JPH04280221A - 液晶電気光学素子の駆動方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、表示体、ライトバルブ
等の駆動方法に関し、詳しくは液晶物質を用いた表示体
の駆動方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】反強誘電性液晶の、反強誘電相における
安定状態と電場誘起強誘電相の二つの配向状態との間の
、いわゆる三安定スイッチングは、従来の表面安定化強
誘電性液晶素子（ＳＳＦＬＣ）　に見られる幾つかの本
質的な問題点を解決する方法の一つとして期待され、活
発に研究が進められている（Ａ．Ｄ．Ｌ．Ｃｈａｎｄａ
ｎｉ　ｅｔ　ａｌ．：Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ
．，２７，　Ｌ７２９（１９８８），　　Ａ．Ｄ．Ｌ．
Ｃｈａｎｄａｎｉ　ｅｔ　ａｌ．：Ｊｐｎ．　Ｊ．　Ａ
ｐｐｌ．　Ｐｈｙｓ．，２８，　　　Ｌ１２６５（１９
８８）　等参照）三安定スイッチングの主な特徴は次の
４点である。

【０００３】（１）　電圧印加による反強誘電−強誘電
相転移には、直流電圧に対する急峻なしきい値特性があ
る（図３）。

【０００４】（２）　その相転移に幅の広い光学的ヒス
テリシスを持つため、反強誘電相あるいは強誘電相を選
択した後にバイアス電圧ＶＢ　を印加しておけば、その
状態を保持することができる。（図３）。

【０００５】（３）　電場誘起強誘電相における二つの
配向状態を光学的に等価にすることができる。

【０００６】（４）　液晶層内の電荷の偏りを防ぐこと
ができるため、ＳＳＦＬＣに見られるような電気光学特
性の経時変化がない。

【０００７】これらの特徴を用いれば、単純マトリクス
駆動による高精細液晶表示体を作成することができる。 なお、本出願では電場誘起強誘電相における二つの配向
状態を区別するため、それらを強誘電相（＋）、強誘電
相（−）と呼ぶことにする。

【０００８】これまでに知られている駆動方法の例とし
ては　Ｍ．Ｙａｍａｗａｋｉ　ｅｔ　ａｌ．：Ｄｉｇｅ
ｓｔｏｆ　Ｊａｐａｎ　Ｄｉｓｐｌａｙ　’８９，　ｐ
．２６（１９８９）　に示された方法がある（図５）。 ＶｔとＶｄは、それぞれ走査電極と信号電極に印加する
電圧波形、ＶＬＣはそれらの合成波形であり、ＶＬＣの
電圧波形が液晶層に印加される。この駆動方法では、正
極性の電圧が印加される正極性フレームＦ（＋）と、そ
れに続く負極性フレームＦ（−）が対となっている。す
なわち、例えばＯＮ・ＯＦＦを交互に選択するならば、
フレームＦ（＋）とＦ（−）において、選択期間Ｔ１１
とＴ２１の後半に印加する電圧Ｖｗ１　を｜ＶＷ１｜≧
Ｖ（Ａ−Ｆ）ｓ　としてＯＮ状態を選択し、次のフレー
ムＦ’（＋）とＦ’（−）　において、選択期間Ｔ１１
とＴ２１の後半に印加する電圧を｜ＶＷ２｜≦Ｖ（Ａ−
Ｆ）ｔとしてＯＦＦ状態を選択する。ただし、Ｖ（Ａ−
Ｆ）ｔとＶ（Ａ−Ｆ）ｓは、それぞれ電圧の絶対値を増
加させていった時の反強誘電−強誘電相転移におけるし
きい値と飽和値である（図３）。そして、±ＶＷ１また
は±ＶＷ２を印加した後の非選択期間Ｔ１２、Ｔ２２に
は、正極性フレームでは正極性のバイアス電圧を、負極
性フレームでは負極性のバイアス電圧を印加し続ける。 以下、この従来の駆動方法のように、連続する正極性フ
レームＦ（＋）と負極性フレームＦ（−）を対にして１
フレームとして扱う駆動方法を２フレーム選択法と呼ぶ
ことにする。

【０００９】この駆動方法による表示原理を、図４を用
いて説明する。反強誘電相での光軸ＯＡは図４（ａ）に
示したようにスメクチック層３４と直交している。この
液晶層を図４（ｂ）　のように液晶配向膜３１０　と透
明電極３７が設けられた二枚のガラス基板３８で挟み、
さらに、偏光軸３９が光軸ＯＡ　と平行又は垂直にセッ
トされた偏光板３５と、その偏光板と直交している検光
板３６とで挟めば、光透過率は０（ＯＦＦ状態）となる
。ここで、フレームＦ’（＋）またはＦ’（−）で示さ
れた電圧波形を印加しても光透過率の変化はわずかであ
り、ＯＦＦ状態を保持することができる。一方、Ｆ（＋
）で示された正極性電圧波形を印加すれば、絶対値がＶ
（Ａ−Ｆ）ｓ以上である電圧ＶＷ１に応答して、液晶は
反強誘電相から強誘電相（＋）　へ相転移する。この時
の液晶分子配向方向（光軸）をＯＦ（＋）、自発分極を
Ｐｓ（＋）とする。また、Ｆ（−）　で示された負極性
電圧波形を印加すれば、光軸がＯＦ（−）、自発分極が
Ｐｓ（−）であるもう一方の強誘電相（−）へ相転移す
る。ＯＦ（＋）、ＯＦ（−）と偏光軸のなす角度θ（＋
）、θ（−）は０ではないため光が透過し、ＯＮ状態と
なる。そして、バイアス電圧を印加している限りその状
態を保持することができる。さらに、θ（＋）とθ（−
）は互いに等しいため、二つの強誘電相（＋）と（−）
の光透過率は互いに等しく、両者は光学的には等価であ
る。したがって、ＯＮ状態を選択するためには、Ｆ（＋
）またはＦ（−）いずれか一方のフレームにおいて、光
軸がＯＦ（＋）またはＯＦ（−）のいずれか一方の強誘
電相を選択すればよい。

【００１０】ところが、強誘電相を保持しておくために
は、バイアス電圧を印加し続けなければならない。一方
極性の電圧を印加し続けると、液晶層内の不純物イオン
が液晶層と配向膜との界面に掃き寄せられて、液晶の電
気光学特性に悪影響を及ぼす。したがって、外部印加電
圧の極性の偏りによる電気光学特性の経時変化を防ぐた
めには、単位時間内の正極性フレームと負極性フレーム
の個数を等しくして、印加電圧と時間の積の総和（時間
平均値）を０にしなければならない。そのための最も効
果的な方法は、図５に示したように正極性フレームと負
極性フレームを交互に設けることである。

【００１１】ここで、ある画素を選択する毎に強誘電相
（ＯＮ）と反強誘電相（ＯＦＦ）を交互に連続的に選択
する場合を考える。外部印加電圧の時間平均値を０にす
るためならば、必ずしも２フレーム選択法を用いる必要
はなく、正極性フレームで強誘電相（＋）　を選択し、
次に続く負極性フレームで反強誘電相を選択する、とい
う駆動方法も考えられる。この場合、最初に正極性フレ
ームにおいて強誘電相（＋）を選択したならば、その後
も常に正極性フレームにおいて強誘電相（＋）　が選択
され、けっして強誘電相（−）　が選択されることはな
い。ところで、電場誘起強誘電相では自発分極Ｐｓ　が
基板面にほぼ垂直な方向に揃えられており、さらに、電
極面は液晶配向膜（絶縁層）で被覆されているため、配
向膜と液晶層との界面には界面分極が生じる。この界面
分極は、液晶層内部に自発分極とは逆向きの分極電場を
生じさせる。強誘電相（＋）　における分極電場は下向
きであり、反強誘電相では０である。そのため、このよ
うな方法でＯＮ・ＯＦＦを交互に選択している時間内の
分極電場の時間平均値は０ではない。そして、たとえ連
続する２フレーム内で外部印加電圧の時間平均値が０で
あっても、実際に液晶層に印加される電圧の時間平均値
は０ではない。そのため、このようにＯＮ状態として正
極性フレームで強誘電相（＋）　を選択し、ＯＦＦ状態
として次に続く負極性フレームで反強誘電相を選択する
ような駆動方法では、分極電場によって液晶層内のイオ
ンが掃き寄せられて、液晶の電気光学特性が悪影響を受
けることになる。

【００１２】このような分極電場の影響を防ぐためには
、二つの電場誘起強誘電相の光学的等価性と、分極電場
と印加電圧との関係を利用すればよい。すなわち、ＯＮ
を選択する場合には、例えば最初に正極性フレームによ
って分極電場が下向きの強誘電相（＋）　を選択した後
、次に続く負極性フレームでは分極電場が上向きの強誘
電相（−）　を選択すれば、ＯＮを選択している期間（
Ｆ１１フレームとＦ１２フレーム）内での、分極電場を
含めた実際に液晶層に印加される電圧の時間平均値を０
にすることができる。したがって、２フレーム選択法を
用いれば、液晶層内での電荷の偏りを防ぐことができ、
電気光学特性が悪影響を受けることはない。

【００１３】次に、この従来例において、コントラスト
比とＯＮ状態の光透過率ＩＯＮともに最大値を得るため
には、各電圧が次の５つの条件を満たすことが必要であ
る。

【００１４】 　　　　｜Ｖｓ｜≒（｜Ｖ（Ａ−Ｆ）ｔ｜＋｜Ｖ（Ａ−
Ｆ）ｓ｜）／２　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　（１）　　　　｜Ｖｓ｜＋｜Ｖｄ｜≧｜Ｖ（Ａ−
Ｆ）ｓ｜　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　（２）　　　　｜Ｖｓ｜−
｜Ｖｄ｜≦｜Ｖ（Ａ−Ｆ）ｔ｜　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（３
）　　　　｜Ｖ（Ｆ−Ａ）ｔ｜≦｜Ｖｂ｜±｜Ｖｄ｜≦
｜Ｖ（Ａ−Ｆ）ｔ｜　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　（４）　　　　　Ｖｄ　は（２）、（３）を満
足し、かつ出来る限り小さな値　　　　　　　　　　　
　　　　　　（５） ただし、Ｖｓ　は選択期間に走査電極へ印加する電圧、
Ｖｄ　は信号電極に印加する電圧、Ｖｂ　は走査電極に
印加するバイアス電圧である。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の駆動方
法には、次のように幾つかの課題を持っている。

【００１６】（１）　反強誘電相から強誘電相への電場
誘起相転移に必要な時間は印加電圧を高くすることによ
って短くすることができるが、逆方向の強誘電−反強誘
電相転移の緩和時間は前者よりも非常に長い。そのため
、相転移を起こすための電圧パルスの幅をＰｗとすれば
、選択期間τｓ　は少なくとも２×Ｐｗ以上にしなけれ
ばならない。さらに、２フレーム選択法を用いるため、
走査線数をＮとすれば、一つの画像情報を表示するため
に必要な時間は、２×τｓ×Ｎ　となる。この値は非常
に大きくＳＳＦＬＣの２倍以上であり、ディスプレイと
して用いた場合、画面のちらつきが著しく、非常に見に
くくなる。 一方、従来例のような２フレーム選択法を用いなければ
速度は２倍になって、この欠点はいくらか緩和されるが
十分ではなく、さらに既に述べたように電荷の偏りを完
全に防ぐことはできない。

【００１７】（２）　図３からわかるように、非選択期
間に印加するバイアス電圧Ｖｂ　の最適値はＶ（Ｆ−Ａ
）ｔである。 その場合、反強誘電相を維持するときも、強誘電相を維
持するときも、バイアス電圧を印加したことによる光透
過率の変化が最小となり、コントラスト比とＩＯＮとも
最大値を得ることができる。しかし、バイアス電圧は一
定電圧ではなく、しきい値特性（条件（２）、（３））
によって決められたＶｄ　がＶｂに重畳されるため、バ
イアス電圧には２×Ｖｄ　という幅を持つ。そのため、
従来の駆動方法によってマルチプレックス駆動すれば、
ＯＦＦ状態の光透過率ＩＯＦＦとＩＯＮは次のような値
になる。

【００１８】 Ｉ１≦ＩＯＦＦ≦Ｉ２ Ｉ３≦ＩＯＮ　≦Ｉ４ ただし、Ｉ１とＩ２はそれぞれ、反強誘電相を選択した
後、バイアス電圧Ｖｂ−ＶｄとＶｂ＋Ｖｄを印加したと
きの光透過率であり、Ｉ３とＩ４はそれぞれ、強誘電相
を選択した後、バイアス電圧Ｖｂ−ＶｄとＶｂ＋Ｖｄを
印加したときの光透過率である。このような場合、図３
から明らかなように、Ｖｂ　＝Ｖ（Ｆ−Ａ）ｔとした時
よりもコントラスト比・ＩＯＮとも低くなる。

【００１９】ＯＦＦ状態の光漏れを小さくしてコントラ
スト比を高くするためには、Ｖｄ　を小さくして、かつ
バイアス電圧の範囲をＶ（Ｆ−Ａ）ｔに近付けることが
考えられる。しかし、Ｖｄ　を小さくし過ぎると条件（
２）、（３）を満たさなくなって、コントラスト比とＩ
ＯＮとも低下してしまう。これとは逆に、条件（２）と
（３）を満たしつつ、バイアス電圧の範囲を低めに設定
した場合、バイアス電圧の範囲が低すぎれば、ＩＯＮが
バイアス電圧によって低下させられてしまう。したがっ
て、高いコントラスト比とＩＯＮを同時に得ることは難
しい。

【００２０】本発明は上記課題を解決するためのもので
あり、その目的とするところは、三安定スイッチングの
特長を十分に生かして、高いコントラスト比とＩＯＮを
同時に得ることができ、しかも電荷の偏りを完全に防い
で、かつＳＳＦＬＣと同程度の速度で表示できるマルチ
プレックス駆動方法を提供するところにある。

【００２１】

【課題を解決するための手段】本発明の液晶電気光学素
子の駆動方法は、 （１）　走査電極を有する基板と信号電極を有する基板
の電極面を対向させた基板間に反強誘電性液晶を挟持し
てマトリクス状に画素を形成した液晶電気光学素子の駆
動方法において、前記強誘電相状態をＯＮ、前記反強誘
電相状態をＯＦＦ、前記走査電極の本数をＮとすれば、
Ｎ本の走査電極のうちＭ本（１≦Ｍ≦Ｎ）の走査電極群
上の総ての画素を同時にＯＦＦ状態にリセットするため
の消去期間を設け、前記消去期間には、前記消去期間と
次に続く選択期間が終了するまでの間にＯＮ状態からＯ
ＦＦ状態へ相転移させるために十分な消去電圧を、前記
Ｍ本の走査電極群上の総ての画素に同時に印加し、前記
消去期間終了後、前記Ｍ本の走査電極群のうち選択され
た走査電極に属するある画素をＯＮ状態にスイッチする
ならば、該画素には選択期間内にＯＦＦ状態からＯＮ状
態へスイッチさせるために十分な選択電圧を印加し、Ｏ
ＦＦ状態を保持するならば、ＯＦＦ状態からＯＮ状態へ
スイッチさせないような選択電圧を印加し、さらに、非
選択期間には前記選択期間に選択された状態を維持する
ために、波高値が一定（Ｖｄ）である交流維持電圧を印
加し、前記Ｍ本の走査電極群に属さない他の走査電極群
が消去されている期間には、前記選択期間に選択された
状態を維持できるような波高値がＶｄｅである交流電圧
を印加することを特徴とする、 （２）　前記消去期間の始まりからつぎの消去期間の始
まりまでの間に、画素に印加される電圧の時間平均値（
波高値と印加時間との積の総和）が０であることを特徴
とする、 （３）　前記消去期間の長さを、液晶電気光学素子の環
境温度に応じて変化させることを特徴とする、（４）　
前記消去期間の長さとして、０秒をも含むことを特徴と
する、 （５）　前記選択電圧は少なくとも２個以上の双極性電
圧パルスからなることを特徴とする。

【００２２】

【実施例】（実施例１）図４に示したように、ガラス基
板上に透明電極（ＩＴＯ）を形成し、さらにその上に液
晶配向膜（ポリイミド）を形成する。そして、液晶配向
膜をラビング処理する。このような２枚の基板間に液晶
材料　　４−（１−ｍｅｔｈｙｌｈｅｐｔｙｌｏｘｙｃ
ａｒｂｏｎｙｌ）ｐｈｅｎｙｌ　　４’−ｏｃｔｙｌｏ
ｘｙｂｉｐｈｅｎｙｌ−４−ｃａｒｂｏｘｙｌａｔｅ　
　（ＭＨＰＯＢＣ）　　を封入し、環境温度を反強誘電
性カイラルスメクティックＣ相（ＳｍＣＡ＊）　　の温
度範囲（本実施例では７０°Ｃ）に保持したものを試料
として用いた。液晶層厚は１．７μｍである。この試料
を２枚の直交する偏光板で挟み、一方の偏光板の光吸収
軸をスメクチック層面と直交させた。

【００２３】本発明において、２ラインずつ同時に消去
し（Ｍ＝２）、消去期間の長さを選択期間の２倍とした
場合を例にとって詳しく説明する。図２において、走査
電極Ｃ（１）とＣ（２）を同時に消去した後、Ｃ（１）
、Ｃ（２）の順に選択し、次に、走査電極Ｃ（３）とＣ
（４）を同時に消去した後、Ｃ（３）、Ｃ（４）の順に
選択する。第１図は、この場合に走査電極と信号電極に
印加される電圧波形を示した図である。ここで、Ｖｔ（
２）とＶｔ（３）はそれぞれ走査電極Ｃ（２）とＣ（３
）へ印加する走査電圧波形である。Ｔｅ、Ｔｓ、Ｔｎｓ
はそれぞれ消去期間、選択期間、非選択期間であり、各
期間の電圧をそれぞれＶｎｓ±Ｖｔｅ、Ｖｎｓ±Ｖｓ、
Ｖｎｓとする。また、Ｖｄ（ＯＮ）とＶｄ（ＯＦＦ）は
それぞれ強誘電相状態（ＯＮ）　と反強誘電相状態（Ｏ
ＦＦ）を選択するために、選択期間に信号電極Ｓｉ（ｉ
＝１，２，３・・・）へ印加する信号電圧波形であり、
Ｖｅ　は消去期間に信号電極へ印加する消去電圧波形で
ある。信号電圧はＶｎｓ±Ｖｄ　であり、消去電圧はＶ
ｎｓ±Ｖｄｅ　である。ＶＬＣ（２）とＶＬＣ（３）は
、それぞれ走査電極Ｃ（２）とＣ（３）　上の画素でＯ
Ｎ状態とＯＦＦ状態を選択するときに液晶層に印加され
る電圧波形Ｖｔ（２）−Ｖｄ（ＯＮ）とＶｔ（３）−Ｖ
ｄ（ＯＦＦ）　である。以下の説明は、走査電極Ｃ（２
）　上の画素（ＶＬＣ（２））に関するものである。Ｖ
ｎｓの設定は任意であるため、以後ではＶｎｓ＝０とす
る。

【００２４】本実施例で用いた試料のしきい値特性は、
Ｖ（Ａ−Ｆ）ｔ＝１４ｖ、　Ｖ（Ａ−Ｆ）ｓ＝２２ｖ　
、Ｖ（Ｆ−Ａ）ｔ＝６ｖ　である。ただし、反強誘電相
から強誘電相への転移では明確なしきい値を定義できな
いため、光透過率の変化が１０％となる電圧をＶ（Ａ−
Ｆ）ｔとした。そこで、Ｖｓ＝１８ｖ、Ｖｔｅ＝７ｖ、
Ｖｄ＝７ｖ、Ｖｄｅ＝７ｖ、パルス幅Ｐｗ＝８０μｓｅ
ｃと設定する。さらに、強誘電相から反強誘電相への相
転移の緩和時間は、７０°Ｃにおいて２５０μｓｅｃで
あるため、消去期間の長さを４×Ｐｗ＝３２０μｓｅｃ
とした。消去期間に液晶層に印加される電圧は、Ｖｔｅ
＝Ｖｄｅ＝７ｖ　であるため０ｖとなり、反強誘電相（
ＯＦＦ状態）にリセットされる。そして、次に続く非選
択期間にはバイアス電圧として±７ｖ　が印加され、Ｏ
ＦＦ状態が維持される。そして、選択期間にはＶｓ＋Ｖ
ｄ＝±２５ｖ　が印加され、強誘電相（ＯＮ状態）にス
イッチされる。その後、非選択期間にはバイアス電圧と
して±７ｖ　が印加される。ただし、この走査電極Ｃ（
２）　が属する走査電極群以外の走査電極Ｃ（ｉ）（ｉ
＝３，４，５・・・，Ｎ）が消去されている期間には、
消去電圧Ｖｄｅが印加されるが、Ｖｄｅ＝７ｖであるた
め、選択したＯＮ状態は維持される。ＯＦＦ状態を選択
する場合には、Ｖｓ　とＶｄ（ＯＦＦ）を合成すること
によって、選択期間に印加される電圧は１１ｖとなって
、反強誘電相（ＯＦＦ）が選択される。

【００２５】ここで、電圧＋Ｖｄ　によって強誘電相を
維持しているときに、電圧の極性を反転させて−Ｖｄ　
とした場合の液晶分子の応答について考える。第３図に
示したヒステリシス特性によれば、矢印１のように反強
誘電相の状態に変化するように思われる。しかし、この
ヒステリシス特性は十分低周波の三角波電圧に対するも
のであり、パルス電圧に対しては、Ｖｄ　の絶対値がＶ
（Ａ−Ｆ）ｓ以上ならば反強誘電相を通らずにもう一方
の強誘電性へ直接スイッチすることが知られている。さ
らに発明者は、Ｖｄ　の絶対値がＶ（Ａ−Ｆ）ｓ未満で
あってもオーバーシュートしてもう一方の強誘電相へ直
接スイッチすることを見いだした。したがって、本発明
による駆動方法のように、維持電圧を交流化しても、強
誘電相状態を維持し続けることができる。

【００２６】ここで例に挙げた駆動方法は次のような特
徴を持っている。

【００２７】（１）　液晶層に印加される電圧は、消去
期間が始まってから次の消去期間が始まるまでの間で交
流化されており、１フレーム内での印加電圧と時間の積
の総和（時間平均値）は零である。さらに、強誘電相を
選択した場合、印加電圧の極性の反転に応じて液晶の自
発分極の向きが周期的に反転するため、１フレーム内で
の分極電場と時間の積の総和も零である。したがって、
従来の２フレーム選択法を用いずに、１フレーム内で電
荷の偏りを防ぐことができる。

【００２８】（２）　従来の方法では、「従来技術」の
ところで述べた５個の条件のために、ＯＮを選択するた
めの電圧ＶＯＮとＯＦＦを選択するための電圧ＶＯＦＦ
　の比　ＶＯＮ／ＶＯＦＦ　をあまり大きく取ることが
できないため、十分なコントラスト比やＩＯＮを得るこ
とができないことがある。 しかし、この方法では　ＶＯＮ／ＶＯＦＦを十分大きく
取ることができるため、十分高いコントラスト比とＩＯ
Ｎを得ることができる。

【００２９】（３）　バイアス電圧の波高値は一定であ
り、Ｖ（Ｆ−Ａ）ｔにかなり近い値に設定できるため、
ＯＮを選択したときには、Ｖ（Ａ−Ｆ）ｓ以上の電圧を
印加したときの光透過率にほぼ等しい光透過率が得られ
、ＯＦＦを選択したときには、電圧を印加していないと
きの光透過率にほぼ等しい光透過率が得られる。そのた
め、十分高いコントラスト比とＩＯＮを得ることができ
る。

【００３０】ここまでは説明のためにＭ＝２としていた
が、実際にはＭ＝５として、１／１０００デューティマ
ルチプレックス駆動したところ、コントラスト比１：４
０を得た。また、一つの画像情報を表示するために必要
な時間は、（２×Ｐｗ）×Ｎ＋（４×Ｐｗ）×Ｎ／Ｍ＝
２２４　ｍｓｅｃ　である。

【００３１】（実施例２）上記実施例１と同じ試料・電
圧・パルス幅設定において、本実施例では環境温度を１
００°Ｃ　とした。強誘電相から反強誘電相への相転移
の緩和時間は、１７０μｓｅｃである。消去期間の長さ
を３×Ｐｗ＝２４０μｓｅｃとすればよさそうであるが
、印加電圧の時間平均値を０にするためには、消去期間
の長さをＰｗの偶数倍にすることが望ましい。そこで、
消去期間の長さを２×Ｐｗ＝１６０μｓｅｃとした。こ
の場合、前の状態が強誘電相であれば、消去期間内に完
全に反強誘電相にリセットすることはできず、消去期間
の終わりには中間の状態になっている。しかし、次に強
誘電相を選択するならばその中間の状態から強誘電相へ
スイッチすればよく、次の状態が反強誘電相ならば、選
択期間にはさらに反強誘電相を選択するためのＶ（Ａ−
Ｆ）ｔ以下の電圧を印加して完全に反強誘電相へスイッ
チすればよい。

【００３２】このような条件で１／１０００デューティ
マルチプレックス駆動したところ、コントラスト比１：
３５を得た。実施例１よりもコントラスト比が低くなっ
ているのは、温度が高くなってθが小さくなったためで
ある。また、一つの画像情報を表示するために必要な時
間は、（２×Ｐｗ）×Ｎ＋（２×Ｐｗ）×Ｎ／Ｍ＝１９
２　ｍｓｅｃである。

【００３３】（実施例３）上記実施例２と同じ試料・電
圧・パルス幅・温度設定において、本実施例では消去期
間の長さを４×Ｐｗ＝３２０μｓｅｃとして、消去期間
内に完全に反強誘電相へリセットするようにした。

【００３４】このような条件で１／１０００デューティ
マルチプレックス駆動したところ、実施例２と同様、コ
ントラスト比１：３５を得た。また、一つの画像情報を
表示するために必要な時間は、（２×Ｐｗ）×Ｎ＋（４
×Ｐｗ）×Ｎ／Ｍ＝２２４　ｍｓｅｃ　である。

【００３５】（実施例４）上記実施例１と同じ試料・電
圧・パルス幅設定において、本実施例では環境温度を１
０４°Ｃとした。強誘電−反強誘電相転移の緩和時間は
、１５０μｓｅｃ　である。ここでは消去期間の長さを
０秒とした。この場合、選択期間の長さが１６０μｓｅ
ｃであるため、消去期間を設けなくても選択期間内で強
誘電相と反強誘電相いずれの状態も得ることができる。

【００３６】このような条件で１／１０００デューティ
マルチプレックス駆動したところ、コントラスト比１：
３３を得た。また、一つの画像情報を表示するために必
要な時間は、（２×Ｐｗ）×Ｎ＋（２×Ｐｗ）×Ｎ／Ｍ
＝１６０　ｍｓｅｃ　である。

【００３７】（比較例）実施例１に対する比較例として
、第４図に示した従来の方法によってマルチプレックス
駆動した。Ｖｓ＝１８ｖ、Ｖｄ＝４ｖ、Ｖｂ＝１０ｖで
ある。　この場合、バイアス電圧はＶｂ±Ｖｄ＝１４、
６ｖとなる。バイアス電圧が１４ｖとなっているときは
、光透過率が１０％変化してしまうために、平均的には
ＩＯＦＦ≒５％　となり、高いコントラスト比を得るこ
とはできない。実際のコントラスト比は１：２２であっ
た。また、一つの画像情報を表示するために必要な時間
は、選択期間の長さを消去期間の長さと等しくしなけれ
ばならず、さらに２フレーム選択法を用いなければなら
ないため、（４×Ｐｗ）×Ｎ×２＝６４０　ｍｓｅｃと
なり、本発明による駆動方法の約３倍になる。

【００３８】

【発明の効果】本発明によれば、液晶層に印加される電
圧は、消去期間が始まってから次の消去期間が始まるま
での間で交流化されているために、１フレーム内での印
加電圧および分極電場と時間の積の総和（時間平均値）
が零となって、液晶層内での電荷の偏りを防ぐことがで
きる。したがって、従来の２フレーム選択法を用いる必
要がなく、高速で表示することができる。また、　ＶＯ
Ｎ／ＶＯＦＦを十分大きくすることができ、さらに、非
選択期間に印加するバイアス電圧の波高値を一定にし、
しかもＶ（Ｆ−Ａ）ｔにかなり近い値に設定できるため
、十分なコントラスト比やＩＯＮを得ることができる。 本発明は高精細液晶表示装置やライトバルブ、空間光変
調器などに応用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による駆動方法を示す図。

【図２】マトリクス状に配置された画素を示す図。

【図３】電圧印加による反強誘電−強誘電相転移におけ
るヒステリシスを示す図。

【図４】本発明で用いた液晶電気光学素子の概略図。

【図５】従来の駆動方法を示す図。

【符号の説明】

Ｔｓ・・・・・・・・選択期間 Ｔｎｓ・・・・・・・非選択期間 Ｔｅ・・・・・・・・消去期間 Ｖｄ（ＯＮ）・・・・ＯＮを選択するための信号電圧Ｖ
ｄ（ＯＦＦ）・・・ＯＦＦを選択するための信号電圧Ｖ
ｅ・・・・・・・・消去電圧 ＶＬＣ（２）・・・・走査電極Ｃ（２）　上の画素に印
加される電圧波形 ＯＡ・・・・・・・反強誘電相における光軸、ＯＦ（＋
）・・・・強誘電相（＋）における液晶分子配向方向（
光軸）、 ＯＦ（−）・・・・強誘電相（−）における液晶分子配
向方向（光軸）、 ３４・・・・・・・・スメクチック層、３５・・・・・
・・・偏光板、 ３６・・・・・・・・検光板、 ３７・・・・・・・・透明電極、 ３８・・・・・・・・ガラス基板、 ３９・・・・・・・・偏光板の偏光軸方向、３１０・・
・・・・・液晶配向膜、 Ｔ１１・・・・・・第１フレームの選択期間、Ｔ２１・
・・・・・第２フレームの選択期間、Ｔ１２・・・・・
・第１フレームの非選択期間、Ｔ２２・・・・・・第２
フレームの非選択期間、Ｆ（＋）・・・・・正極性フレ
ーム、 Ｆ（−）・・・・・負極性フレーム、 Ｆ’（＋）・・・・正極性フレーム、 Ｆ’（−）・・・・負極性フレーム、

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　走査電極を有する基板と信号電極を有
   する基板の電極面を対向させた基板間に反強誘電性液晶
   を挟持してマトリクス状に画素を形成した液晶電気光学
   素子の駆動方法において、前記強誘電相状態をＯＮ、前
   記反強誘電相状態をＯＦＦ、前記走査電極の本数をＮと
   すれば、Ｎ本の走査電極のうちＭ本（１≦Ｍ≦Ｎ）の走
   査電極群上の総ての画素を同時にＯＦＦ状態にリセット
   するための消去期間を設け、前記消去期間には、前記消
   去期間と次に続く選択期間が終了するまでの間にＯＮ状
   態からＯＦＦ状態へ相転移させるために十分な消去電圧
   を、前記Ｍ本の走査電極群上の総ての画素に同時に印加
   し、前記消去期間終了後、前記Ｍ本の走査電極群のうち
   選択された走査電極に属するある画素をＯＮ状態にスイ
   ッチするならば、該画素には選択期間内にＯＦＦ状態か
   らＯＮ状態へスイッチさせるために十分な選択電圧を印
   加し、ＯＦＦ状態を保持するならば、ＯＦＦ状態からＯ
   Ｎ状態へスイッチさせないような選択電圧を印加し、さ
   らに、非選択期間には前記選択期間に選択された状態を
   維持するために、波高値が一定（Ｖｄ）である交流の維
   持電圧を印加し、前記Ｍ本の走査電極群に属さない他の
   走査電極群が消去されている期間には、前記選択期間に
   選択された状態を維持できるような波高値がＶｄｅであ
   る交流電圧を印加することを特徴とする液晶電気光学素
   子の駆動方法。
2. 【請求項２】　　前記消去期間の始まりからつぎの消去
   期間の始まりまでの間に、画素に印加される電圧の時間
   平均値（波高値と印加時間との積の総和）が０であるこ
   とを特徴とする請求項１記載の液晶電気光学素子の駆動
   方法。
3. 【請求項３】　　前記消去期間の長さを、液晶電気光学
   素子の環境温度に応じて変化させることを特徴とする請
   求項１記載の液晶電気光学素子の駆動方法。
4. 【請求項４】　　前記消去期間の長さとして、０秒をも
   含むことを特徴とする請求項１記載の液晶電気光学素子
   の駆動方法。
5. 【請求項５】　　前記選択電圧は少なくとも２個以上の
   双極性電圧パルスからなることを特徴とする請求項１記
   載の液晶電気光学素子の駆動方法。