JPS62264029A - 強誘電性液晶素子の駆動法 - 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］ 未発明は、液晶表示素子の駆動法に関し、特に１強誘電
性液晶を用いた液晶表示素子の駆動法に関するものであ
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
子の駆動法において、誘電体層の容量からの放′心によ
り、液晶層に補助電圧を印加することにより、クロスト
ーク及び液晶の劣化が防止できるようにしたものである
。

【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１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。このような表示素子−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。

これらの実用に供されたのは、ＸＩどが、例えば“アプ
ライド・フィジクス・レターズ°゛じＡｐｐｌｉｅｄ　
Ｐｈｙｓｉｃｓ　Ｌｅｔｔｅｒｓ”）　１９７１年、　
１８　（４）号１２７〜１２８頁に掲載のに、シャフト
（Ｍ、　５ｃｈａｄｔ）及び−、ヘルフリヒ（Ｗ、　Ｈ
ｅ１ｆｒｉｃｈ）共著になる“ボルテージ・ディペンダ
ント・オプティカル・アクティビティ−・オブ・ア・ツ
ィステッド・ネマチック・リキッド・クリスタル”じＶ
ｏ　ｌ　ｔａｇｅＤｅｐｅｎｄｅｎｔ　０ｐｔｉｃａｌ
　Ａｃｔｉｖｉｔｙ　ｏｆ　ａ　ＴｗｉｓｔｅｄＮｅｍ
ａｔｉｃ　Ｌｉｑｕｉｄ　Ｃｒｙｓｔａｌ″）に示され
たＴＮ（ｔｗｉｓｔｅｄ　ｎｅｍａｔｉｃ）型液晶であ
った。

近年は、在来の液晶層Ｆの改善型として、双安定性を有
する液晶素子の使用がクラーク（Ｃ１ａｒｋ）及びラガ
ーウォール（Ｌａｇｅｒｗａｌｌ）の両者により特開昭
５８−１０７２１８号公報、米国特許第４３８７９２４
号明細３等で提案されている。双安定性液晶としては、
一般に、カイラルスメクティックＣ相’；ｍｃ”又はＨ
相Ｓ＋ｓＨ・を有する強誘電性液晶が用いられ、これら
の相状態において、印加された電界に応答して第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
り、かつ電界が印加されないときはその状態を維持する
性質、即ち安定性を有し、また電界の変化に対する応答
がすみやかで、高速かつ記憶型の表示型を等の分野にお
ける広い利用が期待されている。

このような強誘電性液晶を用いた表示素子の駆動法とし
ては、特開昭５９−１９３４２８号、特開昭５９−１９
３４２７号、特開昭８０−１５８０４８号、特開昭８０
−１５８０４７号等に開示されたものが知られている。

第６図及び第７図は、上記従来技術の一例を示すもので
、第６図は駆動パルスのタイミングチャート、第７図は
マトリクス電極の模式図である。第６図及び第７図にお
いて、Ｓｌ、Ｓ２．・・・・・・Ｓｎは走査電極、ＩＩ
、　Ｉ２．・・・・・・１−は情報電極、Ａ、Ｃは画素
を表わす、また、第７図の斜線部は第２の表示状態「黒
」を示し、正電圧で書込まれるものとし、白地部は第１
の表示状態「白」を示し、負電圧で書込まれるものとす
る。この駆動法は。

ｌ走査期間内に、「白」書込み期間ｔ１．選択的「黒」
占込み期間ｔ２、補助信号印加期間ｔ３の３種の期間を
設けたものである。先ず、期間ｔ１では走査電極に正の
電圧を加えると共に情報電極をＯｖに保ち、該当する走
査電極上のすべての画素を「白」に占込む、続いて期間
ｔ２では走査電極に負の電圧を加え、これに同期して「
黒」に反転させたい両者に対応する情報電極には選択的
に正の電圧を加え、それ以外の情報電極には負の電圧を
印加する。この期間ｔ２において１選択画素には閾値以
上、非選択画素には闇値以下の反転電界が生じ、選択画
素には「黒」が書込まれ、非選択画素は「白」の表示状
態をそのまま保持する。続いて期間ｔ３では情報電極に
期間ｔ７で加えた電圧とは逆極性の電圧を印加する。こ
の期間ｔ３での電圧印加は、交差する他の走査線上の画
素に、長期間同一極性の電圧がかかるのを避けるための
ものであり、これによってクロストークが防止される。

以丑説明した書込み動作を、すべての走査電極について
順次繰返すことにより、１つの画面が完成する。

［発明が解決しようとする問題点］ このように、従来の駆動法もクロストークの防止にｔ−
分有効ではあるが、期間ｔ２で選択パルスを印加した後
に、補助信号として極性の異なるパルスを加える必要が
あり、パルス操作の点ではまだ改良の余地があった。

未発１ヌ１は、パルス操作を簡略化し、クロストークの
防＋Ｌを容易に行うことのできる強誘電性液晶層ｆ−の
駆動法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Ｌ段］及び［作用］本発明の
基本概念を第１図及び第２図と共に説１！ＩＩする。第
２図（ａ）は液晶セルの部分断面図であり、図中１はガ
ラス基板、２はストライプ状に形成された透明電極で、
上下の透明電極は略直交するよう配置され、マトリクス
構造を成している。

３は配向１１Ｑ、４は液晶層である。第２図（ｂ）は、
このような液晶セルの等価回路を示したものである。第
２図（ｂ）において、Ｃ１は上下の配向膜、その他の絶
縁層の静電容量、Ｃ７は液晶層の静電容１、ｊ−１Ｒは
液晶層の抵抗である。なお、絶縁層の抵抗は１−分大き
いので無視する。

今、１．、ドの電極間に第１図（ａ）に示すような、電
圧ｖ９．パルス幅ΔＴの矩形波電圧パルスを印加すると
、液晶層に実質的に印加される電圧波形は、第１図（ｂ
）に示す様に、パルス印加時のＶＳが時定数τ−Ｒ（Ｃ
Ｉ　＋０２）の割合で減衰し、ΔＶＯの電圧降下を生じ
る。そして、パルスの立下がり時には液晶層に−ΔＶＯ
の負の電圧がかかる。これはパルスの立下がり時に、液
晶層に直列に接続された配向膜等の誘電体層の容量から
の放電により、逆極性の電界が発生するためである。し
たがって、第１の位相期間内に走査電極と情報電極に印
加する書込みパルスによって、誘電体層の容量に電荷を
充電すれば、続く第２の位相期間内では、前記誘電体層
の８發からの放電により、液晶層に逆極性の電圧が印加
される。このため、書込みパルスを印加した後は、情報
電極を０電位とするだけで液晶層に補助０叶を与えるこ
とができる。

［実施例］ 本発明の具体的な実施例を、第３図〜第５図と共に更に
詳細に説明する。

第３図（ａ）は選択された走査電極に墜えられる電圧で
あり、表示状態を決定する第１の位相期間ｔ１÷ｈ（但
しｔｌ＝ｔ２）のうち、期間ｔ１では一２Ｖｏ、期１１
ｆｌｔ２では２Ｖｏの電圧が学えられ、前記書込み期間
に続く補助信号印加期間ｔ３ではＯｖが供えられている
。第３図（ｂ）は非選択の走査電極に午えられる電圧で
あり、期間ｔ１〜ｔ３までＯｖの電圧が午えられている
。一方、第３図（ｃ）、　（ｄ）は情報電極にケ・えら
れる電圧を示したもので、（Ｃ）は前述した第２の表示
状態「黒」に反転させるためのパルスを示し１期間ｔｌ
＋ｔ２ではＶｏ、期間ｔ３ではＯＶがＩＪ、えられてい
る、また、（ｄ）は第１の表示状態「白」に反転させる
ためのパルスを示し１期間ｔ１◆ｔ２　では−Ｖｏ、期
間ｔ３ではＯｖが怪えられている。

走査電極と情報電極にＦ記電圧を午えた時１両電極間に
印加される電圧は第４図のようになり、その時液晶層に
実質的に印加される電圧は第５図のようになる。第４図
（ａ）及び第５図（ａ）は走査電極が選択され、且つ情
報電極には「黒」の占込み信号が印加された場合を示し
たものである。第４図（ａ）において、画素に印加され
る電圧は期間ｔ１では３Ｖｏ、期間ｔ２では−ＶＯ１期
間ｔ３ではＯｖとなる。一方、第５図（ａ）において、
液晶層に印加される電圧は、期間ｔ１の初めでは となる。その後はこのｖｌをピークとしてで・（ＣＩ　
＋Ｃ２）Ｈの時定数で減衰し、期間ｔ１の終りでは となる。ここで電圧降下分Δｖ１は ΔＶｌ工ｖ＋　−Ｖ２ となり、期間ｔ２の初めではこの電圧降下分Δｖ１が負
の電圧として加わるため となる０次に、期間ｔ２の終りでは同じくτ−ＣＣ＋　
＋Ｃ２）Ｒの時定数で減衰するためＶ４＝Ｖ３　・ｅｘ
ｐ［−Δｔ／Ｒ（Ｃ＋十〇２）］　　（但しΔ１−１＋
）となる、従って、続く期間ｔ３の初めでは、期間ｔ２
から期間ｔ３への印加電圧変化分が加わりの補助信号電
圧が液晶層に印加される。

次に、第４図（ｂ）及び第５図（ｂ）は走査電極が選択
され、［Ｌつ情報電極には「白」の書込み信号が印加さ
れた場合を示したものである。第４図（ｂ）において、
画素に印加される電圧は、期間ｔ１テハｖｏ、期間ｔ２
テは一３Ｖｏ、期間ｔ３テはｏｖと、ｇる。・方、第５
図（ｂ）において、液晶層に印加される電圧は、期間ｔ
１の初めでは となり、期間ｔ１の終りでは第５図（ａ）の場合と同様
に となる。ここで電圧降下分Δｖ２は ΔＶ２　＝Ｖ６−ｖ＋ となり１期間＋２の初めではこの電圧降下分Δｖ２が負
の電圧として加わるため となる。次に、期間ｔ２の終りでは同じくτ・（Ｃ＋＋
Ｃ２）Ｒの時定数で減衰するためＶｑ＝Ｖｓ・ｅｘｐ［
−Δｔ／Ｒ（Ｃ＋　＋Ｃ２）］となる、従って、続く期
間ｔ３の初めでは、期間ｔ２から期間ｔ３への印加電圧
変化分が加わりの電圧、補助信号として液晶層に印加さ
れる。

次に、第４図（ｃ）及び第５図（Ｃ）は走査電極が非選
択で、汁つ情報電極には第３図（Ｃ）に示す「黒」の−
：込み信号が印加された場合を示したものである。第４
図（Ｃ）において、画素に印加される電圧は、期間ｔ＋
”＋２テはＶＯ１期間ｔ３テはＯｖとなる。・ガ、第５
図（ｃ）において、液晶層に印加される電圧は、期間ｔ
ｌ＋ｔ２の初めではとなり、期間ｔｌ＋ｔ２の終りでは Ｉ Ｖ１２”に、、（Ｈ，ＶＯ・ｅｘｐ［−２Δｔ／Ｒ（（
＋＋Ｃ２）］となる。ここで期間ｔ３への印加電圧の変
化により−Ｃ３ｖｏ（ｌ−ｅｘｐ【−２Δｔ／Ｒ（Ｃ＋
　＋０２）Ｎとなり１期間ｔ３の初めでは負の電圧とし
て印加される。

次に、第４図（ｄ）及び第５図（ｄ）は走査電極が非選
択で、［つ情報電極には第３図（ｄ）に示す「白」の占
込み信号が印加された場合を示したものである。第４図
（ｄ）において１画素に印加される電圧は期間ｔｌ＋ｔ
２　では−Ｖｏ、期間ｔ３ではＯｖとなる。一方、第５
図（ｄ）において、液晶層に印加される電圧は、期間ｔ
、＋ｔ２の初めではとなり、期間ｔｌ＋ｔ２の終りでは となる。期間ｔ４への印加電圧変化によりとなり、期間
ｔ３の初めではこの電圧降下分Δｖ４が正の電圧として
印加される。

Ｅ記説明において、第１の表示状態「白」をかえるため
の闇値電圧を−ＶＬｈ２　とし、第２の表示状態「黒」
を墜えるための闇値電圧をＶｔｈｌとすると、電圧値Ｖ
Ｏは また の関係を満足する所９の値に設定する。

上記駆動法においては、第５図（ａ）の期間ｔ１で「黒
」が書込まれ、同図（ｂ）の期間ｔ２で「白」が書込ま
れる。すなわち、期間ｔ１では「黒」状態が決定され、
期間ｔ２では「白」状態が決定される。

それ以外の場合、例えば第５図（ａ）期間ｔ２や同図（
ｂ）期間ｔ１においては、前述したように閾値を超える
電圧が印加されないので１表示状態は変わらない、また
、走査電極の非選択時（第４図（Ｃ）。

（ｄ））において、同一の情報信号（第３図（Ｃ）。

（ｄ））が続いたとしても、液晶層には期間ｔ３の補助
信号−期間中に情報信号と逆極性の補助信号（第５図（
ｃ）、　（ｄ）＋７）Ｖ＋３ｔりはｖ１６）が印加され
るため、クロストークの発生を防止することができる。

特に、本発明によれば期間ｔ＋　、　＋２で上記書込み
動作を行う時に、情報電極をＶＯまたは−ＶＯの一定の
電圧に保つだけでよく、従来のように極性の異なるパル
スを印加する必要がないため、パルス操作も簡単となる
。

［発明の効果１ 以上説明したように１本発明においては、第１の位相期
間内に走査電極と情報電極に印加する書込みパルスによ
って、誘電体層の容量に電荷を充電し、続く第２の位相
期間内に前記誘電体層の容量からの放電により、液晶層
に補助電圧を印加するようにしたため、選択パルスを印
加した後に、補助信号として極性の異なるパルスを加え
ることなくクロストークを防止することができる。しか
も、情報電極の電位は一定に保つだけで良いので、パル
ス操作が筒略化され、クロストーク防止をより容易に行
うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の基本概念を示す図、第３図
〜第５図は本発明による駆動法の具体例を示す電圧波形
図、第６図は従来例における駆・　動パルスのタイミン
グチャート、第７図はマトリクス電極の模式図である。 ｌニガラス基板、 ２：透明電極、 ３：配向膜、 ４：液晶層。 Ｓ＋　、　Ｓ２　、−　・・・Ｓｎ　：走査電極、Ｉｌ
ｌ　１２＋・・・・・・■ｅ＝情報電極。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）走査電極群と情報電極群を設けた一対の平行基板
   間に、強誘電性液晶と誘電体層を挟持し、走査電極と情
   報電極の交点を画素としたマトリクス構造の強誘電性液
   晶素子の駆動法において、第１の位相期間内に、走査電
   極と情報電極に印加する書込みパルスによって、前記誘
   電体層の容量に電荷を充電し、続く第２の位相期間内に
   前記誘電体層の容量からの放電により、液晶層に補助電
   圧を印加することを特徴とする強誘電性液晶素子の駆動
   法。