JPH0442654B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は液晶表示装置に関し、詳しくは強誘電
性液晶を用いた透過型の液晶表示装置に関するも
のである。

［開示の概要］ 本明細書及び図面は、強誘電性液晶を用いた透
過型の液晶表示装置において、選択された走査信
号線の画素への「暗」または「明」の書込みを、
照明光源の光量が極小となる期間の前に行うこと
により、選択および非選択画素でのちらつきを防
止しようとするものである。

［従来の技術］ 従来より多用されて来たネマチツク液晶に代つ
て、近年強誘電性液晶素子の開発が重視されつつ
ある。強誘電性液晶素子は、セルの構成方法によ
つて双安定性をもたせることができるので、高時
分割の液晶表示素子の実現が期待できる。しか
し、従来のTN液晶素子と異なり、応答は自発分
極と電界との積で行われ、応答に関する閾値は、
電界の強さと印加時間との両方で決定される。強
誘電性液晶素子の双安定性は、例えばクラークと
ラガバルにより、米国特許第4367924号明細書で
提案されており、セル厚を十分薄く（3μm以下）
することにより付与することができる。このよう
なセルは表面安定型強誘電性液晶セル（SSFLC
セル）として知られている。

第４図はSSFLCセルの例を模式的に描いたも
のである。

１１と１１′は、In₂O₃，SnO₂やITO（Indium−
Tin−Oxide）等の透明電極がコートされた基板
（ガラス板）であり、その間に液晶分子層１２が
ガラス面と垂直になるように配向したSnC〓相の
液晶が封入されている。太線で示された線２３が
液晶分子を表わしていて、この液晶分子２３は、
その分子に直交する方向に双極子モーメントＰ⊥
２４を有している。

基板表面の界面効果により、液晶分子のらせん
構造はほどけ（非らせん構造）、その双極子モー
メントＰ又はP′は上向き２４ｐ又は下向き２４′
p′のどちらかの状態をとる。このようなセルに一
定の閾値以上の極性の異なる電界Ｅ又はE′を所定
時間付与すると、双極子モーメントは電界Ｅ又は
E′の電界ベクトルに対応して上向き２４ｐ又は下
向き２４′p′と向きを変え、それに応じて液晶分
子は第１の配向状態２３もしくは第２の配向状態
２３′のいずれか一方に配向する。

このような強誘電性液晶を光学変調素子として
用いることの利点は、応答速度が極めて速いこと
と、液晶分子の配向が双安定状態を有することが
あつて、例えば、第４図において、電界Ｅを印加
すると液晶分子は第１の配向状態２３に配向する
が、この状態は電界を切つても安定である。ま
た、逆向きの電界E′を印加すると液晶分子は第２
の配向状態２３′に配向して、その分子の向きを
変えるが、やはり電界を切つてもこの状態に留ま
る。また、与える電界Ｅが一定の閾値を越えない
限り、それそての配向状態はやはり維持されてい
る。

［発明が解決しようとする問題点］ 第５図はこのような双安定状態間のスイツチン
グの様子を表わしたもので、液晶セルを透過した
光の光量（縦軸）の時間変化（横軸）を示した図
である。液晶セルの上下には、例えば第１の安定
状態にある液晶分子の配向方向に偏光軸が一致す
るように、互いにクロスニコルの関係にある一対
の偏光板が配置されており、光学的には第１の安
定状態が「暗」（dark level）、第２の安定状態が
「明」（light level）として表示される。この場
合、双安定状態間のスイツチングは互いに逆極性
に閾値以上の単パルスにより行うことができる。
第５図ａは「暗」から「明」、ｂは「明」から
「暗」状態へのスイツチングの状態を表わしたも
のであるが、いずれの場合もdark levelから
light levelへ、言い換えれば第１の安定状態から
第２の安定状態へは素直に移せず、一度過渡的に
オーバーシユートしてから然るべき安定状態に落
ち付いているのがわかる。

このようなオーバーシユートが起こる原因とし
ては次のようなことが考えられる。すなわち、安
定状態においては液晶の分子層１２の中で液晶分
子がツイストしているために、液晶分子が層内で
平行になつているときのチルト角（真のチルト
角）に比べて、見かけ上チルト角が少なくなつた
見かけのチルト角として応答するためである。つ
まり、電界が印加されている間は真のチルト角に
ある液晶分子が、電界が切れると同時に安定なツ
イスト状態へ移行するために、光学的なオーバー
シユートが起こると推定される。このような現象
は走査信号線と情報信号線とのマトリクス構成の
SSFLCセルにおいて、線順次走査による書き込
みを行う場合には選択された全ての画素でオーバ
ーシユートが起こることを意味し、視角的には画
面のちらつきとなつて、極めて見にくい表示とな
る。特に、本発明者らはこのような画面のちらつ
きは、「明」状態から「暗」状態へのスイツチン
グにおいて特に顕著に表われることを心理実験に
より確認した。

本発明の目的は上述の画面のちらつきを最小限
に抑えることにより、より見やすい強誘電性液晶
装置を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］及び［作用］ 本発明は、 ａ 間隔をおいて交差させた走査信号線と情報信
号線、その交差部に形成したマトリクス状の画
素、該走査信号線と情報信号線との間に配置し
た、印加電圧の極性に応じて一方の配向状態と
他方の配向状態の何れか一方の状態に配向する
強誘電性液晶を有する液晶パネル、 ｂ 発光光量が明状態と暗状態との間で周期的に
変化し、前記液晶パネルを背面から照明する様
に配置した光源、 ｃ 前記走査信号線を順次走査選択して走査選択
信号を印加し、前記情報信号線に、該走査選択
信号と同期させて、情報に応じ、印加電圧の絶
対値及び印加時間の等しい両極性パルスからな
る情報信号を印加することによつて、走査選択
された走査信号線上の画素への書込みを行な
い、走査選択されていない走査信号線上の画素
に対しては、該画素がその書込み状態を保持す
る様に、該走査選択されていない走査信号線に
走査非選択信号を印加する駆動手段、並びに ｄ 前記光源の発光光量の極小暗状態と、前記走
査選択信号と同期させた前記情報信号の印加期
間の中心とが一致する様に、該情報信号を印加
して書込みを行ない、前記光源の発光光量が明
状態のとき、走査選択された走査信号線上の画
素への書込みを行なわない様に、前記光源から
の発光光量と前記駆動手段からの走査選択信号
及び情報信号の出力とを同期させる同期手段 を有する強誘電性液晶装置である。このため、選
択画素での過渡的なオーバーシユートによるちら
つきを見立たなくすることができる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を第１図〜第３図ととも
に説明する。

第２図は、中間に強誘電性液晶を挟持したマト
リクス電極構造を有する液晶素子３１の模式図で
ある。図中S₁〜S₅は走査選択信号を順次印加する
走査信号線であり、I₁〜I₅は情報信号を印加する
情報信号線である。また、Ａは画素の「暗」状態
を示し、Ｃは画素の「明」状態を示す。

第１図は上記液晶素子を駆動する場合の電圧波
形のタイムチヤートである。図中、Ｔは照明光源
の光量の時間変化を示したもので、ここでは振動
数約100Hzで光量変化する蛍光燈を用いた。この
振動数は残像現象により、人間の眼に光量変化が
知覚できない程度の振動数であればよく、任意に
選ぶことができる。また、S₁〜S₃、I₁〜I₂はそれ
ぞれ第２図に示した走査信号線及び情報信号線に
印加される電圧波形の一例を示したものであり、
負電圧で「暗」、正電圧で「明」を書き込むよう
な光学的配置では第２図３４に示した表示形態と
なる。また、Ａ，Ｃは第２図においてＡ，Ｃで示
した画素に印加されている電圧波形を示したもの
である。

本実施例では、選択走査線上の画素を一度
「明」状態にした後、「暗」または「明」の選択信
号を印加する駆動方式を用いている。第１図にお
いて、走査信号線に与えられる信号は、波高値
3Voと−2Voの２つのパルスからなるものであ
る。まず、走査信号線に3Voのパルスが与えら
れ、情報信号線がOVであると、画素は前歴に関
係なく「明」状態となる。次に、走査信号線に−
2Voのパルスが与えられる時に、情報信号線には
波高値がVo及び−Voの２つのパルスからなる情
報信号が与えられる。「暗」または「明」の選択
は、２つのパルスからなる情報信号の第１パルス
により与えられ、第２パルスは同じ情報信号が繰
り返し与えられた場合に生ずるクロストークを防
止するためのものである。例えば画素Ａでは、上
下の電極間の電圧差がタイミングT₁の前で−
2Vo−Vo＝3Voとなり、画素は「暗」となる。
一方、画素ＣではタイミングT₃の前において電
圧差は−2Vo−（−Vo）＝−Voとなり、画素は
「明」状態を維持する。走査信号及び情報信号の
パルス幅は同一Toであり、幅Toのパルスに対し
て液晶の閾値Vthは次のように設定される。

Vo＜Vth＜3Vo または −Vo＜−Vth＜−3Vo 本発明の実施態様は、第１図に示した通りであ
り、背面光源の光量が極小となる期間の前に走査
信号の第１パルスが印加されるようにタイミング
をとることにある。この場合、情報信号のパルス
のちようど中間の時間（T₁，T₂，…）に、光源
の光量Ｔが極小となるようにタイミングを設定し
ている。

第３図は液晶表示装置の概略構成図である。照
明光源の光量変化に走査信号を同期させるには、
照明光源３からのクロツクパルスをクロツクパル
ス発生器４に入力し、このクロツクパルス発生器
４から液晶駆動都会路５へ所定のタイミングで同
期させたクロツクパルスを入力させるようにすれ
ばよい。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば液晶素子
への書き込み時における選択画素のちらつきが防
止できるほかに次のような効果を有する。

すなわち、前述したように双安定性をもつ
SSFLCセルにおいては閾値以下の電界に対して
は双安定状態間のスイツチングは行われず、液晶
分子は元の安定状態にとどまつている。しかしな
がら、閾値以下の電界Ｅに対して液晶分子が全く
応答しないという訳ではない。つまり、２つの安
定状態間の遷移は行われないが、一方の安定状態
の平衡点のまわりでは十分に応答し、光学的には
透過光量の一時的変化として検出される。このよ
うな現象は走査信号線と情報信号線とのマトリク
ス構成のSSFLCセルにおいて、線順次走査によ
る書き込みを行う場合に特に問題となる。したが
つて、線順次走査によるマトリクス駆動を行う以
上、非選択走査線上の画素に対しても情報信号が
印加されるので、情報信号が印加された情報信号
線上の全ての画素において液晶分子が応答するこ
とになる。もちろん情報信号は閾値以下の電圧に
設定されるので、液晶分子はその配向状態を変え
ることはないが、上述のように電圧に対して応答
するため、視角的には画面のちらつきとなつて表
われる。このようなちらつきは画面の一部を書き
換える場合、すなわち一部の走査線のみを走査す
る時にも、画面全体に及ぶため、特に問題となる
ものであるが、本発明によれば、液晶への信号の
印加が全て背面光源の光量が最小となる時間を中
心として行われているのでこのような非選択画素
でのちらつきも抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は実施例を示す図、第４図はセ
ルの模式図、第５図は液晶セルの光学応答状態を
示す図である。 S₁〜S₅……走査信号線、I₂〜I₅……情報信号
線、１……液晶パネル、２……背面光源、３……
背面光源用電源、４……クロツクパルス発生器、
５……液晶駆動回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ａ 間隔をおいて交差させた走査信号線と情
   報信号線、その交差部に形成したマトリクス状
   の画素、該走査信号線と情報信号線との間に配
   置した、印加電圧の極性に応じて一方の配向状
   態と他方の配向状態の何れか一方の状態に配向
   する強誘電性液晶を有する液晶パネル、 ｂ 発光光量が明状態と暗状態との間で周期的に
   変化し、前記液晶パネルを背面から照明する様
   に配置した光源、 ｃ 前記走査信号線を順次走査選択して走査選択
   信号を印加し、前記情報信号線に、該走査選択
   信号と同期させて、情報に応じ、印加電圧の絶
   対値及び印加時間の等しい両極性パルスからな
   る情報信号を印加することによつて、走査選択
   された走査信号線上の画素への書込みを行な
   い、走査選択されていない走査信号線上の画素
   に対しては、該画素がその書込み状態を保持す
   る様に、該走査選択されていない走査信号線に
   走査非選択信号を印加する駆動手段、並びに ｄ 前記光源の発光光量の極小暗状態と、前記走
   査選択信号と同期させた前記情報信号の印加期
   間の中心とが一致する様に、該情報信号を印加
   して書込みを行ない、前記光源の発光光量が明
   状態のとき、走査選択された走査信号線上の画
   素への書込みを行なわない様に、前記光源から
   の発光光量と前記駆動手段からの走査選択信号
   及び情報信号の出力とを同期させる同期手段 を有することを特徴とする強誘電性液晶装置。