JPH0876094A - 液晶表示装置 - Google Patents
液晶表示装置Info
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- JPH0876094A JPH0876094A JP23607294A JP23607294A JPH0876094A JP H0876094 A JPH0876094 A JP H0876094A JP 23607294 A JP23607294 A JP 23607294A JP 23607294 A JP23607294 A JP 23607294A JP H0876094 A JPH0876094 A JP H0876094A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 駆動マージンの広い駆動波形を用い、良好な
表示を行う表示装置を提供する。 【構成】 電界を印加して強誘電性液晶をその第１およ
び第２の２つの安定状態間でスイッチングさせて画像表
示を行なう液晶表示装置において、第２安定状態から第
１安定状態へスイッチングさせる第１の極性を有する電
界の強度閾値をＶａ、第１安定状態から第２安定状態へ
スイッチングさせる第２の極性を有する電界の強度閾値
をＶｂとすれば、Ｖａ＞Ｖｂの関係を有するとともに、
情報信号と走査非選択信号との合成信号のうち、第１極
性のパルスはパルス印加中に振幅が増えるもの１〜５を
含み、第２極性のパルスはパルス印加中に振幅が減るも
のを含む。
表示を行う表示装置を提供する。 【構成】 電界を印加して強誘電性液晶をその第１およ
び第２の２つの安定状態間でスイッチングさせて画像表
示を行なう液晶表示装置において、第２安定状態から第
１安定状態へスイッチングさせる第１の極性を有する電
界の強度閾値をＶａ、第１安定状態から第２安定状態へ
スイッチングさせる第２の極性を有する電界の強度閾値
をＶｂとすれば、Ｖａ＞Ｖｂの関係を有するとともに、
情報信号と走査非選択信号との合成信号のうち、第１極
性のパルスはパルス印加中に振幅が増えるもの１〜５を
含み、第２極性のパルスはパルス印加中に振幅が減るも
のを含む。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は文字や画像を表示するた
めの表示装置に関し、特に強誘電性液晶の示す２つの安
定状態により表示を行うマトリクス表示装置に関する。
めの表示装置に関し、特に強誘電性液晶の示す２つの安
定状態により表示を行うマトリクス表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】強誘電性液晶分子の屈折率異方性を利用
して偏光子との組合わせにより透過光量を制御する型の
表示素子がクラーク（Ｃｌａｒｋ）およびラガーヴァル
（Ｌａｇｅｒｗａｌｌ）により提案されている（特開昭
５６−１０７２１６号公報、米国特許第４３６７９２４
号明細書等）。この強誘電性液晶は、一般に特定の温度
領域において非螺旋構造のカイラルスメクティックＣ相
（Ｓｍ*Ｃ相）（あるいはＨ相（Ｓｍ*Ｈ相））を示し、
これらの相状態において、印加される電界に対して第一
の光学的安定状態と第二の光学的安定状態の明暗いずれ
か一方の状態をとり、かつ電界を取り外してもその状態
を保持する性質、即ち双安定性を有する。さらに、強誘
電性液晶は電界の変化に対する応答が速やかであるとい
う特徴を有することから、高速駆動の記憶型表示媒体と
して大画面で高精細なディスプレーへの応用が期待され
ている。
して偏光子との組合わせにより透過光量を制御する型の
表示素子がクラーク（Ｃｌａｒｋ）およびラガーヴァル
（Ｌａｇｅｒｗａｌｌ）により提案されている（特開昭
５６−１０７２１６号公報、米国特許第４３６７９２４
号明細書等）。この強誘電性液晶は、一般に特定の温度
領域において非螺旋構造のカイラルスメクティックＣ相
（Ｓｍ*Ｃ相）（あるいはＨ相（Ｓｍ*Ｈ相））を示し、
これらの相状態において、印加される電界に対して第一
の光学的安定状態と第二の光学的安定状態の明暗いずれ
か一方の状態をとり、かつ電界を取り外してもその状態
を保持する性質、即ち双安定性を有する。さらに、強誘
電性液晶は電界の変化に対する応答が速やかであるとい
う特徴を有することから、高速駆動の記憶型表示媒体と
して大画面で高精細なディスプレーへの応用が期待され
ている。
【０００３】この双安定性を有する強誘電性液晶を用い
た素子が所望の電気光学特性を発揮するためには、基板
間の液晶が２つの安定状態間を安定で再現性良くスイッ
チングするような配向状態にあり、かつその配向状態が
画素ないし表示画面全域で均一であることが必要であ
る。
た素子が所望の電気光学特性を発揮するためには、基板
間の液晶が２つの安定状態間を安定で再現性良くスイッ
チングするような配向状態にあり、かつその配向状態が
画素ないし表示画面全域で均一であることが必要であ
る。
【０００４】一般に強誘電性液晶を配向させるには、基
板表面にポリイミド（ＰＩ）、ポリビニルアルコール
（ＰＶＡ）、ポリアミド（ＰＡ）等の水平配向性（ある
いは傾斜配向性）の高分子膜を形成し、ほぼ同方向にラ
ビング処理した一対の基板を用いる。この場合、使用す
る液晶が温度降下により、等方（Ｉｓｏ）相→コレステ
リック（Ｃｈ）相（カイラルネマティック（Ｎ*）相）
→スメクティックＡ（ＳｍＡ）相→Ｓｍ*Ｃ相の相変化
をするものであれば、配向はＣｈ相において均一化され
るため、Ｓｍ*Ｃ相での配向が均一になりやすい。しか
しながら、相転移がＩｓｏ相→ＳｍＡ相→Ｓｍ*Ｃ相の
順で起こる液晶を用いた場合は、Ｉｓｏ相→ＳｍＡ相の
転移（Ｉ／Ａ転移）の際、バトネ（一種の液晶核）の発
生・成長・結合の過程を踏むため、スメクティック相で
の層法線方向のずれやバトネ結合部の欠陥等が生じ、均
一配向を得にくい。
板表面にポリイミド（ＰＩ）、ポリビニルアルコール
（ＰＶＡ）、ポリアミド（ＰＡ）等の水平配向性（ある
いは傾斜配向性）の高分子膜を形成し、ほぼ同方向にラ
ビング処理した一対の基板を用いる。この場合、使用す
る液晶が温度降下により、等方（Ｉｓｏ）相→コレステ
リック（Ｃｈ）相（カイラルネマティック（Ｎ*）相）
→スメクティックＡ（ＳｍＡ）相→Ｓｍ*Ｃ相の相変化
をするものであれば、配向はＣｈ相において均一化され
るため、Ｓｍ*Ｃ相での配向が均一になりやすい。しか
しながら、相転移がＩｓｏ相→ＳｍＡ相→Ｓｍ*Ｃ相の
順で起こる液晶を用いた場合は、Ｉｓｏ相→ＳｍＡ相の
転移（Ｉ／Ａ転移）の際、バトネ（一種の液晶核）の発
生・成長・結合の過程を踏むため、スメクティック相で
の層法線方向のずれやバトネ結合部の欠陥等が生じ、均
一配向を得にくい。
【０００５】本発明者らの実験によれば、このようなＣ
ｈ相の欠如した液晶に対しては、対向する基板の一方の
みをラビングし、ラビングを行なわない側の基板表面は
配向膜を形成せずに垂直配向処理することによって均一
配向が得られた。これは、Ｉ／Ａ転移温度近傍でラビン
グを行なった側の基板表面から液晶が成長し、対向基板
に到達する転移過程を踏むためである。事実、両面を水
平配向膜としたセルにおけるＩ／Ａ転移温度は、両面を
垂直配向処理したセルのＩ／Ａ転移温度に比べ０．５℃
以上高いことが確かめられている。
ｈ相の欠如した液晶に対しては、対向する基板の一方の
みをラビングし、ラビングを行なわない側の基板表面は
配向膜を形成せずに垂直配向処理することによって均一
配向が得られた。これは、Ｉ／Ａ転移温度近傍でラビン
グを行なった側の基板表面から液晶が成長し、対向基板
に到達する転移過程を踏むためである。事実、両面を水
平配向膜としたセルにおけるＩ／Ａ転移温度は、両面を
垂直配向処理したセルのＩ／Ａ転移温度に比べ０．５℃
以上高いことが確かめられている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】このように、強誘電性
液晶を均一に配向させるためには、特に液晶がＣｈ相を
もたない場合、水平配向膜のラビング処理と垂直配向処
理との非対称構成が有効である。しかしながら、対向基
板表面の性質がそれぞれ異なる場合、以下に説明するよ
うに強誘電性液晶の双安定状態が崩れ、２つの安定状態
間の電気光学的スイッチング特性（駆動閾値特性）が非
対称となる。
液晶を均一に配向させるためには、特に液晶がＣｈ相を
もたない場合、水平配向膜のラビング処理と垂直配向処
理との非対称構成が有効である。しかしながら、対向基
板表面の性質がそれぞれ異なる場合、以下に説明するよ
うに強誘電性液晶の双安定状態が崩れ、２つの安定状態
間の電気光学的スイッチング特性（駆動閾値特性）が非
対称となる。
【０００７】図１１は対向基板表面の性質が異なる場合
の液晶の配向状態のモデルを示す。図中、１１０１およ
び１１０７はガラス基板、１１０２および１１０６はＩ
ＴＯ等の透明電極、１１０３はラビング処理された水平
配向能力を有する高分子膜、１１０４は強誘電液晶層、
１１０５は垂直配向処理剤、１１０８、１１０９および
１１１０はカイラルスメクティック相での液晶分子を特
徴付けるコーンを正面から見たものである。コーン１１
０８および１１０９はユニフォーム配向における２つの
安定状態を示し、コーン１１１０はスプレイ配向状態の
一例を示している。ここで、便宜上、コーン１１０８の
安定状態をＵ２、コーン１１０９の安定状態をＵ１と呼
ぶ。
の液晶の配向状態のモデルを示す。図中、１１０１およ
び１１０７はガラス基板、１１０２および１１０６はＩ
ＴＯ等の透明電極、１１０３はラビング処理された水平
配向能力を有する高分子膜、１１０４は強誘電液晶層、
１１０５は垂直配向処理剤、１１０８、１１０９および
１１１０はカイラルスメクティック相での液晶分子を特
徴付けるコーンを正面から見たものである。コーン１１
０８および１１０９はユニフォーム配向における２つの
安定状態を示し、コーン１１１０はスプレイ配向状態の
一例を示している。ここで、便宜上、コーン１１０８の
安定状態をＵ２、コーン１１０９の安定状態をＵ１と呼
ぶ。
【０００８】今、高分子膜１１０３としてポリイミド等
の薄膜を用いた場合、液晶分子の双極子モーメント（図
中、液晶コーンに描かれた矢印）と高分子表面の電気的
相互作用（ｄｉｐｏｌｅ−ｄｉｐｏｌｅ ｉｎｔｅｒａ
ｃｔｉｏｎ）により矢印が配向膜側を向いた状態（アウ
トワード）に規制力が働くと考えられている。一方、垂
直配向剤１１０５の側は液晶分子に対する基板表面の規
制力は無視できるので、配向膜側に液晶の双極子モーメ
ントが規制された状態Ｕ２（コーン１１０８）はより安
定である。これに対し、液晶コーンの矢印が液晶内部側
（インワード）を向いたＵ１（コーン１１０９）の状態
は、配向膜表面の規制力に逆らっているため、Ｕ２に比
べて不安定である。従って、外部電場によって２つの安
定状態間をスイッチングさせる場合、状態Ｕ１からＵ２
へスイッチングする場合と、Ｕ２からＵ１へスイッチン
グする場合とで、閾値電圧は異なり、非対称閾値とな
る。図１２は、このような場合における配向膜の極性エ
ネルギーを考慮した双安定性ポテンシャルのモデルを示
す。また配向膜と液晶の組合せ等によっては状態Ｕ２か
ら状態Ｕ１へののスイッチングは起きず、状態Ｕ２から
コーン１１１０で示される配向状態と思われるスプレイ
配向となる場合もある。
の薄膜を用いた場合、液晶分子の双極子モーメント（図
中、液晶コーンに描かれた矢印）と高分子表面の電気的
相互作用（ｄｉｐｏｌｅ−ｄｉｐｏｌｅ ｉｎｔｅｒａ
ｃｔｉｏｎ）により矢印が配向膜側を向いた状態（アウ
トワード）に規制力が働くと考えられている。一方、垂
直配向剤１１０５の側は液晶分子に対する基板表面の規
制力は無視できるので、配向膜側に液晶の双極子モーメ
ントが規制された状態Ｕ２（コーン１１０８）はより安
定である。これに対し、液晶コーンの矢印が液晶内部側
（インワード）を向いたＵ１（コーン１１０９）の状態
は、配向膜表面の規制力に逆らっているため、Ｕ２に比
べて不安定である。従って、外部電場によって２つの安
定状態間をスイッチングさせる場合、状態Ｕ１からＵ２
へスイッチングする場合と、Ｕ２からＵ１へスイッチン
グする場合とで、閾値電圧は異なり、非対称閾値とな
る。図１２は、このような場合における配向膜の極性エ
ネルギーを考慮した双安定性ポテンシャルのモデルを示
す。また配向膜と液晶の組合せ等によっては状態Ｕ２か
ら状態Ｕ１へののスイッチングは起きず、状態Ｕ２から
コーン１１１０で示される配向状態と思われるスプレイ
配向となる場合もある。
【０００９】このようにスイッチング閾値が非対称であ
る系では、書込みを行う方向によってマトリクス駆動が
可能な駆動パルスの振幅またはパルス幅の許容範囲、即
ち駆動マージンが狭くなり良好な表示が行えないという
問題点がある。
る系では、書込みを行う方向によってマトリクス駆動が
可能な駆動パルスの振幅またはパルス幅の許容範囲、即
ち駆動マージンが狭くなり良好な表示が行えないという
問題点がある。
【００１０】そこで本発明の目的は、非対称な閾値特性
をもつ表示素子に対し、駆動マージンの広い駆動波形を
用い、良好な表示を行う表示装置を提供することにあ
る。
をもつ表示素子に対し、駆動マージンの広い駆動波形を
用い、良好な表示を行う表示装置を提供することにあ
る。
【００１１】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明の液晶表示装置は、走査電極群と情報電極群
で構成したマトリクス電極の間に強誘電性液晶を配置し
た表示素子、および、各電極群に駆動信号を印加して前
記強誘電性液晶に電界を付与することにより前記強誘電
性液晶をその第１および第２の２つの安定状態間でスイ
ッチングさせて画像表示を行なう駆動手段を備えた液晶
表示装置において、前記第２安定状態から第１安定状態
へスイッチングさせる第１の極性を有する電界の強度閾
値をＶａ、前記第１安定状態から第２安定状態へスイッ
チングさせる第２の極性を有する電界の強度閾値をＶｂ
とすれば、Ｖａ＞Ｖｂの関係を有するとともに、駆動手
段が前記情報電極群に印加する情報信号と前記走査電極
群に印加する走査非選択信号との合成信号のうち、第１
極性のパルスはパルス印加中に振幅が増えるものを含
み、第２極性のパルスは、パルス印加中に振幅が減るも
のを含むことを特徴とする。
め、本発明の液晶表示装置は、走査電極群と情報電極群
で構成したマトリクス電極の間に強誘電性液晶を配置し
た表示素子、および、各電極群に駆動信号を印加して前
記強誘電性液晶に電界を付与することにより前記強誘電
性液晶をその第１および第２の２つの安定状態間でスイ
ッチングさせて画像表示を行なう駆動手段を備えた液晶
表示装置において、前記第２安定状態から第１安定状態
へスイッチングさせる第１の極性を有する電界の強度閾
値をＶａ、前記第１安定状態から第２安定状態へスイッ
チングさせる第２の極性を有する電界の強度閾値をＶｂ
とすれば、Ｖａ＞Ｖｂの関係を有するとともに、駆動手
段が前記情報電極群に印加する情報信号と前記走査電極
群に印加する走査非選択信号との合成信号のうち、第１
極性のパルスはパルス印加中に振幅が増えるものを含
み、第２極性のパルスは、パルス印加中に振幅が減るも
のを含むことを特徴とする。
【００１２】例えば、書込み選択期間を△Ｔとすると、
駆動手段が前記情報電極群に印加する情報信号と前記走
査電極群に印加する走査非選択信号との合成信号のう
ち、△Ｔ以上の幅を有する第１極性のパルスはパルス印
加中に振幅が増え、△Ｔ以上の幅を有する第２極性のパ
ルスはパルス印加中に振幅が減るものである。あるいは
駆動手段が前記情報電極群に印加する情報信号は、表示
情報に応じて第１または第２の安定状態を選択するパル
ス幅△Ｔの選択パルスと、選択パルスの前後にパルス幅
△Ｔ／２で配置され選択パルスと同じ振幅かつ逆極性の
２つの補助パルスとで構成したものであり、前記走査電
極群に印加する走査選択信号は、一方の安定状態にする
消去パルス、表示情報に応じて第１または第２の安定状
態を選択する選択パルス、および前記情報信号の補助パ
ルスと同期する１つ以上の補助パルスで構成したもので
あり、前記走査電極群に印加する走査非選択信号は、情
報信号の選択パルスより小さい振幅でかつパルス幅が△
Ｔ／２の交流パルスで構成するものである。前記情報信
号と走査信号との合成信号は、走査非選択期間では直流
成分を含まないのが好ましい。また、前記閾値ＶａとＶ
ｂは、１．１≦Ｖａ／Ｖｂの関係を有するのが好まし
い。前記強誘電性液晶は、通常、温度を降下させるに従
い、等方相、スメクティックＡ相、カイラルスメクティ
ック相の順に相転移するものである。
駆動手段が前記情報電極群に印加する情報信号と前記走
査電極群に印加する走査非選択信号との合成信号のう
ち、△Ｔ以上の幅を有する第１極性のパルスはパルス印
加中に振幅が増え、△Ｔ以上の幅を有する第２極性のパ
ルスはパルス印加中に振幅が減るものである。あるいは
駆動手段が前記情報電極群に印加する情報信号は、表示
情報に応じて第１または第２の安定状態を選択するパル
ス幅△Ｔの選択パルスと、選択パルスの前後にパルス幅
△Ｔ／２で配置され選択パルスと同じ振幅かつ逆極性の
２つの補助パルスとで構成したものであり、前記走査電
極群に印加する走査選択信号は、一方の安定状態にする
消去パルス、表示情報に応じて第１または第２の安定状
態を選択する選択パルス、および前記情報信号の補助パ
ルスと同期する１つ以上の補助パルスで構成したもので
あり、前記走査電極群に印加する走査非選択信号は、情
報信号の選択パルスより小さい振幅でかつパルス幅が△
Ｔ／２の交流パルスで構成するものである。前記情報信
号と走査信号との合成信号は、走査非選択期間では直流
成分を含まないのが好ましい。また、前記閾値ＶａとＶ
ｂは、１．１≦Ｖａ／Ｖｂの関係を有するのが好まし
い。前記強誘電性液晶は、通常、温度を降下させるに従
い、等方相、スメクティックＡ相、カイラルスメクティ
ック相の順に相転移するものである。
【００１３】
【作用】マトリクス駆動を行う強誘電表示素子において
駆動マージンの上限を決定する要因の１つとして走査非
選択期間のパルスによる揺らぎが挙げられる。図８に従
来のマトリクス駆動波形、図１０に液晶層に印加される
合成波形を示す。同図からわかるように走査非選択時に
は常に交流パルスが印加され、常に液晶分子は揺らいで
いる。そして、上述のＵ１状態をＵ２状態に反転させる
ほうが閾値の低い素子では、揺らぎやすさも非対称であ
り、Ｕ１状態のほうが揺らぎが激しい。
駆動マージンの上限を決定する要因の１つとして走査非
選択期間のパルスによる揺らぎが挙げられる。図８に従
来のマトリクス駆動波形、図１０に液晶層に印加される
合成波形を示す。同図からわかるように走査非選択時に
は常に交流パルスが印加され、常に液晶分子は揺らいで
いる。そして、上述のＵ１状態をＵ２状態に反転させる
ほうが閾値の低い素子では、揺らぎやすさも非対称であ
り、Ｕ１状態のほうが揺らぎが激しい。
【００１４】ところで、本発明者が交流パルスと揺らぎ
の関係について実験したところ、非選択時の交流パルス
の形状が変化すると液晶分子の揺らぎの程度も変わるこ
とがわかった。図１３においてＡは前半の振幅が低く後
半の振幅が高いパルスａ、Ｂは振幅が一定のパルスｂ、
Ｃは前半の振幅が高く後半の振幅が低いパルスｃで構成
された信号波形を示し、いずれも同じ実効値を持つ。波
形Ａ、Ｂ、Ｃそれぞれの交流パルスを印加したところ液
晶分子の揺らぎの程度が変わり、Ａは揺らぎにくくＣは
揺らぎやすいことがわかった。また、前半と後半の振幅
差の大きいものほどこの傾向が強いことがわかった。
の関係について実験したところ、非選択時の交流パルス
の形状が変化すると液晶分子の揺らぎの程度も変わるこ
とがわかった。図１３においてＡは前半の振幅が低く後
半の振幅が高いパルスａ、Ｂは振幅が一定のパルスｂ、
Ｃは前半の振幅が高く後半の振幅が低いパルスｃで構成
された信号波形を示し、いずれも同じ実効値を持つ。波
形Ａ、Ｂ、Ｃそれぞれの交流パルスを印加したところ液
晶分子の揺らぎの程度が変わり、Ａは揺らぎにくくＣは
揺らぎやすいことがわかった。また、前半と後半の振幅
差の大きいものほどこの傾向が強いことがわかった。
【００１５】さらに、Ｕ１状態からＵ２状態に反転させ
る極性を負極性にとると、Ｕ１状態のときには負極性の
パルスによって大きく揺らぎ、Ｕ２状態のときには正極
性のパルスによって大きく揺らぐことがわかった。そこ
で図４に示すように走査非選択信号に△Ｔ／２のパルス
を入れることにより、Ｕ１状態に対し図１３の波形Ａ
で、Ｕ２状態に対し波形Ｃで揺らぐようにし、かつＵ１
状態に対する波形Ａの揺らぎ、Ｕ２状態に対する波形Ｃ
の揺らぎが同程度になるよう振幅Ｖ６を調整する。する
と、従来マージンを決めていた揺らぎ（Ｕ１状態に波形
Ｂを印加した場合）よりも揺らぎが抑えられ駆動マージ
ンを広げることができる。
る極性を負極性にとると、Ｕ１状態のときには負極性の
パルスによって大きく揺らぎ、Ｕ２状態のときには正極
性のパルスによって大きく揺らぐことがわかった。そこ
で図４に示すように走査非選択信号に△Ｔ／２のパルス
を入れることにより、Ｕ１状態に対し図１３の波形Ａ
で、Ｕ２状態に対し波形Ｃで揺らぐようにし、かつＵ１
状態に対する波形Ａの揺らぎ、Ｕ２状態に対する波形Ｃ
の揺らぎが同程度になるよう振幅Ｖ６を調整する。する
と、従来マージンを決めていた揺らぎ（Ｕ１状態に波形
Ｂを印加した場合）よりも揺らぎが抑えられ駆動マージ
ンを広げることができる。
【００１６】したがって、第２安定状態（Ｕ２状態）か
ら第１安定状態（Ｕ１状態）へスイッチングさせる第１
の極性を有する電界の強度閾値Ｖａ、および第１安定状
態から第２安定状態へスイッチングさせる第２の極性を
有する電界の強度閾値ＶｂについてＶａ＞Ｖｂの関係を
有する場合、情報信号と走査非選択信号との合成信号の
うち、第１極性のパルスはパルス印加中に振幅が増える
ものを含み、第２極性のパルスはパルス印加中に振幅が
減るものを含むようにして、揺らぎに対するＵ１状態と
Ｕ２状態の非対称性を走査非選択信号によって補償、対
称化し、マージンの拡大が図られる。
ら第１安定状態（Ｕ１状態）へスイッチングさせる第１
の極性を有する電界の強度閾値Ｖａ、および第１安定状
態から第２安定状態へスイッチングさせる第２の極性を
有する電界の強度閾値ＶｂについてＶａ＞Ｖｂの関係を
有する場合、情報信号と走査非選択信号との合成信号の
うち、第１極性のパルスはパルス印加中に振幅が増える
ものを含み、第２極性のパルスはパルス印加中に振幅が
減るものを含むようにして、揺らぎに対するＵ１状態と
Ｕ２状態の非対称性を走査非選択信号によって補償、対
称化し、マージンの拡大が図られる。
【００１７】
【実施例】図１は本発明の一実施例に係わる表示装置の
ブロック図である。図中、１０７はグラフィックコント
ローラであり、ここから送出されるデータは駆動制御回
路１０５を通して走査信号制御回路１０４と情報信号制
御回路１０６に入力され、それぞれアドレスデータと表
示データに変換される。このアドレスデータに従って走
査信号印加回路１０２が図４Ａに示す走査選択信号波形
および図４Ｂに示す走査非選択信号波形を発生し、１２
８０×１０２４画素からなる表示部１０１の走査電極に
印加する。また表示データに従って情報信号印加回路１
０３が図４ＣおよびＤに示す情報信号波形を発生し、表
示部１０１の情報電極に印加する。
ブロック図である。図中、１０７はグラフィックコント
ローラであり、ここから送出されるデータは駆動制御回
路１０５を通して走査信号制御回路１０４と情報信号制
御回路１０６に入力され、それぞれアドレスデータと表
示データに変換される。このアドレスデータに従って走
査信号印加回路１０２が図４Ａに示す走査選択信号波形
および図４Ｂに示す走査非選択信号波形を発生し、１２
８０×１０２４画素からなる表示部１０１の走査電極に
印加する。また表示データに従って情報信号印加回路１
０３が図４ＣおよびＤに示す情報信号波形を発生し、表
示部１０１の情報電極に印加する。
【００１８】図２は表示部１０１の部分的な拡大図であ
る。同図において、２０１は走査電極、２０２は情報電
極、２０３は走査電極２０１と情報電極２０２との交差
部分により構成された、表示単位となる画素を示す。
る。同図において、２０１は走査電極、２０２は情報電
極、２０３は走査電極２０１と情報電極２０２との交差
部分により構成された、表示単位となる画素を示す。
【００１９】図３は表示部１０１の部分的な断面図であ
る。同図において、３０１はアナライザ、３０９はポラ
ライザであり、これらは表示部１０１がＵ２状態のとき
暗表示となるよう互いにクロスニコルで配置されてい
る。３０２と３０８はガラス基板、３０３と３０７は絶
縁膜、３０４と３０６は配向膜、３０５は強誘電性液
晶、３１０はシール材である。
る。同図において、３０１はアナライザ、３０９はポラ
ライザであり、これらは表示部１０１がＵ２状態のとき
暗表示となるよう互いにクロスニコルで配置されてい
る。３０２と３０８はガラス基板、３０３と３０７は絶
縁膜、３０４と３０６は配向膜、３０５は強誘電性液
晶、３１０はシール材である。
【００２０】なお、本実施例の３画素分を新たな画素と
し、それぞれにカラーフィルタを配置することで、多色
カラー表示装置として使用することができる。
し、それぞれにカラーフィルタを配置することで、多色
カラー表示装置として使用することができる。
【００２１】次に、表示部１０１を作製した手順を示
す。まず、走査電極２０１および情報電極２０２用の透
明電極としてスパッタ法により７０ｎｍの厚さのＩＴＯ
（酸化インジウム：錫）膜、ならびに絶縁膜３０３，３
０７として１２０ｎｍの厚さのＴａＯ（酸化タンタル）
膜を形成した一対のガラス基板３０２，３０８を用意
し、一方の基板のＩＴＯ膜上にポリイミドの前駆体であ
るポリアミック酸ＬＰ−６４（東レ製）のＮＭＰ（Ｎメ
チルピロリドン）：ｎ−ＢＣ（ｎ−ブチルセロソルブ）
混合溶液をスピンコートした。塗布溶液はＮＭＰ：ｎ−
ＢＣ＝２：１の混合溶媒にＬＰ−６４を１重量％となる
ように調製したものとし、スピン条件は、４５回転／
秒、２０秒とした。この基板について、８０℃のオーブ
ン中で５分の溶媒乾燥を行なった後、２００℃のオーブ
ン中で１時間の加熱焼成を行いイミド化した。得られた
ポリイミド膜は約１０ｎｍの厚さであった。
す。まず、走査電極２０１および情報電極２０２用の透
明電極としてスパッタ法により７０ｎｍの厚さのＩＴＯ
（酸化インジウム：錫）膜、ならびに絶縁膜３０３，３
０７として１２０ｎｍの厚さのＴａＯ（酸化タンタル）
膜を形成した一対のガラス基板３０２，３０８を用意
し、一方の基板のＩＴＯ膜上にポリイミドの前駆体であ
るポリアミック酸ＬＰ−６４（東レ製）のＮＭＰ（Ｎメ
チルピロリドン）：ｎ−ＢＣ（ｎ−ブチルセロソルブ）
混合溶液をスピンコートした。塗布溶液はＮＭＰ：ｎ−
ＢＣ＝２：１の混合溶媒にＬＰ−６４を１重量％となる
ように調製したものとし、スピン条件は、４５回転／
秒、２０秒とした。この基板について、８０℃のオーブ
ン中で５分の溶媒乾燥を行なった後、２００℃のオーブ
ン中で１時間の加熱焼成を行いイミド化した。得られた
ポリイミド膜は約１０ｎｍの厚さであった。
【００２２】次に、この膜をラビング処理して配向膜と
した。ラビングは、直径１０ｃｍのローラーに巻き付け
たナイロン製の布を用い、ローラーの回転速度を１６．
７回転／秒、配向膜表面に対する布の押込み量を０．４
ｍｍ、基板の送り速度を１０ｍｍ／秒とし、同じ方向に
２回（片道）行った。その後、この基板の表面に、平均
粒径が２．０μｍのシリカビーズを０．００８重量％分
散させたＩＰＡ（イソプロピルアルコール）溶液を、２
５回転／秒、１０秒の条件でスピン塗布し、分布密度が
３００個／ｍｍ2 程度となるようにビーズスぺーサを散
布した。
した。ラビングは、直径１０ｃｍのローラーに巻き付け
たナイロン製の布を用い、ローラーの回転速度を１６．
７回転／秒、配向膜表面に対する布の押込み量を０．４
ｍｍ、基板の送り速度を１０ｍｍ／秒とし、同じ方向に
２回（片道）行った。その後、この基板の表面に、平均
粒径が２．０μｍのシリカビーズを０．００８重量％分
散させたＩＰＡ（イソプロピルアルコール）溶液を、２
５回転／秒、１０秒の条件でスピン塗布し、分布密度が
３００個／ｍｍ2 程度となるようにビーズスぺーサを散
布した。
【００２３】対向側のもう一方の基板については、基板
のＩＴＯ膜上にシランカップリング剤（ＯＤＳ−Ｅ）の
０．５重量％エチルアルコール溶液を４５回転／秒、２
０秒の条件でスピン塗布し、垂直配向処理した。その
後、この基板上に熱硬化型のシール材を印刷により塗工
した。
のＩＴＯ膜上にシランカップリング剤（ＯＤＳ−Ｅ）の
０．５重量％エチルアルコール溶液を４５回転／秒、２
０秒の条件でスピン塗布し、垂直配向処理した。その
後、この基板上に熱硬化型のシール材を印刷により塗工
した。
【００２４】こうして得られた２枚の基板を対向させて
貼り合わせ、１５０℃のオーブン中で９０分間熱硬化さ
せ、セルとした。そしてこのセルに、次に述べる液晶混
合物を減圧下（１０Ｐａ）、等方相温度（１００℃）に
おいて注入し、Ｓｍ＊Ｃ相まで徐冷することにより液晶
素子とした。
貼り合わせ、１５０℃のオーブン中で９０分間熱硬化さ
せ、セルとした。そしてこのセルに、次に述べる液晶混
合物を減圧下（１０Ｐａ）、等方相温度（１００℃）に
おいて注入し、Ｓｍ＊Ｃ相まで徐冷することにより液晶
素子とした。
【００２５】ここで用いた液晶混合物は、化１に示す各
化合物をそれらの右側に示した比率で混合したものであ
る。この液晶混合物の相転移系列は次のとおりであり、
３０℃における物性定数は、自発分極Ｐｓ＝２．５ｎＣ
／ｃｍ2 、コーン角Θ＝１２．２°、誘電率異方性Δε
〜０、上述のセルに注入した状態での見かけのチルト角
θａ＝１０．８°であった。 等方相 → ＳｍＡ相 →Ｓｍ＊Ｃ相 → 結晶相 79.0℃ 53.2℃ -13.6 ℃ なお、スメクティックＣ相の非ら旋状態での液晶の層構
造は一般に屈曲構造（シェブロン構造）を示すが、この
液晶混合物は、屈曲部をもたないいわゆるブックシェル
フ構造を示し、双安定な２状態を有していた。
化合物をそれらの右側に示した比率で混合したものであ
る。この液晶混合物の相転移系列は次のとおりであり、
３０℃における物性定数は、自発分極Ｐｓ＝２．５ｎＣ
／ｃｍ2 、コーン角Θ＝１２．２°、誘電率異方性Δε
〜０、上述のセルに注入した状態での見かけのチルト角
θａ＝１０．８°であった。 等方相 → ＳｍＡ相 →Ｓｍ＊Ｃ相 → 結晶相 79.0℃ 53.2℃ -13.6 ℃ なお、スメクティックＣ相の非ら旋状態での液晶の層構
造は一般に屈曲構造（シェブロン構造）を示すが、この
液晶混合物は、屈曲部をもたないいわゆるブックシェル
フ構造を示し、双安定な２状態を有していた。
【００２６】
【化１】
【００２７】次に、装置の動作を説明する。図４は図１
の装置における駆動信号の波形を示す。同図において、
Ａは走査選択信号、Ｂは走査非選択信号、Ｃは明表示す
る時の情報信号、Ｄは暗表示する時の情報信号である。
また、１Ｈは一水平走査期間、ΔＴは選択期間を示す。
図６および７は本実施例における駆動波形の一例を示し
ており、図５のパターンを表示する場合の駆動信号のタ
イミングチャートである。図５においてｓ１〜ｓ５は走
査電極、ｉ１〜ｉ４は情報電極、交点上の白丸は明表
示、黒丸は暗表示を意味している。図６のｓ１、ｓ２、
ｉ１〜ｉ４はそれぞれ図５の電極ｓ１、ｓ２、ｉ１〜ｉ
４に印加する駆動波形、図７のｓ２−ｉ１〜ｓ２−ｉ４
はそれぞれ駆動波形ｓ２とｉ１〜ｉ４との、各画素に印
加される合成波形を示している。図７の矢印が示す範囲
は走査非選択期間であり、波形ｓ２−ｉ１は暗表示の情
報信号の直後に明表示の情報信号が続く場合に液晶に印
加される合成波形、波形ｓ２−ｉ２は明表示の情報信号
の直後に暗表示の情報信号が続く場合に液晶に印加され
る合成波形、波形ｓ２−ｉ３は暗表示の情報信号が続く
場合に液晶に印加される合成波形、波形ｓ２−ｉ４は明
表示の情報信号が続く場合に液晶に印加される合成波形
である。走査非選択期間にＵ１状態の分子をＵ２側に揺
らがす負極性のパルスに着目すると、ΔＴの幅を持つパ
ルス１、２、３、４、５はいずれもＶ４＋Ｖ６（または
−Ｖ３＋Ｖ６）からＶ４−Ｖ６（または−Ｖ３−Ｖ６）
へ振幅が変化している。
の装置における駆動信号の波形を示す。同図において、
Ａは走査選択信号、Ｂは走査非選択信号、Ｃは明表示す
る時の情報信号、Ｄは暗表示する時の情報信号である。
また、１Ｈは一水平走査期間、ΔＴは選択期間を示す。
図６および７は本実施例における駆動波形の一例を示し
ており、図５のパターンを表示する場合の駆動信号のタ
イミングチャートである。図５においてｓ１〜ｓ５は走
査電極、ｉ１〜ｉ４は情報電極、交点上の白丸は明表
示、黒丸は暗表示を意味している。図６のｓ１、ｓ２、
ｉ１〜ｉ４はそれぞれ図５の電極ｓ１、ｓ２、ｉ１〜ｉ
４に印加する駆動波形、図７のｓ２−ｉ１〜ｓ２−ｉ４
はそれぞれ駆動波形ｓ２とｉ１〜ｉ４との、各画素に印
加される合成波形を示している。図７の矢印が示す範囲
は走査非選択期間であり、波形ｓ２−ｉ１は暗表示の情
報信号の直後に明表示の情報信号が続く場合に液晶に印
加される合成波形、波形ｓ２−ｉ２は明表示の情報信号
の直後に暗表示の情報信号が続く場合に液晶に印加され
る合成波形、波形ｓ２−ｉ３は暗表示の情報信号が続く
場合に液晶に印加される合成波形、波形ｓ２−ｉ４は明
表示の情報信号が続く場合に液晶に印加される合成波形
である。走査非選択期間にＵ１状態の分子をＵ２側に揺
らがす負極性のパルスに着目すると、ΔＴの幅を持つパ
ルス１、２、３、４、５はいずれもＶ４＋Ｖ６（または
−Ｖ３＋Ｖ６）からＶ４−Ｖ６（または−Ｖ３−Ｖ６）
へ振幅が変化している。
【００２８】図８は従来の駆動波形を示す。同図におい
てＡは走査選択信号、Ｂは走査非選択信号、Ｃは明表示
する時の情報信号、Ｄは暗表示する時の情報信号であ
る。また、１Ｈは一水平走査期間、△Ｔは選択期間を示
す。図９および１０はこの駆動波形により図５のパター
ンを表示する場合のタイミングチャートである。図９は
各電極ｓ１、ｓ２、ｉ１〜ｉ４に印加する駆動波形、図
１０は電極ｓ２とｉ１〜ｉ４による各画素に印加される
合成波形を示している。同様に、Ｕ１状態の分子をＵ２
側に揺らがす負極性のパルスに着目すると、△Ｔの幅を
持つパルス６、７、８、９、１０はいずれも振幅がＶ４
（または−Ｖ３）で一定である。図７の本実施例のパル
ス１〜５と図１０の従来のパルス６〜１０を比較する
と、本実施例の方がＵ１状態の分子をＵ２側に揺らがせ
る効果を抑えており、その結果、従来よりも良好なコン
トラストおよび広いマージン範囲を実現している。
てＡは走査選択信号、Ｂは走査非選択信号、Ｃは明表示
する時の情報信号、Ｄは暗表示する時の情報信号であ
る。また、１Ｈは一水平走査期間、△Ｔは選択期間を示
す。図９および１０はこの駆動波形により図５のパター
ンを表示する場合のタイミングチャートである。図９は
各電極ｓ１、ｓ２、ｉ１〜ｉ４に印加する駆動波形、図
１０は電極ｓ２とｉ１〜ｉ４による各画素に印加される
合成波形を示している。同様に、Ｕ１状態の分子をＵ２
側に揺らがす負極性のパルスに着目すると、△Ｔの幅を
持つパルス６、７、８、９、１０はいずれも振幅がＶ４
（または−Ｖ３）で一定である。図７の本実施例のパル
ス１〜５と図１０の従来のパルス６〜１０を比較する
と、本実施例の方がＵ１状態の分子をＵ２側に揺らがせ
る効果を抑えており、その結果、従来よりも良好なコン
トラストおよび広いマージン範囲を実現している。
【００２９】本実施例の表示装置を温度が３０℃の時、
駆動条件を、図４における各電圧値についてＶ１＝１
４．３ｖ、Ｖ２＝−１４．３ｖ、Ｖ３＝５．７ｖ、Ｖ４
＝−５．７ｖ、Ｖ５＝６．４ｖ、Ｖ６＝０．８ｖとし、
選択期間△Ｔを△Ｔ＝３０μｓに設定して駆動したとこ
ろ、表示部１０１全面にわたって良好な表示を行なうこ
とができた。
駆動条件を、図４における各電圧値についてＶ１＝１
４．３ｖ、Ｖ２＝−１４．３ｖ、Ｖ３＝５．７ｖ、Ｖ４
＝−５．７ｖ、Ｖ５＝６．４ｖ、Ｖ６＝０．８ｖとし、
選択期間△Ｔを△Ｔ＝３０μｓに設定して駆動したとこ
ろ、表示部１０１全面にわたって良好な表示を行なうこ
とができた。
【００３０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
非対称な閾値特性を持つ強誘電性液晶素子を有する液晶
表示装置において、情報信号と走査非選択信号との合成
信号のうち、第１極性のパルスはパルス印加中に振幅が
増えるものを含み、第２極性のパルスはパルス印加中に
振幅が減るものを含むようにしたため、液晶の揺らぎに
対する第１安定状態と第２安定状態の非対称性を走査非
選択時に印加される合成信号によって補償・対称化し
て、液晶分子に加わる交流パルスの影響を緩和すること
ができ、したがって駆動マージンを広く取り、表示部全
体にわたって良好な表示を行なうことができる。
非対称な閾値特性を持つ強誘電性液晶素子を有する液晶
表示装置において、情報信号と走査非選択信号との合成
信号のうち、第１極性のパルスはパルス印加中に振幅が
増えるものを含み、第２極性のパルスはパルス印加中に
振幅が減るものを含むようにしたため、液晶の揺らぎに
対する第１安定状態と第２安定状態の非対称性を走査非
選択時に印加される合成信号によって補償・対称化し
て、液晶分子に加わる交流パルスの影響を緩和すること
ができ、したがって駆動マージンを広く取り、表示部全
体にわたって良好な表示を行なうことができる。
【図１】 本発明の一実施例に係る表示装置のブロック
図である。
図である。
【図２】 図１の装置の表示部の拡大図である。
【図３】 図１の装置の表示部の断面図である。
【図４】 図１の装置の用いた駆動波形を示す図であ
る。
る。
【図５】 図１の装置における表示パターンを例示する
模式図である。
模式図である。
【図６】 図１の装置における駆動波形のタイミングチ
ャートである。
ャートである。
【図７】 図１の装置における合成波形のタイミングチ
ャートである。
ャートである。
【図８】 従来の駆動波形を示す図である。
【図９】 従来の駆動波形のタイミングチャートであ
る。
る。
【図１０】 従来の合成波形のタイミングチャートであ
る。
る。
【図１１】 液晶の配向状態のモデル図である。
【図１２】 双安定ポテンシャルのモデル図である。
【図１３】 本発明の原理を説明するための交流パルス
の説明図である。
の説明図である。
１，２，３，４，５ａ：前半の振幅が低く後半の振幅が
高いパルス、ｂ：振幅が一定のパルス、ｃ：前半の振幅
が高く後半の振幅が低いパルス、１０１：表示部、１０
２：走査信号印加回路、１０３：情報信号印加回路、１
０５：駆動制御回路、１０４：走査信号制御回路、１０
６：情報信号制御回路、１０７：グラフィックコントロ
ーラ、２０１：走査電極、２０２：情報電極、２０３：
画素、３０１：アナライザ、３０２，３０８：ガラス基
板、３０３，３０７：絶縁膜、３０４，３０６：配向
膜、３０５：強誘電性液晶、３０９：ポラライザ、３１
０：シール材。
高いパルス、ｂ：振幅が一定のパルス、ｃ：前半の振幅
が高く後半の振幅が低いパルス、１０１：表示部、１０
２：走査信号印加回路、１０３：情報信号印加回路、１
０５：駆動制御回路、１０４：走査信号制御回路、１０
６：情報信号制御回路、１０７：グラフィックコントロ
ーラ、２０１：走査電極、２０２：情報電極、２０３：
画素、３０１：アナライザ、３０２，３０８：ガラス基
板、３０３，３０７：絶縁膜、３０４，３０６：配向
膜、３０５：強誘電性液晶、３０９：ポラライザ、３１
０：シール材。
Claims (6)
- 【請求項１】 走査電極群と情報電極群で構成したマト
リクス電極の間に強誘電性液晶を配置した表示素子、お
よび、各電極群に駆動信号を印加して前記強誘電性液晶
に電界を付与することにより前記強誘電性液晶をその第
１および第２の２つの安定状態間でスイッチングさせて
画像表示を行なう駆動手段を備えた液晶表示装置におい
て、 前記第２安定状態から第１安定状態へスイッチングさせ
る第１の極性を有するパルスの閾値電圧をＶａ、前記第
１安定状態から第２安定状態へスイッチングさせる第２
の極性を有するパルスの閾値電圧をＶｂとすれば、｜Ｖ
ａ｜＞｜Ｖｂ｜の関係を有するとともに、 駆動手段が前記情報電極群に印加する情報信号と前記走
査電極群に印加する走査非選択信号との合成信号のう
ち、第１極性のパルスはパルス印加中に振幅が増えるも
のを含み、第２極性のパルスはパルス印加中に振幅が減
るものを含むことを特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項２】 書込み選択期間を△Ｔとすると、駆動手
段が前記情報電極群に印加する情報信号と前記走査電極
群に印加する走査非選択信号との合成信号のうち、△Ｔ
以上の幅を有する第１極性のパルスはパルス印加中に振
幅が増え、△Ｔ以上の幅を有する第２極性のパルスはパ
ルス印加中に振幅が減るものであることを特徴とする請
求項１記載の液晶表示装置。 - 【請求項３】 書込み選択期間を△Ｔとすると、駆動手
段が前記情報電極群に印加する情報信号は、表示情報に
応じて第１または第２の安定状態を選択するパルス幅△
Ｔの選択パルスと、選択パルスの前後にパルス幅△Ｔ／
２で配置され選択パルスと同じ振幅かつ逆極性の２つの
補助パルスとで構成したものであり、前記走査電極群に
印加する走査選択信号は、一方の安定状態にする消去パ
ルス、表示情報に応じて第１または第２の安定状態を選
択する選択パルス、および前記情報信号の補助パルスと
同期する１つ以上の補助パルスで構成したものであり、
前記走査電極群に印加する走査非選択信号は、情報信号
の選択パルスより小さい振幅でかつパルス幅が△Ｔ／２
の交流パルスで構成するものであることを特徴とする請
求項１記載の液晶表示装置。 - 【請求項４】 前記情報信号と走査信号との合成信号
は、走査非選択期間では直流成分を含まないことを特徴
とする請求項１〜３記載の液晶表示装置。 - 【請求項５】 前記閾値電圧ＶａとＶｂは １．１≦｜Ｖａ｜／｜Ｖｂ｜ の関係を有することを特徴とする請求項１〜４記載の液
晶表示装置。 - 【請求項６】 前記強誘電性液晶は、温度を降下させる
に従い、等方相、スメクティックＡ相、カイラルスメク
ティック相の順に相転移するものであることを特徴とす
る請求項１〜５記載の液晶表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23607294A JPH0876094A (ja) | 1994-09-06 | 1994-09-06 | 液晶表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23607294A JPH0876094A (ja) | 1994-09-06 | 1994-09-06 | 液晶表示装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0876094A true JPH0876094A (ja) | 1996-03-22 |
Family
ID=16995307
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23607294A Pending JPH0876094A (ja) | 1994-09-06 | 1994-09-06 | 液晶表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0876094A (ja) |
-
1994
- 1994-09-06 JP JP23607294A patent/JPH0876094A/ja active Pending
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