JPH0784240A - Ferroelectric liquid crystal display device - Google Patents

Ferroelectric liquid crystal display device

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JPH0784240A
JPH0784240A JP22858993A JP22858993A JPH0784240A JP H0784240 A JPH0784240 A JP H0784240A JP 22858993 A JP22858993 A JP 22858993A JP 22858993 A JP22858993 A JP 22858993A JP H0784240 A JPH0784240 A JP H0784240A
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JP
Japan
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liquid crystal
ferroelectric liquid
display device
crystal display
voltage
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JP22858993A
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Inventor
Akira Tagawa
晶 田川
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Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
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Publication of JPH0784240A publication Critical patent/JPH0784240A/en
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Abstract

PURPOSE:To realize high-grade continuous gradation display free from flickers by making the layer orientation in the chiral smectic C phase of ferroelectric liquid crystals into C2 uniform orientation. CONSTITUTION:Orientation control layers are formed on at least one substrate of a pair of substrates and at least one of a pair of the substrates are subjected to a rubbing treatment. The layer orientation in the chiral smectic C phase of the ferroelectric liquid crystals is the C2 uniform (C2U) orientation. Voltages of different polarities are applied to the ferroelectric liquid crystals by each of pixels corresponding to scanning electrode groups or signal electrode groups of the first frame of the two continuous display frames having the pixels including the ferroelectric liquid crystals driven by a prescribed number of the scanning electrode groups and the signal electrode groups and voltages of the polarities reverse from the polarities of the first frame are applied to the pixels in the second frame. Namely, the ratio of the transmitted light intensity at the time of applied the positive voltage and at the time of applying the negative voltage is smaller in the CPU orientation than in the C1 uniform (C1U) orientation.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は強誘電性液晶表示装置に
関する。さらに詳しくは、階調表示の可能な強誘電性液
晶表示装置および、これを薄膜トランジスタ等のアクテ
ィブ素子を用いて駆動する強誘電性液晶表示装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a ferroelectric liquid crystal display device. More specifically, the present invention relates to a ferroelectric liquid crystal display device capable of gradation display, and a ferroelectric liquid crystal display device that drives this using an active element such as a thin film transistor.

【0002】[0002]

【従来の技術】現在、液晶表示装置は時計、電卓はもと
より、ワープロ、パソコンなどのOA機器、ポケットテ
レビ、など幅広い分野において用いられているが、一般
に広く用いられている液晶表示装置はネマティック相を
利用したものである。
2. Description of the Related Art At present, liquid crystal display devices are used in a wide variety of fields such as timepieces, calculators, office automation equipment such as word processors and personal computers, pocket televisions, etc. Generally, widely used liquid crystal display devices are nematic phase. Is used.

【0003】ネマティック相を用いた液晶表示装置とし
ては、ツィストネマティック型(Twisted Ne
matic TN型)液晶表示装置、スーパーツイステ
ッド型(Supertwisted Birefrin
gence Effect、SBE型)液晶表示装置な
どがある。
A liquid crystal display device using a nematic phase is a twisted nematic type (Twisted Ne).
TN type liquid crystal display device, Super twisted birefring type
and the like (effect effect, SBE type) liquid crystal display device.

【0004】しかしながら、ツイステッドネマティック
(TN)型液晶表示装置では、走査線数の増加とともに
駆動マージンが狭くなり、十分なコントラストが得られ
なくなるという欠点が存在するため、大容量の表示装置
を作ることは困難である。このTN型液晶表示装置を改
良するためスーパーツイステッドネマチック(STN)
型液晶表示装置、ダブルレイヤースーパーツイステッド
ネマチック(DSTN)型液晶表示装置が開発されてい
るが、ライン数の増加と共にコントラスト、応答速度が
低下するので、現状では800×1024ライン程度の
表示容量が限界である。加えて、TN型、STN型、D
STN型などのネマチック相を利用した表示素子は視野
角が狭いという大きな欠点を有している。また、コント
ラスト、応答速度とも十分に良い値は得られない。
However, the twisted nematic (TN) type liquid crystal display device has a drawback that the driving margin becomes narrower as the number of scanning lines increases and a sufficient contrast cannot be obtained. Therefore, a large-capacity display device is manufactured. It is difficult. In order to improve this TN type liquid crystal display device, super twisted nematic (STN)
Type liquid crystal display device and double layer super twisted nematic (DSTN) type liquid crystal display device have been developed. However, since the contrast and response speed decrease as the number of lines increases, the display capacity of about 800 × 1024 lines is currently the limit. Is. In addition, TN type, STN type, D
A display element using a nematic phase such as STN type has a big drawback that the viewing angle is narrow. Further, neither good contrast nor response speed can be obtained.

【0005】一方、基板上に薄膜トランジスタ(TF
T)を配列したアクティブマトリックス方式の液晶表示
装置も開発され、1000×1000ライン等の大容量
表示が可能となり、高いコントラストが得られるように
なったが、通常はTN液晶を組み合わせるため、視野
角、応答速度の点で問題が残っていた。
On the other hand, a thin film transistor (TF) is formed on the substrate.
An active matrix type liquid crystal display device in which T) is arranged has also been developed, and a large capacity display of 1000 × 1000 lines and the like has become possible and high contrast has been obtained. , There was a problem in terms of response speed.

【0006】そこで、このようなネマティック液晶を用
いる液晶表示装置を改良する装置として、1980年に
クラーク(N.A.Clark)とラガバル(S.T.
Lagerwall)によって、カイラルスメクティッ
クC液晶、すなわち強誘電性液晶を用いた液晶表示装置
が提案されている(特開昭56−107216号公報;
米国特許第4367924号)。この液晶表示装置は、
液晶分子の誘電異方性を利用する電界効果を用いた前記
の液晶表示装置とは異なり、強誘電性液晶の自発分極の
極性と電界の極性とを整合させる回転力を用いた構成の
液晶表示装置である。この液晶装置の特徴としては、双
安定性、メモリ性、高速応答性などを挙げることができ
る。すなわち、強誘電性液晶をギャップを薄くしたセル
に注入すると、界面の影響を受けて強誘電性液晶の螺旋
構造がほどけ、図1(a)に示すように分極の向き15
(紙面に対し垂直方向)を有する液晶分子18がスメク
ティック層法線17に対して傾き角+θ19だけ傾いて
安定する領域と、逆方向に−θ20だけ傾いて安定する
領域とが混在し、双安定性を有する。このセル内の強誘
電性液晶に対して電圧16(紙面に対し垂直方向)を印
加することによって、図1(b)に示すように液晶分子
とその自発分極の向きを一様に揃えることができる。ま
た、印加する電圧の極性を切り替えることによって図1
(c)に示すように液晶分子の配向を図1(b)とは逆
方向に揃えることができる。このスイッチング駆動に伴
い、セル内の強誘電性液晶では、複屈折光が変化するの
で2つの偏光子間に上記セルを挟むことによって、透過
光を制御することができる。さらに、図1(d)に示す
ように、電圧の印加を停止しても液晶分子の配向は界面
の配向規制力によって電圧印加停止前の状態に維持され
るので、メモリ効果も得ることができる。また、スイッ
チング駆動に必要な時間は、液晶の自発分極と電界が直
接作用するために、TN型液晶表示装置の1/1000
以下という高速応答性をもち、それにより高速表示が可
能である。
Therefore, as a device for improving the liquid crystal display device using such a nematic liquid crystal, in 1980, Clarke (NA Clark) and La Gabal (S.T.
Lagerwall) has proposed a liquid crystal display device using a chiral smectic C liquid crystal, that is, a ferroelectric liquid crystal (Japanese Patent Laid-Open No. 56-107216;
U.S. Pat. No. 4,367,924). This liquid crystal display device
Unlike the above-mentioned liquid crystal display device that uses the electric field effect that utilizes the dielectric anisotropy of liquid crystal molecules, a liquid crystal display that uses a rotational force that matches the polarity of the spontaneous polarization of the ferroelectric liquid crystal with the polarity of the electric field. It is a device. The features of this liquid crystal device include bistability, memory property, and high-speed response. That is, when the ferroelectric liquid crystal is injected into a cell having a thin gap, the spiral structure of the ferroelectric liquid crystal is unraveled by the influence of the interface, and as shown in FIG.
A region in which liquid crystal molecules 18 having a direction (perpendicular to the plane of the drawing) are inclined and stabilized with respect to the smectic layer normal 17 by a tilt angle + θ19 and a region in which the liquid crystal molecules 18 are stabilized by being inclined by −θ20 in the opposite direction are bistable. Have sex. By applying a voltage 16 (perpendicular to the paper surface) to the ferroelectric liquid crystal in this cell, the liquid crystal molecules and their spontaneous polarization directions can be made uniform as shown in FIG. 1 (b). it can. In addition, by switching the polarity of the applied voltage, as shown in FIG.
As shown in (c), the orientation of the liquid crystal molecules can be aligned in the opposite direction to that in FIG. 1 (b). With the switching drive, the birefringent light changes in the ferroelectric liquid crystal in the cell, so that the transmitted light can be controlled by sandwiching the cell between two polarizers. Further, as shown in FIG. 1D, even if the voltage application is stopped, the alignment of the liquid crystal molecules is maintained in the state before the voltage application is stopped by the alignment regulating force of the interface, so that the memory effect can be obtained. . In addition, the time required for switching driving is 1/1000 that of the TN type liquid crystal display device because the spontaneous polarization of the liquid crystal and the electric field directly act on it.
It has the following high-speed response, which enables high-speed display.

【0007】しかしながら、強誘電性液晶を用いた表示
装置は高速表示が可能であるという利点があるが、高コ
ントラストを示す一様な配向が得られにくい、階調表示
が困難である等の欠点も合わせ持つ。クラーク・ラガバ
ル型表示装置において、階調表示には種々の方法が提案
されているが、有望な方法の1つとして 特開平3−242624 特開平3−243915 森、他、第16回液晶討論会、3K111(1990) 豊田、他、第16回液晶討論会、3K112(199
0). 松居、他、第17回液晶討論会、3F301(199
1). K.Nito et al.,Proc. IDRC,179(199
1). などで開示されている手法がある。
However, although the display device using the ferroelectric liquid crystal has an advantage that it can display at high speed, it has the drawback that it is difficult to obtain a uniform alignment exhibiting a high contrast, and it is difficult to display gradation. Also holds. Although various methods have been proposed for gradation display in a Clark-Ragabar type display device, one of the promising methods is as follows: JP-A-3-242624, JP-A-3-243915 Mori, et al. 3K111 (1990) Toyota et al., 16th Liquid Crystal Conference, 3K112 (199)
0). Matsui et al., 17th Liquid Crystal Debate, 3F301 (199)
1). K. Nito et al., Proc. IDRC, 179 (199)
1). There is a method disclosed in.

【0008】これらは片安定のクラーク・ラガバル型セ
ルに交流電圧を印加し、その電圧の大きさに応じて液晶
分子の分子軸方向を一義的に変化させることによって中
間調表示を行う方法である。図2に、このモードの原理
を示す。電圧を印加しないときに分子は101の位置に
存在し、これに電圧をかけるとその極性に応じて分子は
右又は左に動く。充分に高い電圧を印加すると分子は1
02または103の位置まで動くがそれ以下の電圧の場
合には中間的な位置で分子がとどまる。そこで、例え
ば、101の位置に片方の偏光板の偏光軸を合わせ、も
う一方の偏光板の偏光軸をこれと直交に合わせれば中間
調表示が得られる。なお、ここで断っておかなくてはな
らないが、図2はこのモードを理解するために簡略化し
た図であり、実際の強誘電性液晶セルにおいては液晶分
子の分子軸方向は基板の上面から下面まで一様ではな
く、捩れていることを述べておかなくてはならない。図
3は電圧とチルト角の関係、図4は印加電圧と透過光量
の関係であり、中間調表示が行えることがわかる。な
お、これまで開示されている技術によれば、片安定の強
誘電性液晶を用いることが述べられているが、片安定で
も双安定でもいずれの場合も中間調表示が可能である。
しかしながら、双安定の場合は、電圧無印加時にどちら
の安定状態に戻るかを制御しなければならず、駆動方法
が繁雑となるため、片安定であることが望ましい。
In these methods, an AC voltage is applied to a uni-stable Clarke-Ragaval cell, and the halftone display is performed by uniquely changing the molecular axis direction of liquid crystal molecules according to the magnitude of the voltage. . FIG. 2 shows the principle of this mode. When no voltage is applied, the molecule is at position 101, and when a voltage is applied to it, the molecule moves to the right or left depending on its polarity. When a sufficiently high voltage is applied, the molecule becomes 1
The molecule moves to the 02 or 103 position, but when the voltage is lower than that, the molecule stays at the intermediate position. Therefore, for example, if the polarization axis of one of the polarizing plates is aligned with the position of 101 and the polarization axis of the other polarizing plate is aligned with this, a halftone display can be obtained. It should be noted here that FIG. 2 is a simplified diagram for understanding this mode, and in an actual ferroelectric liquid crystal cell, the molecular axis direction of liquid crystal molecules is from the upper surface of the substrate. It must be mentioned that the bottom surface is not uniform and is twisted. FIG. 3 shows the relationship between the voltage and the tilt angle, and FIG. 4 shows the relationship between the applied voltage and the amount of transmitted light, and it can be seen that halftone display can be performed. It should be noted that according to the techniques disclosed so far, it is described that a uni-stable ferroelectric liquid crystal is used, but half-tone display is possible in either bistable or bistable.
However, in the case of bistable, it is desirable to be uni-stable because it is necessary to control which stable state is returned to when no voltage is applied and the driving method becomes complicated.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一般
に、これまでの中間調表示モードの場合、強誘電性液晶
装置には交流電圧が印加される。このとき、例えば、電
界無印加時の安定状態が図2に示すようにラビング方向
からある一定の角度θをなしている場合、正電圧印加時
と、負電圧印加時とでは見かけのチルト角の触れの大き
さは異なってくる。そのため、例えば矩波形電圧を印加
した場合には、時間平均した透過光強度の印加電圧依存
性は図4のようになるが、実際は、図5に示すように正
電圧印加時と負電圧印加時とで透過光強度が異なってい
る。本発明者らの検討によれば、液晶印加交流電圧の周
波数が、約40Hz以上であれば、この正電圧印加時と
負電圧印加時の透過光強度の違いは人間の目は識別でき
ない。しかしながら、40Hz以下の周波数で駆動する
場合には、この2つの透過光強度の違いが、人間の目に
フリッカとして感じられる。
However, generally, in the halftone display mode so far, an AC voltage is applied to the ferroelectric liquid crystal device. At this time, for example, when the stable state when no electric field is applied forms a certain angle θ from the rubbing direction as shown in FIG. 2, the apparent tilt angle is different between when the positive voltage is applied and when the negative voltage is applied. The size of the touch will be different. Therefore, for example, when a rectangular waveform voltage is applied, the applied voltage dependence of the time-averaged transmitted light intensity is as shown in FIG. 4, but in reality, when a positive voltage is applied and a negative voltage is applied, as shown in FIG. And the transmitted light intensity is different. According to the study by the present inventors, if the frequency of the AC voltage applied to the liquid crystal is about 40 Hz or more, the human eye cannot distinguish the difference in transmitted light intensity between when the positive voltage is applied and when the negative voltage is applied. However, when driving at a frequency of 40 Hz or less, the difference between the two transmitted light intensities is perceived by the human eye as flicker.

【0010】実際に薄膜トランジスタを配列したアクテ
ィブマトリクス方式を用いた強誘電性液晶表示装置を駆
動する場合も、図5に示すように、液晶への印加電圧が
正の時と負の時とでは、透過光強度が異なっている。こ
のため、この場合も、液晶印加電圧の周波数が40Hz
以下(すなわちフレーム周波数が80Hz以下)では、
人間の目に強いフリッカが感じられる。そのため、フリ
ッカの感じられない表示を行うためには、液晶印加電圧
の周波数を40Hz以上(フレーム周波数を80Hz以
上)としなければならない。
Also when actually driving a ferroelectric liquid crystal display device using an active matrix system in which thin film transistors are arranged, as shown in FIG. 5, when the voltage applied to the liquid crystal is positive and when it is negative, The transmitted light intensity is different. Therefore, in this case as well, the frequency of the liquid crystal applied voltage is 40 Hz.
Below (that is, the frame frequency is 80 Hz or less),
You can feel the strong flicker in human eyes. Therefore, the frequency of the liquid crystal applied voltage must be 40 Hz or higher (the frame frequency is 80 Hz or higher) in order to perform the display in which no flicker is felt.

【0011】しかしながら、実際に液晶ディスプレイを
テレビ受像機やパソコン用ディスプレイ等に用いる場
合、フレーム周波数は60Hzとする必要がある。この
場合、液晶への印加電圧周波数は30Hzとなり、強い
フリッカの発生を招く。
However, when the liquid crystal display is actually used for a television receiver, a display for a personal computer or the like, the frame frequency needs to be 60 Hz. In this case, the frequency of the voltage applied to the liquid crystal is 30 Hz, which causes strong flicker.

【0012】ここで、例えば、 松居、他、第17回液晶討論会、3F301(199
1). K.Nito et al .,Proc.IDRC,179(19
91). で開示されているような、つまり、図6に示すような電
界無印加時の液晶分子の光軸の向きがラビング方向に略
平行であるようなセルを用いれば、矩形波電圧印加時に
正電圧印加時と負電圧印加時とで液晶分子のみかけのチ
ルト角の振れの大きさが同じとなる。そのため、正電圧
印加時と負電圧印加時とで透過光強度が等しくなり、液
晶印加電圧の周波数が40Hz以下であっても、フリッ
カは感じられない。しかしながら、これはあくまでも強
誘電性液晶パネル正面から見た場合のみのことであり、
このパネルを斜め方向から見た場合は、液晶分子のみか
けの複屈折、光軸と偏光板偏光軸のなす角度が、正電圧
印加時と負電圧印加時とで異なってくるため、液晶印加
電圧の周波数が40Hz以下であれば強いフリッカが感
じられる。このフリッカは、正面からわずか数度の方向
から見た場合でもかなり強く感じられる。このため、こ
の手段を用いても、広い視野角においてフリッカの感じ
られない表示装置を作製することは極めて困難である。
Here, for example, Matsui et al., 17th Liquid Crystal Discussion Group, 3F301 (199)
1). K. Nito et al., Proc. IDRC, 179 (19
91). 6, that is, a cell in which the direction of the optical axis of liquid crystal molecules when an electric field is not applied is substantially parallel to the rubbing direction as shown in FIG. 6, a positive voltage is applied when a rectangular wave voltage is applied. The magnitude of the apparent tilt angle deflection of the liquid crystal molecules is the same when the voltage is applied and when the negative voltage is applied. Therefore, the transmitted light intensity is the same when a positive voltage is applied and when a negative voltage is applied, and no flicker is felt even if the frequency of the liquid crystal applied voltage is 40 Hz or less. However, this is only when viewed from the front of the ferroelectric liquid crystal panel,
When this panel is viewed from an oblique direction, the apparent birefringence of the liquid crystal molecules and the angle between the optical axis and the polarization axis of the polarizing plate differ depending on whether a positive voltage is applied or a negative voltage is applied. If the frequency is 40 Hz or less, strong flicker is felt. This flicker is quite strong even when viewed from the front just a few degrees away. Therefore, even using this means, it is extremely difficult to manufacture a display device in which flicker is not felt in a wide viewing angle.

【0013】また、本来1フレーム60Hz周期で送ら
れる映像信号を、120Hzに周波数変換して液晶表示
装置を駆動させる方法を用いれば、液晶印加交流電圧の
周波数は60Hzとなる。そのため、人間の目には正電
圧印加時と負電圧印加時の透過光強度の違いは識別でき
ず、フリッカは感じられない。しかしながら、映像信号
の周波数変換を行う電気回路は非常に複雑で高価なもの
であり、強誘電性液晶表示装置の生産コストを大幅に引
き上げてしまう。
Further, if a method of driving a liquid crystal display device by frequency-converting a video signal originally sent at a cycle of 60 Hz for one frame, the frequency of the AC voltage applied to the liquid crystal becomes 60 Hz. Therefore, human eyes cannot distinguish the difference in transmitted light intensity between when a positive voltage is applied and when a negative voltage is applied, and no flicker is felt. However, the electric circuit for converting the frequency of the video signal is very complicated and expensive, which greatly increases the production cost of the ferroelectric liquid crystal display device.

【0014】このフリッカの問題を解決するために、ラ
イン反転駆動が提案されている。すなわち、1フレーム
内で一定のライン数を駆動する毎に、印加交流電圧の極
性を変えて駆動すること、あるいは、走査電極上の画素
の内、一定の割合の画素にゼロ又は正の電圧を印加し、
残りの画素にはゼロ又は負の電圧を印加するものであ
る。このとき、印加電圧の極性の異なる隣合う画素同士
で、透過光強度の変化を打ち消し合うため、フレーム周
波数が60Hzであってもフリッカの発生しない、階調
表示可能な強誘電性液晶表示装置が実現できると言うも
のである。以下にその原理を示す。
In order to solve this flicker problem, line inversion drive has been proposed. That is, every time a certain number of lines are driven in one frame, the polarity of the applied AC voltage is changed to drive, or zero or positive voltage is applied to a certain proportion of the pixels on the scanning electrodes. Apply,
Zero or negative voltage is applied to the remaining pixels. At this time, since the adjacent pixels having different polarities of the applied voltage cancel out the change in the transmitted light intensity, there is no flicker even if the frame frequency is 60 Hz. It can be realized. The principle is shown below.

【0015】隣合うライン群1とライン群2に印加され
ている電圧の極性が同じである。ライン群1,2共、図
7に示すように、期間T1 では高透過状態、期間T2
は低透過状態にある。そのため、ライン群1、2を同時
に見ても、印加電圧の周波数が40Hz以下である場合
には人間の目にはフリッカが感じられる。しかしなが
ら、図8に示すように、ライン群1とライン群2に印加
されている電圧の極性が異なる場合、ライン群1は期間
1 では高透過状態、期間T2 では低透過状態であるの
に対し、ライン群2は期間T1 では低透過状態、期間T
2 では高透過状態である。このため、ライン群1、2を
同時に見れば、人間の目には、期間T1 〜T2を通じ
て、低透過状態PLと高透過状態PH の平均の透過強度
M であるように感じられる。これにより、印加電圧の
周波数が40Hz以下の場合にもフリッカの無い表示が
得られる。この表示装置を正面ではなく斜め方向から見
た場合も、PL 、PH 、PM の値が変化するだけで、同
様の効果によりフリッカは感じられなくなる。
The polarities of the voltages applied to the adjacent line group 1 and line group 2 are the same. Line group 2 both, as shown in FIG. 7, there during the period T 1 high transmission state, a low transmission state during the period T 2. Therefore, even when the line groups 1 and 2 are viewed at the same time, if the frequency of the applied voltage is 40 Hz or less, flicker is felt by human eyes. However, as shown in FIG. 8, when the polarity of the voltage applied to the line group 1 and line group 2 are different, the line group 1 is a low transmission state during the period in T 1 high transmission state, the period T 2 On the other hand, the line group 2 is in the low transmission state in the period T 1 ,
In 2 , it is in a high transmission state. Therefore, when the line groups 1 and 2 are viewed at the same time, the human eye feels that the average transmission intensity P M of the low transmission state P L and the high transmission state P H is obtained during the period T 1 to T 2. To be As a result, flicker-free display can be obtained even when the frequency of the applied voltage is 40 Hz or less. Even when this display device is viewed from an oblique direction instead of the front, only the values of P L , P H , and P M change, and flicker is not felt due to the same effect.

【0016】本発明はこのような状況下でなされたもの
であり、SmC*相(カイラルスメクティックC相)に
おいて層構造が「く」の字に折れ曲がる配向のうち、C
2配向を用い、ライン反転駆動することにより、フリッ
カの極めて感じにくい強誘電性液晶表示装置を実現する
ものである。また、電圧無印加時を最暗状態とするた
め、この片安定状態は、消光位を持つユニフォーム配向
であることが望ましい。さらに、片安定を得るための手
段としては、上下基板で非対称な配向処理を施すと良
い。特に、絶縁のための層を、一方基板上にのみ設ける
と、片安定が得られ易い。また、更に、ラビングを上下
基板に略平行に施すか、絶縁層を形成した側の基板にの
み施すと良い。特に、用いる強誘電性液晶はC2ユニフ
ォーム配向であることが望ましい。
The present invention has been made under such a circumstance, and in the SmC * phase (chiral smectic C phase), among the orientations in which the layer structure bends in a V shape, C
By performing line inversion driving using two orientations, a ferroelectric liquid crystal display device in which flicker is extremely unlikely to be felt is realized. Further, in order to make the darkest state when no voltage is applied, it is desirable that the uni-stable state is a uniform orientation having an extinction position. Further, as a means for obtaining unilateral stability, it is preferable to perform asymmetric alignment treatment on the upper and lower substrates. In particular, if a layer for insulation is provided only on one of the substrates, it is easy to obtain monostable. Further, rubbing may be performed substantially parallel to the upper and lower substrates, or may be performed only on the substrate on which the insulating layer is formed. In particular, it is desirable that the ferroelectric liquid crystal used has a C2 uniform orientation.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の本発明
は、一対の基板間に強誘電性液晶を挟持して電圧無印加
時の上記強誘電性液晶の安定状態が1つであり、上記強
誘電性液晶に交流電圧を印加し、該交流電圧の波高値を
制御することにより階調表示を得る強誘電性液晶表示装
置において、上記一対の基板の少なくとも一方の基板上
に配向制御層が形成され、上記一対の基板の少なくとも
一方にラビング処理が施され、上記強誘電性液晶のカイ
ラルスメクティックC相における層配向がC2ユニフォ
ーム配向であり、所定数の走査電極群と信号電極群とに
より駆動される上記強誘電性液晶を含む画素を備え、連
続する2つの表示フレームについて、第1のフレームで
は、上記走査電極群又は上記信号電極群に対応する上記
画素毎に極性の異なる電圧を上記強誘電性液晶に印加
し、第2のフレームでは、第1のフレームとは逆極性の
電圧を上記画素に印加して駆動することを特徴とする。
According to the present invention as set forth in claim 1, the ferroelectric liquid crystal is sandwiched between a pair of substrates and the ferroelectric liquid crystal has one stable state when no voltage is applied. , A ferroelectric liquid crystal display device that obtains gradation display by applying an AC voltage to the ferroelectric liquid crystal and controlling the peak value of the AC voltage, and controlling the alignment on at least one of the pair of substrates. A layer is formed, at least one of the pair of substrates is subjected to rubbing treatment, the layer orientation in the chiral smectic C phase of the ferroelectric liquid crystal is C2 uniform orientation, and a predetermined number of scan electrode groups and signal electrode groups are formed. In two consecutive display frames, each of which has a pixel including the ferroelectric liquid crystal driven by, the first frame has a different polarity for each pixel corresponding to the scanning electrode group or the signal electrode group. Voltage is applied to the ferroelectric liquid crystal and that, in the second frame, the first frame of the opposite polarity of the voltage and drives applied to the pixel.

【0018】請求項2に記載の本発明は、上記走査電極
群又は上記信号電極群が、1本の走査電極又は信号電極
であることを特徴とする。
The present invention according to claim 2 is characterized in that the scanning electrode group or the signal electrode group is one scanning electrode or signal electrode.

【0019】請求項3に記載の本発明は、上記表示フレ
ーム周波数が60Hzであることを特徴とする。
The present invention according to claim 3 is characterized in that the display frame frequency is 60 Hz.

【0020】請求項4に記載の本発明は、上記一対の基
板のうち片方の基板上に、画素電極をマトリクス状に配
置すると共に画素電極に対応して走査電極と信号電極と
アクティブ素子を設け、他方基板に対向電極を備え、ア
クティブマトリクス駆動することを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, pixel electrodes are arranged in a matrix on one of the pair of substrates, and scanning electrodes, signal electrodes and active elements are provided corresponding to the pixel electrodes. The other substrate is provided with a counter electrode to perform active matrix driving.

【0021】請求項5に記載の本発明は、上記一対の基
板のうち、第1の基板が単結晶シリコンを構成要素とし
て含んでおり、第2の基板が透明基板であることを特徴
とする。
The present invention according to claim 5 is characterized in that, of the pair of substrates, the first substrate contains single crystal silicon as a constituent element, and the second substrate is a transparent substrate. .

【0022】請求項6に記載の本発明は、上記一対の基
板の配向処理が異なることを特徴とする。
The present invention according to claim 6 is characterized in that the pair of substrates are different in alignment treatment.

【0023】請求項7に記載の本発明は、上記一対の基
板の双方にラビング処理を施し、該ラビング処理方向が
基板間で略平行であることを特徴とする。
The present invention according to claim 7 is characterized in that both of the pair of substrates are subjected to rubbing treatment, and the rubbing treatment directions are substantially parallel between the substrates.

【0024】請求項8に記載の本発明は、上記一対の基
板のうち、片側基板にのみラビング処理を施すことを特
徴とする。
The present invention according to claim 8 is characterized in that, of the pair of substrates, only one substrate is subjected to rubbing treatment.

【0025】請求項9に記載の本発明は、上記一対の基
板のうち、片側基板にのみ絶縁層を形成することを特徴
とする。
The present invention according to claim 9 is characterized in that an insulating layer is formed only on one side of the pair of substrates.

【0026】[0026]

【作用】本発明によれば、駆動周波数が低周波となった
場合であってもフリッカのない高品位な連続階調を得る
ことができる。
According to the present invention, high-quality continuous gradation without flicker can be obtained even when the driving frequency is low.

【0027】[0027]

【実施例】一般に、パラレルラビングまたは片側ラビン
グを施したクラーク・ラガバル型強誘電性液晶表示装置
には、ジグザグ欠陥(ヘアピン欠陥及びライトニング欠
陥のこと)と呼ばれる配向欠陥が生じやすい。これは、
SmC*相において層構造が「く」の字型に折れ曲がる
ことに起因し、ラビング方向に対し「く」の字がどちら
向きに折れ曲がるかで、液晶分子の配向はC1配向とC
2配向に分けられる。C1配向とC2配向の定義を図9
に示す。ここで、図9(a)は強誘電性液晶の断面構造
を示し、図9(b)は上面から見た時の強誘電性液晶の
様子を示す。ここでは、ジグザグ欠陥内にC1配向があ
り、その外側にC2配向がある。なお、内側にC2配
向、外側にC1配向が形成されることもある。また、ク
ラーク・ラガバル型液晶表示装置にはユニフォーム配向
とツイスト配向と呼ばれる2種類の分子配向状態も存在
する。図10に示すように、液晶の層構造はブックシェ
ルフ構造と「く」の字に曲がったシェブロン構造があ
り、液晶分子が基板の一方から他方の基板の間で略一様
に配向している状態をユニフォーム配向、基板の一方か
ら他方の基板の間で液晶分子が捩れて配向している状態
をツイスト配向と呼ぶ。一般に、ユニフォーム配向は消
光位を持ち、ツイスト配向は消光位を持たないことが知
られている。本発明で述べられている液晶表示装置にお
いては、電圧無印加時に最暗状態となるため、消光位を
持つユニフォーム配向であることが望ましい。
EXAMPLES Generally, a Clarke-Lagaval type ferroelectric liquid crystal display device subjected to parallel rubbing or one-side rubbing is likely to have alignment defects called zigzag defects (hairpin defects and lightning defects). this is,
Due to the fact that the layer structure bends in the SmC * phase in a "<" shape, the liquid crystal molecules are aligned in the C1 orientation and the C orientation depending on which direction the "<" shape bends with respect to the rubbing direction.
It is divided into two orientations. The definition of C1 orientation and C2 orientation is shown in FIG.
Shown in. Here, FIG. 9A shows a cross-sectional structure of the ferroelectric liquid crystal, and FIG. 9B shows a state of the ferroelectric liquid crystal when viewed from above. Here, there is a C1 orientation within the zigzag defect and a C2 orientation outside it. The C2 orientation may be formed inside and the C1 orientation may be formed outside. Further, the Clark-Ragabar type liquid crystal display device also has two kinds of molecular alignment states called uniform alignment and twist alignment. As shown in FIG. 10, the liquid crystal layer structure has a bookshelf structure and a chevron structure bent in a V shape, and liquid crystal molecules are aligned substantially uniformly between one substrate and the other substrate. The state is called uniform alignment, and the state in which liquid crystal molecules are twisted and aligned between one substrate and the other substrate is called twist alignment. It is generally known that the uniform orientation has an extinction position, and the twist orientation has no extinction position. In the liquid crystal display device described in the present invention, since the darkest state is obtained when no voltage is applied, it is desirable that the liquid crystal display device is in uniform alignment having an extinction position.

【0028】すなわち、シェブロン層構造を示す配向状
態のうち、本液晶表示装置に用いることのできる液晶配
向状態としては、C1ユニフォーム配向(C1U配向)
とC2ユニフォーム配向(C2U配向)が上げられる。
That is, among the alignment states showing the chevron layer structure, the liquid crystal alignment state that can be used in the present liquid crystal display device is C1 uniform alignment (C1U alignment).
And the C2 uniform orientation (C2U orientation) is increased.

【0029】本発明者が検討を重ねた結果、C1U配向
とC2U配向とを比較した場合、C2U配向の方が、正
電圧印加時と負電圧印加時の透過光強度の比が、小さい
ことがわかった。そのため、C2U配向を示す液晶表示
装置にライン反転駆動法を用いることにより、フリッカ
の感じられない。また、ディスプレイに目を近付けても
見苦しくない表示装置を提供できる。
As a result of repeated studies by the present inventor, when comparing the C1U orientation and the C2U orientation, it is found that the C2U orientation has a smaller ratio of transmitted light intensity when a positive voltage is applied and when a negative voltage is applied. all right. Therefore, flicker is not felt by using the line inversion driving method in the liquid crystal display device having the C2U orientation. In addition, it is possible to provide a display device that does not look uncomfortable even if the display is brought close to the eyes.

【0030】すなわち、C1U配向とC2U配向とを比
較した場合、メモリ角(電圧無印加時の、消光位の1つ
とラビング方向の成す角度)は、C2U配向の方が小さ
いことが知られている。これは、液晶セル内のダイレク
タプロファイルを比較することで説明される。C1U配
向とC2U配向列モデルの一例を図15に示す(M.K
oden et al.,Jpn.J.Appl.Ph
ys.31(1992)3632)。図11(a)はC
1U配向の分子配向モデル、図11(b)はC2U配向
の分子配向モデルである。強誘電性液晶表示装置におい
ては、分子はけっしてセルの上面から下面に均一に配向
しているわけではない。分子は、基板との界面、および
シェブロン層の継ぎ目の面で規制を受けており、このた
めに歪みを持った配列をとらざるを得なくなっている。
これをダイレクタプロファイルで描くと図12のように
なる。図12(a)はC1U配向、図12(b)はC2
U配向のダイレクタプロファイルである。ここで、縦軸
はセル厚、横軸はツイスト角(セルを上面から見たとき
の液晶分子のダイレクタの層法線からの角度)である。
θappは見掛けのコーン角である。ψo は基板界面で
のツイスト角、ψINはシェブロンの継目でのツイスト角
である。図12の状態では、メモリ角は概ね、θm
(ψo+ψIN )/2で与えられる。そのため、図12か
ら、C2U配向のメモリ角が、C1U配向のメモリ角よ
り小さいことが、容易に理解される。
That is, when the C1U orientation and the C2U orientation are compared, it is known that the memory angle (the angle between one extinction position and the rubbing direction when no voltage is applied) is smaller in the C2U orientation. . This is explained by comparing the director profiles within the liquid crystal cell. An example of the C1U orientation and C2U orientation array model is shown in FIG.
oden et al. , Jpn. J. Appl. Ph
ys. 31 (1992) 3632). FIG. 11A shows C
The molecular orientation model of 1U orientation, and FIG. 11B is the molecular orientation model of C2U orientation. In a ferroelectric liquid crystal display device, the molecules are never oriented uniformly from the upper surface to the lower surface of the cell. The molecules are regulated at the interface with the substrate and at the surface of the seam of the chevron layer, which necessitates a strained arrangement.
Drawing this with a director profile is as shown in FIG. FIG. 12A shows a C1U orientation, and FIG. 12B shows a C2 orientation.
It is a U-oriented director profile. Here, the vertical axis is the cell thickness, and the horizontal axis is the twist angle (the angle from the layer normal to the director of the liquid crystal molecules when the cell is viewed from above).
θapp is an apparent cone angle. ψ o is the twist angle at the substrate interface, and ψ IN is the twist angle at the chevron joint. In the state of FIG. 12, the memory angle is approximately θ m =
It is given by (ψ o + ψ IN ) / 2. Therefore, it is easily understood from FIG. 12 that the memory angle of the C2U orientation is smaller than that of the C1U orientation.

【0031】すなわち、図2のメモリ角104は、C2
U配向の方がC1U配向より小さいということである。
そのため、正の電圧印加時の最大触れ角105と負の電
圧印加時の最大触れ角106の差は、C2U配向の方が
小さいこととなる。言い換えれば、正の電圧印加時の透
過光強度と、負の電圧印加時の透過光強度との差は、C
2U配向の方が、C1U配向よりも小さい。
That is, the memory angle 104 in FIG.
This means that the U orientation is smaller than the C1U orientation.
Therefore, the difference between the maximum touch angle 105 when a positive voltage is applied and the maximum touch angle 106 when a negative voltage is applied is smaller in the C2U orientation. In other words, the difference between the transmitted light intensity when a positive voltage is applied and the transmitted light intensity when a negative voltage is applied is C
The 2U orientation is smaller than the C1U orientation.

【0032】強誘電性液晶表示装置を中間調表示モード
で駆動する場合はメモリ性をもたないため、アクティブ
マトリクス駆動を用いることが好ましく、中でも特に、
薄膜トランジスタを用いる駆動が好ましい。
When the ferroelectric liquid crystal display device is driven in the halftone display mode, it is preferable to use the active matrix drive because it does not have a memory property.
Driving using a thin film transistor is preferable.

【0033】図13に、薄膜トランジスタ(TFT)を
用いたアクティブマトリクス型液晶表示装置の等価回路
を示す。ここで、走査電極駆動回路D1からのゲート電
極Gnと信号電極駆動回路D2からのソース電極Smと
が交差するところにスイッチング素子であるTFTが設
けられ、TFTのドレイン電極と対向電極(図示してい
ないが、画素全面をおおうものでも、個別に駆動できる
ように分離されていても良い)との間に強誘電性液晶が
挟持された画素Pn/mを駆動する構成になっている。
この装置を駆動する場合、走査電極駆動回路D1より信
号を送ってゲート電極Gnに電界を印加し、TFTをO
Nにする。これに同期させて信号電極駆動回路D2より
ソース電極Smに信号を送ると、ドレイン電極を通して
強誘電性液晶に電荷が蓄積され、これによって生じる電
界によって液晶が応答し、画素Pn/mの透過光量が変
化する。
FIG. 13 shows an equivalent circuit of an active matrix type liquid crystal display device using a thin film transistor (TFT). Here, a TFT, which is a switching element, is provided at the intersection of the gate electrode Gn from the scan electrode drive circuit D 1 and the source electrode Sm from the signal electrode drive circuit D 2 , and the drain electrode and the counter electrode of the TFT (see FIG. Although not shown, it may cover the entire surface of the pixel or may be separated so that it can be driven individually) and the pixel Pn / m in which the ferroelectric liquid crystal is sandwiched is driven.
When driving this device, a signal is sent from the scan electrode drive circuit D 1 to apply an electric field to the gate electrode Gn to turn on the TFT.
Set to N. When a signal is sent from the signal electrode drive circuit D 2 to the source electrode Sm in synchronism with this, charges are accumulated in the ferroelectric liquid crystal through the drain electrode, and the liquid crystal responds by the electric field generated by this, and the transmission of the pixel Pn / m is transmitted. The amount of light changes.

【0034】次に、図13に係る強誘電性液晶表示装置
をアクティブマトリクス駆動する時の駆動波形及び透過
光量の変化を図14に示す。本実施例では、1本のゲー
ト電極G1 と該ゲート電極と交差するm本のソース電極
m に注目して説明する。なお、図14においては、ゲ
ート電極G1と、ソース電極S1,S2と、画素P1/1,P
1/2 に実効的に印加される電圧V1/1,V1/2と、その時
の透過光量T1/1,T1/2の変化についてのみ示す。
Next, FIG. 14 shows changes in the drive waveform and the amount of transmitted light when the ferroelectric liquid crystal display device according to FIG. 13 is driven by active matrix. In the present embodiment, description will be made focusing on one gate electrode G 1 and m source electrodes S m intersecting the gate electrode G 1 . In FIG. 14, the gate electrode G 1 , the source electrodes S 1 and S 2, and the pixels P 1/1 and P
Voltage V 1/1 effectively applied to 1/2, and V 1/2, indicating only the amount of transmitted light T 1/1, change in T 1/2 of that time.

【0035】まず、t1 の時間、走査電極G1 より信号
を送ってTFTをONにする。これに同期して、G1
接続された画素(P1/1 ,P1/2 ,・・・P1/m )に求
められる表示に対応するゼロまたは正の電圧をソース電
極Smから印加する。次のt1 の時間にはゲート電極G
2 より信号を送ってTFTをONにし、これに同期させ
て信号電極から信号を送る。以下同様にして順次各走査
電極に接続したTFTをONにしてゆく。
First, for a time t 1, a signal is sent from the scan electrode G 1 to turn on the TFT. In synchronization with this, a zero or positive voltage corresponding to the display required for the pixels (P 1/1 , P 1/2 , ... P 1 / m ) connected to G 1 is applied from the source electrode Sm. To do. At the next time t 1 , the gate electrode G
The signal is sent from 2 to turn on the TFT, and the signal is sent from the signal electrode in synchronization with this. Thereafter, similarly, the TFTs connected to the respective scanning electrodes are sequentially turned on.

【0036】さて、総ての走査電極より信号を送った
後、再びt1 の時間にゲート電極G1より信号を送って
TFTをONにする。これに同期して、ゲート電極G1
に接続された画素(P1/1 ,P1/2 ,・・・P1/m )に
求められる表示に対応するゼロまたは負の電圧をソース
電極Smから印加する。次のt1 の時間にはゲート電極
2 より信号を送ってTFTをONにし、これに同期さ
せてソース電極Smからゼロまたは負の信号を送る。以
下同様にして順次各ゲート電極Gnに接続したTFTを
ONにしてゆく。このとき、画素P1/1 には大きな値の
正負の電界が1フレームごとに交互に印加され、この画
素は白表示となる。画素P1/2に印加される電圧は最初
の4フレームでは画素P1/1 に印加される電圧よりも小
さく、このためP1/2 はP1/1 よりも暗い表示となり、
中間調表示が得られる。5番目と6番目のフレームでは
印加される電圧はゼロとなり、この画素は黒表示に変化
する。
Now, after signals are sent from all the scanning electrodes, signals are sent again from the gate electrode G 1 at time t 1 to turn on the TFTs. In synchronization with this, the gate electrode G 1
A zero or negative voltage corresponding to the display required for the pixels (P 1/1 , P 1/2 , ... P 1 / m ) connected to is applied from the source electrode Sm. At the next time t 1, a signal is sent from the gate electrode G 2 to turn on the TFT, and in synchronization with this, a zero or negative signal is sent from the source electrode Sm. Thereafter, similarly, the TFTs connected to the respective gate electrodes Gn are sequentially turned on. At this time, a large positive / negative electric field is alternately applied to the pixel P 1/1 for each frame, and this pixel displays white. The voltage applied to the pixel P 1/2 is smaller than the voltage applied to the pixel P 1/1 in the first four frames, so that P 1/2 becomes a darker display than P 1/1 .
A halftone display is obtained. The applied voltage becomes zero in the fifth and sixth frames, and this pixel changes to black display.

【0037】また、本実施例での液晶表示装置として、
片側基板に単結晶シリコン基板を使用した反射型の液晶
表示装置も好ましい。
Further, as the liquid crystal display device of this embodiment,
A reflection type liquid crystal display device using a single crystal silicon substrate for one side substrate is also preferable.

【0038】図15に、反射型の液晶表示装置の断面構
造を示す。この例では、基板上にシリコンゲートNMO
Sのスイッチング回路を搭載した場合である。この装置
は、最下部に単結晶シリコン基板7を備え、この単結晶
シリコン基板7の上にフィールドシリコン酸化膜6が形
成されている。フィールドシリコン酸化膜6には一部、
この図示例では2箇所に貫通孔6a、6bが開設され、
これらの貫通孔6a、6bの内部と貫通孔6a、6bの
上縁部回りのフィールドシリコン酸化膜6の上表面部分
には単結晶シリコン基板7の底部に達する状態でそれぞ
れアルミニウム電極4c、4bが形成されている。な
お、このアルミニウム電極4c、4bの下の単結晶シリ
コン基板シリコン基板7部分は、ソース領域8とドレイ
ン領域9となっている。上記6a、6bとの間にはゲー
ト絶縁膜11とゲート電極10が配設されている。ゲー
ト電極10は、アルミニウム電極4c、4bと短絡しな
いように、その表面をシリコン酸化膜等で被覆してい
る。このゲート電極10は、本実施例ではポリシリコン
を使用しているが、これに限定するものではない。上記
アルミニウム電極4c、4b及びフィールドシリコン酸
化膜6の上には、保護膜5が形成されている。保護膜5
は、単結晶シリコン基板7上に形成したスイッチング用
MOS回路を保護するためのものである。この保護膜5
のアルミニウム電極4bの上の部分には貫通孔5aが開
設され、保護膜5の上と貫通孔5aには底部がアルミニ
ウム電極4bに達する状態で電極兼反射膜4aが形成さ
れている。この電極兼反射膜4aは、本実施例では反射
率の高いアルミニウムを用いているが、これに限定する
ものではない。また、電極兼反射膜4aは、下部電極4
bとのコンタクト抵抗を低くするため、電極兼反射膜4
a形成後に熱処理が必要だが、この時に電極兼反射膜4
aの表面に凹凸が生じ、反射率の低下をきたす。本実施
例では、電極兼反射膜4aの表面を平滑にし、反射率を
高める目的で保護膜5の形成後と、電極兼反射膜4aを
形成した後に行う熱処理後とにそれぞれ表面を研磨し、
平滑となる処理を行っている。この電極兼反射膜4aの
上には場合によっては図示しない配向膜を形成後、下面
全面に透明対向電極2が形成され、しかる後場合によっ
ては図示しない配向膜を形成した透明ガラス基板1が対
向配置され、この透明ガラス基板1と上述した単結晶シ
リコン基板7との間に、液晶層3が形成されている。透
明ガラス基板1は光入射側として使用される。
FIG. 15 shows a sectional structure of a reflective liquid crystal display device. In this example, a silicon gate NMO is formed on the substrate.
This is the case where the S switching circuit is mounted. This device has a single crystal silicon substrate 7 at the bottom, and a field silicon oxide film 6 is formed on the single crystal silicon substrate 7. Part of the field silicon oxide film 6,
In this illustrated example, through holes 6a and 6b are opened at two locations,
Aluminum electrodes 4c and 4b are respectively formed inside the through holes 6a and 6b and on the upper surface portion of the field silicon oxide film 6 around the upper edges of the through holes 6a and 6b while reaching the bottom of the single crystal silicon substrate 7. Has been formed. The single crystal silicon substrate silicon substrate 7 portion below the aluminum electrodes 4c and 4b is a source region 8 and a drain region 9. A gate insulating film 11 and a gate electrode 10 are provided between the above 6a and 6b. The surface of the gate electrode 10 is covered with a silicon oxide film or the like so as not to short-circuit with the aluminum electrodes 4c and 4b. The gate electrode 10 is made of polysilicon in this embodiment, but is not limited to this. A protective film 5 is formed on the aluminum electrodes 4c and 4b and the field silicon oxide film 6. Protective film 5
Is for protecting the switching MOS circuit formed on the single crystal silicon substrate 7. This protective film 5
A through hole 5a is formed in the upper part of the aluminum electrode 4b, and an electrode / reflecting film 4a is formed on the protective film 5 and in the through hole 5a with the bottom reaching the aluminum electrode 4b. In this embodiment, aluminum having a high reflectance is used for the electrode / reflecting film 4a, but the present invention is not limited to this. In addition, the electrode / reflection film 4a is used as the lower electrode 4
In order to reduce the contact resistance with b, the electrode and reflective film 4
Heat treatment is required after the formation of a. At this time, the electrode / reflection film 4
Irregularities occur on the surface of a, and the reflectance is lowered. In this embodiment, the surface of the electrode / reflecting film 4a is smoothed and the surface is polished after the formation of the protective film 5 for the purpose of increasing the reflectance and after the heat treatment performed after the electrode / reflecting film 4a is formed.
Performs smoothing processing. In some cases, an alignment film (not shown) is formed on the electrode / reflection film 4a, and then a transparent counter electrode 2 is formed on the entire lower surface. Then, in some cases, the transparent glass substrate 1 on which the alignment film (not shown) is formed faces. The liquid crystal layer 3 is formed between the transparent glass substrate 1 and the single crystal silicon substrate 7 described above. The transparent glass substrate 1 is used as the light incident side.

【0039】また、本実施例にあっては、単結晶シリコ
ン基板7を用いているのでICの技術をそのまま液晶表
示装置に適用可能である。つまり微細加工技術、高品質
薄膜形成技術、高精度不純物導入技術、結晶欠陥制御技
術、製造技術と装置、回路設計技術、CAD技術など高
度に発達した先端技術が適用出来ることになる。加えて
既設のIC工場のクリーンルームで他のICと同時に製
造出来るため、新たな設備投資を殆ど要せず、製造コス
トを低くできる利点がある。
Further, in this embodiment, since the single crystal silicon substrate 7 is used, the IC technology can be applied to the liquid crystal display device as it is. In other words, it is possible to apply highly developed advanced technology such as fine processing technology, high quality thin film formation technology, high precision impurity introduction technology, crystal defect control technology, manufacturing technology and equipment, circuit design technology, CAD technology. In addition, since it can be manufactured at the same time as other ICs in the clean room of the existing IC factory, there is an advantage that the new equipment investment is hardly required and the manufacturing cost can be reduced.

【0040】次に、本発明を実施するための液晶駆動回
路について説明する。図16に液晶駆動用スイッチング
回路の一例を示す。Q1は液晶に電圧を印加するトラン
ジスタであり、ゲート電位とドレイン電位とはほぼ直線
的な関係を示す性能を持つトランジスタを利用すること
が望ましい。また、液晶に直接電圧を供給するため、液
晶のスイッチングに必要な耐圧が必要である。Q2はデ
ータ信号をQ1に供給するトランジスタである。このト
ランジスタはOFF時のリーク電流が少ないことが望ま
しい。CsはQ1のデータ信号を保持する為の補助容量
である。データ線に信号を入れ、ゲート線に電圧を印加
しQ2をONさせると、データ信号がQ1に印加される。
同時にCsに信号が保持される。Q1はデータ信号に対
応した電圧を液晶LCに印加し液晶をスイッチングさせ
る。このQ1 のON状態はQ2がOFF後もそのまま保
持される。このように、本実施例の回路を用いると、液
晶材料の抵抗値が低い場合及び自己分極率が大きい場合
でも良好な表示品位を得ることが出来る。
Next, a liquid crystal drive circuit for carrying out the present invention will be described. FIG. 16 shows an example of a liquid crystal driving switching circuit. Q 1 is a transistor for applying a voltage to the liquid crystal, and it is desirable to use a transistor having the performance of showing a substantially linear relationship between the gate potential and the drain potential. Moreover, since a voltage is directly supplied to the liquid crystal, a withstand voltage necessary for switching the liquid crystal is required. Q 2 is a transistor that supplies a data signal to Q 1 . It is desirable that this transistor has a small leak current when turned off. Cs is an auxiliary capacitance for holding the data signal of Q 1 . When a signal is applied to the data line and a voltage is applied to the gate line to turn on Q 2 , the data signal is applied to Q 1 .
At the same time, the signal is held in Cs. Q 1 applies a voltage corresponding to the data signal to the liquid crystal LC to switch the liquid crystal. This ON state of Q 1 is maintained as it is even after Q 2 is turned off. As described above, by using the circuit of this embodiment, good display quality can be obtained even when the liquid crystal material has a low resistance value and a large self-polarization rate.

【0041】このようにシリコン単結晶基板を利用する
と、複数のトランジスタやコンデンサ利用した回路を構
成することが出来、従来のTFTでは実現出来なかった
機能を備えた液晶表示装置が実現できる。なお、図16
に示した回路図は基本的な概念を示すためのものであ
り、トランジスタや他の素子を付加することにより望ま
しいものになることは言うまでもない。
By using the silicon single crystal substrate as described above, a circuit using a plurality of transistors and capacitors can be constructed, and a liquid crystal display device having a function which cannot be realized by a conventional TFT can be realized. Note that FIG.
It is needless to say that the circuit diagram shown in () is for showing the basic concept, and it becomes desirable by adding transistors and other elements.

【0042】以上説明したような強誘電性液晶装置を用
いると、以下の利点がある。まず、片安定性が強いた
め、黒状態が求められるときには液晶に電界がかからず
高コントラストが得られる。第2に、各画素に印加する
電圧をかえることで透過光量を変えることができ、容易
に階調表示を行うことができる。第3に、1フレーム毎
に印加電圧の極性を切り替えるため電荷の偏りのない信
頼性の高い液晶素子が得られれる。また、ネマチック液
晶をTFTと組み合わせた素子に比べて応答速度が速
く、視野角が広いという長所がある。
The use of the ferroelectric liquid crystal device as described above has the following advantages. First, since the one-sided stability is strong, a high contrast is obtained without applying an electric field to the liquid crystal when a black state is required. Secondly, the amount of transmitted light can be changed by changing the voltage applied to each pixel, and gradation display can be easily performed. Thirdly, since the polarity of the applied voltage is switched every frame, it is possible to obtain a highly reliable liquid crystal element having no electric charge bias. Further, it has advantages that the response speed is fast and the viewing angle is wide as compared with an element in which a nematic liquid crystal is combined with a TFT.

【0043】配向処理層の形成法としては、ラビング
法、斜方蒸着法などがあるが、大画面の液晶表示素子の
量産化の場合にはラビング法が有利である。ラビング法
の場合、配向膜を形成した後、ラビング処理を施すわけ
であるが、パラレルラビング法(一対の基板の両方にラ
ビング処理を施しラビング方向が同一になるように貼り
合わせる方法)、アンチパラレルラビング法(一対の基
板の両方にラビング処理を施しラビング方向が逆になる
ように貼り合わせる方法)、片ラビング法(一対の基板
の片方にのみラビング処理を施す方法)がある。本発明
の強誘電性液晶素子の場合、片ラビングの場合は、薄膜
トランジスタや単結晶シリコンによる回路を形成しない
ほうの基板にのみラビング処理っを施すことが特に好ま
しい。その理由としては以下の2つを上げることができ
る。まず第1に、薄膜トランジスタや回路を形成しない
基板の方が平坦であり、均一なラビング処理が容易にで
きるからである。第2に、薄膜トランジスタや単結晶シ
リコン回路を形成した基板にラビング処理を施すと、そ
の処理によって生じる静電気によって、薄膜トランジス
タや回路の特性が変化したり、配線間の絶縁破壊が生じ
たりし易いためである。
As a method of forming the alignment treatment layer, there are a rubbing method, an oblique vapor deposition method and the like, but the rubbing method is advantageous in the case of mass production of a liquid crystal display device having a large screen. In the case of the rubbing method, the rubbing treatment is performed after forming the alignment film, but the parallel rubbing method (a method of laminating both the pair of substrates so that the rubbing directions are the same) and anti-parallel There are a rubbing method (a method of performing rubbing treatment on both of a pair of substrates and laminating them so that the rubbing directions are opposite to each other), and a single rubbing method (method of performing rubbing treatment on only one of the pair of substrates). In the case of the single-sided rubbing of the ferroelectric liquid crystal device of the present invention, it is particularly preferable to perform the rubbing treatment only on the substrate on which the thin film transistor or the circuit made of single crystal silicon is not formed. There are two reasons for this. First of all, the substrate on which the thin film transistor and the circuit are not formed is flat, and uniform rubbing processing can be easily performed. Secondly, when a substrate on which a thin film transistor or a single crystal silicon circuit is formed is subjected to rubbing treatment, the static electricity generated by the treatment tends to change the characteristics of the thin film transistor or the circuit or cause dielectric breakdown between wirings. is there.

【0044】以下、具体的に実施例について説明する。Examples will be specifically described below.

【0045】実施例1 パターンニングしたITO膜を形成した一対のガラス基
板上の片側に絶縁膜(OCD TYPE2 P−593
10−SG、東京応化製)を形成し、両側に配向膜PS
I−A−X007(チッソ石油化学製)をスピンコート
し、絶縁膜を形成した側の基板のみをラビング処理し
た。この一対のガラス基板をセル厚1.3μmで貼り合
わせ、下表に示す組成物1を真空注入した。
Example 1 An insulating film (OCD TYPE2 P-593) was formed on one side of a pair of glass substrates on which a patterned ITO film was formed.
10-SG, manufactured by Tokyo Ohka Co., Ltd., and an alignment film PS is formed on both sides.
IA-X007 (manufactured by Chisso Petrochemical Co., Ltd.) was spin-coated, and only the substrate on the side where the insulating film was formed was rubbed. The pair of glass substrates were bonded together with a cell thickness of 1.3 μm, and the composition 1 shown in the table below was vacuum-injected.

【0046】[0046]

【表1】 [Table 1]

【0047】作製した強誘電性液晶セルを偏光顕微鏡に
セットし観察したところ、C1U配向とC2U配向が観
察された。C1U部のみを顕微鏡の視野内に入れ、60
Hzの±10V短形波電圧を印加して、透過光強度の変
化を測定し、その結果を図17に示す。正の電圧印加時
の透過光強度I+ と負の電圧印加時の透過光強度I-
比I+/I-は、約4.3である。一方、C2U部のみを
顕微鏡の視野内に入れ、同様に60Hzの±10V矩形
波電圧を印加して、透過光強度の変化を測定し、その結
果を図18に示す。正の電圧印加時の透過光強度I+
負の電圧印加時の透過光強度I- の比I+ /I- は、約
2.5で、C1U部の値よりかなり小さい。
When the produced ferroelectric liquid crystal cell was set in a polarizing microscope and observed, C1U orientation and C2U orientation were observed. Put only C1U part in the field of view of the microscope,
A ± 10 V square wave voltage of Hz was applied to measure the change in transmitted light intensity, and the result is shown in FIG. The ratio I + / I of the transmitted light intensity I + when a positive voltage is applied and the transmitted light intensity I when a negative voltage is applied is about 4.3. On the other hand, only the C2U portion was placed in the field of view of the microscope, a ± 10 V rectangular wave voltage of 60 Hz was applied in the same manner, and the change in transmitted light intensity was measured. The results are shown in FIG. The ratio I + / I of the transmitted light intensity I + when a positive voltage is applied and the transmitted light intensity I when a negative voltage is applied is about 2.5, which is considerably smaller than the value of the C1U portion.

【0048】実施例2 実施例1で用いたセルの、隣合う電極同士に位相の異な
る30Hz矩形波電圧を印加したところ、透過光強度の
変化が隣合う電極同士で打ち消し合い、フリッカは観測
されなかった。
Example 2 When 30 Hz rectangular wave voltages having different phases were applied to adjacent electrodes of the cell used in Example 1, changes in transmitted light intensity were canceled out by the adjacent electrodes, and flicker was observed. There wasn't.

【0049】従って、C2U部の方が比I+ /I- の値
がC1U部よりも小さく、C2U部を用いて、さらに、
ライン反転駆動を行うことで、よりフリッカの少ない強
誘電性液晶表示装置が得られる。
Therefore, the value of the ratio I + / I -in the C2U portion is smaller than that in the C1U portion, and by using the C2U portion,
By performing the line inversion drive, a ferroelectric liquid crystal display device with less flicker can be obtained.

【0050】実施例3 図13に示すような薄膜トランジスタを用いて駆動する
際の、駆動波形の例を図19に示す。この例では、1本
のラインを駆動する毎に印加電圧の極性を変えている。
なお、ここでは、簡単のため、画素P1/1 から画素P
3/1までに注目し、これらの画素に印加される実効的な
印加電圧(V1/1,V2/1,V3/1)及び透過光量
(T1/1,T2/1,T3/1)及びソース電圧S1のみ示して
いる。
Example 3 FIG. 19 shows an example of drive waveforms when the thin film transistor as shown in FIG. 13 is used for driving. In this example, the polarity of the applied voltage is changed every time one line is driven.
Note that, here, for simplicity, from pixel P 1/1 to pixel P
Paying attention to 3/1, effective applied voltage (V 1/1 , V 2/1 , V 3/1 ) and transmitted light amount (T 1/1 , T 2/1 , Only T 3/1 ) and the source voltage S 1 are shown.

【0051】まず、t1 の時間、ゲート電極G1 (走査
電極)より信号を送ってTFTをONにする。これに同
期して、ゲート電極Gnに接続された画素(P1/1 ,P
2/1,・・・Pn/1)に求められる表示に対応するゼロま
たは正の電圧をソース電極Sm(信号電極)から印加す
る。次のt1 の時間にはゲート電極G2 より信号を送っ
てTFTをONにし、これに同期させてソース電極Sm
から信号を送る。このときの信号は、求められる表示に
対応するゼロまたは負の電圧を印加する。そして、次の
時間t1 では、ゲート電極G3 より信号を送ってTFT
をONにし、これに同期させてソース電極Smから信号
を送る。このときの信号は、求められる表示に対応する
ゼロまたは正の電圧を印加する。以下同様にして順次各
ゲート電極に接続したTFTをONにして、1ライン毎
に印加電圧の極性を変えながら、ソース電極から表示に
対応する電圧を印加してゆく。
First, for a time t 1, a signal is sent from the gate electrode G 1 (scan electrode) to turn on the TFT. In synchronization with this, the pixels (P 1/1 , P) connected to the gate electrode Gn
2/1 , ... P n / 1 ) is applied from the source electrode Sm (signal electrode) with a zero or positive voltage corresponding to the display required. At the next time t 1, a signal is sent from the gate electrode G 2 to turn on the TFT, and in synchronization with this, the source electrode Sm is synchronized.
Send a signal from. The signal at this time applies a zero or negative voltage corresponding to the desired display. Then, at the next time t 1 , the signal is sent from the gate electrode G 3 to the TFT.
Is turned on, and a signal is sent from the source electrode Sm in synchronization with this. The signal at this time applies a zero or positive voltage corresponding to the desired display. Similarly, the TFTs connected to the respective gate electrodes are sequentially turned on, and the voltage corresponding to the display is applied from the source electrode while changing the polarity of the applied voltage for each line.

【0052】さて、総てのゲート電極より信号をおくっ
た後、再びt1 の時間にゲート電極G1 より信号を送っ
てTFTをONにする。これに同期して、ゲート電極G
nに接続された画素(P1/1 ,P2/1,・・・Pn/1)に
求められる表示に対応する電圧をソース電極Smから印
加する。このときの印加電圧の極性は、先のフレームで
印加した極性の逆とする。本実施例では、ゼロまたは負
の電圧を印加する。次のt1 の時間には同様に、ゲート
電極G2 より信号を送ってTFTをONにし、これに同
期させてソース電極Smからゼロまたは正の信号を送
る。以下同様にして順次各走査電極に接続したTFTを
ONにして、1ライン毎に極性を変えながら、ソース電
極より表示に対応した電圧を印加してゆく。画素P1/1
には大きな値の正負の電界が1フレームごとに交互に印
加され、この画素は白表示となる。一方、画素P2/1
印加される電圧はP1/1 に印加される電圧と位相がほぼ
180°異なる交流電圧となる。そして画素P3/1 に印
加される電圧は、画素P2/1と位相がほぼ180°異な
り、画素P1/1 とほぼ同位相となる。これに対応して、
透過光強度の変化も、画素P3/1 と画素P2/1 あるいは
画素P2/1 と画素P1/1 で位相がほぼ180°異なった
ものとなる。そのため、例えば、画素P3/1 と画素P
2/1 あるいは画素P2/1 と画素P1/1 を同時に見た場合
には、透過光強度の時間変化はお互いにキャンセルさ
れ、フリッカは感じられなくなる。
Now, after sending signals from all the gate electrodes, the signals are sent again from the gate electrodes G 1 at time t 1 to turn on the TFTs. In synchronization with this, the gate electrode G
A voltage corresponding to the display required for the pixels (P 1/1 , P 2/1 , ... P n / 1 ) connected to n is applied from the source electrode Sm. The polarity of the applied voltage at this time is opposite to the polarity applied in the previous frame. In this embodiment, zero or negative voltage is applied. Similarly, at the next time t 1, a signal is sent from the gate electrode G 2 to turn on the TFT, and in synchronization with this, a zero or positive signal is sent from the source electrode Sm. Similarly, the TFTs connected to the scanning electrodes are sequentially turned on and the voltage corresponding to the display is applied from the source electrode while changing the polarity for each line. Pixel P 1/1
, A large positive and negative electric field is alternately applied to each frame, and this pixel displays white. On the other hand, the voltage applied to the pixel P 2/1 is an AC voltage having a phase difference of approximately 180 ° from the voltage applied to P 1/1 . The phase of the voltage applied to the pixel P 3/1 differs from that of the pixel P 2/1 by about 180 °, and is substantially the same as that of the pixel P 1/1 . In response to this,
The change in transmitted light intensity is also different in the phase between the pixel P 3/1 and the pixel P 2/1 or the phase between the pixel P 2/1 and the pixel P 1/1 by about 180 °. Therefore, for example, pixel P 3/1 and pixel P
When 2/1 or the pixel P 2/1 and the pixel P 1/1 are viewed at the same time, the temporal changes in the transmitted light intensities are canceled by each other, and the flicker is no longer felt.

【0053】実施例4 図7、8に示す回路を用いて、アクティブマトリクス駆
動する際の、駆動方法を示す。本実施例に用いる駆動回
路を図20に示す。
Fourth Embodiment A driving method for active matrix driving will be described using the circuits shown in FIGS. The drive circuit used in this embodiment is shown in FIG.

【0054】P1/1 〜P1/3 、P2/1 〜P2/3 は基板上
に構成された画素であり、各画素毎に駆動電圧を供給す
る回路を備えている。回路の構成は図8に示すものであ
るが、これに限定するものではない。また説明を簡単に
するために画素P1/1 〜P1/3 、画素P2/1 〜P2/3
図示したマトリクスを使って動作を説明するが、実際は
必要とされる走査線数とデータ線数を備えている。各画
素には行方向にGate信号を供給する複数のGate
線と複数の電源を供給する電源線を具備し、列方向には
Data信号を供給する複数のData線を備えてい
る。
P 1/1 to P 1/3 and P 2/1 to P 2/3 are pixels formed on the substrate, and each pixel is provided with a circuit for supplying a driving voltage. The circuit configuration is shown in FIG. 8, but is not limited to this. In order to simplify the description, the operation will be described using the matrix shown by the pixels P 1/1 to P 1/3 and the pixels P 2/1 to P 2/3 , but in reality, the required number of scanning lines is required. And the number of data lines. A plurality of Gates that supply Gate signals in the row direction to each pixel
A plurality of lines and a power supply line for supplying a plurality of power supplies, and a plurality of Data lines for supplying a Data signal in the column direction.

【0055】以下に動作を説明する。この駆動回路を利
用したときの、駆動の例をより具体的に示す。各画素に
実際に印加される駆動電圧波形(V1/1,V1/2
1/3)及び透過光量(T1/1,T1/2,T1/3)の例を図
21に示す。電源1に−5Vの電圧を供給し、Gate
1に+6Vの電圧を供給し、Data線に各画素に信号
を供給するData信号を供給する。このとき、Dat
a信号は正の値の信号とする。この走査によって第1行
目の表示データが画素に書き込まれる。このときの書き
込まれるデータに対応する印加電圧の極性は正である。
The operation will be described below. An example of driving when this driving circuit is used will be described more specifically. Driving voltage waveforms (V 1/1 , V 1/2 ,
FIG. 21 shows an example of V 1/3 ) and the amount of transmitted light (T 1/1 , T 1/2 , T 1/3 ). Supply voltage of -5V to the power supply 1 and Gate
A +6 V voltage is supplied to 1, and a Data signal for supplying a signal to each pixel is supplied to the Data line. At this time, Dat
The a signal has a positive value. By this scanning, the display data of the first row is written in the pixels. The polarity of the applied voltage corresponding to the data to be written at this time is positive.

【0056】次に、Gate1をOFFし、Gate2
をONする。このとき電源2に供給する電圧は−5Vで
あり、Gate信号は、+6Vである。ここで電源の極
性に応じて、Gate信号の電圧を変化させても良い。
また、Dataは正の値である。この操作によって第2
行目に表示データが書き込まれるが、このときの表示デ
ータに対応する印加電圧の極性は負となる。同様に奇数
行の画素には印加電圧が正の極性の信号を書き込み、偶
数行の画素には印加電圧が負の極性の信号を書き込む。
この操作を第1の表示フレームにわたって行うことによ
り第1の表示フレームに必要な表示データを書き込む。
第1の表示フレームに続く第2の表示フレームには第1
の表示フレームと電源線の極性を反転し表示データを書
き込む。このことにより液晶には交流電圧を印加するこ
とになる。
Next, the Gate1 is turned off and the Gate2
Turn on. At this time, the voltage supplied to the power supply 2 is -5V and the Gate signal is + 6V. Here, the voltage of the Gate signal may be changed according to the polarity of the power supply.
Data is a positive value. This operation causes the second
The display data is written in the row, but the polarity of the applied voltage corresponding to the display data at this time is negative. Similarly, a pixel with an applied voltage having a positive polarity is written to pixels in an odd-numbered row, and a signal with a negative applied voltage is written to pixels in an even-numbered row.
By performing this operation over the first display frame, necessary display data is written in the first display frame.
The second display frame following the first display frame has the first
Write the display data by inverting the polarities of the display frame and the power supply line. As a result, an alternating voltage is applied to the liquid crystal.

【0057】[0057]

【発明の効果】本発明の強誘電性液晶素子を用いること
により、液晶印加電圧の周波数が30Hzの場合も、フ
リッカの無い高品位な連続階調表示を実現できた。この
表示装置をアクティブマトリクス駆動することにより、
大容量、広視野角、高コントラスト、無限階調表示可能
な液晶表示装置を得ることができる。
By using the ferroelectric liquid crystal element of the present invention, high-quality continuous gradation display without flicker can be realized even when the frequency of the liquid crystal applied voltage is 30 Hz. By driving this display device by active matrix,
It is possible to obtain a liquid crystal display device having a large capacity, a wide viewing angle, a high contrast and an infinite gradation display.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】クラーク・ラガバル型強誘電性液晶表示装置を
説明するための図である。
FIG. 1 is a diagram for explaining a Clark-Ragabar type ferroelectric liquid crystal display device.

【図2】中間調表示強誘電性液晶表示モードを説明する
ための図である。
FIG. 2 is a diagram for explaining a halftone display ferroelectric liquid crystal display mode.

【図3】中間調表示強誘電性液晶表示モードの見かけの
チルト角の印加電圧依存性を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing an applied voltage dependency of an apparent tilt angle in a halftone display ferroelectric liquid crystal display mode.

【図4】中間調表示強誘電性液晶表示モードの透過光強
度の印加電圧依存性を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing applied voltage dependence of transmitted light intensity in a halftone display ferroelectric liquid crystal display mode.

【図5】従来技術による透過光強度の時間変化を示す波
形図である。
FIG. 5 is a waveform diagram showing a temporal change in transmitted light intensity according to a conventional technique.

【図6】従来技術による電圧無印加時の安定状態がラビ
ング方向にある場合のスイッチング動作を説明するため
の模式図である。
FIG. 6 is a schematic diagram for explaining a switching operation according to a conventional technique when a stable state when no voltage is applied is in a rubbing direction.

【図7】従来技術によるライン反転を行わない場合を説
明するための波形図である。
FIG. 7 is a waveform diagram for explaining a case where line inversion is not performed according to a conventional technique.

【図8】従来技術によるライン反転を行った場合を説明
するための波形図である。
FIG. 8 is a waveform diagram for explaining a case where line inversion is performed according to a conventional technique.

【図9】C1配向とC2配向を説明するための図であ
る。
FIG. 9 is a diagram for explaining C1 orientation and C2 orientation.

【図10】ユニフォーム配向とツイステッド配向を説明
するための図である。
FIG. 10 is a diagram for explaining uniform orientation and twisted orientation.

【図11】C1ユニフォーム配向とC2ユニフォーム配
向の分子配向モデルを説明する図である。
FIG. 11 is a diagram illustrating molecular orientation models of C1 uniform orientation and C2 uniform orientation.

【図12】C1配向とC2配向のダイレクタプロファイ
ルを示す図である。
FIG. 12 is a diagram showing director profiles of C1 orientation and C2 orientation.

【図13】アクティブマトリクス型液晶表示装置につい
て説明するための図である。
FIG. 13 is a diagram for explaining an active matrix liquid crystal display device.

【図14】アクティブマトリクス型液晶表示装置の各画
素の駆動方法及びその時の透過光量の一実施例を示す図
である。
FIG. 14 is a diagram showing an example of a method of driving each pixel of an active matrix type liquid crystal display device and an amount of transmitted light at that time.

【図15】反射型液晶表示装置の断面構造を示す図であ
る。
FIG. 15 is a diagram showing a cross-sectional structure of a reflective liquid crystal display device.

【図16】各画素へのスイッチング回路の一実施例を示
す図である。
FIG. 16 is a diagram showing an example of a switching circuit for each pixel.

【図17】実施例1に係るC1ユニフォーム配向の透過
光強度の時間変化を示す波形図である。
FIG. 17 is a waveform diagram showing the change over time in the transmitted light intensity of C1 uniform orientation according to Example 1.

【図18】実施例1に係るC2ユニフォーム配向の透過
光強度の時間変化を示す波形図である。
FIG. 18 is a waveform diagram showing the change over time of the intensity of transmitted light in the C2 uniform orientation according to Example 1.

【図19】実施例3に係るアクティブマトリクス型液晶
表示装置の透過光強度の時間変化を示す波形図である。
FIG. 19 is a waveform diagram showing the change over time of the transmitted light intensity of the active matrix liquid crystal display device according to Example 3.

【図20】実施例4に係るアクティブマトリクス型液晶
表示装置の駆動回路を示す図である。
FIG. 20 is a diagram showing a drive circuit of an active matrix type liquid crystal display device according to a fourth embodiment.

【図21】実施例4に係るアクティブマトリクス型液晶
表示装置の透過光強度の時間変化を示す波形図である。
FIG. 21 is a waveform diagram showing the change over time of the transmitted light intensity of the active matrix liquid crystal display device according to Example 4.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 透明ガラス基板 2 透明対向電極 3 液晶層 4a 電極兼反射膜 5 保護膜 6 フィールドシリコン酸化膜 7 単結晶シリコン基板 10 ゲート電極 15 分極の方向 16 電圧の印加方向 17 スメクティック層法線 18 液晶分子 19 傾き角+θ 20 傾き角−θ 1 Transparent Glass Substrate 2 Transparent Counter Electrode 3 Liquid Crystal Layer 4a Electrode / Reflective Film 5 Protective Film 6 Field Silicon Oxide Film 7 Single Crystal Silicon Substrate 10 Gate Electrode 15 Polarization Direction 16 Voltage Application Direction 17 Smectic Layer Normal Line 18 Liquid Crystal Molecule 19 Tilt angle + θ 20 Tilt angle −θ

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一対の基板間に強誘電性液晶を挟持して
電圧無印加時の上記強誘電性液晶の安定状態が1つであ
り、上記強誘電性液晶に交流電圧を印加し、該交流電圧
の波高値を制御することにより階調表示を得る強誘電性
液晶表示装置において、 上記一対の基板の少なくとも一方の基板上に配向制御層
が形成され、上記一対の基板の少なくとも一方にラビン
グ処理が施され、上記強誘電性液晶のカイラルスメクテ
ィックC相における層配向がC2ユニフォーム配向であ
り、所定数の走査電極群と信号電極群とにより駆動され
る上記強誘電性液晶を含む画素を備え、連続する2つの
表示フレームについて、第1のフレームでは、上記走査
電極群又は上記信号電極群に対応する上記画素毎に極性
の異なる電圧を上記強誘電性液晶に印加し、第2のフレ
ームでは、第1のフレームとは逆極性の電圧を上記画素
に印加して駆動することを特徴とする強誘電性液晶表示
装置。
1. A ferroelectric liquid crystal is sandwiched between a pair of substrates, and the ferroelectric liquid crystal has one stable state when no voltage is applied, and an alternating voltage is applied to the ferroelectric liquid crystal. In a ferroelectric liquid crystal display device that obtains gradation display by controlling the peak value of an AC voltage, an alignment control layer is formed on at least one of the pair of substrates, and rubbing is performed on at least one of the pair of substrates. A layer having a C2 uniform orientation in the chiral smectic C phase of the ferroelectric liquid crystal and having a pixel containing the ferroelectric liquid crystal driven by a predetermined number of scan electrode groups and signal electrode groups. In two consecutive display frames, in the first frame, voltages having different polarities are applied to the ferroelectric liquid crystal for each pixel corresponding to the scanning electrode group or the signal electrode group, The frame, the ferroelectric liquid crystal display device, characterized in that the first frame for driving the reverse polarity voltage is applied to the pixel.
【請求項2】 上記走査電極群又は上記信号電極群が、
1本の走査電極又は信号電極であることを特徴とする請
求項1に記載の強誘電性液晶表示装置。
2. The scanning electrode group or the signal electrode group,
The ferroelectric liquid crystal display device according to claim 1, wherein the ferroelectric liquid crystal display device comprises one scanning electrode or one signal electrode.
【請求項3】 上記表示フレーム周波数が60Hzであ
ることを特徴とする請求項1,または2に記載の強誘電
性液晶表示装置。
3. The ferroelectric liquid crystal display device according to claim 1, wherein the display frame frequency is 60 Hz.
【請求項4】 上記一対の基板のうち片方の基板上に、
画素電極をマトリクス状に配置すると共に、上記画素電
極に対応して走査電極と信号電極とアクティブ素子とを
設け、他方基板に対向電極を備え、アクティブマトリク
ス駆動することを特徴とする請求項1,2,または3に
記載の強誘電性液晶表示装置。
4. On one of the pair of substrates,
2. The pixel electrodes are arranged in a matrix, scanning electrodes, signal electrodes and active elements are provided corresponding to the pixel electrodes, and a counter electrode is provided on the other substrate to perform active matrix driving. 2. The ferroelectric liquid crystal display device according to item 2 or 3.
【請求項5】 上記一対の基板のうち片方の基板が単結
晶シリコンを構成要素として含んでおり、他方の基板が
透明基板であることを特徴とする請求項1,2,または
3に記載の強誘電性液晶表示装置。
5. The method according to claim 1, wherein one of the pair of substrates contains single crystal silicon as a constituent element, and the other substrate is a transparent substrate. Ferroelectric liquid crystal display device.
【請求項6】 上記一対の基板の配向処理が異なること
を特徴とする請求項1,2,3,4,または5に記載の
強誘電性液晶表示装置。
6. The ferroelectric liquid crystal display device according to claim 1, 2, 3, 4, or 5, wherein the pair of substrates have different alignment treatments.
【請求項7】 上記一対の基板の双方にラビング処理を
施し、該ラビング処理方向が基板間で略平行であること
を特徴とする請求項1,2,3,4,5,または6に記
載の強誘電性液晶表示装置。
7. The rubbing treatment is performed on both of the pair of substrates, and the rubbing treatment directions are substantially parallel between the substrates, according to claim 1, 2, 3, 4, 5, or 6. Ferroelectric liquid crystal display device.
【請求項8】 上記一対の基板のうち、片側基板にのみ
ラビング処理を施すことを特徴とする請求項6に記載の
強誘電性液晶表示装置。
8. The ferroelectric liquid crystal display device according to claim 6, wherein only one of the pair of substrates is rubbed.
【請求項9】 上記一対の基板のうち、片側基板にのみ
絶縁層を形成することを特徴とする請求項1,2,3,
4,5,6,7または8に記載の強誘電性液晶表示装
置。
9. The insulating layer is formed only on one side substrate of the pair of substrates.
The ferroelectric liquid crystal display device according to 4, 5, 6, 7 or 8.
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