JP2505757B2 - 光学変調素子の駆動法 - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、中間調表示に適した光学変調素子の駆動法
に関する。
に関する。
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。
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。
これらの実用に供されたのは、殆どが、例えば“アプ
ライド・フイジスク・レターズ”（“Applied Physics
Letters"）1971年,18（４）号127〜128頁に記載のM.シ
ヤツト（M.Schadt）及びW.ヘルフリヒ（W.Helfrich）共
著になる“ボルテージ・デイペンダント・オプテイカル
・アクテイビテイー・オブ・ア・ツイステツド・ネマチ
ツク・リキツド・クリスタル”（“Voltage Dependent
Optical Activity of aTwisted Nematic Liquid Crysta
l"）に示されたTN（twisted nematic）型液晶であっ
た。
ライド・フイジスク・レターズ”（“Applied Physics
Letters"）1971年,18（４）号127〜128頁に記載のM.シ
ヤツト（M.Schadt）及びW.ヘルフリヒ（W.Helfrich）共
著になる“ボルテージ・デイペンダント・オプテイカル
・アクテイビテイー・オブ・ア・ツイステツド・ネマチ
ツク・リキツド・クリスタル”（“Voltage Dependent
Optical Activity of aTwisted Nematic Liquid Crysta
l"）に示されたTN（twisted nematic）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
ツク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。
有する液晶素子の使用がクラーク（Clark）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
ツク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技術課題］ しかしながら、上記強誘電液晶を用い上記安定状態を
利用して表示装置を駆動する場合、第１の光学的安定状
態と第２の安定状態との間は、スイッチング時高速で遷
移するがために、この２つの安定状態の中間レベルを制
御することが難かしく、このため、中間調を表現するこ
とが難かしかった。
利用して表示装置を駆動する場合、第１の光学的安定状
態と第２の安定状態との間は、スイッチング時高速で遷
移するがために、この２つの安定状態の中間レベルを制
御することが難かしく、このため、中間調を表現するこ
とが難かしかった。
［発明の目的］ 本発明の目的は、前述したような従来の表示素子或い
は光シャッターにおける技術課題を解決し階調表現を安
定して行いうる新規な光学変調素子の駆動法を提供する
ことにある。
は光シャッターにおける技術課題を解決し階調表現を安
定して行いうる新規な光学変調素子の駆動法を提供する
ことにある。
本発明の別の目的は、高速応答性を有する光学変調素
子の駆動法を提供することにある。
子の駆動法を提供することにある。
本発明の他の目的は、高密度の画素を有する光学変調
素子の駆動法を提供することにある。
素子の駆動法を提供することにある。
［技術課題を解決するための手段］ 本発明は、中間調信号の印加により部分的に反転が生
じ得る画素が複数ラインに沿って配置され、該画素が光
学変調物質を有する光学変調素子の駆動法において、ラ
イン上の画素に所定幅以上に亘った書込み状態を形成す
る第１ステップと、所定幅以上に亘った書込み状態を所
定幅の書込み状態にまで消去する第２ステップとを有す
る光学変調素子の駆動法に特徴を有している。
じ得る画素が複数ラインに沿って配置され、該画素が光
学変調物質を有する光学変調素子の駆動法において、ラ
イン上の画素に所定幅以上に亘った書込み状態を形成す
る第１ステップと、所定幅以上に亘った書込み状態を所
定幅の書込み状態にまで消去する第２ステップとを有す
る光学変調素子の駆動法に特徴を有している。
本発明の駆動法で用いる光学変調物質としては、少な
くとも２つの安定状態をもつもの、特に加えられる電界
に応じて第１の光学的安定状態と第２の光学的安定状態
とのいずれかを取る、すなわち電界に対する双安定状態
を有する物質、特にこのような性質を有する液晶、が用
いられる。
くとも２つの安定状態をもつもの、特に加えられる電界
に応じて第１の光学的安定状態と第２の光学的安定状態
とのいずれかを取る、すなわち電界に対する双安定状態
を有する物質、特にこのような性質を有する液晶、が用
いられる。
本発明の駆動法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ツ
ク液晶が最も好ましく、そのうちカイラルスメクチツク
Ｃ相（SmC＊）又はＨ相（SmH＊）の液晶が適している。
この強誘電性液晶については、“ル・ジユルナール・ド
・フイジツク・ルーテル”（“Le Journal De physiove
letter"）第36巻（Ｌ−69）,1975年の「フエロエレク
トリツク・リキツド・クリスタルス」（「Ferroelectri
c Liquid Crystals」）；“アプライド・フイジツクス
・レターズ”（“Applied Physics Letters"）第36巻
（11号）1980年の「サブミクロン・セカンド・バイステ
イブル・エレクトロオプテイツク・スイツチング・イン
・リキツド・クリスタルス」（「Submicro Second Bist
able Electrooptic Switching in Liquid Crystal
s」）；“固体物理"16（141）1981「液晶」等に記載さ
れており、本発明ではこれらに開始された強誘電性液晶
を用いることができる。
る液晶としては、強誘電性を有するカイラルスメクチツ
ク液晶が最も好ましく、そのうちカイラルスメクチツク
Ｃ相（SmC＊）又はＨ相（SmH＊）の液晶が適している。
この強誘電性液晶については、“ル・ジユルナール・ド
・フイジツク・ルーテル”（“Le Journal De physiove
letter"）第36巻（Ｌ−69）,1975年の「フエロエレク
トリツク・リキツド・クリスタルス」（「Ferroelectri
c Liquid Crystals」）；“アプライド・フイジツクス
・レターズ”（“Applied Physics Letters"）第36巻
（11号）1980年の「サブミクロン・セカンド・バイステ
イブル・エレクトロオプテイツク・スイツチング・イン
・リキツド・クリスタルス」（「Submicro Second Bist
able Electrooptic Switching in Liquid Crystal
s」）；“固体物理"16（141）1981「液晶」等に記載さ
れており、本発明ではこれらに開始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
ロプロピルシンナメート（HOBACPC）および４−ｏ−
（２−メチル）−ブチルレゾルシリデン−４′−オクチ
ルアニリン（MBRA8）等が挙げられる。
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
ロプロピルシンナメート（HOBACPC）および４−ｏ−
（２−メチル）−ブチルレゾルシリデン−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＊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。
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。
又、本発明では前述のSmC＊,SmH＊の他にカイラルス
メクチツクＦ相、Ｉ相、Ｊ相、Ｇ相やＫ相で現われる強
誘電性液晶を用いることも可能である。
メクチツクＦ相、Ｉ相、Ｊ相、Ｇ相やＫ相で現われる強
誘電性液晶を用いることも可能である。
第１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。21aと21bは、In2O3、SnO2やITO（インジウム
−テイン−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22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23が液晶分子を表わしており、
この液晶分子23は、その分子に直交した方向に双極子モ
ーメント（Ｐ⊥）14を有している。基板21aと21b上の電
極間に一定の闘値以上の電圧を印加すると、液晶分子23
のらせん構造がほどけ、双極子モーメント（Ｐ⊥）24は
すべて電界方向に向くよう、液晶分子23の配向方向を変
えることができる。液晶分子23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１μ）には、第２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（34a）又
は下向き（34b）のどちらかの状態をとる。このような
セルに第３図に示す如く一定の闘値以上の極性の異る電
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34a又は、
下向き34bと向きを変え、それに応じて液晶分子は第１
の安定状態33aかあるいは第２の安定状態33bの何れか一
方に配向する。
のである。21aと21bは、In2O3、SnO2やITO（インジウム
−テイン−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22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23が液晶分子を表わしており、
この液晶分子23は、その分子に直交した方向に双極子モ
ーメント（Ｐ⊥）14を有している。基板21aと21b上の電
極間に一定の闘値以上の電圧を印加すると、液晶分子23
のらせん構造がほどけ、双極子モーメント（Ｐ⊥）24は
すべて電界方向に向くよう、液晶分子23の配向方向を変
えることができる。液晶分子23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１μ）には、第２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（34a）又
