JPS614029A - 液晶素子の駆動法 - Google Patents
液晶素子の駆動法Info
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- JPS614029A JPS614029A JP59124519A JP12451984A JPS614029A JP S614029 A JPS614029 A JP S614029A JP 59124519 A JP59124519 A JP 59124519A JP 12451984 A JP12451984 A JP 12451984A JP S614029 A JPS614029 A JP S614029A
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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。
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]
本発明は液晶を用いた光シヤツターアレイ、画像表示装
置等の駆動方法に関するものであり、さらに詳しくは双
安定性液晶、特に強誘電性液晶をアクティブマトリック
ス構成により駆動する方法に関するものである。
置等の駆動方法に関するものであり、さらに詳しくは双
安定性液晶、特に強誘電性液晶をアクティブマトリック
ス構成により駆動する方法に関するものである。
[従来の技術]
従来より、走査電極群と信号電極群をマトリクス状に構
成し、その電極間に液晶化合物を充填し、多数の画素を
形成して画像或いは情報の表示を行う液晶表示素子は、
よく知られている。この表示素子の駆動法としては、走
査電極群に、順次、周期的にアドレス信号を選択印加し
、信号電極群には所定の情報信号をアドレス信号と同期
させて並列的に選択印加する時分割駆動が採用されてい
るが、この表示素子及びその駆動法は、以下に述べる如
き致命的とも言える大きな欠点を有していた。
成し、その電極間に液晶化合物を充填し、多数の画素を
形成して画像或いは情報の表示を行う液晶表示素子は、
よく知られている。この表示素子の駆動法としては、走
査電極群に、順次、周期的にアドレス信号を選択印加し
、信号電極群には所定の情報信号をアドレス信号と同期
させて並列的に選択印加する時分割駆動が採用されてい
るが、この表示素子及びその駆動法は、以下に述べる如
き致命的とも言える大きな欠点を有していた。
即ち、画素密度を高く、或いは画面を大きくするのが難
しいことである。従来の液晶の中で応答速度が比較的高
く、しかも消費電力が小さいことから、表示素子として
実用に供されているのは殆どが、例えば、M、 5ch
adtと誓、■elfrich著、”Applied
Physics Letters″、 Vol、 1B
、 No、4(1971,2,15) 、 P、 12
7〜128の”Voltage−Dependent
0ptical Activity of a Twi
stedNematic Liquid Crysta
+”に示されたTN婦(twisted nemati
c)型の液晶を用いたもノテあり、この型の液晶は、無
電界状態で正の誘電異方性をもつ、ネマチック液晶の分
子が、液晶層厚方向で捩れた構造(ヘリカル構造)を形
成し、両電極面でこの液晶の分子が互いに並行に配列し
た構造を形成している。一方、電界印加状態では、正の
誘電異方性をもつネマチック液晶が電界方向に配列し、
この結果光調変調を起すことができる。
しいことである。従来の液晶の中で応答速度が比較的高
く、しかも消費電力が小さいことから、表示素子として
実用に供されているのは殆どが、例えば、M、 5ch
adtと誓、■elfrich著、”Applied
Physics Letters″、 Vol、 1B
、 No、4(1971,2,15) 、 P、 12
7〜128の”Voltage−Dependent
0ptical Activity of a Twi
stedNematic Liquid Crysta
+”に示されたTN婦(twisted nemati
c)型の液晶を用いたもノテあり、この型の液晶は、無
電界状態で正の誘電異方性をもつ、ネマチック液晶の分
子が、液晶層厚方向で捩れた構造(ヘリカル構造)を形
成し、両電極面でこの液晶の分子が互いに並行に配列し
た構造を形成している。一方、電界印加状態では、正の
誘電異方性をもつネマチック液晶が電界方向に配列し、
この結果光調変調を起すことができる。
この型の液晶を用いてマトリクス電極構造によって表示
素子を構成した場合、走査電極と信号電極が共に選択さ
れる領域(選択点)には、液晶分子を電極面に垂直に配
列させるに要する闇値以上の電圧が印加され、走査電極
と信号電極が共に選択されない領域(非選択点)には電
圧は印加されず、したがって液晶分子は電極面に対して
並行な安定配列を保っている。このような液晶セルの上
下に、互いにクロスニコル関係にある直線偏光子を配置
することにより、選択点では光が透過せず、非選択点で
は光が透過するため、画像素子とすることが可能となる
。然し乍ら、マトリクス電極構造を構成した場合には、
走査電極が選択され、信号電極が選択されない領域或い
は、走査電極が選択されず、信号電極が選択される領域
(所謂″半選択点”)にも有限の電界がかかってしまう
。選択点にかかる電圧と、半選択点にかかる電圧の差が
充分に大きく、液晶分子を電界に垂直に配列させるに要
する電圧閾値がこの中間の電圧値に設定されるならば、
表示素子は正常に動作するわけである。しかし、この方
式において、走査線数(N)を増やして行った場合、画
面全体(1フレーム)を走査する間に一つの選択点に有
効な電界がかかっている時間(duty比)は、1/H
の割合で減少してしまう。このために、くり返し走査を
行った場合の選択点と非選択点にかかる実効値としての
電圧差は、走査線数が増えれば増える程小さくなり、結
果的には画像コントラストの低下やクロストークが避は
難い欠点となっている。このような現象は、双安定状態
を有さない液晶(電極面に対し、液晶分子が水平に配向
しているのが安定状態であり、電界が有効に印加されて
いる間のみ垂直に配向する)を、時間的蓄積効果を利用
して駆動する(即ち、繰り返し走査する)ときに生じる
本質的には避は難い問題点である。この点を改良するた
めに、電圧平均化法、2周波駆動法や多重マトリクス法
等が既に提案されているが、いずれの方法でも不充分で
あり、表示素子の大画面化や高密度化は、走査線数が充
分に増やせないことによって頭打ちになっているのが現
状である。
素子を構成した場合、走査電極と信号電極が共に選択さ
れる領域(選択点)には、液晶分子を電極面に垂直に配
列させるに要する闇値以上の電圧が印加され、走査電極
と信号電極が共に選択されない領域(非選択点)には電
圧は印加されず、したがって液晶分子は電極面に対して
並行な安定配列を保っている。このような液晶セルの上
下に、互いにクロスニコル関係にある直線偏光子を配置
することにより、選択点では光が透過せず、非選択点で
は光が透過するため、画像素子とすることが可能となる
。然し乍ら、マトリクス電極構造を構成した場合には、
走査電極が選択され、信号電極が選択されない領域或い
は、走査電極が選択されず、信号電極が選択される領域
(所謂″半選択点”)にも有限の電界がかかってしまう
。選択点にかかる電圧と、半選択点にかかる電圧の差が
充分に大きく、液晶分子を電界に垂直に配列させるに要
する電圧閾値がこの中間の電圧値に設定されるならば、
表示素子は正常に動作するわけである。しかし、この方
式において、走査線数(N)を増やして行った場合、画
面全体(1フレーム)を走査する間に一つの選択点に有
効な電界がかかっている時間(duty比)は、1/H
の割合で減少してしまう。このために、くり返し走査を
行った場合の選択点と非選択点にかかる実効値としての
電圧差は、走査線数が増えれば増える程小さくなり、結
果的には画像コントラストの低下やクロストークが避は
難い欠点となっている。このような現象は、双安定状態
を有さない液晶(電極面に対し、液晶分子が水平に配向
しているのが安定状態であり、電界が有効に印加されて
いる間のみ垂直に配向する)を、時間的蓄積効果を利用
して駆動する(即ち、繰り返し走査する)ときに生じる
本質的には避は難い問題点である。この点を改良するた
めに、電圧平均化法、2周波駆動法や多重マトリクス法
等が既に提案されているが、いずれの方法でも不充分で
あり、表示素子の大画面化や高密度化は、走査線数が充
分に増やせないことによって頭打ちになっているのが現
状である。
[発明が解決しようとする問題点]
本発明の目的は、前述したような従来の液晶表示素子に
おける問題点を悉く解決した新規な双安定性液晶、特に
強誘電性液晶素子の駆動法を提供することにある。
おける問題点を悉く解決した新規な双安定性液晶、特に
強誘電性液晶素子の駆動法を提供することにある。
即ち、本発明は電圧応答速度が早く、状態記憶性を有す
る強誘電性液晶をアクティブマトリックスにより2方向
の電界を印加して明、暗の2つの状態に駆動することに
より、画素数の多い大画面の表示及び高速度で画像を表
示する強誘電性液晶の駆動方法を提供することを目的と
するものである。
る強誘電性液晶をアクティブマトリックスにより2方向
の電界を印加して明、暗の2つの状態に駆動することに
より、画素数の多い大画面の表示及び高速度で画像を表
示する強誘電性液晶の駆動方法を提供することを目的と
するものである。
E問題点を解決するための手段]及び[作用]本発明の
液晶素子の駆動方法は、FET (電界効果トランジス
タ)のゲート以外の端子である第一端子と接続した画素
電極を該FETに対応して複数設けた第一基板と該画素
電極に対向する対向電極を設けた第二基板を有し、前記
画素電極と対向電極の間に電界に対して双安定状態を有
する強誘電性液晶を挟持した構造の液晶素子の駆動法で
あって、前記FETのゲートがゲートオン状態となる信
号印加と同期させてFETのゲート以外の端子である第
一端子と第二端子の間で電界を形成することによって、
第一の配向状態に強誘電性液晶の配列を制御する第一位
相と、前記第一端子と第二端子の間で形成した電界と逆
極性の電界を第一端子と第二端子の間で形成することに
よって、第二の配向状態に強誘電性液晶の配列を制御す
る第二位相を有し、前記対向電極を共通電極にして各画
素に対応しているFET端子のうちゲートに走査信号、
ソースもしくはドレインに表示信号を印加する時−分割
駆動であり、かかる走査信号線(ゲート)に所定の走査
信号を印加するとともに、表示信号線(ソース又はドレ
イン)に信号電圧を印加することによって全画面の表示
状態を第一の配向状態に基づく表示状態に一様にそろえ
、次に前記走査信号線に順次、所定の電圧信号を印加す
るとともに、選択された表示信号線に第二の配向状態を
形成する画像信号を印加することを特徴とするものであ
る。
液晶素子の駆動方法は、FET (電界効果トランジス
タ)のゲート以外の端子である第一端子と接続した画素
電極を該FETに対応して複数設けた第一基板と該画素
電極に対向する対向電極を設けた第二基板を有し、前記
画素電極と対向電極の間に電界に対して双安定状態を有
する強誘電性液晶を挟持した構造の液晶素子の駆動法で
あって、前記FETのゲートがゲートオン状態となる信
号印加と同期させてFETのゲート以外の端子である第
一端子と第二端子の間で電界を形成することによって、
第一の配向状態に強誘電性液晶の配列を制御する第一位
相と、前記第一端子と第二端子の間で形成した電界と逆
極性の電界を第一端子と第二端子の間で形成することに
よって、第二の配向状態に強誘電性液晶の配列を制御す
る第二位相を有し、前記対向電極を共通電極にして各画
素に対応しているFET端子のうちゲートに走査信号、
ソースもしくはドレインに表示信号を印加する時−分割
駆動であり、かかる走査信号線(ゲート)に所定の走査
信号を印加するとともに、表示信号線(ソース又はドレ
イン)に信号電圧を印加することによって全画面の表示
状態を第一の配向状態に基づく表示状態に一様にそろえ
、次に前記走査信号線に順次、所定の電圧信号を印加す
るとともに、選択された表示信号線に第二の配向状態を
形成する画像信号を印加することを特徴とするものであ
る。
本発明の駆動法で用いる強誘電性液晶としては、加えら
れる電界に応じて第一の光学的安定状態と第二の光学的
安定状態とのいずれかを取る、すなわち電界に対する双
安定状態を有する物質、特にこのような性質を有する液
晶が用いられる。
れる電界に応じて第一の光学的安定状態と第二の光学的
安定状態とのいずれかを取る、すなわち電界に対する双
安定状態を有する物質、特にこのような性質を有する液
晶が用いられる。
本発明の駆動法で用いることができる双安定性を有する
強誘電性液晶としては、強誘電性を有するカイラルスメ
クティック液晶が最も好ましく、そのうち力イラルスメ
クテイックC相(SnO本)又H相(S■旧)の液晶が
適している。この強誘電性液晶ニツイテは、”LE J
OURNAL DE PHYSIOUELETTER1
3” 3B (L−89) 1975. rFerr
oelectricLiquid Crystals
J ; Applied physics Let−t
ers” 313 (11) 1980 、
r 5ubsicro 5econd B1−5tab
le Electrooptic Switchi
ng in Li1TuidCrystals J
;”固体物理”1B (141) 1981 r液
晶」等に記載されており、本発明ではこれらに開示され
た強誘電性液晶を用いることができる。
強誘電性液晶としては、強誘電性を有するカイラルスメ
クティック液晶が最も好ましく、そのうち力イラルスメ
クテイックC相(SnO本)又H相(S■旧)の液晶が
適している。この強誘電性液晶ニツイテは、”LE J
OURNAL DE PHYSIOUELETTER1
3” 3B (L−89) 1975. rFerr
oelectricLiquid Crystals
J ; Applied physics Let−t
ers” 313 (11) 1980 、
r 5ubsicro 5econd B1−5tab
le Electrooptic Switchi
ng in Li1TuidCrystals J
;”固体物理”1B (141) 1981 r液
晶」等に記載されており、本発明ではこれらに開示され
た強誘電性液晶を用いることができる。
より具体的には、本発明法に用いられる強誘電性液晶化
合物の例としては、デシロキシベンジリデン−P′−ア
ミノ−2−メチルブチルシンナメー) (DOBAMB
C:) 、ヘキシルオキシベンジリデン−P′−アミノ
−2−クロロプロピルシンナメート(HOBACPC)
および4−o−(2−メチル)−ブチルレゾルシリテン
−4′−オクチルアニリン(MBRA8)等が挙げられ
る。
合物の例としては、デシロキシベンジリデン−P′−ア
ミノ−2−メチルブチルシンナメー) (DOBAMB
C:) 、ヘキシルオキシベンジリデン−P′−アミノ
−2−クロロプロピルシンナメート(HOBACPC)
および4−o−(2−メチル)−ブチルレゾルシリテン
−4′−オクチルアニリン(MBRA8)等が挙げられ
る。
これらの材料を用いて、素子を構成する場合、液晶化合
物がSmC1相又はS腸旧相となるような温度状態に保
持する為、必要に応じて素子をヒーターが埋め込まれた
銅ブロック等により支持することができる。
物がSmC1相又はS腸旧相となるような温度状態に保
持する為、必要に応じて素子をヒーターが埋め込まれた
銅ブロック等により支持することができる。
第1図は、強誘電性液晶セルの例を模式的に描いたもの
である。1と1′は、In、 03 、 SnO,やI
TO(fndium−Tin 0w1de)等の透明電
極がコートされた基板(ガラス板)であり、その間に液
晶分子層2がガラス面に垂直になるよう配向したS*C
f相の液晶が封入されている。太線で示した線3が液晶
分子を表わしており、この液晶分子3は、その分子に直
交した方向に双極子モーメン)(Pよ)4を有している
。基板lと1′上の電極間に一定の閾値以上の電圧を印
加すると、液晶分子3のらせん構造がほどけ、双極子モ
ーメント(Pl)4はすべて電界方向に向くよう、液晶
分子3の配向方向を変えることができる。液晶分子3は
細長い形状を有しており、その長袖方向と短軸方向で屈
折率異方性を示し、従って例えばガラス面の上下に互い
にクロスニコルの位置関係に配置した偏光子を置けば、
電圧印加極性によって光学特性が変わる液晶光学変調素
子となることは、容易に理解される。さらに液晶セルの
厚さを充分に薄くした場合(例えばIIL)には、第2
図に示すように電界を印加していない状態でも液晶分子
のらせん構造は、はどけ(非らせん構造)、その双極子
モーメントP又はP′は上向き(4a)又は下向(4b
)のどちらかの状態をとる。このようなセルに第2図に
示す如く一定の閾値以上の極性の異なる電界E又はE′
を所定時間付与すると、双極子モーメントは電界E又は
E′の電界ベクトルに対応して上向き4a又は、下向き
4bと向きを変え、それに応じて液晶分子は第一の配向
状態5かあるいは第二の配向状態5′の何れか一方に配
向する。
である。1と1′は、In、 03 、 SnO,やI
TO(fndium−Tin 0w1de)等の透明電
極がコートされた基板(ガラス板)であり、その間に液
晶分子層2がガラス面に垂直になるよう配向したS*C
f相の液晶が封入されている。太線で示した線3が液晶
分子を表わしており、この液晶分子3は、その分子に直
交した方向に双極子モーメン)(Pよ)4を有している
。基板lと1′上の電極間に一定の閾値以上の電圧を印
加すると、液晶分子3のらせん構造がほどけ、双極子モ
ーメント(Pl)4はすべて電界方向に向くよう、液晶
分子3の配向方向を変えることができる。液晶分子3は
細長い形状を有しており、その長袖方向と短軸方向で屈
折率異方性を示し、従って例えばガラス面の上下に互い
にクロスニコルの位置関係に配置した偏光子を置けば、
電圧印加極性によって光学特性が変わる液晶光学変調素
子となることは、容易に理解される。さらに液晶セルの
厚さを充分に薄くした場合(例えばIIL)には、第2
図に示すように電界を印加していない状態でも液晶分子
のらせん構造は、はどけ(非らせん構造)、その双極子
モーメントP又はP′は上向き(4a)又は下向(4b
)のどちらかの状態をとる。このようなセルに第2図に
示す如く一定の閾値以上の極性の異なる電界E又はE′
を所定時間付与すると、双極子モーメントは電界E又は
E′の電界ベクトルに対応して上向き4a又は、下向き
4bと向きを変え、それに応じて液晶分子は第一の配向
状態5かあるいは第二の配向状態5′の何れか一方に配
向する。
このような強誘電性液晶を光学変調素子として用いるこ
との利点は2つある。第1に、応答速度が極めて速いこ
と、第2に液晶分子の配向が双安定状態を有することで
ある。第2の点を例えば第2図によって説明すると、電
界Eを印加すると液晶分子は第一の配向状態5に配向す
るが、この状態は電界を切っても安定である。又、逆向
きの電界E′を印加すると、液晶分子は第二の配向状態
5′に配向して、その分子の向きを変えるが、やはり電
界を切ってもこの状態に留っている。又、f 与
える電界Eが一定の閾値を越えない限り、それぞれの配
向状態にやはり維持されている。このような応答速度の
速さと、双安定性が有効に実現されるには、セルとして
は出来るだけ薄い方が好ましく、一般的には、0.5
pL〜20IL、特にIll、〜5ILが適している。
との利点は2つある。第1に、応答速度が極めて速いこ
と、第2に液晶分子の配向が双安定状態を有することで
ある。第2の点を例えば第2図によって説明すると、電
界Eを印加すると液晶分子は第一の配向状態5に配向す
るが、この状態は電界を切っても安定である。又、逆向
きの電界E′を印加すると、液晶分子は第二の配向状態
5′に配向して、その分子の向きを変えるが、やはり電
界を切ってもこの状態に留っている。又、f 与
える電界Eが一定の閾値を越えない限り、それぞれの配
向状態にやはり維持されている。このような応答速度の
速さと、双安定性が有効に実現されるには、セルとして
は出来るだけ薄い方が好ましく、一般的には、0.5
pL〜20IL、特にIll、〜5ILが適している。
この種の強誘電性液晶を用いたマトリクス電極構造を有
する液晶−電気光学装置は、例えばクラークとラガバル
により、米国特許第4387924号明細書で提案され
ている。
する液晶−電気光学装置は、例えばクラークとラガバル
により、米国特許第4387924号明細書で提案され
ている。
本発明は、アクティブマトリックスを構成するTPT
(薄膜トランジスタ)等のFET (電界効果トラ
ンジスタ)構造の素子が、ドレインとソースの印加電圧
を逆にする事により、いずれをドレインとしていずれを
ソースとしても使用しうるという事にもとづいている。
(薄膜トランジスタ)等のFET (電界効果トラ
ンジスタ)構造の素子が、ドレインとソースの印加電圧
を逆にする事により、いずれをドレインとしていずれを
ソースとしても使用しうるという事にもとづいている。
アクティブマトリックスを構成する素子としてはFET
構造の素子であればアモルファスシリコンTPT 、多
結晶シリコンTPT等のいずれであっても使用しうる。
構造の素子であればアモルファスシリコンTPT 、多
結晶シリコンTPT等のいずれであっても使用しうる。
又FET構造以外のバイポーラトランジスタであっても
同様に行う事も可能である。
同様に行う事も可能である。
Ny!1FETは、■ をドレイン電圧、V をD
C ゲート電圧、vSをソース電圧、■、をゲートソース間
の閾値電圧とするとV。>vS であり、V >V
+V、の時導通状態となり、S V <V +V、の時非導通状態となる。
C ゲート電圧、vSをソース電圧、■、をゲートソース間
の閾値電圧とするとV。>vS であり、V >V
+V、の時導通状態となり、S V <V +V、の時非導通状態となる。
S
P型FETにおいては7口く■sとし、VG くV +
v で導通状態トナリ、V > V s + V p
S P G
で非導通状態となる。
v で導通状態トナリ、V > V s + V p
S P G
で非導通状態となる。
P型であってもN型であってもFETの端子のいずれが
ドレインとして作用し、いずれがソースとして作用する
かは、電圧の印加の方向によって定まる。すなわちN型
では電圧の低い方がソースであり、P型では電圧の高い
方がソースとして作用する。
ドレインとして作用し、いずれがソースとして作用する
かは、電圧の印加の方向によって定まる。すなわちN型
では電圧の低い方がソースであり、P型では電圧の高い
方がソースとして作用する。
強誘電性液晶においては、液晶セルに印加する、正、負
の電圧に対していずれを「明」状態とし、いずれを「暗
」状態とするかはセルの上下に配置するクロスニコル状
態にした一対の偏光子の偏光軸と、液晶分子長軸との向
きにより自由に設定できる。
の電圧に対していずれを「明」状態とし、いずれを「暗
」状態とするかはセルの上下に配置するクロスニコル状
態にした一対の偏光子の偏光軸と、液晶分子長軸との向
きにより自由に設定できる。
本発明は液晶セルに印加される電界をアクティブマトリ
ックスの各素子の端子間電圧を制御する事によって制御
し、表示を行なうものであるから、各信号の電圧レベル
は以下の実施例にとられれる事なく、各信号の電位差を
相対的に維持すれば、実施する事が可能である。
ックスの各素子の端子間電圧を制御する事によって制御
し、表示を行なうものであるから、各信号の電圧レベル
は以下の実施例にとられれる事なく、各信号の電位差を
相対的に維持すれば、実施する事が可能である。
[実施例]
次に、本発明のアクティブマトリックスによる強誘電性
液晶の駆動方法の具体例を第3図〜第7図に基づいて説
明する。
液晶の駆動方法の具体例を第3図〜第7図に基づいて説
明する。
第3図はアクティブマトリックスの回路図、第4図は対
応画素の番地を示す説明図及び第5図は対応画素の表示
例を示す説明図である。
応画素の番地を示す説明図及び第5図は対応画素の表示
例を示す説明図である。
6は走査電極群であり、7は表示電極群である。
第6図(a)は走査信号を示す図であって、位相t1
、t2・・・においてそれぞれ選択された走査電極に印
加される電気信号とそれ以外の走査電極(選択されない
走査電極)に印加される電気信号を示している。第6図
(b)は、表示信号であって位相jl+j2・・・にお
いてそれぞれ選択された表示電極と選択されない表示電
極に与えられる電気信号を示している。
、t2・・・においてそれぞれ選択された走査電極に印
加される電気信号とそれ以外の走査電極(選択されない
走査電極)に印加される電気信号を示している。第6図
(b)は、表示信号であって位相jl+j2・・・にお
いてそれぞれ選択された表示電極と選択されない表示電
極に与えられる電気信号を示している。
第6図においては、それぞれ横軸が時間を、縦軸が電圧
を表す。例えば、動画を表示するような場合には、走査
電極群6は逐次、周期的に選択される。位相(時間)1
+において選択された走査電極GG G に与
えられる電気信号は、NIN+1’ N+2 第6図(a)に示される如く位相(時間)1+では、0
であり、位相(時間)t2において選択された走査電極
GNに与えられた電気信号は+vGである。
を表す。例えば、動画を表示するような場合には、走査
電極群6は逐次、周期的に選択される。位相(時間)1
+において選択された走査電極GG G に与
えられる電気信号は、NIN+1’ N+2 第6図(a)に示される如く位相(時間)1+では、0
であり、位相(時間)t2において選択された走査電極
GNに与えられた電気信号は+vGである。
一方、それ以外の走査電極GN+1 ” N+2は第6
図(a)に示す如く位相t2ではOである。また、位相
t1で選択された表示電極S S SN’ N+1
’ N+2 に与えられる電気信号は、第6図(b)に示される如く
−VSであり、位相t2において選択された表示電極S
S に与えられる電気信号はN’ N+2 +vsである。また位相t2において選択されない表示
電極S に与えられる電気信号は0であN+1 f る。以上に於て各々の電圧値は、以下の関係
を満足する所望の値に設定される。
図(a)に示す如く位相t2ではOである。また、位相
t1で選択された表示電極S S SN’ N+1
’ N+2 に与えられる電気信号は、第6図(b)に示される如く
−VSであり、位相t2において選択された表示電極S
S に与えられる電気信号はN’ N+2 +vsである。また位相t2において選択されない表示
電極S に与えられる電気信号は0であN+1 f る。以上に於て各々の電圧値は、以下の関係
を満足する所望の値に設定される。
走査電極層=1〜N (Nは走査線数)ラインに表示電
極n=1〜M (Mは表示線数)の信号線で全面に「明
」をリフレッシュ、次いで走査電極■=qラインに表示
電極n=lで「暗」の書込みをする場合、 (m= 1−N、 n= 1〜M) VGm=0(Ill#q) ■c−vLc>vsn(ド1〜N、 n= 1〜M)v
c、 v p > V LC+ V C(m =q
、n =x )v c + V L c < v
s n(n =l )■5n=O(n笑文) 但し、各記号は下記の事項を表わす。
極n=1〜M (Mは表示線数)の信号線で全面に「明
」をリフレッシュ、次いで走査電極■=qラインに表示
電極n=lで「暗」の書込みをする場合、 (m= 1−N、 n= 1〜M) VGm=0(Ill#q) ■c−vLc>vsn(ド1〜N、 n= 1〜M)v
c、 v p > V LC+ V C(m =q
、n =x )v c + V L c < v
s n(n =l )■5n=O(n笑文) 但し、各記号は下記の事項を表わす。
voIl:ゲート電極(走査信号)電圧■L6二強二重
誘電性液晶値電圧の絶対値v、:ゲート、ソース間の闇
値 以上の動作をq= 1〜Nまで繰返し書込みを行う。
誘電性液晶値電圧の絶対値v、:ゲート、ソース間の闇
値 以上の動作をq= 1〜Nまで繰返し書込みを行う。
この様な電気信号が与えられたときの各画素のうち、例
えば第4図中の画素の書込み動作を第7図に示す。第7
図においては、それぞれ横軸が時間を、縦軸がON(暗
)上側、OFF (明)下側の各表示状態を表わす、
すなわち、第6図及び第7図より明らかな如く、位相1
.において、選択された走査線及び表示線の交点にある
すべての画素PN、N ””Nヤ2.N+2 には
、闇値−■ 越えるーv >−v −vCの電圧が
LCLCS 印加される。、したがって第4図において全画素N、N
N+2.N+2は配向状態を変え、「明」にP
−P リフレッシュされる。次に位相t2において、選択され
た走査線及び表示線の交点にある画素N、N’ N+
2.Hニは閾値V を越える電圧V L C<P
P t、c V −vcが印加される。したがって画素PN、N’P
N+2.Nは、「暗」に転移(スイッチ)する。位相t
3以降の動作は、位相t2の場合と同じように、選択さ
れた走査線及び表示線に対応する画素に順次「暗」が書
込まれていく。以上各動作でわかる通り、選択された走
査電極線上に表示電極が選択されたか否かに応じて、選
択された場合には、液晶分子は第一の配向状態あるいは
第二の配置7 向状態に配向を揃え、画素はON (暗)あるいはOF
F (明)となり、選択されない走査線上ではすべて
の画素に印加される電圧はいずれも閾値電圧を越えない
。
えば第4図中の画素の書込み動作を第7図に示す。第7
図においては、それぞれ横軸が時間を、縦軸がON(暗
)上側、OFF (明)下側の各表示状態を表わす、
すなわち、第6図及び第7図より明らかな如く、位相1
.において、選択された走査線及び表示線の交点にある
すべての画素PN、N ””Nヤ2.N+2 には
、闇値−■ 越えるーv >−v −vCの電圧が
LCLCS 印加される。、したがって第4図において全画素N、N
N+2.N+2は配向状態を変え、「明」にP
−P リフレッシュされる。次に位相t2において、選択され
た走査線及び表示線の交点にある画素N、N’ N+
2.Hニは閾値V を越える電圧V L C<P
P t、c V −vcが印加される。したがって画素PN、N’P
N+2.Nは、「暗」に転移(スイッチ)する。位相t
3以降の動作は、位相t2の場合と同じように、選択さ
れた走査線及び表示線に対応する画素に順次「暗」が書
込まれていく。以上各動作でわかる通り、選択された走
査電極線上に表示電極が選択されたか否かに応じて、選
択された場合には、液晶分子は第一の配向状態あるいは
第二の配置7 向状態に配向を揃え、画素はON (暗)あるいはOF
F (明)となり、選択されない走査線上ではすべて
の画素に印加される電圧はいずれも閾値電圧を越えない
。
したがって第7図に示される如く、選択された走査線上
以外の各画素における液晶分子は配向状態を変えること
なく前回走査されたときの信号状態に対応した配向を、
そのまま保持している。即ち、走査電極が選択されたと
きにその1ライン分の信号の書き込みが行われ、lフレ
ームが終了して次回選択されるまでの間は、その信号状
態を保持し得るわけである。従って、走査電極数が増え
ても、実質的なデユーティ比はかわらず、コントラスト
の低下は全く生じない。
以外の各画素における液晶分子は配向状態を変えること
なく前回走査されたときの信号状態に対応した配向を、
そのまま保持している。即ち、走査電極が選択されたと
きにその1ライン分の信号の書き込みが行われ、lフレ
ームが終了して次回選択されるまでの間は、その信号状
態を保持し得るわけである。従って、走査電極数が増え
ても、実質的なデユーティ比はかわらず、コントラスト
の低下は全く生じない。
第5図に於て、走査電極GN、GM+1.GN+2’・
・・と表示電極S S S ・・・の交点で形成す
る画N’ N+1’ 842’ 素のうち、斜線部の画素は「暗」状態に、白地で示した
画素は「明」状態に対応するものとする。今、第5図中
の表示電極SN上の表示に注目すると、走査電極GM”
N+2に対応する画素では「暗」状態であり、それ以外
の画素は「明」状態である。前記位相t1〜t4の各動
作によって、第5図の表示パターンが完成する。
・・と表示電極S S S ・・・の交点で形成す
る画N’ N+1’ 842’ 素のうち、斜線部の画素は「暗」状態に、白地で示した
画素は「明」状態に対応するものとする。今、第5図中
の表示電極SN上の表示に注目すると、走査電極GM”
N+2に対応する画素では「暗」状態であり、それ以外
の画素は「明」状態である。前記位相t1〜t4の各動
作によって、第5図の表示パターンが完成する。
本発明の強誘電性液晶の駆動方法において、走査電極と
信号電極の配置は任意であり、例えば第8図(a)
、 (b)に示すように一列に画素を配置することも可
能であり、この様に配置するとシャッターアレイ等とし
て利用することができる。
信号電極の配置は任意であり、例えば第8図(a)
、 (b)に示すように一列に画素を配置することも可
能であり、この様に配置するとシャッターアレイ等とし
て利用することができる。
次に、以上に説明した実施例において、強誘電性液晶と
してDOBAMBGを駆動するのに好ましい具体的数値
を示すと、例えば 入力周波数f0=lx104〜1xlO6H210<
l V、l <130V (波高値)0.3 < l
VSI <IOV (波高値)が挙げられる。
してDOBAMBGを駆動するのに好ましい具体的数値
を示すと、例えば 入力周波数f0=lx104〜1xlO6H210<
l V、l <130V (波高値)0.3 < l
VSI <IOV (波高値)が挙げられる。
第9図は本発明において使用されるTFTにおけるFE
Tの構成を示す断面図、第10図はTPTを用いた強誘
