(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１駆動素子と第２駆動素子とから出力される第１信号と第２信号との電位差によって液晶セルに加えられるリセットパルスおよび選択パルスを形成する液晶表示装置の駆動方法において、前記第１信号と前記第２信号とはポジティブ又はネガティブのいずれか一方の電位に維持して液晶セルに印加し、この液晶セルにかかる実効電圧値がゼロになるようにし、
前記リセットパルスおよび選択パルスで出来ている前記第１フレームの信号が前記第２フレームで逆極性に反転されてこれら二つのフレームの間の実効電圧値がゼロになるようにするとともに、
走査信号とデーター信号の組合わせによって作られている液晶セルにかかる電圧が、二つのフレームの周期間に前記液晶セルの両端の間にかかる実効電圧値はゼロになるように、第一フレームでポジティブレベルとし第二フレームでネガティブレベルとし、第１信号として第１駆動素子であるコモン駆動素子から出力される走査信号と、第２信号として第２駆動素子であるセグメント駆動素子から出力されるデーター信号と、をポジティブレベルに維持し、
前記第１フレームでの最低値として形成された波形部分が前記第２フレームでの最高値として形成された波形部分と対応し、前記第１フレームでの最低値に加算した所定値で形成される波形部分が前記第２フレームでの最高値に減算した所定値で形成される波形部分が対応するように形成され、前記第２信号は、前記第１フレームでの最低値が前記第１信号の最低値と同じ値であり、前記第２フレームでの最高値が前記第１信号の最高値と同じ値であり、その波形上、前記第１フレームでの波高値の最高値で形成される波形部分が前記第２フレームでの最低値で形成される波形部分と対応する
ことを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。
【請求項２】
前記第１信号が走査信号であり、前記第２信号がデーター信号である
ことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置の駆動方法。
【請求項３】
前記液晶セルが二つの準安定状態を持ったコレステリックネマチック双安定液晶セルである
ことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置の駆動方法。
【請求項４】
前記第２フレームでの最低値は前記第２フレームでの最高値から前記第１フレームでの最高値と最低値の差を減算した値である
ことを特徴とする請求項１に記載の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、液晶表示装置の駆動方法およびその駆動回路に関し、特に双安定性を持った液晶を使用した液晶表示装置の駆動方法およびその駆動回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
通常的に液晶表示装置の上部基板と下部基板の間に注入される液晶は、その物質の特性上、分子軸に対する長軸方向と短軸方向の誘電率が異なるため外部から誘起された電界によって配列方向が変化する。
【０００３】
特に双安定（ＢＴＮ；Ｂｉｓｔａｂｌｅ  Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）液晶は、ネマチック液晶にカイラル物質を添加して０度と３６０度の二つの準安定を持つコレステリック（Ｃｈｏｌｅｓｔｅｒｉｃ）ネマチック相を持つ様にした液晶組成物である。このような双安定液晶を使った液晶表示装置（以後ＢＴＮＬＣＤと略称）は、ネマチック液晶を使用した液晶表示装置に比べて低電力駆動が出来ながらスイッチング速度を早くすることが出来て高解像度および動画像の具現に有利であり、広い視野角と優秀なコントラスト比を提供することができる。
【０００４】
このような優秀な特性を持ったＢＴＮ  ＬＣＤの効果的な駆動方法が最近発表されている。ＵＳ  ＰＡＴ  ５、５９４、４６４にＢＴＮ  ＬＣＤの駆動方法が、開示されている。ここでは、図４に図示したように液晶セルに所定電圧のリセットパルス（Ｖｒｅｓｅｔ）を所定周期（ＰＳ１、ＰＳ２）の間印加後、選択パルス（Ｖｓｅｌｅｃｔｉｏｎ）を印加する方法を使用している。
【０００５】
また大韓民国特許出願  第９８−８５２号には、上記の方法に比べて液晶が応答するスイッチング速度をさらに向上させた駆動方法が本出願人によって出願されたことがある。
【０００６】
それは、図５に図示したように、リセットパルス（Ｖｒｅｓｅｔ）を一定時間印加（ＰＳ１、ＰＳ２）後、所定の休止時間を置いて選択パルス（Ｖｓｅｌｅｃｔｉｏｎ）を印加する方法である。
【０００７】
このような二つの駆動方法は、全て液晶に印加するリセットパルスと選択パルスを液晶のディーシーフリー（ＤＣ  ＦＲＥＥ）を実現する為に、フレーム当たりのＤＣ電圧の累積値（ＤＣ  ＣＨＡＲＧＥ）がゼロになる交流電圧として印加している。
【０００８】
すなわち１フレーム内でリセットパルスをポジティブ電圧（＋Ｖｒｅｓｅｔ）で与える直前にそれと反対のネガティブ電圧（−Ｖｒｅｓｅｔ）で同一周期の間与え、選択パルスをポジティブ電圧（＋Ｖｓｅｌｅｃｔｉｏｎ）で与える直前にそれと反対のネガティブ電圧（−Ｖｓｅｌｅｃｔｉｏｎ）を同一周期の間与えることにより１フレーム内で液晶に印加される実効電圧値がゼロになるようにするのである。
【０００９】
このような四つのレベル、すなわち＋Ｖｒｅｓｅｔ、＋Ｖｓｅｌｅｃｔｉｏｎ、−Ｖｒｅｓｅｔ、−Ｖｓｅｌｅｃｔｉｏｎの電圧を液晶に印加するために、従来は電圧印加手段であるコモン駆動素子の出力電圧（走査信号）とセグメント駆動素子の出力電圧（データ信号）を一定周期ごとに反対電位に可変させて印加する駆動方法が使用されている。
【００１０】
また、このような従来の液晶表示装置の駆動方法を具現するためには、上記コモン駆動素子とセグメント駆動素子の入力端に上記四つのレベルの電圧を周期別にスイッチングしてパルス出力するマルチプレクサーを連結した駆動回路が使用される。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記マルチプレクサーは半導体装置の特性上、ネガティブ電圧で駆動するよりもポジティブ電圧で駆動するように構成する方がスイッチング速度を早くすることが出来るが、従来はネガティブ電圧も液晶の駆動に必要なためにその駆動速度を一定限界以上向上することができなかった。
【００１２】
また、前述した従来の駆動方法および駆動回路においては、上記マルチプレクサーでスイッチングされる信号はネガティブレベルからポジティブレベルに流れる電圧マージン幅が大きいので、表示画面上に視覚的にフリッカ（ｆｌｉｃｋｅｒ）を発生させる憂慮がある問題点があった。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
ところで、この発明は、上述の不都合を除去するために、第１駆動素子と第２駆動素子とから出力される第１信号と第２信号との電位差によって液晶セルに加えられるリセットパルスおよび選択パルスを形成する液晶表示装置の駆動方法において、前記第１信号と前記第２信号とはポジティブ又はネガティブのいずれか一方の電位に維持して液晶セルに印加し、この液晶セルにかかる実効電圧値がゼロになるようにすることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の態様】
この発明においては、第１信号と第２信号は、それぞれ第１フレームおよび第２フレームの二つのフレームにまたがって印加し、第２フレームで印加する信号は、第１フレームで印加された信号を波形反転させて形成し、第２フレームで最高値として形成された波形部分が第１フレームで最低値として形成された波形部分と対応するようにすることにより、リセットパルスおよび選択パルスで出来ている第１フレームの信号が第２フレームで逆極性に反転されてこれら二つのフレームの間の実効電圧値がゼロになるようにする。これにより、ＢＴＮ  ＬＣＤの駆動に必要はスキャン信号とセグメント信号をポジティブとネガティブのどちらか一方のレベルの電位にだけ印加しながらも一定フレーム内において実際に液晶セルの両端間に印加される電圧の実効値が正しく得られるものである。
【００１５】
そして、液晶セルには、二つの準安定状態を持つコレステリックネマチックの双安定液晶セルを採用する。
【００１６】
このような駆動方法を具現するための本発明の液晶表示装置の駆動回路は、第１信号と第２信号を液晶セル印加することにより、これら二つ信号の電位差によって誘起される電界で液晶分子の配向角を変化させて画素を表示する液晶表示装置において、上記第１信号と第２信号を出力する回路は、第１電圧および第２電圧の電圧印加手段と、スイッチング制御信号およびレベル反転スイッチング制御信号の制御信号印加手段と、スイッチング制御信号に応じて第１電圧および第２電圧を選択的にスイッチングし、レベル反転スイッチング制御信号に応じて第１電圧および第２電圧を反転させ選択的にスイッチングして液晶セルと連結された駆動素子に出力するマルチプレクサーとを含む構成とからなる。
【００１７】
【実施例】
以下、本発明のの望ましい実施例を図面に基づいて詳しく説明する。図１は、本発明のの駆動方法を説明するための駆動パルス波形図である。第１信号として第１駆動素子であるコモン駆動素子から出力される走査信号と、第２信号として第２駆動素子であるセグメント駆動素子から出力されるデーター信号はポジティブレベルで具現される。
【００１８】
このようなパルス波形により液晶セルに印加される電圧は、図２に示したように、第１フレームＦＲＭ１ではポジティブレベルを、そして第２フレームＦＲＭ２ではネガティブレベルを与えることができる。それによって、ポジティブレベルである第１フレームＦＲＭ１とネガティブレベルである第２フレームＦＲＭ２を合わせた二つのフレームの周期間に液晶セルの両端の間にかかる実効電圧値はゼロになることによりディーシーフリー（ＤＣ  ＦＲＥＥ）が可能になるのである。
【００１９】
このように走査信号とデーター信号をポジティブレベルに維持しながらも液晶セルにかかる電圧が第２フレームＦＲＭ２でネガティブレベルになるようにすることが可能なのは、液晶セルにかかる電圧が走査信号とデーター信号の組合わせによって作られているからである。
【００２０】
このように液晶セルの両端の間にかかる電圧のディーシーフリーを実現するために、上記走査信号とデーター信号は上記第１フレームＦＲＭ１で印加された信号を波形反転させて上記第２フレームＦＲＭ２で印加される信号を作る。ただし、第２フレームＦＲＭ２で最高値に形成される波形部分を第１フレームＦＲＭ１で最低値に形成される波形部分と対応させることによって、上記液晶セルにかかるリセットパルス（Ｖｒｅｓｅｔ）および選択パルス（Ｖｓｅｌｅｃｔｉｏｎ）で出来ている第１フレームの信号が第２フレームでは逆極性に反転されて、液晶セルにかかる二つのフレームの周期間の信号電圧差をゼロにする。
【００２１】
上記第１フレームＦＲＭ１のポジティブレベルと第２フレームＦＲＭ２のネガティブレベルは、スイッチング制御信号Ｍとレベル反転スイッチング制御信号Ｍ’に同期して転換する。
【００２２】
上記走査信号はその波形上、第１フレームＦＲＭ１内においての最高値Ｖｓ１で形成される波形部分が第２フレームＦＲＭ２内においての最低値Ｖｏで形成される波形部分と対応し、第１フレームＦＲＭ１内においての最低値Ｖｏで形成される波形部分が第２フレームＦＲＭ２内においての最高値Ｖｓ１で形成される波形部分と対応し、第１フレームＦＲＭ１内においての最低値Ｖｏに加算した所定値Ｖｓ２で形成される波形部分が第２フレームＦＲＭ２内においての最高値Ｖｓ１に減算した所定値Ｖｓ１−Ｖｓ２で形成される波形部分と対応する。
【００２３】
上記データー信号は、第１フレームＦＲＭ１内においての最低値Ｖｏが上記走査信号の最低値と同じ値であり、第２フレームＦＲＭ２内においての最高値Ｖｄ１が上記走査信号の最高値と同じ値である。また、その波形上、第１フレームＦＲＭ１内においての最高値Ｖｄ２で形成される波形部分が第２フレームＦＲＭ２内においての最低値Ｖｄ１−Ｖｄ２で形成される波形部分と対応する。
【００２４】
このようにポジティブレベルだけで出力する走査信号とデータ信号の組合わせによって実際の液晶セルの両端間にかかる電圧の波形を多様に作ることが出来る。図１に図示した本発明の実施例には、図２に示したようにフレーム単位ごとにレベルが変化する電圧が液晶セルにかかる。また、上記スイッチング制御信号とレベル反転スイッチング制御信号の転換周期を短くすれば、液晶セルにかかる電圧を図４と図５のようなパルス波形で作ることが出来るのを理解するのは難しくないので、他の実施例の為のこれ以上の説明およびそれに対する図面で示すのを省略することにする。
【００２５】
以上説明した本発明の駆動方法は次の構成からなる本発明のの駆動回路により具現される。
【００２６】
図３は、本発明の駆動回路を示した回路図である。マトリクス構造で形成された液晶パネル１０の電極には、コモン駆動素子ＤＲＶ１とセグメント駆動素子ＤＲＶ２がつながる。上記コモン駆動素子ＤＲＶ１は前述した走査信号を液晶パネル１０の行側電極にスキャンし、上記セグメント駆動素子ＤＲＶ２は前述したデータ信号を液晶パネル１０の列側電極に選択的に印加する。
【００２７】
上記コモン駆動素子ＤＲＶ１は、スイッチング制御信号Ｍにしたがって上記走査信号電圧の最高値Ｖｓ１および所定値Ｖｓ２を選択的にスイッチングし、レベル反転スイッチング制御信号Ｍ’にしたがって上記の二つの電圧Ｖｓ１、Ｖｓ２を反転させ選択的にスイッチングして出力するコモン用マルチプレクサーＭＵＸ１につながる。
【００２８】
上記セグメント駆動素子ＤＲＶ２は、フレーム同期信号ＦＲＭがそのまま印加されるスイッチング制御信号Ｍにしたがって、上記データ信号電圧の最高値Ｖｄ１および所定値Ｖｄ２を選択的にスイッチングし、上記フレーム同期信号ＦＲＭをインバーターＩＮＶで反転したレベル反転スイッチング制御信号Ｍ’にしたがって、上記二つの電圧Ｖｄ１、Ｖｄ２を反転させ選択的にスイッチングして出力するコセグメント用マルチプレクサーＭＵＸ２につながる。
【００２９】
このように構成された本発明の駆動回路は、前述した駆動方法により形成されたポジティブレベルの走査信号とデータ信号を出力することにより、これら二つの信号の電位差により、ＤＣ電圧の累積値（ＤＣ  ＣＨＡＲＧＥ）がゼロの交流電圧を液晶パネル１０内にマトリクス状に配置された単位走査電極（未図示）とデータ電極（未図示）に印加する。液晶パネル１０はこのように印加された交流電圧によって、電極上の交差点に位置する液晶セルに電界を印加し、その液晶セル内に分布した液晶分子の配向角を変化させ該当する画素を表示する。
【００３０】
本発明の実施例には、前述したように上記マルチプレクサーＭＵＸ１、ＭＵＸ２が信号をポジティブレベルだけで出力するものを説明したが、上記マルチプレクサーに印加する電圧をネガティブレベルに固定させることによって上記マルチプレクサーの信号をネガティブレベルだけで出力するように構成できるのは勿論である。
【００３１】
しかし、半導体素子の特性上、ネガティブレベルをスイッチングするＰ−ＭＯＳ駆動素子よりはポジティブレベルをスイッチングするＮ−ＭＯＳ駆動素子のスイッチング速度が早いため、上記マルチプレクサーはポジティブレベルをスイッチングするようにする方が液晶の駆動速度を向上させるのに有利である。
【００３２】
なお、本発明は、上述した望ましい実施例に限られる事無く、請求項に記載された技術的権利内で、当業界の通常的な知識により多様な応用が可能なのは勿論である。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、液晶セルにかかる電圧のディーシーフリーを解決しながらも液晶の駆動信号をポジティブ又はネガティブの中、一方のレベルだけを印加出来るので次のような色々な効果を提供する。
【００３４】
第一、駆動素子で処理される信号電圧のマージン幅が少なくなり、従来の駆動方法のように電圧マージン幅が大きい為に発生する液晶画面のフリッカー現象を防止できる。
【００３５】
第二、液晶駆動に必要な走査信号を作り出すためにコモン駆動素子に印加する基準電圧レベルを従来の四つのレベルから二つのレベルに減らすことが出来る。つまり、本発明はコモン駆動素子に印加される電圧を二つのレベルにすることにより、従来の四つのレベルで印加するために必要だった電圧印加手段を減らして設計することが出来る。
【００３６】
第三、液晶の駆動信号を一方のレベル、特にポジティブレベルで印加する場合、駆動素子のスピードを従来より早くすることが出来て、応答速度が早い双安定液晶表示装置にも適用が可能であり、それにより高精細化画面においても表示品質の優秀な動画像を実現できる。
【００３７】
第四、上述したハイスピードでのグレードアップが可能でありながらもそれらを具現するために駆動回路部分を全体的に代替しなくて本発明の駆動方法を具現するマルチプレクサーだけを追加する構成であるので、既存使用した受動マトリクス駆動素子であるコモン駆動素子とセグメント駆動素子にそのまま活用することが出来、原価節約に効果的である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の駆動方法を説明する駆動パルス波形図である。
【図２】本発明の駆動方法による液晶セルにかかる電圧波形図である。
【図３】本発明による駆動回路を示した回路図である。
【図４】通常的な双安定液晶セルの駆動に必要な電圧波形図である。
【図５】通常的な双安定液晶セルの駆動に必要な電圧波形図である。
【符の号説明】
ＦＲＭ１、ＦＲＭ２  フレーム
ＭＵＸ１、ＭＵＶ２  マルチプレクサー
ＤＲＶ１、ＤＲＶ２  駆動素子
１０  液晶パネル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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