JP2542851B2 - 光学変調素子 - Google Patents
光学変調素子Info
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、表示パネルのための光学変調素子に関し、
更に詳しくは双安定性を有する液晶物質として強誘電性
液晶を用いた表示パネルであって、特に階調表示に適し
た液晶光学素子に関する。
更に詳しくは双安定性を有する液晶物質として強誘電性
液晶を用いた表示パネルであって、特に階調表示に適し
た液晶光学素子に関する。
［開示の概要］ 本明細書及び図面は、表示パネルのための光学変調素
子において、第１の電極群または第２の電極群の少なく
とも一方の電極群の複数のストライプ状導電膜をｎ本毎
に抵抗体で電気的に接続し、且つｎ本毎に少なくとも１
ラインの基準電位点を設けることにより、広い面積に亘
って高密度画素をもつ表示パネルの作成を簡易なものと
し、また階調表示に適した光学変調素子とする技術を開
示するものである。
子において、第１の電極群または第２の電極群の少なく
とも一方の電極群の複数のストライプ状導電膜をｎ本毎
に抵抗体で電気的に接続し、且つｎ本毎に少なくとも１
ラインの基準電位点を設けることにより、広い面積に亘
って高密度画素をもつ表示パネルの作成を簡易なものと
し、また階調表示に適した光学変調素子とする技術を開
示するものである。
［従来の技術］ 従来のアクティブマトリクス駆動方式を用いた液晶テ
レビジョンパネルでは、薄膜トランジスタ（TFT）を画
素毎にマトリクス配置し、TFTにゲートオンパルスを印
加してソースとドレイン間を導通状態とし、このとき映
像画像信号がソースから印加され、キャパシタに蓄積さ
れ、この蓄積された画像信号に対応して液晶（例えばツ
イステッド・ネマチック;TN液晶）が駆動し、同時に映
像信号の電圧を変調することによって階調表示が行なわ
れている。
レビジョンパネルでは、薄膜トランジスタ（TFT）を画
素毎にマトリクス配置し、TFTにゲートオンパルスを印
加してソースとドレイン間を導通状態とし、このとき映
像画像信号がソースから印加され、キャパシタに蓄積さ
れ、この蓄積された画像信号に対応して液晶（例えばツ
イステッド・ネマチック;TN液晶）が駆動し、同時に映
像信号の電圧を変調することによって階調表示が行なわ
れている。
［発明が解決しようとする問題点］ しかし、この様なTN液晶を用いたアクティブマトリク
ス駆動方式のテレビジョンパネルでは、使用するTFTが
複雑な構造を有しているため、構造工程数が多く、高い
製造コストがネックとなっているうえに、TFTを構成し
ている薄膜半導体（例えば、ポリシリコン、アモルファ
スシリコン）を広い面積に亘って被膜形成することが難
しいなどの問題点がある。
ス駆動方式のテレビジョンパネルでは、使用するTFTが
複雑な構造を有しているため、構造工程数が多く、高い
製造コストがネックとなっているうえに、TFTを構成し
ている薄膜半導体（例えば、ポリシリコン、アモルファ
スシリコン）を広い面積に亘って被膜形成することが難
しいなどの問題点がある。
一方、低い製造コストで製造できるものとしてTN液晶
を用いたパッシブマトリクス駆動方式の表示パネルが知
られているが、この表示パネルでは走査線（Ｎ）が増大
するに従って、１画面（１フレーム）を走査する間に１
つの選択点に有効な電界が印加されている時間（デュー
ティー比）が1/Nの割合で減少し、このためクロストー
クが発生し、しかも高コントラストの画像とならないな
どの欠点を有している上、デューティー比が低くなると
各画素の階調を電圧変調により制御することが難しくな
るなど、高密度配線数の表示パネル、特に液晶テレビジ
ョンパネルには適していない。
を用いたパッシブマトリクス駆動方式の表示パネルが知
られているが、この表示パネルでは走査線（Ｎ）が増大
するに従って、１画面（１フレーム）を走査する間に１
つの選択点に有効な電界が印加されている時間（デュー
ティー比）が1/Nの割合で減少し、このためクロストー
クが発生し、しかも高コントラストの画像とならないな
どの欠点を有している上、デューティー比が低くなると
各画素の階調を電圧変調により制御することが難しくな
るなど、高密度配線数の表示パネル、特に液晶テレビジ
ョンパネルには適していない。
本発明は、前記従来の問題点を解決するためになされ
たもので、広い面積に亘って高密度画素をもつ表示パネ
ルを簡易に作成可能とし、また、階調表示に適した光学
変調素子を提供することを目的とするものである。
たもので、広い面積に亘って高密度画素をもつ表示パネ
ルを簡易に作成可能とし、また、階調表示に適した光学
変調素子を提供することを目的とするものである。
［問題点を解決するための手段］ 本発明は第１基板と第２基板との間に光学変調素子を
挟持した光学変調素子であって、第１基板と第２基板の
うち少なくとも一方は、基板上に配置した複数のストラ
イプ状導電膜をｎ本毎に抵抗体で電気的に接続させて配
線すると共に、電極群のｎ本毎に少なくとも１ラインの
基準電位点を設けたことを特徴とする光学変調素子であ
る。
挟持した光学変調素子であって、第１基板と第２基板の
うち少なくとも一方は、基板上に配置した複数のストラ
イプ状導電膜をｎ本毎に抵抗体で電気的に接続させて配
線すると共に、電極群のｎ本毎に少なくとも１ラインの
基準電位点を設けたことを特徴とする光学変調素子であ
る。
［作 用］ ｎ本毎にまとめられた電極は、各々抵抗体を介して接
続されているため、各電極に加えられる電圧は抵抗体の
電位降下により１ライン毎に異なった値となる。すなわ
ち、ｎ本の電極によってｎ種類の電位がつくられること
になる。したがって、階調に応じた波高値のパルス信号
あるいは階調に応じたパルス巾またはパルス数の信号を
印加し、強誘電性液晶の反転閾値電圧を越えた領域と越
えない領域を形成することによって、面積変化により階
調性が表現される。
続されているため、各電極に加えられる電圧は抵抗体の
電位降下により１ライン毎に異なった値となる。すなわ
ち、ｎ本の電極によってｎ種類の電位がつくられること
になる。したがって、階調に応じた波高値のパルス信号
あるいは階調に応じたパルス巾またはパルス数の信号を
印加し、強誘電性液晶の反転閾値電圧を越えた領域と越
えない領域を形成することによって、面積変化により階
調性が表現される。
［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面と共に説明する。本発明
で用いられる光学変調物質としては、加えられる電界に
応じて第１の光学的安定状態（例えば明状態を形成する
ものとする）と第２の光学的安定状態（例えば暗状態を
形成するものとする）を有する、すなわち電界に対する
少なくとも２つの安定状態を有する物質、特にこのよう
な性質を有する液晶が最適である。
で用いられる光学変調物質としては、加えられる電界に
応じて第１の光学的安定状態（例えば明状態を形成する
ものとする）と第２の光学的安定状態（例えば暗状態を
形成するものとする）を有する、すなわち電界に対する
少なくとも２つの安定状態を有する物質、特にこのよう
な性質を有する液晶が最適である。
本発明で用いることができる双安定性を有する液晶と
しては、強誘電性を有するカイラルスメクティック液晶
が最も好ましく、そのうちカイラルスメクティックＣ相
（SmC＊）、Ｈ相（SmH＊）、Ｉ相（SmI＊）、Ｆ相（SmF
＊）やＧ相（SmG＊）の液晶が適している。
しては、強誘電性を有するカイラルスメクティック液晶
が最も好ましく、そのうちカイラルスメクティックＣ相
（SmC＊）、Ｈ相（SmH＊）、Ｉ相（SmI＊）、Ｆ相（SmF
＊）やＧ相（SmG＊）の液晶が適している。
この強誘電性液晶については、“ル・ジュールナル・
ド・フィジーク・ルテール”（“LE JOURNAL DE PHYSIQ
UE LETTERS"）1975年、36（Ｌ−69）号、「フェロエレ
クトリック・リキッド・クリスタルス」（「Ferroelect
ricliquid Crystals」）；“アプライド・フィジックス
・レターズ”（“Applied Physics Letters"）1980年、
36（11）号、「サブミクロ・セカンド・バイステイブル
・エレクトロオプチック・スイッチング・イン・リキッ
ド・クリスタルス」（「Submicro Second Bistable Ele
ctrooptic Switching in Liquid Crystals」）；“固体
物理"1981年、16（141）号、「液晶」等に記載されてお
り、本発明では、これらに開示された強誘電性液晶を用
いることができる。
ド・フィジーク・ルテール”（“LE JOURNAL DE PHYSIQ
UE LETTERS"）1975年、36（Ｌ−69）号、「フェロエレ
クトリック・リキッド・クリスタルス」（「Ferroelect
ricliquid Crystals」）；“アプライド・フィジックス
・レターズ”（“Applied Physics Letters"）1980年、
36（11）号、「サブミクロ・セカンド・バイステイブル
・エレクトロオプチック・スイッチング・イン・リキッ
ド・クリスタルス」（「Submicro Second Bistable Ele
ctrooptic Switching in Liquid Crystals」）；“固体
物理"1981年、16（141）号、「液晶」等に記載されてお
り、本発明では、これらに開示された強誘電性液晶を用
いることができる。
より具体的には、本発明に用いられる強誘電性液晶化
合物の例としては、デシロキシベンジリデン−Ｐ′−ア
ミノ−２−メチルブチルシンナメート（DOBAMBC）、ヘ
キシルオキシベンジリデン−Ｐ′−アミノ−２−クロロ
プロピルシンナメート（HOBACPC）および４−ｏ−（２
−メチル）−ブチルレゾルシリデン−４′−オクチルア
ニリン（MBRA8）等が挙げられる。
合物の例としては、デシロキシベンジリデン−Ｐ′−ア
ミノ−２−メチルブチルシンナメート（DOBAMBC）、ヘ
キシルオキシベンジリデン−Ｐ′−アミノ−２−クロロ
プロピルシンナメート（HOBACPC）および４−ｏ−（２
−メチル）−ブチルレゾルシリデン−４′−オクチルア
ニリン（MBRA8）等が挙げられる。
これらの材料を用いて、素子を構成する場合、液晶化
合物が、SmC＊、SmH＊、SmI＊、SmF＊、SmG＊となるよ
うな温度状態に保持する為、必要に応じて素子をヒータ
ーが埋め込まれた銅ブロック等により支持することがで
きる。
合物が、SmC＊、SmH＊、SmI＊、SmF＊、SmG＊となるよ
うな温度状態に保持する為、必要に応じて素子をヒータ
ーが埋め込まれた銅ブロック等により支持することがで
きる。
第７図は、強誘電性液晶セルの例を模式的に描いたも
のである。71と71′は、In2O3,SnO2やITO（インジウム
−ティン−オキサイド）等の透明電極がコートされた基
板（ガラス板）であり、その間に液晶分子層72がガラス
面に垂直になるよう配向したSmC＊相の液晶が封入され
ている。太線で示した線73が液晶分子を表わしており、
この液晶分子73は、その分子に直交した方向に双極子モ
ーメント（Ｐ⊥）74を有している。基板71と71′上の電
極間に一定の閾値以上の電圧を印加すると、液晶分子73
のらせん構造がほどけ、双極子モーメント（Ｐ⊥）74は
すべて電界方向に向くよう液晶分子73の配向方向を変え
ることができる。液晶分子73は細長い形状を有してお
り、その長軸方向と短軸方向で屈折率異方性を示し、従
って例えばガラス面の上下に互いにクロスニコルの位置
関係に配置した偏光子を置けば、電圧印加極性によって
光学特性が変わる液晶光学変調素子となることは容易に
理解される。さらに液晶セルの厚さを充分に薄くした場
合（例えば１μ）には、第８図に示すように電界を印加
していない状態でも液晶分子のらせん構造はほどけ（非
らん構造）、その双極子モーメントＰ又はＰ⊥は上向き
（74a）又は下向き（74b）のどちらかの配向状態をと
る。このようなセルに第８図に示す如く一定の閾値以上
の極性の異なる電界Ｅ又はＥ′を付与すると、双極子モ
ーメント電界Ｅ又はＥ′の電界ベクトルに対応して上向
き74a又は下向き74bと向きを変え、それに応じて液晶分
子は第１の安定状態75（明状態）か或は第２の安定状態
75′（暗状態）の何れか一方に配向する。
のである。71と71′は、In2O3,SnO2やITO（インジウム
−ティン−オキサイド）等の透明電極がコートされた基
板（ガラス板）であり、その間に液晶分子層72がガラス
面に垂直になるよう配向したSmC＊相の液晶が封入され
ている。太線で示した線73が液晶分子を表わしており、
この液晶分子73は、その分子に直交した方向に双極子モ
ーメント（Ｐ⊥）74を有している。基板71と71′上の電
極間に一定の閾値以上の電圧を印加すると、液晶分子73
のらせん構造がほどけ、双極子モーメント（Ｐ⊥）74は
すべて電界方向に向くよう液晶分子73の配向方向を変え
ることができる。液晶分子73は細長い形状を有してお
り、その長軸方向と短軸方向で屈折率異方性を示し、従
って例えばガラス面の上下に互いにクロスニコルの位置
関係に配置した偏光子を置けば、電圧印加極性によって
光学特性が変わる液晶光学変調素子となることは容易に
理解される。さらに液晶セルの厚さを充分に薄くした場
合（例えば１μ）には、第８図に示すように電界を印加
していない状態でも液晶分子のらせん構造はほどけ（非
らん構造）、その双極子モーメントＰ又はＰ⊥は上向き
（74a）又は下向き（74b）のどちらかの配向状態をと
る。このようなセルに第８図に示す如く一定の閾値以上
の極性の異なる電界Ｅ又はＥ′を付与すると、双極子モ
ーメント電界Ｅ又はＥ′の電界ベクトルに対応して上向
き74a又は下向き74bと向きを変え、それに応じて液晶分
子は第１の安定状態75（明状態）か或は第２の安定状態
75′（暗状態）の何れか一方に配向する。
この様な強誘電性液晶を光学変調素子として用いるこ
との利点を２つあげる。第１に応答速度が極めて速いこ
と、第２に液晶分子の配向が双安定性を有することであ
る。
との利点を２つあげる。第１に応答速度が極めて速いこ
と、第２に液晶分子の配向が双安定性を有することであ
る。
第２の点を例えば第８図によって説明すると、電界Ｅ
を印加すると液晶分子は第１の安定状態75に配向する
が、この状態は電界を切ってもこの第１の安定状態75が
維持され、又、逆向きの電界Ｅ′を印加すると、液晶分
子は第２の安定状態75′に配向してその分子の向きを変
えるが、やはり電界を切ってもこの状態に保ち、それぞ
れの安定状態でメモリー機能を有している。このような
応答速度の速さと、双安定性が有効に実現されるには、
セルとしては出来るだけ薄い方が好ましく、一般的には
0.5μ〜20μ、特に１μ〜５μが適している。この種の
強誘電性液晶を用いたマトリクス電極構造を有する液晶
−電気光学装置は、例えばクラークとラガバルにより、
米国特許第4,367,924号明細書で提案されている。
を印加すると液晶分子は第１の安定状態75に配向する
が、この状態は電界を切ってもこの第１の安定状態75が
維持され、又、逆向きの電界Ｅ′を印加すると、液晶分
子は第２の安定状態75′に配向してその分子の向きを変
えるが、やはり電界を切ってもこの状態に保ち、それぞ
れの安定状態でメモリー機能を有している。このような
応答速度の速さと、双安定性が有効に実現されるには、
セルとしては出来るだけ薄い方が好ましく、一般的には
0.5μ〜20μ、特に１μ〜５μが適している。この種の
強誘電性液晶を用いたマトリクス電極構造を有する液晶
−電気光学装置は、例えばクラークとラガバルにより、
米国特許第4,367,924号明細書で提案されている。
次に、上記強誘電性液晶を用いた液晶光学素子の詳細
を第１図と共に説明する。
を第１図と共に説明する。
第１図は液晶光学素子の一方の基板を示す斜視図であ
る。図中11は走査電極側の基板である。12−1,12−2,12
−3,……12−Ｘは低抵抗の金属フィルムからなる走査電
極ラインであり、基板11上に等間隔に平行に配置されて
いる。13−1,13−2,……13−（X/n）は前記走査電極ラ
インと同様の金属フィルムよりなる抵抗体であって、走
査電極ラインのｎ本毎に接続されており、それぞれの電
極ライン間でRa1,Ra2,……Ranの抵抗値を有している。
る。図中11は走査電極側の基板である。12−1,12−2,12
−3,……12−Ｘは低抵抗の金属フィルムからなる走査電
極ラインであり、基板11上に等間隔に平行に配置されて
いる。13−1,13−2,……13−（X/n）は前記走査電極ラ
インと同様の金属フィルムよりなる抵抗体であって、走
査電極ラインのｎ本毎に接続されており、それぞれの電
極ライン間でRa1,Ra2,……Ranの抵抗値を有している。
上記基板11と対向する位置には、他方の情報電極側の
基板が配置されており（図示せず）、前記走査電極ライ
ンと同様に構成された情報電極ライン14−1,14−2,……
14−Ｙ及び抵抗体15−1,15−2,……15−（Y/m）が形成
され、ｍ本毎に接続された情報電極ライン間にRb1,Rb2,
……Rbmの抵抗値を有している。
基板が配置されており（図示せず）、前記走査電極ライ
ンと同様に構成された情報電極ライン14−1,14−2,……
14−Ｙ及び抵抗体15−1,15−2,……15−（Y/m）が形成
され、ｍ本毎に接続された情報電極ライン間にRb1,Rb2,
……Rbmの抵抗値を有している。
また、抵抗体13−１〜13−（X/n）及び15−１〜15−
（Y/m）による電極ライン間の接続は、上下基板の交差
していない領域で行なわれており、上下基板間には前述
した強誘電性液晶が挟持されている。
（Y/m）による電極ライン間の接続は、上下基板の交差
していない領域で行なわれており、上下基板間には前述
した強誘電性液晶が挟持されている。
第２図は電極ライン及び抵抗体の配置を表わした模式
図である。図中、第１図と同一符号は同等部分を表わし
ている。前述した電極構成によれば、走査電極ライン12
−１〜12−Ｘをｎ本毎に接続している抵抗体13−１〜13
−（X/n）の電位降下により、ｎ種類の電位を有する電
極ラインが形成され、同様に情報電極ライン14−１〜14
−Ｙでｍ種類の電位を有する電送電極が形成されること
になる。
図である。図中、第１図と同一符号は同等部分を表わし
ている。前述した電極構成によれば、走査電極ライン12
−１〜12−Ｘをｎ本毎に接続している抵抗体13−１〜13
−（X/n）の電位降下により、ｎ種類の電位を有する電
極ラインが形成され、同様に情報電極ライン14−１〜14
−Ｙでｍ種類の電位を有する電送電極が形成されること
になる。
例えば第２図において、走査電極ライン12−１に走査
電圧Vaを印加すると、ａ−１点においてはVa、ａ−２点
においてはVa（１−Ra1/（Ra1＋Ra2＋……＋Ran））、
ａ−３点においてはVa（１−（Ra1＋Ra2）／（Ra1＋Ra2
＋……＋Ran））、ａ−ｎ点においてはVa（１−（Ra1＋
Ra2＋……＋Ra(n-1)）／（Ra1＋Ra2＋……＋Ran））、
となり、ｎ種類の電位を生じる。
電圧Vaを印加すると、ａ−１点においてはVa、ａ−２点
においてはVa（１−Ra1/（Ra1＋Ra2＋……＋Ran））、
ａ−３点においてはVa（１−（Ra1＋Ra2）／（Ra1＋Ra2
＋……＋Ran））、ａ−ｎ点においてはVa（１−（Ra1＋
Ra2＋……＋Ra(n-1)）／（Ra1＋Ra2＋……＋Ran））、
となり、ｎ種類の電位を生じる。
同様に、情報電極ライン14−１に情報電圧Vbを印加す
ると、ｂ−１点においてはVb、ｂ−２点においてはV
b（１−Rb1/（Rb1＋Rb2＋……＋Rbm））、ｂ−３点にお
いてはVb（１−（Rb1＋Rb2）／（Rb1＋Rb2＋……＋
Rbm））、ｂ−ｍ点においてはVb（１−（Rb1＋Rb2＋…
…＋Rb(m-1)）／（Rb1＋Rb2＋……＋Rbm））、となり、
ｍ種類の電位の生じる。従って一画素中の液晶光学素子
にはｍ×ｎ種類の電位が印加される（第１図の画素Ａの
場合は９種類）。この時、強誘電性液晶の反転閾値電圧
Vthを越える電圧が印加される領域と印加されない領域
が生じ、明状態と暗状態を生じる。この明状態及び暗状
態は、画素毎に階調情報に応じた値であるVa、あるいは
Vbを印加することによって、ｍ×ｎの領域を一画素とす
る面積階調として階調表現することができる。この際、
Va及びVbは階調情報に応じてその電圧値を変調するか、
または、階調情報に応じてそのパルス幅を変調すること
によっても階調性を制御することができる。
ると、ｂ−１点においてはVb、ｂ−２点においてはV
b（１−Rb1/（Rb1＋Rb2＋……＋Rbm））、ｂ−３点にお
いてはVb（１−（Rb1＋Rb2）／（Rb1＋Rb2＋……＋
Rbm））、ｂ−ｍ点においてはVb（１−（Rb1＋Rb2＋…
…＋Rb(m-1)）／（Rb1＋Rb2＋……＋Rbm））、となり、
ｍ種類の電位の生じる。従って一画素中の液晶光学素子
にはｍ×ｎ種類の電位が印加される（第１図の画素Ａの
場合は９種類）。この時、強誘電性液晶の反転閾値電圧
Vthを越える電圧が印加される領域と印加されない領域
が生じ、明状態と暗状態を生じる。この明状態及び暗状
態は、画素毎に階調情報に応じた値であるVa、あるいは
Vbを印加することによって、ｍ×ｎの領域を一画素とす
る面積階調として階調表現することができる。この際、
Va及びVbは階調情報に応じてその電圧値を変調するか、
または、階調情報に応じてそのパルス幅を変調すること
によっても階調性を制御することができる。
なお、上記駆動に際しては、前述の階調信号を印加す
るに先立って、画素を明状態か暗状態の何れか一方の状
態にする消去ステップを設けておき、その状態を反転さ
せる反転電圧が階調に応じて制御されて、強誘電性液晶
に印加される様にしておくことが必要である。
るに先立って、画素を明状態か暗状態の何れか一方の状
態にする消去ステップを設けておき、その状態を反転さ
せる反転電圧が階調に応じて制御されて、強誘電性液晶
に印加される様にしておくことが必要である。
次に、上記液晶光学素子の構成を具体例を挙げて説明
する。
する。
第１図において、ガラス板よりなる基板11上にスパッ
タリング法により約1000Åの厚さの透明電極であるITO
（Indium−Tin−Oxide）膜をストライプ状に10μｍ間隔
で形成し、走査電極ライン12−１〜12−Ｘとした。この
電極のシート抵抗は20Ω／□であった。
タリング法により約1000Åの厚さの透明電極であるITO
（Indium−Tin−Oxide）膜をストライプ状に10μｍ間隔
で形成し、走査電極ライン12−１〜12−Ｘとした。この
電極のシート抵抗は20Ω／□であった。
走査電極ライン形成と同時に抵抗体13−１〜13−（X/
n）を基板11上にスパッタリング法により形成した。本
実施例では、この抵抗体を走査電極ライン３本ずつ（ｎ
＝３）の接続とし、それぞれの抵抗値をRa1＝500Ω,Ra2
＝500Ω,Ra3＝500Ω（Ra1:Ra2:Ra3＝1:1:1）とした。ま
た、Ra3の終端を基準電位点（GND）とした。
n）を基板11上にスパッタリング法により形成した。本
実施例では、この抵抗体を走査電極ライン３本ずつ（ｎ
＝３）の接続とし、それぞれの抵抗値をRa1＝500Ω,Ra2
＝500Ω,Ra3＝500Ω（Ra1:Ra2:Ra3＝1:1:1）とした。ま
た、Ra3の終端を基準電位点（GND）とした。
一方、情報電極側の基板の情報電極ライン14−１〜14
−ｍは走査電極ライン12−１〜12−ｎと同様の構成と
し、抵抗体15−１〜15−（Y/m）は情報電極ライン３本
ずつ（ｍ＝３）の接続とし、それぞれの抵抗値をRb1＝5
00Ω,Rb2＝500Ω,Rb3＝500Ω（Rb1:Rb2:Rb3＝1:1:1）と
した。また、Rb3の終端を基準電位点（GND）とした。
−ｍは走査電極ライン12−１〜12−ｎと同様の構成と
し、抵抗体15−１〜15−（Y/m）は情報電極ライン３本
ずつ（ｍ＝３）の接続とし、それぞれの抵抗値をRb1＝5
00Ω,Rb2＝500Ω,Rb3＝500Ω（Rb1:Rb2:Rb3＝1:1:1）と
した。また、Rb3の終端を基準電位点（GND）とした。
このように作成された二枚の基板のそれぞれの表面に
液晶配向膜として約500Åのポリビニルアルコール層を
形成し（図示せず）、ラビング処理を施した。次に、二
枚の基板の抵抗体13−１〜13−（X/n）及び15−１〜15
−（Y/m）が、上下基板の交差しない位置に配置される
よう基板を対向させ、間隙が約１μとなるように調節し
た。次に、この基板間に強誘電性液晶（ｐ−η−オクチ
ルオキシ安息香酸−ｐ′−（２−メチルブチルオキシ）
フェニルエステルとｐ−η−ノニルオキシ安息香酸−
ｐ′−（２−メチルブチルオキシ）フェニルエステルを
主成分として液晶組成物）を注入し周囲を封止して液晶
セルを得た。本実施例において、走査電極ラインと情報
電極ラインが交差する部分の寸法は、90μ×90μであっ
て、９つの交差部によって形成される画素Ａの寸法は約
300μ×300μであった。
液晶配向膜として約500Åのポリビニルアルコール層を
形成し（図示せず）、ラビング処理を施した。次に、二
枚の基板の抵抗体13−１〜13−（X/n）及び15−１〜15
−（Y/m）が、上下基板の交差しない位置に配置される
よう基板を対向させ、間隙が約１μとなるように調節し
た。次に、この基板間に強誘電性液晶（ｐ−η−オクチ
ルオキシ安息香酸−ｐ′−（２−メチルブチルオキシ）
フェニルエステルとｐ−η−ノニルオキシ安息香酸−
ｐ′−（２−メチルブチルオキシ）フェニルエステルを
主成分として液晶組成物）を注入し周囲を封止して液晶
セルを得た。本実施例において、走査電極ラインと情報
電極ラインが交差する部分の寸法は、90μ×90μであっ
て、９つの交差部によって形成される画素Ａの寸法は約
300μ×300μであった。
次に、このようにして形成した液晶セルの両側に、偏
光板（図示せず）をクロスニコルにして配設し、光学特
性を観測した。
光板（図示せず）をクロスニコルにして配設し、光学特
性を観測した。
第３図は、上記液晶セルの断面図であって、電気信号
の印加方法を模式的に示したものであり、第４図及び第
５図はその時に与える電気信号である。第４図は、第３
図の駆動回路16で発生するシグナル（ａ）の波形を、第
５図（ａ）〜（ｅ）は第３図の駆動回路17で発生するシ
グナル（ｂ）の波形を表わしている。
の印加方法を模式的に示したものであり、第４図及び第
５図はその時に与える電気信号である。第４図は、第３
図の駆動回路16で発生するシグナル（ａ）の波形を、第
５図（ａ）〜（ｅ）は第３図の駆動回路17で発生するシ
グナル（ｂ）の波形を表わしている。
さて、表示を行なう前にシグナル（ａ）として、−12
Vの200μsecパルスを、またシグナル（ｂ）として、8V
の200μsecパルスをあらかじめ同期して与える（これを
消去パルスと呼ぶ）消去ステップを設ける。すると、液
晶は第１の安定状態にスイッチングされ、画素Ａ全体が
明状態となる（本実施例ではこのようにクロス偏光板を
配置した）。
Vの200μsecパルスを、またシグナル（ｂ）として、8V
の200μsecパルスをあらかじめ同期して与える（これを
消去パルスと呼ぶ）消去ステップを設ける。すると、液
晶は第１の安定状態にスイッチングされ、画素Ａ全体が
明状態となる（本実施例ではこのようにクロス偏光板を
配置した）。
この状態により第５図（ａ）〜（ｅ）に示される様な
種々のパルスをシグナル（ｂ）として、第３図の情報電
極ライン14−1,14−4,……,14−（ｘ−２）に駆動回路1
7からのパルスと同期させて印加した時の画素Ａの光学
的状態（階調性）を第６図に示す。この際、駆動回路17
からのパルスは第４図のパルスを用いる。
種々のパルスをシグナル（ｂ）として、第３図の情報電
極ライン14−1,14−4,……,14−（ｘ−２）に駆動回路1
7からのパルスと同期させて印加した時の画素Ａの光学
的状態（階調性）を第６図に示す。この際、駆動回路17
からのパルスは第４図のパルスを用いる。
また、抵抗体13−１〜13−（X/n）のRa3の終端及び抵
抗体15−１〜15−（Y/m）のRb3の終端は、基準電位点
（ここでは0V）に接続されている。
抗体15−１〜15−（Y/m）のRb3の終端は、基準電位点
（ここでは0V）に接続されている。
情報電極ライン14−１にパルス印加電圧−1V（第５図
（ａ））を加えた場合では明状態61からの変化は全く生
じない（第６図（ａ）参照）。次に、パルス印加電圧−
3V（第５図（ｂ））では、情報電極ライン14−１近傍の
液晶がその閾値電圧（ここでは10.5V）を越える電界の
ために暗状態62へスイッチングする（第６図（ｂ）参
照）。さらに印加電圧を−6V（第６図（ｃ））、−9V
（第６図（ｄ））と大きくした場合には液晶の反転の閾
値を越える領域が増すため、暗状態62の領域は広くなり
（第６図（ｃ），（ｄ）参照）、印加電圧−24V（第５
図（ｅ））で画素Ａ全体が暗状態にスイッチングされる
（第６図（ｄ）参照）。
（ａ））を加えた場合では明状態61からの変化は全く生
じない（第６図（ａ）参照）。次に、パルス印加電圧−
3V（第５図（ｂ））では、情報電極ライン14−１近傍の
液晶がその閾値電圧（ここでは10.5V）を越える電界の
ために暗状態62へスイッチングする（第６図（ｂ）参
照）。さらに印加電圧を−6V（第６図（ｃ））、−9V
（第６図（ｄ））と大きくした場合には液晶の反転の閾
値を越える領域が増すため、暗状態62の領域は広くなり
（第６図（ｃ），（ｄ）参照）、印加電圧−24V（第５
図（ｅ））で画素Ａ全体が暗状態にスイッチングされる
（第６図（ｄ）参照）。
このように、反転領域に対応して印加電圧の電圧値を
設定することにより、階調性のある画像を形成すること
ができる。
設定することにより、階調性のある画像を形成すること
ができる。
上記実施例において、書き込みに先立って画素の全部
あるいは画素の所定部を一時に明状態か暗状態のうちの
何れか一方の状態とするか、または書き込みライン毎に
書き込みに先立ってライン上の画素の全部あるいは所定
部を明状態か暗状態のうちの何れか一方の状態とした後
に、走査電極ライン12−1,12−4,12−7,……,12−（Ｘ
−２）の順に第４図に示すパルスを走査信号として順次
印加する。この際、走査選択信号は、強誘電性液晶の反
転閾値電圧と等しいか、これにより若干小さめの電圧の
パルスとすることが好ましい。
あるいは画素の所定部を一時に明状態か暗状態のうちの
何れか一方の状態とするか、または書き込みライン毎に
書き込みに先立ってライン上の画素の全部あるいは所定
部を明状態か暗状態のうちの何れか一方の状態とした後
に、走査電極ライン12−1,12−4,12−7,……,12−（Ｘ
−２）の順に第４図に示すパルスを走査信号として順次
印加する。この際、走査選択信号は、強誘電性液晶の反
転閾値電圧と等しいか、これにより若干小さめの電圧の
パルスとすることが好ましい。
一方、情報電極ライン14−1,14−4,14−7,……,14−
（Ｙ−２）の順に走査電極ライン12−1,……,12−（Ｘ
−２）に印加した走査選択信号と同期させて第５図
（ａ）〜（ｅ）に示す様な階調情報に応じた電圧信号を
印加することによって走査線上の画素を階調に応じて書
き込みを行なうことができる。従って、上述の書き込み
操作を線順次書き込みとすることによって階調性をもつ
一画面を形成することができる。
（Ｙ−２）の順に走査電極ライン12−1,……,12−（Ｘ
−２）に印加した走査選択信号と同期させて第５図
（ａ）〜（ｅ）に示す様な階調情報に応じた電圧信号を
印加することによって走査線上の画素を階調に応じて書
き込みを行なうことができる。従って、上述の書き込み
操作を線順次書き込みとすることによって階調性をもつ
一画面を形成することができる。
以上、本発明の実施例において、最も好ましい例とし
て、強誘電性液晶、特に少なくとも２つの安定状態をも
つ強誘電性液晶について説明したが、本発明は、この
他、ツイステッドネマチック液晶、ゲストホスト液晶さ
らに液晶以外の素子にも適用しうる。
て、強誘電性液晶、特に少なくとも２つの安定状態をも
つ強誘電性液晶について説明したが、本発明は、この
他、ツイステッドネマチック液晶、ゲストホスト液晶さ
らに液晶以外の素子にも適用しうる。
また、１画素の範囲としてｎ＝3,m＝３の例で説明し
たが、ｍ及びｎの組み合わせは特に制限されるものでは
ない。さらには、電極間を接続する抵抗体は、スパッタ
リング法による形成の他に印刷法など多種の方法があ
り、それらの方法による他材料による抵抗体においても
適用しうる。
たが、ｍ及びｎの組み合わせは特に制限されるものでは
ない。さらには、電極間を接続する抵抗体は、スパッタ
リング法による形成の他に印刷法など多種の方法があ
り、それらの方法による他材料による抵抗体においても
適用しうる。
［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、基板構造を単
純なものとすることができるため、広い面積に亘って高
密度画素をもつ表示パネルを簡易に作成することができ
る。また、各画素の階調を電圧変調により容易に制御す
ることができるため、階調表示に適した光学変調素子を
提供することができる。さらには、製造プロセスが簡易
化されるため、従来よりも大幅に低コスト化を図ること
ができる。
純なものとすることができるため、広い面積に亘って高
密度画素をもつ表示パネルを簡易に作成することができ
る。また、各画素の階調を電圧変調により容易に制御す
ることができるため、階調表示に適した光学変調素子を
提供することができる。さらには、製造プロセスが簡易
化されるため、従来よりも大幅に低コスト化を図ること
ができる。
第１図は液晶光学素子の一方の基板を示す斜視図、第２
図は電極ライン及び抵抗体の配置を表わした模式図、第
３図は液晶セルの断面図、第４図はシグナル（ａ）の波
形図、第５図はシグナル（ｂ）の波形図、第６図は画素
Ａの階調性を示す図、第７図及び第８図は強誘電性液晶
セルの模式図である。 11:基板、 12−１〜12−X:走査電極ライン、 14−１〜14−Y:情報電極ライン、 13−１〜13−（X/n）,15−１〜15−（Y/m）：抵抗体、 16,17:駆動回路。
図は電極ライン及び抵抗体の配置を表わした模式図、第
３図は液晶セルの断面図、第４図はシグナル（ａ）の波
形図、第５図はシグナル（ｂ）の波形図、第６図は画素
Ａの階調性を示す図、第７図及び第８図は強誘電性液晶
セルの模式図である。 11:基板、 12−１〜12−X:走査電極ライン、 14−１〜14−Y:情報電極ライン、 13−１〜13−（X/n）,15−１〜15−（Y/m）：抵抗体、 16,17:駆動回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 由美子 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 江成 正彦 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】第１の電極群と第２の電極群を設けた一対
の基板間に、光学変調物質を挟持してなるマトリクス構
造の光学変調素子において、第１の電極群または第２の
電極群の少なくとも一方の電極群の複数のストライプ状
導電膜をｎ本毎に抵抗体で電気的に接続し、且つｎ本毎
に少なくとも１ラインの基準電位点を設けたことを特徴
とする光学変調素子。 - 【請求項２】前記光学変調物質が強誘電性液晶であるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の光学変調
素子。 - 【請求項３】前記光学変調物質がカイラルスメクチック
液晶であることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
載の光学変調素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62151463A JP2542851B2 (ja) | 1987-06-19 | 1987-06-19 | 光学変調素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62151463A JP2542851B2 (ja) | 1987-06-19 | 1987-06-19 | 光学変調素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63316024A JPS63316024A (ja) | 1988-12-23 |
| JP2542851B2 true JP2542851B2 (ja) | 1996-10-09 |
Family
ID=15519084
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62151463A Expired - Fee Related JP2542851B2 (ja) | 1987-06-19 | 1987-06-19 | 光学変調素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2542851B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2630027B2 (ja) * | 1990-06-21 | 1997-07-16 | 松下電器産業株式会社 | 液晶パネル及びその製造法 |
| JPH0455824A (ja) * | 1990-06-25 | 1992-02-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 液晶素子及びその製造法 |
| US5225919A (en) * | 1990-06-21 | 1993-07-06 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Optical modulation element including subelectrodes |
| US20110148837A1 (en) * | 2009-12-18 | 2011-06-23 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | Charge control techniques for selectively activating an array of devices |
| GB2508845A (en) * | 2012-12-12 | 2014-06-18 | Sharp Kk | Analogue multi-pixel drive |
-
1987
- 1987-06-19 JP JP62151463A patent/JP2542851B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63316024A (ja) | 1988-12-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |