JPH0438329B2 - - Google Patents

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JPH0438329B2
JPH0438329B2 JP13819685A JP13819685A JPH0438329B2 JP H0438329 B2 JPH0438329 B2 JP H0438329B2 JP 13819685 A JP13819685 A JP 13819685A JP 13819685 A JP13819685 A JP 13819685A JP H0438329 B2 JPH0438329 B2 JP H0438329B2
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/137Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering
    • G02F1/139Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering based on orientation effects in which the liquid crystal remains transparent
    • G02F1/141Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering based on orientation effects in which the liquid crystal remains transparent using ferroelectric liquid crystals

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、強誘電性液晶を用いた液晶テレビジ
ヨンの様な階調表示装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a gradation display device such as a liquid crystal television using ferroelectric liquid crystal.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来のアクテイブマトリクス駆動方式を用いた
液晶テレビジヨンパネルでは、薄膜トランジスタ
(TFT)を画素毎のマトリクス配置し、TFTに
ゲートオンパルスを印加してソースとドレイン間
を導通状態とし、この時映像画像信号がソースか
ら印加され、キヤパシタに蓄積され、この蓄積さ
れた画像信号に対応して液晶(例えばツイステツ
ド・ネマチツク−TN液晶)が駆動し、同時に映
像信号の電圧を変調することによつて階調表示が
行なわれている。
In LCD television panels that use the conventional active matrix drive method, thin film transistors (TFTs) are arranged in a matrix for each pixel, and a gate-on pulse is applied to the TFTs to bring the source and drain into conduction. is applied from the source and stored in the capacitor, and the liquid crystal (e.g. twisted nematic - TN liquid crystal) is driven in response to this stored image signal.At the same time, gradation is displayed by modulating the voltage of the video signal. is being carried out.

しかし、この様なTN液晶を用いたアクテイブ
マトリクス駆動方式のテレビジヨンパネルでは、
使用するTFTが複雑な構造を有しているため、
構造工程数が多く、高い製造コストがネツクとな
つている上に、TFTを構成している薄膜半導体
(例えば、ポリシリコン、アモルフアスシリコン)
を広い面積に亘つて被膜形成することが難しいな
どの問題点がある。
However, in active matrix drive type television panels using such TN liquid crystals,
Because the TFT used has a complex structure,
In addition to the large number of structural steps and high manufacturing costs, the thin film semiconductors that make up TFTs (e.g. polysilicon, amorphous silicon)
There are problems in that it is difficult to form a film over a wide area.

一方、低い製造コストで製造できるものとして
TN液晶を用いたパツシプマトリクス駆動方式の
表示パネルが知られているが、この表示パネルで
は走査線(N)が増大するに従つて、1画面(1
フレーム)を走査する間に1つの選択点に有効な
電界が印加されている時間(デユーテイー比)が
1/Nの割合で減少し、このためクロストークが
発生し、しかも高コントラストの画像とならない
などの欠点を有している上、デユーテイー比が低
くなると各画素の階調を電圧変調により制御する
ことが難しくなるなど、高密度配線数の表示パネ
ル、特に液晶テレビジヨンパネルには適していな
い。
On the other hand, as something that can be manufactured at low manufacturing cost,
A passive matrix drive type display panel using TN liquid crystal is known, but in this display panel, as the number of scanning lines (N) increases, one screen (1
The time during which an effective electric field is applied to one selected point (duty ratio) decreases at a rate of 1/N while scanning a selected point (frame), which causes crosstalk and does not result in a high-contrast image. In addition, when the duty ratio becomes low, it becomes difficult to control the gradation of each pixel by voltage modulation, making it unsuitable for display panels with high-density wiring, especially LCD television panels. .

この様な従来のTN液晶がもつ根本的な問題点
を解決するものとして、クラークとラガーウオル
らの米国特許第4367924号公報などで双安定性を
もつ強誘電性液晶素子が提案されている。
In order to solve these fundamental problems of conventional TN liquid crystals, a ferroelectric liquid crystal element having bistability has been proposed, such as in US Pat. No. 4,367,924 by Clark and Lagerwall et al.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

しかしながら、前述の双安定性をもつ強誘電性
液晶素子は、基本的には光学的に2つの安定状態
のみを有しているだけで、この液晶素子を用いて
階調表示を行なうことが難かしい問題点があつ
た。
However, the above-mentioned bistable ferroelectric liquid crystal element basically has only two optically stable states, and it is difficult to display gradations using this liquid crystal element. A strange problem arose.

〔問題点を解決するための作用、手段〕[Actions and means for solving problems]

本発明の目的は、前述の欠点を解消したもの
で、詳しくは広い面積に亘つて高密度画素をもつ
表示パネル、特に液晶テレビジヨンパネルにおけ
る階調表示のための表示装置を提供することにあ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to eliminate the above-mentioned drawbacks, and more specifically, to provide a display device for displaying gradations in a display panel, particularly a liquid crystal television panel, having high density pixels over a wide area. .

本発明は、 a 間隔をおいて交差した走査線とデータ線とで
構成したマトリツクス電極、走査線又はデータ
線の上に設けた絶縁膜、及び走査線とデータ線
との間に配置され、印加電圧の極性に応じて一
方の配向状態と他方の配向状態の何れか一方を
生じ、体積抵抗率を1×109Ω・cm以上に設定
した強誘電性液晶を有し、走査線とデータ線と
の交差部で画素を形成した表示パネル、 b 走査線を順次走査し、走査選択された走査線
に、一方及び他方極性パルスを有する走査選択
信号を印加し、 該走査選択信号が印加されている走査選択期
間中であつて、且つ該走査選択期間中の前記一
方極性パルスと同期して、該走査選択された走
査線上の画素に一方の配向状態又は他方の配向
状態を生じさせる第1の電圧を印加した後、続
けて該走査選択期間中の前記他方極性パルスと
同期して、該走査選択された走査線上の画素に
該第1の電圧に対して逆極性であつて、前記一
方極性パルスの期間での配向状態を保持させる
第2の電圧を印加する第1の手段、並びに c 複数回のフイールド走査で一フレーム走査を
行ない、フイールド単位で前記マトリツクス電
極の各画素を一方の配向状態及び他方の配向状
態の何れか一方に選択し、複数回のフイールド
走査での一方の配向状態及び他方の配向状態の
選択回数を階調データに応じて定める第2の手
段 を有する表示装置に特徴がある(本明細書におけ
る走査線及びデータ線への印加電圧の極性は、走
査選択されていない走査線への印加電圧を基準と
したものである)。より具体的には本発明で用い
る駆動法は走査線に走査信号を印加し、該走査信
号と同期させてデータ線に明信号と暗信号を有す
る2値映像画像信号を印加して、前記走査線とデ
ータにより形成されたマトリクス画素群のうち選
択された画素を明状態及び暗状態のうち何れか一
方の状態とすることによつて映像画像を表示する
際、前記映像画像の1画面を形成する期間を複数
のフイールドに分割し、各フイールド期間毎にマ
トリクス画像群のうち1画面の階調に応じて選択
された画素を明状態及び暗状態のうち何れか一方
の状態とする信号を前記データ線に印加すること
によつて階調表示を行なうことができる。
The present invention has the following features: a. A matrix electrode composed of scanning lines and data lines intersecting at intervals, an insulating film provided on the scanning lines or data lines, and an insulating film disposed between the scanning lines and the data lines, It has a ferroelectric liquid crystal that produces either one orientation state or the other orientation state depending on the polarity of the voltage, and has a volume resistivity of 1×10 9 Ω・cm or more, and has scanning lines and data lines. a display panel in which pixels are formed at intersections with b) scanning the scanning lines sequentially and applying a scanning selection signal having one polarity pulse and the other polarity pulse to the selected scanning line; during a scan selection period, and in synchronization with the one-polarity pulse during the scan selection period, causing pixels on the selected scan line to have one orientation state or the other orientation state; After applying the voltage, in synchronization with the other polarity pulse during the scan selection period, the one polarity pulse is applied to the pixels on the scan line selected for the scan, and has the opposite polarity to the first voltage. a first means for applying a second voltage that maintains the orientation state during the pulse period; and the other orientation state, and determining the number of selections of one orientation state and the other orientation state in a plurality of field scans according to the gradation data. (The polarities of the voltages applied to the scan lines and data lines in this specification are based on the voltages applied to the scan lines that are not selected for scanning.) More specifically, the driving method used in the present invention is to apply a scanning signal to the scanning line, apply a binary video image signal having a bright signal and a dark signal to the data line in synchronization with the scanning signal, and apply the binary video image signal having a bright signal and a dark signal to the data line. When displaying a video image by setting selected pixels from a matrix pixel group formed by lines and data into either a bright state or a dark state, one screen of the video image is formed. The period is divided into a plurality of fields, and for each field period, a signal is sent to set a pixel selected according to the gradation of one screen of the matrix image group to either a bright state or a dark state. Gradation display can be performed by applying voltage to the data line.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明を図面に従つて説明する。 The present invention will be explained below with reference to the drawings.

本発明の駆動法で用いる光学変調物質として
は、加えられる電界に応じて第1の光学的安定状
態(例えば明状態を形成するものとする)と第2
の光学的安定状態(例えば暗状態を形成するもの
とする)とのいずれかを取る、すなわち電界に対
する双安定状態を有する物質、特にこのような性
質を有する液晶が用いられる。
The optical modulating substance used in the driving method of the present invention is capable of forming a first optically stable state (for example, a bright state) and a second optically stable state depending on the applied electric field.
A material is used that has an optically stable state (for example, a dark state), that is, has a bistable state with respect to an electric field, and in particular, a liquid crystal having such a property.

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
ルスメクチツク液晶が最も好ましく、そのうちカ
イラルスメクチツクC相(SmC*)、H相
(SmH*)、I相(SmI*)、F相(SmF*)やG
相(SmG*)の液晶が適している。この強誘電
性液晶については、 “ル・ジユルナール・ド・フイジツク・レツト
ル”(LE JOURNAL DE PHYSIQVE
LETTRE”)36、1975「フエロエレクトリツク・
リキツド・クリスタルス」(Ferroelectric
Liquid Crystals」); “アプライド・フイジイツクス・レターズ”
(“Applied Physics Letters”)36(11)1980「サ
ブミクロ・セカンド・バイステイブル・エレクト
ロオブテイツク・スイツチング・イン・リキツ
ド・クリスタル」;“固体物理”16(141)1981「液
晶」等に記載されており、本発明ではこれらに開
示された強誘電性液晶を用いることができる。
As a liquid crystal having bistability that can be used in the driving method of the present invention, a chiral smectic liquid crystal having ferroelectricity is most preferable, and among them, chiral smectic C phase (SmC*) and H phase (SmH* ), I phase (SmI*), F phase (SmF*) and G
SmG* liquid crystal is suitable. This ferroelectric liquid crystal is described in “LE JOURNAL DE PHYSIQVE”.
LETTRE”) 36, 1975 “Fero Electric
"Liquid Crystals" (Ferroelectric)
“Liquid Crystals”); “Applied Physics Letters”
(“Applied Physics Letters”) 36 (11) 1980 “Submicro Second Bistable Electroobtaining Switching in Liquid Crystals”; “Solid State Physics” 16 (141) 1981 “Liquid Crystals” etc. The ferroelectric liquid crystals disclosed in these documents can be used in the present invention.

より具体的には、本発明法に用いられる強誘電
性液晶化合物の例としては、デシロキシベンジリ
デン−p′−アミノ−2−メチルブチルシンナメー
ト(DOBAMBC)、ヘキシルオキシベンジリデ
ン−p′−アミノ−2−クロロプロピルシンナメー
ト(HOBACPC)および4−o−(2−メチル)
−ブチルレゾルシリデン−4′−オクチルアニリン
(MBRA8)等が挙げられる。
More specifically, examples of ferroelectric liquid crystal compounds used in the method of the present invention include decyloxybenzylidene-p'-amino-2-methylbutylcinnamate (DOBAMBC), hexyloxybenzylidene-p'-amino- 2-chloropropyl cinnamate (HOBACPC) and 4-o-(2-methyl)
-butylresolcylidene-4'-octylaniline (MBRA8) and the like.

これらの材料を用いて、素子を構成する場合、
液晶化合物が、SmC*、SmH*、SmI*、SmF
*、SmG*となるような温度状態に保持する為、
必要に応じて素子をヒーターが埋め込まれた銅ブ
ロツク等により支持することができる。
When constructing an element using these materials,
The liquid crystal compound is SmC*, SmH*, SmI*, SmF
In order to maintain the temperature state such that *, SmG *,
If necessary, the element can be supported by a copper block or the like in which a heater is embedded.

第1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。11aと11bは、In2O3
SnO2やITO(インジウム−テイン−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12がガラス面に垂直
になるよう配向したSmC*相の液晶が封入され
ている。太線で示した線13が液晶分子を表わし
ており、この液晶分子13は、その分子に直交し
た方向に双極子モーメント(P⊥)14を有して
いる。基板11aと11b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13のらせ
ん構造がほどけ、双極子モーメント(P⊥)14
はすべて電界方向に向くよう、液晶分子13の配
向方向を変えることができる。液晶分子13は細
長い形状を有しており、その長軸方向と短軸方向
で屈折率異方性を示し、従つ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、電圧印加極性によつて光学特性
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。この際、本発明では強誘電性液晶と
して、負の誘電異方性をもつ液晶を用い、交流バ
イアスを印加することによつて双安定性を付与す
ることができる。さらに液晶セルの厚さを充分に
薄くした場合(例えば1μ)には、第2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(非らせん構造)、その双極
子モーメントP又はP′は上向き24a又は下向き
24bのどちらかの配向状態をとる。このような
セルに第2図に示す如く一定の閾値以上の極性の
異る電界EaはEbを付与すると、双極子モーメン
ト電界Ea又はEbの電界ベクトルに対応して上向
き24a又は下向き24bと向きを変え、それに
応じて液晶分子は第1の安定状態23a(明状態)
か或いは第2の安定状態23b(暗状態)の何れ
か一方に配向する。
FIG. 1 schematically depicts an example of a ferroelectric liquid crystal cell. 11a and 11b are In 2 O 3 ,
SnO 2 and ITO (indium-tein-oxide)
It is a substrate (glass plate) coated with transparent electrodes such as, etc., and SmC* phase liquid crystal with a liquid crystal molecular layer 12 oriented perpendicular to the glass surface is sealed between the substrates (glass plates). A thick line 13 represents a liquid crystal molecule, and this liquid crystal molecule 13 has a dipole moment (P⊥) 14 in a direction perpendicular to the molecule. When a voltage higher than a certain threshold is applied between the electrodes on the substrates 11a and 11b, the helical structure of the liquid crystal molecules 13 is unraveled, and the dipole moment (P⊥) 14
The alignment direction of the liquid crystal molecules 13 can be changed so that they all face in the direction of the electric field. The liquid crystal molecules 13 have an elongated shape and exhibit refractive index anisotropy in the long axis direction and the short axis direction. Therefore, for example, polarizers arranged in a crossed nicol position can be placed above and below the glass surface. For example, it is easily understood that the liquid crystal optical modulation element is a liquid crystal optical modulation element whose optical characteristics change depending on the polarity of applied voltage. At this time, in the present invention, bistability can be imparted by using a liquid crystal having negative dielectric anisotropy as the ferroelectric liquid crystal and applying an alternating current bias. Furthermore, when the thickness of the liquid crystal cell is made sufficiently thin (for example, 1μ), the helical structure of the liquid crystal molecules unwinds (non-helical structure) even when no electric field is applied, as shown in Figure 2, and its dipole The moment P or P' is oriented either upward 24a or downward 24b. When an electric field Ea or Eb of different polarity above a certain threshold is applied to such a cell as shown in FIG. The liquid crystal molecules change accordingly to the first stable state 23a (bright state).
or the second stable state 23b (dark state).

この様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性
を有することである。第2の点を例えば第2図に
よつて説明すると、電界Eaを印加すると液晶分
子は第1の安定状態23aに配向するが、この状
態は電界を切つてもこの第1の安定状態23aが
維持され、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23bに配向してその
分子の向きを変えるが、やはり電界を切つてもこ
の状態に保ち、それぞれの安定状態でメモリー機
能を有している。又、与える電界Eaが一定の閾
値を越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。この種の強誘電
性液晶を用いたマトリクス電極構造を有する液晶
−電気光学装置は、例えばクラークとラガバルに
より、米国特許第4367924号明細書で提案されて
いる。
There are two advantages to using such a ferroelectric liquid crystal as an optical modulation element. Firstly, the response speed is extremely fast, and secondly, the alignment of liquid crystal molecules has bistability. To explain the second point with reference to FIG. 2, for example, when an electric field Ea is applied, the liquid crystal molecules are oriented in a first stable state 23a, and even when the electric field is turned off, the liquid crystal molecules remain in the first stable state 23a. When a maintained and opposite electric field Eb is applied,
The liquid crystal molecules are aligned in the second stable state 23b and change their orientation, but they remain in this state even when the electric field is turned off, and each stable state has a memory function. Further, each orientation state is maintained as long as the applied electric field Ea does not exceed a certain threshold value. In order to effectively realize such fast response speed and bistability, it is preferable for the cell to be as thin as possible, and generally from 0.5μ to
20μ, especially 1μ to 5μ is suitable. A liquid crystal-electro-optical device having a matrix electrode structure using this type of ferroelectric liquid crystal has been proposed, for example, by Clark and Ragabal in US Pat. No. 4,367,924.

第3図は、本実施例の液晶デイスプレイ駆動制
御回路図である。
FIG. 3 is a liquid crystal display drive control circuit diagram of this embodiment.

図においてDSPは液晶デイスプレイユニツト
でA11,A12,…,A44は夫々の画素を示す。M
1,M2,M3はフレームメモリで、夫々4×4
=16ビツトのメモリ容量を有する。メモリM1,
M2,M3はデータバスDBからデータが送ら
れ、コントロールバスCBにより書込/読出及び
アドレスが制御される。
In the figure, DSP is a liquid crystal display unit, and A 11 , A 12 , . . . , A 44 indicate each pixel. M
1, M2, and M3 are frame memories, each 4×4
= has a memory capacity of 16 bits. Memory M1,
Data is sent to M2 and M3 from the data bus DB, and write/read and address are controlled by the control bus CB.

FCはフイールド切換信号、DCはそのデコー
ダ、MPXはメモリM1,M2,M3の出力のう
ち1つを選択するマルチプレクサ、MMは単安定
マルチバイブレータ、GTはゲート信号、FGは
クロツク発振器、CKはクロツク信号、ANDはア
ンドゲート、Fは行走査クロツク信号、CNTは
カウンタ、SRは直列入力並列入力シフトレジス
タ、DR1〜DR4は列駆動回路、DR5〜DR8
は行駆動回路である。
FC is a field switching signal, DC is its decoder, MPX is a multiplexer that selects one of the outputs of memories M1, M2, and M3, MM is a monostable multivibrator, GT is a gate signal, FG is a clock oscillator, and CK is a clock. signal, AND is an AND gate, F is a row scanning clock signal, CNT is a counter, SR is a serial input parallel input shift register, DR1 to DR4 are column drive circuits, DR5 to DR8
is the row driving circuit.

以下、第3図の回路の動作を第4図〜第6図を
参照して説明する。
The operation of the circuit shown in FIG. 3 will be explained below with reference to FIGS. 4 to 6.

第4図は1フレーム(映像画像の1画面を形成
する期間)における各画素の階調データであり、
各階調データの最上位ビツトMSBはメモリM3
に、中位ビツトはメモリM2に、最下位ビツト
LSBはメモリM1に夫々データバスを介して入
力される。
FIG. 4 shows the gradation data of each pixel in one frame (a period forming one screen of a video image),
The most significant bit MSB of each gradation data is stored in memory M3.
Then, the middle bit is stored in memory M2, and the least significant bit is stored in memory M2.
The LSBs are respectively input to the memory M1 via the data bus.

そして時刻t1でフイールド切換信号FCが発生
するとデコーダDCはマルチプレクサMPXをメモ
リM1からのデータを選択する様セツトする。同
時にFCは単安定マルチバイブレータMMに入力
されゲート信号GTを発生し、アンドゲート
ANDを開きクロツク信号CKの4つのクロツクを
行走査信号FとしてカウンタCNTに出力する。
カウンタCNTは第1のクロツクでドライバDR5
をオン状態にする。この時シフトレジスタSRに
はメモリM1の第1行のデータが入力されてお
り、ドライバDR4のみがオン状態となつてい
る。従つて、液晶画素A13のみが暗レベルに設定
され、他の液晶画素A11,A12,A14は明レベルに
設定される。そして行走査信号Fはメモリ行切換
信号として付図示のコントローラに入力されメモ
リM1からは次の第2行のデータがシフトレジス
タSRに入力され次の行走査信号FでドライバDR
6がオンとなり、同時にシフトレジスタSRから
M1の第2桁のデータが夫々ドライバDR1〜
DR4に入力される。この時ドライバDR2,DR
3,DR4がオンとなり、画素A22,A23,A24
暗レベルに設定され、A21は明レベルに設定され
る。第3行、第4行についても以上の動作を繰り
返す。
When the field switching signal FC is generated at time t1 , the decoder DC sets the multiplexer MPX to select data from the memory M1. At the same time, FC is input to monostable multivibrator MM, which generates gate signal GT, and gates
Open the AND and output the four clocks of the clock signal CK as the row scanning signal F to the counter CNT.
Counter CNT is clocked by driver DR5 at the first clock.
Turn on. At this time, the data of the first row of the memory M1 is input to the shift register SR, and only the driver DR4 is in the on state. Therefore, only the liquid crystal pixel A 13 is set to the dark level, and the other liquid crystal pixels A 11 , A 12 , and A 14 are set to the bright level. Then, the row scanning signal F is input as a memory row switching signal to the controller shown in the attached figure, and the next second row data from the memory M1 is input to the shift register SR.
6 is turned on, and at the same time, the data of the second digit of M1 is transferred from the shift register SR to drivers DR1 to DR1, respectively.
Input to DR4. At this time, drivers DR2 and DR
3, DR4 is turned on, pixels A 22 , A 23 , and A 24 are set to dark level, and A 21 is set to bright level. The above operation is repeated for the third and fourth rows.

第4行を選択する4番目の行走査信号Fがカウ
ンタCNTに入力されると、カウンタCNTはメモ
リ切換要求信号MCを不図示のコントローラに出
力し、メモリはM2に切換えられ、第2フイール
ドに移る。この時、第1フイールドで明又は暗状
態に設定された各液晶画素は、前述の第1図及び
第2図、特に第2図に示す非らせん構造の強誘電
性液晶がメモリ機能を有しているので、その状態
を維持している。
When the fourth row scanning signal F for selecting the fourth row is input to the counter CNT, the counter CNT outputs a memory switching request signal MC to a controller (not shown), and the memory is switched to M2, and the second field is Move. At this time, each liquid crystal pixel set in the bright or dark state in the first field has a memory function, and the ferroelectric liquid crystal with a non-helical structure shown in FIGS. Therefore, the state is maintained.

第2フイールドも同様にフイールド切換信号
FCによりマルチプレクサMPXがメモリM2から
のデータを選択し、ゲート信号GTにより行走査
信号FがカウンタCNT及びシフトレジスタSRに
入力される。そして第1フイールドと同じ周期で
行走査が行なわれ、各液晶画素を暗状態若しくは
明状態に設定される。第3フイールドについても
同様である。
Similarly, the second field is also a field switching signal.
FC causes multiplexer MPX to select data from memory M2, and gate signal GT causes row scanning signal F to be input to counter CNT and shift register SR. Then, row scanning is performed at the same period as the first field, and each liquid crystal pixel is set to a dark state or a bright state. The same applies to the third field.

本実施例においては第1、第2、第3フイール
ド期間の比を各ビツトの重みづけと同じく1:
2:4に設定している。従つて例えば画素A11
階調データは第5図に示す如く2であるが、この
場合は第2フイールド期間のみ暗レベルとなり、
1フレーム期間の2/7が暗状態となる。又、画素
A24の階調データは5であるが、この場合は第1
及び第3フイールド期間が暗レベルとなり、第2
フイールド期間は明レベルに維持され、1フレー
ム期間の5/7が暗状態となる。又、画素A42の階
調データは7であり、この時全てのフイールド期
間暗状態が維持される。つまり本実施例において
は8階調の中間調表現が可能である。
In this embodiment, the ratio of the first, second, and third field periods is 1: the same as the weighting of each bit.
It is set to 2:4. Therefore, for example, the gradation data of pixel A11 is 2 as shown in FIG. 5, but in this case, it is at the dark level only during the second field period,
2/7 of one frame period is in a dark state. Also, pixels
The gradation data of A 24 is 5, but in this case, the first
and the third field period becomes the dark level, and the second field period becomes the dark level.
The field period is maintained at a bright level, and 5/7 of one frame period is in a dark state. Furthermore, the gradation data of pixel A42 is 7, and at this time, the dark state is maintained during all field periods. In other words, in this embodiment, it is possible to express eight gray levels.

この様にしてフレーム内の表示時間の割合、即
ち表示デユーテイを制御することにより、見かけ
上の中間調を表現することが可能となる。第3フ
イールドが終了し、1フレームが終ると、メモリ
M1〜M3のデータはコントロールバスCB及び
データバスDBにより書き換えられ、次のフレー
ムのデータがメモリに記憶される。
By controlling the display time ratio within a frame, that is, the display duty, in this manner, it becomes possible to express an apparent halftone. When the third field ends and one frame ends, the data in the memories M1 to M3 are rewritten by the control bus CB and data bus DB, and the data of the next frame is stored in the memory.

尚、本実施例においては1フレームを3つのフ
イールドに分けたが、2つ以上の複数フイールド
に分ければ中間調の表示は可能である。又、デー
タビツトと同じ重み付けで各フイールド期間を変
倍量で決めたが、等分割によつて等倍量とするこ
とも可能である。しかしながら、この場合には階
調データをデコードする必要がある。
Although one frame is divided into three fields in this embodiment, it is possible to display halftones by dividing it into two or more fields. Also, although each field period is determined by the amount of scaling with the same weighting as the data bits, it is also possible to make the amount of scaling equal by dividing it equally. However, in this case, it is necessary to decode the gradation data.

第7図aとbはそれぞれ走査線B1,B2,B3
B4に印加する電気信号を示し、第7図aは走査
時の信号変形で、第7図bは非走査時の信号波形
を表わしている。
FIGS. 7a and 7b are scan lines B 1 , B 2 , B 3 ,
The electrical signals applied to B4 are shown, with FIG. 7a showing the signal deformation during scanning, and FIG. 7b showing the signal waveform during non-scanning.

第7図cとdは、それぞれデータ線D1,D2
D3,D4に印加する映像画像信号を示し、第7図
cは双安定性の強誘電性液晶を有する画素を例え
ば「明」状態に制御する信号波形を、第7図dは
「暗」状態に制御する信号波形を表わしている。
すなわち、双安定性を有する液晶セルの第1の安
定状態を与えるための閾値電圧をVth1(明状態を
与えるための閾値)とし、第2の安定状態を与え
るための閾値電圧を−Vth2(暗状態を与えるため
の閾値)とすると、第7図aに示す走査信号は図
示する如く位相(時間)t1ではV1を、位相(時
間)t2では、−Vとなる交番する電圧で、この交
番電圧を走査信号として印加すると、光学的
「明」あるいは「暗」状態に相当する液晶の第1
あるいは第2の安定状態間での状態変化を、速や
かに起させることができるという重要な効果が得
られる。
Figures 7c and d are data lines D 1 , D 2 ,
The video image signals applied to D 3 and D 4 are shown, and FIG. 7 c shows a signal waveform for controlling a pixel having a bistable ferroelectric liquid crystal to, for example, a "bright" state, and FIG. ” represents the signal waveform that controls the state.
That is, the threshold voltage for providing the first stable state of a liquid crystal cell having bistability is Vth 1 (threshold for providing the bright state), and the threshold voltage for providing the second stable state is −Vth 2 (threshold value for giving a dark state), the scanning signal shown in FIG . When this alternating voltage is applied as a scanning signal, the first phase of the liquid crystal corresponding to the optical "bright" or "dark" state is
Alternatively, an important effect can be obtained in that a state change between the second stable states can be caused quickly.

一方、走査信号が印加されていない走査線は、
第7図bに示す如くアース状態となつており、電
気信号0である。
On the other hand, the scanning line to which no scanning signal is applied is
As shown in FIG. 7b, it is in a grounded state and the electrical signal is 0.

以上に於いて各々の電圧値は、以下の関係を満
足する所望の値に設定される。
In the above, each voltage value is set to a desired value that satisfies the following relationship.

V2,(V1−V2)<Vth1<V1+V2および −(V1+V2)<−Vth2<−V2,−(V1−V2) このような電気信号が与えられたときの画素に
印加される電圧波形を第8図に示す。
V 2 , (V 1 −V 2 )<Vth 1 <V 1 +V 2 and −(V 1 +V 2 )<−Vth 2 <−V 2 , −(V 1 −V 2 ). FIG. 8 shows the voltage waveform applied to the pixel when the voltage is applied to the pixel.

第8図a〜dより明らかな如く、第7図aに示
す走査信号が印加された走査線上の画素では、位
相t2で閾値走査線上にあつて、第7図cの画像信
号が同期して印加された画素では、位相t2に於い
て、閾値Vth1を越える電圧V1+V2が印加される
(第8図aに示す)。又、同一走査線上に存在する
し、第7図dの画像信号が同期して印加された画
素では位相t1に於いて閾値−Vth2を越える電圧−
(V1+V2)が印加される(第8図bに示す)。従
つて走査信号が印加された走査線上に於いて、デ
ータ線にV2か又は−V2の印加に応じて、液晶分
子は第1の安定状態に配向を揃えて明状態を形成
するか、又は第2の安定状態に配向を揃えること
によつて暗状態を形成することができる。いずれ
にしても各画素の前歴には関係することはない。
As is clear from FIGS. 8a to 8d, the pixels on the scanning line to which the scanning signal shown in FIG. 7a is applied are on the threshold scanning line at phase t2 , and the image signal in FIG. 7c is synchronized. At phase t 2 , a voltage V 1 +V 2 exceeding the threshold value Vth 1 is applied to the pixel to which the voltage is applied (as shown in FIG. 8a). Furthermore, in the pixels that exist on the same scanning line and to which the image signals of FIG .
(V 1 +V 2 ) is applied (as shown in FIG. 8b). Therefore, on the scanning line to which the scanning signal is applied, in response to the application of V 2 or -V 2 to the data line, the liquid crystal molecules align to the first stable state and form a bright state, or Alternatively, a dark state can be formed by aligning the orientation to a second stable state. In any case, it has nothing to do with the previous history of each pixel.

一方、第7図bに示す走査信号が印加されてい
ない走査線上の画素に印加される電圧波形は、第
8図cとdによつて示されている様にV2か−V2
であつて、閾値電圧を越えていない。従つて、こ
の走査線上の各画素における液晶分子は、配向状
態を変えることなく、前の階段で書込まれた情報
がそのまま維持される。すなわち、走査線に走査
信号が印加されたときに、その1ライン分の信号
の書込みが行われ、1フレーム期間又は1フイー
ルド期間中、次の走査信号が印加されるまでの間
は、その信号状態を保持することができる。
On the other hand, the voltage waveform applied to the pixels on the scanning line to which the scanning signal shown in FIG. 7b is not applied is V 2 or -V 2 as shown in FIGS. 8c and d.
and does not exceed the threshold voltage. Therefore, the liquid crystal molecules in each pixel on this scanning line maintain the information written in the previous step without changing their alignment state. That is, when a scanning signal is applied to a scanning line, the signal for one line is written, and that signal is written during one frame period or one field period until the next scanning signal is applied. state can be maintained.

従つて、走査線数が増えても、実質的なデユー
テイー比はかわらず、コントラストの低下は全く
生じない。この際に、V1及びV2の値、ならびに
位相(t1+t2)=Tの値としては、用いられる液
晶材料やセルの厚さにも依存するが、通常3ボル
ト〜70ボルトで、0.1μsec〜2msecの範囲が用い
られる。ここで、本発明の方法では、走査信号が
印加された走査線に与えられる電気信号が、第1
の安定状態(光信号に変換されたとき「明」であ
るとする)から第2の安定状態(光信号に変換さ
れたとき「暗」状態であるとする)へ、又はその
逆へのいずれの変化をも起し易くするために、走
査信号が印加された走査線には、例えば+V1
ら−V1へと、交番する電圧信号を与えることを
重要な特徴とする。又、データ線に与えられる電
圧は、明又は暗の状態を指定すべく、互いに異な
る電圧としている。
Therefore, even if the number of scanning lines increases, the actual duty ratio remains unchanged and the contrast does not deteriorate at all. At this time, the values of V 1 and V 2 and the value of phase (t 1 + t 2 )=T depend on the liquid crystal material used and the thickness of the cell, but are usually 3 volts to 70 volts. A range of 0.1 μsec to 2 msec is used. Here, in the method of the present invention, the electrical signal applied to the scanning line to which the scanning signal is applied is the first
from a stable state (supposed to be "bright" when converted to an optical signal) to a second stable state (supposed to be "dark" state when converted to an optical signal), or vice versa. In order to facilitate this change, an important feature is that the scanning line to which the scanning signal is applied is given an alternating voltage signal, for example from +V 1 to -V 1 . Further, the voltages applied to the data lines are set to be different voltages to specify a bright or dark state.

この駆動例では、好ましくは選択点において第
1および第2の安定状態に配向する電圧VON1
よびVON2ならびに非選択点に於いて印加する電
圧VOFFの値をそれぞれ平均的な閾値電圧Vth1
よびVth2からできるだけ離間して設定するのが
好ましい。そして素子間でのバラツキ、或いは素
子内でのバラツキを考慮した場合、|VOFF|の値
に対して、|VON1|、および|VON2|の値が2倍
以上であることが、安定性を得る上で好ましいこ
とが確認された。また、このような電圧印加条件
を、2つの安定状態間での状態変化を速やかに達
成できる。第8図で説明した駆動方法において実
現する場合には、走査信号が印加された走査線
と、選択されないデータ線とによつて、情報なし
に対応する画素に印加される電圧(第8図b)の
位相t2における電圧値|V1−V2|の値も、非選
択画素に印加される電圧VOFFと同様に、VON1の値
から充分に離間して特にVON1の1/1.2以下に設定
するのが好ましい。したがつて、第8図の例に対
応して言えば 1<|V1(t)|/|V2|<10 がそのための条件になる。
In this driving example, preferably, the values of the voltages V ON1 and V ON2 oriented in the first and second stable states at the selected point and the voltage V OFF applied at the non-selected point are set to the average threshold voltage Vth 1 It is preferable to set it as far away from Vth 2 as possible. When considering variations between elements or within an element, it is stable if the values of |V ON1 | and |V ON2 | are more than twice the value of |V OFF |. It was confirmed that this method is advantageous in terms of obtaining sexual characteristics. Further, under such voltage application conditions, a state change between two stable states can be quickly achieved. When realized using the driving method explained in FIG. 8, the voltage applied to the corresponding pixel without information (b ) at phase t 2 |V 1 −V 2 |, similarly to the voltage V OFF applied to non-selected pixels, is sufficiently spaced from the value of V ON1 , especially 1/1.2 of V ON1 . It is preferable to set the following. Therefore, corresponding to the example of FIG. 8, the condition is 1<|V 1 (t)|/|V 2 |<10.

更に一般的に述べるならば、各画素への印加電
圧ならびに各電極に与える電気信号は、対象的で
ある必要も、階段状である必要もない。このよう
な場合も含めて一般的に表わすために、位相t1
t2内での走査線に加えられる電気信号(アース電
位との差による電圧)の最大値をV1(t)max、
最小値をV1(t)minとし、また選択されたデー
タ線に印加される情報有に対応する電気信号を
V2、選択されないデータ線に印加される情報無
に対応する電気信号(いずれもアース電位との差
による電圧)をV2′とするとき、以下の条件が満
足されることが安定な駆動のために好ましい。
More generally speaking, the voltage applied to each pixel and the electrical signal applied to each electrode need not be symmetrical or stepped. In order to express it generally, including this case, the phase t 1 +
The maximum value of the electrical signal (voltage due to the difference from ground potential) applied to the scanning line within t 2 is V 1 (t)max,
The minimum value is V 1 (t)min, and the electric signal corresponding to the presence of information applied to the selected data line is
When V 2 is the electrical signal corresponding to no information applied to the unselected data line (both are voltages due to the difference from the ground potential), V 2 ' is required for stable drive to satisfy the following conditions. preferred for.

1<|V1(t)max|/|V2|<10 1<|V1(t)min|/|V2|<10 1<|V1(t)max|/|V2′|<10 および 1<|V1(t)min|/|V2′|<10 第8図で説明した実施例に基づいて、走査線に
加えられる電気信号V1とデータ線に加えられる
電気信号±V2の比率を変えた場合の、選択点
(選択データ線と選択あるいは非選択走査線との
間)に印加される最大電圧|V1+V2|と、非選
択点(非選択データ線と選択あるいは非選択走査
線との間)に印加される電圧|V2|、および選
択点において、例えば第3図B−aの位相t1(あ
るいは第3図B−bの位相t2)印加される電圧|
V2+V1|(いずれも絶対値で表示する)との比率
をグラフに表わしたのが第9図である。このグラ
フより分るように比k=|V1/V2|の値は1<
K、特に1<K<10の範囲とすることが好まし
い。
1<|V 1 (t)max|/|V 2 |<10 1<|V 1 (t)min|/|V 2 |<10 1<|V 1 (t)max|/|V 2 ′| <10 and 1<|V 1 (t)min|/|V 2 '|<10 Based on the embodiment described in FIG. 8, the electrical signal V 1 applied to the scan line and the electrical signal applied to the data line When the ratio of ±V 2 is changed, the maximum voltage |V 1 +V 2 | applied to the selected point (between the selected data line and the selected or unselected scanning line) and the unselected point (unselected data line) and the selected or unselected scan line), and at the selected point, e.g. phase t 1 in FIG. 3B -a (or phase t 2 in FIG. 3B-b) Applied voltage |
FIG. 9 is a graph showing the ratio of V 2 +V 1 | (all expressed as absolute values). As can be seen from this graph, the value of the ratio k=|V 1 /V 2 | is 1<
K, particularly preferably in the range 1<K<10.

第10図及び第11図は、本発明における別の
駆動例を表わしている。第10図aは走査線に印
加する走査信号を、第10図bは走査線に印加す
る非走査時の信号を示しており、第10図cとd
は走査信号が印加された走査線上の画素をそれぞ
れ明状態及び暗状態に書込む情報信号(明信号及
び暗信号に対応)を示している。従つて、第11
図aは走査信号が印加された走査線上の画素のう
ち第10図cの書込信号が印加された画素の電圧
波形を、第11図bはこの走査線上の画素のうち
第10図dの信号が印加された画素の電圧波形を
表わしている。又、第11図cとdは非走査時の
走査線上の画素のうち、それぞれ第10図cとd
の信号が印加された時の電圧波形を表わしてい
る。
FIGS. 10 and 11 show another example of driving according to the present invention. Figure 10a shows the scanning signal applied to the scanning line, Figure 10b shows the signal applied to the scanning line during non-scanning, and Figures 10c and d.
denotes an information signal (corresponding to a bright signal and a dark signal) for writing pixels on a scanning line to which a scanning signal is applied into a bright state and a dark state, respectively. Therefore, the 11th
Figure a shows the voltage waveform of the pixel on the scanning line to which the write signal of Figure 10 c is applied, and Figure 11 b shows the voltage waveform of the pixel of Figure 10 d among the pixels on this scanning line. It represents the voltage waveform of a pixel to which a signal is applied. Also, Figures 11c and d are pixels in Figure 10c and d, respectively, of the pixels on the scanning line during non-scanning.
This shows the voltage waveform when the signal is applied.

この駆動例に於て、電圧値VはVth1<2Vと−
V>−Vth2>−2Vを満足する所望の値に設定す
ることにより、前述したとおり走査信号の走査時
に書込まれた1ライン分の情報は、次の走査信号
が印加されるまでの間保持される。
In this driving example, the voltage value V is Vth 1 < 2V and -
By setting V>-Vth 2 to a desired value that satisfies 2 >-2V, as mentioned above, one line of information written during scanning of the scanning signal will be retained until the next scanning signal is applied. Retained.

第12図及び第13図は、前述の第10図及び
第11図に示した駆動例の変形実施例を示してい
る。第12図aとbは走査線に印加する信号波形
を、第12図cとdはデータ線に印加する信号波
形を表わし、第13図aとbは走査信号が印加さ
れた走査線上の画素に印加される電圧波形を、第
13図cとdは走査信号が非走査時の走査線上に
おける画素に印加される電圧波形を表わしてい
る。
FIGS. 12 and 13 show modified embodiments of the drive example shown in FIGS. 10 and 11 described above. Figures 12a and b show the signal waveforms applied to the scanning line, Figures 12c and d show the signal waveforms applied to the data line, and Figures 13a and b show the pixels on the scanning line to which the scanning signal is applied. 13c and d show the voltage waveforms applied to the pixels on the scanning line when the scanning signal is not scanning.

以上の第7図、第8図、と第10図〜第13図
に示す駆動例を第6図に示すタイムチヤートに採
用することによつて、階調性を有する映像画像を
形成又は表示することができる。又、本発明では
各画素にカラーフイルターを例えばストライプ形
状あるいはモザイク形状に配置して、双安定性を
有する液晶素子を作成し、この素子に前述の駆動
法によつて駆動すると、階調性のカラー映像を表
示することができる。
By adopting the driving examples shown in FIGS. 7, 8, and 10 to 13 to the time chart shown in FIG. 6, a video image having gradation can be formed or displayed. be able to. Furthermore, in the present invention, a bistable liquid crystal element is created by arranging color filters in each pixel, for example, in a stripe shape or a mosaic shape, and when this element is driven by the above-described driving method, gradation changes can be achieved. Can display color images.

従つて、本発明の方法は階調性を有するモノク
ロ又はカラー映像を表示する液晶テレビジヨン、
特に従来のCRTカラーテレビジヨンに比べはる
かに小型軽量の液晶ポケツトカラーテレビジヨン
に適用することができる。
Therefore, the method of the present invention is applicable to liquid crystal televisions that display monochrome or color images with gradation;
In particular, it can be applied to LCD pocket color televisions, which are much smaller and lighter than conventional CRT color televisions.

又、本発明の方法では例えば1フレーム期間を
1/30秒(sec)と設定した上で、第6図に示す第
1フイールドを1/210秒(sec)として、8階調の
表示を行なう表示パネルの場合、前述した様に強
誘電性液晶の応答速度を0.1μsec程度とすること
ができるので、表示パネルにおける走査線数を1
×107/210本(約4750本)まで配線することが可
能であるので、高密度画素をもつ多階調表示が可
能となり、又、走査線の配線数を通常のテレビジ
ヨンの走査線数並の数100本程度とすれば、前述
の8階調よりさらに多階調の表示が可能となる。
Further, in the method of the present invention, for example, one frame period is set to 1/30 second (sec), and the first field shown in FIG. 6 is set to 1/210 second (sec), and 8 gray scales are displayed. In the case of display panels, as mentioned above, the response speed of ferroelectric liquid crystal can be set to about 0.1 μsec, so the number of scanning lines in the display panel can be reduced to 1.
Since it is possible to wire up to ×10 7 /210 lines (approximately 4750 lines), multi-gradation display with high density pixels is possible, and the number of scanning line lines can be reduced to the number of scanning lines of normal television. If the number of lines is about 100, it becomes possible to display more gradations than the above-mentioned 8 gradations.

次に、前述した階調表示を行なう駆動法をデイ
スプレイ装置に適用した場合の実際に生じ得る問
題点について考えてみる。第14図に於て、走査
電極S1〜S5…と信号電極I1〜I5…の交点で形成す
る画素のうち、斜線部の画素は「明」状態に、白
地で示した画素は「暗」状態に対応するものとす
る。今、第14図中の信号電極I1上の表示に注目
すると、走査電極S1に対応する画素Aでは「明」
状態であり、それ以外の画素Bはすべて「暗」状
態である。この場合の駆動法の一実施例として、
走査信号と信号電極I1に与えられる情報信号及び
画素Aに印加される電圧を時系列的に表したもの
が第15図である。
Next, let us consider the problems that may actually arise when the above-described driving method for performing gradation display is applied to a display device. In FIG. 14, among the pixels formed at the intersections of the scanning electrodes S 1 to S 5 ... and the signal electrodes I 1 to I 5 ..., the pixels in the shaded area are in the "bright" state, and the pixels shown in white are in the "bright" state. It corresponds to the "dark" state. Now, if we pay attention to the display on the signal electrode I 1 in FIG.
All other pixels B are in the "dark" state. As an example of the driving method in this case,
FIG. 15 shows a time series representation of the scanning signal, the information signal applied to the signal electrode I1 , and the voltage applied to the pixel A.

例えば第15図のようにして、駆動した場合、
走査信号S1が走査されたとき、時間t2に於て画素
Aには、閾値Vth2と越える電圧3Vが印加される
ため、前歴に関係なく、画素Aは一方向の安定状
態、即ち「明」状態に転移(スイツチ)する。そ
の後は、S2〜S5…が走査される間は第15図に示
される如く−Vの電圧が印加され続けるが、これ
は閾値−Vth1を越えないため、画素Aは「明」
状態を保ち得るはずであるが、実際にはこのよう
に1つの信号電極上で一方の信号(今の場合
「暗」に対応)が与えられ続けるような情報の表
示を行う場合には、走査線数が極めて多く、しか
も高速駆動が求められるときには問題が生じ得る
ことを次のデータで示す。
For example, when driven as shown in Figure 15,
When the scanning signal S1 is scanned, a voltage of 3V exceeding the threshold value Vth2 is applied to the pixel A at time t2 , so the pixel A is in a stable state in one direction, regardless of the previous history. Transition (switch) to a bright state. After that, while S 2 to S 5 . . . are being scanned, the voltage of -V continues to be applied as shown in FIG .
However, in reality, when displaying information in which one signal (corresponding to "dark" in this case) continues to be given on one signal electrode, scanning The following data shows that problems can occur when the number of lines is extremely large and high-speed driving is required.

第16図は、強誘電液晶材料として
DOBAMBC(第16図中の162)及び
HOBACPC(第16図中の161)を用いたとき
のスイツチングに要する電圧閾値Vthの印加時間
依存性をプロツトしたものである。いずれも、液
晶の厚さは1.6μで、温度は70℃にコントロールさ
れている。本実験の場合は、液晶を封入すべき両
側の基板には、ITOが蒸着されたガラス板であ
り、 Vth1Vth2(≡Vth)であつた。
Figure 16 shows the ferroelectric liquid crystal material.
DOBAMBC (162 in Figure 16) and
This is a plot of the application time dependence of the voltage threshold Vth required for switching when HOBACPC (161 in FIG. 16) is used. In both cases, the liquid crystal thickness is 1.6μ, and the temperature is controlled at 70℃. In the case of this experiment, the substrates on both sides in which the liquid crystal was to be sealed were glass plates on which ITO was vapor-deposited, and the voltage was Vth 1 Vth 2 (≡Vth).

第16図より明らかな如く、閾値Vthは印加時
間依存性を持つており、さらに印加時間が短い
程、急勾配になることが理解される。このことか
ら、第15図aに於いて実施した如き駆動方法を
とり、これを走査線数が極めて多く、しかも高速
で駆動する素子に適用した場合には、例えば画素
AはS1走査時に於て「明」状態にスイツチされて
もS2走査以降常に−Vの電圧が印加され続けるた
め、一画面の走査が終了する途中で画素Aが
「暗」状態に反転して前述した階調表示の駆動を
行なつた時に、その階調表示が良好なものとはな
らない危険性をもつていることがわかる。
As is clear from FIG. 16, the threshold value Vth is dependent on the application time, and it is understood that the shorter the application time, the steeper the slope becomes. From this, if the driving method as shown in FIG . Even if the pixel A is switched to the "bright" state, a voltage of -V continues to be applied after the S2 scan, so the pixel A is switched to the "dark" state during the completion of one screen scan, resulting in the above-mentioned gradation display. It can be seen that there is a risk that the gradation display will not be good when the drive is performed.

特に、電極上に前述の絶縁膜が形成されている
と、パルス印加時から電圧降下を生じ、パルス切
換時にこの電圧降下分の電圧が逆極性電圧となつ
て付加されることになる。この態様を第15図で
明らかにしている。すなわち、第15図のAで示
す波形では、位相t2で3Vの電圧が印加されず、
次第にαだけ電圧降下を生じ、この書込み信号を
切つた瞬間に−αだけ余計に印加され、前述の反
転現象を早める問題点を生じていた。
In particular, if the above-mentioned insulating film is formed on the electrode, a voltage drop will occur from the time of pulse application, and a voltage equivalent to this voltage drop will be applied as a reverse polarity voltage at the time of pulse switching. This aspect is made clear in FIG. That is, in the waveform shown by A in FIG. 15, a voltage of 3V is not applied at phase t2 ,
A voltage drop by α gradually occurs, and at the moment this write signal is cut off, an additional voltage of -α is applied, causing the problem of hastening the above-mentioned reversal phenomenon.

そこで、本発明者らは、液晶素子を構成してい
る双安定下にある強誘電性液晶について検討を試
みたところ、その液晶の体積抵抗率を1×
109Ω・cm以上、より代表的には1×109Ω・cm〜
1×1013Ω・cm、好ましくは1×1019Ω・cm〜1
×1013Ω・cm、特に好ましくは1×1011Ω・cm〜
1×1013Ω・cmに調整することによつて前述の反
転現象を防止し、一度書込まれた信号が次の書込
みまでの間、その書込み状態を保持することがで
きることを見い出した。
Therefore, the present inventors attempted to study the bistable ferroelectric liquid crystal that constitutes the liquid crystal element, and found that the volume resistivity of the liquid crystal was 1×
10 9 Ω・cm or more, more typically 1×10 9 Ω・cm ~
1×10 13 Ω・cm, preferably 1×10 19 Ω・cm ~ 1
×10 13 Ω・cm, particularly preferably 1 × 10 11 Ω・cm ~
It has been found that by adjusting the resistance to 1×10 13 Ω·cm, the above-mentioned inversion phenomenon can be prevented, and a signal once written can maintain its written state until the next writing.

一方、体積抵抗率を1×109Ω・cm以下にする
と電圧降下αが3V印加に対して3V/3程度とな
り、下述の実施例で明らかにする様に画面の途中
で表示が反転する。
On the other hand, when the volume resistivity is set to 1×10 9 Ω・cm or less, the voltage drop α becomes approximately 3V/3 when 3V is applied, and the display is reversed in the middle of the screen, as will be made clear in the example below. .

前述の体積抵抗率1×109Ω・cm以上の強誘電
性液晶を得る方法としては、例えばイオン吸着性
物質(Al2O3粒子;アルミナ粒子、シリカゲルな
ど)を強誘電性液晶に対して10〜30重量%の割合
で混入させ、これを数時間激しく撹拌した後、瀘
過する方法が用いられる。イオン吸着性物質は、
平均粒子サイズ10〜50μm程度の粒状物が好まし
い。
To obtain the aforementioned ferroelectric liquid crystal with a volume resistivity of 1×10 9 Ω・cm or more, for example, an ion-adsorbing substance (Al 2 O 3 particles; alumina particles, silica gel, etc.) is applied to the ferroelectric liquid crystal. A method is used in which the mixture is mixed in a proportion of 10 to 30% by weight, stirred vigorously for several hours, and then filtered. Ion-adsorbing substances are
Particulate materials with an average particle size of about 10 to 50 μm are preferred.

本明細書に記載の「体積抵抗率」は、第17図
に示す回路を用いて2周波法により矩形パルスを
印加して、次式からρ(体積抵抗率)を求めるこ
とによつて測定することができる。
The "volume resistivity" described in this specification is measured by applying a rectangular pulse using the two-frequency method using the circuit shown in FIG. 17, and calculating ρ (volume resistivity) from the following formula. be able to.

I=IC+IR=4f・C・V+V/R V:測定電圧 f:矩形波の周波数 IC:容量成分の電流値 IR:R成分の電流値 C:液晶の容量 R:液晶の抵抗(Ω) fを変えて、 I1=4f1・C・V+V/R I2=4f2・C・V+V/R p=RS/d d:液晶の膜厚(セルギヤツプ) s:電極面積 さらに、本発明の好ましい具体例では、液晶セ
ルを構成している対向電極のうち少なくとも一方
の電極に絶縁物質により形成した絶縁膜を設ける
ことができる。
I=I C +I R =4f・C・V+V/R V: Measurement voltage f: Rectangular wave frequency I C : Current value of capacitive component I R : Current value of R component C: Capacitance of liquid crystal R: Resistance of liquid crystal (Ω) By changing f, I 1 = 4f 1・C・V+V/R I 2 =4f 2・C・V+V/R p=RS/d d: Liquid crystal film thickness (cell gap) s: Electrode area In a preferred embodiment of the present invention, at least one of the opposing electrodes constituting the liquid crystal cell may be provided with an insulating film made of an insulating material.

この際に使用する絶縁物質としては、特に制限
されるものではないが、シリコン窒化物、水素を
含有するシリコン窒化物、シリコン炭化物、水素
を含有するシリコン窒化物、シリコン酸化物、硼
素窒化物、水素を含有する硼素窒化物、セリウム
酸化物、アルミニウム酸化物、ジルコニウム酸化
物、チタン酸化物やフツ化マグネシウムなどの無
機絶縁物質、あるいはポリビニルアルコール、ポ
リイミド、ポリアミドイミド、ポリエステルイミ
ド、ポリパラキシリレン、ポリエステル、ポリカ
ーボネート、ポリビニルアセタール、ポリ塩化ビ
ニル、ポリ酢酸ビニル、ポリアミド、ポリスチレ
ン、セルロース樹脂、メラニン樹脂、ユリヤ樹
脂、アクリル樹脂やフオトレジスト樹脂などの有
機絶縁物質が絶縁膜として使用される。これらの
絶縁膜の膜厚は5000〓以下、好ましくは100〓〜
5000〓、特に500〓〜3000〓が適している。
The insulating materials used in this case are not particularly limited, but include silicon nitride, hydrogen-containing silicon nitride, silicon carbide, hydrogen-containing silicon nitride, silicon oxide, boron nitride, Inorganic insulating materials containing hydrogen such as boron nitride, cerium oxide, aluminum oxide, zirconium oxide, titanium oxide and magnesium fluoride, or polyvinyl alcohol, polyimide, polyamideimide, polyesterimide, polyparaxylylene, Organic insulating materials such as polyester, polycarbonate, polyvinyl acetal, polyvinyl chloride, polyvinyl acetate, polyamide, polystyrene, cellulose resin, melanin resin, urea resin, acrylic resin, and photoresist resin are used as the insulating film. The film thickness of these insulating films is 5000〓 or less, preferably 100〓~
5000〓, especially 500〓~3000〓 is suitable.

又、これらの絶縁膜によつて形成される容量の
場合では、5.5×103PF/cm2以上となる様に設定す
ることによつて、前述の反転現象を一層有効に防
止することができる。その好ましい容量は、5.5
×103PF/cm2〜3.0×105PF/cm2の範囲で、特に十
分な絶縁性を保持する上で、9.0×103PF/cm2
5.5×104PF/cm2が適している。
In addition, in the case of the capacitance formed by these insulating films, the above-mentioned inversion phenomenon can be more effectively prevented by setting the capacitance to 5.5×10 3 PF/cm 2 or more. . Its preferred capacity is 5.5
×10 3 PF/cm 2 to 3.0 × 10 5 PF/cm 2 , especially in the range of 9.0 × 10 3 PF/cm 2 to maintain sufficient insulation.
5.5×10 4 PF/cm 2 is suitable.

以下、本発明を詳細な実施例に従つて説明す
る。
Hereinafter, the present invention will be explained according to detailed examples.

実施例 1 交差した帯状のITOで形成した対向マトリクス
電極のそれぞれに1000〓の膜厚を有するポリイミ
ド膜(ピロメリツト酸無水物と4,4′−ジアミノ
ジフエニルエーテルとの結合物からポリアミツク
酸樹脂の5wt%、N−メチルピロリドン溶液を塗
布し、250℃の温度で加熱閉環反応により形成し
た)を設け、このポリイミド膜の表面を互いに平
行になる様にラビングし、セル厚を1μしたセル
を作成した。
Example 1 A polyimide film (made of polyamic acid resin from a combination of pyromellitic anhydride and 4,4'-diaminodiphenyl ether) having a film thickness of 1000㎓ was applied to each of the opposing matrix electrodes formed of crossed strips of ITO. A 5wt% N-methylpyrrolidone solution was applied, and the polyimide film was formed by heating at a temperature of 250°C through a ring-closing reaction.The surfaces of this polyimide film were rubbed so that they were parallel to each other to create a cell with a cell thickness of 1μ. did.

次いで、キヤノン(株)内で調整したDOBAMBC
(デシロキシベンジリデン−P′−アミノ−2−メ
チルブチルシンナメート)重量部に対して0.3重
量部のアルミナ粒子(平均粒子サイズ30μ)を混
入し、等方相の温度下で約2時間に亘つて機械撹
拌を行なつた。この撹拌後の混合液を瀘過し、
DOBAMBCを瀘別した。このDOBAMBCを等
方相下で前述のセル中に真空注入法によつて注入
し、封口した。しかる後に、徐冷(5℃/時間)
によつてSmC*の液晶セルを作成した。この液
晶セルを用いて32Hzで10V及び64Hzで10Vの電圧
を印加した時の電流値を測定することによつて液
晶の体積抵抗率を求めたところ、3.7×109Ω・cm
であつた。
Next, DOBAMBC adjusted within Canon Inc.
(Desyloxybenzylidene-P'-amino-2-methylbutylcinnamate) 0.3 parts by weight of alumina particles (average particle size 30μ) were mixed in and heated at an isotropic phase temperature for about 2 hours. Mechanical stirring was performed. After this stirring, the mixed liquid is filtered,
I have filtered out DOBAMBC. This DOBAMBC was injected into the above-mentioned cell by a vacuum injection method under an isotropic phase, and the cell was sealed. After that, slow cooling (5℃/hour)
An SmC* liquid crystal cell was created using the following method. Using this liquid crystal cell, the volume resistivity of the liquid crystal was determined by measuring the current value when a voltage of 10V at 32Hz and 10V at 64Hz was applied, and it was found to be 3.7×10 9 Ω・cm
It was hot.

この液晶セルの両側にクロスニコルの偏光子と
検光子を配置し、この液晶素子を第3図に示す回
路に組み込み、第4図〜第6図の回路動作を行な
つた。この際、対向マトリクス電極間に第7図及
び第8図に示す波形の信号を印加した。この際、
走査信号は第4図aに示す+8ボルトと−8ボル
トの交番波形とし、書込み情報は、それぞれ+ボ
ルトと−4ボルトとした。
A crossed Nicol polarizer and an analyzer were arranged on both sides of this liquid crystal cell, and this liquid crystal element was incorporated into the circuit shown in FIG. 3, and the circuit operations shown in FIGS. 4 to 6 were carried out. At this time, signals having the waveforms shown in FIGS. 7 and 8 were applied between opposing matrix electrodes. On this occasion,
The scanning signal had an alternating waveform of +8 volts and -8 volts as shown in FIG. 4a, and the write information had +8 volts and -4 volts, respectively.

又、1フレーム期間を30m・secとした。 Moreover, one frame period was set to 30 m·sec.

この結果、この液晶素子は前述の階調表示駆動
を行なつても、階調表示状態は、正常であつた。
As a result, the gradation display state of this liquid crystal element was normal even when the above-mentioned gradation display driving was performed.

実施例 2 実施例1で用いたDOBAMBCに代えて、キヤ
ノン(株)内で調製したHOBACPC(ヘキシルオキシ
ベンジリデン−P′−アミノ−2−クロロプロピル
シンナメート)を用いたほかは、実施例1と同様
の方法で液晶セルを作成した。
Example 2 The same procedure as Example 1 was performed, except that HOBACPC (hexyloxybenzylidene-P'-amino-2-chloropropyl cinnamate) prepared within Canon Co., Ltd. was used in place of DOBAMBC used in Example 1. A liquid crystal cell was created in a similar manner.

この液晶セルにおける液晶の体積抵抗率を測定
したところ、1.6×1010Ω・cmであつた。さらに、
この液晶セルを実施例1と同様の方法で偏光子と
検光子を配置してから、同様の階調表示駆動を行
なつたところ、同様に良好な階調表示が得られ
た。
When the volume resistivity of the liquid crystal in this liquid crystal cell was measured, it was 1.6×10 10 Ω·cm. moreover,
When this liquid crystal cell was arranged with a polarizer and an analyzer in the same manner as in Example 1 and then driven for gradation display in the same manner, similarly good gradation display was obtained.

〔効 果〕〔effect〕

階調信号どおりの階調表示を行なうことができ
る。
It is possible to perform gradation display according to the gradation signal.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図及び第2図は、本発明の駆動法で用いる
液晶素子を模式的に示す斜視図である。第3図
は、本発明の駆動制御回路を表わす説明図であ
る。第4図及び第5図a〜dは、画素の階調デー
タの一実施例を表わす説明図である。第6図は、
本発明の駆動法で用いた時のタイムチヤートを表
わす説明図である。第7図a〜d、第10図a〜
d及び第12図a〜dは駆動時の信号波形を表わ
す説明図で、第8図a〜d、第11図a〜d及び
第13図a〜dは画素に印加される電圧波形を表
わす説明図である。第9図は、走査線に加えられ
る電気信号V1とデータ線に加えられる電気信号
±V2の比の絶対値kの変化による駆動安定性の
変化を示す説明図である。第14図は、本発明で
用いるマトリクス電極構造の平面図である。第1
5図は、本発明の液晶素子に印加される信号を表
わしたタイムチヤートの説明図である。第16図
は強誘電性液晶における閾値電圧に対する電圧印
加時間の依存性を表わす説明図である。第17図
は、液晶の体積抵抗率を測定する際に使用した回
路を表わす説明図である。
1 and 2 are perspective views schematically showing a liquid crystal element used in the driving method of the present invention. FIG. 3 is an explanatory diagram showing the drive control circuit of the present invention. FIGS. 4 and 5 a to 5 d are explanatory diagrams showing an example of pixel gradation data. Figure 6 shows
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a time chart when used in the driving method of the present invention. Figures 7a-d, Figures 10a-
d and FIGS. 12 a to d are explanatory diagrams showing signal waveforms during driving, and FIGS. 8 a to d, FIGS. 11 a to d, and FIGS. 13 a to d show voltage waveforms applied to pixels. It is an explanatory diagram. FIG. 9 is an explanatory diagram showing a change in drive stability due to a change in the absolute value k of the ratio of the electric signal V 1 applied to the scanning line and the electric signal ±V 2 applied to the data line. FIG. 14 is a plan view of the matrix electrode structure used in the present invention. 1st
FIG. 5 is an explanatory diagram of a time chart showing signals applied to the liquid crystal element of the present invention. FIG. 16 is an explanatory diagram showing the dependence of voltage application time on threshold voltage in a ferroelectric liquid crystal. FIG. 17 is an explanatory diagram showing a circuit used when measuring the volume resistivity of liquid crystal.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 a 間隔をおいて交差した走査線とデータ線
とで構成したマトリツクス電極、走査線又はデ
ータ線の上に設けた絶縁膜、及び走査線とデー
タ線との間に配置され、印加電圧の極性に応じ
て一方の配向状態と他方の配向状態の何れか一
方を生じ、体積抵抗率を1×109Ω・cm以上に
設定した強誘電性液晶を有し、走査線とデータ
線との交差部で画素を形成した表示パネル、 b 走査線を順次走査し、走査選択された走査線
に、一方及び他方極性パルスを有する走査選択
信号を印加し、 該走査選択信号が印加されている走査選択期
間中であつて、且つ該走査選択期間中の前記一
方極性パルスと同期して、該走査選択された走
査線上の画素に一方の配向状態又は他方の配向
状態を生じさせる第1の電圧を印加した後、続
けて該走査選択期間中の前記他方極性パルスと
同期して、該走査選択された走査線上の画素に
該第1の電圧に対して逆極性であつて、前記一
方極性パルスの期間での配向状態を保持させる
第2の電圧を印加する第1の手段、並びに c 複数回のフイールド走査で一フレーム走査を
行ない、フイールド単位で前記マトリツクス電
極の各画素を一方の配向状態及び他方の配向状
態の何れか一方に選択し、複数回のフイールド
走査での一方の配向状態及び他方の配向状態の
選択回数を階調データに応じて定める第2の手
段 を有する表示装置。
[Scope of Claims] 1 a. A matrix electrode composed of scanning lines and data lines intersecting at intervals, an insulating film provided on the scanning lines or data lines, and disposed between the scanning lines and the data lines. It has a ferroelectric liquid crystal that produces either one orientation state or the other orientation state depending on the polarity of the applied voltage, and has a volume resistivity of 1×10 9 Ω・cm or more, and has a scanning line. a display panel in which pixels are formed at the intersections of the and the data lines, b sequentially scanning the scanning lines, applying a scanning selection signal having one polarity pulse and the other polarity pulse to the selected scanning line; During the applied scan selection period and in synchronization with the one-polarity pulse during the scan selection period, causing pixels on the selected scan line to have one orientation state or the other orientation state. After applying the first voltage, in synchronization with the other polarity pulse during the scan selection period, the pixel on the selected scan line is applied with a voltage opposite in polarity to the first voltage, a first means for applying a second voltage that maintains the orientation state during the period of the one-polarity pulse; A display having a second means for selecting one of the orientation state and the other orientation state, and determining the number of selections of the one orientation state and the other orientation state in multiple field scans according to the gradation data. Device.
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