KR0151177B1

KR0151177B1 - 반강유전성 액정표시소자

Info

Publication number: KR0151177B1
Application number: KR1019930029710A
Authority: KR
Inventors: 도미오 다나까
Original assignee: 가시오 가즈오; 가시오게이상기 가부시끼가이샤
Priority date: 1992-12-24
Filing date: 1993-12-24
Publication date: 1998-10-15
Also published as: KR940015573A; US5895108A; US5631752A

Abstract

상호 대향하는 1쌍의 투명기판(1)(2)의 한쪽에 화소전극(3)과 제어신호에 상응하여 데이터신호를 상기화소전극(3)에 공급하는 능동소자(4)와를 형성하고, 다른쪽의 기판에 대향전극(7)을 형성한다. 기판(1, 2) 사이에 액정분자의 배향상태가 제1 또는 제2의 강유전상에서 그 중간의 배향상태의 반강유전상으로되는 측에 변화하는 전압과, 상기 반강유전상에서 상기 제1 또는 제2의 강유전상으로 되는 측에 변화하는 전압과의 차이가 작고, 또 최소한 상기 반강유전상에 있어서, 광학적 특성이 전압에 상응하여 곡선적으로 변화하는 반강유전성 액정을 봉입 하였다.

Description

반강유전성 액정표시소자

제1도는 종래의 반강유전성(反强誘電性) 액정표시소자의 전압-투과율특성도.

제2도는 본 발명의 제1실시예의 반강유전성 액정소자의 단면도.

제3도는 상기 액정표시소자의 화소전극과 능동소자를 형성한 기판의 평면도.

제4도는 반강유전성 액정의 2개의 강유전상에 있어서의 액정분자의 배열방법과, 반강유전상의 광학축의 방향과, 한벌의 편광판의 투과축의 방향의 관계 표시도.

제5도는 본 발명의 제1실시예의 액정표시소자의 전압-투과율 특성의 일예 표시도.

제6a도∼제6c도는 제1도에 도시한 전압-투과율특성을 가진 액정표시소자를 구동시험 했을 때의 게이트신호, 데이터신호, 투과율의 타이밍 차트.

제7a도∼제7c도는 제5도에 도시한 전압-투과율특성을 가진 액정표시소자를 구동시험한 때의 게이트신호, 데이터신호, 투과율의 타이밍 차트.

제8도, 제9도는 본 발명의 제2실시예의 액정표시소자의 전압-투과율 특성의 예시도.

제10도는 제8도에도시한 전압-투과율 특성을 가진 액정표시소자를 실제로 구동했을 때의 인자전압에 대한 투과율의 변화표시도.

제11도는 제5도에 도시한 전압-투과율 특성을 가진 액정표시소자를 실제로 구동한때의 인가전압에 대한 투과율의 변화표시도.

제12a도∼제12c도는 제10도, 제11도에 도시한 전압-투과율 특성을 얻기위하여 액정표시소자에 공급한 게이트신호, 데이터 신호 및 전극간 전압의 타이밍 차트.

제13a도는 본 발명의 제3실시예에 관한 제1의 반강유전성 액정에 저주파의 3각파 전압을 인가했을때의 전기-광학 특성 표시도.

제13b도는 제1의 반강유전성 액정을 사용한 액정표시소자를 제21도에 도시한 전압파형을 사용하여 구동했을 때의 인가전압 VD에 대한 투과율의 변화표시그래프.

제14a도는 본 발명의 제3실시예에 관한 제2의 반강유전성액정에 저주파의 3각파 전압을 인가했을 때의 전기-광학 특성표시도.

제14b는 제1의 반강유전성 액정을 사용한 액정표시소자를, 제22도에 도시한 전압파형을 사용하여 구동했을 때의 인가전압 VD에 대한 투과율의 변화표시 그래프.

제15a는 제1과 제2의 반강유전성 액정에 인가하는 종래의 전압파형 표시도.

제15b도~제15d도는 제15a도에 도시한 전압파형이 인가되었을 때의 광학특성 표시그래프.

제16a도~제16d도는 제3실시예에 관한 제1의 구동방법에 의하여, 액정표시소자의 제1행 ∼제8행의 화소에 인가되는 전압 및 화소의 용량이 보존하는 전압의 파형을 표시한 타이밍차트.

제17a도∼제17g도는 제1의 구동방법에 의하여, 제1행 ~제16행의 게이트라인에 인가되는 전압의 파형표시도.

제17h도는 데이터라인에 인가되는 전압의 파형 표시도.

제18a도∼제18d도는 제1의 구동방법에 의한 기입 순서표시도로서, 제18a도와 제18d도는 1화면 표시도, 제18b도와 제18c도는 8행분의 화소표시도.

제19a도∼제19d도는 제3실시예에 관한 제2의 구동방법에 의하여 액정표시소자의 제1행~제8행의 화소에 인가되는 전압 및 화소의 용량이 보존되는 전압의 파형표시 타이밍 차트.

제20a도∼제20g도는 제2의 구동방법에 의하여 제1행∼제16행의 게이트라인에 인가되는 전압의 파형 표시도.

제20h도는 데이터라인에 인가되는 전압의 파형표시도.

제21도는 행드라이버 및 행드라이버의 구성 일예를 표시한 블럭도.

제22도는 제13b도의 특성을 얻을때, 제1의 반강유전성 액정에 인가된 전압의 파형 표시도.

제23도는 제14b도의 결과를 얻을때, 제2의 반강유전성 액정에 인가된 전압의 파형 표시도.

제24도는 본 발명의 제4실시예의 반강유전성 액정표시소자의 단면도.

제25a도는 주사신호의 종래예 표시도.

제25b도는 데이터신호의 종래예 표시도.

제25c도는 액정에 인가되는 전압의 종래 예시도.

제25d도는 제25c도에 도시한 전압이 액정에 인가된 때의 액정표시소자의 투과율 표시도.

제26a도는 제4실시예의 관한 주사신호의 예시도.

제26b도는 제4실시예에 관한 데이터 신호의 예시도.

제26c도는 제4실시예에 관한 인가전압의 예시도.

제26d도는 제26c도에 도시한 전압이 액정에 인가된 때의 액정표시소자의 투과율 표시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1,2 : 기판 3 : 화소전극

4 : 능동소자 7 : 대향전극

본 발명은 반강유전성 액정소자 및 그 구동방법에 관한 것이다.

최근, 액정표시소자로서 일반적으로 사용되고 있는 TN형의 액정표시소자에 비교하여 고속응답이 가능하여 넓은 시야각을 가진 강유전성 액정표시소자가 주목되고 있다.

강유전성 액정표시소자에는, 액정분자의 배향상태에 2개의 안정성(쌍안정성)이 있는 강유전성 액정을 사용한 강유전성 액정표시소자와, 액정분자의 배향상태에 3개의 안정성이 있는 반강유전성 액정을 사용한 반강유전성 액정표시소자가 있다. 최근에는 반강유전성 액정표시소자에 관한 연구가 활발하다.

반강유전성 액정은 액정분자의 배향상태에 3개의 안정성이 있고, 제1의 역치이상의 전압을 인가한때, 그 극성에 따라서, 액정분자가 제1의 방향에 배열한 제1의 강유전상 또는 제2의 방향에 배열된 제2의 강유전상에 배향한다. 또, 반강유전성 액정은, 상기 제1의 역치보다 낮은 제2의 역치 이하의 전압을 인가한때, 액정분자가 상기 제1 과 제2의 중간적인 방향에 배향한 반강유전상에 배향한다. 이 때문에, 액정표시소자의 양측에 배치한 1쌍의 편광판의 투과축의 방향을 반강 유정상의 광학축을 기준으로 하여 설정하므로서 광의 투과율을 제어하여 화상을 표시할 수가 있다.

반강유전성 액정은 인가전압이 변화하여도 인가전압이 제1 과 제2의 역치간이라면, 제1의 강유전상 또는 제2의 강유전상 또는 반강유전상의 어느것인가에 배향된 상태를 유지한다는 배향상태의 메모리성(쌍안정성)을 가진다. 종래의 반강유전성 액정표시소자는 이 배향상태의 메모리성을 이용하여, 단순매트릭스 구동되고 있다.

상기 제1 과 제2의 역치의 차이가 클수록 반강유전성액정의 배향상태의 메모리성은 높다. 이 때문에 종래의 단순 매트릭스 구동되는 반강유전성 액정표시소자에서는 반강유전성액정으로서, 상기 제1과 제2의 역치의 차이가 커다란 액정을 사용하고 있다.

그러나. 제1 과 제2의 역치의 차이가 큰 액정을 사용하는 액정표시소자에서는 필연적으로 액정표시소자의 구동전압이 높아져 버린다. 이 때문에 종래의 반강유전성 액정표시소자는 통상의 액정표시소자 구동용 LSI에서는 구동이 곤란하다는 문제가 있다.

또, 반강유전성액정은 반강유전상으로 부터 제1 또는 제2의 강유전상에 배향하는 때의 응답속도는 빠르지만, 제1 또는 제2의 강유전상으로 부터 반강유전상으로의 배향할 때의 응답속도는 느리다는 특성이 있다. 이 때문에 단순매트릭스 타입의 액정표시소자에서는 액정분자를 반강유전상에 배향시킬 경우에, 액정이 반강유전상에 배향하기 이전에 선택기간이 종료되어 버릴 우려가 있다. 이러한 사태가 발생하면, 표시화상의 콘트라스트가 저하되어 버린다. 한편 이러한 사태를 피하기 위하여 선택기간을 길게 하면, 반강유전성 액정표시소자의 높은 듀티구동이 곤란해지는 문제가 있다.

또, 종래의 반강유전성 액정소자의 전압-투과율 특성은 제1도에 도시한 바와같은 히스테리시스가 큰 특성이 된다. 더우기, 제1도에서는 액정표시소자의 투과율이 최대로 될 때를 투과율 100% 로 하고, 투과율이 최소로 될때를 투과율 0% 로 한다. 그러나, 전압-투과율 특성에 큰 히스테리시스가 있으면, 같은 값의 전압을 액정에 인가한 경우라도, 반강유전성 액정표시소자의 투과율이 크게 상이하다. 이 때문에 종래의 반강유전성 액정표시소자에서는 투과율을 제어하여 계조표시를 행하는 것은 곤란하다.

본 발명은 상기 실정을 감안사여 창안된 것으로서, 콘트라스트의 높은 화상을 표시할 수 있는 반강유전성 액정표시소자 및 그 구동방법을 제공하는 것을 제1의 목적으로 한다.

또, 본 발명은 높은 듀티로의 구동이 가능한 반강유전성 액정표시소자 및 그 구동방법을 제공함을 제2의 목적으로 한다.

더우기, 본 발명을 계조표시를 할 수 있는 반강유전성 액정표시 소자 및 그 구동방법을 제공하는 것을 제3의 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제1의 관점에 관한 액티브 매트릭스 타입의 반강유전성 액정표시 소자는,

화소전극과 화소전극에 접속된 액티브매트릭스형으로 복수배열된 한쪽의 기판과 상기 화소전극에 대향한 대향전극이 형성된 타방의 기판과를 구비한 액티브 매트릭스 타입의 액정소자와;

상기 액정표시소자에 봉입되고, 액정분자의 배열상태가 상호 상이한 방향의 제1 과 제2의 강유전상과 이들의 제1 및 제2의 강유전성과의 중간의 배열상태의 반강유전상을 갖고, 상기 제1 또는 제2의 강유전상으로 부터 반강유전상으로 변화시키는 전압과 상기 반강유전상으로 부터 상기 제1 또는 제2의 강유전상으로 변화시키는 전압과의 차이가 6V이하의 반강유전성 액정으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 반강유전성 액정은, 상기 제1 또는 제2의 강유전상에서 반강유전상으로 변화시키는 전압과 상기 반강유전상에서 상기 제1 또는 제2의 강유전상으로 변화시키는 전압과의 차이가 3V이하이되, 상기 반강유전상의 상태에서 인가전압에 상응하여 광학적 특성이 곡선적으로 변화하는 특성을 가지는 것으로 하면, 계조표시에도 대응할 수 있다.

계조표시를 하기 위한 상기 강유전성 액정은, 반강유전-강유전상 전이전구현상을 표시하고, 인가전압 ± 0.7V의 전압영역에 있어서만 반강유전상을 표시하는 것, 또는 인가전압 0V에 있어서, 평균적분자길이 축방향이 액정의 층법선방향에 일치하지 않고, 인가전압 0V이외의 1 또 는 2의 전압으로 층법선 방향에 일치하는 특성을 가진 것이어도 된다.

또, 본 발명의 제2의 관점에 관한 액티브매트릭스타이프의 액정표시소자의 구동방법은,

화소전극과 화소전극에 접속된 액티브소자가 매트릭스 상태로 복수배열된 한쪽의 기판과, 상기 화소전극에 대향한 대향전극이 형성된 타방의 기판과, 상기 기판간에 봉입되어, 액정분자의 배열상태가 상호 상이한 제1 과 제2의 강유전상과, 반강유전성과 상전이전구현상에 의한 상기 강유전상과 상기 반강유전상간의 중간적 광학상태를 가진 반강유전성 액정을 구비한 반강유전성 액정표시소자를 준비하는 공정과;

상기 화소전극과 대향전극과 그들에 협지된 상기 반강유전성 액정으로 구성되는 각 화소의 선택기간은 전기선택기간과 후기선택기간을 포함하고, 상기 전기선택기간에는 상기 액정을 상기 제1 또는 제2의 강유전상과 상기 반강유전상의 어느 한쪽의 상태로 설정하는 초기화전압을 상기 화소 전극과 상기 대향전극간에 동시에 인가하는 단계와;

상기 후기 선택기간에 표시계조에 상응하여 변화하고, 상기 액정을 상기 상전이전구현상에 의한 중간적 광학상태로 설정하기 위한 기입전압을 상기 화소전극과 상기 대향전극간에 인가하는 단계를 구비함을 특징으로 한다.

예를들면, 상기 전기선택기간은 상기 매트릭스의 복수행에 공통의 타이밍이고, 상기 후기선택기간은 상기 매트긱스의 매행마다 상이한 타이밍이다.

또, 본 발명의 제3의 관점에 관한 심플매트릭스타입의 반강유전성 액정표시장치는,

복수의 주사전극이 형성된 한쪽의 기판과;

상기 주사전극에 대하여 대략 직각방향으로 연장된 복수의 신호전극이 형성된 타방의 기판과;

상기 한쪽의 기판과 다른쪽의 기판간에 봉입되고, 액정분자의 배열상태가 상호 상이한 제1 과 제2의 강유전상과 반강유전성을 갖는 반강유전성 액정과;

상기 주사전극과 신호전극에 접속되어, 각화소의 비선택기간에 상기 주사전극과 상기 신호전극간에 상기 반강유전성 액정을 반강유전상으로 배향시키는 전압을 인가하는 구동수단을 구비한 것을 특징으로 한다.

상기 구동수단은 예를들면, 각 화소의 비선택기간의 종기에 상기 주사전극과 상기 신호전극간에 상기 반강유전성액정을 반강유전상으로 배향시키는 전압을 인가한다.

이하, 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 설명한다.

우선, 본 발명의 제1 실시예에 관한 반강유전성 액정표시소자에 구성을 설명한다.

제2도는 반강유전성 액정소자의 단면도. 제3도는 화소전극과 액티브소자를 형성한 기판의 평면도, 제4도는 반강유전성 액정의 2개의 강유전상과 반강유전상의 광학축과, 한벌의 편광판의 투과축의 관계 표시도이다.

이 반강유전성 액정표시소자는 액티브매트릭스 방식의 것이고, 한쌍의 투명기판(예를들면, 유리기판)(1)(2)중, 제2도에 있어서, 하측의 기판(이하, 하기판)(1)에는 투명한 화소전극(3)과 화소전극(3)에 접속된 액티브소자(4)가 매트릭스 상태로 배열형성되었다.

액티브소자(4)는 예를들면, 박막트랜지스터(이하, TFT)로 구성되었다. TFT(4)는 기판(1)상에 형성된 게이트전극과, 게이트전극을 덮는 게이트절연막과. 게이트 절연막상에 형성된 반도체층과 반도체층상에 형성된 소스전극 및 드레인전극등으로 구성되었다.

하기판(1)에는 제3도에 도시한 바와같이 화소전극(3)의 행간에 게이트라인(주사라인)(5)이 배선되고, 화소전극(3)의 열간에 데이터라인(계조신호라인)(6)이 배선되었다. 각 FTF(4)의 게이트 전극을 대응하는 게이트라인(5)에 접속되고, 드레인전극은 대응하는 데이터라인(6)에 접속되었다.

게이트라인(5)는 단부(5a)를 통하여 행드라이버(21)에 접속되고, 데이터라인(6)은 단부(6a)를 통하여 열드라이버(22)에 접속된다. 행드라이버(21)는 게이트펄스를 인가하여, 게이트라인(5)을 스캔한다. 한편 열드라이버(22)는 표시데이터(계조데이터)를 받고, 데이터라인(6)에 표시데이터에 대응하는 데이터신호를 인가한다.

게이트라인(5)은 단자부(5a)를 제외하고 TFT(4)의 게이트절연막(투명막)으로 덮여있고, 데이터라인(6)은 상기 게이트절연막상에 형성되어 있다. 화소전극(3)은 상기 게이트 절연막상에 형성되어 있고, 그 일단부에 있어서 TFT(4)의 소스전극에 접속되어 있다.

제2도에 있어서, 상측의 기판(이하, 상기판)(2)에는 하기판(1)의 각 화소전극(3)과 대향하는 투명한 대향전극(7)이 형성되어 있다.

대향전극(7)은 표시영역 전체에 걸친 면적의 1매의 전극으로 구성되고 일정의 기준전압 VO가 인가되어 있다.

하기판(1)과 상기판(2)의 전극형성면에는, 각각 배향막(8)(9)이 설치되었다. 배향막(8)(5)은 폴리이미드등의 유기고분자 화합물로된 수평배향막이고, 그 대향면에는 러빙에 의한 배향처리가 되어있다.

하기판(1)과 상기판(2)은, 그 둘레부에 있어서 틀형태의 실재(10)를 개재하여 접착되었고, 그 간격은 7∼20㎛ 이다. 기판(1)(2)간의 실재(10)로 포위된 영역에는 반강유전성 액정(11)이 봉입되어 있다.

더우기, 제2도에 있어서 부호12는 1쌍의 기판의 간격을 일정값으로 유지하기 위한 갭재 이고, 갭재(12)는 액정봉입영역내에 점재상태로 배치되었다.

액정표시소자의 상하에는 1쌍의 편광판(13)(14)이 배치되어있다.

편광판(13)(14)의 투과축은 반강유전성액정(11)의 반강유전상의 광학축을 기준으로하여 설정된다.

이 점을 제4도를 참조하여 구체적으로 설명한다. 제4도에 있어서, 부호 11A, 11B, 11C는 각각 반강유전성액정(11)의 2개의 강유전상에 있어서의 액정분자의 배열방향과 반강유전상의 광학축의 방향을 표시한다.

한쪽의 극성으로 어떠한 역치전압(ON역치전압)이상의 전압이 인가된때에, 반강유전성 액정(11)의 액정분자는 1점 쇄선으로 표시한 제1의 방향(11A)에 배향한다. 극성이 반대이며 절대치가 상기 ON 역치전압 이상의 전압을 인가한때, 반강유전성 액정(11)의 액정분자는 2점 쇄선으로 표시한 제2의 방향(11B)에 배향한다. 더우기, 상기 ON 역치전압 보다 낮은 다른 역치전압(OFF역치전압)이하의 전압을 인가한때, 반강유전성 액정(11)은 실선으로 표시한 제3방향(11C)으로 광학축이 향하도록 배향한다.

제4도에 있어서, 부호 13a,14a는 각각 하측의 편광판(이하, 하편광판)(13)의 투과축과 상측 편광판(이하, 상편광판)(14)의 투과축을 표시한 것이다. 하편광판(13)의 투과축(13a)은 반강유전성액정(11)의 제3의 방향(11C)에 대하여 대략 직각이고, 상편광판(14)의 투과축(14a)은 상기 제3의 방향(11C)과 대략평행하다.

이와같이 편광판(13)(14)의 투과축을 설정한 반강유전성 액정표시소자는 액정분자의 장축이 제1 또는 제2의 방향(11A),(11B)에 대략 배양한 강유전상인때에 투과율이 대략최대(표시가 가장밝다)로 되고, 액정분자의 장축을 제3의 방향(11C)에 향하도록 대략 배향한 반강유전상인때에 투과율이 대략최소(표시가 가장 어둡다)로 된다. 왜냐하면, 반강유전성 액정(11)이 제1 또는 제2의 강유전상에 배향된 상태에서는 한쪽의 편광판(13)을 통과한 직선 편광이 반강유전성액정(11)에 의한 편광작업을 받아서 비직선편광이 되고, 그 중의 어느 편광성분이 다른쪽의 편광판(14)을 투과하여 출사하고, 투과율이 대략 최대로 된다.

또, 반강유전성 액정(11)이 반강유전성에 배향된 상태에서는 액정분자는 Sm, C* 상의 각층마다에 상기 제1 과 제2의 방향(11A)(11B)에 교대로 배열되었다. 그러나, 평균적인 배열방향은 상기층의 법선방향이, 되고, 반강유전성액정(11)의 광학축도 층법선방향과 일치한다. 따라서, 한쪽의 편광판(13)을 통과한 직선평광이 강유전성액정(11)에 의한 편광작용을 거의 받지 않고서 직선편광인채 액정층을 통과하고, 그 빛의 대부분이 다른쪽의 편광판(14)에서 흡수되고, 투과율이 대략 최소가 된다.

반강유전성액정(11)은 액정분자가 제1의 방향으로 배향한 제1의 강유전상과, 액정분자가 제2의 방향으로 배향한 제2의 강유전상과, 제1과 제2의 강유전상의 중강의 배향상태의 반강유전상에 배향한다. 반강유전성액정(11)은, 그 카이랄스메크틱 C상의 나선피치가 기판간격보다 큰 액정이고, 그 나선구조가 소실된 상태에서 기판(1),(2)간에 봉입되어 있다. 본 실시예에 있어서의 반강유전성액정(11)의 특징적인 점은 이 반강유전성액정(11)을 제1 또는 제2의 강유전상에서 반강유전상으로 변화시키기 위한 인가전압과 반강유전상에서 제1 또는 제2의 강유전상으로 변화시키기 위한 인가전압과의 차이가 5V이하(바람직하게는 4V이하)이고, 매우 작은점에 있다. (통상은 10V이상). 따라서, 이 반강유전성액정(11)은 배향상태의 메모리성이 작다.

제5도는 상기 액정표시소자의 (화소전극 3과 대향전극 7과의 사이에 0.1 Hz정도의 저주파의 3각파형의 전압을 인가하여 얻은 전압-투과율특성을 표시한다. 더우기, 제5도에서도 투과율이 최대로 된때를 투과율 100% 로 하고, 투과율이 최소로 되었을 때에는 투과율 0% 로 한다. 제5도에 도시한 바와같이, 상기 특성을 가진 반강유전성액정을 사용한 액정표시소자는 그 전압-투과율 특성에 히스테리시스는 있지만, 투과율 50% 인점(액정분자가 제1 또는 제2의 강유전상과 반강유전성과의 한쪽에서 다른쪽으로 변화하는점)에서의 히스테리시스폭 Hw가 5V 이하로 극히 작다.

이러한 구성에 의하면, 각 TFT(4)가 1프레임 중의 선택기간에 온 상태가 되고, 비선택 기간에 오프상태가 되고, 선택기간에 화소전극(3)과 대향전극(7)과의 사이에 인가된 전압이 비선택기간에도 유지된다.

따라서, 반강유전성액정(11)은 상술한 바와같이 배향상태의 메모리성이 작지(즉, 제1 또는 제2의 강유전상에서 반강유전상으로 변화시키기 위한 인가전압과 반강유전상에서 제1 또는 제2의 강유전상으로 변화시키기 위한 인가전압과의 차이가 작다)만, 그 배향상태는 비 선택기간에도 유지된다. 따라서, 인가전압에 따라서 액정분자의 배향상태를 제어하여 소망의 투과율을 얻어 화상을 표시할 수가 있다.

상기 전압차가 작은 경우 반강유전성액정(11)을 제1 또는 제2의 강유전상에 배향시키기 위한 인가전압(액정분자를 제1 또는 제2의 방향(11A)(11B)에 배향시키는 전압)을 반강유전성으로 배향시키기 위한 인가전압 보다도 별로 높게할 필요는 없다. 따라서, 구동전압은 낮아도 된다.

또, 상기 구성으로서는 선택기간에 전극(3)과 (7)간에 인가된 전압이 비선택기간도 유지되므로서, 선택기간내에 반강유전성액정(11)의 배향동작을 종료시킬 필요는 없다. 따라서 각 화소의 선택기간(기입시간)을 길게 잡을 필요는 없다. 따라서, 높은 듀티에서의 액정표시소자의 구동이 가능하다.

반강유전성 액정표시소자도 다른 액정표시소자와 동일하게 액정에 허용치 이상의 직류성분이 걸리게 되므로서 표시의 소부 현상을 방지하기 위하여 인가전압의 극성을 교호하게 반전시켜서 구동된다. 상기 액정표시소자는 그 전압-투과율 특성의 히스테리시스가 작기 때문에 인가전압의 특성을 교호하게 반전시켜서 구동하더라도 표시에 산란이 생기는 일이 없다.

이 점을 반강유전성 액정에 제1 또는 제2의 강유전상에 배향하는 인가전압과 반강유전상에 배향하는 인가전압과의 차이가 큰 액정을 사용한 액티브매트릭스 구동형의 액정표시소자와 비교하여 설명한다.

제1도에 표시한 전압-투과율 특성의 히스테리시스가 큰 액티브매트릭스형의 비교용소자에 제6a도에 도시한 게이트신호, 제6b도에 도시한 데이터신호를 인가하고, 그 전기광학 특성을 측정한다. 측정된 전기 광학특성을 제6c도에 도시한다. 데이터신호는 기준전압(대향전극 7에 인가되는 전압과 동일한 전압) VO 에 대하여 극성이 +기입전압 +VD와, 이 기입전압 +VD와 극성이 역으로 절대치가 동등한 -가입전압 -VD와가 교호하게 반복하는 신호로 한다.

제6c도에 도시한 바와같이 전압-투과율 특성의 히스테리시스의 큰 상기 비교용 소자는 기입전압 +VD, -VD의 절대치가 동등하더라도 +기입전압 +VD를 인가한때의 투과율과, -기입 전압 -VD를 인가한때의 투과율이 상이하고, 따라서, 표시의 산란이 발생한다.

이것에 대하여, 상기 실시예의 액정표시소자를 동일한 구동시험을 실시하였다. 시험에 사용한 게이트신호와 데이터신호의 파형을 제7a도, 제7b도에 도시한다. 더우기, 제1 또는 제2의 강유전상에 배향하는 전압이 상기 비교용소자의 그것보다 낮기 때문에 기입전압 +VD, -VD 의 절대치는 비교용소자의 구동시험의 그것보다도 작게 하었다.

제7c도에 도시한 바와같이 상기 실시예의 액정표시소자는 +기입전압 +VD를 인가한때의 투과율과 -기입전압 -VD를 인가 한때의 투과율이 대략 동등하고, 따라서, 표시의 산란은 생기지 않았다. 이것은 액정표시소자의 전압-투과율 특성이 제5도에 도시한 바와같은 히스테리시스가 작은 특성이 있기 때문이다.

더우기, 상기 실시예에서는 반강유전성 액정의 히스테리시스폭을 5V이하로 하였지만 3V이하가 바람직하다.

더우기, 본 실시예는 액정이 제1 및 제2의 강유전상에 배향한 때에 표시가 어둠이 되고, 액정이 반강유전상으로 배향한 때에 표시가 밝음이 되도록 1쌍의 편광판을 배치한 반강유전성 액정표시소자에도 적용할 수 있다.

이상 설명한 바와같이 본 실시예의 반강유전성 액정표시소자는, 상기 제1 또는 제2의 강유전상에서 반강 유전상에 변화시키기 위한 인가전압과 반강유전상에서 제1 또는 제2의 강유전상으로 변화시키기 위한 인가전압과의 차이가 작은 반강유전성 액정을 사용하고 있으므로 그 구동전압을 낮게할 수가 있고, 통상의 구동용 LSI로 구성할 수 있다. 액정의 메모리성은 작아지지만, 액정표시소자가 액티브 매트릭스타입이므로 소망의 배향상태를 비선택 기간중에도 유지하여 소망의 투과율을 유지할 수 있다. 선택기간중에 액정의 배향을 완료할 필요가 없으므로, 선택기간을 짧게할 수 있고, 높은 듀티로서 구동도 가능하게 된다. 히스테리시스가 작기 때문에 인가전압의 극성을 교호하게 반전시켜서 구동하여도 표시의 산란이 생기는 일이 없다.

제1 실시예에서는 온,오프 표시를 하는 반강유전성 액정표시소자에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 계조표시를 실시하는 반강유전성 액정표시소자에도 적용가능하다. 이하에서 계조표시의 실시가 가능한 반강유전성 액정표시소자에 대하여 설명한다.

본 실시예에 있어서의 액정표시소자의 구조는 제2도 ∼제4도를 참조하여 설명한 구성 과 동일하다.

본 실시예의 반강유전성액정(11)은 액정분자의 배향상태가 제1 또는 제2의 강유전상으로부터 그 중간의 배향상태의 반강유전상으로 변화하는 전압과, 반강유전상으로 부터 제1 또는 제2의 강유전상으로 변화하는 전압과 반강유전상으로 부터 제1 또는 제2의 강유전상으로 변화하는 전압과의 차이는 매우 작고 3V 이하이며, 바람직한 것은 2V이하이다. 따라서, 본실시예의 액정표시소자의 투과율은 히스테리시스의 영향을 별로 받지 않고, 인가전압에 대하여 대략 일의적으로 정해진다. 더우기, 본 실시예의 반강유전성액정(11)은 강유전상과 반강유전상의 사이에 인가되는 전압에 따라서 액정분자의 기판면에 대한 칠트각이 변화하는 전구칠트현상(반강유전성-강유전상전이 전구현상)을 나타내는 비교적 넓은 영역을 가진다. 그리고, 이 칠트각의 변화에 따라서 그 광학적 특성이 변화한다. 따라서, 본 실시예의 액정표시소자는 반강유전상과 강유전상간에 있어서 광학적 특성이 인가전압에 응하여 곡선적으로 변화하는 특성을 가진다.

제8도 및 제9도는 상기 전압의 차이가 작고(2V이하) 또 광학적 특성이 인가전압에 응하여 곡선적으로 변화하는 특성을 가진 2종류의 반강유전성 액정을 사용한 액정표시소자의 인가전압에 대한 투과율의 변화를 조사한 결과를 표시한 것이다. 이 결과는 전극간(화소전극 3과 대향전극 7과의 사이)에 0.1Hz 정도의 저주파의 3각파형의 전압을 인가하여서 얻어진 것이다. 더우기 제8도, 제9도에서는 액정표시소자의 투과율이 최대가 된때를 투과율 100% 로하고, 투과율이 최소가 된때를 투과율 0% 로 한다.

제8도 및 제9도에 도시한 바와같이 상기의 특성을 가진 반강유전성 액정을 사용한 액정표시소자는 그 전압-투과율특성 에 근소한 히스테리시스가 있다. 그러나, 투과율 50% 인점(액정이 제1 또는 제2의 강유전상과 반강유전상과의 한쪽에서 다른쪽으로 변화하는 점)에서의 히스테리시스의 폭 Hw1, Hw2 가 2V 이하로 극히 작다. 따라서 인가전압의 과거의 이력에 영향되지 않고, 인가전압에 대응한 투과율이 대략 일의적 으로 정해진다. 이 때문에 인가전압을 제어하여 임의의 투과율을 재현성 좋게 얻을 수가 있다.

또, 이 반강유전성 액정표시소자에 있어서는, 반강유전성액정(11)으로서, 전구틸트현상에의하여 광학적특성이 인가전압에 상응하여 곡선적으로 변화하는 것을 사용하고 있으므로 반강유전상과 강유전상간에 있어서, 인가전압에 대한 투과율의 변화가 완만하다. 따라서, 소망의 투과율을 얻기 위한 전압제어도 용이하다.

인가전압에 대한 투과율이 대략 일의적으로 정해지되 소망의 투과율을 얻기 위한 전압 제어가 비교적 용이하므로, 상기 반강유전성 액정표시소자는 인가전압을 제어하므로서 화상을 계조표시하는 것이 가능하다.

본 실시예의 반강유전성 액정표시소자는 제1 실시예와 동일하게 대향전극(7)에 기준 전압 VO 를 인가하고, 게이트라인(5)에 각 TFT4의 온,오프를 제어하는 게이트신호를 인가하고, 데이터라인(6)에 화상데이터에 상응한 데이터신호를 인가하여 액티브 매트릭스 구동된다. 이 때문에 각 화소의 선택기간에 화소전극(3)과 대향전극(7)과의 사이에 인가된 전압이 비선택기간에도 양전극(3)(7)간에 유지된다. 그리하여 단순매트릭스구동도 상이하고, 표시하고져 하는 계조에 대응하는 전압의 인가시간을 충분히 길게 할수 있고, 액정분자를 소망의 배향상태로 확실하게 설정하고, 소망의 투과율을 얻을 수가 있다.

이상 기술한 이유에 의하여, 이 실시예의 반강유전성 액정표시소자에 의하면, 실용레벨에서의 명확한 계조표시를 실현가능한 것이다.

제10도 및 제11도는 제8도 및 제9도에 도시한 전압-투과율 특성을 가진 액정표시소자를 실제로 구동한때의 투과율의 변화를 표시한 것이다. 또, 제12a도는 이 구동시험에 사용한 게이트신호의 파형, 제9b도는 데이터 신호의 파형, 제9c도는 전극간전압(화소전극 3과 대향전극 7과의 사이의 전압)의 파형을 표시한 것이다. 데이터신호는 기준전압 VO 에 대하여 극성이 +기입 전압 +VD와, 이 기입전압 +VD와는 극성이 반대이며 절대치가 동등한 -기입전압 -VD와가 교호하게 반복되는 신호로 하였다. 또, 이 구동신호는 게이트신호의 펄스폭 TS를 250μ초로 한 경우와, 게이트신호의 펄스폭 TS를 60μ초로한 경우와에 대하여 각각 실시하였다.

제8도에 도시한 전압-투과율특성을 가진 액정표시소자는 게이트 신호의 펄스폭 TS를 250μ초로한 경우의 투과율이 제10도의 실선과 같이 변화하고, 펄스폭 TS를 60μ초로한 경우는 투과율이 제10도의 파선에서와 같이 변화하였다. 또 제9도에 도시한 전압-투과율 특성을 가진 액정표시소자는 펄스폭 TS를 250μ초로한 경우는 투과율이 제11도의 실선과 같이 변화하고, 펄스폭 TS를 60μ초로한 경우는 투과율이 제11도의 파선과 같이 변화하였다.

제10도, 제11도에서 명확한 바와같이 여하한 액정표시소자도, 그 투과율이 인가전압에 상응하여 변화한다. 따라서, 인가전압을 제어하여 투과율을 대략 일의적으로 제어할 수가 있다.

게이트신호의 펄스폭 TS를 작게 (상기 구동시험 에서는 60μ초)하면, 펄스폭 TS를 크게(상기 구동시험에서는 250μ초)한 경우에 비교하여 최대구동 전압이 높게 된다. 그러나 인가전압에 대한 투과율의 변화가 완만하게 된다. 따라서, 게이트신호의 펄스폭 TS를 작게하면 인가전압의 폭을 넓게 잡아서 계조를 보다 용이하고 정확하게 제어할 수 있다.

이 실시예의 액정표시소자는 제1 실시예와 동일하게 반강유전성 액정(11)을 제1 또는 제2의 강유전상으로 배향시키는 전압을 반강유전성액정(11)이 반강유전상으로 배향하는 전압에 대하여 너무 높게할 필요는 없다. 따라서, 구동전압은 종래에 비교하여 낮게할 수 있고, 시판의 LCD 구동용 LSI를 사용하여 액정표시소자를 구동할수 있다.

이 실시예의 액정표시소자는 액티브 마트릭스타입의 것이고, 선택기간에 인가된 전극간 전압이 비선택기간도 유지되고, 이 유지전압에 의하여 반강유전성 액정(11)이 배향한다. 따라서,선택기간내에 반강유전성액정(11)의 배향동작을 종료시킬 필요는 없다. 따라서, 반강유전성액정(11)이 제1 또는 제2의 강유전상에서 반강유전상으로 배향할때의 응답속도가 느린 응답특성을 가지고 있어도 선택기간을 길게 잡을 필요는 없기 때문에 높은 듀티에서의 구동이 가능하다.

본 실시예는 액정이 제1 및 제2의 강유전상으로 배향된때에 표시가 어둠으로 되고 액정이 반강유전상으로 배향한때에 표시가 밝음으로 되도록 1쌍의 편광판을 배치한 반강유전성 액정표시소자에도 적용할 수 있다.

계조표시를 할수 있는 반강유전성 액정표시소자의 타의 예에 관한 제3실시예를 다음에서 설명한다.

본 실시예에 있어서의 액정표시 소자의 구조는 제2∼4도를 참조하여 설명한 구성과 동일하다.

본 실시예의 반강유전성액정(11)은, 제13a도 또는 제14a도의 특성을 가지고 있다.

이들의 반강유전성액정(11)은 인가되는 전계에 상응하여 액정분자가 일방향으로 배열 한 제1의 강유전상과 상기 일방향과 상이한 타방향에 배열한 제2의 강유전상, 및 제1 과 제2의 강유전상의 중간의 배열상태(액정의 평균적 분자 장축방향이 액정의 층구조의 층법선방향이 갖추어진 상태)의 반강유전상, 및 비교적 넓은 반강유전성-강유전상전이 전구현상을 나타낸다. 이상전이 전구현상에 의하여, 액정분자는 인가되는 전계(전압)의 강도에 따라서, 그 액정분자의 평균적장축방향이 제1 또는 제2의 강유전상과 반강유전상간의 상태에는 임의의 중간적 광학상태에 배향한다. 그리고, 반강유전성액정(11)은 그 나선피치가 기판간격보다 크기 때문에 나선구조를 소실하고 상태에서 기판(1)(2)사이에 봉입되어 있다.

다음은 본 실시예의 액정표시장치에 사용되는 2종류의 반강유전성액정에 대하여 설명한다.

우선, 제13a도는 제1의 반강유전성액정의 인가전압과 투과율의 관계(전기-광학특성)를 표시한 것이다. 이 전기-광학특성은 1쌍의 편광판을 제4도에 도시한 바와같이 배치하고, 0.1Hz정도의 십분저주파의 3각파 전압을 이 반강유전성 액정에 인가하여 얻어진 것이다. 이 반강유전성 액정은, ±0.5V(±0.3V-0.7V)정도의 매우 좁은 인가전압영역에 있어서만, 반강유전상을 표시하는(평균적분자 장축방향이, 반강유전성 액정의 층구조의 층의 법선방향에 갖춘다) 특성이 있고, 특성커브가 급격하고, 반강유전상을 표시하는 영역(인가전압이 대략 OV의 영역)에 평탄한 영역은 거의 존재하지 아니한다. (일반적인 반강유전성 액정은 반강유전상을 표시하는 영역이 비교적 넓고, 특성커브의 중앙부분에 평탄한 부분이 존재한다)

또, 제14a도는 제2의 반강유전성 액정의 전기-광학특성을 표시한 것이다. 이 특성도 1쌍의 편광판을 제8도에 도시한 바와 같이 배치하고, 0.1Hz 정도의 십분저주파의 3각파전압을 이 반강유전성액정에 인가하여 얻어진 것이다. 이 특성을 가진 반강유전성액정은 인가전압 OV에서는, 평균적분자 장축방향이 층법선방향으로 갖추어지지 않고, 인가전압 OV이외의 2개의 전압치로서 평균적분자 장축방향의 층법선방향으로 갖추어져서, 투과율이 최소가 된다. 즉 어둠상태가 되는 전압영역이 2개로 분리되어 있고, 인가전압이 OV부근에 평탄한 부분이 존재하지 아니한다.

제13a도, 제14a도에 도시한 특성을 가진 반강유전성 액정은 인가되는 전계에 상응하여 액정분자가 제1의 방향(11A)에 배열한 제1의 강유전상과 제2방향(11B)에 배열한 제2의 강유전상 및 제1과 제2의 강유전상의 중간의 배열상태(액정의 평균적부자 장축방향이 액정의 층구조의 층 법선방향에 갖추어진 상태)의 반강유전상 및 비교적 넓은 전구틸트현상(반강유전성-강유전상 전이 전구현상을 나타낸다.

이 상전이 전구현상에 의하여 액정분자는 인가되는 전제(전압)의 강도에 상응하여 그 액정분자의 평균적 장축방향이 제1 또는 제2의 강유전상과 반강유전상의 사이의 상태에 있는 임의의 중간적 광학상태에 배향한다.

이런 종류의 반강유전성액정은 반강유전-강유전상전이 전구현상을 나타내는 인가전압의 범위가 넓기 때문에 인가전압에 상응하여 무수의 중간적 광학상태를 갖고, 적절한 중간적 광학상태를 선택하여 설정하므로서 제조표시가 가능하게 된다.

더우기, 제1 및 제2의 반강유전성액정은 콘 앵글이 30°에서 45°(바람직하기는 35°이상)로 크고, 자발분극이 약 200이상으로 크고, 더우기, 상시퀸스가 1.SmA (스메크데크 A상), ASmc* (안치 (반)스메크데크 C* 상)로 상전이 하는 액정이다.

그러나, 제1 및 제2의 반강유전성액정에 단순하게 전압을 인가하여도 인가전압에 대하여 표시제조가 일의로 정하여지지 않는다. 예를들면, 반강유전성액정소자의 구동(ON/OFF구동)에 사용되는 제15a도의 인가전압의 전압 VP를 크게하고 갈경우, 그 투과율은 제15b, 15c, 15d도의 순서로 변화한다. 제15C, 15D도에 도시한 바와같이 전압 VP가 커지게 되면 광학상태가 변화하고 플리커의 원인이 되는 동시에 인가전압에 대하여 연속된 투과광량 변화가 얻어지지 않는다.

그리하여, 이 실시예에서는 제1 및 제2의 반강유전성 액정과 같은 전기-광학특성을 가진 반강유전성액정을 사용한 액정표시소자의 계조표시를, 이하에서 표시하는 제1 및 제2의 구동방법에 의하여 동작시켰다.

다음은 상기 구성의 강유전성 액정표시소자의 제1의 구동방법을 제16도, 제17를 참조하고 설명한다.

제16a~16d도는 이 실시예의 반강유전성 액정표시소자의 임의의 제1행 ∼제8행의 화소전극(3)에 인가되는 전압파형 및 각 화소의 용량에 유지되는 전압파형을 표시한 것이다. 또, 제17a∼17h도는 제1행∼제16행의 게이트라인(5)및 각 데이터라인(6)에 인가되는 신호의 전압파형을 표시한 것이다.

본 구동방법에 있어서는 각행의 화소(또는 화소전극)의 선택기간(대응하는 게이트라인(5)에 게이트펄스가 인가되어 있는 기간)은 전기선택기간과 후기 선택기간으로 구성되고, 전기선택기간은 복수(8개)의 행에서 동일타이밍이고, 후기 선택기간은 행마다 상이하다.

전기 선택기간에는 반강유전성액정(11)을 제1 또는 제2의 강유전상에 설정하기 위한 초기화펄스 P1이 반강유전성액정(11)에 인가되고, 후기선택기간에는 기입펄스 P₂가 반강유전성액정(11)에 인가된다.

우선, 제17a∼17d도에 도시한 바와같이 제1행 ∼제8행의 화소의 전기선택기간에 행드라이버(21)는 제1행 -제8행의 게이트라인(5)에 동시에 게이트펄스를 인가하고, 제1행∼제8행의 TFT4를 동시에 온시킨다. 이 사이 콜럼 드라이버(22)는 데이터라인(6)에 제17h도에 도시한 바와같이 +극성의 초기화 펄스 P1을 인가한다. 이 때문에 제1행∼제8행의 화소전극(3)에는 제16a∼16d도에 실선으로 표시한 초기화펄스 P1이 인가된다.

초기화 펄스 P1의 전압치 VR는 액정분자의 대강의 장축이 제1의 방향(11A)에 배열하는데 필요한 전압이상의 값이고, 제1행∼제8행의 화소는 전부 백(투과)상태가 된다.

초기화펄스 P1의 극성 및 전압치는 데이터신호의 기준전압 VO에 대한 극성과 전압이다. 이 기준전압 VO는 대향전극(7)에 인가하는 전압과 동일하다.

게이트 라인(5)에 공급되는 게이트 펄스의 펄스폭은 데이터라인(6)에 공급되는 데이터신호의 펄스폭 보다 좁다. 이것은 데이터신호가 변화하기 전에 TFT4를 오프시키고, 데이터신호의 전압레벨을 정확하게 각 화소의 용량(반강유전성 액정 11을 협지하여 대향하는 화소전극 3과 대향전극 7간의 용량)에 유지하기 위하여서이다. 더우기 제17a∼17h에서는 도면을 보기 쉽게 하기위하여 게이트펄스와 데이터신호의 펄스폭의 차를 강조하고 있다.

제17a∼17d도에 도시한 게이트펄스가 오프하면, 제1행 -제8행의 TFT4도 오프한다. 따라서, 제1행∼제8행의 각화소의 용량은 제16a∼16d 도에 파선으로 표시한 바와같이 초기화펄스 P1의 전압 VR에 대략 동등한 전압을 유지하고, 후기선택기간까지 백 상태를 유지한다.

그후, 제1행의 화소의 후기선택기간이 개시하고, 행드라이버(21)는 제1행의 게이트라인(5)에 게이트펄스를 인가하고, 제1행의 게이트라인(5)에 접속된 TPT(4)가 온한다. 한편, 열드라이버(22)는 각 데이터라인(6)에 제1행의 화소의 표시계조에 대응하는 전압 (기입전압) VD를 가진 기입펄스 P2를 인가한다. 이 실시예에서는 기입전압 VD의 최소치를 전압 VO로 하고, 최대치 Vmax를 초기화펄스 P1의 전압 VR보다 약간 낮은 값으로하고, Vo∼Vmax의 범위에서 기입전압 VD를 표시계조에 상응하여 제어한다.

기입펄스 P2가 데이터라인(6)에 인가되어 있는 사이에 행드라이버(21)는 게이트펄스를 오프하고, 제1행의 TFT4를 오프한다. 이 때문에 제1행의 화소전극(3)에 데이터라인(6)에서 TFT4를 개재하여 인가되는 전압은 제16a도에 실선표시와 같이 된다. 제1행의 각화소의 용량을 제1행의 TFT4가 오프된 때에 인가되어 있던 전압, 즉, 기입펄스 P2의 기입전압 VD에 대략 동등한 전압을 제16a도에 파선으로 표시한 바와 같이 유지하고, 다음의 프레임의 전기선택기간까지, 기입전압 VD에 대응한 계조를 유지한다.

이후, 제2행, 제3행, ‥‥, 제8행의 화소의 후기선택기간이 되고, 행드라이버(21)는 제16b∼16d 도에 도시한 바와같이 제2행, 제3행, ‥‥, 제8행의 게이트라인(5)에 게이트펄스를 순차로 인가하다. 한편, 열드라이버(22)는 제17h도에 도시한 바와 같이 각 데이터라인(6)에 표시데이터에 대응한 기입전압 VD를 가진 기입펄스 P2를 인가한다.

이 결과, 제2행-제8행의 화소전극(3)에는 제16b∼16d도에 실선으로 표시한 기입펄스가 데이터라인(6)에서 TFT4를 개재하여 인가되고, 제2행∼제8행의 화소의 용량을 파선으로 표시한 기입전압 VD에 대략 동등한 전압을 유지한다. 이것에 의하여 표시데이터에 대응한 계조를 제1∼제8행의 게이트라인의 다음의 전기선택기간까지 유지한다. 이상으로 제1행∼제8행의 화소로의 기입이 종료한다.

그후, 제9행∼제16행의 화소의 전기선택기간이 되고. 행드라이버(21)는 제17e∼17g도에 도시한 바와같이 제9행 내지 제16행의 게이트라인(5)에 동시에 게이트펄스를 인가한다. 한편 열드라이버(22)는 각 데이터라인(6)에 초기화 펄스 P1을 인가한다. 그후, 순차 제9행∼제16행의 화소의 후기선택기간이 되고, 행드라이버(21)는 제17e∼17c도에 도시한 바와 같이 제9행, 제19행, ‥‥, 제16행의 게이트라인(5)에 게이트펄스를 순자로 인가하고, 열디코더(22)는 제17h도에 도시한 바와같이 각 데이터라인(6)에 기입펄스 P2를 인가한다. 이 결과, 제9행 ∼제16행의 화소는 표시데이터에 대응한 계조를 다음의 전기선택기간까지 유지한다.

이후, 동일한 동작이 8행마다 반복되고, 모든 행의 화소로의 기입이 종료된 시점에서 1프래임분의 기입동작은 종료된다. 그리고 다음의 프레임이 개시하면 제1행의 화소부터 재차 상술한 동작이 반복된다.

제16a~제16c도 및 제17h도에서 분명한 바와같이 초기화펄스 및 기입펄스는 각각 앞의 프래임 에서 인가된 초기화펄스 및 기입펄스와 역극성이된다. 초기학펄스 P1의 전압치-VR는 액정분자의 장축이 대부분이 제2의 방향(11B)에 향하는데 충분한 전압치이하의 값을 가지고 있다.

이상 설명한 기입동작의 전체의 흐름은 제18a도∼18d도에 도시한 바와같이 된다. 더우기, 제18b 와 18d도는 이 액정표시장치의 1화면분을 표시하고, 제18b도와 18c는 1화면의 8행분을 표시한다.

우선 제1행∼제8행의 화소에 초기화펄스대가 인가되고, 제18a도에 해칭을 부가하여 표시한 바와같이 제1행 ∼제8행의 화소가 전부 백(투과상태)으로 설정된다. (제1행∼제8행의 화소의 전기선택기간). 다음에 제1행의 화소에 기입펄스 P₂가 인쇄되고, 제18도 b에 도시한 바와같이 제1행이∼제8행의 화소가 전부백(투과상태)으로 설정된다. (제1행∼제8행의 화소의 전기선택 기간). 다음에 제1행의 화소에 기입펄스 P₂가 인쇄되고, 제18b도에 도시한 바와같이 제1행의 화소가 표시데이터에 대응한 계조로 설정된다 (제1행의 화소의 후기선택기간).

다음에 제2행의 화소에 기입펄스 P₂가 인가되고, 제18c도에 도시한 바와같이 제1행과 제2의 화소가 표시데이터에 대응한 계조에 설정된다. (제2의 게이트라인의 후기선택기간).

이후, 동일한 동작이 제8행의 화소까지 반복되고, 제1행∼제8행의 화소가 표시데이터에 대응한 계조에 설정된다.

그후, 제9행∼제15행의 화소에 초기화펄스대가 인가되고, 제18d도에 해칭을 부가하여 도시한 바와같이, 제5행∼제15행의 화소가 전부백 상태로 설정된다.(제9행∼제15의 게이트라인의 전기선택기간). 다음에 제9행~제15행의 화소전극(3)에 기입펄스 P₂가 순차인가되고, 제18b도, 제18c도에 도시한 바와같이 각행의 화소가 순차, 표시데이터에 대응한 계조에 설정한다.

1화면 전체에 표시데이터의 기입이 종료되면, 재차 제18a도에 도시된 바와 같이 제1행 ∼제8행의 화소에 초기화펄스 P₁이 인가된다.

상기 실시예에 있어서는 초기화펄스로서 반강유전성 액정(11)을 강유전상에 유도하는 전압을 사용하였지만, 초기화펄스로서 반강유전성액정(11)을 반강 유전상에 유도하는 전압을 사용하여도 된다.

전기 선택기간에 반강유전성액정(11)을 반강유전상에 유도하는 전압을 인가하는 제2의 구동방법을 제19a∼19d도, 제20a~20h도를 참조하여 설명한다.

우선, 제19a도∼19d도에 도시한 바와같이, 제1행 내지 제8행의 화소의 전기선택기간에, 행드라이버(21)는 제1행∼제8행의 게이트라인(5)에 동시에 게이트펄스를 인가하고, 열드라이버(22)는 모든 데이터라인(6)에, 제20h도에 도시한 바와같이 전압 VO(대향전극 7의 인가전압)을 인가한다. 이 때문에 제1행∼제8행의 화소전극 3에는 제19a∼19d도에 도시한 바와같이 전압 VO가 인가된다. 전압 VO의 인가에 의하여 반강유전성액정(11)은 반강유전상을 표시하고, 제1행~제8행의 화소는 어둠(불투과) 상태가 된다(제14a도의 전기-광학특성을 가진 반강유전성액정의 경우, 투과율은 최소로는 되지 아니하지만 작은 값으로 된다).

그후, 제20a∼20d도에 도시한 바와같이 게이트펄스가 오프하고, 제1행∼제8행의 각 화소의 용량은 제19a∼19d도에 도시한 바와 같이 전압 VO에 대략동등한 전압을 유지하고, 후기 선택기간까지 어둠상태를 유지한다.

