JP2000356765A - 液晶表示装置の駆動方法 - Google Patents

液晶表示装置の駆動方法

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JP2000356765A
JP2000356765A JP2000126040A JP2000126040A JP2000356765A JP 2000356765 A JP2000356765 A JP 2000356765A JP 2000126040 A JP2000126040 A JP 2000126040A JP 2000126040 A JP2000126040 A JP 2000126040A JP 2000356765 A JP2000356765 A JP 2000356765A
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Takaaki Tanaka
孝昭 田中
Yuzuru Sato
譲 佐藤
Hiroo Nomura
浩朗 野村
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Seiko Epson Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ネマティック液晶を用いた液晶表示装置に双
安定性を付与して高コントラスト比、広視野角を維持し
ながら高精細表示に対応可能な高速マルチプレックス駆
動の液晶表示装置を提供する。 【解決手段】 ねじれ構造を有するカイラルネマティッ
ク液晶を挟持した液晶表示装置にフレデリクス転移を生
じさせるパルス電圧を印加する期間、２つのいずれかの
準安定状態を生ずる臨界値を基準として選択された電圧
パルスを印加する期間を設け、双安定状態間をスイッチ
ングして表示する液晶表示装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、カイラルネマティ
ック液晶を用いた液晶表示装置に関するものであり、特
に双安定性スイッチングを利用して単純マトリクス駆動
される液晶表示装置及びその駆動方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】現在、ＯＡ機器の表示装置等として実用
化されている液晶表示装置は、ツイストネマティック
（ＴＮ）型液晶またはスーパーツイストネマティック
（ＳＴＮ）型液晶を用いている。例えば、M.Schadt and
W.Helfrich : Appl. Phys. Lett.18(1971)127あるいは
T.J.Scheffer and J.Nehring : Appl. Phys. Lett. 45
(1984)1021. に示されているこれらの表示方式はメモリ
ー効果を持たないため、電圧平均化法による単純マトリ
クス駆動法または各画素にトランジスタ等のアクティブ
素子を設けたアクティブマトリクス駆動法によって駆動
される。
【０００３】この他に、まだ実用化されていないが、い
ろいろな方式が研究されている。例えば、特開昭 59-21
9720号、特開昭 60-196728号には電圧平均化法の高速化
技術等が開示されており、特公平 1-51818号、特公平 3
-26368号、特開昭59-58420号には双安定性スイッチング
を用いる方式が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとうする課題】しかし、上記の従来
技術には次のような問題がある。
【０００５】ツイストネマティック型液晶を電圧平均化
法によって駆動する場合、走査線の本数をＮ本とすれ
ば、オン状態を選択するための電圧ＶONとオフ状態を選
択するための電圧ＶOFF の比は次式で与えられる。 ＶON／ＶOFF ＝（（Ｎ1/2 ＋１）／（Ｎ1/2 −１））
1/2 この式からわかるように、Ｎが大きくなるにした
がってＶON／ＶOFF は１に近づくため、コントラスト比
は低下する。現在の液晶の電気光学特性や電圧波形の遅
延等を考慮すれば、Ｎは約５００が限度である。したが
って、より高精細な表示が要求されるワークステーショ
ン等の表示装置をこの方式によって実現することは不可
能である。また、表示特性が視角に大きく依存し、さら
にオンからオフへのスイッチング時間が長いという欠点
も持っている。
【０００６】前記の特開昭 60-196728号に開示されてい
る技術は、上記のスイッチング時間を短くすることを目
的としている。それによれば、下基板上のプレティルト
角（基板上に設けられた液晶配向膜と接しているダイレ
クターベクトルと基板面とのなす角）をθ1 とし、上基
板上のプレティルト角をθ2 とすれば、初期状態におけ
るθ1 とθ2 を互いに逆符号の関係にすることによっ
て、オンからオフへのスイッチングを高速化している。
そして、前記の特開昭 59-219720号に開示されている技
術は、さらにカイラル物質を液晶材料に添加することに
よって、動作状態の安定化を図っている。しかし、これ
らの技術は双安定性を持っておらず、電圧平均化法によ
って駆動されるため、やはり高精細な表示装置としては
適していない。
【０００７】双安定性あるいは複数の安定状態を有する
動作モードに関しては、それらの状態間を適当な電圧波
形で選択的にスイッチング出来る場合において走査線数
の多い高精細表示に適する訳であるが、それぞれに特有
の問題点を持っている。
【０００８】例えば前記の特公平 1-51818号（USP4,23
9,345）に開示されている技術は双安定性を持っている
ため、アクティブ素子を用いなくても、いったん書き込
んだ情報を長時間保持することができる。ところが、二
つの安定な状態間のスイッチングは、基本的には印加電
圧の急激な遮断と約１秒間にわたる緩慢な降下によって
行われるため、単純マトリクス駆動には適さず、書き込
み速度も非常に遅い。事実、特公平 1-51818号（USP4,2
39,345）にはスイッチング原理が記載されているのみで
あり、単純マトリクス駆動する方法は開示されていな
い。
【０００９】前記の特開昭59-58420号に開示されている
技術は、印加電圧を制御することによって書き込むか否
かを選択できるが、表示を消去するためには液晶層を等
方相まで加熱しなければならない。書き込むためには非
常に高い電圧が必要である。
【００１０】また、双安定性あるいは複数の安定性を有
する動作モードでは、表示に使用する安定状態がエネル
ギー的に充分安定でない場合が多く、装置の電源が遮断
された状態において液晶の配向状態は最もエネルギーの
低い配向状態に移行する。特に、本発明が適用される様
な初期状態と表示に用いる配向状態とが異なる場合にお
いては、電源投入時に初期配向状態に対して書き込み走
査を行うと、短時間ではあるが３つの配向状態が混在し
て表示品位を損なうという問題点を有している。
【００１１】本発明は上記課題を解決するためのもので
あり、その目的とするところは、単純マトリクス駆動法
によって駆動できる高品位な高精細液晶表示装置を提供
するところにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、一対の基板間
に液晶が挟持されてなる液晶表示装置の駆動方法におい
て、前記液晶の分子を所定の配列方向にそろえるための
第１の電圧を前記液晶に印加し、前記液晶の分子を表示
状態に対応する配列方向に設定するための第２の電圧を
前記液晶に印加することを特徴とする。また、前記液晶
は、初期状態におけるねじれ角がφであり、前記準安定
状態として略φ−１８０°及び略φ＋１８０°のねじれ
角を有することを特徴とする。また、前記第１の電圧
は、前記液晶のフレデリクス転移が生じる電圧であるこ
とを特徴とする。
【００１３】なお、いずれかの準安定状態に選択された
状態を維持する期間に印加される電圧を２つの準安定状
態における閾値以下のパルスとしてマルチプレックス駆
動を行うことができる。
【００１４】一対の透明電極基板に施したラビング処理
の方向が互いにφr の角をなすとすれば、カイラルネマ
ティック液晶のらせんピッチは、電圧を印加する前の初
期状態におけるねじれ角が略φr となるように、カイラ
ル物質の添付によって調整されている。
【００１５】前記初期状態において、基板上に設けられ
た液晶配向膜と接している液晶分子のダイレクターベク
トルと基板面とのなす角度を一方をθ1 、他方をθ2 と
すれば、θ1 とθ2 とは図１に示すような互いに逆符号
の関係にある。すなわち、カイラルネマティック液晶の
初期状態のねじれ角が１８０゜とすれば、上記の２つの
ダイレクターベクトルは互いに略平行となる。
【００１６】カイラルネマティック液晶が緩和状態とし
て初期状態とは異なる２つの準安定状態を持つとは、例
えば初期状態がねじれ角１８０゜のねじれ構造を有する
とすれば、準安定状態として一方はねじれ角０゜（ユニ
フォーム状態）、他方はねじれ角３６０゜の構造を有す
ることである。フレデリクス転移後にいずれの準安定状
態へ緩和するかは、印加するパルス電圧の波形に依存
し、準安定状態はいずれも自発的に初期状態へ緩和する
性質を有する。
【００１７】初期状態におけるねじれ角φは１８０゜に
限定されるものではなく、任意の角度に設定することが
できる。例えば、初期状態においてねじれ角φを９０゜
とした液晶表示素子においては、準安定状態はねじれ角
−９０゜、２７０゜のねじれ構造を有し、それらの準安
定状態間においてスイッチングが可能であることが実験
上確認されている。
【００１８】本発明は、マルチプレックス駆動を行う液
晶表示装置に適用する場合、液晶にフレデリクス転移を
生じさせる第１の期間に印加される電圧と、その後に２
つの準安定状態のいずれか一方を選択するための第２の
期間に印加される電圧と、それに続く第３の期間に印加
される電圧とに区分し、それらはいずれも電圧パルスと
するものである。第１の期間においてはフレデリクス転
移を生じさせるに十分な絶対値の電圧パルスが印加さ
れ、その電圧パルスは第１の期間内において極性が変化
してもよい。第２の期間に印加される電圧パルスは、２
つのいずれかの準安定状態を生ずる臨界値を基準として
選択し、その臨界値を越える電圧値の電圧パルスとその
臨界値を越えない電圧パルスによって、任意の準安定状
態を選択することができる。第１の期間で印加された電
圧パルスに対して、第２の期間において、電圧パルスが
絶対値零すなわち液晶の素子に電圧が印加されない場合
は、一方の準安定状態が形成され、印加される電圧パル
スの絶対値が零を越えて臨界値の値までであれば同様の
状態となる。ところが、第２の期間において絶対値がそ
の臨界値を越える電圧パルスを印加する場合は他方の準
安定状態が形成されることを意味するものである。
【００１９】フレデリクス転移を生じさせる第１の期間
においては、初期状態と２つの準安定状態のいずれの閾
値に対しても、それら以上の値を有する絶対値の電圧パ
ルスが印加される。第２の期間は第１の期間の後に設け
られた期間であって、液晶分子の配列を２つの準安定状
態のいずれか一方の配列に選択するために電圧パルスを
印加する期間である。その電圧パルスは、第２の期間の
直前すなわち第１の期間の最後に印加された電圧パルス
の極性に対して逆極性、同極性又は絶対値零のいずれか
の電圧パルスが選択される。
【００２０】初期状態における液晶分子のねじれ角をφ
とした場合に、該初期状態にパルス電圧群を印加した後
の緩和状態として生ずる２つの準安定状態におけるねじ
れ角がそれぞれ略（φ−１８０゜）及び略（φ＋１８０
゜）であって、初期状態及び２つの準安定状態にフレデ
リクス転移を生じさせる電圧パルス群が印加される第１
の期間を設けた直後に、該第１の期間の最後に印加され
たパルスの極性に対して絶対値が臨界値を越えた逆極性
の電圧パルスを印加することによってねじれ角が略（φ
−１８０゜）の配向状態を選択し、絶対値が臨界値を越
えない同極性の電圧パルスもしくは絶対値が零の電圧パ
ルスを印加することによってねじれ角が略（φ＋１８０
゜）の配向状態を選択することができる。
【００２１】第３の期間は、第２の期間の直後に設けら
れるものである。第３の期間に印加される電圧パルスの
絶対値は、２つの準安定状態の間に存在する閾値以下の
値を有し、選択された準安定状態が維持される。
【００２２】
【作用】フレデリクス転移とその後に選択される準安定
状態の関係を説明する。図２９（Ａ）は、第１の期間Ｔ
1 と、第２の期間Ｔ2 において印加される電圧パルスの
波形の一例を示すものである。同図において、Ｔ1 にお
いて印加する電圧パルスの電圧をＶe 、Ｔ2 において印
加する電圧パルスの電圧をＶW とする。同図（Ｂ）は、
縦軸に｜Ｖe ｜、横軸にＶW とし、初期状態が１８０゜
ねじれ構造を有するカイラルネマティック液晶の準安定
状態として、ねじれ角０゜の準安定状態を示す領域をａ
1 、ａ2 で示し、ねじれ角３６０゜の準安定状態を示す
領域をｂ1、ｂ2 、ｂ3 （斜線部分）とした場合の、そ
れらの関係を示すものである。ｂ1、ｂ3 の領域におい
ても準安定状態が存在することに注意すべきである。Ｖ
0 はフレデリクス転移を生ぜしめるに必要な電圧（リセ
ット電圧）、Ｖth1 、Ｖth2はいずれも上記ａ1 、ａ2
の状態とｂ1 〜ｂ3 の状態との臨界値を示す。同図
（Ｂ）は、｜Ｖe ｜＞Ｖ0 かつ ｜Ｖth1 ｜＜｜ＶW
｜＜｜Ｖth2 ｜の場合、ａ1 、ａ2の準安定状態が選択
され、｜Ｖe ｜＞Ｖ0 かつ ｜ＶW ｜＜｜Ｖth1 ｜又
は、｜Ｖe ｜＞Ｖ0 かつ ｜ＶW ｜＞｜Ｖth2 ｜の場
合、ｂ1 〜ｂ3 の準安定状態が選択されることを示して
いる。後記の実施例においては、一方の準安定状態とし
て、実施例１〜６はａ1 の状態を、実施例７〜１１はａ
1 及びａ2 の状態をそれぞれ選択し、他方の準安定状態
として実施例１〜１０はｂ2 の状態を、実施例１１はｂ
3 の状態をそれぞれ選択している。同図は臨界値が２つ
存在する場合を説明するものであるが、臨界値が３つ以
上存在する可能性は否定できない。
【００２３】本発明においては、上記Ｖth1 、Ｖth2 の
それぞれの臨界値を基準として、第２の期間において印
加する電圧パルスの電圧実効値を選択することによって
いずれかの準安定状態を作り出すことができる。従っ
て、一方では、上記の臨界値｜Ｖth1 ｜を基準に、ａ1
（ａ2 ）とｂ2 の領域のいずれかを選択する場合が考え
られる。他方では、｜Ｖth2 ｜を基準にａ1 （ａ2 ）と
ｂ1 （ｂ3 ）の領域のいずれかを選択する場合が考えら
れる。すなわち、第２の期間においては、２つの準安定
状態を生ずる臨界値を基準に、臨界値よりも高い電圧を
印加するか又は臨界値よりも低い電圧を印加することに
より、準安定状態のいずれかを選択することが可能とな
る。
【００２４】本願発明の液晶表示装置におけるスイッチ
ング原理を説明する。前記USP4,239,345(D.W.Berreman)
が開示した双安定液晶は、マトリクス駆動を行うもので
はないが、双安定状態につき、次のように説明されてい
る。フレデリクス転移を生ぜしめるに充分大きな電圧を
印加すれば、液晶層の中央部（下基板面からの距離＝液
晶層厚／２）の液晶分子は基板面に対してほぼ９０゜の
角度で立つ（この状態をリセット状態と呼ぶことにす
る。）。その後、約１秒かけて印加電圧を徐々に下げて
いけば、中央部の液晶分子は電圧を印加したときの配向
変化のプロセスを逆にたどって基板と平行な状態へ緩和
する。こうして得られた配向状態はユニフォーム状態で
ある。一方、印加電圧を急激に遮断したときには、液晶
の流れの効果で中央部の液晶分子は電圧を徐々に下げた
場合とは逆の方向に動く。D.W.Berremanはこの現象をバ
ックフローと呼んでいる。中央部の液晶分子はそのまま
逆方向へ動いて行き、基板面の液晶分子とは逆方向に倒
れるため、３６０゜ツイスト状態に緩和する。このよう
な原理で２つの双安定状態の選択がおこなわれるのであ
るが、ユニフォーム状態へ緩和させるためには電圧を約
１秒かけて徐々に下げなければならないため、実用性は
全く無かった。すなわち液晶表示装置としてマルチプレ
ックス駆動を行って高速スイッチングするには理論的に
不可能となる。
【００２５】しかし、本願発明者の研究によって次のこ
とが明らかになった。すなわち、リセット後に適当な電
圧が印加されていれば、いったんバックフローが起こっ
て３６０゜ツイスト状態へ緩和しかけるのであるが、そ
の後配向変化の向きが逆転して元のユニフォーム状態へ
戻り始める。その電圧がある値よりも大きければそのま
まユニフォーム状態へ緩和するが、ある値よりも小さけ
れば再び配向変化の向きが逆転して３６０゜ツイスト状
態へ緩和する。本願発明者はその値が臨界値として存在
することを発見したものである。このことは、実験だけ
でなくシュミレーションによっても確かめられている。
本願発明者がこの新たに見い出した現象を利用すること
によって、本発明に至った。
【００２６】本発明による液晶電気光学素子は次のよう
にして動作する。リセット後に印加されるバイアス電圧
にパルス電圧を重畳する。リセット後にバックフローが
必ず起こるが、そのパルス電圧の波高値または持続時間
がある一定の値以上ならば、配向変化の向きが逆転して
元のプロセスをたどってユニフォーム状態へ緩和する。
一方、そのパルス電圧の波高値または持続時間がその値
以下ならば、上で述べた過程に従って３６０゜ツイスト
状態へ緩和する。このように、パルス電圧の大きさを調
節することによってスイッチングすることができるた
め、非常に高速なスイッチングが可能となり、高精細デ
ィスプレイ等に応用することができる。言うまでもな
く、本発明による液晶電気光学素子と、D.W.Berremanが
開示した液晶電気光学素子とは全く異なるものである。
両者の違いは上で述べた動作原理に集約される。
【００２７】本発明における分光特性を後記の実施例８
に開示した液晶表示装置について説明する。図３０は、
スイッチングとしてＯＮ状態を選択した場合の分光特性
である。横軸は波長Ｗ、縦軸は透過率Ｔを示す。同図の
Ａで示されるプロットは、実施例に用いたセルギャップ
１．８μｍの素子である。可視光の広い波長領域におい
てフラットな特性が得られ、良好な白色表示であること
がわかる。同図（Ｂ）のプロットは比較の為にセルギャ
ップを２０μｍとした場合の分光特性である。複数のピ
ークを持つため、表示が着色していることがわかる。従
って本発明実施例に用いた素子は表示色の純度という点
で優位性を持つ。
【００２８】次に本発明の表示素子における光透過率Ｔ
の視野角Ｉに対する依存性を図３１、３２に示す。図３
１は基板法線から界面の液晶分子軸方向に視野を倒した
時のＯＮ時の透過率（同図Ｃ）とＯＦＦ時の透過率（同
図Ｄ）である。図３２は図３１の場合と垂直な方向に視
野を変化した場合の同様なプロットである。液晶分子軸
方向及びそれと垂直な方向においてＯＮ時の透過率の変
動が小さく（同図Ｅ）、±５０゜の範囲では表示の反転
もない。同図のＦはＯＦＦ時の透過率を示す。
【００２９】本発明実施例では基板界面でのプレティル
ト角を約５゜として上述の視野特性を得たが、比較の為
に基板界面でのプレティルト角を４５゜とした場合の特
性を図３３、３４に示す。図中Ｇ、Ｉの各プロットはＯ
Ｎ時の、Ｈ、Ｊの各プロットはＯＦＦ時のものである。
液晶分子軸方向においては基板法線から約３０゜の方向
でコントラスト比が１になる（図３３）。垂直方向にお
いても約±４０゜の位置で表示の反転が起こる（図３
４）。従って光透過率の視野角依存性という点からも本
発明実施例に用いた表示素子の有効性が見られる。
【００３０】
【発明の実施の形態】以下、具体的な実施例により本発
明の詳細を説明する。図１は液晶表示装置の断面であ
る。符号１は液晶分子、２は配向膜、３は絶縁層、４は
透明電極、５はガラス基板、６は平坦化層、７は偏光
板、８は画素間遮光層、θ1 、θ2 、は界面における液
晶分子のプレティルト角、９は界面における液晶分子１
の長軸方向を示すダイレクターベクトルである。セルと
してはガラス基板５上にＩＴＯ透明電極パターン４を形
成し、ポリイミド配向膜２を塗布、表面にラビング処理
を施した基板を適当なスペーサを介して所望のギャップ
を保って対向配置した物を用いた。
【００３１】（実施例１）室温でネマティック相を呈す
る液晶組成物（ロディック社製、△ｎ〜０．１）に光学
活性添加剤（Ｅ．Ｍｅｒｃｋ社製：Ｓ８１１）を加えて
ヘリカルピッチｐ＝３．２μｍに調整した。セルにはポ
リイミド配向膜に上下基板で反平行方向（１８０度）の
ラビング処理を施してギャップｄ＝２．０μｍとした。
上記液晶組成物を封入すると界面プレティルト角は上下
基板近傍で逆符号をもって約４°となり、ｐ／４＜ｄ＜
３ｐ／４であるため、液晶分子の配向は基板法線方向に
螺旋軸を持つ１８０°ツイスト状態となった。同液晶表
示素子の構造の概略は図１に示してある。以上のように
して得られた試料を略直交する２枚の偏光板間に挾持し
て電極に本発明の駆動電圧波形を印加し、その光学的特
性を評価した。
【００３２】本実施例の駆動電圧波形を図２に示す。同
図中２０１は走査電極波形、２０２は信号電極波形、２
０３は２０１と２０２の合成波形であり、２０４は液晶
表示素子に２０３が印加された時の光学応答である。ｔ
0 はＯＦＦ（仮に暗状態）、ｔ1 及びｔ1 ’はＯＮ（仮
に明状態）を選択したフレーム（１画面走査時間）を表
わす。ｔ01及びｔ11は選択期間、ｔ02、ｔ03及びｔ12、
ｔ13は非選択期間に対応する。非選択期間の最後にはｔ
03における±（Ｖ1 ＋Ｖ2 ）、ｔ13及びｔ13’における
±Ｖ1 の様に絶対値が素子の閾値以上の電圧パルスを印
加してフレデリクス転移を生じせしめる期間を設けてあ
る。ＯＦＦ選択フレ−ムｔ0 では、選択期間ｔ01の直前
に±（Ｖ1 ＋Ｖ2 ）もしくは±Ｖ1の電圧パルスが印加
されてフレデリクス転移を生じた後、選択期間ｔ01にお
いて電圧絶対値が０のパルスが印加されて暗状態が選択
される。非選択期間ｔ02では電圧絶対値が素子の閾値以
下のパルスが印加される為、暗状態が維持される。ＯＮ
選択フレ−ムｔ1 では選択期間ｔ11において直前に印加
されたパルスとは逆極性のパルス（−Ｖ2 ）が印加され
て明状態（ｔ0 の場合とは異なった準安定状態）が選択
される。非選択期間ｔ12では電圧絶対値が素子の閾値以
下のパルスが印加される為、明状態が維持される。３０
℃において、Ｖ1 ＝３４．０ｖ、Ｖ2 ＝１．７ｖ、パル
ス幅ＰW ＝７００μｓとして前述の素子を動作させたと
ころ、明状態の光透過率は４４％（但し、２枚の偏光板
の偏光軸を平行にして同光学系に配置した状態の透過率
を１００％とする。以下同様。）、２状態間のコントラ
スト比は６５であった。
【００３３】（実施例２）実施例１の液晶表示装置にお
いて印加するの駆動電圧波形を図３に示す。同図中３０
１は走査電極波形、３０２は信号電極波形、３０３は３
０１と３０２の合成波形であり、３０４は液晶表示素子
に３０３が印加された時の光学応答である。ｔ0 及びｔ
0 ’はＯＦＦ（仮に暗状態）、ｔ1 とｔ1 ’はＯＮ（仮
に明状態）を選択したフレーム（１画面走査時間）を表
わす。ｔ0 とｔ1 に関してｔ01及びｔ11は選択期間、ｔ
02、ｔ03及びｔ12、ｔ13は非選択期間に対応する。非選
択期間の最後にはｔ03におけるＶ1 −Ｖ2 、ｔ13におけ
る−Ｖ1 ＋Ｖ2 の様に絶対値が素子の閾値以上の電圧パ
ルスを印加してフレデリクス転移を生じせしめる期間を
設けてある。ＯＦＦ選択フレ−ムｔ0 では、選択期間ｔ
01の直前に絶対値が素子の閾値以上の電圧パルス（図３
では−Ｖ1 ）が印加されてフレデリクス転移を生じた
後、選択期間ｔ01において電圧絶対値が０のパルスが印
加されて暗状態が選択される。非選択期間ｔ02では電圧
絶対値が素子の閾値以下のパルスが印加される為、暗状
態が維持される。ＯＮ選択フレ−ムｔ1 では選択期間ｔ
11において直前に印加されたパルスとは逆極性のパルス
（−Ｖ2 ）が印加されて明状態が選択される。非選択期
間ｔ12では電圧絶対値が素子の閾値以下のパルスが印加
される為、明状態が維持される。３０℃において、Ｖ1
＝３６．０ｖ、Ｖ2 ＝１．８ｖ、パルス幅ＰW ＝１．０
ｍｓとして実施例１と同じ素子を動作させたところ、明
状態の光透過率は４４％、２状態間のコントラスト比は
６８であった。また、本実施例では時間的に隣接する２
フレ−ムで印加波形の極性を反転して素子に過剰な直流
成分が印加されるのを防いでいる。
【００３４】（実施例３）室温でネマティック相を呈す
る液晶組成物（Ｅ．Ｍｅｒｃｋ社製：ＺＬＩ−１５５
７）に光学活性添加剤（Ｅ．Ｍｅｒｃｋ社製：Ｓ８１
１）を加えてヘリカルピッチｐ＝３．５μｍに調整し
た。セルにはＩＴＯによる走査電極群と信号電極群をマ
トリクス状に配置した上にポリイミド配向膜を設け、上
下基板で反平行方向（１８０度）のラビング処理を施し
てギャップｄ＝１．８μｍとした。上記液晶組成物を封
入すると界面プレティルト角は上下基板近傍で逆符号を
もって約４°となり、ｐ／４＜ｄ＜３ｐ／４であるた
め、液晶分子の配向は基板法線方向に螺旋軸を持つ１８
０°ツイスト状態となった。同液晶表示素子の構造の概
略は図１に示してある。本構成の素子は印加される駆動
電圧波形に応じて略０°ツイスト（ユニフォーム）状態
と略３６０°ツイスト状態の２つの準安定状態を生ず
る。このようにして得られた液晶パネルを２枚の偏光板
間に挾持し、概ね図４に示す回路構成をもって液晶表示
装置と成し、本発明の効果を確認した。同図において、
符号１１は液晶パネル、１２は照明手段としてのバック
ライト、１３は液晶パネル１１の走査電極群に電圧を印
加するための駆動回路（シフトレジスタ／論理回路）、
１４は信号電極群に電圧を印加するための駆動回路（シ
フトレジスタ／ラッチ／論理回路）、１５は基準信号発
生回路、１６は線順次走査回路（ＲＯＭ／コントロー
ラ）である。
【００３５】本実施例における駆動電圧波形を図５に示
す。同図中２０１は走査電極波形、２０２は信号電極波
形、２０３は２０１と２０２の合成波形である。ｔ0 及
びｔ 1 はそれぞれ３６０°ツイスト状態（仮にＯＦＦ）
とユニフォーム状態（仮にＯＮ）を選択したフレーム
（１画面走査時間）を表わす。ｔ01及びｔ11は選択期
間、ｔ02、ｔ03及びｔ12、ｔ13は非選択期間に対応す
る。非選択期間の最後にはｔ 03における±（Ｖ1 −Ｖ
3 ）、ｔ13における±（Ｖ1 ＋Ｖ3 ）の様に絶対値が素
子の閾値以上の電圧パルスを印加してフレデリクス転移
を生じせしめる期間を設けてある。ＯＦＦ選択フレ−ム
ｔ0 では、選択期間ｔ01には直前に絶対値が素子の閾値
以上の電圧パルス（図示せず）が印加されてフレデリク
ス転移を生じた後、選択期間ｔ01において同極性で電圧
絶対値が｜Ｖ3 −Ｖ2 ｜のパルスが印加されてＯＦＦ状
態が選択される。非選択期間ｔ02では電圧絶対値が素子
の閾値以下のパルスが印加される為、同状態が維持され
る。ＯＮ選択フレ−ムｔ1 では選択期間ｔ11において直
前に印加されたパルスとは逆極性のパルス（−Ｖ2 −Ｖ
3 ）が印加されてＯＮ状態が選択される。非選択期間ｔ
12では電圧絶対値が素子の閾値以下のパルスが印加され
る為、同状態が維持される。３０℃において、Ｖ1 ＝３
０．０ｖ、Ｖ2 ＝１．０ｖ、Ｖ3 ＝１．５ｖ、パルス幅
ＰW ＝２５０μｓ、デュ−ティ−比１／４００（ｔ01＝
ｔ11＝５００μｓ、ｔ0 ＝ｔ1 ＝４００×５００μｓ）
として前述の素子を選択的にスイッチングする事が出来
た。
【００３６】（実施例４）実施例３の液晶表示装置にお
いて、印加する他の駆動電圧波形を図６に示す。同図中
３０１は走査電極波形、３０２は信号電極波形、３０３
は３０１と３０２の合成波形である。ｔ0 及びｔ1 はそ
れぞれ３６０°ツイスト状態（仮にＯＦＦ）とユニフォ
ーム状態（仮にＯＮ）を選択したフレーム（１画面走査
時間）を表わす。ｔ01及びｔ11は選択期間、ｔ02、ｔ03
及びｔ12、ｔ13は非選択期間に対応する。非選択期間の
最後にはｔ03における±（Ｖ1 −Ｖ2 ）、ｔ13における
±（Ｖ1 ±Ｖ2 ）の様に絶対値が素子の閾値以上の電圧
パルスを印加してフレデリクス転移を生じせしめる期間
を設けてある。ＯＦＦ選択フレ−ムｔ0 では、選択期間
ｔ01には直前に絶対値が素子の閾値以上の電圧パルス
（図示せず）が印加されてフレデリクス転移を生じた
後、選択期間ｔ01において同極性で電圧絶対値が０のパ
ルスが印加されてＯＦＦ状態が選択される。非選択期間
ｔ02では電圧絶対値が素子の閾値以下のパルスが印加さ
れる為、同状態が維持される。ＯＮ選択フレ−ムｔ1 で
は選択期間ｔ11において直前に印加されたパルスとは逆
極性のパルス（−Ｖ2 ）が印加されてＯＮ状態が選択さ
れる。非選択期間ｔ12では電圧絶対値が素子の閾値以下
のパルスが印加される為、同状態が維持される。本実施
例の駆動電圧波形は前記実施例３においてＶ2 ＝Ｖ3 と
したものに等しい。３０℃において、Ｖ1 ＝３０．０
ｖ、Ｖ2 ＝１．０ｖ、Ｖ3 ＝１．０ｖ、パルス幅ＰW ＝
２５０μｓ、デュ−ティ−比１／４００（ｔ01＝ｔ11＝
５００μｓ、ｔ0 ＝ｔ1 ＝４００×５００μｓ）として
前述の素子を選択的にスイッチングする事が出来た。３
６０°ツイスト状態を暗状態、ユニフォーム状態を明
（光透過）状態とする偏光板配置で動作したときの駆動
電圧波形と対応する光学応答を図７に示す。同図中Ｆ1
とＦ4 はＯＦＦ選択フレ−ム、Ｆ2 とＦ3 はＯＮ選択フ
レ−ムを表わし、Ｔ1 、Ｔ2 、Ｔ3 及びＴ4 は各々選択
期間である。この光学配置で明状態の光透過率は７２
％、２状態間のコントラスト比は６８であった。
【００３７】図８は実施例３及び本実施例の駆動電圧波
形を複数の電極で構成されるマトリクスに適用して線順
次走査を行うにあたっての、隣接する任意の走査電極に
印加される波形のタイミングの一例である。
【００３８】（実施例５）実施例３の液晶表示装置にお
いて、印加する他の駆動電圧波形を図９に示す。同図中
６０１は走査電極波形、６０２は信号電極波形、６０３
は６０１と６０２の合成波形である。ｔ0 及びｔ1 はそ
れぞれユニフォーム状態（仮にＯＮ）と３６０°ツイス
ト状態（仮にＯＦＦ）を選択したフレーム（１画面走査
時間）を表わす。ｔ01及びｔ11は選択期間、ｔ02、ｔ03
及びｔ12、ｔ13は非選択期間に対応する。非選択期間の
最後にはｔ03における±（Ｖ1 ＋Ｖ3 ）、ｔ13における
±（Ｖ1 −Ｖ3 ）の様に絶対値が素子の閾値以上の電圧
パルスを印加してフレデリクス転移を生じせしめる期間
を設けてある。ＯＮ選択フレ−ムｔ0 では、選択期間ｔ
01には直前に絶対値が素子の閾値以上の電圧パルス（図
示せず）が印加されてフレデリクス転移を生じた後、選
択期間ｔ01において逆極性で電圧絶対値が｜Ｖ 3 ＋Ｖ2
｜のパルスが印加されてＯＮ状態が選択される。非選択
期間ｔ02では電圧絶対値が素子の閾値以下のパルスが印
加される為、同状態が維持される。ＯＦＦ選択フレ−ム
ｔ1 では選択期間ｔ11において直前に印加されたパルス
と同極性のパルス（−Ｖ3 ＋Ｖ2 ）が印加されてＯＦＦ
状態が選択される。非選択期間ｔ 12では電圧絶対値が素
子の閾値以下のパルスが印加される為、同状態が維持さ
れる。３０℃において、Ｖ1 ＝３０．０ｖ、Ｖ2 ＝１．
０ｖ、Ｖ3 ＝１．５ｖ、パルス幅ＰW ＝４００μｓ、デ
ュ−ティ−比１／４００（ｔ01＝ｔ11＝４００μｓ、ｔ
0 ＝ｔ1 ＝４００×４００μｓ）として前述の素子を選
択的にスイッチングする事が出来た。また、本実施例で
は時間的に隣接する２フレ−ムで印加波形の極性を反転
して素子に過剰な直流成分が印加されるのを防いでい
る。
【００３９】（実施例６）実施例３の液晶表示装置にお
いて、印加する他の駆動電圧波形を図１０に示す。同図
中７０１は走査電極波形、７０２は信号電極波形、７０
３は７０１と７０２の合成波形である。ｔ0 及びｔ1 は
それぞれユニフォーム状態（仮にＯＮ）と３６０°ツイ
スト状態（仮にＯＦＦ）を選択したフレーム（１画面走
査時間）を表わす。ｔ01及びｔ11は選択期間、ｔ02、ｔ
03及びｔ12、ｔ13は非選択期間に対応する。非選択期間
の最後にはｔ03における±（Ｖ1 ＋Ｖ2 ）、ｔ13におけ
る±（Ｖ1 −Ｖ2 ）の様に絶対値が素子の閾値以上の電
圧パルスを印加してフレデリクス転移を生じせしめる期
間を設けてある。ＯＮ選択フレ−ムｔ0 では、選択期間
ｔ01には直前に絶対値が素子の閾値以上の電圧パルス
（図示せず）が印加されてフレデリクス転移を生じた
後、選択期間ｔ01において直前に印加されたパルスとは
逆極性の電圧パルス（−２Ｖ2 ）が印加されてＯＮ状態
が選択される。非選択期間ｔ02では電圧絶対値が素子の
閾値以下のパルスが印加される為、同状態が維持され
る。ＯＦＦ選択フレ−ムｔ1 では選択期間ｔ11において
電圧絶対値が０のパルスが印加されてＯＮ状態が選択さ
れる。非選択期間ｔ12では電圧絶対値が素子の閾値以下
のパルスが印加される為、同状態が維持される。本実施
例の駆動電圧波形は前記実施例５においてＶ2 ＝Ｖ3 と
したものに等しい。３０℃において、Ｖ1 ＝３０．０
ｖ、Ｖ2 ＝１．０ｖ、パルス幅ＰW ＝４００μｓ、デュ
−ティ−比１／４００（ｔ01＝ｔ11＝４００μｓ、ｔ0
＝ｔ1 ＝４００×４００μｓ）として前述の素子を選択
的にスイッチングする事が出来た。３６０°ツイスト状
態を暗状態、ユニフォーム状態を明（光透過）状態とす
る偏光板配置で動作したときの駆動電圧波形と対応する
光学応答を図１１に示す。同図中Ｆ1 とＦ4 はＯＦＦ選
択フレ−ム、Ｆ2 とＦ3 はＯＮ選択フレ−ムを表わし、
Ｔ1 、Ｔ2 、Ｔ 3 及びＴ4 は各々選択期間である。この
光学配置で明状態の光透過率は７５％、２状態間のコン
トラスト比は６６であった。 図１２は実施例５及び本
実施例の駆動電圧波形を複数の電極で構成されるマトリ
クスに適用して線順次走査を行うにあたっての、隣接す
る任意の走査電極に印加される波形のタイミングの一例
である。また、本実施例では実施例５の場合と同様に時
間的に隣接する２フレ−ムで印加波形の極性を反転して
素子に過剰な直流成分が印加されるのを防いでいる。
【００４０】（実施例７）室温でネマティック相を呈す
る液晶組成物（Ｅ．Ｍｅｒｃｋ社製：ＺＬＩ−１５５
７）に光学活性添加剤（Ｅ．Ｍｅｒｃｋ社製：Ｓ８１
１）を加えてヘリカルピッチｐ＝３．５μｍに調整し
た。セルにはＩＴＯによる走査電極群と信号電極群をマ
トリクス状に配置した上にポリイミド配向膜を設け、上
下基板で反平行方向（１８０度）のラビング処理を施し
てギャップｄ＝１．８μｍとした。上記液晶組成物を封
入すると界面プレティルト角は上下基板近傍で逆符号を
もって約５°となり、ｐ／４＜ｄ＜３ｐ／４であるた
め、液晶分子の配向は基板法線方向に螺旋軸を持つ１８
０°ツイスト状態となった。同液晶表示素子の構造の概
略は図１に示してある。本構成の素子は印加される駆動
電圧波形に応じて略０°ツイスト（ユニフォーム）状態
と略３６０°ツイスト状態の２つの準安定状態を生ず
る。このようにして得られた液晶パネルを２枚の偏光板
間に挾持し、概ね図４に示す回路構成をもって液晶表示
装置と成し、本発明の効果を確認した。以下の説明にお
いては、初期状態（１８０°ツイスト）、略０°ツイス
ト（ユニフォーム）状態および略３６０°ツイスト状態
にフレデリクス転移を生ずるための閾値電圧をそれぞれ
Ｖth（１８０）、Ｖth（０）およびＶth（３６０）で表
わし、これらを一括して単にＶthと記述する。また、フ
レデリクス転移を生じた直後に印加される電圧パルス群
の実効値の大小によって２つの準安定状態のいずれか一
方を選択する際の電圧臨界値をＶc と表わす。
【００４１】本実施例の駆動電圧波形を図１３に示す。
同図中２０１は走査電極波形、２０２は信号電極波形、
２０３は２０１と２０２の合成波形である。ｔ0 及びｔ
1 はそれぞれ３６０°ツイスト状態（仮にＯＦＦ）とユ
ニフォーム状態（仮にＯＮ）を選択したフレーム（１画
面走査時間）を表わす。ｔ01及びｔ11は選択期間、
ｔ 02、ｔ03及びｔ12、ｔ13は非選択期間に対応する。非
選択期間の最後にはｔ03における±（Ｖ1 ＋Ｖ3 ）、ｔ
13における±（Ｖ1 −Ｖ3 ）の様に絶対値がＶth以上の
電圧パルスを印加してフレデリクス転移を生じせしめる
期間を設けてある。ＯＦＦ選択フレ−ムｔ0 では、選択
期間ｔ01には直前に絶対値がＶth以上の電圧パルス（図
示せず）が印加されてフレデリクス転移を生じた後、選
択期間ｔ01において電圧絶対値がＶc 以下のパルス±
（Ｖ2 −Ｖ3 ）が印加されてＯＦＦ状態が選択される。
非選択期間ｔ02では電圧絶対値がＶth（０）およびＶth
（３６０）以下のパルス±Ｖ3 が印加される為、同状態
が維持される。ＯＮ選択フレ−ムｔ1 では選択期間ｔ11
において絶対値がＶc 以上のパルス±（Ｖ2 −Ｖ3 ）が
印加されてＯＮ状態が選択される。非選択期間ｔ12では
電圧絶対値がＶth（０）およびＶth（３６０）以下のパ
ルス±Ｖ3 が印加される為、同状態が維持される。３０
℃において、Ｖ1 ＝３０．０ｖ、Ｖ2 ＝１．５ｖ、Ｖ3
＝１．０ｖ、パルス幅ＰW ＝２５０μｓ、デュ−ティ−
比１／４００（ｔ01＝ｔ11＝５００μｓ、ｔ 0 ＝ｔ1 ＝
４００×５００μｓ）として前述の素子を選択的にスイ
ッチングする事が出来た。
【００４２】（実施例８）実施例７の液晶表示装置にお
いて、印加する他の駆動電圧波形を図１４に示す。同図
中３０１は走査電極波形、３０２は信号電極波形、３０
３は３０１と３０２の合成波形である。ｔ0及びｔ1はそ
れぞれ３６０°ツイスト状態（仮にＯＦＦ）とユニフォ
ーム状態（仮にＯＮ）を選択したフレーム（１画面走査
時間）を表わす。ｔ01及びｔ11は選択期間、ｔ02、ｔ03
及びｔ12、ｔ13は非選択期間に対応する。非選択期間の
最後にはｔ03およびｔ13における±（Ｖ1 ±Ｖ2 ）の様
に絶対値がＶth以上の電圧パルスを印加してフレデリク
ス転移を生じせしめる期間を設けてある。ＯＦＦ選択フ
レ−ムｔ0 では、選択期間ｔ01には直前に絶対値がＶ th
以上の電圧パルス（図示せず）が印加されてフレデリク
ス転移を生じた後、選択期間ｔ01において電圧絶対値が
０（≦Ｖc ）のパルスが印加されてＯＦＦ状態が選択さ
れる。非選択期間ｔ02では電圧絶対値がＶth（０）およ
びＶth（３６０）以下のパルス±Ｖ2 が印加される為、
同状態が維持される。ＯＮ選択フレ−ムｔ1 では選択期
間ｔ11において絶対値がＶc 以上のパルス±２Ｖ2 が印
加されてＯＮ状態が選択される。非選択期間ｔ12では電
圧絶対値がＶth（０）およびＶth（３６０）以下のパル
ス±Ｖ2 が印加される為、同状態が維持される。本実施
例の駆動電圧波形は前記実施例７においてＶ2 ＝Ｖ3 と
したものに等しい。３０℃において、Ｖ1 ＝３０．０
ｖ、Ｖ2 ＝１．０ｖ、パルス幅ＰW ＝２５０μｓ、デュ
−ティ−比１／４００（ｔ01＝ｔ11＝５００μｓ、ｔ0
＝ｔ1 ＝４００×５００μｓ）として前述の素子を選択
的にスイッチングする事が出来た。３６０°ツイスト状
態を暗状態、ユニフォーム状態を明（光透過）状態とす
る偏光板配置で動作したときの駆動電圧波形と対応する
光学応答を図１５に示す。同図中Ｆ1 とＦ4 はＯＦＦ選
択フレ−ム、Ｆ2 とＦ3 はＯＮ選択フレ−ムを表わし、
Ｔ1 、Ｔ 2 、Ｔ3 及びＴ4 は各々選択期間である。この
光学配置で明状態の光透過率は７２％、２状態間のコン
トラスト比は８８であった。
【００４３】図８は実施例７及び本実施例の駆動電圧波
形を複数の電極で構成されるマトリクスに適用して線順
次走査を行うにあたっての、隣接する任意の走査電極に
印加される波形のタイミングの一例である。
【００４４】（実施例９）実施例７の液晶表示装置にお
いて、印加する他の駆動電圧波形を図１６に示す。同図
中６０１は走査電極波形、６０２は信号電極波形、６０
３は６０１と６０２の合成波形である。ｔ0及びｔ1はそ
れぞれユニフォーム状態（仮にＯＮ）と３６０°ツイス
ト状態（仮にＯＦＦ）を選択したフレーム（１画面走査
時間）を表わす。ｔ01及びｔ11は選択期間、ｔ02、ｔ03
及びｔ12、ｔ13は非選択期間に対応する。非選択期間の
最後にはｔ03における±Ｖ1 、ｔ13における±（Ｖ1 −
Ｖ2）の様に絶対値が素子の閾値以上の電圧パルスを印
加してフレデリクス転移を生じせしめる期間を設けてあ
る。ＯＮ選択フレ−ムｔ0 では、選択期間ｔ01には直前
に絶対値がＶth以上の電圧パルス（図示せず）が印加さ
れてフレデリクス転移を生じた後、選択期間ｔ01におい
て電圧絶対値がＶc 以上のパルス±Ｖ2 が印加されてＯ
Ｎ状態が選択される。非選択期間ｔ02では電圧絶対値が
Ｖth（０）およびＶth（３６０）以下のパルス±Ｖ2 ま
たは０が印加される為、同状態が維持される。ＯＦＦ選
択フレ−ムｔ1 では選択期間ｔ11において絶対値が０
（≦Ｖc ）のパルスが印加されてＯＦＦ状態が選択され
る。非選択期間ｔ12では電圧絶対値がＶth（０）および
Ｖth（３６０）以下のパルス±Ｖ2 または０が印加され
る為、同状態が維持される。３０℃において、Ｖ1 ＝３
０．０ｖ、Ｖ2 ＝２．０ｖ、パルス幅ＰW ＝２００μ
ｓ、デュ−ティ−比１／４００（ｔ01＝ｔ11＝４００μ
ｓ、ｔ0 ＝ｔ1 ＝４００×４００μｓ）として前述の素
子を選択的にスイッチングする事が出来た。
【００４５】（実施例１０）実施例７の液晶表示装置に
おいて、印加する他の駆動電圧波形を図１７に示す。同
図中７０１は走査電極波形、７０２は信号電極波形、７
０３は７０１と７０２の合成波形である。ｔ0 及びｔ1
はそれぞれユニフォーム状態（仮にＯＮ）と３６０°ツ
イスト状態（仮にＯＦＦ）を選択したフレーム（１画面
走査時間）を表わす。ｔ01及びｔ11は選択期間、ｔ02、
ｔ03及びｔ12、ｔ13は非選択期間に対応する。非選択期
間の最後にはｔ03における±（Ｖ1 −Ｖ2 ）、ｔ13にお
ける±（Ｖ1 −Ｖ3 ）の様に絶対値がＶth以上の電圧パ
ルスを印加してフレデリクス転移を生じせしめる期間を
設けてある。ＯＮ選択フレ−ムｔ0 では、選択期間ｔ01
には直前に絶対値がＶth以上の電圧パルス（図示せず）
が印加されてフレデリクス転移を生じた後、選択期間ｔ
01において絶対値がＶc 以上の電圧パルス±Ｖ2が印加
されてＯＮ状態が選択される。非選択期間ｔ02では電圧
絶対値がＶth（０）およびＶth（３６０）以下のパルス
±Ｖ2 または±Ｖ3 が印加される為、同状態が維持され
る。ＯＦＦ選択フレ−ムｔ1 では選択期間ｔ11において
電圧絶対値がＶc 以下のパルスが印加されてＯＦＦ状態
が選択される。非選択期間ｔ12では電圧絶対値がＶ
th（０）およびＶth（３６０）以下のパルス±Ｖ2 また
は±Ｖ3が印加される為、同状態が維持される。３０℃
において、Ｖ1 ＝３０．０ｖ、Ｖ 2 ＝２．０ｖ、Ｖ3 ＝
０．５ｖ、パルス幅ＰW ＝２００μｓ、デュ−ティ−比
１／４００（ｔ01＝ｔ11＝４００μｓ、ｔ0 ＝ｔ1 ＝４
００×４００μｓ）として前述の素子を選択的にスイッ
チングする事が出来た。３６０°ツイスト状態を暗状
態、ユニフォーム状態を明（光透過）状態とする偏光板
配置で動作したときの駆動電圧波形と対応する光学応答
を図１８に示す。同図中Ｆ1 とＦ4 はＯＦＦ選択フレ−
ム、Ｆ2 とＦ3 はＯＮ選択フレ−ムを表わし、Ｔ1 、Ｔ
2 、Ｔ3 及びＴ 4 は各々選択期間である。この光学配置
で明状態の光透過率は７５％、２状態間のコントラスト
比は６６であった。
【００４６】図１９は実施例９及び本実施例の駆動電圧
波形を複数の電極で構成されるマトリクスに適用して線
順次走査を行うにあたっての、隣接する任意の走査電極
に印加される波形のタイミングの一例である。
【００４７】（実施例１１）フレデリクス転移を生じた
直後に印加される電圧パルス群の実効値Ｖr の大小によ
って２つの準安定状態のいずれか一方を選択する際の電
圧臨界値をＶc1及びＶc2とすれば、０≦Ｖr ＜Ｖc1 な
らば 略３６０°ツイスト状態、 Ｖc1≦Ｖr ＜Ｖc2な
らば 略０°ツイスト（ユニフォーム）状態、
Ｖc2≦Ｖr ならば略３６０°ツイスト状態、の準安定
状態を生ずるものとする。
【００４８】実施例７の液晶表示装置において印加する
他の駆動電圧波形を図２０に示す。同図中２０１は走査
電極波形、２０２は信号電極波形、２０３は２０１と２
０２の合成波形である。ｔ0 及びｔ1 はそれぞれ３６０
°ツイスト状態（仮にＯＦＦ）とユニフォーム状態（仮
にＯＮ）を選択したフレーム（１画面走査時間）を表わ
す。ｔ01及びｔ11は選択期間、ｔ02及びｔ12は非選択期
間に対応する。非選択期間の最後と選択期間の前半には
重畳される信号波形に応じて±（Ｖ1 ±Ｖ3 ）なる絶対
値がＶth以上の電圧パルスを印加してフレデリクス転移
を生じせしめる期間を設けてある。ＯＦＦ選択フレ−ム
ｔ0 では、選択期間ｔ01には前半に絶対値がＶth以上の
電圧パルス（−Ｖ1 −Ｖ3 ）が印加されてフレデリクス
転移を生じた後、後半において電圧絶対値がＶc2以上の
パルス（Ｖ2 ＋Ｖ3 ）が印加されてＯＦＦ状態が選択さ
れる。非選択期間ｔ02では電圧絶対値がＶth（０）およ
びＶth（３６０）以下のパルス（±Ｖ3 ）が印加される
為、同状態が維持される。ＯＮ選択フレ−ムｔ1 では選
択期間ｔ11においては前半に絶対値がＶth以上の電圧パ
ルス（−Ｖ1 ＋Ｖ3 ）が印加されてフレデリクス転移を
生じた後、後半において絶対値がＶc1以上でかつＶc2未
満のパルス（Ｖ2 −Ｖ3 ）が印加されてＯＮ状態が選択
される。非選択期間ｔ12では電圧絶対値がＶth（０）お
よびＶth（３６０）以下のパルス±Ｖ3 が印加される
為、同状態が維持される。３０℃において、Ｖ1 ＝３
０．０ｖ、Ｖ2 ＝１２．０ｖ、Ｖ3 ＝２．０ｖ、パルス
幅ＰW ＝２５０μｓ、デュ−ティ−比１／４００（ｔ01
＝ｔ11＝５００μｓ、ｔ0 ＝ｔ1 ＝４００×５００μ
ｓ）として前述の素子を選択的にスイッチングする事が
出来た。３６０°ツイスト状態を暗状態、ユニフォーム
状態を明（光透過）状態とする偏光板配置で動作したと
きの駆動電圧波形と対応する光学応答を図２１に示す。
【００４９】同図中Ｆ1 とＦ4 はＯＦＦ選択フレ−ム、
Ｆ2 とＦ3 はＯＮ選択フレ−ムを表わし、Ｔ1 、Ｔ2 、
Ｔ3 及びＴ4 は各々選択期間である。この光学配置で明
状態の光透過率は７２％、２状態間のコントラスト比は
８８であった。
【００５０】図２２は本発明実施例の駆動電圧波形を複
数の電極で構成されるマトリクスに適用して線順次走査
を行うにあたっての、隣接する任意の走査電極に印加さ
れる波形のタイミングの一例である。
【００５１】（実施例１２）市販の液晶組成物（Ｅ．Ｍ
ｅｒｃｋ社製：ＭＪ９０１７９）に光学活性添加剤
（Ｅ．Ｍｅｒｃｋ社製：Ｓ８１１）を加えてヘリカルピ
ッチｐ＝３．６μｍに調整した。セルにはＩＴＯによる
走査電極群と信号電極群をマトリクス状に配置した上に
ポリイミド配向膜を設け、上下基板で反平行方向（１８
０度）のラビング処理を施してギャップｄ＝２．０μｍ
とした。上記液晶組成物を封入すると界面プレティルト
角は上下基板近傍で逆符号をもって約４°となり、ｐ／
４＜ｄ＜３ｐ／４であるため、液晶分子の配向は基板法
線方向に螺旋軸を持つ１８０°ツイスト状態となった。
同液晶表示素子の構造の概略は図１に示してある。本構
成の素子は印加される駆動電圧波形に応じて略０°ツイ
スト（ユニフォーム）状態と略３６０°状態の２つの準
安定状態を生ずる。このようにして得られた液晶パネル
を概ね図４に示す回路構成をもって液晶表示装置と成
し、本発明の効果を確認した。
【００５２】本実施例の基本概念を図２３に示す。同図
の横軸Ｔは時間を示し、符号２１は電源投入、２２はリ
セットパルス印加期間、２３は書込走査開始、２４は照
明手段点灯を示す。液晶表示素子部分が初期配向状態と
は異なる２つの準安定状態を有し、それらの準安定状態
間をスイッチングする物である事を前提として、電源投
入２１の後に初期配向状態を上記２つの準安定状態のい
づれか一方に切り換えるための電圧波形を印加する期間
であるリセットパルス印加期間２２を設け、次に表示デ
ータによる実際の書き込み走査を開始２３しながら照明
手段を点灯２４するという構成になっている。液晶表示
素子が反射型等で照明手段を必要としない場合には当然
の事ながら照明点灯の項は省略される。
【００５３】図２４はリセットパルス印加期間２２に液
晶層に印加される駆動電圧波形の例を示すものである。
同図中Ｔ1 は液晶にフレデリクス転移を生ずる為の電圧
絶対値が閾値以上のパルスを印加する期間であり、Ｔ2
は準安定状態の何れか一方を選択する為にＴ1 の最後の
パルスに対して逆極性（２０１）、同極性（２０２）ま
たは絶対値が零（２０３）のパルスを印加する期間であ
る。２０１の波形は初期状態のツイスト角φに対して略
（φ−１８０°）のツイスト角の準安定状態を生じ、２
０２及び２０３の波形は略（φ＋１８０°）の準安定状
態を生ずる。パルス幅を５００μｓｅｃ．としてＴ1 に
±３０ｖの電圧を与え、前述の液晶表示装置に適用した
ところ、Ｔ2 に−１．５ｖの電圧を与えた２０１の波形
でユニフォーム配向が得られ、Ｔ2 に＋１．５ｖの電圧
を与えた２０２の波形及び２０３の波形によって略３６
０°ツイストの配向状態が得られた。
【００５４】（実施例１３）実施例１２の駆動電圧波形
を用いて線順次走査する事によって同様な効果を得る例
を示す。図２５はｎ本目を中心に隣接する（２ｋ＋１）
本の走査電極に対してｋ本毎に位相をずらして駆動電圧
波形が印加される場合のタイミングを表わしている。同
図では図２４の２０３の波形を用いて位相差を２パルス
分としているが、図２４の２０１及び２０２他の波形も
使用可能であり、位相差も任意で良い。ｋ＝１とすれば
走査電極１本毎の線順次走査となり、ｋ≧２ではブロッ
ク毎の走査となる。実施例１２と同様に２０１の波形は
初期状態のツイスト角φに対して略（φ−１８０°）の
ツイスト角の準安定状態を生じ、２０２及び２０３の波
形は略（φ＋１８０°）の準安定状態を生ずる。実施例
１２に示した電圧及びパルス幅の条件でｋ＝１として前
述の液晶表示装置に適用したところ、２０１の波形でユ
ニフォーム配向が得られ、２０２の波形及び２０３の波
形によって略３６０°ツイストの配向状態が得られた。
【００５５】（実施例１４）実施例１２、１３におい
て、２つの準安定状態の一方を生ずるための駆動電圧波
形が、絶対値が初期状態における閾値以上の電圧パルス
を印加して液晶分子にフレデリクス転移を生じさせる為
の絶対値が素子の閾値以上の電圧パルス群を印加する期
間と該電圧パルス群の電圧絶対値を経時的に徐々に、或
は複数のステップを経て減少させて、初期状態における
液晶のツイスト角略φに対して略（φ−１８０°）のツ
イスト角を有する準安定状態を生ずる期間から成る例の
駆動電圧波形を図２６に示す。同図中Ｔ01は液晶分子に
フレデリクス転移を生じさせる期間であり、Ｔ02は電圧
絶対値を減少させる期間に対応する。３０１と３０２は
それぞれ電圧減少を連続的に行う場合とステップ的に行
う場合の例である。前述の液晶表示装置に適用してユニ
フォーム配向の準安定状態が得られた。
【００５６】実施例１２〜１４に述べた方法によればバ
ックライト等の照明手段点灯時もしくはオペレーション
開始時には液晶表示画面は均一な配向状態を成し、後続
する書き込み走査のスタートをスムースに行う事ができ
る。
【００５７】（実施例１５）図２７は、図２８に示す２
ｎ本（ｎは整数）の走査電極（Ｃ1 ，Ｃ2 ，・・・，Ｃ
2n）から成る表示素子を時分割駆動するにあたって、走
査電極を各々ｎ本から成る奇数行及び偶数行の２つのブ
ロックに分割し、それぞれを線順次走査、すなわちＣ
1 ，Ｃ3 ，Ｃ5 ，・・・，Ｃ2n-1，Ｃ2 ，Ｃ4 ，Ｃ6 ，
・・・，Ｃ2nの順に選択走査した場合の、走査電極Ｃ1
〜Ｃ4 、Ｃ2n-1及びＣ2nへ印加される電圧波形とそのタ
イミングを表したものである。図中ｔ1 は走査電極Ｃ1
の選択期間であり、ｔ11は非選択期間である。ｔ1 の直
後にはＣ3 の選択期間、その直後にはＣ5 の選択期間
（図示せず）が設定されており、Ｔ01の期間で奇数行の
選択走査を終了する。続くＴ02の期間には同様に偶数行
の選択走査を行い、Ｔ0 （＝Ｔ01＋Ｔ02）の期間で１画
面の情報を書き込む。上記各実施例の駆動電圧波形に上
述の方法を適用する事によって見かけの走査周期を１／
２に短縮し、画面走査に起因する表示のチラツキを軽減
する事が出来た。また、本実施例では走査電極を１本お
きに飛び越し走査して２回の画面走査で一画面の情報を
書き込む例を示したが、この飛び越し数および分割ブロ
ック数は任意に設定できるものである。ｎ本の走査電極
を各々ｋ本から成るブロックに分割してｎ／ｋ回の走査
で一画面を形成する場合、１行の選択に要する時間（選
択期間）をＴS とするならば、 ｋ／（ＴS ・ｎ）≧ｆC ｆC ：観察者がチラツキを認識する臨界周波数（Ｈｚ）
の関係を満たす事が望ましい。
【００５８】（実施例１６）本発明の液晶表示素子は２
つの準安定状態を表示に用いるため、書き込まれた表示
は一定の期間（以下、Ｔm とする）に渡ってメモリー状
態として保持される。従って全走査電極の連続走査は、 ｆref.＞１／Ｔm （Ｈｚ） なる周期で行い、１回の連続走査終了後１／ｆref.−Ｔ
S ・ｎ （ｎ：全走査電極数）の期間には表示情報に書
換えの必要が生じた領域を含む走査電極のみに選択波形
を線順次印加する事で全画面の表示を維持できる。上記
各実施例の駆動電圧波形にｆref.＝１．６７×１０-2と
して上述の方法を適用すると、表示情報の書換えを行わ
ない領域では６０秒に１回の周期で行われる全画面走査
の期間を除いて光学的変化が無く、表示情報に書換えの
必要が生じた領域（走査線数ｎS ）においては１／ｎS
（Ｈｚ）の周波数で部分走査がなされるため、全体とし
てチラツキの軽減された表示を実現する事が出来た。
【００５９】
【発明の効果】以上述べたように本発明の液晶表示装置
によれば、印加波形によって任意に選択可能な２つの準
安定状態間のスイッチングを用いることにより、高コン
トラスト比で有効視野角の広い高速マルチプレックス駆
動の液晶表示装置が実現できる。また、同装置では選択
された状態は少なくとも１画面走査時間以上の期間（約
１０秒）にわたってメモリー状態として保持されるの
で、単純マトリクス駆動によって走査線数の多い、高精
細表示への対応が可能である。本発明は直視型の液晶表
示装置のみならず、各種ライトバルブ、空間変調器、電
子写真方式のプリンタヘッド等にも応用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の液晶表示装置の構造を示す断面図。
【図２】実施例の駆動電圧波形と対応する光学応答を示
す図。
【図３】実施例の駆動電圧波形と対応する光学応答を示
す図。
【図４】実施例の液晶表示装置を駆動するための回路構
成図。
【図５】実施例の駆動電圧波形図。
【図６】実施例の駆動電圧波形図。
【図７】実施例の駆動電圧波形図及び光学応答図。
【図８】印加電圧形のタイミングの説明図。
【図９】実施例の駆動電圧波形図。
【図１０】実施例の駆動電圧波形図。
【図１１】実施例の駆動電圧波形図及び光学応答図。
【図１２】印加電圧形のタイミングの説明図。
【図１３】実施例の駆動電圧波形図。
【図１４】実施例の駆動電圧波形図。
【図１５】実施例の駆動電圧波形図及び光学応答図。
【図１６】実施例の駆動電圧波形図。
【図１７】実施例の駆動電圧波形図。
【図１８】実施例の駆動電圧波形図及び光学応答図。
【図１９】印加電圧形のタイミング説明図。
【図２０】実施例の駆動電圧波形図。
【図２１】実施例の駆動電圧波形図及び光学応答図。
【図２２】印加電圧のタイミング説明図。
【図２３】実施例の時間的構成を表す図。
【図２４】実施例の駆動電圧波形図。
【図２５】印加電圧のタイミング説明図。
【図２６】実施例の駆動電圧波形図。
【図２７】実施例の駆動電圧波形図。
【図２８】実施例の電極構成を示す図。
【図２９】本発明の準安定状態の選択領域を示す図。
【図３０】実施例の光学特性を示す図。
【図３１】実施例の光学特性を示す図。
【図３２】実施例の光学特性を示す図。
【図３３】実施例の光学特性を示す図。
【図３４】実施例の光学特性を示す図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０９Ｇ 3/36 Ｇ０９Ｇ 3/36 (31)優先権主張番号 特願平4−114480 (32)優先日 平成４年５月７日(1992．5．7) (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (31)優先権主張番号 特願平4−141442 (32)優先日 平成４年６月２日(1992．6．2) (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (31)優先権主張番号 特願平4−189437 (32)優先日 平成４年７月16日(1992．7．16) (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (72)発明者 野村 浩朗 長野県諏訪市大和３丁目３番５号 セイコ ーエプソン株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 一対の基板間に液晶が挟持されてなる液
    晶表示装置の駆動方法において、 前記液晶の分子を所定の配列方向にそろえるための第１
    の電圧を前記液晶に印加し、 前記液晶の分子を表示状態に対応する配列方向に設定す
    るための第２の電圧を前記液晶に印加することを特徴と
    する液晶表示装置の駆動方法。
  2. 【請求項２】 前記液晶は、初期状態におけるねじれ角
    がφであり、前記準安定状態として略φ−１８０°及び
    略φ＋１８０°のねじれ角を有す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。
  3. 【請求項３】 前記第１の電圧は、前記液晶のフレデリ
    クス転移が生じる電圧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。
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