JPS6338921A - 液晶セルの駆動方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 乙の発明は、液晶を利用した面積変調が可能な液晶セル
の′ｆＥ動方決方法するものである。

〔従来の技術〕

従来、液晶は表示に用いるとともに、光の透過を制御す
る光シャッタとして使用されている。このうち、光の透
過を制御する光シャッタとして用いる場合は、光が透過
するかまたは透過しないかの２値に１史う乙とが一般的
である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このように、液晶が２値にしか（走用されないのは、液
晶の配向状態を他の状態に炭火る遷移過程が起こる電圧
幅が比較的狭く、かつ光透過部と光不透過部を高速に動
作させることが困難なため、この遷移過程を使って光の
透過量や反射量を中間段階に制御することはあまり研究
されなかったためである。

この発明は、同一セル内に光透過部と光不透過部を任怠
に形成しく以下絞り動作と称する）、この中間段階の光
透過または光反射を高速で安定に制御することが可能な
ｉ？ｉ積変調型の液晶セルを経済的な回路で駆動すると
ともに、液晶セルに片極性の電圧を印加することによる
セルの劣化を防止した駆動方法を提供することを目的と
する。

〔問題点を解決するための手段〕 この発明に用いる液晶セルは、主電極の両側に２個の電
極を持つ一方の板と、主電極の両側に２個の電極を持つ
他方の板との間に、誘電異方性が周波数により逆転する
液晶を挾んだものであり、その駆動方法は両方の板に対
し、 （Ａ）２個の電極の一方に電圧を印加し、他方は０Ｖの
電圧とする操作と、 （Ｂ）２個の電極の一方は０■の電圧とし、他方に電圧
を印加する操作と、 （Ｃ）２個の電極の両方を０Ｖにする操作のいずれかを
組み合わせた矩形波を誘電異方性が逆転する変化点より
高い周波数（以下高周波とする）で印加するとともに、
その変化点より低い周波数（以下低周波とする）を定常
的に印加するようにし、かつ高周波または低周波の少な
くとも一方を片極性パルス電圧としたものである。

〔作用〕

この発明の液晶セルの駆動方法においては、誘電異方性
が周波数により逆転する＞ｔｌ、品を用い、定常的に低
周波電圧を印加するとともに高置？Ｆ）、Ｔｓ圧により
絞り動作を行うため、絞り動作と光不透過状態の切り替
えが高速に行われろ。

〔実施例〕

第１図はこの発明に使用する液晶用の基本セルの分解状
態を示す斜視図であり、この図で、１＋ｉ基本セル、２
は透明の一方の板（以下便宜上、上板という）、３は透
明の他方の板（以下同じく下板という）、４はスペーサ
、５，６は前記上板２の電極、７，８は前記下板３の電
極、９，１０は透明電極からなる主電極である。

ここで、上板２の上および下板３の下には偏光板が各々
必要であるが、ここでは図が繁雑になるため省略しであ
る。これらの上板２とスペーサ４と下板３とを互いに密
着し、スペーサ４により生じた上板２と下板３との間に
液晶を入れたものが基本セル１である。

次にこの基本セル１の基本動作を説明する。

第１図の上板２上の電極５と６の内側の境を各々ａとｂ
とする。また、電極６に信号電圧を入力し、電極５およ
び下板３の電ｓｉ７と８を接地する。

第２図は信号電圧を第１図の電極６に印加したときの光
透過率と、第１図のａとｂの位置の関係を信号電圧をパ
ラメータとして示したものである。

この時、信号電圧は交流信号で変調すると液晶の劣化が
少なくなり好ましい。

また、基本セル１の上、下に設置する偏光板は、偏光面
が直交するように置いた状態の場合を示しである。この
偏光板の偏光面を平行とすると、光透過率は上下が逆転
する。また、液晶としてツィステッドネマチックモード
の液晶（以下ネマチック液晶という）を使用したときの
例が原理説明として判り易いため、これをｆ重用する。

２Ｖを電極６に印加した場合は位置ａの近傍の光透過率
が一部低下し、５■ではａ点近傍の光はほとんど透過し
なくなる。また、８Ｖ、ＩＯＶと大きくなるに従い光非
透過部はｂ点の方向に移動し、光透過部の面積が減少す
る。この現象は次のように考えられる。すなわち電極６
に信号電圧を印加すると接地された電極５の方向に電流
が流れ、かつ主電極９が抵抗体として働くため、主電極
９には位置ａから位置すにほぼ直線的に降下する電圧分
布が形成される。一方、液晶には、上板２の主電極９に
分布して形成された電圧と、下板３の接地された主電極
１０の電圧差分の電圧が印加される。他方、液晶は２■
程度の電圧で液晶の配向が変り、光透過率が一部変化す
る。このため信号電圧が高くなって、２■以上の電圧が
液晶に加わる位置がｂ点側に広がることにより光透過部
が少なくなる。

第３図は具体的に光を透過するセルの窓の状態変化を図
示したものである。この状態を絞り動作（光透過状態と
光非透過状態とが分布する状態）と呼ぶ。図中の（ｉ）
〜（ｉｖ）は電極５の電圧ＣがＯＶであり、（Ｖ）のみ
はＣ＝１０Ｖとしたものである。電極６に印加する信号
電圧Ｓが（ｉ）の０Ｖのときは窓全体が光透過状態であ
り　（以下この部分を光透過部４１とする）、（ｉｉ）
のＳ＝２．５Ｖではａ点の近傍は光透過がほとんどない
部分（以下この部分を光非透過部４２とする）ができ、
その右には液晶の配向が徐々に変化して光透過が徐々に
上昇する部分（以下この部分を遷移部とする）４３があ
り、その右には光透過部４１がある。（１ｊ）の５＝４
Ｖとすると光非透過部４２が拡がり、遷移部４３が少し
挟まりつつ右に移動し、光透過部４１が減少した。この
傾向は、（ｉｖ）の５＝７Ｖでさらに顕庁になった。ま
た、（Ｖ）の５＝ｔｏｖ。

ｃ＝ｔｏｖでは光は全く透過しなくなった。

第５図は別の条件で駆動した場合を示すもので、判り易
く図示するために第１図の構造のセルの下板３を９０°
回転させて（実際には第１図のように電極５，８，７．
８は配置されている）示した断面図と外部回路図である
。この外部回路は、電極７と８に接続した配線が接地さ
れているとともに、電極８は分圧用の抵抗７！１４１２
と１３の接続点と接続しである。ここで抵抗器１２と１
３は抵抗値が等しいとして以下の説明をする。また、電
源１１には直流電源を用い、上板２上の電極５と６に接
続しである。この電源１１は次の第６図の説明の都合で
直流としたものであるが、交流に炭火でも同じ作用があ
る。また、接地の位置は第６図の説明を判り易くするた
めに決めたものであり、他の位置であっても不都合では
ない。

第６図は第５図の主電極９上の位置と、各々の位置にお
ける電極５と６の電圧差を示す図である。

図中の実１（ｉ）は、電源１１によす電圧を印加した場
合の主電極９の電圧分布である。一方、点線は液晶が旋
光状態から遷移状態を経て非旋光状態に移るしきい値電
圧であり、両極性にそれぞれ存在する。ここで、実Ｋｌ
（ｉ）と２本の点線が交差する部分より内側は光透過部
４１を形成し、それより外側は遷移状態を経て光非透過
部４２になる。

この場合の実際に形成される光透過部の分布を第４図に
示す。ここで、第４図の左に示したａとｂの記号は第１
図の記号と一致している。

セルの窓の状態は上下に光非透過部４２が形成され、中
段に光透過部４１が形成される。この光透過部４１の幅
は電源１１の電圧を増加させると狭まる。

次に、光透過分布と各電極に印加する電圧との関係を整
理するために第１図のセル構造で各電極から延びる端子
に各々Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄを付し、これに印加する電圧符号
として説明する。図中に示した端子Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄは各
々電極６，５，７゜８に接続しである。

第８図は端子Ａ−Ｄに印加する電圧符号の正。

負および接地電圧を各々十、−２０で示し、光透過分布
を光透過部４１（白ぬき）、光非透過部４２（斜線）で
示した。ここで、遷移部４３は省略した。図から判るよ
うに、Ｎｏ、　８までの状態は２個ずつ縦横、右下り、
左下りの４状態があることが判る。Ｎａ９は電圧Ｏであ
るため、ここでは参考として示した。

第９図は、第８図に示されるすべての状態を連続的に再
現するための時間に対する電圧波形例である。図中の（
Ａ）、ＣＢ）、（Ｃ）、（Ｄ）は各々端子Ａ、Ｂ、Ｃ，
Ｄに印加する電圧波形である。端子ＡとＢおよびＣとＤ
に印加する電圧波形は、０■を中心にして対称であるの
で、端子ＡとＣについて以後の説明を主にすることにす
る。

端子Ｃに印加する電圧波形の周期は、端子Ａに印加する
電圧波形周期の４倍であり、端子Ａの＋。

−２Ｏの各１状態あたり端子Ｃば＋、−が各１回とＯが
２回必ずあるようにしである。このため、例丸ば端子Ａ
が０の間に端子Ｃは＋、　０．−１０になり、第８図の
Ｎｏ、７．８，９の状態が出現する。

また、端子Ａが十の間に端子Ｃは＋、　０．−、０にな
るため、第８図のＮｏ、１．２．３の状態が出現する。

また、端子Ａが−の間も端子Ｃは同様であるため、第８
図のＮｏ、４．５，６の状態が出現し、これらすべてに
より全状態が含まれている。

ここで、各電圧波形の周波数が液晶の応答速度以下であ
れば各状態が個別に現れる。しかし、それ以上になると
、その合成した状態となり、その状態は図中の右上に光
透過窓の光透過状態として示したように円形の光透過部
４１が形成される（以下円形絞りと呼ぶ）。この紋りが
円形になる理由は実効電圧の計算より求まるが、ここで
はその説明は省略する。また、以後の説明は応答速度以
上の周波数の電圧波形として示す。また、円形絞りは第
１０図から第１５図の波形を用いても第９図と同様に形
成される。

第１０図は、第８図のＮｃＬ８　、　Ｎａ　３　、　Ｎ
ｏ、　７　、　Ｎｏ、　６の端子電圧符号を順に繰り返
す場合である。

第１１図は、第８図のＮｏ、　１　、　Ｎｏ、　２　、
　Ｎａ　４　、嵐５の端子電圧符号を順に繰り返す場合
である。

第１２図は、第８図のＮｏ、　２　、　Ｎｏ、　１　、
　Ｎｏ、　４　、　Ｎｏ、　５の端子電圧符号を順に繰
り返す場合である。これは基本的には第１１図と同じで
あるが、第１１図では端子ＡとＣの周波数が違うのに対
し、第１２図は周波数が同一であり、端子ＡとＣの位相
がずれている場合である。また、位置をずらして確率的
に第１１図と同じ端子電圧符号を出力させろ方法として
第１３図の波形がある。この場合は端子ＡとＣに印加す
る電圧波形の周波数が異なっている状態である。

これらのずれの波形においても極性が逆方向の場合が存
在するが、それは端子ＢとＤを各々端子ＡとＣに置き換
えた場合に相当している。また、端子ＡとＣの周波数差
は最も少ない差となる場合を主に選んで示したが、その
周波数差はここで示した値と異なっても同様に成立する
。また、波形は電圧が有効にかかる時間を長くすること
を主眼にしたため矩形波で示したが、サイン波や三角波
等でも有効な電圧印加時間が変わるが同様の結果が得ら
れることは明らかである。

以上がこの発明の基本動作と駆動方法であるが、この方
法は旋光状態から非旋光状態に変わる速度は０．１〜１
０ミリ秒程度′の高速であるが、逆に非旋光状態から旋
光状態に変わる速度はそれの１〜２桁程度遅い低速であ
る。このため、後述する光プリンタ用の光スィッチとし
て使用するには動作が遅い欠点がある。これに対し、駆
動電源の交流の周波数が低い場合は正のＸ　Ｔｊｒ異方
性を示し、周波数が高い場合は負の誘電異方性を示す液
晶を用いて、周波数を変えることにより高速動作が可能
になる。

第１４図は駆動周波数に対する誘電異方性を示す液晶の
特性例であり、１０ＫＨｚ以下では正。

それ以上では負の誘電異方性を示している。この境にな
る点を以後変化点と呼ぶことにする。

次に、これを使用したセルを駆動するこの発明の駆動方
法を説明する。

変化点以下の低い周波数（以下、低周波とする）の電圧
印加では正の誘電異方性を示し、液晶はホメ第１・ロピ
ック配列となり、光非透過状態となる。

一方、変化点以上の高い周波数（以下、高周波とする）
の電圧印加では負の誘電異方性を示し、液晶はホモジニ
アス配列となり、光透過状態となる。これを利用すると
光非透過状態と光透過状態に交互に変わる速度を高速に
することが可能になる。

第１４図の特性を持つ液晶として電界制御複屈折効果を
示すＥＣＢ液晶を使用したセルを作製し第７図の外部回
路を使用した場合で具体例を説明する。ここで、セルの
上下に設置する偏光板は偏光面が直交するように置いた
。電源１４は変化点以下の周波数の交流とし、これを動
作させるとセルは光不透過状態となる。一方、電源１５
は変化点以上の周波数の交流とし、これを動作させるセ
ルは光透過状態になる。

第１５図はその例を示す′ｔＥ動波形図であり、（ｉ）
は電源１４の出力、（ｉｉ）は電源１５の交流出力であ
る。ただし、（ｉｉ）の波形の０Ｖの位置はアース電圧
とは無関係な値であす、電極５と接続される電源出力を
基草とした時の電極６と接続される電源１１の電圧を示
している。（ｉｉｉ）の矢印と記号は（ｉ）と（！１）
の波形が急味する動作がＳの両側の矢印の範囲では光透
過窓が閉じている状態であり、■の矢印の範囲では絞り
動作が行われている状態で光透過窓が開いていることを
示している。

この記号と矢印は以後の図においても同様である。

次に具体的動作を説明する。Ｓｌで示される範囲では第
１５図の（ｉ）の電源１４は出力をしているが、電源１
５は第１５図の（ＩＩ）に示すように出力がＯＶである
。このため光透過窓は閉じている。

一方、■で示されろ範囲では第１５図の（ｉｌの電源１
４はＳ□と同じ条件で電圧を出力している。

一方、第１５図の（１１）に示すように電源１５は高周
波を出力しており、その波高は電源１４の波高より高く
なっている。この状態では第１５図の右上の光透過窓の
状態で示す絞す動作が行われる。

この場合、光透過窓の中で電源１４の低周波の電圧によ
り大きい高周波の電圧差を主電極９と１０の間に生じて
いる部分は光透過状態になり、逆にその電圧差が小さい
か無い部分では光非透過状態になり絞りとなる。この絞
り動作はγＳ速て行われろ。一方、これを再び閉じるＳ
２の範囲では、第１５図の（ｉ）の電源１４は出力を続
けるが電、原１５の出力が０になるため高速に光透過窓
が閉じる。

次に、円形絞り動作用の駆動波形について説明する。

第１６図の（Ａ）〜（Ｄ）は第１図のセルの端子Ａ〜Ｄ
に入力する電圧波形である。光透過窓が閉じた状態の８
１の範囲では低周波の電圧が端子ＡとＢに同じ位相で入
力している。一方、端子ＣとＤは電圧が０■である。次
に絞り動作をずろＩで示す範囲では、端子ＡとＢには低
周波で同じ位相の電圧に高周波の電圧が重畳して印加さ
れている。

ここで、高周波は長方形の箱にＸ印を入れた部分で示し
７′：ｏまな、端子ＣとＤには高周波の電圧が印加され
ている。

この場合、第１７図に示すように絞り動作は中心の円形
部が光非透過部４２になり、周辺部が光透過部４１にな
り、第９図の右上に示した状態が反転した状態となる。

この状態はセルの上下に設けた偏光板の偏光面を平行に
することにより逆転し、第９図の場合と同じ状態を示す
。

次に、光透過窓が絞り動作から閉じるＳ２の範囲では、
すべての端子Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄの出力は、Ｓ８と同じ状態
になり高速に光非透過状態になる。

乙のセルは分子の方向を変える場合と元に戻す場合の両
方ともに電場を使うため、絞り状態と光非透過状態の切
換えが高速になる特徴がある。

次に絞り動作に使用する高周波の波形を説明する。

第１８図から第２１図は第１０図から第１３図の絞り動
作の駆動波形を応用したものである。

これらの電圧波形においても各々の端子Ａ、Ｂ。

Ｃ，Ｄに印加する電圧波形を第９図に示すように４種類
とも表記することが好ましいが、端子ＡとＢ、およびＣ
とＤに印加する電圧波形は、Ｏｖを中心にして対称であ
るので、端子ＡとＣにつｌ、Ｎて以後の説明をし、端子
ＢとＤについての説明は省略する。

第１８図は、第８図のＮｏ、　８　、　Ｎｏ、　３　、
　Ｎｏ、　７　、　Ｎｏ、　６の端子電圧符号を順に高
周波で繰りａず場合である。

第１９図は、第８図のＮｏ、　１　、　Ｎｏ、　２　、
　Ｎα４　、　Ｎｏ、　５の端子電圧符号を順に高周波
で繰り返す場合である。

第２０図は、第８図のＮｏ、　２　、　Ｎｏ、　１　、
　＆　ｒいＮｏ、　５の端子電圧符号を順に高周波で繰
り返す場合である。

これは基本的には第１９図と同じであるが、第１９図で
は端子ＡとＣの周波数が違うのに対し、第２０図は周波
数が同一であり、端子ＡとＣの位相がずれている場合で
ある。また、位置をずらして確率的に第１９図と同じ端
子電圧符号を出力させる方法として第２１図の波形があ
る。この場合は端子ＡとＣに印加する電圧波形の周波数
が異なっている状態−である。

これらの高周波電圧を第１６図の波形の中で短円するこ
とにより絞り動作やさせることが可能である。

己れまでの説明では、絞り動作の大きさの制御は、電圧
波形の波高の制御によって行っていた。

これに対し、電圧は一定とし、高周波のパルス幅の大き
さを変えろことにより絞り動作の大きさが炭火られろこ
とを見い出した。次にこれについて説明する。

第１８図は、第８図のＮｏ、　８　、　Ｎｏ、　３　、
　Ｎｏ、　７　、　Ｎｏ、　６の端子電圧符号を順に繰
り返す場合であったが、この場合の基本周波数は変えず
に、正または負の電圧の印加時間を短くしたものが第２
２図である。

このように、電圧無印加時間が増大し、実質的な電圧印
加時間が減少するような波形とすると、円形絞り動作の
円の半径が拡大し、光透過面積が変わることが判った。

また、第１８図の駆動波形の電圧無印加時間を変文るこ
とによっても、同様に絞り動作の光非透過部４１の幅や
円の半径を変えることができた。

第２３図の場合は、第１９図の端子Ａに印加する電圧の
正の電圧印加の前半の時間を電圧無印加とし、途中から
の正の電圧を印加するようにし、負の電圧印加時間の前
半は電圧を印加し、後半は電圧無印加として、実質的な
電圧印加時間を減少させている。一方、端子Ｃに印加す
る電圧は、端子Ａの実質的な電圧印加時間と合わせて電
圧印加時間を縮小し、電圧０Ｖの時間を増加させている
。

