JP3101790B2 - 液晶表示素子 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コンピュータの端末，
テレビ受像機，ワードプロセッサ，タイプライター等に
用いられる表示装置や、プロジェクターの光バルブ，ビ
デオカメラレコーダーのビューファインダー等に用いら
れる液晶表示素子に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示素子としては、ツイスティッド
ネマチック（ＴＮ）液晶を用いたもの、ゲスト・ホスト
型のもの、スメクチック（Ｓｍ）液晶を用いたもの等が
知られている。

【０００３】これらの液晶は一対の基板間に配され、印
加電圧に応じて光の透過率が変化する。よって、基板間
隔いわゆる液晶層の厚みによって印加される電界強度が
異なる。

【０００４】クラーク（Ｃｌａｒｋ）とラガーウォル
（Ｌａｇｅｒｗａｌｌ）は、Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓ
ｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ 第３６巻、第１１号（１９８
０年６月１日発行）Ｐ．８９９〜９０１、特開昭５６−
１０７２１６号公報、米国特許第４，３６７，９２４号
明細書、米国特許第４，５６３，０５９号明細書等で、
表面安定化強誘電性液晶（Ｓｕｒｆａｃｅ−ｓｔａｂｉ
ｌｉｚｅｄ ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｌｉｑｕｉ
ｄ ｃｒｙｓｔａｌ）による双安定性強誘電性液晶素子
を明らかにした。この双安定性強誘電性液晶素子は、バ
ルク状態のカイラルスメクチックＣ相（ＳｍＣ＊）、Ｈ
相（ＳｍＨ＊）等における液晶分子のらせん配列構造の
形成を抑制するのに十分に小さい間隔に設定した一対の
基板間に液晶を配置させ、かつ、複数の液晶分子で組織
された垂直分子層を一方向に配列させることによって実
現された。

【０００５】また、このような強誘電性液晶（ＦＬＣ）
を用いた表示素子に関しては、米国特許第４，６３９，
０８９号、同第４，６５５，５６１号又は同第４，６８
１，４０４号の明細書に記載されている。つまり、該素
子は、１〜３μｍ位のセルギャップを保って２枚の内面
に透明電極を形成し配向処理を施したガラス基板を向か
い合わせて構成した液晶セルに、強誘電性液晶を注入し
たものである。

【０００６】強誘電性液晶を用いた上記表示素子の特徴
は、強誘電性液晶が自発分極を持つことにより外部電界
と自発分極の結合力をスイッチングに使えることと、強
誘電性液晶分子の長軸方向が自発分極の分極方向と１対
１に対応しているため外部電界の極性によってスイッチ
ングできることである。すなわち、前記カイラルスメク
チック相の状態において、印加された電界に応答して第
１の光学的安定状態と第２の光学的安定状態とのいずれ
かをとり、かつ電界が印加されないときはその状態を維
持する性質、すなわち双安定性を有し、また電界の変化
に対する応答が速やかで、高速かつ記憶型の表示装置等
の分野における広い利用が期待されている。

【０００７】強誘電性液晶は、上述のように、一般にカ
イラル・スメクチック液晶（ＳｍＣ＊，ＳｍＨ＊）を用
いるので、バルク状態では液晶分子長軸がねじれた配向
を示すが、上述の１〜３μｍ位のセルギャップのセルに
いれることによって液晶分子長軸のねじれを解消するこ
とができる（Ｐ．２１３〜２３４ Ｎ．Ａ．Ｃｌａｒｋ
ｅｔ ａｌ，ＭＣＬＣ，１９８３，Ｖｏｌ ９４）。

【０００８】かかる強誘電性液晶素子で形成した表示パ
ネルを備えた液晶表示装置は、例えば神辺らの米国特許
第４，６５５，５６１号明細書などに記載されたマルチ
プレクシング駆動方式を用いることによって大容量画素
の表示画面に画像を形成することができる。上述の液晶
表示装置は、ワード・プロセッサ，パーソナル・コンピ
ュータ，マイクロ・プリンタ，テレビジョンなどの表示
画面に利用することができる。

