JPS63186215A - 光学変調素子 - Google Patents
光学変調素子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］
本発明は表示パネルのための光学変調素子に関し、詳し
くは強誘電性液晶を用いたディスプレイ、シャッタアレ
イ等の表示パネルのための階調表示に適した液晶光学素
子に関するものである。
くは強誘電性液晶を用いたディスプレイ、シャッタアレ
イ等の表示パネルのための階調表示に適した液晶光学素
子に関するものである。
［開示の概要］
本明細書及び図面は、強誘電性液晶を用いた表示パネル
のための液晶光学素子において、基板上に形成する電極
の取り出し方向を一木毎とし、外部駆動源との接続部に
おける配置構成を改善することにより、セルの実装に伴
う困難性を緩和し、より安定した階調表示を可能とする
技術を開示するものである。
のための液晶光学素子において、基板上に形成する電極
の取り出し方向を一木毎とし、外部駆動源との接続部に
おける配置構成を改善することにより、セルの実装に伴
う困難性を緩和し、より安定した階調表示を可能とする
技術を開示するものである。
［従来の技術］
従来より、走査電極群と信号電極群をマトリクス状に構
成し、その電極間に液晶化合物を充填し多数の画素を形
成して、画像或いは情報の表示を行う液晶表示素子はよ
く知られている。このような表示素子の駆動法としては
、走査電極群に順次周期的にアドレス信号を選択印加し
、信号電極群には所定の情報信号をアドレス信号と同期
させて並列的に選択印加する時分割駆動が採用されてい
る。
成し、その電極間に液晶化合物を充填し多数の画素を形
成して、画像或いは情報の表示を行う液晶表示素子はよ
く知られている。このような表示素子の駆動法としては
、走査電極群に順次周期的にアドレス信号を選択印加し
、信号電極群には所定の情報信号をアドレス信号と同期
させて並列的に選択印加する時分割駆動が採用されてい
る。
これらの実用に供されたのは、殆どが、例えば゛°アプ
ライド・フィジックス・レターズ（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐ
ｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ”） １９７１年、 １
Ｂ （４）号１２７〜１２８頁に記載のＸ、シ’ｒ−／
ト（Ｍ、 ５ｃｈａｄｔ）及びＷ、ヘルフリヒ（Ｗ、
Ｈｅ１ｆｒｉｃｈ）共著になる“°ボルテージ・ディペ
ンダント・オプティカル・アクティビティ−・オブ・ア
・ツィステッド・ネマチック・リキッド・クリスタル”
（”ＶｏｌｔａｇｅＤｅｐｅｎｄｅｎｔ ０ｐｔｉｃ
ａｌ Ａｃｔｉｖｉｔｙ ｏｆ ａ ＴｗｉｓｔｅｄＮ
ｅｍａｔｉｃ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａ１″）に示
されたＴＮ（ｔｗｉｓｔｅｄ ｎａｍａｔｉｃ）型液晶
であった。
ライド・フィジックス・レターズ（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐ
ｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ”） １９７１年、 １
Ｂ （４）号１２７〜１２８頁に記載のＸ、シ’ｒ−／
ト（Ｍ、 ５ｃｈａｄｔ）及びＷ、ヘルフリヒ（Ｗ、
Ｈｅ１ｆｒｉｃｈ）共著になる“°ボルテージ・ディペ
ンダント・オプティカル・アクティビティ−・オブ・ア
・ツィステッド・ネマチック・リキッド・クリスタル”
（”ＶｏｌｔａｇｅＤｅｐｅｎｄｅｎｔ ０ｐｔｉｃ
ａｌ Ａｃｔｉｖｉｔｙ ｏｆ ａ ＴｗｉｓｔｅｄＮ
ｅｍａｔｉｃ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａ１″）に示
されたＴＮ（ｔｗｉｓｔｅｄ ｎａｍａｔｉｃ）型液晶
であった。
近年は、在来の液晶素子の改善型として、双安定性を有
する液晶素子の使用がクラーク（Ｃｌａｒｋ）及びラガ
ーウォール（Ｌａｇｅｒｗａｌｌ）の両者により特開昭
５６−１０７２１６号公報、米国特許第４３６７９２４
号明細書等で提案されている。双安定性液晶としては、
一般に、カイラルスメクチックＣ相（ＳＬＩＩＣつ又は
Ｈ相（ＳｍＨ・）を有する強誘電性液晶が用いられ、こ
れらの状態において、印加された電界に応答して第１の
光学的安定状態と第２の光学的安定状ｙＥとのいずれか
をとり、かつ電界が印加されないときはその状態を維持
する性質、即ち安定性を有し、また電界の変化に対する
応答がすみやかで、高速かつ記憶型の表示装置等の分野
における広い利用が期待されている。
する液晶素子の使用がクラーク（Ｃｌａｒｋ）及びラガ
ーウォール（Ｌａｇｅｒｗａｌｌ）の両者により特開昭
５６−１０７２１６号公報、米国特許第４３６７９２４
号明細書等で提案されている。双安定性液晶としては、
一般に、カイラルスメクチックＣ相（ＳＬＩＩＣつ又は
Ｈ相（ＳｍＨ・）を有する強誘電性液晶が用いられ、こ
れらの状態において、印加された電界に応答して第１の
光学的安定状態と第２の光学的安定状ｙＥとのいずれか
をとり、かつ電界が印加されないときはその状態を維持
する性質、即ち安定性を有し、また電界の変化に対する
応答がすみやかで、高速かつ記憶型の表示装置等の分野
における広い利用が期待されている。
［発明が解決しようとする問題点］
しかしながら、上記強誘電性液晶において、双安定状態
を利用して表示素子を駆動する場合、第１の光学的安定
状態と第２の光学的安定状態との間は、スイッチング時
に高速で遷移するがために、２つの安定状態の中間レベ
ルを制御することが難しく、中間調を表現することが困
難であった。これに対して本出願人は、特願昭Ｏｆ−１
３２７４：Ｊ号等において前記強誘電性液晶等のメモリ
ー性を有する光学変調物質を用い、上記問題点を解決し
た新規な光学変調素子を提案した。
を利用して表示素子を駆動する場合、第１の光学的安定
状態と第２の光学的安定状態との間は、スイッチング時
に高速で遷移するがために、２つの安定状態の中間レベ
ルを制御することが難しく、中間調を表現することが困
難であった。これに対して本出願人は、特願昭Ｏｆ−１
３２７４：Ｊ号等において前記強誘電性液晶等のメモリ
ー性を有する光学変調物質を用い、上記問題点を解決し
た新規な光学変調素子を提案した。
上記光学変調素子によれば、高画素容量で、且つ階調性
表示が可能となるが、依然電極数は多く、駆動源からの
配線と基板上の電極引き出し部との接続が煩雑となる。
表示が可能となるが、依然電極数は多く、駆動源からの
配線と基板上の電極引き出し部との接続が煩雑となる。
また、電極間に流れる電流によるジュール熱の発生や電
位勾配の変化による表示特性のバラツキ等、セルの実装
に関してはまだ改善の余地があった。
位勾配の変化による表示特性のバラツキ等、セルの実装
に関してはまだ改善の余地があった。
本発明は上記従来技術に鑑みなされたもので、セルの実
装が容易で、さらに高密度画素の安定した階調性表示を
可能とした光学変調素子を提供することを目的とするも
のである。
装が容易で、さらに高密度画素の安定した階調性表示を
可能とした光学変調素子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］
本発明による光学変調素子は、第１の電極部と第２の電
極部とを設けた一対の基板間に光学変調物質を挟持した
セル構造の光学変調素子であって、前記第１及び第２の
電極部の少なくとも一方を、高抵抗導電膜（以下、導電
膜という）とこの導電膜上に配列されたストライブ状の
低抵抗電送電極（以下、電送電極という）より構成し、
この電送電極に接続された複数の引き出し部分を一本置
きに交互に取り出し、各々基板上に一体に形成すると共
に、前記引き出し部において、外部の駆動源からの配線
を接続するコネクタを接続したことを特徴とするもので
ある。
極部とを設けた一対の基板間に光学変調物質を挟持した
セル構造の光学変調素子であって、前記第１及び第２の
電極部の少なくとも一方を、高抵抗導電膜（以下、導電
膜という）とこの導電膜上に配列されたストライブ状の
低抵抗電送電極（以下、電送電極という）より構成し、
この電送電極に接続された複数の引き出し部分を一本置
きに交互に取り出し、各々基板上に一体に形成すると共
に、前記引き出し部において、外部の駆動源からの配線
を接続するコネクタを接続したことを特徴とするもので
ある。
本発明で使用され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最適である。
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最適である。
本発明の光学変調素子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Ｃ相（ＳｍＣ”相）、Ｈ相（ＳｍＨ・相）、１相
（Ｓｆｆｌ工・相）、Ｆ相（ＳｍＦ ・相）やＧ相（Ｓ
ｍＧ◆相）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・フィジイク・レット
ル （”ＬＥ ＪＯＵＲＮＡＬ ＤＥＰＨＹＳＩＱＵＥ
ＬＥＴＴＲＥ″）第３６巻 （Ｌ−６９） １９７
５年の「フェロエレクトリック・リキッド・クリスタル
スＪ （ｒＦｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｌｉｑｕｉｄ
ＧｒｙｓｔａｌｓＪ） ； ”アプライド・フィ
ジックス・レターズ“（ＡＰＩｌｌｌｉｅｄＰｈｙｓｉ
ｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ″）第３６巻、第１１号、 １９
８０年の「サブミクロ・セカンド・バイスティプル・エ
レクトロオブチック・スイッチングイン。
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Ｃ相（ＳｍＣ”相）、Ｈ相（ＳｍＨ・相）、１相
（Ｓｆｆｌ工・相）、Ｆ相（ＳｍＦ ・相）やＧ相（Ｓ
ｍＧ◆相）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・フィジイク・レット
ル （”ＬＥ ＪＯＵＲＮＡＬ ＤＥＰＨＹＳＩＱＵＥ
ＬＥＴＴＲＥ″）第３６巻 （Ｌ−６９） １９７
５年の「フェロエレクトリック・リキッド・クリスタル
スＪ （ｒＦｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｌｉｑｕｉｄ
ＧｒｙｓｔａｌｓＪ） ； ”アプライド・フィ
ジックス・レターズ“（ＡＰＩｌｌｌｉｅｄＰｈｙｓｉ
ｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ″）第３６巻、第１１号、 １９
８０年の「サブミクロ・セカンド・バイスティプル・エ
レクトロオブチック・スイッチングイン。
リキッド・クリスタルス （ｒｓｕｂｍｉｃｒｏ ５ｅ
ｃｏｎｄＢｉｓｔａｂｌｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｏｐｔｉｃ
Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｉｎ ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔ
ａｌｓ’） ； ”固体物理”１９８１年、 １Ｇ
（１４１）号。
ｃｏｎｄＢｉｓｔａｂｌｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｏｐｔｉｃ
Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｉｎ ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔ
ａｌｓ’） ； ”固体物理”１９８１年、 １Ｇ
（１４１）号。
「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。
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、デシロキシへンジリデンーｐ′−ア
ミノー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−Ｅ′−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）−ブチルレゾルシリテン−
４′−オクチルアニリン（ＭＢＲＡ８）等が挙げられる
。
合物の例としては、デシロキシへンジリデンーｐ′−ア
ミノー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−Ｅ′−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）−ブチルレゾルシリテン−
４′−オクチルアニリン（ＭＢＲＡ８）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、ＳｍＣ”、 ＳｍＨ”、 ＳｍＨネ、ＳｍＦ”、
ＳｍＣ傘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。
物が、ＳｍＣ”、 ＳｍＨ”、 ＳｍＨネ、ＳｍＦ”、
ＳｍＣ傘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。
第１５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。１０１ と１０１′は、Ｉｎ２Ｏ３，５ｎ０
２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１０２がガラス面に垂直になるよう配向し
た５ｆｆｌｃ ”相の液晶が封入されている。太線で示
した線１０３が液晶分子を表わしており、この液晶分子
１０３は、その分子に直交した方向に双極子モーメン）
（Ｐ、） １０４を有している。基板１０１と１０１
′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１０３のラセン構造がほどけ、双極子モーメン）
（Ｐ、） １０４はすべて電界方向に向くよう、液晶
分子１０３の配向方向を変えることができる。液晶分子
１０３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。
のである。１０１ と１０１′は、Ｉｎ２Ｏ３，５ｎ０
２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１０２がガラス面に垂直になるよう配向し
た５ｆｆｌｃ ”相の液晶が封入されている。太線で示
した線１０３が液晶分子を表わしており、この液晶分子
１０３は、その分子に直交した方向に双極子モーメン）
（Ｐ、） １０４を有している。基板１０１と１０１
′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１０３のラセン構造がほどけ、双極子モーメン）
（Ｐ、） １０４はすべて電界方向に向くよう、液晶
分子１０３の配向方向を変えることができる。液晶分子
１０３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ｉｐ）には、第１６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（１１４）又は下向き（１１４’、）のどちら
かの配向状態をとる。このようなセルに第１６図に示す
如く一定の閾値以上の極性の異る電界ＥまたはＥ′を付
与すると、双極子モーメント電界Ｅ又はＥ′の電界ベク
トルに対応して上向き１１４又は下向き１１４′と向き
を変え、それに応じて液晶分子は第１の安定状態１１３
（明状態）か或いは第２の安定状態１１３’ （暗状態
）の何れか一方に配向する。
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ｉｐ）には、第１６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（１１４）又は下向き（１１４’、）のどちら
かの配向状態をとる。このようなセルに第１６図に示す
如く一定の閾値以上の極性の異る電界ＥまたはＥ′を付
与すると、双極子モーメント電界Ｅ又はＥ′の電界ベク
トルに対応して上向き１１４又は下向き１１４′と向き
を変え、それに応じて液晶分子は第１の安定状態１１３
（明状態）か或いは第２の安定状態１１３’ （暗状態
）の何れか一方に配向する。
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１６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１１３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１
１３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１１３’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。
を印加すると液晶分子は第１の安定状態１１３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１
１３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１１３’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、
一般的には０．５ ｇｍ〜２０ルｌ、特に１４ｍ〜５Ｊ
Ｌｍ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４，３６７．９
２４号明細書で提案されている。
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 ｇｍ〜２０ルｌ、特に１４ｍ〜５Ｊ
Ｌｍ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４，３６７．９
２４号明細書で提案されている。
［作 用］
電送電極は一木毎にそれぞれ異なる方向に延長されるた
め、外部駆動源との接続部においては、これと同一基板
上に一体に形成された引き出し部の間隔に余裕をもたせ
ることができる。これに伴い、引き出し部に接続される
コネクタ導線部はその巾を大きくとることができるので
、接続時に基板とコネクタとの間に多少の位置ズレを生
じても、寸法差はコネクタ導線部内で十分に吸収される
ため、所定の電送電極との接続を、簡単、且つ確実に行
なうことができ、実装面での困難性が緩和される。また
、コネクタ導線部相互間及び電送電極とコネクタ導線部
間に抵抗膜が存在しないため、コネクタ導線部間におい
てジュール熱の発生が防止されると共に、電送電極間に
おける電位勾配の変化が防止されるため、表示特性のバ
ラツキが解消され、安定した階調表示を実現することが
できる。
め、外部駆動源との接続部においては、これと同一基板
上に一体に形成された引き出し部の間隔に余裕をもたせ
ることができる。これに伴い、引き出し部に接続される
コネクタ導線部はその巾を大きくとることができるので
、接続時に基板とコネクタとの間に多少の位置ズレを生
じても、寸法差はコネクタ導線部内で十分に吸収される
ため、所定の電送電極との接続を、簡単、且つ確実に行
なうことができ、実装面での困難性が緩和される。また
、コネクタ導線部相互間及び電送電極とコネクタ導線部
間に抵抗膜が存在しないため、コネクタ導線部間におい
てジュール熱の発生が防止されると共に、電送電極間に
おける電位勾配の変化が防止されるため、表示特性のバ
ラツキが解消され、安定した階調表示を実現することが
できる。
［実施例］
第３図は、本発明による光学変調素子の一実施例を示す
もので、液晶光学素子の基板の斜視図である。
もので、液晶光学素子の基板の斜視図である。
第３図において、１は一方の基板で、２はその基板ｌ上
に積層されている導電膜である。３は低抵抗の金属フィ
ルムから成る電送電極で、前記導電膜２上に等間隔で平
行に並んで積層されている。又、基板ｌに対して、他方
の基板（図示せず）が対向していて、この他方の基板上
に、対向導電膜（又は対向電極）４が前記電送電極３と
交差配置され、その交差部分に画素領域Ａが形成されて
いる。導電膜２と対向導電膜４との間には、前記光学変
調物質がサンドイッチされている。
に積層されている導電膜である。３は低抵抗の金属フィ
ルムから成る電送電極で、前記導電膜２上に等間隔で平
行に並んで積層されている。又、基板ｌに対して、他方
の基板（図示せず）が対向していて、この他方の基板上
に、対向導電膜（又は対向電極）４が前記電送電極３と
交差配置され、その交差部分に画素領域Ａが形成されて
いる。導電膜２と対向導電膜４との間には、前記光学変
調物質がサンドイッチされている。
上記のように構成された液晶光学素子では、電送電極３
に印加された信号電圧により導電膜２の面内に電位勾配
を付与することによって、対向電極４との間の電界に電
位差勾配を生じさせる。
に印加された信号電圧により導電膜２の面内に電位勾配
を付与することによって、対向電極４との間の電界に電
位差勾配を生じさせる。
この際、電送電極３ａ及び３Ｃを基準電位点ｖＥ（例え
ばＯポルト）に接続し、別な電送電極３ｂに所定の信号
電圧Ｖａを印加すると、第４図（ａ）に示すように、電
送電極３ａ及び３ｂ間、３ｂ及び３０間の導電膜２の面
内の長さ方向Ｌ＋とＬ２とにＶａの電位勾配を付与する
ことができる。このとき強誘電性液晶の反転閾値電圧ｖ
ｔｈをＶａとして、対向電極４に−ｖｂを印加すると、
第４図（ｂ）に示すように導電膜２の面内の長さ方向ｍ
１ 、ｍ２に対応する強誘電性液晶に反転閾値電圧ｖｔ
ｈ以上の電位差Ｖａ ＋ｖｂが印加されることになり、
かかるｍ ｌ ｒ ｍ ２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。
ばＯポルト）に接続し、別な電送電極３ｂに所定の信号
電圧Ｖａを印加すると、第４図（ａ）に示すように、電
送電極３ａ及び３ｂ間、３ｂ及び３０間の導電膜２の面
内の長さ方向Ｌ＋とＬ２とにＶａの電位勾配を付与する
ことができる。このとき強誘電性液晶の反転閾値電圧ｖ
ｔｈをＶａとして、対向電極４に−ｖｂを印加すると、
第４図（ｂ）に示すように導電膜２の面内の長さ方向ｍ
１ 、ｍ２に対応する強誘電性液晶に反転閾値電圧ｖｔ
ｈ以上の電位差Ｖａ ＋ｖｂが印加されることになり、
かかるｍ ｌ ｒ ｍ ２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
印加することにより階調性を表現することかでかる。こ
の際に、対向電極４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させてもよく、又は階調情
報に応じてそのパルス幅を変調させてもよく、もしくは
そのパルス数を変調することによっても階調性を制御す
ることができる。
印加することにより階調性を表現することかでかる。こ
の際に、対向電極４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させてもよく、又は階調情
報に応じてそのパルス幅を変調させてもよく、もしくは
そのパルス数を変調することによっても階調性を制御す
ることができる。
次に上記液晶光学素子の具体的構成例を第３図を用いて
説明する。
説明する。
図においてガラス板より成る基板１上にスパッタリング
法によって約２０００Ａ厚の透明導電膜である５１１０
２ （酸化錫） ＪＩＩを形成し、導電膜２とする。
法によって約２０００Ａ厚の透明導電膜である５１１０
２ （酸化錫） ＪＩＩを形成し、導電膜２とする。
次いテ１００ＯＡ厚でＡ１１（アルミニウム）を前述の
Ｓｎ０２膜上にマスクをかけて真空蒸着する。なお、５
ｎ０２膜上にＡＰを真空蒸着し、Ａｊ）をパターニング
することによっても簡単に前記した複数の電送電極３を
得ることができる。この際、たとえば前記電送電極の間
隔を２３０１１−ｍ 、電極巾を２０μｍとすることが
できる。前述した方法を用いることによって、Ｓｎ０２
膜の微細エツチング工程、さらにはＩＴＯ膜等の導電膜
の微細エツチング工程を省くことができる。また、必要
に応じてエツチング法によっても５ｎ０２膜やＩＴＯ膜
の微細なパターンを形成することができる。例えば、亜
鉛粉末に水を加えてペースト状にしたもの、あるいは場
合によっては希塩酸を加えたものによりＳｎ０２膜をエ
ツチングする方法、あるいは更に微細なエツチングを行
なうための方法としてＢＦ３ （三フッ化はう素）プ
ラズマをＳｎ０２と反応させることによりＳｒ＋０２を
分解し、これによってＳｎ０２膜の微細パターンを形成
する方法などを用いることができる。
Ｓｎ０２膜上にマスクをかけて真空蒸着する。なお、５
ｎ０２膜上にＡＰを真空蒸着し、Ａｊ）をパターニング
することによっても簡単に前記した複数の電送電極３を
得ることができる。この際、たとえば前記電送電極の間
隔を２３０１１−ｍ 、電極巾を２０μｍとすることが
できる。前述した方法を用いることによって、Ｓｎ０２
膜の微細エツチング工程、さらにはＩＴＯ膜等の導電膜
の微細エツチング工程を省くことができる。また、必要
に応じてエツチング法によっても５ｎ０２膜やＩＴＯ膜
の微細なパターンを形成することができる。例えば、亜
鉛粉末に水を加えてペースト状にしたもの、あるいは場
合によっては希塩酸を加えたものによりＳｎ０２膜をエ
ツチングする方法、あるいは更に微細なエツチングを行
なうための方法としてＢＦ３ （三フッ化はう素）プ
ラズマをＳｎ０２と反応させることによりＳｒ＋０２を
分解し、これによってＳｎ０２膜の微細パターンを形成
する方法などを用いることができる。
一方、対向基板には、スパッタリング法によりＩＴＯ膜
を対向電極４として設ける。
を対向電極４として設ける。
このようにして作製された２つの基板のそれぞれの表面
に、液晶配向膜として約５０ＯＡ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５０ＯＡ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。
また、高抵抗部分と低抵抗部分を交互に形成する他の方
法として、基板ｌ上に前記のＡＩ！を５００〜１０００
Ａ厚でマスクをかけてストライブ状に真空蒸着するか、
あるいはＡ！を真空蒸着した後にパターニングし、次い
でスパッタリング法によって、基板ｌ上での厚みが約３
０００Ａとなる様に全面にＳｒ＋０２膜を形成する方法
なども用いることができる。
法として、基板ｌ上に前記のＡＩ！を５００〜１０００
Ａ厚でマスクをかけてストライブ状に真空蒸着するか、
あるいはＡ！を真空蒸着した後にパターニングし、次い
でスパッタリング法によって、基板ｌ上での厚みが約３
０００Ａとなる様に全面にＳｒ＋０２膜を形成する方法
なども用いることができる。
さらに、別の方法としては、基板１上に前記５ｎ０２膜
を均一に設けた後、たとえばマスクをかけてへβ等の金
属をストライプ状に真空蒸着後、熱拡散によりバーピン
グするか、あるいはプラズマを応用してドーピングする
こと等で低抵抗部分を形成することができる。なお、ド
ーピング後、表面を平滑にするために研摩したり前記金
属部分をエツチングしても良い。
を均一に設けた後、たとえばマスクをかけてへβ等の金
属をストライプ状に真空蒸着後、熱拡散によりバーピン
グするか、あるいはプラズマを応用してドーピングする
こと等で低抵抗部分を形成することができる。なお、ド
ーピング後、表面を平滑にするために研摩したり前記金
属部分をエツチングしても良い。
上記方法やその他の方法で前記低抵抗部分と高抵抗部分
を交互に形成した後、前述の様に対向基板を設け、さら
に配向膜を設けたのちラビング処理等を行なう。
を交互に形成した後、前述の様に対向基板を設け、さら
に配向膜を設けたのちラビング処理等を行なう。
本発明の好ましい具体例としては、導電膜２のシート抵
抗を好ましくは１０４Ω／ロ〜１０７Ω／口台、許容範
囲として１０３Ω／ロ〜１０９Ω／ロ台とすることであ
る。このような抵抗を形成するものとしては前記のＳｎ
０２を酸素気流を含んだアルゴン気中でスパッタしたも
の等が用いられる。かかるアルゴン気中でスパッタする
方法は、例えばディー°ビー°フラジ＋−（Ｄ、 Ｂ、
Ｆｒａｓｅｒ）とエッチ・ディー・クック（Ｈ，Ｄ、
Ｃｏｏｋ）共著“ジャーナル・オブ・ザ・エレクトロ
ケミカル・ソサイエティー・ソリッド−ステート・サイ
エンス・オンド・テクノロジー″（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏ
ｆ ｔｈｅＥｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ ５ｏｃｉ
ｅｔｙ ５ｏｌｉｄ−８ｔａｔｅ ５ｃｉｅｎｃｅａｎ
ｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ”）第１１９巻、第１０号
（１９７２年発行）の°゛ハイリーコンダクティブ・ト
ランスペアレント・フィルムズ・オブ・スパッタード
−１ｎ２−ｘｓｎｘ０３−ｙ” じＨｉｇｈｌｙ
ＣｏｎｄｕｃｔｉｖｅＴｒａｎｓｐａｒｅｎｔ
Ｆｉｌｍｓ ｏｆ ５ｐｕｔｔｅｒｅｄ ｌｎ２−ｘＳ
ｒ＋ｘＯ３−ｙ”）に記載されている。
抗を好ましくは１０４Ω／ロ〜１０７Ω／口台、許容範
囲として１０３Ω／ロ〜１０９Ω／ロ台とすることであ
る。このような抵抗を形成するものとしては前記のＳｎ
０２を酸素気流を含んだアルゴン気中でスパッタしたも
の等が用いられる。かかるアルゴン気中でスパッタする
方法は、例えばディー°ビー°フラジ＋−（Ｄ、 Ｂ、
Ｆｒａｓｅｒ）とエッチ・ディー・クック（Ｈ，Ｄ、
Ｃｏｏｋ）共著“ジャーナル・オブ・ザ・エレクトロ
ケミカル・ソサイエティー・ソリッド−ステート・サイ
エンス・オンド・テクノロジー″（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏ
ｆ ｔｈｅＥｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ ５ｏｃｉ
ｅｔｙ ５ｏｌｉｄ−８ｔａｔｅ ５ｃｉｅｎｃｅａｎ
ｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ”）第１１９巻、第１０号
（１９７２年発行）の°゛ハイリーコンダクティブ・ト
ランスペアレント・フィルムズ・オブ・スパッタード
−１ｎ２−ｘｓｎｘ０３−ｙ” じＨｉｇｈｌｙ
ＣｏｎｄｕｃｔｉｖｅＴｒａｎｓｐａｒｅｎｔ
Ｆｉｌｍｓ ｏｆ ５ｐｕｔｔｅｒｅｄ ｌｎ２−ｘＳ
ｒ＋ｘＯ３−ｙ”）に記載されている。
上記した様に前記導電膜２の抵抗を調整することにより
、階調性の表現が極めて広範の光学変調物質に適用可能
となる他、上記の方法で電位勾配をつける場合において
の電力消費を少なくすることが出来る。
、階調性の表現が極めて広範の光学変調物質に適用可能
となる他、上記の方法で電位勾配をつける場合において
の電力消費を少なくすることが出来る。
上記条件はまず第１に階調表現を行なうための電位勾配
形成時において、上記表示用電極において、流れる電流
による発熱を制限する。すなわちガラス基板等への放熱
を無視した場合の前記電極の上昇温度は単純な理論計算
で次の様になる。
形成時において、上記表示用電極において、流れる電流
による発熱を制限する。すなわちガラス基板等への放熱
を無視した場合の前記電極の上昇温度は単純な理論計算
で次の様になる。
■＝前記Ｖａ−前記ＶＥ
（電送電極間の電位差）
Ｒ：電送電極間の抵抗
ｔ：前記Ｖの印加時間
Ｃ：導電膜（電送電極間）の熱容量
Ｖ：電送電極間の電極体積
ここで１画素に注目し、■として例えばＩＯＶ、ｔとし
て１００ ｇｓｅｃ 、 Ｃとして２〜３ Ｊ／ｃｍ３
４、またＶとして前記例示した２３０延厘Ｘ２３０ ｐ
−ｍ Ｘ３００００ Ａを代入した場合、ΔＴ ＝２５
００００／Ｒ（Ｋ）程度となる。ここで上記のガラス基
板等への放熱を考慮しても、たとえばＲ（ここではシー
ト抵抗がそのまま使える）が数Ω〜数十Ωであった場合
、温度上昇は相当大きなものとなり、この温度上昇が隣
接する光学変調物質の性質によっては光学的あるいは物
性的特性に悪影響を及ぼす可能性がある。特に、電圧が
大きくなったり、画素の書き込み時間が長くなったり、
あるいは書き込み時間が短くなったとしても、逆に画素
の面積がより小さくなったりした場合には影響は更に大
きくなる。
て１００ ｇｓｅｃ 、 Ｃとして２〜３ Ｊ／ｃｍ３
４、またＶとして前記例示した２３０延厘Ｘ２３０ ｐ
−ｍ Ｘ３００００ Ａを代入した場合、ΔＴ ＝２５
００００／Ｒ（Ｋ）程度となる。ここで上記のガラス基
板等への放熱を考慮しても、たとえばＲ（ここではシー
ト抵抗がそのまま使える）が数Ω〜数十Ωであった場合
、温度上昇は相当大きなものとなり、この温度上昇が隣
接する光学変調物質の性質によっては光学的あるいは物
性的特性に悪影響を及ぼす可能性がある。特に、電圧が
大きくなったり、画素の書き込み時間が長くなったり、
あるいは書き込み時間が短くなったとしても、逆に画素
の面積がより小さくなったりした場合には影響は更に大
きくなる。
更に前記ＶがＩＯＶの場合、−例としてＲが１００Ωで
あるば１画素当りＩＷの消費電力となり、たとえば後述
する様にこのような画素をマトリクスに多数構成した場
合、たとえば１０００画素分の階調を１度与える場合、
１ ｋＷという大きなものとなってしまう、この場合
、上記を考慮し、特に表示用電極のシート抵抗を１０３
Ω／口以上とすることで、問題点を解決することができ
る。さらにこのような温度による影響を軽減し、光学変
調物質の選択を広範にし、また書き込み時間、画素面積
の小型化を円滑に行なうためシート抵抗を１０’Ω／口
以上とすることが好ましい。
あるば１画素当りＩＷの消費電力となり、たとえば後述
する様にこのような画素をマトリクスに多数構成した場
合、たとえば１０００画素分の階調を１度与える場合、
１ ｋＷという大きなものとなってしまう、この場合
、上記を考慮し、特に表示用電極のシート抵抗を１０３
Ω／口以上とすることで、問題点を解決することができ
る。さらにこのような温度による影響を軽減し、光学変
調物質の選択を広範にし、また書き込み時間、画素面積
の小型化を円滑に行なうためシート抵抗を１０’Ω／口
以上とすることが好ましい。
さらに上記の抵抗値に上限を与えるとすれば、好ましく
は１０９Ω／口台以下、特に好ましくは１０７Ω／ロ台
以下とすることである。この理由は以下の様に考える。
は１０９Ω／口台以下、特に好ましくは１０７Ω／ロ台
以下とすることである。この理由は以下の様に考える。
すなわち使用する光学変調物質の誘電率を前記強誘電液
晶の典型として５程度、または層厚をｉｐ腸、画素面積
を２３０１Ｌｍの平方とした場合、上記液晶層の１画素
当りの容量は２．５ｐＦ（２，５Ｘ １Ｏ−１２Ｆ）程
度となる。ここで上記液晶を例として１００ ｇ ｓｅ
ｃの駆動を必要とする場合、前記階調を出す電位差が充
分液晶層に作用するためには、前記導電膜の抵抗Ｒと液
晶層のＣから成るＣＲの大きさが前記１００ ＪＬｓｅ
ｃより充分小さい方が良いからである。すなわち前記数
値を典型として利用すれば、Ｒ＝ １０７Ω／口の場合
２．５Ｘ１０ろ（２５牌）ｓｅＣ程度となり、これ以下
であれば最適とすることが出来る。しかしながら、駆動
をもっと遅くする場合（たとえば１ ｍ５ｅｃ〜１０ｍ
５ｅｃ） 、あるいは液晶層厚を厚くすることによりこ
の容量が小さくなった場合には１０９Ω／口台程度、あ
るいはこれ以上であってもよい。
晶の典型として５程度、または層厚をｉｐ腸、画素面積
を２３０１Ｌｍの平方とした場合、上記液晶層の１画素
当りの容量は２．５ｐＦ（２，５Ｘ １Ｏ−１２Ｆ）程
度となる。ここで上記液晶を例として１００ ｇ ｓｅ
ｃの駆動を必要とする場合、前記階調を出す電位差が充
分液晶層に作用するためには、前記導電膜の抵抗Ｒと液
晶層のＣから成るＣＲの大きさが前記１００ ＪＬｓｅ
ｃより充分小さい方が良いからである。すなわち前記数
値を典型として利用すれば、Ｒ＝ １０７Ω／口の場合
２．５Ｘ１０ろ（２５牌）ｓｅＣ程度となり、これ以下
であれば最適とすることが出来る。しかしながら、駆動
をもっと遅くする場合（たとえば１ ｍ５ｅｃ〜１０ｍ
５ｅｃ） 、あるいは液晶層厚を厚くすることによりこ
の容量が小さくなった場合には１０９Ω／口台程度、あ
るいはこれ以上であってもよい。
第１図は、基板上における電極構成を示すもので、（ａ
）は平面図、（ｂ）はその断面図である。第１図（ａ）
、 （ｂ）において、電送電極３は前述したように導電
膜２上に等間隔で平行に並んで配置されていて、抵抗膜
範囲５を形成している。電送電極３の端部は図に示すよ
うに一本置きに交互に延長され、引き出し電極よりなる
引き出し部６と接続されてい・る。引き出し部６は、電
送電極３と同一の基板上に一体に形成されたもので、こ
の引き出し部６にはさらに外部の駆動源からの配線を接
続するためのコネクタ７が接続されている。コネクタ７
は、引き出し部６との導通な得るためのコネクタ導線部
８を有し、ケーブル９により信号電圧が印加されるよう
に構成されている。
）は平面図、（ｂ）はその断面図である。第１図（ａ）
、 （ｂ）において、電送電極３は前述したように導電
膜２上に等間隔で平行に並んで配置されていて、抵抗膜
範囲５を形成している。電送電極３の端部は図に示すよ
うに一本置きに交互に延長され、引き出し電極よりなる
引き出し部６と接続されてい・る。引き出し部６は、電
送電極３と同一の基板上に一体に形成されたもので、こ
の引き出し部６にはさらに外部の駆動源からの配線を接
続するためのコネクタ７が接続されている。コネクタ７
は、引き出し部６との導通な得るためのコネクタ導線部
８を有し、ケーブル９により信号電圧が印加されるよう
に構成されている。
以下、第２図と共に上記構成による作用を説明する。第
２図は、第１図（ａ）に示す基板端部の拡大図である。
２図は、第１図（ａ）に示す基板端部の拡大図である。
本発明によれば、コネクタ７のコネクタ導線部８の幅を
大きくすることができるため、基板ｌにコネクタ７を実
装する上での困難性が大きく緩和される。すなわち、本
発明によれば互いに隣りあったコネクタ導線部８ａと８
ｂとの隙間すに抵抗膜が存在せず、間隔すは前記電送電
極３相互の間隔風に比較して小さくなる０例えば、間隔
すに前記導電膜２が存在すると、コネクタ導線部８ａ、
８ｂ間に電流が流れジュール熱が発生し易くなり、また
間隔ａで示される電送電極間の電位勾配の値が小さくな
るなどの不都合を生ずるが、上記構成によれば、ジュー
ル熱の発生や電位勾配の変化を防止することができる。
大きくすることができるため、基板ｌにコネクタ７を実
装する上での困難性が大きく緩和される。すなわち、本
発明によれば互いに隣りあったコネクタ導線部８ａと８
ｂとの隙間すに抵抗膜が存在せず、間隔すは前記電送電
極３相互の間隔風に比較して小さくなる０例えば、間隔
すに前記導電膜２が存在すると、コネクタ導線部８ａ、
８ｂ間に電流が流れジュール熱が発生し易くなり、また
間隔ａで示される電送電極間の電位勾配の値が小さくな
るなどの不都合を生ずるが、上記構成によれば、ジュー
ル熱の発生や電位勾配の変化を防止することができる。
特に、素子全体を小型化し、コネクタ７を光学変調部に
近接させた場合でも、第２図に示す間隔Ｃに電流が流れ
ないため、同様の効果を得ることができる。
近接させた場合でも、第２図に示す間隔Ｃに電流が流れ
ないため、同様の効果を得ることができる。
また、コネクタ７の基板１への接続時に多少のズレを生
じても、コネクタ導線部８が十分に広い幅をもつため、
所定の電送電極との接続を確実に得ることができ、実装
作業能率の向上を図ることが可能となる。
じても、コネクタ導線部８が十分に広い幅をもつため、
所定の電送電極との接続を確実に得ることができ、実装
作業能率の向上を図ることが可能となる。
第２図に示す導電膜２を基板１上にスパッタリング等で
形成する場合には、基板ｌの両端部にコネクタ７の接続
領域をマスクすることにより、比較的簡単に行うことが
できる。
形成する場合には、基板ｌの両端部にコネクタ７の接続
領域をマスクすることにより、比較的簡単に行うことが
できる。
上記説明により前記階調を付与するにあたり、最適な条
件を提供したが、前記した電送電極は充分に電源接続端
部からの電圧を前記表示用電極に伝え得るものであれば
良く、充分低抵抗、−例としてｌΩ／口前後またはこれ
以下のものが使用される。また、前記対向電極４として
は一例として、約２０Ω／口のＩＴＯ等が前記した様に
用いられる。
件を提供したが、前記した電送電極は充分に電源接続端
部からの電圧を前記表示用電極に伝え得るものであれば
良く、充分低抵抗、−例としてｌΩ／口前後またはこれ
以下のものが使用される。また、前記対向電極４として
は一例として、約２０Ω／口のＩＴＯ等が前記した様に
用いられる。
以上において示した２つの基板を対向させ間隔が約１ル
ｍ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−ｐ’−（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−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 Ｉ
Ｌｍ Ｘ２３０ ｐ、ｍとした。但しここで画素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て液晶光学素子を得た。
ｍ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−ｐ’−（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−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 Ｉ
Ｌｍ Ｘ２３０ ｐ、ｍとした。但しここで画素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て液晶光学素子を得た。
第５図は電気信号の印加方法を示した模式図であって、
基板１上に導電膜２が形成され、更にその上に電送電極
３が配置されていて、対向基板ｌＯに対向導電膜４が形
成され、２つの基板間に強誘電性液晶９を挟持している
。対向導電膜４は第１の駆動回路１１に接続され、表示
用導電膜２は第２の駆動回路１２に接続されている。
基板１上に導電膜２が形成され、更にその上に電送電極
３が配置されていて、対向基板ｌＯに対向導電膜４が形
成され、２つの基板間に強誘電性液晶９を挟持している
。対向導電膜４は第１の駆動回路１１に接続され、表示
用導電膜２は第２の駆動回路１２に接続されている。
第６図は第５図の駆動回路１１で発生するシグナル（ａ
）の波形を表し、第７図は第５図の駆動回路１２で発生
するシグナル（ｂ）の波形を表わしている。
）の波形を表し、第７図は第５図の駆動回路１２で発生
するシグナル（ｂ）の波形を表わしている。
さてシグナル（ｂ）として、電送電極３ａ 。
３ｂ、３ｃに一１２Ｖの２００ ｕＬｓｅｃパルスを、
またシグナル（ａ）として対向電極に８Ｖの２００ ｇ
ｓｅｃ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）消去ステップを設けると、液晶は第１
の安定状態にスイッチングされ、画素Ａ（第３図参照）
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）。
またシグナル（ａ）として対向電極に８Ｖの２００ ｇ
ｓｅｃ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）消去ステップを設けると、液晶は第１
の安定状態にスイッチングされ、画素Ａ（第３図参照）
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）。
なお、ことで使用する液晶の反転閾値を説明の便宜上±
１５Ｖ〜±ＩＥｉＶとする。
１５Ｖ〜±ＩＥｉＶとする。
この状態より、シグナル（ｂ）として電送電極３ｂに印
加した第６図のパルスに同期させて、第７図（ａ）〜（
８）に示される様な種々のパルスを対向電極４に与えた
ときの画素Ａの光学的状態を第８図に示す。
加した第６図のパルスに同期させて、第７図（ａ）〜（
８）に示される様な種々のパルスを対向電極４に与えた
ときの画素Ａの光学的状態を第８図に示す。
このとき電送電極３ａおよび３Ｃは基準電位（ここでは
Ｏ）とする、パルス印加電圧−２■（第７図（ａ）参照
）では明状態８１からの変化は全く生じない（第８図（
ａ）参照）が、パルス電圧−４Ｖ（第７図（ｂ）参照）
では電送電極３ｂの極く近傍の液晶がその閾値を越える
電界のために暗状態８２ヘスイツチングする（第８図（
ｂ）参照）。さらに印加電圧を一５Ｖ（第７図（ｃ））
、 −８Ｖ（第７図（ｄ））と大きくした場合には、反
転の閾値を越える範囲が広がるため、暗状態８２の領域
は図示の如く広くなり（第８図（Ｃ） として代表例
示）、印加電圧−１０ｖ（第７図（ｅ） ） テ画素Ａ
全体が暗状態にスイッチングされる（第８図（ｄ）参照
）。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。
Ｏ）とする、パルス印加電圧−２■（第７図（ａ）参照
）では明状態８１からの変化は全く生じない（第８図（
ａ）参照）が、パルス電圧−４Ｖ（第７図（ｂ）参照）
では電送電極３ｂの極く近傍の液晶がその閾値を越える
電界のために暗状態８２ヘスイツチングする（第８図（
ｂ）参照）。さらに印加電圧を一５Ｖ（第７図（ｃ））
、 −８Ｖ（第７図（ｄ））と大きくした場合には、反
転の閾値を越える範囲が広がるため、暗状態８２の領域
は図示の如く広くなり（第８図（Ｃ） として代表例
示）、印加電圧−１０ｖ（第７図（ｅ） ） テ画素Ａ
全体が暗状態にスイッチングされる（第８図（ｄ）参照
）。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。
また、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１０図に示される
ような三角波であるシグナル（ａ）を同期して与えたと
きでも、前記に第８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１０図に示すシグナルを電送
電極３ｂに印加し、このシグナルと同期して第９図（ａ
）〜（ｅ）に示すパルスを階調に応じて対向電極４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。
ルス幅の異なるシグナル（ｂ）と、第１０図に示される
ような三角波であるシグナル（ａ）を同期して与えたと
きでも、前記に第８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１０図に示すシグナルを電送
電極３ｂに印加し、このシグナルと同期して第９図（ａ
）〜（ｅ）に示すパルスを階調に応じて対向電極４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。
また上記は第１１図（ａ）〜（ｅ）に示される様な種々
のタイミングの異なるシグナル（ｂ）と、第１０図に示
されるような三角波であるシグナル（ａ）を同期して与
えたときでも同様であることが容易に理解できるであろ
う。
のタイミングの異なるシグナル（ｂ）と、第１０図に示
されるような三角波であるシグナル（ａ）を同期して与
えたときでも同様であることが容易に理解できるであろ
う。
又、本発明では前述の例で使用したアルミニウム（Ａｊ
））の電送電極３の他に銀、銅、金、クロムなどの金属
、または低抵抗ＩＴＯ等の透明電極を電送電極３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１０
２Ω／口以下とすることができる。かかる電極のシート
抵抗は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。
））の電送電極３の他に銀、銅、金、クロムなどの金属
、または低抵抗ＩＴＯ等の透明電極を電送電極３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１０
２Ω／口以下とすることができる。かかる電極のシート
抵抗は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。
上記実施例においては階調をもたせる方法を示したが、
たとえば信号のレベルを特に２値だけ選ぶことによって
当然階調を出さないｚ値の表現も行うことができる。
たとえば信号のレベルを特に２値だけ選ぶことによって
当然階調を出さないｚ値の表現も行うことができる。
このような場合の信号としては第７図（ｅ）と第９図（
ａ）に示す信号を反転させる信号とすることができる。
ａ）に示す信号を反転させる信号とすることができる。
第１２図は、本発明による光学変調素子をマトリクス駆
動に適用した際の具体例を表わしている。
動に適用した際の具体例を表わしている。
第１２図に示す表示パネルは、ガラス基板２１の上に導
電膜２２が配置され、さらに導電膜２２の上には低抵抗
の電送電極２３ （２３ａ、 ２３ｂ、 ２３ｃ、 ２
３ｄ）が配線されている。基板２１と対向する対向基板
（図示せず）には、ストライプ状の導電膜からなる対向
電極２４ （２４ａ、２４ｂ ）が配置され、前述の導
電膜２２と対向電極２４との間に強誘電性液晶が配置さ
れる。
電膜２２が配置され、さらに導電膜２２の上には低抵抗
の電送電極２３ （２３ａ、 ２３ｂ、 ２３ｃ、 ２
３ｄ）が配線されている。基板２１と対向する対向基板
（図示せず）には、ストライプ状の導電膜からなる対向
電極２４ （２４ａ、２４ｂ ）が配置され、前述の導
電膜２２と対向電極２４との間に強誘電性液晶が配置さ
れる。
上記素子の駆動法としては、書込みに先立って、たとえ
ば全ての電送電極２３を同電位にしてストライプ状導電
膜との間に一様な電界を印加することにより導電膜２２
とストライプ状対向電極２４との交差部で形成される画
素の全部又は所定部を一時に明状態か暗状態のうちの何
れか一方の状態とするか、または書込みライン毎に書込
みに先立ってライン上の画素の全部又は所定部、を明状
態か暗状態のうちの何れか一方の状態とした後に、電送
電極２３ （２３ａ、 ２３ｂ、 ２３ｃ、 ２３ｄ）
毎に第６図または第１０図に示すパルスを走査信号とし
て順次印加する。
ば全ての電送電極２３を同電位にしてストライプ状導電
膜との間に一様な電界を印加することにより導電膜２２
とストライプ状対向電極２４との交差部で形成される画
素の全部又は所定部を一時に明状態か暗状態のうちの何
れか一方の状態とするか、または書込みライン毎に書込
みに先立ってライン上の画素の全部又は所定部、を明状
態か暗状態のうちの何れか一方の状態とした後に、電送
電極２３ （２３ａ、 ２３ｂ、 ２３ｃ、 ２３ｄ）
毎に第６図または第１０図に示すパルスを走査信号とし
て順次印加する。
また走査信号の印加されていない電送電極は基準電位点
（例えばＯポルト）に接続することによって、導電膜に
順次隣りの電送電極２３との間での電位勾配を付与する
ことができる。この際、走査選択信号は、強誘電性液晶
の反転閾値電圧と等しいか、これより若干小さめの電圧
のパルスとすることが好ましい。
（例えばＯポルト）に接続することによって、導電膜に
順次隣りの電送電極２３との間での電位勾配を付与する
ことができる。この際、走査選択信号は、強誘電性液晶
の反転閾値電圧と等しいか、これより若干小さめの電圧
のパルスとすることが好ましい。
一方、複数のストライプ状対向電極には、各電極毎に電
送電極２３に印加した走査選択信号と同期させて、第７
図（ａ）〜（ｅ）または第９図（ａ）〜（ｅ）に示す様
な階調情報に応じた電圧信号を印加することによって、
走査線上の画素を階調に応じて書込みを行なうことがで
きる。従って、上述の書込みを線順次書込みを行なうこ
とによって、第１３図に示すように階調性をもつ一画面
を形成することができる。
送電極２３に印加した走査選択信号と同期させて、第７
図（ａ）〜（ｅ）または第９図（ａ）〜（ｅ）に示す様
な階調情報に応じた電圧信号を印加することによって、
走査線上の画素を階調に応じて書込みを行なうことがで
きる。従って、上述の書込みを線順次書込みを行なうこ
とによって、第１３図に示すように階調性をもつ一画面
を形成することができる。
ここで、前記の走査信号は、たとえば最初に端子の奇数
番目Ｓｌ、 Ｓ３． Ｓ５．・・・Ｓ２ ｎ−１に順次
印加し、次に端子の偶数番目Ｓ２１ Ｓ４１ Ｓ６．・
・・Ｓ２ｎに順次印加するようにしてもいい。
番目Ｓｌ、 Ｓ３． Ｓ５．・・・Ｓ２ ｎ−１に順次
印加し、次に端子の偶数番目Ｓ２１ Ｓ４１ Ｓ６．・
・・Ｓ２ｎに順次印加するようにしてもいい。
さらに、以上までの説明においては前記基準電位点を主
にＯ電位としたが、基準電位点の電位をもち上げてやっ
てもよい、この時、ｖ、−ｖＥの値が小さくなるため階
調のための電位勾配は緩かになるが、情報信号に印加す
る電位点の絶対値を小さくすることができる。また、逆
に基準電位点の電位を下げてやることでｖ、−ｖＥの値
を大きくして階調の幅を広げることもできる。
にＯ電位としたが、基準電位点の電位をもち上げてやっ
てもよい、この時、ｖ、−ｖＥの値が小さくなるため階
調のための電位勾配は緩かになるが、情報信号に印加す
る電位点の絶対値を小さくすることができる。また、逆
に基準電位点の電位を下げてやることでｖ、−ｖＥの値
を大きくして階調の幅を広げることもできる。
本発明による光学変調素子においては、前述のストライ
プ状の対向電極２４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（または偶数番目）の電送電
極に階調信号を印加し、偶数番目（または奇数番目）の
電送電極を基準電位点に接続した後、次に、偶数番目（
または奇数番目）の電送電極に階調信号を印加し、奇数
番目（または偶数番目）の電送電極を基準電位点に接続
することによって全画素にわたり階調駆動が行なえる。
プ状の対向電極２４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（または偶数番目）の電送電
極に階調信号を印加し、偶数番目（または奇数番目）の
電送電極を基準電位点に接続した後、次に、偶数番目（
または奇数番目）の電送電極に階調信号を印加し、奇数
番目（または偶数番目）の電送電極を基準電位点に接続
することによって全画素にわたり階調駆動が行なえる。
この場合、電送電極側に情報信号を与え、たとえば１０
００画素Ｘ画素０００画素の画面を駆動するとしたら、
この電送電極間の表示用電極で消費する電力は１０００
画素分×選択画素数となるため、表示用電極に適切な抵
抗条件を与えることが必要である。
００画素Ｘ画素０００画素の画面を駆動するとしたら、
この電送電極間の表示用電極で消費する電力は１０００
画素分×選択画素数となるため、表示用電極に適切な抵
抗条件を与えることが必要である。
従って、最も好ましくは前記電送電極側に走査信号を与
える駆動法が適している。
える駆動法が適している。
第１４図は、本発明の他の実施例を表わしたものである
。第１４図で示す液晶光学素子は、導電膜３１が一方の
基板上に設けられ、この導電膜３１と交差させて配置し
た複数の導電膜３２が強誘電性液晶を介して他方の基板
上に設けられている。さらに、前述の導電膜３１と３２
上には複数の低抵抗の電送電極３３と３４とが配線され
ている。
。第１４図で示す液晶光学素子は、導電膜３１が一方の
基板上に設けられ、この導電膜３１と交差させて配置し
た複数の導電膜３２が強誘電性液晶を介して他方の基板
上に設けられている。さらに、前述の導電膜３１と３２
上には複数の低抵抗の電送電極３３と３４とが配線され
ている。
この実施例では、電送電極３３のそれぞれの端子Ｓｌ、
Ｓ２．・・・Ｓ７が走査信号発生回路（図示せず）に
接続され、一方の電送電極３４のそれぞれの端子ＩＩ、
Ｉ２．・・・Ｉ６が情報信号発生回路（図示せず）に
接続されている。従って、消去ステップを経た各画素が
走査信号側導電膜の面内で電位勾配を発生し、さらに情
報信号側導電膜の面内でも電位勾配を発生し、両側の電
位勾配で発生する電位勾配が画素内の強誘電性液晶に印
加されることになり、多階調の表示画面の形成が可能と
なる。
Ｓ２．・・・Ｓ７が走査信号発生回路（図示せず）に
接続され、一方の電送電極３４のそれぞれの端子ＩＩ、
Ｉ２．・・・Ｉ６が情報信号発生回路（図示せず）に
接続されている。従って、消去ステップを経た各画素が
走査信号側導電膜の面内で電位勾配を発生し、さらに情
報信号側導電膜の面内でも電位勾配を発生し、両側の電
位勾配で発生する電位勾配が画素内の強誘電性液晶に印
加されることになり、多階調の表示画面の形成が可能と
なる。
以上の実施例においては、最も好ましい例として強誘電
性液晶、特に少なくとも２つの安定状態をもつ強誘電性
液晶を用いた場合について説明したが、本発明はこの他
、ツィステッドネマチック液晶、ゲストホスト液晶、さ
らに液晶以外の素子にも適用しうる。
性液晶、特に少なくとも２つの安定状態をもつ強誘電性
液晶を用いた場合について説明したが、本発明はこの他
、ツィステッドネマチック液晶、ゲストホスト液晶、さ
らに液晶以外の素子にも適用しうる。
［発明の効果］
以上説明したように、本発明によれば、ストライブ状の
電送電極を一本毎に交互に引き出し、これと対応する引
き出し部を基板上に一体に形成すると共に、この引き出
し部にコネクタを接続するように構成することにより、
コネクタ導線部の巾を大きくすることができ、且つコネ
クタ導線部の相互間及び電送電極とコネクタ導線部間に
おけるジュール熱の発生や電位勾配の変化を防止するこ
とができる。このため表示特性のバラツキが解消され、
より安定した階調表示が可能となる。また、コネクタの
基板への接続時に多少のズレを生じても、コネクタ導電
線が十分に広い幅をもつため、電送電極との接続を簡単
且つ確実に行なうことができ、実装に伴う困難性を緩和
することができる。
電送電極を一本毎に交互に引き出し、これと対応する引
き出し部を基板上に一体に形成すると共に、この引き出
し部にコネクタを接続するように構成することにより、
コネクタ導線部の巾を大きくすることができ、且つコネ
クタ導線部の相互間及び電送電極とコネクタ導線部間に
おけるジュール熱の発生や電位勾配の変化を防止するこ
とができる。このため表示特性のバラツキが解消され、
より安定した階調表示が可能となる。また、コネクタの
基板への接続時に多少のズレを生じても、コネクタ導電
線が十分に広い幅をもつため、電送電極との接続を簡単
且つ確実に行なうことができ、実装に伴う困難性を緩和
することができる。
第１図は基板上における電極構成の説明図、第２図は基
板端部の拡大図、第３図及び第１告図は基 １板の構成
を示す斜視図、第４図は電位勾配を模式的に表わす説明
図、第５図は電気信号の印加力法を示した模式図、第６
図、第７図、第９図、第１０図及び第１１図はパルス波
形を表わす説明図、第８図は画素の階調性を表わす模式
図、第１３図は画面の階調状態を表わす説明図、第１４
図は他の電極構成を表わす説明図、第１５図及び第１６
図は強誘電性液晶セルの模式図である。 ｌ：基板、 ２：高抵抗導電膜、 ３：低抵抗電送電極、 ６：引き出し部、 ７：コネクタ、 ８：コネクタ導電部、 １０：対向基板。
板端部の拡大図、第３図及び第１告図は基 １板の構成
を示す斜視図、第４図は電位勾配を模式的に表わす説明
図、第５図は電気信号の印加力法を示した模式図、第６
図、第７図、第９図、第１０図及び第１１図はパルス波
形を表わす説明図、第８図は画素の階調性を表わす模式
図、第１３図は画面の階調状態を表わす説明図、第１４
図は他の電極構成を表わす説明図、第１５図及び第１６
図は強誘電性液晶セルの模式図である。 ｌ：基板、 ２：高抵抗導電膜、 ３：低抵抗電送電極、 ６：引き出し部、 ７：コネクタ、 ８：コネクタ導電部、 １０：対向基板。
Claims (2)
- （１）第１の電極部と第２の電極部とを設けた一対の基
板間に光学変調物質を挟持したセル構造の光学変調素子
において、前記第１及び第２の電極部の少なくとも一方
が、高抵抗導電膜と該高抵抗導電膜上に配列されたスト
ライプ状の低抵抗電送電極より構成されており、且つ該
低抵抗電送電極に接続された複数の引き出し部分が一本
置きに交互に取り出され、各々基板上に一体に形成され
、さらに前記引き出し部において、外部の駆動源からの
配線を接続するコネクタが接続されていることを特徴と
する光学変調素子。 - （２）光学変調物質が強誘電性液晶であることを特徴と
する特許請求の範囲第１項に記載の光学変調素子。
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|---|---|---|---|
| JP62017186A JPH0827460B2 (ja) | 1987-01-29 | 1987-01-29 | 光学変調素子 |
| US07/148,753 US4815823A (en) | 1987-01-29 | 1988-01-26 | Electro-optical device with plural low resistive portions on each high resistive electrode |
| EP88101264A EP0276864B1 (en) | 1987-01-29 | 1988-01-28 | Electro-optical modulation device |
| DE3850581T DE3850581T2 (de) | 1987-01-29 | 1988-01-28 | Elektro-optische Modulationsvorrichtung. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62017186A JPH0827460B2 (ja) | 1987-01-29 | 1987-01-29 | 光学変調素子 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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| JPH0827460B2 JPH0827460B2 (ja) | 1996-03-21 |
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|---|---|---|---|
| JP62017186A Expired - Fee Related JPH0827460B2 (ja) | 1987-01-29 | 1987-01-29 | 光学変調素子 |
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- 1987-01-29 JP JP62017186A patent/JPH0827460B2/ja not_active Expired - Fee Related
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- 1988-01-26 US US07/148,753 patent/US4815823A/en not_active Expired - Lifetime
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- 1988-01-28 EP EP88101264A patent/EP0276864B1/en not_active Expired - Lifetime
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