JPS63306425A - Liquid crystal device - Google Patents

Liquid crystal device

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JPS63306425A
JPS63306425A JP14387387A JP14387387A JPS63306425A JP S63306425 A JPS63306425 A JP S63306425A JP 14387387 A JP14387387 A JP 14387387A JP 14387387 A JP14387387 A JP 14387387A JP S63306425 A JPS63306425 A JP S63306425A
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liquid crystal
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scan
signal
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修 谷口
Yuji Inoue
裕司 井上
Atsushi Mizutome
敦 水留
Yoshihiro Onitsuka
義浩 鬼束
Tadashi Mihara
三原 正
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Abstract

PURPOSE:To obtain an excellent display which generates no panel crosstalk for a long period by superposing an alternating voltage which is applied to the intersection part of a scan electrode and a signal electrode upon a DC voltage and inverting the polarity of the DC voltage based upon a voltage applied to a scan unselected electrode at each specific period. CONSTITUTION:A liquid crystal element has ferroelectric liquid crystal between a group of scan electrodes 102 and a group of signal electrodes 103, and a voltage applying means applies the scan select signal to a scan electrode 102 and an information signal to a signal electrode 103 in synchronism with the scan select signal. This device has the voltage applying means superposes the alternating voltage applied to the intersection part of the scan electrode 102 and signal electrode 103 on the DC voltage and a means which inverts the polarity of the DC voltage based upon the voltage applied to scan unselected electrodes at each specific period. Consequently, no pulse crosstalk is caused, bistability is maintained for a long period, and driving characteristics are obtained.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の分野〕 本発明は、強誘電性液晶を用いた表示パネルやシャッタ
・アレイ・プリンターなどの液晶装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of the Invention] The present invention relates to liquid crystal devices such as display panels and shutter array printers using ferroelectric liquid crystals.

〔従来技術〕[Prior art]

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。
2. Description of the Related Art Liquid crystal display elements have been well known in which a scanning electrode group and a signal electrode group are configured in a matrix, and a liquid crystal compound is filled between the electrodes to form a large number of pixels to display images or information. The driving method for this display element is time-division driving, in which an address signal is selectively and periodically applied to a group of scanning electrodes, and a predetermined information signal is selectively applied in parallel to a group of signal electrodes in synchronization with the address signal. It has been adopted.

これらの実用に供されたのは、殆どが、例えば“アプラ
イド・フイジクス・レターズ(Applied  Ph
ysics  Letters”)1971年、18(
4)号127〜128頁に掲載のM、シャット(M、5
chadt及びW、ヘルフリヒ(W、He1frich
)共著になる0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″(Voltage 
 DependentOptical   Activ
ity   of   aT、wisted   Ne
matic   LiquidCrystal” )に
示されたTN (Twi s ted  Nemati
c)型液晶であった。
Most of these were put to practical use, for example, in “Applied Physics Letters” (Applied Physics Letters).
ysics Letters”) 1971, 18 (
4) M, Shut (M, 5) published in issue 127-128
chadt and W, Helfrich.
) co-authored ``0 Voltage Dependent Optical Activity - of a Twisted Nematic Liquid Crystal'' (Voltage
Dependent Optical Activ
ity of aT, twisted Ne
TN (Twisted Nemati) shown in
c) type liquid crystal.

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(C1ark)及びラガ
ーウオール(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(SmC” )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の光学的安定状態とのいずれかを
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、即ち双安定性を有し、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。
In recent years, the use of bistable liquid crystal elements as an improved version of conventional liquid crystal elements has been proposed by both C1ark and Lagerwall in Japanese Patent Application Laid-open No. 107216/1982 and U.S. Pat. No. 4,367,924.
It is proposed in the specification etc. As a bistable liquid crystal,
Generally, ferroelectric liquid crystals having a chiral smectic C phase (SmC") or H phase (SmH") are used, in which states a first optically stable state and a second optically stable state occur in response to an applied electric field. It has the property of being in one of the optically stable states and maintaining that state when no electric field is applied, that is, it has bistability, and also has a quick response to changes in the electric field, and is a high-speed and memory-type display. It is expected to be widely used in the field of equipment, etc.

また、このような双安定型の強誘電性液晶素子に関する
駆動法についてもこれまで数多く提案されている。例え
ば、米国特許第4548476号公報(金子)や米国特
許第4655561号公報(神辺ら)で強誘電性液晶素
子の駆動法が明らかにされている。その中で、液晶層内
の分子配向等に起因する内部バイアスを打ち消すために
駆動パルスに一定の直流電圧を重畳する駆動法が既に提
案されている。
Furthermore, many driving methods for such bistable ferroelectric liquid crystal elements have been proposed. For example, methods for driving ferroelectric liquid crystal elements are disclosed in US Pat. No. 4,548,476 (Kaneko) and US Pat. No. 4,655,561 (Kannabe et al.). Among these, a driving method has already been proposed in which a constant DC voltage is superimposed on a driving pulse in order to cancel out internal bias caused by molecular orientation in the liquid crystal layer.

本発明者等の実験においても駆動波形によっては、上述
のように駆動パルスに一定の直流成分を与えることが有
効であることが判明した。しかしながら、少なくとも素
子を動作中に直流成分を与え続けることは、液晶材料の
劣化を招くばかりでなく、双安定性も損なわれ、長時間
にわたって、良好な画像が得られる駆動条件を制御する
ことは極めて困難であった。
In experiments conducted by the present inventors, it has been found that depending on the drive waveform, it is effective to provide a constant DC component to the drive pulse as described above. However, at least when the device is in operation, continuing to apply a DC component not only causes deterioration of the liquid crystal material, but also impairs bistability, making it difficult to control the driving conditions to obtain good images over a long period of time. It was extremely difficult.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

従って、本発明の目的は、前述の問題点を解消した液晶
装置、特に長期に亘った双安定性を維持した駆動特性を
もつ強誘電性液晶装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a liquid crystal device that eliminates the above-mentioned problems, particularly a ferroelectric liquid crystal device that has drive characteristics that maintain bistability over a long period of time.

すなわり、本発明は、走査電極群と信号電極群との間に
強誘電性液晶を配置した液晶素子と、走査電極に走査選
択信号を印加し、該走査選択信号と同期されて信号電極
に情報信号を印加する電圧印加手段とを有する液晶装置
において、前記電圧印加手段が走査電極と信号電極との
交差部に印加された交番電圧に直流電圧を重畳し、走査
非選択電極への印加電圧を基準とした該直流電圧の極性
を所定周期毎に反転させる手段を有している液晶装置に
特徴を有している。
In other words, the present invention includes a liquid crystal element in which a ferroelectric liquid crystal is arranged between a scanning electrode group and a signal electrode group, and a scanning selection signal is applied to the scanning electrode, and the signal electrode is synchronized with the scanning selection signal. In the liquid crystal device, the voltage applying means superimposes a DC voltage on the alternating voltage applied to the intersection of the scanning electrode and the signal electrode, and applies the voltage to the scanning non-selected electrode. The liquid crystal device is characterized by having means for inverting the polarity of the DC voltage based on the voltage at predetermined intervals.

〔実施例〕〔Example〕

第1図は、本発明の表示装置の例を示す構成図である。 FIG. 1 is a configuration diagram showing an example of a display device of the present invention.

101は表示パネルで、走査電極102と信号電極10
3と、その間に充てんされる強誘電性液晶とで構成され
、走査電極102と信号電極103とで構成されるマト
リクスの交点において、電極に印加される電圧による電
界によって、強誘電性液晶の配向が制御される。
101 is a display panel, which includes scanning electrodes 102 and signal electrodes 10.
3 and a ferroelectric liquid crystal filled between them, and at the intersection of a matrix consisting of a scanning electrode 102 and a signal electrode 103, the ferroelectric liquid crystal is aligned by an electric field caused by a voltage applied to the electrode. is controlled.

104は信号電極駆動回路で、情報信号線106からの
シリアルな映像データを格納する映像データシフトレジ
スタ1041、映像データシフトレジスタ1041から
のパラレルな映像データを格納するラインメモリ104
2.ラインメモリ1042に格納された映像データに従
って、信号電極103に電圧を印加するための信号電極
ドライバー1043、さらに信号電極103に印加する
電圧v4と−v4をもつ交流電圧に重畳する直流オフセ
ット電圧VDCの極性を切替制御線108からの信号に
よって切替えるVOC極性切替回路1044を有する。
104 is a signal electrode drive circuit, a video data shift register 1041 that stores serial video data from the information signal line 106, and a line memory 104 that stores parallel video data from the video data shift register 1041.
2. According to the video data stored in the line memory 1042, a signal electrode driver 1043 applies a voltage to the signal electrode 103, and a DC offset voltage VDC to be superimposed on the AC voltage having voltages v4 and -v4 applied to the signal electrode 103. It has a VOC polarity switching circuit 1044 that switches the polarity according to a signal from the switching control line 108.

又、この交流電圧は、情報側電源1045から供給され
る。
Further, this AC voltage is supplied from the information side power supply 1045.

105は走査電極駆動回路で、走査アドレスデータ線1
07からの信号を受けて、全走査電極の内の1つの走査
電極を指示するためのデコーダ1051、デコーダ10
51からの信号を受けて走査電極102に電圧を印加す
るための走査電極ドライバー1052、さらに走査電極
102に印加する電圧V、、−V2と0は走査側電源1
053から出力される。
105 is a scan electrode drive circuit, which connects the scan address data line 1
a decoder 1051 for receiving a signal from 07 and instructing one scanning electrode among all scanning electrodes;
A scan electrode driver 1052 receives a signal from 51 and applies a voltage to the scan electrode 102, and further voltages V, -V2 and 0 are applied to the scan electrode 102 from the scan side power supply 1.
Output from 053.

109はCPUで発振器110のクロックパルスを受け
て画像メモリ111の制御及び情報信号線106、走査
アドレスデータ線107、切替制御線108に対して信
号の転送の制御を行う。
A CPU 109 receives clock pulses from an oscillator 110 and controls the image memory 111 and the transfer of signals to the information signal line 106, the scanning address data line 107, and the switching control line 108.

本発明者等の実験によれば、特に1走査線の選択時間が
短い駆動法を用いた場合には、いわゆる「パネルクロス
トーク」が発生しやすく、このクロストークを軽減する
手段として、一定の直流成分を交流駆動パルスに付加す
ることが有効であった。
According to experiments conducted by the present inventors, so-called "panel crosstalk" is likely to occur, especially when a driving method with a short selection time for one scanning line is used, and as a means to reduce this crosstalk, certain Adding a DC component to the AC drive pulse was effective.

以下、第2図で示した駆動波形を例として、前述した「
パネルクロストーク」及び直流成分を重畳することの効
果についてさらに詳しく述べる。
Hereinafter, using the drive waveform shown in Fig. 2 as an example, the above-mentioned "
We will discuss in more detail the effects of "panel crosstalk" and superimposing DC components.

第2図に示すSl+ S2 + Ss +・・・はそれ
ぞれ第1走査線、第2走査線、第3走査線、・・・に印
加される時間軸における電圧印加状態を表わし、IIと
I2はそれぞれ信号線■1とI2に印加される時間軸に
おける電圧印加状態を表わしている。この際、信号線1
1には日−日一日の情報信号が含まれており、又信号線
■2には黒−黒一黒の情報信号が含まれている。消去ス
テップ時で、走査線にはパルス幅Δtの電圧211゜2
12.213.・・・が一様に印加され、この時信号線
には一様にパルス幅Δtの電圧221゜222が印加さ
れるため、それぞれの交差点には強誘電性液晶の一方の
閾値電圧を越えた電圧■8が一様に印加されて、画面全
体が白(又は黒)に消去される。続く書込みステップ時
で、走査線には、順次走査選択信号となる電圧231゜
232.233.・・・が印加され、この走査選択信号
と同期して信号線には白(又は黒)信号(C)V。−■
■。の交流電圧)と黒(又は白)信号(ΦV0−θ■。
Sl+S2+Ss+... shown in FIG. 2 represent the voltage application state on the time axis applied to the first scanning line, second scanning line, third scanning line,..., respectively, and II and I2 are Each represents the state of voltage application on the time axis applied to signal lines 1 and I2. At this time, signal line 1
Line 1 contains an information signal for day-to-day, and signal line 2 contains a black-to-black information signal. During the erase step, a voltage of 211°2 with a pulse width Δt is applied to the scanning line.
12.213. ... is applied uniformly, and at this time, a voltage of 221°222 with a pulse width Δt is uniformly applied to the signal line, so that at each intersection there is a voltage exceeding the threshold voltage of one of the ferroelectric liquid crystals. Voltage (1) 8 is uniformly applied, and the entire screen is erased to white (or black). During the subsequent write step, voltages 231, 232, 233, . ... is applied, and a white (or black) signal (C)V is applied to the signal line in synchronization with this scanning selection signal. −■
■. AC voltage) and black (or white) signal (ΦV0-θ■.

の交流電圧)が選択的に印加され、黒信号が印加された
交差点では強誘電性液晶の他方の閾値電圧を越えた電圧
vwが印加されて黒(又は白)の表示がなされ、白信号
が印加された交差点では、強誘電性液晶の閾値電圧を越
えていない電圧(パルス幅Δtを基準にして)VHが印
加され、消去ステップ時の白(又は黒)の表示状態がそ
のまま保持される。
AC voltage) is selectively applied, and at the intersection where the black signal is applied, a voltage vw exceeding the other threshold voltage of the ferroelectric liquid crystal is applied, producing a black (or white) display, and a white signal is applied. At the applied intersection, a voltage (based on the pulse width Δt) that does not exceed the threshold voltage of the ferroelectric liquid crystal VH is applied, and the white (or black) display state during the erasing step is maintained as it is.

この際、駆動パルス(走査選択信号と情報信号)を構成
するパルスのうち、最小単位パルスのパルス幅をΔtと
すると、この例では1走査線の選択時間は、消去過程を
別にすると、2Δtである。
At this time, if the pulse width of the minimum unit pulse among the pulses constituting the drive pulse (scanning selection signal and information signal) is Δt, in this example, the selection time for one scanning line is 2Δt, excluding the erasing process. be.

さて、第2図の(It  52)の例で示されるように
、第2走査線に注目し、この走査線上の画素には画像情
報によっては、半選択時に低電圧であるが、消去パルス
■8と逆方向に時間幅の長いパルス(ここでは、パルス
幅3Δt)が現われる。このように半選択時にΔtのn
倍のパルス幅をもつ同極性パルスが現われることをnΔ
tクロストークと呼ぶことにする。もちろん、パルス幅
とパルス波高値によって定まる強誘電性液晶のスイッチ
ング閾値特性から、書込みパルスVwでスイッチングし
、nΔtクロストークでは反転スイッチングしないよう
に、駆動パルスのパラメータ(周波数、波高値)は、設
定されていなければならない。つまり、書込みパルスv
wでスイッチングし、nΔtクロストークでスイッチン
グしない駆動条件、即ち駆動マージンが存在しなければ
ならない、しかしながら、大面積の強誘電性液晶セルで
は、セル厚あるいは液晶分子配向状態等をセル全体にわ
たって均一に制御することが難しく、。その結果前述し
た駆動マージンをセル全体にわたって同一にすることは
難しいのが現状である。このような駆動マージンのセル
内でのばらつきは、前述したように1走査線選択期間が
短く、もともと動作マージンの狭い駆動法においては、
画像の乱れが顕著に表われる。このように駆動波形のn
Δtクロストークが液晶セルの不均一性により、セル全
体として反転スイッチングの防止を制御できなくなり、
部分的に駆動マージンが確保されず、画像の乱れ(例え
ば情報とは異なる表示をしている画素や1画素の中で分
極ドメインが発生し、中間色を表示している画素)が発
生することを広い意味で「パネルクロストーク」と呼ぶ
ことにする。
Now, as shown in the example (It 52) in FIG. 2, pay attention to the second scanning line. Depending on the image information, the pixels on this scanning line may have a low voltage when half selected, but the erase pulse A pulse with a long time width (in this case, pulse width 3Δt) appears in the opposite direction to 8. In this way, when half-selected, n of Δt

This will be called t-crosstalk. Of course, due to the switching threshold characteristics of the ferroelectric liquid crystal, which is determined by the pulse width and pulse peak value, the drive pulse parameters (frequency, peak value) are set so that switching occurs with the write pulse Vw and inversion switching does not occur with nΔt crosstalk. must have been done. In other words, the write pulse v
There must be a driving condition, that is, a driving margin, in which switching is caused by w and not caused by nΔt crosstalk. However, in large-area ferroelectric liquid crystal cells, it is necessary to make the cell thickness or liquid crystal molecule orientation uniform throughout the cell. Difficult to control. As a result, it is currently difficult to make the above-mentioned drive margin the same over the entire cell. Such intra-cell variation in drive margin is caused by the short selection period of one scanning line and the drive method which has a narrow operating margin to begin with, as described above.
Image distortion becomes noticeable. In this way, the drive waveform n
Due to the non-uniformity of the liquid crystal cell, Δt crosstalk cannot be controlled to prevent inversion switching as a whole cell.
The drive margin may not be secured in some areas, resulting in image disturbances (for example, pixels displaying information different from the information, or pixels displaying an intermediate color due to a polarization domain occurring within one pixel). In a broad sense, this is called "panel crosstalk."

さて、次に第2図に示した駆動波形に一定の直流成分を
e側に与える。液晶セル自身は、上下基板ともに対称な
配向処理が施されており、少なくとも初期状態は双安定
で、交流駆動パルスが印加されている画素に、直流成分
を重畳することにより、前述したパルスクロストークが
かなり軽減され、画面全体にわたって良好な画像を表示
するようになる。このような直流成分により効果に対す
る詳しい原因は不明だが、前述した駆動波形により発生
するnΔtクロストークを軽減させ、その結果駆動マー
ジンを拡大させ、パルスクロストークを軽減するものと
考えている。
Next, a constant DC component is applied to the e side of the drive waveform shown in FIG. The liquid crystal cell itself has been subjected to symmetrical alignment treatment for both the upper and lower substrates, and is bistable at least in its initial state.By superimposing a DC component on the pixel to which an AC drive pulse is applied, the pulse crosstalk described above can be avoided. This reduces the amount of noise considerably, allowing a good image to be displayed across the entire screen. Although the detailed cause of the effect due to such a DC component is unknown, it is believed that the nΔt crosstalk generated by the above-mentioned drive waveform is reduced, and as a result, the drive margin is expanded and pulse crosstalk is reduced.

しかしながら、前述した直流成分の効果を長時間にわた
って維持することは極めて難しく、時間とともに、再び
パルスクロストークが発生してくることが、本発明者ら
の実験により判明した。この時間とともに直流成分の効
果が減少する原因についても、その詳細は、不明である
が、配向膜あるいは絶縁膜がセル内に配置されているた
め、液晶層に印加される直流成分が時間とともに消失し
ていくこと、又は直流成分により液晶分子の双安定性に
変化が生じることなどが考えられるが、いずれにせよ同
極性の直流成分を印加し続けることは好ましくない。
However, experiments conducted by the present inventors have revealed that it is extremely difficult to maintain the effect of the DC component described above over a long period of time, and that pulse crosstalk occurs again over time. The details of the reason why the effect of the DC component decreases over time are unknown, but because an alignment film or an insulating film is placed inside the cell, the DC component applied to the liquid crystal layer disappears over time. However, in any case, it is not preferable to continue applying a DC component of the same polarity.

ところが、本発明者らの実験によれば、前述した事情は
、直流成分の極性を所定周期で、例えばフレーム周期(
又はフィールド周期)又は1走査選択周期で反転するこ
とにより、かなり解消された。
However, according to experiments conducted by the present inventors, the above-mentioned situation can be solved by changing the polarity of the DC component at a predetermined period, for example, at a frame period (
or field period) or one scan selection period, it was considerably eliminated.

第3図は、本発明で用いた駆動例を表している。FIG. 3 shows an example of driving used in the present invention.

第3図(A)に示すV、は走査選択信号、■。V shown in FIG. 3(A) is a scanning selection signal, and ■.

は走査非選択信号、Iwは情報非選択信号で「白」信号
に相当し、Inは情報選択信号で「黒」信号に相当して
いる。情報信号は、電圧波高値1±Vs  lと1±V
4 1をもつ交番電圧、どなっており、波高値1±Vs
  Iと1±va lとの間では1±V31<l±va
  Iに設定されている。第3図(B)は、信号線I、
白−白一白信号を印加し、信号線I2に黒−黒一黒信号
を印加した例を示している。第3図に示す駆動例ではフ
レーム周期毎に画素に印加される直流成分の極性が反転
し、3Δtクロストークの存在にもかかわらっす、良好
な表示を長時間に亘って得ることができる。
is a scanning non-selection signal, Iw is an information non-selection signal and corresponds to a "white" signal, and In is an information selection signal and corresponds to a "black" signal. The information signal has a voltage peak value of 1±Vs l and 1±V
4 Alternating voltage with 1, roaring, peak value 1±Vs
Between I and 1±va l, 1±V31<l±va
It is set to I. FIG. 3(B) shows the signal line I,
An example is shown in which a white-white-one-white signal is applied and a black-black-one-black signal is applied to the signal line I2. In the driving example shown in FIG. 3, the polarity of the DC component applied to the pixel is reversed every frame period, and a good display can be obtained for a long time despite the presence of 3Δt crosstalk.

本発明で用いた直流オフセット電圧VDC量は、画素に
印加される最大電圧振幅に対して±0.5%〜±10.
0%、好ましくは±1.0%〜±5.0%程度が通して
いる。
The amount of DC offset voltage VDC used in the present invention is ±0.5% to ±10% with respect to the maximum voltage amplitude applied to the pixel.
0%, preferably about ±1.0% to ±5.0%.

第4図に示す駆動例は、第3図に示す駆動例の変形で、
直流オフセット電圧vDcの極性をフレーム周期毎に反
転させるのと同期させて、走査選択信号の同一位相にお
ける極性を反転させた例が示されている。この際、消去
ステップ時で走査電極と信号電極と印加する電圧極性も
併せてフレーム周期毎に反転する。
The driving example shown in FIG. 4 is a modification of the driving example shown in FIG.
An example is shown in which the polarity of the scan selection signal at the same phase is inverted in synchronization with the inversion of the polarity of the DC offset voltage vDc every frame period. At this time, the polarity of the voltage applied to the scanning electrode and the signal electrode during the erasing step is also reversed every frame period.

第4図に示す駆動例を用い゛て、Δt=40μsec、
l±Vt1=l±V、1=18ボルト。
Using the driving example shown in FIG. 4, Δt=40μsec,
l±Vt1=l±V, 1=18 volts.

1±V、l−8ボルト、1±V4 l=9ボルトの条件
下で駆動したところ、長時間に亘ってパルスクロストー
クのない良好な表示が得られた。
When driven under the conditions of 1±V, l-8 volts, and 1±V4 l=9 volts, good display without pulse crosstalk was obtained for a long time.

第5図及び第6図は、本発明の別の駆動例を表わしてい
る。第5図及び第6図に示す駆動例によれば、直流オフ
セット電圧VDCの極性がフレーム周期毎、並びに1走
査選択周期毎に反転している。
5 and 6 show another driving example of the present invention. According to the driving examples shown in FIGS. 5 and 6, the polarity of the DC offset voltage VDC is inverted every frame period and every scan selection period.

本発明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好
ましく、そのうちカイラルスメクチックC相(SmC”
 )又はH相(Sm)f” )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・
フイジク・レター1′(La  Journal  d
aPhysic  1etter″)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J  (rFerr。
As the liquid crystal having bistability that can be used in the present invention, chiral smectic liquid crystal having ferroelectricity is preferable, and chiral smectic C phase (SmC"
) or H-phase (Sm)f”) liquid crystals are suitable.For this ferroelectric liquid crystal,
Physique Letter 1' (La Journal d
aPhysic 1etter'') Volume 36 (L-69
), 1975's "Ferroelectric Liquid
Crystals J (rFerr.

electric  Liquid  CrystaI
S」); “アプライド・フイジクス・レターズ(“A
pplied  PhysicsLetters″)3
a@(tt号)、1980年のサブミクロン・セカンド
・バイスティプル・エレクトロオプティック・スイッチ
ング・イン・リキッド・クリスタルJ  (rsubm
icr。
electric Liquid Crystal
“S”); “Applied Physics Letters (“A
pplied Physics Letters'')3
a@ (tt issue), 1980 submicron second bistiple electro-optic switching in liquid crystal J (rsubm
icr.

5econd  B15table  Electro
optic  Switching  1nLiqui
d  Crystals’):”固体物理ts (14
1)1981 r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。
5econd B15table Electro
optic Switching 1nLiqui
d Crystals'): "Solid State Physics ts (14
1) 1981 r liquid crystal, and the ferroelectric liquid crystal disclosed in these documents can be used in the present invention.

より具体的には、本発明に用いられる強誘電性液晶化合
物の例としては、デシロキシベンジリデン−P′−アミ
ノ−2−メチルブチルシンナメート(DOBAMBC)
、ヘキシルオキシベンジリデン−P′−アミノ−2−ク
ロ゛ロブロビルシンナメート(HOBACPC)および
4−o−(2−メチル)−ブチルレゾルリリデン−4′
−オクチルアニリン(MBRA8)等が挙げられる。
More specifically, an example of the ferroelectric liquid crystal compound used in the present invention is decyloxybenzylidene-P'-amino-2-methylbutylcinnamate (DOBAMBC).
, hexyloxybenzylidene-P'-amino-2-chlorobrovir cinnamate (HOBACPC) and 4-o-(2-methyl)-butylresollylidene-4'
-octylaniline (MBRA8) and the like.

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@相又はSmH”相となるような温度状態に保
持する為、必要に応じて素子をヒーターが埋め込まれた
銅ブロック等により支持することができる。
When constructing an element using these materials, the element is supported by a copper block with a heater embedded, etc., as necessary, in order to maintain the temperature state such that the liquid crystal compound becomes the SmC@ phase or the SmH'' phase. be able to.

又、本発明では前述のSmC” 、SmH”の他に、カ
イラルスメクチックF相、■相、J相。
Furthermore, in the present invention, in addition to the above-mentioned SmC'' and SmH'', chiral smectic F phase, ■ phase, and J phase are used.

G相やに相で表われる強誘電性液晶を用いることも可能
である。
It is also possible to use a ferroelectric liquid crystal that appears in a G phase.

第7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。71aと71b、In2O,。
FIG. 7 schematically depicts an example of a ferroelectric liquid crystal cell. 71a and 71b, In2O,.

SnO,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72がガラス面に垂直になるよう配
向したSmC“相の液晶が封入されている。太線で示し
た線73が液晶分子を表わしており、この液晶分子73
は、その分子に直交した方向に双極子モーメント(P工
)74を有している。基板71aと71b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73のら
せん構造がほどけ、双極子モーメント(P工)74はす
べて電界方向に向くよう、液晶分子73の配向方向を変
えることができる。液晶分子73は細長い形状を有して
おり、その長軸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フルの位
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十分に薄くし
た場合(例えば1μ)には、第8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
、その双極子モーメントPa又はpbは上向き(84a
)又は下向き(84b)のどちらかの状態をとる。この
ようなセルに、第8図に示す如く一定の閾値以上の極性
の異なる電界Ea又はEbを所定時間付与すると、双極
子モーメントは電界Ea又はEbの電界ベクトルに対し
て上向き84a又は下向き84bと向きを変え、それに
応じて液晶分子は第1の安定状態83aかあるいは第2
の安定状態83bの何れか一方に配向する。
SnO, ITO (indium tin oxide)
It is a substrate (glass plate) coated with transparent electrodes such as
In between, a liquid crystal of SmC" phase, in which a liquid crystal molecule layer 72 is oriented perpendicular to the glass surface, is sealed. A thick line 73 represents a liquid crystal molecule, and this liquid crystal molecule 73
has a dipole moment (P) 74 in the direction perpendicular to its molecule. When a voltage equal to or higher than a certain threshold is applied between the electrodes on the substrates 71a and 71b, the helical structure of the liquid crystal molecules 73 is unraveled, and the alignment direction of the liquid crystal molecules 73 is changed so that all dipole moments (P) 74 are oriented in the direction of the electric field. can be changed. The liquid crystal molecules 73 have an elongated shape and exhibit refractive index anisotropy in the long axis direction and short axis direction,
Therefore, it is easy to understand that, for example, if polarizers are placed above and below a glass surface in a cross-niffle positional relationship with each other, a liquid crystal optical modulation element whose optical characteristics change depending on the polarity of applied voltage can be obtained. Furthermore, when the thickness of the liquid crystal cell is made sufficiently thin (for example, 1μ), the helical structure of the liquid crystal molecules is unraveled even when no electric field is applied, as shown in Figure 8, and its dipole moment Pa or pb is Upward (84a
) or downward (84b). When such a cell is subjected to an electric field Ea or Eb with a different polarity above a certain threshold value for a predetermined time as shown in FIG. 8, the dipole moment will be directed upward 84a or downward 84b with respect to the electric field vector of the electric field Ea or Eb. The liquid crystal molecules change direction, and accordingly the liquid crystal molecules are either in the first stable state 83a or in the second stable state 83a.
is oriented in one of the stable states 83b.

このような強誘電性液晶を光学変調素子とじて用いるこ
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状態を有することであ
る。第2の点を例えば第8図によって説明すると、電界
Eaを印加すると液晶分子は第1の安定状態83aに配
向するが、この状態は電界を切っても安定である。
There are two advantages to using such a ferroelectric liquid crystal as an optical modulation element. Firstly, the response speed is extremely fast, and secondly, the alignment of liquid crystal molecules has a bistable state. The second point will be explained with reference to FIG. 8, for example. When the electric field Ea is applied, the liquid crystal molecules are aligned in a first stable state 83a, and this state remains stable even when the electric field is turned off.

又、逆向きの電界Ebを印加すると液晶分子は第2の安
定状態83bに配向して、その分子の向きを変えるが、
やはり電界を切ってもこの状態に留っている。又、与え
る電界Eaが一定の閾値を越えない限り、それぞれの配
向状態にやはり維持されている。このような応答速度の
速さと双安定性が有効に実現されるには、セルとしては
出来るだけ薄い方が好ましく、一般的には0.5μ〜2
0μ、特に1μ〜5μが通している。
Moreover, when an electric field Eb in the opposite direction is applied, the liquid crystal molecules are oriented to the second stable state 83b and the orientation of the molecules is changed.
It remains in this state even if the electric field is turned off. Further, as long as the applied electric field Ea does not exceed a certain threshold value, each orientation state is maintained. In order to effectively realize such fast response speed and bistability, it is preferable for the cell to be as thin as possible, and generally the thickness is 0.5μ to 2μ.
0μ, especially 1μ to 5μ is passing through.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、強誘電性液晶素子をマルチブレクシン
グ駆動した時、長時間に亘ってパネルクロストークを生
じていない良好な表示を得ることができる。
According to the present invention, when a ferroelectric liquid crystal element is driven by multiplexing, a good display without panel crosstalk can be obtained for a long time.

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

第1図は、本発明の液晶装置のブロック図である。第2
図は、本発明外の駆動例を示す波形図である。第3図(
A)は、本発明で用いた駆動例の波形図で、第3図(B
)は、その時間軸における波形図である。第4図、第5
図及び第6図は、本発明で用いた別の駆動例を示す波形
図である。 第7図及び第8図は、本発明で用いた強誘電性液晶素子
の斜視図である。 (H=t、乙3 ・=)           CM=
 /、 z、 y ・・すVs  ’−〇− いコ S            し’l         
    Vl蛸 +1l−I −〜         的 c/)        リ 第6図
FIG. 1 is a block diagram of a liquid crystal device of the present invention. Second
The figure is a waveform diagram showing a driving example other than the present invention. Figure 3 (
A) is a waveform diagram of a driving example used in the present invention, and FIG.
) is a waveform diagram on the time axis. Figures 4 and 5
6 and 6 are waveform diagrams showing another driving example used in the present invention. 7 and 8 are perspective views of the ferroelectric liquid crystal element used in the present invention. (H=t, Otsu3 ・=) CM=
/, z, y...Vs '-〇- IkoS shi'l
Vl octopus + 1l-I - ~ target c/) Li Fig. 6

Claims (16)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)走査電極群と信号電極群との間に強誘電性液晶を
配置した液晶素子と、走査電極に走査選択信号を印加し
、該走査選択信号と同期させて信号電極に情報信号を印
加する電圧印加手段とを有する液晶装置において、前記
電圧印加手段が走査電極と信号電極との交差部に印加さ
れた交番電圧に直流電圧を重畳し、走査非選択電極への
印加電圧を基準とした該直流電圧の極性を所定周期毎に
反転させる手段を有している液晶装置。
(1) A liquid crystal element in which a ferroelectric liquid crystal is arranged between a scanning electrode group and a signal electrode group, a scanning selection signal is applied to the scanning electrode, and an information signal is applied to the signal electrode in synchronization with the scanning selection signal. In the liquid crystal device, the voltage applying means superimposes a DC voltage on the alternating voltage applied to the intersection of the scanning electrode and the signal electrode, and the voltage applied to the scanning non-selected electrode is used as a reference. A liquid crystal device having means for reversing the polarity of the DC voltage at predetermined intervals.
(2)前記情報信号が走査非選択電極への印加電圧を基
準にして一方極性電圧と他方極性電圧とを有しており、
該一方極性電圧と他方極性電圧の電圧波高値が互いに相
違している特許請求の範囲第1項記載の液晶装置。
(2) the information signal has one polarity voltage and the other polarity voltage based on the voltage applied to the scan non-selected electrode;
2. The liquid crystal device according to claim 1, wherein the voltage peak values of the one polarity voltage and the other polarity voltage are different from each other.
(3)前記直流電圧の極性反転周期がフレーム又はフィ
ールド周期と同期している特許請求の範囲第1項記載の
液晶装置。
(3) The liquid crystal device according to claim 1, wherein the polarity inversion period of the DC voltage is synchronized with a frame or field period.
(4)前記直流電圧の極性反転周期が1走査選択周期と
同期している特許請求の範囲第1項記載の液晶装置。
(4) The liquid crystal device according to claim 1, wherein the polarity inversion period of the DC voltage is synchronized with one scan selection period.
(5)前記走査選択信号が走査非選択電極への印加電圧
を基準にして一方極性電圧又は他方極性電圧を有してい
る特許請求の範囲第1項記載の液晶装置。
(5) The liquid crystal device according to claim 1, wherein the scan selection signal has one polarity voltage or the other polarity voltage based on the voltage applied to the scan non-selection electrode.
(6)前記走査選択信号が走査非選択電圧への印加電圧
を基準にして一方極性電圧又は他方極性電圧を有してお
り、該走査選択信号の同一位相における電圧極性が所定
周期毎に反転する特許請求の範囲第1項記載の液晶装置
(6) The scan selection signal has one polarity voltage or the other polarity voltage based on the voltage applied to the scan non-selection voltage, and the voltage polarity in the same phase of the scan selection signal is reversed every predetermined period. A liquid crystal device according to claim 1.
(7)前記走査選択信号の同一位相における電圧極性の
反転周期がフレーム又はフィールド周期と同期している
特許請求の範囲第6項記載の液晶装置。
(7) The liquid crystal device according to claim 6, wherein the inversion cycle of the voltage polarity in the same phase of the scanning selection signal is synchronized with the frame or field cycle.
(8)前記走査選択信号の同一位相における電圧極性の
反転周期が1走査選択周期と同期している特許請求の範
囲第6項記載の液晶装置。
(8) The liquid crystal device according to claim 6, wherein the inversion period of voltage polarity in the same phase of the scan selection signal is synchronized with one scan selection period.
(9)前記走査選択信号が走査非選択電極への印加電圧
を基準にして一方極性電圧又は他方極性電圧を有してお
り、該走査選択信号の同一位相における電圧極性が1走
査選択周期毎で、且つ1フレーム又は1フィールド周期
毎に反転する特許請求の範囲第1項記載の液晶装置。
(9) The scan selection signal has one polarity voltage or the other polarity voltage based on the voltage applied to the scan non-selection electrode, and the voltage polarity in the same phase of the scan selection signal is changed every scan selection period. , and is inverted every one frame or one field cycle.
(10)前記走査選択信号が走査非選択電極への印加電
圧を基準にして一方極性電圧及び他方極性電圧を有して
いる特許請求の範囲第1項記載の液晶装置。
(10) The liquid crystal device according to claim 1, wherein the scan selection signal has one polarity voltage and the other polarity voltage based on the voltage applied to the scan non-selection electrode.
(11)前記走査選択信号が走査非選択電圧への印加電
圧を基準にして一方極性電圧及び他方極性電圧を有して
おり、該走査選択信号の同一位相における電圧極性が所
定周期毎に反転する特許請求の範囲第1項記載の液晶装
置。
(11) The scan selection signal has one polarity voltage and the other polarity voltage based on the voltage applied to the scan non-selection voltage, and the voltage polarity in the same phase of the scan selection signal is reversed every predetermined period. A liquid crystal device according to claim 1.
(12)前記走査選択信号の同一位相における電圧極性
の反転周期がフレーム又はフィールド周期と同期してい
る特許請求の範囲第11項記載の液晶装置。
(12) The liquid crystal device according to claim 11, wherein the inversion cycle of the voltage polarity in the same phase of the scanning selection signal is synchronized with the frame or field cycle.
(13)前記走査選択信号の同一位相における電圧極性
の反転周期が1走査選択周期と同期している特許請求の
範囲第11項記載の液晶装置。
(13) The liquid crystal device according to claim 11, wherein the inversion cycle of voltage polarity in the same phase of the scan selection signal is synchronized with one scan selection cycle.
(14)前記走査選択信号が走査非選択電極への印加電
圧を基準にして一方極性電圧及び他方極性電圧を有して
おり、該走査選択信号の同一位相における電圧極性が1
走査選択周期毎で、且つ1フレーム又は1フィールド周
期毎に反転する特許請求の範囲第1項記載の液晶装置。
(14) The scan selection signal has one polarity voltage and the other polarity voltage based on the voltage applied to the scan non-selection electrode, and the voltage polarity in the same phase of the scan selection signal is 1.
2. The liquid crystal device according to claim 1, wherein the liquid crystal device is inverted every scanning selection period and every one frame or one field period.
(15)前記強誘電性液晶がカイラルスメクチック液晶
である特許請求の範囲第1項記載の液晶装置。
(15) The liquid crystal device according to claim 1, wherein the ferroelectric liquid crystal is a chiral smectic liquid crystal.
(16)前記カイラルスメクチック液晶の膜厚が、無電
界時に、カイラルスメクチック液晶が固有するらせん構
造を消失するのに十分に薄い膜厚に設定されている特許
請求の範囲第15項記載の液晶装置。
(16) The liquid crystal device according to claim 15, wherein the thickness of the chiral smectic liquid crystal is set to be sufficiently thin to eliminate the helical structure inherent in the chiral smectic liquid crystal in the absence of an electric field. .
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