は下向き（34b）のどちらかの状態をとる。このような
セルに第３図に示す如く一定の闘値以上の極性の異る電
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34a又は、
下向き34bと向きを変え、それに応じて液晶分子は第１
の安定状態33aかあるいは第２の安定状態33bの何れか一
方に配向する。
このよう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状態を有すること
である。第２の点を例えば第１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33aに配
向するが、この状態は電界を切っても安定である。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33b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が一定の闘値を越えない限り、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〜20μ、特に
１μ〜５μが適している。
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１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33aに配
向するが、この状態は電界を切っても安定である。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33b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が一定の闘値を越えない限り、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〜20μ、特に
１μ〜５μが適している。
本発明に適用される光学変調素子の構成例を以下に示
す。第３図に示す例はマトリクス光学変調素子であり、
特に階調表現を有効に成し得る。
す。第３図に示す例はマトリクス光学変調素子であり、
特に階調表現を有効に成し得る。
ここでI1〜I5…が接続された部分はITO等の低抵抗透
明導電膜により形成された信号電極群、またS0〜S5…が
接続された部分はAl,Au等で形成された低抵抗走査電極
群またS0〜S5…で挟まれた部分はSnO2，TiO2その他の透
明な高抵抗膜（１例としてそのシート抵抗が105〜108Ω
／口）である。該走査電極群と信号電極群との間に必要
に応じて誘電体層また、配向膜等を介して、前記強誘電
性液晶が挾持されている。
明導電膜により形成された信号電極群、またS0〜S5…が
接続された部分はAl,Au等で形成された低抵抗走査電極
群またS0〜S5…で挟まれた部分はSnO2，TiO2その他の透
明な高抵抗膜（１例としてそのシート抵抗が105〜108Ω
／口）である。該走査電極群と信号電極群との間に必要
に応じて誘電体層また、配向膜等を介して、前記強誘電
性液晶が挾持されている。
第４図は、前記走査電極群、Ss,SNS、信号電極群Is,I
HS，INSに印加される駆動波形の１例、およびこのとき
上記液晶に各電極群との交差部にいて印加される電圧を
示す。ここで横軸は時間、縦軸は電位（電圧）を示す。
HS，INSに印加される駆動波形の１例、およびこのとき
上記液晶に各電極群との交差部にいて印加される電圧を
示す。ここで横軸は時間、縦軸は電位（電圧）を示す。
本発明は２値、多値、またはアナログの階調表示に適
用できるものであるが、説明を簡略化するために「白」
および、１つの中間レベル、および「全黒」の３値を表
示する場合を例にとって示す。
用できるものであるが、説明を簡略化するために「白」
および、１つの中間レベル、および「全黒」の３値を表
示する場合を例にとって示す。
第４図は１ライン毎に画像消去、書き込みの信号を含
む場合の具体的駆動波形１例を示し、書き込み後の画像
は第５図に対応する。
む場合の具体的駆動波形１例を示し、書き込み後の画像
は第５図に対応する。
Ssは画情報を書き込むライン、すなわち選択された走
査電極に印加される駆動波形、SNsは非選択の走査電極
に印加される駆動波形。またIsは前記選択されたライン
上の画素に「全黒」を書き込むための駆動波形。IHsは
中間レベル、またはINsは「白」を書き込むための駆動
波形を示す。（前記「全黒」、「白」はそれぞれ「全
白」、「黒」とされても良い。） このとき走査電極、信号電極間の液晶にそれぞれ印加
される電圧はSs−Is,Ss−IHs,Ss−INs，SNs−Is,SNs−I
Hs，SNs−INsで示される様になる。
査電極に印加される駆動波形、SNsは非選択の走査電極
に印加される駆動波形。またIsは前記選択されたライン
上の画素に「全黒」を書き込むための駆動波形。IHsは
中間レベル、またはINsは「白」を書き込むための駆動
波形を示す。（前記「全黒」、「白」はそれぞれ「全
白」、「黒」とされても良い。） このとき走査電極、信号電極間の液晶にそれぞれ印加
される電圧はSs−Is,Ss−IHs,Ss−INs，SNs−Is,SNs−I
Hs，SNs−INsで示される様になる。
ここで、用いた双安定性強誘電液晶の反転闘値を１例
として｜±2V0｜＜|Vth|＜｜±3V0｜となる様に駆動電
圧V0を選ぶ。ここで、通常、液晶セルに加える配向処理
等によりVthは＋側と−側で若干違いがある場合がある
が、この場合は、各駆動波形において＋側と−側の駆動
電位を若干補正する等の対応をするものとし、ここでは
説明の便宜上｜＋Vth|＝｜−Vth|としておく。
として｜±2V0｜＜|Vth|＜｜±3V0｜となる様に駆動電
圧V0を選ぶ。ここで、通常、液晶セルに加える配向処理
等によりVthは＋側と−側で若干違いがある場合がある
が、この場合は、各駆動波形において＋側と−側の駆動
電位を若干補正する等の対応をするものとし、ここでは
説明の便宜上｜＋Vth|＝｜−Vth|としておく。
上記の様にした場合、各画素に印加される電圧が、そ
の絶対値が１例として2V0以下の場合はその部分の液晶
分子の反転は起こらない。
の絶対値が１例として2V0以下の場合はその部分の液晶
分子の反転は起こらない。
ここで各波形について説明する。
選択された走査電極Ssは１ライン書き込みを３つの位
相に分割して、その第２の位相でライン消去を、第３の
位相で信号電極に印加される信号に応じた画素書き込み
を行なうために、それぞれ第２位相に-2V0、第３位相に
+2V0の電位波形が印加されている。また第１位相におい
ては、これらの位相に信号電極に印加される電圧によっ
て液晶にかかる電圧が闘値を越えない様な電圧波形が補
助的に印加される。
相に分割して、その第２の位相でライン消去を、第３の
位相で信号電極に印加される信号に応じた画素書き込み
を行なうために、それぞれ第２位相に-2V0、第３位相に
+2V0の電位波形が印加されている。また第１位相におい
ては、これらの位相に信号電極に印加される電圧によっ
て液晶にかかる電圧が闘値を越えない様な電圧波形が補
助的に印加される。
一方、選択されない走査電極SNsは基準電位（ここで
はoV）に固定される。
はoV）に固定される。
次に信号電極に印加される電位波形において前記走査
電極の位相とほぼ同期してその第２位相において消去信
号+2V0を印加する。この位相において、選択された走査
電極Ssと各信号電極との間で-4V0の電圧が印加されるこ
とになり、この部分においては液晶の反転闘値−Vthを
超えるため、このラインすべてを消去側（白）に反転さ
せる信号とする。次に第３位相においては、Ssと交差す
る信号電極にそれぞれ階調に応じた電圧が印加される。
ここでこの時画素を「黒」にする電位として-2V0、中間
レベルにする電位として、-V0、「白」のまま保持する
電位として零（基準電位）とする。
電極の位相とほぼ同期してその第２位相において消去信
号+2V0を印加する。この位相において、選択された走査
電極Ssと各信号電極との間で-4V0の電圧が印加されるこ
とになり、この部分においては液晶の反転闘値−Vthを
超えるため、このラインすべてを消去側（白）に反転さ
せる信号とする。次に第３位相においては、Ssと交差す
る信号電極にそれぞれ階調に応じた電圧が印加される。
ここでこの時画素を「黒」にする電位として-2V0、中間
レベルにする電位として、-V0、「白」のまま保持する
電位として零（基準電位）とする。
次に補助的に印加する第１位相について説明する。第
１位相としては、前記第３位相の画素書き込み信号に応
じた電位の信号を入れる。この電位は第２位相において
信号電極に印加される電位と同極性か零（基準電位）で
あり、かつ、第３位相の電位との和の絶対値が、第２位
相に印加する電位とほぼ等しいものが好ましい。
１位相としては、前記第３位相の画素書き込み信号に応
じた電位の信号を入れる。この電位は第２位相において
信号電極に印加される電位と同極性か零（基準電位）で
あり、かつ、第３位相の電位との和の絶対値が、第２位
相に印加する電位とほぼ等しいものが好ましい。
第５図は前記第４図に示した駆動波形によって画素が
形成されたマトリクスセルを示す。ここでS0は常に零
（基準）電位とした。該構成においては、選択された走
査電極と、選択されない走査電極との間で画素書き込み
時においてほぼ2V0の電位勾配が形成される。すなわ
ち、たとえばS1に書き込み時2V0の電位が印加された場
合、S0およびS2までの中間点において電位V0となる。こ
れに対し、信号電極群に所定の信号電圧を印加した場
合、抵抗膜のおのおのの位置において液晶に印加される
電圧が異なるため、該電圧が闘値を越えた部分のみ
「黒」が書き込まれることになる。第５図においては各
走査電極を含む一点鎖線で囲まれた部分が１画素に相当
する。
形成されたマトリクスセルを示す。ここでS0は常に零
（基準）電位とした。該構成においては、選択された走
査電極と、選択されない走査電極との間で画素書き込み
時においてほぼ2V0の電位勾配が形成される。すなわ
ち、たとえばS1に書き込み時2V0の電位が印加された場
合、S0およびS2までの中間点において電位V0となる。こ
れに対し、信号電極群に所定の信号電圧を印加した場
合、抵抗膜のおのおのの位置において液晶に印加される
電圧が異なるため、該電圧が闘値を越えた部分のみ
「黒」が書き込まれることになる。第５図においては各
走査電極を含む一点鎖線で囲まれた部分が１画素に相当
する。
この動作についてライン消去をする駆動法を用いても
う少し詳しく説明する。走査電極S1が選択され、さらに
各信号電極に信号電圧が印加される場合、ラインで消去
される範囲あるいは「黒」が書き込まれる範囲は第６図
に示すS1より互いにほぼ等距離にある一点鎖線A1−B1間
で示される。すなわち、この範囲内はすべて一旦「白」
にされ、その後信号電圧が「黒」の場合は、走査電極S1
を中心としてこの範囲内ほほ全部が「黒」になり、ま
た、中間レベルの場合はその一部が「黒」になり、また
「白」の場合は、そのまま白に保持される。次に、走査
電極S2が選択された場合に、まず全面が「白」にされる
範囲はA2−B2間となり、その後この範囲内で「黒」中間
レベル、「白」が決定される。したがって走査電極を順
次選択していくことにより、第５図に示される画像が形
成される。
う少し詳しく説明する。走査電極S1が選択され、さらに
各信号電極に信号電圧が印加される場合、ラインで消去
される範囲あるいは「黒」が書き込まれる範囲は第６図
に示すS1より互いにほぼ等距離にある一点鎖線A1−B1間
で示される。すなわち、この範囲内はすべて一旦「白」
にされ、その後信号電圧が「黒」の場合は、走査電極S1
を中心としてこの範囲内ほほ全部が「黒」になり、ま
た、中間レベルの場合はその一部が「黒」になり、また
「白」の場合は、そのまま白に保持される。次に、走査
電極S2が選択された場合に、まず全面が「白」にされる
範囲はA2−B2間となり、その後この範囲内で「黒」中間
レベル、「白」が決定される。したがって走査電極を順
次選択していくことにより、第５図に示される画像が形
成される。
一方、画素に印加される電圧の最大の絶対値を適宜選ぶ
ことにより第７図に示す様に各走査電極間の中心を隔て
て画素を分割することが出来る。これは選択された走査
電極と選択されない走査電極間で形成される電位勾配の
絶対値が第４図に従って2Voとすると、｜闘値｜よりほ
ぼ｜V0｜大きい値を液晶にかかる最大電圧値とすること
により達成される。
ことにより第７図に示す様に各走査電極間の中心を隔て
て画素を分割することが出来る。これは選択された走査
電極と選択されない走査電極間で形成される電位勾配の
絶対値が第４図に従って2Voとすると、｜闘値｜よりほ
ぼ｜V0｜大きい値を液晶にかかる最大電圧値とすること
により達成される。
しかしながら、第５図で示す様に画素を書き込む方
法、すなわち、所定の１ラインより広い幅にわたって画
素を書き込み、次ライン書き込み時に前記１ラインより
広い幅を消去し、ふたたび書き込む方法によれば、たと
えば「全黒」を続けて書き込む際などにおいて、副走査
方向における画素のつながりが確実となり、セルにおけ
る抵抗膜のバラツキや、前記最大電圧値も｜闘値｜より
｜V0｜以上大きい範囲内で設定すれば良く、自由度も大
きい。
法、すなわち、所定の１ラインより広い幅にわたって画
素を書き込み、次ライン書き込み時に前記１ラインより
広い幅を消去し、ふたたび書き込む方法によれば、たと
えば「全黒」を続けて書き込む際などにおいて、副走査
方向における画素のつながりが確実となり、セルにおけ
る抵抗膜のバラツキや、前記最大電圧値も｜闘値｜より
｜V0｜以上大きい範囲内で設定すれば良く、自由度も大
きい。
以上において１つの画素全部を「黒」にする電圧値と
「白」にする電圧値にズレがある場合があるが、この時
はその電圧値をそれぞれ適宜に異ならせることにより補
正することが出来る。
「白」にする電圧値にズレがある場合があるが、この時
はその電圧値をそれぞれ適宜に異ならせることにより補
正することが出来る。
次に第８図以下、本発明の別の実施例について説明す
る。
る。
第８図は前記第３図で示したマトリクス素子を別の駆
動法で書き込んだ場合に描かれる画像の１例である。
動法で書き込んだ場合に描かれる画像の１例である。
本例における特徴は各走査電極Sn-2，Sn-1,Sn,Sn+1，
Sn+2…を境界としてライン画素が形成されるものであ
る。
Sn+2…を境界としてライン画素が形成されるものであ
る。
第９図にこの書込み方法に適用しうる駆動波形の１例
を示す。第９図においても前例と同様１ラインの書き込
みを３つの位相により行ない、第２位相、第３位相に、
それぞれライン消去信号、画像書き込み信号を与え、第
１位相に補助信号を与える。
を示す。第９図においても前例と同様１ラインの書き込
みを３つの位相により行ない、第２位相、第３位相に、
それぞれライン消去信号、画像書き込み信号を与え、第
１位相に補助信号を与える。
まず、１走査電極Snを選択した走査電極Ssとし、第２
位相に-2V0，第３位相に2V0の電圧を与えるようにす
る。更に走査電極Snの両側の走査電極Sn-1，Sn+1に１例
として、各位相においてSnのほぼ1/2の電圧を与え、そ
れ以外の走査電極Sn-2，Sn+2…は基準電位（零電位）に
保つ、この時、Sn-1，Sn+1は電源により電圧を与えても
良いし、または、電極を開放とすることで、前記電圧に
することができる。
位相に-2V0，第３位相に2V0の電圧を与えるようにす
る。更に走査電極Snの両側の走査電極Sn-1，Sn+1に１例
として、各位相においてSnのほぼ1/2の電圧を与え、そ
れ以外の走査電極Sn-2，Sn+2…は基準電位（零電位）に
保つ、この時、Sn-1，Sn+1は電源により電圧を与えても
良いし、または、電極を開放とすることで、前記電圧に
することができる。
一方、各信号電極には第２位相においてはライン消去
信号として+1.5V0、また第３位相においては階調に応じ
た信号すなわち「全黒」にする信号Isとして-1.5V0、中
間レベルIHs、として-V0、またライン消去後「白」のま
ま保持する信号INsとして零（基準電位）を与える。す
なわち-1.5V0と零の電位巾をたとえばアナログ的に変化
させることでアナログ階調を得る。
信号として+1.5V0、また第３位相においては階調に応じ
た信号すなわち「全黒」にする信号Isとして-1.5V0、中
間レベルIHs、として-V0、またライン消去後「白」のま
ま保持する信号INsとして零（基準電位）を与える。す
なわち-1.5V0と零の電位巾をたとえばアナログ的に変化
させることでアナログ階調を得る。
第10図に上記各位相において、前記マトリクス素子の
１信号電極に注目し、各走査電極および抵抗膜との間で
液晶に印加される電圧の模式図を示す。
１信号電極に注目し、各走査電極および抵抗膜との間で
液晶に印加される電圧の模式図を示す。
第10図において信号レベルIs,IHs，INsをそれぞれ実
戦、一点鎖線、点線で示し、またSs、が印加されたとき
に形成される電位勾配の様子を実線で示す。
戦、一点鎖線、点線で示し、またSs、が印加されたとき
に形成される電位勾配の様子を実線で示す。
ここで前述と同様、液晶の反点闘値｜±Vth|を2.5V0
とする。
とする。
第１位相においては全走査電極および抵抗膜と信号電
極間とに印加される電圧は闘値｜±2.5V0｜より小さ
く、ここでは液晶の反転は起こらない。
極間とに印加される電圧は闘値｜±2.5V0｜より小さ
く、ここでは液晶の反転は起こらない。
第２位相はライン消去位相である。この位相において
は、信号電極に印加される電圧はIs,IHs，INsともに一
定で+1.5V0となる。これに対し、走査電極Ssに-2V0、ま
たSn-1，Sn+1は-V0、その他の走査電極は基準電位であ
るため、図示する電位勾配が形成される。したがって闘
値を越える範囲は電位差が2.5V0となるSn-1〜Sn+1の範
囲であり、この範囲すなわち２ライン分の消去「全白」
反転が行なわれる。
は、信号電極に印加される電圧はIs,IHs，INsともに一
定で+1.5V0となる。これに対し、走査電極Ssに-2V0、ま
たSn-1，Sn+1は-V0、その他の走査電極は基準電位であ
るため、図示する電位勾配が形成される。したがって闘
値を越える範囲は電位差が2.5V0となるSn-1〜Sn+1の範
囲であり、この範囲すなわち２ライン分の消去「全白」
反転が行なわれる。
次に第３位相においては、走査電極Snに+2V0が印加さ
れ、図示する様な電位勾配が形成される。これに対して
信号電極には階調に応じた信号レベル、Is＝-1.5V0，I
Ns＝-V0，INs＝０が印加され、Isの場合はSn-1〜Snまで
の２ラインにわたる範囲が「黒」に、またIHsの場合
は、Sn-1とSnの中間からSnとSn+1の中間までが「黒」に
反転し、中間レベルを表現する。またINsの場合は反転
闘値を越える範囲がないため「白」のまま保持される。
したがって、上記の３位相で２ラインにわたって画像が
形成される。
れ、図示する様な電位勾配が形成される。これに対して
信号電極には階調に応じた信号レベル、Is＝-1.5V0，I
Ns＝-V0，INs＝０が印加され、Isの場合はSn-1〜Snまで
の２ラインにわたる範囲が「黒」に、またIHsの場合
は、Sn-1とSnの中間からSnとSn+1の中間までが「黒」に
反転し、中間レベルを表現する。またINsの場合は反転
闘値を越える範囲がないため「白」のまま保持される。
したがって、上記の３位相で２ラインにわたって画像が
形成される。
而して走査電極Snのラインの次にSn+1がSsとして選択
された場合、前述までと同様にSn+1を中心に電位勾配が
形成され、Sn+1選択時における消去位相において前記で
画像を書き込んだ範囲のうち、SnからSn+1との間は
「白」に消去されるため、SnをSsとして選択した時に書
き込まれた画像のうち残るのはSn-1間に書き込まれた画
像であり、ここに１ライン分の画像が形成されているこ
とになる。
された場合、前述までと同様にSn+1を中心に電位勾配が
形成され、Sn+1選択時における消去位相において前記で
画像を書き込んだ範囲のうち、SnからSn+1との間は
「白」に消去されるため、SnをSsとして選択した時に書
き込まれた画像のうち残るのはSn-1間に書き込まれた画
像であり、ここに１ライン分の画像が形成されているこ
とになる。
同様にSn+1をSsとして選択して書き込まれた画像は、
Sn,Sn+1間に残り、他も同様に１ライン分の画像が順次
書き込まれることになる。このようにして、第８図に示
す様な画像が形成される。
Sn,Sn+1間に残り、他も同様に１ライン分の画像が順次
書き込まれることになる。このようにして、第８図に示
す様な画像が形成される。
本例によって書き込まれた画像はライン画素がAl,An
等の走査電極間に書き込まれるため画素の切れ目がハッ
キリしており、より鮮明な画像を得ることが出来る。
等の走査電極間に書き込まれるため画素の切れ目がハッ
キリしており、より鮮明な画像を得ることが出来る。
ここで、上記例においては反転闘値を｜±2.5V0｜と
したが、この闘値等の多少のズレについては、信号電極
に印加する電圧のうち第２位相の信号レベルと、第３位
相に印加する信号レベルの絶対値の最大レベルを、それ
ぞれ調節するようにしてやれば良い。
したが、この闘値等の多少のズレについては、信号電極
に印加する電圧のうち第２位相の信号レベルと、第３位
相に印加する信号レベルの絶対値の最大レベルを、それ
ぞれ調節するようにしてやれば良い。
次に第11図は変形１実施例である。第11図例において
はSnをSsとして選択時においてSn-1，Sn+1のレベルを電
源により調節することで、前記と同様１ラインに書き込
み、次のライン走査時に１ラインを消去する例を挙げた
ものである。ここでは例として、信号電極の第２位相を
+2V0、また第３位相の最大値を｜-2V0｜とし、走査電極
Sn-1およびSn+1の第２位相および第３位相をそれぞれ-
0.5V0，+0.5V0とし、消去時および「全黒」書き込み時
にSn-1からSn+1の範囲において液晶の反転が起こるよう
にしたものである。この場合、第３位相で信号電極にI
Hsとして-V0を印加した中間レベルは前記第10図例と範
囲が異なるが、これは言うまでもなく適当に値を選べる
し、前記例と同様書き込み位相（第３位相）において０
から-2V0までアナログ的に変調を行なうことでアナログ
階調が得られる。また本例も前例と同様、走査電極の選
択ラインSsを順次Sn,Sn+1，…とすることで各走査電極
間にライン画素を有する画像が形成される。
はSnをSsとして選択時においてSn-1，Sn+1のレベルを電
源により調節することで、前記と同様１ラインに書き込
み、次のライン走査時に１ラインを消去する例を挙げた
ものである。ここでは例として、信号電極の第２位相を
+2V0、また第３位相の最大値を｜-2V0｜とし、走査電極
Sn-1およびSn+1の第２位相および第３位相をそれぞれ-
0.5V0，+0.5V0とし、消去時および「全黒」書き込み時
にSn-1からSn+1の範囲において液晶の反転が起こるよう
にしたものである。この場合、第３位相で信号電極にI
Hsとして-V0を印加した中間レベルは前記第10図例と範
囲が異なるが、これは言うまでもなく適当に値を選べる
し、前記例と同様書き込み位相（第３位相）において０
から-2V0までアナログ的に変調を行なうことでアナログ
階調が得られる。また本例も前例と同様、走査電極の選
択ラインSsを順次Sn,Sn+1，…とすることで各走査電極
間にライン画素を有する画像が形成される。
前記第８図以降において示した例においてはライン消
去、書き込み各位相において選択した走査電極Ssと、こ
れに隣接する走査電極との間に形成される電位差より
も、信号電極に印加する信号レベルの最大値と最小値の
差を大きくすることで、各走査電極間にライン画素を形
成し、さらに良画質を得ることが出来るものである。
去、書き込み各位相において選択した走査電極Ssと、こ
れに隣接する走査電極との間に形成される電位差より
も、信号電極に印加する信号レベルの最大値と最小値の
差を大きくすることで、各走査電極間にライン画素を形
成し、さらに良画質を得ることが出来るものである。
以上本発明によれば高速応答また高密度画素を有した
光学変調素子により安定した良質の階調表現を行なうこ
とが出来る駆動法を提供することができる。
光学変調素子により安定した良質の階調表現を行なうこ
とが出来る駆動法を提供することができる。
第１図及び第２図は、本発明で用いた強誘電性液晶素子
の斜視図である。第３図は本発明でマトリクス電極構造
の平面図である。第４図（ａ）は本発明の駆動法で用い
た信号の電圧波形図で、第４図（ｂ）はそのタイミング
チヤート図である。第５図は第４図に示した駆動波形に
よって画素が形成されたマトリクスセルの平面図であ
る。第６図は、消去される範囲又は「黒」が書込まれる
範囲を模式的に表わした平面図である。第７図は、本発
明外の方法で書込まれた態様を表わす平面図である。第
８図は、本発明の別の書込み態様を表わす平面図であ
る。第９図は、本発明の別の駆動波形を表わす波形図で
ある。第10図は、各位相におけるマトリクス画素内にお
ける電位勾配の状態を模式的に示す説明図である。第11
図は、本発明の別の駆動波形を示す波形図である。第12
図は、本発明の別の駆動波形を用いた時の各位相におけ
るマトリクス画素内の電位勾配を示す説明図である。
の斜視図である。第３図は本発明でマトリクス電極構造
の平面図である。第４図（ａ）は本発明の駆動法で用い
た信号の電圧波形図で、第４図（ｂ）はそのタイミング
チヤート図である。第５図は第４図に示した駆動波形に
よって画素が形成されたマトリクスセルの平面図であ
る。第６図は、消去される範囲又は「黒」が書込まれる
範囲を模式的に表わした平面図である。第７図は、本発
明外の方法で書込まれた態様を表わす平面図である。第
８図は、本発明の別の書込み態様を表わす平面図であ
る。第９図は、本発明の別の駆動波形を表わす波形図で
ある。第10図は、各位相におけるマトリクス画素内にお
ける電位勾配の状態を模式的に示す説明図である。第11
図は、本発明の別の駆動波形を示す波形図である。第12
図は、本発明の別の駆動波形を用いた時の各位相におけ
るマトリクス画素内の電位勾配を示す説明図である。
Claims (3)
- 【請求項１】走査電極群と信号電極群とを有する一対の
基板間に光学変調物質を配した光学変調素子を用いて、 該走査電極群を順次選択するとともに、該信号電極群に
選択された走査電極上の画素の光学状態を決める為の信
号を供給する光学変調素子の駆動法において、 ｎ番目に選択される走査電極に対応した第１の書き込み
領域に、消去及び書き込みを行う第１工程と、 ｎ＋１番目に選択される走査電極に対応した第２の書き
込み領域に、消去及び書き込みを行う第２工程と、を含
み、 該第１及び第２工程では、該走査電極と該信号電極とに
供給される信号による電界が、該第１及び第２の書き込
み領域が互いに一部重複するように、光学変調物質に印
加され、 該第２の工程終了後に該ｎ番目に選択される走査電極上
の画素の光学状態が定まることを特徴とする光学変調素
子の駆動法。 - 【請求項２】透明な抵抗膜に接続された該抵抗膜より低
抵抗の走査電極群と信号電極群とを有する一対の基板間
に光学変調物質を配した光学変調素子を用いて、該走査
電極群を順次選択するとともに、該信号電極群に選択さ
れた走査電極上の画素の光学状態を決める為の信号を供
給する光学変調素子の駆動法において、 ｎ番目に選択される走査電極に対応した第１の書き込み
領域に、消去及び書き込みを行う第１工程と、 ｎ＋１番目に選択される走査電極に対応した第２の書き
込み領域に、消去及び書き込みを行う第２工程と、を含
み、 該第１及び第２工程では、該走査電極と該信号電極とに
供給される信号により、該第１及び第２の書き込み領域
が互いに一部重複するように、該光学変調物質の闘値を
越える電位差勾配をもつ電界が光学変調物質に印加さ
れ、 該第２工程終了後に該ｎ番目に選択される走査電極上の
画素の光学状態が定まることを特徴とする光学変調素子
の駆動法。 - 【請求項３】前記光学変調物質がカイラルスメクティッ
ク液晶である特許請求の範囲第１又は２項に記載の光学
変調素子の駆動法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61174045A JP2505757B2 (ja) | 1986-07-23 | 1986-07-23 | 光学変調素子の駆動法 |
| US07/076,178 US4763994A (en) | 1986-07-23 | 1987-07-21 | Method and apparatus for driving ferroelectric liquid crystal optical modulation device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61174045A JP2505757B2 (ja) | 1986-07-23 | 1986-07-23 | 光学変調素子の駆動法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6329733A JPS6329733A (ja) | 1988-02-08 |
| JP2505757B2 true JP2505757B2 (ja) | 1996-06-12 |
Family
ID=15971657
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61174045A Expired - Fee Related JP2505757B2 (ja) | 1986-07-23 | 1986-07-23 | 光学変調素子の駆動法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4763994A (ja) |
| JP (1) | JP2505757B2 (ja) |
Families Citing this family (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0529701B1 (en) * | 1986-08-18 | 1998-11-11 | Canon Kabushiki Kaisha | Display device |
| US4906072A (en) * | 1986-10-09 | 1990-03-06 | Canon Kabushiki Kaisha | Display apparatus and driving method for providing an uniform potential to the electrodes |
| JPS63212920A (ja) * | 1987-03-02 | 1988-09-05 | Fujitsu Ltd | 液晶表示装置の駆動方法 |
| JPS63231422A (ja) * | 1987-03-20 | 1988-09-27 | Seiko Epson Corp | 液晶電気光学装置の駆動方法 |
| JPS63316830A (ja) * | 1987-06-19 | 1988-12-26 | Seiko Epson Corp | 液晶電気光学装置の駆動方法 |
| US4896945A (en) * | 1987-12-14 | 1990-01-30 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Liquid crystal cell array and method for driving the same |
| JPH02157813A (ja) * | 1988-12-12 | 1990-06-18 | Sharp Corp | 液晶表示パネル |
| JP2673739B2 (ja) * | 1990-07-31 | 1997-11-05 | キヤノン株式会社 | 液晶素子 |
| JP2994814B2 (ja) * | 1990-11-09 | 1999-12-27 | キヤノン株式会社 | 液晶装置 |
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