JPS61243429A

JPS61243429A - 液晶装置

Info

Publication number: JPS61243429A
Application number: JP8438085A
Authority: JP
Inventors: Shinjiro Okada; 伸二郎岡田; Masahiko Enari; 正彦江成
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1985-04-22
Filing date: 1985-04-22
Publication date: 1986-10-29
Also published as: JPH0431373B2

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】［産業上の利用分野コ本発明は、記憶性を有する光学変調素子の駆動方法に関
し、特に、ディスプレイ装置や画像形成装置などに適し
た記憶性を有する光学変調素子の駆動方法に関するもの
である。

光変調方式のディスプレイは、プラズマや液晶等の開発
に伴い、年々発展をとげていて、最近は一層の大型化、
高密度性、高速性が要求されるようになっている。現在
広く用いられている液晶パネルの駆動方法は、全画面を
毎回書き替える方式をとっているが、従来の方法では、
大画面になるほど書き替えに時間を要し、大型化や高密
度高速化という要求を満たしかねていた。これは通常の
ＴＮ型液晶表示素子が非記憶性のもので、絶えず通電し
て画素の制御を保持する必要があるからであり、また、
記憶性を有するスメクチック液晶に熱書き込みをする方
式では、高速の書き替えが不可能なためであった。

本発明は、上記の問題点に鑑みなされたもので、記憶性
を有する光学変調素子を用い、時分割駆動により、書き
込む必要のある部分だけを走査し、書き込み時間の短縮
と駆動に要する電力の低減をはかり、素子自体の寿命も
延長し、信頼性を増大させる駆動方法を提供することを
目的とするものである。

［問題点を解決するための手段］本発明において、上記の問題点を解決するための手段は
、記憶性を有する光学変調素子を、走査ラインと信号ラ
インとの間に挟持するマトリクス画素構造の駆動方法に
おいて、書き込み対象画素の存在する走査ラインのみを
駆動して情報を書き込むことを特徴とする光学変調素子
の駆動方法であり、特に、走査ラインもしくは信号ライ
ンのいずれか又は双方の信号線群を複数のブロックに分
割制御し、゛書き込み対象画素の存在するブロックの信
号線のみを駆動して情報を書き込む方法である。さらに
、走査ラインおよび信号ラインの信号線群を１文字もし
くは記号の表示に必要な複数のブロックに分割制御し、
文字もしくは記号を書き込む対象ブロックの信号線のみ
を駆動して情報を書き込むことを特徴とし、上記のすべ
てにおける書き込み対象の光学変調素子が強誘電性液晶
素子であることを特徴とするものである。

本発明で用いられる強誘電性物質としては、加えられる
電界に応じて第１の光学的安定状態と第２の光学的安定
状態とのいずれかをとる、すなわち電界に対する双安定
状態を有する物質、特にこのような性質を有する液晶が
用いられる。

本発明で用いることができる双安定性を有する強誘電性
液晶としては、強誘電性を有するカイラルスメクティッ
ク液晶が最も好ましく、そのうちカイラルスメクティッ
クＣ相（Ｓａｃ”　）　、またＨ相（ＳｍＨ・）の液晶
が適している。この強誘電性液晶については、°ル・ジ
ュールナル・ド・フィジーク・ルチール”　　（ＬＥ　
ＪＯＵＲＮＡＬ　ＤＥ　ＰＩ（ＹＳｒＯＵＥＬＥＴＴＥ
ＲＳ”）　１９７５年、３Ｂ　（Ｌ−８９）号に掲載の
「フェロエレクトリック・リキッド・クリスタルスＪ　
　（ｒＦｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｌｉｑｕｉｄ　Ｃ
ｒｙｓｔａｌｓ　Ｊ　）　　；゛アプライトド・フィジ
ックス・レターズ（”ＡＰＰＬＩＥＤ　ＰＨＹＳＩＣＳ
　Ｌｅｔｔｅｒｓ”）　　１９８０年、３６（１１）号
に掲載の「サブミクロ・セカンド・バイスティプル・エ
レクトロオプティック・スイッチング・イン・リキッド
・クリスタルス」（ｒｓｕｂｍｉｃｒｏ　５ｅｃｏｎｄ
　Ｂ１５ｔａｂｌｅ　ＥｌｅｃｔｒｏｏｐｔｉｃＳｗｉ
ｔｃｈｉｎｇ　ｉｎ　Ｌｉｑｕｉｄ　Ｃｒｙｓｔａｌｓ
Ｊ　）　　；　　“固体物理”１９８１年、１８　（１
４１）号に掲載の「液晶」等に記載されていて、本発明
ではこれらに開示された強誘電性液晶を用いることがで
きる。

より具体的には、本発明法に用いられる強誘電性液晶化
合物の例としては、デシロキシベンジリデン−ｐ′−ア
ミノ−２−メチルブチルシンナメート（ＤＯＢＡＭＥＣ
）　、ヘキシルオキシベンジリデン−ｐ′〜アミノ−２
−クロロプロピルシンナメート（ＨＯＢＡＣ：ＰＣ）お
よび４−ｏ−（２−メチル）−ブチルレゾルシリチン−
４′−オクチルアニリン（ＭＢＲＡ　８）等が挙げられ
る。

これらの材料を用いて、素子を構成する場合、液晶化合
物がＳｅｃ”相又□はＳｍＨ◆相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
れた銅プロ□ツク等により支持することができる。

第６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。ｌと１′は、Ｉｎ２Ｏ３、’５ｎ０２やＩＴＯ
（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ　０ｘｉｄｅ）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２がガラス面と垂直になるように配向した　　　：
ＳｍＣ”相の液晶が封入されている。太線で示された線
３が液晶分子を表わしていて、この液晶分子３は、その
分子に直交する方向に双極子モーメント（Ｐよ）４を有
している。基板１と１′上の定極間に一定の閾値以上の
電圧を印加すると、液晶分子３のらせん構造がほどけ、
双極子モーメント（Ｐ上）４はすべて電界方向へ向くよ
うに、液晶分子３の配向方向を変えることができる。液
晶分子３は細長い形状で、その長袖方向と短軸方向とで
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ＭｒＡ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１延）には
、第７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（４ａ）又は下
向き（４ｂ）のどちらかの状態をとる。このようなセル
に第７図に示す如く一定の閾値以上の極性の異なる電界
Ｅ又はＥ′を所定時間付与すると、双極子モーメントは
電界Ｅ又はＥ′の電界ベクトルに対応して上向き（４ａ
）又は下向き（４ｂ）と向きを変え、それに応じて液晶
分子は第１の配向状態５もしくは第２の配向状態５′の
いずれか一方に配向する。

このよう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、応答速度が極めて速いことと、液晶分子の
配向が双安定状態を有することであって、例えば第７図
において、電界Ｅを印加すると液晶分子は第１の配向状
態５に配向するが。

この状態は電界を切っても安定である。また、逆向きの
電界Ｅ′を印加すると液晶分子は第２の配向状８５′に
配向して、その分子の向きを変えるが、やはり電界を切
ってもこの状態に留まる。また、与える電界Ｅが一定の
閾値を越えない限り、それぞれの配向状態はやはり維持
されている。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用〜２０用、特に、ｌ
ｐ〜５ルが適している。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５４３６７９
２４号明細書で提案されている。

［作　用］本発明は、走査ラインを時分割駆動することにより、全
画面を走査せずに、書き込む必要のある部分だけを走査
するもので、走査ラインをブロック化することを特徴と
するものである。

この駆動方法は、強誘電性液晶を用いた光学変調表示素
子の駆動に際し、特に効果的であって、強誘電性液晶は
、従来の液晶が液晶分子の誘電率の異方性を利用してい
るのに比べ、液晶分子の電気双極子が液晶層内で配列し
、自発分極を呈することを利用するもので、液晶分子の
電気双極子が外部からの電場に対して約１＃ｉ、秒で応
答できるので、従来の液晶素子に比較してもかなり速い
応答速度を有する。さらに、強誘電性液晶を１〜２ｐｍ
のセル内で配向させると、分子配列に記憶性が生じるの
で、大画面で高密度なディスプレイ・パネルをマルチプ
レックス駆動する場合に部分的な書き込みを行うことの
利点が生じる。

［実施例］以下、本発明を、実施例とその図面によって、詳細に説
明する。

第１図は、本発明を実施するのに好適なマトリクス画素
構造の一例を示す構成図で、第１図（イ）は表示書き替
え前を示し、第１図（Ｅｌ）は表示書き替え後を示して
いる。両図において、６は信号ラインと走査ラインとの
間に双安定性光学変調物質が挟持されたマトリクス画素
構造を有するセルであり、７は信号電極群ＩＮで、８は
走査電極群ＳＮである。各電極群の電極数Ｎは正の整数
である。９は信号ラインの駆動回路、１０は走査ライン
の駆動回路で、説明をわかり易くするために、白黒の２
値信号を表示する場合を例にとって示し、各ラインの信
号線数Ｎはそれぞれ１６本として、第１図の両図で黒塗
りの部分の画素が「黒」、白地の部分の画素が「白」に
対応する。ここで、−・文字に対して８×８画素とする
と、前記セル６は４文字を表示することになる。第１図
（イ）に示す如く、文字領域Ａｌｌに°“Ａｏｏ、文字
領域ＡＩ２に“Ｂパ、文字領域Ａ２＋に“Ｃパ、文字領
域Ａ　２２にｄ“を表示させたのち、第１図（ｒｌ）に
示す如く、文字領域Ａ　２２のみを大文字の°°Ｄ“°
に書き替える場合について説明する。

第２図は、１記の走査ライン駆動回路の出力段の一例を
示す部分回路図である。第２図において、　１１はバッ
ファＢＮであり、選択線１２により出力レベルが制御さ
れ、端子Ｑ２が選択されると、バッファＢ１〜Ｂ８が一
斉にオンし、端子Ｒ１〜Ｒ８のレベルをそのまま伝達し
、端子Ｑ１が選択されない場合は、出力線５１〜Ｓ８は
すべてセルを非選択にする所定の１定レベルになる。端
子Ｑ１については、バッファＢ９〜Ｂ＋６について同機
能である。

第３図は、上記の出力段のタイミング・チャートである
。第３図において、ｌＩｉ値は、Δｔの幅で２Ｖｏ以上
の波高値をもつパルスで１例えば３ＶＯであれば、書き
込みは行われる。前記文字領域Ａ２２の書き替えを説明
するが、走査ラインＳ１〜Ｓ＋６でかつ信号ライン１１
〜Ｉ８の領域の説明は省略する。まず、Ｑ２を選択し、
タイミングａで走査ラインＳｌ　−３８、信号ラインエ
１〜Ｉ＋６に消去信号を与えて、文字領域Ａｌｌおよび
Ａｌ１をすべて「白」にする。次に、走査ライン５１〜
Ｓ８に順次選択パルスを与え、信号線１１〜ＩＩ６の情
報を順次表示させて行く（このとき。

Ａｌｌに°“Ａ”、Ａｌ１に“Ｂ”が表示される）。続
いて、Ｑｌを選択し、タイミングｂで走査ラインＳ９〜
Ｓ＋６、信号ラインＩｌ”Ｉ１６に消去信号を与えて、
文字領域Ａ２１およびＡ２２をすべて「白」にし、その
後で走査ラインＳ９〜Ｓ＋６に順次選択パルスを与え、
信号ラインエ１〜Ｉ１６の情報を順次表示させる（この
とき、Ａ２１に“Ｃ”、Ａ２２に“ｄ　”が表示される
）、ここで、文字領域Ａ２２を°“Ｄ　Ｉｔに書き替え
たい場合、次のステップへ続き、タイミングＣでＱｌを
選択し、走査ラインＳ９〜Ｓ＋６、信号ラインＩ９〜Ｉ
Ｉ６に消去信号を与える。このとき信号ラインＩ、−Ｉ
８には消去信号を与えないので、文字領域Ａ２２だけが
「白」となる。そして、走査ラインＳ９〜Ｓ＋６に順次
選択パルスを与え、信号ラインＩ９〜Ｉ１６の情報を順
次表示させる。上記の動作により、文字領域Ａ＋＋　、
　Ａ　Ｉ２　、　Ａ２１の文字は消去されず、文字領域
Ａ２２の文字のみが、例えば“Ｄ　Ｉｓに書き替えられ
る。

なお、上記の実施例は２値信号の白黒表示について説明
したが、もちろん２値表示、多値表示、アナログ、モノ
クロ、カラー、静止画、動画の如何を問わず、部分書き
替えは可能である。

第４図は、本発明を実施した駆動回路の出力段の別な一
例を示す部分回路図で、信号線群をブロック分けしない
場合の走査信号の出力段を示している。第４図において
、１３はバッファＢ１〜Ｂ＋６であり、行アドレス回路
１４で書き込みを所望する信号線群を選択したのち、走
査ラインＳ１〜Ｓ１６を駆動することにより、部分書き
込みが達成される。

第５図は、本発明を実施した別な一例を示す構成図であ
る。第５図において、表示情報信号は共通の徂号発生回
路１５によるものとし、走査ライン回路１６を＃１〜＃
３に分割して、それぞれＡ。

Ｂ、Ｃの表示部分を駆動する。この走査ライン回路＃１
〜＃３はそれぞれの論理回路部分から別回路構成するこ
とにより、書き込み時に必要なラインを、Ｑ１〜Ｑ３で
まず選択したのち、Ａ、Ｂ。

Ｃのエリア別に書き込むものであり、大容量で高速かつ
高密度な書き込みが実現できる。

［発明の効果］以上説明したとおり、本発明によれば、大画面で表示容
量の大きいセルにおいて、書き込み時間の短縮と、駆動
に要する電力の低減と、セルの寿命延長との効果を挙げ
、高密度かつ高速化に信頼性の高い光学変調素子の駆動
方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（イ）および（０）は本発明の一実施例の構成図
、第２図は本発明による駆動回路の出力段の部分回路図
、第３図はそのタイムチャート、第４図および第５図は
本発明の別な実施例の部分回路図、第６図および第７図
は強誘電液晶素子の説明図である。１・・・基板、３・・・液晶分子、６・・・マトリクス・セル、９・・・信号ライン駆動回路、１０・・・走査ライン駆動回路、１１．１３・・・／く
ツファ、１２、１４・・・選択回路、

Claims

【特許請求の範囲】

（１）記憶性を有する光学変調素子を、走査ラインと信
号ラインとの間に挟持するマトリクス画素構造の駆動方
法において、書き込み対象画素の存在する走査ラインの
みを駆動して情報を書き込むことを特徴とする光学変調
素子の駆動方法。
（２）走査ラインもしくは信号ラインのいずれか又は双
方の信号線群を複数のブロックに分割制御し、書き込み
対象画素の存在するブロックの信号線のみを駆動して情
報を書き込むことを特徴とする特許請求の範囲第１項に
記載の光学変調素子の駆動方法。
（３）走査ラインおよび信号ラインの信号線群を、文字
もしくは記号の表示に必要な複数のブロックに分割制御
し、文字もしくは記号を書き込む対象ブロックの信号線
のみを駆動して情報を書き込むことを特徴とする特許請
求の範囲第１項もしくは第２項に記載の光学変調素子の
駆動方法。
（４）光学変調素子が強誘電性液晶素子であることを特
徴とする特許請求の範囲第１項、第２項もしくは第３項
に記載の光学変調素子の駆動方法。