JPH07122705B2 - 光学変調素子の駆動法 - Google Patents
光学変調素子の駆動法Info
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- JPH07122705B2 JPH07122705B2 JP8392586A JP8392586A JPH07122705B2 JP H07122705 B2 JPH07122705 B2 JP H07122705B2 JP 8392586 A JP8392586 A JP 8392586A JP 8392586 A JP8392586 A JP 8392586A JP H07122705 B2 JPH07122705 B2 JP H07122705B2
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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の駆動法に
関し、詳しくは双安定性を有する液晶物質、特に強誘電
性液晶を用いた表示パネル、とくに階調表示に適した液
晶光学素子の駆動法に関する。
関し、詳しくは双安定性を有する液晶物質、特に強誘電
性液晶を用いた表示パネル、とくに階調表示に適した液
晶光学素子の駆動法に関する。
〈従来の技術〉 従来のアクテイブマトリクス駆動方式を用いた液晶テレ
ビジヨンパネルでは、薄膜トランジスタ（TFT）を画素
毎のマトリクス配置し、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、キヤパシタに蓄積さ
れ、この蓄積された画像信号に対応して液晶（例えばツ
イステツド・ネマチツク;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。
ビジヨンパネルでは、薄膜トランジスタ（TFT）を画素
毎のマトリクス配置し、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、キヤパシタに蓄積さ
れ、この蓄積された画像信号に対応して液晶（例えばツ
イステツド・ネマチツク;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イブマトリクス
駆動方式のテレビジヨンパネルでは、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
造コストがネツ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，アモルフアス
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。
駆動方式のテレビジヨンパネルでは、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
造コストがネツ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，アモルフアス
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
用いたパツシブマトリツ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（デユー
テイー比）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、デユーテイー比が低くなると
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
るほど、高密度配線数の表示パネル、特に液晶テレビジ
ヨンパネルには適していない。
用いたパツシブマトリツ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（デユー
テイー比）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、デユーテイー比が低くなると
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
るほど、高密度配線数の表示パネル、特に液晶テレビジ
ヨンパネルには適していない。
〈問題点を解決するための手段〉及び〈作用〉 本発明の目的は、前述の欠点を解消したもので、詳しく
は広い面積に亘って高密度画素をもつ表示パネルの駆動
法、とくに階調表示に適した光学変調素子の駆動方式を
提供することにある。
は広い面積に亘って高密度画素をもつ表示パネルの駆動
法、とくに階調表示に適した光学変調素子の駆動方式を
提供することにある。
すなわち第１の発明は、対向する一対の導電膜間に光学
変調物質が配された画素を行列状に複数配列し、行毎に
複数の画素を共通に接続した走査電極群と、列毎に複数
の画素を共通に接続した情報電極群と、を備え、前記情
報電極がそれぞれ前記導電膜とそれより低抵抗の２つの
電送ラインとを有している光学変調素子を、前記２つの
電送ラインへの異なる電圧の印加によって前記画素を構
成する前記一対の導電膜間に電位差勾配が生じるよう
に、駆動する光学変調素子の駆動法であって、前記走査
電極群に順次印加される走査信号に同期して、前記２つ
の電送ラインのうちの一方を基準電位に保つとともに他
方に情報信号を印加することにより前記画素内の該他方
の電送ライン側の第１の画素領域の光学状態を定める第
１の工程と、前記走査電極郡に順次印加される走査信号
に同期して、前記２つの電送ラインのうちの前記一方に
情報信号を印加するとともに前記他方を基準電位に保つ
ことにより前記画素内の該一方の電送ライン側の第２の
画素領域の光学状態を定める第２の工程と、を選択的に
行うことを特徴とする光学変調素子の駆動法であり、第
２の発明は、対向する一対の導電膜間に光学変調物質が
配された画素を行列状に複数配列し、行毎に複数の画素
を共通に接続した走査電極群と、列毎に複数の画素を共
通に接続した情報電極群と、を備え、前記走査電極がそ
れぞれ前記導電膜とそれより低抵抗の２つの電送ライン
とを有している光学変調素子を、前記２つの電送ライン
への異なる電圧の印加によって前記画素を構成する前記
一対の導電膜間に電位差勾配が生じるように、駆動する
光学変調素子の駆動法であって、前記２つの電送ライン
のうちの一方に基準電位を与えるとともに他方に走査信
号を印加することで前記走査電極群を順次走査し、前記
走査に同期して前記情報電極に情報信号を印加すること
により、前記画素内の該他方の電送ライン側の第１の画
素領域の光学状態を定める第１の工程と、前記２つの電
送ラインのうちの前記他方に基準電位を与えるとともに
前記一方に走査信号を印加することで前記走査電極郡を
順次走査し、前記走査に同期して前記情報電極に情報信
号を印加することにより、前記画素内の該一方の電送ラ
イン側の第２の画素領域の光学状態を定める第２の工程
と、を選択的に行うことを特徴とする光学変調素子の駆
動法である。
変調物質が配された画素を行列状に複数配列し、行毎に
複数の画素を共通に接続した走査電極群と、列毎に複数
の画素を共通に接続した情報電極群と、を備え、前記情
報電極がそれぞれ前記導電膜とそれより低抵抗の２つの
電送ラインとを有している光学変調素子を、前記２つの
電送ラインへの異なる電圧の印加によって前記画素を構
成する前記一対の導電膜間に電位差勾配が生じるよう
に、駆動する光学変調素子の駆動法であって、前記走査
電極群に順次印加される走査信号に同期して、前記２つ
の電送ラインのうちの一方を基準電位に保つとともに他
方に情報信号を印加することにより前記画素内の該他方
の電送ライン側の第１の画素領域の光学状態を定める第
１の工程と、前記走査電極郡に順次印加される走査信号
に同期して、前記２つの電送ラインのうちの前記一方に
情報信号を印加するとともに前記他方を基準電位に保つ
ことにより前記画素内の該一方の電送ライン側の第２の
画素領域の光学状態を定める第２の工程と、を選択的に
行うことを特徴とする光学変調素子の駆動法であり、第
２の発明は、対向する一対の導電膜間に光学変調物質が
配された画素を行列状に複数配列し、行毎に複数の画素
を共通に接続した走査電極群と、列毎に複数の画素を共
通に接続した情報電極群と、を備え、前記走査電極がそ
れぞれ前記導電膜とそれより低抵抗の２つの電送ライン
とを有している光学変調素子を、前記２つの電送ライン
への異なる電圧の印加によって前記画素を構成する前記
一対の導電膜間に電位差勾配が生じるように、駆動する
光学変調素子の駆動法であって、前記２つの電送ライン
のうちの一方に基準電位を与えるとともに他方に走査信
号を印加することで前記走査電極群を順次走査し、前記
走査に同期して前記情報電極に情報信号を印加すること
により、前記画素内の該他方の電送ライン側の第１の画
素領域の光学状態を定める第１の工程と、前記２つの電
送ラインのうちの前記他方に基準電位を与えるとともに
前記一方に走査信号を印加することで前記走査電極郡を
順次走査し、前記走査に同期して前記情報電極に情報信
号を印加することにより、前記画素内の該一方の電送ラ
イン側の第２の画素領域の光学状態を定める第２の工程
と、を選択的に行うことを特徴とする光学変調素子の駆
動法である。
〈実施例〉 以下、本発明を図面に従って説明する。本発明の駆動法
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用いられる。
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用いられる。
本発明の駆動法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チツク
液晶が最も好ましく、そのうちカイラルスメクチツクＣ
相（SmC＊）、Ｈ相（SmH＊）、Ｉ相（SmI＊）、Ｆ相（S
mF＊）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・ジユルナール・ド・フイジ
イク・レツトル”（“LE JOURNAL DE PHYSIQUE LETTR
E"）第36巻（L-69）1975年の「フエロエレクトリツク・
リキツド・クリスタルス」（「Ferroelectric Liquid C
rystals」）；“アプライド・フイジイツクス・レター
ズ”（“Applied Physics Letters"）第36巻，第11号,1
980年の「サブミクロ・セカンド・バイステイブル・エ
レクトロオプテイツク・スイツチング・イン・リキツド
・クリスタルス」（「Submicro Second Bistable Elect
rooptic Switchng in Liquid Crystels」）；“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。
液晶としては、強誘電性を有するカイラルスメクチツク
液晶が最も好ましく、そのうちカイラルスメクチツクＣ
相（SmC＊）、Ｈ相（SmH＊）、Ｉ相（SmI＊）、Ｆ相（S
mF＊）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・ジユルナール・ド・フイジ
イク・レツトル”（“LE JOURNAL DE PHYSIQUE LETTR
E"）第36巻（L-69）1975年の「フエロエレクトリツク・
リキツド・クリスタルス」（「Ferroelectric Liquid C
rystals」）；“アプライド・フイジイツクス・レター
ズ”（“Applied Physics Letters"）第36巻，第11号,1
980年の「サブミクロ・セカンド・バイステイブル・エ
レクトロオプテイツク・スイツチング・イン・リキツド
・クリスタルス」（「Submicro Second Bistable Elect
rooptic Switchng in Liquid Crystels」）；“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ツク等により支持することができ
る。
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ツク等により支持することができ
る。
第１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。11と11′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12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13が液晶分子を表わしており、こ
の液晶分子13は、その分子に直交した方向に双極子モー
メント（Ｐ⊥）14を有している。基板11と11′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13の
らせん構造がほどけ、双極子モーメント（Ｐ⊥）14はす
べて電界方向に向くよう、液晶分子13の配向方向を変え
ることができる。液晶分子13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２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
（非らせん構造）、その双極子モーメントＰ又はＰ′は
上向き（24）又は下向き（24′）のどちらかの配向状態
をとる。このようなセルに第２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24又は下向き24′と向きを変え、それに応じて液晶
分子は第１の安定状態23（明状態）か或は第２の安定状
態23′（暗状態）の何れか一方に配向する。
である。11と11′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12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13が液晶分子を表わしており、こ
の液晶分子13は、その分子に直交した方向に双極子モー
メント（Ｐ⊥）14を有している。基板11と11′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13の
らせん構造がほどけ、双極子モーメント（Ｐ⊥）14はす
べて電界方向に向くよう、液晶分子13の配向方向を変え
ることができる。液晶分子13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２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
（非らせん構造）、その双極子モーメントＰ又はＰ′は
上向き（24）又は下向き（24′）のどちらかの配向状態
をとる。このようなセルに第２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24又は下向き24′と向きを変え、それに応じて液晶
分子は第１の安定状態23（明状態）か或は第２の安定状
態23′（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。第２の点を例えば第２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23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23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23′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。
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２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23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23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23′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、本発明で用いる液晶光学素子の詳細を第３図を参
照して説明する。
照して説明する。
第３図においてガラス基板31上にスパッタリング法によ
って約200Åの厚さの透明導電膜であるSnO2膜をストラ
イプ状に形成し表示用導電膜101とした。このSnO2膜101
のシート抵抗は105Ω／□であった。次いで、1000Å厚
で低抵抗の金属であるAlを前述のストライプ状SnO2 101
膜上に真空蒸着し、再びパターニングすることにより第
３図の如く電送電極102及び103をストライプ状SnO2膜10
1毎に形成した。本例では電送電極102と103の間隔を190
μとした、この電送電極102及び103のシート抵抗は約0.
4Ω／□であり、その幅を約20μとした。一方、対向基
板には領域Ａをカバーするような、導電性ITO膜を対向
電極104として設けた。この対向電極104となるITO膜の
シート抵抗は約20Ω／□であった。
って約200Åの厚さの透明導電膜であるSnO2膜をストラ
イプ状に形成し表示用導電膜101とした。このSnO2膜101
のシート抵抗は105Ω／□であった。次いで、1000Å厚
で低抵抗の金属であるAlを前述のストライプ状SnO2 101
膜上に真空蒸着し、再びパターニングすることにより第
３図の如く電送電極102及び103をストライプ状SnO2膜10
1毎に形成した。本例では電送電極102と103の間隔を190
μとした、この電送電極102及び103のシート抵抗は約0.
4Ω／□であり、その幅を約20μとした。一方、対向基
板には領域Ａをカバーするような、導電性ITO膜を対向
電極104として設けた。この対向電極104となるITO膜の
シート抵抗は約20Ω／□であった。
このようにして作製された２つ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、ラビング処理を施した。
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、ラビング処理を施した。
次に、２つの基板を対抗させ、間隙が約１μとなるよう
調節し、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）フエニルエステ
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（フエニルエステルを主成分とした液晶
組成物）を注入した。表示用導電膜101と対向電極104が
重なる部分画素Ａの形状は、190μ×230μであって、強
誘電性液晶注入後のの静電容量は約3PFであった。
調節し、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）フエニルエステ
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（フエニルエステルを主成分とした液晶
組成物）を注入した。表示用導電膜101と対向電極104が
重なる部分画素Ａの形状は、190μ×230μであって、強
誘電性液晶注入後のの静電容量は約3PFであった。
このようにして形成した液晶セルの両側に、偏光板をク
ロスニコルにして配設し、光学特性を観測した。
ロスニコルにして配設し、光学特性を観測した。
また、第３図は、本発明による階調表現方式をマトリク
ス駆動に適用した際の具体例を表わしている。
ス駆動に適用した際の具体例を表わしている。
第３図に示す表示パネルは、ガラス基板31の上にストラ
イプ状導電膜101（101a,101b,101c）が複数配列され、
さらにそれぞれのストライプ状導電膜101の長手方向に
おける両端部には低抵抗の電送電極102（102a,102b,102
c）と103（103a,103b,103c）が配線されている。基板31
と対向する対向基板（図示せず）に設けたストライプ状
の導電膜からなる対向電極104（104a,104b）が配置さ
れ、前述のストライプ状導電膜101と対向電極104との間
に強誘電性液晶が配置される。
イプ状導電膜101（101a,101b,101c）が複数配列され、
さらにそれぞれのストライプ状導電膜101の長手方向に
おける両端部には低抵抗の電送電極102（102a,102b,102
c）と103（103a,103b,103c）が配線されている。基板31
と対向する対向基板（図示せず）に設けたストライプ状
の導電膜からなる対向電極104（104a,104b）が配置さ
れ、前述のストライプ状導電膜101と対向電極104との間
に強誘電性液晶が配置される。
本発明による駆動法では、例えば、次の様な駆動法によ
って、階調性のある画面を形成できる。
って、階調性のある画面を形成できる。
まず、ストライプ状導電膜104a,104b‥‥に、走査選択
信号パルスを順次印加する。この際、走査選択信号パル
スとしては、強誘電性液晶の反転閾値電圧より若干小さ
めの電圧パルスとすることが好ましい。
信号パルスを順次印加する。この際、走査選択信号パル
スとしては、強誘電性液晶の反転閾値電圧より若干小さ
めの電圧パルスとすることが好ましい。
他方、階調画像を形成するための階調信号としては、上
記走査パルスと同期して、まず、一方の電送電極ライン
となっているストライプ電極102a,102b,102c‥‥に、例
えば、第４図（ａ）〜（ｅ）または、第５図（ａ）〜
（ｅ）に示す様な、階調情報に応じた電圧信号パルスを
印加することによって、走査線上の画素を階調に応じ
て、書込みを行なうことができる。このとき、他方の電
送電極ラインとなっているストライプ電極103a,103b,10
3c‥‥は、全て、基準電位点（例えば、0V）に接続して
おく。又、この際、この段階では、第６図に示す様に、
ストライプ電極101a,101b,101c‥‥の最大約1/2の領域
（第６図のＢ部）まで書き込む様に、走査信号パルス、
及び階調信号パルスの最大値を設定することが望まし
い。その理由を第７図（ａ），（ｂ）と（ｃ）に基ずい
て、説明する。例えば、走査信号パルスとして、第７図
（ａ）に示す様な、波高値−Vbを液晶の閾値電圧（VT）
より若干小さめの電圧に選ぶ。即ち、Vb＝VT−β（但
し、０＜β＜VT、望ましくは、βVT/2とする。この
時、走査パルスのみで、書き込めないから、Vb＞VTには
できない。） また、階調信号パルスの最大値（Vamax）も、VTより大
きくできない（クロストークを起こさないため）から、
第７図（ｂ）に示す様に、 Vamax＝VT−α（但し、０＜α＜VT、望ましくは、αV
T/2とする） とすれば、走査信号パルスと、階調信号で挟まれた領域
に加わる印加電圧は、第７図（ｃ）に示す様になる。即
ち、液晶に加わる印加電圧が、VTを超えない、領域Ｃ′
が必ず存在する。このＣ′領域では、液晶は反転せず、
画素の有効な領域とならない。即ち、Ｃ′領域の分だ
け、有効開口率が減じてしまうが、本発明では走査信号
パルスと情報信号パルスとの合成値の最大値を画素の中
央付近で強誘電性液晶の閾値電圧と略等しくなすことに
よって、有効開口率を大幅に向上させることができる。
記走査パルスと同期して、まず、一方の電送電極ライン
となっているストライプ電極102a,102b,102c‥‥に、例
えば、第４図（ａ）〜（ｅ）または、第５図（ａ）〜
（ｅ）に示す様な、階調情報に応じた電圧信号パルスを
印加することによって、走査線上の画素を階調に応じ
て、書込みを行なうことができる。このとき、他方の電
送電極ラインとなっているストライプ電極103a,103b,10
3c‥‥は、全て、基準電位点（例えば、0V）に接続して
おく。又、この際、この段階では、第６図に示す様に、
ストライプ電極101a,101b,101c‥‥の最大約1/2の領域
（第６図のＢ部）まで書き込む様に、走査信号パルス、
及び階調信号パルスの最大値を設定することが望まし
い。その理由を第７図（ａ），（ｂ）と（ｃ）に基ずい
て、説明する。例えば、走査信号パルスとして、第７図
（ａ）に示す様な、波高値−Vbを液晶の閾値電圧（VT）
より若干小さめの電圧に選ぶ。即ち、Vb＝VT−β（但
し、０＜β＜VT、望ましくは、βVT/2とする。この
時、走査パルスのみで、書き込めないから、Vb＞VTには
できない。） また、階調信号パルスの最大値（Vamax）も、VTより大
きくできない（クロストークを起こさないため）から、
第７図（ｂ）に示す様に、 Vamax＝VT−α（但し、０＜α＜VT、望ましくは、αV
T/2とする） とすれば、走査信号パルスと、階調信号で挟まれた領域
に加わる印加電圧は、第７図（ｃ）に示す様になる。即
ち、液晶に加わる印加電圧が、VTを超えない、領域Ｃ′
が必ず存在する。このＣ′領域では、液晶は反転せず、
画素の有効な領域とならない。即ち、Ｃ′領域の分だ
け、有効開口率が減じてしまうが、本発明では走査信号
パルスと情報信号パルスとの合成値の最大値を画素の中
央付近で強誘電性液晶の閾値電圧と略等しくなすことに
よって、有効開口率を大幅に向上させることができる。
以下に、その具体的方法について述べる。
即ちまず、第７図（ｃ）に於て、Ｂ′＝Ｃ′となる様
に、Va＋Vbに条件を選ぶ。例えば、１例として、 Vb＝VT−0.25VT＝0.75VT Vamax＝VT−0.5VT＝0.5VT とすれば良い。また、別の典型的な１例として、 Vb＝VT−0.5VT＝0.5VT Vamax≒VT としても良い。
に、Va＋Vbに条件を選ぶ。例えば、１例として、 Vb＝VT−0.25VT＝0.75VT Vamax＝VT−0.5VT＝0.5VT とすれば良い。また、別の典型的な１例として、 Vb＝VT−0.5VT＝0.5VT Vamax≒VT としても良い。
走査信号パルスVbと、階調信号パルスの最大電圧Vamax
を上記の様に選べば、前述した様に、まず、最初の段階
として、第６図に示す様に、ストライプ導電膜101の1/2
の領域（Ｂ部）に階調信号を書き込める。次ぎに、残り
のＣ部に、階調信号を書き込む方法について述べる。走
査信号パルスと、階調信号パルスの条件は、上記と同じ
に選ぶ。かくして、走査信号パルスを順次、104a,104b,
104c‥‥、と印加していくとき、各走査信号パルスと同
期して、階調信号パルスを、ストライプ電極103a,103b,
103c‥‥、に印加する。この時、ストライプ電極102a,1
02b,102c‥‥は、全て、基準電位点（例えば0V）に接続
しておく。かくして、Ｃ部にも、階調信号を書き込むこ
とができる。
を上記の様に選べば、前述した様に、まず、最初の段階
として、第６図に示す様に、ストライプ導電膜101の1/2
の領域（Ｂ部）に階調信号を書き込める。次ぎに、残り
のＣ部に、階調信号を書き込む方法について述べる。走
査信号パルスと、階調信号パルスの条件は、上記と同じ
に選ぶ。かくして、走査信号パルスを順次、104a,104b,
104c‥‥、と印加していくとき、各走査信号パルスと同
期して、階調信号パルスを、ストライプ電極103a,103b,
103c‥‥、に印加する。この時、ストライプ電極102a,1
02b,102c‥‥は、全て、基準電位点（例えば0V）に接続
しておく。かくして、Ｃ部にも、階調信号を書き込むこ
とができる。
又、本発明の駆動法を階調表示方式に適用する場合に
は、前述の階調信号を印加するに先立って、画素を明状
態から暗状態のうち何れか一方の状態にする消去ステツ
プを経てから、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。又、階調信号としては、第４図及
び第５図に示す階調信号の他に階調に応じたパルス数の
パルス信号を用いることができる。
は、前述の階調信号を印加するに先立って、画素を明状
態から暗状態のうち何れか一方の状態にする消去ステツ
プを経てから、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。又、階調信号としては、第４図及
び第５図に示す階調信号の他に階調に応じたパルス数の
パルス信号を用いることができる。
又、本発明の別の好ましい具体例では、第３図に示す液
晶光学素子の電送電極ラインであるストライプ電極102
a,102b,102c‥‥に順次走査信号パルスを印加し、かか
る走査パルスと同期させて情報信号、例えば階調に応じ
たパルス幅、波高値又はパルス数のパルス信号をストラ
イプ状電極104a,104b‥‥に印加し（第１フイール
ド）、次いで第２ステツプとしてもう一方の電送電極ラ
インであるストライプ電極103a,103b,103c‥‥に走査信
号パルスを印加し、かかる走査パルスと同期させて情報
信号を印加する（第２フイールド）ことによって一画面
の階調画像を形成することができる。又、この駆動法を
階調駆動方式に適用する際情報信号を印加するに先立っ
て、走査信号パルスが印加された走査線の画素は、強誘
電性液晶の第１安定状態又は第２安定状態に基づく一方
の表示状態に揃えておくことが必要である。又、第１フ
イールドの時の電送電極ライン103a,103b,103c‥‥と第
２フイールドの時の電送電極ライン102a,102b,102c‥‥
は基準電位点（例えば、０ボルト）に接続しておく。
晶光学素子の電送電極ラインであるストライプ電極102
a,102b,102c‥‥に順次走査信号パルスを印加し、かか
る走査パルスと同期させて情報信号、例えば階調に応じ
たパルス幅、波高値又はパルス数のパルス信号をストラ
イプ状電極104a,104b‥‥に印加し（第１フイール
ド）、次いで第２ステツプとしてもう一方の電送電極ラ
インであるストライプ電極103a,103b,103c‥‥に走査信
号パルスを印加し、かかる走査パルスと同期させて情報
信号を印加する（第２フイールド）ことによって一画面
の階調画像を形成することができる。又、この駆動法を
階調駆動方式に適用する際情報信号を印加するに先立っ
て、走査信号パルスが印加された走査線の画素は、強誘
電性液晶の第１安定状態又は第２安定状態に基づく一方
の表示状態に揃えておくことが必要である。又、第１フ
イールドの時の電送電極ライン103a,103b,103c‥‥と第
２フイールドの時の電送電極ライン102a,102b,102c‥‥
は基準電位点（例えば、０ボルト）に接続しておく。
第８図は、本発明の別の具体例を表わしている。第８図
で示す液晶光学素子は、複数のストライプ状導電膜81が
一方の基板上に設けられ、このストライプ状導電膜81と
交差させて対向配置した複数のストライプ状導電膜82が
強誘電性液晶を介して他方の基板上に設けられている。
さらに、前述のストライプ状導電膜81と82のそれぞれの
両端部には低抵抗の電送電極83,84,85と86が配線されて
いる。
で示す液晶光学素子は、複数のストライプ状導電膜81が
一方の基板上に設けられ、このストライプ状導電膜81と
交差させて対向配置した複数のストライプ状導電膜82が
強誘電性液晶を介して他方の基板上に設けられている。
さらに、前述のストライプ状導電膜81と82のそれぞれの
両端部には低抵抗の電送電極83,84,85と86が配線されて
いる。
本発明の別の駆動法では、電送電極83のそれぞれの端子
S1,S2，‥‥S7が走査信号発生回路（図示せず）に接続
され、一方の電送電極85のそれぞれの端子I1,I2，……I
6が情報信号発生回路（図示せず）に接続されている
が、第２フイールドで奇数番目の走査線S1,S2,S5‥‥に
順次走査信号パルスを印加し、奇数番目の情報線I1,I3,
I5‥‥に走査信号パルスと同期させて情報信号を印加す
る。この際、偶数番目の走査線S2,S4,S6‥‥と偶数番目
の情報線I2,I4,I6‥‥はそれぞれ基準電位点に接続され
ている。次いで、第２フイールドで奇数番目の走査線
S1,S3,S5‥‥に順次走査パルスを印加し、偶数番目の情
報線I2,I4,I6‥‥に走査信号パルスと同期して情報信号
を印加する。この際、偶数番目の走査線S2,S4,S6‥‥と
奇数番目の情報線I1,I3,I5‥‥は、それぞれ基準電位点
に接続する。続く、第３フイールドで偶数番目の走査線
S2,S4,S6‥‥に順次走査信号パルスを印加し、奇数番目
の情報線I1,I3,I5‥‥に走査信号パルスと同期して情報
信号を印加する。この時、奇数番目の走査線S1,S3,S5‥
‥と偶数番目の情報線I2,I4,I6‥‥は、それぞれ基準電
位点に接続する。さらに、第４フイールドで、偶数番目
の走査線S2,S4,S6‥‥に順次走査信号パルスを印加し、
偶数番目の情報線I2,I4,I6‥‥に走査信号パルスと同期
して情報信号を印加する。この時、奇数番目の走査線
S1,S3,S5‥‥と奇数番目の情報線I1,I3,I5‥‥は、それ
ぞれ基準電位点に接続される。この際に用いる情報信号
としては、前述した階調信号を好ましく用いることがで
きる。
S1,S2，‥‥S7が走査信号発生回路（図示せず）に接続
され、一方の電送電極85のそれぞれの端子I1,I2，……I
6が情報信号発生回路（図示せず）に接続されている
が、第２フイールドで奇数番目の走査線S1,S2,S5‥‥に
順次走査信号パルスを印加し、奇数番目の情報線I1,I3,
I5‥‥に走査信号パルスと同期させて情報信号を印加す
る。この際、偶数番目の走査線S2,S4,S6‥‥と偶数番目
の情報線I2,I4,I6‥‥はそれぞれ基準電位点に接続され
ている。次いで、第２フイールドで奇数番目の走査線
S1,S3,S5‥‥に順次走査パルスを印加し、偶数番目の情
報線I2,I4,I6‥‥に走査信号パルスと同期して情報信号
を印加する。この際、偶数番目の走査線S2,S4,S6‥‥と
奇数番目の情報線I1,I3,I5‥‥は、それぞれ基準電位点
に接続する。続く、第３フイールドで偶数番目の走査線
S2,S4,S6‥‥に順次走査信号パルスを印加し、奇数番目
の情報線I1,I3,I5‥‥に走査信号パルスと同期して情報
信号を印加する。この時、奇数番目の走査線S1,S3,S5‥
‥と偶数番目の情報線I2,I4,I6‥‥は、それぞれ基準電
位点に接続する。さらに、第４フイールドで、偶数番目
の走査線S2,S4,S6‥‥に順次走査信号パルスを印加し、
偶数番目の情報線I2,I4,I6‥‥に走査信号パルスと同期
して情報信号を印加する。この時、奇数番目の走査線
S1,S3,S5‥‥と奇数番目の情報線I1,I3,I5‥‥は、それ
ぞれ基準電位点に接続される。この際に用いる情報信号
としては、前述した階調信号を好ましく用いることがで
きる。
従って、本発明の駆動法では消去ステツプを経た各画素
が走査信号側導電膜の面内で電位勾配を発生し、さらに
情報信号側導電膜の面内でも電位勾配を発生し、両側の
電位勾配で発生する電位差勾配が画素内の強誘電性液晶
に印加されることになり、多階調の表示画面の形成が可
能となる。
が走査信号側導電膜の面内で電位勾配を発生し、さらに
情報信号側導電膜の面内でも電位勾配を発生し、両側の
電位勾配で発生する電位差勾配が画素内の強誘電性液晶
に印加されることになり、多階調の表示画面の形成が可
能となる。
又、本発明では前述の例で使用したアルミニウム（Al）
の電送電極102,103,83,84,85と86の他に銀、銅、金、ク
ロムなどの金属を電送電極33として使用することがで
き、好ましくはそのシート抵抗を102Ω／□以下とする
ことができる。又、電位勾配が附与されるストライプ導
電膜101,81と82としては102Ω／□〜1MΩ／□のシート
抵抗をもつ透明導電膜を用いることができる。
の電送電極102,103,83,84,85と86の他に銀、銅、金、ク
ロムなどの金属を電送電極33として使用することがで
き、好ましくはそのシート抵抗を102Ω／□以下とする
ことができる。又、電位勾配が附与されるストライプ導
電膜101,81と82としては102Ω／□〜1MΩ／□のシート
抵抗をもつ透明導電膜を用いることができる。
又、本発明では前述の強誘電性液晶の他にツイステツド
ネマチツク液晶、ゲストホスト液晶などを用いることが
できるが、最も好ましくは強誘電性液晶、特に少なくと
も２つの安定状態をもつ強誘電性液晶が適している。
ネマチツク液晶、ゲストホスト液晶などを用いることが
できるが、最も好ましくは強誘電性液晶、特に少なくと
も２つの安定状態をもつ強誘電性液晶が適している。
本発明によれば、パターニングで製作した画素の２倍の
表示解像力を有するパネルを提供することに第１の効果
がある。即ち、パターニングした画素の両端に電送電極
を設け、且つ、電送電極に印加する電圧の最大値を制限
することによって、表示画素の解像力をパターニング画
素の２倍にすることができる。逆に言えば、パターニン
グ画素数は、表示画素数の1/2で良いということであ
り、これは、10本/mm以上の表示画素数を有する高解像
パネルを製作する場合等には、特にパターニング、エツ
チング工程の容易さという点で、製作上のメリツトを有
する。
表示解像力を有するパネルを提供することに第１の効果
がある。即ち、パターニングした画素の両端に電送電極
を設け、且つ、電送電極に印加する電圧の最大値を制限
することによって、表示画素の解像力をパターニング画
素の２倍にすることができる。逆に言えば、パターニン
グ画素数は、表示画素数の1/2で良いということであ
り、これは、10本/mm以上の表示画素数を有する高解像
パネルを製作する場合等には、特にパターニング、エツ
チング工程の容易さという点で、製作上のメリツトを有
する。
本発明によるもう１つの効果としては、有効開口率を大
幅に向上させることができる。
幅に向上させることができる。
画素を構成する少なくとも一方の導電膜面内に電位勾配
を形成し、入力信号として電圧値、あるいはパルス幅あ
るいはパルス数等によって変調された階調信号を印加す
ることより、階調表示を行なうことができる。
を形成し、入力信号として電圧値、あるいはパルス幅あ
るいはパルス数等によって変調された階調信号を印加す
ることより、階調表示を行なうことができる。
第１図及び第２図は、本発明で用いる強誘電性液晶素子
を模式的に示す斜視図である。第３図は本発明で用いる
電極構造を表わす斜視図である。第４図（ａ）〜（ｅ）
及び第５図（ａ）〜（ｅ）は、階調に応じた情報信号パ
ルスの波形図である。第６図は、画素の表示状態を表わ
す説明図で、第７図（ａ）〜（ｃ）はその時の電位勾配
状態を模式的に表わす説明図である。第８図は、本発明
で用いた別の電極構造を表わす平面図である。
を模式的に示す斜視図である。第３図は本発明で用いる
電極構造を表わす斜視図である。第４図（ａ）〜（ｅ）
及び第５図（ａ）〜（ｅ）は、階調に応じた情報信号パ
ルスの波形図である。第６図は、画素の表示状態を表わ
す説明図で、第７図（ａ）〜（ｃ）はその時の電位勾配
状態を模式的に表わす説明図である。第８図は、本発明
で用いた別の電極構造を表わす平面図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 久野 光俊 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61−201217（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−20851（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−122098（ＪＰ，Ａ)
Claims (4)
- 【請求項１】対向する一対の導電膜間に光学変調物質が
配された画素を行列状に複数配列し、行毎に複数の画素
を共通に接続した走査電極群と、列毎に複数の画素を共
通に接続した情報電極群と、を備え、前記情報電極がそ
れぞれ前記導電膜とそれより低抵抗の２つの電送ライン
とを有している光学変調素子を、前記２つの電送ライン
への異なる電圧の印加によって前記画素を構成する前記
一対の導電膜間に電位差勾配が生じるように、駆動する
光学変調素子の駆動法であって、 前記走査電極群に順次印加される走査信号に同期して、
前記２つの電送ラインのうちの一方を基準電位に保つと
ともに他方に情報信号を印加することにより前記画素内
の該他方の電送ライン側の第１の画素領域の光学状態を
定める第１の工程と、 前記走査電極郡に順次印加される走査信号に同期して、
前記２つの電送ラインのうちの前記一方に情報信号を印
加するとともに前記他方を基準電位に保つことにより前
記画素内の該一方の電送ライン側の第２の画素領域の光
学状態を定める第２の工程と、 を選択的に行うことを特徴とする光学変調素子の駆動
法。 - 【請求項２】前記光学変調物質は強誘電性液晶である特
許請求の範囲第１項に記載の光学変調素子の駆動法。 - 【請求項３】対向する一対の導電膜間に光学変調物質が
配された画素を行列状に複数配列し、行毎に複数の画素
を共通に接続した走査電極群と、列毎に複数の画素を共
通に接続した情報電極群と、を備え、前記走査電極がそ
れぞれ前記導電膜とそれより低抵抗の２つの電送ライン
とを有している光学変調素子を、前記２つの電送ライン
への異なる電圧の印加によって前記画素を構成する前記
一対の導電膜間に電位差勾配が生じるように、駆動する
光学変調素子の駆動法であって、 前記２つの電送ラインのうちの一方に基準電位を与える
とともに他方に走査信号を印加することで前記走査電極
群を順次走査し、前記走査に同期して前記情報電極に情
報信号を印加することにより、前記画素内の該他方の電
送ライン側の第１の画素領域の光学状態を定める第１の
工程と、 前記２つの電送ラインのうちの前記他方に基準電位を与
えるとともに前記一方に走査信号を印加することで前記
走査電極郡を順次走査し、前記走査に同期して前記情報
電極に情報信号を印加することにより、前記画素内の該
一方の電送ライン側の第２の画素領域の光学状態を定め
る第２の工程と、 を選択的に行うことを特徴とする光学変調素子の駆動
法。 - 【請求項４】前記光学変調物質は強誘電性液晶である特
許請求の範囲第３項に記載の光学変調素子の駆動法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8392586A JPH07122705B2 (ja) | 1986-04-11 | 1986-04-11 | 光学変調素子の駆動法 |
| US07/033,578 US4824218A (en) | 1986-04-09 | 1987-04-02 | Optical modulation apparatus using ferroelectric liquid crystal and low-resistance portions of column electrodes |
| DE19873711823 DE3711823A1 (de) | 1986-04-09 | 1987-04-08 | Lichtmoduliereinrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8392586A JPH07122705B2 (ja) | 1986-04-11 | 1986-04-11 | 光学変調素子の駆動法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62239128A JPS62239128A (ja) | 1987-10-20 |
| JPH07122705B2 true JPH07122705B2 (ja) | 1995-12-25 |
Family
ID=13816173
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8392586A Expired - Fee Related JPH07122705B2 (ja) | 1986-04-09 | 1986-04-11 | 光学変調素子の駆動法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07122705B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3634249B2 (ja) | 1999-09-24 | 2005-03-30 | シャープ株式会社 | 液晶表示装置およびその表示方法 |
-
1986
- 1986-04-11 JP JP8392586A patent/JPH07122705B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62239128A (ja) | 1987-10-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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