JPH06194624A - 強誘電性液晶表示素子の駆動方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】基板間隔より小さい螺旋ピッチをもつ強誘電性
液晶を用いたアクティブマトリックス方式の強誘電性液
晶表示素子の駆動方法として、表示の焼き付き現象が起
こらない方法を提供する。 【構成】表示駆動中は各画素の電極３，７間にそれぞれ
任意の表示状態が得られる電圧を印加し、表示終了時に
は、全ての画素の電極３，７間に強誘電性液晶１１の自
発分極による電荷量の和がほぼ０になるような電圧を印
加してから駆動を停止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は強誘電性液晶表示素子の
駆動方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】強誘電性液晶を用いる強誘電性液晶表示
素子は、ネマティック液晶を用いるＴＮモードの液晶表
示素子と比較して、高速応答、広視野角が得られるなど
の点で注目されている。

【０００３】この強誘電性液晶表示素子の実用化に関す
る研究は、従来、ＳＳ−Ｆ液晶と呼ばれる、カイラルス
メクティックＣ相の螺旋ピッチが表示素子の基板間隔
（セルギャップ）より大きくかつ配向状態のメモリ性
（双安定性）を有する強誘電性液晶を対象として行なわ
れていた。

【０００４】上記ＳＳ−Ｆ液晶を用いる強誘電性液晶表
示素子は、ＳＳ−Ｆ液晶をその螺旋構造を消失させた状
態で基板間に封入したもので、印加電圧に対する液晶の
自発分極により、一方の極性の電圧を印加したときの第
１の配向状態と他方の極性の電圧を印加したときの第２
の配向状態との２つの配向状態を得、この液晶の配向状
態と、素子の入射側と出射側とに配置した一対の偏光板
とにより光の透過率を制御して表示する。

【０００５】しかし、上記ＳＳ−Ｆ液晶を用いる強誘電
性液晶表示素子は、液晶の配向状態が第１の配向状態と
第２の配向状態との２つの状態だけであり、電圧無印加
状態でもいずれかの配向状態が保持されるため、光の透
過率を変化させて階調のある表示を行なわせることは難
しいとされている。

【０００６】そこで最近では、階調表示の可能な強誘電
性液晶表示素子の開発が研究されており、その一手段と
して、カイラルスメクティックＣ相の螺旋ピッチが表示
素子の基板間隔より小さい強誘電性液晶を用いることが
提案されている。

【０００７】なお、基板間隔より小さい螺旋ピッチをも
つ強誘電性液晶には、配向状態のメモリ性（双安定性）
を有するものと、配向状態のメモリ性を有しないものと
があり、これら強誘電性液晶は、上記ＳＳ−Ｆ液晶と区
別して、メモリ性を有するものはＳＢＦ液晶と呼ばれ、
非メモリ性のものはＤＨＦ液晶と呼ばれている。

【０００８】上記ＳＢＦ液晶またはＤＨＦ液晶を用いる
強誘電性液晶表示素子では、液晶が螺旋構造をもった状
態で基板間に封入されており、この液晶は、液晶層をは
さんで対向する電極間にしきい値以上の電圧を印加した
ときに印加電圧の極性に応じて第１の配向状態と第２の
配向状態とのいずれかの状態に配向し、またしきい値よ
り低い電圧を印加したときは前記第１と第２の両方の配
向状態が混在した状態に配向するため、表示素子をＴＦ
ＴまたはＭＩＭ等の非線形素子をアクティブ素子とする
アクティブマトリックス方式とし、非選択期間中も上記
第１と第２の配向状態およびその両方の状態が混在した
配向状態を維持する電圧を保持しておくようにすれば、
階調表示が可能であるといわれている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記強誘電性
液晶表示素子をアクティブマトリックス方式とすると、
その表示動作を終了させる際に駆動電源を切っても、各
画素に保持されている電圧は直ぐには無くならないた
め、電源を切った後も液晶が画素の保持電圧に応じた配
向状態を保って表示の焼き付き現象を起こすという問題
が発生する。

【００１０】本発明は、基板間隔より小さい螺旋ピッチ
をもつ強誘電性液晶を用いたアクティブマトリックス方
式の強誘電性液晶表示素子の駆動方法として、表示の焼
き付き現象が起こらない方法を提供することを目的とし
たものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の駆動方法は、表
示駆動中は各画素の電極間にそれぞれ任意の表示状態が
得られる電圧を印加し、表示終了時には、全ての画素の
電極間に強誘電性液晶の自発分極の電荷量の和がほぼ０
になるような電圧を印加してから駆動を停止することを
特徴とするものである。

【００１２】

【作用】すなわち、本発明の駆動方法は、表示終了時
に、駆動停止に先立って全ての画素の電極間に強誘電性
液晶の自発分極の電荷量の和がほぼ０になるような電圧
を印加するものであり、このような電圧を印加すると、
液晶層の内部電界がほとんど無くなるため、この状態に
してから駆動を停止すれば、表示の焼き付き現象は起こ
らない。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。

【００１４】まず、本発明の駆動方法によって表示駆動
される強誘電性液晶表示素子の構成を説明する。図２は
強誘電性液晶表示素子の断面図、図３は前記液晶表示素
子の画素電極とアクティブ素子を形成した基板の等価回
路的平面図である。

【００１５】この強誘電性液晶表示素子は、アクティブ
マトリックス方式のものであり、その一対の透明基板
（例えばガラス基板）１，２のうち、図２において下側
の基板（以下、下基板という）１には、透明な画素電極
３と、この画素電極３に接続されたアクティブ素子４と
が縦横に配列形成されている。

【００１６】なお、上記アクティブ素子４は、例えばＴ
ＦＴ（薄膜トランジスタ）であり、このＴＦＴ４は、そ
の構造は図示しないが、基板１上に形成されたゲート電
極と、このゲート電極を覆うゲート絶縁膜と、このゲー
ト絶縁膜の上に形成された半導体層と、この半導体層の
上に形成されたソース電極およびドレイン電極とからな
っている。

【００１７】また、上記下基板１には、図３に示すよう
に、各画素電極３の行間に対応させてゲートライン５が
配線されるとともに、各画素電極３の列間に対応させて
データライン６が配線されており、前記ＴＦＴ４のゲー
ト電極はゲートライン５につながり、ドレイン電極はデ
ータライン６につながっている。図３において、５ａは
ゲートライン５の端子部、６ａはデータライン６の端子
部である。

【００１８】なお、上記ゲートライン５は、その端子部
５ａを除いてＴＦＴ４のゲート絶縁膜（透明膜）で覆わ
れており、データライン６は前記ゲート絶縁膜の上に形
成されている。また、画素電極３は前記ゲート絶縁膜の
上に形成されており、その一端部においてＴＦＴ４のソ
ース電極に接続されている。

【００１９】一方、図２において上側の基板（以下、上
基板という）２には、上記下基板１の各画素電極３と対
向する透明な対向電極７が形成されている。この対向電
極７は、表示領域全体にわたる面積の１枚電極とされて
いる。

【００２０】また、上記下基板１と上基板２の電極形成
面の上にはそれぞれ配向膜８，９が設けられている。こ
れら配向膜８，９はいずれも、ポリイミド等の有機高分
子化合物からなる水平配向膜であり、その膜面にはラビ
ングによる配向処理が施されている。

【００２１】そして、上記下基板１と上基板２とは、そ
の外周縁部において枠状のシール材１０を介して接着さ
れており、この両基板１，２間のシール材１０で囲まれ
た領域には、カイラルスメクティックＣ相の螺旋ピッチ
が両基板１，２の間隔より小さい強誘電性液晶１１が封
入されている。なお、図２において、１２は両基板１，
２の間隔を規制する透明なギャップ材であり、このギャ
ップ材１２は液晶封入領域内に点在状態で配置されてい
る。

【００２２】上記強誘電性液晶１１は、例えば配向状態
のメモリ性を有しないＤＨＦ液晶であり、このＤＨＦ液
晶１１は、その螺旋ピッチが基板間隔より小さいため、
螺旋構造をもった状態で基板１，２間に封入されてい
る。

【００２３】このＤＨＦ液晶１１は、画素電極３と対向
電極７との間にしきい値以上の電圧を印加したときに印
加電圧の極性に応じて第１の配向状態と第２の配向状態
とのいずれかの状態に配向し、またしきい値より低い電
圧を印加したときは前記第１と第２の両方の配向状態が
混在した状態に配向する。

【００２４】さらに、液晶表示素子の下面側と上面側に
は一対の偏光板１３，１４が配置されており、この偏光
板１３，１４の透過軸の方向は、電極３，７間にしきい
値以上の電圧を印加したときのＤＨＦ液晶１１の２つの
配向状態に応じて設定されている。

【００２５】すなわち、図４は、しきい値以上の電圧を
印加したときのＤＨＦ液晶１１の２つの配向状態と、上
記一対の偏光板１３，１４の透過軸の方向とを示してお
り、（ａ）は図２において上側の偏光板（以下、上偏光
板という）１４の透過軸１４ａを示し、（ｂ）はＤＨＦ
液晶１１の２つの配向状態１１ａ，１１ｂを示し、
（ｃ）は図２において下側の偏光板（以下、下偏光板と
いう）１３の透過軸１３ａを示している。

【００２６】この図４に示すように、上記ＤＨＦ液晶１
１は、一方の極性でかつ液晶１１のしきい値電圧以上の
電圧を印加したときに実線で示す第１の配向状態１１ａ
に配向し、他方の極性でかつ液晶１１のしきい値電圧以
上の電圧を印加したときに破線で示す第２の配向状態１
１ｂに配向する。なお、この第１の配向状態１１ａと第
２の配向状態１１ｂとのずれ角θは、ＤＨＦ液晶１１の
種類や配向膜８，９の表面エネルギー等によって異なる
が、このずれ角θは約４５°に選ぶのが望ましい。

【００２７】そして、上記一対の偏光板１３，１４のう
ち、一方の偏光板、例えば上偏光板１４の透過軸１４ａ
は、上記ＤＨＦ液晶１１の２つの配向状態１１ａ，１１
ｂのうちの一方、例えば第２の配向状態１１ｂとほぼ平
行になっており、他方の下偏光板１３の透過軸１３ａ
は、前記上偏光板１４の透過軸１４ａとほぼ直交してい
る。

【００２８】この図４のように偏光板１３，１４の透過
軸方向を設定した強誘電性液晶表示素子は、液晶１１を
第１の配向状態１１ａに配向させたときに透過率が最も
高く（表示が最も明るく）なり、液晶１１を第２の配向
状態１１ｂに配向させたときに透過率が最も低く（表示
が最も暗く）なる。

【００２９】すなわち、液晶１１が第１の配向状態１１
ａに配向した状態では、一方の偏光板を通った直線偏光
が液晶１１による偏光作用を受けて非直線偏光になり、
そのうちのある偏光成分の光が他方の偏光板を透過して
出射する。また、液晶１１が第２の配向状態１１ｂに配
向した状態では、一方の偏光板を通った直線偏光が液晶
１１による偏光作用をほとんど受けずに直線偏光のまま
液晶層を透過し、その光のほとんどが他方の偏光板で吸
収される。

【００３０】また、上記ＤＨＦ液晶１１は、上記２つの
配向状態１１ａ，１１ｂだけでなく、印加電圧の極性と
電圧値（絶対値）に応じて前記２つの配向状態１１ａ，
１１ｂが混在した状態にも配向する。

【００３１】そして、この強誘電性液晶表示素子は、ア
クティブマトリックス方式のものであるため、非選択期
間中も上記第１と第２の配向状態１１，１１ｂおよびそ
の両方の状態が混在した配向状態を維持する電圧を保持
しておくことができる。このため、ＤＨＦ液晶を用いる
強誘電性液晶表示素子は、透過率を変化させて階調のあ
る表示を行なわせることが可能であるといわれている。

【００３２】次に、上記強誘電性液晶表示素子の駆動方
法を説明する。図１は、上記強誘電性液晶表示素子の第
１行のＴＦＴ４につながるゲートライン５とデータライ
ン６に印加するゲート信号とデータ信号の波形と、液晶
１１の自発分極の電荷量の和と、光の透過率とを示して
いる。

【００３３】図１において、ＴF は１フレーム期間、Ｔ
S は第１行のＴＦＴ４の選択期間、ＴO は非選択期間で
あり、この実施例では、各選択期間ＴS をそれぞれ４つ
のスロットｔ1 ，ｔ2 ，ｔ3 ，ｔ4 に等分し、その最終
スロットｔ4 を書込みパルスＰ4 の印加期間とし、最初
のスロットｔ1 を前記書込みパルスＰ4 に対する補償パ
ルスＰ1 の印加期間とした。

【００３４】また、他のスロットｔ2 ，ｔ3 はそれぞ
れ、液晶１１を第１の配向状態１１ａに配向させるため
のリセットパルス（以下、第１リセットパルスという）
Ｐ2 と、液晶１１を第２の配向状態１１ｂに配向させる
ためのリセットパルス（以下、第２リセットパルスとい
う）Ｐ3 の印加期間とした。なお、上記各パルスＰ1 ，
Ｐ2 ，Ｐ3 ，Ｐ4 の印加期間（１スロット時間）はいず
れも約４５μ秒である。

【００３５】上記補償パルスＰ1 は、書込みパルスＰ4
の印加により液晶１１に直流成分の電圧が片寄ってかか
るのを補償するための逆極性のパルスであり、この補償
パルスＰ1 の電圧−ＶD の絶対値は、書込みパルスＰ4
の電圧ＶD と同じである。なお、書込みパルスＰ4 の電
圧ＶD は書込みデータに応じて種々の値に制御され、こ
れに対応して補償パルスＰ1 の電圧−ＶD も制御され
る。

【００３６】上記第２リセットパルスＰ3 は、液晶表示
素子の履歴効果をリセットするためのパルスであり、こ
のリセットパルスＰ3 の電圧値ＶR は、液晶１１のしき
い値電圧より十分大きい値である。また、上記第１リセ
ットパルスＰ2 は、第２リセットパルスＰ3 の印加によ
り液晶１１に直流成分の電圧が片寄ってかかるのを補償
するための逆極性のパルスであり、この第１リセットパ
ルスＰ2 の電圧−ＶRの絶対値は第２リセットパルスＰ3
の電圧ＶR と同じである。

【００３７】なお、これら各パルスＰ1 ，Ｐ2 ，Ｐ3 ，
Ｐ4 の極性および電圧値は、いずれも、データ信号の基
準電圧Ｖ0 に対する極性と電圧である。この基準電圧Ｖ
0 は、対向電極７に印加する電圧と同じである。

【００３８】そして、強誘電性液晶表示素子の表示駆動
は、画素電極３と対向電極７とその間の液晶１１とで形
成される各画素の電極３，７間にそれぞれ任意の表示状
態が得られる電圧を印加して行なう。すなわち、表示駆
動中は、上記書込み電圧ＶDの最小値をＶ0 とし、最大
値Ｖmax を上記第２リセットパルスＰ3 のリセット電圧
ＶR より若干低い値として、このＶ0 〜Ｖmax の範囲で
書込み電圧ＶD を制御する。

【００３９】上記のような波形のゲート信号とデータ信
号とを用いて上記強誘電性液晶表示素子を駆動すると、
選択期間ＴS ごとに、上記補償パルスＰ1 の電圧（以
下、書込み補償電圧という）−ＶD と、液晶１１を第１
の配向状態１１ａに配向させる第１リセットパルスＰ2
の電圧（以下、第１リセット電圧という）ＶR と、液晶
１１を第２の配向状態に配向させる第２リセットパルス
Ｐ3 の電圧（以下、第２リセット電圧という）−ＶR
と、書込みパルスＰ4 の電圧（以下、書込み電圧とい
う）ＶD とが順次ＴＦＴ４を介して画素電極３に印加さ
れ、これにともなって、液晶１１の自発分極の電荷量の
和と透過率とが、それぞれ図１に示したように変化す
る。

【００４０】また、選択期間ＴS が経過して非選択期間
ＴO になると、ＴＦＴ４がＯＦＦ状態になり、選択期間
ＴS の最終スロットｔ4 に印加された書込み電圧ＶD に
応じた電圧が画素に保持され、非選択期間ＴO 中、液晶
１１の自発分極の電荷量の和と透過率とが、前記容量の
保持電圧に対応する値、つまり、選択期間ＴS に印加さ
れた書込み電圧ＶD に応じた値に保たれる。

【００４１】この駆動方法では、選択期間ＴS ごとに、
液晶１１を第１の配向状態１１ａに配向させる第１リセ
ット電圧ＶR と、液晶１１を第２の配向状態１１ｂに配
向させる第２リセット電圧−ＶR とを同じ順序で印加し
ているため、書込み電圧ＶDを印加する直前の液晶１１
の配向状態はどの選択期間ＴS においても同じ（この実
施例では第２の配向状態１１ｂ）であり、したがって書
込み電圧ＶD の値と透過率とが対応するから、書込み電
圧ＶD により透過率を制御して、実用レベルでの明確な
階調表示を実現することができる。

【００４２】すなわち、図１に示すように、例えば液晶
１１がある配向状態（前に印加された書込み電圧に応じ
た配向状態）にあるとし、次の選択期間ＴS に印加する
書込み電圧ＶD がリセット電圧ＶR の１／４の電圧であ
るとすると、この書込み電圧ＶD （ＶD ＝ＶR ／４）を
印加した後の非選択期間ＴO における液晶１１の自発分
極の電荷量の和が、０よりも負の電荷成分が多くなった
値になる。このときの液晶１１の配向状態は、第１の配
向状態１１ａと第２の配向状態１１ｂとが、第２の配向
状態１１ｂの方が多い割合で混在している状態であり、
したがって透過率は、最も低い透過率と中間（１／２）
の透過率との間の値になる。

【００４３】これは、他の電圧の書込み電圧ＶD を印加
したときも同様であり、例えば書込み電圧ＶD として最
小値の電圧Ｖ0 を印加したときは、図１に二点鎖線で示
したように、液晶１１の自発分極の電荷量の和が、その
制御範囲のうちの最も負の電荷成分が最も多くなった
値、つまり、液晶１１が第２の配向状態１１ｂに配向し
たときの電荷量に近い値になり、透過率が、その制御範
囲のうちの最も低い値になる。

【００４４】また、書込み電圧ＶD として最大値の電圧
Ｖmax を印加したときは、図１に三点鎖線で示したよう
に、液晶１１の自発分極の電荷量の和が、その制御範囲
のうちの最も正の電荷成分が最も多くなった値、つま
り、液晶１１が第１の配向状態１１ａに配向したときの
電荷量に近い値になり、透過率が、その制御範囲のうち
の最も高い値になる。

【００４５】このため、上記駆動方法によれば、書込み
電圧ＶD の値に対応した透過率が得られるから、書込み
電圧ＶD により透過率を制御して、実用レベルでの明確
な階調表示を実現することができる。

【００４６】これは、書込み電圧ＶD を印加する直前の
液晶１１の配向状態が、どの選択期間ＴS においても同
じ（この実施例では第２の配向状態１１ｂ）であるため
であり、書込み電圧ＶD を印加する前の液晶１１の配向
状態が常に同じであれば、ＤＨＦ液晶を用いる強誘電性
液晶表示素子がもっている電圧−透過率特性のヒステリ
シスが動作上で現われなくなるため、書込み電圧ＶD の
値に対応した透過率が得られる。

【００４７】また、上記駆動方法では、選択期間ＴS ご
とに、書込み補償電圧−ＶD を印加するとともに、上記
第１リセット電圧ＶR と第２リセット電圧−ＶR とを同
回数ずつ（上記実施例では１回ずつ）交互に印加してい
るため、液晶１１に許容値以上の直流成分が片寄ってか
かることはなく、したがって、表示の焼き付き現象や液
晶の劣化を生じることもない。

【００４８】だだし、このようにしても、強誘電性液晶
表示素子の表示動作を終了させる際に、表示駆動状態か
らいきなり電源を切ると、電源を切った瞬間の表示状態
が持続されて、表示の焼き付き現象を起こす。

【００４９】これは、上記強誘電性液晶表示素子がアク
ティブマトリックス方式のものであるためであり、アク
ティブマトリックス方式の液晶表示素子では、その駆動
電源を切っても、各画素に保持されている電圧（電源を
切る前の表示状態に応じた電圧）は直ぐには無くならな
いため、電源を切った後もＤＨＦ液晶１１は画素の保持
電圧に応じた配向状態を保つ。

【００５０】一方、表示駆動状態からいきなり電源を切
ったときの液晶１１の配向状態は、ほとんどの場合、液
晶１１の自発分極の電荷量の和が正または負のいずれか
の電荷成分が多い値になる配向状態であり、この状態で
は液晶層に液晶１１の自発分極による内部電界が生じて
いる。

【００５１】このため、表示駆動状態からいきなり電源
を切ると、液晶層が内部電界が生じたままの状態となっ
てしまい、その結果、電源を切った後の時間の経過にと
もなって液晶層中の−イオンと＋イオンとが一方の基板
１側と他方の基板２側とに分れて集まり、両基板１，２
側へのイオンの偏りが徐々に大きくなって、ついには、
両基板１，２の表面にイオンが吸着され、この偏ったイ
オンによる電荷によって液晶分子が拘束されて焼き付き
状態になる。

【００５２】そこで、この駆動方法では、表示終了時に
は、全ての画素の電極３，７間に液晶１１の自発分極の
電荷量の和がほぼ０になるような電圧を印加してから、
駆動を停止するようにして、上述した表示の焼き付き現
象が起きるの防いでいる。

【００５３】上記表示終了時の駆動を図１を参照して説
明すると、表示装置の表示終了スイッチが操作される
か、あるいはタイマーにセットされた表示終了時間にな
ると、表示終了指令信号が図示しない駆動回路に送られ
る。図１において矢印Ａは、駆動回路に表示終了指令信
号が入力される時期を示しており、この表示終了指令信
号は、１フレーム期間ＴF 中のどこかで入力される。

【００５４】この駆動方法では、上記表示終了指令信号
が入力されたフレーム期間ＴF 中はデータ信号の書込み
パルスＰ4 の電圧ＶD を書込みデータに応じて制御する
上述した表示駆動を続行し、次のフレーム期間ＴF にな
ったら、書込みデータを無視して、全てのデータライン
６に入力するデータ信号の書込みパルスＰ4 の電圧ＶD
を、ＤＨＦ液晶１１の自発分極の電荷量の和がほぼ０に
なるような電圧にするとともに、これに対応して補償パ
ルスＰ1 の電圧−ＶD も制御する。なお、リセットパル
スＰ2 ，Ｐ3 の電圧ＶR ，−ＶR は表示駆動中の値のま
まにする。

【００５５】上記ＤＨＦ液晶１１の自発分極の電荷量の
和がほぼ０になる書込み電圧ＶD は、リセット電圧ＶR
のほぼ１／２の電圧であり、選択期間ＴS に印加する書
込み電圧ＶD をこのような値にすると、この書込み電圧
ＶD （ＶD ＝ＶR ／２）を印加した後の非選択期間ＴO
における液晶１１の自発分極の電荷量の和が、図１に示
すようにほぼ０になる。

【００５６】このときの液晶１１の配向状態は、第１の
配向状態１１ａと第２の配向状態１１ｂとがほぼ同じ割
合で混在した状態であり、この状態での透過率は、液晶
１１が第１の配向状態１１ａに配向したときの最も高い
透過率と液晶１１が第２の配向状態１１ｂに配向したと
きの最も低い透過率とのほぼ中間の値になるため、上記
書込み電圧ＶD （ＶD ＝ＶR ／２）による駆動を１フレ
ーム期間ＴF 中継続すると、表示画面全体が中間調の明
るさになる。

【００５７】そして、この駆動方法では、上記書込み電
圧ＶD （ＶD ＝ＶR ／２）による駆動を１フレーム期間
ＴF 中継続した後に上記駆動回路の電源を切って、表示
駆動を停止する。図１において矢印Ｂは駆動停止時期を
示しており、この実施例では、前記フレーム期間ＴF が
経過した時点で駆動電源を切っている。

【００５８】このように、駆動電源を切ると、ゲート信
号とデータ信号の印加はこの時点で停止するが、各画素
に保持されている電圧は直ぐには無くならないため、電
源を切った後もＤＨＦ液晶１１は画素の保持電圧に応じ
た配向状態を保つ。

【００５９】しかし、この駆動方法では、上記のよう
に、表示終了時に、駆動停止に先立って全ての画素の電
極３，７間に液晶１１の自発分極の電荷量の和がほぼ０
になるような電圧を印加しているため、電源を切ったと
きの液晶層の状態は、液晶１１の自発分極による内部電
界がほとんど生じていない状態であり、したがって、電
源を切った後の時間の経過にともなって液晶層中の−イ
オンと＋イオンとが一方の基板１側と他方の基板２側と
に分れて集まることはないから、表示の焼き付き現象は
起こらない。

【００６０】なお、電源を切ったときの液晶１１の配向
状態は、第１の配向状態１１ａと第２の配向状態１１ｂ
とがほぼ同じ割合で混在した状態であるため、液晶表示
素子内のＤＨＦ液晶１１は、電源を切った後の時間の経
過にともなって元の螺旋構造に戻る。

【００６１】すなわち、上記駆動方法は、表示駆動中は
各画素の電極３，７間にそれぞれ任意の表示状態が得ら
れる電圧を印加し、表示終了時には、全ての画素の電極
３，７間にＤＨＦ液晶１１の自発分極の電荷量の和がほ
ぼ０になるような電圧を印加してから駆動を停止するも
のであり、この駆動方法によって上記強誘電性液晶表示
素子を駆動方法すれば、表示の焼き付き現象が起こるこ
とはないため、液晶表示素子の表示品質を常に良好に保
つことができる。

【００６２】なお、上記実施例では、液晶１１の自発分
極の電荷量の和がほぼ０になるような電圧を印加する期
間を１フレーム期間ＴF としているが、この電圧の印加
期間は１フレーム期間以上継続してもよい。

【００６３】また、上記実施例では、表示終了指令信号
が入力されたフレーム期間の次のフレーム期間になって
から、液晶１１の自発分極の電荷量の和がほぼ０になる
ような電圧を印加しているが、この電圧の印加は、表示
終了指令信号の入力と同時もしくはその入力時から任意
に定めた時間後に開始してもよく、その場合は、前記電
圧の印加をその印加開始時から少なくとも１フレーム期
間ＴF に相当する時間以上継続し、その後に駆動電源を
切ればよい。

【００６４】さらに、上記実施例で駆動した強誘電性液
晶表示素子は、配向状態のメモリ性を有しないＤＨＦ液
晶を用いたものであるが、本発明の駆動方法は、メモリ
性を有するＳＢＦ液晶を用いた強誘電性液晶表示素子の
駆動にも適用することができる。

【００６５】なお、ＳＢＦ液晶は配向状態のメモリ性
（双安定性）をもっているため、メモリ性のないＤＨＦ
液晶に比べると、無電界状態としたときに液晶が元の螺
旋構造に戻るまでの時間は長いが、このＳＢＦ液晶を用
いた強誘電性液晶表示素子を上記駆動方法で駆動した場
合も、電源を切ったときの液晶の配向状態は、第１の配
向状態と第２の配向状態とがほぼ同じ割合で混在した、
液晶が元の螺旋構造に戻りやすい状態であるため、ＳＢ
Ｆ液晶も、電源を切った後の時間の経過にともなって元
の螺旋構造に戻る。

【００６６】また、上記実施例で駆動した強誘電性液晶
表示素子は、一方の偏光板１４の透過軸１４ａを液晶１
１の第２の配向状態１１ｂとほぼ平行にしたものである
が、本発明の駆動方法は、一方の偏光板１４の透過軸１
４ａを液晶１１の第１の配向状態１１ａとほぼ平行にし
た、液晶１１を第２の配向状態１１ｂに配向させたとき
に透過率が最も高く（表示が最も明るく）なり、液晶１
１を第１の配向状態１１ａに配向させたときに透過率が
最も低く（表示が最も暗く）なる強誘電性液晶表示素子
の駆動にも適用することができるし、さらに、ＴＦＴを
アクティブ素子とするものに限らず、ＭＩＭをアクティ
ブ素子とする強誘電性液晶表示素子の駆動にも適用する
ことができる。

【００６７】

【発明の効果】本発明の駆動方法は、表示駆動中は各画
素の電極間にそれぞれ任意の表示状態が得られる電圧を
印加し、表示終了時には、全ての画素の電極間に強誘電
性液晶の自発分極の電荷量の和がほぼ０になるような電
圧を印加してから駆動を停止するものであるから、この
駆動方法によって上記強誘電性液晶表示素子を駆動方法
すれば、表示の焼き付き現象が起こるのを防いで、液晶
表示素子の表示品質を常に良好に保つことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による、ゲート信号とデータ
信号の波形と、液晶の自発分極の電荷量の和と、光の透
過率とを示す図。

【図２】強誘電性液晶表示素子の断面図。

【図３】画素電極とアクティブ素子を形成した基板の等
価回路的平面図。

【図４】強誘電性液晶の２つの配向状態と一対の偏光板
の透過軸の方向とを示す図。

【符号の説明】

３…画素電極 ４…アクティブ素子（ＴＦＴ） ７…対向電極 ８，９…配向膜 １１…強誘電性液晶 １１ａ…第１の配向状態 １１ｂ…第２の配向状態 １３，１４…偏光板 １３ａ，１４ａ…透過軸 Ｐ1 …補償パルス Ｐ2 ，Ｐ3 …リセットパルス ＶR ，−ＶR …リセット電圧 Ｐ4 …書込みパルス ＶD …書込み電圧

【手続補正書】

【提出日】平成５年１０月２１日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正内容】

【書類名】 明細書

【発明の名称】 強誘電性液晶表示素子の駆動方法

【特許請求の範囲】

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は強誘電性液晶表示素子の
駆動方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】強誘電性液晶を用いる強誘電性液晶表示
素子は、ネマティック液晶を用いるＴＮモードの液晶表
示素子と比較して、高速応答、広視野角が得られるなど
の点で注目されている。

【０００３】この強誘電性液晶表示素子の実用化に関す
る研究は、従来、ＳＳ−Ｆ液晶と呼ばれる、カイラルス
メクティックＣ相の螺旋ピッチが表示素子の基板間隔
（セルギャップ）より大きくかつ配向状態のメモリ性
（双安定性）を有する強誘電性液晶を対象として行なわ
れていた。

【０００４】上記ＳＳ−Ｆ液晶を用いる強誘電性液晶表
示素子は、ＳＳ−Ｆ液晶をその螺旋構造を消失させた状
態で基板間に封入したもので、印加電圧に対する液晶の
自発分極により、一方の極性の電圧を印加したときの第
１の配向状態と他方の極性の電圧を印加したときの第２
の配向状態との２つの配向状態を得、この液晶の配向状
態と、素子の入射側と出射側とに配置した一対の偏光板
とにより光の透過率を制御して表示する。

【０００５】しかし、上記ＳＳ−Ｆ液晶を用いる強誘電
性液晶表示素子は、液晶の配向状態が第１の配向状態と
第２の配向状態との２つの状態だけであり、電圧無印加
状態でもいずれかの配向状態が保持されるため、光の透
過率を変化させて階調のある表示を行なわせることは難
しいとされている。

【０００６】そこで最近では、階調表示の可能な強誘電
性液晶表示素子の開発が研究されており、その一手段と
して、カイラルスメクティックＣ相の螺旋ピッチが表示
素子の基板間隔より小さい強誘電性液晶を用いることが
提案されている。

【０００７】なお、基板間隔より小さい螺旋ピッチをも
つ強誘電性液晶には、配向状態のメモリ性（双安定性）
を有するものと、配向状態のメモリ性を有しないものと
があり、これら強誘電性液晶は、上記ＳＳ−Ｆ液晶と区
別して、メモリ性を有するものはＳＢＦ液晶と呼ばれ、
非メモリ性のものはＤＨＦ液晶（LIQUID CRYSTALS ,198
9,Vol.5,No.4,1171-1177）と呼ばれている。

【０００８】上記ＳＢＦ液晶またはＤＨＦ液晶を用いる
強誘電性液晶表示素子では、液晶が螺旋構造をもった状
態で基板間に封入されており、この液晶は、液晶層をは
さんで対向する電極間に所定の値以上の絶対値の電圧を
印加したときに印加電圧の極性に応じて、液晶分子が一
方の方向にほぼ配列する第１の配向状態と、液晶分子が
他方の方向にほぼ配列する第２の配向状態とのいずれか
の状態に配向し、また上記電圧の中間の電圧を印加した
ときは前記第１と第２の両方の配向状態が混在した中間
の配向状態、あるいは、分子配列の螺旋の歪みにより液
晶分子の平均的な配列方向が前記第１，第２の配向状態
の中間の任意の配向状態に配向するため、表示素子をＴ
ＦＴまたはＭＩＭ等の非線形素子をアクティブ素子とす
るアクティブマトリックス方式とし、非選択期間中も上
記中間の配向状態を維持する電圧を保持しておくように
すれば、階調表示が可能であるといわれている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記強誘電性
液晶表示素子をアクティブマトリックス方式とすると、
その表示動作を終了させる際に駆動電源を切っても、各
画素に保持されている電圧は直ぐには無くならないた
め、電源を切った後も液晶が画素の保持電圧に応じた配
向状態を保って表示の焼き付き現象を起こすという問題
が発生する。

【００１０】本発明は、基板間隔より小さい螺旋ピッチ
をもつ強誘電性液晶を用いたアクティブマトリックス方
式の強誘電性液晶表示素子の駆動方法として、表示の焼
き付き現象が起こらない方法を提供することを目的とし
たものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の駆動方法は、表
示駆動中は各画素の電極間にそれぞれ任意の表示状態が
得られる電圧を印加し、表示終了時には、全ての画素の
電極間に強誘電性液晶の自発分極による電荷量の和がほ
ぼ０になるような電圧を印加してから駆動を停止するこ
とを特徴とするものである。

【００１２】

【作用】すなわち、本発明の駆動方法は、表示終了時
に、駆動停止に先立って全ての画素の電極間に強誘電性
液晶の自発分極による電荷量の和がほぼ０になるような
電圧を印加するものであり、このような電圧を印加する
と、液晶層の内部電界がほとんど無くなるため、この状
態にしてから駆動を停止すれば、表示の焼き付き現象は
起こらない。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。

【００１４】まず、本発明の駆動方法によって表示駆動
される強誘電性液晶表示素子の構成を説明する。図２は
強誘電性液晶表示素子の断面図、図３は前記液晶表示素
子の画素電極とアクティブ素子を形成した基板の等価回
路的平面図である。

【００１５】この強誘電性液晶表示素子は、アクティブ
マトリックス方式のものであり、その一対の透明基板
（例えばガラス基板）１，２のうち、図２において下側
の基板（以下、下基板という）１には、透明な画素電極
３と、この画素電極３に接続されたアクティブ素子４と
が縦横に配列形成されている。

【００１６】なお、上記アクティブ素子４は、例えばＴ
ＦＴ（薄膜トランジスタ）であり、このＴＦＴ４は、そ
の構造は図示しないが、基板１上に形成されたゲート電
極と、このゲート電極を覆うゲート絶縁膜と、このゲー
ト絶縁膜の上に形成された半導体層と、この半導体層の
上に形成されたソース電極およびドレイン電極とからな
っている。

【００１７】また、上記下基板１には、図３に示すよう
に、各画素電極３の行間に対応させてゲートライン５が
配線されるとともに、各画素電極３の列間に対応させて
データライン６が配線されており、前記ＴＦＴ４のゲー
ト電極はゲートライン５につながり、ドレイン電極はデ
ータライン６につながっている。図３において、５ａは
ゲートライン５の端子部、６ａはデータライン６の端子
部である。

【００１８】なお、上記ゲートライン５は、その端子部
５ａを除いてＴＦＴ４のゲート絶縁膜（透明膜）で覆わ
れており、データライン６は前記ゲート絶縁膜の上に形
成されている。また、画素電極３は前記ゲート絶縁膜の
上に形成されており、その一端部においてＴＦＴ４のソ
ース電極に接続されている。

【００１９】一方、図２において上側の基板（以下、上
基板という）２には、上記下基板１の各画素電極３と対
向する透明な対向電極７が形成されている。この対向電
極７は、表示領域全体にわたる面積の１枚電極とされて
いる。

【００２０】また、上記下基板１と上基板２の電極形成
面の上にはそれぞれ配向膜８，９が設けられている。こ
れら配向膜８，９はいずれも、ポリイミド等の有機高分
子化合物からなる水平配向膜であり、その膜面にはラビ
ングによる配向処理が施されている。

【００２１】そして、上記下基板１と上基板２とは、そ
の外周縁部において枠状のシール材１０を介して接着さ
れており、この両基板１，２間のシール材１０で囲まれ
た領域には、カイラルスメクティックＣ相の螺旋ピッチ
が両基板１，２の間隔より小さい強誘電性液晶１１が封
入されている。なお、図２において、１２は両基板１，
２の間隔を規制するギャップ材であり、このギャップ材
１２は液晶封入領域内に点在状態で配置されている。

【００２２】上記強誘電性液晶１１は、例えば配向状態
のメモリ性を有しないＤＨＦ液晶であり、このＤＨＦ液
晶１１は、その螺旋ピッチが可視光帯域の波長よりも短
い４００ｎｍ〜７００ｎｍで、基板間隔より小さいた
め、螺旋構造をもった状態で基板１，２間に封入されて
いる。

【００２３】このＤＨＦ液晶１１は、画素電極３と対向
電極７との間に液晶分子のほぼ全体を一方方向に配向さ
せるのに十分な絶対値をもった電圧（以下、状態飽和電
圧という）を印加したときに印加電圧の極性に応じて第
１の配向状態と第２の配向状態とのいずれかの状態に配
向し、また前記状態飽和電圧の絶対値より小さい中間の
電圧を印加したときは、前記ＤＨＦ液晶１１の螺旋の歪
みにより、液晶分子のダイレクタの平均的な方向が前記
第１と第２の配向状態におけるそれぞれのダイレクタの
方向の中間の方向に向き、そのダイレクタの平均的な方
向は、印加される電圧に応じて連続的に変化する。

【００２４】さらに、液晶表示素子の下面側と上面側に
は一対の偏光板１３，１４が配置されており、この偏光
板１３，１４の透過軸の方向は、電極３，７間に前記状
態飽和電圧以上の電圧を印加したときのＤＨＦ液晶１１
の２つの配向状態に応じて設定されている。

【００２５】すなわち、図４は、状態飽和電圧以上の電
圧を印加したときのＤＨＦ液晶１１の２つの配向状態
と、上記一対の偏光板１３，１４の透過軸の方向とを示
しており、（ａ）は図２において上側の偏光板（以下、
上偏光板という）１４の透過軸１４ａを示し、（ｂ）は
ＤＨＦ液晶１１の２つの配向状態１１ａ，１１ｂを示
し、（ｃ）は図２において下側の偏光板（以下、下偏光
板という）１３の透過軸１３ａを示している。

【００２６】この図４に示すように、上記ＤＨＦ液晶１
１は、一方の極性でかつ液晶１１の状態飽和電圧以上の
電圧を印加したときに実線で示す第１の配向状態１１ａ
に配向し、他方の極性でかつ液晶１１の状態飽和電圧以
上の電圧を印加したときに破線で示す第２の配向状態１
１ｂに配向する。なお、この第１の配向状態１１ａと第
２の配向状態１１ｂとのずれ角θは、ＤＨＦ液晶１１の
種類や配向膜８，９の表面エネルギー等によって異なる
が、このずれ角θは約４５°に選ぶのが望ましい。

【００２７】そして、上記一対の偏光板１３，１４のう
ち、一方の偏光板、例えば上偏光板１４の透過軸１４ａ
は、上記ＤＨＦ液晶１１の２つの配向状態１１ａ，１１
ｂのうちの一方、例えば第２の配向状態１１ｂとほぼ平
行になっており、他方の下偏光板１３の透過軸１３ａ
は、前記上偏光板１４の透過軸１４ａとほぼ直交してい
る。

【００２８】この図４のように偏光板１３，１４の透過
軸方向を設定した強誘電性液晶表示素子は、液晶１１を
第１の配向状態１１ａに配向させたときに透過率が最も
高く（表示が最も明るく）なり、液晶１１を第２の配向
状態１１ｂに配向させたときに透過率が最も低く（表示
が最も暗く）なる。

【００２９】すなわち、液晶１１が第１の配向状態１１
ａに配向した状態では、一方の偏光板を通った直線偏光
が液晶１１による偏光作用を受けて非直線偏光になり、
そのうちの他方の偏光板の透過軸と平行な偏光成分の光
が他方の偏光板を透過して出射する。また、液晶１１が
第２の配向状態１１ｂに配向した状態では、一方の偏光
板を通った直線偏光が液晶１１による偏光作用をほとん
ど受けずに直線偏光のまま液晶層を透過し、その光のほ
とんどが他方の偏光板で吸収される。

【００３０】また、上記ＤＨＦ液晶１１は、上記２つの
配向状態１１ａ，１１ｂだけでなく、印加電圧の極性と
電圧値（絶対値）に応じて液晶分子のダイレクタの平均
的な方向が連続的に変化する。

【００３１】そして、この強誘電性液晶表示素子は、ア
クティブマトリックス方式のものであるため、非選択期
間中も上記第１と第２の配向状態１１，１１ｂおよび液
晶分子のダイレクタの平均的な方向が第１と第２の配向
状態におけるそれぞれのダイレクタの中間の方向を向い
た中間的配向状態を維持する電圧を保持しておくことが
できる。このため、ＤＨＦ液晶を用いる強誘電性液晶表
示素子は、透過率を変化させて階調のある表示を行なわ
せることが可能であるといわれている。

【００３２】次に、上記強誘電性液晶表示素子の駆動方
法を説明する。図１は、上記強誘電性液晶表示素子の第
１行のＴＦＴ４につながるゲートライン５とデータライ
ン６に印加するゲート信号とデータ信号の波形と、液晶
１１の自発分極による電荷量の和と、光の透過率とを示
している。

【００３３】図１において、ＴF は１フレーム期間、Ｔ
S は第１行のＴＦＴ４の選択期間、ＴO は非選択期間で
あり、この実施例では、各選択期間ＴS をそれぞれ４つ
のスロットｔ1 ，ｔ2 ，ｔ3 ，ｔ4 に等分し、その最終
スロットｔ4 を書込みパルスＰ4 の印加期間とし、最初
のスロットｔ1 を前記書込みパルスＰ4 に対する補償パ
ルスＰ1 の印加期間とした。

【００３４】また、他のスロットｔ2 ，ｔ3 はそれぞ
れ、液晶１１を第１の配向状態１１ａに配向させるため
のリセットパルス（以下、第１リセットパルスという）
Ｐ2 と、液晶１１を第２の配向状態１１ｂに配向させる
ためのリセットパルス（以下、第２リセットパルスとい
う）Ｐ3 の印加期間とした。なお、上記各パルスＰ1 ，
Ｐ2 ，Ｐ3 ，Ｐ4 の印加期間（１スロット時間）はいず
れも約４５μ秒である。

【００３５】上記補償パルスＰ1 は、書込みパルスＰ4
の印加により液晶１１に直流成分の電圧が片寄ってかか
るのを補償するための逆極性のパルスであり、この補償
パルスＰ1 の電圧−ＶD の絶対値は、書込みパルスＰ4
の電圧ＶD と同じである。なお、書込みパルスＰ4 の電
圧ＶD は書込みデータに応じて種々の値に制御され、こ
れに対応して補償パルスＰ1 の電圧−ＶD も制御され
る。

【００３６】上記第２リセットパルスＰ3 は、液晶表示
素子の履歴効果をリセットするためのパルスであり、こ
のリセットパルスＰ3 の電圧値−ＶR は、液晶１１の状
態飽和電圧より十分大きい値である。また、上記第１リ
セットパルスＰ2 は、第２リセットパルスＰ3 の印加に
より液晶１１に直流成分の電圧が片寄ってかかるのを補
償するための逆極性のパルスであり、この第１リセット
パルスＰ2 の電圧＋ＶR の絶対値は第２リセットパルス
Ｐ3 の電圧−ＶR と同じである。

【００３７】なお、これら各パルスＰ1 ，Ｐ2 ，Ｐ3 ，
Ｐ4 の極性および電圧値は、いずれも、データ信号の基
準電圧Ｖ0 に対する極性と電圧である。この基準電圧Ｖ
0 は、対向電極７に印加する電圧と同じである。

【００３８】そして、強誘電性液晶表示素子の表示駆動
は、画素電極３と対向電極７とその間の液晶１１とで形
成される各画素の電極３，７間にそれぞれ任意の表示状
態が得られる電圧を印加して行なう。すなわち、表示駆
動中は、上記書込み電圧ＶDの最小値をＶ0 とし、最大
値Ｖmax を上記第１リセットパルスＰ2 のリセット電圧
ＶR より若干低い値として、このＶ0 〜Ｖmax の範囲で
書込み電圧ＶD を制御する。

【００３９】上記のような波形のゲート信号とデータ信
号とを用いて上記強誘電性液晶表示素子を駆動すると、
選択期間ＴS ごとに、上記補償パルスＰ1 の電圧（以
下、書込み補償電圧という）−ＶD と、液晶１１を第１
の配向状態１１ａに配向させる第１リセットパルスＰ2
の電圧（以下、第１リセット電圧という）ＶR と、液晶
１１を第２の配向状態に配向させる第２リセットパルス
Ｐ3 の電圧（以下、第２リセット電圧という）−ＶR
と、書込みパルスＰ4 の電圧（以下、書込み電圧とい
う）ＶD とが順次ＴＦＴ４を介して画素電極３に印加さ
れ、これにともなって、液晶１１の自発分極による電荷
量の和と透過率とが、それぞれ図１に示したように変化
する。

【００４０】また、選択期間ＴS が経過して非選択期間
ＴO になると、ＴＦＴ４がＯＦＦ状態になり、選択期間
ＴS の最終スロットｔ4 に印加された書込み電圧ＶD に
応じた電圧が画素に保持され、非選択期間ＴO 中、液晶
１１の自発分極による電荷量の和と透過率とが、前記容
量の保持電圧に対応する値、つまり、選択期間ＴS に印
加された書込み電圧ＶD に応じた値に保たれる。

【００４１】この駆動方法では、選択期間ＴS ごとに、
液晶１１を第１の配向状態１１ａに配向させる第１リセ
ット電圧ＶR と、液晶１１を第２の配向状態１１ｂに配
向させる第２リセット電圧−ＶR とを同じ順序で印加し
ているため、書込み電圧ＶDを印加する直前の液晶１１
の配向状態はどの選択期間ＴS においても同じ（この実
施例では第２の配向状態１１ｂ）であり、したがって書
込み電圧ＶD の値と透過率とが対応するから、書込み電
圧ＶD により透過率を制御して、実用レベルでの明確な
階調表示を実現することができる。

【００４２】すなわち、図１に示すように、例えば液晶
１１がある配向状態（前に印加された書込み電圧に応じ
た配向状態）にあるとし、次の選択期間ＴS に印加する
書込み電圧ＶD がリセット電圧ＶR の１／４の電圧であ
るとすると、この書込み電圧ＶD （ＶD ＝ＶR ／４）を
印加した後の非選択期間ＴO における液晶１１の自発分
極による電荷量の和が、０よりも負の電荷成分が多くな
った値になる。このときの液晶１１の配向状態は、第１
の配向状態１１ａと第２の配向状態１１ｂとの中間の配
向状態となり、液晶１１の螺旋の歪みによりダイレクタ
の平均的方向は、第１，第２ｎｏ配向状態におけるダイ
レクタの方向の中央の方向に向く。したがって透過率
は、最も低い透過率と中間（１／２）の透過率との間の
値になる。

【００４３】これは、他の電圧の書込み電圧ＶD を印加
したときも同様であり、例えば書込み電圧ＶD として最
小値の電圧Ｖ0 を印加したときは、図１に二点鎖線で示
したように、液晶１１の自発分極による電荷量の和が、
その制御範囲のうちの最も負の電荷成分が最も多くなっ
た値、つまり、液晶１１が第２の配向状態１１ｂに配向
したときの電荷量に近い値になり、透過率が、その制御
範囲のうちの最も低い値になる。

【００４４】また、書込み電圧ＶD として最大値の電圧
Ｖmax を印加したときは、図１に三点鎖線で示したよう
に、液晶１１の自発分極の電荷量の和が、その制御範囲
のうちの最も正の電荷成分が最も多くなった値、つま
り、液晶１１が第１の配向状態１１ａに配向したときの
電荷量に近い値になり、透過率が、その制御範囲のうち
の最も高い値になる。

【００４５】このため、上記駆動方法によれば、書込み
電圧ＶD の値に対応した透過率が得られるから、書込み
電圧ＶD により透過率を制御して、実用レベルでの明確
な階調表示を実現することができる。

【００４６】これは、書込み電圧ＶD を印加する直前の
液晶１１の配向状態が、どの選択期間ＴS においても同
じ（この実施例では第２の配向状態１１ｂ）であるため
であり、書込み電圧ＶD を印加する前の液晶１１の配向
状態が常に同じであれば、ＤＨＦ液晶を用いる強誘電性
液晶表示素子がもっている電圧−透過率特性のヒステリ
シスが動作上で現われなくなるため、書込み電圧ＶD の
値に対応した透過率が得られる。

【００４７】また、上記駆動方法では、選択期間ＴS ご
とに、書込み補償電圧−ＶD を印加するとともに、上記
第１リセット電圧ＶR と第２リセット電圧−ＶR とを同
回数ずつ（上記実施例では１回ずつ）交互に印加してい
るため、液晶１１に許容値以上の直流成分が片寄ってか
かることはなく、したがって、表示の焼き付き現象や液
晶の劣化を生じることもない。

【００４８】だだし、このようにしても、強誘電性液晶
表示素子の表示動作を終了させる際に、表示駆動状態か
らいきなり電源を切ると、電源を切った瞬間の表示状態
が持続されて、表示の焼き付き現象を起こす。

【００４９】これは、上記強誘電性液晶表示素子がアク
ティブマトリックス方式のものであるためであり、アク
ティブマトリックス方式の液晶表示素子では、その駆動
電源を切っても、各画素に保持されている電圧（電源を
切る前の表示状態に応じた電圧）は直ぐには無くならな
いため、電源を切った後もＤＨＦ液晶１１は画素の保持
電圧に応じた配向状態を保つ。

【００５０】一方、表示駆動状態からいきなり電源を切
ったときの液晶１１の配向状態は、ほとんどの場合、液
晶１１の自発分極による電荷量の和が正または負のいず
れかの電荷成分が多い値になる配向状態であり、この状
態では液晶層に液晶１１の自発分極による内部電界が生
じている。

【００５１】このため、表示駆動状態からいきなり電源
を切ると、液晶層が内部電界が生じたままの状態となっ
てしまい、その結果、電源を切った後の時間の経過にと
もなって液晶層中の−イオンと＋イオンとが一方の基板
１側と他方の基板２側とに分れて集まり、両基板１，２
側へのイオンの偏りが徐々に大きくなって、ついには、
両基板１，２の表面にイオンが吸着され、この偏ったイ
オンによる電荷によって液晶分子が拘束されて焼き付き
状態になる。

【００５２】そこで、この駆動方法では、表示終了時に
は、全ての画素の電極３，７間に液晶１１の自発分極に
よる電荷量の和がほぼ０になるような電圧を印加してか
ら、駆動を停止するようにして、上述した表示の焼き付
き現象が起きるの防いでいる。

【００５３】上記表示終了時の駆動を図１を参照して説
明すると、表示装置の表示終了スイッチが操作される
か、あるいはタイマーにセットされた表示終了時間にな
ると、表示終了指令信号が図示しない駆動回路に送られ
る。図１において矢印Ａは、駆動回路に表示終了指令信
号が入力される時期を示しており、この表示終了指令信
号は、１フレーム期間ＴF 中のどこかで入力される。

【００５４】この駆動方法では、上記表示終了指令信号
が入力されたフレーム期間ＴF 中はデータ信号の書込み
パルスＰ4 の電圧ＶD を書込みデータに応じて制御する
上述した表示駆動を続行し、次のフレーム期間ＴF にな
ったら、書込みデータを無視して、全てのデータライン
６に入力するデータ信号の書込みパルスＰ4 の電圧ＶD
を、ＤＨＦ液晶１１の自発分極による電荷量の和がほぼ
０になるような電圧にするとともに、これに対応して補
償パルスＰ1 の電圧−ＶD も制御する。なお、リセット
パルスＰ2 ，Ｐ3 の電圧ＶR ，−ＶR は表示駆動中の値
のままにする。

【００５５】上記ＤＨＦ液晶１１の自発分極による電荷
量の和がほぼ０になる書込み電圧ＶD は、リセット電圧
ＶR のほぼ１／２の電圧であり、選択期間ＴS に印加す
る書込み電圧ＶD をこのような値にすると、この書込み
電圧ＶD （ＶD ＝ＶR ／２）を印加した後の非選択期間
ＴO における液晶１１の自発分極による電荷量の和が、
図１に示すようにほぼ０になる。

【００５６】このときの液晶１１の配向状態は、液晶分
子がほぼ歪みのない螺旋を描くように配列した状態であ
り、ダイレクタの平均的方向が中間の方向となるため、
この状態での透過率は、液晶１１が第１の配向状態１１
ａに配向したときの最も高い透過率と液晶１１が第２の
配向状態１１ｂに配向したときの最も低い透過率とのほ
ぼ中間の値になる。よって、上記書込み電圧ＶD （ＶD
＝ＶR ／２）による駆動を１フレーム期間ＴF 中継続す
ると、表示画面全体が中間調の明るさになる。

【００５７】そして、この駆動方法では、上記書込み電
圧ＶD （ＶD ＝ＶR ／２）による駆動を１フレーム期間
ＴF 中継続した後に上記駆動回路の電源を切って、表示
駆動を停止する。図１において矢印Ｂは駆動停止時期を
示しており、この実施例では、前記フレーム期間ＴF が
経過した時点で駆動電源を切っている。

【００５８】このように、駆動電源を切ると、ゲート信
号とデータ信号の印加はこの時点で停止する。

【００５９】しかし、この駆動方法では、上記のよう
に、表示終了時に、駆動停止に先立って全ての画素の電
極３，７間に液晶１１の自発分極による電荷量の和がほ
ぼ０になるような電圧を印加しているため、電源を切っ
たときの液晶層の状態は、液晶１１の自発分極による内
部電界がほとんど生じていない状態である。

【００６０】したがって、電源を切った後の時間の経過
にともなって液晶層中の−イオンと＋イオンとが一方の
基板１側と他方の基板２側とに分れて集まることはない
から、表示の焼き付き現象は起こらない。

【００６１】すなわち、上記駆動方法は、表示駆動中は
各画素の電極３，７間にそれぞれ任意の表示状態が得ら
れる電圧を印加し、表示終了時には、全ての画素の電極
３，７間にＤＨＦ液晶１１の自発分極による電荷量の和
がほぼ０になるような電圧を印加してから駆動を停止す
るものであり、この駆動方法によって上記強誘電性液晶
表示素子を駆動方法すれば、表示の焼き付き現象が起こ
ることはないため、液晶表示素子の表示品質を常に良好
に保つことができる。

【００６２】なお、上記実施例では、液晶１１の自発分
極による電荷量の和がほぼ０になるような電圧を印加す
る期間を１フレーム期間ＴF としているが、この電圧の
印加期間は１フレーム期間以上継続してもよい。

【００６３】また、上記実施例では、表示終了指令信号
が入力されたフレーム期間の次のフレーム期間になって
から、液晶１１の自発分極による電荷量の和がほぼ０に
なるような電圧を印加しているが、この電圧の印加は、
表示終了指令信号の入力と同時もしくはその入力時から
任意に定めた時間後に開始してもよく、その場合は、前
記電圧の印加をその印加開始時から少なくとも１フレー
ム期間ＴF に相当する時間以上継続し、その後に駆動電
源を切ればよい。

【００６４】さらに、上記実施例で駆動した強誘電性液
晶表示素子は、配向状態のメモリ性を有しないＤＨＦ液
晶を用いたものであるが、本発明の駆動方法は、メモリ
性を有するＳＢＦ液晶を用いた強誘電性液晶表示素子の
駆動にも適用することができる。

【００６５】なお、ＳＢＦ液晶は配向状態のメモリ性
（双安定性）をもっているため、このＳＢＦ液晶を用い
た強誘電性液晶表示素子を上記駆動方法で駆動した場
合、電源を切ったときの液晶の配向状態は、第１の配向
状態と第２の配向状態とがほぼ同じ割合で混在した状態
であるため、液晶の自発分極が互いに打ち消し合い、液
晶の自発分極による電荷量はほぼ０となる。

【００６６】また、上記実施例で駆動した強誘電性液晶
表示素子は、一方の偏光板１４の透過軸１４ａを液晶１
１の第２の配向状態１１ｂとほぼ平行にしたものである
が、本発明の駆動方法は、一方の偏光板１４の透過軸１
４ａを液晶１１の第１の配向状態１１ａとほぼ平行に
し、液晶１１を第２の配向状態１１ｂに配向させたとき
に透過率が最も高く（表示が最も明るく）なり、液晶１
１を第１の配向状態１１ａに配向させたときに透過率が
最も低く（表示が最も暗く）なる強誘電性液晶表示素子
の駆動にも適用することができるし、さらに、ＴＦＴを
アクティブ素子とするものに限らず、ＭＩＭをアクティ
ブ素子とする強誘電性液晶表示素子の駆動にも適用する
ことができる。

【００６７】

【発明の効果】本発明の駆動方法は、表示駆動中は各画
素の電極間にそれぞれ任意の表示状態が得られる電圧を
印加し、表示終了時には、全ての画素の電極間に強誘電
性液晶の自発分極による電荷量の和がほぼ０になるよう
な電圧を印加してから駆動を停止するものであるから、
この駆動方法によって上記強誘電性液晶表示素子を駆動
方法すれば、表示の焼き付き現象が起こるのを防いで、
液晶表示素子の表示品質を常に良好に保つことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による、ゲート信号とデータ
信号の波形と、液晶の自発分極の電荷量の和と、光の透
過率とを示す図。

【図２】強誘電性液晶表示素子の断面図。

【図３】画素電極とアクティブ素子を形成した基板の等
価回路的平面図。

【図４】強誘電性液晶の２つの配向状態と一対の偏光板
の透過軸の方向とを示す図。

【符号の説明】 ３…画素電極 ４…アクティブ素子（ＴＦＴ） ７…対向電極 ８，９…配向膜 １１…強誘電性液晶 １１ａ…第１の配向状態 １１ｂ…第２の配向状態 １３，１４…偏光板 １３ａ，１４ａ…透過軸 Ｐ1 …補償パルス Ｐ2 ，Ｐ3 …リセットパルス ＶR ，−ＶR …リセット電圧 Ｐ4 …書込みパルス ＶD …書込み電圧

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基板間隔より小さい螺旋ピッチをもつ強誘
   電性液晶を用いたアクティブマトリックス方式の強誘電
   性液晶表示素子の駆動方法であって、表示駆動中は各画
   素の電極間にそれぞれ任意の表示状態が得られる電圧を
   印加し、表示終了時には、全ての画素の電極間に前記強
   誘電性液晶の自発分極の電荷量の和がほぼ０になるよう
   な電圧を印加してから駆動を停止することを特徴とする
   強誘電性液晶素子の駆動方法。