JPH0414767B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0414767B2 JPH0414767B2 JP15065184A JP15065184A JPH0414767B2 JP H0414767 B2 JPH0414767 B2 JP H0414767B2 JP 15065184 A JP15065184 A JP 15065184A JP 15065184 A JP15065184 A JP 15065184A JP H0414767 B2 JPH0414767 B2 JP H0414767B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- liquid crystal
- voltage
- scanning
- pixel
- threshold
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 claims description 79
- 239000005262 ferroelectric liquid crystals (FLCs) Substances 0.000 claims description 29
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 26
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 11
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 11
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 8
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 4
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000004988 Nematic liquid crystal Substances 0.000 description 2
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 210000002858 crystal cell Anatomy 0.000 description 2
- 239000010408 film Substances 0.000 description 2
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 2
- 239000004986 Cholesteric liquid crystals (ChLC) Substances 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004990 Smectic liquid crystal Substances 0.000 description 1
- 229910006404 SnO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229940114081 cinnamate Drugs 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 230000007334 memory performance Effects 0.000 description 1
- 239000002052 molecular layer Substances 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
- Liquid Crystal Display Device Control (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、液晶素子などの光学変調素子の駆動
法に係り、詳しくは表示素子やシヤツターアレイ
等の光学変調素子に用いる液晶素子の時分割駆動
法に関する。
法に係り、詳しくは表示素子やシヤツターアレイ
等の光学変調素子に用いる液晶素子の時分割駆動
法に関する。
従来、マトリクス状に多数個の画素を形成した
液晶表示素子の構成法として、次のものが挙げら
れるが、それぞれ欠点を有する。
液晶表示素子の構成法として、次のものが挙げら
れるが、それぞれ欠点を有する。
１ 単純電極マトリクスによる法：
極めて作製が用意であるが、非選択点にも電
界が印加されてクロストークが生じる。このた
め、画素容量を上げることが出来ない。
界が印加されてクロストークが生じる。このた
め、画素容量を上げることが出来ない。
２ 各画素に対応してTFT（薄膜トランジスタ）
等の能動素子を設ける方法； 各能動素子が明確なスイツチング動作を行う
ために、クロストークが生じることは避け得る
が、能動素子の作製に極めて精密なアライメン
ト技術を要し、これを大画面の液晶素子に適用
しようとした場合には、極めて高コストとな
る。
等の能動素子を設ける方法； 各能動素子が明確なスイツチング動作を行う
ために、クロストークが生じることは避け得る
が、能動素子の作製に極めて精密なアライメン
ト技術を要し、これを大画面の液晶素子に適用
しようとした場合には、極めて高コストとな
る。
３ 各画素に対応したMIM（金属／絶縁体／金
属）構造等の非線型素子を用いる方法； 各非線型素子と各画素に対応する液晶層との
電気的マツチングが良好にとれる場合には、ク
ロストークが防止され、画素容量はある程度大
きくできるが、画素密度を上げようとした場合
には、各画素の液晶層の静電容量が小さくな
り、電気的マツチングをとるためには、各非線
型素子の静電容量もこれに応じて小さくしなけ
ればならず、非線型素子が電荷保持機能をもつ
ためには、駆動条件もに、作製上の大きなネツ
クとの厳しさとなつている。
属）構造等の非線型素子を用いる方法； 各非線型素子と各画素に対応する液晶層との
電気的マツチングが良好にとれる場合には、ク
ロストークが防止され、画素容量はある程度大
きくできるが、画素密度を上げようとした場合
には、各画素の液晶層の静電容量が小さくな
り、電気的マツチングをとるためには、各非線
型素子の静電容量もこれに応じて小さくしなけ
ればならず、非線型素子が電荷保持機能をもつ
ためには、駆動条件もに、作製上の大きなネツ
クとの厳しさとなつている。
この非線型素子を用いた液晶の駆動法に関し
ては、多数の報告がある。例えば、IEEE
Transactions on Electron Devices，Vol.ED
−28，No.６，JUNE 1981に掲載されている
David R.Baraff他による“The Optimization
of Metal−Insulator−Metal Nonlinear
Devices for Use in Multiplexed Liquid
Crystal Displays”に詳しい開示がなされてい
る。いずれにしても、前記いずれの方法を用い
ても、大画素容量で、かつ大画面の表示が難し
く、しかも比較的安価な液晶素子は未だ出現し
ていなのが現状である。
ては、多数の報告がある。例えば、IEEE
Transactions on Electron Devices，Vol.ED
−28，No.６，JUNE 1981に掲載されている
David R.Baraff他による“The Optimization
of Metal−Insulator−Metal Nonlinear
Devices for Use in Multiplexed Liquid
Crystal Displays”に詳しい開示がなされてい
る。いずれにしても、前記いずれの方法を用い
ても、大画素容量で、かつ大画面の表示が難し
く、しかも比較的安価な液晶素子は未だ出現し
ていなのが現状である。
４ 強誘電性液晶を用いる方法；
米国特許第4367924号公報には、双安定状態
を発現した強誘電性液晶素子にマトリクス電極
構造を組込んだ液晶光学素子が開示されてい
る。この強誘電性液晶の閾値電圧が電圧印加時
間（パルス幅）に依存した閾値特性を生じてい
た。例えば、電圧V1が印加され続けても、強
誘電性液晶の電気分極状態（例えば、白表示に
対応する一方の状態）は、変化を生じないが、
電圧V1が印加時間t1を越えた時、他方の電気分
極状態（例えば、黒表示に対応する）に反転し
てしまう。従つて、強誘電性液晶をマトリクス
駆動に適用した際には、−フレーム内で一度、
例えば印加時間t0で負電圧−V2の印加によつて
白表示に書込まれた走査電極上の画素は、他の
走査電極上の画素の書込み時に、信号電極から
パルス幅t0で正電圧V1または負電圧−V1を受
信するため、パルス幅t0の正電圧V1の印加が連
続し、前述の印加時間t1を越えると、黒表示に
反転を生じてしまう。この反転現象のため、マ
トリクス駆動の適用を難かしいものにさせてい
た。
を発現した強誘電性液晶素子にマトリクス電極
構造を組込んだ液晶光学素子が開示されてい
る。この強誘電性液晶の閾値電圧が電圧印加時
間（パルス幅）に依存した閾値特性を生じてい
た。例えば、電圧V1が印加され続けても、強
誘電性液晶の電気分極状態（例えば、白表示に
対応する一方の状態）は、変化を生じないが、
電圧V1が印加時間t1を越えた時、他方の電気分
極状態（例えば、黒表示に対応する）に反転し
てしまう。従つて、強誘電性液晶をマトリクス
駆動に適用した際には、−フレーム内で一度、
例えば印加時間t0で負電圧−V2の印加によつて
白表示に書込まれた走査電極上の画素は、他の
走査電極上の画素の書込み時に、信号電極から
パルス幅t0で正電圧V1または負電圧−V1を受
信するため、パルス幅t0の正電圧V1の印加が連
続し、前述の印加時間t1を越えると、黒表示に
反転を生じてしまう。この反転現象のため、マ
トリクス駆動の適用を難かしいものにさせてい
た。
従つて、本発明の目的は、前記従来技術の問題
点を克服した大画素容量で、かつ大画面の表示或
いは変調が可能で、しかも比較的安価に製造する
ことが可能な新しい液晶素子の駆動法を提供する
ことにある。
点を克服した大画素容量で、かつ大画面の表示或
いは変調が可能で、しかも比較的安価に製造する
ことが可能な新しい液晶素子の駆動法を提供する
ことにある。
本発明で用いる液晶素子は、液晶材料として強
誘電性液晶という材料に特定化することにより、
これを通常のフオトソグラフイー技術によつても
達成し得る非線型素子と組み合わせることによ
り、今までに得られなかつた大面積で、かつ高画
素密度の液晶表示デバイスを提供し得るものであ
る。
誘電性液晶という材料に特定化することにより、
これを通常のフオトソグラフイー技術によつても
達成し得る非線型素子と組み合わせることによ
り、今までに得られなかつた大面積で、かつ高画
素密度の液晶表示デバイスを提供し得るものであ
る。
本発明の液晶素子で用いる強誘電液晶は、２つ
の分極状態がそれぞれ記憶性を有することがで
き、この場合には以下に述べる多大な効果を奏す
ることができる。
の分極状態がそれぞれ記憶性を有することがで
き、この場合には以下に述べる多大な効果を奏す
ることができる。
通常の液晶（例えば、ねじれネマチツク液晶）
と非線型素子とからなる従来の液晶素子に於て
は、画素ONの信号によつて非線型素子がON状
態となり、液晶層両端に電荷が蓄積し、電圧が印
加されて、画素に対応する液晶がON状態とな
る。この後信号がOFFされると、非線型素子は
OFF状態となり液晶層両端に著積されていた電
荷は、非線型素子の静電容量と液晶層の静電容量
とに容量分割される。このため、非線型素子の静
電容量が液晶層のそれに比べ充分に小さくない場
合には、液晶層の両端にある電荷量は減少し、画
素に対応する液晶をON状態に保持し続けること
ができなくなる。このため、従来の液晶素子では
非線型素子の静電容量が液晶層のそれに対して通
常1/10程度以下にする必要があり、それ以上にな
ると駆動条件のラチユードが極めて狭くなつてし
まう。従つて、画素密度を上げようとした場合、
画素液晶の静電容量は小さくなるため、非線型素
子の静電容量をさらに小さくする必要があり、通
常のフオトリソグラフイー技術で、微小な非線型
素子を構成することは困難であつた。
と非線型素子とからなる従来の液晶素子に於て
は、画素ONの信号によつて非線型素子がON状
態となり、液晶層両端に電荷が蓄積し、電圧が印
加されて、画素に対応する液晶がON状態とな
る。この後信号がOFFされると、非線型素子は
OFF状態となり液晶層両端に著積されていた電
荷は、非線型素子の静電容量と液晶層の静電容量
とに容量分割される。このため、非線型素子の静
電容量が液晶層のそれに比べ充分に小さくない場
合には、液晶層の両端にある電荷量は減少し、画
素に対応する液晶をON状態に保持し続けること
ができなくなる。このため、従来の液晶素子では
非線型素子の静電容量が液晶層のそれに対して通
常1/10程度以下にする必要があり、それ以上にな
ると駆動条件のラチユードが極めて狭くなつてし
まう。従つて、画素密度を上げようとした場合、
画素液晶の静電容量は小さくなるため、非線型素
子の静電容量をさらに小さくする必要があり、通
常のフオトリソグラフイー技術で、微小な非線型
素子を構成することは困難であつた。
一方、非線型素子の静電容量と画素液晶の静電
容量に比べ充分小さくした場合、信号がOFFさ
れ、非線型素子がOFFとなつたときに、液晶層
両端の蓄積電荷によつて液晶層に印加されている
電圧はほとんどそのまま非線型素子にも加わる。
従つて、液晶層をOFF状態からON状態に切り換
えるに要する電圧（液晶の閾値）より非線型素子
の閾値電圧が低い場合には、非線型素子がON状
態となり、液晶層に蓄積されていた電荷は、非線
型素子を通つて放電してしまう。或いは、非線型
素子の閾値電圧が液晶の閾値電圧より若干高い場
合でも、その後に続いて信号電極に印加される情
報信号電圧によつては、さらに非線型素子にかか
る電圧が上昇して非線型素子がON状態に戻る危
険性が高い。このため、記憶性のない通常の液晶
と非線型素子との組みあわせによる従来の液晶素
子では、液晶の閾値電圧にくらべ非線型素子の閾
値電圧を充分に大きくする必要があり、駆動電圧
の高圧化を招く結果となる。
容量に比べ充分小さくした場合、信号がOFFさ
れ、非線型素子がOFFとなつたときに、液晶層
両端の蓄積電荷によつて液晶層に印加されている
電圧はほとんどそのまま非線型素子にも加わる。
従つて、液晶層をOFF状態からON状態に切り換
えるに要する電圧（液晶の閾値）より非線型素子
の閾値電圧が低い場合には、非線型素子がON状
態となり、液晶層に蓄積されていた電荷は、非線
型素子を通つて放電してしまう。或いは、非線型
素子の閾値電圧が液晶の閾値電圧より若干高い場
合でも、その後に続いて信号電極に印加される情
報信号電圧によつては、さらに非線型素子にかか
る電圧が上昇して非線型素子がON状態に戻る危
険性が高い。このため、記憶性のない通常の液晶
と非線型素子との組みあわせによる従来の液晶素
子では、液晶の閾値電圧にくらべ非線型素子の閾
値電圧を充分に大きくする必要があり、駆動電圧
の高圧化を招く結果となる。
いずれなしても、従来の液晶素子では非線型素
子の作製上の困難さと、駆動法の厳しさが商品と
して高画素密度化を達成することの妨げとなつて
いたが、液晶層の２つ（ONとOFF）の状態（強
誘電液晶の２つの分極状態に対応する。）がそれ
ぞれ記憶性を有しているならば、一旦、液晶層に
電圧が印加されて例えばON状態にスイツチング
がおこると、その後に電圧が解除されても、ON
状態を保持することができるため、非線型素子の
静電容量は、画素液晶の静電容量と同程度あるい
はそれ以下でさえ許容され、低い駆動電圧で、高
速の駆動を達成することが可能となつた。
子の作製上の困難さと、駆動法の厳しさが商品と
して高画素密度化を達成することの妨げとなつて
いたが、液晶層の２つ（ONとOFF）の状態（強
誘電液晶の２つの分極状態に対応する。）がそれ
ぞれ記憶性を有しているならば、一旦、液晶層に
電圧が印加されて例えばON状態にスイツチング
がおこると、その後に電圧が解除されても、ON
状態を保持することができるため、非線型素子の
静電容量は、画素液晶の静電容量と同程度あるい
はそれ以下でさえ許容され、低い駆動電圧で、高
速の駆動を達成することが可能となつた。
すなわち、本発明の駆動法は交差した走査電極
群と信号電極の交差部を画素としたマトリクス電
極構造の各画素に対応して非線型素子を有し、前
記走査電極群と信号電極群の間に強誘電性液晶を
有する液晶素子の駆動法であつて、第一の過程
で、走査電極を順次走査し、走査選択された走査
電極上の画素に、同時に、強誘電性液晶の一方の
