JP3143497B2 - 液晶装置 - Google Patents
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
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Description
【０００１】
【発明の分野】本発明は、自発分極を発現する液晶、特
に強誘電性液晶（ＦＬＣ）を用いた液晶装置に関するも
のである。
に強誘電性液晶（ＦＬＣ）を用いた液晶装置に関するも
のである。
【０００２】
【従来技術】上記自発分極を有する液晶として強誘電性
液晶（ＦＬＣ）は、その高速応答性・メモリ性等の利点
に注目され表示素子、ライトバルブ等の目的のために積
極的に開発されている。上記利点を生かしたターゲット
として、光シャッタアレイ、単純マトリクス駆動による
高精細表示装置、光導電体と組み合わせた高密度記録の
ライトバルブ等が挙げられる。またさらに、薄膜トラン
ジスタ（ＴＦＴ）等を用いたアクティブマトリクス駆動
による動画像表示にも期待され、この特性はたとえば
Ｕ．Ｓ．Ｐ．４，８４０，４６２やＰｒｏｃｅｅｄｉｎ
ｇ ｏｆ ｔｈｅＳＩＤ，ＶＯＬ．３０／２，１９８９
「ＦｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃＬｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｅ
ｔａｌ Ｖｉｄｅｏ Ｄｉｓｌａｙ」等に示されてい
る。
液晶（ＦＬＣ）は、その高速応答性・メモリ性等の利点
に注目され表示素子、ライトバルブ等の目的のために積
極的に開発されている。上記利点を生かしたターゲット
として、光シャッタアレイ、単純マトリクス駆動による
高精細表示装置、光導電体と組み合わせた高密度記録の
ライトバルブ等が挙げられる。またさらに、薄膜トラン
ジスタ（ＴＦＴ）等を用いたアクティブマトリクス駆動
による動画像表示にも期待され、この特性はたとえば
Ｕ．Ｓ．Ｐ．４，８４０，４６２やＰｒｏｃｅｅｄｉｎ
ｇ ｏｆ ｔｈｅＳＩＤ，ＶＯＬ．３０／２，１９８９
「ＦｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃＬｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｅ
ｔａｌ Ｖｉｄｅｏ Ｄｉｓｌａｙ」等に示されてい
る。
【０００３】一方、上記ＦＬＣを駆動する場合に、一般
的にまたは本発明者らにより実験検証の結果、以下に述
べる様な問題点が生じることが明らかになってきた。
的にまたは本発明者らにより実験検証の結果、以下に述
べる様な問題点が生じることが明らかになってきた。
【０００４】その１つはＦＬＣに対して長時間の直流電
圧（ＤＣ）成分が連続して印加されると液晶の応答が疎
外されることである。この原因としては、上記ＤＣ成分
により、液晶の内部イオンの偏在が誘起され、これが電
界を形成するためと考えられる。
圧（ＤＣ）成分が連続して印加されると液晶の応答が疎
外されることである。この原因としては、上記ＤＣ成分
により、液晶の内部イオンの偏在が誘起され、これが電
界を形成するためと考えられる。
【０００５】これに対し既に本出願人による補助パルス
によりＤＣ成分をキャンセルする提案（特願平２−６９
５４７号）がなされているが、さらにまた、ＦＬＣでは
分子自身が自発分極を有するがために、この自発分極に
対応して偏在する内部イオンが電界を形成すると考えら
れる原因により、所望の中間調を不安定にし、また外部
電圧値（印加電圧値）に対しての光学応答においてヒス
テリシスを生ずる問題点が確認される。
によりＤＣ成分をキャンセルする提案（特願平２−６９
５４７号）がなされているが、さらにまた、ＦＬＣでは
分子自身が自発分極を有するがために、この自発分極に
対応して偏在する内部イオンが電界を形成すると考えら
れる原因により、所望の中間調を不安定にし、また外部
電圧値（印加電圧値）に対しての光学応答においてヒス
テリシスを生ずる問題点が確認される。
【０００６】たとえば、テレビレート（６０Ｈｚ）程度
の駆動周波数でリセットパルス、書き込みパルスを連続
してＦＬＣに印加した場合に起こる上記現象例を図２０
〜図２２に示す。
の駆動周波数でリセットパルス、書き込みパルスを連続
してＦＬＣに印加した場合に起こる上記現象例を図２０
〜図２２に示す。
【０００７】上記実験により検証された問題点を考慮
し、ＦＬＣの光学応答において動画レートにおいても安
定して中間調（諧調表示）を得るために、本発明者らは
さらに詳細な検証を行い以下の本発明に至った。
し、ＦＬＣの光学応答において動画レートにおいても安
定して中間調（諧調表示）を得るために、本発明者らは
さらに詳細な検証を行い以下の本発明に至った。
【０００８】［発明の概要］本発明の目的は、階調表示
に適した液晶装置を提供することである。
に適した液晶装置を提供することである。
【０００９】特に、本発明の目的は、ＴＦＴによるアク
ティブマトリクス駆動方式と自発分極を発現する液晶、
例えば強誘電性液晶とを用い、改善された階調表示を実
現した液晶装置を提供することにある本発明の特徴は、
ａ．複数の行及び列に沿って配置したスイッチング素
子、該スイッチング素子の第１の端子を行毎に共通に接
続した第１の配線、該スイッチング素子の第２の端子を
列毎に共通に接続した第２の配線、該スイッチング素子
の第３の端子毎に接続した複数の画素電極、該画素電極
に対向配置した対向電極、複数の画素電極と対向電極と
の間に配置した自発分極Ｐｓを発現する液晶、画素電極
及び対向電極の少なくとも一方に配置した絶縁部材とを
有し、該液晶の光学応答の電圧閾値Ｖthと該絶縁部材の
電極間容量Ｃｉとの間に、
ティブマトリクス駆動方式と自発分極を発現する液晶、
例えば強誘電性液晶とを用い、改善された階調表示を実
現した液晶装置を提供することにある本発明の特徴は、
ａ．複数の行及び列に沿って配置したスイッチング素
子、該スイッチング素子の第１の端子を行毎に共通に接
続した第１の配線、該スイッチング素子の第２の端子を
列毎に共通に接続した第２の配線、該スイッチング素子
の第３の端子毎に接続した複数の画素電極、該画素電極
に対向配置した対向電極、複数の画素電極と対向電極と
の間に配置した自発分極Ｐｓを発現する液晶、画素電極
及び対向電極の少なくとも一方に配置した絶縁部材とを
有し、該液晶の光学応答の電圧閾値Ｖthと該絶縁部材の
電極間容量Ｃｉとの間に、
【００１０】
【外２】 の関係が成り立つ様に構成した液晶素子、 ｂ．第１の配線に走査パルスを印加する第１の手段、並
びに ｃ．第２の配線に、リセット電圧信号を印加した後、階
調情報に応じた電圧信号を印加し、一垂直走査期間中、
前記階調電圧信号の印加によって生じた内部電界に対し
て逆バイアスとなるＤＣ成分が前記液晶に印加される様
に、第２の配線に補助電圧信号を印加する第２の手段を
有し、前記補助電圧信号と階調電圧信号との間に電圧０
を液晶に印加する手段を有する液晶装置である。
びに ｃ．第２の配線に、リセット電圧信号を印加した後、階
調情報に応じた電圧信号を印加し、一垂直走査期間中、
前記階調電圧信号の印加によって生じた内部電界に対し
て逆バイアスとなるＤＣ成分が前記液晶に印加される様
に、第２の配線に補助電圧信号を印加する第２の手段を
有し、前記補助電圧信号と階調電圧信号との間に電圧０
を液晶に印加する手段を有する液晶装置である。
【００１１】［発明の態様の詳細な説明］本発明で用い
る液晶パネルとしては図１８に示すアクティブマトリク
ス駆動方式の液晶パネル、即ち複数の行（走査線）及び
複数の列（データ線）に沿って配置したスイッチング素
子（アモルファス・シリコン、ポリシリコンなどをの薄
膜半導体を用いたＴＦＴ）、該スイッチング素子の第１
の端子（ゲート）を行毎に共通に接続した第１の配線
（ゲート線）、該スイッチング素子の第２の端子（ソー
ス）を列毎に共通に接続した第２の配線（ソース線）、
該スイッチング素子の第３の端子（ドレイン）毎に接続
した複数の画素電極（透明電極）、該画素電極に対向配
置した対向電極（透明電極）と、複数の画素電極と対向
電極との間に配置した自発分極を発現する液晶（強誘電
性を発現するカイラルスメクチックＣ、Ｈ、Ｉ、Ｇ、Ｆ
液晶）とを備えたものを用いるのがよい。
る液晶パネルとしては図１８に示すアクティブマトリク
ス駆動方式の液晶パネル、即ち複数の行（走査線）及び
複数の列（データ線）に沿って配置したスイッチング素
子（アモルファス・シリコン、ポリシリコンなどをの薄
膜半導体を用いたＴＦＴ）、該スイッチング素子の第１
の端子（ゲート）を行毎に共通に接続した第１の配線
（ゲート線）、該スイッチング素子の第２の端子（ソー
ス）を列毎に共通に接続した第２の配線（ソース線）、
該スイッチング素子の第３の端子（ドレイン）毎に接続
した複数の画素電極（透明電極）、該画素電極に対向配
置した対向電極（透明電極）と、複数の画素電極と対向
電極との間に配置した自発分極を発現する液晶（強誘電
性を発現するカイラルスメクチックＣ、Ｈ、Ｉ、Ｇ、Ｆ
液晶）とを備えたものを用いるのがよい。
【００１２】この際、画素電極と対向電極との間隔は、
カイラルスメクチック液晶のらせん構造の形成を抑制す
るのに十分に薄い間隔（約５μｍ以下）に設定されるの
がよいが、本発明は必ずしも上述のらせん構造の形成を
抑制しなくてもよい。
カイラルスメクチック液晶のらせん構造の形成を抑制す
るのに十分に薄い間隔（約５μｍ以下）に設定されるの
がよいが、本発明は必ずしも上述のらせん構造の形成を
抑制しなくてもよい。
【００１３】また、これらの液晶駆動時においては、所
望の温度範囲内に保持するための熱的制御をかけてもよ
い。
望の温度範囲内に保持するための熱的制御をかけてもよ
い。
【００１４】本発明は図１に示す様に画素に対して印加
したリセット電圧信号ＶRおよび記録電圧信号ＶWを該画
素の光学的状態変化に必要な時間印加した後、記録電圧
ＶWの大きさに応じた大きさの補助電圧信号ＶSXを与え
ることによって、下述の内部電界を制御することができ
る。
したリセット電圧信号ＶRおよび記録電圧信号ＶWを該画
素の光学的状態変化に必要な時間印加した後、記録電圧
ＶWの大きさに応じた大きさの補助電圧信号ＶSXを与え
ることによって、下述の内部電界を制御することができ
る。
【００１５】以下、上記補助電圧信号の作用をさらに具
体的にするにあたり、前記ＤＣ成分、自発分極によるイ
オンの偏在によって発現する内部電界について述べる。
体的にするにあたり、前記ＤＣ成分、自発分極によるイ
オンの偏在によって発現する内部電界について述べる。
【００１６】図２はＦＬＣ素子の擬似等価回路モデルを
示す。図４においてまず外部から長時間のＤＣ成分が印
加された場合のイオン偏在模式図を示す。仮に外部から
＋側のＤＣ成分が印加されると液晶層内部には図示
示す。図４においてまず外部から長時間のＤＣ成分が印
加された場合のイオン偏在模式図を示す。仮に外部から
＋側のＤＣ成分が印加されると液晶層内部には図示
【００１７】
【外６】 で示す様なイオン偏在が出きると考えられる。この時液
晶分子の自発分極（Ｐｓ）の向きが上向き
晶分子の自発分極（Ｐｓ）の向きが上向き
【００１８】
【外７】 の場合「黒」であるとすると、このイオンにより、液晶
分子は「黒」になり易い電界が形成される。
分子は「黒」になり易い電界が形成される。
【００１９】次に図５において自発分極（Ｐｓ）自体に
よりイオンが偏在する様子を示す。Ｐｓの向きが長時間
「黒」
よりイオンが偏在する様子を示す。Ｐｓの向きが長時間
「黒」
【００２０】
【外８】 状態である場合には（ａ）の様に、また、「白」
【００２１】
【外９】 状態である場合は（ｂ）の様になると考えられる。この
結果このイオンが電界を形成し、液晶状態が長時間
「黒」であるか「白」であるかにより、同じ値の外部電
圧ＶWを新たに与えると、このイオン偏在状態が影響
し、「白」になり易い、なり難いという差が生じ、光学
応答にヒステリシスを生じたり、あるいは同一表示状態
を繰返しリフレッシュする場合に不安定性が生じたりす
ると考えられる。
結果このイオンが電界を形成し、液晶状態が長時間
「黒」であるか「白」であるかにより、同じ値の外部電
圧ＶWを新たに与えると、このイオン偏在状態が影響
し、「白」になり易い、なり難いという差が生じ、光学
応答にヒステリシスを生じたり、あるいは同一表示状態
を繰返しリフレッシュする場合に不安定性が生じたりす
ると考えられる。
【００２２】以下、図１に示す駆動波形に基づいて本発
明作用についてさらに詳しく説明する。
明作用についてさらに詳しく説明する。
【００２３】上記のうち、自発分極に対して誘起される
イオン量は制御され難く、これに対し、ＤＣ成分は外部
印加電圧により制御可能である。本発明は前記補助電圧
ＶSを１つにはＤＣ成分として作用させ、前記イオン偏
在をＰｓの状態にかかわらず「一定」にする作用をもた
らすものである。上記「一定」とはイオン偏在の総量と
とらえてよく、この一定値は０であってもよいし、必ず
しも０である必要はない。
イオン量は制御され難く、これに対し、ＤＣ成分は外部
印加電圧により制御可能である。本発明は前記補助電圧
ＶSを１つにはＤＣ成分として作用させ、前記イオン偏
在をＰｓの状態にかかわらず「一定」にする作用をもた
らすものである。上記「一定」とはイオン偏在の総量と
とらえてよく、この一定値は０であってもよいし、必ず
しも０である必要はない。
【００２４】図６の模式図中に上記イオン偏在状態を一
定に保つための調整方法を示す。一例としては上記イオ
ンの偏在の総量を図５（ａ）に示す様な「黒」状態持続
の場合に見かけ上保とうとするものである。
定に保つための調整方法を示す。一例としては上記イオ
ンの偏在の総量を図５（ａ）に示す様な「黒」状態持続
の場合に見かけ上保とうとするものである。
【００２５】まず、図６（ａ）に示す様な「黒」状態の
イオン偏在状態から出発するとする。この際には図１
（ａ）に示す駆動波形をあらかじめ印加する。この状態
から次に「黒」を表示する場合は、図７（ａ）に例示す
る様な駆動波形により「黒」を表示し、この時、補助電
圧ＶSXによるＤＣ成分の重畳量は０でよい。次に階調と
して図６（ｂ）に示す様な階調を表示する場合、この表
示により形成されるであろうイオン偏在状態は図１９の
様になる。したがってこの様なイオン偏在総量を「黒」
表示の場合に一定化させるために図２０のイオン偏在を
付加させるがごとく図７（ｂ）に示す様な補助電圧＋Ｖ
SX1を印加する。さらに図６（ｃ）に示す様に「白」を
表示する場合、この表示により形成されるであろうイオ
ン偏在状態、図２１を「黒」表示の場合の総量に一定化
させるために図２２のイオン偏在を付加させるがごとく
図７（ｃ）に示す補助電圧＋ＶSX2を印加するものであ
る。
イオン偏在状態から出発するとする。この際には図１
（ａ）に示す駆動波形をあらかじめ印加する。この状態
から次に「黒」を表示する場合は、図７（ａ）に例示す
る様な駆動波形により「黒」を表示し、この時、補助電
圧ＶSXによるＤＣ成分の重畳量は０でよい。次に階調と
して図６（ｂ）に示す様な階調を表示する場合、この表
示により形成されるであろうイオン偏在状態は図１９の
様になる。したがってこの様なイオン偏在総量を「黒」
表示の場合に一定化させるために図２０のイオン偏在を
付加させるがごとく図７（ｂ）に示す様な補助電圧＋Ｖ
SX1を印加する。さらに図６（ｃ）に示す様に「白」を
表示する場合、この表示により形成されるであろうイオ
ン偏在状態、図２１を「黒」表示の場合の総量に一定化
させるために図２２のイオン偏在を付加させるがごとく
図７（ｃ）に示す補助電圧＋ＶSX2を印加するものであ
る。
【００２６】上記ＶSX1、ＶSX2の具体的な数値調整は使
用する液晶の自発分極Ｐｓの大きさや、温度環境等によ
り適宜行うことになるが、本発明を適用する液晶は上記
自発分極Ｐｓの大きさはそれ程大きくない（１０ｎＣ／
ｃｍ2以下、好ましくは５ｎＣ／ｃｍ2以下）方が補助電
圧信号ＶSXの大きさが大きくなり過ぎない点で有利であ
る。上記数値的な目安としては、ＶSX1の大きさとして
用する液晶の自発分極Ｐｓの大きさや、温度環境等によ
り適宜行うことになるが、本発明を適用する液晶は上記
自発分極Ｐｓの大きさはそれ程大きくない（１０ｎＣ／
ｃｍ2以下、好ましくは５ｎＣ／ｃｍ2以下）方が補助電
圧信号ＶSXの大きさが大きくなり過ぎない点で有利であ
る。上記数値的な目安としては、ＶSX1の大きさとして
【００２７】
【外１０】 ０＜Δａ＜１ （Ｃｉは絶縁層の容量）が適当である。図８を用いて、
この数値的な目安について説明する。図８は階調記録電
圧ＶWの印加直後、液晶画素の両端電圧を０Ｖにした場
合に液晶層にかかる分圧を計るものである。この時に液
晶分子はいくらか「黒」方向に戻され、中間調状態にな
るがこの時の白状態の割合をΔａとすると、液晶層分圧
は
この数値的な目安について説明する。図８は階調記録電
圧ＶWの印加直後、液晶画素の両端電圧を０Ｖにした場
合に液晶層にかかる分圧を計るものである。この時に液
晶分子はいくらか「黒」方向に戻され、中間調状態にな
るがこの時の白状態の割合をΔａとすると、液晶層分圧
は
【００２８】
【外１１】 となる。この中間調状態によりイオン移動が起こる電圧
原因が上記式であるから、外部からこのイオン移動を起
こす電圧の逆電圧ＶSXを印加し、ＶSXによる液晶分圧
原因が上記式であるから、外部からこのイオン移動を起
こす電圧の逆電圧ＶSXを印加し、ＶSXによる液晶分圧
【００２９】
【外１２】 が上記
【００３０】
【外１３】 と等しくなる様にすればイオン移動を起こさないで済む
と考えられる。したがって
と考えられる。したがって
【００３１】
【外１４】 より
【００３２】
【外１５】 という様に解ける。
【００３３】たとえばＰｓが５ｎＣ／ｃｍ2、Ｃｉが２
０ｕＦ／ｃｍ2程度とすると全白状態においてもＶSX＝
０．５Ｖ程度である。
０ｕＦ／ｃｍ2程度とすると全白状態においてもＶSX＝
０．５Ｖ程度である。
【００３４】したがって図９に示す駆動波形においてＶ
SXを中間調に合わせて０Ｖから０．５Ｖの範囲で適度に
印加すれば初期のイオン偏在状態を一定維持できること
になる。
SXを中間調に合わせて０Ｖから０．５Ｖの範囲で適度に
印加すれば初期のイオン偏在状態を一定維持できること
になる。
【００３５】すなわち、画像表示繰り返しにおいて、次
フレーム迄各表示フレーム毎にそのフレームの中間調に
応じたＶSXをＤＣ成分として印加しつづけておけば、イ
オン偏在を一定化出来、上記不安定性の原因と見られる
イオン偏在の不安定性を排除することが出来る。
フレーム迄各表示フレーム毎にそのフレームの中間調に
応じたＶSXをＤＣ成分として印加しつづけておけば、イ
オン偏在を一定化出来、上記不安定性の原因と見られる
イオン偏在の不安定性を排除することが出来る。
【００３６】かつ第２に上記ＤＣ成分は液晶の「白」保
持電圧としても作用するために、液晶応答も高速で行わ
れ、動画等にも充分対応させることが出来る。
持電圧としても作用するために、液晶応答も高速で行わ
れ、動画等にも充分対応させることが出来る。
【００３７】図１１〜図１２に本例駆動法により改善し
た光学応答実験例を示す。
た光学応答実験例を示す。
【００３８】上記した様に、表示状態により生ずるイオ
ン偏在状態を一定化させるために、ＤＣ成分を重畳する
べく印加する補助電圧信号の波高値
ン偏在状態を一定化させるために、ＤＣ成分を重畳する
べく印加する補助電圧信号の波高値
【００３９】
【外１６】 は、その階調表示フレームにわたっても状態を安定化さ
せることが望ましく、本駆動法においてはＶSXの最大値
すなわち
せることが望ましく、本駆動法においてはＶSXの最大値
すなわち
【００４０】
【外１７】 となることが望ましく、本発明はそもそもこの条件を満
たす必要がイオンのつりあいから本質的に存在すること
を見い出し本光学素子の提案に至ったものである。
たす必要がイオンのつりあいから本質的に存在すること
を見い出し本光学素子の提案に至ったものである。
【００４１】すなわち、図２６に示す液晶光学素子構成
の条件として、使用する液晶の自発分極Ｐｓの実質的な
大きさと、素子を構成する重要な要素である配向層ある
いは付加的に設ける絶縁層を含んだ絶縁層部分の素子内
における合成容量Ｃｉとの間に上記した不遍的な関係を
成立させることで、本質的な安定階調駆動が行なえる。
の条件として、使用する液晶の自発分極Ｐｓの実質的な
大きさと、素子を構成する重要な要素である配向層ある
いは付加的に設ける絶縁層を含んだ絶縁層部分の素子内
における合成容量Ｃｉとの間に上記した不遍的な関係を
成立させることで、本質的な安定階調駆動が行なえる。
【００４２】このために定性的には、合成容量Ｃｉを大
きくし、使用する液晶のＰｓは小さくする方が良い。
きくし、使用する液晶のＰｓは小さくする方が良い。
【００４３】本発明者らの実施１例としては、電極上に
セルの上下電極の電気的短絡を防ぐ目的で設ける絶縁層
をたとえば、Ｔｉ（チタン）、Ｓｉ（ケイ素）の混合酸
化物（Ｔｉ−ＳｉＯｘ）を電極上に塗布、焼成し、１０
００Å前後の薄層とし、この上にポリイミド配向層を塗
布、焼成により２００Å程度の薄層に形成しラビングを
施すことにより、上記合成容量Ｃｉを出来るだけ大きく
し、数１０ｎＦ／ｃｍ2程度の値を得ている。さらにＣ
ｉを大きくするためには物理的に層厚を薄くする。形成
される層の誘電率が高いものを選択する方向がある。
セルの上下電極の電気的短絡を防ぐ目的で設ける絶縁層
をたとえば、Ｔｉ（チタン）、Ｓｉ（ケイ素）の混合酸
化物（Ｔｉ−ＳｉＯｘ）を電極上に塗布、焼成し、１０
００Å前後の薄層とし、この上にポリイミド配向層を塗
布、焼成により２００Å程度の薄層に形成しラビングを
施すことにより、上記合成容量Ｃｉを出来るだけ大きく
し、数１０ｎＦ／ｃｍ2程度の値を得ている。さらにＣ
ｉを大きくするためには物理的に層厚を薄くする。形成
される層の誘電率が高いものを選択する方向がある。
【００４４】一方、液晶のＰｓの大きさとしては一般に
測定される分極反転電流の評価で最大で１０ｎＣ／ｃｍ
2、好ましくは５ｎＣ／ｃｍ2以下であるものを使用す
る。この結果において、上記
測定される分極反転電流の評価で最大で１０ｎＣ／ｃｍ
2、好ましくは５ｎＣ／ｃｍ2以下であるものを使用す
る。この結果において、上記
【００４５】
【外１８】 の値として０．５Ｖ程度以下に抑える様にした。
【００４６】また逆にＶthを上げるために粘性を調整し
たりするが、一般的に駆動電圧が高くなることは不利で
ある。
たりするが、一般的に駆動電圧が高くなることは不利で
ある。
【００４７】ここでＶthとは、実質素子を駆動する上で
一定の階調を表示する間の時間間隔において、光学変化
が実質検知されない印加ＤＣ電圧値限界を定義した。
一定の階調を表示する間の時間間隔において、光学変化
が実質検知されない印加ＤＣ電圧値限界を定義した。
【００４８】本素子によって駆動する例をさらに以下に
記述する。
記述する。
【００４９】前記した駆動法は、単純マトリクスによる
画像形成については、各階調について個々に制御するこ
とに困難があるが、各画素を独立に駆動するもの、たと
えば、単ビットの光シャッタや７セグメント、あるいは
ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）等によるアクティブマトリ
クス駆動においては原理的に適用可能である。
画像形成については、各階調について個々に制御するこ
とに困難があるが、各画素を独立に駆動するもの、たと
えば、単ビットの光シャッタや７セグメント、あるいは
ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）等によるアクティブマトリ
クス駆動においては原理的に適用可能である。
【００５０】以下、ＴＦＴによるアクティブマトリクス
駆動に適用した場合の具体的駆動波形例について説明す
る。
駆動に適用した場合の具体的駆動波形例について説明す
る。
【００５１】図１３は本発明をアクティブマトリクス駆
動に適用した場合の駆動波形を示すタイミングチャート
である。
動に適用した場合の駆動波形を示すタイミングチャート
である。
【００５２】本例はまず、画素を「黒」にするためのリ
セット信号ＶRを印加しＴＦＴの開放特性を利用して充
分「黒」になる時間電圧を作用させる（図示Ｖr）。そ
の後記録電圧ＶWを印加し、同じく開放特性により階調
レベル電圧ＶWを一定時間作用させたのちいったんアー
ス信号ＶEを与える。このアース電圧Ｖeが作用する間、
階調透過率は変化するが次の補助信号により状態が安定
化する。
セット信号ＶRを印加しＴＦＴの開放特性を利用して充
分「黒」になる時間電圧を作用させる（図示Ｖr）。そ
の後記録電圧ＶWを印加し、同じく開放特性により階調
レベル電圧ＶWを一定時間作用させたのちいったんアー
ス信号ＶEを与える。このアース電圧Ｖeが作用する間、
階調透過率は変化するが次の補助信号により状態が安定
化する。
【００５３】この後、本発明補助電圧信号ＶSXを与える
が、この信号は所望の階調表示状態に合わせて、
ＶSX1、ＶSX2の大きさを選択し、階調透過状態の一垂直
走査期間である表示フレーム中ＶSX1、ＶSX2に示す様
に、適度のＤＣ電圧を含めた電圧値として作用させる。
なお、リセット電圧として充分大きな電圧値を与える場
合にはこれら電圧値ＶSX1、ＶSX2はＶr、ＶWの電圧値差
をフレームにわたって０補償した上で、中間調に応じた
ＤＣ成分を作用させる値を足した値としても良い。
が、この信号は所望の階調表示状態に合わせて、
ＶSX1、ＶSX2の大きさを選択し、階調透過状態の一垂直
走査期間である表示フレーム中ＶSX1、ＶSX2に示す様
に、適度のＤＣ電圧を含めた電圧値として作用させる。
なお、リセット電圧として充分大きな電圧値を与える場
合にはこれら電圧値ＶSX1、ＶSX2はＶr、ＶWの電圧値差
をフレームにわたって０補償した上で、中間調に応じた
ＤＣ成分を作用させる値を足した値としても良い。
【００５４】この補助電圧信号ＶSXのＤＣ成分作用値の
目標としては前記した様に使用する液晶の自発分極の大
きさにより選択するが、その大きさは最大透過率を１と
したときの「白」、階調の割合Δａにより前記した
目標としては前記した様に使用する液晶の自発分極の大
きさにより選択するが、その大きさは最大透過率を１と
したときの「白」、階調の割合Δａにより前記した
【００５５】
【外１９】 が目標値として与えられ、たとえばＰｓ〜５ｕＣ／ｃｍ
2の場合、液晶セルを構成する絶縁層の容量が２０ｎＦ
／ｃｍ2である場合は、ＶWが全「白」を記録するための
信号である時約０．５Ｖ程度となる。したがって、階調
表示状態の時、それに応じて０．５Ｖ以下のＤＣ成分が
のる様にする。
2の場合、液晶セルを構成する絶縁層の容量が２０ｎＦ
／ｃｍ2である場合は、ＶWが全「白」を記録するための
信号である時約０．５Ｖ程度となる。したがって、階調
表示状態の時、それに応じて０．５Ｖ以下のＤＣ成分が
のる様にする。
【００５６】ここで記録電圧ＶWおよび記録電圧信号ＶW
は、画素の光学状態を決定するための信号であり、その
画素の表示輝度に応じた電圧信号（階調電圧信号）であ
る。これに対して補助電圧信号ＶSXおよび補助電圧信号
ＶSXは階調表示状態を実質安定させるものとして考えて
よく、この電圧は、光学的閾値Ｖth以下のＤＣ電圧であ
る場合によく安定する。ここで言う光学的閾値Ｖthとは
１フレームにわたってＶthを与えても光学的変化が実質
検知されない値である。
は、画素の光学状態を決定するための信号であり、その
画素の表示輝度に応じた電圧信号（階調電圧信号）であ
る。これに対して補助電圧信号ＶSXおよび補助電圧信号
ＶSXは階調表示状態を実質安定させるものとして考えて
よく、この電圧は、光学的閾値Ｖth以下のＤＣ電圧であ
る場合によく安定する。ここで言う光学的閾値Ｖthとは
１フレームにわたってＶthを与えても光学的変化が実質
検知されない値である。
【００５７】この際の補助電圧信号ＶSXの絶対値は、階
調電圧信号の絶対値の１／５０〜１／５程の値とするの
がよい。
調電圧信号の絶対値の１／５０〜１／５程の値とするの
がよい。
【００５８】図１３においてＶWとＶSXとの間に設けた
アース電圧Ｖeの作用区間は、階調電圧信号ＶWを作用さ
せた後、液晶分子応答として揺り戻される分を安定化さ
せるために特に本例で設けたものであるが、本発明素子
においては特に設けなくとも本例駆動による作用は実質
損なわれない。但し、ＶSX値を駆動波形に応じて適宜調
整する。
アース電圧Ｖeの作用区間は、階調電圧信号ＶWを作用さ
せた後、液晶分子応答として揺り戻される分を安定化さ
せるために特に本例で設けたものであるが、本発明素子
においては特に設けなくとも本例駆動による作用は実質
損なわれない。但し、ＶSX値を駆動波形に応じて適宜調
整する。
【００５９】また上記Ｖr、ＶW、Ｖeの作用巾はリセッ
ト電圧Ｖrの作用時間巾で液晶の状態変化が全て起こる
とすれば基本的にはＶW、Ｖeの作用巾もリセット電圧Ｖ
r印加時間と同等レベルの長さでよい。
ト電圧Ｖrの作用時間巾で液晶の状態変化が全て起こる
とすれば基本的にはＶW、Ｖeの作用巾もリセット電圧Ｖ
r印加時間と同等レベルの長さでよい。
【００６０】上記の駆動法を有効に作用させるために
は、各ラインの記録区間を少なくとも４分割する（ＶE
印加区間を設けない場合は３分割。以後の説明ではＶE
を設ける場合を説明する）。図１３において下方に位置
するタイミング図は第ｎライン目の記録区間Ａを４分割
した例を示す。すなわち数ライン後の画素をリセットす
るための該数ライン後に相当するラインのゲートを開く
分割区間ａ、および第ｎライン目自身の記録のための第
ｎライン目のゲートを開く分割区間ｂおよび数ライン先
の記録画素に対してアース電圧を与えるための該数ライ
ン先に相当するラインのゲートを開く分割区間ｃ、およ
び、さらに数ライン先の記録画素に対して補助電圧信号
を与えるために該さらに数ライン先に相当するラインの
ゲートを開く分割区間ｄに分割している。なお、第ｎラ
イン目の記録区間Ａ内において上記分割区間ａ、ｂ、
ｃ、ｄはそれぞれａｂｃｄ／ａｂｄｃ／ａｃｄｂ／ａｃ
ｂｄ／ｂａｃｄ／ｂａｄｃ／ｂｃａｄ／ｂｃｄａ／ｂｄ
ａｃ／ｂｄｃａ／ｃａｂｄ／…／…／…のどの順になっ
ていてもよい。
は、各ラインの記録区間を少なくとも４分割する（ＶE
印加区間を設けない場合は３分割。以後の説明ではＶE
を設ける場合を説明する）。図１３において下方に位置
するタイミング図は第ｎライン目の記録区間Ａを４分割
した例を示す。すなわち数ライン後の画素をリセットす
るための該数ライン後に相当するラインのゲートを開く
分割区間ａ、および第ｎライン目自身の記録のための第
ｎライン目のゲートを開く分割区間ｂおよび数ライン先
の記録画素に対してアース電圧を与えるための該数ライ
ン先に相当するラインのゲートを開く分割区間ｃ、およ
び、さらに数ライン先の記録画素に対して補助電圧信号
を与えるために該さらに数ライン先に相当するラインの
ゲートを開く分割区間ｄに分割している。なお、第ｎラ
イン目の記録区間Ａ内において上記分割区間ａ、ｂ、
ｃ、ｄはそれぞれａｂｃｄ／ａｂｄｃ／ａｃｄｂ／ａｃ
ｂｄ／ｂａｃｄ／ｂａｄｃ／ｂｃａｄ／ｂｃｄａ／ｂｄ
ａｃ／ｂｄｃａ／ｃａｂｄ／…／…／…のどの順になっ
ていてもよい。
【００６１】図１３において１０１〜１０４は第ｎライ
ン目のある画素の液晶の光学的状態を示す。図１３にこ
の光学的状態を拡大して説明する。
ン目のある画素の液晶の光学的状態を示す。図１３にこ
の光学的状態を拡大して説明する。
【００６２】図１５はＴＦＴアクティブマトリクスが形
成された上側電極基板１１と全面が電極である下側基板
間に挾持されたＦＣＬの模式図を示す。
成された上側電極基板１１と全面が電極である下側基板
間に挾持されたＦＣＬの模式図を示す。
【００６３】ＦＬＣの原理としては自発分極Ｐｓの向き
が上向き（２０１）である場合ＦＬＣ分子長軸は実線１
の向きになりＰｓの向きが下向き（２０２）である場合
点線２の様になる。ここで図２３で示すリセット電圧Ｖ
rを作用させ上側電極を負に保つと、この区間において
自発分極は理想的には全て上向き２０１状態をとり、別
にクロスポラライザの関係で設けた偏光板３０１、３０
２のいずれか一方を実線で示した長軸１方向に合致させ
ると、このとき画素は「黒」となり図１３中の１０１、
１０３の様に全黒状態を示す。
が上向き（２０１）である場合ＦＬＣ分子長軸は実線１
の向きになりＰｓの向きが下向き（２０２）である場合
点線２の様になる。ここで図２３で示すリセット電圧Ｖ
rを作用させ上側電極を負に保つと、この区間において
自発分極は理想的には全て上向き２０１状態をとり、別
にクロスポラライザの関係で設けた偏光板３０１、３０
２のいずれか一方を実線で示した長軸１方向に合致させ
ると、このとき画素は「黒」となり図１３中の１０１、
１０３の様に全黒状態を示す。
【００６４】次に記録電圧信号ＶWである階調電圧信号
が液晶の反転閾値Ｖthより大きければ「白」ドメインを
発生し、一方、ＶWがＶth未満であればリセットされた
「黒」状態を保つ。次にアース電圧信号ＶEを印加させ
アースで電圧Ｖeを作用させると一部「白」にラッチさ
れない分子が揺り戻される場合が多いが、階調電圧ＶW
に応じた階調表示状態（図１３の１０３の状態）に推移
する。この後、各ＶWに対応した補助電圧信号ＶSXを印
加することにより階調が保持され、かつ、前記で説明し
たイオン偏在変動を防止する。この結果、各フレームに
おいて上記イオン偏在変動がない様にされるため、透過
率の不本意な変動等がなく、安定した画像表示が行われ
る。
が液晶の反転閾値Ｖthより大きければ「白」ドメインを
発生し、一方、ＶWがＶth未満であればリセットされた
「黒」状態を保つ。次にアース電圧信号ＶEを印加させ
アースで電圧Ｖeを作用させると一部「白」にラッチさ
れない分子が揺り戻される場合が多いが、階調電圧ＶW
に応じた階調表示状態（図１３の１０３の状態）に推移
する。この後、各ＶWに対応した補助電圧信号ＶSXを印
加することにより階調が保持され、かつ、前記で説明し
たイオン偏在変動を防止する。この結果、各フレームに
おいて上記イオン偏在変動がない様にされるため、透過
率の不本意な変動等がなく、安定した画像表示が行われ
る。
【００６５】例えば最近言われるハイビジョン対応のテ
レビディスプレインにおいては走査線本数約１０００本
を３０Ｈｚノンインタレースあるいは６０Ｈｚインタレ
ース駆動する場合、１フレーム約３３ｍｓｅｃで駆動す
る。このため１ライン当り割り当てられる記録時間は１
フレーム当り約３３μｓｅｃとなる。本発明においては
ｎライン目に記録電圧を与えるためのこの３３μｓｅｃ
を４分割（各約８μｓｅｃ以下）とし、それぞれを一例
としてＳ3＝６ライン後に記録電圧（ＶW）を与えられる
ライン画素をリセットするためのＶRパルス印加区間、
ｎライン自身の画素にＶWを与える記録パルス区間、お
よびＳ2＝６ライン先にＶWを与えられたライン画素に対
してアース電圧信号ＶEを与えるアース信号区間、さら
にＳ1＝１２ライン先にＶWを与えられたライン画素に対
して本発明の補助電圧信号ＶSXを与える区間とすること
で、各電圧の印加時間はそれぞれ約３３μｓｅｃ×６＝
約１９８μｓｅｃとなり、本発明者らの使用した材料に
対しては最大７Ｖ程度のＶR、ＶW電圧値で充分な画像表
示が得られた。さらに補助電圧ＶSXにより階調に応じた
閾値Ｖth以下の電圧によりＤＣ成分を重畳することで、
階調表示が安定した。
レビディスプレインにおいては走査線本数約１０００本
を３０Ｈｚノンインタレースあるいは６０Ｈｚインタレ
ース駆動する場合、１フレーム約３３ｍｓｅｃで駆動す
る。このため１ライン当り割り当てられる記録時間は１
フレーム当り約３３μｓｅｃとなる。本発明においては
ｎライン目に記録電圧を与えるためのこの３３μｓｅｃ
を４分割（各約８μｓｅｃ以下）とし、それぞれを一例
としてＳ3＝６ライン後に記録電圧（ＶW）を与えられる
ライン画素をリセットするためのＶRパルス印加区間、
ｎライン自身の画素にＶWを与える記録パルス区間、お
よびＳ2＝６ライン先にＶWを与えられたライン画素に対
してアース電圧信号ＶEを与えるアース信号区間、さら
にＳ1＝１２ライン先にＶWを与えられたライン画素に対
して本発明の補助電圧信号ＶSXを与える区間とすること
で、各電圧の印加時間はそれぞれ約３３μｓｅｃ×６＝
約１９８μｓｅｃとなり、本発明者らの使用した材料に
対しては最大７Ｖ程度のＶR、ＶW電圧値で充分な画像表
示が得られた。さらに補助電圧ＶSXにより階調に応じた
閾値Ｖth以下の電圧によりＤＣ成分を重畳することで、
階調表示が安定した。
【００６６】次に図１４を参照して、図１３に示す駆動
法についてさらに詳しく説明する。
法についてさらに詳しく説明する。
【００６７】補助電圧信号ＶSXのパルス波高値は１例と
して以下の様に決められる。
して以下の様に決められる。
【００６８】理想的な電圧波形としてリセット信号区間
ａにおけるリセット電圧Ｖrの波高値ＶRが−ＶOである
場合、記録信号区間ｂにおける記録電圧ＶWの波高値ＶW
が＋ＶOの時、もしこれらの電圧印加時間が同じならば
補助電圧信号区間ｄにおける補助電圧信号ＶSXの波高値
ＶSOは前記した計算
ａにおけるリセット電圧Ｖrの波高値ＶRが−ＶOである
場合、記録信号区間ｂにおける記録電圧ＶWの波高値ＶW
が＋ＶOの時、もしこれらの電圧印加時間が同じならば
補助電圧信号区間ｄにおける補助電圧信号ＶSXの波高値
ＶSOは前記した計算
【００６９】
【外２０】 よりＰｓ〜５μＣ／ｃｍ2、Ｃｉ〜２０ｎＦ／ｃｍ2の場
合０．５Ｖ印加する（４０１区間）。
合０．５Ｖ印加する（４０１区間）。
【００７０】一方、４０２区間、４０３区間、４０４区
間で示される様に記録信号に階調性をもたせた場合、本
発明で印加する補助電圧信号の波高値ＶS1、ＶS2、ＶS3
は例えばリセット電圧が充分大きい場合走査線本数を１
０００ラインとしてフレーム間隔に（帰線期間）２４ラ
イン分の時間を使用し、かつリセット期間をＳ2、記録
期間をＳ3、アース期間（Ｓ4−Ｓ3）とするとＳ2＝Ｓ3
＝（Ｓ4−Ｓ3）＝Ｓの場合、近似的に
間で示される様に記録信号に階調性をもたせた場合、本
発明で印加する補助電圧信号の波高値ＶS1、ＶS2、ＶS3
は例えばリセット電圧が充分大きい場合走査線本数を１
０００ラインとしてフレーム間隔に（帰線期間）２４ラ
イン分の時間を使用し、かつリセット期間をＳ2、記録
期間をＳ3、アース期間（Ｓ4−Ｓ3）とするとＳ2＝Ｓ3
＝（Ｓ4−Ｓ3）＝Ｓの場合、近似的に
【００７１】
【外２１】 により、Ｖr，ＶWによるＤＣ成分値を０とした上で、こ
れに各
れに各
【００７２】
【外２２】 を目安とする電圧値を付加し、各中間調（アース電圧作
用期間終了時の透過率を目安とし）Δａ1，Δａ2、Δａ
3に対して
用期間終了時の透過率を目安とし）Δａ1，Δａ2、Δａ
3に対して
【００７３】
【外２３】 の大きさの電圧とする。
【００７４】なお、上記Ｓ2、Ｓ3また（Ｓ4−Ｓ3）が異
なる場合にはたとえば
なる場合にはたとえば
【００７５】
【外２４】 についてのみ記述すると
【００７６】
【外２５】 というように置きかえる。
【００７７】具体的な数値として、使用する前記ＦＬＣ
