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JPH0833535B2 - Ferroelectric liquid crystal electro-optical device - Google Patents
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JPH0833535B2 - Ferroelectric liquid crystal electro-optical device - Google Patents

Ferroelectric liquid crystal electro-optical device

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JPH0833535B2
JPH0833535B2 JP2496487A JP2496487A JPH0833535B2 JP H0833535 B2 JPH0833535 B2 JP H0833535B2 JP 2496487 A JP2496487 A JP 2496487A JP 2496487 A JP2496487 A JP 2496487A JP H0833535 B2 JPH0833535 B2 JP H0833535B2
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JP
Japan
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liquid crystal
pulse
frequency
ferroelectric liquid
stable state
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は強誘電性液晶の自発分極及び負の誘電率異方
性を利用した電気光学変換装置の駆動方法に関するもの
である。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a driving method of an electro-optical conversion device utilizing spontaneous polarization and negative dielectric anisotropy of a ferroelectric liquid crystal.

〔発明の概要〕[Outline of Invention]

本発明は強誘電性液晶の自発分極を利用して液晶分子
を第1の安定状態又は第2の安定状態に択一的に整列さ
せ、且つ強誘電性液晶の負の誘電率異方性を利用して各
安定状態を保持する線順次走査を行う電気光学変換装置
において、走査電極側の選択期間中の選択ドットには直
流パルスを、同じく非選択ドットには、チョッピングパ
ルスを印加し、一方、走査電極側の非選択期間中の全て
のドットには周波数の高い交流パルスを印加することに
よって、コントラストの高い電気光学変換装置を得る事
ができた。
The present invention utilizes the spontaneous polarization of a ferroelectric liquid crystal to selectively align liquid crystal molecules in a first stable state or a second stable state, and to reduce the negative dielectric anisotropy of the ferroelectric liquid crystal. In an electro-optical conversion device that performs line-sequential scanning while maintaining each stable state, a DC pulse is applied to the selected dot and a chopping pulse is applied to the non-selected dot during the selection period on the scanning electrode side. It was possible to obtain an electro-optical conversion device having a high contrast by applying an AC pulse having a high frequency to all the dots on the scanning electrode side during the non-selection period.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来から強誘電性液晶の自発分極及び負の誘電異方性
を利用した電気光学変換装置は知られていた。例えば特
開昭60-176097号公報に開示されている。
2. Description of the Related Art An electro-optical converter using spontaneous polarization and negative dielectric anisotropy of a ferroelectric liquid crystal has been known. For example, it is disclosed in JP-A-60-176097.

第2図に従来の強誘電性液晶セル(以下、単に液晶セ
ルという。)の斜視図を示す。1,1は一対の対向配置さ
れた透明ガラス基板である。2,2は基板1の内平面に配
設された一軸性水平配向膜であり、例えばポリイミドの
ラビング膜が用いられる。一対の配向膜のラビング方向
は略平行である。3は強誘電性液晶、例えばカイラルス
メクチック液晶(以下、SmC*という。)であって、液晶
分子の長軸(以下、分子軸という。)に直交する方向に
自発分極を有し、又特にここでは少なくとも一定の周波
数以上で負の誘電異方性Δεを有するものが選ばれる。
FIG. 2 shows a perspective view of a conventional ferroelectric liquid crystal cell (hereinafter, simply referred to as a liquid crystal cell). Reference numerals 1 and 1 denote a pair of transparent glass substrates which are arranged to face each other. Numerals 2 and 2 are uniaxial horizontal alignment films arranged on the inner plane of the substrate 1, for example, a polyimide rubbing film is used. The rubbing directions of the pair of alignment films are substantially parallel. 3 is a ferroelectric liquid crystal, for example, a chiral smectic liquid crystal (hereinafter referred to as SmC * ), which has spontaneous polarization in a direction orthogonal to the long axis of the liquid crystal molecule (hereinafter referred to as molecular axis), and particularly Then, a material having a negative dielectric anisotropy Δε at least above a certain frequency is selected.

Δε<0であるということは、一定周波数領域の外部
電場により分子の長軸と直交する方向に誘起分極を生じ
誘電トルクが働くため、電界方向に対して直角、具体的
にはガラス基板と平行になるように分子が動く。SmC*
の分子は基板1,1間に挟持され、且つ配向膜2,2の影響に
より図に示すような水平配向をし、且つ層を形成する。
4及び5はSmC*3薄膜を挟持し、且つ駆動電圧を印加す
るため対向配置された一対の電極である。
Δε <0 means that an external electric field in a constant frequency region causes induced polarization in a direction orthogonal to the long axis of the molecule and a dielectric torque acts, so that it is perpendicular to the electric field direction, specifically, parallel to the glass substrate. The molecule moves so that SmC * 3
Molecules are sandwiched between the substrates 1 and 1, and are horizontally aligned as shown in the figure due to the influence of the alignment films 2 and 2 to form a layer.
Reference numerals 4 and 5 denote a pair of electrodes which sandwich the SmC * 3 thin film and which are opposed to each other for applying a driving voltage.

第3図は液晶セルの従来の駆動波形図を示す。正の極
性を有する第1の直流パルスを電極4,5間に印加する。
但し、電極4を接地電位とする。すると液晶分子の自発
分極6が電極4に向かって垂直な位置に整列するよう分
子が配向する(第2図参照)。これが第1の安定状態7
であり、それは分子軸がSmC*層の法線8に対して+θ傾
いている。次に交流パルスを印加すると、この周波数領
域で負の誘電異方性を有することから分子軸に直交する
方向に誘電分極が生じ、誘電トルクにより第1の安定状
態が維持固定される。さらに負の極性を有する第2の直
流パルスを電極4,5間に印加すると、液晶分子は応答し
自発分極6が垂直に電極5を向いた状態に再整列する。
これが第2の安定状態9であり、それは分子軸がSmC*
の法線8に対して−θ傾いた位置である(第2図参
照)。その後、交流パルスの印加により第2の安定状態
が保持される。即ち、正の直流パルスによって第1の安
定状態が書き込まれ、負の直流パルスによって第2の安
定状態が書き込まれ、且つ交流パルスによって安定状態
が保持される。
FIG. 3 shows a conventional drive waveform diagram of a liquid crystal cell. A first DC pulse having a positive polarity is applied between the electrodes 4 and 5.
However, the electrode 4 is set to the ground potential. Then, the molecules are oriented so that the spontaneous polarization 6 of the liquid crystal molecules is aligned in a vertical position toward the electrode 4 (see FIG. 2). This is the first stable state 7
Which has a molecular axis tilted by + θ with respect to the normal 8 of the SmC * layer. When an AC pulse is applied next, dielectric polarization occurs in the direction orthogonal to the molecular axis due to the negative dielectric anisotropy in this frequency region, and the first stable state is maintained and fixed by the dielectric torque. When a second DC pulse having a negative polarity is further applied between the electrodes 4 and 5, the liquid crystal molecules respond and the spontaneous polarization 6 is realigned so that the spontaneous polarization 6 is vertically oriented to the electrode 5.
This is the second stable state 9, which is the position where the molecular axis is tilted by −θ with respect to the normal line 8 of the SmC * layer (see FIG. 2). After that, the second stable state is maintained by the application of the AC pulse. That is, the positive DC pulse writes the first stable state, the negative DC pulse writes the second stable state, and the AC pulse holds the stable state.

再び第2図に戻ると、10,10は偏光軸が互いに直交す
る一対の偏光板であってSmC*薄膜3を挟持し、複屈折を
利用して第1の安定状態にある液晶ドメインと第2の安
定状態にある液晶ドメインを光学的に区別する。例えば
第1の安定状態7は光遮断状態(以下、黒という)第2
の安定状態9は光透過状態(以下、白という)として識
別される。
Returning to FIG. 2 again, 10 and 10 are a pair of polarizing plates whose polarization axes are orthogonal to each other, sandwiching the SmC * thin film 3 and utilizing the birefringence to the liquid crystal domain in the first stable state and the liquid crystal domain. The two stable liquid crystal domains are optically distinguished. For example, the first stable state 7 is the light blocking state (hereinafter referred to as black) the second
Stable state 9 is identified as a light transmitting state (hereinafter referred to as white).

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

さて、先に述べた先行文献には、前述した液晶セルの
電極配置を第4図に示すようなマトリクス構造にし走査
電極群4(以下、コモンという)及び信号電極群5(以
下、セグメントという)を対向配置したものが開示され
ている。しかしながら、実際に線順次駆動を行うための
駆動波形や駆動回路については開示がない。第3図に示
す波形によってマトリクス駆動を行うことは不可能であ
る。
Now, in the above-mentioned prior art document, the electrode arrangement of the above-mentioned liquid crystal cell has a matrix structure as shown in FIG. 4, and the scanning electrode group 4 (hereinafter referred to as common) and the signal electrode group 5 (hereinafter referred to as segment). It is disclosed that the two are opposed to each other. However, there is no disclosure about a drive waveform or a drive circuit for actually performing the line-sequential drive. It is impossible to perform matrix driving with the waveforms shown in FIG.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明は、従来の液晶セルをマトリクス駆動するため
の駆動回路を提供することを目的とする。
An object of the present invention is to provide a driving circuit for matrix driving a conventional liquid crystal cell.

第1図により本発明を説明する。第1図(A)は液晶
セルのマトリクス電極構成図である。2本のセグメント
S1,S2及び2本のコモンC1,C2が4つのマトリクス画素
(以下、ドットという)D1,D2,D3,D4を構成するように
配置されている。液晶セルの他の構成については第2図
及び第4図に示す通りである。
The present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 (A) is a matrix electrode configuration diagram of a liquid crystal cell. 2 segments
S 1 and S 2 and two commons C 1 and C 2 are arranged so as to form four matrix pixels (hereinafter referred to as dots) D 1 , D 2 , D 3 and D 4 . Other configurations of the liquid crystal cell are as shown in FIGS. 2 and 4.

第1図(B)に各ドットに印加される波形を示す。な
お、電位基準はセグメント電位にとってある。本例にお
いては、線順次走査でコモンC1を選択し、且つコモンC1
上のドットD1のみを第1の安定状態、即ち黒に書き込み
ドットD2は前の状態のまま、そして非選択コモンC2上の
ドットD3,D4については、やはり前の状態を保持する波
形が印加される。
FIG. 1 (B) shows the waveform applied to each dot. The potential reference is the segment potential. In this example, common C 1 is selected by line-sequential scanning, and common C 1
Only the upper dot D 1 is written in the first stable state, that is, black is written, the dot D 2 remains in the previous state, and the dots D 3 and D 4 on the non-selected common C 2 also retain the previous state. Waveform is applied.

ドットD1に対しては選択期間中、波高値±V1の直流パ
ルスが印加されるが、ドットD2に対しては波高値±V2
チョッピングパルスが印加される。両者のパルスを比較
すると、直流成分は全く同じ±V1であるが、チョッピン
グパルスは、この直流成分に±V1の高周波交流パルスが
重量していることがわかる。この重量している高周波交
流パルスによって、液晶分子の応答が抑制されるため、
ドットD2は、前の状態を保持することになる。この詳細
な説明は作用の項で行う。
A DC pulse having a peak value of ± V 1 is applied to the dot D 1 during the selection period, while a chopping pulse having a peak value of ± V 2 is applied to the dot D 2 . Comparing the two pulses, it can be seen that the DC component is exactly the same ± V 1 , but the chopping pulse is weighted by a high-frequency AC pulse of ± V 1 on this DC component. The response of the liquid crystal molecules is suppressed by this weighted high frequency AC pulse,
Dot D 2 will retain its previous state. This detailed description will be given in the section on action.

さて非選択ドットのD3及びD4には高周波の交流パルス
が加えられる。この高周波の交流パルスの周波数は自発
分極による最大応答周波数よりも大きく選ばれる。従っ
て、液晶分子にはΔε<0に基づく誘電トルクだけが働
き液晶分子はガラス基板と水平になるように保持され
る。
Now the D 3 and D 4 of the non-selected dot AC pulse of high frequency is applied. The frequency of this high-frequency AC pulse is selected to be larger than the maximum response frequency due to spontaneous polarization. Therefore, only the dielectric torque based on Δε <0 acts on the liquid crystal molecules, and the liquid crystal molecules are held so as to be horizontal with the glass substrate.

従って、安定状態の反転はなく前の状態が保持され
る。なおこの周波数は前述のドットD2に印加される重量
した高周波交流パルスの周波数と等しく選ばれる。
Therefore, the stable state is not inverted and the previous state is maintained. This frequency is selected to be equal to the frequency of the weighted high frequency AC pulse applied to the dot D 2 .

以上に述べた走査を多数のコモン及びセグメントに対
して線順次に行えば(即ち、コモンをスキャンすれば)
1フレームが終了した時点で黒となるべきドットに黒が
書き込まれる。
If the scanning described above is performed line-sequentially for many commons and segments (that is, if commons are scanned)
Black is written in a dot that should be black when one frame is completed.

次に白になるべきドットに白を書き込むためには、そ
のドットに第1図(B)のD1に印加される波形と位相が
180°反転した波形を印加する。以下、D2,D3,D4の印加
波形も全て位相を180°反転した波形を印加する。この
ような波形を用いてコモンをスキャンすれば、1フレー
ムが終了した時点でドットに白が書き込まれる。即ち、
最初のフレームで黒ドットを書き込み、次のフレームで
白ドットを書き込むことによって、1画面を形成するわ
けである。
Next, in order to write white on a dot that should be white, the waveform and phase applied to D 1 in FIG.
Apply 180 ° inverted waveform. Hereinafter, applies the D 2, D 3, waveform inverted by 180 ° every also applied waveform phase of D 4. If the common is scanned using such a waveform, white is written in the dots at the time when one frame is completed. That is,
One screen is formed by writing black dots in the first frame and white dots in the next frame.

第1図(C)は、第1図(B)に示すドットD1〜D4
印加される駆動波形を作るため、セグメント及びコモン
に印加される波形を示したものである。aはコモンC1
印加されるコモン選択信号、bはコモンC2に印加される
コモン非選択信号、CはセグメントS1に印加される黒書
き込み信号、dはセグメントS2に印加される非書き込み
信号である。なお、この波形は最初のフレーム(以下、
第1フレームと呼ぶ)中で印加される波形であり、次の
フレーム(以下、第2フレームと呼ぶ)での波形は、前
述のように全て位相が180°反転しており、且つ第1の
フレームで黒書き込み信号が印加されたセグメントS1
は非書き込み信号を、非書き込み信号が印加されたセグ
メントS2には、白書き込み信号(黒書き込み信号におい
て、位相を180°反転したもの)が印加される。
FIG. 1 (C) shows a waveform applied to the segment and the common in order to create a drive waveform applied to the dots D 1 to D 4 shown in FIG. 1 (B). a is a common selection signal applied to the common C 1 , b is a common non-selection signal applied to the common C 2 , C is a black write signal applied to the segment S 1 , and d is a non-selection signal applied to the segment S 2. It is a write signal. In addition, this waveform is the first frame (hereinafter,
The waveform applied in the first frame) and the waveform in the next frame (hereinafter, referred to as the second frame) are all 180 ° in phase inversion as described above, and In the frame, a non-write signal is applied to the segment S 1 to which the black write signal is applied, and a white write signal (the phase of the black write signal is 180 ° inverted) is applied to the segment S 2 to which the non-write signal is applied. Is applied.

これらコモン及びセグメント信号を作る具体的回路に
ついては実施例の項で説明する。
Specific circuits for producing these common and segment signals will be described in the embodiment section.

ところで非選択期間、即ちドットD3,D4に印加される
波形の波高値は第1図(B)では±2V1と±V1である。
この電圧波形の役割は、誘電トルクによって、液晶分子
をガラス基板と水平に保持することであり、従って液晶
材料の誘電率異方性の値が異なれば、それに応じて電圧
波形の波高値も変わってくる。
By the way, the non-selection period, that is, the peak values of the waveform applied to the dots D 3 and D 4 are ± 2V 1 and ± V 1 in FIG. 1 (B).
The role of this voltage waveform is to hold the liquid crystal molecules horizontally with the glass substrate by the dielectric torque. Therefore, if the value of the dielectric anisotropy of the liquid crystal material is different, the peak value of the voltage waveform is also changed accordingly. Come on.

このような時には、コモンC2に印加する波形の波高値
を任意に変えてやれば、ドットD3,D4に印加される波形
の波高値も変わる。例えば、第1図(C)において、コ
モンC2に印加する波高値を今、±2V1にしたとすれば、
第1図(B)のドットD3,D4に印加される波形は、ドッ
トD3が±3V1,ドットD3が±2V1の波高値をもった波形
となる。
In such a case, if the peak value of the waveform applied to the common C 2 is arbitrarily changed, the peak value of the waveform applied to the dots D 3 and D 4 also changes. For example, in FIG. 1 (C), if the peak value applied to the common C 2 is now ± 2V 1 ,
The waveform applied to the dot D 3, D 4 of FIG. 1 (B), a dot D 3 ± 3V 1, a waveform dot D 3 with a peak value of ± 2V 1.

〔作用〕[Action]

チョッピングパルスではSmC*分子は応答せず、直流パ
ルスで応答することを説明する。第5図は第2図及び第
4図に示す液晶セルのあるドットに印加されるテストパ
ルスを示す。aは選択期間中(3msec)正の極性を有す
る波高値±Vの直流パルス2と負の極性を有する波高値
−Vの直流パルスが連続するパルスである。表示状態は
黒から白に変化する。bは同じく選択期間中、前半で波
高値+2Vのチョッピングパルスを印加し、後半で波高値
−2Vのチョッピングパルスを印加する波形である。
We explain that the SmC * molecule does not respond to the chopping pulse, but does respond to the DC pulse. FIG. 5 shows a test pulse applied to a dot of the liquid crystal cell shown in FIGS. 2 and 4. a is a pulse in which a DC pulse 2 having a peak value of ± V having a positive polarity and a DC pulse having a peak value of −V having a negative polarity are continuous during the selection period (3 msec). The display state changes from black to white. Similarly, b is a waveform in which a chopping pulse having a peak value of + 2V is applied in the first half and a chopping pulse having a peak value of -2V is applied in the latter half of the selection period.

第6図は、第5図a及びbの波形をVを変化させなが
ら印加し、各電圧レベルで選択期間中黒から白に変化す
る際のコントラスト比を調べたものである。直流パルス
aの場合およそV=30V以上で大きなコントラスト比で
得られる。即ち、閾値30V以上でSmC*分子は第1の安定
状態から第2の安定状態へと完全に遷移する。
FIG. 6 shows the contrast ratio when the waveforms of FIGS. 5A and 5B are applied while changing V and the voltage changes from black to white during the selection period at each voltage level. In the case of the DC pulse a, a large contrast ratio can be obtained at about V = 30V or more. That is, the SmC * molecule makes a complete transition from the first stable state to the second stable state at a threshold value of 30 V or higher.

ところがチョッピングパルスbの場合、振幅60Vのパ
ルスを印加しても、透過光強度の変化は少なくSmC*分子
は第1の安定状態から、第2の安定状態へと完全に遷移
しないことが判る。これは次のように説明できる。SmC*
の分子の反転メカニズムに寄与する物性は、自発分極と
誘電トルクによるものが考えられている。前者の自発分
極によるトルクはΔεの正負にかかわらず常に電界と自
発分極方向が平行になるように働く。
However, in the case of the chopping pulse b, it can be seen that even if a pulse having an amplitude of 60 V is applied, there is little change in the transmitted light intensity and the SmC * molecule does not completely transition from the first stable state to the second stable state. This can be explained as follows. SmC *
The physical properties that contribute to the inversion mechanism of the molecule are considered to be due to spontaneous polarization and dielectric torque. The former torque due to spontaneous polarization always works so that the electric field and the direction of spontaneous polarization are parallel to each other regardless of whether Δε is positive or negative.

しかし、後者の誘電トルクにおいては、Δε>0のSm
C*液晶では、電界に対して分子を平行にΔε<0のSmC*
液晶では電界に対して分子を垂直にするように働く。即
ち、Δε<0の系では、自発分極によるトルク(第1の
安定状態から第2の安定状態に分子が遷移しようとする
初期には分子が電界と平行になる方向に動く)と誘電ト
ルクとが逆向きに働くことになる。従って、Δε<0の
系では、Δε>0の系に比べて応答が遅くなると考えら
れる。この誘電トルクは電圧の実効値及び誘電率異方性
Δεの値に比例するが、第1図(B)に示すチョッピン
グパルスと直流パルスでは、前者は2V1,後者はV1の実
効値を持つため前者の方が後者より2倍だけ強く働くわ
けである。従って、チョッピングパルスの応答は直流パ
ルスのそれに比べて遅くなり、第6図のようにパルス幅
を一定にして反転した場合には、第1の状態から第2の
状態に反転しきれない。
However, in the latter dielectric torque, Sm with Δε> 0
In C * liquid crystal, molecules are parallel to the electric field and SmC * with Δε <0 .
In liquid crystal, it works to make molecules perpendicular to the electric field. That is, in the system of Δε <0, the torque due to spontaneous polarization (the molecule moves in the direction parallel to the electric field in the initial stage when the molecule transitions from the first stable state to the second stable state) and the dielectric torque Will work in the opposite direction. Therefore, it is considered that the system with Δε <0 has a slower response than the system with Δε> 0. This dielectric torque is proportional to the effective value of the voltage and the value of the dielectric anisotropy Δε, but in the chopping pulse and the DC pulse shown in FIG. 1 (B), the former is 2V 1 and the latter is the effective value of V 1. Because it has, the former works twice as strongly as the latter. Therefore, the response of the chopping pulse becomes slower than that of the DC pulse, and when the pulse width is inverted with a constant pulse width as shown in FIG. 6, the first state cannot be completely inverted to the second state.

なお、使用したSmC*液晶はメルク社製の3234でありΔ
ε=−2.4である。
The SmC * liquid crystal used was a Merck 3234.
ε = −2.4.

〔実施例〕〔Example〕

第7図は第1図(C)に示すコモン選択信号a及びコ
モン非選択信号bを作るコモン電極駆動回路である。第
1図(C)からわかるように必要な電圧レベルは+V1
び−V1、必要な交流化信号は選択期間を前半と後半に2
分するためのDF1及び安定状態保持に必要が高周波を作
るためのDF2である(第9図タイムチャート参照)。な
お、DF2はチョッピングにも用いられる。11はシフトレ
ジスタであって選択期間を指定する信号FLM及びFLMを各
コモンに線順次に分配するためのコモンシフトパルスCL
1を入力する。シフトレジスタ11の出力はゲード群12に
接続している。ゲート群12はDF1,DF2及び信号FLMをJKフ
リップフロップによって分周した信号が入力され、その
出力はトランスミッションゲート13及び14を制御する。
トランスミッションゲート13の入力は−V1電位であり、
その出力は各コモンに印加される。トランスミッション
ゲート14の入力は+V1電位であり、その出力は各コモン
に印加される。今、シフトレジスタ11の出力がHIGHの
時、ゲート群12はDF1を受け入れトランスミッションゲ
ート14を前半導通させトランスミッションゲート13を後
半導通させる。
FIG. 7 shows a common electrode drive circuit for producing the common selection signal a and the common non-selection signal b shown in FIG. 1 (C). As can be seen from FIG. 1 (C), the required voltage levels are + V 1 and −V 1 , and the required AC signal is 2 in the first half and the second half of the selection period.
DF1 for dividing and DF2 for making high frequency necessary for maintaining stable state (see time chart in FIG. 9). DF2 is also used for chopping. Reference numeral 11 is a shift register, which is a common shift pulse CL for line-sequentially distributing the signals FLM and FLM designating the selection period to each common.
Enter 1. The output of the shift register 11 is connected to the gate group 12. The gate group 12 receives DF1 and DF2 and a signal obtained by dividing the signal FLM by a JK flip-flop, and its output controls the transmission gates 13 and 14.
The input of the transmission gate 13 is -V 1 potential,
Its output is applied to each common. The input of transmission gate 14 is at + V 1 potential and its output is applied to each common. Now, when the output of the shift register 11 is HIGH, the gate group 12 receives DF1 and makes the transmission gate 14 conductive in the first half and makes the transmission gate 13 conductive in the second half.

その結果、コモンC1には第1図(C)aに示すコモン
選択信号を出力する。又、シフトレジスタ11の出力がLO
Wの時、ゲート群12はDF2を受け入れ、DF2に同期した+V
1,−V1間で振動する交流パルスをコモンC2に出力す
る。これは第1図(C)のbに示すコモン非選択信号で
ある。上記説明は第1のフレームについてであり、第2
フレームでは全波形の位相を180°反転しなくてはなら
ないので、ゲート群12の排他的論理和にFLMを分周した
信号を印加している。
As a result, the common selection signal shown in FIG. 1 (a) is output to the common C 1 . Also, the output of the shift register 11 is LO
When W, gate group 12 accepts DF2 and synchronizes with DF2 + V
1, and outputs the AC pulse oscillating between -V 1 to the common C 2. This is the common non-selection signal shown in b of FIG. 1 (C). The above description is for the first frame and the second
Since it is necessary to invert the phases of all waveforms in the frame by 180 °, a signal obtained by dividing the FLM is applied to the exclusive OR of the gate group 12.

第8図は第1図(C)に示すセグメントに印加され、
c及びdを作るセグメント電極駆動回路である。
FIG. 8 is applied to the segment shown in FIG. 1 (C),
It is a segment electrode drive circuit which makes c and d.

第1図(C)から判るように必要な電圧レベルは+
V1,0,−V1の3つであってトランスミッションゲート15,
16,17及び18を介してセグメントに供給される。各ゲー
トのON-OFFを制御する信号は、交流化信号DF2とラッチ
出力である。
As can be seen from FIG. 1 (C), the required voltage level is +
There are three transmission gates, V 1 , 0, -V 1 ,
Delivered to the segment via 16, 17 and 18. The signals that control ON-OFF of each gate are the alternating signal DF2 and the latch output.

さて19はシフトレジスタであり、シリアルビデオデー
タDATAを高速クロックCL2で読み取り記憶する。20はラ
ッチ回路であり、クロックCL1に同期してシフトレジス
タ19でパラレル化されたビデオデータをラッチし、線順
次タイミングCL1に従ってHIGH又はLOWの情報を出力す
る。
A shift register 19 reads and stores serial video data DATA at a high speed clock CL2. A latch circuit 20 latches the video data parallelized by the shift register 19 in synchronization with the clock CL1 and outputs HIGH or LOW information according to the line sequential timing CL1.

さてラッチ回路20の出力端子01に現れたデータがHIGH
の時、トランスミッションゲート17がONし、ゼロレベル
電位をセグメントS1に出力する。よってS1には第1図
(C)のcに示す波形が得られる。又、ラッチ回路20の
出力端子02に現れたデータがLOWの時には、トランスミ
ッションゲート18がONし、+V1,−V1の電圧がセグメン
トS2に出力される。この時の波形は、交流化信号DF2に
よってトランスミッションゲート15,16が交互にON-OFF
されるために第1図(C)のdのような波形が得られ
る。上記説明は、第1のフレームの時であり、第2フレ
ームでは、全波形の位相が180°反転しなければならな
いので、FLM信号をJKフリップフロップで分周した信号
とDF2信号の排他的論理和をとってトランスミッション
ゲート15,16に印加している。又、前述したように、第
1フレームと第2フレームでは、セグメントのDATA信号
を反転させなければならないため、JKフリップフロップ
の出力とDATA信号の排他的論理和をとって、シフトレジ
スタ19に入力している。
Now, the data that appears at the output terminal 0 1 of the latch circuit 20 is HIGH.
At the time, the transmission gate 17 is turned on and the zero level potential is output to the segment S 1 . Therefore, the waveform shown in c of FIG. 1 (C) is obtained at S 1 . Further, when the data appearing at the output terminal 0 2 of the latch circuit 20 is LOW, the transmission gate 18 is ON, + V 1, the voltage of -V 1 is output to the segment S 2. The waveform at this time is that the transmission gates 15 and 16 are alternately turned on and off by the alternating signal DF2.
As a result, a waveform such as d in FIG. 1 (C) is obtained. The above description is for the first frame, and for the second frame, the phases of all waveforms must be inverted by 180 °, so the FLM signal is divided by a JK flip-flop and the exclusive logic of the DF2 signal is used. The sum is applied and applied to the transmission gates 15 and 16. Further, as described above, in the first frame and the second frame, since the DATA signal of the segment has to be inverted, the exclusive OR of the output of the JK flip-flop and the DATA signal is taken and input to the shift register 19. are doing.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上述べたように本発明によれば、SmC*分子の自発分
極及び負の誘電率異方性を利用して、白及び黒の2つの
光学状態を書き込む電気光学装置において、走査期間中
の選択ドットには直流パルスを、非選択ドットにはチョ
ッピングパルスを印加し、一方、非走査期間中の全ての
ドットには、周波数の高い対称な交流パルスを印加する
ことによって、コントラストの高い電気光学変換装置を
得られるという効果がある。
As described above, according to the present invention, in the electro-optical device for writing the two optical states of white and black by utilizing the spontaneous polarization and the negative dielectric anisotropy of the SmC * molecule, the selection during the scanning period is performed. By applying a DC pulse to the dots and a chopping pulse to the non-selected dots, while applying a high frequency symmetrical AC pulse to all the dots during the non-scanning period, electro-optical conversion with high contrast is achieved. The effect is that the device can be obtained.

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

第1図(A)はマトリクス電極構成図、第1図(B)は
本発明のマトリクスドットに印加される波形図、第1図
(C)は本発明のコモン電極及びセグメント電極に印加
される波形図、第2図は従来の液晶セルの斜視図、第3
図は従来の液晶セルの動作波形図、第4図は液晶セルの
電極配置図、第5図は作用を説明するためのテスト波形
図、第6図は作用を説明するためのコントラスト比一印
加振幅電圧特性図、第7図はコモン電極駆動回路図、第
8図はセグメント電極駆動回路図、第9図はコモン及び
セグメント駆動回路用タイミングチャートである。 1,1……基板 2,2……配向膜 3……SmC*薄膜 11,19……シフトレジスタ 12……ゲート群 13,14,15,16,17,18……トランスミッションゲート 20……ラッチ回路
FIG. 1 (A) is a matrix electrode configuration diagram, FIG. 1 (B) is a waveform diagram applied to a matrix dot of the present invention, and FIG. 1 (C) is applied to a common electrode and a segment electrode of the present invention. Waveform diagram, FIG. 2 is a perspective view of a conventional liquid crystal cell, FIG.
FIG. 4 is an operation waveform diagram of a conventional liquid crystal cell, FIG. 4 is an electrode arrangement diagram of the liquid crystal cell, FIG. 5 is a test waveform diagram for explaining the action, and FIG. 6 is a contrast ratio application for explaining the action. FIG. 7 is a common electrode drive circuit diagram, FIG. 8 is a segment electrode drive circuit diagram, and FIG. 9 is a timing chart for common and segment drive circuits. 1,1 …… Substrate 2,2 …… Alignment film 3 …… SmC * Thin film 11,19 …… Shift register 12 …… Gate group 13,14,15,16,17,18 …… Transmission gate 20 …… Latch circuit

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】液晶分子の長軸に垂直な方向に自発分極を
有し、且つ少なくとも高周波領域において、負の誘電率
異方性を有する強誘電性液晶薄膜と該薄膜を挟持するガ
ラス基板と、該薄膜の厚み方向に電圧を印加する一対の
電極と、液晶分子を第1の安定状態又は第2の安定状態
に整列させるパルス及び安定状態を保持する高周波交流
パルスを該電極に供給する駆動回路と、液晶分子の第1
及び第2の安定状態を光学的に区別する変換部材よりな
る強誘電性液晶電気光学装置において、該駆動回路が供
給する走査電極側の選択期間中での選択ドットに印加さ
れるパルスは、直流パルスより構成され、走査電極側の
選択期間中での非選択ドットに印加されるパルスは、前
記直流パルスに高周波の交流パルスを重畳させたものよ
り構成され、さらに走査電極側の非選択期間中での全て
のドットに印加されるパルスは、高周波の交流パルスよ
り構成されることを特徴とした強誘電性液晶電気光学装
置。
1. A ferroelectric liquid crystal thin film having spontaneous polarization in a direction perpendicular to the long axis of liquid crystal molecules and having a negative dielectric anisotropy in at least a high frequency region, and a glass substrate sandwiching the thin film. A pair of electrodes for applying a voltage in the thickness direction of the thin film, a pulse for aligning liquid crystal molecules in a first stable state or a second stable state, and a high-frequency AC pulse for maintaining the stable state to the electrodes Circuit and first of liquid crystal molecules
In the ferroelectric liquid crystal electro-optical device including a conversion member that optically distinguishes between the second stable state and the second stable state, the pulse applied to the selected dot during the selection period on the scan electrode side supplied by the drive circuit is a direct current. The pulse, which is composed of pulses and is applied to the non-selected dots during the selection period on the scan electrode side, is formed by superposing a high-frequency AC pulse on the DC pulse, and further during the non-selection period on the scan electrode side. The ferroelectric liquid crystal electro-optical device characterized in that the pulse applied to all the dots in (1) is composed of a high frequency AC pulse.
【請求項2】前記走査電極側の選択期間中での非選択ド
ットに印加されるパルスである直流パルスに重畳した高
周波の交流パルスの周波数は、前記走査電極側の非選択
期間中での全てのドットに印加されるパルスである高周
波の交流パルスの周波数と同じであることを特徴とする
特許請求第1項記載の強誘電性液晶電気光学装置。
2. The frequency of a high-frequency AC pulse superposed on a DC pulse that is a pulse applied to a non-selected dot during the selection period on the scan electrode side is all within the non-selection period on the scan electrode side. 2. The ferroelectric liquid crystal electro-optical device according to claim 1, wherein the frequency is the same as the frequency of a high-frequency AC pulse that is a pulse applied to the dot.
【請求項3】前記特許請求第2項記載の周波数は、前記
強誘電性液晶薄膜が自発分極によって応答する最大周波
数よりも大きいことを特徴とする特許請求第1項記載の
強誘電性液晶電気光学装置。
3. The ferroelectric liquid crystal electrical device according to claim 1, wherein the frequency according to claim 2 is higher than the maximum frequency at which the ferroelectric liquid crystal thin film responds by spontaneous polarization. Optical device.
【請求項4】前記非走査期間での全てのドットに印加さ
れる高周波の交流パルスの波高値は、該交流パルスによ
って生じる誘電トルクが、前記強誘電性液晶薄膜中の分
子を前記ガラス基板と、ほぼ又は完全に水平にならしめ
る程度以上の電圧値を持つことを特徴とする特許請求第
1項記載の強誘電性液晶電気光学装置。
4. The peak value of a high frequency AC pulse applied to all the dots in the non-scanning period is such that the dielectric torque generated by the AC pulse causes molecules in the ferroelectric liquid crystal thin film to move to the glass substrate. 2. The ferroelectric liquid crystal electro-optical device according to claim 1, wherein the ferroelectric liquid crystal electro-optical device has a voltage value equal to or higher than a level at which the liquid crystal is leveled substantially or completely.
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