JP2000122033A

JP2000122033A - 液晶装置の駆動方法

Info

Publication number: JP2000122033A
Application number: JP10292612A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Obikawa; 剛帯川
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1998-10-14
Filing date: 1998-10-14
Publication date: 2000-04-28

Abstract

(57)【要約】【課題】広範囲の温度範囲Ｃにおいて広い駆動電圧マー
ジンが得られるＢＴＮ液晶装置を提供する。【解決手段】複数の走査信号線を有する基板と複数のデ
ータ信号線を有する基板との間に、液晶分子が初期状態
にて所定のねじれ角を有し、フレデリクス転移を生じさ
せる電圧を印加した後の緩和状態として前記初期状態と
は異なる２つの準安定状態をもつ液晶を有する液晶装置
であり、フィンガープリントが発生する最高の電圧はは
リセット期間の長さに依存するとともに、フインガープ
リントが発生する最高の電圧がリセット期間に前記液晶
に印加する電圧より小さくなるように前記リセット期間
が設定されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光学活性な添加剤
を含有するネマチック液晶を用いたメモリ性を有する双
安定の液晶（ＢＴＮ＝ＢｉｓｔaｂｌｅＴｗｉｓｔｅ
ｄＮｅｍａｔｉｃ）を有する液晶装置（以下ＢＴＮ液
晶装置と称する）の駆動方法に関するものである。

【０００２】

【背景技術】ネマチック液晶を用いた双安定液晶表示
は、特公平１―５１８１８において既に開示されてお
り、初期配向条件、２つの安定状態、またその安定状態
の実現の方法等が記載されている。

【０００３】しかし、上記特公平１―５１８１８に述べ
られている内容は、２つの安定状態の動作あるいは現象
を述べているだけで、それを表示体として実用に供する
手段は述べられていない。さらには、上記公報には現在
最も表示体として応用実用性が高く、かつ表示能力がた
かいマトリクス表示について何ら記載がない。

【０００４】そこで、マトリクス表示を行うＢＴＮ液晶
表示方式が、Ｔ．Ｔａｎａｋａ，ｅｔａｌ．，Ａｓｉ
ａＤｉｓｐｌａｙ，５９（１９９５）、本出願人によ
る特開平６ー２３０７５１等で紹介されている。

【０００５】以下に背景技術となるＢＴＮ液晶装置につ
いてその詳細を記す。

【０００６】（構造）図３はＢＴＮの液晶装置の断面図
である。

【０００７】このＢＴＮ液晶装置の構造はポリイミド等
の配向膜を塗布した一対の透明電極基板スペーサー（図
示せず）を介して間隔ｄ（μｍ）に配置する。配向膜は
プレチルト角θ１、θ２の向きが反対で、ツイスト角が
φｒａｄ（図１においてはπ）となるようにラビング等
により表面処理がされる。この狭間に光学活性剤を添加
してヘリカルピッチをｐ（μｍ）に調整したカイラルネ
マチック液晶組成物を注入し、ツイスト角φの捻れ構造
を持つ液晶装置を得ている。

【０００８】（表示原理）図１は、ＢＴＮ液晶装置の各
種状態を説明するための説明図であり、図２はＢＴＮ液
晶装置の液晶印加電圧波形の一例であり、図３はＢＴＮ
液晶装置の断面図である。

【０００９】ＢＴＮ液晶装置は初期配向状態にあって
は、、ラビング処理によってφｒaｄ（図１ではπｒａ
ｄ）ツイスト配向状態となっている。この初期配向状態
の液晶にリセット期間Ｔ１にてリセット電圧Ｖ_ｒを印加
すると、図１に示すようにフレデリクス転移が生じ液晶
中央付近の液晶分子が垂直に立った状態となる。遅延期
間Ｔ２にて遅延電圧Ｖ_ｄを印加したのちに選択期間Ｔ３
にて選択電圧としてＶ_ｏｎを液晶に印加すると（φ−
π）ユニフォーム状態（図１では０度ユニフォーム状
態）が得られ、Ｖ_ｏｆｆを印加すると（φ＋π）ツイス
ト配向状態（図１では３６０度ツイスト配向状態）が得
られる。その後、図１に示すようにある時定数に従って
上記の２つのいずれかの状態から初期状態に自然緩和す
る。ここで、この時定数は、表示に必要な時間に比べて
十分長くできるので、非選択期間Ｔ４にて印加される非
選択電圧がフレデリクス転移を起こすために必要な電圧
に比べて十分低い電圧に保たれている限り、次のフレー
ムのリセット期間Ｔ１’まで期間は、選択期間Ｔ３によ
って設定された状態をほぼ維持でき、リセット電圧を印
加されることによって再びフレデリクス転移が生じる。
これにより、オンオフ表示が可能になる。つまりリセッ
ト状態と、（φ―π）ユニフォーム配向状態と（φ＋
π）ツイスト配向状態によって表示を行うことができ
る。

