JPH07128643A

JPH07128643A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JPH07128643A
Application number: JP27700293A
Authority: JP
Inventors: Yuzuru Sato; 譲佐藤
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1993-11-05
Filing date: 1993-11-05
Publication date: 1995-05-19

Abstract

(57)【要約】【目的】２つの準安定状態をもつカイラルネマチック
液晶を用いた液晶表示装置において、高速書込みの可能
な新規の実用的な駆動方法を得るとともに、階調表示の
可能な駆動手段を実現する。【構成】液晶にフレデリクス転移を生じさせ得る高電
圧のリセットパルスを印加した後、所定のパルス高、パ
ルス幅及び遅延時間をもつ選択パルスを所定の閾値を基
準として印加することにより、高速書込みを可能とし
た。このとき、液晶表示体の基板１上に透明導電膜３を
形成し、この上に線状の走査電極３１を複数並列させて
形成した。走査電極３１の両側に設定される画素Ａに
は、隣接する走査電極間の電位差により電圧の勾配が形
成され、この勾配により画素Ａ内に２つの準安定状態を
生じさせることができる。２つの準安定状態の面積比
は、画像の階調データに応じて信号電極６が付与する信
号電位により変動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はカイラルネマチック液晶
を用いた２つの準安定状態をもつ液晶表示装置に係り、
特にこの種の液晶を単純マトリクス型表示素子として使
用する場合に好適な駆動手段を備えるとともに、階調表
示を可能とした装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】カイラルネマチック液晶を用いた双安定
性を備えた液晶セルは特公平１−５１８１８号公報に示
されている。この液晶セルは、図１に示すように、初期
状態Ａにおいて例えば１８０度のねじれ構造を有し、こ
れにフレデリクス転移を生じさせるに充分な高電圧を印
加すると、液晶分子は一旦高エネルギー状態（以下、Ｂ
状態という。）に励起された後、その後の電圧印加態様
に依存する２つの準安定状態のいずれかに移行する。準
安定状態の一つは、上記初期状態の場合、ねじれ角０度
のユニホーム状態（以下、Ｃ状態という。）であり、も
う一つは、ねじれ角３６０度の状態（以下、Ｄ状態とい
う。）である。そして、Ｃ状態とＤ状態は１秒前後その
状態を維持し、その後、初期状態Ａへと自然緩和する。

【０００３】これらＣ状態とＤ状態とは光の透過特性が
大きく異なるため、両状態を液晶表示のオン・オフに対
応させることができる。上記公報にはＣ状態とＤ状態と
の間の切り換え方法について、所定周波数の高電圧の印
加後に電圧をすばやくターンオフする場合にはＤ状態が
得られ、高電圧の印加後、可変電圧器により約１秒間か
けてゆっくりとターンオフする場合にはＣ状態が得られ
ると記載され、また低周波数の電界をターンオフさせた
後直ちに高周波数の電界を印加するとＤ状態が得られ、
低周波数の電界をターンオフさせた後約１／４秒後に同
一高周波数の電界を印加するとＣ状態になるとしてい
る。

【０００４】これら２つの切り換え方法のうち、前者の
方法では長い切り換え時間のために液晶表示体を実現す
ることはできない。また、我々の追試によれば、後者の
方法ではＤ状態を得ることはできるが、低周波数の電界
印加後に約１／４秒の遅延時間をおいて高周波数の電界
を付与してもＤ状態が得られ、Ｃ状態を出現させること
は不可能であった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記カイラルネマチッ
ク液晶を用いた液晶表示体を実用的なものとするには、
まず、Ｃ状態とＤ状態とを高速且つ確実に得ることので
きる駆動方法を開発することが必要であり、上記従来例
では書き込み時間が大きく、例えば多数のラインを走査
するマトリクス表示に対応することはできない。しか
も、Ｃ及びＤ状態への移行の確実性の劣る上記の高低周
波数を用いる方法では、実用的な表示体の駆動は不可能
である。

【０００６】また、この液晶は２つの準安定状態ＣとＤ
を切り換えることにより表示のオンオフ駆動を行うもの
であるため、表示の高品位化とカラー化を行うために
は、何らかの階調表示手段を設ける必要がある。しか
し、階調表示を通常の面積階調や時分割階調により行う
と、駆動ドライバ数の増加やラインの走査余裕の低下が
生じ、多くの画素を必要とするマトリクス表示には適さ
ないという問題がある。

【０００７】そこで、本発明は上記問題点を解決するも
のであり、この種の液晶を表示体として使用する場合に
実用的な新規の駆動方法を得るとともに、駆動ドライバ
の増加や時分割の必要のない階調表示手段を得ることを
目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、初期状態においてねじれ角φのねじれ構造を有する
カイラルネマチック液晶を備え、初期状態にフレデリク
ス転移を生じさせる電圧を印加した後の緩和状態として
初期状態とは異なる２つの準安定状態を有する液晶表示
装置において、本発明が講じた手段は、フレデリクス転
移を生じさせるための、初期状態及び２つの準安定状態
における閾値以上の電圧を有するリセットパルスと、リ
セットパルス印加後の液晶を２つの準安定状態のいずれ
か一方に移行させるための、２つの準安定状態のいずれ
かを生ずる臨界値を基準として選択付与される選択パル
スとを液晶に印加する電圧印加手段を有する液晶表示装
置であって、液晶を挟持する２枚の基板にそれぞれ設け
た電圧印加手段のうち少なくとも一方を、透光性導電膜
と、透光性導電膜に導電接触する複数の線状駆動電極と
から構成して、隣接する駆動電極間の透光性導電膜に電
位勾配を形成することによって、個々の画素の液晶層に
印加される電圧が画素内で所定の勾配を持つようにし、
リセットパルスを付与するための駆動電圧の値を画素領
域の全体にフレデリクス転移を生じさせるように設定す
るとともに、臨界値を基準として選択パルスの付与状態
を画像の階調データに応じて変調するものである。

【０００９】本願発明に係る液晶材料は、初期状態にお
いてねじれ角φのツイスト状態となるように、所定のセ
ル厚に対してカイラル物質の添加によりヘリカルピッチ
が調整される。例えば、初期状態のねじれ角が１８０度
に調整されるならば、準安定状態の一方はねじれ角０度
のユニホーム状態、他方はねじれ角３６０度のツイスト
状態となる。初期の上記ねじれ角φは１８０度以外にも
任意の角度に設定できる。例えば初期状態でねじれ角が
９０度であれば、２つの準安定状態のねじれ角は−９０
度、２７０度となり、この状態においても、後述する駆
動方法と同様の方法で両状態間のスイッチングが可能で
あることが実験上確認されている。勿論セル厚、ヘリカ
ルピッチについても、それぞれ任意の値に設定できる。

【００１０】

【作用】上記液晶について本願の発明者が行なった研究
によれば、例えば初期状態がねじれ角１８０度の場合、
リセットパルスの印加後に適切な電圧が付与されている
と、リセットパルスの高電圧が遮断された後に一旦バッ
クフローが起こって３６０度ツイスト状態へ緩和しか
け、その後配向変化の方向が逆転してユニフォーム状態
へと戻る。このとき、付与されている電圧がある値、即
ち閾値よりも高ければそのままユニフォーム状態へ緩和
し、閾値よりも低ければ再び配向変化の方向が逆転して
３６０度ツイスト状態へ緩和する。

【００１１】２つの準安定状態へ移行する場合には常に
上記バックフローの期間を経ることから、該期間直後に
おける電圧印加状態が主として準安定状態のいずれに移
行するかを決定すると考えられる。したがって、選択パ
ルスの電圧値の他に、選択パルスのパルス幅や遅延時間
等の選択パルスの付与状態が状態移行の鍵になる。

【００１２】実際に、リセットパルスの印加後に与える
上記電圧を所定の電圧値を備えた選択パルスとして付与
した場合、このパルス幅を短くすると２つの準安定状態
間の切り換えが不可能になるが、その選択パルスを適切
な遅延時間をおいて付与すると、パルス幅を短くしても
準安定状態間の切り換えが可能になることが明らかにな
った。この結果、遅延時間を最適値とすることにより、
例えば表示体の単純マトリクス駆動において１ライン当
たりの書き込み時間を低減することが可能となった。

【００１３】このようにして上記閾値は選択パルスのパ
ルス幅と遅延時間に依存することが明らかとなった。し
たがって、状態選択の臨界値は、選択パルスのパルス
高、パルス幅、遅延時間の３つのパラメータの関数であ
ると考えることができる。

【００１４】この場合、駆動電極の間に電位勾配を形成
することにより、画素領域内に電圧勾配を生じさせたた
め、１つの画素領域内に２つの準安定状態を同時に出現
させることが可能になる。そして、２つの準安定状態の
出現面積の割合は、臨界値と選択パルスの付与状態との
相対的な関係により変更できる。

【００１５】臨界値と選択パルスの付与状態との相対的
な関係は、臨界値と選択パルスのパルス高との大小関係
により変化させることができるので、選択パルスのパル
ス高の変調により２つの準安定状態の出現面積の割合を
変化させ、階調表示を行うことができる。

【００１６】

【実施例】次に、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。

【００１７】〔発明実施の概要及び共通事項〕後述する
実施例に用いた液晶材料は、ネマチック液晶に光学活性
剤を添加することにより液晶のヘリカルピッチｐを調整
し、ヘリカルピッチｐとセルのギャップｄとの関係をｐ
／４＜ｄ＜３ｐ／４を満たすように設定して基板法線方
向に螺旋軸を持つ１８０度ツイスト状態としたものであ
る。

【００１８】本発明に係る液晶表示装置の駆動方法は、
液晶にリセットパルスＲを印加することによりフレデリ
クス転移を生じさせ、その後、所定の臨界値を基準とし
て選択パルスＳを印加することにより、２つの準安定状
態のいずれかを選択的に出現させるものである。選択パ
ルスの付与基準となる臨界値は、選択パルスのパルス
高、選択パルスのパルス幅、選択パルスの遅延時間及び
温度Ｔの各値に依存し、所定の温度に対してパルス高、
パルス幅及び遅延時間の組合わせ即ち選択パルスの付与
状態により与えられる。

【００１９】例えば選択パルスのパルス幅、遅延時間及
び温度を一定にした場合の臨界値として把握される選択
パルスのパルス高に対する閾値をＶth1,Ｖth2 とする
と、準安定状態の一方（例えばねじれ角０度の状態）が
出現する領域は、

【００２０】

【数１】

【００２１】ここでＶｅはリセットパルスの電圧値、Ｖ
０はフレデリクス転移を生じさせるための閾値、Ｖｓは
選択パルスの電圧値である。本実施例では上記Ｖth1 を
閾値として液晶駆動を行う。

【００２２】液晶に印加される駆動波形の例は図２に示
されている。（ａ）は、マトリクス表示の１フレーム期
間毎に信号の極性を反転した例であり、（ｂ）は、所定
周波数の交流信号により駆動波形を構成した例である。
いずれにおいても、リセットパルスＲと、所定の遅延時
間τをおいて所定のパルス高とパルス幅で印加される選
択パルスＳとが付与される。なお、Ｂはバイアス電圧で
ある。極性の反転や交流信号による波形構成は、液晶の
劣化を防止するためである。

【００２３】後述するように、臨界値は選択パルスのパ
ルス高、パルス幅及び遅延時間に依存し、この事実は、
図９及び図１０に示すように実験で確認されている。

【００２４】〔実施例〕本実施例の液晶は、市販のネマ
チック液晶（Ｅ．Ｍｅｒｃｋ社製ＭＪ−９０３９４）に
光学活性剤（Ｅ．Ｍｅｒｃｋ社製Ｓ−８１１）を添加し
てヘリカルピッチｐ＝を２．５６μｍに調整したものを
使用した。液晶セルの構造は図３（ａ）に示されてい
る。ガラス基板１上にはＩＴＯからなる透明導電膜３が
形成され、この上に線状の走査電極３１（走査電極の番
号を以下ｓ１，ｓ２，・・・，ｓｉ，・・・，ｓｊとす
る。）が複数平行に並列して形成されている。透明電極
膜３の両端には、走査電極と同様の補助電極３２が１本
ずつ形成されている。走査電極３１及び補助電極３２の
上には、平坦化膜４が形成される。一方、ガラス基板２
には走査電極３１に直交する方向に複数の信号電極６
（信号電極の番号を以下ｄ１，ｄ２，・・・，ｄｍ，・
・・，ｄｎとする。）が形成され、その上に平坦化膜７
が形成されている。

【００２５】平坦化膜４と７には、ポリイミド配向膜５
を塗布して上下の基板１と２のラビング方向が相互に反
平行（１８０度）となるようにし、基板間隔ｄ＝１．３
９μｍとして液晶９が注入される。セル内の液晶分子の
配向状態は、プレチルト角が数度、ねじれ角が１８０度
のツイスト状態となる。そして、２枚の偏光板で上記液
晶セルを挟むことにより液晶表示体が構成される。

【００２６】この液晶セルでは、図３（ｂ）に示すよう
に各走査電極３１と信号電極６の交差部における走査電
極３１の両側に広がる部分が画素Ａとして設定される。

【００２７】図４に示すように、本実施例の液晶表示装
置は、上記液晶セルと、複数の走査電極３１に走査電位
を供給する走査回路１１ａ，１１ｂと、複数の信号電極
６に所定の信号電位を供給する信号回路１２とから大略
構成される。なお、透明導電膜３と走査電極３１との間
には、透明導電膜３の周縁部において絶縁膜３５が形成
されている。これは、透明導電膜３の周縁部に形成され
る低抵抗部分により、走査電極３１間に短絡が生ずるこ
とを回避するためである。走査回路１１ａと走査回路１
１ｂは、並列した走査電極３１に対し、その並列順に交
互に接続されている。そして、液晶セルの両端に配置さ
れた一対の補助電極３２は、所定の基準電位（例えば接
地電位０Ｖ）に維持される。

【００２８】図５には上記走査電極ｓｉと信号電極ｄｍ
により液晶の画素Ａに印加される駆動電圧のｘ軸方向の
分布を示す。ここで、ｘは画素Ａ内の信号電極ｄｍに沿
った座標を示し、画素Ａの幅はａ、中央のｘ＝ａ／２の
部分に当該画素を駆動する走査電極ｓｉが配置され、ｘ
＝−ａ／２とｘ＝３ａ／２の部分に隣接画素の走査電極
ｓｉ−１とｓｉ＋１が配置される（図３（ｂ）参照）。

【００２９】Ｖｓは選択パルスの印加される選択期間に
おいて画素内の液晶に印加される電圧値を示し、Ｖｔは
選択期間において画素中央の走査電極ｓｉに付与される
走査電位を示し、Ｖｄは選択期間において信号電極ｄｍ
に付与される信号電位を示す。また、実線は走査電圧と
信号電圧をともに印加した場合の電位分布を示し、一点
鎖線は走査電位のみを印加した場合の電位分布を示す。
ＶｔｈとＶｓａｔは液晶の準安定状態間の選択における
閾値を示す。Ｖｓ≦Ｖｔｈで液晶は０度ユニフォーム状
態（透過型表示体においては、オン状態）になり、Ｖｓ
≧Ｖｓａｔで液晶は３６０度ツイスト状態（透過型表示
体ではオフ状態）になる。

【００３０】なお、Ｖｔｈ＜Ｖｓ＜Ｖｓａｔでは両状態
が混在する。ただし、両状態の混在は画素内での液晶層
厚の不均一性や配向膜の表面状態の不均一性などによっ
て引き起こされるものであり、ＶｓａｔとＶｔｈとの差
は高々１ボルト程度である。したがって、大面積の表示
装置において本発明のような電位勾配を与えずに、単に
Ｖｄの電圧値を変調することによって階調表示を行うこ
とは、液晶の静電容量や電極抵抗による電圧波形の歪み
を考慮すれば、ほとんど不可能である。

【００３１】選択された画素中央の走査電極ｓｉに付与
される電位をＶｔ、両側に隣接する走査電極ｓｉ−１と
ｓｉ＋１に付与される電位を０とすれば、走査電極に接
した透明導電膜３には電位勾配が生じる。一方、信号電
極ｄｍには−Ｖｄの電位が付与されるので、印加電圧Ｖ
ｓはｘ＝ａ／２でＶｔ＋Ｖｄ、ｘ＝０及びｘ＝ａでＶｔ
／２＋Ｖｄとなり、図示の如く画素Ａ内に所定の勾配を
生ずる。この場合、透過型表示体として構成すると、画
素中央にはオン領域Ｒｏｎが形成され、その他の領域は
オフ状態となる。反射型の表示体の場合には、高い表示
特性を得るために最適な偏光板のセッティング角度が異
なるため、オンとオフ状態になる領域が逆になる。

【００３２】図５に示すＶｄｍａｘは画素Ａの全体がオ
ン状態になる場合の信号電位、Ｖｄｍｉｎは画素Ａの全
体がオフ状態になる場合の信号電位である。この実施例
では走査電位を一定とし、信号電位ＶｄをＶｄｍｉｎ〜
Ｖｄｍａｘの範囲内で変調することにより上記のオン領
域Ｒｏｎの面積を増減できるので、階調表示が可能にな
っている。信号電位Ｖｄの変調は、画像情報の階調デー
タに応じて、アナログ又はディジタル的に変調される。

【００３３】走査電極３１は、通常、線順次に走査さ
れ、選択された走査電極以外は接地電位等の基準電位に
維持される。しかし、走査回路１１ａに接続された走査
電極と、走査回路１１ｂに接続された走査電極とに、交
互に走査電位と接地電位とを供給することによっても上
述の階調表示が実現できる。両端部に形成された補助電
極３２は常時基準電位に固定されているので、補助電極
３２に隣接した端部の走査電極についても他の走査電極
と同様の画素を形成できる。

【００３４】図６は走査電極の長さ方向の座標ｙと走査
電極の電位との関係を示したものである。（ａ）は選択
された走査電極ｓｉに隣接する接地された走査電極ｓｉ
−１の電位Ｖｇの分布を示し、（ｂ）は選択された走査
電極ｓｉの電位Ｖｔ’の分布を示し、（ｃ）は選択され
た走査電極ｓｉとこれに隣接する走査電極ｓｉ−１との
間の電位差Ｖdif(＝Ｖｔ’−Ｖｇ）を示している。走査
電極の給電端を液晶セルの一辺側のみに設けた場合（図
中α）には、両走査電極ｓｉ，ｓｉ−１はともに、給電
端から先端方向に向かうに従って他方の走査電極の電位
に大きく影響されるようになり、両走査電極間の電位差
は先端方向に向かって激減する。したがって、これを防
止するには、透明導電膜３のシート抵抗と走査電極の抵
抗値とを最適化する必要があるが、いずれにしても大面
積の表示体を駆動することはできなくなる。そこで、本
実施例では、図４に示すように、走査電極の給電端を交
互に反対側に設けている。この場合（図中β）には、両
走査電極間の電位差の偏りはかなり緩和されるが、電位
差の変化を完全に除去することはできない。

【００３５】図７（ａ）には、この隣接走査電極間の電
位差の変化に従って、上記液晶表示装置の階調表示を行
う場合における印加電圧を示す。ここで、ｙ１、ｙ２及
びｙ３は、走査電極に沿って抽出された３つの任意の画
素の給電端からの距離である。これら３つの距離にある
画素では、上述の隣接走査電極間の電位差の変化により
電位の勾配が異なっているため、階調表示に必要な信号
電位Ｖｄの変調範囲が異なってくる。すなわち、画素の
全領域にわたりオン状態の得られる信号電位Ｖｄｍａｘ
と、画素の全領域にわたりオフ状態の得られる信号電位
Ｖｄｍｉｎとによって確定される信号電位の変調範囲Ｖ
１，Ｖ２，Ｖ３は、走査電極の延長方向の距離により変
化する。このため、全信号電極にわたって同一の変調範
囲を設定すると全画素において階調を充分に表示するこ
とができず、極端な場合には、部分的に表示の単安定化
が生ずる場合もある。

【００３６】そこで、本実施例では、図７（ｂ）に示す
ように、信号電位Ｖｄの変調範囲を走査電極の延長方向
に変化させるように、予め信号回路１２に電位変換系を
設けるようにしている。すなわち、所定の信号電位Ｖｄ
を画像の階調度ＣＸ（ＣＸ＝０〜１）に応じて、

【００３７】

【数２】

【００３８】のように出力する。ここで、図７（ｃ）に
示したように、Ｖdif(ｄｍ）は、信号電極ｄｍに対応し
た画素が選択されたときの隣接走査電極間の電位差であ
り、Ｖｔ'(ｄｍ）は同じく走査電極の電位であり、それ
らは信号回路１２の駆動部の増幅率やオフセット値に予
め繰入られる。このようにして、信号電位Ｖｄ（ＣＸ）
の値をＶdif(ｄｍ）とＶｔ'(ｄｍ）に従って修正するこ
とにより、表示の単安定化を防止して階調データの正確
な表示を行うことができる。

【００３９】本実施例において形成した透明導電膜と走
査電極の抵抗値は、上記図６及び図７に示すような電位
変動の程度、液晶パネルの電力消費量、透明導電膜に流
れる電流による発熱量等を考慮し、液晶表示体の面積、
画素数、駆動周波数、駆動電圧、液晶画素の静電容量等
を勘案して最適に調整される。例えば、透明導電膜のシ
ート抵抗は、１０³ 〜１０⁹ Ω／□、好ましくは１０⁴
〜１０⁷ Ω／□、走査電極としては、１０² Ω／□以
下、好ましくは１０¹ Ω／□以下である。

【００４０】液晶の駆動に際しては、選択パルスの付与
前に画素Ａの全領域にフレデリクス転移を生じさせ得る
リセットパルスＲを印加する必要がある。このリセット
パルスＲの電圧値Ｖｅに関しては、図５のＶｓａｔをフ
レデリクス転移を生じさせ得る電圧値Ｖ０に置き換えて
みればわかるように、Ｖｅ≧２Ｖ０の条件を充足させる
必要がある。この条件により、画素Ａの全領域にＶ０以
上の電圧を印加することができる。

【００４１】図８は実際に上記液晶表示体を駆動した駆
動波形を示すものである。ここで、（ａ）は走査電位、
（ｂ）は選択期間における信号電位、（ｃ）は選択期間
における走査電位と信号電位により液晶画素に印加され
る駆動電圧、（ｄ）は液晶画素の透過率である。Ｖｒは
リセット期間Ｔ０における走査電位である。この走査電
位Ｖｒには、リセット期間Ｔ０中に他の画素に対して印
加されるＶｄに起因して生ずるバイアス電圧が重畳す
る。これらの重畳成分をＶｂとして示すと、Ｖｒ＋Ｖｂ
＝Ｖｅ≧２Ｖ０であるから、Ｖｒ≧２Ｖ０−Ｖｂのように設定すればよい。本実施例では、走査電位Ｖｒ
を±４０Ｖとし、この電位を付与するリセット期間Ｔ０
を１ｍｓとした。遅延時間τはリセット期間Ｔ０の付与
終了時から選択パルスの付与開始時までの時間であり、
これを２００μｓとした。Ｖｔは選択期間Ｔ１における
走査電位であり、本実施例では１．８Ｖとした。Ｖｄは
選択期間Ｔ１における信号電位であり、本実施例では、
上記修整前の基準値として０〜１．９Ｖの範囲で階調度
ＣＸに対し比例する値に設定した。選択期間Ｔ１は８０
μｓである。この条件で状態選択の閾値はＶｓ＝１．８
Ｖ＜Ｖｔｈ、Ｖｓ＝２．８Ｖ＞Ｖｓａｔを満たす値とな
った。

【００４２】選択期間Ｔ１における選択パルスの電圧値
は、図示のように走査電位と信号電位が逆相の場合はＶ
ｓ＝Ｖｔ＋Ｖｄである。本実施例の場合、選択期間Ｔ１
における信号電位を走査電位と逆相にしているため、図
８のように、信号電位Ｖｄの増加により選択パルスのパ
ルス高Ｖｓも増加する。一方、走査電位と信号電位が同
相の場合はＶｓ＝Ｖｔ−Ｖｄとなり、信号電位Ｖｄの増
加により選択パルスＶｓのパルス高は減少する。

【００４３】本実施例では、走査電位Ｖｔを一定にして
いるため、画素内の電圧勾配は、信号電位の変調に拘わ
らず常に一定の値となる。即ち、画素の信号電極に沿っ
た幅をａとすれば、Ｖｔ／ａである。このようにして、
図８（ｄ）に示すように、信号電位の変調により、液晶
画素の平均透過率を変調することができた。また、信号
電極６をも走査電極と同様に透明導電膜上に形成するこ
とにより、信号電位により電圧勾配を形成することが可
能になる。この場合は、液晶画素に印加される電圧は、
２次元の勾配をもつことになる。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
カイラルネマチック液晶の２つの準安定状態を用いて高
速に信号の書き込みを行うことができるとともに、画素
分割によりドライバの数を増加することなく、又は１フ
レーム内をさらに時分割駆動することなく、簡易な装置
構成で高品位の階調表示を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る液晶表示装置の実施例に用いる液
晶材料の状態遷移の特性を示す説明図である。

【図２】同実施例の駆動波形の例を示す波形図（ａ），
（ｂ）である。

【図３】同実施例の液晶セルの構造を示す概略断面図
（ａ）、同液晶セルの一方の基板構造を示す一部平面図
（ｂ）である。

【図４】同実施例の全体構成を示す概略構成図である。

【図５】同実施例の液晶画素内の印加電圧の分布を示す
説明図である。

【図６】同実施例の隣接する走査電極の延長方向の電位
分布を示すグラフ（ａ），（ｂ）、隣接する走査電極間
の電位差を示すグラフ（ｃ）である。

【図７】同実施例の走査電極の延長方向に並ぶ３つの画
素を抽出して各々の電圧勾配の状態を示す説明図
（ａ）、同走査電極の延長方向に並ぶ画素に付与する信
号電位の変調範囲を示すグラフ（ｂ）、信号電極ｄｍに
対応する画素内の印加電圧の分布を示す説明図（ｃ）で
ある。

【図８】同実施例の走査電位（ａ）、信号電位（ｂ）、
駆動波形（ｃ）、及び平均透過率（ｄ）を各々示すグラ
フである。

【図９】選択パルスのパルス幅と閾値との関係を示すグ
ラフである。

【図１０】選択パルスの遅延時間と閾値との関係を示す
グラフである。

【符号の説明】

６（ｄ１，ｄ２，・・・，ｄｍ，・・・ｄｎ）信号電
極３１（ｓ１，ｓ２，・・・，ｓｉ，・・・ｓｊ）走査
電極３２補助電極３５絶縁膜Ａ画素ＲリセットパルスＳ選択パルスＶｓ選択パルスの電圧値Ｐｗ選択パルスのパルス幅（選択期間） τ 選択パルスの遅延時間

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】初期状態においてねじれ角φのねじれ構
造を有するカイラルネマチック液晶を備え、初期状態に
フレデリクス転移を生じさせる電圧を印加した後の緩和
状態として初期状態とは異なる２つの準安定状態をもつ
液晶表示装置において、フレデリクス転移を生じさせるための閾値以上の電圧を
有するリセットパルスと、リセットパルス印加後の液晶
を２つの準安定状態のいずれか一方に移行させるため
の、２つの準安定状態のいずれかを生ずる臨界値を基準
として選択付与される選択パルスとを液晶に印加する電
圧印加手段を有する液晶表示装置であって、前記液晶を挟持する２枚の基板にそれぞれ設けた前記電
圧印加手段のうち少なくとも一方を、透光性導電膜と、
該透光性導電膜に導電接触する複数の線状駆動電極とか
ら構成して、隣接する該駆動電極間の透光性導電膜に電
位勾配を形成することによって、個々の画素の液晶層に
印加される電圧が前記画素内で所定の勾配を持つように
し、前記リセットパルスを印加するための前記駆動電圧の値
を前記画素領域の全体に前記フレデリクス転移を生じさ
せるように設定するとともに、前記臨界値を基準として
前記選択パルスの付与状態を画像の階調データに応じて
変調させることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】請求項１において、前記駆動電極を前記
透光性導電膜の表面上に複数並列させ、前記駆動電極の
並列方向の両端部に、所定の基準電位に設定された一対
の補助電極を隣接させた液晶表示装置。
【請求項３】請求項１において、前記駆動電極を前記
透光性導電膜の表面上に複数並列させ、前記駆動電極の
給電端を、前記第１の駆動電極の並列順に前記透光性導
電膜の反対側に交互に設定した液晶表示装置。
【請求項４】請求項１において、前記駆動電極を前記
透光性導電膜の表面上に複数ライン状に並列させ、前記
駆動電極の延長方向に形成される電位勾配に起因する印
加電圧の勾配を補償するように、前記他方の電圧印加手
段への供給電位の変調範囲を前記駆動電極の延長方向に
沿って変化させた液晶表示装置。
【請求項５】請求項１において、前記選択パルスの付
与状態の変調方法は、前記選択パルスのパルス高を変調
する方法である液晶表示装置。