JPH03206423A - 液晶電気光学装置 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野コ 本発明はディスプレイ、プリンターヘッド、プロジェク
ション用光シャッター等に用いられる光書き込み型液晶
電気光学装置の構造及び駆動方法に関する。

［従来の技術］ 近年オフィスおよびファクトリーオートメイション化に
伴い、マンマシンインターフェイスとしてのディスプレ
イの大容量化が進行している。その１技術として液晶デ
ィスプレイに限ってみると大容量ディスプレイに有利な
方式として強誘電性液晶を用いたディスプレイ（以下Ｓ
ＳＦＦＬＣと略記する）がある。ＳＳＦＬＣには書き込
み電圧印加後も書き込み電圧印加中の表示状態を保つメ
モリー性がある。このメモリー性を用いれば原理的には
無限に大容量化が可能である。またＳＳＦＦＬＣにはし
きい特性があり、このため時分割駆動が可能である。そ
こで、２枚の基板に各々くし状電極を設け、各々の電極
群が直交するように組み立てた素子に駆動用ドライバー
を接続して駆動する方式が研究されている。この方式で
は・ドライバーが高価であり、またドライバーを素子に
接続する方法が課題である。ドライバーを用いない方法
として光書き込み法が提案されている。その中の１つに
第２図に示したように、反射型に特化したものとして光
導電体を用いレーザー光が当たった場所での抵抗が下が
り、これにより液晶に書き込み電圧が有効に印加され、
これにより液晶が応答する方式がある（特開昭５９−２
１６１２６）。

［発明が解決しようとする課題コ しかしこの方式では、光導電体の抵抗変化が小さいため
に光が当たっていない画素においても記録電界により表
示状態が変化する、あるいは表示状態が不安定化する課
題があった。

そこで本発明ではこのような課題を解決し、安定して表
示内容を書き込める方式を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 少なくとも光導電体及び誘電体ミラーを積層した透明基
板と、少なくとも透明電極を形成した透明基板の間に、
双安定性を有する電気光学媒体として強誘電性液晶を挟
持した素子に２次元画像光信号を入力することにより表
示状態を選択する液晶電気光学装置において、少なくと
もどちらかの基板に形成する透明電極をくし状に形成し
、光が照射されているくし状電極に記録電界が印加され
、光が照射されていないくし状電極には記録電界が印加
されないよう、くし状透明電極を順次２次元画像光信号
としての光照射に同期させて走査することを特徴とする
。

［作用］ 本発明の上記の構成によれば、書き込み中の走査電極だ
けに記録電界が印加されるため、書き込みが行なわれて
いない部分ではまったく記録電界の影響を受けない。そ
のため極めて安定した表示状態が得られるのである。

以下、実施例により本発明の詳細を示す。

［実施例１］ 第１図（ｂ）に本発明の実施例における液晶電気光学装
置の概念的な全体図を示す。

まず液晶電気光学素子部の構成について説明する。第１
図（ａ）に素子部の断面図を示した。透明電極３及び１
０にはＩＴＯを用いた。配向膜４及び７にはポリイミド
を用いた。これらは両基板に形成する必要はない。配向
膜４を布でこすり配向処理とした。配向処理は配向膜４
及び７の少なくともどちらか１方に施せばよい。本実施
例ではくし状電極を読み出し光側に設けたが、書き込み
レーザー側に設けてもよい。くし状電極は走査電極ドラ
イパー１２に接続する。誘電体ミラー８はＳｉ０２とＳ
ｉを用いＲＧＢ３段階積層構造とした．光導電体９はア
モルファスシリコン（膜厚８μｍ）を用いた。膜厚は１
０００人〜２０μｍであればよい。液晶にはチッソ社製
のＣＳ−１０１１を用いた。スペーサの厚さは１μｍと
し、最も効率よく光変調されるようにした。

次に光学系の説明である。第１図（ｂ）レーザー１５に
はＨｅ−Ｎｅレーザーを用いた。ポリゴンミラ−１３、
レーザー光走査用プリズムｌ４、レーザー１５及び走査
電極ドライバー１２はコントローラ１６により同期して
動作する。本実施例ではレーザー走査速度０．２５μＳ
／画素、走査電極数１　０００本であるので０．２５秒
で１画面を走査するように走査用プリズム１４を回転さ
せる。レーザー走査に同期させて走査電極には第３図に
示した駆動波形を印加する。消去パルスは、レーザー光
が照射されていない状態でも液晶分子の自発分極を反転
させるに十分な波高値とする。

ここでは−３０Ｖとした．ここで書き込みの原理を説明
する。Ｎ番目の走査電極について考える。

まず選択期間ｔＮが始まる前に液晶分子を第１の状態（
ここでは暗状態とする）にするパルス（リセットパルス
）が印加される。その直後から選択期間が始まる。Ｎ番
目の走査線の端から１画素あたり０．２５μｓの選択期
間が始まる。Ｎ番目の走査線の端から１画素あたり０．
２５μｓの選択期間で表示内容に合わせてレーザー光が
ＯＮあるいはＯＦＦされる．レーザー光が当たった画素
では書き込みパルスの波高値がそのまま印加され、次の
走査線が選択されるまで電荷は保持される．この電荷に
より液晶分子の自発分極は反転し、第′２の状態（ここ
では暗状態とする）をとるのである．レーザー光がＯＦ
Ｆで選択された画素では、アモルファスシリコンが高イ
ンピーダンス状態であるため書き込みパルスは十分に印
加されず第２の状態を取り得ない。このように第１の状
態第２の状態が選択されると次の画素にレーザー光が移
動する。

Ｎ番目の走査線には選択期間終了後第２の状態を選択さ
れた画素をすべて反転させるために液晶の応答速度程度
の期間書き込みパルスを印加してもよい（第３図ではｔ
Ｎ程度に設定してある）。コントラストは１：２０、反
射率１５％が得られた。

これは従来の反射型ディスプレイのコントラスト１：８
からすれば良好な値である。また表示状態が極めて安定
であり、１画面書き込んだ後走査電極への信号送出およ
びレーザー光照射を停止すれば省電力化することもでき
る。

［実施例２］ ここでは、レーザー光照射により第１の状態及び第２の
状態を選択する方法について述べる。第４図に本実施例
における走査電極波形図を示す。液晶電気光学素子部及
び光学系は実施例１と同じである。但しレーザー光の走
査法が異なる。以下その走査法について説明する。第４
図においてｔ１は液晶分子を第１の状態にするパルス印
加時間である。但しその波高値はアモルファスシリコン
が高インピーダンス状態の時は液晶分子を第１の状態に
することができないが、レーザー光が当たってアモルフ
ァスシリコンが低インピーダンス状態になったときには
液晶分子を第１の状態にすることができる程度の波高値
である。ｔ２は液晶分子を第２の状態にするパルス印加
時間である．但しその波高値はアモルファスシリコンが
高インピーダンス状態の時は液晶分子を第２の状態にす
ることができないが、レーザー光が当たってアモルファ
スシリコンが低インピーダンス状態になった時には液晶
分子を第１の状態にすることができる程度の波高値であ
る。Ｎ番目の走査線について考える。

選択期間ｔＮの前半は液晶分子の第１の状態選択期間で
ある。ここではＮ番目の走査線上の画素の表示内容をａ
とする，　　ｔＮ中のｔ１前半にレーザー光によりａな
る変調を受けたレーザー光がＮ番目の走査線の端から照
射される。その後ｔ１の後半ではレーザー光はＯＦＦと
なり第１の状態が選択された画素が反転するまで電圧が
印加され続ける。その後ｔ２の前半で第２の状態が選択
され、表示内容ａの反転内容ａなる変調を受けたレーザ
ー光がＮ番目の走査線の端から照射される．このため実
施例１に比べ走査時間が３倍になる欠点があるが、駆動
波形が完全に交流になるため素子の寿命が長くなる長所
がある。コントラスト及び透過率については実施例１と
同等であった。

以上実施例を述べたが、用いる光源はレーザー光でなく
とも絞り込める光源であって光導電体が反応する波長域
のものであればよい。光導電体としてはアモルファスシ
リコンのほかＧａＡｓ，Ｃｄｓ、有機光導電体等でもよ
い。誘電体ミラーにはＴｉ０２とＳｉ０２の積層などの
組合せも利用できる．ポリゴンミラーもＰＬＺＴ等の屈
折率を電界により変化させられる素子で置き換えること
ができる。プリズム１４についても同様である。また、
プリズム１４を用いる代わりに素子部を上下に移動させ
てもよい。今回の実施例では各画素の選択時゜間は０．
２５μＳとしたが１００ｎｓより長ければよい。これよ
り短いとアモルファスシリコンは応答しない。また本実
施例では１電極に対して１走査線を対応させたが、１電
極に対して複数の走査線を対応させてもよい。こうする
ことにより表示品位はわずか低下するが、走査電極ドラ
イバーの数を減らすことができる。

以上実施例を述べたが、本発明は以上の実施例のみなら
ず、空間変調素子として広く電子乾板、画像表示システ
ム、画像レジスター　光演算装置などに応用が可能であ
る。

［発明の効果コ 以上述べたように本発明によれば、光源走査に同期して
分割した走査電極に記録電界を印加する事により非選択
期間でのコントラスト、メモリー性を向上させることが
可能となった。本発明は反射型ディスプレイ、プロジェ
クター用ヘッド、プリンターヘッドなどに応用できる．

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明の実施例における液晶電気光学装
置の素子部の断面図である。 第１図（ｂ）は本発明の実施例における液晶電気光学装
置の全体的な構成図である。 第２図は従来例における液晶電気光学装置の断面図であ
る。 第３図は実施例１における駆動波形図である。 第４図は実施例２における駆動波形図である。 偏向板 透明基板 透明電極 配向膜 スペーサー 液晶 配向膜 ８　・・・ ９　・・・ １０　・・・ １１　・・・ １２　・・・ １３　・・・ １４　・・・ １５　・・・ １６　・・・ １７　・・・ 誘電体ミラー 光導電体 透明電極 透明基板 走査電極ドライバー ポリゴンミラー レーザー光走査用プリズム レーザー光源 コントローラ 駆動電源 以上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 少なくとも光導電体及び誘電体ミラーを積層した透明基
   板と、少なくとも透明電極を形成した透明基板の間に、
   双安定性を有する電気光学媒体として強誘電性液晶を挟
   持した素子に２次元画像光信号を入力することにより表
   示状態を選択する液晶電気光学装置において、少なくと
   もどちらかの基板に形成する透明電極をくし状に形成し
   、光が照射されている電極に記録電界が印加され、他の
   電極には記録電界が印加されないよう、くし状透明電極
   を順次２次元画像光信号としての光照射に同期させて走
   査することを特徴とする液晶電気光学装置。