JP2584752B2 - Liquid crystal device - Google Patents
Liquid crystal deviceInfo
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- JP2584752B2 JP2584752B2 JP61264356A JP26435686A JP2584752B2 JP 2584752 B2 JP2584752 B2 JP 2584752B2 JP 61264356 A JP61264356 A JP 61264356A JP 26435686 A JP26435686 A JP 26435686A JP 2584752 B2 JP2584752 B2 JP 2584752B2
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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、液晶装置に関し、特に強誘電性を示すカイ
ラルスメクチック液晶を用いた液晶装置に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a liquid crystal device, and more particularly, to a liquid crystal device using a chiral smectic liquid crystal having ferroelectricity.
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。2. Description of the Related Art Conventionally, a liquid crystal display element in which a scanning electrode group and a signal electrode group are configured in a matrix, a liquid crystal compound is filled between the electrodes to form a large number of pixels, and an image or information is displayed is well known. I have. As a driving method of the display element, a time division drive in which an address signal is sequentially and selectively applied to the scanning electrode group and a predetermined information signal is selectively applied to the signal electrode group in parallel in synchronization with the address signal is used. Has been adopted.
これらの実用に供されたのは、殆んどが、例えば“ア
プライド・フイジスク・レターズ”(“Applied Physi
cs Letters")1971年、18(4)号127〜128頁に記載の
M.シヤツト(M.Schadt)及びW.ヘフリヒ(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 Depende
nt Optical Activity of a Twisted Nematic L
iquid Crysttal")に示されたTN(twisted nematic)
型液晶であった。Most of these have been put to practical use, for example, in “Applied Physik Letters”.
cs Letters "), 1971, 18 (4), pp. 127-128.
M. Schadt and W. Helfrich
Co-authored “Voltage Depende Optical Activity of a Twisted Nematic Liquid Crystal”
nt Optical Activity of a Twisted Nematic L
TN (twisted nematic) shown in iquid Crysttal ")
Type liquid crystal.
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
ック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。In recent years, as an improved type of the conventional liquid crystal element, the use of a liquid crystal element having bistability has been disclosed in both Clark and Lagerwall by JP-A-56-107216.
And US Patent No. 4367924. In general, a ferroelectric liquid crystal having a chiral smectic C phase (SmC * ) or an H phase (SmH * ) is used as the bistable liquid crystal. In these states, the first liquid crystal responds to an applied electric field. It takes one of an optically stable state and a second optically stable state, and has a property of maintaining the state when no electric field is applied, that is, has stability, and has a quick response to a change in the electric field, It is expected to be widely used in fields such as high-speed and storage type display devices.
しかしながら、表示画素数が極めて多く、しかも高速
駆動が求められる時には、問題を生じる。すなわち、所
定の電圧印加時間に対して双安定性を有する強誘電性液
晶セルで第1の安定状態を与えるための閾値電圧を−V
th1とし、第2の安定状態を与えるための閾値電圧を+V
th2とすると、これらの閾値電圧を越えなくとも、長時
間に亘り、電圧が印加され続ける場合に、画素に書込ま
れた表示状態(例えば、白状態)が別の表示状態(例え
ば黒状態)に反転することがある。第7図は双安定性強
誘電性液晶セルの閾値特性を表わしている。However, a problem arises when the number of display pixels is extremely large and high-speed driving is required. That is, the threshold voltage for providing the first stable state in the ferroelectric liquid crystal cell having bistability for a predetermined voltage application time is -V.
th1 and the threshold voltage for providing the second stable state is + V
If the threshold voltage is set to th2 , the display state (for example, white state) written in the pixel is changed to another display state (for example, black state) when the voltage is continuously applied for a long time without exceeding these threshold voltages. May be reversed. FIG. 7 shows the threshold characteristics of a bistable ferroelectric liquid crystal cell.
第7図は、強誘電性を示すカイラルスメクチック液晶
としてDOBAMBC(図中の72)とHOBACPC(図中の71)を用
いた時のスイツチングに要する閾値電圧(Vth)の印加
時間依存性をプロツトしたものである。FIG. 7 is a plot of the application time dependence of the threshold voltage (V th ) required for switching when DOBAMBC (72 in the figure) and HOBACPC (71 in the figure) are used as chiral smectic liquid crystals exhibiting ferroelectricity. It was done.
第7図より明らかな如く、閾値Vthは印加時間依存性
を持っており、さらに印加時間が短い程、急勾配になっ
ていることが理解される。このことから、走査線が極め
て多く、しかも高速に駆動する素子に適用した場合に
は、例えばある画素に走査時において明状態にスイツチ
されていても、次の走査以降常にVth以下の情報信号が
印加され続ける場合、一画面の走査が終了する途中でそ
の画素が暗状態に反転してしまう危険性をもっているこ
とが判る。As is clear from FIG. 7, it is understood that the threshold value Vth has an application time dependency, and that the shorter the application time, the steeper the slope. From this fact, when the present invention is applied to an element having an extremely large number of scanning lines and driving at a high speed, even if a certain pixel is switched to a bright state at the time of scanning, an information signal which is always Vth or less after the next scanning is obtained. It is understood that when the application of is continuously performed, there is a risk that the pixel is inverted to a dark state while the scanning of one screen is completed.
従って、強誘電性液晶素子にマルチプレクシング駆動
を適用した際には、非選択時の画素には書込み時とは逆
極性の低電圧が長時間印加され続ける場合が生じ、これ
がクロストークの原因となっていた。Therefore, when the multiplexing drive is applied to the ferroelectric liquid crystal element, a low voltage having a polarity opposite to that of the writing may be continuously applied to the non-selected pixels for a long time, which causes crosstalk. Had become.
このクロストークを防止するために、神辺らは英国公
開2141279号で明らかにしている様に非選択時の画素に
交流電圧が印加される様に書込み信号と補助信号を加え
た波形の信号をデータ線に印加することを提案してい
る。In order to prevent this crosstalk, Kanbe et al., As disclosed in British Publication No. 2141279, used a data signal with a write signal and an auxiliary signal so that an AC voltage was applied to unselected pixels. It is proposed to apply to the line.
上述した神辺らの方法によって、クロストークの問題
点は、解消することができたが、書込み時のパルス(パ
ルス巾;Δt)と書込み直後の非選択時のパルス(パル
ス巾;Δt)が連続して同一極性の時は、画素には少な
くとも2Δtの時間に亘って同一極性パルスが印加され
続けることになり、これが表示パネルとした時に生じて
いた画面のちらつき(表示面が周期的に明るく又は暗く
なる現象)の原因となっていた。Although the problem of crosstalk could be solved by the above-mentioned method of Shinbe et al., The pulse at the time of writing (pulse width; Δt) and the non-selected pulse immediately after writing (pulse width; Δt) are continuous. When the pixels have the same polarity, the same polarity pulse is continuously applied to the pixels for at least 2Δt, and the screen flickers when the display panel is used (the display surface is periodically brightened or Darkening phenomenon).
そこで本発明の目的は、前述したような従来の光学変
調素子、特に液晶表示素子或は液晶光シヤツターにおけ
る問題点を解決した新規な駆動法を用いた液晶装置を提
供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a liquid crystal device using a novel driving method which solves the above-mentioned problems in the conventional optical modulation element, particularly in a liquid crystal display element or a liquid crystal optical shutter.
〔問題点を解決するための手段〕及び〔作用〕 本発明は、走査線を有する基板とデータ線を有する基
板との間にカイラルスメクチック液晶を配した液晶素子
と、該走査線に走査選択信号を印加する手段と、該デー
タ線に該走査選択信号と同期して第1又は第2の極性の
書込み信号を印加する手段と、を有する液晶装置におい
て、n番目に印加される走査選択信号に同期するn番目
の書込み信号とn+1番目に印加される走査選択信号に
同期するn+1番目の書込み信号とを比較する比較手段
と、該n番目の書込み信号の後であって該n+1番目の
書込み信号の前にこれら書込み信号と同一極性の電圧が
連続しない波形の補助信号を印加する手段と、を有し、
該補助信号は、該n番目の書込み信号と該n+1番目の
書込み信号が、共に第1の極性の場合と、共に第2の極
性の場合と、互いに異なる極性の場合と、でそれぞれ異
なる少なくとも3つの波形から、該比較手段の出力デー
タに応じて選択されることに特徴を有している。[Means for Solving the Problems] and [Operation] The present invention provides a liquid crystal element having a chiral smectic liquid crystal arranged between a substrate having a scanning line and a substrate having a data line, and a scanning selection signal applied to the scanning line. And a means for applying a write signal of the first or second polarity to the data line in synchronization with the scan selection signal, wherein the n-th scan selection signal is applied to the data line. Comparing means for comparing the n-th write signal synchronized with the (n + 1) -th write signal synchronized with the (n + 1) -th scan selection signal, and the (n + 1) -th write signal after the n-th write signal Means for applying an auxiliary signal having a waveform in which a voltage having the same polarity as these write signals is not continuous before
The auxiliary signal has at least three different values depending on whether the n-th write signal and the (n + 1) -th write signal both have the first polarity, both have the second polarity, and the other have different polarities. It is characterized in that it is selected from two waveforms according to the output data of the comparing means.
本明細書に記載の「書込み信号」は走査線を順次アド
レスする走査選択信号が印加される期間を含むアドレス
期間Ss内で、画素の書込み状態を決定づける(画素を白
か黒のうち何れか一方の状態に決定づける)位相でデー
タ線から印加する情報信号のことであり、又「補助信
号」とはアドレス期間Ss内で、画素の書込み状態を決定
づけない位相で、データ線から印加する電圧のことであ
る。The “write signal” described in this specification determines the write state of a pixel within an address period Ss including a period during which a scan selection signal for sequentially addressing a scan line is applied (the pixel is set to one of white and black). Information signal applied from the data line with a phase), and the "auxiliary signal" is a voltage applied from the data line with a phase that does not determine the pixel writing state within the address period Ss. It is.
又、本明細書に記載の走査線とデータ線に印加する電
圧の「極性」は、選択されていない走査線への印加電圧
を基準としている。Further, the “polarity” of the voltage applied to the scanning line and the data line described in this specification is based on the voltage applied to the unselected scanning line.
第8図は、本発明で用いた強誘電性液晶セル81の平面
図で、この強誘電性液晶セル81にはデータ線83(I1,I2,
…)と走査線82(S1,S2,…)とが交差させて配線されて
いる。又、84は走査回路、85は走査側駆動電圧発生回
路、86信号側駆動電圧発生回路、87はラインメモリ、88
はシフトレジスタを表わしている。FIG. 8 is a plan view of a ferroelectric liquid crystal cell 81 used in the present invention. The ferroelectric liquid crystal cell 81 has data lines 83 (I 1 , I 2 ,
..) And the scanning lines 82 (S 1 , S 2 ,...) Are wired so as to intersect. Further, 84 is a scanning circuit, 85 is a scanning side drive voltage generation circuit, 86 is a signal side drive voltage generation circuit, 87 is a line memory, 88
Represents a shift register.
第1図は、本発明による駆動波形を示しており、S1、
S2,S3は走査線S1,S2,S3に印加する電圧波形を示してお
り、各走査線には、順次電圧2Voの走査選択信号が印加
される。I1とI2とはデータ線I1、I2に印加する電圧波形
を示しており、データ線I1には白−白−黒−白−…の情
報信号が連続的に印加され、又データ線I2には白一黒−
黒−黒−…の情報信号が連続的に印加されている。又、
I1−S1は走査線S1とデータ線I1との交差部(画素)に印
加される電圧波形であり、I2−S1は走査線S1とデータ線
I2との交差部に印加される電圧波形である。FIG. 1 shows a driving waveform according to the present invention, wherein S1,
S2, S3 indicates a voltage waveform applied to the scan lines S 1, S 2, S 3 , in each scanning line, the scanning selection signal sequentially voltages 2Vo is applied. I1 and I2 indicate voltage waveforms applied to the data lines I 1 and I 2 , and the information signal of white-white-black-white-... Is continuously applied to the data line I 1. I 2 is white-black-
Black-black -... information signals are continuously applied. or,
I1-S1 is a voltage waveform applied to the intersection between the scanning lines S 1 and the data line I 1 (pixel), the I2-S1 scan lines S 1 and the data line
Is a voltage waveform applied to the intersection of the I 2.
第1図に示す駆動例では、消去ステップT1で強誘電性
液晶セル61の全部又は一部の画素に強誘電性液晶の閾値
電圧を越えた電圧3V0が印加され、画素は強誘電性液晶
の第1の安定状態に基づく第1の光学状態(例えば
“白”とする)にリセットされる。続く、書込みステツ
プT2で走査線S1,S2、S3に電圧2Voの走査選択信号を順次
印加し、これに同期させてデータ線I1,I2に情報信号を
印加することによって、第8図に示す表示を得ることが
できる。In the driving example shown in FIG. 1 , a voltage 3V 0 exceeding the threshold voltage of the ferroelectric liquid crystal is applied to all or some pixels of the ferroelectric liquid crystal cell 61 in the erasing step T1, and the pixel The liquid crystal is reset to a first optical state (for example, “white”) based on the first stable state. Followed by the writing step T 2 in the scanning lines S 1, S 2, sequentially applies a scanning selection signal voltage 2Vo to S 3, applies the information signal to the data lines I 1, I 2 in synchronization with this, The display shown in FIG. 8 can be obtained.
データ線IM(M;M番目のデータ線で、Mは1,2,3,…の
整数)に印加する情報信号は、n番目(n=1,2,3,…の
整数)の書込み信号Wnとこれに続くn+1番目の書込み
信号Wn+1とを比較することによって、書込み信号WnとW
n+1との間に印加する補助信号Knの電圧を決める。第1
図中のデータ線I1とI2に印加する情報信号のうち、斜線
部のW1 W , ( 2 B , ) 3 ,…n(添字Wは白書込み信
号、Bは黒書込み信号を表わす)が書込み信号で、K1
, 2 , 3 ,…nが補助信号である。この際、n番目の白
書込み信号Wn W(+V0)とn+1番目の白書込み信号Wn W
+1(+V0)との間に印加する補助信号Knは、n番目の白
書込み信号Wn Wと逆極性の電圧−V0となり、n番目の黒
書込み信号Wn B(−V0)とn+1番目の黒書込み信号Wn B
+1(−V0)との間に印加する補助信号Knは、n番目の黒
書込み信号Wn Bと逆極性の電圧+V0となる。さらに、n
番目が白書込み信号Wn W(又は黒書込み信号Wn B)で、こ
れに続くn+1番目が黒書込み信号Wn B(又は白書込み
信号Wn W)の場合では、補助信号Knとして電圧0が印加
される。このため、本発明では、選択時と、選択直後の
非選択時で、同一極性パルスが連続した2Δt(2Tbパ
ルスという)の時間を生じることがなく、しかも非選択
時の画素に印加される電圧の平均値を実質的に0とする
ことができる。又本発明は前述した2Tbパルスの解消に
よって表示画面でのちらつきを防止することができた。The information signal applied to the data line I M (M; M-th data line, M is an integer of 1,2,3, ...) is the n-th (n = 1,2,3, ...) write by comparing the signal W n and the subsequent (n + 1) th write signal W n + 1, the write signal W n and W
determining the voltage of the auxiliary signal K n to be applied between the n + 1. First
Of the information signals applied to the data lines I 1 and I 2 in the figure, the shaded portions W 1 W , ( 2 B , ) 3 , ... N (the subscript W indicates a white write signal, and B indicates a black write signal) Is a write signal and K 1
, 2 , 3 , ... N are auxiliary signals. At this time, the n-th white write signal W n W (+ V 0 ) and the (n + 1) -th white write signal W n W
+1 (+ V 0) auxiliary signal K n to be applied between the can, n-th white write signal W n W opposite polarity voltage -V 0 next to, n-th black write signal W n B (-V 0 ) And the (n + 1) th black write signal W n B
Auxiliary signal K n to be applied between the +1 (-V 0) is a n-th black write signal W n B opposite polarity voltage + V 0. Furthermore, n
Th In the white write signal W n W (or black write signal W n B), in the case (n + 1) th subsequent thereto is black write signal W n B (or white write signal W n W), the voltage as an auxiliary signal K n 0 is applied. For this reason, in the present invention, the time of 2Δt (referred to as 2Tb pulse) in which pulses of the same polarity are continuous does not occur between the time of selection and the time of non-selection immediately after selection, and the voltage applied to the pixel at the time of non-selection Can be made substantially zero. The present invention was able to prevent flicker on the display screen by eliminating the 2Tb pulse described above.
この際、電圧V0は|3V0|>|Vth|>|V0|の関係を満たす
電圧値に設定される(Vthは強誘電性液晶の閾値電圧で
ある)。At this time, the voltage V 0 is set to a voltage value that satisfies the relationship | 3V 0 |> | V th |> | V 0 | (V th is the threshold voltage of the ferroelectric liquid crystal).
又、第1図中の位相t1はパルス巾Δnをもつ書込み信
号Wnを印加する位相に相当し、位相t2は補助信号Knを印
加する位相に相当している。この際の補助信号Knの印加
時間も、やはりΔtに設定するのが好ましい。Further, the phase t 1 in FIG. 1 corresponds to a phase of applying a write signal W n having a pulse width [Delta] n, the phase t 2 is equivalent to the phase of applying an auxiliary signal K n. Application time also the auxiliary signal K n at this time, preferably also be set to Delta] t.
第2図に示す駆動例は、補助信号として、電圧0、正
極性と負極性パルスが交互に3つ有する交流電圧と、こ
れと逆相の交流電圧からなる3種の電圧を用いた他は、
第1図に示す駆動例と全く同様にしたものである。又、
本発明では、正極性と負極性パルスを交互に3つもの交
流に限らず、奇数個もつ交流電圧を用いることができ
る。The driving example shown in FIG. 2 is different from the driving example shown in FIG. 2 in that a voltage 0, an alternating voltage having three alternating positive and negative pulses, and an alternating voltage having the opposite phase are used. ,
This is exactly the same as the driving example shown in FIG. or,
In the present invention, the alternating voltage having an odd number of positive and negative pulses is not limited to three alternating pulses.
第3図は、本発明の別の好ましい駆動例を表わしてい
る。第3図に示す駆動例では、位相t1で選択された走査
線上の画素の全部又は一部に一様に電圧3V0の消去パル
スが印加されることによって、これらの画素は前の書込
み状態を一様にリセットすることができ、続く書込み位
相に相当する位相t2で、先にリセツトされた画素にデー
タ線から黒書込み信号Wn B(−V0)と白書込み信号W
n W(+V0)が選択的に印加される。続く補助信号Knを位
相t3で前述の第1図と第2図で説明した方法と同様の方
法で印加する。FIG. 3 shows another preferred driving example of the present invention. In the driving example shown in Figure 3, by the erase pulses of uniform voltage 3V 0 to all or part of the pixels on a selected scanning line in the phase t 1 is applied, these pixels before write state uniformly can be reset, the subsequent address in phase t 2 corresponding to the phase, black write signal from the data line to a pixel reset earlier W n B (-V 0) and white write signal W
n W (+ V 0 ) is selectively applied. Applying at subsequent auxiliary signal K n in phase t 3 and Figure 1 of the aforementioned method similar to the method described in Figure 2.
第4図は、本発明の他の好ましい駆動例を表わしてい
る。第4図に示す駆動例では、位相t1が選択された走査
線上の画素の全部又は一部に一様に電圧−3V0の消去パ
ルスが印加されることによって、これらの画素は前の書
込み状態を一様にリセツトすることができる。位相t3が
書込み位相に相当し、この位相t3でデータ線から黒書込
み信号Wn B(V0)と白書込み信号Wn W(−V0)が選択的に
印加され、位相t2が補助信号Knを印加する位相に相当し
ている。この補助信号Knは第1図で説明した方法と同様
の方法で印加される。FIG. 4 shows another preferred driving example of the present invention. In the driving example shown in FIG. 4, the erasing pulse of the voltage −3V 0 is uniformly applied to all or a part of the pixels on the scanning line whose phase t 1 is selected, so that these pixels are written in the previous writing. The state can be reset uniformly. Phase t 3 corresponds to the write phase, the black write signal from the data line in phase t 3 W n B (V 0 ) and the white write signal W n W (-V 0) is selectively applied, the phase t 2 There corresponds to the phase of applying an auxiliary signal K n. The auxiliary signal K n are applied in a manner similar to that described in Figure 1.
次に、駆動回路のブロツク図を第5図に示す。 Next, a block diagram of the driving circuit is shown in FIG.
第5図を第6図に示すタイムチヤートと共に説明する
と、t=1のタインミングで、シフトレジスタ(S/R)
に1ライン目の情報が転送され、t=2のタイミング
で、シフトレジスタS/Rの内容が、ラインメモリーIに
移される。t=3のタイミングで、ラインメモリIの情
報はラインメモリIIに移されると同時に、ラインメモリ
IとラインメモリーIIの情報をコンパレータ51で比較し
て、その結果をラインメモリIIIに移す。そのラインメ
モリIIとラインメモリIIの情報をドライブモード・プロ
セツサー52でミキシングして、ラインデコーダー53で、
1bit信号を各々、2bitsに変換して、レベルコンバータ
ー54及び、アナログスイツチ部55で、出力波形を製造す
る。FIG. 5 is explained together with the time chart shown in FIG. 6. At the timing of t = 1, the shift register (S / R)
Is transferred to the line memory I at the timing t = 2. At time t = 3, the information in the line memory I is transferred to the line memory II, and at the same time, the information in the line memories I and II is compared by the comparator 51, and the result is transferred to the line memory III. The line memory II and the information of the line memory II are mixed by the drive mode processor 52 and the line decoder 53,
Each 1-bit signal is converted into 2 bits, and an output waveform is produced by the level converter 54 and the analog switch unit 55.
t=3で、t=1のときのシフトレジスターの内容が
出力され以下順次出力されて行く。At t = 3, the contents of the shift register at the time of t = 1 are output, and then sequentially output.
第5図中において、CK1とKC2はクロツク、LATHはラツ
チ信号入力、INは情報データのシフトレジスタS/Rへの
入力、VDD,VSS1とVSS2はアナログスイツチ駆動のために
必要な電圧供給源、V1,VCとV2は、出力レベル電圧であ
る。In FIG. 5, CK 1 and KC 2 are clocks, LATH is a latch signal input, IN is an information data input to the shift register S / R, and V DD , V SS1 and V SS2 are necessary for analog switch driving. The various voltage sources, V 1 , V C and V 2, are output level voltages.
本発明の液晶装置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。The optical modulation substance used in the liquid crystal device of the present invention has at least two stable states, and particularly takes one of a first optical stable state and a second optical stable state according to an applied electric field. That is, a substance having a bistable state with respect to an electric field, particularly 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*)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 Jouranl de physi
ove letter")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」(「Ferroelect
ric Liquid Crystals」);“アプライド・フイジツ
クス・レターズ”(Applied Physics Letter")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・キリスタル」(「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示された強誘電性液晶を
用いることができる。As the 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. Among them, a chiral smectic C phase (SmC * ) or an H phase (SmH * ) is used . A) liquid crystal is suitable.
This ferroelectric liquid crystal is described in “Le Jouranl de Physik Lutheran” (“Le Jouranl de physics”).
ove letter ") Volume 36 (L-69), 1975," Ferroelectric Liquid Crystals "(" Ferroelect
ric Liquid Crystals ”);“ Applied Physics Letter ”, Vol. 36 (No. 11),“ Submicron Second Bistable Electrooptic Switching in Liquid Crystals ”(1980) "Submicro Second Bist
able Electrooptic Switching in Liquid Crystal
s ");" 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4−0−
(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 desyloxybenzylidene-P'-
Amino-2-methylbutylcinnamate (DOBAMBC),
Hexyloxy benzylidene -P'- amino-2-chloropropyl cinnamate (HOBACPC) and 4 0 -
(2-Methyl) -butylresorsiliden-4'-octylaniline (MBRA8) and the like.
これらの材料に用いて、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
銅ブロツク等により支持することができる。When an element is formed using these materials, in order to maintain the liquid crystal compound in a temperature state such that the liquid crystal compound becomes an SmC * phase or an SmH * phase, the element is, if necessary, provided with a copper block or the like in which a heater is embedded. Can be supported.
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。In the present invention, it is also possible to use ferroelectric liquid crystals that appear in the chiral smectic F phase, I phase, J phase, G phase or K phase in addition to the above-mentioned SmC * and SmH * .
第9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。91aと91b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92がガラス
面に垂直になるように配向したSmC*相の液晶が封入さ
れている。太線で示した線93が液晶分子を表わしてお
り、この液晶分子93は、その分子に直交した方向に双極
子モーメント(P⊥)94を有している。基91aと91b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
93のらせん構造がほどけ、双極子モーメント(P⊥)94
はすべて電界方向に向くよう、液晶分子93の配向方向を
変えることができる。液晶分子93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10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(104a)又
は下向き(104b)のどちらかの状態となる。このような
セルに第10図に示す如く一定の閾値以上の極性の異なる
電界Ea又はEbの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104a又
は、下向き104bと向きを変え、それに応じて液晶分子は
第1の安定状態103aかあるいは第2の安定状態103bの何
れか一方に配向する。FIG. 9 schematically illustrates an example of a ferroelectric liquid crystal cell. 91a and 91b are substrates (glass plates) coated with transparent electrodes such as In 2 O 3 , SnO 2 and ITO (indium-tein-oxide), between which the liquid crystal molecular layer 92 is perpendicular to the glass surface The liquid crystal of the SmC * phase, which is oriented as described above, is sealed. A bold line 93 represents a liquid crystal molecule, and the liquid crystal molecule 93 has a dipole moment (P⊥) 94 in a direction perpendicular to the molecule. When a voltage above a certain threshold is applied between the electrodes on the bases 91a and 91b, the liquid crystal molecules
The helical structure of 93 is released, and the dipole moment (P⊥) 94
Can be changed in the direction of the orientation of the liquid crystal molecules 93 so that they all face the direction of the electric field. The liquid crystal molecules 93 have an elongated shape, exhibit a refractive index anisotropy in the major axis direction and the minor axis direction,
Therefore, it is easily understood that, for example, if polarizers arranged in a crossed Nicols positional relationship with each other above and below a glass surface are provided, a liquid crystal optical modulation element whose optical characteristics change depending on the polarity of applied voltage. Further, when the thickness of the liquid crystal cell is made sufficiently thin (for example, 1 μm), the helical structure of the liquid crystal molecules is unwound even when no electric field is applied as shown in FIG. Is in an upward (104a) or downward (104b) state. When such a cell is applied for a predetermined time of an electric field Ea or Eb having a different polarity or more than a certain threshold as shown in FIG. 10, the dipole moment is upward 104a or downward 104b with respect to the electric field vector of the electric field Ea or Eb. The orientation is changed, and the liquid crystal molecules are accordingly oriented in either the first stable state 103a or the second stable state 103b.
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10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103a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103b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が一定の閾値を越えない限り、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。There are two advantages of using such a ferroelectric liquid crystal as the optical modulation element. First, the response speed is extremely fast, and second, the orientation of the liquid crystal molecules has a bistable state. The second point will be described with reference to FIG. 10, for example.
When the electric field Ea is applied, the liquid crystal molecules are oriented to the first stable state 103a, and this state is stable even when the electric field is turned off. or,
When an electric field Eb in the opposite direction is applied, the liquid crystal molecules are oriented in the second stable state 103b and change the direction of the molecules, but remain in this state even after the electric field is turned off. Electric field
As long as Ea does not exceed a certain threshold, each alignment state is also maintained. With such a fast response speed,
In order to effectively realize bistability, it is preferable that the cell is as thin as possible, and generally, 0.5 μm to 20 μm, particularly 1 μm to 5 μm is suitable.
以上のように前後の情報信号を比較して、補助信号を
決定することにより、非選択ラインにかかる、非選択信
号の影響を最小限に抑えることができ、かつ表示画面で
ちらつきを生じない非常に優れた表示品質を実現するこ
とができる。By determining the auxiliary signal by comparing the preceding and succeeding information signals as described above, the influence of the non-selected signal on the non-selected line can be minimized, and the display screen does not flicker. Excellent display quality can be realized.
第1図,第2図,第3図及び第4図は、本発明で用いた
駆動波形を時系で表わしたタイミングチヤート図であ
る。第5図は、本発明で用いた情報信号出力までのシー
ケンスを表わした説明図で、第6図はその時のタイミン
グチヤート図である。 第7図は強誘電性液晶の閾値電圧の印加時間依存性を表
わした特性図である。第8図は、本発明で用いたマトリ
クス電極構造の平面図である。 第9図と第10図は、本発明で用いた強誘電性液晶素子の
模式的斜視図である。FIGS. 1, 2, 3 and 4 are timing charts showing the drive waveforms used in the present invention in time series. FIG. 5 is an explanatory diagram showing a sequence up to output of an information signal used in the present invention, and FIG. 6 is a timing chart at that time. FIG. 7 is a characteristic diagram showing the application time dependency of the threshold voltage of the ferroelectric liquid crystal. FIG. 8 is a plan view of a matrix electrode structure used in the present invention. FIG. 9 and FIG. 10 are schematic perspective views of the ferroelectric liquid crystal element used in the present invention.
Claims (4)
板との間にカイラルスメクチック液晶を配した液晶素子
と、該走査線に走査選択信号を印加する手段と、該デー
タ線に該走査選択信号と同期して第1又は第2の極性の
書込み信号を印加する手段と、を有する液晶装置におい
て、 n番目に印加される走査選択信号に同期するn番目の書
込み信号とn+1番目に印加される走査選択信号に同期
するn+1番目の書込み信号とを比較する比較手段と、 該n番目の書込み信号の後であって該n+1番目の書込
み信号の前にこれら書込み信号と同一極性の電圧が連続
しない波形の補助信号を印加する手段と、 を有し、 該補助信号は、該n番目の書込み信号と該n+1番目の
書込み信号が、共に第1の極性の場合と、共に第2の極
性の場合と、互いに異なる極性の場合と、でそれぞれ異
なる少なくとも3つの波形から、該比較手段の出力デー
タに応じて選択されることを特徴とする液晶装置。A liquid crystal element having a chiral smectic liquid crystal disposed between a substrate having a scanning line and a substrate having a data line; a means for applying a scanning selection signal to the scanning line; Means for applying a write signal of the first or second polarity in synchronization with the signal, wherein the n-th write signal synchronized with the n-th applied scan selection signal and the (n + 1) th write signal Comparing means for comparing the (n + 1) th write signal synchronized with the scan selection signal, and a voltage having the same polarity as these write signals continues after the (n) th write signal and before the (n + 1) th write signal. Means for applying an auxiliary signal having a non-waveform waveform, wherein the auxiliary signal has the first polarity and the nth write signal and the (n + 1) th write signal both have the second polarity. Case and A liquid crystal device characterized in that at least three different waveforms are selected according to output data of the comparing means when the polarity is different.
ルス、第1極性の単一パルス及び基準電圧の3つの波形
から選択される特許請求の範囲第1項に記載の液晶装
置。2. The liquid crystal device according to claim 1, wherein the waveform of the auxiliary signal is selected from three waveforms: a single pulse of a second polarity, a single pulse of a first polarity, and a reference voltage. .
パルスと第1極性の1つのパルスからなる第1のパルス
列と、第1極性の2つのパルスと第2極性の1つのパル
スからなる第2のパルス列と、基準電圧と、の3つの波
形から選択される特許請求の範囲第1項に記載の液晶装
置。3. A waveform of the auxiliary signal includes a first pulse train composed of two pulses of a second polarity and one pulse of a first polarity, two pulses of a first polarity and one pulse of a second polarity. 2. The liquid crystal device according to claim 1, wherein the waveform is selected from three waveforms of a second pulse train composed of: and a reference voltage.
と基準電圧とからなる第1の波形、第1極性のパルスと
基準電圧とからなる第2の波形及び基準電圧からなる第
3の波形から選択される特許請求の範囲第1項に記載の
液晶装置。4. The auxiliary signal has a first waveform composed of a pulse of a second polarity and a reference voltage, a second waveform composed of a pulse of a first polarity and a reference voltage, and a third waveform composed of a reference voltage. 2. The liquid crystal device according to claim 1, wherein the liquid crystal device is selected from the following waveforms.
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---|---|---|---|
JP61264356A JP2584752B2 (en) | 1986-11-05 | 1986-11-05 | Liquid crystal device |
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---|---|
JPS63118130A JPS63118130A (en) | 1988-05-23 |
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