JP2542851B2 - 光学変調素子 - Google Patents
光学変調素子Info
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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、表示パネルのための光学変調素子に関し、
更に詳しくは双安定性を有する液晶物質として強誘電性
液晶を用いた表示パネルであって、特に階調表示に適し
た液晶光学素子に関する。
更に詳しくは双安定性を有する液晶物質として強誘電性
液晶を用いた表示パネルであって、特に階調表示に適し
た液晶光学素子に関する。
[開示の概要] 本明細書及び図面は、表示パネルのための光学変調素
子において、第1の電極群または第2の電極群の少なく
とも一方の電極群の複数のストライプ状導電膜をn本毎
に抵抗体で電気的に接続し、且つn本毎に少なくとも1
ラインの基準電位点を設けることにより、広い面積に亘
って高密度画素をもつ表示パネルの作成を簡易なものと
し、また階調表示に適した光学変調素子とする技術を開
示するものである。
子において、第1の電極群または第2の電極群の少なく
とも一方の電極群の複数のストライプ状導電膜をn本毎
に抵抗体で電気的に接続し、且つn本毎に少なくとも1
ラインの基準電位点を設けることにより、広い面積に亘
って高密度画素をもつ表示パネルの作成を簡易なものと
し、また階調表示に適した光学変調素子とする技術を開
示するものである。
[従来の技術] 従来のアクティブマトリクス駆動方式を用いた液晶テ
レビジョンパネルでは、薄膜トランジスタ(TFT)を画
素毎にマトリクス配置し、TFTにゲートオンパルスを印
加してソースとドレイン間を導通状態とし、このとき映
像画像信号がソースから印加され、キャパシタに蓄積さ
れ、この蓄積された画像信号に対応して液晶(例えばツ
イステッド・ネマチック;TN液晶)が駆動し、同時に映
像信号の電圧を変調することによって階調表示が行なわ
れている。
レビジョンパネルでは、薄膜トランジスタ(TFT)を画
素毎にマトリクス配置し、TFTにゲートオンパルスを印
加してソースとドレイン間を導通状態とし、このとき映
像画像信号がソースから印加され、キャパシタに蓄積さ
れ、この蓄積された画像信号に対応して液晶(例えばツ
イステッド・ネマチック;TN液晶)が駆動し、同時に映
像信号の電圧を変調することによって階調表示が行なわ
れている。
[発明が解決しようとする問題点] しかし、この様なTN液晶を用いたアクティブマトリク
ス駆動方式のテレビジョンパネルでは、使用するTFTが
複雑な構造を有しているため、構造工程数が多く、高い
製造コストがネックとなっているうえに、TFTを構成し
ている薄膜半導体(例えば、ポリシリコン、アモルファ
スシリコン)を広い面積に亘って被膜形成することが難
しいなどの問題点がある。
ス駆動方式のテレビジョンパネルでは、使用するTFTが
複雑な構造を有しているため、構造工程数が多く、高い
製造コストがネックとなっているうえに、TFTを構成し
ている薄膜半導体(例えば、ポリシリコン、アモルファ
スシリコン)を広い面積に亘って被膜形成することが難
しいなどの問題点がある。
一方、低い製造コストで製造できるものとしてTN液晶
を用いたパッシブマトリクス駆動方式の表示パネルが知
られているが、この表示パネルでは走査線(N)が増大
するに従って、1画面(1フレーム)を走査する間に1
つの選択点に有効な電界が印加されている時間(デュー
ティー比)が1/Nの割合で減少し、このためクロストー
クが発生し、しかも高コントラストの画像とならないな
どの欠点を有している上、デューティー比が低くなると
各画素の階調を電圧変調により制御することが難しくな
るなど、高密度配線数の表示パネル、特に液晶テレビジ
ョンパネルには適していない。
を用いたパッシブマトリクス駆動方式の表示パネルが知
られているが、この表示パネルでは走査線(N)が増大
するに従って、1画面(1フレーム)を走査する間に1
つの選択点に有効な電界が印加されている時間(デュー
ティー比)が1/Nの割合で減少し、このためクロストー
クが発生し、しかも高コントラストの画像とならないな
どの欠点を有している上、デューティー比が低くなると
各画素の階調を電圧変調により制御することが難しくな
るなど、高密度配線数の表示パネル、特に液晶テレビジ
ョンパネルには適していない。
本発明は、前記従来の問題点を解決するためになされ
たもので、広い面積に亘って高密度画素をもつ表示パネ
ルを簡易に作成可能とし、また、階調表示に適した光学
変調素子を提供することを目的とするものである。
たもので、広い面積に亘って高密度画素をもつ表示パネ
ルを簡易に作成可能とし、また、階調表示に適した光学
変調素子を提供することを目的とするものである。
[問題点を解決するための手段] 本発明は第1基板と第2基板との間に光学変調素子を
挟持した光学変調素子であって、第1基板と第2基板の
うち少なくとも一方は、基板上に配置した複数のストラ
イプ状導電膜をn本毎に抵抗体で電気的に接続させて配
線すると共に、電極群のn本毎に少なくとも1ラインの
基準電位点を設けたことを特徴とする光学変調素子であ
る。
挟持した光学変調素子であって、第1基板と第2基板の
うち少なくとも一方は、基板上に配置した複数のストラ
イプ状導電膜をn本毎に抵抗体で電気的に接続させて配
線すると共に、電極群のn本毎に少なくとも1ラインの
基準電位点を設けたことを特徴とする光学変調素子であ
る。
[作 用] n本毎にまとめられた電極は、各々抵抗体を介して接
続されているため、各電極に加えられる電圧は抵抗体の
電位降下により1ライン毎に異なった値となる。すなわ
ち、n本の電極によってn種類の電位がつくられること
になる。したがって、階調に応じた波高値のパルス信号
あるいは階調に応じたパルス巾またはパルス数の信号を
印加し、強誘電性液晶の反転閾値電圧を越えた領域と越
えない領域を形成することによって、面積変化により階
調性が表現される。
続されているため、各電極に加えられる電圧は抵抗体の
電位降下により1ライン毎に異なった値となる。すなわ
ち、n本の電極によってn種類の電位がつくられること
になる。したがって、階調に応じた波高値のパルス信号
あるいは階調に応じたパルス巾またはパルス数の信号を
印加し、強誘電性液晶の反転閾値電圧を越えた領域と越
えない領域を形成することによって、面積変化により階
調性が表現される。
[実施例] 以下、本発明の実施例を図面と共に説明する。本発明
で用いられる光学変調物質としては、加えられる電界に
応じて第1の光学的安定状態(例えば明状態を形成する
ものとする)と第2の光学的安定状態(例えば暗状態を
形成するものとする)を有する、すなわち電界に対する
少なくとも2つの安定状態を有する物質、特にこのよう
な性質を有する液晶が最適である。
で用いられる光学変調物質としては、加えられる電界に
応じて第1の光学的安定状態(例えば明状態を形成する
ものとする)と第2の光学的安定状態(例えば暗状態を
形成するものとする)を有する、すなわち電界に対する
少なくとも2つの安定状態を有する物質、特にこのよう
な性質を有する液晶が最適である。
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ティック液晶
が最も好ましく、そのうちカイラルスメクティックC相
(SmC*)、H相(SmH*)、I相(SmI*)、F相(SmF
*)やG相(SmG*)の液晶が適している。
しては、強誘電性を有するカイラルスメクティック液晶
が最も好ましく、そのうちカイラルスメクティックC相
(SmC*)、H相(SmH*)、I相(SmI*)、F相(SmF
*)やG相(SmG*)の液晶が適している。
この強誘電性液晶については、“ル・ジュールナル・
ド・フィジーク・ルテール”(“LE JOURNAL DE PHYSIQ
UE LETTERS")1975年、36(L−69)号、「フェロエレ
クトリック・リキッド・クリスタルス」(「Ferroelect
ricliquid Crystals」);“アプライド・フィジックス
・レターズ”(“Applied Physics Letters")1980年、
36(11)号、「サブミクロ・セカンド・バイステイブル
・エレクトロオプチック・スイッチング・イン・リキッ
ド・クリスタルス」(「Submicro Second Bistable Ele
ctrooptic Switching in Liquid Crystals」);“固体
物理"1981年、16(141)号、「液晶」等に記載されてお
り、本発明では、これらに開示された強誘電性液晶を用
いることができる。
ド・フィジーク・ルテール”(“LE JOURNAL DE PHYSIQ
UE LETTERS")1975年、36(L−69)号、「フェロエレ
クトリック・リキッド・クリスタルス」(「Ferroelect
ricliquid Crystals」);“アプライド・フィジックス
・レターズ”(“Applied Physics Letters")1980年、
36(11)号、「サブミクロ・セカンド・バイステイブル
・エレクトロオプチック・スイッチング・イン・リキッ
ド・クリスタルス」(「Submicro Second Bistable Ele
ctrooptic Switching in Liquid Crystals」);“固体
物理"1981年、16(141)号、「液晶」等に記載されてお
り、本発明では、これらに開示された強誘電性液晶を用
いることができる。
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
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。
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*、SmH*、SmI*、SmF*、SmG*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*、SmH*、SmI*、SmF*、SmG*となるよ
うな温度状態に保持する為、必要に応じて素子をヒータ
ーが埋め込まれた銅ブロック等により支持することがで
きる。
第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。71と71′は、In2O3,SnO2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⊥)74を有している。基板71と71′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⊥)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(非
らん構造)、その双極子モーメントP又はP⊥は上向き
(74a)又は下向き(74b)のどちらかの配向状態をと
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E又はE′を付与すると、双極子モ
ーメント電界E又はE′の電界ベクトルに対応して上向
き74a又は下向き74bと向きを変え、それに応じて液晶分
子は第1の安定状態75(明状態)か或は第2の安定状態
75′(暗状態)の何れか一方に配向する。
のである。71と71′は、In2O3,SnO2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⊥)74を有している。基板71と71′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⊥)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(非
らん構造)、その双極子モーメントP又はP⊥は上向き
(74a)又は下向き(74b)のどちらかの配向状態をと
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E又はE′を付与すると、双極子モ
ーメント電界E又はE′の電界ベクトルに対応して上向
き74a又は下向き74bと向きを変え、それに応じて液晶分
子は第1の安定状態75(明状態)か或は第2の安定状態
75′(暗状態)の何れか一方に配向する。
この様な強誘電性液晶を光学変調素子として用いるこ
との利点を2つあげる。第1に応答速度が極めて速いこ
と、第2に液晶分子の配向が双安定性を有することであ
る。
との利点を2つあげる。第1に応答速度が極めて速いこ
と、第2に液晶分子の配向が双安定性を有することであ
る。
第2の点を例えば第8図によって説明すると、電界E
を印加すると液晶分子は第1の安定状態75に配向する
が、この状態は電界を切ってもこの第1の安定状態75が
維持され、又、逆向きの電界E′を印加すると、液晶分
子は第2の安定状態75′に配向してその分子の向きを変
えるが、やはり電界を切ってもこの状態に保ち、それぞ
れの安定状態でメモリー機能を有している。このような
応答速度の速さと、双安定性が有効に実現されるには、
セルとしては出来るだけ薄い方が好ましく、一般的には
0.5μ〜20μ、特に1μ〜5μが適している。この種の
強誘電性液晶を用いたマトリクス電極構造を有する液晶
−電気光学装置は、例えばクラークとラガバルにより、
米国特許第4,367,924号明細書で提案されている。
を印加すると液晶分子は第1の安定状態75に配向する
が、この状態は電界を切ってもこの第1の安定状態75が
維持され、又、逆向きの電界E′を印加すると、液晶分
子は第2の安定状態75′に配向してその分子の向きを変
えるが、やはり電界を切ってもこの状態に保ち、それぞ
れの安定状態でメモリー機能を有している。このような
応答速度の速さと、双安定性が有効に実現されるには、
セルとしては出来るだけ薄い方が好ましく、一般的には
0.5μ〜20μ、特に1μ〜5μが適している。この種の
強誘電性液晶を用いたマトリクス電極構造を有する液晶
−電気光学装置は、例えばクラークとラガバルにより、
米国特許第4,367,924号明細書で提案されている。
次に、上記強誘電性液晶を用いた液晶光学素子の詳細
を第1図と共に説明する。
を第1図と共に説明する。
第1図は液晶光学素子の一方の基板を示す斜視図であ
る。図中11は走査電極側の基板である。12−1,12−2,12
−3,……12−Xは低抵抗の金属フィルムからなる走査電
極ラインであり、基板11上に等間隔に平行に配置されて
いる。13−1,13−2,……13−(X/n)は前記走査電極ラ
インと同様の金属フィルムよりなる抵抗体であって、走
査電極ラインのn本毎に接続されており、それぞれの電
極ライン間でRa1,Ra2,……Ranの抵抗値を有している。
る。図中11は走査電極側の基板である。12−1,12−2,12
−3,……12−Xは低抵抗の金属フィルムからなる走査電
極ラインであり、基板11上に等間隔に平行に配置されて
いる。13−1,13−2,……13−(X/n)は前記走査電極ラ
インと同様の金属フィルムよりなる抵抗体であって、走
査電極ラインのn本毎に接続されており、それぞれの電
極ライン間でRa1,Ra2,……Ranの抵抗値を有している。
上記基板11と対向する位置には、他方の情報電極側の
基板が配置されており(図示せず)、前記走査電極ライ
ンと同様に構成された情報電極ライン14−1,14−2,……
14−Y及び抵抗体15−1,15−2,……15−(Y/m)が形成
され、m本毎に接続された情報電極ライン間にRb1,Rb2,
……Rbmの抵抗値を有している。
基板が配置されており(図示せず)、前記走査電極ライ
ンと同様に構成された情報電極ライン14−1,14−2,……
14−Y及び抵抗体15−1,15−2,……15−(Y/m)が形成
され、m本毎に接続された情報電極ライン間にRb1,Rb2,
……Rbmの抵抗値を有している。
また、抵抗体13−1〜13−(X/n)及び15−1〜15−
(Y/m)による電極ライン間の接続は、上下基板の交差
していない領域で行なわれており、上下基板間には前述
した強誘電性液晶が挟持されている。
(Y/m)による電極ライン間の接続は、上下基板の交差
していない領域で行なわれており、上下基板間には前述
した強誘電性液晶が挟持されている。
第2図は電極ライン及び抵抗体の配置を表わした模式
図である。図中、第1図と同一符号は同等部分を表わし
ている。前述した電極構成によれば、走査電極ライン12
−1〜12−Xをn本毎に接続している抵抗体13−1〜13
−(X/n)の電位降下により、n種類の電位を有する電
極ラインが形成され、同様に情報電極ライン14−1〜14
−Yでm種類の電位を有する電送電極が形成されること
になる。
図である。図中、第1図と同一符号は同等部分を表わし
ている。前述した電極構成によれば、走査電極ライン12
−1〜12−Xをn本毎に接続している抵抗体13−1〜13
−(X/n)の電位降下により、n種類の電位を有する電
極ラインが形成され、同様に情報電極ライン14−1〜14
−Yでm種類の電位を有する電送電極が形成されること
になる。
例えば第2図において、走査電極ライン12−1に走査
電圧Vaを印加すると、a−1点においてはVa、a−2点
においてはVa(1−Ra1/(Ra1+Ra2+……+Ran))、
a−3点においてはVa(1−(Ra1+Ra2)/(Ra1+Ra2
+……+Ran))、a−n点においてはVa(1−(Ra1+
Ra2+……+Ra(n-1))/(Ra1+Ra2+……+Ran))、
となり、n種類の電位を生じる。
電圧Vaを印加すると、a−1点においてはVa、a−2点
においてはVa(1−Ra1/(Ra1+Ra2+……+Ran))、
a−3点においてはVa(1−(Ra1+Ra2)/(Ra1+Ra2
+……+Ran))、a−n点においてはVa(1−(Ra1+
Ra2+……+Ra(n-1))/(Ra1+Ra2+……+Ran))、
となり、n種類の電位を生じる。
同様に、情報電極ライン14−1に情報電圧Vbを印加す
ると、b−1点においてはVb、b−2点においてはV
b(1−Rb1/(Rb1+Rb2+……+Rbm))、b−3点にお
いてはVb(1−(Rb1+Rb2)/(Rb1+Rb2+……+
Rbm))、b−m点においてはVb(1−(Rb1+Rb2+…
…+Rb(m-1))/(Rb1+Rb2+……+Rbm))、となり、
m種類の電位の生じる。従って一画素中の液晶光学素子
にはm×n種類の電位が印加される(第1図の画素Aの
場合は9種類)。この時、強誘電性液晶の反転閾値電圧
Vthを越える電圧が印加される領域と印加されない領域
が生じ、明状態と暗状態を生じる。この明状態及び暗状
態は、画素毎に階調情報に応じた値であるVa、あるいは
Vbを印加することによって、m×nの領域を一画素とす
る面積階調として階調表現することができる。この際、
Va及びVbは階調情報に応じてその電圧値を変調するか、
または、階調情報に応じてそのパルス幅を変調すること
によっても階調性を制御することができる。
ると、b−1点においてはVb、b−2点においてはV
b(1−Rb1/(Rb1+Rb2+……+Rbm))、b−3点にお
いてはVb(1−(Rb1+Rb2)/(Rb1+Rb2+……+
Rbm))、b−m点においてはVb(1−(Rb1+Rb2+…
…+Rb(m-1))/(Rb1+Rb2+……+Rbm))、となり、
m種類の電位の生じる。従って一画素中の液晶光学素子
にはm×n種類の電位が印加される(第1図の画素Aの
場合は9種類)。この時、強誘電性液晶の反転閾値電圧
Vthを越える電圧が印加される領域と印加されない領域
が生じ、明状態と暗状態を生じる。この明状態及び暗状
態は、画素毎に階調情報に応じた値であるVa、あるいは
Vbを印加することによって、m×nの領域を一画素とす
る面積階調として階調表現することができる。この際、
Va及びVbは階調情報に応じてその電圧値を変調するか、
または、階調情報に応じてそのパルス幅を変調すること
によっても階調性を制御することができる。
なお、上記駆動に際しては、前述の階調信号を印加す
るに先立って、画素を明状態か暗状態の何れか一方の状
態にする消去ステップを設けておき、その状態を反転さ
せる反転電圧が階調に応じて制御されて、強誘電性液晶
に印加される様にしておくことが必要である。
るに先立って、画素を明状態か暗状態の何れか一方の状
態にする消去ステップを設けておき、その状態を反転さ
せる反転電圧が階調に応じて制御されて、強誘電性液晶
に印加される様にしておくことが必要である。
次に、上記液晶光学素子の構成を具体例を挙げて説明
する。
する。
第1図において、ガラス板よりなる基板11上にスパッ
タリング法により約1000Åの厚さの透明電極であるITO
(Indium−Tin−Oxide)膜をストライプ状に10μm間隔
で形成し、走査電極ライン12−1〜12−Xとした。この
電極のシート抵抗は20Ω/□であった。
タリング法により約1000Åの厚さの透明電極であるITO
(Indium−Tin−Oxide)膜をストライプ状に10μm間隔
で形成し、走査電極ライン12−1〜12−Xとした。この
電極のシート抵抗は20Ω/□であった。
走査電極ライン形成と同時に抵抗体13−1〜13−(X/
n)を基板11上にスパッタリング法により形成した。本
実施例では、この抵抗体を走査電極ライン3本ずつ(n
=3)の接続とし、それぞれの抵抗値をRa1=500Ω,Ra2
=500Ω,Ra3=500Ω(Ra1:Ra2:Ra3=1:1:1)とした。ま
た、Ra3の終端を基準電位点(GND)とした。
n)を基板11上にスパッタリング法により形成した。本
実施例では、この抵抗体を走査電極ライン3本ずつ(n
=3)の接続とし、それぞれの抵抗値をRa1=500Ω,Ra2
=500Ω,Ra3=500Ω(Ra1:Ra2:Ra3=1:1:1)とした。ま
た、Ra3の終端を基準電位点(GND)とした。
一方、情報電極側の基板の情報電極ライン14−1〜14
−mは走査電極ライン12−1〜12−nと同様の構成と
し、抵抗体15−1〜15−(Y/m)は情報電極ライン3本
ずつ(m=3)の接続とし、それぞれの抵抗値をRb1=5
00Ω,Rb2=500Ω,Rb3=500Ω(Rb1:Rb2:Rb3=1:1:1)と
した。また、Rb3の終端を基準電位点(GND)とした。
−mは走査電極ライン12−1〜12−nと同様の構成と
し、抵抗体15−1〜15−(Y/m)は情報電極ライン3本
ずつ(m=3)の接続とし、それぞれの抵抗値をRb1=5
00Ω,Rb2=500Ω,Rb3=500Ω(Rb1:Rb2:Rb3=1:1:1)と
した。また、Rb3の終端を基準電位点(GND)とした。
このように作成された二枚の基板のそれぞれの表面に
液晶配向膜として約500Åのポリビニルアルコール層を
形成し(図示せず)、ラビング処理を施した。次に、二
枚の基板の抵抗体13−1〜13−(X/n)及び15−1〜15
−(Y/m)が、上下基板の交差しない位置に配置される
よう基板を対向させ、間隙が約1μとなるように調節し
た。次に、この基板間に強誘電性液晶(p−η−オクチ
ルオキシ安息香酸−p′−(2−メチルブチルオキシ)
フェニルエステルとp−η−ノニルオキシ安息香酸−
p′−(2−メチルブチルオキシ)フェニルエステルを
主成分として液晶組成物)を注入し周囲を封止して液晶
セルを得た。本実施例において、走査電極ラインと情報
電極ラインが交差する部分の寸法は、90μ×90μであっ
て、9つの交差部によって形成される画素Aの寸法は約
300μ×300μであった。
液晶配向膜として約500Åのポリビニルアルコール層を
形成し(図示せず)、ラビング処理を施した。次に、二
枚の基板の抵抗体13−1〜13−(X/n)及び15−1〜15
−(Y/m)が、上下基板の交差しない位置に配置される
よう基板を対向させ、間隙が約1μとなるように調節し
た。次に、この基板間に強誘電性液晶(p−η−オクチ
ルオキシ安息香酸−p′−(2−メチルブチルオキシ)
フェニルエステルとp−η−ノニルオキシ安息香酸−
p′−(2−メチルブチルオキシ)フェニルエステルを
主成分として液晶組成物)を注入し周囲を封止して液晶
セルを得た。本実施例において、走査電極ラインと情報
電極ラインが交差する部分の寸法は、90μ×90μであっ
て、9つの交差部によって形成される画素Aの寸法は約
300μ×300μであった。
次に、このようにして形成した液晶セルの両側に、偏
光板(図示せず)をクロスニコルにして配設し、光学特
性を観測した。
光板(図示せず)をクロスニコルにして配設し、光学特
性を観測した。
第3図は、上記液晶セルの断面図であって、電気信号
の印加方法を模式的に示したものであり、第4図及び第
5図はその時に与える電気信号である。第4図は、第3
図の駆動回路16で発生するシグナル(a)の波形を、第
5図(a)〜(e)は第3図の駆動回路17で発生するシ
グナル(b)の波形を表わしている。
の印加方法を模式的に示したものであり、第4図及び第
5図はその時に与える電気信号である。第4図は、第3
図の駆動回路16で発生するシグナル(a)の波形を、第
5図(a)〜(e)は第3図の駆動回路17で発生するシ
グナル(b)の波形を表わしている。
さて、表示を行なう前にシグナル(a)として、−12
Vの200μsecパルスを、またシグナル(b)として、8V
の200μsecパルスをあらかじめ同期して与える(これを
消去パルスと呼ぶ)消去ステップを設ける。すると、液
晶は第1の安定状態にスイッチングされ、画素A全体が
明状態となる(本実施例ではこのようにクロス偏光板を
配置した)。
Vの200μsecパルスを、またシグナル(b)として、8V
の200μsecパルスをあらかじめ同期して与える(これを
消去パルスと呼ぶ)消去ステップを設ける。すると、液
晶は第1の安定状態にスイッチングされ、画素A全体が
明状態となる(本実施例ではこのようにクロス偏光板を
配置した)。
この状態により第5図(a)〜(e)に示される様な
種々のパルスをシグナル(b)として、第3図の情報電
極ライン14−1,14−4,……,14−(x−2)に駆動回路1
7からのパルスと同期させて印加した時の画素Aの光学
的状態(階調性)を第6図に示す。この際、駆動回路17
からのパルスは第4図のパルスを用いる。
種々のパルスをシグナル(b)として、第3図の情報電
極ライン14−1,14−4,……,14−(x−2)に駆動回路1
7からのパルスと同期させて印加した時の画素Aの光学
的状態(階調性)を第6図に示す。この際、駆動回路17
からのパルスは第4図のパルスを用いる。
また、抵抗体13−1〜13−(X/n)のRa3の終端及び抵
抗体15−1〜15−(Y/m)のRb3の終端は、基準電位点
(ここでは0V)に接続されている。
抗体15−1〜15−(Y/m)のRb3の終端は、基準電位点
(ここでは0V)に接続されている。
情報電極ライン14−1にパルス印加電圧−1V(第5図
(a))を加えた場合では明状態61からの変化は全く生
じない(第6図(a)参照)。次に、パルス印加電圧−
3V(第5図(b))では、情報電極ライン14−1近傍の
液晶がその閾値電圧(ここでは10.5V)を越える電界の
ために暗状態62へスイッチングする(第6図(b)参
照)。さらに印加電圧を−6V(第6図(c))、−9V
(第6図(d))と大きくした場合には液晶の反転の閾
値を越える領域が増すため、暗状態62の領域は広くなり
(第6図(c),(d)参照)、印加電圧−24V(第5
図(e))で画素A全体が暗状態にスイッチングされる
(第6図(d)参照)。
(a))を加えた場合では明状態61からの変化は全く生
じない(第6図(a)参照)。次に、パルス印加電圧−
3V(第5図(b))では、情報電極ライン14−1近傍の
液晶がその閾値電圧(ここでは10.5V)を越える電界の
ために暗状態62へスイッチングする(第6図(b)参
照)。さらに印加電圧を−6V(第6図(c))、−9V
(第6図(d))と大きくした場合には液晶の反転の閾
値を越える領域が増すため、暗状態62の領域は広くなり
(第6図(c),(d)参照)、印加電圧−24V(第5
図(e))で画素A全体が暗状態にスイッチングされる
(第6図(d)参照)。
このように、反転領域に対応して印加電圧の電圧値を
設定することにより、階調性のある画像を形成すること
ができる。
設定することにより、階調性のある画像を形成すること
ができる。
上記実施例において、書き込みに先立って画素の全部
あるいは画素の所定部を一時に明状態か暗状態のうちの
何れか一方の状態とするか、または書き込みライン毎に
書き込みに先立ってライン上の画素の全部あるいは所定
部を明状態か暗状態のうちの何れか一方の状態とした後
に、走査電極ライン12−1,12−4,12−7,……,12−(X
−2)の順に第4図に示すパルスを走査信号として順次
印加する。この際、走査選択信号は、強誘電性液晶の反
転閾値電圧と等しいか、これにより若干小さめの電圧の
パルスとすることが好ましい。
あるいは画素の所定部を一時に明状態か暗状態のうちの
何れか一方の状態とするか、または書き込みライン毎に
書き込みに先立ってライン上の画素の全部あるいは所定
部を明状態か暗状態のうちの何れか一方の状態とした後
に、走査電極ライン12−1,12−4,12−7,……,12−(X
−2)の順に第4図に示すパルスを走査信号として順次
印加する。この際、走査選択信号は、強誘電性液晶の反
転閾値電圧と等しいか、これにより若干小さめの電圧の
パルスとすることが好ましい。
一方、情報電極ライン14−1,14−4,14−7,……,14−
(Y−2)の順に走査電極ライン12−1,……,12−(X
−2)に印加した走査選択信号と同期させて第5図
(a)〜(e)に示す様な階調情報に応じた電圧信号を
印加することによって走査線上の画素を階調に応じて書
き込みを行なうことができる。従って、上述の書き込み
操作を線順次書き込みとすることによって階調性をもつ
一画面を形成することができる。
(Y−2)の順に走査電極ライン12−1,……,12−(X
−2)に印加した走査選択信号と同期させて第5図
(a)〜(e)に示す様な階調情報に応じた電圧信号を
印加することによって走査線上の画素を階調に応じて書
き込みを行なうことができる。従って、上述の書き込み
操作を線順次書き込みとすることによって階調性をもつ
一画面を形成することができる。
以上、本発明の実施例において、最も好ましい例とし
て、強誘電性液晶、特に少なくとも2つの安定状態をも
つ強誘電性液晶について説明したが、本発明は、この
他、ツイステッドネマチック液晶、ゲストホスト液晶さ
らに液晶以外の素子にも適用しうる。
て、強誘電性液晶、特に少なくとも2つの安定状態をも
つ強誘電性液晶について説明したが、本発明は、この
他、ツイステッドネマチック液晶、ゲストホスト液晶さ
らに液晶以外の素子にも適用しうる。
また、1画素の範囲としてn=3,m=3の例で説明し
たが、m及びnの組み合わせは特に制限されるものでは
ない。さらには、電極間を接続する抵抗体は、スパッタ
リング法による形成の他に印刷法など多種の方法があ
り、それらの方法による他材料による抵抗体においても
適用しうる。
たが、m及びnの組み合わせは特に制限されるものでは
ない。さらには、電極間を接続する抵抗体は、スパッタ
リング法による形成の他に印刷法など多種の方法があ
り、それらの方法による他材料による抵抗体においても
適用しうる。
[発明の効果] 以上説明したように、本発明によれば、基板構造を単
純なものとすることができるため、広い面積に亘って高
密度画素をもつ表示パネルを簡易に作成することができ
る。また、各画素の階調を電圧変調により容易に制御す
ることができるため、階調表示に適した光学変調素子を
提供することができる。さらには、製造プロセスが簡易
化されるため、従来よりも大幅に低コスト化を図ること
ができる。
純なものとすることができるため、広い面積に亘って高
密度画素をもつ表示パネルを簡易に作成することができ
る。また、各画素の階調を電圧変調により容易に制御す
ることができるため、階調表示に適した光学変調素子を
提供することができる。さらには、製造プロセスが簡易
化されるため、従来よりも大幅に低コスト化を図ること
ができる。
第1図は液晶光学素子の一方の基板を示す斜視図、第2
図は電極ライン及び抵抗体の配置を表わした模式図、第
3図は液晶セルの断面図、第4図はシグナル(a)の波
形図、第5図はシグナル(b)の波形図、第6図は画素
Aの階調性を示す図、第7図及び第8図は強誘電性液晶
セルの模式図である。 11:基板、 12−1〜12−X:走査電極ライン、 14−1〜14−Y:情報電極ライン、 13−1〜13−(X/n),15−1〜15−(Y/m):抵抗体、 16,17:駆動回路。
図は電極ライン及び抵抗体の配置を表わした模式図、第
3図は液晶セルの断面図、第4図はシグナル(a)の波
形図、第5図はシグナル(b)の波形図、第6図は画素
Aの階調性を示す図、第7図及び第8図は強誘電性液晶
セルの模式図である。 11:基板、 12−1〜12−X:走査電極ライン、 14−1〜14−Y:情報電極ライン、 13−1〜13−(X/n),15−1〜15−(Y/m):抵抗体、 16,17:駆動回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 由美子 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 江成 正彦 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キ ヤノン株式会社内
Claims (3)
- 【請求項1】第1の電極群と第2の電極群を設けた一対
の基板間に、光学変調物質を挟持してなるマトリクス構
造の光学変調素子において、第1の電極群または第2の
電極群の少なくとも一方の電極群の複数のストライプ状
導電膜をn本毎に抵抗体で電気的に接続し、且つn本毎
に少なくとも1ラインの基準電位点を設けたことを特徴
とする光学変調素子。 - 【請求項2】前記光学変調物質が強誘電性液晶であるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の光学変調
素子。 - 【請求項3】前記光学変調物質がカイラルスメクチック
液晶であることを特徴とする特許請求の範囲第1項に記
載の光学変調素子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62151463A JP2542851B2 (ja) | 1987-06-19 | 1987-06-19 | 光学変調素子 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62151463A JP2542851B2 (ja) | 1987-06-19 | 1987-06-19 | 光学変調素子 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63316024A JPS63316024A (ja) | 1988-12-23 |
JP2542851B2 true JP2542851B2 (ja) | 1996-10-09 |
Family
ID=15519084
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62151463A Expired - Fee Related JP2542851B2 (ja) | 1987-06-19 | 1987-06-19 | 光学変調素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2542851B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5225919A (en) | 1990-06-21 | 1993-07-06 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Optical modulation element including subelectrodes |
JPH0455824A (ja) * | 1990-06-25 | 1992-02-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 液晶素子及びその製造法 |
JP2630027B2 (ja) * | 1990-06-21 | 1997-07-16 | 松下電器産業株式会社 | 液晶パネル及びその製造法 |
US20110148837A1 (en) * | 2009-12-18 | 2011-06-23 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | Charge control techniques for selectively activating an array of devices |
GB2508845A (en) * | 2012-12-12 | 2014-06-18 | Sharp Kk | Analogue multi-pixel drive |
-
1987
- 1987-06-19 JP JP62151463A patent/JP2542851B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS63316024A (ja) | 1988-12-23 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |