JPS6214116A

JPS6214116A - 液晶装置

Info

Publication number: JPS6214116A
Application number: JP15232185A
Authority: JP
Inventors: Shinjiro Okada; 伸二郎岡田; Masahiko Enari; 正彦江成
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1985-07-12
Filing date: 1985-07-12
Publication date: 1987-01-22
Also published as: JPH0431375B2

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、液晶表示素子の駆動方式に関し、特に、強
誘電性液晶を用いた液晶表示素子の駆動方式に関するも
のである。

［開示の概要］本明細書及び図面は、強誘電性液晶を用いた液晶表示素
子の駆動方式において、表示信号ライン群に与えられる
。書込み信号を検知し、画素を同−表示状態とする書込
み信号が一定期間連続して印加さ−れた場合、検知され
たラインあるいは全ラインに補助信号を印加することに
より、画素にかかる逆バイアスの連続的な印加を防ぎ、
非選択点におけるクロストークの除去および強誘電性液
晶の高速駆動を可能にする技術を開示するものである。

「従来の技術」従来より多用されて来たネマチック液晶に代って、近年
強誘電液晶素子の開発が重視されつつある０強誘電性液
晶素子は、セルの構成方法によって双安定性をもたせる
ことができるので、高時分割の液晶表示素子の実現が期
待できる。しかし、従来のＴＮ液晶素子と異なり、応答
は自発分極と電界との積で行われ、応答に関する閾値は
、電界の強さと印加時間との両方で決定される。

第５図は、一般的な強誘電性液晶の双安定性セルにおけ
る闇値特性を示すグラフ・である、第５図において、例
えば書込みのパルスｒｔｌがｔｏＩｌｓで、波高値がＶ
Ｏである場合、ＨＸ　ｔ’ｓの時間、１／ａ　ＶＯの電
圧が印加されると、やはり反転（書込み）が起こること
がある（但し、ａは正数、ｎは液晶により異なる正数）
。これは、通常考えられる時分割駆動方式における非選
択点でのクロストークを生じることを意味する。

［発明が解決しようとする問題点Ｊ上記のクロストークの問題に対して、書込み信号自体を
交流的に振幅させることが考えられているが、その結果
は、３込み走査が遅くなり、高連性が損われるのみなら
ず、高密度および大画面表示に障害となるものであった
。本発明は、このような非選択点におけるクロストーク
を除去し、強誘電性液晶の高速駆動を可能にした駆動方
式を提供することを目的とするものである。

［問題点を解決するための手段］本発明は強誘電性液晶物質を走査信号ラインと表示信号
ラインとのマトリクス電極間に挟持して成る強誘電液晶
素子の駆動方式において、線順次走査される表示信号ラ
イン群に与えられる書込み信号を検知する手段を設け、
前記表示信号ライン群中の１以上のラインに、画素を同
一・表示状態とする書込み信号が一定期間連続して印加
された場合に、これらの信号を前記検知手段によって検
知し、次の走査タイミングで全画素あるいは検知された
表示信号ライン七の画素に所要の補助信号を印加するこ
とを特徴とするものである。なお、上記の補助信号は、
走査信号ラインもしくは表示信号ラインの両方、もしく
はいずれか一方のラインから画素に印加されるものとす
る。

本発明で用いられる強誘電性液晶としては、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とる、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、そのうちカイラルスメクティッ
クＣ相　（Ｓ層ｃＩ）　、　またＨ相（ＳＩＩＨｏ）の
液晶が適している。この強誘電性液晶については、°°
ル・ジュールナル・ド・フィシ−’）　・ルテ−ル”　
　（”ＬＥ　ＪＯＵＲＮＡＬ　ＤＥ　ＰＨＹＳＩＯＵＥ
ＬＥＴＴＥＲ５”　）　１！１１７５年、　３Ｂ（Ｌ−
８９）号に掲載の「フェロエレクトリック・リキッド・
クリスタルス」（ｒＦｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ　　Ｌ
ｉｑｕｉｄ　　Ｃｒｙｓｔａｌｓ　　Ｊ　　）　　；°
°アプライド・フィジックス・レターズ′。

（“Ａｐｐｌｉｅｄ　ｐｈｙｓｉｃｓ　Ｌｅｔｔｅｒｓ
　”　）　　１９８０年、３６（１１）号に掲載の［サ
ブミクロ・セカンド・バイスティプル・エレクトロオプ
ティック・スイッチング・イン・リキッド・クリスタル
ス」（ｒｓｕｂ＋ｗｉｃｒｏ　５ｅｃｏｎｄ　Ｂ１５ｔ
ａｂｌｅ　ＥｌｅｃｔｒｏｏｐｔｉｃＳｗｉｔｃｈｉｎ
ｇ　ｉｎ　Ｌｉｑｕｉｄ　Ｃｒｙｓｔａｌｓ　Ｊ　）；
　”固体物理“Ｉｎ２年、１８（１４１）号に掲載の「
液晶」等に記載されていて、本発明ではこれらに開示さ
れた強請′准性液晶を用いることができる。

より具体的には、本発明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５ＩＩＣ・相又はＳ＋Ｈ”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６図は、強誘電性液晶セルの例を模式的に描いたもノ
テある。ｌと１′は、Ｉｎ２０３．５ｎ０２やＩＴＯ（
ｆｄｉｕｍ−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
２がカラス面と垂直になるように配向したＳａｃ”相の
液晶が封入されている。太線で示された線３が液晶分子
−を表わしていて、この液晶分子３は、その分子に直交
する方向に双極子モーメント（Ｐ↓）４を有している。

基板ｌと１′上の定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）　（Ｐｉ　）　４はすべて゛上界方向へ向くよう
に、液晶分子３の配向方向を変えることができる。液晶
分′ｆ３は細長い形状で、その長袖方向と短軸方向とで
屈折率異方性を示し、従って、例えばガラス面の１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ｆ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Ｉ
ｇ）には、第７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ほどけ（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
）又は下向き（４ｂ）のどちらかの状態をとる。このよ
うなセルに第７図に示す如く一定の悶値以ｔ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ｆ−モ
ーメントは電界Ｅ又はＥ′の電界ベクトルに対応してＦ
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１の配向状態５もしくは第２の配向
状態５′のいず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、応答速度が極めて速いことと、液晶分子の
配向が双安定状態を有することであって、例えば、第７
図において、電界Ｅを印加すると液晶分子は第１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。また、逆向きの電界Ｅ′を印加すると液晶分子は
ｉ２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まる。

また、ケえる′准界Ｅが一定の閾値を越えない限り、そ
れぞれの配向状態は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
、０．５１Ｌ〜２０終、特に１μ〜５牌が適している。

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−電気光学装置首は、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。

［作用］強誘電性液晶物質に走査信号ラインと表示信号ラインと
のマトリクス構成で書込みを行うと、線順次走査の選択
されていない時間中であっても表示信号による逆バイア
ス電圧がかかる。そこで、所定のタイミングで、前記逆
バイアス電圧とは逆極性の所要の電圧を有する補助信号
を画素に印加すると、この逆バイアスが連続的にかかる
のが防止される。

［実施例］以下１本発明の実施例を１図面と共に計則に説明する。

第１図は、本発明による駆動方式を実施した線順次走査
の一例を示すタイムチャートで、第２図は、その走査に
より書込まれるマトリックスパネルの一例を示す上面図
である。第１図および第２図において、Ｓ１〜Ｓ１２　
は走査信号、ＩＩ〜！５は表示信号を示し１，７５１図
に示されるように、走査ラインをＳ１〜Ｓ＋２　まで線
順次走査し、！１〜Ｉ５の表示信号を同時に書込むこと
によって、第２図に示した各画素が書込まれる。また、
書込み内容は５Ｓ２図の斜線部を第１の状態（黒）とし
、正電界で書込まれるものとして、一方で、白抜き部を
第２の状態（白）とし、負電界で書込まれるものとする
。

本実施例では図中、ＡおよびＢで示される画素を例と−
して説明する。なお、ＡＩ、及びＢ１．は、ｉ行のｊ列
目にあることを表わすものとし、第２因に示されたＡｒ
１およびＢ３１　にかかる電圧波形を、第１図の最下段
に例示した。また、その電圧値は走査信号から表示信号
を差し引いた値で示され、Ａｒ１の場合は（Ｓ７−１２
）であり、Ｂ３１の場合は（Ｓ３−１１）である。

今、８１〜ＳＢまで走査信号ラインを線順次走査して、
１１〜Ｉ５の表示信号ラインを同時に書込む方式におい
て、（Ｌｌ　＋　Ｖ２）の波高値で、Δ↑１のパルス１
０を有するパルスで書込む場合、非選択点においても、
第１図のＡ３３およびＢ３４にかかる波形を参照すれば
明らかなように、１１〜Ｉ５に示された電圧が印加され
てしまう、この非選択点にかかる電圧は、パネルの画素
の書込み内容によっても異なり、Ｉ？の信号列のように
９画素連続に黒に書込まれる場合は表示信号電圧ｖ２が
連続し、Ｉ５の信号列のように画素連続して白に書込ま
れる場合は負の電圧−ｖ２が連続するので、それらの列
の各画素には、選択時以外の長い走査時間中、＋ｖ２ま
たは−ｖ２の逆バイアス電圧が加えられることになる。

この逆バイアスは、一定時間以上印加されると表示内容
を破壊する怖れがあるので、Ｉ２やＩ５の信号列のよう
に最も長時間逆バイアスが印加される場合を基準に、補
助信号を画素に印加して、逆バイアスを中断することが
できる０例えば、使用される液晶材料の−Ｖ２の逆バイ
アスに対する許容限度が（ｔ＋−ｔｏ）であるとすると
、これは同一列に５画素連続して書込む時間が限度とい
うことになり、それ以上同一列に同一の状態を書込み続
けると、非選択点にかかる逆バイアスが許容できなくな
る怖れがある。そこで、表示信号入力を検知することに
よって、複数本ある表示信号線のうち、１本でも５画素
連続して同一状態に書込む信号が入った時、そのライン
に、もしくは全ラインに補助信号を加えることにすれば
、許容限度を超える連続的逆バイアスの印加を避けるこ
とができる。補助信号は、走査信号の印加を中止してパ
ネルに印加され、かつ補助信号が必要な信号線が黒に連
続して書込まれたときと、白に連続して書込まれたとき
に、それぞれ補助信号の極性は異なり、逆バイアス電圧
と補助信号は逆極性となる。この場合、書込みが同一状
態で連続しない場合は、無信号を印加してもよい、また
、補助信号の波形例としては、ΔＴ２のパルス巾でΔＴ
２≧ΔＴ、　、　Ｖ２’≧ｖ２の関係を有するものが本
実施例では用いられている。

上記の逆バイアス許容限度は液晶材料によって異なり、
ＤＯＢＡＭＢＣを、内面をポリイミド樹脂でコーティン
グしてラビング処理した。ギヤツブ約１．８　ｈｍｎ　
度ｃ７）　−ｔｔ　ルテは、２１１８，４２Ｖ（７）書
込みパルスを用いるとして、１／３のバイアス電圧がか
かるとすれば、６ｍｓ、１４Ｖ程度までしか逆バイアス
印加は許容できない。

第３図は第２図に示した５×１２画素の表示部をもつ液
晶表示素子の駆動回路のブロック図を示したものである
。第３図中、■１〜Ｉ５、Ｓｌ　”’　Ｓ＋２は第２図
の各々に、また第１図のタイミング図の各々に対応して
いる。第３図中３１は液晶表示部、３２はＳ線ドライバ
ー、３３はシフトレジスタであり、端子Ｃはシリアル入
力、端子ｇはクロック入力である。３４はＸ線ドライへ
−１３５は情報連続検知回路で、端／−ｄは割り込み線
、３６はラッチで端子ｆはラッチタイミング線である。

３７はシフトレジスタで、端子ａはシリアル入力、端子
ｅはクロック入力である。また、３８はクロック発生回
路で、端子すは基本クロック入力であり、ｅ、ｆ、Ｈの
各クロック、タイミング線を制御するものである。

男４図は情報連続検知回路３５を示すもので、ここでは
情ｉｆ＆ｉｈについて示したものである。第４図におい
て、Ｊはシフトレジスタでシリアル入力１ｎ、シリアル
出力ｐｕｔと各段における出力ＱＯ。

Ｑｌ・・・Ｑ４およびそれぞれの逆出力Ｑｏ　、　Ｑｒ
・・・ｄ４を有するものである。　４２ａ　、　４２ｂ
はアンドゲート４３ｄ。

４３ｂはオアゲートである。４４は入力切り換えスイッ
チで、そのコントロール線ｄ′が正論理のときｑ側に切
り変わるものである。今、第４図では情報が５回連続し
た場合の例を示しであるが、入力線Ｉ２“が５連続論理
″′ｌ”のとき、４２ｂのアンドゲートが開き、オアゲ
ート４３ａを通りスイッチ４４を−ｑ側に切り変わる。

そのとき入力ｉｎにはｄＯすなわち論理“０”が入力さ
れる。また同時にオアゲー）Ｌ２を通して第３図に示す
クロック発生回路３８に割り込み信号を与える。モして
Ｑｏが入力されるとアンドゲート４２ｂは閉じ、オアゲ
ート４３ａも閉じスイッチ４４がＰ側へ切り換わると同
時にオアゲートＬ２を通じ、割り込み信号も解除される
。

また、情報が５回連続論理“０”の場合は、４２ａのア
ンドゲートが開き、前述同様、スイッチ４４が切り換わ
り、このときＱｏ、すなわち論理”　１　”が入力され
る。

このように、情報に５回連続して変化が生じない場合に
は、その逆情報を与えてクロストークを生じさせないよ
うにすることができる。

本実施例においては、便宜上、限界の情報連続数を５回
としたが、この限界の回数は、液晶の物性及びその他の
要因によって決定される。

また、前述した各動作は、本実施例で示した回路以外の
回路設計によっても実現可能であることは無論である。

さらに、上記実施例では、補助信号を表示信号線側に入
力したが、言うまでもなく、走査信号線側に人力しても
本発明を成立させることができるし、表示信号線および
走査信号線の双方に補助信号を４えることもＩｊ■能で
ある。

［発明の効果］以ト、説明したとおり、本発明によれば、非選択点にお
ける逆バイアスによる反転クロストークを防止し、強誘
電性晶のマトリクス駆動を高速かつ高密度に行うことの
可能な強誘電性晶鷹不の駆動方式を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のタイムチャート、第２図は
マトリクスパネルの平面図、第３図はＬ記パネルの駆動
回路の一例のブロック図、第４図は情報連続検知回路を
示す図、第５図は強誘電性液晶の閾値特性のグラフ、第
６図および第７図は強誘電性液晶セルの模式図である。３１・・・液晶表示部、３２・・・走査信号線ドライバ、３３、３７．４１・・・シフトレジスタ、３４・・・表
示信号線ドライバ。３６・・・ラッチ、３８・・・クロック発生回路、Ｓｌ　””　Ｓｌ＋’・・・走査信号、１１〜Ｉ５・・
・表示信号。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）強誘電性液晶物質を走査信号ラインと表示信号ラ
インとのマトリクス電極間に挟持して成る強誘電液晶素
子の駆動方式において、線順次走査される表示信号ライ
ン群に与えられる書込み信号を検知する手段を有し、前
記表示信号ライン群中の１以上のラインに、画素を同一
表示状態とする書込み信号が一定期間連続して印加され
た場合にこれらの信号を検知し、次の走査タイミングで
全画素に所要の補助信号を印加することを特徴とする強
誘電液晶素子の駆動方式。
（２）補助信号を、検知された表示信号ライン上の画素
にのみ印加することを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の強誘電液晶素子の駆動方式。
（３）補助信号を走査信号ラインから画素に印加するこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の強誘電液
晶素子の駆動方式。
（４）補助信号を表示信号ラインから画素に印加するこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の強誘電液
晶素子の駆動方式。
（５）補助信号を走査信号ラインと表示信号ラインとの
双方から画素に印加することを特徴とする特許請求の範
囲第１項に記載の強誘電液晶素子の駆動方式。