JPS62299820A

JPS62299820A - 液晶電気光学素子の駆動法

Info

Publication number: JPS62299820A
Application number: JP14144686A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Kuwata; 桑田　武志; Hiroyoshi Tsubota; 坪田　浩嘉
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 1986-06-19
Filing date: 1986-06-19
Publication date: 1987-12-26

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】３、発明の詳細な説明［産業上の利用分野］本発明は、強誘電性液晶を用いた、マトリクス表示装置
及びプリンター用光シヤツター等に用いる液晶電気光学
素子の駆動法に関するものである。

［従来の技術］強誘電性液晶を用いた液晶電気光学素子は、その応答が
従来のネマチック液晶を用いた液晶電気光学素子に比較
して１０〜１０００倍速く、高速光シャッター装置への
応用が期待され、また電界に対して双安定性をもたゼる
ことも可能であることにより、大型かつ高密度の表示装
置への応用が期待されている。

複数の走査電極群の設けられた基板と複数の信号電極群
の設けられた基板との間に、電界の極性に依存した双安
定性を示す強誘電性液晶を挟持し、その双安定性を利用
した液晶電気光学素子用の駆動法に関しては、既にいく
つかの提案がなされている。

しかしながら、強誘電性液晶は双安定な２つの状態にお
いて一方から他方へ移る際のエネルギー障壁が非常に小
さく、明確なしきい値特性は得られにくい。すなわち、
その画素の走査電極が選択されない場合に、他の画素を
書き込む際の信号電極の電圧が印加される、いわゆるク
ロストーク電圧によって、本来保持されるべき状態から
他方の状態へ変化してしまう現象がみられる。この現象
は、走査電極の数が多くなるほど顕著に現われてくるの
で、走査電極の数をあまり多くはできず、素子の大型化
、高密度化の妨げとなっている。

また、ある強誘電性液晶電気光学素子の駆動法は一画素
に印加される電界の積分値をとると、その直流成分がＯ
でなく表示パターンによって大きく異なることにより、
次の問題点を生じる。第１に、電極及び液晶材料が直流
電界によって酸化もしくは還元されることで、信頼性が
低下することである。

第２には、液晶分子を一方向に配向させるための配向制
御膜が絶縁膜である場合、その表面に液晶中のイオン等
荷電粒子が吸着されるため、液晶層に実効的に印加され
る電圧が直流電界によって次第に異ってくることで、そ
のしきい値特性に大きな変化をもたらす問題点があるこ
とがわかった。

この直流成分をなくす駆動法としては、　１９８５ＳＩ
Ｄでのセイコー電子社の発表（ＳＩＤ　８５　ＤＩＧＥ
ＳＴｐ、１３１）があるが、この駆動法では、非選択状
態におけるクロストーク電圧により、本来保持されるべ
き光強度が影響を受け、点灯状態、非点灯状態における
充分なコントラストがとれないという問題点がある。ま
た、表示パターンの違いによる非選択状態における波形
の周波数成分の違いにより、表示ムラの発生等が見られ
た。

これを解決するため、非選択時に液晶が応答しない程度
の高い周波数のパルスを印加して１−記の欠点を除去す
る方法が試みられた。この方法は誘電率異方性が負（ε
１くε／／）の液晶を用いて、非選択時に印加された高
周波パルスで液晶分子を基板に対して平行に配列させる
ものである。

［発明の解決しようとする問題点］上記の高周波重畳方式では、ある走査電極を選択して、
直流電界を印加して書き込み又は消去を行う時に、非選
択時に印加された高周波パルスの効果が実効値的に維持
されるため、液晶分子の反転を抑制する方に働いて、よ
り大きな電界が必要となり、書き換え時間が長くなると
いう欠点を有していた。

［問題点を解決するための手段］本発明は前述の問題点を解決すべくなされたものであり
、走査電極群の設けられた基板と、信号電極群の設けら
れた基板との間に、電界の極性に依存した双安定状態を
示す強誘電性液晶が挟持された液晶電気光学素子の駆動
法において、駆動期間が書き込み期間と保持期間とから
なり、書き込み期間には各画素に第１の安定状態にする
場合には書き込み期間の一部に−Ｖｗ（ただし、ｌＶｗ
ｌは強誘電性液晶の安定状態が変化する電圧より高い電
圧）続いてＶｗの電圧が印加され、第２の安定状態にす
る場合には書き込み期間の一部にＶ賛続いて−Ｖｗの電
圧が印加され、その他の書き込み期間にはＩＶｗｌより
も絶対値が低くかつ強誘電性液晶の安定状態が変化しな
い電圧が印加され、保持期間には強誘電性液晶の安定状
態が変化しない高周波パルス電圧が印加されることを特
徴とする液晶電気光学素子の駆動法を提供するものであ
る。

第１図は、本発明で駆動する強誘電性液晶電気光学素子
の断面図である。２枚の透明基板（ｌａ）、　（ｌｂ）
の表面に、それぞれ透明な導電膜（２ａ）、（２ｂ）と
配向制御膜（３ａ）、（３ｂ）を形成する。導電膜（２
ａ）、（２ｂ）は、基板間に保持された液晶層（０に電
界を印加するための電極であり、夫々走査電極群と信号
電極群を構成し、電気光学的応答を生じさせる［１的で
設けられているもので、Ｉｎ２０３か、５ｎ０２等から
なり、所定のパターンに形成されている。

配向制御膜（３ａ）、（３ｂ）は、液晶を水平配向させ
るものであり、代表的なものとしては、有機高分子膜、
特にポリイミド系高分子膜を形成し、布で一定方向にラ
ビングしたものが好ましいが、その他、ポリアミド系高
分子膜、ポリイミドアミド系高分子膜、ポリパラキシリ
レン等の高分子膜をラビングしたもの及び５ｉ０７等の
斜め蒸着膜も有効でありまたオーバーコート膜を形成せ
ずに、直接、導電膜（２ａ）、（２ｂ）をラビングして
配向制御膜を形成してもよい。

このような配向処理を行ったのち、該基板が平行、かつ
一定の間隔で保持されるように、スペーサー、例えば、
有機ビーズ、アルミナ粒子をはさみ、シール剤（５）で
周囲を固定し、セルとする。この際、２枚の基板の配向
制御方向は、お互いに平行になるようにする。

その後、強誘電性液晶組成物をコレステリック相、ある
いは等吉相まで加熱し、セルに注入した後、封止する。

セルの外側に２枚の偏光板（６ａ）、（８ｂ）をその偏
光板がお互いに直交し、かつ基板の配向制御方向と一定
角度をなすように配置する。この角度は、液晶材料、装
置の動作温度、駆動方法等によって変わり最もコントラ
スト特性等のよい角度を選べばよく、また場合によって
は２枚の偏光板の偏光軸を直交から僅かにずらして配置
する場合もある。

基板（１ｂ）側に光源（７）を置き、反対側へ光が透過
するようにする。なお、反射型で用いる場合には、偏光
板（６ｂ）の外側に反射板を設ければよい。

第２図は、導電膜（２ａ）及び（２ｂ）のパターン例を
示し、ドツトマトリックス表示素子等に使われるもので
ある。−力の基板には、横方向の縞状の走査電極群０１
〜Ｃｎがパターニングされ、他力の基板には、縦方向の
縞状の信号電極群Ｓｌ〜Ｓ１１がパターニングされてい
る。２組の電極群の交差点Ａ目〜Ａｍｎが画素となる。

走査電極群のうち−・つの走査電極群Ｃ１を後述の方法
で選択を行ない、その際に信号電極群Ｓ１”Ｓ＋ｓに印
加する信号によって、画素Ａｉｌ〜Ａｉｍを書き込み、
その後ｃｉ＋＋を選択し、これを繰り返すことで全画素
の書き込みを行う。

本発明の駆動法で用いる強誘電性液晶としては、電界の
極性に依存した双安定性を示す液晶相をもつ液晶が使用
できるが、応答性の点でカイラルスメクチックＣ相（Ｓ
＋＊Ｃ”相）の液晶が好ましい。具体的な例としては、
４−（４−ｎ−デシルオキシベンジリデンアミン）ケイ
皮酸−２−メチルブチルエステル等がある。

また、本発明に用いられる液晶としては、後述の作用の
項で説明するように、負の誘電率異方性をもつ液晶が好
ましい。具体的な例としては、ｐ−デシルオキシベンジ
リデン−ｐ−アミン−２−メチルブチル−α−シアノー
シンナメー　ト（ＤＯＢＡＭＢＧＣ）等がある。また、
材料単体ではなくいくつかの光学活性物質、スメクチッ
ク液晶化合物、ネマチック液晶化合物等の材料を混合し
て特性を実現してもよい。

また、本発明で用いる液晶としては、強誘電性を示す液
晶相より高温の温度範囲においてスメクチック相（Ｓ＋
ｍＡ相）をもつ液晶が双安定性の対称性の点で好ましく
、配向をとるために冷却してい〈際に、液晶分子層の方
向が１種類しかなく、電界印加等の手段が必要なく、従
って双安定性が電圧に対して対称的になり双安定性がよ
い。

また、本発明で用いる液晶としては、強誘電性を示す液
晶相より高温の温度範囲でａｈ相をもつことが配向の均
一性の点でｋｌましい。

次に本発明の駆動法を置体例に従って説明する。

第３図は、本発明の駆動法の書き込み期間と保持期間と
の関係を示したタイムチャートであり、書き込み期間Ｔ
＾の後に保持期間Ｔｏがくるところを示している。この
保持期間テロは、一定期間であってもよいし、書き換え
要求がくれば次の書き込み期間になるというような不定
期間であってもよい。

この書き込み期間には、各画素に第１の安定状態にする
場合には書き込み期間の一部に−Ｖｗ（ただし、ｌＶｗ
ｌは強誘電性液晶の安定状態が変化する電圧より高い電
圧）続いてＶｗの電圧が印加され、第２の安定状態にす
る場合には、書き込み期間の一部にＶｗ続いて−Ｖｗの
電圧が印加される。その他の書き込み期間には、ＩＶｗ
ｌよりも絶対値が低くかつ強誘電性液晶の安定状態が変
化しない電圧が印加される。この書き込み期間は、従来
の強誘電性液晶電気光学素子の書き込み駆動法が使用で
き、具体的例は後述する。

本発明では、この書き込み期間の後に、保持期間が続く
ものであり、この保持期間には強誘電性液晶の安定状態
が変化しない高周波パルス電圧が印加される。これによ
り、強誘電性液晶は、書き込み期間により決定された安
定状態を保持し、表示が変化しない。さらに、この高周
波パルスの印加により、強誘電性液晶分子の双安定性が
増加するため、コントラストが向上する。特に、液晶分
子が負の誘電異方性を有する場合には、高周波パルスの
印加により、液晶分子が電界に対して垂直な方向に、即
ち、基板面に対してより平行に押えつける作用をして、
第１の安定状態またはｔ５２の安定状態の配列状態をよ
り安定させる働きを持つ。

この高周波パルスとしては、強誘電性液晶の分子の安定
状態が変化しない程度の周波数であればよく、通常安定
状態を変化させる交流パルスの３〜１００（９程度の周
波数であればよい。また、この高周波パルスの電圧は、
その周波数で強誘電性液晶の分子の安定状ＩＥが変化し
ない程度の電圧であればよく、一般的には、通常安定状
態を変化させる交流パルスの電圧の２倍以下の電圧でか
つｌ７１０以−Ｅの電圧が印加されればよい。このよう
な高周波領域のパルスが印加されると、液晶分子は電界
の極性によって配列方向が変化するのではなく、電界の
方向のみによってその配列方向が定まることとなる。負
の誘電異方性を有する強誘電性液晶の場合には、液晶分
子は電界に対して垂直方向に配列することとなり、即ち
、基板面に対して、より平行に液晶分子を押えつける作
用をする。これにより液晶分子は前の書き込み期間によ
り書き込まれた第１の安定状態または第２の安定状態を
より安定に維持することとなる。

本発明の書き込み期間について、さらに詳しく具体的例
な示して説明する。

第４図は、所望の画素を第１の安定状態にするための走
査を走査電極毎に１周期の交流パルスで行う第１の走査
を第１の書き込み期間Ｔ＾１で行い、その後、前記所望
の画素以外の画素を第２の安定状態にするための走査を
走査電極毎に１周期の交流パルスで行う第２の走査を第
２の書き込み期間ＴＡ２で行う例を示している。この例
では、この第１の走査の第１の書き込み期間ＴＡＩ　と
第２の走査の第２の書き込み期間ＴＡ２の２連の走査で
１回の書き込みを行い、この書き込みをすくなくとも１
回行って書き込み期間Ｔ＾とする。

この第４図（ａ）は、その画素が第１の走査電極にあり
、その画素が第１の安定状態にされる場合を示している
。

この場合、第１の書き込み期間ＴＡＩの第１の走査電極
の選択期間Ｔ目には、その前半に−Ｖｗの電圧が印加さ
れ、続いて後半にはＶｗの電圧が印加され、この画素の
強誘電性液晶は第１の安定状態とされる。その後、第１
の走査電極の非選択期間ＴＩ２〜Ｔａｎの間は、絶対値
がＶｗよりも小さい強誘電性液晶の安定状態が変化しな
い電圧Ｖｅの交流パルスが印加される。この交流パルス
には、高周波が重畳されていてもよい。これにより強誘
電性液晶は第１の安定状態が継続される。

次の第２の書き込み期間Ｔ＾２の第１の走査電極の選択
期間ｂｌ　には、その前半にＶｅの電圧が印加され、続
いて後半には−Ｖｅの電圧が印加される。この±Ｖｅの
電圧でも、強誘電性液晶の安定状態は変化しないため、
第１の安定状態が保たれる。その後、第１の走査電極の
非選択期間？７２〜Ｔ２ｎの間も、゛重圧Ｖｃの交流パ
ルスが印加される。この交流パルスにも、高周波が重畳
されていてもよい。これにより強誘電性液晶は第１の安
定状態が継続される。

この第１の書き込み期間Ｔ＾１　と第２の書き込み期間
ＴＡ２　とにより、この画素は第１の安定状態となり、
これが継続される。この第１の書き込み期間ＴＡＩ　と
第２の書き込み期間ＴＡ２　とはこの図においては１回
であるが、必要に応じて複数回繰り返されて、書き込み
期間Ｔ＾を構成してもよい。

その後、±Ｖ）０−Ｖ１の電圧の高周波を印加する保持
期間となる。この保持期間には、±Ｖｌ０−Ｖ１の高周
波が印加されているため、強誘電性液晶はその安定状態
が変化しなく、液晶分子を安定させようとするため、コ
ントラストが向」二する。この電圧上ＶＨは、　０．　
ＩＶｗ≦ＶＨ≦２Ｖｗ程度とされればよく、通常はＶｗ
より低い電圧とされればよい。もっとも、後述の如く、
走査電極の電圧または信号電極の電圧から容易に作製で
きるＶｃ＜ＶＨ＜Ｖｗの電圧とすることが回路設計−Ｌ
好ましい。

第５図は、所望の画素を第１の安定状態にするための走
査を走査電極毎に１周期の交流パルスと前記所望の画素
以外の画素を第２の安定状態にするための１周期の交流
パルスとの２周期の交流パルスを続けて印加する走査を
少なくとも１回行って書き込み期間ＴＡとする。

この第５図の（ａ）、（ｂ）は夫々、第４図の（ａ）、
（ｂ）に対応しており、（ａ）は、その画素が第１の走
査電極にあり、その画素が第１の安定状態にされる場合
を、（ｂ）はその画素が第２の安定状１ｍにされる場合
を示している。

第１の走査゛電極の選択される期間Ｔ１は、強誘電性液
晶を第１の安定状態とするための期間Ｔ１１　と強誘電
性液晶を第２の安定状態とするための期間Ｔ２１　とか
らなり、順次走査電極が選択されて１回の走査が終了す
る。この例ではＴ１から丁ｎの走査を１回で書き込み期
間を構成しているが、この走査を複数回繰り返して書き
込み期間ＴＡとしてもよい。

この第５図の（ａ）においては、その画素の誘電性液晶
が第１の安定状態とされる場合を示しており、第１の走
査電極が選択されている期間Ｔ１の内前半のＴ目の期間
には、その前半に−Ｖｗの電圧が、その後半にはＶｗの
電圧が印加され、強誘電性液晶は第１の安定状態となる
。

これに統〈Ｔ２１　の期間にはその前半にＶｅの電圧が
、その後半には−Ｖｅの電圧が印加され、この土Ｖｅの
電圧でも１強誘電性液晶の安定状態は変化しないため、
第１の安定状態が保たれる。

その後の走査電極が非選択の期間Ｔ２〜Ｔｎには、絶対
値がＶｗよりも小さい強誘電性液晶の安定状態が変化し
ない電圧Ｖｃの交流パルスが印加される。この交流パル
スには、高周波が重畳されていてもよい。これにより強
誘電性液晶は第１の安定状態が継続される。

また、第５図の（ｂ）においては、その画素の強誘電性
液晶が第２の安定状態とされる場合を示しており、第１
の走査電極が選択されている期間Ｔ１の内前半のＴ目の
期間には、その前半に−Ｖｅの電圧が、その後半にはＶ
ｅの電圧が印加され、この±Ｖｅの電圧では、強誘電性
液晶の安定状態は変化しないため、強誘電性液晶は前の
安定状態と保つ。これに続く７２１　の期間にはその前
半にＶｗの電圧が、その＠Ｙ−には−Ｖｗの電圧が印加
され、強誘電性液晶はこの後半の電圧の極性により、第
２の安定状態となる。その後の走査電極が再選択の期間
Ｔ２〜Ｔｎには、電圧Ｖｃの交流パルスが印加される。

この交流パルスには高周波が重畳されていてもよい、こ
れにより強誘電性液晶は第２の安定状態が継続される。

この書き込み期間Ｔ＾の終Ｔ後、±ＶＨの電圧の高周波
を印加する保持期間となる。

また、この応用として、第１の安定状態に変化させる走
査と第２の安定状態にする走査とを行うのではなく、ま
ず全ての画素を一方の安定状態に一度に書き換えた後、
必要な画素のみ他方の安定状態に書き換えるような走査
をすることもできる。

具体的には、書き込み期間が、全部の画素を同時に第１
の安定状態にする少なくとも１周期の交流パルス、即ち
、第４図の（ａ）の期間Ｔ目に印加される王Ｖｗの電圧
を印加する第１の書き込み期間と、第４図の（ｂ）のよ
うに前記走査電極群の一つを順次選択して所望の画素の
みを第２の安定状態にするための１周期の±Ｖｗの電圧
の交流パルスを生じさせる走査を少なくとも１回行う第
２の書き込み期間とから構成されるようにされればよい
。この駆動法では、全画素を一斉に第１の安定状態にす
る外は、第４図の例と同様にして駆動されればよい。

この駆動法によれば、−斉に全画素を書き換えるため、
第４図の第１の書き込み走査が、実質的にＴ１１の期間
のみですむため、書き込み期間が短くてすむこととなる
。

第６図は、走査電極及び信号電極に印加する電圧の具体
例を示した図である。

第６図において、走査電極には、書き込み期間に第１の
安定状態にするための前半ｔ１にＶＯ−ｖｌ、後半ｔ２
にＶｏ　＋　ｖ、の選択信号（１）と第２の安定状態に
するための前半ｔ１にＶｏ　＋　ｖ、、後半ｔ２にＶｏ
　−Ｖ＋の選択信号（２）と一定の電圧ＶＯの非選択信
号が印加される。また、保持期間には、電圧ｖ４の高周
波パルスが印加される。

信号電極には、第１の安定状態にするための前半ｔｌｔ
コＶｏ−Ｖｉ後半後半上２ニ＋Ｖ２（７）第１＋７）選
択信号（１）と第２の安定状態にするための前半Ｔ１ニ
Ｖｏ　＋　Ｖ２、後半ｔ７　ニＶｏ−Ｖ２　（７）第２
の選択信号（２）とが印加される。また、保持期間には
、一定の電圧ＶＯの信号が印加される。

これにより、第４図の例の駆動を行うと、第１の安定状
態にされる画素には、走査電極に前半ｔｌニＶｏ　　Ｖ
＋、後半Ｔ２ニＶｏ＋Ｖ＋（７）選択信号（１）が印加
された時に、信号電極に前半ｔ１にＶＯ−Ｖ２．後半Ｔ
２ニＶｏ＋Ｖ２（７）第１（７）選択信号（１）力印加
され、その画素には、前半ｔ１に−Ｖｗ　（Ｖｗ＝　Ｖ
ｌ＋Ｖ２）、後半ｔ２にＶｗの電圧が印加され、この画
素の強誘電性液晶は第１の安定状態となる。

この画素には、走査電極に第２の安定状態にするための
前半ｔ１にＶ０　＋　Ｖ２、後半ｔ２にＶｏ　−Ｖ２の
第２の選択信号（２）が印加された時には、やはり信号
電極に前’ｒｔ＋　ニＶｏ　−Ｖ２、後半ｂ　ニＶｏ　
＋　Ｖ２の第１の選択信号（＋）が印加され、その画素
には、前半を口こＶｅ　（Ｖｅ＝Ｖ＋−Ｖ２）　、後半
ｔ２に−Ｖｅの電圧が印加され、この画素の強誘電性液
晶は前の状態を継続する、即ち、第１の安定状態を保つ
こととなる。

同様に、第２の安定状態にされる画素には、信号電極に
前半ｔｌ　Ｇ、：　Ｖ０　＋　Ｖ２、後半Ｔ２ニＶｏ−
Ｖ２（７）第２の選択信号（２）が印加され、走査電極
に選択信号（１）が印加された時に±Ｖｗの交流パルス
が印加され、走査電極に選択信号（２）が印加された時
に壬Ｖｗの交流パルスが印加され、この画素の強誘電性
液晶は第２の安定状態にされる。

この走査電極に印加される選択信号の電圧ｖ１と信号電
極に印加される点灯信号の電圧ｖ２は、−選択時間ＴＩ
　＋　ニ＄　イテ士Ｖｗ、即ち、＝ｌ＝　（Ｖ２＋ＶＩ
）　０）電圧で液晶の安定状態が変化し、±Ｖｅ、即ち
、±（Ｖ＋　−Ｖ２）の電圧では液晶の安定状態が変化
しないような電圧とされればよい。具体的には、Ｖ２　
：　Ｖ＋　＝　２：１〜８：１程度に設定サレレハヨく
、好ましくはＶドＶ２＝２：１〜４：１程度に設定され
ればよい。

走査電極が非選択時には、走査電極に一定の電圧ＶＯが
印加され、信号電極にはその時走査されている走査電極
の画素の状況により、第１の選択信号（２）または第２
の選択信号（２）が印加される。このため、この画素に
は、±Ｖｃ　（Ｖｃ＝Ｖ２）または王Ｖｃの交流パルス
が印加されることとなり、この画素の強誘電性液晶は前
の状態を継続する。なお、この場合、走査電極に一定の
電圧Ｖｏを印加する代わりに、Ｖｏ　＋　Ｖ３とＶ０　
−Ｖ３の電圧のパルスを印加することもできる。この交
流パルスハ前’Ｆ　ｔｌ　ニＶｏ　＋　Ｖ３、ｆ＆？ｔ
’ｔ２ニＶ０−ｙ３とされてもよいし、逆に前半ｔ１に
ＶＯ−Ｖ３、後半ｔ２にＶ０　＋　Ｖ３とされてもよい
、この場合には、この画素には、信号電極に印加される
電圧により、ｖ２　＋　ｖ３と−Ｖ２−　Ｖ３の交流ノ
々ルスまたはＶ２−　Ｖ３と−Ｖ２　＋　Ｖ３の交流パ
ルスのいずれかが印加されることとなる。このＶ３に関
しては、ＩＶＩ−Ｖ２１＞ＩＶ３１≧０となるようにし
、ｖ２　＋　ｖ３の電圧で強誘電性液晶の安定状態が変
化しないような電圧としておけばよい、もっとも８６図
の例のようにｖ３＝０とすれば回路も簡単となり、非選
択画素には常に一定の振幅ＶＣ＝Ｖ２の交流パルスが印
加されることになり、クロストークが少なくなるため好
ましい。

第４図の例では、この選択信号（１）を各走査電極に順
次付与してｎ本の走査電極を走査し、続いて選択信号（
２）を各走査電極に順次付与してｎ本の走査電極を走査
し、この２つの走査を少なくとも１回行い、書き込み期
間ＴＡとする。

その後、保持期間となり、全ての走査電極にはＶ０　＋
　Ｖ４とＶ０　−Ｖ４の高周波パルスが印加され、全て
の信号電極には一定の電圧ＶＯが印加され、全ての画素
に、±Ｖ＋＋　（Ｖｈ＝Ｖａ）の電圧の高周波パルスが
印加される。この高周波パルスにより強誘電性液晶は前
の安定状態を保ち、かつ押えつけられるため、より安定
となる。

この高周波パルス、第４図の例の如く、第６図の例と逆
極性のパルスであってもよいし、走査電極でなく信号電
極に印加されてもよいし、走査電極と信号電極の両方に
電圧が印加されてその合成された波形が高周波パルスと
なるようにされてもよいし、−Ｖ４とＶｏとｖ４という
ように３以上の電圧（Ｉｎを４１している高周波パルス
とされてもよい。

この波形をｆｔｒＪ５図の例に適用することも容易にわ
かる。

なお、この交流パルスの印加される期間の前半ｔ１と後
半ｔ２とは、通常同じ長さにしておくことにより、完全
に交流化ができ、液晶が劣化することを防止できる。

［作用］最初に本発明の駆動波形による液晶電気光学素子の動作
について第４図と第６図を参照して説明する。

まず第１の安定状態にするには、第４図に示すように、
第１の安定状態にするための走査の期間である第１の書
き込み期間ＴＡＩ　には、走査電極が選択された選択期
間Ｔ１１の期間ｔｌ　＋　ｔｌには振幅が壬Ｖｗ　（Ｖ
ｗ＝　Ｖ＋　＋　Ｖ２）の大きな交流信号が印加される
。この大きなプラス、マイナスの信号により強誘電性液
晶分子の配列方向がその都度変化するが、時間的に後の
プラス信号での安定状態となるため、まずｔｌでは、−
Ｖｗの電圧により強誘電性液晶は第２の安定状態となり
、続いてのｔｌではＶｗの電圧により強誘電性液晶は第
１の安定状態となる。その後の走査電極が非選択とされ
期間Ｔ１２〜Ｔａｎは、±Ｖｃまたは壬Ｖｃ（ＶＣ＝Ｖ
２）の電圧が印加され、強誘電性液晶の配列方向は変化
しない。

これに続く第２の安定状態にするための走査の期間であ
る第２の書き込み期間Ｔ＾２には、走査電極が選択され
た選択期間Ｔ２１　の期間ｔｌ　＋　ｔｌには振幅が±
Ｖｅ　（Ｖｅ＝　Ｖ＋　−Ｖ２）の交流信号が印加され
る。即ち、ｔｌではＶｅの電圧が印加され、続いてのｔ
ｌでは−Ｖｅの電圧が印加される。この交流信号では強
誘電性液晶分子の配列方向は変化しなく、強誘電性液晶
は第１の安定状態を継続する。その後の走査電極が非選
択とされ期間？２２〜Ｔ２１１は、±Ｖｃまたは王Ｖｃ
　（Ｖｃ＝　Ｖ２）の電圧が印加され、強誘電性液晶の
配列方向は変化しなく、第１の安定状態が継続される。

第２の安定状態とする場合には、第１の書き込み期間Ｔ
ＡＩ　では、壬Ｖｅ、±Ｖｃまたは壬Ｖｃの電圧が印加
され、強誘電性液晶の配列方向は変化しなく、第２の古
き込み期間Ｔ＾？の走査電極が選択された選択期間子２
１　の期間ｔ４　＋　ｔ２には士Ｖｗの電圧が印加され
て第２の安定状態となる。その後の走査電極が非選択と
され期間？２２〜Ｔ２１１は、土ＶｃまたはＴＶＣ（Ｖ
Ｃ＝Ｖ２）　（７）電１’ｌｌ加され、強誘電性液晶の
配列方向は変化しない、これにより第２の安定状１！？
が継続される。

この書き込み期間が終ｒした後に、保持期間に入る。こ
の保持期間には、土Ｖｌ＋の高周波が印加される。この
高周波の印加により、強誘電性液晶はその安定状態が変
化しなく、液晶分子を安定させようとするため、コント
ラストが向−卜する。負の誘電異方性を有する強誘電性
液晶の場合には、高周波の印加により液晶分子は電界に
対して垂直方向に配列しようとし、基板面に対して、よ
りｉｒｉ行に液晶分子を押えつける作用をするため、液
晶分子は前の書き込み期間により書き込まれた安定状態
をより安定に維持することとなる。

［実施例］実施例１液晶として５ｓｔｌＥ”相のより高温でＳ■Ａ相、さら
に高温でＣｈ相を有する負の誘電異方性を有するカイラ
ルスメクチック液晶組成物を用い、走査電極と信号電極
とを夫々３２本設けた液晶セルを形成した。この液晶セ
ルの両面に偏光膜を配置した液晶電気光学素子を使用し
、第６図に示すように走査電極には書き込み期間の選択
期間に７１＋　＝４００μｓｅｃ、ｔ＋＝ｔ２＝２００
μｓｅｃ、Ｖｏ＝ＯＶ、　Ｖ＋＝１８Ｖの電圧を印加し
、書き込み期間の非選択期間にＶｏ　＝　ＱＶの一定電
圧を印加し、保持期間にはその１０倍の周波数の高周波
（周期が４０μ５ｆｌＣのパルス）であってＶ４＝１８
Ｖの高周波パルス電圧を印加した。この際、信号電極に
は書き込み期間ニＴｉｌ　　＝　４００μｓｅｃ、ｔ＋
　＝　ｔ２　＝　２００１ｕｓｅｃ、Ｖ６　＝　ＯＶ、
　Ｖ２＝　ｅＶ、　Ｖ３　＝　ＯＶの電圧を印加し、保
持期間にはｖ０＝Ｏｖの一定電圧を印加した。なお、書
き込み期間は第４図に示すように第１の安定状態にする
ための第１の書き込み期間と第２の安定状態にするため
の第２の書き込み期間とを夫々１回で構成し、その後を
保持期間とした。

この駆動法による液晶電気光学素子のコントラストはｌ
Ｑ：１であった。比較のために、保持期間を設けずに書
き込み期間のみを継続する駆動法により駆動した場合の
コントラストは、４：１であった。

実施例２実施例１と同一の液晶電気光学素子で、実施例１と同一
の駆動波形を使用し、第５図のように書き込み期間を構
成して駆動を行った。この駆動法によっても第１図とほ
ぼ同一のコントラストが得られた。

実施例３実施例１と同一の液晶電気光学素子で、実施例１と同一
の駆動波形を使用し、まず全ての走査電極に７　＝　４
００μｓｅｃ、ｔ＋　＋＝　ｔ２　＝　２００μｓｅｃ
、Ｖｏ　＝０Ｖ　、　Ｖ＋　＝　１８Ｖの電圧を印加す
るとともに、全ての信号電極にＴ　＝　４００μｓｅｃ
、ｔ＋　＝　ｔ２＝　２００ｐｓｅｃ。

Ｖｏ　＝　ＯＶ、　Ｖ２　＝　ＥＩＶ、　Ｖ３　＝　Ｇ
Ｖ（７）電圧を印加し、各画素にｔｌに−Ｖｗ＝　−２
４Ｖの電圧が、ｔ２にＶｗ＝　２４Ｖの電圧が印加され
、全ての画素が第１の安定状態となるようにされた。続
いて第４図の第２の書き込み期間と保持期間とに相当す
る駆動を行った。

この結果、実施例１よりは劣ったが、やはりこの駆動法
によってコントラストは向上し、かつ書き込みに要する
時間が約半分となり、短い保持期間でも高いコントラス
トが得られた。

［発明の効果］本発明は、クロストーク電圧に対して充分な双安定性を
もち、液晶電気光学素子の大型化、高密度化を可能とし
た効果をもつ。

本発明は、駆動を書き込み期間と保持期間とに分け、保
持期間には高周波パルスを印加することにより、書き込
み期間の反対の安定状１：への書き込み期間やＪ［選択
期間での液晶分子の安定性が変化しようとするような低
周波の交流パルスが印加されなく、液晶分子の安定性を
向■−させることができるため、コントラストが向−に
する。特に、負の誘電異方性を有する強誘電性液晶を使
用することにＪ：す、高周波パルスが液晶分子を基板に
押しつける働きをし、液晶分子の安定性が大きく向上す
る。

また１本発明は直流電界成分を液晶に印加しないことに
より、液晶及び電極の劣化を妨げる効果をもつ、また、
このことにより、配向膜として絶縁膜を使用できる。あ
るいは液晶と電極の間に他の絶縁膜を形成することも可
能であり、これにより液晶セル内での電極間の短絡防止
に効果をもつ。

また１本発明は、セル基板間の距離を厚くしたセルにお
いても充分な双安定性をもたせることができるため、液
晶セル内の対向する電極間での短絡の発生を少なくする
効果も認められる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明で駆動する素子の断面図であり、第２
図、第３図は、本発明の駆動法の好ましい適用例の電極
パターンの例の平面図である。第４図及び第５図は、本
発明による駆動波形図であり、第６図は走査電極及び信
号電極に印加する波形を示す波形図である。ｌａ、　ｌｂ：透明基板２ａ、　２ｂ：導電膜３ａ、３ｂ：配向制御膜４　　：液晶層８ａ、　８ｂ：偏光板 ′菫　１　図惨２目信号電極Ａ’ｆ〆１＼　　　　　　　　　　　　〆１＼ヘ　　　　　バ −ｃ１

Claims

【特許請求の範囲】

（１）走査電極群の設けられた基板と、信号電極群の設
けられた基板との間に、電界の極性に依存した双安定状
態を示す強誘電性液晶が挟持された液晶電気光学素子の
駆動法において、駆動期間が書き込み期間と保持期間と
からなり、書き込み期間には各画素に第１の安定状態に
する場合には書き込み期間の一部に−Ｖｗ（ただし、｜
Ｖｗ｜は強誘電性液晶の安定状態が変化する電圧より高
い電圧）続いてＶｗの電圧が印加され、第２の安定状態
にする場合には書き込み期間の一部にＶｗ続いて−Ｖｗ
の電圧が印加され、その他の書き込み期間には｜Ｖｗ｜
よりも絶対値が低くかつ強誘電性液晶の安定状態が変化
しない電圧が印加され、保持期間には強誘電性液晶の安
定状態が変化しない高周波パルス電圧が印加されること
を特徴とする液晶電気光学素子の駆動法。
（２）書き込み期間が、前記走査電極群の一つを順次選
択して書き込み走査を行うものであり、所望の画素を第
１の安定状態にするための走査を走査電極毎に１周期の
交流パルスで行う第１の走査を行い、その後、前記所望
の画素以外の画素を第２の安定状態にするための走査を
走査電極毎に１周期の交流パルスで行う第２の走査を行
い、この第１の走査と第２の走査の２連の走査で１回の
書き込みを行い、この書き込みをすくなくとも１回行う
期間である特許請求の範囲第１項記載の液晶電気光学素
子の駆動法。
（３）書き込み期間が、前記走査電極群の一つを順次選
択して書き込み走査を行うものであり、走査電極毎に所
望の画素を第１の安定状態にするための１周期の交流パ
ルスと前記所望の画素以外の画素を第２の安定状態にす
るための１周期の交流パルスとの２周期の交流パルスを
続けて印加する走査を少なくとも１回行う期間からなる
特許請求の範囲第１項記載の液晶電気光学素子の駆動法
。
（４）書き込み期間が、全部の画素を同時に第１の安定
状態にする少なくとも１周期の交流パルスを印加する第
１の書き込み期間と、前記走査電極群の一つを順次選択
して所望の画素のみを第２の安定状態にするための１周
期の交流パルスによる走査を少なくとも１回行う第２の
書き込み期間とからなる特許請求の範囲第１項記載の液
晶電気光学素子の駆動法。
（５）１周期のパルスがｔ＿１＋ｔ＿２の時間を有し、
第１の安定状態にする画素には、第１の安定状態にする
ための走査の期間には、走査電極が選択されてからｔ＿
１の時間は−Ｖｗの電圧を印加し、走査電極が選択され
てからｔ＿１よりｔ＿２の時間はＶｗの電圧を印加し、
第２の安定状態にするための走査の期間には、走査電極
が選択されてからｔ＿１の時間はＶｅ（｜Ｖｅ｜＜｜Ｖ
ｗ｜）の電圧を印加し、走査電極が選択されてからｔ＿
１よりｔ＿２の時間は−Ｖｅの電圧を印加し、第２の安
定状態にする画素には、第１の安定状態にするための走
査の期間には、走査電極が選択されてからｔ＿１の時間
は−Ｖｅの電圧を印加し、走査電極が選択されてからｔ
＿１よりｔ＿２の時間はＶｅの電圧を印加し、第２の安
定状態にするための走査の期間には、走査電極が選択さ
れてからｔ＿１の時間はＶｗの電圧を印加し、走査電極
が選択されてからｔ＿１よりｔ＿２の時間は−Ｖｗの電
圧を印加し、走査電極が非選択時には、振幅±Ｖｅ以下
の交流パルスまたは高周波が重畳された交流パルスが印
加される特許請求の範囲第２項乃至第４項のいずれか１
項記載の液晶電気光学素子の駆動法。
（６）前記走査電極群の一つを順次選択して書き込み走
査を行う書き込み期間に、第１の安定状態にするための
走査の期間には、１つの前記走査電極の選択時にその走
査電極の選択時間の内、選択されてからｔ＿１の時間は
Ｖ＿０＋Ｖ＿１の電圧を印加し、走査電極が選択されて
からｔ＿１よりｔ＿２の時間はＶ＿０−Ｖ＿１の電圧を
印加し、第２の安定状態にするための走査の期間には、
１つの前記走査電極の選択時にその走査電極の選択時間
の内、走査電極が選択されてからｔ＿１の時間はＶ＿０
−Ｖ＿１の電圧を印加し、走査電極が選択されてからｔ
＿１よりｔ＿２の時間はＶ＿０＋Ｖ＿１の電圧を印加し
、走査電極の非選択時には、Ｖ＿０＋Ｖ＿３とＶ＿０−
Ｖ＿３（｜Ｖ＿１−Ｖ＿２｜＞｜Ｖ＿３｜≧０）の電圧
を印加し、前記信号電極には、選択された走査電極との
対向部の強誘電性液晶を第１の安定状態にする場合に、
第１の安定状態にするための走査の期間及び第２の安定
状態にするための走査の期間のいずれの期間にも、その
選択時間の内、走査電極が選択されてからｔ＿１の時間
はｖ＿０−Ｖ＿２の電圧を印加し、走査電極が選択され
てからｔ＿１よりｔ＿２の時間はＶ＿０＋Ｖ＿２の電圧
を印加し、選択された走査電極との対向部の強誘電性液
晶を第２の安定状態にする場合に、第１の安定状態にす
るための走査の期間及び第２の安定状態にするための走
査の期間のいずれの期間にも、その選択時間の内、走査
電極が選択されてからｔ＿１の時間はＶ＿０＋Ｖ＿２の
電圧を印加し、走査電極が選択されてからｔ＿１よりｔ
＿２の時間はＶ＿０−Ｖ＿２の電圧を印加する特許請求
の範囲第５項記載の液晶電気光学素子の駆動法。
（７）Ｖ＿３＝０である特許請求の範囲第６項記載の液
晶電気光学素子の駆動法。
（８）前記時間ｔ＿１、ｔ＿２がｔ＿１＝ｔ＿２である
特許請求の範囲第５項乃至第７項のいずれか一項記載の
液晶電気光学素子の駆動法。
（９）前記強誘電性液晶がカイラルスメクチックＣ相で
ある特許請求の範囲第１項記載の液晶電気光学素子の駆
動法。
（１０）前記強誘電性液晶の分子長軸の誘電率が分子短
軸の誘電率より小さい強誘電性液晶を用いた特許請求の
範囲第９項記載の液晶電気光学素子の駆動法。
（１１）前記強誘電性液晶がカイラルスメクチックＡ相
を有する特許請求の範囲第９項記載の液晶電気光学素子
の駆動法。
（１２）前記強誘電性液晶がコレステリック相を有する
特許請求の範囲第９項記載の液晶電気光学素子の駆動法
。