JPH063504B2 - Liquid crystal device - Google Patents

Liquid crystal device

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JPH063504B2
JPH063504B2 JP14632287A JP14632287A JPH063504B2 JP H063504 B2 JPH063504 B2 JP H063504B2 JP 14632287 A JP14632287 A JP 14632287A JP 14632287 A JP14632287 A JP 14632287A JP H063504 B2 JPH063504 B2 JP H063504B2
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voltage
liquid crystal
scanning
polarity
crystal device
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義浩 鬼束
正 三原
修 谷口
裕司 井上
敦 水留
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の分野〕 本発明は、液晶装置に関し、特に強誘電性液晶を用いた
液晶装置に関する。
Description: FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a liquid crystal device, and more particularly to a liquid crystal device using a ferroelectric liquid crystal.

〔従来技術〕[Prior art]

強誘電性液晶分子の屈折率異方性を利用して偏光素子と
の組み合わせにより透過光線を制御する型の表示素子が
クラーク(Clark)およびラガーウオル(Lagerwall)に
より提案されている(特開昭56-107216号公報、米国特
許第4367924号明細書等)。この強誘電性液晶は、一般
に特定の温度域において、カイラルスメクチックC相(S
mC*)またはH相(SmH*)を有し、この状態において、加え
られる電界に応答して第1の光学的安定状態と第2の光
学的安定状態のいずれかを取り、且つ電界の印加のない
ときはその状態を維持する性質、すなわち、双安定性を
有し、また電界の変化に対する応答も速やかであり、高
速ならびに記憶型の表示素子としての広い利用が期待さ
れている。
A display element of the type in which transmitted light rays are controlled by combining with a polarizing element by utilizing the anisotropy of refractive index of ferroelectric liquid crystal molecules has been proposed by Clark and Lagerwall (Japanese Patent Laid-Open No. 56-56,561). -107216, U.S. Patent No. 4367924, etc.). This ferroelectric liquid crystal generally has a chiral smectic C phase (S
mC * ) or H phase (SmH * ), and in this state, takes one of a first optical stable state and a second optical stable state in response to an applied electric field, and applies an electric field When it is not present, it has the property of maintaining that state, that is, has bistability, and has a quick response to changes in the electric field, and is expected to be widely used as a high-speed and memory type display element.

前述した強誘電性液晶素子は、例えば英国公開明細書第
2141279号公報に開示された駆動法によって、画素情報
の書込みがなされている。前述の公開公報によれば、強
誘電性液晶素子に組込まれた走査線を順次選択し、第1
位相で選択された走査線上の全又は所定数の画素に該画
素の光学状態が一方の光学状態(例えば、“光透過状態
(白)”とする)となる一方極性電圧を印加し、第2位
相で選択された走査線上の前又は所定数の画素のうち、
選択された画素に、該画素の光学状態が他方の光学状態
(例えば、“光遮断状態(黒)”とする)となる他方極
性の電圧を印加することによって線順次走査書込みが行
われる。
The above-mentioned ferroelectric liquid crystal device is disclosed in
Pixel information is written by the driving method disclosed in Japanese Patent No. 2141279. According to the above-mentioned publication, the scanning lines incorporated in the ferroelectric liquid crystal element are sequentially selected, and
A one-polarity voltage is applied to all or a predetermined number of pixels on the scanning line selected by the phase so that the optical state of the pixel becomes one optical state (for example, "light transmission state (white)"), Of the previous or a predetermined number of pixels on the scan line selected by the phase,
Line-sequential scanning writing is performed by applying a voltage of the other polarity to the selected pixel so that the optical state of the pixel becomes the other optical state (for example, "light blocking state (black)").

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

一般に、強誘電性液晶素子は、クラークらが発表した様
な双安定状態を形成することが難しく、単安定状態を形
成する傾向が強い。このため、強誘電性液晶素子を用い
た表示パネルに前述の駆動法により静止画像を形成した
後、電圧を解除することによって静止画像を表示する場
合では、この静止画像が消失してしまう問題点があっ
た。
In general, a ferroelectric liquid crystal device is difficult to form a bistable state as disclosed by Clark et al., And has a strong tendency to form a monostable state. Therefore, when a still image is formed on a display panel using a ferroelectric liquid crystal element by the above-mentioned driving method and then the still image is displayed by releasing the voltage, the problem that the still image disappears was there.

そこで、前述の問題点を解決するためには、走査線に順
次走査信号を順次印加する所定期間(例えば、1フィー
ルド又は1フレーム)を周期的に逐次繰返すことによっ
て線順次書込みを行う駆動方式(リフレッシュ駆動方式
という)の適用が可能である。つまり、強誘電性液晶パ
ネルに静止画像を書込むに当って、静止画像を生じる情
報信号を逐次周期的に繰返し印加することによって、安
定な静止画像を表示することができる。
Therefore, in order to solve the above-mentioned problems, a driving method in which line-sequential writing is performed by periodically repeating a predetermined period (for example, one field or one frame) in which a sequential scanning signal is sequentially applied to a scanning line ( The refresh driving method) can be applied. That is, when writing a still image on the ferroelectric liquid crystal panel, a stable still image can be displayed by sequentially and repeatedly applying information signals that generate the still image.

しかしながら、この様なリフレッシュ駆動方式で、前述
した第1位相(ラインクリヤ位相)と第2位相(書込み
又は保持位相)で、強誘電性液晶パネルをマルチプレク
シング駆動すると、第1位相でラインクリヤして第2位
相で書込みを行う場合の一方の光学状態に反転させる飽
和電圧が、第1位相でラインクリヤして、その光学状態
を保持する飽和電圧の2〜3倍程度になることが、本発
明者らの種々の研究より明らかになった。従って通常の
ライン消去/ライン書き込みの駆動法では、前述の特性
により、全体の駆動電圧が大きくなることで駆動回路の
コストが高くなり、また液晶材料に劣化を生じさせた
り、配向膜の劣化、電極間の短絡を引き起こす原因とも
なっていた。
However, in such a refresh driving method, when the ferroelectric liquid crystal panel is multiplexed and driven with the above-mentioned first phase (line clear phase) and second phase (writing or holding phase), the line clear occurs at the first phase. In this case, the saturation voltage for inverting one of the optical states in the case of writing in the second phase by line clearing in the first phase is about 2 to 3 times the saturation voltage for maintaining the optical state. It became clear from various studies by the inventors. Therefore, in the normal line erasing / line writing driving method, due to the above-mentioned characteristics, the driving voltage is increased due to the increase in the entire driving voltage, and the liquid crystal material is deteriorated or the alignment film is deteriorated. It also caused a short circuit between the electrodes.

〔発明の概要〕[Outline of Invention]

本発明は、前述の従来例の問題点を解決した光学変調素
子特に強誘電性液晶素子の様な電界方向に応じてコント
ラストを識別することができる光学変調素子の新規な駆
動法及びその液晶装置を提供することにある。
The present invention provides a novel method of driving an optical modulation element capable of identifying contrast according to the direction of an electric field such as an optical modulation element, particularly a ferroelectric liquid crystal element, which solves the above-mentioned problems of the conventional example, and a liquid crystal device thereof. To provide.

すなわち、本発明は、走査電極群と信号電極群との交差
部に強誘電性液晶を配置して画素を形成した液晶装置に
おいて、走査電極に、走査非選択電極への印加電圧を基
準にして、パルス幅をΔtより大きくした一方極性電圧
Vxとパルス幅をΔtとした他方極性電圧Vyとを、それぞ
れ前と後で、有する走査選択信号を印加し、前記走査選
択信号と同期した情報信号が、前記一方極性電圧Vxと同
期して、走査選択電極上の画素群に、強誘電性液晶の一
方の閾値電圧を越えた電圧VRを与える電圧信号と、前記
他方極性電圧Vyと同期して、走査選択電極上の選択され
た画素に、強誘電性液晶の他方の閾値電圧を越えた電圧
VBを与える電圧信号とを有しているとともに、走査非選
択電極上の画素への印加電圧が前記電圧VRに対して逆極
性の直流成分を有する様に、該情報信号に直流電圧を重
畳した液晶装置に特徴を有している。
That is, according to the present invention, in a liquid crystal device in which a ferroelectric liquid crystal is arranged at an intersection of a scanning electrode group and a signal electrode group to form a pixel, a voltage applied to a scanning non-selected electrode is used as a reference for the scanning electrode. , Polarity voltage with pulse width larger than Δt
A scan selection signal having V x and the other polarity voltage V y with a pulse width of Δt is provided before and after, respectively, and an information signal synchronized with the scan selection signal is synchronized with the one polarity voltage V x. Then, in synchronization with the voltage signal that gives the pixel group on the scan selection electrode a voltage V R exceeding one threshold voltage of the ferroelectric liquid crystal and the other polarity voltage V y , the selection on the scan selection electrode is performed. Voltage that exceeds the other threshold voltage of the ferroelectric liquid crystal
And a voltage signal giving V B, and a DC voltage is applied to the information signal so that the voltage applied to the pixel on the scanning non-selection electrode has a DC component having a polarity opposite to that of the voltage V R. It is characterized by the superimposed liquid crystal device.

〔発明の態様の詳細な説明〕[Detailed Description of Embodiments of the Invention]

以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は、本発明で用いた駆動法の波形図である。又、
第2図は強誘電性液晶を封入したセルのマトリクス電極
を示す模式図である。
FIG. 1 is a waveform diagram of the driving method used in the present invention. or,
FIG. 2 is a schematic diagram showing a matrix electrode of a cell in which a ferroelectric liquid crystal is sealed.

第2図で示すセル構造体10は、ガラス板からなる一対の
基板1aと1bがスペーサ4で所定の間隔に保持され、この
一対の基板をシーリングするために周囲を接着剤6で接
着したセル構造を有しており、基板1aの上には複数の透
明電極2aからなる電極群(例えばマトリクス電極構造の
うちの走査電圧印加用電極群)が帯状パターンで形成さ
れ、基板1bの上には前述の透明電極2aと交差させた複数
の透明電極2bからなる電極群(例えば、マトリクス電極
構造のうちの情報電圧印加用電極群)が形成されてい
る。
The cell structure 10 shown in FIG. 2 is a cell structure in which a pair of substrates 1a and 1b made of glass plates are held at a predetermined interval by a spacer 4, and the periphery is adhered with an adhesive 6 to seal the pair of substrates. An electrode group consisting of a plurality of transparent electrodes 2a (for example, a scanning voltage applying electrode group in the matrix electrode structure) is formed in a strip pattern on the substrate 1a, and on the substrate 1b. An electrode group (for example, an information voltage applying electrode group in the matrix electrode structure) is formed of a plurality of transparent electrodes 2b intersecting the transparent electrodes 2a.

第1図で示す駆動波形のうち、SSは走査選択信号、SNS
は走査非選択信号、ISは情報選択信号、INSは情報非選
択信号を表わしている。
Of the drive waveforms shown in FIG. 1, S S is the scan selection signal and S NS
Represents a scanning non-selection signal, I S represents an information selection signal, and IN S represents an information non-selection signal.

駆動パルスのうち最小パルス幅をΔtとした時、走査選
択信仰SSは、パルス幅2Δtの電圧VS1とパルス幅Δt
の電圧−VS2の交番電圧(|VS1|=|−VS2|とした)
を形成している。情報選択信号ISは、電圧0の位相t
1と、電圧−VIの位相t2と、直流オフセット電圧VDCを重
畳した電圧VDC+VIの位相t3とを有し、情報非選択信号I
NSは、電圧0の位相t1と、電圧VDC+V1の位相t2と、電
圧−V1の位相t3とを有している。これらの情報信号に
は、電圧平均値が直流オフセット電圧VDCに基づく正極
性(走査非選択電極への印加電圧を基準にして)の電圧
値をもっている。
When the minimum pulse width of the driving pulse is Δt, the scanning selection faith S S is the voltage V S1 having the pulse width 2Δt and the pulse width Δt.
Voltage − Alternating voltage of V S2 (| V S1 | = | -V S2 |)
Is formed. The information selection signal I S is the phase t of the voltage 0.
1 and the phase t 2 of the voltage −V I and the phase t 3 of the voltage VDC + V I on which the DC offset voltage V DC is superimposed, the information non-selection signal I
NS includes a phase t 1 of the voltage 0, and the phase t 2 of the voltage V DC + V 1, and the phase t 3 of the voltage -V 1. These information signals have a voltage value of positive polarity (based on the voltage applied to the scanning non-selected electrodes) whose voltage average value is based on the DC offset voltage V DC .

従って、走査選択電極上の画素における印加電圧(IS
SS)と(INS−SS)に示した通り、位相t1とt2とで、走
査選択電極上の全又は所定の画素群には、強誘電性液晶
の一方の閾値電圧(例えば、「白」の表示状態)を越え
た電圧VRが印加される(電圧VRの位相t1とt2における平
均電圧値は、IS−SSとINS−SSとで相違しているが、何
れの場合も、強誘電性液晶の一方の閾値電圧を越えた電
圧に設定されている)。続く、位相t3で、情報選択信号
ISが印加された画素には、強誘電性液晶の他方の閾値電
圧(例えば黒の表示状態)を越えた電圧VI+VDC+VS2
印加され、情報非選択信号INSが印加された画素には、
強誘電性液晶の閾値電圧を越えていない電圧VS2−VI
印加される。
Therefore, the applied voltage (I S
As shown in (S S S ) and (I NS −S S ), at the phases t 1 and t 2 , all or a predetermined pixel group on the scan selection electrode has one threshold voltage (for example, one) of the ferroelectric liquid crystal. , the average voltage value at the phase t 1 and t 2 of the voltage V R is applied (voltage V R the display state) over the "white" is different between I S -S S and I NS -S S However, in any case, the voltage is set to exceed one threshold voltage of the ferroelectric liquid crystal). Then, at phase t 3 , the information selection signal
To the pixel to which I S is applied, a voltage V I + V DC + V S2 that exceeds the other threshold voltage of the ferroelectric liquid crystal (for example, a black display state) is applied, and the information non-selection signal INS is applied. In the pixel,
A voltage V S2 −V I that does not exceed the threshold voltage of the ferroelectric liquid crystal is applied.

又、位相t2で信号電極に印加する電圧−VI(情報選択信
号の位相t2における電圧)と電圧VI+VDC(情報非選択
信号の位相t2における電圧)は、それぞれ補助信号に相
当し、走査非選択電極への印加電圧との合成により、走
査非選択電極上の画素に印加される同一極性電圧の印加
時間が走査選択時に選択された強誘電性液晶の安定状態
を反転させる印加時間に到達する前に、前記同一極性電
圧と逆極性の電圧を、走査非選択電極上の画素に与える
ことができる。
The voltage -V I applied to the signal electrodes in phase t 2 (voltage in the phase t 2 of the information non-selection signal) (Information voltage in the phase t 2 of the selection signal) and the voltage V I + V DC are each auxiliary signal Correspondingly, the application time of the same polarity voltage applied to the pixel on the scanning non-selection electrode is inverted by synthesizing with the voltage applied to the scanning non-selection electrode to invert the stable state of the ferroelectric liquid crystal selected at the time of scanning selection. Before the application time is reached, the voltage of the same polarity and the voltage of the opposite polarity can be applied to the pixels on the scan non-selection electrodes.

本発明では、前述した直流オフセット電圧VDCを情報信
号に重畳することによって、位相t1とt2におけるライン
上の画素を白(又は黒)に消去するステップに続く、位
相t3における書込みステップで確実に黒(又は白)の書
込みを行うことができる。
According to the present invention, the writing step at the phase t 3 is followed by the step of erasing the pixels on the line at the phases t 1 and t 2 to white (or black) by superimposing the DC offset voltage V DC on the information signal. It is possible to reliably write black (or white).

第3図は、本発明の別の駆動例を表わしている。第3図
に示す駆動例では、ライン上の画素を消去するステップ
が位相t1,t2とt3の期間に相当し、選択的な書込み期間
が位相t4に相当している。この際、駆動パルスのうち、
最小パルス幅をΔtとした、走査選択信号の電圧VXのパ
ルス幅は3Δtに設定され電圧Vyはパルス幅Δtに設定
されている。この際、走査選択信号VS1とVS2とは、|V
S1|<|−VS2|となっている。
FIG. 3 shows another driving example of the present invention. In the driving example shown in FIG. 3, the step of erasing the pixels on the line corresponds to the period of the phases t 1 , t 2 and t 3 , and the selective writing period corresponds to the phase t 4 . At this time, of the drive pulses
The pulse width of the voltage V X of the scan selection signal is set to 3Δt and the voltage V y is set to the pulse width Δt, where the minimum pulse width is Δt. At this time, the scan selection signals V S1 and V S2 are
S1 | <| -V S2 |.

又、本発明で用いた直流オフセット電圧VDC量は、情報
信号電圧|±VI|に対して0.5〜10.0%、好ましくは1.0
〜5.0%の電圧とするのがよい。
The DC offset voltage V DC amount used in the present invention is 0.5 to 10.0%, preferably 1.0% with respect to the information signal voltage | ± V I |.
A voltage of ~ 5.0% is recommended.

第4図は、本発明で用いたマトリクス電極を配置した強
誘電性液晶パネル41の駆動装置を表わしている。第4図
のパネル41には、走査線42とデータ線43とが互いに交差
して配線され、その交差部の走査線42とデータ線43との
間には強誘電性液晶が配置されている。又、第4図中、
44は走査回路、45は走査側駆動回路、46は信号側駆動電
圧発生回路、47はラインメモリー、48はシフトレジス
タ、49は走査側駆動電圧発生電源、40はマルチ・プロセ
ッサ・ユニット(MPU)を表わしている。
FIG. 4 shows a driving device of the ferroelectric liquid crystal panel 41 in which the matrix electrodes used in the present invention are arranged. In the panel 41 of FIG. 4, the scanning lines 42 and the data lines 43 intersect each other, and the ferroelectric liquid crystal is arranged between the scanning lines 42 and the data lines 43 at the intersections. . Also, in FIG.
44 is a scanning circuit, 45 is a scanning side driving circuit, 46 is a signal side driving voltage generating circuit, 47 is a line memory, 48 is a shift register, 49 is a scanning side driving voltage generating power supply, and 40 is a multi-processor unit (MPU). Is represented.

走査側駆動電圧発生電源49には、電圧VS1,VS2と0が用
意され、例えば電圧VS1とVS2を前述した走査選択信号の
電源とし、電圧0を走査非選択信号の電源とすることが
できる。
The scanning side drive voltage generating power supply 49 is provided with voltages V S1 , V S2 and 0. For example, the voltages V S1 and V S2 are used as the power supply of the scan selection signal and the voltage 0 is used as the power supply of the scan non-selection signal. be able to.

前述した走査選択信号は、走査電極に周期的に逐次印加
され、いわゆるリフレッシュ走査を行うことができる。
The scan selection signal described above is sequentially applied to the scan electrodes, and so-called refresh scan can be performed.

本発明で用いた液晶セルは、例えば液晶材料としてエス
テル系の混合液晶であるチッソ社製の「CS1014」(商品
名)を用いた1μmギャップのものである。又、液晶セ
ル内には配向制御膜としてラビング処理したポリビニル
アルコール膜が使用された。この液晶材料の相転移は以
下のとおりであった。
The liquid crystal cell used in the present invention has a 1 μm gap using, for example, “CS1014” (trade name) manufactured by Chisso Corporation, which is an ester-based mixed liquid crystal as a liquid crystal material. A rubbing-treated polyvinyl alcohol film was used as an orientation control film in the liquid crystal cell. The phase transition of this liquid crystal material was as follows.

−21℃ 54.4℃ 69.1℃ 80.5℃ 結晶 → SmC*→SmA →Ch →Iso SmC* ;カイラルスメクチックC相 SmA ;スメクチックA相 Ch ;コレステリック相 ISO ;等方相 又、第1図で示す駆動波形で用いた電圧としては27.0
℃,Δt=28μsecでVS1=15V、VS2=−1
5V、V=5V、V =6Vであったが、この電圧
を使用してリフレッシュ駆動することにより、直流オフ
セット電圧VDCを印加しない駆動法の約半分の駆動電圧
で良好な静止画及び書き換え、スクロールを行うことが
できた。
−21 ℃ 54.4 ℃ 69.1 ℃ 80.5 ℃ Crystal → SmC * → SmA → Ch → I so SmC * ; Chiral smectic C phase SmA; Smectic A phase Ch; Cholesteric phase I SO ; Isotropic phase Also, drive shown in Fig. 1 The voltage used in the waveform is 27.0
V S1 = 15 V, V S2 = −1 at ΔC = 28 μsec
Although 5 V, V I = 5 V, and V I = 6 V were used, refresh driving was performed using these voltages, and a good still image was obtained with about half the driving voltage of the driving method in which the DC offset voltage V DC was not applied. It was possible to rewrite and scroll.

本発明の装置で用いる光学変調物質としては、少なくと
も2つの安定状態をもつもの、特に加えられる電界に応
じて第1の光学的安定状態と第2のの光学的安定状態と
のいずれかを取る、すなわち電界に対する双安定状態を
有する物質、特にこのような性質を有する液晶が用いら
れる。
The optical modulator used in the device of the present invention has at least two stable states, and in particular, has either a first optical stable state or a second optical stable state depending on an applied electric field. That is, a substance having a bistable state with respect to an electric field, particularly a liquid crystal having such a property is used.

本発明の駆動法で用いる事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チック液
晶が最も好ましく、そのうちカイラルスメクチックC相
(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、“ル・ジュルナール・ド・フイ
ジック・ルーテル”(“Le Journal de Physiove let
ter")36巻(L-69),1975年の「フェロエレクトリック・リ
キッド・クリスタルス」(「Ferroelectric Liquid Cry
stals」);“アプライド・フィジックス・レターズ”
(“Applied Physics Letters")36巻(11号),1980年
のサブミクロン・セカンド・バイスティブル・エレクト
ロオプティック・スイッチング・イン・リキッド・クリ
スタル」(「Submicro Second Bistable Electrooptic S
witching 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。
As a liquid crystal having bistability that can be used in the driving method of the present invention, a chiral smectic liquid crystal having ferroelectricity is most preferable, and a chiral smectic C phase (SmC * ) or H phase (SmH * ) liquid crystal is most preferable. Are suitable. About this ferroelectric liquid crystal, "Le Journal de Physiove let"
ter ") 36 (L-69), 1975" Ferroelectric Liquid Crystals "
stals ”);“ Applied Physics Letters ”
("Applied Physics Letters") Vol. 36 (No. 11), 1980 Submicron Second Bistable Electro-Optic Switching In Liquid Crystal ("Submicro Second Bistable Electrooptic S
witching in Liquid Crystals ”);“ Solid physics 16 (141)
1981 "Liquid crystal" and the like, and the ferroelectric liquid crystal disclosed therein can be used in the present invention.

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
プルピルシンナメート(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)等の他に、米国特許第4613209号公報、
米国特許は第4614609号公報米国特許第4622165号公報、
米国特許第4639089号公報、などに記載された強誘電性
液晶が挙げられる。
More specifically, examples of the ferroelectric liquid crystal compound used in the method of the present invention include desiloxybenzylidene-P'-amino-2-methylbutylcinnamate (DOBAMBC) and hexyloxybenzylidene-P'-amino-. 2-chloropurupircinnamate (HOBACPC) and 4-o- (2
-Methyl) -butyl resorcylidene-4'-octylaniline (MBRA8) and the like, U.S. Pat.
U.S. Patent No. 4614609 Publication U.S. Patent No. 4622165 Publication,
Ferroelectric liquid crystals described in US Pat. No. 4639089 and the like can be mentioned.

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
ック等により支持することができる。
When an element is formed using these materials, the element is supported by a copper block or the like in which a heater is embedded, if necessary, in order to maintain the temperature state in which the liquid crystal compound is in the SmC * phase or the SmH * phase. be able to.

又、本発明では前述のSmC*,SmH*の他に、カイラルスメ
クチックF相,I相,J相,G相やK相で現われる強誘
電性液晶を用いることも可能である。
Further, in the present invention, in addition to the above-mentioned SmC * and SmH * , it is also possible to use a ferroelectric liquid crystal which appears in a chiral smectic F phase, I phase, J phase, G phase or K phase.

第5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。51aと51bは、In2O3,SnO2やITO(インジウム−テ
イン−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52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53が液晶分子を表わしており、この
液晶分子53は、その分子に直交した方向に双極子モーメ
ント(P⊥)54を有している。基板51aと51b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53のら
せん構造がほどけ、双極子モーメント(P⊥)54はすべ
て電界方向に向くよう、液晶分子53の配向方向を変える
ことができる。液晶分子53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十分に薄くした場合
(例えば1μ)には、第6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Pa又はPbは上向き(64a)又は下向き
(64b)のどちらかの状態をとる。このようなセルに、
第6図に示す如く一定の閾値以上の極性の異なる電界Ea
又はEbを所定時間付与すると、双極子モーメントは電界
Ea又はEbの電界ベクトルに対して上向き64a又は下向き6
4bと向きを変え、それに応じて液晶分子は第1の安定状
態63aかあるいは第2の安定状態63bの何れか一方に配向
する。
FIG. 5 schematically shows an example of a ferroelectric liquid crystal cell. 51a and 51b are substrates (glass plates) coated with transparent electrodes such as In 2 O 3 , SnO 2 and ITO (Indium-Thein-Oxide), between which the liquid crystal molecular layer 52 is perpendicular to the glass surface. The liquid crystal of the SmC * phase oriented like this is enclosed. A thick line 53 represents a liquid crystal molecule, and the liquid crystal molecule 53 has a dipole moment (P⊥) 54 in a direction orthogonal to the molecule. When a voltage higher than a certain threshold is applied between the electrodes on the substrates 51a and 51b, the helical structure of the liquid crystal molecules 53 is unraveled, and all the dipole moments (P⊥) 54 are oriented in the electric field direction. Can be changed. The liquid crystal molecule 53 has an elongated shape,
Liquid crystal optical modulation that exhibits refractive index anisotropy in the major axis direction and the minor axis direction, and therefore, for example, by placing polarizers arranged in a crossed Nicol position above and below the glass surface, the optical characteristics change depending on the polarity of voltage application It is easy to understand that the device is an element. Furthermore, when the liquid crystal cell is made sufficiently thin (for example, 1 μm), the helical structure of the liquid crystal molecules is unwound even when no electric field is applied as shown in FIG. 6, and its dipole moment Pa or Pb is It can be either up (64a) or down (64b). In a cell like this,
As shown in FIG. 6, electric fields Ea of different polarities and above a certain threshold value
Or, if Eb is applied for a certain period of time, the dipole moment becomes an electric field.
64a upward or 6 downward with respect to the electric field vector of Ea or Eb
4b, and the liquid crystal molecules are aligned in either the first stable state 63a or the second stable state 63b accordingly.

このような強誘電性液晶を光学変調素子として用いるこ
との利点は2つある。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状態を有することで
ある。第2の点を例えば第6図によって説明すると、電
界Eaを印加すると液晶分子は第1の安定状態63aに配向
するが、この状態は電界を切っても安定である。又、逆
向きの電界Ebを印加すると液晶分子は第2の安定状態63
b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留っている。又、与える電界Eaが
一定の閾値を越えない限り、それぞれの配向状態にやは
り維持されている。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。
There are two advantages of using such a ferroelectric liquid crystal as an optical modulation element. Firstly, the response speed is extremely fast, and secondly, the alignment of liquid crystal molecules has a bistable state. Explaining the second point with reference to FIG. 6, for example, when an electric field Ea is applied, the liquid crystal molecules are aligned in the first stable state 63a, but this state is stable even when the electric field is cut off. In addition, when a reverse electric field Eb is applied, the liquid crystal molecules are in the second stable state 63.
It is oriented to b and changes its molecular orientation, but it remains in this state even when the electric field is turned off. Further, unless the applied electric field Ea exceeds a certain threshold value, the respective alignment states are also maintained. In order to effectively realize such a high response speed and bistability, it is preferable that the cell is as thin as possible, generally 0.5 μ to 20 μ, and particularly 1 μ to
5μ is suitable.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上、説明したように本発明によれば前述したように、
小さな駆動電圧で強誘電性液晶パネルを駆動することが
可能で、良好な画像を得ることができる。
As described above, according to the present invention, as described above,
It is possible to drive the ferroelectric liquid crystal panel with a small driving voltage and obtain a good image.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は、本発明で用いた駆動波形の波形図である。第
2図は、本発明で用いた液晶素子の平面図である。第3
図は、本発明で用いた別の駆動波形の波形図である。第
4図は、本発明の液晶装置のブロック図である。第5図
及び第6図は、本発明で用いた強誘電性液晶の斜視図で
ある。
FIG. 1 is a waveform diagram of drive waveforms used in the present invention. FIG. 2 is a plan view of the liquid crystal element used in the present invention. Third
The figure is a waveform diagram of another drive waveform used in the present invention. FIG. 4 is a block diagram of the liquid crystal device of the present invention. 5 and 6 are perspective views of the ferroelectric liquid crystal used in the present invention.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 裕司 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 水留 敦 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 (56)参考文献 特開 昭61−286819(JP,A) 特開 昭62−9323(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Yuji Inoue 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. (72) Inventor Atsushi Mizudome 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Kya Non-Co. Ltd. (56) References JP-A-61-286819 (JP, A) JP-A-62-9323 (JP, A)

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】走査電極群と信号電極群との交差部に強誘
電性液晶を配置して画素を形成した液晶装置において、
走査電極に、走査非選択電極への印加電圧を基準にし
て、パルス幅をΔtより大きくした一方極性電圧Vxとパ
ルス幅をΔtとした他方極性電圧Vyとを、それぞれ前と
後で、有する走査選択信号を印加し、前記走査選択信号
と同期した情報信号が、前記一方極性電圧Vxと同期し
て、走査選択電極上の画素群に、強誘電性液晶の一方の
閾値電圧を越えた電圧VRを与える電圧信号と、前記他方
極性電圧Vyと同期して、走査選択電極上の選択された画
素に、強誘電性液晶の他方の閾値電圧を越えた電圧VB
与える電圧信号とを有しているとともに、走査非選択電
極上の画素への印加電圧が前記電圧VRに対して逆極性の
直流成分を有する様に、該情報信号に直流電圧を重畳し
たことを特徴とする液晶装置。
1. A liquid crystal device in which a ferroelectric liquid crystal is arranged at an intersection of a scanning electrode group and a signal electrode group to form a pixel,
To the scanning electrodes, one polarity voltage V x with a pulse width larger than Δt and the other polarity voltage V y with a pulse width Δt, based on the voltage applied to the scanning non-selection electrodes, respectively, before and after, An information signal synchronized with the scanning selection signal is applied to the pixel group on the scanning selection electrode to exceed one threshold voltage of the ferroelectric liquid crystal in synchronization with the one polarity voltage V x. a voltage signal providing a voltage V R and the other polarity voltage in synchronism with V y, the selected pixel on the scan selection electrode, the voltage to provide a voltage V B across the other threshold voltage of the ferroelectric liquid crystal And a DC voltage is superimposed on the information signal so that the voltage applied to the pixel on the scanning non-selection electrode has a DC component having a polarity opposite to that of the voltage V R. And liquid crystal device.
【請求項2】前記一方極性電圧Vxのパルス幅が2ΔT以
上である特許請求の範囲第1項記載の液晶装置。
2. The liquid crystal device according to claim 1, wherein the pulse width of the one-polarity voltage V x is 2ΔT or more.
【請求項3】前記情報信号が、走査非選択電極上の画素
に、該画素に印加される同一極性電圧の印加時間が走査
選択時に選択された強誘電性液晶の安定状態を反転させ
る印加時間に到達する前に、走査非選択電極への印加電
圧との合成により、前記同一極性電圧と逆極性の電圧を
与える補助信号を有している特許請求の範囲第1項記載
の液晶装置。
3. The information signal is applied to a pixel on a scanning non-selection electrode by applying a voltage of the same polarity voltage applied to the pixel for inverting the stable state of the ferroelectric liquid crystal selected during scanning selection. 2. The liquid crystal device according to claim 1, further comprising an auxiliary signal that gives a voltage having the same polarity and a voltage having a reverse polarity by synthesizing the voltage with the voltage applied to the scanning non-selection electrode before reaching the voltage.
【請求項4】走査電極に走査選択信号を順次印加する所
定期間を周期的に逐次繰返す特許請求の範囲第1項記載
の液晶装置。
4. The liquid crystal device according to claim 1, wherein a predetermined period for sequentially applying a scan selection signal to the scan electrodes is periodically repeated.
【請求項5】前記強誘電性液晶がカイラルスメクチック
液晶である特許請求の範囲第1項記載の液晶装置。
5. The liquid crystal device according to claim 1, wherein the ferroelectric liquid crystal is a chiral smectic liquid crystal.
【請求項6】前記カイラルスメクチック液晶の膜厚が、
無電界時にカイラルスメクチック液晶が固有するらせん
構造を消失させる薄さに設定されている特許請求の範囲
第1項記載の液晶装置。
6. The film thickness of the chiral smectic liquid crystal,
The liquid crystal device according to claim 1, wherein the liquid crystal device is set to be thin so that the helical structure inherent to the chiral smectic liquid crystal disappears when no electric field is applied.
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