のＰｓ＝５μＣ／ｃｍ2，Ｃｉを２０ｎＦ／ｃｍ2とし、
ＶWを−７（Ｖ）、またＶ1として５．５Ｖで中間調６０
％透過率が得られるとすると、Ｓ2＝Ｓ3＝Ｓ4−Ｓ3）＝
６として
のＰｓ＝５μＣ／ｃｍ2，Ｃｉを２０ｎＦ／ｃｍ2とし、
ＶWを−７（Ｖ）、またＶ1として５．５Ｖで中間調６０
％透過率が得られるとすると、Ｓ2＝Ｓ3＝Ｓ4−Ｓ3）＝
６として
【００７８】
【外２６】 より ＶS1＝９（ｍＶ）＋０．５（Ｖ）×０．６＝０．３０９（Ｖ） となる。
【００７９】上記補助電圧信号ＶSXはアナログ的な記録
信号電圧ＶWによりその場で演算されてもよいし、記録
信号ＶWがデジタル的な値であるならば、予めメモリさ
れたテーブルＴ（ＶW，ＶSX）により自動的に出力され
てもよい。
信号電圧ＶWによりその場で演算されてもよいし、記録
信号ＶWがデジタル的な値であるならば、予めメモリさ
れたテーブルＴ（ＶW，ＶSX）により自動的に出力され
てもよい。
【００８０】なお、本発明の駆動法はフレームメモリあ
るいは少なくともＳ4ライン分のラインメモリを設ける
ことで理論的には容易に達成できる。
るいは少なくともＳ4ライン分のラインメモリを設ける
ことで理論的には容易に達成できる。
【００８１】すなわち、記録信号発生から補助信号発生
まで上記の場合Ｓ4＝１２ラインの遅れ時間があるた
め、この間、他ラインの記録信号発生に対してＳ4＝１
２ライン分は情報を記憶している必要があるからであ
る。
まで上記の場合Ｓ4＝１２ラインの遅れ時間があるた
め、この間、他ラインの記録信号発生に対してＳ4＝１
２ライン分は情報を記憶している必要があるからであ
る。
【００８２】図１６に駆動回路のブロック図例を示す。
信号の同調はすべて図示のクロックにより行われ、各ラ
インへのゲート信号出力タイミング、およびソース電極
へのリセット信号、記録信号、補助信号の出力タイミン
グが制御されて行われる。
信号の同調はすべて図示のクロックにより行われ、各ラ
インへのゲート信号出力タイミング、およびソース電極
へのリセット信号、記録信号、補助信号の出力タイミン
グが制御されて行われる。
【００８３】本発明の補助電圧印加は、自発分極を有す
る液晶とアクティブマトリクス素子の組みあわせにより
良好な効果を発揮するものであることが理解されよう。
る液晶とアクティブマトリクス素子の組みあわせにより
良好な効果を発揮するものであることが理解されよう。
【００８４】前記迄の説明においては、イオンの偏在状
態がＦＬＣ状態が全「黒」である場合に一定化させる説
明をしたが、反対に「白」である状態にイオン偏在を一
定化させる様にしても良い。
態がＦＬＣ状態が全「黒」である場合に一定化させる説
明をしたが、反対に「白」である状態にイオン偏在を一
定化させる様にしても良い。
【００８５】この場合は、初期「白」状態のイオン偏在
を起こさせて出発させるとする。この方法としては図１
７に示す駆動波形のうち（ｄ）の波形をあらかじめ連続
印加する。前記「黒」状態のイオン偏在を維持するため
のＤＣ成分源が
を起こさせて出発させるとする。この方法としては図１
７に示す駆動波形のうち（ｄ）の波形をあらかじめ連続
印加する。前記「黒」状態のイオン偏在を維持するため
のＤＣ成分源が
【００８６】
【外２７】 であり、これを補助信号として印加したが「白」のドメ
イン比をΔａとすれば残りの黒ドメイン比（１−Δａ）
に対して「白」状態イオン偏在量を維持するためには
イン比をΔａとすれば残りの黒ドメイン比（１−Δａ）
に対して「白」状態イオン偏在量を維持するためには
【００８７】
【外２８】 のＤＣ成分重畳量の補助電圧を印加すれば良いことにな
る（図１６参照）。すなわち、前述迄のアクティブマト
リクス駆動に適用する場合、前記図２１様の補助電圧信
号の大きさは ＶSO＝０
る（図１６参照）。すなわち、前述迄のアクティブマト
リクス駆動に適用する場合、前記図２１様の補助電圧信
号の大きさは ＶSO＝０
【００８８】
【外２９】 となる。但しこの時図１４内のＶ1、Ｖ2、Ｖ3の記録電
圧値と階調値Δａ1、Δａ2、Δａ3の対応は「黒」状態
にイオン偏在を一定化させた場合とはそれぞれ異なり、
ＶWとしてはより低い電圧を選択することで、前記実施
例と同様、良好な中間調を得る。
圧値と階調値Δａ1、Δａ2、Δａ3の対応は「黒」状態
にイオン偏在を一定化させた場合とはそれぞれ異なり、
ＶWとしてはより低い電圧を選択することで、前記実施
例と同様、良好な中間調を得る。
【００８９】上記安定した階調表示を得たものは、本発
明素子により、前記ＤＣ成分値
明素子により、前記ＤＣ成分値
【００９０】
【外３０】 は常にＶth以下である。
【００９１】
【発明の効果】以上説明した様に本発明光学変調素子に
よれば、良好な液晶ディスプレイを提供することが出
来、これにより高精細な直視型フラットディスプレイや
プロジェクションディスプレイが形成しうる。勿論、各
画素毎にカラーフィルタを設けたり、また本発明駆動法
を用いた液晶素子を複数個使用し、それぞれに対してカ
ラー光投射を行うことで、透過型あるいは反射型の高精
細のフラットカラーテレビあるいはプロジェクションカ
ラーテレビを構成することが出来る。
よれば、良好な液晶ディスプレイを提供することが出
来、これにより高精細な直視型フラットディスプレイや
プロジェクションディスプレイが形成しうる。勿論、各
画素毎にカラーフィルタを設けたり、また本発明駆動法
を用いた液晶素子を複数個使用し、それぞれに対してカ
ラー光投射を行うことで、透過型あるいは反射型の高精
細のフラットカラーテレビあるいはプロジェクションカ
ラーテレビを構成することが出来る。
【００９２】また、本発明は実施例記載の駆動による使
用に限らず、自発分極を有する液晶に対し、広く安定し
た階調表示をもたらす光学素子として使用しうることが
予測されよう。
用に限らず、自発分極を有する液晶に対し、広く安定し
た階調表示をもたらす光学素子として使用しうることが
予測されよう。
【図１】本発明で用いた駆動電圧の波形図である。
【図２】本発明で用いた液晶セルの断面図である。
【図３】図２に示すセルの等価回路図である。
【図４】本発明で用いた液晶セルの分極状態を示す断面
図である。
図である。
【図５】本発明で用いた液晶セルの分極状態を示す断面
図である。
図である。
【図６】本発明で用いた液晶セルの分極状態を示す断面
図である。
図である。
【図７】本発明で用いた駆動電圧の波形図である。
【図８】本発明で用いた液晶セル内の分極状態を示す断
面図である。
面図である。
【図９】本発明で用いた駆動電圧の波形図である。
【図１０】本発明で用いた液晶セルの分極状態を示す断
面図である。
面図である。
【図１１】本実施例での約０．３ＶのＤＣ成分をＶSXと
して印加し、これを４４Ｈｚ周期で連続印加した時の応
答時間変化を示す図である。
して印加し、これを４４Ｈｚ周期で連続印加した時の応
答時間変化を示す図である。
【図１２】本実施例での約０．３ＶのＤＣ成分をＶSXと
して印加し、これを４４Ｈｚ周期で連続印加した時の応
答時間変化を示す図である。
して印加し、これを４４Ｈｚ周期で連続印加した時の応
答時間変化を示す図である。
【図１３】本発明で用いた駆動法のタイミングチャート
図である。
図である。
【図１４】本発明で用いた駆動法のタイミングチャート
図である。
図である。
【図１５】ＦＬＣの斜視図である。
【図１６】本発明装置のブロック図である。
【図１７】本発明で用いた駆動波形図である。
【図１８】アクティブマトリクス型液晶パネルの平面図
である。
である。
【図１９】本発明で用いる液晶セルの分極状態の断面図
である。
である。
【図２０】本発明で用いる液晶セルの分極状態の断面図
である。
である。
【図２１】本発明で用いる液晶セルの分極状態の断面図
である。
である。
【図２２】本発明で用いる液晶セルの分極状態の断面図
である。
である。
【図２３】６０Ｈｚ周期で連続印加した時のＶ−Ｔカー
ブ、ヒステリシス不安定性を示す説明図である。
ブ、ヒステリシス不安定性を示す説明図である。
【図２４】４４Ｈｚ周期で連続印加した時の不安定性を
示す説明図である。
示す説明図である。
【図２５】０．９ＶaＤＣ成分を印加し、４４Ｈｚ周期
で連続印加した時の応答疎外の時間変化を示す説明図で
ある。
で連続印加した時の応答疎外の時間変化を示す説明図で
ある。
【図２６】本発明のセルの断面図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 明雄 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤ ノン株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−124036（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−78235（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02F 1/133 560 G09G 3/36
Claims (5)
- 【請求項１】 ａ．複数の行及び列に沿って配置したス
イッチング素子、該スイッチング素子の第１の端子を行
毎に共通に接続した第１の配線、該スイッチング素子の
第２の端子を列毎に共通に接続した第２の配線、該スイ
ッチング素子の第３の端子毎に接続した複数の画素電
極、該画素電極に対向配置した対向電極、複数の画素電
極と対向電極との間に配置した自発分極Ｐｓを発現する
液晶、画素電極及び対向電極の少なくとも一方に配置し
た絶縁部材とを有し、該液晶の光学応答の電圧閾値Ｖth
と該絶縁部材の電極間容量Ｃｉとの間に、 【外１】 の関係が成り立つ様に構成した液晶素子、 ｂ．第１の配線に走査パルスを印加する第１の手段、並
びに ｃ．第２の配線に、リセット電圧信号を印加した後、階
調情報に応じた電圧信号を印加し、一垂直走査期間中、
前記階調電圧信号の印加によって生じた内部電界に対し
て逆バイアスとなるＤＣ成分が前記液晶に印加される様
に、第２の配線に補助電圧信号を印加する第２の手段を
有し、前記補助電圧信号と階調電圧信号との間に電圧０
を液晶に印加する手段を有する液晶装置。 - 【請求項２】 前記液晶が強誘電性液晶である請求項１
の液晶装置。 - 【請求項３】 前記一垂直走査期間が一フレーム走査期
間である請求項１の液晶装置。 - 【請求項４】 前記ＤＣ成分の値が階調電圧信号の１／
５０〜１／５である請求項１の液晶装置。 - 【請求項５】 前記リセット電圧信号の印加に先立っ
て、該リセット電圧信号の絶対値と前記階調電圧信号の
絶対値との差が０となる様な電圧信号を印加する手段を
有する請求項１の液晶装置。
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| EP91114021A EP0473058B1 (en) | 1990-08-22 | 1991-08-21 | Liquid crystal apparatus |
| DE69133146T DE69133146T2 (de) | 1990-08-22 | 1991-08-21 | Flüssigkristallvorrichtung |
| EP96102488A EP0717305B1 (en) | 1990-08-22 | 1991-08-21 | Liquid crystal apparatus |
| AT91114021T ATE150570T1 (de) | 1990-08-22 | 1991-08-21 | Flüssigkristallgerät |
| DE69125228T DE69125228T2 (de) | 1990-08-22 | 1991-08-21 | Flüssigkristallgerät |
| US08/320,526 US5479283A (en) | 1990-08-22 | 1994-10-11 | Ferroelectric liquid crystal apparatus having a threshold voltage greater than the polarization value divided by the insulating layer capacitance |
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| JP2-221710 | 1990-08-22 | ||
| JP22170990 | 1990-08-22 | ||
| JP2-221709 | 1990-08-22 | ||
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| US07/746,338 US5396352A (en) | 1990-08-22 | 1991-08-16 | Liquid crystal apparatus with gradation information signals and DC bias |
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