JPH07122708B2 - Optical modulator - Google Patents

Optical modulator

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JPH07122708B2
JPH07122708B2 JP14779686A JP14779686A JPH07122708B2 JP H07122708 B2 JPH07122708 B2 JP H07122708B2 JP 14779686 A JP14779686 A JP 14779686A JP 14779686 A JP14779686 A JP 14779686A JP H07122708 B2 JPH07122708 B2 JP H07122708B2
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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。
The present invention relates to a method for driving an optical modulator for a display panel, and more particularly to a display using a liquid crystal substance having bistability, particularly a ferroelectric liquid crystal. The present invention relates to a driving method of a liquid crystal optical element suitable for a panel, particularly a gradation display.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

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。
In a liquid crystal television panel using the conventional active matrix driving method, thin film transistors (TFTs) are arranged in a matrix for each pixel, and a gate-on pulse is applied to the TFTs to establish a conduction state between the source and the drain. Is applied from a source and is accumulated in the capacitor. A liquid crystal (for example, twisted nematic; TN-liquid crystal) is driven in response to the accumulated image signal, and at the same time, the voltage of the image signal is modulated to display a gradation. Has been done.

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

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。
However, in such an active matrix drive type television panel using TN liquid crystal, since the TFT used has a complicated structure, the number of structural steps is large and the high manufacturing cost is a problem. In addition, there is a problem that it is difficult to form a thin film semiconductor (for example, polysilicon or amorphous silicon) forming a TFT over a wide area.

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
るなど、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。
On the other hand, a display panel of a passive matrix drive system using a TN liquid crystal is known as one that can be manufactured at a low manufacturing cost. In this display panel, one screen (one frame ) While scanning
The time (duty ratio) during which an effective electric field is applied to one selected point is reduced by a ratio of 1 / N, which causes crosstalk and has the drawback of not producing a high-contrast image. Moreover, when the duty ratio becomes low, it becomes difficult to control the gradation of each pixel by voltage modulation, and therefore it is not suitable for a display panel with a high-density wiring number, particularly a liquid crystal television panel.

〔問題点を解決するための手段〕および〔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。
[Means for Solving Problems] and [Operation] An object of the present invention is to solve the above-mentioned drawbacks, and more specifically, a driving method of a display panel having high-density pixels over a large area, particularly gray scale. An object is to provide a driving method of an optical modulation element suitable for display.

即ち、本発明は、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
はそれぞれ該導電膜とそれより低抵抗の電送ラインとを
有しており、隣接する2つの電送ラインへの異なる電圧
の印加によって該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、光学変調素子を駆動する駆
動手段を具備する光学変調素子であって、前記駆動手段
は、前記光学変調素子の一方の端部に設けられた走査電
極駆動回路と、該情報電極群に電送ラインの電圧降下を
相殺する為の電圧を重畳する相殺電圧重畳回路と、を有
していることを特徴とする光学変調素子である。本発明
によれば、電送ラインに沿った電位の変動を相殺し、電
位差勾配法に基づく階調表示が正確に行える。
That is, according to the present invention, a plurality of pixels in which an optical modulation material is arranged between a pair of conductive films facing each other are arranged in a matrix, and a plurality of pixels are commonly connected to each row, and a plurality of pixels are connected to each column. A group of information electrodes in which the pixels are connected in common, and the scanning electrodes each have the conductive film and a transmission line having a resistance lower than that of the conductive film, and apply different voltages to two adjacent transmission lines. An optical modulation element comprising a driving means for driving the optical modulation element so that a potential difference gradient is generated between the pair of conductive films forming the pixel, wherein the driving means is one of the optical modulation elements. An optical modulator, comprising: a scan electrode driving circuit provided at an end portion; and a canceling voltage superimposing circuit that superimposes a voltage for canceling a voltage drop of a transmission line on the information electrode group. Is. According to the present invention, it is possible to cancel fluctuations in the electric potential along the transmission line and accurately perform gradation display based on the potential difference gradient method.

〔実施例〕〔Example〕

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。
The present invention will be described below with reference to the drawings. As the optical modulator used in the driving method of the present invention, a first optically stable state (for example, a bright state is formed) and a second optically stable state (for example, a dark state) depending on an applied electric field are used. A substance having a stable state against an electric field, that is, a liquid crystal having such a property is used.

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(SmF*)
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 LETTRE")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 Crystal
s」);“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、1980
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 Electroop
tic Switching 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。
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 among them is most preferable.
Phase (SmC *), H phase (SmH *), I phase (SmI *), F phase (SmF *)
Liquid crystals of G phase (SmG *) are suitable. For this ferroelectric liquid crystal, please refer to "Le Journal de Fiji
36th "LE JOURNAL DE PHYSIQUE LETTRE"
Volume (L-69) 1975 "Ferroelectric Liquid Crystals"
s ");" Applied Fuzzy Letters "
("Applied Physics Letters") Volume 36, Issue 11, 1980
"Submicro Second Bistable Electroop, Switching In Liquid Crystals"("Submicro Second Bistable Electroop"
tic Switching in Liquid Crystels ”);“ 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テン−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。
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-chloropropyl cinnamate (HOBACPC) and 4-o- (2
-Methyl) -butyl resorcylidene-4'-octylaniline (MBRA8) and the like.

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。
When an element is constructed using these materials, the element is heated by a heater as necessary in order to keep the liquid crystal compound in a temperature state where it becomes SmC *, SmH *, SmI *, SmF *, SmG *. It can be supported by embedded copper blocks or the like.

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(⊥)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(⊥)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
の極性の異なる電界EはE′を付与すると、双極子モー
メント電界E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。
FIG. 1 is a schematic drawing of an example of a ferroelectric liquid crystal cell. 11 and 11 ′ 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 12 is perpendicular to the glass surface. A liquid crystal of SmC * phase oriented so that it is enclosed. A thick line 13 represents a liquid crystal molecule, and the liquid crystal molecule 13 has a dipole moment (⊥) 14 in a direction orthogonal to the molecule. When a voltage above a certain threshold is applied between the electrodes on the substrates 11 and 11 ', the helical structure of the liquid crystal molecules 13 is unraveled, and all dipole moments (⊥) 14 are oriented in the electric field direction. Can be changed. The liquid crystal molecules 13 have an elongated shape, and exhibit refractive index anisotropy in the major axis direction and the minor axis direction thereof, and therefore, for example, if polarizers arranged in a crossed Nicols positional relationship are placed above and below a glass surface. It is easily understood that the liquid crystal optical modulation element has optical characteristics that change depending on the polarity of voltage application. Further, when the liquid crystal cell is made sufficiently thin (for example, 1 μ), the helical structure of the liquid crystal molecules is unraveled (non-helical structure) even when no electric field is applied, as shown in FIG. The moment P or P'takes either an upward (24) or downward (24 ') orientation state. When an electric field E having a polarity equal to or larger than a certain threshold is applied to such a cell as shown in FIG. 2, the dipole moment electric field E is directed upwards corresponding to the electric field vector of E '.
Or, the liquid crystal molecules are turned downward 24 ', and the liquid crystal molecules are corresponding to the first stable state 23 (bright state) or the second stable state 23'.
Oriented to either one of (dark state).

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0.5
μ〜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。
There are two advantages of using such a ferroelectric liquid crystal as an optical modulation element. First, the response speed is extremely fast,
Secondly, the alignment of liquid crystal molecules has bistability.
The second point will be explained, for example, with reference to FIG. 2. When the electric field E is applied, the liquid crystal molecules are aligned in the first stable state 23.
In this state, the first stable state 23 is maintained even when the electric field is cut off, and when an opposite electric field E'is applied, the liquid crystal molecules are oriented to the second stable state 23 'and the orientation of the molecule is changed. Although it changes, it keeps this state even when the electric field is cut off, and has a memory function in each stable state. In order to effectively realize such a high response speed and bistability, it is preferable that the cell be as thin as possible, and generally 0.5% or less.
μ to 20 μ, particularly 1 μ to 5 μ are suitable. A liquid crystal-electro-optical device having a matrix electrode structure using a ferroelectric liquid crystal of this kind has been proposed by Clarke and Lagabal in US Pat. No. 4,367,924.

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。
Next, details of the liquid crystal optical element used in the present invention will be described with reference to FIG.

第3図中の31は一方の基板である。32は表示導電膜であ
り31の基板上に積層されている。33は、低抵抗の金属フ
イルムからなる電送電極であり、表示導電膜32上に等間
隔に平行に並んで積層されている。又、基板31に対して
図示されていない他方の基板が対向しており、該他方の
基板上の図中画素Aの領域に対応する領域には対向導電
膜(対向電極)34が配置されている。表示用導電膜32と
対向電極34との間には、前述した光学的変調物質がサン
ドイツチされている。
Reference numeral 31 in FIG. 3 is one of the substrates. Reference numeral 32 denotes a display conductive film, which is laminated on the substrate of 31. Reference numeral 33 denotes a transfer electrode made of a low-resistance metal film, which is laminated on the display conductive film 32 in parallel at equal intervals. Further, the other substrate (not shown) is opposed to the substrate 31, and a counter conductive film (counter electrode) 34 is arranged in a region corresponding to the region of the pixel A in the figure on the other substrate. There is. The above-mentioned optical modulator is sandwiched between the display conductive film 32 and the counter electrode 34.

前記により構成される液晶光学素子では、電送電極33に
印加された信号電圧により表示用導電膜32の面内に電位
勾配を付与することによって対向電極34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33bを基準
電圧点VE(例えば0ボルト)に接続し、電送電極33aと3
3cの様に基準電位点に接続した電送電極と隣合う電送電
極に所定の信号電圧Vaを印加すると、第11図(a)の如
く電送電極間33aと33bあるいは33bと33cの導電膜32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。この時、強誘電性液晶の反転閾値電圧VthをVaと
した時、対向電極34に−Vbを印加すると、第11図(b)
に示す様に導電膜32の面内の長さ方向m1と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とm2に対応した領域が
例えば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でVbを印加する
ことによって階調性を表現することができる。この際、
対向電極34に印加する電圧信号−Vbを階調情報に応じて
その電圧値を変調してもよく、又は階調情報に応じてそ
のパルス幅を変調してもよく若しくはそのパルス数を変
調することによって階調性を制御することができる。
In the liquid crystal optical element configured as described above, a potential gradient is generated in the electric field between the counter electrode 34 and the potential gradient in the plane of the display conductive film 32 by the signal voltage applied to the transmission electrode 33. . At this time, the transfer electrode 33b is connected to the reference voltage point V E (for example, 0 volt), and the transfer electrodes 33a and 33a are connected.
When a predetermined signal voltage Va is applied to the transmission electrode adjacent to the transmission electrode connected to the reference potential point as in 3c, the conductive film 32 between the transmission electrodes 33a and 33b or 33b and 33c is applied as shown in FIG. 11 (a). A potential gradient of Va can be applied in the in-plane length directions l 1 and l 2 . At this time, when the inversion threshold voltage Vth of the ferroelectric liquid crystal is set to Va, if -Vb is applied to the counter electrode 34, FIG.
Will be inversion threshold voltage Vth or higher potential difference Va + Vb to the ferroelectric liquid crystal corresponding to the length direction m 1 and m 2 in the plane of the conductive film 32 as shown in is applied, in such m 1 and m 2 The corresponding area can be inverted, for example from a bright state to a dark state. Therefore, in the present invention, the gradation can be expressed by applying Vb with a value according to the gradation for each pixel. On this occasion,
The voltage value of the voltage signal −Vb applied to the counter electrode 34 may be modulated according to the gradation information, or its pulse width may be modulated according to the gradation information, or the number of its pulses may be modulated. Therefore, the gradation can be controlled.

又、本発明で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。
Further, in the present invention, prior to applying the above-mentioned gradation signal,
After the 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 and applied to the ferroelectric liquid crystal. It is necessary.

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3図においてガラス基板31上にスパツタリング法によ
って約20Åの厚さの透明導電膜であるSnO2膜を形成し表
示用導電膜32とした。このSnO2膜のシート抵抗105Ω/
□であった。次いで、1000Å厚でAlを前述のSnO2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33を複数本形成した。本例では電送電極33
の間隔を230μとした、この電送電極33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、ITO膜を対向電
極34として設けた。この対向電極34となるITO膜のシー
ト抵抗は約20Ω/□であった。
In FIG. 3, a SnO 2 film, which is a transparent conductive film having a thickness of about 20 Å, was formed on the glass substrate 31 by a sputtering method to form a display conductive film 32. The sheet resistance of this SnO 2 film is 105Ω /
It was □. Then, Al having a thickness of 1000 Å was vacuum-deposited on the above-mentioned SnO 2 film and patterned again to form a plurality of transfer electrodes 33 as shown in FIG. In this example, the transfer electrode 33
The sheet resistance of this transmission electrode 33 was about 0.4Ω / □, and its width was about 20μ. On the other hand, an ITO film covering the area A was provided as the counter electrode 34 on the counter substrate. The sheet resistance of the ITO film serving as the counter electrode 34 was about 20Ω / □.

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。
A polyvinyl alcohol layer of about 500 liters was formed as a liquid crystal alignment film on each surface of the two substrates thus manufactured, and subjected to rubbing treatment.

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−n−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32と対向電極34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
とした。
Next, the two substrates are opposed to each other and the gap is adjusted to be about 1 μ, and the ferroelectric liquid crystal (pn-octyloxybenzoic acid-P '-(2-methylbutyloxy) phenyl ester and p-n-octyloxybenzoic acid-p- A 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 display conductive film 32 and the counter electrode 34 overlap was 230 μ × 230 μ, and the electrostatic capacity after liquid crystal injection was about 3 PF. However, the width of pixel A is And

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。
Polarizing plates were arranged in crossed Nicols on both sides of the liquid crystal cell thus formed, and optical characteristics were observed.

第4図は電気信号の印加方法を模式的に示したものであ
り、第5図及び第6図は電気信号である。第5図は、第
4図の駆動回路43で発生するシグナル(a)の波形を、
第6図(i)〜(v)は第4図の駆動回路44で発生する
シグナル(b)の波形を表わしている。
FIG. 4 schematically shows a method of applying an electric signal, and FIGS. 5 and 6 show electric signals. FIG. 5 shows the waveform of the signal (a) generated by the drive circuit 43 of FIG.
FIGS. 6 (i) to 6 (v) show the waveforms of the signal (b) generated in the drive circuit 44 of FIG.

さて、シグナル(a)として−12Vの200μsecパルス
を、又、シグナル(b)として8Vの200μsecパルスをあ
らかじめ同期して与える(これを消去パルスと呼ぶ)消
去ステツプを設ける。すると、液晶は第1の安定状態に
スイツチングされ、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)。この状態より、第6図
(i)〜(v)に示されるような種々のパルスをシグナ
ル(b)として電送電極33に印加した第5図のパルスに
同期させて対向電極34に与えたときの画素Aの光学的状
態を第7図に示す。
An erasing step for providing a −12 V 200 μsec pulse as the signal (a) and an 8 V 200 μsec pulse as the signal (b) in advance in synchronization (referred to as an erase pulse) is provided. Then, the liquid crystal is switched to the first stable state, and the entire pixel A is in the bright state (the cross polarizing plate is arranged in this way). From this state, when various pulses as shown in FIGS. 6 (i) to 6 (v) are given to the counter electrode 34 in synchronization with the pulse of FIG. 5 applied to the transmission electrode 33 as the signal (b). FIG. 7 shows the optical state of the pixel A of FIG.

パルス印加電圧−2V(第6図(a)に対応)と−5V(第
6図(b)に対応)では全く明状態71からの変化は生じ
ない(第7図(a)に対応)が、パルス印加電圧−8V
(第6図(c)に対応)では電送電極33の近傍の液晶は
暗状態72へスイツチングする(第7図(b)に対応)。
さらに、印加電圧を−14V(第6図(d)に対応)と長
くした場合には、暗状態72の領域は図示の如く広くなり
(第7図(c)に対応),印加電圧20V(第6図(e)
に対応)で画素A全体が暗状態72にスイツチングされる
(第7図(d)に対応)。このようにして、階調性のあ
る画像を形成することができる。
There is no change from the bright state 71 (corresponding to FIG. 7 (a)) at the pulse applied voltage −2V (corresponding to FIG. 6 (a)) and −5V (corresponding to FIG. 6 (b)). , Pulse applied voltage −8V
In (corresponding to FIG. 6 (c)), the liquid crystal in the vicinity of the transmission electrode 33 switches to the dark state 72 (corresponding to FIG. 7 (b)).
Further, when the applied voltage is increased to −14V (corresponding to FIG. 6 (d)), the area of the dark state 72 becomes wide as shown (corresponding to FIG. 7 (c)), and the applied voltage 20V (corresponding to FIG. 7 (c)). Figure 6 (e)
The entire pixel A is switched to the dark state 72 (corresponding to FIG. 7 (d)). In this way, an image with gradation can be formed.

又、第9図(a)〜(e)に示されるような種々のパル
ス幅の異なるシグナル(b)と第8図に示されるよう
な、三角波であるシグナル(a)を同期して与えたとき
でも、前記に第7図に図示した光学的状態変化を示すこ
とができる。この際、第8図に示すパルスを電送電極に
印加し、このパルスと同期して第9図(a)〜(e)に
示すパルスを階調に応じて対向電極34に印加することに
よって階調性を表現することができる。
Further, various signals (b) having different pulse widths as shown in FIGS. 9 (a) to (e) and a signal (a) having a triangular wave as shown in FIG. 8 were given in synchronization. At any time, the optical state change illustrated in FIG. 7 can be shown above. At this time, the pulse shown in FIG. 8 is applied to the transmission electrode, and the pulses shown in FIGS. 9 (a) to 9 (e) are applied to the counter electrode 34 according to the gradation in synchronization with this pulse. It can express tonality.

尚、第4図中、41は強誘電性液晶、好ましくは双安定状
態下のカイラルスメクチツク液晶、42は対向基板を表わ
している。
In FIG. 4, reference numeral 41 is a ferroelectric liquid crystal, preferably a chiral smectic liquid crystal in a bistable state, and 42 is a counter substrate.

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33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
位勾配が付与される導電膜32としては10KΩ/□〜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。かかるシート抵抗は、透明導電膜の膜厚を調節する
ことによって適当な値に設計することができる。
Further, in the present invention, the aluminum (Al) used in the above-mentioned example
In addition to the transmission electrode 33, a metal such as silver, copper, gold, or chromium can be used as the transmission electrode 33, and the sheet resistance thereof can be preferably 102Ω / □ or less. Moreover, as the conductive film 32 to which the potential gradient is applied, 10 KΩ / □ to 1 MΩ
A transparent conductive film having a sheet resistance of / □ can be used. Such sheet resistance can be designed to an appropriate value by adjusting the film thickness of the transparent conductive film.

第10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。
FIG. 10 shows a specific example when the gradation expression method according to the present invention is applied to matrix driving.

第10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。
The display panel shown in FIG. 10 has a plurality of stripe-shaped conductive films 101 (101a, 101b, 101c) arranged on a glass substrate 31,
Further, the low-resistance transmission electrodes 102 (102a, 102b, 102) are provided on both ends of each stripe-shaped conductive film 101 in the longitudinal direction.
c) and 103 (103a, 103b, 103c) are wired. Board 31
A counter electrode 104 (104a, 104b) made of a stripe-shaped conductive film provided on a counter substrate (not shown) facing the above is disposed, and the ferroelectric film is provided between the stripe-shaped conductive film 101 and the counter electrode 104 described above. A liquid crystal is arranged.

第12図は第10図に示した表示パネルの電気的等価回路を
示したもので、121はストライプ状導電膜111の抵抗で、
122と123はストライプ状導電膜111の長手方向における
両端部に電気的に接続させて配線されている電送電極の
抵抗である。尚、それぞれの抵抗は集中しているもので
はなく、一様に分布している。いま、ストライプ状導電
膜111のシート抵抗を106Ω/□、電送電極ライン112と1
13のシート抵抗を0.4Ω/□とする。また、電送電極ラ
イン112と113の巾を10μm、長さを200mm、電送電極112
と113の間隔を250μmとして、端子124を接地し、端子1
25に1Vを印加し、端子126と127を開放にした。
FIG. 12 shows an electrical equivalent circuit of the display panel shown in FIG. 10, 121 is the resistance of the stripe-shaped conductive film 111,
122 and 123 are resistances of the transmission electrodes that are electrically connected and wired to both ends of the stripe-shaped conductive film 111 in the longitudinal direction. Incidentally, the respective resistances are not concentrated but are uniformly distributed. Now, the sheet resistance of the striped conductive film 111 is 10 6 Ω / □, and the transmission electrode lines 112 and 1
The sheet resistance of 13 is 0.4Ω / □. In addition, the width of the transmission electrode lines 112 and 113 is 10 μm and the length is 200 mm.
And 113 are set to 250 μm, terminal 124 is grounded, and terminal 1
1V was applied to 25 and terminals 126 and 127 were opened.

第13図は、その時の電位分布を示している。第13図
(a)の曲線131は、電送電極ライン112の長手方向(端
子124と126の間)における電位分布を示した電位曲線で
ある。又、第13図(b)の曲線132は、電送電極ライン1
13の長手方向(端子125と127の間)における電位分布を
示した電位曲線である。第13図(c)の曲線133は、電
送電極ライン112と113で狭まれたストライプ状導電膜11
1の短手方向における電位差がストライプ状導電膜111の
長手方向で分布している状態を示した電位差曲線であ
る。第13図(c)から判る様に端子124と125の側でのス
トライプ状導電膜111の短手方向における電位差は1Vと
なっているが、その電位差は端子124と125から離れてい
くに従って減少し、端子126と127の側では、その電位差
はほとんど0Vに近づいている。
FIG. 13 shows the potential distribution at that time. A curve 131 in FIG. 13 (a) is a potential curve showing the potential distribution in the longitudinal direction (between the terminals 124 and 126) of the transmission electrode line 112. Further, the curve 132 in FIG. 13 (b) is the transmission electrode line 1
13 is a potential curve showing a potential distribution in the longitudinal direction of 13 (between terminals 125 and 127). A curve 133 in FIG. 13C shows a stripe-shaped conductive film 11 narrowed by the transmission electrode lines 112 and 113.
6 is a potential difference curve showing a state in which the potential difference in the lateral direction of 1 is distributed in the longitudinal direction of the stripe-shaped conductive film 111. As can be seen from FIG. 13 (c), the potential difference in the lateral direction of the striped conductive film 111 on the terminals 124 and 125 side is 1 V, but the potential difference decreases as the distance from the terminals 124 and 125 increases. On the side of the terminals 126 and 127, the potential difference is almost 0V.

又、第13図(b)に示した如く、電送電極の電位が入力
端子から遠ざかるにつれて下降してしまう。そこで、本
発明の特徴とするところは、かかる電圧降下に対応した
相殺電圧を情報信号(階調信号)に重畳することによっ
てこの問題を解決した。
Further, as shown in FIG. 13 (b), the potential of the transmission electrode drops as it gets away from the input terminal. Therefore, a feature of the present invention is to solve this problem by superimposing a canceling voltage corresponding to such a voltage drop on the information signal (grayscale signal).

第14図は本発明を説明するブロツク図で、141は表示パ
ネル、142は情報線駆動回路、143は走査線駆動回路、14
4は相殺電圧重畳回路である。相殺電圧重畳回路144は、
第15図に示す様な特性を示すものである。第15図中の実
線151は電送電極の電位分布を示す電位曲線、破線151は
相殺電圧重畳回路の相殺電圧を示している。この相殺電
圧を各情報線に重畳することにより、液晶駆動の動作点
をVsの一定値に保つ事ができる。
FIG. 14 is a block diagram for explaining the present invention, in which 141 is a display panel, 142 is an information line driving circuit, 143 is a scanning line driving circuit, and 14 is a scanning line driving circuit.
Reference numeral 4 is a canceling voltage superimposing circuit. The cancellation voltage superposition circuit 144 is
It shows the characteristics as shown in FIG. A solid line 151 in FIG. 15 shows a potential curve showing the potential distribution of the transmission electrode, and a broken line 151 shows the cancellation voltage of the cancellation voltage superposition circuit. By superimposing this offset voltage on each information line, the operating point of liquid crystal driving can be maintained at a constant value of Vs.

第16図は相殺電圧重畳回路144の具体例を示したもので
ある。第16図中I1,I2……INは階調情報線で、A1……AN
は出力アンプで、161は各出力アンプのオフセツト入力
端子で、162はオフセツト電圧用ダミー配線である。こ
こで、オフセツト電圧用ダミー配線162は、電送電極33
と同材料のAlで成膜されたもので、膜厚、巾および長を
電送電極33と同一とすることによって、形成することが
できる。
FIG. 16 shows a concrete example of the cancellation voltage superposition circuit 144. In FIG. 16, I 1 , I 2 …… IN are gradation information lines, and A 1 …… A N
Is an output amplifier, 161 is an offset input terminal of each output amplifier, and 162 is a dummy wiring for offset voltage. Here, the offset voltage dummy wiring 162 is connected to the transmission electrode 33.
It can be formed by making the film of Al of the same material as the above, and by making the film thickness, width and length the same as those of the transmission electrode 33.

本実施例では、印加電圧を1Vと接地電位としたが、2つ
の電位はいかなる電位であってもかまわない。
In this embodiment, the applied voltage is 1 V and the ground potential, but the two potentials may be any potential.

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。
In the present invention, twisted nematic liquid crystals, guest-host liquid crystals and the like can be used in addition to the above-mentioned ferroelectric liquid crystals, but the most preferable are ferroelectric liquid crystals, especially ferroelectrics having at least two stable states. Liquid crystals are suitable.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明によれば、表示ムラのない安定な表示が可能であ
る上、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
とにより、階調表示を行なうことができる。
According to the present invention, stable display without display unevenness is possible, and gradation display is performed by applying a gradation value modulated by a voltage value, pulse width, pulse number, or the like as an input signal. be able to.

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

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、本発明で用いる一方の基板を表わす斜視図で
ある。 第4図は、本発明で用いる液晶光学素子の断面図であ
る。 第5図及び第6図(a)〜(e)は、本発明で用いるパ
ルス波形を表わす説明図である。 第7図(a)〜(d)は、画素の階調性を表わす模式図
である。 第8図及び第9図(a)〜(e)は、本発明で用いる別
のパルスの波形を表わす説明図である。 第10図は、本発明で用いる別の液晶光学素子を表わす斜
視図である。 第11図は(a)及び(b)は、本発明で用いる電位勾配
を模式的に表わす説明図である。 第12図は、本発明外の素子の等価回路図で、第13図
(a)〜(c)はその時の電位分布を示す説明図であ
る。 第14図は、本発明の素子で用いたブロツク図で、第15図
は、本発明で用いた電位分布の説明図である。 第16図は、本発明で用いたオフセツト電圧重畳回路の等
価回路図である。
1 and 2 are perspective views schematically showing a ferroelectric liquid crystal element used in the present invention. FIG. 3 is a perspective view showing one substrate used in the present invention. FIG. 4 is a sectional view of a liquid crystal optical element used in the present invention. 5 and 6 (a) to 6 (e) are explanatory views showing pulse waveforms used in the present invention. 7A to 7D are schematic diagrams showing the gradation of pixels. 8 and 9 (a) to (e) are explanatory views showing waveforms of other pulses used in the present invention. FIG. 10 is a perspective view showing another liquid crystal optical element used in the present invention. 11A and 11B are explanatory views schematically showing the potential gradient used in the present invention. FIG. 12 is an equivalent circuit diagram of an element other than the present invention, and FIGS. 13 (a) to 13 (c) are explanatory diagrams showing the potential distribution at that time. FIG. 14 is a block diagram used in the device of the present invention, and FIG. 15 is an explanatory diagram of the potential distribution used in the present invention. FIG. 16 is an equivalent circuit diagram of the offset voltage superimposing circuit used in the present invention.

フロントページの続き (72)発明者 金子 修三 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 豊野 勉 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)Front page continued (72) Inventor Shuzo Kaneko 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. (72) Inventor Tsutomu Toyono 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. (56) References JP 61-201217 (JP, A) JP 52-20851 (JP, A) JP 52-122098 (JP, A)

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【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、前記走査電極はそ
れぞれ該導電膜とそれより低抵抗の電送ラインとを有し
ており、隣接する2つの電送ラインへの異なる電圧の印
加によって該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、光学変調素子を駆動する駆動手
段を具備する光学変調素子であって、 前記駆動手段は、前記光学変調素子の一方の端部に設け
られた走査電極駆動回路と、 該情報電極群に電送ラインの電圧降下を相殺する為の電
圧を重畳する相殺電圧重畳回路と、 を有していることを特徴とする光学変調素子
1. A scanning electrode group in which a plurality of pixels in which an optical modulation substance is arranged between a pair of conductive films facing each other are arranged in a matrix, and a plurality of pixels are commonly connected in each row, and a plurality of pixels in each column. An information electrode group in which pixels are connected in common, and the scan electrodes each have the conductive film and a transfer line having a resistance lower than that of the conductive film. By applying different voltages to two adjacent transfer lines. An optical modulation element comprising driving means for driving the optical modulation element so that a potential difference gradient is generated between the pair of conductive films forming the pixel, wherein the driving means is one end of the optical modulation element. And an offset voltage superimposing circuit that superimposes a voltage for offsetting a voltage drop of a transmission line on the information electrode group.
【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項記載の光学変調素子。
2. The optical modulation element according to claim 1, wherein the optical modulation substance is a ferroelectric liquid crystal.
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