JPH0718991B2 - 光学変調素子の駆動法 - Google Patents
光学変調素子の駆動法Info
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- JPH0718991B2 JPH0718991B2 JP61026279A JP2627986A JPH0718991B2 JP H0718991 B2 JPH0718991 B2 JP H0718991B2 JP 61026279 A JP61026279 A JP 61026279A JP 2627986 A JP2627986 A JP 2627986A JP H0718991 B2 JPH0718991 B2 JP H0718991B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の分野〕 本発明は、光学変調素子、特にカイラルスメクチツク液
晶などの強誘電性液晶を用いた素子の駆動法に関する。
晶などの強誘電性液晶を用いた素子の駆動法に関する。
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、画素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。
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、画素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。
これらの実用に供されたのは、殆どが、例えば、“アプ
ライド・フイジスク・レターズ”（“Applied Physics
Lette rs"）1971年,18（４）号127〜128頁に掲載のM.シ
ヤツト（M.Schadt）及びW.ヘルフリヒ（W.Helfrich）共
著になる“ボルテージ・デイペンダント・オプテイカル
・アクテイビテイー・オブ・ア・ツイステツド・ネマチ
ツク・リキツド・クリスタル”（“Voltage Dependent
Optical Activity of a Twisted Nematic Liquid Cryst
al"）に示されたTN（Twisted nematic）型液晶であっ
た。
ライド・フイジスク・レターズ”（“Applied Physics
Lette rs"）1971年,18（４）号127〜128頁に掲載のM.シ
ヤツト（M.Schadt）及びW.ヘルフリヒ（W.Helfrich）共
著になる“ボルテージ・デイペンダント・オプテイカル
・アクテイビテイー・オブ・ア・ツイステツド・ネマチ
ツク・リキツド・クリスタル”（“Voltage Dependent
Optical Activity of a Twisted Nematic Liquid Cryst
al"）に示されたTN（Twisted nematic）型液晶であっ
た。
近年は、在来の液晶素子の改善型として、双安定性を有
する液晶素子の使用がクラーク（Clark）及びラガーウ
オール（Lagerwall）の両者により特開昭56−107216号
公報、米国特許第4367924号明細書等で提案されてい
る。双安定性液晶としては、一般に、カイラルスメクテ
イツクＣ相（SmC*）又はＨ相（SmH*）を有する強誘電性
液晶が用いられ、これらの状態において、印加された電
界に応答して第１の光学的安定状態と第２の光学的安定
状態とのいずれかをとり、かつ電界が印加されないとき
はその状態を維持する性質、即ち安定性を有し、また電
界の変化に対する応答がすみやかで、高速かつ記憶型の
表示装置等の分野における広い利用が期待されている。
する液晶素子の使用がクラーク（Clark）及びラガーウ
オール（Lagerwall）の両者により特開昭56−107216号
公報、米国特許第4367924号明細書等で提案されてい
る。双安定性液晶としては、一般に、カイラルスメクテ
イツクＣ相（SmC*）又はＨ相（SmH*）を有する強誘電性
液晶が用いられ、これらの状態において、印加された電
界に応答して第１の光学的安定状態と第２の光学的安定
状態とのいずれかをとり、かつ電界が印加されないとき
はその状態を維持する性質、即ち安定性を有し、また電
界の変化に対する応答がすみやかで、高速かつ記憶型の
表示装置等の分野における広い利用が期待されている。
前述した強誘電性液晶素子の駆動法としては、例えば白
の表示状態に対応する第１の安定状態に強誘電性液晶を
配向させる正極性の信号と黒の表示状態に対応する第２
の安定状態に強誘電性液晶を配向させる負極性の信号を
それぞれ選択的に印加する方法が採用されている。一般
には、正と負の両極性の電圧信号を３値以上の多値電圧
として出力する必要があり、このため出力波形が複雑に
なっていた。従って、駆動回路が従来のTN結晶素子の場
合と比較して複雑で、その分コスト高となる要因となっ
ていた。
の表示状態に対応する第１の安定状態に強誘電性液晶を
配向させる正極性の信号と黒の表示状態に対応する第２
の安定状態に強誘電性液晶を配向させる負極性の信号を
それぞれ選択的に印加する方法が採用されている。一般
には、正と負の両極性の電圧信号を３値以上の多値電圧
として出力する必要があり、このため出力波形が複雑に
なっていた。従って、駆動回路が従来のTN結晶素子の場
合と比較して複雑で、その分コスト高となる要因となっ
ていた。
〔問題点を解決するための手段〕及び〔作用〕 従って、本発明の目的は、前述の欠点を解消し、駆動波
形が簡単で、多値出力の駆動回路を必要としない駆動法
を提供することにある。
形が簡単で、多値出力の駆動回路を必要としない駆動法
を提供することにある。
すなわち、相対向する一対の電極、絶縁体膜と強誘電性
液晶などの光学変調物質の膜で構成されている画素のう
ち、光学変調物質膜の抵抗率が比較的低いために、その
膜に印加される電圧が電極間に印加した電圧の微分波形
となり、本発明の上述した目的は、かかる微分波形を用
いることによって達成される。具体的には、本発明は、
走査電極群と信号電極群との交差部に印加電界に基づい
て第１及び第２の安定状態を示す光学変調物質を配して
構成された複数の画素を有する光学変調素子の駆動法に
おいて、前記走査電極を順次選択して単一極性のパルス
を該走査電極に供給するとともに、前記情報電極に単一
極性のパルスを供給して、該画素の安定状態を選択する
ための選択期間を設け、前記選択期間に、閾値を越える
ピーク値をもつ一方極性の微分波形を前記光学変調物質
に印加した後、閾値を越えるピーク値をもつ他方極性の
微分波形を前記光学変調物質に印加して、該画素を前記
第１の安定状態とした後前記第２の安定状態へ変化させ
る第１の工程と、前記選択期間に、閾値を越えるピーク
値をもつ一方極性の微分波形を前記光学変調物質に印加
した後、閾値を越えるピーク値をもつ他方極性の微分波
形が前記光学変調物質に印加されないようにして、該画
素を第１の安定状態とする第２の工程と、を選択的に行
うことを特徴とする。
液晶などの光学変調物質の膜で構成されている画素のう
ち、光学変調物質膜の抵抗率が比較的低いために、その
膜に印加される電圧が電極間に印加した電圧の微分波形
となり、本発明の上述した目的は、かかる微分波形を用
いることによって達成される。具体的には、本発明は、
走査電極群と信号電極群との交差部に印加電界に基づい
て第１及び第２の安定状態を示す光学変調物質を配して
構成された複数の画素を有する光学変調素子の駆動法に
おいて、前記走査電極を順次選択して単一極性のパルス
を該走査電極に供給するとともに、前記情報電極に単一
極性のパルスを供給して、該画素の安定状態を選択する
ための選択期間を設け、前記選択期間に、閾値を越える
ピーク値をもつ一方極性の微分波形を前記光学変調物質
に印加した後、閾値を越えるピーク値をもつ他方極性の
微分波形を前記光学変調物質に印加して、該画素を前記
第１の安定状態とした後前記第２の安定状態へ変化させ
る第１の工程と、前記選択期間に、閾値を越えるピーク
値をもつ一方極性の微分波形を前記光学変調物質に印加
した後、閾値を越えるピーク値をもつ他方極性の微分波
形が前記光学変調物質に印加されないようにして、該画
素を第１の安定状態とする第２の工程と、を選択的に行
うことを特徴とする。
以下、本発明を図面に従って説明する。
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。11aと11bは、In2O3、SnO2やITO（インジウム−
テイン−オキサイド）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12がガラス面
に垂直になるよう配向したSmC*相（カイラルスメクチツ
クＣ相）の液晶が封入されている。太線で示した線13が
液晶分子を表わしており、この液晶分子13は、その分子
に直交した方向に双極子モーメント（Ｐ⊥）14を有して
いる。基板11aと11b上の電極間に一定の閾値以上の電圧
を印加すると、液晶分子13のらせん構造がほどけ、双極
子モーメント（Ｐ⊥）14はすべて電界方向に向くよう、
液晶分子13の配向方向を変えることができる。液晶分子
13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
ルの厚さを十分に薄くした場合（例えば１μ）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
子のらせん構造はほどけ、非らせん構造となり、その双
極子モーメントPa又はPbは上向き（24a）又は下向き（2
4b）のどちらかの状態をとる。このようなセルに第10図
に示す如く一定の閾値以上の極性の異る電界Ea又はEbを
付与すると、双極子モーメント電界Ea又はEbは電界ベク
トルに対応して上向き24a又は、下向き24bと向きを変
え、それに応じて液晶分子は第１の安定状態23aかある
いは第２の安定状態23bの何れか一方に配向する。
である。11aと11bは、In2O3、SnO2やITO（インジウム−
テイン−オキサイド）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12がガラス面
に垂直になるよう配向したSmC*相（カイラルスメクチツ
クＣ相）の液晶が封入されている。太線で示した線13が
液晶分子を表わしており、この液晶分子13は、その分子
に直交した方向に双極子モーメント（Ｐ⊥）14を有して
いる。基板11aと11b上の電極間に一定の閾値以上の電圧
を印加すると、液晶分子13のらせん構造がほどけ、双極
子モーメント（Ｐ⊥）14はすべて電界方向に向くよう、
液晶分子13の配向方向を変えることができる。液晶分子
13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
ルの厚さを十分に薄くした場合（例えば１μ）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
子のらせん構造はほどけ、非らせん構造となり、その双
極子モーメントPa又はPbは上向き（24a）又は下向き（2
4b）のどちらかの状態をとる。このようなセルに第10図
に示す如く一定の閾値以上の極性の異る電界Ea又はEbを
付与すると、双極子モーメント電界Ea又はEbは電界ベク
トルに対応して上向き24a又は、下向き24bと向きを変
え、それに応じて液晶分子は第１の安定状態23aかある
いは第２の安定状態23b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性を有することであ
る。第２の点を、例えば第２図によって説明すると、電
界Eaを印加すると液晶分子は第１の安定状態23a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Ebを印加すると、液晶分子は第２の安定状態
23b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Ea
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、0.5μ〜20μ、特に
１μ〜５μが適している。この種の強誘電性液晶を用い
たマトリクス電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4367924
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性を有することであ
る。第２の点を、例えば第２図によって説明すると、電
界Eaを印加すると液晶分子は第１の安定状態23a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Ebを印加すると、液晶分子は第２の安定状態
23b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Ea
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、0.5μ〜20μ、特に
１μ〜５μが適している。この種の強誘電性液晶を用い
たマトリクス電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4367924
号明細書で提案されている。
第３図は本発明で用いる光学変調素子のうちの画素部分
を表わす断面図で、第４図はその等価回路図である。第
３図に示す画素は基板31aと31bには、それぞれ支持され
た相対向する電極32aと32bが設けられ、さらに電極32a
と32bにはシヨート防止のために絶縁体膜33aと33bが複
覆されている。この絶縁対膜33aと33bには強誘電性液晶
の膜34の配向を制御するラビング処理などの一軸性配向
処理が施されている。又、この絶縁体膜33aと33bには図
示していないが別に配向制御膜を設けることも可能であ
る。さらに、又、何れか一方の絶縁体膜の上下は下側に
カラーフイルター層（図示せず）を設けることが可能で
ある。この際、カラーフイルターは、１画素毎に青色染
色フイルター（Ｂ）、緑色染色フイルター（Ｇ）と赤色
染色フイルター（Ｒ）が配置され、これらＢ、ＧとＲで
１つのカラー画素を構成することができる。この液晶素
子は、基板31aと31bの周辺がエポキシ系接着剤などのシ
ール剤36でシーリングされており、セルの両側には光学
的変調を検知する１対のクロスニコルス偏光子36aと36b
が配置されている。
を表わす断面図で、第４図はその等価回路図である。第
３図に示す画素は基板31aと31bには、それぞれ支持され
た相対向する電極32aと32bが設けられ、さらに電極32a
と32bにはシヨート防止のために絶縁体膜33aと33bが複
覆されている。この絶縁対膜33aと33bには強誘電性液晶
の膜34の配向を制御するラビング処理などの一軸性配向
処理が施されている。又、この絶縁体膜33aと33bには図
示していないが別に配向制御膜を設けることも可能であ
る。さらに、又、何れか一方の絶縁体膜の上下は下側に
カラーフイルター層（図示せず）を設けることが可能で
ある。この際、カラーフイルターは、１画素毎に青色染
色フイルター（Ｂ）、緑色染色フイルター（Ｇ）と赤色
染色フイルター（Ｒ）が配置され、これらＢ、ＧとＲで
１つのカラー画素を構成することができる。この液晶素
子は、基板31aと31bの周辺がエポキシ系接着剤などのシ
ール剤36でシーリングされており、セルの両側には光学
的変調を検知する１対のクロスニコルス偏光子36aと36b
が配置されている。
本発明の絶縁体膜33aと33bで使用する絶縁物質として
は、特に制限されるものではないが、シリコン窒化物、
水素を含有するシリコン窒化物、シリコン炭化物、水素
を含有するシリコン窒化物、シリコン酸化物、硼素窒化
物、水素を含有する硼素窒化物、セリウム酸化物、アル
ミニウム酸化物、ジルコニウム酸化物、チタン酸化物や
フツ化マグネシウムなどの無機絶縁物質、あるいはポリ
ビニルアルコール、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポ
リエステルイミド、ポリパラキシリレン、ポリエステ
ル、ポリカーボネート、ポリビニルアセタール、ポリ塩
化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリアミド、ポリスチレ
ン、セルロース樹脂、メラミン樹脂、ユリヤ樹脂、アク
リル樹脂やフオトレジスト樹脂なとの有機絶縁物質が絶
縁膜として使用される。これらの絶縁膜の膜厚5000Å以
下、好ましくは100Å〜5000Å、特に500Å〜3000Åが適
している。
は、特に制限されるものではないが、シリコン窒化物、
水素を含有するシリコン窒化物、シリコン炭化物、水素
を含有するシリコン窒化物、シリコン酸化物、硼素窒化
物、水素を含有する硼素窒化物、セリウム酸化物、アル
ミニウム酸化物、ジルコニウム酸化物、チタン酸化物や
フツ化マグネシウムなどの無機絶縁物質、あるいはポリ
ビニルアルコール、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポ
リエステルイミド、ポリパラキシリレン、ポリエステ
ル、ポリカーボネート、ポリビニルアセタール、ポリ塩
化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリアミド、ポリスチレ
ン、セルロース樹脂、メラミン樹脂、ユリヤ樹脂、アク
リル樹脂やフオトレジスト樹脂なとの有機絶縁物質が絶
縁膜として使用される。これらの絶縁膜の膜厚5000Å以
下、好ましくは100Å〜5000Å、特に500Å〜3000Åが適
している。
又、これらの絶縁体膜33aと33bによって形成される容量
の場合では、5.5×103PF/cm2以上となる様に設定するこ
とによって、前述の反転現象を一層有効に防止すること
ができる。その好ましい容量は5.5×103PF/cm2〜3.0×1
05PF/cm2の範囲で、特に十分な絶縁性を保持する上で9.
0×103PF/cm2〜5.5×104PF/cm2が適している。
の場合では、5.5×103PF/cm2以上となる様に設定するこ
とによって、前述の反転現象を一層有効に防止すること
ができる。その好ましい容量は5.5×103PF/cm2〜3.0×1
05PF/cm2の範囲で、特に十分な絶縁性を保持する上で9.
0×103PF/cm2〜5.5×104PF/cm2が適している。
本発明で用いる強誘電性液晶34としては、カイラルスメ
クチツク液晶が最も好ましく、そのうちカイラルスメク
チツクＣ相（SmC*）、Ｈ相（SmH*）、Ｉ相（SmI*）、Ｊ
相（SmJ*）、Ｋ相（SmK*）、Ｇ相（SmG*）やＦ相（Sm
F*）の液晶が適している。
クチツク液晶が最も好ましく、そのうちカイラルスメク
チツクＣ相（SmC*）、Ｈ相（SmH*）、Ｉ相（SmI*）、Ｊ
相（SmJ*）、Ｋ相（SmK*）、Ｇ相（SmG*）やＦ相（Sm
F*）の液晶が適している。
より具体的には、強誘電性液晶34としては、ｐ−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）、ｐ−ヘキシロキシベンジリデ
ン−ｐ′−アミノ−２−クロロプロピルシンナメート
（HOBACPC）、ｐ−デシロキシベンジリデン−ｐ′−ア
ミノ−２−メチルブチル−α−シアノシンナメート（DO
BAMBCC）、ｐ−テトラデシロキシベンジリデン−ｐ′−
アミノ−２−メチブチル−α−シアノシンナメート（TD
OBAMBCC）、ｐ−オクチルオキシベンジリデン−ｐ′−
アミノ−２−メチルブチル−α−クロロシンナメート
（OOBAMBCC）、ｐ−オクチルオキシベンジリデン−ｐ′
−アミノ−２−メチルブチル−α−メチルシンナメー
ト、4,4′−アソキシシンナミツクアシツド−ビス（２
−メチルブチル）エステル４−０−（２−メチル）−ブ
チルレゾルシリデン−４′−オクチルアニリン（MBRA
8）、４−（２′−メチルブチル）フエニル−４′−オ
クチルオキシビフエニル−４−カルボキシレート、４−
ヘキシルオキシフエニル−４−（２″−メチルブチル）
ビフエニル−４′−カルボキシレート、４−オクチルオ
キシフエニル−４−（２″−メチルブチル）ビフエニル
−４′−カルボキシレート、４−ヘプチルフエニル−４
−（４″−メチルヘキシル）ビフエニル−４′−カルボ
キシレート、４−（２″−メチルブチル）フエニル−４
−（４″−メチルヘキシル）ブフエニル−４′−カルボ
キシレートなどを用いることができる。
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）、ｐ−ヘキシロキシベンジリデ
ン−ｐ′−アミノ−２−クロロプロピルシンナメート
（HOBACPC）、ｐ−デシロキシベンジリデン−ｐ′−ア
ミノ−２−メチルブチル−α−シアノシンナメート（DO
BAMBCC）、ｐ−テトラデシロキシベンジリデン−ｐ′−
アミノ−２−メチブチル−α−シアノシンナメート（TD
OBAMBCC）、ｐ−オクチルオキシベンジリデン−ｐ′−
アミノ−２−メチルブチル−α−クロロシンナメート
（OOBAMBCC）、ｐ−オクチルオキシベンジリデン−ｐ′
−アミノ−２−メチルブチル−α−メチルシンナメー
ト、4,4′−アソキシシンナミツクアシツド−ビス（２
−メチルブチル）エステル４−０−（２−メチル）−ブ
チルレゾルシリデン−４′−オクチルアニリン（MBRA
8）、４−（２′−メチルブチル）フエニル−４′−オ
クチルオキシビフエニル−４−カルボキシレート、４−
ヘキシルオキシフエニル−４−（２″−メチルブチル）
ビフエニル−４′−カルボキシレート、４−オクチルオ
キシフエニル−４−（２″−メチルブチル）ビフエニル
−４′−カルボキシレート、４−ヘプチルフエニル−４
−（４″−メチルヘキシル）ビフエニル−４′−カルボ
キシレート、４−（２″−メチルブチル）フエニル−４
−（４″−メチルヘキシル）ブフエニル−４′−カルボ
キシレートなどを用いることができる。
これらの強誘電性液晶化合物は単独又は２種以上組合せ
て用いることができ、又他の非誘電性液晶、例えばネマ
チツク液晶、コレステリツク液晶（カイラルネマチツク
液晶）やスメクチツク液晶と混合することができる。
又、前述した強誘電性液晶34は、前述の第１図に示すら
せん構造を形成したものでもよく、第２図に示す非らせ
ん構造のものであってもよい。特に、第１図に示すらせ
ん構造を有している際には、強誘電性液晶として負の誘
電異方性をもつものを使用し、両電極間に交流バイアス
を印加することによって、非らせん構造とした双安定性
を付与させる駆動法を適用するのが好ましい。又、この
際、液晶層のセル厚を十分に小さくそれだけで非らせん
構造を形成する液晶素子に前述の交流バイアスを印加す
る駆動法を適用するも可能である。
て用いることができ、又他の非誘電性液晶、例えばネマ
チツク液晶、コレステリツク液晶（カイラルネマチツク
液晶）やスメクチツク液晶と混合することができる。
又、前述した強誘電性液晶34は、前述の第１図に示すら
せん構造を形成したものでもよく、第２図に示す非らせ
ん構造のものであってもよい。特に、第１図に示すらせ
ん構造を有している際には、強誘電性液晶として負の誘
電異方性をもつものを使用し、両電極間に交流バイアス
を印加することによって、非らせん構造とした双安定性
を付与させる駆動法を適用するのが好ましい。又、この
際、液晶層のセル厚を十分に小さくそれだけで非らせん
構造を形成する液晶素子に前述の交流バイアスを印加す
る駆動法を適用するも可能である。
第４図に示す等価回路で、C1は絶縁体膜33a、33bとその
他の容量成分を含む静電容量である。C2は強誘電性液晶
の膜34の静電容量で、Ｒはその抵抗である。この際、絶
縁体膜33aと33bの抵抗は、通常十分に大きいので無視す
ることができる。又、Ｖは相対向する電極間に印加され
る電圧で、VLCは強誘電性液晶に印加される電圧であ
る。
他の容量成分を含む静電容量である。C2は強誘電性液晶
の膜34の静電容量で、Ｒはその抵抗である。この際、絶
縁体膜33aと33bの抵抗は、通常十分に大きいので無視す
ることができる。又、Ｖは相対向する電極間に印加され
る電圧で、VLCは強誘電性液晶に印加される電圧であ
る。
そこで、第５図に示すパルス幅ΔＴの矩形波電圧パルス
を相対向する電極間に印加すると、 τ＝（C1＋C2）Ｒ の時定数で減衰する微分波形パルスとなり、τがΔＴよ
り小さければ、この微分波形パルスは第６図に示す波形
になる。すなわち、外部印加電圧の立上り端と立下り端
で強誘電性液晶膜にそれぞれ正極と負極の電圧が印加さ
れることになる。本発明では、この正極電圧と負極の電
圧を利用することによって、片極性の印加電圧により書
込み可能したものである。時定数τを小さくするために
は、例えば強誘電性液晶の比抵抗を106Ω・cm〜109Ω・
cm（LCRメータで測定）とすることが望ましい。液晶膜
の比抵抗を上述の範囲とする方法としては、例えば液晶
中に界面活性剤を添加する方法を用いることができる双
安定状態が付与された強誘電性液晶素子は、一般的に液
晶層が２μｍ以下と極めて薄い膜厚で形成され、このた
め素子内に混入した微細な粒体を通して上電極と下電極
の間でシヨートを発生する問題点があるために、素子に
設けた電極にはシヨートを防止する絶縁体膜が設けられ
ている。
を相対向する電極間に印加すると、 τ＝（C1＋C2）Ｒ の時定数で減衰する微分波形パルスとなり、τがΔＴよ
り小さければ、この微分波形パルスは第６図に示す波形
になる。すなわち、外部印加電圧の立上り端と立下り端
で強誘電性液晶膜にそれぞれ正極と負極の電圧が印加さ
れることになる。本発明では、この正極電圧と負極の電
圧を利用することによって、片極性の印加電圧により書
込み可能したものである。時定数τを小さくするために
は、例えば強誘電性液晶の比抵抗を106Ω・cm〜109Ω・
cm（LCRメータで測定）とすることが望ましい。液晶膜
の比抵抗を上述の範囲とする方法としては、例えば液晶
中に界面活性剤を添加する方法を用いることができる双
安定状態が付与された強誘電性液晶素子は、一般的に液
晶層が２μｍ以下と極めて薄い膜厚で形成され、このた
め素子内に混入した微細な粒体を通して上電極と下電極
の間でシヨートを発生する問題点があるために、素子に
設けた電極にはシヨートを防止する絶縁体膜が設けられ
ている。
前述の如く相対向電極間に絶縁体膜が形成されているた
めに、液晶層に前述の電極間から強誘電性液晶が完全反
転するに矩形波パルス源V0（パルス幅ΔＴの書込みパル
ス）を印加した時に、液晶層に実質的に印加される電圧
波形は、第６図に示す様にパルス印加時のV0が時定数τ
＝Ｒ（C1＋C2）の割合で、ΔV0だけの電圧降下を生じ
る。これは、パルスの立下り時に液晶膜に直列接続され
た絶縁体膜の容量からの放電により逆向きの電界（−Δ
V0）を発生することが原因となっている。
めに、液晶層に前述の電極間から強誘電性液晶が完全反
転するに矩形波パルス源V0（パルス幅ΔＴの書込みパル
ス）を印加した時に、液晶層に実質的に印加される電圧
波形は、第６図に示す様にパルス印加時のV0が時定数τ
＝Ｒ（C1＋C2）の割合で、ΔV0だけの電圧降下を生じ
る。これは、パルスの立下り時に液晶膜に直列接続され
た絶縁体膜の容量からの放電により逆向きの電界（−Δ
V0）を発生することが原因となっている。
第７図は、上述の原理をマトリクス駆動に応用した場合
の印加波形の１例である。第７図（ａ）は、走査電極へ
の印加波形、第７図（ｂ）は情報電極への印加波形、第
７図（ｃ）は上述した走査電極への印加波形と情報電極
への印加波形の差、すなわち相対向する電極間に印加さ
れる電圧波形、第７図（ｄ）は強誘電性液晶膜に印加さ
れる電圧波形をそれぞれ時系列で表わしている。
の印加波形の１例である。第７図（ａ）は、走査電極へ
の印加波形、第７図（ｂ）は情報電極への印加波形、第
７図（ｃ）は上述した走査電極への印加波形と情報電極
への印加波形の差、すなわち相対向する電極間に印加さ
れる電圧波形、第７図（ｄ）は強誘電性液晶膜に印加さ
れる電圧波形をそれぞれ時系列で表わしている。
時刻t1において、走査電極の負極性パルス−VSが立下る
と、液晶膜にはピーク値 の正の微分波形電圧がかかり、VSを適切に選ぶことによ
り、この電圧波形が反転閾値以上になるようにすればこ
の走査電極上のすべての画素には例えば第１の配向状態
に基づく「白」の表示状態が書込まれる。次いで、時刻
t2において走査電極パルスが立上ると同時に、非選択画
素（第２の配向状態に基づく「黒」の表示状態に反転し
ない画素）の情報電極には正極性パルスV1（＜VS）が印
加され、選択画素（「黒」を書込むべき画素）には０ボ
ルトのままにおかれる。このとき、非選択画素の液晶膜
にはピーク値 の頁の微分波形電圧がかかるが、VIを適切に選ぶことに
より、この電圧波形を反転閾値以上にできるので、画素
は反転せず「白」の表示状態のままである。一方、選択
画素の液晶膜にはピーク値 の負の微分波形電圧がかかり「黒」が書込まれる。
と、液晶膜にはピーク値 の正の微分波形電圧がかかり、VSを適切に選ぶことによ
り、この電圧波形が反転閾値以上になるようにすればこ
の走査電極上のすべての画素には例えば第１の配向状態
に基づく「白」の表示状態が書込まれる。次いで、時刻
t2において走査電極パルスが立上ると同時に、非選択画
素（第２の配向状態に基づく「黒」の表示状態に反転し
ない画素）の情報電極には正極性パルスV1（＜VS）が印
加され、選択画素（「黒」を書込むべき画素）には０ボ
ルトのままにおかれる。このとき、非選択画素の液晶膜
にはピーク値 の頁の微分波形電圧がかかるが、VIを適切に選ぶことに
より、この電圧波形を反転閾値以上にできるので、画素
は反転せず「白」の表示状態のままである。一方、選択
画素の液晶膜にはピーク値 の負の微分波形電圧がかかり「黒」が書込まれる。
次いで時刻t3で情報電極パルスが立下るが、このとき液
晶膜にかかる微分電圧波形のピーク値は で、VIを適切に選ぶことにより、この電圧波形を閾値以
下に設定できて、画素は「白」の表示状態のままに保た
れる。
晶膜にかかる微分電圧波形のピーク値は で、VIを適切に選ぶことにより、この電圧波形を閾値以
下に設定できて、画素は「白」の表示状態のままに保た
れる。
以上の実施例では微分波形のピーク値が （Vth;強誘電性液晶の閾値電圧） となるようにVSとVIを選ぶ必要があり、電圧余裕（電圧
マージン）の点からは、VS＝２VIであるのが最も好まし
い。
マージン）の点からは、VS＝２VIであるのが最も好まし
い。
また、画素の両極に印加される電圧波形は、必ずしも上
述実施例のような矩形波でなくてもよく、例えば鋸状の
電圧でもよい。しかし、液晶膜にかかる電圧がなるべく
高いピーク値をもち、かつ０ボルトに減衰するまでの時
間がなるべく長くなるようにするのが一般には望まし
く、このためには矩形波パルスが最も適している。
述実施例のような矩形波でなくてもよく、例えば鋸状の
電圧でもよい。しかし、液晶膜にかかる電圧がなるべく
高いピーク値をもち、かつ０ボルトに減衰するまでの時
間がなるべく長くなるようにするのが一般には望まし
く、このためには矩形波パルスが最も適している。
従って本発明では時刻（t2−t1）を位相T1とした時、こ
の位相T1で行上の画素が１時に白の表示状態に揃えら
れ、時刻（t3−t2）を位相T2とした時、行上の選択画素
のみが黒の表示状態に反転されて１ラインの書込みが行
なわれ、この書込みを行毎に順次行うことによって一画
面の書込みが行われる。
の位相T1で行上の画素が１時に白の表示状態に揃えら
れ、時刻（t3−t2）を位相T2とした時、行上の選択画素
のみが黒の表示状態に反転されて１ラインの書込みが行
なわれ、この書込みを行毎に順次行うことによって一画
面の書込みが行われる。
本発明によれば、駆動波形が簡単になり、とくに駆動回
路の出力を正または負の一方の極性だけでよく、また駆
動回路出力レベルは２値で済むようにできる。
路の出力を正または負の一方の極性だけでよく、また駆
動回路出力レベルは２値で済むようにできる。
さらに、駆動波形を矩形波とすることにより、液晶膜に
かかる電圧のピーク値を高くし、幅を大きくすることが
でき、これにより書込みの時間を短縮することができ
る。
かかる電圧のピーク値を高くし、幅を大きくすることが
でき、これにより書込みの時間を短縮することができ
る。
第１図及び第２図は本発明で用いる強誘電性液晶素子の
斜視図である。 第３図は本発明で用いる強誘電性液晶素子の断面図で、
第４図はその画素の等価回路を表わす説明図である。 第５図は相対向する一対の電極間に印加する書込みパル
ス波形を表わす説明図で、第６図はそのパルスを液晶膜
に印加した時の液晶膜にかかる電圧波形を表わす説明図
である。 第７図は本発明の方法を時系列で表わした説明図であ
る。
斜視図である。 第３図は本発明で用いる強誘電性液晶素子の断面図で、
第４図はその画素の等価回路を表わす説明図である。 第５図は相対向する一対の電極間に印加する書込みパル
ス波形を表わす説明図で、第６図はそのパルスを液晶膜
に印加した時の液晶膜にかかる電圧波形を表わす説明図
である。 第７図は本発明の方法を時系列で表わした説明図であ
る。
フロントページの続き (72)発明者 毛利 明広 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (56)参考文献 特開 昭56−107216（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−38494（ＪＰ，Ａ) 実開 昭50−2351（ＪＰ，Ｕ)
Claims (2)
- 【請求項１】走査電極群と信号電極群との交差部に印加
電界に基づいて第１及び第２の安定状態を示す光学変調
物質を配して構成された複数の画素を有する光学変調素
子の駆動法において、 前記走査電極を順次選択して単一極性のパルスを該走査
電極に供給するとともに、前記情報電極に単一極性のパ
ルスを供給して、該画素の安定状態を選択するための選
択期間を設け、 前記選択期間に、閾値を越えるピーク値をもつ一方極性
の微分波形を前記光学変調物質に印加した後、閾値を越
えるピーク値をもつ他方極性の微分波形を前記光学変調
物質に印加して、該画素を前記第１の安定状態とした後
前記第２の安定状態へ変化させる第１の工程と、 前記選択期間に、閾値を越えるピーク値をもつ一方極性
の微分波形を前記光学変調物質に印加した後、閾値を越
えるピーク値をもつ他方極性の微分波形が前記光学変調
物質に印加されないようにして、該画素を第１の安定状
態とする第２の工程と、 を選択的に行うことを特徴とする光学変調素子の駆動
法。 - 【請求項２】前記光学変調物質は、カイラルスメクティ
ック液晶であることを特徴とする特許請求の範囲第
（１）項に記載の光学変調素子の駆動法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61026279A JPH0718991B2 (ja) | 1986-02-08 | 1986-02-08 | 光学変調素子の駆動法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61026279A JPH0718991B2 (ja) | 1986-02-08 | 1986-02-08 | 光学変調素子の駆動法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62184437A JPS62184437A (ja) | 1987-08-12 |
| JPH0718991B2 true JPH0718991B2 (ja) | 1995-03-06 |
Family
ID=12188843
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61026279A Expired - Fee Related JPH0718991B2 (ja) | 1986-02-08 | 1986-02-08 | 光学変調素子の駆動法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0718991B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5471255A (en) * | 1992-11-24 | 1995-11-28 | Hagerman; James G. | Bias drive and noise reduction in image projectors |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS502351U (ja) * | 1973-05-01 | 1975-01-10 | ||
| JPS5038494A (ja) * | 1973-08-06 | 1975-04-09 | ||
| US4367924A (en) * | 1980-01-08 | 1983-01-11 | Clark Noel A | Chiral smectic C or H liquid crystal electro-optical device |
-
1986
- 1986-02-08 JP JP61026279A patent/JPH0718991B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62184437A (ja) | 1987-08-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |