JPS61163325A - 液晶素子の駆動方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 不鞄明は液晶素子に係り、特に強誘電性液晶を用いる液
晶素子のマルチプレクシング駆動方法に関する。

〔従来技術〕

’！＃ｓ電性液晶として、例えばｍ１表に示す様なカイ
ラルＳｍＣ相（ＳｍＯと略す）、カイラルスメクチック
Ｈ相（１３ｍＨと略す）を呈する液晶が知られている。

これ等の強誘電性液晶分子の印７１０電界に対する状態
を第１図に示す。液晶セル厚が厚い時には、７１１図（
ａ）に示す如く、電界Ｅ全印加しない場合、強誘電性液
晶分子１に、ら−ｖＩ１２に対してθ（？ＩＪえば、第
１表■のｎ＝＝１０　１１０ＢＡＭＢ（！液晶では２０
〜２５度である）の角就をＭしら線状に配列する。この
ように配列した強誘電性液晶分子にしきい埴電界Ｆｉｃ
以上の′電界Ｅを印加すると第１図（１）Ｊの如く、強
誘電性液晶分子１は、電界Ｅの方向と垂＠ｌ平面上にら
線軸２に対してθの角ｆ’に有して配列する。また第１
図（功の電界Ｅの極性？反転させると、第１図（Ｃ）に
示す如く、強誘電性液晶分子１は電界Ｅの方向と一！Ｍ
直な平面上にら線軸２に対してθの角度を有して配列す
る。

更に、液晶セル厚が薄い場合には、第１図（ａλのら線
構造は消出しく例えば、ＤＯＢＡＭＢｉｇ晶では液晶セ
ル＃４〜５μｍ以下）、電界金全く印加してない場合１
ｃは、第１図（切欠に第１図（Ｃ）の状態で配列してい
る。例えば仮に、第１図（ｃ）の状態で配列していたと
するとこれにしきい値電界Ｂｃ以上の電界Ｅ全印加する
と第１図（ｂ）の状態に配列する。また第１図（１））
の電界コの極性を反転させると全体が第１図（Ｃ）の状
態で配列する。更にこの第１高（Ｃ）の状態で電界Ｅ全
域ジ除いても長期にわたりこの状態が保持さｎる。又第
１図ｔｂ、ｌの状態で電界Ｅを取り除いても第１図（１
））の状態で長期にわたり保持される。

上記現象は、非常に高速でしかもメモリ性があることが
特徴で、十分な大きさの電界全印加すｎばμＢｔ３Ｃオ
ーダーのパルス幅を持つパルスに応答し、セル条件全選
択子ｎば長期にわた９メモリ性があることが知られてい
る。従って画素数が大きくなる大型高＋ａ度デイスプＶ
イ、電子クヤツタ、偏光器等への応用が期待さ几ている
が、従来、印加電圧と光透過状態との関係が明らかにさ
ｎておらず、強誘電性液晶に具体的にどのような電圧す
印加したらマルチプレクシング駆動できるのか明らかに
されていなかった。又、強誘電性液晶素子のスタティッ
ク駆動方法は、特開昭５８−１７９８９０に記載されて
いるうこの方式ではスタティックな駆動方法としては適
するが、マルチプレクシング駆動の場合は、強誘電性液
晶が電圧極性で動作するという性質上、強誘電性液晶に
印加される電圧の平均値を全く零にするよりにマルチル
クシング駆動させることは、原理上不町餌と思わｎる。

周知の如く、スタティック駆動方法は、液晶セルの電極
構造、液晶セルと駆動回路出力部との納会、駆動回路等
が複雑化してしまい高画素表示には適さない。従って強
誘電性液晶の特徴でああ高速応答及びメモリ性による大
型高ぞ裏表下を行なうためには、強誘電性液晶に適合す
るマルチグレクシング駆動方法で駆動させることが望ま
れる。

このような状況から我々は、特願昭５９−８５４８１に
於いて良好なしきい値特性金有する強誘電性液晶素子の
マルチプレクシング駆動方法を提供した。

しかしその後の実験より第２図に示す如く印加電圧のパ
ルス幅により液晶のしきい値特性が異なる場合もあるこ
とがわかった。従ってこのような特性がある場合％願昭
５９−８５４８１の方法では液晶素子の表示内容例えば
第３図に示しｆｃ如く、同一信号電極Ｙｌ上の一番最初
の画素Ｘ、Ｙ、がｏｎ（仮に明るい状態をｏｎとすると
）で後の画素Ｘ２　Ｙ＠　−ＸｎＹｌ　までがｏｆｆす
るような場合、又はＹ、の信号電極上の如く画素Ｘ、Ｙ
、がｏｆｆで後のＸ！　Ｙｌ　〜ＸｍＹ２　ｔでの画素
がｏｎの場合には、画素Ｘ＋Ｙ＋＋　ＸＩ　Ｙ２　ｉ１
フレームの選択時ｅこ＋（Ｖｓ＋Ｖｔ）又Ｂ−（Ｖ１＋
　Ｖ２）　　が印加されＯｎ又はｏｆｆ丁ゐが非選択の
期間（Ｘｔ〜Ｘｎの走査電極が選択されている期間）だ
け（Ｖ＋−ｖｔ）又は＋（ｖ＋−ｖｔ）の選択電圧と逆
極性の電圧が印加さｎることになり従って非選択時に選
択時に設定された表示内容が変化してしまうことが考え
らｆＬ／）。更に、この改良方法として、我々は特願昭
５９−１７７８１８に於いて、印加電圧のパルス幅によ
り液晶のしきい値特性が異なる場合のマルチグレタシン
グ駆動方法を提供した。

この方法によれば、非選択時に、液晶のしきい値金越え
る逆極性の長いパルスがどのような表示内容となっても
印加さｎないため、表示内容の変化はなく良好であるが
、選択時には、およそパルスの数のｏｎ又はｏｆｆ状態
がくり返し現われる。

そのため人間の目が認識するディスプレイ等においてに
その最後に出るｏｎ、又はｏｆｆ状態が表示内容と１−
で認識されろため有効であるが、例えば高速で動かす電
子シャッタ等においては、問題となることも考えらｎる
。従ってこのような場合においては、選択時にＯｎ又ｆ
＠　ｏ　ｆ　ｆの一つの状態しか出ない方が望ましい。

〔目　的〕

不発Ｅ！Ａは、上記欠点を改善すべくなされたもので、
その目的とするところは本発明者等が見い出した印加電
圧と強誘電性液晶の光透過状態との関係から、マルチプ
レクシング駆動の際、非選択時に液晶のしきい値を越え
るような電圧パルスが印加されない強誘電性液晶にふさ
れしいマルチグレクシング駆動方法を提供することにあ
る。

〔概　要〕

本発明の液晶駆動方法の特徴に、水晶素子の表示内容に
関係なく、非選択時に選択電圧パルスと逆極性の電圧パ
ルスが長期にわたり強誘電性液晶に印加されることのな
いようなマルチブレクシング駆動方法で、しかも選択期
間内に液晶のしきい値？越えるパルス電圧が１回しか出
現しない駆動方法である。即ち、各走査電極には１フレ
ームの選択期間内に波高値がＶ、の正負電圧パルスが父
互に４回以上印加され、選択期間外は零■であり、又各
信号電極１７１ｍは、前記走ｆｔ極に印加される正負電
圧パルスと対応した位置（但し、選択期間内最後から２
コ分の電圧パルスを除く）に、前記走査！極に印加され
るパルスと同一パルス幅で、レカ・も同一極性のパルス
電圧Ｖ、を印加し、又走査電極選択期間内最後から２コ
分のパルス幅に相当する位ｆには、＋Ｖ、又は−Ｖ、の
電圧を印加し、こつ段後Ｃｒ）電圧う性の選択にニジ、
画素全ｏｎ又ぼＯｆｆし、欣晶素子？駆動させるもので
ある。

更に、強誘電性液晶素子は良好なメモリ性があるためＴ
Ｎ（ツイストネマチック）液晶素子と異なり、良好なし
きい値特性があればデユーティ句理論上無限大にとれる
。又選択、非選択時の電圧比な、強誘電性液晶のしきい
値特性により任意に選択できる。本発明方法においても
同様でるるか、本発明方法は、選択時に強誘電性液晶ｔ
ｔＣは、液晶の駆ＭｉｊＪｉｆ、圧（Ｖ、　＋　Ｖｔ）
と共に（ｖ、−Ｖｓ）も印加され、又非選択時ｉＣもパ
ルス幅の異なる＋ｖ２又は−Ｖ！が印加されるため、液
晶のしきい値特性が厘要でるる。つｔｐ、（ｖ、＋ｖ、
）＞Ｖｔｎ　（ｖ、−”ｋ）≦ｖｔｎ、　ｖ、≦Ｖｔｎ
、　ｖ、≧ｖ！ｅ　　ｖｌ及びＶ。

は正の実数盆満足しなげれば１ｃ−）ない。

〔実施例〕 以下実施例に従って不発明を更に具体的に説明する。

第４図に液晶素子の概略図を示す。ここで第４図（ａ）
は断面図、第４図（ｂＪは平面図である。ガラスからな
る一対の基板１１．１２の対向面に、厚さ５００〜１０
００Ａの工ｎ２０３．５ｎ０２等からなる透明電極１３
．１４′ｌｔ設ける。この電極１６゜１４はそれぞれが
ストライプ状に形成され、はぼ直焚させ格子状に組合せ
られる。尚１３？走ｆ′ａ極、１４ｉ信号′に極と呼ぶ
。更に必要に応じ、このｔ極上に８１０１等の？３縁１
＠１５を設けた後、液晶配向剤としてナイロン、ＰＩＴ
、ＰＶＡ、ＰＩ等の高分子膜１６１！：設け、ラビング
した（この場合、基板１１．１２の相方でも片側のみで
もよい尤そしてこの基板間に、セル厚を決定するために
、酸化物、プラスチックからなるギャップ剤を散布し友
。この時の厚みはおよそＣＬ５〜２μｍである。

液晶としては、ＤＯＢＡＭＢＯ１７７（用い上下基板間
に挾持させた。又１８は液晶素子の上下基板全固定する
ための接着剤であり、１９．２０は偏光軸ｔ１［交させ
、更に一方の偏光板の偏光軸と強誘電性液晶のしきい値
電界以上電界金印加した時の液晶分子長軸方間と一致さ
せる。この場合−万の偏光板の偏光軸と液晶分子長軸が
一致する方間の電界に符号をつけて仮に−Ｅとすると、
　−Ｆｉの電界を印加した時は元が遮断されるため暗黒
となり、又逆に＋Ｅの電界が印加さｎると偏光板を透過
する光成分を有するため明るくなる。このようにして−
に、＋Ｆｉの印加により明暗の切換ができ、表示素子、
電子シャッタ、偏光素子として機能し得る。尚電界が印
加されない場合にメモリ状態となるため、−Ｅから零だ
と黒、＋Ｚから零だと明の状態全保持続ける。また本現
象をここでは、強誘電性液晶の電気光学効果と呼ぶこと
にする。

この電気光学効果を更に詳しく調べた結果、第２図に示
すような特性を持つことが明らかとなつた。第２図は、
強誘電性液晶に印加されるパルスのパルス幅と液晶のし
きい値特性の関係を示した図である。この図から強誘電
性液晶のしきい値電圧（Ｖｔｎ）及び飽和電圧（Ｖｓａ
ｔ　）はパルス１扁により異なり、しかもこの現象はパ
ルス幅が短くなるほど顕著であることがわかった。又極
性を変えてもほぼ同様のしきい値特性を示した。この関
係は液晶層厚又は表面状態ｔｌ−変化させても、Ｖｔｎ
　。

Ｖｅａｔ　の値及びＶｇａｔ／Ｖｔｎの比は変化す／）
ものの、はぼ同様に観察さｎる。このことは、強誘電性
液晶素子をマルチブレクシング駆動する場合、選択時に
印加される電圧パルスと逆極性の長いパルスが非選択時
に印加されると、友とえ電圧の値が小さくても、液晶素
子が動き出し表示内容？変化させる可能性があることを
意味する。従って液晶素子の表示内容がどのような構成
になっても、非選択時に逆極性の長いパルスが印加され
ないマルチプレクシフグ駆動法が好ましい。

第５図は、不発明の第１の実施例を示し、第５図（ａＪ
は、代表的な５種の表示内容、第５図（ｂ）は、その時
の第１番目の走査電極ｘ１上の各画素の選択、非選択期
間に液晶に印加される電圧波形、及びこの時の光透過特
性を示し、又ｏｎ、ｏｆｆ（明、暗）をわかシ易（する
ため、第２フレーム周期は、第５図（ａ）の表示内容を
全画素反転した時の液晶に印加される電圧波形及び元透
過性特性會示した。尚走査電極Ｘには、選択期間内に波
高値Ｖ、として例えば絶対値で６ｖで各パルスの幅Ｐｗ
が２００μｓｅｃ　の電圧パルスが正負正負の順で４１
ｇ１印加され、選択期間外にＯｖである。又信号電極Ｙ
Ｋは、前記走査電極に印力Ｕされる正負電圧パルスと対
応した位ｋ（但し、選択期間内最後から２コ分の電圧パ
ルスを除く）に、前記走査電極に印加されるパルスと同
一のパルス幅、極性のパルスＶ８例えば絶対値で５ｖが
印加され、選択期間内最後から２コ分の電圧パルス幅４
００μｓｅｃには、＋ｖ、（＋ｓｖ）、−ｖ、（−ｓｖ
）　の電圧を印加し、更にこの極性の選択、仮に負の電
圧パルスを印加し九時Ｏｎとすると、選択時に液晶には
＋９７が印加されることになりｏｎ表示となる。

となる。この時の光透過特性は第５図（１））中に示し
たとおり良好であった。又この時のコントラスト比はお
よそ１：１５であつ几。

第６図に、第５図に示すような駆動波形を実現する具体
的回路の一例である。第６図に於いて、６０はクロック
パルス、６１にフンショットマルチバイブレータ、６２
は分周器、６５はインバータ、６４ｐ７９ツブフロツプ
、６５はノアゲート６６はアンドゲート、６７はオアゲ
ート、６８にトランスミッションゲート、６９はスイッ
チ、７０は強誘電性液晶素子でろ／）。ｅ、ｆ、に、　
１゜ｏ＋　ｎ＋　Ｑ＋　Ｒ＋　Ｔ＋　ｖばトランスミッ
ションゲート６８紮選択し、走査電極、信号電極の駆動
波形を作る信号で、又、士Ｖ、、±ｖ２は、走査電極、
信号Ｘ極の駆動電圧である。又、それぞｎの信号波形を
第７図に示す。

第８図に、本発明第２の実施例奮示す駆動波形及び光透
過特性を示した図である。尚この時の表示内容は第５図
（ａ）中に示し友同−信号電極上Ｙ１の最初の画素Ｘ、
　Ｙｌがｏｎで以下の信号電極Ｙ。

上の画素がｏｆｆの場合？示し、その時の第１番目の走
査電極ｘ１上の選択、非選択状態を示し、更に第２フレ
ーム周期に、信号電極Ｙｌ上の画素の表示を全て反転し
た場合を示した。尚この時走ｆ電極には、選択期間内に
Ｖ、として例えば絶対値で１２７でＰｗが５０μｓｅｃ
　のパルス幅の電圧パルスが正負の繰り返しで８回印加
され、選択期間外にＯＶでおる。又信号電極には、第８
図中Ｙ１に示した波形の波高値Ｖ、のパルス、例えば絶
対値で４ｖが印加さｆＬる。従って成品には選択時に第
２図のパルス幅５０μ８ｅＯでのしきい値電圧Ｖｔｎ以
上の１６Ｖ及びしきい値以下の８ｖが印加され、非選択
時には、パルス幅２００μｅｅｃテ（７）しきい値電圧
以下の４ｖが印加さｔＬる。この時の光透過特性は第８
図中に示した如く良好でめった。

又この時の１フレームの周期は４０　ｍ８Ｑｊである。

上記実施例は、不発明の一例を示すものであり、液晶の
しきい値特性によっては、走査電極電圧と信号を極電圧
比を任意に選択でき、又液晶材料もＤＯＢＡＭＢＣに限
定されなく、例えば第１表に示される他の強訴電性液晶
においても不発明を適用できる。

〔効　果〕

以上の如く本発明によれば、液晶素子の表示内容に関係
なく、非選択期間内において、液晶のしきい値を越すよ
うな逆極性の電圧パルスが印加されないため、強誘電性
液晶素子の艮好なマルチグレクシング駆動が可能となる
。このため大型高密度ディスプレイ、電子シャッタ、偏
光器等への応用が可能となるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜（Ｃ）は強鱈電性液晶の印加電界に対す
る状態金示す図、第２図は不発明が適応できる強表示内
容、駆動波形及び元透過特性金示す図、第６図に第５図
（ｂ）に示す駆動波形を実現する具体的回路の一例ｒ示
す図、第７図は第６図の回路の各信号のタイミングを示
す図、第８図に本発明の第２の実施例である駆動波形及
び光透過特性を示す図である。 １：強誘電性液晶分子 ２：ら線軸 １１．１２：着版 １５：走査電極 １４：１６号電極 １５：絶縁層 １６：配同剤噛 １７：液晶 １８：接層剤 １９．２０：偏光板 ２１ニスペーサ ６０：クロックパルス ６１：ワンショットマルチバイブレータ６２：分周器 ６３：インバータ ６４ニアリツプ７０ツブ ６５：ノアゲート ６６：アンドゲート ６７：オアゲート ６８ニドランスミツシヨンゲート ６９：スイッチ ７０：強誘電性液晶素子 以上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 対向した走査電極と信号電極を有する一対の基板間に強
   誘電性液晶を挾持してなる液晶素子を、線順次走査によ
   りマルチプレクシング駆動する方法に於いて、各走査電
   極には１フレームの選択期間内に波高値がＶ＿１の正負
   電圧パルスが交互に４回以上印加され、選択期間外は零
   Ｖであり、又各信号電極には、前記走査電極に印加され
   る正負電圧パルスを対応した位置（但し、選択期間内最
   後から２コ分の電圧パルスを除く）に、前記走査電極に
   印加されるパルスと同一パルス幅でしかも同一極性のパ
   ルス電圧Ｖ＿２を印加し、又、走査電極選択期間内最後
   から２コ分のパルス幅に相当する位置には、＋Ｖ＿２又
   は−Ｖ＿２の電圧を印加し、この最後の電圧極性の選択
   により、画素をＯＮ又はＯＦＦすることを特徴とする液
   晶素子の駆動方法。 （但し、前記Ｖ＿１及びＶ＿２は正の実数で、Ｖ＿１＋
   Ｖ＿２＞Ｖｔｎ、Ｖ＿１−Ｖ＿２≦Ｖｔｎ、Ｖ＿２≦Ｖ
   ｔｎ、Ｖ＿１≧Ｖ＿２を満足し、Ｖｔｎは、強誘電性液
   晶のしきい電圧である。）