電性液晶セルの断面図、第11図はTPT基板(の斜視
図、第12図は↑FT基板の平面図、第13図は第12
図のA−A ”線で切断した部分断面図、第14図は第
12図のB−B ′線で切断した部分断面図であり、以
上に示す各図はいずれも本発明の一実施態様を示すもの
である。
Tの構成を示す断面図、第10図はTPTを用いた強誘
電性液晶セルの断面図、第11図はTPT基板(の斜視
図、第12図は↑FT基板の平面図、第13図は第12
図のA−A ”線で切断した部分断面図、第14図は第
12図のB−B ′線で切断した部分断面図であり、以
上に示す各図はいずれも本発明の一実施態様を示すもの
である。
第1θ図は、本発明の方法で用いうる液晶素子の1つの
具体例を表わしている。ガラス、プラスチック等の基板
20の上にゲート電極24、絶縁膜22(水素原子をド
ーピングした窒化シリコン膜など)を介して形成した半
導体膜1B(水素原子をドーピングしたアモルファスシ
リコン)と、この半導体膜1Bに接する2つ端子8と1
1で構成したTPTと、TFTの端子11と接続した画
素電極12(ITO; Indnium Tin 0x
ide)が形成されてし)る。
具体例を表わしている。ガラス、プラスチック等の基板
20の上にゲート電極24、絶縁膜22(水素原子をド
ーピングした窒化シリコン膜など)を介して形成した半
導体膜1B(水素原子をドーピングしたアモルファスシ
リコン)と、この半導体膜1Bに接する2つ端子8と1
1で構成したTPTと、TFTの端子11と接続した画
素電極12(ITO; Indnium Tin 0x
ide)が形成されてし)る。
さらに、この上に絶縁層13(ポリイミド、ポリアミド
、ポリビニルアルコール、ポリパラキシリレン、SiO
、5inf)とアルミニウムやクロムなどからなる光遮
蔽膜9が設けられている。対向基板となる基板20′の
上には対向電極21 (ITQ; IndniumTi
n O+tide)と絶縁膜22が形成されている。
、ポリビニルアルコール、ポリパラキシリレン、SiO
、5inf)とアルミニウムやクロムなどからなる光遮
蔽膜9が設けられている。対向基板となる基板20′の
上には対向電極21 (ITQ; IndniumTi
n O+tide)と絶縁膜22が形成されている。
この基板20と20′の間には、前述の強誘電性液
゛晶23が挟持されている。又、この基板2oと2
0”の周囲部には強誘電性液晶23を封止するためのシ
ール材25が設けられている。
゛晶23が挟持されている。又、この基板2oと2
0”の周囲部には強誘電性液晶23を封止するためのシ
ール材25が設けられている。
この様なセル構造の液晶素子の両側にはクロスニコル状
態の偏光子19と19′が配置され、観察者Aが入射光
I0よりの反射光■!によって表示状態を見ることがで
きる様に偏光子19”の背後に反射板18(乱反射性ア
ルミニウムシート又は板)が設けられている。
態の偏光子19と19′が配置され、観察者Aが入射光
I0よりの反射光■!によって表示状態を見ることがで
きる様に偏光子19”の背後に反射板18(乱反射性ア
ルミニウムシート又は板)が設けられている。
又、上記の各図においてソース電極、ドレイン電極とは
、ドレインからソースへ電流が流れる場合に限定した命
名である。FETの働きではソースがドレインとして働
く場合も可能である。
、ドレインからソースへ電流が流れる場合に限定した命
名である。FETの働きではソースがドレインとして働
く場合も可能である。
[発明の効果]
上記の構造よりなる本発明の強誘電性液晶の駆動方法を
用いることにより、アクティブマトリックスに画素数の
多い大画面の表示及び高速度で鮮明な画像を表示するこ
とができる。
用いることにより、アクティブマトリックスに画素数の
多い大画面の表示及び高速度で鮮明な画像を表示するこ
とができる。
第1図及び第2図は、本発明の方法に用いる強誘電性液
晶を模式的に表わす斜視図、第3図は本発明の方法に用
いるマトリックス電極の回路図、第4図は対応画素の番
地を示す説明図、第5図は対応画素の表示例を示す説明
図、第6図(a)及び(b)は走査電極及び表示電極に
印加する電気信号を表わす説明図、第7図は各画素への
書込み動作を表わす説明図、第8図(a)及び(b)は
アクティブマトリックス回路と画素配置の例を示す配線
図、第9図はTFTにおけるFETの構成を示す断面図
、第1O図はTPTを用いた強誘電性液晶セルの断面図
、第11図はTFT基板の斜視図、第12図はTPT基
板の平面図、第13図はA−A ”線部分断面図び第1
4図はB−B ’部分断面図である。 t、t’;透明電極がコートされた基板2;液晶分子層 3:液晶分子 4;双極子モーメント(P□) 4a;上向き双極子モーメント 4b;下向き双極子モーメント 5;第一の配向状態 5′;第二の配向状態 9;光遮蔽膜 10;n”層 11; ドレイン電極(ソース電極) 12:画素電極 13:絶縁層 14、基板 15;半導体直下の光遮蔽膜16;半
導体 17.ゲート配線部の透明電極18;反射板
19.19′、偏光板20.20′、ガラス、プラス
チック等の透明基板21;対向電極 22;絶縁膜 23;強誘電性液晶層 24;ゲート電極 25;シール材 26;薄膜半導体 27;ゲート配線 28;パネル基板 29;光遮断効果を有するゲート部 1′〜M′;走査電極 1〜N;表示電極 4 L;共通電極 LC;液晶 FET;電界効果トランジスタ
晶を模式的に表わす斜視図、第3図は本発明の方法に用
いるマトリックス電極の回路図、第4図は対応画素の番
地を示す説明図、第5図は対応画素の表示例を示す説明
図、第6図(a)及び(b)は走査電極及び表示電極に
印加する電気信号を表わす説明図、第7図は各画素への
書込み動作を表わす説明図、第8図(a)及び(b)は
アクティブマトリックス回路と画素配置の例を示す配線
図、第9図はTFTにおけるFETの構成を示す断面図
、第1O図はTPTを用いた強誘電性液晶セルの断面図
、第11図はTFT基板の斜視図、第12図はTPT基
板の平面図、第13図はA−A ”線部分断面図び第1
4図はB−B ’部分断面図である。 t、t’;透明電極がコートされた基板2;液晶分子層 3:液晶分子 4;双極子モーメント(P□) 4a;上向き双極子モーメント 4b;下向き双極子モーメント 5;第一の配向状態 5′;第二の配向状態 9;光遮蔽膜 10;n”層 11; ドレイン電極(ソース電極) 12:画素電極 13:絶縁層 14、基板 15;半導体直下の光遮蔽膜16;半
導体 17.ゲート配線部の透明電極18;反射板
19.19′、偏光板20.20′、ガラス、プラス
チック等の透明基板21;対向電極 22;絶縁膜 23;強誘電性液晶層 24;ゲート電極 25;シール材 26;薄膜半導体 27;ゲート配線 28;パネル基板 29;光遮断効果を有するゲート部 1′〜M′;走査電極 1〜N;表示電極 4 L;共通電極 LC;液晶 FET;電界効果トランジスタ
Claims (1)
- (1)FETのゲート以外の端子である第一端子と接続
した画素電極を該FETに対応して複数設けた第一基板
と該画素電極に対向する対向電極を設けた第二基板を有
し、前記画素電極と対向電極の間に電界に対して双安定
状態を有する強誘電性液晶を挟持した構造の液晶素子の
駆動法であって、前記FETのゲートがゲートオン状態
となる信号印加と同期させてFETのゲート以外の端子
である第一端子と第二端子の間で電界を形成することに
よって、第一の配向状態に強誘電性液晶の配列を制御す
る第一位相と、前記第一端子と第二端子の間で形成した
電界と逆極性の電界を第一端子と第二端子の間で形成す
ることによって、第二の配向状態に強誘電性液晶の配列
を制御する第二位相を有し、前記対向電極を共通電極に
して各画素に対応しているFET端子のうちゲートに走
査信号、ソースもしくはドレインに表示信号を印加する
、時分割駆動であり、かかる走査信号線に所定の走査信
号を印加するとともに、表示信号線に信号電圧を印加す
ることによって全画面の表示状態を第一の配向状態に基
づく表示状態に一様にそろえ、次に前記走査信号線に順
次、所定の電圧信号を印加するとともに、選択された表
示信号線に第二の配向状態を形成する画像信号を印加す
ることを特徴とする液晶素子の駆動法。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59124519A JPS614029A (ja) | 1984-06-19 | 1984-06-19 | 液晶素子の駆動法 |
US06/724,828 US4697887A (en) | 1984-04-28 | 1985-04-18 | Liquid crystal device and method for driving the same using ferroelectric liquid crystal and FET's |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59124519A JPS614029A (ja) | 1984-06-19 | 1984-06-19 | 液晶素子の駆動法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS614029A true JPS614029A (ja) | 1986-01-09 |
Family
ID=14887486
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59124519A Pending JPS614029A (ja) | 1984-04-28 | 1984-06-19 | 液晶素子の駆動法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS614029A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS617825A (ja) * | 1984-06-22 | 1986-01-14 | Canon Inc | 液晶素子の駆動法 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60262133A (ja) * | 1984-06-11 | 1985-12-25 | Canon Inc | 液晶素子の駆動法 |
-
1984
- 1984-06-19 JP JP59124519A patent/JPS614029A/ja active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60262133A (ja) * | 1984-06-11 | 1985-12-25 | Canon Inc | 液晶素子の駆動法 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS617825A (ja) * | 1984-06-22 | 1986-01-14 | Canon Inc | 液晶素子の駆動法 |
JPH0453292B2 (ja) * | 1984-06-22 | 1992-08-26 | Canon Kk |
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