JP2849989B2 - 液晶装置 - Google Patents

液晶装置

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JP2849989B2 JP7200215A JP20021595A JP2849989B2 JP 2849989 B2 JP2849989 B2 JP 2849989B2 JP 7200215 A JP7200215 A JP 7200215A JP 20021595 A JP20021595 A JP 20021595A JP 2849989 B2 JP2849989 B2 JP 2849989B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、液晶装置に関し、特に
ちらつぎが少なく表示品質の良好な強誘電性液晶装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】強誘電液晶を用いた表示素子に関しては
特開昭61−94023号公報などに示されている様
に、対向面に透明電極を形成し配向処理を施した2枚の
ガラス基板を1ミクロンから3ミクロン位のセルギャッ
プを保って向かい合わせて液晶セルを構成し、これに強
誘電液晶を注入したものが知られている。
【0003】強誘電液晶を用いた上記表示素子の特徴は
強誘電液晶が自発分極を持つことにより、外部電界と自
発分極との結合力をスイッチングに使えることと、強誘
電液晶分子の長軸方向が自発分極の分極方向と1対1に
対応しているため外部電界の極性によってスイッチング
出来ることである。そして、強誘電液晶としては一般に
カイラル・スメクチック液晶(SmC*,SmH*)を
用いるので、バルク状態では液晶分子長軸がねじれた配
向を示すが、上述の1ミクロンから3ミクロン位のセル
ギャップのセルにいれることによって液晶分子長軸のね
じれを解消することが出来る (N.A.CLARK et al., MCL
C,1983,Vol.194, P213-P234) 。
【0004】実際の強誘電液晶セルの構成は、図4に示
すような単純マトリックス基板を用いている。すなわ
ち、同図(a)はセルの断面図であり、このセルは、そ
れぞれITOストライプ電極22、SiO2 絶縁膜2
3、およびポリイミド配向膜24をこの順で形成した上
下のガラス基板21間に液晶26を入れ、これをシーリ
ング部材25でシーリングして構成される。同図(b)
は各ITOストライプ電極22のパターン例を示し、上
下の電極22は相互に交差するように配置される。
【0005】
【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、上
記従来例では、線順次走査を行う場合において、同一の
情報内容をもつ情報信号波形は同形であり、また書込み
タイミングも同一であるために、次に示すような状況を
伴って、ある欠点を生じている。
【0006】液晶表示素子が大画面化、高精細化する
に従って、走査信号線(以下、コモン線ともいう)およ
び情報信号線(以下、セグメント線ともいう)それぞれ
の配線抵抗が大きくなり、その電極線上での波形伝幡の
遅延が大きくなっている。
【0007】さらに、強誘電液晶(以下、FLCとい
う)を用いる場合には、そのセル厚を1〜2μmに保持
しなければ良好な双安定性を得られず、また、駆動電圧
が高くなったり、レタデーションによる色づきが無視で
きなくなるなどのため、セル厚を薄く(1〜2μm位)
保つ必要があり、したがって、液晶層の静電容量が大き
くなる(従来のTN型素子の約6倍)。
【0008】また、駆動用ICのオン抵抗を、量産上
の制約もあって、約1kΩ以下にはしにくい状況にあ
る。
【0009】そして、これらの原因のために、液晶層に
印加される駆動波形がなまる現象が生じる。この現象
は、FLCのスイッチング閾値のセル内分布を生じるな
ど、スイッチングに関するマージンを下げる状況を生
じ、さらに非選択画素にも大きな影響を与える。
【0010】非選択画素では、コモン線には基準電圧が
印加されていて、セグメント線には選択画素用の情報信
号が印加されている。このような状況下で、表示内容と
して図2(a)に示すように全画素を黒bにしてから白
丸wを書くとすると、1フレーム中のほとんどの情報信
号が「黒」を書くもの(同図(b))であるために、コ
モン線上には、その情報信号の立上がりおよび立下がり
に対応した微分波形リプル(同図(c))が生じること
になる。このリプルの波高値は情報内容によるもので、
例えば1ビットごとの市松模様などの場合には、リプル
はほとんどのらない。それは隣り合うセグメント線の入
力電圧の正負が逆になり、かつ同じ波高値であるから、
コモン線上にリプルがのらないのである。
【0011】しかるに、図2(a)に示すように「黒」
画面が多い場合には、「黒」の情報信号に対応したリプ
ルを生じてしまう(同図(c))。そのときに、白丸の
部分を書く情報信号(同図(d))が逆相の形状をして
いる場合にはリプルによって強められてしまい、リプル
によって強められずなまるだけの「黒」信号とリプルに
よって強められる「白」信号との間で非選択画素に与え
る影響力に差が生じてしまう。このことは結果として画
面のちらつきという現象を生じ、表示品質を著るしく低
下させる。換言すれば、図2(a)に示すように黒部分
bを書いているときの情報信号は全画面共通であるが、
白丸部分wを書くときは、白信号を出すセグメント線と
黒信号を出すセグメント線とで情報信号の実質的な形
(リプルの加減)が狂ってくるということである。
【0012】本発明の目的は、このような従来技術の問
題点に鑑み、強誘電液晶素子において、コモン信号線上
に生ずるリプルによる画面のちらつき等を排除して表示
品位を向上させることにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の液晶装置は、第1の有機樹脂層、該第1の有機
樹脂層の内部に埋め込み配線した第1の複数ストライプ
状金属配線(第1埋め込み配線)、及び該第1の複数ス
トライプ状金属配線の内の隣接配置した金属配線間では
接触することなく、各々の金属配線に接触し、該第1の
有機樹脂層の上に配置した複数の情報信号線を設けてな
る一方の基板と、第2の有機樹脂層、該第2の有機樹脂
層の内部に埋め込み配線した第2の複数ストライプ状金
属配線(第2埋め込み配線)、及び該第2の複数ストラ
イプ状金属配線のうちの隣接配置した金属配線間では接
触することなく、各々の金属配線に接触し、該第2の有
機樹脂層の上に配置した複数のコモン信号線を設けてな
る他方の基板と、を有し、該一方と他方の基板との間に
配置したTa膜及び強誘電性液晶を配置してなる
液晶セル、前記複数の情報信号線に接続配置してなるセ
グメント側駆動IC、前記複数のコモン信号線に接続配
置してなるコモン側駆動IC、並びに、前記複数の情報
信号線毎に直列接続させ、該複数の情報信号線とセグメ
ント側駆動ICとの間に配置した抵抗アレイを有し、前
記複数の情報信号線と抵抗アレイとの抵抗を前記コモン
信号線の抵抗より大きく設定したことを特徴とする。
【0014】
【作用】この構成において、セグメント側から供給され
た電圧はまず、セグメント側抵抗とコモン側抵抗に分圧
された形をとり、その後、所定時間の後に液晶層が充電
されて、選択点ではFLCのスイッチングが生じる。こ
の過程において、コモン線上にのるリプルの波高値は、
セグメント側から入力された情報信号のコモン側抵抗へ
の分圧値で決まり、セグメント側からの入力電圧に対す
るコモン側の分圧比が小さいほど、リプル電圧のピーク
は低くなる。しかるに、本発明の場合、この分圧比は従
来技術における場合(=1)よりも小さいので、コモン
線上にのるリプルの波高値は従来技術における場合より
も低くなるため、セグメント信号が異なるセグメント信
号間でリプルによって強められるか否かの度合が小さく
なり、リプルの非選択画素に対する影響も小さい。した
がって、より高品位の表示が行なわれる。強誘電性液晶
を用いた素子では、一対の基板間間隔が1〜2μm程度
と非常に狭いため、上下電極の間でショートを発生しや
すくなっている。このショート発生を防止するために、
電極上に無機絶縁膜を設ける必要があったが、特に、こ
の無機絶縁膜として高誘電率のTa膜を用いた場
合、このTa膜が同程度の抵抗値に設定された情
報信号線とコモン信号線との間に配置されていると、非
選択のコモン信号線にのる、図2の(c)に図示するよ
うなリプル波形が大きくなる傾向があり、特に、コモン
信号線では、電圧が遅延されて印加される駆動上の問題
点を発生させていた。本発明では、第1及び第2の金属
配線をそれぞれ第1及び第2の有機樹脂層の内部に埋め
込むことによって、一対の基板間の第1及び第2の金属
配線による凹凸部を小さくさせることが出来、併せて、
コモン信号線及び情報信号線の抵抗を十分に小さくさせ
るのに必要な十分な肉厚の膜厚を持つ第1及び第2の金
属配線を用いることが出来、同時に、複数の情報信号線
と抵抗アレイとの抵抗をコモン信号線の抵抗より大きく
設定したことによって、リプル波形による影響を非常に
減少させることができる。
【0015】
【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。
【0016】図1(a)は、液晶セル1を駆動する回路
のブロック図である。
【0017】同図(a)に示す駆動回路は、不図示の画
像情報発生手段からの走査信号情報を、コントローラ
2、コモン側S/R3、コモン用駆動IC4を介して走
査信号として液晶セル1の走査信号線群に供給するよう
に構成される。一方、画像情報発生手段からの画像情報
は、コントローラ2、セグメント側S/R5、ラッチ回
路6、駆動用IC7および抵抗アレイ8を介して情報信
号として液晶セル1の情報信号線群に印加するように構
成される。
【0018】同図(b)は液晶セル1のコモン側信号線
の構成を示す部分断面図である。
【0019】同図において、14は液晶セル1のコモン
側ガラス基板、11は幅250μm、抵抗値20Ω□
、膜厚約3000Åのストライプ状のITO配線、1
2はITO11上に一部接触する形でITO11に沿っ
て設けられた幅40μm、厚み約9000ÅのMo配線
である。このITO配線11とMo配線12とによって
走査信号線が構成される。13はITO11を底上げす
るための有機樹脂(ポリアミド)層である。セグメント
側基板も同様に情報信号線の配線抵抗につき同様のMo
配線を併設して構成する。これにより、配線抵抗はセグ
