JPS62238533A - Driving method for optical modulation element - Google Patents

Driving method for optical modulation element

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JPS62238533A
JPS62238533A JP8292586A JP8292586A JPS62238533A JP S62238533 A JPS62238533 A JP S62238533A JP 8292586 A JP8292586 A JP 8292586A JP 8292586 A JP8292586 A JP 8292586A JP S62238533 A JPS62238533 A JP S62238533A
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gradation
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下田 勇
Masahiko Enari
正彦 江成
Hisashi Shindo
進藤 寿
Mitsutoshi Kuno
久野 光俊
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Abstract

PURPOSE:To have high-density picture elements over a wide area and to make an element particularly suitable for a gradation display by providing the specific 1st and 2nd steps to the element and forming a region where an inversion threshold voltage is exceeded and a region where said voltage is not exceeded. CONSTITUTION:This element is provided with the 1st step to clear all the picture elements to white display state 71 by using a conductive film 32 as an electrode and impressing the voltage exceeding the threshold voltage of an optical modulation material between the electrode 32 and a counter electrode 34, and the 2nd step to write the selected picture elements to a black display state 72 by using the conductive film 32 as a resistance film and impressing the voltage signal to an electric transmission line. A potential gradient is formed within at least one conductive film 32 plane to constitute the picture elements and a gradation signal modulated by a voltage value or pulse width or number of pulses, etc., is impressed as an input signal. Gradation display and simultaneous turning on and off of the plural picture elements are thereby executed.

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、レ /  +v  1
輿 卯1  =1= −;二 −デ +/81  軸 
4ル (1零、六5 専ヱ ハ 訳q 屓h ・1トに
関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a method for driving an optical modulation element for a display panel, and more specifically, the present invention relates to a method for driving an optical modulation element for a display panel. Display panel, +v 1
Palanquin 1 = 1 = -; 2 -de +/81 axis
4ru (1 zero, 65 specialヱ ha translationq 屓h ・Regarding 1t.

(従来の技術〕 従来のアクティブマトリクス駆動方式を用いた液晶パネ
ルでは、薄膜トランジスタ(T P T)を画素毎のマ
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。
(Prior art) In a liquid crystal panel using a conventional active matrix driving method, thin film transistors (TPTs) are arranged in a matrix for each pixel, and a gate-on pulse is applied to the TPTs to bring the source and drain into a conductive state. At this time, a video image signal is applied from the source and stored in the capacitor, and a liquid crystal (for example, twisted nematic; TN-liquid crystal) is driven in response to the stored image signal, and at the same time, by modulating the voltage of the signal. Gradation display is performed.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

しかし、この様なTN液晶を用いたアクティブマトリク
ス駆動方式のパネルでは、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。
However, in active matrix drive type panels using such TN liquid crystals, the TPT used has a complicated structure, so the number of structural steps is large, and high manufacturing costs are a bottleneck. There are problems in that it is difficult to form a film over a wide area of the thin film semiconductor (eg, polysilicon, amorphous silicon) that constitutes the TPT.

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ッ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
ーティ−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には適していな
い。
On the other hand, a passive matrix drive type display panel using TN liquid crystal is known as a device that can be manufactured at low manufacturing cost, but in this display panel, as the number of scanning lines (N) increases, one screen (one frame) During scanning, the time during which an effective electric field is applied to one selected point (duty ratio) decreases at a rate of 1/N, resulting in crosstalk and problems such as not being able to obtain high-contrast images. In addition to having drawbacks, when the duty ratio becomes low, it becomes difficult to control the gradation of each pixel by voltage modulation, so that it is not suitable for a display panel with a high density of wiring.

〔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 the Problems] and [Operations] The purpose of the present invention is to eliminate the above-mentioned drawbacks, and more specifically, to improve the driving method of a display panel having high density pixels over a wide area, especially to improve gradation. An object of the present invention is to provide a driving method for an optical modulation element suitable for display.

すなわち本発明は、画素内に電位勾配を形成し、かかる
電位勾配に基いて駆動を行なう方式のもので、特に第1
基板と第2゛基板との間に配置した光学変調物質と、第
1基板と第2基板のうちの少なくとも一方の基板に配置
した導電膜及び該導電膜と電気的に接着した複数の低抵
抗電送ラインとを有する光学変調素子の駆動法であって
、導電膜を電極゛とし、該電極と対向電極との間に光学
変調物質の閾値電圧を越えた電圧を印加することによっ
て全画素を白の表示状態(光学変調物質の第1の安定状
態に基づくものとする)にクリヤーする第1ステツプと
、導電膜を抵抗膜とした上で、電送ラインに電圧信号を
印加することによって選択された画素を黒の表示状態(
光学変調物質の第2の安定状態に基づくものとする)に
書込む第2ステツプとを有する光学変調素子の駆動方法
に41F徴を有している。さらに本発明の今1つの特徴
は1つの画素を構成する相対向する2つの電送電極ライ
ンの少なくとも一方に階調に応じた波高値のパルス信号
あるいは階調に応じたパルス幅又はパルス数の信号を印
加し、画素内で反転閾値電圧を越えた領域と越えない領
域を形成することによって階調性を表現する駆動方式に
ある。
That is, the present invention is a system in which a potential gradient is formed within a pixel and driving is performed based on this potential gradient.
an optical modulating material disposed between the substrate and the second substrate; a conductive film disposed on at least one of the first substrate and the second substrate; and a plurality of low resistances electrically bonded to the conductive film. A method of driving an optical modulation element having an electrical transmission line, in which a conductive film is used as an electrode, and a voltage exceeding the threshold voltage of the optical modulation material is applied between the electrode and a counter electrode to make all pixels white. a first step of clearing the display state (based on the first stable state of the optical modulation material); Displays pixels in black display state (
A method of driving an optical modulation element has a 41F feature, with a second step of writing to a second stable state of the optical modulation material. Furthermore, another feature of the present invention is that a pulse signal with a peak value corresponding to the gradation, or a signal with a pulse width or the number of pulses depending on the gradation is applied to at least one of the two opposing transmission electrode lines constituting one pixel. This is a driving method that expresses gradation by applying voltage and forming regions within a pixel in which the inversion threshold voltage is exceeded and regions in which it is not exceeded.

〔実施例〕〔Example〕

以下1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 explained below with reference to the drawings. The optical modulation substance used in the driving method of the present invention has a first optically stable state (for example, a bright state) and a second optically stable state (for example, a dark state) depending on the applied electric field. ), that is to say has at least two stable states with respect to an electric field, in particular liquid crystals having such properties are 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末)、I相(SmI本)
、F相(SmF本)やG相(5m0本)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
ール會ド番フイジイクΦレットル°゛(°“LE  J
OURNAL  DEPHYSIQtJE  LETT
RE”)第36巻(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」 (rFerroelectric  LiquidCr
ystalsJ); “アプライド・フイジイツクス争
−レターズパ(“APPliedPhysics  L
ette、rs”)第36巻。
As the liquid crystal having bistability that can be used in the driving method of the present invention, chiral smectic liquid crystal having ferroelectricity is most preferable, and among these, chiral smectic liquid crystal
Phase (SmC*), H phase (SmH end), I phase (SmI book)
, F phase (SmF lines) or G phase (5m0 lines) liquid crystals are suitable. Regarding this ferroelectric liquid crystal, the ferroelectric liquid crystal is
OURNAL DEPHYSIQtJE LETT
RE”) Volume 36 (L-69) 1975 “Ferroelectric Liquid Crystals” (rFerroelectric LiquidCr
ystalsJ);
ette, rs”) Volume 36.

第11号、1980年の「サブミクロφセカン゛ド・バ
イスティプル中エレクトロオプティック・スイッチング
・イン・リキッド会りリスタルスJ  (rsubmi
cro  5econdBistable  Elec
troopticSwitchng  in  Liq
uidCrystelsJ);“固体物理上6(141
)1981r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。
No. 11, 1980, “Submicro φ Second Bistiple Medium Electro-Optic Switching in Liquid Meeting Risterus J (rsubmi
cro 5econdBistable Elec
trooptic Switching in Liq
uidCrystelsJ); “Solid State Physics 6 (141
), 1981r Liquid Crystal, etc., and the ferroelectric liquid crystal disclosed in these documents 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−y−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デン−y−アミノ−2−グロ
ロブロピルシナンメート(HOBACPC)および4−
o−(2−メチル)−ブチルレゾルシリテン−4′−オ
クチルアニリン(MBRA8)等が挙げられる。
More specifically, examples of ferroelectric liquid crystal compounds used in the method of the present invention include decyloxybenzylidene-y-amino-2-methylbutylcinnamate (DOBAMBC).
, hexyloxybenzylidene-y-amino-2-glolopropyrcinamate (HOBACPC) and 4-
Examples include o-(2-methyl)-butylresolsiliten-4'-octylaniline (MBRA8).

これらの材料を用いて、素子を構成する場合。When constructing an element using these materials.

液晶化合物が、SmC木、SmH木、SmI木、SmF
木、SmG木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。
Liquid crystal compounds include SmC wood, SmH wood, SmI wood, SmF
In order to maintain the temperature state such that it becomes wood or SmG wood, the element can be supported by a copper block or the like in which a heater is embedded, if necessary.

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l l’は、In2O3゜S n 02
やITO(インジウム−ティン−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S
mC末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(P工)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) (PJ−)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首けば、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シた場合
(例えば1K)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)P又はyは上向き(
24)又は丁子モーメント′尾界E又は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 schematically depicts an example of a ferroelectric liquid crystal cell. 11 and l l' are In2O3°S n 02
A substrate (glass plate) coated with a transparent electrode such as ITO (indium tin oxide), etc., between which a liquid crystal molecular layer 12 is oriented perpendicular to the glass surface.
It is filled with mC terminal phase liquid crystal. Thick line 13
represents a liquid crystal molecule, and this liquid crystal molecule 13 has a dipole moment (P) 14 in a direction perpendicular to the molecule. When a voltage higher than 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 the liquid crystal molecules 13 are adjusted so that all dipole moments (PJ-) 14 are oriented in the direction of the electric field. The orientation direction can be changed. The liquid crystal molecules 13 have an elongated shape,
Liquid crystal optical modulation exhibits refractive index anisotropy in the long axis direction and the short axis direction, and therefore, for example, if polarizers are placed above and below the glass surface in a crossed nicol positional relationship, the optical characteristics change depending on the polarity of voltage application. It is easily understood that it becomes an element. Furthermore, when the thickness of the liquid crystal cell is made sufficiently thin (for example, 1K), the helical structure of the liquid crystal molecules unravels (non-helical structure) even when no electric field is applied, as shown in Figure 2, and the bipolar structure child moment) P or y is upward (
24) Or, the direction of the clove moment is changed upward 24 or downward 24' in response to the electric field vector of the tail field E or E', and accordingly the liquid crystal molecules are in the first stable state 23 (bright state) or in the first stable state 23 (bright state). It is oriented in one of two stable states 23' (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。
There are two advantages to using such a ferroelectric liquid crystal as an optical modulation element. First, the response speed is extremely fast.
Second, the alignment of liquid crystal molecules has bistability.

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終〜20ル、特にlIL〜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1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。
To explain the second point with reference to FIG. 2, for example, when the electric field E is applied, the liquid crystal molecules are oriented in the first stable state 23, but even when the electric field is turned off, the first stable state 23 is maintained. , and when an electric field E' in the opposite direction is applied, the liquid crystal molecules align to the second stable state 23' and change their orientation, but they remain in this state even after the electric field is cut off, and each stable state remains unchanged. It has a memory function. For such a response, it is preferable for the cell to be as thin as possible.
Generally, 0.5 to 20 liters, particularly 1IL to 5 liters, are suitable. A liquid crystal-electro-optical device having a matrix electrode structure using ferroelectric liquid crystals of this kind has been proposed, for example, by Clark and Ragaval 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 explained 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
抗の金属フィルムからなる電送電極であり1表示導電[
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0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ッチされている。
31 in FIG. 3 is one substrate. Reference numeral 32 denotes a display conductive film, which is laminated on the substrate 31. 33 is a transmission electrode made of a low-resistance metal film, and has 1 display conductivity [
32 are stacked in parallel at equal intervals. Further, another substrate (not shown) is opposed to the substrate 31, and a counter conductive film (counter electrode) 34 is disposed on the other substrate in a region corresponding to the region of the pixel A in the figure. The above-mentioned optical modulation material 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を基準電位点WE(例えばO
ポルト)に接続す し、電送電極ライン33% 一1゛−− 意考本#コに所定の信号電圧Vaを印加すると、第11
図(a)の如く電送電極ライン間33aと33bあるい
は33bと33cの導電膜32の面内の長さ方向文1と
文2にVaの電位勾配を付与することができる。この時
5強誘電性液晶の反転閾値電圧Vtht−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闇値電圧vth以上の電位差
Va+Vbが印加されることになり、かかるml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, the power transmission electrode 33
The reference potential point WE (for example, O
When a predetermined signal voltage Va is applied to the electric transmission electrode line 33% - - Notebook #, the 11th
As shown in Figure (a), it is possible to apply a potential gradient of Va to the in-plane length directions of the conductive film 32 between the transmission electrode lines 33a and 33b or 33b and 33c. At this time, when the inversion threshold voltage of the ferroelectric liquid crystal 5 is Vtht-Va and -vb is applied to the counter electrode 34, as shown in FIG. 11(b).
As shown in , a potential difference Va+Vb greater than the inverted dark value voltage vth is applied to the ferroelectric liquid crystal corresponding to the in-plane length directions m1 and m2 of the conductive film 32, and such ml and m2
For example, the area corresponding to the area can be inverted from a bright state to a dark state. Therefore, in the present invention, gradation can be expressed by applying vb to each pixel with a value corresponding to the gradation. At this time, the voltage signal applied to the counter electrode 34 -
The voltage value of vb may be modulated according to the gradation information,
Alternatively, the pulse width may be modulated according to the gradation information, or the gradation can be controlled by modulating the number of pulses.

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
去ステップを経てから。
Furthermore, in the present invention, prior to applying the above-mentioned gradation signal,
After going through an erasing step that puts the pixel into either a bright state or a dark state.

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。
It is necessary to apply an inversion voltage to the ferroelectric liquid crystal in a manner that is controlled according to the gradation to invert the state.

さらに、本発明の好ましい具体例を挙げて説明する。Further, preferred specific examples of the present invention will be described.

第3図においてガラス基板31上にスパッタリング法に
よって約200人の厚さの透明導電膜であるS n O
2膜を形成し表示用導電膜32とした。このS n O
2膜のシート抵抗は105Ω7/口であった0次いで、
1000人厚で人文;Lを前述のS n O2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3
3の間隔を230牌とした、この電送電極33のシート
抵抗は約0.4Ω/口であり、その幅を約20川とした
。一方、対向基板には領域Aをカバーするような、IT
O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/口であった。
In FIG. 3, a transparent conductive film of about 200 mm thick is formed by sputtering on a glass substrate 31.
Two films were formed to form a display conductive film 32. This S n O
The sheet resistance of the two membranes was 105Ω7/mouth.
A film of 1,000 layers thick was vacuum-deposited on the SnO2 film described above and patterned again to form a plurality of electrical transmission electrodes 33 as shown in FIG. In this example, the transmission electrode 3
The sheet resistance of the transmission electrode 33 was approximately 0.4Ω/mouth, and the width thereof was approximately 20Ω. On the other hand, the counter board has an IT board that covers area A.
An O film was provided as the counter electrode 34. The sheet resistance of the ITO film serving as the counter electrode 34 was about 20Ω/hole.

このようにして作成された2つの基板のそれぞれの表面
に液晶配向膜として約500人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 layer of about 500 polyvinyl alcohols was formed as a liquid crystal alignment film on the surface of each of the two substrates thus prepared, and a rubbing treatment was performed.

次に、2つの基板を対向させ1間隙が約1゜となるよう
調節し、強誘電性液晶(p−η−オクチルオキシ安息香
酸−y−(2−メチルブチルオキシ)フェニルエステル
とp−η−ノニルオキシ安息香酸−F’−(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、230 gX230ルであ
って、液晶注入後の静電容量は約3PFであった。但し
、画素Aの幅は 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。
Next, the two substrates were placed facing each other and the gap was adjusted to about 1°, and the ferroelectric liquid crystal (p-η-octyloxybenzoic acid-y-(2-methylbutyloxy) phenyl ester and p-η -nonyloxybenzoic acid-F'-(2-methylbutyloxy)phenyl ester as a main component) was injected. The shape of the partial pixel A, where the display conductive film 32 and the counter electrode 34 overlap, was 230 g x 230 mm, and the capacitance after the liquid crystal was injected was about 3 PF. However, the width of pixel A was determined by disposing polarizing plates in a crossed nicol configuration on both sides of the liquid crystal cell thus formed, and observing the optical characteristics.

第4図は電気信号の印加力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(a)
と(b)は、第4図の駆動回路43と45で発生するシ
グナルC&)の波形を、第6図(A)は駆動回路43か
らのもう1つのパルスを第6図B (a)〜(e)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 the method of applying an electric signal, and FIGS. 5 and 6 show electric signals. Figure 5(a)
and (b) show the waveforms of the signals C&) generated by the drive circuits 43 and 45 in FIG. 4, and FIG. 6(A) shows the waveform of another pulse from the drive circuit 43 in FIG. (e) represents the waveform of the signal (b) generated by the drive circuit 44 in FIG.

さてシグナル(a)として駆動回路43から第5図(a
)に示す信号波形を出力し、シグナル(C)として駆動
回路45から第5図(b)に示す信号波形をシグナル(
a)と同期させて出力する。このステップは、クリヤー
ステップに相当しており、全画素に消去パルスとして2
0Vの電圧が印加される。すると、液晶は第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配置した)。
Now, the signal (a) is sent from the drive circuit 43 to FIG. 5(a).
) is output as the signal (C), and the signal waveform shown in FIG. 5(b) is output from the drive circuit 45 as the signal (C).
Output in synchronization with a). This step corresponds to the clear step, and is applied to all pixels as an erase pulse.
A voltage of 0V is applied. Then, the liquid crystal is switched to the first stable state, and the entire pixel A becomes a bright state (the cross polarizing plates are arranged in this way).

尚1本発明では第5図に示すパルス幅1秒、波高値−1
2Vと8vのパルスに限定されるものではない。
Note that in the present invention, the pulse width is 1 second and the peak value is −1 as shown in FIG.
It is not limited to 2V and 8V pulses.

この際、導電F132の抵抗値は、シート抵抗に等しく
導電膜32のシート抵抗を102Ω/口〜105Ω/口
とすると102Ω〜105Ωとなる。一方、各画素の静
電容量は1画素当り約3pFであるから、第3図の対向
導電膜34を全て並列接続とした最大値は全画素数をt
oooxt000=1013とすれば全容量は3X I
 0−12X I O6= 3X l O−[iFとな
る。
At this time, the resistance value of the conductive film F132 is equal to the sheet resistance, and if the sheet resistance of the conductive film 32 is 102Ω/portion to 105Ω/portion, the resistance value is 102Ω to 105Ω. On the other hand, since the capacitance of each pixel is approximately 3 pF per pixel, the maximum value when all the opposing conductive films 34 in FIG.
If oooxt000=1013, the total capacity is 3X I
0-12X I O6 = 3X l O-[iF.

従って、その時定数は(102〜105)X3X 10
4= 3 X 10−4〜3 X 10−1秒となる。
Therefore, its time constant is (102~105)X3X10
4=3×10−4 to 3×10−1 seconds.

従って1本発明ではクリヤーステップ時のパルス幅を前
述した時定数によって決めることかできる。この状態よ
り、第6図B(a)〜(e)に示されるような種々のパ
ルスをシグナル(b)として電送電極ライン33に駆動
回路4%からのパルスと同期させて印加したときの画素
Aの光学的状態を第7図に示す、この際の駆動回路44
からのパルスは第6図(A)に示す。
Therefore, in the present invention, the pulse width during the clear step can be determined by the above-mentioned time constant. From this state, when various pulses as shown in FIG. 6B(a) to (e) are applied as signals (b) to the transmission electrode line 33 in synchronization with the pulses from the drive circuit 4%, the pixel The optical state of A is shown in FIG. 7, and the drive circuit 44 at this time
The pulses from are shown in FIG. 6(A).

パルス印加電圧−2V(第6図B(a)に対応)と−5
V(第6図B(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ヘスイツチングする(第7図(
b)に対応)、さらに、印加電圧を一14V(第6図B
 (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B (e)に対応)で画素へ全体が
暗状態72にスイッチングされる(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。
Pulse applied voltage -2V (corresponding to Figure 6B(a)) and -5
V (corresponding to FIG. 6B(b)), no change from the bright state 71 occurs (corresponding to FIG. 7(a)), but the pulse applied voltage is −8 V (corresponding to FIG. 6(c)). Then, the liquid crystal near the transmission electrode 33 switches to the dark state 72 (see FIG. 7).
(corresponding to b)), and further increase the applied voltage to -14V (Fig. 6B).
(d)), the area of the dark state 72 becomes wider as shown in the figure (corresponding to FIG. 7(c)), and the applied voltage is 20 V (corresponding to FIG. 6B(e)). The entire pixel 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
三角波パルス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ラインに印加し、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。
Furthermore, even when signals (b) with different pulse widths as shown in FIGS. 9(a) to (e) and triangular wave pulses as shown in FIG. The optical state changes illustrated in FIG. 7 can be shown. At this time, the pulse shown in FIG. 8 is applied to the transmission electrode line, and in synchronization with this pulse, the pulse shown in FIGS. 9 (a) to (e) is applied to the counter electrode 34 according to the gradation. It is possible to express gradation.

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ック液晶、42は対向基板を
表わしている。
In FIG. 4, 41 represents a ferroelectric liquid crystal, preferably a chiral smectic liquid crystal under a bistable state, and 42 represents a counter substrate.

又1本発明では前述の例で使用したアルミニウム(Al
lの電送電極ライン33の他に銀、銅、金、クロムなど
の全屈を電送電極ライン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10Ω/口以下とするこ
とができる。又、電位勾配が付与される導電膜32とし
ては102Ω/口〜105Ω10のシート抵抗をもつ透
明溝TL膜を用いることができる。
In addition, in the present invention, the aluminum (Al
In addition to the electrical transmission electrode line 33 of 1, a fully bent material such as silver, copper, gold, or chromium can be used as the electrical transmission electrode line 33, and preferably its sheet resistance can be 10 Ω/port or less. Further, as the conductive film 32 to which a potential gradient is applied, a transparent groove TL film having a sheet resistance of 102Ω/port to 105Ω10 can be used.

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。
Such sheet resistance can be designed to an appropriate value by adjusting the thickness of the transparent conductive film.

第10図は1本発明の別の具体例を表わしている。第1
0図に示す液晶光学素子は、一方の一枚の導電膜101
には平行な複数の電送電極ライン102が配線され、そ
れぞれが走査信号発生回路(図示せず)に接続した端子
S、、s2、−−−−s7に接続されている。導電膜1
01にはシグナル(C)を発生する駆動回路45が接続
されている。これら電送電極ライン102と交差させて
複数のストライプ状導電膜からなる電極103が対向配
置され、前述の導電膜101とストライプ状電極103
との間には強誘電性液晶が配置されている。このストラ
イプ状電極103の端子工1 + 工2 +−−−−■
5はそれぞれ情報信号発生回路(図示せず)に接続され
ている。電極103と導電膜101間に第5図(a)と
(b)に示す信号波形を印加することにより、複数の画
素を同時に白又は黒の表示状態とすることができる。
FIG. 10 shows another embodiment of the present invention. 1st
The liquid crystal optical element shown in FIG.
A plurality of parallel transmission electrode lines 102 are wired, and each is connected to a terminal S, s2, . . . s7 connected to a scanning signal generating circuit (not shown). Conductive film 1
01 is connected to a drive circuit 45 that generates a signal (C). Electrodes 103 made of a plurality of striped conductive films are arranged to face each other so as to intersect with these transmission electrode lines 102, and the conductive films 101 and striped electrodes 103 described above are arranged opposite to each other.
A ferroelectric liquid crystal is placed between the two. Terminal work 1 + work 2 +---■ of this striped electrode 103
5 are each connected to an information signal generation circuit (not shown). By applying the signal waveforms shown in FIGS. 5(a) and 5(b) between the electrode 103 and the conductive film 101, a plurality of pixels can be brought into a white or black display state at the same time.

従って、本例では液晶光学素子の端子S1゜s 2 、
−−−−s 7に順次走査信号を印加し、かかる走査信
号が印加されていない端子は基準電位点に接続すること
によって電位勾配を形成する。一方、ストライプ状電極
103には走査信号と同期させて階調信号を印加するこ
とによって階調性の画面を形成することができる。又、
本発明では前述のストライプ状電極103に順次走査信
号を印加し、この走査信号と同期させて奇数番目(又は
偶数番目)電送電極ラインに階調信号を印加し、偶数番
目(又は奇数番目)の電送電極ラインを基準電位点に接
続することによっても階調駆動が行なえる。以上の説明
においては上側の基板及び駆動回路は下側の基板及び駆
動回路と同一の構成でも、そのまま適用できることは明
らかである。なおこのときは液晶セル前面の同時ONま
たは同時OFFが可能となる。
Therefore, in this example, the terminals S1゜s 2 of the liquid crystal optical element,
A potential gradient is formed by sequentially applying a scanning signal to s7 and connecting terminals to which no such scanning signal is applied to a reference potential point. On the other hand, a gradation screen can be formed by applying a gradation signal to the striped electrodes 103 in synchronization with the scanning signal. or,
In the present invention, a scanning signal is sequentially applied to the striped electrodes 103 described above, and in synchronization with this scanning signal, a gradation signal is applied to the odd-numbered (or even-numbered) transmission electrode line, and the gradation signal is applied to the even-numbered (or odd-numbered) transmission electrode line. Gradation driving can also be performed by connecting the transmission electrode line to a reference potential point. In the above description, it is clear that even if the upper substrate and drive circuit have the same configuration as the lower substrate and drive circuit, it can be applied as is. At this time, the front surfaces of the liquid crystal cells can be turned on or off simultaneously.

又1本発明では前述の強誘電性液晶の他にツィステッド
ネマチック液晶、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 addition to the above-mentioned ferroelectric liquid crystal, twisted nematic liquid crystal, guest host liquid crystal, etc. can be used in the present invention, but ferroelectric liquid crystal, especially ferroelectric liquid crystal having at least two stable states, is most preferable. is suitable.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

画素を構成する少なくとも一方の導電膜面内に電位勾配
を形成し、入力信号として電圧値、あるいハハルス幅あ
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1階調表示および複数の画素の同時ONま
たは同時OFFを行なうことができる。
By forming a potential gradient in the plane of at least one conductive film constituting a pixel and applying a voltage value, or a grayscale signal modulated by the Hahalus width or the number of pulses, etc. as an input signal, single grayscale display and multiple grayscale display can be performed. It is possible to turn on or off the pixels simultaneously.

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

第1図及び第2図は、本発明で用いる強誘電性液晶表示
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1本発明で
用いる液晶光字素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1本発明で用いる別の液晶光学素子を表わす平面図
である。第11図(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。
1 and 2 are perspective views schematically showing a ferroelectric liquid crystal display used in the present invention. FIG. 3 is a perspective view showing one substrate used in the present invention. FIG. 4 is an explanatory diagram showing a pulse waveform of a liquid crystal optical element used in the present invention. FIGS. 7(a) to 7(d) are schematic diagrams showing the gradation of pixels. FIGS. 8 and 9(a) to 9(e) are explanatory diagrams showing other pulse waveforms used in the present invention. 10th
The figure is a plan view showing another liquid crystal optical element used in the present invention. FIGS. 11(a) and 11(b) are explanatory diagrams schematically representing the potential gradient used in the present invention.

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)第1基板と第2基板との間に配置した光学変調物
質と、第1基板と第2基板のうちの少なくとも一方の基
板に配置した導電膜及び該導電膜と電気的に接続した複
数の低抵抗電送ラインとを有する光学変調素子の駆動法
であって、導電膜を電極とし、該電極と対向電極との間
に光学変調物質の閾値電圧を越えた電圧を印加する第1
ステツプと、導電膜を抵抗膜とした上で、電送ラインに
電圧信号を印加する第2ステツプとを有することを特徴
とする光学変調素子の駆動法。
(1) An optical modulation material disposed between the first substrate and the second substrate, a conductive film disposed on at least one of the first substrate and the second substrate, and electrically connected to the conductive film. A first method for driving an optical modulation element having a plurality of low-resistance transmission lines, in which a conductive film is used as an electrode, and a voltage exceeding a threshold voltage of an optical modulation substance is applied between the electrode and a counter electrode.
1. A method for driving an optical modulation element, comprising: a first step, and a second step of applying a voltage signal to a power transmission line using a resistive film as a conductive film.
(2)前記電送ラインに印加する電圧信号が走査信号で
ある特許請求の範囲第1項記載の駆動法。
(2) The driving method according to claim 1, wherein the voltage signal applied to the transmission line is a scanning signal.
(3)前記電送ラインに印加する電圧信号が情報信号で
ある特許請求の範囲第1項記載の駆動法。
(3) The driving method according to claim 1, wherein the voltage signal applied to the transmission line is an information signal.
(4)前記情報信号が階調に応じたパルス幅のパルス信
号である特許請求の範囲第3項記載の駆動法。
(4) The driving method according to claim 3, wherein the information signal is a pulse signal with a pulse width depending on the gradation.
(5)前記情報信号が階調に応じたパルス数のパルス信
号である特許請求の範囲第3項記載の駆動法。
(5) The driving method according to claim 3, wherein the information signal is a pulse signal with a number of pulses depending on the gradation.
(6)前記情報信号が階調に応じた波高値をもつパルス
信号である特許請求の範囲第3項記載の駆動法。
(6) The driving method according to claim 3, wherein the information signal is a pulse signal having a peak value corresponding to a gradation.
(7)前記導電膜のシート抵抗が10^2Ω/□以上で
ある特許請求の範囲第1項記載の駆動法。
(7) The driving method according to claim 1, wherein the conductive film has a sheet resistance of 10^2 Ω/□ or more.
(8)前記光学変調物質が強誘電性液晶である特許請求
の範囲第1項記載の駆動法。
(8) The driving method according to claim 1, wherein the optical modulating substance is a ferroelectric liquid crystal.
(9)前記強誘電性液晶がカイラルスメクチツク液晶で
ある特許請求の範囲第8項記載の駆動法。
(9) The driving method according to claim 8, wherein the ferroelectric liquid crystal is a chiral smectic liquid crystal.
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