【０００９】強誘電性液晶素子は２つの安定状態を光透
過および遮断状態とし、主として２値（白・黒）の表示
素子として利用されているが、多値すなわち中間調表示
も可能である。中間調表示法の１つは画素内の双安定状
態の面積比を制御することにより中間的な光透過状態を
作るものである。以下、この方法（面積変調法）につい
て詳しく説明する。

【００１０】図１は強誘電性液晶素子のスイッチングパ
ルス振幅と透過率の関係を模式的に示した図で、はじめ
完全な光遮断（黒）状態にあったセル（素子）に一方極
性の単発パルスを印加した後の透過光量Ｉを単発パルス
の振幅Ｖの関数としてプロットしたグラフである。パル
ス振幅が閾値Ｖ_thを下回る（Ｖ＜Ｖ_th）ときは透過光量
は変化せず、パルス印加後の透過状態は図２（ｂ）に示
すように印加前の状態を示す同図（ａ）と変わらない。
パルス振幅が閾値を超える（Ｖ_th＜Ｖ＜Ｖ_sat）と画素
内の一部分が他方の安定状態、すなわち同図（ｃ）に示
す光透過状態に遷移し全体として中間的な透過光量を示
す。さらにパルス振幅が大きくなり、飽和値Ｖ_sat を超
える（Ｖ_sat ＜Ｖ）と同図（ｄ）に示すように画素全部
が光透過状態になるので光量は一定値に達する。すなわ
ち、面積変調法は電圧をパルス振幅ＶがＶ_th＜Ｖ＜Ｖ
_sat となるように制御して中間調を表示するものであ
る。

【００１１】しかし、このような単純な駆動方式によれ
ば、図１の電圧と透過光量の関係がセル厚と温度にも依
存するため、表示パネル内にセル厚分布や温度分布があ
ると、同じ電圧振幅の印加パルスに対して異なった階調
レベルが表示されてしまうという問題がある。

【００１２】図３は、このことを説明するための図で、
図１と同じく電圧振幅Ｖと透過光量Ｉの関係を示したグ
ラフであるが、異なった温度すなわち高温および低温で
の関係をそれぞれ表わす曲線Ｈおよび曲線Ｌの２本の曲
線を示してある。すなわち、表示サイズの大きいディス
プレイ（表示素子）では同一パルス（表示部）内に温度
分布が生じてくることは珍しくなく、したがって、ある
電圧Ｖ_apで中間調を表示させようとしても、図３に示す
ようにＩ₁からＩ₂までの範囲にわたって中間調レベルが
ばらついてしまい、均一な表示が得られないのである。

【００１３】そこで考え出されたのが、本発明者が１９
９１年４月８日に米国出願Ｎｏ．６８１，９９３号とし
て出願したような「４パルス法」である。この駆動方法
は、図４および図５に示すようにパルス内の同一走査線
上の低閾値部用と高閾値部用に複数のパルス（図中、
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）を印加することにより、最終的には等
しい反転面積を得るようにしたものである（図中
（Ｄ））。

【００１４】本発明者は、さらに１９９２年１２月２日
に米国出願Ｎｏ．９８４，６９４号として出願した明細
書で、書き込み時間を「４パルス法」より短縮した「画
素シフト法」を提案している。

【００１５】画素シフト法は複数の走査信号線に、同時
に異なる走査信号を入力して、選択することにより、複
数の走査線にまたがった、電界強度の分布を作り階調表
示をする方式である。

【００１６】画素シフト法の概略を次に説明する。

【００１７】使用できる液晶セルは、図６にその一例を
示してあるように、１画素内の閾値が分布を有するもの
である。図６に示したセルでは、電極間のＦＬＣ層５５
の層厚が変化しているのでＦＬＣのスイッチングの閾値
も分布を持つことになる。このような画素への印加電圧
を増加していくとセル厚が薄い部分から順にスイッチン
グしていくことになる。

【００１８】この様子を図７（ａ）に示した。図７
（ａ）中、Ｔ₁、Ｔ₂、Ｔ₃はパネル内の観察している部
分の温度を示している。ＦＬＣのスイッチングの閾値電
圧は、温度が高くなるにつれ低くなるが、上記３つの温
度における印加電圧と光透過率との関係を３本の曲線で
示している。

【００１９】なお、閾値変動の原因は温度変化以外にも
あるが、説明の便宜上主として温度の変化を用いて本発
明の態様を説明する。

【００２０】図７（ａ）から分かるように、まず画素全
体を暗状態にリセットして温度Ｔ₁でＶ_iの電圧を画素に
印加したときにはＸ％の透過率を得ることができるが、
温度がＴ₂もしくはＴ₃まで上昇すると、同じＶ_iの電圧
を画素に印加したときには透過率が１００％になってし
まい、階調表示が正しく行われなくなる。図７（ｃ）
は、上記各温度における書き込み後の画素の反転状態を
示している。このような条件では、温度変動によって書
き込んだ階調情報が失われるので、表示素子としての用
途範囲が極めて限られたものとなってしまう。

【００２１】そこで、図７（ｄ）に示したように、１画
素の情報を２つの走査信号線Ｓ１、Ｓ２にまたがって表
示することにより、温度変動に対して安定した階調表示
が可能となる。

【００２２】以下、この駆動方式について詳しく説明す
る。

【００２３】画素内に連続的な閾値分布を持つ強誘電
性液晶セルを用意する：液晶セルの構成は、図６に示し
たような、画素内のセル厚が連続的に分布したものを用
いることができる。また、本出願人が特開昭６３−１８
６２１５号公報中で提案しているような画素内に電位の
勾配を有する構成、または容量勾配を持つ構成でも良
い。いずれにせよ、画素内の閾値を連続的に分布させる
ことにより、明状態に対応した領域（ドメイン）と暗状
態に対応した領域（ドメイン）を画素内に混在させるこ
とができ、これらのドメインの面積比によって階調表示
を可能としている。

【００２４】この方法は光量をステップ的に変調する場
合（例えば１６階調など）でも使用できるがアナログ的
な階調表示のためには連続的な光量変化が必要である。

【００２５】２つの走査信号線を同時に選択する：こ
の操作について図８を用いて説明する。図８（ａ）は、
２つの走査信号線上の画素をひとまとめにしたときの透
過率−印加電圧特性を示す。図８（ａ）中では、透過率
０％〜１００％を走査線２上の画素Ｂの表示領域とし、
透過率１００％〜２００％を走査信号線１上の画素Ａの
表示領域として示している。すなわち、走査信号線１本
につき１つの画素を構成するので、２本同時に走査した
場合には、画素Ａ，画素Ｂの両方が全部光透過状態にな
った時の透過率を２００％としている。ここでは、１つ
の階調情報に対して同時に２つの走査信号線を選択する
のだが、１つの階調情報を表示するために１画素分の面
積を持つ領域を割り当てるようにしている。これについ
て図８（ｂ）を用いて説明する。

【００２６】温度Ｔ₁では入力した階調情報は印加電圧
Ｖ₀のとき０％、Ｖ₁₀₀のとき１００％に対応する範囲に
書き込まれる。図から分かるように温度Ｔ₁では、この
範囲（画素領域）はすべて走査信号線２上にある（図８
（ｂ）中、斜線部参照）。ところが、温度がＴ₁からＴ₂
に上昇すると液晶の閾値電圧が下がっているため、同じ
電圧を画素に印加した場合に画素内で、温度Ｔ₁のとき
よりも大きな領域が反転してしまう。

【００２７】これを補正するために、温度Ｔ₂のときの
画素領域を走査信号線１と走査信号線２にまたがって設
定する（図８（ｂ）の温度Ｔ₂の場合を示した斜線
部）。

【００２８】次に、温度がさらに上昇してＴ₃になった
ときには、印加電圧をＶ₀〜Ｖ₁₀₀まで変化させて描画さ
れる画素領域を、走査信号線１上のみに設定する（図８
（ｂ）の温度Ｔ₃の場合を示した斜線部）。

【００２９】以上のように温度によって階調表示をする
画素領域を、２つの走査信号線上でずらして設定するこ
とにより、Ｔ₁からＴ₃の温度範囲において正しい階調表
示を保つことができるようになる。

【００３０】同時に選択した２本の走査信号線に印加
する走査信号を互いに異なるものとする：上記で説明
したように、温度変化による液晶反転の閾値変動を、２
つの走査信号線を同時に選択することによって補償する
ためには、２つの選択された走査信号線に印加される走
査信号を互いに異なるものとしなければならない。この
点について図７を用いて説明する。

【００３１】走査信号線１と走査信号線２に印加される
走査信号は、走査信号線２上の画素Ｂと走査信号線１上
の画素Ａの閾値が連続的に変化するように設定する。図
７（ｂ）において、温度がＴ₁のときの透過率−電圧曲
線は、透過率１００％までは走査信号線２上の領域で表
示されることを示し、その後２００％までが走査信号線
１上の領域で表示されることを示す。このように透過率
−電圧曲線が画素Ｂから画素Ａにかけて連続的、かつ等
しい勾配で設定する必要がある。

【００３２】したがって、図９に示すように走査信号線
１上の画素Ａと走査信号線２上の画素Ｂのセル形状（図
９（ｂ）参照）を等しく設定しても、実質的に画素Ａ、
画素Ｂに連続的な閾値特性を与えた場合（図７（ｂ）の
セル）と同様の表示が可能となる。

【００３３】

【発明が解決しようとする課題】画素シフト法で階調表
示を行う場合において、１走査線ごともしくは１フレー
ムごとに消去（リセット）方向を変えることが望まし
い。しかるに「白」方向にリセットした場合と、「黒」
方向にリセットした場合では、リセット期間内および書
き込み後に、光量変化が生じるので、１フレーム時間内
で人間の目に感じる明るさが異ってしまう。

【００３４】同じ階調レベルを表示する場合において
も、リセット時および書き込み後の光もれの影響で
「白」リセット時と「黒」リセット時で、階調レベルが
変動してしまうという問題点があった。

【００３５】

【課題を解決するための手段及び作用】このような問題
を解決するために、リセット状態が「白」の場合と
「黒」の場合で１フレーム内の平均透過光量が等しくな
るように情報内容に修正を加えることで、階調駆動時の
コントラストを改善した。

【００３６】即ち、本発明の目的は、対向して配置した
２枚の電極基板間に強誘電性液晶を挟持して上下電極の
交叉部で画素を構成し、該画素内に閾値分布を形成して
階調表示を行うマトリクス電極型の液晶表示素子におい
て、走査線ごとに状態を消去して書き込む線順次走査に
より、全画面を書き込み、且つ該消去方向が「白」の場
合と「黒」の場合で１フレーム内の平均透過光量が等し
くなるように情報信号を消去パルスの極性によって変化
させる回路を有することを特徴とする液晶表示素子によ
って達成される。

【００３７】

【００３８】図１０を用いて本発明の作用を説明する。

【００３９】は黒方向に画素をリセットした後、電圧
Ｖ_BONのパルスで白方向に書き込む場合、は白方向に
画素をリセットした後、電圧Ｖ_WONのパルスで黒方向に
書き込む場合の液晶層に印加する電圧波形をそれぞれ示
している。

【００４０】は，の駆動波形を液晶層に印加した
ときの光学応答の様子を示すもので、縦軸が光量、横軸
が時間を示し、の波形に対応する光学応答を（３−
１）として、の波形に対応する光学応答を（３−２）
として示してある。を見ると、曲線（３−１）と（３
−２）の光量差の時間積分量は、中のハッチング部の
面積に相当する。

【００４１】この面積分の光量が、階調レベルに影響す
るかどうかは、１フレームの長さや、中の緩和時間Ｃ
の長さ、消去（リセット）時間Ａと書き込み時間Ｂの長
さ（Ａ＋Ｂ）に依存し、更に表示しようとする階調精度
にも大きく依存する。例えば、８階調を求められている
ならば変動量（面積ＳＳ１）が１２．５％までは許容さ
れるけれども、２５６階調を必要とする場合は０．３９
％までしか許されない。

【００４２】ここでＳＳ１は、消去開始時点以降、即
ち、期間Ａ＋Ｂ＋Ｃ内の光学応答曲線（３−２、４−
２）が光学応答曲線（３−１、４−１）より大きい部分
である。

【００４３】この問題を解決するために、同一の情報を
画素に表示するときの「白」リセット時と「黒」リセッ
ト時の書き込み量を、１フレーム内の積分光量を等しく
するように設定する。図１０のにおいて、における
面積ＳＳ１とＳＳ２が等しくなるように「黒」リセット
時（４−１）と「白」リセット時（４−２）の書き込み
光量を「白」リセット時のときに低く、「黒」リセット
時のときに高くすることで１フレーム内での積分光量を
一致させて、階調レベルの変動をおさえることができ
る。

【００４４】即ち、従来は所望の光量が緩和時間Ｔ_ce以
降にＱ₁となるように書き込みパルスをＶ_BONや−Ｖ_WON
に設定したが、本発明では、白書き込みパルスに補正量
ΔＶ_BONを加えて光量Ｑ₂（Ｑ₂＞Ｑ₁）が緩和時間Ｔ_ce以
降に得られるよう白書き込みパルスの波高値をＶ_BON＋
ΔＶ_BONとする。

【００４５】或いは、波高値ではなく、パルス巾（Ｂ）
を補正量ΔＢだけ大きくして光量Ｑ₂（Ｑ₂＞Ｑ₁）が緩
和時間Ｔ_ce以降に得られるようにしてもよい。

【００４６】更には、白リセット後の黒書き込みパルス
に補正量−ΔＶ_WONを加えて、光量Ｑ₃（Ｑ₁＞Ｑ₃）が緩
和時間Ｔ_ce以降に得られるように黒書き込みパルスを−
Ｖ_WON−ΔＶ_WONに設定することもできる。

【００４７】勿論、前述したように黒書き込みパルスに
補正量ΔＢを加えて光量Ｑ₃（Ｑ₁＞Ｑ₃）を得るように
してもよい。

【００４８】また、以上の方式を並用してＱ₂＞Ｑ₁＞Ｑ
₃となるように白書き込みパルスと黒書き込みパルスと
の両方を補正してもよい。

【００４９】本発明によれば、所望の光量Ｑ₁とのずれ
｜Ｑ₁−Ｑ₂｜、｜Ｑ₁−Ｑ₃｜が生じ、画像に悪影響を与
えるように思われるかもしれないが、本発明者らの実験
によれば、１フレーム内の光量差ＳＳ１とＳＳ２とが相
殺する為に画像の品質は大巾に向上することがわかっ
た。

【００５０】更に、マトリクス駆動（マルチプレキシン
グ駆動）による画素が微細化され、高密度になるにつれ
画素の寄生容量や寄生抵抗が大きくなり、ＳＳ１の改善
が充分進まない場合でも、本発明によれば見かけ上の画
像品位を向上させられる。

【００５１】また、補正光量Ｓ２は以下のように設定す
ることがより好ましいものである。

【００５２】１画素が全白（最大透過光量を呈する状
態）の１フレーム内の積分光量をＳ_W、１画素が全黒
（最小透過光量を呈する状態）の１フレーム内の積分光
量をＳ_B、表示階調数をＮ、ある階調段をｎ、ｎ番目の
階調表示の時の１フレーム内の積分光量をＳｎ（０≦ｎ
≦Ｎ）とすると、

【００５３】

【数１】 そして、Ｎ階調数の中の１ステップ分の１フレーム内光
量差ΔＳ_Nは、

【００５４】

【数２】

【００５５】よって｜ＳＳ１−ＳＳ２｜＜ΔＳ_Nとすれ
ば好ましい表示が得られる。

【００５６】

【数３】

【００５７】｜ＳＳ１−ＳＳ２｜が最小となるようにパ
ルス巾又は波高値に補正量を加えて、緩和時間Ｃ内での
交点（Ｔ_t）の位置を設定するか、又はＱ₂，Ｑ₃を設定
する。

【００５８】具体的には｜ＳＳ１−ＳＳ２｜を積分透過
率（１フレーム内の平均透過率）で、１．６％以下に設
定することが望ましい。

【００５９】以上は、マルチフレキシング駆動における
１フレーム毎に書き込み（リセット）方向が異なる（反
転する）場合について述べたが、同様に１Ｈ反転、即ち
１水平走査期間毎に反転する場合や、１Ｆｄ反転、即ち
１フィールド走査期間毎に反転する場合においても好ま
しく用いられ、より望ましくは、液晶の寿命を延ばす為
に１Ｈ反転と１Ｆｄ反転又は１Ｈ反転と１Ｆｍ反転（１
フレーム反転）というように、それぞれを組み合わせた
場合により効果的である。

【００６０】図１１は本発明の表示装置のブロック構成
図であり、図１２は画像情報の通信タイミングチャート
である。

【００６１】以下、図面にしたがって動作を説明する。
グラフィックスコントローラ１０２は、走査電極を指定
する走査線アドレス情報とそのアドレス情報により指定
される走査線上の画像情報（ＰＤ０〜ＰＤ３）を、液晶
表示装置１０１の走査線駆動回路１０４と情報線駆動回
路１０５とによって構成される表示駆動回路１０４／１
０５に転送する。本実施例では、走査線アドレス情報と
表示情報とを有する画像情報を同一伝送路にて転送する
ため、前記２種類の情報を区別しなければならない。こ
の識別のための信号がＡＨ／ＤＬであり、このＡＨ／Ｄ
Ｌ信号がＨｉレベルのときは、走査線アドレス情報であ
ることを示し、Ｌｏレベルのときは、表示情報であるこ
とを示している。

【００６２】走査線アドレス情報は、液晶表示装置１０
１内の駆動制御回路１１１側で、画像情報ＰＤ０〜ＰＤ
３として転送されてくる画像情報から抽出されたのち、
指定された走査線を駆動するタイミングに合わせて走査
線駆動回路１０４に出力される。この走査線アドレス情
報は、走査線駆動回路１０４内のデコーダ１０６に入力
され、デコーダ１０６を介して、表示パネル１０３の指
定された走査電極が走査信号発生回路１０７によって駆
動される。一方、表示情報は情報線駆動回路１０５内の
シフトレジスタ１０８へ導かれ、転送クロックにて４画
素単位でシフトされる。シフトレジスタ１０８にて水平
方向の一走査線分のシフトが完了すると、１２８０画素
分の表示情報は併設されたラインメモリ１０９に転送さ
れ、一水平走査期間の間に亘って記憶され、情報信号発
生回路１１０から各情報電極に表示情報信号として出力
される。

【００６３】また、本実施例では液晶表示装置１０１に
おける表示パネル１０３の駆動とグラフィックスコント
ローラ１０２における走査線アドレス情報及び表示情報
の発生とが非同期で行われているため、画像情報転送時
に装置間（１０１／１０２）の同期をとる必要がある。
この同期を司る信号がＳＹＮＣであり、一水平走査期間
ごとに液晶表示装置１０１内の駆動制御回路１１１で発
生する。グラフィックスコントローラ１０２側は常にＳ
ＹＮＣ信号を監視しており、ＳＹＮＣ信号がＬｏレベル
であれば画像情報の転送を行い、逆にＨｉレベルのとき
には一水平走査線分の画像情報の転送終了後は転送を行
わない。すなわち、図１１において、グラフィックスコ
ントローラ１０２側はＳＹＮＣ信号がＬｏレベルになっ
たことを検知すると、直ちにＡＨ／ＤＬ信号をＨｉレベ
ルにし一水平走査線分の画像情報の転送を開始する。液
晶表示装置１０１内の駆動制御回路１１１は、ＳＹＮＣ
信号を画像情報転送期間中にＨｉレベルにする。所定の
一水平走査期間を経て表示パネル１０３への書き込みが
終了したのち駆動制御回路（ＦＬＣＤコントローラ）１
１１は、ＳＹＮＣ信号を再びＬｏレベルに戻し、次の走
査線の画像情報を受け取ることができる。

【００６４】本発明による光量補償手段としての補償回
路１１３は、図１１の例では駆動制御回路１１１の内部
回路として設けられている。

【００６５】例えば、補償回路１１３は、走査線アドレ
ス情報から選択される走査線のリセット方向を判別する
回路を内蔵し、該判別回路の判別結果出力に応じて、補
正量（オフセット量、例えば前述したΔＶ_BON、Δ
Ｖ_WON、ΔＢ）を表示情報Ｄ０〜Ｄ１２７９に加える処
理を行う回路である。

【００６６】勿論、別の方式としては情報信号発生回路
１１０に駆動制御回路１１１から、補正用の基準電圧
（ΔＶ_BON、ΔＶ_WON）をリセット方向に従って選択的に
供給することで、情報信号発生回路１１０において、補
償された情報信号を発生させてもよい。

【００６７】或いは、情報信号を補償する代わりに、走
査信号における書き込み信号成分に補正量を加えること
もできる。

【００６８】

【実施例】実施例１ 第１の実施例として図６に示したような断面形状の液晶
セルを作製した。図中、下基板ののこぎり形状は、金型
上に原型を作り、それを、アクリル系ＵＶ硬化樹脂５２
でガラス基板上へ転写して作った。

【００６９】ＵＶ硬化樹脂５２ののこぎり形状の上に、
ストライプ電極５１としてＩＴＯ膜をスパッタ形成し、
さらにその上層に配向膜５４として日立化成社製の配向
膜ＬＱ−１８０２を、約３００Åに形成した。

【００７０】対向側のセル基板は、ストライプ電極５１
上に、同じ配向膜を形成したもので、凹凸形状はもたせ
ていない。

【００７１】上下基板のラビング方向は、平行方向に行
い、上基板のラビング方向に対して、下基板のラビング
方向を約６゜右ネジ方向にずらしてセルを構成した。セ
ル厚のコントロールは、薄い部分が約１．０μｍ、厚い
部分が約１．４μｍになるようにした。また、のこぎり
形状の１辺を１画素になるように、下基板のストライプ
電極５１をストライプ状に、畝にそってパターニングし
た。

【００７２】ストライプ電極５１の巾を、３００μｍと
して、画素サイズを３００μｍ×２００μｍの長方形に
設定した。

【００７３】使用した液晶材料を表１に示す。

【００７４】

【表１】

【００７５】この液晶の閾値は１１．５ｖｏｌｔ／μｍ
（８０μＳのパルス、２５℃）であり、各画素の閾値は
１１．５〜１６．１ｖｏｌｔ（８０μＳのパルス、２５
℃）となった。

【００７６】本実施例では図１３に示すような波形の駆
動信号を用いて液晶パネルに画像表示を行った。

【００７７】図１３において、Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３は隣接
する３つの走査線に印加される走査信号を示し、Ｉはあ
る１つの情報線に印加される情報信号であり、Ｓ１−Ｉ
は走査信号Ｓ１の印加される走査線と情報信号Ｉの印加
される情報線との交点にある画素の液晶層に印加される
電界を示している。

【００７８】図１３のＳ１−Ｉはある中間調Ｘを表示す
る場合の駆動信号であり、１は水平走査期間毎に極性が
反転する、つまり基準電圧値Ｖ_Refを基準線として線対
象な波形が１時間毎に印加されるのである。

【００７９】９１はリセット信号、９２は第１の書き込
み信号、９３は第２の書き込み信号で、９２と９３によ
って表示される中間調が決定される。

【００８０】９４は、他の走査線（Ｓ２，Ｓ３）が選択
されている時の情報信号であり、信号（Ｓ１−Ｉ）が印
加される画素に対しては液晶の安定状態を実質的に変更
しない信号である。

【００８１】９５は液晶に直流電圧成分が印加されない
ように必要に応じて加える信号であり、ここでは表示に
は直接関係ないところのものである。

【００８２】図１３に示す駆動波形を用いて階調表示を
行うに際して、書き込み量を次のように設定する。

【００８３】「白」リセット後、Ｘ％の階調書き込みを
行う場合は、「黒」リセット後にＸ％の書き込みを行う
場合と比較して、約１．０％「白」リセット時の透過光
量の方が多いので、「白」リセット後の書き込みレベル
を「Ｘ−１」％に変更する補償を行う。このようにあら
かじめ、階調信号にオフセットをかけておくことで、上
述した通り、表示品質を向上させることができる。

【００８４】図１３におけるパラメーターの設定は、｜
Ｖ₁｜＝２０．０Ｖ、｜Ｖ₂｜＝１７．２Ｖ、｜Ｖ_i｜＝
３．４Ｖ〜−３．４Ｖ、｜Ｖ₃｜＝４Ｖ、ｄｔ₁＝４０μ
Ｓ、ｄｔ₂＝２７μＳ、ｄｔ₃＝１３μＳである。

【００８５】変調方式（階調情報表示のための）は電圧
変調方式を用い、上記値は、液晶への印加電圧が１３．
８Ｖで０％を表示して、２０．６％で１００％を表示、
その中間電圧で中間調を表示するように設定されたもの
である。

【００８６】以上、説明した実施例は、前述した画素シ
フト法による階調表示の応用例である為に、複雑な波形
を用いたが、基本的には図１０に示すように、同じ中間
調情報を表示する場合でも、黒リセットの場合と白リセ
ットの場合とで透過率の差（ＳＳ２）を生じるように書
き込み電圧の波高値及び／又はパルス巾を変えることで
ある。

【００８７】勿論、本明細書中の「黒」，「白」は、換
言すれば偏光子をセットした時の「暗」，「明」に対応
するものである。従って、偏光子の配置を変えれば
「黒」，「白」は反転する。

【００８８】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明を用い
ることで、消去方向によらず、一定の階調レベルの表示
が達成された。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の面積変調法における電圧と透過率の関係
を模式的に示した図である。

【図２】従来の面積変調法における電圧と画素の光透過
状態を示した図である。

【図３】図１の関係図に異なった温度での関係を示す図
である。

【図４】従来の４パルス法の駆動方法の説明図である。

【図５】従来の４パルス法の駆動方法の説明図である。

【図６】本発明に適用可能な液晶セルの概略図である。

【図７】画素シフト法の説明図である。

【図８】画素シフト法の説明図である。

【図９】画素シフト法の説明図である。

【図１０】本発明の作用の説明図である。

【図１１】本発明に適用可能な駆動回路ブロック図であ
る。

【図１２】図１１の駆動回路の説明のためのタイミング
チャートである。

【図１３】実施例１に係る駆動波形を示す図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−218022（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−218023（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−102482（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02F 1/133 575 G02F 1/133 560

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対向して配置した２枚の電極基板間に強
   誘電性液晶を挟持して上下電極の交叉部で画素を構成
   し、該画素内に閾値分布を形成して階調表示を行うマト
   リクス電極型の液晶表示素子において、 走査線ごとに状態を消去して書き込む線順次走査によ
   り、全画面を書き込み、且つ該消去方向が「白」の場合
   と「黒」の場合で１フレーム内の平均透過光量が等しく
   なるように情報信号を消去パルスの極性によって変化さ
   せる回路を有することを特徴とする液晶表示素子。