JPS60235121A - 液晶素子の駆動方法 - Google Patents

液晶素子の駆動方法

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JPS60235121A
JPS60235121A JP9241184A JP9241184A JPS60235121A JP S60235121 A JPS60235121 A JP S60235121A JP 9241184 A JP9241184 A JP 9241184A JP 9241184 A JP9241184 A JP 9241184A JP S60235121 A JPS60235121 A JP S60235121A
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JP
Japan
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liquid crystal
ferroelectric liquid
voltage
pulse
vth
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JP9241184A
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English (en)
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Minoru Yazaki
矢崎 稔
Yuzuru Sato
譲 佐藤
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Seiko Epson Corp
Suwa Seikosha KK
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Suwa Seikosha KK
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/13306Circuit arrangements or driving methods for the control of single liquid crystal cells

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  • Optics & Photonics (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Liquid Crystal Display Device Control (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は液晶素子に係り、特に強誘電性液晶を用いる液
晶素子のマルチブレキシング駆動方法に関する。
〔従来技術〕
強誘電性液晶として、例えば第1表に示す様なSmO*
相、SmH*相を呈する液晶が知られている。
第 1 表 これ等の強誘電性液晶分子の印加電界Qこ対する状態を
第1図に示す。液晶セル厚が厚い時には、第1図(α)
に示す如く、電界Eを印加しない場合、強誘電性液晶分
子1は、ら線軸2&こ対してθ(例えば、第1表■のn
”10(7)DOBAMBO液晶では20〜25度であ
る。)の角度を有しら線状に配列する。このように配列
した強誘電性液晶分子にしきい値電界’no以上の電界
凡を印加すると第1図(b)の如く、強誘電性液晶分子
1は、電界Eの方向と垂直な平向上Qこら線軸2に対ν
てθの角度を有して配列する。また第1図(b)の電界
Eの極性を反転させると、第1図(C)に示す如く、強
誘電性液晶分子1は電界Eの方向と垂直な平向上にら線
軸2Gこ対してθの角度を有して配列する。
更に、液晶セル厚が薄い場合にけ、第1図(α)のら線
構造は消出しく例えば、DOBAMBO液晶では液晶セ
ル厚4〜5μm以下)、電界を全く印加してない場合に
は、第1図Cb)又は第1図CO)の状態で配列してい
る。例えば仮をこ、第1図(C)の状態で配列していた
とするとこれにし園い値電界111ic以上の電界Eを
印加すると第1図Cb)の状態に配列する。また第1図
(b)の電界凡の極性を反転させると全体が第1図CC
)の状態で配列する。更にこの第11ffl(C)の状
態で電界Eを取り除いても長期にわたりこの状態が保持
される。又第1図Cb)の状態で電界Eを取り除いても
第1図Cb)の状態で長期にわたり保持される。
上記現象は、非常に高速でしかもメモリ性があることが
特徴で、十分な大きさの′電界を印加すればμ國オーダ
ーのパルス幅を持つパルスに応答シ、セル条件を遺択す
れば長期にわたリメモリ性があることが知られている。
従って画素数が大きくなる大型筒密度ディスプレイ、電
子シャッタ、偏光器等へq〕応用が期待されているが、
従来、印加電圧と光透過状態との関係が明らかQこされ
ておらず、強誘電性液晶に具体的をことのような電圧を
印加したらマルチブレクシンダ駆動できるのか明らかに
されていなかった。又、強誘電性液晶素子のスタティッ
ク駆動方法は、特開昭58−179890に記載されて
いる。この方式ではスタティックな駆動方法としては適
するが、マルチプレクシング駆動の場合は、強誘電性液
晶が電圧極性で動作するという性質上、強誘電性液晶を
こ印加される電圧の平均値を全く零にするようQこマル
チプレクシンダ駆動させることは、原理上不可能と思わ
れる。
周知の如く、スタティック駆動方法は、II晶セルの電
極構造、液晶セルと駆動回路出力部との結合、駆動回路
等が複雑化してしまい高画素表示には適さない。従って
強誘電性液晶の特徴である高速応答及びメモリ性による
大型高密度表示を行なうためをこけ、強誘電性液晶に適
合するマルチプレクシング駆動方法で駆動させることが
望まれる。
〔目的〕
本発明は、上記欠点を改善すべくなされたもので、その
目的とするところは、本発明者等が見い出した印加電圧
と強誘電性液晶の光透過状態との関係から、所望の光透
過状態を高速で得ることのできる液晶素子の良好なマル
チブレクシング駆動方法を提供することにある。
〔概要〕
本発明の液晶駆動方法の特徴は、線順次走査をこよりマ
ルチプレクシンダ駆動する時に特に有効であり各走査電
極の1フレームの選択期間内に、波高値が絶対値で2V
Dの交流パルスを、選択期間外はOVを印加し、又各信
@電極には、画素をonさせたい時には+VD又は−V
D 、offさせたい時には−VD又は+Vaを印加す
ることにより(この場合のVDの極性は、偏光板の偏光
軸と強誘電性液晶分子の配列方向との組合ぜで決まるも
ので仮GこOnさせたい時の極性を正とするとoffは
負であり、又、仮にonの極性を負とするとoffは正
となることを意味している。)強誘電性液晶素子を駆動
させるものである。この場合強誘電性液晶には、画素を
on又はOffさせる選択状態では波高値が絶対値で3
Vo印加され、選択期間外では+Vnもしくは−VDが
印加されている。但し、前記VDは絶対値で、VD≦v
t’h 、好ましくは、3Vn≧Vsat を満足する
ものである。これにより簡易で良好な強誘電性液晶のマ
ルチブレクシング駆動を可能Qこしたものであ今。
〔実施例〕
以下実施例に従って本発明を更Oこ具体的に説明する。
第2図に液晶素子の概略図を示す。ここで第2図(α)
は断面図、第2図(h)は平面図である。ガラスからな
る一対の基板11.12の対向面に、厚さ500−1o
ooiの工n20B、SnO□等からなる透明電極i3
.i4を設ける。この電極13.14はそれぞれがスト
ライプ状に形成され、はぼ直交させ格子状に組合せられ
る。尚16を走査電極、14を信号電極と呼ぶ、更に必
要に応じこの電極上にSiO□等の絶縁層15を設けた
後、基板11.12の間にセル厚を決めるためにOr、
At等からなる金属又はS10.から成るスペーサ16
を各電極間の一部又は全体にストライプ状に設ける。液
晶としてはDOBAMBO17を用い上下基板11.1
2間に挾持される。
この時の強誘電性液晶17の配向は、下基板12上Gこ
液晶17を置き更に上基板11を重ねて一定圧で加圧し
、これをDOEAMBO液晶の等方性液相−8mA相の
転移点よりおよそ6℃低い約110°Cに設定した恒温
槽中に入れ下基板12を前後に動かし、液晶にかかる剪
断力を利用して配向させた。更に20は、セルの上下基
板を固定するための接着剤である。このようにして作っ
たセルの厚みはおよそ0.5μmである。次に、上下基
板11.12の電極13.14が設けられていない面側
に、偏光板18.19を瞬接させる。この時、偏光板1
8の偏光軸方向と、偏光板19の偏光軸方向を直交させ
、更に、一方の偏光板の偏光軸方向を、強誘電性液晶の
しきい値電界1Elc1以上の電界を印加した時の強誘
電性液晶分子の分子長軸方向と一致させる。この場合、
一方の偏光板の偏光軸と液晶分子長軸が一致する方向の
電界に符号をつけて仮に一部とすると、−1nの電界を
印加した時は、光が遮断されるため暗黒となり文通に十
凡の電界が印加されると偏光板を透過する光成分を有す
るため明るくなる。このよ、うにして、−E、+F+の
印加により明暗の切換ができ、表示素子、電子シャッタ
、偏光素子として機能し得る。尚、電界が印加されない
場合は、メモリ状態となるため、−EからOvだと黒、
+BからOVだと明の状態を保持続ける。また本現象を
ここでは、強誘電性液晶の電気光学効果と呼ぶことにす
るこの電気光学効果を更に詳しく調べるためQこ第3図
に示すようなパルス波形を作り、パルス波形蚤こ対する
液晶の電気光学効果を調べた。第3図では液晶の飽和電
圧Vsatより十分大きな波高値を持つ電圧パルスVL
を先づ印加後このパルスと逆極性のパルス電圧を印加す
ることを意味し、とのVLの後に出るパルスのパルス幅
F W 及ヒハルス電圧VPを変化させた時に液晶の電
気光学効果を調べようとするものである。第4図には、
第3図の波形を印加した時の電気光学効果を示す。パル
ス幅’pwを200μsec 、 2 m s 、 2
 secと変化した時の電圧−光透過率特性を示した。
第4図かられかるように、vth及びVsatは、パル
ス幅を変化してもほとんど変化しないことがわかり、具
体的にはvthが7〜8v、Vsat が20〜22v
であり、Vsaj/v、h は約6対1であった。又、
VL及びその後に出るパルスの極性を逆にしても、はぼ
同様の値であった。このことは、マルチプレクシング駆
動を考えると、選択時(on又は0ff)に強誘電性液
晶に5VD、非選択時にVnの電圧を印加できるような
駆動方法を見い出せば、マルチブレクシンダ駆動可能な
ことを呈示している。
本発明は、上記の電気光学特性から強誘電性液晶のマル
チプレクシング駆動方法を見い出したものである。
第5図は、本発明の給1の実施例を示す駆動波形、光透
過特性を示した図である。各走査電極には選択時に波高
値が絶対値で2VDの正負のパルス幅の等しい交流パル
スが印加され、非選択時には0■である。又各信号電極
Gこは、画素をon(例えば明るくなる状態とする)し
たい場合にけ、走査電極の選択期間と同一のパルス幅の
−VDの電圧、0ff(例えば暗くなる状態とする)し
たい場合+Vaの電圧が印加される。この時、選択され
たある画素の強誘電性液晶をこはonの時+3VDが、
Offの時−3VDが印加され・、又非選択時において
は、他の走査電極上の画素がon。
offされるため+VD又は−VDが必ず印加される。
しかしこの電圧は強誘電性液晶のしきい値電圧以下のた
め表示には影響しない。又第5図(α)は、走査電極に
選択時の交流パルスが先Qこ正の電圧パルスが印加され
負の電圧パルスとなる場合を、第5図(b)は、走査電
極Gこ選択時の交流パルスが先Gこ負の電圧パルスが印
加され正の電圧パルスとなる場合を、第5図(c)は交
互に正負の電圧パルスが先に出ることを示している。第
5図に示したいずれの方法においても、強誘電性液晶に
選択時をこけ、+3VD又は−3VDが任意に選択でき
(on、off表示可能)、非選択時には+Vn又は−
VDが印加される。
例えば第5図(a)で、VDが絶対値で6.5v、パル
ス幅Pwを1 m sea +フレーム周期T500m
secで第2図に示した液晶素子を駆動させたところ、
第5図中に示した如く良好な光透過特性が得られた。更
に第5図Cb)及び(C)においても上記条件で駆動さ
せたととろ同様をこ良好な光透過特性が得られた。
第6図は、第5図に示す様な駆動波形を実現する具体的
な回路の一例である。61はトランスミッションゲート
、62はインバータ、63は強誘電性液晶素子である。
T1 、T2 、Tsは、トランスミッションゲート6
1を選択し、走査電極側の駆動波形を作る信号で、Dは
、トランスミッションゲート61を選択し、信号電極側
の駆動波形を作る信号である。又vl+ t+Gは、走
査電■ 極の駆動電圧で、■8.V4は信号電極の駆動電圧であ
る。
第7図は、本発明の第2の実施例を示す駆動波形である
。第5図と異なることは、走査電極の選択期間内に絶対
値で2VDの交流パルスが2回印加されることである。
例えば、パルス幅200μ臓VDが絶対値で7v、フレ
ーム周期T800m臓で第2図に示した液晶素、子を駆
動させたところ、第7図中に示された如く良好な光透過
特性が得られた。
第8図は、本発明の第6の実施例を示す駆動波形である
。第5図と異なることは、走査電極の選択期間内をこ絶
対値で2VD(7)電圧の交流パルスのパルス幅が正負
電圧側で異なることである。1例えば正電圧側のパルス
幅FW、、600μ5ecl負電圧側のパルス幅Pw2
を300μsea I V Dが絶対値で8V、フレー
ム周期T900μ槙で第2図に示した液晶素子を駆動さ
せたところ、図中Qこ示された如く良好な光透過特性が
得られた。
上記実施例は、本発明の一例を示すものでありしきい値
特性によっては、走査電極電圧と信号電極電圧比を任意
に選択でき、又液晶材料もDOBAMBOGこ限定され
なく、例えば第1表に示される他の強誘電性液晶をこお
いても本発明を適用できる。
〔効果〕
以上の如く本発明によれば、強誘電性液晶素子に適合し
たマルチプレクシング駆動方法が可能なため、大型高密
度ディスプレイ、電子シャッタ。
偏光器寺への応用が可能となるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図(α)〜(C)は、強誘電性液晶の開力1電界G
こ対する状態を示す図、第2図(α)、(b)は本発明
が適用できる液晶素子の一実施例を示す図、第6図はパ
ルス電圧に対する強誘電性液晶の電気光学効果を調べる
ための印加パルス波形を示した図、第4図は本発明が適
用できる強誘電性液晶のパルス電圧に対する光透過特性
を示す図、第5図(α)、(b)、(C)は本発明の第
1の実施例である駆動波形及び光透過特性を示す図、第
6図は第5図に示す駆動波形を実現する具体的回路の一
例を示す図、第7図は本発明の142の実施例である駆
動波形及び光透過特性を示す図、第8図は本発明の第3
の実施例である駆動波形及び光透過特性を示す図である
。 1・・・・・・・・・強誘電性液晶分子2・・・・・・
・・・らw軸 11・・・・・・基 板 12・・・・・・基板 13・・・・・・走査電極 14・・・・・・信号電極 15・・・・・・絶縁層 16・・・・・・スペーサ 17・・・・・・強誘電性液晶 18・・・・・・偏光板 19・・・・・・偏光板 20・・・・・・接着剤 61・・・・・・トランスミッションケート62・・・
・・・インバータ 66・・・・・・強誘電性液晶分子 以 上 出願人 林式会社諏訪精工舎 代理人 弁理士 最上 務 区 べ ′ネ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) 対向した走査電極と信号電極を有する一対の基
    板間に強誘電性液晶を挾持してなる液晶素子を、線順次
    走査によりマルチプレクシングFI2 動する方法に於
    いて、各走査電極には1フレームの廟択期間内に波高値
    が絶対値で2VDの交流パルスを、選択期出1外はOv
    を印加し、又各信号電極には画素をonさせたい時には
    +VD又は−VD。 Offさせたい時には−VD又は+VDを印加すること
    を特徴とする液晶素子の駆動方法。(但し、前記VDは
    絶対値で、VD≦vth 好ましくは、5vD≧Vsa
    tを満足し、vth は強誘電性液晶のしきい値電圧、
    Vsatは強誘電性液晶の飽和電圧である。)
  2. (2) 特許請求の範囲第1項をこ於いて、上記強誘電
    性液晶はカイラルスメクチックO相(以下SmO*とす
    る)液晶或いはカイラルスメクチックH相(以下SmH
    *とする)液晶であることを特徴とする液晶素子の駆動
    方法。
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