DE3448306C2 - - Google Patents

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DE3448306C2
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Junichiro Kanbe
Kazuharu Yokohama Kanagawa Jp Katagiri
Syuzo Tokio/Tokyo Jp Kaneko
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine optische Modulationsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Eine optische Modulationsvorrichtung dieser Art ist in der US 43 67 924 beschrieben. Diese bekannte Modulationsvorrichtung basiert auf einer zellenförmigen ferroelektrischen Flüssigkristalleinrichtung, bei der eine Gruppe von Signalelektroden einer Gruppe von Abtastelektroden unter Einschluß eines ferroelektrischen Flüssigkristallmaterials und unter Bildung von matrixförmig angeordneten Kreuzungspunkten in Abstand gegenüberliegt. Das ferroelektrische Flüssigkristallmaterial hat die vorteilhafte Eigenschaft, in Abhängigkeit von der Polarität des zwischen den Elektroden jeweils herrschenden elektrischen Felds einen ersten oder zweiten Orientierungszustand einzunehmen, was beispielsweise mit Hilfe von in Nicolscher Überkreuzung angeordneten Polarisatoren in der Weise ausgenutzt werden kann, daß die Überkreuzungspunkte der Elektrodengruppen je nach Polarität des elektrischen Felds entweder lichtdurchlässig sind oder nicht und somit eine Lichtmodulation gestatten.
Ferroelektrische Flüssigkristalle zeichnen sich gegenüber herkömmlichen Flüssigkristallen insbesondere dadurch aus, daß eine wesentlich höhere Ansprechgeschwindigkeit erzielbar ist. Infolgedessen lassen sich mit der aus der US 43 67 924 bekannten Modulationsvorrichtung selbst bewegte Bilder verzögerungsfrei darstellen, was mit auf herkömmlichen Flüssigkristallen basierenden Modulations- oder Anzeigevorrichtungen nicht möglich ist.
Zur Durchführung der bildmäßigen Lichtmodulation ist bei der bekannten Flüssigkristalleinrichtung eine Ansteuereinrichtung vorgesehen, die vorzugsweise im Multiplexbetrieb arbeitet und dabei zur Darstellung eines jeweiligen Einzelbilds alle Abtastelektroden der Reihe nach ansteuert, wobei während des jeder Abtastelektrode zugeordneten Zeitraums gleichzeitig an alle Signalelektroden eine Signalspannung angelegt wird, die in die Kreuzungspunkte bzw. Bildelemente dieser Abtastzeile die jeweils gewünschte Information einschreibt.
Es hat sich jedoch gezeigt, daß insbesondere bei der für schnelle Bildwechsel erforderlichen hohen Abtastrate sowie bei der für eine hohe Auflösung benötigten Zahl von Abtastzeilen keine befriedigende Bildqualität erzielbar ist, was unter anderem darauf zurückzuführen ist, daß infolge der Spannungsverhältnisse beim Ansteuern ein deutlich sichtbares Übersprechen nicht verhindert werden kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine optische Modulationsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 derart weiterzubilden, daß durch geeignete Wahl der Spannungsverhältnisse eine hervorragende Modulationsgüte sichergestellt ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im Kennzeichnungsteil des Patentanspruchs 1 angegebenen Maßnahmen gelöst.
Hierdurch ist sichergestellt, daß die Modulationsvorrichtung mit Spannungspegeln betrieben wird, die ein Übersprechen und dergleichen sicher verhindern, so daß stets eine hohe Bildqualität erzielbar ist. Die erfindungsgemäße Modulationsvorrichtung zeichnet sich folglich durch eine hervorragende Modulationsgüte aus.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 schematisch eine perspektivische Ansicht einer Flüssigkristallvorrichtung,
Fig. 2 schematisch eine perspektivische Ansicht, die die bistabilen Eigenschaften der verwendeten Flüssigkristallvorrichtung veranschaulicht,
Fig. 3 eine schematische Draufsicht auf eine Elektrodenanordnung einer Flüssigkristallvorrichtung,
Fig. 4A(a) die Kurvenform von an eine gewählte Abtastelektrode angelegten elektrischen Signalen,
Fig. 4A(b) die Kurvenform eines an eine nicht gewählte Abtastelektrode angelegten elektrischen Signals,
Fig. 4A(c) die Kurvenform eines an eine gewählte Signalelektrode angelegten Informationssignals,
Fig. 4A(d) die Kurvenform eines an nicht gewählte Signalelektroden angelegten Informationssignals,
Fig. 4B(a) die Kurvenform einer Spannung, die an Flüssigkristall angelegt wird, das einem Bildelement A entspricht,
Fig. 4B(b) die Kurvenform einer Spannung, die an Flüssigkristall angelegt wird, das einem Bildelement B entspricht,
Fig. 4B(c) die Kurvenform einer Spannung, die an Flüssigkristall angelegt wird, das einem Bildelement C entspricht,
Fig. 4B(d) die Kurvenform einer Spannung, die an Flüssigkristall angelegt wird, das einem Bildelement D entspricht,
Fig. 5(a) die Kurvenform eines elektrischen Signals für eine gewählte Abtastelektrode bei einem zweiten Ausführungsbeispiel,
Fig. 5(b) die Kurvenform eines elektrischen Signals für nicht gewählte Abtastelektroden des zweiten Ausführungsbeispiels,
Fig. 5(c) die Kurvenform eines an eine gewählte Signalelektrode angelegten Informationssignals des zweiten Ausführungsbeispiels,
Fig. 5(d) die Kurvenform eines an eine nicht gewählte Signalelektrode angelegten Informationssignals des zweiten Ausführungsbeispiels,
Fig. 6(a) die Kurvenform eines elektrischen Signals für eine gewählte Abtastelektrode bei einem dritten Ausführungsbeispiel,
Fig. 6(b) die Kurvenform eines elektrischen Signals für eine nicht gewählte Abtastelektrode des dritten Ausführungsbeispiels,
Fig. 6(c) die Kurvenform eines an eine gewählte Signalelektrode angelegten Informationssignals des dritten Ausführungsbeispiels,
Fig. 6(d) die Kurvenform eines an nicht gewählte Signalelektroden angelegten Informationssignals des dritten Ausführungsbeispiels,
Fig. 7A(a) die Kurvenform eines an eine gewählte Abtastelektrode angelegten elektrischen Signals,
Fig. 7A(b) die Kurvenform eines an nicht gewählte Abtastelektroden angelegten elektrischen Signals,
Fig. 7A(c) die Kurvenform eines an eine gewählte Signalelektrode angelegten Informationssignals,
Fig. 7A(d) die Kurvenform eines an nicht gewählte Signalelektroden angelegten Informationssignals,
Fig. 7B(a) die Kurvenform einer Spannung, die an Flüssigkristall angelegt wird, das einem Bildelement A entspricht,
Fig. 7B(b) die Kurvenform einer Spannung, die an Flüssigkristall angelegt wird, das einem Bildelement B entspricht,
Fig. 7B(c) die Kurvenform einer Spannung, die an Flüssigkristall angelegt wird, das einem Bildelement C entspricht,
Fig. 7B(d) die Kurvenform einer Spannung, die an Flüssigkristall angelegt wird, das einem Bildelement D entspricht,
Fig. 8A(a) die Kurvenform eines an eine gewählte Abtastelektrode angelegten elektrischen Signals bei einem weiteren Ausführungsbeispiel,
Fig. 8A(b) die Kurvenform eines an nicht gewählte Abtastelektroden angelegten elektrischen Signals des weiteren Ausführungsbeispiels,
Fig. 8A(c) die Kurvenform eines an eine gewählte Signalelektrode angelegten Informationssignals des weiteren Ausführungsbeispiels,
Fig. 8A(d) die Kurvenform eines an nicht gewählte Signalelektroden angelegten Informationssignals des weiteren Ausführungsbeispiels,
Fig. 8B(a) die Kurvenform einer Spannung, die bei dem weiteren Ausführungsbeispiel an Flüssigkristall angelegt wird, das einem Bildelement A entspricht,
Fig. 8B(b) die Kurvenform einer Spannung, die bei dem weiteren Ausführungsbeispiel an Flüssigkristall angelegt wird, das einem Bildelement B entspricht,
Fig. 8B(c) die Kurvenform einer Spannung, die bei dem weiteren Ausführungsbeispiel an Flüssigkristall angelegt wird, das einem Bildelement C entspricht,
Fig. 8B(d) die Kurvenform einer Spannung, die bei dem weiteren Ausführungsbeispiel an Flüssigkristall angelegt wird, das einem Bildelement D entspricht,
Fig. 9(a), 9(b), 9(c) erläuternde Ansichten für ein Beispiel der Kurvenform einer an Signalelektroden angelegten Spannung,
Fig. 10A(a) die Kurvenform eines an eine gewählte Abtastelektrode angelegten elektrischen Signals,
Fig. 10A(b) die Kurvenform eines an nicht gewählte Abtastelektroden angelegten elektrischen Signals,
Fig. 10A(c) die Kurvenform eines an eine gewählte Signalelektrode angelegten Informationssignals,
Fig. 10A(d) die Kurvenform eines an nicht gewählte Signalelektroden angelegten Informationssignals,
Fig. 10B(a) die Kurvenform einer Spannung, die an Flüssigkristall angelegt wird, das einem Bildelement A entspricht,
Fig. 10B(b) die Kurvenform einer Spannung, die an Flüssigkristall angelegt wird, das einem Bildelement B entspricht,
Fig. 10B(c) die Kurvenform einer Spannung, die an Flüssigkristall angelegt wird, das einem Bildelement C entspricht,
Fig. 10B(d) die Kurvenform einer Spannung, die an Flüssigkristall angelegt wird, das einem Bildelement D entspricht,
Fig. 11 eine grafische Darstellung der Ansteuerungsstabilität in Abhängigkeit von einem Wert k,
Fig. 12A(a) die Kurvenform eines an eine gewählte Abtastelektrode angelegten elektrischen Signals,
Fig. 12A(b) die Kurvenform eines an nicht gewählte Abtastelektroden angelegten elektrischen Signals,
Fig. 12A(c) die Kurvenform eines an eine gewählte Signalelektrode angelegten Informationssignals,
Fig. 12A(d) die Kurvenform eines an nicht gewählte Signalelektroden angelegten Informationssignals,
Fig. 12B(a) die Kurvenform einer Spannung, die an Flüssigkristall angelegt wird, das einem Bildelement A entspricht,
Fig. 12B(b) die Kurvenform einer Spannung, die an Flüssigkristall angelegt wird, das einem Bildelement B entspricht,
Fig. 12B(c) die Kurvenform einer Spannung, die an Flüssigkristall angelegt wird, das einem Bildelement C entspricht,
Fig. 12B(d) die Kurvenform einer Spannung, die an Flüssigkristall angelegt wird, das einem Bildelement D entspricht,
Fig. 12C eine erläuternde Ansicht eines beispielhaft durch eine Flüssigkristallvorrichtung nach dem Abschluß einer Vollbildabtastung erzeugten Bildes,
Fig. 12D(a) eine erläuternde Ansicht des beispielhaft in Fig. 12C gezeigten, durch Neubeschriftung teilweise geänderten Bildes,
Fig. 12D(b) die Kurvenform eines Informationssignals, das an eine Signalelektrode angelegt wird, die bei der teilweisen Neueinschreibung des Bilds mit keiner neuen Bildinformation versehen werden soll,
Fig. 12D(c) und 12D(d) Kurvenformen jeweils einer Spannung, die an Flüssigkristall zwischen eine Signalelektrode, die bei der teilweisen Neueinschreibung des Bilds mit keiner neuen Bildinformation versehen werden soll, und eine gewählte Abtastelektrode bzw. zwischen die Signalelektrode und nicht gewählte Abtastelektroden angelegt wird,
Fig. 13(a) die Kurvenform eines bei einem nächsten Ausführungsbeispiel an eine gewählte Abtastelektrode angelegten Signals,
Fig. 13(b) die Kurvenform eines an nicht gewählte Abtastelektroden angelegten Signals des nächsten Ausführungsbeispiels,
Fig. 13(c) und 13(d) Kurvenformen von Informationssignalen, die jeweils an gewählte Signalelektroden bzw. nicht gewählte Signalelektroden aus Signalelektroden angelegt werden, denen neue Bildinformationen zugeführt werden sollen,
Fig. 13(e) die Kurvenform eines Signals, das an eine Signalelektrode angelegt wird, der keine neue Bildinformation zugeführt werden soll,
Fig. 14(a) die Kurvenform eines bei einem weiteren Ausführungsbeispiel an eine gewählte Abtastelektrode angelegten Signals,
Fig. 14(b) die Kurvenform eines an nicht gewählte Abtastelektroden angelegten Signals des weiteren Ausführungsbeispiels,
Fig. 14(c) und 14(d) Kurvenformen von Informationssignalen für das weitere Ausführungsbeispiel, die jeweils an eine gewählte Signalelektrode bzw. nicht gewählte Signalelektroden aus Signalelektroden angelegt werden, welchen neue Bildinformationen zugeführt werden sollen,
Fig. 14(e) die Kurvenform eines Signals, das an eine Signalelektrode angelegt wird, der keine neue Bildinformation zugeführt werden soll,
Fig. 15 eine Draufsicht auf Matrixelektroden, die bei dem Ansteuerungsverfahren verwendet werden,
Fig. 16(a) bis 16(d) erläuternde Darstellungen für jeweils ein an den Matrixelektroden anliegendes elektrisches Signal,
Fig. 17(a) bis 17(d) erläuternde Ansichten für jeweils die Kurvenform einer Spannung, die zwischen die Matrixelektroden angelegt wird,
Fig. 18(a) ein Zeitdiagramm für ein Ansteuerungsverfahren, bei dem keine zeitliche Periode für das Anlegen eines Hilfssignals vorgesehen ist,
Fig. 18(b), 20 und 22 Zeitdiagramme für das Ansteuerungsverfahren,
Fig. 19 eine grafische Darstellung für die Abhängigkeit einer Spannungsanlegedauer von einer Schwellenspannung eines ferroelektrischen Flüssigkristalls,
Fig. 21(a) ein Blockschaltbild eines Beispiels einer Ansteuerungsschaltung, die gemäß dem in Fig. 20 gezeigten Zeitdiagramm betrieben wird,
Fig. 21(b) Kurvenformen von Taktimpulsen CS, einem Ausgangssignal eines Datengenerators und einem Ausgangssignal DM eines Datenmodulators für die Abgabe von Ansteuerungssignalen für eine in Fig. 21(a) gezeigte Gruppe von Signalelektroden,
Fig. 21(c) ein beispielhaftes Blockschaltbild für eine Schaltung zum Erzeugen des in Fig. 21(b) gezeigten Ausgangssignals DM des Datenmodulators,
Fig. 23 eine Draufsicht auf einen optischen Flüssigkristall- Verschluß, bei dem das Ansteuerungsverfahren angewandt wird.
Bei dem Ansteuerungsverfahren kann als Material für die optische Modulation bzw. optisches Modulationsmaterial ein Material verwendet werden, das in Abhängigkeit von einem anliegenden elektrischen Feld entweder einen ersten oder einen zweiten stabilen optischen Zustand, nämlich Bistabilität bezüglich des angelegten elektrischen Felds zeigt, wie insbesondere ein Flüssigkristall mit diesen Eigenschaften.
Die vorzugsweise bei dem Ansteuerungsverfahren verwendbaren bistabilen Flüssigkristalle bzw. Flüssigkristallmaterialien mit Bistabilität sind smektische, insbesondere chiral-smektische Flüssigkristalle mit Ferroelektrizität. Von diesen sind Flüssigkristalle mit chiral- smektischer C-Phase (SmC*) oder H-Phase (SmH*) geeignet. Diese ferroelektrischen Flüssigkristalle sind beispielsweise in "Le Journal De Physique Letters" 36 (L-69), 1975, "Ferroelectric Liquid Crystals"; "Applied Physics Letters" 36(11), 1980, "Submicro Second Bistable Electrooptic Switching in Liquid Crystals"; "Solid State Physics" 16(141), 1981, "Liquid Crystal" usw. beschrieben. Bei der optischen Modulationsvorrichtung können die in diesen Veröffentlichungen beschriebenen ferroelektrischen Flüssigkristalle verwendet werden.
Besondere Beispiele für in der optischen Modulationsvorrichtung verwendbare ferroelektrische Flüssigkristall-Verbindungen sind Disiloxybenzyliden-p′-amino-2-methylbutyl- cinnamat (DOBAMBC), Hexyloxybenzyliden-p′-amino-2-chloropropylcinnamat (HOBACPC), 4-O-(2-methyl)-butylresorcyliden- 4′-octylanilin (MBRA8) und dergleichen.
Wenn eine Modulationsvorrichtung bzw. Vorrichtung unter Verwendung dieser Materialien aufgebaut wird, kann die Vorrichtung an einem Kupferblock oder dergleichen gelagert werden, in den ein Heizelement eingebettet ist, um einen Temperaturzustand herbeizuführen, bei dem die Flüssigkristall-Verbindungen eine SmC*-Phase oder eine SmH*-Phase einnehmen.
In der Fig. 1 ist schematisch ein Beispiel für eine ferroelektrische Flüssigkristallzelle gezeigt. Mit 11 und 11a sind Grundplatten (Glasplatten) bezeichnet, auf die jeweils eine durchsichtige Elektrode beispielsweise aus In₂O₃, SnO₂, Indium-Zinn-Oxid (ITO) oder dergleichen angebracht ist. Zwischen den Platten ist hermetisch ein Flüssigkristall mit SmC*-Phase eingeschlossen, in welchem Flüssigkristall- Molekularschichten 12 senkrecht zu den Oberflächen der Glasplatten ausgerichtet sind. Ausgezogene Linien 13 stellen Flüssigkristall-Moleküle dar. Jedes Flüssigkristall­ molekül 13 hat in der zu seiner Achse senkrechten Richtung ein Dipolmoment (P⟂) 14. Wenn zwischen die an den Glasplatten 11 und 11a gebildeten Elektroden eine Spannung über einem bestimmten Schwellenwert angelegt wird, wird die Schraubenstruktur bzw. Helixstruktur der Flüssigkristallmoleküle 13 aufgelöst, um die Ausrichtung der jeweiligen Flüssigkristallmoleküle 13 so zu ändern, daß alle Dipolmomente (P⟂) 14 in Richtung des elektrischen Felds gerichtet sind. Die Flüssigkristallmoleküle 13 haben langgestreckte Form und zeigen zwischen der langen Achse und der kurzen Achse derselben eine Brechungsanisotropie. Infolgedessen ist es leicht ersichtlich, daß beispielsweise dann, wenn an der oberen und der unteren Oberfläche der Glasplatten Polarisatoren unter Nicolscher Überschneidung, nämlich unter Überkreuzung ihrer Polarisationsrichtungen angeordnet werden, die dermaßen gestaltete Flüssigkristallzelle als eine optische Flüssigkristall-Moduliervorrichtung wirkt, deren optische Eigenschaften sich in Abhängigkeit von der Polarität einer angelegten Spannung ändern. Wenn ferner die Flüssigkristallzelle genügend dünn ist (wie beispielsweise ein µm dick ist), wird die Helixstruktur der Flüssigkristallmoleküle auch ohne Errichten eines elektrischen Felds aufgelöst, wodurch gemäß der Darstellung in Fig. 2 das Dipolmoment einen von zwei Zuständen annimmt, nämlich einen Zustand P in einer oberen Ausrichtung 24 oder einen Zustand Pa in einer unteren Ausrichtung 24a. Wenn gemäß Fig. 2 an einer Zelle mit den vorstehend genannten Eigenschaften ein elektrisches Feld E oder Ea errichtet wird, welche höher als ein bestimmter Schwellenwert sind und voneinander hinsichtlich der Polarität verschieden sind, wird in Abhängigkeit von dem Vektor des elektrischen Felds E oder Ea das Dipolmoment entweder in die obere Richtung 24 oder in die untere Richtung 24a gelenkt. Dementsprechend werden die Flüssigkristallmoleküle entweder in einem ersten stabilen Zustand 23 oder in einem zweiten stabilen Zustand 23a ausgerichtet.
Wenn als optisches Modulationselement das vorstehend beschriebene ferroelektrische Flüssigkristall verwendet wird, sind zwei Vorteile erzielbar. Der erste besteht darin, daß die Ansprechgeschwindigkeit ziemlich hoch ist. Der zweite besteht darin, daß die Ausrichtung des Flüssigkristalls Bistabilität bzw. bistabile Eigenschaften zeigt. Der zweite Vorteil wird im weiteren beispielsweise anhand der Fig. 2 erläutert. Wenn an den Flüssigkristallen das elektrische Feld E errichtet wird, werden sie in den ersten stabilen Zustand 23 ausgerichtet. Dieser Zustand wird auch dann stabil beibehalten, wenn das elektrische Feld aufgehoben wird. Wenn andererseits in der Gegenrichtung zu dem elektrischen Feld E das elektrische Feld Ea errichtet wird, werden die Flüssigkristallmoleküle in den zweiten stabilen Zustand 23a ausgerichtet, wodurch die Richtungen der Moleküle geändert werden. Der letztere Zustand wird gleichermaßen auch dann stabil beibehalten, wenn das elektrische Feld aufgehoben wird. Solange ferner die Stärke des angelegten elektrischen Felds E nicht oberhalb eines bestimmten Schwellenwerts liegt, stehen die Flüssigkristallmoleküle in den jeweiligen Ausrichtungszuständen. Zum wirkungsvollen Herbeiführen der hohen Ansprechgeschwindigkeit und der Bistabilität ist es vorteilhaft, wenn die Zelle so dünn wie möglich ist, und zwar üblicherweise 0,5 µm bis 20 µm und insbesondere 1 µm bis 5 µm dick ist. Eine optische Modulationsvorrichtung mit einem Matrixelektrodenaufbau, bei der das ferroelektrische Flüssigkristall dieser Art verwendet wird, ist beispielsweise in der US-PS 43 67 924 (Clark und Ragerwall) vorgeschlagen.
Bei einem vorzugsweise gewählten Ausführungsbeispiel ist eine Flüssigkristalleinrichtung vorgesehen, die eine Gruppe von aufeinanderfolgend durch Abtastsignale gewählten Abtastelektroden, eine Gruppe von in Abstand der Gruppe der Abtastelektroden gegenübergesetzten Signalelektroden, die nach vorbestimmten Informationssignalen angewählt werden, und zwischen den beiden Elektrodengruppen angeordnetes Flüssigkristallmaterial aufweist. Diese Flüssigkristalleinrichtung kann dadurch angesteuert werden, daß an eine gewählte Abtastelektrode der Flüssigkristalleinrichtung ein elektrisches Signal mit Phasen t₁ und t₂ angelegt wird, deren Spannungspegel voneinander verschieden sind, und daß an die Signalelektroden elektrische Signale angelegt werden, deren Spannungspegel voneinander in Abhängigkeit davon verschieden sind, ob eine vorbestimmte Information vorliegt oder nicht; dabei entsteht auf der gewählten Abtastelektrodenzeile in einem Bereich oder in Bereichen, in dem ein Informationssignal vorliegt bzw. Informationssignale vorliegen, bei der Phase t₁ (oder t₂) ein elektrisches Feld in einer Richtung, die das Ausrichten des Flüssigkristalls in einen ersten stabilen Zustand zuläßt, bzw. in Bereichen, in denen kein derartiges Informationssignal vorliegt, in der Phase t₂ (oder t₁) ein elektrisches Feld in der Gegenrichtung, die das Ausrichten des Flüssigkristalls in einen zweiten stabilen Zustand zuläßt. Ein Beispiel mit Einzelheiten der Ansteuerung gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird anhand der Fig. 3 und 4 beschrieben.
Die Fig. 3 zeigt schematisch ein Beispiel einer Zelle 31 mit einer Matrixelektrodenanordnung, bei der ein ferroelektrisches Flüssigkristallmaterial zwischen ein Paar aus einander unter Abstand gegenübergesetzter Elektrodengruppen eingefügt ist. Mit 32 und 33 sind jeweils eine Gruppe von Abtastelektroden bzw. eine Gruppe von Signalelektroden bezeichnet. Die Fig. 4A(a) und 4A(b) zeigen jeweils elektrische Signale, die an eine gewählte Abtastelektrode 32(s) angelegt werden, bzw. elektrische Signale, die an die anderen Abtastelektroden (nicht gewählten Abtastelektroden) 32(n) angelegt werden. Andererseits zeigen die Fig. 4A(c) und 4A(d) elektrische Signale, die an eine gewählte Signalelektrode 33(s) angelegt werden, bzw. elektrische Signale, die an die nicht gewählten Signalelektroden 33(n) angelegt werden. In den Fig. 4A(a) bis 4A(d) stellen die Abszisse und die Ordinate jeweils die Zeit bzw. eine Spannung dar. Wenn beispielsweise ein Bewegungsbild bzw. Laufbild dargestellt wird, werden die Abtastelektroden 32 aufeinanderfolgend und periodisch angewählt. Falls eine Schwellenspannung zur Bildung eines ersten stabilen Zustands des Flüssigkristalls mit Bistabilität bzw. des bistabilen Flüssigkristalls als Vth1 bezeichnet wird und eine Schwellenspannung zur Bildung eines zweiten stabilen Zustands des Flüssigkristalls mit -Vth2 bezeichnet wird, ist ein an die gewählte Abtastelektrode 32(s) angelegtes elektrisches Signal eine Wechselspannung mit dem Wert V in einer Phase t₁ und dem Wert -V in einer Phase t₂, wie es in der Fig. 4A(a) gezeigt ist. Gemäß der Darstellung in Fig. 4A(b) werden die anderen Abtastelektroden 32(n) in den mit Masse verbundenen Zustand geschaltet. Infolgedessen haben die an diesen Elektroden auftretenden elektrischen Signale 0 V. Andererseits wird gemäß der Darstellung in Fig. 4A(c) an die gewählte Signalelektrode 33(s) ein elektrisches Signal V angelegt, während gemäß Fig. 4A(d) an die nicht gewählten Signalelektroden 33(n) ein elektrisches Signal -V angelegt wird. In diesem Fall wird die Spannung V auf einen erwünschten bzw. Sollwert eingestellt, der den Bedingungen
V<Vth1<2 V und -V<Vth2<-2 V
genügt. Die Kurvenformen der bei dem Anlegen dieser elektrischen Signale an den jeweiligen Bildelementen anliegenden Spannungen sind in Fig. 4B gezeigt. Die in den Fig. 4B(a), 4B(b), 4B(c) und 4B(d) gezeigten Kurvenformen entsprechen Spannungen an jeweiligen Bildelementen A, B, C bzw. D, die in Fig. 3 gezeigt sind. Das heißt, gemäß Fig. 4B(a) wird an die Bildelemente A auf der gewählten Abtastzeile während der Phase t₂ eine Spannung angelegt, die mit 2 V oberhalb des Schwellenwerts Vth1 liegt. Ferner wird an die Bildelemente B der gleichen Abtastzeile während der Phase t₁ eine Spannung angelegt, die mit -2 V unter dem Schwellenwert -Vth2 liegt. Demgemäß ändert sich das Ausrichten der Flüssigkristallmoleküle in Abhängigkeit davon, ob auf einer gewählten Abtastelektrodenzeile eine Signalelektrode gewählt ist oder nicht. Das heißt, wenn eine bestimmte Signalelektrode gewählt ist, werden die Flüssigkristallmoleküle in den ersten stabilen Zustand ausgerichtet, während sie in den zweiten stabilen Zustand ausgerichtet werden, wenn die Signalelektrode nicht gewählt ist. In einem jeden Fall hat das Ausrichten der Flüssigkristallmoleküle keinen Zusammenhang mit den vorangehenden Zuständen des jeweiligen Bildelements.
Andererseits beträgt gemäß der Darstellung für die Bildelemente C und D auf den nicht gewählten Abtastzeilen eine an alle Bildelemente C und D angelegte Spannung +V oder -V, so daß sie damit nicht den Schwellenwert übersteigt. Infolgedessen stehen ohne eine Änderung der Ausrichtung die Flüssigkristallmoleküle in den jeweiligen Bildelementen C und D in den Ausrichtungen, die den bei der letzten Abtastung hervorgerufenen Signalzuständen entsprechen. Das heißt, wenn eine bestimmte Abtastelektrode gewählt wird, werden die einer Zeile entsprechenden Signale eingeschrieben. Während eines Zeitintervalls von einem Zeitpunkt, an dem das Einschreiben der einem Vollbild entsprechenden Signale abgeschlossen ist, bis zu einem Zeitpunkt, an dem eine nachfolgende Abtastzeile gewählt wird, kann der Signalzustand eines jeden Bildelements aufrechterhalten werden. Infolgedessen ändert sich selbst bei einer Steigerung der Anzahl der Abtastzeilen das Einschalt- bzw. Tastverhältnis nicht wesentlich, so daß sich keine Möglichkeit des Herabsetzens des Kontrasts, des Auftretens von Übersprechen und dergleichen ergibt. In diesem Fall liegt die Spannung V üblicherweise im Bereich von 3 V bis 70 V, während die Länge der Phase bzw. des Zeitraums (t₁+t₂)=T üblicherweise im Bereich von 0,1 µs bis 2 ms liegt, obwohl sich die Spannung und die Zeitdauer in Abhängigkeit von der Dicke eines verwendeten Flüssigkristallmaterials bzw. einer verwendeten Zelle ändern. Die Ansteuerung unterscheidet sich von der bekannten Ansteuerung nach dem Stand der Technik im wesentlichen dadurch, daß die Zustände von an eine gewählte Abtastelektrode angelegten elektrischen Signalen von einem ersten stabilen Zustand (der nachstehend als Hellzustand bei der Umsetzung in entsprechende optische Signale bezeichnet wird) leichter zu einem zweiten stabilen Zustand zu verändern (der nachstehend bei der Umsetzung in optische Signale als Dunkelzustand bezeichnet wird) sind und umgekehrt. Aus diesem Grund wechselt das an eine gewählte Abtastelektrode angelegte Signal zwischen +V und -V. Ferner werden die an die Signalelektroden angelegten Spannungen so gewählt, daß sie zueinander entgegengesetzte Polaritäten haben, um damit den Hellzustand oder den Dunkelzustand festzulegen. Es ist ersichtlich, daß an die Abtastelektroden oder Signalelektroden angelegte elektrische Signale nicht unbedingt einfache Rechteckwellensignale gemäß der vorangehenden Erläuterung anhand der Fig. 4A(a) bis 4A(d) sein müssen. Es ist beispielsweise möglich, ein Flüssigkristall unter Verwendung einer Sinuswelle, einer Dreieckwelle oder dergleichen anzusteuern.
In der Fig. 5 ist eine weitere Ausführungsform der Ansteuerung veranschaulicht. Die Fig. 5(a), 5(b), 5(c) und 5(d) zeigen jeweils ein an eine gewählte Abtastelektrode angelegtes Signal, ein an eine nicht gewählte Abtastelektrode angelegtes Signal, ein gewähltes Informationssignal (mit Informationsinhalt) und ein nicht gewähltes Informationssignal (ohne Informationsinhalt). Auf diese Weise wird gemäß Fig. 5 auch dann, wenn nur während einer Phase t₂ an eine Signalelektrode mit Information eine Spannung +V angelegt wird und nur während einer Phase t₁ an eine Signalelektrode ohne Information eine Spannung -V angelegt wird, die in Fig. 5 dargestellte Ansteuerungsweise im wesentlichen die gleiche wie die in Fig. 4 gezeigte.
In Fig. 6 ist ein Beispiel für eine weitere Abwandlung des in Fig. 5 gezeigten Beispiels gezeigt. Die Fig. 6(a), 6(b), 6(c) und 6(d) zeigen jeweils ein an eine gewählte Abtastelektrode angelegtes Signal, ein an eine nicht gewählte Abtastelektrode angelegtes Signal, ein gewähltes Informationssignal (mit Informationsinhalt) und ein nicht gewähltes Informationssignal (ohne Informationsinhalt). Damit in diesem Fall eine Flüssigkristallvorrichtung richtig angesteuert wird, ist es erforderlich, daß bei der in Fig. 6 dargestellten Ansteuerung die folgenden Beziehungen erfüllt werden:
Die Ansteuerung einer Flüssigkristalleinrichtung kann auch nach einer im folgenden beschriebenen Art ausgeführt werden: Zum Ansteuern einer Flüssigkristallvorrichtung mit einer Matrixelektrodenanordnung aus einer Gruppe von Abtastelektroden und einer Gruppe von in Abstand gegenübergesetzter Signalelektroden und mit zwischen die Gruppe der Abtastelektroden und die Gruppe der Signalelektroden eingefügtem Flüssigkristall mit Bistabilität hinsichtlich eines elektrischen Felds besteht die Ansteuerung darin, daß zwischen eine aus der Gruppe der Abtastelektroden gewählte Abtastelektrode und die Gruppe der Signalelektroden ein elektrisches Signal mit einer ersten Phase, während der eine Spannung zum Ausrichten des bistabilen Flüssigkristalls in einen ersten stabilen Zustand angelegt wird, und mit einer zweiten Phase angelegt wird, während der zwischen die gewählte Abtastelektrode und eine aus der Gruppe der Signalelektroden gewählte Signalelektrode eine Spannung zum Ausrichten des in den ersten stabilen Zustand ausgerichteten Flüssigkristalls in einen zweiten stabilen Zustand angelegt wird.
Bei einem vorzugsweise gewählten Ausführungsbeispiel dieser Ansteuerung ist es möglich, eine Flüssigkristalleinrichtung dadurch anzusteuern, daß an eine gewählte Abtastelektrode der Flüssigkristalleinrichtung, die eine Gruppe aufeinanderfolgend und periodisch aufgrund von Abtastsignalen gewählter Abtastelektroden, eine Gruppe von der Gruppe der Abtastelektroden in Abstand gegenübergesetzten und nach einem vorbestimmten Informationssignal gewählten Signalelektroden und ein dazwischengesetztes Flüssigkristall mit Bistabilität hinsichtlich eines elektrischen Felds aufweist, ein elektrisches Signal gelegt wird, das eine erste Phase t₁, während der eine Spannung zum Errichten eines elektrischen Felds in einer Richtung angelegt wird, die unabhängig von dem Zustand von an die Signalelektroden angelegten elektrischen Signalen das Ausrichten des Flüssigkristalls in einen ersten stabilen Zustand erlaubt, und eine zweite Phase t₂ hat, während der entsprechend den an die Signalelektroden angelegten elektrischen Signalen eine Spannung zum Unterstützen der Neuausrichtung des Flüssigkristalls in einen zweiten stabilen Zustand angelegt wird.
In den Fig. 7A(a) bis 7A(d) stellen die Abszisse und die Ordinate jeweils die Zeit bzw. eine Spannung dar. Beispielsweise wird bei der Darstellung eines Laufbilds eine erwünschte Abtastelektrode aus der Gruppe der Abtastelektroden 32 aufeinanderfolgend und periodisch angewählt. Wenn eine Schwellenspannung, oberhalb der ein erster stabiler Zustand der bistabilen Flüssigkristallzelle herbeigeführt wird, mit Vth1 bezeichnet wird und eine Schwellenspannung, oberhalb bzw. unterhalb der ein zweiter stabiler Zustand herbeigeführt wird, mit -Vth2 bezeichnet wird, ist das an die gewählte Abtastelektrode 32(s) angelegte elektrische Signal eine Wechselspannung, die gemäß der Darstellung in Fig. 7A(a) während der Phase (Zeitdauer) t₁ 2 V beträgt und während der Phase (Zeitdauer) t₂ -V beträgt. Die anderen Abtastelektroden 32(n) werden gemäß Fig. 7A(b) in den geerdeten bzw. mit Masse verbundenen Zustand versetzt, so daß sich ein elektrisches Signal 0 V ergibt. Andererseits ist gemäß der Darstellung in Fig. 7A(c) das an jede der gewählten Signalelektroden 33(s) angelegte elektrische Signal während der Phase t₁ "0" und während der Phase t₂ V. Gemäß der Darstellung in Fig. 7A(d) ist das an jede nicht gewählte Signalelektrode 33(n) angelegte elektrische Signal "0". In diesem Fall wird die Spannung V auf einen gewünschten Wert in der Weise eingestellt, daß die Bedingungen
V<Vth1<2 V und -V<-Vth2<-2 V
eingehalten werden. Die Fig. 7B zeigen Kurvenformen von Spannungen, die an jeweilige Bildelemente angelegt werden, wenn elektrische Signale abgegeben werden, die den vorstehend genannten Bedingungen genügen. Die in den Fig. 7B(a), 7B(b), 7B(c) und 7B(d) gezeigten Kurvenformen entsprechen den in Fig. 3 gezeigten Bildelementen A, B, C bzw. D. Das heißt, da gemäß Fig. 7B während der Phase t₁ an alle Bildelemente auf einer gewählten Abtastzeile eine Spannung -2 V über der Schwellenspannung -Vth2 angelegt wird, werden die Flüssigkristallmoleküle zuerst in den einen optisch stabilen Zustand (den zweiten stabilen Zustand) ausgerichtet. Da während der zweiten Phase t₂ entsprechend dem Vorliegen eines Informationssignals an die Bildelemente A eine Spannung 2 V oberhalb der Schwellenspannung Vth1 angelegt wird, wird das jeweilige Bildelement A auf den anderen optisch stabilen Zustand (den ersten stabilen Zustand) umgeschaltet. Da ferner während der zweiten Phase t₂ entsprechend dem Fehlen eines Informationssignals an die Bildelemente B eine nicht über der Schwellenspannung Vth1 liegende Spannung V angelegt wird, behalten die Bildelemente B den einen optisch stabilen Zustand bei.
Andererseits ist an den durch die Bildelemente C und D dargestellten nicht gewählten Abtastzeilen eine an alle Bildelemente C und D angelegte Spannung +V oder "0" und damit nicht oberhalb der Schwellenspannung. Infolgedessen behalten die Flüssigkristallmoleküle in jedem der Bildelemente C und D die Ausrichtung bei, die einem Signalzustand entspricht, welcher bei ihrer letzten Abtastung hervorgerufen wurde. Das heißt, wenn eine bestimmte Abtastelektrode gewählt wird, werden die Flüssigkristallmoleküle während der ersten Phase t₁ zuerst in den einen optisch stabilen Zustand ausgerichtet, wonach während der zweiten Phase t₂ die der einen Zeile entsprechenden Signale eingeschrieben werden. Auf diese Weise können die Signalzustände von einem Zeitpunkt, an dem das Einschreiben eines Vollbilds abgeschlossen ist, bis zu einem Zeitpunkt aufrechterhalten werden, an dem eine nachfolgende Zeile gewählt wird. Demgemäß ändert sich selbst bei einer Steigerung der Anzahl der Abtastelektroden das Einschalt- bzw. Tastverhältnis nicht wesentlich, so daß keine Möglichkeit zum Verringern des Kontrasts, des Auftretens von Übersprechen usw. besteht.
In diesem Fall liegt die Höhe der Spannung V üblicherweise im Bereich von 3 V bis 70 V und die Zeitdauer der Phase (t₁ +t₂)=T üblicherweise im Bereich von 0,1 µs bis 2 ms, obwohl die Spannung und die Zeitdauer in einem gewissen Ausmaß von der Dicke eines verwendeten Flüssigkristallmaterials und einer verwendeten Zelle abhängen.
Es ist offensichtlich, daß die an die Abtastelektroden oder Signalelektroden angelegten elektrischen Signale nicht unbedingt einfache Rechteckwellensignale gemäß der Erläuterung anhand der Fig. 7A(a) bis 7A(d) sein müssen. Beispielsweise ist es möglich, das Flüssigkristall unter Verwendung einer Sinuswelle, einer Dreieckwelle oder dergleichen anzusteuern.
Die Fig. 8 zeigt ein weiter abgewandeltes Ausführungsbeispiel. Das in Fig. 8 gezeigte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von demjenigen in Fig. 7 gezeigten dadurch, daß in bezug auf das in Fig. 7A(a) gezeigte Signal an der Abtastelektrode 32(s) die Spannung während der Phase t₁ auf die Hälfte, nämlich auf V verringert ist und daß während der Phase t₁ an alle Signalelektroden für die Informationssignale die Spannung -V angelegt wird. Die sich durch das Verfahren gemäß diesem Ausführungsbeispiel ergebenden Vorteile liegen darin, daß die Maximalspannung der an die jeweiligen Elektroden angelegten Signale auf die Hälfte derjenigen bei dem in Fig. 7 gezeigten Ausführungsbeispiel verringert werden kann.
Bei diesem Beispiel ist in Fig. 8A(a) die Kurvenform einer an die gewählte Abtastelektrode 32(s) angelegten Spannung dargestellt. Andererseits werden gemäß der Darstellung in Fig. 8A(b) die nicht gewählten Abtastelektroden 32(n) in den geerdeten Zustand versetzt, so daß sich ein elektrisches Signal "0" ergibt. Die Fig. 8A(c) zeigt die Kurvenform einer an die gewählte Signalelektrode 33(s) angelegten Spannung. Die Fig. 8A(d) zeigt die Kurvenform einer an die nicht gewählten Signalelektroden 33(n) angelegten Spannung. Die Fig. 8B zeigen Kurvenformen von Spannungen, die jeweils an die Bildelemente A, B, C und D angelegt werden. Das heißt, die in den Fig. 8B(a), 8B(b), 8B(c) und 8B(d) gezeigten Kurvenformen entsprechen jeweils diesen in Fig. 3 gezeigten Bildelementen.
Die Ansteuerung wurde vorstehend unter der Voraussetzung erläutert, daß eine einem Bildelement entsprechende Flüssigkristallverbindungs-Schicht gleichförmig ist und bezüglich der Gesamtfläche des einzelnen Bildelements in einen der beiden stabilen Zustände ausgerichtet ist. Tatsächlich wird jedoch das Ausrichten des ferroelektrischen Flüssigkristalls sehr fein durch die Zwischenwirkung zwischen den Flächen der Grundplatten und den Flüssigkristallmolekülen beeinflußt. Infolgedessen ist es bei einer kleinen Differenz zwischen einer angelegten Spannung und der Schwellenspannung Vth1 oder -Vth2 möglich, daß in dem Gemisch innerhalb eines Bildelements aufgrund von örtlichen Abweichungen der Flächen der Grundplatten stabil ausgerichtete Zustände in einander entgegengesetzten Richtungen erzeugt werden. Durch die Nutzung dieser Erscheinung ist es möglich, während einer zweiten Phase des Informationssignals ein Signal zum Erzielen einer Gradation bzw. Tönung hinzuzufügen. Beispielsweise ist es möglich, gemäß der Darstellung in den Fig. 9(a) bis 9(d) ein Gradationsbild dadurch zu erzielen, daß die gleichen Abtastsignale wie bei dem vorangehend anhand der Fig. 7 beschriebenen Ansteuerungsverfahren verwendet werden und daß entsprechend der Gradation die Anzahl von Impulsen während der Phase t₂ des an die Signalelektroden angelegten Informationssignals verändert wird.
Ferner ist es möglich, nicht allein naturgemäß während der Herstellung der Grundplatte erzeugte Abweichungen hinsichtlich des Oberflächenzustands einer Grundplatte zu nutzen, sondern auch den Oberflächenzustand an einer Grundplatte mit einem künstlich hergestellten Mikromosaikmuster heranzuziehen.
Gemäß einer weiteren Art der Ansteuerung einer optischen Moduliervorrichtung mit einer Matrixelektrodenanordnung aus einer Gruppe von Abtastelektroden und einer Gruppe von der Gruppe der Abtastelektroden in Abstand gegenübergesetzten Signalelektroden und mit einem zwischen die Gruppe der Abtastelektroden und die Gruppe der Signalelektroden eingefügten Material für die optische Modulation, das Bistabilität hinsichtlich eines elektrischen Felds zeigt, besteht die Ansteuerung darin, daß zwischen eine aus der Gruppe der Abtastelektroden gewählte Abtastelektrode und eine aus der Gruppe der Signalelektroden gewählte Signalelektrode eine Spannung VON1 zum Ausrichten des bistabilen Materials in einen ersten stabilen Zustand angelegt wird, daß zwischen die gewählte Abtastelektrode und die aus der Gruppe der Signalelektroden nicht gewählten Signalelektroden eine Spannung VON2 für das Ausrichten des bistabilen Materials in einen zweiten stabilen Zustand angelegt wird und daß zwischen die nicht gewählten Abtastelektroden und die Gruppe der Signalelektroden eine Spannung VOFF in einer Höhe angelegt wird, die zwischen einer Schwellenspannung -Vth2 (für den zweiten stabilen Zustand) und einer Schwellenspannung Vth1 (für den ersten stabilen Zustand) der optischen Moduliervorrichtung mit dem bistabilen Verhalten gewählt wird, wobei hinsichtlich der Spannungen VON1, VON2 und VOFF die folgenden Bedingungen eingehalten werden:
2|VOFF|<|VON1|, |VON2|
Eine vorzugsweise gewählte Ausführungsform ist für das Ansteuern einer Flüssigkristallvorrichtung geeignet, die eine Gruppe von aufeinanderfolgend mit Abtastsignalen anwählbaren Abtastelektroden, eine Gruppe von der Gruppe der Abtastelektroden in Abstand gegenübergesetzten und mittels eines vorbestimmten Informationssignals anwählbaren Signalelektroden und ein zwischen die Gruppe der Abtastelektroden und die Gruppe der Signalelektroden eingefügtes Flüssigkristall mit Bistabilität hinsichtlich eines angelegten elektrischen Felds aufweist. Die Merkmale dieser Art der Ansteuerung liegen darin, daß an gewählte Abtastelektroden jeweils ein sich änderndes elektrisches Signal V₁(t) mit Phasen t₁ und t₂ bei Spannungen mit voneinander verschiedenen Polaritäten angelegt wird, wobei während der Phasen der Maximalwert mit V₁(t)max. und der Minimalwert mit V₁(t)min. bezeichnet sind, und daß an die Signalelektroden in Abhängigkeit davon, ob eine vorbestimmte Information abgegeben werden soll oder nicht, elektrische Signale V₂ und V2a mit voneinander verschiedenen Spannungen angelegt werden. Auf diese Weise wird in Bereichen der gewählten Abtastelektrodenzeile, in denen Informationssignale abgegeben werden, während der Phase t₁ (oder t₂) ein elektrisches Feld V₂-V₁(t) errichtet, das in eine Richtung ausgerichtet ist, die dem Flüssigkristall das Einnehmen eines ersten stabilen Zustands erlaubt, während an der gewählten Abtastelektrodenzeile in Bereichen, in denen keine Informationssignale abgegeben werden, während der Phase t₂ (oder t₁) ein elektrisches Feld V2a-V₁(t) in der Gegenrichtung errichtet wird, das dem Flüssigkristall das Einnehmen eines zweiten stabilen Zustand erlaubt, wobei folgende Bedingungen erfüllt werden:
1<|V₁(t)max.|/|V₂|,
1<|V₁(t)min.|/|V₂|,
1<|V₁(t)max.|/|V2a|,
1<|V₁(t)min.|/|V2a|.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist es möglich, die Flüssigkristallvorrichtung in einer besonders stabilen Weise anzusteuern. Die Einzelheiten bei dem Verfahren gemäß diesem Ausführungsbeispiel werden anhand der Zeichnung beschrieben.
Die Fig. 10A(a) und 10A(b) zeigen jeweils ein an die gewählte Abtastelektrode 32(s) angelegtes elektrisches Signal bzw. ein an die anderen (nicht gewählten) Abtastelektroden 32(n) angelegtes Signal. Gleichermaßen zeigen die Fig. 10A(c) und 10A(d) jeweils elektrische Signale, die an die gewählten Signalelektroden 33(s) bzw. die nicht gewählten Signalelektroden 33(n) angelegt werden. In den Fig. 10A(a) bis 10A(d) stellen die Abszisse und die Ordinate jeweils die Zeit bzw. eine Spannung dar. Beispielsweise wird bei der Sichtdarstellung eines Bewegungsbilds aus der Gruppe der Abtastelektroden aufeinanderfolgend und periodisch eine Abtastelektrode angewählt. Bezeichnet man eine Schwellenspannung, bei der das bistabile Flüssigkristall einen ersten stabilen Zustand einnimmt, mit Vth1 und eine Schwellenspannung, bei der das Flüssigkristall einen zweiten stabilen Zustand einnimmt, als -Vth2, so ist ein an die gewählte Abtastelektrode 32(s) angelegtes elektrisches Signal eine Wechselspannung mit Werten V₁ und -V₁ in jeweiligen Phasen t₁ und t₂, wie es in Fig. 10A(a) gezeigt ist. Das Anlegen eines elektrischen Signals mit mehreren Phasen, deren Spannungen voneinander verschieden sind, an die gewählte Abtastelektrode ergibt einen sehr bedeutsamen Vorteil insofern, als der Übergang zwischen dem ersten und dem zweiten stabilen Zustand bzw. entsprechend zwischen dem optischen Hellzustand und dem optischen Dunkelzustand mit hoher Geschwindigkeit herbeigeführt werden kann. Andererseits werden gemäß Fig. 10A(b) die anderen Abtastelektroden 32(n) geerdet und damit auf 0 V gelegt. Gemäß Fig. 10A(c) wird an die gewählten Signalelektroden 33(s) ein elektrisches Signal V₂ angelegt, während gemäß Fig. 10A(d) an die nicht gewählten Signalelektroden 33(n) ein elektrisches Signal -V₂ angelegt wird. In diesem Fall werden die jeweiligen Spannungen auf einen erwünschten Wert in der Weise eingestellt, daß die folgenden Bedingungen erfüllt sind:
V₂, (V₁-V₂)<Vth1<V₁+V₂,
-(V₁+V₂)<-Vth2<-V₂, -(V₁-V₂).
In den Fig. 10B(a) bis 10B(d) sind jeweils Kurvenformen von Spannungen gezeigt, die an Bildelementen, nämlich den in Fig. 3 gezeigten Bildelementen A, B, C bzw. D anliegen. Wie aus den Fig. 10B(a) bis 10B(d) ersichtlich ist, wird während der Phase t₂ an das Bildelement A einer gewählten Abtastzeile eine über der Schwellenspannung liegende Spannung bzw. Schreibspannung V₁+V₂ angelegt. Während der Phase t₁ wird an das Bildelement B auf der gleichen Abtastzeile eine über die Schwellenspannung -Vth2 hinausgehende Spannung -(V₁+ V₂) angelegt. Infolgedessen können auf der gewählten Abtastelektrodenzeile die Flüssigkristallmoleküle in voneinander verschiedene stabile Zustände in Abhängigkeit davon ausgerichtet werden, ob eine Signalelektrode angewählt ist oder nicht. Wenn nämlich die Signalelektrode gewählt ist, werden die Flüssigkristallmoleküle in den ersten stabilen Zustand ausgerichtet. Wenn andererseits die Signalelektrode nicht gewählt ist, werden die Moleküle in den zweiten stabilen Zustand ausgerichtet. In einem jeden Fall besteht für das Ausrichten kein Zusammenhang mit vorhergehenden Zuständen des jeweiligen Bildelements.
Andererseits sind die an die Bildelemente C und D angelegten Spannungen jeweils in den Fig. 10B(c) bzw. 10B(d) gezeigt. Auf den nicht gewählten Abtastzeilen sind die an alle Bildelemente C und D angelegten Spannungen V₂ oder -V₂ und liegen damit jeweils nicht über der Schwellenspannung. Infolgedessen behalten die Flüssigkristallmoleküle in jedem der Bildelemente C und D eine Ausrichtung bei, die einem Signalzustand entspricht, der bei der letzten Abtastung der Elemente erzeugt wurde. Daher kann bei der Wahl einer Abtastelektrode und dem Einschreiben von einer Zeile entsprechenden Signalen in diese der auf diese Weise erzielte Signalzustand während eines Zeitintervalls von einem Zeitpunkt, an dem das Einschreiben des einen Vollbilds abgeschlossen ist, bis zu einem Zeitpunkt aufrechterhalten werden, an dem die Abtastelektrode gewählt wird. Infolgedessen ergibt sich selbst bei einer Steigerung der Anzahl der Abtastelektroden keine wesentliche Änderung des Tastverhältnisses, so daß keine Möglichkeit zum Verringern des Kontrasts auftritt. In diesem Fall liegen die Spannungen V₁ und V₂ üblicherweise in dem Bereich von 3 V bis 70 V und die Zeitdauer der Phase (t₁+t₂)=T liegt üblicherweise im Bereich von 0,1 µs bis 2 ms, obwohl die Spannungshöhe und die Zeitdauer in einem gewissen Ausmaß von der Dicke eines Flüssigkristallmaterials bzw. einer verwendeten Zelle abhängig sind. Das wichtige Merkmal bei dieser Ansteuerung besteht darin, daß ein beispielsweise von +V₁ auf -V₁ wechselndes Spannungssignal an eine gewählte Abtastelektrode angelegt wird, um den Wechsel von dem (bei der Umsetzung des elektrischen Signals in ein optisches Signal als Hellzustand angenommenen) ersten stabilen Zustand auf den (bei der Umsetzung zu einem optischen Signal als Dunkelzustand angenommenen) zweiten stabilen Zustand durch das an eine gewählte Abtastelektrode angelegte elektrische Signal und umgekehrt zu erleichtern. Ferner werden die Spannungen an den Signalelektroden für die Festlegung des Hellzustands oder des Dunkelzustands verschieden gewählt.
In der vorangehenden Beschreibung wurden die Bistabilität des Verhaltens eines ferroelektrischen Flüssigkristalls und das Ansteuerungsverfahren hierfür auf etwas idealisierten Zuständen beruhend erläutert. Beispielsweise kann trotz der Verwendung eines bistabilen Flüssigkristalls das Flüssigkristall tatsächlich nicht für eine unendlich lange Zeitdauer in einem stabilen Zustand verbleiben, wenn kein elektrisches Feld angelegt wird. Im einzelnen wird dann, wenn eine Schicht aus dem ferroelektrischen Flüssigkristall DOBAMBC mit einer Dicke von über 3 µm verwendet wird, zuerst eine Helixstruktur in der SmC*-Phase teilweise aufrechterhalten. Wenn in der Richtung der Schichtdicke ein in einer Richtung (von beispielsweise +30 V/3 µm) ausgerichtetes elektrisches Feld angelegt wird, wird die Helixstruktur vollständig aufgelöst. Auf diese Weise werden die Flüssigkristallmoleküle in einen Zustand umgesetzt, bei dem sie gleichförmig längs der Oberfläche ausgerichtet sind. Falls dann die Flüssigkristallmoleküle zu einem Zustand zurückkehren, bei dem kein elektrisches Feld angelegt wird, kehren sie allmählich und teilweise zu der Helixstruktur zurück.
Wenn folglich unter Einsetzung der Flüssigkristallzelle zwischen ein Paar aus einem oberen und einem unteren Polarisator, die in Nicolscher Überschneidung, nämlich mit zueinander im wesentlichen senkrechten bzw. einander überkreuzenden Polarisierebenen angeordnet sind, das Durchlaßlicht beobachtet wird, ist festzustellen, daß der Kontrast der Sichtanzeige allmählich geringer wird. Die Geschwindigkeit, mit der sich der in eine Richtung ausgerichtete stabile Zustand auflöst, hängt im starken Ausmaß von den Oberflächenzuständen (nämlich dem Oberflächenmaterial, der Oberflächenbearbeitung usw.) der beiden Grundplatten ab, zwischen die das Flüssigkristallmaterial eingefügt ist. Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen wurden die für das Umschalten der Flüssigkristallmoleküle in jeweils einen stabilen Zustand erforderliche Schwellenspannungen Vth1 und Vth2 als auf konstanten Werten festliegend beschrieben. Tatsächlich hängen jedoch diese Schwellenspannungen in starkem Ausmaß von Faktoren wie beispielsweise dem Oberflächenzustand einer Basisplatte und dergleichen ab, was große Schwankungen hinsichtlich der jeweiligen Zellen ergibt. Ferner hängt die Schwellenspannung auch von der Spannungsanlegedauer ab. Aus diesem Grund besteht bei einer langen Spannungsanlegezeit die Tendenz, daß die Schwellenspannung absinkt. Infolgedessen tritt ein Umschalten zwischen den beiden stabilen Zuständen des Flüssigkristalls auch auf einer nicht gewählten Zeile oder nicht gewählten Zeilen bei einer bestimmten Form der Signale auf, was zu der Möglichkeit führt, daß ein Übersprechen auftritt.
Aufgrund der vorstehend angeführten Analysen und Betrachtungen ist es für die gleichmäßige Herstellung und gleichmäßige Ansteuerung einer optischen Moduliervorrichtung vorzuziehen, die Spannungen VON1 und VON2 für das Ausrichten der Flüssigkristallmoleküle an einer gewählten Stelle oder an gewählten Stellen auf den ersten bzw. den zweiten stabilen Zustand und die Spannung VOFF für das Anlegen an die nicht gewählten Stellen so zu wählen, daß die Unterschiede zwischen ihren Höhen und den mittleren Schwellenspannungen Vth1 und Vth2 so groß wie möglich sind. Zieht man die Abweichungen hinsichtlich der Eigenschaften zwischen Vorrichtungen und diejenigen bei dem Format einer Vorrichtung in Betracht, so ist es im Hinblick auf die Gleichmäßigkeit vorteilhaft, daß |VON1| und |VON2| jeweils doppelt so groß oder größer wie |VOFF| sind. Zum Herbeiführen dieser Bedingungen für das Anlegen von Spannungen bei dem Ansteuerungsverfahren, das anhand der Fig. 10 erläutert wurde, welche das Ausführungsbeispiel zeigen, das einen schnellen Übergang zwischen den beiden stabilen Zuständen erlaubt, ist es vorteilhaft, in der Phase t₂ (Fig. 10B(a)) eine an die der fehlenden Information entsprechenden Bildelemente durch eine gewählte Abtastelektrode und eine nicht gewählte Signalelektrode angelegte Spannung |V₁-V₂| ausreichend von VON1 abliegend, nämlich insbesondere auf weniger als VON1/1,2 zu wählen. Infolgedessen ist gemäß dem in Fig. 10 gezeigten Beispiel die Bedingung hierfür die folgende:
1<|V₁(t)|/|V₂|<10
Ferner ist es hinsichtlich dieser Bedingung in verallgemeinerter Form nicht erforderlich, daß eine an ein jeweiliges Bildelement angelegte Spannung und ein an eine jeweilige Elektrode angelegtes elektrisches Signal symmetrisch ist oder stufenförmige bzw. rechteckige Form hat. Damit die vorstehend genannte Bedingung auch derartige Fälle einschließt, sei angenommen, daß der Maximalwert eines an die Abtastelektroden innerhalb der Phase t₁+t₂ angelegten elektrischen Signals (der Spannung in bezug auf das Massepotential) V₁(t)max. ist, der Minimalwert des Signals V₁(t)min. ist, ein an eine gewählte Signalelektrode entsprechend einem Informationszustand angelegtes elektrisches Signal (Bezugspannung in bezug auf das Massepotential) V₂ ist und ein an die nicht gewählten Signalelektroden entsprechend dem informationslosen Zustand angelegtes elektrisches Signal (Relativspannung) V2a ist. Zum gleichmäßigen Ansteuern des Flüssigkristalls ist es vorteilhaft, die folgenden Bedingungen einzuhalten:
1<|V₁(t)max.|/|V₂|<10
1<|V₁(t)min.|/|V₂|<10
1<|V₁(t)max.|/|V2a|<10
1<|V₁(t)min.|/|V2a|<10
In der Fig. 11 stellt die Abszisse ein Verhältnis k eines an die Abtastelektroden angelegten elektrischen Signals V₁ zu einem an die Signalelektroden angelegten elektrischen Signals ±V₂ dar, das sich gemäß dem anhand der Fig. 10 erläuterten Ausführungsbeispiel ändert. Im einzelnen zeigt die grafische Darstellung in der Fig. 11 die Änderung des Verhältnisses einer an eine gewählte Stelle (zwischen einer gewählten Signalelektrode und einer gewählten oder nicht gewählten Abtastelektrode) angelegten maximalen Spannung |V₁+V₂| zu einer an eine nicht gewählte Stelle (zwischen einer nicht gewählten Signalelektrode und einer gewählten oder nicht gewählten Abtastelektrode) angelegten Spannung |V₂| sowie zu einer während der Phase t₁ nach Fig. 10B(a) (oder während der Phase t₂ nach Fig. 10B(b)) angelegten Spannung |V₂-V₁| (wobei die Spannungen jeweils als Absolutwert ausgedrückt sind). Aus dieser grafischen Darstellung ist ersichtlich, daß es vorteilhaft ist, wenn das Verhältnis k=|V₁/V₂| größer als 1 ist und insbesondere in einem Bereich liegt, der durch die Ungleichung 1<k<10 ausgedrückt ist.
Zur wirkungsvollen Ausführung der Ansteuerung ist es offensichtlich nicht unbedingt erforderlich, daß ein an die Abtastelektroden oder Signalelektroden angelegtes elektrisches Signal einfache Rechteckkurvenform hat. Beispielsweise ist es möglich, die Flüssigkristallvorrichtung unter Verwendung einer Sinuswelle oder einer Dreieckwelle anzusteuern, solange sich ein wirksames Zeitintervall ergibt.
Bei der Ansteuerung ist es in einer Betriebsart möglich, einen Teil einer Bildfläche, in welchem zuvor ein Bild eingeschrieben worden ist, mit einem anderen Bild neu zu beschriften. Im einzelnen hat bei der Ansteuerung einer optischen Moduliervorrichtung (wie beispielsweise einer Flüssigkristallvorrichtung) mit einer Elektrodenanordnung aus einer Gruppe von Abtastelektroden und einer Gruppe von Signalelektroden zum Liefern erwünschter Informationssignale und mit einem zwischen die Gruppe der Abtastelektroden und die Gruppe der Signalelektroden eingesetzten Flüssigkristallmaterial für die optische Modulation, das bistabile Eigenschaften hinsichtlich eines elektrischen Felds zeigt, die derartige Ansteuerung die Merkmale, daß zwischen eine aus der Gruppe der Abtastelektroden gewählte Abtastelektrode und eine aus den Signalelektroden gewählte Signalelektrode oder mehrere derart gewählte Signalelektroden, denen in der Gruppe der Signalelektroden eine neue Bildinformation zugeführt werden soll, eine Spannung zum Ausrichten des bistabilen Materials für die optische Modulation in einen ersten stabilen Zustand (einen optisch stabilen Zustand) angelegt wird, daß zwischen die gewählte Abtastelektrode und eine Signalelektrode, die nicht aus den Signalelektroden gewählt ist, denen in der Gruppe der Signalelektroden eine neue Bildinformation zugeführt wird, eine Spannung zum Ausrichten des bistabilen Flüssigkristallmaterials für die optische Modulation in einen zweiten stabilen Zustand (den anderen optisch stabilen Zustand) angelegt wird und daß zwischen die nicht aus der Gruppe der Abtastelektroden gewählten Abtastelektroden und die Gruppe der Signalelektroden sowie zwischen alle Abtastelektroden und die Signalelektroden, denen keine neue Bildinformation zugeführt wird, eine Spannung angelegt wird, die auf einen Wert zwischen einer Schwellenspannung -Vth2 (für den zweiten stabilen Zustand) und einer Schwellenspannung Vth1 (für den ersten stabilen Zustand) des bistabilen Materials für die optische Modulation eingestellt wird.
Bei einem vorzugsweise gewählten Ausführungsbeispiel für die Ansteuerung dieser Art ist eine Flüssigkristalleinrichtung vorgesehen, die mindestens eine Gruppe von aufeinanderfolgend durch Abtastsignale anwählbaren Abtastelektroden, eine Gruppe von der Gruppe der Abtastelektroden in Abstand gegenübergesetzten und durch erwünschte Informationssignale anwählbaren Signalelektroden und ein zwischen die beiden Elektrodengruppen eingefügtes Flüssigkristall mit Bistabilität hinsichtlich eines elektrischen Felds aufweist, wobei an eine gewählte Abtastelektrode ein elektrisches Signal mit Phasen t₁ und t₂ angelegt wird, deren entsprechende Spannungen voneinander verschieden sind, und elektrische Signale unterschiedlicher Spannungen in Abhängigkeit davon angelegt werden, ob eine vorbestimmte Information vorliegt oder nicht bzw. ob die Information des letzten Abtastens unverändert aufrechterhalten wird oder nicht. Auf diese Weise ist es möglich, die Flüssigkristalleinrichtung dadurch anzusteuern, daß während der Phase t₁(t₂) auf der gewählten Abtastelektrodenzeile an einem Bereich, für den ein Informationssignal vorliegt, ein elektrisches Feld in einer Richtung gebildet wird, die den ersten stabilen Zustand ergibt, daß während der Phase t₂(t₁) in einem Bereich, für den kein Informationssignal vorliegt, ein elektrisches Feld in der Gegenrichtung gebildet wird, die den zweiten stabilen Zustand ergibt, und daß während der Phase t₁ und t₂ in einem Bereich, in dem die Information aus der letzten Abtastung aufrecht­ erhalten werden soll, ein elektrisches Feld gebildet wird, das schwächer als ein Schwellenwert des elektrischen Felds für das Umschalten der Flüssigkristallmoleküle von einem stabilen Zustand in den anderen ist.
Ein vorzugsweise gewähltes Ausführungsbeispiel für dieses Ansteuerungsverfahren wird anhand der Fig. 12A bis 12D beschrieben. Die Fig. 12A(a) und 12A(b) zeigen jeweils elektrische Signale, die an die gewählte Abtastelektrode 32(s) bzw. an die anderen (nicht gewählten) Abtastelektroden angelegt werden. Die Fig. 12A(c) und 12A(d) zeigen jeweils elektrische Signale, die an die gewählten Signalelektroden 33(s) bzw. an die nicht gewählten Signalelektroden 22(n) angelegt werden. In den Fig. 12A(a) bis 12A(d) stellen die Abszisse und die Ordinate jeweils die Zeit bzw. eine Spannung dar. Beispielsweise wird bei der Sichtanzeige eines Bewegungsbilds eine Abtastelektrode aufeinanderfolgend und periodisch aus der Gruppe der Abtastelektroden angewählt. Falls in einer Flüssigkristallzelle mit Bistabilität die Schwellenspannung zum Bilden eines ersten stabilen Zustands Vth1 ist und die Schwellenspannung zum Bilden eines zweiten stabilen Zustands -Vth2 ist, ist ein an die gewählte Abtastelektrode 32(s) angelegtes elektrisches Signal eine Wechselspannung, die während einer Phase (Zeitdauer) t₁ den Wert V und während einer Phase (Zeitdauer) t₂ einen Wert -V annimmt, wie es in der Fig. 12A(a) dargestellt ist. Wenn an die gewählte Abtastelektrode ein elektrisches Signal mit mehreren Phasen unterschiedlicher Spannungen angelegt wird, wird ein bedeutsamer Vorteil insofern erreicht, als für das Festlegen der Sichtanzeigebedingungen der Vorrichtung zwischen den beiden stabilen Zuständen des Flüssigkristalls leicht mit hoher Geschwindigkeit umgeschaltet werden kann.
Andererseits werden gemäß der Darstellung in Fig. 12A(b) die anderen Abtastelektroden 32(n) in den geerdeten Zustand versetzt und damit mit 0 V beaufschlagt. Gemäß Fig. 12A(c) wird an die gewählten Signalelektroden 33(s) ein elektrisches Signal V angelegt, während gemäß Fig. 12A(d) an die nicht gewählten Signalelektroden 33(n) ein elektrisches Signal -V angelegt wird. In diesem Fall wird die Spannung V auf einen erwünschten Wert eingestellt, der die folgenden Bedingungen erfüllt:
V<Vth1<2 V und -V<-Vth2<-2 V.
Die Kurvenformen der an die jeweiligen Bildelemente, nämlich die in Fig. 3 gezeigten Bildelemente A, B, C und D bei dem Anlegen dieser elektrischen Signale angelegten Spannungen sind jeweils in den Fig. 12B(a), 12B(b), 12B(c) und 12B(d) gezeigt. Wie es aus den Fig. 12B(a) bis 12B(d) ersichtlich ist, wird während der Phase t₂ an das Bildelement A auf der gewählten Abtastzeile eine Spannung 2 V über der Schwellenspannung Vth1 angelegt, während in der Phase t₁ an das Bildelement B der gleichen Abtastzeile eine Spannung -2 V über dem Schwellenpegel -Vth2 angelegt wird. Infolgedessen wird das Ausrichten des Flüssigkristalls in Abhängigkeit davon bestimmt, ob auf der gewählten Abtastelektrodenzeile die Signalelektrode gewählt ist oder nicht. Wenn die Signalelektrode gewählt ist, werden die Flüssigkristallmoleküle in den ersten stabilen Zustand ausgerichtet. Wenn die Signalelektrode nicht gewählt ist, werden die Moleküle in den zweiten stabilen Zustand ausgerichtet. In einem jeden Fall steht die Ausrichtung nicht im Zusammenhang zu den vorangehenden Zuständen des jeweiligen Bildelements.
Andererseits wird auf den nicht gewählten Abtastzeilen an die Bildelemente C und D eine Spannung +V oder -V angelegt. Infolgedessen bleiben die Flüssigkristallmoleküle in den jeweiligen Bildelementen C und D so ausgerichtet, wie es den durch das letzte Abtasten hervorgerufenen Signalzuständen entspricht. Das heißt, wenn eine Abtastelektrode gewählt wird, werden die der einen Zeile entsprechenden Signale eingeschrieben, wonach die Signalzustände während des Zeitintervalls von dem Zeitpunkt, an dem das Einschreiben des einen Vollbilds abgeschlossen ist, bis zu dem Zeitpunkt aufrechterhalten werden können, an dem die Abtastelektrode gewählt wird. Infolgedessen ergibt sich selbst bei einer gesteigerten Anzahl von Abtastelektroden keine wesentliche Änderung des Tastverhältnisses, so daß weder der Kontrast herabgesetzt wird noch ein Übersprechen auftritt. In diesem Fall liegt die Spannung V üblicherweise im Bereich von 3 V bis 70 V und die Zeitdauer der Phase (t₁ +t₂)=T gewöhnlich im Bereich von 0,1 µs bis 2 ms, obwohl die Spannung und die Zeitdauer im gewissen Ausmaß von der Dicke des verwendeten Flüssigkristallmaterials bzw. der verwendeten Zelle abhängig sind. Diese Ansteuerung unterscheidet sich im wesentlichen von der nach dem Stand der Technik dadurch, daß sie den Übergang von einem ersten stabilen Zustand (der bei der Umsetzung des elektrischen Signals in ein optisches Signal als Hellzustand angenommen ist) zu einem zweiten stabilen Zustand und umgekehrt erleichtert (der bei der Umsetzung in ein optisches Signal als Dunkelzustand angenommen ist). Zu diesem Zweck wechselt das an die gewählte Abtastelektrode angelegte elektrische Signal von +V auf -V. Ferner sind die an die Signalelektroden angelegten Spannungen voneinander verschieden, um damit den Hellzustand oder den Dunkelzustand zu bestimmen. In der Fig. 12C ist ein Beispiel für ein Bild bei dem derartigen Beenden der Abtastung einer Zeile gezeigt. In dieser Figur stellt ein strichlierter Bereich P den Hellzustand dar, während ein Leerbereich Q den Dunkelzustand darstellt. Danach wird für diesen Fall in der Fig. 12D(a) ein Beispiel gezeigt, bei dem das Bild teilweise neu eingeschrieben ist. Wenn gemäß der Darstellung in dieser Figur nur ein Bereich neu beschriftet werden soll, der durch eine Gruppe von Abtastelektroden Xa und eine Gruppe von Signalelektroden Ya gebildet ist, werden Abtastsignale aufeinanderfolgend nur an dem Bereich xa angelegt. Ferner wird an dem Bereich Ya ein Informationssignal angelegt, das sich in Abhängigkeit davon ändert, ob eine Information vorliegt oder nicht. Gemäß Fig. 12D(b) wird an die Gruppe der Abtastelektroden, die einen Bereich bildet, in dem die beim letzten Abtasten eingeschriebenen Information aufrechterhalten werden soll (nämlich für die keine neue Information eingegeben wird), ein Signal (von beispielsweise 0 V) angelegt. Demnach ändert sich beim Abtasten der Gruppe der Abtastelektroden Xa eine an die jeweiligen Bildelemente an den Signalelektroden Y angelegte Spannung gemäß der Darstellung in Fig. 12D(c), während dann, wenn kein Abtasten ausgeführt wird, die Spannung zu der in Fig. 12D(d) gezeigten wird. In einem jeden Fall liegt die Spannung nicht oberhalb der Schwellenspannung. Infolgedessen wird das beim letzten Abtasten erhaltene Bild unverändert beibehalten.
Es ist offensichtlich, daß das den Abtastelektroden und den Signalelektroden zugeführte elektrische Signal nicht unbedingt ein einfaches Rechteckwellensignal sein muß, wie es anhand der Fig. 12A(a) bis 12A(d) und 12D(b) bis 12D(d) beschrieben wurde. Beispielsweise ist es möglich, das Flüssigkristall durch Verwenden einer Sinuswelle oder einer Dreieckwelle anzusteuern, solange eine wirksame Zeitdauer gegeben ist.
In der Fig. 13 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel gezeigt. Im einzelnen ist in Fig. 13(a) ein Signal an einer gewählten Abtastelektrode gezeigt, in Fig. 13(b) ein Signal an einer nicht gewählten Abtastelektrode gezeigt, in Fig. 13(c) ein (dem Vorliegen einer Information entsprechendes) gewähltes Informationssignal gezeigt, in Fig. 13(d) ein (dem Fehlen einer Information entsprechendes) nicht gezeigtes Informationssignal gezeigt und in Fig. 13(e) ein Informationssignal gezeigt, welches ein Signal von der letzten Abtastung aufrechterhält.
Ein in Fig. 13(e) gezeigter Wert Va wird so gewählt, daß die folgenden Bedingungen eingehalten werden:
|Va-V|<|Vth1|, |Vth2|
|Va|<|Vth1|, |Vth2|
Die Fig. 14 zeigt ein nächstes Ausführungsbeispiel. Auf gleichartige Weise wie in Fig. 13 ist in Fig. 14(a) ein Signal an einer gewählten Abtastelektrode gezeigt, in Fig. 14(b) ein Signal an nicht gewählten Abtastelektroden gezeigt, in Fig. 14(c) ein dem Vorliegen einer Information entsprechendes gewähltes Informationssignal gezeigt, in Fig. 14(d) ein dem Fehlen von Informationen entsprechendes nicht gewähltes Informationssignal gezeigt und in Fig. 14(e) ein Informationssignal zum Aufrechterhalten eines bei dem letzten Abtasten erzielten Signals gezeigt. Zum richtigen Ansteuern der Flüssigkristalleinrichtung müssen bei dem in Fig. 14 gezeigten Ausführungsbeispiel die folgenden Bedingungen erfüllt werden:
Eine weitere Ansteuerung kann zum Ansteuern einer optischen Moduliervorrichtung verwendet werden, die eine Matrixelektrodenanordnung aus einer Gruppe von Abtastelektroden und einer Gruppe von der Gruppe der Abtastelektroden in Abstand gegenübergesetzten Signalelektroden aufweist, wobei an die Abtastelektroden selektiv aufeinanderfolgend und periodisch Abtastsignale angelegt werden und an die Signalelektroden synchron mit den Abtastsignalen Informationssignale angelegt werden, wodurch eine optische Modulation eines Materials zwischen der Gruppe der Abtastelektroden und der Gruppe der Signalelektroden herbeigeführt wird, welches Bistabilität hinsichtlich eines elektrischen Felds zeigt. Bei der Ansteuerung dieser Art wird nach dem Anlegen eines Informationssignals an die Gruppe der Signalelektroden unter Synchronisieren mit einem an eine aus der Gruppe der Abtastelektroden gewählte Abtastelektrode angelegten Abtastsignal und vor dem selektiven Anlegen eines darauffolgenden Informationssignals an die Gruppe der Signalelektroden unter Synchronisation mit dem Anlegen von Abtastsignalen an darauffolgend gewählte Abtastelektroden eine Hilfssignal- Anlegeperiode für das Anlegen eines Signals vorgesehen, das von dem selektiv an die Gruppe der Signalelektroden angelegten Informationssignal verschieden ist.
Die Einzelheiten der Ansteuerung gemäß diesem Ausführungsbeispiel werden anhand der Fig. 15 bis 17 beschrieben.
Die Fig. 15 ist eine schematische Ansicht einer Zelle 151 mit einer Matrixelektrodenanordnung, in der eine (nicht gezeigte) ferroelektrische Flüssigkristallverbindung eingeschlossen ist. In dieser Figur sind mit 152 und 153 jeweils eine Gruppe von Abtastelektroden bzw. eine Gruppe von Signalelektroden bezeichnet. Zuerst wird der Fall beschrieben, daß eine Abtastelektrode S₁ angewählt ist. Die Fig. 16(a) zeigt ein an die gewählte Abtastelektrode S₁ angelegtes elektrisches Abtastsignal, während die Fig. 16(b) elektrische Abtastsignale zeigt, die an andere (nicht gewählte) Abtastelektroden S₂, S₃, S₄ usw. angelegt werden. Die Fig. 16(c) und 16(d) zeigen jeweils elektrische Informationssignale, die an gewählte Signalelektroden I₁, I₃ und I₅ bzw. an nicht gewählte Signalelektroden I₂ und I₄ angelegt werden. In den Fig. 16 und 17 stellen die Abszisse und die Ordinate jeweils die Zeit bzw. eine Spannung dar. Bei dem Darstellen eines Bewegungsbilds wird beispielsweise aus der Abtastelektrodengruppe 152 aufeinanderfolgend und periodisch eine Abtastelektrode angewählt. Falls eine Schwellenspannung zum Bilden eines ersten stabilen Zustands der bistabilen Flüssigkristallzelle hinsichtlich vorbestimmten Anlegezeiten t₁ und t₂ gleich -Vth1 ist und eine Schwellenspannung zum Bilden eines zweiten stabilen Zustands der Zelle gleich +Vth2 ist, wird gemäß Fig. 16(a) an eine gewählte Abtastelektrode (S₁) eine Wechselspannung angelegt, die während einer Phase t₁ 2 V und während einer Phase t₂ -2 V beträgt. Wenn an die auf diese Weise gewählte Abtastelektrode ein elektrisches Signal angelegt wird, das mehrere Phasenperioden mit voneinander verschiedenen Spannungspegeln hat, wird ein beträchtlicher Vorteil insofern erreicht, als es möglich ist, den Zustandsübergang zwischen dem ersten und dem zweiten stabilen Zustand entsprechend dem optischen Dunkelzustand bzw. Hellzustand mit hoher Geschwindigkeit herbeizuführen.
Andererseits werden gemäß Fig. 16(b) die Abtastelektroden S₂ bis S₅ geerdet, so daß damit die Potentiale ihrer elektrischen Signale zu "0" werden. Ferner haben die den gewählten Signalelektroden I₁, I₃ und I₅ zugeführten elektrischen Signale gemäß Fig. 16(c) den Wert V, während gemäß Fig. 16(d) die den nicht gewählten Signalelektroden I₂ und I₄ zugeführten elektrischen Signale den Wert -V haben. Bei diesem Beispiel werden die jeweiligen Spannungen auf einen angestrebten Wert eingestellt, der den folgenden Bedingungen genügt:
V<Vth2<3 V
-3 V<-Vth1<-V
Fig. 17(a) und 17(b) zeigen die Kurvenformen von Spannungen, die bei der Abgabe dieser elektrischen Signale an die Bildelemente, beispielsweise an die Bildelemente A und B, angelegt werden. Das heißt, aus diesen Figuren ist ersichtlich, daß während der Phase t₂ an das Bildelement A auf der gewählten Abtastzeile eine Spannung 3 V über der Schwellenspannung Vth2 angelegt wird. Gleichermaßen wird während der Phase t₁ an das Bildelement B der gleichen Abtastzeile eine Spannung -3 V unterhalb der Schwellenspannung -Vth1 angelegt. Infolgedessen wird das Ausrichten der Flüssigkristallmoleküle in Abhängigkeit davon bestimmt, ob an einer gewählten Abtastzeile eine Signalelektrode gewählt ist oder nicht. Wenn die Signalelektrode gewählt ist, werden die Flüssigkristallmoleküle in den ersten stabilen Zustand ausgerichtet, während sie in den zweiten stabilen Zustand ausgerichtet werden, wenn die Signalelektrode nicht gewählt ist.
Andererseits werden gemäß Fig. 17(c) und 17(d) an den nicht gewählten Abtastzeilen an alle Bildelemente die Spannungen V oder -V angelegt, welche jeweils nicht über der Schwellenspannung liegen. Infolgedessen behält das Flüssigkristallmaterial in den Bildelementen auf den Abtastzeilen mit Ausnahme der gewählten Abtastzeilen die Ausrichtung bei, die dem Signalzustand entspricht, welcher beim letzten Abtasten erzielt wurde. Das heißt, wenn eine Abtastelektrode gewählt wird, werden Signale an der gewählten einzelnen Zeile eingeschrieben, wobei der Signalzustand aufrechterhalten werden kann, bis nach dem Abschluß des Einschreibens eines Vollbilds die Abtastelektrode das nächste Mal gewählt wird. Infolgedessen ergibt sich selbst bei einer Steigerung der Anzahl der Abtastelektroden keine wesentliche Änderung des Tastverhältnisses, so daß der Kontrast nicht herabgesetzt wird.
Es werden nun Probleme betrachtet, die in der Praxis auftreten können, wenn die Flüssigkristalleinrichtung als Sichtanzeigeeinheit betrieben wird. In Fig. 15 sei angenommen, daß aus den an den Überkreuzungen der Abtastelektroden S₁ bis S₅ usw. mit den Signalelektroden I₁ bis I₅ usw. die Bildelemente an den gestrichelt dargestellten Kreuzungen dem Hellzustand entsprechen, während diejenigen an den leer dargestellten Kreuzungen dem Dunkelzustand entsprechen. Betrachtet man nun die Darstellung an der Signalelektrode I₁ in Fig. 15, so wird das entsprechend an der Abtastelektrode S₁ geformte Bildelement A in den Hellzustand versetzt, während alle anderen, an der Signalelektrode I₁ geformten Bildelemente in den Dunkelzustand versetzt werden. Die Fig. 18(a) zeigt eine Ausführungsart eines Ansteuerungsverfahrens in diesem Fall, bei der der Signalelektrode I₁ ein Abtastsignal und ein Informationssignal zugeführt werden, wobei eine an dem Bildelement A anliegende Spannung im Zeitablauf dargestellt ist.
Falls die Flüssigkristallvorrichtung beispielsweise gemäß Fig. 18(a) angesteuert und die Abtastelektrode S₁ abgetastet wird, wird in dem Zeitraum t₂ an das Bildelement A eine Spannung 3 V über der Schwellenspannung Vth2 angelegt. Aus diesem Grund wird unabhängig von vorangehenden Zuständen das Bildelement A in den einen, in einer Richtung ausgerichteten stabilen Zustand, nämlich den Hellzustand geschaltet. Danach wird gemäß Fig. 18(a) während des Abtastens der Abtastelektroden S₂ bis S₅ fortgesetzt eine Spannung -V angelegt. Da in diesem Fall die Spannung -V nicht die Schwellenspannung -Vth1 übersteigt, behält das Bildelement A den Hellzustand bei. Wenn jedoch eine vorbestimmte Information dadurch angezeigt wird, daß gemäß den vorstehenden Ausführungen der einen Signalelektrode fortgesetzt ein Signal in einer Richtung zugeführt wird (die in diesem Fall dem Dunkelzustand entspricht), nimmt die Anzahl der Abtastzeilen in starkem Ausmaß zu, so daß bei der Hochgeschwindigkeits-Ansteuerung der Flüssigkristallvorrichtung einige Probleme auftreten müssen. Dies wird anhand von Versuchsdaten erläutert.
Die Fig. 19 ist eine grafische Darstellung, in der die Zeitabhängigkeit einer zum Schalten erforderlichen Schwellenspannung in den Fällen aufgetragen ist, daß als ferroelektrisches Flüssigkristallmaterial DOBAMBC (gemäß 192 in Fig. 19) bzw. HOBACPC (gemäß 191 in Fig. 19) verwendet wird. Bei diesem Beispiel war die Dicke des Flüssigkristalls 1,6 µm, während die Temperatur auf 70°C gehalten wurde. Bei diesem Versuch wurden als Grundplatten, zwischen denen das Flüssigkristall hermetisch eingeschlossen war, beispielsweise Glasplatten verwendet, auf die Indium-Zinn-Oxid (ITO) aufgedampft war, wobei die Schwellenspannung Vth1 und Vth2 einander nahezu gleich waren, nämlich Vth1≈Vth2 (≡Vth) ermittelt wurde.
Aus der Fig. 19 ist ersichtlich, daß die Schwellenspannung Vth von der Anlege-Zeitdauer abhängig ist und eine steilere Zunahme zeigt, sobald die Anlege-Zeitdauer kürzer wird. Wie aus den vorstehend angeführten Betrachtungen zu entnehmen ist, treten gewisse Probleme auf, wenn ein Ansteuerungsverfahren gemäß der Darstellung 18(a) angewandt wird und dieses Ansteuerungsverfahren bei einer Vorrichtung angewandt wird, die eine sehr große Anzahl von Abtastzeilen hat und mit hoher Geschwindigkeit angesteuert werden soll. Selbst wenn nämlich beispielsweise das Bildelement A während der Zeit des Abtastens der Abtastelektrode S₁ auf den Hellzustand geschaltet wird, wird nach dem Beendigen der betreffenden Abtastung ständig weiter eine Spannung -V angelegt, wodurch es möglich ist, daß das Bildelement leicht in den Dunkelzustand geschaltet wird, bevor das Abtasten einer Bildfläche abgeschlossen ist.
Zum Vermeiden dieser nachteiligen Erscheinung kann eine Ansteuerung gemäß Fig. 18(b) angewandt werden. Demgemäß werden die Abtastsignale und die Informationssignale nicht aufeinanderfolgend zugeführt, sondern ist es eine vorbestimmte Zeitdauer Δt als Hilfssignal-Anlegedauer vorgesehen, während der ein Hilfssignal abgegeben wird, mit dem während dieser Zeitdauer die Signalelektroden geerdet bzw. mit Masse verbunden werden. Während der Hilfssignal-Anlegedauer wird die Abtastelektrode gleichermaßen geerdet. Auf diese Weise ist es möglich, die in Fig. 19 gezeigte Abhängigkeit der Schwellenspannung des ferroelektrischen Flüssigkristalls von der Spannungsanlegedauer im wesentlichen auszuschalten. Infolgedessen ist es möglich, zu verhindern, daß der in dem Bildelement A erreichte Hellzustand auf den Dunkelzustand umgeschaltet wird. Die gleiche Erörterung gilt auch für die anderen Bildelemente.
Diese Ansteuerung hat das Merkmal, daß eine einmal eingeschriebene Information über eine Zeitdauer bis zu dem nachfolgenden Einschreiben aufrechterhalten werden kann, obwohl das ferroelektrische Flüssigkristall die in Fig. 19 gezeigten Eigenschaften hat.
Diese Ansteuerung kann gemäß einem Ausführungsbeispiel dadurch ausgeführt werden, daß an die Abtastelektroden und die Gruppe der Signalelektroden die in dem Zeitdiagramm in Fig. 20 gezeigten Signale angelegt werden.
In Fig. 20 ist mit V eine vorbestimmte Spannung bezeichnet, die in geeigneter Weise entsprechend dem Flüssigkristallmaterial, der Dicke des Flüssigkristalls, der Einstellungstemperatur, den Oberflächenbearbeitungszuständen von Grundplatten usw. bestimmt wird, wobei Abtastsignale Impulse sind, die zwischen +2 V und -2 V wechseln. Jedes der Gruppe der Signalelektroden synchron mit den Impulsen zugeführte Informationssignal ist entsprechend der Information "Hell" oder "Dunkel" eine Spannung +V bzw. -V. Bei der Betrachtung der Abtastsignale im Zeitablauf ist zwischen einer Abtastelektrode Sn (der n-ten Abtastelektrode) und einer Abtastelektrode Sn+1 (der (n+1)-ten Abtastelektrode) eine Zeitdauer Δt vorgesehen, die als Hilfssignal-Anlegedauer dient. Wenn während dieser Zeitdauer der Gruppe der Signalelektroden Hilfssignale mit einer Polarität zugeführt werden, die zu derjenigen der Signale während der Abtastung der Abtastelektrode entgegengesetzt ist, werden den jeweiligen Signalelektroden Zeitmultiplex-Signale gemäß der Darstellung bei I₁ bis I₃ in Fig. 20 zugeführt. Das heißt, in Fig. 20 gezeigte Hilfssignale 1a, 2a, 3a, 4a und 5a haben Polaritäten, die jeweils denjenigen von Informationssignalen 1, 2, 3, 4 und 5 entgegengesetzt sind. Folglich wird dann, wenn man eine in Fig. 20 gezeigte, an das Bildelement A angelegte Spannung im Zeitablauf betrachtet, selbst in dem Fall, daß aufeinanderfolgend einer einzelnen Signalelektrode das gleiche Informationssignal zugeführt wird, die Abhängigkeit der Schwellenspannung im ferroelektrischen Flüssigkristall von der Spannungsanlegezeit aufgehoben, da die tatsächlich an dem Bildelement A anliegende Spannung eine Wechselspannung unterhalb der Schwellenspannung Vth ist, wodurch die Möglichkeit ausgeschaltet wird, daß eine durch das Abtasten der Abtastelektrode S₁ gebildete Information (wie in diesem Falle die Information "Hell") umgeschaltet wird, bevor das nachfolgende Einschreiben ausgeführt wird.
Fig. 21(a) zeigt ein Blockschaltbild eines elektrischen Systems bei der Ansteuerung einer ferroelektrischen Flüssigkristallzelle entsprechend dem in Fig. 20 gezeigten Signalschema. Die Flüssigkristallzelle ist mit einer Matrixelektrodenanordnung aus einer Gruppe von Abtastelektroden und einer Gruppe von Signalelektroden gemäß der vorangehenden Beschreibung aufgebaut. Eine Abtastelektroden- Treiberschaltung enthält einen Taktgenerator, der vorbestimmte Taktsignale erzeugt, einen Abtastelektrodenwähler, der entsprechend vorbestimmten Taktsignalen Wählsignale zum Anwählen von Abtastelektroden erzeugt, und eine Abtastelektroden-Treiberstufe, die auf die Wählsignale durch aufeinanderfolgendes Ansteuern der Abtastelektroden anspricht. Die der Gruppe der Abtastelektroden zugeführten Steuersignale werden dadurch gebildet, das Taktsignale aus dem Taktgenerator dem Abtastelektroden- Wähler der Abtastelektroden- Treiberstufe zugeführt werden.
Andererseits enthält eine Signalelektroden-Treiberschaltung den Taktgenerator, einen Datengenerator, der synchron mit den Taktsignalen Datensignale abgibt, einen Datenmodulator, der die aus dem Datengenerator zugeführten Datensignale synchron mit den Taktsignalen moduliert, um Datenmodulationssignale zu erzeugen, die als Informationssignale und Hilfssignale dienen, und eine Signalelektroden-Treiberstufe, die auf die Datenmodulationssignale durch aufeinanderfolgendes Ansteuern der Signalelektroden anspricht. Signalelektroden- Steuersignale DM werden dadurch gebildet, daß synchron mit den Taktsignalen die Ausgangssignale bzw. Datensignale DS des Datengenerators dem Datenmodulator zugeführt werden, um die als Ausgangssignale des Datenmodulators erzielten Informationssignale und Hilfssignale der Treiberstufe zuzuführen.
Fig. 21(b) zeigt in einem Beispiel Signale, die von dem Datenmodulator abgegeben werden und die den Signalen I₁ bei dem vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispiel nach Fig. 20 entsprechen.
Fig. 21(c) stellt schematisch ein Beispiel einer Schaltung des Datenmodulators dar, dessen Ausgangssignale in Fig. 21(b) gezeigt sind. Die in Fig. 21(c) gezeigte Modulatorschaltung weist zwei Inverter 211 und 212, zwei UND-Glieder 213 und 214 und ein ODER-Glied 215 auf.
Fig. 22 veranschaulicht ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel dieser Ansteuerung. Statt der bei dem in Fig. 20 dargestellten Ausführungsbeispiel benutzten, an eine gewählte Abtastelektrode angelegten ±2-V-Impulse werden bei dem in Fig. 22 gezeigten Ausführungsbeispiel ±3-V-Impulse verwendet.
Gemäß den Erläuterungen bei den vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispielen ist es offensichtlich, daß die den Abtastelektroden oder Signalelektroden zugeführten elektrischen Signale nicht unbedingt einfach symmetrische Rechteckkurvenformen haben müssen. Vielmehr ist es beispielsweise möglich, die Flüssigkristallvorrichtung mit Sinuskurvenformen oder Dreieckkurvenformen anzusteuern. Ferner ist es allgemein möglich, Schwellenspannungen Vth mit unterschiedlichen Werten zu nutzen, die Oberflächenbearbeitungszuständen der beiden Grundplatten entsprechen, zwischen die das Flüssigkristallmaterial eingefügt ist. Infolgedessen kann dann, wenn zwei Grundplatten mit voneinander verschiedenen Oberflächenbearbeitungszuständen verwendet werden, in Abhängigkeit von der Differenz zwischen den Schwellenspannungen für die beiden Grundplatten ein bezüglich einer Bezugsspannung wie der Spannung "0" (Masse) unsymmetrisches Signal angelegt werden. Darüber hinaus wird bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ein durch Invertieren des letzten Informationssignals erzieltes Hilfssignal verwendet. Es kann jedoch auch ein durch Invertieren der Polarität eines nachfolgenden Informationssignals erzieltes Hilfssignal eingesetzt werden. In diesem Fall kann auch eine Spannung mit einem Absolutwert verwendet werden, der von denjenigen der Informationssignale verschieden ist. Ferner kann ein Hilfssignal verwendet werden, das dadurch erzielt wird, daß nicht nur der Inhalt des letzten Informationssignals, sondern auch der Inhalt mehrerer, bis zu diesem Zeitpunkt verwendeter Informationssignale statistisch verarbeitet wird.
Fig. 23 ist eine schematische Draufsicht auf einen optischen Flüssigkristall-Verschluß bzw. einen Flüssigkristall- Lichtverschluß, der ein Beispiel für eine Vorrichtung ist, bei der die vorangehend beschriebene Ansteuerung angewandt wird. Mit 231 ist ein Bildelement bezeichnet. Elektroden an beiden Seiten sind nur an dem Bereich des Bildelements 231 mit einem durchsichtigen Material geformt. Die Matrixelektrodenanordnung weist eine Gruppe von Abtastelektroden 232 und eine Gruppe von der Gruppe der Abtastelektroden 232 in Abstand gegenübergesetzten Signalelektroden 233 auf.
Die Ansteuerung kann in einem weiten Bereich auf dem Gebiet optischer Verschlüsse oder Sichtanzeigevorrichtungen angewandt werden, wie beispielsweise bei optischen Flüssigkristall-Verschlüssen, Flüssigkristall-Bildschirmen usw.
Es wird eine Ansteuerung angegeben, die für das Ansteuern einer optischen Moduliervorrichtung mit beispielsweise einer Flüssigkristalleinrichtung anwendbar ist, die eine Matrixelektrodenanordnung aus einer Gruppe von Abtastelektroden und einer Gruppe von in Abstand der Gruppe der Abtastelektroden gegenübergesetzten Signalelektroden und ein Material für die optische Modulation (wie beispielsweise ein Flüssigkristall) hat, welches zwischen die Gruppe die Abtastelektroden und die Gruppe der Signalelektroden eingefügt ist und Bistabilität hinsichtlich eines angelegten elektrischen Felds zeigt. Bei der Ansteuerung wird zwischen eine aus der Gruppe der Abtastelektroden gewählte Abtastelektrode und eine aus der Gruppe der Signalelektroden gewählte Signalelektrode eine Spannung angelegt, die das Ausrichten des bistabilen Flüssigkristalls in einen ersten stabilen Zustand (einen optisch stabilen Zustand) ermöglicht, und zwischen die gewählte Abtastelektrode und die nicht gewählten Signalelektroden eine Spannung angelegt, die das Ausrichten des bistabilen Flüssigkristalls in einen zweiten stabilen Zustand (den anderen optisch stabilen Zustand) ermöglicht, oder es werden zwischen eine gewählte Abtastelektrode und die Gruppe der Signalelektroden eine Spannung zum Ausrichten des bistabilen Materials für die optische Modulation in einen ersten stabilen Zustand, zwischen die gewählte Abtastelektrode und eine gewählte Signalelektrode eine Spannung für das Ausrichten des auf den ersten stabilen Zustand ausgerichteten bistabilen Materials auf einen zweiten stabilen Zustand und zwischen nicht gewählte Abtastelektroden und die Gruppe der Signalelektroden eine Spannung angelegt, die auf einen Wert zwischen einer Schwellenspannung -Vth2 (für den zweiten stabilen Zustand) und einer Schwellenspannung Vth1 (für den ersten stabilen Zustand) eingestellt ist.

Claims (9)

1. Optische Modulationsvorrichtung mit einer ferroelektrischen Flüssigkristalleinrichtung, bei der eine Gruppe von Abtastelektroden einer Gruppe von Signalelektroden unter Einschluß eines ferroelektrischen Flüssigkristallmaterials und unter Bildung von matrixförmig angeordneten Kreuzungspunkten, an denen das Flüssigkristallmaterial in Abhängigkeit von der Richtung eines zwischen den Elektroden anliegenden elektrischen Feldes einen ersten oder einen zweiten Orientierungszustand einnimmt, in Abstand gegenüberliegt,
sowie mit einer Ansteuereinrichtung zur Ansteuerung der Flüssigkristalleinrichtung, dadurch gekennzeichnet,
daß die Ansteuereinrichtung eine Einrichtung aufweist, um an wenigstens einen Teil der Abtastelektroden (32), ein Spannungssignal einer ersten Polarität und ein Spannungssignal einer zweiten Polarität anzulegen, wobei die jeweiligen Polaritäten bezüglich des Spannungspegels an einer nicht gewählten Abtastelektrode (32n) einander entgegengesetzt sind, wodurch ein Bildbereich erzeugt wird, dessen Bildelemente (A, B, C, D) sich in einem ersten Orientierungszustand oder in einem zweiten Orientierungszustand befinden, wobei der erste Orientierungszustand dadurch herbeigeführt wird,
daß dem Bildelement (A) eine erste Schreibspannung angelegt wird, deren Polarität der Polarität des an einer gewählten Signalelektrode anliegenden Informationssignals entspricht und während des Anliegens des Spannungssignals mit der ersten Polarität eine erste Schwellenspannung (Vth1) des ferroelektrischen Flüssigkristallmaterials überschreitet und der zweite Orientierungszustand dadurch herbeigeführt wird, daß dem Bildelement (B) eine zweite Schreibspannung angelegt wird, deren Polarität der Polarität des an einer nicht gewählten Signalelektrode anliegenden Informationssignals entspricht und während des Anliegens des Spannungssignals mit der zweiten Polarität eine zweite Schwellenspannung (Vth2) des ferroelektrischen Flüssigkristallmaterials überschreitet und daß an ein Bildelement, das einem Kreuzungspunkt einer nicht gewählten Abtastelektrode (32n) mit der gewählten Signalelektrode (33s) entspricht, der bestehende geschriebene Orientierungszustand erhalten bleibt, indem eine weder die erste Schwellenspannung (Vth1) noch die zweite Schwellenspannung (Vth2) überschreitende Nicht- Schreibspannung angelegt wird und
daß die erste Schreibspannung und die zweite Schreibspannung so bestimmt werden, daß der Betrag der jeweiligen Amplituden mehr als das Doppelte des Betrags der Amplitude der Nicht-Schreibspannung betragen.
2. Optische Modulationsvorrichtung gemäß Fig. 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Nicht- Schreibspannung an den Kreuzungpunkt gewählter Abtastelektroden (32s) und nicht gewählter Signalelektroden (33n) während des Anlegezeitraums des Spannungssignal mit der zweiten Polarität anliegt, wobei die Amplitude X der zweiten Nicht-Schreibspannung zu der ersten Schreibspannung Von1 und der zweiten Schreibspannung VON2 in folgender Beziehung steht:
XVON1/1,2 und XVON2/1,2.
3. Optische Modulationsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und das zweite Teilsignal des an der Abtastelektrode anliegenden Spannungssignals eine Impulsfolge bilden.
4. Optische Modulationsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und das zweite Teilsignal des an der Abtastelektrode anliegenden Spannungssignals in der Impulsfolge aufeinanderfolgen.
5. Optische Modulationsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuereinrichtung
  • a) an die jeweils gewählte Abtastelektrode ein elektrisches Signal V₁(t) anlegt, dessen auf den an den nichtgewählten Abtastelektroden anliegenden Spannungssignal bezogene Polarität sich in Übereinstimmung mit einer Phasenänderung ändert, und
  • b) an die gewählte und die nichtgewählte Signalelektrode Spannungssignale V₂ bzw. V2a anlegt, die bezogen auf den an den nichtgewählten Abtastelektroden anliegenden Spannungspegel - entgegengesetzte Polarität aufweisen, wobei
  • c) die Signale V₂ und V2a den folgenden Bedingungen genügen: 1<|V₁(t)max.|/|V₂|,
    1<|V₁(t)min.|/|V₂|,
    1<|V₁(t)max.|/|V2a| und
    1<|V₁(t)min.|/|V2a|,wobei mit V₁(t)max. und mit V₁(t)min. die maximale bzw. die minimale Amplitude des elektrischen Signals V₁(t) während der Abtastphase einer Abtastelektrode bezeichnet sind.
6. Optische Modulationsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungssignale V₁(t), V₂ und V2a den folgenden Bedingungen genügen: 1<|V₁(t)max.|/|V₂|<10,
1<|V₁(t)min.|/|V₂|<10,
1<|V₁(t)max.|/|V2a|<10 und
1<|V₁(t)min.|/|V2a|<10.
7. Optische Modulationsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das ferroelektrische Flüssigkristallmaterial chiral-smektisch ist.
8. Optische Modulationsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das ferroelektrische Flüssigkristallmaterial sich in einer chiral-smektischen C-Phase oder H-Phase befindet.
9. Optische Modulationsvorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das ferroelektrische Flüssigkristallmaterial in einer Schichtdicke angeordnet ist, die dünn genug ist, um seine Schraubenstruktur aufzulösen.
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