JP2001013529A - Liquid crystal element - Google Patents

Liquid crystal element

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JP2001013529A
JP2001013529A JP18074299A JP18074299A JP2001013529A JP 2001013529 A JP2001013529 A JP 2001013529A JP 18074299 A JP18074299 A JP 18074299A JP 18074299 A JP18074299 A JP 18074299A JP 2001013529 A JP2001013529 A JP 2001013529A
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liquid crystal
voltage
electrode
ions
substrates
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JP18074299A
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Japanese (ja)
Inventor
Koji Noguchi
幸治 野口
Yukio Haniyu
由紀夫 羽生
Takao Takiguchi
隆雄 滝口
Koichi Sato
公一 佐藤
Shinichi Nakamura
真一 中村
Koji Shimizu
康志 清水
Mineto Yagyu
峰人 柳生
Tsuneki Nukanobu
恒樹 糠信
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce influence of preceding display states and to ensure excellent display quality even when a gray scale is displayed. SOLUTION: A pair of substrates 1a, 1b is arranged in a state with a specified gap in between. A bistable ferroelectric liquid crystal 2 is placed between the substrates 1a and 1b. Also a pair of electrodes 3a, 3b is arranged so as to sandwich the bistable ferroelectric liquid crystal 2 in between. Furthermore, ion quantity in the element is kept <=10 nC/cm2. In the case the liquid crystal panel P is driven by applying voltage to the pair of electrodes 3a, 3b, influence of preceding display states is reduced and excellent display quality is ensured.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶を用いた液晶
素子に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal device using a liquid crystal.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、種々の情報を表示するディス
プレイとしてCRTが知られているが、このCRTは、
動画出力を行うTVやVTRに、あるいはパソコンのモ
ニター等に広く用いられている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a CRT has been known as a display for displaying various information.
It is widely used in TVs and VTRs that output moving images, or in monitors of personal computers.

【0003】しかしながら、このCRTは、種々の問
題、すなわち、 * その特性上静止画像に対しては、フリッカや解像度
不足による走査縞などが視認性を低下させたり、焼きつ
きによる蛍光灯の劣化が起ったりするという問題や、 * CRTの発生する電磁波が人体に悪影響を与え、V
DT作業者の健康を害する恐れがあるという問題や、 * その構造上、画面後方にスペースを必要とするた
め、オフィスや家庭の省スペース化を阻害しているとい
う問題、があり、このようなCRTの問題を解決するも
のとして種々のタイプの液晶素子が開発されている。 * 例えば、ツイステッド・ネマチック(twiste
d nematic;TN)液晶を用いたものが知られ
ており、それは、エム・シャット(M.Schadt)
とダブリュー・ヘルフリッヒ(W.Helfrich)
著の“アプライド・フィジックス・レターズ(Appl
ied PhysicsLetters)、第18巻、
第4号(1971年2月15日発行)、第127頁〜1
28頁”において示されている。
[0003] However, this CRT has various problems, that is, * due to its characteristics, a still image suffers from deterioration of visibility due to flicker and scanning stripes due to insufficient resolution, and deterioration of a fluorescent lamp due to burn-in. Or the electromagnetic waves generated by the CRT have a bad effect on the human body,
There is a problem that the health of DT workers may be harmed, and a problem that the structure requires a space behind the screen, which hinders space saving in offices and homes. Various types of liquid crystal devices have been developed to solve the problem of the CRT. * For example, twisted nematic (twiste
d nematic (TN) liquid crystal is known, which is disclosed by M. Schadt.
And W. Helfrich
"Applied Physics Letters (Appl
ied PhysicsLetters), Volume 18,
No. 4 (issued February 15, 1971), pages 127-1
Page 28 ".

【0004】近年、このような液晶を用いた液晶素子と
して、アクティブマトリクス型のものの開発が行われて
おり、急速な生産技術の進歩によって10〜12インチ
クラスのディスプレイが歩留り良く製造されている。か
かる液晶素子は、一つ一つの画素にトランジスタ(TF
T)を備えており、クロストーク等の問題が解決される
反面、液晶の応答速度が遅くて動画の画質が劣り、視野
角が狭いという問題がある。 * これに対して、強誘電性液晶分子(強誘電性を示す
液晶分子)の屈折率異方性を利用して偏光素子との組み
合わせにより透過光線を制御する型の表示素子が、クラ
ーク(Clark)およびラガーウオル(Lagerw
all)により提案されている(特開昭56−1072
16号公報、米国特許第4367924号明細書等)。
この強誘電性液晶は、一般に特定の温度域において、カ
イラルスメクチックC相(SmC*)またはH相(Sm
H*)を有し、この状態において、加えられる電界に応
答して第1の光学的安定状態と第2の光学的安定状態の
いずれかを取り、かつ電界の印加のないときはその状態
を維持する性質(すなわち、双安定性メモリー性)を有
し、その上、自発分極により反転スイッチングを行うた
め、非常に速い応答速度を示す。更に視覚特性も優れて
いることから、特に、高速、高精細、大画面の表示素子
あるいはライトバルブとして適していると考えられる。 * また、最近では、チャンダニ、竹添らによって、反
強誘電性を示す液晶(以下、“反強誘電性液晶”とす
る)を利用した液晶素子も提案されている(Japan
ese Journal of Applied Ph
ysics 第27巻、1988年L729頁)。この
反強誘電性液晶は、強誘電性液晶と同様に、液晶分子の
屈折率異方性と自発分極を利用して表示素子を構成する
ものである。また、この反強誘電性液晶は、一般に特定
の温度域において、カイラルスメクチックCA相(Sm
CA*)を有し、この状態において無電界時には平均的
な光学安定状態はスメクチック層法線方向になるが、電
界印加によって平均的な光学安定状態が層法線方向から
傾き、結局3つの安定状態を有するものである。そし
て、この反強誘電性液晶を利用した液晶素子は、上述の
ように自発分極を利用してスイッチングを行うものであ
ることから、非常に速い応答速度を示し、高速の表示素
子、あるいはライトバルブとして期待されている。 * そして、この反強誘電液晶材料については、ヒステ
リシスが小さく、階調表示に有利な特性を有するV字型
応答特性のものが最近発見された(たとえば、ジャパニ
ーズ ジャーナル オブ アプライド フィジックス
(Japanese Journal of Appl
ied Physics)第36巻、1997年、35
86頁)。そして、このタイプの液晶をアクティブマト
リクス型の液晶素子に用い、高速のディスプレイを実現
しようという提案もされている(特開平9−50049
号公報)。
In recent years, as a liquid crystal element using such a liquid crystal, an active matrix type liquid crystal element has been developed, and a display of 10 to 12 inch class has been manufactured with a high yield due to rapid progress in production technology. Such a liquid crystal element includes a transistor (TF) in each pixel.
T), which solves the problem of crosstalk and the like, but has the problem that the response speed of the liquid crystal is slow, the image quality of moving images is inferior, and the viewing angle is narrow. * On the other hand, a display element of a type that controls transmitted light in combination with a polarizing element using the refractive index anisotropy of ferroelectric liquid crystal molecules (liquid crystal molecules exhibiting ferroelectricity) is known as Clark. ) And Lagerw
all) (JP-A-56-1072).
No. 16, US Pat. No. 4,367,924).
This ferroelectric liquid crystal generally has a chiral smectic C phase (SmC *) or H phase (SmC *) in a specific temperature range.
H *), and in this state, takes one of the first optical stable state and the second optical stable state in response to the applied electric field, and changes the state when no electric field is applied. It has the property of maintaining (i.e., bistable memory property), and also exhibits a very fast response speed because it performs inversion switching by spontaneous polarization. Furthermore, since the visual characteristics are also excellent, it is considered that they are particularly suitable as high-speed, high-definition, large-screen display elements or light valves. * Recently, Chandan, Takezoe et al. Have proposed a liquid crystal element using a liquid crystal exhibiting antiferroelectricity (hereinafter referred to as “antiferroelectric liquid crystal”) (Japan).
ese Journal of Applied Ph
ysics 27, 1988, L729). This antiferroelectric liquid crystal forms a display element by utilizing the refractive index anisotropy and spontaneous polarization of liquid crystal molecules, like the ferroelectric liquid crystal. In addition, this antiferroelectric liquid crystal generally has a chiral smectic CA phase (Sm
CA *), and in this state, when no electric field is applied, the average optical stable state is in the normal direction of the smectic layer, but the average optical stable state is tilted away from the normal direction of the layer by the application of an electric field. It has a state. Since the liquid crystal element using the antiferroelectric liquid crystal performs switching using spontaneous polarization as described above, it exhibits a very fast response speed and a high-speed display element or light valve. It is expected as. * With regard to this antiferroelectric liquid crystal material, a material having a small hysteresis and a V-shaped response characteristic having characteristics advantageous for gradation display was recently discovered (for example, Japanese Journal of Applied Physics).
ied Physics) Vol. 36, 1997, 35
86). Also, it has been proposed to use this type of liquid crystal for an active matrix type liquid crystal element to realize a high-speed display (Japanese Patent Laid-Open No. 9-50049).
No.).

