JPH0823637B2 - Driving device and optical modulator having the same - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、パネルの駆動装置とこれを用いて画素にか
かる電位差勾配を利用して階調表示を行う光学変調素子
に関する。The present invention relates to a panel driving device and an optical modulation element that performs gradation display using a potential difference gradient applied to a pixel using the panel driving device.

［従来の技術］ TFTアクティブマトリクスによるTN液晶を用いた階調
表示では印加される電界に応じて画素全域の透過率を変
化させる方法が採用されている。強誘電性液晶では２つ
の安定配向状態を混在させて階調表示を行う方法が知ら
れている。（特開昭59-193427号） ［発明が解決しようとする技術課題］ しかしながら、何れの方法も画素の高密度化、大面積
化した場合でも良好な階調表示を行うという点で充分で
はなく、特に印加電圧の極性に応じて２つの光学状態の
うちいずれかをとる光学変調物質を用いた素子には、安
定性、再現性の点での不安から、何らかの改良なくして
は適用し難いものとなっている。[Prior Art] In gradation display using a TN liquid crystal by a TFT active matrix, a method of changing the transmittance of the whole area of a pixel according to an applied electric field is adopted. For ferroelectric liquid crystals, a method is known in which two stable alignment states are mixed to perform gradation display. (Japanese Patent Laid-Open No. 59-193427) [Technical problem to be solved by the invention] However, none of the methods is sufficient in that good gradation display is performed even when the density of pixels is increased and the area is increased. , Especially for an element using an optical modulation substance that takes one of two optical states depending on the polarity of the applied voltage, which is difficult to apply without some improvement due to anxiety about stability and reproducibility. Has become.

［課題を解決する為の手段］ 本発明は、上述した課題を解決するものであり、走査
電極群を有する第１の基板と、所定の間隔をおいて配さ
れた電送ライン群と該電送ライン群の間に設けられ該電
送ラインより高抵抗の導電膜とを含む情報電極群を有す
る第２の基板と、これらの間に配された光学変調物質と
を備えたパネルを、該電送ライン群のうち第１の電送ラ
インと第２の電送ラインへの異なる電圧の印加によって
画素を構成する該導電膜と該走査電極との間に電位差勾
配が生じるように、駆動する駆動装置において、該走査
電極群に走査信号を出力する為の走査電極駆動回路と、
第１の電送ライン群に階調情報に応じた情報信号を出力
する為の第１の情報電極駆動回路と、第２の電送ライン
群に階調情報に応じた情報信号を出力する為の第２の情
報電極駆動回路と、を有し、該第１及び第２の情報電極
駆動回路は、時系列に入力される階調情報から選択され
た、該第１の電送ライン群に出力される情報信号に対応
した階調情報を、記憶する第１のメモリと、該時系列に
入力される階調情報から選択された該第２の電送ライン
群に出力される情報信号に対応した階調情報を、記憶す
る第２のメモリと、を備えており、走査電極の選択期間
のうち第１期間に該第１の情報電極駆動回路が該情報信
号を出力し、該走査電極の選択期間のうち該第１期間後
の第２期間に該第２の情報電極駆動回路が該情報信号を
出力することを特徴とする駆動装置、及び、走査電極群
を有する第１の基板と、所定の間隔をおいて配された電
送ライン群と該電送ライン群の間に設けられ該電送ライ
ンより高抵抗の導電膜とを含む情報電極群を有する第２
の基板と、これらの間に配された光学変調物質とを備え
たパネルと、該走査電極群に走査信号を出力する為の走
査電極駆動回路と、該電送ライン群のうち第１の電送ラ
イン群に階調情報に応じた情報信号を出力する為の第１
の情報電極駆動回路と、該電送ライン群のうち第２の電
送ライン群に階調情報に応じた情報信号を出力する為の
第２の情報電極駆動回路と、を有し、該第１及び第２の
電送ラインへの異なる電圧の印加によって画素を構成す
る該導電膜と該走査電極との間に電位差勾配が生じるよ
うに該パネルを駆動する光学変調素子において、該第１
及び第２の情報電極駆動回路は、時系列に入力される階
調情報から選択された該第１の電送ライン群に出力され
る情報信号に対応した階調情報を記憶する第１のメモリ
と、該時系列に入力される階調情報から選択された該第
２の電送ライン群に出力される情報信号に対応した階調
情報を記憶する第２のメモリと、を備え、該情報信号が
該第１の電送ライン群に出力されるときこれに同期して
該第２の情報電極駆動回路から基準電圧が該第２の電送
ラインに出力され、該情報信号が該第２の電送ライン群
に出力されるときこれに同期して該第１の情報電極駆動
回路から基準電圧が該第１の電送ライン群に出力される
ことを特徴とする光学変調素子である。[Means for Solving the Problems] The present invention is to solve the above problems, and includes a first substrate having a scan electrode group, a group of transmission lines arranged at a predetermined interval, and the transmission line. A panel provided with a second substrate provided between the groups and having an information electrode group including a conductive film having a resistance higher than that of the transmission line, and an optical modulation substance arranged between the groups is formed into the transmission line group. In the driving device that drives so that a potential difference gradient is generated between the conductive film forming the pixel and the scan electrode by applying different voltages to the first and second transfer lines A scan electrode drive circuit for outputting a scan signal to the electrode group,
A first information electrode drive circuit for outputting an information signal according to gradation information to a first transmission line group, and a first information electrode driving circuit for outputting an information signal according to gradation information to a second transmission line group. Two information electrode drive circuits, and the first and second information electrode drive circuits are output to the first transmission line group selected from grayscale information input in time series. A first memory that stores gradation information corresponding to an information signal, and a gradation corresponding to an information signal output to the second transmission line group selected from the gradation information input in time series. A second memory for storing information, wherein the first information electrode drive circuit outputs the information signal in the first period of the scan electrode selection period, The second information electrode drive circuit outputs the information signal in the second period after the first period. And a first substrate having a scanning electrode group, a transmission line group disposed at a predetermined interval, and a conductive film having a resistance higher than that of the transmission line group. Having an information electrode group including
Panel, a panel provided with an optical modulation substance disposed between the substrates, a scan electrode driving circuit for outputting a scan signal to the scan electrode group, and a first transmission line of the transmission line group. First for outputting an information signal according to gradation information to the group
And a second information electrode drive circuit for outputting an information signal according to grayscale information to a second transmission line group of the transmission line group. In the optical modulation element for driving the panel such that a potential difference gradient is generated between the conductive film forming the pixel and the scanning electrode by applying different voltages to the second transmission line,
And a second information electrode driving circuit, and a first memory for storing gradation information corresponding to an information signal output to the first transmission line group selected from gradation information input in time series. A second memory for storing gradation information corresponding to an information signal output to the second transmission line group selected from the gradation information input in time series, When output to the first transmission line group, in synchronization with this, a reference voltage is output from the second information electrode drive circuit to the second transmission line, and the information signal is output to the second transmission line group. The optical modulation element is characterized in that the reference voltage is output from the first information electrode drive circuit to the first transmission line group in synchronization with the output to the first transmission line group.

［作用］ 本発明によれば第１の（奇数番目の）電送ライン群を
中心にした画素と第２の（偶数番目の）電送ラインを中
心とした画素が形成されるので高密度で高精細で大面積
の素子を提供できる。また反転を開始する位置が電界の
強い電送ラインを中心に正確に制御できるので安定性、
再現性の良い階調表示が行える。しかも、時系列に並ん
だ階調情報から２つのメモリに階調情報を取り込めるの
で上述した方式の為の信号処理が簡単になる。[Operation] According to the present invention, pixels centered on the first (odd-numbered) transmission line group and pixels centered on the second (even-numbered) transmission line group are formed, so that high density and high definition are achieved. Can provide a large-area device. In addition, the position where the reversal starts can be controlled accurately centering on the transmission line with a strong electric field, so stability,
Gradation display with good reproducibility can be performed. Moreover, since the grayscale information can be loaded into the two memories from the grayscale information arranged in time series, the signal processing for the above-described system is simplified.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明を図面に従って説明する。 The present invention will be described below with reference to the drawings.

本発明の駆動法で用い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用いられる。As the optical modulator used in the driving method of the present invention, a first optically stable state (for example, a bright state is formed) and a second optically stable state (for example, a dark state) depending on an applied electric field are used. To form), ie, having at least two stable states against an electric field,
In particular, a liquid crystal having such properties is used.

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＊）、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・ジユルナール・ド・フイ
ジイク・レツトル”（“LE JOURNAL DE PHYSIQUE LETTR
E"）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」（「Ferroelectric Liquid C
rystals」）；“アプライド・フイジイツクス・レター
ズ”（“Applied Physics Letters"）第36巻，第11号,1
980年の「サブミクロ・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 Bistable Elect
rooptic Switchng in Liquid Crystels」）；“固体物
理16（141）1981「液晶」等に記載されており、本発明
ではこれらに開示された強誘電性液晶を用いることがで
きる。As a liquid crystal having bistability that can be used in the driving method of the present invention, a chiral smectic liquid crystal having ferroelectricity is most preferable, and among them, a chiral smectic C phase (SmC *) and an H phase (SmH *). ), I phase (SmI *), F phase (SmF *) and G phase (SmG *) liquid crystals are suitable. About this ferroelectric liquid crystal, "LE JOURNAL DE PHYSIQUE LETTR"
E ") Volume 36 (L-69) 1975" Fuerro Electric
Liquid Crystals "(" Ferroelectric Liquid C
rystals ");" Applied Physics Letters "Vol. 36, No. 11, 1
980 "Submicro Second Bistable Electrifying Switching In Liquid Crystals"("Submicro Second Bistable Elect
rooptic Switchng in Liquid Crystels ”);“ Solid State Physics 16 (141) 1981 “Liquid Crystal” and the like, and the ferroelectric liquid crystal disclosed therein can be used in the present invention.

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。More specifically, examples of the ferroelectric liquid crystal compound used in the method of the present invention include desiloxybenzylidene-P'-
Amino-2-methylbutyl cinnamate (DOBAMBC),
Hexyloxybenzylidene-P'-amino-2-chloropropyl cinnamate (HOBACPC) and 4-o-
(2-methyl) -butyl resorcylidene-4'-octylaniline (MBRA8) and the like can be mentioned.

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ツク等により支持することがで
きる。When an element is constructed using these materials, the element is heated by a heater as necessary in order to keep the liquid crystal compound in a temperature state where it becomes SmC *, SmH *, SmI *, SmF *, SmG *. It can be supported by embedded copper blocks or the like.

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。11と11′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12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13が液晶分子を表わしており、
この液晶分子13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11と11′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13
のらせん構造がほどけ、双極子モーメント（Ｐ⊥）14は
すべて電界方向に向くよう、液晶分子13の配向方向を変
えることができる。液晶分子13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
（非らせん構造）、その双極子モーメントＰ又はＰ′は
上向き（24）又は下向き（24′）のどちらかの配向状態
をとる。このようなセルに第２図に示す毎く一定の閾値
以上の極性の異る電界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24又は下向き24′と向きを変え、それに応じて液晶
分子は第１の安定状態23（明状態）か或は第２の安定状
態23′（暗状態）の何れか一方に配向する。FIG. 1 schematically shows an example of a ferroelectric liquid crystal cell. 11 and 11 ′ are substrates (glass plates) coated with transparent electrodes such as In ₂ O ₃ , SnO ₂ and ITO (Indium-Thein-Oxide), between which the liquid crystal molecular layer 12 is perpendicular to the glass surface. A liquid crystal of SmC * phase oriented so that it is enclosed. The thick line 13 represents liquid crystal molecules,
The liquid crystal molecule 13 has a dipole moment (P⊥) 14 in a direction orthogonal to the molecule. When a voltage above a certain threshold is applied between the electrodes on the substrates 11 and 11 ', liquid crystal molecules 13
The orientation of the liquid crystal molecules 13 can be changed so that the helical structure is unwound and all the dipole moments (P⊥) 14 are oriented in the direction of the electric field. The liquid crystal molecules 13 have an elongated shape, and exhibit refractive index anisotropy in the major axis direction and the minor axis direction thereof, and therefore, for example, if polarizers arranged in a crossed Nicols positional relationship are placed above and below a glass surface. It is easily understood that the liquid crystal optical modulation element has optical characteristics that change depending on the polarity of voltage application. Further, when the thickness of the liquid crystal cell is made sufficiently thin (for example, 1 μ), the helical structure of the liquid crystal molecules is unraveled (non-helical structure) even when no electric field is applied, as shown in FIG. The moment P or P'takes either an upward (24) or downward (24 ') orientation state. When an electric field E or E'having a polarity different from a certain threshold value as shown in FIG. 2 is applied to such a cell, the upward or downward direction 24 or 24 depending on the electric field vector of the dipole moment electric field E or E '. ', And accordingly, the liquid crystal molecules are oriented in either the first stable state 23 (bright state) or the second stable state 23' (dark state).

この様な強誘電性液晶を光学変調素子として用いるこ
とを利点を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２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23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23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23′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。There are two advantages of using such a ferroelectric liquid crystal as an optical modulator. Firstly, the response speed is extremely fast, and secondly, the alignment of the liquid crystal molecules has bistability. The second point will be explained with reference to FIG. 2, for example. When an electric field E is applied, the liquid crystal molecules are aligned in the first stable state 23. In this state, the first stable state 23 is maintained even when the electric field is cut off. Also, when a reverse electric field E'is applied, the liquid crystal molecules are oriented in the second stable state 23 'and change their orientation. It has a memory function. In order to effectively realize such a high response speed and bistability,
It is preferable that the cell is as thin as possible, generally
0.5 μ to 20 μ, particularly 1 μ to 5 μ are suitable. A liquid crystal-electro-optical device having a matrix electrode structure using this type of ferroelectric liquid crystal is, for example, by Clark and Lagabal,
Proposed in US Pat. No. 4,367,924.

次に、本発明で用いる液晶光学素子の詳細を第３図を
参照して説明する。Next, details of the liquid crystal optical element used in the present invention will be described with reference to FIG.

第３図中の31は、一方の基板である。32は表示導電膜
であり31の基板上に積層されている。33は、低抵抗の金
属フイルムからなる電送電極ラインであり、表示導電膜
32上に等間隔に平行に並んで積層されている。又基板31
に対して図示されていない他方の基板が対向しており該
他方の基板上の図中画素Ａの領域に対応する領域には対
向導電膜（対向電極）34が配置されている。表示用導電
膜32と対向電極34との間には、前述した光学的変調物質
がサンドイツチされている。Reference numeral 31 in FIG. 3 denotes one of the substrates. Reference numeral 32 denotes a display conductive film, which is laminated on the substrate of 31. Reference numeral 33 is a transmission electrode line made of a low resistance metal film, which is a display conductive film.
It is laminated on 32 in parallel at equal intervals. Substrate 31
On the other hand, the other substrate (not shown) faces each other, and a counter conductive film (counter electrode) 34 is arranged in a region corresponding to the region of the pixel A in the figure on the other substrate. The above-mentioned optical modulator is sandwiched between the display conductive film 32 and the counter electrode 34.

前記により構成される液晶光学素子では、電送電極ラ
イン33に印加された信号電圧により表示用導電膜32の面
内に電位勾配を付与することによって対向電極34との間
の電界に電位差勾配を生じさせる。この際、電送電極ラ
イン33aと33cを基準電位点V_E（例えば０ボルト）に接続
し、電送電極ライン33bに所定の信号電圧Vaを印加する
と、第８図（ａ）の如く電送電極ライン間33aと33bある
いは33bと33cの導電膜32の面内の長さ方向l₁とl₂にVaの
電位勾配を付与することができる。この時、強誘電性液
晶の反転閾値電圧VthをVaとした時、対向電極34に−Vb
を印加すると、第８図（ｂ）に示す様に導電膜32の面内
の長さ方向m₁とm₂に対応する強誘電性液晶に反転閾値電
圧Vth以上の電位差Va＋Vbが印加されることになり、か
かるm₁とm₂に対応した領域が例えば明状態から暗状態に
反転することができる。従って、本発明では画素毎に階
調に応じた値でVbを印加することによって階調性を表現
することができる。この際、対向電極34に印加する電圧
信号−Vbを階調情報に応じてその電圧値を変調してもよ
く、又階調情報に応じてそのパルス幅を変調してもよく
若しくはそのパルス数を変調することによって階調性を
制御することができる。In the liquid crystal optical element constituted by the above, a potential difference gradient is generated in the electric field between the counter electrode 34 and the potential gradient in the plane of the display conductive film 32 by the signal voltage applied to the transmission electrode line 33. Let At this time, by connecting the transmission electrode lines 33a and 33c to the reference potential point V _E (for example, 0 volt) and applying a predetermined signal voltage Va to the transmission electrode line 33b, as shown in FIG. A potential gradient of Va can be applied to the in-plane length directions l ₁ and l ₂ of the conductive film 32 of 33a and 33b or 33b and 33c. At this time, when the inversion threshold voltage Vth of the ferroelectric liquid crystal is set to Va, −Vb is applied to the counter electrode 34.
Is applied, a potential difference Va + Vb equal to or higher than the inversion threshold voltage Vth is applied to the ferroelectric liquid crystal corresponding to the in-plane length directions m ₁ and m ₂ of the conductive film 32 as shown in FIG. 8 (b). Then, the regions corresponding to m ₁ and m ₂ can be inverted from the bright state to the dark state, for example. Therefore, in the present invention, the gradation can be expressed by applying Vb with a value according to the gradation for each pixel. At this time, the voltage value of the voltage signal −Vb applied to the counter electrode 34 may be modulated according to the gradation information, or its pulse width may be modulated according to the gradation information, or the number of pulses thereof. Can be controlled to modulate the gradation.

又、本発明で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うち何れか一方の状態にす
る消去ステツプを経てから、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。Further, in the present invention, before applying the above-mentioned gradation signal, an erasing step for setting the pixel to one of a bright state and a dark state is performed, and then an inversion voltage for reversing the state is applied to the gradation. It is necessary to control so that it is applied to the ferroelectric liquid crystal.

さらに、本発明の好ましい具体例を挙げて説明する。 Furthermore, preferred specific examples of the present invention will be described.

第３図において、ガラス基板31上にスパツタリング法
によって約200Åの厚さの透明導電膜であるSnO₂膜を形
成し表示用導電膜32とした。このSnO₂膜のシート抵抗は
10⁵Ω／口であった。次いで、1000Å厚でAlを前述のSnO
₂膜上に真空蒸着し、再びパターニングすることにより
第３図の如く電送電極ライン33を複数本形成した。本例
では電送電極33の間隔を230μとした、この電送電極33
のシート抵抗は約0.4Ω／口であり、その幅を約20μと
した。一方、対向基板には領域Ａをカバーするような、
ITO膜を対向電極34として設けた。この対向電極34とな
るITO膜のシート抵抗は約20Ω／口であった。In FIG. 3, a SnO ₂ film, which is a transparent conductive film having a thickness of about 200 Å, was formed on a glass substrate 31 by a sputtering method to form a display conductive film 32. The sheet resistance of this SnO ₂ film is
It was 10 ⁵ Ω / mouth. Next, add Al to a thickness of 1000Å
_By vacuum-depositing the _two films and patterning again, a plurality of transfer electrode lines 33 were formed as shown in FIG. In this example, the distance between the transfer electrodes 33 is 230μ, and the transfer electrodes 33 are
Has a sheet resistance of about 0.4Ω / mouth and its width is about 20μ. On the other hand, on the counter substrate, which covers the area A,
An ITO film was provided as the counter electrode 34. The sheet resistance of the ITO film serving as the counter electrode 34 was about 20 Ω / port.

このようにして作成された２つ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、ラビング処理を施した。A polyvinyl alcohol layer of about 500 liters was formed as a liquid crystal alignment film on each surface of the two substrates thus formed, and subjected to rubbing treatment.

次に、２つの基板を対向させ、間隙が約１μとなるよ
う調節し、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）フエニルエス
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）フエニルエステルを主成分とした液
晶組成物）を注入した。表示用導電膜32と対向電極34か
重なる部分画素Ａの形状は、230μ×230μであって、液
晶注入後の静電容量は約3PFであった。但し、画素Ａの
幅は とした。Next, the two substrates are opposed to each other, and the gap is adjusted to be about 1 μ, and the ferroelectric liquid crystal (p-η-octyloxybenzoic acid-P '-(2-methylbutyloxy) phenyl ester and p- A liquid crystal composition containing η-nonyloxybenzoic acid-P ′-(2-methylbutyloxy) phenyl ester as a main component was injected. The shape of the partial pixel A where the display conductive film 32 and the counter electrode 34 overlap was 230 μ × 230 μ, and the electrostatic capacity after liquid crystal injection was about 3 PF. However, the width of pixel A is And

このようにして形成した液晶セルの両側に、偏光板を
クロスニコルにして配設し、光学特性を観測した。Polarizing plates were arranged in crossed Nicols on both sides of the liquid crystal cell thus formed, and optical characteristics were observed.

第４図は電気信号の印加方法を模式的に示したもので
あり、第５図及び第６図は電気信号である。第５図は、
第４図の駆動回路43で発生するシグナル（ａ）の波形
を、第６図（ａ）〜（ｅ）は第４図の駆動回路44で発生
するシグナル（ｂ）の波形を表わしている。FIG. 4 schematically shows a method of applying an electric signal, and FIGS. 5 and 6 show electric signals. Figure 5 shows
The waveform of the signal (a) generated by the drive circuit 43 of FIG. 4 and the waveform of the signal (b) generated by the drive circuit 44 of FIG. 4 are shown in FIGS. 6 (a) to 6 (e).

さてシグナル（ａ）として、−12Vの200μsecパルス
を又シグナル（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
ステツプを設ける。すると、液晶は第１の安定状態にス
イツチングされ、画素Ａ全体が明状態となる（このよう
にクロス偏光板を配置した）。この状態より、第６図
（ａ）〜（ｅ）に示されるような種々のパルスをシグナ
ル（ｂ）として電送電極33bに駆動回路43からのパルス
と同期させて印加したときの画素Ａの光学的状態を第７
図に示す。この際、駆動回路44からのパルスは第５図の
パルスと同一のものでよい。An erasing step for providing a −12 V 200 μsec pulse as a signal (a) and a 8 V 200 μsec pulse in synchronization with each other in advance (referred to as an erase pulse) is provided. Then, the liquid crystal is switched to the first stable state, and the entire pixel A is in the bright state (the cross polarizing plate is arranged in this way). From this state, the optics of the pixel A when various pulses as shown in FIGS. 6A to 6E are applied as signals (b) to the transmission electrodes 33b in synchronization with the pulses from the drive circuit 43. 7th state
Shown in the figure. At this time, the pulse from the drive circuit 44 may be the same as the pulse shown in FIG.

パルス印加電圧−2V（第６図（ａ）に対応）と−5V
（第６図（ｂ）に対応）では全く明状態71からの変化は
生じない（第７図（ａ）に対応）が、パルス印加電圧−
8V（第６図（ｃ）に対応）では電送電極33の近傍の液晶
は暗状態72へスイツチングする（第７図（ｂ）に対
応）。さらに、印加電圧を−14V（第６図（ｄ）に対
応）と長くした場合には、暗状態72の領域は図示の如く
広くなり（第７図（ｃ）に対応）、印加電圧20V（第６
図（ｅ）に対応）で画素Ａ全体が暗状態72にスイツチン
グされる（第７図（ｄ）に対応）。このようにして、階
調性のある画像を形成することができる。Pulse applied voltage -2V (corresponding to Fig. 6 (a)) and -5V
In (corresponding to FIG. 6 (b)), no change from the bright state 71 occurs (corresponding to FIG. 7 (a)), but the pulse applied voltage-
At 8V (corresponding to FIG. 6 (c)), the liquid crystal near the transmission electrode 33 switches to the dark state 72 (corresponding to FIG. 7 (b)). Further, when the applied voltage is increased to −14 V (corresponding to FIG. 6 (d)), the region of the dark state 72 becomes wide as shown (corresponding to FIG. 7 (c)) and the applied voltage 20V (corresponding to FIG. 7 (c)). Sixth
The entire pixel A is switched to the dark state 72 (corresponding to FIG. 7E) (corresponding to FIG. 7D). In this way, an image with gradation can be formed.

尚、第４図中、41は強誘電性液晶、好ましくは双安定
状態下のカイラルスメクチツク液晶、42は対向基板を表
わしている。In FIG. 4, reference numeral 41 is a ferroelectric liquid crystal, preferably a chiral smectic liquid crystal in a bistable state, and 42 is a counter substrate.

又、本発明では前述の例で使用したアルミニウム（A
l）の電送電極33の他に銀、銅、金、クロムなどの金属
を電送電極33として使用することができ、好ましくはそ
のシート抵抗を10²Ω／口以下とすることができる。
又、電位勾配が付与される導電膜32としては10²Ω／口
〜1MΩ／口のシート抵抗をもつ透明導電膜を用いること
ができる。In the present invention, the aluminum (A
In addition to the transfer electrode 33 of l), a metal such as silver, copper, gold, or chromium can be used as the transfer electrode 33, and the sheet resistance thereof can be preferably set to 10 ² Ω / hole or less.
As the conductive film 32 to which the potential gradient is applied, a transparent conductive film having a sheet resistance of 10 ² Ω / port to 1 MΩ / port can be used.

第９図は本発明による階調表現方式の具体例を示して
いる。FIG. 9 shows a concrete example of the gradation expression method according to the present invention.

第９図中91は強誘電性液晶（FLC）パネル、92は走査
側駆動回路で、S₁,S₂,S₃，……はFLCパネル91の走査線
である。93は奇数番目情報の情報側駆動回路で奇数番目
の情報線I₁,I₃,I₅，……の１走査線分のメモリをもつ。
94は偶数番目情報の情報側駆動回路で偶数番目の情報線
I₂,I₄,I₆，……の１走査線分のメモリをもつ、また95は
出力レベル制御入力端子で、レベル“1"で奇数情報側駆
動回路93又は偶数情報側駆動回路94の駆動回路の全ての
出力が基準電圧に保たれ、レベル“0"で情報に応じた出
力レベルが出力される。96は情報入力端子である。SW1
はスイツチで、スイツチ制御入力端子97がレベル“1"で
96a側に接続され、レベル“0"で96b側に接続される。In FIG. 9, 91 is a ferroelectric liquid crystal (FLC) panel, 92 is a scanning side drive circuit, and S ₁ , S ₂ , S ₃ , ... Are scanning lines of the FLC panel 91. Reference numeral 93 is an information side driving circuit for odd-numbered information, which has a memory for one scanning line of odd-numbered information lines I ₁ , I ₃ , I ₅ , ....
94 is an information side driving circuit for even-numbered information and even-numbered information lines
It has a memory for one scanning line of I ₂ , I ₄ , I ₆ , ..., And 95 is an output level control input terminal, which is a level “1” of the odd information side driving circuit 93 or the even information side driving circuit 94. All the outputs of the drive circuit are maintained at the reference voltage, and the output level according to the information is output at the level "0". 96 is an information input terminal. SW1
Is a switch, and the switch control input terminal 97 is at level "1".
Connected to 96a side, and connected to 96b side at level "0".

いま、カラー表示を行った場合、情報入力端子96に第
10図（ｂ）の様なカラー情報を入力する。１情報時間ｔ
に対して第10図（ｃ）の様な信号をスイツチ制御入力端
子97に入力することによって、奇数番目の情報側駆動回
路93内のメモリー93Mおよび偶数番目の情報側駆動回路9
4内のメモリー94Mに第10図（ａ）の様に記憶される。ま
た、FLCパネル91には、各情報線に対応して第10図
（ａ）の様にカラーフイルターＲ（赤）,G（緑）とＢ
（青）の順番に配列させて形成したカラー画素100が設
けられている。ここで、各メモリ93Mと94Mに１走査線分
のカラー情報R₁，G₁，B₁，R₂，G₂，……が奇数番目と偶
数番目毎に記憶された後、走査線S₁に−Vbを与える事に
よって、液晶層に加わる電圧がしきい値電圧Vthを超え
た部分のみ反転する。第11図にそのタイミング図を示し
た。第１期間T₁で出力レベル制御入力端子95のレベルを
“1"にする事によって、奇数番目の出力レベルは全て基
準電圧Vrとなり、偶数番目の出力レベルは各々情報に応
じた出力電圧Vaとなる。この状態を第12図の第１期間T₁
に示す。また第２期間T₂では出力レベル制御入力端子95
のレベルを“0"にする事によって、偶数番目の出力レベ
ルは全て基準電圧Vrとなり、奇数番目の出力レベルは各
々情報に応じた出力電圧Vaとなる。この状態を第12図の
第２期間T₂に示す。これにより、第１期間T₁で偶数番目
の情報を書き込み、第２期間T₂で奇数番目の情報を書き
込むことができる。第13図は、Ｒ・Ｇ・Ｂ毎に独立入力
する場合を示したもので、Ｒ・Ｇ・Ｂのそれぞれの情報
期間Ｔに対してスイツチSW2とスイツチSW3を第14図のよ
うに切り換え、奇数側と偶数側の各メモリー93Mと94Mに
入力する事によって駆動することができる。If color display is now being performed, the information input terminal 96
Enter the color information as shown in Fig. 10 (b). 1 information time t
On the other hand, by inputting a signal as shown in FIG. 10 (c) to the switch control input terminal 97, the memory 93M in the odd number side information side drive circuit 93 and the even number side information side drive circuit 9
It is stored in the memory 94M in 4 as shown in FIG. 10 (a). The FLC panel 91 has color filters R (red), G (green) and B corresponding to each information line as shown in FIG. 10 (a).
Color pixels 100 formed by arranging in order of (blue) are provided. Here, after the color information R ₁ , G ₁ , B ₁ , R ₂ , G ₂ , ... Of one scanning line is stored in each of the memories 93M and 94M for every odd number and even number, the scanning line S ₁ By applying −Vb to, only the portion where the voltage applied to the liquid crystal layer exceeds the threshold voltage Vth is inverted. The timing diagram is shown in FIG. By setting the level of the output level control input terminal 95 to “1” in the first period T ₁ , all the odd output levels become the reference voltage Vr, and the even output levels become the output voltage Va corresponding to the information. Become. This state is changed to the first period T _{1 in} FIG.
Shown in In the second period T ₂ , the output level control input terminal 95
By setting the level of "0" to "0", all the even-numbered output levels become the reference voltage Vr, and the odd-numbered output levels become the output voltage Va corresponding to each information. This state is shown in the second period T ₂ of FIG. As a result, even-numbered information can be written in the first period T ₁ , and odd-numbered information can be written in the second period T ₂ . FIG. 13 shows a case where independent input is made for each of R, G, B. For each information period T of R, G, B, switch SW2 and switch SW3 are switched as shown in FIG. It can be driven by inputting to each memory 93M and 94M on the odd side and the even side.

前記駆動法は、階調カラー表示の他に二値のカラー、
白黒、白黒階調にも適応できる。この際、メモリ93Mと9
4Mは二値表示の場合フリツプフロツプ型のシフトレジス
タ等が用いられ、階調表示の場合、第15図に示す様なサ
ンプルアンドホールド型のアナログメモリーが使用でき
る。The driving method is, in addition to gradation color display, binary color,
It can also be applied to black and white and black and white gradation. At this time, memories 93M and 9
4M uses a flip-flop type shift register for binary display, and a sample-and-hold type analog memory as shown in FIG. 15 for gray scale display.

第15図は、アナログ型メモリーを用いた情報側駆動回
路、例えば奇数情報駆動回路93の具体例を表わしてい
る。又、偶数情報駆動回路94についても同様の回路を用
いることができる。この駆動回路には情報ライン毎にス
イツチング回路151と、サンプルホールト用コンデンサ1
52とバツフア回路153が配線されている。又、スイツチ
ング回路151としては、電界効果型トランジスタを用い
たゲート回路を用いることが好ましい。FIG. 15 shows a specific example of an information side drive circuit using an analog type memory, for example, an odd number information drive circuit 93. A similar circuit can be used for the even number information driving circuit 94. This driving circuit includes a switching circuit 151 for each information line and a sample halt capacitor 1
52 and the buffer circuit 153 are wired. Further, as the switching circuit 151, it is preferable to use a gate circuit using a field effect transistor.

又、本発明では前述の強誘電性液晶の他にツイステツ
ドネマチツク液晶、ゲストホスト液晶などを用いること
ができるが、最も好ましくは強誘電性液晶、特に少なく
とも２つの安定状態をもつ強誘電性液晶が適している。In the present invention, twisted nematic liquid crystals, guest-host liquid crystals and the like can be used in addition to the above-mentioned ferroelectric liquid crystals, but the most preferable are ferroelectric liquid crystals, especially ferroelectrics having at least two stable states. Liquid crystals are suitable.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明によれば、表示パネルへの高速書込みが可能で
ある上、入力信号として電圧値、あるいはパルス幅ある
いはパルス数等によって変調された階調信号を印加する
ことにより、階調表示を行なうことができる。According to the present invention, high-speed writing to a display panel is possible, and gray scale display is performed by applying a gray scale signal modulated by a voltage value, a pulse width, a pulse number or the like as an input signal. You can

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

第１図及び第２図は、本発明で用いる強誘電性液晶素子
を模式的に示す斜視図である。第３図は本発明で用いる
一方の基板を表わす斜視図である。第４図は、本発明で
用いる液晶光学素子の断面図である。第５図及び第６図
（ａ）〜（ｅ）は本発明で用いるパルス波形を表わす説
明図である。第７図（ａ）〜（ｄ）は、画素の階調性を
表わす模式図である。第８図（ａ）及び（ｂ）は、本発
明で用いる電位勾配を模式的に表わす説明図である。第
９図は、本発明の駆動装置を示す駆動回路図である。第
10図（ａ）〜（ｃ）は、カラー表示駆動例を示す説明図
である。第11図はカラー表示駆動時のタイミングチヤー
ト図である。第12図は、一走査ライン上の画素に現われ
た電位勾配レベルとその時の表示状態を表わす説明図で
ある。第13図は、情報信号を出力する時の別の駆動回路
図、第14図はその時のタイミングチヤート図である。第
15図は、アナログ型メモリーを用いた情報側駆動回路図
である。1 and 2 are perspective views schematically showing a ferroelectric liquid crystal element used in the present invention. FIG. 3 is a perspective view showing one of the substrates used in the present invention. FIG. 4 is a sectional view of a liquid crystal optical element used in the present invention. 5 and 6 (a) to 6 (e) are explanatory views showing pulse waveforms used in the present invention. 7A to 7D are schematic diagrams showing the gradation of pixels. FIGS. 8A and 8B are explanatory views schematically showing the potential gradient used in the present invention. FIG. 9 is a drive circuit diagram showing the drive device of the present invention. First
10A to 10C are explanatory views showing an example of color display driving. FIG. 11 is a timing chart for driving color display. FIG. 12 is an explanatory diagram showing the potential gradient level appearing in the pixels on one scanning line and the display state at that time. FIG. 13 is another drive circuit diagram when outputting an information signal, and FIG. 14 is a timing chart diagram at that time. First
FIG. 15 is an information side drive circuit diagram using an analog type memory.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】走査電極群を有する第１の基板と、所定の
間隔をおいて配された電送ライン群と該電送ライン群の
間に設けられ該電送ラインより高抵抗の導電膜とを含む
情報電極群を有する第２の基板と、これらの間に配され
た光学変調物質とを備えたパネルを、該電送ライン群の
うち第１の電送ラインと第２の電送ラインへの異なる電
圧の印加によって画素を構成する該導電膜と該走査電極
との間に電位差勾配が生じるように、駆動する駆動装置
において、 該走査電極群に走査信号を出力する為の走査電極駆動回
路と、 第１の電送ライン群に階調情報に応じた情報信号を出力
する為の第１の情報電極駆動回路と、 第２の電送ライン群に階調情報に応じた情報信号を出力
する為の第２の情報電極駆動回路と、 を有し、 該第１及び第２の情報電極駆動回路は、 時系列に入力される階調情報から選択された、該第１の
電送ライン群に出力される情報信号に対応した階調情報
を、記憶する第１のメモリと、 該時系列に入力される階調情報から選択された該第２の
電送ライン群に出力される情報信号に対応した階調情報
を、記憶する第２のメモリと、 を備えており、 走査電極を選択期間のうち第１期間に該第１の情報電極
駆動回路が該情報信号を出力し、該走査電極の選択期間
のうち該第１期間後の第２期間に該第２の情報電極駆動
回路が該情報信号を出力することを特徴とする駆動装
置。1. A first substrate having a group of scanning electrodes, a group of transmission lines arranged at a predetermined interval, and a conductive film having a resistance higher than that of the transmission line provided between the groups of transmission lines. A panel provided with a second substrate having an information electrode group and an optical modulation substance arranged between them is provided with a different voltage to the first transmission line and the second transmission line of the transmission line group. A scan electrode drive circuit for outputting a scan signal to the scan electrode group in a drive device for driving so that a potential difference gradient is generated between the conductive film forming a pixel and the scan electrode by application; A first information electrode drive circuit for outputting an information signal corresponding to gradation information to the second transmission line group, and a second information electrode driving circuit for outputting an information signal corresponding to gradation information to the second transmission line group. An information electrode drive circuit, and the first and second information The pole drive circuit includes a first memory for storing gradation information selected from gradation information input in time series and corresponding to an information signal output to the first transmission line group; A second memory for storing the gradation information corresponding to the information signal output to the second transmission line group selected from the gradation information input to the series; The first information electrode drive circuit outputs the information signal in a first period of the period, and the second information electrode drive circuit outputs a second period after the first period in the selection period of the scan electrodes. A drive device which outputs the information signal. 【請求項２】走査電極群を有する第１の基板と、所定の
間隔をおいて配された電送ライン群と該電送ライン群の
間に設けられ該電送ラインより高抵抗の導電膜とを含む
情報電極群を有する第２の基板と、これらの間に配され
た光学変調物質とを備えたパネルと、 該走査電極群に走査信号を出力する為の走査電極駆動回
路と、 該電送ライン群のうち第１の電送ライン群に階調情報に
応じた情報信号を出力する為の第１の情報電極駆動回路
と、 該電送ライン群のうち第２の電送ライン群に階調情報に
応じた情報信号を出力する為の第２の情報電極駆動回路
と、 を有し、 該第１及び第２の電送ラインへの異なる電圧の印加によ
って画素を構成する該導電膜と該走査電極との間に電位
差勾配が生じるように該パネルを駆動する光学変調素子
において、 該第１及び第２の情報電極駆動回路は、 時系列に入力される階調情報から選択された該第１の電
送ライン群に出力される情報信号に対応した階調情報を
記憶する第１のメモリと、該時系列に入力される階調情
報から選択された該第２の電送ライン群に出力される情
報信号に対応した階調情報を記憶する第２のメモリと、
を備え、 該情報信号が該第１の電送ライン群に出力されるときこ
れに同期して該第２の情報電極駆動回路から基準電圧が
該第２の電送ラインに出力され、該情報信号が該第２の
電送ライン群に出力されるときこれに同期して該第１の
情報電極駆動回路から基準電圧が該第１の電送ライン群
に出力されることを特徴とする光学変調素子。2. A first substrate having a group of scanning electrodes, a group of transmission lines arranged at a predetermined interval, and a conductive film having a resistance higher than that of the transmission line provided between the groups of transmission lines. A panel provided with a second substrate having an information electrode group and an optical modulation substance arranged between them, a scan electrode drive circuit for outputting a scan signal to the scan electrode group, and the transmission line group A first information electrode drive circuit for outputting an information signal according to gradation information to a first electric transmission line group, and a second information electrode driving circuit according to gradation information to a second electric transmission line group of the electric transmission line group. A second information electrode driving circuit for outputting an information signal, and between the conductive film and the scanning electrode forming a pixel by applying different voltages to the first and second transmission lines. In the optical modulation element that drives the panel so that a potential difference gradient is generated in the The first and second information electrode drive circuits store grayscale information corresponding to information signals output to the first transmission line group selected from grayscale information input in time series. 1 memory, and a second memory for storing gradation information corresponding to an information signal output to the second transmission line group selected from the gradation information input in time series,
When the information signal is output to the first transmission line group, a reference voltage is output from the second information electrode drive circuit to the second transmission line in synchronization with the output of the information signal. An optical modulation element, wherein a reference voltage is output from the first information electrode drive circuit to the first transmission line group in synchronization with the output to the second transmission line group. 【請求項３】該光学変調物質がカイラルスメクティック
液晶であることを特徴とする特許請求の範囲第２項に記
載の光学変調素子。3. The optical modulator according to claim 2, wherein the optical modulator is a chiral smectic liquid crystal. 【請求項４】該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２項に記載の光学変調素
子。4. The optical modulation element according to claim 2, wherein the optical modulation substance is a ferroelectric liquid crystal.