JPH0643429A - 高速応答液晶の単純マトリクスを用いた液晶表示装置およびその表示方法 - Google Patents
高速応答液晶の単純マトリクスを用いた液晶表示装置およびその表示方法Info
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Abstract
表示装置において、強誘電体と強誘電性もしくは反強誘
電性液晶を組み合わせることによってメモリー性を向上
せしめた表示装置、および該装置における階調表示方法
を提供する。 【構成】 ストライプ状もしくは線状の選択電極とスト
ライプ状のデータ電極が直交し、その間に強誘電体と強
誘電性もしくは反強誘電性液晶材料、さらに必要によっ
ては画素電極とを有する画素からなる液晶表示装置にお
いて表示をおこなう方法に関して、1つのフレームを複
数のの互いに持続時間の異なるサブフレームに分割し、
これらのフレームの組合せによって中間的な色調を表現
する。
Description
置のうち、構造が単純で、作製が容易な単純マトリクス
(パッシブマトリクスともいう)を強誘電体と組み合わ
せることによってスタテッィクに駆動せしめることによ
って、コントラストの向上を計る表示方法において、階
調表示をおこなう方法に関する。
性に優れた強誘電性液晶もしくは反強誘電性液晶、すな
わちスメクチック液晶で強誘電性もしくは反強誘電性を
発現する液晶材料を用いて、階調表示をおこなう表示方
法に関するものである。
は、単純マトリクスとアクティブマトリクスとに大別さ
れる。前者は構造が簡単で、プロセス上の制約も少ない
ため安価に製造され、しかも開口率が大きいという特徴
を有するが、液晶材料として、実効電圧に反応するネマ
ティック液晶を用いた場合等にはクロストークが発生
し、また、画像表示の方法がダイナミック表示となるた
めに、一般にコントラストが低い。
々の画素にダイオードやトランジスタ等のアクティブ素
子を設けて、これによってスイッチングをおこなうもの
で、クロストークの発生が抑制され、また、スタティッ
クな表示が可能なのでコントラストも高い。しかしなが
ら、画素ごとにアクティブ素子を形成するために歩留り
が低く、また、プロセス上の多くの制限が存在する。
そのメモリー性を利用することによって、単純マトリク
スであってもスタティックな表示が可能となるもので、
コントラストが高い。また、強誘電性液晶あるいは反強
誘電性液晶は、実効電圧に応答することがないので、ク
ロストークも少ない。さらに、応答速度もネマテッィク
液晶よりも桁違いに大きな10μsec以下という高速
である。このような特徴を有する強誘電性液晶あるいは
反強誘電性液晶を用いてマトリクスを作製することが提
唱されてきた。
液晶では、同じ表示を長時間継続すると『焼け』とい
う、1種の液晶の劣化状態がもたらされた。これを避け
るためにはメモリー性のよくない液晶材料を使用すれば
よい。しかし、この場合にはスタティックな表示が困難
となり、コントラストの低下を招いた。特に温度が高い
状態では非常に画面が見にくくなった。
反強誘電性液晶と有機強誘電体(例えば、フッ化ビニリ
デンとトリフルオロエチレンの共重合体)を組み合わせ
ることによって、コントラストを低下させることなく、
安定したマトリクス駆動をおこなうことを提案した(例
えば、特開昭61−1152)。
性液晶は実効電圧に応答しないのでパルス幅を変えるこ
とによっては階調表示ができず、もっぱら、面積階調法
やフレーム階調法によって階調表示をおこなっていた
が、前者の方法では、多段の階調をおこなう場合には1
画素に多数のサブ画素を必要とし、後者の方法では、フ
リッカーが生じる。
しくは反強誘電性液晶を用いた単純マトリクスにおい
て、コントラストの低下やフリッカーをもたらさず、階
調表示をおこなう方法を提供する。また、そのためのマ
トリクスの適切な構成についても言及する。
は、液晶画素セル(LC)と強誘電体セル(FE)が図
1(A)のように直列に接続された構成が提案されてい
る。実際には、この回路は図1(B)のような等価回路
によって置き換えられる。すなわち、LCには、容量C
1 以外に並列に抵抗R1 が存在し、FEには容量C2 と
抵抗R2 が並列に形成されている。しかし、強誘電体の
特性は非常に複雑であり、自発分極によって電圧を維持
している素子もやはり並列に挿入されている。
は、最も単純には、図2に示されるような方法でなされ
る。ここでは、1つの選択電極(その電位をVC とす
る)と2つのデータ電極(その電位をそれぞれ、VD1、
VD2とする)によって形成された2つの画素A、B(F
EとLCの直列回路で、その電位差をそれぞれ、VA 、
VB とする)の場合を示している。選択電極およびデー
タ電極には同じ大きさの電位を極性を変えて入力する。
FEとLCの直列回路には、(VC +VD )(もしくは
(VC −VD ))の電位差が生じる。選択電極の電位V
C が、図2に示すようにその行の選択のときのみに極性
の反転するバイポーラパルスとなれば、そのときのデー
タ電極の電位VD が正であれば画素の電位差がしきい電
位差(図中の点鎖線)を越えて大きく正になり、また、
VD が負であれば大きく負となり、それぞれ異なった極
性に変移する。
スが印加されている場合)以外は、画素の電位は主とし
てデータ電極の電位の変動を受けることとなる。このよ
うなデータ電極の電位は、同じ列の他の画素の情報を反
映したものであり、例えば、その列の文様が複雑であれ
ば、図2のVD1に示すように複雑なデータ信号が送られ
ることとなり、したがって、VA も非常にこまごました
振動を繰り返すこととなる。
のVD2に示すようにデータ信号も単調なものとなり、同
時にVB も単調なものとなる。しかしながら、ここで注
意しなければならないことは、一般には、本発明のごと
きFEとLCの直列回路では、LCに印加される電圧
は、必ずしもVA もしくはVB の変動を受けることはな
いということである。
て、それによる信号の減衰は無視できるとする。ここ
で、LCの電位差をV1 、電荷量をQ1 、FEの電位差
をV2 、電荷量をQ2 、FEの自発分極密度をPS 、F
Eの面積をS2 、V=V1 +V2とすると、 V1 =(C2 V−PS S2 )/(C1 +C2 ) となる。ここで、V(非選択時のデータ信号によるクロ
ストーク)に関係のある項に注目すれば、C2 V≪PS
S2 であれば、このような影響はほとんど無視できるこ
とがわかる。
FEとLCの面積が同一の場合である。このようなセル
は比較的簡単なプロセスで作製できる。その断面は図4
に例示される。すなわち、一方の基板1上には必要に応
じて下地の絶縁膜3を形成し、その上にストライプ状の
透明電極4を形成し、さらにその上に配向膜等の絶縁膜
を形成する。もう一方の基板2上には、同じく下地絶縁
膜6を形成して、上記ストライプ電極4に直交するよう
にストライプ状電極を形成し、さらにFE被膜8を形成
する。本発明者の知見では、十分な強誘電特性を得るた
めには、FE材料として、フッ化ビニリデンとトリフル
オロエチレンの共重合体を用いる場合には100nm以
上の、また、チタン酸バリウム、PZTを用いる場合に
は300nm以上の厚さが必要であった。これらのFE
被膜は、電極7に直接、接していても、適当な絶縁材料
を介していてもよい。これらの基板を対向させ、スペー
サー9によって厚さを制御して液晶材料10を注入す
る。この構造のセルを作製する際のパターニングには、
従来の単純マトリクスのパターニングと同じく2工程だ
けでよく、しかも、デザインルールはストライプ幅の1
/10程度でよい。
d1 (ε1 はLCの誘電率、S1 は、LCの面積=
S2 、d1 はLCの厚さ)であり、一方、FEの容量C
2 は、ε2 S2 /d2 (ε2 はFEの誘電率、S2 は、
FEの面積、d2 はFEの厚さ)である。したがって、
式は、 V1 =(ε2 V/d2 −PS )/(ε1 /d1 +ε2 /d2 ) である。このうち、第2項はオフセットの電圧で、常に
液晶にかかっているベース電圧である。これは、通常の
液晶の動作する程度の電圧であることが要求される。
る。なお、簡単のために、ε1、ε2 〜10ε0 ≒10
-10 とする。d1 ≪d2 の場合には、 V1 ≒(ε2 V/d2 −PS )d1 /ε1 〜−PS d1 /ε1 である。すなわち、他の画素の信号Vによる影響をほと
んど受けない。一方、V2 に関しては、式より、 V2 =V+PS d1 /ε1 であるが、自発分極を反転させて、書込み・消去をおこ
なうための電場をEC とすれば、選択時にはV2 〜EC
d2 でなければならないので、2V〜EC d1 となるよ
うな信号を印加しなければならない。一般的なポリマー
のEC は100MV/mであり、d1 〜1μmであるこ
とを考慮すると、V≫100Vとなり、現実的でない。
すなわち、ポリマー系の強誘電体を使用することはでき
ない。しかし、例えば、チタン酸バリウム等では、EC
が1MV/m程度であるので、Vが10V以上であれば
反転するには十分である。
ては、式より、 V1 =V−PS d2 /ε2 であるので、データ信号の変動Vの影響を強く受けてク
ロストークが強く、また、書込み・消去の際には、画素
の印加された電圧のほとんどが、LCに印加され、FE
にはほとんど印加されない。したがって、PS が非常に
大きく、かつ、EC が非常に小さな材料でなければFE
として適切でない。
積に比して十分に小さい場合を考えてみる。これは、例
えば図5(A)に示すような断面構造を取る。一方の基
板11上にはストライプ上電極13が形成され、さらに
その上に絶縁被膜14が形成される。他方の基板12上
には、画素電極15の上に、FE被膜16を形成し、さ
らに、上記ストライプ電極13と直交するように線状電
極17を配置する。これらの電極の構成は図5(B)に
示される。図5(B)のX−Yの断面が同図(A)であ
る。画素電極15と線状電極17は、図の斜線部20で
FE被膜をはさんで交差する。そして、これらの基板を
対向させて、スペーサー18で厚さを制御し、液晶材料
19を注入する。
4の場合より、フォトリソグラフィー工程がさらに1つ
必要となる。また、後で説明するような理由から、極め
て厳密なデザインルールが要求される。例えば、この場
合では、デザインルールとしては、線状電極17の幅の
1/5以下が要求される。したがって、デザインルール
が5μmであれば、線状電極の幅は25μm程度、さら
に画素電極の1辺の大きさはその数〜10数倍である。
したがって、プロジェクションTVのような画素面積の
小さいディスプレーを作製するには適さない。
て図4の場合と同様に計算すると、 V1 =−PS S2 /C1 =−PS S2 d1 /ε1 S1 である。すなわち、データ信号の影響をほとんど受けな
い。逆にFEには、Vがそのまま印加されていると考え
てよい。例えば、V1 として、10Vを得ようとすれ
ば、、ε2 =10ε0 、d1 =5×10-6、PS =10
-2C/m2 ならば、S1 /S2 =50とすればよい。逆
にこの条件が適当でないと、液晶に過大な電圧が印加さ
れてしまい、液晶を破壊してしまうこととなる。すなわ
ち、強誘電性もしくは反強誘電性液晶を用いる場合に
は、 PS S2 d1 /ε1 S1 <100 〔V〕 であることが望まれる。
動すると、液晶に印加される電圧も大きく変動してしま
う。例えば、図5(B)に示す、領域20の各辺が±1
0%変動すると、液晶にかかる電圧は±20%も変動す
る。領域20の各辺が±20%変動すると、液晶にかか
る電圧は±40%以上も変動してしまい、液晶材料に悪
影響を及ぼす。通常、セルの大きさはフォトリソグラフ
ィーによるが、マスクずれがあっても、面積が大きく変
動しないような作製方法を採用すべきである。
設計するには、使用する強誘電材料の応答性能を考慮し
なければならない。典型的な強誘電ポリマーであるフッ
化ビニリデン(ビニリデンフロライド、VDFと略す)
とトリフルオロエチレン(TrFE)との共重合体であ
るP(VDF+TrFE)の強誘電性は、その配合組成
によって大きく変化する。
ち上がりの急な矩形パルスを印加して、P(VDF+T
rFE)の自発分極が配向するまでの時間(応答時間
τ)は、図1(C)に示すように電場Eにも依存する
が、VDFとTrFEの配合比にも依存する。図におい
て、AはVDF/TrFE=80/20であり、BはV
DF/TrFE=50/50である。E-1<7〔m/G
V〕(E>140MV/m)では、A、Bともに同じ線
上にあるが、E-1>7〔m/GV〕(E<140MV/
m)では、その様子が異なる。すなわち、AよりもBの
方が低い電圧に反応しやすくなる。
は、選択時に比べて、非選択時の時間の方が圧倒的に長
い。すなわち、選択時/非選択時の比率(これをデュー
ティー比という)は、単純には行数の逆数であり、図2
からも明らかなように、選択時においても画素のFEに
選択電圧以上の大きな正または負の電位差が加わるの
は、その半分であるので、この点は非常に重要である。
B に示されるように、そのフレームの多くの時間に反対
の極性の電圧が印加されることがある。例えば、選択時
には±140MV/m、非選択時には±70MV/mの
電場がFEにかかるように駆動し、かつ、FEとして図
1(C)において、Bで示される材料を使用した場合に
は、あるフレームでの選択時に電場+140MV/mが
印加され、非選択時には−70MV/mが印加されると
すると、非選択時の時間が選択時の時間の10倍以上
(すなわち、デューティー比が1/10以下)であれ
ば、最初、選択時のパルスによって、正の方向に配向し
たFEが、非選択時の信号によって徐々に負の方向に遷
移することとなる。すなわち、選択時において、+14
0MV/mの電場が持続するのは1フレームの1/20
に過ぎないからである。また、このような条件では図1
(C)からも明らかなように、選択時の書込みには、1
0μsec以上の時間が必要であり、1フレームは、そ
の10倍の0.1msecという早いものとなる。
ューティー比が1/10というのはあまりに小さい規模
であり、画面を上下に2分割して駆動する方法を採用し
ても20行しかない。もちろん、このような極端な条件
はそれほど頻繁に生じるものではなく、実際には100
行程度のマトリクスであっても、少々のクロストーク
(主たる原因は上記の説明と同じ原理で起こる)とその
ためのコントラストの低下を我慢すれば、使用に差し支
えないものであるが、強誘電性液晶表示装置の対向商品
であるTFT型液晶表示装置とのコストパフォーマンス
を考慮した場合には非常に不利である。
FEを使用した場合には、この状態は改善される。この
場合、電場が±140MV/mのときの応答時間はBの
場合と同様に10μsec以下であるが、±70MV/
mのときの応答時間は、数msecである。したがっ
て、デューティー比にすると、1/200〜1/500
が許容され、大容量ディスプレーとしては十分である。
FT型ディスプレーとの競争を考慮するとまだ不十分で
ある。このような強誘電性もしくは反強誘電性液晶を利
用したディスプレーは、ON/OFFが明確であるとい
う利点が逆に欠点となって、中間的な表示をおこなうこ
とが非常に難しい。そのため、従来は面積階調によって
表示をおこなっていたが、これは行数や列数を増加さ
せ、画素が大容量であることを要求される割に表示能力
が十分でない。
い。例えば16階調程度の場合には、行数と列数をとも
に2倍にし、かつ、1画素中での最大画素の面積と最小
画素の面積の比は8、最小画素幅と最大画素幅の比率は
1/4であるので特に問題はない。しかし、64階調で
は、最大画素の面積と最小画素の面積の比は64、最小
画素幅と最大画素幅の比率は1/8に達し、プロセスや
回路構成上の制約が問題となる。
た場合、16階調では1つの画素の大きさ(占有領域)
は25μm×35μmであり、これはプロジェクション
TV等に利用できる大きさである。また、より大きな画
面を作製して直視型のディスプレーとする際にも、デザ
インルールをそのまま拡大すればよいので、作製上の問
題はない。
さは50μm×55μmであり、プロジェクションTV
とするにはやや大きい。しかも、この場合には16階調
の場合に比べて1つの画素の面積が約3倍となり、3倍
の面積の基板上に同じデザインルールでパターニングし
なければならない。このように面積階調は作製プロセス
に依存するため、多くの困難があり、実際には16階調
までの表示が限度である。
1つのフレームを複数のサブフレームに分割し、この組
み合わせによって実効的な透過率を制御すればよい。こ
こで、時間A0 からB0 までが1つのフレームである。
このフレームは、A0 からA1 までの第1サブフレーム
(時間T1 )、A1 からA2 までの第2サブフレーム
(時間T2 )、A2 からA3 までの第3サブフレーム
(時間T3 )、A3 からA4 までの第4サブフレーム
(時間T4 )、そしてA4 からA5 までの第5サブフレ
ーム(時間T5 )の5つのサブフレームによって構成さ
れている。
じでもよいし、異なってもよい。効率的におこなうに
は、これらの時間は、その最小時間をT0 としたとき、
2T0、4T0 、8T0 、16T0 のいずれかであれば
よい。例えば、T1 =T0 、T2 =16T0 、T3 =2
T0 、T4 =8T0 、T5 =4T0 とすればよい。ある
いはT1 =T0 、T2 =2T0 、T3 =4T0 、T4 =
8T0 、T5 =16T0としてもよい。
そして、VA が正のパルスの場合にはON状態、負の場
合にはOFF状態を示すとすれば、このフレームの実効
的なON時間はT0 +8T0 =9T0 である。このよう
な方法では、32段階の表示が可能である。
れかのサブフレームの選択時の最小時間(これはたいて
いの場合、T0 /行数に近い数字となる)は、FEの応
答に十分でなければならないということである。例え
ば、図3のように5つのサブフレームによって構成され
る場合には、1フレームが30msecであると、最小
サブフレームは1msecである。FEに印加される電
場が200MV/mであると、選択時の応答時間(約1
μsec)を考慮すると、行数は500以下でなければ
ならない。一方、FEに印加される電場が100MV/
mであると、選択時の応答時間(約100μsec)を
考慮すると、行数は10以下に制限される。したがっ
て、FEに印加される電場は140MV/m以上である
ことが望まれる。
c)について考えると、図1(C)のAの材料をFEに
使用しても、70MV/m以下の電場が他の画素のデー
タ信号によって印加されると、数msecの時間で極性
が反転されてしまうため、この場合には電場を下げるこ
とが望まれる。しかし、低い電場では書込みにも長時間
を要するため、選択時の時間を長くすることが必要であ
る。
法では、各サブフレームでは、いずれも、選択時/非選
択時の比率を1/100〜1/500であることが要求
される。もちろん、駆動方式を工夫する(例えば、実施
例2に示すように、選択・非選択の波形を工夫する)こ
とによって、これらの困難を用意に解決することができ
る。以下に実施例を示し、より詳細に本発明を説明す
る。
素を有する表示装置を作製し、それを駆動して16段の
階調表示を達成した例を示す。使用した画素は図5に示
されるような構造で、ここで、線状電極(選択線)17
の幅は25μmである。また、画素15の大きさは30
0μm×250μmで、その端に設けられた線状電極と
の重なりの部分の大きさは、25μm×25μmであ
る。また、本実施例では強誘電体として、P(VDF+
TrFE)を用い、VDF/TrFE=80/20とし
た。さらに、この強誘電体被膜16の厚さは200nm
とした。このようにして、640×400のマトリクス
を構成し、画面を上下に2分割して、それぞれを駆動回
路に接続した。このような構成では、液晶と強誘電体の
容量比から、印加された電圧のほとんどが強誘電体に印
加されることとなり、画素には強誘電体の残留分極によ
る電圧が生じるのみである。
行と1つの列において、図6に示されるような信号を印
加した。ここで、VC は線状電極17に印加された選択
信号で、VD は、ストライプ電極13に印加されたデー
タ信号である。さらに、VAは、その結果、この行列の
交点にある画素に印加された電圧を示している。すなわ
ち、この例では4つのサブフレームが1フレームを構成
する。第1サブフレームは2msec、第2サブフレー
ムは16msec、第3サブフレームは4msec、第
4サブフレームは8msecだけ持続する。また、選択
信号のパルス幅は第1サブフレームでは20μsec、
第2サブフレームでは160μsec、第3サブフレー
ムでは40μsec、第4サブフレームでは80μse
cとし、全てのサブフレームでデューティー比1/10
0のマルチプレクス駆動をおこなった。また、パルスの
波高は、全てのサブフレームで±15Vとした。
電位となるようにした。図6では簡単のために、選択時
のみ、正の電位をとるようにし、また、非選択時には負
の電位をとるような様子が示されている。
が印加されることとなった。書込み・消去時のパルス幅
は、第1サブフレームでは10μsecであるが、パル
スの波高が30Vであるので、強誘電体には150MV
/mの電場(1/E=7.5m/GV)が印加される。
図1(C)からも明らかなように、このように大きな電
場が印加されれば、10μsecという短時間であって
も十分に強誘電体は反応する。他のサブフレームでは、
パルスの持続時間はさらに長いので強誘電体は十分に反
応できる。
非選択の時間の長い第2サブフレームでは、強誘電体に
は、逆方向に7.5MV/mの電場(1/E=15m/
GV)が印加されるが、この時、強誘電体が応答するの
には、図1(C)から明らかなように、10msec以
上の時間が必要である。16msecという第2サブフ
レームの持続時間は、やや長いが、実際には、クロスト
ークはそれほど問題とならない。もちろん、他のサブフ
レームではそれよりも持続時間が短いので何ら問題はな
い。
間に重みをつけることによって、16段の階調表示をお
こなうことができた。本実施例で採用した方法は、選択
パルスが単調で、駆動の消費電力は少なく、駆動回路の
構成が簡単で、その負担も小さい。しかし、これよりも
マトリクスの規模を大きくすることも困難である。
らに5倍にすると、第1サブフレームの選択パルス幅は
4μsecとなり、実際に強誘電体にパルスが印加され
るのはその半分の2μsecである。このような短時間
に強誘電体が応答するには、170〜200MV/m程
度の高電場が必要であるが、このことは、非選択時にも
100MV/m程度の電場が印加されることを意味して
いる。強誘電体に100MV/mの電場が印加されて応
答するまでの時間は図1(C)から、0.1msecで
あり、最も持続時間の短い第1サブフレーム(2mse
c)といえども、あまりにも長すぎる。したがって、実
際には、データ信号のノイズによって画像のコントラス
トが著しく低下する。
リクスは実用には著しく不十分なものであり、より大き
なマトリクスを駆動できるような方法が望まれる。次の
実施例2では、より大規模なマトリクスにも対応できる
駆動方法を説明する。
同じく図5の構成の画素を有する1024×1000の
大規模マトリクスを駆動する方法を示す。画素等につい
てはマトリクスの規模が大きくなった以外は実施例1と
同じである。マトリクスは上下に2分割し、それぞれに
データ信号を印加する回路を形成して駆動した。
およびデータ信号を示した。これは、いわゆる4パルス
型駆動と呼ばれる方法で、従来、強誘電性液晶の駆動を
おこなう目的で使用されたものである。この方式では、
画素が非選択状態にあるときは、データ側の信号がON
でもOFFでも、常に交流となっており、実施例1にお
いて問題となったように、直流の電圧が長時間(サブフ
レームの10%以上)も持続することによって、強誘電
体のメモリーが反転してしまうことがなく、極めて安定
した画像が得られる。
最大波高は、非選択時の4倍であるので、より強誘電体
を安定して使用できる。このような4パルス法を用いて
マトリクスを駆動した例を図8に示す。図8では、図7
のV0 を10Vとし、最大で強誘電体には40Vの電圧
(200MV/mの電場)が印加される。図8におい
て、VC は選択信号、VD はデータ信号、VA は画素の
電圧である。
を4つのサブフレームに分割し、それぞれのサブフレー
ムの持続時間2msec、16msec、4msec、
8msecと変化せしめたものである。ただし、駆動は
デューティー比1/500とし、したがって、選択信号
の幅は第1サブフレームが4μsec、第2サブフレー
ムが32μsec、第3サブフレームが8μsec、第
4サブフレームが16μsecである。4パルス法で
は、実際に強誘電体に有効なパルスが印加される時間
は、図7から明らかなように、選択信号の1/4である
ので、最短の第1サブフレームでは1μsecの間に強
誘電体が応答しなければならない。そのためには、20
0MV/mの電場が必要である。
00MV/mもの電場が印加されると、非選択時におい
ても100MV/mの電場が印加されて、せっかく書き
込んだ強誘電体のメモリーが同じサブフレーム時間内に
反転してしまった。また、このように高い電場が絶えず
印加されていることは、強誘電体の劣化を促進するの
で、信頼性の面からも問題であった。
1/4の50MV/mであるので、強誘電体の劣化は著
しく抑制され、また、交流であるので、せっかく書き込
まれた情報が反転してしまうこともなかった。
N、第3、第4サブフレームではOFFとなる様子を示
しており、0から15までの16段の階調表示のうち、
9(=1+8)段目の表示が得られていることが示され
ている。
で威力を発揮するが、図8からも明らかなように、非常
に複雑なパルス信号を発生することが要求され、また、
その周波数も高いので、実施例1に比べて、駆動回路の
構成が複雑で、消費電力も大きくなる。
が高く、また階調表示能力に優れたディスプレーを提供
することが出来た。本発明は、アクティブマトリクス型
のディスプレーのような複雑な作製プロセスを必要とせ
ずに安価に作製できることが特徴であるが、画像表示能
力は、TFT型のディスプレーを凌ぐものである。
に、1フレームを複数の持続時間の異なるサブフレーム
に分割し、サブフレームの組合せによっておこなった。
この方法によって、実施例に示したように16階調の表
示を達成することができた。すなわち、本発明では、個
々の画素の電圧が極めて時間的に安定に保たれるからで
ある。このことは、本発明がちらつきが極めて少なく、
したがって、フリッカーのほとんどない優れたディスプ
レーであることの証でもある。
ィスプレーで達成することは非常に難しい。すなわち、
TFT型(あるいは他のアクティブマトリクス型)ディ
スプレーでは、画素の電圧を安定に維持することが困難
であり、また、その維持能力にも大きなばらつきがある
からである。したがって、通常は、アナログ的な階調表
示をおこなわなければならなかったが、アナログ的な手
法ではせいぜい16階調どまりであった。
が、より高い階調表示(例えば64階調)をおこなうこ
とが可能であることは明らかであろう。さらに、本発明
と公知の面積階調法を併用することによって、より高い
階調表示をおこなうことも可能であり、また、現実的で
ある。例えば、データ側の配線を1画素あたり2本と
し、その面積比を1:2とすることによって、さらに4
倍の階調表示能力を付与することができる。この場合に
はデューティー比は何ら影響を受けない。すなわち、本
実施例に示した16階調を64階調とすることができ
る。以上に示したように、本発明はディスプレーの進歩
に対し大いなる貢献をし、その産業的な価値は大なるも
のである。
等価回路および使用する有機強誘電体の特性を示す。
を示す。
す。
上面図を示す。
Claims (3)
- 【請求項1】 選択電極とストライプ状のデータ電極が
直交し、間に強誘電体と強誘電性もしくは反強誘電性液
晶材料を有する構成の画素からなる液晶表示装置におい
て表示をおこなう方法に関して、1つのフレームをN
(2以上の自然数)個の互いに持続時間の異なるサブフ
レームに分割し、持続時間が最短のサブフレームの持続
時間をT0 としたとき、これらのサブフレームの持続時
間は、T0 、2T0 、22 T0 、・・・、2N T0 のい
ずれかであることを特徴とする液晶表示装置の表示方
法。 - 【請求項2】 選択電極とストライプ状のデータ電極が
直交し、間に強誘電体と強誘電性もしくは反強誘電性液
晶材料を有する構成の画素からなる液晶表示装置におい
て表示をおこなう方法に関して、1つのフレームをN
(2以上の自然数)個の互いに持続時間の異なるサブフ
レームに分割し、かつ、各サブフレームは、4パルス法
によって駆動することを特徴とする液晶表示装置の表示
方法。 - 【請求項3】 線状の配線と、前記線状の配線と強誘電
体を間に挟んで構成された第1の画素電極と、前記第1
の画素電極と強誘電性もしくは反強誘電性液晶を間に挟
んで構成されたストライプ状もしくは平面状の第2の画
素電極とを有する液晶表示装置において、前記強誘電体
の厚さは、前記液晶の厚さd1 に比して十分に小さく、
かつ、第1の電極と線状の配線の重なる部分の面積をS
1 、第1の電極と第2の電極の重なる部分の面積を
S2 、液晶の誘電率をε1 、強誘電体の自発分極の大き
さをPS とするとき、 PS S2 d1 /ε1 S1 <100 を満たすことを特徴とする液晶表示装置。
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