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
な液晶パネルを用いて階調表示を行う場合、書き込み電
圧と透過率との関係が前フレームの表示状態に応じて異
なってしまい(すなわち、所定の階調表示を行おうとし
て一定の書き込み電圧を印加しても前フレームの表示状
態の影響を受けて階調が異なってしまい)、表示品位が
悪くなってしまうという問題があった。
When gradation display is performed using the above-described liquid crystal panel, the relationship between the writing voltage and the transmittance differs depending on the display state of the previous frame (that is, the relationship between the write voltage and the transmittance). Even if a constant write voltage is applied to perform a predetermined gradation display, the gradation will be affected by the display state of the previous frame), and the display quality will be degraded.

【0006】本発明者は、このような現象(表示品位が
悪くなるという現象)にイオン性の不純物が大きく関与
していることを突き止めた。
The present inventor has found that ionic impurities greatly contribute to such a phenomenon (phenomenon of deteriorating display quality).

【0007】液晶中にはイオン性の不純物が混じってお
り、液晶への電圧の印加に伴ってイオンも移動する。6
0Hz程度の駆動周波数では1フレーム期間が約16.
7msec程度の短時間であるため、イオンの移動は
(自発分極の反転に対してかなり遅く)1フレーム期間
では終了しない。したがって、動画を表示する場合など
で次のフレーム期間で印加電圧の極性が切り換えられた
場合には特にイオンの影響は生じない。
[0007] The liquid crystal contains ionic impurities, and the ions move with the application of a voltage to the liquid crystal. 6
At a driving frequency of about 0 Hz, one frame period is about 16.
Since it is a short time of about 7 msec, the movement of ions does not end in one frame period (very slow with respect to the reversal of spontaneous polarization). Therefore, when the polarity of the applied voltage is switched in the next frame period, such as when displaying a moving image, there is no particular effect of ions.

【0008】しかし、画素によっては、同じ情報を数秒
以上に亘って表示する画素もあり、かかる画素において
は、イオンの移動が完了してしまいイオン的な偏在が起
こってしまうこととなる。したがって、このような画素
において液晶をスイッチングするには、自発分極に加え
てイオン的な分極分を反転させる電界が必要となる。
[0008] However, some pixels display the same information for several seconds or more. In such a pixel, the movement of ions is completed and ionic uneven distribution occurs. Therefore, in order to switch the liquid crystal in such a pixel, an electric field for inverting ionic polarization in addition to spontaneous polarization is required.

【0009】ところで、実際の液晶パネルでは、このよ
うなイオンを考慮せずに自発分極だけを考慮した電圧を
印加して駆動する。このため、上述のようにイオンの移
動が完了してしまった画素では、表示したい情報(階
調)と異なった情報(階調)が表示されることとなる。
By the way, an actual liquid crystal panel is driven by applying a voltage that takes into account only spontaneous polarization without taking into account such ions. For this reason, information (gradation) different from the information (gradation) to be displayed is displayed in the pixel in which the movement of the ions has been completed as described above.

【0010】なお、このようなイオンの偏在は時間とと
もに変化すると考えられ、場所斑等を考えても駆動法に
よってこれを低減するのは非常に困難である。
[0010] Such uneven distribution of ions is considered to change with time, and it is very difficult to reduce such unevenness by a driving method even if spots are considered.

【0011】そこで、本発明は、表示品位の良好な液晶
素子を提供することを目的とするものである。
Therefore, an object of the present invention is to provide a liquid crystal device having good display quality.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明は上記事情を考慮
してなされたものであり、所定間隙を開けた状態に配置
された一対の基板と、これら一対の基板の間に配置され
た双安定性強誘電性液晶と、複数の画素を構成すると共
に該双安定性強誘電性液晶を挟み込むように配置された
第1電極及び第2電極と、を備え、かつ、これらの電極
に電圧を印加することに基づき前記双安定性強誘電性液
晶が駆動される液晶素子において、素子内のイオン量が
10nC/cm2 以下である、ことを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and has a pair of substrates arranged with a predetermined gap therebetween, and a pair of substrates arranged between the pair of substrates. A stable ferroelectric liquid crystal, and a first electrode and a second electrode which constitute a plurality of pixels and are arranged so as to sandwich the bistable ferroelectric liquid crystal, and apply a voltage to these electrodes. In a liquid crystal device in which the bistable ferroelectric liquid crystal is driven based on the application, the amount of ions in the device is 10 nC / cm 2 or less.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、図1乃至図7を参照して、
本発明の実施の形態について説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Referring to FIGS.
An embodiment of the present invention will be described.

【0014】本実施の形態にて駆動される液晶素子P
は、図1及び図2に示すように、所定間隙を開けた状態
に配置された一対の基板1a,1bと、これら一対の基
板1a,1bの間に配置された双安定性強誘電性液晶2
と、複数の画素を構成すると共に該双安定性強誘電性液
晶2を挟み込むように配置された第1電極3a及び第2
電極3bと、を備えており、これらの電極3a,3bに
電圧を印加することに基づき前記双安定性強誘電性液晶
2を駆動するようになっている。
Liquid crystal element P driven in the present embodiment
As shown in FIGS. 1 and 2, a pair of substrates 1a and 1b arranged with a predetermined gap therebetween, and a bistable ferroelectric liquid crystal arranged between the pair of substrates 1a and 1b. 2
And a first electrode 3a and a second electrode 3a which constitute a plurality of pixels and are arranged so as to sandwich the bistable ferroelectric liquid crystal 2.
And an electrode 3b for driving the bistable ferroelectric liquid crystal 2 based on application of a voltage to these electrodes 3a and 3b.

【0015】そして、素子内のイオン量は10nC/c
2 以下であって小さい程好ましく、具体的には、5n
C/cm2 以下、さらには2nC/cm2 以下、またさ
らには1nC/cm2 以下が好ましい。
The amount of ions in the device is 10 nC / c.
m 2 or less, and is preferably as small as possible.
C / cm 2 or less, more 2nC / cm 2 or less, or even 1 nC / cm 2 or less.

【0016】なお、素子内のイオン量を上述のようにす
るには、 * イオンを吸着する微粒子(例えば、アルミナ微粒子
等)を前記双安定性強誘電性液晶2に含有する方法や、 * 前記双安定性強誘電性液晶2の配向状態を制御する
配向制御膜6a,6bを、前記双安定性強誘電性液晶2
に接する位置に配置し、配向制御膜6a,6bに水分子
を吸着させておく方法、がある。
In order to control the amount of ions in the device as described above, * a method of including fine particles for adsorbing ions (for example, fine alumina particles) in the bistable ferroelectric liquid crystal 2; The alignment control films 6a and 6b for controlling the alignment state of the bistable ferroelectric liquid crystal 2
Is disposed at a position in contact with the substrate, and water molecules are adsorbed on the orientation control films 6a and 6b.

【0017】また、前記双安定性強誘電性液晶2には、
各画素において閾値が一定ではなく分布を有するものを
用いれば良い。かかる双安定性強誘電性液晶2を用いる
ことによって、印加した書き込み電圧に応じてスイッチ
ングされる面積が変化し、透過率と書き込み電圧との関
係が例えば図3に示すように滑らかな曲線となってドメ
イン階調による階調表示が可能となる。
The bistable ferroelectric liquid crystal 2 includes:
What is necessary is just to use what has a distribution rather than a fixed threshold value in each pixel. By using such a bistable ferroelectric liquid crystal 2, the switching area changes according to the applied writing voltage, and the relationship between the transmittance and the writing voltage becomes a smooth curve as shown in FIG. 3, for example. As a result, gray scale display by domain gray scale becomes possible.

【0018】さらに、配向制御膜6a,6bには、無機
物(一酸化珪素、二酸化珪素、酸化アルミニウム、ジル
コニア、フッ化マグネシウム、酸化セシウム、シリコン
窒化物、シリコン炭化物、ホウ素窒化物等)や、有機物
(ポリビニールアルコール、ポリイミド、ポリアミド、
ポリエステル、ポリイミドアミド、ポリエステルイミ
ド、ポリパラキシレン、ポリカーボネート、ポリビニル
アセタール、ポリビニルクロライド、ポリスチレン、ポ
リシロキ酸、セルロース樹脂、メラニン樹脂、ウレア樹
脂、アクリル樹脂)を用いれば良い。このうち、ポリイ
ミドが、より良好な一軸配向性を得るためには好まし
い。かかる場合、溶剤に対して可溶性であるポリアミッ
ク酸を塗布し、焼成して形成すれば良く、パターニング
を行うには、レジスト塗布、エッチング及び洗浄を行え
ば良い。また、この配向制御膜6a,6bの表面には、
ビロードや布や紙等の繊維状のものでラビング処理を施
すと良い。
Further, the alignment control films 6a and 6b may be made of an inorganic material (such as silicon monoxide, silicon dioxide, aluminum oxide, zirconia, magnesium fluoride, cesium oxide, silicon nitride, silicon carbide, boron nitride, etc.) or an organic material. (Polyvinyl alcohol, polyimide, polyamide,
Polyester, polyimide amide, polyester imide, polyparaxylene, polycarbonate, polyvinyl acetal, polyvinyl chloride, polystyrene, polysiloxane, cellulose resin, melanin resin, urea resin, and acrylic resin may be used. Among them, polyimide is preferable in order to obtain better uniaxial orientation. In such a case, a polyamic acid that is soluble in a solvent may be applied and baked to form the resist. In order to perform patterning, resist application, etching and cleaning may be performed. The surfaces of the alignment control films 6a and 6b have
A rubbing treatment is preferably performed with a fibrous material such as velvet, cloth, or paper.

【0019】一方、液晶素子Pは、透過型としても良
く、反射型としても良い。なお、透過型の場合には、両
基板1a,1bを透明にすると共に照明のためのバック
ライト装置を配置すると良く、反射型の場合には、基板
1a,1bの一方に光を反射させる機能を付与すると良
い。ここで、光を反射させる機能を付与する方法として
は、 * 反射板を、基板とは別体に設ける方法や、 * 基板自体を反射部材で形成する方法や、 * 基板に反射膜を形成する方法、 等を挙げることができる。なお、この液晶素子Pは、直
視型に応用しても良く、透写型に応用しても良い。
On the other hand, the liquid crystal element P may be of a transmission type or a reflection type. In the case of a transmissive type, it is preferable to make both substrates 1a and 1b transparent and to arrange a backlight device for illumination. In the case of a reflective type, a function of reflecting light to one of the substrates 1a and 1b is provided. Should be given. Here, as a method of imparting the function of reflecting light, a method of providing a reflection plate separately from the substrate, a method of forming the substrate itself with a reflection member, and a method of forming a reflection film on the substrate Method, and the like. The liquid crystal element P may be applied to a direct-view type or a transmissive type.

【0020】また一方、各電極3a,3bの表面には、
これらの電極間のショートを防止するための絶縁膜(図
2には一方の絶縁膜5bのみ図示)を形成すると良く、
かかる絶縁膜5bは、SiO2 、TiO2 、Ta25
等にて形成すれば良い。
On the other hand, on the surface of each of the electrodes 3a and 3b,
An insulating film (only one insulating film 5b is shown in FIG. 2) for preventing a short circuit between these electrodes may be formed.
The insulating film 5b is made of SiO 2 , TiO 2 , Ta 2 O 5
And the like.

【0021】また、基板1a,1bの間隙にスペーサー
(不図示)を配置して、かかるスペーサーによってその
間隙寸法を規定するようにしてもよい。このスペーサー
にはシリカビーズ等を用いれば良い。なお、間隙寸法
は、液晶材料に応じて調整すれば良いが、均一な一軸配
向性を達成したり、電圧が印加されていない状態での液
晶分子の平均分子軸を配向処理軸の平均方向の軸と実質
的に一致させるために、0.3〜10μmの範囲に設定
することが好ましい。また、カイラルスメクチック液晶
を用いる場合、強誘電相の安定性を実現させるためには
5μm以下が好ましい。
A spacer (not shown) may be arranged in the gap between the substrates 1a and 1b, and the dimension of the gap may be defined by the spacer. For this spacer, silica beads or the like may be used. The gap size may be adjusted according to the liquid crystal material.However, a uniform uniaxial orientation can be achieved, or the average molecular axis of the liquid crystal molecules in the state where no voltage is applied is set in the average direction of the alignment processing axis. In order to make the axis substantially coincide with the axis, it is preferable to set the range of 0.3 to 10 μm. When a chiral smectic liquid crystal is used, the thickness is preferably 5 μm or less in order to realize the stability of the ferroelectric phase.

【0022】さらに、基板1a,1bの間隙にエポキシ
樹脂等からなる接着粒子(不図示)を分散配置して、両
基板1a,1bの接着性や、液晶素子Pの耐衝撃性を向
上させると良い。
Furthermore, adhesive particles (not shown) made of epoxy resin or the like are dispersed and arranged in the gap between the substrates 1a and 1b to improve the adhesiveness between the substrates 1a and 1b and the impact resistance of the liquid crystal element P. good.

【0023】またさらに、例えば基板1a,1bの少な
くとも一方にカラーフィルター(不図示)を配置してカ
ラー表示できるようにしてもよい。
Further, for example, a color filter (not shown) may be arranged on at least one of the substrates 1a and 1b so that color display can be performed.

【0024】また、基板1a,1bにはガラスやプラス
チック等を用いれば良い。
The substrates 1a and 1b may be made of glass, plastic, or the like.

【0025】さらに、電極3a,3bには、In23
やITO(インジウム・ティン・オキサイド)等の材料
を用いれば良く、これらの電極3a,3bはそれぞれの
基板1a,1bに形成すると良い。
Further, In 2 O 3 is applied to the electrodes 3a and 3b.
Or a material such as ITO (Indium Tin Oxide), and these electrodes 3a and 3b are preferably formed on the respective substrates 1a and 1b.

【0026】またさらに、液晶2としては、自発分極を
スイッチングトルクとする液晶が好ましく用いられ、双
安定を有する強誘電性液晶であるカイラルスメクチック
液晶が好ましく用いられる。
Further, as the liquid crystal 2, a liquid crystal having a switching torque of spontaneous polarization is preferably used, and a chiral smectic liquid crystal which is a ferroelectric liquid crystal having bistability is preferably used.

【0027】一方、液晶素子Pは、単純マトリクス方式
でもアクティブマトリクス方式(図2参照)でも良い。
なお、アクティブマトリクス方式にする場合には、各画
素においてアクティブ素子4を前記第2電極3bに接続
し、該アクティブ素子4のオン・オフによって前記双安
定性強誘電性液晶2が駆動されるようにすれば良い。か
かる場合、アクティブ素子4としては、TFT等の薄膜
トランジスタを用いることができ、具体的には、アモル
ファスシリコンベースのものや、ポリシリコンタイプの
ものや、マイクロクリスタルベースのものや、単結晶シ
リコン等の半導体を用いれば良い。また、アクティブ素
子4が接続される方の第2電極3bをドット状に配置
し、他方の第1電極3aは、他方の基板1aの全体ある
いは所定パターンで形成すると良い。
On the other hand, the liquid crystal element P may be of a simple matrix type or an active matrix type (see FIG. 2).
In the case of using the active matrix system, an active element 4 is connected to the second electrode 3b in each pixel, and the bistable ferroelectric liquid crystal 2 is driven by turning on / off the active element 4. You can do it. In such a case, a thin film transistor such as a TFT can be used as the active element 4. Specifically, an amorphous silicon-based one, a polysilicon type one, a microcrystal-based one, a single crystal silicon or the like can be used. A semiconductor may be used. Further, the second electrode 3b to which the active element 4 is connected is preferably arranged in a dot shape, and the other first electrode 3a is preferably formed on the entire other substrate 1a or in a predetermined pattern.

【0028】次に、アクティブマトリクス型液晶素子P
の構成の一例を、図2及び図4を参照して説明する。
Next, the active matrix type liquid crystal element P
An example of the configuration will be described with reference to FIGS.

【0029】図2に示す液晶素子Pは、所定間隙を開け
た状態に配置した一対のガラス基板1a,1b、を備え
ており、一方のガラス基板1aの全面には、均一な厚み
の共通電極(第1電極)3aが形成され、共通電極3a
の表面には配向制御膜6aが形成されている。
The liquid crystal element P shown in FIG. 2 includes a pair of glass substrates 1a and 1b arranged with a predetermined gap therebetween, and a common electrode having a uniform thickness is provided on the entire surface of one glass substrate 1a. (First electrode) 3a is formed, and the common electrode 3a
Is formed with an orientation control film 6a.

【0030】また、他方のガラス基板1bの側には、図
4に示すように、ゲート線G1 ,G2 ,…が図示x方向
に多数配置され、ゲート線G1 ,G2 ,…とは絶縁され
た状態のソース線S1 ,S2 ,…が図示y方向に多数配
置されている。そして、これらのゲート線G1 ,G2
…及びソース線S1 ,S2 ,…の各交点の画素には、ア
クティブ素子としての薄膜トランジスタ(アモルファス
SiTFT)4や、ITO膜等の透明導電膜からなる画
素電極(第2電極)3b及び保持容量電極7等が配置さ
れている。
On the other glass substrate 1b side, as shown in FIG. 4, a number of gate lines G 1 , G 2 ,... Are arranged in the x direction in the figure, and the gate lines G 1 , G 2 ,. , A large number of insulated source lines S 1 , S 2 ,... Are arranged in the y direction in the figure. Then, these gate lines G 1 , G 2 ,
And the pixel at each intersection of the source lines S 1 , S 2 ,..., A thin film transistor (amorphous SiTFT) 4 as an active element, a pixel electrode (second electrode) 3 b made of a transparent conductive film such as an ITO film, The capacitance electrode 7 and the like are arranged.

【0031】このうち、アモルファスSiTFT4は、
図2に示すように、ゲート電極10と、窒化シリコン
(SiNx)からなる絶縁膜5bと、半導体層であるa
−Si層11やn+a−Si層12,13と、ソース電
極14と、ドレイン電極15と、チャネルを保護するチ
ャネル保護膜16と、によって構成されている。すなわ
ち、ガラス基板1bには各画素毎にゲート電極10が形
成され、該ゲート電極10の表面は絶縁膜5bにて覆わ
れ、絶縁膜5bの表面であってゲート電極10を形成し
た位置にはa−Si層11が形成されている。また、こ
のa−Si層11の表面には、互いに離間するようにn
+a−Si層12,13が形成されており、各n+a−
Si層12,13にはソース電極14やドレイン電極1
5が互いに離間した状態に形成されている。さらに、こ
れらのa−Si層11や電極14,15を覆うようにチ
ャネル保護膜16が形成されている。
Of these, the amorphous Si TFT 4 is
As shown in FIG. 2, a gate electrode 10, an insulating film 5b made of silicon nitride (SiNx), and a semiconductor layer a
It is composed of a -Si layer 11, n + a-Si layers 12, 13, a source electrode 14, a drain electrode 15, and a channel protection film 16 for protecting a channel. That is, the gate electrode 10 is formed for each pixel on the glass substrate 1b, the surface of the gate electrode 10 is covered with the insulating film 5b, and the surface of the insulating film 5b is located at the position where the gate electrode 10 is formed. An a-Si layer 11 is formed. The surface of the a-Si layer 11 has n
+ A-Si layers 12 and 13 are formed, and each n + a-
The source and drain electrodes 14 and 1 are formed on the Si layers 12 and 13.
5 are formed apart from each other. Further, a channel protective film 16 is formed so as to cover the a-Si layer 11 and the electrodes 14 and 15.

【0032】そして、TFT4のゲート電極10は上述
したゲート線G1 ,G2 ,…を介して走査信号ドライバ
20に接続され、TFT4のソース電極14はソース線
1,S2 ,…を介して情報信号ドライバ21に接続さ
れ、各画素においてTFT4のドレイン電極15は画素
電極3bに接続されている。
The gate electrode 10 of the TFT 4 is connected to the scanning signal driver 20 via the gate lines G 1 , G 2 ,..., And the source electrode 14 of the TFT 4 is connected via the source lines S 1 , S 2 ,. In each pixel, the drain electrode 15 of the TFT 4 is connected to the pixel electrode 3b.

【0033】ところで、上述した保持容量電極7はガラ
ス基板1bの表面に形成されており、上述した絶縁膜5
bは、この保持容量電極7及びガラス基板1bを覆う位
置まで形成され、上述したソース電極14や画素電極3
bはこの絶縁膜5bの表面に形成されている。これによ
り、保持容量電極7と画素電極3bとは、絶縁膜5bを
挟んだ状態に配置されることとなり、これらによって保
持容量Csが構成されることとなる(図5参照)。な
お、この保持容量電極7は、面積を大きくした場合にお
ける開口率低下を防止するため、透明なITOによって
形成すると良い。
Incidentally, the above-mentioned storage capacitor electrode 7 is formed on the surface of the glass substrate 1b, and the above-mentioned insulating film 5 is formed.
b is formed to a position that covers the storage capacitor electrode 7 and the glass substrate 1b, and the source electrode 14 and the pixel electrode 3 described above are formed.
b is formed on the surface of the insulating film 5b. As a result, the storage capacitor electrode 7 and the pixel electrode 3b are arranged with the insulating film 5b interposed therebetween, and the storage capacitor Cs is configured by these (see FIG. 5). Note that this storage capacitor electrode 7 is preferably formed of transparent ITO in order to prevent a decrease in aperture ratio when the area is increased.

【0034】また、図2に示すように、上述したTFT
4や画素電極3bの表面には配向制御膜6bが形成され
ており、その表面には一軸配向処理(ラビング処理)が
施されている。
Further, as shown in FIG.
An alignment control film 6b is formed on the surface of the pixel electrode 3 or the pixel electrode 3b, and a uniaxial alignment process (rubbing process) is performed on the surface.

【0035】さらに、これらのガラス基板1a,1bの
間隙であって、画素電極3bと共通電極3aとの間には
双安定性強誘電性液晶2が配置されていて、液晶容量C
lcが構成されることとなる(図5参照)。
Further, a bistable ferroelectric liquid crystal 2 is disposed between the pixel electrode 3b and the common electrode 3a in a gap between the glass substrates 1a and 1b, and a liquid crystal capacitor C
lc is configured (see FIG. 5).

【0036】また、このような液晶素子Pの両側には、
互いに偏光軸が直交した関係にある一対の偏光板(不図
示)が配置されている。
On both sides of such a liquid crystal element P,
A pair of polarizing plates (not shown) whose polarization axes are orthogonal to each other are arranged.

【0037】なお、図2に示す液晶素子Pではアクティ
ブ素子4としてアモルファスシリコン(a−Si)TF
Tを用いているが、もちろんこれに限る必要はなく、ポ
リシリコン(p−Si)等の他のタイプのTFTを用い
ても良く、MIM(Metal−Insulator−
Metal)等の二端子型のものを用いても良く、シリ
コンウエハースに形成したMOS−FETを液晶の駆動
基板(バックプレーン)として用いるタイプ(DRA
M使用/通常反射型、SOI(Silicon On
Insulator)方式/通常透過型)としても良
い。
In the liquid crystal element P shown in FIG. 2, an amorphous silicon (a-Si) TF
Although T is used, of course, the present invention is not limited to this, and other types of TFTs such as polysilicon (p-Si) may be used, and MIM (Metal-Insulator-
Metal-type (DRA) may be used, and a type (DRA) using a MOS-FET formed on a silicon wafer as a liquid crystal driving substrate (backplane) may be used.
M use / Normal reflection type, SOI (Silicon On)
(Insulator) system / normal transmission type).

【0038】次に、本実施の形態に係る液晶素子Pの駆
動方法について説明する。
Next, a method for driving the liquid crystal element P according to the present embodiment will be described.

【0039】液晶素子Pを駆動するに際しては、前記一
対の電極3a,3bの間に電圧を印加して、前記双安定
性強誘電性液晶2を駆動すれば良い。なお、表示階調に
応じた大きさの書き込み電圧を印加して、階調表示を行
えば良い。
In driving the liquid crystal element P, a voltage is applied between the pair of electrodes 3a and 3b to drive the bistable ferroelectric liquid crystal 2. Note that gradation display may be performed by applying a write voltage having a magnitude corresponding to the display gradation.

【0040】この場合、双安定性強誘電性液晶2のスイ
ッチングはスイング過程によって行っても良く、ラッチ
過程によって行っても良い。ここで、スイング過程とす
るかラッチ過程とするかは、一対の基板1a,1bの基
板間隙や、液晶2の材質(特に自発分極Ps)や、書き
込み電圧の印加時間等によって制御すれば良い。なお、
ラッチ過程によって液晶2のスイッチングを行った場合
には、双安定性強誘電性液晶2のメモリー性を利用して
画像表示を行うことができる。
In this case, the switching of the bistable ferroelectric liquid crystal 2 may be performed by a swing process or a latch process. Here, whether to perform the swing process or the latch process may be controlled by the substrate gap between the pair of substrates 1a and 1b, the material of the liquid crystal 2 (particularly, spontaneous polarization Ps), the application time of the write voltage, and the like. In addition,
When the switching of the liquid crystal 2 is performed by the latch process, an image can be displayed by utilizing the memory property of the bistable ferroelectric liquid crystal 2.

【0041】また、液晶素子Pの一部において、スイン
グ過程による液晶2のスイッチングを行うことにより動
画像を表示し、かつ、前記液晶素子Pの他の部分におい
て、ラッチ過程による液晶2のスイッチングを行うこと
により静止画像を表示する、ようにしてもよい。かかる
場合には、双安定性強誘電性液晶2のメモリー性を利用
して静止画像の表示を行うことができる。
Further, a moving image is displayed by switching the liquid crystal 2 by a swing process in a part of the liquid crystal element P, and switching of the liquid crystal 2 by a latch process is performed in another part of the liquid crystal element P. By doing so, a still image may be displayed. In such a case, a still image can be displayed using the memory property of the bistable ferroelectric liquid crystal 2.

【0042】さらに、書き込み電圧を印加する前に前記
一対の電極3a,3bにリセット電圧を印加し、前記双
安定性強誘電性液晶2をリセットするようにしてもよ
い。
Further, a reset voltage may be applied to the pair of electrodes 3a and 3b before the writing voltage is applied to reset the bistable ferroelectric liquid crystal 2.

【0043】以下、アクティブマトリクス型液晶素子P
の駆動方法の一例について、図6を参照して具体的に説
明する。ここで、図6は、本発明に係る液晶素子の駆動
方法の一例を示すタイミングチャート図であり、(a)
は、TFT(アクティブ素子)4のゲート電極10に印
加されるゲート電圧Vg のタイミングを示す図、(b)
は、ソース電極14に印加される電圧とそのタイミング
を示す図、(c) は共通電極(第1電極)3aの電位を示
す図、(d) は液晶2に印加される電圧を示す図、(e) は
液晶2の光学応答を示す図である。
Hereinafter, the active matrix type liquid crystal element P
An example of the driving method will be specifically described with reference to FIG. Here, FIG. 6 is a timing chart showing an example of a method for driving a liquid crystal element according to the present invention, and FIG.
Is, TFT diagram showing a timing of the gate voltage V g applied to the gate electrode 10 of the (active element) 4, (b)
Is a diagram showing the voltage applied to the source electrode 14 and its timing, (c) is a diagram showing the potential of the common electrode (first electrode) 3a, (d) is a diagram showing the voltage applied to the liquid crystal 2, (e) is a diagram showing the optical response of the liquid crystal 2.

【0044】図に示す駆動方法では、 * 前記液晶2にリセット電圧VR を印加して液晶2の
リセットを行い、 * その後、前記液晶2に書き込み電圧VD を印加して
画像の書き込みを行っている。
In the driving method shown in the figure, * a reset voltage V R is applied to the liquid crystal 2 to reset the liquid crystal 2, and * a write voltage V D is applied to the liquid crystal 2 to write an image. ing.

【0045】なお、書き込み電圧VD とリセット電圧V
R とが逆極性で、かつ直流成分がほとんど生じないよう
にすると良い。
Note that the write voltage V D and the reset voltage V
It is preferable that R and R have opposite polarities and that a DC component hardly occurs.

【0046】また、上述したリセット電圧VR の印加や
書き込み電圧VD の印加は、ゲート線G1 ,G2 ,…に
ゲート電圧Vg を印加してTFT4をオンすることによ
ってソース線S1 ,S2 ,…と画素電極3bとを同電位
にして行えば良いが、その方法としては、 ソース線S1 ,S2 ,…を所定電位(すなわち、リ
セット電圧や書き込み電圧に等しい電位)にすると共に
共通電極3aの電位を基準電位とした状態でTFT4を
オンする方法(図6の画像書き込みはこの方法によって
行っている)や、 前記ソース線S1 ,S2 ,…を基準電位にすると共
に前記共通電極3aを所定電位(すなわち、リセット電
圧や書き込み電圧に等しい電位)にした状態でTFT4
をオンする方法(図6のリセットはこの方法によって行
っている)や、 前記ソース線S1 ,S2 ,…及び前記共通電極3a
の電位をそれぞれ所定の電位にした状態でTFT4をオ
ンする方法、がある。
[0046] Also, application of the applied and the write voltage V D of the reset voltage V R described above, the gate lines G 1, G 2, the source lines S 1 by turning on the TFT4 by applying a gate voltage V g ... to , S 2 ,... And the pixel electrode 3b may be set at the same potential. The method is to set the source lines S 1 , S 2 ,... To a predetermined potential (ie, a potential equal to the reset voltage or the writing voltage). And turning on the TFT 4 with the potential of the common electrode 3a as a reference potential (the image writing in FIG. 6 is performed by this method), or setting the source lines S 1 , S 2 ,. At the same time, with the common electrode 3a kept at a predetermined potential (that is, a potential equal to a reset voltage or a writing voltage), the TFT 4
(The reset in FIG. 6 is performed by this method), the source lines S 1 , S 2 ,... And the common electrode 3a.
There is a method in which the TFT 4 is turned on in a state where each of the potentials is set to a predetermined potential.

【0047】ここで、リセット電圧を印加するときのゲ
ート電圧Vg の電圧幅は、前記ソース線S1 ,S2 ,…
や前記共通電極3aに印加する電圧の幅よりも大きく
し、ゲート電圧Vg の印加を終了するまでに前記液晶2
に印加される電圧が0Vになるようにすると良い。
[0047] Here, the voltage width of the gate voltage V g at the time of applying the reset voltage, the source lines S 1, S 2, ...
And said common applied to the electrode 3a is made larger than the width of the voltage, the liquid crystal 2 before terminating the application of the gate voltage V g
Is preferably set to 0V.

【0048】また、書き込み電圧を印加するときのゲー
ト電圧Vg の電圧幅は、例えば10μsec程度に短く
すると良い。
[0048] Further, the voltage range of the gate voltage V g at the time of applying the write voltage, for example, may be shortened to about 10 .mu.sec.

【0049】本明細書においては、書き込み電圧VD
は、画像表示を行うために液晶2に印加される電圧(す
なわち、共通電極3aと画素電極3bとの間に印加され
る電圧)を意味し、リセット電圧VR とは、画像のリセ
ットを行うために液晶2に印加される電圧(すなわち、
共通電極3aと画素電極3bとの間に印加される電圧)
を意味する。
In this specification, the writing voltage V D means a voltage applied to the liquid crystal 2 for displaying an image (that is, a voltage applied between the common electrode 3a and the pixel electrode 3b). and, the reset voltage V R, the voltage applied to the liquid crystal 2 for resetting the image (i.e.,
Voltage applied between common electrode 3a and pixel electrode 3b)
Means

【0050】ところで、本発明者は、上述した素子内の
イオン量は、前状態履歴差と大きな相関関係をもち、フ
レーム期間毎に全面の画像を書き換えて動画表示を行う
場合、イオン量を上述の範囲にすることによって前履歴
差の影響を低減できることを発見した。
By the way, the present inventor has found that the amount of ions in the element described above has a large correlation with the difference in the previous state history. It has been found that the influence of the previous history difference can be reduced by setting the range to.

【0051】また、本発明者は、前状態履歴差は画像書
き込み回数と大きな相関関係をもち、同じ画像を何度も
書き込む程前状態履歴差が小さくなることを確かめた。
図7は、液晶素子の駆動方法の他の例(イオン量と画像
書き込み回数等との関係を調べるための駆動方法)を示
すタイミングチャート図であり、(a) 〜(d) は前状態と
して全白状態を作り出すための駆動方法を示す図、(e)
〜(h) は前状態として全黒状態を作り出すための駆動方
法を示す図である。また、(a) 及び(e) はTFT(アク
ティブ素子)4のゲート電極10に印加されるゲート電
圧Vg のタイミングを示す図、(b) 及び(f) は、ソース
電極14に印加される電圧とそのタイミングを示す図、
(c) 及び(g) は共通電極(第1電極)3aの電位を示す
図、(d)及び(h) は液晶2の光学応答を示す図である。 期間Δt1 で、ゲート線G1 ,G2 ,…にゲート電
圧Vg を印加すると共に共通電極3aにリセット電圧V
R を印加して液晶2のリセットを行い、 期間Δt2 で、ゲート電圧Vg を印加したままの状
態でソース線S1 ,S2 ,…に所定の電圧を印加して前
状態(全白状態)とし、その状態を1秒間保持し(符号
Δt3 参照)、 期間Δt4 では、上記と同様の電圧印加を行って
液晶2のリセットを行い、 期間Δt5 では、ゲート電圧Vg を印加したままの
状態でソース線S1 ,S2 ,…に所定の電圧VD を印加
して画像書き込みを行った。
The present inventor has confirmed that the previous state history difference has a large correlation with the number of times of image writing, and the previous state history difference becomes smaller as the same image is written more times.
FIG. 7 is a timing chart showing another example of the driving method of the liquid crystal element (the driving method for examining the relationship between the amount of ions and the number of times of image writing, etc.), wherein (a) to (d) show the previous state. Diagram showing a driving method for creating an all-white state, (e)
(H) is a diagram showing a driving method for creating an all black state as a previous state. Further, (a) and (e) the TFT diagram showing a timing of the gate voltage V g applied to the gate electrode 10 of the (active element) 4, (b) and (f) is applied to the source electrode 14 Diagram showing voltage and its timing,
(c) and (g) are diagrams showing the potential of the common electrode (first electrode) 3a, and (d) and (h) are diagrams showing the optical response of the liquid crystal 2. During the period Δt 1 , the gate voltage Vg is applied to the gate lines G 1 , G 2 ,.
Perform a reset liquid crystal 2 by applying R, a period Delta] t 2, the source lines S 1 in a state of applying a gate voltage V g, S 2, before a predetermined voltage is applied ... to the state (all white State), and the state is maintained for 1 second (refer to the symbol Δt 3 ). In the period Δt 4 , the same voltage is applied to reset the liquid crystal 2, and in the period Δt 5 , the gate voltage Vg is applied. source lines S 1, S 2 in the remains, the image writing was performed by applying a predetermined voltage V D ... to.

【0052】そして、 * 上記及びの電圧印加を1回だけ行った場合の前
状態履歴差と、 * 前状態履歴差が消滅するまで上記及びの電圧印
加を繰り返し行った場合の、その電圧印加回数(画像書
き込み回数)と、を調べた。なお、この実験は、アクテ
ィブマトリクス型の液晶素子だけでなく単純マトリクス
型の液晶素子についても行ったところ、その実験結果は
下表のようになり、(アクティブマトリクス型/単純マ
トリクス型を問わず)前状態履歴差が消滅する回数とイ
オン量とが大きな相関関係をもち、前状態履歴差が消滅
する回数は、イオン量が低減するに伴って低下すること
が分かった。そして、イオン量を2nC/cm2 以下と
小さくした場合には、電圧印加回数を減らすことがで
き、消費電力を低減できることが分かった。
And * the previous state history difference when the above voltage application is performed only once, and * the voltage application number when the above voltage application is repeatedly performed until the previous state history difference disappears. (Image writing frequency). This experiment was conducted not only for an active matrix type liquid crystal element but also for a simple matrix type liquid crystal element. The experimental results are as shown in the following table (regardless of active matrix type / simple matrix type). It has been found that the number of times the previous state history difference disappears and the ion amount have a large correlation, and the number of times the previous state history difference disappears decreases as the ion amount decreases. When the amount of ions was reduced to 2 nC / cm 2 or less, it was found that the number of times of voltage application can be reduced and power consumption can be reduced.

【0053】[0053]

【表1】(1) アクティブマトリクス型液晶素子の場合 (2) 単純マトリクス型液晶素子の場合 前記の前状態履歴の最も厳しい条件は、直交する一対の
偏向板を液晶素子Pに配置し、前状態を完全に白表示に
し、十分な時間放置した画素の情報電圧変化に対応する
光学応答の変化と前状態を完全に黒表示にし十分な時間
放置した画素の情報電圧変化に対応する光学応答の変化
の差であると考えられる。
[Table 1] (1) In case of active matrix type liquid crystal device (2) Simple matrix type liquid crystal element The strictest condition of the previous state history is that a pair of orthogonal deflecting plates are arranged on the liquid crystal element P, the previous state is completely displayed white, and the optical response corresponding to the information voltage change of the pixel left for a sufficient time is determined. This is considered to be the difference between the change in the optical response corresponding to the change in the information voltage of the pixel left completely for a sufficient amount of time after the change and the previous state are completely displayed black.

【0054】メモリー性を生かす観点から書き込み回数
による前履歴差を以下のように考えることができる。ま
ず、常に情報が書き換わる動画主体の表示媒体を考えて
みる。このような媒体は、若干異なったデータがかなり
早いスピードで常に書き換わっている。すなわち、前履
歴の差は、5回書き込みで履歴がなくなってしまう程度
では大きな問題でない。ところで、これに部分動画と部
分静止画といういわゆる部分書き換えモードを用いる場
合、静止画部分(走査されない部分)の前状態履歴は1
回書き込みでない状態が最も良く、完全な部分書き換え
ではないが2回程度でなくなる状態が必要とされてい
る。
From the viewpoint of utilizing the memory property, the previous history difference due to the number of times of writing can be considered as follows. First, consider a display medium mainly composed of a moving image in which information is constantly rewritten. In such a medium, slightly different data is constantly rewritten at a considerably high speed. That is, the difference between the previous histories is not a serious problem as long as the histories are lost after writing five times. By the way, when a so-called partial rewriting mode of a partial moving image and a partial still image is used for this, the previous state history of the still image portion (the portion not scanned) is 1
The state where writing is not performed once is the best, and the state where it is not complete partial rewriting but becomes less than about twice is required.

【0055】次に、本実施の形態の効果について説明す
る。
Next, effects of the present embodiment will be described.

【0056】本実施の形態によれば、素子内のイオン量
が10nC/cm2 以下であるため、前フレームの表示
状態による影響を低減でき、階調表示を行う場合であっ
ても階調表示斑を少なくして表示品位を良好にできる。
According to the present embodiment, since the amount of ions in the element is 10 nC / cm 2 or less, the influence of the display state of the previous frame can be reduced, and even when gray scale display is performed, gray scale display is performed. The display quality can be improved by reducing spots.

【0057】また、前状態履歴差の影響は、同じ画像を
何度も書き込む程小さくなるが、素子内のイオン量を2
nC/cm2 以下とした場合には、書き込み回数(電圧
印加回数)を低減して消費電力を低減できる。
The effect of the previous state history difference becomes smaller as the same image is written more than once, but the ion amount in the element is reduced by two.
In the case of nC / cm 2 or less, power consumption can be reduced by reducing the number of times of writing (the number of times of voltage application).

【0058】さらに、ドメイン階調のメモリー状態を使
うことにより、フリッカの発生や消費電力を低減でき
る。
Further, by using the memory state of the domain gradation, the occurrence of flicker and the power consumption can be reduced.

【0059】[0059]

【実施例】以下、実施例に沿って本発明を更に詳細に説
明する。
The present invention will be described below in more detail with reference to examples.

【0060】(実施例1)本実施例においては、図2及
び図4に示すアクティブマトリクス型の液晶パネル(液
晶素子)Pを作成した。
Example 1 In this example, an active matrix type liquid crystal panel (liquid crystal element) P shown in FIGS. 2 and 4 was produced.

【0061】なお、基板1a,1bには、厚さが1.1
mmのガラス基板を用いた。
The substrates 1a and 1b have a thickness of 1.1.
mm glass substrate was used.

【0062】また、共通電極(第1電極)3a及び画素
電極(第2電極)3bは、厚さが約1000ÅのITO
膜にてガラス基板1a,1bの表面に形成した。
The common electrode (first electrode) 3a and the pixel electrode (second electrode) 3b are made of ITO having a thickness of about 1000 °.
Films were formed on the surfaces of the glass substrates 1a and 1b.

【0063】さらに、配向制御膜6a,6bは、共通電
極3a及び画素電極3bをそれぞれ覆うように400Å
の厚みで形成した。なお、配向制御膜6a,6bは、L
Q1802(日立化成社製)をN−メチルピロリドン/
n−ブチルセロゾルブ=1/1の2.5重量%溶液を、
回転数3000rpmで塗布し、約1時間250℃の加
熱処理を施して形成し、その表面には、ナイロン植毛布
によるラビング処理を施した。その結果、ラビング処理
後の表面エネルギーは43.9dyne/cmと、ラビ
ング前の表面エネルギー11.6dyne/cmに比べ
て大きな値となり、分散項の値の差は11.2dyne
/cmとなった。
Further, the alignment control films 6a and 6b are formed at 400 ° so as to cover the common electrode 3a and the pixel electrode 3b, respectively.
Formed with a thickness of Note that the orientation control films 6a and 6b are L
Q1802 (manufactured by Hitachi Chemical) with N-methylpyrrolidone /
2.5% by weight solution of n-butyl cellosolve = 1/1
The coating was performed at a rotation speed of 3000 rpm, and a heat treatment was performed at 250 ° C. for about 1 hour, and the surface was rubbed with a nylon flocking cloth. As a result, the surface energy after the rubbing treatment was 43.9 dyne / cm, which was larger than the surface energy before the rubbing of 11.6 dyne / cm, and the difference between the values of the dispersion terms was 11.2 dyne / cm.
/ Cm.

【0064】一方、双安定性強誘電性液晶2には、下記
の液晶組成物を右側に併記した重量比率で混合して調整
した液晶組成物1を用いた。なお、液晶組成物1のそれ
ぞれの単一成分をアルミナカラム、シリカゲルカラムで
精製した化合物を使って組成物1を調整し、基板間隙に
減圧下で注入した。
On the other hand, as the bistable ferroelectric liquid crystal 2, a liquid crystal composition 1 prepared by mixing the following liquid crystal compositions at the weight ratios shown on the right side was used. The composition 1 was prepared using a compound obtained by purifying each single component of the liquid crystal composition 1 with an alumina column and a silica gel column, and was injected into the gap between the substrates under reduced pressure.

【0065】[0065]

【化1】 なお、作成した液晶2の相転移温度は以下の通りであ
り、30℃の温度での自発分極は10.2nC/cm2
であった。
Embedded image The phase transition temperature of the prepared liquid crystal 2 is as follows, and the spontaneous polarization at a temperature of 30 ° C. is 10.2 nC / cm 2.
Met.

【0066】[0066]

【化2】 また、液晶2のイオン量Qtは10nC/cm2 であっ
た。
Embedded image Further, the ion amount Qt of the liquid crystal 2 was 10 nC / cm 2 .

【0067】ここで、素子内のイオン量Qtの測定方法
について説明する。
Here, a method of measuring the ion amount Qt in the element will be described.

【0068】イオン量Qtの測定に際しては、図8に示
すように、液晶パネルPと抵抗Rとを直列に接続し、±
20Vで5Hzの三角波電圧Vex(図9(a) 参照)を液
晶パネルPに印加し、抵抗Rの両端の電圧をモニターす
ることで液晶中に流れる電流量Iを測定した。このよう
な電圧印加を行った場合には、図9(b) に示すように、
自発分極に伴う電流ピーク(Ps)と、イオン量に伴う
電流ピーク(Qt)とが現れるが、イオン量Qtは、観
測される電流ピークのうち自発分極に伴う電流ピーク以
外を積分して求めた。なお、測定は30℃の温度で行っ
た。なお、前状態履歴は、図10に示すような数値とし
て評価した。
When measuring the ion amount Qt, as shown in FIG. 8, a liquid crystal panel P and a resistor R are connected in series, and ±
A triangular wave voltage V ex of 20 V and 5 Hz (see FIG. 9A) was applied to the liquid crystal panel P, and the amount of current I flowing through the liquid crystal was measured by monitoring the voltage across the resistor R. When such a voltage is applied, as shown in FIG.
A current peak (Ps) associated with the spontaneous polarization and a current peak (Qt) associated with the ion amount appear. The ion amount Qt was obtained by integrating the observed current peaks other than the current peak associated with the spontaneous polarization. . The measurement was performed at a temperature of 30 ° C. The previous state history was evaluated as numerical values as shown in FIG.

【0069】本実施例における液晶パネルは、図3に示
したようにドメイン階調制御のため、常に情報を書き込
む必要がなく、メモリー性を持つ。
The liquid crystal panel according to the present embodiment does not need to write information constantly and has a memory property because of domain gradation control as shown in FIG.

【0070】一方のガラス基板1aには、平均粒径1.
5μmのアルミナビーズを散布し、両基板のラビング方
向が同一方向であって、下側のガラス基板1bのラビン
グ方向が上側のガラス基板1aのラビング方向に対して
6°だけ左にずれるよう2枚のガラス基板1a,1bを
貼り合わせた。
One glass substrate 1a has an average particle size of 1.
Alumina beads of 5 μm are sprayed, and the two rubbing directions of the two substrates are the same, and the rubbing direction of the lower glass substrate 1b is shifted to the left by 6 ° with respect to the rubbing direction of the upper glass substrate 1a. Glass substrates 1a and 1b were bonded together.

【0071】その後、上述した液晶2を等方相の状態で
基板間隙に注入し、20℃/hの冷却速度で冷却した。
Thereafter, the liquid crystal 2 described above was injected into the gap between the substrates in an isotropic phase, and cooled at a cooling rate of 20 ° C./h.

【0072】そして、図7に示す方法で液晶パネルPを
駆動したところ、書き込みを1回だけしか行わなかった
場合には前状態履歴差は10%程度残り、書き込みを4
回行った場合には前状態履歴差は消滅した。
When the liquid crystal panel P was driven by the method shown in FIG. 7, when the writing was performed only once, the previous state history difference remained about 10%, and the writing was 4%.
The previous state history difference has disappeared when it has been performed twice.

【0073】(比較例1)液晶組成物1を基板間隙に減
圧下で注入した。
Comparative Example 1 A liquid crystal composition 1 was injected into a gap between substrates under reduced pressure.

【0074】その他の構成は実施例1と同様とした。The other configurations were the same as in the first embodiment.

【0075】イオン量Qtは20nC/cm2 であっ
た。
The ion amount Qt was 20 nC / cm 2 .

【0076】そして、図7に示す方法で液晶パネルPを
駆動したところ、書き込みを1回だけしか行わなかった
場合には前状態履歴差は10%程度残り、書き込みを5
回行っても前状態履歴差は消滅しなかった。
When the liquid crystal panel P was driven by the method shown in FIG. 7, when the writing was performed only once, the previous state history difference remained about 10% and the writing was 5%.
The previous state history difference did not disappear even if it went round.

【0077】(実施例2)実施例1で用いた液晶組成物
中にアルミナ微粒子を1%加えた組成物を用い、基板間
隙に減圧下で注入した。
(Example 2) A composition obtained by adding 1% of alumina fine particles to the liquid crystal composition used in Example 1 was injected under reduced pressure into a gap between substrates.

【0078】その他の構成は実施例1と同様とした。Other configurations were the same as those of the first embodiment.

【0079】イオン量Qtは5nC/cm2 であった。The ion amount Qt was 5 nC / cm 2 .

【0080】そして、図7に示す方法で液晶パネルPを
駆動したところ、書き込みを1回だけしか行わなかった
場合には前状態履歴差は7%程度残り、書き込みを3回
行った場合には前状態履歴差は消滅した。
When the liquid crystal panel P was driven by the method shown in FIG. 7, the previous state history difference remained about 7% when writing was performed only once, and when the writing was performed three times. The previous state history difference has disappeared.

【0081】(実施例3)実施例2で用いた液晶組成物
を用いLQ1802(日立化成社製)をアルミナカラム
を用いて精製した物を使用した。
(Example 3) Using the liquid crystal composition used in Example 2, LQ1802 (manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.) purified using an alumina column was used.

【0082】その他の構成は実施例1と同様とした。Other configurations were the same as those in the first embodiment.

【0083】イオン量Qtは2nC/cm2 であった。The ion amount Qt was 2 nC / cm 2 .

【0084】そして、図7に示す方法で液晶パネルPを
駆動したところ、書き込みを1回だけしか行わなかった
場合には前状態履歴差は5%程度残り、書き込みを2回
行った場合には前状態履歴差は消滅した。
When the liquid crystal panel P was driven by the method shown in FIG. 7, the difference between the previous state histories remains about 5% when writing is performed only once, and when the writing is performed twice. The previous state history difference has disappeared.

【0085】(実施例4)液晶の注入は、湿度約80%
の高湿雰囲気中で毛管注入(非減圧注入)によって行っ
た。
Example 4 The liquid crystal was injected at a humidity of about 80%.
Was performed by capillary injection (non-vacuum injection) in a humid atmosphere.

【0086】その他の構成は実施例3と同様とした。The other configuration was the same as that of the third embodiment.

【0087】イオン量Qtは1nC/cm2 であった。The ion amount Qt was 1 nC / cm 2 .

【0088】そして、図7に示す方法で液晶パネルPを
駆動したところ、書き込みを1回だけ行っただけで前状
態履歴差は2%以下となり、その影響はほとんど見られ
なかった。
Then, when the liquid crystal panel P was driven by the method shown in FIG. 7, the difference between the previous state histories became 2% or less by writing only once, and the effect was hardly observed.

【0089】[0089]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
素子内のイオン量が10nC/cm2以下であるため、
前フレームの表示状態による影響を低減でき、階調表示
を行う場合であっても階調表示斑を少なくして表示品位
を良好にできる。
As described above, according to the present invention,
Since the amount of ions in the device is 10 nC / cm 2 or less,
The influence of the display state of the previous frame can be reduced, and even when gradation display is performed, gradation display unevenness can be reduced and display quality can be improved.

【0090】また、前状態履歴差の影響は、同じ画像を
何度も書き込む程小さくなるが、素子内のイオン量を2
nC/cm2 以下とした場合には、書き込み回数(電圧
印加回数)を低減して消費電力を低減できる。
The effect of the previous state history difference becomes smaller as the same image is written more than once.
In the case of nC / cm 2 or less, power consumption can be reduced by reducing the number of times of writing (the number of times of voltage application).

【0091】さらに、ドメイン階調のメモリー状態を使
うことにより、フリッカの発生や消費電力を低減でき
る。
Further, by using the memory state of the domain gradation, the occurrence of flicker and the power consumption can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る液晶素子の構造の一例を示す断面
図。
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating an example of the structure of a liquid crystal element according to the present invention.

【図2】本発明に係る液晶素子の構造の他の例を示す断
面図。
FIG. 2 is a sectional view showing another example of the structure of the liquid crystal element according to the present invention.

【図3】液晶の印加電圧−透過光量特性を示す図。FIG. 3 is a diagram showing an applied voltage-transmitted light amount characteristic of a liquid crystal.

【図4】本発明にて駆動される液晶素子の回路構成を示
す回路図。
FIG. 4 is a circuit diagram showing a circuit configuration of a liquid crystal element driven by the present invention.

【図5】本発明にて駆動される液晶素子の回路構成を示
す回路図。
FIG. 5 is a circuit diagram showing a circuit configuration of a liquid crystal element driven by the present invention.

【図6】本発明に係る液晶素子の駆動方法の一例を示す
タイミングチャート図。
FIG. 6 is a timing chart illustrating an example of a method for driving a liquid crystal element according to the present invention.

【図7】本発明に係る液晶素子の駆動方法の他の例を示
すタイミングチャート図。
FIG. 7 is a timing chart showing another example of a method for driving a liquid crystal element according to the present invention.

【図8】イオン量の測定方法を説明するための回路図。FIG. 8 is a circuit diagram illustrating a method for measuring the amount of ions.

【図9】イオン量の測定方法を説明するための図。FIG. 9 is a diagram for explaining a method for measuring the amount of ions.

【図10】前状態履歴の評価方法を説明するための図。FIG. 10 is a diagram for explaining a method of evaluating a previous state history.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1a,1b ガラス基板(基板) 2 双安定性強誘電性液晶 3a 共通電極(第1電極) 3b 画素電極(第2電極) 4 TFT(アクティブ素子) 10 ゲート電極(ゲート) 14 ソース電極(ソース) G1 ,… ゲート線 P 液晶パネル(液晶素子) S1 ,… ソース線1a, 1b Glass substrate (substrate) 2 Bistable ferroelectric liquid crystal 3a Common electrode (first electrode) 3b Pixel electrode (second electrode) 4 TFT (active element) 10 Gate electrode (gate) 14 Source electrode (source) G 1 … Gate line P Liquid crystal panel (liquid crystal element) S 1 … Source line

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 滝口 隆雄 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 佐藤 公一 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 中村 真一 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 清水 康志 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 柳生 峰人 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 糠信 恒樹 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 Fターム(参考) 2H088 GA04 GA17 HA03 HA08 JA19 MA01 MA13 MA20 5C094 AA01 AA22 BA03 BA49 CA19 CA25 HA08 JA20  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Takao Takiguchi 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Inside Canon Inc. (72) Inventor Koichi Sato 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Within Non Corporation (72) Inventor Shinichi Nakamura 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Inside Canon Corporation (72) Inventor Yasushi Shimizu 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Inside Canon Corporation (72) Inventor Minato Yagyu 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Inside Canon Inc. (72) Inventor Tsuneki Nobushin 3-30-2 Shimomaruko 3-chome, Ota-ku, Tokyo F-term in Canon Inc. (Reference) 2H088 GA04 GA17 HA03 HA08 JA19 MA01 MA13 MA20 5C094 AA01 AA22 BA03 BA49 CA19 CA25 HA08 JA20

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 所定間隙を開けた状態に配置された一対
の基板と、これら一対の基板の間に配置された双安定性
強誘電性液晶と、複数の画素を構成すると共に該双安定
性強誘電性液晶を挟み込むように配置された第1電極及
び第2電極と、を備え、かつ、これらの電極に電圧を印
加することに基づき前記双安定性強誘電性液晶が駆動さ
れる液晶素子において、 素子内のイオン量が10nC/cm2 以下である、 ことを特徴とする液晶素子。
1. A pair of substrates disposed with a predetermined gap therebetween, a bistable ferroelectric liquid crystal disposed between the pair of substrates, a plurality of pixels, and a plurality of pixels. A first electrode and a second electrode disposed so as to sandwich the ferroelectric liquid crystal, and wherein the bistable ferroelectric liquid crystal is driven based on application of a voltage to these electrodes 3. The liquid crystal device according to claim 1, wherein the amount of ions in the device is 10 nC / cm 2 or less.
【請求項2】 素子内のイオン量が5nC/cm2 以下
である、 ことを特徴とする請求項1に記載の液晶素子。
2. The liquid crystal device according to claim 1, wherein the amount of ions in the device is 5 nC / cm 2 or less.
【請求項3】 素子内のイオン量が2nC/cm2 以下
である、 ことを特徴とする請求項2に記載の液晶素子。
3. The liquid crystal device according to claim 2, wherein the amount of ions in the device is 2 nC / cm 2 or less.
【請求項4】 素子内のイオン量が1nC/cm2 以下
である、 ことを特徴とする請求項3に記載の液晶素子。
4. The liquid crystal device according to claim 3, wherein the amount of ions in the device is 1 nC / cm 2 or less.
【請求項5】 前記双安定性強誘電性液晶に、イオンを
吸着する微粒子が含有されてなる、 ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載
の液晶素子。
5. The liquid crystal device according to claim 1, wherein the bistable ferroelectric liquid crystal contains fine particles for adsorbing ions.
【請求項6】 前記双安定性強誘電性液晶にアルミナ微
粒子が含有されてなる、 ことを特徴とする請求項5に記載の液晶素子。
6. The liquid crystal device according to claim 5, wherein the bistable ferroelectric liquid crystal contains alumina fine particles.
【請求項7】 前記双安定性強誘電性液晶に接する位置
に、該液晶の配向状態を制御する配向制御膜を配置し、
かつ、 該配向制御膜には水分子が吸着されてなる、 ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載
の液晶素子。
7. An alignment control film for controlling an alignment state of said liquid crystal at a position in contact with said bistable ferroelectric liquid crystal,
7. The liquid crystal device according to claim 1, wherein water molecules are adsorbed on the alignment control film.
【請求項8】 前記各画素においてアクティブ素子を前
記第2電極に接続し、該アクティブ素子のオン・オフに
よって前記双安定性強誘電性液晶が駆動される、 ことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載
の液晶素子。
8. The device according to claim 1, wherein an active element is connected to the second electrode in each of the pixels, and the bistable ferroelectric liquid crystal is driven by turning on / off the active element. 8. The liquid crystal device according to any one of items 7.
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