JPS63307433A - 強誘電性液晶素子の駆動法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、強誘電性液晶素子の駆動法に関し、詳しくは
表示ならびに駆動特性を改善した強誘電性液晶素子の駆
動法に関する。

（従来の技術） 従来の液晶素子としては例えば、エム・シャット（Ｍ、
５ｃｈａｄｔ）とダブりニー・ヘルフリッヒ（Ｗ、Ｈｅ
１ｆｒＬｃｈ）著“アプライド・フィジックス・レター
ズ″　（“ＡｐｐｌｉｅｄＰｂｙｓｉｃｓ　　Ｌ、ｏｔ
ｔｅｒｓ″）第１８巻、第４号（１９７１年２月１５日
発行）、第１２７頁〜１２８頁の“ボルテージ・ディペ
ンダント・オプティカル・アクティビティ−・オブ・ア
・ツィステッド・ネマチック・リキッド・クリスタル”
（”Ｖｏｌｔａｇｅ　　Ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ　　０ｐｔ
ｉｃａｌ　　Ａｃｔｉｖｉｔｙｏｆ　　　ａ　　　Ｔｗ
ｉｓｔｅｄ　　　ＮｅｍａｔｉｃＬｉｑｕｉｄ　　Ｃｒ
ｙｓｔａｌ”）に示されたツィステッド・ネマチック（
ｔｗｉ　ｓ　ｔｅｄＮｅｍ、ａｔｉｃ）液晶４用いたも
のが知られている。このＴＮ液晶は、画素密度を高くし
たマトリクス電極構造を用いた時分割駆動の時、クロス
トークを発生する問題点があるため、画素数が制限され
ていた。

又、各画素に薄膜トランジスタによるスイッチング素子
を接続し、各画素毎をスイッチングする方式の表示素子
が知られているが、基板上に薄膜トランジスタを形成す
る工程が極めて煩雑な上、大面積の表示素子を作成する
ことが難しい問題点がある。

このような従来型の液晶素子の欠点を改善するものとし
て、双安定性を有する液晶素子の使用がクラーク（Ｃ１
ａｒｋ）およびラガウェル（Ｌａｇｅｒｗａｌｌ）によ
り提案されている（特開昭５６−１０７２１６号公報、
米国特許第４３６７９２４号明細書等）、双安定性を有
する液晶としては、一般に、カイラルスメクチックＣ相
（ＡｍＣ＊）又はＨ相（ＳｍＨ＊）を有する強誘電性液
晶が用いられる。この液晶は電界に対して双安定状態を
有し、従フて前述のＴＮ型の液晶で用いられた光学変調
素子とは異り、例えば一方の電界ベクトルに対して１つ
の光学的安定状態に液晶が配向し、他方の電界ベクトル
に対しては他方の光学的安定状態に液晶が配向される。

またこの型の液晶は、加えられる電界に応答して、極め
て速やかに上記２つの安定状態のいずれかを取り、且つ
電界の印加のないときはその状態を維持する性質を有す
る。このような性質を利用することにより、上述した従
来のＴＮ型素子の問題点の多くに対して、かなり木質的
な改善が得られる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

単純マトリクス構造の素子が強誘電性液晶素子に適用が
可能である。利点としては、生産コストの安価さであり
、強誘電性液晶の開時性の急峻さと双安定性を充分利用
すればｄｕｔｙ比が下っても画質が低下しない。

しかしながら、実際には単純マトリクス素子は本質的に
他の画素を選択するための情報信号が非選択時に印加さ
れるために、誤情報が書き込まれる。いわゆるクロスト
ークが起る可能性があることが、大きな欠点であり画質
を低下させる。

本発明は前記クロストークをなくし、良好な画質を実現
するための駆動法を提案するものである。

（問題を解決するための手段および作用）走査電極群と
情報電極群との交差部に画素を形成したマトリクス状電
極の電極間に、双安定性あるいは多安定性を有する強誘
電性液晶を挟持した液晶素子に関するものであり、駆動
波形の最低パルス幅単位を△Ｔとした時、前記安定状態
間を転移させるのに必要な閾電圧以上の書込みパルスを
前記ＦＬＣに印加して、液晶状態をスイッチングさせた
後、その状態を保持すべく印加される駆動波形として前
記閾電圧以下で前記書込みパルスと逆極性のパルス（パ
ルス幅ΔＴ）が３回以上連続あるいは不連続に印加され
る駆動法において、所定周期内に上記液晶に印加される
電圧の平均値が前記書込みパルスと同極性側に設定する
ことによってクロストークを排除し、良好な画質を得る
ことを目的としたものである。

以下、図を参照しつつ本発明を説明する。

駆動波形の具体例を第１図に示す。

第１図（ａ）に単純マトリクスの走査電極（Ｓ）と情報
電極（Ｉ）の構成を示した。

第１図（ｂ）に駆動波形の具体例を示した。

第１図（ｂ）は第１図（ａ）の情報線Ｉ、と交差する走
査線Ｓ＋””’Ｓｎに印加する波形と、それらを合成し
た液晶に印加される電圧値を経時的に示したものである
。駆動波形は任意の複数本や走査線に第一の位相（図中
■）で正極性側（図で上側）に閾値以上の書込みパルス
で全面を一方の状態（たとえば“白”に書込んだ後、第
二の位相（図中で■）で−木目の走査線を選択して、情
報線に印加される波形に従ってもう一方の状態（たとえ
ば“黒”）に転移させるか否かで、画像情報をアドレス
する。

図中（ｂ）の具体例では、（ＳＬ−ＩＩ）と書いた印加
電圧に示したように“白”に書込んだ後、“白”保持の
波形になる。以後逐次、走査線を選択して”白黒”画像
情報をアドレスし画面に表示させる。黒書込みの時はた
とえば（Ｓ２−Ｉ、）に示したように閾値以上の電圧値
が負極性側に印加され黒に書込まれる。

上記の例では情報信号の電圧値を±ｖ０とした時、走査
線を±２Ｖｏに設定したものである。

スイッチングに必要な電圧値をパルス幅ΔＴのときＶｓ
ａｔとすると、設定電圧はＶｏ（Ｖｓａｔ＜　３　Ｖ　
ｏのように設定すればよい。

以上のような原理に基づいて設計、された駆動波形であ
るが実際にＦＬＣ素子を駆動すると、正確な表示がなさ
れていないという以下のような問題があることが判明し
た。

つまり、例えば（Ｓｌ−ＩＩ　）の画素に印加される波
形を見ると反転直後に閾値以下ではあるが、（４ΔＴ、
−ＶＯ）と連続した逆極性のパルスが存在している。こ
の波形では正極性側の（△Ｔ、３Ｖｏ）のパルスで“白
”に書込んだ後、”白”を保持するべく印加される波形
であるが、（４ΔＴ、−Ｖｏ）のパルスでクロストーク
が起きる可能性が大きいことは十分予想できる。

以上のことをもう少し詳しく見ると、白書込み後、白を
保持する波形の場合、この閾値以下のパルスが続く回数
は、画像パターンにより異なる。例えば、より一般性を
持たせるために複数本同時消去する時の２番目の走査線
（Ｓ２）の場合を考える（第２図）。ある情報線上の５
ｌ−５４の交差部の画素に着目し、５２−Ｉ画素に印加
される波形を示したものである。たとえば第２図（ａ）
のように”１　＋　３２　＋　８３に対応する画素に白
−白一白（図でＷ−Ｗ−Ｗ）と書込む場合、負極側に（
３ΔＴ、−Ｖｏ）のパルスが印加されることになる。

以下、白−白一黒、黒−白一白、黒−白一黒と書込む場
合のＳ、−１にかかる波形を示したが、第２図（ｂ）の
ように（４ΔＴ、−Ｖｏ　）の波形がかかる。このよう
に画像情報により、“白“を保持することが困難な場合
がある。

以上のように“白”を保持する波形ｃ以下半選択波形と
いう）の場合、クロストークが黒側に起りうるであろう
ことは予想がつく。実際この波形で以下のようなパネル
を駆動した。

液晶パネル 液晶　：Ｃ５１０１４（チッソ（株）社製）配向膜：　
ＰＶＡ　　両面ラビング セル厚：１．８μｍ 走査・情報線数：１００ｘ１００本 たとえば、ΔＴ＝１００μｓｅｃとした時、走査線電圧
±２Ｖｏ＝±１４ｖ１情報線電圧±ｖ０＝±７Ｖと設定
した時、比較的良好な画像が表示されたが、全体によく
見ると、画像がぼやけて見えた。これをよく観察すると
ある情報線に書込もうとした画像情報が白−白一白一黒
一黒−黒とした時、黒に書込む前の画素の白、つまり黒
に隣接している白がクロストークを起して黒に書き込ま
れてしまっていることが明らかになった。

このクロストークを解消することが、本発明の目的であ
り、液晶に印加される電圧の平均値を白側に、つまり、
たとえば第１図（ｂ）の（ＳＬ−ＩＩ　）波形の正極性
側にすることであり、具体的には、情報信号の電圧値を
ｖｏと−（Ｖ。

＋ΔＶとすることで半選択時に起るクロストークが解消
される。

第３図はり４０ストーク解消の度合をグラフ化したもの
である。横軸は情報信号のＤＣ成分△Ｖ。

たて軸は透過光量を示している０曲線■は“白”が情報
線で続く画素の透過量２曲線■は“黒”が情報線で続く
画素の光量を示している。直交ニコルｐ偏光板の位置は
それぞれの電圧値で最適化した位置にしている。■は黒
の画素に隣接した半選択の画素（“白”に書込みたい画
素）である。ΔＶを０．３ｖ程度にすると所望の書込み
が行われていることを示している。

実施例１ 前述の液晶パネル及び駆動波形で最適な画像表示条件を
見出した。走査線電圧値をｖｌ。

ｖ２、情報線電圧値’ｋ　ｖ　ｓ　、　ｖ　４とした時
、ΔＴ＝１００μ５ｅｃ ｖ、−ｔｔ、ｏｖ Ｖ２　−−１　１．　０Ｖ Ｖｓ−５，０Ｖ Ｖ４−　　−５．３Ｖ 実施例２　　同上 ６７ｗ５０μ５ｅｃ Ｖ、＝　　２２．ＯＶ ｖ、−−２２，０Ｖ ｖ３−　　ｔｏ、ｏｖ ｖ４諺−ｔｏ、ｓｖ 実施例３ 駆動波形を図４に示したような波形で行い、他は同様の
実施例である。駆動波形は同じように第一の位相で複数
本同時に一方に書込んだ後、走査線を逐次選択して画像
情報をアドレスするものである。

最適な画像表示条件は、 △Ｔ＝１００μｓｅｃ ■＋−１００Ｖ Ｖ、ｗ−１０，ｏＶ Ｖｓ＝　　　５．ＩＶ ■４ツー　５．３ｖ 実施例４　　同上 ６７ｗ５０μ５ｅｃ Ｖ、−２０，ＯＶ Ｖ、−−２０，ＯＶ Ｖ、＝　　　９．３Ｖ Ｖ４−−　９．８Ｖ

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明で用いたマトリクス電極を示す平
面図である。第１図（ｂ）及び第２図は本発明で用いた
駆動波形図である。第３図はΔＶとＴに対する特性曲線
を示す説明図である。 第４図は、本発明で用いた駆動波形図である。 １分−ｆｅ　１ｅｖｅ１ ６　Ｖ　（Ｖｏｉｔ　］ 不７＋、（２） く￥務ｈＲ〉 〈匿Ｗ）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）走査電極群と情報電極群との交差部に画素を形成
   したマトリクス状電極の電極間に、双安定性あるいは多
   安定性を有する強誘電性液晶（ＦＬＣ）を挟持した液晶
   素子であって、駆動波形の最低パルス幅単位を△Ｔとし
   た時、前記安定状態間を転移させるのに必要な閾電圧以
   上の書込みパルスを前記ＦＬＣに印加して、液晶状態を
   スイッチングさせた後、その状態を保持すべく印加され
   る駆動波形として、前記閾電圧以下で前記書込みパルス
   と逆極性のパルス（パルス幅△Ｔ）が３回以上連続又は
   不連続に印加される駆動法において、所定周期内に上記
   液晶に印加される電圧の平均値が前記書込みパルスと同
   極性側に設定することを特徴とした強誘電性液晶素子の
   駆動法。
2. （２）前記駆動法が、走査電極群の複数本同時に一方の
   安定状態にスイッチング後、該走査線を逐次選択して画
   像情報をアドレスする特許請求の範囲第１項の駆動法。