JPS6191631A - Driving method of liquid crystal element - Google Patents

Driving method of liquid crystal element

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JPS6191631A
JPS6191631A JP21293384A JP21293384A JPS6191631A JP S6191631 A JPS6191631 A JP S6191631A JP 21293384 A JP21293384 A JP 21293384A JP 21293384 A JP21293384 A JP 21293384A JP S6191631 A JPS6191631 A JP S6191631A
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JP
Japan
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liquid crystal
driving
phase
crystal element
voltage
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JP21293384A
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Japanese (ja)
Inventor
Shinjiro Okada
伸二郎 岡田
Junichiro Kanbe
純一郎 神辺
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Canon Inc
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Canon Inc
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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、液晶素子の駆動法に関し、詳しくは強誘電性
液晶を用いた素子の新規駆動法に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for driving a liquid crystal element, and more particularly to a novel method for driving an element using ferroelectric liquid crystal.

従来より、走査Ti、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。
Conventionally, liquid crystal display elements that display images or information by configuring scanning Ti, electrode groups, and signal electrode groups in a matrix, filling a liquid crystal compound between the electrodes, and forming a large number of pixels are well known. It is being

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。
The method for driving this display element is to selectively apply an address signal to the scanning electrode group in one cycle, and selectively apply a predetermined information signal to the signal electrode group in parallel in synchronization with the address signal. Although time-division driving has been adopted, this display element and its driving method have major and fatal drawbacks as described below.

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、し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んどが、例えば、M、5ch
adtとW、He1frich  著、  ”Appl
ied  PhySicsLetters”、Vo 1
.18. No、 4 (1971,2,15)、P、
 127〜128 c7) ”Voltage−Dep
endentOptical  Activity  
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
互いに平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、この結果光学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。
That is, it is difficult to increase the pixel density or enlarge the screen. Among conventional liquid crystals, most of them are practically used as display elements, for example, M, 5ch, because of their relatively high response speed and low power consumption.
adt and W. He1frich, “Appl.
ied PhySics Letters”, Vo 1
.. 18. No. 4 (1971, 2, 15), P.
127-128 c7) “Voltage-Dep
endOptical Activity
of a TwistedNematic Liq
TN (twist
It uses an ed nematic) type liquid crystal,
This type of liquid crystal has positive dielectric anisotropy in the absence of an electric field.
The molecules of nematic liquid crystal have a twisted structure in the thickness direction of the liquid crystal layer (
The liquid crystal molecules form a structure in which the liquid crystal molecules are arranged parallel to each other on both electrode surfaces. On the other hand, when an electric field is applied, nematic liquid crystals with positive dielectric anisotropy are aligned in the direction of the electric field, resulting in optical modulation. When this type of liquid crystal is used to construct a display element with a matrix electrode structure.

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。
A voltage higher than the threshold required to align liquid crystal molecules perpendicularly to the electrode surface is applied to the region where both the scanning electrode and the signal electrode are selected (selection point), and the region where both the scanning electrode and the signal electrode are not selected (the non-selection point) is applied. No voltage is applied to the selected point), so the liquid crystal molecules maintain a stable alignment parallel to the electrode plane.

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、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。
By arranging linear polarizers above and below such a liquid crystal cell in a cross Nicol relationship, light does not pass through selected points, but light passes through non-selected points, making it possible to use it as an image element. becomes. However, when a matrix electrode structure is configured, scan electrodes are selected and areas where signal electrodes are not selected or scan electrodes are not selected.

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0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閾値がこの中間の
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1画面全体(1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)が1/Nの割合で減少してしまう、こ
のために、くり返し走査を行った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い欠点となっている。この
ような現象は。
The voltage applied to the 0 selection point where a finite electric field is also applied to the region where the signal electrode is selected (so-called "half selection point"),
If the difference in voltage applied to the half-selection point is sufficiently large and the voltage threshold required to align liquid crystal molecules perpendicular to the electric field is set to an intermediate voltage value, the display element will operate normally. However, in this method, the number of scanning lines (N
), the time during which an effective electric field is applied to one selected point (duty ratio) while scanning the entire screen (one frame) decreases at a rate of 1/N. Furthermore, when repeated scanning is performed, the effective voltage difference between selected points and non-selected points becomes smaller as the number of scanning lines increases, resulting in a reduction in image contrast and crosstalk. This is a serious drawback. This kind of phenomenon.

双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。
Temporal accumulation of liquid crystals that do not have a bistable state (the stable state is when the liquid crystal molecules are aligned horizontally with respect to the electrode surface, and they are aligned vertically only while an electric field is effectively applied). This is essentially an unavoidable problem that arises when driving using the effect (that is, repeatedly scanning). In order to improve this point, voltage averaging method, dual frequency drive method, multiple matrix method, etc. have already been proposed, but all of these methods are insufficient, and it is difficult to increase the screen size and density of display elements. Currently, the number of scanning lines has reached a plateau due to the inability to increase the number of scanning lines sufficiently.

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。
An object of the present invention is to provide a novel method for driving a bistable liquid crystal, particularly a ferroelectric liquid crystal element, which solves all the problems of conventional liquid crystal display elements as described above.

本発明のかかる目的は、対向電極、該対向電極の少なく
とも一方に形成した誘電体11りと:fSlの安定状態
及び:52の安定状態のうち何れか一方に配向する双安
定性液晶を有する画素を複数個配列した液晶素子の駆動
法であって、前記対向電極間に外部電源から同一方向の
電界をもつ′電圧を印加し、該同一方向の電界電圧のパ
ルス巾及び/又は電圧値を制御することによって前記画
素のうち選択された画素の双安定性液晶を第1の安定状
態に配向させ、他の画素の双安定性液晶を第2の安定状
!ぶに配向させる駆動法によって達成される。
Such an object of the present invention is to provide a pixel having a counter electrode, a dielectric material 11 formed on at least one of the counter electrodes, and a bistable liquid crystal oriented in either the stable state of fSl or the stable state of :52. A driving method for a liquid crystal element having a plurality of arrayed electrodes, in which a voltage having an electric field in the same direction is applied from an external power supply between the opposing electrodes, and the pulse width and/or voltage value of the electric field voltage in the same direction is controlled. By doing this, the bistable liquid crystal of the selected pixel is aligned in the first stable state, and the bistable liquid crystal of the other pixels is aligned in the second stable state! This is achieved by a driving method that causes the beams to orient in the same direction.

即ち、本発明は電圧応答速度が早く、状態記憶性を有す
る強誘電性液晶を片極性の信号に ゛よって駆動するも
ので、外部駆動回路の設定を簡略化することが出来る。
That is, in the present invention, a ferroelectric liquid crystal having a fast voltage response speed and state memory is driven by a unipolar signal, and the setting of an external drive circuit can be simplified.

さらには、強誘電性を示す液晶は、閾値以下の電圧でも
ある時間以上の長時間印加すると状態が反転する領域が
出現する傾向にあったが、片方向の電界で、2つの安定
配向状態を得ることが出来るので、この様な長時間弱電
界印加という現象を避けて時分割駆動が可能になった。
Furthermore, liquid crystals exhibiting ferroelectricity tend to have regions where the state is reversed when a voltage below the threshold is applied for a long period of time; however, with a unidirectional electric field, two stable alignment states can be created. As a result, time-division driving has become possible by avoiding the phenomenon of applying a weak electric field for a long time.

以下、本発明を図面に従って説明する。The present invention will be explained below with reference to the drawings.

第1図は1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l′は、I n203 。
FIG. 1 schematically depicts an example of a ferroelectric liquid crystal cell. l and l' are I n203.

5n02やITO(I nd t um−Ti nOx
 i d e)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SmC本相0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
ト(P上)4を有している。基板lと1′上の電極間に
一定の閾値以上の電圧を印加すると、液晶分子3のらせ
ん構造がほどけ、双極子モーメント(P工)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
配置した偏光子を竹けば、電圧印加極性によって光学特
性が変わる液晶光学変a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l井)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hp又はP′は上向き
(4a)又は、下向き(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
て上向き4a、又は下向き4b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。
5n02 and ITO (Indium-TinOx
It is a substrate (glass plate) coated with a transparent electrode such as i d e), and a SmC main phase 0 liquid crystal in which the liquid crystal molecular layer 2 is oriented perpendicular to the glass surface is sealed between the substrates (glass plates). A thick line 3 represents a liquid crystal molecule, and this liquid crystal molecule 3 has a dipole moment (on P) 4 in a direction perpendicular to the molecule. When a voltage higher than a certain threshold is applied between the electrodes on the substrates 1 and 1', the helical structure of the liquid crystal molecules 3 is unraveled, and the liquid crystal molecules 3 are aligned so that all dipole moments (P) 4 are oriented in the direction of the electric field. You can change direction. The liquid crystal molecule 3 has an elongated shape and exhibits refractive index anisotropy in its long axis direction and short axis direction. , it is easily understood that the liquid crystal optical variable element is a liquid crystal optical variable element whose optical characteristics change depending on the polarity of applied voltage. Furthermore, if the thickness of the liquid crystal cell is made sufficiently thin (
For example, as shown in Figure 2, the helical structure of the liquid crystal molecules is released (non-helical structure), and its dipole moment hp or P' is directed upward (4a). Or, it takes either the downward (4b) state. As shown in FIG. 2, when an electric field E or E' with a different polarity above a certain threshold is applied to such a cell for a predetermined period of time, the dipole moment will move upward 4a, corresponding to the electric field vector of the electric field E or E'. or downward 4b, and accordingly the liquid crystal molecules are aligned in either the first alignment state 5 or the second alignment state 5'.

このような強誘電性液晶を液晶、も子として用いること
の利点は2つめる。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78L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ju’+ 
5に配向するが、この状態は電界を切っても安定である
There are two advantages to using such a ferroelectric liquid crystal as a liquid crystal. Firstly, the response speed is extremely fast, and secondly, the liquid crystal molecules have a bistable orientation 78L. To explain the second point using, for example, Figure 2,
When an electric field E is applied, the liquid crystal molecules change to the first orientation ju'+
5, and this state is stable even when the electric field is turned off.

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。
When an electric field E' in the opposite direction is applied, the liquid crystal molecules are oriented to a second alignment state 5' and the orientation of the molecules is changed, but they remain in this state even after the electric field is turned off. Further, as long as the applied electric field E does not exceed a certain threshold value, each orientation state is maintained. In order to effectively realize such fast response speed and bistability, it is generally preferable for the cell to be as thin as possible.

0、5絡〜20鉢、特にlルー5ルが適している。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。
0.5 to 20 pots, especially 1 to 5 pots are suitable. A liquid crystal-electro-optical device having a matrix electrode structure using this type of ferroelectric liquid crystal is an example.

えばクラークとラガバルにより、米国特許第43679
24号明細書で提案されている。
For example, Clark and Ragabal, U.S. Pat. No. 43,679.
This is proposed in Specification No. 24.

#11j述の液晶の対向電極に誘電体層(絶縁層)を形
成した場合、その等価回路は第3図によって示される。
When a dielectric layer (insulating layer) is formed on the counter electrode of the liquid crystal described in #11j, the equivalent circuit is shown in FIG.

この液晶素子に例えばプラスパルスVa(第3図におけ
る外部電源a4−b方向の電界)を印加した場合、絶縁
層と液晶層の2つのコンデンサー容沿C1と02の容量
分割によって液晶層に初期′屯圧が印加される。
When, for example, a positive pulse Va (electric field in the direction of external power supply a4-b in Fig. 3) is applied to this liquid crystal element, the liquid crystal layer is initially Tonne pressure is applied.

パルス電圧値をVaとすると、液晶層にはVaC1/ 
(C1+C,2)(7)初期電圧vbが印加された後、
絶縁層の抵抗値が十分高いとすると(ρ21016:体
積抵抗値Ω・cm)、時定数で=R2(C1+02)(
R2は液晶層の抵抗値)でg衰して、電圧降下を生じ、
パルス切換時(接地)に、この電圧降下分の電圧が逆極
性電圧となって液晶層に印加されることになる。従って
、この逆極性の電圧が閾値電圧を越える場合であるとこ
れに応じて液晶相が何れか1方の安定状態に配向するこ
とになる。
When the pulse voltage value is Va, the liquid crystal layer has VaC1/
(C1+C,2) (7) After the initial voltage vb is applied,
Assuming that the resistance value of the insulating layer is sufficiently high (ρ21016: volume resistance value Ω・cm), the time constant is = R2 (C1 + 02) (
R2 is the resistance value of the liquid crystal layer), causing a voltage drop,
At the time of pulse switching (grounding), the voltage corresponding to this voltage drop becomes a reverse polarity voltage and is applied to the liquid crystal layer. Therefore, if this voltage of opposite polarity exceeds the threshold voltage, the liquid crystal phase will be oriented in one of the stable states accordingly.

そこで、本発明は前述の現象を駆動に応用したもので、
具体的には閾値以上の逆極性゛屯、圧が発生するに十分
なパルス巾を印加するか、あるいは電圧降下分が逆極性
電界として生じたとしても、その電圧値が閾値以下とな
る様な短パル不とすることによって何れか1方の安定状
態に配向させることができる。
Therefore, the present invention applies the above-mentioned phenomenon to driving.
Specifically, it is necessary to apply a pulse width sufficient to generate a reverse polarity voltage above the threshold value, or to apply a pulse width such that even if the voltage drop occurs as a reverse polarity electric field, the voltage value will be below the threshold value. By making the pulses short, it is possible to align in either one of the stable states.

前述の効果を一層有効に得るためには液晶相の体積抵抗
−44を2X1010Ω・cmmトド設定ることか好ま
しく、具体的には液晶中に適当なイオン性不純物、例え
ばテトラアルキルアンモニウムブロマイド等のイオン性
界面活性剤を0、05 w t%以ドで混入させること
によって体積抵抗率を2X1010Ω・0m以下に調整
することができる。
In order to obtain the above-mentioned effect more effectively, it is preferable to set the volume resistance -44 of the liquid crystal phase to 2X1010 Ωcm.Specifically, it is preferable to set the volume resistivity of the liquid crystal phase to 2×1010Ω·cm.Specifically, it is preferable to set the volume resistance of the liquid crystal phase to 2×1010Ω・cm. By incorporating a surfactant in an amount of 0.05 wt % or more, the volume resistivity can be adjusted to 2×10 10 Ω·0 m or less.

イオン性不純物としては、液晶中においてイオン性を示
すものであり固体、液体等の別は問わない。
Ionic impurities exhibit ionicity in liquid crystals, and it does not matter whether they are solid or liquid.

実際の表示素子で用いる場合には、pは2XIQ10Ω
・0m以下に保てば使用に耐えるが、応答スピードが遅
くなるため、望ましくは3xio’3Ω・0m以下、特
に好ましくは1×108Ω・cm〜1×103Ω中cm
に設定する必要がある。
When used in an actual display element, p is 2XIQ10Ω
・It can withstand use if kept at 0 m or less, but the response speed becomes slow, so it is preferably 3xio'3 Ω/0 m or less, particularly preferably 1 x 10 8 Ω/cm to 1 x 10 3 Ω medium cm
It is necessary to set it to .

本明細書に記載の「体積抵抗率」は、第4図に示す回路
を用いて2周波法により矩形パルスを印加して、次式か
らρ(体積抵抗率)を求めることによって測定すること
ができる。
The "volume resistivity" described in this specification can be measured by applying a rectangular pulse using the two-frequency method using the circuit shown in FIG. 4, and calculating ρ (volume resistivity) from the following equation. can.

■ I=I(+I尺=4f@CeV+− V : 測定電圧 f : 矩形波の周波数 IC: 容量成分の電流値 1尺: R成分の電流値 C: 液晶の容量 R: 液晶の抵抗(Ω) fを変えて、 p=R3/d d : 液晶の膜厚(セルギャップ) S : 電極面積 実際には、第5図に示すようなX−Yマトリクス構造で
、強誘電液晶の駆動を考えることができる。
■ I=I (+I scale=4f@CeV+- V: Measured voltage f: Frequency of square wave IC: Current value of capacitive component 1 scale: Current value of R component C: Capacitance of liquid crystal R: Resistance of liquid crystal (Ω) By changing f, p=R3/dd d: Liquid crystal film thickness (cell gap) S: Electrode area In reality, consider driving a ferroelectric liquid crystal using an X-Y matrix structure as shown in Figure 5. Can be done.

第5図(a)と(b)において、Sm、Sm+l+Sm
+2.3m+3はそれぞれX軸電極で走査電極として用
い、I n + In + 1 。
In Fig. 5(a) and (b), Sm, Sm+l+Sm
+2.3m+3 are the X-axis electrodes, which are used as scanning electrodes, respectively, and In + In + 1 .

In+2.In+3はY輛電極で、表示信と電極として
用いる。
In+2. In+3 is a Y electrode, which is used as a display signal and electrode.

第5図(C)は、第5図(a)と(b)の左側2列8画
素を用いた点灯パターンを示し、このパターンを表示す
る場合の駆動電圧波形を第6図に示す。7iS6図は走
査信号電圧の極性を1周期毎に変化させた駆動例を表わ
している。
FIG. 5(C) shows a lighting pattern using eight pixels in two columns on the left side of FIGS. 5(a) and 5(b), and FIG. 6 shows the driving voltage waveform when displaying this pattern. Figure 7iS6 shows a driving example in which the polarity of the scanning signal voltage is changed every cycle.

第6図において、A−Hは、第5図(C)の各画素に印
加される電圧波形を示す。又、A′とCはそれぞれ画素
AとCの液晶相に印加される電圧波形を示している。セ
ルは、ITO電極上に2000人〜5000人のポリイ
ミド層を形成し、(東し、5P−510/スピンナー形
成)、ラビングにより配向処理を行った基板間にDOB
AMBC(デシロキシヘンシリテ〉′−P′−アミノー
2−メチルブチルシンナメート)を1.3Bmの層厚で
はさみ、形成した。
In FIG. 6, A-H indicates voltage waveforms applied to each pixel in FIG. 5(C). Further, A' and C indicate voltage waveforms applied to the liquid crystal phases of pixels A and C, respectively. The cell is made by forming a polyimide layer of 2,000 to 5,000 layers on an ITO electrode (Toshiba, 5P-510/spinner formation), and applying DOB between substrates that have been oriented by rubbing.
AMBC (desyloxyhensilite>'-P'-amino-2-methylbutyl cinnamate) was sandwiched and formed in a layer thickness of 1.3 Bm.

L記ノセルf、: オ+−j ルD OB A M B
 Cノl”J (fj 4’j性は、第7図に示すよう
になる。
L no cell f: O+-j le D OB A M B
C nol"J (fj 4'j properties are as shown in FIG. 7.

第7図のグラフ上に示されている電圧v1v2.v3を
パルスTl、、T2で用いることにより1表1に示され
るような場合分けが得られる。強誘電液晶の2状態を“
0パおよび°゛1“′て表現するとすれば、■方向の電
界だけでも。
The voltage v1v2. shown on the graph of FIG. By using v3 as pulses Tl, , T2, cases as shown in Table 1 can be obtained. The two states of ferroelectric liquid crystal are “
If we express it in terms of 0 and 1, the electric field in the ■ direction alone.

パルスの巾を変化させることにより、“0°゛もしくは
1″の状態が得られ、e方向の電界に関しても同様のこ
とがいえる。
By changing the width of the pulse, a state of "0° or 1" can be obtained, and the same can be said for the electric field in the e direction.

表    1 従って、第6図において画素を「明」状態(第1の安定
状態に配向)とするには、パルス巾T1でV2の信号印
加あるいはパルス巾T2で−V3の信号印加によって行
なうことができ、一方「暗」状態(第2の安定状態に配
向)とするには、パルス巾T1で−V2の信号印加ある
いはパルス巾T2でV3の信号印加によって行なうこと
ができる。
Table 1 Therefore, in FIG. 6, the pixel can be brought into the "bright" state (orientated to the first stable state) by applying a signal of V2 with a pulse width of T1 or by applying a signal of -V3 with a pulse width of T2. On the other hand, a "dark" state (orientation to the second stable state) can be achieved by applying a signal of -V2 with a pulse width T1 or by applying a signal of V3 with a pulse width T2.

又、第8図は、走査信号電圧の極性を2周期毎に変化さ
せた別の態様の駆動例を表わしている。
Further, FIG. 8 shows another driving example in which the polarity of the scanning signal voltage is changed every two cycles.

図中A−Hは各画素に印加された信号の駆動波形を現わ
している。
In the figure, A-H represents the driving waveform of the signal applied to each pixel.

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。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。
The ferroelectric liquid crystal used in the driving method of the present invention takes either a first optically stable state or a second optically stable state depending on the applied electric field. That is, a substance having a bistable state with respect to an electric field, particularly a liquid crystal having such a property, is used.

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、強誘電性を有するカイラルス
メクテイツク液晶が最も好ましく、そのうちカイラルス
メクテイツクC相(5m0本)、H相(SmH*)、I
相(SmI本)、J相(S m J木)、K相(SmK
*)、G相(5m0本)、F相(SmF*)の液晶が適
している。
It has bistable properties that can be used in the driving method of the present invention.
As the ferroelectric liquid crystal, a chiral smectic liquid crystal having ferroelectricity is most preferable.
phase (SmI book), J phase (S m J tree), K phase (SmK
*), G phase (5m0 lines), and F phase (SmF*) liquid crystals are suitable.

この強誘電性液晶については、LE JOURNALD
E PHYSIOUE LETTER3″胚(L−69
) 1975゜rFerroelectric Liq
uid  CrystalsJ:”Applied P
hysics Letters 36  (11)19
80、rsubmicro  5econd B15t
ableElectrooptic Switchin
g in LiquidCrysta15J ; ”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。
Regarding this ferroelectric liquid crystal, please refer to LE JOURNAL
E PHYSIOUE LETTER3″ embryo (L-69
) 1975゜Ferroelectric Liq
uid CrystalsJ:”Applied P
hysics Letters 36 (11)19
80, rsubmicro 5econd B15t
ableElectrooptic Switchin
The ferroelectric liquid crystal disclosed in these publications can be used in the present invention.

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υデノー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−
グロロプロピルンンナメート(HOBACPC)および
4−o−(2−メチル)−ブチルレゾルシリチン−4′
−オクチルアニリン(MBRA8)aが挙げられる。
More specifically, examples of ferroelectric liquid crystal compounds used in the method of the present invention include decyloxybendiυdenoP'-amino-2-methylbutylcinnamate (DOBAMBC
), hexyloxybenzylidene-P'-amino-2-
Gloropropyl runnamate (HOBACPC) and 4-o-(2-methyl)-butylresorsilitin-4'
-Octylaniline (MBRA8) a.

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SmCmC木線SmH木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。
When constructing an element using these materials, the element is supported by a copper block with a heater embedded, etc., as necessary, in order to maintain the temperature state such that the liquid crystal compound becomes an SmCmC tree line SmH tree phase. be able to.

又、前述の誘電体層を形成する誘電体としては、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、チタン酸化物やフッ化マグ
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
ポネート、ポリビニルアセタール、ポリ塩化ビニル。
In addition, the dielectric material forming the dielectric layer mentioned above is not particularly limited, but includes silicon nitride, silicon nitride containing hydrogen, silicon carbide, silicon nitride containing hydrogen, and silicon oxide. , boron nitride, boron nitride containing hydrogen, cerium oxide, aluminum oxide, zirconium oxide, inorganic insulating materials such as titanium oxide and magnesium fluoride, or polyvinyl alcohol, polyimide, polyamideimide, polyesterimide, Polyparaxylylene, polyester, polycarbonate, polyvinyl acetal, polyvinyl chloride.

ポリ酢酸ビニル、ポリアミド、ポリスチレン。Polyvinyl acetate, polyamide, polystyrene.

セルロース樹脂、メラミン樹脂、ユリャ樹脂、アクリル
樹脂やフォトレジスト樹脂などの有機絶縁物質が使用さ
れる。
Organic insulating materials such as cellulose resin, melamine resin, urea resin, acrylic resin and photoresist resin are used.

以下、本発明を実施例に従って説明する。Hereinafter, the present invention will be explained according to examples.

実施例1 交差した帯状のITOで形成した対向マトリクス電極の
それぞれに1000人の膜厚を有するポリイミド膜(ピ
ロメリット酷無水物と4゜4′−ジアミノジフェニルエ
ーテルとの縮合物からポリアミック酸樹脂の5wt% 
N−メチルピロリドン溶液を塗布し、250°Cの温度
で加熱閉環反応により形成した)を設け、このポリイミ
ド膜の表面を互いに平行となる様にラビングし、セル厚
を1μしたセルを作成した。
Example 1 A polyimide film having a film thickness of 1000 nm was formed on each of the opposing matrix electrodes formed of crossed strips of ITO (5 wt of polyamic acid resin from a condensate of pyromellitic anhydride and 4°4'-diaminodiphenyl ether). %
N-Methylpyrrolidone solution was applied and a ring-closing reaction was performed by heating at a temperature of 250° C.), and the surfaces of this polyimide film were rubbed so as to be parallel to each other to create a cell with a cell thickness of 1 μm.

次いで、キャノン(株)内で調整したDOBAMBCに
少量の(C4H9)aN”Br−を添加し、このD O
B AMB Cを等吉相下で前述のセル中に真空注入法
に注入し、封口した。しかる後に、徐冷(5℃/蒔間)
によってSmC木の液晶セルを作成した。この液晶セル
を用いて32H2で10v及び64HzでlOvの電圧
を印加した時の電流値を測定することによって液晶の体
積抵抗率を求めたところ、5.8X108Ω・cmであ
った。
Next, a small amount of (C4H9)aN"Br- was added to DOBAMBC prepared in Canon Co., Ltd., and this DO
B AMB C was injected into the above-mentioned cell by vacuum injection method under Tokichi phase, and the cell was sealed. After that, slow cooling (5℃/Makima)
A liquid crystal cell made of SmC wood was created using the following method. Using this liquid crystal cell, the volume resistivity of the liquid crystal was determined to be 5.8×10 8 Ω·cm by measuring the current value when a voltage of 10 V and 1 Ov at 64 Hz was applied at 32H2.

この液晶セルの両側にクロスニコルの偏光子と検光子を
配置し、対向マトリクス電極間に第6図に示す波形の信
号を印加した。この際、Vl=20V、v2=4ov、
v3=sov、T1(長パルス巾)=3msec、T2
 (短パルス巾)=0.6m5ecで駆動させたところ
、良好な動画表示が得られた。
A crossed Nicol polarizer and an analyzer were arranged on both sides of this liquid crystal cell, and a signal having the waveform shown in FIG. 6 was applied between the opposing matrix electrodes. At this time, Vl=20V, v2=4ov,
v3=sov, T1 (long pulse width)=3msec, T2
When driven at (short pulse width) = 0.6 m5ec, a good moving image display was obtained.

実施例2 実施例1で用いたDOBAMBCに代えてHOBACP
Cを用いたほかは、同様の方法で液晶素子を作成してか
ら、同様の駆動波形を印加したところ、良好な動画表示
が得られた。
Example 2 HOBACP instead of DOBAMBC used in Example 1
When a liquid crystal element was fabricated in the same manner except that C was used, and the same driving waveform was applied, a good moving image display was obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図及び第2図は、本発明で用いる液晶素子を模式的
に表わした斜視図である。第3図は、画素の等価回路を
表わす説明図である。第4図は1体積抵抗値を測定する
際の等価回路を示す説明図である。:JSS図(a)〜
(c)は、マトリクス電極構造を表わした説明図である
。 第6図は1本発明の駆動法を時系列で示した駆動波形の
説明図である。第7図は、パルス巾と電圧の関係を表わ
した説明図である。第8図は、本発明の別の駆動法を時
系列で示した駆動波形の説明図である。 1.1′  ・・・・・・ 透明電極、2   ・・・
・・・ 液晶分子層、 3   ・・・・・・ 強誘電液晶分子、4   ・・
・・・・ 分子の多極子モーメント。 4 a (P)  、 4 b (P’)  −・−−
−−分子の多極子モーメント。 5.5′  ・・・・・・ 液晶分子の2つの安定状態
。 慕5図 57+!                     
                    G5mft
                         
              ’eSm中2−−−−−
−−−−−−−−一−−−−−−−一、工:エエ=  
                         
   eHe
1 and 2 are perspective views schematically showing a liquid crystal element used in the present invention. FIG. 3 is an explanatory diagram showing an equivalent circuit of a pixel. FIG. 4 is an explanatory diagram showing an equivalent circuit when measuring one volume resistance value. :JSS diagram (a)~
(c) is an explanatory diagram showing a matrix electrode structure. FIG. 6 is an explanatory diagram of driving waveforms showing the driving method of the present invention in chronological order. FIG. 7 is an explanatory diagram showing the relationship between pulse width and voltage. FIG. 8 is an explanatory diagram of drive waveforms showing another drive method of the present invention in chronological order. 1.1'...Transparent electrode, 2...
... Liquid crystal molecule layer, 3 ... Ferroelectric liquid crystal molecules, 4 ...
... Multipole moment of the molecule. 4 a (P), 4 b (P') --・--
--The multipole moment of the molecule. 5.5' ...... Two stable states of liquid crystal molecules. Mu 5 figure 57+!
G5mft

'eSm middle class 2------
−−−−−−−−1−−−−−−−1、Eng: E=

eHe

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)対向電極、該対向電極の少なくとも一方に形成し
た誘電体膜と第1の安定状態及び第2の安定状態のうち
何れか一方に配向する双安定性液晶を有する画素を複数
個配列した液晶素子の駆動法であって、前記対向電極間
に外部電源から同一方向の電界をもつ電圧を印加し、該
同一方向の電界電圧のパルス巾及び/又は電圧値を制御
することによって前記画素のうち選択された画素の双安
定性液晶を第1の安定状態に配向させ、他の画素の双安
定性液晶を第2の安定状態に配向させることを特徴とす
る液晶素子の駆動法。
(1) A plurality of pixels each having a counter electrode, a dielectric film formed on at least one of the counter electrodes, and a bistable liquid crystal oriented in either a first stable state or a second stable state are arranged. A method for driving a liquid crystal element, in which a voltage having an electric field in the same direction is applied from an external power supply between the opposing electrodes, and the pulse width and/or voltage value of the electric field voltage in the same direction is controlled, thereby driving the pixel. A method for driving a liquid crystal element, comprising aligning bistable liquid crystals of selected pixels to a first stable state, and aligning bistable liquid crystals of other pixels to a second stable state.
(2)前記双安定性液晶が2×10^1^0Ω・cm以
下の体積抵抗率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。
(2) The method for driving a liquid crystal element according to claim 1, wherein the bistable liquid crystal has a volume resistivity of 2×10^1^0 Ω·cm or less.
(3)前記双安定性液晶が3×10^9Ω・cm以下の
体積抵抗率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) The method for driving a liquid crystal element according to claim 1, wherein the bistable liquid crystal has a volume resistivity of 3×10^9 Ω·cm or less.
(4)前記双安定性液晶が1×10^8Ω・cm〜1×
10^9Ω・cmの体積抵抗率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。
(4) The bistable liquid crystal is 1×10^8Ω・cm ~ 1×
A method for driving a liquid crystal element according to claim 1, which has a volume resistivity of 10^9 Ω·cm.
(5)前記双安定性液晶が強誘電性液晶である特許請求
の範囲第1項記載の液晶素子の駆動法。
(5) The method for driving a liquid crystal element according to claim 1, wherein the bistable liquid crystal is a ferroelectric liquid crystal.
(6)前記強誘電性液晶がカイラルスメクテイツク液晶
である特許請求の範囲第5項記載の液晶素子の駆動法。
(6) The method for driving a liquid crystal element according to claim 5, wherein the ferroelectric liquid crystal is a chiral smect liquid crystal.
(7)前記カイラルスメクテイツク液晶がカイラルスメ
クテイツクC相、H相、I相、J相、K相、F相又はG
相である特許請求の範囲第6項記載の液晶素子の駆動法
(7) The chiral smect liquid crystal is a chiral smect C phase, H phase, I phase, J phase, K phase, F phase or G phase.
7. A method for driving a liquid crystal element according to claim 6, wherein the liquid crystal element is a phase.
(8)前記カイラルスメクテイツク液晶が非らせん構造
である特許請求の範囲第6項記載の液晶素子の駆動法。
(8) The method for driving a liquid crystal element according to claim 6, wherein the chiral smect liquid crystal has a non-helical structure.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS63244021A (en) * 1987-03-31 1988-10-11 Canon Inc drive device

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