JPH0743678A - 液晶装置の駆動方法及び液晶装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 温度による閾値特性の変動を補償して、良好
な諧調表示を行う。 【構成】 消去パルスＶ₀ 、書き込みパルスＶ₁ 、補正
パルスＶ₂ を連続且つ極性を反転しながら液晶層に印加
し、且つ、Ｖ₂ パルスは次ラインの走査線上の画素の諧
調情報により決定し、Ｖ₁ は該Ｖ₂ に本来の画素の諧調
情報を加えて決定し、１ライン毎に上記パルスの極性を
反転させて印加する液晶装置の駆動方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、テレビ受像機、コンピ
ュータの端末ディスプレイ、ビデオカメラのビューファ
インダーの他、多くの情報処理装置の表示に用いられる
液晶装置に関し、特に、強誘電性液晶を用いた液晶装置
とその駆動方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】クラーク（Ｃｌａｒｋ）とラガーウォル
（Ｌａｇｅｒｗａｌｌ）はＡｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉ
ｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ 第３６巻、第１１号（１９８０
年６月１日発行）ｐ．８９９〜９０１、特開昭５６−１
０７２１６号公報、米国特許第４，３６７，９２４号明
細書、米国特許第４，５６３，０５９号明細書等で、表
面安定化ＦＬＣ（Ｓｕｒｆａｃｅ−ｓｔａｂｉｌｉｚｅ
ｄ ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙ
ｓｔａｌ）による双安定性ＦＬＣ素子を明らかにした。
この双安定性ＦＬＣ素子は、バルク状態のカイラルスメ
クティックＣ相（ＳｍＣ^* ）、Ｈ相（ＳｍＨ^* ）等にお
ける液晶分子のらせん配列構造の形成を制御するのに十
分に小さい間隔に設定した一対の基板間に液晶を配置さ
せ、且つ、複数の液晶分子で組織された垂直分子層を一
方向に配列させることによって実現された。

【０００３】また、このようなＦＬＣを用いた表示素子
に関しては、特開昭６１−９４０２３号公報などにも示
されているように、内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１〜３μｍ位のセルギャップ
を保って向かい合わせて構成した液晶セルに、ＦＬＣを
注入したものが知られている。

【０００４】ＦＬＣを用いた上記表示素子の特徴はＦＬ
Ｃが自発分極を持つことにより外部電界と自発分極の結
合力をスイッチングに使えることと、ＦＬＣ分子の長軸
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できることであ
る。即ち、前記カイラルスメクティック相の状態におい
て、印加された電界に応答して第１の光学的安定状態と
第２の光学的安定状態とのいずれかをとり、且つ電界が
印加されないときはその状態を維持する性質、即ち双安
定性を有し、また電界の変化に対する応答が速やかで、
高速且つ記憶性が求められる表示装置等の分野における
広い利用が期待されている。

【０００５】ＦＬＣは、上述のように、一般にカイラル
スメクティック液晶（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１〜３μｍ位のセルギャップのセルに入れる
ことによって液晶分子長軸のねじれを解消することがで
きる（ｐ．２１３〜２３４，Ｎ．Ａ．Ｃｌａｒｋ ｅｔ
ａｌ，ＭＣＬＣ，１９８３，ｖｏｌ．９４）。

【０００６】かかるＦＬＣ素子で形成した表示パネルを
備えた液晶表示装置は、例えば神辺らの米国特許第４，
６５５，５６１号明細書などに記載されたマルチプレク
シング駆動方式を用いることによって大容量画素の表示
画面に画像を形成することができる。上述の液晶表示装
置は、ワード・プロセッサ、パーソナル・コンピュー
タ、マイクロ・プリンタ、テレビジョンなどの表示画面
に利用することができる。

【０００７】ＦＬＣ素子は２つの安定状態を光透過及び
遮断状態（明状態及び暗状態）とし、主として２値（白
・黒）の表示素子として利用されているが、多値即ち中
間調表示も可能である。中間調表示法の１つは画素内の
双安定状態の面積比を制御することにより中間的な光透
過状態を作るものである。以下、この方法（面積変調
法）について詳しく説明する。

【０００８】図１はＦＬＣ素子のスイッチングパルス振
幅と透過率の関係を模式的に示した図で、はじめ完全な
光遮断（黒）状態にあったセル（素子）に一方極性の単
発パルスを印加した後の透過光量Ｉを単発パルスの振幅
Ｖの関数としてプロットしたグラフである。パルス振幅
が閾値Ｖ_th以下（Ｖ＜Ｖ_th）の時は透過光量は変化せ
ず、パルス印加後の透過状態は図２（ｂ）に示すように
印加前の状態を示す図２（ａ）と変わらない。パルス振
幅が閾値を越えると（Ｖ_th＜Ｖ＜Ｖ_sat ）画素内の一部
分が他方の安定状態、即ち図２の（ｃ）に示す光透過
（白）状態に遷移し全体として中間的な透過光量を示
す。更にパルス振幅が大きくなり、飽和値Ｖ_sat 以上
（Ｖ_sat ＜Ｖ）になると同図（ｄ）に示すように画素全
部が光透過状態になるので光量は一定値に達する。即
ち、面積変調法は電圧をパルス振幅がＶ_th＜Ｖ＜Ｖ
_sat ）となるように制御して中間調を表示するものであ
る。

【０００９】しかし、このような単純な駆動方式では、
図１の電圧と透過光量の関係がセル厚と温度にも依存す
るため、表示パネル内にセル厚分布や温度分布がある
と、同じ電圧振幅の印加パルスに対して異なった階調レ
ベルが表示されてしまう。

【００１０】図３はこのことを説明するための図で、図
１と同じく電圧振幅Ｖと透過光量Ｉの関係を示したグラ
フであるが、異なった温度即ち高温及び低温での関係を
それぞれ曲線Ｈ及び曲線Ｌで示してある。即ち、表示サ
イズの大きいディスプレイ（表示素子）では同一パネル
（表示部）内に温度分布が生じてくることは珍しくな
く、従ってある電圧Ｖ_apで中間調を表示させようとして
も、図３に示すようにＩ₁ からＩ₂ までの範囲にわたっ
て中間調レベルがばらついてしまい、均一な表示が得ら
れないのである。

【００１１】そこで考え出されたものの一つが、特開平
４−２１８０２２号において提案されているような「４
パルス法」である。この駆動方法は、図４及び図５に示
すようにパネル内の同一走査線上の低閾値部用と高閾値
部用に複数のパルス（図５中、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）を印加
することにより、最終的には等しい反転面積を得るよう
にしたものである（図４中（Ｄ））。

【００１２】更に、特願平３−３２０５２４号公報で
は、書き込み時間を「４パルス法」より短縮した「画素
シフト法」が提案されている。

【００１３】画素シフト法は複数の走査信号線に、同時
に異なる走査信号を入力して選択することにより、複数
の走査信号線にまたがった電界強度の分布を作り、階調
表示する方式である。尚、同様の考え方が特開昭６３−
２９７３３号公報においても示されている。

【００１４】画素シフト法の概略を次に説明する。

【００１５】使用できる液晶セルは、図６にその一例を
示したように、１画素内の閾値が分布を有するものであ
る。図６に示したセルでは、電極間のＦＬＣ層５５の層
厚が変化しているのでＦＬＣのスイッチングの閾値も分
布を持つことになる。このような画素への印加電圧を増
加していくとセル厚が薄い部分から順にスイッチングし
ていくことになる。

【００１６】この様子を図７（ａ）に示した。図７
（ａ）中、Ｔ₁ 、Ｔ₂ 、Ｔ₃ はパネル内の観察している
部分の温度を示している。ＦＬＣのスイッチングの閾値
電圧は、温度が高くなるにつれ低くなるが、上記３つの
温度における印加電圧と光透過率との関係を３本の曲線
で示している。

【００１７】尚、閾値変動の原因は温度変化以外にも有
るが、説明の便宜上主として温度の変化を用いてその態
様を説明する。

【００１８】図７（ａ）からわかるように、先ず画素全
体を暗状態にリセットした後温度Ｔ₁ でＶ_i の電圧を画
素に印加した時にはＸ％の透過率を得ることができる
が、温度がＴ₂ もしくはＴ₃ まで上昇すると、同じＶ_i
の電圧を画素に印加しても透過率が１００％になってし
まい、階調表示が正しく行なわれなくなる。図７（ｃ）
は、上記各温度における書き込み後の画素の反転状態を
示している。このような条件では、温度変動によって書
き込んだ階調情報が失われるので、表示素子としての用
途範囲が極めて限られたものとなってしまう。

【００１９】そこで、図７（ｄ）に示したように、１画
素の情報を２つの走査線Ｓ₁ 、Ｓ₂にまたがって表示す
ることにより、温度変動に対して安定した階調表示が可
能となる。

【００２０】以下、この駆動方式について詳しく説明す
る。

【００２１】画素内に連続的な閾値分布を持つＦＬＣ
セルを用意する：液晶セルの構成は図６に示すような、
画素内のセル厚が連続的に分布したものを用いることが
できる。また、特開昭６２−１２５３３０号公報中で提
案されているような画素内に電位の勾配を有する構成、
又は容量勾配を持つ構成でも良い。いずれにしても、画
素内の閾値を連続的に分布させることにより、明状態に
対応した領域（ドメイン）と暗状態に対応した領域（ド
メイン）を画素内に混在させることができ、これらのド
メインの面積比によって階調表示を可能としている。

【００２２】この方法は光量をステップ的に変調する場
合（例えば１６階調など）でも使用できるがアナログ的
な階調表示のためには連続的な光量変化が必要である。

【００２３】２つの走査信号線を同時に選択する：こ
の操作について図８を用いて説明する。図８（ａ）は、
２つの走査信号線上の画素をひとまとめにした時の透過
率−印加電圧特性を示す。図８（ａ）中では、透過率０
％〜１００％を走査線２上の画素Ｂの表示領域とし、透
過率１００％〜２００％を走査線１上の画素Ａの表示領
域として示している。即ち、走査線１本につき１つの画
素を構成するので、２本同時に走査した場合には、画素
Ａ、画素Ｂの両方が全部光透過状態になった時の透過率
を２００％としている。ここでは、１つの階調情報に対
して同時に２つの走査線を選択するのだが、１つの階調
情報を表示するために１画素分の面積を持つ領域を割り
当てるようにしている。これについて図８（ｂ）を用い
て説明する。

【００２４】温度Ｔ₁ では入力した階調情報は印加電圧
Ｖ₀ のとき０％、Ｖ₁₀₀ のとき１００％に対応する範囲
に書き込まれる。図から明らかなように、温度Ｔ₁ で
は、この範囲（画素領域）は全て走査線２上にある（図
８（ｂ）中、斜線部参照）。ところが、温度がＴ₁ から
Ｔ₂ に上昇すると液晶の閾値電圧が下がっているため、
同じ電圧を画素に印加した場合に画素内で、温度Ｔ₁ の
時よりも広い領域が反転してしまう。

【００２５】これを補正するために、温度Ｔ₂ の時の画
素領域を走査線１と走査線２に亘って設定する（図８
（ｂ）の温度Ｔ₂ の場合を示した斜線部）。

【００２６】次に、温度が更に上昇してＴ₃ になった時
には、印加電圧をＶ₀ 〜Ｖ₁₀₀ まで変化させて描画され
る画素領域を、走査線１上のみに設定する（図８（ｂ）
の温度Ｔ₃ の場合を示した斜線部）。

【００２７】以上のように温度によって階調表示をする
画素領域を、２つの走査信号線上でずらして設定するこ
とにより、Ｔ₁ からＴ₃ の温度範囲において正しい階調
表示を保つことができるようになる。

【００２８】同時に選択した２本の走査線に印加する
走査信号を互いに異なるものとする：上記で説明した
ように、温度変化による液晶反転の閾値変動を、２つの
走査線を同時に選択することによって補償するために
は、２つの選択された走査線に印加される走査信号を互
いに異なるものとしなければならない。この点について
図７を用いて説明する。

【００２９】走査線１と走査線２に印加される走査信号
は、走査線２上の画素Ｂと走査線１上の画素Ａの閾値が
連続的に変化するように設定する。図７（ｂ）におい
て、温度がＴ₁ の時の透過率−電圧曲線は、透過率１０
０％までは走査線２上の領域で表示されることを示し、
その後２００％までが走査線１上の領域で表示されるこ
とを示す。このように透過率−電圧曲線が画素Ｂから画
素Ａにかけて連続的、且つ等しい勾配で設定する必要が
有る。

【００３０】従って図９に示すように走査線１上の画素
Ａと走査線２上の画素Ｂのセル形状（図９（ｂ）参照）
を等しく設定しても、実質的に画素Ａ、画素Ｂに連続的
な閾値特性を与えた場合（図７（ｂ）のセル）と同様の
表示が可能となる。

【００３１】

【発明が解決しようとする課題】上記したような従来の
画素シフト駆動法においては、Ｎ番目の走査線（Ｎ）と
その１ライン前の隣接するＮ−１番目の走査線（Ｎ−
１）に同時に異なる選択信号を入力して書き込みを行な
い、走査線（Ｎ）上の情報を温度変動等による画素内の
閾値変動に対応して走査線（Ｎ−１）上へシフトさせて
いくことで、温度変動等による閾値の変動を補正する方
式である。

【００３２】しかしながら、このような方式では、走査
線を連続して線順次走査しなければならず、選択する走
査線を物理アドレスに対して不連続に設定するインター
レス方式を用いることができない。

【００３３】一方ＦＬＣ素子においては１画面を書き込
む時間（１フレーム走査時間）は１走査時間を１００μ
ｓ、走査線数を１０２８本とすると１フレーム走査時間
は１０２．８ｍｓで駆動周波数としては９．７３Ｈｚと
なる。つまり、１秒間に９．７３回画面の書き換えを行
なえるわけである。

【００３４】また、表示画面内で輝度むらが規則性を持
って移動した場合には、人の目にはこの状態がフリッカ
現象と呼ばれる画面のちらつきとして観察される。この
フリッカ現象を解決する方法としては、駆動周波数を約
４０Ｈｚ程度に上げるか、インターレス（間引き走査）
方式を取る必要がある。

【００３５】駆動周波数を４０Ｈｚに上げるためには、
前記した１０２８本走査の場合には１走査時間を２４μ
ｓ程度に設定しなければならず、（Ａ）液晶パネル内で
の印加電圧波形の伝搬遅延の存在、（Ｂ）階調信号をパ
ルス幅変調で構成すること、を考えると大面積且つ高精
細の表示パネルへの適用が難しい。

【００３６】また、見かけ上駆動周波数を上げてフリッ
カを防止する方法として本発明者等が特願平４−１０５
２８５号で提案した方法があるが、この方法ではコント
ラストの低下が避けられないという問題点が有った。

【００３７】フリッカ防止の為のインターレス方式には
数種類存在するが、そのうち走査線の間引きの規則性を
弱める方式が最も望ましい。例えば、第１走査で１番目
を選択、第２走査では２番目を選択せず５番目を選択、
例えば８番飛び走査を行ない、更に第３走査で２番目を
最初選択して８番飛び走査を行なう等、間引き間隔を不
規則にする方式である（いわゆるランダムインターレス
方式）。しかしながら、このランダムインターレス方式
は、前記した現行の画素シフト駆動法においては連続線
順次が必須であるために用いることができないという問
題点が有った。以上詳述した課題が、本発明が解決しよ
うとする技術課題の１つである。

【００３８】一方、従来の液晶装置には、次のような技
術課題もあった。

【００３９】ＦＬＣ素子においては、非らせん構造をと
るために液晶層は前述の通り１〜３μ程度と非常に薄
く、従って該液晶層に電圧を印加するための上下電極間
の距離も短く、そのため上下電極間の電気的短絡を防止
するための絶縁層と、更にＦＬＣ分子を一定方向にそろ
えるための配向層を設ける必要が有る。

【００４０】これらの層は通常は電気的な絶縁性を有す
る物質により構成されるが、ＦＬＣの場合には、液晶層
自体が自発分極を持つために、液晶層内に内部電場を生
じ、その内部電場を打ち消すために液晶層を挟んで正負
の電荷分布を生じる。これらの自発分極による内部電場
のカウンターとしての電場の形成は、液晶層内或いは配
向膜、絶縁膜中のイオン性物質の移動によって形成され
る場合が多い。このようなイオン性物質は一般にある移
動度を持つ物質で、液晶などの媒体中をある電界を受け
てある距離を移動するには一定の時間を必要とする。

【００４１】ＦＬＣの自発分極の方向をＵＰ（上基板か
ら下基板に向けて自発分極が配向している状態）とＤＯ
ＷＮ（下基板から上基板に向けて自発分極が配向してい
る状態）に分けて考えると、ＵＰの状態に画素内が統一
されている時、ＤＯＷＮ状態に変える方向の電界を画素
に印加すると、液晶分子はＤＯＷＮ状態にスイッチング
するが、液晶層を挟んで存在するＵＰ状態での内部電場
を打ち消すためのカウンター電場は即時には解消され
ず、一定時間残留する。その大きさは自発分極の大きさ
や、絶縁層（配向層を含めて）の容量により異なる。

【００４２】この残留電場は経時的に解消され、次にＤ
ＯＷＮ状態の自発分極による内部電場及びこれを打ち消
すためのカウンター電場が形成される。しかしながら、
残留電場が解消されるまでの間、液晶分子はＤＯＷＮ状
態にあるものの、該残留電場によってＵＰ状態へ再び戻
され易い、非常に不安定な状態にある。特に、ＤＯＷＮ
状態とＵＰ状態との界面、即ちドメイン・ウォール付近
ではＤＯＷＮ状態に反転した液晶分子はＵＰ状態に戻り
易い状態にある。従って、残留電場が解消されないうち
にＵＰ状態への反転電圧と同極性の電圧が印加された場
合、該電圧が所定の反転電圧値以下であってもＵＰ状態
へ戻ってしまう場合が有る。

【００４３】また、ＦＬＣの電圧パルスによる反転現象
は（パルス幅）×（電圧）^A ＝一定という関係（Ａは実
験的に求められる値であり、１＜Ａ＜３）にある。従っ
て電圧が極めて低い値（１〜２［Ｖ］）であっても、そ
の電圧が液晶層に印加される時間が長ければ、ＤＯＷＮ
からＵＰへの再反転が生じることがある。

【００４４】更に上記カウンター電場が問題となるの
は、画素内に反転閾値の分布が存在し、且つ複数のドメ
イン・ウォールを存在させて階調表示を行なう場合であ
る。例えば、前述した「画素シフト法」等温度による閾
値変動を複数のパルスを印加することにより補正する駆
動方式において、既にドメイン・ウォールの存在する画
素（第１の書き込み後）へ更に書き込みを行なう場合で
ある。温度変動を駆動方法によって補償する原理は、温
度変動により第１の書き込みで書き過ぎた分を第２の書
き込みで「書き戻す」ことであり、このプロセスは必然
的に画素電極内に複数のドメイン・ウォールを共存させ
ることになる。

【００４５】温度補償を行なう上では、第１の書き込み
状態に影響されずに第２の書き込みが行なわれなければ
ならない。これを図１０を用いて説明すると、図１０
（ａ）、（ｂ）はこの条件を満たした状態である。画素
消去後、第１の書き込みを行ない、（ａ）及び（ｂ）に
それぞれ異なる情報を書き込んだ後に同じ第２書き込み
を行なう時、（ａ）及び（ｂ）の画素の温度変動量が同
じ場合には、第２書き込みにおいて同じ面積の黒ドメイ
ンを書き込まなくてはならない。図１０において、Ａ＝
Ｂという条件が成り立っている。しかるに、（ｃ）、
（ｄ）を見ると、第２書き込みにおいて、（ｃ）ではＣ
の黒ドメインの生成の他に、既に第１書き込みにおいて
形成されたドメイン・ウォールが移動してＣ’が形成さ
れている。同様に、（ｄ）においても、第２書き込みに
よるＤの他に、第１書き込みのドメイン・ウォールの移
動によるＤ’、及びＤとＤ’との連結が生じている。こ
れは上記したドメイン・ウォール付近の液晶分子が再反
転され易い不安定な状態のうちに、反転電圧が印加され
たため、本来であれば再反転しない領域の不安定な液晶
分子まで再反転させてしまった結果である。

【００４６】Ｃ’、Ｄ’やドメインの連結等が生じる
と、第１書き込みと第２書き込みの間に、階調濃度の加
算性（第２書き込みが第１書き込み状態の影響を受けな
いこと）が成り立たず、正確な温度補正が行なわれな
い。Ｃ’、Ｄ’やドメインの連結は第１書き込みの量
（即ち第１書き込み時の電界強度の強さ）によっても異
なり、更には、スメクティック相の形成方向によっても
異なってくるが、一般的にはドメイン・ウォール間を近
い距離に設定する必要がある時には加算性が成り立ちに
くい。

【００４７】電極上に日立化成株式会社製の液晶配向膜
ＬＱ−１８０２（膜厚３００Å）を設け、液晶としては
後述する実施例に示したものを用い、絶縁層として２０
００ÅのＴａ₂ Ｏ₅ 膜を用い、図６に示すセル構成で画
素内に閾値分布を形成した。このセルの場合、ドメイン
・ウォール間隔は２０〜３０μｍ以上近づけると加算性
が正確に成立しなかった。

【００４８】このように、ＦＬＣ素子においては、内部
電場に対するカウンター電場の存在により、反転後の液
晶分子が安定するまでに一定の時間が必要となるため、
複数回のパルスを印加して表示を行なう場合、各書き込
み間に一定の時間を置き、１画素の書き込み期間が長く
とるか、或いはある程度の過剰書き込みを行なうかしな
ければならなかった。特に、複数のドメイン・ウォール
を形成して階調表示を行なう場合には、ドメイン・ウォ
ール間で連結してしまうため、より高い温度補償が妨げ
られていた。

【００４９】以上詳述した課題が、本発明が解決しよう
とする別の技術課題である。

【００５０】

【課題を解決するための手段及び作用】本発明の第一
は、対向配置した一対の電極基板間に強誘電性液晶層を
挟持してなる液晶装置の駆動方法において、選択した走
査線上の画素に印加されるパルスが、少なくとも、消去
パルスと、該消去パルスとは逆極性の書き込みパルス
と、該書き込みパルスとは逆極性の補正パルスからな
り、次ラインの走査線上の画素に印加される各パルスと
は極性が反転し、更に選択された走査線上の画素に印加
される補正パルスが次ラインの走査線上の画素の階調情
報により決定し、且つ書き込みパルスが本来の画素の階
調情報と上記補正パルスにより決定された波形を有する
ように、選択した走査線に所定の走査信号を印加すると
同時に情報線に所定の情報信号を印加することを特徴と
する液晶装置の駆動方法にある。

【００５１】本発明の第二は、対向配置した一対の電極
基板間に強誘電性液晶を挟持し、それぞれの電極基板に
設けた走査電極群と情報電極群との交差部を画素とする
液晶セルと、走査信号印加手段と、情報信号印加手段を
有する液晶装置において、上記強誘電性液晶層と上記電
極との間に体積抵抗が１０⁸ Ωｃｍ以下の薄膜層を有
し、各画素に複数回の書き込みを行なって白及び黒のド
メイン・ウォールを混在させることにより所定の階調表
示を行なう駆動手段を有することを特徴とする液晶装置
である。本発明の第二において、上記体積抵抗が１０⁸
Ωｃｍ以下の薄膜としては、強誘電性液晶側に位置し、
該液晶の配向を制御するための有機層と、電極側に位置
する無機層との少なくとも２層以上で構成された薄膜が
好ましく用いられる。

【００５２】本発明第一の一実施態様による駆動信号の
波形を図１１に示す。

【００５３】図中、Ｓ₁ 、Ｓ₂ 、Ｓ₃ 、Ｓ₄ は互いに隣
接する１番目から４番目の走査線に印加される信号を示
し、Ｉは走査線に印加される選択信号に同期して画素の
表示状態を決める為の情報信号である。Ｉ−Ｓ₂ は走査
線Ｓ₂ と情報線Ｉとの交点にある画素に印加される電圧
を示している。

【００５４】消去パルス（Ａ）は、情報線に印加される
情報信号がいかなる表示状態を生じさせようとも、必ず
明又は暗状態のいずれかに画素の表示状態をリセットす
る為のパルスであり、パルス幅ｔ₁ と波高値Ｖ_SOをも
つ。

【００５５】選択パルス（書き込みパルス）（Ｂ）は、
これに同期して情報線に印加される情報信号（Ｖ_i1）と
協働して、リセットされた画素のうち０〜１００％の選
択された領域を反転させる為のパルスであり、パルス幅
ｔ₂ と波高値Ｖ_S1をもつ。

【００５６】パルス（Ｃ）は、次ライン（Ｓ₂ ）の画素
に本来表示されるべき表示情報に応じて定められた情報
信号（Ｖ_i2）に対応した表示状態を、Ｓ₁ ライン上の画
素に生じさせる為の第２の選択パルスである。

【００５７】このパルス（Ｃ）は、従来より知られた、
走査線上のＤＣ成分をキャンセルする為の補助信号とは
異なることに注意されたい。

【００５８】つまり、従来の補助信号は、その印加によ
って既に表示されている画素の状態を変化させないよう
に、そのパルス幅や波高値が決められる。

【００５９】これに対して本発明のパルス（Ｃ）は、温
度変動等により画素の反転閾値が変動した場合に、それ
を補償するようにして、次ラインの画素の表示情報に応
じて当該ラインの画素の表示状態を変えられるように、
パルス幅及び波高値が設定されている。

【００６０】本発明のパルス（Ｃ）は、図５に示したパ
ルス（Ｃ）と比べれば判るように、選択パルス（Ｂ）に
続いて印加されており、パルス（Ｂ）とパルス（Ｃ）の
間の期間には、図５のような他の走査線の選択パルス
（Ｂ）は印加されていない。つまり、ｎ番目のライン
に、消去パルス（Ａ）、選択パルス（Ｂ）、パルス
（Ｃ）が印加され終わってから、ｎ＋１番目に同様のパ
ルス（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）が印加される。

【００６１】従って、ｎ番目のライン上の画素への書き
込みが、閾値変動の補償分を含めて終了した後に、次の
ラインを選択できるので、次のラインがｎ＋１番目であ
る必要はなく、ｎ＋１０やｎ＋１００といった任意のラ
インが次のラインとして選択できる。

【００６２】好ましくは、インターレス走査により走査
線を選択する方式と組み合わせれば、画素シフト法を用
いて低フレーム周波数で駆動してもフリッカが抑えられ
る。

【００６３】更には、全走査線のうちの一部分、例えば
ｍ番目からｍ＋ｋ番目の走査線のみを繰り返し選択し
て、表示状態を部分的に書き換える部分書き換え方式と
組み合わせれば、マルチウインド表示をフリッカレスで
行え、表示品位も高くなる。

【００６４】先に提案した画素シフト法では、ｎ番目の
走査線の画素にパルス（Ｃ）が印加される前に、ｎ＋１
番目の走査線の画素にパルス（Ａ）とパルス（Ｂ）が印
加される構成を採っていた為に、インターレスのような
間引き走査や、部分書き換えのようなランダムアクセス
を行うと、表示画像が乱れてしまっていた。

【００６５】これに対して、本発明は、走査線のランダ
ムアクセスが可能である為に、“ランダム画素シフト
法”ということもできる。

【００６６】図１２（ａ）に示したような連続パルスを
ＦＬＣ素子の液晶層に印加すると、Ｖ₀ の電圧パルスに
よって液晶の配向状態が一方の状態（以下「ＤＯＷＮ」
と記す）に揃えられる（リセット状態）。次にＶ₁ パル
スを入力することでＤＯＷＮの配向状態から他方の配向
状態（以下「ＵＰ」と記す）に再反転させることができ
る。この時、画素内に閾値の分布、例えばセル厚分布が
有れば階調表示が可能である。

【００６７】画素内に閾値分布を持たない画素の場合
に、Ｖ₀ パルスでリセットした後Ｖ₁パルスでＵＰに書
き込み、更にＶ₂ パルスを印加してＤＯＷＮに書き込む
ことを考える。この時Ｖ₂ パルスの入力によって、画素
内が全部ＤＯＷＮに配向するために必要なＶ₂ パルス電
圧はＶ₁ パルス電圧に大きく依存する。

【００６８】次に、後述する実施例１と同じセルを作製
して、該セルを駆動した。駆動波形は図１２（ｂ）に示
したような１周期における電圧の平均値で直流成分が液
晶層に印加されない波形を用いて約３０Ｈｚでリフレッ
シュ書き込みを行なった（ｔ＝４０μｓ）。

【００６９】図１３にＶ₁ パルスとＶ₂ パルスによる再
反転電圧の関係を示した。

【００７０】図１３の横軸にはリセット後の書き込み電
圧Ｖ₁ パルスを取り、縦軸には横軸に示されたＶ₁ パル
スに続いてＶ₂ パルスを入力した場合の再反転に必要な
Ｖ₂パルスの波高値を示し、３０℃及び４０℃における
それぞれのデータを示している。

【００７１】図１３によると、３０℃においてＶ₀ パル
スでＤＯＷＮの状態にリセットされ、続いてＶ₁ パルス
でＵＰの状態に書き込まれる。この時のＶ₁ パルスの電
圧値が１０．０８ｖｏｌｔ（パルス幅は４０μｓ）の時
は、該Ｖ₁ パルスに続いてパルス幅４０μｓ、電圧値
２．０ｖｏｌｔのＶ₂ パルスを入力することで配向状態
をＤＯＷＮに再反転させることができる。しかるに、Ｖ
₁ パルスの電圧値が１１ｖｏｌｔの時はＶ₂ パルスは５
ｖｏｌｔ必要となる。

【００７２】このように、Ｖ₂ パルスによる再反転に必
要な電圧値はＶ₁ パルスによって異なり、図１３に示す
ようなあるＶ₁ パルス電圧になれば飽和するようにな
る。Ｖ₁ パルス電圧が１０．０８ｖｏｌｔの時も、１２
ｖｏｌｔの時も、Ｖ₂ パルスが０ｖｏｌｔの時は画素全
体がＵＰ状態に書き込まれることから、同じＵＰ状態に
なるパルス立下り時の状態からＤＯＷＮ状態に書き込む
場合にも直前に印加されるパルスによって再反転閾値が
異なることがわかる。また、このＵＰ状態は光学的には
同じように見えるが、分子配向の内容が異なっているこ
とが考えられ、Ｖ₂ パルスの印加される分子状態によっ
て、Ｖ₂ パルスによって再反転される閾値電圧が異なる
ことを示しているとも言える。

【００７３】上記したＶ₁ の電圧値によってＶ₂ パルス
による再反転閾値が変動し、且つあるＶ₁ 電圧において
Ｖ₂ パルスの再反転閾値が飽和するという現象は、温度
によらず成立する（図１３）。このＶ₁ パルスとＶ₂ パ
ルスの関係を更に詳しく調べると、次のことがわかる。

【００７４】図１３において、再反転電圧Ｖ₂ が飽和す
る、Ｖ₁ 、Ｖ₂ 電圧を「１」となるように規格化する
と、図１４に示すようになる。図１４は、上記特性の温
度に対する依存性が低いことを示している。即ち、温度
に依らず、再反転電圧Ｖ₂ がＶ₁ に対して飽和する電圧
を基準として、Ｖ₁ が変化すれば、Ｖ₂ も一定比率だけ
変動することを示している。具体的には、Ｖ₁ が基準値
に対して０．８に減少すれば、温度が３０℃でも４０℃
でもＶ₂ は基準値に対して０．２程度まで減少すること
が示されている。

【００７５】図１３及び図１４に示した特性により、図
１２（ａ）、（ｂ）にような駆動波形をＦＬＣ素子の液
晶層に印加した場合において、画素内に閾値分布が有れ
ば、Ｖ₁ パルスによる書き込み量がＶ₂ パルスの印加に
よって戻される量（再反転する）が予測可能であること
がわかる。図１４によれば、画素内でセル厚が変化して
いるような場合に、あるセル厚ｄ₁ まで書き込みを行な
い、Ｖ₁ ＝１（基準値）、次いでＶ₂ ＝０．６のパルス
が印加された場合には、ｄ₁ ／ｄ₂ ＝０．８のセル厚の
場所まで１〜０．８の範囲で再びドメインウォールが反
転してしまうことがわかる。

【００７６】この現象を図１５を用いて説明する。低温
時にＶ₁ パルスでＷ％の書き込みを行ない、Ｖ₂ パルス
によってδＷ₁ ％だけ戻される。高温時にはＷ₂ ％まで
書き込まれる（Ｔ₂ ＞Ｔ₁ ）が、δＷ₂ ％だけ戻され
る。この時δＷ₁ ＝δＷ₂ である。これはＶ₁ 、Ｖ₂ パ
ルスが連続したことによる書き込み量の変動量δＷ₁ 、
δＷ₂ は温度に依らず一定で、従って温度の変動によっ
て生じた書き込み変動量δＷ₂ ’を除いた情報量δΔは
温度に依存していないことを示す。従って温度による書
き込み変動量（上例でδＷ₂ ’）を別途補正することが
できれば、Ｖ₁ 、Ｖ₂ のような連続パルスで階調情報の
書き込みを行なうことができる。

【００７７】図１６にＶ₁ パルスとＶ₂ パルスの機能を
示した。図１６において、高温部も低温部もＶ₀ パルス
の入力によってリセットされ（全黒）、次にＶ₁ パルス
によって白書き込みが行なわれる。Ｖ₁ パルスによる白
書き込み量は、高温と低温によって異なるが、その温度
変動分をＶ₂ パルスによって補正する。つまり、Ｖ₂パ
ルスをＶ₁ パルスに続いて印加することで、（イ）Ｖ₁
パルスで形成された書き込み状態の修正と、（ロ）温度
変動分の補正を行なう。電圧値の決め方は、（ロ）の温
度補正のためのＶ₂ 電圧が先ず決定されて、次にそのＶ
₂ 電圧を後続させた時、所望の書き込み量を得ることの
できるＶ₁ 電圧を入力するようにする。

【００７８】図１４によれば、Ｖ₂ 電圧が決定されてい
れば、Ｖ₁ 電圧による戻り量の違いを知ることができる
ので、それを考慮してＶ₁ 電圧を決めれば任意の階調を
書き込むことができる。

【００７９】このような考え方は図６に示したような画
素内にセル厚の勾配があるものに適用できることは明ら
かであるが、セル厚勾配（画素内の電界強度分布）では
なくとも、反転閾値分布が画素内に構成できれば応用で
きることがわかる。

【００８０】ここまででＶ₁ 、Ｖ₂ の連続パルスの入力
によって温度変動分を除いて一定の情報を表示できるこ
とを示したが、次にＶ₂ による温度補償作用について図
１７を用いて説明する。

【００８１】図１７において横軸は透過率を表し、図７
に示した様に画素内に一様な閾値勾配を有し、透過率Ｗ
とパルス幅一定の印加電圧（ｌｎＶ）の関係が線型にな
っている場合を考える。実際にこのようにセル厚勾配を
設定することは可能である。

【００８２】走査線（Ｎ）上の画素の書き込みにおい
て、この走査線（Ｎ）が黒リセット、白書き込みの場合
には、補正パルスＶ₂ は黒書き込み方向である。従って
（Ｎ＋１）ラインは、白リセット、黒書き込み、白補正
である。これは、（Ｎ）ライン上に、（Ｎ＋１）ライン
上の情報を、温度変動に応じてシフトするためで、該情
報がＶ₂ として（Ｎ）ラインに入るためには当然黒書き
込み方向であり、従って（Ｎ＋１）ラインにおいて本来
の階調表示を行なうＶ₁ は黒書き込みとなる必要がある
からである。

【００８３】本発明第一において、補償される温度範囲
Ｔ₁ 〜Ｔ₂ は、画素内の閾値比をｘとすると、温度変動
によるＦＬＣの反転閾値の変動が１／ｘになる温度範囲
である。従って、Ｔ₁ の閾値分布の下限がＴ₂ の閾値分
布の上限となる温度範囲である。Ｖ₂ は上記Ｔ₂ の閾値
（Ｖ₁ の影響を受ける前）に対して０〜１００％の階調
表示を行なえる電圧値Ｖ₂₁〜Ｖ₂₂を取る。

【００８４】図１７において、横線ｉが低温（Ｔ₁ ）時
のリセット後の反転閾値である。従ってｉより大きな電
圧を印加すればＦＬＣはその状態を反転する。ここで、
Ｖ₁パルスとＶ₂ パルスは極性が異なるが、閾値が対称
であるので、図１７においては符号を同じにして表記し
ている。

【００８５】次にＶ₂ と本来の階調情報によるＶ₁ の設
定について説明する。図１３及び図１４で説明したＶ₁
による反転閾値変動を考慮した上で、Ｖ₂₁により０％表
示にまで戻されてしまうようなＶ₁ をＶ₁₁、Ｖ₂₂を印加
しても１００％表示を維持できるＶ₁ をＶ₁₂とし、この
Ｖ₁₁〜Ｖ₁₂がＶ₁ が取ることのできる電圧値である。図
１７の実線ａ〜ｄがＶ₁₂、Ｖ₁₁、Ｖ₂₂、Ｖ₂₁であるが、
実際には画素内の閾値分布により、電界強度が勾配を有
するためａ〜ｄは傾きを有する。

【００８６】図１７において、Ｖ₁₁を印加した場合、画
素の階調表示はＱ₁ （％）でこの位置にドメインウォー
ルができている（以後「波面Ｑ₁ 」と記す）。このＶ₁₁
の印加により反転閾値がｉから破線ｅへと変動する。反
転閾値の変動比率は前述したように一定である。この波
面Ｑ₁ に対し、Ｖ₂₁〜Ｖ₂₂のいずれの電圧値も上記ｅを
越えているため、Ｖ₂ 印加によって０％表示に戻され
る。また、Ｖ₁ としてＶ₁₁より少し高い値のＶ_q を印加
した場合、Ｑよりも高い階調表示のＱ₂ （％）を表示
し、反転閾値は破線ｆとなる。このｆに対して、Ｖ₂₂は
下回ることがないため、波面Ｑ₁ はＶ₂₂の印加により０
％表示にまで反転してしまうが、Ｖ₂₁は一部ｆを下回る
ため、その部分のみ反転できなくなってしまう。その部
位が図中のＱ₃ である。従って、表示すべき階調表示が
０％であれば、次ラインの走査信号線の階調情報により
決定したＶ₂ がＶ₂₁〜Ｖ₂₂のいずれでもＶ₁ はＶ₁₁を印
加すれば良く、表示すべき階調表示がＱ₃ であれば、Ｖ
₂₁の場合にはＶ_q を印加すれば良く、Ｖ₂₂であればＶ₁
がＶ_q では０％表示になるため、より高い電圧値を取れ
ば良い。更に、階調表示が１００％の場合は、Ｖ₂₁に対
しては図中のＱ₄ を、Ｖ₂₂に対してはＱ₅ をそれぞれ示
すＶ₁ を選択する。即ちＱ₅ はＶ₁₂である。尚、階調表
示は１００％が上限であるから、Ｑ₄ もＱ₅ も実際には
１００％表示であるが、前記した通り、反転閾値のＶ₁
による変動特性は１００％を越えた場合にも存在するた
め、それを１００％を越えた形で示した。破線ｇ及びｈ
はそれぞれの変動閾値である。

【００８７】次に、図１７において温度変動を生じた場
合は、液晶の反転閾値に対して相対的に印加電圧Ｖ₁ 及
びＶ₂ が高くなることと考えられるので、図中の０％の
位置と１００％の位置が軸Ｋに向かって平行移動してい
くことと同視できる。従って、図１７では［−１００，
０］の領域に［０，１００］が平行移動することにな
る。

【００８８】温度が上昇すれば、Ｖ₂ パルスによって０
％側に書き込みが生じる。これは（Ｎ）ラインのＶ₂ が
（Ｎ＋１）ラインの階調表示に従って決定されるため
で、温度上昇によって閾値が低値側へ変動したことによ
り、その変動分だけ、（Ｎ＋１）ラインの階調情報が
（Ｎ）ラインへ書き込まれることとなる。（Ｎ）ライン
においてＶ₂ とＶ₁ は極性が逆であり、（Ｎ）ラインと
（Ｎ＋１）ラインは書き込み方向が逆である。従って、
Ｖ₂ による（Ｎ＋１）ラインの階調情報のシフトは本来
の（Ｎ）ラインが白書き込みであれば黒書き込みで加わ
ってくる。（Ｎ）ラインの階調表示は（Ｎ＋１）ライン
の階調表示が加わった分、（Ｎ−１）ラインにＶ₂ とし
て階調情報をシフトしている。従って、順次階調情報が
ずれて表示されることとなる。例えば、（Ｎ＋１）ライ
ンの階調情報が５０％であった時、Ｔ₁ においては、Ｖ
₁ による黒書き込みで５０％黒に反転しているため、温
度上昇により階調情報が５０％（Ｎ）ラインにシフトし
たとしても、（Ｎ）ラインにシフトする階調情報は、上
記５０％黒書き込みで残された白（５０％）であるか
ら、（Ｎ）ラインにＶ₂ による黒書き込みは起こらな
い。同じ５０％のシフトの場合でも（Ｎ＋１）ラインが
黒８０％表示をしていれば、残された２０％の白表示と
３０％の黒表示が階調情報として（Ｎ）ラインへシフト
し、結果として３０％の黒書き込みをＶ₂ によって行な
う。（Ｎ＋１）が１００％黒であれば、５０％黒書き込
みである。

【００８９】これを図１７で説明すると、一点鎖線ｊと
実線ｉの交点の横軸上への投影点Ｑ₆ が［−１００，
０］のちょうど中点に位置し、［−１００，Ｑ₆ ］の範
囲ではｊが反転閾値を越え、［Ｑ₆ ，０］の範囲では反
転閾値を下回っている。従ってＶ₂ パルスがＶ_2jの電圧
値の場合には、温度変動によって閾値が書き込み量で５
０％以上なければ、０％側に書き込みを生じないことが
わかる。

【００９０】本発明に係るＶ₁ パルス、Ｖ₂ パルスを連
続印加して温度補償を兼ねた駆動を行なうための条件
は、Ｖ₁ パルスで書き込んだ後の液晶閾値分布が、画素
に印加される電界強度の分布より急峻であることであ
る。

【００９１】上述の原理を用いると、図１７に短冊で示
したように、走査信号線（Ｎ）上に表示される情報（図
中斜線部分）は、低温時（Ｔ₁ ）から高温時（Ｔ₂ ）に
かけて連続的に変化し、低温時には本来（Ｎ＋１）ライ
ン上で書かれる情報が高温時には（Ｎ）ライン上に表示
される。

【００９２】本発明の駆動方法では、例えば液晶パネル
全体の温度がＴ₁ の時には、全ての画素が本来の階調表
示を行ない、液晶パネル全体の温度がＴ₂ の時には、全
ての画素が次ラインの走査線の階調情報を表示する。従
って、１走査線分だけ表示がずれることになるが、実際
の液晶パネルの走査線数が膨大であるために１本のずれ
は実質的に無視できる範囲である。また、一方がＴ₁ で
もう一方がＴ₂ のように温度勾配ができた場合には、Ｔ
₁ 側では本来の表示を行ない、Ｔ₂ 側に向かって徐々に
階調情報のシフトが増加する。しかしながら上記したよ
うに、１本分のずれが実質的に無視できること、隣接す
る２本の走査線に着目すれば同じ温度であるとみなすこ
とができるため、表示上問題はない。

【００９３】図１８は前記液晶セルを用いた液晶装置に
おいて、図１１に示した駆動波形を出力する駆動回路の
ブロック図である。図１８において、２１は画像情報の
供給源であるが、本発明においては、選択した画素の情
報Ｉ₁ と隣接ラインの画素の情報Ｉ₂ が１組として送ら
れる。これらの情報は２２のＡ／Ｄコンバーターによっ
て、２値化される。２４，２５はそれぞれ情報信号発生
回路であり、得られた２つの画素の情報を用いて、２４
においてＩ₂ よりＶ_i2を決定し、２５においてＶ_i2より
Ｖ_i1を決定する。その後信号情報側シフトレジスタ２
６、デコーダー２７、アナログスイッチ２８を経てＦＬ
Ｃに電圧が印加される。

【００９４】走査信号は、一定の電圧波形で構成される
ので、走査アドレス情報に従って走査信号側シフトレジ
スタ２９、デコーダー３０、アナログスイッチ３１を経
てＦＬＣに印加される。

【００９５】本発明第二の液晶装置においては、電極と
液晶層間の抵抗値を下げて、自発分極により発生した電
荷を速やかに電極側へ移動させることにより、１画素に
複数回書き込みを行なう場合に、次の書き込みが行なわ
れる前に画素内に既に形成されているドメイン・ウォー
ルの安定化を図り、温度補償駆動方法における加算性を
高めるものであり、これによって、階調表示時の表示レ
ベルの安定性（温度、書き込みレベル等に対する）が大
幅に改善される。

【００９６】本発明第二の好適な実施態様による液晶装
置は、例えば、図６の構成を有し、配向膜を体積抵抗が
１０⁸ Ωｃｍ以下の薄膜層で形成したセルを含み、一画
素内を部分的に反転させる駆動方法を用いるものであ
る。

【００９７】駆動方法としては、上述した先に提案の画
素シフト法や、前出の本発明第一の実施態様として述べ
たランダム画素シフト法が好ましく用いられる。

【００９８】本発明の液晶装置に用いる、電極・液晶層
間に設ける薄膜層はその体積抵抗が１０⁸ Ωｃｍ以下で
あり、好ましくは１０⁴ 〜１０⁷ Ωｃｍである。薄膜層
の抵抗値が１０⁴ Ωｃｍ未満の場合、画素間の電気的導
通が無視できなくなるため、該薄膜層を電極同様にパタ
ーニングする必要がでてくる。また、当該薄膜層の膜厚
は１０００Å以下が望ましい。

【００９９】本発明に係る薄膜層の膜材料としては、Ｓ
ｎＯ₂ 、Ｉｎ₂ Ｏ₃ 等の微粒子を分散させたポリイミ
ド、ポリシロキサンが挙げられる。或いは、ポリピロー
ル、ポリアニリン、ポリアセチレン等の有機導電性膜を
配向膜として液晶側に、従来の絶縁膜に変わるものとし
てＳｎ_x Ｏ_y 、Ｉｎ_x Ｏ_y 等の無機膜を電極側に設けた
２層構成としても良い。

【０１００】これらの薄膜層は、その体積抵抗が１０⁸
Ωｃｍ以下となるように、その組成比や含有させるドー
パントの量を設定する。

【０１０１】図１９に本発明の液晶装置のブロック構成
図の一例を、図２０に画像情報通信タイミングチャート
を示した。

【０１０２】以下、図面に従って動作を説明する。グラ
フィックスコントローラ１０２は走査電極を指定する走
査線アドレス情報とそのアドレス情報により指定される
走査線上の画像情報（ＰＤ０〜ＰＤ３）を液晶表示装置
１０１の表示駆動回路（走査線駆動回路１０４と情報線
駆動回路１０５とによって構成）１０４／１０５に転送
する。本実施例では、走査線アドレス情報と表示情報と
を有する画像情報を同一伝送路にて転送するため、前記
２種類の情報を区別しなければならない。この識別のた
めの信号がＡＨ／ＤＬであり、このＡＨ／ＤＬ信号がＨ
レベルの時は、走査線アドレス情報であることを示し、
Ｌレベルの時は、表示情報であることを示している。

【０１０３】走査線アドレス情報は、液晶表示装置１０
１内の駆動制御回路１１１側で、画像情報ＰＤ０〜ＰＤ
３として転送されてくる画像情報から抽出されたのち、
指定された走査線を駆動するタイミングに合わせて走査
線駆動回路１０４に出力される。この走査線アドレス情
報は、走査線駆動回路１０４内のデコーダ１０６に入力
され、デコーダ１０６を介して、表示パネル１０３の指
定された走査電極が走査信号発生回路１０７によって駆
動される。一方、表示情報は情報線駆動回路１０５内の
シフトレジスタ１０８へ導かれ、転送クロックにて４画
素単位でシフトされる。シフトレジスタ１０８にて水平
方向の一走査線分のシフトが完了すると、１２８０画素
分の表示情報は併設されたラインメモリ１０９に転送さ
れ、一水平走査期間の間にわたって記憶され、情報信号
発生回路１１０から各情報電極に表示情報信号として出
力される。

【０１０４】また、本例では液晶表示装置１０１におけ
る表示パネル１０３の駆動とグラフィックスコントロー
ラ１０２における走査線アドレス情報及び表示情報の発
生とが非同期で行なわれているため、画像情報転送時に
装置間（１０１／１０２）の同期を取る必要がある。こ
の同期を司る信号がＳＹＮＣであり、一水平走査期間毎
に液晶表示装置１０１内の駆動制御回路１１１で発生す
る。グラフィックスコントローラ１０２側は常にＳＹＮ
Ｃ信号を監視しており、ＳＹＮＣ信号がＬレベルであれ
ば画像情報の転送を行ない、逆にＨレベルの時には一水
平走査線分の画像情報の転送終了後は転送を行なわな
い。即ち、図１９において、グラフィックスコントロー
ラ１０２側はＳＹＮＣ信号がＬレベルになったことを検
知すると、直ちにＡＨ／ＤＬ信号をＨレベルにして一水
平走査線分の画像情報の転送を開始する。液晶表示装置
１０１内の駆動制御回路１１１は、ＳＹＮＣ信号を画像
情報転送期間中にＨレベルにする。所定の一水平走査期
間を経て表示パネル１０３への書き込みが終了した後駆
動制御回路（ＦＬＣＤコントローラ）１１１は、ＳＹＮ
Ｃ信号を再びＬレベルに戻し、次の走査線の画像情報を
受け取ることができる。

【０１０５】

【実施例】

（実施例１）本発明の第１の実施例として図６に示した
ような断面形状の液晶セルを作成した。図中下基板のの
こぎり歯形状は、金型上に原型を作り、それをアクリル
系ＵＶ効果樹脂５２でガラス基板５３上へ転写して形成
した。ＵＶ硬化樹脂５２上にストライプ電極５１として
ＩＴＯ膜をスパッタ形成し、更にその上に配向膜５４と
して日立化成社製配向膜ＬＱ−１８０２を約３００Åの
厚みに形成した。対向基板側も同様に、ストライプ電極
５１上に同じ配向膜を形成しているが、のこぎり歯形状
は形成していない。

【０１０６】上下基板の配向膜５４をそれぞれラビング
処理し、上基板のラビング方向に対して下基板のラビン
グ方向が約６°右ねじ方向にずれるように上下基板を対
向配置してセルを作成した。セル厚の制御は、薄い部分
（のこぎり歯の高い部分）が約１．１０μｍ、厚い部分
（のこぎり歯の低い部分）が約１．６４μｍになるよう
に設定した。また、のこぎり歯形状の１辺が画素になる
ように、下基板のストライプ電極５１をストライプ状
に、畝に沿ってパターニングした。ストライプ電極５１
の幅は３００μｍで、１画素の大きさは３００μｍ×２
００μｍの長方形に設定した。使用した液晶材料を下記
表１に示す。

【０１０７】

【表１】

【０１０８】本実施例の駆動波形は図１１に示したもの
と同じものを用いた。

【０１０９】各パルス幅や波高値のパラメータは以下の
通りである。 ｔ₁ ＝１５０μｓ ｔ₂ ＝４０μｓ Ｖ_S0＝７．０ｖｏｌｔ Ｖ_S1＝１３．１ｖｏｌｔ Ｖ_S2＝６．９ｖｏｌｔ −３．１ｖｏｌｔ≦Ｖ_i1≦３．１ｖｏｌｔ −１．４１ｖｏｌｔ≦Ｖ_i2≦１．４１ｖｏｌｔ

【０１１０】このようにして駆動した場合の表示特性を
図２１に示す。図２１において、曲線Ｂは図１１におい
てＶ_S2＝０、Ｖ_i2＝０とした場合のもので、温度によっ
て透過率が大きく変動してしまい良好な階調特性が得ら
れていない。これに対し、曲線Ａで示す本発明の駆動方
法によれば、温度補償された良好な階調特性が得られ
た。また、駆動波形としては、図１１中Ｙで示される情
報信号間のインターバル期間の長さが長い程、階調表示
が後続する情報信号の影響を受けにくく、Ｙ＝２００μ
ｓ程度が望ましかった。

【０１１１】（実施例２）実施例１と同様にして図２２
に示したセル厚勾配を有する液晶セルを作成した。セル
厚分布を１．０〜１．４μｓ、上下基板のラビング方向
のなす角度を約１０°に設定した他は実施例１と同じで
ある。駆動波形及び回路は図１１、図１８にそれぞれ示
したものを用いた。

【０１１２】本実施例で用いた液晶セルは、図２２に示
すＡの部分を１走査ラインとするため、従来の技術で述
べたような完全な画素シフトは生じない。しかしなが
ら、画素の明度の調整ができるため、本発明の駆動方法
により温度変動を補償することができた。図２３に本実
施例の表示状態を模式的に示す。

【０１１３】実施例１及び実施例２共に電圧変調による
階調駆動を行なったが、変調方式はパルス幅変調、位相
変調のいずれも可能である。

【０１１４】（実施例３）図１１に示した駆動波形にお
いて、実施例１ではＹの長さは２００μｓ程度が最も望
ましい結果が得られたが、本実施例では情報信号によっ
て決定されるクロストーク防止信号を入力することによ
り、期間Ｙの短縮を図った。その他の構成は実施例１と
同じである。

【０１１５】クロストーク防止信号を作る方法として、
実験的にＶ_S2パルス印加直後のパルスの効力を時間毎に
調べると、図２４のようになる。

【０１１６】図２４（ａ）に期間Ｙを除いた波形構成
を、（ｂ）に波形のアドレスを、（ｃ）にＶ_S2パルスに
後続して（ａ）の波形が印加される場合の実質的な効力
を実験的に求めた。（ｄ）に（ａ）の波形の電圧値の例
を示した。この値は、走査ライン上の画素と、その隣接
画素の情報内容で決定される（実施例１参照）。（ｅ）
は（ｄ）の値を（ｃ）の値で割った値を示す。期間Ｙは
印加電圧をＶ_Y1、Ｖ_Y2とすると、その効力はＶ_Y1／３、
Ｖ_Y2／７となる。

【０１１７】アドレス３〜アドレス１０までの（ｅ）の
値の合計は０．０３７の値を取る。この値が０になるよ
うに期間Ｙ内の電圧を調整すれば良い。この時のＶ_Y1、
Ｖ_Y2の条件は以下の通りである。

【０１１８】（Ｖ_Y1／３）＋（Ｖ_Y2／７）＝０．０３７ Ｖ_Y1＝−Ｖ_Y2 これを連立して解くと、 Ｖ_Y1＝０．２ｖｏｌｔ Ｖ_Y2＝−０．２ｖｏｌｔ となる。

【０１１９】このようにして、期間Ｙの内部の波形構成
を決定することで、クロストークの少ない良好な階調表
示を達成することができる。

【０１２０】（実施例４）本発明の第４の実施例として
図６に示したような断面形状を有する液晶セルを作製し
た。図中、下基板ののこぎり形状は、金型上に原型を作
り、それをアクリル系ＵＶ硬化樹脂５２でガラス基板５
３上へ転写して形成した。

【０１２１】ＵＶ硬化樹脂５２ののこぎり形状の上に、
ストライプ電極（走査電極）５１としてＩＴＯ膜をスパ
ッタ形成し、更にその上に、ポリアニリン（分子量が２
００〜３００程度）と有機強酸（例えばＣＳＡ、カンフ
ァスルホン酸）をＮ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）とｎ
−ブチルセロソルブ（ｎＢＣ）の混合溶媒中に各０．７
重量％、０．３重量％程度溶解した溶液をスピンナーの
設定条件として１５００ｒｐｍ、２０ｓｅｃでスピンコ
ートして薄膜層５４を形成した。

【０１２２】上記条件で最適な膜厚としては、別平滑基
板上でのモニター値によると、約４００Åであり、この
膜の体積抵抗を測定したところ約１０⁷ Ωｃｍであっ
た。

【０１２３】ストライプ電極５１の幅を３００μｍとし
て、画素サイズを３００μｍ×２００μｍの長方形に設
定した。液晶材料は実施例１の表１に示したものと同じ
ものを用いた。

【０１２４】本発明における駆動波形を図２５に示す。
図中｜Ｖ_e ｜＝８．０Ｖ，｜Ｖ_s ｜＝１７．０Ｖ，｜Ｖ
_i ｜＝５．０Ｖ，Δｔ＝４０μｓ，δ＝２６μｓ、ｔ₁
＝７μｓ，ｔ₂ ＝７μｓである。

【０１２５】情報信号の変調方式は、位相変調方式であ
り、図２６（ｂ）に情報信号の変調方法について示して
いる。

【０１２６】電圧波形はＩ（０％）から、Ｉ（１００
％）まで（それぞれカッコ内の情報を表示するための情
報信号である）、図中Ａの部分のパルス幅を可変変調
し、δの幅の電圧信号が書き込み情報を持つように設定
してある。Ａの部分の変調は（δ側のパルス幅）と（δ
と反対側のパルス幅）の比率が、１／γ：（１−１／
γ）となるように設定している。

【０１２７】このような比率に設定するのは、図２５に
おける第１書き込み時の走査信号Ａと第２書き込み時の
走査信号Ｂが印加された画素で反転の閾値を連続にする
ためである。ここでδの幅は、走査信号Ａの選択時間Δ
Ｔの１／γである。この制約も閾値の連続性を保つため
に存在するものである。ここでγは、透過率（Ｔ）を縦
軸にとり、変調パラメーター（λ）を横軸にとった時の
傾き、∂Ｔ／∂λを示す。

【０１２８】ここで変調パラメーターについて説明す
る。透過率Ｔ（％）−変調パラメーターλの関係を示す
グラフを図２７に示した。図２６のような変調方式をと
る場合において、横軸のスケールをｌｎにとるが、これ
は温度変化による液晶の閾値の変化がグラフ上に平行移
動として現れるようにするためのものである。図２７に
おいては、選択電圧合成波形Ａの変化は１４Ｖの矩形
（ｂ−１）から２０Ｖの矩形（ｂ−３）までの範囲内で
ある。

【０１２９】そして変調パラメーターとして、電圧で重
みづけした時間をとることにより図２７（ａ）のよう
に、透過率−ｌｎλ特性が直線になるとともに、温度変
化によって平行移動する。

【０１３０】どのように重みづけをするかについて説明
すると、次のようになる。波高値Ｖ₁ の部分のパルス長
をｔ₁ （２つに分かれている場合には加算する）、波高
値Ｖ₂ の部分のパルス長をｔ₂ とすると、 λ＝（Ｖ₂ ／Ｖ₁ ）ｔ₁ ＋ｔ₂ であり、ここでｔ₁ ＋ｔ₂ ＝４０μｓ、Ｖ₁ ＝１４Ｖ、
Ｖ₂ ＝２０Ｖである。このようなλの決め方を図２５、
図２６の条件下で行なうと、選択電圧波形は１０Ｖの部
分が３２μｓ、２２Ｖの部分が８μｓのＬ字形波形から
図２６のＡ部分のパルス幅を長くしてゆくことによって
４０μｓ、２２Ｖの矩形波形１００％の書き込みまで変
調される。

【０１３１】この範囲で階調表示を行ない、１０Ｖ、４
０μｓのパルスを０％の表示の時に使うようにする。こ
れが図２６におけるＩ（０％）の情報信号により形成さ
れる波形である。

【０１３２】このように、液晶・電極間に低抵抗な薄膜
層を置くことによって、画素への複数回書き込みにおけ
るドメイン・ウォールの安定性を高めることができ、温
度補償駆動時の加算性も制度を高めることができた。

【０１３３】また図１０（ｃ）、（ｄ）におけるＣ’、
Ｄ’のようなドメインの融合等の不安定性が駆動条件下
で起こる間隔が平均して１０〜２０μｍとなり、改善が
認められた。画素サイズを２００μｍとすると階調表示
制度として最小保証レベル数を示すと従来例が約８レベ
ルであったのに対し、約１３レベルと保証される表示階
調数が格段に改善された。

【０１３４】（実施例５）本発明の第５の実施例とし
て、図２８に示したような凹凸形状基板（４１ａ〜４４
ａ）と平滑基板（４１ｂ〜４４ｂ）との間にＦＬＣを挟
持した構成を示す。

【０１３５】図２８においてＳｎＯ₂ 層４３ａ、４３ｂ
はイオン・プレーティング成膜によって行ない、成膜時
のガス圧、レート調整により抵抗を制御した。Ａｒ，Ｏ
₂ 圧力比を７０％として、レートを６Å／ｓｅｃとし
た。膜厚は９００Åであった。この時約１０⁵ Ωｃｍの
膜が成膜された。このＳｎＯ₂ 膜に関してはスパッタ法
でも成膜可能であり、１０⁶ 〜１０⁷ Ωｃｍの膜が得ら
れる。

【０１３６】このようにして形成したＳｎＯ₂ 膜上に実
施例４と同様なポリアニリン層を約１００Åで成膜して
配向膜とした。上記ＳｎＯ₂ 膜とポリアニリン層とで構
成される本発明に係る薄膜層の体積抵抗値は１．５×１
０⁷ Ωｃｍであった。

【０１３７】図２８における４１ａ〜４４ａの各層で構
成される凹凸基板は紙面に垂直な方向に凸部が連続して
いるストライプ基板であり、ラビング方向はストライプ
方向と平行に行なった。対向側の電極基板のラビング方
向は凹凸基板側からセルを見てラビング方向の捩じれが
１０°右ねじ方向になるように設定した。

【０１３８】図２８における凸部のピッチは、凸部間隔
が２μｍ、３μｍ、５μｍの３間隔構成とし、凸部の幅
は約２μｍに設定した。

【０１３９】このようなセルに実施例１と同様な液晶を
入れることにより凸部ピッチの短い（２μｍ）方からド
メインが反転を始めることで画素内に階調表示を実現し
た。

【０１４０】上下基板間のスペーサーとしてＳｉＯ₂ ビ
ーズ（φ＝１．４μｍ）を入れてセルを構成した場合
に、階調レベル−電圧特性は、Ｖ＝１８Ｖ（ΔＴ＝４０
μｍ）で一部反転を開始し、Ｖ＝２２Ｖで１００％を表
示する。画素内閾値の分布は約１．２２倍となった。凸
部の高さは約２０００Åであった。

【０１４１】このようにセルに上記導電性下地材（Ｓｎ
Ｏ₂ 層）を使用することにより、ドメインの安定性が向
上し、図２５に示すようなマトリクス駆動を行なった場
合に、小ドメイン（２μｍφ以下）の消失が低減し、画
素内への複数回書き込みに対してもドメインの安定性が
増して表示特性が改善された。

【０１４２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の駆動方法
においては、消去パルスに続く連続したパルスの印加に
よって、温度変動に対しても補正効果を持ち、且つイン
ターレス駆動の可能な諧調表示を実現した。その結果、
フリッカ、コントラストむら等を低減した良好な諧調表
示が実現した。

【０１４３】また、本発明の液晶装置においては、低抵
抗な薄膜層を用いることにより、反転後、特にドメイン
・ウォール付近の液晶分子の安定化を図り、より精度が
高く安定した階調表示を温度補償下に行なうことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＦＬＣ素子のスイッチングパルス振幅と透過率
の関係の模式図である。

【図２】ＦＬＣ素子のスイッチングパルス振幅に対する
透過状態を示す図である。

【図３】ＦＬＣの閾値特性の温度による変動を示す図で
ある。

【図４】従来の４パルス法の説明図である。

【図５】従来の４パルス法に用いるパルス波形図であ
る。

【図６】セル厚勾配を有する液晶素子の断面図である。

【図７】画素シフト法の駆動説明図である。

【図８】画素シフト法の駆動説明図である。

【図９】画素シフト法の閾値勾配の説明図である。

【図１０】従来のドメイン・ウォールの不安定性を示す
図である。

【図１１】本発明の駆動方法の一実施例の波形を示す図
である。

【図１２】本発明の作用を説明するための液晶印加パル
ス波形図である。

【図１３】本発明に係る、反転閾値変動の説明図であ
る。

【図１４】図１３に示した閾値特性の変動の温度依存性
の説明図である。

【図１５】本発明に係る連続パルスによる諧調情報シフ
トの説明図である。

【図１６】本発明に係る連続パルスによる諧調情報シフ
トの説明図である。

【図１７】本発明に係る連続パルスによる諧調情報シフ
トの説明図である。

【図１８】本発明の実施例で用いた液晶装置のブロック
図である。

【図１９】本発明の実施例に係る駆動回路のブロック図
である。

【図２０】本発明の実施例の駆動回路のタイミングチャ
ートを示す図である。

【図２１】本発明の実施例１の結果を示す図である。

【図２２】本発明の実施例２で用いた液晶素子の断面図
である。

【図２３】本発明の実施例２の表示状態を示す図であ
る。

【図２４】本発明の実施例３の説明図である。

【図２５】本発明の実施例４に係る駆動波形を示す図で
ある。

【図２６】図２５に示した駆動波形の情報信号の構成方
法の説明図である。

【図２７】図２５に示した駆動波形の情報信号の構成方
法の説明図である。

【図２８】本発明の実施例５のセル構成を示す図であ
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮田 浩克 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 新庄 克彦 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 金子 修三 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対向配置した一対の電極基板間に強誘電
   性液晶層を挟持してなる液晶装置の駆動方法において、
   選択した走査線上の画素に印加されるパルスが、少なく
   とも、消去パルスと、該消去パルスとは逆極性の書き込
   みパルスと、該書き込みパルスとは逆極性の補正パルス
   からなり、次ラインの走査線上の画素に印加される各パ
   ルスとは極性が反転し、更に選択された走査線上の画素
   に印加される補正パルスが次ラインの走査線上の画素の
   階調情報により決定し、且つ書き込みパルスが本来の画
   素の階調情報と上記補正パルスにより決定された波形を
   有するように、選択した走査線に所定の走査信号を印加
   すると同時に情報線に所定の情報信号を印加することを
   特徴とする液晶装置の駆動方法。
2. 【請求項２】 対向配置した一対の電極基板間に強誘電
   性液晶を挟持し、それぞれの電極基板に設けた走査電極
   群と情報電極群との交差部を画素とする液晶セルと、走
   査信号印加手段と、情報信号印加手段を有する液晶装置
   において、上記強誘電性液晶層と上記電極との間に体積
   抵抗が１０⁸ Ωｃｍ以下の薄膜層を有し、各画素に複数
   回の書き込みを行って白及び黒のドメイン・ウォールを
   混在させることにより所定の階調表示を行なう駆動手段
   を有することを特徴とする液晶装置。
3. 【請求項３】 上記薄膜層が、強誘電性液晶側に位置
   し、該液晶の配向を制御するための有機層と、電極側に
   位置する無機層との少なくとも２層以上で構成されるこ
   とを特徴とする請求項２記載の液晶装置。