【００１０】選択された準安定状態のメモリー保持時間
はｄ／ｐに依存し、実用的にはｄ／ｐの値は数式１の範
囲にあり、光学活性剤、ネマチック液晶及び配向膜の特
性により数式１の範囲内で適切な値が選ばれる。

【００１１】

【数１】

【００１２】ＢＴＮ液晶装置の電気光学効果は液晶装置
による光の複屈折効果で理解できる。仮に、φ＝πと置
くと２つの準安定状態はそれぞれ０及び２πとなる。こ
の状態のセルをクロスニコルに配置した２枚の偏光子の
間に置いたときの光透過強度Ｉは下式で表される。

【００１３】

【数２】

【００１４】で表される。ここで、Ｉ₀は入射光強度、
θはＢＴＮ液晶装置の光学軸と偏光子の透過軸の間の角
度、Δｎは液晶層の複屈折、ｄはセル厚、λは照射光の
波長を表す。上式において、光透過強度が最大となるの
はθ＝π／４かつΔｎ・ｄλ＝１／２のときである。こ
の条件下で、２πツイスト状態は光学的には近似適に等
方性媒体と見做す事ができ、クロスニコルに配置した２
枚の偏光子の間に置いたときの光透過強度は最小とな
る。したがって、２つの準安定状態間のスイッチングは
より高いコントラスト比が得られる。

【００１５】（電圧駆動マージンについて）図２の上記
の駆動波形を用いてＢＴＮ液晶装置をマルチプレックス
駆動するときの液晶装置の性能を評価するための重要な
特性として、ＢＴＮのしきい値電圧Ｖ_{ｔｈ（ＢＴＮ）}、
飽和電圧Ｖ_ｓａｔ、急峻性β及び駆動電圧マージンΔＶ
がある。

【００１６】ここで、ＢＴＮのしきい値電圧Ｖ
_{ｔｈ（ＢＴＮ）}とは、オフ表示（（φ―π）ユニフォー
ム状態で光を透過しないときの表示）が可能な限界の電
圧であり、飽和電圧Ｖ_ｓａｔとはＯＮ表示（（φ＋π）
ツイスト配向状態で光を透過させるときの電圧）が可能
な電圧である。また、急峻性βとはＢＴＮのしきい値電
圧Ｖ_{ｔｈ（ＢＴＮ）}と飽和電圧Ｖ_ｓａｔとの差として下
式で定義できる。

【００１７】

【数３】

【００１８】また、マルチプレクス駆動が可能な下限電
圧Ｖ_Ｌと上限電圧Ｖ_Ｕは、しきい値電圧及び飽和電圧
を、マルチプレクス駆動するためのバイアス電圧Ｖ
_ｂ（図１においてはＶ_ｄ＝Ｖ_ｂ）の関数としてとらえる
と、下式で表わせる。

【００１９】

【数４】

【００２０】そして上式において、バイアス電圧Ｖ_ｂを
固定してマルチプレクス駆動を行う場合の駆動マージ
ン、つまりはオンオフ表示が可能な駆動マージンΔＶ
は、下式で表わせる。

【００２１】

【数５】

【００２２】この式から駆動マージンを拡大する手段と
しては、より高いバイアス電圧で駆動し、急峻性が良好
なネマチック液晶材料、光学活性剤及び配向膜の組合せ
を選択する必要があることがわかる。

【００２３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ＢＴＮ液晶
装置の主な特徴としては次の諸点を挙げることが出来
る。まず、応答速度が速くて室温で３〜４ｍｓである。
また、コントラスト比が高くて１：６０以上の値が得ら
れている。さらに、視野角が広くて上下で１４０度、左
右で１６０度である。これらの特徴を生かして高品位で
高デューティのマルチプレックス駆動が可能であり、駆
動温度範囲が１０〜７０度Ｃにおいて１／４８０デュー
ティのマルチプレックス駆動ができるＢＴＮ液晶装置が
得られている。しかし、一般的な液晶装置に必要とされ
る駆動温度範囲はＢＴＮのしきい値電圧Ｖ
_{ｔｈ（ＢＴＮ）}を低下させ、急峻性βを悪くし、惹いて
は駆動電圧マージンΔＶを減少させ、また（φーπ）ツ
イスト状態（ＯＮ状態）の光透過率を減少させる。

