JPH0414766B2 - - Google Patents
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- JPH0414766B2 JPH0414766B2 JP6133684A JP6133684A JPH0414766B2 JP H0414766 B2 JPH0414766 B2 JP H0414766B2 JP 6133684 A JP6133684 A JP 6133684A JP 6133684 A JP6133684 A JP 6133684A JP H0414766 B2 JPH0414766 B2 JP H0414766B2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
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- G02F1/137—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering
- G02F1/13781—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering using smectic liquid crystals
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- Liquid Crystal Display Device Control (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、表示素子や光バルブ等の光学変調素
子に係り、詳しくは多数の画素を時分割駆動によ
つて動作させるに適した新規な液晶光学素子の駆
動法に関する。
子に係り、詳しくは多数の画素を時分割駆動によ
つて動作させるに適した新規な液晶光学素子の駆
動法に関する。
従来、マトリクス状に多数個の画素を形成した
液晶表示素子の構成法として、次のものが挙げら
れるが、それぞれ欠点を有する。
液晶表示素子の構成法として、次のものが挙げら
れるが、それぞれ欠点を有する。
１ 単純電極マトリクスによる法；
極めて作製が容易であるが、非選択点にも電
界が印加されてクロストークが生じる。このた
め、画素容量を上げることが出来ない。
界が印加されてクロストークが生じる。このた
め、画素容量を上げることが出来ない。
２ 各画素に対応したTFT（薄膜トランジスタ）
等の能動素子を設ける方法； 各能動素子が明確なスイツチング動作を行う
ためにクロストークが生じることは避け得る
が、能動素子の作製に極めて精密なアライメン
ト技術を要し、これを大画面の液晶素子に適用
しようとした場合には極めて高コストとなる。
等の能動素子を設ける方法； 各能動素子が明確なスイツチング動作を行う
ためにクロストークが生じることは避け得る
が、能動素子の作製に極めて精密なアライメン
ト技術を要し、これを大画面の液晶素子に適用
しようとした場合には極めて高コストとなる。
３ 各画素に対応したMIM（金属／絶縁体／金属
構造）等の非線型素子を用いる方法； 各非線型素子と各画素に対応する液晶層との
電気的マツチングが良好にとれる場合にはクロ
ストークが防止され画素容量はある程度大きく
できるが、画素密度を上げようとした場合には
各画素の液晶層の静電容量が小さくなり、電気
的マツチングをとるためには各非線型素子の静
電容量もこれに応じて小さくしなければなら
ず、非線型素子が電荷保持機能をもつために
は、駆動条件の厳しさとともに作製上の大きな
ネツクとなつている。
構造）等の非線型素子を用いる方法； 各非線型素子と各画素に対応する液晶層との
電気的マツチングが良好にとれる場合にはクロ
ストークが防止され画素容量はある程度大きく
できるが、画素密度を上げようとした場合には
各画素の液晶層の静電容量が小さくなり、電気
的マツチングをとるためには各非線型素子の静
電容量もこれに応じて小さくしなければなら
ず、非線型素子が電荷保持機能をもつために
は、駆動条件の厳しさとともに作製上の大きな
ネツクとなつている。
この非線型素子を用いた液晶の駆動方法に関
しては、多数の報告がある。例えば、IEEE
Transactions on Electron Devices，Vol.ED
−28，No.６，JUNE 1981に掲載されている。
しては、多数の報告がある。例えば、IEEE
Transactions on Electron Devices，Vol.ED
−28，No.６，JUNE 1981に掲載されている。
David R.Baraff他による“The
Optimization of Metal−Insulator−Metal
Nonlinear Devicesfor Use in Multiplexed
Liquid Crystal Displays”に詳しい。
Optimization of Metal−Insulator−Metal
Nonlinear Devicesfor Use in Multiplexed
Liquid Crystal Displays”に詳しい。
いずれにしても、前記いずれの方法を用いて
も大画素容量で、かつ大画面の表示が難しく、
しかも比較的安価な液晶素子は未だ出現してい
ないのが現状である。
も大画素容量で、かつ大画面の表示が難しく、
しかも比較的安価な液晶素子は未だ出現してい
ないのが現状である。
４ 強誘電性液晶を用いる方法；
米国特許第4367924号公報には、双安定状態
を発現した強誘電性液晶素子にマトリクス電極
構造を組込んだ液晶光学素子が開示されてい
る。この強誘電性液晶の閾値電圧が電圧印加時
間（パルス幅）に依存した閾値特性を生じてい
た。例えば、電圧V1が印加され続けても、強
誘電性液晶の電気分極状態（例えば、白表示に
対応する一方の状態）は、変化を生じないが、
電圧V1が印加時間t1を越えた時、他方の電気分
極状態（例えば、黒表示に対応する）に反転し
てしまう。従つて、強誘電性液晶をマトリクス
駆動に適用した際には、一フレーム内で一度、
例えば印加時間t0で負電圧−V2の印加によつて
白表示に書込まれた走査電極上の画素は、他の
走査電極上の画素の書込み時に、信号電極から
パルス幅t0で正電圧V1または負電圧−V1を受
信するため、パルス幅t0の正電圧V1の印加が連
続し、前述の印加時間t1を越えると、黒表示に
反転を生じてしまう。この反転現象のため、マ
トリクス駆動の適用を難かしいものにさせてい
た。
を発現した強誘電性液晶素子にマトリクス電極
構造を組込んだ液晶光学素子が開示されてい
る。この強誘電性液晶の閾値電圧が電圧印加時
間（パルス幅）に依存した閾値特性を生じてい
た。例えば、電圧V1が印加され続けても、強
誘電性液晶の電気分極状態（例えば、白表示に
対応する一方の状態）は、変化を生じないが、
電圧V1が印加時間t1を越えた時、他方の電気分
極状態（例えば、黒表示に対応する）に反転し
てしまう。従つて、強誘電性液晶をマトリクス
駆動に適用した際には、一フレーム内で一度、
例えば印加時間t0で負電圧−V2の印加によつて
白表示に書込まれた走査電極上の画素は、他の
走査電極上の画素の書込み時に、信号電極から
パルス幅t0で正電圧V1または負電圧−V1を受
信するため、パルス幅t0の正電圧V1の印加が連
続し、前述の印加時間t1を越えると、黒表示に
反転を生じてしまう。この反転現象のため、マ
トリクス駆動の適用を難かしいものにさせてい
た。
従つて、本発明の目的は、前記従来技術の問題
点を克服した大画素容量で、かつ大画面の表示或
いは変調が可能で、しかも比較的安価に製造する
ことが可能な液晶素子の新しい駆動法を提供する
ことにある。
点を克服した大画素容量で、かつ大画面の表示或
いは変調が可能で、しかも比較的安価に製造する
ことが可能な液晶素子の新しい駆動法を提供する
ことにある。
本発明の液晶光学素子は、液晶材料として、強
誘電性液晶という材料に特定化することにより、
これを通常のフオトリソグラフイー技術によつて
も達成し得る非線型素子と組み合わせることによ
り、今までに得られなかつた大面積で、かつ高画
素密度の液晶表示デバイスを提供し得るものであ
る。
誘電性液晶という材料に特定化することにより、
これを通常のフオトリソグラフイー技術によつて
も達成し得る非線型素子と組み合わせることによ
り、今までに得られなかつた大面積で、かつ高画
素密度の液晶表示デバイスを提供し得るものであ
る。
強誘電液晶は２つの分極状態がそれぞれ記憶性
を有することができ、この場合には以下に述べる
多大な効果を奏することができる。
を有することができ、この場合には以下に述べる
多大な効果を奏することができる。
通常の液晶（例えば、ねじれネマチツク液晶）
と非線型素子とからなる従来の液晶素子に於て
は、画素ONの信号によつて非線型素子がON状
態となり、液晶層両端に電荷が著積し、電圧が印
加されて、画素に対応する液晶がON状態とな
る。この後、信号がOFFされると、非線型素子
はOFF状態となり液晶層両端に蓄積されていた
電荷は非線型素子の静電容量と、液晶層の静電容
量とに容量分割される。このため、非線型素子の
静電容量が液晶層のそれに比べ充分に小さくない
場合には、液晶層の両端にある電荷量は減少し、
画素に対応する液晶をON状態に保持し続けるこ
とができなくなる。このため従来の液晶素子では
非線型素子の静電容量は、液晶層のそれに対して
通常1/10程度以下にする必要があり、それ以上に
なると駆動条件のラチテユードが極めて狭くなつ
てしまう。従つて画素密度を上げようとした場
合、画素液晶の静電容量は小さくなるため非線型
素子の静電容量をさらに小さくする必要があり、
通常のフオトリソグラフイー技術で微小な非線型
素子を構成することは困難であつた。
と非線型素子とからなる従来の液晶素子に於て
は、画素ONの信号によつて非線型素子がON状
態となり、液晶層両端に電荷が著積し、電圧が印
加されて、画素に対応する液晶がON状態とな
る。この後、信号がOFFされると、非線型素子
はOFF状態となり液晶層両端に蓄積されていた
電荷は非線型素子の静電容量と、液晶層の静電容
量とに容量分割される。このため、非線型素子の
静電容量が液晶層のそれに比べ充分に小さくない
場合には、液晶層の両端にある電荷量は減少し、
画素に対応する液晶をON状態に保持し続けるこ
とができなくなる。このため従来の液晶素子では
非線型素子の静電容量は、液晶層のそれに対して
通常1/10程度以下にする必要があり、それ以上に
なると駆動条件のラチテユードが極めて狭くなつ
てしまう。従つて画素密度を上げようとした場
合、画素液晶の静電容量は小さくなるため非線型
素子の静電容量をさらに小さくする必要があり、
通常のフオトリソグラフイー技術で微小な非線型
素子を構成することは困難であつた。
一方、非線型素子の静電容量を、画素液晶の静
電容量に比べ充分小さくした場合、信号がOFF
され、非線型素子がOFFとなつたときに、液晶
層両端の蓄積電荷によつて、液晶層に印加されて
いる電圧は、ほとんどそのまま非線型素子にも加
わる。従つて、液晶層をOFF状態からON状態に
切り換えるに要する電圧（液晶の閾値）より非線
型素子の閾値電圧が低い場合には非線型素子が
ON状態となり、液晶層に蓄積されていた電荷は
非線型素子を通つて放電してしまう。或いは、非
線型素子の閾値電圧が液晶の閾値電圧より若干高
い場合でも、その後に続いて信号電極に印加され
る情報信号電圧によつては、さらに非線型素子に
かかる電圧が上昇して非線型素子がON状態に戻
る危険性が高い。このため記憶性のない通常の液
晶と非線型素子との組みあわせによる従来の液晶
素子では、液晶の閾値電圧にくらべ非線型素子の
閾値電圧を充分に大きくする必要があり、駆動電
圧の高圧化を招く結果となる。
電容量に比べ充分小さくした場合、信号がOFF
され、非線型素子がOFFとなつたときに、液晶
層両端の蓄積電荷によつて、液晶層に印加されて
いる電圧は、ほとんどそのまま非線型素子にも加
わる。従つて、液晶層をOFF状態からON状態に
切り換えるに要する電圧（液晶の閾値）より非線
型素子の閾値電圧が低い場合には非線型素子が
ON状態となり、液晶層に蓄積されていた電荷は
非線型素子を通つて放電してしまう。或いは、非
線型素子の閾値電圧が液晶の閾値電圧より若干高
い場合でも、その後に続いて信号電極に印加され
る情報信号電圧によつては、さらに非線型素子に
かかる電圧が上昇して非線型素子がON状態に戻
る危険性が高い。このため記憶性のない通常の液
晶と非線型素子との組みあわせによる従来の液晶
素子では、液晶の閾値電圧にくらべ非線型素子の
閾値電圧を充分に大きくする必要があり、駆動電
圧の高圧化を招く結果となる。
いずれにしても、従来の液晶素子では、非線型
素子の作製上の困難さと、駆動法の厳しさが商品
として高画素密度化を達成することの妨げとなつ
ていたが、液晶層の２つ（ON，OFF）の状態
（強誘電液晶の２つの分極状態に対応する。）がそ
れぞれ記憶性を有しているならば、一担、液晶層
に電圧が印加されて例えばON状態にスイツチン
グがおこると、その後に電圧が解除されても、
ON状態を保持することができるため、非線型素
子の静電容量は、画素液晶の静電容量と同程度あ
るいはそれ以下でさえ許容され、低い駆動電圧で
高速の駆動を達成することが可能となる。
素子の作製上の困難さと、駆動法の厳しさが商品
として高画素密度化を達成することの妨げとなつ
ていたが、液晶層の２つ（ON，OFF）の状態
（強誘電液晶の２つの分極状態に対応する。）がそ
れぞれ記憶性を有しているならば、一担、液晶層
に電圧が印加されて例えばON状態にスイツチン
グがおこると、その後に電圧が解除されても、
ON状態を保持することができるため、非線型素
子の静電容量は、画素液晶の静電容量と同程度あ
るいはそれ以下でさえ許容され、低い駆動電圧で
高速の駆動を達成することが可能となる。
即ち、本発明は交差した走査電極群と信号電極
群の交差部を画素としたマトリクス電極構造の各
画素に対応して非線型素子を有し、前記走査電極
群と信号電極群の間に電界の向きに応じた２つの
電気分極状態を有する強誘電液晶を配置した液晶
光学素子の駆動法であつて、走査電極を順次走査
し、走査選択された走査電極上の画素に対応する
非線型素子に、 第一の位相で、選択的に、強誘電性液晶の一方
の極性の閾値を越えた一方極性の第一電圧及び該
閾値を越えない第二電圧を印加し、 第二の位相で、前記第二電圧が印加された非線
型素子において、強誘電性液晶の他方の極性の閾
値を越えた他方極性の第三電圧及び前記第一電圧
が印加された非線型素子において、該閾値を越え
ない第四電圧を印加する 液晶光学素子の駆動法によつて達成される。
群の交差部を画素としたマトリクス電極構造の各
画素に対応して非線型素子を有し、前記走査電極
群と信号電極群の間に電界の向きに応じた２つの
電気分極状態を有する強誘電液晶を配置した液晶
光学素子の駆動法であつて、走査電極を順次走査
し、走査選択された走査電極上の画素に対応する
非線型素子に、 第一の位相で、選択的に、強誘電性液晶の一方
の極性の閾値を越えた一方極性の第一電圧及び該
閾値を越えない第二電圧を印加し、 第二の位相で、前記第二電圧が印加された非線
型素子において、強誘電性液晶の他方の極性の閾
値を越えた他方極性の第三電圧及び前記第一電圧
が印加された非線型素子において、該閾値を越え
ない第四電圧を印加する 液晶光学素子の駆動法によつて達成される。
尚、以下の実施例で詳述されるが、本発明の駆
動法は、従来のネマチツク・コレステリツク等の
液晶と異り、２つの互いに逆極性の分極状態を有
する強誘電液晶を用いるため、本質的には直流駆
動であることに大きな特徴を有している。
動法は、従来のネマチツク・コレステリツク等の
液晶と異り、２つの互いに逆極性の分極状態を有
する強誘電液晶を用いるため、本質的には直流駆
動であることに大きな特徴を有している。
本発明の液晶光学素子で用いる強誘電性液晶と
しては、カイラルスメクチツクＣ（SmC*）又は
Ｈ相（SmH*）の液晶が適している。この強誘電
性液晶については、“LE JOURNAL DE
PHYSIQUE LETTERS”36（Ｌ−69）1975，
「Ferroelectric Liquid Crystals」；“Applied
Physics Letters”36（11）1980「Submicro
Second Bistable Electrooptic Switching in
Liquid Crystals」；“固体物理”16（141）1981「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。
しては、カイラルスメクチツクＣ（SmC*）又は
Ｈ相（SmH*）の液晶が適している。この強誘電
性液晶については、“LE JOURNAL DE
PHYSIQUE LETTERS”36（Ｌ−69）1975，
「Ferroelectric Liquid Crystals」；“Applied
Physics Letters”36（11）1980「Submicro
Second Bistable Electrooptic Switching in
Liquid Crystals」；“固体物理”16（141）1981「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、本発明法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−メテ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。
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−メテ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*相又はSmH*相となるよう
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ツク等により支持す
ることができる。
液晶化合物が、SmC*相又はSmH*相となるよう
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ツク等により支持す
ることができる。
第３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。２１と２１′は、In2O3、SnO2
やITO（Indium−Tin Oxide）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２２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２３が液晶分子を表わしており、この液晶分
子２３はその分子に直交した方向に双極子モーメ
ント２４（P1）を有している。基板２１と２
１′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２３のらせん構造がほどけ、双極
子モーメント２４はすべて電界方向に向くよう、
液晶分子２３は配向方向を変えることができる。
液晶分子２３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、従つて
例えば、ガラス面の上下に互いにクロスニコルの
偏光子を置けば、電圧印加極性によつて光学特性
が変わる液晶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４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、その双極子モーメントＰ又はP′は上
向き３４又は下向き３４′のどちらかの電気分極
状態をとる。このようなセルに第３図に示す如く
一定の閾値以上の極性の異る電界Ｅ又はE′を与え
てやると、双極子モーメントは電界Ｅ又はE′の電
界ベクトルに対応して上向き３４又は下向き３
４′と向きを変え、それに応じて液晶分子は第１
の安定状態３３かあるいは第２の安定状態３３′
の何れか一方に配向する。しかも、第１及び第２
の状態は電界が切られた後でも記憶性を有し、そ
れぞれの状態に留つていることができる。
いたものである。２１と２１′は、In2O3、SnO2
やITO（Indium−Tin Oxide）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２２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２３が液晶分子を表わしており、この液晶分
子２３はその分子に直交した方向に双極子モーメ
ント２４（P1）を有している。基板２１と２
１′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２３のらせん構造がほどけ、双極
子モーメント２４はすべて電界方向に向くよう、
液晶分子２３は配向方向を変えることができる。
液晶分子２３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、従つて
例えば、ガラス面の上下に互いにクロスニコルの
偏光子を置けば、電圧印加極性によつて光学特性
が変わる液晶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４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、その双極子モーメントＰ又はP′は上
向き３４又は下向き３４′のどちらかの電気分極
状態をとる。このようなセルに第３図に示す如く
一定の閾値以上の極性の異る電界Ｅ又はE′を与え
てやると、双極子モーメントは電界Ｅ又はE′の電
界ベクトルに対応して上向き３４又は下向き３
４′と向きを変え、それに応じて液晶分子は第１
の安定状態３３かあるいは第２の安定状態３３′
の何れか一方に配向する。しかも、第１及び第２
の状態は電界が切られた後でも記憶性を有し、そ
れぞれの状態に留つていることができる。
以上のように、強誘電液晶は電気分極状態に記
憶性を有しているため新規な駆動方式による大画
素密度の画像素子とすることができる。しかし、
通常上記閾値は極めて鋭いものとはいい難く、し
かも印加電圧波形、限定して言うならばパルス巾
に依存する。又、この閾値の不明確さは基板の処
理条件、温度液晶材料に依存する。従つて、これ
を時分割方式によつてより安定に駆動しようとし
た場合には、見かけ上閾値特性を明確にするため
の非線型素子との組みあわせによつて、強誘電液
晶の記憶性を最大限に生かし得る、大画素容量素
子及びその駆動法を提供しうることが明らかにな
つた。
憶性を有しているため新規な駆動方式による大画
素密度の画像素子とすることができる。しかし、
通常上記閾値は極めて鋭いものとはいい難く、し
かも印加電圧波形、限定して言うならばパルス巾
に依存する。又、この閾値の不明確さは基板の処
理条件、温度液晶材料に依存する。従つて、これ
を時分割方式によつてより安定に駆動しようとし
た場合には、見かけ上閾値特性を明確にするため
の非線型素子との組みあわせによつて、強誘電液
晶の記憶性を最大限に生かし得る、大画素容量素
子及びその駆動法を提供しうることが明らかにな
つた。
又、本発明で用いられる非線型素子としては、
前述のMIMの他にｐ−ｎ接合ダイオードを適正
に逆バイアスしたもの、ｐ−ｎ接合ダイオードを
方向を逆にして直列接続したもの、シヨツトキー
ダイオードを適正に逆バイアスしたもの、シヨツ
トキーダイオードを方向を逆にして直列接続した
もの等を用いることができる。
前述のMIMの他にｐ−ｎ接合ダイオードを適正
に逆バイアスしたもの、ｐ−ｎ接合ダイオードを
方向を逆にして直列接続したもの、シヨツトキー
ダイオードを適正に逆バイアスしたもの、シヨツ
トキーダイオードを方向を逆にして直列接続した
もの等を用いることができる。
第１図と第２図は、本発明の液晶素子の構造を
模式的に示したもので、非線型素子としてMIM
構造を用いた例で示したものである。第１図Ａは
本発明の液晶素子の断面図であつて、第１図Ｂは
そこで用いたMIM構造の拡大断面図である。図
中、１と１′はそれぞれ対向する基板（ガラス基
板、プラスチツク基板）、２は熱酸化された厚さ
400ÅのTa（Ta2O5）層、３は表面が陽極酸化さ
れた層８を有する厚さ2000ÅのTa（タンタル）
層、４は、厚さ1000ÅのCr（クロム）導電層であ
る。MIM構造は、金属層となるTa層３、絶縁体
層となる陽極酸化されたTa層８と金属層となる
Cr導電層４の積層構造を有している。５は、厚
さ1000ÅのITO膜であつて、これによつて一つの
画素面積が規定される。又、６は対向電極のITO
パターンである。MIMが形成された基板１及び
導電パターンが形成された基板２は、必要に応じ
てラビング或いはSiO等の材料を斜方蒸着するこ
とによる配向処理が施されてもよい。７は、強誘
電性液晶（例えば、前述のDOBAMBC）であ
り、その液晶層は1.5μ厚とすることができる。こ
の際、温度は70℃にコントロールされている。
模式的に示したもので、非線型素子としてMIM
構造を用いた例で示したものである。第１図Ａは
本発明の液晶素子の断面図であつて、第１図Ｂは
そこで用いたMIM構造の拡大断面図である。図
中、１と１′はそれぞれ対向する基板（ガラス基
板、プラスチツク基板）、２は熱酸化された厚さ
400ÅのTa（Ta2O5）層、３は表面が陽極酸化さ
れた層８を有する厚さ2000ÅのTa（タンタル）
層、４は、厚さ1000ÅのCr（クロム）導電層であ
る。MIM構造は、金属層となるTa層３、絶縁体
層となる陽極酸化されたTa層８と金属層となる
Cr導電層４の積層構造を有している。５は、厚
さ1000ÅのITO膜であつて、これによつて一つの
画素面積が規定される。又、６は対向電極のITO
パターンである。MIMが形成された基板１及び
導電パターンが形成された基板２は、必要に応じ
てラビング或いはSiO等の材料を斜方蒸着するこ
とによる配向処理が施されてもよい。７は、強誘
電性液晶（例えば、前述のDOBAMBC）であ
り、その液晶層は1.5μ厚とすることができる。こ
の際、温度は70℃にコントロールされている。
第２図は、第１図に示した液晶素子の平面図で
ある。第５図以降に本発明の駆動実施例を示す。
ある。第５図以降に本発明の駆動実施例を示す。
第５図は表示形態例であつて、各画素には第１
図で示した非線型素子が設けられている。５１
（S1〜S5〜…）は走査電極群、５２（I1〜I5〜…）
は信号電極群である。斜線部は「黒」の表示を、
白部は「白」の表示を示すものとする。
図で示した非線型素子が設けられている。５１
（S1〜S5〜…）は走査電極群、５２（I1〜I5〜…）
は信号電極群である。斜線部は「黒」の表示を、
白部は「白」の表示を示すものとする。
第６図は第１の実施例であり、S1〜S5は各走査
電極に加えられる電気信号を、I1，I3は各信号電
極に加えられる情報に応じた電気信号を、Ａ，Ｃ
はそれぞれの画素に加えられる電圧（即ち、非線
型素子と液晶層に印加される電圧の和）を示した
ものである。
電極に加えられる電気信号を、I1，I3は各信号電
極に加えられる情報に応じた電気信号を、Ａ，Ｃ
はそれぞれの画素に加えられる電圧（即ち、非線
型素子と液晶層に印加される電圧の和）を示した
ものである。
走査選択信号は、第１の位相（t1）に於て電圧
2Vo、第２の位相（t2）に於て−2Voの交番する
波形である。第６図ではt1＝t2の例が図示されて
いる。又、非走査電極は電気信号０である。一
方、情報信号は、画像「黒」に対して、＋Vo「白」
に対して−Voの信号が走査信号と同期して加え
られる。これにより画素Ａに於ては、図上位相t1
に於て、直列結合にある非線型素子と液晶層に合
わせて＋3Voの電圧が印加され、非線型素子は閾
値を越えてON状態となり、液晶層に正の高い電
圧が加わるため、一方の電気分極状態（これを黒
とする）に転移する。又、画素Ｃに於ては、図上
位相t1′において、直列結合にある非線型素子と
液晶層には、合わせて−3Voの電圧が印加され、
非線型素子は逆の閾値を越えてON状態となり、
液晶層に負の高い電圧が加わるため、他方の電気
分極状態（これを白とする）に転移する。又、画
素Ａ及びＣに於て、上記の特定の期間以外のいず
れの期間に於ても、直列結合にある非線型素子と
液晶層には絶対値がVoの電圧しか印加されない
ため、非線型素子がON状態になり、かつ液晶層
に高圧が付加されることはなく、Ａは「黒」、Ｃ
は「白」に対応した表示が達成され、保持され
る。これによつて、全フレームの走査によつて静
止画メモリを得ることも可能であるし、繰り返し
走査することによつて、動画を得ることも可能で
ある。
2Vo、第２の位相（t2）に於て−2Voの交番する
波形である。第６図ではt1＝t2の例が図示されて
いる。又、非走査電極は電気信号０である。一
方、情報信号は、画像「黒」に対して、＋Vo「白」
に対して−Voの信号が走査信号と同期して加え
られる。これにより画素Ａに於ては、図上位相t1
に於て、直列結合にある非線型素子と液晶層に合
わせて＋3Voの電圧が印加され、非線型素子は閾
値を越えてON状態となり、液晶層に正の高い電
圧が加わるため、一方の電気分極状態（これを黒
とする）に転移する。又、画素Ｃに於ては、図上
位相t1′において、直列結合にある非線型素子と
液晶層には、合わせて−3Voの電圧が印加され、
非線型素子は逆の閾値を越えてON状態となり、
液晶層に負の高い電圧が加わるため、他方の電気
分極状態（これを白とする）に転移する。又、画
素Ａ及びＣに於て、上記の特定の期間以外のいず
れの期間に於ても、直列結合にある非線型素子と
液晶層には絶対値がVoの電圧しか印加されない
ため、非線型素子がON状態になり、かつ液晶層
に高圧が付加されることはなく、Ａは「黒」、Ｃ
は「白」に対応した表示が達成され、保持され
る。これによつて、全フレームの走査によつて静
止画メモリを得ることも可能であるし、繰り返し
走査することによつて、動画を得ることも可能で
ある。
非線型素子は、作製パラメータ（非線型素子の
面積、絶縁層の厚さ等）を変化することにより、
閾値が5V〜20Vのものが得られた。又、用いた
液晶（DOBAMBC）の２つの電気分極状態相互
の転移のための閾値は、設定されたパルス巾によ
り異なり、又、幅を有するがパルス巾50μsec〜
500μsecに対して、約30V〜9Vであつた。以上の
条件のもと、Voの値としては、5V〜20Vのはん
いで選択することにより良好な動作を示した。
面積、絶縁層の厚さ等）を変化することにより、
閾値が5V〜20Vのものが得られた。又、用いた
液晶（DOBAMBC）の２つの電気分極状態相互
の転移のための閾値は、設定されたパルス巾によ
り異なり、又、幅を有するがパルス巾50μsec〜
500μsecに対して、約30V〜9Vであつた。以上の
条件のもと、Voの値としては、5V〜20Vのはん
いで選択することにより良好な動作を示した。
本発明によれば、強誘電性液晶の閾値特性にお
ける電圧印加時間の依存性を改善することがで
き、強誘電性液晶のマトリクス駆動を実現させる
ことができた。
ける電圧印加時間の依存性を改善することがで
き、強誘電性液晶のマトリクス駆動を実現させる
ことができた。
第１図はＡは本発明で用いる液晶光学素子の断
面図、第１図Ｂはその拡大断面図である。第２図
は、第１図に示す液晶光学素子の平面図である。
第３図及び第４図は、本発明で用いる液晶光学素
子を模式的に表わす斜視図である。第５図は、本
発明の液晶光学素子で用いるマトリクス画素構造
を表わす平面図である。第６図は、本発明の駆動
法の実施態様を表わす説明図である。 １，１′……基板、２……熱酸化されたTa層、
３……Ta層、４……Cr層、８……陽極酸化され
たTa層、５，６……ITO膜、７……強誘電液晶
層。
面図、第１図Ｂはその拡大断面図である。第２図
は、第１図に示す液晶光学素子の平面図である。
第３図及び第４図は、本発明で用いる液晶光学素
子を模式的に表わす斜視図である。第５図は、本
発明の液晶光学素子で用いるマトリクス画素構造
を表わす平面図である。第６図は、本発明の駆動
法の実施態様を表わす説明図である。 １，１′……基板、２……熱酸化されたTa層、
３……Ta層、４……Cr層、８……陽極酸化され
たTa層、５，６……ITO膜、７……強誘電液晶
層。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 交差した走査電極群と信号電極群との交差部
を画素としたマトリクス電極構造の各画素に対応
して非線型の電圧−電流特性を有する二端子素子
（以下、非線型素子という）をスイツチング素子
として有し、前記走査電極群と信号電極群との間
に双安定性を有する強誘電性液晶を封入した液晶
光学素子の駆動法であつて、 走査電極を順次走査し、走査選択された走査電
極上の画素に対応する非線型素子に、 第一の位相で、選択的に、前記強誘電性液晶の
一方の極性の閾値を越えた一方極性の第一電圧及
び該閾値を越えない第二電圧を印加し、 第二の位相で、前記第二電圧が印加された非線
型素子において、前記強誘電性液晶の他方の極性
の閾値を越えた他方極性の第三電圧及び前記第一
電圧が印加された非線型素子において、該閾値を
越えない第四電圧を印加する ことを特徴とする液晶光学素子の駆動法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6133684A JPS60203920A (ja) | 1984-03-28 | 1984-03-28 | 液晶光学素子の駆動法 |
| US06/714,618 US4712872A (en) | 1984-03-26 | 1985-03-21 | Liquid crystal device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6133684A JPS60203920A (ja) | 1984-03-28 | 1984-03-28 | 液晶光学素子の駆動法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60203920A JPS60203920A (ja) | 1985-10-15 |
| JPH0414766B2 true JPH0414766B2 (ja) | 1992-03-13 |
Family
ID=13168188
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6133684A Granted JPS60203920A (ja) | 1984-03-26 | 1984-03-28 | 液晶光学素子の駆動法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60203920A (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61169883A (ja) * | 1985-01-23 | 1986-07-31 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 液晶表示装置 |
| JPS62150334A (ja) * | 1985-12-25 | 1987-07-04 | Canon Inc | 液晶装置 |
| JPS63217329A (ja) * | 1987-03-05 | 1988-09-09 | Canon Inc | 液晶装置 |
| JP2621164B2 (ja) * | 1987-03-20 | 1997-06-18 | セイコーエプソン株式会社 | 電気光学装置の駆動方法 |
| JP2712218B2 (ja) * | 1988-01-14 | 1998-02-10 | 旭硝子株式会社 | 画像表示装置 |
| NL8802436A (nl) * | 1988-10-05 | 1990-05-01 | Philips Electronics Nv | Werkwijze voor het besturen van een weergeefinrichting. |
-
1984
- 1984-03-28 JP JP6133684A patent/JPS60203920A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60203920A (ja) | 1985-10-15 |
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