JPH07209628A - Liquid crystal display element and its driving method - Google Patents

Liquid crystal display element and its driving method

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JPH07209628A
JPH07209628A JP160194A JP160194A JPH07209628A JP H07209628 A JPH07209628 A JP H07209628A JP 160194 A JP160194 A JP 160194A JP 160194 A JP160194 A JP 160194A JP H07209628 A JPH07209628 A JP H07209628A
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JP
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liquid crystal
pulse
pulse width
selection
signal
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Application number
JP160194A
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Japanese (ja)
Inventor
Takao Minato
孝夫 湊
Katsuhiro Suzuki
克宏 鈴木
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Toppan Inc
Original Assignee
Toppan Printing Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To obtain a high contrast and to enable long-period stable operation by providing a frequency range wherein at least one of three characteristic values of the dielectric tensor of chiral smectic C layer liquid crystal is larger than the remaining two components. CONSTITUTION:A couple of substrates where striped electrodes are formed while one of them is transparent are arranged opposite each other so that the electrodes are approximately orthogonal each other, and ferroelectric liquid crystal which has a chiral smectic C phase is sandwiched between the substrates to form the liquid crystal element, this element has the frequency range wherein at least one of epsilon3 and epsilon2 is larger than the remaining two components, where epsiloni (i=1, 2, and 3) is one of three characteristic values of the dielectric tensor of the chiral smectic C phase liquid crystal. The dielectric constant of liquid crystal molecules in the long-axis direction is denoted as epsilon3, the component in the tangential direction of a circle between the two components having a short-axis direction perpendicular to epsilon3 is denoted as epsilon2, and a component orthogal to epsilon2 is denoted as epsilon1. As for chevron structure, dielectric response to the effective voltage of an AC pulse in a frequency range wherein the response of a self-polarized component can be ignored is classified by the large/small relation of the three components.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、強誘電性液晶を用いた
マトリックス駆動用の液晶表示素子及びそのの駆動方法
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a matrix driving liquid crystal display device using a ferroelectric liquid crystal and a driving method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】液晶ディスプレイ(Liquid crystal dis
play:以下LCDという)は、軽量で薄く出来るのでポ
ケッタブルな電卓、テスター等の計測機器の表示体ある
いは装飾用、POP用として図形や文字を平面上に表示
する装置として広く利用されている。最近では薄膜トラ
ンジスター(THIN FILM TRANSISTER:以下TFTとい
う)を用いて、フルカラーで動画を表示するテレビ、パ
ソコンやワークステーション向きの大容量の端末表示体
としても利用されるに至っている。
2. Description of the Related Art Liquid crystal displays
play (hereinafter referred to as LCD) is widely used as a device for displaying figures and characters on a flat surface for display or decoration of measuring instruments such as pocketable calculators and testers, and for POP because it is lightweight and thin. Recently, a thin film transistor (THIN FILM TRANSISTER: hereinafter referred to as TFT) has been used, and it has come to be used as a large-capacity terminal display for a television, a personal computer, or a workstation that displays moving images in full color.

【0003】これらにおけるシャッター性の起源は、ツ
イステッドネマチック型(Twistednematic:以下TN型
という)と呼ばれるもので、公知の技術である(小林、
岡野編著 ”液晶”1985年 培風館)。TN型で高
画質大容量表示を行うためには、TFTのような能動素
子を基板上に画素の数だけ形成する必要がある。基板上
へTFT素子を高収率で安定して形成するのが難しいの
で、14インチ程度の大きさのパネル製造の歩どまりが
向上せず、一方では一層大型である20インチ以上のL
CD製造は全く困難となっている。特性的にもTFT素
子を設けるので画面の開口率が低下して、画質が暗くな
るという問題もある。
The origin of the shutter property in these is a so-called Twisted nematic type (hereinafter referred to as TN type), which is a known technique (Kobayashi,
Okano ed. "Liquid Crystal", 1985, Baifukan). In order to display a high-quality and large-capacity image with the TN type, it is necessary to form active elements such as TFTs on the substrate by the number of pixels. Since it is difficult to stably form a TFT element on a substrate with a high yield, the yield of manufacturing a panel with a size of about 14 inches cannot be improved.
CD manufacturing has become quite difficult. In terms of characteristics, since the TFT element is provided, there is also a problem that the aperture ratio of the screen is reduced and the image quality becomes dark.

【0004】LCDの技術開発では、TFTを用いずに
鮮明な静動画像をマトリックス表示する技術的可能性が
引き続いて追求されており、スーパーツイステッドネマ
チック型(Super twisted nematic:以下STN型とい
う)と強誘電性液晶ディスプレイ(FERRO-ELECTRIC LIQ
UID CRYSTAL DISPLAY:以下FLCDという)が期待され
ている。
In the technological development of LCDs, the technical possibility of displaying a clear static and moving image in a matrix without using a TFT is continuously pursued, and a super twisted nematic type (hereinafter referred to as STN type) is called. Ferroelectric liquid crystal display (FERRO-ELECTRIC LIQ
UID CRYSTAL DISPLAY: hereinafter referred to as FLCD) is expected.

【0005】動作原理的に言えば、STN型はTN型に
類似したものである。液晶層の捻れを工夫することによ
り、より急峻なしきい値特性をもたせたものである。こ
れでも走査線の数としてTFT−LCD並の200〜4
00本程度が限界であり、表示容量及び画質はTFTを
越えられない。後者は強誘電性液晶(FLC:FERRO-EL
ECTRIC LIQUID CRYSTAL )のカイラルスメクチックC相
(CHIRALSMECTIC C PHASE:以下SmC* という)を用
いるもので液晶層自身に記憶効果(双安定性)が存在
し、そのため原理的には走査線の数に制限がなく大容量
の高画質表示が可能である。FLCとそれらを利用した
電気光学素子については、例えば福田、竹添共著、”強
誘電性液晶の構造と物性”((株)コロナ社 1990
年)が詳しい。TFTのように画素ごとに素子がないの
で開口率も高く明るい画質が期待される。
In principle of operation, the STN type is similar to the TN type. By devising the twist of the liquid crystal layer, a steeper threshold characteristic is provided. Even with this, the number of scanning lines is 200 to 4 which is equivalent to that of TFT-LCD.
The limit is about 00 lines, and the display capacity and the image quality cannot exceed the TFT. The latter is a ferroelectric liquid crystal (FLC: FERRO-EL).
ECTRIC LIQUID CRYSTAL) CHIRALSMECTIC C PHASE (hereinafter referred to as SmC * ) is used, and there is a memory effect (bistability) in the liquid crystal layer itself. Therefore, in principle, the number of scanning lines is limited. A large-capacity high-quality display is possible. Regarding FLCs and electro-optical elements using them, see, for example, Fukuda and Takezoe, “Structure and Physical Properties of Ferroelectric Liquid Crystal” (Corona Co., Ltd. 1990).
Year) is detailed. Since there is no element for each pixel like a TFT, a high aperture ratio and a bright image quality are expected.

【0006】しかしながら、SmC* 相は、TN型とは
全く異なった構造と動作メカニズムを有するものであ
り、実用化するためには技術的に克服すべき課題が現在
でもなお山積しており配向制御、ギャップ制御、耐衝撃
性のパネル製造、高速応答材料の開発に問題がある。こ
れらについては成書(次世代液晶ヂィスプレイと液晶材
料、福田監修、シーエムシー、1992年刊)に詳し
い。別の重要な問題はこれらが一応解決されても、高い
コントラストの画像を長期間安定して表示する可能性が
保証されないことである。特に、TN型から借用した電
圧変調に基づいたマトリックス駆動方式では、層構造に
起因するメモリ状態の不完全性と不十分なしきい値特性
のため、高いコントラストの安定した画像の表示が難し
い。
However, the SmC * phase has a structure and an operating mechanism which are completely different from those of the TN type, and there are still many technical problems to be overcome for practical use, and orientation control is still present. , Gap control, impact resistant panel manufacturing, development of fast response materials. For more information on these, see the book (Next-generation LCD display and liquid crystal materials, supervised by Fukuda, CMC, published in 1992). Another important problem is that even if these are solved once, the possibility of displaying a high-contrast image stably for a long period of time is not guaranteed. Particularly, in the matrix driving method based on the voltage modulation borrowed from the TN type, it is difficult to display a stable image with high contrast due to the incomplete memory state due to the layer structure and the insufficient threshold characteristic.

【0007】本出願人はこの点を改善するために、ある
特定の誘電的性質を有するFLCに対してパルス幅変調
駆動を適用すると、誘電的作用のために高画質表示が出
来ることを特願平4−186715号、特願平4−21
9080号で示した。
In order to improve this point, the applicant of the present invention has a patent application that if a pulse width modulation drive is applied to an FLC having a certain dielectric property, a high quality image can be displayed due to the dielectric effect. No. 4-186715, Japanese Patent Application No. 4-21
This is indicated by No. 9080.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】ところが、本出願人が
前記の駆動方法を鋭意検討したところ次の問題があっ
た。即ち、走査信号側の出力波形に5レベルの電圧出力
が必要で駆動回路が複雑となったことである。本発明は
この点に関して、全ての駆動用出力波形を3レベルで構
成する手段を提供する。別の課題は前記出願で特定され
た液晶のみならず、より幅広い誘電的特性を有するFL
C液晶に対しても適用可能なことがわかったので、この
点を補正することである。
However, when the present applicant diligently studied the above-mentioned driving method, there were the following problems. That is, the output waveform on the scanning signal side requires a 5-level voltage output, which complicates the drive circuit. In this regard, the present invention provides a means to configure all drive output waveforms in three levels. Another problem is not only the liquid crystal specified in the above application, but also FL having a wider range of dielectric properties.
Since it was found that the method can be applied to C liquid crystal, it is necessary to correct this point.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】即ち、本発明はストライ
プ状の電極が形成された少なくとも一方が透明な一対の
基板が、前記電極が略直交するように対抗配置され、該
基板間にカイラルスメクチックC相を呈する強誘電性液
晶が狭持される液晶表示素子において、前記カイラルス
メクチックC相液晶の誘電テンソルの3つの固有値をε
i(i=1、2、3)とすると、ε3 またはε2 の少なく
とも一方が残りの2成分より大である周波数領域を有す
ることを特徴とする液晶表示素子であり、駆動方法とし
て、非選択時には選択時の状態形成に用いるパルス幅よ
り短いパルス幅の交流パルスが印加されるパルス幅変調
駆動であって、前記交流パルスは幅が一定で極性が連続
して反転する交流パルスであって、且つ、その周波数が
ε3 またはε2 の少なくとも一方が残りの2成分より大
である周波数領域内であることを特徴とするものであ
る。
That is, according to the present invention, a pair of substrates, at least one of which is provided with stripe-shaped electrodes and are transparent, are opposed to each other so that the electrodes are substantially orthogonal to each other, and a chiral smectic is provided between the substrates. In a liquid crystal display device in which a ferroelectric liquid crystal exhibiting a C phase is sandwiched, the three eigenvalues of the dielectric tensor of the chiral smectic C phase liquid crystal are expressed by ε.
When i (i = 1, 2, 3), the liquid crystal display element is characterized in that at least one of ε 3 and ε 2 has a frequency range larger than the remaining two components. A pulse width modulation drive in which an AC pulse having a pulse width shorter than a pulse width used for forming a state at the time of selection is applied at the time of selection, and the AC pulse has a constant width and a polarity is continuously inverted. And, the frequency is in a frequency region in which at least one of ε 3 and ε 2 is larger than the remaining two components.

【0010】[0010]

【作用】FLCDの画質の向上にはFLC固有の静的な
層構造を、画質の高度化に結び付けるように層構造の変
化を誘導するマトリックス駆動方式が望ましい。そこで
先ず、SmC* 相の層構造と、電気的応答を規定する液
晶分子の自発分極と誘電テンソルの特殊な性質(周波数
依存性)に付いて述べる。
In order to improve the image quality of the FLCD, it is desirable to use the matrix driving method for inducing the change of the layer structure so that the static layer structure peculiar to FLC is linked to the higher image quality. Therefore, first, the layer structure of the SmC * phase, the spontaneous polarization of the liquid crystal molecules that regulate the electrical response, and the special property (frequency dependence) of the dielectric tensor will be described.

【0011】SmC* 層の理想的なブックシェルフ構造
を図5に示す。FLC分子(100)は分子軸と略直角
方向に自発分極P(503)を有しており、印加電場E
(505)はPと結合してトルク(P・E)はPがEの
方向を向くように作用する。これは分子軸がコーン上を
S1からS2(あるいはS2からS1)にコレクテイブ
に移動するよう作用する。この自発分極成分の応答がF
LCの応答の第一のモードで、スイッチングの起源(直
流応答またはパルス応答という)である。自発分極の反
転を引き起こすのに必要な力は液晶ごとに異なるが、概
してパルスの幅と電圧の積に依存する。分子軸の回転量
を表す頂角θ(504)が水平方向で略45度であれ
ば、クロスニコル下では複屈折性に起因するコントラス
ト変化を最大にする事が可能であり、FLC層をシャッ
ターに用いることができる理由である。
An ideal bookshelf structure of SmC * layers is shown in FIG. The FLC molecule (100) has a spontaneous polarization P (503) in a direction substantially perpendicular to the molecular axis, and the applied electric field E
(505) is coupled with P, and the torque (P · E) acts so that P points in the direction of E. This acts so that the molecular axis moves on the cone from S1 to S2 (or S2 to S1) in a collective manner. The response of this spontaneous polarization component is F
The first mode of LC response, which is the origin of switching (called DC response or pulse response). The force required to cause the reversal of spontaneous polarization varies from liquid crystal to liquid crystal, but generally depends on the product of pulse width and voltage. If the apex angle θ (504) representing the amount of rotation of the molecular axis is approximately 45 degrees in the horizontal direction, it is possible to maximize the contrast change due to birefringence under crossed Nicols, and the FLC layer is shuttered. That is why it can be used for.

【0012】ブックシェルフ構造のS1とS2は、1μ
m程度の厚みであれば、界面の効果で記憶効果が発現し
て電場Eを遮断してもそれぞれの位置にとどまることが
できる(記憶効果)。これがFLCのSmC* 層の最大
の特徴であり、マトリックス表示を行なっても画質が変
化しない可能性を示唆するものである。しかしながら、
実際には頂角θが45度となる、即ち、コントラストが
最大となる位置で安定化せず、大きくずれた位置で安定
化する場合がほとんどである。
Bookshelf structure S1 and S2 are 1 μm
If the thickness is about m, a memory effect is produced by the effect of the interface, and even if the electric field E is blocked, it can stay at each position (memory effect). This is the greatest feature of the SmC * layer of FLC, and suggests that the image quality may not change even when matrix display is performed. However,
Actually, in most cases, the apex angle θ is 45 degrees, that is, it is not stabilized at the position where the contrast is maximum, but is stabilized at a position greatly deviated.

【0013】この原因は、テー・ピー・リーカー等(フ
ィジカル・レビュウー・レターズ、2658ページ、5
9巻、1987年)によって明らかにされたように、S
mC * 層が図5で示した理想的な構造とは異なり、層方
向がαだけ傾いた図1(a)で示す”≪”の字型のシェ
ブロン構造をとっているからと考えられる。円錐の中心
線(101)は、基板面(102)と平行にならず、角
度αだけチルトしている。この層構造で、液晶分子は基
板面に略平行になろうとするので、結局のところ、円錐
上のS1とS2からずれた(S1’)と(S2’)で静
止する。この位置では、基板面への斜影が頂角2θより
大幅に小さくなってしまう。SmA相から冷却してSm
* 相を得る場合は、例外もあるが、一般には不可避的
に図1(a)のシェブロン構造を採ると考えられてい
る。
[0013] The cause of this is,
Physical Review Letters, 2658 pages, 5
9 (1987)).
mC *The layers are different from the ideal structure shown in FIG.
The "<<" shaped shelves shown in Fig. 1 (a) with the direction inclined by α
This is probably because it has a Bron structure. Center of cone
The line (101) is not parallel to the substrate surface (102) and
It is tilted by a degree α. With this layer structure, the liquid crystal molecules are
It tries to be almost parallel to the plate surface, so after all, it is a cone
It is quiet at (S1 ') and (S2') which are deviated from the above S1 and S2.
Stop. At this position, the shadow on the substrate surface is more than the apex angle 2θ.
It will be significantly smaller. Cool from SmA phase to Sm
C*There are some exceptions when it comes to competing, but it is generally unavoidable
It is believed that the chevron structure of FIG.
It

【0014】一方、直流応答するFLCの駆動について
は、TN型駆動のアナロジーから電圧変調駆動が用いら
れている。この場合には、図4(c)に示すようなパル
ス幅は同じで、電圧が書き込みに必要な電圧V(30
0)の1/3〜1/4(バイアス電圧)である電圧波形
(403)が非選択時に加わる。この電圧では自発分極
が応答するので液晶分子がS1’あるいはS2’の近傍
で揺動して、光透過率が振動(405)して一層コント
ラストが低下する。最悪の場合には状態の反転が生じて
像がチラツキ安定した画像の書き込みが難しくなる。非
選択時に電圧印加が無ければ同図(a)(b)のような
応答である。
On the other hand, for the driving of the FLC which responds to the direct current, the voltage modulation driving is used from the analogy of the TN type driving. In this case, the pulse width as shown in FIG. 4C is the same, and the voltage is the voltage V (30
The voltage waveform (403) that is 1/3 to 1/4 (bias voltage) of 0) is added when the device is not selected. Since spontaneous polarization responds to this voltage, the liquid crystal molecules oscillate in the vicinity of S1 'or S2', and the light transmittance vibrates (405), further lowering the contrast. In the worst case, state reversal occurs and it is difficult to write an image with a stable image flickering. If no voltage is applied during non-selection, the response is as shown in FIGS.

【0015】以上述べたことから、シェブロン構造で安
定性を増してコントラストを向上させるには、S1もし
くはS2に液晶分子が保持され、且つ、バイアス電圧で
応答しないように拘束することが必要である。緩和と揺
動の2つの問題を同時に解決する手段として、液晶分子
の第2の応答モードである誘電的応答を利用することが
考えられる。回転楕円体と近似できる液晶分子の誘電的
応答は、図2のような誘電テンソルT=(εxy)の固有
値の大小により決定される。結論的に言えば、固有値の
絶対値の最大な成分が可能な限り印加電場の方向に揃う
ように液晶分子軸が変化して固定されるということであ
る。問題が複雑であるのはこの大小関係が周波数によっ
て変化することである。尚、付言すれば誘電的作用によ
り分子軸が移動するのが望ましいが、作用の大きさの具
合で移動しない場合でも、自発分極に起因する揺動が抑
止(安定化)されるので好ましい結果を提供する。
From the above description, in order to increase the stability and the contrast by the chevron structure, it is necessary to hold the liquid crystal molecules in S1 or S2 and constrain them so that they do not respond with the bias voltage. . As a means for simultaneously solving the two problems of relaxation and fluctuation, it is conceivable to utilize the dielectric response which is the second response mode of liquid crystal molecules. The dielectric response of liquid crystal molecules that can be approximated to a spheroid is determined by the magnitude of the eigenvalue of the dielectric tensor T = (εxy) as shown in FIG. In conclusion, it means that the liquid crystal molecular axis is changed and fixed so that the maximum component of the absolute value of the eigenvalue is aligned in the direction of the applied electric field as much as possible. The complexity of the problem is that this magnitude relationship changes with frequency. In addition, it is desirable to move the molecular axis by a dielectric effect, but even if the molecular axis does not move depending on the magnitude of the effect, the fluctuation due to spontaneous polarization is suppressed (stabilized), so that a desirable result is obtained. provide.

【0016】図2に示すように液晶分子の長軸方向の誘
電率をε3(=ε平行)、これに直交する短軸方向の二つ
の成分のうち円の接線方向の成分をε2 、それと直交す
る成分をε1(=ε垂直)で表す。シェブロン構造では、
自発分極成分の応答が無視できる周波数領域の交流パル
スの実効電圧に対する誘電的応答は3つの成分の大小関
係により分類できる。
As shown in FIG. 2, the dielectric constant in the major axis direction of the liquid crystal molecule is ε 3 (= parallel to ε), and the component in the tangential direction of the circle is ε 2 out of the two components in the minor axis direction orthogonal to this. The component orthogonal to it is represented by ε 1 (= ε vertical). With the chevron structure,
The dielectric response to the effective voltage of the AC pulse in the frequency domain, where the response of the spontaneous polarization component can be ignored, can be classified by the magnitude relationship of the three components.

【0017】(1)ε3 >ε2 かつε3 >ε1 (1) ε 3 > ε 2 and ε 3 > ε 1

【0018】誘電異方性Δε(=ε3 −ε1 )は正で誘
電的応答は長軸方向の誘電率が支配するネマチック液晶
に類似したものになる。即ち、十分な実効値が与えられ
ると分子軸は基板に対して立つようになる。この場合に
ついては、特願平4−186715号、特願平4−21
9080号に詳しく述べられている。
The dielectric anisotropy Δε (= ε 3 −ε 1 ) is positive and the dielectric response is similar to that of a nematic liquid crystal in which the dielectric constant in the major axis direction is dominant. That is, when a sufficient effective value is given, the molecular axis stands on the substrate. In this case, Japanese Patent Application No. 4-186715 and Japanese Patent Application No. 4-21
9080 for further details.

【0019】(2)ε1 >ε2 かつε1 >ε3 (2) ε 1 > ε 2 and ε 1 > ε 3

【0020】この場合は誘電異方性Δεが負であって、
シェブロン構造が保持される限り分子軸は基板に平行に
なりコントラストの向上は期待されない。ブックシェル
フ構造では誘電的作用による安定化(揺動の抑止)が期
待される。
In this case, the dielectric anisotropy Δε is negative,
As long as the chevron structure is retained, the molecular axis is parallel to the substrate and no improvement in contrast is expected. In the bookshelf structure, stabilization (suppression of oscillation) due to dielectric action is expected.

【0021】(3)ε2 >ε3 かつε2 >ε1 (3) ε 2 > ε 3 and ε 2 > ε 1

【0022】この場合には短軸方向の成分が効くために
(1)と同じく分子軸は基板に対して傾こうととする。
但し、ε3 、ε1 の大小関係によりその効果は影響を受
ける。ε3 >ε1 であれば(1)の効果が相乗されてよ
り立ち上がり直い。逆であれば(2)の効果が重畳され
て前記効果は弱められる。
In this case, since the component in the minor axis direction works, the molecular axis tends to tilt with respect to the substrate as in (1).
However, the effect is affected by the magnitude relationship between ε 3 and ε 1 . If ε 3 > ε 1 , the effect of (1) is synergized and the rise is more immediate. In the opposite case, the effect of (2) is superimposed and the effect is weakened.

【0023】シェブロン構造では分子軸を基板から立ち
上がるように移動させることがコントラストの向上に直
結する。(1)と(3)がこれに該当し、本発明の請求
項1はこの場合である。本発明は選択時にS1’かS
2’のいずれかの側にもたらされた分子を、非選択時間
に誘電的作用が支配的となる交流パルスを印加してS
1’あるいはS2’近傍に拘束するか、望ましくはS1
あるいはS2の方向に移動して拘束することを主旨とす
るものである。そのためには非選択時のパルスの幅は選
択時のパルスの幅より狭くして、自発分極成分の応答が
抑止されるパルス幅変調駆動である必要がある。従来法
の電圧変調駆動では書き込みパルス幅と同じパルス幅の
非選択信号列であって、自発分極成分の応答が必ず存在
するので誘電的な応答が遮蔽され、本発明のような効果
は全く期待できない。
In the chevron structure, moving the molecular axis so as to rise from the substrate directly leads to improvement in contrast. (1) and (3) correspond to this, and claim 1 of the present invention is this case. The present invention selects S1 'or S when selected.
The molecules brought to either side of 2'are subjected to S pulse by applying an AC pulse in which the dielectric action is dominant in the non-selection time.
1'or S2 ', or preferably S1
Alternatively, the purpose is to move and restrain in the direction of S2. For that purpose, the pulse width at the time of non-selection needs to be narrower than the pulse width at the time of selection, and the pulse width modulation drive in which the response of the spontaneous polarization component is suppressed is required. In the voltage modulation drive of the conventional method, the pulse width is the same as the write pulse width, and the response of the spontaneous polarization component is always present. Therefore, the dielectric response is blocked, and the effect of the present invention is expected. Can not.

【0024】交流パルスの周波数域がどの程度であるか
は、3つの固有値の大小関係の測定例、例えば文献(ジ
ェー・シー・ジョーンズ他、フェロエレクトリクス、1
21巻、ページ91、1991年及びエフ・ゴーダ他、
フィジカル・レビューA、46巻、ページ951、19
92年)に詳述されている。固有値の決定には周波数毎
の3つの独立した実験が必要である。これらには実験デ
ータが記載されているが、それを生かすようにマトリッ
クス駆動波形を構成して誘電的トルクを作用させるこ
と、およびそれが後述の実施例で示すように書き込みパ
ルス幅の1/2〜1/5の交流パルスで可能なことは言
及されていない。
The extent of the frequency range of the AC pulse is determined by a measurement example of the magnitude relationship of the three eigenvalues, for example, J. Jones et al., Ferroelectrics, 1
Volume 21, pages 91, 1991 and F Gouda et al.,
Physical Review A, Volume 46, Pages 951, 19
1992). Determining the eigenvalue requires three independent experiments for each frequency. Experimental data is described in these, but it is necessary to configure the matrix drive waveform so as to make use of it and to exert a dielectric torque, and that it is 1/2 of the write pulse width as shown in the examples described later. No mention is made of what is possible with ~ 1/5 AC pulses.

【0025】以上に述べた機構により、パルス幅変調駆
動が極めて望ましいものであるので、次に本発明になる
マトリックス駆動用波形について図面によって説明す
る。
Since pulse width modulation driving is extremely desirable by the mechanism described above, the matrix driving waveform according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0026】パルス幅変調駆動を意識したものでない
が、非選択時に高周波が印加されるように電圧変調駆動
をベースとして非選択電極に高周波パルスを加える例が
プロディーング・オブ・ソサイエティ・オブ・インフォ
メーション・ディスプレイ(佐藤他、第28巻、189 ペ
ージ、1987年)に開示されている。この場合、低電
圧のデータ信号に高周波パルスが重畳されるので、自発
分極成分の応答が無視できず、周波数と電圧を高くする
必要があり望ましいものでない。この点を改善した高周
波電圧の揺らぎのない駆動波形の例はナショナル・テク
ニカル・レポート(脇田ほか、第33巻、NO.1、ペ
ージ44〜50)に開示されている。この波形は有効で
あるが、選択書き込み時間内での他状態への反転を防止
する必要があり、やはり高電圧、高周波が必要で、出力
電圧レベルの数も5である。
Although not conscious of pulse width modulation driving, an example of applying a high frequency pulse to a non-selected electrode based on voltage modulation driving so that a high frequency is applied at the time of non-selection is the Prod- ing of Society of Information Display (Sato et al., Vol. 28, p. 189, 1987). In this case, since the high frequency pulse is superimposed on the low voltage data signal, the response of the spontaneous polarization component cannot be ignored, and it is necessary to increase the frequency and voltage, which is not desirable. An example of a high-frequency voltage fluctuation-free drive waveform that improves this point is disclosed in the National Technical Report (Wakida et al., Vol. 33, No. 1, pages 44 to 50). Although this waveform is effective, it is necessary to prevent inversion to another state within the selective writing time, high voltage and high frequency are required, and the number of output voltage levels is 5.

【0027】本発明者等はこれらの点を改善した波形を
2種構成した。状態形成に必要なパルスの幅をτとする
と、選択時に4τ要するタイプ(請求項3、図7〜図1
0)とこれを半減した2τであるタイプ(請求項4、図
11〜図16)である。VdとVs は符号を含めた振幅
である。これらではVd =Vs として、非選択信号のパ
ルス幅とτとの比が2:1から5:1の場合についての
み典型的な単位波形を記載した。これ以上のパルス比に
ついては容易に類推できるので省略するが、本発明者の
実験によれば5:1以下のパルス比で良好な結果が得ら
れた。望ましい比は3:1〜4:1である。余りパルス
比が高いのは、エネルギー消費が高く、不利である。
The present inventors have constructed two types of waveforms that have improved these points. If the pulse width required for state formation is τ, a type that requires 4τ for selection (claim 3, FIG. 7 to FIG. 1).
0) and 2τ which is a half of this (claim 4 and FIGS. 11 to 16). Vd and Vs are amplitudes including signs. In these figures, a typical unit waveform is described only when Vd = Vs and the ratio of the pulse width of the non-selection signal to τ is 2: 1 to 5: 1. A pulse ratio higher than this can be easily inferred because it can be easily inferred, but according to the experiments by the present inventor, good results were obtained with a pulse ratio of 5: 1 or less. The preferred ratio is 3: 1 to 4: 1. A too high pulse ratio is disadvantageous because of high energy consumption.

【0028】これらの単位波形群の共通の特徴は、デー
タ信号、走査信号とも出力電圧レベル数が3(±Vs 、
0と、±Vd 、0)であり、非選択時に同じ幅のパルス
が極性を変えながら連続して印加されることである。
A common feature of these unit waveform groups is that the number of output voltage levels is 3 (± Vs,
0 and ± Vd, 0), which means that pulses of the same width are continuously applied while changing the polarity when not selected.

【0029】図7〜図10の波形は選択電極上に、先
ず、一方の状態(オン)を書いた後、他方の状態を書き
込むもので格段の説明を要しない。着目する画素には選
択信号(700)が印加された後、走査線の数だけのパ
ルス状の非選択信号列(701、702)が印加され
る。出力電圧レベルを3としても、図示した以外の波形
も可能である。一例として、図7ではオフ信号として2
種示した。図7では選択信号の斜線部(703)とそれ
に続く非選択信号の斜線部(704)が一体となってオ
フ状態となる。
The waveforms shown in FIGS. 7 to 10 are for writing one state (ON) on the select electrode first and then writing the other state, and thus need not be particularly described. After the selection signal (700) is applied to the pixel of interest, pulse-like non-selection signal trains (701, 702) corresponding to the number of scanning lines are applied. Even if the output voltage level is 3, waveforms other than those shown are possible. As an example, in FIG.
Seed. In FIG. 7, the shaded portion (703) of the selection signal and the shaded portion (704) of the non-selection signal that follows it are integrated into the off state.

【0030】図10は5:1のパルス幅比であるが、オ
ン状態(1000)が形成された後、選択時間内にこれ
を反転する可能性のパルスが3ヶ(計3τ/5、101
0)印加されている。状態の反転には最低τが必要であ
るので、これでも反転は全く生じない。このパルス数は
2ヶまで減らせるが、そうすると非選択時に電圧の高い
パルス(1020)が1組増える関係にある。どちらで
も表示に違いは見られない。
FIG. 10 shows a pulse width ratio of 5: 1, but after the ON state (1000) is formed, there are three pulses (3τ / 5, 101 in total) which may be inverted within the selected time.
0) Applied. Since at least τ is required to invert the state, even this does not cause any inversion. The number of this pulse can be reduced to two, but if this is done, there is a relation that the number of high voltage pulses (1020) increases by one set. There is no difference in the display in either case.

【0031】図11以降は走査時間を半減するために、
次に選択される電極に予備信号を印加して、予め、一方
の状態に状態を揃えるようにするものである。n=3で
は2種記載した。着目する画素には先ず選択予備信号
(1100か1100’)が印加され、次いで選択信号
(1110か1120)が印加され、その後非選択信号
(1130、1140)が印加される。これにより、新
しい状態が書き込まれる前に補助信号(1150)によ
り状態のリセット(仮にオフ状態とする)が行われる。
これにより走査時間が半減していることである。
From FIG. 11 onward, in order to reduce the scanning time by half,
A preliminary signal is applied to the electrode to be selected next to preliminarily align the states to one state. When n = 3, two types were described. To the pixel of interest, the selection preliminary signal (1100 or 1100 ′) is first applied, then the selection signal (1110 or 1120) is applied, and then the non-selection signal (1130, 1140) is applied. As a result, the state is reset (temporarily turned off) by the auxiliary signal (1150) before the new state is written.
This means that the scanning time is halved.

【0032】さらにリセットされた状態を完全に反転す
る(オン状態)ために、通常、可能な限り短いパルス幅
である幅τのパルスが印加される。逆にリセット状態に
とどまる必要がある場合は、反転を生じる可能性のある
パルス幅の総和がτより短く制限されるていることが必
要である。本発明の波形では、n=2でτ/2、n=3
で2τ/3またはτ/3、n=4でτ/2、n=5で2
τ/5または3τ/5である。この総和は2状態の書き
込みを確実にする意味で少ない方が好ましいが、ゼロに
することは不可能である。nが大の場合、総和を減らす
と先述したように非選択時に電圧の高いパルスの対が増
える関係にある。
Further, in order to completely invert the reset state (ON state), a pulse having a width τ, which is the shortest possible pulse width, is usually applied. On the contrary, when it is necessary to stay in the reset state, it is necessary that the total sum of pulse widths that may cause inversion is limited to be shorter than τ. In the waveform of the present invention, τ / 2 at n = 2 and n = 3
For 2τ / 3 or τ / 3, for n = 4 τ / 2, for n = 5 2
τ / 5 or 3τ / 5. It is preferable that this total sum is small in order to ensure writing of two states, but it is impossible to make it zero. When n is large, there is a relation that the number of pairs of high-voltage pulses increases at the time of non-selection as described above when the total sum is reduced.

【0033】こうなると同じ極性の振幅の大きな(=V
d +Vs )パルスが、逆極性のパルスを挟んで2回連続
する場合がある。これは直流成分となり揺動を誘起する
ことが有り得るが、本波形の範囲ではリセット状態が確
実に維持され揺動も全く起こらなかった。選択信号とデ
ータ信号の振幅Vd 、Vs は必要であれば、書き込みが
可能な範囲でそれぞれ独立に変化させることが出来るの
は言うまでもない。
In this case, the amplitude of the same polarity is large (= V
The d + Vs) pulse may be repeated twice with a pulse of opposite polarity interposed. This could be a DC component and induce oscillation, but in the range of this waveform, the reset state was reliably maintained and oscillation did not occur at all. It goes without saying that the amplitudes Vd and Vs of the selection signal and the data signal can be independently changed within a writable range, if necessary.

【0034】[0034]

【実施例】本発明は交流パルスの周波数域の誘電テンソ
ルの固有値が明らかにされるべきであるが既に指摘した
ように実験が難しく、且つ、精度の良い測定が困難であ
る。しかし、対象とする液晶のεi が請求項1であると
すれば、液晶分子は必ず基板面から立ち上がるはずであ
る。固有値の大小は不明であるが、同じ効果であること
推測するのは難しいことではない。
EXAMPLES In the present invention, the eigenvalue of the dielectric tensor in the frequency range of the AC pulse should be clarified, but as already pointed out, the experiment is difficult and the measurement with high accuracy is difficult. However, if the target liquid crystal has ε i defined in claim 1, the liquid crystal molecules should surely rise from the substrate surface. The magnitude of the eigenvalue is unknown, but it is not difficult to guess that they have the same effect.

【0035】<実施例1>ITO透明電極付きガラス基
板を互いに対向させると電極部分が相対するように常法
によりフォトリソ方式で電極部をパタニングした。この
後、セルギャップ調整用のスペーサー部材(フォトレジ
ストMP1400:(株)シップレイ社製)を段差が略
2.4μmとなるようにフォトリソ法で電極領域外に設
けた。対向側にはポリイミド膜(商品名HL1100:
(株)日立化成製)を常法に従い形成してラビング処理
を行なった。これらを対向させて圧着したまま約170
℃のオーブン中で1時間ポストベークして、ギャップが
2.2μmのセルを得た。この後、Δεが正(振動数1
KHz〜30KHzでΔε=0.2)のCS1014
(チッソ(株)社製商品名)のFLCを約100℃でセ
ル内に導入し、除冷して配向したSmC* 相を得た。こ
の系のプレチルト角はほとんど0度と推察された。
Example 1 The electrode parts were patterned by a photolithography method by a conventional method so that the electrode parts would face each other when the glass substrates with ITO transparent electrodes were opposed to each other. Thereafter, a spacer member for adjusting the cell gap (photoresist MP1400: manufactured by Shipley Co., Ltd.) was provided outside the electrode region by photolithography so that the step difference was about 2.4 μm. Polyimide film (trade name HL1100:
Rubbing treatment was carried out after forming (Hitachi Chemical Co., Ltd.) according to a conventional method. Approximately 170 with these facing each other and crimped
Post-baking was performed in an oven at 0 ° C. for 1 hour to obtain a cell having a gap of 2.2 μm. After this, Δε is positive (frequency 1
CS1014 with Δε = 0.2) at KHz to 30 KHz
FLC (trade name, manufactured by Chisso Corporation) was introduced into the cell at about 100 ° C., and cooled to obtain an oriented SmC * phase. The pretilt angle of this system was estimated to be almost 0 degree.

【0036】このセルに図6(a)の4:1のパルス幅
比のオンオフ書き込み用の波形を任意波形発生器で合成
して印加し、それと同期した光透過量の変化を調べた。
(4:1以外の波形は、反転を生じる可能性のあるパル
スの幅が3τ/ 5以下とできるので、この場合に書き込
み可能であることを示せば十分である。更に、バイアス
部には振幅が大である部分を含めたが図では省略)。二
つの書き込み信号(202と203)で異なる2状態が
形成され、バイアス部204で分離して保持されればよ
い。書き込みパルスの電圧Vpp(=2Vs 、Vd =Vs
)とパルス幅τを変化させて書き込み可能性を調べた
結果が、表1である。○が完全に書き込みが可能、×は
不可能な組み合わせである。
A waveform for on / off writing having a pulse width ratio of 4: 1 in FIG. 6A was synthesized by an arbitrary waveform generator and applied to this cell, and changes in the amount of light transmission synchronized with it were examined.
(For waveforms other than 4: 1, the pulse width that can cause inversion can be 3τ / 5 or less, so it is sufficient to show that writing is possible in this case. Is included in the figure, but it is omitted in the figure). Two different states may be formed by the two write signals (202 and 203) and may be held separately by the bias unit 204. Write pulse voltage Vpp (= 2Vs, Vd = Vs
) And the pulse width τ are changed to examine the writeability, and Table 1 shows the result. ○ is a combination that can be completely written, and × is an impossible combination.

【0037】[0037]

【表1】 [Table 1]

【0038】○の場合は全て図6(b)に示すようなも
ので、電圧を上げると最大コントラストに近い位置で振
動のない良好な結果が得られた。×は分離するが揺動が
あった場合である。4:1バイアスの電圧変調駆動(図
4(c))ではバイアス部403に起因する揺動が大き
く、振動の中心も内側に片寄り明らかに劣っていた。こ
の違いは、バイアス信号列の効果であり、パルス幅変調
では誘電的トルクにより図1のS1とS2位置でスイッ
チングが起こり、かつこの位置に拘束されることが明確
である。電圧変調では自発分極Pが応答し得る周波数域
であり、この拘束効果は全く期待できず、単に電圧が低
下して振幅が減った効果しかない。
In the case of ◯, the results are as shown in FIG. 6 (b), and when the voltage was increased, good results without vibration were obtained at a position close to the maximum contrast. × is the case of separation, but there was shaking. In the voltage modulation drive of 4: 1 bias (FIG. 4C), the oscillation caused by the bias portion 403 was large, and the center of oscillation was also inward, which was clearly inferior. This difference is due to the effect of the bias signal train, and it is clear that in pulse width modulation, switching occurs at the S1 and S2 positions in FIG. 1 due to the dielectric torque, and is constrained at this position. In voltage modulation, the spontaneous polarization P is in a frequency range in which it can respond, and this restraining effect cannot be expected at all, and there is only the effect that the voltage is lowered and the amplitude is reduced.

【0039】誘電的トルクが効果を生じ始めるパルス幅
は、80μsからであった。完全に緩和を抑止して拘束
するには60μsより短くすればよかった。電圧は約4
0Vpp以上が必要であった。Vpp=50V、τ=24
0μs(バイアスパルス幅60μs)では極めて良好な
結果が得られた。3:1、5:1でも書き込みが可能で
あったが、特性的にはパルス幅比が4:1と5:1の方
が優れていた。しかしこれらの間の識別は困難であっ
た。バイアスのパルス幅を25μsより短くすると線状
のキレツが発生するのが見られたので、余り短くするの
は好ましくなかった。
The pulse width at which the dielectric torque started to take effect was from 80 μs. In order to completely suppress and restrain the relaxation, the length should be shorter than 60 μs. The voltage is about 4
0 Vpp or more was required. Vpp = 50V, τ = 24
At 0 μs (bias pulse width 60 μs), extremely good results were obtained. Writing was possible even with 3: 1, 5: 1, but the pulse width ratios of 4: 1 and 5: 1 were characteristically superior. However, it was difficult to distinguish between them. When the pulse width of the bias was set shorter than 25 μs, linear cracks were observed to occur, so it was not preferable to shorten it too much.

【0040】次に、同じ液晶−ポリイミドの系でセルギ
ャップが1.6μmのものを同様な手順で得た。この場
合、誘電的トルクはほぼ同一な条件で発現した。違いは
振幅Vppを同じにすると、パルス幅τを120μsま
で短くできたことである。この場合にはパルス幅比を
2:1まで下げても書き込めた。
Next, the same liquid crystal-polyimide system having a cell gap of 1.6 μm was obtained by the same procedure. In this case, the dielectric torque was developed under almost the same conditions. The difference is that the pulse width τ can be shortened to 120 μs when the amplitude Vpp is the same. In this case, writing was possible even if the pulse width ratio was reduced to 2: 1.

【0041】いずれのセルでも、消光位の観察からVpp
を40Vから60Vと上げるに従って、チルト角2θが
最大値に向けて漸増するのが見いだされた。これは分子
がコーン上を移動しているものと考えられた。
From the observation of the extinction position, Vpp
It was found that the tilt angle 2θ gradually increased toward the maximum value as the voltage was increased from 40V to 60V. It was thought that the molecule was moving on the cone.

【0042】<実施例2>下記の化学式で表されるFL
Cを合成した。
<Example 2> FL represented by the following chemical formula
C was synthesized.

【0043】[0043]

【化1】 [Chemical 1]

【0044】この液晶は文献(エフ・ゴーダ他、フィジ
カル・レビュー A、46巻、ページ951、1992
年)によれば1MHz程度までε2 が残りの2成分より
大きいことが知られているものである。実施例1と同様
な手順によりギャップが2.0μmのセルを作成し、こ
の液晶を封入して素子を得た。この素子は室温(25
度)で、誘電的作用が支配的になる交流パルスの幅は5
0μs以下であり、電圧は50V以上であった。この場
合にもτ=120μs、Vs =Vd =25Vでパルス幅
比4:1で書き込みが可能であった。これ以外の比でも
書き込めた。
This liquid crystal is described in the literature (F. Gouda et al., Physical Review A, Vol. 46, pages 951, 1992).
According to (Year), it is known that ε 2 is larger than the remaining two components up to about 1 MHz. A cell with a gap of 2.0 μm was prepared by the same procedure as in Example 1, and this liquid crystal was sealed to obtain a device. At room temperature (25
Degree), the width of the AC pulse in which the dielectric effect is dominant is 5
It was 0 μs or less and the voltage was 50 V or more. Also in this case, writing was possible with τ = 120 μs, Vs = Vd = 25 V, and a pulse width ratio of 4: 1. I was able to write at other ratios.

【0045】実施例1については、誘電的作用が支配的
になる周波数域(≒10kHz)でε3 が最大であるか
どうかは疑問の余地がある。そこで、中野等によって提
案されたクリスタルロータション法(中野他、ジャパン
・ジャーナル・オブ・アップライド・フィジックス、1
9号、2013ページ、1980年)をシェブロン構造
に拡張して、液晶分子が基板から立ち上がるかどうか調
べた。前記文献の理論式を使ってシェブロン構造の光透
過率を傾き角の関数として数値計算から求め、傾き角が
増加すると透過率がどう変動するか見積もった。これと
実測された素子の光透過率〜交流パルスの実効値との関
係を比較したところ、定量的には完全には一致しなかっ
たが、定性的には電圧を増加させると液晶分子が基板と
水平な方向から立ち上がるのが確認された。実施例2に
ついても同様であった。更に付言すると、本発明はチル
トしたブックシェルフ構造(図1(b))にも適用でき
ることは明かである。
In the first embodiment, it is doubtful whether ε 3 is the maximum in the frequency range (≈10 kHz) where the dielectric effect is dominant. Therefore, the crystal rotation method proposed by Nakano et al. (Nakano et al., Japan Journal of Upright Physics, 1
No. 9, page 2013, 1980) was extended to a chevron structure, and it was investigated whether liquid crystal molecules rise from the substrate. The light transmittance of the chevron structure was obtained as a function of the tilt angle from the numerical calculation using the theoretical formula of the above-mentioned document, and it was estimated how the transmittance changes as the tilt angle increases. When this was compared with the measured light transmittance of the device to the effective value of the AC pulse, it did not completely match quantitatively, but qualitatively, when the voltage was increased, the liquid crystal molecules became It was confirmed that it stood up from a horizontal direction. The same applies to Example 2. In addition, it is obvious that the present invention can be applied to a tilted bookshelf structure (FIG. 1B).

【0046】[0046]

【発明の効果】本発明は以上のようなものであり、特定
の誘電的性質を有する強誘電性液晶について、その自然
な状態であるシェブロン構造もしくは傾いたブックシェ
ルフ構造を破壊するのではなく生かす形でマトリックス
駆動できることが明らかになった。
As described above, the present invention makes use of a ferroelectric liquid crystal having a specific dielectric property, not destroying its natural state, the chevron structure or the inclined bookshelf structure. It has become clear that matrix drive can be performed in the form.

【0047】本発明の駆動方法により、高いコントラス
トと長期に安定した動作が実現でき、強誘電性液晶素子
の駆動方法として従来にない実用性を与える。
The driving method of the present invention can realize a high contrast and stable operation for a long period of time, and provides unprecedented practicality as a driving method of a ferroelectric liquid crystal element.

【0048】[0048]

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

【図1】SmC* 相の液晶の層構造を示す斜視図であ
る。
FIG. 1 is a perspective view showing a layer structure of a liquid crystal of SmC * phase.

【図2】コーンとこれに拘束された液晶分子の誘電テン
ソルの3つの固有値の方向の説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram of directions of three eigenvalues of a dielectric tensor of a cone and liquid crystal molecules constrained by the cone.

【図3】(a)は、理想的なパルス変調駆動の波形を示
す波形図、(b)は、それに同期したFLCDの光透過
率の時間変化を示す波形図である。
FIG. 3A is a waveform diagram showing an ideal pulse modulation drive waveform, and FIG. 3B is a waveform diagram showing a temporal change in light transmittance of an FLCD in synchronization with it.

【図4】(a)は書き込みパルスの印加波形を示す波形
図、(b)は、それに同期したFLCDの光透過率の時
間変化を示す波形図であり、(c)は、電圧変調駆動で
印加される実際のバイアス部を含む印加波形を示す波形
図、(d)は、それに同期したFLCDの光透過率の時
間変化を示す波形図である。
FIG. 4A is a waveform diagram showing an applied waveform of a write pulse, FIG. 4B is a waveform diagram showing a time change of light transmittance of an FLCD synchronized therewith, and FIG. 4C is a voltage modulation drive. A waveform diagram showing an applied waveform including an actual bias portion to be applied, and (d) is a waveform diagram showing a time change of the light transmittance of the FLCD synchronized with it.

【図5】SmC* 相の液晶の配向構造の理想的な状態で
あるブックシェルフ構造を示す斜視図である。
FIG. 5 is a perspective view showing a bookshelf structure which is an ideal state of an alignment structure of liquid crystals of SmC * phase.

【図6】(a)は、4:1のパルス幅比で実際に画素に
印加される本発明の駆動波形の一実施例を示す波形図で
あり、(b)は、それに同期したFLCDの光透過率の
時間変化を示す波形図である。
FIG. 6A is a waveform diagram showing an example of a drive waveform of the present invention actually applied to a pixel with a pulse width ratio of 4: 1, and FIG. 6B is a waveform diagram of an FLCD synchronized therewith. It is a wave form diagram which shows the time change of light transmittance.

【図7】本発明のパルス幅比3:1のマトリックス駆動
用波形を構成するためのデータ信号、選択信号、非選択
信号を示す波形図である。
FIG. 7 is a waveform diagram showing a data signal, a selection signal, and a non-selection signal for forming a matrix driving waveform having a pulse width ratio of 3: 1 according to the present invention.

【図8】本発明のパルス幅比4:1のマトリックス駆動
用波形を構成するためのデータ信号、選択信号、非選択
信号を示す波形図である。
FIG. 8 is a waveform diagram showing a data signal, a selection signal, and a non-selection signal for forming a matrix driving waveform having a pulse width ratio of 4: 1 according to the present invention.

【図9】本発明のパルス幅比5:1のマトリックス駆動
用波形を構成するためのデータ信号、選択信号、非選択
信号を示す波形図である。
FIG. 9 is a waveform diagram showing a data signal, a selection signal, and a non-selection signal for forming a matrix driving waveform having a pulse width ratio of 5: 1 according to the present invention.

【図10】本発明のパルス幅比2:1のマトリックス駆
動用波形を構成するためのデータ信号、選択信号、非選
択信号を示す波形図である。
FIG. 10 is a waveform diagram showing a data signal, a selection signal, and a non-selection signal for forming a matrix driving waveform having a pulse width ratio of 2: 1 according to the present invention.

【図11】次に選択される電極に予備信号を印加して、
予め、一方の状態に状態を揃えるようにしたもので、本
発明のパルス幅比2:1のマトリックス駆動用波形を構
成するためのデータ信号、選択信号、非選択信号を示す
波形図である。
FIG. 11: Applying a preliminary signal to the next selected electrode,
FIG. 6 is a waveform diagram showing a data signal, a selection signal, and a non-selection signal for forming the matrix driving waveform of the present invention in which one of the states is aligned in advance and which has a pulse width ratio of 2: 1.

【図12】次に選択される電極に予備信号を印加して、
予め、一方の状態に状態を揃えるようにしたもので、本
発明のパルス幅比3:1のマトリックス駆動用波形を構
成するためのデータ信号、選択信号、非選択信号を示す
波形図である。
FIG. 12: Applying a preliminary signal to the next selected electrode,
FIG. 3 is a waveform diagram showing a data signal, a selection signal, and a non-selection signal for forming a matrix driving waveform of the present invention with a pulse width ratio of 3: 1, which is arranged in one state in advance.

【図13】次に選択される電極に予備信号を印加して、
予め、一方の状態に状態を揃えるようにしたもので、本
発明のパルス幅比3:1のマトリックス駆動用波形を構
成するためのデータ信号、選択信号、非選択信号を示す
波形図である。
FIG. 13: Applying a preliminary signal to the next selected electrode,
FIG. 3 is a waveform diagram showing a data signal, a selection signal, and a non-selection signal for forming a matrix driving waveform of the present invention with a pulse width ratio of 3: 1, which is arranged in one state in advance.

【図14】次に選択される電極に予備信号を印加して、
予め、一方の状態に状態を揃えるようにしたもので、本
発明のパルス幅比4:1のマトリックス駆動用波形を構
成するためのデータ信号、選択信号、非選択信号を示す
波形図である。
FIG. 14: Applying a preliminary signal to the next selected electrode,
FIG. 3 is a waveform diagram showing a data signal, a selection signal, and a non-selection signal for forming the matrix driving waveform of the present invention, which has been arranged in one state in advance and has a pulse width ratio of 4: 1.

【図15】次に選択される電極に予備信号を印加して、
予め、一方の状態に状態を揃えるようにしたもので、本
発明のパルス幅比4:1のマトリックス駆動用波形を構
成するためのデータ信号、選択信号、非選択信号を示す
波形図である。
FIG. 15: Applying a preliminary signal to the next selected electrode,
FIG. 3 is a waveform diagram showing a data signal, a selection signal, and a non-selection signal for forming the matrix driving waveform of the present invention, which has been arranged in one state in advance and has a pulse width ratio of 4: 1.

【図16】次に選択される電極に予備信号を印加して、
予め、一方の状態に状態を揃えるようにしたもので、本
発明のパルス幅比5:1のマトリックス駆動用波形を構
成するためのデータ信号、選択信号、非選択信号を示す
波形図である。
FIG. 16: Applying a preliminary signal to the next selected electrode,
FIG. 6 is a waveform diagram showing a data signal, a selection signal, and a non-selection signal for forming the matrix driving waveform of the present invention with a pulse width ratio of 5: 1, in which the states are made uniform in advance.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101…円錐の中心線 102…基板面 200…選択予備信号と選択信号の一部で状態を一方に
揃えるのに必要なパルス部分 201…状態反転を生じる可能性のあるオフ書き込み単
極性パルス部分 202…書き込み単極性パルス 203…書き込み単極性パルス 204…非選択信号(バイアス信号) 300…書き込み用双極性パルス 302…最大のコントラストを呈する位置及び量 400…書き込みパルスだけの印加信号列 401…書き込み用双極性パルス 402…書き込み用双極性パルス 403…電圧変調時のバイアス信号列 405…403に同期した光透過量の変化図 501…分子軸の安定位置 502…分子軸の安定位置 503…自発分極の方向 504…円錐の頂角 505…2方向の印加電場 700、700’…合成された書き込み信号 701、702…合成された非選択信号 706…状態反転のためのパルス 1100、1100’…合成された選択予備信号 1110…合成された書き込み信号(オン) 1120…合成された書き込み信号(オフ) 1130…1140 合成された非選択信号 1150…予備信号で状態リセットに寄与するパルス部
101 ... Center line of cone 102 ... Substrate surface 200 ... Pulse portion necessary for aligning states to one side by a part of selection preliminary signal and selection signal 201 ... Off-write unipolar pulse portion 202 which may cause state inversion ... write monopolar pulse 203 ... write monopolar pulse 204 ... non-selection signal (bias signal) 300 ... write bipolar pulse 302 ... position and amount exhibiting maximum contrast 400 ... applied signal train 401 of write pulse only ... write Bipolar pulse 402 ... Writing bipolar pulse 403 ... Bias signal sequence during voltage modulation 405 ... Change of light transmission amount synchronized with 403 Diagram 501 ... Stable position of molecular axis 502 ... Stable position of molecular axis 503 ... Spontaneous polarization Direction 504 ... Apex angle of cone 505 ... Applied electric field in two directions 700, 700 '... Synthesized writing Only signals 701, 702 ... Synthesized non-selection signal 706 ... Pulse for state inversion 1100, 1100 '... Synthesized selection preliminary signal 1110 ... Synthesized write signal (ON) 1120 ... Synthesized write signal (OFF ) 1130 ... 1140 Combined non-selection signal 1150 ... Preliminary signal pulse portion that contributes to state reset

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ストライプ状の電極が形成された少なくと
も一方が透明な一対の基板が、前記電極が略直交するよ
うに対抗して配置され、該基板間にカイラルスメクチッ
クC相を呈する強誘電性液晶が狭持される液晶表示素子
において、前記カイラルスメクチックC層液晶の誘電テ
ンソルの3つの固有値をεi(i=1、2、3)とする
と、ε3 またはε2 の少なくとも一方が残りの2成分よ
り大である周波数領域を有することを特徴とする液晶表
示素子。
1. A pair of substrates, at least one of which is provided with stripe-shaped electrodes and are transparent, are arranged so as to oppose each other so that the electrodes are substantially orthogonal to each other, and a ferroelectric having a chiral smectic C phase between the substrates. In a liquid crystal display device in which a liquid crystal is sandwiched, when the three eigenvalues of the dielectric tensor of the chiral smectic C layer liquid crystal are εi (i = 1, 2, 3), at least one of ε 3 and ε 2 is the remaining 2 A liquid crystal display device having a frequency region larger than the component.
【請求項2】非選択時に選択時の状態形成に用いるパル
ス幅より短いパルス幅の交流パルスが印加されるパルス
幅変調駆動であって、前記交流パルスは幅が一定で極性
が連続して反転する交流パルスであって、且つ、その周
波数がε3 またはε2 の少なくとも一方が残りの2成分
より大である周波数領域内であることを特徴とする請求
項第1項記載の液晶表示素子の駆動方法。
2. A pulse width modulation drive in which an AC pulse having a pulse width shorter than a pulse width used for forming a selected state is applied during non-selection, wherein the AC pulse has a constant width and the polarity is continuously inverted. 2. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the alternating current pulse is in a frequency range in which at least one of ε 3 and ε 2 is larger than the remaining two components. Driving method.
【請求項3】選択時の状態形成に用いるパルスの幅をτ
とすると、2つのデータ信号が、パルス幅がτ/n(n
=2、3、4、5、…から選ばれた1つの整数、以下同
様)、振幅が±Vd のパルスの組み合わせから構成さ
れ、走査信号である選択信号と非選択信号がパルス幅が
τ/n、振幅が±Vs のパルスの組み合わせから構成さ
れ、前記選択信号とデータ信号の出力電圧レベルの数が
3であることを特徴とする請求項第2項記載の液晶表示
素子の駆動方法。
3. A pulse width used to form a state when selected is τ
Then, the two data signals have pulse widths of τ / n (n
= 1, 2, 3, 4, 5, ..., The same applies to the following), and the pulse width of the selection signal and the non-selection signal, which are scanning signals, is τ / 3. The method for driving a liquid crystal display element according to claim 2, wherein the number of output voltage levels of the selection signal and the data signal is 3, which is composed of a combination of pulses of n and an amplitude of ± Vs.
【請求項4】選択時の一方の状態形成に用いるパルスの
幅をτとすると、2つのデータ信号が、パルス幅がτ/
n、振幅が±Vd のパルスの組み合わせから構成され、
走査信号である選択信号、選択予備信号、非選択信号が
パルス幅がτ/n、振幅が±Vs のパルスの組み合わせ
から構成され、前記選択信号とデータ信号の出力電圧レ
ベルの数が3であって、選択予備信号は次に選択される
べき走査電極に印加され、全走査時間を請求項第3項記
載の方法より短くしたものであることを特徴とする請求
項2記載の液晶表示素子の駆動方法。
4. When the pulse width used for forming one state at the time of selection is τ, two data signals have pulse widths of τ /
n, composed of a combination of pulses with an amplitude of ± Vd,
The selection signal, the selection preliminary signal and the non-selection signal which are scanning signals are composed of a combination of pulses having a pulse width of τ / n and an amplitude of ± Vs, and the number of output voltage levels of the selection signal and the data signal is three. 3. The liquid crystal display element according to claim 2, wherein the selection preliminary signal is applied to the scan electrode to be selected next, and the total scanning time is shorter than that of the method according to claim 3. Driving method.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005091889A (en) * 2003-09-18 2005-04-07 Ricoh Co Ltd Optical deflection device and image display device

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