メント側、コモン側とも2KΩとなっている。ただし、
情報信号線の入力部には、4KΩの抵抗(図1(a)の
抵抗アレイ8)が直列に全情報信号線に導入してあり、
駆動用ICの出力段IC抵抗を含めたトータルの配線抵
抗は8KΩとなる。
【0020】ITO配線11とMo配線12上には、絶
縁膜としてTa25 のスパッタ膜を約500Å厚で形
成し、その上に東レ社製ポリイミドLP−64を配向膜
として約400Åの厚みに形成し、その上をアクリル植
毛布で上下基板とも同方向となるようにラビング処理を
施してある。液晶セル1はこの基板を対向させ、セル厚
が約1.5μmとなるように、SiO2 のビーズを上下
基板間全面に散布して構成される。
【0021】この構成において、セル1に、液晶として
チッソ社製CSー1014を注入し、特性を調べた。駆
動波形としては、図3に示すような走査信号S、情報信
号I、およびこれらを合成した画素信号A(S−I)
を、ΔT=50μs、Vop=13〜17V/μmとして
用いた。
【0022】セグメント線には直列に抵抗アレイ8が組
み込んであり、液晶層を挟んだセグメント側の入力抵抗
は、コモン側に比べて大きいため、セグメント側に供給
された電圧はまず、セグメント側抵抗とコモン側抵抗に
分圧された形をとり、その後、所定時間(おおざっぱに
言えば、液晶の容量Cと配線抵抗Rによる時定数であ
る)の後に液晶層が充電されて、選択点ではFLCのス
イッチングが生じる。そして、この過程において、コモ
ン線上にのるリプルの波高値は、セグメント側から入力
された情報信号のコモン側抵抗への分圧値で決まる。
【0023】すなわち、従来は、セグメント側抵抗値が
出力段ICのオン抵抗も含めて4KΩであり、コモン側
も同様に4KΩであって、その場合におけるパルス遅延
の時定数をτ0 とし、リプルの波高値をV0 とすれば、
この実施例では、トータルの配線抵抗が8KΩであり、
パルス遅延量に変化なくτ0 の値は同じだが、コモン側
に発生するリプル波高値は1/2V0 となる。そして、
FLCのスイッチングは電解強度に従って生じるので、
駆動パルス幅が短い(〜20μs)ときはともかく、5
0μs近辺では波高値が大きく影響するが、この実施例
では、波高値が従来に比べ1/2に減少しているので、
その分、リプルの影響が非常に減少している。したがっ
て、著しく改善された表示特性をもって表示が行なわれ
る。
【0024】
【発明の効果】本発明によれば、前述した電極基板を用
いることによって、抵抗アレイを駆動用ICと液晶パネ
ル(FLCパネル)との間に配置させ、この結果表示品
位が改善された表示を実現したものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 液晶セル1を駆動する回路のブロック図およ
び液晶セル1のコモン側信号線の構成を示す部分断面図
である。
【図2】 従来例に係る駆動波形の問題点を示す説明図
である。
【図3】 図1の装置における駆動波形を示すタイミン
グチャートである。
【図4】 従来の液晶セルの構成を例示する断面図およ
び電極パターンの平面図である。
【符号の説明】
I:情報信号、S:走査信号、14,21:ガラス基
板、11,22:ITOストライプ電極、26:液晶、
1:液晶セル、2:コントローラ、3:コモン側S/
R、4:コモン用駆動IC、5:セグメント側S/R、
6:ラッチ回路、7:セグメント側行動IC、8:抵抗
アレイ。

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1の有機樹脂層、該第1の有機樹脂層
    の内部に埋め込み配線した第1の複数ストライプ状金属
    配線(第1埋め込み配線)、及び該第1の複数ストライ
    プ状金属配線の内の隣接配置した金属配線間では接触す
    ることなく、各々の金属配線に接触し、該第1の有機樹
    脂層の上に配置した複数の情報信号線を設けてなる一方
    の基板と、第2の有機樹脂層、該第2の有機樹脂層の内
    部に埋め込み配線した第2の複数ストライプ状金属配線
    (第2埋め込み配線)、及び該第2の複数ストライプ状
    金属配線のうちの隣接配置した金属配線間では接触する
    ことなく、各々の金属配線に接触し、該第2の有機樹脂
    層の上に配置した複数のコモン信号線を設けてなる他方
    の基板と、を有し、該一方と他方の基板との間に配置し
    たTa膜及び強誘電性液晶を配置してなる液晶セ
    ル、 前記複数の情報信号線に接続配置してなるセグメント側
    駆動IC、 前記複数のコモン信号線に接続配置してなるコモン側駆
    動IC、並びに、 前記複数の情報信号線毎に直列接続させ、該複数の情報
    信号線とセグメント側駆動ICとの間に配置した抵抗ア
    レイを有し、 前記複数の情報信号線と抵抗アレイとの抵抗を前記コモ
    ン信号線の抵抗より大きく設定したことを特徴とする液
    晶装置。
  2. 【請求項2】 前記無機絶縁膜がTa膜である請
    求項1記載の液晶装置。
  3. 【請求項3】 前記強誘電性液晶がカイラルスメクチッ
    ク液晶である請求項1記載の液晶装置。
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