【００２４】本発明はこの中低温領域におけるフィンガ
ープリントの発生を防止し、駆動電圧マージンが広いＢ
ＴＮ液晶装置を得ることをその目的とする。

【００２５】

【課題を解決するための手段】本発明の液晶装置の駆動
方法は、複数の走査信号線を有する基板と複数のデータ
信号線を有する基板との間に、液晶分子が初期状態にて
所定のねじれ角を有し、フレデリクス転移を生じさせる
電圧を印加した後の緩和状態として前記初期状態とは異
なる２つの準安定状態をもつ液晶を有し、各前記走査信
号線に一垂直期間中に少なくともリセット期間を有し、
各前記データ信号線に、前記選択期間毎に表示パターン
に対応したデータ電位を持つデータ信号を供給し、走査
信号線には前記リセット期間にリセット電位がそれぞれ
設定され、前記走査信号線と前記データ信号線との差電
圧を前記液晶に印加する液晶装置の駆動方法であって、
フィンガープリントが発生する最高の電圧は前記はリセ
ット期間の長さに依存するとともに、前記フインガープ
リントが発生する最高の電圧が前記リセット期間に前記
液晶に印加する電圧より小さくなるように前記リセット
期間が設定されていることを特徴とする。

【００２６】本発明者の実験により、リセット期間の長
さとフィンガープリントが発生する電圧とには、以下の
関係があることがわかった。図４に示すように、リセッ
ト期間が所定値以上の範囲ではリセット期間が増加する
に従ってフィンガープリントが発生する電圧は緩やかに
減少し、所定値以下では急激に上昇する。

【００２７】ここで、フィンガープリントが発生しない
ためには、リセット電圧よりＶ_ＦＰが小さい必要があり
Ｖ_ＦＰは小さければ小さい程好ましい。図４からわかる
ようにＶ_ＦＰはリセット期間の長さに依存し、リセット
期間が長ければ長い程小さくなる傾向がある。

【００２８】つまり、本発明のようにリセット電圧Ｖ_ｒ
とＶ_ＦＰとが等しくなるリセット期間より、長いリセッ
ト期間をもうけてＢＴＮ液晶を駆動すればフィンガープ
リントは発生しない。

【００２９】また、ＢＴＮ型の液晶装置のリセット電圧
は、ＩＣ、駆動回路、液晶等の耐久を考慮すると、３０
Ｖ以下が好ましい。つまり、好ましいリセット電圧で、
液晶を駆動した場合にフィンガープリントが発生しない
ためには、図４からリセット時間は１.０ｍｓ以上ある
と好ましい。また、図４からわかるように１．５ｍｓよ
り長いリセット期間においては、さらに電圧変化が緩や
かになるので、より好ましい。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を実施例
によりさらに詳しく説明する。

【００３１】（比較例１）一対の透明電極基板を対向配
置し、この透明電極基板に配向膜としてポリイミドを塗
布・焼成し、表面をラビング処理した。これらの基板を
スペーサーを介して９μｍ間隔にラビング方向を９０度
回転させて平行に張り合わせた。この空隙にネマチック
ネマチック液晶Ａを注入してツイステッドネマチック型
の液晶装置（以下ＴＮ型液晶装置）を作成した。２０度
Ｃにおいて、このＴＮ型液晶装置をスタティック駆動方
式を用いて駆動周波数３２Ｈｚで電気光学特性を測定
し、ＴＮ液晶のしきい値電圧Ｖ_{ｔｈ（ＴＮ）}を求めた。
尚、ここで、ＴＮ液晶のしきい値電圧Ｖ_{ｔｈ（ＴＮ）}と
は電気光学特性曲線で光透過率１０％のときの電圧とし
て定義した。ネマチック液晶Ａを用いたＴＮ液晶のしき
い値電圧は３.１Ｖであった。同様にして、ネマチック
液晶Ｂ、Ｃ及びＤを用いたＴＮ液晶のしきい値電圧を測
定した。これらの結果を表１に示す。

