JPH05224168A - 強誘電性液晶表示素子 - Google Patents

強誘電性液晶表示素子

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JPH05224168A
JPH05224168A JP2880092A JP2880092A JPH05224168A JP H05224168 A JPH05224168 A JP H05224168A JP 2880092 A JP2880092 A JP 2880092A JP 2880092 A JP2880092 A JP 2880092A JP H05224168 A JPH05224168 A JP H05224168A
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JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
selection voltage
display
ferroelectric liquid
crystal display
Prior art date
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Pending
Application number
JP2880092A
Other languages
English (en)
Inventor
Akihiro Mochizuki
昭宏 望月
Shigeo Kasahara
滋雄 笠原
Katsusada Motoyoshi
勝貞 本吉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP2880092A priority Critical patent/JPH05224168A/ja
Publication of JPH05224168A publication Critical patent/JPH05224168A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 強誘電性液晶表示素子に関し、階調表示を行
うことを目的とする。 【構成】 多重駆動時の選択電圧,半選択電圧および非
選択電圧を相対的に変動させることにより階調表示を行
う強誘電性液晶表示素子において、透明電極をパターン
形成したガラス基板上に塗布してある配向膜のラビング
方向を反平行よりも1〜10度、好ましくは1〜5度ずら
して強誘電性液晶表示素子を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は階調表示が可能な強誘電
性液晶表示素子に関する。OA(Office Automation)の進
展と共に、液晶表示(LCD)はワードプロセッサやパーソ
ナルコンピュータの表示装置として広く用いられるよう
になっている。
【0002】然し、従来より用いられているスーパーツ
イスト型LCD(略称STN-LCD)は表示容量が1200×800 画素
程度が限界であり、表示容量の増加と共に応答時間が遅
くなるため、マウス等で画面上のカーソルを移動させた
とき、カーソルの動きがマウスの動きに追随できず、コ
ンピュータの表示素子として使いにくいと云う問題があ
る。
【0003】また、STN-LCD は表示容量の増加に伴い、
コントラスト比が低下すると云う問題もある。特に1200
×800 画素の高精密表示ではコントラスト比が高々8:
1程度で、充分な値ではない。
【0004】更に、STN-LCD の最大の問題は視野角が狭
いことであり、画面の法線方向に対して高々±30度しか
ないため、見る角度によりコントラスト比が変わった
り、色が変化したりして極めて見ずらい表示となるため
に改良が強く求められている。
【0005】さて、このような欠点のない液晶駆動モー
ドとして強誘電性液晶(FLC) を使用するFLC-LCD が提案
されている。(N.A.Clark他:Appl.Phys.Lett. Vol.36,p
899)本発明はこのFLC-LCD 素子に関するものである。
【0006】
【従来の技術】FLC-LCD は双安定な電気ー光学特性を示
すことから、このメモリ効果を利用した大容量表示が可
能である。
【0007】また、走査線の1ライン当たりの駆動時間
は100 μs 程度と極めて速いことから、マウスの動きに
対して表示が充分に追随することができる。また、FLC-
LCD では液晶分子が印加電界の有無に拘らずガラス支持
基板に対して平行となっているために、視野角が極めて
広く、事実上、表示特性の視野角依存性はないと言って
よい。
【0008】然し、FLC-LCD の問題は階調表示が充分で
きないことである。すなわち、FLC-LCD は双安定駆動で
あるために原理的に「黒」か「白」の2値表示であっ
て、階調表示を行うことは困難である。
【0009】そのため、階調表示を行うには、 所謂る駆動パルス変調を行い、印加するパルス電圧
のパルス幅を変えることにより階調が可能となるが、こ
れを行うためには液晶の応答速度を従来の5倍から10倍
速くする必要があり、それには原料の開発研究が必要で
ある。 表示容量を極めて大きくし、面積階調を行うことに
よって可能となるが、面積階調では超高精密表示が前提
となるために、画素数を大幅に増すことが必要で、その
場合、駆動回路のコスト上昇が問題となる。 液晶の分極反転を細かなドメインに分割し、ドメイ
ン制御により階調を行うこともできる筈であるが、A4
版のような大面積でドメイン制御が可能な分子配向を実
現することは極めて困難である。
【0010】このように階調表示を行うことは難しい。
これに対し、発明者等は多重駆動時の選択電圧,半選択
電圧,非選択電圧を相対的に変動させることでダイナミ
ックな階調表示が可能であることを提案している。(特
願平03-259110,平成03.10.07出願) この内容は図3に示すように選択電圧(VS ),半選択電
圧(Vhs),非選択電圧(Vns) とからなる4スロット波
形を用てFLC-LCD の多重駆動を行うと、図4に示すよう
な電気ー光学閾値特性を得ることができるが、その場
合、VS ,Vhs ,Vnsの相対値を変えることにより、こ
の閾値特性が変動する現象を利用したものである。
【0011】こゝで、階調表示をより効果的に行うため
には、透過率の高い白表示領域をより平坦に、また、透
過率の低い黒表示領域を変化し易くすればよい。すなわ
ち、階調表示では透過率の高い白表示領域の透過率を変
動させるよりも、透過率の低い黒表示領域の透過率を変
動させた方が効果的であり、その理由は階調を行うため
のコントラスト比の変化は「黒」のレベルの透過率の変
化により実現されるからであって、「白」のレベルの透
過率を変化させても人間の目にはコントラスト比の変化
があまり認識されないからである。
【0012】そこで、黒表示領域の透過率を如何に効果
的に変化させ得るかが問題で、この解決が課題である。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】発明者等は4スロット
波形を用てFLC-LCD の多重駆動を行う場合に、VS ,V
hs ,Vnsの相対値を変えることにより電気ー光学閾値特
性を変動させることができ、これを利用することにより
階調表示ができることを提案している。
【0014】こゝで、階調表示を効果的に行うには黒表
示領域の透過率を効果的に変化させればよく、この方法
を見出すことが課題である。
【0015】
【課題を解決するための手段】上記の課題は、多重駆動
時の選択電圧(VS ),半選択電圧(Vhs) および非選択
電圧(Vns) を相対的に変動させることにより階調表示
を行う強誘電性液晶表示素子において、透明電極をパタ
ーン形成したガラス基板上に塗布してある配向膜のラビ
ング方向を反平行よりも1〜10度、好ましくは1〜5度
ずらして強誘電性液晶表示素子を構成することにより解
決することができる。
【0016】
【作用】発明者等の提案している階調表示はFLC-LCD を
多重駆動したときの電気−光学閾値特性が、図4で示す
ように黒表示領域での透過率が少なく、急峻な立ち上が
りを示す場合に効果的な階調表示を行うことができる。
【0017】そこで、発明者等は「白」と「黒」の閾値
特性に差をつけることは、メモリ性に差をつけることに
より達成できると考え、初期配向と閾値の関係について
検討を行った。
【0018】その結果、図2に示すようにポリイミド配
向膜のラビング方向を上下の基板で反平行とせず、僅か
に角度を持たせることで閾値特性に変化を生じさせるこ
とができることを見出した。
【0019】こゝで、一般には上下基板の配向膜のラビ
ング方向を平行からずらすとツイスト配向となり、コン
トラスト比が低下してメモリ性が不安定になるなど、表
示デバイスとして好ましくない結果を生ずることが知ら
れているが、ブックシェルフ層構造または擬似ブックシ
ェルフ層構造を可能とするナフタレン系の液晶材料(A,
Mochizuki 他,Proceeding of the Society for Informa
tion Display, Vol.31, No.2,pp 123〜128)を用いる
場合は上下基板のラビング方向を平行方向から数度ずら
せても均一な状態を維持することが可能である。
【0020】然し、ラビング方向をずらせたパネルでは
「白」と「黒」のメモリ状態の安定性に差を生じ、どち
らかゞ相対的に不安定となる。このとき、「黒」状態の
安定性が「白」状態の安定性よりも少し低下するように
ラビング方向をずらすと、「白」状態と「黒」状態のメ
モリ性に差が生ずるために多重駆動を行った場合、電気
−光学閾値特性がラビング方向が平行な場合に較べ図1
のa〜dのように変化する。
【0021】特に、同図bに示すように「黒」表示領域
で印加電圧が低い場合の透過率が少なく、電圧の増加と
ともに急激に透過率が増す閾値特性をもつ場合には
S ,V hs ,Vnsの相対値変化により「黒」の閾値特性
が変動しやすくなる。
【0022】すなわち、VS に対してVhs ,Vnsが相対
的に大きくなるほど、「黒」の透過率が大きくなる。こ
のとき、「白」状態の透過率は一定のまゝなので、コン
トラスト比は低下する。
【0023】従って、ラビング方向をずらし、「黒」状
態の安定性を「白」状態の安定性に対して相対的に不安
定化することにより閾値特性を変動させ、階調表示を行
い易くすることができる。
【0024】
【実施例】直径15mmの丸ベタ透明電極つきのガラス基板
を洗浄した後、ポリイミド液( 日産化学社製) をスピン
コータを用いて塗布し、N2気流中で230 ℃で1時間焼成
して厚さが500 Åの配向膜を形成した。
【0025】そして、この表面をナイロン製の布でラビ
ングした後、平均粒径が1.6 μm のガラス球をスペーサ
としてパネルを作成した。このとき、先に図2に示した
配向膜のズレ角θを0度より40度まで13種類変え、これ
らのパネルにナフタレン系液晶を主成分とする混合液晶
(A,Mochizuki他,Ferroelectrics, Vol.13, pp 353〜35
9)を注入してFLC-LCD を形成した。
【0026】このFLC-LCD を用い、図3に示した4スロ
ット波形を用いて多重駆動を行い、閾値特性とバイアス
比およびラビング方向のズレ角度θとの関係を測定し
た。こゝで、バイアス比はVhsをVS の50%とし、ま
た、VnsをVS の25%,30 %および35%とし、このとき
「白」と「黒」の透過率比をコントラスト比として比較
した。
【0027】なお、コントラスト比は「白」の透過率が
100 %に達してからVS 波高値で1Vだけ高い電圧を印
加した場合の値とした。表1はこの結果を示すもので、
ラビング方向のズレ角θによりVns/VS 値を変化させ
た場合のコントラスト比の変動状態が異なっている。
【0028】
【表1】 すなわち、従来のズレ角θ=0度の場合に較べ、ズレ角
θ=2〜6度とした場合、Vns/VS が25%のときのコ
ントラスト比( 最大コントラスト比) は殆ど低下しない
のに対し、Vns/VS を30%或いは35%と変える場合は
コントラスト比が極めて大きく変化している。
【0029】具体的にはVns/VS =35%のコントラス
ト比と、Vns/VS =25%のコントラスト比を比較する
と、θ=2度では50.0%,θ=4度では40.0%,θ=6度
では29.4%とラビング方向をずらせることにより階調表
示が効果的に行われていることが判る。
【0030】なお、最適なズレ角については、使用する
液晶材料や配向膜の材料などにより階調表示に有効な範
囲が異なるが、少なくとも均一な配向が行われる範囲で
あることが必要で、表1から判るようにズレ角を大きく
するとツイスト配向が誘起されてコントラストが低下し
てしまう。
【0031】以上のことから、ズレ角は1〜10度、より
好ましくは1〜5度とすると良い。
【0032】
【発明の効果】VS ,Vhs ,Vnsを相対的に変化させて
多重駆動によるFLC-LCD に階調表示を行う方法におい
て、上下基板の配向膜のラビング方向を反平行状態より
もθだけずらせることにより効果的な階調表示が可能と
なる。
【図面の簡単な説明】
【図1】FLC-LCD を多重駆動した場合、本発明に係る電
気ー光学閾値特性図である。
【図2】本発明に係る配向膜のラビング方向の説明図で
ある。
【図3】4スロット法の説明図である。
【図4】FLC-LCD を多重駆動した場合の電気ー光学閾値
特性図である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 多重駆動時の選択電圧,半選択電圧およ
    び非選択電圧を相対的に変動させることにより階調表示
    を行う強誘電性液晶表示素子において、透明電極をパタ
    ーン形成した二枚のガラス基板上に塗布してある配向膜
    のラビング方向を、反平行よりずらして形成してあるこ
    とを特徴とする強誘電性液晶表示素子。
  2. 【請求項2】 前記ラビング方向のずれ角が1〜10度、
    好ましくは1〜5度であることを特徴とする請求項1記
    載の強誘電性液晶表示素子。
JP2880092A 1992-02-17 1992-02-17 強誘電性液晶表示素子 Pending JPH05224168A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2880092A JPH05224168A (ja) 1992-02-17 1992-02-17 強誘電性液晶表示素子

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2880092A JPH05224168A (ja) 1992-02-17 1992-02-17 強誘電性液晶表示素子

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH05224168A true JPH05224168A (ja) 1993-09-03

Family

ID=12258509

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2880092A Pending JPH05224168A (ja) 1992-02-17 1992-02-17 強誘電性液晶表示素子

Country Status (1)

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JP (1) JPH05224168A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5943112A (en) * 1994-04-18 1999-08-24 Fujitsu Limited Liquid crystal display device and its fabricating method

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5943112A (en) * 1994-04-18 1999-08-24 Fujitsu Limited Liquid crystal display device and its fabricating method

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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20020108