JPH0453291B2 - - Google Patents
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- JPH0453291B2 JPH0453291B2 JP59124515A JP12451584A JPH0453291B2 JP H0453291 B2 JPH0453291 B2 JP H0453291B2 JP 59124515 A JP59124515 A JP 59124515A JP 12451584 A JP12451584 A JP 12451584A JP H0453291 B2 JPH0453291 B2 JP H0453291B2
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- G02F1/13781—Devices 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 using smectic 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、J
Applied Physics LettersK、Vol.18，No.4
（1971.2.15）、P.127〜128のJVoltage−
Dependent Optical Activity of ａ Twisted
Nematic Liquid CrystalK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異方
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、J
Applied Physics LettersK、Vol.18，No.4
（1971.2.15）、P.127〜128のJVoltage−
Dependent Optical Activity of ａ Twisted
Nematic Liquid CrystalK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異方
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
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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、 列毎に、列上の液晶素子のFETのゲート端子
に走査信号を順次印加し、該走査信号と同期し
て、選択された行上の液晶素子の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、選択されなかつた行上の液晶素子の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ない電位を付与する表示信
号を印加し、前記走査信号は、該走査信号が印加
された前記列上の液晶素子のFETのゲート端子
に、前記選択された行上の液晶素子の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し、前記選択された行上の
液晶素子の画素電極と対向電極間に第一の電界を
形成する第一の電界形成操作を行なつた後、 列毎に、列上の液晶素子のFETのゲート端子
に走査信号を順次印加し、該走査信号と同期し
て、前記選択されなかつた行上の液晶素子の
FETの第二端子に、対向電極との電位差が前記
第一の電界形成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、前記選択された
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、前記走査信号
は、該走査信号が印加された前記列上の液晶素子
のFETのゲート端子に、前記選択されなかつた
行上の液晶素子の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
与して、前記選択されなかつた行上の液晶素子の
画素電極と対向電極間に第二の電界を形成する第
二電界形成操作を行なう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、 列毎に、列上の液晶素子のFETのゲート端子
に走査信号を順次印加し、該走査信号と同期し
て、選択された行上の液晶素子の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、選択されなかつた行上の液晶素子の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ない電位を付与する表示信
号を印加し、前記走査信号は、該走査信号が印加
された前記列上の液晶素子のFETのゲート端子
に、前記選択された行上の液晶素子の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し、前記選択された行上の
液晶素子の画素電極と対向電極間に第一の電界を
形成する第一の電界形成操作を行なつた後、 列毎に、列上の液晶素子のFETのゲート端子
に走査信号を順次印加し、該走査信号と同期し
て、前記選択されなかつた行上の液晶素子の
FETの第二端子に、対向電極との電位差が前記
第一の電界形成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、前記選択された
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、前記走査信号
は、該走査信号が印加された前記列上の液晶素子
のFETのゲート端子に、前記選択されなかつた
行上の液晶素子の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
与して、前記選択されなかつた行上の液晶素子の
画素電極と対向電極間に第二の電界を形成する第
二電界形成操作を行なう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相
（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、JLE
JOURNAL DE PHYSIOUE LETTERSK36
（Ｌ−69）1975，「Ferroelectric Liquid
Crystals」；JApplied physics Let−tersK36
（11）1980、「Submicro Second Bi−stable
Electrooptic Switching in Liquid Crystals」；
J固体物理K16（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。
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相
（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、JLE
JOURNAL DE PHYSIOUE LETTERSK36
（Ｌ−69）1975，「Ferroelectric Liquid
Crystals」；JApplied physics Let−tersK36
（11）1980、「Submicro Second Bi−stable
Electrooptic Switching in Liquid Crystals」；
J固体物理K16（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。
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。
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に配向した
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
き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に配向した
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
き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
してしる。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
してしる。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ずいてい
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ずいてい
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、いずれガソース
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、いずれガソース
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
は、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
は、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〜t3
では、VG＝Ｏであり、位相（時間）t4〜t6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〜t3
では、VG＝Ｏであり、位相（時間）t4〜t6では、
＋VGである。
一方、それ以外の選択されない走査電極に与え
られる電気信号は第６図ａに示す如く位相t1〜t3
では−VGであり、位相t4〜t6ではＯである。ま
た、選択された表示電極に与えられる電気信号
は、第６図ｂに示される如く位相t1〜t3では−VS
であり、位相t4〜t6では＋VSである。また選択さ
れない表示電極に与えられる電気信号はＯ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。
られる電気信号は第６図ａに示す如く位相t1〜t3
では−VGであり、位相t4〜t6ではＯである。ま
た、選択された表示電極に与えられる電気信号
は、第６図ｂに示される如く位相t1〜t3では−VS
であり、位相t4〜t6では＋VSである。また選択さ
れない表示電極に与えられる電気信号はＯ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＝１〜Ｎのラインに、表示電極ｎ＝
l1の信号線で、全画面に順次「明」を書込み、次
に同じｍ＝１〜Ｎのラインに、表示電極ｎ＝l2の
信号線で、全画面に順次「暗」を書込みを行う場
合。
l1の信号線で、全画面に順次「明」を書込み、次
に同じｍ＝１〜Ｎのラインに、表示電極ｎ＝l2の
信号線で、全画面に順次「暗」を書込みを行う場
合。
VGn＝Ｏ （ｍ＝１〜Ｎ，ｎ＝l1）
VC−VLC＞VSo （ｎ＝l1）
VGn−VP＞VLC＋VC （ｍ＝１〜Ｎ，ｎ＝l2）
VC＋VLC＜VSo （ｎ＝l2）
VSo＝Ｏ （ｎ≠l1）（ｎ≠l2）
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
VGo：ソース若しくはドレイン電極
（表示信号）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。
（表示信号）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。
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+1,Nには閾値−
VLCを越える−VLC＞−VS−VCが印加される。し
たがつて、第４図において画素PN+1,Nに「明」の
書込みが行なわれる。以後、位相t2及びt3では、
それぞれ選択された走査線と表示線の交点にある
画素PN,N+1，PN+2,N+1，PN+1,N+2，PN+2,N+2に順次
「明」の書込みが行なわれる。位相t1〜t3で全画
面の画素に、「明」の書込みが行なわれた後、位
相t4〜t6間では全画面に「暗」の書込みが行なわ
れる。すなわち、位相t4において選択された走査
線上にある画素PN,N，PN+2,N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+2,Nに「暗」の書込み
が行なわれる。以後位相t5及びt6では、それぞれ
選択された走査線上にある画素PN+1,N+1，PN,N+2
に「暗」の書込みが行なわれる。以上の各動作で
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、選択されない場合にはすべ
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。従つて、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、実質的なデユ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。
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+1,Nには閾値−
VLCを越える−VLC＞−VS−VCが印加される。し
たがつて、第４図において画素PN+1,Nに「明」の
書込みが行なわれる。以後、位相t2及びt3では、
それぞれ選択された走査線と表示線の交点にある
画素PN,N+1，PN+2,N+1，PN+1,N+2，PN+2,N+2に順次
「明」の書込みが行なわれる。位相t1〜t3で全画
面の画素に、「明」の書込みが行なわれた後、位
相t4〜t6間では全画面に「暗」の書込みが行なわ
れる。すなわち、位相t4において選択された走査
線上にある画素PN,N，PN+2,N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+2,Nに「暗」の書込み
が行なわれる。以後位相t5及びt6では、それぞれ
選択された走査線上にある画素PN+1,N+1，PN,N+2
に「暗」の書込みが行なわれる。以上の各動作で
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、選択されない場合にはすべ
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。従つて、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、実質的なデユ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
９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
９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f0＝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f0＝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１３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例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１３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例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モルフアスシリコン）と、
この半導体膜１６に接する２つの端子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
２２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モルフアスシリコン）と、
この半導体膜１６に接する２つの端子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
２２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図は対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
及び第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図は対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
及び第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、 列毎に、列上の液晶素子のFETのゲート端子
に走査信号を順次印加し、該走査信号と同期し
て、選択された行上の液晶素子の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、選択されなかつた行上の液晶素子の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ない電位を付与する表示信
号を印加し、前記走査信号は、該走査信号が印加
された前記列上の液晶素子のFETのゲート端子
に、前記選択された行上の液晶素子の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し、前記選択された行上の
液晶素子の画素電極と対向電極間に第一の電界を
形成する第一の電界形成操作を行なつた後、 列毎に、列上の液晶素子のFETのゲート端子
に走査信号を順次印加し、該走査信号と同期し
て、前記選択されなかつた行上の液晶素子の
FETの第二端子に、対向電極との電位差が前記
第一の電界形成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、前記選択された
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、前記走査信号
は、該走査信号が印加された前記列上の液晶素子
のFETのゲート端子に、前記選択されなかつた
行上の液晶素子の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
与して、前記選択されなかつた行上の液晶素子の
画素電極と対向電極間に第二の電界を形成する第
二電界形成操作を行なうことを特徴とする液晶装
置の駆動法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59124515A JPS614025A (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 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59124515A JPS614025A (ja) | 1984-06-19 | 1984-06-19 | 液晶素子の駆動法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS614025A JPS614025A (ja) | 1986-01-09 |
| JPH0453291B2 true JPH0453291B2 (ja) | 1992-08-26 |
Family
ID=14887388
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59124515A Granted JPS614025A (ja) | 1984-04-28 | 1984-06-19 | 液晶素子の駆動法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS614025A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59124513A (ja) * | 1982-12-30 | 1984-07-18 | Kawasaki Steel Corp | 板材のパイリング装置 |
-
1984
- 1984-06-19 JP JP59124515A patent/JPS614025A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59124513A (ja) * | 1982-12-30 | 1984-07-18 | Kawasaki Steel Corp | 板材のパイリング装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS614025A (ja) | 1986-01-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |