JP2681528B2 - 液晶ライトバルブ装置 - Google Patents
液晶ライトバルブ装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、高速応答でかつ無限階調が可能な液晶ライ
トバルブ装置に関し、特に液晶テレビやアナログ液晶シ
ャッターアレーに適用可能なものに関する。
トバルブ装置に関し、特に液晶テレビやアナログ液晶シ
ャッターアレーに適用可能なものに関する。
［従来技術および発明が解決しようとする課題］ 液晶テレビに関する技術では、従来、薄膜トランジス
タ（以下、TFTと略す）とツイステッドネマチック（以
下、TNと略す）方式を組合せたTFT/TN方式が主流であ
り、これに関する特許出願も非常に多い。この理由とし
ては、 この方式の駆動条件がTV信号とのマッチング性が良
く、全温度範囲にて、30Hz又は60Hz駆動が可能である、 駆動電圧に対する液晶セルの透過率特性（Ｖ−Ｔ特
性）が比較的なだらかなために、テレビに必須な中間調
表示が容易である、 という利点を有することが挙げられる。
タ（以下、TFTと略す）とツイステッドネマチック（以
下、TNと略す）方式を組合せたTFT/TN方式が主流であ
り、これに関する特許出願も非常に多い。この理由とし
ては、 この方式の駆動条件がTV信号とのマッチング性が良
く、全温度範囲にて、30Hz又は60Hz駆動が可能である、 駆動電圧に対する液晶セルの透過率特性（Ｖ−Ｔ特
性）が比較的なだらかなために、テレビに必須な中間調
表示が容易である、 という利点を有することが挙げられる。
一方、TN方式の応答速度、特に立上り速度tONについ
ては次の関係がある。
ては次の関係がある。
ここで、Δε：誘電率異方性，VOP：印加電圧 η：粘性係数 ，Vth：閾値電圧 したがって、立上り速度tONは、印加電圧VOPによって大
きく変化し、低電圧の時はより遅くなることが容易に推
察できる。しかるに、TFT/TN方式では、中間調を得るた
めに低電圧領域を用いるため、必然的に応答速度が遅く
なるという欠点を持っている。例えば、低粘性液晶組成
物であるZLI-1957/5（E,メルク社製）のケースを表１に
示す。
きく変化し、低電圧の時はより遅くなることが容易に推
察できる。しかるに、TFT/TN方式では、中間調を得るた
めに低電圧領域を用いるため、必然的に応答速度が遅く
なるという欠点を持っている。例えば、低粘性液晶組成
物であるZLI-1957/5（E,メルク社製）のケースを表１に
示す。
特にテレビの場合、本来ならば１フレーム33mS又は17
mS以内で所望の画像が出ることが要求されるが、表１で
示されるように、特に中間調を得る電圧では数フレーム
〜10フレーム分の時間を要している。よってこの分だ
け、肉眼での画像の切替わりが遅く感じられ、あるいは
色再限の追随性が悪くなることなどが視感上問題となっ
ていた。またTN方式に関しては、応答速度を改善するの
に、液晶材料の粘性係数を下げることや、セルギャップ
を小さくすることが有効である。しかし、いずれも種々
の制約の中で表１程度のレベルが現実上、応答速度の下
限であると思われるため、TFT/TN方式で応答速度を改善
できる可能性は小さいと考えられている。
mS以内で所望の画像が出ることが要求されるが、表１で
示されるように、特に中間調を得る電圧では数フレーム
〜10フレーム分の時間を要している。よってこの分だ
け、肉眼での画像の切替わりが遅く感じられ、あるいは
色再限の追随性が悪くなることなどが視感上問題となっ
ていた。またTN方式に関しては、応答速度を改善するの
に、液晶材料の粘性係数を下げることや、セルギャップ
を小さくすることが有効である。しかし、いずれも種々
の制約の中で表１程度のレベルが現実上、応答速度の下
限であると思われるため、TFT/TN方式で応答速度を改善
できる可能性は小さいと考えられている。
一方、液晶シャッターアレーに関しては、処理枚数増
大の要請から同様に高速応答が要求されている。このた
め、応答速度が数ミリ秒（mS）以下の二周波駆動方式が
既に実用化されており、また双安定性強誘電性液晶をTF
T駆動したものもいくつか試作発表されている。しかし
ながら、前者は高周波駆動と低周波駆動間の切替えで、
また後者はFLCの２つの安定状態のみを使って、オン・
オフさせているために、いずれも中間調が出せないとい
う欠点があった。よって近年アナログ液晶シャッターが
望まれているが、これら２方式では原理上対処するのが
むずかしい状況であった。
大の要請から同様に高速応答が要求されている。このた
め、応答速度が数ミリ秒（mS）以下の二周波駆動方式が
既に実用化されており、また双安定性強誘電性液晶をTF
T駆動したものもいくつか試作発表されている。しかし
ながら、前者は高周波駆動と低周波駆動間の切替えで、
また後者はFLCの２つの安定状態のみを使って、オン・
オフさせているために、いずれも中間調が出せないとい
う欠点があった。よって近年アナログ液晶シャッターが
望まれているが、これら２方式では原理上対処するのが
むずかしい状況であった。
他方、TFT/FLCの組合せによって中間調を得る試みと
して、フィリップス（Philips）社によって提案され
た、画素電極へ注入する電荷量をコントロールすること
によりドメイン反転する面積を変化させるというドメイ
ン変調方式がある（特開昭63-249897）。しかし、この
方式では双安定FLCを使用しているため、必ず黒リセッ
ト処置が必須であり、特にテレビ駆動の場合、信号処理
が繁雑になるという点や、微少画素になった時、白に反
転した最少ドメインサイズの大きさによって使える階調
レベルが決まってしまうという欠点を有していた。
して、フィリップス（Philips）社によって提案され
た、画素電極へ注入する電荷量をコントロールすること
によりドメイン反転する面積を変化させるというドメイ
ン変調方式がある（特開昭63-249897）。しかし、この
方式では双安定FLCを使用しているため、必ず黒リセッ
ト処置が必須であり、特にテレビ駆動の場合、信号処理
が繁雑になるという点や、微少画素になった時、白に反
転した最少ドメインサイズの大きさによって使える階調
レベルが決まってしまうという欠点を有していた。
さらにTFT/FLC方式による別な試みとして、ら旋ピッ
チを持ったFLCを用い、ら旋を巻いた散乱状態と電圧印
加による透明状態をスイッチングさせるという方式も提
案されている（P.174,Japan Display ′89（1989））。
しかしこの方法も、ら旋を巻く時とほどく時の電圧が異
なるために、Ｖ−Ｔ特性にヒステリシスが生じるという
欠点が存在する。
チを持ったFLCを用い、ら旋を巻いた散乱状態と電圧印
加による透明状態をスイッチングさせるという方式も提
案されている（P.174,Japan Display ′89（1989））。
しかしこの方法も、ら旋を巻く時とほどく時の電圧が異
なるために、Ｖ−Ｔ特性にヒステリシスが生じるという
欠点が存在する。
一方、クラーク及びラガウォールらによって提案され
た表面安定化FLC素子（SSFLC素子と略す、特開昭56-107
216又はUSP4,367,924参照）は安定な配向状態が２状態
ある双安定なFLC素子である。そして、この双安定FLCセ
ルでは電圧印加によって反対の状態に反転してしまうた
めに、中間段階での表示は前述のフィリップス社の例の
様なドメイン階調方式を除いて不可能であった。しかし
ながら、本発明者は、例えば上下基板を非対称な配向処
理を施すことによって単安定モノドメインFLCセルが得
られ、そして、このセルに自発分極のダイポールが反転
する様にDC電圧をかけると、その電圧によって分子軸が
一定の位置まで回転するという現象を発見した。これに
よれば、分子軸の回転の過程でドメインの反転は全く起
こらないため、完全な中間調を得る事が可能である。た
だし、単安定では書込みパルスが終るとすぐに元の状態
に戻ってしまうため、そのままでは実際のパネルで絵を
出す事は不可能であるため、例えば薄膜トランジスタ
（TFT）の様なアクティブ型スイッチング素子と組合せ
ることによって、ある時間適当なDC電界を創生し、所望
の画像が得られる。すなわちこの技術は、安定な配向状
態が１つしか存在しない強誘電性液晶素子（以下、これ
を単安定FLC素子という）に、所定の電圧が印加される
とFLC分子の分子軸が第４図に示す如くその電圧に応じ
て変化し、電圧が除去されると、自らの配向力によって
元の安定状態に戻るという新しい原理に基づいている。
た表面安定化FLC素子（SSFLC素子と略す、特開昭56-107
216又はUSP4,367,924参照）は安定な配向状態が２状態
ある双安定なFLC素子である。そして、この双安定FLCセ
ルでは電圧印加によって反対の状態に反転してしまうた
めに、中間段階での表示は前述のフィリップス社の例の
様なドメイン階調方式を除いて不可能であった。しかし
ながら、本発明者は、例えば上下基板を非対称な配向処
理を施すことによって単安定モノドメインFLCセルが得
られ、そして、このセルに自発分極のダイポールが反転
する様にDC電圧をかけると、その電圧によって分子軸が
一定の位置まで回転するという現象を発見した。これに
よれば、分子軸の回転の過程でドメインの反転は全く起
こらないため、完全な中間調を得る事が可能である。た
だし、単安定では書込みパルスが終るとすぐに元の状態
に戻ってしまうため、そのままでは実際のパネルで絵を
出す事は不可能であるため、例えば薄膜トランジスタ
（TFT）の様なアクティブ型スイッチング素子と組合せ
ることによって、ある時間適当なDC電界を創生し、所望
の画像が得られる。すなわちこの技術は、安定な配向状
態が１つしか存在しない強誘電性液晶素子（以下、これ
を単安定FLC素子という）に、所定の電圧が印加される
とFLC分子の分子軸が第４図に示す如くその電圧に応じ
て変化し、電圧が除去されると、自らの配向力によって
元の安定状態に戻るという新しい原理に基づいている。
この技術をさらに詳述する。
第１図は、この技術に係る液晶ライトバルブ装置の液
晶セルの断面図である。この液晶セルにおいては、透明
導電膜11を備えた液晶用ガラス基板10に、上下電極間の
ショート防止のために600Åの厚さの五酸化タンタル（T
a2O5）膜12がRFスパッタ法で形成され、更にポリイミド
（例えば日産化学（株）製SE-100（商品名））を厚さが
約50Åとなるようにスピンナー塗布し、焼成することに
より配向膜13が形成されている。配向膜13には、焼成
後、常法に従いラビング処理を施してある。
晶セルの断面図である。この液晶セルにおいては、透明
導電膜11を備えた液晶用ガラス基板10に、上下電極間の
ショート防止のために600Åの厚さの五酸化タンタル（T
a2O5）膜12がRFスパッタ法で形成され、更にポリイミド
（例えば日産化学（株）製SE-100（商品名））を厚さが
約50Åとなるようにスピンナー塗布し、焼成することに
より配向膜13が形成されている。配向膜13には、焼成
後、常法に従いラビング処理を施してある。
他方の基板22上には、ゲート電極17、ゲート絶縁膜1
8、ソース電極20、ドレイン電極21及びa-Si半導体層19
より成る薄膜トランジスタと、これに接続された表示用
電極16が配置されている。そしてこの上に、トランジス
タ部のチャネル保護の目的で五酸化タンタル膜15を配
し、更にこの上にポリイミド（日立化成（株）LQ-180
2）を厚さが約50Åとなるようにスピンナーにて塗布
し、焼成することによって液晶用配向膜14を形成してあ
る。液晶用配向膜14には、焼成後、常法にてラビング処
理を施してある。セルギャップは粒径約1.7μｍのスペ
ーサー23を配して保持している。
8、ソース電極20、ドレイン電極21及びa-Si半導体層19
より成る薄膜トランジスタと、これに接続された表示用
電極16が配置されている。そしてこの上に、トランジス
タ部のチャネル保護の目的で五酸化タンタル膜15を配
し、更にこの上にポリイミド（日立化成（株）LQ-180
2）を厚さが約50Åとなるようにスピンナーにて塗布
し、焼成することによって液晶用配向膜14を形成してあ
る。液晶用配向膜14には、焼成後、常法にてラビング処
理を施してある。セルギャップは粒径約1.7μｍのスペ
ーサー23を配して保持している。
第２図は、この液晶セル（表示パネル）25を用いた本
実施例の液晶ライトバルブ装置の平面図である。ここ
で、S1〜Snは映像信号サンプルホールド回路26からのソ
ース線、G1〜Gnは垂直走査回路27からのゲート線であ
る。
実施例の液晶ライトバルブ装置の平面図である。ここ
で、S1〜Snは映像信号サンプルホールド回路26からのソ
ース線、G1〜Gnは垂直走査回路27からのゲート線であ
る。
液晶セル25には、E.Merck社製強誘電性液晶ZLI-4139
を、アイソトロピック（Isotropic）を示す温度で真空
注入し、約１時間かけて室温に戻すことにより配置して
ある。
を、アイソトロピック（Isotropic）を示す温度で真空
注入し、約１時間かけて室温に戻すことにより配置して
ある。
この液晶の物性値は以下の通りである（カタログよ
り）。
り）。
このように配置された液晶の配向性は良く、TFTを持た
ないテストセルでの特性は、完全に単安定であることが
確認されている。つまり、第３図に示すように、単発の
パルス電圧31の印加に対し、光学応答32は十分であり明
るくなるが、パルスが終るとまた元の状態に戻る。
ないテストセルでの特性は、完全に単安定であることが
確認されている。つまり、第３図に示すように、単発の
パルス電圧31の印加に対し、光学応答32は十分であり明
るくなるが、パルスが終るとまた元の状態に戻る。
第４図は、この装置における駆動波形の一例を示す。
この例ではゲートパルスVGがオンしている間に、情報信
号VOPがTFTを通してセルに充電される。この電圧は液晶
層の抵抗などによってディケイ（decay）するが、これ
に応じて液晶分子軸が動いて光が透過し、そして情報信
号VOPが０ボルトになると再び光は閉ざされる。
この例ではゲートパルスVGがオンしている間に、情報信