極性の閾値を越えた一方極性の第一電圧を印加
し、第二の過程で、走査電極を順次走査し、走査
選択された走査電極上の画素に、選択的に、強誘
電性液晶の他方の極性の閾値を越えた一方極性の
第二電圧及び該閾値を越えない第三電圧を印加す
る液晶素子の駆動法に特徴がある。
群と信号電極の交差部を画素としたマトリクス電
極構造の各画素に対応して非線型素子を有し、前
記走査電極群と信号電極群の間に強誘電性液晶を
有する液晶素子の駆動法であつて、第一の過程
で、走査電極を順次走査し、走査選択された走査
電極上の画素に、同時に、強誘電性液晶の一方の
極性の閾値を越えた一方極性の第一電圧を印加
し、第二の過程で、走査電極を順次走査し、走査
選択された走査電極上の画素に、選択的に、強誘
電性液晶の他方の極性の閾値を越えた一方極性の
第二電圧及び該閾値を越えない第三電圧を印加す
る液晶素子の駆動法に特徴がある。
尚、以下の実施例で詳述されるが、本発明の駆
動法は従来のネマチツクやコレステリツク等の液
晶と異り、２つの互いに逆極性の分極状態を有す
る強誘電液晶を用いるため、本質的には直流駆動
であることに大きな特徴を有している。
動法は従来のネマチツクやコレステリツク等の液
晶と異り、２つの互いに逆極性の分極状態を有す
る強誘電液晶を用いるため、本質的には直流駆動
であることに大きな特徴を有している。
本発明の液晶素子で用いる強誘電性液晶として
は、カイラルスメクチツクＣ相（SmC*）、Ｈ相
（SmH*）、Ｆ相（SmF*）、Ｉ相（SmI*）又はＧ
相（SmG*）の液晶が適している。この強誘電性
液晶については、“LE JOURNAL DE
PHYSIQ UE LETTERS”36（Ｌ−69）1975，
「Ferroelectric Liquid Crystals」；“Applied
Physics Letters”36（11）1980「Submicro
Second Bistable Eiectrooptic Switching in
Liquid Crystals」；“固体物理”16（141）1981「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。
は、カイラルスメクチツクＣ相（SmC*）、Ｈ相
（SmH*）、Ｆ相（SmF*）、Ｉ相（SmI*）又はＧ
相（SmG*）の液晶が適している。この強誘電性
液晶については、“LE JOURNAL DE
PHYSIQ UE LETTERS”36（Ｌ−69）1975，
「Ferroelectric Liquid Crystals」；“Applied
Physics Letters”36（11）1980「Submicro
Second Bistable Eiectrooptic Switching in
Liquid Crystals」；“固体物理”16（141）1981「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、デシロキシベンジリ
デン−P′−アミノ−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（HOBACPC）および４−ｏ−（２−メチル）
−ブチルレゾルシリデン−4′−オクチルアニリン
（MBRA8）等が挙げられる。
性液晶化合物の例としては、デシロキシベンジリ
デン−P′−アミノ−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（HOBACPC）および４−ｏ−（２−メチル）
−ブチルレゾルシリデン−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、SmC*，SmH*，SmF*，SmI*や
SmG*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ツ
ク等により支持することができる。
液晶化合物が、SmC*，SmH*，SmF*，SmI*や
SmG*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ツ
ク等により支持することができる。
第３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。２１と２１′は、In2O3、SnO2
やITO（Indium−Tin Oxide）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２２がガラス面に垂直になるよう配向し
たSmC*相の液晶が封入されている。太線で示し
た線２３が液晶分子を表わしており、この液晶分
子２３はその分子に直交した方向に双極子モーメ
ント２４（Ｐ⊥）を有している。基板２１と２
１′上の電極間に一定の閾値以上の電圧を印加す
ると、液晶電子２３のらせん構造がほどけ、双極
子モーメント２４はすべて電界方向に向くよう、
液晶分子２３は配向方向を変えることができる。
液晶分子２３は細長い形状を有しており、その長
軸方向と短軸方向で屈折率異方性を示し、従つて
例えば、ガラス面の上下に互いにクロスニコルの
偏光子を置けば、電圧印加極性によつて光学特性
が変わる液晶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1μ）には、第４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
造はほどけ、（非らせん構造）その双極子モーメ
ントＰ又はP′は上向き３４又は下向き３４′のど
ちらかの電気分極状態をとる。このようなセルに
第３図に示す如く一定の閾値以上の極性の異る電
界Ｅ又はE′を与えてやると、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上向き３
４又は下向き３４′と向きを変え、それに応じて
液晶分子は第１の安定状態３３（一方の電気分極
状態）かあるいは第２の安定状態３３（他方の、
電気分極状態）の何れか一方に配向する。しか
も、第１及び第２の状態は電界が切られた後でも
記憶性を有し、それぞれの状態に留つていること
ができる。
いたものである。２１と２１′は、In2O3、SnO2
やITO（Indium−Tin Oxide）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２２がガラス面に垂直になるよう配向し
たSmC*相の液晶が封入されている。太線で示し
た線２３が液晶分子を表わしており、この液晶分
子２３はその分子に直交した方向に双極子モーメ
ント２４（Ｐ⊥）を有している。基板２１と２
１′上の電極間に一定の閾値以上の電圧を印加す
ると、液晶電子２３のらせん構造がほどけ、双極
子モーメント２４はすべて電界方向に向くよう、
液晶分子２３は配向方向を変えることができる。
液晶分子２３は細長い形状を有しており、その長
軸方向と短軸方向で屈折率異方性を示し、従つて
例えば、ガラス面の上下に互いにクロスニコルの
偏光子を置けば、電圧印加極性によつて光学特性
が変わる液晶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1μ）には、第４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
造はほどけ、（非らせん構造）その双極子モーメ
ントＰ又はP′は上向き３４又は下向き３４′のど
ちらかの電気分極状態をとる。このようなセルに
第３図に示す如く一定の閾値以上の極性の異る電
界Ｅ又はE′を与えてやると、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上向き３
４又は下向き３４′と向きを変え、それに応じて
液晶分子は第１の安定状態３３（一方の電気分極
状態）かあるいは第２の安定状態３３（他方の、
電気分極状態）の何れか一方に配向する。しか
も、第１及び第２の状態は電界が切られた後でも
記憶性を有し、それぞれの状態に留つていること
ができる。
以上のように、強誘電性液晶は電気分極状態に
記憶性を有しているため、新規な駆動方式による
大画素密度の画像素子とすることができる。しか
し、通常上記閾値は極めて鋭いものとはいい難
く、しかも印加電圧波形、限定して言うならばパ
ルス巾に依存する。又、この閾値の不明確さは、
基板の処理条件、温度や液晶材料に依存する。従
つて、これを時分割方式によつてより安定に駆動
しようとした場合には、見かけ上閾値特性を明確
にするための非線型素子との組みあわせによつ
て、強誘電液晶の記憶性を最大限に生かし得る大
画素容量素子及びその駆動法を提供しうることが
明らかになつた。
記憶性を有しているため、新規な駆動方式による
大画素密度の画像素子とすることができる。しか
し、通常上記閾値は極めて鋭いものとはいい難
く、しかも印加電圧波形、限定して言うならばパ
ルス巾に依存する。又、この閾値の不明確さは、
基板の処理条件、温度や液晶材料に依存する。従
つて、これを時分割方式によつてより安定に駆動
しようとした場合には、見かけ上閾値特性を明確
にするための非線型素子との組みあわせによつ
て、強誘電液晶の記憶性を最大限に生かし得る大
画素容量素子及びその駆動法を提供しうることが
明らかになつた。
又、本発明で用いられる非線型素子としては、
前述のMIMの他に、ｐ−ｎ接合ダイオードを適
正に逆バイアスしたもの、ｐ−ｎ接合ダイオード
を方向を逆にして直列接続したもの、シヨツトキ
ーダイオードを適正に逆バイアスしたものやシヨ
ツトキーダイオードを方向を逆にして直列接続し
たもの等を用いることができる。
前述のMIMの他に、ｐ−ｎ接合ダイオードを適
正に逆バイアスしたもの、ｐ−ｎ接合ダイオード
を方向を逆にして直列接続したもの、シヨツトキ
ーダイオードを適正に逆バイアスしたものやシヨ
ツトキーダイオードを方向を逆にして直列接続し
たもの等を用いることができる。
第１図と第２図は、本発明の液晶素子の構造を
模式的に示したもので、非線型素子としてMIM
構造を用いた例で示したものである。第１図Ａは
本発明の液晶素子の断面図であつて、第１図Ｂは
そこで用いたMIM構造の拡大断面図である。図
中、１と１′はそれぞれ対向する基板（ガラス基
板、プラスチツク基板）、２は熱酸化された厚さ
400ÅのTa（Ta2O5）層、３は表面が陽極酸化さ
れた層８を有する厚さ2000ÅのTa（タンタル）
層、４は、厚さ1000ÅのCr（クロム）導電層であ
る。MIM構造は、金属層となるTa層３、絶縁体
層となる陽極酸化されたTa層８と金属層となる
Cr導電層４の積層構造を有している。５は、厚
さ1000ÅのITO膜であつて、これによつて一つの
画素面積が規定される。又、６は対向電極のITO
パターンである。MIMが形成された基板１及び
導電パターンが形成された基板２は、必要に応じ
てラビング或いはSiO等の材料を斜方蒸着するこ
とによる配向処理が施されてもよい、７は、強誘
電性液晶（例えば、前述のDOBAMBC）であ
り、その液晶層は1.5μ厚とすることができる。こ
の際、温度は70℃にコントロールされている。
模式的に示したもので、非線型素子としてMIM
構造を用いた例で示したものである。第１図Ａは
本発明の液晶素子の断面図であつて、第１図Ｂは
そこで用いたMIM構造の拡大断面図である。図
中、１と１′はそれぞれ対向する基板（ガラス基
板、プラスチツク基板）、２は熱酸化された厚さ
400ÅのTa（Ta2O5）層、３は表面が陽極酸化さ
れた層８を有する厚さ2000ÅのTa（タンタル）
層、４は、厚さ1000ÅのCr（クロム）導電層であ
る。MIM構造は、金属層となるTa層３、絶縁体
層となる陽極酸化されたTa層８と金属層となる
Cr導電層４の積層構造を有している。５は、厚
さ1000ÅのITO膜であつて、これによつて一つの
画素面積が規定される。又、６は対向電極のITO
パターンである。MIMが形成された基板１及び
導電パターンが形成された基板２は、必要に応じ
てラビング或いはSiO等の材料を斜方蒸着するこ
とによる配向処理が施されてもよい、７は、強誘
電性液晶（例えば、前述のDOBAMBC）であ
り、その液晶層は1.5μ厚とすることができる。こ
の際、温度は70℃にコントロールされている。
第２図は、第１図に示した液晶素子の平面図で
ある。
ある。
第５図以降に本発明の駆動実施例を示す。
第５図は、マトリクス電極構造５１を用いた表
示形態例であつて、各画素が走査電極群５２と信
号電極群５３の交差部に形成されており、しかも
各画素には強誘電性液晶と第１図で示した非線型
素子が配置されている。第５図中、黒部は「黒」
表示を、白部は「白」の表示をするものとしてい
る。
示形態例であつて、各画素が走査電極群５２と信
号電極群５３の交差部に形成されており、しかも
各画素には強誘電性液晶と第１図で示した非線型
素子が配置されている。第５図中、黒部は「黒」
表示を、白部は「白」の表示をするものとしてい
る。
第６図ａとｂは、それぞれ選択時の走査信号と
それ以外の非選択時の走査信号を示している。
それ以外の非選択時の走査信号を示している。
第６図ｃとｄは、それぞれ強誘電性液晶の双安
定性のうち第１の安定状態（一方の電気分極状
態）に配向させる電気信号（白信号という）と双
安定性のうち第２の安定状態（他方の電気分極状
態）に配向させる電気信号（黒信号という）を示
している。
定性のうち第１の安定状態（一方の電気分極状
態）に配向させる電気信号（白信号という）と双
安定性のうち第２の安定状態（他方の電気分極状
態）に配向させる電気信号（黒信号という）を示
している。
まず、本発明の駆動法は、第７図に示す様に第
１フレームF1で走査電極群５２の全部又は一部
に走査信号を印加し、これと同期させて信号電極
群５３の全部又は一部に白信号を印加する。次の
第２フレームF2で例えば第５図に示す如く所定
の個所（図中の黒部で示す画素）に黒信号を印加
する。この時の走査電極群５２，５２１，５２
２，５２３，５２４，５２５及び信号電極群５
３，５３１，５３２，５３３，５３４，５３５に
印加する電気信号と第５図中の画素ＡとＢに印加
される電圧波形（非線型素子と液晶層に印加され
る電圧の和）を第７図で明らかにしている。
１フレームF1で走査電極群５２の全部又は一部
に走査信号を印加し、これと同期させて信号電極
群５３の全部又は一部に白信号を印加する。次の
第２フレームF2で例えば第５図に示す如く所定
の個所（図中の黒部で示す画素）に黒信号を印加
する。この時の走査電極群５２，５２１，５２
２，５２３，５２４，５２５及び信号電極群５
３，５３１，５３２，５３３，５３４，５３５に
印加する電気信号と第５図中の画素ＡとＢに印加
される電圧波形（非線型素子と液晶層に印加され
る電圧の和）を第７図で明らかにしている。
図より明らかな如く、第１フレームF1で線順
次走査に従つて全走査電極には最初に2V0のパル
ス電圧が印加され、全信号電極には白信号が印加
される。これにより全画素において直列結合にあ
る非線型素子と、液晶層には位相t1で−2V0の電
圧が印加され、非線型素子は閾値を越えてON状
態となり液晶層に負の高い電圧が加わるため、液
晶層は第１の電気分極状態（白）に揃えられる。
一方、位相t2では各画素にはV0が印加されるが、
電圧V0では非線型素子がOFF状態となつている
ため、第１フレームF1の期間中で、各画素は位
相t1で「白」にメモリーされた「白」の表示がな
される。次いで、第２フレームF2で、例えば画
素Ｂにおいては、直列結合にある非線型素子と液
晶層には位相t2′をもつ期間ａで2V0の電圧が印加
され、非線型素子は閾値を越えてON状態となり
液晶層に正の高い電圧が加わるため、液晶層は第
２の電気分極状態（黒）になる。
次走査に従つて全走査電極には最初に2V0のパル
ス電圧が印加され、全信号電極には白信号が印加
される。これにより全画素において直列結合にあ
る非線型素子と、液晶層には位相t1で−2V0の電
圧が印加され、非線型素子は閾値を越えてON状
態となり液晶層に負の高い電圧が加わるため、液
晶層は第１の電気分極状態（白）に揃えられる。
一方、位相t2では各画素にはV0が印加されるが、
電圧V0では非線型素子がOFF状態となつている
ため、第１フレームF1の期間中で、各画素は位
相t1で「白」にメモリーされた「白」の表示がな
される。次いで、第２フレームF2で、例えば画
素Ｂにおいては、直列結合にある非線型素子と液
晶層には位相t2′をもつ期間ａで2V0の電圧が印加
され、非線型素子は閾値を越えてON状態となり
液晶層に正の高い電圧が加わるため、液晶層は第
２の電気分極状態（黒）になる。
又、画素Ａに於ては、図上位相t2′をもつ期間
ｂに於て、直列結合にある非線型素子と液晶層は
には＋V0という低い電圧しか印加されないため、
非線型素子はOFF状態のままであり、液晶層は
「白」の状態をそのまま保持している。図上、ａ
とｂ以外のいずれの期間に於ても、直列結含にあ
る非線型素子と液晶層には、絶対値がV0の電圧
しか印加されないため、非線型素子はOFF状態
になり、かつ液晶層に高圧が付加されることはな
く、Ｂは「黒」、Ａは「白」に対応した表示が達
成される。
ｂに於て、直列結合にある非線型素子と液晶層は
には＋V0という低い電圧しか印加されないため、
非線型素子はOFF状態のままであり、液晶層は
「白」の状態をそのまま保持している。図上、ａ
とｂ以外のいずれの期間に於ても、直列結含にあ
る非線型素子と液晶層には、絶対値がV0の電圧
しか印加されないため、非線型素子はOFF状態
になり、かつ液晶層に高圧が付加されることはな
く、Ｂは「黒」、Ａは「白」に対応した表示が達
成される。
この際、電圧値V0の値及び位相（t1＋t2）＝Ｔ
の値としては、用いられる液晶材料やセルの厚さ
にも依存するが、通常３ボルト〜70ボルトで、
0.1μsec〜2msecの範囲で用いられる。
の値としては、用いられる液晶材料やセルの厚さ
にも依存するが、通常３ボルト〜70ボルトで、
0.1μsec〜2msecの範囲で用いられる。
本発明の駆動方法が有効に達成されるために
は、走査電極域いは信号電極に与えられる電気信
号が、必ずしも第７図に於て説明されたような単
純な矩形波信号でなくてもよいことは自明であ
る。例えば、正弦波や三角波によつて駆動するこ
とも可能である。
は、走査電極域いは信号電極に与えられる電気信
号が、必ずしも第７図に於て説明されたような単
純な矩形波信号でなくてもよいことは自明であ
る。例えば、正弦波や三角波によつて駆動するこ
とも可能である。
第８図は、液晶−光シヤツタに応用した時のマ
トリクス電極構造の模式図が示されている。この
際、８１は画素であつて、この部分のみ両側の電
極を透明なもので形成している。８２は走査電極
群、８３は信号電極群を表わしている。
トリクス電極構造の模式図が示されている。この
際、８１は画素であつて、この部分のみ両側の電
極を透明なもので形成している。８２は走査電極
群、８３は信号電極群を表わしている。
非線型素子は、作製パラメータ（非線型素子の
面積、絶縁層の厚さ等）を変化することにより、
閾値が5V〜20Vのものが得られた。又、用いた
液晶（DOBAMBC）の２つの電気分極状態相互
の転移のための閾値は、設定されたパルス巾によ
り異なり、又、幅を有するが、パルス巾50μsec〜
500μsecに対して、約30V〜9Vであつた。以上の
条件のもと、Voの値としては、5V〜20Vのはん
いで選択することにより良好な動作を示した。
面積、絶縁層の厚さ等）を変化することにより、
閾値が5V〜20Vのものが得られた。又、用いた
液晶（DOBAMBC）の２つの電気分極状態相互
の転移のための閾値は、設定されたパルス巾によ
り異なり、又、幅を有するが、パルス巾50μsec〜
500μsecに対して、約30V〜9Vであつた。以上の
条件のもと、Voの値としては、5V〜20Vのはん
いで選択することにより良好な動作を示した。
本発明によれば、強誘電性液晶の閾値特性にお
ける電圧印加時間の依存性を改善することがで
き、強誘電性液晶のマトリクス駆動を実現させる
ことができた。
ける電圧印加時間の依存性を改善することがで
き、強誘電性液晶のマトリクス駆動を実現させる
ことができた。
第１図Ａは本発明で用いる液晶素子の断面図
で、第１図Ｂはその拡大断面図である。第２図は
第１図の液晶素子の平面図である。第３図及び第
４図は、本発明で用いる液晶素子を模式的に表わ
す斜視図である。第５図は、本発明の液晶素子で
用いるマトリクス画素構造を表わす平面図であ
る。第６図ａ〜ｄは、電気信号波形図である。第
７図は、時系列で示した電圧波形図である。第８
図は、本発明の駆動法の好ましい適用対象の１例
としての液晶−光シヤツタの模式平面図である。 １，１′…基板、２…熱酸化されたTa層、３…
Ta層、４…Cr層、８…陽極酸化されたTa層、
５，６…ITO膜、７…強誘電液晶層。
で、第１図Ｂはその拡大断面図である。第２図は
第１図の液晶素子の平面図である。第３図及び第
４図は、本発明で用いる液晶素子を模式的に表わ
す斜視図である。第５図は、本発明の液晶素子で
用いるマトリクス画素構造を表わす平面図であ
る。第６図ａ〜ｄは、電気信号波形図である。第
７図は、時系列で示した電圧波形図である。第８
図は、本発明の駆動法の好ましい適用対象の１例
としての液晶−光シヤツタの模式平面図である。 １，１′…基板、２…熱酸化されたTa層、３…
Ta層、４…Cr層、８…陽極酸化されたTa層、
５，６…ITO膜、７…強誘電液晶層。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 交差した走査電極群と信号電極群との交差部
を画素としたマトリクス電極構造の各画素に対応
して非線型の電圧−電流特性を有する二端子素子
（以下、非線型素子という）をスイツチング素子
として有し、前記走査電極群と信号電極群との間
に双安定性を有する強誘電性液晶を封入した液晶
素子の駆動法であつて、 第一の過程で、走査電極を順次走査し、走査選
択された走査電極上の画素に、同時に、前記強誘
電性液晶の一方の極性の閾値を越えた一方極性の
第一電圧を印加し、 第二の過程で、走査電極を順次走査し、走査選
択された走査電極上の画素に、選択的に、前記強
誘電性液晶の他方の極性の閾値を越えた他方極性
の第二電圧及び該閾値を越えない第三電圧を印加
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 |
|---|---|---|---|
| JP15065184A JPS6128929A (ja) | 1984-07-20 | 1984-07-20 | 液晶素子の駆動法 |
| US06/714,618 US4712872A (en) | 1984-03-26 | 1985-03-21 | Liquid crystal device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15065184A JPS6128929A (ja) | 1984-07-20 | 1984-07-20 | 液晶素子の駆動法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6128929A JPS6128929A (ja) | 1986-02-08 |
| JPH0414767B2 true JPH0414767B2 (ja) | 1992-03-13 |
Family
ID=15501500
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15065184A Granted JPS6128929A (ja) | 1984-03-26 | 1984-07-20 | 液晶素子の駆動法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6128929A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2816403B2 (ja) * | 1988-11-11 | 1998-10-27 | 株式会社 半導体エネルギー研究所 | 液晶表示装置の駆動方法および液晶表示装置 |
| JPH02144519A (ja) * | 1988-11-25 | 1990-06-04 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 強誘電性液晶表示装置の駆動方法 |
| JP2562680B2 (ja) * | 1988-11-25 | 1996-12-11 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 強誘電性液晶表示装置の駆動方法 |
| JP2814024B2 (ja) * | 1990-06-07 | 1998-10-22 | キヤノン株式会社 | 液晶素子 |
-
1984
- 1984-07-20 JP JP15065184A patent/JPS6128929A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6128929A (ja) | 1986-02-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4712872A (en) | Liquid crystal device | |
| US4747671A (en) | Ferroelectric optical modulation device and driving method therefor wherein electrode has delaying function | |
| US4818078A (en) | Ferroelectric liquid crystal optical modulation device and driving method therefor for gray scale display | |
| US4697887A (en) | Liquid crystal device and method for driving the same using ferroelectric liquid crystal and FET's | |
| JPS6261931B2 (ja) | ||
| US5541747A (en) | Electro-optical device utilizing a liquid crystal having a spontaneous polarization | |
| KR100260465B1 (ko) | 액정표시장치 | |
| JP2805253B2 (ja) | 強誘電性液晶装置 | |
| JPH079508B2 (ja) | 液晶表示素子及びその駆動方法 | |
| JPH0412458B2 (ja) | ||
| JPH0414766B2 (ja) | ||
| JP2542851B2 (ja) | 光学変調素子 | |
| JPS6128929A (ja) | 液晶素子の駆動法 | |
| JP2566149B2 (ja) | 光学変調素子 | |
| JP2505744B2 (ja) | 電極基板及び光学変調素子の製造法 | |
| JP2614220B2 (ja) | ディスプレイ装置 | |
| JPH0799415B2 (ja) | 液晶装置 | |
| JPH0823636B2 (ja) | 光学変調素子の駆動法 | |
| JPH07122706B2 (ja) | 光学変調素子 | |
| JPH0453293B2 (ja) | ||
| JPS60262135A (ja) | 液晶素子の駆動法 | |
| JPS62231934A (ja) | 光学変調素子 | |
| JPH0823635B2 (ja) | 光学変調素子 | |
| JPS62239128A (ja) | 光学変調素子の駆動法 | |
| JPS6217732A (ja) | 液晶装置及び駆動法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |