-
[TECHNISCHES GEBIET]
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung und ein Verfahren
zum Betreiben der Anzeigevorrichtung, genauer gesagt, eine reflektive Anzeigevorrichtung
und ein Verfahren zum Betreiben der reflektiven Anzeigevorrichtung.
-
[HINTERGRUNDTECHNIK]
-
Im
Allgemeinen werden CRTs und transmissive Flüssigkristalldisplays mit Hintergrundbeleuchtung
in den Anzeigevorrichtungen von Computern und Mobilgeräten verwendet.
Die Displays von diesem Typ sind die sogenannten emittierenden Displays.
-
Basierend
auf jüngsten
Studien wird vorgeschlagen, vorzugsweise nichtemittierende reflektive Anzeigevorrichtungen
hinsichtlich der Arbeitseffektivität und der Ermüdung beim
Lesen von Anzeigen von Texten, etc. zu verwenden. Die reflektive
Anzeigevorrichtung, die kein internes Emissionsmittel erfordert
und natürliches
Licht, etc. zur Anzeige verwendet, ist gut für die Augen und effektiv zum
Verringern des Elektroenergieverbrauchs.
-
Um
einen noch niedrigeren Elektroenergieverbrauch zu realisieren, wird
erwartet, dass der Speicher einer Anzeigevorrichtung Anzeigen auch dann
hält, wenn
die Energiequelle abgeschaltet wird.
-
Als
solch eine Anzeigevorrichtung wird eine Anzeigevorrichtung unter
Verwendung eines cholesterischen Flüssigkristalls vorgeschlagen.
Ein typischer cholesterischer Flüssigkristall
ist ein chiral-nematischer Flüssigkristall.
Der chiral-nematische Flüssigkristall
ist ein Flüssigkristall, der
einen nematischen Flüssigkristall
und ein chirales Reagens umfasst, das zu dem nematischen Flüssigkristall
hinzugefügt
ist. Cholesterische Flüssigkristalle,
die typischerweise durch den chiral-nematischen Flüssigkristall
repräsentiert
werden, haben die Eigenschaft des selektiven Reflektierens von Licht
mit spezifischen Wellenlängen.
-
Die
Struktur der Anzeigevorrichtung unter Verwendung des chiral-nematischen
Flüssigkristalls wird
unter Bezugnahme auf 9 erläutert. 9 ist eine
schematische Ansicht der Anzeigevorrichtung unter Verwendung des
chiral-nematischen
Flüssigkristalls.
-
Wie
in 9 gezeigt, ist eine Elektrode aus ITO (Indium-Zinn-Oxid)
auf einem Substrat 100 aus Glas gebildet. Eine Photoabsorptionsschicht 101 ist auf
der Rückseite
des Substrats 100 gebildet.
-
Ein
Substrat 104 aus Glas ist über dem Substrat 100,
worauf die Elektrode 102 gebildet ist, gegenüber dem
Substrat 100 angeordnet. Eine Elektrode 106 aus
ITO ist auf der Seite des Substrats 104 gebildet, die der
Elektrode 102 gegenüberliegt.
-
Eine
Flüssigkristallschicht 108 aus
einer chiral-nematischen Flüssigkeit
ist zwischen den Substraten 100, 104 gebildet,
die einander gegenüberliegen.
Die äußere Peripherie
der Flüssigkristallschicht 108 zwischen
den Substraten 100, 104 ist mit einer Abdichtungsverbindung 110 zum
Verhindern des Heraustretens des Flüssigkristalls der Flüssigkristallschicht 108 abgedichtet.
-
Eine
Anzeigevorrichtung unter Verwendung von chiral-nematischem Flüssigkristall
ist z. B. in der
Japanisch-Übersetzung
der internationalen PCT-Anmeldung Nr. Hei 06-507505 (1994) offenbart.
-
Ein
chiral-nematischer Flüssigkristall
kann durch die Anwendung von Spannungen, etc. zwischen dem planaren
Zustand, in dem der chiral-nematische Flüssigkristall jenes von einfallendem
Licht reflektiert, das eine spezifische Wellenlänge hat, und dem fokal-konischen
Zustand, in dem der chiral-nematische Flüssigkristall einfallendes Licht
durchlässt, verändert werden.
-
10A zeigt den planaren Zustand des chiral-nematischen
Flüssigkristalls.
Die Helixachsen der Flüssigkristallmoleküle sind
zu den Elektroden 102, 106 senkrecht.
-
In
dem planaren Zustand wird Licht mit einer Wellenlänge entsprechend
einer Helixsteigung der Flüssigkristallmoleküle reflektiert.
Die reflektierte Wellenlänge
kann durch angemessenes Festlegen einer Menge des chiralen Reagens,
das zu dem nematischen Flüssigkristall
hinzuzufügen
ist, auf einen vorgeschriebenen Wert gesetzt werden, um dadurch die
Helixachsen der Flüssigkristallmoleküle zu verändern.
-
Eine
Wellenlänge λ, die ein
maximales Reflexionsspektrum ergibt, ist durch die folgende Formel gegeben: λ =
n·p,wobei
ein durchschnittlicher Brechungsindex des Flüssigkristalls durch n dargestellt
wird und eine Helixsteigung der Flüssigkristallmoleküle durch
p dargestellt wird.
-
Es
ist bekannt, dass ein Band Δλ des reflektierten
Lichtes größer ist,
wenn die Brechungsindex-Anisotropie Δn des Flüssigkristalls höher ist.
-
10B zeigt den fokal-konischen Zustand des chiral-nematischen Flüssigkristalls.
Die Helixachsen der Flüssig kristallmoleküle 112 sind
zu den Elektroden 102, 106 parallel.
-
Solche
Anordnungen des Flüssigkristalls werden
gesteuert, um sie durch die Anwendung von Spannungen zu verändern, wodurch
die reflektive Anzeigevorrichtung realisiert werden kann.
-
Der
planare Zustand und der fokal-konische Zustand werden im Wesentlichen
permanent gehalten, solange keine externe Kraft angewendet wird. Daher
macht es die Verwendung des chiral-nematischen Flüssigkristalls
möglich,
eine Anzeigevorrichtung vorzusehen, deren Speicher den Anzeigeinhalt auch
dann halten kann, wenn die Energiequelle abgeschaltet wird.
-
Der
chiral-nematische Flüssigkristall
kann, wie oben beschrieben, reflektive Anzeigevorrichtungen bilden
und den Anzeigeinhalt auch dann halten, wenn die Quellenenergie
abgeschaltet wird, wodurch die Anzeigevorrichtungen des chiral-nematischen Flüssigkristalls
als Anzeigevorrichtung der nächsten Generation
gelten.
-
Das
Verfahren zum Betreiben der Anzeigevorrichtung unter Verwendung
des oben beschriebenen chiral-nematischen Flüssigkristalls wird unter Bezugnahme
auf 9 bis 11 erläutert. 11 zeigt Ansichten, die das Verfahren
zum Betreiben der Anzeigevorrichtung unter Verwendung des chiral-nematischen
Flüssigkristalls
erläutern.
-
Wenn
eine Spannung zwischen den Elektroden 102, 106 der
Anzeigevorrichtung angewendet wird, haben die Flüssigkristallmoleküle der Flüssigkristallschicht 108 eine
charakteristische Ausrichtung entsprechend einer Stärke eines
elektrischen Feldes, das zwischen den Elektroden 102, 106 erzeugt
wird, etc.
-
Wenn
ein starkes elektrisches Feld zwischen den Elektroden 102, 106 angewendet
wird, wie in 11A gezeigt, wird die Helixstruktur
der Flüssigkristallmoleküle der Flüssigkristallschicht 108 vollständig rückgängig gemacht
in einen homöotropen Zustand,
worin die Flüssigkristallmoleküle in der Richtung
des elektrischen Feldes ausgerichtet sind. In dem homöotropen
Zustand wird auf der Flüssigkristallschicht 108 einfallendes
Licht durchgelassen, ohne auf den Flüssigkristallmolekülen der
Flüssigkristallschicht 108 reflektiert
zu werden. Das einfallende Licht, das durch die Flüssigkristallschicht 108 durchgelassen
wird, wird durch die Photoabsorptionsschicht 101 absorbiert,
die auf der Rückseite
des Substrats 100 gebildet ist.
-
Dann
werden in dem homöotropen
Zustand, wie in 11A gezeigt, wenn das elektrische
Feld zwischen den Elektroden 102, 106 abrupt entfernt wird,
die Helixachsen der Flüssigkristallmoleküle zu den
Elektroden 102, 106 senkrecht. Folglich nimmt der
chiral-nematische Flüssigkristall
den planaren Zustand ein, bei dem er selektiv jenes von dem einfallenden
Licht reflektiert, das eine spezifische Wellenlänge entsprechend einer Helixsteigung
der Flüssigkristallmoleküle hat (siehe 10A).
-
Wenn
andererseits ein schwaches elektrisches Feld, das die Helixachsen
der Flüssigkristallmoleküle lediglich
rückgängig machen
kann, zwischen den Elektroden 102, 106 angewendet
und entfernt wird, wie in 11B gezeigt,
werden die Helixachsen der Flüssigkristallmoleküle zu den
Elektroden 102, 106 parallel. Folglich nimmt der
chiral-nematische Flüssigkristall
den fokal-konischen Zustand ein, bei dem das einfallende Licht durchgelassen
wird (siehe 10B).
-
Wenn
ein starkes elektrisches Feld zwischen den Elektroden angewendet
und allmählich
entfernt wird, wie in 11C gezeigt,
nimmt der chiral-nematische Flüssigkristall ähnlich den
fokal-konischen Zustand ein, bei dem das einfallende Licht durchgelassen
wird (siehe 10B).
-
Wenn
ein elektrisches Feld mittlerer Stärke zwischen den Elektroden 102, 106 angewendet
wird und abrupt entfernt wird, nimmt der Flüssigkristall einen Zustand
ein, bei dem der planare Zustand und der fokal-konische Zustand
gemischt sind, und es können
Halbton-Anzeigen vorgenommen werden.
-
Um
eine reflektive Anzeigevorrichtung unter Verwendung der chiral-nematischen
Flüssigkeit
zu bilden, muss der Orientierungszustand des Flüssigkristalls gesteuert werden,
um ihn in den planaren Zustand oder in den fokal-konischen Zustand
zu verändern.
Um den Orientierungszustand des Flüssigkristalls zu steuern, ist
es erforderlich, wie oben beschrieben, eine hohe Spannung zwischen
den Elektroden anzuwenden und die angewendete Spannung abrupt zu
entfernen. Daher muss eine teure Elektroenergiequelle verwendet
werden.
-
Bistabile,
cholesterische Flüssigkristallzellen sind
offenbart in
US 4239345 (Bell
Labs). Sequentielle Schreibverfahren sind offenbart in
JP 11-237644 (Fuji Xerox).
-
Daher
sind eine Vorrichtung und ein Verfahren verlangt worden, durch die
der Orientierungszustand eines chiral-nematischen Flüssigkristalls auch mit einer
preiswerten Elektroenergiequelle verändert werden kann.
-
Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist das Vorsehen einer Anzeigevorrichtung
und eines Verfahrens zum Antreiben der Anzeigevorrichtung, wodurch
der Orientierungszustand eines chiral-nematischen Flüssigkristalls
auch ohne teure Elektroenergiequelle verändert werden kann.
-
Die
Erfindung sieht eine Vorrichtung nach Anspruch 1 und ein entsprechendes
Verfahren nach Anspruch 6 vor.
-
Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird zum Antreiben einer Anzeigevorrichtung mit einer
ersten Elektrode, einer zweiten Elektrode und einer Anzeigeschicht,
die zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode gebildet
ist und einen Anzeigezustand entsprechend einer zwischen der ersten
Elektrode und der zweiten Elektrode angewendeten Spannung verändert, ein
Antriebsspannungssignal erzeugt, das abrupt bis auf einen vorgeschriebenen Spannungswert
ansteigt und sich dann allmählich abschwächt, wird
das Antriebsspannungssignal geteilt, um ein erstes Spannungssignal
und ein zweites Spannungssignal zu erzeugen, das eine Phasendifferenz
gegenüber
dem ersten Spannungssignal hat, wird das erste Signal auf die erste
Elektrode angewendet und wird das zweite Signal auf die zweite Elektrode
angewendet, wodurch eine hohe Spannung zwischen der ersten Elektrode
und der zweiten Elektrode angewendet werden kann und die angewendete
Spannung abrupt entfernt werden kann. und sich dann allmählich abschwächt; Teilen
des Antriebsspannungssignals, um ein erstes Spannungssignal und
ein zweites Spannungssignal zu generieren, das eine Phasendifferenz
gegenüber
dem ersten Spannungssignal hat; und Anwenden des ersten Spannungssignals
auf die erste Elektrode und des zweiten Spannungssignals auf die
zweite Elektrode.
-
Die
oben beschriebene Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Antreiben
einer Anzeigevorrichtung erfüllt,
die eine erste Elektrode, eine zweite Elektrode und eine Anzeigeschicht
umfasst, die zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode
gebildet ist und einen Anzeigezustand entsprechend einer zwischen
der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode angewendeten Spannung
verändert,
mit den Schritten: Erzeugen eines Antriebsspannungssignals, das
abrupt bis auf einen vorgeschriebenen Spannungswert ansteigt und
sich dann allmählich
abschwächt;
Teilen des Antriebsspannungssignals, um ein erstes Spannungssignal
und ein zweites Spannungssignal zu generieren, das eine Phasendifferenz
gegenüber
dem ersten Spannungssignal hat, und Anwenden des ersten Spannungssignals
auf die erste Elektrode und des zweiten Spannungssignals auf die
zweite Elektrode, um dadurch die Anzeigeschicht in einen ersten
Anzeigezustand zu verändern;
und Anwenden des Antriebsspannungssignals auf die erste Elektrode
oder die zweite Elektrode, um dadurch die Anzeigeschicht in einen zweiten
Anzeigezustand zu verändern.
-
Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird zum Antreiben einer Anzeigevorrichtung mit einer
ersten Elektrode, einer zweiten Elektrode und einer Anzeigeschicht,
die zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode gebildet
ist und einen Anzeigezustand entsprechend einer zwischen der ersten
Elektrode und der zweiten Elektrode angewendeten Spannung verändert, ein
Antriebsspannungssignal erzeugt, das abrupt bis auf einen vorgeschriebenen Spannungswert
ansteigt und sich dann allmählich abschwächt, wird
das Antriebsspannungssignal geteilt, um ein erstes Spannungssignal
und ein zweites Spannungssignal zu erzeugen, das eine Phasendifferenz
gegenüber
dem ersten Spannungssignal hat, wird das erste Signal auf die erste
Elektrode angewendet und wird das zweite Signal auf die zweite Elektrode
angewendet, wodurch eine hohe Spannung zwischen der ersten Elektrode
und der zweiten Elektrode angewendet werden kann und die angewendete
Spannung abrupt entfernt werden kann.
-
Somit
kann der Anzeigezustand der Anzeigeschicht ohne Verwendung einer
teuren Elektroenergiequelle einfach verändert werden.
