DE68923654T2

DE68923654T2 - Flüssigkristallgerät und Verfahren zum Steuern dieses Gerätes.

Info

Publication number: DE68923654T2
Application number: DE1989623654
Authority: DE
Inventors: Yutaka Inaba; Shinjiro Okada
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1988-06-01
Filing date: 1989-05-31
Publication date: 1996-01-18
Anticipated expiration: 2009-06-01
Also published as: JPH0833537B2; JPH01304430A; EP0344753B1; DE68923654D1; EP0344753A3; EP0344753A2

Description

Gebiet der Erfindung und benachbarter Stand der Technik:
Die Erfindung bezieht sich auf ein Flüssigkristallgerät und insbesondere auf ein Flüssigkristallgerät mit einem (nachfolgend als "FLC" abgekürzten) ferroelektrischen Flüssigkristall.
In den Druckschriften "Applied Physic Letters, Vol. 36, No. 11 (I. Juni 1980), Seiten 899 - 901", US 4 367 924 und US 4 563 059 offenbaren Clark und Lagerwall ein bistabiles ferroelektrisches Flüssigkristallgerät mit einem oberflächenstabilisierten ferroelektrischen Flüssigkristall. Ein derartiges bistabiles ferroelektrisches Flüssigkristallgerät kann dadurch hergestellt werden, daß ein ferroelektrisches chiral smektisches Flüssigkristall zwischen einem Paar von Substraten gelegt wird, wobei dazu ein genügend kleiner Spalt vorhanden ist, um das Ausbilden einer helixförmigen Ausrichtungsstruktur der Flüssigkristallmoleküle zu unterdrücken, welches mit der chiral-smektischen Phase des Flüssigkristalls einhergeht, und das die vertikalen smektischen Nolekülschichten, die sich jeweils aus einer Vielzahl von Flüssigkristallmolekülen in einer Richtung zusammensetzen, ausgerichtet werden.
In einem derartigen ferroelektrischen Flüssigkristallgerät sind im Durchschnitt zum Ausbilden einer spontanen Polarisation (Ps) zwei feste Durchschnittslangmolekular- Achsenrichtungen ( ) mit einem molekularen Dipolmoment ( ) parallel und in einschränkender Weise zu der vertikalen Molekularschicht angeordnet. Die spontane Polarisation verursacht eine starke Koppelwirkung mit einem angelegten elektrischen Feld. Wenn ein derartiges ferroelektrisches Flüssigkristall in einem elektrischen Feld in einer Richtung angeordnet wird, so richten sich die Dipolmomente ( ) in einer vertikalen Molekularschicht in der Richtung des elektrischen Feldes aus. Gleichzeitig erhält man einen maximalen Tiltwinkel, der der Hälfte des spitzen Winkels eines helixförmigen Kegels in der helixförmigen Ausrichtungsstruktur entspricht. (Der molekulare Ausrichtungszustand kann zu diesem Zeitpunkt als "einheitlicher Ausrichtungszustand U&sub1;" bezeichnet werden.) Wenn das vorherstehend genannte elektrische Feld entfernt wird, richten sich die Moleküle in einen anderen stabilen Ausrichtungszustand zurück (der als "Schräg- bzw. Schmiegeausrichtungszustand S&sub1;" bezeichnet wird), der eine niedrigere Wertigkeit, eine niedrigere optische uniachsiale Charakteristik und einen niedrigeren Tilt-Winkel als der einheitliche Ausrichtungszustand U&sub1; nach einer gewissen Relaxationszeit bzw. Ausgleichs zeit aufweist (die üblicherweise in der Größenordnung von 1 bis 2usec liegt und von der Art des ferroelektrischen Flüssigkristalls abhängt). In dem Schräg-Ausrichtungszustand S&sub1; befinden sich die Dipolmomente der Moleküle nicht in einer einzigen Richtung, sondern die Richtung der spontanen Polarisation entspricht der Richtung im einheitlichen Ausrichtungszustand U&sub1;. Ferner werden beim Anlegen eines elektrischen Feldes mit umgekehrter Richtung ein einheitlicher Ausrichtungszustand U&sub2; und ein Schräg-Ausrichtungszustand S&sub2; ausgebildet.
Für den Fall, daß das vorherstehend beschriebene ferroelektrische Flüssigkristallgerät als Anzeigevorrichtung bzw. Ahzeigefläche verwendet wird, werden die Helligkeit oder der Kontrast der Anzeige im wesentlichen von den Durchlässigkeiten in den Schräg-Ausrichtungszustand S&sub1; und S&sub2; bestimmt. Insbesondere wird eine durch ein Flüssigkristall hindurch gelassene Lichtintensität I durch folgende Gleichung beschrieben, bei der eine uniachsiale Ausrichtung der Moleküle und eine einfallende Lichtintensität I&sub0; angenommen wird.
I = I&sub0;sin²(4θa) sin²(πΔnd/λ)
wobei θa einen Tilt-Winkel bezeichnet; Δn die Brechungsindex- Anisotropie des Flüssigkristalls; d die Zellendicke und λ die Wellenlänge des einfallenden Lichts bezeichnet. Gemäß unseren Experimenten liegt der Tilt-Winkel θa in den Schräg- Ausrichtungszuständen S&sub1; ud S&sub2; üblicherweise zwischen 5 bis 8º, was für einen ausreichenden Kontrast zu gering ist.
Hinsichtlich dieses Problems ist in den japanischen Offenlegungsschriften Nr. 24 6722/1986, 24 6723/1986, 24 6724/1986, 24 9024/1986 und 2249025/1986 ein Flüssigkristallgerät mit einer Hochfrequenz-Wechselstromvorrichtung zum Anwenden einer Wechselstrom-, bzw. AC-Stabilisierung zum Erzeugen eines vergrößerten Tilt-Winkels offenbart. Ein derartiges Gerät verwendet eine Vorrichtung zum Anlegen einer hochfrequenten Wechselspannung und zusätzlich eine Vorrichtung zum Anlegen von Schaltimpulsen für die Ansteuerung, was jedoch zu einem hohen Leistungsverbrauch führt.
Der Wechselstrom-Stabilisationseffekt wird von der Korrelation zwischen einem auf ein Molekül aufgrund der spontanen Polarisation Ps ausgeübten Drehmoment und einem auf das Molekül aufgrund der bielektrischen Anisotropie Δ&epsi; ausgeübten Drehmoment beherrscht. Im Falle einer gemultiplexten Matrixansteuerung eines ferroelektrischen Flüssigkristallgeräts ist ein breiter Bereich, oder Wert für einen Spannungsbereich oder Frequenzbereich für eine durchführbare Ansteuerung erforderlich. In einem Multiplex- Ansteuerbetrieb und derartigen Wechselstrom-Stabilisierten Bedingugen wird jedoch ein derartiger Ansteuerbereich merkbar geringer als in einem Ansteuersystem, welches diesen Wechselstrom-Stabilisationseffekt nicht verwendet.

Zusammenfassung der Erfindung:

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Flüssigkristallgerät und ein Verfahren zum Steuern dieses Gerätes zu schaffen, mit dem eine Wechselstromspannung zum Erzeugen eines vergrößerten Tilt-Winkels an die ferroelektrischen Flüssigkristallzucker-Bindpunkte angelegt werden kann, ohne eine derartige Wechselspannung zu überlagern oder eine Verringerung im Ansteuer- Spannungsbereich hervorzurufen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Flüssigkristallgerät gelöst mit einer Flüssigkristallvorrichtung mit einer matrixförmigen Elektrodenstruktur, die sich gegenseitig überkreuzende Abtastelektroden und Datenelektroden aufweisen, und an jeder Überkreuzung einen Bildpunkt ausbilden, und einem ferroelektrischen Flüssigkristall mit einer negativen dielektrischen Anisotropie, das zwischen den Abtastelektroden und den Datenelektroden liegt, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zum Anlegen eines bipolaren Impulses zwischen eine ausgewählte Abtastelektrode und eine ausgewählte Datenelektrode, wodurch eine Umwandlung des ausgewählten Bildpunktes von einem optischen Zustand in einen anderen optischen Zustand verursacht wird, wobei der bipolare Impuls einen Einheitsimpuls besitzt, der eine Polarität aufweist, und dessen Zeitdauer auf einen Wert gesetzt wird, der kürzer als ein minimaler Wert τmin einer Strom- Ansprechzeit τ&sub0; ist, und wobei die Strom-Ansprechzeit τ&sub0; einer Zeitdauer entspricht, die von einem Zeitpunkt, an dem der angelegte Impuls ansteigt, und einen Zeitpunkt, an dem der Polarisationsstrom in der Flüssigkristallanzeige im Ansprechen auf den Impuls einen Scheitelwert erreicht, festgelegt ist.
Darüberhinaus wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zum Steuern des Flüssikgristallgeräts gelöst, mit einer Matrixelektrodenstruktur, die sich überkreuzende Abtastelektroden und Datenelektroden aufweist, die an den jeweiligen Überkreuzungen einen Bildpunkt ausbildet, und ein ferroelektrisches Flüssigkristall mit einer negativen dielektrischen Anisotropie, welches zwischen den Abtastelektroden und den Datenelektroden angeordnet ist, gekennzeichnet durch den Schritt eines Anlegens eines bipolaren Impulses zwischen eine ausgewählte Abtastelektrode und eine ausgewählte Datenelektrode, wodurch in dem ausgewählten Bildpunkt eine Umwandlung von einem optischen Zustand in einen anderen optischen Zustand verursacht wird, wobei der bipolare Impuls einen Einheitsimpuls aufweist, der eine Polarität besitzt und eine gegenüber einem minimalen Wert Tmin einer Strom-Ansprechzeit τ&sub0; kürzere Zeitdauer aufweist, und wobei die Strom-Ansprechzeit τ&sub0; einer Zeitdauer entspricht, die von einem Zeitpunkt, an dem der angelegte Impuls ansteigt und einem Zeitpunkt, an dem der Polarisationsstrom in der Flüssigkristallanzeige im Ansprechen auf den Impuls einen Scheitelwert erreicht, festgelegt ist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbei spielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben.

Kurzbeschreibung der Figuren:

Fig. 1 zeigt ein Diagramm, welches die Änderungen im Tilt- Winkel θa gegenüber der effektiven Spannung Vrms hinsichtlich verschiedener ferroelektrischer Flüssigkristalle mit unterschiedlichen Werten die dielektrischen Anisotropie Δ&epsi; zeigt;
Fig. 2, 3 und 4 zeigen Ansteuer-Kurvensignale, wie sie in den Ausführungsbeispielen der Erfindung verwendet werden;
Fig. 5 zeigt einen Zusammenhang zwischen einem ein Eingangsimpuls-Kurvensignal darstellenden Oszillogramm CH1 und einem ein Strom-Antwortssignal mit einem Polarisations- Inversionsstrom darstellenden Oszillogramm CH2;
Fig. 6 zeigt ein charakteristisches Diagramm, welches eine Korrelation zwischen einer angelegten Spannungs-Impulshöhe und einer Strom-Ansprechzeit τ&sub0; (Zeitdauer von der Anstiegsflanke des Spannungsimpulses bis zum Scheitelpunkt eines durch das Anlegen des Spannungsimpulses erzeugten Polarisations-Inversionsstromes) darstellt, wobei ein minimaler Wert τmin durch Variieren der Impulshöhen beim Anlegen der Impulsspannung gegeben ist;
Fig. 7 zeigt ein Schaltbild für ein Polarisations- Inversionsstrom-Anzeigegerät;
Fig. 8 ist eine Darstellung eines durch einen C-Zeiger erzeugten Winkels θ;
Fig. 9 ist ein charakteristisches Diagramm, welches eine Beziehung zwischen einem Drehmoment und einer angelegten Spannung mit den Winkeln des C-Zeigers als Parameter zeigt;
Fig. 10 ist ein Blockschaltbild eines Flüssigkristallgeräts gemäß der Erfindung; und
Fig. 11A und 11B zeigen graphisch Schwellwert-Charakteristika von in der Erfindung verwendeten ferroelektrischen Flüssigkristallzellen.

Figurenbeschreibung:

Ein aufgrund der Einkopplung eines angelegten elektrischen Feldes (E) auf das Dipolmoment in einem Flüssigkristall- Molekül wirkendes Drehmoment ΓPs und ein aufgrund der Einkopplung des angelegten elektrischen Feldes (E) auf eine dielektrische Anisotropie (Δ&epsi;) in einem Flüssigkristall wirkendes Drehmoment ΓΔ&epsi; werden durch folgende Gleichungen beschrieben:
ΓPs α Ps E (1)
ΓJ&epsi; α ½ Δ&epsi; &epsi;&sub0; E² (2)
Aus der vorherstehend genannten Gleichung (2) ergibt sich, daß eine größere dielektrische Anisotropie Δ&epsi; die Unterdrückung oder Entfernung einer helixförmigen Ausrichtungsstruktur unterstützt. Für den Fall, daß Δ&epsi; < 0, werden darüberhinaus die Flüssigkristall-Moleküle beim Anlegen eines elektrischen Feldes dazu gezwungen, sich derart auszurichten, daß ein prädominantes Verhältnis der Projektionskomponenten auf dem Substrat entsteht, wodurch die helixförmige Ausrichtungsstruktur unterdrückt wird. Die Fig. 1 zeigt die experimentell ermittelten Anderungen des Tilt- Winkels θa gegenüber der Spannung Vrms für vier verschiedene Flüssigkristallzellen mit unterschiedlichen Werten von Δ&epsi;. Die Messungen wurden beim Anlegen einer rechteckförmigen Wechselspannung von 6ºKHZ durchgeführt, um den Einfluß von Ps zu verhindern. Die Kurven (I bis IV) entsprechen den Ergebnissen mit Flüssigkristallzellen, welche folgende Δ&epsi;- Werte zeigten:
(I) Δ&epsi; -5,5 (II) Δ&epsi; -3,0
(III) Δ&epsi; -0 (IV) Δ&epsi; 1,0
Wie die Darstellung in Fig. 1 deutlich zeigt, erzeugt ein großer negativer Wert von Δ&epsi; bei einer geringen Spannung einen großen Wert θa und trägt damit zu einer Vergrößerung von I bei. Die für die verwendeten Flüssigkristalle (I) und (III) erhaltenen maximalen Durchlässigkeiten waren 15% für (I) und 6% für (III) (unter Verwendung von "cross nicols" und Anlegen einer Rechteck-Wechselspannung von 60KHz und +/- 8V), womit sich ein klarer Unterschied zeigt.
Die Fig. 2 bis 4 stellen entsprechende Ausführungsbeispiele für ein Ansteuer-Kurvensignal dar. In den Figuren sind mit S&sub1;, S&sub2; und S&sub3; Abtastsignale und mit I Datensignale bezeichnet. Ferner ist mit A (S&sub1;-I) ein kombiniertes Spannungssignal bezeichnet, welches an dem Kreuzungspunkt einer Abtastleitung S&sub1; und einer Datenleitung I in einer Auswahlperiode und einer Nicht-Auswahlperiode an einem Tiltpunkt angelegt wird.
Das in der Erfindung verwendete ferroelektrische Flüssigkristall kann vorzugsweise ein chiralsmektisches Flüssigkristall mit einer negativen dielektrischen Anisotropie Δ&epsi; sein. Als kommerziell verfügbares Material ist beispielsweise "CS-1011" (Warenzeichen, verfügbar von Chisso K.K.) bekannt. Das ferroelektrische Flüssigkristall kann vorzugsweise eine dielektrische Anisotropie Δ&epsi; von -1,0 oder darunter aufweisen. Das ferroelektrische Flüssigkristall kann vorzugsweise in einer Schicht angeordnet sein, die dünn genug ist, um das Ausbilden einer helixförmigen Molekül- Ausrichtungsstruktur zu unterdrücken, die üblicherweise mit einer chiralsmektischen Phase bei Abwesenheit eines elektrischen Feldes einhergeht, beispielsweise eine Dicke von 0,5 bis 10 Mikrometer bzw. 1,0 bis 5,0 Mikrometer. Die ferroelektrische Flüssigkristallschicht sollte vorzugsweise in Kontakt mit den Ausrichtungs-Steuerschichten ausgebildet sein, die beispielsweise aus einem Polyimidfilm, einem Polyamidfilm, einem Polyamid-Imidfilm, einem Polyester- Imidfilm oder Polyvinil-Alkoholischen Film, der einer Aufrauhbehandlung unterzogen wurde, oder einem durch ein gleichmäßiges Aufdampfverfahren erzeugter SiO oder SiO&sub2;-Film bestehen, so daß eine Monodomäne bzw. eine Monosphäre wirksam ausgebildet werden kann.
Das in der Erfindung verwendete ferroelektrische Flüssigkristall kann bei Anlegen eines gemäß Fig. 5 gezeigten Spannungsimpulses einen Polarisations- Inversionsstrom verursachen. Eine Zeitdauer von einem Zeitpunkt an dem der Impuls ansteigt, bis zu einem Zeitpunkt, der durch einen Scheitelwert P des Polarisations-Inversionsstroms gegeben ist, wird als Stromansprechzeit τ&sub0; bezeichnet. Die Strom- Ansprechzeit τ&sub0; hängt von der angelegten Spannung (Impulshöhe) ab. Die Fig. 6 zeigt die Abhängigkeit der Strom- Ansprechzeit τ&sub0; von der angelegten Spannung V hinsichtlich zwei verschiedener Typen von Flüssigkristallen, d.h. einem Flüssigkristall A und einem FLüssigkristall B, welche später beschrieben werden. Gemäß Fig. 6 weist das Flüssigkristall A einen minimalen Wert τmin = 110 Mikrosekunden für die Strom- Ansprechzeit τ&sub0; in der Nähe einer angelegten Spannung von 20V auf (wodurch eine elektrische Feldstärke E&sub1; für eine Zellendicke von 1,5 Mikrometer geschaffen wird), während das Flüssigkristall B keinen minimalen Wert τmin aufweist.
Die vorherstehend beschriebene Strom-Ansprechzeit τ&sub0; kann mit einem in Fig. 7 gezeigten Strom-Ansprechzeit- Anzeigeinstrument gemessen werden. Das Anzeige-Instrument bestitzt einen Irnpulsgenerator 71 zum Erzeugen eines Impulses 5Hz, einen Widerstand 72 mit 1KΩ, eine ferroelektrische Flüssigkristallzelle 73, einen Schwingkreis bzw. Oszillographen Ch1 zum erzeugen eines Oszillogramms Ch1 gemäß Fig. 5 und einen Schwingkreis Ch2 zum Erzeugen eines Oszillogramms Ch2 gemäß Fig. 5.
Wenn in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel eine den vorherstehend genannten minimalen Wert τmin erzeugende elektrische Feldstärke als E&sub1; definiert wird (ca. 20V/1,5Mikrometer für das Flüssigkristall A) und eine maximale Impulsdauer ΔT in einem Datenimpulssignalzug unter einem minimalen Wert τmin gesetzt wird, kann eine die dielektrische Feldstärke E erzeugende Spannung, welche über der elektrischen Feldstärke E&sub1; liegt, an einem halbausgewählten Bildpunkt an einer Schreibleitung zum Verhindern von Crosstalk, bzw. Nebensprechen, angelegt werden. Dies geschieht vermutlich deswegen, weil bei einem derartigen halb-ausgewählten Bildpunkt eine hochfreguente Wechselspannung angelegt wird, um eine Δ&epsi;-Einkopplung aufgrund einer dielektrischen Anisotropie zu erzeugen, so daß das Anlegen einer Spannung, die eine über die elektrische Feldstärke hinausgehende Feldstärke erzeugt, die Inversion der molekularen Ausrichtung oder die molekularen Fluktuationen des Flüssigkristalls unterdrücken. Die an einem halbausgewählten Bildpunkt angelegte elektrische Feldstärke erfüllt daher in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung die folgende Gleichung (3):
E&sub0; > E&sub1; (3)
wobei E&sub1; eine elektrische Feldstärke (V/m oder V/um) entsprechend dem minimalen Wert τmin bezeichnet; E&sub0; ( = V/d) eine von einem halb-ausgewählten Bildpunkt anliegende elektrische Feldstärke bezeichnet; V (Volt)eine an den halbaus gewählten Bildpunkt angelegte Spannung; und d (m oder um) einen Abstand zwischen einem Paar von gegenüberliegenden Elektroden bezeichnet.
Darüberhinaus kann die Erfindung auf eine statische Ansteuerung angewendet werden, die zusätzlich zu der vorherstehend genannten Multiplex-Ahsteuerung mit ihrem Abtast-Auswahlsignal und einem Datenimpulszug ein gemeinsames Signal und einen Datensignal-Impulszug verwendet.
Die Fig. 8 zeigt einen Winkel θ eines C-Zeigers 81 in Bezug auf eine zu einem Substrat parallel angeordnete Achse 84 (nachfolgend als "C-Zeigerwinkel θ", bezeichnet). Der C-Zeiger entspricht einer Projektion einer langen Achse eines Flüssigkristallmoleküls auf eine vertikale Molekülschicht, die eine Vielzahl von chiral-smektischen Flüssigkristallmolekülen aufweist. Ferner wird eine Richtung, die den C- Zeigerwinkel θ vergrößert, als positives Drehmoment 82 bezeichnet, und eine den C-Zeigerwinkel θ verkleinernde Richtung als negatives Drehmoment 83 bezeichnet.
Die Fig. 9 zeigt den Zusammenhang zwischen einer angelegten Spannung (für eine Dicke von 1,5 Mikrometer) und dem Drehmoment mit den C-Zeigerwinkeln θ als Parametern.
Die Fig. 8 zeigt, daß ein großes positives Drehmoment 82 ein Inversionsschalten und ein großes negatives Drehmoment 83 ein Unterdrücken des Inversions-Umschaltens bewirken kann. Die Fig. 9 zeigt, daß ein kleiner C-Zeigerwinkel θ von 50º oder weniger ein großes negatives Drehmoment erzeugt, so daß die Einkopplung der dielektrischen Anisotropie dominiert und die Inversions-Umschaltung unterdrückt. Andererseits erzeugt bei einem C-Zeigerwinkel θ von 60º eine angelegte Spannung von ca. 10V ein maximales positives Drehmoment, so daß eine Inversions-Umschaltung sogar mit einer relativ geringen angelegten Spannung von ca. 10V für eine Zellendicke von 1,5 Mikrometer erzeugt werden kann. Wenn der C-Zeigerwinkel θ auf 80º erhöht wird, wird die Leichtigkeit für die Inversion weiter erhöht. Erfindungsgemäß erhält man folglich eine Erhöhung des Ansteuer-Spannungsbereichs durch Anlegen eines Impulses mit kleiner Signalamplitude und anschließendes Anlegen eines Impulses mit hoher Signalamplitude, wodurch eine Inversions-Umschaltung in einem ferroelektrischen Flüssigkristall erzeugt werden kann, welches sich in einem derartigen Ausrichtungszustand befindet, als wäre es unter Anlegen einer Wechselspannung zum Erzeugen einer dielektrischen Anisotropie-Einkopplung ausgebildet worden (d.h., ein Ausrichtungszustand, bei dem ein kleiner C- Zeigerwinkel erzeugt wird). In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung kann einem halb-ausgewählten Bildpunkt an der Überkreuzung einer ausgewählten Abtastelektrode und einer nicht ausgewählten Datenelektrode zuerst mit einem Impuls hoher Amplitude und anschließend mit einem Impuls von niedriger Amplitude angesteuert werden, wodurch die Inversions-Umschaltung wirkungsvoll verhindert wird.
Zum Erzeugen eines Ausrichtungszustands mit einem kleinen C- Zeigerwinkel θ kann ein Verfahren zum Anlegen einer hochfrequenten Wechselspannung verwendet werden, beispielsweise oberhalb einer Relaxationsfreguenz, um während der Ansteuerung die Bildpunkte nicht auszuwählen (siehe japanische Offenlegungsschriften Nr. 246722/1986, 246723/1986, 246724/1986, 249024/1986 und 249025/1986, U.S. - 4668051, usw.). Ein Verfahren zum Anlegen einer hochfrequenten Wechselspannung vor der Ansteuerung ist beispielsweise aus den japanischen Offenlegungsschriften 220930/1987 und 223729/1987 bekannt.
Die Fig. 10 zeigt ein Ansteuergerät für eine ferroelektrische Flüssigkristallanzeige 101 mit einer Matrixelektroden- Anordnung, wie sie in der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Gemäß Fig. 10 kreuzen sich die die Abtastleitungen 102 und die Datenleitungen 103 miteinander, wobei ein (nicht gezeigtes) ferroelektrisches Flüssigkristall zwischen den Abtastleitungen und den Datenleitungen derart angeordnet ist, daß an den Kreuzungspunkten ein Bildpunkt entsteht. Die Ansteuervorrichtung enthält ferner eine Abtastschaltung 104, eine Abtastseiten-Ansteuerschaltung 105, eine Datenseiten- Ansteuerschaltung 106, einen Zeilenspeicher 107, ein Schieberegister 108, eine Abtast-Seiten-Ansteuer-Spannungsversorgung 109 und eine Mikroprozessor-Einheit (MPU) 100. Die Abtast-Seiten-Ansteuer-Spannungsversorgung 109 besitzt Spannungen V&sub1;, V&sub2; und Vc, von denen die Spannungen V&sub1; und V&sub2; als Spannungsguellen für das vorherstehend genannte Abtastauswahlsignal und die Spannung Vc als Spannungsquelle für ein Abtast-Nichtauswahlsignal verwendet werden kann.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Beispielen beschrieben.

Beispiel:

Ein Glassubstrat mit einem ITO- (Indium-Zinn-Oxid-) Film- Streifen als -transparente Elektroden wird mit einem durch ein Sputterverfahren aufgebrachten 1000 Å dicken SiO&sub2;-Film und mit einem unter Verwendung einer polyarnischen Atzlösung ("SP- 710" (Warenzeichen) verfügbar von Torrey K.K.) aufgebrachten 500 Å dicken Polyimidfilm beschichtet. Der Polyimidfilm wurde mit einem Acetat-Fiber-Planted Tuch aufgerauht. Zwei derartig aufgerauhte Glassubstrate werden nunmehr verwendet. Auf eines der Glassubstrate werden Silikatkörner mit einer Durchschnittsteilchengröße von 1,5 Mikrometer aufgebracht, um einen Zellenabstand von 1,5 Mikrometer zu erzeugen. Daraufhin wird das andere Glassubstrat überlagert und mit dem ersten Glassubstrat derart gebondet, daß ihre streifenförmigen Elektroden sich überkreuzen und die aufgerauhten Achsen zueinander parallel verlaufen. Auf diese Art wurden zwei Zellen vorbereitet und mit chiral-smektischen Flüssigkristallen A und B entsprechend gefüllt, welche folgende Charakteristika aufweisen:
Flüssigkristall A (bei 25ºC)
Spontane Polarisation Ps: 12,9 nC/cm²
τmin: 110 Mikrosekunden (bei 20V)
Δ&epsi;: -5,8
Spitzenwinkel H in einer helixförmigen Struktur: 23º
Schwellwertimpulsdauer bei 18V rechteckförmigem Impuls: 120 Mikrosekunden
Phasenübergänge: Iso T Ch T SmA T SmC
wobei Iso die isotropische Phase, Ch die cholesterische Phase, SmA die smektische A-Phase und SmC die chiralsmektische C-Phase bezeichnet.
Flüssigkristall B (bei 25ºC)
Spontane Polarisation Ps: 6,6 nC/cm²
τmin: keine
Δ&epsi;: -0,1
Spitzenwinkel H in einer helixförmigen Struktur: 23º
Schwellwertimpulsdauer bei 18V rechteckförmigem Impuls: 50 Mikrosekunden
Phasenübergänge: Iso T Ch T SmA T SmC
Die Schwellwertcharakteristika der Flüssigkristalle A und B sind in den Fig. 11A und 11B gezeigt, wobei Δ und die Schwellwertspannungswerte und und die Sättigungs- Spannungswerte bezeichnen. Die Fig. 11 A zeigt die Charakteristika, die man beim Anlegen eines bipolaren Impulses von V und -V erhält, während Fig. 11B die Charakteristika zeigt, die man beim Anlegen eines unipolaren Impulses V erhält.
Anschließend wurden die wie vorherstehend beschrieben preparierten zwei Vorrichtungen durch Anlegen von Ansteuersignalen gemäß Fig. 3 unter dem folgenden Satz von Bedingungen A angesteuert, wobei das Gerät mit dem Flüssigkristall A ein Anzeigebild mit hohem Kontrast erzeugt, während das Gerät mit dem Flüssigkristall B ein dunkles Anzeigebild mit niedrigem Kontrast erzeugt.

Bedingung A:

ΔT&sub1; = 30 usec, ΔT&sub2; = 60 usec
ΔT&sub3; = 30 usec
± 17V < ± (V&sub1; + V&sub3;) < ± 31V
V&sub1; = V&sub2;
Vorspannungsverhältnis ( = ± V&sub3; / (V&sub1; + V&sub2;) ) = 1/3 (konstant).
Die Vorrichtungen wurden darüberhinaus durch Anlegen eines Satzes von Ansteuersignalen gemäß Fig. 2 unter dem folgenden Satz von Bedingungen B angesteuert, wobei die Vorrichtung mit dem Flüssigkristall A ein Anzeigebild von hohem Kontrast und die Vorrichtung mit dem Flüssigkristall B ein dunkles Anzeigebild mit niedrigem Kontrast erzeugt.

Bedingung B:

V&sub1; = 14V V&sub2; = 10V
V&sub3; = 14V V&sub4; = 10V
36 usec ≤ ΔT ≤ 54 usec
Darüberhinaus wurden die zwei Vorrichtungen durch Anlegen eines Satzes von Ansteuersignalen gemäß Fig. 4 unter den folgenden Sätzen von Bedingungen C und D angesteuert, wobei die Vorrichtung mit dem Flüssigkristall A ein Anzeigebild mit hohem Kontrast und die Vorrichtung mit dem Flüssigkristall B ein dunkles Anzeigebild mit niedrigem Kontrast erzeugt.

Bedingung C:

V&sub1; = 16V V&sub2; = 16V
V&sub3; = 8V
52 usec ≤ ΔT&sub2; ≤ 92 usec

Bedingung D:

V&sub1; = 16V V&sub2; = 16V
V&sub3; = 8V
112 usec ≤ ΔT &sub2; ≤ 132 usec
Mit Bezug auf die Vorrichtung mit dem Flüssigkristall A wurde die Umwandlung eines optischen Zustandes durch das Anlegen eines früheren Impulses A verursacht und nicht durch das Anlegen eines späteren Impulses B unter Bedingungen C. Andererseits wurde während der Ansteuerung unter den Bedingungen D die Umschaltung eines optischen Zustands nicht durch das Anlegen eines früheren Impulses A sondern durch Anlegen eines späteren lmpulses B hervorgerufen.
Gemäß der Erfindung ist es ferner möglich, eine Gleich- Vorspannungskomponente auf einem beliebigen Wert und vorzugsweise auf 0 einzustellen. Erfindungsgemäß erhält man eilne Anzeige mit einem hohen Kontrast, welche frei von Nebensprecheffekten ist.

Claims

1. Flüssigkristallgerät mit einer Flüssigkristallvorrichtung (101) mit einer matrixförmigen Elektrodenstruktur, die sich gegenseitig überkreuzende Abtastelektroden (102) und Datenelektroden (103) aufweisen, und an jeder Überkreuzung einen Bildpunkt ausbilden, und einem ferroelektrischen Flüssigkristall mit einer negativen dielektrischen Anisotropie, das zwischen den Abtastelektroden (102) und den Datenelektroden (103) liegt, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zum Anlegen eines bipolaren Impulses zwischen eine ausgewählte Abtastelektrode (102) und eine ausgewählte Datenelektrode (103), wodurch eine Umwandlung des ausgewählten Bildpunktes von einem optischen Zustand in einen anderen optischen Zustand verursacht wird, wobei der bipolare Impuls einen Einheitsimpuls (Impuls A) besitzt, der eine Polarität aufweist, und dessen Zeitdauer (ΔT) auf einen Wert gesetzt wird, der kürzer als ein minimaler Wert τmin einer Strom-Ansprechzeit τ&sub0; ist, und wobei die Strom-Ansprechzeit τ &sub0; einer Zeitdauer entspricht, die von einem Zeitpunkt, an dem der angelegte Impuls ansteigt, und einem Zeitpunkt, an dem der Polarisationsstrom in der Flüssig-kristallanzeige im Ansprechen auf den Impuls einen Scheitelwert erreicht, festgelegt ist.

2. Ein Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zwischen nicht ausgewählten Abtast- und Datenelektroden (102, 103) eine Wechselspannung angelegt wird, die den optischen Zustand des nicht ausgewählten Bildpunktes nicht ändert.

3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Einheitsimpuls (Impuls A) mit einer gegenüber dem minimalen Wert τmin kürzeren Zeitdauer (ΔT) eine Signalamplitude aufweist, die eine höhere elektrische Feldstärke aufweist, als die beim minimalen Wert Tmin der Strom- Ansprechzeit τ&sub0; gegebene elektrische Feldstärke (E&sub1;).

4. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Einheitsimpuls (Impuls A) mit einer gegenüber dem minimalen Wert τmin kürzeren Zeitperiode (ΔT) in einer vorderen Hälfte des bipolaren Impulses angeordnet ist.

5. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Einheitsimpuls (Impuls B) mit einer gegenüber dem minimalen Wert Tmin kürzeren Zeitdauer (ΔT) in einer späteren Hälfte des bipolaren Impulses angeordnet ist.

6. Gerät einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das ferroelektrische Flüssigkristall ein chiral-smektisches Flüssigkristall ist.

Verfahren zum Ansteuern eines Flüssigkristallgeräts (101) mit einer Matrixelektrodenstruktur, die sich überkreuzende Abtastelektroden (102) und Datenelektroden (103) aufweist, die an den jeweiligen Überkreuzungen einen Bildpunkt ausbildet, und einem ferroelektrischen Flüssigkristall mit einer negativen dielektrischen Anisotropie, welches zwischen den Abtastelektroden (102) und den Datenelektroden (103) angeordnet ist, gekennzeichnet durch den Schritt eines Anlegens eines bipolaren Impulses zwischen eine ausgewählte Abtastelektrode (102) und eine ausgewählte Datenelektrode (103), wodurch in dem ausgewählten Bildpunkt eine Umwandlung von einem optischen Zustand in einen anderen optischen Zustand verursacht wird, wobei der bipolare Impuls einen Einheitsimpuls (Impuls A) aufweist, der eine Polarität besitzt und eine gegenüber einem minimalen Wert τmin einer Strom-Ansprechzeit τ&sub0; kürzere Zeitdauer (ΔT) aufweist, und wobei die Strom-Ansprechzeit τ&sub0; einer Zeitdauer entspricht, die von einem Zeitpunkt, an dem der angelegte Impuls ansteigt und einem Zeitpunkt, an dem der Polarisationsstrom in der Flüssigkristallanzeige im Ansprechen auf den Impuls einen Scheitelwert erreicht, festgelegt ist.

8. Verfahren nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch den weiteren Schritt eines Anlegens einer Wechselspannung zwischen die nicht ausgewählten Abtast- und Datenelektroden (102, 103), wodurch der optische Zustand des nicht ausgewählten Bildpunktes nicht verändert wird.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Einheitsimpuls (Impuls A) mit einer gegenüber dem minimalen Wert τmin kürzeren Zeitdauer (ΔT) eine Signalamplitude aufweist, die eine höhere elektrische. Feldstärke erzeugt, als eine beim minimalen Wert τmin der Strom- Ansprechzeit τ&sub0; gegebenen elektrischen Feldstärke (E&sub1;).

10. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Einheitsimpuls (Impuls A) mit einer gegenüber dem minimalen Wert (τmin) kleineren Zeitdauer (ΔT) in einer vorderen Hälfte des bipolaren Impulses liegt.

11. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8l, dadurch gekennzeichnet, daß der Einheitsimpuls (Impuls B) mit einer gegenüber dem minimalen Wert (τmin) kürzeren Zeitdauer (ΔT) in einer späteren Hälfte des bipolaren Impulses liegt.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das ferroelektrische Flüssigkristall ein chiral-smektisches Flüssigkristall ist.