JPH0320715A - マトリクス・アレイ型液晶セルのアドレス方法 - Google Patents

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】 本発明は強誘電体液晶セルのアドレス方法に関する． 液晶層を具備したマトリクス型表示装置では、そのマト
リクスのピクセルは、液晶層の一側における第１の組の
電極の部材と液晶層の他側における第２の組の電極の部
材との間の重複領域によって画定される。ピクセルを画
定する第１の組の電極の部材と第２の組の電極の部材に
電圧を発生することによってそのピクセルの状態を知る
ために、このピクセルの分子に電界が印加される。

ストリップｉｔｓの２つの層の間にツイストされたネマ
チソク・セルよりなる液晶セルをライン毎に（Ｏｎｅ−
ｂｙ−ｌｉｎｅ　ｂａｓｉｓ）アドレスするために、行
電極と呼ばれる第１の組の電極の部材にストローブ・パ
ルスが印加され、列１１極と呼ばれる第２の組の電極の
部材にはデータ・パルスが並列に印加されうる．これら
のパルスは電気化学的劣化作用を回避するために、交番
電位のバーストであり、データ・パルスの交番電位は１
つのデータ意味のデータ・パルスに対してはストローブ
・パルスの交番電位と正確に同相であり、このデータ意
味のデータ・パルスに対しては正確に逆相となるように
なされている．ストローブ・パルスおよびデータ・パル
ス電圧がそれぞれ±ＶＳと士■，との間で交番し、かつ
±ＶＳで現在ストロープされている行電極以外の行電極
がＯボルトに維持されていると、現在ストローブされて
いる行のピクセルはデータ・パルスのデータ意味に応じ
て士（Ｖｓ”Ｖｅ）または士（Ｖｓ　　Ｖｏ）の電圧を
有し、他のピクセルはすべて±ｖＩｌで露呈されるであ
ろう．液晶セルはそれの動作時に電圧しきいを呈し、従
ってＶＳオヨびｖ！ｌの大きさは、＋（ｙ，＋Ｖｅ）の
ＩＪ’ｌ！］期の平均ｒｍｓおよび±Ｖ．のＮ−１がピ
クセルを駆動してオンとするのに十分であるが、±（Ｖ
ｓ−Ｖｍ）の１周期の平均ｒ　ｍ　ｓおよび±Ｖ．のＮ
−１は不十分であるように選択される． 同様の種の電圧しきい効果がＭｏｌ，　Ｃｒｙｓｔ．Ｌ
ｉｑ．　Ｃｒｙｓｔ．　　１　９　８　３年第９４巻、
第２ｌ３〜２３４頁におけるエヌ・エイ・クラーク外に
よる「表面安定化構造を用いた強誘電体液晶エレクトロ
オブティックス」という各称の論文で報告されており、
この論文の後の刊行物としては、例えば英国特許出廟第
ＧＢ２１７３３３６Ａ号および第ＧＢ２１７３６２９Ａ
号に、多数のライン毎マトリクス・アドレス方式が記載
されている．これらのアドレス方式は交番電位のパルス
を用いていない．なぜなら、強誘電体双極子は、ツイス
トされたネマチックの誘起された双極子や他の形式の非
強誘電体セルとは異なり、印加された電界が所定の方向
を向いているかあるいはそれとちょうど逆の方向を向い
ているかに応じて異なる態様で印加電界と相互作用する
からである．このような理由により、これらの方式では
、単極性または両極性ストローブ・パルスと関連して作
用する両極性データ・パルスを用いている．このデータ
・パルスは電気化学的劣化作用を回避するために電荷平
衡（ｃｈａｒｇｅ　ｂａｌａｎｃｅｄ）されるようにな
されるのが都合が良く、そして単極性のストローブ・パ
ルスが用いられる場合には、その単極性ストローブ・パ
ルスの極性を周期的に変化させるかあるいは他の何らか
の手段によって、必要な長期間電荷平衡を回復するため
の方策がとられる．これらの方式はそれぞれ、一方では
ピクセルの厚味間に＋（Ｖｓ＋ｖｎ）の電位差を発生さ
せることによってそのピクセルが１つの双安定状態に維
持されるかあるいは状態に切換えられかつ−（Ｖ３＋Ｖ
Ｄ）の電位差を発生させることによって他の双安定状態
に維持されまたはその状態に切換えられるように、そし
て他方では、＋ＣＶｓ　　Ｖｅ）、−（Ｖｇ　　Ｖａ）
、＋ｖＩ，および−ｖ０の電位差がいずれも切換え（ス
イッチング）を行うのに十分でないようにストローブお
よびデータ・パルス電圧を選択することに関係している
． 特定の例示として、第１図は英国特許出願第ＧＢ２１７
３６２９Ａ号に記載されているアドレス方式の１つと同
様のライン、パイ、ライン、アドレス方式で用ル）られ
る波形を示している．これは、正方向および負方向の単
極性データ・バルス３および４と協働するための対称な
両極性パルス１、２を用いる．１つの組の行電極のそれ
ぞれにストローブ・パルスを印加することによってデー
タがライン、パイ、ライン方式で入れられ、他方、デー
タ・パルスは１つの組の列電極に並列に印加される．任
意にデータ「０」バルスと表示されるデータ・パルスｌ
は、期間ｔ．のあいだにおける−　Ｖ　Ｄまでの電圧変
化部分と、そのすぐ後の期間（，のあいだにおける＋■
。までの電圧変化部分よりなる．任意にデータ「１」バ
ルスと表示されるデータ・バノレス２は、データ・パノ
レス１とｆｆ｛以しているが、電圧変化部分の順序が逆
になっている．ストロープ・パルス３は期間ｔ．のあい
だにおける＋ＶＳまでの電圧変化部分よりなり、ストロ
ーブ・パルス４は期間ｔ１のあいだにおけるーｖ，まで
の電圧変化部分よりなる．原理的には、ストローブ・バ
ノレスはデータ・バノレスの１番目の電圧変化部分また
は２番目の電圧変化部分と同期されうる．２番目の電圧
変化部分との同期が第１図に示されている．データｒＯ
Ｊバルスと正方向ストローブ・バルス３の一致でアドレ
スされるピクセルは５で示されているような（ｖｓ−ｖ
ａ）の最大電圧振幅を有し、従って切換えを行わない波
形を受ける．データ「１」パルス２と正方向ストロープ
・パルス３の一敗でアドレスされるピクセルは、６で示
されているような（ｖｓ＋ｙｅ）の最大電圧振幅を有し
、従って双安定状態の一方から他方への切換えを行うが
その逆の方向の切換えは行わない波形を受ける。逆方向
の切換えは逆方向を向いたストロープ・バルス４によっ
て行われるが、これとデータｒＯＪバルス１との一致に
よってピクセルは７で示されているような（ｖｓ＋ｖ．
ｗ）の最大電圧振幅を有する波形を受ける．しかし、デ
ータｒｌＪバルス２負方向ストローブ・パルス４との一
敗でアドレスされるピクセルは、８で示されているよう
な（ｖｙ−ｖｅ）の最大電圧振幅を有し、従って切換え
を行わない波形を受ける．強誘電体セル・ピクセルの切
換えはそのピクセルが受ける電圧だけではなくその電圧
が維持される期間にも依存する．対数切換え電圧期間（
レスポンス時間〉が対数切換え電圧振幅の関数としてプ
ロｙ｝された特性が第２図に曲線１０で示されている．
切換え刺激が切換えを行うのに十分なゾーンＡを、その
刺激が切換えを行うのに十分でないゾーンＢから分離し
ている．特定のパルス存続期間ｔ，のあいだは、（Ｖｓ
　＋　Ｖａ）が安全にゾーンＡ内に存在するようにスト
ローブおよびデータ・パルス電圧ｖ３およびＶＤ、の適
当な値を選択するに当って問題はない。その場合には、
ストローブ・パルス電圧ＶＳの値に関連して小さすぎな
いデータ・パルス電圧ＶＳの値を選択することによって
、パルス存続期間ｔ．のあいだ、（ｖｇ　　ｖｏ）が安
全にゾーンＢ内にあるようにすることができることが明
らかである．しかし、データｒＯＪパルス１と正方向の
ストローブ・バルス３の一致した場合には、ピクセルは
振幅（Ｖｓ　　ＶＤ〉、存続期間ｔ．の分離されたパル
スではなくて、この撮幅（Ｖ＄−Ｖ！ｌ）　、存続期間
ｔ，のバルスにそれと同じ符号で振幅Ｖｌ１、存続期間
ｔ，のバルスが直前に先行する波形５を受けることに注
意すべきである．さらに、第３図に示されているように
、このデータｒＯＪパルスの直前にデータｒｌＪバルス
が先行しているべきだったとすると、ピクセルは、存続
期間ｔｓ，振幅（ＶＳ−Ｖお）のパルスよりなり、それ
の直前に存続期間２　ｔ＊　、振幅ＶＳのパルスが先行
する波形９を受けることがわかる．例として、ストロー
ブおよびデータ・パルス電圧ＶＳおよびｖＩｌが第２図
に示されているようなものであるとすると、正方向のス
トローブ・バルス３とデータｒｌＪパルス２の一致によ
り、ピクセルは、存続期間ｔ．のあいだの成分（ｖｓ＋
Ｖｍ）が切換えゾーンＡ内に安全に存在する動作点２に
対応した切換え刺激を与えるのに十分である波形６を受
ける．存続期間ｔ，のあいだの振幅（Ｖｓ−Ｖｏ）の分
離されたパルスは、非切換えゾーンＢ内に安全に存在す
る点１３に対応した切換えパルスを与えるであろうが、
前述のように、正方向のストローブ・パルス３とデータ
「０」パルスとの一致によってピクセルをアドレスする
ことによっては分離された（Ｖｓ−Ｖｏ）パルスではな
くて波形５が発生され、従って実効パルスは点ｌ３のレ
ベルより上のある実動作点に対応する．■，およびｖＩ
ｌの値がＶｓ−２Ｖ＊となるように選定された場合には
、Ｖｅ−（Ｖｓ−Ｖｍ）であり、実効パルスは点ｌ３の
垂直方向上方の実動作点を与えるであろう，Ｖｓ＝２Ｖ
ｅであり、かつ第３図の波形９を発生するためにデータ
「０」バルスの直前にデータｒｌＪパルスが先行してい
る場合には、実効パルスは、横座標（Ｖｓ　　Ｖｏ）が
縦座標３ｔｓと交差する点１４において、点１３の垂直
方向上方における実動作点を与える。特性曲線の傾斜に
依存して、この実動作点は、必要に応じて非切換えゾー
ンＢ内ではなくて切換えゾーンＡ内に（第２図に示され
ているように）ありうる。問題にしている特定の強誘電
体物質の特性曲線の厳密な形状に依存して、切換えのた
めにアドレスされるピクセルと、同じ状態にとどまるた
めにアドレスされるピクセルとの間の必要な識別を実現
する最良の予測を与える比からＶｓ”２Ｖｏの選択が排
除されてもよい．実際には、識別を得る問題は、約２で
はなくて典型的には４〜６の範囲の係数だけＶ．をｖ３
より小さくするように選択することによって緩和される
ことが認められるであろう。しかし、小さすぎるＶＳの
値を用いることに対して妨害となる他の問題点がある．
これらの問題点のうちの１つは、データの流れがピクセ
ルを完全に切換えられた状態に安定化させ、その完全に
切換えられた状態よりも光学的に互いに差異の少ない中
間の安定な状態にそれらのピクセルが弛緩しないように
するという事実である．この結果、実際問題として、多
くの強誘電体液晶媒体において、電圧振ＩＮ（ｖｓ＋ｖ
＋）の波形６および７の切換えと、電圧振幅（Ｖｓ−Ｖ
＊）の波形５および８での非切換えとの間の良好な識別
を与えるＶＳおよびＶ．の値を選択することは困難ない
しは不可能である． 本発明の目的は、上述した問題点を少なくとも軽減する
強誘電体液晶ディスプレイのアドレス方法を提供するこ
とである． 本発明によれば、強誘電体液晶層を有し、この液晶層は
これの一例における第１の組の電極の部材と他側におけ
る第２の組の電極の部材との間の重畳領域によって画威
された複数のピクセルを有しており、前記ピクセルはそ
れぞれ第１および第２の状態と、前記液晶層における電
圧に依存する前記第１および第２の状態間での切換えの
ためのレスポンス時間を有しており、このレスポンス時
間は特定の電圧で最小値を示すようになされたマトリク
ス・プレイ型液晶セルのアドレス方法において、前記第
１の組の電極の選択された部材にストロープ波形を印加
し、前記第２の組の電極の各部材にはデータ波形を印加
し、前記選択された部材によって画定されたピクセルを
切換えるための波形は所定の電圧値と所定の存続期間を
有する切換パルスよりなり、前記選択された部材によっ
て画定されたピクセルを切換えないための波形は前記切
換パルスの前記所定の電圧値より大きい電圧値と前記切
換パルスの前記所定の存続期間より短い存続期間を有す
る非切換パルスよりなるマトリクス・アレイ型液晶セル
のアドレス方法が提供される． 疑問を回避するために、この明細書の特許請求の範囲お
よび発明の詳細な説明の欄で用いられているパルスとい
う用語は、一定の電圧の大きさ（振幅）を有する必要は
なく１つの極性を有する非ゼロ電圧変化部分の意味で用
いられていることをここで指摘しておく． 切換えパルスが非切換えパルスよりも大きい電圧値を有
する方法を開示している先行技術とは対照的に、本発明
は非切換えパルスが切換えパルスよりも大きい電圧値を
有する方法を提供する．このことが不可能な理由は、あ
る種のＩＡＩ誘電体液晶物質は、単調ではなくて最小値
を有し、従って正勾配部分を有する第４図の曲１２０に
よって表わされた一般的な形状を有する特性曲線を呈す
るかあるいは呈するようになされうろことが最近わかっ
たからである．このように、負の勾配を有する特性を用
いた従来技術とは対照的に、本発明では、レスポンス時
間が特定の電圧で最小値を示す特性の正勾配部分を用い
る．これにより、切換および非切換波形間の識別が改善
される． 特に、本発明においては、電圧ＶＳのストローブ・パル
スと電圧Ｖ．のデータ・パルスとの一致によってアドレ
スされたピクセルは、これらのパルスが結合して士（ｖ
ｔ−ｖｍ）の電位を発生するようなものである場合に切
換えられうるが、それらのパルスが結合して±（Ｖ３＋
Ｖｌ１＞の電位を発生するようなものである場合には切
換えられることができない。

以下図面を参照して本発明の実施例について説明しよう
． 第５図を参照すると、液晶セル３０の概略斜視図が示さ
れている．液晶層のための気密シールされたエンベロー
ブは２本のガラスシ一ト３１、３２を周囲シール３３で
固着することによって形成されている．これら２枚のシ
ートの内側を向いた表面は酸化インジウムよりなる透明
な電極Ｎ３４、３５を担持しており、これらの電極層の
うちの一方または場合によっては両方が、分子整列の目
的のために設けられたナイロンのようなポリマ層（図示
せず）を有する周囲シールによって画成された表示領域
内に被われる．このナイロン層は一方向に擦られていて
、液晶がそれに接触された場合に、その擦り方向におけ
る液晶分子の平面状整列を促進する傾向を有するであろ
う．セルがそれの両方の内側主表面上にボリマ層を有し
ている場合には、そのセルは擦り方向を互いに実質的に
平行に整列させて組立てられる．電極層３４、３５はポ
リマで被われる前に、それぞれ表示９Ｉ域を横切って周
囲シールの向うまで個々に延長して端子接続が行われろ
る１つの紐のストリップＷ極を画威するようなパターン
となされる．このようにして得られたエンベロープ内に
収納された液晶層の厚味はセルの面積全体にわたる均一
な直径のボリマ球状体の光散乱によって決定される．セ
ルは、周囲シールによって閉じ込められた領域の１つの
コーナにおける一方のガラスシ一トの開孔（図示せず）
に真空を適用してそのコーナと対角線的に対向したコー
ナに設けられた他の開孔（図示せず）を通じて液晶媒体
をセル内に入れ込ませるようにすることによって、充填
される．（この充填作業の次に、上記２つの開孔が封止
される。）この充填作業は、充填物質を加熱してそれの
ネマチックまたは等方性の相としてそれの粒度を適当に
低い値まで低下させるようにして実施される。このセル
の基本的構造は、もちろん擦り方向の平行整列を除いて
例えば従来のツイステンド・ネマチックのそれに類似し
ていることがわかるであろう。

典型的には、ポリマ球状体によって定義される周囲シー
ル３３の従って液晶層の厚味は１．５〜３μｍの範囲で
あるが、特定の用途に適合するためには、それよりも小
さいかあるいは大きい層厚が必要とされうる．好ましい
厚味は２μｍである。

充填するのに適した物質は、ＳＣＥ３という表示でドー
セント（Ｄｏｒｓｅｔ）におけるプール（　Ｐ　ｏｏｌ
ｅ）のビーディエイチ（ＢＤＨ）によって市販されてい
るスメクチソクＣ共品である．この物質は冷却すると少
なくともｌＫＨｚ〜４０ＫＨｚの周波数範囲にわたって
負の誘電体異方性を呈し、等方性相からスメクチックＡ
相を通ってスメクチックＣ相に入る．厚さ２μｍの液晶
層を擦られた表面間に閉じ込めた場合には、この物質が
スメクチソクＡ相に入ると、それによりスメクチソク層
に本棚整列（上記擦り方向が直交関係にある平面内で延
長したＮ）が設けられ、このスメクチック層の整列は物
質がスメクチソクＣ相への遷移を行う場合に保持される
ようにみえる。

第６図は第５図のマトリクス・アレイ型液晶セル３０の
一部分を示す概略平面図である．マトリクスのピクセル
３６は電極層３４における第１の組の行電極の部材３７
と電極層３５における列電極の第２の組の部材３８との
間の重復領域によって画威されている。各ピクセルにお
いて、それの電界が液晶分子の状態、すなわち整列を決
定する。

セル３０のいずれかの側に平行偏光子（図示せず）が設
けられる．これらの偏光子の相対的配向によって、光が
所定の状態のピクセルを通過できるかどうかが決定され
る．従って、偏光子の所定の配向に対して、各ピクセル
は、そのピクセルにおける液晶分子の２つの双安定状態
によって与えられる第１および第２の光学的に識別しう
る状態を有する． 行ドライバ３９および列ドライバ４０によって行電極３
９および列電極３８にそれぞれ電圧波形が印加される．
ピクセル３６のマトリクスはストローブ波形と呼ばれる
行電極３７に直列に印加し、列電極３８にはデータ波形
と呼ばれる電圧波形を並列に印加することによってライ
ン毎に（ｌｉｎｅ−ｂｙ−ｌｉｎｅ　ｂａｓｔｓ）アド
レスされる．１つの行電極と１つの列電極によって画成
されたピクセル間に生ずる波形はその行電極に印加され
た波形とその列電極に印加された波形との間の電位差に
よって与えられる．ストローブ波形が与えられている行
電極は「選択行Ｊ　（ｓｅｌｅｃｔｅｄ　ｒｏｗ）また
は「選択電極」（ｓｅｌｅｃｔｅｄ　ｅｌｅｃｔｒｏｄ
ｅ）と呼ばれる。

本発明の方法によって液晶セルをアドレスする方式が第
７図に示されている。この方式は、正方向および負方向
の両極性ストローブ波形４３および４４と協働するため
に対称な両極性データ波形４Ｌ４２を用いている点で、
第１図に示されたものと類似している．しかし、各ピク
セルに発生される波形については異なる使用がなされる
。

データ波形４ｌ、４２　（これらはそれぞれデータｒｌ
ＪおよびｒＯＪ波形と任意に表示される）は互いに逆符
号を有する．各データ波形４ｌ、４２は電荷平衡（ｃｈ
ａｒｇｅ−ｂａ！ａｎｃｅｄ）　Ｌておりかつ両極性で
あり、電圧値ｖ，、存続期間Ｌ１のデータ・パルスより
なる．ストロープ波形４３および４４はそれぞれ両方と
も存続期間ｔ．で電圧十ＶＳおよび−■，のバルスより
なっている。原理的には、ストローブ・バルス４３、４
４はデータ波形のうちの第１のパルスか第２のパルスと
同期されうる．この実施例では、第２のパルスとの同期
が例示されている． 第７図は、ストローブ波形を印加された選択された行電
極３７ａと、データ波形を印加された列電極３８ａによ
って画威されたピクセル３６ａに発生された波形を示し
ている．選択された行電極３７２に正のストローブ波形
が印加された場合には、データ「１」波形４ｌを列電極
３８ａに印加すると、電圧（ｉｌ　（Ｖｓ　　Ｖｎ）の
正の成分を含む存続期間２ｔ１の正の切換バルス４５を
発生し、他方、データｒＯＪ波形４２を印加すると、電
圧値（ｖｓ＋ｖ＋）　、存続期間ｔ１の正の非切換バル
ス４６ａを含む非切換波形４６を発生する．同様に、選
択行ｉ！ｉ３９ａに負のストロープ波形が印加された場
合には、データ「１」波形４１を印加すると、電圧４ａ
　＜ｖｓ＋ｖｓ＞　、存続期間ｔ．の非切換パルス４７
ａを含む負の非切換波形４７を発生し、他方、データ「
０」波形４２を印加すると、電圧値（■Ｓ　　Ｖｌ１）
の負の成分を含む存続期間２ｔ，の負の切換パルス４８
を発生する。ストローブ波形が印加されていない選択行
では、ピクセルに発生する波形は各列電圧に印加された
ものであることが反転されたデータ波形であるにすぎず
、この波形はピクセルを切換えることはできない。

従って、第４図を参照すると、電圧値 （Ｖｓ−Ｖｎ）の或分４５ａ，４８ａよりなる存続期間
２ｔ，のパルス４５、４８は切換ゾーンＣ内に動作点を
有しており、従って切換パルスである。

２ｔ１より小さい存続期間ｔ．を有しかつ（Ｖｓ　　Ｖ
Ｄ）より大＊　イｉ４圧（ａ　（　ｖ　ｓ　＋　Ｖ　ｎ
）’ｃ　有スルハルス４６ａ、４７ａは非切換ゾーンＤ
に動作点を有しており、従って非切換パルスである。

データ波形における（非！！択行上の）存続期間ｔ，の
パルスＶＳは非切換ゾーンＥ内に動作点を有している。

第６図のストローブおよびデータ・パルスを用いる場合
には、セルを完全に新しくするためには２つのアドレス
・サイクルを必要とし、それら２つのアドレス・サイク
ルのうちの１つは、データｒｌＪ状態に切換えられる必
要のあるピクセルを選択的に切換えるために用いられる
正方向のストローブ・パルス４３におけるものであり、
上記２つのアドレス・サイクルのうちの他の１つは、デ
ータｒＯＪ状態に切換えられる必要のあるピクセルを選
択的に切換えるために用いられる負方向のストローブ・
パルス４４におけるものである。このように選択的切換
えを２回行う方式に代えて、１つのラインまたはライン
のグループあるいは全ページのすべてのピクセルが同時
にデータ状態の１つに設定されるプランキング動作を用
いてもよく、このプランキングに続いて、他のデータ状
態に設定される必要のあるピクセルだけを切換えるため
に一回の選択アドレッシングが行われる．曲線２０の正
の傾斜の近傍においてその曲線２ｏの内側に安全に存在
する（Ｖｓ　　Ｖｏ）に対する動作点を与えるようにパ
ルス存続期間と電圧を選定することによって、■，がＶ
Ｓに関して小さすぎないようにするという用件を満足す
ることはアドレス方法によって与えられる識別を助長す
る作用をする． パルス存続期間とパルス電圧値との相互関係についての
他の分析が第８図に示されかつ第７図の波形方式に関し
て説明される．第７図のパルス４５、４８は２つの成分
、すなわち極性は同一であるがより小さい振幅Ｖ＋を有
する成分４５ｂ、４８ｂが直前に先行している成分４５
ａ、４８ａで形成されていると考えられうる．波形４６
、４７も２つの成分すなわち極性が逆で、より小さいで
電圧｛Ｉ　Ｖ　ｅを有するバルス４６ｂ、４７ｂが直前
に先行しているバルス４６ａ，４７ａで形威されている
と考えられうる．一定のパルス高を有する分離されたパ
ルスを受けるピクセルは５ｏで示されているような特性
曲線を有している．極性が同じでより小さい振幅Ｖ．を
有するバルス威分が直前に先行しているバルス成分を受
けるピクセルは、曲線５１のように曲線５０と類似した
形状であるがその曲線５０に対して下方向および若干右
側に変換された曲線によって与えられる特性を有してい
る。

第７図に示されたような波形で多重化する場合の動作に
ついて考えると、（Ｖｓ　　Ｖ（１）は同一極性の或分
４５ｂ、４８ｂによって先行され、かつそれは曲線５ｌ
で示されたような切換特性を有するであろう−　（Ｖｓ
十Ｖｏ）は逆極性のバルス４６ｂ、４７ｂによって先行
され、かつそれは曲線５２で示されたような切換特性を
有するであろう。曲綿５２の最小値のそれより小さいパ
ルス存続期間に対応する曲ｍ５２の内側に（Ｖｓ　　ｖ
ｌｌ）に対する動作点５４を与えるようにパルス存続期
間および電圧を選定すると、（ｖｓ＋ｖｏ）に対する動
作点は曲＆ｌ５２内に存在することはできず、従ってス
ブリアス切換えを生ずることはできない．（Ｖｓ＋Ｖ＋
＋）はそれ自体でスブリアス切換えを生ずることはでき
なくても、（ｖｓ＋ｖｐ）および（Ｖｓ　　Ｖｅ）以外
の信号がスブリアス切換えを生してはならないという用
件は依然として存在する．第９図は、データ波形が列電
極３８ａ，３８ｂ，３８ｃおよび３８ｄに印加され、そ
してストロープ・パルスを含む波形が行電極３７ａ，３
７ｂに印加された場合にピクセル３６ａａ，３６ａｂ、
３６ａｃ，３６ａｄ、３６ｂａ，３６ｂｂ，３６ｂｃ，
３６ｂｄに生ずる波形を示している．（波形の下におけ
るカツコ内の符号はその波形がどの電柵に印加されたか
あるいはその波形がとのピクセルに生じたかを示してい
る．）つまり、この図は、列電極において、切換または
非切換波形を発生するためのデータ波形に可能なデータ
波形「０」または「１」のいずれか一方が先行するかあ
るいは続行する場合に発生されうる可能な波形を、正の
ストローブ・パルスに対して示している．スプリアス切
換えを生じうる波形は、ピクセル３６ａｄおよび３６ｂ
ｂにおける波形と、２つのライン・アドレス時間のあい
だ選択されていない行におけるピクセルに発生されかつ
３８ｂおよび３８ｄで示されたデータ波形組合せを有す
る波形であるｍ　３６ａｄで示された波形が間違えて切
換ねる危険性は、用いられている液晶物質の特性曲線が
急激な正の勾配を有し、電圧値（Ｖ！＋ＶＤ）、存続期
間ｔ．または２ｔｍのパルス戊分を含むパルスが切換わ
らない（すなわち存続期間ｔ，または２ｔｍのあいだの
動作点が非切換ゾーンＤ内にある）ようにすることによ
って排除されうる。

３６ｂｂ、３８ｂおよび３８ｄで示された波形はそれぞ
れ振幅ｖ，、存続期間２ｔ．のパルスを有するＩＩＶＤ
は、これらの波形が切換わらないように（すなわち振幅
ｖ．、存続期間２ｔｓのパルスに対する動作点が非切換
ゾーン已にあるように〉するとともに、その結果得られ
る光学的応答性がコントラストを著しく劣化させること
がないように、ｔ．に関連して選択されなければならな
い．あるｌｉ幅を有するパルスが切換えを誘起し、存続
期間は同一であるが振幅がそれより大きい他のパルスは
切換えを誘起しない選択的切換えを発生することができ
るのは、第４図の特性曲線２０に正勾配の部分が存在し
ていることに関連している。

印加電界（Ｅ）と誘電異方性（Δε〉および静電自由エ
ネルギ（Ｆ．）に対する自発分ｉ（Ｐ．）との相互作用
から生ずる相反するトルクの直接の結果として、ある種
の特性曲線は最小値を呈する、従って正および負の勾配
の領域を呈すると考えられる，第１Ｏ図は、電極層３４
における第１の組の電極の部材と、電極層３５における
第２の組のＴ４極の部材との間に電界Ｅが印加されるこ
とを示している．第ＩＯ図をさらに参照して、θがスク
メチックの傾斜角（分子ディレクタｎとスクメチソク層
垂線Ｓとの間の角度）であるとし、φが分子ディレクタ
（ｍｏｌｅｃｕｌａｒ　ｄｉｒｅｃｔｏｒ）の方位角（
スクメチック層垂線を含むガラス基板に平行な平面Ｇと
スクメチフク層垂線および分子ディレクタｎの両方を含
む平面との間の角度）であるとし、そしてε。が自由空
間の誘電率であるとすると、静電自由エネルギ（Ｆ．〉
は、 Ｆａ＝　　Ｐ＊Ｅ　　Ｃｏｇφ 一Ａε．Δｇ　Ｅ”ｓｉｎ”θｓｉｎ”φで与えられ、
そしてその結果生ずるトルク（Ω）は、ε０ΔεＥ”ｓ
ｉｎ”θｓｉｎφｃｏｓφで与えられる。

分子ディレクタを方位角φ一π（１つの安定状態に対応
する）から方位角φ＝０　（他の安定状態に対応する〉
に切換えるような方向においてセルのピクセルに電界が
印加される場合には、この切換えを行うのに必要とされ
るパルス存続期間はトルク（Ω）に依存するであろう。

実験結果から、分離したパルスに対する最小限の所要パ
ルス存続期間は、φ＝πに近接したトルクの最大傾斜を
ほぼ生ずるような印加電界（　Ｅ　ｓｉｎ）の値で生ず
ることが明らかである． 従って、最小所要パルス存続期間を与える電界は次の場
合に生ずる。

−１ｏΔεＥ２ｓｉｎ”θｃｏｓ　２　φる場合には、 Ｅ　＝　Ｅａ＋ｔｎ＝　一Ｐｓ／（２　ａ　ａΔｇｓｉ
ｎ”θ）（１）となる。

減少された方位角においてφ＝πからＯまで切換えが生
じない場合には、Ｅｍｉｎはより高い電圧に偏位され、
究極的にまったく生しない。従って、逆極性パルス、す
なわち交流バイアス（第１２図参照）の目的は、上記デ
ィレクタをφが０またはπに近づく状態に駆動するかあ
るいはその状態に保持することであることがわかる． 上記弐（１１はＥｍｉｎの値が使用された液晶物質の特
性であるＰｓおよびΔεに依存することを示している。

従って、本発明の方法によってアドレスされるマトリク
ス・アレイ型液晶セルに使用するための適当な強誘電体
液晶物質は、Ｅｍｉｎが存在しかつ適当な値を有するよ
うなＰｓ（自発分極）の値とΔε（誘電異方性）を有す
るものである。

ＥｍｉｎのＰｓに対する依存性が第１１図に示されてお
り、第１１図は、負の誘電異方性はすべて同一（Δε２
−１．９）であるがＰｓＯ値が異なる１つの組の混合物
に対する厚さ２μｍのセルにおいて２０℃で測定された
特性を示している．異なるＰｓ値は、ドーセットのプー
ル所在のビーディエイチ（ＢＤＨ）からＭ６７９という
表示で市販されている特定のフソ化ビフェニルエステル
強誘電体物質を、下記の表に示されているように、Ｍ６
７９Ｒと表示された同じエステルのセラミ種の異なる配
分で希釈することによって得られた。

６１　　　　　　２５　　　　　　７５　　　　　　　
　　５．５６２　　　　　　３５　　　　　　６５　　
　　　　　　　７．５６３　　　　　　５０　　　　　
　５０　　　　　　　　１３．５６４　　　　　　７５
　　　　　　２５　　　　　　　　１８この物質の遷移
温度は Ｓｃ　　（９６℃）−Ｓ．−（１１４℃）　−　Ｎ　−
　（１４５℃）−Ｉである。これらの特性曲線は分離さ
れたパルスに対するものであり、パルス繰り返し周波数
が２０Ｈｚで交番極性を有するパルスよりなる６０で概
略的に示された波形を用いて得られた。これらの曲線は
、誘電異方性Δεχ−１．９を有する物質に対してＰ，
が約５　．５ｎ　Ｃ／ａｍ”（５　５　ｐ　Ｃ／ｃｍ２
）の場合に、Ｅ　ａ＋Ｉｎは約１５ボルト／μｍの電界
強度において２００μｓの近傍のパルス存続期間（レス
ポンス時間〉で生じ、かなり鮮明に画定されている．Ｐ
，の値が約７．５ｎ　Ｃ／（Ｊ”（７　５　ｐ　Ｃ／ｃ
ｉａ２）まで増大されると、Ｅｍｉｎの鮮明度は低下し
、約２０ボルト／μｍの電界強度において８０μｓの近
傍のレスポンス時間で発生する。Ｐ，の値を約１３．５
Ｃ／ａｍ”まで増大させると、２５ボルト／μｍの電界
強度におけるレスポンス時間は３０μｓより短くなるが
、Ｅｗｉｎは幾分高く現われる。

上記式＋１１に注目すると、表示のアドレス速度が特に
重要である場合には、ストローブおよびデータ・パルス
電圧の値は（ｖｓ−ｖｂ）がＥａｉｎに実質的に整合し
た電界強度を発生するように選択される。駆動回路の限
界に関してみると、通常■，およびＶＳに対しては約５
０ボルトを超えないパルス振幅を用いることが望ましく
、この限界に関しては、ＥｍｉｎＯ式におけるセルの厚
さと液晶｛頃斜角θの所定の値に対し、比Ｐｓ／ΔεΦ
値に上限が存在することがわかる。

第１１図の特性曲線は分離したパルスを用いて得られた
が、表示のピクセルに対する通常のライン毎のアト゛レ
ス（ｌ　ｉｎｅ−ｂｙ一口ｎｅ　ａｄｄｒｅｓｓｉｎｇ
）においては、第７図の波形に示されているように、交
番電位の背景に対してアドレス・パルスを設定する効果
を発生する連続したデータ流れが存在する傾向がある。

これにより、特性曲線が、背景交番電位の振幅を増大す
る効果を示している第１２図に示されたものに修正され
る。曲Ｌ％１０、７１、７２および７３は第１１図の２
５％Ｍ　６７９：７５％Ｍ　６７９　Ｒ混合物に対する
特性曲線を示している．曲線７０は背景交番電界が存在
していない状態で第１１図の波形６０を用いた場合の特
性曲線を示しており、曲線７１、７２および７３はそれ
ぞれ±４ボルト、±６ボルトおよび±８ボルトの背景交
番電位が存在している状態で波形６０を用いた場合の特
性曲線であり、この背景交番電位はパルス存続期間の約
２倍に等しい基本周期を有している。曲線７５、７６、
７７および７８は曲＊７１〜７３に対応した特性曲線を
示しているが、これらの曲線は上記２５％：７５％の混
合物ではなくて５０％Ｍ６７９：５０％Ｍ　６７９　Ｒ
混合物に対するものである。これらの曲，襟から、背景
交番電位の効果の１つはレスポンス時間を長くすること
であることがわかる。これは一般的には利点ではないが
、他の効果として特に５０％：５０％混合物の場合に示
されたように最小値を尖鋭することができ、このことは
有益である．従って、ストローブおよびデータ・パルス
電圧の適当な値を選択する場合に考慮されうる要因は、
すべての列電極に並列に印加されるデータ流れは、アド
レスされないピクセルに、それらのアドレスされないピ
クセルを完全に切換えられた状態に安定化させる傾向の
ある交番電位或分を与えることである。この安定化電界
の振幅が小さすぎてそれ自体では効果がない場合には、
付加的な交番信号で補充されうる．このような信号は、
ピクセルに印加された波形に重畳されかつデータ波形の
基本周波数に等しいかあるいはそれより高い周波数を有
する交流波形として印加されうる．典型的にはこの交流
信号の周波数は基本周波数の偶数倍である． 強誘電体液晶物質の特性は第１３図の曲線８ｏによって
より正確に表わされることについても述べておかなけれ
ばならない．斜線領域８２はピクセルの一部分だけを切
換えさせうるバルス存続期間と電圧値との組合せを表わ
している。第１３図に示されているように、曲線８０の
勾配が急である場合には斜線領域８２は狭く、その勾配
がより浅い場合には、より広くなる。従って、用いられ
た物質の特性が急峻な正の勾配を有している場合には、
本発明の方法における部分切換えの危険性は軽減される
．

【図面の簡単な説明】

第１図は公知の方法において座標方式で液晶セルをアド
レスする場合に用いられる波形を示す図、第２図は公知
の方法で切換えを行うのに必要なパルス存続期間をパル
ス振幅に関係づける切換え特性を示すグラフ、第３ｒｇ
Ｊは第１図の方式で発生される波形を示す図、第４図は
強誘電体液晶物質の切換え特性を示すグラフ、第５図は
液晶セルの概略斜視図、第６図はマトリクス・アレイを
示す液晶セルの概略平面図、第７図は本発明に従って提
供される液晶セルのアドレス方法で用いられる波形を示
す図、第８図は強誘電体液晶物質の切換え特性を示すグ
ラフ、第９図は第７図の方式で発生される波形を示す図
、第１０図は式（１｝に至る理論で用いられている項の
定義を明瞭にするための図、第１１図は特定の物質の切
換え特性がＰ，の関数としてどのように変化するかを示
す図、第１２図は切換え特性が交流安定化の存在によっ
てどのように修正されるかを示すグラフ、第１３図は強
誘電体液晶物質の特性を示す他のグラフである。 図面において、３０は液晶セル、３４、３５は電極層、
３６はピクセル、３７は行電極、３８は列電極、４１、
４２はデータ波形、４３、４４はストローブ波形をそれ
ぞれ示す． 図面の浄書（内容に変更なし）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、強誘電体液晶層を有し、この液晶層はこれの一側に
   おける第１の組の電極の部材と他側における第２の組の
   電極の部材との間の重畳領域によって画成された複数の
   ピクセルを有しており、前記ピクセルはそれぞれ第１お
   よび第２の状態と、前記液晶層における電圧に依存する
   前記第１および第２の状態間での切換えのためのレスポ
   ンス時間を有しており、このレスポンス時間は特定の電
   圧で最小値を示すようになされたマトリクス・アレイ型
   液晶セルのアドレス方法において、前記第１の組の電極
   の選択された部材にストローブ波形を印加し、前記第２
   の組の電極の各部材にはデータ波形を印加し、前記選択
   された部材によって画定されたピクセルを切換えるため
   の波形は所定の電圧値と所定の存続期間を有する切換パ
   ルスよりなり、前記選択された部材によって画定された
   ピクセルを切換えないための波形は前記切換パルスの前
   記所定の電圧値より大きい電圧値と前記切換パルスの前
   記所定の存続期間より短い存続期間を有する非切換パル
   スよりなるマトリクス・アレイ型液晶セルのアドレス方
   法。 ２、前記非切換パルスの電圧は前記特定の電圧に等しい
   かあるいはそれより大きい請求項１の方法。 ３、前記ストローブ波形が電圧値Ｖ＿Ｓのストローブ・
   パルスよりなり、前記データ波形は電荷平衡していて両
   極性でありかつ電圧値Ｖ＿Ｄ、のデータ・パルスよりな
   り、前記切換パルスは電圧値（Ｖ＿Ｓ−Ｖ＿Ｄ）の成分
   よりなり、前記非切換パルスは電圧値（Ｖ＿Ｓ＋Ｖ＿Ｄ
   ）のパルスよりなる請求項１または２の方法。 ４、前記ストローブ波形が両極性である請求項３の方法
   。 ５、前記切換パルスは電圧値Ｖ＿Ｄの他パルスが先行す
   る電圧値（Ｖ＿Ｓ−Ｖ＿Ｄ）の前記成分よりなる請求項
   ４の方法。 ６、電圧（Ｖ＿Ｓ＋Ｖ＿Ｄ）の前記非切換パルスの電圧
   値Ｖ＿Ｄのパルスが先行する請求項４または５の方法。 ７、両極性ストローブ波形の極性が周期的に変更される
   請求項４、５または６の方法。 ８、前記データ波形が基本周波数を有し、前記ピクセル
   に印加される波形に交流波形が重畳され、その交流波形
   は前記基本周波数より高い周波数を有している請求項３
   〜７のうちの１つに記載された方法。 ９、Ｖ＿ＳおよびＶ＿Ｄは、（Ｖ＿Ｓ−Ｖ＿Ｄ）が最小
   レスポンス時間をもって切換えを行なうために必要とさ
   れる電圧と実質的に整合されるようになされている請求
   項３〜８のうちの１つに記載された方法。