JPH0693166B2 - 液晶素子 - Google Patents
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- JPH0693166B2 JPH0693166B2 JP59184646A JP18464684A JPH0693166B2 JP H0693166 B2 JPH0693166 B2 JP H0693166B2 JP 59184646 A JP59184646 A JP 59184646A JP 18464684 A JP18464684 A JP 18464684A JP H0693166 B2 JPH0693166 B2 JP H0693166B2
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- tft
- crystal layer
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- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
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- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
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- G09G2300/08—Active matrix structure, i.e. with use of active elements, inclusive of non-linear two terminal elements, in the pixels together with light emitting or modulating elements
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- G09G2310/02—Addressing, scanning or driving the display screen or processing steps related thereto
- G09G2310/0243—Details of the generation of driving signals
- G09G2310/0251—Precharge or discharge of pixel before applying new pixel voltage
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は液晶素子に係り、特にアクテイブマトリクスと
強誘電性液晶とを組み合せた液晶素子に関する。
強誘電性液晶とを組み合せた液晶素子に関する。
液晶素子は、デイスプレイ、光シヤツタ、偏光器等に用
いられているが、特に、アクテイブマトリクスデイスプ
レイは表示部に薄膜トランジスタ（TFT）などのスイツ
チ素子を形成し、液晶等の電気光学特性を有する物質を
積層したデイスプレイであり、多走査線で高精細、大面
積用のデイスプレイに適した方式である。TN液晶やゲス
トホスト液晶など光透過特性が印加電圧の実効値に依存
する液晶とTFTとを積層したアクテイブマトリクスを形
成する場合には、TFTのオフ抵抗Roffが十分大きく、オ
ン抵抗Ronが十分に小さく、液晶自体の電流リークによ
る時定数が十分に大きい場合には、走査線数の多いデイ
スプレイが形成可能であるが、上記の各パラメータのう
ち１つでも不十分なものがあれば特性の良好なデイスプ
レイが形成できない。
いられているが、特に、アクテイブマトリクスデイスプ
レイは表示部に薄膜トランジスタ（TFT）などのスイツ
チ素子を形成し、液晶等の電気光学特性を有する物質を
積層したデイスプレイであり、多走査線で高精細、大面
積用のデイスプレイに適した方式である。TN液晶やゲス
トホスト液晶など光透過特性が印加電圧の実効値に依存
する液晶とTFTとを積層したアクテイブマトリクスを形
成する場合には、TFTのオフ抵抗Roffが十分大きく、オ
ン抵抗Ronが十分に小さく、液晶自体の電流リークによ
る時定数が十分に大きい場合には、走査線数の多いデイ
スプレイが形成可能であるが、上記の各パラメータのう
ち１つでも不十分なものがあれば特性の良好なデイスプ
レイが形成できない。
TN液晶など、表示状態が印加電圧の実効値に依存する液
晶を用いたアクテイブマトリクスデイスプレイの駆動特
性は本発明者らが昭和58年、テレビジヨン学会全国大会
予稿集p121〜p122に発表している。
晶を用いたアクテイブマトリクスデイスプレイの駆動特
性は本発明者らが昭和58年、テレビジヨン学会全国大会
予稿集p121〜p122に発表している。
この結果をみると、薄膜トランジスタ（TFT）等のスイ
ツチ素子のオフ抵抗Roffをパラメータとして液晶層に印
加される電圧波形を計算すると、表示可能な条件は選択
電圧の実効値Vs、非選択電圧の実効値Vnsとして、Vs＞V
nsであり、スイツチ素子のオフ抵抗が大きいほど良好な
表示特性が得られることがわかる。このため、TN液晶を
アクテイブマトリクスデイスプレイに用いる場合にはス
イツチ素子のオフ抵抗Roffを十分大きくするような方向
に改良がなされている。
ツチ素子のオフ抵抗Roffをパラメータとして液晶層に印
加される電圧波形を計算すると、表示可能な条件は選択
電圧の実効値Vs、非選択電圧の実効値Vnsとして、Vs＞V
nsであり、スイツチ素子のオフ抵抗が大きいほど良好な
表示特性が得られることがわかる。このため、TN液晶を
アクテイブマトリクスデイスプレイに用いる場合にはス
イツチ素子のオフ抵抗Roffを十分大きくするような方向
に改良がなされている。
しかし、たとえばデイスプレイを照明するための光源の
光の作用により、TFT素子のオフ抵抗が低下してしまう
現象などが知られている。これに対して、非晶質シリコ
ンTFTではチヤネル部に入射する光を遮蔽するための金
属膜を積層する方法や、多結晶シリコンTFTでは素子構
造を変える方法等により、オフ抵抗Roffを大きく保つこ
とが提案されているが、素子の製造工程が複雑になるこ
と、あるいは強烈な光に対してはオフ抵抗Roffの低下が
避けられないほど、アクテイブマトリクス用のスイツチ
素子の特性として十分なものであるとは言えない現状で
ある。
光の作用により、TFT素子のオフ抵抗が低下してしまう
現象などが知られている。これに対して、非晶質シリコ
ンTFTではチヤネル部に入射する光を遮蔽するための金
属膜を積層する方法や、多結晶シリコンTFTでは素子構
造を変える方法等により、オフ抵抗Roffを大きく保つこ
とが提案されているが、素子の製造工程が複雑になるこ
と、あるいは強烈な光に対してはオフ抵抗Roffの低下が
避けられないほど、アクテイブマトリクス用のスイツチ
素子の特性として十分なものであるとは言えない現状で
ある。
また、液晶自身がメモリー性を有する強誘電液晶がN.A.
Clarkらにより、Applied Physics Letter 36（11）.p89
9〜901あるいは、Molecular Crystal＆Liquid Crystal
Vol 94 pp213〜234あるいは特開昭56−107216などに発
表されているが、実際のデイスプレイに応用する場合の
検討は十分であるといえない。
Clarkらにより、Applied Physics Letter 36（11）.p89
9〜901あるいは、Molecular Crystal＆Liquid Crystal
Vol 94 pp213〜234あるいは特開昭56−107216などに発
表されているが、実際のデイスプレイに応用する場合の
検討は十分であるといえない。
本発明の目的は、双安定性を有する強誘電性液晶をアク
テイブマトリクスに用いて、多走査線で情報量の多い液
晶素子を構成するための、素子構成を提供することにあ
る。
テイブマトリクスに用いて、多走査線で情報量の多い液
晶素子を構成するための、素子構成を提供することにあ
る。
本発明は強誘電性液晶に見い出されているメモリー特
性、さらには本発明者が実験により見い出した諸現象を
利用して、アクテイブマトリクス液晶素子を構成するも
のである。
性、さらには本発明者が実験により見い出した諸現象を
利用して、アクテイブマトリクス液晶素子を構成するも
のである。
上記目的を達成する本発明液晶素子の特徴とするところ
は、複数の走査電極と複数の信号電極の交差部のそれぞ
れに３端子スイッチ素子と、一対の表示電極間に強誘電
性液晶を挾持してなる画素を設けた液晶素子において、
３端子スイッチ素子の制御端子を交差部の走査電極に、
第１の主端子を交差部の信号電極に、第２の主端子を表
示電極の一方にそれぞれ接続し、表示電極の一方には一
対の表示電極に印加される電圧を制御する抵抗素子の一
方の端子を接続し、抵抗素子の他方の端子を交差部の走
査電極に接続することにある。
は、複数の走査電極と複数の信号電極の交差部のそれぞ
れに３端子スイッチ素子と、一対の表示電極間に強誘電
性液晶を挾持してなる画素を設けた液晶素子において、
３端子スイッチ素子の制御端子を交差部の走査電極に、
第１の主端子を交差部の信号電極に、第２の主端子を表
示電極の一方にそれぞれ接続し、表示電極の一方には一
対の表示電極に印加される電圧を制御する抵抗素子の一
方の端子を接続し、抵抗素子の他方の端子を交差部の走
査電極に接続することにある。
本発明は、本発明者らが見い出した以下に述べる実験事
実に基づくものである。
実に基づくものである。
まず、実験素子の構成を第17図を用いて説明する。
液晶素子は透明電極18を有するガラス，プラスチツク等
の２枚の透明基板17、PET（ポリエチレンテレフタレー
ト）フイルムスペーサ19、強誘電性液晶20からなる。透
明基板17の一方は、フオトレジストとフツ酸溶液を用い
てエツチングを行ない、第17図に示されているように段
差を設けてある。このような段差を用いれば、厚みが２
μｍ以下のフイルムの入手が困難であるにもかかわら
ず、２μｍ以下のギヤツプの液晶素子が安定に作製でき
る。強誘電性液晶としては、第１表に示す４成分混合材
料を用いた。ギヤツプは1.6μｍとし、透明電極18上に
は配向膜の塗布、ラビング等の表面処理は一切行なわな
かつた。
の２枚の透明基板17、PET（ポリエチレンテレフタレー
ト）フイルムスペーサ19、強誘電性液晶20からなる。透
明基板17の一方は、フオトレジストとフツ酸溶液を用い
てエツチングを行ない、第17図に示されているように段
差を設けてある。このような段差を用いれば、厚みが２
μｍ以下のフイルムの入手が困難であるにもかかわら
ず、２μｍ以下のギヤツプの液晶素子が安定に作製でき
る。強誘電性液晶としては、第１表に示す４成分混合材
料を用いた。ギヤツプは1.6μｍとし、透明電極18上に
は配向膜の塗布、ラビング等の表面処理は一切行なわな
かつた。
次に液晶分子の配向方法を述べる。まず、液晶相・等方
相転移温度より僅かに高い温度（この場合は120℃程
度）まで加熱して一旦等方相にした後、0.1℃／分程度
の徐冷をしスメクチツクＡ相（分子長軸が層面に垂直）
とした。この時液晶はセル側面（液晶・スペーサフイル
ム界面）での界面効果により、分子長軸がこの界面に平
行にかつ層が垂直並びつつ成長してゆく。やがて測定に
十分な領域において、良好なモノドメインを形成する。
モノドメイン成長過程においては、分子長軸と層法線と
が互いに垂直であるスメクチツクＡ相が形成するが、更
に54℃以下まで徐冷すると、層の平面性を保持しつつ分
子長軸が層法線から傾いたスメクチツクＣ相になる。本
素子ではらせんが消失し双安定性が出現していること
を、以下に記述する観察により確認した。
相転移温度より僅かに高い温度（この場合は120℃程
度）まで加熱して一旦等方相にした後、0.1℃／分程度
の徐冷をしスメクチツクＡ相（分子長軸が層面に垂直）
とした。この時液晶はセル側面（液晶・スペーサフイル
ム界面）での界面効果により、分子長軸がこの界面に平
行にかつ層が垂直並びつつ成長してゆく。やがて測定に
十分な領域において、良好なモノドメインを形成する。
モノドメイン成長過程においては、分子長軸と層法線と
が互いに垂直であるスメクチツクＡ相が形成するが、更
に54℃以下まで徐冷すると、層の平面性を保持しつつ分
子長軸が層法線から傾いたスメクチツクＣ相になる。本
素子ではらせんが消失し双安定性が出現していること
を、以下に記述する観察により確認した。
素子への印加電圧波形と素子の光透過率（以下明るさと
表現する）の関係の測定結果を説明する。これら電気光
学特性の測定は、光強度検出器を取付けた偏光顕微鏡直
交ニコル下で波長が550nmの単色光源を用いて行ない、
試料温度は室温23℃とした。分子配向の双安定性の為に
この液晶では電気光学的なメモリー性（本発明者等は、
電界除去後も数ケ月間以上記憶することを確認してい
る）が出現し、第18図に示す様に前に印加したパルスと
逆極性のパルスを印加した時に初めて明暗の光透過状態
が逆転した。液晶への印加電圧のパルスの極性を前に印
加したパルスと同一とした場合は明るさは変わらない。
明暗の光透過状態を完全に逆転できる十分な巾（時間巾
をさす）と波高値を持つ電圧パルスを印加した後に、同
一巾で逆極性の電圧パルス（波高値をVLCで表わす）を
印加する場合、VLCの絶対値がある値以下（０も含む）
では光学応答は起こらない。本発明では、光学応答が起
こり始めるしきい値電圧を、VLC＞０の場合をVth (+)，V
LC＜０の場合をVth (-)と定義する。更に、−Vth (-)＜V
LC＜Vth (+)である電圧帯を不感帯と定義する。液晶への
印加電圧の絶対値｜VLC｜をVth (+)以上、或いはVth (-)
以上とすると、その電圧値が大きい程明るさＢの変化量
は大きい。しかし、明るさＢには飽和値Vsat (+)，Vsat
(-)が存在し、ある電圧値以上では電圧依存がなくな
る。
表現する）の関係の測定結果を説明する。これら電気光
学特性の測定は、光強度検出器を取付けた偏光顕微鏡直
交ニコル下で波長が550nmの単色光源を用いて行ない、
試料温度は室温23℃とした。分子配向の双安定性の為に
この液晶では電気光学的なメモリー性（本発明者等は、
電界除去後も数ケ月間以上記憶することを確認してい
る）が出現し、第18図に示す様に前に印加したパルスと
逆極性のパルスを印加した時に初めて明暗の光透過状態
が逆転した。液晶への印加電圧のパルスの極性を前に印
加したパルスと同一とした場合は明るさは変わらない。
明暗の光透過状態を完全に逆転できる十分な巾（時間巾
をさす）と波高値を持つ電圧パルスを印加した後に、同
一巾で逆極性の電圧パルス（波高値をVLCで表わす）を
印加する場合、VLCの絶対値がある値以下（０も含む）
では光学応答は起こらない。本発明では、光学応答が起
こり始めるしきい値電圧を、VLC＞０の場合をVth (+)，V
LC＜０の場合をVth (-)と定義する。更に、−Vth (-)＜V
LC＜Vth (+)である電圧帯を不感帯と定義する。液晶への
印加電圧の絶対値｜VLC｜をVth (+)以上、或いはVth (-)
以上とすると、その電圧値が大きい程明るさＢの変化量
は大きい。しかし、明るさＢには飽和値Vsat (+)，Vsat
(-)が存在し、ある電圧値以上では電圧依存がなくな
る。
第19図（ｃ）は、第19図（ａ）に示した２つの電圧パル
スを印加した場合の明るさ（第19図（ｂ））の測定から
得たものである。すなわち印加信号のうち、前の電圧パ
ルス（波高値V1）で明るさの初期値B0を定める。このと
きV1が正で十分大きければ明るさの初期値B0は最大値B
maxであり、第２の電圧パルス（波高値V2）を縦軸にし
たグラフ（第19図（ｃ））における実線（ｃ）の特性と
なる。またV1が負で十分大きければ、明るさの初期値B0
がBminとに、V2に対する特性は第19図（ｃ）中の破線
（ａ）のようにな。さらにV1が任意の一定値のとき明る
さの初期値B0がBbであれば、V2に対する特性は第19図
（ｃ）中の一点鎖線（ｂ）のようになる。
スを印加した場合の明るさ（第19図（ｂ））の測定から
得たものである。すなわち印加信号のうち、前の電圧パ
ルス（波高値V1）で明るさの初期値B0を定める。このと
きV1が正で十分大きければ明るさの初期値B0は最大値B
maxであり、第２の電圧パルス（波高値V2）を縦軸にし
たグラフ（第19図（ｃ））における実線（ｃ）の特性と
なる。またV1が負で十分大きければ、明るさの初期値B0
がBminとに、V2に対する特性は第19図（ｃ）中の破線
（ａ）のようにな。さらにV1が任意の一定値のとき明る
さの初期値B0がBbであれば、V2に対する特性は第19図
（ｃ）中の一点鎖線（ｂ）のようになる。
また先に述べたしきい値電圧Vth (+)，Vth (-)および飽和
電圧Vsat (+)，Vsat (-)を第19図（ｃ）中に示した。
電圧Vsat (+)，Vsat (-)を第19図（ｃ）中に示した。
第19図（ｃ）に於いてパルス巾γは1ms一定とした。
本発明者等が実施例で確認したところ、例えばしきい値
電圧Vth (+)，Vth (-)の両方共、初期状態のいかんを問わ
ず約4V、飽和電圧Vsat (+)，Vsat (-)は約11Vであつた。
尚、観察は(0.5)2mm2程度の領域で行なつたが、この領
域内に数μｍ〜数十μｍ径程度の明暗２状態の多数のド
メインが混在することで、明るさの中間状態が実現され
ていた。以上の実験により、電気光学的なメモリー性と
それに対応したヒステリシス、及び不感帯の存在即ちV
LCとＢとの間の急峻なしきい値特性とが確認された。本
発明では、これらメモリー性と不感帯の存在とを積極的
に利用しており、表示素子，光シヤツタ素子，偏光素子
等として機能し得る。
電圧Vth (+)，Vth (-)の両方共、初期状態のいかんを問わ
ず約4V、飽和電圧Vsat (+)，Vsat (-)は約11Vであつた。
尚、観察は(0.5)2mm2程度の領域で行なつたが、この領
域内に数μｍ〜数十μｍ径程度の明暗２状態の多数のド
メインが混在することで、明るさの中間状態が実現され
ていた。以上の実験により、電気光学的なメモリー性と
それに対応したヒステリシス、及び不感帯の存在即ちV
LCとＢとの間の急峻なしきい値特性とが確認された。本
発明では、これらメモリー性と不感帯の存在とを積極的
に利用しており、表示素子，光シヤツタ素子，偏光素子
等として機能し得る。
以上が、本発明を発明するに到つた主たる実験結果であ
るが、アクテイブマトリクス駆動をする場合を想定して
更にふたつ実験を行なつた。まず、不感帯を僅かに越え
た電圧VLC（Vth (+)Vth (-)でここでは5Vとした）を
くり返し印加した場合の光学応答を測定した。結果を第
20図に示す。ここで明るさはその最大値Bmaxで規格化し
た値を用いている。実験結果から分るように、第20図
（ａ）の様に同一極性のパルスをくり返し印加すると明
るさの変化が蓄積されてゆくのに対し、第20図（ｂ）に
示す様に極性を順次反転させると蓄積は起こらない。こ
の結果は、明るさを変えたくない画素に電圧を印加する
場合には、その電圧値を不感帯内に押えるか、不感帯を
超える場合でも同一極性のパルスを続けて印加しないこ
とが必要であることを意味している。もうひとつの実験
では、パルス巾γを変えて第20図と同じ電圧と明るさの
関係を測定した。その１例を第21図に示す。パルス巾γ
を広くしてゆくとVth (-)，Vsat (-)いずれもが低くな
る。この結果は第20図中の３つの特性（ａ），（ｂ），
（ｃ）についてそれぞれ成り立つので、パルス巾γ変調
によつても駆動が可能であることを意味している。
るが、アクテイブマトリクス駆動をする場合を想定して
更にふたつ実験を行なつた。まず、不感帯を僅かに越え
た電圧VLC（Vth (+)Vth (-)でここでは5Vとした）を
くり返し印加した場合の光学応答を測定した。結果を第
20図に示す。ここで明るさはその最大値Bmaxで規格化し
た値を用いている。実験結果から分るように、第20図
（ａ）の様に同一極性のパルスをくり返し印加すると明
るさの変化が蓄積されてゆくのに対し、第20図（ｂ）に
示す様に極性を順次反転させると蓄積は起こらない。こ
の結果は、明るさを変えたくない画素に電圧を印加する
場合には、その電圧値を不感帯内に押えるか、不感帯を
超える場合でも同一極性のパルスを続けて印加しないこ
とが必要であることを意味している。もうひとつの実験
では、パルス巾γを変えて第20図と同じ電圧と明るさの
関係を測定した。その１例を第21図に示す。パルス巾γ
を広くしてゆくとVth (-)，Vsat (-)いずれもが低くな
る。この結果は第20図中の３つの特性（ａ），（ｂ），
（ｃ）についてそれぞれ成り立つので、パルス巾γ変調
によつても駆動が可能であることを意味している。
これまでの説明は、光が液晶素子の裏面から透過するも
ので行なつたが、同様の結果は裏面に反射板を設けた、
いわゆる反射型素子でも成立つ。また、液晶中に色素を
混入したいわゆるゲスト−ホスト型素子についても成立
つ。この場合は裏側基板は透明である必要はない。
ので行なつたが、同様の結果は裏面に反射板を設けた、
いわゆる反射型素子でも成立つ。また、液晶中に色素を
混入したいわゆるゲスト−ホスト型素子についても成立
つ。この場合は裏側基板は透明である必要はない。
以下、強誘電性液晶とアクテイブマトリクスを組み合せ
たデイスプレイの実施例を第１図により説明する。薄膜
トランジスタ等の三端子スイツチ素子１、間に挾持され
る強誘電性液晶層２、表示電極21,22、信号電極配線
４、走査電極配線５、および、抵抗等の制御素子３によ
り一画素が構成される。この様な画素が複数の走査電極
と複数の信号電極との各交点に設けられ、全体としてア
クテイブマトリクスを構成する。制御素子３を除いた構
成は従来より公知のアクテイブマトリクスデイスプレイ
の一画素の構成である。三端子スイツチ素子１の制御端
子は走査電極５に、一方の主端子は信号電極４に、他方
の主端子は表示電極の一方21に接続される。制御素子３
は、三端子スイツチ素子１の他方の主端子と表示電極の
一方21との接続点と、電位Vcontとの間に設けられる。
尚、表示電極22は、電位Vcomに接続される。本発明の特
徴は新たに制御素子３を付加し、制御素子３を通して液
晶層２にコントロール信号Vcontを印加し液晶の光透過
状態を制御することにある。コントロール信号Vcontは
外部から、走査電圧Vscanや信号電圧Vsigと別個に印加
しても、また、表示部内のある接点の電圧を利用して印
加しても良い。
たデイスプレイの実施例を第１図により説明する。薄膜
トランジスタ等の三端子スイツチ素子１、間に挾持され
る強誘電性液晶層２、表示電極21,22、信号電極配線
４、走査電極配線５、および、抵抗等の制御素子３によ
り一画素が構成される。この様な画素が複数の走査電極
と複数の信号電極との各交点に設けられ、全体としてア
クテイブマトリクスを構成する。制御素子３を除いた構
成は従来より公知のアクテイブマトリクスデイスプレイ
の一画素の構成である。三端子スイツチ素子１の制御端
子は走査電極５に、一方の主端子は信号電極４に、他方
の主端子は表示電極の一方21に接続される。制御素子３
は、三端子スイツチ素子１の他方の主端子と表示電極の
一方21との接続点と、電位Vcontとの間に設けられる。
尚、表示電極22は、電位Vcomに接続される。本発明の特
徴は新たに制御素子３を付加し、制御素子３を通して液
晶層２にコントロール信号Vcontを印加し液晶の光透過
状態を制御することにある。コントロール信号Vcontは
外部から、走査電圧Vscanや信号電圧Vsigと別個に印加
しても、また、表示部内のある接点の電圧を利用して印
加しても良い。
ここで第１図の制御素子３の役割について述べる。制御
素子３は、スイツチ素子１が少なくともオフの際、強誘
電性液晶２に印加される電圧の波高値の絶対値が強誘電
性液晶のしきい値（｜Vth｜）未満に保持するためのも
のである。強誘電性液晶層２は表示状態が電圧（電界）
依存性とメモリー特性を有することから、TN液晶のよう
にスイツチ素子１がオフの場合でも、液晶層の電圧を保
持する必要がない。すなわち、表示すべき画素が走査電
極５に走査電圧が印加されて、スイツチ素子１がオンの
際に、スイツチ素子１を通り、信号電極４から信号電圧
が液晶層２に印加される。この印加電圧の絶対値が不感
帯幅（Vth (-)〜Vth (+)）以上の電圧であれば液晶層２の
状態が印加電圧に対応して決定される。その後スイツチ
素子１がオンとなり液晶層２にしきい値（｜Vth｜）未
満のいかなる電圧が印加されようとも、液晶２の状態は
変化しない。つまり、制御素子３はスイツチ素子１がオ
ンとなり不感帯幅以上の信号電圧を書き込む時には液晶
層に印加される電圧値を不感帯幅以上に、またスイツチ
素子１がオンでも、しきい値（｜Vth｜）未満の信号電
圧が液晶２に印加される場合、及びスイツチ素子がオフ
の場合等には不感帯幅未満に電圧を制御する役割をもつ
ものである。
素子３は、スイツチ素子１が少なくともオフの際、強誘
電性液晶２に印加される電圧の波高値の絶対値が強誘電
性液晶のしきい値（｜Vth｜）未満に保持するためのも
のである。強誘電性液晶層２は表示状態が電圧（電界）
依存性とメモリー特性を有することから、TN液晶のよう
にスイツチ素子１がオフの場合でも、液晶層の電圧を保
持する必要がない。すなわち、表示すべき画素が走査電
極５に走査電圧が印加されて、スイツチ素子１がオンの
際に、スイツチ素子１を通り、信号電極４から信号電圧
が液晶層２に印加される。この印加電圧の絶対値が不感
帯幅（Vth (-)〜Vth (+)）以上の電圧であれば液晶層２の
状態が印加電圧に対応して決定される。その後スイツチ
素子１がオンとなり液晶層２にしきい値（｜Vth｜）未
満のいかなる電圧が印加されようとも、液晶２の状態は
変化しない。つまり、制御素子３はスイツチ素子１がオ
ンとなり不感帯幅以上の信号電圧を書き込む時には液晶
層に印加される電圧値を不感帯幅以上に、またスイツチ
素子１がオンでも、しきい値（｜Vth｜）未満の信号電
圧が液晶２に印加される場合、及びスイツチ素子がオフ
の場合等には不感帯幅未満に電圧を制御する役割をもつ
ものである。
以下、具体的な回路の構成例をもとに本実施例の内容を
説明する。第２図は制御素子３として抵抗値Ｒの抵抗６
の一端を走査電極配線５に接続したものである。このと
き、スイツチ素子１（以下スイツチ素子を薄膜トランジ
スタ:TFTとして説明する）のオン抵抗をRon、オフ抵抗
をRoffとするとRon＜Ｒ＜Roffの範囲内で抵抗６の値Ｒ
を定める。第１図のコントロール電圧Vcontは走査電圧V
scanそのものを用いている。
説明する。第２図は制御素子３として抵抗値Ｒの抵抗６
の一端を走査電極配線５に接続したものである。このと
き、スイツチ素子１（以下スイツチ素子を薄膜トランジ
スタ:TFTとして説明する）のオン抵抗をRon、オフ抵抗
をRoffとするとRon＜Ｒ＜Roffの範囲内で抵抗６の値Ｒ
を定める。第１図のコントロール電圧Vcontは走査電圧V
scanそのものを用いている。
第２図の回路の印加電圧波形の一実施例を第３図に示
す。第３図の波形は二階調表示の波形であり、Vscan1，
Vscan2，…は走査電極５に印加される走査電圧、Vsig1
は選択画素に印加される信号電圧、Vsig2は非選択画素
に印加される信号電圧、Velは選択画素の液晶層に印加
される電圧、V2は非選択画素の液晶層に印加される電圧
である。ここで、説明の都合上便宜的に選択画素として
液晶層に正の電圧が印加される画素、非選択画素として
負の電圧が印加される画素としている。
す。第３図の波形は二階調表示の波形であり、Vscan1，
Vscan2，…は走査電極５に印加される走査電圧、Vsig1
は選択画素に印加される信号電圧、Vsig2は非選択画素
に印加される信号電圧、Velは選択画素の液晶層に印加
される電圧、V2は非選択画素の液晶層に印加される電圧
である。ここで、説明の都合上便宜的に選択画素として
液晶層に正の電圧が印加される画素、非選択画素として
負の電圧が印加される画素としている。
また第３図の信号電圧Vsig1，Vsig2はそれぞれ、選択画
素、非選択画素の中で最も印加電圧条件の厳しい画素の
電圧波形を示しており、これらの条件において表示が可
能であればいかなる表示状態においても表示が可能であ
る。また液晶層２に印加される電圧については、選択画
素、非選択画素とも、抵抗６の効果を見るため、抵抗６
が接続されていない場合の波形も同時に示している。
素、非選択画素の中で最も印加電圧条件の厳しい画素の
電圧波形を示しており、これらの条件において表示が可
能であればいかなる表示状態においても表示が可能であ
る。また液晶層２に印加される電圧については、選択画
素、非選択画素とも、抵抗６の効果を見るため、抵抗６
が接続されていない場合の波形も同時に示している。
印加波形の電圧レベルは以下のようにして決定する。つ
まり、走査電圧Vscanの高レベル電圧をVscan (+)、低レ
ベル電圧をVscan (-)、信号電圧Vsigの高レベル電圧をV
sig (+)、低レベル電圧をVsig (-)、共通電極（対向電
極）電圧をVcom、TFTのオン抵抗をRon、オフ抵抗を
Roff、抵抗６の値をＲとし、走査期間内に液晶層２が十
分に充放電可能なように液晶層の容量と各抵抗値とが決
められているとする。また、簡単のために、Ron≪Ｒ≪R
offの関係が成り立つものとする。この条件は、R/Ron、
またはRoff／Ronの値が10以上程度の値が目安となり、
それほど厳しい条件ではなく、一般のTFTにおいては容
易に実現できる条件である。このとき、選択画素におい
て、TFT素子１がオンとなる走査期間に波高値の絶対値
がしきい値（｜Vth｜）以上の第２の電圧信号が印加さ
れ、TFT素子１がオフとなる非走査期間内に波高値の絶
対値がしきい値（｜Vth｜）未満の第１の電圧信号に保
持するためには、 ｜Vsig (+)−Vcom｜＞Vth (+) Vth (-)＜｜Vscan (-)−Vcom｜＜Vth (+) である。一方、非選択画素において、TFT素子１がオン
となる走査期間において、不感帯の低レベルVthより負
の電圧が印加され、TFT素子１がオフとなる非走査期間
内に不感帯内の電圧に保持するためには −｜Vsig (-)−Vcom｜＜Vth (-) Vth (-)＜｜Vscan (-)−Vcom｜＜Vth (+) である。このような電圧条件、及び前述のような各抵抗
間の値をとることにより、液晶に印加される電圧は第３
図のVlc1，Vlc2のような波形とすることができる。すな
わち、選択画素においては、TFT素子がオンで画素が走
査された時だけ、不感帯の上限、即ちしきい値Vth (+)を
電圧がこえて液晶の光透過状態が変化し、表示情報がメ
モリーされ、TFT素子１がオフで画素が走査されない時
には、液晶に印加される電圧の波高値の絶対値はしきい
値（｜Vth｜）未満に保持されるので、表示情報も保持
される。また非選択画素においても同様に、TFT素子１
がオンとなり画素が走査された時だけ不感帯の下限、即
ちしきい値電圧Vth (-)以下の電圧が印加され、表示情報
がメモリーされる。一方、抵抗６を接続しない場合は、
TFT素子１のオフ抵抗Roffを通したリーク電流のために
液晶素子の電圧が、画素の選択されない期間に、不感帯
をこえてしまい、光透過状態が変化し表示情報が保持で
きないことがわかる。
まり、走査電圧Vscanの高レベル電圧をVscan (+)、低レ
ベル電圧をVscan (-)、信号電圧Vsigの高レベル電圧をV
sig (+)、低レベル電圧をVsig (-)、共通電極（対向電
極）電圧をVcom、TFTのオン抵抗をRon、オフ抵抗を
Roff、抵抗６の値をＲとし、走査期間内に液晶層２が十
分に充放電可能なように液晶層の容量と各抵抗値とが決
められているとする。また、簡単のために、Ron≪Ｒ≪R
offの関係が成り立つものとする。この条件は、R/Ron、
またはRoff／Ronの値が10以上程度の値が目安となり、
それほど厳しい条件ではなく、一般のTFTにおいては容
易に実現できる条件である。このとき、選択画素におい
て、TFT素子１がオンとなる走査期間に波高値の絶対値
がしきい値（｜Vth｜）以上の第２の電圧信号が印加さ
れ、TFT素子１がオフとなる非走査期間内に波高値の絶
対値がしきい値（｜Vth｜）未満の第１の電圧信号に保
持するためには、 ｜Vsig (+)−Vcom｜＞Vth (+) Vth (-)＜｜Vscan (-)−Vcom｜＜Vth (+) である。一方、非選択画素において、TFT素子１がオン
となる走査期間において、不感帯の低レベルVthより負
の電圧が印加され、TFT素子１がオフとなる非走査期間
内に不感帯内の電圧に保持するためには −｜Vsig (-)−Vcom｜＜Vth (-) Vth (-)＜｜Vscan (-)−Vcom｜＜Vth (+) である。このような電圧条件、及び前述のような各抵抗
間の値をとることにより、液晶に印加される電圧は第３
図のVlc1，Vlc2のような波形とすることができる。すな
わち、選択画素においては、TFT素子がオンで画素が走
査された時だけ、不感帯の上限、即ちしきい値Vth (+)を
電圧がこえて液晶の光透過状態が変化し、表示情報がメ
モリーされ、TFT素子１がオフで画素が走査されない時
には、液晶に印加される電圧の波高値の絶対値はしきい
値（｜Vth｜）未満に保持されるので、表示情報も保持
される。また非選択画素においても同様に、TFT素子１
がオンとなり画素が走査された時だけ不感帯の下限、即
ちしきい値電圧Vth (-)以下の電圧が印加され、表示情報
がメモリーされる。一方、抵抗６を接続しない場合は、
TFT素子１のオフ抵抗Roffを通したリーク電流のために
液晶素子の電圧が、画素の選択されない期間に、不感帯
をこえてしまい、光透過状態が変化し表示情報が保持で
きないことがわかる。
上記の解析はRon≪Ｒ≪Roffの仮定のもとで行つたが、R
on＜Ｒ＜Roffの条件が成立するように抵抗６を決定し、
各抵抗の分割による液晶層への印加電圧を計算すること
により駆動が可能である。
on＜Ｒ＜Roffの条件が成立するように抵抗６を決定し、
各抵抗の分割による液晶層への印加電圧を計算すること
により駆動が可能である。
本実施例のように、抵抗６を付加し、強誘電性液晶とア
クテイブマトリクスを組み合せれば、スイツチ素子に要
求される特性が大幅に緩和される。つまり、従来のアク
テイブマトリクスでは、液晶層への書き込み時間を決定
するスイツチ素子のオン抵抗Ronと、液晶層の電圧を保
持するためのスイツチ素子のオフ抵抗Roffがそれぞれの
絶対値が要求されており、またRonとRoffとの比（オン
オフ比）Roff／Ronも、表示画素数が増加するに従い104
あるいはそれ以上の値が要求されていた。これに対し、
本発明の実施例では、印加電圧を決定する要因はRon，R
offとＲとの関係であり、TFT等のスイツチ素子のRon，R
offに合せてＲを形成すれば良い。さらに、液晶層の電
圧はこれらの抵抗の分割比で決定するため、Roff／Ron
の比もそれほど大きくとる必要はない。また、従来液晶
層の電圧を保持するために形成していたストレージキヤ
パシタも形成する必要はない。このように、本発明はア
クテイブマトリクス形成に有効である。
クテイブマトリクスを組み合せれば、スイツチ素子に要
求される特性が大幅に緩和される。つまり、従来のアク
テイブマトリクスでは、液晶層への書き込み時間を決定
するスイツチ素子のオン抵抗Ronと、液晶層の電圧を保
持するためのスイツチ素子のオフ抵抗Roffがそれぞれの
絶対値が要求されており、またRonとRoffとの比（オン
オフ比）Roff／Ronも、表示画素数が増加するに従い104
あるいはそれ以上の値が要求されていた。これに対し、
本発明の実施例では、印加電圧を決定する要因はRon，R
offとＲとの関係であり、TFT等のスイツチ素子のRon，R
offに合せてＲを形成すれば良い。さらに、液晶層の電
圧はこれらの抵抗の分割比で決定するため、Roff／Ron
の比もそれほど大きくとる必要はない。また、従来液晶
層の電圧を保持するために形成していたストレージキヤ
パシタも形成する必要はない。このように、本発明はア
クテイブマトリクス形成に有効である。
次に第２図の回路構成を用いて、中間調表示を行う場合
の、駆動波形の一実施例を第４図に示す。強誘電性液晶
の特性から考慮して、中間調表示を実現するためには次
の点を考慮しなければならない。たとえば不感帯の上限
Vth (+)よりわずかに大きな電圧パルスVpを印加すること
により、液晶素子の光透過状態が中間的な値に安定し、
中間調の表示を得ることができるが、もし、この電圧パ
ルスVpを印加し続けると光透過状態が変化してしまう現
象が見られることはすでに述べた。すなわち、強誘電性
液晶では電圧パルス印加以前の印加パルスの前歴が次の
光透過状態を決定するという現象がある。この現象を積
極的に利用した駆動方法も考えられるが、駆動方法が複
雑になる。第４図の実施例では、液晶層に加わる電圧を
一度、液晶素子の光透過率が最も小さくなるように印加
し、次に必要な中間調の透過率を得る電圧を印加する駆
動波形である。つまり、スイツチ素子がオンの際、波高
値の絶対値がしきい値（｜Vth｜）以上〔好ましくは飽
和値（｜Vsat｜）以上〕の第２の電圧信号を印加して、
液晶層の光透過状態を飽和状態にしておき、次に、波高
値の絶対値がしきい値（｜Vth｜）以上でかつ第２の電
圧信号とは逆極性の第３の電圧信号を液晶に印加して、
中間状態とする方法をとつている。この方法は、液晶層
の状態の前歴が一旦負のパルスによりクリヤーされるた
め、中間状態は信号電圧Vsigの大きさに対応して得られ
る。この駆動方法の詳しい動作を以下述べる。第１行目
の画素、第２行目の画素、…の走査電極に印加される走
査電圧をVsca1，Vscan2，…とし、ある列の信号電極に
印加される信号電圧をVsigとする。またTFT1のオン抵抗
Ron、抵抗６を通じて液晶層への充放電は速やかに行わ
れるとしたときの液晶層に印加される電圧波形はVlc1，
Vlc2となる。
の、駆動波形の一実施例を第４図に示す。強誘電性液晶
の特性から考慮して、中間調表示を実現するためには次
の点を考慮しなければならない。たとえば不感帯の上限
Vth (+)よりわずかに大きな電圧パルスVpを印加すること
により、液晶素子の光透過状態が中間的な値に安定し、
中間調の表示を得ることができるが、もし、この電圧パ
ルスVpを印加し続けると光透過状態が変化してしまう現
象が見られることはすでに述べた。すなわち、強誘電性
液晶では電圧パルス印加以前の印加パルスの前歴が次の
光透過状態を決定するという現象がある。この現象を積
極的に利用した駆動方法も考えられるが、駆動方法が複
雑になる。第４図の実施例では、液晶層に加わる電圧を
一度、液晶素子の光透過率が最も小さくなるように印加
し、次に必要な中間調の透過率を得る電圧を印加する駆
動波形である。つまり、スイツチ素子がオンの際、波高
値の絶対値がしきい値（｜Vth｜）以上〔好ましくは飽
和値（｜Vsat｜）以上〕の第２の電圧信号を印加して、
液晶層の光透過状態を飽和状態にしておき、次に、波高
値の絶対値がしきい値（｜Vth｜）以上でかつ第２の電
圧信号とは逆極性の第３の電圧信号を液晶に印加して、
中間状態とする方法をとつている。この方法は、液晶層
の状態の前歴が一旦負のパルスによりクリヤーされるた
め、中間状態は信号電圧Vsigの大きさに対応して得られ
る。この駆動方法の詳しい動作を以下述べる。第１行目
の画素、第２行目の画素、…の走査電極に印加される走
査電圧をVsca1，Vscan2，…とし、ある列の信号電極に
印加される信号電圧をVsigとする。またTFT1のオン抵抗
Ron、抵抗６を通じて液晶層への充放電は速やかに行わ
れるとしたときの液晶層に印加される電圧波形はVlc1，
Vlc2となる。
まず、第１行目が走査されている期間t1，t2のうち、t1
の期間では、走査電圧Vscan1はTFT素子のしきい値電圧
より低い電圧が印加されているためTFT素子はオフ状態
（TFTはＮチヤネル型としている）であり、ソース・ド
レイン間はRoffの抵抗となつている。このとき液晶層に
対して、Vscan (-)とVsig1との電圧及びRoffとＲとの抵
抗による電圧が印加され、その大きさＶ（t1）は となる。ここでRoffがＲにくらべて十分大きいとすると
右辺第２項０となり、Ｖ（t1）Vscan (-)となる。V
scan (-)を強誘電性液晶の不感帯の下限即ちしきい値Vth
(-)より小さい値にすることにより、t1の期間中には液
晶は負の値にクリヤーされる。次にt2の期間では、TFT
素子のしきい値電圧Vthより大きな走査電圧Vscan (+)が
印加されるため、TFT素子はオン状態となり、ソース・
ドレイン間はRonの抵抗となる。この時、液晶層に印加
される電圧Ｖ（t2）は となり、ＲがRonに比べて十分大きいものとすると上式
は、Ｖ（t2）Vsigとなり、信号電圧Vsigが液晶層に印
加される。このように、信号電圧Vsigのレベルを変調す
ることにより、強誘電性液晶を用いた階調表示が実現で
きる。
の期間では、走査電圧Vscan1はTFT素子のしきい値電圧
より低い電圧が印加されているためTFT素子はオフ状態
（TFTはＮチヤネル型としている）であり、ソース・ド
レイン間はRoffの抵抗となつている。このとき液晶層に
対して、Vscan (-)とVsig1との電圧及びRoffとＲとの抵
抗による電圧が印加され、その大きさＶ（t1）は となる。ここでRoffがＲにくらべて十分大きいとすると
右辺第２項０となり、Ｖ（t1）Vscan (-)となる。V
scan (-)を強誘電性液晶の不感帯の下限即ちしきい値Vth
(-)より小さい値にすることにより、t1の期間中には液
晶は負の値にクリヤーされる。次にt2の期間では、TFT
素子のしきい値電圧Vthより大きな走査電圧Vscan (+)が
印加されるため、TFT素子はオン状態となり、ソース・
ドレイン間はRonの抵抗となる。この時、液晶層に印加
される電圧Ｖ（t2）は となり、ＲがRonに比べて十分大きいものとすると上式
は、Ｖ（t2）Vsigとなり、信号電圧Vsigが液晶層に印
加される。このように、信号電圧Vsigのレベルを変調す
ることにより、強誘電性液晶を用いた階調表示が実現で
きる。
第５図は第１図において制御電圧Vcontを隣接する画素
の走査電極の電圧をした変形例である。その駆動波形を
第６図に示す。
の走査電極の電圧をした変形例である。その駆動波形を
第６図に示す。
走査電圧Vscan1，Vscan2，Vscan3，…はTFT素子の走査
電圧と次のラインの画素のコントロール信号Vcontを兼
用している。信号電圧Vsigは負電位の書き込み電圧であ
り、画素PE1,PE2,…の液晶層に印加される電圧をVlc1，
Vlc2，…とする。まず画素PE1の液晶層に加わる電圧V
lc1に注目する。TFTはＮチヤネル構造であるとすると、
期間t1の間は画素PE1のTFTにはVscan2が印加されている
ため、ゲート電極電位がTFT素子のしきい値電圧Vthより
小さくTFT素子はオフ状態であり、チヤネル部は抵抗R
offの値となつている。このため、液晶層に印加される
電圧Vlc1（t1）はVscan1と信号電圧Vsigとを、抵抗Ｒと
TFT素子のオフ抵抗Roffとの分割となり、 で表現される。ここでRoff≫Ｒの条件では上式はV
lc1（t1）Vscan (+)となる。
電圧と次のラインの画素のコントロール信号Vcontを兼
用している。信号電圧Vsigは負電位の書き込み電圧であ
り、画素PE1,PE2,…の液晶層に印加される電圧をVlc1，
Vlc2，…とする。まず画素PE1の液晶層に加わる電圧V
lc1に注目する。TFTはＮチヤネル構造であるとすると、
期間t1の間は画素PE1のTFTにはVscan2が印加されている
ため、ゲート電極電位がTFT素子のしきい値電圧Vthより
小さくTFT素子はオフ状態であり、チヤネル部は抵抗R
offの値となつている。このため、液晶層に印加される
電圧Vlc1（t1）はVscan1と信号電圧Vsigとを、抵抗Ｒと
TFT素子のオフ抵抗Roffとの分割となり、 で表現される。ここでRoff≫Ｒの条件では上式はV
lc1（t1）Vscan (+)となる。
また期間t2では、画素PE1のTFTのゲート電極に走査電圧
Vscan (+)が印加されTFTがオン状態となり、チヤネル部
はRonの抵抗となる。このとき液晶層に印加される電圧V
lc1（t2）は、 となり、Ｒ≫Ronの条件ではVlc1（t2）Vsigとなる。
すなわち液晶層への電圧は、時定数が十分に速いものと
すると第６図のVlc1，Vlc2のようになる。ここで、走査
電圧Vscan1，Vscan2，…を強誘電性液晶のしきい値電圧
Vth (+)より十分大きな電圧に設定することにより、液晶
層に信号電圧が印加される直前に正の値にリセツトされ
る。そして信号電圧Vsigをしきい値電圧Vth (-)よりやや
小さな値で変化させることにより、液晶層を中間状態で
制御でき、中間調表示が可能となる。この場合、当然信
号電圧を不感帯より十分大きな振幅に設定することによ
り２階調表示も可能である。
Vscan (+)が印加されTFTがオン状態となり、チヤネル部
はRonの抵抗となる。このとき液晶層に印加される電圧V
lc1（t2）は、 となり、Ｒ≫Ronの条件ではVlc1（t2）Vsigとなる。
すなわち液晶層への電圧は、時定数が十分に速いものと
すると第６図のVlc1，Vlc2のようになる。ここで、走査
電圧Vscan1，Vscan2，…を強誘電性液晶のしきい値電圧
Vth (+)より十分大きな電圧に設定することにより、液晶
層に信号電圧が印加される直前に正の値にリセツトされ
る。そして信号電圧Vsigをしきい値電圧Vth (-)よりやや
小さな値で変化させることにより、液晶層を中間状態で
制御でき、中間調表示が可能となる。この場合、当然信
号電圧を不感帯より十分大きな振幅に設定することによ
り２階調表示も可能である。
第７図は第１図の実施例において、素子３を抵抗６と
し、コントロール信号Vcontを共通電極電圧Vcomとした
構造である。この場合も、いままで述べた実施例とほぼ
同様な効果が得られる。
し、コントロール信号Vcontを共通電極電圧Vcomとした
構造である。この場合も、いままで述べた実施例とほぼ
同様な効果が得られる。
さてこれまではコントロール信号Vcontを画素内のある
電圧と兼用した構造について述べたが、これを第８図の
ように、全く別個な信号源に接続しても良い。
電圧と兼用した構造について述べたが、これを第８図の
ように、全く別個な信号源に接続しても良い。
これまでの実施例では液晶層の電圧制御用素子として抵
抗を用いた例について述べてきた。この素子は抵抗以外
でも各種の素子が使用できる。
抗を用いた例について述べてきた。この素子は抵抗以外
でも各種の素子が使用できる。
第９図はTFT素子７を強誘電性液晶層２の電圧制御用素
子として用いた例である。この実施例ではTFT素子１及
びTFT素子７ともＮチヤネル型を用いた回路構成を示
す。
子として用いた例である。この実施例ではTFT素子１及
びTFT素子７ともＮチヤネル型を用いた回路構成を示
す。
第10図は第９図の回路の駆動方法を示したものである。
たとえば走査電圧Vscan2は画素PE1のTFT素子１の走査電
圧と、画素PE2のTFT素子７の走査電圧及び画素PE2の液
晶層のコントロール電圧Vcontとを兼用している。期間t
1においてはVscan1によりPE1のTFT素子７がオン状態と
なり、同時にVscan1がTFT素子７を通して液晶層に印加
される。次に期間t2において画素PE1のTFT素子７はV
scan1が低レベル電圧となるためオフ状態となり、V
scan2によりTFT素子１がオン状態となる。これにより信
号電圧VsigがTFT素子１を通して液晶層に印加される。
ここで走査電圧Vscan1，Vscan2，…を液晶層のしきい値
電圧の絶対値（｜Vth｜）より十分大きな電圧に設定す
ることにより、液晶層に信号電圧が印加される前に一度
正の値の電圧が印加され液晶層の状態がリセツトされ
る。ここで信号電圧Vsigの電圧レベルを調整すること
で、中間調表示も二階調表示のいずれも可能である。
たとえば走査電圧Vscan2は画素PE1のTFT素子１の走査電
圧と、画素PE2のTFT素子７の走査電圧及び画素PE2の液
晶層のコントロール電圧Vcontとを兼用している。期間t
1においてはVscan1によりPE1のTFT素子７がオン状態と
なり、同時にVscan1がTFT素子７を通して液晶層に印加
される。次に期間t2において画素PE1のTFT素子７はV
scan1が低レベル電圧となるためオフ状態となり、V
scan2によりTFT素子１がオン状態となる。これにより信
号電圧VsigがTFT素子１を通して液晶層に印加される。
ここで走査電圧Vscan1，Vscan2，…を液晶層のしきい値
電圧の絶対値（｜Vth｜）より十分大きな電圧に設定す
ることにより、液晶層に信号電圧が印加される前に一度
正の値の電圧が印加され液晶層の状態がリセツトされ
る。ここで信号電圧Vsigの電圧レベルを調整すること
で、中間調表示も二階調表示のいずれも可能である。
TFT素子のオフ抵抗Roffが十分大きい場合には信号電極
４から信号電圧Vsigのリークがなく、液晶層に不要な電
圧が印加されないため特に問題は生じない。しかしTFT
素子のオフ抵抗Roffが十分でない場合は信号電圧のリー
クを小さく抑えるために、TFT素子１のオフ抵抗Roff1と
TFT素子７のオフ抵抗Roff7との間にRoff1≫Roff7となる
ようにTFT素子を設計しなければならない。このために
は、TFT素子形状、すなわちチヤネル長Ｌとチヤネル幅
Ｗを調整し、オフ抵抗Roffを変える必要がある。あるい
は、どちらか一個のTFT素子のチヤネル部にイオン打込
み等の方法により不純物をドーピングし、TFT素子のし
きい値電圧Vthを変え、動作点でのオフ抵抗Roffを変え
る方法などがあげられる。
４から信号電圧Vsigのリークがなく、液晶層に不要な電
圧が印加されないため特に問題は生じない。しかしTFT
素子のオフ抵抗Roffが十分でない場合は信号電圧のリー
クを小さく抑えるために、TFT素子１のオフ抵抗Roff1と
TFT素子７のオフ抵抗Roff7との間にRoff1≫Roff7となる
ようにTFT素子を設計しなければならない。このために
は、TFT素子形状、すなわちチヤネル長Ｌとチヤネル幅
Ｗを調整し、オフ抵抗Roffを変える必要がある。あるい
は、どちらか一個のTFT素子のチヤネル部にイオン打込
み等の方法により不純物をドーピングし、TFT素子のし
きい値電圧Vthを変え、動作点でのオフ抵抗Roffを変え
る方法などがあげられる。
第11図はTFT素子１の走査電極にコントロール信号を接
続し、TFT素子７の走査電圧は該画素の１行前（必要に
よつては複数行前）の走査電極に接続した構造である。
駆動方法は第12図のように、たとえばVscan2は画素PE1
の液晶層を負の電圧によりリセツトする役割と次の期間
にTFT素子１を走査しオン状態にする役割とを持つてい
る。
続し、TFT素子７の走査電圧は該画素の１行前（必要に
よつては複数行前）の走査電極に接続した構造である。
駆動方法は第12図のように、たとえばVscan2は画素PE1
の液晶層を負の電圧によりリセツトする役割と次の期間
にTFT素子１を走査しオン状態にする役割とを持つてい
る。
これまでの実施例では１画素内に形成する２個のTFT素
子は共にＮチヤネル構造であるとしたが、これをＰチヤ
ネル構造のTFTとＮチヤネル構造のTFTとを組み合せた構
成でも良い。第13図は、両チヤネルの素子を組み合せた
ときの回路の実施例である。TFT素子１をＮチヤネルTFT
素子７をＰチヤネルの構成としても、またその逆の組み
合せとしても動作可能である。第14図はTFT素子１をＮ
チネル、TFT素子７をＰチヤネルとした場合の駆動波
形、また第15図はTFT素子１をＰチヤネル、TFT素子７を
Ｎチヤネルとした場合の駆動波形を示す。
子は共にＮチヤネル構造であるとしたが、これをＰチヤ
ネル構造のTFTとＮチヤネル構造のTFTとを組み合せた構
成でも良い。第13図は、両チヤネルの素子を組み合せた
ときの回路の実施例である。TFT素子１をＮチヤネルTFT
素子７をＰチヤネルの構成としても、またその逆の組み
合せとしても動作可能である。第14図はTFT素子１をＮ
チネル、TFT素子７をＰチヤネルとした場合の駆動波
形、また第15図はTFT素子１をＰチヤネル、TFT素子７を
Ｎチヤネルとした場合の駆動波形を示す。
第16図に強誘電性液晶を用いたアクテイブマトリクスデ
イスプレイの構造を示す。基板８は、たとえばバリウム
硼硅酸ガラスや石英ガラスなどの透明基板であり、その
上に多結晶シリコン膜や再結晶化シリコン膜などの半導
値薄膜12、絶縁膜13を形成し、公知の製造プロセスでゲ
ート電極15、ドレイン電極14、透明電極10等を形成し、
TFT素子を製作した。その後、TFT上にたとえば有機物の
薄膜16をスピンナー塗布等により形成し、TFT部以外の
部分を除去した。その上に、ガラス基板９に透明電極10
を形成した対向ガラス基板を積層した。このような構造
とすることにより、セルギヤツプはTFTの高さと有機塗
布膜16とにより決定され、２μｍ程度あるいはそれ以外
のギヤツプを表示部全域にわたつて形成できた。ここで
前に述べた成分の液晶を封入し、強誘電性液晶とアクテ
イブマトリクスを積層したデイスプレイを形成すること
ができる。
イスプレイの構造を示す。基板８は、たとえばバリウム
硼硅酸ガラスや石英ガラスなどの透明基板であり、その
上に多結晶シリコン膜や再結晶化シリコン膜などの半導
値薄膜12、絶縁膜13を形成し、公知の製造プロセスでゲ
ート電極15、ドレイン電極14、透明電極10等を形成し、
TFT素子を製作した。その後、TFT上にたとえば有機物の
薄膜16をスピンナー塗布等により形成し、TFT部以外の
部分を除去した。その上に、ガラス基板９に透明電極10
を形成した対向ガラス基板を積層した。このような構造
とすることにより、セルギヤツプはTFTの高さと有機塗
布膜16とにより決定され、２μｍ程度あるいはそれ以外
のギヤツプを表示部全域にわたつて形成できた。ここで
前に述べた成分の液晶を封入し、強誘電性液晶とアクテ
イブマトリクスを積層したデイスプレイを形成すること
ができる。
〔発明の効果〕 本発明によれば、強誘電性液晶の特性を利用し、特性の
不十分なTFT素子等のスイツチ素子を用いても良好な駆
動が可能となる。また、TFT素子等のスイツチ素子の制
御電極に印加する走査電圧を利用して、液晶層をあらか
じめ飽和状態にしておき、その後信号電圧により中間状
態を実現するため、再現性の良好な中間調表示が得られ
る。
不十分なTFT素子等のスイツチ素子を用いても良好な駆
動が可能となる。また、TFT素子等のスイツチ素子の制
御電極に印加する走査電圧を利用して、液晶層をあらか
じめ飽和状態にしておき、その後信号電圧により中間状
態を実現するため、再現性の良好な中間調表示が得られ
る。
第１図は本発明の実施例の回路図、第２図，第５図，第
７図，第８図，第９図，第11図，第13図は実施例の具体
的な回路図、第３図，第４図，第６図，第10図，第12
図，第14図，第15図は駆動波形を示す図、第16図は実施
例の断面図、第17図は試験用素子の断面図、第18図，第
19図，第20図，第21図は強誘電性液晶の基本特性図であ
る。 1,7…TFT素子、２…強誘電性液晶層、３…電圧コントロ
ール素子、４…信号電極、５…走査電極、６…抵抗、８
…透明絶縁基板、９…ガラス基板、10…透明電極、11…
液晶、12…半導体薄膜、13…絶縁物、14…信号電極、15
…ゲート電極、16…有機薄膜、17…ガラス基板、18…透
明電極、19…スペーサ、20…強誘電性液晶。
７図，第８図，第９図，第11図，第13図は実施例の具体
的な回路図、第３図，第４図，第６図，第10図，第12
図，第14図，第15図は駆動波形を示す図、第16図は実施
例の断面図、第17図は試験用素子の断面図、第18図，第
19図，第20図，第21図は強誘電性液晶の基本特性図であ
る。 1,7…TFT素子、２…強誘電性液晶層、３…電圧コントロ
ール素子、４…信号電極、５…走査電極、６…抵抗、８
…透明絶縁基板、９…ガラス基板、10…透明電極、11…
液晶、12…半導体薄膜、13…絶縁物、14…信号電極、15
…ゲート電極、16…有機薄膜、17…ガラス基板、18…透
明電極、19…スペーサ、20…強誘電性液晶。
Claims (1)
- 【請求項１】複数の走査電極と複数の信号電極の交差部
のそれぞれに３端子スイッチ素子と、一対の表示電極間
に強誘電性液晶を挾持してなる画素を設けた液晶素子に
おいて、 前記３端子スイッチ素子は、制御端子が前記交差部の走
査電極に、第１の主端子が前記交差部の信号電極に、第
２の主端子が前記表示電極の一方にそれぞれ接続され、 前記表示電極の一方には前記一対の表示電極に印加され
る電圧を制御する抵抗素子の一方の端子が接続され、前
記抵抗素子の他方の端子は前記交差部の走査電極に接続
されることを特徴とする液晶素子。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59184646A JPH0693166B2 (ja) | 1984-09-05 | 1984-09-05 | 液晶素子 |
| KR1019850006186A KR930010456B1 (ko) | 1984-09-05 | 1985-08-27 | 액정소자 및 액정소자의 구동방법 |
| DE8585110812T DE3574515D1 (de) | 1984-09-05 | 1985-08-28 | Fluessigkristallbauelement und verfahren zu dessen betrieb. |
| EP85110812A EP0176763B1 (en) | 1984-09-05 | 1985-08-28 | Liquid crystal device and method of driving the same |
| US06/770,204 US4818077A (en) | 1984-09-05 | 1985-08-28 | Ferroelectric liquid crystal device and method of driving the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59184646A JPH0693166B2 (ja) | 1984-09-05 | 1984-09-05 | 液晶素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6163895A JPS6163895A (ja) | 1986-04-02 |
| JPH0693166B2 true JPH0693166B2 (ja) | 1994-11-16 |
Family
ID=16156872
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59184646A Expired - Lifetime JPH0693166B2 (ja) | 1984-09-05 | 1984-09-05 | 液晶素子 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4818077A (ja) |
| EP (1) | EP0176763B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0693166B2 (ja) |
| KR (1) | KR930010456B1 (ja) |
| DE (1) | DE3574515D1 (ja) |
Families Citing this family (70)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2593632B1 (fr) * | 1986-01-27 | 1988-03-18 | Maurice Francois | Ecran d'affichage a matrice active et procedes de realisation de cet ecran |
| US7864151B1 (en) | 1986-07-07 | 2011-01-04 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Portable electronic device |
| FR2605442B1 (fr) * | 1986-10-17 | 1988-12-09 | Thomson Csf | Ecran de visualisation electrooptique a transistors de commande et procede de realisation |
| FR2606194B1 (fr) * | 1986-11-05 | 1989-02-17 | Commissariat Energie Atomique | Dispositif d'affichage matriciel et procede de commande de ce dispositif |
| NL8700627A (nl) * | 1987-03-17 | 1988-10-17 | Philips Nv | Werkwijze voor het besturen van een vloeibaar kristalweergeefinrichting en bijbehorende weergeefinrichting. |
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| NL8701420A (nl) * | 1987-06-18 | 1989-01-16 | Philips Nv | Weergeefinrichting en werkwijze voor het besturen van een dergelijke weergeefinrichting. |
| NL8703040A (nl) * | 1987-12-16 | 1989-07-17 | Philips Nv | Werkwijze voor het besturen van een passieve ferro-elektrisch vloeibaar kristal weergeefinrichting. |
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| NL8703085A (nl) * | 1987-12-21 | 1989-07-17 | Philips Nv | Werkwijze voor het besturen van een weergeefinrichting. |
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| FR2637408A1 (fr) * | 1988-09-30 | 1990-04-06 | Commissariat Energie Atomique | Procede d'adressage d'un ecran d'affichage a cristaux liquides ferroelectriques a phase smectique chirale |
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