JPS617827A - 液晶素子の駆動法 - Google Patents
液晶素子の駆動法Info
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- JPS617827A JPS617827A JP59127417A JP12741784A JPS617827A JP S617827 A JPS617827 A JP S617827A JP 59127417 A JP59127417 A JP 59127417A JP 12741784 A JP12741784 A JP 12741784A JP S617827 A JPS617827 A JP S617827A
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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。
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]
本発明は液晶を用いた光シヤツターアレイ、画像表示装
置等の駆動方法に関するものであり、さらに詳しくは双
安定性液晶、特に強誘電性液晶をアクティブマトリック
ス構成により駆動する方法に関するものである。
置等の駆動方法に関するものであり、さらに詳しくは双
安定性液晶、特に強誘電性液晶をアクティブマトリック
ス構成により駆動する方法に関するものである。
[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。この表示素子の駆動法としては、走
査電極群に、順次1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
るが、この表示素子及びその駆動法は、以下に述べる如
き致命的とも言える大きな欠点を有していた。
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。この表示素子の駆動法としては、走
査電極群に、順次1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
るが、この表示素子及びその駆動法は、以下に述べる如
き致命的とも言える大きな欠点を有していた。
即ち、画素密度を高く、或いは画面を大きくするのが難
しいことである。従来の液晶の中で応答速度が比較的高
く、シかも消費電力が小さいことから、表示素子として
実用に供されているのは殆どが、例えば、M、 5ch
adtとW、 He1frich著。
しいことである。従来の液晶の中で応答速度が比較的高
く、シかも消費電力が小さいことから、表示素子として
実用に供されているのは殆どが、例えば、M、 5ch
adtとW、 He1frich著。
”^pplied Physics Letters″
、 Vol、 18. No、4(1871,2,15
) 、 P、 127〜128のVo l tage−
Dependent 0ptical Activit
y of a TwistedNematic Liq
uid Crystal″に示されたTN(twist
ed nematic)型の液晶を用いたものであり、
この型の液晶は、無電界状態で正の誘電異方性をもつ、
ネマチック液晶の分子が、液晶層厚方向で捩れた構造(
ヘリカル構造)を形成し、両電極面でこの液晶の分子が
互いに並行に配列した構造を形成している。一方、電界
印加状態では、正の誘電異方性をもつネマチック液晶が
電界方向に配列し、この結果光調変調を起すことができ
る。
、 Vol、 18. No、4(1871,2,15
) 、 P、 127〜128のVo l tage−
Dependent 0ptical Activit
y of a TwistedNematic Liq
uid Crystal″に示されたTN(twist
ed nematic)型の液晶を用いたものであり、
この型の液晶は、無電界状態で正の誘電異方性をもつ、
ネマチック液晶の分子が、液晶層厚方向で捩れた構造(
ヘリカル構造)を形成し、両電極面でこの液晶の分子が
互いに並行に配列した構造を形成している。一方、電界
印加状態では、正の誘電異方性をもつネマチック液晶が
電界方向に配列し、この結果光調変調を起すことができ
る。
この型の液晶を用いてマトリクス電極構造によって表示
素子を構成した場合、走査電極と信号電極が共に選択さ
れる領域(選択点)には、液晶分子を電極面に垂直に配
列させるに要する閾値以上の電圧が印加され、走査電極
と信号電極が共に選択されない領域(非選択点)には電
圧は印加されず、したがって液晶分子は電極面に対して
並行な安定配列を保っている。このような液晶セルの上
下に、互いにクロスニコル関係にある直線偏光子を配置
することにより1選択点では光が透過せず、非選択点で
は光が透過するため、画像素子とすることが可能となる
。然し乍ら、マトリクス電極構造を構成した場合には、
走査電極が選択され、信号電極が選択されない領域或い
は、走査電極が選択されず、信号電極が選択される領域
(所謂”半選択点°′)にも有限の電界がかかってしま
う。選択点にかかる電圧と、半選択点にかかる電圧の差
が充分に大きく、液晶分子を電界に垂直に配列させるに
要する電圧闇値がこの中間の電圧値に設定されるならば
、表示素子は正常に動作するわけである。しかし、この
方式において、走査線数(N)を増やして行った場合、
画面全体(lフレーム)を走査する間に一つの選択点に
有効な電界がかかっている時間(duty比)は、l/
Nの割合で減少してしまう。このために、くり返し走査
を行−〕だ場合の選択点と非選択点にかかる実効値とし
ての電圧差は、走査線数が増えれば増える程小さくなり
、結果的には画像コントラストの低下やクロストークが
避は難G)欠点となっている。このような現象は、水安
定状態を有さない液晶(電極面に対し、液晶分子が水平
に配向しているのが安定状態であり、電界が有効に印加
されている間のみ垂直に配向する)を、時間的蓄積効果
を利用して駆動する(即ち、繰り返し走査する)ときに
生じる本質的には避は難い問題点である。この点を改良
するために、電圧平均化法、2周波駆動法や多重マトリ
クス法等が既に提案されているが、いずれの方法でも不
充分であり、表示素子の大画面化や高密度化は、走査線
数が充分に増やせないことによって頭打ちになっている
のが現状である。
素子を構成した場合、走査電極と信号電極が共に選択さ
れる領域(選択点)には、液晶分子を電極面に垂直に配
列させるに要する閾値以上の電圧が印加され、走査電極
と信号電極が共に選択されない領域(非選択点)には電
圧は印加されず、したがって液晶分子は電極面に対して
並行な安定配列を保っている。このような液晶セルの上
下に、互いにクロスニコル関係にある直線偏光子を配置
することにより1選択点では光が透過せず、非選択点で
は光が透過するため、画像素子とすることが可能となる
。然し乍ら、マトリクス電極構造を構成した場合には、
走査電極が選択され、信号電極が選択されない領域或い
は、走査電極が選択されず、信号電極が選択される領域
(所謂”半選択点°′)にも有限の電界がかかってしま
う。選択点にかかる電圧と、半選択点にかかる電圧の差
が充分に大きく、液晶分子を電界に垂直に配列させるに
要する電圧闇値がこの中間の電圧値に設定されるならば
、表示素子は正常に動作するわけである。しかし、この
方式において、走査線数(N)を増やして行った場合、
画面全体(lフレーム)を走査する間に一つの選択点に
有効な電界がかかっている時間(duty比)は、l/
Nの割合で減少してしまう。このために、くり返し走査
を行−〕だ場合の選択点と非選択点にかかる実効値とし
ての電圧差は、走査線数が増えれば増える程小さくなり
、結果的には画像コントラストの低下やクロストークが
避は難G)欠点となっている。このような現象は、水安
定状態を有さない液晶(電極面に対し、液晶分子が水平
に配向しているのが安定状態であり、電界が有効に印加
されている間のみ垂直に配向する)を、時間的蓄積効果
を利用して駆動する(即ち、繰り返し走査する)ときに
生じる本質的には避は難い問題点である。この点を改良
するために、電圧平均化法、2周波駆動法や多重マトリ
クス法等が既に提案されているが、いずれの方法でも不
充分であり、表示素子の大画面化や高密度化は、走査線
数が充分に増やせないことによって頭打ちになっている
のが現状である。
[発明が解決しようとする問題点]
本発明の目的は、前述したような従来の液晶表示素子に
おける問題点を悉く解決した新規な双安定性液晶、特に
強誘電性液晶素子の駆動法を提供することにある。
おける問題点を悉く解決した新規な双安定性液晶、特に
強誘電性液晶素子の駆動法を提供することにある。
即ち、本発明は電圧応答速度が早く、状態記憶性を有す
る強誘電性液晶をアクティブマトリックスにより2方向
の電界を印加して明、暗の2つの状態に駆動することに
より、画素数の多い大画面の表示及び高速度で画像を表
示する強誘電性液晶の駆動方法を提供することを目的と
するものである。
る強誘電性液晶をアクティブマトリックスにより2方向
の電界を印加して明、暗の2つの状態に駆動することに
より、画素数の多い大画面の表示及び高速度で画像を表
示する強誘電性液晶の駆動方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手段]及び[作用]本発明の
液晶素子の駆動方法は、FET (電界効果トランジス
タ)のゲート以外の端子である第一端子と接続した画素
電極を該FETに対応して複数設けた第一基板と該画素
電極に対向する対向電極を設けた第二基板を有し、前記
画素電極と対向電極の間に電界に対して双安定状態を有
する強誘電性液晶を挟持した構造の液晶素子の駆動法で
あって、前記FETのゲートがゲートオン状態となる信
号印加と同期させてFETのゲート以外の端子である第
一端子と第二端子の間で電界を形成することによって、
第一の配向状態に強誘電性液晶の配列を制御する第一位
相と、前記第一端子と第二端子の間で形成した電界と逆
極性の電界を第一端子と第二端子の間で形成することに
よって、第二の配向状態に強誘電性液晶の配列を制御す
る第二位相を有し、前記対向電極群に表示信号を印加す
るとともに各画素に対応しているFET端子のうち、ソ
ースもしくは、ドレインを共通端子に接続してゲートに
走査信号を印加する時分割駆動であり、かかる走査信号
線(ゲート)に所定の走査信号を印加するとともに、表
示信号線(複数のストライプ状対向電極群)に所定の表
示信号を印加する事により、順次選択された走査信号線
上の全画素の表示状態を第一の配向状態に基づく表示状
態に一様にそろえ、次に前記走査信号線に所定の電圧信
号を印加するとともに、選択された表示信号線に第二の
配向状態を形成する所定の電圧信号を印加することを特
徴とするものである。
液晶素子の駆動方法は、FET (電界効果トランジス
タ)のゲート以外の端子である第一端子と接続した画素
電極を該FETに対応して複数設けた第一基板と該画素
電極に対向する対向電極を設けた第二基板を有し、前記
画素電極と対向電極の間に電界に対して双安定状態を有
する強誘電性液晶を挟持した構造の液晶素子の駆動法で
あって、前記FETのゲートがゲートオン状態となる信
号印加と同期させてFETのゲート以外の端子である第
一端子と第二端子の間で電界を形成することによって、
第一の配向状態に強誘電性液晶の配列を制御する第一位
相と、前記第一端子と第二端子の間で形成した電界と逆
極性の電界を第一端子と第二端子の間で形成することに
よって、第二の配向状態に強誘電性液晶の配列を制御す
る第二位相を有し、前記対向電極群に表示信号を印加す
るとともに各画素に対応しているFET端子のうち、ソ
ースもしくは、ドレインを共通端子に接続してゲートに
走査信号を印加する時分割駆動であり、かかる走査信号
線(ゲート)に所定の走査信号を印加するとともに、表
示信号線(複数のストライプ状対向電極群)に所定の表
示信号を印加する事により、順次選択された走査信号線
上の全画素の表示状態を第一の配向状態に基づく表示状
態に一様にそろえ、次に前記走査信号線に所定の電圧信
号を印加するとともに、選択された表示信号線に第二の
配向状態を形成する所定の電圧信号を印加することを特
徴とするものである。
本発明の駆動法で用いる強誘電性液晶としては、加えら
れる電界に応じて第一の光学的安定状態と第二の光学的
安定状態とのいずれかを取る。
れる電界に応じて第一の光学的安定状態と第二の光学的
安定状態とのいずれかを取る。
すなわち電界に対する双安定状態を有する物質、特にこ
のような性質を有する液晶が用いられる。
のような性質を有する液晶が用いられる。
本発明の駆動法で用いることができる双安定性を有する
強誘電性液晶としては、強訴電性を有するカイラルスメ
クティック液晶が最も好ましく、そのうち力イラルスメ
クティックC相(StmCり又H相(SmH象)の液晶
が適している。この強誘電性液晶については、”I、E
JOURNAL DE P)fYsIOUELETT
ER3″3B (L−69)H175,r Ferr
oelectricLiquid Crystals
J ; Applied physics
Let−ters″3B (11) 1980
、 r Submicro 5econd B1−5t
able Electrooptic Switc
hing in l、1quidCrystals
J ;”固体物理″1B (141) 1981
r液晶」等に記載されており、本発明ではこれらに開示
された強誘電性液晶を用いることができる。
強誘電性液晶としては、強訴電性を有するカイラルスメ
クティック液晶が最も好ましく、そのうち力イラルスメ
クティックC相(StmCり又H相(SmH象)の液晶
が適している。この強誘電性液晶については、”I、E
JOURNAL DE P)fYsIOUELETT
ER3″3B (L−69)H175,r Ferr
oelectricLiquid Crystals
J ; Applied physics
Let−ters″3B (11) 1980
、 r Submicro 5econd B1−5t
able Electrooptic Switc
hing in l、1quidCrystals
J ;”固体物理″1B (141) 1981
r液晶」等に記載されており、本発明ではこれらに開示
された強誘電性液晶を用いることができる。
より具体的には、本発明法に用いられる強誘電性液晶化
合物の例としては、デシロキシへンジリデンーP′−ア
ミノー2−メチルブチルシンナメート(DOBAMBC
) 、ヘキシルオキシベンジリデン−P′−アミノ−2
−クロロプロピルシンナメート()IOBAcPG)お
よび4−o−(2−メチル)−ブチルレソルシリデンー
4′−オクチルアニリン(MBRA8)等が挙げられる
。
合物の例としては、デシロキシへンジリデンーP′−ア
ミノー2−メチルブチルシンナメート(DOBAMBC
) 、ヘキシルオキシベンジリデン−P′−アミノ−2
−クロロプロピルシンナメート()IOBAcPG)お
よび4−o−(2−メチル)−ブチルレソルシリデンー
4′−オクチルアニリン(MBRA8)等が挙げられる
。
これらの材料を用いて、素子を構成する場合。
液晶化合物がSmC1相又は5raH本相となるような
温度状態に保持する為、必要に応じて素子をヒーターが
埋め込まれた銅ブロック等により支持することができる
。。
温度状態に保持する為、必要に応じて素子をヒーターが
埋め込まれた銅ブロック等により支持することができる
。。
第1図は、強誘電性液晶セルの例を模式的に描いたもの
である。lと1′は、InO、SnOやITO(Ind
iu+n−Tin 0xide)等の透明電極がコート
された基板(ガラス板)であり、その間に液晶分子層2
がガラス面に垂直になるよう配向したSac零相の液晶
が封入されている。太線で示した線3が液晶分子を表わ
しており、この液晶分子3は、その分子に直交した方向
に双極子モーメン)(Pよ)4を有している。基板1と
1′上の電極間に一定の1M4fi以りの電圧を印加す
ると、液晶分子3のらせん構造がほどけ、双極子モーメ
ント(Pよ)4はすべて電界方向に向くよう、液晶分子
3の配向方向を変えることができる。液晶分子3は細長
い形状を有しており、その長袖方向と短軸方向で屈折率
異方性を示し、従って例えばガラス面の上下に互いにク
ロスニコルの位置関係に配置した偏光子を置けば、電圧
印加極性によって光学特性が変わる液晶光学変調素子と
なることは、容易に理解される。さらに液晶セルの厚さ
を充分に薄くした場合(例えばIJL)には、第2図に
示すように電界を印加していない状態でも液晶分子のら
せん構造は、はどけ(非らせん構造)、その双極子モー
メントP又はP′は上向き(4a)又は下向(4b)の
どちらかの状態をとる。このようなセルに第2図に示す
如く一定の閾値以上の極性の異なる電界E又はE′を所
定時間付与すると、双極子モーメントは電界E又はE′
の電界ベクトルに対応して」二向き4a又は、下向き4
bと向きを変え、それに応じて液晶分子は第一の配向状
態5かあるいは第二の配向状態5′の何れか一方に配向
する。
である。lと1′は、InO、SnOやITO(Ind
iu+n−Tin 0xide)等の透明電極がコート
された基板(ガラス板)であり、その間に液晶分子層2
がガラス面に垂直になるよう配向したSac零相の液晶
が封入されている。太線で示した線3が液晶分子を表わ
しており、この液晶分子3は、その分子に直交した方向
に双極子モーメン)(Pよ)4を有している。基板1と
1′上の電極間に一定の1M4fi以りの電圧を印加す
ると、液晶分子3のらせん構造がほどけ、双極子モーメ
ント(Pよ)4はすべて電界方向に向くよう、液晶分子
3の配向方向を変えることができる。液晶分子3は細長
い形状を有しており、その長袖方向と短軸方向で屈折率
異方性を示し、従って例えばガラス面の上下に互いにク
ロスニコルの位置関係に配置した偏光子を置けば、電圧
印加極性によって光学特性が変わる液晶光学変調素子と
なることは、容易に理解される。さらに液晶セルの厚さ
を充分に薄くした場合(例えばIJL)には、第2図に
示すように電界を印加していない状態でも液晶分子のら
せん構造は、はどけ(非らせん構造)、その双極子モー
メントP又はP′は上向き(4a)又は下向(4b)の
どちらかの状態をとる。このようなセルに第2図に示す
如く一定の閾値以上の極性の異なる電界E又はE′を所
定時間付与すると、双極子モーメントは電界E又はE′
の電界ベクトルに対応して」二向き4a又は、下向き4
bと向きを変え、それに応じて液晶分子は第一の配向状
態5かあるいは第二の配向状態5′の何れか一方に配向
する。
このような強誘電性液晶を光学変調素子として用いるこ
との利点は2つある。第1に、応答速度が極めて速いこ
と、第2に液晶分子の配向が双安定状態を有することで
ある。第2の点を例えば第2図によって説明すると、電
界Eを印加すると液晶分子は第一の配向状態5に配向す
るが、この状態は電界を切っても安定である。又、逆向
きの電界E′を印加すると、液晶分子は第二の配向状態
5′に配向して、その分子の向きを変えるが、やはり電
界を切ってもこの状態に留っている。又、与える電界E
が一定の閾値を越えない限り、それぞれの配向状態にや
はり維持されている。このような応答速度の速さと、双
安定性が有効に実現されるには、セルとしては出来るだ
け薄い方が好ましく、一般的には、0.5 p、〜20
pL、特に1ル〜5ILが適している。この種の強誘電
性液晶を用いたブトリフスミ極構造を有する液晶−電気
光学装置は、例えばクラークとラガバルにより、米国特
許第4387924号明細書で提案されている。
との利点は2つある。第1に、応答速度が極めて速いこ
と、第2に液晶分子の配向が双安定状態を有することで
ある。第2の点を例えば第2図によって説明すると、電
界Eを印加すると液晶分子は第一の配向状態5に配向す
るが、この状態は電界を切っても安定である。又、逆向
きの電界E′を印加すると、液晶分子は第二の配向状態
5′に配向して、その分子の向きを変えるが、やはり電
界を切ってもこの状態に留っている。又、与える電界E
が一定の閾値を越えない限り、それぞれの配向状態にや
はり維持されている。このような応答速度の速さと、双
安定性が有効に実現されるには、セルとしては出来るだ
け薄い方が好ましく、一般的には、0.5 p、〜20
pL、特に1ル〜5ILが適している。この種の強誘電
性液晶を用いたブトリフスミ極構造を有する液晶−電気
光学装置は、例えばクラークとラガバルにより、米国特
許第4387924号明細書で提案されている。
本発明は、アクティブマトリックスを構成するTPT
(薄膜トランジスタ)等のFET (電界効果トラ
ンジスタ)構造の素子が、ドレインとソースの印加電圧
を逆にする事により、いずれをドレインとしていずれを
ソースとしても使用しうるという事にもとづいている。
(薄膜トランジスタ)等のFET (電界効果トラ
ンジスタ)構造の素子が、ドレインとソースの印加電圧
を逆にする事により、いずれをドレインとしていずれを
ソースとしても使用しうるという事にもとづいている。
アクティブマトリックスを構成する素子としてはFET
構造の素子であればアモルファスシリコンTPT 、多
結晶シリコンTPT 等のいずれであっても使用しうる
。又FET構造以外のバイポーラトランジスタであって
も同様に行う事も可能である。
構造の素子であればアモルファスシリコンTPT 、多
結晶シリコンTPT 等のいずれであっても使用しうる
。又FET構造以外のバイポーラトランジスタであって
も同様に行う事も可能である。
N型FETは、v、をドレイン電圧、VG をゲート電
圧、■ をソース電圧、■、をゲー トソース間の閾値
電圧とするとV。> Vs であり、VG>V、+V
、の時導通状態となり、VGくvS+v、の時非導通状
態となる。
圧、■ をソース電圧、■、をゲー トソース間の閾値
電圧とするとV。> Vs であり、VG>V、+V
、の時導通状態となり、VGくvS+v、の時非導通状
態となる。
P型FETにおいてはV o < V sとし、VG
くV +V、テ導通状態トナリ、VG>V8+V。
くV +V、テ導通状態トナリ、VG>V8+V。
で非導通状態となる。
P型であってもN型であってもFETの端子のいずれが
ドレインとして作用し、いずれがソースとして作用する
かは、電圧の印加の方向によって定まる。すなわちN型
では電圧の低い方がソースであり、P型では電圧の高い
方がソースとして作用する。
ドレインとして作用し、いずれがソースとして作用する
かは、電圧の印加の方向によって定まる。すなわちN型
では電圧の低い方がソースであり、P型では電圧の高い
方がソースとして作用する。
強誘電性液晶においては、液晶セルに印加する、正、負
の電圧に対していずれを「明」状態とし、いずれを「暗
」状態とするかはセルの上下に配置するクロスニコル状
態にした一対の偏光子の偏光軸と、液晶分子長軸との向
きにより自由に設定できる。
の電圧に対していずれを「明」状態とし、いずれを「暗
」状態とするかはセルの上下に配置するクロスニコル状
態にした一対の偏光子の偏光軸と、液晶分子長軸との向
きにより自由に設定できる。
本発明は液晶セルに印加される電界をアクティブマトリ
ックスの各素子の端子間電圧を制御する事によっ、て制
御し、表示を行なうものであるから、各信号の電圧レベ
ルは以下の実施例にとられれる事なく、各信号の電位差
を相対的に維持すれば、実施する事が可能である。
ックスの各素子の端子間電圧を制御する事によっ、て制
御し、表示を行なうものであるから、各信号の電圧レベ
ルは以下の実施例にとられれる事なく、各信号の電位差
を相対的に維持すれば、実施する事が可能である。
[実施例]
次に、本発明のアクティブマトリックスによる強誘電性
液晶の駆動方法の具体例を第3図〜第7図に基づいて説
明する。
液晶の駆動方法の具体例を第3図〜第7図に基づいて説
明する。
第3図はアクティブマトリックスの回路図、第4図は対
応画素の番地を示す説明図及び第5図は対応画素の表示
例を示す説明図である。
応画素の番地を示す説明図及び第5図は対応画素の表示
例を示す説明図である。
6は走査電極群であり、7は表示電極群である。
第6図(a)は走査信号を示す図であって、位相1、.
12・・・においてそれぞれ選択された走査電極に印加
される電気信号とそれ以外の走査電極(選択されない走
査電極)に印加される電気信号を示している。第6図(
b)は1表示信号を示す図であって位相t1 、t2・
・・においてそれぞれ選択された表示電極と選択されな
い表示電極に与えられる電気信号を示している。
12・・・においてそれぞれ選択された走査電極に印加
される電気信号とそれ以外の走査電極(選択されない走
査電極)に印加される電気信号を示している。第6図(
b)は1表示信号を示す図であって位相t1 、t2・
・・においてそれぞれ選択された表示電極と選択されな
い表示電極に与えられる電気信号を示している。
第6図においては、それぞれ横軸が時間を、縦軸が電圧
を表す。例えば、動画を表示するような場合には、走査
電極群6は逐次、周期的に選択される1選択された走査
電極GNに与えられる電気信号は、第6図(a)に示さ
れる如く位相(時間)t、では、+V、で、位相(時間
)t2では、0である。
を表す。例えば、動画を表示するような場合には、走査
電極群6は逐次、周期的に選択される1選択された走査
電極GNに与えられる電気信号は、第6図(a)に示さ
れる如く位相(時間)t、では、+V、で、位相(時間
)t2では、0である。
一方、それ以外の走査電極GN+1.GN+2は第6I
N(a)に示す如く位相1.では0であり、位相t2で
は−VGである。また、位相1.において選択された表
示電極CN、CN+□” N+2に与えられる電気信号
は、第6図(b)に示される如<+V。
N(a)に示す如く位相1.では0であり、位相t2で
は−VGである。また、位相1.において選択された表
示電極CN、CN+□” N+2に与えられる電気信号
は、第6図(b)に示される如<+V。
であり、位相t2において選択された表示電極CN”N
+2に与えられる電気信号は−Vcである。また位相t
2において選択されない表示電極CN11に与えられる
電気信号は0である。以上に於て各々の電圧値は、以下
の関係を満足する所望の値に設定される。
+2に与えられる電気信号は−Vcである。また位相t
2において選択されない表示電極CN11に与えられる
電気信号は0である。以上に於て各々の電圧値は、以下
の関係を満足する所望の値に設定される。
走査電極m=qラインに表示電極n=1−にの信号線で
「明Jをリフレッシュ、次いで走査電極ト」ラインに表
示電極n=lで「暗」の書込みをする場合、 v c、、 v p > V LC+V S
Cm= q 、n= r 〜M)(m=q、n =
1〜M) vS ” vLC<vCn (m =q、
H#51 )VGl、l= O(m=q、 n= 1
)v s V LC> V cn(n = x )
V −V <V (m〜q)Gm
P Cn 但し、各記号は下記の事項を表わす。
「明Jをリフレッシュ、次いで走査電極ト」ラインに表
示電極n=lで「暗」の書込みをする場合、 v c、、 v p > V LC+V S
Cm= q 、n= r 〜M)(m=q、n =
1〜M) vS ” vLC<vCn (m =q、
H#51 )VGl、l= O(m=q、 n= 1
)v s V LC> V cn(n = x )
V −V <V (m〜q)Gm
P Cn 但し、各記号は下記の事項を表わす。
VGm’ゲート電極(走査信号)電圧
Von:対向電極(表示信号)電圧
vP :ゲート、ソース間の閾値
以上の動作をq=l〜Nまで繰返し書込みを行う。
この様な電気信号が与えられたときの各画素のうち、例
えば第4図中の画素の書込み動作を第7図に示す。第7
図においてはそれぞれ横軸が時間を縦軸がON(暗)上
側、OFF (明)下側の各表示状態を表わす。すな
わち、第6図及び第7図より明らかな如く、位相t、に
おいて選択された走査線及び表示線の交点にある画素P
N、)l’ N+1.N ’PN42.Nには、閾値v
LCを越えるV tc < V c −Vsの電圧が
印加される。したがって第4図において画素PN、N”
N+□、N” Nや2.Nは配向状態を変え、「明」
にリフレッシュされる。次に位相t2において1選択さ
れた走査線及び表示線の交点にある画素PP N、N’ N+2.Hには閾値−vLoを越える電圧
−V Lc > v c v sが印加される。し
たがって画素PP N、N’ N+2.Nは、「暗」に転移(スイッチ)
する。位相t3以降の動作は前記のt1〜t2と同じよ
うに、まず最初に選択された走査線上の画素がすべて「
明」にリフレッシュされた後、同一走査線上で選択され
た画素に「暗」が書込まれていく。以上各動作でわかる
通り1選択された走査電極線上に於て、表示電極が選択
されたか否かに応じて、選択された場合には、液晶分子
は第一の配向状態あるいは第二の配向状態に配向を揃え
、画素はON (暗)あるいはOFF (明)となり
、選択されない走査線上ではすべての画素に印加される
電圧はいずれも閾値電圧を越えない。
えば第4図中の画素の書込み動作を第7図に示す。第7
図においてはそれぞれ横軸が時間を縦軸がON(暗)上
側、OFF (明)下側の各表示状態を表わす。すな
わち、第6図及び第7図より明らかな如く、位相t、に
おいて選択された走査線及び表示線の交点にある画素P
N、)l’ N+1.N ’PN42.Nには、閾値v
LCを越えるV tc < V c −Vsの電圧が
印加される。したがって第4図において画素PN、N”
N+□、N” Nや2.Nは配向状態を変え、「明」
にリフレッシュされる。次に位相t2において1選択さ
れた走査線及び表示線の交点にある画素PP N、N’ N+2.Hには閾値−vLoを越える電圧
−V Lc > v c v sが印加される。し
たがって画素PP N、N’ N+2.Nは、「暗」に転移(スイッチ)
する。位相t3以降の動作は前記のt1〜t2と同じよ
うに、まず最初に選択された走査線上の画素がすべて「
明」にリフレッシュされた後、同一走査線上で選択され
た画素に「暗」が書込まれていく。以上各動作でわかる
通り1選択された走査電極線上に於て、表示電極が選択
されたか否かに応じて、選択された場合には、液晶分子
は第一の配向状態あるいは第二の配向状態に配向を揃え
、画素はON (暗)あるいはOFF (明)となり
、選択されない走査線上ではすべての画素に印加される
電圧はいずれも閾値電圧を越えない。
したがって第7図に示される如く、選択された走査線上
以外の各画素における液晶分子は配向状態を変えること
なく前回走−査されたときの信号状態(QN−1)に対
応した配向な、そのまま保持している。即ち、走査電極
が選択されたときにそのlライフ分の信号の書き込みが
行われ、1フレームが終了して次回選択されるまでの間
は、その信号状態を保持し得るわけである。従って、走
査電極数が増えても、実質的なデユーティ比はかわらず
、コントラストの低下は全く生じない。
以外の各画素における液晶分子は配向状態を変えること
なく前回走−査されたときの信号状態(QN−1)に対
応した配向な、そのまま保持している。即ち、走査電極
が選択されたときにそのlライフ分の信号の書き込みが
行われ、1フレームが終了して次回選択されるまでの間
は、その信号状態を保持し得るわけである。従って、走
査電極数が増えても、実質的なデユーティ比はかわらず
、コントラストの低下は全く生じない。
第5図に於て、走査電極GN、GN+□、GN+2.・
・・と表示電極CN”N+I”N+2置の交点で形成す
る画素のうち、斜線部の画素は「暗」状態に、白地で示
した画素は「明」状態に対応するものとする。今、第5
図中の表示電極CN上の表示に注目すると、走査電極G
N、GN+2に対応する画素では「暗」状態であり、そ
れ以外の画素は「明」状態である。前記位相t1〜t6
の各動作によって第5図の表示パターンが完成する。
・・と表示電極CN”N+I”N+2置の交点で形成す
る画素のうち、斜線部の画素は「暗」状態に、白地で示
した画素は「明」状態に対応するものとする。今、第5
図中の表示電極CN上の表示に注目すると、走査電極G
N、GN+2に対応する画素では「暗」状態であり、そ
れ以外の画素は「明」状態である。前記位相t1〜t6
の各動作によって第5図の表示パターンが完成する。
本発明の強誘電性液晶の駆動方法において、走査電極と
信号電極の配置は任意であり1例えば第8図(a)
、 (b)に示すように一列に画素を配置することも可
能であり、この様に配置するとシャッターアし・イ等と
して利用することができる。
信号電極の配置は任意であり1例えば第8図(a)
、 (b)に示すように一列に画素を配置することも可
能であり、この様に配置するとシャッターアし・イ等と
して利用することができる。
次に、以上に説明した実施例において、強誘電性液晶と
してDOBAMBCを駆動するのに好ましい具体的数値
を示すと1例えば 入力周波数fo = I XlO4〜lXl06Hz1
0< l VGl <80V (波高値)0.3 <
l v81 <IOV (波高値)が挙げられる。
してDOBAMBCを駆動するのに好ましい具体的数値
を示すと1例えば 入力周波数fo = I XlO4〜lXl06Hz1
0< l VGl <80V (波高値)0.3 <
l v81 <IOV (波高値)が挙げられる。
第9図は本発明において使用されるTFTにおけるFE
Tの構成を示す断面図、第10図はTPTを用いた強誘
電性液晶セルの断面図、第11図はTFT基板の斜視図
、第12図はTPT基板の平面図、第13図は第12図
のA−A ”線で切断した部分断面図、第14図は第1
2図のB−B ’線で切断した部分断面図であり、以上
に示す各図はいずれも本発明の一実施態様を示すもので
ある。
Tの構成を示す断面図、第10図はTPTを用いた強誘
電性液晶セルの断面図、第11図はTFT基板の斜視図
、第12図はTPT基板の平面図、第13図は第12図
のA−A ”線で切断した部分断面図、第14図は第1
2図のB−B ’線で切断した部分断面図であり、以上
に示す各図はいずれも本発明の一実施態様を示すもので
ある。
第10図は、本発明の方法で用いうる液晶素子の1つの
具体例を表わしている。ガラス、プラスチック等の基板
20の上にゲート電極24、絶縁膜22(水素原子をド
−ピングした窒化シリコン膜など)を介して形成した半
導体膜16(水素原子をドーピングしたアモルファスシ
リコン)と、この半導体膜16に接する2つ端子8と1
1で構成したTFTと、TFTの端子11と接続した画
素電極12(1丁0; Indnium Tin 0x
ide)が形成されている。
具体例を表わしている。ガラス、プラスチック等の基板
20の上にゲート電極24、絶縁膜22(水素原子をド
−ピングした窒化シリコン膜など)を介して形成した半
導体膜16(水素原子をドーピングしたアモルファスシ
リコン)と、この半導体膜16に接する2つ端子8と1
1で構成したTFTと、TFTの端子11と接続した画
素電極12(1丁0; Indnium Tin 0x
ide)が形成されている。
さらに、この上に絶縁層13(ポリイミド、ポリアミド
、ポリビニルアルコール、ポリバラキシリレン、SiO
,SiO)とアルミニウムやクロムなどからなる光遮蔽
膜9が設けられている。対向基板となる基板20′ノ上
には対向電極21 (ITO; Indniu+5Ti
n 0xide)と絶縁膜22が形成されている。
、ポリビニルアルコール、ポリバラキシリレン、SiO
,SiO)とアルミニウムやクロムなどからなる光遮蔽
膜9が設けられている。対向基板となる基板20′ノ上
には対向電極21 (ITO; Indniu+5Ti
n 0xide)と絶縁膜22が形成されている。
この基板20と20′の間には、前述の強誘電性液晶2
3が挟持されている6又、この基板20と20′の周囲
部には強誘電性液晶23を封止するためのシール材25
が設けられている。 ゛ この様なセル構造の液晶素子の両側にはクロスニコル状
態の偏光子18と19′が配置され、観察者Aが入射光
■。よりの反射光11によって表示状態を見ることがで
きる様に偏光子19”の背後に反射板1B(乱反射性ア
ルミニウムシート又は板)が設けられている。
3が挟持されている6又、この基板20と20′の周囲
部には強誘電性液晶23を封止するためのシール材25
が設けられている。 ゛ この様なセル構造の液晶素子の両側にはクロスニコル状
態の偏光子18と19′が配置され、観察者Aが入射光
■。よりの反射光11によって表示状態を見ることがで
きる様に偏光子19”の背後に反射板1B(乱反射性ア
ルミニウムシート又は板)が設けられている。
又、上記の各図においてソース電極、ドレイン電極とは
、ドレインからソースへ電流が流れる場合に限定した命
名である。FETの働きではソースがドレインとして働
く場合も可能である。
、ドレインからソースへ電流が流れる場合に限定した命
名である。FETの働きではソースがドレインとして働
く場合も可能である。
[発明の効果]
上記の構造よりなる本発明の強誘電性液晶の駆動方法を
用いることにより、アクティブマトリックスに画素数の
多い大画面の表示及び高速度で鮮明な画像を表示するこ
とができる。
用いることにより、アクティブマトリックスに画素数の
多い大画面の表示及び高速度で鮮明な画像を表示するこ
とができる。
第1図及び第2図は、本発明の方法に用いる強誘電性液
晶を模式的に表わす斜視図、第3図は本発明の方法に用
いるマトリックス電極の回路図、piS4図は対応画素
の番地を示す説明図、第5図は対応画素の表示例を示す
説明図、第6図(a)及び(b)は走査電極及び表示電
極に印加する電気信号を表わす説明図、第7図は各画素
への書込み動作を表わす説明図、第8図(a)及び(b
)はアクティブマトリックス回路と画素配置の例を示す
配線図、第9図はTFTにおけるFETの構成を示す断
面図、第1θ図はTPTを用いた強誘電性液晶セルの断
面図、第11図はTPT基板の斜視図、第12図はTP
T基板の平面図、第13図はA−A”線部分断面図び第
14図はB−B ′部分断面図である。 1.1′;透明電柵がコートされた基板2;液晶分子層 3;液晶分子 4;双極子モーメント(P工) 4a:上向き双極子モーメント 4b;下向き双極子モーメント 5;第一の配向状態 5′:第二の配向状態 8;ソース電極(ドレイン電極) 9;光遮蔽ll910;n″″層 +1. ドレイン電極(ソース電極) 12;画素電極 13;絶縁層 14;基板 15;半導体直下の光遮蔽膜16;半
導体 17;ゲート配線部の透明電極18;反射板
19.19′、偏光板20.20′、ガラス、プラス
チック等の透明基板21;対向電極 22;絶縁膜 23;強誘電性液晶層 24;ゲート電極 25:シール材 28;薄膜半導体 27;ゲート配線 28;パネル基板 28;光遮断効果を有するゲート部 l′〜M′;走査電極 1−N;表示電極 L;共通電極 LC,液晶
晶を模式的に表わす斜視図、第3図は本発明の方法に用
いるマトリックス電極の回路図、piS4図は対応画素
の番地を示す説明図、第5図は対応画素の表示例を示す
説明図、第6図(a)及び(b)は走査電極及び表示電
極に印加する電気信号を表わす説明図、第7図は各画素
への書込み動作を表わす説明図、第8図(a)及び(b
)はアクティブマトリックス回路と画素配置の例を示す
配線図、第9図はTFTにおけるFETの構成を示す断
面図、第1θ図はTPTを用いた強誘電性液晶セルの断
面図、第11図はTPT基板の斜視図、第12図はTP
T基板の平面図、第13図はA−A”線部分断面図び第
14図はB−B ′部分断面図である。 1.1′;透明電柵がコートされた基板2;液晶分子層 3;液晶分子 4;双極子モーメント(P工) 4a:上向き双極子モーメント 4b;下向き双極子モーメント 5;第一の配向状態 5′:第二の配向状態 8;ソース電極(ドレイン電極) 9;光遮蔽ll910;n″″層 +1. ドレイン電極(ソース電極) 12;画素電極 13;絶縁層 14;基板 15;半導体直下の光遮蔽膜16;半
導体 17;ゲート配線部の透明電極18;反射板
19.19′、偏光板20.20′、ガラス、プラス
チック等の透明基板21;対向電極 22;絶縁膜 23;強誘電性液晶層 24;ゲート電極 25:シール材 28;薄膜半導体 27;ゲート配線 28;パネル基板 28;光遮断効果を有するゲート部 l′〜M′;走査電極 1−N;表示電極 L;共通電極 LC,液晶
Claims (1)
- (1)FETのゲート以外の端子である第一端子と接続
した画素電極を該FETに対応して複数設けた第一基板
と該画素電極に対向する対向電極を設けた第二基板を有
し、前記画素電極と対向電極の間に電界に対して双安定
状態を有する強誘電性液晶を挟持した構造の液晶素子の
駆動法であって、前記FETのゲートがゲートオン状態
となる信号印加と同期させてFETのゲート以外の端子
である第一端子と第二端子の間で電界を形成することに
よって、第一の配向状態に強誘電性液晶の配列を制御す
る第一位相と、前記第一端子と第二端子の間で形成した
電界と逆極性の電界を第一端子と第二端子の間で形成す
ることによって、第二の配向状態に強誘電性液晶の配列
を制御する第二位相を有し、前記対向電極群に表示信号
を印加するとともに各画素に対応しているFET端子の
うちソースもしくはドレインを共通端子に接続して、ゲ
ートに走査信号を印加する、時分割駆動であり、かかる
走査信号線に所定の走査信号を印加するとともに、表示
信号線に所定の表示信号を印加する事により、順次選択
された走査信号線上の全画素の表示状態を第一の配向状
態に基づく表示状態に一様にそろえ、次に前記走査信号
線に所定の電圧信号を印加するとともに、選択された表
示信号線に第二の配向状態を形成する所定の電圧信号を
印加することを特徴とする液晶素子の駆動法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59127417A JPS617827A (ja) | 1984-06-22 | 1984-06-22 | 液晶素子の駆動法 |
| US06/724,828 US4697887A (en) | 1984-04-28 | 1985-04-18 | Liquid crystal device and method for driving the same using ferroelectric liquid crystal and FET's |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59127417A JPS617827A (ja) | 1984-06-22 | 1984-06-22 | 液晶素子の駆動法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS617827A true JPS617827A (ja) | 1986-01-14 |
Family
ID=14959445
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59127417A Pending JPS617827A (ja) | 1984-04-28 | 1984-06-22 | 液晶素子の駆動法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS617827A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS614024A (ja) * | 1984-06-19 | 1986-01-09 | Canon Inc | 液晶素子の駆動法 |
-
1984
- 1984-06-22 JP JP59127417A patent/JPS617827A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS614024A (ja) * | 1984-06-19 | 1986-01-09 | Canon Inc | 液晶素子の駆動法 |
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