JPH0282218A - 液晶セルアレイの駆動方法 - 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】 〔産業上の利用分計〕 この発明は、液晶を利用した面積変調が可能な液晶セル
アレイの駆動方法に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、液晶は表示に用いるとともに、光の透過を制御す
る光シャッタとして使用されている。このうち、光の透
過を制御する光シャッタとして用いる場合は、光が透過
するかまたは透過しないかの２値に使うことが一般的で
ある。

〔発明が解決しようとする課題〕

このように、液晶が２値にしか使用されないのは、液晶
の配向状態を他の状態に変える遷移過程が起こる電圧幅
が比較的狭く、かつ光透過部と光非透過部を高速に動作
させることが困難なため、この遷移過程を藺って光の透
過量や反射量を中間段階に制御することはあまり研究さ
れていない。

発明者等は、液晶を用いて光の透過量や反射量を中間段
階に制御できる液晶セルを先に提案した。

すなわち、同一セル内を光透過部と光非透過部とすると
きには、一方の板の２個の電極は接地電圧とし、他方の
電極は使用する液晶の誘電異方性が逆転する変化点（以
下変化点とする）より低い周波数（以下低周波とする）
の電圧を印加する。次に、光透過窓を絞り状態とすると
きは、例えば−方の板の２個の電極の一方には低い周波
数の片極性の電圧を印加し、他方の電極にはそれより低
い同様の電圧を印加するとともに、その変化点より高い
周波数（以下高周波とする）を他方の板に印加するよう
にした駆動方法である。これまでに出願した発明（特願
昭６１−２９０５９０号や特願昭６２−２４６４１号）
では、１つのセル当り２本の配線が必要であり、配線密
度が多く、セルの単位長あたりの個敬が６〜８個／　ａ
ｍ程度が限界であった。

〔課題を解決するための手段〕

この発明のｇｌＩ求項（１）、　（２１の液晶セルアレ
イの駆動方法は、透明電極を複数側方いに電気的に独立
して並置し、各透明電極の両端に電極を設け、かつ一方
の電極を各々電気的に接続し、他方の電極を一方の電極
とは電気的に独立に各々接続した配線構成を持つ一方の
板と、各透明電極と対向する位置に複数の透明電極を独
立に駆動できる配線構造を設けた他方の板と、これら両
板の間に介在させた液晶とで構成された液晶セルアレイ
の駆動方法であって、一方の板の２個の電極に低周波電
圧または高周波電圧を印加してその間に挟まれた透明電
極に電圧勾配を設けるとともに、他方の板の電極に絞り
動作の状態に合わせた電圧を印加するものであり、更に
、光透過窓を完全に開放状態にする際に生じる透過ムラ
を解消するために、少なくとも２種類の電圧勾配を使用
するものである。

〔作用〕

この発明にかかる液晶セルアレイの駆動方法は、１画素
当り１本の配線と２個の共通電極により、セルの窓中に
印加電圧に応じた面積の光透過部と光非透過部ができ、
従来の駆動方法で生じた完全に光透過窓を開く際の透過
光量ムラが解消される。

〔実施例〕

第１図はこの発明に使用する液晶用の基本セルの分解状
態を示す斜視図であり、この図で、１は基本セル、２は
透明の他方の板（以下便宜上、上板という）　３は透明
の一方の板（以下同じく下板、という）、４はスペーサ
、５は前記スペーサ４の透過孔、６は前記上板２の電極
、７，８は前記下板３の電極、９，１０は透明電極から
なる主電極である。

ここで、上板２の上および下板３の下には偏光板が各々
必要であるが、ここでは図が繁雑になるため省略しであ
る。これらの上板２とスペーサ４と下板３とを互いに密
着し、スペーサ４により生じた上板２と下板３との間に
液晶を入れたものが基本セル１である。なお、Ｂ、Ｃ，
Ｄは電極６゜７．８の端子（同時に端子電圧）を示すも
のとする。

次に、この基本セル１の基本動作を説明する。

第１図の下板３上の電極７，８の内側の境を各々ａとｂ
とする。また、電極７に信号電圧を入力し、電極８およ
び上板２の電極６を接地する。

第２図は信号電圧を第１図の電極７に印加した時の光透
過率と、第１図のａとｂの位置の関係を信号電圧をパラ
メータとして示したものである。

この時、信号電圧は交流信号で変調すると液晶の劣化が
少な（なり好ましい。

また、基本セル１の上、下に設置する偏光板は、偏光面
が直交するように置いた状態の場合を示しである。この
偏光板の偏光面を平行すると、光透過率は上下が逆転す
る。また、液晶としてツィステッドネマチックモードの
液晶（以下ＴＮ液晶という）を使用した時の例が原理説
明として判り易いため、これを使用する。

２ｖをＩＥ電極に印加した場合は位置ａの近傍の光透過
率が一部低下し、５ｖではａ点近傍の光はほとんど透過
しなくなる。また、８Ｖ、ＩＯＶと太き（なるに従い光
非透過部はｂ点の方向に移動し、光透過部の面積が減少
する。この現象は、電極７に信号電圧を印加すると接地
された電極８の方向に電流が流れ、かつ主電極１０が抵
抗体として働（ため、主電極１０には位置ａから位置す
にほぼ直線的に降下する電圧分布が形成される。

方、液晶には下板３の主電極′１０に分布して形成され
た電圧と、上板２の接地された主電極９の電圧差分の電
圧が印加される。一方、液晶は２ｖ程度の電圧で液晶の
配向が変わり、光透過率が一部変化する。このため信号
電圧が高くなって、２ｖ以上の電圧が液晶に加わる位置
がｂ点側に広がることにより光透過部が少なくなる。

第３図は具体的に光を透過するセルの光透過窓の状態変
化を図示したものである。この状態を絞ゆ動作（光透過
状態と光非透過状態とが分布する状態）と呼ぶ。図中の
（ｉ）〜（１ｖ）は電極６の電圧Ｖ−がＯＶであり、（
ｖ）（Ｆ）ミはＶ＠＝１０Ｖとしたものである。電極７
に印加する信号電圧Ｖｃが（ｉ）のＯＶの時は光透過窓
全体が光透過状態であり（以下この部分を光透過部４１
とする）、（ｉｉ）のｖｃ−２，５Ｖではａ点の近傍は
光透過がほとんどない部分（以下この部分を光非透過部
４２とする）ができ、その右には液晶の配向が徐々に変
化して光透過が徐々に上昇する部分（以下この部分を遷
移部４３とする）があり、その右には光透過部４１があ
る。（ｉｉｉ）のＶｃ＝４Ｖとすると光非透過部４２が
拡がす、遷移部４３が少し挟まりつつ右に移動し、光透
過部４１が減少する。この傾向は、（ｉｖ）のＶｃ＝７
Ｖでさらに顕著になった。

また、（ｖ）のＶｃ　＝　１０　Ｖ、　Ｖ會＝　１０　
Ｖでは光は全く透過しない。

第４図は別の条件で駆動した場合を示すもので、判り易
く図示するために第１図の構造の基本セル１の下板３を
９０°回転させて（実際には第１図のように電極６，７
．８は配置されている）示した断面図と外部回路図であ
る。また、電源１１と１２には直流電源を用い、下板３
上の電極７と８に接続しである。この電源１１と１２は
次の第５図の説明の都合で直流としたものであるが、交
流に変えても同じ作用がある。また、接地の位置は第５
図の説明を判り易くするために決めたものである。

第５図は、第４図の主電極１０上の位置と、各々の位置
における電極７と８の電圧差を示す図である。

図中の実線（ｉ）と（１１）は、電源１１と１２により
電圧を印加した場合の主電極１０の電圧分布であり、実
線（１１）は電源１２の出力がＯＶの場合である。一方
、破線は液晶が透過状態から遷移状態を経て光非透過状
態に移るしきい値電圧であり、点線は遷移状態と光非透
過状態の境であり、両極性にそれぞれ存在する。ここで
、実１ＪＬ（ｉ）と（ｉｉ）が破線と交差する部分より
電極８側は光透過部４１を形成し、それより電極７側は
遷移部４３を経て光非透過部４２になる。ただし、第５
図には実線（ｉ）が形成する光透過分布のみを矢印で示
す範囲で示した。この場合の実際に形成される光透過部
４１の分布は、第３図の（１ｖ）に類似している。

この実線（ｉ）と（１１）の違いは、電源１１の電圧が
同し場合であっても電源１２で電圧を印加した場合と０
■の場合では、点線で示したしきい値電圧を横切る位置
が異なり、光透過部４１の範囲が実線（ｉ）の方が狭く
なる。この時、主電極１ｏが消費する電力は実線（ｉ）
の方が実！（ｉｉ）より少なくなる特徴がある。しかし
、欠点としては、実線（ｉ）は破線と点線を横切る範囲
が増加し、遷移部４３の領域が増加することである。こ
れらの動作は両極性の交流電圧を用いても同様の結果に
なる。

以上がこの発明の基本動作であるが、ＴＮｉ晶を用いた
この方法は、旋光状態から非旋光状態に変わる速度が０
．１〜１０ミリ秒程度の高速になるが、逆に非旋光状態
から旋光状態に変わる速度はそれの１〜２桁程度遅い低
速である。このため、後述する光プリンタ用の光スィッ
チとして使用するには動作が遅い欠点がある。これに対
し駆動電源の交流の周波数が低い場合は正の誘電異方性
を示し、周波数が高い場合は負の誘電異方性を示す液晶
を用いて周波数を変えることにより高速動作が可能にな
る。

第６図は駆動周波数に対する誘電異方性を示す液晶の特
性例であｌ）、１０ＫＨｚ以下では正、それ以上では負
の誘電異方性を示している。この境になる点を以後変化
点と呼ぶことにする。

次に、これを使用したセルを駆動するこの発明の駆動方
法を説明する。

変化点以下の低周波の電圧印加では正の誘電異方性を示
し、液晶はホメ第１・ロピックの配列となり、光非透過
状態となる。

一方、変化点以上の高周波の電圧印加では負の誘電異方
性を示し、液晶はホモジニアス配列となり、光透過状態
となる。これを利用すると光非透過状態と光透過状態に
交互に変わる速度を高速にすることが可能になる。

第６図の特性を持つ液晶として、例えば電界制御複屈折
効果を示すＥＣＢ型セルを作製し、第７図の外部回路を
１史用した場合によって具体例を説明する。

ここで示したセルは、第４図と同じ条件のセルであるが
、各々電極６，７，８には電源１３，１４．１５が接続
しである。

ここで、セルの上下に設置する偏光板は偏光面が直交す
るように置いた。電源１３，１４，１５は低周波または
高周波の交番電圧を交互に出力でき、電源１４と１５は
交番電圧の位相が同じであるが、異なる実効電圧を出力
とする。

次に実際の動作を説明する。

まず、第１ステツプとして電源１４．１５は接地状態と
し、電源１３は低周波電圧を発生させ、セルを光非透過
状態とする。このとき、電源１４と１５が低周波を発生
し、電源１３が接地状態であっても同様にセルは光非透
過状態となる。

次に、第２ステツプとしてｉ４源１３は第１ステツプと
同じか別の低周波電圧とし、電源１４を電源１５の電圧
以上の高周波電圧とすると、第３図に示したのとは光透
過特性が逆であるが絞り動作がなされる。これは、第８
図の電圧の分布図に示すように、実線（ＩＩ）で示した
低周波に対して位置ａから位置すへ向って減少する高周
波電圧による破線（ｉ）で示す勾配が形成される。この
時、低周波電圧が高周波電圧に比べて低い領域は光透過
部４１となり、逆の領域では光非透過部４２となり、絞
り動作がなされる。

この方法の特徴は、電源１３の低周波電圧を変えること
により第８図に示した破線（りが実線（１１）と交わる
点が移動し、絞り動作の光透過部４１の面積が任意に変
えることができることである。

また、絞り動作と閉動作がともに０．１〜２ミリ秒程度
の高速動作になる特徴がある。この動作速度の幅は印加
電圧に依存しており、高周波と低周波の実効電圧の差が
大きいほど高速に動作する。このため、電極８の近傍が
最も動作速度が早く、第８図の破線（ｉ）と破１ｌｌ（
ｉｉ）の交差点付近が最も動作が遅くなる。

ここで、第８図の電圧分布図に示すように、低周波電圧
による実線（１１）の電圧分布と高周波電圧による、例
えば位置ａから位置すへ向って減少する電圧勾配（破線
（ｉ））を形成したが、この低周波と高周波の関係を逆
転させ、実線（１１）は高周波とし、電圧勾配は低周波
としても絞り動作がなされる。ここで、前者の方法を高
周波勾配法と呼ぶことにし、後者の方法を低周波勾配法
と呼び、両者を区別することにする。

次に、第３ステツプとして、第１ステツプと同じ条件の
電圧を印加するとセルは急速に光非透過状態に戻る。

このようにして、絞り動作を任意のタイミングに任意の
面積の光透過部４１を持つ絞り動作を高速に起こすこと
が可能である。

以下、液晶セルアレイを用いて、この発明の液晶セルア
レイの駆動方法の一実施例を説明する。

第９図（ａ）、（ｂ）はこの発明の液晶セルアレイの一
実施例を示す部分平面図で、これまでの基本セル１を複
数の光透過窓を持つ液晶セルアレイを構成するための上
板２と下板３の配線６と主電極９．１０の構成を示した
図であり、これを用いて第１図と同様に液晶セルを形成
し、液晶セルアレイとする。なお、以下の説明では個別
に示す必要があるときは各符号のアルファベットによる
添字を付は位置を区別する。

ところで、これまで説明したように（第１図）、このセ
ルの下板３は主電′極１ｏの両側に電極７゜８を持ち、
かつ上板２が１つの電極６を持ち、合計３個の電極と３
個の駆Ｔｌｈ回路が必要となる。このため、単純にこの
セルをアレイ状に並べるとセル１個に対し３個ずつの電
極と駆動回路が必要になり、配線密度の増加によるセル
の窓の配列密度の減少、および駆動回路の増大に伴う不
経済化が起こる。これに対し、第９図およびそれ以後に
示した液晶セルアレイの構成では、上板２の配線はセル
の数に等しく、同数の駆動回路で画像信号の駆動が可能
であるとともに、下板３は２本の配線と２個の駆動回路
のみで共通信号の制御ができるため、製造が容易化する
とともに駆動回路の経済化ができる特徴がある。

次に、第９図について詳しく説明する。

ここで、この図に示した下板３の１０−ａ〜１０−ｅに
示した主電極は、上板２の９−ａ〜９−ｅまでの主電極
と重なり、各々が光透過窓２３−ａ〜２３−ｅ（図示は
省略、一般的には単に２３を用いる）となるセルアレイ
を形成するものとして以後の説明をする。また、６−Ａ
〜６−Ｅは前記主電極９−ａ〜９−ｅの配線を示す。

次に、各光透過窓２３を独立に駆動する駆動波形につい
て説明する。ここでは例として、第９図（ａｌｔ　（ｂ
３の上板２と下板３で形成するセルアし・イのうち光透
過窓２３−ａから２３−Ｃを独立に駆動する方法を説明
する。

まず、高周波勾配型駆動法を説明する。

第１０図のＣ１と０２は、第９図（ｂ）の下板３の各々
の配線７，８に入力する共通信号用の電圧波形であり、
第１０図のり、、Ｄ、、Ｄ３は、第９図（ａ）Ｃ７）上
板２の各々の配置５１６−Ａ、　６−Ｂ、　５−Ｃに入
力する画像信号用の波形の例であり、第１０図のＦは説
明のための範囲を示す図である。

光透過窓２３が閉じた状態のＳ、の範囲では、低周波の
電圧波形Ｃ１と０２が同じ位相で入力している。一方、
電圧波形Ｄ１．Ｄ２．Ｄ、は電圧がＯＶである。

次に、絞り動作をする■、で示す範囲で、光透過窓２３
−ａを絞り状態にする時、電圧波形Ｃ１は高電圧の高周
波の電圧とし、電圧波形Ｃ２は低電圧の高周波電圧印加
状態とする。さらに、電圧波形ＤｔからＤ３は低周波の
必要な電圧を印加する。

ここで、高周波は長方形の図形にＸ印を入れた部分で示
した。とれについては以後の説明においても同様とする
。

この１１の範囲では高周波による電圧勾配が光透過窓２
３−ａから２３−Ｃに形成されるが、光透過窓２３−ｃ
に印加される電圧は全て高周波の電圧であるため、窓全
体が光透過状態となる。一方、低周波の電圧波形Ｄ１と
Ｄ２の電圧が印加されている光透過窓２３−ａと２３−
ｂは均一に低周波が印加される中で高周波が電圧勾配を
生じているため、第８図のような電圧分布が形成され、
絞り動作状態となる。また、Ｄｌの低周波の電圧波形は
Ｄ２のそれより高いため、Ｄｌの光透過部４１の面積は
Ｄ２より狭くなり、Ｄ、の低周波の電圧波形が高い場合
は窓は全て光不透過状態になる。

次に、光透過窓２３が絞り動作から閉じるＳ。

の範囲では、Ｓｌと同じ状態になるため、高速に光非透
過状態になる。この場合も絞り状態と光非透過状態の切
換えが高速である。

次に、低周波勾配型駆動法を説明する。

第１１図のＣ１と０２は、第９図（ｂ）の下板３の各々
の配線７，８に入力する共通信号用の電圧波形であり、
第１１図のり、、　　２．Ｄ、は、第９図（ａｌの上板
２の各々の配線６−人、　６−Ｂ、　６−Ｃに入力する
画像信号用の波形の例であり、第１１図のＦは説明のた
めの範囲を示す図である。

