JPS61267734A - 液晶電気光学装置 - Google Patents

液晶電気光学装置

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JPS61267734A
JPS61267734A JP60110667A JP11066785A JPS61267734A JP S61267734 A JPS61267734 A JP S61267734A JP 60110667 A JP60110667 A JP 60110667A JP 11066785 A JP11066785 A JP 11066785A JP S61267734 A JPS61267734 A JP S61267734A
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JP
Japan
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liquid crystal
voltage
effect
active matrix
picture elements
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Pending
Application number
JP60110667A
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English (en)
Inventor
Tomio Sonehara
富雄 曽根原
Shuji Ariga
有賀 修二
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は強誘電性液晶組成物の散乱現象を利用した液晶
電気光学装置の高情報量化に関するものである。
(発明の概要〕 本発明は強ll11iL性液晶組成吻の光散乱状態を印
加電場により制御する液晶電気光学4&置において、ア
クティブマトリクス駆動手段を設虐したことにより、高
情報量の表現を可能にしたものである。
〔従来の技術〕
強m’rt性液晶の光散乱状態を印加電場によって制御
する電気光学効果(以下、Ferroelectric
LiguldCrystal 80attering効
果、IPL8効果と称する)は、Ferroelect
rics 59 、 P、 145〜160.1984
 に記述されるように、単一セルによる態動か確認され
ている。
〔発明か解決しようとする問題点〕
しかし、前述の従来技術ではFL8効来が明瞭なしきい
値をも友ないため情報表現に対して、スタチック駆動さ
れた表示エレメントを複数個組合せる他なく、高情報量
の表現は不可能であった。
本発明はこのような問題点を解決するもので、その目的
とするところは、PL8効果を高情@麓表現に応用した
液晶電気光字fcItを提供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明の液晶電気光学装置は、FLS効果を用いる液晶
パネルの駆動手段としてスイッチング素子エレメントを
各表示画素に配したアクティブマトリクスを有すること
を特徴としている。
〔作用〕
本発明は単一セルでの動作のみ可能なIFL8効果を、
アクティブマトリクスによって駆動を行なうものである
。アクティブマトリクスは各画素に対してスイッチング
素子を有しており、非常に短かい選択時間であっても、
各画素に配置されたスイッチング素子によって1001
に近いデユーティ−比での駆動が可能となる。このため
IFLS効果を用いた高情報1に表現可能な液晶電気光
学装置が実現される。
〔実施例〕
以下、本発明について実施例に基づいて詳細に説明する
実施例1 実施例1はアクティブマトリクス素子としてTyT(薄
膜トランジスタ)を用いたFL8効来パネルの場合であ
る。
第1図は一部を吹り出した斜視図である。各画素に対応
して画素電極(す、TIPT■が設置され、対向基板■
上の共通電極■との間に強誘電性液晶組成物■をはさん
だ構成となっている。
本実権例の場合、TIFT■は石英ガラス基板上のポリ
シリコンTIFTであり、市販のアクティブマトリクス
型液晶ポケットテレビに用いられているものと同様に形
成されたものである。他の構成部材についても同様であ
る。
強誘電性液晶組成物■は本実施例の場合、LIOBAM
BOを用い、基板の配向処理として有機膜のラビング処
理を施している。パネル間のギャップは2Δμ鶏である
。ギャップは必要となる散乱の大きさ、駆動電圧によっ
て適宜選択される。
また同じギャップでも光路を2倍にしより強い光散乱を
得るために、画素電極■あるいは共通電極■を光反射性
電極、例えばアルミニウムや銀のような金属薄膜を極に
することも有効である。
次に駆動について説明する。第2図はF’l、S効果T
IFT液晶パネルの駆動例を示す図である。本実施例の
場合、BOBAMBOOIFLS効果を用いているため
、液晶層には故溝気〜数10m□□□周期の極性反転し
た電圧と直流電圧を印加する必要がある。極性反転周期
は液晶の分子運動の速度、自発分極の大きさに依存して
いる。本実施例の条件は約80℃に液晶パネルのa駁を
保ち液晶をカイラルスメクチック相とし友状態で51H
zの極性反転電界をかけ友。この極性反転電界は、第2
図に示すようにフィールド(液晶パネル全面を点順次、
あるいは線順次にアドレスする時間)■。
・毎にTPTのソース配線■にトランスミッションゲー
ト■を通して加わるビデオ信号0を反転して作られる。
これを散乱信号Oと称し、第2図中に斜線で示した。共
通電極■はこのときビデオ信号のほぼ中間の電位をとっ
ている。したがって、散乱状態に対応した画素には、フ
ィールド毎に極性の反転した電位か書き込まれ、強誘′
1性液晶には散乱を誘起する反転電圧が加わることにな
る。
これに対し直流電圧の印カロはビデオ信号をフィールド
毎に反転せずに与えればよい。wJ2図のビデオ信号の
0の部分である。
つまりビデオ信号00発生は、2フイールド毎の信号フ
ィールド・において、表示データに従ってOvとVVの
閣で選択され、さらに全ONフィールド■ではVVまた
はOvが加わるようにして行なわれる。
さらにこれらは液晶の劣下を防止するために、Nフィー
ルド毎に反転されている。第2図中の■及び@カ1これ
を示している。
第2図中にはゲート配線■側の信号を省略しであるが、
これは市販のポケット液晶テレビに用いられているもの
と同様、順次選択されるようなパルスdi印加される。
これらは日dエレクトロニクス9月10日号(1984
)P211を参照されたい。
また第2図のビデオ信号は説明を簡単にするためOvあ
るいはV7の2櫃信号を加えたが、電圧振巾0からVV
の間で変調し、散乱強度の変化を与えることかできる。
この時のビデオ信号の例を第3図に示す。
以上述べ友ようにFl、+8効果をTUFTアクテイブ
マトリクスl#h動手段により多画素の表現に応用する
ことが可能となった。本実施例はTPTを採用した例で
あるが、同様な3端子スイツチ素子であれば応用可能で
ある。また界面配向によるメモリー性などが残る場合は
必ずしも画tAt極に直流電圧と交流電圧のいずれかが
常に印加されている必要はない。
実施例2 実施例2はTクチイブマトリクス素子として2端子双方
向性スイツチング素子であるM工M(金属−絶縁体一金
、礪ンダイオード0を用いた場合である。
側3図は画素等価回路図、第4図は斜視図である。M工
Mダイオード0は表示データを転送するデータI![相
]と画Xt他■の間に設けられ、強誘電性液晶組成物■
を挾んで走査電極部が対している。
この一画素分の等価回路を(b)に示した。強#Ij電
性液晶は実施例1と同じ1jOEAMBOを用いた。配
向処理、ギャップも同一である。M工MダイオードはT
a−Ta1O,−Orから成り、第5図に示すような双
方向性の非線型特性を有している。M工Mダイオードの
製造法、パネル構成は、特開昭55−161275やP
roceedings of JAPAN D工5PL
AY’83 F、404  に記述されるものと同等で
ある。
次に態動について説明する。第6図はIPI、S効果M
工M液晶パネルの駆動例を示している。(a)は3列目
のデータ線上のデータ信号波形、(a)は同じく4列目
のデータ信号波形、(b) * (e)はそれぞれ画素
(at5)t(asa)に〃口わる電圧波形、(c)(
f)はそれぞれ画素の液晶JelCa 、 5 ) 、
(4,4)&C7Jllわる電圧波形を示している。ま
た(ωは、4行目の走査電極信号波形である。これらの
信号発生は従来の単純マトリクス型液晶表示装置と同様
に行なうことができる。
ここで各信号波形について詳しく説明する。
IFL8効来は実施例1でも述べたように交流電圧と直
a電圧の切換が必要である。本実施例の場合、フレーム
(全画素をアドレスする時間〕■、・毎に極性反転が可
能とする駆動とした。走査電極信号(第6図(ω)は通
常の単純マトリクス液晶パネルの2フレ一ム交流方式と
同等である。データ線信号(第6図(a) 、 (b)
 )は、全ONフレーム◎と信−号フレーム[相]を交
互にとるようになっている。全ONフレームa多では、
2フレ一ム交流方式のONレベルをとる。信号フレーム
[相]では、散乱つまり交流電圧とする場合はONレベ
ルリ、非散乱すなわち直流電圧とする場合はOFFレベ
ルのをとるようにしている。信号フレームは通常の単純
マトリクス液晶パネルと同じ考え方である。このように
して画素には第6図(b) 、 (e)に示す電圧が印
加される。画素(4、5) 、!−素(4,4)に加わ
る電圧でtiJ素回路での作動が異fLふのに、@の選
択期間である。画素(a、5)は(ゆの選択期間に負側
に新たに書き込まれるのに対し、画素(as’)は@の
選択期間にM工MダイオードOFFしたままであり、強
+1鑞性液晶1−は正側の電圧を保持し続ける。この結
果直流電圧と交流電圧の表示データに従ったf調が可能
となつ九。不実7m?lJではフレームの反転周波数は
実施例1と同じ(50Ezとした。また液晶の劣下を防
止するためにNフィールド毎に第6図の信号波形をすべ
て反転し、反転した直流電圧の印加をすることもできる
以上は簡単のために211に表現の場合について述べた
が、階fA表現も可能である。これは、紋乱強[L/I
ペルの変yJ@をONレベル@とOFFレペルロの間で
振巾変調することによって実現される。この場合の駆動
は実施列1の5鴻子の場合と類似となる。
以上述べたように2i41子双方向性スイツチング素子
の一例としてM工MダイオードをFL8効来の連動素子
に採用することによって、多画素の表現か可能となった
実施例S 実施例3は駆動マトリクス素子に複数のスイッチング素
子を用いたF′L8効果液晶パネルの場合である。
バネn、 O構成はアクティブマトリクス基板と強誘電
性液晶組成物層、対向基板であり実施例1、実施例2と
同じであるので省略する。第7図(a)に一画素の機能
ダイヤグラム、第7図(b)にトランジスタを21!l
用いた場合の等価回路図を示す。選択回路[相]によっ
て1−Jの選択、非選択が決定され、保持回路ので次の
選択信号が加わるまで前の状態が保持される。保持され
た情報によりスイッチ回路[相]が働き、画素電極■に
印加される信号が切換えられる。これらの機能を1画素
中に収める九めに素子数はできるだけ少ないことか望ま
しい。第7図(1))Fiそ■九めの簡単な実際の回路
を示す。選択回路は選択用トランジスタの、保持回路は
保持用キャパシタ[株]、スイッチ回路はスイッチング
トランジスタ[相]によって機能している。■はFL8
効果の直流電圧を印カロする九めの直流電圧源、@は強
dt性液晶層に51!流電圧を印〃口する九めの父a’
itIEm−t’アル。
次に簡単に動作を説明する。ソース線■とゲート配線に
は画素選択のためのアドレクングパルスが印加され、一
画面の生成毎に1回当事画素が選択される。選択された
際の表示情報は、ソース線から保持用キャパシタ参Kt
圧として与えられ、保持用キャパシタは次の選択まで情
報を保持している。ここまでの動作は実施例1の3端子
スイツチング了クチイブマトリクスと同じように行なわ
れる。次にスイッチングトランジスタのは保持用キャパ
シタ→の電圧によってゲート電圧か制御され、0N−0
1FFする。スイッチングトランジスタ@のソースには
液晶1−1共通電極■を通して交流電圧源と直a電圧源
がつながれている。スイッチングトランジスタのON抵
抗とOFF’抵抗は液晶層の等価並列抵抗をはさんで設
計され、又流電圧源の見損周期は液晶層の並列等価時定
数より短く、またその振巾は直流電圧源の電圧よりも大
きく設定されている。この友めスイッチングトランジス
タの0IJ−OFFに伴い、属8図(a) K示す、よ
うにON時には直流電圧と交a1に圧のほとんどが液晶
層部)JrJ電圧秒となり、交流電圧の振巾が直流電圧
より大きいため、液晶I−にはIPL8効果の散乱に十
分な交流電圧がかかる。0FIF時には第8図(1))
に示すように、交流成分の大部分はスイッチングトラン
ジスタ印加電圧・となり、・液晶層には直流電圧成分か
印刀口される。このように液晶層のイノビーダンスを利
用することによって、簡単な2つのトランジスタ構成で
PLB効果に必要な交流に直流電圧の切換が可能となっ
た。
実際のマ) IJクス素子は、実施例1と同じくTFT
や、81基板上に形成されるMO,S)ランジスタによ
って構成される。ま九これらの画素選択の手法は、前述
し7’hM晶ポケットテレビと同等に行なっている。
さらに液晶の劣下を防止するために、Nフィールド毎に
直流電圧源■の極性を反転し、Nフィールド毎の交流駆
動としてもよい。
〔発明の効果〕
以上述べたように本発明によれば、F’LS効果をアク
ティブマトリクスによって駆動することによって、FL
EI効果の優れた特性を持つ多画素を有した高情報彼対
応の電気光学装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
第1図F′1FL8効果TFT液晶パネルの斜視図。 @2図はFLS効果TFT液晶パネルの駆動図。 第S図は振巾変調した場合のビデオ信号図。 第4図(a)はIPI、S効果MIM液晶パネルの画素
等価回路図。 第4図(b)はFLY効果MIM液晶パネルの斜視図。 第5図はM工Mの電流−電圧特性図。 第6図はFL8効果M工M液晶パネルの駆動波形図。 47図(a)は1画素の機能ダイアグラム図。 第7図(1))は2トランジスタによる等価回路図。 第8図(a) 、 (1))は液晶層とトランジスタに
印ヵロされる電圧波形図。 1・・・画素電極 2・・・TPT 4・・・共通電極 5・・・強誘電性液晶組成物 17・・・M工M 24・・・選択回路 25・・・保持回路 26・・・スイッチ回路 FL5効巣TFT俄晶 へ0ネ】い斜亀図 第1図 第3図 第4図(A)     第4図0+) 第6図 I dibJe rs &tt qイア7゛うaUへ第
7図<cL) 2ムランゾスダ+−Jう冴イIIEIIB:Jシト図第
7図(b) 3λ、V備品

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 相対する2枚の基板間に強誘電性液晶組成物を挾持して
    成る液晶パネルに、電界を印加し該液晶パネルの光散乱
    状態を制御する液晶電気光学装置において、アクティブ
    マトリクス駆動手段を有することを特徴とする液晶電気
    光学装置。
JP60110667A 1985-05-23 1985-05-23 液晶電気光学装置 Pending JPS61267734A (ja)

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