JPS62262029A - 光スイツチ素子の駆動方法 - Google Patents
光スイツチ素子の駆動方法Info
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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〕
本発明は電圧の印加によって光透過状態を制御する光ス
イッチ素子の駆動方法に係り、特に強誘電性物質を用い
たプリンタ用光スイッチアレイやディスプレイ素子に好
適な時分割駆動方法に関する。
イッチ素子の駆動方法に係り、特に強誘電性物質を用い
たプリンタ用光スイッチアレイやディスプレイ素子に好
適な時分割駆動方法に関する。
★
カイラルスメクチックＣ（Ｓ、Ｃ）相を示す液★
晶やカイラルスメクチックＨ（Ｓ、Ｈ）相を示す液晶は
自発分極を持ち強誘電性を示すため強誘誘電性物質と呼
ばれる。
自発分極を持ち強誘電性を示すため強誘誘電性物質と呼
ばれる。
この液晶材料はバルク状態あるいは液晶層厚みの充分大
きな素子では第５図（ｂ）に示すようにラセン軸５を中
心軸としたラセン構造を持つ。一方、液晶分子２は分子
の短軸方向に自発分ＦＭ（ｐ）６を有しているため、直
流電界Ｅが印加されると、ラセン構造がほどけ、液晶分
子２は自発分極ｐの向きが電界Ｅと同じ方向となるよう
に配列する。
きな素子では第５図（ｂ）に示すようにラセン軸５を中
心軸としたラセン構造を持つ。一方、液晶分子２は分子
の短軸方向に自発分ＦＭ（ｐ）６を有しているため、直
流電界Ｅが印加されると、ラセン構造がほどけ、液晶分
子２は自発分極ｐの向きが電界Ｅと同じ方向となるよう
に配列する。
この配列方向とラセン軸がなす角θはチルト角と呼ばれ
、液晶材料の種類及び組成によって変わる。
、液晶材料の種類及び組成によって変わる。
第５図（ａ）と第５図（ｃ）との比較かられかるように
、電界Ｅの方向を反転させる（印加電圧の極性を反転さ
せる）ことにより、液晶分子の配列方向はラセン軸をは
さんで反対方向となる。したがって液晶分子のトータル
の変位角は２θとなる。
、電界Ｅの方向を反転させる（印加電圧の極性を反転さ
せる）ことにより、液晶分子の配列方向はラセン軸をは
さんで反対方向となる。したがって液晶分子のトータル
の変位角は２θとなる。
この電界印加時の液晶分子の応答は液晶分子に自発分極
を有するためミリ秒以下ときわめて速く、これはネマチ
ック液晶の２ケタ以上のスピードである。第６図及び第
７図は強誘誘電性物質を用いた光スイッチ素子の構成と
動作原理を示す図である。
を有するためミリ秒以下ときわめて速く、これはネマチ
ック液晶の２ケタ以上のスピードである。第６図及び第
７図は強誘誘電性物質を用いた光スイッチ素子の構成と
動作原理を示す図である。
前者は偏光板を２枚用いた複屈折モード素子。
後者は二色性色素を用い、偏光板を１枚しか使わないゲ
スト・ホストモード素子である。
スト・ホストモード素子である。
第６図について説明する。素子構成としては第６図（ａ
）に示すように透明電極３を表面に形成したガラス、プ
ラスチック等の絶縁透明基板７により液晶層１を平行に
挾持する。
）に示すように透明電極３を表面に形成したガラス、プ
ラスチック等の絶縁透明基板７により液晶層１を平行に
挾持する。
通常、基板表面は素子化後にラセン軸４が基板面と平行
となるようにラビング処理等がなされる。
となるようにラビング処理等がなされる。
第６図（ｃ）に示すように直交ニコル状態に配置された
２枚の偏光板８の片方の偏光軸８ａをラセン軸に対して
角度θで配置する。これにより第６図（ｃ）の状態すな
わち負の電圧が印加されたときには偏光軸８ａと液晶分
子２の配向方向が一致し、光源９から光スイッチ素子に
入射した光は素子を透過出来ず、光の遮断状態となる０
次に正の直流電圧が印加されると液晶分子２は第６図（
ｂ）に示すように偏光軸からずれた配列状態となるため
、光スイッチ素子に入射した光は複屈折により光スイッ
チ素子を透過する。透過光量Ｉｏは入射光量をＩｉとす
ると次式で与えられる。
２枚の偏光板８の片方の偏光軸８ａをラセン軸に対して
角度θで配置する。これにより第６図（ｃ）の状態すな
わち負の電圧が印加されたときには偏光軸８ａと液晶分
子２の配向方向が一致し、光源９から光スイッチ素子に
入射した光は素子を透過出来ず、光の遮断状態となる０
次に正の直流電圧が印加されると液晶分子２は第６図（
ｂ）に示すように偏光軸からずれた配列状態となるため
、光スイッチ素子に入射した光は複屈折により光スイッ
チ素子を透過する。透過光量Ｉｏは入射光量をＩｉとす
ると次式で与えられる。
ここで、λは光の波長、Δｎは液晶分子の屈折率異方性
、ｄは液晶層の厚みである。複屈折モード素子の場合、
チルト角θが２２．５°付近の値を持つ液晶材料が使わ
れる。
、ｄは液晶層の厚みである。複屈折モード素子の場合、
チルト角θが２２．５°付近の値を持つ液晶材料が使わ
れる。
第７図に示したゲスト・ホストモード素子の場合液晶層
内に混入された二色性色素分子は液晶分子の動きに追従
して配列方向を変えるが、第７図（ｃ）のように偏光板
の偏光軸８ａと二色性色素分子の長軸方向（吸収軸方向
）が一致したときには光は二色性色素で吸収されて光ス
イッチ素子を透過出来ず、光遮断状態となる。一方、第
７図（ｂ）の場合には二色性色素の吸収軸方向が偏光板
の偏光軸からずれるため、光スイッチ素子に入射した光
は吸収されることなく透過する。
内に混入された二色性色素分子は液晶分子の動きに追従
して配列方向を変えるが、第７図（ｃ）のように偏光板
の偏光軸８ａと二色性色素分子の長軸方向（吸収軸方向
）が一致したときには光は二色性色素で吸収されて光ス
イッチ素子を透過出来ず、光遮断状態となる。一方、第
７図（ｂ）の場合には二色性色素の吸収軸方向が偏光板
の偏光軸からずれるため、光スイッチ素子に入射した光
は吸収されることなく透過する。
このような強誘誘電性物質を用いた光スィッチを表示素
子として使用した場合の駆動方法として特開昭６０−１
７６０９７号公報等が知られている。この方法は行電極
と列電極がマトリックス状に配置され。
子として使用した場合の駆動方法として特開昭６０−１
７６０９７号公報等が知られている。この方法は行電極
と列電極がマトリックス状に配置され。
行電極には交流電界が、列電極には直流電界が印加され
るように構成される。そして、駆動方法としては状態維
持期間には列電極の電位を零Ｖにすることにより液晶層
に対称交流電圧を印加し、状態書込み時は逆に行電極の
電位を零Ｖとし１列電極に書き込み用の直流電圧を印加
する方式である。
るように構成される。そして、駆動方法としては状態維
持期間には列電極の電位を零Ｖにすることにより液晶層
に対称交流電圧を印加し、状態書込み時は逆に行電極の
電位を零Ｖとし１列電極に書き込み用の直流電圧を印加
する方式である。
この方式の特徴は状態書込み時は交流電圧を印加せず、
直流電圧を印加して液晶分子の反転を行い。
直流電圧を印加して液晶分子の反転を行い。
画素（光スイッチ部）の明暗状態（光透過あるいは光遮
断の状態）を決定し、状態維持時には交流電圧（バイア
ス電圧無）を印加することにある。
断の状態）を決定し、状態維持時には交流電圧（バイア
ス電圧無）を印加することにある。
しかし、この方法では状態書き込み時に、列電極に書き
込み用の大きな直流電圧が印加されるため、状態を維持
すべき画素にも、大きな直流電圧が印加される。従って
、この直流電圧により、状態維持特性が低下し、コント
ラストの低下が生じてしまうため、現実には適用が難し
い。
込み用の大きな直流電圧が印加されるため、状態を維持
すべき画素にも、大きな直流電圧が印加される。従って
、この直流電圧により、状態維持特性が低下し、コント
ラストの低下が生じてしまうため、現実には適用が難し
い。
上記従来技術は状態書き込み時における他の画素（状態
を維持すべき画素）への影響が考慮されていないため１
表示デバイスとしての画質の均一性、コントラストの低
下等の問題があった。
を維持すべき画素）への影響が考慮されていないため１
表示デバイスとしての画質の均一性、コントラストの低
下等の問題があった。
本発明の目的はプリンタ用光スイッチアレイのような高
コントラストが要求されるような光スイッチ素子にも適
用できるような光スイッチ素子の時分割駆動方法を提供
することにある。
コントラストが要求されるような光スイッチ素子にも適
用できるような光スイッチ素子の時分割駆動方法を提供
することにある。
本発明光スイッチ素子の駆動方法の特徴とするところは
、ｍ数の第１の電極と複数の第２の電極との対向部分に
強誘電性物質が保持される光スイッチ素子を具備し、該
強誘電性物質に電圧を印加して少なくとも２つの光透過
状態の内の１つを選択する駆動方法において、少なくと
も２つの光透過状態の内の１つを選択する期間には１強
誘電性物質の自発分極が応答する周波数でかつ上記少な
くとも２つの光透過状態の内の１つに定める波高値を有
する第１の電圧信号を印加し、少なくとも２つの光透過
状態の内の１つを維持する期間には、強誘電性物質の自
発分極が応答する周波数でかつ上記少なくとも２つの光
透過状態の内の１つに定める波高値よりも小さい波高値
を有する第２の電圧信号と１強誘電性物質の自発分極が
応答しない周波数でかつ所定の波高値を有する第３の電
圧信号とを重畳して印加することにある。
、ｍ数の第１の電極と複数の第２の電極との対向部分に
強誘電性物質が保持される光スイッチ素子を具備し、該
強誘電性物質に電圧を印加して少なくとも２つの光透過
状態の内の１つを選択する駆動方法において、少なくと
も２つの光透過状態の内の１つを選択する期間には１強
誘電性物質の自発分極が応答する周波数でかつ上記少な
くとも２つの光透過状態の内の１つに定める波高値を有
する第１の電圧信号を印加し、少なくとも２つの光透過
状態の内の１つを維持する期間には、強誘電性物質の自
発分極が応答する周波数でかつ上記少なくとも２つの光
透過状態の内の１つに定める波高値よりも小さい波高値
を有する第２の電圧信号と１強誘電性物質の自発分極が
応答しない周波数でかつ所定の波高値を有する第３の電
圧信号とを重畳して印加することにある。
本発明は以下に述べる実験事実に基づくものである。
我々は交流電圧に直流バイアスを重畳させて光透過量の
変化を測定した。
変化を測定した。
第１図は測定波形、第２図、第３図はデータを示す。第
１図に示すように液晶Ｍ！１１をはさむ電極端子にそれ
ぞれＶＳ （信号電圧）とｖｃ （共通電圧）を印
加する。第１図（ａ）はｖｓとして負の電圧（−１０Ｖ
）をＴｃの期間印加して第１の電圧信号を強誘誘電性物
質に印加して光遮断状態とした後、逆極性の正の電圧Ｖ
ｏｔｔｖｓとして印加して、第２の電圧信号と交流電圧
の第３の信号とを重量して強誘誘電性物質に印加した時
の光透過量の変化を示している。第１図（ｂ）はｖｓと
して正の電圧（＋ １０ Ｖ）をＴｃの期間印加して光
透過状態とした後、逆極性の電圧−Ｖｏを印加した時の
光透過量の変化を示す。ここでＴｃは液晶分子の応答時
間よりも長くする。ＶＣとして交流電圧を印加しない時
にはわずかの逆極性の電圧が印加されても液晶分子の分
極反転が起るため、光透過量が変化する。
１図に示すように液晶Ｍ！１１をはさむ電極端子にそれ
ぞれＶＳ （信号電圧）とｖｃ （共通電圧）を印
加する。第１図（ａ）はｖｓとして負の電圧（−１０Ｖ
）をＴｃの期間印加して第１の電圧信号を強誘誘電性物
質に印加して光遮断状態とした後、逆極性の正の電圧Ｖ
ｏｔｔｖｓとして印加して、第２の電圧信号と交流電圧
の第３の信号とを重量して強誘誘電性物質に印加した時
の光透過量の変化を示している。第１図（ｂ）はｖｓと
して正の電圧（＋ １０ Ｖ）をＴｃの期間印加して光
透過状態とした後、逆極性の電圧−Ｖｏを印加した時の
光透過量の変化を示す。ここでＴｃは液晶分子の応答時
間よりも長くする。ＶＣとして交流電圧を印加しない時
にはわずかの逆極性の電圧が印加されても液晶分子の分
極反転が起るため、光透過量が変化する。
ところが、第３の信号として交流電圧を重畳させると、
第２の信号としである程度の逆電圧が印加されても状態
が維持されることがわかった。第★ ２図は室温でＳ、Ｃ相を示すエステル系の強誘誘電性物
質を用いた液晶層厚み２〜３μｍの素子について第１図
に示す状態維持効果を詳細に調べたものである。なお、
液晶分子の誘電異方性ΔＥは負である。第２図（ａ）は
第１図（ａ）の特性、第２図（ｂ）は第１図（ｂ）の特
性を示す。両図かられかるように極性反転後、ＶＨが２
０Ｖ、ｆＨが１０ＫＨｚの高周波交流電圧を重畳してお
けば、逆極性の直流電圧を５ｖまで高くしても光透過量
が変化しない（状態から維持される）ことがわかった。
第２の信号としである程度の逆電圧が印加されても状態
が維持されることがわかった。第★ ２図は室温でＳ、Ｃ相を示すエステル系の強誘誘電性物
質を用いた液晶層厚み２〜３μｍの素子について第１図
に示す状態維持効果を詳細に調べたものである。なお、
液晶分子の誘電異方性ΔＥは負である。第２図（ａ）は
第１図（ａ）の特性、第２図（ｂ）は第１図（ｂ）の特
性を示す。両図かられかるように極性反転後、ＶＨが２
０Ｖ、ｆＨが１０ＫＨｚの高周波交流電圧を重畳してお
けば、逆極性の直流電圧を５ｖまで高くしても光透過量
が変化しない（状態から維持される）ことがわかった。
これは、交流電圧印加により直流電圧に閾値が発現した
ことを意味する。
ことを意味する。
第３図は光透過状態を維持する効果に及ぼす第３の電圧
信号としての交流電圧の周波数依存性を示したものであ
る。この図かられかるように状態維持効果には周波数依
存性があり、５〜３０ＫＩｋの周波数帯域の交流電圧が
好ましいことがわかる。
信号としての交流電圧の周波数依存性を示したものであ
る。この図かられかるように状態維持効果には周波数依
存性があり、５〜３０ＫＩｋの周波数帯域の交流電圧が
好ましいことがわかる。
このような現象が生じる原因としては低周波領域（Ａ領
域）では液晶分子の自発分極は電圧の極性変化に充分追
従出来るため、第５図（ａ）と第５図（ｃ）の状態を交
互にとるため光スイッチ素子の光透過量としては光遮断
時と光透過時の中間の光量となり、状態維持効果はない
０周波数がもう少し高くなってＢ領域になると液晶分子
の自発分極はもはや電圧変化に追従出来なくなり、交流
電圧重畳効果が現われる。
域）では液晶分子の自発分極は電圧の極性変化に充分追
従出来るため、第５図（ａ）と第５図（ｃ）の状態を交
互にとるため光スイッチ素子の光透過量としては光遮断
時と光透過時の中間の光量となり、状態維持効果はない
０周波数がもう少し高くなってＢ領域になると液晶分子
の自発分極はもはや電圧変化に追従出来なくなり、交流
電圧重畳効果が現われる。
液晶分子の誘電異方性が負、すなわち分子の短軸方向の
誘電率Ｅ土の方が分子の長軸方向の誘電率Ｅ／／よりも
大きい時、第４図に示すように液晶層に交流電圧４を印
加するとＥ上・Ｅなるトルクが液晶分子２に働き、液晶
分子を電極面３に平行になるように拘束する０周波数が
さらに高くなり、誘電緩和周波数より高くなると誘電緩
和によりＥ土の値が小さくなるため、ε土・Ｅは小さく
なり、液晶分子の拘束力はなくなり、状態維持効果がな
くなる（領域Ｃ）。なお、交流電圧による維持効果は交
流の電圧の波高値（振幅）にも依存し。
誘電率Ｅ土の方が分子の長軸方向の誘電率Ｅ／／よりも
大きい時、第４図に示すように液晶層に交流電圧４を印
加するとＥ上・Ｅなるトルクが液晶分子２に働き、液晶
分子を電極面３に平行になるように拘束する０周波数が
さらに高くなり、誘電緩和周波数より高くなると誘電緩
和によりＥ土の値が小さくなるため、ε土・Ｅは小さく
なり、液晶分子の拘束力はなくなり、状態維持効果がな
くなる（領域Ｃ）。なお、交流電圧による維持効果は交
流の電圧の波高値（振幅）にも依存し。
現状では２０〜３０Ｖが必要である。電圧が高くした方
が維持効果が大きい。
が維持効果が大きい。
尚、第２の電圧信号の波高値と第３の電圧信号の波高値
の望ましい関係を次に述べる。
の望ましい関係を次に述べる。
第３の電圧信号を印加したときに生ずるエネルギー密度
Ｎａｃは Ｗａｃ＝ ’−Δｔ（ｎ−Ｅ）” ＝−一Δε″″Ｅ ａｃ” ＠Ｃｏ５２＜Ｐｎ ：液晶
分子の配向ベクトル Ｅａｃ：印加電圧 Ｅ＆（：： ｔｔ の大きさく波高値）→
→ ’ｌ’ ：ｎとＥとの成す角度 となり、トルクＴＡＣは ａ？ ま ただし Δさく。
Ｎａｃは Ｗａｃ＝ ’−Δｔ（ｎ−Ｅ）” ＝−一Δε″″Ｅ ａｃ” ＠Ｃｏ５２＜Ｐｎ ：液晶
分子の配向ベクトル Ｅａｃ：印加電圧 Ｅ＆（：： ｔｔ の大きさく波高値）→
→ ’ｌ’ ：ｎとＥとの成す角度 となり、トルクＴＡＣは ａ？ ま ただし Δさく。
となる。
また、第２の電圧信号を直流電圧パルスとする場合のト
ルクＴＤｃは → → Ｔｏｃ＝ Ｐ ０Ｅｏｃ Ｐ：自発分極 である。
ルクＴＤｃは → → Ｔｏｃ＝ Ｐ ０Ｅｏｃ Ｐ：自発分極 である。
そこで、トルクＴＡＣがトルクＴｏｅが大きければ。
液晶分子を電極面に平行になる様なトルクが加わり、液
晶分子の状態を維持する。
晶分子の状態を維持する。
従って、Ｔ ＡＣ＞ Ｔ ｎｃを満足する範囲で９式（
１）に於ける、第３の電圧信号のＤａｍ所定の波高値Ｅ
ａｃ、チルト角θｔを設定する。
１）に於ける、第３の電圧信号のＤａｍ所定の波高値Ｅ
ａｃ、チルト角θｔを設定する。
また、液晶層の温度が高くなると交流電圧の波高値と周
波数を高くすることが望ましい、交流電気による維持効
果を生じさせるためには次の条件が大切である。
波数を高くすることが望ましい、交流電気による維持効
果を生じさせるためには次の条件が大切である。
（１）状ｓｍ持効果は直流バイアス値と関係し、光透過
状態を決める電圧パルス電圧値よりも直流バイアス値を
小さくしなければならない。
状態を決める電圧パルス電圧値よりも直流バイアス値を
小さくしなければならない。
（２）状態維持効果は重畳する交流電圧の周波数と電圧
の波高値に関係し１分極反転の生じない程度の高い周波
数であること、さらに、液晶分子の短軸方向の誘電率の
緩和周波数よりも低いこと、また、電圧値が大きい方が
望ましい。
の波高値に関係し１分極反転の生じない程度の高い周波
数であること、さらに、液晶分子の短軸方向の誘電率の
緩和周波数よりも低いこと、また、電圧値が大きい方が
望ましい。
液晶パネルを時分割駆動するためには、液晶分子の動作
電圧に閾値特性がなければならない、なぜならば１時分
割駆動の場合、非選択期間にも選択期間に印加される第
１の電位信号Ｖｐの何分の１かの第２の電圧信号Ｖｏが
必然的に光スイッチ部（画素）に印加されるため、この
非選択電圧Ｖ。
電圧に閾値特性がなければならない、なぜならば１時分
割駆動の場合、非選択期間にも選択期間に印加される第
１の電位信号Ｖｐの何分の１かの第２の電圧信号Ｖｏが
必然的に光スイッチ部（画素）に印加されるため、この
非選択電圧Ｖ。
で光スィッチの状態が変らないことが不可欠である。そ
こで、第１図に示すデータより、非選択期間にｖＨが２
０Ｖ９周波数ｆＨがｌ０Ｋ）ｋ１７）交流電圧を第３の
電圧信号として重畳させるようにすれば、第１の電圧信
号となる選択電圧Ｖｐを１０Ｖとした時１例えば１／２
バイアス（Ｖｏが５Ｖ）の第２の電圧信号となるバイア
ス電圧を印加しても光透過状態が変らないため、コント
今ストに優れた時分割駆動が可能となる。
こで、第１図に示すデータより、非選択期間にｖＨが２
０Ｖ９周波数ｆＨがｌ０Ｋ）ｋ１７）交流電圧を第３の
電圧信号として重畳させるようにすれば、第１の電圧信
号となる選択電圧Ｖｐを１０Ｖとした時１例えば１／２
バイアス（Ｖｏが５Ｖ）の第２の電圧信号となるバイア
ス電圧を印加しても光透過状態が変らないため、コント
今ストに優れた時分割駆動が可能となる。
以下、本発明の一実施例を第８図及び第９図により説明
する。第８図（ａ）はプリンタ用光スイッチアレイをＤ
ｕｔｙ比１／２で時分割駆動する場合の信号及び共通電
極配置を示し、第８図（ｂ）はその駆動回路を示す。
する。第８図（ａ）はプリンタ用光スイッチアレイをＤ
ｕｔｙ比１／２で時分割駆動する場合の信号及び共通電
極配置を示し、第８図（ｂ）はその駆動回路を示す。
複数の信号電極Ｓ 、（１” １ ｅ ２ ＃・・・）
と複数の共通電極Ｃ１，Ｃｚとの間に液晶層があり１両
ｔＩ！極の重なった領域が光スイッチ部（画素）となる
。
と複数の共通電極Ｃ１，Ｃｚとの間に液晶層があり１両
ｔＩ！極の重なった領域が光スイッチ部（画素）となる
。
第８図（ａ）ではプリンタ用光スイッチアレイのため光
スイッチ部は千鳥配置とした。第８図（ｂ）に示すよう
に信号電極Ｓｉの駆動回路にはＣＭＯＳトランジスタを
用い、共通電極Ｃｘ、Ｃｚの駆動回路としてはＶＨとし
て２０Ｖの交流電圧を印加するため、ＮＰＮバイポーラ
トランジスタを用いた。
スイッチ部は千鳥配置とした。第８図（ｂ）に示すよう
に信号電極Ｓｉの駆動回路にはＣＭＯＳトランジスタを
用い、共通電極Ｃｘ、Ｃｚの駆動回路としてはＶＨとし
て２０Ｖの交流電圧を印加するため、ＮＰＮバイポーラ
トランジスタを用いた。
ディスクリートなバイポーラトランジスタの替りにバイ
ポーラＩＣを用いても良い。
ポーラＩＣを用いても良い。
第９図は信号電極Ｓｉと共通電極Ｃｘ、Ｃｚに印加する
電圧波形と画素Ａ、Ｂにかかる電圧及び透過光波形を示
したものである。−ライン分の画素を書き込む期間をＴ
とし、画素式と画素Ｂに情報を書き込む期間をそれぞれ
Ｔ＾、Ｔａとする１通常Ｔ＾＝Ｔａ＝Ｔ／２である。光
を透過させる時には信号電圧に＋Ｖｏ、光を遮断する時
には−Ｖｏを印加する。また共通電極Ｃ１，Ｃ！の電極
にはそれぞれＶｃｘ、 Ｖａｔの電圧を印加する＠ Ｖ
ａｔの波形としてはＴａの期間（画素Ｂ書き込み期間）
にはＴ＾の期間に書き込んだ画素Ａの状態を維持するた
め交流電圧波形とし、Ｖｅｘの波形としては逆にＴ＾の
期間（画素Ａ書き込み期間）にはＴａの期間に書き込ん
だ画素Ｂの状態を維持するための交流電圧波形とする。
電圧波形と画素Ａ、Ｂにかかる電圧及び透過光波形を示
したものである。−ライン分の画素を書き込む期間をＴ
とし、画素式と画素Ｂに情報を書き込む期間をそれぞれ
Ｔ＾、Ｔａとする１通常Ｔ＾＝Ｔａ＝Ｔ／２である。光
を透過させる時には信号電圧に＋Ｖｏ、光を遮断する時
には−Ｖｏを印加する。また共通電極Ｃ１，Ｃ！の電極
にはそれぞれＶｃｘ、 Ｖａｔの電圧を印加する＠ Ｖ
ａｔの波形としてはＴａの期間（画素Ｂ書き込み期間）
にはＴ＾の期間に書き込んだ画素Ａの状態を維持するた
め交流電圧波形とし、Ｖｅｘの波形としては逆にＴ＾の
期間（画素Ａ書き込み期間）にはＴａの期間に書き込ん
だ画素Ｂの状態を維持するための交流電圧波形とする。
Ｖ＾、Ｖａはそれぞれ画素Ａ、Ｈの液晶層に印加される
電圧波形である６画素Ａに着目すれば（イ）、（ロ）に
示すように非選択期間には選択期間Ｔ＾に印加される第
１の電圧信号とは逆極性の第２の電圧信号となる直流電
圧Ｖｏと第３の電圧信号となる交流電圧が重量された交
番電圧となるが、第２図に示すようにｖｏを５ｖとすれ
ば、状態を維持することが出来る。
電圧波形である６画素Ａに着目すれば（イ）、（ロ）に
示すように非選択期間には選択期間Ｔ＾に印加される第
１の電圧信号とは逆極性の第２の電圧信号となる直流電
圧Ｖｏと第３の電圧信号となる交流電圧が重量された交
番電圧となるが、第２図に示すようにｖｏを５ｖとすれ
ば、状態を維持することが出来る。
なお、プリンタ用光スイッチアレイや表示素子では初期
状態を決める必要があり、第９図では画素Ａ、Ｂとも液
晶層に−Ｖｏの負電圧を印加し、初期状態を光遮断状態
とした。もちろん、初期状態を光透過状態にしても良い
。
状態を決める必要があり、第９図では画素Ａ、Ｂとも液
晶層に−Ｖｏの負電圧を印加し、初期状態を光遮断状態
とした。もちろん、初期状態を光透過状態にしても良い
。
第９図の画素Ｂの電圧ｖ８の波形において。
（ハ）に示すように直流電圧−２ｖｏを印加してから交
番電圧を印加するまで零Ｖ期間を有するが、この期間に
状態はほとんど変化しないため１問題はない、すなわち
、状態が大きく変化していない状態なら、交番電圧を印
加することにより状態を維持できるので、書き込みパル
ス電圧を印加してから交番電圧を印加する間に、状態の
変化しない程度の小さい逆電圧を印加しても第１の電圧
信号としてもさしつかえない。これは、液晶素子にメモ
リー効果が発現出来た場合、特に有効である。
番電圧を印加するまで零Ｖ期間を有するが、この期間に
状態はほとんど変化しないため１問題はない、すなわち
、状態が大きく変化していない状態なら、交番電圧を印
加することにより状態を維持できるので、書き込みパル
ス電圧を印加してから交番電圧を印加する間に、状態の
変化しない程度の小さい逆電圧を印加しても第１の電圧
信号としてもさしつかえない。これは、液晶素子にメモ
リー効果が発現出来た場合、特に有効である。
本実施例により、状態を維持すべき画素への影響なく書
き込みが行えるため、コントラストに優れた時間分駆動
を行うことができる。
き込みが行えるため、コントラストに優れた時間分駆動
を行うことができる。
第８図、第９図では１／２バイアス、１／２Ｄｕｔｙの
時分割駆動の例を示したが、バイアス数。
時分割駆動の例を示したが、バイアス数。
Ｄｕｔｙ比はこれに限定されることなく、より高時分割
も可能である。
も可能である。
また、実施例では第２の電圧信号として直流バイアスを
とり上げたが、交流バイアスでも良い。
とり上げたが、交流バイアスでも良い。
また、第１の電圧信号とし、交流電圧を用いても良い、
但し、第１及び第２の電圧信号の何れの周波数も、強誘
誘電性物質等の強誘電性物質の自発分極が応答する周波
数である必要がある。
但し、第１及び第２の電圧信号の何れの周波数も、強誘
誘電性物質等の強誘電性物質の自発分極が応答する周波
数である必要がある。
本実施例では交流電圧を重畳させるが、電圧値Ｖｕが２
０Ｖと高く、また周波数も５〜３０Ｋ）ｌｚと高い。し
かし、この高周波交流電圧印加による維持効果は、前述
の式（１）で決まる誘電トルクＴＡＣに基づくため、Ｃ
土の大きい材料であればｖＨ９ｆＨを小さくすることが
出来る。ＣＭＯ３−ＩＣが使えるレベルまでＶＷやｆｈ
が小さくなれば本発明は大型マトリックスディスプレイ
にも適用することができる。
０Ｖと高く、また周波数も５〜３０Ｋ）ｌｚと高い。し
かし、この高周波交流電圧印加による維持効果は、前述
の式（１）で決まる誘電トルクＴＡＣに基づくため、Ｃ
土の大きい材料であればｖＨ９ｆＨを小さくすることが
出来る。ＣＭＯ３−ＩＣが使えるレベルまでＶＷやｆｈ
が小さくなれば本発明は大型マトリックスディスプレイ
にも適用することができる。
本発明によれば、強誘誘電性物質を用いた光スイッチ素
子において、状態を維持すべき画素への影響なく情報の
書き込みが出来るため、コントラストに優れた時分割駆
動方法を得ることができる。
子において、状態を維持すべき画素への影響なく情報の
書き込みが出来るため、コントラストに優れた時分割駆
動方法を得ることができる。
図はそれぞれ複屈折モード光スイッチ素子、ゲス図であ
る。
る。
１・・・液晶層、２・・・液晶分子、３・・・電極、４
・・・交流電圧、５・・・ラセン軸、６・・・自発分極
、７・・・ガラス基板、８・・・偏光板、８ａ、８ｂ・
・・偏光板の偏光軸。
・・・交流電圧、５・・・ラセン軸、６・・・自発分極
、７・・・ガラス基板、８・・・偏光板、８ａ、８ｂ・
・・偏光板の偏光軸。
９・・・光源、１０・・・二色性色素。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、複数の第１の電極と複数の第２の電極との対向部分
に強誘電性物質が保持される光スイッチ素子を具備し、
該強誘電性物質に電圧を印加して少なくとも２つの光透
過状態の内の１つを選択する駆動方法において、 上記少なくとも２つの光透過状態の内の１つを選択する
期間には、上記強誘電性物質の自発分極が応答する周波
数でかつ上記少なくとも２つの光透過状態の内の１つに
定める波高値を有する第１の電圧信号を印加し、 上記少なくとも２つの光透過状態の内の１つを維持する
期間には、上記強誘電性物質の自発分極が応答する周波
数でかつ上記少なくとも２つの光透過状態の内の１つに
定める波高値よりも小さい波高値を有する第２の電圧信
号と、上記強誘電性物質の自発分極が応答しない周波数
でかつ所定の波高値を有する第３の電圧信号とを重畳し
て印加する ことを特徴とする光スイッチ素子の駆動方法。 ２、特許請求の範囲第１項において、 上記第１及び／または第２の電圧信号は、直流電圧パル
スである ことを特徴とする光スイッチ素子の駆動方法。 ３、特許請求の範囲第１項において、 上記第１の電圧信号は、第１の直流電圧パルスと、上記
第１の直流電圧パルス以前又は以後に印加され、上記第
１の直流電圧パルスの波高値より小さい波高値の第２の
直流電圧パルスとから構成される ことを特徴とする光スイッチ素子の駆動方法。 ４、特許請求の範囲第３項において、 上記第２の直流電圧パルスの波高値は略零である ことを特徴とする光スイッチ素子の駆動方法。 ５、特許請求の範囲第３項において、 上記第１の直流電圧パルスと上記第２の直流電圧パルス
との極性が異なる ことを特徴とする光スイッチ素子の駆動方法。 ６、特許請求の範囲第１項において、 上記第１の電圧信号の波高値と上記第２の電圧信号の波
高値との極性が異なる ことを特徴とする光スイッチ素子の駆動方法。 ７、特許請求の範囲第１項に於いて、 上記第１及び第２の電圧信号の周期は直流電圧パルス強
誘誘電性物質の分域あるいは分極反転時間τよりも大き
く、上記第３の電圧信号の周期を強誘電性物質の分域あ
るいは分極反転時間τよりも小さくする ことを特徴とする光スイッチ素子の駆動方法。 ８、特許請求の範囲第２項に於いて、 上記強誘電性物質は強誘電性を示すカイラルスメクチッ
クＣ相あるいはカイラルスメクチックＨ相を示す液晶で
あって、液晶分子の誘電異方性が負である ことを特徴とする光スイッチ素子の駆動方法。 ９、特許請求の範囲第１項に於いて、 上記第３の電圧信号の周波数は、液晶分子の誘電緩和周
波数よりも小さい ことを特徴とする光スイッチ素子の駆動方法。 １０、特許請求の範囲第１項に於いて、 上記第３の電圧信号の波高値を上記第１の電圧信号の波
高値よりも大きくする ことを特徴とする光スイッチ素子の駆動方法。 １１、特許請求の範囲第１項に於いて、 上記強誘電性物質はメモリー性を有する液晶である ことを特徴とする光スイッチ素子の駆動方法。 １２、特許請求の範囲第１項に於いて、 光スイッチ素子の駆動に先立ち、初期状態設定期間を設
け、全画素を光透過状態あるいは光遮断状態の何れかに
初期化する ことを特徴とする光スイッチ素子の駆動方法。 １３、特許請求の範囲第１項に於いて、 光スイッチ素子はプリンタ用光スイッチアレイである ことを特徴とする光スイッチ素子の駆動方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61104620A JPS62262029A (ja) | 1986-05-09 | 1986-05-09 | 光スイツチ素子の駆動方法 |
| EP87106442A EP0244804A3 (en) | 1986-05-09 | 1987-05-04 | A multiplexed driving method for an optical switching element employing ferroelectric liquid crystal |
| US07/046,171 US4746196A (en) | 1986-05-09 | 1987-05-05 | Multiplexed driving method for an optical switching element employing ferroelectric liquid crystal |
| KR1019870004517A KR930002914B1 (ko) | 1986-05-09 | 1987-05-08 | 강유전성 액정을 사용한 광스위치소자의 시분할 구동방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61104620A JPS62262029A (ja) | 1986-05-09 | 1986-05-09 | 光スイツチ素子の駆動方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62262029A true JPS62262029A (ja) | 1987-11-14 |
Family
ID=14385484
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61104620A Pending JPS62262029A (ja) | 1986-05-09 | 1986-05-09 | 光スイツチ素子の駆動方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4746196A (ja) |
| EP (1) | EP0244804A3 (ja) |
| JP (1) | JPS62262029A (ja) |
| KR (1) | KR930002914B1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008518553A (ja) * | 2004-10-29 | 2008-05-29 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | センサ素子の再構成可能なアレイのためのスイッチング回路 |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2175725B (en) * | 1985-04-04 | 1989-10-25 | Seikosha Kk | Improvements in or relating to electro-optical display devices |
| JPS62150334A (ja) * | 1985-12-25 | 1987-07-04 | Canon Inc | 液晶装置 |
| DE3787660T2 (de) * | 1986-02-17 | 1994-02-17 | Canon Kk | Steuergerät. |
| EP0287055B1 (en) * | 1987-04-15 | 1993-09-29 | Sharp Kabushiki Kaisha | Liquid crystal display device |
| JP2768421B2 (ja) * | 1987-08-31 | 1998-06-25 | シャープ株式会社 | 強誘電性液晶表示装置の表示方法 |
| JPH078581B2 (ja) * | 1987-09-14 | 1995-02-01 | 株式会社日立製作所 | 液晶光スイツチ駆動方法 |
| US4857906A (en) * | 1987-10-08 | 1989-08-15 | Tektronix, Inc. | Complex waveform multiplexer for liquid crystal displays |
| JPH0833537B2 (ja) * | 1988-06-01 | 1996-03-29 | キヤノン株式会社 | 液晶装置及びその駆動法 |
| US5136408A (en) * | 1988-06-01 | 1992-08-04 | Canon Kabushiki Kaisha | Liquid crystal apparatus and driving method therefor |
| JP2549433B2 (ja) * | 1989-03-13 | 1996-10-30 | 株式会社日立製作所 | 電気光学変調素子の駆動方法およびプリンタ |
| US5095377A (en) * | 1990-08-02 | 1992-03-10 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method of driving a ferroelectric liquid crystal matrix panel |
| JPH04113314A (ja) * | 1990-09-03 | 1992-04-14 | Sharp Corp | 液晶表示装置 |
| GB2293906A (en) * | 1994-10-03 | 1996-04-10 | Sharp Kk | Liquid crystal display |
| KR100738067B1 (ko) * | 2004-04-28 | 2007-07-10 | 삼성전자주식회사 | 광셔터와 이를 채용한 광주사장치 |
| JP5306926B2 (ja) * | 2009-07-09 | 2013-10-02 | 株式会社ジャパンディスプレイウェスト | 液晶表示装置 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4186395A (en) * | 1977-03-01 | 1980-01-29 | Kabushiki Kaisha Seikosha | Method of driving a liquid crystal display apparatus |
| AU584867B2 (en) | 1983-12-09 | 1989-06-08 | Seiko Instruments & Electronics Ltd. | A liquid crystal display device |
| FR2557719B1 (fr) | 1984-01-03 | 1986-04-11 | Thomson Csf | Dispositif de visualisation a memoire utilisant un materiau ferroelectrique |
-
1986
- 1986-05-09 JP JP61104620A patent/JPS62262029A/ja active Pending
-
1987
- 1987-05-04 EP EP87106442A patent/EP0244804A3/en not_active Ceased
- 1987-05-05 US US07/046,171 patent/US4746196A/en not_active Expired - Fee Related
- 1987-05-08 KR KR1019870004517A patent/KR930002914B1/ko not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008518553A (ja) * | 2004-10-29 | 2008-05-29 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | センサ素子の再構成可能なアレイのためのスイッチング回路 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0244804A3 (en) | 1989-12-13 |
| EP0244804A2 (en) | 1987-11-11 |
| KR930002914B1 (ko) | 1993-04-15 |
| US4746196A (en) | 1988-05-24 |
| KR870011481A (ko) | 1987-12-23 |
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