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JPH0579968B2 - - Google Patents
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JPH0579968B2 - - Google Patents

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JPH0579968B2
JPH0579968B2 JP8327787A JP8327787A JPH0579968B2 JP H0579968 B2 JPH0579968 B2 JP H0579968B2 JP 8327787 A JP8327787 A JP 8327787A JP 8327787 A JP8327787 A JP 8327787A JP H0579968 B2 JPH0579968 B2 JP H0579968B2
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voltage
liquid crystal
scanning
signal
component
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Yoshihiro Onitsuka
Juji Inoe
Osamu Taniguchi
Atsushi Mizutome
Tadashi Mihara
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の分野〕 本発明は、強誘電性液晶を用いた表示パネルや
シヤツタ・アレイ・プリンターなどの液晶装置に
関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of the Invention] The present invention relates to liquid crystal devices such as display panels and shutter array printers using ferroelectric liquid crystals.

〔従来技術〕[Prior art]

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。
Conventionally, liquid crystal display elements are well known in which a scanning electrode group and a signal electrode group are configured in a matrix, and a liquid crystal compound is filled between the electrodes to form a large number of pixels to display images or information. . The driving method for this display element is time-division driving, in which an address signal is selectively and periodically applied to a group of scanning electrodes, and a predetermined information signal is selectively applied in parallel to a group of signal electrodes in synchronization with the address signal. It has been adopted.

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頁〜128頁に掲載のM.シヤツト(M.
Schadt)及びW.ヘルフリヒ(W.Helfrich)共著
に“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 a
Twisted Nematic Liquid Crystal”)に示さ
れたTN(Twisted Nematic)型液晶であつた。
Most of these that were put to practical use were, for example, “Applied Physics Letters.”
(“Applied Physics Letters”) 1971, 18(4)
M. Shatt (M.
Schadt) and W. Helfrich, “Voltage Dependant Optical Activity of a Twisted Nematic Liquid Crystal”
(“Voltage Dependent Optical Activity of a
It was a TN (Twisted Nematic) type liquid crystal shown in "Twisted Nematic 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)およびラガーウオール(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、カイラルスメクテイツク
C相(SmC*)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印字する性質、即ち、双安定
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, the use of bistable liquid crystal elements as an improved version of conventional liquid crystal elements has been proposed by both Clark and Lagerwall in Japanese Patent Application Laid-open No. 107216/1983 and US Patent No.
It has been proposed in the specification of No. 4367924, etc. As a bistable liquid crystal, a ferroelectric liquid crystal having a chiral smectic C phase (SmC * ) is generally used, and in these states, it changes to a first optically stable state in response to an applied electric field. It has the property of taking one of the second optically stable states and printing that state when no electric field is applied, that is, it has bistability, and also has quick response to changes in electric field, high speed, and memory. Widespread use is expected in the field of type display devices and the like.

前述した強誘電性液晶素子は、その閾値特性が
温度に大きく依存するため、かかる素子のマルチ
プレクシング駆動時には、例えばヨーロツパ公開
149899号公報に開示されている様に、低温時の駆
動電圧より高温時の駆動電圧を小さい電圧に設定
するか、又は低温時の駆動周波数より高温時の駆
動周波数高周波とする(高フレーム周波数とす
る)ことが提案されている。
The threshold characteristic of the ferroelectric liquid crystal element mentioned above is largely dependent on temperature, so when driving such an element by multiplexing, for example,
As disclosed in Publication No. 149899, the drive voltage at high temperatures is set to a lower voltage than the drive voltage at low temperatures, or the drive frequency at high temperatures is set to a higher frequency than the drive frequency at low temperatures (high frame frequency and ) is proposed.

しかしながら、温度変化に応じて駆動電圧を可
変する温度補償法では、低温側で非常に大きな駆
動電圧を必要とし、駆動回路のコストが高くなる
問題点があつた。又、温度変化に応じて駆動周波
数を可変する温度補償法では、低温側でフレーム
周波数が小さくなるため、書込み速度が遅くなる
上、ちらつきが目立つ様になる問題点があつた。
However, the temperature compensation method in which the drive voltage is varied according to temperature changes requires a very large drive voltage on the low temperature side, which has the problem of increasing the cost of the drive circuit. Furthermore, in the temperature compensation method in which the drive frequency is varied in response to temperature changes, the frame frequency becomes smaller at low temperatures, which causes problems in that the writing speed becomes slow and flickering becomes noticeable.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明の目的は、前述の問題点を解消した液晶
装置を提供することにある。特に、本発明の目的
は、フレーム周波数または駆動電圧の可変量を大
きくすることなし、動作温度範囲全域に亘つた温
度補償を可能にした液晶装置を提供することにな
る。
An object of the present invention is to provide a liquid crystal device that solves the above-mentioned problems. In particular, an object of the present invention is to provide a liquid crystal device that enables temperature compensation over the entire operating temperature range without increasing the amount of variation in frame frequency or drive voltage.

すなわち、本発明は、走査電極、信号電極及び
該走査電極と信号電極との間に配置した強誘電性
液晶を有する液晶素子、前記走査電極に走査選択
信号及び走査非選択信号を印加する手段、前記信
号電極に、走査選択信号印加期間内において、前
記走査非選択信号の電圧を基準にして、一方及び
他方極性を持つ電圧波形と該一方極性側の第1の
直流成分とを有する第1の情報信号と、該電圧波
形に対して逆位相の電圧波形と前記第1の直流成
分と同一の直流成分である第2の直流成分とを有
する第2の情報信号とを情報に応じて選択的に印
加する手段、並びに前記第1及び第2の直流成分
を温度変化に応じて可変する手段を有する液晶装
置に特徴がある。
That is, the present invention provides a liquid crystal element having a scanning electrode, a signal electrode, and a ferroelectric liquid crystal disposed between the scanning electrode and the signal electrode, means for applying a scanning selection signal and a scanning non-selection signal to the scanning electrode, A first voltage waveform having one and the other polarity and a first DC component on the one polarity side, with respect to the voltage of the scan non-selection signal, within the period of application of the scan selection signal to the signal electrode. selectively transmitting an information signal and a second information signal having a voltage waveform having an opposite phase with respect to the voltage waveform and a second DC component that is the same DC component as the first DC component; The present invention is characterized by a liquid crystal device having a means for applying a direct current component, and a means for varying the first and second direct current components in accordance with temperature changes.

〔発明の態様の詳細な説明〕[Detailed description of aspects of the invention]

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

第10図は強誘電性液晶を封入したセルのマト
リクス電極を示す模式図である。
FIG. 10 is a schematic diagram showing a matrix electrode of a cell filled with ferroelectric liquid crystal.

第10図で示すセル構造体10は、ガラス板か
らなる一対の基板1aと1bがスペーサ4で所定
の間隔に保持され、この一対の基板をシーリング
するために周囲を接着剤6で接着したセル構造を
有しており、基板1aの上には複数の透明電極2
aからなる電極群(例えばマトリクス電極構造の
うちの走査電圧印加用電極群)が帯状パターンで
形成され、基板1bの上には前述の透明電極2a
と交差させた複数の透明電極2bからなる電極群
(例えば、マトリクス電極構造のうちの情報電圧
印加用電極群)が形成されている。透明電極を設
けた基板上にはSiO2の無機絶縁膜及びポリビニ
ルアルコール(PVA)の有機配向膜が形成され、
その表面にはラビング処理が施されている。ま
た、使用した液晶は以下に示すような相系列をも
つエステル系混合液晶であつて、スメクチツク相
を有するものである。
The cell structure 10 shown in FIG. 10 is a cell in which a pair of substrates 1a and 1b made of glass plates are held at a predetermined distance by a spacer 4, and the periphery is bonded with an adhesive 6 to seal the pair of substrates. The structure has a plurality of transparent electrodes 2 on the substrate 1a.
A group of electrodes (for example, a group of electrodes for applying a scanning voltage in a matrix electrode structure) is formed in a strip pattern, and the transparent electrode 2a described above is formed on the substrate 1b.
An electrode group (for example, an information voltage application electrode group in a matrix electrode structure) is formed of a plurality of transparent electrodes 2b intersecting with each other. An inorganic insulating film of SiO 2 and an organic alignment film of polyvinyl alcohol (PVA) are formed on the substrate provided with the transparent electrode.
Its surface has been subjected to rubbing treatment. The liquid crystal used was an ester-based mixed liquid crystal having the phase series shown below, and had a smectic phase.

Iso ←−−−− 80.5℃Ch ←−−−− 69.1℃SmA ←−−−− 54.4℃SmC* ←−−−− −21℃Crystal(CS1014) (Ch;コレステリツク相、SmA;スメクチツ
クA相、SmC*;カイラルスメクチツクC相、
Iso;等方相、Crystal;結晶相) 第1図は、本発明の液晶装置を表わすブロツク
図で、第2図および第3図は本発明の駆動波型例
である。
Iso ←−−−− 80.5℃Ch ←−−−− 69.1℃SmA ←−−−− 54.4℃SmC * ←−−−− −21℃Crystal (CS1014) (Ch: cholesteric phase, SmA: smectic A phase, SmC * ; chiral smectic C phase,
Iso: isotropic phase, Crystal: crystal phase) FIG. 1 is a block diagram showing a liquid crystal device of the present invention, and FIGS. 2 and 3 are examples of driving wave types of the present invention.

第1図中の11はFLC(強誘電性液晶)パネ
ル、12は走査側駆動回路、13は信号側駆動回
路、14は電源コントローラで、走査選択信号の
一方極性電圧VS1と他方極性電圧VS2並びにDC(直
流電圧)成分が制御された情報信号電圧VIとV0 I
(VI+DC成分)を出力する。15は温度センサ、
16はマイクロ・プロセツサ・ユニツトである。
In Fig. 1, 11 is an FLC (ferroelectric liquid crystal) panel, 12 is a scanning side drive circuit, 13 is a signal side drive circuit, and 14 is a power supply controller, which has one polarity voltage V S1 and the other polarity voltage V S1 of the scan selection signal. Information signal voltages V I and V 0 I with controlled S2 and DC (direct current voltage) components
(V I + DC component) is output. 15 is a temperature sensor;
16 is a microprocessor unit.

第1図に示す装置では、走査選択信号を逐次繰
返し走査するリフレツシユ駆動を適用した時、1
フレーム又は1フイールド毎に、マイクロ・プロ
セツサ・ユニツト1bが温度センサ15からの温
度情報により、駆動電圧(VS1,VS2,VIとV0 I
とフレーム周波数を選定し、画像情報ととも
に、走査側駆動回路12と信号側駆動回路13に
命令を送ることができ、同時にマイクロ・プロセ
ツサ・ユニツト16は信号側駆動回路13が出力
する情報信号V0 IのうちのDCオフセツト量を温度
センサ15からの温度情報により制御することが
できる。
In the device shown in FIG. 1, when applying a refresh drive in which the scan selection signal is scanned repeatedly, 1
For each frame or field, the microprocessor unit 1b adjusts the driving voltages (V S1 , V S2 , V I and V 0 I ) based on the temperature information from the temperature sensor 15.
The microprocessor unit 16 can select the image information and the frame frequency and send a command to the scanning side drive circuit 12 and the signal side drive circuit 13, and at the same time the microprocessor unit 16 can send the information signal V 0 output from the signal side drive circuit 13. The DC offset amount of I can be controlled by temperature information from the temperature sensor 15.

第2図は、DC成分が零の情報信号を用いた時
の駆動波形例で、第3図Aは制御されたDC成分
が重畳された情報信号を用いた時の駆動波形例で
ある。
FIG. 2 is an example of a drive waveform when an information signal with zero DC component is used, and FIG. 3A is an example of a drive waveform when an information signal on which a controlled DC component is superimposed is used.

第2図及び第3図A中のSSは選択された走査線
に印加する選択走査波形を、SNは選択されてい
ない非選択走査波形を、IS又はI0 Sは選択されたデ
ータ線に印加する選択情報波形(黒)を、IN又は
I0 Nは選択されていないデータ線に印加する非選択
情報信号(白)を表わしている。又、図中(IS
SS)又は(I0 S−SS)と(IN−SS)又は(I0 N−SS
は選択された走査線上の画素に印加する電圧波形
で、電圧(IS−SS)が印加された画素は黒の表示
状態をとり、電圧(IN−SS)又は(I0 N−SS)が印
加された画素は白の表示状態をとる。
In Figures 2 and 3A, S S is the selected scanning waveform applied to the selected scanning line, S N is the unselected scanning waveform, and I S or I 0 S is the selected data. The selection information waveform (black) applied to the line is set to I N or
I 0 N represents a non-selection information signal (white) applied to an unselected data line. Also, in the figure (I S
S S ) or (I 0 S −S S ) and (I N −S S ) or (I 0 N −S S )
is the voltage waveform applied to the pixels on the selected scanning line, and the pixels to which the voltage (I S −S S ) is applied display black, and the voltage (I N −S S ) or (I 0 N − The pixel to which S S ) is applied assumes a white display state.

第2図と第3図Aに示す駆動例では、選択され
た走査線上の画素に印加される単一極性電圧の最
小印加時間Δtが書込み位相t2の時間に相当し、1
ラインクリヤt1位相の時間が2Δtに設定されてい
る。この際、本発明では、1ラインクリア位相t1
の好ましい時間を2Δt〜10Δtに設定することが可
能であるが、特に図示する如く1ラインクリア位
相t1の時間を2Δtに設定するのが適している。又、
第2図と第3図Aに示す駆動例では1ラインクリ
ア位相t1で画素(IN−SS)に印加される電圧VR
最大振巾V1 R(=|−VS|)との最小印加時間Δtを
基準にした飽和閾値Vsatとの間でV1 R<|Vsat|
の関係を有しており、好ましくは最小印加時間
Δtを基準にした反転閾値Vthとの間でV1 R≦|Vth
|、特に1/3|Vsat|≦V1 R≦|Vth|の関係を有 している。さらに、第2図と第3図Aに示す駆動
例では、電圧V2 Bの最大振巾|VS2+V1|とVS1
最大振巾が絶対値で最小印加時間Δtを基準にし
た飽和閾値Vsat以上に設定され、又電圧V1 Bの最
大振巾|V1|が絶対値で最小印加時間Δtを基準
にした反転閾値Vthを越えない値に設定される。
In the driving examples shown in FIGS. 2 and 3A, the minimum application time Δt of the unipolar voltage applied to the pixels on the selected scanning line corresponds to the time of the write phase t 2 , and 1
Line clear t 1 phase time is set to 2Δt. At this time, in the present invention, one line clear phase t 1
Although it is possible to set the preferable time to 2Δt to 10Δt, it is particularly suitable to set the time of one line clear phase t1 to 2Δt as shown in the figure. or,
In the driving examples shown in FIGS. 2 and 3A, the maximum amplitude V 1 R (=|−V S |) of the voltage V R applied to the pixel ( IN − S S ) at the 1-line clear phase t 1 V 1 R < |Vsat|
Preferably, V 1 R ≦ | Vth between the minimum application time Δt and the inversion threshold Vth.
|, especially 1/3|Vsat|≦V 1 R ≦|Vth|. Furthermore, in the driving examples shown in Figures 2 and 3A, the maximum amplitude of voltage V 2 B |V S2 +V 1 | and the maximum amplitude of V S1 are absolute values and saturation based on the minimum application time Δt. The maximum amplitude |V 1 | of the voltage V 1 B is set to a value that does not exceed the inversion threshold Vth based on the minimum application time Δt in absolute value.

第2図と第3図Aに示す駆動例では選択された
走査線に印加する走査選択信号は、VS1と−VS2
の電圧に設定した交流電圧(正極性と負極性は、
選択されない走査線の電位を基準にした)で、|
VS1|=3/2|−VS2|に設定されているが本発明 では|VS1|≧|−VS2|とすることができる。
従つて、本発明では、1ラインクリア位相t1で画
素(IN−SS)又は(I0 N−SS)に印加される電圧VR
の最大振巾V1 Rは、書込み位相t2で印加される電圧
V1 Bの最大振巾|V1|の2倍以上又は3倍以上、
好ましくは2倍又は3倍に設定され、又1ライン
クリア位相t1で画素(IS−SS)又は(I0 S−SS)に
印加される電圧VRの最大振巾V2 Rは、書込み位相
t2で印加される電圧V2 Bの最大振巾|VS2+V2|と
等しいか又はそれ以上の振巾に設定することがで
きる。又、本発明では、電圧V2 Bの最大振巾を電
圧V1 Bの最大振巾の2倍以上、又は3倍以上、好
ましくは2倍又は3倍に設定することができる。
In the driving examples shown in FIGS. 2 and 3A, the scan selection signals applied to the selected scan line are V S1 and -V S2
AC voltage set to the voltage (positive and negative polarity are
(based on the potential of the unselected scan line), |
Although it is set to V S1 |=3/2|−V S2 |, in the present invention, it can be set to |V S1 |≧|−V S2 |.
Therefore, in the present invention, the voltage V R applied to the pixel (I N −S S ) or (I 0 N −S S ) at the one line clear phase t 1
The maximum amplitude of V 1 R is the voltage applied in the write phase t 2
The maximum amplitude of V 1 B | V 1 | is more than twice or more than three times,
The maximum amplitude V 2 R of the voltage VR applied to the pixel (IS − S S ) or (I 0 S −S S ) is preferably set to 2 times or 3 times, and is applied to the pixel (I S −S S ) or (I 0 S −S S ) at the 1 line clear phase t 1 . is the write phase
The amplitude can be set to be equal to or greater than the maximum amplitude |V S2 +V 2 | of the voltage V 2 B applied at t 2 . Further, in the present invention, the maximum amplitude of the voltage V 2 B can be set to be twice or more, or three times or more, preferably twice or three times the maximum amplitude of the voltage V 1 B.

第3図は、第2図の情報信号ISとINにDC成分
VDC(走査非選択信号の電圧を基準としたDC成分
VDC)を付与した情報I0 SとI0 Nを表わしている。第
3図Aに示す情報信号I0 SとI0 Nは、夫々VDCが付与
された非対称の交番波形となつていて、1ライン
クリヤ位相t1の時の走査選択信号の電圧極性に対
して同一極性のDC成分VDCを生じさせる電圧±
V0 Iをもつている。この電圧±V0 Iは、書込み位相
期間t2で決定づけられる強誘電性液晶の閾値電圧
より小さい値に設定される。又、上述したDC成
分VDC極性は、上述した極性に限られるものでは
なく、駆動波形に応じてその逆の極性の場合であ
つてもよい。
Figure 3 shows the DC component in the information signals I S and I N of Figure 2.
V DC (DC component based on the voltage of the scan non-selection signal)
V DC ) represents information I 0 S and I 0 N. The information signals I 0 S and I 0 N shown in FIG. 3A have asymmetrical alternating waveforms to which V DC is applied, and are different from the voltage polarity of the scan selection signal at the 1-line clear phase t 1 . ± the voltage that produces a DC component of the same polarity V DC
It has V 0 I. This voltage ±V 0 I is set to a value smaller than the threshold voltage of the ferroelectric liquid crystal determined by the write phase period t 2 . Further, the polarity of the DC component V DC described above is not limited to the polarity described above, and may be the opposite polarity depending on the drive waveform.

又、第3図Bは、本発明の別の具体例を表わし
ている。この具体例では走査線上の駆動画素に1
ラインクリヤ位相t1時の電圧極性のDC成分VDC
印加される。
FIG. 3B also shows another embodiment of the present invention. In this specific example, the drive pixel on the scanning line has 1
A DC component V DC of voltage polarity during line clear phase t 1 is applied.

第4図Aは、前述した第2図に示す駆動波形
(但し、VS1=15.0V、−VS2=−15.0V、±VI=±
7.5V、SN=0V、Δt=28μsecとした)を前述した
第10図に示した強誘電性液晶素子に適用した時
の電気光学特性(V/T特性)を表わしている
(V;印加電圧、T;透過率)。第4図は、画素
(IS−SS)における1ラインクリヤ位相t1の印加電
圧による白書込みと、同じ画素(IS−SS)におけ
る書込み位相t2の印加電圧による黒書込み時の透
過率(単位;任意)がプロツトされている。この
際の測定温度は27℃であつた。
FIG . 4A shows the drive waveform shown in FIG.
7.5V, S N = 0V, Δt = 28μsec) is applied to the ferroelectric liquid crystal element shown in FIG. voltage, T; transmittance). Figure 4 shows white writing by an applied voltage of one line clear phase t 1 in a pixel (I S - S S ) and black writing by an applied voltage of writing phase t 2 in the same pixel (I S - S S ). Transmittance (in arbitrary units) is plotted. The measurement temperature at this time was 27°C.

かかる第4図Aによれば、前述の白書込み動作
は、画素における印加電圧が±30Vの電圧範囲内
で可能となつているが、黒書込み動作は、上述の
印加電圧範囲では行えないことが判る。
According to FIG. 4A, the above-mentioned white write operation is possible within the voltage range of ±30V applied to the pixel, but the black write operation may not be possible within the above-mentioned applied voltage range. I understand.

これに対し、第4図Bは、測定温度を37℃とし
たほかは全く同様の条件下で、第2図に示す駆動
波形を用い時の電気光学特性を表わしている。第
4図Bによれば、高温側では、画素における印加
電圧を±30Vの電圧範囲内とした時には白書込み
動作と黒書込み動作を行えることが判る。
On the other hand, FIG. 4B shows the electro-optical characteristics when the driving waveform shown in FIG. 2 is used under the same conditions except that the measurement temperature was 37° C. According to FIG. 4B, it can be seen that on the high temperature side, when the voltage applied to the pixel is within the voltage range of ±30V, a white write operation and a black write operation can be performed.

一方、第5図Aは、測定温度27℃の条件下で、
前述した第3図Aに示す駆動波形(但し、VS1
15.0V、−VS2=−15V、−V0 I=−6.5V、V0 I=8.5V、
SN=0V、Δt=28μsecとした)を用いた時の電気
光学特性を表わしている。第5図Aは、第4図A
に示す電気光学特性に対して相違した電気光学特
性を表わしており、かかる電気光学特性によれば
−DC成分VDC(+1.0V)を重畳し、非対称の交番
情報信号とすることによつて、測定温度27℃、即
ち低温側で、画素における印加電圧を±30Vの電
圧範囲内であつても、白書込み動作と黒書込み動
作を行うことができる。
On the other hand, Fig. 5A shows that under the condition of a measurement temperature of 27°C,
The drive waveform shown in FIG. 3A mentioned above (however, V S1 =
15.0V, −V S2 = −15V, −V 0 I = −6.5V, V 0 I = 8.5V,
It shows the electro-optical characteristics when using S N = 0 V and Δt = 28 μsec). Figure 5A is Figure 4A
According to this electro-optical characteristic, by superimposing a −DC component V DC (+1.0V) and creating an asymmetrical alternating information signal, At the measurement temperature of 27° C., that is, on the low temperature side, even if the voltage applied to the pixel is within the voltage range of ±30 V, the white write operation and the black write operation can be performed.

又、第5図Bは、測定温度を37℃としたほか
は、全く同様の条件下で、第3図に示す駆動波形
を用いた時の電気光学特性を表わしている。第5
図Bは、第4図Bに示した電気光学特性に対して
相違した電気光学特性であつて、かかる電気光学
特性によれば、前述の非対称の交番情報信号を用
いた場合、高温側では駆動電圧のマージンが減少
することが判る。
Further, FIG. 5B shows the electro-optical characteristics when the driving waveform shown in FIG. 3 is used under completely the same conditions except that the measurement temperature is 37° C. Fifth
Figure B shows an electro-optical characteristic that is different from the electro-optical characteristic shown in Figure 4B.According to this electro-optical characteristic, when the aforementioned asymmetrical alternating information signal is used, drive on the high temperature side is shown. It can be seen that the voltage margin decreases.

従つて、本発明の好ましい具体例では、強誘電
性液晶パネルの動作温度範囲内における低温側で
は、DC成分VDCのDCオフセツト量を小さく設定
し、高温側でこのDC成分VDCオフセツト量を大
きく設定するのが適している。又、DC成分VDC
のDCオフセツト量を可変する方法としては、例
えば温度上昇(下降)に応じてDCオフセツト量
を段階的に切換え方法を用いることができる。
Therefore, in a preferred embodiment of the present invention, the DC offset amount of the DC component V DC is set small on the low temperature side within the operating temperature range of the ferroelectric liquid crystal panel, and the DC offset amount of the DC component V DC is set small on the high temperature side. It is appropriate to set it large. Also, the DC component V DC
As a method for varying the amount of DC offset, for example, a method of changing the amount of DC offset in stages according to a rise (fall) in temperature can be used.

第6図A〜Cは、本発明で用いた別の好ましい
駆動波形例である。第6図中、電圧Vcは書込み
に先立つて全又は所定数の画素を一斉にクリヤす
るための電圧であつて、例えば走査電極に一斉に
印加される。SSは電圧2V0と−2V0の交番電圧を
もつ走査選択信号で、SNは基準電圧0に設定し
た走査非選択信号である。ISはクリヤされた画素
を反転させるための情報信号で、又はINはクラヤ
された画素を保持するための情報信号で、これら
の情報信号は、走査電極に順次印加される走査選
択信号と同期させて選択的に信号電極に印加され
る。図中、S0 S,I0 SとI0 Nは、上述のSS,ISとINにそ
れぞれDC成分VDCを付与した信号で、非対称の
交番電圧を形成している。このDC成分VDCは電
圧VC(3V0)に対して逆極性のDC成分−VDCとす
ることができ、このDC成分−VDCを情報信号電
圧又は走査選択信号電圧に重畳させることも可能
である。この際、本発明では強誘電性液晶パネル
の動作温度範囲内でDC成分VDCを0から所定オ
フセツト量の間を可変することができる。又、上
述したDC成分−VDCの極性は、上述した極性に
限られるものではなく、その逆の極性であつても
よい。
6A to 6C are other preferred examples of drive waveforms used in the present invention. In FIG. 6, voltage V c is a voltage for clearing all or a predetermined number of pixels at once prior to writing, and is applied to, for example, the scanning electrodes all at once. S S is a scan selection signal having an alternating voltage of 2V 0 and -2V 0 , and S N is a scan non-selection signal set to a reference voltage of 0. IS is an information signal for inverting a cleared pixel, or I N is an information signal for retaining a cleared pixel, and these information signals are combined with scan selection signals that are sequentially applied to the scan electrodes. The signals are selectively applied to the signal electrodes in synchronization. In the figure, S 0 S , I 0 S and I 0 N are signals obtained by adding a DC component V DC to the above-mentioned S S , I S and I N , respectively, and form an asymmetrical alternating voltage. This DC component V DC can be a DC component −V DC with the opposite polarity to the voltage V C (3V 0 ), and this DC component −V DC can also be superimposed on the information signal voltage or the scan selection signal voltage. It is possible. At this time, in the present invention, the DC component V DC can be varied between 0 and a predetermined offset amount within the operating temperature range of the ferroelectric liquid crystal panel. Further, the polarity of the above-mentioned DC component -V DC is not limited to the above-mentioned polarity, and may be the opposite polarity.

又、DC成分VDCのオフセツト量は、液晶セル
や駆動波形によつて異なるが±0.01V〜±2.0V、
好ましくは±0.05V〜±1.0Vの範囲が適してい
る。
Also, the amount of offset of the DC component V DC varies depending on the liquid crystal cell and drive waveform, but it is ±0.01V to ±2.0V,
Preferably, a range of ±0.05V to ±1.0V is suitable.

尚、本明細書における極性は、走査非選択信号
の電圧を基準として正の極性と負の極性を表わし
たものである。
Note that polarity in this specification represents positive polarity and negative polarity with reference to the voltage of the scan non-selection signal.

本発明の好ましい具体例では、前述した駆動波
形で走査線毎に順次書込むステツプ(このステツ
プの期間を1フレーム又は1フイールドとする)
を周期的に逐次繰返すことによつて、静止画又は
動画を表示することができる。
In a preferred embodiment of the present invention, there is a step in which each scanning line is sequentially written using the driving waveform described above (the period of this step is one frame or one field).
A still image or a moving image can be displayed by repeating cyclically and sequentially.

第7図は、飽和閾値Vsat及び反転閾値Vthの電
圧印加時間依存性を示す特性図である。第7図中
の71は反転閾値Vthの特性曲線で、72は飽和
閾値Vsatの特性曲線を明らかにしている。
FIG. 7 is a characteristic diagram showing the voltage application time dependence of the saturation threshold Vsat and the inversion threshold Vth. In FIG. 7, 71 indicates a characteristic curve of the inversion threshold Vth, and 72 indicates a characteristic curve of the saturation threshold Vsat.

尚、本明細書に記載の「反転閾値Vth」は、一
方の光学状態下にある画素に他方の光学状態を生
じる電圧を印加した時、画素の光学率(透過率又
は遮光率)が印加電圧の上昇に応じて急激な変化
を開始した時の電圧であつて、第8図中に電圧
Vthによつて表わされる。又、「飽和閾値Vsat」
は、前述の印加電圧の上昇に応じた光学率の変化
が飽和した時の電圧であつて、第8図中の電圧
Vsatによつて表わされる。第9図は、印加電圧
の上昇に応じた画素内の強誘電性液晶の配向状態
を模式的に示したもので、第9図aは第8図中の
電圧a、第9図bは第8図中の電圧b、第9図c
は第8図中の電圧c、第9図dは第8図中の電圧
d、第9図eは第8図中の飽和閾値電圧Vsatに
それぞれ対応している。第9図a〜eによれば、
印加電圧の上昇に応じて白のドメイン92に部分
的に生じている黒のドメイン91の面積が増大す
ることが明らかにされている。
In addition, the "inversion threshold Vth" described in this specification means that when a voltage that causes a pixel under one optical state to change to the other optical state is applied, the optical rate (transmittance or light shielding rate) of the pixel is equal to the applied voltage. This is the voltage when it starts to change rapidly in response to the rise in voltage, and the voltage in Figure 8 is
It is represented by Vth. Also, “saturation threshold Vsat”
is the voltage at which the change in optical index according to the increase in applied voltage is saturated, and is the voltage in Figure 8.
Represented by Vsat. FIG. 9 schematically shows the alignment state of ferroelectric liquid crystal within a pixel in response to an increase in applied voltage. Voltage b in Figure 8, c in Figure 9
corresponds to the voltage c in FIG. 8, d in FIG. 9 corresponds to the voltage d in FIG. 8, and e in FIG. 9 corresponds to the saturation threshold voltage Vsat in FIG. 8, respectively. According to Figures 9a-e,
It has been revealed that the area of the black domain 91 partially formed in the white domain 92 increases as the applied voltage increases.

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
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・レター”
(“Le Journal de Physic 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」(「Ferroelectric Liquid
Crystals」);“アプライド・フイジツクス・レダ
ーズ”(“Applied Physics Letters”)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・スイチン
グ・イン・リキツド・クリスタル」(「Submicro
Second Bistable Electrooptic Switching in
Liquid Crystal」);“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 present invention, chiral smectic liquid crystal having ferroelectricity is most preferable, and among these, liquid crystal in chiral smectic phase (SmC * ) or H phase (SmH * ) is preferable. Are suitable. Regarding this ferroelectric liquid crystal,
“Le Univers de Physique Letters”
(“Le Journal de Physic letters”) Volume 36 (L-
69), 1975's "Ferroelectric Liquid Crystal"
Crystals”; “Applied Physics Letters”, Volume 36 (11
``Submicron Second Bistable Electro-Optical Switching in Liquid Crystal'' (``Submicro Issue''), 1980
Second Bistable Electrooptic Switching in
``Liquid Crystal''; ``Solid State Physics 16 (141) 1981 ``Liquid Crystal'', etc., 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 ferroelectric liquid crystal compounds used in the method of the present invention include decyloxybenzylidene-P'-amino-2-methylbutylcinnamate (DOBAMBC), hexyloxybenzylidene-P'-amino- 2-chloropropyl cinnamate (HOBACPC) and 4-o-(2-methyl)
-butylresolcylidene-4'-octylaniline (MBRA8) and the like.

これらの材料を用いて素子を構成する場合、液
晶化合物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 constructing an element using these materials, the element must be supported by a copper block with a heater embedded, etc., as necessary, in order to maintain the temperature state such that the liquid crystal compound becomes SmC * phase or SmH * phase. I can do it.

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相で表われる強誘電性液晶を用いることも可能
である。
In addition, in the present invention, in addition to the above-mentioned SmC * and SmH * ,
It is also possible to use a ferroelectric liquid crystal that exhibits a chiral smect F phase, I phase, J phase, G phase, or K phase.

第11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。111aと111bは、In2
O3,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112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113が液晶分子
を表わしており、この液晶分子113は、その分
子に直交した方向に双極子モーメント(P⊥)1
14を有している。基板111aと111b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113のらせん構造がほどけ、双極子モー
メント(P⊥)114はすべて電界方向に向くよ
う、液晶分子113の配向方向を変えることがで
きる。液晶分子113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、従つ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
圧印加極性によつ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
液晶セルの厚さを十分に薄くした場合(例えば
1μ)には、第12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1
24a又は下向き124bのどちらかの状態をと
る。このようなセルに、第12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124a又
は下向き124bと向きを変え、それに応じて液
晶分子は第1の安定状態123aかあるいは第2
の安定状態123bの何れか一方に配向する。
FIG. 11 schematically depicts an example of a ferroelectric liquid crystal cell. 111a and 111b are In 2
It is a substrate (glass plate) coated with transparent electrodes such as O 3 , SnO 2 and ITO (indium-tein-oxide), and between them, a liquid crystal molecular layer 112 is made of SmC * phase oriented perpendicular to the glass surface. Liquid crystal is enclosed. A thick line 113 represents a liquid crystal molecule, and this liquid crystal molecule 113 has a dipole moment (P⊥)1 in the direction perpendicular to the molecule.
It has 14. When a voltage equal to or higher than a certain threshold is applied between the electrodes on the substrates 111a and 111b, the helical structure of the liquid crystal molecules 113 is unraveled, and the orientation direction of the liquid crystal molecules 113 is changed so that all dipole moments (P⊥) 114 are oriented in the direction of the electric field. can be changed. The liquid crystal molecules 113 have an elongated shape and exhibit refractive index anisotropy in the major and minor axis directions. Therefore, for example, if polarizers are placed above and below the glass surface in a crossed nicol positional relationship, polarizers can be placed above and below the glass surface. For example, it is easily understood that the liquid crystal optical modulation element is a liquid crystal optical modulation element whose optical characteristics change depending on the polarity of applied voltage. Furthermore, if the thickness of the liquid crystal cell is made sufficiently thin (for example,
1μ), the helical structure of the liquid crystal molecules unravels even in the absence of an applied electric field, as shown in Figure 12, and the dipole moment Pa or Pb increases upward by 1μ.
24a or downward 124b. When an electric field Ea or Eb of different polarity above a certain threshold value is applied to such a cell for a predetermined period of time as shown in FIG. The liquid crystal molecules change direction, and accordingly the liquid crystal molecules are either in the first stable state 123a or in the second stable state 123a.
is oriented in one of the stable states 123b.

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
2図によつて説明すると、電界Eaを印加すると
液晶分子は第1の安定状態123aに配向する
が、この状態は電界を切つても安定である。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123bに配向して、その分子の向きを
変えるが、やはり電界を切つてもこの状態に留つ
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 to using such a ferroelectric liquid crystal as an optical modulation element. Firstly, the response speed is extremely fast, and secondly, the alignment of liquid crystal molecules has a bistable state. For example, change the second point to the first
To explain with reference to FIG. 2, when an electric field Ea is applied, the liquid crystal molecules are oriented in a first stable state 123a, and this state remains 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 to a second stable state 123b and the orientation of the molecules is changed, but they remain in this state even after the electric field is turned off. Further, as long as the applied electric field Ea does not exceed a certain threshold value, each orientation state is maintained. In order to effectively realize such fast response speed and bistability, it is preferable for the cell to be as thin as possible, generally from 0.5μ to 20μ, especially
1μ to 5μ is suitable.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

強誘電性液晶素子を駆動する際、フレーム周波数
と駆動電圧を大きく可変する事なく、しかも低電
圧で、強誘電性液晶素子の駆動に対して動作温度
範囲全域に亘つて温度補償を行うことができる。
When driving a ferroelectric liquid crystal element, it is possible to perform temperature compensation over the entire operating temperature range for driving the ferroelectric liquid crystal element without greatly varying the frame frequency and driving voltage, and at a low voltage. can.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の液晶装置を表わすブロツク図
である。第2図及び第3図は本発明で用いた駆動
波形の波形図で、第4図及び第5図はその駆動波
形を用いた時の電気光学特性を示す特性図であ
る。第6図は本発明で用いた別の駆動波形の波形
図である。第7図は強誘電性液晶画素の反転閾値
と飽和閾値に対する印加電圧と印加時間依存性を
表わした特性図である。第8図は画素に電圧を印
加した時の透過光量特性を表わした特性図で、第
9図はその時のドメイン状態を模式的に表わした
説明図である。第10図は本発明で用いた強誘電
性液晶素子の平面図である。第11図及び第12
図は本発明で用いた強誘電性液晶素子の斜視図で
ある。
FIG. 1 is a block diagram showing a liquid crystal device of the present invention. FIGS. 2 and 3 are waveform diagrams of the driving waveforms used in the present invention, and FIGS. 4 and 5 are characteristic diagrams showing electro-optical characteristics when the driving waveforms are used. FIG. 6 is a waveform diagram of another drive waveform used in the present invention. FIG. 7 is a characteristic diagram showing the dependence of applied voltage and application time on the inversion threshold and saturation threshold of a ferroelectric liquid crystal pixel. FIG. 8 is a characteristic diagram showing the amount of transmitted light characteristics when a voltage is applied to the pixel, and FIG. 9 is an explanatory diagram schematically showing the domain state at that time. FIG. 10 is a plan view of the ferroelectric liquid crystal element used in the present invention. Figures 11 and 12
The figure is a perspective view of a ferroelectric liquid crystal element used in the present invention.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 走査電極、信号電極及び該走査電極と信号電
極との間に配置した強誘電性液晶を有する液晶素
子、前記走査電極に走査選択信号及び走査非選択
信号を印加する手段、前記信号電極に、走査選択
信号印加期間内において、前記走査非選択信号の
電圧を基準にして、一方及び他方極性を持つ電圧
波形と該一方極性側の第1の直流成分とを有する
第1の情報信号と、該電圧波形に対して逆位相の
電圧波形と前記第1の直流成分と同一の直流成分
である第2の直流成分とを有する第2の情報信号
とを情報に応じて選択的に印加する手段、並びに
前記第1及び第2の直流成分を温度変化に応じて
可変する手段を有する液晶装置。
1. A liquid crystal element having a scanning electrode, a signal electrode, and a ferroelectric liquid crystal disposed between the scanning electrode and the signal electrode, means for applying a scanning selection signal and a scanning non-selection signal to the scanning electrode, and a means for applying a scanning selection signal and a scanning non-selection signal to the signal electrode, A first information signal having a voltage waveform having one and the other polarity and a first DC component on the one polarity side, with respect to the voltage of the scan non-selection signal, within the scan selection signal application period; means for selectively applying a second information signal having a voltage waveform having an opposite phase to the voltage waveform and a second DC component that is the same DC component as the first DC component, depending on the information; and a liquid crystal device comprising means for varying the first and second direct current components in accordance with temperature changes.
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