DE68929032T2

DE68929032T2 - Elektrooptische Einrichtung mit einem ferroelektrischen Flüssigkristall und Methode zu deren Herstellung

Info

Publication number: DE68929032T2
Application number: DE68929032T
Authority: DE
Inventors: Yoshihiko Aihara; Takashi Hagiwara; Ichiro Kawamura; Kahoru Mori; Shigenori Sakuma; Yoshiichi Suzuki; Masao Tokunaga; Yuichiro Yamada; Noriko Yamakawa; Norio Yamamoto
Original assignee: Showa Shell Sekiyu KK; Denso Corp
Current assignee: Showa Shell Sekiyu KK; Denso Corp
Priority date: 1988-03-24
Filing date: 1989-03-22
Publication date: 2000-03-30
Anticipated expiration: 2009-03-23
Also published as: US5046823A; EP0334628A2; EP0334628B1; DE68916294D1; DE68929032D1; EP0334628A3; DE68916294T2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen elektrooptische Flüssigkristallvorrichtungen und insbesondere eine solche Vorrichtung zum Steuern des stabilen Zustandes der molekularen Orientierung gemäß des anliegenden Zustandes eines elektrischen Feldes an einen ferroelektrischen Flüssigkristall. Die vorliegende Erfindung kann beispielsweise in optischen Verschlüssen und wandmontierten Fernsehgeräten verwendet werden.
Als elektrooptische Vorrichtungen, die einen Flüssigkristall verwenden, sind sogenannte elektrooptische Vorrichtungen vom DSM-Typ, TN-Typ, G-H-Typ und STN-Typ bekannt, die den Ausrichtungseffekt des elektrischen Feldes einer nematischen Flüssigkristallphase verwenden, und solche Vorrichtungen werden in der Praxis verwendet. In solch einer Vorrichtung nimmt die mittlere Richtung der langen Achsen der Flüssigkristallmoleküle eine bevorzugte Orientierung in angelegten elektrischen Feldern infolge der aerotropischen Eigenschaft der Permittivität des Flüssigkristalls an. Da die Kopplung zwischen dem angelegten elektrischen Feld und der aerotropischen Eigenschaft der Permittivität bemerkenswert schwach ist, ist die elektrooptische Ansprechzeit extrem lang, beträgt zum Beispiel einige Millisekunden bis einige zehn Millisekunden. Zusätzlich besitzt die Variation des Transmissionsfaktors in Bezug auf die angelegte Spannung nicht genügend Nicht-Linearität. Folglich gibt es aufgrund der vorerwähnten Nachteile Beschränkungen für die Anwendungen. Dementsprechend sind verschiedene Typen von Flüssigkristallen entwickelt worden, im Hinblick darauf, die vorerwähnten Probleme zu eliminieren. Ein bekannter Ansatz ist ein ferroelektrischer Flüssigkristall, der von Meyer und anderen Personen entwickelt und im Le Journal de Physique, 36 Vol. 1975, L-69 angekündigt wurde. Als ein Ergebnis der von einigen Forschungsgruppen gemachten Forschung ist bekannt geworden, daß der Flüssigkristall drei elektrooptische Effekte besitzt. Von diesen Effekten betreffen zwei das Ansprechen von einigen Mikrosekunden bis zu einigen zehn Mikrosekunden, was wiederum nützlich zum Herstellen von elektrooptischen Hochgeschwindigkeitsflüssigkristallvorrichtungen ist, wie es beispielsweise in der japanischen provisorischen Patentveröffentlichung Nr. 56-107216 und der japanischen provisorischen Patentveröffentlichung Nr. 60-195521 veranschaulicht ist, wo die Verdrillungsstruktur des ferroelektrischen Flüssigkristalls infolge von Kräften der Wandoberflächen freigesetzt wird, so daß die Beziehung zwischen den Orientierungszuständen der Flüssigkristallmoleküle, die parallel zu den Wandoberflächen werden, gemäß der Polarität einer angelegten Spannung variiert und ein transienter molekularer Streuzustand, der zu der Zeit der Inversion der Polarität eines an den ferroelektrischen Flüssigkristall angelegten elektrischen Feldes auftritt, verwendet wird. Andererseits betrifft der verbleibende elektrooptische Effekt einen dritten stabilen Zustand, der in den ersten und zweiten stabilen Zuständen der Flüssigkristallmoleküle vorhanden ist, und zu der Zeit eines feldfreien Zustandes, der gemäß der Richtung eines angelegten elektrischen Feldes auftritt, wie es kurz in einer Veröffentlichung (mit dem Titel "< "-SHAPED LAYER STRUCTURE AND ELECTRO-OPTIC PROPERTIES IN SURFACE STABILIZED FERROELECTRIC LIQUID CRYSTAL CELLS") in den Proceedings of the first ferroelectric Liquid Crystal International Symposium offenbart ist. Obwohl die Vorteile des vorerwähnten dritten elektrooptischen Effektes für die Verbesserung der flüssigen elektrooptischen Vorrichtung nützlich sein können, ist bis jetzt keine Technik erschienen, die den dritten elektrooptischen Effekt effektiv anwendet.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung vom Matrixtyp bereit gestellt, die aufweist:
eine Flüssigkristallzelle mit ersten und zweiten Elektrodensubstraten, die angeordnet sind, um parallel zueinander zu sein, wobei die ersten und zweiten Elektrodensubstrate n Streifenzeilenelektroden bzw. m Streifenspaltenelektroden aufweisen, die einander zugewandt sind, um sich in rechten Winkeln zueinander zu treffen, wobei ein ferroelektrischer Flüssigkristall zwischen der ersten und zweiten Elektrodensubstraten angeordnet ist, um so n mal m Anzeigebildpunkte zu bilden; und
eine Abtastansteuereinrichtung, die dafür ausgelegt ist, ein Abtastsignal zu den n Streifenzeilenelektroden und ein Datensignal zu den m Streifenspaltenelektroden zum Abtasten, alle (1/n) der Bildebenenanzeigezeitperiode, der entsprechenden Zeilenelektroden zu zuführen, um ein erstes Kombinationssignal zu zuführen, um so zu bewirken, daß der eine Anzeigebildpunkt in einen EIN-Zustand eintritt, und um des weiteren ein zweites Kombinationssignal zu zuführen, um so zu bewirken, daß die restlichen Anzeigebildpunkte in einen AUS-Zustand eintreten;
wobei der ferroelektrische Flüssigkristall drei stabile Zustände gemäß einer anliegenden Spannung zeigt und eine Lichttransmission mit einer Hysterese hinreichend für eine dynamische Ansteuerung gemäß einer Zunahme oder Abnahme in der anliegenden Spannung in einem vorbestimmten Spannungsbereich besitzt, und wobei die Abtastansteuereinrichtung das erste Kombinationssignal als ein Signal erzeugt, das als eine wechselstromartige Variation von einer Spannung unterhalb einer Referenzspannung in einem vorbestimmten Spannungsbereich einer Polarität zu einer Spannung oberhalb der Referenzspannung fortschreitet, und das zweite Kombinationssignal als ein Signal erzeugt, das die Referenzspan nung in dem vorbestimmten Spannungsbereich einer Polarität nicht übersteigt, und ein Gleichstrom-Kombinationsignal zwischen den n Streifenzeilenelektroden und den m Streifenspaltenelektroden nach der Zuführung des ersten oder zweiten Kombinationssignals daran zuführt, wobei der ferroelektrische Flüssigkristall eine der folgenden Strukturformen besitzt:
Gemäß einem weiterem Aspekt der Erfindung wird eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung vom Matrixtyp bereitgestellt, die aufweist:
eine Flüssigkristallzelle mit ersten und zweiten Elektrodensubstraten, die angeordnet sind, um parallel zueinander zu sein, wobei die ersten und zweiten Elektrodensubstrate n Streifenzeilenelektroden bzw. m Streifenspaltenelektroden aufweisen, die einander zugewandt sind, um sich in rechten Winkeln zueinander zu treffen, wobei ein ferroelektrischer Flüssigkristall zwischen den ersten und zweiten Elektrodensubstraten angeordnet ist, um so n mal m Anzeigebildpunkte zu bilden; und
eine Ansteuersteuereinrichtung, die eingerichtet ist, um ein zeilensequentielles Abtastsystem durchzuführen, das nacheinander ein Abtastsignal zu den n Streifenzeilenelektroden zuführt und gleichzeitig ein Licht- oder Dunkel-Datensignal parallel zu den m Streifenspaltenelektroden zuführt;
wobei der ferroelektrische Flüssigkristall von einem ersten stabilen Zustand zu einem zweiten stabilen Zustand oder von dem zweiten stabilen Zustand zu dem ersten stabilen Zustand gemäß einer Zunahme oder Abnahme in einer anliegenden Spannung in einem vorbestimmten Spannungsbereich einer Polarität wechselt und eine Transmittierte-Lichtmenge-Zu-Spannung-Eigenschaft bzw. Transmittierte-Lichtmenge-Zu-Spannung-Kennlinie mit einer Hysterese zeigt, die die transmittierte Lichtmenge des ferroelektrischen Flüssigkristalls gemäß der Zunahme oder Abnahme in der anliegenden Spannung erhöht oder erniedrigt, und des weiteren von dem ersten stabilen Zustand zu einem dritten stabilen Zustand oder den dritten stabilen Zustand zu dem ersten stabilen Zustand gemäß einer Zunahme oder Abnahme der anliegenden Spannung in einem Spannungsbereich umgekehrter Polarität wechselt und eine Transmittierte-Lichtmenge-Zu- Spannung-Eigenschaft bzw. Transmittierte-Lichtmenge-Zu- Spannung-Kennlinie mit einer Hysterese zeigt, die die transmittierte Lichtmenge in Übereinstimmung damit erhöht oder erniedrigt, und wobei die Ansteuersteuereinrichtung, für eine erste Periode in dem zeilensequentiellen Abtasten, ein Kombinationssignal aus dem Abtastsignal und dem Licht-Datensignal erzeugt, um so eine Wellenform zu besitzen, die den O-Pegel und einen Pegel mehr als jenen einer Sättigungsspannung für den Wechsel von dem ersten stabilen Zustand zu dem zweiten stabilen Zustand enthält, und ein Kombinationssignal aus dem Abtastsignal und dem Dunkel-Datensignal erzeugt, um so eine Wellenform zu besitzen, die den O-Pegel und einen Pegel weniger als jenen einer Sättigungsspannung für den Wechsel von dem ersten stabilen Zustand zu dem zweiten stabilen Zustand enthält, und, nach der Zuführung der beiden Kombinationssignale, ein Signal mit einer Wellenform zuführt, die einen Pegel niedriger als jenen einer Schwellwertspannung für den Wechsel von dem ersten stabilen Zustand zu dem zweiten stabilen Zustand und höher als jenen einer Schwellwertspannung für den Wechsel von dem zweiten stabilen Zustand zu dem ersten stabilen Zustand enthält, und des weiteren für eine zweite Periode ein Kombinationssignal aus dem Abtastsignal und dem Licht-Datensignal erzeugt, um so eine Wellenform zu besitzen, die den 0- Pegel und einen Pegel mehr als jenen einer Sättigungsspannung für den Wechsel von dem ersten stabilen Zustand zu dem dritten stabilen Zustand enthält, und ein Kombinationssignal aus dem Abtastsignal und dem Dunkel-Datensignal erzeugt, um so eine Wellenform zu besitzen, die den O-Pegel und einen Pegel weniger als jenen einer Sättigungsspannung für den Wechsel von dem ersten stabilen Zustand zu dem dritten stabilen Zustand enthält, und, nach der Zuführung der Kombinationssignale, ein Signal mit einer Wellenform zuführt, die einen Pegel niedriger als jenen einer Schwellwertspannung für den Wechsel von dem ersten stabilen Zustand zu dem dritten stabilen Zustand und höher als jenen einer Schwellwertspannung für den Wechsel von dem dritten stabilen Zustand zu dem ersten stabilen Zustand enthält, wobei der ferroelektrische Flüssigkristall eine der folgenden Strukturformeln besitzt:
Die Aufgabe und die Merkmale der vorliegenden Erfindung werden leichter aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen offensichtlich werden, die zeigen:
Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Anordnung einer elektrooptischen Flüssigkristallvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Die Fig. 2A bis 2C sind Veranschaulichungen zum Beschreiben der Orientierungszustände von Flüssigkristallmolekülen in der Vorrichtung von Fig. 1;
Fig. 3 ist ein Spannung-Wellenform-Diagramm, das die Beziehung zwischen der Spannung und dem Transmissionsfaktor in dem Flüssigkristall von Fig. 2 zeigt;
Fig. 4 zeigt eine Variation des Transmissionsfaktors, wenn die Spannung der Fig. 3 an den Flüssigkristall der Fig. 2 angelegt wird;
Fig. 5 ist eine Veranschaulichung, die die Beziehung zwischen der Spannung und dem Transmissionsfaktor in dem Flüssigkristall von Fig. 2 zeigt;
Fig. 6 ist ein charakteristisches Diagramm, das die Beziehung zwischen der Ansprechzeit und der Temperatur in dem Flüssigkristall von Fig. 2 zeigt;
die Fig. 7 und 8 zeigen den Transmissionsfaktor und den Polarisationsstrom in Bezug auf eine Dreieckswellenspannung bei verschiedenen Temperaturen;
Fig. 9 zeigt ein Anordnung der elektrooptischen Flüssigkristallvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 10 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, die eine Flüssigkristallzelle der Vorrichtung von Fig. 9 zeigt;
Fig. 11 ist eine Veranschaulichung zum Beschreiben der Beziehung zwischen dem Transmissionsfaktor und der angelegten Spannung in einem ferroelektrischen Flüssigkristall;
Fig. 12 zeigt eine detaillierte Anordnung eines Logikschaltkreises eines Zeilansteuerschaltkreises der Vorrichtung von Fig. 9;
Fig. 13 zeigt eine detaillierte Anordnung eines Logikschaltkreises eines Spaltenansteuerschaltkreises der Vorrichtung von Fig. 9;
die Fig. 14 und 15 sind Ausgabewellenformdiagramme zu beschreiben der Arbeitsweisen der Schaltkreise der Fig. 12 und 13;
Fig. 16 ist eine Veranschaulichung zum Beschreiben der Signale, die an die Vorrichtung von Fig. 9 zugeführt werden sollen;
Fig. 17 ist eine vergrößerte Veranschaulichung der Zeilenelektroden und Spaltenelektroden;
Fig. 18 ist eine Veranschaulichung zum Beschreiben der an die Flüssigkristallzelle angelegten Signale;
die Fig. 19a bis 19c sind graphische Diagramme, die die Beziehung zwischen dem Transmissionsfaktor und der Wellenzahl zeigen;
Fig. 20 zeigt eine Anordnung einer weiteren elektrooptischen Flüssigkristallvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 21 ist eine Veranschaulichung zum Beschreiben der Beziehung zwischen der anliegenden Spannung und der Lichttransmission in einem ferroelektrischen Flüssigkristall;
Fig. 22 zeigt eine detaillierte Anordnung eines Referenzsignalerzeugungsschaltkreises der Vorrichtung von Fig. 20;
Fig. 23 zeigt eine detaillierte Anordnung eines Logikschaltkreises eines Zeilenansteuerschaltkreises der Vorrichtung von Fig. 20;
Fig. 24 zeigt eine detaillierte Anordnung eines Logikschaltkreises eines Spaltenansteuerschaltkreises der Vorrichtung von Fig. 20;
die Fig. 25 und 26 zeigen Signalwellenformen zum Beschreiben der Arbeitsweise der Vorrichtung von Fig. 20;
Fig. 27 zeigt die Zeitsteuerungen der Signale, die an die Flüssigkristallzelle angelegt werden sollen;
Fig. 28 ist eine vergrößerte Ansicht, die die Zeilenelektroden und Spaltenelektroden zeigt;
Fig. 29 ist ein Signalwellenformdiagramm zum Beschreiben der Arbeitsweise der Vorrichtung von Fig. 20;
die Fig. 30 und 31 sind graphische Veranschaulichungen des Transmissionsfaktors und des Polarisationsinversionsstroms in einem Flüssigkristall;
Fig. 32 ist eine Veranschaulichung zum Beschreiben der spontanen Polarisation, die drei Transmissionszustände in verschiedenen Flüssigkristallmaterialien zeigt;
Fig. 33 zeigt die spontane Polarisation auf der Grundlage der Temperatur;
Fig. 34 ist eine graphische Veranschaulichung des Transmissionsfaktors und des Polarisationsstroms in Bezug auf eine Dreieckswellenspannung in einem Flüssigkristall;
Fig. 35 zeigt Orientierungszustände von Flüssigkristallmolkülen;
Fig. 36 zeigt Meßdaten der Lichttransmission; und
Fig. 37 zeigt Meßdaten der Lichttransmission eines Flüssigkristalls;
die Tabellen 1 bis 6c zeigen Flüssigkristallmaterialien, die in der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden sollen.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

In Fig. 1 ist eine Struktur einer elektrooptischen Flüssigkristallvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. In Fig. 1 ist, zwischen den zwei Elektrodensubstraten 1, 2, die angeordnet sind, um parallel zueinander zu sein und die mit einem räumlichen Abstand von 2 Mikrometern (zum Beispiel) von einander angeordnet sind, ein ferroelektrisches Flüssigkristallnmaterial 6 mit einer spontanen Polarisation von wenigstens 50 nC/cm² versiegelbar angeordnet. Als das ferroelektrische Flüssigkristallmaterial 6 kann ein Flüssigkristall (TFHPOBC) mit der folgenden Strukturformel verwendet werden.

[4-(1-Trifluormethylheptoxycarbonylphenyl)-4'-octylbiphenyl-4-carboxylat]

Wenn der Phasenübergang dieser Verbindung mittels der Differentialthermoanalyse (DSK) und Beobachtung der Textur unter einem Polarisationsmikroskop gemessen wird, ist das Ergebnis, wie es bei Nr. 7 von Tabelle 6 veranschaulicht ist, wobei Cry eine Kristallphase repräsentiert, S*(3) eine chirale Phase smektisch C (3 Zustände) bezeichnet, S*c eine chirale Phase smektisch C (2 Zustände) bezeichnet, SA eine Phase smektisch A darstellt und Iso eine isotrope flüssige Phase ist.
Das Elektrodensubstrat 1 weist, wie in Fig. 1 gezeigt, eine Elektrode 1a auf, die aus einer transparenten leitfähigen dünnen Schicht hergestellt wird, die aus einem Indiumoxid, einem Zinnoxid oder dergleichen besteht, wobei die Elektrode 1a entlang der inneren Oberfläche einer transparenten Basis 1c angeordnet wird, die aus einem transparenten Glas oder einem transparenten Kunstharz besteht. Ein weiteres Elektrodensubstrat 2 besitzt dieselbe Struktur wie das Elektrodensubstrat 1. Auf den inneren Oberflächen der transparenten Elektroden 1a und 2a, die leitfähige dünne Schichten sind, werden dünne Orientierungsschichten 1b und 2b, die dünne Polymerschichten sind, angeordnet, für die ein Orientierungsprozeß gemacht wird, um zu bewirken, daß die Flüssigkristallmoleküle parallel zu den Substraten sind. Zum Beispiel können als die dünnen Orientierungsschichten zum Erreichen einer normalen Orientierung (drei Zustände) einige (mit "gut" markiert) der in den Tabellen 1 bis 4 gezeigten Polyimidkunstharze oder Polyamidkunstharze verwendet werden. Im Hinblick auf die dünnen Orientierungsschichten, die in Tabelle 3 bei den Nummern 10, 12 und in Fig. 5 bei der Nr. 18 angezeigt sind, sind IR-Diagramme (einschließlich der Viskosität) in den Fig. 19A bis 19B veranschaulicht. Zusätzlich ist es ebenfalls angebracht, für die Orientierung des Flüssigkristalls, die Elektrodensubstrate mit einem allgemein bekannten Reibeprozeß zu beaufschlagen, einer schrägen Ablagerung von einem Siliziumoxid oder dergleichen auf den Oberflächen, einem Prozeß mittels eines oberflächenaktiven Agens und anderes.
Die Elektrodensubstrate 1 und 2 werden kombiniert, um parallel zueinander zu sein, so daß der Flüssigkristall in einer Richtung angeordnet ist. Danach wird das durch die oben erwähnte Formel (1) ausgedrückte ferroelektrische. Flüssigkristallmaterial aufgeheizt, um zu einer isotropen Phase zu werden, die wiederum zwischen die Elektrodensubstrate 1 und 2 injiziert wird, bevor die gesamte Flüssigkristallzelle langsam in Einheiten von 0,1 bis 1,0ºC pro Minute zu der chiralen Phase smektisch C gekühlt wird. Die ferroelektrischen Flüssigkristallmoleküle 13a, die als Ergebnis von solch einem Kühlen in die chirale Phase smektisch C übergehen, sind wie in Fig. 2A gezeigt orientiert, wegen einer großen spontanen Polarisation des Flüssigkristallmoleküls selbst und der Ordnung des Flüssigkristalls. Hier sind die Polarisationsachsen der Polarisationsplatten 4 und 5, die an den Außenseiten der Elektrodensubstrate 1 und 2 bereitgestellt sind, so angeordnet, daß sie senkrecht dazu sind. Weiterhin bildet ein Polarisator (P) der Polarisationsplatte einen Winkel von 0º (180º) mit der Richtung der langen Achse des Flüssigkristallmoleküls im feldfreien Zustand. Mit den transparenten Elektroden 1a und 2a ist eine externe Stromquelle 3 verbunden, die einen Ansteuerschaltkreis aufweist, die den Flüssigkristall mit einer Spannungswellenform beaufschlagt, die im folgenden beschrieben werden wird.
Die Arbeitsweise der Vorrichtung mit der oben erwähnten Anordnung wird unter Bezugnahme auf die Fig. 2A, 2B und 2C beschrieben werden, wobei die Illustrationen auf der jeweils linken Seite von der Vorderseite der Vorrichtung gesehen werden, und die Illustrationen auf der jeweils rech ten Seite von der Seite der Vorrichtung sind. Ohne Feld sind die Flüssigkristallmoleküle 13a entlang der Normallinie der smektischen Schicht 10a angeordnet, um einen in Fig. 2A veranschaulichten Orientierungszustand anzunehmen. In diesem Beispiel ist die spontane Polarisation des Flüssigkristallmoleküls in der oberen Hälfte dieser Vorrichtung (Zelle) in der linken Richtung (oder rechten Richtung) und in der unteren Hälfte dieser Vorrichtung in der rechten Richtung (oder linken Richtung) gerichtet. D. h., falls eine Beschreibung in Begriffen eines Kegels gemacht wird, auf dem sich das ferroelektrische Flüssigkristallmolekül bewegt (rechte Illustration von Fig. 2A), dann ist das Molekül in dem Bereich der oberen Hälfte der Zelle über (oder unter) dem Kegel und in dem Bereich der unteren Hälfte der Zelle unter (oder über) dem Kegel positioniert, und der Multiplikationswert der spontanen Polarisationen wird beim Summieren entlang der Richtungen der Dicke der Zelle zu Null. Zweitens, als Antwort bzw. Reaktion auf das Anlegen eines elektrischen Feldes, das ausreicht, um den Flüssigkristall von der vorderen Oberfläche zu der hinteren Oberfläche des Blatt Papiers zu bewegen (oder zu rotieren), fällt die Richtung 10b der spontanen Polarisation des Flüssigkristallmoleküls mit der Richtung 200 des elektrischen Feldes zusammen. Folglich werden die Flüssigkristallmoleküle wie in Fig. 2B gezeigt re-orientiert. Zu diesem Zeitpunkt macht dass Flüssigkristallmolekül einen Kippwinkel 0 in Bezug auf die Normallinie der Schicht. Zum Beispiel beträgt der Kippwinkel des durch die oben erwähnte Formel (1) ausgedrückten ferroelektrischen Flüssigkristallmaterials 10º bis 31º in dem Temperaturbereich von 70º bis 110º. Andererseits, als Antwort auf das Anlegen eines elektrischen Feldes, das hinreicht, das Flüssigkristallmolekül von der hinteren Seite zu der vorderen Seite des Blatt Papiers zu rotieren, fällt die Richtung 10b der spontanen Polarisation mit der Richtung 200 des elektrischen Feldes zusammen, was dazu führt, daß das Flüssigkristallmolekül wie in Fig. 2C gezeigt re-orientiert ist. In diesem Fall macht das Flüs sigkristallmolekül einen Kippwinkel von -θ in Bezug auf die Schichtnormallinie. Dementsprechend kann die optische Achse des Flüssigkristalls geändert werden, um drei Zustände gemäß der Polarität der Größe des angelegten elektrischen Feldes einzunehmen.
Solch drei Zustände des Flüssigkristalls können für eine elektrooptische Vorrichtung verwendet werden, wobei dieser zwischen einem Paar von Polarisationsplatten 4 und 5 angeordnet ist. Zum Beispiel, wie in Fig. 2A gezeigt, wird der Polarisator (P) der Polarisationsplatte so bereitgestellt, daß er in Bezug auf die Richtungen der langen Achse des Flüssigkristallmoleküls einen Winkel von 0º bildet, und in diesem Zustand, nachdem sie durch den Polarisator (P) hindurch gegangen ist, durchdringt die lineare Polarisation den Flüssigkristall, während sie von einem Analysator (A) abgeschnitten wird, wodurch in einen Dunkel-Zustand eingetreten wird. Weiterhin, in dem Fall von Fig. 2B, in dem ein elektrisches Feld von der Vorderseite zu der Rückseite des Blatt Papiers angelegt ist, führt Licht, das durch den Polarisator (P) hindurchgeht, im allgemeinen zu einem elliptisch polarisierten Licht infolge des Doppelbrechungseffekts des Flüssigkristalls. Die Komponente dieses Lichts durchdringt den Analysator (A), wodurch in einen Licht-Zustand eingetreten wird. Zusätzlich, in dem Fall von Fig. 2C, in dem das elektrische Feld von der Rückseite zu der Vorderseite des Blatt Papiers angelegt ist, wird das Licht, das durch den Polarisator hindurchgeht, im allgemeinen ein elliptisch polarisiertes Licht infolge des Doppelbrechungseffekts des Flüssigkristalls. Auf ähnliche Weise durchdringt die Komponente dieses Licht den Analysator (A), was zu einem Licht-Zustand führt.
Eine Beschreibung wird im folgenden im Hinblick auf eine Spannung-Zu-Transmission-Kurve in dieser Vorrichtung gegeben werden. Die Polarisationsachse des Polarisators (P) wird angeordnet, um einen Winkel von 0º mit der Richtung der langen Achse des Moleküls zur Zeit der Feldfreiheit zu bilden, und eine Schwelle wird als eine Spannung bestimmt, die erzeugt wird, wenn die Helligkeit eine relative Änderung von 10% erfährt. Fig. 3 zeigt eine Spannungswellenform, die für eine Messung verwendet wurde, wo die Breite des beaufschlagten Puls i Millisekunden ist und die Beaufschlagung des Puls in regelmäßigen Intervallen gemacht wird. Fig. 4 zeigt eine optische Antwort zu dieser Zeit. Während der Zustand dunkel bei Feldfreiheit ist, wird der Zustand licht (hell) während der Beaufschlagung eines elektrischen Feldes. Fig. 5 ist eine Veranschaulichung, die gemacht wurde, indem Lichttransmissionsfaktoren auf der Basis bzw. in Abhängigkeit von der Spannung während des Anlegens des elektrischen Feldes graphisch aufgetragen wurden. Wenn die Spannung von 0 (V) erhöht wird, wenn die Spannung den Schwellwert 1 übersteigt, wechselt der Zustand schnell von dunkel zu licht und kommt dann zur Ruhe. Weiterhin, wenn die Spannung erniedrigt wird, wechselt der Zustand von licht zu dunkel bei einem Schwellwert 2 nachdem man durch die Schwelle 1 zu der Zeit der zunehmenden Spannung hindurch gegangen ist. Zusätzlich, gemäß einer weiteren Abnahme der Spannung, wechselt der Zustand von dunkel zu licht bei einem Schwellwert 3 und kommt dann zur Ruhe. Danach, wenn die Spannung erhöht wird, wechselt der Zustand von licht zu dunkel bei einem Schwellwert 4 nachdem man durch die Schwelle 3 zu der Zeit der abnehmenden Spannung hindurchgegangen ist. Folglich ist es klar, daß es verschiedene Schwellen und Hysterese gibt.
Eine Messung ist im Hinblick auf die Temperaturabhängigkeit der Ansprechgeschwindigkeit dieser Vorrichtung durchgeführt worden, die das durch die oben erwähnte Formel (1) ausgedrückte ferroelektrische Flüssigkristallmaterial verwendet. Die Ansprechzeit ist definiert als eine Zeit, die es braucht, bis der Lichttransmissionsfaktor nach dem Beaufschlagen bzw. Anlegen einer Spannung bis zu 90% variiert ist. Die zu messende Spannungswellenform ist eine qua dratische Welle und die Spannung beträgt 30 (V). Fig. 6 zeigt die Temperaturabhängigkeit der Geschwindigkeit des Ansprechens, was eine hohe Ansprechzeit im Bereich von Mikrosekunden ist.
Weiterhin, im Bezug auf die Orientierung des Flüssigkristallmoleküls, wird der bei Feldfreiheit in einem konventionellen ferroelektrischen Flüssigkristall beobachtete Verdrillungszustand nicht gesehen und nur ein stabiler Orientierungszustand wird beobachtet. Sogar falls er einmal gekühlt wird, um so in einen Kristallzustand einzutreten, um eine chirale Phase smektisch C zu erhalten, ist es möglich, die Orientierung der früheren chiralen Phase smektisch C zu reproduzieren.
Obwohl in der oben beschriebenen Ausführungsform der Polarisator (P) der Polarisationsplatte angeordnet ist, um einen Winkel von 0º (180º) in Bezug auf die Richtung der langen Achse des Moleküls zu bilden, ist es ebenfalls geeignet, daß der Winkel 22,5º, 45º, 90º und andere beträgt. Zum Beispiel, in dem Fall eines Winkels von 22,5º, wird der Dunkel-Zustand in einer Richtung des elektrischen Feldes und der Licht-Zpstand in einer anderen Richtung des elektrischen Feldes eingenommen, und Feldfreiheit bewirkt den grauskalierten Zustand.
Bei dieser Anordnung (22,5º) ist die molekulare Orientierung der drei Zustände mittels des Transmissionsfaktors für eine Dreieckswellenspannung und einen Polarisationsstrom bestätigt worden. Die bei der Messung verwendete Spannungswellenform ist eine Dreieckswellenspannung von ±30 (V) und 10 (Hz). Die Fig. 7 und 8 zeigen den Transmissionsfaktor und Polarisationsinversionsstrom bei zwei Temperaturen beim Anlegen dieser Wellenform. In den Fig. 7 und 8 stellt (a) eine angelegte Spannungswellenform dar, (b) bezeichnet einen Transmissionsfaktor und (c) repräsentiert eine Polarisationsstromwellenform. In Bezug auf (b) wird der Dunkel-Zustand ganz klar im Minus-Bereich eingenommen, der grauskalierte Licht-Zustand wird ganz klar im Bereich von Null Volt eingenommen, und der Licht-Zustand wird deutlich im Plus-Bereich eingenommen. Andererseits, in Bezug auf (c), erscheinen die entsprechenden Maxima der Polarisationsstromwellenformen in Übereinstimmung mit den vorerwähnten Zustandsänderungen.
Im folgenden wird eine Beschreibung im Hinblick auf eine Anzeigevorrichtung vom Matrixtyp gemacht werden, die einen Flüssigkristall mit einer Hysterese verwendet. Die in Fig. 9 gezeigte Flüssigkristallanzeigevorrichtung vom Matrixtyp ist mit einer Flüssigkristallzelle 10 vom Matrixtyp ausgestattet, die, wie in Fig. 10 gezeigt, ein Paar von Elektrodensubstraten 11 und 12 aufweist, die bereitgestellt sind, um parallel zueinander mit einem Spalt von 1 bis 10 Mikrometern (zum Beispiel) zu sein, und zwischen diesen Elektrodensubstraten 11 und 12 versiegelt eingeschlossen ist ein Trifluoroctoxycarbonylphenyl-4'-octylbiphenyl-4- carboxylat (was als TFOPOBC bezeichnet werden wird) 13, und an den Außenseiten der Elektrodensubstrate 11 und 12 sind Polarisationsplatten 14 und 15 angeordnet, deren Polarisationsachsen normal zu den Elektrodensubstraten 14 und 15 sind.
Weiterhin bilden die entsprechenden Kreuzungsbereiche zwischen den entsprechenden Zeilenelektroden X1 bis Xn und entsprechenden Spaltenelektroden Y1 bis Yn, zusammen mit den entsprechenden ferroelektrischen Flüssigkristallbereichen, die bei diesen entsprechenden Kreuzungsbereichen vorhanden sind, Bildpunkte (1, 1), ...... (1, m), (2, 1), ...... (n, m). Die Polarisationsachsen der Polarisationsplatten 14 und 15 werden in Verbindung mit der Molekülorientierungsachse des ferroelektrischen Flüssigkristalls bestimmt. D. h., wenn eine geeignete Spannung von - Polarität zwischen den Zeilenelektroden und den Spaltenelektroden angelegt ist, mit einem möglichen Molekülorien tierungszustand des ferroelektrischen Flüssigkristalls, dann nehmen die Anzeigebildpunkte Zustände an, die Licht hindurchlassen können (d. h., EIN-Anzeigezustand). Andererseits, wenn eine geeignete Spannung unterhalb einer Schwelle zwischen den Zeilenelektroden und den Spaltenelektroden angelegt ist, mit einem möglichen molekularen Orientierungszustand des ferroelektrischen Flüssigkristalls, dann nehmen die Anzeigebildpunkte Zustände ein, so daß kein Licht durchdringt (d. h., AUS-Anzeigezustand). Hier ist an der Rückseite der Polarisationsplatte 14 eine Lichtquelle, nicht gezeigt, bereitgestellt, die Licht auf dieselbe Polarisationsplatte 14 projiziert.
Zusätzlich ist die Flüssigkristallanzeigevorrichtung, wie in Fig. 9 gezeigt, mit einem Schaltkreis 20 zum zeilensequentiellen Abtasten ausgestattet, einem Rücksetzpulserzeugungsschaltkreis 30, der mit dem Schaltkreis 20 zum zeilensequentiellen Abtasten verbunden ist, dem Zeilenansteuerschaltkreis 40 und Spaltenansteuerschaltkreis 50, die jeweils mit dem Schaltkreis 20 zum zeilensequentiellen Abtasten und dem Rücksetzpulserzeugungsschaltkreis 30 gekoppelt sind. Der Schaltkreis 20 zum zeilensequentiellen Abtasten weist einen Nun-Lese-Speicher (ROM) 21 und einen mit dem ROM 21 verbundenen Kontroller 22 auf. Der ROM 21 ist dafür ausgelegt, im voraus Anzeigedaten zu speichern, die vorbestimmte Anzeigeinhalte repräsentieren, die auf einer Flüssigkristallzelle 10 angezeigt werden sollen. Diese Anzeigedaten bestehen aus Zeilenelektrodenanzeigedaten, die zu irgendeiner der entsprechenden Zeilenelektroden der Flüssigkristallzelle 10 eingegeben werden sollen, und Spaltenelektrodenanzeigedaten, die zu irgendeiner der entsprechenden Spaltenelektroden der Flüssigkristallzelle 10 eingegeben werden sollen. Der Kontroller 22 erzeugt nacheinander einen Synchronpuls LP, einen Einzelbildpuls a (siehe Fig. 14) und einen Schiebetaktpuls SP, und erzeugt nacheinander einen Datenpuls Px entsprechend den Zeilenelektrodenanzeigedaten des ROMs 21 und weiter einen Datenpuls Py entsprechend den Spaltenelektrodenanzeigedaten des ROMs 21.
Der Rücksetzpulserzeugungsschaltkreis 30 weist einen monostabilen Kippschaltung-IC (zum Beispiel, 74HC123) und so weiter zum Erzeugen, mit einem niedrigen Pegel, eines Rücksetzpulses b mit einer erwünschten Pulsbreite synchron mit dem Anstieg des von dem Kontroller 22 erzeugten Einzelbildpulses a auf. Weiterhin wird dieser Rücksetzpuls b als ein Wartesignal zu dem Kontroller 22 ausgegeben und in die Zeitsteuerung für ein sequentielles Normallinienabtasten eingefügt. Der Kontroller 22 hält alle Funktionen an, während sich der Rücksetzpuls in dem Tiefpegelzustand befindet, und beginnt Signale als Reaktion auf den in den Hochpegelzustand eintretenden Rücksetzpuls b zu erzeugen.
Eine Anordnung der Flüssigkristallzelle wird im folgenden ausführlich beschrieben werden. Das Elektrodensubstrat 11 wird, wie in Fig. 10 gezeigt, so konstruiert, daß transparente leitfähige dünne Schichten 11b, die aus Indiumoxid oder Zinnoxid bestehen, vorstehend entlang der inneren Oberfläche einer transparenten Glasplatte 11a ausgebildet sind, so daß sie nach oben und unten beabstandet und in den linken und rechten Richtungen parallel zueinander sind, um n Zeilenelektroden X1, X2, ......, Xn zu bilden. Gleichermaßen ist das Elektrodensubstrat 12, wie in Fig. 10 gezeigt, so konstruiert, daß transparente leitfähige Schichten 12b, die aus Indiumoxid oder Zinnoxid bestehen, entlang der inneren Oberfläche einer transparenten Glasplatte 12a angeordnet sind, so daß sie in den linken und rechten Richtungen voneinander beabstandet sind, um die m Spaltenelektroden Y1, Y2, ......, Y zu bilden, die vorstehend ausgebildet sind, um normal zu den n Zeilenelektroden X1, X2, ......, Xn zu sein. Zusätzlich sind auf den inneren Oberflächen der leitfähigen dünnen Schichten 11b und 12b dünne Polymerschichten 16 und 17 aus Polyimid, Polyamid oder dergleichen bereitgestellt. Oberflächen der dünnen Polymer schichten 16 und 17 sind mittels Reiben verarbeitet, so daß die ferroelektrischen Flüssigkristallmoleküle 13a parallel zu dem oberen Substrat und unteren Substrat angeordnet und senkrecht zu der Normallinie P sind. Ebenfalls geeignet ist es, an Stelle der dünnen Polymerschichten 16 und 17 dünne Schichten wie zum Beispiel schräg abgelagerte dünne Schichten aus Siliziumoxid oder die eine wie ein Einkristall zu verwenden.
Um den ferroelektrischen Flüssigkristall 13 in der Flüssigkristallzelle 10 zu versiegeln, wird zuerst die Reiberichtung der hochmolekularen dünnen Schichten 16 und 17 so angeordnet, daß sie durch das Zentrum zwischen den entsprechenden inneren Oberflächen der beiden leitfähigen dünnen Schichten 11b und 12b hindurchgeht, und die beiden Elektrodensubstrate 11 und 12 werden kombiniert, um parallel zu einer Mittellinie zu sein, die parallel zu den beiden leitfähigen dünnen Schichten 11b und 12b ist (d. h., senkrecht zu der Normallinie P). Danach wird der ferroelektrische Flüssigkristall geheizt, um eine isotrope flüssige Phase zu werden, die wiederum zwischen die beiden Elektrodensubstrate 11 und 12 mittels des Kapillarphänomens injiziert wird, und die gesamte Flüssigkristallzelle 10 wird allmählich um 0,1 bis 1,0ºC pro Minute gekühlt, so daß der ferroelektrische Flüssigkristall 13 gekühlt wird, um die Phase smektisch C zu werden.
Als ein Ergebnis solch eines Kühlens ist der ferroelektrische Flüssigkristall 13, der eine smektische Schichtkonfiguration ist, entlang der Reiberichtung der dünnen Polymerschichten 16 und 17 orientiert, und, wie in Fig. 11 gezeigt, die smektische Schicht ist geknickt, so daß sie "< "- geformt ist. Zu diesem Zeitpunkt ist das ferroelektrische Flüssigkristallmolekül 13a, wie in Fig. 2A gezeigt, so orientiert, daß die spontane Polarisation in der oberen Hälfte der Flüssigkristallzelle 10 in der linken Richtung (rechten Richtung) und in deren unteren Hälfte in der rechten Rich tung (linken Richtung) gerichtet ist. D. h., falls die Bewegung des Flüssigkristallmoleküls 13a auf einem smektischen Kegel ausgedrückt wird, dann ist das Flüssigkristallmolekül 13a in der oberen Hälfte der Flüssigkristallzelle 10 nach oben und in deren unteren Hälfte nach unten positioniert und wird im Knick-Bereich der "< "-Konfiguration geteilt. Dieser erste Zustand wird ein stabiler Löschzustand, wenn eine Beobachtung unter einem gekreuzten Nicol gemacht wird.
In der so eingerichteten Flüssigkristallzelle 10 konkurriert, wenn ein elektrisches Feld zwischen den Elektrodensubstraten 11 und 12 von der unteren Seite des Blatt Papiers zu dessen oberer Seite angelegt wird, in dem orientierten Flüssigkristallmolekül 13a, das Drehmoment aus dem Produkt des elektrischen Feldes E und der spontanen Polarisation Ps wie in Fig. 2A gezeigt mit dem elastischen Drehmoment. Wenn das elektrische Feld E einen gegebenen Schwellwert übersteigt, führt der Orientierungszustand des Flüssigkristallmolküls 13a zu der spontanen Polarisation, die wie in Fig. 2B gezeigt vollkommen nach oben gerichtet ist (zweiter Zustand). D. h., falls sie mit dem smektischen Kegel betrachtet wird, wird sie so variiert, daß sie an der rechten Seite des Kegel positioniert ist.
Nun, wenn die gekreuzten Polarisationsachsen der Polarisationsplatten wie in Fig. 2A gezeigt angeordnet sind, ergibt sich die Lichttransmissionsintensität I gemäß der folgenden Gleichung.
I = Iosin²4θ · sin²(πΔnd/λ) (2)
Hierbei stellt Io eine Konstante dar, die im wesentlichen gemäß des Transmissionsfaktors der Polarisationsplatte bestimmt wird, θ bezeichnet einen Kippwinkel, der von der Temperatur abhängt und im Fall von TFOPOBC von 11 bis 31º geht, Δn bezeichnet den Unterschied zwischen den Brechungsindices des Flüssigkristalls für ordentliches Licht und au ßerordentliches Licht, d stellt einen Zellenspalt dar und λ ist eine Wellenlänge. Wie man der oben erwähnten Gleichung (2) entnimmt, tritt der Lichttransmissionsfaktor in dem zweiten Zustand in den Licht-Zustand ein.
Weiterhin, in dem in den in Fig. 2A gezeigten Zustand, wenn ein elektrisches Feld von der Vorderseite des Blatt Papiers in dessen Tiefe hinein angelegt wird und einen gegebenen Schwellwert übersteigt, führt der Orientierungszustand des Flüssigkristallmoleküls 13a dazu, daß die spontane Polarisation wie in Fig. 2C gezeigt vollständig nach unten gerichtet ist (dritter Zustand). D. h., falls mittels des smektischen Kegels gezeigt, das Molekül wird so variiert, daß es an der linken Seite des Kegels positioniert ist. Gemäß der Gleichung (2) wird der Lichttransmissionsfaktor in diesem dritten Zustand zum Licht-Zustand.
Als ein Ergebnis eines Experiments zum Bestätigen der Beziehung zwischen der anliegenden Spannung und dem Lichttransmissionsfaktor auf dem ferroelektrischem Flüssigkristall 13, der wie oben beschrieben orientiert wurde, kann eine Hysteresekurve X wie in Fig. 11 gezeigt erhalten werden. D. h., bei der Variation bzw. dem Wechsel von dem ersten Zustand, der zur Zeit der Feldfreiheit stabil ist, zu dem zweiten Zustand, der durch das Anlegen einer Spannung positiver Polarität stabil ist, ist die Spannung, durch die sein Lichttransmissionsfaktor auf 10% variiert wird, v3, und die Spannung, durch die er auf 90% variiert wird, ist v4. Weiterhin, beim Wechsel von dem stabilen zweiten Zustand infolge des Anlegens der Spannung positiver Polarität an den ersten Zustand durch Erniedrigen der angelegten Spannung, beträgt die Spannung, durch die der Lichttransmissionsfaktor 90% ist, v2, und die Spannung, durch die er 10% ist, beträgt v1. Folglich wird mit diesen Spannungen v1, v2, v3 und v4 eine Hystereseschleife ausgebildet. Gleichermaßen, beim Wechsel von dem stabilen ersten Zustand zu dem dritten Zustand durch Anlegen einer Spannung umgekehr ter Polarität, ist es möglich, im wesentlichen dieselben Ergebnisse zu erhalten.
Andererseits, als ein Ergebnis eines Experiments zum Bestätigen der Beziehung zwischen der anliegenden Spannung und dem Lichttransmissionsfaktor, an einem konventionellen ferroelektrischen Flüssigkristall vom bistabilen Schalttyp, kann eine Kurve Y wie in Fig. 11 gezeigt erhalten werden. Wie man leicht durch Vergleich zwischen den Kurven X und Y sieht, zeigt der ferroelektrische Flüssigkristall 13 eine andere Hysterese-Kennlinie als der konventionelle ferroelektrische Flüssigkristall.
Eine Beschreibung wird im Hinblick auf die Beispiele von Logikschaltkreisen gemacht werden, die den Zeilenansteuerschaltkreis und den Spaltenansteuerschaltkreis, gezeigt in Fig. 9, bilden. Fig. 12 ist ein detailliertes Diagramm, das einen Logikschaltkreis für den Zeilenansteuerschaltkreis zeigt, Fig. 13 ist ein detailliertes Diagramm, das einen Logikschaltkreis für den Spaltenansteuerschaltkreis zeigt, und die Fig. 14 und 15 sind Veranschaulichungen von Ausgabewellenformen zum Beschreiben der Arbeitsweise des Logikschaltkreises.
Der Zeilenansteuerschaltkreis 14, wie in Fig. 9 gezeigt, weist ein Schieberegister 40A auf, das mit dem Kontroller 22 gekoppelt ist, und Logikschaltkreise 40B1, 40B2, ......, 40Bn, die mit dem Kontroller 22, dem Rücksetzpulserzeugungsschaltkreis 30 und dem Schieberegister 40A gekoppelt sind. Das Schieberegister 40A empfängt nacheinander, als Schiebepulse, den Synchronpuls LP von dem Kontroller 22 und verschiebt nacheinander den Datenpuls Px von dem Kontroller 22 synchron mit den entsprechenden Schiebepulsen, um einen Datenpuls c zu erzeugen, der, wiederum irgendeinem der entsprechenden Logikschaltkreise 40B1 bis 40Bn zugeführt wird.
Der Logikschaltkreis 40B1 ist, wie in Fig. 12 gezeigt, mit Invertern 41, 42, 44, UND-Gattern 43a, 43b, 43c, 43d, Spannungsstabilisatoren 45a, 45b, 45c, 45d, und Transfergattern (Spannungshubverschiebern) 46a, 46b, 46c, 46d, 46e ausgestattet. Der Inverter 41 ist mit dem Schieberegister 40A gekoppelt, der Inverter 42 ist mit dem Kontroller 22 verbunden und der Inverter 44 ist mit dem Rücksetzpulserzeugungsschaltkreis 30 verbunden. Weiterhin sind die UND- Gatter 43a, 43b, 43c und 43d entweder mit dem Schieberegister 40A oder dem Inverter 41, entweder dem Kontroller 22 oder dem Inverter 42, und dem Rücksetzpulserzeugungsschaltkreis 30 gekoppelt. Wie in Fig. 14 gezeigt, erzeugt das UND-Gatter 43A, mit einem hohen Pegel, eine Gatterpuls d als Reaktion bzw. Antwort auf einen Datenpuls c von dem Schieberegister 40A, einen Rücksetzpuls b von dem Rücksetzpulserzeugungsschaltkreis 30 und einen Einzelbildpuls a von dem Kontroller 22, die alle in den Hochpegelzuständen sind. Das UND-Gatter 43b erzeugt, mit einem hohen Pegel, einen Gatterpuls e als Antwort auf einen Inversionsgatterpuls c von dem Inverter 41, den Rücksetzpuls b und dem Einzelbildpuls a, die jeweils in den Hochpegelzuständen sind. Das UND-Gatter 43c erzeugt, mit einem hohen Pegel, einen Gatterpuls f nur unter den Bedingungen, daß sich der Datenpuls c, der Rücksetzpuls b und ein Invertergatterpuls a von dem Inverter 42 jeweils in den Hochpegelzuständen befinden. Das UND-Gatter 43d erzeugt, mit einem hohen Pegel, einen Gatterpuls g nur unter den Bedingungen, daß sich der Inversionsgatterpuls c von dem Inverter 41, der Inversionsgatterpuls a von dem Inverter 42 und der Rücksetzpuls b alle in den Hochpegelzuständen befinden. Der Inverter 44 invertiert den Rücksetzpuls b, um einen Inversionspuls h zu erzeugen.
Das Transfergatter 46a reagiert auf den Gatterpuls d von dem UND-Gatter 43a, um den Gatterpuls d auf der Grundlage einer positiven Konstantspannung (+V3) von dem Spannungsstabilisator 45a hoch zu dem Pegel von (+V3) zu ver schieben, um ihn als ein Abtastsignal S1 durch einen gemeinsamen Ausgangsanschluß 47 der entsprechenden Transfergatter 46b, 46c und 46e hindurch zu der Zeilenelektrode X1 der Flüssigkristallzelle 10 auszugeben. Als Antwort auf den Gatterpuls e von dem UND-Gatter 43b verschiebt das Transfergatter 46b den Gatterpuls e hoch zu dem Pegel (+V2) einer positiven Konstantspannung, um ihn als ein Abtastsignal S2 durch den Ausgangsanschluß 47 hindurch zu der Zeilenelektrode X1 auszugeben. Als Antwort auf den Gatterpuls f von dem UND-Gatter 43c verschiebt das Transfergatter 46c den Gatterpuls f hoch zu dem Pegel (-V3) einer negativen Konstantspannung, um ihn als ein Abtastsignal 53 durch den Ausgangsanschluß 47 hindurch der Zeilenelektrode X1 zu zuführen. Wenn das Transfergatter 46d den Gatterpuls g von dem UND-Gatter 43d empfängt, verschiebt es den Gatterpuls g hoch zu dem Pegel (-V2) einer negativen Konstantspannung, um es als ein Abtastsignal S4 durch den Ausgangsanschluß 47 hindurch der Zeilenelektrode X1 zu zuführen. Weiterhin reagiert das Transfergatter 46e auf den Gatterpuls h von dem Inverter 44, um ihn hoch zu dem Null-Pegel zu verschieben, um ihn als ein Abtastsignal So durch den Ausgangsanschluß hindurch der Zeilenelektrode X1 zu zuführen.
In diesem Fall fungiert das Abtastsignal So als ein Rücksetzsignal zum Löschen der Anzeige, die Abtastsignale S1 und S3 fungieren als ein Auswahlsignal zum Auswählen der Zeilenelektrode X1, und die Abtastsignale S2 und S4 dienen als ein Nicht-Auswahlsignal zur Nicht-Auswahl derselben Elektrode.
Die restlichen Logikschaltkreise 40B2 bis 40Bn besitzen dieselbe Struktur wie der Logikschaltkreis 40B1, wobei jeder die entsprechenden Abtastsignale So, S1, S2, S3 und S4 als Antwort auf den Datenpuls c vom dem Schieberegister 40A, den Einzelbildpuls a von dem Kontroller 22 und den Rücksetzpuls b von dem Rücksetzpulserzeugungsschaltkreis 30 erzeugt. Folglich werden die Abtastsignale So und S1, S3 und S2, S4 von dem Logikschaltkreis 40B2 entsprechend als das Rücksetzsignal, Auswahlsignal und Nicht-Auswahlsignal der Zeilenelektrode X2 der Flüssigkristallzelle 10 zugeführt, und die Abtastsignale So und S1, S3 und S2, S4 von dem Logikschaltkreis 40B3 werden entsprechend als das Rücksetzsignal, Auswahlsignal und Nicht-Auswahlsignal der Zeilenelektrode X3 der Flüssigkristallzelle 10 zugeführt, und gleichermaßen werden die Abtastsignale So und S1, S3 und S2, S4 von dem Logikschaltkreis 40Bn entsprechend als das Rücksetzsignal, Auswahlsignal und Nicht-Auswahlsignal der Zeilenelektrode Xn der Flüssigkristallzelle 10 zu geführt.
Der Spaltenansteuerschaltkreis 50 besitzt, wie in Fig. 9 gezeigt, ein Schieberegister 50A und einen Zwischenspeicher 50B, die mit dem Kontroller 22 gekoppelt sind, und besitzt des weiteren Logikschaltkreise 50C1, 50C2, ... ..., 50Cm, die mit dem Kontroller 22, dem Rücksetzpulserzeugungsschaltkreis 30 und dem Zwischenspeicher 50B gekoppelt sind. Das Schieberegister 50A gibt nacheinander einen seriellen Datenpuls Py von dem Kontroller 22 als Reaktion bzw. Antwort auf einen Schiebetaktpuls SP von dem Kontroller 22 ein, um ihn so in m parallele Datenpulse umzuwandeln, die wiederum den Zwischenspeicher 50B zugeführt werden. Der Zwischenspeicher 50B speichert die m Datenpulse von dem Schieberegister 50A als Reaktion auf einen Synchronpuls LP von dem Kontroller 22 zwischen und führt sie als Datenpuls j, in Fig. 14 gezeigt, jeweils den Logikschaltkreisen 50C1, 50C2, ......, 50Cm zu.
Der Logikschaltkreis 50C1 ist, wie in Fig. 13 gezeigt, mit einem Inverter 51, UND-Gattern 52a, 52b, einem NICHT- UND-Gatter 53, Spannungsstabilisatoren 54a, 54b, und Transfergattern 55a, 55b, 55c ausgestattet. Der Inverter 51 ist mit dem Kontroller 22 verbunden, das UND-Gatter 52a ist mit dem Inverter 51, dem Rücksetzpulserzeugungsschaltkreis 30 und dem Zwischenspeicher 50B gekoppelt, das UND-Gatter 52b ist mit dem Kontroller 22, dem Rücksetzpulserzeugungs schaltkreis 30 und dem Zwischenspeicher 50B verbunden, und das NICHT-UND-Gatter 53 ist mit dem Rücksetzpulserzeugungsschaltkreis 30 und dem Zwischenspeicher 50B gekoppelt.
Das UND-Gatter 52a, wie in Fig. 14 gezeigt, erzeugt, mit einem hohen Pegel, einen Gatterpuls k als Reaktion bzw. Antwort auf den Inversionsgatterpuls des Einzelbildpulses a von dem Inverter 51, den Rücksetzpuls b von dem Rücksetzpulserzeugungsschaltkreis 30 und dem Datenpuls j von dem Zwischenspeicher 50B, die sich jeweils in den Hochpegelzuständen befinden. Weiterhin erzeugt das UND-Gatter 52b, mit einem hohen Pegel, einen Gatterpuls 1 als Antwort auf den Einzelbildpuls a von dem Kontroller 22, den Rücksetzpuls b von dem Rücksetzpulserzeugungsschaltkreis 30 und dem Datenpuls j von dem Zwischenspeicher 50B, die sich in den Hochpegelzuständen befinden. Zusätzlich erzeugt das NICHT-UND- Gatter 53, mit einem hohen Pegel, einen Gatterpuls m unter den Bedingungen, daß wenigstens der Rücksetzpuls b von dem Rücksetzpulserzeugungsschaltkreis 30 oder der Datenpuls j von dem Zwischenspeicher 50B sich in dem Tiefpegelzustand befindet.
Das Transfergatter 55a verschiebt als Antwort auf den Gatterpuls k von dem UND-Gatter 52a den Gatterpuls k hoch zu dem Pegel (+V1) einer positiven Konstantspannung von dem Spannungsstabilisator 54a, um ihn so als ein Datensignal D2 durch einen gemeinsamen Ausgangsanschluß 56 der entsprechenden Transfergatter 55b und 55c hindurch zu der Spaltenelektrode Y1 der Flüssigkristallzelle 10 auszugeben. Weiterhin verschiebt das Transfergatter 55b, wenn es den Gatterpuls 1 von dem UND-Gatter 52b empfängt, den Gatterpuls 1 hoch zu dem Pegel (-V1) einer negativen Konstantspannung von dem Spannungsstabilisator 54b, um ihn so als ein Datensignal D1 durch den Ausgangsanschluß 56 hindurch zu der Spaltenelektrode Y1 auszugeben. Zusätzlich, als Reaktion auf den Gatterpuls m von dem NICHT-UND-Gatter 53, verschiebt das Transfergatter 55c den Gatterpuls m hoch zu dem Null-Pegel, um ihn als ein Datensignal D3 durch den Ausgangsanschluß 56 hindurch zu der Spaltenelektrode Y1 zu zuführen.
In diesem Fall fungieren die Datensignale D1 und D2 als ein EIN-Datensignal, und das Datensignal D3 fungiert als ein AUS-Datensignal.
Die restlichen Logikschaltkreise 50C2 bis 50Cm besitzen dieselbe Struktur wie der Logikschaltkreis 50C1, wobei jeder auf ähnliche Weise die entsprechenden Datensignale D1, D2 und D3 als Antwort auf den Zwischenspeicherdatenpuls j von dem Zwischenspeicher 50B, den Einzelbildpuls a von dem Kontroller 22 und den Rücksetzpuls b von dem Rücksetzpulserzeugungsschaltkreis 30 erzeugt. Folglich werden die Datensignale D1, D2 und das Datensignal D3 von dem Logikschaltkreis 50C2 entsprechend als das EIN-Datensignal und das AUS-Datensignal zu der Spaltenelektrode Y2 der Flüssigkristallzelle 10 zugeführt, und die Datensignale D1, D2 und das Datensignal D3 von dem Logikschaltkreis 50C3 werden entsprechend als das EIN-Datensignal und das AUS-Datensignal zu der Spaltenelektrode Y3 der Flüssigkristallzelle 10 zugeführt, und gleichermaßen werden die Datensignale D1, D2 und das Datensignal D3 von dem Logikschaltkreis 50Cm entsprechend als das EIN-Datensignal und das AUS-Datensignal zu der Spaltenelektrode Ym der Flüssigkristallzelle 10 zugeführt.
Hier wird im folgenden eine Beschreibung im Hinblick auf Verfahren zum Bestimmen der Konstantspannung (+V3) des Spannungsstabilisators 45a, der Konstantspannung (+V2) des Spannungsstabilisators 45b, der Konstantspannung (-V3) des Spannungsstabilisators 45c, der Konstantspannung (-V2) des Spannungsstabilisators 45d, der Konstantspannung des Spannungsstabilisators 54a und der Konstantspannung des Spannungsstabilisators 54b gegeben werden. Wenn ein Anzeigebildpunkt (m, n), der sich im AUS-Anzeigezustand befindet, durch das Anlegen einer Spannung in den EIN-Anzeigezustand wechselt, ist es möglich, falls die Zeit, daß der Lichttransmissionsfaktor des Anzeigebildpunktes (m, n) 90% nach dem Anlegen der Spannung erreicht, genommen wird, um die Ansprechzeit des ferroelektrischen Flüssigkristalls 13 zu sein, und falls, wie in Fig. 15 gezeigt, die vorerwähnte Ansprechzeit, die der Signalbreite des Datensignals D0 oder des Abtastsignals So entspricht, genommen wird, um eine eingestellte Ansprechzeit to zu sein, und gleichermaßen die vorerwähnte Ansprechzeit, die der Signalbreite des Datensignals D1 oder des Abtastsignals S1 entspricht, als to genommen wird, und weiter, in Verbindung mit der in Fig. 11 angezeigten Kurve X, falls die Vorspannungen bzw. Bias- Spannungen sind: +V2 = 18(V), +V1 = 5(V), +V3 = 22(V), die Bias- Ansteuerung zu bewirken bzw. durchzuführen. Weiterhin sind die minusseitigen Vorspannungen bzw. Bias-Spannungen -V2 = -18(V), -V1 = -5(V) und V3 = -22(V). Hier ist die eingestellte Ansprechzeit to die vorerwähnte Ansprechzeit beim Anlegen der Spannung von V2 = 18(V).
In dieser so eingerichteten Ausführungsform, wenn der Schaltkreis 20 zum zeilensequentiellen Abtasten den Einzelbildpuls a, Synchronpuls LP, Schiebetaktpuls SP, Datenpuls Px und Datenpuls Py und der Rücksetzpulserzeugungsschaltkreis 30 den Rücksetzpuls b als Antwort auf den Einzelbildpuls a, wie in Fig. 9 gezeigt, erzeugt, führt der Zeilenansteuerschaltkreis 40 das Rücksetzsignal (So), Auswahlsignal (d. h., Abtastsignal S1, S3) oder Nicht-Auswahlsignal (d. h., Abtastsignal S2, S4) irgendeiner der entsprechenden Zeilenelektroden X1 bis Xn der Flüssigkristallzelle 10 als Antwort auf den Synchronpuls LP und Datenpuls Px von dem Schaltkreis 20 zum zeilensequentiellen Abtasten und den Rücksetzpuls b von dem Rücksetzpulserzeugungsschaltkreis 30 zu, wobei das Verschieben alle T/n von der Zeilenelektrode X1 zu der Zeilenelektrode Xn bewirkt bzw. durchgeführt wird. (Hier repräsentiert T eine Anzeigezeit einer Bildebene). Andererseits führt der Spaltenansteuerschaltkreis 50 wiederholt das EIN-Datensignal (Datensignal D1, D2) oder das AUS-Datensignal (Datensignal D3) jeweils den entsprechenden Spaltenelektroden Y1 bis Ym der Flüssigkristallzelle 10 als Antwort bzw. Reaktion auf den Synchronpuls LP, Schiebetaktpuls SP, Datenpuls Py und Einzelbildpuls a von dem Schaltkreis 20 zum zeilensequentiellen Abtasten und den Rücksetzpuls b von dem Rücksetzpulserzeugungsschaltkreis 30 zu.
Fig. 17 ist ein teilweise vergrößertes Diagramm, das die Zeilenelektroden und die Spaltenelektroden zeigt. In Fig. 17, falls der Anzeigebildpunkt (1, 1) AUS und der Anzeigebildpunkt (1, 2) EIN ist, in Bezug auf die anliegenden Signale für die Flüssigkristallzelle 10, wird der erstere wie durch (c) von Fig. 18 angezeigt und der letztere wird wir durch (a) von Fig. 18 veranschaulicht. Zu dieser Zeit sind die Lichtransmissionsfaktoren wie durch (b) und (d) von Fig. 18 veranschaulicht. Hier ist es, obwohl die dünnen Polymerschichten 16 und 17 jeweils auf den beiden leitfähigen dünnen Schichten 11b und 12b ausgebildet sind, ebenfalls geeignet, das stattdessen die dünne Polymerschicht 16 oder 17 auf den leitfähigen dünnen Schichten 11b oder 12b ausgebildet ist. Weiterhin, obwohl das Löschsignal zum Rücksetzen des Bildpunktes zu dem AUS-Zustand (Dunkel-Zustand), wie in Fig. 16 gezeigt, gleichzeitig zu der Zeit 0 an X1 bis Xn und Y1 bis Ym angelegt wird, ist es ebenfalls geeignet, daß das Löschsignal an die Vielzahl der X-Elektroden und der Y-Elektroden angelegt und eine Vielzahl von Löschsignalanlegperioden während der Einbildebenenanzeigezeit T eingerichtet wird. Hier, da das Datensignal D1, das Datensignal D2 umgekehrter Polarität, die Abtastsignale S1, S2 und die Abtastsignale S3, S4 umgekehrter Polarität nach der Zeit (T + to)/2 angelegt werden, so daß die an der Flüssigkristallzelle 10 anliegenden Spannungen während der Einbildebenenanzeigezeit T vollständig annulliert werden, um Null zu werden, ist es möglich, eine Beeinträchtigung des ferroelektrischen Flüssigkristalls infolge der Gleichstromkomponente zu verhindern.
Nachfolgend wird eine ausführliche Beschreibung weiter unten im Hinblick auf eine weitere Ausführungsform der Anzeigevorrichtung vom Matrixtyp gegeben werden. Fig. 20 zeigt die gesamte Anordnung der ferroelektrischen Flüssigkristallanzeigevorrichtung vom Matrixtyp. Solch eine Anzeigevorrichtung ist mit einer Flüssigkristallzelle 10 vom Matrixtyp ausgestattet, die, wie die oben erwähnte Ausführungsform, ein Paar von Elektrodensubstraten 11 und 12 wie in Fig. 10 gezeigt aufweist. Das Paar von Elektrodensubstraten 11, 12 sind angeordnet, um parallel zueinander durch eine Lücke bzw. einen Spalt von 1 bis 10 Mikrometern, beispielsweise, hindurch zu sein, und ein Trifluoroctoxycarbonylphenyl-4'-heptylbiphenyl-4-carboxylat (was im folgenden als TFHPOBC bezeichnet werden wird) 13 ist zwischen diesen Elektrodensubstraten 11 und 12 versiegelt eingeschlossen, und weiterhin sind Polarisationsplatten 14 und 15, deren Polarisationsachsen zueinander normal bzw. senkrecht sind, jeweils auf den Außenseiten der Elektrodensubstrate 11 und 12 bereitgestellt. Die anderen Anordnungen wie zum Beispiel die leitfähigen dünnen Schichten 11b, 12b und die molekulare Orientierung für ein elektrisches Feld sind ähnlich wie jene der oben beschriebenen Ausführungsform.
Gleichermaßen ist die Beziehung zwischen der Transmissionslichtintensität und der an der Flüssigkristallzelle 10 anliegenden Spannung in einem Experiment gemessen worden. Das Ergebnis ist in Fig. 21 gezeigt. Wenn eine positive anliegende Spannung in dem Zustand von Fig. 2A bei Feldfreiheit erhöht wird, konkurriert das Drehmoment infolge des Produkts aus dem elektrischen Feld E und der spontanen Polarisation PS mit dem elastischen Drehmoment, und folglich beginnen die Flüssigkristallmoleküle, die so angeordnet sind, daß sie den Zustand von Fig. 2A mit einem Schwellwert v1 annehmen, sich entlang eines smektischen Kegels 13d zu drehen und in den Zustand von Fig. 2B einzutreten, wenn die Sättigungsspannung v2 überstiegen wird. In Übereinstimmung damit variiert die Transmissionslichtintensität so, daß schließlich der Zustand von dem dunklen zu dem lichten gewechselt bzw. geschaltet wird. Hier ist die Schwellwertspannung definiert als eine Spannung, durch die die Transmissionslichtintensität von dem Anfangswert auf 10% variiert bzw. geändert wird, und die Sättigungsspannung ist definiert als eine Spannung, durch die auf 90% variiert wird.
Im Gegensatz dazu, wenn die anliegende Spannung von mehr als v2 erniedrigt wird, erscheint eine Hysterese ohne die Variation beim Erhöhen der Spannung zu zeigen. D. h., das Molekül beginnt sich von dem Zustand von Fig. 2B bei dem Schwellwert v3 zu drehen und wird variiert bzw. wechselt zu dem Zustand von Fig. 2A bei der Sättigungsspannung v4. Darauffolgend variiert die Transmissionslichtintensität so, daß der Zustand von dem lichten zu dem dunklen wechselt bzw. geschaltet wird. Gleichermaßen, wenn eine Spannung der umgekehrten Polarität angelegt wird, erscheint eine Hysterese und die in den Fig. 2A und 2B gezeigten Zustände variieren, und die Schwellwerte für die Variationen bzw. Wechsel von dem Dunkel-Zustand zu dem Licht-Zustand und von dem Licht-Zustand zu dem Dunkel-Zustand sind v1' bzw. v3', und die Sättigungsspannungen sind v2' bzw. v4'. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird diese Eigenschaft effektiv genutzt.
Die Polarisationsachsen der Polarisationsplatten 14 und 15 werden in Verbindung mit den langen Molekülachsen des ferroelektrischen Flüssigkristalls bestimmt, derart, daß, wenn eine geeignete Spannung von Minus-Polarität zwischen der Zeilenelektrode und der Spaltenelektrode angelegt ist, der Anzeigebildpunkt in den lichtübertragenden Zustand (d. h., Lichtanzeigezustand) mit einem möglichen molekularen Orientierungszustand des ferroelektrischen Flüssigkristalls eintritt, und andererseits, wenn eine geeignete Spannung unterhalb der Schwelle zwischen der Zeilenelektrode und der Spaltenelektrode angelegt ist, der Anzeigebildpunkt in den kein Licht übertragenden Zustand (d. h., Dunkelanzeigezustand) unter der Bedingung einer möglichen molekularen Orientierung des ferroelektrischen Flüssigkristalls eintritt. Hier ist an der Rückseite der Polarisationsplatte 15 eine Lichtquelle bereitgestellt, um Licht zu der Polarisationsplatte 15 zu projizieren.
Zusätzlich ist die Flüssigkristallanzeigevorrichtung, wie in Fig. 20 gezeigt, mit einem Schaltkreis 20 zum zeilensequentiellen Abtasten, einem Referenzsignalerzeugungsschaltkreis 30, der mit dem Schaltkreis 20 zum zeilensequentiellen Abtasten verbunden ist, einem Zeilenansteuerschaltkreis 40 und einem Spaltenansteuerschaltkreis 50, die mit dem Schaltkreis 20 zum zeilensequentiellen Abtasten und dem Referenzsignalerzeugungsschaltkreis 30 gekoppelt sind, ausgestattet. Der Schaltkreis 20 zum zeilensequentiellen Abtasten weist einen ROM 21 und einen Kontroller 22 auf, der mit dem ROM 21 gekoppelt ist. Der ROM 21 speichert im Voraus die Anzeigedaten, die vorbestimmte Anzeigeinhalte zum Anzeigen auf dem Flüssigkristall 10 repräsentieren. Der Kontroller 22 erzeugt nacheinander einen Referenztaktpuls a, (a von Fig. 25), erzeugt nacheinander einen Synchronpuls b (b von Fig. 25), dessen Periode dreimal die Periode des Referenztaktpulses a beträgt, erzeugt nacheinander einen Einzelbildpuls c (c von Fig. 25), der bei jedem Einzelbild invertiert wird, erzeugt nacheinander einen Schiebetaktpuls SK, erzeugt nacheinander einen Datenpuls Py entsprechend den Spaltenelektrodenanzeigedaten von dem ROM 21, und erzeugt nacheinander einen Datenpuls Px entsprechend den Zeilenelektrodendaten.
Der Referenzsignalerzeugungsschaltkreis 30, wie in Fig. 22 gezeigt, besitzt einen Inverter 31, der mit dem Kontroller 22 verbunden ist, und D-Flip-Flops 32, 33, 34, die mit dem Kontroller 22 und dem Inverter 31 gekoppelt sind. Der Inverter 31 invertiert nacheinander den Synchronpuls b von dem Kontroller 22, um den Inversionssynchronpuls zu erzeugen, und der Ausgangsanschluß des Flip-Flops 34 ist mit dem Dateneingangsanschluss des Flip-Flops 32 verbunden, der Ausgangsanschluß des Flip-Flops 32 ist mit dem Dateneingangsanschluss des Flip-Flops 33 verbunden, und der Ausgangsanschluß des Flip-Flops 33 ist mit dem Eingangsanschluß des Flip-Flops 34 gekoppelt. Sie werden voreingestellt oder gelöscht, wenn der Inversionsgatterpuls von dem Inverter 31 der Tiefpegelzustand ist, um so Hochpegel, Tiefpegel und Tiefpegelsignale zu erzeugen. Die Ausgänge werden in der Reihenfolge der Flip-Flops 32, 33 und 34 synchron mit dem Anstieg des Referenztaktpulses a von dem Kontroller 22 verschoben, so daß der Flip-Flop 32 ein Referenzsignal (d von Fig. 25), der Flip-Flop 33 ein Referenzsignal (e von Fig. 25) und der Flip-Flop 34 ein Referenzsignal (f von Fig. 25) erzeugt.
Der Zeilenansteuerschaltkreis 40 ist mit einem Schieberegister 40A ausgestattet, das mit dem Kontroller 22 verbunden ist, und Logikschaltkreisen 40B1, 40B2, ......, 40Bn, die mit dem Referenzsignalerzeugungsschaltkreis 30 und dem Schieberegister 40A gekoppelt sind. Das Schieberegister 40A empfängt nacheinander den Synchronpuls b, als einen sequentiellen Schiebepuls, von dem Kontroller 22 und führt, synchron mit dem Schiebepuls, jeden der Datenpulse Px von dem Kontroller 22 als einen Datenpuls g (g von Fig. 25) zu irgendeinem der entsprechenden Logikschaltkreise 40B1 bis 40Bn zu, wobei das Verschieben nacheinander von dem Logikschaltkreis 40B1 zu dem Logikschaltkreis 40Bn durchgeführt wird.
Der Logikschaltkreis 40B1, wie in Fig. 23 gezeigt, ist mit einem D-Zwischenspeicher 41c, der mit dem Schieberegister 40A und dem Kontroller 22 verbunden ist, einem Inverter 41a, der mit dem Schieberegister 40A verbunden ist, einem Inverter 41b, der mit dem Zwischenspeicher 41c verbunden ist, und den UND-Gatter 42a, 43a, 44a, 45a, 46a, 47a, 48a, die mit dem Schieberegister 40A, dem Kontroller 22, den Invertern 41a, 41b und so weiter gekoppelt sind, ausgestattet. Der D-Zwischenspeicher 41c gibt mit dem G-Anschluß den Datenpuls g von dem Schieberegister 40A ein und gibt mit dem D-Anschluß den Einzelbildpuls c von dem Kontroller 22 ein und gibt den Einzelbildpuls c, wie er ist, von dem Q-Anschluß aus, wenn der G-Anschlußeingang im Hochpegelzustand ist, und er hält den D-Anschlußeingangssignalpegel zu der Zeit des Abfallens des G-Anschlußeingangssignals als Reaktion auf den G-Anschlußeingang, der in den Tiefpegel eintritt, aufrecht, und gibt es dann von dem Q- Anschluß aus, um einen Gatterpuls c' zu erzeugen. Der Inverter 41a invertiert den Datenpuls g von dem Schieberegister 40A, um einen Inversionsdatenpuls zu erzeugen. Der Inverter 41b invertiert den Gatterpuls c' von dem D-Zwischenspeicher 41c, um einen Inversionsgatterpuls zu erzeugen.
Das UND-Gatter 42a erzeugt, mit einem hohen Pegel, einen Gatterpuls h (h von Fig. 25) unter den Bedingungen, daß sich der Datenpuls g von dem Schieberegister 40A, der Gatterpuls c' von dem D-Zwischenspeicher 41c und das Referenzsignal f alle in den Hochpegelzuständen befinden. Das UND- Gatter 43a erzeugt, mit einem hohen Pegel, einen Gatterpuls f (f von Fig. 25) als Reaktion bzw. Antwort auf den Datenpuls g von dem Schieberegister 40A, den Gatterpuls c' von dem D-Zwischenspeicher 41c und das Referenzsignal e, die sich in den Hochpegelzuständen befinden. Das UND-Gatter 44a erzeugt, mit einem hohen Pegel, einen Gatterpuls i (j von Fig. 25) unter den Bedingungen, daß der Datenpuls g von dem Schieberegister 40A und das Referenzsignal d in den Hochpegelzuständen sind. Das UND-Gatter 45a erzeugt, mit einem hohen Pegel, ein Gattersignal k (k von Fig. 25) als Antwort auf den Datenpuls g von dem Schieberegister 40A, den Inversionsgatterpuls von dem Inverter 41b und das Referenzsignal f, die sich jeweils in den Hochpegelzuständen befinden. Das UND-Gatter 46a erzeugt, mit einem hohen Pegel, einen Gatterpuls 1 (1 von Fig. 25) unter der Bedingung, daß sich der Datenpuls g von dem Schieberegister 40A, der Inversionsgatterpuls von dem Inverter 41b und das Referenzsignal e jeweils in den Hochpegelzuständen sind. Weiterhin erzeugt das UND-Gatter 47a, mit einem hohen Pegel, einen Gatterpuis m (m von Fig. 25) unter der Bedingung, daß sich der Inversionsgatterpuls von dem Inverter 41a und der Gatterpuls c' von dem D-Zwischenspeicher 41c jeweils in den Hochpegelzuständen befinden. Zusätzlich erzeugt das UND-Gatter 48a, mit einem hohen Pegel, einen Gatterpuls n (n von Fig. 25) unter der Bedingung, daß sich der Inversionsgatterpuls von dem Inverter 41a und der Inversionsgatterpuls von dem Inverter 41b jeweils in den Hochpegelzuständen befinden.
Das Transfergatter 44b verschiebt, als Reaktion bzw. Antwort auf den Gatterpuls i von dem UND-Gatter 44a, den Gatterpuls j hoch zu dem Null-Pegel (d. h., geerdeten Pegel), um ihn so als Abtastsignale S1 und S1' mit Null-Pegel (siehe o von Fig. 25 und Fig. 26) durch einen gemeinsamen Ausgangsanschluß 49 der entsprechenden Transfergatter hindurch zu der Zeilenelektrode X1 der Flüssigkristallzelle 10 zu zuführen.
Zusätzlich verschiebt das Transfergatter 43c, als Antwort auf den Gatterpuls 1 von dem UND-Gatter 43a, den Gatterpuls 1 hoch zu dem Pegel von (Vo - V1) auf der Basis einer positiven Konstantspannung (Vo - V1) von dem Spannungsstabilisator 43b, und weiter verschiebt das Transfergatter 42c, als Antwort auf den Gatterpuls h von dem UND- Gatter 42a, den Gatterpuls h hoch zu dem Pegel von (Vo + V1) auf der Grundlage einer positiven Konstantspannung (Vo + V1) von dem Spannungsstabilisator 42b. Folglich werden die Verschiebungsergebnisse der, beiden Transfergatter 43c und 42c mit einander kombiniert, um ein Abtastsignal S2 (siehe o von Fig. 25 und Fig. 26) zu erzeugen, das wiederum durch den gemeinsamen Ausgangsanschluß 49 der entsprechenden Transfergatter hindurch zu der Zeilenelektrode X1 der Flüssigkristallzelle 10 zugeführt wird.
Gleichermaßen, als Antwort auf die Gatterpulse m, l, k, n von den UND-Gattern 47a, 46a, 45a und 48a, erzeugen die entsprechenden Transfergatter 47c, 46c, 45c, 48c Abtastsignale S3, S2' und S3' mit Spannungspegeln (siehe o von Fig. 25 und Fig. 26) gemäß den entsprechenden Spannungsstabilisatoren 47b (Vo), 46b (-(Vo - V1)), 45b (-(Vo + V1)), 48b (-Vo) und führen sie durch den gemeinsamen Ausgangsanschluß 49 der entsprechenden Transfergatter hindurch zu der Zeilenelektrode X1 der Flüssigkristallzelle 10 zu. In diesem Fall, da in dem ersten Einzelbild die beiden Abtastsignale S1 und S2 als ein Auswahlsignal zum Auswählen der Zeilenelektrode X1 fungieren, und das Abtastsignal S3' fungiert als ein Nicht-Auswahlsignal während T/n bis die Zeilenelektrode X1 ausgewählt wird und das Abtastsignal S3 fungiert als ein Nicht-Auswahlsignal während T/n nach der Auswahl (da die Zeilenelektrode X1 zur Startzeit des Einzelbilds ausgewählt wird, fungiert nur das Abtastsignal S3 als das Nicht-Auswahlsignal). Hier repräsentiert T eine Einzelbildanzeigezeit. Weiterhin, in dem zweiten Einzelbild, da die beiden Abtastsignale S1' und S2' als ein Auswahlsignal zum Auswählen der Zeilenelektrode X1 fungieren, und das Abtastsignal S3 fungiert als ein Nicht-Auswahlsignal T/n bis die Zeilenelektrode X1 ausgewählt ist und das Abtastsignal S3' fungiert als ein Nicht-Auswahlsignal T/n nach der Auswahl (ebenso wie das erste Einzelbild, in dem Fall der Zeilenelektrode X1, fungiert nur das Abtastsignal S3' als das Nicht-Auswahlsignal).
Die restlichen Logikschaltkreise 40B2 bis 40Bn besitzen dieselbe Struktur wie der Logikschaltkreis 40B1, und ebenso wie der Logikschaltkreis 40B1 erzeugen sie jeweils Abtastsignale S1, S2, S3, S1', S2' und S3' als Antwort auf den Datenpuls g von dem Schieberegister 40A, den Einzelbildpuls c von dem Kontroller 22 und den Gatterpulsen d, c, f von dem Referenzsignalerzeugungsschaltkreis. Folglich, in Bezug auf die entsprechenden Abtastsignale von dem Logikschaltkreis 40B2, in dem ersten Einzelbild, fungieren die beiden Abtastsignale S1 und S2 als Auswahlsignal und die Abtastsignale S3' und S3 werden als Nicht-Auswahlsignale vor und nach der Auswahl der Zeilenelektrode X2 zu der Zeilenelektrode X2 der Flüssigkristallzelle 10 zugeführt. Gleichermaßen, im Hinblick auf die entsprechenden Abtastsignale vom Logikschaltkreis 40Bn, in dem ersten Einzelbild, fungieren die beiden Abtastsignale S1 und S2 als Auswahlsignal und die Abtastsignale S3' und S3 werden als Nicht-Auswahlsignale vor und nach der Auswahl der Zeilenelektrode Xn zu der Zeilenelektrode Xn der Flüssigkristallzelle 10 zugeführt, und in dem zweiten Einzelbild fungieren die Abtastsignale S1' und S2' als die Auswahlsignale und die Abtastsignale S3 und S3' werden als die Nicht-Auswahlsignale vor und nach der Auswahl der Zeilenelektrode Xn zu der Zeilenelektrode Xn der Flüssigkristallzelle 10 zugeführt.
Der Spaltenansteuerschaltkreis 50 besitzt ein Schieberegister 50A, das mit dem Kontroller 22 gekoppelt ist, einen Zwischenspeicher 50B, der mit dem Kontroller 22 gekoppelt ist, und Logikschaltkreise 50c1, 50c2, ......, 50 cm, die mit dem Referenzsignalerzeugungsschaltkreis 30 und dem Zwischenspeicher 50B verbunden sind. Das Schieberegister 50A gibt nacheinander einen seriellen Datenpuls Py von dem Kontroller 22 als Reaktion bzw. Antwort auf einen Schiebetaktpuls Sk von dem Kontroller 22 ein, um ihn nacheinander in m parallele Datenpulse umzuwandeln, die wiederum zu dem Zwischenspeicher 50B zugeführt werden. Der Zwischenspeicher 50B speichert wiederholt die m Datenpulse von dem Schieberegister 50A als Reaktion bzw. Antwort auf den Synchronpuls b von dem Kontroller 22 zwischen und führt sie als einen Datenpuls p (p von Fig. 25) zu den entsprechenden Logikschaltkreisen 50c1, 50c2, ......, 50 cm zu.
Der Logikschaltkreis 50c1, wie in Fig. 24 gezeigt, ist mit einem EXKLUSIV-ODER-Gatter 51, das mit dem Zwischenspeicher 50B und dem Kontroller 22 verbunden ist, einem Inverter 52, der mit dem EXKLUSIV-ODER-Gatter 51 verbunden ist, einem UND-Gatter 53a, das mit dem Inverter 52 und dem Referenzsignalerzeugungsschaltkreis 30 verbunden ist, einem UND-Gatter 53b, das mit dem EXKLUSIV-ODER-Gatter 51 und dem Referenzsignalerzeugungsschaltkreis 30 gekoppelt ist, und einem ODER-Gatter 53c, das mit den beiden UND-Gattern 43a, 53b gekoppelt ist, ausgestattet. Das EXKLUSIV-ODER-Gatter 51 nimmt das exklusive ODER eines Zwischenspeicherdatenpulses P von dem Zwischenspeicher 50B und einen Einzelbildpuls c von dem Kontroller 22, um einen Gatterpuls g (q von Fig. 25) zu erzeugen. Das UND-Gatter 53a erzeugt, mit einem hohen Pegel, einen Gatterpuls als Antwort auf das Referenzsignal e von dem Referenzsignalerzeugungsschaltkreis 30 während der Inversionsgatterpuls des Gatterpulses g von dem Inverter 52 in dem Hochpegelzustand ist und erzeugt, mit einem niedrigen Pegel, einen Gatterpuls, wenn der Inversionsgatterpuls des Gatterpulses g im Tiefpegelzustand ist. Das UND-Gatter 53b erzeugt, mit einem hohen Pegel, einen Gatterpuls als Antwort auf das Referenzsignal f von dem Referenzsignalerzaugungsschaltkreis 30 während der Gatterpuls g von dem EXKLUSIV-ODER-Gatter 51 in dem Hochpegelzustand ist und erzeugt weiter, mit einem niedrigen Pegel, einen Gatterpuls wenn der Gatterpuls g in dem Tiefpegelzustand ist. Das ODER-Gatter 53c erzeugt, mit einem hohen Pegel, einen Gatterpuls r (r von Fig. 25), wenn wenigsten entweder das UND-Gatter 53a oder 53b in dem Hochpegelzustand ist. Ein WEDER-NOCH-Gatter 54 erzeugt, mit einem hohen Pegel, einen Gatterpuls s (s von Fig. 25) als Antwort auf den Gatterpuls r von dem ODER-Gatter 53c und das Referenzsignal d von dem Referenzsignalerzeugungsschaltkreis 30, die jeweils in den Tiefpegelzuständen sind.
Das Transfergatter 56 verschiebt die beiden Gatterpulse zu dem Null-Pegel (d. h., geerdeten Pegel) als Antwort auf das Referenzsignal d von dem Referenzsignalerzeugungsschaltkreis 30, um die Datensignale D1 und D1' mit Null-Pegeln (siehe t von Fig. 25 und Fig. 26) durch einen gemeinsamen Ausgabeanschluß 58 der entsprechenden Transfergatter 55b und 57b hindurch zu der Spaltenelektrode Y1 der Flüssigkristallzelle 10 zu zuführen.
Weiterhin, wenn das Transfergatter 55b den Gatterpuls s von den WEDER-NOCH-Gatter 54 empfängt und das Transfergatter 57b den Gatterpuls r von dem ODER-Gatter 53c annimmt, verschiebt das Transfergatter 55b den Gatterpuls s hoch zu dem Pegel (V2) einer positiven Konstantspannung von dem Spannungsstabilisator 55a und das Transfergatter 57b verschiebt den Gatterpuls r hoch zu dem Pegel (-V2) einer negativen Konstantspannung von dem Spannungsstabilisator 57a. Folglich werden die Ergebnisse des Verschiebens der beiden Transfergatter 55b und 57b miteinander kombiniert, so daß die Datensignale D2, D3 und D2', D3' (siehe t von Fig. 25 und Fig. 26) durch den gemeinsamen Ausgangsanschluß 58 hindurch zu der Spaltenelektrode Y1 der Flüssigkristallzelle 10 zugeführt werden. In diesem Fall, in dem ersten Einzelbild, fungieren die beiden Datensignale D1, D2 als EIN-Datensignal für die Spaltenelektrode Y1 während T/n und die beiden Datensignale D1, D3 fungieren als AUS-Datensignal während T/n. Zusätzlich, in dem zweiten Einzelbild, fungieren die beiden Datensignale D1', D2' als EIN-Datensignal für die Spaltenelektrode Y1 während T/n und die beiden Datensignale D1', D3' fungieren als AUS-Datensignal während T/n.
Die restlichen Logikschaltkreise 40C2 bis 40Cm besitzen dieselbe Struktur wie der Logikschaltkreis 40C1, und, ebenso wie der Logikschaltkreis 40C1, erzeugen Datensignale D1, D2, D3, D1', D2' und D3' als Antwort auf den entsprechenden Datenpuls P von dem Zwischenspeicher 50B, den Einzelbildpuls c von dem Kontroller 22 und den entsprechenden Gatterpulsen d, e, f von dem Referenzsignalerzeugungsschaltkreis 30. Folglich, im ersten Einzelbild, werden die beiden Datensignale D1, D2 und die beiden D1, D3 von dem Logikschaltkreis 40C2 entsprechend als das EIN-Datensignal und AUS-Datensignal zu der Spaltenelektrode Y2 der Flüssigkristallzelle 10 zugeführt, und im zweiten Einzelbild werden die beiden Datensignale D1', D2' und die beiden D1', D3' entsprechend als das EIN-Datensignal und AUS-Datensignal zu ihrer Spaltenelektrode Y2 zugeführt. In dem ersten Einzelbild werden die beiden Datensignale D1, D2 und die beiden D1, D3 von dem Logikschaltkreis 40C3 entsprechend als das EIN-Datensignal und AUS-Datensignal zu der Spaltenelektrode Y3 der Flüssigkristallzelle 10 zugeführt, und in dem zweiten Einzelbild werden die beiden Datensignale D1', D2' und, die beiden D1', D3' entsprechend als das EIN-Datensignal und AUS-Datensignal zu ihrer Spaltenelektrode Y3 zugeführt. Gleichermaßen, in dem ersten Einzelbild, werden die beiden Datensignale D1, D2 und die beiden D1, D3 von dem Logikschaltkreis 40Cm entsprechend als das EIN-Datensignal und AUS-Datensignal zu der Spaltenelektrode Ym der Flüssigkristallzelle 10 zugeführt, und in dem zweiten Einzelbild werden die beiden Datensignale D1', D2' und die beiden D1', D3' entsprechend als das EIN-Datensignal und AUS-Datensignal zu ihrer Spaltenelektrode Ym zugeführt.
Hier wird im folgenden eine Beschreibung im Hinblick auf Verfahren zum Bestimmen der Konstantspannung (Vo + V1) von dem Spannungsstabilisator 42b, der Konstantspannung (Vo - V1) von dem Spannungsstabilisator 43b, der Konstantspannung -(Vo + V1) von dem Spannungsstabilisator 45b, der Konstantspannung -(Vo - V1) von dem Spannungsstabilisator 46b, der Konstantspannung Vo von dem Spannungsstabilisator 47b, der Konstantspannung -Vo von dem Spannungsstabilisator 48b, der Konstantspannung V2 von dem Spannungsstabilisator 55a von Fig. 24 und der Konstantspannung -V2 von dem Spannungsstabilisator 57a gegeben werden. Hierbei ist eine geeignete Spannung an dem Anzeigebildpunkt (n, m) angelegt, so daß der Anzeigebildpunkt (n, m) von dem Dunkelanzeigezu stand zu dem Lichtanzeigezustand wechselt, die Zeit, daß die transmittierte Lichtmenge des Anzeigebildpunktes (n, m) zu mehr als 90% der gesamten Variation nach dem Anlegen der Spannung variiert wird, wird als eine Ansprechzeitperiode des ferroelektrischen Flüssigkristalls 13 genommen, und weiter wird dieselbe, in dem Fall, daß eine geeignete Spannung an den Anzeigebildpunkt (n, m) zum Wechsel von dem Lichtanzeigezustand zu dem Dunkelanzeigezustand angelegt wird, als eine Ansprechzeitperiode des ferroelektrischen Flüssigkristalls 13 genommen, und eine Zeitperiode über den entsprechenden Ansprechzeitperioden wird als to genommen, welche wiederum als eine eingestellte Signalbreite der Abtastsignale S1, S1' und der Datensignale D1, D1' bestimmt wird. Die Signalbreite der Abtastsignale S2, S2' und der Datensignale D2, D2', D3, D3' wird als 2to genommen. In diesem Fall, in Verbindung mit der Kurve der anliegende- Spannung-zu-Transmissionslichtintensität-Kennlinie, werden die oben erwähnten Spannungspegel so bestimmt, daß sie die folgenden Gleichungen (3) bis (5) erfüllen.
Vo + V1 + V2 > v2 , v2' (5)
Hier bedeutet die Ansprechzeitperiode des ferroelektrischen Flüssigkristalls 13 die Ansprechzeitperiode zu der Zeit des Anlegens der Spannung von ±(Vo + V1 + V2).
In dieser so eingerichteten Ausführungsform erzeugt der Schaltkreis 20 zum zeilensequentiellen Abtasten nacheinander einen Referenzpuls a, einen Synchronpuls b, einen Einzelbildpuls c, einen Schiebetaktpuls Sk, einen Datenpuls Px und einen Datenpuls Py, und der Referenzsignalerzeugungsschaltkreis 30 reagiert nacheinander auf den Referenztaktpuls a und den Synchronpuls b, um nacheinander Referenzsignale d, e und f zu den in Fig. 25 gezeigten Zeitsteuerungen zu erzeugen, wodurch der Zeilenansteuerschaltkreis 40 auf den Synchronpuls b, Einzelbildpuls c und Datenpuls Px von dem Schaltkreis 20 zum zeilensequentiellen Abtasten und die Referenzsignale d, e und f von dem Referenzsignalerzeugungsschaltkreis 30 reagiert, um, in dem ersten Einzelbild, ein Auswahlsignal (Abtastsignale S1, S2) oder ein Nicht-Auswahlsignal (Abtastsignal S3 oder S3'), und, in dem zweiten Einzelbild, ein Auswahlsignal (Abtastsignale S1', S2') oder ein Nicht-Auswahlsignal (Abtastsignal S3' oder S3) zu irgendeiner der entsprechenden Zeilenelektroden X1 bis Xn der Flüssigkristallzelle 10 zuzuführen, wobei das Verschieben von der Zeilenelektrode X1 zu der Zeilenelektrode Xn alle T/n durchgeführt wird. Andererseits reagiert der Spaltenansteuerschaltkreis 50 auf den Synchronpuls b, Einzelbildpuls c, Schiebetaktpuls Sk und Datenpuls Py von dem Schaltkreis 20 zum zeilensequentiellen Abtasten und die Referenzsignale d, e und f von dem Referenzsignalerzeugungsschaltkreis 30, um wiederholt, in dem ersten Einzelbild, ein EIN-Datensignal (Datensignale D1, D2) oder ein AUS-Datensignal (Datensignale D1 oder D3), und, in dem zweiten Einzelbild, eine EIN-Datensignal (Datensignale D1', D2') oder ein AUS-Datensignal (Datensignal D1' oder D3') zu den entsprechenden Zeilenelektroden Y1 bis Ym der Flüssigkristallzelle 10 zuzuführen.
In solch einer Anordnung wird im folgenden eine Beschreibung im Hinblick auf, zum Beispiel, die Anzeigebildpunkte (1, 1) und (1, 2) in Bezug darauf beschrieben werden, wie die Flüssigkristallzelle 10 mittels des Zeilenansteuerschaltkreises 40 und des Spaltenansteuerschaltkreises 50 Matrix-gesteuert wird. Hier wird die Beschreibung unter der Annahme gemacht, daß dieselbe Anzeige für das erste und zweite Einzelbild durchgeführt wird. Zum Beispiel, wenn in dem ersten Einzelbild der Zeilenansteuerschaltkreis 40 das Auswahlsignal (Abtastsignale S1 und S2) zu der Zeilenelektrode X1 zuführt, und wenn der Spaltenansteuerschaltkreis 50 das EIN-Datensignal (Datensignal D1 und D2) zu der Zeilenelektrode Y1 zuführt, fungiert der Anzeigebildpunkt (1, 1) als der Lichtanzeigebildpunkt (siehe Fig. 28). In diesem Fall wird ein Löschsignal E1 (a von Fig. 29) infolge einer Kombination des Abtastsignals S1 und des Datensignals D1 während to zwischen die Zeilenelektrode X1 und die Spaltenelektrode Y1 zugeführt, und weiterhin wird ein Schreibsignal W1 (a von Fig. 29) infolge einer Kombination des Abtastsignals S2 und des Datensignals D2 für 2to zugeführt. Hier ist das Löschsignal E1 0 V, und das Schreibsignal W1 besitzt den Pegel (Vo - V1 - V2) mit der Signalbreite to und den Pegel (V0 + V1 + V2) mit der Signalbreite to.
Folglich wird der Anzeigebildpunkt (1, 1) einmal zum Dunkelanzeigezustand (Anordnungszustand von Fig. 2A) auf der Basis des Pegels (0) und der Signalbreite to des Löschsignals E1, und wird dann zum Lichtanzeigezustand (Anordnungszustand von Fig. 2A) auf der Basis der Signalbreite to und des Pegels (Vo + V1 + V2) des Schreibsignals W1 oberhalb der Sättigungsspannung v2, was den Wechsel zu dem Zustand von Fig. 2B verursacht. Nach T/n wird ein Haltesignal H (a von Fig. 29) mit einem Pegel oberhalb des Schwellwertes v3 beim Wechsel von dem Zustand von Fig. 2B zu dem Zustand von Fig. 2A infolge einer Kombination des Nicht-Auswahlsignals von dem Zeilenansteuerschaltkreis 40 und des EIN-Datensignals (oder AUS-Datensignals) von dem Spaltenansteuerschaltkreis 50 zu dem Bildanzeigepunkt (1, 1) zugeführt, was zu dem Eintritt in den Lichtanzeigezustand führt. Diese seriellen Dinge werden durch die Transmissionslichtintensitätsvariation von (b) von Fig. 29 angezeigt.
Gleichermaßen, in dem zweiten Einzelbild, wenn der Zeilenansteuerschaltkreis 40 das Auswahlsignal (Abtastsignale S1' und S2') zu der Zeilenelektrode X1 und der Spaltenansteuerschaltkreis 50 das EIN-Datensignal (Datensignale D1' und D2') zu der Spaltenelektrode Y1 zuführt, fungiert der Anzeigebildpunkt (1, 1) als der Lichtanzeigebildpunkt (siehe Fig. 28). Gleichermaßen kann in diesem Fall, aus denselben Gründen wie in bezug auf das erste Einzelbild beschrieben, der Lichtanzeigezustand durch Verwendung der Variation bzw. des Wechsels zwischen den Zuständen der Fig. 2A und 2C realisiert werden. D. h., das Löschsignal E1' (siehe (a) von Fig. 29) infolge einer Kombination des Abtastsignals S1' und des Datensignals D1' wird für to und das Schreibsignal W1' (siehe (a) von Fig. 29) infolge einer Kombination des Abtastsignals S2' und des Datensignals D2' wird für 2to zugeführt. Hier ist das Löschsignal E1' 0 V, und das Schreibsignal W1' besitzt den Pegel von -(Vo - V1 - V2) mit einer Signalbreite t2 und den Pegel von -(Vo + V1 + V2) mit einer Signalbreite to.
Folglich rennt der Bildanzeigepunkt (1, 1) einmal in den Dunkelanzeigezustand (Anordnungszustand von Fig. 2A) auf der Basis des Pegels (0 V) und der Signalbreite to des Löschsignals E1' und tritt dann in den Lichtanzeigezustand (Anordnungszustand von Fig. 2C) auf der Basis der Signalbreite to und des Pegels -(Vo + V1 + V2) des Schreibsignals W1' über der Sättigungsspannung v2' ein, was die Variation bzw. den Wechsel zu dem Zustand von Fig. 2C bewirkt. Nach T/n wird das Haltesignal H'(siehe 4(a) von Fig. 29) infolge einer Kombination des Nicht-Auswahlsignals von dem Zeilenansteuerschaltkreis 40 und des EIN-Datensignals (oder AUS- Datensignals) von dem Spaltenansteuerschaltkreis 50 mit einem Pegel über dem Schwellwert v3' zur Variation bzw. zum Wechsel von dem Zustand von Fig. 2C zu dem Zustand von Fig. 2A dem Bildanzeigepunkt (1, 1) zugeführt, welcher wiederum in dem Lichtanzeigezustand gehalten wird. Hier wird das Nicht-Auswahlsignal, das an die entsprechenden Elektroden X angelegt werden soll, nacheinander bei jedem Anlegen des Auswahlsignals von S3 zu S3' geändert bzw. gewechselt. Diese seriellen Zustände werden durch die Transmissionslichtintensitätsvariation in (b) von Fig. 29 angezeigt.
Weiter wird im folgenden eine Beschreibung im Hinblick auf die Realisierung des Dunkelanzeigezustands beschrieben werden. In dem ersten Einzelbild, wenn der Zeilenansteuerschaltkreis 40 das Auswahlsignal (Abtastsignale S1 und S2) zu der Zeilenelektrode X1 und der Spaltenansteuerschaltkreis 50 das AUS-Datensignal (Datensignale D1 und D3) zu der Spaltenelektrode Y2 zuführt, fungiert der Anzeigebildpunkt (1, 2) als der Dunkelanzeigebildpunkt (siehe den schraffierten Bereich in Fig. 28).
In diesem Fall wird das Löschsignal E2 ((c) von Fig. 29) infolge einer Kombination des Abtastsignals S1 und des Datensignals D1 für to zwischen die Zeilenelektrode X1 und die Spaltenelektrode Y2 zugeführt, und das Schreibsignal W2 infolge einer Kombination des Abtastsignals S2 und des Datensignals D3 wird für 2to dazwischen zugeführt. Hier ist das Löschsignal E2 0 V und das Schreibsignal W2 besitzt den Pegel von (Vo - V1 + V2) mit der Signalbreite to und dem Pegel von Vo + V1 - V2) mit der Signalbreite to.
Folglich rennt der Anzeigebildpunkt (1, 2) in den Dunkelanzeigezustand (Anordnung von Fig. 2A) auf der Basis des Pegels (0 V) und der Signalbreite to des Löschsignals E2 und wird dann im Zustand von Fig. 2A gehalten, da die Pegel (Vo - V1 + V2) und (Vo + V1 - V2) des Schreibsignals W2 mit der Signalbreite to unterhalb der Sättigungsspannung v1 für die Variation bzw. den Wechsel von dem Zustand von Fig. 2A zu dem Zustand von Fig. 2B liegen, und als eine Folge kann der Dunkelanzeigezustand realisiert werden. Nach T/n wird, ebenso wie in der obigen Beschreibung, das Haltesignal H angelegt und der Dunkelanzeigezustand wird gehalten, da diese Spannungspegel niedriger als v2 sind.
Gleichermaßen, in dem zweiten Einzelbild, als Reaktion bzw. Antwort auf den Zeilenansteuerschaltkreis 40, der das Auswahlsignal (Abtastsignale S1' und S2') zu der Zeilenelektrode X1 zuführt, und den Spaltenansteuerschaltkreis 50, der das AUS-Datensignal (Datensignale D1' und D3') zu der Spaltenelektrode Y2 zuführt, fungiert der Anzeigebildpunkt (1, 2) als der Dunkelanzeigebildpunkt (siehe den schraffierten Bereich in Fig. 28). In diesem Fall, ebenso wie dem Fall, der in Bezug auf das erste Einzelbild beschrieben wurde, kann der Dunkelanzeigezustand realisiert werden. Das heißt, das Löschsignal E2' ((c) von Fig. 29) infolge einer Kombination des Abtastsignals S1' und des Datensignals D1' wird für to zugeführt, und das Schreibsignal W2 ((C) von Fig. 29) infolge einer Kombination des Abtastsignals S2' und des Datensignals D3' wird für 2to zugeführt. Hier ist das Löschsignal E2' 0V, und das Schreibsignal W2' besitzt die Pegel von -(Vo - V1 + V2) und - (Vo + V1 - V2) mit der Signalbreite to.
Folglich rennt der Anzeigebildpunkt (1, 2) in den Dunkelanzeigezustand (Anordnungszustand von Fig. 2A) auf der Basis der Signalbreite to und des Pegels (0 V) des Löschsignals E2' und wird dann in dem Dunkelanzeigezustand gehalten, da die Pegel des Schreibsignals W2' jeweils unterhalb der Sättigungsspannung v2' für die Variation bzw. den Wechsel von dem Zustand von Fig. 2A zu dem Zustand von Fig. 2C liegen. Nach T/n wird das Haltesignal H' infolge einer Kombination des Nicht-Auswahlsignals von dem Zeilenansteuerschaltkreis 40 und des EIN-Datensignals (oder AUS-Datensignals) von dem Spaltenansteuerschaltkreis 50 zu den An zeigepunkt (1, 2) zugeführt, und da sie unterhalb der Sättigungsspannung v2' für den Wechsel von dem Zustand von Fig. 2A zu dem Zustand von Fig. 2C sind, wird der Dunkelanzeigezustand aufrechterhalten. Hier wird das Nicht-Auswahlsignal, das an die entsprechenden Elektroden X angelegt werden soll, bei jeder Beaufschlagung bzw. jedem Anlegen des Auswahlsignals nacheinander von S3 zu S3' geändert bzw. gewechselt. Diese seriellen Zustände werden durch die Transmissionslichtintensitätsvariation von (d) von Fig. 29 angezeigt.
Zusätzlich werden die anderen Anzeigebildpunkte auf ähnliche Weise angesteuert, und als ein Ergebnis wird die Flüssigkristallzelle 10 Matrix-gesteuert. Fig. 27 zeigt die Zeitsteuerung der Signale, die an die Zeilenelektroden und die Spaltenelektroden angelegt werden sollen.
Obwohl in dieser Ausführungsform die Polarität der Spannung bei jedem Einzelbild umgekehrt wird, ist es ebenfalls geeignet, daß die Umkehrung frei bei jeder Vielzahl von Einzelbildern unter der Bedingung bewirkt bzw. durchgeführt wird, daß kein wesentlicher Gleichstrom in der Flüssigkristallzelle zurückbleibt. Weiterhin ist diese Erfindung nicht auf die Vorrichtung vom Transmissionstyp beschränkt, die dafür ausgelegt ist, die Anzeige mittels Beleuchtung von ihrer Rückseite durchzuführen, sondern kann auch auf die Vorrichtung vom Reflektionstyp angewendet werden, die dafür ausgelegt ist, Licht von ihrer Vorderseite zu reflektieren.
Als ein Flüssigkristallmaterial für die vorliegende Erfindung wird das Material (TFNPOBC) verwendet, das durch Nummer 11 von Tabelle 6A angezeigt und gemäß der vorliegenden Strukturformel ausgedrückt wird. [4-(1-Trifluormethylnonyloxycarbonylphenyl)-4'-octylbiphenyl-4-carboxylat]
Die Transmissionsfaktorkennlinie und die Polarisationsstromkennlinie in dem Fall, daß eine Dreieckswellenspannung (±30 V, 10 Hz) an dieses Material angelegt wird, sind in Fig. 30 veranschaulicht, und ebenso wie das vorerwähnte Flüssigkristallmaterial zeigt es drei Zustände.
Zusätzlich, als ein weiteres Flüssigkristallmaterial für die vorliegende Erfindung, wird das Material (MHPOBC) verwendet, das durch Nummer 27 von Tabelle 6C angezeigt und gemäß der folgenden Strukturformel ausgedrückt wird. [4-(1-Methylheptyloxycarbonylphenyl)-4'-octylbiphenyl-4- carboxylat]
Die Transmissionsfaktorkennlinie und die Polarisationsinversionsstromkennlinie in dem Fall, daß die Dreieckswellenspannung auf ähnliche Weise an dieses Material angelegt wird, sind in Fig. 31 veranschaulicht, und ebenso wie das vorerwähnte Flüssigkristallmaterial zeigt es drei Zustände.
In Bezug auf die oben erwähnten drei Flüssigkristallmaterialien sind die Werte der spontanen Polarisation Ps, in welchen die drei Zustände der Transmission erscheinen, in Fig. 32 gezeigt. Die drei Flüssigkristalle zeigen jeweils die drei Zustände in dem Fall von mehr als 50 (nC/cm²). Hier wurde die spontane Polarisation mittels des Dreieckswellenverfahrens gemessen, das allgemein bekannt ist.
Als ein weiteres Flüssigkristallmaterial, das anders als die oben erwähnten drei Materialien ist, wird das Material (TFHBFB) verwendet, das durch Nummer 26 von Tabelle 6C angezeigt und gemäß der folgenden Strukturformel ausgedrückt wird. [4-(1-Trifluormethylheptyloxycarbonyl)-4'-biphenyl-2-fluor- 4-octylbenzoat]
Wenn die spontane Polarisation in der ferroelektrischen smektischen Phase dieser Verbindung mittels des allgemeinen Dreieckswellenverfahrens gemessen wird, kann eine Kennlinie erhalten werden, wie sie in Fig. 33 gezeigt ist. Weiterhin sind die vorerwähnten drei Zustände über den gesamten Bereich der ferroelektrischen smektischen Phase hinweg erschienen. D. h., die Größe der spontanen Polarisation liegt in dem Bereich von ungefähr 4 (nC/cm²) bis ungefähr 8 (nC/cm²). Fig. 34 veranschaulicht die Transmissionsfaktorkennlinie (b) und die Polarisationsstromkennlinie (c), wenn eine Dreiecksspannung (a) bei 55ºC angelegt wird, und man kann sehen, daß dort die vorerwähnten drei Zustände angezeigt werden.
Zusätzlich, zum Einführen des ferroelektrischen smektischen Temperaturbereichs in die Raumtemperatur und um ihn zu vergrößern, kann, wenn von den oben erwähnten vier Arten von Verbindungen die drei Arten, d. h., TFHPOBC, MHBOBC, TFHBFB im folgenden Verhältnis gemischt werden:
TFHPOBC........ 20%
MHPOBC...... 46%
TFDBFB........ 34%
und wenn der Phasenübergang mittels Analyse mittels der Kalorimetrie mit Differentialabtastung (DSK) und unter Verwendung eines Polarisationsmikroskops gemessen wird, das folgende Ergebnis erhalten werden:
Wenn diese Mischung in einer Flüssigkristallzelle versiegelt eingeschlossen und daran eine Dreiecksspannung angelegt wird, um so die Transmissionsfaktorkennlinie und die Polarisationsstromkennlinie zu messen, können die oben erwähnten drei Zustände in dem gesamten Bereich des ferroelektrischen smektischen Temperaturbereichs beobachtet werden.
Als weitere Flüssigkristallmaterialien, die in der Vorrichtung dieser Erfindung zu verwenden sind, gibt es die Materialien, die in den Tabellen 6A bis 6C angezeigt sind. Jedoch sind die zu verwendenden Materialien nicht darauf beschränkt. Die Herstellungsverfahren für die Flüssigkristalle sind in der provisorischen japanischen Patentveröffentlichung Nr. 60-149547 und 60-149548, beispielsweise, offenbart.
Weiterhin, als eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, ist es vorteilhaft, daß ein ferroelektrisches Flüssigkristallmaterial und das geschmolzene Material einer zweifarbigen färbenden Substanz (Farbstoff) zwischen den zwei Elektrodensubstraten 1 und 2, die angeordnet sind, um parallel zueinander zu sein, versiegelt eingeschlossen werden. Weiter wird als die zweifarbige färbende Substanz S-334 (azoschwarze zweifarbige färbende Substanz, hergestellt von Mitsuitoatsu Co., Ltd.) verwendet, und der vorerwähnte ferroelektrische Flüssigkristall wird aufgeheizt zu einer isotropen flüssigen Phase und 2 Gew.-% der färbenden Dichroismussubstanz werden hinzugefügt und geschmolzen. Danach wird es zwischen die Elektrodensubstrate unter Verwendung des Kapillarsaugphänomens injiziert, und dann wird die gesamte Flüssigkristallzelle allmählich um 0,1 bis 1,0 ºC/min bis zu der chiralen Phase smektisch C gekühlt. Als ein Ergebnis von solch einem Kühlen ist das ferroelektrische Flüssigkristallmolekül 20, das die chirale Phase smektisch C ist, wie in Fig. 35A gezeigt orientiert, wegen der Ordnung des Flüssigkristalls und einer großen Polarisation des Flüssigkristallmoleküls selbst. Hier ist eine Polarisationsplatte 5 nur an der Außenseite des Elektrodensubstrates 2 angeordnet. Zusätzlich ist ein Polarisator (P) dieser Polarisationsplatte so angeordnet, daß er einen Winkel von 0 (180º) mit der Richtung der langen Achse des Flüssigkristallmoleküls bei Feldfreiheit bildet. Die transparenten Elektroden 1a und 2a sind, mit einer externen Stromquelle 3 gekoppelt, die einen Ansteuerschaltkreis enthält, und der Flüssigkristall wird mit der oben erwähnten Spannungswellenform beaufschlagt.
Die Arbeitsweise einer Vorrichtung mit der oben erwähnten Anordnung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Fig. 35A, 35B und 35C beschrieben werden. Hier sind die linken Seiten Veranschaulichungen von Ebenen der Vorrichtung und die rechten Seiten sind Veranschaulichungen von Seiten der Vorrichtung. Die Flüssigkristallmoleküle 20 zwischen den Substraten sind, bei Feldfreiheit, entlang der Normallinie der smektischen Schicht 10 angeordnet und zeigen den Orientierungszustand, der in Fig. 35A veranschaulicht ist. Zu diesen Zeitpunkt ist die spontane Polarisation des Flüssigkristallmoleküls in der oberen Hälfte dieser Vorrichtung (Zelle) in der linken Richtung (oder der rechten Richtung) und in der unteren Hälfte dieser Vorrichtung in der rechten Richtung (oder der linken Richtung) gerichtet. D. h., gemäß einer Beschreibung auf dem Kegel, auf dem sich die ferroelektrischen Flüssigkristallmoleküle bewegen (die rechte Illustration von Fig. 35A), ist das Molekül in der oberen Hälfte der Zelle über (oder unter) des Kegels und in der unteren Hälfte der Zelle unter (oder über) dem Kegel positioniert, so daß das Produkt der spontanen Polarisationen in den Richtungen der Dicke der Zelle zu Null wird. Zu diesem Zeitpunkt verteilt sich die zweifarbige färbende Substanz 21 in den Flüssigkristallmolekülen 20 und wird in den Richtungen der langen Achsen der Flüssigkristallmoleküle 20 gerichtet. Als Reaktion bzw. als Antwort auf das Anlegen eines elektrischen Feldes, das für die Rotation des Flüssigkristallmoleküls von der Vorderseite des Blatt Papiers zu seiner Rückseite genügt, fällt die Richtung 30 der spontanen Polarisation des Flüssigkristallmoleküls mit der Richtung 40 des elektrischen Feldes zusammen. Nachfolgend wird das Flüssigkristallmolekül re-orientiert, wie in Fig. 35B gezeigt. Zu diesem Zeitpunkt besitzt das Flüssigkristallmolekül einen Kippwinkel θ in Bezug auf die Normallinie der Schicht. Zum Beispiel beträgt der Kippwinkel des Materials, das hergestellt wird, indem man die geschmolzene zweifarbige färbende Substanz dem durch die oben erwähnte Formel (I) ausgedrückten ferroelektrischen Flüssigkristallmaterial hinzufügt, 10º bis 31º, unter der Bedingung, daß die Temperatur im Bereich von 70ºC bis 110ºC liegt. Gleichermaßen bewegt sich in diesem Fall die zweifarbige färbende Substanz 21 gemäß der Bewegung des Flüssigkristallmoleküls 20. Nachfolgend, als Reaktion auf das Anlegen eines elektrischen Feldes hinreichend für die Rotation des Flüssigkristallmoleküls von der Rückseite des Blatt Papiers zu seiner Vorderseite, wird die spontane Polarisation in der Richtung des elektrischen Feldes gerichtet. Nachfolgend wird das Flüssigkristallmolekül re-orientiert, wie in Fig. 35C gezeigt. Zu diesem Zeitpunkt macht das Flüssigkristallmolekül einen Kippwinkel von -θ in Bezug auf die Richtung der Normallinie der Schicht. Gleichermaßen, in diesem Fall, bewegt sich die zweifarbige färbende Substanz 21 gemäß der Bewegung des Flüssigkristallmoleküls 20. Folglich kann die optische Achse des Flüssigkristalls gemäß der Größe und Polarität des angelegten elektrischen Feldes variiert werden, um so die drei Zustände einzunehmen.
Eine elektrooptische Vorrichtung wird hergestellt, indem man die Polarisationsplatte 5 in Verbindung mit solch drei Zuständen des Flüssigkristalls bereitstellt. Zum Beispiel, wie in Fig. 35A gezeigt, ist der Polarisator (P) der Polarisationsplatte so angeordnet, daß er einen Winkel von 0º in Bezug auf die Richtungen der langen Achse des Flüssigkristalls bildet. In diesem Fall wird das durch den Polarisator (P) hindurchgehende linear polarisierte Licht, dessen Polarisationsrichtung mit der absorbierenden Achse der zweifarbigen färbenden Substanz zusammenfällt, absorbiert, was dazu führt, daß in den Dunkel-Zustand eingetreten wird. Weiterhin, in dem Fall von Fig. 35B, in dem ein elektrisches Feld von der Vorderseite des Blatt Papiers zu seiner Rückseite angelegt wird, und in dem Fall von Fig. 35C, in dem ein elektrisches Feld von der Rückseite des Blatt Papiers zu seiner Vorderseite angelegt wird, wird das durch den Polarisator (P) hindurchgegangene linear polarisierte Licht transmittiert, da seine Polarisationsrichtung nicht mit der absorbierenden Achse der zweifarbigen färbenden Substanz zusammenfällt, wodurch der Licht-Zustand bewirkt wird. Hier ist es ebenfalls geeignet, daß die Polarisationsplatte 5 an der Außenseite des Elektrodensubstrats 1 angeordnet wird.
Zusätzlich ist diese Ausführungsform im wesentlichen ähnlich zu der ersterwähnten Ausführungsform im Hinblick auf die optische Antwort bzw. das optische Ansprechen, die Lichttransmission, Temperaturabhängigkeit der Ansprechgeschwindigkeit, Orientierungskennlinie bzw. Orientierungseingenschaften des Flüssigkristallmoleküls u. s. w.
Hier, obwohl in dieser Ausführungsform der Polarisator (P) der Polarisationsplatte so angeordnet ist, daß er einen Winkel von 0º (180º) mit der Richtung der langen Achse der Moleküle (Richtung der langen Achse der färbenden Dichromismusubstanz) bei Feldfreiheit bildet, ist es ebenfalls geeignet, einen Winkel von 45º oder 90º, beispielsweise, zu bilden. In dem Fall von 90º, beim Anlegen des elektrischen Feldes, wird der Dunkel-Zustand in einer Richtung des elektrischen Feldes und der Licht-Zustand in dessen anderer Richtung genommen, und bei Feldfreiheit erscheint der Zwischenzustand, wodurch eine 2-Schritt-Melodie-Anzeige ermöglicht wird.
Weiterhin ist die zweifarbige färbende Substanz nicht auf die zweifarbige färbende Azo-Substanz beschränkt, sondern es ist ebenfalls möglich, die zweifarbige färbende Anthrachinon-Substanz mit exzellenter Lichtbeständigkeit zu verwenden.
Ein Orientierungsverfahren für den oben erwähnten ferroelektrischen Flüssigkristall wird im folgenden beschrieben werden. Damit das oben erwähnte ferroelektrische smek tische Flüssigkristallelement eine vorbestimmte elektrooptische Ansteuerkennlinie zeigt, ist es erforderlich, daß der ferroelektrische smektische Flüssigkristall, der zwischen einem Paar von Elektrodensubstraten angeordnet ist, den molekularen Orientierungszustand besitzt, in welchem das Flüssigkristallmolekül so angeordnet ist, daß es im wesentlichen parallel zu den Substraten ist, und in dem die smektische Schicht so ausgebildet ist, daß sie im wesentlichen senkrecht zu den Substraten ist. Solch ein Orientierungszustand, mittels Verwendung des Reibeverfahrens für dünne Polymerschichten, des Verfahrens der schrägen Ablagerung von anorganischem Material, wie zum Beispiel SiO oder dergleichen, kann erhalten werden, wenn er zu der isotropen flüssigen Phase aufgeheizt und langsam abgekühlt wird. Jedoch, um die molekulare Orientierung unter Verwendung solcher Verfahren zu erhalten, ist es erforderlich, von der isotropen flüssigen Phase mit einer Geschwindigkeit von 0,1ºC bis 1,0ºC pro Minute gekühlt zu werden, und der Prozess des langsamen Kühlens, der eine lange Zeit benötigt, ist für die Industrie nicht vorteilhaft, da er hohe Kosten verursacht.
Dementsprechend wird im folgenden ein industriell nützliches Verfahren zum Erreichen molekularer Orientierung, das keinen langsamen Abkühlungsprozess erfordert, beschrieben werde. Das Elektrodensubstrat 1, wie in Fig. 1 gezeigt, besitzt eine Elektrode 1a, die entlang der inneren Oberfläche einer transparenten Basis 1c aus transparentem Glas oder Kunstharz ausgebildet ist und die aus einer leitfähigen dünnen Schicht aus Indiumoxid (ITO) oder Zinnoxid besteht. Eine ähnliche Anordnung ist für das andere Elektrodensubstrat 2 gemacht. Polarisationsplatten 4 und 5 sind an den Außenseiten der Elekrodensubstrate 1 und 2 angeordnet, um sie dazwischen einzuschließen. Auf den inneren Oberflächen der transparenten Elektroden 1a, 2a, die leitfähige dünne Schichten sind, sind dünne Polymer-Orientierungsschichten 1b, 2b angeordnet, für die der Orientie rungsprozess durchgeführt wird, so daß das Flüssigkristallmolekül so angeordnet ist, daß es parallel zu den Substraten ist. Zusätzlich ist es möglich, allgemein andere Verfahren zu verwenden, wie zum Beispiel schräge Ablagerungen von anorganischem Material, d. h. Siliziumoxid oder anderes, und einen Prozeß mittels einem oberflächenaktiven Agens, um den smektischen Flüssigkristall zu orientieren.
Die Elektrodensubstrate 1 und 2 werden miteinander kombiniert, so daß die Flüssigkristallmoleküle in einer Richtung angeordnet sind. Danach wird der oben erwähnte ferroelektrische Flüssigkristall aufgeheizt, um sich zu der isotropen Flüssigkeit zu ändern, und wird zwischen die Elektrodensubstrate 1 und 2 injiziert, mittels des Kapillarphänomens oder Vakuumersetzung, und wird dann zu der oben erwähnten S*(3)-Phase auf natürliche Weise gekühlt (schnell abgekühlt) mit einer Geschwindigkeit von 5ºC/min. Zu diesem Zeitpunkt kann, obwohl in der Makroansicht die Orientierung der Flüssigkristallmoleküle gemäß der Richtung ist, daß der Orientierungsprozeß durchgeführt worden ist, durch Messung des Löschzustandes unter dem Kreuz-Nicol und der Transmissionslichtintensität beim Anlegen von Spannung unter Verwendung einer Fotozelle das in Fig. 36 gezeigte Ergebnis erhalten werden.
Verglichen mit einer Zelle mit einem exzellenten Orientierungszustand, der durch das Abstandshalterkantenverfahren oder andere bewirkt wird, ist der Orientierungszustand schlecht, der Grad des Löschens ist niedrig, da Licht hindurchgeht, und der Kontrast beim Schalten bzw. Wechseln vom ersten stabilen Zustand zu dem zweiten oder dritten stabilen Zustand bei Anlegen einer externen Spannung ist niedrig. Um diese Probleme zu beseitigen, haben wir festgestellt, daß der elektrokline Effekt bei der smektischen Phase A höher in der Temperatur ist als bei der ferroelektrischen smektischen Phase. Dieser elektrokline Effekt ist in Liquid Crystal Vol. 2, 825 (1987), von Ch. Bahr und G. Heppke offenbart, und die Richtung der smektischen Schicht, die in der ferroelektrischen smektischen Phase gestört ist, kann durch Verwendung des Effekts gleichmäßig gemacht werden. D. h., die Flüssigkristallmoleküle werden mit einem in der smektischen Phase A angelegten elektrischen Wechselstromfeld geordnet angeordnet, so daß die Richtung der smektischen Phase angeordnet bzw. eingerichtet wird.
Wir heizen die oben erwähnte Flüssigkristallzelle auf zur smektischen Phase A und legen eine Dreieckswellenspannung von ±30 V und 0,1 Hz für 10 Minuten an. Als ein Ergebnis wird die Variation bzw. die Änderung, bei der die Richtung der gestörten smektischen Schicht allmählich in einer Richtung angeordnet wird, unter einem Mikroskop beobachtet. Fig. 37 zeigt den Zustand, daß dies quantitativ gemessen ist, und die optischen Transmissionsfaktoren vor und nach dem Anlegen der Spannung sind voneinander um viele Male verschieden, wodurch der Orientierungszustand des Flüssigkristalls extrem verbessert wird.
Weiterhin, obwohl in dem oben erwähnten Beispiel das elektrische Wechselstromfeld nach dem Aufheizen zu der smektischen Phase A angelegt wird, ist es ebenfalls geeignet, das elektrische Wechselstromfeld während des Heizens anzulegen, was dazu führt, daß man denselben Effekt erhält.
Es sollte klar sein, daß das vorstehende nur die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung betrifft, und daß es beabsichtigt ist, alle Änderungen und Modifikationen der Ausführungsformen der Erfindung hier abzudecken, die zum Zwecke der Offenbarung verwendet wurden, und die keine Abweichungen von der Idee und dem Anwendungsbereich der Erfindung darstellen. Tabelle 1 Chemische Struktur der als Ausrichtungsmaterialien verwendeten Polyimidharze Tabelle 2 Chemische Struktur der als Austichtungsmaterialien verwendeten Polyimidharze Tabelle 3 Tabelle 4 Tabelle 5 Chemische Struktur der als Ausrichtungsmaterialien verwendeten Polyimidharze Tabelle 6A Tabelle 6B Tabelle 6C

Claims

1. Eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung vom Matrixtyp mit:

einer Flüssigkristallzelle mit ersten und zweiten Elektrodensubstraten, die angeordnet sind, um parallel zueinander zu sein, wobei die ersten und zweiten Elektrodensubstrate n Streifenzeilenelektroden bzw. m Streifenspaltenelektroden aufweisen, die einander zugewandt sind, um sich in rechten Winkeln zueinander zu treffen, wobei ein ferroelektrischer Flüssigkristall zwischen den ersten und zweiten Elektrodensubstraten angeordnet ist, um so n mal m Anzeigebildpunkte zu bilden; und

einer Abtastansteuereinrichtung, die dafür ausgelegt ist, ein Abtastsignal zu den n Streifenzeilenelektroden und ein Datensignal zu den m Streifenspaltenelektroden zum Abtasten, alle (1/n) der Bildebenenanzeigezeitperiode, der entsprechenden Zeilenelektroden zuzuführen, um ein erstes Kombinationssignal zuzuführen, um so zu bewirken, daß der eine Anzeigebildpunkt in einen EIN-Zustand eintritt, und um des weiteren ein zweites Kombinationssignal zuzuführen, um so zu bewirken, daß die restlichen Anzeigebildpunkte in einen AUS-Zustand eintreten;

wobei der ferroelektrische Flüssigkristall drei stabile Zustände gemäß einer anliegenden Spannung zeigt und eine Lichttransmission mit einer Hysterese hinreichend für eine dynamische Ansteuerung gemäß einer Zunahme oder Abnahme in der anliegenden Spannung in einem vorbestimmten Spannungsbereich besitzt, und wobei die Abtastansteuereinrichtung das erste Kombinationssignal als ein Signal erzeugt, das als eine wechselstromartige Variation von einer Spannung unterhalb einer Referenz spannung in einem vorbestimmten Spannungsbereich einer Polarität zu einer Spannung oberhalb der Referenzspannung fortschreitet, und das zweite Kombinationssignal als ein Signal erzeugt, das die Referenzspannung in dem vorbestimmten Spannungsbereich einer Polarität nicht übersteigt, und ein Gleichstrom-Kombinationssignal zwischen den n Streifenzeilenelektroden und den m Streifenspaltenelektroden nach der Zuführung des ersten oder zweiten Kombinationssignals daran zuführt, wobei der ferroelektrische Flüssigkristall eine der folgenden Strukturformeln besitzt:

2. Eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung vom Matrixtyp mit:

einer Ansteuersteuereinrichtung, die eingerichtet ist, um ein zeilensequentielles Abtastsystem durchzuführen, das nacheinander ein Abtastsignal zu den n Streifenzeilenelektroden zuführt und gleichzeitig ein Licht- oder Dunkel-Datensignal parallel zu den m Streifenspaltenelektroden zuführt;

wobei der ferroelektrische Flüssigkristall von einem ersten stabilen Zustand zu einem zweiten stabilen Zustand oder von dem zweiten stabilen Zustand zu dem ersten stabilen Zustand gemäß einer Zunahme oder Abnahme in einer anliegenden Spannung in einem vorbestimmten Spannungsbereich einer Polarität wechselt und eine transmittierte-Lichtmenge-zu-Spannung-Eigenschaft mit einer Hysterese zeigt, die die transmittierte Lichtmenge des ferroelektrischen Flüssigkristalls gemäß der Zunahme oder Abnahme in der anliegenden Spannung erhöht oder erniedrigt, und des weiteren von dem ersten stabilen Zustand zu einem dritten stabilen Zustand oder dem dritten stabilen Zustand zu dem ersten stabilen Zustand gemäß einer Zunahme oder Abnahme der anliegenden Spannung in einem Spannungsbereich umgekehrter Polarität wechselt und eine transmittierte-Lichtmenge-zu-Spannung-Eigenschaft mit einer Hysterese zeigt, die die transmittierte Lichtmenge in Übereinstimmung damit erhöht oder erniedrigt, und wobei die Ansteuersteuereinrichtung, für eine erste Periode in dem zeilensequenti ellen Abtasten, ein Kombinationssignal aus dem Abtastsignal und dem Licht-Datensignal erzeugt, um so eine Wellenform zu besitzen, die den O-Pegel und einen Pegel mehr als jenen einer Sättigungsspannung für den Wechsel von dem ersten stabilen Zustand zu dem zweiten stabilen Zustand enthält, und ein Kombinationssignal aus dem Abtastsignal und dem Dunkel-Datensignal erzeugt, um so eine Wellenform zu besitzen, die den O-Pegel und einen Pegel weniger als jenen einer Sättigungsspannung für den Wechsel von dem ersten stabilen Zustand zu dem zweiten stabilen Zustand enthält, und, nach der Zuführung der beiden Kombinationsignale, ein Signal mit einer Wellenform zuführt, die einen Pegel niedriger als jenen einer Schwellwertspannung für den Wechsel von dem ersten stabilen Zustand zu dem zweiten stabilen Zustand und höher als jenen einer Schwellwertspannung für den Wechsel von dem zweiten stabilen Zustand zu dem ersten stabilen Zustand enthält, und des weiteren für eine zweite Periode ein Kombinationssignal aus dem Abtastsignal und dem Licht-Datensignal erzeugt, um so eine Wellenform zu besitzen, die den O-Pegel und einen Pegel mehr als jenen einer Sättigungsspannung für den Wechsel von dem ersten stabilen Zustand zu dem dritten stabilen Zustand enthält, und ein Kombinationssignal aus dem Abtastsignal und dem Dunkel-Datensignal erzeugt, um so eine Mellenform zu besitzen, die den O-Pegel und einen Pegel weniger als jenen einer Sättigungsspannung für den Wechsel von dem ersten stabilen Zustand zu dem dritten stabilen Zustand enthält, und, nach der Zuführung der Kombinationssignale, ein Signal mit einer Wellenform zuführt, die einen Pegel niedriger als jenen einer Schwellwertspannung für den Wechsel von dem ersten stabilen Zustand zu dem dritten stabilen Zustand und höher als jenen einer Schwellwertspannung für den Wechsel von dem dritten stabilen Zustand zu dem ersten stabilen Zustand enthält, wobei der ferroelektrische Flüssigkristall eine der folgenden Strukturformeln besitzt: