JPH07122707B2 - Driving method of optical modulator - Google Patents

Driving method of optical modulator

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JPH07122707B2
JPH07122707B2 JP13274686A JP13274686A JPH07122707B2 JP H07122707 B2 JPH07122707 B2 JP H07122707B2 JP 13274686 A JP13274686 A JP 13274686A JP 13274686 A JP13274686 A JP 13274686A JP H07122707 B2 JPH07122707 B2 JP H07122707B2
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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、表示装置のための光学変調素子、特に画素内
に部分的に形成された反転領域を用いて中間調の表示を
行なう光学変調素子の駆動方法に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an optical modulation element for a display device, and more particularly to an optical modulation element that performs halftone display using an inversion region partially formed in a pixel. The present invention relates to a driving method of an element.

[従来の技術] ツイスティッドネマティック(TN)液晶を用いた液晶表
示装置には、パッシブマトリクス駆動方式の表示パネル
とアクティブマトリクス駆動方式を用いたものが知られ
ている。
[Prior Art] A liquid crystal display device using a twisted nematic (TN) liquid crystal is known that uses a display panel of a passive matrix drive system and an active matrix drive system.

アクティブマトリクス駆動方式の液晶テレビジョンパネ
ルでは、薄膜トランジスタ(TFT)を画素毎にマトリク
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、キャパシタに蓄積され、この蓄積さ
れた画像信号に対応して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。
In an active matrix drive type liquid crystal television panel, thin film transistors (TFTs) are arranged in a matrix for each pixel, and a gate-on pulse is applied to the TFT to establish a conduction state between the source and drain. At this time, a video image signal is applied from the source. Then, the TN liquid crystal is stored in the capacitor, and the TN liquid crystal is driven in response to the stored image signal, and at the same time, the voltage of the video signal is modulated to perform gray scale display.

この様な階調表示方法は、輝度階調とよばれるもので、
この場合の中間調表示は画素全体の光透過率を制御する
ものである。
Such a gradation display method is called luminance gradation,
The halftone display in this case controls the light transmittance of the entire pixel.

[発明が解決しようとする技術課題] しかし、このようなTN液晶を用いたアクティブマトリク
ス駆動方式のテレビジョンパネルでは光透過率が印加電
界に完全に依存するため、印加電界が変動すると中間調
状態も変動してしまう。
[Technical problem to be solved by the invention] However, in such an active matrix drive type television panel using a TN liquid crystal, since the light transmittance completely depends on the applied electric field, a halftone state occurs when the applied electric field changes. Will also fluctuate.

また、視野角が狭いために中間調状態の見え方が、見る
位置により変化してしまう。
Moreover, since the viewing angle is narrow, the appearance of the halftone state changes depending on the viewing position.

あるいは、低い製造コストで製造できるものとしてのパ
ッシブマトリクス駆動方式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
査する間に一つの選択点に有効な電界が印加されている
時間(デューティー比)が1/Nの割合で減少し、このた
めクロストークが発生する。しかも高コントラストの画
像とならないという解決すべき技術課題を有している
上、デューティ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など、高密度配線数
の表示パネル、特に液晶テレビジョンパネルに最適とは
いえないものであった。
Alternatively, in a passive matrix drive type display panel that can be manufactured at low manufacturing cost, an effective electric field is applied to one selection point while scanning one screen (one frame) as the number of scanning lines (N) increases. The time (duty ratio) is reduced at a rate of 1 / N, which causes crosstalk. Moreover, in addition to having a technical problem to be solved in that a high-contrast image is not obtained, it becomes difficult to control the gradation of each pixel by voltage modulation when the duty ratio becomes low. In particular, it was not optimal for a liquid crystal television panel.

[課題を解決するための手段] 本発明の目的は、前述の課題を解決するもので、詳しく
は広い面積にわたって高密度画素を持つ表示パネルを簡
易に作成し、また階調表示をするに適した光学変調素子
の駆動方法を提供することにある。
[Means for Solving the Problems] An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and more specifically, it is suitable for easily producing a display panel having high-density pixels over a wide area and for displaying gray scales. Another object of the present invention is to provide a method for driving an optical modulator.

即ち、本発明は、第1電送ラインが所定の間隙をおいて
多数配列され該第1電送ラインの間隙にそれぞれ該電送
ラインより高抵抗の導電膜が設けられた第1基板と、第
2電送ラインが該第1電送ラインと交差するように所定
の間隙において多数配列され該第2電送ラインの間隙に
それぞれ該第2電送ラインより高抵抗の導電膜が設けら
れた第2基板と、該第1及び第2基板間に配された光学
変調物質と、を備え、多数の画素を有する光学変調素子
の駆動方法であって、 3本の第1電送ラインのうち1本に階調情報に応じた電
圧を該1本の第1電送ラインの両側の2本に基準電圧を
与えると同時に、3本の第2電送ラインのうち1本に階
調情報に応じた電圧を該1本の第2電送ラインの両側の
2本に基準電圧を与えることによって、 該階調情報に応じた電圧が与えられる該第1及び第2電
送ラインの交点の印加電界強度を最大として、該3本の
第1電送ライン及び該3本の第2電送ラインにより規定
される画素を構成する該導電膜の対向部分間に電位差勾
配を生じせしめ、該画素の光学状態を定める駆動工程を
含み、 該駆動工程を各画素毎に点順次で行うことを特徴とする
光学変調素子の駆動方法を提供するものである。
That is, according to the present invention, a large number of first transmission lines are arranged with a predetermined gap and a conductive film having a resistance higher than that of the first transmission line is provided in each of the gaps of the first transmission line, and a second transmission line. A second substrate in which a plurality of lines are arranged in a predetermined gap so as to intersect the first transmission line, and a conductive film having a resistance higher than that of the second transmission line is provided in the gap between the second transmission lines; A method of driving an optical modulation element having a large number of pixels, the optical modulation material being disposed between a first substrate and a second substrate, wherein one of three first transmission lines is provided with grayscale information. The reference voltage is applied to two lines on both sides of the one first transmission line, and at the same time, one of the three second transmission lines is supplied with a voltage corresponding to the gradation information. By applying a reference voltage to the two lines on both sides of the transmission line, A pixel defined by the three first transmission lines and the three second transmission lines is formed by maximizing the applied electric field strength at the intersection of the first and second transmission lines to which a voltage according to A method of driving an optical modulation element, which comprises a driving step of causing a potential difference gradient between opposing portions of the conductive film to determine an optical state of the pixel, and performing the driving step dot-sequentially for each pixel. It is provided.

[作用] 本発明によれば、第1の電送ラインと第2の電送ライン
の交点に最大印加電界強度を与えると共に、当該第1電
送ライン及び第2電送ラインにより規定される画素を構
成する導電膜の対向部分間に電位差勾配を生じせしめる
ことにより、光学変調物質の反転領域の中間を制御でき
ると共に、電位差勾配を用いて階調表示を行うことがで
きる。これにより、反転領域の成長を上下左右均等にし
て、高密度、高画質の画像を電位差勾配法によって表示
できる。
[Operation] According to the present invention, the maximum applied electric field strength is applied to the intersection of the first transmission line and the second transmission line, and the conductivity forming the pixel defined by the first transmission line and the second transmission line is set. By generating a potential difference gradient between the facing portions of the film, it is possible to control the middle of the inversion region of the optical modulation substance and perform gradation display using the potential difference gradient. Thereby, the growth of the reversal region is made uniform in the vertical and horizontal directions, and a high-density and high-quality image can be displayed by the potential difference gradient method.

[実施例] 以下、本発明の実施例を図面と共に詳細に説明する。EXAMPLES Examples of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

第1図は、本発明に使用される光学変調素子の一実施例
を示す斜視図である。第1図において、1は一方の基板
で、2はその基板1上に積層されている表示導電膜であ
る。3は低抵抗の金属フィルムから成る電送電極で、前
記表示導電膜2上に等間隔で平行に並んで積層されてい
る。又、基板1に対しては、別な基板4が対向してい
て、その対向基板4に対向導電膜5が積層され、更にそ
の対向導電膜5上に、別な電送電極6が電送電極3と同
種の材料で、等間隔で平行なストライプ状に並んでい
る。2つの電送電極の交差部分に画素領域Aが形成され
ている。表示導電膜2と対向導電膜5との間には、前記
光学変調物質がサンドイッチされている。
FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of the optical modulator used in the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 is one substrate and 2 is a display conductive film laminated on the substrate 1. Reference numeral 3 denotes a transmission electrode made of a low resistance metal film, which is laminated on the display conductive film 2 in parallel at equal intervals. Another substrate 4 is opposed to the substrate 1, a counter conductive film 5 is laminated on the counter substrate 4, and another transfer electrode 6 is formed on the counter conductive film 5. It is made of the same material as, and is arranged in parallel stripes at equal intervals. A pixel area A is formed at the intersection of the two transfer electrodes. The optical modulation substance is sandwiched between the display conductive film 2 and the counter conductive film 5.

上記のように構成された液晶光学素子では、電送電極3
に印加された信号電圧により表示用導電膜2の面内に電
位勾配を付与することによって、対向電極6との間の電
界に電位差勾配を生じさせる。この際、電送電極3a及び
3cを基準電位点VE(例えば0ボルト)に接続し、別な電
送電極3bに所定の信号電圧Vaを印加すると、第2図
(a)に示すように、電送電極3a及び3b間、3b及び3c間
の導電膜2の面内の長さ方向L1とL2にVaの電位勾配を付
与することができる。又、同様に対向基板4上に設けら
れた電送電極6についても、印加された信号電圧により
対向導電膜5の面内で電位勾配を付与することによっ
て、電送電極3との間の電界に電位差勾配を生じさせ
る。この際、電送電極6a及び6cを基準点VE(例えば0ボ
ルト)に接続して、電送電極6bにVaと同じ電位をもつ信
号電圧Vbを印加すると、第2図(b)に示すように電送
電極6a及び6b又は6b及び6c間の導電膜5の面内の長さ方
向L1とL2にVbの電位勾配を付与することができる。この
とき、電圧Va及びVbのいずれもが強誘電液晶の反転閾値
電圧Vthの1/2となる電位よりも高い電位をもっている
と、強誘電性液晶にかかる信号電圧としては、第2図
(c)に示すように、VaとVbとがそれぞれ極性の違った
電位として印加されることになり、電圧の絶対値として
は、Va+Vbの電位が液晶に印加される。この際、Va+Vb
の電位がVth以上になると、導電膜2及び対向導電膜5
の面内の長さ方向M1,M2及びm1,m2に対応する強誘電性液
晶に反転閾値電圧Vth以上の電位差Va′+Vb′が印加さ
れることになり、かかるM1,M2及びm1,m2に対応した領域
が例えは明状態から暗状態に反転することができる。従
って、本発明では、画素毎に階調に応じた値をVaとVb
同一電圧を印加することにより階調性を表現することが
できる。この際、電送電極3と対向電極6に印加する電
圧信号Va,Vbを階調情報に応じてその電圧値を変調させ
てもよく、又は階調情報に応じてそのパルス幅を変調さ
せてもよく、もしくはそのパルス数を変調することによ
っても階調性を制御することができる。
In the liquid crystal optical element configured as described above, the transmission electrode 3
By applying a potential gradient in the surface of the display conductive film 2 by the signal voltage applied to the counter electrode 6, a potential difference gradient is generated in the electric field between the counter electrode 6. At this time, the transmission electrode 3a and
When 3c is connected to a reference potential point V E (for example, 0 volt) and a predetermined signal voltage V a is applied to another transmission electrode 3b, as shown in FIG. 2 (a), between the transmission electrodes 3a and 3b, A potential gradient of V a can be applied to the in-plane length directions L 1 and L 2 of the conductive film 2 between 3b and 3c. Similarly, with respect to the transfer electrode 6 provided on the counter substrate 4, a potential difference is applied to the electric field between the transfer electrode 6 and the transfer electrode 3 by applying a potential gradient in the plane of the counter conductive film 5 by the applied signal voltage. Create a gradient. At this time, when the transmission electrodes 6a and 6c are connected to a reference point V E (for example, 0 volt) and a signal voltage V b having the same potential as V a is applied to the transmission electrode 6b, it is shown in FIG. 2 (b). it is possible to impart a potential gradient of V b to the electrical transmission electrode 6a and 6b or 6b and the length direction L 1 and L 2 in the plane of the conductive film 5 between 6c as. At this time, if both of the voltages V a and V b have a potential higher than half of the inversion threshold voltage V th of the ferroelectric liquid crystal, the signal voltage applied to the ferroelectric liquid crystal becomes the second voltage. As shown in FIG. 7C, V a and V b are applied as potentials having different polarities, and the absolute value of the voltage is V a + V b , which is applied to the liquid crystal. At this time, V a + V b
When the potential of V is equal to or higher than V th , the conductive film 2 and the counter conductive film 5 are
The potential difference V a ′ + V b ′ of the inversion threshold voltage V th or more is applied to the ferroelectric liquid crystal corresponding to the longitudinal directions M 1 and M 2 and m 1 and m 2 in the plane of The regions corresponding to 1 , M 2 and m 1 , m 2 can be inverted from the bright state to the dark state, for example. Therefore, in the present invention, it is possible to express the gradation by applying the same voltage to V a and V b with a value corresponding to the gradation for each pixel. At this time, the voltage values of the voltage signals V a and V b applied to the transmission electrode 3 and the counter electrode 6 may be modulated according to the gradation information, or their pulse widths may be modulated according to the gradation information. Alternatively, the gradation can be controlled by modulating the pulse number.

また、階調信号を印加するに先立って、画素を明状態か
暗状態のいずれか一方の状態にする消去ステップを経て
のち、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ようにしておくこ
とが必要である。
Further, prior to applying the gradation signal, after performing an erasing step for setting the pixel to either the bright state or the dark state, the inversion voltage for inverting the state is controlled according to the gradation, It is necessary to be applied to the ferroelectric liquid crystal.

さらに、本発明の好ましい具体例を挙げて説明する。Furthermore, preferred specific examples of the present invention will be described.

第1図におけるガラス基板1上に、スパッタリング法に
よって、約200Åの厚さのSnO2膜の透明導電膜を形成
し、表示用導電膜2とした。このSnO2膜のシート抵抗は
105Ω/口であった。次に、1000Å厚でAlを前記SnO2
上に真空蒸着し、再びパターニングすることにより第1
図の如く電送電極3を複数本形成した。本実施例では、
電送電極3の間隔を230μとした。この電送電極3のシ
ート抵抗は約0.4Ω/口であり、その幅を約20μとし
た。一方、対向基板4についても、前記と同様な手法及
び材料を用いて対向導電膜5及び対向電極6を形成し、
両方の基板に全く同じ構成を備えさせ、かつ基板1の電
送電極3と対向基板4の対向電極6とは互いに交差して
対向配置させる。
A transparent conductive film of SnO 2 film having a thickness of about 200Å was formed on the glass substrate 1 in FIG. The sheet resistance of this SnO 2 film is
It was 10 5 Ω / mouth. Next, by vacuum-depositing Al with a thickness of 1000 Å on the SnO 2 film and patterning again,
As shown in the figure, a plurality of transfer electrodes 3 were formed. In this embodiment,
The distance between the transmission electrodes 3 was 230 μm. The sheet resistance of this transmission electrode 3 is about 0.4 Ω / port, and its width is about 20 μ. On the other hand, with respect to the counter substrate 4, the counter conductive film 5 and the counter electrode 6 are formed using the same method and material as described above.
Both substrates are provided with exactly the same configuration, and the transmission electrode 3 of the substrate 1 and the counter electrode 6 of the counter substrate 4 are arranged so as to cross each other and face each other.

このようにして作成された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。
A polyvinyl alcohol layer having a thickness of about 500 Å was formed as a liquid crystal alignment film on each surface of the two substrates thus prepared, and subjected to rubbing treatment.

次に、2つの基板の間隙が約1μとなるように調節し、
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)フェニルエステルとp−
η−ノニルオキシ安息香酸−p′−(2−メチルブチル
オキシ)フェニルエステルを主成分とした液晶組成物)
を注入した。電送電極3と対向電極6とが重なる部分画
素Aの形状は230μ×230μであって、液晶注入後の静電
容量は約3PFであった。但し、画素Aの幅はL1/2+L2/2
とした。そして、このように形成した液晶セルの両側
に、偏光板をクロスニコルに配設し、光学特性を観察し
た。
Next, adjust the gap between the two substrates to be about 1μ,
Ferroelectric liquid crystal (p-η-octyloxybenzoic acid-p '
-(2-methylbutyloxy) phenyl ester and p-
Liquid crystal composition containing η-nonyloxybenzoic acid-p ′-(2-methylbutyloxy) phenyl ester as a main component)
Was injected. The shape of the partial pixel A in which the transmission electrode 3 and the counter electrode 6 overlap was 230 μ × 230 μ, and the electrostatic capacity after the liquid crystal injection was about 3 PF. However, the width of the pixel A L 1/2 + L 2 /2
And Then, polarizing plates were arranged in crossed Nicols on both sides of the liquid crystal cell thus formed, and the optical characteristics were observed.

第3図は、第1図のa−a′面における断面図であっ
て、電気信号の印加方法を模式的に示した図であり、基
板1上に表示用導電膜2が形成され、更にその上に電送
電極3が配置されていて、対向基板4に対向導電膜5が
形成され、更にその上に前記電送電極3と交差させて対
向電極6が配置され、2つの基板間に強誘電性液晶31を
有している。対向電極6は第1の駆動回路32に接続さ
れ、電送電極3は第2の駆動回路33に接続されている。
第4図は第3図の駆動回路32で発生するシグナル(a)
の波形を表し、第5図は第3図の駆動回路33で発生する
シグナル(b)の波形を表わしている。
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line aa ′ in FIG. 1, and is a diagram schematically showing a method of applying an electric signal, in which the conductive film 2 for display is formed on the substrate 1, and The transfer electrode 3 is arranged on the counter electrode 4, the counter conductive film 5 is formed on the counter substrate 4, and the counter electrode 6 is arranged on the counter conductive film 5 so as to intersect with the transfer electrode 3. The liquid crystal 31 is included. The counter electrode 6 is connected to the first drive circuit 32, and the transmission electrode 3 is connected to the second drive circuit 33.
FIG. 4 shows the signal (a) generated by the drive circuit 32 of FIG.
5 shows the waveform of the signal (b) generated in the drive circuit 33 of FIG.

さて、シグナル(a)として対向電極6a,6b,6c等に−12
V,200μsecパルス、シグナル(b)として電送電極3,3
a,3b 3cに8V,200μsecパルスを予め同期して(これを消
去パルスと呼ぶ)与える消去ステップを設けると、液晶
は第1の安定状態にスイッチングされて、例えば画素A
全体が明状態となる(このようにクロス偏光板を配置し
た)。尚、ここで使用する液晶の反転閾値を説明の便宜
上±15〜±16Vとする。この状態より、第4図(a)〜
(e)に示されるような種々のパルスをシグナル(b)
として対向電極6bに印加する。このとき、印加された対
向電極6bに隣接する対向電極6a及び6cは基準電位点V
E(例えば0ボルト)に接続される。又、対向電極6bに
印加した第4図の種々のパルスに同期させて電送電極3b
に第5図(a)〜(e)に示される種々のパルスをシグ
ナル(b)として印加する。このときも印加された電送
電極3bに隣接する電送電極3a及び3cは、基準電位点V
E(例えば0ボルト)に接続される。このような状態に
おける画素Aの光学的状態を第6図に示す。
Now, as the signal (a), the counter electrodes 6a, 6b, 6c, etc. are given −12
V, 200μsec pulse, transmission electrode 3,3 as signal (b)
When an erasing step for applying an 8V, 200 μsec pulse to a, 3b 3c in advance (referred to as an erasing pulse) is provided, the liquid crystal is switched to the first stable state and, for example, pixel A
The whole is in a bright state (the cross polarizing plate is arranged in this way). The liquid crystal inversion threshold used here is ± 15 to ± 16V for convenience of explanation. From this state, FIG.
Signal various pulses as shown in (e) (b)
Is applied to the counter electrode 6b. At this time, the counter electrodes 6a and 6c adjacent to the applied counter electrode 6b are connected to the reference potential point V
Connected to E (eg 0 Volts). In addition, the transmitting electrode 3b is synchronized with various pulses of FIG. 4 applied to the counter electrode 6b.
Various pulses shown in FIGS. 5 (a) to 5 (e) are applied as the signal (b). Also at this time, the transfer electrodes 3a and 3c adjacent to the applied transfer electrode 3b have the reference potential point V
Connected to E (eg 0 Volts). The optical state of the pixel A in such a state is shown in FIG.

パルス印加電圧を第4図(a)に対応するVb電位として
−2Vと、そのVbの電位と対応して対向する電送電極3bに
印加される電圧として第5図(a)に対応するVaの電位
+2Vと、同様に、第4図(b)に対応する−5Vと、第5
図(b)に対応する+5Vとでは、液晶の反転閾値電圧を
越えないため明状態61から全く変化が生じない。しか
し、第4図(c)に対応する−8Vと第5図(c)に対応
する+8Vとでは、電送電極3bと対向電極6bとが直交して
いる交点部分の近傍における液晶が暗状態62へスイッチ
ングされる。
Corresponds to the -2V as V b potential corresponding the pulse voltage applied to the 4 (a), FIG. 5 as a voltage applied to the electrical transmission electrode 3b opposed to correspond with the potential of the V b (a) The potential of V a is +2 V, and similarly, −5 V corresponding to FIG.
At + 5V, which corresponds to FIG. 7B, no change occurs from the bright state 61 because the inversion threshold voltage of the liquid crystal is not exceeded. However, at −8 V corresponding to FIG. 4 (c) and +8 V corresponding to FIG. 5 (c), the liquid crystal near the intersection point where the transmission electrode 3b and the counter electrode 6b are orthogonal to each other is in the dark state 62. Is switched to.

更に、印加電圧を第4図(d)に示す−14V及び第5図
(d)に対応する+14Vとした場合には、暗状態62の領
域は第6図(c)に示すように広くなり、印加電圧を第
4図(e)に示す−20Vと第5図(e)に対応する+20V
とでは、第6図(d)に示すように、画面A全体が暗状
態62へスイッチングされる。このようにして、階調信号
に応じた電圧を電送電極とその対向電極に同一電圧とし
て印加することにより、階調性のある画像を形性でき
る。
Further, when the applied voltage is set to −14V shown in FIG. 4 (d) and + 14V corresponding to FIG. 5 (d), the area of the dark state 62 becomes wider as shown in FIG. 6 (c). , The applied voltage is -20V shown in Fig. 4 (e) and + 20V corresponding to Fig. 5 (e).
Then, as shown in FIG. 6D, the entire screen A is switched to the dark state 62. In this way, by applying a voltage corresponding to the gradation signal to the transmission electrode and the counter electrode as the same voltage, it is possible to form an image having gradation.

本発明における強誘電液晶素子の階調表示方法は、電送
電極とその対向電極に階調信号に応じた電圧をそれぞれ
印加し、それぞれの電極が直交している交点部分よりス
イッチングが開始される。従って、1画素における液晶
のスイッチング領域の変化は、第6図(a)〜(d)に
示されるように、電極の交点より正4辺形状に液晶の明
から暗への状態変化として見られる。このような液晶の
配向の変化は、階調性のある画像表示を行う場合に、一
般的に新聞等の写真表示に用いられている網点印刷によ
る階調表示方法と同様な効果を得るものである。従っ
て、例えば第7図に示す従来の駆動方法のように、基板
1に対する対向基板4(不図示)上に、例えばITO膜に
よる導電膜を対向電極6としてストライプ状に形成し、
この対向電極6に走査電圧として任意の一定電圧を印加
し、対向する電送電極3bに階調信号に応じた電圧とし
て、第4図(a)〜(e)もしくは第5図(a)〜
(e)に示された電圧を印加して階調表示を行う場合
に、これらの駆動による明から暗へのスイッチングの液
晶領域の変化状態は、第8図(a)〜(d)に示すよう
に、電送電極3bの近傍より暗状態82が長方形状の配向と
して変化して行くことがわかる。これら液晶の配向変化
により階調性を有する画像表示を形成する場合、1画素
における配向状態は電送電極に沿った長方形状のため、
画像全体としてみると、1画素内における液晶配向の長
手方向、即ち第8図(d)におけるL方向の周波数成分
を多くもった画像になってしまう。従って、例えば高密
度、高画質を望む液晶表示を行う場合には、前記従来の
駆動方法は最適とはいえず、本発明は、これら従来の駆
動方法に対して、高速書き込みにより階調表示における
画質の向上がはかられ、網点印刷による画質の向上効果
と同様に高密度、高画質に対応できることになる。
In the gradation display method for a ferroelectric liquid crystal element according to the present invention, a voltage corresponding to a gradation signal is applied to the transmission electrode and its counter electrode, and switching is started from an intersection point where the respective electrodes are orthogonal to each other. Therefore, the change of the liquid crystal switching region in one pixel is seen as a change of the liquid crystal from light to dark in a regular quadrilateral shape from the intersection of the electrodes, as shown in FIGS. 6 (a) to 6 (d). . Such a change in the orientation of the liquid crystal has the same effect as the gradation display method by halftone dot printing which is generally used for photographic display of newspapers, etc. when displaying an image with gradation. Is. Therefore, for example, as in the conventional driving method shown in FIG. 7, a conductive film made of, for example, an ITO film is formed in stripes as the counter electrode 6 on the counter substrate 4 (not shown) with respect to the substrate 1,
An arbitrary constant voltage is applied as a scanning voltage to the counter electrode 6, and a voltage corresponding to the grayscale signal is applied to the opposing transfer electrode 3b as shown in FIGS. 4 (a) to 4 (e) or 5 (a).
When gray scale display is performed by applying the voltage shown in (e), the change state of the liquid crystal region for switching from bright to dark by driving these is shown in FIGS. 8 (a) to (d). Thus, it can be seen that the dark state 82 changes in the rectangular orientation from the vicinity of the transmission electrode 3b. When an image display having gradation is formed by changing the alignment of these liquid crystals, the alignment state in one pixel is rectangular along the transfer electrode.
When viewed as the entire image, the image has many frequency components in the longitudinal direction of the liquid crystal alignment within one pixel, that is, in the L direction in FIG. Therefore, for example, when performing liquid crystal display in which high density and high image quality are desired, the conventional driving method is not optimal, and the present invention is different from these conventional driving methods in high-speed writing in gradation display. The image quality can be improved, and high density and high image quality can be supported similarly to the effect of improving the image quality by halftone printing.

尚、第3図に示した本実施例の液晶31は、強誘電性液晶
であって、更に好ましくは双安定状態下のカイラルスメ
クチック液晶である。
The liquid crystal 31 of this embodiment shown in FIG. 3 is a ferroelectric liquid crystal, more preferably a chiral smectic liquid crystal in a bistable state.

また、電送電極3及び対向電極6としては、アルミニウ
ム(Al)の他に、金、銀、銅、クロムなどの金属を使用
することができ、好ましくはそのシート抵抗を102Ω/
口以下とする。更に又、電位勾配が付与される導電膜2
及び対向導電膜5としては10KΩ/口〜1MΩ/口のシー
ト抵抗を有する透明導電膜を用いることができる。
In addition to aluminum (Al), metals such as gold, silver, copper, and chromium can be used for the transfer electrode 3 and the counter electrode 6, and the sheet resistance thereof is preferably 10 2 Ω /
Be below mouth. Furthermore, the conductive film 2 to which a potential gradient is applied
As the counter conductive film 5, a transparent conductive film having a sheet resistance of 10 KΩ / port to 1 MΩ / port can be used.

第9図は、本発明による階調表示の駆動方法の一例を具
体的に示す構成図で、図中91は光学変調素子を用いた液
晶表示パネル、92は情報側駆動回路、93は走査側駆動回
路、I1,I2,I3,…INは情報線、S1,S2,S3,…SNは走査線
である。また94は情報側駆動回路92において情報線I1,I
2,I3,…INの信号ラインを順次選択する情報側デコード
回路であり、95は走査側駆動回路93において走査線S1,S
2,S3,…SNの信号ラインを順次選択する走査側デコード
回路である。端子Aは情報入力であり、端子Bは情報側
デコード回路94を制御する制御入力で、例えばパルスの
立ち上がりにより情報側デコード回路94がデコード機能
を生じ、また端子Cは走査側デコード回路95を制御する
制御入力で、例えばパルスの立ち上がりにより走査側デ
コード回路95がデコード機能を生じる。
FIG. 9 is a configuration diagram specifically showing an example of a gray scale display driving method according to the present invention. In the figure, 91 is a liquid crystal display panel using an optical modulator, 92 is an information side driving circuit, and 93 is a scanning side. Drive circuits, I 1 , I 2 , I 3 , ... I N are information lines, and S 1 , S 2 , S 3 , ... S N are scanning lines. Further, 94 is the information side drive circuit 92 in which information lines I 1 , I
2 , I 3 , ... I N is an information side decoding circuit for sequentially selecting signal lines, and 95 is a scanning side driving circuit 93 in which scanning lines S 1 , S
This is a scanning-side decoding circuit that sequentially selects the signal lines of 2 , S 3 , ... SN . The terminal A is an information input, the terminal B is a control input for controlling the information side decoding circuit 94, and the information side decoding circuit 94 generates a decoding function by the rising of a pulse, and the terminal C controls the scanning side decoding circuit 95. With the control input, the scanning side decoding circuit 95 has a decoding function due to, for example, the rising edge of the pulse.

情報側駆動回路92と走査側駆動回路93とはそれぞれのデ
コード回路94及び95から選択されていない場合の信号線
については常に基準電位点VE(例えば0ボルト)に保た
れている。
The signal line when the information side drive circuit 92 and the scanning side drive circuit 93 are not selected from the decoding circuits 94 and 95 is always kept at the reference potential point V E (for example, 0 volt).

ここで、第9図の端子Aにより情報信号を取り込み、表
示パネル91に表示する場合、情報信号Aは情報側及び走
査側の双方に同一電圧が入力されているので、第10図に
示すように、1走査時間に対応する情報信号1,2,3,…N
は情報側信号線I1,I2,I3,…INに対応している。情報側
デコード回路94に入力する制御入力Bのパルスは、各情
報信号が変化するのに同期して入力され、従って、制御
入力パルスVの立ち上がりによる情報側デコード回路94
のデコード機能としては、情報信号1のときのBのパル
スによる立ち上がりで情報側駆動回路92のI1の情報線が
選択され、情報信号1の情報内容が情報線I1へ出力され
る。同様に、情報信号2はI2へ出力され、情報信号3は
I3へ出力され、情報信号NはINへと、1走査線分の情報
信号1,2,3,…Nは情報側デコード回路94によって対応し
た情報側信号線I1,I2,I3,…INに出力される。
Here, when the information signal is taken in through the terminal A of FIG. 9 and is displayed on the display panel 91, the same voltage is input to both the information side and the scanning side of the information signal A, so as shown in FIG. , Information signals 1, 2, 3, ... N corresponding to one scanning time
Corresponds to the information side signal lines I 1 , I 2 , I 3 , ... I N. The pulse of the control input B input to the information side decoding circuit 94 is input in synchronization with the change of each information signal, and therefore, the information side decoding circuit 94 due to the rising of the control input pulse V.
As a decoding function of, the information line of I 1 of the information side drive circuit 92 is selected at the rising edge of the B pulse in the case of the information signal 1, and the information content of the information signal 1 is output to the information line I 1 . Similarly, the information signal 2 is output to I 2 , and the information signal 3 is
Is output to the I 3, and the information signal N I N, 1 scan line of information signals 1, 2, 3, ... N is information-side decoder circuit information side signal line I 1 corresponding with 94, I 2, I 3, it is output to the ... I N.

上記情報側駆動に対して、走査側駆動では、走査側デコ
ード回路95に入力される制御入力Cは、1走査時間に対
して1回のデコード機能が行われ、これにより制御入力
は走査線S1,S2,S3,…SNのうち1走査線のみが選択され
て、情報信号Cは表示パネル1にリアルタイムに表示さ
れる。
In contrast to the information side driving, in the scanning side driving, the control input C input to the scanning side decoding circuit 95 performs the decoding function once for one scanning time, whereby the control input is the scanning line S. Only one scanning line is selected from 1 , S 2 , S 3 , ... SN , and the information signal C is displayed on the display panel 1 in real time.

第11図は、上記の駆動方法による表示パネル1の表示状
態を示す図で、走査線は第9図における走査側デコード
回路95により走査線S2が選択され、それ以外の走査線は
基準電位VE(例えば0ボルト)に接続され、情報線は第
10図におけるパルスBのタイミングで順次、情報側信号
線I1,I2,I3,…INに選択され、選択されていない情報側
信号線は基準電位点VE(例えば0ボルト)に接続され
る。情報信号は、情報側、走査側とも階調信号に応じた
信号電圧が逐次入力され、I2とS2との交点においては情
報側に「a」、走査側に同一値の「a′」が出力され、
I3とS2との交点においては情報側に「b」、走査側に同
一値の「b′」が出力され、I4とS2との交点においては
情報側に「c」、走査側に同一値の「c′」がそれぞれ
情報信号電圧として出力される。そして、それらの情報
側、走査側に出力される情報信号電圧の和が、液晶の閾
値電圧Vth(情報側、走査側各々Vth/2以上の電圧)を越
えた領域a,b,cが反転されている。これらの液晶の駆動
方法により1画素に書き込まれる情報信号は、情報側、
走査側ともに、階調信号に応じた情報電圧として印加さ
れ、点順次操作によって液晶表示パネルに階調表示画像
を形成することができた。
FIG. 11 is a diagram showing a display state of the display panel 1 by the above-described driving method. As the scanning line, the scanning line S 2 is selected by the scanning side decoding circuit 95 in FIG. 9, and the other scanning lines are at the reference potential. It is connected to V E (eg 0 volt) and the information line is
The information side signal lines I 1 , I 2 , I 3 , ... I N are sequentially selected at the timing of the pulse B in FIG. 10, and the unselected information side signal lines are connected to the reference potential point V E (for example, 0 volt). Connected. As for the information signal, a signal voltage corresponding to the gradation signal is sequentially input to both the information side and the scanning side. At the intersection of I 2 and S 2 , the information side has “a” and the scanning side has the same value “a ′”. Is output,
"B" to the information side in the intersection of the I 3 and S 2, "b '" of the same value on the scanning side is outputted, "c" to the information side in the intersection of the I 4 and S 2, the scanning side The same value "c '" is output as the information signal voltage. Areas a, b, c in which the sum of the information signal voltages output to the information side and the scanning side exceeds the threshold voltage V th of the liquid crystal (the voltage on the information side and the scanning side is V th / 2 or more) Has been inverted. The information signals written in one pixel by these liquid crystal driving methods are
An information voltage corresponding to a gradation signal was applied to both scanning sides, and a gradation display image could be formed on the liquid crystal display panel by a dot sequential operation.

上記実施例の駆動方法は白黒階調表示の他に、カラーフ
ィルタを用いることで、カラー階調表示及びカラー2値
表示にも応用できる。又、単なる2値表示としても可能
で、2値表示の場合の駆動回路としては例えばフリップ
フロップ型のシフトレジスタ等が用いられ、階調表示の
場合、第12図に示すようにサンプル&ホールド型のアナ
ログメモリが使用される。
The driving method of the above embodiment can be applied to color gradation display and color binary display by using a color filter in addition to black and white gradation display. Further, simple binary display is also possible. For example, a flip-flop type shift register is used as a drive circuit in the case of binary display, and in the case of gradation display, as shown in FIG. Analog memory used.

このように、本発明では、情報側及び走査側に階調信号
に応じた情報信号を入力し、点順次駆動を行うことによ
り、電位勾配を用いて階調表示を可能とした。
As described above, according to the present invention, the information signal corresponding to the gradation signal is input to the information side and the scanning side, and the dot-sequential driving is performed to enable the gradation display using the potential gradient.

尚、光学変調素子については、最も好ましい例として強
誘電性液晶、特に少なくとも2つの安定状態をもつ強誘
電性液晶における場合を説明したが、本発明はそれに限
定されるものではなく、その他の光学変調素子としてツ
イストネマティック液晶、ゲストホスト液晶等にも適用
できる。
As for the optical modulator, the ferroelectric liquid crystal, in particular, the ferroelectric liquid crystal having at least two stable states has been described as the most preferable example, but the present invention is not limited thereto and other optical modulators. It can be applied to twist nematic liquid crystal, guest-host liquid crystal, etc. as a modulator.

[発明の効果] 以上説明したように、本発明によれば、情報側電極及び
操作側電極に階調信号に対応する情報信号を同時入力
し、点順次駆動で液晶表示パネルに情報をリアルタイム
で書き込むことにより、階調表示における画質を著しく
向上させ、広い面積にわたる高密度な表示を得られる光
学変調素子の駆動方法を提供することができる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, an information signal corresponding to a gradation signal is simultaneously input to the information-side electrode and the operation-side electrode, and information is displayed in real time on the liquid crystal display panel by dot-sequential driving. By writing, it is possible to remarkably improve the image quality in gradation display and provide a method for driving an optical modulator capable of obtaining high-density display over a wide area.

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

第1図及び第7図は本発明の駆動方法を実施する光学変
調素子の基本的な構造の斜視図、第2図その電位勾配
図、第3図、第9図、第12図は配線図、第4図、第5
図、第10図は電圧波形図、第6図、第8図、第11図は画
素の状態図、第13図及び第14図は強誘電性液晶の配向模
式図である。 1:基板、2:導電膜、3:電送電極、4:対向基板、5:対向導
電膜、6:対向電極、91:表示パネル、92,93:駆動回路、9
4:制御回路。
1 and 7 are perspective views of the basic structure of an optical modulator for implementing the driving method of the present invention, FIG. 2 its potential gradient diagram, FIG. 3, FIG. 9 and FIG. 12 are wiring diagrams. , Fig. 4, Fig. 5
FIGS. 10 and 10 are voltage waveform diagrams, FIGS. 6, 8 and 11 are pixel state diagrams, and FIGS. 13 and 14 are schematic alignment diagrams of ferroelectric liquid crystals. 1: substrate, 2: conductive film, 3: transfer electrode, 4: counter substrate, 5: counter conductive film, 6: counter electrode, 91: display panel, 92, 93: drive circuit, 9
4: Control circuit.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) Reference JP 61-201217 (JP, A) JP 52-20851 (JP, A) JP 52-122098 (JP, A)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】第1電送ラインが所定の間隙をおいて多数
配列され該第1電送ラインの間隙にそれぞれ該電送ライ
ンより高抵抗の導電膜が設けられた第1基板と、第2電
送ラインが該第1電送ラインと交差するように所定の間
隙をおいて多数配列され該第2電送ラインの間隙にそれ
ぞれ該第2電送ラインより高抵抗の導電膜が設けられた
第2基板と、該第1及び第2基板間に配された光学変調
物質と、を備え、多数の画素を有する光学変調素子の駆
動方法であって、 3本の第1電送ラインのうち1本に階調情報に応じた電
圧を該1本の第1電送ラインの両側の2本に基準電圧を
与えると同時に、3本の第2電送ラインのうち1本に階
調情報に応じた電圧を該1本の第2電送ラインの両側の
2本に基準電圧を与えることによって、 該階調情報に応じた電圧が与えられる該第1及び第2電
送ラインの交点の印加電界強度を最大として、該3本の
第1電送ライン及び該3本の第2電送ラインにより規定
される画素を構成する該導電膜の対向部分間に電位差勾
配を生じせしめ、該画素の光学状態を定める駆動工程を
含み、 該駆動工程を各画素毎に点順次で行うことを特徴とする
光学変調素子の駆動方法。
1. A first substrate, wherein a large number of first transmission lines are arranged with a predetermined gap, and a conductive film having a resistance higher than that of the first transmission line is provided in the respective gaps of the first transmission line, and a second transmission line. A plurality of second substrates each having a predetermined gap so as to intersect the first transmission line, and a conductive film having a resistance higher than that of the second transmission line is provided in each gap of the second transmission lines; A method of driving an optical modulation element having a large number of pixels, comprising: an optical modulation substance disposed between a first substrate and a second substrate, wherein gradation information is provided to one of the three first transmission lines. A corresponding voltage is applied to two lines on both sides of the one first transmission line, and at the same time, one of the three second transmission lines is supplied with a voltage corresponding to the gradation information. By applying the reference voltage to the two lines on both sides of the two transmission lines, The pixel defined by the three first transmission lines and the three second transmission lines is formed by maximizing the applied electric field strength at the intersection of the first and second transmission lines to which the same voltage is applied. A method of driving an optical modulation element, comprising a driving step of causing a potential difference gradient between opposing portions of the conductive film to determine an optical state of the pixel, and performing the driving step dot-sequentially for each pixel.
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