JPH0452924B2 - - Google Patents
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- JPH0452924B2 JPH0452924B2 JP59124514A JP12451484A JPH0452924B2 JP H0452924 B2 JPH0452924 B2 JP H0452924B2 JP 59124514 A JP59124514 A JP 59124514A JP 12451484 A JP12451484 A JP 12451484A JP H0452924 B2 JPH0452924 B2 JP H0452924B2
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Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は液晶を用いた光シヤツターアレイ、画
像表示装置等の駆動方法に関するものであり、さ
らに詳しくは双安定性液晶、特に強誘電性液晶を
アクテイブマトリツクス構成により駆動する方法
に関するものである。
像表示装置等の駆動方法に関するものであり、さ
らに詳しくは双安定性液晶、特に強誘電性液晶を
アクテイブマトリツクス構成により駆動する方法
に関するものである。
［従来の技術］
従来より、走査電極群と信号電極群をマトリク
ス状に構成し、その電極間に液晶化合物を充填
し、多数の画素を形成して画像或いは情報の表示
を行う液晶表示素子は、よく知られている。この
表示素子の駆動法としては、走査電極群に、順
次、周期的にアドレス信号を選択印加し、信号電
極群には所定の情報信号をアドレス信号と同期さ
せて並列的に選択印加する時分割駆動が採用され
ているが、この表示素子及びその駆動法は、以下
に述べる如き致命的とも言える大きな欠点を有し
ていた。
ス状に構成し、その電極間に液晶化合物を充填
し、多数の画素を形成して画像或いは情報の表示
を行う液晶表示素子は、よく知られている。この
表示素子の駆動法としては、走査電極群に、順
次、周期的にアドレス信号を選択印加し、信号電
極群には所定の情報信号をアドレス信号と同期さ
せて並列的に選択印加する時分割駆動が採用され
ているが、この表示素子及びその駆動法は、以下
に述べる如き致命的とも言える大きな欠点を有し
ていた。
即ち、画素密度を高く、或いは画面を大きくす
るのが難しいことである。従来の液晶の中で応答
速度が比較的高く、しかも消費電力が小さいこと
から、表示素子として実用に供されているのは殆
どが、例えば、M.SchadtとW.Helfrich著、
“Applied Physics Letters”、Vol.18，No.．４
（1971.2.15）、P.127〜128の“Voltage
Dependent Optical Activity of ａ Twisted
Nematic Liquid Crystal”に示されたTN
（twisted nematic）型の液晶を用いたものであ
り、この型の液晶は、無電界状態で正の誘電界方
性をもつ、ネマチツク液晶の分子が、液晶層厚方
向で捩れた構造（ヘリカル構造）を形成し、両電
極面でこの液晶の分子が互いに並行に配列した構
造を形成している。一方、電界印加状態では、正
の誘電異方性をもつネマチツク液晶が電界方向に
配列し、この結果光調変調を起すことができる。
この型の液晶を用いてマトリクス電極構造によつ
て表示素子を構成した場合、走査電極と信号電極
が共に選択される領域（選択点）には、液晶分子
を電極面に垂直に配列させるに要する閾値以上の
電圧が印加され、走査電極と信号電極が共に選択
されない領域（非選択点）には電圧は印加され
ず、したがつて液晶分子は電極面に対して並行な
安定配列を保つている。このような液晶セルの上
下に、互いにクロスニコル関係にある直線偏光子
を配置することにより、選択点では光が透過せ
ず、非選択点では光が透過するため、画像素子と
することが可能となる。然し乍ら、マトリクス電
極構造を構成した場合には、走査電極が選択さ
れ、信号電極が選択されない領域或いは、走査電
極が選択されず、信号電極が選択される領域（所
謂“半選択点”）にも有限の電界がかかつてしま
う。選択点にかかる電圧と、半選択点にかかる電
圧の差が充分に大きく、液晶分子を電界に垂直に
配列させるに要する電圧閾値がこの中間の電圧値
に設定されるならば、表示素子は正常に動作する
わけである。しかし、この方式において、走査線
数（Ｎ）を増やして行つた場合、画面全体（１フ
レーム）を走査する間に一つの選択点に有効な電
界がかかつている時間（duty比）は、１／Ｎの
割合で減少してしまう。このために、くり返し走
査を行つた場合の選択点と非選択点にかかる実効
値としての電圧差は、走査線数が増えれば増える
程小さくなり、結果的には画像コントラストの低
下やクロストークが避け難い欠点となつている。
このような現象は、双安定状態を有さない液晶
（電極面に対し、液晶分子が水平に配向している
のが安定状態であり、電界が有効に印加されてい
る間のみ垂直に配向する）を、時間的蓄積効果を
利用して駆動する（即ち、繰り返し走査する）と
きに生じる本質的には避け難い問題点である。こ
の点を改良するために、電圧平均化法、２周波駆
動法や多重マトリクス法等が既に提案されている
が、いずれの方法でも不充分であり、表示素子の
大画面化や高密度化は、走査線数が充分に増やせ
ないことによつて頭打ちになつているのが現状で
ある。
るのが難しいことである。従来の液晶の中で応答
速度が比較的高く、しかも消費電力が小さいこと
から、表示素子として実用に供されているのは殆
どが、例えば、M.SchadtとW.Helfrich著、
“Applied Physics Letters”、Vol.18，No.．４
（1971.2.15）、P.127〜128の“Voltage
Dependent Optical Activity of ａ Twisted
Nematic Liquid Crystal”に示されたTN
（twisted nematic）型の液晶を用いたものであ
り、この型の液晶は、無電界状態で正の誘電界方
性をもつ、ネマチツク液晶の分子が、液晶層厚方
向で捩れた構造（ヘリカル構造）を形成し、両電
極面でこの液晶の分子が互いに並行に配列した構
造を形成している。一方、電界印加状態では、正
の誘電異方性をもつネマチツク液晶が電界方向に
配列し、この結果光調変調を起すことができる。
この型の液晶を用いてマトリクス電極構造によつ
て表示素子を構成した場合、走査電極と信号電極
が共に選択される領域（選択点）には、液晶分子
を電極面に垂直に配列させるに要する閾値以上の
電圧が印加され、走査電極と信号電極が共に選択
されない領域（非選択点）には電圧は印加され
ず、したがつて液晶分子は電極面に対して並行な
安定配列を保つている。このような液晶セルの上
下に、互いにクロスニコル関係にある直線偏光子
を配置することにより、選択点では光が透過せ
ず、非選択点では光が透過するため、画像素子と
することが可能となる。然し乍ら、マトリクス電
極構造を構成した場合には、走査電極が選択さ
れ、信号電極が選択されない領域或いは、走査電
極が選択されず、信号電極が選択される領域（所
謂“半選択点”）にも有限の電界がかかつてしま
う。選択点にかかる電圧と、半選択点にかかる電
圧の差が充分に大きく、液晶分子を電界に垂直に
配列させるに要する電圧閾値がこの中間の電圧値
に設定されるならば、表示素子は正常に動作する
わけである。しかし、この方式において、走査線
数（Ｎ）を増やして行つた場合、画面全体（１フ
レーム）を走査する間に一つの選択点に有効な電
界がかかつている時間（duty比）は、１／Ｎの
割合で減少してしまう。このために、くり返し走
査を行つた場合の選択点と非選択点にかかる実効
値としての電圧差は、走査線数が増えれば増える
程小さくなり、結果的には画像コントラストの低
下やクロストークが避け難い欠点となつている。
このような現象は、双安定状態を有さない液晶
（電極面に対し、液晶分子が水平に配向している
のが安定状態であり、電界が有効に印加されてい
る間のみ垂直に配向する）を、時間的蓄積効果を
利用して駆動する（即ち、繰り返し走査する）と
きに生じる本質的には避け難い問題点である。こ
の点を改良するために、電圧平均化法、２周波駆
動法や多重マトリクス法等が既に提案されている
が、いずれの方法でも不充分であり、表示素子の
大画面化や高密度化は、走査線数が充分に増やせ
ないことによつて頭打ちになつているのが現状で
ある。
［発明が解決しようとする問題点］
本発明の目的は、前述したような従来の液晶表
示素子における問題点を悉く解決した新規な双安
定性液晶、特に強誘電性液晶素子の駆動法を提供
することにある。
示素子における問題点を悉く解決した新規な双安
定性液晶、特に強誘電性液晶素子の駆動法を提供
することにある。
即ち、本発明は電圧応答速度が早く、状態記憶
性を有する強誘電性液晶をアクテイブマトリツク
スにより２方向の電界を印加して明、暗の２つの
状態に駆動することにより、画素数の多い大画面
の表示及び高速度で画像を表示する強誘電性液晶
の駆動方法を提供することを目的とするものであ
る。
性を有する強誘電性液晶をアクテイブマトリツク
スにより２方向の電界を印加して明、暗の２つの
状態に駆動することにより、画素数の多い大画面
の表示及び高速度で画像を表示する強誘電性液晶
の駆動方法を提供することを目的とするものであ
る。
［問題点を解決するための手段］及び［作用］
本発明の液晶素子の駆動法は、ゲート端子及び
チヤネルの第一及び第二端子を有する電界効果型
トランジスタ（以下「FET」と記す）と、FET
の第一端子に接続された画素電極と、画素電極に
対向する対向電極と、画素電極と対向電極の間に
挟持され、画素電極と対向電極間に第一の電界を
印加することにより第一の安定な配向状態を生
じ、画素電極と対向電極間に第一の電界とは逆極
性の第二の電界を印加することにより第二の安定
な配向状態を生じる強誘電性液晶とからなる液晶
素子を複数の行及び列に沿つて配置し、対向電極
を共通に接続し、列毎のFETのゲート端子を走
査信号線に接続し、行毎のFETの第二端子を表
示信号線に接続した液晶装置をアクテイブマトリ
クス駆動する駆動法であつて、 対向電極の電位を常に一定に保ち、 前記複数の行上の液晶素子のFETの第二端子
に、対向電極との電位差の絶対値が前記液晶のし
きい値を越える電位を付与する表示信号を印加
し、この表示信号と同期して、列上の液晶素子の
FETのゲート端子に、前記第二端子に付与され
た電位に対してゲートオン状態を取り得る電位を
付与する走査信号を印加し、液晶素子の画素電極
と対向電極間に第一の電界を形成することによつ
て、該列上の液晶素子の前記液晶を第一の配向状
態に揃えてリフレツシユ操作を行なつた後、 前記走査信号の印加された前記列上の選択され
た液晶素子のFETの第二端子に、対向電極との
電位差が前記リフレツシユ操作における電位差と
は逆極性で且つその絶対値が前記液晶のしきい値
を越える電位を付与する表示信号を印加し、選択
されなかつた液晶素子のFETの第二端子に、対
向電極との電位差の絶対値が前記液晶のしきい値
を越えない電位を付与する表示信号を印加し、こ
れら表示信号と同期して、該走査信号の印加され
た前記列上の液晶素子のFETのゲート端子に、
該選択された液晶素子のFETの第二端子に付与
された電位に対してゲートオン状態を取り得る電
位を付与する走査信号を印加して、該選択された
液晶素子の画素電極と対向電極間に第二の電界を
形成して第二の配向状態に書き変えることを特徴
とするものである。
チヤネルの第一及び第二端子を有する電界効果型
トランジスタ（以下「FET」と記す）と、FET
の第一端子に接続された画素電極と、画素電極に
対向する対向電極と、画素電極と対向電極の間に
挟持され、画素電極と対向電極間に第一の電界を
印加することにより第一の安定な配向状態を生
じ、画素電極と対向電極間に第一の電界とは逆極
性の第二の電界を印加することにより第二の安定
な配向状態を生じる強誘電性液晶とからなる液晶
素子を複数の行及び列に沿つて配置し、対向電極
を共通に接続し、列毎のFETのゲート端子を走
査信号線に接続し、行毎のFETの第二端子を表
示信号線に接続した液晶装置をアクテイブマトリ
クス駆動する駆動法であつて、 対向電極の電位を常に一定に保ち、 前記複数の行上の液晶素子のFETの第二端子
に、対向電極との電位差の絶対値が前記液晶のし
きい値を越える電位を付与する表示信号を印加
し、この表示信号と同期して、列上の液晶素子の
FETのゲート端子に、前記第二端子に付与され
た電位に対してゲートオン状態を取り得る電位を
付与する走査信号を印加し、液晶素子の画素電極
と対向電極間に第一の電界を形成することによつ
て、該列上の液晶素子の前記液晶を第一の配向状
態に揃えてリフレツシユ操作を行なつた後、 前記走査信号の印加された前記列上の選択され
た液晶素子のFETの第二端子に、対向電極との
電位差が前記リフレツシユ操作における電位差と
は逆極性で且つその絶対値が前記液晶のしきい値
を越える電位を付与する表示信号を印加し、選択
されなかつた液晶素子のFETの第二端子に、対
向電極との電位差の絶対値が前記液晶のしきい値
を越えない電位を付与する表示信号を印加し、こ
れら表示信号と同期して、該走査信号の印加され
た前記列上の液晶素子のFETのゲート端子に、
該選択された液晶素子のFETの第二端子に付与
された電位に対してゲートオン状態を取り得る電
位を付与する走査信号を印加して、該選択された
液晶素子の画素電極と対向電極間に第二の電界を
形成して第二の配向状態に書き変えることを特徴
とするものである。
本発明の駆動法で用いる強誘電性液晶として
は、加えられる電界に応じて第一の光学的安定状
態と第二の光学的安定状態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。
は、加えられる電界に応じて第一の光学的安定状
態と第二の光学的安定状態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。
本発明の駆動法で用いることができる双安定性
を有する強誘電性液晶としては、強誘電性を有す
るカイラルスメクテイツク液晶が最も好ましく、
そのうちカイラルスメクテイツクＣ層（SmC＊）
又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、“LE JOURNAL DE
PHYSIOUELETTERS”36（Ｌ−69）1975，
「Ferroelectric Liquid Crystals」；“Applied
physics Letters”36（11）1980、「Submicro
Second Bistable Electrooptic Switching in
Liquid Crystals」；“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。
を有する強誘電性液晶としては、強誘電性を有す
るカイラルスメクテイツク液晶が最も好ましく、
そのうちカイラルスメクテイツクＣ層（SmC＊）
又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、“LE JOURNAL DE
PHYSIOUELETTERS”36（Ｌ−69）1975，
「Ferroelectric Liquid Crystals」；“Applied
physics Letters”36（11）1980、「Submicro
Second Bistable Electrooptic Switching in
Liquid Crystals」；“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。
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、デキロキシベンジリ
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。
性液晶化合物の例としては、デキロキシベンジリ
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。
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＊相又はSmH＊相となるよう
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。
液晶化合物がSmC＊相又はSmH＊相となるよう
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。
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。１と1′は、In2O3、SnO2やITO
（Indium−Tin Oxide）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２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３
が液晶分子を表わしており、この液晶分子３は、
その分子に直交した方向に双極子モーメント（Ｐ
⊥）４を有している。基板１と１′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３
のらせん構造がほどけ、双極子モーメント（Ｐ
⊥）４はすべて電界方向に向くよう、液晶分子３
の配向方向を変えることができる。液晶分子３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。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４ａ又は下向４ｂ
のどちらかの状態をとる。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なる電界
Ｅ又はE′を所定時間付与すると、双極子モーメン
トは電界Ｅ又はE′の電界ベクトルに対応して上向
き４ａ又は、下向き４ｂと向きを変え、それに応
じて液晶分子は第一の配向状態５かあるいは第二
の配向状態５′の何れか一方に配向する。
いたものである。１と1′は、In2O3、SnO2やITO
（Indium−Tin Oxide）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２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３
が液晶分子を表わしており、この液晶分子３は、
その分子に直交した方向に双極子モーメント（Ｐ
⊥）４を有している。基板１と１′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３
のらせん構造がほどけ、双極子モーメント（Ｐ
⊥）４はすべて電界方向に向くよう、液晶分子３
の配向方向を変えることができる。液晶分子３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。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４ａ又は下向４ｂ
のどちらかの状態をとる。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なる電界
Ｅ又はE′を所定時間付与すると、双極子モーメン
トは電界Ｅ又はE′の電界ベクトルに対応して上向
き４ａ又は、下向き４ｂと向きを変え、それに応
じて液晶分子は第一の配向状態５かあるいは第二
の配向状態５′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
２図によつて説明すると、電界Ｅを印加すると液
晶分子は第一の配向状態５に配向するが、この状
態は電界を切つても安定である。又、逆向きの電
界E′を印加すると、液晶分子は第二の配向状態
５′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留つている。又、
与える電界Ｅが一定の閾値を越えない限り、それ
ぞれ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。
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
２図によつて説明すると、電界Ｅを印加すると液
晶分子は第一の配向状態５に配向するが、この状
態は電界を切つても安定である。又、逆向きの電
界E′を印加すると、液晶分子は第二の配向状態
５′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留つている。又、
与える電界Ｅが一定の閾値を越えない限り、それ
ぞれ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。
本発明は、アクテイブマトリツクスを構成する
TFT（薄膜トランジスタ）等のFET構造の素子
が、チヤネルの２端子に印加される電圧を逆にす
る事により、いずれをドレインとしていずれをソ
ースとしても使用しうるという事にもとづいてい
る。本発明においては、チヤネルの２端子の内、
画素電極に接続する端子を第一端子、もう一方の
走査信号線に接続する端子を第二端子として便宜
上区別した。本発明において、アクテイブマトリ
ツクスを構成する素子としてはFET構造の素子
であればアモルフアスシリコンTFT、多結晶シ
リコンTFT等のいずれであつても使用しうる。
又FET構造以外のバイポーラトランジスタであ
つても同様に行う事も可能である。
TFT（薄膜トランジスタ）等のFET構造の素子
が、チヤネルの２端子に印加される電圧を逆にす
る事により、いずれをドレインとしていずれをソ
ースとしても使用しうるという事にもとづいてい
る。本発明においては、チヤネルの２端子の内、
画素電極に接続する端子を第一端子、もう一方の
走査信号線に接続する端子を第二端子として便宜
上区別した。本発明において、アクテイブマトリ
ツクスを構成する素子としてはFET構造の素子
であればアモルフアスシリコンTFT、多結晶シ
リコンTFT等のいずれであつても使用しうる。
又FET構造以外のバイポーラトランジスタであ
つても同様に行う事も可能である。
Ｎ型FETは、VDをドレイン電圧、VGをゲート
電圧、VSをソース電圧、VPをゲートソース間の
閾値電圧とするとVD＞VSであり、VG＞VS＋VPの
時導通状態となり、VG＜VS＋VPの時非導通状態
となる。
電圧、VSをソース電圧、VPをゲートソース間の
閾値電圧とするとVD＞VSであり、VG＞VS＋VPの
時導通状態となり、VG＜VS＋VPの時非導通状態
となる。
Ｐ型FETにおいてはVD＜VSとし、VG＜VS＋
VPで導通状態となり、VG＞VS＋VPで非導通状態
となる。
VPで導通状態となり、VG＞VS＋VPで非導通状態
となる。
Ｐ型であつてもＮ型であつてもFETの端子の
いずれがドレインとして作用し、いずれがソース
として作用するかは、電圧の印加の方向によつて
定まる。すなわちＮ型では電圧の低い方がソース
であり、Ｐ型では電圧の高い方がソースとして作
用する。
いずれがドレインとして作用し、いずれがソース
として作用するかは、電圧の印加の方向によつて
定まる。すなわちＮ型では電圧の低い方がソース
であり、Ｐ型では電圧の高い方がソースとして作
用する。
強誘電性液晶においては、液晶セルに印加す
る、正、負の電圧に対していずれを「明」状態と
し、いずれを「暗」状態とするかはセルの上下に
配置するクロスニコル状態にした一対の偏光子の
偏光軸と、液晶分子長軸との向きにより自由に設
定できる。
る、正、負の電圧に対していずれを「明」状態と
し、いずれを「暗」状態とするかはセルの上下に
配置するクロスニコル状態にした一対の偏光子の
偏光軸と、液晶分子長軸との向きにより自由に設
定できる。
本発明は液晶セルに印加される電界をアクテイ
ブマトリツクスの各素子の端子間電圧を制御する
事によつて制御し、表示を行なうものであるか
ら、各信号の電圧レベルは以下の実施例にとらわ
れる事なく、各信号の電位差を相対的に維持すれ
ば、実施する事が可能である。
ブマトリツクスの各素子の端子間電圧を制御する
事によつて制御し、表示を行なうものであるか
ら、各信号の電圧レベルは以下の実施例にとらわ
れる事なく、各信号の電位差を相対的に維持すれ
ば、実施する事が可能である。
［実施例］
次に、本発明のアクテイブマトリツクスによる
強誘電性液晶の駆動方法の具体例を第３図〜第７
図に基づいて説明する。
強誘電性液晶の駆動方法の具体例を第３図〜第７
図に基づいて説明する。
第３図はアクテイブマトリツクスの回路図、第
４図は対応画素の番地を示す説明図及び第５図は
対応画素の表示例を示す説明図である。
４図は対応画素の番地を示す説明図及び第５図は
対応画素の表示例を示す説明図である。
６は走査電極群であり、７は表示電極群であ
る。
る。
第６図ａは走査信号であつて、位相t1，t2……
においてそれぞれ選択された走査電極に印加され
る電気信号とそれ以外の走査電極（選択されない
走査電極）に印加される電気信号を示している。
第６図ｂは、表示信号であつて位相t1，t2……に
おいてそれぞれ選択された表示電極と選択されな
い表示電極に与えられる電気信号を示している。
においてそれぞれ選択された走査電極に印加され
る電気信号とそれ以外の走査電極（選択されない
走査電極）に印加される電気信号を示している。
第６図ｂは、表示信号であつて位相t1，t2……に
おいてそれぞれ選択された表示電極と選択されな
い表示電極に与えられる電気信号を示している。
第６図においては、それぞれ横軸が時間を、縦
軸が電圧を表す。例えば、動画を表示するような
場合には、走査電極群６は逐次、周期的に選択さ
れる。選択された走査電極GNに与えられる電気
信号は、第６図ａに示される如く位相（時間）t1
では、０であり、位相（時間）t2では、＋VGであ
る。
軸が電圧を表す。例えば、動画を表示するような
場合には、走査電極群６は逐次、周期的に選択さ
れる。選択された走査電極GNに与えられる電気
信号は、第６図ａに示される如く位相（時間）t1
では、０であり、位相（時間）t2では、＋VGであ
る。
一方、それ以外の走査電極GN+1，GN+2は第６
図ａに示す如く位相t1では−VGである。また、位
相t1において選択された表示電極SN，SN+1，SN+2
に与えられる電気信号は、第６図ｂに示される如
く−VSであり、位相t2において選択された表示電
極SN，SN+2に与えられる電気信号は＋VSである。
また位相t2において選択されない表示電極SN+1に
与えられる電気信号は０である。以上に於て各々
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。
図ａに示す如く位相t1では−VGである。また、位
相t1において選択された表示電極SN，SN+1，SN+2
に与えられる電気信号は、第６図ｂに示される如
く−VSであり、位相t2において選択された表示電
極SN，SN+2に与えられる電気信号は＋VSである。
また位相t2において選択されない表示電極SN+1に
与えられる電気信号は０である。以上に於て各々
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。
走査電極ｍ＝ｑラインに表示電極ｎ＝ｌ〜Ｍの
信号線で「明」をリフレツシユ、次いで走査電極
ｍ＝ｑラインに表示電極ｎ＝ｌで「暗」の書込み
をする場合、 VGn＝０ （ｍ＝ｑ，ｎ＝１〜Ｍ） VC−VLC＞VSo （ｍ＝ｑ，ｎ＝ｌ〜Ｍ） VC＋VLC＜VSo （ｍ＝ｑ，ｎ＝１） VGn−VP＞VLC＋VC （ｍ＝ｑ，ｎ＝ｌ） VSo＝０ （ｍ＝ｑ，ｎ≠ｌ） VGn−VP＜VSo （ｍ≠＝ｑ，ｎ＝ｌ） （ｍ≠＝ｑ，ｎ≠ｌ） 但し、各記号は下記の事項を表わす。
信号線で「明」をリフレツシユ、次いで走査電極
ｍ＝ｑラインに表示電極ｎ＝ｌで「暗」の書込み
をする場合、 VGn＝０ （ｍ＝ｑ，ｎ＝１〜Ｍ） VC−VLC＞VSo （ｍ＝ｑ，ｎ＝ｌ〜Ｍ） VC＋VLC＜VSo （ｍ＝ｑ，ｎ＝１） VGn−VP＞VLC＋VC （ｍ＝ｑ，ｎ＝ｌ） VSo＝０ （ｍ＝ｑ，ｎ≠ｌ） VGn−VP＜VSo （ｍ≠＝ｑ，ｎ＝ｌ） （ｍ≠＝ｑ，ｎ≠ｌ） 但し、各記号は下記の事項を表わす。
VGn：ゲート電極（走査信号）電圧
VSo：ソース又はドレイン電極
（走査信号）電圧
VC ：対向電極（共通端子）電圧
VLC：強誘電性液晶の閾値電圧の絶対値
VP ：ゲート、ソース間の閾値
以上の動作をｑ＝１〜Ｎまで繰返し書込みを行
う。
う。
この様な電気信号が与えられたときの各画素の
うち、例えば第４図中の画素の書込み動作を第７
図に示す。第７図においては、それぞれ横軸が時
間を縦軸が、ON（暗）上側、OFF（明）下側の各
表示状態を表わす。すなわち、第６図及び第７図
より明らかな如く、位相t1において、選択された
走査線及び表示線の交点にある画素PN,N，PN+1，
PN+2には、閾値−VLCを越える−VLC＞−VS−VC
の電圧が印加される。したがつて、第４図におい
て画素PN,N，PN+1,N，PN+2,Nは配向状態を変え、
「明」にリフレツシユされる。次に位相t2におい
て、選択された走査線及び表示線の交点にある画
素PN,N，PN+2,Nには閾値VLCを越える電圧VLC＜VS
−VCが印加される。したがつて画素PN,N，PN+2,N
は、「暗」に転移（スイツチ）する。位相t3以降
の動作は前記のt1〜t2と同じように、まず最初に
選択された走査線上の画素がすべて「明」にリフ
レツシユされた後、同一走査線上で選択された画
素に「暗」が書込まれていく。以上各動作でわか
る通り、選択された走査電極線上に於て、表示電
極が選択されたか否かに応じて、選択された場合
には、液晶分子は第一の配向状態あるいは第二の
配向状態に配向を揃え、画素はON（暗）あるい
はOFF（明）となり、選択されない走査線上では
すべての画素に印加される電圧はいずれも閾値電
圧を越えない。
うち、例えば第４図中の画素の書込み動作を第７
図に示す。第７図においては、それぞれ横軸が時
間を縦軸が、ON（暗）上側、OFF（明）下側の各
表示状態を表わす。すなわち、第６図及び第７図
より明らかな如く、位相t1において、選択された
走査線及び表示線の交点にある画素PN,N，PN+1，
PN+2には、閾値−VLCを越える−VLC＞−VS−VC
の電圧が印加される。したがつて、第４図におい
て画素PN,N，PN+1,N，PN+2,Nは配向状態を変え、
「明」にリフレツシユされる。次に位相t2におい
て、選択された走査線及び表示線の交点にある画
素PN,N，PN+2,Nには閾値VLCを越える電圧VLC＜VS
−VCが印加される。したがつて画素PN,N，PN+2,N
は、「暗」に転移（スイツチ）する。位相t3以降
の動作は前記のt1〜t2と同じように、まず最初に
選択された走査線上の画素がすべて「明」にリフ
レツシユされた後、同一走査線上で選択された画
素に「暗」が書込まれていく。以上各動作でわか
る通り、選択された走査電極線上に於て、表示電
極が選択されたか否かに応じて、選択された場合
には、液晶分子は第一の配向状態あるいは第二の
配向状態に配向を揃え、画素はON（暗）あるい
はOFF（明）となり、選択されない走査線上では
すべての画素に印加される電圧はいずれも閾値電
圧を越えない。
したがつて第７図に示される如く、選択された
走査線上以外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回走査されたときの信号状
態（QN-1）に対応した配向を、そのまま保持し
ている。即ち、走査電極が選択されたときにその
１ライン分の信号の書き込みが行われ、１フレー
ムが終了して次回選択されるまでの間は、その信
号状態を保持し得るわけである。従つて、走査電
極数が増えても、実質的なデイーテイ比はかわら
ず、コントラストの低下は全く生じない。
走査線上以外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回走査されたときの信号状
態（QN-1）に対応した配向を、そのまま保持し
ている。即ち、走査電極が選択されたときにその
１ライン分の信号の書き込みが行われ、１フレー
ムが終了して次回選択されるまでの間は、その信
号状態を保持し得るわけである。従つて、走査電
極数が増えても、実質的なデイーテイ比はかわら
ず、コントラストの低下は全く生じない。
第５図に於て、走査電極GN，GN+1，GN+2，…
… と表示電極SN，SN+1，SN+2，……の交点で形
成する画素のうち、斜線部の画素は「暗」状態
に、白地で示した画素は「明」状態に対応するも
のとする。今、第５図中の表示電極SN上の表示
に注目すると、走査電極GN，GN+2に対応する画
素では「暗」状態であり、それ以外の画素は
「明」状態である。前記位相t1〜t6の各動作によ
つて、第５図の表示パターンが完成する。
… と表示電極SN，SN+1，SN+2，……の交点で形
成する画素のうち、斜線部の画素は「暗」状態
に、白地で示した画素は「明」状態に対応するも
のとする。今、第５図中の表示電極SN上の表示
に注目すると、走査電極GN，GN+2に対応する画
素では「暗」状態であり、それ以外の画素は
「明」状態である。前記位相t1〜t6の各動作によ
つて、第５図の表示パターンが完成する。
本発明の強誘電性液晶の駆動方法において、走
査電極と信号電極の配置は任意であり、例えば第
８図ａ，ｂに示すように一列に画素を配置するこ
とも可能であり、この様に配置するとシヤツター
アレイ等として利用することができる。
査電極と信号電極の配置は任意であり、例えば第
８図ａ，ｂに示すように一列に画素を配置するこ
とも可能であり、この様に配置するとシヤツター
アレイ等として利用することができる。
次に、以上に説明した実施例において、強誘電
性液晶としてDOBAMBCを駆動するのに好まし
い具体的数値を示すと、例えば 入力周波数o＝１×104〜１×106Hz 10＜｜VG｜＜60V（波高値） 0.3＜｜VS｜＜10V（波高値） が挙げられる。
性液晶としてDOBAMBCを駆動するのに好まし
い具体的数値を示すと、例えば 入力周波数o＝１×104〜１×106Hz 10＜｜VG｜＜60V（波高値） 0.3＜｜VS｜＜10V（波高値） が挙げられる。
第９図は本発明において使用されるTFTにお
けるFETの構成を示す断面図、第１０図はTFT
を用いた強誘電性液晶セルの断面図、第１１図は
TFT基板の斜視図、第１２図はTFT基板の平面
図、第１３図は第１２図のＡ−A′線で切断した
部分断面図、第１４図は第１２図のＢ−B′線で
切断した部分断面図であり、以上に示す各図はい
ずれも本発明の一実施態様を示すものである。
けるFETの構成を示す断面図、第１０図はTFT
を用いた強誘電性液晶セルの断面図、第１１図は
TFT基板の斜視図、第１２図はTFT基板の平面
図、第１３図は第１２図のＡ−A′線で切断した
部分断面図、第１４図は第１２図のＢ−B′線で
切断した部分断面図であり、以上に示す各図はい
ずれも本発明の一実施態様を示すものである。
第１０図は、本発明の方法で用いうる液晶素子
の１つの具体例を表わしている。ガラス、プラス
チツク等の基板２０の上にゲート電極２４、絶縁
膜２２（水素原子をドーピングした窒化シリコン
膜など）を介して形成した半導体膜１６（水素原
子をドーピングしたアルモフアスシリコン）と、
この半導体膜１６に接する２つ端子８と１１で構
成したTFTと、TFTの端子１１と接続した画素
電極１２（ITO；Indnium Tin Oxide）が形成
されている。さらに、この上に絶縁層１３（ポリ
イミド、ポリアミド、ポリビニルアルコール、ポ
リパラキシリレン、SiO、SiO2）とアルミニウム
やクロムなどからなる光遮蔽膜９が設けられてい
る。対向基板となる基板２０′の上には対向電極
２１（ITO；Indnium Tin Oxide）と絶縁膜２
２が形成されている。
の１つの具体例を表わしている。ガラス、プラス
チツク等の基板２０の上にゲート電極２４、絶縁
膜２２（水素原子をドーピングした窒化シリコン
膜など）を介して形成した半導体膜１６（水素原
子をドーピングしたアルモフアスシリコン）と、
この半導体膜１６に接する２つ端子８と１１で構
成したTFTと、TFTの端子１１と接続した画素
電極１２（ITO；Indnium Tin Oxide）が形成
されている。さらに、この上に絶縁層１３（ポリ
イミド、ポリアミド、ポリビニルアルコール、ポ
リパラキシリレン、SiO、SiO2）とアルミニウム
やクロムなどからなる光遮蔽膜９が設けられてい
る。対向基板となる基板２０′の上には対向電極
２１（ITO；Indnium Tin Oxide）と絶縁膜２
２が形成されている。
この基板２０と２０′の間には、前述の強誘電
性液晶２３が挟持されている。又、この基板２０
と２０′の周囲部には強誘電性液晶２３を封止す
るためのシール材２５が設けられている。
性液晶２３が挟持されている。又、この基板２０
と２０′の周囲部には強誘電性液晶２３を封止す
るためのシール材２５が設けられている。
この様なセル構造の液晶素子の両側にはクロス
ニコル状態の偏光子１９と１９′が配置され、観
察者Ａが入射光I0よりの反射光I1によつて表示状
態を見ることができる様に偏光子１９′の背後に
反射板１８（乱反射性アルミニウムシート又は
板）が設けられている。
ニコル状態の偏光子１９と１９′が配置され、観
察者Ａが入射光I0よりの反射光I1によつて表示状
態を見ることができる様に偏光子１９′の背後に
反射板１８（乱反射性アルミニウムシート又は
板）が設けられている。
又、上記の各図においてソース電極、ドレイン
電極とは、ドレインからソースへ電流が流れる場
合に限定した命名である。FETの働きではソー
スがドレインとして働く場合も可能である。
電極とは、ドレインからソースへ電流が流れる場
合に限定した命名である。FETの働きではソー
スがドレインとして働く場合も可能である。
［発明の効果］
上記の構造よりなる本発明の強誘電性液晶の駆
動方法を用いることにより、アクテイブマトリツ
クスに画素数の多い大画面の表示及び高速度で鮮
明な画像を表示することができる。
動方法を用いることにより、アクテイブマトリツ
クスに画素数の多い大画面の表示及び高速度で鮮
明な画像を表示することができる。
第１図及び第２図は、本発明の方法に用いる強
誘電性液晶を模式的に表わす斜視図、第３図は本
発明の方法に用いるマトリツクス電極の回路図、
第４図は反応画素の番地を示す説明図、第５図は
対応画素の表示例を示す説明図、第６図ａ及びｂ
は走査電極及び表示電極に印加する電気信号を表
わす説明図、第７図は各画素への書込み動作を表
わす説明図、第８図ａ及びｂはアクテイブマトリ
ツクス回路と画素配置の例を示す配線図、第９図
はTFTにおけるFETの構成を示す断面図、第１
０図はTFTを用いた強誘電性液晶セルの断面図、
第１１図はTFT基板の斜視図、第１２図はTFT
基板の平面図、第１３図はＡ−A′線部分断面図
び第１４図はＢ−B′部分断面図である。 １，１′……透明電極がコートされた基板、２
……液晶分子層、３……液晶分子、４……双極子
モーメント（Ｐ ⊥）、４ａ……上向き双極子モー
メント、４ｂ……下向き双極子モーメント、５…
…第一の配向状態、５′……第二の配向状態、６
（GN，GN+1，GN+2）……走査電極群（走査電極）、
７（SN，SN+1，SN+2）……信号電極群（信号電
極）、８……ソース電極（ドレイン電極）、９……
光遮蔽膜、１０……n+層、１１……ドレイン電
極（ソース電極）、１２……画素電極、１３……
絶縁層、１４……基板、１５……半導体直下の光
遮蔽膜、１６……半導体、１７……ゲート配線部
の透明電極、１８……反射板、１９，１９′……
偏光板、２０，２０′……ガラス、プラスチツク
等の透明基板、２１……対向電極、２２……絶縁
膜、２３……強誘電性液晶層、２４……ゲート電
極、２５……シール材、２６……薄膜半導体、２
７……ゲート配線、２８……パネル基板、２９…
…光遮断効果を有するゲート部、１′〜M′……走
査電極、１〜Ｎ……表示電極、Ｌ……共通電極、
LC……液晶、FET……電界効果トランジスタ。
誘電性液晶を模式的に表わす斜視図、第３図は本
発明の方法に用いるマトリツクス電極の回路図、
第４図は反応画素の番地を示す説明図、第５図は
対応画素の表示例を示す説明図、第６図ａ及びｂ
は走査電極及び表示電極に印加する電気信号を表
わす説明図、第７図は各画素への書込み動作を表
わす説明図、第８図ａ及びｂはアクテイブマトリ
ツクス回路と画素配置の例を示す配線図、第９図
はTFTにおけるFETの構成を示す断面図、第１
０図はTFTを用いた強誘電性液晶セルの断面図、
第１１図はTFT基板の斜視図、第１２図はTFT
基板の平面図、第１３図はＡ−A′線部分断面図
び第１４図はＢ−B′部分断面図である。 １，１′……透明電極がコートされた基板、２
……液晶分子層、３……液晶分子、４……双極子
モーメント（Ｐ ⊥）、４ａ……上向き双極子モー
メント、４ｂ……下向き双極子モーメント、５…
…第一の配向状態、５′……第二の配向状態、６
（GN，GN+1，GN+2）……走査電極群（走査電極）、
７（SN，SN+1，SN+2）……信号電極群（信号電
極）、８……ソース電極（ドレイン電極）、９……
光遮蔽膜、１０……n+層、１１……ドレイン電
極（ソース電極）、１２……画素電極、１３……
絶縁層、１４……基板、１５……半導体直下の光
遮蔽膜、１６……半導体、１７……ゲート配線部
の透明電極、１８……反射板、１９，１９′……
偏光板、２０，２０′……ガラス、プラスチツク
等の透明基板、２１……対向電極、２２……絶縁
膜、２３……強誘電性液晶層、２４……ゲート電
極、２５……シール材、２６……薄膜半導体、２
７……ゲート配線、２８……パネル基板、２９…
…光遮断効果を有するゲート部、１′〜M′……走
査電極、１〜Ｎ……表示電極、Ｌ……共通電極、
LC……液晶、FET……電界効果トランジスタ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ゲート端子及びチヤネルの第一及び第二端子
を有する電界効果型トランジスタ（以下「FET」
と記す）と、FETの第一端子に接続された画素
電極と、画素電極に対向する対向電極と、画素電
極と対向電極の間に挟持され、画素電極と対向電
極間に第一の電界を印加することにより第一の安
定な配向状態を生じ、画素電極と対向電極間に第
一の電界とは逆極性の第二の電界を印加すること
により第二の安定な配向状態を生じる強誘電性液
晶とからなる液晶素子を複数の行及び列に沿つて
配置し、対向電極を共通に接続し、列毎のFET
のゲート端子を走査信号線に接続し、行毎の
FETの第二端子を表示信号線に接続した液晶装
置をアクテイブマトリクス駆動する駆動法であつ
て、 対向電極の電位を常に一定に保ち、 前記複数の行上の液晶素子のFETの第二端子
に、対向電極との電位差の絶対値が前記液晶のし
きい値を越える電位を付与する表示信号を印加
し、この表示信号と同期して、列上の液晶素子の
FETのゲート端子に、前記第二端子に付与され
た電位に対してゲートオン状態を取り得る電位を
付与する走査信号を印加し、液晶素子の画素電極
と対向電極間に第一の電界を形成することによつ
て、該列上の液晶素子の前記液晶を第一の配向状
態に揃えてリフレツシユ操作を行なつた後、 前記走査信号の印加された前記列上の選択され
た液晶素子のFETの第二端子に、対向電極との
電位差が前記リフレツシユ操作における電位差と
は逆極性で且つその絶対値が前記液晶のしきい値
を越える電位を付与する表示信号を印加し、選択
されなかつた液晶素子のFETの第二端子に、対
向電極との電位差の絶対値が前記液晶のしきい値
を越えない電位を付与する表示信号を印加し、こ
れら表示信号と同期して、該走査信号の印加され
た前記列上の液晶素子のFETのゲート端子に、
該選択された液晶素子のFETの第二端子に付与
された電位に対してゲートオン状態を取り得る電
位を付与する走査信号を印加して、該選択された
液晶素子の画素電極と対向電極間に第二の電界を
形成して第二の配向状態に書き変えることを特徴
とする液晶装置の駆動法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59124514A JPS614024A (ja) | 1984-06-19 | 1984-06-19 | 液晶素子の駆動法 |
| US06/724,828 US4697887A (en) | 1984-04-28 | 1985-04-18 | Liquid crystal device and method for driving the same using ferroelectric liquid crystal and FET's |
| FR8506484A FR2563649B1 (fr) | 1984-04-28 | 1985-04-29 | Dispositif a cristaux liquides et procede d'attaque correspondant |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59124514A JPS614024A (ja) | 1984-06-19 | 1984-06-19 | 液晶素子の駆動法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS614024A JPS614024A (ja) | 1986-01-09 |
| JPH0452924B2 true JPH0452924B2 (ja) | 1992-08-25 |
Family
ID=14887367
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59124514A Granted JPS614024A (ja) | 1984-04-28 | 1984-06-19 | 液晶素子の駆動法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS614024A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS617827A (ja) * | 1984-06-22 | 1986-01-14 | Canon Inc | 液晶素子の駆動法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59124518A (ja) * | 1982-12-28 | 1984-07-18 | Mitsubishi Electric Corp | 放電加工装置 |
-
1984
- 1984-06-19 JP JP59124514A patent/JPS614024A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59124518A (ja) * | 1982-12-28 | 1984-07-18 | Mitsubishi Electric Corp | 放電加工装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS614024A (ja) | 1986-01-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |