JPH049817A - 液晶素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は強誘電液晶を用いた表示素子およびその駆動方
法に関するものである。

［従来技術］ 強誕電液晶を用いた表示素子に関しては特開昭６１−９
４０２３号公報などに示されている様に、対向面に透明
電極を形成し配向処理を施した２枚のガラス基板を１ミ
クロンから３ミクロン位のセルギャップを保って向かい
合わせて液晶セルを構成し、これに強銹電液晶を注入し
たものが知られている。

強話電液晶を用いた上記表示素子の特徴は強銹電液晶が
自発分極を持つことにより、外部電界と自発分極との結
合力をスイッチングに使えることと、強銹電液晶分子の
長袖方向が自発分極の分極方向と１対１に対応している
ため外部電界の極性によってスイッチング出来ることで
ある。そして、強説電液晶としては一般にカイラル・ス
メクチック液晶（ＳｍＣ＊、ＳｍＨ＊）を用いるので、
バルク状態では液晶分子長軸がねじれた配向を示すが、
上述の１ミクロンから３ミクロン位のセルギャップのセ
ルにいねることによって液晶分子長軸のねじれを解消す
ることが出来る（Ｎ、Ａ、ＣＬＡＲＫ　ａｔ　ａｌ、、
　ＭＣＬＣ，１９８３，Ｖｏｌ、１９４　　Ｐ２１３−
Ｐ２３４）。

実際の強銹電液晶セルの構成は、第８図に示すような単
純マトリックス基板を用いている。すなわち、同図（ａ
）はセルの断面図であり、このセルは、それぞれＩＴＯ
ストライブ電極２２、Ｓ　ｆ　０２絶縁膜２３、および
ポリイミド配向膜２４をこの順で形成した上下のガラス
基板２１間に液晶２６を入れ、これをシーリング部材２
５でシーリングして構成される。同図（ｂ）は各ＩＴｏ
ストライブ電極２２のパターン例を示し、上下の電極２
２は相互に交差するように配置される。

［発明が解決しようとしている課題］ しかしながら、上記従来例では、線順次走査を行う場合
において、同一の情報内容をもつ情報信号波形は同形で
あり、また書込みタイミングも同であるために、次のよ
うな欠点を生じている。

■液晶表示素子が大画面化、高精細化するに従って、走
査信号線（以下、コモン線ともいう）および情報信号線
（以下、セグメント線ともいう）それぞれの配線抵抗が
大きくなり、その電極線上での波形伝幡の遅延が大きく
なっている。

■ざらに、強話電液晶（以下、ＦＬＣという）を用いる
場合には、そのセル厚を１〜２μｍに保持しなければ良
好な双安定性を得られず、また、駆動電圧が高くなった
り、レタデーションによる色づきが無視で幹なくなるな
どのため、セル厚を薄く（１〜２μｍ位）保つ必要があ
り、したがって、液晶層の静電容量が大きくなる（従来
のＴＮ型素子の約６倍）。

■また、駆動用ＩＣのオン抵抗を、量産上の制約もあっ
て、約１にΩ以下にはしにくい状況にある。

そして、これらの方図のために、液晶層に印加される駆
動波形がなまる現象が生じる。この現象は、ＦＬＣのス
イッチング閾値のセル内分布を生じるなど、スイッチン
グに関するマージンを下げる状況を生じ、さらに非選択
画素にも大きな影響を与える。

非選択画素では、コモン線には基準電圧が印加されてい
て、セグメント線には選択画素用の情報信号か印加され
ている。このような状況下で、表示内容として第２図（
ａ）に示すように全画素を黒すにしてから白丸Ｗを書く
とすると、１フレーム中のほとんどの情報信号が「黒」
を書くもの（同図（ｂ））であるために、コモン線上に
は、その情報信号の立上がりおよび立下がりに対応した
微分波形リプル（同図（Ｃ））が生じることになる。こ
のリプルの波高値は情報内容によるもので、例えは１ビ
ツトごとの市松模様などの場合には、リプルはほとんど
のらない。それは隣り合うセグメント線の入力電圧の正
負が逆になり、かつ同し波高値であるから、コモン線上
にリプルがのらないのである。

しかるに、第２図（ａ）に示すように「黒」画面が多い
場合には、「黒Ｊの情報信号に対応したりプルを生じて
しまう（同図（Ｃ））。そのときに、白丸の部分を書く
情報信号（同図（ｄ））が逆相の形状をしている場合に
はりプルによって強められてしまい、リプルによって強
められずなまるだけの「黒」信号とりプルによって強め
られる「白」信号との間で非選択画素に与える影響力に
差が生じてしまう。このことは結果として画面のちらつ
きという現象を生じ、表示品質を著るしく低下させる。

、換言すれば、第２図（ａ）に示すように黒部分すを書
いているときの情報信号は全画面共通であるが、白丸部
分Ｗを書くときは、白信号を出すセグメント線と黒信号
を出すセグメン）・線とで情報信号の実質的な形（リプ
ルの加減）が狂ってくるということである。

本発明の目的は、このような従来技術の問題点に鑑み、
強お電液晶素子において、コモン信号線上に生ずるリプ
ルによる画面のちらつき等を排除して表示品位を向上さ
せることにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するため本発明では、それぞれ走査信号
線群および情報信号線群を備えこれらが交叉するように
対向して開蓋された一対の電極基板間に強誘電性液晶（
カイラルスメクチック液晶）を挟持してなるマトリクス
型の強誘電性液晶表示素子において、同一の情報内容を
表現する複数の互いに異なる波形の情報信号を情報信号
線群に印加する駆動回路を備えるようにしている。

駆動回路は、同一の情報内容を表現する互いに異なる情
報信号波形としては、例えば互いにパルス列中の各パル
スの立上がりおよび立下がりのタイミングが一致せず、
あるいは互いに位相を変化させた、２種類の波形を用い
、このＺ　ｆｆｆｉ類の波形を隣接した２木の情報信号
線に入力するものである。このような構成の波形は、あ
る特性の表示パターン（例えば「黒背景のとき」のみ）
の場合だけ印加するようにしてもよい。

［作用］ 本発明によれば、同一情報（例えば「黒」）を表わす異
なる情報信号を、好ましくは隣接したセグメント線に入
力することにより、非選択画素に生じるリプルの影響が
低減される。

以下、この作用について詳細に説明する。

第６図は本発明における情報信号とコモン線上に発生し
たりプルを例示するタイミングチャート、第７図は従来
形における情報信号とコモン線上に発生したりプルを例
示するタイミングチャートである。本発明における駆動
方法と従来方式の違いの主要点は、隣接セグメント線上
の情報信号の立上がり、立下がりのタイミングが同期し
ていないことである。

第６図において、■、と１２は隣接するセグメント線に
入力される情報信号であり、これら信号により第２図（
ａ）の表示の「黒」部分を書く（つまり、多くの情報信
号が１．、Ｉ２である）とすれば、Ｉ、と１４はその中
に白丸を書く情報信号である。すでに述べたように、こ
のような場合においては、第６図中の信号Ｖｒのような
りプルがコモン線上にのる。そして、このリプルによっ
て、信号１＋、Ｉ２．Ｉ３．１４がどのような影響を受
けるかで表示品質が決まる。

一方、第７図においては、やはり第２図（ａ）の図形表
示する場合を想定すねば、Ｉ５は「黒Ｊ部分を書く信号
であり、Ｖｒ　′はそれによるコモン線上のりプルであ
る。Ｉ６は「白」丸部分を書く情報信号である。

第６図のりプルｖｒと第７図のりプル■、′を比べると
、リプル■、の方が波高値が約１／２になっており、か
つリプルの数が増えていることかわかる。

リプルＶｒ中の波高値Ｖ、かりプルＶｒ　′中の波高値
■１の約１／２になることは、第９図に示す簡単化され
た等価回路を用いて容易に理解できる。同図において、
Ｒ１とＲ３は隣接するセグメント線の配線抵抗、Ｃ１と
０２は隣接するセグメント線がコモン線との間に構成し
ている画素容量、Ｒ２はコモン線の配線抵抗である。

今、簡単のため、Ｒ１＝Ｒ２＝Ｒ３，Ｃ１＝Ｃ２と考え
ると、端子１と端子５にＨ（Ｈｉｇｈ）Ｌ　（Ｌｏｗ　
）　、　Ｇ　（ＧＮＤ）のそれぞれの電位を、第９図（
ｂ）のように与えた場合、コモン線上の電位ｖｅはそれ
ぞれＶＣ＝Ｈ，Ｇ、Ｈ／２の状態を取りうる。Ｖｃ＝Ｈ
の場合がいわば従来例のように隣接する情報信号の立上
がりが同期している場合であり、Ｖｅ＝Ｈ／２の場合が
本発明の場合に相当する。してみると、本発明において
は、コモン線上に生じるリプルは従来形の１／２の波高
値になることがわかる。

このようなりプルが、第２図（ａ）に示すように、黒背
景中に白丸を描いた場合にどのような影響を与えるかを
調べてみると、第７図の従来例の波形では、「黒」信号
■５は第５図に示すようになまり、「白」信号Ｉ６はな
まらない。したがって、その電圧値の差が、表示品質を
下げるとともに、駆動条件をきびしくしている。

これに対し、本発明においては、同じく「黒」の背景に
「白」丸を描いた場合には、「黒」信号！、、Ｉ、およ
び「白」信号１ｓ、ｒａは第４図に示すようになる。こ
こで、同図をよくみると信号工、と工５間では、電圧値
に大きな差が生じているが、信号Ｉ２と１４間ではその
実効値において差がない。すなわち、信号Ｉ２．Ｉ４を
入力するラインでは、リプルによる一切の影響を受けな
いことを示し、したがって全体としては少なくともりプ
ルの影響が１／２に低減されている。

本発明では、このようにして、ＦＬＣの駆動におけるリ
プルの影響を、■リプル波高値の低減、および■リプル
重畳による等質化（全体の１／２のセグメント線上で）
を行うことにより、表示品質等が著るしく改善される。

［実施例］ 以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。

第１図は、本発明の一実施例に係る駆動波形の構成例を
示す。

同図（ａ）中、Ｓは走査信号波形を示し、ＶＩ　＋　　
Ｖ２　＋　Ｖ３の３電圧で構成されている。

１、と丁、は奇数番のセグメント線に入力される情報信
号で、Ｉ２とＩ２は偶数番のセグメント線に入力される
情報信号である。信号ｒ、とＩ２は同一の情報（例えば
白）を表現するが相互に異なる情報信号であり、信号Ｔ
１とＩ２は他の状態を表現する相互に異なる情報信号で
ある。Ｈは１画素の選択時間である。

同図（ｂ）は、選択時に画素にかかる合成波形を示すが
、Ｓ−１，とＳ　　Ｉ２は非選択信号、Ｓ−Ｉ、とＳ　
　１２は選択信号を示す。情報信号１、．１２．１１．
１２は相互に異なるが、合成波形上の差異は小さく、ま
た、実際の駆動上も次に示すセルの条件下では変わらな
かった。

この駆動波形を適用するセルは、第８図に示すように、
上下のガラス基板２１上にバターニングされたＩＴＯス
トライブ電極２２上にＳｉＯのスパッタ膜〜１０００人
を絶縁Ｉ！！２３として形成し、その上に東し社製ポリ
イミドＬＰ−６４を配向膜２４として約４００人の厚み
に形成し、これにラビング処理を施して作成した。セル
状態での上下基板のラビング方向は、同方向にそろえ、
セル厚は約１．５μｍに設定した。上下の電極２２のう
ちいずれか一方が走査信号線群、他方が情報信号線群で
ある。

第３図は、このようにして構成した液晶セル３１を駆動
する回路のブロック図である。３２は液晶セル３１に供
給する電圧Ｖ、、Ｖ２．Ｖ、。

ｖ４を生ずる駆動用電源、３３は液晶セル３１の情報信
号線群に対し駆動用電源３２の電圧を画像情報信号とし
て印加するセグメント側の駆動ＩＣ５３４はラッチ回路
、３５はセグメント側Ｓ／Ｒ１３６は電源３２が出力す
る電圧を走査線信号として液晶セル３１の走査信号線群
に印加するコモン側駆動ＩＣ１３７はコモン側Ｓ／Ｒ１
３８は画像情報源、３９は画像情報源３８からの画像情
報に基づ籾セグメント側Ｓ／Ｒおよびコモン側Ｓ／Ｒを
制御するコントローラである。

セル３１に、液晶としてチッソ社製Ｃ５−１０１４を注
入し、４０℃に昇温しで上記駆動波形を印加して測定し
たところ、第１図（ｂ）におけるΔＴ＝５０μｓでマト
リックス駆動を行なうことができた。ただし、Ｖ、＝９
Ｖ／μｍ、ｖ、＝９　Ｖ／　μｍ、Ｖ３　＝４Ｖ／　μ
ｍ、Ｖ４　＝　　　４Ｖ／μｍの電圧条件下であった。

［他の実施例］ 第２図（ａ）のように「黒」背景に「白」丸を描く場合
より実際的には、「黒」背景にウィンドウ表示をする場
合などに、その情報信号として第４図の信号Ｉ４、つま
りは第６図の信号Ｉ４を用いることで表示品位が大巾に
改善される。

この場合は、隣接したセグメント線に、第６図の信号Ｉ
４が入力されるので、コモン線上の遅延（コモン線自身
の抵抗による）の影響で、第９図で示したような考え方
が出来ないとも考えられるが、コモン線上の抵抗値を、
メタル配線を用いるなどにより低抵抗化（約２にΩ／　
３０　ｃ　ｍ　）することで同様の効果を達成すること
ができる。この方法は、部分的な走査による書込み時は
特に有効である。

［発明の効果コ 以上説明したように、同一情報を表示するのに相異なる
波形の複数情報信号を用いるようにしたため、表示に与
えるリプルの影響を低減し、表示品位を向上させること
ができる。また、同一情報を表示する相異なる波形の情
報信号は、隣接するセグメント線に入力することにより
、より効果的にリプルの影響を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）および（ｂ）は、本発明の一実例に係る駆
動波形を示すタイミングチャート、第２図（ａ、　）〜
（ｄ）は、従来例に係る駆動波形の問題点を示す説明図
、 第３図は、第１図の駆動波形を生ずる駆動回路のブロッ
ク図、 第４図は、本発明における駆動波形でのりプルの重畳具
合を例示するタイミングチャート、第５図は、従来技術
における駆動波形でのりプルの重畳具合を例示するタイ
ミングチャート、第６図は、本発明における情報信号波
形とりプル形状を例示するタイミングチャート、第７図
は、従来技術における情報信号波形とりプル形状を例示
するタイミングチャート、第８図（ａ）および（ｂ）は
、液晶セルの構成を例示する断面図および電極パターン
の平面図、そして 第９図（ａ）および（ｂ）は、液晶セルの一部の簡単化
した等他回路図およびその説明図。 ■１〜１６＋　　Ｉｌ＋　　１２　　：情報信号、Ｓ：
走査信号、２１ニガラス基板、２２：■ＴＯストライブ
電極、２６：液晶、３１：液晶セル、３２：駆動用電源
、３３：セグメント側駆動ＩＣ１３５：セグメント側Ｓ
／Ｒ５３６：コモン側駆動ＩＣ２３７：コモン側Ｓ／Ｒ
１３８：画像情報、３９：コントローラ。 第２図 図

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）それぞれ走査信号線群および情報信号線群を備え
   これらが交叉するように対向して配置された一対の電極
   基板間に液晶を挟持してなるマトリクス型の液晶素子に
   おいて、同一の情報内容を表現する複数の互いに異なる
   波形の情報信号を情報信号線群に印加する駆動回路を具
   備することを特徴とする、液晶素子。
2. （２）駆動回路は、同一の情報内容を表現する、２種類
   の互いに異なる波形の情報信号波形を隣接した２本の情
   報信号線に入力することを特徴とする請求項１記載の液
   晶素子。
3. （３）隣接した情報信号線に入力される情報信号パルス
   列の、それぞれのパルスの立上がりおよび立下がりのタ
   イミングが隣接情報信号線間で一致しないことを特徴と
   する請求項２記載の液晶素子。
4. （４）隣接した情報信号線に入力される同一内容を表現
   する情報信号波形が互いに位相を変化させた波形である
   ことを特徴とする請求項２記載の液晶素子。
5. （５）同一の情報内容を表現する複数の互いに異なる情
   報信号波形間のそれぞれのパルスの立上がりおよび立下
   がりのタイミングが一致しないことを特徴とする請求項
   １記載の液晶素子。
6. （６）駆動回路は、ある特性の表示パターンの場合だけ
   、同一の情報内容を表現する複数の互いに異なる波形の
   情報信号を情報信号線群に印加することを特徴とする請
   求項１記載の液晶素子。
7. （７）前記液晶が強誘電性液晶である請求項１〜６記載
   の液晶素子。