JPS6128929A - 液晶素子の駆動法 - Google Patents
液晶素子の駆動法Info
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- JPS6128929A JPS6128929A JP15065184A JP15065184A JPS6128929A JP S6128929 A JPS6128929 A JP S6128929A JP 15065184 A JP15065184 A JP 15065184A JP 15065184 A JP15065184 A JP 15065184A JP S6128929 A JPS6128929 A JP S6128929A
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- liquid crystal
- voltage
- phase
- driving
- nonlinear
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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】
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ャッターアレイ−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。
、詳しくは表示素子やシャッターアレイ−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。
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方法；
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。
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、各画素に対応したＴＰＴ （薄膜トフンンスタ）等
の能動素子を設ける方法； 各能動素子が明確なスイッ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は得るが、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。
の能動素子を設ける方法； 各能動素子が明確なスイッ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は得るが、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。
一９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１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
なネックとの厳しさとなっている。
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１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
なネックとの厳しさとなっている。
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０例えば、 ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ ＥＪｌｅ
ｃｔｒｏｎ′（ Ｄｅｖｉ ｃｅｓ、 Ｖｏｌ、 ＥＤ−２８，Ｎｏ、
６． ＪＵＮＥ１９８１に掲載されているＤａｖｉｄ
Ｒ，Ｂａｒａｆｆ他によるＴｈｅ Ｏｐｔｉｍｉｚａｔ
ｉｏｎ ｏｆ Ｍｅｔａｌ−Ｉｎｓｕｉａｔｏｒ−Ｍ
ｅｔａＪＩ ＮｏｎＪｌｉｎｅａｒ Ｄｅｖｉｃｅ
ｓｆｏｒ Ｕｓｅ ｉｎ ＭｕＪｌｔｉｐｕｅｘ
ｅｄ ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａ文 Ｄｉｓｐ文ａｙ
ｓ” 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
出現していないのが現状である。
の報告がある０例えば、 ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ ＥＪｌｅ
ｃｔｒｏｎ′（ Ｄｅｖｉ ｃｅｓ、 Ｖｏｌ、 ＥＤ−２８，Ｎｏ、
６． ＪＵＮＥ１９８１に掲載されているＤａｖｉｄ
Ｒ，Ｂａｒａｆｆ他によるＴｈｅ Ｏｐｔｉｍｉｚａｔ
ｉｏｎ ｏｆ Ｍｅｔａｌ−Ｉｎｓｕｉａｔｏｒ−Ｍ
ｅｔａＪＩ ＮｏｎＪｌｉｎｅａｒ Ｄｅｖｉｃｅ
ｓｆｏｒ Ｕｓｅ ｉｎ ＭｕＪｌｔｉｐｕｅｘ
ｅｄ ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａ文 Ｄｉｓｐ文ａｙ
ｓ” 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
出現していないのが現状である。
従って、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。
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
ォトリソグラフィー技術によっ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った
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。
晶という材料に特定化することにより、これを通常のフ
ォトリソグラフィー技術によっ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った
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。
未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。
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、ねじれネマチック液晶）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
号によって非線型素子が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０ＦＦＦされると。
素子とからなる従来の液晶素子に於ては、画素ＯＮの信
号によって非線型素子が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０ＦＦＦされると。
非線型素子はＯＦＦ状態となり液晶層両端に蓄積されて
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。
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ｌ／１０程度以下にある必要
があり、それ以上になると駆動条件のラチュードが極め
て狭くなってしまう。従って、画素密度を上げようとし
て場合、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
フォトリソグラフィー技術で、微小な非線型素子を構成
することは困難であった。
液晶層のそれに対して通常ｌ／１０程度以下にある必要
があり、それ以上になると駆動条件のラチュードが極め
て狭くなってしまう。従って、画素密度を上げようとし
て場合、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
フォトリソグラフィー技術で、微小な非線型素子を構成
することは困難であった。
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となったときに、液晶層両端の蓄積電荷によっ
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。従って、液晶層をＯＦＦ状態からＯ
Ｎ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
子を通って放電してしまう。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っては、
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。
べ充分小さくした場合、信号がＯＦＦされ、非線型素子
がＯＦＦとなったときに、液晶層両端の蓄積電荷によっ
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。従って、液晶層をＯＦＦ状態からＯ
Ｎ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
子を通って放電してしまう。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っては、
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っていたが、液晶層の２つ
（ＯＮと０ＦＦ）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。
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っていたが、液晶層の２つ
（ＯＮと０ＦＦ）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
ッチングがおこると、その後に電圧が解除されても、Ｏ
Ｎ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
ることが可能となった。
ッチングがおこると、その後に電圧が解除されても、Ｏ
Ｎ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
ることが可能となった。
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
に対応して非線型の電圧−電流特性を有する素子（以下
、非線型素子という）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
って、前記走査電極群のうち選択された走査電極上の画
素に対応する非線型素子に一方の極性の閾値を越える電
圧を線順次走査に従って印加することによって、前記強
誘電性液晶の電気分極状態を一方の状態となした後、次
の周期で線順次走査に従って走査電極上の画素に対応す
る非線型素子のうち選択された非線型素子に逆極性の閾
値を越える電圧を印加することによって前記強誘電性液
晶の電気分極状態を他方の状態と転移させることに特徴
を 有している。
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
に対応して非線型の電圧−電流特性を有する素子（以下
、非線型素子という）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
って、前記走査電極群のうち選択された走査電極上の画
素に対応する非線型素子に一方の極性の閾値を越える電
圧を線順次走査に従って印加することによって、前記強
誘電性液晶の電気分極状態を一方の状態となした後、次
の周期で線順次走査に従って走査電極上の画素に対応す
る非線型素子のうち選択された非線型素子に逆極性の閾
値を越える電圧を印加することによって前記強誘電性液
晶の電気分極状態を他方の状態と転移させることに特徴
を 有している。
尚、以下の実施例で詳述されるが１本発明の駆動法は従
来のネマチックやコレステリック等を有する強誘電液晶
を用いるため、木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。
来のネマチックやコレステリック等を有する強誘電液晶
を用いるため、木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
ラルスメクチックＣ相（ＳｍＣ”）、木 Ｈ相（ＳｍＨ）、、Ｆ相（ＳｍＦ＊）、Ｉ和本 （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 ＪＯＵＲ
ＮＡＬ ＤＥ ＰＨＹＳＩＱ ＵＥ ＬＥＴＴＥＲ３”
３６ （Ｌ−６９） １９７５． ｒＦｅｒｒｏｃｌ
ｅｃｔｒｉｃＬｉｑｕｉｄ ＣｒｙｓｔａＪｌｊｓＪ
； ”ＡｐｐＪｌｉｅｄ ＰｈｙｓｉｃｓＬｅｔｔｅｒ
ｓ” ３６ （１１） １９８０ ｒｓｕｂｍｉｃｒｏ
５ｅｃｏｎｄＢｉｓｔａｂｌｅ Ｅｉｅｃｔｒｏｏｐ
ｔｉｃ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ １ｎＬｉｑｕｉｄ Ｃ
ｒｙｓｔａ文Ｓ Ｊ 、−１固体物理”１６（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）−フチルレゾルシリデンー４′−オクチルアニ
リン（ＭＢＲＡ８）等が挙げられる。
ラルスメクチックＣ相（ＳｍＣ”）、木 Ｈ相（ＳｍＨ）、、Ｆ相（ＳｍＦ＊）、Ｉ和本 （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 ＪＯＵＲ
ＮＡＬ ＤＥ ＰＨＹＳＩＱ ＵＥ ＬＥＴＴＥＲ３”
３６ （Ｌ−６９） １９７５． ｒＦｅｒｒｏｃｌ
ｅｃｔｒｉｃＬｉｑｕｉｄ ＣｒｙｓｔａＪｌｊｓＪ
； ”ＡｐｐＪｌｉｅｄ ＰｈｙｓｉｃｓＬｅｔｔｅｒ
ｓ” ３６ （１１） １９８０ ｒｓｕｂｍｉｃｒｏ
５ｅｃｏｎｄＢｉｓｔａｂｌｅ Ｅｉｅｃｔｒｏｏｐ
ｔｉｃ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ １ｎＬｉｑｕｉｄ Ｃ
ｒｙｓｔａ文Ｓ Ｊ 、−１固体物理”１６（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）−フチルレゾルシリデンー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、ｊｍＣ、ＳｍＨ＊。
ＳｍＦ 、ＳｍＩ＊やＳｍＧ木となるような温水
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。
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゜５ｎ０２や Ｉ
Ｔ Ｏ（Ｉ ｎ ｄ ｆ ｕ ｍ −Ｔ ｉ ｎ０ｘ
ｉｄｅ）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Ｓ ｍ Ｃ零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）２４（Ｐ工）を有している。基板２１と２１’上の
電極間に一定の闇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、
従って例えば、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、電圧印加極性によって光学特性を変わ
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１ＪＬ
）には、第４図に示すように電界を印加していない
１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３４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Ｓ）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
れの状態に留っていることができる。
である。２１と２１’は、Ｉｎ２Ｏ３゜５ｎ０２や Ｉ
Ｔ Ｏ（Ｉ ｎ ｄ ｆ ｕ ｍ −Ｔ ｉ ｎ０ｘ
ｉｄｅ）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Ｓ ｍ Ｃ零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）２４（Ｐ工）を有している。基板２１と２１’上の
電極間に一定の闇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、
従って例えば、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、電圧印加極性によって光学特性を変わ
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１ＪＬ
）には、第４図に示すように電界を印加していない
１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３４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Ｓ）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
れの状態に留っていることができる。
以上のように、強誘電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。従って、これを時分割方式
によってよ閾値特性を明確にするための非線型素子との
組みあわせによって、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ろこ
とが明らかになった。
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。従って、これを時分割方式
によってよ閾値特性を明確にするための非線型素子との
組みあわせによって、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ろこ
とが明らかになった。
又、本発明で用いられる非線型素子としては、前述のＭ
ＩＭ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。
ＩＭ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。
ショットキーダイオードを適正に逆バイアスしたものや
ショッ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。
ショッ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
の断面図であって、第１図（Ｂ）はそこで用いたＭＩＭ
構造の拡大断面図である０図中、１と１′はそれぞれ対
向する基板（ガラス基板、プラスチック基板）、２は熱
酸化された厚さ４００人のＴａ（Ｔａ２０５）層、３は
表面が陽極酸化された層８を有する厚さ２０００人のＴ
ａ（タンタル）層、４は、厚さ１０００人の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
１０００人のＩＴＯＩＩ！であって、これによって一つ
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１．５舊厚とす
ることができる。この際、温度は７０”Ｃにコントロー
ルされている。
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
の断面図であって、第１図（Ｂ）はそこで用いたＭＩＭ
構造の拡大断面図である０図中、１と１′はそれぞれ対
向する基板（ガラス基板、プラスチック基板）、２は熱
酸化された厚さ４００人のＴａ（Ｔａ２０５）層、３は
表面が陽極酸化された層８を有する厚さ２０００人のＴ
ａ（タンタル）層、４は、厚さ１０００人の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
１０００人のＩＴＯＩＩ！であって、これによって一つ
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１．５舊厚とす
ることができる。この際、温度は７０”Ｃ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。
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って、
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。
マトリクス電極構造５１を用いた表示形態例であって、
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Ｓ（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。
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Ｓ（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，
５２２，５２３，５２４，５２５）及び信号電極群５３
（５３１，５３２，５３３。
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，
５２２，５２３，５２４，５２５）及び信号電極群５３
（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。
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
従って全走査電極には最初に２Ｖ（１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で一２ＶＱ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８（白）に揃
えられる。一方１位相ｔ２では各画素にはＶＱが印加さ
れるが、電圧ｖｏでは非線型素子が０ＦＦｆ態となって
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
０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ｔ ２
’をもつ期間ａで２ＶＱ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
。
従って全走査電極には最初に２Ｖ（１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で一２ＶＱ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８（白）に揃
えられる。一方１位相ｔ２では各画素にはＶＱが印加さ
れるが、電圧ｖｏでは非線型素子が０ＦＦｆ態となって
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
０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ｔ ２
’をもつ期間ａで２ＶＱ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をもつ期間すに於て
、直列結合にある非線型素子と液晶層はには＋■０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
、直列結合にある非線型素子と液晶層には、絶対値がＶ
Ｏ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Ｊ、Ａは「白」に対応した表示が達成される。
、直列結合にある非線型素子と液晶層はには＋■０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
、直列結合にある非線型素子と液晶層には、絶対値がＶ
Ｏ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Ｊ、Ａは「白」に対応した表示が達成される。
この際、電圧値ＶＯの値及び位相（ｔｌ＋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ポルト〜７０ポルトで、Ｏ，ｌｐｓｅｃ
−２ｍｓｅｃの範囲で用いられる。
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ポルト〜７０ポルトで、Ｏ，ｌｐｓｅｃ
−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
極或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０例えば、正弦波や三角波によ
って駆動することも可能である。
極或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０例えば、正弦波や三角波によ
って駆動することも可能である。
第８図は、液晶−光シャッ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。
電極構造の模式図が示されている。
この際、８１は画素であって、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。
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。
第９図は、別の変形実施例で、走査電極群に印加する走
査信号の波形及び信号電極群に印加する情報信号の波形
を変形したものである０図より明かな如く第１フレーム
Ｆ１における位相ｔ１で各画素には線順次走査に従って
一２ＶＱの電圧が印加され、位相ｔ２でｖ□の電圧が印
加されるが１画素に直列結合した非線型素子が２ＶＯで
ＯＮ状態、Ｖｏ−ｃＯＦＦ状態となるために、位相ｔ１
で「白」に表示された状態が第１フレームＦ１期間中に
白にメモリーされて表示される。次に、書込み期間とな
る第２フレームＦ２では、位相ｔ２で画素Ｂには非線型
素子の閾値を越える２ＶＱが印加されて「黒」の表示を
なす。その後画素Ｂには非線型素子の閾値を越える電圧
が印加されけないため、（電圧ＶＯ又は−ＶＱでは非線
型素子はＯＦＦ状態となっている）、画素Ｂは＄２２フ
レームＦ２間中に「黒」にメモリーされて表示されるこ
とになる。
査信号の波形及び信号電極群に印加する情報信号の波形
を変形したものである０図より明かな如く第１フレーム
Ｆ１における位相ｔ１で各画素には線順次走査に従って
一２ＶＱの電圧が印加され、位相ｔ２でｖ□の電圧が印
加されるが１画素に直列結合した非線型素子が２ＶＯで
ＯＮ状態、Ｖｏ−ｃＯＦＦ状態となるために、位相ｔ１
で「白」に表示された状態が第１フレームＦ１期間中に
白にメモリーされて表示される。次に、書込み期間とな
る第２フレームＦ２では、位相ｔ２で画素Ｂには非線型
素子の閾値を越える２ＶＱが印加されて「黒」の表示を
なす。その後画素Ｂには非線型素子の閾値を越える電圧
が印加されけないため、（電圧ＶＯ又は−ＶＱでは非線
型素子はＯＦＦ状態となっている）、画素Ｂは＄２２フ
レームＦ２間中に「黒」にメモリーされて表示されるこ
とになる。
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１、□ヵ、５ Ｖ
〜２０ Ｖ（７）Ｇ（７）ｆｌ１６１’Ｌｉ、
’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５０ｇ５
ｅｃ 〜５００ｐＬｓｅｃに対して約３０Ｖ〜９Ｖであ
った。以上の条件のもと、ＶＱの値としては５■〜２０
Ｖのはんいで選択することにより良好な動作を示した。
縁層の厚さ等）を変化することによ１、□ヵ、５ Ｖ
〜２０ Ｖ（７）Ｇ（７）ｆｌ１６１’Ｌｉ、
’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５０ｇ５
ｅｃ 〜５００ｐＬｓｅｃに対して約３０Ｖ〜９Ｖであ
った。以上の条件のもと、ＶＱの値としては５■〜２０
Ｖのはんいで選択することにより良好な動作を示した。
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１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（Ｌ）〜（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１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−
光シャッタの模式平面図である。第９図は、本発明の別
の具体例における時系列で示した電圧波形図である。 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。 特許出願人 キャノン株式会社 第３図 第４図
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１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（Ｌ）〜（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１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−
光シャッタの模式平面図である。第９図は、本発明の別
の具体例における時系列で示した電圧波形図である。 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。 特許出願人 キャノン株式会社 第３図 第４図
Claims (8)
- （１）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の電
圧−電流特性を有する素子（以下、非線型素子という）
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って、前記走査電極群
のうち選択された走査電極上の画素に対応する非線型素
子に一方の極性の閾値を越える電圧を線順次走査に従っ
て印加することによって、前記強誘電性液晶の電気分極
状態を一方の状態となった後、次の周期で線順次走査に
従って走査電極上の画素に対応する非線型素子のうち選
択された非線型素子に逆極性の閾値を越える電圧を印加
することによって前記強誘電性液晶の電気分極状態を他
方の状態に転移させることを特徴とする液晶素子の駆動
法。 - （２）前記強誘電性液晶の電気分極状態が記憶性を有し
ている特許請求の範囲第１項記載の液晶素子の駆動法。 - （３）前記強誘電性液晶が２つの異なる電気分極状態を
生じる特許請求の範囲第１項又は第２項記載の液晶素子
の駆動法。 - （４）前記強誘電性液晶がスメクティック相である特許
請求の範囲第１項記載の液晶素子の駆動法。 - （５）前記強誘電性液晶がカイラルスメクティック相で
ある特許請求の範囲第１項記載の液晶素子の駆動法。 - （６）前記カイラルスメクティック相がＣ相、Ｈ相、Ｆ
相、Ｉ相又はＧ相である特許請求の範囲第５項記載の液
晶素子の駆動法。 - （７）前記カイラルスメクティック相が非らせん構造を
もつ相である特許請求の範囲第５項又は第６項記載の液
晶素子の駆動法。 - （８）前記非線型素子が金属層、絶縁体層と金属層の積
層構造を有する素子である特許請求の範囲第１項記載の
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 true JPS6128929A (ja) | 1986-02-08 |
| JPH0414767B2 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) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02131219A (ja) * | 1988-11-11 | 1990-05-21 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 液晶表示装置の駆動方法 |
| JPH02144520A (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 |
| 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 |
| JPH04226428A (ja) * | 1990-06-07 | 1992-08-17 | Canon Inc | 液晶素子 |
-
1984
- 1984-07-20 JP JP15065184A patent/JPS6128929A/ja active Granted
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02131219A (ja) * | 1988-11-11 | 1990-05-21 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 液晶表示装置の駆動方法 |
| JPH02144520A (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 |
| 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 |
| JPH04226428A (ja) * | 1990-06-07 | 1992-08-17 | Canon Inc | 液晶素子 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0414767B2 (ja) | 1992-03-13 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |