JPS62119521A - 光学変調装置 - Google Patents
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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。
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〕
本発明は、表示パネルのための光学変調素子及び駆動法
に関し、５Ｔシ〈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
た光学変調素子−及び駆動法に関する。
に関し、５Ｔシ〈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
た光学変調素子−及び駆動法に関する。
従来のアクティブマトリクス駆動方式を用いた液晶テレ
ビジョンパネルでは、薄１１々トランジスタ（ＴＰＴ）
を画素ｉＵの７トリクス配置し、ＴＰＴにゲートオンパ
ルスを印加してソースとトレイン間を導通状ｍ１とし、
このとき映像画像信号がソースから印加され、キャパシ
タに蓄積され、この蓄積された画像信号に対応して液晶
（例えばツィステッド・ネマチック、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。
ビジョンパネルでは、薄１１々トランジスタ（ＴＰＴ）
を画素ｉＵの７トリクス配置し、ＴＰＴにゲートオンパ
ルスを印加してソースとトレイン間を導通状ｍ１とし、
このとき映像画像信号がソースから印加され、キャパシ
タに蓄積され、この蓄積された画像信号に対応して液晶
（例えばツィステッド・ネマチック、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。
しかし、この様なＴＮ液晶を用いたアクティブマトリク
ス駆動方式のテレビジョンバネ／ｌ／ −ｃ ハ、使用
するＴＰＴ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ックとなっているうえに、
ＴＰＴを構成している薄膜半導体（例えば、ポリシリコ
ン、アモルファスシリコン）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。
ス駆動方式のテレビジョンバネ／ｌ／ −ｃ ハ、使用
するＴＰＴ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ックとなっているうえに、
ＴＰＴを構成している薄膜半導体（例えば、ポリシリコ
ン、アモルファスシリコン）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。
一方、低い製造コストで製造できるものとしてＴＮ液晶
を用いたパッシブマトリ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（］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
ティ−比）が１７Ｎ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］二、デユーティ−比が低くな
ると各画素の階調を電圧変調により制御することが難し
くなるなど、高密度配線数の表示パネル、特に液晶テレ
ビジョンパネルには適していない。
を用いたパッシブマトリ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（］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
ティ−比）が１７Ｎ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］二、デユーティ−比が低くな
ると各画素の階調を電圧変調により制御することが難し
くなるなど、高密度配線数の表示パネル、特に液晶テレ
ビジョンパネルには適していない。
〔問題点を解決するための手段〕及び〔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■って高密度画素をもつ表示パネル、とくに階調表
示に適した光学変調素子及びその駆動方式を提供するこ
とにある。
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■って高密度画素をもつ表示パネル、とくに階調表
示に適した光学変調素子及びその駆動方式を提供するこ
とにある。
すなわち、本発明は一方の）、’（Ｊｌｊ ｌ、には、
信号源に接続された信号伝送電極と該伝送′電極に接続
された遅延効果（遅延機能）を有する第１の電極とを有
し、他方の基板１．には１）１１記第１の電極と対向す
る第２の電極を有し、」二記第１の電極とｆ：ＩＳ２の
電極の間に光学的変調物質を配置した光学変調素子及び
かかる遅延効果を利用した階調表示方式に特徴を有して
いる。
信号源に接続された信号伝送電極と該伝送′電極に接続
された遅延効果（遅延機能）を有する第１の電極とを有
し、他方の基板１．には１）１１記第１の電極と対向す
る第２の電極を有し、」二記第１の電極とｆ：ＩＳ２の
電極の間に光学的変調物質を配置した光学変調素子及び
かかる遅延効果を利用した階調表示方式に特徴を有して
いる。
〔実施例〕
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ｆＥｊ （例えば
門状Ｆ１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。
れる電界に応じて第１の光学的安定状ｆＥｊ （例えば
門状Ｆ１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。
本発明の駆動法で用いることができる少なくとも２つの
安定性を有する液晶としては、強誘電性を有するカイラ
ルスメクチック液晶が最も好ましく、そのうちカイラル
スメクチックＣ相（ＳｍＣ◆）、Ｈ相（ＳｍＨ” ）、
Ｉ相（ＳｍＩ）。
安定性を有する液晶としては、強誘電性を有するカイラ
ルスメクチック液晶が最も好ましく、そのうちカイラル
スメクチックＣ相（ＳｍＣ◆）、Ｈ相（ＳｍＨ” ）、
Ｉ相（ＳｍＩ）。
Ｆ相（ＳｍＦ゛）やＧ相（ＳｍＧ傘）の液晶が適してい
る。この強誘電性液晶については、ル・ジュルナール・
ド争フイジイク番しットル詐（ＬＥ ＪＯＵＲＮＡＬ
ＤＥ ＰＨＹＳＩＱＵＥ ＬＥＴＴＲＥ ” ）第３６
ｉ （Ｌ−６９） １９７５年の「フェロエレクトリッ
ク・リキッド・クリスタルスＪ （ｒＦｅｒｒｏｅｌ
ｅｃｔｒｉｃＬｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌｓ Ｊ ）
； ”アプライド”フイジイックス・レターズ”（”Ａ
ｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒ″）第３
６巻第１１号、 １９８０年の［サブミクロ・セカンド
・バイスティプル拳エレクトロオプティック・スイッチ
ング・イ〉自リキッド・クリスタルス］（ｒｓｕｂｍｉ
ｃｒｏ ５ｅｃｏｎｄ Ｂ１５ｔａｂｌｅ Ｅｌｅｃｔ
ｒｏｏｐｔｉｃＳｗｉｔｃｈｉｎｇ ｉｎ Ｌｉｑｕｉ
ｄ ＣｒｙｓｔａｌｓＪ ）； ”固体物理°。
る。この強誘電性液晶については、ル・ジュルナール・
ド争フイジイク番しットル詐（ＬＥ ＪＯＵＲＮＡＬ
ＤＥ ＰＨＹＳＩＱＵＥ ＬＥＴＴＲＥ ” ）第３６
ｉ （Ｌ−６９） １９７５年の「フェロエレクトリッ
ク・リキッド・クリスタルスＪ （ｒＦｅｒｒｏｅｌ
ｅｃｔｒｉｃＬｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌｓ Ｊ ）
； ”アプライド”フイジイックス・レターズ”（”Ａ
ｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒ″）第３
６巻第１１号、 １９８０年の［サブミクロ・セカンド
・バイスティプル拳エレクトロオプティック・スイッチ
ング・イ〉自リキッド・クリスタルス］（ｒｓｕｂｍｉ
ｃｒｏ ５ｅｃｏｎｄ Ｂ１５ｔａｂｌｅ Ｅｌｅｃｔ
ｒｏｏｐｔｉｃＳｗｉｔｃｈｉｎｇ ｉｎ Ｌｉｑｕｉ
ｄ ＣｒｙｓｔａｌｓＪ ）； ”固体物理°。
尤６ （１４１）１９８１ ｒ：１余晶」等に記載さ
れており、本発明ではこれらに開示された強＋’Ａ ’
ｌｌｔ性液晶全液晶ることができる。
れており、本発明ではこれらに開示された強＋’Ａ ’
ｌｌｔ性液晶全液晶ることができる。
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−ｙ−アミ
ノ−２−メチルブチルシンナメート（ＤＯＢＡＭＢＧ）
、ヘキシルオキシベンジリデン−ｙ−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。
合物の例としては、デシロキシベンジリデン−ｙ−アミ
ノ−２−メチルブチルシンナメート（ＤＯＢＡＭＢＧ）
、ヘキシルオキシベンジリデン−ｙ−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、Ｓ ｍ Ｃ◆ 、ＳｍＨ中 、 Ｓ ｍ Ｉ中
。
物が、Ｓ ｍ Ｃ◆ 、ＳｍＨ中 、 Ｓ ｍ Ｉ中
。
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
ブロック等により支持することができる。
する為、必要に応じて素子をヒーターが埋め込まれた銅
ブロック等により支持することができる。
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゜Ｓ ｎ Ｏ２や
ＩＴＯ（インジウム−ティン−オキサイド）笠の透明電
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Ｓ
ｍ Ｃ＊相の液晶が封入されている。太線で示した線１
３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） （Ｐ土）１
４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） （Ｐ土）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
、その長袖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ｒとなることは、容易に
理解される。さらに７ｔＷ晶１！ルの厚さを充分に薄く
した場合（例えばｌｕ、）には、第２図に示すように電
界を印加していない状Ｗ、；でも液晶分子のらせん構造
はほどけ（Ｊｌら→Ｊん構造）、その双極子モーメン）
Ｐ又はＶは１−向き（２４）又は下°向き（２４ｊ）の
どちらかの配向状ｆｌ：をとる。このようなセルに第２
図に示す如く 一定の悶値以］二の極性の異なる電界Ｅ
又はｒを旧す−すると、双極子モーメント電界Ｅ又はｙ
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）か或いは第２の安定状態２３’ （ＩＩ
ＩＪ：態）の何れかの一方に配向する。
である。１１と１１’は、Ｉｎ２Ｏ３゜Ｓ ｎ Ｏ２や
ＩＴＯ（インジウム−ティン−オキサイド）笠の透明電
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Ｓ
ｍ Ｃ＊相の液晶が封入されている。太線で示した線１
３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） （Ｐ土）１
４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） （Ｐ土）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
、その長袖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ｒとなることは、容易に
理解される。さらに７ｔＷ晶１！ルの厚さを充分に薄く
した場合（例えばｌｕ、）には、第２図に示すように電
界を印加していない状Ｗ、；でも液晶分子のらせん構造
はほどけ（Ｊｌら→Ｊん構造）、その双極子モーメン）
Ｐ又はＶは１−向き（２４）又は下°向き（２４ｊ）の
どちらかの配向状ｆｌ：をとる。このようなセルに第２
図に示す如く 一定の悶値以］二の極性の異なる電界Ｅ
又はｒを旧す−すると、双極子モーメント電界Ｅ又はｙ
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）か或いは第２の安定状態２３’ （ＩＩ
ＩＪ：態）の何れかの一方に配向する。
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。
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’ｉ【ｒ、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ｇ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０．５ｐ〜２０ｇ、特に１ｐ〜５ｐ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４３６７９２４号明細書で提案ｙ
れている。
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’ｉ【ｒ、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ｇ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０．５ｐ〜２０ｇ、特に１ｐ〜５ｐ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４３６７９２４号明細書で提案ｙ
れている。
以Ｆ、本発明によってなる表示装置の詳細を第３１４を
参照して説明する。
参照して説明する。
図において、３１は一方の基板である。３２は矢印３２
′の方向に遅延機能を有する電極であって、これが一方
の表示電極となっている。３３は伝送電極である。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Ｊ３す、１１に他方のノ、（板上の図中Ａの領域に対
応する領域には対向電極が形成されている。そして、表
示電極と対向電極の間には光学的変調物質がサンドイン
チされてる。簡単のために対向電極の抵抗は充分に低い
場合を考える。今領域Ａを一つの画素と考え、正方形を
なしているものとする。充分に抵抗の低い伝送電極を通
じて入力した信号は、遅延機能を有する電極３２」−を
矢印３２′の方向に伝搬するが、その伝搬時間は、３２
のシーＩ・抵抗なＲ（Ω／口）。
′の方向に遅延機能を有する電極であって、これが一方
の表示電極となっている。３３は伝送電極である。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Ｊ３す、１１に他方のノ、（板上の図中Ａの領域に対
応する領域には対向電極が形成されている。そして、表
示電極と対向電極の間には光学的変調物質がサンドイン
チされてる。簡単のために対向電極の抵抗は充分に低い
場合を考える。今領域Ａを一つの画素と考え、正方形を
なしているものとする。充分に抵抗の低い伝送電極を通
じて入力した信号は、遅延機能を有する電極３２」−を
矢印３２′の方向に伝搬するが、その伝搬時間は、３２
のシーＩ・抵抗なＲ（Ω／口）。
領域Ａに対応した表示Ｔ［極と対向ＴＬ極によって形成
される静電容量をＣ（Ｆ）とすると、ＲＣによって特徴
づけられている。
される静電容量をＣ（Ｆ）とすると、ＲＣによって特徴
づけられている。
このようにして、伝送電極と遅延機能を右する表示電極
によって構成される装置によって得られる効果として次
の２点が挙げられる。
によって構成される装置によって得られる効果として次
の２点が挙げられる。
１）伝送電極（或いは表ｉ＋＜ １１＋、４４Ｉ）の端
部に人力される電気信号は伝送’１ｔＪ４Ｉを速いスピ
ードで伝搬し、その後にＳ延機能を４１する表示電極を
伝搬していく。従って、表示電極の長ｆ方向（図中３
ｚ＋＋）での電気信号の不均一は極めて少なくなり、そ
の方向での光学変調素子に印加される電圧は均一化され
る。
部に人力される電気信号は伝送’１ｔＪ４Ｉを速いスピ
ードで伝搬し、その後にＳ延機能を４１する表示電極を
伝搬していく。従って、表示電極の長ｆ方向（図中３
ｚ＋＋）での電気信号の不均一は極めて少なくなり、そ
の方向での光学変調素子に印加される電圧は均一化され
る。
２）表示電極面内での電圧分布（３２’方向）を利用し
、入力信号として電圧値或いはパルス１１］或いはパル
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
り階調表示を行うことができる。
、入力信号として電圧値或いはパルス１１］或いはパル
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
り階調表示を行うことができる。
さて、Ｉ−記２）について、実施例に基づいて詳しく説
明する。
明する。
第３図において、ガラス３１上にスパッタリング法によ
って、約１０ＯＡの厚さ半透明Ｇｅ層を形成した。この
層のシート抵抗は５Ｘ１０７Ω／口であった。この層を
図中の表示電極３２のようにパターニングし、表示電極
とした。尚表示電極の３２′方向の幅は２３０ＪＬとし
た（但し、この３２′方向の幅は任意に決定することが
できる。
って、約１０ＯＡの厚さ半透明Ｇｅ層を形成した。この
層のシート抵抗は５Ｘ１０７Ω／口であった。この層を
図中の表示電極３２のようにパターニングし、表示電極
とした。尚表示電極の３２′方向の幅は２３０ＪＬとし
た（但し、この３２′方向の幅は任意に決定することが
できる。
−・般には２０．〜５００−が適している。）。次いで
、１００ＯＡ厚でＡｌを真空蒸着し、再びパターニング
することにより第３図中の伝送電極３３の如く、伝送電
極を形成した。この層のシート抵抗は約０．４Ω１０の
様に低抵抗であり、層の幅は約２０川とした。・力、対
向ノ１（板には領域Ａをカバーするような透明７１を極
とするＩＴＯ（インジウム・ティン・オキサイド）層を
対向電極として設けた。ＩＴＯ層のシート抵抗は、約２
゜Ω／口であった。
、１００ＯＡ厚でＡｌを真空蒸着し、再びパターニング
することにより第３図中の伝送電極３３の如く、伝送電
極を形成した。この層のシート抵抗は約０．４Ω１０の
様に低抵抗であり、層の幅は約２０川とした。・力、対
向ノ１（板には領域Ａをカバーするような透明７１を極
とするＩＴＯ（インジウム・ティン・オキサイド）層を
対向電極として設けた。ＩＴＯ層のシート抵抗は、約２
゜Ω／口であった。
この様にして作製された２つのス（板のそれぞれの表面
に液晶配向膜として約５００Ａ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。
に液晶配向膜として約５００Ａ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。
次に、２つの基板を対向さ→Ｊ間隙が約ｌ＃１．となる
ように調節し、ｐ−ｎ−オクチルオキシ安息香酸−ｐ′
−’（２−メチルブチルオキシ）フェニルエステルとｐ
−ｎ−ノニルオキシ安息香酸−ｐ′−（２−メチルブチ
ルオキシ）フェニルエステルを主成分とした強誘電性液
晶Ｍｊｊ＆物を注入した。
ように調節し、ｐ−ｎ−オクチルオキシ安息香酸−ｐ′
−’（２−メチルブチルオキシ）フェニルエステルとｐ
−ｎ−ノニルオキシ安息香酸−ｐ′−（２−メチルブチ
ルオキシ）フェニルエステルを主成分とした強誘電性液
晶Ｍｊｊ＆物を注入した。
表示電極と対向電極が重なる部分Ａ（第３図中のＡに相
当）の形状は、２３０ｐＸ２３０ｇであって、液晶注入
後の静電容量は約３ＰＦであった。
当）の形状は、２３０ｐＸ２３０ｇであって、液晶注入
後の静電容量は約３ＰＦであった。
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。
スニコルにして配設し、光学特性を観測した。
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図と第６図は電気信号である。
り、第５図と第６図は電気信号である。
第５図はＳｉｇｎａｌ（ａ）の波形を、第６図はＳｉｇ
ｎａｌ（ｂ）の波形を示す。液晶層４０に実効的に印加
される電圧波形は、伝送電極３３からの距離によって変
わる。尚、第４図中の４１は対向電極、４２は対向基板
を表わしている。又、４３はＳｉｇｎａｌ（ａ）の駆動
回路で、４４はＳｉｇｎａｌ（ｂ）の駆動回路である。
ｎａｌ（ｂ）の波形を示す。液晶層４０に実効的に印加
される電圧波形は、伝送電極３３からの距離によって変
わる。尚、第４図中の４１は対向電極、４２は対向基板
を表わしている。又、４３はＳｉｇｎａｌ（ａ）の駆動
回路で、４４はＳｉｇｎａｌ（ｂ）の駆動回路である。
さて、Ｓ ｉｇｎａ ｌ （ａ）として（−１２Ｖ、２
００＃５ｅｃ）ｃ７）パルスを、又Ｓｉｇｎａｌ（ｂ）
として（８Ｖ、２００ｇ５ｅｃ）の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）。すると、
液晶は第１図又は第２図に示す第１の安定状態にスイッ
チングされ、画素Ａ全体が明状態となる（このようにク
ロス偏光板を設置した）。この状態より第６図に示され
るような種々のパルスをＳ ｉｇｎａ Ｉ （ｂ）とし
て、第５図のパルスに同期してケえたときの画素Ａの光
学的状態を第７図に示す。
００＃５ｅｃ）ｃ７）パルスを、又Ｓｉｇｎａｌ（ｂ）
として（８Ｖ、２００ｇ５ｅｃ）の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）。すると、
液晶は第１図又は第２図に示す第１の安定状態にスイッ
チングされ、画素Ａ全体が明状態となる（このようにク
ロス偏光板を設置した）。この状態より第６図に示され
るような種々のパルスをＳ ｉｇｎａ Ｉ （ｂ）とし
て、第５図のパルスに同期してケえたときの画素Ａの光
学的状態を第７図に示す。
パルス幅３０ＩＬｓｅｃ （第６図の（１）に対応）、
及び６０ｇ５ｅｃ （第６図の（１１）に対応）では全
く明状態７２からの変化は生じないが（第７図（ａ））
、パルス幅１２０ｇ５ｅｃ （第６図の（ｉｉｉ ）に
対応）で伝送電極３３の近傍の液晶は、暗状態７１ヘス
イツチングする（第７図（ｂ））。さらにパルスリ１．
１を１５０メｔＳｅＣ（第６図の（ｉｖ ）に対応）、
１．７０μｓｅｃ （第６図の（Ｖ）に対応）と長くし
た場合にはＩＩ／ｆ状態の領域は図示の如く広くなり（
それぞれ第７図（Ｃ）と（ｄ）に対応）、パルスＩＩＩ
ＩＪ ２００ ｕ ｓ ｅ ｃ （第６図の（ｖｌ）に
対応）にて画素Ａ仝体が暗状態にスイッチングされる（
第７図（ｅ）に対応）。このようにして、階調性のある
画像をイすることができる。
及び６０ｇ５ｅｃ （第６図の（１１）に対応）では全
く明状態７２からの変化は生じないが（第７図（ａ））
、パルス幅１２０ｇ５ｅｃ （第６図の（ｉｉｉ ）に
対応）で伝送電極３３の近傍の液晶は、暗状態７１ヘス
イツチングする（第７図（ｂ））。さらにパルスリ１．
１を１５０メｔＳｅＣ（第６図の（ｉｖ ）に対応）、
１．７０μｓｅｃ （第６図の（Ｖ）に対応）と長くし
た場合にはＩＩ／ｆ状態の領域は図示の如く広くなり（
それぞれ第７図（Ｃ）と（ｄ）に対応）、パルスＩＩＩ
ＩＪ ２００ ｕ ｓ ｅ ｃ （第６図の（ｖｌ）に
対応）にて画素Ａ仝体が暗状態にスイッチングされる（
第７図（ｅ）に対応）。このようにして、階調性のある
画像をイすることができる。
以上の例は、階調信号としてｆｔ５６図に示した回−電
圧値でパルスｌｋ、ｌの異なる信号−を／Ｊ−えるもの
であった。一方、本発明の原理にノ、（づいて階調信号
を同一パルス幅で電圧値の異なる波形によって作ること
もできる。その電圧値としては、例えばパルス幅を１８
０μｓｅｃと固定した場合、（１）−２Ｖ 、 （ｉ
ｉ） −３Ｖ 、 （ｉｉｉ） −４Ｖ 、 （ｉ
ｖ）−５Ｖ、（ｖ）−６Ｖ、（ν１）−９Ｖと選択する
ことができる。又、パルス幅を特定のパルス幅に設定し
、そのパルス数を変調することによっても、同様の階調
表示を行なうことができる。
圧値でパルスｌｋ、ｌの異なる信号−を／Ｊ−えるもの
であった。一方、本発明の原理にノ、（づいて階調信号
を同一パルス幅で電圧値の異なる波形によって作ること
もできる。その電圧値としては、例えばパルス幅を１８
０μｓｅｃと固定した場合、（１）−２Ｖ 、 （ｉ
ｉ） −３Ｖ 、 （ｉｉｉ） −４Ｖ 、 （ｉ
ｖ）−５Ｖ、（ｖ）−６Ｖ、（ν１）−９Ｖと選択する
ことができる。又、パルス幅を特定のパルス幅に設定し
、そのパルス数を変調することによっても、同様の階調
表示を行なうことができる。
さて、単純マトリクス電極による大画素容量ディスプレ
イを構成するには、第８図のようにすることができる。
イを構成するには、第８図のようにすることができる。
８２は画素電極に対応する信号（表示）電極群である。
８３は伝送電極群であって、画像情報に応じた階調信号
が印加される。
が印加される。
８４は対向電極に対応する走査電極群である。
８５は走査電極群の長手方向での電気信号の遅延を防止
するために設けた補助配線である。
するために設けた補助配線である。
以下、第８図に基づいて本発明をより具体的に説明する
。
。
走査電極群８４を下記のとおりとした。
長さ； ２１０ｍｍ
ピツチ；２５０μｍ
幅 ： ２３０ メＬｍ
材質； ＩＴＯ（シー１１１Ｎ）’ｃ２０Ω１０）補
助配線； Ａｉストライブ 信号（表示）電ＰｊＩＴａ２を下記のとおりとした。
助配線； Ａｉストライブ 信号（表示）電ＰｊＩＴａ２を下記のとおりとした。
長さ； ２９８ｍｍ
ピッチ：２５０μｍ
幅； ２３０ ＩＬｍ
材質； Ｇｅ；ゲルマニウム
（シート抵抗５Ｘ１０７Ω１０）
伝送電極； ＡｓＬストライプ
（線順次駆動）Ｉｌｌ、１２００ｐ、ｓ。。
階調信号パルス；
電圧−９Ｖ〜＋９ｖ間５階調
幅 ２００７ｉｓｅｃ
液晶材料；
ｐ−ｎ−オクチルオキシ安息香酸−ｐ′−（２−メチル
ブチルオキシ）フェニ ルエステルとｐ−ｎ−ノニルオキシ安 息香酸−ｐ’−（２−メチルブチルオキシ）フェニルエ
ステルを主成分とした 強誘電性液晶 液晶の層厚： 約１川ｍ 又、本発明では、前述の伝送電極としてはアルミニルム
フイルムの他に、金、銅、銀、クロムなどの金属フィル
ムを用いることができ、一般的にシート抵抗１０２Ω／
口以下とすることが好ましい。又、表示電極としては、
シート抵抗１０２〜１０９Ω／口となるＧｅなどの半金
属フィルムあるいは酸化金属フィルムなどを用いること
ができる。
ブチルオキシ）フェニ ルエステルとｐ−ｎ−ノニルオキシ安 息香酸−ｐ’−（２−メチルブチルオキシ）フェニルエ
ステルを主成分とした 強誘電性液晶 液晶の層厚： 約１川ｍ 又、本発明では、前述の伝送電極としてはアルミニルム
フイルムの他に、金、銅、銀、クロムなどの金属フィル
ムを用いることができ、一般的にシート抵抗１０２Ω／
口以下とすることが好ましい。又、表示電極としては、
シート抵抗１０２〜１０９Ω／口となるＧｅなどの半金
属フィルムあるいは酸化金属フィルムなどを用いること
ができる。
さて、本発明における画素電極の抵抗値と、伝送電極の
抵抗値とは画素電極の長手方向で液晶層に印加される電
圧にバラツキを与えないために、又画素電極の短手方向
では有効に階調効果を与え得るためには、適■トな（（
ｉに設′）ｉ！されなければならない。その条件は、ｆ
１１送゛屯極線の信号−電源側からみた抵抗値をｒｔ
（Ω）、該伝送電極に接続されているすべての画素電
極に対応する静電界ｌ１１をＣｔ（Ｆ）とし又、一つの
画素に対応する画素電極の伝送電極側から見た１１Ｖ、
抗１１／ｉをｒ２ （Ω）、静電容量をｃｅ（Ｆ）とす
ると、 ｒｔ Ｃｔ ＜ ｒ２ Ｃｅ −−−−（
１）となる。
抵抗値とは画素電極の長手方向で液晶層に印加される電
圧にバラツキを与えないために、又画素電極の短手方向
では有効に階調効果を与え得るためには、適■トな（（
ｉに設′）ｉ！されなければならない。その条件は、ｆ
１１送゛屯極線の信号−電源側からみた抵抗値をｒｔ
（Ω）、該伝送電極に接続されているすべての画素電
極に対応する静電界ｌ１１をＣｔ（Ｆ）とし又、一つの
画素に対応する画素電極の伝送電極側から見た１１Ｖ、
抗１１／ｉをｒ２ （Ω）、静電容量をｃｅ（Ｆ）とす
ると、 ｒｔ Ｃｔ ＜ ｒ２ Ｃｅ −−−−（
１）となる。
尚、先に述べた第７図にノ、（づ〈実施例で確認してみ
ると、 Ｃｔ ｚ ３ ｎ Ｆ ｒ２ Ｚ５Ｘ ｌ ０７Ω Ｃｅ ： ３ ｐ Ｆ より ｒ１Ｃｔｚ１８ｐＬｓｅｃ ｒ２Ｃｅ：１５０ｇ、ｓｅｃ となり、条件（１）を満足している。
ると、 Ｃｔ ｚ ３ ｎ Ｆ ｒ２ Ｚ５Ｘ ｌ ０７Ω Ｃｅ ： ３ ｐ Ｆ より ｒ１Ｃｔｚ１８ｐＬｓｅｃ ｒ２Ｃｅ：１５０ｇ、ｓｅｃ となり、条件（１）を満足している。
以上述べた実施例では、走査信号を印加する電極は充分
に抵抗を低くしておき、情報信号を印加するラインの表
示電極の抵抗を高くすることによって、階調表現を実現
した。しかし、本発明の原理をそのまま適用すれば、走
査信号が印加される電極に遅延効果を！ｊ−え、又情報
信号が印加される電極は充分に抵抗を低くすることによ
っても先の実施例と同様の階調表現効果を得ることがで
きる。即ち、先の実施例で用いたマトリクス構成の液晶
セルと全く同じもので、走査電極群と信号電極群の役割
を入れ換えて駆動したところ、やはり極めて良好な階調
表現を得ることができた。
に抵抗を低くしておき、情報信号を印加するラインの表
示電極の抵抗を高くすることによって、階調表現を実現
した。しかし、本発明の原理をそのまま適用すれば、走
査信号が印加される電極に遅延効果を！ｊ−え、又情報
信号が印加される電極は充分に抵抗を低くすることによ
っても先の実施例と同様の階調表現効果を得ることがで
きる。即ち、先の実施例で用いたマトリクス構成の液晶
セルと全く同じもので、走査電極群と信号電極群の役割
を入れ換えて駆動したところ、やはり極めて良好な階調
表現を得ることができた。
さらに別の応用例として、走査電極群と信号電極群を共
に伝送電極３３及び３３′と該伝送電極に接続された遅
延効果を有する表示電極によって形成してもよい。この
場合の一画素内における階調表現例を第９図に示す。
に伝送電極３３及び３３′と該伝送電極に接続された遅
延効果を有する表示電極によって形成してもよい。この
場合の一画素内における階調表現例を第９図に示す。
■）伝送電極（或いは表示電極）の端部に入力される電
気信号は伝送電極を速いスピードで伝搬し、その後に遅
延機能を有する表示電極を伝搬していく。従って、表示
電極の長丁方向（図中３２“）での電気信す−の不均一
は極めて少なくなり、その方向での光学変調素子に印加
される電圧は均一化される。
気信号は伝送電極を速いスピードで伝搬し、その後に遅
延機能を有する表示電極を伝搬していく。従って、表示
電極の長丁方向（図中３２“）での電気信す−の不均一
は極めて少なくなり、その方向での光学変調素子に印加
される電圧は均一化される。
２）表示電極面内での電圧分１ｏ （３２’方向）を利
用し、入力信Ｉ′Ｆとして電用値或いはパルス１］或い
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うことができる。
用し、入力信Ｉ′Ｆとして電用値或いはパルス１］或い
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うことができる。
第１図及び第２図は、本発明で用いる強誘電性液晶素子
を模式的に表わす斜視図である。第３図は、本発明で用
いる伝送′１１．極ど表示電極を表わす斜視図である。 第４図は、本発明の光学変調素子は画素Ａにおける明状
態とｌｌｌ５状５ａ１の１出様を模式的にスケッチした
説ＩＪ１図である。第８図は、本発明で用いるマトリク
ス電極を表わすｆ面図である。 第９図（ａ）〜（ｅ）は、画素Ａにおける明状態と飴状
ｍ１の別の態様を模式的にスケッチした説明図である。 特許出願人 キャノン株式会社 ・ 第１ 図 ！！ 弔２図 〒７図 α） ＯＮ 口） ν
を模式的に表わす斜視図である。第３図は、本発明で用
いる伝送′１１．極ど表示電極を表わす斜視図である。 第４図は、本発明の光学変調素子は画素Ａにおける明状
態とｌｌｌ５状５ａ１の１出様を模式的にスケッチした
説ＩＪ１図である。第８図は、本発明で用いるマトリク
ス電極を表わすｆ面図である。 第９図（ａ）〜（ｅ）は、画素Ａにおける明状態と飴状
ｍ１の別の態様を模式的にスケッチした説明図である。 特許出願人 キャノン株式会社 ・ 第１ 図 ！！ 弔２図 〒７図 α） ＯＮ 口） ν
Claims (13)
- （１）一方の基板上には信号源に接続された信号伝送電
極と、該伝送電極に接続された遅延効果を有する第１の
電極とを有し、他方の基板上には前記第１の電極と対向
する第２の電極を有し、上記第１の電極と第２の電極の
間に光学的変調物質を配設したことを特徴とする光学変
調素子。 - （２）前記表示電極と対向電極を複数配置し、かかる複
数の第１の電極群と複数の第２の電極群とをマトリクス
状に配置し、交差領域で画素を形成した特許請求の範囲
第１項記載の光学変調素子。 - （３）前記伝送電極の信号源からみた抵抗値をｒ＿１、
該伝送電極に接続されている第１の電極に対応する静電
容量をＣｔ、第１の電極のうち一つの画素に対応する部
分の伝送電極側からみた抵抗値をｒ＿２、一つの画素に
対応する静電容量をＣｅとするとき、それぞれが ｒ＿１Ｃｔ＜ｒ＿２Ｃｅ の関係を有している特許請求の範囲第２項記載の光学変
調素子。 - （４）前記光学的変調物質が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。 - （５）一方の基板上には、信号源に接続された信号伝送
電極と、該伝送電極に接続された遅延効果を有する第１
の電極とを有し、他方の基板上には前記第１の電極と対
向する第２電極を有し、上記第１の電極と第２の電極の
間に光学的変調物質を配置し、前記伝送電極に階調信号
を印加することを特徴とする光学変調素子の駆動方法。 - （６）前記階調信号が電圧値変調パルス信号である特許
請求の範囲第５項記載の光学変調素子の駆動方法。 - （７）前記階調信号がパルス幅変調信号である特許請求
の範囲第５項記載の光学変調素子の駆動方法。 - （８）前記階調信号がパルス数変調信号である特許請求
の範囲第５項記載の光学変調素子の駆動方法。 - （９）前記第１の電極と第２の電極を複数配置し、かか
る複数の第１の電極群と複数の第２の電極群とをマトリ
クス状に配置し、交差領域で画素を形成した特許請求の
範囲第５項記載の光学変調素子の駆動方法。 - （１０）前記第１の電極群に階調情報を有する信号を与
え、前記第２の電極群に走査信号を与え、かかる走査信
号を線順次走査することにより表示を行なう特許請求の
範囲第９項記載の光学変調素子の駆動方法。 - （１１）前記光学的変調物質が強誘電性液晶である特許
請求の範囲第５項記載の光学変調素子の駆動方法。 - （１２）前記第１の電極群に走査信号を与え、かかる走
査信号を線順次走査し、前記第２の電極群に階調情報を
有する信号を与えることにより表示を行なう特許請求の
範囲第９項記載の光学変調素子の駆動方法。 - （１３）前記第２の電極が信号源に接続した信号伝送電
極と、該伝送電極に接続された遅延効果をもつ電極とを
有している特許請求の範囲第５項、第９項及び第１０項
記載の光学変調素子の駆動方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60260594A JPS62119521A (ja) | 1985-11-19 | 1985-11-19 | 光学変調装置 |
| US06/931,082 US4747671A (en) | 1985-11-19 | 1986-11-17 | Ferroelectric optical modulation device and driving method therefor wherein electrode has delaying function |
| EP86116114A EP0228557B1 (en) | 1985-11-19 | 1986-11-18 | Optical modulation device and driving method therefor |
| DE3689788T DE3689788T2 (de) | 1985-11-19 | 1986-11-18 | Optische Modulationsvorrichtung und ihre Steuerungsmethode. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60260594A JPS62119521A (ja) | 1985-11-19 | 1985-11-19 | 光学変調装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62119521A true JPS62119521A (ja) | 1987-05-30 |
| JPH0544009B2 JPH0544009B2 (ja) | 1993-07-05 |
Family
ID=17350118
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60260594A Granted JPS62119521A (ja) | 1985-11-19 | 1985-11-19 | 光学変調装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4747671A (ja) |
| EP (1) | EP0228557B1 (ja) |
| JP (1) | JPS62119521A (ja) |
| DE (1) | DE3689788T2 (ja) |
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