合には、駆動周波数を低くして選択期間Ｔ３を短く設定すれば良い。
【００９５】
（第１５実施例）
第１５実施例では、温度補償回路２２の出力信号により線順次走査回路１８の制御パターンを段階的に変更し、遅延期間Ｔ２の長さを変調させて温度補償を行った。ここで、１フレーム期間Ｔに対する選択期間Ｔ３のデューティー比は１／２４０、信号電位Ｖｄ＝±１．２ｖ、選択期間Ｔ３における走査信号の電位Ｖｗ＝±４．２ｖ、選択パルスのパルス幅Ｐｗ＝４０μｓに設定している。変調方法は、図３１に示す遅延時間τと閾値Ｖｔｈ，Ｖｓａｔとの相関において、遅延時間τの短い負の相関部分を使用することとし、温度領域１５〜３５℃における遅延時間をτ＝４０μｓ×５＝２００μｓとした。これに対して低温域０〜１５℃では遅延周期を２倍にして遅延時間τ＝４０μｓ×１０＝４００μｓ、高温域３５〜５０℃では遅延周期を２／５にして遅延時間τ＝４０μｓ×２＝８０μｓとした。このとき、閾値Ｖｔｈ，Ｖｓａｔの温度に対する変化は表５のようになり、全温度領域において駆動条件を充足した。
【００９６】
【表５】
0003555578.tif 000006
【００９７】
表５及び図３１から明らかなように、液晶の閾値が高い場合には、遅延期間Ｔ２を長く設定し、液晶の閾値が低い場合には、遅延期間Ｔ２を短く設定すれば良い。
【００９８】
なお、上記実施例と同様の液晶表示体を用いて、デューティー比、パルス幅及び遅延時間を変更して駆動した場合のオン・オフ駆動の可否について実験を行った。その結果を以下の表６に示す。書き込み時間を短縮するためにパルス幅を短くすると閾値が上昇してオンオフ駆動が不可能になるが、遅延時間を導入することにより短いパルス幅でもオンオフ駆動が可能になることがわかる。
【００９９】
【表６】
0003555578.tif 000007
【０１００】
上記表６において、ＴＰは駆動波形のタイプを示し、タイプ１は図３に示す駆動波形、タイプ２とタイプ４は図２（Ａ）に示す駆動波形、タイプ３とタイプ５は図２（Ｂ）に示す駆動波形によりそれぞれ駆動した。
【０１０１】
遅延期間Ｔ２に対応する遅延時間τの変調は、オン電圧の上昇を抑制しながらパルス幅Ｐｗを短くすることを可能とし、書き込み時間を短縮できるので、走査ラインの数を多くすることができる。このことは、準安定状態のメモリ性（１秒前後）、高コントラスト比（１００以上）、広視野角（６０〜８０度）、高速応答（８ｍｓ以下）という、ＳＴＮ液晶を上回る特性をもつカイラルネマティック液晶を、ニーズの高い画素数６４０×４００、６４０×４８０等のマトリクス表示体にも能動素子の助けを借りずに対応させることができるという点で、きわめて有効である。
【０１０２】
上記表６のデータは、オン・オフの２状態の臨界値に関して、選択パルスのパルス幅と遅延時間とが強い相関を有していることを直接示している。また、選択パルスのパルス幅のみを変化させてもオン・オフの閾値が変動することが理解される。
【０１０３】
第１３〜１５実施例では、２つの準安定状態の選択に際して基準となる臨界値を、選択パルスの付与状態を示す電圧値、パルス幅及び遅延時間の３つのパラメータにより把握し、これらを温度変化に伴う臨界値の変動を補償するように変調させることにより安定した液晶の表示を実現することができた。特に、上記３つのパラメータのうち、任意の一つのみの制御により常用温度域における温度補償ができることが明らかになったため、駆動条件の大幅な自由度が確保された点においての意義は大きい。
【０１０４】
実際の温度補償においては、駆動電圧又は駆動周波数を変調することにより簡易な回路構成で安定した表示体の駆動を行うことができる。特に、温度センサーを回路内に設けて自動的に温度補償する場合、温度センサの検出信号に応じてアナログ的に電圧や周波数を変調することも可能であるが、回路構成が複雑になる場合がある。このため、選択回路により駆動電圧をディジタル的に選択して切り換え、又はスイッチング回路で駆動クロックをディジタル的に切り換えるようにすることにより容易に温度補償を行うことができる。
【０１０５】
なお、この種の温度補償は必ずしも温度センサの出力に基づき自動的に行うものに限らず、マニュアルスイッチによって手動で行ってもよい。また、上記パラメータの変化により温度補償を行うものに限らず、図４９に示すような液晶パネル内の液晶の閾値のばらつきを補償してもよい。
【０１０６】
〔走査信号およびデータ信号の電圧レベルに関して〕
図８には、走査信号およびデータ信号の電圧レベルとして７レベルを用いる駆動波形を示した。すなわち、データ信号Ｘｍとしては、±Ｖｂの２種の電圧レベルであり、走査信号Ｙｎとしては±Ｖｒ、±２Ｖｂおよび０レベルの計５レベルである。ここで、走査信号Ｙｎにおけるリセット期間Ｔ１の電圧レベルＶｒは２０Ｖを超える電圧レベルが必要となる。一方、データ信号Ｙｎの電圧レベルＶｂとしては１Ｖ近辺で充分である。したがって、図８に示す駆動波形の場合には、走査信号Ｙｎとデータ信号Ｘｍとの間に大きな電位差が生じている。さらに、走査信号Ｙｎの同一波形中でも、電圧Ｖｒと電圧２Ｖｂとの間には２０Ｖ近い電圧差が生じている。
【０１０７】
このように、２つの準安定状態をもつ液晶を用いた表示駆動法ではマトリクス駆動時の走査信号の電圧とデータ信号の電圧との比が大きくアンバランスとなるため、具体的な駆動回路を構成する上で大きな障害となる。特に、この駆動回路をＩＣ化する上で、上記のアンバランスが大きな問題となっている。
【０１０８】
ところで、従来のマトリスク型液晶表示装置の電圧平均化駆動法において、６レベル駆動法が提案されている（液晶デバイスハンドブック／日刊工業社発行・ｐ４０１参照）。この６レベル駆動法は、走査信号の波形とデータ信号の波形の駆動電圧をバンランスさせ、かつ、ｏｎ電圧とバイアス電圧の比を大きくとるうえでは有効である。しかしながら、本発明が対象とする液晶を駆動するためには比較的大電圧であるリセット電圧を必要とするため、この６レベル駆動法では上述の問題を解決できなかった。ここで、以下の各種実施例においては、少なくとも８レベル以上の駆動レベルにより液晶を駆動する方法について説明する。なお、下記の実施例では、いずれも走査信号のリセット期間Ｔ１と選択期間Ｔ３との間に遅延期間Ｔ２を設けた例について説明しているが、この遅延期間Ｔ２を設けない駆動方法、すなわち図３または図１３に示す駆動方法にも８レベル駆動法を適用できる。
【０１０９】
（第１６実施例）
図３２は、第１６実施例による駆動波形を示している。走査信号Ｙｎ、Ｙｎ＋１は、それぞれｎ行目、ｎ＋１行目の行電極に供給される走査信号を示している。この走査信号およびデータ信号に設定される８レベルの電位として低電圧側の第１群の４レベル（Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４、ただしＶ１＜Ｖ２＜Ｖ３＜Ｖ４）と、高電圧側の第２群の４レベル（Ｖ５，Ｖ６，Ｖ７，Ｖ８、ただしＶ４＜Ｖ５＜Ｖ６＜Ｖ７＜Ｖ８）とが設けられる。図３２においては、第ｋフレーム（ｋは整数）のデータ信号Ｙｎは、リセット期間Ｔ１では電圧Ｖ１であり、遅延期間Ｔ２では電圧Ｖ６であり、選択期間Ｔ３では電圧Ｖ８であり、非選択期間Ｔ４では電圧Ｖ６にそれぞれ設定されている。これに続く第（ｋ＋１）フレームでは、Ｖ４，Ｖ５の中間電圧を境として第ｋフレームと対称となっている。すなわち、第（ｋ＋１）フレームの走査信号Ｙｎは、リセット期間Ｔ１では電圧Ｖ８であり、遅延期間Ｔ２では電圧Ｖ３であり、選択期間Ｔ３では電圧Ｖ１であり、非選択期間Ｔ４ではＶ３にそれぞれ設定されている。さらに、図示してはいないが、これに続く第（ｋ＋２）フレームは第ｋフレームと同じ波形であり、以下この関係で波形が繰り返される。
【０１１０】
走査信号Ｙｎ＋１は次の行の走査信号の波形であり、走査信号Ｙｎとの違いは、リセット期間Ｔ１、遅延期間Ｔ２および選択期間Ｔ３のそれぞれが１ライン分の時間（１Ｈ）だけずれている点である。また、第１フレームの始まりと終わりは走査信号Ｙｎと同じであり、以下、これと同様にして前後に対する走査信号の波形は１Ｈずつずれている。
【０１１１】
データ信号Ｘｍにおいては、表示上のｏｎ電圧はＶ４、またはＶ５に設定され、表示上のｏｆｆ電圧はＶ２、またはＶ７に設定される。第ｋフレームでは、高電位側のＶ５でｏｎとし、Ｖ７でｏｆｆとし、リセット電圧Ｖ１と最も電位差がつくようになっている。すなわち、走査信号とデータ信号の波形は位相で１８０°ずれた関係にある。第（ｋ＋１）フレームでは、液晶に印加される電圧の極性を反転させるために、低電位側のＶ４でｏｎとし、Ｖ２でｏｆｆとし、このときのリセット電圧Ｖ８と最大電位差が生ずるようにしている。
【０１１２】
この走査信号ＹｎとデータＸｍとの差信号Ｙｎ−Ｘｍにより駆動される画素ＰＸＬ（ｍ．ｎ）には、大きなリセット電圧（Ｖ１−Ｖ７）あるいは（Ｖ８−Ｖ２）が印加されるとともに、図８に示す電圧平均化法と同じｏｎ電圧、ｏｆｆ電圧、バイアス電圧が得られている。すなわち、Ｖ４−Ｖ３＝Ｖ３−Ｖ２＝Ｖ７−Ｖ６＝Ｖ６−Ｖ５とすれば、非選択期間Ｔ４のバイアス電圧が等しくかかるように設定できる。ここで、ｏｎ電圧を大きくしたいときには、Ｖ１，Ｖ２間とＶ７，Ｖ８間の電圧差を大きくすればよい。
【０１１３】
また、リセット電圧を大きくしたい時にはＶ４、Ｖ５間の電位差をさらに広げれば良い。さらには、これにリセット電圧印加後の遅延時間の長短をつけるには、選択期間のタイミングを１Ｈ単位でシフトさせればよい。
【０１１４】
ちなみに、第１例として、Ｖ１＝０Ｖ、Ｖ２＝１Ｖ、Ｖ３＝２Ｖ、Ｖ４＝３Ｖの第１群と、Ｖ５＝２３Ｖ、Ｖ６＝２４Ｖ、Ｖ７＝２５Ｖ、Ｖ８＝２６Ｖの第２群に各々の電圧を設定した。第２例として、Ｖ１＝−１３Ｖ、Ｖ２＝−１２Ｖ、Ｖ３＝−１１Ｖ、Ｖ４＝−１０Ｖのマイナス電圧の第１群と、Ｖ５＝１０Ｖ、Ｖ６＝１１Ｖ、Ｖ７＝１２Ｖ、Ｖ８＝１３Ｖのプラス電圧の第２群に各々の電圧を設定した。第１，第２例共に、リセット電圧＝±２５Ｖ、ｏｎ電圧＝±３Ｖ、ｏｆｆ電圧＝±１Ｖ、バイアス電圧＝±１Ｖが得られる。特に、第２例の電圧設定は、０電位を対称軸にして電圧値が接近していながら、２０Ｖを越える大電圧と１Ｖ近辺の小さなバイアス電圧を同時に実現できるので、駆動回路をＩＣ化する上で好適となる。即ち、電源を考える上では±１０、±１１、±１２、±１３Ｖの対称性を考慮した回路設計ができる。さらには、本実施例のリセット電圧をさらに大きく取りたい場合には、第１群の電圧Ｖ４と第２群の電圧Ｖ５間の電位差をさらに広げるように、プラス・マイナス方向にそれぞれ大きく設定すれば、３０Ｖ、４０Ｖのリセット電圧と１Ｖのバイアス電圧ということも実現できる。
【０１１５】
（第１７実施例）
図３３は、第１６実施例と同様に、画素に印加される電圧の極性をフレームごとに反転する駆動波形を示している。図３３に示す電圧Ｖ１〜Ｖ８の関係は第１６実施例と同一の関係となっている。図３３において、走査信号Ｙｎは、リセット期間Ｔ１では電圧Ｖ１（フレームｋ）、または電圧Ｖ８（フレームｋ＋１）であり、遅延期間Ｔ２では電圧Ｖ７（フレームｋ）、または電圧Ｖ２（フレームｋ＋１）であり、選択期間Ｔ３では電圧Ｖ５（フレームｋ）、または電圧Ｖ４（フレームｋ＋１）であり、非選択期間Ｔ４ではＶ７（フレームｋ）、または電圧Ｖ２（フレームｋ＋１）となっている。この走査信号Ｙｎは、電圧Ｖ４および電圧Ｖ５の中間点を対称軸に、フレームごとに反転を繰り返す。データ信号Ｘｍは、フレームｋではｏｎ電圧がＶ８、ｏｆｆ電圧がＶ６であり、フレームｋ＋１ではｏｎ電圧がＶ１であり、ｏｆｆ電圧Ｖ３である。この各電圧Ｖ１〜Ｖ８を、第１６実施例の前述した第１例または第２例と同じに設定した場合、リセット電圧が±２６Ｖとなり、第１６実施例よりも電圧振幅を±１Ｖだけ広くできるという効果がある。なお、ｏｎ電圧、ｏｆｆ電圧およびバイアス電圧については第１６実施例と同一であり変動はない。また、図８に示す電圧平均化法と両立させるためには、Ｖ２−Ｖ１＝Ｖ３−Ｖ２＝Ｖ７−Ｖ６＝Ｖ８−Ｖ７に設定すればよい。
【０１１６】
（第１８実施例）
図３４は、液晶に印加される電圧の極性を１パルスごとに反転する駆動波形を示している。図３４において、走査信号Ｙｎは、リセット期間Ｔ１にて、電圧Ｖ１，Ｖ８の２種の電位を、１Ｈ／２（１Ｈは選択期間Ｔ３の長さ）ごとに交互に繰り返し設定される。また、この走査信号Ｙｎは、遅延期間Ｔ２においては、電圧Ｖ３，Ｖ６の２種の電位を、１Ｈ／２ごとに交互に繰り返し設定される。ただし、遅延期間Ｔ２以降は、パルスの位相をリセットパルスと比較して１８０°変化させている。走査信号Ｙｎは、選択期間Ｔ３では、Ｖ１，Ｖ８の２種の電位を、１Ｈ／２ごとに交互に繰り返し設定される。また、非選択期間Ｔ４では、電圧Ｖ３，Ｖ６の２種の電位を、１Ｈ／２ごとに交互に繰り返し設定される。一方、データ信号Ｘｍは、ｏｎ電圧としてＶ４，Ｖ５の２種の電位を１Ｈ／２ごとに交互に繰り返し設定され、ｏｆｆ電圧としてＶ２，Ｖ７の２種の電位の１Ｈ／２ごとに交互に繰り返し設定される。
【０１１７】
走査信号Ｙｎとデータ信号Ｘｍの差信号であるＹｎ−Ｘｍは、図３４に示すように、そのリセット電圧、選択電圧および非選択電圧の極性が、１Ｈ／２ごとに反転していることになる。この結果、液晶に印加される電圧の極性を１ラインごとに反転させることができる。この第１８実施例においても、図８に示す電圧平均化法と同じｏｎ電圧、ｏｆｆ電圧、バイアス電圧が得られている。すなわち、Ｖ４−Ｖ３＝Ｖ３−Ｖ２＝Ｖ７−Ｖ６＝Ｖ６−Ｖ５とすれば、非選択期間Ｔ４のバイアス電圧が等しくかかるように設定できる。
【０１１８】
（第１９実施例）
図３５に示す第１９実施例の駆動波形は第１８実施例と同様に、液晶に印加される電圧の極性を１パルスごとに反転させるものである。図３５に示す走査信号Ｙｎが、図３４に示す走査信号Ｙｎと相違する点は、遅延期間Ｔ２、選択期間Ｔ３および非選択期間Ｔ４の設定電位である。図３５に示す走査信号Ｙｎでは、遅延期間Ｔ２および非選択期間Ｔ４において、電圧Ｖ２，Ｖ７の２種の電位を、１Ｈ／２ごとに交互に繰り返し設定されている。また、この走査信号Ｙｎは、選択期間Ｔ３において、電圧Ｖ４，Ｖ５の２種の電位を１Ｈ／２ごとに交互に繰り返し設定している。
【０１１９】
一方、データ信号Ｘｍは第１８実施例とは全く異なり、そのｏｎ電圧としてＶ１，Ｖ８の２種の電位をもち、ｏｆｆ電圧としてＶ３，Ｖ６の２種の電位をもっている。この走査信号Ｙｎとデータ信号Ｘｍとの差信号Ｙｎ−Ｘｍは、遅延期間Ｔ２、選択期間Ｔ３および非選択期間Ｔ４では、第１８実施例に示す差信号と同じ絶対値の電圧が液晶に印加されることになる。一方、本第１９実施例の差信号Ｙｎ−Ｘｍのリセット期間Ｔ１では、その最大振幅がＶ１−Ｖ８またはＶ８−Ｖ１となり、第１７実施例と同様に、リセット電圧の振幅を第１８実施例よりも大きくとることができ、この点で第１８実施例の駆動法よりも優れている。なお、図８に示す電圧平均化法と両立させるためには、Ｖ２−Ｖ１＝Ｖ３−Ｖ２＝Ｖ７−Ｖ６＝Ｖ８−Ｖ７に設定すればよい。
【０１２０】
（第２０実施例）
この第２０実施例は、第１８実施例と比較して、１フレーム内の反転回数を約半分に減らし、パルスの駆動周波数を抑える方法である。図３６に示すように、走査信号およびデータ信号のパルス反転のタイミングを決定する信号ＦＲは、１Ｈごとにｏｎ，ｏｆｆを繰り返す信号であり、このＦＲ信号は、選択期間Ｔ３の立ち上がりから１Ｈ／２だけ位相がずらしてある。このようにすると、走査信号Ｙｎおよびデータ信号Ｘｍの各波形は信号ＦＲと同期してパルス反転が繰り返されるため、１フレーム内のパルスの反転回数が、図３４の波形と比較して半減している。しかしながら、これらの差信号Ｙｎ−Ｘｍの波形は、１Ｈ／２ごとにパルスが反転しており、第１８実施例と同様に液晶の寿命を長く確保することができる。この第２０実施例によれば、走査信号およびデータ信号のための各ドライバの駆動周波数が半減するので、波形の成形が容易となり、消費電力が低減される。さらには、交流化のために電源電圧そのものをプラス側、マイナス側にスイングさせる回路の場合に特に有利となる。なお、この第２０実施例においては、走査信号およびデータ信号の各期間Ｔ１〜Ｔ４における電圧設定を第１８実施例と同様にしたが、第１９実施例と同様にしてもよい。
【０１２１】
（第２１実施例）
図３７は、１Ｈごとにパルス反転を行う駆動方法を示している。同図に示すように、信号ＦＲは１Ｈごとにｏｎ，ｏｆｆを繰り返す点で図３６に示す第２０実施例と同様であるが、この信号ＦＲは選択期間Ｔ２と同期している点で第２０実施例と異なっている。図３７に示す走査信号Ｙｎは、選択期間Ｔ３においては、フレームｋでは電圧Ｖ１に設定され、フレーム（ｋ＋１）では電圧Ｖ８に設定され、フレームごとにＶ１，Ｖ８と変化する。また、データ信号Ｘｍの波形は、走査信号Ｙｎの選択期間Ｔ３の電圧がＶ１のときは、電圧Ｖ４がｏｎ電圧とされ、Ｖ２がｏｆｆ電圧とされる。また、データ信号Ｘｍは、走査信号Ｙｎの選択期間Ｔ３の電圧がＶ８のときは、電圧Ｖ５がｏｎ電圧とされ、電圧Ｖ７がｏｆｆ電圧とされる。この走査信号およびデータ信号の差信号Ｙｎ−Ｘｍは、フレームｋ内について着目すると、液晶に負極性の電圧が印加される回数が多く、この１フレーム内では画素に印加される電圧の極性のバランスがとれない。しかしながら、次の（ｋ＋１）フレームでは、逆に液晶に正極性の電圧が印加される回数が増え、この連続する２フレームにて、液晶に印加される電圧の極性のバランスをとることができる。この意味で、この第２１実施例は、第１６，１７実施例に示すフレーム反転と、第１８，１９実施例に示すパルス反転とを組み合わせたものといえる。
【０１２２】
この第２１実施例の利点としては、ハイデューティー化の場合にも選択期間Ｔ３（１Ｈ）の期間を長くとれることと、フレーム反転のみの場合と比較して、液晶への直流分の電圧の印加時間を短く設定できることになる。なお、この第２１実施例の走査信号およびデータ信号の各期間Ｔ１〜Ｔ４の電圧を、第１７実施例の場合と同一に設定したが、これに代えて第１８実施例の場合と同一に設定することもできる。
【０１２３】
（第２２実施例）
図３８は、第１６〜２１実施例の駆動方法を実施するための差信号電極（行電極）の駆動回路を示すブロック図である。なお、以下の説明では、第２１実施例の駆動波形を生成する回路として説明する。図３８において、ロジック回路１１０は、遅延期間Ｔ２の情報に基づき、リセット期間Ｔ１を指定したリセット信号ＲＥと、このリセット期間Ｔ１よりも遅延期間Ｔ２を経過した後の選択期間Ｔ３を指定する選択信号Ｓとを生成する。信号ＲＥおよび信号Ｓは、それぞれシフトレジスタ１１１，１１２に入力される。各レジスタ１１１，１１２は、信号ＲＥ，ＳをシフトクロックＳＣＫに従って送り、このときのレジスタ内の状態が１６０チャンネル同時にパラレルアウトされる。２ｔｏ４デコーダ１１３は、信号ＲＥ，Ｓのレジスタ出力状態によって、３つの状態（ＲＥ，Ｓ）＝（１，０）または（０，１）または（０，０）を区別し、レベルシフタ１１４を介してＹドライバ１１５に出力する。Ｙドライバ１１５には、電源回路１１６および位相反転回路１１７から、３つの電圧が入力されている。なお、電源回路１１６の電源電圧自体は交流化信号ＦＲによって、それぞれ±Ｖａ，±Ｖｂにスイングされている。ここで、ＲＥ，Ｓが（１，０）のときは電圧±Ｖａ、（０，１）のときは位相反転回路１１７を経由した±Ｖａの反転電圧、，（０，０）のときは±Ｖｂを選択するようになっている。例えば、Ｖａ＝Ｖ８，−Ｖａ＝Ｖ１，Ｖｂ＝Ｖ６，−Ｖｂ＝Ｖ３に設定しておけば、第２１実施例の駆動波形である図３７の走査信号Ｙｎの波形を得ることができる。
【０１２４】
図３９は、データ信号電極（列電極）の駆動回路のブロック図である。図３９において、８ビットの画像データＤ０〜Ｄ７は、マルチプレクサ１２０を介してデータラッチ回路１２１に入力され、このデータラッチ回路１２１にて、１６０チャンネルのパラレルデータに変換される。データラッチ回路１２１のラッチタイミングは、クロックＳＣＫを入力するコントロール回路１２２より出力されるラッチパルスによって決定される。１６０チャンネルの画像データは、データラッチ回路１２１よりレベルシフタ１２３に送られ、このとき同時に交流化信号ＦＲに基づく論理回路１２５からの信号により反転操作が加えられる。したがって、データ信号はｏｎまたはｏｆｆの２通りの状態に、交流化のためのプラスまたはマイナスの２通りの状態が重ねられるので、計４通りの状態として発生する。各チャンネルごとにこの４通りの状態を入力するＸドライバ１２４は、各チャンネルの状態に従って電源電圧ＶＬ１〜ＶＬ４の中の１つのレベルを、各チャンネルごとに選択して出力することになる。ここで、ＶＬ１＝Ｖ７，ＶＬ２＝Ｖ２，ＶＬ３＝Ｖ５，ＬＶ４＝Ｖ４に設定すれば、第２１実施例の駆動波形を示す図３７のデータ信号Ｘｍと同一の波形を生成することが可能となる。
【０１２５】
なお、図３８および図３９に示す各駆動回路で生成される走査信号波形およびデータ信号波形として、上記説明では第２１実施例中に示す走査信号Ｙｎ、データ信号Ｘｍを生成することについて説明したが、ＦＲ信号の周期および±Ｖａ，±Ｖｂ，ＶＬ１〜ＶＬ４に対応する設定電圧を変更することで、第１６〜２０実施例のいずれの駆動波形をも生成することが可能である。
【０１２６】
（第２３実施例）
次に、図４０〜図４５を参照して、走査信号の各期間Ｔ１〜Ｔ４内の電圧の切り換えおよびデータ信号の選択期間ごとの電圧の切り換えを、ロジック的に行う駆動回路について説明する。
【０１２７】
図４０は、液晶パネルおよびその駆動回路を含む全体構成を示すブロック図である。液晶パネル１３０は、３２０×３２０画素を有し、この液晶パネル１３０を駆動するために、第１，第２のＹドライバ回路１３１Ａ，１３１Ｂおよび第１，第２のＸドライバ１３２Ａ，１３２Ｂが設けられている。第１，第２のＹドライバ回路１３１Ａ，１３１Ｂはそれぞれ同一構成を有し、その詳細が図４１に示されている。また、Ｘドライバ回路１３２Ａ，１３２Ｂも同一構成を有し、その詳細が図４２に示されている。
【０１２８】
まず、Ｙドライバ回路１３１Ａについて、図４１を参照して説明する。このＹドライバ回路１３１Ａは、セレクト用シフトレジスタ１４０Ａおよびリセット用シフトレジスタ１４０Ｂからなるシフトレジスタ１４０を有する。セレクト用シフトレジスタ１４０Ａは、各レジスタＳＲ１〜ＳＲ１６０を有し、リセット用シフトレジスタ１４０Ｂは、各レジスタＲＲ１〜ＲＲ１６０を有する。セレクト用シフトレジスタ１４０Ａには、選択期間Ｔ３を指定した選択信号Ｓが入力され、シフトクロックＹＳＣＬにより次段のレジスタに逐次シフトされる。なお、レジスタＳＲ１６０の内容はセレクトアウト端子を介し出力され、第２のＹドライバ回路１３１Ｂとのカスケード接続を可能としている。リセット用シフトレジスタ１４０Ｂには、リセット期間Ｔ１を指定したリセット信号ＲＥが入力され、シフトクロックＹＳＣＬにより次段のシフトレジスタに逐次シフトされる。なお、レジスタＲＲ１６０の内容はリセットアウト端子を介して出力され、第２のＹドライバ回路１３１Ｂとのカスケード接続を可能としている。
【０１２９】
各シフトレジスタ１４０Ａ，１４０Ｂの各レジスト内の内容が１６０チャンネル全て出力コントロール回路１４１に入力される。この出力コントロール回路１４１は、リセット信号ＲＥ、セレクト信号Ｓおよび交流化信号ＦＲの入力状態によって６つの状態、すなわちＲＥ，Ｓ，ＦＲ＝（０，０，０）または（０，０，１）または（０，１，０）または（０，１，１）または（１，０，０）または（１，０，１）を区別した信号を出力し、この信号がレベルシフタ１４２を介してＹドライバ１４３に入力される。このＹドライバ１４３には４種類の駆動電圧Ｖ１Ｙ，Ｖ２Ｙ，Ｖ３Ｙ，Ｖ４Ｙが入力されており、出力コントロール回路１４１から区別して出力された６つの状態に基づき、表７に示す真理値表に従っていずれか１の駆動電圧を各チャンネルごとに出力する。
【０１３０】
【表７】
0003555578.tif 000008
【０１３１】
上記の構成を有する第１，第２のＹドライバ回路１３１Ａ，１３１Ｂの各構成部への入力信号および出力信号の状態が、図４３のタイミングチャートに示されている。図４３に示すタイミングチャートの場合、選択期間Ｔ３の長さを１Ｈとしたとき、信号ＹＦＲは１Ｈごとにｏｎ／ｏｆｆを繰り返す信号となっており、液晶に印加される電圧の極性反転を１Ｈごとに行っている。また、１行に３２０画素を有するためデューティは１／３２０であり、リセット期間Ｔ１を５Ｈとし、遅延期間Ｔ２を２Ｈと設定している。この駆動回路の動作に従って出力されるｎ行目の走査信号Ｙｎの信号波形が、図４５に示されている。
【０１３２】
次に、第１のＸドライバ回路１３２Ａの詳細について、図４２を参照して説明する。この第１のＸドライバ回路１３２Ａは、１６０個のレジスタを有するシフトレジスタ１５０を有し、入力信号ＥＩをシフトクロックＸＳＣＬに従って次段のレジスタに逐次シフトしていくものである。１６０番目のレジスタの内容は、ＥＯ端子を介して外部に出力され，第２のＸドライバ回路１３２Ｂとのカスケード接続を可能としている。
【０１３３】
シフトレジスタ１５０に入力される信号ＥＩは、図４４に示すように一水平走査期間（１Ｈ）に１回論理の１となる信号である。したがって、シフトレジスタ１５０の各レジスタより論理の１が逐次出力されることで、第１のラッチ回路１５１は、その各レジスタと対応するアドレスに画像データをラッチすることになる。この第１のラッチ回路１５１の１６０チャンネルのデータは、ラッチパルスＬＰが入力するタイミングにて第２のラッチ回路１５２にラッチされる。交流化信号ＹＦＲおよび第２のラッチ回路１５２からのデータを入力する出力コントロール回路１５３は、データＤと交流化信号ＹＦＲの入力状態によって４つの状態（Ｄ，ＹＦＲ）＝（０，０）または（０，１）または（１，０）または（１，１）を区別した信号を、レベルシフタ１５４を介して各チャンネルごとにＸドライバ１５５に入力させる。Ｘドライバ１５５は、４種類の駆動電圧Ｖ１Ｘ，Ｖ２Ｘ，Ｖ３ＸおよびＶ４Ｘを入力し、出力コントロール回路１５３からの情報に基づき、表８に示す真理値表に従って、４種の駆動電圧のいずれか１を各チャンネルごとに出力する。
【０１３４】
【表８】
0003555578.tif 000009
【０１３５】
このＸドライバ１５５より出力される各チャンネルごとのデータ信号の内、ｍ列目のデータ信号Ｘｍを図４５に示した。さらに、図４５には、走査信号Ｙｎとデータ信号Ｘｍとの差信号Ｙｎ−Ｘｍが示されている。この差信号は、第２１実施例の駆動波形である図３７の差信号と同様に、液晶に印加される電圧が１Ｈごとに反転している。また、液晶にかかる電圧は１フレーム内ではプラス、マイナスのバランスがとれていないので、連続する第ｋフレーム、第ｋ＋１フレームによって、液晶にかかる電圧のプラス、マイナスのバランスをとるようにしている。この意味で、図４５に示す差信号は、第２１実施例と同様に１Ｈごとの極性反転と１フレームごとの極性反転とを組み合わせたものといえる。
【０１３６】
このように第２３実施例によれば、走査信号およびデータ信号の各電圧の切り換えをロジック的に行うことが、回路を構成する上で第２２実施例のものと比較して有利となる。
【０１３７】
（第２４実施例）
次に、第２３実施例に示す駆動回路を用いて、信号中の遅延期間Ｔ２を変更できる駆動方法について、図４６および図４７を参照して説明する。この遅延期間Ｔ２を変更する手法として、１フレームＴ内の選択期間Ｔ３の指定位置は変更せず、遅延期間Ｔ２を変更するとともに、この遅延期間Ｔ２の前のリセット期間Ｔ１をも変更する必要がある。そこで、図４６に示すように、リセット期間Ｔ１が５Ｈ，遅延期間Ｔ２が２Ｈとした場合、選択期間Ｔ３の前に、リセット期間Ｔ１＋遅延期間Ｔ２＝７Ｈ分のパルス幅を有するリセット＋遅延信号を生成するようにしている。Ｙドライバ回路１３１Ａ，１３１Ｂのリセット用シフトレジスタ１４０Ｂに入力されるリセット信号は、このリセット＋遅延信号と遅延期間Ｔ２を指定した遅延信号との排他的論理和で生成することができる。
【０１３８】
ここで、液晶パネルを構成する各画素の液晶の閾値のばらつき、あるいは環境温度に起因した液晶の閾値の変動を補償するために遅延期間Ｔ２を変更する必要が生じた場合には、下記の手法により遅延期間Ｔ２およびその前のリセット期間Ｔ１の指定の変更を行う。すなわち、図４６に示す遅延期間Ｔ２の長さである２Ｈを図４７に示すように３Ｈに変更したい場合には、遅延期間Ｔ２の変更と同時に、リセット＋遅延信号のパルス幅を、５Ｈ＋３Ｈ＝８Ｈに変更すればよい。変更された遅延信号と、リセット＋遅延信号の排他的論理和をとることで、図４６の場合と同じ５Ｈのリセット期間Ｔ１を有するリセット信号を生成することができる。また、遅延期間Ｔ２を３Ｈに、リセット期間Ｔ１を７Ｈにそれぞれ変更したい場合には、図４８に示すように、リセット＋遅延信号を、７Ｈ＋３Ｈ＝１０Ｈのパルス幅を有する信号に変更すればよい。
【０１３９】
【発明の効果】
本発明方法によれば、メモリ性を有するカイラルネマチック液晶を駆動するに際して、リセット期間と選択期間との間に遅延期間を設けることで、選択期間、すなわち書き込み時間を短縮することができ、しかも表示のフリッカを防止して実用性の高い液晶駆動を行うことができる
また、本発明方法によれば１ラインあたりの書き込み時間を短縮することができるので、大画面の液晶パネルに対応できるハイデューティーの液晶駆動を行うことができる。
【０１４０】
さらに加えて、本発明方法によれば、選択パルスの付与状態に関するパラメータを変更することで、製造などに起因した液晶パネル内の液晶の閾値のばらつき、あるいは温度に起因した駆動電圧の変動を補償することができる。
【０１４１】
さらに加えて、本発明方法によれば、フレデリクス転移を生じさせる比較的絶対値の大きいリセット電位を液晶に印加しながらも、７レベルあるいは８レベル駆動法を採用することで、走査信号，データ信号間の電圧のアンバランスを低減し、駆動回路の構成を容易化して、ＩＣ化にも対応できる液晶駆動方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る液晶表示装置の実施例における液晶セルの構造を示す概略断面図である。
【図２】（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ本発明の実験に用いた第１実施例の駆動波形図である。
【図３】遅延期間を有しない駆動波形図である。
【図４】本発明で用いる双安定液晶の液晶分子の挙動を説明する説明図である。
【図５】液晶の駆動回路の全体構成を示す概略ブロック図である。
【図６】本発明を適用した第２実施例に係るマトリクス駆動波形図である。
【図７】図６に示すマトリクス駆動波形のパルス電圧特性図である。
【図８】（Ａ）〜（Ｄ）は、それぞれ本発明の第２実施例に用いた駆動波形を示し、行、列電極信号及びその差信号を示すマトリクス駆動波形図である。
【図９】（Ａ），（Ｂ）は、それぞれ本発明の第３実施例に用いた駆動波形図である。
【図１０】（Ａ）〜（Ｅ）は、それぞれリセットパルスｏｆｆ後の実効値が同一となる駆動波形図である。。
【図１１】（Ａ）〜（Ｅ）は、それぞれ本発明を適用した第４実施例に係るマトリクス駆動波形図である。
【図１２】図１１の駆動波形を用いた場合の行電極の走査順序を示す説明図である。
【図１３】図３の駆動波形に第４実施例を適用した場合のマトリクス駆動波形図である。
【図１４】（Ａ），（Ｂ）は、それぞれ本発明の第５実施例に用いた駆動波形図である。
【図１５】図１４（Ａ）または図１４（Ｂ）の波形を液晶に印加した場合の駆動電圧特性図である。
【図１６】（Ａ）〜（Ｅ）は、それぞれ本発明を適用した第６実施例に係るマトリクス駆動波形図である。
【図１７】（Ａ）〜（Ｅ）は、それぞれ本発明を適用した第７実施例に係るマトリクス駆動波形図である。
【図１８】図１７の駆動波形を用いた場合の駆動電圧の温度変化特性図である。
【図１９】（Ａ）〜（Ｅ）は、それぞれ本発明を適用した第８実施例に係るマトリクス駆動波形図である。
【図２０】選択期間に対する選択パルス幅のデューティを変更できる本発明の第９実施例に係る駆動回路のブロック図である。
【図２１】図２０に示すモノステーブル回路の詳細図である。
【図２２】図２０の駆動回路のタイミングチャートである。
【図２３】選択期間に対する選択パルス幅のデューティをディジタル的に変更する本発明の第１０実施例に係る駆動回路のブロック図である。
【図２４】図２３に示す駆動回路のタイミングチャートである。
【図２５】選択期間に対するデータ電位期間のデューティを変更する本発明の第１１実施例に係る駆動回路のブロック図である。
【図２６】図２５に示す駆動回路のタイミングチャートである。
【図２７】駆動電圧の温度補償を自動または手動にて行う本発明の第１２実施例に係るマトリクス駆動回路のブロック図である。
【図２８】２つの準安定状態をもつ液晶において、選択パルスの電圧値に関する閾値を示す特性図である。
【図２９】本発明の第１３実施例の駆動原理を示し、選択パルスの電圧値に関する閾値の温度変化との相関を示す特性図ある。
【図３０】本発明の第１４実施例の駆動原理を示し、選択パルスの電圧値に関する閾値と選択パルスのパルス幅との相関を示す特性図である。
【図３１】本発明の第１５実施例の駆動原理を示し、選択パルスの電圧値に関する閾値と選択パルスの遅延時間との相関を示す特性図である。
【図３２】（Ａ）〜（Ｄ）は、本発明の第１６実施例に係る８レベル駆動法にしたがった駆動波形図である。
【図３３】（Ａ）〜（Ｄ）は、本発明の第１７実施例に係る８レベル駆動法にしたがった駆動波形図である。
【図３４】（Ａ）〜（Ｄ）は、本発明の第１８実施例に係る８レベル駆動法にしたがった駆動波形図である。
【図３５】（Ａ）〜（Ｄ）は、本発明の第１９実施例に係る８レベル駆動法にしたがった駆動波形図である。
【図３６】（Ａ）〜（Ｄ）は、本発明の第２０実施例に係る８レベル駆動法にしたがった駆動波形図である。
【図３７】（Ａ）〜（Ｄ）は、本発明の第２１実施例に係る８レベル駆動法にしたがった駆動波形図である。
【図３８】第１６〜２１実施例に示す走査信号波形を生成するための本発明の第２２実施例に係るＹドライバ回路のブロック図である。
【図３９】第１６〜２１実施例に示すデータ信号波形を生成するための本発明の第２２実施例に係るＸドライバ回路のブロック図である。
【図４０】本発明の第２３実施例に係るマトリクス液晶駆動回路の全体構成を示すブロック図である。
【図４１】図４０に示すＹドライバ回路のブロック図である。
【図４２】図４０に示すＸドライバ回路のブロック図である。
【図４３】図４１に示すＹドライバ回路各部の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図４４】図４２に示すＸドライバ回路でのデータラッチ動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図４５】図４０に示す駆動回路にて生ずる駆動波形図である。
【図４６】本発明の第２４実施例を示し、遅延期間の長さを変更するための各信号波形を示す波形図である。
【図４７】図４６の遅延期間を２Ｈから３Ｈに変更する場合の各信号波形を示す波形図である。
【図４８】図４６の遅延期間を２Ｈから３Ｈに変更し、かつ、リセット期間を５Ｈから７Ｈに変更する場合の各信号波形を示す波形図である。
【図４９】液晶パネル内の液晶の閾値分布図である。
【符号の説明】
Ｔ１  リセット期間
Ｔ２  遅延期間
Ｔ３  選択期間（第１の選択期間）
Ｔ４  非選択期間
Ｔ５  インターバル期間
Ｔ６  第２の選択期間
１  液晶分子
２  ポリイミド配向膜
５  ガラス基板
７  偏光板
１１  液晶セル
１２  バックライト
１３  走査駆動回路
１４  信号駆動回路
１５  走査制御回路
１６  信号制御回路
１７  電位設定回路
１８  線順次走査回路
２１  温度センサ
２２  温度補償回路
３０  リセット電圧（リセットパルス）
３１  遅延電圧
３２  選択電圧（選択パルス）
３３  非選択電圧
４０  モノステーブル回路
４３  可変抵抗器
７０〜７４  アナログスイッチ
８０  ディップスイッチ
８１Ａ，８１Ｂ  カウンタ
８２Ａ，８２Ｂ  マグニチュード・コンパレータ
９０  データ信号駆動回路
９４〜９６  アナログスイッチ
１００  メモリ
１０１  ディスプレイコントローラ
１０２，１０３  ドライバー
１０４  温度センサ
１０６  マニュアルスイッチ
１０８  液晶表示パネル
１１０  ロジック回路
１１１，１１２，１４０，１５０  シフトレジスタ
１１４，１２３，１４２，１５４  レベルシフタ
１１５  Ｙドライバー
１１６  電源回路
１１７  位相反転回路
１２０  マルチプレクサ
１２１  データラッチ回路
１２２  コントロール回路
１２４  エックスドライバ
１４１  出力コントロール回路
１４３  Ｙドライバ
１５１，１５２  ラッチ回路
１５３  出力コントロール回路
１５５  Ｘドライバー
【図１】
0003555578.tif 000010
【図２】
0003555578.tif 000011
【図３】
0003555578.tif 000012
【図４】
0003555578.tif 000013
【図５】
0003555578.tif 000014
【図６】
0003555578.tif 000015
【図７】
0003555578.tif 000016
【図８】
0003555578.tif 000017
【図９】
0003555578.tif 000018
【図１０】
0003555578.tif 000019
【図１１】
0003555578.tif 000020
【図１２】
0003555578.tif 000021
【図１３】
0003555578.tif 000022
【図１４】
0003555578.tif 000023
【図１５】
0003555578.tif 000024
【図１６】
0003555578.tif 000025
【図１７】
0003555578.tif 000026
【図１８】
0003555578.tif 000027
【図１９】
0003555578.tif 000028
【図２０】
0003555578.tif 000029
【図２１】
0003555578.tif 000030
【図２２】
0003555578.tif 000031
【図２３】
0003555578.tif 000032
【図２４】
0003555578.tif 000033
【図２５】
0003555578.tif 000034
【図２６】
0003555578.tif 000035
【図２７】
0003555578.tif 000036
【図２８】
0003555578.tif 000037
【図２９】
0003555578.tif 000038
【図３０】
0003555578.tif 000039
【図３１】
0003555578.tif 000040
【図３２】
0003555578.tif 000041
【図３３】
0003555578.tif 000042
【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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