JPS62220929A - 液晶装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は液晶装置に関し、特に、強誘電性液晶を使用し
、駆動回路に改良を加えた液晶装置に関するものである
。

［開示の概要］ 本明細書及び図面は、強誘電性液晶を使用した液晶装置
において１画像値号を印加する第１の回路と、パラ゛配
向用の交流電圧を印加する第２の回路を設け、液晶パネ
ルのマトリクス電極を共用することにより、安定したバ
ラ配向状態を有する液晶装置を容易に得ることができる
ようにしたものである。

［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
強誘電性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。

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。２１と２１’は、Ｉｎ２Ｏ３，５ｎ０２やＩＴ
Ｏ（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ−Ｏｗｉｄｅ）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２２がガラス面と垂直になるように配向したＳ履
Ｃ傘相の液晶が封入されている。太線で示された線２３
が液晶分子を表わしていて、この液晶分子２３は、その
分子に直交する方向に双極子モーメン）　（Ｐ、）２４
を有している。基板２１と２１’上の定極間に一定のＩ
ＸＪ値以上の電圧を印加すると、液晶分子２３のらせん
構造がほどけ、双極子モーメント（Ｐ、）２４はすべて
電界方向へ向くように、液晶分子２３の配向方向を変え
ることができる。液晶分子２３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
えばガラス面の上下に互いにクロスニフルの位置関係に
配器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１
ｕ−）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（２
４ａ）又は下向き（２４ｂ）のどちらかの状態をとる。

このように界面効果により、液晶分子のらせん構造をほ
どいた液晶セルを表面安定型セル（５ＳＦＬＣセル）と
呼ぶ、　５ＳＦＬＣセルに第３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′を所定時間打手する
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Ｌ向き（２４ａ）又は下向き（２４ｂ）と向
きを変え、それに応じて液晶分子は第１の配向状態２５
もしくは第２の配向状態２５′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３
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１１Ｂ２５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
分子は第２の配向状７！ｉ２５′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、与える電界Ｅが一定の闇値を越えない限り
、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、０．５絡〜２０ＩＬ、特に１棒〜５川が適してい
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（Ｃ１
ａｒｋ）とラガバル（Ｌａｇｓ　ｒｗａ　ｌ　１）によ
り、米国特許第４３８７９２４号明細書で提案されてい
る。

前記５ＳＦＬＣセルにおいては第３図のように液晶分子
層内で液晶分子が平行に配列した状７ｍ（パラ状態と呼
ぶ）よりも、分子層内で上基板から下基板に向って液晶
分子がツイストした状態（ツイスト状態と呼ぶ）が実現
されやすい、このように液晶分子がツイストしていると
、第五の配向状態と第２の配向状ｆムにあるてきの液晶
分子軸のなす角度（チルト角）が見かけ上小さくなり、
コントラストや透過光量の低下を招くとともに、配向状
態のスイッチング時における液晶分子の応答にオーバー
シュートが表われることによって、透過光量のふらつき
がｒＥＬｎされるなど、表示素子として種々の不都合な
欠点を含んである。そのため表示素子としては、液晶分
子がパラ状態であることが望まれる。

このようなツイスト状態は、適当な交番電圧（以下、パ
ラ配向用交流電圧と称す）を印加することによりパラ状
態へ移行させることができるが、このパラ状態は永久に
保持される訳ではなく、ある時間が経過すると元のツイ
スト状態へ戻ることがしばしば起こり得る。そのためパ
ラ状態の液晶を用いた液晶表示装置としては所定の時間
凹陥で、液晶パネルの全画素に対して前述のパラ配向用
交流電圧を印加する機能が必要とされる。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、従来のマルティプレクシング駆動による
液晶装首においては、液晶駆動回路を構成しているトラ
ンジスタの耐圧が表示信号を芋える電圧値よりわずかに
高い程度に設計されているため、表示信号以上の高い電
圧波高値の交流電圧を印加する場合には、トランジスタ
の耐圧を高くするか、あるいは液晶駆動回路に高い電圧
がかからないように特に工夫が必要となる。また、マト
リクス電極に単純にパラ配向用の駆動回路を接続すると
、結線数が多くなるうえに駆動回路も複雑となり、コス
トも高くなるという欠点があった。

本発明は上述従来例の欠点を解決するためになされたも
ので、簡単な回路構成により液晶分子のパラ配向状態を
安定化し１表示特性を向上させた液晶装置を提供するこ
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１強誘電性液晶を用いた液晶パネルの周辺回路
として、第１の回路と第２の回路を設け、第１の回路を
画像信号用マトリクス電極駆動回路、第２の回路をパラ
配向用交流電圧駆動回路とし、第２の回路により強誘電
性液晶に交流電圧を印加するようにしたものである６本
発明における技術的手段を、実施例図面第１図を用いて
さらに具体的に説明すると、本発明は、走査信号ライン
ＳＬ、　Ｓｉ　Ｓ３・・・と情報信号ラインＩ１．１２
．１３・・・とによって構成されるマトリクス電極間に
強誘電性液晶を挟持した液晶パネル３と、走査信号側駆
動回路１１と情報信号側駆動回路１２より成る画像信号
用の第１の回路１と、パラ配向用交流電圧を印加する第
２の回路２を備え、各マトリクス電極の端子と走査信号
側駆動回路１１と情報信号側駆動回路Ｉ２を結ぶ電路に
コンデンサー９を直列に接続すると共に、この電路と並
列的に接続された他の電路にアースへのプルダウン用の
抵抗１０を各々接続し、さらにこの２本の電路に切換ス
イッチ４及び５を設け、一方をアース８により接地し、
他方を第２の回路２に接続したものである。また、走査
信号側駆動回路１１と情報信号側駆動回路１２は、それ
ぞれ開閉スイッチ８ａ、　８ｂ及び？ａ、　７ｂを介し
て電源（図示せず）に接続されている。

［作　用］ 本発明によれば、切換スイッチ４及び５をアース側に接
続することにより、走査信号側駆動回路１１及び情報信
号側駆動回路１２から液晶パネル３へ所定の画像信号が
印加される。一方、切換スイッチ４及び５を第２の回路
２側へ切換えるとともに、ｉｆの回路ｌにおける開閉ス
イッチＢａ、　８ｂ及び７ａ、　７ｂを開状態とするこ
とにより、抵抗ｌＯを介して液晶パネル３の全画素にパ
ラ配向用の交流電圧を印加することができる。この時、
マトリクス電極と第１の回路１を結ぶ電路に設けられた
コンデンサー９によって、第１の回路ｌには電流が流れ
ないため、画像信号用の各駆動回路は保護される。

［実施例］ 第１図は本発明の一実施例を示す装置の概略構成図であ
る。第１図において画像信号用マトリクス電極駆動回路
となる第１の回路ｌは、走査信号側駆動回路１１と情報
信号側駆動回路１２より構成され、各駆動回路はそれぞ
れ開閉スイッチ８ａ、　８ｂ及び７ａ、　７ｂを介して
駆動電源（図示せず）に接続されている。液晶パネル３
は、走査信号ラインＳ１゜Ｓ２　＋　Ｓ３・・・と情報
信号ラインＩｌ＋　１２＋　１３・・・より成るマトリ
クス電極と、このマトリクス電極間に挟持される強誘電
性液晶（図示せず）より構成され、各信号ラインの端子
はコンデンサー９を介して前記駆動回路に接続されてい
る。液晶パネル３と第１の回路ｌを結ぶ電路には、それ
ぞれアースのプルダウン用の抵抗１０が並列的に接続さ
れ、走査側と情報側で各々１本の電路となる。この２木
の電路にはさらに切換スイッチ４及び５が接続され。

一方はアース８へ、他方はバラ配向用交流電圧を印加す
る第２の回路２へ接続されている。

上記回路構成において、強誘電性液晶を駆動する場合の
パルスが、パルス幅１　ｔａ−ｓｅｃ程度で交番するパ
ルスであるとすると、その周期は２　ｍ−５ｅｃとなり
、主な周波数成分子ｌは５００Ｈｚ程度となる。

これに対し、パラ配向用の交流電圧の主な周波数成分子
２は通常５０Ｈｚ程度であり、周波数はｌ／１０程低く
なる。すなわち、第１の回路からの画像信号用パルスの
角周波数をω１．第２の回路からのパラ配向用パルスの
角周波数を特徴とする特許が成り立つ、一方、コンデン
サーのアドミタンスｔ　　［０］は、その容量分をＣと
すると、角周波数ωの交流に対してＹ＝ｊωＣ［σ１で
表わされる。したがって、第１図に示すコンデンサー９
において、第１の回路ｌからの角周波数ω１のパルスに
対してのアドミタンス？＋　　と、第２の回路２からの
角周波数ω２のパルスに対しての７ドミタンスＹ２の比
は となる。すなわち、コンデンサー９は第１の回路１から
の角周波数ω１のパルスに対しては低い抵抗を示し、第
２の回路２からの角周波数ω２のパルスに対しては高い
抵抗を示す。

第１図に示し回路において、切換スイッチ４及び５を第
２の回路２側に切換えると共に、第１の回路ｌにおける
開閉スイッチ６ａ、　ｆｌｌｂ及び７ａ、　７ｂを開状
態とすると、低い周波数のパラ配向用交流電圧に対して
、前述したようにコンデンサー９は高い抵抗を示すよう
になるため、第２の回路２から抵抗ｌＯを介して液晶パ
ネル３の全画素にパラ配向用交流電圧を印加しても、走
査信号側駆動回路１１と情報信号側駆動回路１２にはほ
とんど電流が流れず、前記各駆動回路を保護することが
できる。

一方、切換スイッチ４及び５をアース側に切り換え、開
閉スイッチ１３ａ、　８ｂ及び７ａ、　７ｂを閉状態と
することにより、第１の回路ｌから液晶パネル３へ通常
の画像信号を印加することができる。この場合１画像値
号用のパルスは周波数が比較的高いので、コンデンサー
９の抵抗は極めて少なくなる。

上記実施例から明らかなように１強誘電性液晶の一部が
ツイスト状態に戻った場合でも、所定の時間間隔でスイ
ッチを切換えて、パラ配向用交流電圧を印加することに
より、ツイスト状態となっていた液晶分子をパラ状態に
回復させ、パネル全体をパラ状態とすることができ、液
晶パネルを正常に動作させることが叫崗となる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、液晶駆動回路を
構成するトランジスタの耐圧を高くすることなくマトリ
クス電極をパラ配向用交流電圧の印加に使用することが
できるうえに、特別な装置を付加することなく、簡単な
回路構成でスイッチ数や結線数を少なくすることが回部
であり、安定したパラ配向状態を有する液晶装置を容易
に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す装置の概略構成図、第
２図及び第３図は強誘電性液晶セルの模式図である。 ３：液晶パネル、４．５：切換スイッチ、６ａ、　８ｂ
、　７ａ、　７ｂ：開閉スイッチ、８：アース、９：コ
ンデンサー、ｌＯ：抵抗、 １１：走査信号側駆動回路。 １２：情報信号側駆動回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）走査信号ラインと情報信号ラインとのマトリクス電
   極間に強誘電性液晶を挟持して成る液晶パネルと、走査
   信号側駆動回路と情報信号駆動回路より成る画像信号用
   の第１の回路と、交流電圧を印加する第２の回路と、各
   マトリクス電極の端子と前記第１の回路を接続する電路
   と、該電路に直列に接続されたコンデンサーと、該電路
   から分岐して接続された抵抗と、該抵抗の他方の端子と
   前記第２の回路を接続する電路と、該電路に設けられた
   切換スイッチと、該切換スイッチを接地する電路より構
   成され、前記第１の回路によりマトリクス電極に画像信
   号が印加され、前記第２の回路によりマトリクス電極の
   全画素へ交流電圧が印加されることを特徴とする液晶装
   置。