JP2707393B2

JP2707393B2 - 液晶表示装置

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Publication number: JP2707393B2
Application number: JP32377392A
Authority: JP
Inventors: 一典片倉; 明坪山
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1992-11-10
Filing date: 1992-11-10
Publication date: 1998-01-28
Anticipated expiration: 2013-01-28
Also published as: JPH06149192A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は強誘電性液晶を用いた枠
部を有する液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】メモリ性を有する電気光学媒体は、閾値
以上の電界を印加することによって所望のスイッチング
が行なわれ、その後、無電界あるいは閾値以下の電界を
印加してもスイッチング後の状態が保持される。このよ
うな特性を有する媒体はそのメモリ性の効果によって、
一度、書込み信号によって所望のスイッチングを行なえ
ばその情報は記憶されるため、大容量の表示素子等への
応用が可能である。

【０００３】このメモリ性を有する電気光学媒体の代表
的なものに強誘電性液晶を挙げることができる。強誘電
性液晶（ＦＬＣ）を適当な配向処理をした基板間に挟
み、らせん構造を解消するのに充分液晶を薄くしたセル
を作成することでメモリ性を有する２つの安定状態が発
現する。

【０００４】このような液晶セルは、少なくとも１枚の
偏光子を用い、液晶の複屈折を利用して上記の２つの安
定状態を暗状態と明状態に識別することが可能である。
この２状態のスイッチングは、前記した基板上に所望の
パターニングを施して形成された電極を介して印加され
る電気信号によって制御される。

【０００５】このような液晶セルは、一般的には、一方
の基板にストライプ状の走査電極群を、もう一方の基板
にストライプ状の情報電極群を形成し、これらの電極群
に印加される走査信号と情報信号の組合せによって各電
極群の交差部に形成する画素に明状態と暗状態を書き込
むことにより表示素子として利用するものである。

【０００６】ところで、ＦＬＣのようなメモリ性を有す
る電気光学媒体を表示素子として用いる場合、次のよう
な問題がある。

【０００７】すなわち、表示素子は、機能性、安全性、
ならびに素子電気系統の保護および美観を保つためシャ
ーシや化粧箱の中に納められるが、そのシャーシや化粧
箱等の厚みによって表示面が斜め方向から見た時に隠さ
れてしまう場合がある。そのような場合を避けるため、
表示部の周囲に非表示部を設け、ある範囲以外の角度か
ら見ないかぎり、有効表示エリアが隠されないようにす
るなどの工夫がなされている。

【０００８】しかしながらこのようにすると、ＦＬＣの
ようなメモリ性を持つ媒体の場合、上記の非表示部にお
いては、閾値以上の電気信号が印加されるまでＦＬＣは
任意の状態にあるため、非表示部が不制御になり、表示
が不均一となって実用上見苦しく、美観を損なう。よっ
て、この非表示部を、ある電気信号によって均一な状態
にならしめる必要がある。但し、ここでいうメモリ性
は、表示素子として画質や表示機能を満たすものであれ
ばよく、永久的なものではない。従って周期的に駆動信
号を印加する必要がある。

【０００９】そこで、表示部周囲に枠部駆動電極を設け
該電極に表示部と同様にまたは表示部と実質同一の電気
信号を印加して該枠部の液晶を駆動することによって均
一な枠部を実現することが従来より提案されている（例
えば、特公平２−３００２２号公報、特公平４−２３２
７５号公報等）。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
な従来技術によれば、シール材の近傍でセル厚が厚くな
りやすいこと、液晶注入口の近くで配合状態が荒れやす
いこと、波形印加回路の近くで温度が変動しやすいこ
と、などから枠部の閾値が大きくばらつき易く枠部で安
定な表示ができないため、表示装置として十分機能でき
ないことがある。

【００１１】本発明の目的は、このような従来技術の問
題点に鑑み、液晶表示装置において枠部の表示を安定化
させることにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明では、走査電極群を有する電極基板と情報電極群
を有する電極基板間に強誘電性液晶を配置してその第１
の安定状態および第２の安定状態による表示を行なうよ
うに形成した表示部と、前記走査電極群と情報電極群の
外側に枠走査電極と枠情報電極を配置して前記液晶によ
る一定の枠表示を行なうように形成した枠部と、これら
各電極に駆動信号を印加して表示部および枠部における
表示を行なう駆動信号印加手段とを備えた液晶表示装置
において、駆動信号印加手段が枠情報電極に印加する信
号の波形は、表示部の一方の外側に配置した枠情報電極
と他方の外側に配置した枠情報電極とで異なるようにし
ている。

【００１３】前記一方と他方の枠情報電極に印加する信
号の波形は、電圧値のみが相互に相違するようにしても
よい。

【００１４】枠走査電極の方向は、第１および第２の安
定状態間におけるスイッチング閾値の分布の激しい方向
に、あるいは、液晶の注入方向に対し、−４５°から＋
４５°の間の方向に設定するのが望ましい。

【００１５】駆動信号印加手段が枠走査電極に印加する
信号は、例えば、印加前の表示状態にかかわらず第１の
安定状態または第２の安定状態を表示するリセット効果
のある波形を有するものであり、枠表示は、いずれかの
安定状態による明状態であるのが好ましい。

【００１６】

【作用】この構成において、枠部における液晶のスイッ
チング閾値は、通常、場所によって異なり、例えば、液
晶の注入方向に沿って変化するといった、ある分布を有
するため、安定に枠表示が行なえる閾値特性の範囲（マ
ージン）が、表示部の一方の外側に配置した枠情報電極
上の枠部と他方の外側に配置した枠情報電極上の枠部と
では異なる。したがって、枠情報電極に印加する信号の
波形を、一方の枠情報電極と他方の枠情報電極とで異な
るようにして、それぞれの枠部における前記マージンに
応じて、適切なものとすることにより、安定した枠表示
が行なわれる。

【００１７】

【実施例】以下、図面により本発明の実施例を説明す
る。ここでは、本発明を、走査電極が１０２４本、情報
電極が２５６０本、走査電極の両端における枠走査電極
がそれぞれ２３本、情報電極の両端に枠情報電極がそれ
ぞれ４６本並んだ液晶パネルを有する液晶表示装置に本
発明を適用した例について説明する。

【００１８】図１は本発明の一実施例に係る液晶表示装
置の回路構成を示すブロック図である。同図において、
１０１はパネル部、１０２は表示部、１０３ａ，１０３
ｂ，１０３ｃ，１０３ｄ，１０３ｅは枠部、１０５は枠
走査電極２０３（図２参照）の両端をつなぐ配線パター
ン、１０６は枠情報電極２０６（図２参照）の両端をつ
なぐ配線パターン、１０７は走査信号印加回路、１０８
は情報信号印加回路、１０９は走査信号制御回路、１１
０は情報信号制御回路、１１１は駆動制御回路、１１２
はグラフィックコントローラである。

【００１９】グラフィックコントローラ１１２から送ら
れるデータは駆動制御回路１１１を通して走査信号制御
回路１０９と情報信号制御回路１１０に入り、それぞれ
アドレスデータと、表示データに変換される。このと
き、枠部のデータは駆動制御回路１１１で発生させる
が、あらかじめグラフィックコントローラ１１２で発生
させるようにしてもよい。そしてアドレスデータに従っ
て走査信号印加回路１０７が走査信号を発生し、パネル
部１０１の走査電極２０２（図２参照）と枠走査電極２
０３（図２参照）に印加する。このとき、走査信号印加
回路１０７は走査電極が１０２４＋２本ある場合と同様
の動作をする。また表示データに従って情報信号印加回
路１０８が情報信号を発生し、パネル部１０１の情報電
極２０５（図２参照）と枠情報電極２０６（図２参照）
に印加する。このとき、情報信号印加回路１０８は情報
電極が２５６０＋２本ある場合と同様の動作をする。

【００２０】図２はパネル部１０１の電極パターン構成
を示す。同図において、走査側基板２０１には走査電極
２０２が１０２４本とその両端に枠走査電極２０３が２
３本づつあり、計１０７０本の電極が同一形状で一方向
に並んで配置されている。情報側基板２０４には情報電
極２０５が２５６０本とその両端に枠情報電極２０６が
４６本づつあり、計２６５２本の電極が同一形状で、走
査側基板２０１と情報側基板２０４を重ね合わせた時に
互いの基板上の電極が垂直もしくは垂直に近い関係とな
る方向に並んで配置されている。この２つの基板を重ね
合わせることによりマトリクス電極が形成される。

【００２１】３１０は液晶をパネル部１０１に封入する
ために配置されたシール材であり、液晶の注入口２０９
は図面に向かって右手の枠部１０３ｄ側にあり、液晶の
注入方向は矢印２１０に湿す方向、すなわち、枠部１０
３ｄから１０３ｅに向かう方向である。

【００２２】このような注入方向にすると、注入時の温
度、内部圧力等の条件から、場所により液晶の配向状態
が異なり、図３に示すように、注入方向に沿ったまたは
注入方向に対し−４５°から＋４５°の間の方向に閾値
分布を有する。その結果、枠部１０３ａは閾値が高く、
枠部１０３ｂでは閾値が低い箇所から高い箇所までが広
く分布し、枠部１０３ｃでは閾値が低く、枠部１０３ｄ
は閾値が高く、枠部１０３ｅは閾値が低くなる。

【００２３】図４は、パネル部１０１の部分的な断面図
である。同図において、３０１はアナライザ、３０９は
ポラライザであり、これらはそれぞれクロスニコルで位
置されている。３０２と３０８はガラス基板、３０３と
３０７は絶縁膜、３０４と３０６は配向膜、３０５は強
誘電性液晶、３１０はシール部材、そして３１１は表示
単位となる画素である。

【００２４】図５は図１の装置における駆動信号の波形
を示す。同図において、波形Ａは表示部の走査選択信号
の波形であり、暗状態にリセットするパルス、選択パル
ス、および補助パルスにより構成されている。波形Ｂは
表示部（走査電極２０２）の走査非選択信号の波形であ
り、電圧レベルがゼロである。波形Ｃは、枠部（枠走査
電極２０３）の走査選択信号の波形であり、補助パルス
と明状態にリセットするパルスにより構成されている。

【００２５】波形Ｄは枠部の走査非選択信号の波形であ
り、電圧レベルがゼロである。波形Ｅは表示部走査時の
表示部明情報信号の波形、波形Ｆは表示部走査時の表示
部暗情報信号の波形、波形Ｇは表示部走査時に枠部１０
３ｄ側の情報電極２０６に印加される枠情報信号１の波
形、波形Ｈは表示部走査時に枠部１０３ｅ側の情報電極
２０６に印加される枠情報信号２の波形であり、いずれ
も選択パルスとその前後の補助パルスとから構成され、
一単位での平均電位がゼロである。

【００２６】Ｉ、Ｊ、ＫおよびＬはそれぞれ枠走査時の
明情報信号、暗情報信号、枠情報信号１および枠情報信
号２であり、いずれも電圧レベルがゼロである。

【００２７】なお、枠部を走査している時に各情報信号
の電圧をゼロにしているのは、上下の枠部の表示デー
タを発生させる手数を省き、枠走査時の消費電力を抑
え、そして連続駆動を避け耐久性を向上させるためで
ある。

【００２８】また、枠部を明状態にしているのは、閾値
以下のパルスに対する視覚応答が暗状態より穏やかであ
り、ちらつき、フリッカ、クロストーク、配向欠陥によ
る光もれ等を分かりにくくするためである。

【００２９】図６は、表示部と枠部に明状態を表示する
ための合成波形を示す。同図において、Ｍは表示部１０
２および枠部１０３ｅに加わる合成信号の波形、Ｏは枠
部１０３ａ，１０３ｂおよび１０３ｃに加わる合成信号
の波形、Ｐは枠部１０３ｄに加わる合成信号の波形であ
る。

【００３０】図７は、波形Ｍ，Ｏ，Ｐの３０℃における
パルス幅−透過率特性を示すグラフである。実線７１が
波形Ｍ、破線７３が波形Ｏ、実線７５が波形Ｐの特性を
示し、それぞれの明表示範囲はｍ，ｏ，ｐとなる。ただ
し、測定に際しては暗状態から徐々にパルス幅（ΔＴ）
を広げてゆき、途中からはパルス幅を徐々に狭めていっ
た。また、図５に示す電圧Ｖ₁ 〜Ｖ₅ はＶ₁ ＝１０ｖ、
Ｖ₂ ＝−１０ｖ、Ｖ₃＝５．５ｖ、Ｖ₄ ＝５ｖ、Ｖ₅ ＝
−５ｖに設定し、透過率は明状態を１００％とした。

【００３１】図７から明らかなように波形Ｍ，Ｏ，Ｐは
いずれもパルス幅を広げていく場合と狭めていく場合と
では、同じパルス幅でも透過率が異なるヒステリシス現
象が現われる。このとき、各波形が安定に明状態を表示
できる範囲を比べると、波形Ｍに比べ波形Ｏのほうが広
範囲にわたって安定である。そこで、閾値分布の激しい
枠部１０３ｂには波形Ｏを印加して明状態にすること
で、閾値分布がより激しい場合においても、良好な表示
を得る。

【００３２】また、波形Ｍに比べ波形Ｐのほうがパルス
幅が長い方向に対し安定な範囲が広い。そこで、閾値の
高い（長いパルス幅を必要とする）枠部１０３ｄには波
形Ｐを印加し明状態にすることで、閾値がより高くなる
場合においても良好な表示を得る。

【００３３】このように、枠部の各辺がもつ閾値分布に
見合った波形を印加することで表示装置全体として、従
来より安定した表示ができる。図８は従来の駆動波形を
示すが、このように表示部の信号と枠部の信号が同じ場
合は、枠部の明表示に対するマージンは広がらない。

【００３４】図１０は図１に示す装置のグラフィックコ
ントローラ１１２と駆動制御回路１１１との間の信号授
受のタイミングを示すタイミングチャートである。図１
および図１０において、ＳＹＮＣは同期信号であり、そ
の“Ｌ”レベルは駆動制御回路１１１からグラフィック
コントローラ１１２へのデータ転送要求を意味する。デ
ータは転送クロックＣＫの１クロックごとに４ビットの
パラレルデータＰＤ０〜ＰＤ３が転送される。ここでは
アドレスデータＡＤと表示データＤＤとを同一のデータ
バスを用いて転送している。ＡＨ／ＤＬは、転送中のデ
ータの種別を識別するための信号であり、その“Ｈ”レ
ベルはアドレスデータＡＤの転送中を意味し、“Ｌ”レ
ベルは表示データＤＤの転送中を意味する。

【００３５】なお、本実施例に使用した強誘電性液晶は
ピリミジン成分を含み次の表１に示す特性を有する。

【００３６】

【表１】図９は本発明の他の実施例に係る駆動波形を示す。この
波形を用いた場合、図５に示した駆動波形とほぼ同じマ
ージンを有する。また、枠情報信号１の波形の電圧Ｖ₆
とＶ₇ の値を微調整することで良好な明表示ができる範
囲をある程度調整することができる。

【００３７】しかしながら、図５に示す枠情報１の波形
がＶ₄ ，２Ｖ₅ およびゼロレベルの３値の電圧で構成さ
れるのに対し、図９に示す枠情報波形１はＶ₄ ，Ｖ₆ ，
Ｖ₇およびゼロレベルの４値の電圧で構成され、３値の
表示部情報信号印加回路とは別に４値出力用の枠情報信
号印加回路を必要とするのでコストは高くなる。

【００３８】図１１は本発明のさらに別の実施例に係る
駆動波形を示す。各波形Ａ′〜Ｌ′はそれぞれ図５の波
形Ａ〜Ｌの場合と同様の部分に用いられる波形であり、
同様の構成を有するが、Ｖ₈ ＞Ｖ₄ ＞Ｖ₁₀，｜Ｖ₉ ｜＞
｜Ｖ₅ ｜＞｜Ｖ₁₁｜となっている。

【００３９】図１２は、表示部と枠部に明状態を表示す
るための合成波形を示す波形図である。同図において、
波形Ｍ′は表示部１０２に加わる合成信号の波形、Ｏ′
は枠部１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃに加わる合成信号
の波形、Ｐ′は枠部１０３ｄに加わる合成信号の波形、
そして、Ｑ′は枠部１０３ｅに加わる合成信号の波形で
ある。

【００４０】図１３は波形Ｍ′，Ｏ′，Ｐ′，Ｑ′の３
０℃におけるパルス幅−透過率特性を示すグラフであ
る。点線１３１が波形Ｍ′、太線１３３が波形Ｏ′、破
線１３５が波形Ｐ′、実線１３７が波形Ｑ′の特性を示
し、それぞれの明表示範囲はｍ′、ｏ′、ｐ′、ｑ′と
なる。測定に際しては、暗状態から徐々にパルス幅（Δ
Ｔ）を広げてゆき、途中からはパルス幅を徐々に狭めて
いった。また、図１１に示す電圧は、Ｖ₁ ＝１０ｖ、Ｖ
₂ ＝−１０ｖ、Ｖ₃ ＝５．５ｖ、Ｖ₄ ＝５ｖ、Ｖ₅ ＝−
５ｖ、Ｖ₈ ＝６．５ｖ、Ｖ₉ ＝−６．５ｖ、Ｖ₁₀＝３．
５ｖ、Ｖ₁₁＝−３．５ｖに設定し、透過率は、明状態を
１００％とした。

【００４１】図１３から明らかなように波形Ｍ′，
Ｏ′，Ｐ′，Ｑ′はいずれもパルス幅を広げていく場合
と狭めていく場合とでは、同じパルス幅でも透過率が異
なるヒステリシス現象が現われる。このとき、各波形が
安定に明状態を表示できる範囲を比べると、波形Ｍ′に
比べ波形Ｏ′の方が広範囲にわたって安定である。そこ
で閾値分布の激しい枠部１０３ｂには波形Ｏ′を印加し
て明状態にすることで、閾値分布がより激しい場合にお
いても良好な表示を得る。

【００４２】また、波形Ｍ′に比べ波形Ｐ′のほうがパ
ルス幅が長い方向に対し安定な範囲が広い。そこで、閾
値の高い（長いパルス幅を必要とする）枠部１０３ｄに
は波形Ｐ′を印加し明状態にすることで閾値がより高く
なる場合においても良好な表示を得る。

【００４３】さらに波形Ｍ′に比べ波形Ｑ′のほうがパ
ルス幅が短い方向に対し安定な範囲が広い。そこで閾値
の低い（短いパルス幅を必要とする）枠部１０３ｅには
波形Ｑ′を印加し明状態にすることで閾値がより低くな
る場合においても良好な表示を得る。

【００４４】このように、枠部の各辺がもつ閾値分布に
見合った波形を印加することで表示装置全体として従来
より安定した表示ができる。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、各
辺の枠部において安定に枠表示が行なえる閾値特性の範
囲に応じて、適切な信号を各枠部に印加することができ
るため枠部の表示を安定化させ、枠部の良好な表示を保
つことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る液晶表示装置の回路
構成を示すブロック図である。

【図２】図１の装置におけるパネル部の電極パターン
構成を示す模式図である。

【図３】図１の装置における液晶パネルの閾値分布を
説明するための説明図である。

【図４】図１の装置におけるパネル部の部分的な断面
図である。

【図５】図１の装置における駆動信号の波形を示す波
形図である。

【図６】図５の波形による合成波形の波形図である。

【図７】図６の波形を用いた場合のパルス幅−透過率
特性を示すグラフである。

【図８】従来の波形を示す波形図である。

【図９】本発明の他の実施例に係る駆動信号の波形図
である。

【図１０】図１に示す装置におけるグラフィックコン
トローラと駆動制御回路との間の信号授受のタイミング
を示すタイミングチャートである。

【図１１】本発明のさらに別の実施例に係る駆動信号
の波形図である。

【図１２】図１１の波形による合成波形の波形図であ
る。

【図１３】図１２の波形を用いた場合のパルス幅−透
過率特性を示すグラフである。

【符号の説明】

１０１：パネル部、１０２：表示部、１０３ａ，１０３
ｂ，１０３ｃ，１０３ｄ，１０３ｅ：枠部、１０５：配
線パターン、１０６：配線パターン、１０７：走査信号
印加回路、１０８：情報信号印加回路、１０９：走査信
号制御回路、１１０：情報信号制御回路、１１１：駆動
制御回路、１１２：グラフィックコントローラ、、３０
１：アナライザ、３０２，３０８：ガラス基板、３０
３，３０７：絶縁膜、３０４，３０６：配向膜、３０
５：強誘電性液晶、３０９：ポラライザ、３１０：シー
ル部材、３１１：表示単位となる画素。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】走査電極群を有する電極基板と情報電極
群を有する電極基板間に強誘電性液晶を配置してその第
１の安定状態および第２の安定状態による表示を行なう
ように形成した表示部と、前記走査電極群と情報電極群
の外側に枠走査電極と枠情報電極を配置して前記液晶に
よる一定の枠表示を行なうように形成した枠部と、これ
ら各電極に駆動信号を印加して表示部および枠部におけ
る表示を行なう駆動信号印加手段とを備えた液晶表示装
置において、駆動信号印加手段が枠情報電極に印加する
信号の波形は、表示部の一方の外側に配置した枠情報電
極と他方の外側に配置した枠情報電極とで異なることを
特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】前記一方と他方の枠情報電極に印加する
信号の波形は、電圧値のみが相互に相違することを特徴
とする請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項３】前記第１および第２の安定状態間におけ
るスイッチング閾値の分布の激しい方向に枠走査電極の
方向を設定することを特徴とする請求項１または２記載
の液晶表示装置。
【請求項４】液晶の注入方向に対し、−４５°から＋
４５°の間の方向に枠走査電極の方向を設定することを
特徴とする請求項１または２記載の液晶表示装置。
【請求項５】駆動信号印加手段が枠走査電極に印加す
る信号は、印加前の表示状態にかかわらず前記第１の安
定状態または第２の安定状態を表示するリセット効果の
ある波形を有することを特徴とする請求項３または４記
載の液晶表示装置。
【請求項６】前記液晶による一定の枠表示は、前記第
１または第２の安定状態による明状態であることを特徴
とする請求項１または２記載の液晶表示装置。