JPS6152681A - Display panel and driving thereof - Google Patents

Display panel and driving thereof

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Publication number
JPS6152681A
JPS6152681A JP59173177A JP17317784A JPS6152681A JP S6152681 A JPS6152681 A JP S6152681A JP 59173177 A JP59173177 A JP 59173177A JP 17317784 A JP17317784 A JP 17317784A JP S6152681 A JPS6152681 A JP S6152681A
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JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
display panel
gate
display
signal
Prior art date
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Pending
Application number
JP59173177A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
伸二郎 岡田
泰之 田村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Filing date
Publication date
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Priority to FR858512577A priority patent/FR2571526B1/en
Publication of JPS6152681A publication Critical patent/JPS6152681A/en
Priority to US07/313,305 priority patent/US4973135A/en
Pending legal-status Critical Current

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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

[産業上の利用分野] 本発明は液晶素子、LED  (発光ダイオード)素子
等の画像表示素子を用いた表示パネル及びその駆動方法
に関するものであり、特に強誘電液晶素子を、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] 最づ、本発明に係わる光学変調物質について述べる。 本発明の表示パネル及びその駆動法で用いる光学変調物
質としては、加えられる電界に応じて第1の光学的安定
状態と第2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
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、そのうちカイラルスメクティッ
クC相(SmO2)又はH相(Sm)Iりの液晶が適し
ている。この強誘電性液晶については、”LE JOU
RNAL DE PHYSIQUELETTERS ”
 3B (L−69) 1975.  rFerroe
lectricLiquid Cr7stals J 
 ;  ”Applied Physics  ’Le
tters ” 31B (11) 1980.  r
submicro 5econd’B15table 
Electrooptic Switching in
 LiquidCrystal+J ;  ”固体物理
” 113 (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ト(DOBAMBC
) 、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)−ブチルレゾルシリチン
−4′−オクチルアニリン(FIBRA8 )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、Smi!相又はSmO2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2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。24と24′は、In2O3、Sr+02やI
TO(Indium−Tin 0xide)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25がガラス面に垂直になるよう配向したSm
1t相の液晶が封入されている。太線で示した線26が
液晶分子を表わしており、この液晶分子26は、その分
子に直交した方向に双極子モーメント(Pよ)27を有
している。基板24と24′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26のらせん構造がほ
どけ、双極子モーメント(P工)27はすべて電界方向
に向くよう、液晶分子26の配向方向を変えることがで
きる。液晶分子26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1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、電圧印加極性番こよって光学特
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11L)には、第3図に示すように電界を印加し
ていない状態でも液晶のらせん構造はほどけ、その双極
子モーメン)P又はP′は上向き(27a)又は下向き
(27b)のどちらかの状態をとる。このようなセルに
第3図に示す如く一定の閾値以上の極性の異る電界E又
はE′を付与すると、双極子モーメント電界E又はE′
は電界ベクトルに対応して上向き27a又は、下向き2
7b′と向きを変え、それに応じて液晶分子は第1の安
定状態28かあるいは第2の安定状態28′の何れか1
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性を有すること
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1の安定状態28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2の安
定状態28′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、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fB、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
濤〜20pL、特にIJL〜5JL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1例えばクラークとラガバルによ
り、米国特許第4367924号明細書で提案されてい
る。 次に、実際に画像表示を行なう場合について以下に述べ
る。 液晶ディスプレイ法の一つであるマトリクス形表示の原
理は、走査電極群と信号電極群をマドリスク状に構成し
、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ものであるが、この方
式の場合、画像密度を高くしたり、あるいは画面を大き
くすると、走査電極、表示電極ともそれぞれ膨大な数が
必要になり、その結果液晶の応答速度が遅くなり、表示
画素以外の画素にも電圧が分配される。いわゆるクロス
トークによる弊害が生ずる。そこでこの点を改良するた
めに、電圧平均化駆動法、二周波駆動法1分割マトリク
ス方式、多重マトリクス方式等がすでに提案されている
が、いずれの方法においても、表示素子の大画面化およ
び高密度化に伴う、走査線数の増大に対応することは、
難しかった。そこで最近になってFET  (電界効果
トランジ、  スタ)等のスイッチング素子を各画素ご
とにマトリクス状に配列し、液晶を直接駆動するアクテ
ィブマトリクス表示(Active Matrix D
isplay )方式が考えられ、実用化されている。 [発明が解決しようとする問題点] しかしながら、前記アクティブマトリクス方式において
は、クロストークの問題は解決されるものの、従来の液
晶(ネマチック)素子を用いるものでは、表示の高速化
に限界があり、大画面表示にも繰返し川波数からの制約
があった。また、液晶素子として強誘電性液晶を用いた
場合には、前記ネマチック液晶における欠点は改善され
るものの、表示画像の高密度化に伴う回路構成の簡素化
という面においては、さらに改善の余地があった。本発
明はこのような従来の問題点を解決するためになされた
もので、アクティブマトリクスを用いた表示電極の回路
構成を改良することにより、信号線数の大幅な減少によ
る回路の簡素化を図ることを目的としている。 [手 段] TfIJ1図は本発明の基本概念を示す回路構成図で、
図において明らかなように、FET素子のソースもしく
はドレインとして機能する第一端子に画素電極を設ける
とともに、その画素電極に対応して複数の対向電極を接
続し、走査信号を、前記FET素子のソースもしくはド
レインとして機能する第二端子が導かれる走査信号線と
、これに平行に配置した複数の対向電極に印加し、さら
に前記走査信号線と対向電極線に直交に配置したゲート
線(FETの第三端子に接続する)に表示信号を印加す
る。一般に、n画素の表示においてはJiXZ本の引き
出し線が必要であるが、本発明では、 3r′n×3木
の引き出し線が必要となる。なお、Nの三乗板が自然数
で存在しない場合には引き出し線数を若干増す必要があ
る。 [作 用] 本発明は、第1図の回路構成図において明らかなように
、三系統の信号線群のうち二つを走査信号線として、書
き込みラインの選択をすると共に、残った一系統の信号
線に、表示信号を入力することによって、画像表示を行
うものである。具体的には、駆動素子であるFET  
(電界効果トランジスタ)のゲートがゲートオン状態と
なるように信号電圧を印加し、それと同期させてFET
のゲート以外の端子であるソース端子及びドレイン端子
の間に電界を形成させると共に、その極性を変えること
によって、第一の配向状態と第二の配向状態の二つの表
示状態を制御するものである。したがって、本発明で用
いられる強誘電性液晶としては、電界の極性に応じて第
一の光学的安定状態及び第二の光学的安定状態のいずれ
かを取る物質、すなわち電界に対して双安定状態を有す
る物質が用いられる。また、駆動素子であるFETにお
いては、P型であってもN型であっても、ゲート以外の
端子のいずれがソースとして作用し、いずれがドレイン
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。なお各信号
電極における電圧レベルは各信号間の電位差を相対的に
維持するものであれば、以下に述べる実施例にとられれ
ることなく任意の値に設定することが出来る。 [実施例1 本発明の液晶表示装置を用いた画像表示の具体例を第1
図及び第4図〜第7図に基づいて説明する。 第1図の回路構成において、駆動素子としてN型FET
好ましくはTPT  (薄膜トランジスタ)、液晶素子
として強誘電性液晶を使用し、第5図に示した所定の表
示パターンを書き込むための、各々の電圧値は、以下の
条件を満足する所望の値に設定される。
[Industrial Application Field] The present invention relates to a display panel using image display elements such as liquid crystal elements and LED (light emitting diode) elements, and a method for driving the same. This relates to a driving method. [Prior Art] First, the optical modulating substance according to the present invention will be described. The optical modulating substance used in the display panel and driving method thereof of the present invention takes either a first optically stable state or a second optically stable state depending on the applied electric field. That is, a substance having a bistable state with respect to an electric field, particularly a liquid crystal having such a property, is used. As the liquid crystal having bistability that can be used in the driving method of the present invention, chiral smectic liquid crystal having ferroelectricity is most preferable, and chiral smectic C phase (SmO2) or H phase (Sm) I liquid crystal is the most preferable. Are suitable. Regarding this ferroelectric liquid crystal, please refer to “LE JOU”
RNAL DE PHYSIQUELETTERS”
3B (L-69) 1975. rFerroe
electricLiquid Cr7stals J
``Applied Physics 'Le
tters” 31B (11) 1980. r
submicro 5econd'B15table
Electrooptic Switching in
LiquidCrystal+J; “Solid State Physics” 113 (141) 1981. ferroelectric liquid crystals disclosed in these documents can be used in the present invention. More specifically, as an example of the ferroelectric liquid crystal compound used in the method of the present invention, decyloxybenzylidene=p'-amino-2-methylbutylcinnamate (DOBAMBC
), hexyloxybenzylidene-P'-amino-2
-Chloropropyl cinnamate (HOBACPC: )
and 4-o-(2-methyl)-butylresorsilitin-4'-octylaniline (FIBRA8). When constructing an element using these materials, the liquid crystal compound is Smi! In order to maintain the temperature in such a state that it becomes a phase or a SmO2 phase, the element can be supported by a copper block or the like in which a heater is embedded, if necessary. FIG. 2 schematically depicts an example of a ferroelectric liquid crystal cell. 24 and 24' are In2O3, Sr+02 or I
A substrate (glass plate) coated with a transparent electrode such as TO (Indium-Tin Oxide), between which a liquid crystal molecular layer 25 is oriented perpendicularly to the glass surface.
1t phase liquid crystal is sealed. A thick line 26 represents a liquid crystal molecule, and this liquid crystal molecule 26 has a dipole moment (P) 27 in a direction perpendicular to the molecule. When a voltage higher than a certain threshold is applied between the electrodes on the substrates 24 and 24', the helical structure of the liquid crystal molecules 26 is unraveled, and the liquid crystal molecules 26 are aligned so that all dipole moments (P) 27 are directed in the direction of the electric field. You can change direction. The liquid crystal molecules 26 have an elongated shape and exhibit refractive index anisotropy in the long axis direction and the short axis direction. Therefore, for example, if polarizers are placed above and below the glass surface in a crossed nicol positional relationship, It is easily understood that this becomes a liquid crystal optical modulation element whose optical characteristics change depending on the polarity of applied voltage. Furthermore, if the thickness of the liquid crystal cell is made sufficiently thin (
For example, in 11L), the helical structure of the liquid crystal unravels even when no electric field is applied, as shown in Figure 3, and its dipole moment) P or P' is either upward (27a) or downward (27b). takes the state of When an electric field E or E' with a different polarity above a certain threshold value is applied to such a cell as shown in FIG. 3, the dipole moment electric field E or E'
is upward 27a or downward 2 according to the electric field vector.
7b', and accordingly the liquid crystal molecules are either in the first stable state 28 or the second stable state 28'.
Orient towards. ' There are two advantages to using such a ferroelectric liquid crystal as an optical modulation element. Firstly, the response speed is extremely fast, and secondly, the alignment of liquid crystal molecules has bistability. To explain the second point with reference to FIG. 2, for example, when the electric field E is applied, the liquid crystal molecules are oriented in a first stable state 28, and this state remains stable even when the electric field is turned off. Moreover, when an electric field E' in the opposite direction is applied, the liquid crystal molecules are oriented to the second stable state 28' and the orientation of the molecules is changed.
It remains in this state even if the electric field is turned off. Further, as long as the applied electric field E does not exceed a certain threshold value, each orientation fB is maintained. In order to effectively realize such fast response speed and bistability, it is preferable for the cell to be as thin as possible, and generally, the thickness is 0.5
IJL to 5JL is suitable, especially IJL to 5JL. A liquid crystal-electro-optical device having a matrix electrode structure using ferroelectric liquid crystals of this kind has been proposed, for example, by Clark and Ragabal in US Pat. No. 4,367,924. Next, a case in which an image is actually displayed will be described below. The principle of matrix type display, which is one of the liquid crystal display methods, is that a scanning electrode group and a signal electrode group are configured in a Madrisk shape, and a liquid crystal compound is filled between the electrodes to form a large number of pixels to display images or information. However, with this method, increasing the image density or increasing the screen size requires a huge number of scanning electrodes and display electrodes, which slows down the response speed of the liquid crystal. , voltage is also distributed to pixels other than display pixels. This causes harmful effects due to so-called crosstalk. In order to improve this point, voltage averaging drive method, dual frequency drive method, 1-division matrix method, multiple matrix method, etc. have already been proposed, but all of these methods require a larger display element screen and a higher To cope with the increase in the number of scanning lines due to density increase,
was difficult. Recently, active matrix displays (Active Matrix D), in which switching elements such as FETs (field effect transistors) are arranged in a matrix for each pixel to directly drive the liquid crystal, have been developed.
isplay) system has been considered and put into practical use. [Problems to be Solved by the Invention] However, although the active matrix method solves the problem of crosstalk, the method using conventional liquid crystal (nematic) elements has a limit in speeding up display. Large-screen display was also constrained by the number of repeated river waves. In addition, when a ferroelectric liquid crystal is used as a liquid crystal element, the drawbacks of the nematic liquid crystal described above are improved, but there is still room for further improvement in terms of simplifying the circuit configuration as the density of display images increases. there were. The present invention was made to solve these conventional problems, and by improving the circuit configuration of display electrodes using an active matrix, the number of signal lines can be significantly reduced, thereby simplifying the circuit. The purpose is to [Means] Figure TfIJ1 is a circuit configuration diagram showing the basic concept of the present invention,
As is clear from the figure, a pixel electrode is provided at the first terminal functioning as the source or drain of the FET element, a plurality of counter electrodes are connected corresponding to the pixel electrode, and a scanning signal is applied to the source of the FET element. Alternatively, the voltage is applied to a scanning signal line leading to a second terminal functioning as a drain, and a plurality of counter electrodes arranged parallel to the scanning signal line, and a gate line (FET's first terminal 3 terminals)). Generally, in a display of n pixels, JiXZ leader lines are required, but in the present invention, 3r'n×3 leader lines are required. Note that if the cube of N does not exist as a natural number, it is necessary to increase the number of lead lines slightly. [Function] As is clear from the circuit diagram of FIG. 1, the present invention selects a write line by using two of the three signal line groups as scanning signal lines, and selects the remaining one line group. An image is displayed by inputting a display signal to a signal line. Specifically, FET which is a driving element
A signal voltage is applied so that the gate of the field effect transistor (field effect transistor) is turned on, and in synchronization with this, the FET
By forming an electric field between the source terminal and the drain terminal, which are terminals other than the gate, and changing the polarity, two display states, a first orientation state and a second orientation state, are controlled. . Therefore, the ferroelectric liquid crystal used in the present invention is a material that takes either the first optically stable state or the second optically stable state depending on the polarity of the electric field, that is, a bistable state with respect to the electric field. A substance having the following properties is used. In addition, in an FET that is a driving element, whether it is P type or N type, which terminal other than the gate acts as the source and which acts as the drain depends on the direction of voltage application. Determined. That is, for N type, the lower voltage side acts as a source, and for P type, the higher voltage side acts as a source. Note that the voltage level at each signal electrode can be set to any value without being limited to the embodiments described below, as long as the potential difference between each signal is maintained relatively. [Example 1] A first specific example of image display using the liquid crystal display device of the present invention is described below.
The explanation will be made based on the drawings and FIGS. 4 to 7. In the circuit configuration shown in Figure 1, an N-type FET is used as a driving element.
Preferably, a TPT (thin film transistor) and a ferroelectric liquid crystal are used as the liquid crystal element, and each voltage value for writing the predetermined display pattern shown in FIG. 5 is set to a desired value that satisfies the following conditions. be done.

【11走査信号線■でm=a、走査信号線■でm=b、
表示信号線で文=Cの位置に「明」を書き込む場合。 〜/− 【2】走査線■でm=a、走査線■でm=bを選び表示
信号線見ζCで「暗」を書き込む場合。 但し、各記号は下記事項を表わす。 VLII::強誘電性液晶の閾値電圧の絶対値vPニア
クチイブマトリクスを構成しているFETのゲート閾値
電圧 ■sn:走査信号電圧■ vc、、:走査信号電圧■ VGI:表示信号電圧 以上の各信号電圧の、位相t1〜t8における電気信号
波形を第6図に示す、第6図においては、それぞれ横軸
が時間を、縦軸が電圧を表わしている。この様な電気信
号が与えられた時の各画素への書き込み動作をfJrV
図に示す@ fJS7図においては、横軸が時間を表わ
し、縦軸は上側ON(暗)、下側OFF  (明)の各
表示状態を表わす。 すなわち、各位相時間において、各々の画素が「暗」又
は「明」のいづれの状態にあるかを表わしている。なお
、図中QN−1は前回走査されたときの信号状態をその
まま保持しているものとする。 また第7図における各画素の座標は、第4図による0以
上、位相し1〜t8の各動作によって第5図に示される
所望の表示パターンが完成する。 なお、本実施例では、第6図においてVp=0としたが
、Vp#0であるならば、VC(ゲート電圧)をVp分
だけシフトすればよい、又、実施例において1強誘電性
液晶としてDOBAMBCを使用シタ場合(7)具体的
数値は、V LC= = 1〜20(V)、使用温度と
しては75℃〜85℃、一画素を書き込むのに必要な時
間は約50ggである。 本発明の回路構成は1通常のアクティブマトリクスの画
素上に、パッシブマトリクスを形成することと同じにな
るので、従来のパッシブマトリクスの場合と同様にクロ
ストークが避は難い、そこで、一般的なりロストークを
考えた最適条件を以下に述べる。 第8図において、対向電極を走査信号線として用いた場
合、他の走査線がそのアクティブマトリクス上の画素を
選択している場合には、第8図(a)において1−nま
での対向電極は独立に動作して、対向電極によって分け
られる画素相互では、アクティブマトリクス電極と対向
電極間に挟持する光制御物質(たとえばLC)に印加さ
れる電圧に影響を及ぼさない。 しかし、アクティブマトリクス上の画素電極が :選択
されていないときは、ゲートがOFF してtjS8図
(b)のようにアクティブマトリクス上の画素電極を通
して、1〜nまでの対向電極によって分けられる画素は
短絡されたことになり、1〜nまでの対向電極のうちひ
とつが選択されたときの電圧がアクティブマトリクス上
の画素電極を通して分配されることになる。 対向電極に入れる走査信号電圧を■として、他の選択さ
れない対向電極の電圧0とすると、より正確には選択走
査信号電圧をVON非選択時の走査信号電圧をV OF
Fとした場合にV=(VON−VOFF )と定義す6
゜ そうすると1選択された走査線m(1≦m≦n)にVを
印加した場合の他の走査線に表われる電圧、言い変えれ
ば他の画素の電極間にかかる電圧は、 v ′=v−!− と表わすことができる。又、走査信号iJimに表われ
る電圧は。 v″=vLx上 と表わされる。 ここで、VONは使用材料(例えばLC)の閾値を越え
ることがあっても、 vOFFは絶対に越えられない、
したがって、上述の3’lli圧値v’、v″。 V OFFは使用材料の閾値の絶対値より小さいことが
要求される。 そこでVOFF =a VONと定義すると、上述の3
つの電圧値は全てWONの関数となるので、次の条件を
満足することが必要となる。すな゛わち、wax(V’
、V″、VOFF ) <Vo、、、、、、■ここでV
Qは使用する材料の閾値である。 ■式を書き変えると、 max  (V?′(1−a ) 、 Li11−Mo
N (1−a ) 、 a VON) < VO−−−
00式においてn#1ならば −HVoH(1−a)≦”−n” ON (1−a )
aに対する最適値を定めるのに、n笑1で了YON (
1−a ) = a ’VONとおくと、 ・→古 ・・・・・・■ となる*  (n ;lのときaは意味をもたない、) したがって、選択走査信号線にVON、非選択走査信号
線にaVB(aは0式で表わされる定数であり、nは走
査信号線の本数である。)を印加す■ れば、 V ON< T V oの条件の元でOFF画
素の点灯の問題は解除される。 実際には、強誘電性液晶のうちで、長時間低電界を印加
しておくと、記憶状態が反転してしまうものがあるので
、VORは出来るだけ低く押えることが望ましいし、走
査時間の関係から、nが制約を受けることにもなる。 f、9図は本発明において使用されるTFTにおけるF
ET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TPT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1
2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10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
14の上にゲート電g!18、絶縁11り16、(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10(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nり10に接する2つ
端子1と5で構成したTPTと、TFTの端子4と接続
した画素電極5(ITO; Indnium Tin 
0xide)が形成されてl、Xる。 さらに、この上に絶縁層7(ポリイミド、ポリアミド、
ポリビニルアルコール、ボリノくラキシリレン、SiO
、5i02)とアルミニウムやクロムなどからなる光遮
蔽膜2が設けられている。 対向基板となる基板14’の上には対向電極15(IT
O; Indnium Tin 0xide)と絶縁膜
1Gが形成されている。 この基板14と14′の間には、前述の強誘電性液晶1
7が挟持されている。又、この基板14と14′の  
□周囲部には強誘電性液晶17を封止するためのシール
材19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こコル状
態の偏光子13と13’が配置され、観察者Aが入射光
重。よりの反射光重1によって表示状態を見ることがで
きる様に偏光子13’の背後に反射板12(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。 [効 果] 以上の説明で明らかなように、本発明は従来の回路構成
に比べ、信号線数を著しく減らすことが出来る。したが
って回路の簡素化という点において大幅な改善が期待で
きる。
[11 m=a in scanning signal line ■, m=b in scanning signal line ■,
When writing "bright" in the position of sentence = C on the display signal line. ~/- [2] When selecting m=a on scanning line ■, m=b on scanning line ■, and writing "dark" on display signal line ζC. However, each symbol represents the following items. VLII:: Absolute value of threshold voltage of ferroelectric liquid crystal vP Gate threshold voltage of FET constituting the near-active matrix ■ sn: Scanning signal voltage ■ vc, ,: Scanning signal voltage ■ VGI: Higher than display signal voltage The electrical signal waveforms of each signal voltage at phases t1 to t8 are shown in FIG. 6. In FIG. 6, the horizontal axis represents time and the vertical axis represents voltage. The write operation to each pixel when such an electric signal is given is fJrV.
In the @fJS7 diagram shown in the figure, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents each display state of upper ON (dark) and lower OFF (bright). That is, it represents whether each pixel is in a "dark" or "bright" state at each phase time. Note that it is assumed that QN-1 in the figure maintains the signal state as it was when it was scanned last time. Further, the coordinates of each pixel in FIG. 7 are 0 or more and the phase shown in FIG. 4, and the desired display pattern shown in FIG. 5 is completed by each operation from 1 to t8. In this example, Vp=0 in FIG. 6, but if Vp#0, it is sufficient to shift VC (gate voltage) by Vp. When DOBAMBC is used as (7), the specific values are: V LC = 1 to 20 (V), the operating temperature is 75° C. to 85° C., and the time required to write one pixel is approximately 50 gg. Since the circuit configuration of the present invention is the same as forming a passive matrix on one pixel of a normal active matrix, crosstalk is inevitable as in the case of a conventional passive matrix. The optimal conditions considering the following are described below. In FIG. 8, when the counter electrode is used as a scanning signal line, if another scanning line selects a pixel on the active matrix, the counter electrode from 1 to n in FIG. operate independently and do not affect the voltage applied to the light control material (for example, LC) sandwiched between the active matrix electrode and the counter electrode in pixels separated by the counter electrode. However, when the pixel electrode on the active matrix is not selected, the gate is turned OFF and the pixels separated by the opposing electrodes 1 to n are connected through the pixel electrode on the active matrix as shown in Figure (b). This results in a short circuit, and the voltage when one of the opposing electrodes 1 to n is selected is distributed through the pixel electrodes on the active matrix. Assuming that the scanning signal voltage applied to the counter electrode is ■, and the voltage of the other unselected counter electrodes is 0, more precisely, the selected scanning signal voltage is VON, and the scanning signal voltage when not selected is VOF
When F is defined as V=(VON-VOFF)6
゜Then, when V is applied to one selected scanning line m (1≦m≦n), the voltage appearing on the other scanning lines, in other words, the voltage applied between the electrodes of other pixels is v ′=v -! − It can be expressed as Also, the voltage appearing in the scanning signal iJim is. It is expressed as v″=vLx.Here, even if VON may exceed the threshold value of the material used (for example, LC), vOFF will never be exceeded.
Therefore, the above-mentioned 3'lli pressure values v', v''. V OFF is required to be smaller than the absolute value of the threshold value of the material used. Therefore, if VOFF = a VON is defined, the above-mentioned 3
Since all of the voltage values are a function of WON, it is necessary to satisfy the following conditions. In other words, wax (V'
, V″, VOFF) <Vo, ,,,, ■Here, V
Q is the threshold value of the material used. ■Rewriting the equation, max (V?'(1-a), Li11-Mo
N (1-a), aVON) < VO---
In formula 00, if n#1, -HVoH (1-a)≦"-n" ON (1-a)
In order to determine the optimal value for a, it is necessary to finish with n lol 1 (
1-a) = a 'VON, then ・→old ...■ By applying aVB (a is a constant expressed by the formula 0, and n is the number of scanning signal lines) to the selected scanning signal line, the OFF pixel is The lighting problem is resolved. In reality, some ferroelectric liquid crystals reverse their memory state if a low electric field is applied for a long period of time, so it is desirable to keep the VOR as low as possible, and the scanning time Therefore, n is also subject to constraints. f, Figure 9 shows F in the TFT used in the present invention.
FIG. 10 is a cross-sectional view of a ferroelectric liquid crystal cell using TPT, FIG. 11 is a perspective view of a TPT substrate, FIG. 12 is a plan view of the TPT substrate, and FIG. 13 is a cross-sectional view showing the configuration of ET. 12
A partial sectional view taken along line A-A' in the figure, Figure 14 is
FIG. 2 is a partial sectional view taken along line BB' in FIG. 2, and each of the above figures shows one embodiment of the present invention. FIG. 10 shows one specific example of a liquid crystal element that can be used in the method of the invention. A gate voltage g! is placed on the substrate 14 made of glass, plastic, etc. 18. A semiconductor film 10 (amorphous silicon doped with hydrogen atoms) formed via an insulator 11 (such as a silicon nitride film doped with hydrogen atoms), and two terminals 1 and 5 in contact with the semiconductor film 10. and a pixel electrode 5 (ITO; Indnium Tin) connected to the terminal 4 of the TFT.
Oxide) is formed. Furthermore, an insulating layer 7 (polyimide, polyamide,
Polyvinyl alcohol, borinolaxylylene, SiO
, 5i02) and a light shielding film 2 made of aluminum, chromium, or the like. A counter electrode 15 (IT
Indium Tin Oxide) and an insulating film 1G are formed. Between the substrates 14 and 14', the ferroelectric liquid crystal 1 described above is provided.
7 is being held. Also, the substrates 14 and 14'
□A sealing material 19 for sealing the ferroelectric liquid crystal 17 is provided around the periphery. Polarizers 13 and 13' in a cross-collar state are arranged on both sides of the liquid crystal element having such a cell structure, and the observer A is able to observe the incident light beam. A reflector plate 12 (diffuse reflective aluminum sheet or plate) is provided behind the polarizer 13' so that the display state can be seen by the reflected light weight 1. Further, in each of the above figures, the terms "source electrode" and "drain electrode" are used only when current flows from the drain to the source. In the function of an FET, it is also possible for the source to function as a drain. [Effects] As is clear from the above explanation, the present invention can significantly reduce the number of signal lines compared to the conventional circuit configuration. Therefore, a significant improvement can be expected in terms of circuit simplification.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の基本概念を示す回路構成図、第2図及
び第3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、fjS4図は対応画素の座標を示す
説明図、tJS5図は対応画素の表示パターン例を示す
説明図、第6図は走査電極及び表示電極に印加する電気
信号波形を表わす説明図、157図は各画素への書き込
み動作を表わす説明図、第8図はアクティブマトリクス
の一つの表示電極中の画素構成図、第9図はTFTにお
けるFETの構成を示す断面図、第10図はTFTを用
いた強誘電性液晶セルの断面図、第11図はTPT基板
のAt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、第14図はB−B ′部分
断面図である。 1;ソース電極(ドレイン電極) 2;遮光金属又は光吸収層 3;n4層 4; ドレイン電極(ソース電極) 5;画素電極 6;第一の絶縁層 7;第二の絶縁層 8 ; TFT基板 9;半導体直下の光遮蔽効果をもつゲート部10;半導
体 11、ゲート配線部の透明電極 12.反射板 13.13′;偏光板 14.14”;ガラス、プラスチック等の透明基板15
;対向電極 16;絶縁11り 17;強誘電性液晶層 18;ゲート電極 18;シール材 20;痘膜半導体 21、ゲート配線 22;パネル基板 23;光遮断効果を有するゲート部 24、24’ 、透明電極がコートされた基板25;液
晶分子層 26:液晶分子 27;双極子モーメント(P工) 27a;上向き双極子モーメント 27b;下向き双極子モーメント 28;第1の安定状態 28′;第2の安定状態
Fig. 1 is a circuit configuration diagram showing the basic concept of the present invention, Figs. 2 and 3 are perspective views schematically showing the ferroelectric liquid crystal used in the method of the present invention, and Fig. fjS4 shows the coordinates of the corresponding pixels. tJS5 is an explanatory diagram showing an example of the display pattern of the corresponding pixel, FIG. 6 is an explanatory diagram showing the electric signal waveform applied to the scanning electrode and display electrode, and FIG. 157 is an explanatory diagram showing the write operation to each pixel. 8 is a pixel configuration diagram in one display electrode of an active matrix, FIG. 9 is a cross-sectional view showing the structure of an FET in a TFT, and FIG. 10 is a cross-sectional view of a ferroelectric liquid crystal cell using a TFT. FIG. 11 is an At view of the TPT substrate, FIG. 12 is a plan view of the TPT substrate, FIG. 13 is a partial cross-sectional view taken along the line A-A', and FIG. 14 is a partial cross-sectional view taken along the line B-B'. 1; Source electrode (drain electrode) 2; Light-shielding metal or light absorption layer 3; N4 layer 4; Drain electrode (source electrode) 5; Pixel electrode 6; First insulating layer 7; Second insulating layer 8; TFT substrate 9; Gate section 10 having a light shielding effect directly under the semiconductor; Semiconductor 11, transparent electrode 12 in the gate wiring section. Reflector plate 13.13'; Polarizing plate 14.14''; Transparent substrate 15 made of glass, plastic, etc.
Counter electrode 16; Insulation 11 17; Ferroelectric liquid crystal layer 18; Gate electrode 18; Sealing material 20; Small film semiconductor 21, gate wiring 22; Panel substrate 23; Gate portions 24, 24' having a light blocking effect; Substrate 25 coated with a transparent electrode; Liquid crystal molecule layer 26; Liquid crystal molecules 27; Dipole moment (P) 27a; Upward dipole moment 27b; Downward dipole moment 28; First stable state 28'; Second stable state 28'; steady state

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1)アクティブマトリクス基板を構成する電界効果トラ
ンジスタのゲート以外の端子である第一端子に接続した
画像表示電極に対応する対向電極を複数設けたことを特
徴とする表示パネル。 2)電界効果トランジスタが薄膜トランジスタである特
許請求の範囲第1項記載の表示パネル。 3)前記電界効果トランジスタのソース又はドレインと
して機能する第二端子に接続された信号線と複数の対向
電極を平行に配置し、前記薄膜トランジスタのゲートと
して機能する第三端子に接続されたゲート線と前記信号
線及び複数の対向電極を直交に配置した特許請求の範囲
第1項記載の表示パネル。 4)前記画像表示電極に液晶の容量が、電気的に接続さ
れている特許請求の範囲第1項記載の表示パネル。 5)前記液晶が強誘電性液晶である特許請求の範囲第4
項記載の表示パネル。 6)前記強誘電性液晶が、カイラルスメクティック液晶
である特許請求の範囲第5項記載の表示パネル。 7)アクティブマトリクス基板を構成する薄膜トランジ
スタの、ゲートとして機能する第三端子に接線したゲー
ト線、ソース又はドレインとして機能する第二端子に接
線した信号線及び第一端子に接続した画像表示電極に対
応する複数の対向電極線からなる3種の信号線のうち、
2種の信号線に走査信号を印加し、残りの1種の信号線
に表示信号を印加することを特徴とする表示パネルの駆
動法。 8)前記電界効果トランジスタのソース又はドレインと
して機能する第二端子に接続された信号線と複数の対向
電極線を平行に配置し、前記電界効果トランジスタのゲ
ートとして機能する第三端子に接続されたゲート線と前
記信号線及び複数の対向電極を直交に配置した特許請求
の範囲第7項記載の表示パネルの駆動法。 9)前記表示信号を電界効果トランジスタのゲートとし
て機能する第三端子に接続したゲート線に印加する特許
請求の範囲第7項記載の表示パネルの駆動法。 10)前記画像表示電極に液晶の容量が電気的に接続さ
れている特許請求の範囲第7項記載の表示パネルの駆動
法。 11)前記液晶が強誘電性液晶である特許請求の範囲第
10項記載の表示パネルの駆動法。 12)前記強誘電性液晶がカイラルスメクティック液晶
である特許請求の範囲第11項記載の表示パネルの駆動
法。
[Scope of Claims] 1) A display panel characterized in that a plurality of counter electrodes are provided corresponding to image display electrodes connected to a first terminal which is a terminal other than the gate of a field effect transistor constituting an active matrix substrate. 2) The display panel according to claim 1, wherein the field effect transistor is a thin film transistor. 3) a signal line connected to a second terminal functioning as a source or a drain of the field effect transistor and a plurality of counter electrodes arranged in parallel, and a gate line connected to a third terminal functioning as a gate of the thin film transistor; The display panel according to claim 1, wherein the signal line and the plurality of counter electrodes are arranged orthogonally. 4) The display panel according to claim 1, wherein a liquid crystal capacitor is electrically connected to the image display electrode. 5) Claim 4, wherein the liquid crystal is a ferroelectric liquid crystal.
Display panel as described in section. 6) The display panel according to claim 5, wherein the ferroelectric liquid crystal is a chiral smectic liquid crystal. 7) Corresponds to the gate line tangential to the third terminal functioning as the gate, the signal line tangential to the second terminal functioning as the source or drain, and the image display electrode connected to the first terminal of the thin film transistor constituting the active matrix substrate. Of the three types of signal lines consisting of multiple counter electrode lines,
A method for driving a display panel, characterized in that a scanning signal is applied to two types of signal lines, and a display signal is applied to the remaining one type of signal line. 8) A signal line connected to a second terminal functioning as a source or a drain of the field effect transistor and a plurality of counter electrode lines are arranged in parallel and connected to a third terminal functioning as a gate of the field effect transistor. 8. The display panel driving method according to claim 7, wherein the gate line, the signal line, and the plurality of counter electrodes are arranged orthogonally. 9) The display panel driving method according to claim 7, wherein the display signal is applied to a gate line connected to a third terminal functioning as a gate of a field effect transistor. 10) The method for driving a display panel according to claim 7, wherein a liquid crystal capacitor is electrically connected to the image display electrode. 11) The method for driving a display panel according to claim 10, wherein the liquid crystal is a ferroelectric liquid crystal. 12) The method for driving a display panel according to claim 11, wherein the ferroelectric liquid crystal is a chiral smectic liquid crystal.
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US07/313,305 US4973135A (en) 1984-08-22 1989-02-21 Active matrix display panel having plural stripe-shaped counter electrodes and method of driving the same

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010160200A (en) * 2009-01-06 2010-07-22 Canon Inc Display device and method for controlling the same

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