号VOPがTFTを通してセルに充電される。この電圧は液晶
層の抵抗などによってディケイ（decay）するが、これ
に応じて液晶分子軸が動いて光が透過し、そして情報信
号VOPが０ボルトになると再び光は閉ざされる。
第５図は、電圧をかけない安定な配向状態におけるFL
Cと偏光子との関係を示す説明図である。偏光子Ｐと検
光子Ａの偏光軸をそれぞれ直交させ、かつ安定状態の分
子方向と偏光子Ｐの方向とを一致させると、電圧なし又
は負の時に黒状態が得られる。次に正電圧をかけると、
その電圧に応じて破線で示す任意の位置まで液晶分子が
スムーズに動き、偏光による複屈折を生じて光が透過す
る。
Cと偏光子との関係を示す説明図である。偏光子Ｐと検
光子Ａの偏光軸をそれぞれ直交させ、かつ安定状態の分
子方向と偏光子Ｐの方向とを一致させると、電圧なし又
は負の時に黒状態が得られる。次に正電圧をかけると、
その電圧に応じて破線で示す任意の位置まで液晶分子が
スムーズに動き、偏光による複屈折を生じて光が透過す
る。
この中間透過率を示す範囲においては、いかなるドメ
インの反転も起こっておらず、完全な中間調が得られる
ことがわかる。また印加電圧をゼロにすると、元々の配
向状態が単安定のため数ミリ秒以下の時間で安定状態で
ある黒に戻ってしまう。また、複屈折セルでの絶対透過
率Ｔは次式で与えられる。
インの反転も起こっておらず、完全な中間調が得られる
ことがわかる。また印加電圧をゼロにすると、元々の配
向状態が単安定のため数ミリ秒以下の時間で安定状態で
ある黒に戻ってしまう。また、複屈折セルでの絶対透過
率Ｔは次式で与えられる。
ここで、θ：開き角（第５図参） この例での最大透過率を得た点での開き角θは36°であ
ったので、液晶部分での絶対透過率Ｔ′は下式より約90
％であることがわかる。
ったので、液晶部分での絶対透過率Ｔ′は下式より約90
％であることがわかる。
Ｔ′＝sin2（２×36°）＝0.905 また、黒状態は負の電圧印加によっても開き角がよりマ
イナス側に広がらない。この様な配向状態をユニホーム
配向と呼んでいる。
イナス側に広がらない。この様な配向状態をユニホーム
配向と呼んでいる。
［発明が解決しようとする課題］ ところが、ここで大きな問題が発生した。
それは第４図に示した波形で駆動すると、最初に到達
した輝度レベルが大きくディケイしてしまう事である。
第６図はこの様子を示しす。
した輝度レベルが大きくディケイしてしまう事である。
第６図はこの様子を示しす。
第４図と同様の駆動波形をある瞬間から、同図（ａ）
に示すように、この場合正電圧VLCのみを液晶セル部分
に印加すると、同図（ｂ）に示す輝度のディケイが生じ
ることがわかった。
に示すように、この場合正電圧VLCのみを液晶セル部分
に印加すると、同図（ｂ）に示す輝度のディケイが生じ
ることがわかった。
この理由は第１図に示した透明電極上のパッシベーシ
ョン膜がDC電圧をカットするためであり、また液晶層の
電気抵抗によって液晶層電圧がディケイする事によるも
のである。
ョン膜がDC電圧をカットするためであり、また液晶層の
電気抵抗によって液晶層電圧がディケイする事によるも
のである。
後者は液晶中のイオンの作用であり、等価回路からの
考察では、液晶層の純度アップにより、電気抵抗を上げ
れば、前述のディケイ速度を遅くすることも可能であ
る。しかしながら、本例に用いた液晶の体積値を測定し
た所PLC≒１×1011（Ωcm）であって十分に高い電気化
学的純度であり、これ以上の飛躍的な純度アップは望め
ない状況であった。
考察では、液晶層の純度アップにより、電気抵抗を上げ
れば、前述のディケイ速度を遅くすることも可能であ
る。しかしながら、本例に用いた液晶の体積値を測定し
た所PLC≒１×1011（Ωcm）であって十分に高い電気化
学的純度であり、これ以上の飛躍的な純度アップは望め
ない状況であった。
また、第１図に示す表示電極上のパッシベーション膜
12又は15をなくせば（等価回路上からも）実験上もディ
ケイ速度を遅くする事が可能であるが、仮に液晶テレビ
を考えた時、数時間以上も白画像が表示される事もある
訳で、本件の問題点は液晶セル側で処理できる問題では
ないと考えた。
12又は15をなくせば（等価回路上からも）実験上もディ
ケイ速度を遅くする事が可能であるが、仮に液晶テレビ
を考えた時、数時間以上も白画像が表示される事もある
訳で、本件の問題点は液晶セル側で処理できる問題では
ないと考えた。
よって本発明の目的は、駆動上の対策で上記問題点を
解決することにある。
解決することにある。
［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するため本発明の液晶ライトバルブ装
置は、対向する一組の基板、この基板間に配置され電圧
無印加時の配向の安定状態が１状態のみであるように配
向された強誘電性液晶素子、少なくとも一方の基板に配
置され強誘電性液晶素子に画素ごとに電圧を印加して駆
動するためのアクティブ素子、および、このアクティブ
素子を通して強誘電性液晶素子に電圧を印加する手段を
備え、この電圧印加手段によって、書込み信号と非表示
信号とを一定周期かつ一定期間で交互に印加するように
している。
置は、対向する一組の基板、この基板間に配置され電圧
無印加時の配向の安定状態が１状態のみであるように配
向された強誘電性液晶素子、少なくとも一方の基板に配
置され強誘電性液晶素子に画素ごとに電圧を印加して駆
動するためのアクティブ素子、および、このアクティブ
素子を通して強誘電性液晶素子に電圧を印加する手段を
備え、この電圧印加手段によって、書込み信号と非表示
信号とを一定周期かつ一定期間で交互に印加するように
している。
非表示信号は例えば、接地電位であり、あるいは書込
み信号と極性が異なる電位である。
み信号と極性が異なる電位である。
そして、例えば、強誘電性液晶と偏光子との関係が電
圧無印加時において画素が黒になるような関係にある場
合、書込み信号印加時は画素が白となり、非表示信号印
加時は黒となる。
圧無印加時において画素が黒になるような関係にある場
合、書込み信号印加時は画素が白となり、非表示信号印
加時は黒となる。
また、書込み信号の電圧および期間を変化させること
によって光の透過率が変化される。
によって光の透過率が変化される。
［作用］ 第７図は本発明による好ましい駆動波形の一例を示
す。すなわち、一定周期でTFTのゲート電圧VGがオンす
るが、そのタイミングに合せて情報信号電圧VOPが接地
電圧GND（非表示信号）と＋VOP（書込み信号）の間の電
圧を情報量に応じて交互に印加する。この場合、液晶が
単安定FLCなので、接地電位GNDになった時は元の安定状
態つまり偏光板との関係で黒になるため白黒交互駆動と
なる。白黒交互のため、時間平均でみたパネルの透過率
は1/2になるが、前述の様な輝度レベルのディケイは生
じない。
す。すなわち、一定周期でTFTのゲート電圧VGがオンす
るが、そのタイミングに合せて情報信号電圧VOPが接地
電圧GND（非表示信号）と＋VOP（書込み信号）の間の電
圧を情報量に応じて交互に印加する。この場合、液晶が
単安定FLCなので、接地電位GNDになった時は元の安定状
態つまり偏光板との関係で黒になるため白黒交互駆動と
なる。白黒交互のため、時間平均でみたパネルの透過率
は1/2になるが、前述の様な輝度レベルのディケイは生
じない。
［実施例］ 実施例１ 第１図および第２図に示したTFT付単安定FLCパネルを
第７図に示した駆動波形で白黒交互駆動を行なう時の実
施例を示す。
第７図に示した駆動波形で白黒交互駆動を行なう時の実
施例を示す。
この単安定FLCパネルのビット数は走査線240本、情報
線480本であり、これを通常のNTSCテレビ信号を用い、
表２に示すタイミングでパネルを駆動する。
線480本であり、これを通常のNTSCテレビ信号を用い、
表２に示すタイミングでパネルを駆動する。
これによって各ビットは＋VOP→GND→＋VOP…という
様に交互に第７図と同様のゲート信号VG（信号ゲートパ
ルス時間が63μＳ、＋VOP（max）≒5V）が入力され、各
画素は白黒交互駆動となる。この時のＶ−Ｔカーブを第
８図に示したが、この特性はTFT/TNのそれに近いもので
ある。この場合、白黒交互のため、時間平均でみたパネ
ルの透過率は1/2になるが、前述の様な輝度レベルのデ
ィケイは観察されなかった。
様に交互に第７図と同様のゲート信号VG（信号ゲートパ
ルス時間が63μＳ、＋VOP（max）≒5V）が入力され、各
画素は白黒交互駆動となる。この時のＶ−Ｔカーブを第
８図に示したが、この特性はTFT/TNのそれに近いもので
ある。この場合、白黒交互のため、時間平均でみたパネ
ルの透過率は1/2になるが、前述の様な輝度レベルのデ
ィケイは観察されなかった。
また、各画素での輝度立上り／立下り時間は、いずれ
の電圧でも2mS以下であり、インターレース駆動の時間
に比べて十分小さいため、従来のTFT/TN方式のものに比
べてスクロール画面や動きの速い映像あるいは常に情報
が変化している画像の輪郭が鮮明になった。
の電圧でも2mS以下であり、インターレース駆動の時間
に比べて十分小さいため、従来のTFT/TN方式のものに比
べてスクロール画面や動きの速い映像あるいは常に情報
が変化している画像の輪郭が鮮明になった。
実施例２ さらに、本発明に基づく好ましい駆動波形の例を第９
図に示す。実施例１と異なるのは、第９図に示すVOPが
マイナス側にも振れている事であって、これは通常のTF
T/TN方式の駆動波形と全く同じである。よって電源はプ
ラスとマイナスの２系統必要とするが、TFT/TN方式との
互換性を取る意味では有効な方法である。本例でも前例
と同じく輝度のディケイはみられない。
図に示す。実施例１と異なるのは、第９図に示すVOPが
マイナス側にも振れている事であって、これは通常のTF
T/TN方式の駆動波形と全く同じである。よって電源はプ
ラスとマイナスの２系統必要とするが、TFT/TN方式との
互換性を取る意味では有効な方法である。本例でも前例
と同じく輝度のディケイはみられない。
実施例３ 本発明の液晶ライトバルブ装置を液晶シャッターアレ
ーに応用した例を第10図に示す。
ーに応用した例を第10図に示す。
シャッターアレー部分の基本セル構成は、第１図と同
じであり、シャッター窓に対応した位置に透明電極91が
配置されている。この透明電極の両側には、ゲート線
GA，GBとで制御される一対の薄膜（TFT）トランジスタ9
2及び93があり、更に情報入力側には、ゲート線G1〜G16
によって各々制御されている256個のTFT群94が、256本
のソース線S1〜S256とそれぞれ独立に接続されている。
じであり、シャッター窓に対応した位置に透明電極91が
配置されている。この透明電極の両側には、ゲート線
GA，GBとで制御される一対の薄膜（TFT）トランジスタ9
2及び93があり、更に情報入力側には、ゲート線G1〜G16
によって各々制御されている256個のTFT群94が、256本
のソース線S1〜S256とそれぞれ独立に接続されている。
以下、第10図及びゲート線のタイミングを示す第11図
を用いて、この4096個のシャッター窓開口部を持つ液晶
シャッターアレーモジュールの例を説明する。
を用いて、この4096個のシャッター窓開口部を持つ液晶
シャッターアレーモジュールの例を説明する。
シリアルに伝送されてくる情報信号のうち、窓１〜25
6に相当する時間G1をオンする事によって、窓電極91に
よる第１〜256番目まで窓の信号がコンデンサに充電さ
れ、次に同様にG2をオンして第257〜512番目というよう
に、以下同様に4096までの情報をコンデンサ95に充電し
た後、ゲート線GAをオンして、第１〜4096番目までの窓
の情報を一括してシャッター窓電極91に充電する。これ
によって各シャッター窓（電極）91は、任意の情報に応
じて階調を有しながらオンする。そしてあるタイミング
でゲート線GBをオンする事によって、シャッター窓電位
は接地され、窓91はオフする。一方、ゲート線GAがオフ
した後は、次のラインの情報信号の各コンデンサに対す
る充電が始まる。このゲート線GBのオンタイミングは、
好ましくはゲート線GAのオンタイミングの中間が良い
が、前述問題点の所で述べた輝度信号のディケイが許容
されるレベルに従って、任意に決定されても良い。
6に相当する時間G1をオンする事によって、窓電極91に
よる第１〜256番目まで窓の信号がコンデンサに充電さ
れ、次に同様にG2をオンして第257〜512番目というよう
に、以下同様に4096までの情報をコンデンサ95に充電し
た後、ゲート線GAをオンして、第１〜4096番目までの窓
の情報を一括してシャッター窓電極91に充電する。これ
によって各シャッター窓（電極）91は、任意の情報に応
じて階調を有しながらオンする。そしてあるタイミング
でゲート線GBをオンする事によって、シャッター窓電位
は接地され、窓91はオフする。一方、ゲート線GAがオフ
した後は、次のラインの情報信号の各コンデンサに対す
る充電が始まる。このゲート線GBのオンタイミングは、
好ましくはゲート線GAのオンタイミングの中間が良い
が、前述問題点の所で述べた輝度信号のディケイが許容
されるレベルに従って、任意に決定されても良い。
擬似テストセルにおける前記シャッターのスイッチン
グ挙動の様子を図12（ａ），（ｂ）に示す。ただし、ゲ
ート線GA,GB共にパルス幅30μＳで＋10Vでありかつ、液
晶層の初期電圧VLCが同図（ａ）の場合2.2V、同図
（ｂ）の場合3.9Vである。
グ挙動の様子を図12（ａ），（ｂ）に示す。ただし、ゲ
ート線GA,GB共にパルス幅30μＳで＋10Vでありかつ、液
晶層の初期電圧VLCが同図（ａ）の場合2.2V、同図
（ｂ）の場合3.9Vである。
この様に中間調を示すいずれの電圧印加によっても、
200μＳ以下の応答速度が得られており、かつ白黒交互
駆動にすることによって問題点で指摘した輝度のディケ
イは見られないため、情報信号に対する輝度レベルが格
段に安定した。すなわち、4096個のシャッター窓を持つ
液晶シャッターアレーを、274本の配線接続によって、
中間調出力を含めて、安定に駆動できた。
200μＳ以下の応答速度が得られており、かつ白黒交互
駆動にすることによって問題点で指摘した輝度のディケ
イは見られないため、情報信号に対する輝度レベルが格
段に安定した。すなわち、4096個のシャッター窓を持つ
液晶シャッターアレーを、274本の配線接続によって、
中間調出力を含めて、安定に駆動できた。
［発明の効果］ 以上説明した様に本発明によれば、以下の効果を奏す
る。
る。
（１）本発明の液晶ライトバルブを液晶テレビとして利
用した時、与えられた信号に対して一定量の透過率が輝
度のディケイなしに長時間にわたて得られる。また、応
答速度が速いために、特に変化の激しい画像に対しても
追随性が良く、切れの良い画像が得られる。
用した時、与えられた信号に対して一定量の透過率が輝
度のディケイなしに長時間にわたて得られる。また、応
答速度が速いために、特に変化の激しい画像に対しても
追随性が良く、切れの良い画像が得られる。
（２）液晶シャッターとして用いた場合も同様に、情報
信号に対して一定量の透過率が得られる。また応答速度
が速いために、プロセススピードが速くなり、従ってプ
リンターヘッドとして用いた時は、処理枚数が上がる。
信号に対して一定量の透過率が得られる。また応答速度
が速いために、プロセススピードが速くなり、従ってプ
リンターヘッドとして用いた時は、処理枚数が上がる。
（３）更に原理的に透過率を連続的に変えられるため、
アナログシャッターとして用いることができる。
アナログシャッターとして用いることができる。
第１図および第２図はTFT/単安定FLCセルおよびこれを
用いた液晶ライトバルブ装置の例を示す断面図、 第３図はセルの単安定性を示すグラフ、 第４図は従来例による駆動波形を示すタイミングチャー
ト、 第５図はTFT/単安定FLCの原理を示す説明図、 第６図（ａ）および（ｂ）は輝度のディケイを示すグラ
フ、 第７図は本発明の好ましい駆動波形の例を示すタイミン
グチャート、 第８図はＶ−Ｔ特性を示すグラフ、 第９図は本発明による好ましい駆動波形の例を示すタイ
ミングチャート、 第10図は本発明を適用しうる液晶シャッターの例を示す
回路図、 第11図はその駆動波形のタイミングチャート、そして、 第12図（ａ）および（ｂ）は第10図の擬似シャッターセ
ルによる光学応答性を示すグラフである。 10,22:ガラス基板 11,16:透明電極 12,15:Ta2O5膜 13,14:配向膜 17〜21:TFT配置図 S1〜S256：情報信号線 G1〜G16：ブロック化されたTFTの各ゲート線 91:シャッター窓電極部（１〜4096個） 92,93:ゲート線GA,GBによりアクセスされるTFT 95:情報信号用の蓄積容量
用いた液晶ライトバルブ装置の例を示す断面図、 第３図はセルの単安定性を示すグラフ、 第４図は従来例による駆動波形を示すタイミングチャー
ト、 第５図はTFT/単安定FLCの原理を示す説明図、 第６図（ａ）および（ｂ）は輝度のディケイを示すグラ
フ、 第７図は本発明の好ましい駆動波形の例を示すタイミン
グチャート、 第８図はＶ−Ｔ特性を示すグラフ、 第９図は本発明による好ましい駆動波形の例を示すタイ
ミングチャート、 第10図は本発明を適用しうる液晶シャッターの例を示す
回路図、 第11図はその駆動波形のタイミングチャート、そして、 第12図（ａ）および（ｂ）は第10図の擬似シャッターセ
ルによる光学応答性を示すグラフである。 10,22:ガラス基板 11,16:透明電極 12,15:Ta2O5膜 13,14:配向膜 17〜21:TFT配置図 S1〜S256：情報信号線 G1〜G16：ブロック化されたTFTの各ゲート線 91:シャッター窓電極部（１〜4096個） 92,93:ゲート線GA,GBによりアクセスされるTFT 95:情報信号用の蓄積容量
Claims (5)
- 【請求項１】対向する一組の基板、この基板間に配置さ
れ電圧無印加時の配向の安定状態が１状態のみであるよ
うに配向された強誘電性液晶素子、少なくとも一方の基
板に配置され強誘電性液晶素子に画素ごとに電圧を印加
して駆動するためのアクティブ素子、および、このアク
ティブ素子を通して強誘電性液晶素子に電圧を印加する
手段を備え、この電圧印加手段は、書込み信号と非表示
信号とを一定周期かつ一定期間で交互に印加するもので
あることを特徴とするアクティブマトリックス型液晶ラ
イトバルブ装置。 - 【請求項２】非表示信号は接地電位であることを特徴と
する請求項１記載の液晶ライトバルブ装置。 - 【請求項３】非表示信号は書込み信号と極性を異にする
ことを特徴とする請求項１記載の液晶ライトバルブ装
置。 - 【請求項４】強誘電性液晶と偏光子との関係が電圧無印
加時において画素が黒になるような関係にある場合、書
込み信号印加時は画素が白となり、非表示信号印加時は
黒となることを特徴とする請求項１記載の液晶ライトバ
ルブ装置。 - 【請求項５】書込み信号の電圧および期間を変化させる
ことによって光の透過率を変化させることを特徴とする
請求項１記載の液晶ライトバルブ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3981190A JP2681528B2 (ja) | 1990-02-22 | 1990-02-22 | 液晶ライトバルブ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3981190A JP2681528B2 (ja) | 1990-02-22 | 1990-02-22 | 液晶ライトバルブ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03243915A JPH03243915A (ja) | 1991-10-30 |
| JP2681528B2 true JP2681528B2 (ja) | 1997-11-26 |
Family
ID=12563353
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3981190A Expired - Fee Related JP2681528B2 (ja) | 1990-02-22 | 1990-02-22 | 液晶ライトバルブ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2681528B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006114865A1 (ja) | 2005-04-19 | 2006-11-02 | Fujitsu Limited | 液晶表示装置及び配向処理方法 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5465168A (en) * | 1992-01-29 | 1995-11-07 | Sharp Kabushiki Kaisha | Gradation driving method for bistable ferroelectric liquid crystal using effective cone angle in both states |
| JPH0618852A (ja) * | 1992-06-30 | 1994-01-28 | Sharp Corp | 強誘電性液晶表示装置の駆動方法 |
| JPH07120722A (ja) * | 1993-06-30 | 1995-05-12 | Sharp Corp | 液晶表示素子およびその駆動方法 |
| US6809717B2 (en) | 1998-06-24 | 2004-10-26 | Canon Kabushiki Kaisha | Display apparatus, liquid crystal display apparatus and driving method for display apparatus |
| WO2006095437A1 (ja) | 2005-03-11 | 2006-09-14 | Fujitsu Limited | 液晶表示装置の駆動方法及び液晶表示装置 |
| JP4888049B2 (ja) * | 2006-10-26 | 2012-02-29 | 大日本印刷株式会社 | 液晶表示素子 |
-
1990
- 1990-02-22 JP JP3981190A patent/JP2681528B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006114865A1 (ja) | 2005-04-19 | 2006-11-02 | Fujitsu Limited | 液晶表示装置及び配向処理方法 |
| US7821610B2 (en) | 2005-04-19 | 2010-10-26 | Fujitsu Limited | Liquid crystal display device and alignment process method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03243915A (ja) | 1991-10-30 |
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Legal Events
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