JP2001281623A - Liquid crystal device and method for driving liquid crystal element - Google Patents

Liquid crystal device and method for driving liquid crystal element

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JP2001281623A
JP2001281623A JP2000095447A JP2000095447A JP2001281623A JP 2001281623 A JP2001281623 A JP 2001281623A JP 2000095447 A JP2000095447 A JP 2000095447A JP 2000095447 A JP2000095447 A JP 2000095447A JP 2001281623 A JP2001281623 A JP 2001281623A
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JP
Japan
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liquid crystal
color
voltage
display
phase
Prior art date
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Pending
Application number
JP2000095447A
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Japanese (ja)
Inventor
Shigeki Kondo
茂樹 近藤
Yasushi Asao
恭史 浅尾
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve moving image quality such as color breakup and to make image quality uniform in a display screen. SOLUTION: When an active matrix type liquid crystal display element is driven field sequentially, a signal (for example, a black display signal) which hardly contributes to the signal for displaying the color and its display is transferred in each color field within a period shorter than a half of each field period, and also the light source of the color is kept to be turned on almost for the field period.

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】本発明はフラットパネルディ
スプレイ、プロジェクションディスプレイ、プリンター
等に用いられるライトバルブに使用される液晶素子およ
びそれらを使用した表示装置をはじめとする液晶装置に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal device used for a light valve used in a flat panel display, a projection display, a printer, and the like, and a liquid crystal device including a display device using the same.

【0002】[0002]

【従来技術】従来、TFT(薄膜トランジスタ;Thin Fi
lm Transistor )等の能動素子を用いた表示素子として
広範に用いられているネマティック液晶表示素子の代表
的な液晶モードとして、例えばエム・シャット(M.Scha
dt)とダブリュー・ヘルフリッヒ(W.Helfrich)著Appl
ied Physics Letters第18巻、第4号(1971年
2月15日発行)第127頁から128頁において示さ
れたツイステッドネマチック(TN(Twisted Nemati
c)) モードが広く用いられている。一方最近では、横方
向電界を利用したインプレインスイッチング(IPS
(In-Plain Switching)) モードや垂直配向(VA(Ve
rtical Alignment))モードを用いた液晶ディスプレイが
発表されており、従来型の液晶ディスプレイの欠点であ
った視野角特性の改善がなされている。このように、こ
うしたネマティック液晶を用いたTFT表示素子に用い
るための液晶モードとしていくつかのモードが存在する
のであるが、そのいずれのモードの場合にも液晶の応答
速度が数十ミリ秒以上と遅く、更なる応答速度の改善が
要求されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a TFT (thin film transistor; Thin Fi
As a typical liquid crystal mode of a nematic liquid crystal display element widely used as a display element using an active element such as an lm transistor, for example, M. Schat (M.
dt) and Appl by W. Helfrich
Twisted Nemati (TN (Twisted Nemati) shown on pages 127 to 128 of ied Physics Letters Vol. 18, No. 4 (published February 15, 1971).
c)) Modes are widely used. On the other hand, recently, in-plane switching (IPS
(In-Plain Switching)) Mode and vertical alignment (VA (Ve
A liquid crystal display using the (rtical alignment)) mode has been announced, and the viewing angle characteristic, which was a drawback of the conventional liquid crystal display, has been improved. As described above, there are several liquid crystal modes for use in a TFT display element using such a nematic liquid crystal. In any of these modes, the response speed of the liquid crystal is several tens of milliseconds or more. Slow, further improvement in response speed is required.

【0003】このような従来型のネマティック液晶素子
の応答速度を改善するものとして、近年、カイラルスメ
クチック相を示す液晶を用いた液晶モードがいくつか提
案されている。例えば、「ショートピッチタイプの強誘
電性液晶」、「高分子安定型強誘電性液晶」、「無閾反
強誘電性液晶」などが提案されており、未だ実用化には
至っていないものの、いずれもサブミリ秒以下の高速応
答性が実現できると報告されている。
In order to improve the response speed of such a conventional nematic liquid crystal device, recently, several liquid crystal modes using a liquid crystal exhibiting a chiral smectic phase have been proposed. For example, "short-pitch type ferroelectric liquid crystal", "polymer stable ferroelectric liquid crystal", "thresholdless antiferroelectric liquid crystal" and the like have been proposed, but although not yet commercialized, It is also reported that high-speed response of sub-millisecond or less can be realized.

【0004】一方、我々は特願平10−177145
(以下「先願1」と記載)に記載されている素子を発明
し提案している。先願1の素子では、例えば、高温側よ
り等方性液体相(ISO. )−コレステリック相(C
h)−カイラルスメクチックC相(SmC* )、または
等方性液体相(ISO. )−カイラルスメクチックC相
(SmC* )を示す相系列の材料に着目し、仮想コーン
のエッジより内側の位置にて単安定化させるようにして
いる。そして例えば、Ch−SmC* 相転移の際、また
は等方相−SmC* 相転移の際に一対の基板間に正負い
ずれかのDC電圧を印加する、などによって層方向を一
方向に均一化させ、これにより高速応答かつ階調制御が
可能であり、動画質に優れた高輝度の液晶素子が、高い
量産性とともに実現しうる。そして先願1の素子は上述
の各種スメクチック液晶モードと比較して自発分極値を
小さくすることができることからTFT等のアクティブ
素子とのマッチングがよい素子となっている。
[0004] On the other hand, we have disclosed in Japanese Patent Application No. 10-177145.
(Hereinafter referred to as "prior application 1"). In the device of the prior application 1, for example, the isotropic liquid phase (ISO.)-Cholesteric phase (C
h) Focusing on a phase-series material showing a chiral smectic C phase (SmC * ) or an isotropic liquid phase (ISO.)-chiral smectic C phase (SmC * ), a position inside the edge of the virtual cone is focused on. To make it monostable. The example, when the Ch-SmC * phase transition, or to apply either positive or negative DC voltage between isotropic phase-SmC * phase transition pair of substrates in such, to equalize the layer in one direction, such as by Accordingly, a high-speed response and gradation control can be performed, and a high-brightness liquid crystal element excellent in moving image quality can be realized with high mass productivity. The element of the prior application 1 can be reduced in spontaneous polarization value as compared with the above-described various smectic liquid crystal modes, so that it is an element having good matching with an active element such as a TFT.

【0005】同様に、我々は特開2000−01007
6(以下「先願2」と記載)に記載されている素子を発
明し提案している。先願2の素子では、例えば、高温側
より等方性液体相(ISO. )−コレステリック相(C
h)−カイラルスメクチックC相(SmC* )、または
等方性液体相(ISO. )−カイラルスメクチックC相
(SmC* )を示す相系列の材料に着目し、仮想コーン
エッジの位置にて単安定化させるようにしている。そし
て例えば、Ch−SmC* 相転移の際、または等方相−
SmC* 相転移の際に一対の基板間に正負いずれかのD
C電圧を印加する、などによって層方向を一方向に均一
化させ、これにより高速応答かつ階調制御が可能であ
り、動画質に優れた高輝度の液晶素子が、高い量産性と
ともに実現しうる。また先願2の素子はヒステリシスが
小さく安定な中間調表示が実現でき、かつ上述した他の
各種スメクチック液晶モードと比較して自発分極値を小
さくすることができることからTFT等のアクティブ素
子とのマッチングがよい素子となっている。
[0005] Similarly, we have disclosed in JP-A-2000-01007.
6 (hereinafter referred to as “prior application 2”). In the device of the prior application 2, for example, the isotropic liquid phase (ISO.)-Cholesteric phase (C
h) Focusing on a phase-series material showing a chiral smectic C phase (SmC * ) or an isotropic liquid phase (ISO.)-chiral smectic C phase (SmC * ), monostable at the position of a virtual cone edge I am trying to make it. And, for example, at the time of Ch-SmC * phase transition or isotropic phase-
SmC * During phase transition, either positive or negative D
The layer direction is made uniform in one direction by applying a C voltage, etc., whereby high-speed response and gradation control are possible, and a high-brightness liquid crystal element with excellent moving image quality can be realized with high mass productivity. . Also, the device of the prior application 2 can realize stable halftone display with small hysteresis and can reduce the spontaneous polarization value as compared with the other various smectic liquid crystal modes described above. Is a good element.

【0006】液晶表示素子を取り巻く環境として、もう
ひとつ重要な技術が、高解像度化の流れ、である。従来
液晶表示装置において、カラー画像表示を行う場合、各
画素毎にカラーフィルター(例えば、RGB)を配置
し、白色光源を常時点灯し、空間的に色合成を行うのが
一般的である。しかしながら、この方法によると、1絵
素を3分割する必要があるため、画素ピッチの高精細化
が要求される。また、カラーフィルタ層は、原理的に白
色光源光量の1/3しか利用できない(実質的には1/
4くらいといわれている)ため、透過率が上がらない、
また、カラーフィルタ層形成のためのコストも高い。こ
れを解消するために、近年、カラーフィルターを用いず
に、RGBの3色光源を高速で切り替えて点灯させ、白
色カラー表示を行う試みがなされている(これをフィー
ルドシーケンシャル(FSC)駆動方式という)。この
方式では、カラーフィルタを用いず、ひとつの画素で白
色カラー表示が可能なため、カラーフィルター方式に比
べ、同じ解像度を得るのに3分の1のドット数ですむ。
また、カラーフィルタは、透過率が原理的に3分の1以
下であるのに対して、この方式は、透過率を1に設定可
能である。しかし、FSC駆動方式は、1フレームの間
に、RGB3色の異なる色信号を表示する必要があるた
め、液晶が高速に応答する必要がある。
Another important technology as an environment surrounding a liquid crystal display element is a trend toward higher resolution. In a conventional liquid crystal display device, when a color image is displayed, a color filter (for example, RGB) is generally disposed for each pixel, a white light source is constantly turned on, and spatial color synthesis is generally performed. However, according to this method, it is necessary to divide one picture element into three, so that a high definition of the pixel pitch is required. Further, in principle, the color filter layer can use only 1/3 of the light amount of the white light source (substantially 1/3).
4), the transmittance does not increase,
Also, the cost for forming the color filter layer is high. In order to solve this problem, in recent years, an attempt has been made to switch between the three color light sources of RGB at a high speed and turn on the light without using a color filter to perform white color display (this is called a field sequential (FSC) driving method). ). In this method, a white color can be displayed with one pixel without using a color filter. Therefore, as compared with the color filter method, the number of dots is one-third to obtain the same resolution.
The transmittance of a color filter is, in principle, one-third or less, whereas in this method, the transmittance can be set to one. However, in the FSC driving method, since it is necessary to display three different color signals of RGB during one frame, the liquid crystal needs to respond at high speed.

【0007】従来のFSC駆動タイミングを図8に示
す。ここでは、M行N列のマトリクスを駆動するものと
する。先述したように、従来のFSC駆動においては、
1フレームを3つの色フィールドに分け、各色フィール
ドにおいて、まず、各画素への映像信号の転送期間を設
け、そのあと各色の光源を点灯させるタイミングを取っ
ていた。映像信号転送期間と、光源点灯期間との間は、
通常ある一定期間時間を置くのが一般的である。これ
は、液晶の応答速度の関係である。これを図9によって
説明する。
FIG. 8 shows a conventional FSC drive timing. Here, it is assumed that a matrix of M rows and N columns is driven. As described above, in the conventional FSC drive,
One frame is divided into three color fields. In each color field, first, a transfer period of a video signal to each pixel is provided, and then a timing is set to turn on the light source of each color. Between the video signal transfer period and the light source lighting period,
It is common to set a certain period of time. This is related to the response speed of the liquid crystal. This will be described with reference to FIG.

【0008】画素マトリクスのアドレス(1, 1) の画
素に映像信号が転送されてから順次各画素に映像信号が
転送され、最後にアドレス(M,N)の画素に信号が転
送される。この間数msecを要する。画素の映像信号
が転送されると、その信号レベルに応じて液晶が応答
し、所望の輝度レベルに変化する。しかしながら、アド
レス(1, 1) 画素(応答曲線904)とアドレス
(M,N)画素(応答曲線905)では、液晶の応答開
始時間にタイムラグ901が生じ、最後の画素が所望の
輝度レベルに達するのを待ってから、光源を点灯させ
る。従来用いられてきた液晶は、先述したTN液晶をベ
ースにした液晶であり、応答速度は、速いものでも室温
で2msec以上を要することが知られている。このた
め、実際に光源を点灯させ表示に寄与する時間903
は、1フィールド期間よりさらに短く、サブミリ秒以下
となる。
After the video signal is transferred to the pixel at the address (1, 1) in the pixel matrix, the video signal is sequentially transferred to each pixel, and finally the signal is transferred to the pixel at the address (M, N). It takes several msec during this time. When the video signal of the pixel is transferred, the liquid crystal responds according to the signal level, and changes to a desired luminance level. However, at the address (1, 1) pixel (response curve 904) and the address (M, N) pixel (response curve 905), a time lag 901 occurs in the response start time of the liquid crystal, and the last pixel reaches a desired luminance level. And then turn on the light source. The conventionally used liquid crystal is a liquid crystal based on the above-described TN liquid crystal, and it is known that a response speed of 2 msec or more at room temperature is required even if the response speed is high. Therefore, the time 903 during which the light source is actually turned on and contributes to the display is displayed.
Is even shorter than one field period and less than or equal to sub-millisecond.

【0009】図面上では、最初のアドレスビット(画
素)と最終のアドレスビット(画素)がともに所望輝度
レベルまで達しているかのように書かれているが、これ
は、液晶の応答速度が十分速い場合であり、実際には、
最初のビットと最終ビットでは微妙に輝度レベルが異な
ることがある。例えば、環境温度が低温側に変化した場
合には液晶の応答速度が遅くなり、最初のビットと最終
ビットで到達輝度レベルが異なり、画面上で色むら、輝
度むらを生じてしまう。
In the drawings, both the first address bits (pixels) and the last address bits (pixels) are written as if they reached the desired luminance level. This is because the response speed of the liquid crystal is sufficiently fast. Case, and in fact,
The brightness level may be slightly different between the first bit and the last bit. For example, when the environmental temperature changes to a lower temperature side, the response speed of the liquid crystal becomes slower, the reached luminance level differs between the first bit and the last bit, and color unevenness and luminance unevenness occur on the screen.

【0010】このようにタイミングで駆動されている液
晶表示素子で、動きのある画像を表示すると、画像の輪
郭の動く方向の前後に色のにじみ(色割れ) を生じ、著
しく画質を損なってしまう。この現象は、静止画を表示
しているときに目線を動かすことによっても起こる。
When a moving image is displayed on the liquid crystal display element driven at the timing as described above, color bleeding (color break) occurs before and after the moving direction of the outline of the image, and the image quality is significantly deteriorated. . This phenomenon is also caused by moving the eyes while displaying a still image.

【0011】この原因は、図8のタイミングにも示した
ように、RGB各色の点灯タイミング(各色表示タイミ
ング) が、時間的に離散しており、かつ、その点灯(表
示)期間が1フレーム(フィールド) 期間に対して極端
に少ないことに起因する。すなわち、例えば黒地に白の
画像が動く(静止画像で目線が動く) 場合、本来は全て
の時間においてRGB全ての色が発色(表示) されてい
なければならないのに、動きがあるためにある微小時間
だけとってみるとRGBのどれかひとつ(あるいは2
つ) の光源しか点灯(発色) していない状況が起こりう
るために起こる。この現象は、画像の進行方向エッジや
末尾エッジで顕著になり、その結果、色割れが生じてし
まうのである。
This is because, as also shown in the timing chart of FIG. 8, the lighting timing (display timing of each color) of each color of RGB is discrete in time, and the lighting (display) period is one frame (display time). Field) due to the extremely small number of periods. That is, for example, when a white image moves on a black background (the eyes move in a still image), all the RGB colors must be colored (displayed) at all times. In terms of time alone, one of RGB (or 2
This occurs because a situation can occur in which only one light source is lit (colored). This phenomenon becomes remarkable at the edge in the traveling direction or the trailing edge of the image, and as a result, color breakup occurs.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
従来の液晶素子においては、高解像度を実現するための
FSC駆動方式において、画質、特に動画質を保証する
ようなものは困難であった。
As described above,
In a conventional liquid crystal element, it is difficult to guarantee image quality, particularly moving image quality, in an FSC driving method for realizing high resolution.

【0013】本発明は、上述の従来例における問題点に
鑑みてなされたもので、フィールドシーケンシャル駆動
方式による液晶装置において、色割れの問題を解決し、
均一な画質を得られるようにすることを目的とする。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems in the conventional example, and has solved the problem of color breakup in a liquid crystal device using a field sequential driving method.
An object is to obtain uniform image quality.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明の上記課題は、下
記発明によって解決される。すなわち、本発明の液晶装
置は、映像を表示する1つのフレームが複数の色フィー
ルドから構成されており、該色フィールドはそれぞれが
該色フィールド期間の1/2よりも短い、該色表示用信
号の転送期間と表示にほとんど寄与しない信号(例えば
黒表示信号)の転送期間とを含み、かつ、該色フィール
ドのほとんどの期間中その色フィールドに該当する色の
光源を点灯させ、これらを前記複数の色フィールドにお
いて順次行うことにより白色カラー表示を行うことを特
徴とする。
The above object of the present invention is attained by the following invention. That is, in the liquid crystal device of the present invention, one frame for displaying an image is composed of a plurality of color fields, each of which is shorter than 1/2 of the color field period. And a transfer period of a signal (for example, a black display signal) that hardly contributes to display, and a light source of a color corresponding to the color field is turned on during most of the color field. The white color display is performed by sequentially performing the color fields.

【0015】さらに言えば、本発明で好ましく用いられ
る液晶素子は、カイラルスメクチック液晶と、該液晶に
電圧を印加する電極と、該液晶を挟持して対向すると共
に該液晶を配向させるための一軸性配向処理が施された
一対の基板と、少なくとも一方の基板に偏光板とを備え
た液晶素子であって、前記カイラルスメクチック液晶の
相転移系列が、高温側より、等方性液体相(ISO. )
−コレステリック相(Ch)−カイラルスメクチックC
相、または等方性液体相(ISO. )−カイラルスメク
チックC相であって、前記液晶素子に用いる基板の少な
くとも一方は各画素に対応する電極に接続したアクティ
ブ素子を有していることを特徴とするカイラルスメクチ
ック液晶素子である。
Furthermore, the liquid crystal element preferably used in the present invention comprises a chiral smectic liquid crystal, an electrode for applying a voltage to the liquid crystal, and a uniaxial liquid crystal for sandwiching and opposing the liquid crystal and aligning the liquid crystal. A liquid crystal device comprising a pair of substrates subjected to an alignment treatment and a polarizing plate on at least one of the substrates, wherein a phase transition series of the chiral smectic liquid crystal is an isotropic liquid phase (ISO. )
-Cholesteric phase (Ch) -Chiral smectic C
Phase, or isotropic liquid phase (ISO.)-Chiral smectic C phase, wherein at least one of the substrates used for the liquid crystal element has an active element connected to an electrode corresponding to each pixel. Is a chiral smectic liquid crystal element.

【0016】また、当該液晶素子は電圧無印加時では、
液晶の平均分子軸が単安定化された第一の状態を示し、
第一の極性の電圧印加時には、該液晶の平均分子軸は印
加電圧の大きさに応じた角度で該単安定化された位置か
ら一方の側にチルトし、該第一の極性とは逆極性の第二
の極性の電圧印加時には、該液晶の平均分子軸は該単安
定化された位置から第一の極性の電圧を印加したときと
は逆側にチルトする液晶素子であり、前記第一の極性の
電圧印加時と第二の極性の電圧印加時の液晶の平均分子
軸の該第一の状態における単安定化された位置を基準と
した最大チルト状態のチルトの角度をそれぞれβ1、β
2としたとき、β1>β2となる液晶素子であることが
好ましい。上記β1、β2の関係が、β1≧5×β2で
あればより好ましく、β2が実質的にゼロであることが
さらに好ましい。
In addition, when the liquid crystal element does not apply a voltage,
The liquid crystal shows the first state in which the average molecular axis is monostable,
When a voltage of the first polarity is applied, the average molecular axis of the liquid crystal tilts to one side from the mono-stabilized position at an angle corresponding to the magnitude of the applied voltage, and has a polarity opposite to the first polarity. When a voltage of the second polarity is applied, the average molecular axis of the liquid crystal is a liquid crystal element that tilts from the monostable position to the opposite side to that when a voltage of the first polarity is applied. The tilt angles of the maximum tilt state with respect to the monostable position in the first state of the average molecular axis of the liquid crystal when the voltage of the polarity is applied and the voltage of the second polarity are applied are β1 and β, respectively.
It is preferable that the liquid crystal element satisfy β1> β2 when 2. It is more preferable that the relationship between β1 and β2 is β1 ≧ 5 × β2, and it is further preferable that β2 is substantially zero.

【0017】[0017]

【作用】本発明の好ましい実施の形態によれば、カイラ
ルスメクチック液晶を用いたアクティブマトリクス型液
晶表示素子をフィールドシーケンシャル駆動し、その
際、各色フィールド毎に、フィールド期間の1/2より
短い期間で信号を転送し、かつ、該当する色の光源は、
ほぼフィールド期間点灯させることにより、従来に比べ
色割れのない、均一な画質が得られる。
According to a preferred embodiment of the present invention, an active matrix type liquid crystal display device using a chiral smectic liquid crystal is field-sequentially driven, in which case, for each color field, in a period shorter than 1/2 of the field period. The signal source and the light source of the corresponding color
By illuminating substantially in the field period, uniform image quality without color breakup can be obtained as compared with the related art.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】本発明に係る液晶素子の好適な態
様として、液晶と、該液晶に電圧を印加する電極と、該
液晶を挟持して対向すると共に少なくとも一方の対向面
に該液晶を配向させるための一軸性配向処理が施された
一対の基板と、少なくとも一方の基板に偏光板とを備
え、1秒間に複数フレームでの画像を表示し、各フレー
ム内において液晶の配向状態が経時的に変化する液晶素
子が提供される。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION As a preferred embodiment of the liquid crystal element according to the present invention, a liquid crystal, an electrode for applying a voltage to the liquid crystal, and the liquid crystal sandwiched and opposed to at least one of the opposing surfaces. Equipped with a pair of substrates that have been subjected to a uniaxial alignment treatment for alignment, and a polarizing plate on at least one of the substrates, images in a plurality of frames are displayed in one second, and the alignment state of the liquid crystal in each frame changes with time. The present invention provides a liquid crystal element which changes dynamically.

【0019】さらに本発明では、上述したような素子製
造法によって作製される素子として、上述したような電
圧無印加時に液晶が単安定状態を呈するようなカイラル
スメクチック液晶を用いた液晶素子が提供される。
Further, according to the present invention, there is provided a liquid crystal device using a chiral smectic liquid crystal such that the liquid crystal exhibits a monostable state when no voltage is applied as described above, as a device manufactured by the above-described device manufacturing method. You.

【0020】その本発明に好ましく適用できる液晶素子
は、特願平10−177145あるいは特開2000−
010076に記載の素子であり、該液晶材料の相転移
系列が等方性液体相(ISO.)−コレステリック相
(Ch)−カイラルスメクチックC相(SmC* )、ま
たは等方性液体相(ISO.)−カイラルスメクチック
C相(SmC* )を示し、SmC* 相への転移の際に一
対の基板間へ、正負いずれかのDC電圧を印加すること
で、2つの層方向のうち一方の層方向のみに揃え、すな
わち平均一軸配向処理軸とスメクチック層法線方向のず
れ方向が一定となるようにし、電圧無印加の状態で液晶
分子仮想コーンエッジ上、あるいはその内側に安定化さ
せ、そのメモリ性を消失させたSmC* 相の配向状態を
得ている。
The liquid crystal element preferably applicable to the present invention is disclosed in Japanese Patent Application No. Hei 10-177145 or Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-2000.
01076, wherein the liquid crystal material has a phase transition series of isotropic liquid phase (ISO.)-Cholesteric phase (Ch) -chiral smectic C phase (SmC * ) or isotropic liquid phase (ISO. )-Indicates a chiral smectic C phase (SmC * ), and a positive or negative DC voltage is applied between a pair of substrates at the time of transition to the SmC * phase, whereby one of two layer directions is applied. In other words, the deviation direction between the average uniaxial alignment processing axis and the normal direction of the smectic layer is kept constant, and it is stabilized on or inside the virtual cone edge of the liquid crystal molecule with no voltage applied, and its memory performance Is obtained, and the orientation state of the SmC * phase is obtained.

【0021】また、本発明に用いられる液晶は、カイラ
ルスメクチック液晶であって、相転移系列が、高温側よ
り、等方性液体相(ISO. )−コレステリック相(C
h)−カイラルスメクチックC相、または等方性液体相
(ISO. )−カイラルスメクチックC相であるものが
好ましい。以下に本発明で用いられる液晶組成物を構成
する好ましい化合物の具体例を(化1)〜(化4)に示
す。
Further, the liquid crystal used in the present invention is a chiral smectic liquid crystal, and the phase transition series is from an isotropic liquid phase (ISO.) To a cholesteric phase (C
h) -Chiral smectic C phase or isotropic liquid phase (ISO.)-chiral smectic C phase is preferred. Hereinafter, specific examples of preferred compounds constituting the liquid crystal composition used in the present invention are shown in (Chemical Formulas 1 to 4).

【0022】[0022]

【化1】 R1,R2: 炭素原子数が1〜20で、置換基を有し
ていてもよい直鎖または分岐状のアルキル基 X1,X2: 単結合、O、COOまたはOOC Y1,Y2,Y3,Y4: HまたはF n:0または1
Embedded image R1, R2: a linear or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms and optionally having a substituent X1, X2: a single bond, O, COO or OOC Y1, Y2, Y3, Y4: H or F n: 0 or 1

【0023】[0023]

【化2】 R1,R2: 炭素原子数が1〜20で、置換基を有し
ていてもよい直鎖または分岐状のアルキル基 X1,X2: 単結合、O、COOまたはOOC Y1,Y2,Y3,Y4: HまたはF
Embedded image R1, R2: a linear or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms and optionally having a substituent X1, X2: a single bond, O, COO or OOC Y1, Y2, Y3, Y4: H or F

【0024】[0024]

【化3】 R1,R2: 炭素原子数が1〜20で、置換基を有し
ていてもよい直鎖または分岐状のアルキル基 X1,X2: 単結合、O、COOまたはOOC Y1,Y2,Y3,Y4: HまたはF
Embedded image R1, R2: a linear or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms and optionally having a substituent X1, X2: a single bond, O, COO or OOC Y1, Y2, Y3, Y4: H or F

【0025】[0025]

【化4】 R1,R2: 炭素原子数が1〜20で、置換基を有し
ていてもよい直鎖または分岐状のアルキル基 X1,X2: 単結合、O、COOまたはOOC Y1,Y2,Y3,Y4: HまたはF
Embedded image R1, R2: a linear or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms and optionally having a substituent X1, X2: a single bond, O, COO or OOC Y1, Y2, Y3, Y4: H or F

【0026】以下、図1を参照して本発明の液晶素子の
具体的な一実施形態について説明する。同図に示す液晶
素子80では、一対のガラス、プラスチック等透明性の
高い材料からなる基板81a、81b間に液晶85、好
ましくはカイラルスメクチック相を呈する液晶を挟持し
たセルが互いに偏光軸が直交した一対の偏光板87aお
よび87b間に挟装された構造となっている。
Hereinafter, a specific embodiment of the liquid crystal device of the present invention will be described with reference to FIG. In a liquid crystal element 80 shown in the figure, cells having a liquid crystal 85, preferably a liquid crystal exhibiting a chiral smectic phase, sandwiched between a pair of substrates 81a and 81b made of a highly transparent material such as glass and plastic have mutually orthogonal polarization axes. It has a structure sandwiched between a pair of polarizing plates 87a and 87b.

【0027】基板81a、81bには、夫々液晶85に
電圧を印加するためのIn23 、ITO等の材料から
なる電極82a、82bが設けられており、例えば後述
するように一方の基板にドット状の透明電極をマトリッ
クス状に配置し、各透明電極にTFTやMIM(Metal-
Insulator-Metal )等のスイッチング素子を接続し、他
方の基板の一面上あるいは所定パターンの対向電極を設
けアクティブマトリックス構造を形成している。
The substrates 81a and 81b are provided with electrodes 82a and 82b made of a material such as In 2 O 3 or ITO for applying a voltage to the liquid crystal 85, respectively. Dot-shaped transparent electrodes are arranged in a matrix, and a TFT or MIM (Metal-
Switching elements such as Insulator-Metal) are connected, and an opposing electrode having a predetermined pattern is formed on one surface of the other substrate to form an active matrix structure.

【0028】電極82a、82b上には、必要に応じて
これらのショートを防止する等の機能を持つSiO2
TiO2 、Ta25 等の材料からなる絶縁膜83a、
83bが夫々設けられる。
The electrodes 82a, On 82b, SiO 2 having a function such as to prevent these short as necessary,
An insulating film 83a made of a material such as TiO 2 , Ta 2 O 5 ,
83b are provided respectively.

【0029】さらに、絶縁膜83a、83b上には、液
晶85に接し、その配向状態を制御するべく機能する配
向制御膜84a、84bが設けられている。かかる配向
制御膜84a、84bの少なくとも一方には一軸配向処
理が施されている。かかる膜としては、例えば、ポリイ
ミド、ポリイミドアミド、ポリアミド、ポリビニルアル
コール等の有機材料を溶液塗工した膜の表面にラビング
処理を施したもの、あるいはSiO等の酸化物、窒化物
を基板に対し斜め方向から所定の角度で蒸着した無機材
料の斜方蒸着膜を用いることができる。
Further, on the insulating films 83a and 83b, alignment control films 84a and 84b which are in contact with the liquid crystal 85 and function to control the alignment state are provided. At least one of the alignment control films 84a and 84b is subjected to a uniaxial alignment treatment. As such a film, for example, a film obtained by applying a rubbing treatment to the surface of a film obtained by applying a solution of an organic material such as polyimide, polyimide amide, polyamide, or polyvinyl alcohol, or an oxide such as SiO or a nitride obliquely to the substrate is used. An oblique deposition film of an inorganic material deposited at a predetermined angle from the direction can be used.

【0030】尚、配向制御膜84a、84bについて
は、その材料の選択、処理(一軸配向処理等)の条件等
により、液晶85の分子のプレチルト角(液晶分子の配
向制御膜界面付近で膜面に対してなす角度)が調整され
る。
The orientation control films 84a and 84b may have different pretilt angles of the molecules of the liquid crystal 85 (the film surfaces near the liquid crystal molecule alignment control film interface) depending on the selection of the material and the conditions of the treatment (uniaxial orientation treatment and the like). Is adjusted.

【0031】また、配向制御膜84a、84bがいずれ
も一軸配向処理がなされた膜である場合、夫々の膜の一
軸配向処理方向(特にラビング方向)を、用いる液晶材
料に応じて反平行、平行、またはクロスラビング、ある
いは片側のみのラビングに設定することができる。
When each of the alignment control films 84a and 84b is a film that has been subjected to a uniaxial alignment treatment, the direction of the uniaxial alignment treatment (particularly, the rubbing direction) of each film is antiparallel or parallel depending on the liquid crystal material used. , Or cross rubbing, or rubbing on one side only.

【0032】基板81aおよび81bは、スペーサ86
を介して対向している。かかるスペーサ86は、基板8
1a、81bの間の距離(セルギャップ)を決定するも
のであり、シリカビーズ等が用いられる。ここで決定さ
れるセルギャップについては、液晶材料の違いによって
最適範囲および上限値が異なるが、均一な一軸配向性、
また電圧無印加時に液晶分子の平均分子軸をほぼ配向処
理軸の平均方向の軸と実質的に同一にする配向状態を発
現させるべく、0.3〜10μmの範囲に設定すること
が好ましい。
The substrates 81a and 81b are
Are opposed to each other. The spacer 86 is provided on the substrate 8.
The distance (cell gap) between 1a and 81b is determined, and silica beads or the like are used. Regarding the cell gap determined here, the optimum range and the upper limit are different depending on the difference of the liquid crystal material, but the uniform uniaxial orientation,
In order to develop an alignment state in which the average molecular axis of the liquid crystal molecules is substantially the same as the average direction axis of the alignment processing axis when no voltage is applied, it is preferable to set the average molecular axis in the range of 0.3 to 10 μm.

【0033】スペーサ86に加えて、基板81aおよび
81b間の接着性を向上させ、カイラルスメクチック相
を示す液晶の耐衝撃性を向上させるべく、エポキシ樹脂
等の樹脂材料等からなる接着粒子を分散配置することも
できる(図示せず)。
In addition to the spacers 86, adhesive particles made of a resin material such as an epoxy resin are dispersed to improve the adhesiveness between the substrates 81a and 81b and improve the impact resistance of the liquid crystal exhibiting a chiral smectic phase. (Not shown).

【0034】上記構造の液晶素子80では、液晶85と
してカイラルスメクチック相を示す液晶を用いる場合に
ついては、その材料の組成を調整し、さらに液晶材料の
処理や素子構成、例えば配向制御膜84aおよび84b
の材料、処理条件等を適宜設定することにより、電圧無
印加時では、該液晶の平均分子軸(液晶分子)が単安定
化されている配向状態を示し、駆動時では一方の極性
(第一の極性)の電圧印加時に印加電圧の大きさに応じ
て平均分子軸の単安定化される位置を基準としたチルト
角度が連続的に変化し、他方の極性(第二の極性)の電
圧印加時には液晶の平均分子軸は、印加電圧の大きさに
応じた角度でチルトするような特性を示すようにする。
このとき、第一の極性の電圧印加による最大チルト角度
が、第二の極性の電圧印加による最大チルト角度より大
きいような特性を示すようにしてもよい。または第2の
極性の電圧印加時には平均分子軸が印加電圧の大きさに
よらずチルトしないような特性にしても良い。
In the liquid crystal element 80 having the above structure, when a liquid crystal exhibiting a chiral smectic phase is used as the liquid crystal 85, the composition of the material is adjusted, and furthermore, the processing of the liquid crystal material and the element configuration, for example, the alignment control films 84a and 84b are performed.
By appropriately setting the material, processing conditions, and the like, when no voltage is applied, the liquid crystal exhibits an alignment state in which the average molecular axis (liquid crystal molecules) of the liquid crystal is monostable. Of the average molecular axis, the tilt angle changes continuously according to the magnitude of the applied voltage, and the voltage of the other polarity (second polarity) is applied. Sometimes, the average molecular axis of the liquid crystal exhibits characteristics such that it tilts at an angle corresponding to the magnitude of the applied voltage.
At this time, the characteristic may be such that the maximum tilt angle by applying the voltage of the first polarity is larger than the maximum tilt angle by applying the voltage of the second polarity. Alternatively, the characteristics may be such that the average molecular axis does not tilt regardless of the magnitude of the applied voltage when the voltage of the second polarity is applied.

【0035】そして、カイラルスメクチック相を示す液
晶材料85としては、前述したような特性(液晶材料固
有の物性値コーン角Θ、スメクチック層の層間隔d、傾
斜角δについての特性)を示すようなビフェニル骨格や
フェニルシクロヘキサンエステル骨格、フェニルピリミ
ジン骨格等を有する炭化水素系液晶材料、ナフタレン系
液晶材料、ポリフッ素系液晶材料を適宜選択して調製し
た組成物を用いる。
The liquid crystal material 85 exhibiting a chiral smectic phase has the above-described properties (properties relating to the physical property cone angle 固有 inherent to the liquid crystal material, the layer spacing d of the smectic layer, and the inclination angle δ). A composition prepared by appropriately selecting a hydrocarbon-based liquid crystal material, a naphthalene-based liquid crystal material, or a polyfluorine-based liquid crystal material having a biphenyl skeleton, a phenylcyclohexane ester skeleton, a phenylpyrimidine skeleton, or the like is used.

【0036】当該液晶素子では、基板81aおよび81
bの一方に少なくともR、G、Bのカラーフィルタを設
け、カラー液晶素子とすることもできる。また光源とし
てR、G、Bの光源を順次切り替えることで、時分割に
よる混色を利用してフルカラー表示させる方法を用いる
こともできる。
In the liquid crystal device, the substrates 81a and 81
A color liquid crystal element may be provided by providing at least one of R, G, and B color filters on one of b. In addition, a method of performing full-color display using time-division color mixture by sequentially switching the R, G, and B light sources as the light source can also be used.

【0037】尚、当該液晶素子は、基板81aおよび8
1bの両方の基板に一対の偏光板を設けた透過型の液晶
素子、すなわち基板81aおよび81bのいずれも透光
性の基板であり、一方の基板側からの入射光(例えば外
部光源による光)を変調し他方側に出射するタイプの素
子、または少なくとも一方の基板に偏光板を設けた反射
型の液晶素子、すなわち基板81aおよび81bのいず
れか一方の側に反射板を設けるかあるいは一方の基板自
体または基板に設ける部材として反射性の材料を用い
て、入射光および反射光を変調し、入射側と同様の側に
光を出射するタイプの素子のいずれにも適用することが
できる。
Note that the liquid crystal element is connected to the substrates 81a and 81
1b, a transmission type liquid crystal element in which a pair of polarizing plates is provided on both substrates, ie, both substrates 81a and 81b are translucent substrates, and incident light from one substrate side (for example, light from an external light source) Or a reflection type liquid crystal element in which a polarizing plate is provided on at least one substrate, that is, a reflection plate is provided on one of the substrates 81a and 81b, or one substrate is provided. The present invention can be applied to any type of element that modulates incident light and reflected light by using a reflective material as a member provided on itself or a substrate and emits light to the same side as the incident side.

【0038】本実施形態では、上述の液晶素子に対して
階調信号を供給する駆動回路を設け、上述したような電
圧の印加により液晶の平均分子軸の単安定位置からの連
続的なチルト角度の変化、および素子からの出射光量が
連続的に変化する特性を利用し階調表示を行う液晶表示
素子を構成することができる。例えば、液晶素子の一方
の基板として前述したようなTFT等を備えたアクティ
ブマトリクス基板を用い、駆動回路で振幅変調によるア
クティブマトリクス駆動を行うことでアナログ階調表示
が可能となる。
In the present embodiment, a drive circuit for supplying a gradation signal to the above-mentioned liquid crystal element is provided, and a continuous tilt angle from a monostable position of the average molecular axis of the liquid crystal by applying the above-mentioned voltage is provided. , And a characteristic in which the amount of light emitted from the element changes continuously, a liquid crystal display element that performs gradation display can be configured. For example, by using an active matrix substrate provided with the above-described TFT or the like as one substrate of a liquid crystal element and performing active matrix driving by amplitude modulation with a driving circuit, analog gray scale display can be performed.

【0039】図2〜4を参照して、本実施形態の液晶素
子において、このようなアクティブマトリクス基板を用
いた例について説明する。図2は、当該素子を、駆動手
段を備えた形で、一方の基板(アクティブマトリクス基
板)の構成を中心に模式的に示したものである。
With reference to FIGS. 2 to 4, an example in which such an active matrix substrate is used in the liquid crystal element of the present embodiment will be described. FIG. 2 schematically shows the element with a driving unit, mainly focusing on the configuration of one substrate (active matrix substrate).

【0040】図2に示す構成では、液晶素子に相当する
パネル部90において、駆動手段である走査信号ドライ
バ91に接続した走査線に相当する図面上水平方向のゲ
ート線G1、G2、…と、駆動手段である情報信号ドラ
イバ92に接続した情報信号線に相当する図面上縦方向
のソース線S1、S2、…が互いに絶縁された状態で直
交するように設けられており、その各交点の画素に対応
してスイッチング素子に相当する薄膜トランジスタ(T
FT)94および画素電極95が設けられている(同図
では簡略化のため5×5画素の領域のみを示す)。尚、
スイッチング素子として、TFTの他、MIM素子を用
いることもできる。ゲート線G1、G2、…はTFT9
4のゲート電極(図示せず)に接続され、ソース線S
1、S2、…はTFT94のソース電極(図示せず)に
接続され、画素電極95はTFT94のドレイン電極
(図示せず)に接続されている。かかる構成において、
走査信号ドライバ91によりゲート線G1、G2、…が
例えば線順次に走査選択されてゲート電圧が供給され、
このゲート線の走査選択に同期して情報信号ドライバ9
2から、各画素に書き込む情報に応じた情報信号電圧が
ソース線S1、S2、…に供給され、TFT94を介し
て各画素電極に印加される。
In the configuration shown in FIG. 2, in a panel section 90 corresponding to a liquid crystal element, horizontal gate lines G1, G2,... In the drawing corresponding to scanning lines connected to a scanning signal driver 91 as driving means, The source lines S1, S2,... In the vertical direction in the drawing corresponding to the information signal lines connected to the information signal driver 92 as the driving means are provided so as to be orthogonal to each other while being insulated from each other. Corresponding to the switching element (T
FT) 94 and a pixel electrode 95 (only a 5 × 5 pixel area is shown in the figure for simplicity). still,
As the switching element, an MIM element can be used in addition to the TFT. The gate lines G1, G2,...
4 is connected to the gate electrode (not shown)
Are connected to a source electrode (not shown) of the TFT 94, and the pixel electrode 95 is connected to a drain electrode (not shown) of the TFT 94. In such a configuration,
The gate lines G1, G2,... Are, for example, line-sequentially selected for scanning by the scanning signal driver 91, and a gate voltage is supplied.
The information signal driver 9 is synchronized with the gate line scanning selection.
2 are supplied to the source lines S1, S2,... According to the information to be written to each pixel, and are applied to each pixel electrode via the TFT 94.

【0041】図3は、図2に示すようなパネル構成にお
ける各画素部分(1ビット分)の断面構造の一例を示
す。同図に示す構造では、TFT94および画素電極9
5を備えるアクティブマトリクス基板20と共通電極4
2を備えた対向基板40との間に、自発分極を有する液
晶層49が挟持され、液晶容量(CLC)31が構成され
ている。
FIG. 3 shows an example of a sectional structure of each pixel portion (for one bit) in the panel configuration shown in FIG. In the structure shown in FIG.
Matrix substrate 20 provided with the common electrode 4 and the common electrode 4
A liquid crystal layer 49 having spontaneous polarization is sandwiched between the liquid crystal layer 49 and a counter substrate 40 provided with a liquid crystal capacitor 2, thereby forming a liquid crystal capacitor (C LC ) 31.

【0042】アクティブマトリクス基板20について
は、TFT94としてアモルファスSi(a−Si)を
用いたボトムゲート型TFTを用いた例が示されてい
る。これ以外にも、ポリ−Siを用いた同様の構造のも
のや、トップゲート型のTFTも用いることが可能であ
る。 TFT94はガラス等からなる基板21上に形成さ
れ、図2に示すゲート線G1、G2、…に接続したゲー
ト電極22上に窒化シリコン(SiNx )等の材料から
なる絶縁膜(ゲート絶縁膜)23を介してa−Si層2
4が設けられており、該a−Si層24上に、夫々n+
a−Si層25、26を介してソース電極27、ドレイ
ン電極28が互いに離間して設けられている。ソース電
極27は図2に示すソース線S1、S2,…に接続し、
ドレイン電極28はITO膜等の透明導電膜からなる画
素電極95に接続している。また、TFT94における
a−Si層24上をチャネル保護膜29が被覆してい
る。このTFT94は、該当するゲート線が走査選択さ
れた期間においてゲート電極22にゲートパルスが印加
されオン状態となる。
As for the active matrix substrate 20, an example is shown in which a bottom gate type TFT using amorphous Si (a-Si) is used as the TFT 94. In addition, a TFT having a similar structure using poly-Si or a top gate type TFT can be used. The TFT 94 is formed on a substrate 21 made of glass or the like, and an insulating film (gate insulating film) made of a material such as silicon nitride (SiN x ) is formed on the gate electrode 22 connected to the gate lines G1, G2,. 23 through the a-Si layer 2
4 is provided, on the a-Si layer 24, respectively n +
The source electrode 27 and the drain electrode 28 are provided separately from each other via the a-Si layers 25 and 26. The source electrode 27 is connected to the source lines S1, S2,.
The drain electrode 28 is connected to a pixel electrode 95 made of a transparent conductive film such as an ITO film. The channel protection film 29 covers the a-Si layer 24 of the TFT 94. The TFT 94 is turned on by applying a gate pulse to the gate electrode 22 during a period in which the corresponding gate line is selected for scanning.

【0043】さらに、アクティブマトリクス基板20に
おいては、画素電極95と、該電極のガラス基板側に設
けられた保持容量電極30により絶縁膜23(ゲート電
極22上の絶縁膜と連続的に設けられた膜)を挟持した
構造により保持容量(Cs)32が液晶層50と並列の
形で設けられている。保持容量電極はその面積が大きい
場合、開口率が低下するため、ITO膜等の透明導電膜
により形成される。
Further, in the active matrix substrate 20, the insulating film 23 (continuously formed with the insulating film on the gate electrode 22) is formed by the pixel electrode 95 and the storage capacitor electrode 30 provided on the glass substrate side of the electrode. A storage capacitor (Cs) 32 is provided in parallel with the liquid crystal layer 50 by a structure sandwiching the film. When the area of the storage capacitor electrode is large, the aperture ratio is reduced, and thus the storage capacitor electrode is formed of a transparent conductive film such as an ITO film.

【0044】アクティブマトリクス基板20のTFT9
4および画素電極95上には液晶の配向状態を制御する
ための例えばラビング処理等の一軸配向処理が施された
配向膜43aが設けられている。一方、対向基板40で
は、ガラス基板41上に、全面同様の厚みで共通電極4
2、および液晶の配向状態を制御するための配向膜43
bが積層されている。尚、上記セル構造は、互いに偏光
軸が直交した関係にある一対の偏光板間に挟持されてい
る(図示せず)。
The TFT 9 of the active matrix substrate 20
On the pixel electrode 95 and the pixel electrode 95, there is provided an alignment film 43a that has been subjected to a uniaxial alignment process such as a rubbing process for controlling the alignment state of the liquid crystal. On the other hand, in the counter substrate 40, the common electrode 4 is formed on the glass substrate 41 with the same thickness as the entire surface.
2. Alignment film 43 for controlling alignment state of liquid crystal
b is laminated. The cell structure is sandwiched between a pair of polarizing plates whose polarization axes are orthogonal to each other (not shown).

【0045】上記構造のパネルの画素部分において、液
晶層49としては、自発分極を有する液晶、例えばカイ
ラルスメクチック相を呈する液晶が用いられる。尚、図
2および3に示すようなパネル構成において、アクティ
ブマトリクス基板として、多結晶Si(p−Si)TF
Tを備えた基板を用いることができる。
In the pixel portion of the panel having the above structure, a liquid crystal having spontaneous polarization, for example, a liquid crystal exhibiting a chiral smectic phase is used as the liquid crystal layer 49. In the panel configuration shown in FIGS. 2 and 3, polycrystalline Si (p-Si) TF was used as an active matrix substrate.
A substrate with T can be used.

【0046】図3に示すパネルの画素部分の等価回路を
図4に示す。図4および図5を参照して上記構造の液晶
素子における特性を利用したアクティブマトリクス駆動
について述べる。本実施形態の液晶素子におけるアクテ
ィブマトリクス駆動では、例えば一画素においてある情
報を表示するための期間(1フレーム)を複数のフィー
ルド(例えば図5に示す1Fおよび2F)に分割し、こ
れら2フィールドにおいて平均的に所定の情報に応じた
出射光量を得る。以下では、液晶層49が一方の極性の
電圧印加で十分な透過光強度であり、逆極性ではそれよ
り小さい透過光強度である特性を示す場合における2フ
ィールドに分割された例について説明する。
FIG. 4 shows an equivalent circuit of a pixel portion of the panel shown in FIG. The active matrix driving utilizing the characteristics of the liquid crystal element having the above structure will be described with reference to FIGS. In the active matrix driving in the liquid crystal element of the present embodiment, for example, a period (one frame) for displaying certain information in one pixel is divided into a plurality of fields (for example, 1F and 2F shown in FIG. 5), and in these two fields, The amount of emitted light according to predetermined information is obtained on average. Hereinafter, an example in which the liquid crystal layer 49 is divided into two fields in a case where the transmission light intensity is sufficient when a voltage of one polarity is applied and the transmission light intensity is smaller when the polarity is reversed, will be described.

【0047】図5(a)は、一画素を着目した際に、当
該画素に接続する走査線となる一ゲート線に印加される
電圧を示す。上記構造の液晶素子では、各フィールド毎
にゲート線G1、G2、…が例えば線順次で選択され、
一ゲート線には選択期間Tonにおいて所定のゲート電圧
Vgが印加され、ゲート電極22に電圧Vgが加わりT
FT94がオン状態となる。他のゲート線が選択されて
いる期間に相当する非選択期間Toff にはゲート電極2
2に電圧が加わらずTFT94は高抵抗状態(オフ状
態)となり、Toff 毎に所定の同一のゲート線が選択さ
れてゲート電極22にゲート電圧Vgが印加される。
FIG. 5A shows a voltage applied to one gate line serving as a scanning line connected to the pixel when focusing on one pixel. In the liquid crystal element having the above structure, the gate lines G1, G2,...
A predetermined gate voltage Vg is applied to one gate line during the selection period Ton, and a voltage Vg is applied to the gate electrode 22 to cause Tg.
FT94 is turned on. In a non-selection period Toff corresponding to a period in which another gate line is selected, the gate electrode 2
2, no voltage is applied to the TFT 2, and the TFT 94 is in a high resistance state (off state), a predetermined same gate line is selected for each Toff, and a gate voltage Vg is applied to the gate electrode 22.

【0048】図5(b)は、当該画素の情報信号線(ソ
ース線)に印加される電圧Vsを示す。図5(a)で示
すように各フィールドで選択期間Tonでゲート電極22
にゲート電圧が印加された際、これに同期して当該画素
に接続する情報線となるソース線S1、S2、…からソ
ース電極27に、所定のソース電圧(情報信号電圧)V
s(基準電位を共通電極42の電位Vcとする)が印加
される。
FIG. 5B shows the voltage Vs applied to the information signal line (source line) of the pixel. As shown in FIG. 5A, the gate electrode 22 in the selection period Ton in each field.
When a gate voltage is applied to the source electrode 27, a predetermined source voltage (information signal voltage) V is applied from the source lines S1, S2,.
s (the reference potential is the potential Vc of the common electrode 42) is applied.

【0049】ここで、1フレームを構成する第一のフィ
ールド(1F)では、当該画素に書込まれる情報、例え
ば用いる液晶に応じた電圧−透過率特性を基に当該画素
で得ようとする光学状態または表示情報(透過率)に応
じたレベルVxの正極性のソース電圧(情報信号電圧)
(基準電位を共通電極42の電位Vcとする)が印加さ
れる。この時、TFT94がオン状態であるため、上記
ソース電極27に印加される電圧Vxがドレイン電極2
8を介して画素電極(95)に印加され、液晶容量(C
LC)31および保持容量(Cs)32に充電がなされ、
画素電極の電位が情報信号電圧Vxになる。続いて、当
該画素の属するゲート線の非選択期間Toff においてT
FT94は高抵抗(オフ状態)となるため、この非選択
期間には、液晶セル(液晶容量CLC)31および保持容
量(Cs)32では選択期間Tonで充電された電荷が蓄
積された状態を維持し、電圧Vxが保持される。そし
て、当該画素における液晶層49に第1フィールド1F
の期間を通して電圧Vxが印加され、当該画素の液晶部
分ではこの電圧値に応じた光学状態(透過光量)が得ら
れる。このとき液晶の応答速度がゲートオン期間より遅
い場合、液晶セル(液晶容量CLC)31および保持容量
(Cs)32に充電が完了し、ゲートがオフされた非選
択期間にスイッチングが開始される。このような場合は
自発分極の反転によって充電された電荷が相殺されて、
液晶層に印加される電圧が図5(c)のようにVxより
Vd小さいVx’という値を取る。
Here, in the first field (1F) constituting one frame, optical information to be obtained by the pixel based on information written in the pixel, for example, a voltage-transmittance characteristic corresponding to the liquid crystal used. Source voltage of positive polarity (information signal voltage) of level Vx according to state or display information (transmittance)
(The reference potential is the potential Vc of the common electrode 42). At this time, since the TFT 94 is in the ON state, the voltage Vx applied to the source electrode 27
8 to the pixel electrode (95), and the liquid crystal capacitance (C
LC ) 31 and the storage capacity (Cs) 32 are charged,
The potential of the pixel electrode becomes the information signal voltage Vx. Subsequently, during the non-selection period Toff of the gate line to which the pixel belongs, T
Since the FT 94 has a high resistance (off state), during this non-selection period, the liquid crystal cell (liquid crystal capacitor C LC ) 31 and the storage capacitor (Cs) 32 store the charge accumulated in the selection period Ton during the non-selection period. The voltage Vx is maintained. Then, the first field 1F is added to the liquid crystal layer 49 in the pixel.
The voltage Vx is applied throughout the period, and an optical state (amount of transmitted light) corresponding to this voltage value is obtained in the liquid crystal portion of the pixel. At this time, if the response speed of the liquid crystal is slower than the gate-on period, the charging of the liquid crystal cell (liquid crystal capacitor C LC ) 31 and the storage capacitor (Cs) 32 is completed, and switching starts in the non-selection period in which the gate is turned off. In such a case, the charged charge is offset by the reversal of spontaneous polarization,
The voltage applied to the liquid crystal layer takes a value of Vx ', which is smaller by Vd than Vx, as shown in FIG.

【0050】次に、第二のフィールド(2F)の選択期
間Tonでは、第一のフィールド1Fとは極性が逆で実質
的に同様の電圧値Vxを有するソース電圧(−Vx)が
ソース電極27に印加される。この時、TFT14がオ
ン状態であり、画素電極95に電圧−Vxが印加され
て、液晶容量(CLC)31および保持容量(Cs)32
に充電がなされ、画素電極の電位が情報信号電圧−Vx
になる。続いて、非選択期間Toff においてTFT94
は高抵抗(オフ状態)となるため、この非選択期間に
は、液晶セル(液晶容量CLC)31および保持容量(C
s)32では選択期間Tonで充電された電荷が蓄積され
た状態を維持し、電圧−Vxが保持される。そして、当
該画素における液晶層49に第2のフィールド2F期間
を通して電圧−Vxが印加され、当該画素ではこの電圧
値に応じた光学状態(出射光量)が得られる。このとき
も同様に液晶の応答速度がゲートオン期間より遅い場
合、液晶セル(液晶容量CLC)31および保持容量(C
s)32に充電が完了し、ゲートがオフされた非選択期
間にスイッチングが開始される。このような場合は自発
分極の反転によって充電された電荷が相殺されて、液晶
層に印加される電圧が図5(c)のように−VxよりV
d小さい−Vx’という値を取る。
Next, in the selection period Ton of the second field (2F), the source voltage (-Vx) having the polarity opposite to that of the first field 1F and having substantially the same voltage value Vx is applied to the source electrode 27. Is applied to At this time, the TFT 14 is in the ON state, the voltage −Vx is applied to the pixel electrode 95, and the liquid crystal capacitance (C LC ) 31 and the storage capacitance (Cs) 32
And the potential of the pixel electrode is changed to the information signal voltage −Vx.
become. Subsequently, in the non-selection period Toff, the TFT 94
Becomes a high resistance (off state), and during this non-selection period, the liquid crystal cell (liquid crystal capacitor C LC ) 31 and the storage capacitor (C
In s) 32, the state in which the charge charged during the selection period Ton is accumulated is maintained, and the voltage -Vx is held. Then, the voltage −Vx is applied to the liquid crystal layer 49 in the pixel throughout the second field 2F, and the pixel obtains an optical state (light emission amount) corresponding to the voltage value. At this time, similarly, when the response speed of the liquid crystal is lower than the gate-on period, the liquid crystal cell (liquid crystal capacitor C LC ) 31 and the storage capacitor (C
s) The charging is completed in 32, and the switching is started in the non-selection period in which the gate is turned off. In such a case, the charges charged by the reversal of the spontaneous polarization are cancelled, and the voltage applied to the liquid crystal layer becomes V from -Vx as shown in FIG.
It takes a value of -Vx 'which is d smaller.

【0051】図5(c)は、上述したような当該画素の
液晶容量および保持容量に実際に保持され液晶層49に
印加される電圧値Vpix を、図5(d)は当該画素での
液晶の実際の光学応答(透過型液晶素子した場合での光
学応答)を模式的に示す。図5(c)に示すように、2
フィールド(1Fおよび2F)を通じて印加電圧は互い
に極性が反転しただけの同一レベル(絶対値)Vx’で
ある。一方、図5(d)に示すように第一フィールド1
Fでは、Vx’に応じた階調表示状態(出射光量)が得
られ、第二フィールド2Fでは、−Vx’に応じた階調
表示状態が得られるが、実際には安定状態に対しわずか
な透過光量の変化しか得られず、透過光量はTxより小
さく、0レベルに近いTyとなる。
FIG. 5C shows the voltage value Vpix actually held in the liquid crystal capacitance and the storage capacitor of the pixel as described above and applied to the liquid crystal layer 49, and FIG. FIG. 1 schematically shows the actual optical response (optical response in the case of a transmission type liquid crystal element). As shown in FIG.
The applied voltages through the fields (1F and 2F) are at the same level (absolute value) Vx ′ whose polarity is just inverted. On the other hand, as shown in FIG.
In F, a gradation display state (emission light amount) according to Vx 'is obtained, and in the second field 2F, a gradation display state according to -Vx' is obtained. Only a change in the amount of transmitted light is obtained, and the amount of transmitted light is smaller than Tx and becomes Ty close to the 0 level.

【0052】上述したようなアクティブマトリクス駆動
では、カイラルスメクチック相を示す液晶を用いた場合
で良好な高速応答性に基づいた階調表示が可能となると
同時に一画素においてあるレベルの階調表示を、高い透
過光量を得る第一フィールドと低い透過光量を得る第二
フィールドに分割して連続的に行うため、時間開口率が
50%以下となり人間の目の感じる動画高速応答特性も
良好になる。また、第二フィールドにおいては液晶分子
の若干のスイッチング動作により完全に透過光量が0に
はならないので、フレーム期間全体での人間の目に感じ
る輝度は確保される。
In the above-described active matrix driving, when liquid crystal exhibiting a chiral smectic phase is used, gradation display based on good high-speed response can be performed, and at the same time, gradation display at a certain level in one pixel can be performed. Since it is divided into a first field that obtains a high transmitted light amount and a second field that obtains a low transmitted light amount and is continuously performed, the temporal aperture ratio is 50% or less, and the high-speed moving image response characteristics perceived by human eyes are also improved. Further, in the second field, the transmitted light amount does not become completely zero due to a slight switching operation of the liquid crystal molecules, so that the luminance perceived by human eyes during the entire frame period is secured.

【0053】さらに、第一および第二フィールドで同様
のレベルの電圧が極性反転して液晶層49に印加される
ため、液晶層49に実際に印加される電圧が交流化され
液晶の劣化が防止される。
Further, since the voltage of the same level is inverted and applied to the liquid crystal layer 49 in the first and second fields, the voltage actually applied to the liquid crystal layer 49 is converted into an alternating current, thereby preventing the deterioration of the liquid crystal. Is done.

【0054】上記のアクティブマトリクス駆動では、2
フィールドからなる1フレーム全体では、TxとTyを
平均した透過光量が得られる。このため、情報信号電圧
Vsについては、実際に当該フレームで当該画素で得よ
うとする画像情報(階調情報)に応じて、所定のレベル
だけ大きな透過光量を得ることのできる電圧値を選択し
て印加することで、第一フィールド1Fにおいて、所望
の階調状態より高いレベル透過光量での階調状態を表示
することも好ましい。
In the above-described active matrix driving, 2
In one entire frame composed of fields, a transmitted light amount obtained by averaging Tx and Ty is obtained. Therefore, as the information signal voltage Vs, a voltage value capable of obtaining a large amount of transmitted light by a predetermined level is selected according to image information (gradation information) to be actually obtained by the pixel in the frame. It is also preferable to display a gradation state with a higher level of transmitted light than the desired gradation state in the first field 1F.

【0055】[0055]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に沿って詳細に
説明する。図6に本発明の第1の実施例に係る液晶素子
の駆動タイミングを示した。1画面全体を表示する期間
を1フレームとし、それをRフィールド、Gフィール
ド、Bフィールドの3フィールドに分ける。 1フレーム
周波数を60Hzとすると、各色フィールド周波数は、
180Hzになる。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 6 shows the drive timing of the liquid crystal element according to the first embodiment of the present invention. A period for displaying one entire screen is defined as one frame, which is divided into three fields of an R field, a G field, and a B field. If one frame frequency is 60 Hz, each color field frequency is
180 Hz.

【0056】Rフィールド内でのタイミングを用いて説
明する。図5でも説明したように、本発明の実施形態で
用いた液晶は、正負どちらかの信号のとき(図5ではV
cをはさんで正側) Vpix に応じた出射光量が得られ、
反対の極性の信号のときには、ほとんど出射光量が得ら
れない(ほとんど黒表示に近い) 特性を示す。
A description will be given using the timing in the R field. As described with reference to FIG. 5, the liquid crystal used in the embodiment of the present invention has either a positive or negative signal (V in FIG. 5).
(positive side across c) Output light quantity corresponding to Vpix is obtained,
In the case of a signal of the opposite polarity, a characteristic is obtained in which almost no emitted light amount is obtained (almost close to black display).

【0057】図6(1)に示したように、ひとつの色フ
ィールド(例えばRフィールド) 期間のうち、前半に映
像表示に寄与する映像信号転送期間601を設け、後半
に映像表示にほとんど寄与しない(ほとんど黒表示に近
い) 信号転送期間602を設ける。 このとき、R光源
は、図中(2) で示したように、ほぼすべての期間60
3点灯される。 但し、点灯するタイミングは、映像信号
転送期間開始とほぼ同時であり、消灯するタイミング
は、後半の信号転送期間602がすべての画素に対して
終了してから、各画素の液晶の光学応答状態がほぼ同レ
ベルで、かつ、表示に寄与しないレベルに至ったタイミ
ングで実施する。
As shown in FIG. 6A, in one color field (for example, R field) period, a video signal transfer period 601 that contributes to video display is provided in the first half, and hardly contributes to video display in the second half. A signal transfer period 602 (almost close to black display) is provided. At this time, as shown by (2) in FIG.
3 is lit. However, the light-on timing is almost the same as the start of the video signal transfer period, and the light-off timing is when the optical response state of the liquid crystal of each pixel changes after the latter half of the signal transfer period 602 ends for all the pixels. It is carried out at substantially the same level and at a timing when the level does not contribute to the display.

【0058】図7には、第1アドレス(1,1) 画素と
最終アドレス(M,N)画素の液晶の光学応答波形を示
した。 信号の転送は、(1,1) 画素から順次開始さ
れ、最終(M,N)画素が転送されるまで行われる。 前
半の転送期間701で映像表示に寄与する映像信号が、
順次転送される。 また、転送に要する時間は、1 フィー
ルドの1/2の時間より短く設定される。先述したよう
に、本発明の実施形態で用いたカイラルスメクチック液
晶は、光学応答速度が非常に速く、この転送期間701
内にすべての画素が所望の輝度レベルに到達できる。 図
2で示したようなアクティブマトリクス駆動の場合、ゲ
ート線G1、G2、…を順次選択する、いわゆる線順次
駆動が用いられる。 この場合、ゲート線G1に接続され
ている(1,1)画素から(1,N)画素までが同時に
選択され、ゲート線GMに接続されている(M,1)画
素から(M,N)画素までが同時に選択される。
FIG. 7 shows the optical response waveform of the liquid crystal at the first address (1,1) pixel and the last address (M, N) pixel. The signal transfer starts sequentially from the (1,1) pixel and continues until the last (M, N) pixel is transferred. The video signal contributing to the video display in the first half transfer period 701 is
Transferred sequentially. Also, the time required for the transfer is set shorter than half the time of one field. As described above, the chiral smectic liquid crystal used in the embodiment of the present invention has a very high optical response speed, and the transfer period 701
All the pixels can reach the desired luminance level. In the case of the active matrix drive as shown in FIG. 2, a so-called line sequential drive for sequentially selecting the gate lines G1, G2,... Is used. In this case, the pixels (1, 1) to (1, N) connected to the gate line G1 are simultaneously selected, and the pixels (M, 1) connected to the gate line GM are set to (M, N). Pixels up to the pixel are simultaneously selected.

【0059】後半の転送期間702では、期間701で
転送された映像信号とは逆極性の信号を、やはり、順次
転送する。 転送開始は、前半の転送期間701が終了し
てからある一定時間経過後、言い換えれば、1フィール
ドのちょうど1/2の時間経過後、に設定される。ま
た、転送に要する時間は、前半の転送期間701と同じ
に設定される。
In the transfer period 702 in the latter half, signals having the opposite polarity to the video signal transferred in the period 701 are also sequentially transferred. The transfer start is set after a lapse of a certain period of time from the end of the first half transfer period 701, in other words, after a lapse of exactly の of one field. The time required for the transfer is set to be the same as the transfer period 701 in the first half.

【0060】この信号の転送により、各画素の輝度レベ
ルは、ほとんど映像表示に寄与しないレベル(ほとんど
黒表示) まですべての画素の輝度レベルが揃う。また、
前後半の信号転送期間の間の期間606、706の期間
を設けることにより、温度などの変化による液晶の光学
応答時間の変化にも対応し、常に一定の輝度レベルを維
持できるようになる。
As a result of this signal transfer, the luminance levels of all the pixels are aligned to a level that hardly contributes to video display (almost black display). Also,
By providing the periods 606 and 706 between the first and second signal transfer periods, it is possible to always maintain a constant luminance level in response to a change in the optical response time of the liquid crystal due to a change in temperature or the like.

【0061】一方、光源は、1フィールド期間のほとん
どの期間703点灯させる。但し、点灯開始時期は、前
半の映像信号転送期間601、701の開始時期に合わ
せて点灯し、消灯時期は、後半の信号転送終了時期から
ある一定時間経過後に行う。
On the other hand, the light source turns on 703 for most of one field period. However, the lighting start time is turned on in accordance with the start timing of the video signal transfer periods 601 and 701 in the first half, and the turn-off timing is performed after a certain period of time has elapsed from the signal transfer end timing in the latter half.

【0062】このようなタイミングに設定することで、
映像表示に寄与する期間(各画素毎に見れば、転送期間
601、701から転送期間602、702までの間)
が、従来に比べ十分長く取れるようになり(後述する
が、実際には3msec程度の時間が確保可能であっ
た)、時間的に離散した光源点灯がかなり改善され、画
面上を画像が移動する際にも色割れ現象は観察されず、
良好な動画質映像が得られた。
By setting such timings,
A period contributing to image display (between the transfer periods 601 and 701 and the transfer periods 602 and 702 when viewed from each pixel)
However, it is possible to take a sufficiently long time as compared with the conventional art (as will be described later, in practice, a time of about 3 msec was able to be secured), and the lighting of the light sources which are discrete in time is considerably improved, and the image moves on the screen. No color breakup phenomenon was observed at that time,
Good moving image quality video was obtained.

【0063】また、このようなタイミングに設定するこ
とで、画面全体の輝度差をほとんどなくすことが可能と
なる。すなわち、前半の映像信号転送期間と、後半の映
像表示にほとんど寄与しない信号の転送期間を、どちら
も1フィールド期間の1/2よりも短い期間に設定する
ことにより、表示輝度レベル、および、表示に寄与しな
い輝度レベル双方とも、温度などの変化により液晶の応
答速度が変化しても十分に液晶が応答できる時間的余裕
が生まれる。また、後半の信号転送期間の開始時期をち
ょうど1フィールドの1/2の時間経過後に設定し、か
つ、光源の点灯期間を上述のように設定することによ
り、常に点灯期間に対して同じデューティ比で表示を行
うことが可能になる。
By setting such timing, it is possible to almost eliminate the difference in luminance of the entire screen. That is, by setting both the first half of the video signal transfer period and the second half of the signal transfer period of a signal that hardly contributes to video display to a period shorter than 1 / of one field period, the display luminance level and display Both of the luminance levels that do not contribute to the liquid crystal display provide a sufficient time for the liquid crystal to respond sufficiently even if the response speed of the liquid crystal changes due to a change in temperature or the like. Also, by setting the start time of the latter half of the signal transfer period after a lapse of exactly 1 / of one field, and setting the lighting period of the light source as described above, the same duty ratio is always applied to the lighting period. Can be displayed.

【0064】また、この両者の信号は、図5でも説明し
たように、両極性の信号であり、両者でDC成分がほぼ
ゼロになるように設定される。 こうすることで、液晶に
対してDC成分が印加、残留することなしに駆動するこ
とが可能であり、素子の信頼性が向上する。
As described with reference to FIG. 5, both signals are bipolar signals, and are set so that the DC component of both signals becomes substantially zero. By doing so, it is possible to drive the liquid crystal without applying and remaining a DC component, and the reliability of the element is improved.

【0065】先述した通り、本発明の実施形態に用いた
液晶材料であるカイラルスメクティック液晶は、従来か
ら用いられてきたTN液晶に比べ光学応答速度が非常に
速く、1信号転送期間内に十分所望輝度レベルまで到達
することができる。 使用温度範囲を0℃〜60℃までに
設定した場合、黒状態から白状態に応答する時間は約1
msec程度であり、白状態から黒状態に応答する時間
は、約0.5msec程度である。したがって、本実施
例において、各信号転送期間は、フィールド周波数を1
80Hzとすると、おのおの2msecに設定されてい
る。
As described above, the chiral smectic liquid crystal, which is a liquid crystal material used in the embodiment of the present invention, has an extremely high optical response speed as compared with a conventionally used TN liquid crystal, and is sufficiently desired within one signal transfer period. Brightness levels can be reached. When the operating temperature range is set to 0 ° C to 60 ° C, the time to respond from the black state to the white state is about 1 hour.
The response time from the white state to the black state is about 0.5 msec. Therefore, in this embodiment, the field frequency is set to 1 during each signal transfer period.
Assuming 80 Hz, each is set to 2 msec.

【0066】本実施例では、2msecで全ての画素に
信号を順次転送するために、駆動能力の高いポリシリコ
ンTFTを用いた。VGA(640×480)の画素数
では、ドット周波数が150MHz程度になるため、画
面を分割してそれぞれを並列に信号転送することによ
り、2msecという短い転送期間でも全ての画素に信
号転送することが可能になった。
In this embodiment, a polysilicon TFT having a high driving capability is used to sequentially transfer signals to all the pixels in 2 msec. With the number of pixels of VGA (640 × 480), the dot frequency is about 150 MHz. Therefore, by dividing the screen and transferring signals in parallel, it is possible to transfer signals to all pixels even in a short transfer period of 2 msec. It is now possible.

【0067】(液晶組成物の調製)下記液晶性化合物を
混合して液晶組成物L C-1を調製した。構造式に併記し
た数値は混合の際の重量比率である。
(Preparation of Liquid Crystal Composition) A liquid crystal composition LC-1 was prepared by mixing the following liquid crystal compounds. The numerical values described in the structural formula are weight ratios at the time of mixing.

【0068】[0068]

【化5】 上記液晶組成物L C-1の物性パラメータを以下に示す。Embedded image The physical parameters of the liquid crystal composition LC-1 are shown below.

【0069】[0069]

【式1】 (Equation 1)

【0070】(液晶セルの作製)一方の基板として上述
した画素構造を有し、ゲート絶縁膜として窒化シリコン
膜を備えたa−SiTFTを有するアクティブマトリク
ス基板と、対向する基板として透明電極を有する基板と
の、厚さ1. 1mmの一対の基板を用意した。画面サイ
ズは10.4インチ、画素数は800×600とした。
該基板の透明電極上に、市販のTFT用配向膜SE79
9(日産化学社製)をスピンコート法により塗布し、そ
の後、80℃5分間の前乾燥を行なった後、200℃で
1時間加熱焼成を施し膜厚500Åのポリイミド被膜を
得た。
(Preparation of Liquid Crystal Cell) An active matrix substrate having an a-Si TFT having the above-described pixel structure as one substrate and a silicon nitride film as a gate insulating film, and a substrate having a transparent electrode as an opposing substrate A pair of substrates having a thickness of 1.1 mm was prepared. The screen size was 10.4 inches and the number of pixels was 800 × 600.
A commercially available alignment film SE79 for TFT is provided on the transparent electrode of the substrate.
9 (manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.) was applied by spin coating, followed by pre-drying at 80 ° C. for 5 minutes, followed by heating and baking at 200 ° C. for 1 hour to obtain a polyimide film having a thickness of 500 °.

【0071】続いて、当該基板上のポリイミド膜に対し
て一軸配向処理としてナイロン布によるラビング処理を
施した。ラビング処理の条件は、径10cmのロールに
ナイロン(NF−77/帝人製)を貼り合わせたラビン
グロールを用い、押し込み量0.3mm、送り速度10
cm/sec、回転数1000rpm、送り回数4回と
した。
Subsequently, the polyimide film on the substrate was subjected to a rubbing treatment with a nylon cloth as a uniaxial orientation treatment. The conditions of the rubbing treatment were as follows: a rubbing roll in which nylon (NF-77 / manufactured by Teijin) was bonded to a roll having a diameter of 10 cm, a pushing amount of 0.3 mm, and a feeding speed of 10 mm.
cm / sec, the number of rotations was 1000 rpm, and the number of times of feeding was 4 times.

【0072】続いて、一方の基板上にスペーサとして、
平均粒径1.5μmのシリカビーズを散布し、各基板の
ラビング処理方向が互いに反平行(アンチパラレル)と
なるように対向させ、均一なセルギャップのセル(アク
ティブマトリクスパネルA)を得た。
Subsequently, as a spacer on one of the substrates,
Silica beads having an average particle size of 1.5 μm were scattered, and the rubbing directions of the substrates were opposed to each other so as to be antiparallel to each other, thereby obtaining cells having a uniform cell gap (active matrix panel A).

【0073】上記のプロセスで作製したアクティブマト
リクスパネルAに液晶組成物LC-1をCh相の温度で注
入し、液晶をカイラルスメクティック液晶相を示す温度
まで冷却し、この冷却の際、Ch−SmC* 相転移前後
において、+2Vまたは−2Vのオフセット電圧(直流
電圧)を印加して冷却を行う処理を施し、液晶パネルを
作製した。かかるサンプルについて、画質、とりわけ動
画質の評価を行った。
The liquid crystal composition LC-1 was injected into the active matrix panel A manufactured by the above process at the temperature of the Ch phase, and the liquid crystal was cooled to a temperature showing a chiral smectic liquid crystal phase. * Before and after the phase transition, a cooling process was performed by applying an offset voltage (DC voltage) of +2 V or -2 V to produce a liquid crystal panel. The sample was evaluated for image quality, especially for moving image quality.

【0074】尚、上述の実施例では、アクティブ素子と
して、ポリシリコンTFTを用いたが、駆動能力および
開示した駆動タイミングが実現できれば、例えば、MI
M素子を用いたアクティブマトリクス基板を用いても良
く、単純マトリクス基板を用いても良い。
In the above-described embodiment, a polysilicon TFT is used as an active element. However, if the driving capability and the disclosed driving timing can be realized, for example, MI
An active matrix substrate using M elements may be used, or a simple matrix substrate may be used.

【0075】[0075]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
従来問題であった色割れなどの動画質が改善され、か
つ、表示面内で均一が画質が得られる液晶素子を提供で
きる。
As described in detail above, according to the present invention,
It is possible to provide a liquid crystal element in which moving image quality such as color breakup, which has been a problem in the related art, is improved and uniform image quality is obtained in a display surface.

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

【図1】 本発明の一実施形態に係る液晶素子の模式的
断面図である。
FIG. 1 is a schematic sectional view of a liquid crystal element according to one embodiment of the present invention.

【図2】 図1の素子に用いたアクティブマトリクス基
板の模式図である。
FIG. 2 is a schematic diagram of an active matrix substrate used for the device of FIG.

【図3】 図2におけるアクティブマトリクス素子の断
面構造図である。
FIG. 3 is a sectional structural view of the active matrix element in FIG. 2;

【図4】 図3における画素部分の等価回路図である。FIG. 4 is an equivalent circuit diagram of a pixel portion in FIG.

【図5】 図1〜4に示す液晶素子の基本的な駆動方法
を説明する図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating a basic driving method of the liquid crystal element shown in FIGS.

【図6】 本発明の一実施例に係る液晶素子の駆動方法
を説明する図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating a method for driving a liquid crystal element according to one embodiment of the present invention.

【図7】 本発明の一実施例に係る液晶素子の駆動方法
を説明する図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating a method for driving a liquid crystal element according to an embodiment of the present invention.

【図8】 従来の駆動方法の問題点を説明する図であ
る。
FIG. 8 is a diagram illustrating a problem of a conventional driving method.

【図9】 従来の駆動方法の問題点を説明する図であ
る。
FIG. 9 is a diagram illustrating a problem of a conventional driving method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

701:色表示用信号の転送期間、702:表示にほと
んど寄与しない信号の転送期間、703:光源の点灯期
間、704:最初に色表示用信号を転送される画素の応
答曲線、705:最後に色表示用信号を転送される画素
の応答曲線、706:色フィールドの1/2と色表示用
信号の転送期間との差。
701: transfer period of a signal for color display, 702: transfer period of a signal that hardly contributes to display, 703: lighting period of a light source, 704: response curve of a pixel to which a color display signal is transferred first, 705: last Response curve 706 of the pixel to which the color display signal is transferred, the difference between 差 of the color field and the transfer period of the color display signal.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G09G 3/20 642 G09G 3/20 642J 642C 3/36 3/36 Fターム(参考) 2H090 HB08Y HB13Y KA14 LA02 LA04 LA16 MA11 MB01 2H093 NA16 NA43 NC16 NC34 NC42 ND01 ND09 ND34 NE06 NF17 5C006 AA22 AC02 AC24 AC25 AF44 AF50 AF71 BA11 BB16 BC03 BC06 BC07 BC13 BF34 BF37 EA03 FA22 FA56 5C080 AA10 BB05 CC03 DD30 EE28 FF12 JJ02 JJ03 JJ04 JJ06 KK43 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) G09G 3/20 642 G09G 3/20 642J 642C 3/36 3/36 F-term (Reference) 2H090 HB08Y HB13Y KA14 LA02 LA04 LA16 MA11 MB01 2H093 NA16 NA43 NC16 NC34 NC42 ND01 ND09 ND34 NE06 NF17 5C006 AA22 AC02 AC24 AC25 AF44 AF50 AF71 BA11 BB16 BC03 BC06 BC07 BC13 BF34 BF37 EA03 FA22 FA56 5C080 AA10 BB05 JJ02 EJ02 FF02

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 アクティブマトリクス型の液晶素子と、
複数色の光源とを備え、前記液晶素子に映像を表示する
1つのフレームが複数の色フィールドから構成されてお
り、該色フィールドは該色フィールド期間の1/2未満
の該色表示用信号の転送期間と該色フィールド期間の1
/2未満の表示にほとんど寄与しない信号の転送期間と
を含み、かつ、該色表示用信号の転送期間の開始とほぼ
同時に該当する色の光源を点灯させ、該表示にほとんど
寄与しない信号の転送期間の終了後一定時間経過後、該
当する色の光源を消灯させ、これらを前記複数の色フィ
ールドにおいて順次行うことにより白色カラー表示を行
うことを特徴とする液晶装置。
An active matrix type liquid crystal element;
A plurality of light sources, and one frame for displaying an image on the liquid crystal element is composed of a plurality of color fields, and the color field is less than half of the color field period. Transfer period and 1 of the color field period
The light source of the corresponding color is turned on almost simultaneously with the start of the transfer period of the signal for color display, and the transfer of the signal hardly contributes to the display is included. A liquid crystal device which performs white color display by turning off a light source of a corresponding color after a lapse of a predetermined time after the end of the period and sequentially performing the light sources in the plurality of color fields.
【請求項2】 前記色表示用信号の転送期間は前記色フ
ィールド期間の開始と同時に開始し、前記表示にほとん
ど寄与しない信号の転送期間は前記色フィールド期間の
1/2の時間経過時に開始することを特徴とする請求項
1に記載の表示装置。
2. The transfer period of the color display signal starts at the same time as the start of the color field period, and the transfer period of the signal that hardly contributes to the display starts when half of the color field period elapses. The display device according to claim 1, wherein:
【請求項3】 前記表示にほとんど寄与しない信号は前
記色表示用信号の極性を反転した信号であることを特徴
とする請求項1または2に記載の表示装置。
3. The display device according to claim 1, wherein the signal that hardly contributes to the display is a signal obtained by inverting the polarity of the color display signal.
【請求項4】 前記液晶素子は、カイラルスメクチック
液晶と、該液晶に電圧を印加する電極と、該液晶を挟持
して対向すると共に該液晶を配向させるための一軸性配
向処理が施された一対の基板と、少なくとも一方の基板
側に設けられた偏光板とを備えた液晶素子であり、前記
カイラルスメクチック液晶の相転移系列が、高温側よ
り、等方性液体相(ISO. )−コレステリック相(C
h)−カイラルスメクチックC相、または等方性液体相
(ISO. )−カイラルスメクチックC相であることを
特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の表示装置。
4. A liquid crystal device comprising: a chiral smectic liquid crystal; an electrode for applying a voltage to the liquid crystal; and a pair having a uniaxial orientation treatment for sandwiching and opposing the liquid crystal and for aligning the liquid crystal. And a polarizing plate provided on at least one of the substrates, wherein the phase transition series of the chiral smectic liquid crystal is isotropic liquid phase (ISO.)-Cholesteric phase from the high temperature side. (C
The display device according to any one of claims 1 to 3, wherein h) is a chiral smectic C phase or an isotropic liquid phase (ISO.)-chiral smectic C phase.
【請求項5】 前記液晶素子のアクティブマトリクス素
子が、薄膜トランジスタにより構成されていることを特
徴とする請求項4に記載の液晶装置。
5. The liquid crystal device according to claim 4, wherein the active matrix element of the liquid crystal element is constituted by a thin film transistor.
【請求項6】 前記液晶素子は、電圧無印加時では、前
記液晶の平均分子軸が単安定化された第一の状態を示
し、第一の極性の電圧印加時には、該液晶の平均分子軸
は印加電圧の大きさに応じた角度で該単安定化された位
置から一方の側にチルトし、該第一の極性とは逆極性の
第二の極性の電圧印加時には、該液晶の平均分子軸は該
単安定化された位置から第一の極性の電圧を印加したと
きとは逆側にチルトし、かつ前記第一の極性の電圧印加
時と第二の極性の電圧印加時の液晶の平均分子軸の該第
一の状態における単安定化された位置を基準とした最大
チルト状態のチルトの角度をそれぞれβ1、β2とした
とき、β1>β2となる液晶素子であることを特徴とす
る請求項4または5項に記載の液晶装置。
6. The liquid crystal element exhibits a first state in which the average molecular axis of the liquid crystal is monostable when no voltage is applied, and the average molecular axis of the liquid crystal is applied when a voltage of the first polarity is applied. Is tilted to one side from the mono-stabilized position at an angle corresponding to the magnitude of the applied voltage, and when a voltage having a second polarity opposite to the first polarity is applied, the average molecule of the liquid crystal is tilted. The axis tilts from the mono-stabilized position to the opposite side when a voltage of the first polarity is applied, and the liquid crystal of the liquid crystal when the voltage of the first polarity is applied and when the voltage of the second polarity is applied. The liquid crystal element satisfies β1> β2 when the tilt angles in the maximum tilt state with respect to the mono-stabilized position in the first state of the average molecular axis are β1 and β2, respectively. The liquid crystal device according to claim 4.
【請求項7】 前記液晶素子において、前記第一の極性
の電圧印加時と第二の極性の電圧印加時の液晶の平均分
子軸の前記第一の状態における単安定化された位置を基
準とした最大チルト状態のチルトの角度をそれぞれβ
1、β2としたとき、β1≧5×β2となることを特徴
とする請求項6に記載の液晶装置。
7. The liquid crystal device, wherein a monostabilized position in the first state of the average molecular axis of the liquid crystal when the voltage of the first polarity is applied and when the voltage of the second polarity is applied. The tilt angle of the maximum tilt state
7. The liquid crystal device according to claim 6, wherein, when 1, and β2, β1 ≧ 5 × β2.
【請求項8】 前記液晶素子は、電圧無印加時では、前
記液晶の平均分子軸が単安定化された第一の状態を示
し、第一の極性の電圧印加時には、該液晶の平均分子軸
は印加電圧の大きさに応じた角度で該単安定化された位
置から一方の側にチルトし、該第一の極性とは逆極性の
第二の極性の電圧印加時には、該液晶の平均分子軸は該
単安定化された位置から実質的に変化しない液晶素子で
あることを特徴とする請求項7記載の液晶装置。
8. The liquid crystal element shows a first state in which the average molecular axis of the liquid crystal is monostable when no voltage is applied, and the average molecular axis of the liquid crystal is applied when a voltage of the first polarity is applied. Is tilted to one side from the mono-stabilized position at an angle corresponding to the magnitude of the applied voltage, and when a voltage having a second polarity opposite to the first polarity is applied, the average molecule of the liquid crystal is tilted. The liquid crystal device according to claim 7, wherein the axis is a liquid crystal element that does not substantially change from the mono-stabilized position.
【請求項9】 前記液晶素子において、前記カイラルス
メクチック液晶のバルク状態でのらせんピッチが、該液
晶素子のセル厚の2倍より長いことを特徴とする請求項
6〜8のいずれかに記載の液晶装置。
9. The liquid crystal device according to claim 6, wherein a helical pitch of the chiral smectic liquid crystal in a bulk state is longer than twice a cell thickness of the liquid crystal device. Liquid crystal devices.
【請求項10】 カイラルスメクチック液晶と、該液晶
に電圧を印加する電極と、該液晶を挟持して対向すると
共に該液晶を配向させるための一軸性配向処理が施され
た一対の基板と、少なくとも一方の基板に偏光板とを備
えたアクティブマトリクス型の液晶素子の駆動方法であ
って、前記カイラルスメクチック液晶の相転移系列が、
高温側より、等方性液体相(ISO. )−コレステリッ
ク相(Ch)−カイラルスメクチックC相、または等方
性液体相(ISO. )−カイラルスメクチックC相であ
り、映像を表示する1つのフレームが、複数の色フィー
ルドから構成されており、該色フィールドは、該色フィ
ールド期間の1/2未満の該色表示用信号の転送期間と
該色フィールド期間の1/2未満の表示にほとんど寄与
しない信号の転送期間とを含み、かつ、該色表示用信号
の転送期間の開始とほぼ同時に該当する色の光源を点灯
させ、該表示にほとんど寄与しない信号の転送期間の終
了後一定時間経過後、該当する色の光源を消灯させ、こ
れらを前記複数の色フィールドにおいて順次行うことに
より白色カラー表示を行うことを特徴とする、液晶素子
の駆動方法。
10. A chiral smectic liquid crystal, an electrode for applying a voltage to the liquid crystal, and a pair of substrates that have been subjected to a uniaxial alignment treatment for sandwiching the liquid crystal and for aligning the liquid crystal. A method for driving an active matrix liquid crystal element including a polarizing plate on one substrate, wherein the phase transition series of the chiral smectic liquid crystal is
From the high temperature side, it is an isotropic liquid phase (ISO.)-Cholesteric phase (Ch) -chiral smectic C phase or an isotropic liquid phase (ISO.)-Chiral smectic C phase, and one frame for displaying an image. Are composed of a plurality of color fields, and the color fields substantially contribute to a transfer period of the signal for color display of less than half of the color field period and a display of less than half of the color field period. And a light source of a corresponding color is turned on almost simultaneously with the start of the transfer period of the signal for color display, and after a lapse of a fixed time after the end of the transfer period of the signal that hardly contributes to the display. A method for driving a liquid crystal element, wherein a white color display is performed by extinguishing a light source of a corresponding color and sequentially performing these in the plurality of color fields.
【請求項11】 前記液晶素子が、線順次駆動で駆動さ
れることを特徴とする請求項10に記載の液晶素子の駆
動方法。
11. The method according to claim 10, wherein the liquid crystal element is driven by line-sequential driving.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2005024755A (en) * 2003-06-30 2005-01-27 Casio Comput Co Ltd Liquid crystal display
US8368624B2 (en) 2007-04-14 2013-02-05 Chunghwa Picture Tubes, Ltd. Display method with interlacing reversal scan and device thereof
US8558781B2 (en) 2009-05-05 2013-10-15 Chunghwa Picture Tubes, Ltd. Color sequential display where each sub-frame is illuminated by a secondary color backlight followed by illumination with the complementary primary color backlight

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