第２４図の場合は、端子Ａに印加する正および負の電圧
印加時間幅は変えず、正および負に変わる際に０■の電
圧を設け、その長さを変えることにより実質的電圧印加
時間を減少させた。端子Ｃについても、端子ＡがＯｖに
なっている時間と割合を合わせて電圧無印加時間を設け
、実質的電圧印加時間を変えている。このように、電圧
印加時間と電圧無印加時間の比を制御することにより光
透過窓２３中の絞り状態部の大きさを制御することが可
能である。

また、このように、実質的な電圧印加時間を制御して絞
り動作部の面積を変える方法は、一定の電圧を使用して
ディジタル回路による制御が容易になる。

これまでの説明では使用する駆動波形として両極性で対
１な波形を用いた。これは、一般に液晶セルは片極性が
集中して使用されると液晶材料が劣化し、セルの性能が
急速に低下するためである。

しかし、両極性を用いた駆動は単純なディジタル回路で
は構成できず、より複雑な回路となる欠点がある。

このため、次に回路上では片極性の信号として扱え、セ
ルにとっては両極性の対象な電圧が印加されているｗＡ
ｅ方法を説明する。

第２７図は使用する駆動波形の例であ’Ｊ（ｉ）と（１
１）は片極性の低周波であり、（１ｊ）から（ｖｌ）は
片極性の高周波である。ここで、（ｉｉｉ）と（ｉｖ）
に比べ（Ｖ）と（ｖｉ）は２倍のパルス数になっている
。このパルス数は別の比であってもかまわない。また、
高周波と低周波のパルス数の差は４倍と８倍で図には示
しているが、これは以後の図面を判り易くするためであ
り、実際にはその差はさらに大きい。

第２８図は、第２７図の（ｉ）と（ｉｉｉ）、　（ｉ）
と（ｉｖ）、（ｉｉ）と（ｖ）、（ｉｉ）と（ｖｉ）の
波形を重畳した場合の波形であり、各々は第２８図の（
ｉ）と輸）と（ｉｉｉ）と（ｉｖ）となる。この（ｉ）
と（ｉｉ）の波形を第１図の各々端子Ａと端子已に印加
し、さらに、第２７図の（ｉｉ）と（ｉｖ）の波形を第
１図の各々端子ＣとＤに印加する。この時にセルの液晶
に加わる電圧は、例えば端子ＡとＣの端子の交点では、
端子Ａを基準にとると、第２９図の（ｉ）のような波形
になる。また、例えば端子ＡとＤの交点では端子Ａを基
準にとると第２９図の（１１）のような波形になる。こ
れらの波形はいずれもＯｖを中心に正負極性に同じ波形
が存在しており液晶セルに一方の極性の電圧が片寄って
加わらない波形になっている。

このような片寄りのない波形がセルの全面に印加される
ため、液晶セルの劣化は両極性の信号を印加した場合と
同等になり、実用的に充分な寿命を持つセルの駆動方法
として使うことが可能である。

また、第２７図の（ｉ）と（１１）の低周波および（ｉ
ｉｉ　）から（ｖｉ）の高周波をここでは同極性で示し
たが、低周波と高周波を逆極性にしても同様な波形が得
られ液晶セルの寿命を縮めることがない。

一方、低周波および高周波のどちらか一方が両極性であ
り、他方が片極性の場合も両極性に等しい電圧が印加さ
れ、この場合も液晶セルの寿命を縮めることがない。

ここで、これまでは’ｔｒ１品として電界制御複屈折モ
ードの場合について説明してきたが、他の２周波駆動の
可能なツィステッドネマチ・ツクモードやゲスＩ・ホス
トモードなどにもこれらの駆動方法は適用可能である。

次にこのセルの応用例について説明する。

第２５図はこれまでに説明したセルをアレイ状に並べた
！ざ光体の露光用光スイツチアレイ２１であり、基板２
２上に第１図と同じ構造のセルの光透過窓２３が複数個
並べである。

信号入力端子は第１図の場合と同様にＡ、Ｂ、Ｃ。

Ｄで示した。この露光用光スイツチアレイ２１を用いて
光プリンタ用の光スィッチとし応用したのが第２６図の
構成図である。

光源２５を出た光はレンズ２６により集光され、偏光板
２７を通って第２５図に示した露光用光スイツチアレイ
２１に達する。ここで光は、光透過窓２３の光幅光分布
に従い偏光されろ。露光用光スイツヂアし・イ２１を通
った光は、基板２２に設けた穴２８と偏光板２９を通過
し、偏光面が合っている光のみが偏光板２９を通過する
。この光は、自己集束性ファイバ３０により感光体３１
に集光される。

この発明のセルを用いた露光用光スイッチアし・イ２１
を用いろと、１画素内の光分布を制御した光が感光体３
１上に形成され、印刷における網点印刷のように面積変
調をした画像が得られる。ここで、感光体３１としては
、銀塩写真、電子写真。

ジアゾ写真などがあげられろ。また、これまでの説明で
は光透過型液晶セルのみについて述べたが、光反射型液
晶セルにもこの発明を適用できることは明らかである。

次に具体例について説明する。

〔具体例１〕 第１図の構成のセルを次のように作成した。主電極９，
１ｏは表面抵抗が１００にΩの酸化スズ膜とし、電極５
〜８はアルミ蒸着により形成した。

上板２と下板３間は６μｍのポリエステル製のスペーサ
を用い、このスペーサにより形成された空隙にネマチッ
ク液晶（ＮＴＴＦ−０１チッソ社製）を入れてセルとし
た。また、偏光板は、上板２の上と下板３の下の２個所
に入れ、上から順に偏光面が直交するようにした。駆動
波形は第２８図の（ｉ）から（ｉｖ）の波形を第１図の
端子Ａ、Ｂ、Ｃ。

Ｄに各々印加した。このとき低周波は波高が１０ＶのＩ
ＫＨｚのパルスとし、高周波ば５０ＫＨｚと１００ＫＨ
ｚのパルスとし、それぞれを正極性のパルスとした。

高周波の波高を０■から上昇させたところ、約１０■か
ら円形絞り動作が始まり、それ以上の電圧で第２０図の
ような円形絞りが行われた。また、１０００時間以上の
連続使用後にもコントラストおよび動作速度は変化しな
かった。

〔具体例２〕 具体例１と同じ条件のセルを用い、低周波を両極性とし
高周波を片極性として駆動を行った。低周波は波高が±
Ｉ０ＶのＩ　Ｋ　Ｉ−１　ｚのパルスとし、高周波は具
体例１と同様にした。高周波の電圧を上昇させたところ
、約２０Ｖから円形絞り動作が始まり、それ以上の電圧
で第１７図のような円形絞りが行われた。

〔具体例３〕 具体例２の低周波と高周波の関係を逆転させた駆動を行
った低周波は具体例１と同じにし、高周波を５　０　Ｋ
　Ｈ　ｚと１００ＫＨｚの両極性パルスとした。

高周波の電圧を上昇させたところ約±５ｖから円形絞り
動作が始まり、それ以上の電圧で第１７図のような円形
絞りが行われた。

なお、この発明の液晶セルのＩｌｊＡ勅方法は、高周波
の波高は一定としデユーティ制御により絞り動作の大き
さを制御する方法と組み合わせることにより片極性電圧
のデジタル回路による駆動が可能になるため、アナログ
回路による駆動に比べ経済的になる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明の液晶セルは、誘を異方
性が周波数により逆転する液晶を用いているため、２種
類の周波数の駆動電圧を用いることにより高速の絞り動
作を行うことができろ。

また、この発明の駆動方法は、片極性のパルス電圧を用
いろことが可能であり、かつセル内の液晶にとっては両
極性の電圧が均等に印加されるため液晶の劣化が少ない
利点がある。

さらに、高周波の駆動波形の電圧印加時間と電圧無印加
時間の比を制御することにより、絞り動作の大きさを制
御する方法と組み合わせることにより経済性の良好なデ
ィジクル回路を用いることができろ。そのため光プリン
タ等で網点画像を簡単な手段で高速に作成することがで
きる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の液晶用の基本セルの分解状態を示す
斜視図、第２図は基本セルにおけろ電圧と光透過率との
関係を示す図、第３図と第４図は印加電圧と光を透過す
る窓の状態変化を示す図、第５図はこの発明の一実施例
を説明するためのセルの断面図と駆動回路を示す図、第
６図は第５図におけろ所要部の電圧分布図、第７図はこ
の発明の他の実施例を説明するための断面図と駆動回路
を示す図、第８図は端子電圧符号と光透過分布を示す図
、第９図〜第１３図はこの発明のセルを駆動するための
波形を示す図、第１４図はこの発明が使用ずろ液晶の駆
動周波数に対する誘電異方性の関係を示す図、第１５図
と第１６図２および第１８〜２４図と第２７図から第２
９図はこの発明のセルを動作をさせるための駆動波形を
示す図、第１７図は絞り動作状態を示す図、第２５図は
この発明の応用例として感光体の露光用の光スイツチア
レイの構成図、第２６図は同じく光プリンタの断面略図
である。 図中、１は基本セル、２は上板、３は下板、４はスペー
サ、５〜８は電極、９，１０は主電極、１１．１４．１
５は電源、１２，１３は抵抗器、４１は光透過部、４２
は光非透過部、４３は遷移第１図 第２図 −位置 第４図 第５図 １２３″Ｉ抵抗器 第６図 第７図 第８図 第９図 −ＢＦｆ関 第１０図 一時間 第１１図 一時間 第１２図 第１３図 第１４図 一困疎数（Ｋ）−１２３ 第１５図 （ｉｉｉ）　　　ヒー５１＋１千５２→第１６図 一時！５ 第１７図 第１８図 第１９図 一時Ｍ 第２０図 第２１図 一時間 第四図 （Ａ） （Ａ）　　　第２３図 一時間 第２４図 （Ａ） 第２５図 第２６図 第２７図 第２８図 第２９図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 主電極の両側に２個の電極を持つ一方の板と、主電極の
   両側に２個の電極を持つ他方の板との間に、誘電異方性
   が周波数により逆転する液晶を挾んだ液晶セルの駆動方
   法において、絞り動作が前記一方の板に対し、 ［１］２個の電極の一方に電圧を印加し、他方は０Ｖの
   電圧とする操作と、 ［２］２個の電極の前記一方は０Ｖの電圧とし、前記他
   方に電圧を印加する操作と、 ［３］２個の電極の両方を０Ｖにする操作と、前記他方
   の板に対し、、 ［４］２個の電極の一方に電圧を印加し、他方は０Ｖの
   電圧とする操作と、 ［５］２個の電極の一方は０Ｖの電圧とし、他方に電圧
   を印加する操作と、 ［６］２個の電極の両方を０Ｖにする操作 のうち、前記［１］〜［３］のうちの２つまたは３つの
   操作と、［４］〜［６］のうちの２つまたは３つの操作
   を誘電異方性が周波数により逆転する変化点以上の高周
   波で周期的に繰り返し、さらに少なくとも前記２枚の板
   のうち１つの板の少なくとも１個の前記電極に前記変化
   点以下の低周波のパルス電圧を前記周期的な繰り返し波
   形に重畳し、前記変化点以上の高周波または前記変化点
   以下の低周波の少なくとも一方を片極性パルス電圧とし
   たことを特徴とする液晶セルの駆動方法。