DE4007996A1 - Elektrooptische vorrichtung sowie ansteuerverfahren und ansteuerschaltung fuer die vorrichtung - Google Patents
Elektrooptische vorrichtung sowie ansteuerverfahren und ansteuerschaltung fuer die vorrichtungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine elektrooptische Vorrichtung,
welche ein elektrooptisches Material wie zum Beispiel ferro
elektrischen Flüssigkristall verwendet, sowie ein Verfahren
und eine Schaltung zum Ansteuern der Vorrichtung und betrifft
ferner ein elektrooptisches Gerät, welches die elektro
optische Vorrichtung anwendet.
Flüssigkristall ist als elektrooptisches Material allgemein
bekannt. Insbesondere hat ferroelektrischer Flüssigkristall
kürzlich allgemeines Interesse geweckt.
Eine allgemeine Form einer elektrooptischen Vorrichtung, die
den ferroelektrischen Flüssigkristall verwendet, wird nun
anhand der Fig. 2, 3 und 4 beschrieben, welche zur Erläu
terung des allgemeinen Gedankens der gewöhnlichen elektroop
tischen Vorrichtung verwendet werden, aber keinen spezifi
schen Stand der Technik zeigen.
Die elektrooptische Vorrichtung, welche den ferroelektrischen
Flüssigkristall verwendet, umfaßt Glasplatten 2, auf die je
weils eine transparente Elektrode 3 und eine Ausrichtungs
schicht 4 aufgebracht sind, Abstandhalter 6, die zwischen die
Glasplatten 2 zwischengeschaltet sind, um diese in einem vor
gegebenen Abstand voneinander zu halten, ferroelektrischen
Kristall 5, der in einen zwischen den Glasplatten 2 definier
ten Raum eingesperrt ist, und einen Polarisator oder polari
satoren, die auf jeder Seite der Glasplatte 2 angeordnet
sind, wie in den Figuren dargestellt.
Falls der ferroelektrische Flüssigkristall eine chirale smek
tische C-Phase aufweist, zeigen ferroelektrische Flüssigkri
stallmoleküle 7 eine spontane Polarisation 8 in einer zu den
Längsachsen (größeren Achsen) der Moleküle senkrechten Rich
tung. Die ferroelektrischen Flüssigkristallmoleküle 7 können
durch Wählen der Ausrichtungsschicht 4 in Schichten 9 ausge
richtet werden, welche in einer zu den Hauptflächen der Glas
platten 2 senkrechten Richtung verlaufen. In dem derart
ausgerichteten Zustand können die ferroelektrischen Flüssig
kristallmoleküle 7 sich im wesentlichen entlang einer koni
schen Bahn 10 bewegen, wobei sie einen Kippwinkel R bezüglich
einer Normallinie 13 der Schicht 9 einhalten.
Wenn ein elektrisches Feld in einer zu den Hauptflächen der
Glasplatten 2 senkrechten Richtung angelegt wird, können die
Flüssigkristallmoleküle 7 in eine von zwei stabilen Positio
nen 12 a, 12 b gesetzt werden, welche parallel zu den Glasplat
ten 2 sind, je nach der Richtung des daran angelegten elek
trischen Feldes. Diese zwei Positionen sind als Diagramm in
den Fig. 4(a) bzw. (b) dargestellt, wobei die Flüssigkri
stallmoleküle so gezeigt sind, daß an sie ein elektrisches
Feld E (11 a) angelegt ist, welches von dieser Seite der Zei
chenebene auf die entfernte Seite der Zeichenebene gerichtet
ist, bzw. ein elektrisches Feld E (11 b) angelegt ist, welches
von der fernen Seite auf diese Seite gerichtet ist. Die fer
roelektrischen Flüssigkristallmoleküle 7 nehmen also die Po
sitionen (a) oder (b) unter einem Kippwinkel von +R an je
nach der Richtung des angelegten elektrischen Feldes. Dieser
Effekt kann kombiniert werden mit einem Doppelbrechungseffekt
oder einem Gast-Wirtseffekt (guest-host effect) des Flüssig
kristalls, um zwei Zzstände, dunkel und hell, zu bilden, in
welchen Licht in der gleichen Richtung wie das elektrische
Feld durchgelassen wird oder Licht entsprechend der Richtung
des angelegten elektrischen Feldes gesperrt wird.
In der folgenden Beschreibung wird der Bequemlichkeit halber
angenommen, daß ein EIN-Zustand hervorgebracht wird, welcher
den Lichtdurchlass zuläßt, wenn an die Moleküle eine positive
Spannung angelegt wird, die ausreichend ist, um diese in
einen der Zustände zu versetzen, und daß ein AUS-Zustand,
welcher Licht sperrt, entwickelt wird, wenn eine ausreichend
negative Spannung angelegt wird.
Wenn die Dicke einer Flüssigkristallschicht auf etwa 2 µm
vermindert wird, wird ein Schwelleneffekt wie z.B. ein
Memoryeffekt beobachtet. Dieser Memoryeffekt kann genutzt
werden in einer elektrooptischen Vorrichtung einer Matrixan
ordnung von Elektroden, die aus Abtastelektroden und Signal
elektroden bestehen, welche in Reihen und Spalten angeordnet
sind, und Bildelemente bei Kreuzungen der Elektroden vorse
hen. In dieser Vorrichtung ist es möglich, die Abtastelektro
den sequentiell anzusteuern und nur an die Bildelemente auf
der angesteuerten Elektrode ein elektrisches Feld anzulegen,
dessen Stärke ausreichend größer ist als ein Schwellenwert,
um die Zustände der Bildelemente einzustellen, und dagegen an
die Bildelemente auf den nicht-angesteuerten Elektroden ein
elektrisches Feld von geringerer Stärke als dem Schwellenwert
anzulegen, um die Bildelemente in den vorher eingestellten
Zuständen zu halten. Auf diese Weise kann eine Multiplexan
steuerung erreicht werden.
Andererseits ist es bekannt, daß dann, wenn ein elektrisches
Wechselfeld, dessen Frequenz so hoch ist, daß die auf der
spontanen Polarisation beruhende Reaktion den Änderungen des
elektrischen Feldes nicht folgen kann, an ferroelektrische
Flüssigkristallmoleküle mit negativer dielektrischer Aniso
tropie angelegt wird, ein dielektrisches Moment erzeugt wer
den kann, welches so wirkt, daß es die Flüssigkristallmole
küle 7 parallel zu den Glasplatten 2 stellt. Dieses Phänomen
wird als Wechselspannungsfeld-Stabilisierung bezeichnet, wel
che nicht von der Dicke der Flüssigkristallschicht abhängt.
Dies bedeutet, daß die ferroelektrische Flüssigkristall
schicht selbst dann, wenn sie eine wesentliche Dicke besitzt,
durch den Wechselspannungsfeld-Stabilisierungseffekt einen
Memoryeffekt aufweisen kann. Dieser Effekt kann wirksam ge
nutzt werden, um die Multiplexansteuerung der Flüssigkri
stallvorrichtung zu ermöglichen, welche genügend dick ist,
daß sie sich leicht herstellen läßt.
Ein Ansteuerverfahren für die ferroelektrische Flüssigkri
stallvorrichtung dieser Art ist z.B. offenbart in der Veröf
fentlichung der ungeprüften japanischen Patentanmeldung
(KOKAI) 62-1 16 925. Diese Veröffentlichung zeigt einen Satz
von Steuerwellenformen, wie in Fig. 5 angegeben. Eine Span
nung zum Versetzen einer elektrooptischen Vorrichtung in
einen gewünschten Zustand und eine hochfrequente Wechselspan
nung zum Halten des Zustandes werden angelegt, um die Multi
plexsteuerung der elektrooptischen Vorrichtung zu erzielen.
Das in dieser Veröffentlichung offenbarte Verfahren lehrt
ferner, daß ein Initialisierungssignal angelegt wird vor der
Zuführung eines Ansteuersignals, um dadurch die Bildelemente
einmal bei jeder Abtastung auszusetzen.
Ein anderer Stand der Technik ist offenbart in National
Technical Report Vol. 33, No. 1, Feb. 1987, S. 44-50. Diese
Veröffentlichung zeigt Steuerwellenformen, wie sie in Fig. 6
angegeben sind. Eine völlig symmetrische Wechselspannung, in
welcher keine Vorspannung angelegt wird, wird während einer
nicht-angesteuerten Zeitspanne erteilt. Dies stellt hohen
Kontrast sicher.
Der Stand der Technik bringt aber einige Probleme mit sich,
welche nachfolgend beschrieben werden.
Gemäß dem ersteren Stand der Technik wird eine bezüglich
eines Nullpegels symmetrische Spannung zur Initialisierung
angelegt. Zu diesem Zeitpunkt schaltet eine erste Hälfte
Spannungsimpulses zwangsweise die elektrooptische Vorrichtung
ein. Selbst wenn ein AUS-Signal kontinuierlich an die Signal
elektrode angelegt wird, tritt intermittierend ein EIN-
Zustand auf. Dies mindert den Kontrast, welcher definiert
wird durch:
Außerdem werden positive und negative Vorspannungen, die an
die Signalelektroden angelegten Spannungen entsprechen, in
der hochfrequenten Wechselspannung während der nicht-ange
steuerten Zeitspanne überlagert. Die Vorspannungen beeinflus
sen den EIN-Zustand und den AUS-Zustand abträglich, indem sie
den Kontrast mindern. Eine Hochpegel-Hochfrequenzwechselspan
nung wird benötigt, um die Minderung des Kontrastes zu unter
drücken. Diese Spannung muß vollständig von der Abtastelek
trodenseite zugeführt werden. Dies vergrößert unvermeidlich
die an die Abtastelektroden anzulegende Spannung.
Der letztere Stand der Technik benötigt keine Spannungsim
pulse für die Initialisierung und kann einen hohen Kontrast
sicherstellen wegen der symmetrischen Hochfrequenzwechsel
spannung, die während der Nichtansteuer-Zeitspanne angelegt
wird. Tatsächlich muß jedoch an sämtliche Signalelektroden
eine Spannung angelegt werden, deren Amplitude doppelt so
groß ist wie die Amplitude der symmetrischen Hochfre
quenzwechselspannung, die an den Flüssigkristall angelegt
wird. Ein Arbeitsbeispiel dieses Standes der Technik zeigt,
daß eine Spannung in der Höhe von +50 V an eine Vorrichtung
angelegt wird, die eine dünne Flüssigkristallschicht von 3,5
µm Dicke umfaßt, um diese anzusteuern. Aus diesem Grund wird
eine besondere Hochspannungsansteuerschaltung benötigt, wel
che die Schaltung massig macht und den Energieverbrauch er
höht.
Ein Ziel der Erfindung ist eine elektrooptische Vorrichtung,
welche in der Lage ist, die Probleme zu lösen, die bei dem
Stand der Technik auftreten, wie oben beschrieben. Ein wei
teres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens
zum Ansteuern einer elektrooptischen Vorrichtung, welches in
der Lage ist, einen hohen Kontrast bei niedriger Ansteuer
schaltung vorzusehen. Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die
Schaffung eines elektrooptischen Gerätes, welches die elek
trooptische Vorrichtung anwendet und das oben erwähnte
Ansteuerverfahren nutzt.
Erfindungsgemäß werden die folgenden Ansteuerverfahren (1)
und (2) für die elektrooptische Vorrichtung geschaffen, um
das oben angegebene Ziel zu erreichen:
1) Während einer angesteuerten Zeitspanne für eine Abtast
elektrode wird entweder ein erster Gleichspannungsimpuls,
dessen Polaritäten sich in der ersten Hälfte und der zweiten
Hälfte der angesteuerten Zeitspanne unterscheiden, angelegt,
um ein Bildelement oder Bildelemente auf einen ersten Zustand
einzustellen, oder ein zweiter Gleichspannungsimpuls einer
Polarität, welche die gleiche ist wie die der letzteren
Hälfte der ersten Gleichspannung, wird angelegt, um ein Bild
element oder Bildelemente auf einen zweiten Zustand einzu
stellen.
2) Nach Anlegen des Gleichspannungsimpulses wird eine
hochfrequente Wechselspannung an die Bildelemente angelegt.
Diese hochfrequente Wechselspannung wird überlagert mit einer
Vorspannung von 0 oder einer Vorspannung einer Polarität.
Eine Vorspannung anderer Polarität wird in der hochfrequenten
Wechselspannung nicht überlagert. Mehr im einzelnen wird ent
weder die hochfrequente Wechselspannung, die keine Gleich
spannungsvorspannung enthält, oder die hochfrequente Wechsel
spannung, die keine Vorspannung enthält, welche so wirkt, daß
sie die Bildelemente in einen anderen Zustand wechselt aus
dem vorher eingestellten Zustand, an das elektrooptische Ma
terial angelegt, nachdem der Impuls zum Einstellen des Zu
standes angelegt worden ist.
Dies ist ein erstes Merkmal der Erfindung. Dieses Merkmal und
ein anderes Merkmal, das unten angegeben wird, sind nicht nur
auf die Vorrichtung anwendbar, welche die Abtast- und Signal
elektroden umfaßt, sondern auch auf eine Vorrichtung, welche
das Anlegen gewünschter Wellenformen an das elektrooptische
Material zuläßt.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben herausgefunden,
daß das erste Merkmal der Erfindung einen beachtlichen Effekt
zeigt. Genauer gesagt: Während der während der angesteuerten
Zeitspanne angelegte Gleichspannungsimpuls dazu dient, die
Bildelemente des elektrooptischen Materials in einen gewün
schten Zustand zu setzen, fördert die hochfrequente Wechsel
spannung, insbesondere die zu dem 0-Pegel symmetrische hoch
frequente Wechselspannung, die unmittelbar nach dem Anlegen
des Gleichspannungsimpulses angelegt wird, die Reaktion der
Bildelemente. Daher ist es nicht immer erforderlich, daß die
Reaktion durch den früheren Gleichspannungsimpuls vollendet
wird.
Ein zweites Merkmal der Erfindung nutzt dieses Phänomen, wie
angegeben. Dementsprechend kann die Dauer des Gleichspan
nungsimpulses, der anzulegen ist, um die Zustände der Bild
elemente während der angesteuerten Zeitspanne zu bestimmen,
kleiner sein als die Dauer des Spannungsimpulses, welcher im
wesentlichen erforderlich ist, um das elektrooptische Mate
rial aus einem Zustand in einen anderen umzuschalten.
Ein drittes Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die Ab
tastelektroden und die Signalelektroden vorgesehen werden zum
Anlegen der gewünschten Spannung an das elektrooptische Mate
rial und die Spannung als Wellenformen angelegt wird, wie in
den Fig. 7 und 8 gezeigt.
Ein viertes Merkmal der Erfindung liegt in dem Ansteuern
einer elektrooptischen Vorrichtung gemäß dem oben beschriebe
nen Verfahren.
Ein fünftes Merkmal der Erfindung liegt in einem elektroopti
schen Gerät, welches die durch das oben beschriebene Verfah
ren angesteuerte elektrooptische Vorrichtung anwendet.
Das elektrooptische Gerät wird nun im einzelnen beschrieben.
Das elektrooptische Gerät umfaßt eine oder mehrere Zellen mit
einem elektrooptischen Material, welches unterschiedliche
optische Zustände annimmt je nach der Polarität der an sie
angelegten Spannung, und ein oder mehrere Elektrodenpaare zum
Anlegen von Spannungen an das elektrooptische Material sowie
Ansteuerschaltungen zum Anlegen von Spannungen an die ent
sprechenden Elektrodenpaare der Zellen.
Die Erfindung schafft ferner eine Ansteuerschaltung, die ge
eignet ist zum Ansteuern der elektrooptischen Vorrichtung des
elektrooptischen Gerätes.
Die Ansteuerschaltung umfaßt eine Einrichtung zum Anlegen
hochfrequenter Wechselspannungen im wesentlichen gleicher
Frequenz und umgekehrter Phase an die Elektrodenpaare zum
Halten der gegenwärtigen optischen Zustände und eine Einrich
tung zum Anlegen hochfrequenter Wechselspannungen im wesent
lichen gleicher Frequenz, Phase und Amplitude, aber mit einer
Differenz entsprechend einer Gleichspannungsvorspannung, wel
che das elektrooptische Material auf einen gewünschten opti
schen Zustand einstellen kann, an die Elektrodenpaare, welche
das elektrooptische Material auf den gewünschten optischen
Zustand einstellen sollen.
Es genügt, daß die in der Erfindung anwendbaren hochfrequen
ten Wechselspannungen eine Frequenz aufweisen, die ausrei
chend hoch ist dafür, daß das elektrooptische Material nicht
dem Richtungswechsel des daran angelegten elektrischen Feldes
folgt. Eine Vielzahl von Wechselspannungswellenformen kann
angewendet werden. Während vorzugsweise die Frequenz, Phase
oder Amplitude gemäß den dafür gewünschten Bedingungen ge
wählt werden, wird keine strikte Genauigkeit benötigt.
Wie oben beschrieben ist das Hauptmerkmal der Erfindung ein
Ansteuerverfahren, bei welchem eine hochfrequente Wechsel
spannung einer Frequenz, die dafür zu hoch ist, daß das elek
trooptische Material auf die Polaritätswechsel der angelegten
Spannung anspricht, angelegt wird nach Anlegen eines Gleich
spannungsimpulses zum Einstellen der Bildelemente auf einen
gewünschten Zustand während einer angesteuerten Zeitspanne.
Diese hochfrequente Wechselspannung kann sein (1) eine bezüg
lich Negativität und Positivität oder 0-Pegel symmetrische
hochfrequente Wechselspannung oder (2) eine hochfrequente
Wechselspannung, die mit einer Vorspannung überlagert ist,
welche sich immer in einer Polarität befindet und nur inter
mittierend angelegt wird. Auf diese Weise können mögliche
Veränderungen in den Zuständen minimiert werden, und es wird
immer ein hoher Kontrast aufrechterhalten.
In dem letzteren Fall, in welchem einem Vorspannung einer
hochfrequenten Wechselspannung überlagert werden kann, kann
ein bemerkenswerter Vorteil erzielt werden, indem die elek
trooptische Vorrichtung so konstruiert wird, daß sie in einem
Lichtsperrzustand ist, wenn an die Vorrichtung eine Gleich
spannung angelegt wird, deren Polarität gleich der Polarität
der Vorspannung ist.
Wie oben beschrieben, haben die Erfinder herausgefunden, daß
die Reaktion auf den vorher angelegten Gleichspannungsimpuls
nicht immer vollendet werden muß, wenn die symmetrische hoch
frequente Wechselspannung angelegt wird unmittelbar nach dem
Anlegen des Gleichspannungsimpulses zum Einstellen der Bild
elemente auf einen gewünschten Zustand. Dieses Phänomen wird
im einzelnen anhand von Fig. 9 beschrieben.
Wie in Fig. 9(a) dargestellt, wird ein Gleichspannungsimpuls
14 an einen ferroelektrischen Flüssigkristall 7 bei 12 b ange
legt. Wenn dann das Molekül 7 wenigstens eine Position 12 c
erreicht, in welcher die Reaktion nicht vollständig oder
beendet ist, wird eine symmetrische hochfrequente Wechsel
spannung 15 unmittelbar angelegt, wie in Fig. 9(b) gezeigt.
Wenn das ferroelektrische Flüssigkristallmolekül 7 eine nega
tive dielektrische Anisotropie besitzt, wirkt ein Dreh
moment 16 durch die Wechselspannung so, daß sie das Flüssig
kristallmolekül in eine Position senkrecht zur Richtung der
angelegten Spannung versetzt, wie in Fig. 9(b) gezeigt. Unter
Bezugnahme auf die Fig. 2 und 3 wird das Flüssigkristallmole
kül in eine Position parallel zu den Glasplatten 2 gesetzt.
Schließlich erreicht das ferroelektrische Flüssigkristallmo
lekül 7 eine Position 12 a, wie in Fig. 9(c) gezeigt, um die
Reaktion zu beenden. Wenn die hochfrequente Wechselspannung
15 kontinuierlich angelegt bleibt, wird der Zustand stabili
siert.
Wenn hochfrequente Spannungsimpulse an die Abtastelektroden
und an die Signalelektroden angelegt werden, und wenn die an
die Abtastelektroden und die Signalelektroden angelegten
hochfrequenten Spannungen phasenversetzt sind um 180°, wie in
den Fig. 7(a) und 7(b) gezeigt, wird eine hochfrequente Wech
selspannung entsprechend einer Summe (V 1 + V 2) der jeweils an
die Elektroden angelegten Spannungsimpulse an das zwischen
den Elektroden gehaltene elektrooptische Material angelegt.
In diesem Fall können die an die entsprechenden Elektroden
anzulegenden Spannungen wesentlich vermindert werden.
Alternativ können der hochfrequente Spannungsimpuls, der an
die Signalelektrode anzulegen ist, und der hochfrequente
Spannungsimpuls, der an die Abtastelektrode anzulegen ist
während der angesteuerten Zeitspanne, die gleiche Phase und
die gleiche Amplitude aufweisen, aber differieren um eine
Gleichspannungsvorspannung V DF, wie in den Fig. 8(a) und 8(b)
gezeigt. In diesem Fall kann ein Gleichspannungsimpuls V DC
angelegt werden, wie in Fig. 8(c) gezeigt. Dieser kann ver
wendet werden zum Zustandswechsel des elektrooptischen Mate
rials aus einem in den anderen Zustand.
Das Ansteuerverfahren gemäß der Erfindung kann die Aufgabe
eines hohen Kontrastes und die Aufgabe einer Ansteuerung
niedriger Spannung erfüllen. Daher kann eine elektrooptische
Vorrichtung mit einer Ansteuereinrichtung geringer Größe und
mit Energieersparnis verwirklicht werden. Ein elektroopti
sches Gerät, das eine solche elektrooptische Vorrichtung an
wendet, kann auch mit großem Vorteil geschaffen werden.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von in den Zeichnungen
gezeigten Ausführungsbeispielen näher beschrieben. In den
Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine erläuternde Ansicht eines Satzes von Ansteuer
wellenformen, die für eine erste Betriebsart eines
erfindungsgemäßen Ansteuerverfahrens verwendbar
sind;
Fig. 2 einen Schnitt eines allgemeinen Aufbaus einer fer
roelektrischen Flüssigkristallvorrichtung;
Fig. 3 und 4 Ansichten zur Erläuterung der Betriebsweise
eines allgemeinen ferroelektrischen Flüssigkri
stalls, der auf ein elektrische Feld anspricht;
Fig. 5 und 6 erläuternde Ansichten eines Satzes von An
steuerwellenformen, die für erfindungsgemäße An
steuerverfahren verwendet werden;
Fig. 7 und 8 Wellenformdiagramme zur Erläuterung der
ersten Betriebsart des Ansteuerverfahrens;
Fig. 9 eine Ansicht zur Erläuterung der Betriebsweise des
Ansteuerverfahrens gemäß der Erfindung;
Fig. 10 eine Draufsicht auf eine Aufbauform der elektroop
tischen Vorrichtung gemäß der Erfindung;
Fig. 11 ein Blockschaltbild einer Bauform des elektroopti
schen Gerätes, das die elektrooptische Vorrichtung
und die Ansteuerschaltung für diese enthält;
Fig. 12 ein Blockschaltbild einer Bauform der Abtastelek
troden-Ansteuerschaltung;
Fig. 13 eine Tabelle zum Einstellen von Ausgabespannungsmu
stern für die Abtastelektroden-Ansteuerschaltung;
Fig. 14 ein Zeitablaufdiagramm der Operation der Abtast
elektroden-Ansteuerschaltung;
Fig. 15 ein Blockschaltbild einer Bauform der Signalelek
troden-Ansteuerschaltung;
Fig. 16 eine Tabelle zum Einstellen von Ausgabespannungsmu
stern für die Signalelektroden-Ansteuerschaltung;
Fig. 17 ein Wellenformdiagramm der Betriebsweise der
Signalelektroden-Ansteuerschaltung;
Fig. 18 eine Temperaturkennlinie eines ferroelektrischen
Flüssigkristalls;
Fig. 19 ein Blockschaltbild einer Form eines Gerätes zum
Bewirken einer Temperaturkompensation für den fer
roelektrischen Flüssigkristall;
Fig. 20 eine Skizze einer Form eines optischen Kopierers,
auf welchen die Lichtschaltmatrixanordnung oder das
Ansteuerverfahren der Erfindung angewendet wird;
Fig. 21, 22 und 23 erläuternde Ansichten, die jeweils
Ansteuerwellenformen zur Abwandlung der ersten
Betriebsart des Ansteuerverfahrens zeigen;
Fig. 24 bis 27 ähnliche erläuternde Ansichten von An
steuerwellenformen für eine zweite bis fünfte Be
triebsart des Ansteuerverfahrens gemäß der Erfin
dung;
Fig. 28 ein Logikschaltbild einer Form einer Spannungsaus
gabeschaltung in der Abtastelektroden-Ansteuer
schaltung, die ein System derselben zeigt;
Fig. 29 ein Logikschaltbild einer Form einer Spannungsaus
gabeschaltung in der Signalelektroden-Ansteuer
schaltung, die ein System derselben zeigt;
Fig. 30 eine Draufsicht auf eine Form einer Flüssigkri
stallvorrichtung, die ein Logikelement bildet, auf
welches die Erfindung angewendet wird;
Fig. 31 einen Schnitt der in Fig. 30 gezeigten Flüssigkri
stallvorrichtung;
Fig. 32 und 33 erläuternde Ansichten jeweiliger optischer
Logikelemente, die die Flüssigkristallvorrichtung
verwenden;
Fig. 34 und 35 Tabellen, die jeweils die Logikoperationen
der optischen Logikelemente erläutern;
Fig. 36 ein Blockschaltbild einer Form einer Feststell
schaltung zum Feststellen eines optischen Zustands
von Bildelementen in der Minderzahl; und
Fig. 37 ein Zeitablaufdiagramm einer Operation der Fest
stellschaltung.
In der Erfindung vorzugsweise anwendbare elektrooptische Ma
terialien umfassen ferroelektrische Flüssigkristalle mit
einer negativen dielektrischen Anisotropie. Der für die Er
findung angewendete ferroelektrische Flüssigkristall weist
eine dielektrische Anisotropie δ ε von -3 auf. Fig. 10 zeigt
schematisch eine Elektrodenanordnung einer elektrooptischen
Vorrichtung, welche den ferroelektrischen Flüssigkristall
verwendet und durch ein erfindungsgemäßes Ansteuerverfahren
anzusteuern ist. Die Anordnung kann als Lichtschaltmatrix für
einen Kopierer arbeiten.
Die Elektroden der elektrooptischen Vorrichtung umfassen eine
Mehrzahl von Abtastelektroden 16 und eine Anzahl von Signal
oder Datenelektroden 15. Bildelemente werden an Kreuzungen
der Abtastelektroden und der Signalelektroden gebildet. Die
Bildelemente 17 bestehen aus transparenten Elektroden, und
die übrigen Abschnitte der Elektroden bestehen aus Chromelek
troden. Das Bildelement ist im Schnitt in Fig. 2 gezeigt.
Zwei Polarisatoren werden verwendet, um eine doppelbrechende
Flüssigkristallvorrichtung zu bilden. Die ferroelektrische
Flüssigkristallvorrichtung 36 (Fig. 11) wird angesteuert
durch eine in Fig. 11 gezeigte Ansteuereinrichtung. Die An
steuereinrichtung besteht aus einer Abtastelektroden-Ansteu
erschaltung 18 und einer Signalelektroden-Ansteuerschaltung
19.
Bei dem erfindungsgemäßen Ansteuerverfahren anwendbare Steu
erwellenformen sind beispielshaft in Fig. 1 gezeigt.
Die in Fig. 1 gezeigten Steuerwellenformen werden gebildet
aus der Kombination einer ersten und einer zweiten hochfre
quenten Wechselspannung, welche um f gegeneinander phasenver
setzt sind, und aus zwei Gleichspannungsimpulsen entgegenge
setzter Polarität. Der Phasenunterschied muß nicht unbedingt
genau π betragen. Die zweite hochfrequente Wechselspannung
weist eine doppelt so große Amplitude auf wie die erste hoch
frequente Wechselspannung. Das Verhältnis der Amplituden ist
nicht kritisch und braucht nicht genau das zweifache zu sein.
Die erste und die zweite hochfrequente Wechselspannung sind
vorzugsweise sich wiederholende Rechteckimpulse, aber sie
sind nicht auf solche Impulse beschränkt. Die Gleichspannun
gen können auch vorzugsweise Rechteckimpulse sein, aber sie
sind auch nicht auf solche Impulse beschränkt. In der darge
stellten Ausführungsform werden Rechteckwellenformen für die
Wechselspannungen und die Gleichspannungen verwendet.
Die hier verwendete "Hochfrequenz" bedeutet eine Frequenz,
welche hoch genug ist, um dem ferroelektrischen Flüssigkri
stall eines elektrooptischen Materials einen Wechselspan
nungs-Stabilisierungseffekt zu erteilen, ohne einen Wechsel
in dem Ansprechzustand des ferroelektrischen Flüssigkristalls
zu bewirken.
Jede Abtastelektrode 16 hat zwei Betriebszustände, und zwar
einen angesteuerten oder adressierten Betriebszustand und
einen nicht-angesteuerten oder nichtadressierten Betriebszu
stand. Ähnlich hat die Signalelektrode 15 zwei Betriebszu
stände, und zwar einen EIN-Zustand und einen AUS-Zustand.
Diese werden kombiniert, um vier Muster von Steuerwellenfor
men zu bilden, wie in Fig. 1 gezeigt.
Während der angesteuerten oder adressierten Zeitspanne für
die Abtastelektrode 16 wird die erste hochfrequente Spannung
überlagert mit einem Gleichspannungsimpuls, welcher seine Po
larität von der ersten Hälfte zu der zweiten Hälfte der Zeit
spanne wechselt. Die so überlagerte Spannung wird an die Ab
tastelektrode angelegt. Genauer gesagt wird eine hochfre
quente Wechselspannung (Impulshöhe: -2 V 0) negativer Polari
tät während der ersten Hälfte der Zeitspanne angelegt, und
eine hochfrequente Wechselspannung (Impulshöhe: 2 V₀) wird
während der zweiten Hälfte der Zeitspanne angelegt.
Während der nicht-angesteuerten oder nichtadressierten Zeit
spanne für die Abtastelektrode wird die zweite hochfrequente
Wechselspannung (Amplitude: 2 V₀) angelegt.
Wenn die Signalelektrode 15 eingeschaltet werden soll, wird
die erste hochfrequente Wechselspannung (Amplitude: V 0) ange
legt. Wenn die Signalelektrode 15 ausgeschaltet werden soll,
wird die erste hochfrequente Wechselspannung (Amplitude: V 0)
während einer ersten Hälfte einer AUS-Signal-Anlegezeitspanne
angelegt, und eine positive Gleichspannung mit einem Impuls
pegel V 0 wird während der letzteren Hälfte der Zeitspanne an
gelegt.
Wenn die Spannungen dieser Wellenformen in gewünschter Kombi
nation an die Elektroden 15 und 16 angelegt werden, können an
die zugeordneten Bildelemente die folgenden vier Spannungs
muster angelegt werden:
- 1) Für das Bildelement, dessen Signalelektrode 15 während der angesteuerten Zeitspanne der zugehörigen Abtastelektrode 16 eingeschaltet ist, werden die Wechselspannungskomponenten gelöscht, und eine negative Gleichspannung mit einer Impuls höhe -V 0 wird während der ersten Hälfte der angesteuerten Zeitspanne angelegt und eine positive Gleichspannung mit einer Impulshöhe V 0 wird während der zweiten Hälfte der Zeit spanne angelegt.
- 2) Für das Bildelement, dessen Signalelektrode während der angesteuerten Zeitspanne für die zugehörige Abtastelektrode 16 ausgeschaltet ist, werden während der ersten Hälfte der Zeitspanne die Wechselspannungskomponenten gelöscht, und es wird eine Gleichspannung mit einer Impulshöhe -V 0 wird ange legt, während der zweiten Hälfte der Zeitspanne werden die Gleichspannungskomponenten gelöscht und die erste hochfre quente Wechselspannung mit einer Amplitude V 0 wird angelegt.
- 3) Für das Bildelement, dessen Signalelektrode 15 während der nicht-angesteuerten Zeitspanne für die zugehörige Abtast elektrode 16 eingeschaltet ist, werden die erste und die zweite hochfrequente Wechselspannung, welche in der Phase entgegengesetzt sind, addiert, und eine hochfrequente Wech selspannung mit einer Amplitude 3 V₀ wird angelegt.
- 4) Für das Bildelement, dessen Signalelektrode 15 während der nicht-angesteuerten Zeitspanne für die zugehörige Abtast elektrode 16 ausgeschaltet ist, wird eine hochfrequente Wech selspannung mit einer Amplitude 3 V₀ während der ersten Hälfte der Zeitspanne angelegt wie in (3) oben, und eine Spannung, welche der zweiten hochfrequenten Wechselspannung (Amplitude: 2 V₀) entspricht, deren Pegel in negativer Rich tung durch eine Gleichspannung V 0 verschoben wird, wird wäh rend der zweiten Hälfte der Zeitspanne angelegt.
Bei dieser Anordnung werden an die Abtastelektroden immer
hochfrequente Impulsspannungen angelegt, während an die
Signalelektroden 15 eine Spannung angelegt wird, die aus
hochfrequenten Spannungsimpulsen und Gleichspannungsimpulsen
besteht. An den ferroelektrischen Flüssigkristall wird meist
eine hochfrequente Wechselspannung mit einer Amplitude +3 V₀
angelegt, welche größer ist als die Amplitude der hochfre
quenten Wechselspannungsimpulse, die an beide Elektroden an
gelegt werden. Nur wenn ein AUS-Signal an die Signalelektrode
angelegt wird, wird eine Vorspannung -V 0 angelegt. Daher wer
den wenigstens AUS-Zustände im wesentlichen perfekt auf
rechterhalten. Dies stellt hohen Kontrast sicher.
Die zum Erzeugen der Steuerwellenformen verwendete Abtast
elektroden-Ansteuerschaltung 18 umfaßt ein Schieberegister 20
und eine Spannungsausgabeschaltung 21, wie im einzelnen in
Fig. 12 gezeigt.
Das Schieberegister 20 ist mit serieller Eingabe und paralle
ler Ausgabe versehen und besitzt Ausgangsklemmen zum Ausgeben
von Ansteuer-Steuersignalen (1 bis 4) 23 a bis 23 d, die den
jeweiligen Abtastelektroden 16 entsprechen. Das Schieberegi
ster 20 nimmt ein Abtastelektroden-Datensignal auf in Reak
tion auf ein angelegtes Taktsignal und schiebt die aufgenom
menen Daten sequentiell.
Die Spannungsausgabeschaltung 21 wählt eine von vier Spannun
gen Va, Vb, Vc und Vd, die an eine Ausgabespannung-Zufuhr
klemme 22 angelegt werden entsprechen den Werten der An
steuer-Steuersignale 23 a, 23 b, 23 c und 23 d von dem Schiebere
gister 20 und den Werten eines Wechselspannungs-Umwandlungs
signals 1 und eines Wechselspannungs-Umwandlungssignals 2,
wie in Fig. 13 gezeigt, um eine Ausgabespannung 24 auszuge
ben. Die Spannungsausgabeschaltung 21 mit diesen Merkmalen
kann verwirklicht werden durch einen Aufbau, wie in Fig. 28
dargestellt.
Obzwar die Schaltung in Fig. 28 für jedes der Ansteuer-Steu
ersignale (1 bis 4) 23 a bis 23 d vorgesehen ist, ist in Fig.
28 nur die Schaltung für das Ansteuer-Steuersignal 23 a und
die Ausgabespannung 24 a dargestellt.
Das Ansteuer-Steuersignal 23 a wird einem Inverter 101 sowie
UND-Gattern 104 und 105 zugeführt. Das UND-Gatter 105 besitzt
einen anderen Eingang zum Empfangen des Wechselspannungs-
Umwandlungssignals 1. Ähnlich weist das UND-Gatter 104 einen
anderen Eingang auf zum Empfangen des Wechselspannungs-
Umwandlungssignals 1 über einen Inverter 102. Ein Ausgabesi
gnal von dem Inverter 101 wird eingegeben an ein UND-Gatter
106 und ein UND-Gatter 107. Ein Ausgabesignal von dem UND-
Gatter 104 wird einem UND-Gatter 108 und einem UND-Gatter 109
eingegeben, während ein Ausgabesignal von dem UND-Gatter 105
einem UND-Gatter 110 und einem UND-Gatter 111 eingegeben
wird.
Den UND-Gattern 106, 108 und 110 wird ferner das Wechselspan
nungs-Umwandlungssignal 2 über einen Inverter 103 eingegeben.
Die UND-Gatter 107, 109 und 111 erhalten ferner das Wechsel
spannungs-Umwandlungssignal 2 direkt. Ausgangssignale von den
UND-Gattern 106 bis 111 werden Gateklemmen jeweiliger Analog-
Schalter 112 bis 118 zugeführt.
Die Analog-Schalter 112 und 118 weisen Eingangsklemmen auf,
denen die Ausgabespannung Va von der Ausgabespannung-Zufuhr
klemme 22 zugeführt wird. Eine Eingangsklemme der Analog-
Schalter 113 und 114 wird mit der Ausgabespannung Vd der
Ausgabespannung-Zufuhrklemme 22 beliefert. Ähnlich wird einer
Eingangsklemme des Analog-Schalters 115 die Spannung Vb von
der Ausgabespannung-Zufuhrklemme 22 zugeführt, und einer Ein
gangsklemme des Analog-Schalters 116 wird eine Spannung Vc
von der Ausgabespannung-Zufuhrklemme 22 zugeführt. Ausgabesi
gnale von den Analog-Schaltern 112 bis 118 werden in der Form
der Ausgangsspannung 24 a erzeugt.
Die Analog-Schalter 111 bis 118 können zum Beispiel aus MOS-
Transistoren gebildet sein.
Die Signalelektroden-Ansteuerschaltung 19 umfaßt ein Schiebe
register 25, eine Zwischenspeicherschaltung 26 und eine Span
nungsausgabeschaltung 27.
Das Schieberegister 25 wird aus einem Register mit serieller
Eingabe und paralleler Ausgabe gebildet, welches ein Signal
elektroden-Datensignal seriell aufnimmt in Reaktion auf ein
Taktsignal und es parallel ausgibt an Ausgangsklemmen ent
sprechend den jeweiligen Signalelektroden 15.
Die Zwischenspeicherschaltung 26 ist mit paralleler Eingabe
und serieller Ausgabe versehen. Sie nimmt Ausgabesignale von
dem Register 25 auf, um sie zeitweilig zu halten, und gibt
sie als Datensignale 28 aus.
Die Spannungsausgabeschaltung 27 wählt eine von vier Spannun
gen Ve, Vf, Vg und Vh aus, die an die Ausgabespannung-Zufuhr
klemme angelegt werden, wie in Fig. 16 gezeigt, entsprechend
den Werten der Datensignale 28 von der Zwischenspeicherschal
tung 26 und dem Wert eines Wechselspannungs-Umwandlungssi
gnals 31, um Ausgabespannungen 29 zu erzeugen. Diese Span
nungsausgabeschaltung 27 kann zum Beispiel durch einen Aufbau
verwirklicht werden, wie er in Fig. 29 gezeigt ist.
Eine der Schaltung in Fig. 28 ähnliche Schaltung ist für je
des der Datensignale 28 vorgesehen. In Fig. 29 ist eine ein
zelne Schaltung für ein Datensignal beispielhaft gezeigt.
Das Datensignal 28 wird eingegeben an einen Inverter 201 so
wie UND-Gatter 205 und 206. Ein Ausgabesignal von dem Inver
ter 201 wird UND-Gattern 203 und 204 eingegeben. Die UND-
Gatter 205 und 206 empfangen ferner das Wechselspannungs-
Umwandlungssignal 1 direkt. Andererseits wird den UND-Gattern
203 und 204 ferner das Wechselspannungs-Umwandlungssignal 1
über einen Inverter 202 direkt eingegeben. Ausgabesignale von
den UND-Gattern 203 bis 206 werden Gattern jeweiliger Analog-
Schalter 207 bis 210 eingegeben. Eingangsklemmen der jeweili
gen Analog-Schalter 207 bis 210 werden jeweilige Ausgabespan
nungen Vh bis Ve von einer Ausgabespannung-Zufuhrklemme 30
eingegeben. Ausgabesignale von den Analog-Schaltern 207 bis
210 werden in der Form von Ausgabespannungen 29 erzeugt. Die
Analog-Schalter 207 bis 210 können zum Beispiel aus MOS-Tran
sistoren gebildet sein.
Jetzt wird die Betriebsweise der vorliegenden Ausführungsform
erklärt.
Zuerst wird die Operation beschrieben, bei der die Abtast
elektroden 16 durch die Abtastelektroden-Ansteuerschaltung 18
angesteuert werden.
Ein zyklisches Abtastelektroden-Datensignal wird dem Schiebe
register 20 eingegeben, und ferner wird ein Taktsignal
gleichzeitig eingegeben zum Aufnehmen der Abtastelektroden-
Datensignale bei einem Abfallen des Taktsignals, wie aus Fig.
13 ersichtlich. Die so aufgenommenen Daten werden mit der
Taktung des Taktsignals sequentiell verschoben. Infolgedessen
erscheinen die Abtastelektroden-Datensignale sequentiell in
der Form von Ansteuer-Steuersignalen 1 bis 4 (23 a bis 2 d).
Jedes der Ansteuer-Steuersignale 23 a bis 23 b von dem Schiebe
register 20 wird als ein Auftastsignal verwendet, um wahl
weise das Wechselspannungs-Umwandlungssignal 1 und/oder das
Wechselspannungs-Umwandlungssignal 2 auszugeben. Die Wechsel
spannungs-Umwandlungssignale werden ihrerseits als Auftastsi
gnale verwendet zur wahlweisen Wechselspannungs-Umwandlung
der Spannungen Va bis Vd, die den jeweiligen Klemmen der
Ausgabespannung-Zufuhrklemme 22 zugeführt werden, um die Aus
gabespannungen 24 a bis 24 d zu erzeugen. Die Ausgabespannungen
24 a bis 24 d werden erhalten in Kombination der Wechselspan
nungs-Umwandlungssignale 1 und 2 mit den Ausgabespannungen Va
bis Vd, wie in Fig. 13 gezeigt.
Spannungen Va von 2 V₀, Vb = Vc von 0 und Vd von -2 V₀ werden
an die vier Klemmen der Ausgabespannung-Zufuhrklemme 22 ange
legt, und es werden verschiedene Signale für die Abtastelek
troden-Ansteuerschaltung geliefert, wie in dem Zeitablaufdia
gramm von Fig. 14 gezeigt. Die an die Abtastelektroden anzu
legenden resultierenden Spannungen sind in Fig. 1 gezeigt.
In diesem Zusammenhang ist zu bemerken, daß die erste hoch
frequente Wechselspannung und die zweite hochfrequente Wech
selspannung gebildet werden durch Invertieren des Wechsel
spannungs-Umwandlungssignals 2 durch den Inverter 103, um die
Phasen zu unterscheiden. Die Wellenformen während der ange
steuerten Zeitspanne für die Abtastelektrode werden unter
Verwendung des Wechselspannungs-Umwandlungssignals 1 gebil
det.
Eine Operation zum Antreiben der Signalelektroden 15 durch
die Signalelektroden-Ansteuerschaltung 19 wird nun beschrie
ben.
Die Signalelektrodendaten werden in das Schieberegister 25
aufgenommen in Reaktion auf das Taktsignal, und die Daten
werden sequentiell verschoben. Nachdem die Daten für alle
Signalelektroden 15 aufgenommen worden sind, werden alle
Daten in dem Schieberegister parallel in die Zwischenspei
cherschaltung 26 aufgenommen.
Die Datensignale 28 von der Zwischenspeicherschaltung 26 wer
den kombiniert mit dem Wechselspannungs-Umwandlungssignal 2
durch die Spannungsausgabeschaltung 27, um die Spannungen Ve
bis Vh von der Ausgabespannung-Zufuhrklemme 30 in Wechsel
spannungen oder Gleichspannungsimpulse umzuwandeln.
Es ist zu erkennen, daß bei dieser Anordnung, wenn die Span
nungen Ve = Vf = Vg = V₀ und Vh = -V₀ an die vier Klemmen der
Ausgabespannung-Zufuhrklemme 30 angelegt werden und ein Da
tensignal 28 für ein EIN-Signal, gezeigt in Fig. 17(a), oder
ein Datensignal 28 für ein AUS-Signal, gezeigt in Fig. 17(b),
und ein bestimmtes Wechselspannungs-Umwandlungssignal 31 an
gelegt werden, an die Signalelektroden anzulegende Spannungen
erhalten werden, wie in Fig. 1 gezeigt.
Die Analog-Schalter 207 und 208 erzeugen Spannungen Vh und Vf
unterschiedlicher Polarität abwechselnd in Reaktion auf ein
Wechselspannungs-Umwandlungssignal, dessen Phase durch den
Inverter 202 umgekehrt ist, und das nicht invertierte Wech
selspannungs-Umwandlungssignal 2, welche abwechselnd als
Auftastsignale angelegt werden, wenn ein Datensignal "0" ist.
Infolgedessen werden Ausgabespannungen erhalten, wie in den
Fig. 17(a) und 17(b) gezeigt. Andererseits erzeugen die Ana
log-Schalter 209 und 210 Spannungen Vg und Ve der gleichen
Polarität abwechselnd in Reaktion auf Auftastsignale in der
Form eines Wechselspannungs-Umwandlungssignals, dessen Phase
durch den Inverter 202 invertiert ist, und des nichtinver
tierten Wechselspannungs-Umwandlungssignals, welche abwech
selnd angelegt werden, wenn das Datensignal "1" ist. Also
wird eine Gleichspannungs-Ausgabespannung erhalten, wie in
Fig. 17(b) gezeigt.
Die so erhaltenen Spannungen, die an die Abtastelektrode und
die Signalelektrode anzulegen sind, werden kombiniert, um
verschiedene in Fig. 1 gezeigte Steuerwellenformen zu bilden.
Jedes Bildelement spricht auf die Wellenformen an, um seinen
Zustand zu wechseln oder zu halten. Es können auch von den
oben erwähnten Spannungen abweichende Spannungen an die Aus
gabespannung-Zufuhrklemmen für beide Elektrodenansteuerschal
tungen angelegt werden, um die Steuerwellenformen von Fig. 1
zu variieren.
Wenn die Multiplexsteuerung durchgeführt wird unter Verwen
dung der in Fig. 1 gezeigten Steuerwellenformen und unter der
Bedingung, daß die Anzahl der Zeitteilung für die Multiplex
steuerung 4 beträgt, ist eine Abtastzeitspanne 1,2 ms lang,
eine angesteuerte Zeitspanne ist 0,3 ms lang, eine Flüssig
kristallschicht ist 5 µm dick und eine anzulegende hochfre
quente Wechselspannung hat eine Frequenz von 20 bis 25 kHz.
Mit der Spannung V 0 von 10 bis 15 V wird ein Kontrast von 30
oder mehr erhalten. Während +10 Volt der Gleichspannungsim
pulse +V 0, die während der angesteuerten Zeitspanne angelegt
werden, allein nicht ausreichend sind, um den optischen Zu
stand des Flüssigkristalls zu verändern, spricht der Flüssig
kristall völlig an auf Veränderung seines optischen Zustandes
während des nachfolgenden Anlegens der hochfrequenten Wech
selspannung mit Null-Vorspannung. Jedoch kann in jeder in
dieser Spezifikation angegebenen Ausführungsform der Gleich
spannungsimpuls, der an den Flüssigkristall während der ange
steuerten Zeitspanne anzulegen ist, selbst ausreichend sein,
um den optischen Zustand des Flüssigkristalls zu verändern.
Wenn die hochfrequente Wechselspannung nach dem Anlegen solch
eines Gleichspannungsimpulses angelegt wird, kann der durch
den Impuls veränderte optische Zustand sicherer gehalten wer
den.
Bei dem bekannten Ansteuerverfahren kann eine Gleichspannung
unerwünschter Polarität nach dem Anlegen des erwünschten
Gleichspannungsimpulses angelegt werden. Im Gegensatz dazu
ist die Erfindung frei von einem unerwünschten Anlegen der
Gleichspannung falscher Polarität, bevor der Stabilisierungs
effekt durch die hochfrequente Wechselspannung ausgeübt wor
den ist.
Da gemäß der Erfindung die hochfrequente Wechselspannung wäh
rend der nicht-angesteuerten Zeitspanne immer angelegt wird,
wird der oben erwähnte Wechselspannungs-Stabilisierungseffekt
notwendigerweise erhalten. Insbesondere wird gemäß der Aus
führungsform 1 die hochfrequente Wechselspannung direkt ange
legt nach dem Gleichspannungsimpuls, welcher den optischen
Zustand des Bildelementes einstellt, ob es sich nun in einem
EIN-Zustand oder einem AUS-Zustand befindet. Dies stellt eine
sicherere Wechselspannungsstabilisierung sicher.
In allen hier beschriebenen Ausführungsformen sind die erste
und die zweite Hälfte der angesteuerten Zeitspanne vorzugs
weise von gleicher Dauer. Sie können aber auch eine unter
schiedliche Dauer aufweisen.
Die Frequenz der hochfrequenten Wechselspannungen, die in den
Ausführungsformen der Erfindung anwendbar ist, ist nicht auf
die Frequenz beschränkt, die beispielhaft oben gezeigt ist,
und kann gewählt werden entsprechend der Konfiguration der
Zelle, die jedes Bildelement bildet, oder der Art des elek
trooptischen Materials.
Eine Verbesserung der Temperaturcharakteristik wird zum Bei
spiel folgendermaßen vorgenommen:
Die Zeit, die erforderlich ist zum Ansprechen auf einen Rich
tungswechsel eines elektrischen Feldes, das an einen ferro
elektrischen Flüssigkristall angelegt wird, hängt weitgehend
von der Temperatur ab. Die Zeit wird kürzer, wenn die Tempe
ratur ansteigt innerhalb eines Temperaturbereiches, in wel
chem der ferroelektrische Flüssigkristall die Ferroelektrizi
tät zeigt. Aus diesem Grund kann die Vorrichtung, wenn ihre
Temperatur ansteigt, so empfindlich sein, daß sie auf jeden
Impuls der hochfrequenten Wechselspannung anspricht. Oder
wenn die Temperatur der Vorrichtung zu niedrig ist, spricht
sie möglicherweise nicht an auf den Gleichspannungsimpuls,
der während der angesteuerten Zeitspanne angelegt wird.
Es kann vorgeschlagen werden, die Temperatur der ferroelek
trischen Flüssigkristallvorrichtung 36 über die gesamte An
steuerung hinweg konstant zu halten, so daß der ferroelektri
sche Flüssigkristall einen gewünschten gleichförmigen elek
trooptischen Effekt entwickelt. Dieser Vorschlag kann ver
wirklicht werden durch ein Gerät, das in Fig. 19 dargestellt
ist. Das Gerät umfaßt einen Temperaturfühler 32 für die fer
roelektrische Flüssigkristallvorrichtung und eine Temperatur
steuerschaltung 35 zum Steuern einer Heizung 33 und eines
Kühlers 34 in Reaktion auf ein Signal von dem Temperaturfüh
ler 32. Es gibt einen anderen Vorschlag zum Erhalten eines
ähnlichen Effektes, bei welchem der Pegel der Ansteuerspan
nung verändert wird oder die Dauer des Spannungsimpulses va
riiert wird entsprechend der Temperatur der ferroelektrischen
Flüssigkristallvorrichtung 36.
Der in der vorliegenden Ausführungsform verwendete ferroelek
trische Flüssigkristall besitzt eine dielektrische Anisotro
pie von δ ε = -3. Ein durch das Anlegen der hochfrequenten
Wechselspannung erzeugte dielektriches Moment wird größer mit
zunehmendem Wert der dielektrischen Anisotropie. Die Erfinder
haben jedoch festgestellt, daß der ferroelektrische Flüssig
kristall umso langsamer auf die Richtung des angelegten elek
trischen Feldes anspricht, je größer seine dielektrische An
isotropie ist. In Anbetracht dieses Phänomens kann ein Wert
der dielektrischen Anisotropie δ ε von -4 bis -2 vorzugsweise
angewendet werden, um gute Ansteuermerkmale zu erhalten.
Die Steuerwellenformen, die für das erste bis dritte Merkmal
des Ansteuerverfahrens gemäß der Erfindung geeignet sind,
sind nicht auf die in Fig. 1 gezeigten beschränkt. In den
Fig. 21, 22 und 23 gezeigte Wellenformen werden auch für das
Ansteuerverfahren gemäß der Erfindung vorzugsweise angewen
det.
In den Steuerwellenformen von Fig. 21 sind die an die Abtast
elektroden und die Signalelektroden angelegten hochfrequenten
Spannungsimpulse sämtlich phasengleich.
Die Steuerwellenformen von Fig. 22 sind derart, daß die an
die Abtastelektroden während der angesteuerten Zeitspanne an
gelegte Spannung und die an die Signalelektroden zum Einstel
len eines EIN-Zustandes angelegte Spannung entgegengesetzte
Polarität aufweisen von der ersten Hälfte der angesteuerten
Zeitspanne zu deren zweiter Hälfte.
In den Steuerwellenformen von Fig. 23 umfaßt die an diese
Signalelektroden zum Einstellen eines AUS-Zustandes angelegte
Spannung vier Spannungspegel. Während der letzteren Hälfte
der angesteuerten Zeitspanne wird eine hochfrequente Wechsel
spannung von +2 V 0 angelegt, welche höher ist als diejenigen
in den Fig. 1, 21 und 22. Dies fördert das Ansprechen des
Bildelementes auf die daran angelegte Spannung -V 0.
Ein weiterer Satz von Steuerwellenformen zum Ermöglichen des
Ansteuerverfahrens gemäß dem ersten bis dritten Merkmal der
Erfindung umfaßt Wellenformen, die in Fig. 24 gezeigt sind.
In diesem Zusammenhang ist zu bemerken, daß in dieser Ausfüh
rungsform 2 und in den unten behandelten Ausführungsformen 3
bis 5 die anzusteuernde elektrooptische Vorrichtung im we
sentlichen die gleiche ist wie die Vorrichtung der Ausfüh
rungsform 1. Das Ansteuersystem ist ebenfalls im wesentlichen
das gleiche wie das der Ausführungsform 1. Ferner ist der Me
chanismus, wie die Wellenformen gebildet werden, ähnlich dem
der Ausführungsform 1. Aus diesem Grund wird nachfolgend nur
ein charakteristisches Merkmal der Wellenformen angegeben.
Für die übrigen Sachen ist auf die Beschreibung sowie Ausfüh
rungsform 1 Bezug zu nehmen.
In der gegenwärtigen Ausführungsform ist die Wellenform der
Spannung, die an die Signalelektrode während der AUS-Zeit
angelegt wird, verschieden von der Spannung in Fig. 1. Die
übrigen Wellenformen sind den in Fig. 1 gezeigten ähnlich.
Nur der Unterschied wird beschrieben.
Die an die Signalelektrode während der Ausschaltzeit anzule
gende Spannung ist so geartet, daß die Wellenform während der
ersten Hälfte der Zeitspanne eine hochfrequente Wechselspan
nung mit einer Amplitude V 0 aufweist wie in Fig. 1. Anderer
seits wird der hochfrequenten Wechselspannung in der ersten
Hälfte während der letzteren Hälfte der Zeitspanne ein
Gleichspannungsimpuls +V 0 als Vorspannung überlagert. Infol
gedessen wird eine Wellenform erhalten, in welcher die hoch
frequente Wechselspannung zu der positiven Seite verschoben
ist. Diese Wellenform stellt sicher, daß ein hochfrequenter
Spannungsimpuls immer an sämtliche Elektroden angelegt wird.
Während die an die Signalelektrode während der Einschaltzeit
angelegte Spannung der Spannung der Ausführungsform 1 ähnlich
ist, ist die daran angelegte Spannung während der Ausschalt
zeit verschieden. Mehr im einzelnen heben die an die Abtast
elektrode 16 angelegte Spannung und die an die Signalelek
trode 15 angelegte Spannung ihre Wechselspannungskomponenten
gegenseitig auf, um einen Gleichspannungsimpuls während der
ersten Hälfte der Ausschaltzeit zu bilden. Die an die Abtast
elektrode 16 angelegte Spannung und die an die Signalelek
trode angelegte Spannung sind phasengleich und weisen während
der letzteren Hälfte die gleiche Polarität auf. Infolge des
sen heben auch die Gleichspannungskomponenten einander auf,
um die an das Bildelement anzulegende Spannung zu Null zu
machen.
Dagegen ist die Wellenform während der ersten Hälfte der
nicht-angesteuerten Zeitspanne während der Ausschaltzeit ähn
lich der Wellenform der ersten Hälfte der nicht-angesteuerten
Zeitspanne bei der in Fig. 1 gezeigten Ausschaltzeit. Die
Wellenform während der zweiten Hälfte ist überlagert mit
einer Gleichspannung zur Verschiebung um V 0 zu der negativen
Seite hin. Daher weist die während der nicht-angesteuerten
Zeitspanne angelegte hochfrequente Wechselspannung eine Am
plitude von 3 V 0 auf, was einen hohen Kontrast sicherstellt.
Ein anderer Satz von Wellenformen zum Ermöglichen des Ansteu
erverfahrens nach dem ersten Merkmal der Erfindung ist als
Beispiel in Fig. 25 gezeigt. Der Pegel der hochfrequenten
Wechselspannung, die an das Bildelement während der nicht-an
gesteuerten Zeitspanne angelegt wird, ist gleich dem Pegel
der an die Abtastelektrode angelegten Spannung.
Ähnlich zeigt Fig. 26 einen weiteren Satz von Wellenformen
zur Durchführung des Ansteuerverfahrens gemäß dem zweiten
Merkmal der Erfindung. Vorspannungen von +(1/2)V 0 und
-(1/2)V 0 werden während der nicht-angesteuerten Zeitspanne der
hochfrequenten Wechselspannung intermittierend überlagert.
Ein weiterer Satz von Wellenformen zur Durchführung des An
steuerverfahrens gemäß dem dritten Merkmal der Erfindung ist
in Fig. 17 gezeigt. Ein hochfrequenter Spannungsimpuls wird
immer an alle Elektroden angelegt. Obwohl in den obigen Aus
führungsformen der ferroelektrische Flüssigkristall als elek
trooptisches Material verwendet wird, das durch das Verfahren
der Erfindung anzusteuern ist, ist die Erfindung nicht auf
das Material beschränkt. Die Erfindung arbeitet mit jedem Ma
terial, welches in der Lage ist, seinen optischen Zustand zu
ändern entsprechend der Richtung eines daran angelegten elek
trischen Feldes und seinen vorher eingestellten optischen Zu
stand hält, wenn eine hochfrequente Wechselspannung angelegt
wird.
Die oben erwähnte hochfrequente Wechselspannung braucht nicht
immer eine gleichförmige Frequenz über die ganze Operations
zeit der elektrooptischen Vorrichtung aufzuweisen.
Die obige Beschreibung wird gegeben unter Bezugnahme auf die
beispielhafte Anwendung auf die Lichtschaltmatrix für einen
Kopierer. Die Erfindung ist aber nicht auf diese Anwendung
beschränkt und kann ferner angewendet werden auf ein Display,
wenn die Lichtschaltmatrixanordnung als Displayelement ver
wendet wird. Die Lichtschaltmatrix kann ferner verwendet
werden für ein Belichtungssteuergerät, um einen optischen
Kopierer (printer) zu bilden. Oder es kann auch ein optisches
Logikelement gebildet werden.
Die Anwendungen der Erfindung werden nun im einzelnen be
schrieben. Zuerst wird ein Kopierer beschrieben, in welchem
die Lichtschaltmatrix die ferroelektrischen Flüssigkristall
vorrichtungen umfaßt.
Fig. 20 stellt einen allgemeinen Aufbau eines elektrofotogra
fischen Kopierers dar, welcher ein Belichtungsgerät umfaßt,
das den Lichtdurchlaß der Lichtschaltmatrix durch Bildele
mente steuert.
Das Belichtungsgerät umfaßt eine Abbildungslinse 38, eine
ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung 36 und eine
Lichtquelle 37, welche in dieser Reihenfolge auf einem licht
empfindlichen Körper 39 angeordnet sind. Die ferroelektrische
Flüssigkristallvorrichtung 36 ist zum Beispiel verbunden mit
einer Ansteuerschaltung, wie in Fig. 11 gezeigt, um ein elek
trooptisches Gerät zu bilden, das als Lichtschalter arbeitet.
Wenn dieses elektrooptische Gerät verwendet wird, wird Licht
von der Lichtquelle 37 dem Schalten durch ein jeweiliges
Bildelement unterworfen, um durch die Abbildungslinse 38 ein
Bild auf dem lichtempfindlichen Körper zu bilden, um ein
elektrostatisches Bild entsprechend dem an eine Signalelek
trode angelegten Signal zu erzeugen.
Bei dem allgemeinen Kopieren sind Bildabschnitte, auf welche
Toner aufgebracht wird, kleiner im Bereich als die übrigen
Hintergrundabschnitte, auf welche kein Toner aufgebracht
wird. Wenn ein Polarisator entsprechend einem Entwicklungs
verfahren für den elektrofotografischen Prozeß gesteuert
wird, um die Beziehung zwischen der Polarität der angelegten
Spannung und dem Lichtdurchlaßzustand zu steuern, kann daher
die Langzeitzuverlässigkeit der ferroelektrischen Flüssigkri
stallvorrichtung verbessert werden. Mehr im einzelnen wird in
dem Fall normaler Entwicklung oder Ladebereichentwicklung,
bei welcher nicht belichtete Bereiche ein Bild bilden, das
Licht gesperrt, wenn das AUS-Signal von Fig. 1 an die Signal
elektrode angelegt wird, und in dem Fall umgekehrter Entwick
lung oder Entladebereichentwicklung, bei welcher belichtete
Bereiche ein Bild bilden, wird das Licht durchgelassen, wenn
das AUS-Signal von Fig. 1 an die Signalelektrode angelegt
wird, um das Anlegen des AUS-Signals zu vermindern. Ferner
wird die Häufigkeit des Anlegens symmetrischer Spannungen er
höht, was zu einer weiteren Verbesserung der Langzeitzuver
lässigkeit des ferroelektrischen Flüssigkristalls führt. Es
ist auch wirksam, alle Abtastelektroden und Signalelektroden
im wesentlichen kurzgeschlossen zu machen, um den gleichen
Zweck zu erzielen.
Nun wird eine beispielhafte Form eines optischen Logikele
ments beschrieben, auf welches die Erfindung angewendet wird.
Die in Fig. 32 dargestellte optische Logikvorrichtung umfaßt
zwei Flüssigkristalleinrichtungen 49 a und 49 b und Polarisato
ren 48 a und 48 b, deren Polarisationsachsen zueinander senk
recht sind. Genauer gesagt sind in dem optischen Logikelement
der Polarisator 48 a, der Flüssigkristall 49 a, der Polarisator
48 b, der Flüssigkristall 49 b und der Polarisator 48 a in Reihe
in dieser Reihenfolge längs einer optischen Achse angeordnet,
und ferner sind Flüssigkristall-Ansteuerschaltungen 50 a und
50 b vorgesehen zum Ansteuern der jeweiligen Flüssigkristall
einrichtungen 49 a und 49 b.
Die Flüssigkristallvorrichtungen 49 a und 49 b sind Elemente
zum Bilden logischer Gatter und besitzen eine zweidimensio
nale Gestalt mit Abtastelektroden 41 und Signalelektroden 42,
die in einer Matrix angeordnet sind, wie in Fig. 30 darge
stellt. Die Vorrichtungen weisen ferner einen dreidimensiona
len Aufbau auf, wie in Fig. 31 dargestellt, in welchem ein
ferroelektrischer Flüssigkristall 45 angeordnet ist zwischen
einer Glasplatte 44 mit Abtastelektroden 41 sowie einer Aus
richtungsschicht 43 und einer Glasplatte 44 mit Signalelek
troden 42 sowie einer Ausrichtungsschicht 43.
Sowohl die Abtastelektroden 41 als auch die Signalelektroden
42 sind transparente Elektroden. Die Kreuzungen der Elektro
den 41 und 42 bilden Bildelemente 43 zum Steuern von Licht
signalen. Die übrigen Abschnitte, in denen keine Elektroden
vorgesehen sind, oder nur eine Elektrode vorgesehen ist, bil
den keine Bildelemente und können kein Licht steuern. Daher
sind die Abschnitte, welche nicht die Bildelemente bilden,
vorzugsweise mit Abschirmmasken 46 überzogen.
In dem in Fig. 32 gezeigten optischen Logikelement werden
kohärente Lichtstrahlen 47 wie zum Beispiel Laserstrahlen zu
Lichtsignalen, die zwei Zustände, einen Hellzustand bzw.
einen Dunkelzustand, wiedergeben durch die Flüssigkristall
einrichtung 49 a, in welcher die Zustände der Bildelemente
durch die Flüssigkristall-Ansteuerschaltung 50 a eingestellt
werden entsprechend den Zuständen der Bildelemente, und die
Signale werden gesteuert durch die Flüssigkristalleinrichtung
49 b, in welcher die Bildelemente durch die Flüssigkristall-
Ansteuerschaltung 50 b eingestellt werden. Dieser Vorgang ist
in Fig. 34 zusammengefaßt. Nur wenn die Bildelemente beider
Flüssigkristalleinrichtungen 49 a und 49 b in dem Hellzustand
sind, wird eine Ausgabe erzeugt, die den Hellzustand anzeigt.
Wenn angenommen wird, daß der Hellzustand "1" ist und der
Dunkelzustand "0" ist, wirkt also das in Fig. 32 gezeigte op
tische Logikelement als ein UND-Element.
Die beiden Flüssigkristalleinrichtungen 49 a und 49 b mit dem
in Fig. 31 gezeigten Aufbau und die beiden Polarisatoren 48 a
und 48 b, deren Polarisationsachsen senkrecht zueinander sind,
sind angeordnet, wie in Fig. 33 dargestellt, um eine andere
Art eines optischen Logikelements zu bilden. Mehr im einzel
nen sind die Flüssigkristalleinrichtungen 49 a und 49 b paral
lel zueinander angeordnet, und zwei Strahlteiler 52 und zwei
Reflektoren 53 sind vorgesehen, um kohärente Lichtstrahlen 47
aufzuteilen, wobei zugelassen wird, daß die aufgeteilten
Strahlen durch die jeweiligen Flüssigkristalleinrichtungen
49 a und 49 b hindurchgehen und wieder zu einem Ausgabesignal
zusammengesetzt werden.
In dieser Anordnung werden kohärente Lichtstrahlen 47 wie zum
Beispiel Laserstrahlen in zwei Richtungen aufgeteilt oder
aufgespalten durch den Strahlteiler 52, nachdem sie durch den
Polarisator 48 a durchgelassen worden sind, und werden zu op
tischen Signalen, welche Dunkel- und Hellzustände wiederge
ben, durch die Flüssigkristalleinrichtung 49 a, in welcher die
Zustände der Bildelemente eingestellt werden durch die Flüs
sigkristall-Ansteuerschaltung 50 a, sowie die Flüssigkristall
einrichtung 49 b, in welcher die Zustände der Bildelemente
eingestellt werden durch die Flüssigkristall-Ansteuerschal
tung 50 b entsprechend den jeweiligen Zuständen der entspre
chenden Bildelemente. Die optischen Signale von den Flüssig
kristalleinrichtungen 49 a und 49 b werden durch den Reflektor
53 und den Strahlteiler 52 zu einem Ausgangssignal 51 zusam
mengesetzt. Der Vorgang ist in Fig. 35 zusammengefaßt. Mehr
im einzelnen hat nur dann, wenn das Bildelement der Flüssig
kristalleinrichtung 49 a und das Bildelement der Flüssigkri
stalleinrichtung 49 b den Dunkelzustand aufweisen, ein erzeug
tes Ausgangssignal den Dunkelzustand. Wenn angenommen wird,
daß der Hellzustand "1" ist und der Dunkelzustand "0" ist,
wirkt das optische Logikelement von Fig. 33 als ein ODER-
Element.
Die entsprechende Beziehung zwischen dem Hell- und Dunkelzu
stand und "0" und "1" kann umgekehrt werden, so daß der Hell
zustand "0" anzeigt und der Dunkelzustand "1" wiedergibt. In
diesem Fall wirkt die Vorrichtung von Fig. 32 als ODER-Ele
ment, und die Vorrichtung von Fig. 33 wirkt als UND-Element.
Für die Flüssigkristalleinrichtungen, die als die optischen
Logikelemente verwendet werden, wie oben beschrieben, können
die Wellenformen angewendet werden, die in den Fig. 1 und
21 bis 27 gezeigt sind. In diesem Fall kann jedoch die
Zustandseinstellspannung nur an das Bild oder Bilder angelegt
werden, welche überschrieben werden sollen. Daher reicht es
aus, die Wellenform für die angesteuerte Zeitspanne nur anzu
legen an eine Abtastelektrode oder Abtastelektroden mit einem
Bildelement oder -elementen, welche überschrieben werden sol
len, während die Wellenform für die nicht-angesteuerte Zeit
spanne an die übrigen Abtastelektroden angelegt wird. Also
ist es nicht immer erforderlich, die Wellenformen für die an
gesteuerte Zeitspanne sequentiell an alle Abtastelektroden
anzulegen.
Obwohl zwei Flüssigkristalleinrichtungen verwendet werden in
den optischen Logikelementen, wie oben beschrieben, können
drei oder mehr Flüssigkristalleinrichtungen auch zum Errei
chen des Zieles angewendet werden.
Die Erfindung kann ferner angewendet werden auf elektronische
Systeme, die das Display verwenden, wie oben beschrieben, zum
Beispiel ein Informationseingabe/-ausgabegerät, zum Beispiel
einen Personalcomputer, einen Wordprozessor und so weiter
oder einen optischen Computer, der die optischen Logikele
mente anwendet, wie oben beschrieben.
Die oben beschriebenen elektrooptischen Vorrichtungen umfas
sen zwar Elektroden, die in Matrixform angeordnet sind und
als Signal- und Abtastelektroden verwendet werden, die Arten,
in der die Elektroden verwendet werden, sind jedoch nicht auf
eine solche Anordnung beschränkt. Ferner ist die Erfindung
nicht beschränkt durch die Namen der Elektroden. Zum Beispiel
können die Elektroden Spalten- und Reihenelektroden (column
and row) genannt werden oder erste und zweite Elektroden ge
mäß der Verwendung der Vorrichtung.
Ferner ist die Erfindung nicht beschränkt auf die Vorrichtung
in Matrixgestalt, sondern ist anwendbar auf Vorrichtungen
verschiedener Gestaltung.
Bei den Steuerwellenformen, die in den obigen Ausführungsfor
men verwendet werden, ist die Polarität unter Bezug auf 0 V
definiert. Der Pegel 0 V ist aber nicht absolut und kann ge
eignet eingestellt werden entsprechend dem Erfordernis der
Energieliefereinheit und so weiter. Zum Beispiel kann der Pe
gel -2 V 0 angenommen werden als Potential von 0 V. Kurz ge
sagt reicht es aus, daß an das elektrooptische Material eine
Gleichspannung oder hochfrequente Wechselspannung gewünschter
Polarität angelegt werden kann.
Ferner kann in der Vorrichtung der Erfindung eine Zwischen
elektrode zwischen der Abtastelektrode und der Signalelek
trode vorgesehen werden. Dies ermöglicht zum Beispiel eine
Helligkeitssteuerung.
Gemäß dem Ansteuerverfahren des ersten Merkmals der Erfindung
ist der Integrationswert der angelegten Spannungen zu einer
Polarität versetzt. Es ist zur Verbesserung der Zuverlässig
keit des elektrooptischen Materials wünschenswert, diese Ver
setzung zu vermindern. Um dies zu erreichen, kann die elek
trooptische Vorrichtung Funktionen aufweisen zum freien Wäh
len eines Lichtdurchlaßzustands oder Lichtsperrzustands in
Reaktion auf das Anlegen einer Spannung an das elektroopti
sche Material. Diese Funktion könnte zum Beispiel erteilt
werden, wenn der Polarisator 1 in der ferroelektrischen Flüs
sigkristallvorrichtung, die in Fig. 2 gezeigt ist, die Eigen
schaft aufweist, daß er die Polarisationsrichtung frei steu
ern kann. Die Polarisatoren dieses Typs können so geartet
sein, daß sie eine drehbare Polarisation zeigen, welche die
Polarisationsebene dreht, und die drehbare Polarisation von
außen gesteuert wird, und sie können einen Magnetgranat-Dünn
film umfassen, der einen Faraday-Effekt zeigt, oder einen
nematischen Torsionsflüssigkristall.
Die folgenden Spielarten von Ansteuerverfahren können ange
wendet werden, wenn die Polarisatoren mit den oben erwähnten
Eigenschaften verwendet werden.
Wenn die elektrooptische Vorrichtung als die Lichtschalt
matrix für den Kopierer verwendet wird, werden alle Kopierda
ten für eine vollständige Kopierseite, und wenn sie für den
Display verwendet wird, werden alle Daten für ein vollständi
ges Einzelbild einmal in einem Speicher gespeichert. Danach
wird die Minderzahl der zwei optischen Zustände ermittelt,
einen von denen die jeweiligen Bildelemente entsprechend den
Daten annehmen. Die EIN- oder AUS-Steuerwellenformen werden
dann entsprechend dem Ermittlungsergebnis festgelegt. In dem
Ansteuerverfahren gemäß dem ersten Merkmal der Erfindung wird
ein Gleichspannungsimpuls der gleichen Polarität wie die Po
larität der Vorspannung, welche möglicherweise der hochfre
quenten Wechselspannung während der Ausschaltzeit der Signal
elektrode überlagert werden kann, zum Entwickeln des geringe
ren (minor) optischen Zustands verwendet. Dieses Ansteuerver
fahren ist wirksam zur Unterdrückung des Ungleichgewichts,
bei dem die Polaritäten der an das elektrooptische Material
angelegten Spannungen einseitig sind. In diesem Zusammenhang
ist zu bemerken, daß der hier verwendete Begriff "geringere
optische Zustände" bedeutet, daß die Anzahl Bildelemente, die
den optischen Zustand annehmen, kleiner ist als die Anzahl
der Bildelemente, die den anderen optischen Zustand annehmen.
Um den geringeren optischen Zustand festzustellen, kann eine
Feststellschaltung verwendet werden, wie sie in Fig. 36 dar
gestellt ist. Die Feststellschaltung umfaßt einen N-Einstell
schalter 54 zum Einstellen eines Wertes N, welcher die Hälfte
der Anzahl der Daten für eine ganzseitige Kopie beträgt, in
einer Rückwärtszählschaltung 55 als Anfangswert. Die Rück
wärtszählschaltung 55 zählt Datensignale, wobei sie die
Zählung vermindert in Reaktion auf jedes Datensignal, das als
Zähltaktsignal verwendet wird. Ein UND-Gatter 56 ist mit
einem Dateneingang der Rückwärtszählschaltung 55 verbunden.
Ein Borgesignal an die Rückwärtszählschaltung 55 und das Da
tensignal werden durch das UND-Gatter 56 addiert.
Der Betrieb der Feststellschaltung wird nun unter Bezug auf
die Lichtschaltmatrix für einen Kopierer beschrieben, der den
ferroelektrischen Flüssigkristall anwendet.
Der Wert N wird zuerst in der Rückwärtszählschaltung 55 als
der Anfangswert eingestellt durch den N-Einstellschalter 54.
Dann werden die Datensignale in die Rückwärtszählschaltung 55
als die Zähltaktsignale eingegeben, um bei jeder Eingabe der
Datensignale den Anfangswert um 1 zu vermindern. Während das
Datensignal mit der Wellenform von Fig. 17(a) verwendet wird
als ein Signal, um das Bildelement der Lichtschaltmatrix in
einen Lichtdurchlaßzustand zu versetzen, wird das Datensignal
mit der Wellenform von Fig. 17(b) als AUS-Signal verwendet,
um das Bildelement der Lichtschaltmatrix in den Lichtsperrzu
stand zu versetzen. Daher wird der Wert um eine Zahl vermin
dert bei jeder Eingabe des AUS-Signals, bis die Anzahl des
AUS-Signals den Wert N erreicht, wenn ein Borgesignal (von
niedrigem Pegel) ausgegeben wird.
In Fig. 37 ist das Zeitablaufdiagramm gezeigt, das die Be
triebsweise der Feststellschaltung zeigt. Wenn das Borge
signal niedrig wird, wird die Zählung der AUS-Signale der
Datensignale suspendiert bis zu einer weiteren Einleitung der
Eingabe für das Kopieren der nächsten Seite. Diese Steuerung
wird vorgenommen durch ein Ladesignal, wie aus Fig. 37 zu er
sehen ist.
Mit der Anordnung der beschriebenen Schaltung kann festge
stellt werden, welche Anzahl von den Daten für die Kopie
einer Seite überwiegt, die EIN-Signale oder die AUS-Signale.
Wenn mehr im einzelnen das Borgesignal sich nach Beendigung
der Eingabe der Daten für eine Seite auf einem hohen Pegel
befindet, zeigt das an, daß das EIN-Signal in der Überzahl
ist. Wenn das EIN-Signal an die Signalelektrode angelegt
wird, wird sie daher so gesteuert, daß symmetrische positive
und negative Spannungsimpulse an den ferroelektrischen Flüs
sigkristall angelegt werden können. Deutlicher ausgedrückt
wird die Polarisationscharakteristik des Polarisators so ein
gestellt, daß der Lichtdurchlaßzustand auftreten kann, wenn
eine Spannung positiver Polarität an den ferroelektrischen
Flüssigkristall angelegt wird, wie in Fig. 2 gezeigt, und die
EIN-Signal-Spannung und die AUS-Signal-Spannung von Fig. 1 an
die Signalelektroden angelegt wird.
Wenn andererseits das Borgesignal sich nach Beendigung der
Eingabe der Daten für eine Seite auf einem niedrigen Pegel
befindet, zeigt das an, daß die Anzahl der AUS-Signale gleich
oder größer als die Anzahl der EIN-Signale ist. Wenn das AUS-
Signal an die Signalelektrode angelegt wird, wird sie daher
so gesteuert, daß symmetrische Spannungsimpulse an den ferro
elektrischen Flüssigkristall angelegt werden können. Deutli
cher gesagt werden die Polarisationscharakteristiken des Po
larisators so eingestellt, daß der Lichtdurchlaßzustand auf
treten kann, wenn eine Spannung negativer Polarität an den in
Fig. 2 gezeigten ferroelektrischen Flüssigkristall angelegt
wird, und Spannungswellenformen, die denen von Fig. 1 ähnlich
sind, aber sich darin unterscheiden, daß die EIN-Signal-Span
nung und die AUS-Signal-Spannung, die an die Signalelektroden
anzulegen sind, miteinander vertauscht sind, an die Signal
elektroden angelegt werden.
Entsprechend den beschriebenen Operationen kann die uner
wünschte Anwendung von Spannungen, die zu dem 0-Pegel unsym
metrisch sind, minimiert werden.
Wenn im Fall der Lichtschaltmatrix für einen Kopierer das
Kopieren der Daten für eine Seite beendet worden ist, und
wenn im Fall des Displays das Display der Daten für ein Ein
zelbild beendet worden ist, wird die Beziehung zwischen der
Polarität der an das elektrooptische Material angelegte Span
nung und dem resultierenden optischen Zustand des elektroop
tischen Gerätes umgekehrt. Wenn zum Beispiel auf das Display
Bezug genommen wird, wird der Lichtdurchlaßzustand während
einer Abtastung durch eine Spannung positiver Polarität ge
bildet, und der Lichtsperrzustand wird während der darauffol
genden Abtastung durch die Spannung positiver Polarität
gebildet. Dies kann das unerwünschte Ungleichgewicht der Po
laritäten der an das elektrooptische Material angelegte
Spannungen vermindern.
Das obige Beispiel wird gegeben für einen Lichtkopierer nor
maler Entwicklung oder Ladebereichentwicklung, in welchem ein
weißes Bild erhalten wird, wenn Licht durch die Lichtschalt
matrix (in dem EIN-Zustand) durchgelassen wird. Die Erfindung
arbeitet auch bei einem System, in welchem die Beziehung zwi
schen der Dunkelheit und der Helligkeit umgekehrt ist. Es
wird wieder auf das Beispiel des Lichtkopierers Bezug genom
men, und es wird bestätigt, daß die Erfindung auch funktio
niert für den Kopierer umgekehrter Entwicklung oder Entlade
bereichentwicklung, in welchem der Bereich, welcher durch
Licht bestrahlt worden ist, ein schwarzes Bild wird.
Chromatisches Kopieren ist im Prinzip dem oben beschriebenen
nichtchromatischen Kopieren ähnlich. Es wird nun angenommen,
daß die Farben schwarz und weiß umfassen und ein Bild durch
eine Farbe eines zu kopierenden Materials und eine von dieser
Farbe verschiedene andere Farbe gebildet wird. In diesem Fall
bilden Bereiche, auf welche Licht aufgestrahlt wird, ein ge
wünschtes Bild durch die Farbe des zu kopierenden Materials.
Alternativ bilden die durch Licht bestrahlten Bereiche ein
Bild durch die andere Farbe, die verschieden ist von der er
steren Farbe des zu kopierenden Materials.
In diesem Zusammenhang ist zu bemerken, daß die Definition
des Begriffs "Kontrast" vorgenommen wird bezüglich eines Kon
trastes zwischen dunklen und hellen Mustern, welche durch das
durch die Lichtschaltmatrix durchgelassene Licht gebildet
werden. Andererseits können auch endgültige Muster gebildet
werden durch Umkehr der Beziehung zwischen der Dunkelheit und
Helligkeit und des durch die Matrix durchgelassenen Lichtes.
In diesem Fall sollte die Definition des Begriffs auf die
endgültigen Muster umgeändert werden. Zum Beispiel sollte die
oben gegebene Definition auf den Kontrast des endgültig er
haltenen kopierten Bildes für einen optischen Kopierer mit
umgekehrter Entwicklung ausgelegt werden.
Wie oben beschrieben, können erfindungsgemäß die folgenden
Effekte erzielt werden:
- 1) Die hochfrequente Wechselspannung, die angelegt wird, um den Zustand des Bildelementes in der elektrooptischen Vor richtung zu halten, ist symmetrisch zu negativ und positiv oder zu dem 0-Pegel. Oder die angelegte Spannung ist, selbst wenn eine Vorspannung 01687 00070 552 001000280000000200012000285910157600040 0002004007996 00004 01568überlagert wird, immer von gleicher Po larität wie die Wechselspannung, die verwendet wird, um einen optischen Zustand zu bewirken, welcher den Kontrast nicht mindert, und sie ist intermittierend. Dies stellt hohen Kon trast durch eine niedrige Spannung sicher.
- 2) Der Gleichspannungsimpuls, der angelegt wird, um den Zu stand des Bildelementes in der elektrooptischen Vorrichtung während der angesteuerten Zeitspanne zu bestimmen, kann ver mindert werden. Dies ist ebenfalls wirksam, um einen hohen Kontrast durch eine niedrige Spannung zu verwirklichen.
- 3) Die hochfrequenten Spannungsimpulse werden sowohl an die Abtastelektroden als auch die Signalelektroden angelegt, so daß die hochfrequente Wechselspannung, die angelegt wird, um den Zustand des Bildelementes in der elektrooptischen Vor richtung zu halten, höher sein kann als die hochfrequenten Spannungsimpulse, die an die Abtastelektroden und Signalelek troden angelegt werden. Dieses stellt wiederum einen hohen Kontrast bei niedriger Spannung sicher.
Die Erfindung schafft ferner folgende Effekte:
- 1) Das Ansteuerverfahren der Erfindung ermöglicht die Schaffung einer elektrooptischen Vorrichtung, welche in der Lage ist, einen hohen Kontrast mit einer niedrigen Spannung sicherzustellen.
- 2) Die elektrooptische Vorrichtung gemäß der Erfindung ermöglicht ihrerseits die Schaffung eines elektrooptischen Gerätes, welches in der Lage ist, einen hohen Kontrast mit einer niedrigen Spannung zu bilden.
Claims (39)
1. Ansteuerverfahren für eine elektrooptische Vorrichtung
mit einem elektrooptischen Material, welches je nach der
Richtung eines daran angelegten elektrischen Feldes verschie
dene Ansprechzustände zeigt,
dadurch gekennzeichnet, daß das elektrooptische Material auf
die Ansprechzustände eingestellt wird, und daß an das elek
trooptische Material wenigstens ein Signal angelegt wird, um
die so eingestellten Ansprechzustände von einem Zustand zu
einem anderen zu verändern.
2. Ansteuerverfahren für eine elektrooptische Vorrichtung
mit einem elektrooptischen Material, welches je nach der
Richtung eines daran angelegten elektrischen Feldes verschie
dene Ansprechzustände zeigt,
dadurch gekennzeichnet, daß Impulssignale zum Einstellen der
Ansprechzustände angelegt werden, und daß an das elektroopti
sche Material wenigstens eine hochfrequente Wechselspannung
zum Halten eines der so eingestellten Ansprechzustände ange
legt wird.
3. Ansteuerverfahren für eine elektrooptische Vorrichtung
mit einem elektrooptischen Material, welches je nach der
Richtung eines daran angelegten elektrischen Feldes verschie
dene Ansprechzustände zeigt,
dadurch gekennzeichnet, daß Impulssignale zum Einstellen der
Ansprechzustände angelegt werden, und daß an das elektroopti
sche Material wenigstens eine hochfrequente Wechselspannung
angelegt wird, die keine Vorspannung enthält, welche die ein
gestellten Ansprechzustände von einem Zustand zu einem ande
ren verändert.
4. Ansteuerverfahren für eine elektrooptische Vorrichtung
mit einem elektrooptischen Material, welches je nach der
Richtung eines daran angelegten elektrischen Feldes verschie
dene Ansprechzustände zeigt, und einem als Matrix angeordne
ten Elektrodenaufbau mit Abtastelektroden und Signalelektro
den, die einander kreuzen, und Bildelementen, die an den
Kreuzungen der Elektroden gebildet werden durch das zwischen
den sich kreuzenden Elektroden eingeschlossene elektroopti
sche Material,
dadurch gekennzeichnet,
daß an die Bildelemente Gleichspannungsimpulse angelegt wer den, deren Polarität von der ersten Hälfte einer angesteuer ten Zeitspanne für die Abtastelektroden zu der letzteren Hälfte der Zeitspanne differiert, um die Bildelemente durch den Gleichspannungsimpuls der Polarität in der letzteren Hälfte der angesteuerten Zeitspanne auf einen ersten Zustand einzustellen,
oder daß ein Gleichspannungsimpuls mit der gleichen Polarität wie der in der ersten Hälfte der angesteuerten Zeitspanne während der angesteuerten Zeitspanne angelegt wird, um die Bildelemente auf einen zweiten Zustand einzustellen,
und daß eine Spannung zum Halten der Bildelemente in den wäh rend der angesteuerten Zeitspanne eingestellten Zuständen an gelegt wird.
daß an die Bildelemente Gleichspannungsimpulse angelegt wer den, deren Polarität von der ersten Hälfte einer angesteuer ten Zeitspanne für die Abtastelektroden zu der letzteren Hälfte der Zeitspanne differiert, um die Bildelemente durch den Gleichspannungsimpuls der Polarität in der letzteren Hälfte der angesteuerten Zeitspanne auf einen ersten Zustand einzustellen,
oder daß ein Gleichspannungsimpuls mit der gleichen Polarität wie der in der ersten Hälfte der angesteuerten Zeitspanne während der angesteuerten Zeitspanne angelegt wird, um die Bildelemente auf einen zweiten Zustand einzustellen,
und daß eine Spannung zum Halten der Bildelemente in den wäh rend der angesteuerten Zeitspanne eingestellten Zuständen an gelegt wird.
5. Ansteuerverfahren für eine elektrooptische Vorrichtung
mit einer oder mehreren Zellen, die ein elektrooptisches
Material umfassen, welches je nach der Richtung eines daran
angelegten elektrischen Feldes verschiedene Ansprechzustände
zeigt, und einem Paar Elektroden zum Anlegen einer Spannung
an das elektrooptische Material,
dadurch gekennzeichnet, daß das elektrooptische Material auf
einen gewünschten Ansprechzustand eingestellt wird, wobei das
Einstellen des elektrooptischen Materials umfaßt,
daß an eine der beiden Elektroden eine hochfrequente Wechsel spannung angelegt wird, welcher Gleichspannungsimpulse mit Polaritäten, die jeweils den unterschiedlichen Ansprechzu ständen entsprechen, überlagert werden während einer ersten Hälfte einer Zeitspanne zum Einstellen der Ansprechzustände bzw. einer zweiten Hälfte der Zeitspanne,
und daß an die andere der beiden Elektroden eine hochfre quente Wechselspannung angelegt wird, welche die gesamte an die eine Elektrode angelegte hochfrequente Wechselspannung aufhebt, oder eine Spannung, die im Multiplex eine hochfre quente Wechselspannung und eine Gleichspannung enthält, wel che einen Teil der hochfrequenten Wechselspannung und einen Teil der Gleichspannung aufhebt, die an die eine der beiden Elektroden angelegt sind, entsprechend der ersten Hälfte bzw.der letzteren Hälfte der Einstellzeitspanne, um dadurch das elektrooptische Material auf einen gewünschten Ansprech zustand einzustellen.
daß an eine der beiden Elektroden eine hochfrequente Wechsel spannung angelegt wird, welcher Gleichspannungsimpulse mit Polaritäten, die jeweils den unterschiedlichen Ansprechzu ständen entsprechen, überlagert werden während einer ersten Hälfte einer Zeitspanne zum Einstellen der Ansprechzustände bzw. einer zweiten Hälfte der Zeitspanne,
und daß an die andere der beiden Elektroden eine hochfre quente Wechselspannung angelegt wird, welche die gesamte an die eine Elektrode angelegte hochfrequente Wechselspannung aufhebt, oder eine Spannung, die im Multiplex eine hochfre quente Wechselspannung und eine Gleichspannung enthält, wel che einen Teil der hochfrequenten Wechselspannung und einen Teil der Gleichspannung aufhebt, die an die eine der beiden Elektroden angelegt sind, entsprechend der ersten Hälfte bzw.der letzteren Hälfte der Einstellzeitspanne, um dadurch das elektrooptische Material auf einen gewünschten Ansprech zustand einzustellen.
6. Ansteuerverfahren für eine elektrooptische Vorrichtung
mit einem elektrooptischen Material, welches unterschiedliche
AnsTeuerverfahren für eine elektrooptische Vorrichtung mit
einem elektrooptischen Material, welches je nach der Richtung
eines daran angelegten elektrischen Feldes verschiedene
Ansprechzustände zeigt, Zustände zeigt, die auf die Richtung
eines daran angelegten elektrischen Feldes ansprechen, und
einem als Matrix angeordneten Elektrodenaufbau mit Abtast
elektroden und Signalelektroden, die einander kreuzen, und
Bildelementen, die an den Kreuzungen der Elektroden gebildet
werden durch das zwischen den sich kreuzenden Elektroden ein
geschlossene elektrooptische Material,
dadurch gekennzeichnet,
daß an das elektrooptische Material der Bildelemente während
einer nicht-angesteuerten Zeitspanne für die Bildelemente
eine hochfrequente Wechselspannung angelegt wird mit einer
Frequenz, die zu hoch ist dafür, daß das elektrooptische
Material auf Richtungsänderungen des an das elektrooptische
Material angelegten elektrischen Feldes anspricht, und der
angelegten Spannung keine Vorspannung einer Polarität überla
gert wird, welche den Ansprechzustand verändert.
7. Ansteuerverfahren für eine elektrooptische Vorrichtung
mit einem elektrooptischen Material, welches je nach der
Richtung eines daran angelegten elektrischen Feldes verschie
dene Ansprechzustände zeigt, und einem oder mehreren Elektro
denpaaren zum Anlegen von Spannungen an das elektrooptische
Material,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Spannung angelegt wird, um das elektrooptische Mate
rial auf einen gewünschten Ansprechzustand einzustellen,
wobei die Spannung eine Wechselspannung zum Induzieren des
elektrooptischen Materials in den gewünschten Ansprechzustand
und eine hochfrequente Wechselspannung zum Festsetzen des An
sprechzustands in dem Stadium der letzteren Hälfte des An
sprechens durch die Induktion umfaßt, und wobei die Gleich
spannung und die Wechselspannung aufeinanderfolgend angelegt
werden.
8. Ansteuerverfahren für eine elektrooptische Vorrichtung
mit einem elektrooptischen Material, welches je nach der
Richtung eines daran angelegten elektrischen Feldes verschie
dene Ansprechzustände zeigt, und einer oder mehreren Zellen,
die je ein Paar Elektroden zum Anlegen von Spannungen an das
elektrooptische Material umfassen,
dadurch gekennzeichnet, daß das elektrooptische Material in
gewünschten Ansprechzuständen gehalten wird, indem eine hoch
frequente Wechselspannung an eine der beiden Elektroden ange
legt wird, während an die andere der beiden Elektroden eine
hochfrequente Wechselspannung angelegt wird oder eine hoch
frequente Wechselspannung, die während einer gewissen Dauer
einer Anlegezeitspanne einen Gleichspannungsimpuls einer Po
larität enthält, welche keine Änderung in wenigstens einem
der Ansprechzustände bewirkt.
9. Ansteuerverfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich
net, daß die Spannung zum Halten der Ansprechzustände eine
Wechselspannung ist mit einer Frequenz, die genügend hoch ist
dafür, daß das elektrooptische Material nicht auf Richtungs
änderungen des daran angelegten Feldes anspricht.
10. Elektrooptisches Gerät, gekennzeichnet durch eine elek
trooptische Vorrichtung, welche ein elektrooptisches Mate
rial, das je nach der Polarität einer daran angelegten Span
nung unterschiedliche optische Zustände zeigt, und eine oder
mehrere Zellen umfaßt, die je ein Elektrodenpaar (15, 16) zum
Anlegen einer Spannung an das elektrooptische Material ent
halten, und eine Ansteuereinrichtung (18, 19) zum Anlegen von
Spannungen an das Elektrodenpaar (15, 16) jeder Zelle, wobei
die Ansteuereinrichtung (18, 19) eine Einrichtung umfaßt zum
Anlegen hochfrequenter Wechselspannungen der gleichen Fre
quenz und um 180° phasenversetzt an das Elektrodenpaar für
die Zelle oder die Zellen der elektrooptischen Vorrichtung,
welche in einem vorher eingestellten optischen Zustand gehal
ten werden soll oder sollen, und eine Einrichtung zum Anlegen
einer hochfrequenten Wechselspannung der gleichen Frequenz,
Phase und Amplitude und mit einer Differenz, die einer
Gleichspannungs-Vorspannung entspricht, welche die Zelle oder
Zellen in einen gewünschten Zustand verändert, an das Elek
trodenpaar (15, 16) für die Zelle oder die Zellen.
11. Ansteuerverfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich
net, daß die an eine Elektrode des Elektrodenpaares angelegte
hochfrequente Wechselspannung phasengleich ist mit der an die
andere Elektrode des Elektrodenpaares angelegte hochfrequente
Wechselspannung.
12. Ansteuerverfahren für eine elektrooptische Vorrichtung
mit einem elektrooptischen Material, welches je nach der
Richtung eines daran angelegten elektrischen Feldes verschie
dene Ansprechzustände zeigt, und einem als Matrix angeordne
ten Elektrodenaufbau mit Abtastelektroden und Signalelektro
den und dem zwischen den einander kreuzenden Elektroden ange
ordneten elektrooptischen Material, um Bildelemente an den
Kreuzungen zu bilden,
dadurch gekennzeichnet, daß eine an das elektrooptische Mate
rial der Bildelemente während einer nicht-angesteuerten Zeit
spanne der Bildelemente angelegte Spannung eine hochfrequente
Wechselspannung ist mit einer Frequenz, die hoch genug ist,
daß das elektrooptische Material nicht auf Richtungsänderun
gen des daran angelegten elektrischen Feldes anspricht, und
daß die hochfrequente Wechselspannung entweder symmetrisch zu
negativ und positiv oder von der gleichen Polarität ist,
selbst wenn eine Gleichspannungs-Vorspannung angelegt wird,
wobei die überlagerte Gleichspannungs-Vorspannung im wesent
lichen nur während der halben angesteuerten Zeitspanne für
die Abtastelektroden andauert.
13. Ansteuerverfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich
net, daß die möglicherweise der Wechselspannung überlagerte
Vorspannung einer Polarität die gleiche Polarität aufweist
wie die an die elektrooptische Vorrichtung angelegte Spannung
zum Schreiben eines der Ansprechzustände, welcher (minor) ist
während einer Betriebszeit der elektrooptischen Vorrichtung.
14. Ansteuerverfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich
net, daß sämtliche an das elektrooptische Material angelegten
Spannungen eine Impulsdauer aufweisen, welche kürzer ist als
Ansprechzeiten des elektrooptischen Materials bei den jeweili
gen Spannungen.
15. Ansteuerverfahren für eine elektrooptische Vorrichtung
mit einer oder mehreren Zellen, die ein elektrooptisches
Material umfassen, welches je nach der Richtung eines daran
angelegten elektrischen Feldes verschiedene Ansprechzustände
zeigt, und einem Paar Elektroden zum Anlegen einer Spannung
an das elektrooptische Material,
dadurch gekennzeichnet, daß das elektrooptische Material auf einen gewünschten Ansprechzustand eingestellt wird, wobei das Einstellen umfaßt,
daß an eine Elektrode des Elektrodenpaares eine hochfrequente Wechselspannung angelegt wird, welcher Gleichspannungsimpulse jeweils entsprechend den verschiedenen Ansprechzustände in der ersten Hälfte und der zweiten Hälfte der Zustandsein stellzeitspanne überlagert werden,
und daß an die andere Elektrode des Elektrodenpaares eine hochfrequente Wechselspannung angelegt wird, welche die gesamte an die eine Elektrode angelegte hochfrequente Wech selspannung aufhebt, oder eine Spannung, die eine hochfre quente Wechselspannung enthält, und eine Gleichspannung, wel che einen Teil der hochfrequenten Wechselspannung und einen Teil der Gleichspannung aufhebt, die jeweils an die eine Elektrode des Elektrodenpaares angelegt werden in der ersten Hälfte bzw. der zweiten Hälfte der Zustandseinstellzeit spanne,
und daß ferner das elektrooptische Material in dem gewünsch ten Ansprechzustand gehalten wird, wobei das Halten umfaßt, daß an die eine Elektrode des Elektrodenpaares eine hochfre quente Wechselspannung angelegt wird,
und daß eine hochfrequente Wechselspannung angelegt wird oder eine hochfrequente Wechselspannung, die teilweise während der Anlegezeitspanne einen Gleichspannungsimpuls einer Polarität enthält, welche keine Veränderung der Ansprechzustände be wirkt.
dadurch gekennzeichnet, daß das elektrooptische Material auf einen gewünschten Ansprechzustand eingestellt wird, wobei das Einstellen umfaßt,
daß an eine Elektrode des Elektrodenpaares eine hochfrequente Wechselspannung angelegt wird, welcher Gleichspannungsimpulse jeweils entsprechend den verschiedenen Ansprechzustände in der ersten Hälfte und der zweiten Hälfte der Zustandsein stellzeitspanne überlagert werden,
und daß an die andere Elektrode des Elektrodenpaares eine hochfrequente Wechselspannung angelegt wird, welche die gesamte an die eine Elektrode angelegte hochfrequente Wech selspannung aufhebt, oder eine Spannung, die eine hochfre quente Wechselspannung enthält, und eine Gleichspannung, wel che einen Teil der hochfrequenten Wechselspannung und einen Teil der Gleichspannung aufhebt, die jeweils an die eine Elektrode des Elektrodenpaares angelegt werden in der ersten Hälfte bzw. der zweiten Hälfte der Zustandseinstellzeit spanne,
und daß ferner das elektrooptische Material in dem gewünsch ten Ansprechzustand gehalten wird, wobei das Halten umfaßt, daß an die eine Elektrode des Elektrodenpaares eine hochfre quente Wechselspannung angelegt wird,
und daß eine hochfrequente Wechselspannung angelegt wird oder eine hochfrequente Wechselspannung, die teilweise während der Anlegezeitspanne einen Gleichspannungsimpuls einer Polarität enthält, welche keine Veränderung der Ansprechzustände be wirkt.
16. Ansteuerverfahren nach einem der Ansprüche 8 oder 15,
dadurch gekennzeichnet, daß die an die eine Elektrode des
Elektrodenpaares angelegte hochfrequente Wechselspannung
nicht phasengleich ist mit der an die andere Elektrode des
Elektrodenpaares angelegte hochfrequente Wechselspannung,
wenn das elektrooptische Material in einem gewünschten Zu
stand gehalten wird.
17. Ansteuerverfahren nach einem der Ansprüche 5, 7, 8, 12,
14, 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden
paare je eine Abtastelektrode und eine Signalelektrode umfas
sen, welche so angeordnet sind, daß sie einander schneiden,
wobei der Schnittpunkt der Elektroden dafür vorgesehen ist,
als eine Elektrode zum Anlegen einer Spannung an das elektro
optische Material zu fungieren, und wobei die Anzahl der
Elektroden zum Anlegen der Spannung an das elektrooptische
Material bestimmt wird durch die Anzahl der durch die Abtast-
und die Signalelektroden gebildeten Schnittpunkte.
18. Ansteuerverfahren nach einem der Ansprüche 4, 5, 6, 7,
8, 9, 11, 12, 13, 14, 15, 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet,
daß die eine Elektrode des Elektrodenpaares und die andere
Elektrode des Elektrodenpaares im wesentlichen kurzgeschlos
sen sind, wenn die elektrooptische Vorrichtung nicht in Be
trieb ist.
19. Ansteuerverfahren nach einem der Ansprüche 4, 5, 6, 7,
8, 9, 11, 12, 13, 14, 15, 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet,
daß das elektrooptische Material ein ferroelektrischer Flüs
sigkristall ist.
20. Ansteuerverfahren nach einem der Ansprüche 4, 5, 6, 7,
8, 9, 11, 12, 13, 14, 15, 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet,
daß das elektrooptische Material ein ferroelektrischer Flüs
sigkristall mit einer negativen dielektrischen Anisotropie δ ε
ist.
21. Ansteuerverfahren nach Anspruch 20, dadurch gekenn
zeichnet, daß die negative dielektrische Anisotropie δ ε in
einem Bereich von -4 bis -2 liegt.
22. Elektrooptische Vorrichtung, gekennzeichnet durch ein
elektrooptisches Material aus einem ferroelektrischen Flüs
sigkristall (45) mit einer negativen dielektrischen Anisotro
pie und transparenten Elektroden (41,42), zwischen denen das
Material aufgenommen wird, wobei die Vorrichtung angesteuert
wird durch eine Spannung, die gemäß dem Ansteuerverfahren für
eine elektrooptische Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 4,
5, 6, 7, 8, 9, 11, 12, 13, 14, 15, 16 oder 17 angelegt wird.
23. Elektrooptisches Gerät, gekennzeichnet durch die elek
trooptische Vorrichtung nach Anspruch 22 und eine Ansteuer
einrichtung zum Ansteuern der elektrooptischen Vorrichtung.
24. Elektrooptisches Gerät nach Anspruch 23, gekennzeichnet
durch eine Feststellschaltung zum Feststellen der Menge von
EIN- oder AUS-Signalen, die in Signaldaten zur elektroopti
schen Betätigung der elektrooptischen Vorrichtung enthalten
sind, und einer Polaritätswählschaltung zum Wählen einer Po
larität in Reaktion auf das Feststellungsergebnis, so daß die
Gleichspannung, die unsymmetrisch in der angelegten Spannung
enthalten ist, die Polarität aufweisen kann, die einen gerin
geren optischen Zustand der elektrooptischen Vorrichtung wäh
rend des Betriebs des elektrooptischen Gerätes einstellt.
25. Elektrooptisches Gerät nach Anspruch 23, gekennzeichnet
durch eine Einrichtung (23) zum Abtasten der Temperatur des
elektrooptischen Materials und eine Einrichtung (35) zur
Steuerung der Temperatur des elektrooptischen Materials.
26. Elektrooptisches Gerät nach Anspruch 23, gekennzeichnet
durch eine Einrichtung (23) zum Abtasten der Temperatur des
elektrooptischen Materials und eine Einrichtung zur Verände
rung der Frequenz der an das elektrooptische Material anzule
genden Spannung entsprechend der abgetasteten Temperatur.
27. Elektrooptisches Gerät nach Anspruch 23, gekennzeichnet
durch eine Einrichtung (23) zum Abtasten der Temperatur des
elektrooptischen Materials und eine Einrichtung zur Verände
rung des Pegels der an das elektrooptische Material anzule
genden Spannung entsprechend der abgetasteten Temperatur.
28. Elektrooptische Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch
gekennzeichnet, daß sie eine Lichtschaltmatrix-Anordnung für
einen Kopierer bildet.
29. Elektrooptisches Gerät nach Anspruch 23, dadurch
gekennzeichnet, daß die elektrooptische Vorrichtung eine
Lichtschaltmatrix-Anordnung für einen Kopierer bildet.
30. Kopierer der Lichtschaltmatrix-Anordnung nach Anspruch
29, dadurch gekennzeichnet, daß er angesteuert wird durch ein
Ansteuerverfahren gemäß Anspruch 13, wodurch ein Bild einer
Farbe kopiert wird, die verschieden ist von einer Farbe eines
zu kopierenden Materials, wenn eine Spannung mit der Polari
tät der Vorspannung, welche möglicherweise der Wechselspan
nung überlagert sein kann, an das elektrooptische Material
der Lichtschaltmatrix-Anordnung für den Kopierer angelegt
wird.
31. Elektrooptische Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch
gekennzeichnet, daß sie ein Displav bildet.
32. Informations-Eingabe/-ausgabegerät, welches das Display
gemäß Anspruch 31 verwendet.
33. Textautomatensytem, welches das Display gemäß Anspruch
31 verwendet.
34. Personal Computer, welcher das Display gemäß Anspruch
31 verwendet.
35. Optisches Logikelement, welches das elektrooptische
Gerät gemäß Anspruch 23 als ein Logikgatterelement verwendet.
36. Optischer Computer, welcher das optische Logikelement
gemäß Anspruch 35 verwendet.
37. Ansteuerschaltung für eine elektrooptische Vorrichtung
mit einer oder mehreren Zellen, die je ein elektrooptisches
Material umfassen, welches in Reaktion auf die Polarität
eines daran angelegten elektrischen Feldes verschiedene opti
sche Zustände zeigt, und einem oder mehreren Elektrodenpaaren
zum Anlegen einer Spannung an das elektrooptische Material,
wobei die Ansteuerschaltung eine Spannung an das Elektroden
paar oder die Elektrodenpaare anlegt,
gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Anlegen einer
hochfrequenten Wechselspannung im wesentlichen der gleichen
Frequenz und im wesentlichen umgekehrter Phase an das Elek
trodenpaar oder die Elektrodenpaare der elektrooptischen Vor
richtung, welche in dem gegenwärtigen optischen Zustand
gehalten werden soll oder sollen, und eine Einrichtung zum
Anlegen einer hochfrequenten Wechselspannung im wesentlichen
der gleichen Frequenz, Phase und Amplitude und mit einer Dif
ferenz, die einer Gleichspannungs-Vorspannung entspricht,
welche in der Lage ist, die elektrooptische Vorrichtung auf
einen gewünschten Zustand einzustellen, an das Elektrodenpaar
oder die Elektrodenpaare, welche auf den gewünschten opti
schen Zustand einzustellen sind.
38. Elektrooptisches Gerät nach Anspruch 10, dadurch
gekennzeichnet, daß das elektrooptische Material ein ferro
elektrischer Flüssigkristall ist.
39. Elektrooptisches Gerät nach Anspruch 10, dadurch
gekennzeichnet, daß das elektrooptische Material ein ferro
elektrischer Flüssigkristall mit einer negativen dielektri
schen Anisotropie ist.
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