JP3143042B2 - 液晶表示素子 - Google Patents
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Description
動方法に関し、特に、高速動作可能なアクティブマトリ
クス型の強誘電性液晶表示素子とその駆動方法に関す
る。
は反強誘電性液晶)を用いる強誘電性液晶表示素子は、
ネマティック液晶を用いるTNモード或いはSTNモー
ドの液晶表示素子と比較して、高速応答及び広視野角が
得られる等の点で注目されている。
ピッチが表示素子の基板間隔より小さくかつ配向状態の
メモリ性を有さない強誘電性液晶、即ち、DHF(Def
ormed Herical Ferroelectric)液晶を用いた液晶表
示素子は、階調表示が可能な強誘電性液晶表示素子とし
て注目されている。
層の螺旋構造をもった状態で液晶セルに封入されてお
り、印加電圧に応じて、液晶分子は、その長軸方向(ダ
イレクタ)が第1の方向にほぼ配列した第1の配向状態
と、液晶分子の長軸方向が第2の方向にほぼ配向した第
2の配向状態、又は、液晶分子の長軸方向の平均的な配
列が前記第1と第2の方向の間の任意の方向となる中間
配向状態をとる。
ていないが、中間配向状態をとることができる。従っ
て、液晶表示素子をアクティブマトリクス型のものと
し、非選択期間も表示階調に応じた電圧をDHF液晶に
印加し続けることにより、階調画像を表示させることが
できる。
と画面の大型化に伴い、各画素の選択期間は短くなる傾
向にある。しかし、選択期間を短くしすぎると、各画素
の選択期間だけでは液晶分子の配向が完了しなくなり、
適切な表示ができなくなるという問題がある。一方、選
択期間を一定値に維持したまま画素の行数(走査線数)
を増加させると、1画面分の書き込み時間が長くなる。
従って、単位時間当たりに表示できる画像の枚数、即
ち、フレーム周波数が小さくなり、動画等をスムーズに
表示できなくなるという問題がある。
使用する液晶表示素子においても、高速応答性を有し、
選択期間を短くすることができ、その結果、フレーム周
波数を高くすることができる素子構造及び駆動方法が求
められている。
で、高速応答性を有する強誘電性液晶表示素子及びその
駆動方法を提供することを目的とする。またこの発明
は、選択期間を短くすることができる強誘電性液晶表示
素子及びその駆動方法を提供することを他の目的とす
る。
め、この発明の液晶表示素子は、対向して配置された第
1と第2の基板と、前記第1の基板の内面に形成され、
マトリクス状に配置された画素電極と前記画素電極に接
続されたアクティブ素子と、前記第2の基板の内面に形
成され、前記画素電極に対向する対向電極と、前記画素
電極に接続され、補助容量を有する電荷供給手段と、前
記一対の基板間に配置され、自発分極を有する液晶と、
を備え、前記電荷供給手段は、前記画素電極と対向電極
およびそれらの電極間に介在する液晶とからなる画素容
量の値をChx、この画素容量の等価抵抗をRhx、物理的
抵抗をRpとし、補助容量の値をCcおよびその物理的抵
抗をRcとしたとき、Chx・(Rhx+Rp)>Cc・Rcを
満たす容量値Ccの補助容量と、物理的抵抗Rcとを有す
ることを特徴とする。
のTN液晶などと比較して、画素容量は数倍から10倍
以上大きい。このため、画素容量の容量値が十分大きい
ため、アクティブ素子がオフした際に、画素電極の電圧
が低下(変化)する現象はほぼ無視可能であり、また、
オフしたアクティブ素子を介して漏れる電荷の量も相対
的に小さい。このため、TN液晶表示素子に使用されて
いる補償容量(電圧補償容量)を配置する必要はない。
N液晶表示素子の補償容量とは全く異なる観点から、自
発分極を有する液晶を用いた液晶表示素子の画素容量に
電荷を供給する電荷供給手段を接続する。電荷供給手段
は、たとえば補助容量から構成され、液晶の配向が実質
的に(ほぼ)完了する前に、アクティブ素子をオフさ
せ、その後の非選択期間に補償容量から画素電局に電荷
を供給して液晶分子を応答させて配向を完了させる。
晶表示素子を説明する。図1はこの発明の一実施例にか
かるアクティブマトリクス型強誘電性液晶表示素子の断
面構成を示す。図示するように、このアクティブマトリ
クス型液晶表示素子は、 一対の基板11、12と、基
板11と12とを接合する封止材SCと、基板11と1
2と封止材SCとの間に封止された液晶17とから構成
される液晶セル18と、 液晶セル18を挟んで配置さ
れた一対の偏光板21と22とを備えている。
板から構成されている。基板11には、画素電極13と
アクティブ素子としてのTFT31とが図2に示すよう
に、マトリクス状に配置されている。
ら形成されている。TFT31は、基板11上に形成さ
れたゲート電極34と、ゲート電極34を覆って、窒化
シリコン(SiN)等から構成されたゲート絶縁膜35
と、ゲート電極34に対向してゲート絶縁膜35上に形
成された半導体層36と、半導体層36の一端に接続さ
れたソース電極37と、半導体層36の他端に接続され
たドレイン電極38と、より構成される。
極13にゲート絶縁膜35を介して対向し、所定の電
圧、例えば、接地電圧が印加されている補助容量電極C
Lが形成されている。補助容量電極CLは、クロム、ア
ルミニウム等の金属又はITO等から、行方向に延長さ
れて各行の画素の補償容量ラインを構成している。補助
容量電極CLは、構造的には、TN液晶表示素子等に使
用される補償容量電極と類似するが、その機能は全く異
なる。この点については、後述する。
電極34は対応する行のゲート電極GLに接続され、ソ
ース電極37は対応する画素電極13に接続され、ドレ
イン電極38は対応する列のデータラインDLに接続さ
れている。各ゲートラインGLは行ドライバ41に接続
され、各データラインDL及び補助容量電極CLは列ド
ライバ42に接続されている。行ドライバ41は各ゲー
トラインGLに順次ゲートパルスを印加して、ゲートラ
インGLを走査する。列ドライバ42は、各データライ
ンDLに表示階調等に応じた書き込み電圧等を印加し、
補助容量電極CLに所定電圧、例えば、接地電圧を印加
する。各画素電極13及びTFT31の上に配向膜15
が配置されている。
定電圧、例えば、接地電圧が印加された対向電極14
と、対向電極14の上に形成された配向膜16と、が設
けられている。対向電極14はITO等の透明導電材料
からなる。
系配向材等の水平配向材で形成されている。配向膜1
5、16の表面には、所定方向にラビング等による配向
処理が施されている。
の螺旋ピッチが両基板11、12の間隔より小さく、か
つ、配向状態のメモリ性を有さない強誘電性液晶(以
下、DHF(Deformed Helical Ferroelectric)液
晶)である。DHF液晶17は、カイラルスメクティッ
クC相が有する層構造の層の法線を配向膜15、16の
配向処理の方向に向けて均一な層構造を形成する。ま
た、その螺旋ピッチが基板11と12の間隔より小さい
ため、螺旋構造をもった状態で基板11と12の間に封
入されている。
13と対向電極14との間に絶対値が所定の値より高い
電圧を印加したとき、DHF液晶17は印加電圧の極性
に応じて、液晶分子がほぼ第1の方向に配向する第1の
配向状態と液晶分子がほぼ第2の方向に配向する第2の
配向状態のいずれかの状態に設定される。また、絶対値
が前記所定値より低い電圧を画素電極13と対向電極1
4間に印加したときは、DHF液晶17の描く螺旋が歪
むことにより、液晶分子の平均的な配向方向が、印加電
圧に応じて、第1と第2の配向方向の間の方向となる。
F液晶17の液晶分子の配向方向、偏光板21、22の
光学軸との関係を図3を参照して説明する。DHF液晶
17は、カイラルスメクテイックC相の有する層の法線
方向を配向膜15、16の配向処理の方向RUBにほぼ
一致させた状態で液晶セル18内に充填されている。一
方の極性でかつ絶対値が所定の値以上の電圧を印加した
時、DHF液晶17の液晶分子は図3に実線で示す第1
の配向方向17Aに配向する。他方の極性でかつ絶対値
が所定の値以上の電圧を印加したとき、DHF液晶17
の液晶分子は破線で示す第2の配向方向17Bに配向す
る。
配向方向17Aとほぼ平行になるように配置されてい
る。偏光板22は、その透過軸22Aが透過軸21Aと
ほぼ直交するように、配置されている。
17が第1の配向状態、即ち、液晶分子のダイレクタが
第1の配向方向17Aにほぼ配向したとき、液晶表示素
子の表示が最も明るくなる。また、DHF液晶17が第
2の配向状態、即ち、液晶分子のダイレクタが第2の配
向方向17Bにほぼ配向したとき、液晶表示素子の表示
が最も暗くなる。そして、一般に、明暗の比、即ち、コ
ントラストはコーンアングルθが大きくなるに従って大
きくなる。
極14のうち画素電極13に対向する部分とその間のD
HF液晶17により形成される容量を画素容量Chxと定
義する。また、画素電極13と充電容量電極CLとその
間のゲート絶縁膜35により形成される容量を補助容量
Ccと定義する。補助容量Ccの容量値は画素電極13と
容量電極CLの対向面積とゲート絶縁膜35の誘電率に
より一義的に定まる。これに対し、画素容量Chxの容量
値はDHF液晶17の材質及びその配向状態に応じてダ
イナミックに変動する。
DHF液晶17と補助容量Ccとを変更した場合に、所
定の配向状態の変化を得るために必要なゲートパルスの
幅τを測定した結果を図4(A)と(B)に示す。これ
らの特性は、ゲートラインGLにゲートパルスを印加し
てTFT31をオンさせ、データラインDLに所望の配
向状態を得る為に必要な電圧を印加した場合に、所望の
階調を得るために必要なゲートパルスのパルス幅τと補
助容量Ccの容量値の関係を示す。
DHF液晶17を使用した場合の特性の例を示してお
り、図4(B)に示す特性は、配向速度の遅いDHF液
晶17を使用した場合の特性の例を示す。図4(A)及
び(B)のそれぞれにおいて、曲線QAは、第1又は第
2の配向状態からワインド配向状態(液晶分子が螺旋状
に配向した状態であって、液晶分子の平均的な配向方向
がラビング方向RUBと一致する状態)に変化する際の
特性を、曲線QCはワインド配向状態から第1又は第2
の配向状態に変化する際の特性を、曲線QBは第1又は
第2の配向状態から第2又は第1の配向状態に変化する
際の特性をそれぞれ示す。図4(A)、(B)に示すよ
うに、第1又は第2の配向状態からワインド配向状態に
変化するのに要する時間が最も長い。従って、各画素の
選択期間は曲線QAに示す配向変化の必要時間により実
質的に定まる。
(A)に示すように、補助容量Ccの容量値が増加する
に従って、パルス幅τが長くなる傾向にある。これに対
し、第2の強誘電性液晶の場合には、図4(B)に示す
ように、補助容量Ccの容量値が増加するに従って、パ
ルス幅τが短くなる傾向にある。従って、第1の強誘電
性液晶を使用する場合には、補助容量Ccの容量値を大
きくするに従って、各画素の選択期間を長くしなければ
ならない。第2の強誘電性液晶を使用する場合には、補
助容量Ccの容量値を大きくするに従って、各画素の選
択期間を短くできる。
価回路を示す図5を参照して説明する。この等価回路
は、ゲートパルスによりオン・オフするスイッチSW
(TFT31)と画素容量Chxと補助容量Ccとから形
成される。スイッチSWは、ゲートパルスによりオン・
オフし、電流路の一端に電圧VDが印加されている。ス
イッチSWの電流路の他端は、等価抵抗Rhxと物理的な
抵抗Rpを介して画素容量Chxの一方の電極に接続さ
れ、また、物理的な抵抗Rcを介して補助容量Ccの一
方の電極に接続されている。画素容量Chxと補助容量C
cの他方の電極は接地されている。
合、誘電率が大きいため、画素容量は液晶の自発分極の
値に応じて大きく異なり、また、電圧の印加による液晶
分子の配向状態の変化に応じて大きく相異する。したが
って、液晶材料の相異及びその液晶の配向状態の相異に
より、一つの画素の等価抵抗Rhxと画素容量Chxとから
なる時定数が大きく相異する。また、等価抵抗及び画素
容量がダイナミックに変化する。
価抵抗Rhxと画素容量Chxとからなる時定数が小さく、
図6(B)に示すように、画素容量Chxの充・放電速度
が、補助容量Ccの充・放電速度よりも速い。このた
め、液晶分子の配向状態が所望の状態に達した時点で、
図6(A)に示すゲートパルスをオフすると、図6
(C)に示すように、補助容量Ccに蓄積された電荷量
が不十分なため、画素容量Chxに保持された電荷の一部
が補助容量Ccに流れ、液晶分子の配向状態が電荷の逆
流分だけ元に戻ってしまう。そこで、補助容量Ccにも
十分に電荷をチャージする時間を確保するために、図4
(A)に示すように、補助容量Ccが大きくなるに従っ
てゲートパルスの幅を長くする必要がある。
価抵抗Rhxと画素容量Chxからなる時定数が大きく、図
6(C)に示すように、画素容量Chxの充・放電速度は
補助容量Ccの充・放電速度よりも遅い。このため、液
晶分子の配向変化が完了する前に、ゲートパルスをオフ
すると、補助容量Ccに蓄積された電荷の一部が画素容
量Chxに流れて画素容量Chxを充電し、両方の容量の電
圧がバランスする。即ち、ゲートパルスがオフした後
も、補助容量Ccから供給される電荷により液晶分子の
配向が徐々に変化し、配向の変化が完了した時点で、画
素容量Chxと補助容量Ccの電圧がバランスする。従っ
て、補助容量Ccの容量値を大きくするに従って、画素
容量Ccを充電する余裕が大きくなり、ゲートパルスが
短くてすむ。
画素容量Chxの充・放電速度と補助容量Ccの充・放電
速度を比較し、補助容量Ccの充・放電速度が画素容量
Chxの充・放電速度より速くなるように、ゲート絶縁膜
35の厚さ及び材質、補助容量電極CLの比抵抗(材
質、厚さ、幅)、長さ等を調整する。また、各画素の開
口率等を考慮し、補助容量Ccの容量値等を決定する。
即ち、Chx・(Rhx+Rp)>Cc・Rc が成立するよ
うに条件を設定する。そして、このような構成の液晶表
示素子を駆動する際には、画素容量Chxへの充電が完了
する前に、ゲートパルスをオフし、補助容量Ccから画
素容量Chxに充電を行う。即ち、各画素の液晶の配向が
完了する前にゲートパルスをオフし、非選択期間になっ
てからも液晶分子を応答させて配向を完了させる。これ
により、各画素の選択期間を短い時間に設定することが
できる。また、液晶表示素子の設計上、補助容量Ccの
充電速度を画素容量Chxの充電速度より速くできない場
合には、補助容量電極CLを設けないようにする。
グルθが大きい、例えば、45度以上、望ましくは50
°以上の液晶は、各液晶分子の配向状態が変化するため
に必要とする電荷の量が多く、画素容量Chxの充電(液
晶の配向の変化の完了)に要する時間が長い。このた
め、一般に、自発分極が大きく且つコーンアングルθが
大きい液晶を用いる場合には、補助容量電極CLを設け
ることにより、選択期間を短縮化できる。図3の光学配
置の場合、コーンアングルθが大きい程、コントラスト
の高い画像を表示できる。従って、この実施例は、高コ
ントラストの画像を高フレーム周波数或いは高密度で表
示する場合に特に好適である。
択期間内に液晶分子の配向変化が実質的に完了する場合
がある。この場合、充電完了時点で、画素容量Chxと補
助容量Ccの電圧がバランスする。
FT液晶表示素子等の補償容量と類似する。しかし、そ
の機能は補償容量とは全く異なる。即ち、補償容量はT
FTがオフした際に、TFTのゲートソース間容量によ
り、画素電極の電圧が低下してしまうこと、及び、非選
択期間中に画素容量に充電された電荷が放電し、これに
より液晶に印加される電圧(電界)が低下することを防
止又は軽減する為のものである。
ており、誘電率が高く、画素容量ChxがTN液晶表示素
子の画素容量と比較すると数倍から十数倍程度大きい。
このため、強誘電性TFT液晶表示素子では、補償容量
を設ける必要がない。むしろ、補償容量電極が液晶表示
素子の開口率等を低下させるため、補償容量を設けない
方が望ましい。しかし、この実施例では従来の補償容量
とは全く異なる観点、即ち、応答速度の遅い液晶を使用
する場合に、非選択期間に補助容量CcからDHF液晶
17に電荷を供給することにより、非選択期間にも液晶
分子の配向変化を継続させて、選択期間を短くするため
に、補助容量Ccを配置している。
晶表示素子の実際的な駆動方法を説明する。強誘電性液
晶等の自発分極を有する液晶は、その電気−光学特性に
おけるヒステリシスが大きい。このため、表示階調に対
応する電圧を単純に画素電極13と対向電極14との間
に印加しただけでは、ヒステリシス効果の影響を受け
て、所望の表示階調を安定的に得ることができない。
を第1の配向状態にほぼ配向させるパルスと第2の配向
状態にほぼ配向させるパルスを連続させた初期化電圧を
DHF液晶17に印加し、その後表示データに応じた書
き込み電圧をDHF液晶17に印加する駆動方法を採用
する。
を参照して説明する。図7(A)乃至7(D)は、行ド
ライバ41が第1行のTFT31に接続されるゲートラ
インGLに印加するゲートパルスと、列ドライバ42が
データラインDLに印加するデータ信号と、DHF液晶
17の自発分極による電荷量(平均的電荷量)と、液晶
表示素子の透過率をそれぞれ示す。
TFは1フレーム期間、TSは第1行のTFT31の選
択期間、TOは非選択期間を示す。各選択期間TSは4
つのスロットt1、t2、t3、t4に4等分されてい
る。各スロットの期間Δtは、DHF液晶17が第1又
は第2の配向状態からワインド配向状態に配向変化する
のに要する時間よりも短い時間に設定されている。最初
のスロットt1は補償パルスP11の印加期間、スロッ
トt2は第1リセットパルスP12の印加期間、スロッ
トt3は第2リセットパルスP13の印加期間、最終ス
ロットt4は書き込みパルスP14の印加期間である。
階調)に対応した電圧VDを有するパルスである。補償
パルスP11は、書き込みパルスP14の印加によりD
HF液晶17に直流電圧成分が片寄ってかかるのを補償
するためのパルスであり、電圧−VDを有する。
17の分子のダイレクタのほとんどを第2の配向方向1
7Bに配向させるためのパルスであり、電圧−VRを有
する。第1リセットパルスP12は、第2リセットパル
スP13の印加によりDHF液晶17に直流電圧成分が
片寄ってかかるのを補償するパルスであり、電圧VRを
有する。
の極性及び電圧値は、いずれも、データ信号の基準電圧
V0に対する極性と電圧である。基準電圧V0は対向電
極14と補助容量電極CLに印加される電圧と同一であ
る。この駆動方法では、書き込み電圧VDの最小値をV
0とし、最大値Vmaxを第1のリセットパルスP12の
リセット電圧VRより若干低い値として、V0乃至Vma
xの範囲で書き込み電圧VDを制御する。
を用いて図1の強誘電性液晶表示素子を駆動すると、各
行の選択期間TSに、補償パルスP11と、第1リセッ
トパルスP12と、第2リセットパルスP13と、書き
込みパルスP14とが順次TFT31を介して画素電極
13に印加される。補償パルスP11と、第1リセット
パルスP12と、第2リセットパルスP13との印加に
より、タイムスロットt4開始時点のDHF液晶17の
配向状態はどの選択期間TSにおいてもほぼ同一になる
(ダイレクタが第2の配向方向17Bをほぼ向いた状態
にある)。
き込みパルスP14がDHF液晶17に印加され、書き
込み電圧VDにより画素容量Chxと補助容量Ccが充電
される。前述のように、各スロットの期間Δtは、DH
F液晶17が、第1又は第2の配向状態からワインド配
向状態へ配向変化するのに要する時間より短い時間に設
定されている。従って、スロットt4の間に液晶分子の
配向が完了しない場合も多い。
フし、列ドライバ42から画素容量Chx及び補助容量C
cへの電荷の供給が停止する。しかし、液晶分子の配向
の変化が完了していない場合には、補助容量Ccから画
素容量Chxに電荷が転送され、この電荷に応答して液晶
分子の配向状態が変化する。液晶分子の配向変化が完了
した時点で画素容量Chxと補助容量Ccとの電圧がバラ
ンスし、この状態が次の選択期間TSまで維持される。
4開始時点の液晶分子の配向状態が全てのタイムスロッ
トでほぼ一定である。従って、電気−光学特性のヒステ
リシスの影響がなく、書き込み電圧VDにより透過率を
制御して、明確な階調表示を実現できる。しかも、選択
期間TSだけでなく、非選択期間TOにも液晶分子を応
答させているので、選択期間TS内に液晶分子の配向の
変化を完了させる必要がなく、選択期間TSを短くする
ことができる。
各選択期間TS内に4つのパルスをDHF液晶17に印
加したが、例えば、図8に示すように、補償パルスP1
1の電圧VDと第1のリセットパルスP12の電圧レベ
ルVRを加算し、加算後の電圧値VR−VDを有するパ
ルスを印加した後、第2のリセットパルスP13を印加
し、その後、書き込み電圧VDを有する書き込みパルス
P14を印加するようにしてもよい。このようにすれ
ば、選択期間内に3つのパルスをDHF液晶17に印加
すればよく、選択期間を更に短くすることができる。
AをDHF液晶17の第2の配向方向17Bとほぼ平行
にした。しかし、上記駆動方法は、偏光板21の透過軸
21AをDHF液晶17の第1の配向方向17Aにほぼ
平行にし、偏光板21の透過軸21Aを透過軸21Aに
ほぼ直行させたDHF液晶表示素子にも適用可能であ
る。
2の一方、例えば、偏光板21をその透過軸21AがD
HF液晶17のスメクティック相の層の法線方向とほぼ
平行となるように配置し、偏光板22をその透過軸22
Aが偏光板21の透過軸21Aとほぼ直交するように配
置してもよい。
した強誘電性液晶表示素子は、液晶分子を第1又は第2
の配向方向17A、17Bに配向させた時に透過率が最
も高くなり、液晶分子を前記スメクティック相の層の法
線方向とほぼ平行な中間方向に配向させた時に透過率が
最も低くなる。
図7及び図8に示した駆動方法の他に図10(A)、
(B)又は(C)に示す駆動方法を使用することができ
る。図10(A)は、行ドライバ41が第1行のゲート
ラインGLに印加するゲートパルスの波形を示し、図1
0(B)又は(C)は、列ドライバ42がデータライン
DLに印加するデータ信号の波形を示す。なお、理解を
容易にするため、第1行の画素用のデータ信号のみを示
し、他の行用のデータ信号は図示しない。
フレーム期間、TSは第1行の画素の選択期間、TOは
非選択期間を示す。各選択期間TSは、例えば、約45
μ秒である。この駆動方法においては、図10(B)又
は(C)に示すように、連続する2つのフレームTFod
d(奇数番目のフレーム)とTFeven(偶数番目のフレ
ーム)の選択期間TSに、表示階調に応じ、極性が反対
で絶対値が同一の電圧値VD、−VD(又は、−VD、
VD)を有する駆動パルス(書き込みパルス)をデータ
ラインDLに印加する。即ち、1つの画像データ(階調
信号)について、電圧の絶対値が等しく、極性が正と負
との2つの駆動パルスを2つのフレームTFoddとTFe
venの選択期間TSにそれぞれ1つずつ印加する。
信号とを用いて強誘電性液晶表示素子を駆動すると、各
行の選択期間TSに、データ信号の電圧(書き込み電
圧)VD又は−VDがゲートパルスによりオンしている
TFT31を介して画素電極13に印加され、画素容量
Chxと補助容量Ccを充電し、液晶分子の配向状態を変
化させる。ゲートパルスのパルス幅は、前述のように、
液晶分子の配向状態が完了する時間よりも短く設定され
ており、ゲートパルスがオフした後で、補助容量Ccか
ら画素容量Chxに電荷が転送され、画素容量Chxと補助
容量Ccの電圧がバランスした時点で液晶分子の配向が
完了する。
助容量から画素容量Chxへの充電を行い液晶分子の配向
を完了させるので、選択期間TSを短い時間に設定する
ことができる。また、連続する2つのフレームで、極性
が逆で絶対値が等しい電圧を各画素(画素電極)に印加
するので、DHF液晶17に直流電圧成分が片寄って印
加されることがない。従って表示の焼き付き現象や液晶
の劣化を生ずることもない。
った画像データに対する電圧を極性を異ならせて印加す
るようにしてもよい。表示画像が短時間に急激に変化す
ることはまれである。このため、このような駆動方法と
しても、DHF液晶17に正極性又は負極性の電圧が片
寄って印加される可能性は小さく、実際上の問題はほと
んど発生しない。
てDHF液晶を用いたが、強誘電性液晶としてSBF液
晶を使用してもよい。SBF液晶は、カイラルスメクテ
ィック相の螺旋ピッチが基板11と12の間隔より小さ
く、かつ、双安定性を有する強誘電性液晶であり、印加
電圧の極性と電圧値(絶対値)に応じて、第1の安定状
態にある液晶分子と第2の安定状態にある液晶分子が混
在した状態(中間の配向状態)にも配向する。第1と第
2の安定状態の分子の割合を制御することにより、階調
表示が可能である。
分極を有しており、単純に電圧を印加しただけでは配向
状態が変化せず、電荷の供給に応じて徐々に配向が変化
する。そこで、上記実施例と同様に、補助容量Ccの充
・放電速度を画素容量Chxの充・放電速度よりも高速と
することにより、非選択期間TOに補助容量Ccから画
素容量Chxに電荷を転送し、配向を完了させるようにす
る。
ず、種々の変形及び応用が可能である。例えば、上記実
施例では、DHF液晶、SBF液晶等の強誘電性液晶を
使用する例を示したが、その他の自発分極を有する液晶
材料、例えば、強誘電相と反強誘電相を有する反強誘電
性液晶等も同様にも適用可能である。また、上記実施例
では、偏光板21、22の光学軸として透過軸を例に説
明したが、吸収軸を図3又は図9に示すように配置して
もよい。
クティブ素子とするものに限らず、MIMをアクティブ
素子とする強誘電性液晶表示素子の駆動にも適用するこ
とができる。
示素子によれば、各画素の選択期間を短くすることがで
きる。
素子の断面構造を示す図である。
の構造を示す図である。
の光学軸の位置関係の一例を示す図である。
電分極が小さく且つコーンアングルの小さい強誘電性液
晶を充填し、画素電極と補助容量電極の対向面積を変化
させた時に、所望の表示階調を得るために必要な書き込
みパルスのパルス幅を示す図である。(B)は図1に示
す液晶表示素子において、誘電分極が大きく且つコーン
アングルの大きい強誘電性液晶を充填し、画素電極と補
助容量電極の対向面積を変化させた時に、所望の表示階
調を得るために必要な書き込みパルスのパルス幅を示す
図である。
の画素の等価回路を示す図である。
(C)は、図4(A)に示す特性が得られる理由を説明
するためのタイミングチャートである。(D)と(E)
は、図4(B)に示す特性が得られる理由を説明するた
めのタイミングチャートである。
液晶表示素子の第1の駆動方法を説明するためのタイミ
ングチャートである。
の駆動方法を説明するためのタイミングチャートであ
る。
の光学軸の位置関係の一例を示す図である。
の液晶表示素子の第3の駆動方法を説明するためのタイ
ミングチャートであり、(A)は、ゲートパルスの波形
図、(B)と(C)はデータ信号の波形図である。
対向電極、15・・・配向膜、16・・・配向膜、17・・・D
HF液晶、18・・・液晶セル、21・・・偏光板、22・・・
偏光板、31・・・TFT、34・・・ゲート電極、35・・・
ゲート絶縁膜、36・・・半導体層、37・・・ソース電極、
38・・・ドレイン電極、41・・・行ドライバ、42・・・列
ドライバ、DL・・・データライン、GL・・・ゲートライ
ン、CL・・・補助容量電極
Claims (4)
- 【請求項1】対向して配置された第1と第2の基板と、 前記第1の基板の内面に形成され、マトリクス状に配置
された画素電極と前記画素電極に接続されたアクティブ
素子と、 前記第2の基板の内面に形成され、前記画素電極に対向
する対向電極と、 前記画素電極に接続され、補助容量を有する電荷供給手
段と、 前記一対の基板間に配置され、自発分極を有する液晶
と、 を備え、 前記電荷供給手段は、前記画素電極と対向電極およびそ
れらの電極間に介在する液晶とからなる画素容量の値を
Chx、この画素容量の等価抵抗をRhx、物理的抵抗をRp
とし、補助容量の値をCcおよびその物理的抵抗をRcと
したとき、 Chx・(Rhx+Rp)>Cc・Rc を満たす容量値Ccの補助容量と、物理的抵抗Rcとを有
することを特徴とする液晶表示素子。 - 【請求項2】前記電荷供給手段は、前記画素電極と、前
記画素電極に絶縁物を介して対向する補助容量電極とか
ら構成される補助容量を備える、ことを特徴とする請求
項1に記載の液晶表示素子。 - 【請求項3】前記電荷供給手段は、前記画素電極と前記
補助容量電極とその間の絶縁物とから構成され、前記ア
クティブ素子がオンされて前記画素電極に所定電圧が印
加される期間中に電荷を蓄積する補助容量と、液晶の配
向が完了する前に前記アクティブ素子をオフされた後、
前記画素電極と前記対向電極とその間の前記液晶とから
構成される画素容量に電荷を移動させて前記液晶を所望
の配向状態に設定する手段と、を備えることを特徴とす
る請求項1に記載の液晶表示素子。 - 【請求項4】前記補助容量は、前記画素電極と前記対向
電極とその間の前記液晶とから形成される画素容量を充
電する速度よりも、速い速度で充電されることを特徴と
する請求項2又は3に記載の液晶表示素子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15712595A JP3143042B2 (ja) | 1995-05-31 | 1995-05-31 | 液晶表示素子 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15712595A JP3143042B2 (ja) | 1995-05-31 | 1995-05-31 | 液晶表示素子 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08328039A JPH08328039A (ja) | 1996-12-13 |
JP3143042B2 true JP3143042B2 (ja) | 2001-03-07 |
Family
ID=15642762
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15712595A Expired - Fee Related JP3143042B2 (ja) | 1995-05-31 | 1995-05-31 | 液晶表示素子 |
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JP (1) | JP3143042B2 (ja) |
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JP5061403B2 (ja) | 1999-02-24 | 2012-10-31 | 株式会社デンソー | マトリクス型表示装置 |
JP2005506575A (ja) | 2001-09-26 | 2005-03-03 | サムスン エレクトロニクス カンパニー リミテッド | 薄膜トランジスタ基板及びその製造方法と液晶表示装置 |
KR100840318B1 (ko) | 2001-12-10 | 2008-06-20 | 삼성전자주식회사 | 박막 트랜지스터 기판 및 그의 제조 방법과 액정 표시 장치 |
-
1995
- 1995-05-31 JP JP15712595A patent/JP3143042B2/ja not_active Expired - Fee Related
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