光透過窓２３が閉じた状態の８１の範囲では、低周波の
電圧波形Ｃ１と０２が同じ位相で、かつ同じ波高で入力
している。一方、電圧波形Ｄ！。

Ｄ２．Ｄ３は電圧がＯｖである。

次に、絞り動作をする■１で示す範囲で、光透過窓２３
−ａを絞り状態にする時、電圧波形ＣＩは高電圧の低周
波の電圧とし、電圧波形Ｃ２は低電圧の低周波電圧印加
状態とする。さらに、電圧波形Ｄ０からＤ３は高周波の
必要な電圧を印加する。

この１１の範囲では低周波による電圧勾配が光透過窓２
３−ａから２３−Ｃに形成されるが、光透過窓２３−Ｃ
に印加される電圧は全て低周波の電圧であるため窓全体
が光非透過状態となる。しかし、低周波電圧波形Ｄ□と
Ｄ２の電圧が印加されている光透過窓２３−ａと２３−
ｂは均一に高周波が印加される中で低周波が電圧勾配を
生じているため、絞り動作状態となる。また、Ｄ、の高
周波電圧はＤ３のそれより高いため、Ｄ８の光透過部の
面積はＤ２より広くなり、充分にＤｌの高周波電圧が高
い場合は窓は全て光透過状態になる。

次に、光透過窓２３が絞り動作から閉じるＳ２の範囲で
は、Ｓｌと同じ状態になるため、高速に光非透過状態に
なる。この場合も絞り状態と光非透過状態の切換えが高
速である。

しかし、これらの第１０図と第１１図の駆動波形を用い
て窓全体を光透過状態とすると、高周波電圧と低周波電
圧の差が大きい所では光透過状態になる速度が速く、そ
の差が小さいところでは光透過状態になる速度が遅いた
め、感光体の露光は前者のが後者に比べて光量が多（な
り、窓全体が均一な露光にならないことが判った。この
ため第１０図の波形では電圧波形Ｃ１を印加した電極７
側が明るく、電圧波形Ｃ２を印加した電極８側が多少暗
い画像が形成された。また、第１１図の波形では、第１
０図とは逆に電圧波形Ｃ１を印加した側が電圧Ｃ２を印
加した側より暗く画像が形成された。これは文字などの
白と黒で形成されている画面を記録する場合、文字の細
りゃ白地のカブリなどの問題を生じるため、このまま使
用すると、品質の悪い画像が形成される。

この問題を解決するため、窓全体を光透過状態にする場
合に露光量が全体で均一になる駆動波形を次に説明する
。まず、この原理の概略を説明する。

第１２図の（１）、（２１と第１３図の（１１，（２）
は第８図と同様な各々、高周波勾配型と低周波勾配型の
期間■における電圧分布図である。

第１２図の（２）は高周波勾配型の窓全体を光透過状態
とするときの電圧分布であり、破線−）で示した高周波
の勾配と、接地電圧とした低周波（１りにより、ａ側で
は光透過状態に立上がる速度が早く、ｂ側では光透過状
態になる速度が遅い。これを改善するため、第１２図の
（１）の補償用の状態をまず形成し、次に（２）の状態
とする駆動波形とした。

乙の方法を用いると（１）の状態ではｂ側がａ側に比べ
て電圧が高いため、期間Ｓの光非透過状態から光透過状
態への立上がり速度がｂ側はど速くなる。

これにつづき、（２）の状態にすると、ａ側がｂ側に比
べて電圧が高いため、この期間ではａ側の立上がりが速
くなる。しかし、ｂ側は（１）の状態より先行して立上
がっているため、＋１１と（２）の状態の印加電圧と時
間を調節することにより、ａ側とｂ側の感光体の露光量
がほぼ等しくなり、均一なＮ光がされた画素が形成でき
る。

一方、第１３図の（２）は低周波勾配型の窓全体を光透
過状態とするときの電圧分布であり、実線（１１）で示
した低周波の勾配と、それより高い電圧の破線（１１）
で示した高周波−）によりｂ側では光透過状態に立上が
る速度が速く、ａ側では光透過状態になる速度が遅くな
る。これを改善するため、第１２図と同様に第１３図の
（１）の状態をまず形成し、次に（２）の状態とする駆
動波形とした。この方法では、（１）の状態ではｂ側が
ａ側に比べて高周波と低周波の電圧差が大きいため、期
ｒＩＲ８の光非透過状態から光透過状態への立上がり速
度がａ側はど早くなる。これにつづき、（２）の状態に
するとａ側がｂ側に比べて電圧差が小さいため、この期
間ではｂ側の立上がりが早くなる。これにより第１２図
での説明と同様に、ａ側は（１）の状態により先行して
立上がっているため、（１）と（２）の状態の印加電圧
と時間を調節することによりａ側とｂ側の感光体の露光
量がほぼ等しくなり、均一な露光がされた画素が形成で
きる。

これらの駆動条件とこれまでに説明した絞り動作を両立
させる駆動波形を、第１４図から第１７図を用いて次に
説明する。

第１４図は高周波勾配型駆動法の波形である。

第１４図の０１と０２は第９図（ｂ）の下板３の各々の
配線７，８に入力する共通信号用の電圧波形であり、第
１４図のり、、Ｃ２，Ｃ３は、第９図（ａ）の上板２の
各々の配置１［６−Ａ、　８−Ｂ、　６−Ｃニ入力する
画像信号用の波形の例であり、第１４図のＦは説明のた
めの範囲を示す図である。

ここで、低周波と高周波は各々長方形の図形にＯｖの基
準電圧を点線で入れた場合と、Ｘ印を入れた図形で区別
した。

光透過窓２３が閉じた状態のＳ、の範囲では、低周波の
電圧波形り、、Ｃ２，Ｄｌが同じ位相で入力している。

一方、電圧波形Ｃ，Ｃ２ば電圧がＯｖである。

次に、窓全体を均一に光透過状態とするための第１２図
の（１）に対応する電圧分布を形成する補償用信号を押
入する期間をＰ、として示した。この場合は、電圧波形
Ｃ１はＯｖであり、Ｃ２は低い高周波を印加した状態で
ある。このとき、Ｃ２は窓全体を光透過状態とする信号
であり、Ｏｖである。この波形により第１２図の（１）
の状態が形成される。一方、ＤｌとＣ３は各々絞り状態
と光非透過状態を形成する信号であり、期間Ｓ１と同じ
低周波が印加されている。この状態では窓は光非透過状
態を継続する。次に期間１１では、Ｃ０はＣ２より高い
高周波電圧となり、第１２図の（２）の高周波電圧勾配
を形成する。

ここで、Ｄｌは第８図に示す電圧分布図となり、絞り状
態となる。Ｃ２は第１２図の（２）の状態となり、窓全
体が均一な光透過状態になる。またＣ３は光非透過状態
を持続する。ここで、第１２図の（１）と（２）ではｂ
側の電圧が異なった状態になっているが、第１４図では
Ｃ２信号を同じ電圧で示した。

この差は駆動の都合により同じ電圧であっても異なって
いてもかまわない。

以上説明した波形を繰り返すことにより、高周波勾配型
駆動方法により絞り動作と均一な露光量の光透過状態と
光非透過状態が形成できる。

第１５図は、期間Ｓ！における低周波電圧をｃｌとＣ２
に印加してＤｔ　、Ｄｌ　、Ｄｓ倍信号単純化した波形
である。この波形により液晶に印加される電圧は第１４
図と全く同じになる。

第１６図は低周波勾配型駆動法の波形であり、Ｃｉ　、
Ｃｔ　、Ｄｔ　ｐ　Ｃ２、Ｃ３の電圧波形を印加する電
極は、第１４図と同じである。

光透過窓２３が閉じた状態のＳ、の範囲では、低周波の
電圧波形Ｃ８とＣ２が同じ位相で入力している。一方、
電圧波形り０．Ｃ２，Ｃ３は電圧がＯＶである。

次に、窓全体を均一に光透過状態とするための第１３図
の（１）に対応する電圧分布を形成する信号を期間Ｐ□
に示した。乙の場合は、電圧波形Ｃ８は電圧波形Ｃ２に
比べて低い電圧の低周波であり、Ｃ２は期間Ｓ８より低
い電圧の低周波を印加した状態である。このとき、Ｃ２
は窓全体を光透過状態をとする信号であり、高い電圧の
高周波である。

この波形により第１３図の（１）の状態が形成される。

一方、Ｄｌとり、は各々絞り状態と光非透過状態を形成
する信号であり、期間ＳＲと同じ＜ＯＶである。この状
態では、窓は光非透過状態を継続する。次に期間■、で
は、Ｃ８はＣ２より高い低周波電圧となり、Ｃ２により
第１３図の（２）の高周波電圧勾配を形成する。

また、Ｄｌは低周波勾配型の絞り状態となり、Ｄ、は光
非透過状態を持続する。

以上説明した波形を繰り返すことにより、低周波勾配型
ｗＡ動方法により均一な露光量の光透過状態と絞り動作
と光非透過状態が形成できる。

第１７図では期間Ｓに印加する低周波電圧を第１６図の
Ｃ□　Ｃ２からり、、Ｄ、、Ｄ、に移した波形であり、
液晶に印加される電圧は第１６図と同じであり、効果も
同じである。

これまでの説明では、絞り動作の大きさの制御は、電圧
波形の波高の制御によっていた。これに対し、電圧は一
定とし、高周波のパルス幅（デユーティ）を変えること
により絞り動作の大きさが変えられる。このためこの方
法は、パルス幅制御を用いてもこれまでに説明した方法
に適用可能である。

このように、実質的な電圧印加時間を制御して絞り動作
部の面積を変える方法は、一定の電圧を（資）用してデ
ィジタル回路により制御が容易であるため、電圧制御に
よる絞り状態部の面積を変える方法に比べ、駆動回路が
容易になる利点がある。

また、これまでは両極性の信号を用いて絞り動作を制御
する方法を説明したが、片極性を用いた絞り動作の制御
も可能である。

次に、このセルの応用例について説明する。

第１８図はこれまでに説明した液晶セルアレイを用いて
、光プリンタ用の光スィッチとし応用した構成図である
。

光源２５を出た光はレンズ２６により集光され、偏光板
２７を通って露光用光スイツチアレイ２２に達する。こ
こで光は、光透過窓２３の光偏光分布に従い偏光される
。露光用光スイツチアレイ２２を通った光は、基板２４
に設けた穴２８と偏光板２９を通過し、偏光面が合って
いる光のみが偏光板２９を通過する。この光は、自己集
束性ファイバ３０により感光体３１に集光される。

この発明のセルを用いた露光用光スイツチアレイ２２を
用いると、１画素内の光分布を制御した光が感光体３１
上に形成され、印刷における網点印刷のように面積変調
をした画像が得られろ。ここで、感光体３１としては、
銀塩写真、電子写真２ジアゾ写真などがあげられる。ま
た、これまでの説明では光透過型液晶セルのみについて
述べたが、反射型液晶セルについても同様である。

次に具体例について説明する。

〔具体例１〕 第９図の構成のセルアレイを次のように作成した。主電
極９は表面抵抗が５０Ωの酸化インジュウム膜とし、主
電極１０は表面抵抗が１００にΩの酸化スズ膜とし、配
！ｓ７，８はニッケル無電解メツキにより形成した。ま
た、各々の窓は２５０μ請角の大きさとした。上板２と
下板３間は６Ｂのポリエステル製のスペーサ４を用い、
このスペーサ４により形成された空隙に２周波駆動用の
液晶を入れて液晶セルアレイとした。また、偏光板は、
上板２の上と下板３の下の２個所に入れ、上から順に偏
光面が直交するようにした。各配＠７．８には独立した
駆動回路を接続した。

駆動波形としては第１４図の波形を印加し、各配線６に
印加するそれぞれの波形りを信号に従い制御しな。第１
４図の０１と０２とＤの波形の周波数は次の条件とした
。

Ｃ１と０２の波形に用いた低周波の周波数は１．３ＫＨ
ｚとし、高周波の周波数は１５０ＫＨｚとし、低周波の
波高は±３０Ｖとし、高周波の波高はＣ□７が±３０Ｖ
、Ｃ２が±１５Ｖとした。

乙の結果、各光透過窓２３が任意の大きさで絞り動作を
するとともに、均一な露光の光透過状態が形成できた。

〔具体例２〕 具体例１と同じセルを用いた。

駆動波形としては第１６図の波形を印加し、各配線６に
印加するそれぞれの波形りを信号に従い制御した。第１
６図のＣ工と０２とＤの波形の周波数は次の条件とした
。

Ｃ１と０２の波形に用いた低周波の周波数は１．５ＫＨ
ｚとし、低周波の波高は期間Ｓでは±３０ｖとし、期間
ｐ−ｃ’はＣ，を＋１５Ｖ、Ｃ，を＋２５Ｖとし、期間
ＩではＣ１を±２５Ｖ、Ｃ２を±ＩＯＶとした。

また、第１６図のり、とＤ２とＤ３の高周波の周波数は
１５０ＫＨｚで、波高はＯ■〜±３０Ｖとして光透過窓
２３を制御した。

この結果、各光透過窓２３が任意の大きさで絞り動作を
するとともに、均一な露光の光透過状態が形成できた。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明の液晶セルアＬ・イの駆
動方法によると、液晶セルアレイを構成する配線数が従
来形に絞り動作セルアレイの約半分に減少させることが
可能になり、配線密度の減少によるセルアレイの配線密
度の向上が容易になるとともに、各窓の駆動回路も約半
分に減少する利点がある。

また、この発明の駆動方法を用いることにより、液晶セ
ルの窓の絞り動作状態の光透過分布を形成することが可
能になる。

また、液晶セルの窓を光透過状態とした時に生じる光量
の不均一性を均一化することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の液晶用の基本セルの分解状態を示す
斜視図、第２図は基本セルにおける電圧と光透過率との
関係を示す図、第３図は印加電圧と光を透過する光透過
窓の状態を示す図、第４図はこの発明の一実施例を説明
するためのセルの断面図と駆動回路を示す図、第５図、
第８図、第１２図、第１３図は電圧分布図、第６図はこ
の発明が使用する液晶の駆動周波数に対する誘電異方性
の関係を示す図、第７図はこの発明の他の実施例を説明
するための断面図と駆動回路を示す図、第９図はこの発
明の液晶セルアレイの実施例を示す上板と下板の構成図
、第１０図、第１１図、第１４図、第１５図、第１６図
、第１７図はこの発明のセルアレイを駆動するための波
形を示す図、第１８図は同じく光プリンタの断面略図で
ある。 図中、１は基本セル、２は上板、３は下板、４はスペー
サ、６〜８は電極、９，１０は主電極、１１〜１５は電
源、２３は光透過窓、４１は光透第１図 第２図 一位置 第３図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 １３〜１５ 電源 第 図 第 図 ←ＳＩ−＋−１１→５２−Ｊ、−Ｔｚ−Ｈ−−Ｓコーー
ーーーーー→第 図 第 図 す 第 図 第 図 シ＋Ｐ１−）−１１−１−５２ ＋−＋！２÷ −時間 第 図 Ｓ１±Ｐ１千■１＋ ＋Ｐ２＋１２＋ 第 図 Ｓ１＋Ｒ＋　１１＋　５２　＋　Ｐ２÷ｒ２＋第 図 Ｓ１÷ｈ÷１１＋５２＋←１２＋ 第 図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）透明電極の両側に２個の電極を持つ窓形成部を直
   線状に複数個配列し、各々の前記窓形成部の前記２個の
   電極の一方の電極を電気的に各々接続する配線と、前記
   一方の電極の配線とは独立に他方の前記電極を電気的に
   各々接続した配線を設けた一方の板と、前記配列した窓
   形成部に対応した位置に形成する複数の透明電極からな
   る窓形成部群と各々の前記窓形成部を互いに独立に駆動
   可能にする配線群を設けた他方の板とを有し、これらの
   板の間に誘電異方性が周波数により逆転する液晶を挾ん
   だ液晶セルアレイにおいて、前記液晶セルアレイの全窓
   を光非透過状態とする期間Ｓでは、前記一方の板の全て
   の透明電極と前記他方の板の全ての透明電極の間に低周
   波電圧を印加し、補償用信号を印加する期間Ｐでは前記
   一方の板上の前記２本の配線の一方に印加する高周波電
   圧を他方の配線に印加する高周波電圧より高くし、絞り
   動作をする期間Ｉではその電圧の関係を逆転させた高周
   波電圧を前記一方の板の２本の配線に印加することを特
   徴とする液晶セルアレイの駆動方法。
2. （２）透明電極の両側に２個の電極を持つ窓形成部を直
   線状に複数個配列し、各々の前記窓形成部の前記２個の
   電極の一方の電極を電気的に各々接続する配線と、前記
   一方の電極の配線とは独立に他方の前記電極を電気的に
   各々接続した配線を設けた一方の板と、前記配列した窓
   形成部に対応した位置に形成する複数の透明電極からな
   る窓形成部群と各々の前記窓形成部を互いに独立に駆動
   可能にする配線群を設けた他方の板とを有し、これらの
   板の間に誘電異方性が周波数により逆転する液晶を挾ん
   だ液晶セルアレイにおいて、前記液晶セルアレイの全窓
   を光非透過状態とする期間Ｓでは、前記一方の板の全て
   の透明電極と前記他方の板の全ての透明電極の間に低周
   波電圧を印加し、補償用信号を印加する期間Ｐでは前記
   一方の板上の前記２本の配線の一方に印加する低周波電
   圧を、他方の配線に印加する低周波電圧より高くし、絞
   り動作をする期間Ｉではその電圧の関係を逆転させた低
   周波電圧を前記一方の板の２本の配線に印加することを
   特徴とする液晶セルアレイの駆動方法。