JPH02239283A - 電気光学変調素子の駆動方法およびプリンタ - Google Patents

電気光学変調素子の駆動方法およびプリンタ

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JPH02239283A JP1060093A JP6009389A JPH02239283A JP H02239283 A JPH02239283 A JP H02239283A JP 1060093 A JP1060093 A JP 1060093A JP 6009389 A JP6009389 A JP 6009389A JP H02239283 A JPH02239283 A JP H02239283A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野］ 本発明は、強誘電性液晶等の電気光学変調物質を用いた
電気光学変調素子，その卵動方法および装置、ならびに
、それらを用いた電気光学変調装置に関する． ［従来の技術］ 従来、電気光学変調物質として、液晶が一般的に知られ
ているが、最近，特に，強誘電性液晶が注目されている
。
この強誘電性液晶を用いた電気光学変調素子は、第２図
に示すように，透明電極３と配向膜４をコーティングし
たガラス基板２を，スペーサ６により間隔を一定に保ち
，その間に強誘電性液晶５を封入し、ガラス基板２の両
側または片側に偏光板１を装着した構造を持つ． 強誘電性液晶がカイラルスメクチックＣ相を示す場合に
は，第３図に示すように、強誘電性液晶分子７は，その
分子の長さ方向の軸（分子長軸）に直角な方向に自発分
極８を持つ．また，この強誘電性液晶分子７は，配向ｒ
ｆＡ４を選ぶことにより、ガラス基板２のほぼ直角な方
向に層９を形成するように配向させることができる。こ
の状態で、強誘電性液晶分子７は、層９の法線１３に対
して一定の傾き角Ｏを保ったまま、ほぼコーン１０に沿
って運動することができる。
このため、第３図に示したような素子においては，基板
２に垂直な方向に電界１１を印加することにより，その
向きに応じて、液晶分子７をガラス基板２に平行な２つ
の安定状態１２ａ，１２ｂとすることができる。この状
態を、電界１１の方向とは垂直な面から見たものを第４
図に示す．第４図（ａ）は紙面表から裏へ向かう電界Ｅ
　（ｌｌａ）を印加した状態，第４図（ｂ）は紙面裏か
ら表へ向かう電界（ｌｌｂ）を印加した状態の，強誘電
性液晶分子７の配列を示す。
このように、印加電界の向きにより，その領域の強誘電
性液晶分子７の配列は、第４図において、ａ，ｂで示す
位置に対して±θ傾いた２つの状態をとる．この特性を
複屈折効果またはゲストホスト効果と組合せれば、印加
電界の向きに応じて明暗，２状態をとることができる。
なお、便宜上、以下では、強誘電性液晶素子に対して，
前記２状態をとるのに十分な大きさの正極性の電圧を印
加したときに光を通すオン状態となり、負極性の電圧を
印加したときに光を遮断するオフ状態となるものとして
説明を進める。
さて，このような強誘電性液晶素子において，液晶層の
厚さを２μｍ程度に薄くしていくとすると、印加電界に
対するしきい値特性が生じ、いわゆるメモリー性と呼ば
れる特性が得られる。走査電極と信号電極から成る２種
類の電極の交差部で画素を形成するマトリクス構造ｆ１
！極を有する電気光学変調素子において、このメモリー
性を利用すると，走査電極を順次選択し、選択された走
査電極上の画素にのみ、しきい値よりも十分大きな電界
を印加することにより，画素の状態を設定し、非選択の
走査電極上の画素には、しきい値よりも小さな電界を印
加することにより，設定された状態を保持するという時
分割駆動が可能となる。
一方，負の誘電率異方性を持つ強誘電性液晶分子に対し
て、前述した自発分極に基づく応答が追随できないよう
な交流電界を印加することにより、第３図に示すように
、液晶分子７をガラス基板２に平行にするような誘電ト
ルクを生じさせ、第４図に示したような、強誘電性液晶
分子７の配列状態を保持させうろことが知られている．
この現象は、ＡＣスタビライズと呼ばれ，原理的に液晶
層の厚さには依存しない。
すなわち、液晶暦の厚い強誘電性液晶であっても、ＡＣ
スタビライズ効果によりメモリー性を持たせることがで
きる。従って、これを利用すれば製造の容易な液晶層の
厚い強誘電性液晶素子であっても，時分割駆動が可能と
なる。
そのような強誘電性液晶素子の駆動方法に関して，本発
明に近い公知例としては，例えば特開昭６２−１１６９
２５号公報（従来例１）がある．この発明は、第５図に
示すような鹿動波形である。電気光学変調素子を時分割
駆動するために．ｍ気光学変調物質を目的の応答状態に
する′電圧と，その応答状態を保持するための高周波交
流電圧を印加するものである．さらに、選択信号の供給
前に初期化信号を印加することにより，１回の走査を行
なうごとに必ず画素をオフ状態にする。
また，この他の公知例として、ナショナルテクニカル　
レポート　第３３巻第１号（１９８７年、２月）第４４
項から第５０項（ＮａｔｉｏｎａｌＴｅｃｈｎｉｃａｌ
　　Ｒｅｐｏｒｔ　　Ｖ６１．３３，　　Ｎｏ，１，　
　Ｆｅｂ，１９８７，ＰＰ４４〜５０）（従来例２）が
ある。これは，第６図に示すような駆動波形であり、非
選択期間中にバイアス電圧の重畳していない完全対称交
流電圧が印加されるため，高コントラスト特性が得られ
る。
［発明が解決しようとする課題］ しかし、前記の従来技術には，次のような問題点がある
． 従来例１は、初期化を行なうために正負対称の電圧を印
加するが、このとき、その前半の電圧パルスによって、
電気光学変調素子は必ずオン状態となる．すなわち、た
とえ信号電極にオフ借号が印加され続けようとも断続的
にオン状態が生じてしまい， として定義されるコントラストが低くなってしまう．ま
た非選択期間中には、高周波交流電圧には信号電極に印
加される電圧に対応した正負のバイアス電圧が重畳され
る。このバイアス電圧の影響はオン状態，オフ状態のど
ちらをも劣化させるように働いて、コン１ヘラストを低
下させる。このコンｌ・ラストの低下を少なくするため
に大きな高周波交流電圧を必要とする６この電圧はすべ
て走査電極側から供給しなくてはならず、走査電極の印
加電圧が大きくなる。
従来例２は、従来例１のような、初期化に伴う不要な電
圧パルスがなく，また非選択期間中に正負対称の高周波
交流電圧を印加するのでコントラストは高く保てる。し
かし、実際に液晶に印加される正負対称の高周波交流電
圧の２倍の振幅の電圧を全ての信号電極に印加しなけれ
ばならない。
前述の文献においても液晶層厚み３．５μｍの素子で±
５０Ｖの電圧を供給して駆動している．このため、特殊
な高耐圧駆動回路を必要とし、回路が大型となり，消費
電力が大きいという点でも問題があった。
本発明の目的は、前述した問題点を解決し、特に低駆動
電圧で高コントラストな電気光学変調素子の駆動方法を
提供し、さらにそれを用いて実現可能な電気光学変調素
子および電気光学変調装置を提供することにある。
［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明の電気光学変調装置
の駆動方法は、次の（１）．　（２）を実行するように
したものである。
（１）前記走査電極の選択期間中には，前記画素の設定
すべき状態に応じて、前記選択期間の前半と後半とで極
性の異なる直流電圧パルスを印加することにより前記画
素を第１の状態に設定するか、または，前記画素に前記
選択期間の前半と後半とで極性の異なる直流電圧パルス
の酵半のパルスと同じ極性の直流電圧パルスを印加する
ことによリ前記画素を他の状態に設定するかを行なう。
（２）前記直流電圧パルス印加後、前記画素に高周波交
流電圧を印加する。この高周波交流電圧は、バイアス電
圧がＯかまたは一方の極性のバイアス電圧が重畳された
もので、他方の極性のバイアス電圧は、重畳されること
がないようにする。
すなわち、本発明は，直流バイアスを含まない高周波交
流電圧、または．少なくとも設定されている応答状態一
方を逆方向に応答させるように作用するバイアスを含ま
ない高周波交流電圧を、応答状態を設定するパルスを印
加した後に、電気光学変調物質に印加することによって
，前記目的を達成するものである。
これは、本発明の第１の特徴である。もっとも、１：の
特徴ならびに後述する特徴については，走査電極と信号
電極とを用いる場合に限らず，結果として、電気光学変
調物質に目的の駆動波形が印加されればよい． ところで、本発明者は，前記第１の特徴点に関連して、
特別の作用効果があることを見い出した。
すなわち、選択期間中に印加する直流電圧パルスは、電
気光学変調物質の画素部分を目的の状態にするためのも
のであるが、その直流電圧パルスの直後に高周波交流電
圧、特に、正負対称の高周波交流電圧を印加すれば、そ
の電圧により前記画素の応答が助けられるので，必ずし
も先の直流電圧パルスによって応答が完全に終了する必
要はないことを見い出した。
本発明の第２の特徴は、この現象を利用して、選択期間
中に画素の状態を決めるために印加する直流電圧パルス
の幅が、その電圧パルスの大きさにおいて前記電気光学
変調物質を一方の状態から他方の状態に応答させるに必
要な電圧パルスの幅よりも小さくすることができるよう
にしたことにある． また，前記目的を達成するための本発明の第３の特徴は
、前記電圧を電気光学変調物質に印加するために、走査
電極と信号電極とを設け、その両方に、第７図，第８図
に示すような高周波電圧パルスを含む電圧を印加するよ
うにしたことにある。
さらに、前記した他の目的を達成するための第４の特徴
は、電気光学変調素子を前記した本発明の駆動方法によ
り駆動することにある．前記した他の目的を達成するた
めの第５の特徴は，前記した本発明の駆動方法により駆
動した電気光学変調素子を用いた電気光学変調装置にあ
る。
この電気光学変調装巴のより具体的な態様を例示すれば
次の通りである． すなわち，この装置は、印加電圧の極性に応じて異なる
光学状態をとる電気光学変調物質，および、該電気光学
変調物質に電圧を印加する一対の電極からなるセルを１
または２以上有する電気光学変調素子と、前記各素子の
一対の電極に印加する電圧を供給する駆動回路とを備え
る電気光学変調装置である． さらに，本発明は，このような電気光学変調装置におい
て，電気光学変調素子の駆動に好適な駆動回路を提供す
る。
この駆動回路は、現在の光学状態を保持すべき前記電気
光学変調素子の一対の電極に、略同一周波数で略逆位相
の高周波交流電圧を供給する手段と、目的の光学状態を
設定すべき前記電気光学変調素子の一対の電極に、周波
数、位相および振幅が略同一であって、該電気光学変調
素子を目的の光学状態に設定できる直流バイアス電圧分
の差がある高周波交流電圧を供給する手段とを備えて構
成される。
本発明において用いられる高周波交流電圧は，電気光学
変調物質が追随できない程度以上の周波数であればよい
。また，複数種類の交流波形が用いられるが、それらの
周波数，位相、振幅等は，求められる条件に一致するこ
とが好ましいが、厳密な精度を要求するものではない。
［作用］ 前記した本発明の關動方法は，選択期間中に画素を目的
の状態にするための直流電圧パルスが印加された後は，
＠１加電圧の極性に対応する電気光学変調物質の応答が
追随できないような高周波の交流電圧を印加するもので
ある。ここで、この高周波交流電圧とは，（１）正負対
称の高周波交流電圧か、または、（２）その高周波交流
電圧にバイアス電圧が重畳されるが、常に、一方の極性
のバイアス電圧だけが、しかも間欠的に重畳されるだけ
であるかである。従って、状態の変化は少なくてすみ、
コントラストは高く保たれる。
この作用は、高周波交流電圧に重畳される可能性のある
前述したバイアス電圧について、それと同じ極性の直流
電圧が印加されたときに、電気光学変調素子が光を遮断
するオフ状態となるような特性を持つようにしておけば
、特に効果が大きい。
さらに、発明者は，「選択期間中に印加する直流電圧パ
ルスは、電気光学変調物質の画素部分を目的の状態にす
るためのものであるが、その直後に、高周波交流電圧、
特に，正負対称の高周波交流電圧を印加すれば．必ずし
も先の直流電圧パルスによって応答が完全に終了する必
要はないこと」を見い出した．この現象を第９図を用い
て説明する． すなわち，第９図（ａ）のように、位ｉ１２ｂにあった
強誘電性液晶分子７に直流電圧パルス１４を印加する。
次に，完全な応答ではなくとも、同図（ｂ）のように、
少なくとも位ｆｆｌ　１　２　ｃを超えた状態にまで至
った直後に、正負対称の高周波交流電圧１５を印加する
．同図（ｂ）に示すように、強誘電性液晶分子７が負の
誘電異方性を持っていれば、この交流電圧による誘電ト
ルク１６は，常に液晶分子を印加電圧の方向に対して直
角な状態、すなわち、第２図および第３図のような素子
構成であれば，常に液晶分子をガラス基板２に平行な状
態にするように働く．結局、強誘電性液晶分子７は、同
図（ｃ）に示すように，位７７　１　２　ａに至ること
になり、応答が完了する。さらに，高周波交流電圧１５
を印加し続ければ、その状態を安定化させることができ
る。
また，走査電極と信号電極の両方に高周波電圧パルスを
印加し、さらに、第７図（ａ），　（ｂ）のように両電
極間で高周波電圧パルスの位相が逆となるようにしてお
けば，両電極間の電気光学変調物質に、第７図（Ｑ）の
ように，両電極に印加した電圧パルスの和（Ｖエ＋ＶＺ
）の大きさの高周波交流電圧を印加することができる。
従って、実質的に両電極への印加電圧を低くすることが
できる．また、第８図（ａ），（ｂ）に示すように、信
号電極に印加する高周波電圧パルスと選択期間中に走査
電極に印加する高周波電圧パルスとが、同位相、同振幅
で直流バイアス電圧ＶＤＣの分だけ異なっているような
高周波電圧パルスにすれば、第８図（ｃ）に示すような
直流電圧パルスｖ０。を印加することができる。これは
、両電極間の電気光学変調物質を一方の状態から他方の
状態に変化させるために使える． さらに、上述した本駆動方法を用いることにより高コン
トラスト特性と低電圧駆動という相反する困難な課題を
克服して両立させることができる。
従って、低消費電力で駆動回路が小型の電気光学変調素
子およびそれを用いた電気光学変調装置が実現できる． （以下余白） ［実施例］ 次に、本発明の実施例について説明する．以下の実施例
は，電気光学変調素子およびその駆動方法ならびに装置
に係る発明の実施例と、これに関連する発明の実施例と
を含むものである。
（実施例１） 本発明の好ましい電気光学変調物質として、負の誘電異
方性を持つ強１電性液晶がある。発明者が使用した強誘
電性液晶は、誘電異方性ΔＣ＝一３のものである．第１
０図は本実施例の駆動方法を用いて駆動する前記強；Ｊ
ｉｍ！性液晶を用いた電気光学変調素子の電極構成図で
，プリンタ用光スイッチアレイとして機能する． 本実施例の電気光学変調素子の電極は，複数の走査電極
１６と多数の信号電極１５とから成り、その交差部に画
素１７がある．画素１７の部分は透明電極であり、その
他の電極部はクロムＳ極である。この素子の断面は，第
２図に示すものと同様な構造になっており、２枚の偏光
板を使う複屈折型の液晶素子を構成している．この強３
！！電性液晶素子３６は，第１１図に示すような駆動装
置、すなわち、走査電極駆動回路１８と信号電極駆動回
路１９とにより駆動する。
本実施例の駆動方法を実現する駆動波形例を第１図に示
す． 第１図に示す駆動波形は、位相がπ異なる第１，第２の
高周波交流電圧と，極性が異なる２種の直流電圧とを組
み合わせて形成される．ここで、位相差は，正確にπで
なくともよい。また、第２の高周波交流電圧は，第１の
高周波交流電圧の２倍の振幅を持つ．この振幅の比につ
いても，正確に２倍でなくともよい。
ここで、第１，第２の高周波交流電圧は、好ましくは方
形波の繰り返しパルスを用いるが，これに限定されない
。また，前記直流電圧についても，方形波パルスを用い
ることが好ましいが，これに限定されない。本実施例に
おいては，いずれも方形波を用いている． なお、本明細書において、高周波とは、電気光学変調物
質である強誘電液晶が応答状態の変化を引き起こさず．
ＡＣスタビライズ効果を発揮できる周波数であればよい
。
前記走査電極１６には，選択期間および非選択期間の２
モードがあり、信号電極１５には、オン，オフの２モー
ドがあって、これらが組み合わされて、第１図に示す４
つのパターンの駆動波形が構成される． 走査電極１６の選択期間は、前記第１の高周波交流電圧
に、選択期間の前半と後半とで極性の異なる直流電圧パ
ルスを重畳したものが印加される。
すなわち，選択期間の前半に負極性の高周波交流電圧（
パルス高さ−２　Ｖｏ）が印加され、後半に正極性の高
周波交流電圧（パルス高さ２ＶＯ）が印加される。
走査電極１６の非選択期間は、前記第２の高周波交流電
圧（振幅２Ｖｏ）が印加される。
一方，信号電極１５のオン時は、前記第１の高周波交流
電圧（振幅Ｖ　ｏ　）が印加される．また、信号電極１
５のオフ時は，そのオフ信号印加期間の前半に前記第１
の高周波交流電圧（振幅Ｖｏ）が印加され，後半にパル
ス高さＶｏの正横性の直流電圧が印加される。
このような波形の電圧が各電極１５．１６に、目的とす
る組み合わせで印加されると、対応する画素では、第１
図に示すように、次のような４パターンの電圧が印加さ
れる。
■　走査電極１６の選択期間に｛ご号電極１５がオンに
なった画素には，交流分が打ち消されて、期間の前半が
パルス高さーｖＯの負極性直流電圧、後半がパルス高さ
ｖＯの正極性直流電圧が印加される。
■　走査電極１６の選択期間に信号電極１５がオフにな
った画素では、航半は、交流分が打ち消されてパルス高
さ−Ｖｏの直流電圧が印加され，後半は，直流分が打ち
消されて振幅ｖＯの第１の高周波交流電圧が印加される
。
■　走査電極１６の非選択期間に信号電極１５がオンに
なった画素では，位相が反転した関係にある第１，第２
の高周波交流電圧が加算されて，振幅３Ｖｏの高周波交
流電圧が印加される。
■　走査電極１６の非選択期間に信号電極１５がオフに
なった画素では、期間の前半は、前記■の場合と同様に
振幅３Ｖｏの高周波交流電圧が印加され，後半は、第２
の高周波交流電圧（振幅２　Ｖｏ）のレベルを直流電圧
Ｖｏ分負極性側にシフ１・シた電圧が印加される。
これにより、走査電極１６には、常に高周波のパルス電
圧が、そして、信号電極１５には、高周波電圧パルスど
直流電圧パルスから成る電圧パルスが印加される。強誘
電性液晶には、非選択期間中は、ほとんどの場合、両電
極に印加した高周波電圧パルスよりも振幅の大きな±３
Ｖｏの高周波交流電圧が印加される。そして、信号電極
にオフ信号が印加されたときに限り，−ｖＯのバイアス
電圧が印加される。このため、少なくともオフ状態は，
ほぼ完全に維持され，高コントラスト特性が得られる。
この駆動波形を作るために用いる走査電極駆動回路１８
は，その一例を第１２図に示すように、シフトレジスタ
２０と電圧出力回路２１とを有して枯成されている。
シフトレジスタ２０は、シリアルイン・パラレルアウト
のレジスタで、走査電極１６の本数に対応する選択制御
信号（１〜４）２３ａ〜２３ｄを出力する出力端子を有
し．クロック信号が入力するごとに走査電極データ信号
を取り込むと共に、取り込まれたデータを順次シフトす
る。
電圧出力回路２１は、出力電圧供給端子２２に与えられ
た４つの電圧Ｖａ，　Ｖｂ，　Ｖｃ，　ｖｄカら，第１
３図に示すように、シフトレジスタ２０からの選択制御
信号２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄと、交流化信号１
および交流化信号２との値に応じて、１つを選択して、
出力電圧２４として出力する．このような特性を持つ電
圧出力回路２］２は、例えば，第２８図のような構成で
実現できる。
第２８図に示す回路は、選択制御信号（１〜４）２３ａ
〜２３ｄの各々に同一構成のものが設けられる．ここで
は、その１つとして、選択制御信号２３ａおよび出力電
圧２４ａについての回路を示す． 選択制御信号２３ａは、インバータ１０１、アンドゲー
ト１０４および１０５に接続される。アンドゲート１０
５の他の入力には交流化信号１がそのまま接続され、ま
た，アンドゲート１０４の他の入力には交流化信号１が
インバータ１０３を介して接続される．また、前記イン
バータ１０１の出力は，アンドゲート１０６および１０
７に入力される。アンドゲート１０４の出力は，アンド
ゲート１０８および１０９に入力され、かつ，アンドゲ
ート１０５の出力は，アンドゲート１１０および１１１
に入力される。
これらのアンドゲートのうち、１０６，１０８および１
１０の他の入力には、交流化信号２がインバータ１０３
を介して接続される。また、アンドゲート１０７，１０
９および１１１の他の入力には、交流化信号２がそのま
ま入力される。前記各アンドゲート１ｏ６〜１１１の出
力は、それぞれ対応するアナログスイッチ１１２〜１１
８のゲート端子に接続される． アナログスイッチ１１２および１１８の入力端子には出
力電圧供給端子２２のＶａが，アナログスイッチ１１３
および１１４の入力端子には出力電圧供給端子２２のＶ
ｄが，アナログスイッチ１１５には出力電圧供給端子２
２のｖｂが、また，アナログスイッチ１１６の入力端子
には出力電圧供給端子Ｖｃが各々接続される。そして、
これらのアナログスイッチ１１２〜１１８の出力は、出
力電圧２４ａとして出力される。
なお、このアナログスイッチ１１１〜１１８は、例えば
、ＭＯＳトランジスタから構成されるアナログスイッチ
である。
次に，信号電極駆動回路１９は、第１５図に示すように
、シフ１〜レジスタ２５、ラッチ回路２６および電圧出
力回路２７から構成されている。
シフ１・レジスタ２５は、クロック信号により信号電極
データ信号をシリアルに取り込み、信号電極１５の本数
に対応する出力端子にパラレルに出力するシリアルイン
・パラレルアウトのレジスタにて構成される。
ラッチ回路２６は、パラレルイン・パラレルアウトの構
成を有し、ラッチ信号の入力により、レジスタ２５の出
力を取り込んで一時保持し，データ信号２８として出力
する。
電圧出力回路２７は，出力電圧供給端子に与えられた４
つの電圧Ｖｅ＋　ｖｆ，　Ｖｇｔ　Ｖｈから、第１６図
に示すように、ラッチ回路２６からのデータ信号２８と
交流化信号３１との値に応じて、１つを選択して，出力
電圧２９として出力する。このような特性を持つ電圧出
力回路２７は，例えば、第２９図のような構成で実現で
きる。
第２９図に示す回路は、データ信号２８の各々に同一構
成のものが設けられる．ここでは、１つのデータ信号分
についての構成を示す．データ信号２８は，インパータ
２０１と，アンドゲート２０５および２０６とに入力さ
れる。また、インバータ２０１の出力は、アンドゲート
２０３および２０４に入力される。
前記アンドゲート２０５および２０６の他の入力には，
交流化信号１がそのまま接続される。また、アンドゲー
ト２０３および２０４の他の入力には，交流化信号１が
インバータ２０２を介して接続される。これらのアンド
ゲート２０３〜２０６の出力は、各々対応するアナログ
スイッチ２０７〜２１０のゲートに入力される。
アナログスイッチ２０７〜２１０の入力端子には，出力
電圧供給端子３０のＶｈ＝Ｖｅが対応して入力される。
そして，アナログスイッチ２０７〜２１０の出力は、各
々出力電圧２９として出力される。
なお，前記アナログスイッチ２０７〜２１０は、各々，
例えば，ＭＯＳトランジスタにて構成される． 次に、本実施例の作用について説明する。
まず，前記走査電極駆動回路１８により、走査電極１６
の駆動を行なう場合について説明する。
シフトレジスタ２０に、周期信号である走査電極データ
信号を入力すると共に、クロック信号を入力して，第１
３図に示すように，クロック信号の立ち下りで走査電極
デー“夕信号を取り込む。そして、取り込んだデータを
クロック信号のタイミングで順次シフトする．この結果
，選択制御信号１〜４に、走査電極データ信号が順次現
われることになる。
このシフトレジスタ２０からの選択制御信号２３ａ〜２
３ｄの各々について，該信号をゲート信号として，交流
化信号１および／または２を選択出力し，この交流化信
号をゲート信号として，出力電圧供給端子２２の各端子
に供給されるＶａ”Ｖｄを選択的に交流化して、出力電
圧２４ａ（２４ｂ，２４ｃ．２４ｄ）として出力する。
すなわち、この出力電圧２４ａ　（２４ｂ，２４ｃ，２
４ｄ）は、第１３図の表に示すように、選択制御信号，
交流化信号１、交流化信号２および出力電圧Ｖａ〜Ｖｄ
との組み合わせによって得られる。
そこで，４つの出力電圧供給端子２２に．　Ｖａ＝２Ｖ
ｏ．Ｖｂ＝Ｖｃ＝Ｏ、Ｖｄ＝−２Ｖｏの電圧を与え，第
１４図の走査電極ｇ区動回路タイミングチャートに示す
ような各信号を与えれば、第１図に示した走査電極印加
電圧を作ることができる。
ここで、第１の高周波交流電圧と第２の高周波交流電圧
とは、交流化信号２をインバータ１０３を用いて反転す
ることにより位相を異ならしめて形成される．また，走
査電極の選択時の波形は，さらに交流化信号１を用いて
形成される。
次に、信号電極駆動回路１９により、信号電極１５の罠
動を行なう場合について説明する。
シフトレジスタ２５に，信号電極データをクロック信号
により取り込みつつ，これを順次シフトする．そして、
全信号電極１５についてのデータを取り込むと、ラッチ
信号により、該シフトレジスタの全データがパラレルに
ラッチ回路２６に取り込まれる。
このラッチ回路２６からのデータ信号２８は、電圧出力
回路２７において、各々，交流化信号２と組み合わされ
，出力電圧供給端子３０の各電圧Ｖ　ｓ　”　Ｖ　ｈを
交流化し、または、直流パルス化する。
ここで、４つの出力電圧供給端子３０に．　Ｖｅ＝　Ｖ
ｆ　＝　Ｖｇ＝　Ｖｏ、Ｖｈ＝−Ｖｏの電圧を与え，オ
ン信号のためには第１７図（ａ．）、オフ信号のために
は第１７図（ｂ）に示すようなデータ信号２８と一定の
交流化信号３１を与えれば、第１図のような信号電極印
加電圧を作ることができる。
すなわち、前記アナログスイッチ２０７および２０８で
は，データ信号が１′Ｏ　Ｉ１のとき、インバータ２０
２で位相が反転されている交流化信号と，反転されてい
ない交流化信号２とが交互にゲート信号となって，極性
の異なるｖｈとＶｆを交互に出力させるため、第１７図
（ａ）および第１７図（ｂ）の交流出力電圧が得られる
。また、前記アナログスイッチ２０９および２１０では
、データ信号がＩＩ　Ｉ　ＩＩの場合に、インバータ２
０２で位相が反転されている交流化信号と、反転されて
いない交流化信号２とが交互にゲート信号となって，極
性の等しいＶｇとＶｅとを交互に出力させるため、第１
７図（ｂ）の直流出力電圧が得られる。
前記のようにして得られた走査電極の印加電圧と信号電
極の印加電圧とを組み合わせることにより，前述した第
１図の各駆動波形が得られ、各画素がこれに従って応答
したり，その状態を保持したりする． 両電極湘動回路の出力電圧供給端子に前記以外の電圧を
供給してやることにより、第１図の駆動電圧波形を変化
させることができる。
さて、この第１図に示した駆動波形により、時分割数４
，１走査周期１．２ｍｓ，　ｌ選択期間Ｑ　．　３　ａ
ｓ、液晶層厚み５μｍおよび周波数２０〜２５ＫＩｆｚ
の高周波交流電圧印加の条件で，時分割駆動を行なった
ところ，Ｖｏ＝１０〜１５Ｖで、コントラスト３０以上
の特性を得た。ここで、選択期間中に液晶に印加される
直流電圧パルス±ｖＯが±ＩＯＶの場合、それ単独では
液晶の光学応答状態を変化させるのに十分な値ではない
が、その直後のバイアス電圧０の高周波交流電圧印加中
に完全な応答状態に達することができる。
なお、本実施例および後の実施例も含めて、選択期間中
に、液晶に印加される直流電圧パルスが、それ単独で該
液晶の応答状態を変化させるに十分な値を持つものを用
いてもよいことはいうまでもない。この場合，該直流電
圧パルス印加後に，高周波交流電圧が印加されると、変
化した応答状態を確実に保持できる。
従来の駆動方法では、直流電圧パルス印加後，反対極性
の直流電圧が印加されることがあったが、本発明では、
本実施例および他の実施例においても、高周波交流電圧
のスタビライズ作用が発渾される前に反対極性の直流電
圧が印加されることはない。
また，本発明では、非選択期間に必ず高周波交流電圧が
印加されるので，前記のＡＣスタビライズ効果を期待で
きる。特に、本実施例１では、オン・オフ共に、応答状
態を決定する直流パルス印加後、直ちに高周波交流電圧
を印加する構成となっているので、ＡＣスタビライズ効
果が顕著に現われる． ところで，本実施例および後の他の実施例において、選
択期間の前半と後半とは、好ましくは等しい長さとする
が、等しくなくてもよい。
また，使泪する高周波交流電圧の周波数も、曲記例示し
たものに限らず、電気光学変調素子の各画素を構成する
セルの構造、電気光学変調物質の種類によって適宜選定
することができる。
次に、温度特性を改善した実施例について説明する。
強誘電性液晶の印加電界の向きに応じた応答に要する時
間は，温度の影響を強く受け、第１８図に示すように、
強誘電性を示す温度範囲内で温度が高いほど応答は速く
なる。このため，素子温度が上昇すると、高周波交流電
圧の各パルスに対して応答してしまったり、逆に、素子
温度が低すぎると、選択期間中の直流電圧パルスに対し
て応答しなくなったりする。
これに対して，一定の電気光学特性を発揮させるための
１つの方法としては、強誘電性液晶素子３６の温度を駆
動期間中一定にしておく方法がある．これは、第１９図
に示すように、強誘電性液晶素子の温度検知部３２と、
検知部３２からの信号に応じて、ヒーター３３または冷
却装置３４を制御する温度制御回路３５とを用いること
によって可能となる。同様な効果を得るこの他の手法と
しては、強誘電性液晶素子３６の温度に応じて駆動電圧
の大きさを変えたり、電圧パルスの幅を変えること等が
ある。
本実施例で用いた強誘電性液晶は、誘電異方性Δε＝−
３であったが，高周波交流電圧印加時に発生する誘電１
〜ルクは、この値が大きいほど大きくなる．しかし、発
明者の経験では、この誘電異方性Δεの大きな強誘電性
液晶ほど印加電界の向きに応じた応答が遅い傾向がある
ことが分かっている．このため、誘電異方性Δεの値が
−４から−２の強誘電性液晶を用いることで良好な關動
特性を得ることができた。
なお，本発明の駆動方法における前述した第１，第２，
第３の特徴を有する駆動波形は、第１図に示す波形に限
るものではなく，この他にも類似の駆動波形として、例
えば，第２１図，第２２図または第２３図に示す波形の
ようなものがある。
第２１図の駆動波形は，走査電極と信号電極に印加する
高周波電圧パルスの位相がすべて等しい場合である。
第２２図の駆動波形は、選択期間中の走査電極印加電圧
とオン状態設定のための信号電極印加電圧が，選択期間
の前半と後半とで逆位相の高周波電圧パルスとなってい
る場合である。
第２３図の駆動波形は，オフ状態設定のための（ｎ号電
極印加電圧が４つの電圧レベルからなっており、このと
き画素には選択期間の後半に、第１図，第２１図，第２
２図におけるよりも大きな±２Ｖｏの高周波交流電圧が
印加されるため，−Ｖｏによる画素の応答を助ける効果
が大きい。
（実施例２） 本発明の駆動方法における第１，第２，第３の特徴を有
する駆動方法を実施するための他のｌ免勅波形としては
，例えば、第２４図のようなものがある。なお，本実施
例および以一ドの実施例３〜５についても、駆動の対象
となる電気光学変調素子は、前記実施例１のものと同じ
である。また、恥動装置についても，基本的には同様の
構成のものを用いることができる。さらに，波形が形成
さ，ｊ，る作用についても、基本的な考え方は同じであ
る。
従って５以下の駆動方法の実施例については、、シ；形
の特徴点についてのみ述べる。他の事項については、前
記実施例１についての説明を参照されたい。
本実施例は，信号電極のオフ時の印加電圧の波形が、前
記第１図に示すものと相違する．他の波形については、
前記第１図に示すものと同じである。従って，相違点の
み説明する． 本実施例の信号電極のオフ時印加電圧は、その期間の前
半の波形は、前記第１図に示すものと同様に、振幅ｖＯ
の高周波交流電圧である。一方、後半は、該前半の高周
波交流電圧に＋Ｖｏの直流電圧パルスをバイアスとして
重畳して、該高周波交流電圧を正極側にシフトさせた波
形となっている．従って，この駆動波形においては，全
電極に常に高周波電圧パルスが印加されていることにな
る、 この実施例では、信号電極オン時の印加電圧は、前記第
１実施例のものと同じであるが，オフ時は、これと異な
っている。すなわち，選択期間の前半にあっては、走査
電極１６の印加電圧と信号電極１５の印加電圧とが、交
流分を打ち消しあって、直流電圧パルスを形成する。ま
た、後半にあっては、走査電極１６の印加電圧と信号電
極１５の印加電圧とが同位相、同極性であるため、直流
分も含めて打ち消しあって，画素への印加電圧が０とな
る。
これに対し，オフ時の非選択期間の前半は、前記第１図
に示すオフ時の非選択期間の前半と同一の波形となり、
後半は、この波形直流電圧が重畳されて負極側にＶｏシ
フトした波形となっている。
従って、この駆動波形においては，非選択期間中に印加
される高周波交流電圧の振幅が、常に，３Ｖｏと大きく
、高コントラスト特性が得られる。
（以下余白） （実施例３） 本発明の駆動方法における第１の特徴を有する駆動方法
を実施するための駆動波形としては、例えば，第２５図
のようなものがある。画素の状態を保持するために，非
選択期間中に画素に印加する高周波交流電圧の大きさは
，走査電極に印加する電圧に等しい。
（実施例４） 本発明の駆動方法における第２の特徴を有する艶動方法
を実施するための他の駆動波形としては，例えば，第２
６図のようなものがある。この駆動波形では．　＋　（
１／２）　Ｖｏと−（１／２）　Ｖｏのバイアスが非選
択期間中の高周波交流電圧に断続的に重畳される。
（実施例５） 本発明の駆動方法における第３の特徴を有する駆動方法
を実施するための他の駆動波形としては、例えば第２７
図のようなものがある。この駆動波形においては，全電
極に常に高周波電圧パルスが印加されている． 上記実施例においては，本発明の駆動方法により駆動す
る電気光学変調物質として強誘電性液晶を用いたが、本
発明はこれに限定されるものではなく、印加電界の向き
に応じて光学状態が変化し、かつ高周波交流電圧を印加
することによりその状態が保持されるものであればよい
。
さらに、ここで述べた高周波交流電圧は、必ずしも電気
光学変調素子の動作期間を通して単一の周波数である必
要はない。
以上では、電気光学変調素子の恥動方法および装置の各
種実施例について、プリンタ用光スイッチアレイに適用
する場合を例として説明したが，本発明の用途は、これ
に限定されるものではない。
例えば、光スイッチアレイを表示素子とすれば，ディス
プレイが構成できる。また、露光制御装置に用いて，光
プリンタを構成できる．さらに、光論理素子等も構成で
きる。
以下、本発明の応用例について、説明する．まず，上記
強誘電性液晶素子からなる光スイッチアレイをプリンタ
に応用した一実施例について説明する． 第２０図に本実施例の構成の概要を示す。
本実施例は，光スイッチアレイにより光の透過を画素単
位にＩＩＪ御する露光装置を備えろことを特徴とする電
子写真方式のプリンタである。
前記露光装置は，静電潜像を形成する感光体３９上に、
結像レンズ３８，強Ｍ電性液晶素子３６および光源３７
を順に配置して構成される．強誘電性液晶素子３６は、
例えば，前述した第１１図に示すような駆動回路と接続
して、光スイッチとして機能する電気光学変調装置を構
成する，この電気光学変調装置を用いることにより，光
源３７からの光を、画素ごとにスイッチングし、結像レ
ンズ３８を通して感光体３９の上に結像させ、信号電極
に印加した信号に応じた静電潜像を形成することができ
る。
一般のプリントでは、トナー等による画像部の面積の方
が，トナー等が乗らず被プリント物質の紙等が地のまま
である非画像部の面積よりも小さい．従って、電子写真
プロセスの現像方式に応じて偏光板を調整し，印加電圧
の極性と光透過状態との関係を調節すれば，強誘電性液
晶素子の長期信頼性を向上させるために効果がある。す
なわち、非露光部が画像領域となる正規現像方式の場合
は、信号電極に，第１図のオフ信号を印加したときに光
を遮断するように、また、露光部が画像領域となる反転
現像方式の場合は、信号電極に，第１，図のオフ信号を
印加したときに光を透過するようにすれば，オフ！号の
印加されることが少ない。また，正負対称の電圧が印加
されることが多くなり，強誘電性液晶素子の長期信頼性
を向」ニさせるために効果がある。
なお、この目的のためには、強誘電性液晶素子が動作し
ていない期間に全部の走査′に極と信号電極を実質的に
短絡することも効果がある。
次に、本発明を応用した光論理素子の一実施例について
説明する。
第３２図に示す実施例の光論理素子は、２つの液晶素子
４９ａおよび４９ｂ、互いに偏光軸の直交した偏光板４
８ａおよび４８ｂを用いて構成される。すなわち，この
光論理素子は、偏光板４８ａ，液晶素子４９ａ．偏光板
４８ｂ、液晶素子４９ｂおよび偏光板４８ａを、光軸上
にこの順で直列に配置し、前記液晶素子４９ａ．４０ｂ
を駆動する液晶素子駆動回路５０ａおよび５０ｂを有し
て構成される． ここで、用いている液晶素子４９ａ．，４９ｂは、論理
ゲートを構成する要素であって、第３０図に示すように
、走査電極４１と信号電極４２とを格子状に配置した平
面構造を有する。また、これらの素子は，第３２図に示
すように，走査電極４１および配向膜４３を設けたガラ
ス基板４４と、信号電極４２および配向膜４３を設けた
ガラス基板４４とにより、強誘電性液晶４５を挾んだ立
体構造を有する。
ここで、走査電極４１と信号ｆｆｌ極４２は，どちらも
透明電極であり、この両電極の交差部が光信号を制御す
る画素４３となる。それ以外の電極がない領域や片方の
電極しかない領域は、光を＄１１御できない。そこでこ
れらの非画素部は、遮光マスク４６で覆っておくことが
好ましい。
第３２図に示す光論理素子では，レーザー光などのコヒ
ーレント光４７が，液晶素子駆動回路５０ａにより画素
の状態が設定されている液晶素子４９ａによって各画素
の状態に応じた明暗２状態の光信号となり、さらに、液
晶素子駆動回路５０ｂにより画素の状態が設定されてい
る液晶素子４９ｂにより制御が加えられろ。
この様子を，第３４図に示す。すなわち、液晶素子４９
ａと４９ｂの画素がともに明状態だったときにのみ，出
力は明状態となる。従って，明状態を１，暗状態を０と
対応させると、第３２図の光論理素子は、ＡＮＤ素子と
して機能することになる。
また．第３１図に示した構成の２つの液晶素子４９ａ，
４９ｂと、互いに偏光軸の直交した偏光板４８ａ，４８
ｂとを，第３３図のように配置して，他の光論理素子を
構成することができる。
すなわち、本実施例は、液晶素子４９ａおよび４９ｂを
並列に配置し，２枚のスプリンタ５２と，２枚の反射板
５３とを用いてコヒーレント光４７を分割して各液晶素
子４９ａと４９ｂを透過させると共に、再び合成して出
力する構成となっている。
この例では，レーザー光などのコヒーレント光４７が，
偏光板４８ａを通った後、ビームスプリッタ５２により
２方向に分けられ、それぞれ、液晶素子味動回路５０ａ
により各画素の状態が設定された液晶素子４９ａと，液
晶素子駆動回路５０ｂにより各画素の状態が設定された
液晶素子４９ｂによって、各画素の状態に応じた明暗２
状態の光信号となる。その後、反射板５３とビームスプ
リッタ５２により両液晶素子４９ａ，４９ｂからの光信
号から出力５１が得られる．この様子を第３５図に示す
。すなわち、液晶素子４９ａの画素と４９ｂの画素が共
に暗状態のときにのみ出力は暗状態となる。従って，明
状態を１、暗状態を０と対応させると、第３３図の光論
理素子はＯＲ素子として機能することになる．ただし、
明暗状態と０．１の対応を逆にし、明状態をＯ、暗状態
を１とすると、第３２図の場合はＯＲ素子、第３３図の
場合はＡＮＤ素子となる。
なお、このような光論理素子としての液晶素子の駆動波
形としては、第１図、および、第２１図から第２７図に
示す波形を用いることができる。
この場合，状態を書き換える必要のある画素のみ状態設
定の電圧を印加すればよい。従って，状態を書き換える
必要のある画素が存在する走査電極にのみ選択期間用の
波形を加え、他の走査電極には非選択期間用の波形を印
加し統ければよく，必ずしも全走査電極に順次選択期間
用の波形を印加する必要はない。
なお、上記光論理素子の例では，いずれも液晶素子を２
個用いた例であるが、３個以上用いてモカ成することが
できることは勿論である。
さらに，本発明による電気光学変調装置としては，上記
ディスプレイを用いたパーソナルコンピュータ，ワード
プロセッサ等の情報入出力機器や、上記光論理素子を用
いた光コンピュータ等がある。
以上説明した実施例では、マトリクス構造の電極を有し
，これを信号電極および走査電極として用いる構成とな
っているが，電極の使用態様は、これに限られない。ま
た、本発明は、電極の称呼によって限定されるものでは
なく，例えば，行電極および列電極，第１および第２電
極等のように適宜の称呼がその使用態様に合わせて選択
できる。
勿論，本発明は、マトリクス構造の電極を有するものに
限られることなく、種々の構造の電極を有するものに適
用できる。
また、前述した各実施例における邪動波形は、Ｏｖを中
心として極性を規定しているが、このＯｖの位置は、絶
対的なものではなく、使用する電源装置等の事情により
、適宜設定できる。例えば．−２Ｖｏの位置を電位Ｏｖ
としてもよい．要するに、電気光学変調物質に、目的の
極性により直流電圧および高周波交流電圧が印加されれ
ばよ覧Ａ． さらに、本発明は、走査電極と信号電極との間に中間電
極を配置する構造とすることもでき、これによって、例
えば，階調制御を行なうことが考えられる． （その他の実施例） 実施例１で述べたように，本発明の酩動方法のうち、第
１の特徴を有する駆動方法は、印加電圧の積分値が一方
の極性に片寄るが、この片寄りを小さくすることは電気
光学変調物質の信頼性向上のために有効である．これを
効率的に行なうためには、電気光学変調素子が，電気光
学変調物質に一定の電圧を印加したときの応答が，光を
透過する状態か、遮断寸る状態かを、任意に選択できる
ような特性を持っていればよい。これは、例えば、第２
図に示した強誘電性液晶素子における偏光板１が、その
偏光方向を任意に制御できるような特性を持っていれば
実現できる．この種の偏光板としては、偏光面を回転さ
せる旋光性を有し、その旋光性が外部から制御できるも
のであればよく，例えば、ファラデー効果を示す磁性ガ
ーネット薄膜や，ツイスト．ネマチック液晶などがある
。
このような特性の偏光板を用いることにより、次のよう
な駆動方法が可能となる． （その他の実施例その１） プリンタ用光スイッチアレイであれば、紙１枚分のプリ
ントデータ、ディスプレイであれば１．画面分のデータ
を、そのプリン１〜または表示前に１度メモリにいれ，
そのデータに対応して全画素がとるべき状態のうち画素
数が少ない方の光学状態を検出し、この検出結果に応じ
て、オンオフの駆動波形を設定する。すなわち、本発明
の駆動方法のうち第１の特徴を有する駆動方法において
は、信号電極のオフ時に高周波交流電圧に重畳されるこ
とのあるバイアス電圧の極性と同じ極性の直流電圧パル
スによって，前記画素数の少ない方の光学状態をとるよ
うにする。この手法により，電気光学変調物質への印加
電圧の極性の片寄りを小さくすることができる。
前記画素数の少ない方の光学状態を判定するためには、
具体的には、第３６図のような判定回路を用いればよい
．次に、この判定回路の一実施例について述べる． この判定回路は，１ページプリントデータ数の１／２の
値Ｎを後述するカウントダウン回路５５に初期値として
設定するＮ設定スイッチ５４と、データ信号をカウント
クロック信号として前記設定された初期値からカウント
ダウンするカウントダウン回路５５とを有して構成され
る。また、前記カウントダウン回Ｎｔ５５へのデータ入
力には、該カウントダウン回路５５のボロー信号とデー
タ信号との論理積をとるアンドゲート回路５６が接続し
てある。
次に、強誘電性液晶を用いたプリンタ用光スイッチアレ
イの場合を例として、本実施例の判定回路の作用につい
て説明する。
まず，前記Ｎ値を，Ｎ設定スイッチ５４によりカウント
ダウン回路５５に初期値として設定する。
次に、このカウントダウン回路５５に、データ信号をカ
ウントクロック信号として入力させ，初期値からカウン
トダウンしてゆく，ここで使うデータ信号は，光スイッ
チアレイの画素を光透過の状態にするためのオン信号と
して第１７図（ａ）中のデータ信号を、光スイッチアレ
イの画素を光遮断の状態にするオフ信号として第１７図
（ｂ）中のデータ信号を用いる．従って、オフ信号が入
力するたびにカウントダウンがおこなわれてゆき、オフ
信号の数がＮに達すると，ボロー信号が出力（ロウレベ
ル）される。
このタイミングチャートを第３７図に示す。ボロー信号
がロウレベルになると，データ信号中のオフ信号のカウ
ントは，停止され、次のページのデータ入力が開始され
るまで再開されない。この制御は，第３７図に示すよう
に，ロード信号により行うものとする。
以上の機能を有する回路を用いれば，ボロー信号の出力
レベルにより，１ページ分のデータ中に，オン信号とオ
フ信号のどちらの数が多かったかを判定することができ
る。
すなわち，ボロー信号が１ページ分のデータ入力後，ハ
イレベルであれば、オン信号の方が多いことを示す．従
って、オン信号が信号電極に印加される時には、正負対
称の電圧が強誘電性液晶に印加されるようにする。すな
わち、第２図に示す強誘電性液晶に正極性の電圧を印加
したときに光透過状態となるように，偏光板の偏光特性
を調整し、第１図に示すようなオン（Ｈ号電圧、オフ信
号電圧を信号電極に印加する。
また，ボロー信号が１ページ分のデータ入力後、ロウレ
ベルであれば、オン信号とオフ信号の数が等しいかまた
はオフ信号の方が多いことを示す。
従って，オフ信号が信号電極に印加される時には正負対
称の電圧が強誘電性液晶に印加されるようにする。すな
わち，第２図に示す強誘電性液晶に負極性の電圧を印加
したときに光透過状態となるように、偏光板の偏光特性
を調整し，第１図に示す信号電極印加電圧のオン信号電
圧とオフ｛ｎ号電圧とを取替えた電圧波形を信一号電極
に印加する。
以上の操作を行えば，強誘電性液晶に正負非対称の電圧
が印加されることを，最小限にすることができる。
（その他の実施例その２） プリンタ用光スイッチアレイであれば、紙１枚分のプリ
ントを行なうごとに、ディスプレイであれば１画面分の
データを表示するごとに、電気光学変調物質への印加電
圧の極性と、その時の電気光学変調装置の光学状態との
関係を逆にする。すなわち、例えばディスプレイにおい
ては、１走査期間中は正極性の電圧を印加したときに光
を透過する状態とし、次の１走査期間中は正極性の電圧
を印加したときに光を遮断する状態となるようにする。
この手法により、電気光学変調物質への印加電圧の極性
の片寄りを小さくすることができる。
前述した実施例は、例えば、光プリンタについていえば
，光スイッチアレイを光が透過したとき（オン状態時）
に、白い画像となる正規現像の場合を想定している。一
方、本発明は、これとは明暗の態様が逆になるものにも
適用できる。前記光プリンタについていえば、光が照射
された部分が黒い画像となる反転現像の場合がある。
これは，有彩色のプリントを行う場合も同様である。す
なわち、白黒も含めて色と表現することとすれば、被プ
リント物質の色と，これと異なる色とにより、画像を構
成する場合に，光が照射された部分に、被プリント物質
の色により目的の像を形成する場合と、光が照射された
部分に、被プリント物質の色と異なる色により目的の像
を形成する場合との、両者がある。
なお、前述したコントラストの定義は、光スイッチアレ
イの透過光の明暗パターンのコントラストを想定したも
のである。これに対して、透過光の明暗を反転して最終
パターンを形成する場合があり、この場合には、定義の
解釈を最終パターンに合わせる必要がある。例えば，前
述した反転現像タイプの光プリンタでは、最終的に得ら
れるプリント画像のコントラストに合わせて前記定義を
解釈することになる。
［発明の効果コ 以上説明した本発明によれば，次の効果が得られる。
（１）電気光学変調素子の画素の状態を保持するために
印加する高周波交流電圧が正負対称であるか、または，
バイアス電圧が重畳されても、コントラストを悪化させ
ることが少ない光学状態をとることに用いられる直流電
圧と常に同一の極性であり，かつ、断続的であるため、
低電圧で高コントラスト特性が得られる。
（２）選択期間中に電気光学変調素子の画素の状態を決
めるために印加する直流電圧パルスの高さを小さくでき
るので、低電圧で高コン］・ラスト特性が得られる。
（３）走査電極と信号電極との両方に高周波電圧パルス
を印加するため，電気光学変調素子の画素の状態を保持
するために印加する高周波交流電圧を、走査電極と信号
電極とにそれぞれ印加する高周波電圧パルスよりも大き
くすることができるので，低電圧で高コン１・ラスト特
性が得られる。
また、本発明によれば、次の効果も得られる。
（１）上記の本発明の駆動方法を用いることにより、低
消費電力で高コン１・ラスト特性の電気光学変調素子が
得られる。
（２）上記の本発明の電気光学変調素子を用いることに
より、低消費電力で高コントラスト特性の電気光学変調
装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の耶動方法の第１実施例に用いる駆動電
圧波形を示す説明図，第２図は強誘電性液晶素子の構造
を示す断面図，第３図および第４図は各々強誘電性液晶
の電界に対する応答を説明するための説明図、第５図お
よび第６図は従来の駆動方法に用いられる駆動波形を示
す説明図，第７図および第８図は本発明の第１実施例の
駆動方法を説明するための波形図、第９図は本発明の駆
動方法の作用を説明するための説明図、第１０図は本発
明の電気光学変調素子の一実旅例の構成を示す平面図、
第１１図は前記素子に駆動回路を設けた電気光学変調装
置の一実施例の構成を示すブロック図、第１２図は前記
駆動回路を構成する走査電極駆動回路の一例を示すブロ
ック図、第１３図は前記走査電極駆動回路における出力
電圧のパターンを設定する例を示す表、第１４図は前記
走査電極駆動回路の動作を示すタイムチャート、第１５
図は前記駆動回路を構成する信号電極駆動回路の一例を
示すブロック図、第１６図は前記信号電極駆動回路にお
ける出力電圧のパターンを設定する例を示す表、第１７
図は前記信号電極駆動回路の動作を示すタイムチャート
，第１８図は強誘電液晶の温度特性を示すグラフ，第１
９図は強誘電液晶の温度補償を行なう装置の一例を示す
ブロック図，第２０図は本発明の光スイッチアレイおよ
びその駆動方法を光プリンタの露光装置に適用した場合
の一実施例の構成を示すブロック図，第２１図，第２２
図および第２３図は前記第１実施例の駆動方法の変形例
の駆動波形を示す説明図、第２４図〜第２７図は本発明
の駆動方法の第２実施例〜第５実施例において用いる駆
動波形例を示すブロック図，第２８図は前記走査電極駆
動回路の電圧出力回路の一例の構成を１系統分示す論理
回路図，第２９図は前記信号電極駆動回路の電圧出力回
路の一例の構成を１系統分示す論理回路図、第３０図は
本発明を適用した光論理素子を構成するための液晶素子
の一例を示す平面図、第３１図はその断面図、第３２図
および第３３図は各々前記液晶素子を用いて構成される
光論理素子の一実施例を示す説明図，第３４図および第
３５図は前記光論理素子の論理動作を説明するための説
明図，第３６図は画素数の少ない方の光学状態を判定す
るための判定回路の一実施例を示すブロック図、第３７
図はその動作を示す波形図である。 ２・・・ガラス基板，４・・・配向膜、５・・・強誘電
性液晶、７・・・強誘電性液晶分子、８・・・自発分極
，１５・・・信号電極、１６・・・走査電極５１７・・
・画素，１８・・・走査電極駆動回路、１９・・・信号
電極駆動回路，２１・・・電圧出力回路、２７・・・電
圧出力回路、３５・・・温度制御回路，３６・・・強誘
電性液晶素子。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、印加電界の向きに応じて異なった応答状態を示す電
    気光学変調物質と、走査電極および信号電極からなる２
    種類の電極の交差部に前記電気光学変調物質を挾んで画
    素を形成するマトリクス構造電極とを有する電気光学変
    調素子の駆動方法において、 前記画素に印加する電圧を、前記走査電極の選択期間の
    前半と後半とで極性の異なる直流電圧パルスとし、後半
    の直流電圧パルスにより前記画素を第一の状態に設定す
    るか、または、前記走査電極の選択期間の前半と後半と
    で印加する極性の異なる直流電圧パルスのうち、前半の
    直流電圧パルスと同じ極性の直流電圧パルスを選択期間
    に印加することにより前記画素を他の状態に設定するか
    を行なった後、前記画素に前記選択期間中に設定された
    応答状態を保持する電圧を印加することを特徴とする電
    気光学変調素子の駆動方法。 ２、印加電界の向きに応じて異なった応答状態を示す電
    気光学変調物質と、前記電気光学変調物質に電圧を印加
    する一対の電極とからなるセルを１または２以上有する
    電気光学変調素子の駆動方法において、 前記電気光学変調物質を目的の応答状態に設定するとき
    、前記一対の電極の一方に、前記異なる応答状態に対応
    する極性の直流電圧パルスを、当該設定を行なう期間の
    前半側と後半側とに分けて重畳した高周波交流電圧を印
    加すると共に、他方の電極に、目的とする応答状態を設
    定するための直流電圧パルスを前記電気光学変調物質に
    印加するため、前記一方の電極に印加される高周波交流
    電圧の全部を打ち消す高周波交流電圧か、または、前記
    一方の電極に印加される高周波交流電圧の一部および直
    流電圧の一部を、前記設定を行なう期間の前半側と後半
    側とに対応して打ち消す高周波交流電圧および直流電圧
    を時分割に含む電圧を印加することを特徴とする電気光
    学変調素子の駆動方法。 ３、印加電界の向きに応じて異なった応答状態を示す電
    気光学変調物質と、走査電極および信号電極とから成る
    ２種類の電極の交差部に前記電気光学変調物質を挾んで
    画素を形成するマトリクス構造電極とを有する電気光学
    変調素子の駆動方法において、 前記画素の非選択期間中に前記画素の前記電気光学変調
    物質に印加される電圧が、前記電気光学変調物質の印加
    電界の向きに応じて示す応答が追随できない周波数の高
    周波交流電圧であって、かつ、一方の極性のバイアス電
    圧は重畳されることがないことを特徴とする電気光学変
    調素子の駆動方法。 ４、印加電界の向きに応じて異なった応答状態を示す電
    気光学変調物質と、該電気光学変調物質に電圧を印加す
    る一対の電極を有する電気光学変調素子の駆動方法にお
    いて、前記光学変調物質を目的の応答状態に設定する電
    圧として、前記電気光学変調物質を目的の応答状態に誘
    導する直流電圧と、該誘導による応答の後半段階以降に
    応答状態を確定させる高周波交流電圧とを順次印加する
    ことを特徴とする電気光学変調素子の駆動方法。 ５、印加電界の向きに応じて異なった応答状態を示す電
    気光学変調物質と、前記電気光学変調物質に電圧を印加
    する一対の電極とからなるセルを１または２以上有する
    電気光学変調素子の駆動方法において、 前記電気光学変調物質を目的の応答状態に保持するとき
    、前記一対の電極の一方に、高周波交流電圧を印加し、
    他方の電極に、高周波交流電圧、または、少なくとも応
    答状態の一つについては変化を起さない極性の直流電圧
    パルスを印加期間の１周期の一部に含む高周波交流電圧
    を印加することを特徴とする電気光学変調素子の駆動方
    法。 ６、前記応答状態を保持する電圧は、前記電気光学変調
    物質の印加電界の向きに応じて示す応答が追随できない
    周波数の交流電圧であることを特徴とする請求項１記載
    の電気光学変調素子の駆動方法。 ７、印加電圧の極性に応じて異なる光学状態をとる電気
    光学変調物質、および、該電気光学変調物質に電圧を印
    加する一対の電極からなるセルを１または２以上有する
    電気光学変調素子と、前記各素子の一対の電極に印加す
    る電圧を供給する駆動回路とを備える電気光学変調装置
    であって、 前記駆動回路は、現在の光学状態を保持すべき前記電気
    光学変調素子の一対の電極に、同一周波数で逆位相の高
    周波交流電圧を供給する手段と、目的の光学状態を設定
    すべき前記電気光学変調素子の一対の電極に、同一周波
    数、同位相および同一振幅であって、該電気光学変調素
    子を目的の光学状態に設定できる直流バイアス電圧分の
    差がある高周波交流電圧を供給する手段とを備えて構成
    されることを特徴とする電気光学変調装置。 ８、前記一方の電極に印加される高周波交流電圧と、前
    記他方の電極に印加される高周波交流電圧とが同位相で
    ある請求項２記載の電気光学変調素子の駆動方法。 ９、印加電界の向きに応じて異なった応答状態を示す電
    気光学変調物質と、走査電極および信号電極とから成る
    ２種類の電極の交差部に前記電気光学変調物質を挾んで
    画素を形成するマトリクス構造電極とを有する電気光学
    変調素子の駆動方法において、 前記画素の非選択期間中に前記画素の前記電気光学変調
    物質に印加される電圧が、前記電気光学変調物質の印加
    電界の向きに応じて示す応答が追随できない周波数の高
    周波交流電圧であって、 前記高周波交流電圧が、正負対称であるか、直流バイア
    ス電圧が印加されても常に同一の極性であり、かつ、前
    記直流バイアス電圧が連続して重畳されている期間は、
    前記走査電極の選択期間の略半分であることを特徴とす
    る電気光学変調素子の駆動方法。 １０、電気光学変調素子の駆動方法において、前記交流
    電圧に重畳されることのある極性の前記バイアス電圧は
    、前記電気光学変調素子の動作期間中にとる確率の低い
    光学変調状態を書き込むために、前記電気光学変調素子
    に印加する電圧と同じ極性である、請求項３記載の電気
    光学変調素子の駆動方法。 １１、前記光学変調物質に印加する全ての電圧は、その
    電圧における前記光学変調物質の応答時間よりも短いパ
    ルス幅である請求項４記載の電気光学変調素子の駆動方
    法。 １２、印加電界の向きに応じて異なった応答状態を示す
    電気光学変調物質と、前記電気光学変調物質に電圧を印
    加する一対の電極とからなるセルを１または２以上有す
    る電気光学変調素子の駆動方法において、 前記電気光学変調物質を目的の応答状態に設定するとき
    、前記一対の電極の一方に、前記異なる応答状態に対応
    する極性の直流電圧パルスを、当該設定を行なう期間の
    前半側と後半側とに分けて重畳した高周波交流電圧を印
    加すると共に、他方の電極に、目的とする応答状態を設
    定するための直流電圧パルスを前記電気光学変調物質に
    印加するため、前記一方の電極に印加される高周波交流
    電圧の全部を打ち消す高周波交流電圧か、または、前記
    一方の電極に印加される高周波交流電圧の一部および直
    流電圧の一部を、前記設定を行なう期間の前半側と後半
    側とに対応して打ち消す高周波交流電圧および直流電圧
    を時分割に含む電圧を印加し、 かつ、前記電気光学変調物質を目的の応答状態に保持す
    るとき、前記２つの電極の一方に、高周波交流電圧を印
    加し、他方の電極に、高周波交流電圧、または、応答状
    態の変化を起さない極性の直流電圧パルスを印加期間の
    １周期の一部に含む高周波交流電圧を印加することを特
    徴とする電気光学変調素子の駆動方法。 １３、前記電気光学変調物質を目的の応答状態に保持す
    るとき、前記一方の電極に印加される高周波電圧と、前
    記他方の電極に印加される高周波交流電圧の位相を異な
    らせる、請求項５または１２記載の電気光学変調素子の
    駆動方法。 １４、前記一対の電極は、走査電極および信号電極であ
    り、実質的には、両者の交差部が前記電気光学変調物質
    に電圧を印加する電極として機能し、前記走査電極およ
    び信号電極の本数に応じて形成される交差部数に対応す
    る数を有するものである請求項２、４、５、８、１１、
    １２または１３記載の電気光学変調素子の駆動方法。 １５、電気光学変調素子の駆動方法において、前記電気
    光学変調素子が動作しない期間には、前記一方の電極と
    前記他方の電極を実質的に短絡することを特徴とする請
    求項１、２、３、４、５、６、８、９、１０、１１、１
    ２、１３または１４記載の電気光学変調素子の駆動方法
    。 １６、前記電気光学変調物質が強誘電性液晶である、請
    求項１、２、３、４、５、６、８、９、１０、１１、１
    ２、１３もしくは１４記載の電気光学変調素子の駆動方
    法、または、請求項７記載の電気光学変調装置。 １７、前記電気光学変調物質が、負の誘電異方性Δεを
    有する強誘電性液晶である請求項１、２、３、４、５、
    ６、８、９、１０、１１、１２、１３もしくは１４記載
    の電気光学変調素子の駆動方法、または、請求項７記載
    の電気光学変調装置。 １８、前記負の誘電異方性Δεが、−４から−２の範囲
    にある請求項１７記載の電気光学変調素子の駆動方法、
    または、電気光学変調装置。 １９、負の誘電異方性を有する強誘電性液晶からなる電
    気光学変調物質と、これを挾む透明電極とを有してなり
    、該透明電極に、前記請求項１、２、３、４、５、６、
    ８、９、１０、１１、１２、１３または１４記載の電気
    光学変調素子の駆動方法において形成される電圧を印加
    して、駆動されることを特徴とする電気光学変調素子。 ２０、請求項１９に記載の電気光学変調素子と、その駆
    動回路とを有する電気光学変調装置。 ２１、請求項２０に記載の電気光学変調装置において、
    前記電気光学変調素子を電気光学的に変調動作させる信
    号データについて、オンまたはオフの含まれる率を検出
    する判定回路を設け、その判定結果に応じて、印加電圧
    に非対称に含まれることになる直流電圧を、前記電気光
    学変調装置の動作期間中に前記電気光学変調素子がとる
    確率の低い状態を設定する極性として、前記電気光学変
    調素子に印加するよう、電圧の極性を設定する構成とし
    た、請求項１、２、３、４、５、６、８、９、１０、１
    １、１２、１３または１４記載の電気光学変調装置。 ２２、請求項２０に記載の電気光学変調装置において、
    前記電気光学変調装置が、前記光学変調物質の温度を感
    知する手段と、前記電気光学変調物質の温度を制御する
    手段とを有することを特徴とする電気光学変調装置。 ２３、請求項２０に記載の電気光学変調装置において、
    前記電気光学変調装置が、前記光学変調物質の温度を感
    知する手段と、それに応じて前記光学変調物質に印加す
    る電圧の周波数を変化させる手段とを有することを特徴
    とする電気光学変調装置。 ２４、請求項２０に記載の電気光学変調装置において、
    前記電気光学変調装置が、前記光学変調物質の温度を感
    知する手段と、それに応じて前記光学変調物質に印加す
    る電圧の大きさを変化させる手段とを有することを特徴
    とする電気光学変調装置。 ２５、請求項１９に記載の電気光学変調素子が、プリン
    タ用光スイッチアレイであることを特徴とする電気光学
    変調素子。 ２６、請求項２０に記載の電気光学変調装置において、
    前記電気光学変調素子がプリンタ用光スイッチアレイで
    あることを特徴とする電気光学変調装置。 ２７、請求項２６に記載のプリンタにおいて、前記プリ
    ンタ用光スイッチアレイが、請求項１０に記載の駆動方
    法により駆動され、前記バイアス電圧の前記交流電圧に
    重畳されることのある極性の電圧が前記プリンタ用光ス
    イッチアレイの前記電気光学変調物質に印加されたとき
    に、被プリント物質の色と異なる色の像をプリントする
    ことを特徴とするプリンタ。 ２８、請求項１９に記載の電気光学変調素子において、
    前記電気光学変調素子がディスプレイであることを特徴
    とする電気光学変調素子。 ２９、請求項２８に記載のディスプレイを用いた情報入
    出力機器。 ３０、請求項２８に記載のディスプレイを用いたことを
    特徴とするワードプロセッサ。 ３１、請求項２８に記載のディスプレイを用いたことを
    特徴とするパーソナルコンピュータ。 ３２、請求項２０に記載の電気光学変調装置を論理ゲー
    トの構成要素とした光論理素子。 ３３、請求項３２に記載の光論理素子を用いた光コンピ
    ュータ。 ３４、印加電圧の極性に応じて異なる光学状態をとる電
    気光学変調物質、および、該電気光学変調物質に電圧を
    印加する一対の電極からなるセルを１または２以上有す
    る電気光学変調素子の、前記一対の電極に印加する電圧
    を供給する駆動回路であって、 現在の光学状態を保持すべき前記電気光学変調素子の一
    対の電極に、略同一周波数で略逆位相の高周波交流電圧
    を供給する手段と、目的の光学状態を設定すべき前記電
    気光学変調素子の一対の電極に、周波数、位相および振
    幅が略同一であって、該電気光学変調素子を目的の光学
    状態に設定できる直流バイアス電圧分の差がある高周波
    交流電圧を供給する手段とを備えて構成されることを特
    徴とする駆動回路。
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