그후, 제1행 ∼제8행의 화소의 후기선택기간이 순차개시하고, 제20a∼20d도에 도시한 바와같이 행드라이버(21)는 각 행의 게이트라인(5)에 게이트펄스를 순차로 인가하고, 열드라이버(22)는 제20h도에 도시한 바와같이 각 데이터라인(6)에 기입펄스를 인가한다.

이 결과, 제1행 ∼제8행의 화소전극(3)과 대향전극(7)에는 제19a∼19d도에 실선으로 표시한 파형의 전압이 인가되고, 각행의 화소의 용량은 파선으로 표시한 전압을 다음 프래임의 상기 선택기간까지 유지한다.

이후, 동일한 동작이 8행 마다 반복되고,/ 프레임분의 기입이 종료되면, 제1행의 화소부터 상술한 동작이 반복된다. 단, 기입펄스의 전압을 앞의 프레임에서 인가된 기입펄스의 전압과 역극성이 된다.

상기 제1 및 제2의 구동방법에 의하면, 넓은 상전이 전구구동현상을 표시한 반강유전성액정(11)을 사용하고, 더우기, 전기선택기간에서 반강유전성 액정을 강유전상 또는 반강유전상을 표시한 상태로 설정하고, 그후, 후기 선택기간에서 표시계조에 대응한 기입전압을 인가한다. 이 때문에 반강유전성 액정(11)을 소망의 중간적 광학상태에 일의적으로 설정할수 있고, 이것에 의하여 임의의 투과율은 대략 일의적으로 얻을 수가 있다. 따라서, 계조표시가 가능하게 된다.

다음에 상술한 구동방법을 가능하게 하는 행드라이버(21) 및 열드라이버(22)의 구성의 일예를 제21도를 참조하여 설명한다.

열드라이버(22)는 예를들면 타이밍 신호생성회로(31), 전압생성회로(32), 선택신호 생 성회로(33), 선택회로(34)에 의하여 구성된다. 예를들면, 선택신호 생성회로(33)와 선택회로(34)는 데이터라인(6)마다에 배치되고, 타이밍신호생성회로(31)와 전압생성회로(32)는 복수의 데이터라인(6)에 공통으로 배치된다.

타이밍신호 생성회로(31)는 동작타이밍을 제어하는 타이밍신호를 생성한다. 전압생성 회로(32)는 데이터라인(6)에 인가하는 복수의 전압을 생성한다.

선택회로 생성회로(33)에는 타이밍신호와 화소단위의 표시데이터가 공급된다. 제1행, 제2행 ; 의 각 화소의 표시데이터를 예를들면 X1,X2 ; X8,X9 ; 로 가정하면, 선택신호 생 성회로(33)는 타이밍신호에 따라서 8화소마다에 초기화펄스의 전압 VR 또는 VO에 대응한 데이터 XR 또는 -XR 를 삽입하고, 선택 데이터 XR, -X1,-X2 ; X8,XR,-X9 ; 를 생성한다. 또, 다음의 프레임에서는 선택신호 생성회로(33)는 데이터의 부호를 반전하고, 선택데이터 -XR,X1,X2 ; X8,-XR,X9 ; 를 생성한다. 선택회로(34)는 전압생성회로(32)에서 공급되는 전압중에서 선택데이터에 대응하는 것을 선택하고, 데이터라인(6)에 공급한다.

행드라이버(21)는, 주사(어드레스)데이터생성 회로(41)와 주사데이터생성회로(41)의 출력데이터에 대응하는 전압을 게이트라인(5)에 인가하는 드라이버(42)로 구성된다. 각 주사 데이 터생성회로(33)에서 공급되는 클록신호에 따라서 게이트 펄스에 대응하는 데이터열을 생성하고 드라이버(42)에 공급한다.

제13도 a에 도시한 전기 -광학특성을 가진 제1의 반강유전성 액정을 사용하고 제22도에 도시한 바와같이 화소전극에 전압 VB 또는 -VR의 초기화펄스를 인가하고, 이어서, 전압 VD의 기입펄스를 인가하는 구동방법에 의하여 액정표시소자의 계조제어를 실시하였다. 이 구동방법에 있어서는 각 펄스의 펄스폭을 120㎛, VR=20V, 0≤VD≤18V 로 설정한다. 그 결과, 명확한 계조표시가 가능하였다.

더우기, 1쌍의 편광판(13)(14)의 투과축을 평행하게 설정함과 함께 강유전상에 있어서의 리타데이션 △n·d(△n는 복굴절율, d는 액정상의 두께)를 입사광의 파장의 정수배로 설정하고, 기타의 조건은 상기와 동일하게 하여 액정표시소자를 구동한다. (따라서, 제1의 반강유전성액정이 강유전상을 나타날대는 표시는 어둡게되고, 반강유전상을 나타낼때, 표시는 밝게 된다). 그 결과를 제13도 b에 도시한다. 이 경우도 명확한 계조표시가 가능하였다.

또, 제14도 a에 도시한 전기-광학특성을 가진 제2의 반강유전성 액정을 사용하고, 제23도에 도시한 바와같이 화소전극에 전압 VO를 인가하고, 이어서, 전압 VO의 기입펄스를 인가하는 구동방법에 의하여 액정표시소자의 계조제어를 하였다. 이 구동방법에 있어서는 각 펄스의 펄스폭을 120㎛, 0≤VD≤18V로 설정하였다. 그 결과를 제14도 b에 도시한다. 이 경우도 명확한 계조표시가 가능하였다.

상기 설명에서는 제13도 a와 제13도 b에 도시한 전기-광학특성을 가진 제1 과 제2의 반강유전성액정을 사용하여 명확한 계조표시를 가능하게한 점을 주로하여 설명한다. 그러나 제1 과 제2의 구동방법은 비교적 넓은 상전이전구현상을 표시하는 타의 반강유전성액정에도 적용가능하다. 따라서, 제2 실시예의 반강유전성액정표시소자를 제1 또는 제2의 구동방법을 사용하고 구동하여도 된다.

상기 실시예에서는 8행의 전기 선택기간을 동일타이밍으로 하였지만, 8개의 한정되지 않고 2 이상의 어느것이라도 무방한다.

복수행의 전기선택기간을 동일타이밍으로 하는 일없이 별개의 타이밍으로 하여도 된다. 이 경우 1개의 행의 선택기간을 상기 선택기간과 후기 선택기간으로 나누어, 상기 선택기간에 초기화펄스를 데이터라인(6)에 인가하고, 후기 선택기간에 기입펄스를 데이터라인(6)에 인가한다.

전기 선택기간을 공유하는 행수가 너무 많으면 전기선택기간에서 최후의 행의 후기 선택기간까지의 시간이 너무길어져서 표시가 산란하게 되는 문제가 발생한다. 또, 전기 선택기간을 공유하는 행의 수가 적으면, 행별로 전기선택기간이 설정되는데 동등한 상태가 되고, 1화면 분의 기입시간이 길어지는 문제가 발생한다. 게이트라인(5)의 수가 200내지 400정도의 경우, 전기선택기간을 공유하는 행의 수는 6내지 10, 특히 8과 10이 바람직하다.

초기화펄스 P1의 전압 VR,-VR는 반강유전성액정(11)의 액정분자의 장축(다이렉터)가 거의 제1 또는 제2의 방향(11A)(11B)에 배향하는 전압이상(절대치)이면되고, 배향방향(11A)(11B)에 완전하게 배향하는 전압이 아니어도 무방하다.

상기 실시예에서는 초기화펄스의 극성 및 기입펄스의 극성 및 기입펄스의 극성은 1프레임내에서 일정하지만, 프레임내에서 그 극성을 변화시켜도 된다.

이 실시예는 반강유전성액정(11)이 제1 및 제2의 강유전상의 때에 어둠표시상태가 되고, 반강유전성액정(11)이 반강유전상의 때에 밝음상태로 되도록 편광판을 배치한 반강유전성액정표시소자에도 적용이 가능한 것이다.

또, 이 실시예의 구동방법은 TFT를 액티브소자로 하는 강유전성액정표시소자에 한정되지 않고, MIM를 액티브소자로 하는 강유전성 액정표시소자에도 적용가능한 것이다.

이상 설명한 바와같이 이실시예의 액정표시장치 및 액정표시소자의 구동방법에 의하면, 반유전성액정을 사용한 액티브매트릭스방식의 강유전성 액정표시 소자에 명확한 계조표시를 행하게 할 수가 있다. 또, 전기선택기간을 복수행으로 공통으로 하므로서 1필드의 기입시간을 짧게 할 수가 있다.

제1~제3의 실시예에서는 액정표시소자를 액티브매트릭스타입의 것으로 하였다. 그러나, 본 발명은 단순 매트릭스타입의 반강유전성액정표시소자에도 적용이 가능하다.

그러면, 다음에서 단순매트릭스 구동의 반강유전성 액정표시소자를 사용하여 계조표시를 가능하게 하는 제4실시예를 설명한다.

제24도는 이 실시예에 관한 반강유전성 액정표시소자의 단면도이다. 더우기 제24도에 있어서 제2도와 동일부분에는 동일부호를 부여하였다.

1쌍의 투명기판(1)(2)중, 제24도에 있어서는 상측의 기판(이하, 상기판)(2)에는 투명한 주사전극(104)이 복수개 평행하게 형성되고, 하측의 기판(이하 하기판)(1)에는 복수개의 투명한 신호전극(103)이 복수개, 주사전극(104)과 직교하여 형성되어 있다. 주사전극(104)은 행드라이 버(21)에 접속되고 신호전극(103)는 열드라이버(22)에 접속된다.

하기판(1)과 상기판(2)의 전극형성면에는 각각 배향막(8)(9)이 설치되어 있다. 배향막(8)(9)는 폴리아미드등의 유기고분자 화합물로된 수평배향막이고, 그 대향면에 래빙에 의한 배 향처리가 되어있다.

하기판(1)과 상기판(2)는 그 외주연부에 있어서 틀형태의 시일재(10)를 개재하여 접속되어 있다. 기판(1),(2)간의 시일재(10)로 포위된 영역에는 반강유전성액정(11)이 봉입되어 있 다. 반강유전성액정(11)은 제1도에 도시한 바와같은 특성을 가진것, 즉, 메모리성이 높은것이 바 람직하다.

액정소자의 상면측과 하면측에는 1쌍의 편광판이 배치되어 있다. 이 편광판(13)(14)의 투과축은 제4도에 도시한 바와같이 설정되어 있다.

이 실시예의 구동방법과 종래의 구동방법과를 비교하기 위하여 종래의 구동방법을 설명한다.

제25a도는 제1행의 주사전극(104)의 인가전압, 제25b도는 어떤 신호전극(103)에 인가하는 데이터신호의 파형, 제25c도는 전극(103)(104)간의 전압(이하, 전극간전압)의 변화, 제25d도는 투과율의 변화를 표시한다.

이 구동방법은 2개의 필드 F1,F2를 1프레임 F로 한다. 2필드법이라고 호칭되는 구동방법이다. 각 프레임의 제1필드 F1은 기입필드가 되고, 제2필드 F2는 제1필드 F1에서의 기입상태를 유지하는 유지필드로 되고 있다. 더우기 제25도 a∼d에 있어서, FS는 각 필드 F1,F2 에서의 제1행의 주사전극의 선택기간, FO는 비선택기간이다.

이 구동방법은 제25a, 25b도에 도시한 파형의 주사신호와 데이터신호를 주사전극(104)과 신호전극(103)과에 인가하므로서 전극간 전압을 제25c도와 같이 제어하여 반강유전성액정 표시소자를 구동하는 것이다. 예를들면 프레임 1의 제1필드 F1의 기입기간 FS에 전극간 전압으로서 온 벽치전압 Von이상의 기입전압 VD를 인가하면 액정분자가 제1 또는 제2의 방향에 배 열하고, 투과율이 대략 최대가 되어 표시가 밝은 상태가 된다. 이 상태는 반강유전성 액정(11)이 가지고 있는 배향상태의 메모리성에 의하여 유지된다.

또, 프레임(1)의 제2필드 F2의 기입기간 FS에 인가하는 전극간 전압은 상기 온 역치 전압 Von보다 낮되, 오프역치 전압 Voff보다 높은 기입상태유지 전압 VDH로 되어 있다. 따라서, 제2 필드 FF2에서는 반강유전성 액정(11)의 배향상태는 대개 변화하지 않고 투과율은 제1 필드 F1에 있어서의 투과율 Ton1과 거의 같은 값 Ton2로 유지되다.

한편, 다음의 프레임 2에 있어서, 그 제1의 필드 F1의 기입기안 FS에 전극 간전압으로서 상기 OFF 역치전압 Voff이하의 기입 전압 VD를 인가하면 반강유전성 액정(11)이 반강유전상에 배향하고 제25c도에 도시한 바와같이 투과율이 작아져서 표시가 어둠상태가 된다.

이 프레임(2)에 있어서도, 제2필드 F2의 기입기간 FS에 인가하는 전극간 전압은 온 역치 전압 Von보다 낮고, 오프 역치전압 Voff보다 높은 기입유지 상태전압 VDH로 되고 있다. 따라서, 이 제2필드 F2에서도 반강유전성액정(11)은 반강유전상을 유지한다.

그러나, 이 구동방법에서는 어둠표시 상태에서의 투과율이 충분하게 작게되지 않고, 그 때문에 콘트라스트가 좋은 화상을 표시할 수가 없다. 이것은 반강유전성액정(11)이 제1 또는 제2의 강유전상에서 반강유전상에 배향할때의 응답속도가 늦기 때문에 반강유전성액정(11)이 반강유전상에 배향이 끝나기 전에 선택기간 TS가 종료해 버리기 때문이다. 반강유전성액정(11)이 반강유전상에 배향이 끝나지 아니한 상태이면, 한쪽의 편광판(10)을 통하여 액정층에 입사된 직선편광이 반강유전성액정(11)에의 한 편광작용을 받기 때문에 어느 편광성분의 빛이 타방의 편광판(11)을 통과하여 출사하여 누설광이 된다. 따라서, 높은 콘트라스트가 얻어지지 아니한다.

더우기, 이 구동방법에서는 반강유전성액정(11)이 반강유전상이 되어지지 아니하기 때문에 반강유전성액정(11)의 배향상태가 불안정하고, 따라서, 표시를 어둠상태로 한때의 피드 F1에서의 투과율 Toff1과 필드 F2에서의 투과율 Toff2와에 차이가 생겨서 표시의 흔들림이 생긴다.

더우기, 상기 구동방법에 의한 문제가 액정이 제1 및 제2의 강유전상에 배향한 때에 표시가 어둠이 되고, 액정이 반강유전상으로 배향한 때에 표시가 밝음이 되도록 1쌍의 편광판을 배치한 반강유전성액정표시소자에 있어서도 동일하게 발생한다. 이경우 밝음표시장치에서의 투과율이 저하하여 콘트라스트가 나쁘게 되고 밝음 표시에 흔들림이 발생한다.

그래서, 본 실시예에서는 비선택기간의 종기에 반강유전성 액정을 반강유전상으로 배향시키기 위한 전압(이하, 리셋전압)을 인가하는 구동방법을 채용한다. 본 실시예의 구동방법을 제26a∼26d도를 참조하여 설명한다.

제26a도는 제 제1행 주사전극(104)의 인가전압, 제2b도는 1개의 신호전극에 인가하는 데이터 신호의 파형, 제26c도는 전극간전압의 변화 제26d도는 투과율의 변화를 표시한 것이다. 이 구동방법은 1필드를 1프레임으로 하는 구동방법이고, 제26a~26d도에 있어서, FS는 선택기 간, FO는 비선택기간, FR는 비선택기간 FO의 종기에 확보된 리셋기간이다. 더우기 제26a∼26c도는 표시상태를 밝음, 밝음, 어둠, 어둠의 순으로 제어할 경우의 예를 도시하고 있다.

이 구동방법은 제26a, 26b도에 도시한 파형의 주사신호와 데이터신호를 주사전극 (104)와 신호전극(103)과에 인가하므로서, 전극간 전압을 제26c도와 같이 제어하여 반강유전성 액정표시소자를 구동하는 것이다. 각 프레임의 비선택기간 FO의 종기의 리셋기간 FR에 전극간전압으로 반강유전성액정(11)을 반강유전상으로 배향시키는 것과 같은 전극간 전압, 결구오프 역 치전압 Voff이하 또 - Voff 이상의 리셋전압 VR가 인가된다.

1프레임 F는 약 10m초, 주사신호 및 데이터신호의 1 펄스의 폭은 약 20μ초이다.

이 구동방법에서는 리셋 전압 VR와, 리셋 전압 VR와 역극성으로 절대치가 동등한 보상전압 VR' 를 대로하여 반강유전성액정(11)에 인가한다. 반강유전성액정(11)에 허용치이상의 직류전압성분이 인가되어서 액정층내에 전하의 편기(片氣)가 생겨서, 표시의 소부현상이 생기는 것을 방지하기 위하여서이다. 같은 이유에서 선택기간 FS에 전극(3)(4)간에 인가하는 기입전압 VD도, 기입선압 VD와 역극성으로 절대치가 동등한 보상전압 VD' 와 대로하여 반강유전성액정(11)에 인가하고 있다.

리셋전압 VR 을 반강유전성액정(11)에 인가하면 그때까지의 반강유전성액정(11)의 배향상태가 제1 또는 제2의 강유전상이어도, 그시점에서 반강유전상에 가까와지도록 배향이 시작된 다. 이 실시예에서는 1리셋 기간 FR에 리셋전압 VR를 2회 인가하도록 하고 있고, 따라서, 액정(8)은 최초의 리셋 전압 VR에 의하여 어느정도 반강유전상에 가까워지도록 배향하고, 다음의 리셋 전압 VR에 의하여 다시 반강유전상에 가까와지게 배향한다.

그리고, 다음의 프레임의 선택기간 FS에 전극(103),(104)간에 인가되는 기입전압 VD가 반강유전성액정(11)을 반강 유전상에 배향시키는 전압(off 역치전압 Voff 이하, -Voff 이상의 전압)이면 반강유전성액정(11)이 급속하게 반강유전상으로 배향한다. 이 때문에 반강유전성 액정(11)이 강유전상에서 반강유전상으로 배향하는 때의 응답속도가 늦더라도, 선택기간 FS중에 전극(103)(104)간에 인가하는 기입전압 VD에 의하여 반강유전성액정(11)을 반강유전상으로 배향시킬 수가 있다.

더우기, 다음의 프레임의 선택기간 FS에 전극(103)(104)간에 인가되는 기입전압 VD가 반강유전성액정(11)을 제1 또는 제2의 강유전상으로 배향시키기 위한 전압(Von 이상 또는 -Von 이하의 전압)일 경우, 반강유전상으로 배향할 때의 응답속도는 빠르기 때문에 반강유전성액정(11)이 충분히 제1 또는 제2의 강유전상으로 배향한다.

이 때문에 이 구동방법에 의하면 표시를 어둠상태로 할때에 반강유전상액정(11)을 반강유전상으로 배향시켜서 투과율을 충분히 작게할 수가 있다. 또 밝음표시상태에서의 투과율 Ton는 항상 대략 일정하게 되고, 또 어둠표시 상태에서의 투과율 Toff도 항상 대략 일정하게 된다. 따라서, 표시계조의 흔들림도 없다.

더우기 이 실시예에서 리셋 기간에 리셋 전압 VR를 2회 반복하여 인가하였지만 리셋전압의 인가회수는 1회만 또는 3회 이상이어도 된다.

더우기, 이 구동방법은 액정이 제1 및 제2의 강유전상으로 배향한 때에 표시가 어둠으로되고, 액정이 반강유전상으로 배향한 때에 표시가 밝음으로 되도록 1쌍의 편광판을 배치한 반강유전성 액정표시소자에도 동일하게 적용할 수 있다.

이 실시예는 1 필드를 1 프레임으로 하는 구동방법이지만, 2개의 필드를 1프레임으로 하는 2필드 법으로 하는 것도 가능하다. 그 경우는 각 필드의 비선택기간 FO의 종기에 반강유전성액정(11)을 반강유전상으로 배향시키기 위한 리셋 전압을 액정에 인가한다.

더우기 본 발명은 상기 제1 ∼제4의 실시예에 한정하지 않고, 여러가지의 변형이 가능한 것이다.

Claims

화소전극과 화소전극에 접속된 액티브소자가 매트릭스 상태로 복수배열된 한쪽의 기판(1)과 상기 화소전극(3)에 대향한 대향전극(7)이 형성된 다른쪽의 기판(2)을 구비한 액티브 매트릭스타입의 액정소자와; 상기 액정셀에 봉입되고, 액정분자의 배열상태가 상호상이한 방향의 제1과 제2의 강유전상과의 이들의 제1과 제2의 강유전상과의 중간의 배열상태의 반강유전상을 갖고, 상기 제1 또는 제2의 강유전상으로 부터 반강유전상으로 변화시키는 전압과 상기 반강유전상으로부터 상기 제1또는 제2의 강유전상으로 변화시키는 전압과의 차이가 6V이하의 반강유전성 액정으로 구성되는 것을 특징으로 하는 반강유전성 액정표시 소자.
제1항에 있어서, 상기 반강유전성액정은, 상기 제1 또는 제2의 강유전상에서 반강유전상으로 변화시키는 전압과 상기 반강유전상에서 상기 제1또는 제2의 강유전상으로 변화시키는 전압과의 차이가 5V이하인 것을 특징으로 하는 반강유전성 액정표시소자.
제2항에 있어서, 상기 액티브소자에 접속되고, 또는 제2의 강유전상 또는 선택기간에 있어서, 상기 반강유전성액정을 상기 제1반강유전상으로 설정하기 위한 전압을 상기 액티브 소자를 개재하여 상기화소전극에 인가하는 구동수단을 다시 구비하고, 온,오프표시를 하는것을 특징으로 하는 반강유전성 액정표시소자.
제1항에 있어서, 상기 반강유전성 액정은 상기 제1 또는 제2의 강유전상에서 반강유전상으로 변화시키는 전압과 상기 반강유전상에서 상기 제1또는 제2의 강유전상으로 변화시키는 전압과의 차이가 3V이하이고, 또 상기 반강유전상의 상태에서 인가전압에 상응하여 광학적특성이 곡선으로 변화하는 특성을 가지는 것을 특징으로 하는 반강유전성 액정표시 소자.
제4항에 있어서, 상기 액티브소자에 접속되고, 선택기간에 있어서, 표시제조에 상응한 전압을 상기 액티브소자를 개재하여 상기 화소전극에 인가하는 구동수단을 다시 구비하고, 제조표시를 하는 것을 특징으로 하는 반강유전성 액정표시소자.
화소전극과 화소전극에 접속된 액티브소자가 매트릭스 상태로 복수배열된 한쪽의 기판(1)과, 상기 화소전극(3)에 대향한 대향전극(7)이 형성된 다른쪽의 기판(2)을 구비한 액티브 매트릭스타입의 액정셀과; 상기 액정셀에 봉입되고, 액정분자의 배열상태가 상호 상이한 제1과 제2의 강유전상과 반강유전상을 가지고, 전구틸트 형상을 나타내는 반강전성 액정으로 구성된 것을 특징으로 하는 반강유전성 액정표시소자.
화소전극(3)과 화소전극에 접속된 액티브소자가 매트릭스 상태로 복수배열된 한쪽의 기판(1)과, 상기 화소전극(3)에 대향한 대향전극(7)이 형성된 다른쪽의 기판(2)을 구비한 액티브매트릭스 타입의 액정셀과; 상기 액정셀에 봉입되고, 인가되는 전제에 상응하여 액정분자의 배열상태가 상호 상이한 제1과 제2의 강유전상과 반강유전상을 갖고, 상기 액정분자의 배열상태를 반강유전상에서 상기 제1 과 제2의 강유전상으로 변화시키는 전제의 인가에 상응하여 반강유전-강유전상 전이 전구현상을 표시한 반강유전성 액정으로 구성되는 것을 특징으로 하는 반강유전성 액정표시소자.
제7항에 있어서, 상기 반강유전성은 인가전압이 0.7V의 전압영역에 있어서 반강유전상을 표시하는 액정일 것을 특징으로 하는 반강유전성 액정표시소자.
화소전극(3)과 화소전극에 접속된 액티브소자를 매트릭스 상태로 복수배열한 한쪽의 기판(1)과, 상기 화소전극(3)에 대향한 대향전극(7)이 형성된 다른쪽의 기판(2)을 구비한 액티브매트릭스타입의 액정셀과; 상기 액정셀에 봉입되고, 액정분자의 배열상태가 상호 상이한 제1과 제2의 강유전상과 반강유전상을 갖고, 인가전압 0V에 있어서 평균적분자 장축방향이 액정의 층법선 방향에 일치하지 않고, 인가전압 0V 이외의 1또는 2이 전압으로 층법선 방향으로 일치하는 특성을 갖는 액정으로 구성된 것을 특징으로 하는 반강유전성 액정표시소자.
화소전극(3)과 화소전극에 접속된 액티브소자가 매트릭스 상태로 복수배열된 한쪽의 기판(1)과, 상기 화소전극(3)에 대향한 대향전극(7)이 형성된 다른쪽의 기판(2)과, 상기 기판의 사이에 봉입되고 액정분자의 배열상태가 상호 상이한 제1 과 제2 강유전상과, 반강유전상과, 상전이전구현상에의한 상기 강유전상과 상기반강유전상간의 중간적 광학상태를 가진 반강유전성 액정을 구비한 반강유전성 액정표시 소자에 있어서, 상기 화소전극(3)과 대향전극(7)과 그들에 협지된 상기 반강유전성 액정으로 구성되는 각 화소의 선택기간은 전기 선택기간과 후기 선택기간을 포함하고, 상기 전기 선택기간에는, 상기 액정을 상기 제1또는 제2의 강유전상과 상기 반강유전상의 어느 한쪽의 상태로 설정하는 초기화 전압을 상기 화소전극(3)과 상기 대향전극(7)간에 동시에 인가하는 단계와; 상기 후기선택기간에 표시제조에 따라서 변화하고, 상기 액정을 상기 상전이전구현상에 의한 중간적 광학상태로 설정하기 위한 기입전압을, 상기 화소전극(3)과 상기 대향전극(7)간에 인가하는 단계를 구비하고, 제조 표시를 가능하게 한것을 특징으로하는 반강유전성액정표시소자의 구동방법.
제10항에 있어서, 상기 전기 선택기간은 상기 매트릭스의 복수행에 공통의 타이밍이고, 상기 후기선택기간은 상기 매트릭스와 매행마다 상이한 타이밍인것을 특징으로 하는 반강유 전성 액정표시소자의 구동방법.
제11항에 있어서, 상기 액정은 강유전상에서 반강유전상으로 변화시키는 전압과 반강유전상에서 강유전상으로 변화시키는 전압과의 차이가 3V이하의 반강유전성액정과, 인가전압 ± 0.7V의 전압영역에 있어서지만 반강유전상을 표시하는 반강유전성액정과, 인가전압 0V에 있어서 평균적 분자장축 방향이 액정의 층법선 방향으로 일치하지 않고, 인가전압 0V이외의 1또는 2의 전압으로 층법선 방향으로 일치하는 특성을가지는 반강유전성 액정의 어느 1개로 구성되는 것을 특징으로 하는 반강유전성 액정표시소자의 구동방법.
화소전극(3)과 이 화소전극에 접속된 액티브소자가 매트릭스 상태로 배열된 한쪽의 기판(1)과, 상기 화소전극(3)에 대향한 대향전극(7)이 형성된 다른쪽의 기판(2)을 구비한 액정표시소자와, 상기 액정표시소자에 봉입되고, 액정분자의 배열상태가 상호상이 한 제1 과 제2 강유전상과 반강유전상과, 상전이전구현상에의한 상기 강유전상과 상기 반강유전상간의 중간적 광학상태를 가지는 반강유전성 액정을 구비한 반강유전성액정 표시소자와, 상기 액티브소자에 접속되고, 상기 화소전극을 전기 선택기간과 상기 전기 선택기간에서 선택하고, 상기 전기 선택기간에는 상기 액정을 상기 제1 또는 제2의 강유전상 또는 반강유전상으로 설정하기 위한 초기화 전압을 상기 액티브소자를 개재하여 상기 화소전극(3)에 인가하고, 상기 후기 선택기간에는 화소의 표시제조에 상응하여 변화하고, 상기 액정을 상기 상전이전구형상에의한 광학적 중간상태로 설정하는전압을 상기 액티브소자를 개재하여 상기 화소전극에 인가하는 구동수단을 구비함을 특징으로 하는 반강유전성 액정표시장치.
제13항에 있어서, 상기 구동수단은 상기 전기선택기간에 상기 초기화 전압을 티브소자를 개재하여 상기 매트릭스의 복수행의 상기 화소전극에 동시에 인가하고, 상기 후기 선택기간에는 상기 액정을 광학적중간 상태로 설정하는 전압을 상기 액티브 소자를 개재하여 상기매트릭스의 각행의 상기 화소전극에 상이한 타이밍을 인가하는 것을 특징으로 하는 반강유전성 액정표시장치.
제14항에 있어서, 상기 액정은 강유전상에서 반강유전상으로 변화시키는 전압과 반강유전상에서 강유전상으로 변화시키는 전압과의 차이가 3V이하의 반강유전성 액정과, 인가전압 ± 0.7V의 전압영역에 있어서만 반강유전상을 표시하는 반강유전성액정과 인가전압 0V에 있어서 평균적분자 장축 방향이 액정의 층법선방향에 일치하지 않고 인가전압 0V이외의 1또는 2의 전압으로 층법선 방향에 일치하는 특성을 가지는반강유전성 액정의 어느 1개로 구성되는 것을 특징으로 하는 반강유전성 액정표시장치.
복수의 주사전극이 형성된 한쪽의 기판(1)과; 상기 주사전극에 대하여 대략 직각방향으로 연장된 복수의 신호전극이 형성된 다른쪽의 기판(2)과; 상기 한쪽의 기판과 다른쪽의 기판간에 봉입되고, 액정분자의 배열상태가 상호상이한 제1 과 제2의 강유전상과 반강유전상을 가지는반강유전성 액정을 구비한 반강유전성 액정표시 소자와; 상기 주사전극과 신호전극에 접속되고, 각 화소의 비선택기간에 상기 주사전극과 상기 신호 전극간에 상기 반유전성 액정을 반강유전상으로 배향시키는 전압을 인가하는 구동수단을 구비한 것을 특징으로하는 반강유전성 액정표시장치.
제16항에 있어서, 상기 구동수단은 각 화소의 비선택기간의 종기에 상기 주사전극과 상기 신호 전극간에 상기 반강유전성 액정을 반강유전상으로 배향시키는 전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 반강유전성 액정표시장치.
복수의 주사전극이 형성된 한쪽의 기판과; 상기 주사전극에 대하여 대략 직각방향으로 연장된 복수의 신호전극이 형성된 다른쪽의 기판과; 상기 한쪽의 기판과 다른쪽의 기판간에 봉입되고, 액정분자의 배열상태가 상호 상이한 제1 과 제2의 강유전상과 반강유전상을 가지는 반강유전성 액정을 구비한 반강유전성액정 표시소자에 있어서, 각 화소의 선택기간에 상기 주사전극과 상기 신호 전극간에 상기 반유전성 액정을 강유전상 또는 반강유전상으로 배향시키는 전압을 인가하는 단계와; 각 화소의 비선택기간의 종기에, 상기 주사전극과 상기 신호전극간에 상기 반강유전성액정을 반강유전상으로 배향시키는 전압을 인가하는 리셋 단제를 구비한 것을 특징으로 하는 반강유전성 액정표시소자의 구동방법.
제18항에 있어서, 상기 리셋단계는, 각 화소의 비선택기간의 종기에 상기 주사전극과 상기 신호 전극간에 상기 반강유전성 액정을 반강유전상으로 배향시키는 전압을 복수회 인가하는 것을 특징으로 하는 반강유전성 액정표시소자의 구동방법.