JPH02144519A - 強誘電性液晶表示装置の駆動方法 - 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】 ｒ発明の利用分野」 本発明は強誘電性を示す液晶を用いた液晶表示装置にお
いて、低消費電力化をはかり１、さらに良好なスイッチ
ングのための新しい駆動方法に関するものである。

「従来の技術ｊ 今日、ツイストネマチック液晶を用いた液晶表示装置が
商品化され、時計、電卓を始めワードプロセッサー、コ
ンピュータ、又はＴＶ画面等に利用されている。

それら液晶表示装置は従来のＣＲＴに比べ重量も軽く容
積的にも小さくでき、又何よりも消費電力の小さいこと
から、低消費電力を特徴とする相補型金属酸化膜半導体
装置（Ｃ−ＭＯＳ）と組み合わせることによって今や産
業又は市民生活のあらゆる場所で利用されてきた。

しかしながら、低消費電力を特徴とする液晶表示装置で
はあったが、今日では情報量を大きくする必要が生じた
ために、高密度大面積化をはかると、例えば、スーパー
ツイスト型液晶表示装置でＡ４サイズ（６４０Ｘ　４０
０ドツト）のパネルでは、１〜・２　Ｗの電力を消費す
ることが判っている。このような電力を長時間、充電池
でまかなうことは不可能であり、どうしてもＡＣ電源コ
ードを接続することが必要になってしまった。これでは
液晶表示装置誕生当初持っていた特長の一つを失うこと
になるため更なる低消費電力化が望まれていた。

消費電力は使用する液晶材料や表示装置の構造によって
も左右されるが、駆動方法による影響が最も大きいので
駆動方法の改善が特に望まれていた。

ＴＮ型液晶表示装置においては、液晶自体がメモリー機
能を有さない（双安定性を示さない）ため表示を続ける
ためには液晶に電界を印加し続けなければならないので
消費電力が大きく、強誘電性液晶を用いた表示装置にお
いても、従来は強誘電性液晶がメモリー機能を有するに
もかかわらず常に表示させるための電圧を電極に加え続
けていた。すなわち常に書き換えを行っていた。なぜな
らば、常に書き換えを行っていなければ表示電極部に電
荷が残留し、その結果液晶層中のイオン性不純物が電極
部に残留した電荷に引き寄せられ、そのためイオン性不
純物による内部電界が局在的に発生し、その後電圧を印
加してもイオン性不純物の作る内部電界の影響で液晶分
子が反転しないという不良（メモリー残りと称する）が
発生するからである。そのため強誘電性液晶を用いた表
示装置においζも消費電力は常に大きいものであった。

「発明の構成」 本発明は前記問題点を解決するため、液晶分子に電界を
加えるための電極を基板上に有する強誘電性液晶表示装
置において、画面表示情報に対応する信号によって発生
せられる電界を液晶分子に加える時間帯域と、一対の電
極をリードを通じて外部より短絡させ同電位にする時間
帯域とを交互に有することを特徴とする。

この時に電界を液晶分子に加える時間帯域が、一対の電
極を短絡させる時間帯域より短いほうが低消費電力化に
対しより有効であることは言うまでもない。

従来のライス］・ネマチック液晶は外部より電界を加え
た際には、その電界の強さに応じて、分子の整列方向を
変えることができるため、電界の加わっている部分と電
界の加わってない部分との間で、光学的な差ができるこ
とで表示を行なっているのに対し強誘電性を示す液晶は
基板間隔をせまくすることによって、２つの安定状態を
とることが知られている。そこで、この強誘電性を示す
液晶分子に電界をリード、電極を介して加える。例えば
、１秒の間に１画面分（６４０ｘ　４００ドノトヲ有す
る画面であれば２５６０００個）のデータを電気信号と
して各々の電極に送り込み、表示を得る。次に液晶分子
に電界を加えないことにより、２つの安定位置を持った
強誘電性を示す液晶分子は、現在安定し、ている位置か
ら他の安定位置に移行することなく前の状態を保ち続け
る。例えば１分間この様な電界を加えない時間帯域を設
けることとした。

このようにすることにより、−度１画面分の表示信号を
加えて液晶分子に電界を与えておくだけで次の画面の表
示情報に対応する信号によって発生せられる電界を加え
るまでの間は、電界を液晶分子に加え続けなくとも一定
の表示を液晶表示装置■に表示させ続けることができる
のである。

また、本発明による駆動方法においては液晶に電界を印
加するのは表示画面の書き換えの際だけでなくても良い
。強誘電性液晶の双安定性が不十分な時など長時間メモ
リー状態のまま表示させておくことが困難な場合には同
一の表示画面信号を必要に応じて加えて電界を液晶に印
加することにより表示を保持し続けることが可能である
。

さらに、本発明の構成においては液晶分子に電界を加え
ていないときに外部より一対の電極を短絡させて同電位
にしたため、表示装置の内部に不必要な電界が残らず不
純物イオンの局在化を防ぐことができ、メモリー残りを
解消することができるものである。

以下実施例と共に本発明の詳細な説明する。

ｒ実施例ｊ 第１図は本発明の液晶表示装置を示したものである。

ソーダライムガラス基板を用いた第１の基板（ｌ）及び
第２の基板（２）上にＤＣスパッタ法を用いてＩＴＯ（
酸化インジウム、スズ）膜を形成した。

その後、第１の基板（１）についてはＩＴＯを０．４ｍ
ｍピッチで７２０本の電極及びリードに、第２の基板（
２）については０．４ｍｍピッチで４８０本の電極（３
）及びリード（４）にバターニングした。

第１の基板（１）にはポリイミド膜を厚さ２００人、第
２の基板（２）には厚さ２００人のＳｉ系の絶縁膜を各
々印刷法で塗布し、その後２５０°Ｃで２．５時間ベー
クを行った。

その後毛足の長い布で、第１の基板（１）の表面を擦っ
た後に、２μｍのスペーサーを第１の基板（１）上にス
プレィ法で散布した。

第２の基板（２）の周囲には、エポキシ系の接着剤を印
刷法で塗布し、第１の基板（１）と第２の基板（２）と
を張り合わせる。その後真空注入法を用いて強誘電性を
示す液晶であるメルク社製ＺＬＩ３７７５を基板間に注
入し、その後注入口をエポキシ系樹脂を用いて封止を行
なった。

そして、ＦＰＣ（フレキシブル・プリント・サーキノ１
−）（５）を用いて、外部の回路（６）と基板上のリー
ド（４）を電気的に接続する。（７）は駆動用ＩＣを示
す。

第２図に従来の駆動方法によって１画面分の情報パルス
（８）を絶えず電極に加え続けたときの１画素の強誘電
性液晶分子に加わる電界を示す。

第３図は本発明による１画素の強誘電性液晶分子に加わ
る電界を示し７たもので（９）の時間帯は液晶分子に電
界を加える時間帯域を示し、（１０）の時間帯は電極を
短絡させた時間帯域を示したものである。

このような液晶表示装置に、１秒間で１画面分の情報量
を有する電界を加え、５９秒間は電極を短絡させた時間
帯を設けた。

ぞの結果第２図の波形を加えた場合、２．４Ｗの消費電
力があったのに比べ、第３図に示した本発明の波形を加
えた場合には、４０ｍＷの消費電力となりほぼ１７６０
になったことが確認された。

これによって、２．４Ｗでは３０分で消耗する充電池が
ほぼ３０時間使用できることが判り、低消費電力化がは
かれた。

また本発明による駆動方法においては、書き換えパルス
を２回或いはそれ以上続けて液晶に加えても良い。強誘
電性液晶が１回の書き換えパルスで完全に反転しない時
など、同じ書き換えパルスを続けて複数回印加すること
により、強誘電性液晶分子を完全に反転させることがで
きるものである。そして分子が完全に反転した後、電界
を印加しない時間帯を設ければ良い。

また、第３図の（１０）の時間帯域において電極を短絡
させない場合と、本発明とを比較した場合、消費電力に
ついては大きな差は見られなかった。

しかし表示画面の書き換えを行った時、（１０）の時間
帯域において電極を短絡させない場合にはメモリー残り
が発生し、本来白表示になるはずの画素が白と黒とのま
だら模様になってしまった。そこでコントラスト比を測
定したところ、（１０）の時間帯域において電極を短絡
させない場合には、７．６であったのに対し、本発明の
方法においては１１．２であって本発明のメモリー残り
に対する有効性が明らかになった。

本比較に用いた液晶分子に加わる２画面分の電界を第４
図に示す。（１１）、（１３）の時間帯は液晶分子に電
界が加わる時間帯を示す。ただしく１１）は黒表示、（
１３）は白表示である。（１２）、（１４）の時間帯は
液晶分子に電界が加わらない時間帯を示す。

ｒ効果１ 本発明によれば、液晶に電界を加える時間と加えない時
間を交互に繰り返すことにより表示をさせるため、常に
液晶に電界を加え続ける駆動方法と比較して本駆動方法
は消費電力を大幅に低下させることができるものであり
、さらに液晶に電界を加えていないときに外部より一対
の電極を短絡させたため、表示装置の内部に不必要な電
界が残らず不純物イオンの局在化を防ぐことができ、メ
モリー残りを防ぐことができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に用いた液晶表示装置の概略図を示す。 第２図は従来の強誘電性液晶に加えていた波形を示す。 第３図は本発明の駆動法による強誘電性液晶に加わる電
圧の波形を示す。 第４図は本発明による２画面分の電圧の波形を示すもの
である。 １・・・・第１の基板 ２・・・・第２の基板 ３・・・・電極 ４・　・　・　・リード ５・・・・ＦＰＣ ６・・・・外部回路 ７・・・・駆動用ＩＣ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、強誘電性液晶を用いた液晶表示装置であって画面表
   示情報に対応する信号によって発生せられる電界を液晶
   分子に加える時間帯域と、一対の電極をリードを通じて
   外部より短絡させ同電位にする時間帯域とを交互に有す
   ることを特徴とする強誘電性液晶表示装置の駆動方法。 ２、特許請求の範囲第１項において、画面表示情報に対
   応する信号によって発生せられる電界を液晶分子に加え
   る時間帯域の長さが、一対の電極をリードを通じて外部
   より短絡させ同電位にする時間帯域の長さより短いこと
   を特徴とする強誘電性液晶表示装置の駆動方法。