JPH1073803A - Display element device and display element driving method - Google Patents

Display element device and display element driving method

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JPH1073803A
JPH1073803A JP9184608A JP18460897A JPH1073803A JP H1073803 A JPH1073803 A JP H1073803A JP 9184608 A JP9184608 A JP 9184608A JP 18460897 A JP18460897 A JP 18460897A JP H1073803 A JPH1073803 A JP H1073803A
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哲志 吉田
Tomio Tanaka
富雄 田中
Jun Ogura
潤 小倉
Satoru Shimoda
悟 下田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid crystal display device having a high speed responsiveness and a wide visual field angle characteristic and capable of reducing a burn-in phenomenon and capable of reducing a flicker. SOLUTION: Liquid crystal in which a molecular has the first ferroelectric phase roughly arranged in a first direction 21A and a molecular has the second ferroelectric phase roughly arranged in a second direction 21B and a director has an intermediate oriended state heading a direction being in between the first direction 21A and the second direction according to an impressed voltage 21B is arranged in between substrates. Liquid crystal in which the intersection angle between the first and second directions 21A, 21B is larger than 45 deg. is used in this display element. The transmission axis 23A of a polarizing plate 23 is arranged in the direction inclinded by 22.5 deg. with respect to the intermediate direction 21C between the first and second directions 21A, 21B and the optical axis 24A of a polarizing plate 24 is arranged so as to orthogonally cross with the transmission axis 23A. Then, a fixed first voltage and a second voltage corresponding to a display gradation with which liquid crystals of pixels do not become ferroelectric phases and which are voltages of a range in which the maximum and minimum transmissivities can be obtained are successively impressed on the liquid crystals of respective pixels.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、強誘電相を有す
る液晶を用いた表示素子装置及び表示素子の駆動方法に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a display device using a liquid crystal having a ferroelectric phase and a method of driving the display device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より広く使用されていてるネマチッ
ク液晶を用いた液晶表示素子に代えて、高速応答特性及
び広い視野角特性が期待される強誘電性液晶、反強誘電
性液晶等を用いた液晶表示素子が開発されている。これ
らの液晶表示素子は、対向する内面に電極を形成した対
向する一対の基板間に、強誘電性液晶或いは反強誘電性
液晶を介在させたものである。
2. Description of the Related Art Instead of a liquid crystal display device using a nematic liquid crystal, which has been widely used, a ferroelectric liquid crystal and an antiferroelectric liquid crystal which are expected to have a high-speed response characteristic and a wide viewing angle characteristic are used. Liquid crystal display devices have been developed. In these liquid crystal display elements, a ferroelectric liquid crystal or an antiferroelectric liquid crystal is interposed between a pair of opposing substrates having electrodes formed on opposing inner surfaces.

【0003】強誘電性液晶を用いたものでは、対向する
電極間に一方の極性の所定の電圧を印加することにより
液晶分子を一方の強誘電性相に配向させた第1の配向安
定状態と、電極間に他方の極性の所定の電圧を印加する
ことにより液晶分子を他方の強誘電性相に配向させた第
2の配向安定状態との双安定性を利用して駆動すること
により所望の画像を表示させる。
In the case of using a ferroelectric liquid crystal, a first alignment stable state in which liquid crystal molecules are aligned in one ferroelectric phase by applying a predetermined voltage of one polarity between opposing electrodes is obtained. By applying a predetermined voltage of the other polarity between the electrodes to drive the liquid crystal molecules utilizing the bistability with the second alignment stable state in which the liquid crystal molecules are aligned in the other ferroelectric phase, the desired state is obtained. Display the image.

【0004】また、反強誘電性液晶を用いたものでは、
対向する電極間に一方の極性の所定の電圧を印加するこ
とにより液晶分子を一方の強誘電性相に配向させた第1
の配向安定状態と、電極間に他方の極性の所定の電圧を
印加することにより液晶分子を他方の強誘電性相に配向
させた第2の配向安定状態と、さらに電界を印加しない
ときの反強誘電性相に配向した第3の配向安定状態との
3安定性を利用して駆動することにより所望の画像を表
示させる。
[0004] In the case of using an antiferroelectric liquid crystal,
A first type in which liquid crystal molecules are oriented to one ferroelectric phase by applying a predetermined voltage of one polarity between opposing electrodes.
And a second alignment stable state in which liquid crystal molecules are aligned in the other ferroelectric phase by applying a predetermined voltage of the other polarity between the electrodes, and a reverse alignment state when no electric field is applied. A desired image is displayed by driving using the three stability of the ferroelectric phase and the third orientation stable state.

【0005】これらの液晶表示素子では、液晶分子を、
強誘電性相或いは反強誘電性相の安定した状態に配向さ
せて、そのメモリ効果を利用して2値表示を行うもので
あり、再現性の良い階調表示を行うことは困難である。
In these liquid crystal display devices, liquid crystal molecules are
Since the ferroelectric phase or the antiferroelectric phase is oriented in a stable state and a binary display is performed by utilizing the memory effect, it is difficult to perform a gradation display with good reproducibility.

【0006】階調表示が可能な強誘電性液晶表示素子と
して、DHF液晶(Deformed Helical Ferroelectric L
iquid Crystal)を使用した液晶表示素子が提案されてい
る。DHF液晶表示素子は、ショートピッチの強誘電性
液晶を螺旋が存在する状態で基板間に介在させ、対向す
る電界に応じて螺旋を歪ませることにより、一方の強誘
電性相から他方の強誘電性相まで液晶のダイレクタを連
続的に変化させるものである。
A DHF liquid crystal (Deformed Helical Ferroelectric L
Liquid crystal display devices using iquid crystal) have been proposed. In a DHF liquid crystal display device, a ferroelectric liquid crystal having a short pitch is interposed between substrates in the presence of a helix, and the helix is distorted in accordance with an opposing electric field. The director of the liquid crystal is continuously changed up to the characteristic phase.

【0007】また、近時、一部の反強誘電性液晶が示す
中間配向状態を用いて階調表示を行う反強誘電性液晶表
示素子等も提案されている。
Further, recently, an antiferroelectric liquid crystal display device which performs gradation display using an intermediate alignment state of some antiferroelectric liquid crystals has been proposed.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】上述した強誘電性液晶
及び反強誘電性液晶は、液晶分子が分子長軸とほぼ直交
する方向に永久双極子を持ち、この永久双極子と電界と
の直接的な相互作用により液晶分子が挙動する。このた
め、応答速度が速く、又液晶のダイレクタの変化が基板
と平行な面内で動くので、視野角が広くなる。
In the above-mentioned ferroelectric liquid crystal and antiferroelectric liquid crystal, liquid crystal molecules have a permanent dipole in a direction substantially orthogonal to the molecular long axis. Liquid crystal molecules behave due to a natural interaction. Therefore, the response speed is high, and the change in the director of the liquid crystal moves in a plane parallel to the substrate, so that the viewing angle is widened.

【0009】しかしながら、これらの液晶は、液晶分子
の永久双極子による自発分極を持っているため、基板側
にその自発分極と逆極性の電荷が蓄積されて基板との相
互作用が大きくなって、液晶分子が電界に応じて十分自
由に挙動できなくなり、画像が残像として残ってしまう
という、表示の焼き付き現象が生じる。
However, since these liquid crystals have spontaneous polarization due to permanent dipoles of the liquid crystal molecules, charges having the opposite polarity to the spontaneous polarization are accumulated on the substrate side, and the interaction with the substrate becomes large. The display burn-in phenomenon occurs in that the liquid crystal molecules cannot behave sufficiently freely in response to the electric field and an image remains as an afterimage.

【0010】従来の強誘電性液晶素子及び反強誘電性液
晶素子では、表示の焼き付き現象を低減する方法とし
て、液晶に印加する電圧の極性をフレーム毎に、或いは
ライン毎に反転させる駆動方法が提案されている。ま
た、駆動パルス毎に逆極性の補償パルスを印加する駆動
方法も提案されている。
In the conventional ferroelectric liquid crystal element and antiferroelectric liquid crystal element, as a method of reducing the image sticking phenomenon, a driving method of inverting the polarity of the voltage applied to the liquid crystal for each frame or for each line. Proposed. Further, a driving method for applying a compensation pulse having a reverse polarity for each driving pulse has also been proposed.

【0011】しかし、これらの方法では、電荷の片寄り
を十分無くすことができず、焼き付きを無くすことがで
きない。また、正極性と逆極性のパルスに対する液晶の
応答が異なるためにフリッカが発生するという問題があ
る。
However, in these methods, the bias of the electric charge cannot be sufficiently eliminated, and the burn-in cannot be eliminated. In addition, there is a problem that flicker occurs because the response of the liquid crystal to the pulse of the positive polarity and the pulse of the opposite polarity is different.

【0012】この発明は上記実状に鑑みてなされたもの
で、高速応答性及び広視野角特性を有し、さらに、焼き
付き現象を低減でき、フリッカを低減することができる
表示素子装置及び表示素子の駆動方法を提供することを
目的とする。
The present invention has been made in view of the above situation, and has a high-speed response and a wide viewing angle characteristic, and can further reduce a burn-in phenomenon and reduce flicker. It is an object to provide a driving method.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明の第1の観点にかかる表示素子装置は、対
向面に電極がそれぞれ形成された一対の基板と、前記一
対の基板の間に配置され、前記電極間に印加された一方
極性の第1の電圧に応じて液晶分子が第1の方向にほぼ
配列した第1の強誘電相を示す第1の配向状態と、前記
電極間に印加された他方極性の第2の電圧に応じて液晶
分子が第2の方向にほぼ配列した第2の強誘電相を示す
第2の配向状態と、前記第1の電圧と第2の電圧との中
間の任意の第3の電圧の印加に応じて液晶分子がそのダ
イレクタを前記第1の方向と前記第2の方向との間の方
向に向けて配向する強誘電相を示す液晶と、前記一対の
基板を挟んで配置され、いずれか一方の光学軸が前記第
1と第2の方向のいずれか一方と前記第3の方向とによ
り挟まれる角度範囲に設置され、他方の光学軸が前記一
方の光学軸と実質的に垂直または平行にそれぞれ配置さ
れた一対の偏光板と、前記電極に接続され、対向する電
極領域とその間の前記液晶を含む各画素を順次選択し、
選択した画素の前記液晶に、液晶のダイレクタを前記第
1の方向と第2の方向により挟まれる角度範囲よりも狭
い角度範囲で変化させ、且つ、固定の第1の駆動電圧
と、該第1の駆動電圧を印加した後に印加され、表示階
調に対応する第2の駆動電圧を含む駆動電圧を印加する
駆動手段と、を備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a display device according to a first aspect of the present invention comprises: a pair of substrates each having electrodes formed on opposing surfaces; A first alignment state indicating a first ferroelectric phase in which liquid crystal molecules are substantially arranged in a first direction according to a first voltage of one polarity applied between the electrodes; A second alignment state indicating a second ferroelectric phase in which liquid crystal molecules are substantially aligned in a second direction in response to a second voltage of the other polarity applied to the first voltage and the second voltage. A liquid crystal exhibiting a ferroelectric phase in which liquid crystal molecules orient the director thereof in a direction between the first direction and the second direction in response to application of an arbitrary third voltage intermediate between The pair of substrates is disposed so that one of the optical axes is in the first and second directions. A pair of polarizing plates disposed in an angle range sandwiched by one of the third directions and the other optical axis being substantially perpendicular or parallel to the one optical axis; Connected, sequentially select each pixel including the liquid crystal between the opposing electrode regions and
The liquid crystal of the selected pixel is changed in the director of the liquid crystal in an angle range narrower than the angle range sandwiched between the first direction and the second direction, and the fixed first drive voltage and the first And a drive unit for applying a drive voltage including a second drive voltage corresponding to a display gradation, which is applied after the application of the drive voltage.

【0014】このような構成によれば、液晶を強誘電相
に配向させることなく、且つ、最大階調と最小階調を表
示することができる。液晶を強誘電相に配向させること
なく駆動することにより、表示の焼き付き現象を抑える
ことができる。また、印加電圧に応じて表示階調が一義
的に定まるため、直流的な駆動が可能になり、フリッカ
を抑えることができる。また、強誘電相を示す液晶を使
用することにより、高速応答性及び広視野角特性を確保
することができる。
According to such a configuration, it is possible to display the maximum gradation and the minimum gradation without aligning the liquid crystal in the ferroelectric phase. By driving the liquid crystal without aligning the liquid crystal in the ferroelectric phase, a display burn-in phenomenon can be suppressed. In addition, since the display gradation is uniquely determined according to the applied voltage, DC driving can be performed and flicker can be suppressed. Further, by using a liquid crystal exhibiting a ferroelectric phase, high-speed response and wide viewing angle characteristics can be ensured.

【0015】しかも、駆動手段が、表示階調に対応する
第2の駆動電圧を印加する前に固定の第1の駆動電圧を
液晶に印加しているので、第2の駆動電圧を印加する直
前の液晶の配向状態がほぼ一定になり、光学特性のヒス
テリシスの影響を受けずに、安定して所望の階調を表示
することができる。
Further, since the driving means applies the fixed first driving voltage to the liquid crystal before applying the second driving voltage corresponding to the display gradation, the driving means immediately before applying the second driving voltage. And the alignment state of the liquid crystal becomes substantially constant, and a desired gradation can be stably displayed without being affected by the hysteresis of the optical characteristics.

【0016】前記駆動手段は、前記第1の駆動電圧と絶
対値が同一で極性が反対の第3の駆動電圧、又は、前記
第1の駆動電圧と前記第2の駆動電圧の和と絶対値が同
一で極性が反対の第4の電圧の一方を、選択した画素の
前記液晶に前記第1の駆動電圧を印加する前に印加する
手段を備えてもよい。また、前記駆動手段は、前記第1
の駆動電圧と絶対値が同一で極性が反対の第5の駆動電
圧と、前記第2の駆動電圧と絶対値が同一で極性が反対
の第6の駆動電圧とを、選択した画素の前記液晶に前記
第1の駆動電圧を印加する前に印加する手段を備えても
よい。この構成によれば、液晶に印加する電圧の直流成
分を低減し、液晶の劣化を予防することができる。
The driving means may include a third driving voltage having the same absolute value as the first driving voltage but opposite in polarity, or a sum of the first driving voltage and the second driving voltage and an absolute value. And a means for applying one of the fourth voltages having the same polarity but opposite polarities before applying the first drive voltage to the liquid crystal of the selected pixel. Further, the driving unit is configured to control the first
A fifth driving voltage having the same absolute value as the driving voltage of the second driving voltage and having the opposite polarity, and a sixth driving voltage having the same absolute value as the second driving voltage and having the opposite polarity being the liquid crystal of the selected pixel. Means for applying the first drive voltage before applying the first drive voltage. According to this configuration, the DC component of the voltage applied to the liquid crystal can be reduced, and deterioration of the liquid crystal can be prevented.

【0017】前記液晶としては、前記第1の方向と第2
の方向とのなす交角が45°より大きい角度で夫々配向
する強誘電性相をもっているものを使用でき、この場
合、前記駆動手段は、液晶のダイレクタを前記第1の方
向と第2の方向とにより挟まれる角度範囲内のほぼ45
°の角度範囲で変化させる電圧を印加することができ
る。
The liquid crystal includes the first direction and the second direction.
Can be used, each having a ferroelectric phase that is oriented at an angle of more than 45 ° with respect to the direction of the liquid crystal. In this case, the driving means controls the director of the liquid crystal by the first direction and the second direction. Approximately 45 within the angle range sandwiched by
A voltage that changes in an angle range of ° can be applied.

【0018】前記液晶としては、前記第1の方向と第2
の方向とのなす交角がほぼ60°より大きい角度で夫々
配向する強誘電性相をもっているものが望ましい。この
場合、前記一対の偏光板の一方は、前記第1の方向と第
2の方向のいずれかに対して、前記交角より45°を差
し引いた角度の1/2から前記交角より45°を差し引
いた角度の範囲に、その光学軸の方向が配置され。例え
ば、前記第1の方向と第2の方向とのなす交角がほぼ6
0°のとき、前記第1の方向と第2の方向のいずれかに
対して、ほぼ7.5°以上、15°未満の角度に光学軸
の方向が配置される。
The liquid crystal includes the first direction and the second direction.
It is desirable to have a ferroelectric phase which is oriented at an angle of intersection of more than 60 ° with each other. In this case, one of the pair of polarizing plates subtracts 45 ° from the intersection angle from 1 / of an angle obtained by subtracting 45 ° from the intersection angle with respect to any of the first direction and the second direction. The direction of the optical axis is arranged in the range of the angle. For example, the intersection angle between the first direction and the second direction is approximately 6
At 0 °, the direction of the optical axis is arranged at an angle of approximately 7.5 ° or more and less than 15 ° with respect to either the first direction or the second direction.

【0019】前記一対の偏光板は、例えば、いずれか一
方の光学軸が、前記駆動手段によって変化させられるダ
イレクタの角度範囲の一方の側の方向と実質的に平行に
なるように配置される。
The pair of polarizing plates are arranged, for example, such that one of the optical axes is substantially parallel to a direction on one side of the angle range of the director changed by the driving means.

【0020】前記液晶としては、前記第1の方向と第2
の方向とのなす交角が90°より大きい角度で夫々配向
する強誘電性相をもっているものを用いても良い、この
場合、前記一対の偏光板の一方は、例えば、前記液晶の
スメクティック層の法線方向とほぼ平行に、その光学軸
の方向を配置する。
The liquid crystal includes the first direction and the second direction.
May be used, each having a ferroelectric phase oriented at an angle greater than 90 ° with respect to the direction of the liquid crystal. In this case, one of the pair of polarizing plates may be formed, for example, by a method of forming a smectic layer of the liquid crystal. The direction of the optical axis is arranged substantially parallel to the line direction.

【0021】前記液晶は、例えば、対向する電極間に電
圧が印加されていないときに、前記液晶のダイレクタが
前記第1の方向と第2の方向とでなす角度のほぼ2等分
線と平行な方向に向いた反強誘電性相を示す反強誘電性
液晶から構成される。
The liquid crystal is, for example, substantially parallel to the bisector of the angle formed by the director of the liquid crystal between the first and second directions when no voltage is applied between the opposing electrodes. Composed of antiferroelectric liquid crystals exhibiting an antiferroelectric phase oriented in various directions.

【0022】前記一対の偏光板の一方は、例えば、前記
第1の方向と第2の方向のいずれかに対して、前記交角
より45°を差し引いた角度の範囲に、その光学軸の方
向が配置される。
For example, one of the pair of polarizing plates has an optical axis direction within a range of an angle obtained by subtracting 45 ° from the intersection angle with respect to either the first direction or the second direction. Be placed.

【0023】前記駆動手段は、例えば、前記第1と第2
の電圧の絶対値よりも小さい前記第1の駆動パルスを印
加した後に、各前記画素の表示状態を定めるための画像
データに対応したパルスを各前記画素の前記液晶に印加
する駆動回路を備えている。
The driving means includes, for example, the first and second driving means.
A driving circuit for applying a pulse corresponding to image data for determining a display state of each pixel to the liquid crystal of each pixel after applying the first driving pulse smaller than the absolute value of the voltage of the pixel. I have.

【0024】上記の表示素子装置は、例えば、アクティ
ブマトリックス型素子でも、シンプルマトリックス型
(パッシブマトリックス型)素子でも良い。
The above display device may be, for example, an active matrix type device or a simple matrix type (passive matrix type) device.

【0025】アクティブマトリックス型素子の場合、ア
クティブ素子は、薄膜トランジスタ等から構成される。
この場合、前記駆動手段は、例えば、各前記画素の前記
薄膜トランジスタにゲート信号を印加してオンさせるゲ
ート駆動回路と、各前記画素の表示状態を定めるための
1つの画像データに対応した前記第2の駆動電圧を有す
るパルスを、ゲート信号により前記薄膜トランジスタが
オンして各書き込み期間に、各前記画素の前記液晶に印
加するデータ駆動回路と、を備える。
In the case of an active matrix type element, the active element is constituted by a thin film transistor or the like.
In this case, for example, the driving unit includes a gate driving circuit that applies a gate signal to the thin film transistor of each of the pixels to turn on the thin film transistor, and the second driving unit that corresponds to one image data for determining a display state of each of the pixels. And a data drive circuit for applying a pulse having a drive voltage to the liquid crystal of each pixel during each writing period when the thin film transistor is turned on by a gate signal.

【0026】上記目的を達成するため、この発明の第2
の観点にかかる表示素子の駆動方法は、対向面に電極が
それぞれ形成された一対の基板と、前記一対の基板の間
に配置され、前記電極間に印加された一方極性の第1の
電圧に応じて液晶分子が第1の方向にほぼ配列した第1
の強誘電相を示す第1の配向状態と、前記電極間に印加
された他方極性の第2の電圧に応じて液晶分子が第2の
方向にほぼ配列した第2の強誘電相を示す第2の配向状
態と、前記電極間に電圧を印加していないときにスメク
ティック相の層の法線方向とほぼ一致する第3の方向に
液晶分子がそのダイレクタを向けて配向する第3の配向
状態とを有し、前記第1の電圧と第2の電圧との中間の
任意の第3の電圧の印加に応じて液晶分子がそのダイレ
クタを前記第1の方向と前記第2の方向との間の方向に
向けて配向する強誘電相を示す液晶と、前記一対の基板
を挟んで配置され、いずれか一方の光学軸が前記第1と
第2の方向のいずれか一方と前記第3の方向とにより挟
まれる角度範囲に設置され、他方の光学軸が前記一方の
光学軸と実質的に垂直または平行にそれぞれ配置された
一対の偏光板と、を備える表示素子の駆動方法であっ
て、対向する電極とこれらの電極が互いに対向する領域
の前記液晶とにより形成される各画素を順次選択する選
択ステップと、該選択ステップで選択した画素の前記液
晶に、固定の電圧を有する第1のパルスを印加する第1
の駆動ステップと、該第1の駆動ステップで前記第1の
パルスを印加した画素の前記液晶に、前記第1の方向と
第2の方向により挟まれる角度範囲よりも狭い角度範囲
で液晶のダイレクタを変化させ、且つ、表示階調に対応
する電圧を有する第2のパルスを印加する第2の駆動ス
テップとを、含むことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the second aspect of the present invention
The method for driving a display element according to the aspect of the present invention includes: a pair of substrates each having electrodes formed on opposing surfaces; and a first voltage having one polarity applied between the electrodes and disposed between the pair of substrates. Accordingly, the first liquid crystal molecules are substantially aligned in the first direction.
And a second ferroelectric phase in which liquid crystal molecules are substantially aligned in a second direction in accordance with a second voltage of the other polarity applied between the electrodes. And a third alignment state in which the liquid crystal molecules are oriented with their directors oriented in a third direction substantially coincident with the normal direction of the smectic phase layer when no voltage is applied between the electrodes. And the liquid crystal molecules cause the director to move between the first direction and the second direction in response to application of an arbitrary third voltage intermediate between the first voltage and the second voltage. And a liquid crystal exhibiting a ferroelectric phase that is oriented in the direction of... And the optical axis of one of the substrates is disposed between the pair of substrates. And the other optical axis is substantially equal to the one optical axis. A method for driving a display element, comprising: a pair of polarizers disposed directly or parallel to each other, wherein each pixel sequentially formed by opposing electrodes and the liquid crystal in a region where these electrodes oppose each other is sequentially selected. And a first step of applying a first pulse having a fixed voltage to the liquid crystal of the pixel selected in the selecting step.
And the director of the liquid crystal in the liquid crystal of the pixel to which the first pulse is applied in the first driving step in an angle range narrower than an angle range sandwiched by the first direction and the second direction. And applying a second pulse having a voltage corresponding to the display gray scale.

【0027】[0027]

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面を参照して説明する。図1はこの実施の形態の表示素
子の断面図、図2は画素電極とアクティブ素子を形成し
た透明基板の平面図である。この表示素子は、アクティ
ブマトリクス方式のものであり、図1に示すように、一
対の透明基板(例えば、ガラス基板)11、12と、透
明基板11、12の間に配置された液晶21と、透明基
板11、12を挟んで配置された一対の偏光板23、2
4と、から構成されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view of a display element of this embodiment, and FIG. 2 is a plan view of a transparent substrate on which pixel electrodes and active elements are formed. This display element is of an active matrix type, and as shown in FIG. 1, a pair of transparent substrates (for example, glass substrates) 11 and 12, a liquid crystal 21 disposed between the transparent substrates 11 and 12, and A pair of polarizing plates 23, 2 disposed with the transparent substrates 11, 12 interposed therebetween
4.

【0028】図1において下側の透明基板(以下、下基
板)11には、ITO等の透明導電材料から構成された
画素電極13と画素電極13にソースが接続された薄膜
トランジスタ(以下、TFT(Thin Film Transisto
r))14とがマトリクス状に形成されている。
In FIG. 1, a lower transparent substrate (hereinafter referred to as a lower substrate) 11 has a pixel electrode 13 made of a transparent conductive material such as ITO and a thin film transistor (hereinafter referred to as a TFT (hereinafter referred to as a TFT) having a source connected to the pixel electrode 13. Thin Film Transisto
r)) 14 are formed in a matrix.

【0029】図2に示すように、画素電極13の行間に
ゲートライン(走査ライン)15が配線され、画素電極
13の列間にデータライン(階調信号ライン)16が配
線されている。各TFT14のゲート電極は対応するゲ
ートライン15に接続され、ドレイン電極は対応するデ
ータライン16に接続されている。
As shown in FIG. 2, a gate line (scanning line) 15 is arranged between rows of the pixel electrodes 13, and a data line (gradation signal line) 16 is arranged between columns of the pixel electrodes 13. The gate electrode of each TFT 14 is connected to a corresponding gate line 15, and the drain electrode is connected to a corresponding data line 16.

【0030】ゲートライン15は、行ドライバ31に接
続され、データライン16は列ドライバ32に接続され
ている。行ドライバ31は、後述するゲート電圧を印加
して、ゲートライン15をスキャンする。一方、列ドラ
イバ32は、画像データ(階調信号)を受け、データラ
イン16に画像データに対応するデータ信号を印加す
る。
The gate line 15 is connected to a row driver 31 and the data line 16 is connected to a column driver 32. The row driver 31 scans the gate line 15 by applying a gate voltage described later. On the other hand, the column driver 32 receives the image data (gradation signal) and applies a data signal corresponding to the image data to the data line 16.

【0031】図1において、上側の透明基板(以下、上
基板)12には、下基板11の各画素電極13と対向
し、基準電圧V0が印加されている対向(共通)電極1
7が形成されている。対向電極17は、例えば、ITO
等から形成された透明電極である。下基板11と上基板
12の電極形成面には、それぞれ配向膜18、19が設
けられている。配向膜18、19は、例えば、厚さが2
5〜35nm程度のポリイミド等の有機高分子化合物か
らなる水平配向膜であり、分散力esdが30〜50、
極性力espが比較的弱く3〜20程度のものが使用さ
れる。これらの配向膜18、19の対向する面の少なく
とも一方には、互いに平行で且つ逆方向に1回ずつラビ
ングする配向処理が施されている。
In FIG. 1, an upper transparent substrate (hereinafter referred to as an upper substrate) 12 opposes each pixel electrode 13 of a lower substrate 11 and has a counter (common) electrode 1 to which a reference voltage V0 is applied.
7 are formed. The counter electrode 17 is made of, for example, ITO.
And the like. Alignment films 18 and 19 are provided on the electrode formation surfaces of the lower substrate 11 and the upper substrate 12, respectively. The alignment films 18 and 19 have, for example, a thickness of 2
A horizontal alignment film made of an organic polymer compound such as polyimide of about 5 to 35 nm, and a dispersing force esd of 30 to 50;
The one having a relatively weak polar force esp of about 3 to 20 is used. At least one of the opposing surfaces of the alignment films 18 and 19 is subjected to an alignment process of rubbing once in a direction parallel to and opposite to each other.

【0032】下基板11と上基板12は、その外周縁部
において枠状のシール材20を介して接着され、液晶セ
ル25を構成している。配向膜18、19の間隔は、シ
ール材20及びギャップ材22により、例えば、1.4
μm〜2.4μmの一定間隔に規制されている。液晶2
1は、基板11、12とシール材20で囲まれた領域に
封入されている。
The lower substrate 11 and the upper substrate 12 are adhered to each other at the outer peripheral edge thereof via a frame-shaped sealing material 20 to form a liquid crystal cell 25. The spacing between the alignment films 18 and 19 is set to, for example, 1.4 by the sealing material 20 and the gap material 22.
It is regulated at a fixed interval of μm to 2.4 μm. Liquid crystal 2
1 is enclosed in a region surrounded by the substrates 11 and 12 and the sealing material 20.

【0033】液晶21の分子(以下、液晶分子という)
は、バルクの状態では、一重螺旋構造(強誘電性液晶の
場合)又は二重螺旋構造(反強誘電性液晶の場合)を有
し、液晶セルのギャップ長が螺旋ピッチよりも短いた
め、螺旋が解けた状態で液晶セル25に封入されてい
る。また、液晶21は、各分子が自発分極Psを有し、
分子が描くコーンの軸とコーンの成す角(チルト角)θ
の2倍(コーンアングル)2θが45゜より大きい(望
ましくは、60゜以上)カイラルスメクティックC相又
はCA相(SmC*又はSmCA*)の液晶組成物(強誘
電性液晶又は反強誘電性液晶)からなる。
The molecules of the liquid crystal 21 (hereinafter referred to as liquid crystal molecules)
Has a single helix structure (in the case of ferroelectric liquid crystal) or a double helix structure (in the case of antiferroelectric liquid crystal) in the bulk state, and the gap length of the liquid crystal cell is shorter than the helix pitch. Is sealed in the liquid crystal cell 25 in a state where it is melted. Further, in the liquid crystal 21, each molecule has a spontaneous polarization Ps,
The angle (tilt angle) θ between the cone axis drawn by the molecule and the cone
Liquid crystal composition (ferroelectric liquid crystal or antiferroelectric liquid crystal) having a chiral smectic C phase or a CA phase (SmC * or SmCA *) having a cone angle 2θ larger than 45 ° (preferably 60 ° or more) ).

【0034】液晶21のダイレクタ(液晶21を構成す
る複数の液晶分子の長軸の平均的な配向方向)の水平方
向成分(基板11、12の主面に平行な面上に投影した
方向)は印加電圧に応じて連続的に変化する。
The horizontal component of the director of the liquid crystal 21 (the average alignment direction of the major axes of the plurality of liquid crystal molecules constituting the liquid crystal 21) (the direction projected on the plane parallel to the main surfaces of the substrates 11 and 12) is as follows. It changes continuously according to the applied voltage.

【0035】このよう特性を有する液晶としては、例え
ば、化学式1に示す骨格構造を有する液晶物質I〜III
をそれぞれ20重量%、40重量%、40重量%の割合
で混合することにより得られる反強誘電性液晶がある。
As the liquid crystal having such characteristics, for example, liquid crystal substances I to III having a skeletal structure represented by Chemical Formula 1
Are mixed in proportions of 20% by weight, 40% by weight and 40% by weight, respectively.

【0036】[0036]

【化1】 Embedded image

【0037】これらの液晶化合物は、エーテル結合され
たカイラル末端鎖を有し、オプショナリーにフッ素置換
されたフェニル環を有する反強誘電性液晶化合物であ
る。このような反強誘電性液晶化合物を用いた液晶表示
素子は、反強誘電性液晶の電場誘起転移のしきい値を低
下させ、前駆現象が顕著に現れる。その結果、液晶21
は、その電気光学特性において明確なしきい値を有して
いない。
These liquid crystal compounds are antiferroelectric liquid crystal compounds having an ether-bonded chiral terminal chain and having an optionally fluorine-substituted phenyl ring. In a liquid crystal display device using such an antiferroelectric liquid crystal compound, the threshold value of the electric field induced transition of the antiferroelectric liquid crystal is reduced, and the precursor phenomenon appears remarkably. As a result, the liquid crystal 21
Have no definite threshold in their electro-optical properties.

【0038】また、このような構成及び物性を有する液
晶は、反強誘電相と強誘電相のポテンシャルエネルギー
の障壁が通常の反強誘電性液晶に比較して小さく、通常
の反強誘電性液晶に比較して、反強誘電相の秩序が乱れ
やすく、相転移前駆現象が大きいという特徴を有する。
相転移前駆現象は、反強誘電相を形成している液晶分子
に印加する電界強度を徐々に強くしたとき、反強誘電相
から強誘電相に相転移が起こる前に、液晶素子(一対の
偏光板それぞれの透過軸を互いに直交させ、一方の偏光
板の透過軸をスメクティック層の法線方向ほぼ一致させ
た光学配置)の透過率が高くなる現象を指しており、透
過率の上昇は、液晶分子が相転移前に挙動することを意
味している。そして、この相転移前の液晶分子の挙動
は、反強誘電相と強誘電相のポテンシャルエネルギーの
障壁が小さいことを意味している
The liquid crystal having such a structure and physical properties has a barrier against potential energy of an antiferroelectric phase and a ferroelectric phase smaller than that of a normal antiferroelectric liquid crystal. In comparison with the above, the order of the antiferroelectric phase is easily disordered, and the phase transition precursor phenomenon is large.
The phase transition precursor phenomenon occurs when the electric field applied to the liquid crystal molecules forming the antiferroelectric phase is gradually increased, and before the phase transition from the antiferroelectric phase to the ferroelectric phase occurs, the liquid crystal element (a pair of The transmission axis of each polarizing plate is orthogonal to each other, and the transmission axis of one of the polarizing plates almost coincides with the normal direction of the smectic layer. It means that the liquid crystal molecules behave before the phase transition. The behavior of the liquid crystal molecules before the phase transition means that the barrier of the potential energy between the antiferroelectric phase and the ferroelectric phase is small.

【0039】このような反強誘電性液晶は、バルクの状
態では、分子配列の層構造と螺旋構造を有しており、隣
接する液晶分子は層毎に仮想的なコーン上でほぼ180
゜シフトして螺旋を描いた二重螺旋構造を有し、隣接す
るスメクティック層の液晶分子同士でその自発分極がキ
ャンセルされている。基板11,12間に封入された前
記反強誘電性液晶は、基板間のギャツプ(液晶表示素子
25のセルギャップ)が、1.5μ程度であり、液晶の
螺旋構造の1ピッチ(ナチュラルピッチ)とほぼ等し
い。このため、液晶分子の二重螺旋構造が消失する。
In the bulk state, such an antiferroelectric liquid crystal has a layer structure and a helical structure of a molecular arrangement, and adjacent liquid crystal molecules are substantially 180 degrees on a virtual cone for each layer.
゜ It has a double helix structure in which the helix is shifted, and the spontaneous polarization is canceled between the liquid crystal molecules of adjacent smectic layers. The antiferroelectric liquid crystal sealed between the substrates 11 and 12 has a gap between the substrates (cell gap of the liquid crystal display element 25) of about 1.5 μ, and one pitch (natural pitch) of a spiral structure of the liquid crystal. Is almost equal to Therefore, the double helical structure of the liquid crystal molecule disappears.

【0040】そして、反強誘電性液晶に電界が印加され
ると、反強誘電相と強誘電相のポテンシャルエネルギー
の障壁が小さいため、その電界の強さに応じて、反強誘
電相の液晶分子がその電界の強さに応じて前記仮想的な
コーンの沿って挙動する。従って、反強誘電性液晶のダ
イレクタの水平方向成分は印加電圧に応じて連続的に変
化する。
When an electric field is applied to the antiferroelectric liquid crystal, the barrier of the potential energy between the antiferroelectric phase and the ferroelectric phase is small. Molecules behave along the virtual cone according to the strength of the electric field. Therefore, the horizontal component of the director of the antiferroelectric liquid crystal changes continuously according to the applied voltage.

【0041】次に、配向膜18、19に施された配向処
理の方向、偏光板23、24の光学軸と液晶21の液晶
分子の配向方向との関係を図3を参照して説明する。
Next, the relationship between the direction of the alignment treatment applied to the alignment films 18 and 19, the optical axes of the polarizing plates 23 and 24, and the alignment direction of the liquid crystal molecules of the liquid crystal 21 will be described with reference to FIG.

【0042】図3において、符号21Cは配向膜18、
19に施された配向処理の方向を示し、液晶21は、電
圧が印加されていない状態では、カイラルスメクティッ
クC相又はCA相が有する層構造の層の法線を、±2°
程度の誤差範囲内で配向処理の方向21Cに向けて配向
している。
In FIG. 3, reference numeral 21C denotes an alignment film 18,
19 shows the direction of the alignment treatment performed, and the liquid crystal 21 changes the normal of the layer having the layer structure of the chiral smectic C phase or the CA phase by ± 2 ° when no voltage is applied.
It is oriented toward the direction 21C of the orientation process within a margin of error.

【0043】負極性の所定の電圧−VSより低い電圧を
液晶21に印加した時、液晶21は、第1の配向状態
(強誘電相)となり、液晶分子の配向方向はほぼ第1の
方向21Aとなる。正極性の所定の電圧+VSより高い
電圧を液晶21に印加したとき、液晶21は第2の配向
状態となり、液晶分子の配向方向はほぼ第2の方向21
Bとなる。一方、印加電圧が0のとき、液晶分子の平均
的な配向方向は液晶のスメクティック相の層のほぼ法線
方向、即ち、第1と第2の方向21Aと21Bのほぼ中
間の方向(ほぼ配向処理の方向)21Cとなる。
When a voltage lower than the predetermined negative voltage -VS is applied to the liquid crystal 21, the liquid crystal 21 enters the first alignment state (ferroelectric phase), and the alignment direction of the liquid crystal molecules is substantially in the first direction 21A. Becomes When a voltage higher than the predetermined positive voltage + VS is applied to the liquid crystal 21, the liquid crystal 21 enters the second alignment state, and the alignment direction of the liquid crystal molecules is substantially the second direction 21.
B. On the other hand, when the applied voltage is 0, the average orientation direction of the liquid crystal molecules is almost the normal direction of the smectic phase layer of the liquid crystal, that is, almost the middle direction between the first and second directions 21A and 21B (substantially the orientation). (Direction of processing) 21C.

【0044】第1の方向21Aと第2の方向21Bとの
ずれ角2θは、45゜以上であり、望ましくは50°以
上、さらに望ましくは60゜以上である。
The deviation angle 2θ between the first direction 21A and the second direction 21B is 45 ° or more, preferably 50 ° or more, more preferably 60 ° or more.

【0045】偏光板23の透過軸23Aは、第1の方向
21Aと配向処理方向21Cとにより挟まれる角度範囲
に設定され、配向処理方向21Cに対して45°/2の
角度で交差するように設定されることが望ましく、この
実施の形態では、配向処理方向21Cに対しほぼ22.
5°の方向に設定されている。偏光板24の透過軸24
Aは、偏光板23の透過軸23Aとほぼ直交する方向に
設定されている。つまり、一方の偏光板の光学軸(透過
軸)は、一対の偏光板の光学軸の交角の1/2の角度で
液晶のスメクティック層の層法線と交差するように配置
するのが望ましい。
The transmission axis 23A of the polarizing plate 23 is set in an angle range sandwiched between the first direction 21A and the alignment processing direction 21C, and intersects the alignment processing direction 21C at an angle of 45 ° / 2. In this embodiment, it is preferable to set about 22.
The direction is set to 5 °. Transmission axis 24 of polarizing plate 24
A is set in a direction substantially orthogonal to the transmission axis 23A of the polarizing plate 23. In other words, it is desirable that the optical axis (transmission axis) of one of the polarizing plates be disposed so as to intersect with the layer normal of the smectic layer of the liquid crystal at an angle of half the intersection angle of the optical axes of the pair of polarizing plates.

【0046】そして、偏光板23の透過軸23Aと第1
の方向21Aとは、前記ずれ角2θから45°を差し引
いた角度の1/2の角度で交差するように設定される。
すなわち、前記ずれ角2θが50°以上の場合、偏光板
23の透過軸23Aと第1の方向21Aとは、2.5°
或はそれより大きい角度で交差させるように設定し、ま
た前記ずれ角2θが60°以上の場合、偏光板23の透
過軸23Aと第1の方向21Aとは、7.5°或はそれ
より大きい角度で交差させるように設定するのが好まし
い。
The transmission axis 23A of the polarizing plate 23 and the first
Is set so as to intersect with the direction 21A at an angle of 1 / of an angle obtained by subtracting 45 ° from the shift angle 2θ.
That is, when the shift angle 2θ is equal to or greater than 50 °, the transmission axis 23A of the polarizing plate 23 and the first direction 21A become 2.5 °.
Or, if the angle is set to intersect at an angle larger than that, and the deviation angle 2θ is 60 ° or more, the transmission axis 23A of the polarizing plate 23 and the first direction 21A are 7.5 ° or more. It is preferable to set so as to intersect at a large angle.

【0047】図3に示すように偏光板23、24の透過
軸23A,24Aを設定した表示素子は、液晶分子の平
均的な配向方向を偏光板23の透過軸23Aに平行に設
定した時に透過率が最も低く(表示が最も暗く)なり、
液晶分子の平均的な配向方向を偏光板23の透過軸23
Aに対し45°の方向21Dに設定した時に透過率が最
も高く(最も明るく)なる。
As shown in FIG. 3, a display device in which the transmission axes 23A and 24A of the polarizing plates 23 and 24 are set, transmits light when the average alignment direction of the liquid crystal molecules is set parallel to the transmission axis 23A of the polarizing plate 23. Lowest rate (darkest display)
The average alignment direction of the liquid crystal molecules is determined by the transmission axis 23 of the polarizing plate 23.
The transmittance becomes highest (brightest) when set in a direction 21D at 45 ° to A.

【0048】すなわち、液晶分子の平均的な配向方向が
透過軸23Aの方向を向いた状態では、入射側の偏光板
23を通った直線偏光は液晶21の偏光作用をほとんど
受けず、直線偏光のまま液晶21の層を通過し、直角方
向に透過軸24Aが設定されている偏光板24で吸収さ
れ、表示が暗くなる。
That is, in a state where the average orientation direction of the liquid crystal molecules is oriented in the direction of the transmission axis 23A, the linearly polarized light that has passed through the polarizing plate 23 on the incident side is hardly affected by the polarization action of the liquid crystal 21, and The light passes through the layer of the liquid crystal 21 as it is, and is absorbed by the polarizing plate 24 whose transmission axis 24A is set in the perpendicular direction, and the display becomes dark.

【0049】一方、液晶分子の平均的な配向方向が透過
軸23Aに対して45°の方向21Dを向いた状態で
は、入射側の偏光板23を通過した直線偏光は液晶21
の複屈折作用により偏光状態が変化(円偏光または楕円
偏光)する。この偏光光のうちの出射側偏光板24の透
過軸24Aと平行な成分が偏光板24を透過して出射す
る。このため、表示は最も明るくなる。
On the other hand, in a state where the average orientation direction of the liquid crystal molecules is oriented at 45 ° with respect to the transmission axis 23A, the linearly polarized light passing through the polarizing plate 23 on the incident side is
Changes the state of polarization (circularly polarized light or elliptically polarized light) due to the birefringent action of. A component of the polarized light parallel to the transmission axis 24A of the output side polarizing plate 24 passes through the polarizing plate 24 and is output. Therefore, the display becomes the brightest.

【0050】その他の配向状態では、その配向状態に応
じた複屈折作用により、その配向状態に応じて変化し偏
光光となる。この偏光光のうちの出射側偏光板24の透
過軸24Aと平行な成分が偏光板24を透過して出射す
る。このため、表示は配向状態に応じた明るさになる。
In other orientation states, the light changes depending on the orientation state and becomes polarized light due to the birefringence action according to the orientation state. A component of the polarized light parallel to the transmission axis 24A of the output side polarizing plate 24 passes through the polarizing plate 24 and is output. Therefore, the display has a brightness according to the orientation state.

【0051】画素電極13と対向電極17との間に印加
する電圧に応じて、液晶分子はその配向方向を変化させ
る。このため、図4に示すように、画素電極13と対向
電極17の間に比較的低周波(0.1Hz程度)の鋸波
状の電圧を印加した場合の透過率は、連続的に変化す
る。
The orientation of the liquid crystal molecules changes according to the voltage applied between the pixel electrode 13 and the counter electrode 17. For this reason, as shown in FIG. 4, the transmittance when a relatively low frequency (about 0.1 Hz) sawtooth voltage is applied between the pixel electrode 13 and the counter electrode 17 changes continuously.

【0052】この表示素子は、アクティブマトリクス方
式のものであるため、非選択期間中も液晶21を任意の
配向状態に維持する電圧を保持しておくことができる。
このため、上記構成の表示素子は、透過率を変化させて
階調のある表示を行わせることが可能である。
Since this display element is of the active matrix type, it is possible to hold a voltage for maintaining the liquid crystal 21 in an arbitrary alignment state even during the non-selection period.
Therefore, the display element having the above structure can perform gradation display by changing the transmittance.

【0053】この液晶素子の透過率は液晶のダイレクタ
が偏光板23の透過軸23Aと平行のとき最小、45°
で交差するとき最大となる。この表示素子は、透過率が
TminとTmaxを示す配向状態の間で使用することによ
り、液晶21を第1及び第2の配向状態に配向させるこ
となく駆動することができる。第1及び第2の配向状態
は、液晶層内の全ての分子が完全に同一方向に揃った強
誘電相を示す状態であり、自発分極による電荷が保持さ
れやすく、分子の反転が起こりづらくなり、焼き付きや
すくなる。
The transmittance of this liquid crystal element is a minimum of 45 ° when the director of the liquid crystal is parallel to the transmission axis 23A of the polarizing plate 23.
It becomes maximum when crossing at. The display element can be driven without aligning the liquid crystal 21 in the first and second alignment states by using the display element in the alignment state in which the transmittance indicates Tmin and Tmax. The first and second alignment states are states in which all molecules in the liquid crystal layer exhibit a ferroelectric phase in which the molecules are completely aligned in the same direction. Charges due to spontaneous polarization are likely to be held, making it difficult for the molecules to be inverted. , Easy to burn.

【0054】しかし、液晶分子が完全に揃っていない強
誘電相を示さない配向状態であれば、自発分極による電
荷が基板11、12の内側表面にたまりにくい。また、
液晶分子は、揃っていない分子を核にして反転が起こり
やすく、焼き付きが軽減される。即ち、画素電極13と
対向電極17との間に印加する駆動電圧をVTmaxとVTm
inの範囲内で変化させることにより、強誘電相を使用す
ることなく液晶21を駆動し、この液晶表示素子に連続
階調を表示させることができる。
However, if the liquid crystal molecules are not aligned completely and do not exhibit a ferroelectric phase, charges due to spontaneous polarization hardly accumulate on the inner surfaces of the substrates 11 and 12. Also,
Inversion of liquid crystal molecules is likely to occur with non-aligned molecules as nuclei, and burn-in is reduced. That is, the drive voltage applied between the pixel electrode 13 and the counter electrode 17 is VTmax and VTm.
By changing the in-range, the liquid crystal 21 can be driven without using a ferroelectric phase, and a continuous gradation can be displayed on the liquid crystal display element.

【0055】次に、上記構成の液晶素子の駆動方法を図
5を参照して説明する。この実施の形態の表示素子は、
各画素の選択期間に、VTmaxとVTminとの間で、表示し
たい透過率に対応する電圧を電極間に印加することによ
り駆動可能である。しかし、このような単純な駆動方法
では、液晶21が、印加電圧に対する透過率の変化を示
す電気光学特性に大きなヒステリシスを有している場
合、印加電圧に対する表示階調が一義的に定まらない。
Next, a method of driving the liquid crystal device having the above configuration will be described with reference to FIG. The display element of this embodiment is
Driving can be performed by applying a voltage corresponding to the transmittance to be displayed between the electrodes between VTmax and VTmin during the selection period of each pixel. However, with such a simple driving method, when the liquid crystal 21 has a large hysteresis in the electro-optical characteristics indicating the change in transmittance with respect to the applied voltage, the display gradation with respect to the applied voltage cannot be uniquely determined.

【0056】そこで、この実施の形態では、図5に示す
駆動方法を採用する。図5(A)は行ドライバ31が任
意の行のゲートライン15に印加するゲート信号を、図
5(B)は列ドライバ32がゲート信号に同期して各デ
ータライン16に印加するデータ信号を示す。図5
(C)は、図5(B)に示すデータ信号が印加された時
の透過率の変化を示す。
In this embodiment, the driving method shown in FIG. 5 is employed. 5A shows a gate signal applied by the row driver 31 to the gate line 15 of an arbitrary row, and FIG. 5B shows a data signal applied to each data line 16 by the column driver 32 in synchronization with the gate signal. Show. FIG.
FIG. 5C shows a change in transmittance when the data signal shown in FIG. 5B is applied.

【0057】選択期間TSの間、ゲートパルスがオンす
ることにより選択行のTFT14がオンする。列ドライ
バ32から各データライン16に印加されたデータパル
スは、オンしたTFT14を介して画素電極13と対向
電極17との間に印加される。データパルスは、タイム
スロットt1において印加される液晶分子を所定の配向
状態に配向させるための設定パルスVHと、タイムスロ
ットt2において印加されるこの設定パルスの直流成分
を相殺するためのリセットパルスVLと、タイムスロッ
トt3において印加される表示階調に対応する階調パル
スVDからなる。
During the selection period TS, when the gate pulse is turned on, the TFT 14 in the selected row is turned on. The data pulse applied to each data line 16 from the column driver 32 is applied between the pixel electrode 13 and the counter electrode 17 via the turned-on TFT 14. The data pulse includes a setting pulse VH applied in the time slot t1 for aligning the liquid crystal molecules in a predetermined alignment state, and a reset pulse VL applied in the time slot t2 for canceling a DC component of the setting pulse. , A gradation pulse VD corresponding to the display gradation applied in the time slot t3.

【0058】ゲートパルスがオフするとTFT14がオ
フする。TFT14がオフしたとき、画素電極13と対
向電極17との間に印加されていた階調パルスVDの電
圧が、画素電極13と対向電極17とその間の液晶21
とにより形成される画素容量に保持される。このため、
図5(C)に示すように、この保持電圧に対応する表示
階調がこの行の次の選択期間まで保持される。従って、
この駆動方法によれば、データパルスの電圧を制御する
ことにより任意の階調画像を上記構成の液晶表示素子に
表示させることができる。しかも、リセットパルスVL
を印加しているので、液晶21に印加される不必要な直
流成分を相殺することができる。このため、基板11、
12の内側表面に電荷が蓄積されて液晶分子の反転が起
こりづらくなることがなく、表示の焼き付きを低減する
ことができる。
When the gate pulse turns off, the TFT 14 turns off. When the TFT 14 is turned off, the voltage of the gradation pulse VD applied between the pixel electrode 13 and the counter electrode 17 is changed to the voltage of the liquid crystal 21 between the pixel electrode 13 and the counter electrode 17.
And is held in the pixel capacitance formed by For this reason,
As shown in FIG. 5C, the display gradation corresponding to the hold voltage is held until the next selection period of this row. Therefore,
According to this driving method, an arbitrary gradation image can be displayed on the liquid crystal display element having the above configuration by controlling the voltage of the data pulse. Moreover, the reset pulse VL
Is applied, unnecessary DC components applied to the liquid crystal 21 can be canceled. For this reason, the substrate 11,
The electric charges are not accumulated on the inner surface of the liquid crystal 12 and the inversion of the liquid crystal molecules does not easily occur, and the burn-in of the display can be reduced.

【0059】次に、図5に示す駆動方法によって表示素
子を駆動する列ドライバ32の構成例を図6を参照して
説明する。図5の駆動方法を実現する列ドライバ32
は、図6に示すように、第1のサンプル・ホールド回路
41と、第2のサンプル・ホールド回路42と、A/D
(アナログ/ディジタル)変換器43と、電圧データ発
生回路44と、タイミング回路45と、マルチプレクサ
46と、電圧変換回路47とから構成される。
Next, an example of the configuration of the column driver 32 for driving the display element by the driving method shown in FIG. 5 will be described with reference to FIG. Column driver 32 for realizing the driving method of FIG.
As shown in FIG. 6, a first sample and hold circuit 41, a second sample and hold circuit 42, an A / D
It comprises an (analog / digital) converter 43, a voltage data generation circuit 44, a timing circuit 45, a multiplexer 46, and a voltage conversion circuit 47.

【0060】第1のサンプル・ホールド回路41は、外
部から供給される画像データのうち、対応する画素の信
号成分(1つの画像データ)VD’をサンプル・ホール
ドする。第2のサンプル・ホールド回路42は第1のサ
ンプル・ホールド回路41から出力されたホールド信号
VD’をサンプル・ホールドする。A/D変換器43
は、第2のサンプルホールド回路42のホールド信号V
D’をアナログ/ディジタル変換し、ディジタル階調デ
ータDGに変換する。電圧データ発生回路44は、設定
パルスVHに対応する設定パルスデータDHと、リセッ
トパルスVLに対応するリセットパルスデータDLを生
成する。
The first sample and hold circuit 41 samples and holds a signal component (one image data) VD 'of a corresponding pixel in image data supplied from the outside. The second sample and hold circuit 42 samples and holds the hold signal VD ′ output from the first sample and hold circuit 41. A / D converter 43
Is the hold signal V of the second sample and hold circuit 42
D ′ is converted from analog to digital to digital gradation data DG. The voltage data generation circuit 44 generates setting pulse data DH corresponding to the setting pulse VH and reset pulse data DL corresponding to the reset pulse VL.

【0061】タイミング回路45は、第1と第2のサン
プルホールド回路41、42にタイミング制御信号を供
給すると共に、各画素行の選択期間(ゲートパルスがオ
ンしている期間)TSを構成する3つのタイムスロット
t1,t2,t3にそれぞれタイミング信号T1,T
2,T3をオンする。マルチプレクサ46は、タイミン
グ信号T1〜T3に応答して、各選択期間TS内に、リ
セットパルスデータDLと、設定パルスデータDHと、
A/D変換器43からのディジタル階調データDGとを
順次選択して出力する。
The timing circuit 45 supplies a timing control signal to the first and second sample-and-hold circuits 41 and 42 and forms a selection period (a period during which a gate pulse is ON) TS of each pixel row. Timing signals T1, T2 in two time slots t1, t2, t3, respectively.
2. Turn on T3. In response to the timing signals T1 to T3, the multiplexer 46 resets the reset pulse data DL, the set pulse data DH,
The digital gradation data DG from the A / D converter 43 are sequentially selected and output.

【0062】電圧変換回路47は、マルチプレクサ46
の出力データを駆動系の高電圧に変換してデータライン
に出力する。即ち、電圧変換回路47は、リセットパル
スデータDLをリセットパルスVLに、設定パルスデー
タDHを設定パルスVHに、ディジタル階調データDG
を画像データにより指示された階調を表示するための書
き込み電圧VDに変換してデータライン16に出力す
る。この電圧変換回路47により、信号処理系の電源系
統と駆動系の電源系統とが分離されている。電圧変換回
路47の出力する駆動電圧VL、VH、VDは、対応す
る行のTFT14がオンしている書き込み期間のうちタ
イムスロットt1、t2、t3でそれぞれ画素電極13
に書き込まれ、液晶21に印加される。TFT14がオ
フしている間は、タイムスロットt3で印加された書き
込み電圧VDが画素電極13と対向電極17との間に保
持される。
The voltage conversion circuit 47 includes a multiplexer 46
Is converted into the high voltage of the driving system and output to the data line. That is, the voltage conversion circuit 47 sets the reset pulse data DL to the reset pulse VL, the set pulse data DH to the set pulse VH, and the digital gradation data DG
Is converted into a write voltage VD for displaying a gradation designated by the image data, and is output to the data line 16. The voltage conversion circuit 47 separates the power supply system of the signal processing system and the power supply system of the drive system. The drive voltages VL, VH, and VD output from the voltage conversion circuit 47 are respectively set to the pixel electrodes 13 in the time slots t1, t2, and t3 in the writing period in which the TFT 14 in the corresponding row is on.
And is applied to the liquid crystal 21. While the TFT 14 is off, the write voltage VD applied in the time slot t3 is held between the pixel electrode 13 and the counter electrode 17.

【0063】第1のサンプル・ホールド回路41と、第
2のサンプル・ホールド回路42と、A/D変換器43
と、マルチプレクサ46と、電圧変換回路47は、画素
の列毎に配置され、タイミング回路44と電圧データ発
生回路44とは複数列に共通に配置される。
The first sample and hold circuit 41, the second sample and hold circuit 42, and the A / D converter 43
, A multiplexer 46 and a voltage conversion circuit 47 are arranged for each column of pixels, and the timing circuit 44 and the voltage data generation circuit 44 are commonly arranged for a plurality of columns.

【0064】なお、図5に示す駆動方法を実現するため
の列ドライバ32の構成は、図6の構成に限定されるも
のではない。例えば、A/D変換器43が内蔵するサン
プルホールド回路を第2のサンプルホールド回路42と
して使用しても良い。さらに、A/D変換器43の出力
データに一定の処理を行った後、処理後のデータをマル
チプレクサ46に供給してもよい。また、マルチプレク
サ46の出力データを一旦信号処理系の電圧を有する階
調信号に変換した後、電圧変換回路で駆動系の電圧に変
換してもよい。さらに、各種タイミング信号を列ドライ
バ32の外部から供給してもよい。また、画像データ自
体をディジタルデータで構成してもよい。各種タイミン
グ信号を列ドライバ32の外部から供給してもよい。
The structure of the column driver 32 for realizing the driving method shown in FIG. 5 is not limited to the structure shown in FIG. For example, a sample and hold circuit included in the A / D converter 43 may be used as the second sample and hold circuit 42. Further, after performing a certain process on the output data of the A / D converter 43, the processed data may be supplied to the multiplexer 46. Further, the output data of the multiplexer 46 may be once converted into a gradation signal having a voltage of a signal processing system, and then converted into a voltage of a driving system by a voltage conversion circuit. Further, various timing signals may be supplied from outside the column driver 32. Further, the image data itself may be constituted by digital data. Various timing signals may be supplied from outside the column driver 32.

【0065】図5に示す液晶表示素子の駆動方法によっ
て、液晶21の電気光学特性に大きなヒステリシスがあ
る場合でも、データパルスに対応する表示階調を一義的
に定められた。しかしながら、最大(明)または最小
(暗)の階調の画像のみが長時間継続的に表示される場
合には、データパルスに対応する画像信号の直流成分に
よって表示の焼き付け現象が生じる得る。一方、リセッ
トパルスVLを設定パルスVHと階調パルスVDとの和
の逆極性の電圧とした場合には、リセットパルスの電圧
が大きくなりすぎ、液晶21が強誘電相を示す場合があ
る。
By the method of driving the liquid crystal display element shown in FIG. 5, even when the electro-optical characteristics of the liquid crystal 21 have a large hysteresis, the display gradation corresponding to the data pulse is uniquely determined. However, when only the image of the maximum (bright) or minimum (dark) gradation is continuously displayed for a long time, a display burning phenomenon may occur due to the DC component of the image signal corresponding to the data pulse. On the other hand, when the reset pulse VL is a voltage having the opposite polarity to the sum of the setting pulse VH and the gradation pulse VD, the voltage of the reset pulse becomes too large, and the liquid crystal 21 may exhibit a ferroelectric phase.

【0066】そこで、このような問題に対処するため、
図7(A)〜図7(C)に示すように、リセットパルス
VLを印加する前のタイムスロットt0で階調パルスV
Dと電圧の絶対値が同一で極性が反対の電圧を有する補
償パルス−VDを印加すればよい。もっとも、この4パ
ルス駆動法において、リセットパルスVLと補償パルス
−VDを印加する順序を逆にしてもよい。
Therefore, in order to deal with such a problem,
As shown in FIGS. 7A to 7C, the grayscale pulse V in the time slot t0 before the application of the reset pulse VL.
What is necessary is just to apply the compensation pulse -VD having a voltage having the same absolute value of the voltage as that of D and having the opposite polarity. However, in this four-pulse driving method, the order of applying the reset pulse VL and the compensation pulse -VD may be reversed.

【0067】次に、図7に示す駆動方法によって表示素
子を駆動する列ドライバ32の構成例を図8を参照して
説明する。この駆動方法を実現する列ドライバ32は、
図6に示す列ドライバ32とは、A/D(アナログ/デ
ィジタル)変換器43’と、タイミング回路45’と、
マルチプレクサ46’の構成が異なる。
Next, an example of the configuration of the column driver 32 for driving the display elements by the driving method shown in FIG. 7 will be described with reference to FIG. The column driver 32 that realizes this driving method includes:
The column driver 32 shown in FIG. 6 includes an A / D (analog / digital) converter 43 ′, a timing circuit 45 ′,
The configuration of the multiplexer 46 'is different.

【0068】A/D変換器43’は、第2のサンプルホ
ールド回路42から出力されたホールド信号VD’をア
ナログ/ディジタル変換し、ディジタル階調データDG
に変換する。また、ディジタル階調データDGと絶対値
が同じで、極性が逆の補償データ−DGを出力する。
The A / D converter 43 ′ converts the hold signal VD ′ output from the second sample / hold circuit 42 from analog to digital, and outputs digital grayscale data DG.
Convert to Further, it outputs compensation data -DG having the same absolute value as the digital gradation data DG and having the opposite polarity.

【0069】タイミング回路45’は、第1と第2のサ
ンプルホールド回路41、42にタイミング制御信号を
供給すると共に、各行の選択期間(ゲートパルスがオン
している期間)TSを構成する3つのタイムスロットt
0,t1,t2,t3でそれぞれタイミング信号T0,
T1,T2,T3をオンする。マルチプレクサ46’
は、タイミング信号T0〜T3に応答して、各選択期間
TS内に、A/D変換器43’からの補償データ−DG
と、リセットパルスデータDLと、設定パルスデータD
Hと、A/D変換器43’からのディジタル階調データ
DGとを順次選択して出力する。
The timing circuit 45 'supplies a timing control signal to the first and second sample and hold circuits 41 and 42, and also includes three selection periods (periods during which the gate pulse is ON) TS of each row. Time slot t
At timings 0, t1, t2, and t3, the timing signals T0,
T1, T2, and T3 are turned on. Multiplexer 46 '
Is, in response to the timing signals T0 to T3, within each selection period TS, the compensation data -DG from the A / D converter 43 ′.
, Reset pulse data DL, and set pulse data D
H and the digital gradation data DG from the A / D converter 43 'are sequentially selected and output.

【0070】なお、この発明の駆動方法は、図5または
図7にに示すものに限定されるものではない。例えば、
図5の例では、各TFT14がオンしている書き込み期
間に、3つのパルス(リセットパルス、設定パルス、階
調パルス)を順次印加したが、例えば、設定パルスVH
と階調パルスVDのみを印加してもよい。リセットパル
スVLと設定パルスVHとを逆極性で電圧の絶対値が同
一のパルスとしたが、リセットパルスVLを設定パルス
VHと階調パルスVDの電圧の和の逆極性の電圧として
もよい。さらには、設定パルスをVL、リセットパルス
をVHとしてもよい。また、第0〜第3のタイムスロッ
トt0〜t3は等しい長さである必要はなく、異なった
長さでも良い。
The driving method according to the present invention is not limited to the method shown in FIG. 5 or FIG. For example,
In the example of FIG. 5, three pulses (reset pulse, setting pulse, and gradation pulse) are sequentially applied during the writing period in which each TFT 14 is turned on.
And only the gradation pulse VD may be applied. Although the reset pulse VL and the setting pulse VH are pulses having opposite polarities and the same absolute value of the voltage, the reset pulse VL may have a polarity opposite to the sum of the voltages of the setting pulse VH and the gradation pulse VD. Further, the setting pulse may be VL and the reset pulse may be VH. Further, the 0th to 3rd time slots t0 to t3 do not need to have the same length, but may have different lengths.

【0071】以上説明したように、上記表示素子及び図
5または図7に示した駆動方法によれば、液晶21を強
誘電相に配向させることなく、最低階調から最大階調ま
で階調を連続的に変化させて任意の階調画像を表示する
ことができる。強誘電相では、液晶分子の有する自発分
極PSの向きが揃うため、表示の焼き付きが起こりやす
い。この実施の形態の液晶表示素子の駆動方法では、自
発分極PSが完全に揃うことがない。従って、表示の焼
き付きが起こりにくく、高品質の画像を表示することが
できる。
As described above, according to the above-described display device and the driving method shown in FIG. 5 or FIG. 7, the gradation from the lowest gradation to the maximum gradation can be obtained without aligning the liquid crystal 21 in the ferroelectric phase. An arbitrary gradation image can be displayed by continuously changing the gradation image. In the ferroelectric phase, the direction of the spontaneous polarization PS of the liquid crystal molecules is aligned, so that image burn-in easily occurs. In the method of driving the liquid crystal display element of this embodiment, the spontaneous polarization PS does not completely match. Therefore, display burn-in hardly occurs, and a high-quality image can be displayed.

【0072】この実施の形態の液晶表示素子は、液晶2
1として自発分極PSを有するカイラルスメクティック
相の液晶を使用しているので、応答速度が速く、視野角
が広い。この実施の形態の液晶表示素子は、直流駆動す
ることが可能となる。この実施の形態の液晶表示素子
は、交流駆動のように1つの階調に対して極性が異なる
2つの電圧を印加する場合と異なり、1つの階調に対し
て1つの電圧(同一極性)を印加するため、フリッカを
低減することができる。
The liquid crystal display device of this embodiment has a liquid crystal 2
Since the liquid crystal of the chiral smectic phase having the spontaneous polarization PS is used as 1, the response speed is fast and the viewing angle is wide. The liquid crystal display device of this embodiment can be driven by a direct current. The liquid crystal display element of this embodiment is different from a case where two voltages having different polarities are applied to one gray scale as in the case of AC driving, and one voltage (the same polarity) is applied to one gray scale. Since the voltage is applied, flicker can be reduced.

【0073】この実施の形態の液晶表示素子を図5或い
は図7に示す駆動方法によって駆動した場合、液晶21
は、タイムスロットt2おいて印加される設定パルスV
Hによりほぼ一定の状態に配向させられる。従って、液
晶21の電気光学特性にヒステリシスがある場合でも、
階調パルスVDに対応する表示階調が一義的に定まる。
特に、図7に示す駆動方法によって液晶表示素子を駆動
した場合、階調パルスVDの直流成分をも相殺すること
ができるので、明または暗の画像を継続的に表示する場
合でも、表示の焼き付け現象を防ぐことができる。
When the liquid crystal display device of this embodiment is driven by the driving method shown in FIG. 5 or FIG.
Is the setting pulse V applied in the time slot t2.
It is oriented to a substantially constant state by H. Therefore, even when the electro-optical characteristics of the liquid crystal 21 have hysteresis,
The display gradation corresponding to the gradation pulse VD is uniquely determined.
In particular, when the liquid crystal display element is driven by the driving method shown in FIG. 7, the DC component of the gradation pulse VD can be canceled out, so that even when a bright or dark image is displayed continuously, the display is printed. The phenomenon can be prevented.

【0074】なお、この発明は上記実施の形態に限定さ
れず、種々の変形及び応用が可能である。例えば、液晶
のダイレクターが電界により変化する最大の角度範囲よ
りも小さい角度範囲で、液晶を駆動しても液晶が強誘電
相にならないようにすることができ、また液晶分子を強
誘電相に配向させることなく駆動するならば、液晶のダ
イレクターの振れ角を45°に達しない角度範囲で駆動
するようにしても良い。しかし、この場合は最大透過率
と最小透過率を得ることができない。従って、最大のコ
ントラストを得るためには、液晶のダイレクターを強誘
電相にならない範囲で45°の振れ角で駆動するのが好
ましい。また、液晶のダイレクタを45°の角度範囲内
で強誘電相にならないように駆動する場合、一方の偏光
板の透過軸は、45°より大きい角度範囲を持った液晶
のずれ角2θの範囲内の内で、強誘電相となるダイレク
ターの方向を除く任意の方向に設定すことができる。例
えば、液晶のずれ角2θが60°以上の場合に前記第1
の方向と第2の方向のいずれかに対して、前記交角より
45°を差し引いた角度の1/2から、前記交角より4
5°を差し引いた角度の範囲に、その光学軸の方向が配
置される。例えば、ずれ角2θが60°のとき、偏光板
23の透過軸23Aを第1の方向21Aから7.5°以
上、15°未満の角度範囲に設定し、偏光板24の透過
軸24Aを透過軸23Aに直交又は平行になるように設
定し、液晶21のダイレクタを偏光板23の透過軸23
Aの方向とこの方向に対して45°傾いた方向との間で
駆動するようにしてもよい。
The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications and applications are possible. For example, when the liquid crystal is driven in a smaller angle range than the maximum angle range in which the director of the liquid crystal changes due to the electric field, the liquid crystal can be prevented from being in the ferroelectric phase, and the liquid crystal molecules can be changed to the ferroelectric phase. If the liquid crystal is driven without being oriented, it may be driven in an angle range in which the deflection angle of the liquid crystal director does not reach 45 °. However, in this case, the maximum transmittance and the minimum transmittance cannot be obtained. Therefore, in order to obtain the maximum contrast, it is preferable to drive the director of the liquid crystal at a deflection angle of 45 ° within a range not in the ferroelectric phase. When the director of the liquid crystal is driven so as not to be in a ferroelectric phase within the angle range of 45 °, the transmission axis of one polarizing plate is within the range of the shift angle 2θ of the liquid crystal having an angle range larger than 45 °. Among them, the direction can be set to any direction except the direction of the director which becomes the ferroelectric phase. For example, when the shift angle 2θ of the liquid crystal is 60 ° or more, the first
The angle obtained by subtracting 45 ° from the intersection angle with respect to either the direction
The direction of the optical axis is arranged in a range of angles obtained by subtracting 5 °. For example, when the shift angle 2θ is 60 °, the transmission axis 23A of the polarizing plate 23 is set to an angle range of 7.5 ° or more and less than 15 ° from the first direction 21A, and the transmission axis 24A of the polarizing plate 24 is transmitted. The liquid crystal 21 is set to be orthogonal or parallel to the axis 23A, and the director of the liquid crystal 21 is
The driving may be performed between the direction of A and the direction inclined by 45 ° with respect to this direction.

【0075】また、例えば、ずれ角2θが90°以上の
液晶を使用してもよい。この場合、例えば、偏光板23
の透過軸23Aをスメクティック層の法線方向に設定
し、偏光板24の透過軸24Aを透過軸23Aに直交又
は平行に設定してもよい。
Further, for example, a liquid crystal having a shift angle 2θ of 90 ° or more may be used. In this case, for example, the polarizing plate 23
May be set in the normal direction of the smectic layer, and the transmission axis 24A of the polarizing plate 24 may be set to be orthogonal or parallel to the transmission axis 23A.

【0076】また、上記実施の形態においては、液晶2
1の螺旋構造を解いた状態で液晶21を液晶セル25に
封入したが、螺旋構造を維持したまま液晶21を液晶セ
ルに封入してもよい。この場合も、上述の化学式1に示
した基本構成を有する液晶を使用することができる。
In the above embodiment, the liquid crystal 2
Although the liquid crystal 21 is sealed in the liquid crystal cell 25 in a state where the spiral structure of FIG. 1 is released, the liquid crystal 21 may be sealed in the liquid crystal cell while maintaining the spiral structure. Also in this case, a liquid crystal having the basic structure shown in Chemical Formula 1 can be used.

【0077】液晶21としては、コーン角2θが45°
以上のDHF(Deformed Helical Ferroelectric)液晶
を使用することも可能である。DHF液晶は、螺旋ピッ
チが基板間隔より十分小さく、自発分極を持ち、且つ強
誘電相を示す液晶であり、基板11と12の間に、液晶
分子の螺旋構造を維持した状態で封入される。
The liquid crystal 21 has a cone angle 2θ of 45 °.
It is also possible to use the DHF (Deformed Helical Ferroelectric) liquid crystal described above. The DHF liquid crystal is a liquid crystal having a helical pitch sufficiently smaller than the substrate interval, having spontaneous polarization, and exhibiting a ferroelectric phase, and is sealed between the substrates 11 and 12 while maintaining a helical structure of liquid crystal molecules.

【0078】一方の極性で且つ絶対値が所定の値以上の
電圧を印加した時、DHF液晶は、螺旋が解けた第1の
強誘電相となり、液晶分子は図3に示す第1の方向21
Aにほぼ配向する。他方の極性で且つ絶対値が所定の値
以上の電圧を印加したとき、DHF液晶は螺旋が解けた
第2の強誘電相となり、液晶分子は図3に示す第2の方
向21Bにほぼ配向する。
When a voltage having one polarity and an absolute value equal to or more than a predetermined value is applied, the DHF liquid crystal becomes a first ferroelectric phase in which a spiral is released, and the liquid crystal molecules move in the first direction 21 shown in FIG.
A is almost oriented. When a voltage having the other polarity and the absolute value of which is equal to or more than a predetermined value is applied, the DHF liquid crystal becomes a second ferroelectric phase in which the spiral is unwound, and the liquid crystal molecules are substantially oriented in the second direction 21B shown in FIG. .

【0079】中間の電圧が印加されると、液晶分子の描
く螺旋構造が印加電圧に応じて歪み、液晶分子の長軸方
向の平均的な方向が前記第1の方向21Aと第2の方向
21Bの間の任意の方向となる中間配向状態に設定され
る。
When an intermediate voltage is applied, the helical structure drawn by the liquid crystal molecules is distorted in accordance with the applied voltage, and the average direction of the major axes of the liquid crystal molecules is changed to the first direction 21A and the second direction 21B. Are set in an intermediate orientation state in an arbitrary direction.

【0080】このため、DHF液晶を使用した液晶表示
素子でも、図3に示すように一対の偏光板を配置し、印
加電圧を変化させると、透過率は図4に示すように変化
する。そこで、液晶21としてDHF液晶を使用する場
合にも、液晶21が強誘電相を示さないように、印加電
圧をVTminとVTmaxの間で制御し、液晶21のダイレク
タを透過軸23Aと透過軸23Aに対し45°の方向2
1Dの間で制御することにより、表示の焼き付き等を防
止し、しかも、最大の階調幅を表示することができる。
For this reason, even in a liquid crystal display device using a DHF liquid crystal, when a pair of polarizing plates are arranged as shown in FIG. 3 and the applied voltage is changed, the transmittance changes as shown in FIG. Therefore, even when a DHF liquid crystal is used as the liquid crystal 21, the applied voltage is controlled between VTmin and VTmax so that the liquid crystal 21 does not exhibit a ferroelectric phase, and the director of the liquid crystal 21 is controlled by the transmission axis 23A and the transmission axis 23A. Direction 2 at 45 ° to
By controlling between 1D, display burn-in and the like can be prevented, and the maximum gradation width can be displayed.

【0081】また、偏光板24の透過軸24Aと偏光板
23の透過軸23Aとを平行に設定しても良い。この場
合、表示される画像の階調は、明と暗とが上記の場合と
逆になる。偏光板23、24は、透過軸の代わりに吸収
軸を使用したものでもよい。
The transmission axis 24A of the polarizing plate 24 and the transmission axis 23A of the polarizing plate 23 may be set in parallel. In this case, the gray scale of the displayed image is opposite between the light and dark cases described above. The polarizing plates 23 and 24 may use an absorption axis instead of a transmission axis.

【0082】この発明は、赤、緑、青の各波長成分の光
のみを選択透過するカラーフィルタを所定の順序で配置
し、フルカラー画像を表示するカラー液晶表示素子にも
適用可能である。
The present invention is also applicable to a color liquid crystal display device that displays a full-color image by arranging a color filter that selectively transmits only light of each wavelength component of red, green, and blue in a predetermined order.

【0083】また、本発明はTFTをアクティブ素子と
する表示素子に限らず、MIM(Metal Insulator Meta
l)をアクティブ素子とする表示素子にも適用可能であ
る。さらに、この発明は、図9に示すように、対向する
基板11と12のそれぞれの対向面に走査電極71と、
走査電極71に直交する信号電極72を配置した単純マ
トリクス型(パッシブマトリクス型)の表示素子にも適
用可能である。また、この発明は、スタティック駆動に
よって駆動される液晶表示素子にも適用可能である。
Further, the present invention is not limited to a display element using a TFT as an active element, but a MIM (Metal Insulator Meta).
The present invention is also applicable to a display element having l) as an active element. Further, according to the present invention, as shown in FIG. 9, a scanning electrode 71 is provided on each opposing surface of opposing substrates 11 and 12,
The present invention is also applicable to a simple matrix type (passive matrix type) display element in which a signal electrode 72 orthogonal to the scanning electrode 71 is arranged. The present invention is also applicable to a liquid crystal display element driven by static driving.

【0084】[0084]

【実施例】化学式1に示す基本骨格を有する液晶化合物
を用いて、表1に示す物性を有する反強誘電性液晶組成
物を調整し、この液晶組成物を用いて図1〜図3に示す
構成の表示素子を形成し、各画素の選択期間に表示階調
に対応する1つの電圧を印加する駆動方法(1パルス駆
動法)と図5に示す駆動方法(3パルス駆動法)との比
較実験を行った。
EXAMPLES An antiferroelectric liquid crystal composition having the physical properties shown in Table 1 was prepared using a liquid crystal compound having a basic skeleton represented by Chemical Formula 1, and this liquid crystal composition was used and shown in FIGS. A comparison between a driving method (one-pulse driving method) in which a display element having a configuration is formed and one voltage corresponding to a display gradation is applied during a selection period of each pixel and a driving method shown in FIG. 5 (three-pulse driving method) An experiment was performed.

【0085】[0085]

【表1】 コーン角(2θ)[°] : 60 ISO−SA転移温度[℃] : 85 SA−SCA*転移温度 [℃]: 70 {以下の測定温度[℃]} : 25 自発分極(PS)[nc/cm2]: 250 チルト角(θ)[°] : 30Table 1 Cone angle (2θ) [°]: 60 ISO-SA transition temperature [° C.]: 85 SA-SCA * Transition temperature [° C.]: 70 ° or lower measured temperature [° C.]: 25 spontaneous polarization (PS ) [Nc / cm2]: 250 Tilt angle (θ) [°]: 30

【0086】この実験においては、表示素子の一方の偏
光板を、その透過軸がスメクティック相の有する層構造
の層(スメクティック層)の法線に対して22.5°傾
けて配置し、他方の偏光板をその透過軸が一方の偏光板
の透過軸と直交するように配置した。
In this experiment, one of the polarizing plates of the display element was arranged so that its transmission axis was inclined by 22.5 ° with respect to the normal of the layer having the layer structure having the smectic phase (smectic layer). The polarizing plate was arranged so that its transmission axis was perpendicular to the transmission axis of one of the polarizing plates.

【0087】次に、各画素の選択期間60μ秒、1/2
20デューティでこの液晶表示素子を1パルス駆動法と
3パルス駆動法のそれぞれについて以下に示すように駆
動した。1パルス駆動法では、各選択期間に、画素電極
13と共通電極17との間にパルス電圧を+5Vから−
5Vまで0.5V刻みで印加し、各パルス電圧における
透過率を測定する。−5Vまでの透過率の測定が終了し
たら、逆に、画素電極13と共通電極17との間にパル
ス電圧を−5Vから+5Vまで0.5V刻みで印加し、
各設定パルス電圧における透過率を測定する。
Next, the selection period of each pixel is 60 μsec, 1 /
This liquid crystal display element was driven at a duty of 20 for each of the one-pulse driving method and the three-pulse driving method as described below. In the one-pulse driving method, a pulse voltage is applied between the pixel electrode 13 and the common electrode 17 from +5 V to −
The voltage is applied in increments of 0.5 V to 5 V, and the transmittance at each pulse voltage is measured. When the measurement of the transmittance up to -5 V is completed, on the contrary, a pulse voltage is applied between the pixel electrode 13 and the common electrode 17 from -5 V to +5 V in 0.5 V steps.
The transmittance at each set pulse voltage is measured.

【0088】3パルス駆動法では、各選択期間に、画素
電極13と共通電極17との間にパルス電圧を−5Vと
+5Vのパルスを20μ秒ずつ印加した後、設定パルス
を印加する。設定パルスは、+5Vから−5Vまで0.
5V刻みで変化させ、各設定パルス電圧における透過率
を測定する。−5Vまでのパルス電圧における透過率の
測定が終了したら、逆に、画素電極13と共通電極17
との間にパルス電圧を−5Vから+5Vまで0.5V刻
みで印加し、各パルス電圧における透過率を測定する。
In the three-pulse driving method, during each selection period, a pulse of −5 V and a pulse of +5 V are applied between the pixel electrode 13 and the common electrode 17 for 20 μsec, and then a set pulse is applied. The setting pulse ranges from + 5V to -5V.
The transmittance at each set pulse voltage is measured while changing at intervals of 5 V. When the measurement of the transmittance at the pulse voltage up to −5 V is completed, the pixel electrode 13 and the common electrode 17
A pulse voltage is applied between −5 V and +5 V in steps of 0.5 V, and the transmittance at each pulse voltage is measured.

【0089】図10(A)は、1パルス駆動法による液
晶表示素子の電気光学特性を、図10(B)は、3パル
ス駆動法による電気光学特性をそれぞれ示す。図10
(A)に示すように、1パルス駆動法によりヒステリシ
スが発生する。これに対し、図10(B)に示すよう
に、3パルス駆動法を使用することにより、ヒステリシ
スの影響を低減し、安定した階調表示を行うことができ
る。
FIG. 10A shows the electro-optical characteristics of the liquid crystal display element by the one-pulse driving method, and FIG. 10B shows the electro-optical characteristics by the three-pulse driving method. FIG.
As shown in (A), hysteresis is generated by the one-pulse driving method. On the other hand, as shown in FIG. 10B, by using the three-pulse driving method, the effect of hysteresis can be reduced, and stable gradation display can be performed.

【0090】なお、図7に示した階調パルスVD、設定
パルスVH及びリセットパルスVLに加えて補償パルス
−VDを印加する4パルス駆動法によって液晶表示素子
を駆動した場合でも、上記の3パルス駆動法の場合とほ
ぼ同様の結果が得られる。また、階調パルスVDの他に
設定パルスVHのみを印加する2パルス駆動法によって
液晶表示素子を駆動した場合でも、上記の3パルス駆動
法の場合とほぼ同様の結果が得られる。
It should be noted that even when the liquid crystal display element is driven by a four-pulse driving method in which a compensation pulse -VD is applied in addition to the gradation pulse VD, the setting pulse VH, and the reset pulse VL shown in FIG. Almost the same results as in the driving method can be obtained. Further, even when the liquid crystal display element is driven by the two-pulse driving method in which only the setting pulse VH is applied in addition to the gradation pulse VD, substantially the same result as in the above-described three-pulse driving method can be obtained.

【0091】[0091]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
強誘電相を使用することなく、液晶を駆動するので、自
発分極による表示の焼き付きの少ない表示素子を得るこ
とができる。しかも、広視野角、高速応答性が得られ
る。
As described above, according to the present invention,
Since the liquid crystal is driven without using a ferroelectric phase, a display element with less display burn-in due to spontaneous polarization can be obtained. In addition, a wide viewing angle and high-speed response can be obtained.

【0092】さらに、表示階調に対応する電圧を印加す
る前に、固定の電圧を印加しているので、液晶の電気光
学特性に大きなヒステリシスがある場合でも、表示階調
を一義的に定めることができる。
Further, since a fixed voltage is applied before applying a voltage corresponding to the display gradation, the display gradation must be uniquely determined even when there is a large hysteresis in the electro-optical characteristics of the liquid crystal. Can be.

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

【図1】この発明の実施の形態にかかる表示素子の構造
を示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing a structure of a display element according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1に示す表示素子の下基板の構成を示す平面
図である。
FIG. 2 is a plan view showing a configuration of a lower substrate of the display element shown in FIG.

【図3】偏光板の透過軸と液晶分子の配向方向の関係を
示す図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating a relationship between a transmission axis of a polarizing plate and an alignment direction of liquid crystal molecules.

【図4】液晶の印加電圧と透過率との関係を示す図であ
る。
FIG. 4 is a diagram illustrating a relationship between an applied voltage of a liquid crystal and transmittance.

【図5】この発明の実施の形態にかかる表示素子の駆動
方法により画素に印加される電圧の波形を示すタイミン
グチャートである。
FIG. 5 is a timing chart showing a waveform of a voltage applied to a pixel by a method of driving a display element according to an embodiment of the present invention.

【図6】図5に示す駆動方法を実現するための列ドライ
バの構成例を示す図である。
6 is a diagram showing a configuration example of a column driver for realizing the driving method shown in FIG.

【図7】この発明の実施の形態にかかる表示素子の駆動
方法により画素に印加される電圧の波形を示すタイミン
グチャートである。
FIG. 7 is a timing chart showing a waveform of a voltage applied to a pixel by a method of driving a display element according to an embodiment of the present invention.

【図8】図7に示す駆動方法を実現するための列ドライ
バの構成例を示す図である。
8 is a diagram illustrating a configuration example of a column driver for realizing the driving method illustrated in FIG. 7;

【図9】この発明の実施の形態にかかる表示素子の構造
の他の例を示す断面図である。
FIG. 9 is a sectional view showing another example of the structure of the display element according to the embodiment of the present invention;

【図10】(A)はこの発明の実施例の1パルス駆動法
による光学特性を、(B)はこの発明の実施例の3パル
ス駆動法による光学特性をそれぞれ示す。
FIG. 10A shows optical characteristics according to a one-pulse driving method according to an embodiment of the present invention, and FIG. 10B shows optical characteristics according to a three-pulse driving method according to an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11・・・透明基板(下基板)、12・・・透明基板(上基
板)、13・・・画素電極、14・・・アクティブ素子(TF
T)、15・・・ゲートライン(走査ライン)、16・・・デ
ータライン(階調信号ライン)、17・・・対向電極、1
8・・・配向膜、19・・・配向膜、20・・・シール材、21・
・・液晶、22・・・ギャップ材、23・・・偏光板(下偏光
板)、24・・・偏光板(上偏光板)、31・・・行ドライ
バ、32・・・列ドライバ、41・・・サンプル・ホールド回
路、42・・・サンプル・ホールド回路、43・・・A/D変
換器、44・・・電圧データ発生回路、45・・・タイミング
回路、46・・・マルチプレクサ、47・・・電圧変換回路
11: transparent substrate (lower substrate), 12: transparent substrate (upper substrate), 13: pixel electrode, 14: active element (TF
T), 15: gate line (scan line), 16: data line (gradation signal line), 17: counter electrode, 1
8 ... alignment film, 19 ... alignment film, 20 ... sealing material, 21.
..Liquid crystal, 22 gap material, 23 polarizing plate (lower polarizing plate), 24 polarizing plate (upper polarizing plate), 31 row driver, 32 column driver, 41 ... Sample-hold circuit, 42 Sample-hold circuit, 43 A / D converter, 44 Voltage data generation circuit, 45 Timing circuit, 46 Multiplexer, 47 ... Voltage conversion circuits

フロントページの続き (72)発明者 下田 悟 東京都八王子市石川町2951番地の5 カシ オ計算機株式会社八王子研究所内Continued on the front page (72) Inventor Satoru Satorita 5 Casio Computer Co., Ltd. Hachioji Research Laboratory at 2951 Ishikawacho, Hachioji-shi, Tokyo

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】対向面に電極がそれぞれ形成された一対の
基板と、 前記一対の基板の間に配置され、前記電極間に印加され
た一方極性の第1の電圧に応じて液晶分子が第1の方向
にほぼ配列した第1の強誘電相を示す第1の配向状態
と、前記電極間に印加された他方極性の第2の電圧に応
じて液晶分子が第2の方向にほぼ配列した第2の強誘電
相を示す第2の配向状態と、前記第1の電圧と第2の電
圧との中間の任意の第3の電圧の印加に応じて液晶分子
がそのダイレクタを前記第1の方向と前記第2の方向と
の間の方向に向けて配向する強誘電相を示す液晶と、 前記一対の基板を挟んで配置され、いずれか一方の光学
軸が前記第1と第2の方向のいずれか一方と前記第3の
方向とにより挟まれる角度範囲に設置され、他方の光学
軸が前記一方の光学軸と実質的に垂直または平行にそれ
ぞれ配置された一対の偏光板と、 前記電極に接続され、対向する電極領域とその間の前記
液晶を含む各画素を順次選択し、選択した画素の前記液
晶に、液晶のダイレクタを前記第1の方向と第2の方向
により挟まれる角度範囲よりも狭い角度範囲で変化さ
せ、且つ、固定の第1の駆動電圧と、該第1の駆動電圧
を印加した後に印加され、表示階調に対応する第2の駆
動電圧を含む駆動電圧を印加する駆動手段と、 を備える強誘電性相を示す液晶を用いた表示素子装置。
1. A pair of substrates each having an electrode formed on an opposing surface, and a liquid crystal molecule disposed between the pair of substrates, wherein liquid crystal molecules are formed in response to a first voltage of one polarity applied between the electrodes. The liquid crystal molecules are substantially aligned in the second direction according to the first alignment state indicating the first ferroelectric phase substantially aligned in the first direction and the second voltage of the other polarity applied between the electrodes. In response to application of a second orientation state indicative of a second ferroelectric phase and application of an arbitrary third voltage intermediate between the first voltage and the second voltage, the liquid crystal molecules change the director of the first ferroelectric phase to the first voltage. A liquid crystal exhibiting a ferroelectric phase oriented in a direction between the first direction and the second direction; and a liquid crystal arranged between the pair of substrates, one of the optical axes being in the first and second directions. And the third direction is installed in an angle range sandwiched by the third direction and the other optical axis. A pair of polarizers respectively arranged substantially perpendicularly or parallel to the optical axis of, and sequentially connected to the electrodes, and sequentially selecting each pixel including the liquid crystal between the opposing electrode region and the selected pixel, Applying a fixed first drive voltage and the first drive voltage to the liquid crystal while changing the director of the liquid crystal in an angle range narrower than the angle range sandwiched by the first direction and the second direction. And a driving means for applying a driving voltage including a second driving voltage corresponding to a display gradation, the liquid crystal device exhibiting a ferroelectric phase.
【請求項2】前記駆動手段は、前記第1の駆動電圧と絶
対値が同一で極性が反対の第3の駆動電圧、又は、前記
第1の駆動電圧と前記第2の駆動電圧の和と絶対値が同
一で極性が反対の第4の駆動電圧の一方を、選択した画
素の前記液晶に前記第1の駆動電圧を印加する前に印加
する手段を備える、 ことを特徴とする請求項1に記載の表示素子装置。
2. The driving means according to claim 1, wherein said driving means has a third driving voltage having the same absolute value as said first driving voltage and opposite polarity, or a sum of said first driving voltage and said second driving voltage. 2. The liquid crystal display according to claim 1, further comprising: means for applying one of the fourth drive voltages having the same absolute value and opposite polarities before applying the first drive voltage to the liquid crystal of the selected pixel. 3. The display element device according to item 1.
【請求項3】前記駆動手段は、前記第1の駆動電圧と絶
対値が同一で極性が反対の第5の駆動電圧と、前記第2
の駆動電圧と絶対値が同一で極性が反対の第6の駆動電
圧とを、選択した画素の前記液晶に前記第1の駆動電圧
を印加する前に印加する手段を備える、 ことを特徴とする請求項1に記載の表示素子装置。
3. The driving means comprises: a fifth driving voltage having the same absolute value as the first driving voltage and opposite in polarity;
Means for applying a sixth drive voltage having the same absolute value and opposite polarity to the sixth drive voltage before applying the first drive voltage to the liquid crystal of the selected pixel. The display device according to claim 1.
【請求項4】前記液晶は、前記第1の方向と第2の方向
とのなす交角が45°より大きい角度で夫々配向する強
誘電性相をもっており、 前記駆動手段は、液晶のダイレクタを前記第1の方向と
第2の方向とにより挟まれる角度範囲内のほぼ45°の
角度範囲で変化させる電圧を印加する、 ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1つに記載
の表示素子装置。
4. The liquid crystal has a ferroelectric phase in which an intersection angle between the first direction and the second direction is oriented at an angle larger than 45 °. The display according to any one of claims 1 to 3, wherein a voltage that changes in an angle range of approximately 45 ° within an angle range sandwiched between the first direction and the second direction is applied. Element device.
【請求項5】前記一対の偏光板の一方は、前記第1の方
向と第2の方向のいずれかに対して、前記交角より45
°を差し引いた角度の1/2から、前記交角より45°
を差し引いた角度の範囲に、その光学軸の方向を配置し
たことを特徴とする請求項1乃至4に記載の表示素子装
置。
5. One of said pair of polarizing plates is at an angle of 45 ° with respect to any one of said first and second directions.
From the half of the angle after subtracting °, 45 ° from the intersection angle
5. The display element device according to claim 1, wherein the direction of the optical axis is arranged in a range of an angle obtained by subtracting.
【請求項6】前記液晶は、前記第1の方向と第2の方向
とのなす交角がほぼ60°より大きい角度で夫々配向す
る強誘電性相をもっており、 前記一対の偏光板の一方は、前記第1の方向と第2の方
向のいずれかに対して、ほぼ7.5°以上の角度でその
光学軸の方向を配置した、 ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1つに記載
の表示素子装置。
6. The liquid crystal has a ferroelectric phase in which an intersection angle between the first direction and the second direction is oriented at an angle larger than approximately 60 °, and one of the pair of polarizing plates includes: The direction of the optical axis is arranged at an angle of about 7.5 ° or more with respect to any one of the first direction and the second direction. 3. The display element device according to item 1.
【請求項7】前記一対の偏光板は、いずれか一方の光学
軸を、前記駆動手段によって変化させられるダイレクタ
の角度範囲の一方の側の方向と実質的に平行に配置し
た、 ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1つに記載
の表示素子装置。
7. The pair of polarizers, wherein one of the optical axes is disposed substantially parallel to a direction on one side of an angle range of the director that is changed by the driving unit. The display element device according to claim 1.
【請求項8】前記液晶は、前記第1の方向と第2の方向
とのなす交角が90°より大きい角度で夫々配向する強
誘電性相をもっており、 前記一対の偏光板の一方は、前記液晶のスメクティック
層の法線方向とほぼ平行に、その光学軸の方向を配置し
た、 ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1つに記載
の表示素子装置。
8. The liquid crystal has a ferroelectric phase in which an intersection angle between the first direction and the second direction is oriented at an angle larger than 90 °, and one of the pair of polarizing plates includes: The display element device according to any one of claims 1 to 3, wherein a direction of an optical axis of the liquid crystal smectic layer is substantially parallel to a normal direction of the smectic layer.
【請求項9】前記液晶は、対向する電極間に電圧が印加
されていないときに、液晶のダイレクタが前記第1の方
向と第2の方向とでなす角度のほぼ2等分線と平行な方
向に向いた反強誘電性相を示す反強誘電性液晶である、 ことを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1つに記載
の表示素子装置。
9. The liquid crystal according to claim 1, wherein when a voltage is not applied between opposing electrodes, the liquid crystal director is substantially parallel to a bisector of an angle formed between the first direction and the second direction. The display device according to claim 1, wherein the display device is an antiferroelectric liquid crystal exhibiting an antiferroelectric phase oriented in a direction.
【請求項10】前記駆動手段は、前記第1と第2の電圧
の絶対値よりも小さい前記第1の駆動電圧を印加した後
に、各前記画素の表示状態を定めるための画像データに
対応した電圧を各前記画素の前記液晶に印加する駆動回
路を備えている、 ことを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1つに記載
の表示素子装置。
10. The image forming apparatus according to claim 1, wherein said driving means applies image data for determining a display state of each of said pixels after applying said first driving voltage smaller than an absolute value of said first and second voltages. The display device according to any one of claims 1 to 9, further comprising a drive circuit that applies a voltage to the liquid crystal of each of the pixels.
【請求項11】前記一対の基板は、 画素電極と該画素電極に接続されたアクティブ素子がマ
トリックス状に配列された一方の基板と、 前記画素電極に対向する対向電極が形成された他方の基
板と、 より構成されていることを特徴とする請求項1乃至10
のいずれか1つに記載の表示素子装置。
11. A pair of substrates, one of which has a pixel electrode and active elements connected to the pixel electrode arranged in a matrix, and the other of which has a counter electrode facing the pixel electrode. 11. The method according to claim 1, further comprising:
The display element device according to any one of the above.
【請求項12】前記アクティブ素子は、薄膜トランジス
タから構成され、 前記駆動手段は、各前記画素の前記薄膜トランジスタに
ゲート信号を印加してオンさせるゲート駆動回路と、各
前記画素の表示状態を定めるための1つの画像データに
対応した前記第2の駆動電圧を有するパルスを、ゲート
信号により前記薄膜トランジスタがオンして各書き込み
期間に、各前記画素の前記液晶に印加するデータ駆動回
路と、を備えている、 ことを特徴とする請求項11に記載の表示素子装置。
12. The active element is formed of a thin film transistor, wherein the driving means applies a gate signal to the thin film transistor of each pixel to turn on the thin film transistor, and determines a display state of each pixel. A data drive circuit that applies a pulse having the second drive voltage corresponding to one image data to the liquid crystal of each pixel during each writing period when the thin film transistor is turned on by a gate signal. The display element device according to claim 11, wherein:
【請求項13】前記一対の基板は、 走査電極が形成された一方の基板と、 前記走査電極に対し垂直方向に延びる信号電極が形成さ
れた他方の基板と、 より構成されていることを特徴とする請求項1乃至10
のいずれか1つに記載の表示素子装置。
13. The pair of substrates includes one substrate on which a scanning electrode is formed, and the other substrate on which a signal electrode extending in a direction perpendicular to the scanning electrode is formed. Claims 1 to 10
The display element device according to any one of the above.
【請求項14】対向面に電極がそれぞれ形成された一対
の基板と、前記一対の基板の間に配置され、前記電極間
に印加された一方極性の第1の電圧に応じて液晶分子が
第1の方向にほぼ配列した第1の強誘電相を示す第1の
配向状態と、前記電極間に印加された他方極性の第2の
電圧に応じて液晶分子が第2の方向にほぼ配列した第2
の強誘電相を示す第2の配向状態と、前記電極間に電圧
を印加していないときにスメクティック相の層の法線方
向とほぼ一致する第3の方向に液晶分子がそのダイレク
タを向けて配向する第3の配向状態とを有し、前記第1
の電圧と第2の電圧との中間の任意の第3の電圧の印加
に応じて液晶分子がそのダイレクタを前記第1の方向と
前記第2の方向との間の方向に向けて配向する強誘電相
を示す液晶と、前記一対の基板を挟んで配置され、いず
れか一方の光学軸が前記第1と第2の方向のいずれか一
方と前記第3の方向とにより挟まれる角度範囲に設置さ
れ、他方の光学軸が前記一方の光学軸と実質的に垂直ま
たは平行にそれぞれ配置された一対の偏光板と、を備え
る表示素子の駆動方法であって、 対向する電極とこれらの電極が互いに対向する領域の前
記液晶とにより形成される各画素を順次選択する選択ス
テップと、 該選択ステップで選択した画素の前記液晶に、固定の電
圧を有する第1のパルスを印加する第1の駆動ステップ
と、 該第1の駆動ステップで前記第1のパルスを印加した画
素の前記液晶に、前記第1の方向と第2の方向により挟
まれる角度範囲よりも狭い角度範囲で液晶のダイレクタ
を変化させ、且つ、表示階調に対応する電圧を有する第
2のパルスを印加する第2の駆動ステップとを、含むこ
とを特徴とする表示素子の駆動方法。
14. A pair of substrates each having an electrode formed on an opposing surface, and a liquid crystal molecule disposed between the pair of substrates, wherein liquid crystal molecules are formed in response to a first voltage of one polarity applied between the electrodes. The liquid crystal molecules are substantially aligned in the second direction according to a first alignment state indicating a first ferroelectric phase substantially aligned in one direction and a second voltage of the other polarity applied between the electrodes. Second
And the liquid crystal molecules direct their directors in a third orientation that is substantially the same as the normal direction of the smectic phase layer when no voltage is applied between the electrodes. And a third alignment state in which the first alignment is performed.
The liquid crystal molecules orient the director in a direction between the first direction and the second direction in response to application of an arbitrary third voltage intermediate between the first voltage and the second voltage. A liquid crystal exhibiting a dielectric phase is disposed so as to sandwich the pair of substrates, and one of the optical axes is set in an angle range sandwiched by one of the first and second directions and the third direction. And a pair of polarizing plates, the other optical axis of which is disposed substantially perpendicular or parallel to the one optical axis, respectively, wherein the opposing electrode and these electrodes are mutually A selecting step of sequentially selecting each pixel formed by the liquid crystal in the opposing region; and a first driving step of applying a first pulse having a fixed voltage to the liquid crystal of the pixel selected in the selecting step. And the first driving step The director of the liquid crystal is changed in the liquid crystal of the pixel to which the first pulse is applied in an angle range narrower than the angle range sandwiched by the first direction and the second direction, and corresponds to a display gradation. A second driving step of applying a second pulse having a voltage.
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US7535448B2 (en) 2001-02-08 2009-05-19 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Liquid crystal display device, and method of driving the same

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