JPH028814A

JPH028814A - 液晶装置

Info

Publication number: JPH028814A
Application number: JP15992588A
Authority: JP
Inventors: Akiko Ooki; 大木　朗子; Akira Tsuboyama; 明坪山; Yuji Inoue; 裕司井上
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1988-06-28
Filing date: 1988-06-28
Publication date: 1990-01-12
Anticipated expiration: 2011-06-19
Also published as: JP2507784B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の分野〕本発明は、液晶装置に関し、詳しくは強誘電性液晶を用
いた液晶装置に関するものである。

〔従来技術〕

クラークとラガーウオルは、Ａｐｐ　ｌ　ｉ　ｅｄＰｈ
ｙｓｉｃｓ　　Ｌｅｔｔｅｒｓ　　第３６巻。

第１１号（１９８０年６月１日発行）、Ｐ、８９９−９
０１、又は米国特許第４，３６７．９２４号、米国特許
第４，５６３，０５９で、表面安定化強誘電性液晶（Ｓ
ｕｒｆａｃｅ−ｓｔａｂｉｌｉｚｅｄ　　ｆｅｒｒｏｅ
ｌｅｃｔｒｉｃ　　１ｉｑｕｉｄ　　ｃｒｙｓｔａｌ）
による双安定性強誘電性液晶を明らかにした。この双安
定性強誘電性液晶は、バルク状態のカイラルスメクチッ
ク相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配置
させ、且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。

かかる強誘電性液晶で形成した表示画面を備えた液晶装
置は、例えば挿通らの米国特許第４，６５５．５６１号
公報などに記載されたマルチプレクシング駆動方式を用
いることによって太容１画素の表示画面に画像を形成す
ることができる。上述の液晶装置は、ワード・プロセッ
サ、バーツナ・パソコン、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が、この
ためには液晶セルを筐体中に組込み、液晶セルの周辺を
枠状の固定部材によって固定し、該枠内を表示画面とす
る必要がある。

一般に、液晶セルには一対の相対向する薄ガラスが用い
られ、液晶セル自体をＣＲＴ表示画面の様に湾曲させる
ことが困難で、平板状の表示画面となっている。このた
め液晶セルを筐体中に組込むと、平板状の液晶表示画面
の端部領域が前述した枠状固定部材の凸部によって隠れ
てしまい、特に、通常の観察方向に対して表示画面の右
側及び左側の端部領域の表示画像を観ることができなく
問題点があった。

従って、液晶表示画面内のうち数ｍｍ〜数ｃｍ幅の端部
領域に亘って表示画像を形成しない非表示領域を設ける
必要があった。

ところで、前述した初期配向時の強誘電性液晶素子は、
無電界状態において明状態を生じるドメインと暗状態を
生じるドメインとが混在しておリ、印加電圧の極性に応
じて明状態及び暗状態のうち何れか一方の状態を生じる
ドメインにされる。前述した非表示領域での強誘電性液
晶の配向状態は、初期配向時の状態がそのまま維持され
ているため、明状態と暗状態を生じさせるドメインが混
在し、これが原因となって表示品位が低下する問題点が
あった。

〔発明の概要〕

本発明の目的は、前述の問題点、特に表示品位の低下を
改善した液晶装置を提供することにある。

本発明は、強誘電性液晶及び相対向する一対の電極によ
って形成された画素を複数配列して形成した表示画面を
有する液晶装置において、前記表示画面内の画像表示領
域で画像を形成する様に画素の光学状態を印加電圧の極
性に応じて選択的に制御する第１の手段及び前記表示画
面の端部に位置する端部領域内の画素の光学状態を明及
び暗のうち何れか一方の光学状態に制御する第２の手段
を有する液晶装置に特徴を有し、特に交差した第１の電
極群と第２の電極群とで形成したマトリクス電極及び強
誘電性液晶を有する液晶装置において、前記マトリクス
電極が配線された画像表示領域とともに前記第２の電極
群の電極線より幅広の第３の電極を前記第１の電極群と
交差させて配線して形成した端部領域とを有し、前記第
１の電極群に走査選択信号を印加し、前記第２の電極群
に走査選択信号と同期して画像を形成する様に情報信号
を印加し、及び端部領域の光学状態を明及び暗のうち何
れか一方の状態となる様に前記第１の電極群と第３の電
極との間に情報信号の最大パルス幅及び／又は最大波高
値より大きい値の電圧信号を印加するための制御手段を
有する点に特徴がある。

〔発明の態様の詳細な説明〕

第１図は、本発明のブロック図である。液晶表示画面１
１は情報信号に応じて画像を形成する画像表示領域１１
Ａと画像を表示しない非表示領域である端部領域１１Ｂ
とを有している。液晶表示画面１１は強誘電性液晶によ
って形成され、その駆動部は走査側駆動回路１２と情報
側／枠側駆動回路７３が設けられ、画像表示領域１１Ａ
の表示駆動は走査側駆動回路１２と情報側駆動回路とに
よって行われ、端部領域の駆動は、走査側駆動回路と枠
側駆動回路とによって行われる。走査側駆動回路１２は
、走査信号Ｓ、、Ｓ２．Ｓ、・・・を出力し、情報側／
枠側駆動回路１３は情報信号Ｉ１、．１．・・・と枠信
号Ｗ、、Ｗ、、Ｗ、・・・を出力する。この走査側駆動
回路１２と情報側／枠側駆動回路１３は、それぞれアド
レス・デコーダ１４によってそのアドレスが決定される
。又、コラム・データ１６は画像表示領域１１Ａで画像
表示がなされ、端部領域１１Ａが一様に明又は暗の光学
状態となる様にＣＰＵ１５によって制御されて、情報側
／枠側駆動回路１３に出力する。

第２図は、液晶表示画面１１に配線したマトリクス電極
を表わしている。液晶表示画面１１内の画像表示領域１
１Ａには、走査電極２１と情報電極２２との交差部で形
成した画素がＮ行×Ｍ列（Ｎ：走査線数、Ｍ：情報線数
）で配列されており、端部領域１１Ｂには走査電極２１
と枠形成電極２３との交差部で形成した画素が配列され
ている。枠形成電極２３の本数は端部領域１１Ｂの線幅
によって決定すべきである。この端部領域１１Ｂの線幅
は一般に数ｍｍ〜数ｃｍ程度でよい。

走査電極２１と情報電極２２及び枠形成電極２３との間
には、強誘電性液晶が配置され、第３図に示す駆動波形
によって明状態と暗状態が形成される。

第３図の駆動例によれば、走査選択期間（この期間の信
号を走査選択信号という）内の期間Ｔで選択された走査
電極上の画素は、−斉に暗（黒）の光学状態にクリヤー
され、期間Ｔ２でそれらの画素のうち選択された画素が
選択的に明（白）の光学状態にスイッチングし、他の選
択されていない画素が暗の光学状態を保持することによ
って、−走査線の書込みが行われる。この操作を走査線
毎に順次行うことによって情報信号に応じた一画面が表
示される。上述の駆動による表示の際、期間Ｔ３時の光
学状態を明状態となる様にクロスニコルの偏光子を調節
することができる。

画像表示領域１１Ａでは、情報電極２２に印加した情報
信号に応じて画像が表示され、端部領域１１Ｂでは、こ
の領域内の画素が一様に明（白）の光学状態となる様に
制御されている。本発明の好ましい具体例では、端部領
域１１Ｂの光学状態を一様と明状態とすることによって
表示画面１１のコントラストを向上させることができる
。

第４図は本発明の別の好ましい具体例を表している。第
４図に示す具体例では、端部領域１１Ｂ内の枠形成電極
２３の線幅が情報電極２２の線幅（１００μｍ〜５００
μｍ）より大きく設定され、好ましくは数ｍｍ〜数ｃｍ
線幅の枠形成電極２３を１本用いることができる。この
結果、端子数を第２図に示す具体例と比較して大幅に減
らすことができ、情報側／枠側駆動回路１３のＩＣ設計
を簡略化することができる。

又、上述の如く枠形成電極２３が幅広に配線されている
ため、枠形成電極２３の１本当りの容量が高くなり、液
晶層には閾値電圧を越えるのに十分に大きい電圧を印加
する必要があった。従って、本具体例における好ましい
駆動例では、情報信号の最大パルス幅Ｔ、より長いパル
ス幅Ｔｘをもつ電圧信号を走査選択信号と同期して印加
することができる。この代表例を第５図に示す。

第５図の駆動例によれば、画像表示領域１１Ａの走査電
極２１と情報電極２２は第３図の駆動方式と同様に駆動
されるが、端部領域１１Ｂの枠形成電極２３への印加電
圧信号が情報信号の最大パルス幅Ｔ０に対して３／２倍
のパルス幅Ｔ、のパルスをもっている。かかる電圧信号
を枠形成電極２３へ印加することによって端部領域１１
Ｂを確実に一様な明の状態に制御することができる。

第６図は、本発明の別の好ましい具体例である。画像表
示領域１１Ａは第３図の駆動方式と同様に駆動されるが
、端部領域１１Ｂの枠形成電極２３への印加電圧信号が
情報信号の最大波高値ｖ０に対して２倍の波高値のパル
スをもっている。

又、本発明では、枠形成電極２３に印加する電圧信号を
常に一定電圧に保持させてもよく、これによって端部領
域１１Ｂの光学状態を一様の明状態とすることができる
。

第７図は、強誘電性液晶セルの例を模式的に描いたもの
である。７１ａと７１ｂはＩｎｓｏｎｔＳｎｏｗやＩＴ
Ｏ（インジウム−ティン−オキサイド）等の透明電極が
コートされた基板（ガラス板）であり、その間に液晶分
子層７２がガラス面に垂直になるよう配向したＳｍＣ”
　　（カイラルスメクチックＣ）相の液晶が封入されて
いる。太線で示した線７３が液晶分子を表わしており、
この液晶分子７３は、その分子に直交した方向に双極子
モーメント（Ｐ土）７４を有している。基板７１ａと７
１ｂ上の電極間に一定の閾値以上の電圧を印加すると、
液晶分子７３のらせん構造がほどけ、双極子モーメント
（Ｐ上）７４はすべて電界方向に向くよう、液晶分子７
３の配向方向を変えることができる。液晶分子７３は細
長い形状を有しており、その長袖方向と短軸方向で屈折
率異方性を示し、従って例えばガラス面の上下に互いに
クロスニコルの位置関係に配置した偏光子を置けば、電
圧印加極性によって光学特性が変わる液晶光学変調素子
となることは容易に理解される。さらに液晶セルの厚さ
を十分に薄くした場合（例えば１μ）には、第８図に示
すように電界を印加していない状態でも液晶分子のらせ
ん構造はほどけ、その双極子モーメントＰａ又はｐｂは
上向き（８４ａ）又は下向き（８４ｂ）のどちらかの状
態をとる。このようなセルに、第８図に示す如く一定の
閾値以上の極性の異なる電界Ｅａ又はＥｂを所定時間付
与すると、双極子モーメントは電界Ｅａ又はＥｂの電界
ベクトルに対して上向き８４ａ又は下向き８４ｂと向き
を変え、それに応じて液晶分子は第１の安定状態８３ａ
かあるいは第２の安定状態８３ｂの何れか一方に配向す
る。

このような強誘電性液晶を光学変調素子として用いるこ
との利点は２つある。第１に応答速度が極めて速いこと
、第２に液晶分子の配向が双安定状態を有することであ
る。第２の点を例えば第８図によって説明すると、電界
Ｅａを印加すると液晶分子は第１の安定状態８３ａに配
向するが、この状態は電界を切っても安定である。又、
逆向きの電界Ｅｂを印加すると液晶分子は第２の安定状
態８３ｂに配向して、その分子の向きを変えるが、やは
り電界を切ってもこの状態に留っている。又、与える電
界Ｅａが一定の閾値を超えない限り、それぞれの配向状
態にやはり維持されている。このような応答速度の速さ
と双安定性が有効に実現されるには、セルとしては出来
るだけ薄い方が好ましく、一般的には０．５μ〜２０μ
、特に１μ〜５μが適している。

本発明の駆動法で用いることができる双安定性を有する
液晶としては、強誘電性を有するカイラルスメクチック
液晶が最も好ましく、そのうちカイラルスメクチックＣ
相（Ｓ　ｍ　Ｃ”）又はＨ相（ＳｍＨ”）の液晶が適し
ている。この強誘電性液晶については、例えば米国特許
第４．６１３，２０９号公報、米国特許第４，６１４，
６０９号公報、米国特許第４，６２２，１６５号公報な
どに記載されたものを用いることができる。

又、本発明では前述した駆動例の他に、例えば米国特許
第４，７０５，３４５号公報、米国特許第４，７０７，
０７８号公報などに記載されたものも用いることができ
る。

〔発明の効果〕

本発明によれば、平板状画面であっても、その周囲の画
像までもが見易い上に、画像表示領域を枠状に形成した
端部領域の光学状態を一様の状態とすることができ、表
示品位を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のブロック図である。第２図は本発明で
用いたマトリクス電極の平面図である。第３図は本発明で用いたマルチブレクシング駆動の波形
図である。第４図は本発明で用いた別のマトリクス電極
の平面図である。第５図及び第６図は本発明で用いた別
のマルチブレクシング駆動の波形図である。第７図及び
第８図は本発明で用いた強誘電性液晶セルの斜視図であ
る。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）強誘電性液晶及び相対向する一対の電極によって
形成された画素を複数配列して形成した表示画面を有す
る液晶装置において、前記表示画面内の画像表示領域で
画像を形成する様に画素の光学状態を印加電圧の極性に
応じて選択的に制御する第１の手段及び前記表示画面の
端部に位置する端部領域内の画素の光学状態を明及び暗
のうち何れか一方の光学状態に制御する第２の手段を有
する液晶装置。
（２）前記第２の手段が端部領域内の画素の光学状態を
明の状態に制御する手段である請求項（１）の液晶装置
。
（３）前記端部領域が表示画面の周辺に位置している請
求項（１）の液晶装置。
（４）前記端部領域が通常の観察方向に対して表示画面
の右側及び左側の周辺に位置している請求項（１）の液
晶装置。
（５）前記強誘電性液晶がカイラルスメクチツク液晶で
ある請求項（１）の液晶装置。
（６）前記カイラルスメクチツク液晶が非らせんの分子
配列構造を有している請求項（５）の液晶装置。
（７）交差した第１の電極群と第２の電極群とで形成し
たマトリクス電極及び強誘電性液晶を有する表示画面を
備えた液晶装置において、前記第１の電極群に走査選択
信号を印加し、前記第２の電極群のうち画像表示領域に
位置する電極群に走査選択信号と同期して画像を形成す
る様に情報信号を印加し、及び前記第２の電極群のうち
表示画面内の端部領域内に位置する電極群に前記走査選
択信号と同期して端部領域を明及び暗状態のうち何れか
一方の光学状態になす様に電圧信号を印加するための制
御手段を有する液晶装置。
（８）前記端部領域の光学状態が明の光学状態である請
求項（７）の液晶装置。
（９）前記強誘電性液晶がカイラルスメクチツク液晶で
ある請求項（７）の液晶装置。
（１０）前記カイラルスメクチツク液晶が非らせんの分
子配列構造を有している請求項（９）の液晶装置。
（１１）交差した第１の電極群と第２の電極群とで形成
したマトリクス電極及び強誘電性液晶を有する液晶装置
において、前記マトリクス電極が配線された画像表示領
域とともに前記第２の電極群の電極線より幅広の第３の
電極を前記第１の電極群と交差させて配線して形成した
端部領域とを有し、前記第１の電極群に走査選択信号を
印加し、前記第２の電極群に走査選択信号と同期して画
像を形成する様に情報信号を印加し、及び端部領域の光
学状態を明及び暗のうち何れか一方の状態となる様に前
記第１の電極群と第３の電極との間に情報信号の最大パ
ルス幅及び／又は最大波高値より大きい値の電圧信号を
印加するための制御手段を有する液晶装置。
（１２）前記制御手段が前記第３の電極に前記走査選択
信号と同期して前記情報信号の最大パルス幅及び／又は
最大波高値より大きい値のパルス信号を印加するための
手段を有している請求項（１１）の液晶装置。
（１３）前記制御手段が前記第３の電極に前記走査選択
信号と同期して前記情報信号の最大パルス幅より大きい
値のパルス信号を印加するための手段を有している請求
項（１１）の液晶装置。
（１４）前記端部領域の光学状態が明の状態である請求
項（１１）の液晶装置。
（１５）前記強誘電性液晶がカイラルスメクチツク液晶
である請求項（１１）の液晶装置。
（１６）前記カイラルスメクチツク液晶が非らせんの分
子配列構造を有している請求項（１５）の液晶装置。