【００３２】次に、図３に示すように上下のガラス基板
上にＩＴＯからなる透明電極４Ａ、４Ｂのパターンを形
成し、その上に各々ポリイミド配向膜２を塗付した。そ
して各ポリイミド配向膜２に対して相互に所定の角度φ
（図１ではπｒａｄ）異なる方向にラビング処理を施し
て液晶パネルを構成した。上下のガラス基板の間にはス
ペーサを挿入して基板間隔を均一化し基板間隔を２μｍ
とした。

【００３３】そして、この空隙に光学活性剤Ｓ−８１１
を３.５重量％添加した上記液晶Ａを注入した。

【００３４】この液晶パネルにおいては、液晶分子のプ
レチルト角θ１、θ２は数度となり、初期配向がπｒａ
ｄのツイスト状態となる。この液晶パネルを図１に示す
偏光方向の異なる２枚の偏向子７、７で挟みＢＴＮ液晶
装置を構成した。尚、３は絶縁層、６は平坦層、８は画
素間の遮光層をそれぞれ示す。９は液晶分子のダイレク
ターベクトルである。平坦層６及び遮光層８は必要に応
じて形成でき、これらに代えて基板５上に透明電極を形
成してもよい。

【００３５】なお、一方の基板５には透明電極４Ａとし
て例えばその行方向に沿って伸びる複数の行電極（走査
信号線ともいう）が形成され、他方の基板５の透明電極
４Ｂとして、例えば、その列方向に沿って伸びる複数の
列電極（データ信号線ともいう）が形成され、両電極に
供給される信号の差電圧が液晶に印加されて表示のオン
状態・オフ状態を制御する。

【００３６】２０度Ｃにおいて、このＢＴＮ液晶装置を
を図２に示した駆動波形を用いて駆動周波数６０Ｈｚ、
１／１２０デューティでフィンガープリントの発生する
電圧Ｖ_ＦＰを測定した。Ｖ_ＦＰの測定にあたっては、リ
セット時間Ｔ１は３ｍｓ、遅延時間Ｔ２は１４０μｓ、
バイアス電圧Ｖ_bは１.５Ｖとし、リセット電圧Ｖ_ｒを高
電圧から低電圧に向け変化させながら、選択電圧Ｖ_Wを
飽和電圧付近に固定して、フィンガープリントの発生す
るＶ_ＦＰを測定する方法を用いた。このようにして測定
したネマチック液晶Ａを用いたＢＴＮ液晶装置のＶ_ＦＰ
は３５Ｖであった。同様にして、光学活性剤Ｓ−８１１
を３.３から３.７重量％添加したネマチック液晶Ｂ、Ｃ
及びＤを用いたＴＮ液晶のしきい値電圧Ｖ_{ｔｈ（ＴＮ）}
と、ネマチック液晶Ｂ、Ｃ及びＤを用いたＢＴＮ液晶装
置においてフィンガープリントが発生する電圧Ｖ_ＦＰを
測定し、これらの結果を表１に示した。

【００３７】ところで、リセット電圧はＩＣ、駆動回
路、液晶等の耐圧を考慮すると、３０Ｖ以下であること
が望ましい。従って、Ｖ_ＦＰは３０Ｖ以下に抑える必要
がある。表１のネマチック液晶Ａ〜Ｄを用いたＢＴＮ液
晶装置のＶ_ＦＰは全て３０Ｖを越えている。また、これ
らのネマチック液晶を用いたＴＮ液晶装置のしきい値電
圧Ｖ_{ｔｈ（ＴＮ）}は全て３Ｖを越えていた。上記の光学
活性剤Ｓ−８１１を３.４重量％添加したネマチック液
晶Ｂを用いたＢＴＮ液晶装置を図２に示した駆動波形を
用いて、−２０〜７０度Ｃにおいて、駆動周波数６０Ｈ
ｚ、１／１２０デューティ、リセット電圧Ｖ_ｒを３０
Ｖ、リセット期間Ｔ２を３ｍｓ、遅延時間Ｔ２を４２０
μｓとし、バイアス電圧Ｖ_bを変化させながらＢＴＮの
しきい値電圧Ｖ_{ｔｈ（ＢＴＮ）}と飽和電圧_Ｖｓａｔを測
定した。これらの測定値を式５に代入して各バイアス電
圧の駆動電圧マージンΔＶを計算し、この値が最大とな
るときの駆動電圧マージンΔＶ_(MAX)を求めた。このよ
うにして得られた温度と駆動電圧マージンΔＶ_(MAX)の
関係を図５に示した。このＢＴＮ液晶装置は約４０度Ｃ
以下の温度ではフィンガープリントが発生し、２０度Ｃ
以下で駆動電圧マージンΔＶ_(MAX)が急激に減少した。

【００３８】（実施例１）比較例１と同様にして、ネマ
チック液晶１〜１２を用いてＴＮ型液晶装置を作成し、
ＴＮ液晶のしきい値電圧Ｖ_{ｔｈ（ＴＮ）}を求めた。

【００３９】さらに、ネマチック液晶１〜１２に光学活
性剤Ｓ−８１１を３.２〜３.８重量％添加して比較例１
と同様にＢＴＮ液晶装置を作成し、フィンガープリント
の発生する電圧Ｖ_ＦＰを測定した。これらの結果を表１
に示した。これら１〜１２のネマチック液晶のＴＮ液晶
のしきい値電圧Ｖ_{ｔｈ（ＴＮ}）は全て３Ｖ以下で、Ｖ
_ＦＰは全て３０Ｖ以下であるので３０Ｖ以下のリセット
電圧で液晶を駆動することができる。

【００４０】

【表１】

【００４１】以上の比較例１及び実施例１のＶ
_{ｔｈ（ＴＮ）}とＶ_ＦＰの相関関係を図４に示した。この
図より、Ｖ_ＦＰ≒１０・Ｖ_{ｔｈ（ＴＮ）}の関係が成り立
ち、ＴＮ液晶のしきい値電圧Ｖ_{ｔｈ（ＴＮ）}はＶ_ＦＰの
値を見積もる良好なパラメーターで有ることがわかっ
た。

【００４２】したがって、ネマチック液晶の選定及び適
切な光学活性剤添加量の選定に祭し、Ｖ_ＦＰを測定しな
いでも、通常標記されているＶ_{ｔｈ（ＴＮ）}を用いてネ
マチック液晶を選択することができる。

【００４３】上記の光学活性剤Ｓ−８１１を３.４重量
％添加したネマチック液晶５を用いたＢＴＮ液晶装置を
図２に示した駆動波形を用いて、−２０〜７０度Ｃにお
いて、駆動周波数６０Ｈｚ、１／１２０デューティ、リ
セット電圧Ｖ_ｒを３０Ｖ、リセット期間Ｔ１を３ｍｓ、
遅延時間Ｔ２を４２０μｓとし、バイアス電圧Ｖ_bを変
化させながらＢＴＮのしきい値電圧Ｖ_{ｔｈ（ＢＴＮ）}と
飽和電圧Ｖ_ｓａｔを測定した。これらの測定値を式５に
代入して各バイアス電圧Ｖ_ｂの駆動電圧マージンΔＶを
計算し、この値が最大となるときの駆動電圧マージンΔ
Ｖ_(MAX)を求めた。このようにして得られた温度と駆動
電圧マージンΔＶ_(MAX)の関係を図５に示した。このＢ
ＴＮ液晶装置は−２０〜７０度Ｃにおいて、フィンガー
プリントの発生は見られず、−２０度Ｃにおいても駆
動電圧マージンΔＶを有している。

【００４４】つまり、低温度域において駆動電圧マージ
ンを確保するためには、Ｖ_ＦＰを十分低く抑える必要が
あり、具体的にはＶ_ＦＰがリセット電圧Ｖ_ｒより低いネ
マチック液晶を選択する必要があることがわかる。そし
て、そのＶ_ＦＰは上述したようにＴＮ液晶のしきい値電
圧Ｖ_{ｔｈ（ＴＮ）}の１０倍に概ね等しいので、しきい値
電圧の１０倍がリセット電圧より小さいネマチック液晶
を選択すれば低温領域において駆動電圧マージンが広い
ＢＴＮ型液晶装置が実現する。尚、好ましいリセット電
圧（３０Ｖ以下）で、好ましい温度範囲（−２０〜７０
度）の範囲で駆動マージンを得ようとするのであれば、
Ｖ_ＦＰを３０Ｖ以下に抑える必要があり、それには上記
の関係式より、Ｖ_{ｔｈ（ＴＮ）}は３Ｖ以下であることが
好ましい。

【００４５】（実施例２）比較例１と同様にして、光学
活性剤Ｓ−８１１を３.４重量％添加したネマチック液
晶５を用いたＢＴＮ液晶装置を作成した。このＢＴＮ液
晶装置を図２に示した駆動波形を用いて、測定温度−２
０度、０度、２０度、４０度及び５０度Ｃ、駆動周波数
６０Ｈｚ、１／１２０デューティで、リセット時間Ｔ１
が０．５〜６ｍｓの範囲においてフィンガープリントの
発生する電圧Ｖ_ＦＰを測定した。Ｖ_ＦＰの測定にあたっ
ては、遅延期間Ｔ２は１４０μｓ、バイアス電圧Ｖ_bは
１.５Ｖとし、リセット電圧Ｖ_ｒを高電圧から低電圧に
向け変化させながら、選択電圧Ｖ_Wを飽和電圧付近に固
定して、フィンガープリントの発生する電圧Ｖ_ＦＰを測
定する方法を用いた。このようにして測定したネマチッ
ク液晶５を用いたＢＴＮ液晶装置のＶ_ＦＰとＴ１の関係
を図６に示した。これと同様な関係は比較例１のネマチ
ック液晶Ａ〜Ｄ及び実施例１の１〜４、６〜１２を用い
たＢＴＮ液晶装置においても観察され、ＢＴＮ液晶装置
では一般的な関係であることがわかった。

【００４６】図６より明らかなようにＶ_ＦＰは温度が下
がると伴に上昇し、低温域において飽和する傾向が見ら
れる。また、各温度においてリセット期間Ｔ１が１.０
〜６ｍｓの範囲ではリセット期間Ｔ１が増加するに従っ
てＶ_ＦＰは緩やかに減少し、０.５〜１.０ｍｓの範囲で
はリセット期間Ｔ１が減少するに従ってＶ_ＦＰは急激に
上昇する。

【００４７】ここで、フィンガープリントが発生しない
ためには、リセット電圧Ｖ_ｒよりＶ_ＦＰが小さい必要が
ありＶ_ＦＰは小さければ小さい程好ましい。図６からわ
かるようにＶ_ＦＰはリセット期間Ｔ１の長さに依存し、
リセット期間Ｔ１が長ければ長い程小さくなる傾向があ
る。

【００４８】つまり、リセット電圧Ｖ_ｒとＶ_ＦＰとが等
しくなるリセット期間Ｔ１より、長いリセット期間をも
うけてＢＴＮ液晶を駆動すればフィンガープリントは発
生しない。

【００４９】尚、実施例１で述べた好ましいリセット電
圧（３０Ｖ以下）において、−２０度下で液晶を駆動し
た場合においてフィンガープリントが発生しないために
は、図６からリセット時間は１.０ｍｓ以上あると好ま
しい。

【００５０】（比較例２）ネマチック液晶Ｅ〜Ｈを使用
して、それぞれの静電容量Ｃを測定し、下式を用いて配
向ベクトルに垂直及び平行方向の誘電率ε⊥及びε‖を
求めた。

【００５１】

【数６】

【００５２】ここで、ｄは液晶層厚、Ｓは電極面積を表
す。誘電率異方性Δεはε⊥とε‖の差から求めた。こ
のようにして得られたネマチック液晶Ｅ〜Ｈの誘電率異
方性Δεの値を表２に示した。

【００５３】次に、光学活性剤Ｓ−８１１を３.４〜３.
７重量％添加したネマチック液晶Ｅ〜Ｈを用いて比較例
１と同様なＢＴＮ液晶装置を作成した。このＢＴＮ液晶
装置を図２に示した駆動波形を用いて、２０度Ｃ、駆動
周波数６０Ｈｚ、１／１２０デューティ、リセット電圧
Ｖ_ｒを３０Ｖ、リセット期間Ｔ１を３ｍｓ、遅延時間Ｔ
２を４２０μｓとし、バイアス電圧Ｖ_bを変化させなが
らＢＴＮのしきい値電圧Ｖ_{ｔｈ（ＢＴＮ）}と飽和電圧Ｖ
_ｓａｔを測定した。これらの測定値を式５に代入して各
バイアス電圧Ｖ_ｂの駆動電圧マージンΔＶを計算し、こ
の値が最大となるときの最大バイアス電圧Ｖ_b(MAX)、急
峻性β、駆動電圧マージンΔＶ_(MAX)を求めた。このよ
うにして得られたネマチック液晶Ｅ〜Ｈを用いたＢＴＮ
液晶装置の最大バイアス電圧Ｖ_b(MAX)、急峻性β、最大
電圧マージンΔＶ_(MAX)の値を表２に示した。

【００５４】（実施例３）ネマチック液晶１３〜２２
の、それぞれの静電容量Ｃを測定し、配向ベクトルに垂
直及び平行方向の誘電率ε⊥及びε‖を求めた。このよ
うにして得られたネマチック液晶１３〜２２の誘電率異
方性Δεの値を表２に示した。

【００５５】そして、ネマチック液晶１３〜２２にＳ−
８１１を３.２〜３.８重量％添加したネマチック液晶を
用いて比較例１と同様にしてＢＴＮ液晶装置を作成し、
それぞれのＢＴＮ液晶装置の各バイアス電圧Ｖ_bにおけ
るＢＴＮのしきい値電圧Ｖ_{ｔｈ（ＢＴＮ）}と飽和電圧Ｖ
_ｓａｔを測定し、誘電率異方性Δε及び最大バイアス電
圧Ｖ_b(MAX)、急峻性β、最大駆動電圧マージンΔＶ
_(MAX)の値を計算し、その結果を表２に示した。

【００５６】

【表２】

【００５７】また、比較例２と実施例３の誘電率異方性
Δεと駆動電圧マージンΔＶ_(MAX)の関係を図７に示し
た。

【００５８】表２より、急峻性βはネマチック液晶の誘
電率異方性Δεの値が大きくなるに伴って小さくなる傾
向がある。一方、誘電率異方性Δεの値が大きくなるに
従って、ＢＴＮのしきい値電圧Ｖ_{ｔｈ（ＢＴＮ）}と飽
和電圧Ｖ_ｓａｔのバイアス電圧依存性が大きくなり、バ
イアス電圧が上昇するとＢＴＮのしきい値電圧Ｖ
_{ｔｈ（ＢＴＮ）}と飽和電圧Ｖ_ｓａｔが急激に下降してＯ
ＦＦ状態が保てなくなりＢＴＮのしきい値電圧Ｖ
_{ｔｈ（ＢＴＮ）}が存在しなくなるため最大バイアス電圧
Ｖ_b(MAX)は低くなる傾向がある。また、数式１より駆動
マージンΔＶに対する寄与は急峻性βよりバイアス電圧
Ｖ_bの方が大きい。その結果、図７に見られるように誘
電率異方性Δεが６．０を越えると最大駆動電圧マージ
ンΔＶ_(MAX)は急激に減少する。

【００５９】従って、ＢＴＮ液晶装置に用いられる液晶
の誘電率異方性Δεは６．０以下であることが好まし
い。

【００６０】（実施例４）光学活性剤Ｓ−８１１を３.
０重量％添加したネマチック液晶をホモジニアス配向さ
せたくさび形セルに注入し、カノのくさび法を用いて、
２０゜Ｃでカイラルピッチｐを測定し、３.６７μｍの値
を得た。これらの値からｃ・ｐ＝１１.０重量％・μｍ
の関係式を得た。ここで、ｃは光学活性剤Ｓ−８１１の
重量％濃度を表す。

【００６１】比較例１と同様にして、光学活性剤Ｓ−８
１１を２.６、２.８、３.０、３.２、３.４、３.６、
３.８、４.０、４.２及び４.４重量％添加したネマチッ
ク液晶４を用いた液晶層厚ｄが２.０μｍのＢＴＮ液晶
装置を作成した。これらのＢＴＮ液晶装置のｄ／ｐはｄ
＝２μｍ及びｃ・ｐ＝１１.０重量％・μｍを用いて、
それぞれ０.４７、０.５１、０.５５、０.５８、０.６
２、０.６５、０.６９、０.７３、０.７６及び０.８０
を得た。この液晶装置を図２に示した駆動波形を用い
て、２０度Ｃ、駆動周波数６０Ｈｚ、１／１２０デュー
ティ、リセット電圧Ｖ_ｒを３０Ｖ、リセット期間Ｔ１を
３ｍｓ、遅延時間Ｔ２を４２０μｓとし、バイアス電圧
Ｖ_bを変化させながらＢＴＮのしきい値電圧Ｖ
_{ｔｈ（ＢＴＮ）}と飽和電圧Ｖ_ｓａｔを測定した。これら
の測定値を式５に代入して各バイアス電圧の駆動マージ
ンΔＶを計算し、この値が最大となる駆動マージンΔＶ
_(MAX)を求めた。このようにして得られたネマチック液
晶４のｄ／ｐと最大駆動電圧マージンＶ_b(MAX)の関係を
図８に示した。なお、図８と同様な関係は他のネマチッ
ク液晶を用いた場合にも得られた。

【００６２】図８より明らかなようにｄ／ｐが０.５以
下ではＯＦＦ状態が不安定となり、０.７５以上ではＯ
Ｎ状態が不安定となるため駆動マージンはない。また、
ｄ／ｐが０.５５以下と０.７０以上では十分な双安定性
が得られないために駆動マージンは小さい。

【００６３】従って、ダイナミック駆動において大きな
駆動マージンを得るためにはｄ／ｐの値は０.５５以上
で０.７０以下が好ましい。

【００６４】（実施例５）光学活性剤Ｓ−８１１を３.
３〜３.６重量％添加したΔｎが０.０６、０.０８、０.
１０、０.１２、０.１４、０.１６、０.１８、０..２０
及び０.２２のネマチック液晶を用いた液晶層厚ｄが２.
０μｍのＢＴＮ液晶装置を比較例１と同様にして作成し
た。このＢＴＮ液晶装置を図２に示した駆動波形を用い
て、２０度Ｃ、駆動周波数６０Ｈｚ、１／１２０デュー
ティ、リセット電圧Ｖ_ｒを３０Ｖ、リセット期間Ｔ１を
時間３ｍｓ、遅延時間Ｔ２を４２０μｓ、バイアス電圧
１.５Ｖにおいて各ＢＴＮ液晶装置のＯＦＦ状態とＯＮ
状態の光透過率を測定し、ＯＮ状態の光透過率とＯＦＦ
状態の光透過率の比よりコントラスト比を求めた。この
ようにして得られたΔｎ・ｄとＯＮ状態の光透過率及び
コントラスト比の関係を図９に示した。

【００６５】上記図９より明らかなようにΔｎ・ｄが
０.２０以下及び０.３５以上では十分なＯＮ状態の光透
過率及びコントラスト比は得られない。

【００６６】従って、十分なＯＮ状態の光透過率及びコ
ントラスト比を得るためにはΔｎ・ｄが０.２０以上で
０.３５以下が好ましい。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＢＴＮ液晶の各種状態を示す図。

【図２】ＢＴＮの印加電圧波形の一例を示す図。

【図３】ＢＴＮ液晶装置の断面図。

【図４】しきい値電圧とフィンガープリントの発生する
電圧との関係を示す図。

【図５】温度と最大駆動電圧マージンΔＶ(MAX)の関係
を示す図。

【図６】リセット期間とフィンガープリントの発生する
電圧及びその温度変化の関係を示す図。

【図７】誘電率異方性Δεと最大駆動電圧マージンΔＶ
(MAX)の関係を示す図。

【図８】ｄ／ｐと最大駆動電圧マージンΔＶ(MAX)の関
係を示す図。

【図９】 Δｎ・ｄとＯＮ状態の光透過率及びコントラ
スト比の関係を示す図。

【符号の説明】

Ｔ１・・・リセット期間Ｔ２・・・遅延期間Ｔ３・・・選択期間Ｔ４・・・非選択期間１・・・液晶分子２・・・ポリイミド配向膜３・・・絶縁層４Ａ・・・走査信号線４Ｂ・・・データ信号線５・・・ガラス基板６・・・平坦化層７・・・偏光板８・・・遮光層９・・・液晶分子のダイレクターベクトル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の走査信号線を有する基板と複数のデ
ータ信号線を有する基板との間に、液晶分子が初期状態
にて所定のねじれ角を有し、フレデリクス転移を生じさ
せる電圧を印加した後の緩和状態として前記初期状態と
は異なる２つの準安定状態をもつ液晶を有し、各前記走査信号線に一垂直期間中に少なくともリセット
期間を有し、各前記データ信号線に、前記選択期間毎に表示パターン
に対応したデータ電位を持つデータ信号を供給し、走査信号線には前記リセット期間にリセット電位がそれ
ぞれ設定され、前記走査信号線と前記データ信号線との差電圧を前記液
晶に印加する液晶装置の駆動方法であって、フィンガープリントが発生する最高の電圧は前記はリセ
ット期間の長さに依存するとともに、前記フインガープ
リントが発生する最高の電圧が前記リセット期間に前記
液晶に印加する電圧より小さくなるように前記リセット
期間が設定されていることを特徴とする液晶装置の駆動
方法。
【請求項２】請求項１に記載の液晶装置であって、前記リセット期間は１．０ｍｓ以上であり、前記リセッ
ト期間に前記液晶に印加される電圧は３０Ｖ以下である
ことを特徴とする液晶装置の駆動方法。