-
[KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN]
-
1 ist
ein Graph der Spannungscharakteristiken der Anzeigevorrichtung,
wenn eine Spannung zwischen den Elektroden durch das piezoelektrische
Element angewendet wird.
-
2 sind Ansichten, die das Prinzip des Verfahrens
zum Betreiben der Anzeigevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung
erläutern.
-
3 ist
eine schematische Ansicht der Struktur der Anzeigevorrichtung gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
-
4 sind Ansichten, die das Verfahren zum Betreiben
der Anzeigevorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung erläutern.
-
5 ist
eine schematische Ansicht der Struktur der Anzeigevorrichtung gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
-
6 sind Ansichten, die das Verfahren zum Betreiben
der Anzeigevorrichtung gemäß der zweiten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung erläutern.
-
7 ist
eine schematische Ansicht der Struktur der Anzeigevorrichtung gemäß einer
dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
-
8 sind schematische Ansichten der Zustände der
Photoleiterschicht in der Anzeigevorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform
vor und nach der Anwendung von Licht auf die Photoleiterschicht.
-
9 ist
eine schematische Ansicht der Struktur einer Anzeigevorrichtung
unter Verwendung eines chiral-nematischen Flüssigkristalls.
-
10 sind schematische Ansichten von Orientierungszuständen des
chiral-nematischen Flüssigkristalls.
-
11 sind Ansichten, die das Verfahren zum
Betreiben der herkömmlichen
Anzeigevorrichtung unter Verwendung des chiral-nematischen Flüssigkristalls
erläutern.
-
[BESTER MODUS ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG]
-
(Prinzip der vorliegenden Erfindung)
-
Zuerst
wird das Prinzip der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 1 und 2 erläutert.
-
Um
den Orientierungszustand des chiral-nematischen Flüssigkristalls
zu steuern, ist es erforderlich, eine hohe Spannung zwischen Elektroden
anzuwenden und die angewendete Spannung abrupt zu entfernen. Konventionell
mussten zu diesem Zweck teure Elektroenergiequellen verwendet werden.
-
Als
Element, das ohne weiteres hohe Spannungen erzeugen kann, ist ein
piezoelektrisches Element bekannt. Das piezoelektrische Element
ist ein preiswertes Element, das in solch verschiedenartigen Vorrichtungen
wie etwa Anzündern,
Gasöfen, etc.
verwendet wird. Ferner kann das piezoelektrische Element ohne weiteres
hohe Spannungen erzeugen, die erforderlich sind, um den Orientierungszustand
des chiral-nematischen
Flüssigkristalls
zu verändern.
Falls das piezoelektrische Element als Elektroenergiequelle zum
Anwenden einer Spannung zwischen den Elektroden verwendet werden kann,
kann die reflektive Anzeigevorrichtung mit dem chiral-nematischen Flüssigkristall
preiswert hergestellt werden.
-
Es
ist jedoch schwierig gewesen, die Anzeigevorrichtung unter Verwendung
des chiral-nematischen Flüssigkristalls
in der folgenden Weise nur durch Anwendung einer Spannung zwischen
den Elektroden der Anzeigevorrichtung unter Verwendung des piezoelektrischen
Elementes angemessen zu betreiben.
-
Der
Fall der Anwendung einer Spannung zwischen den Elektroden der Anzeigevorrichtung
unter Verwendung des piezoelektrischen Elementes wird unter Bezugnahme
auf 1 erläutert. 1 ist ein
Graph der Spannungscharakteristiken zwischen Elektroden, die sich
ergeben, wenn eine Spannung zwischen den Elektroden durch das piezoelektrische Element
angewendet wird. Die in 1 gezeigten Spannungscharakteristiken
ergaben sich, als eine Spannung angewendet wurde, wobei eine der
Elektroden der Anzeigevorrichtung mit der piezoelektrischen Vorrichtung
verbunden war und die andere der Elektroden geerdet war.
-
Wenn
das piezoelektrische Element angetrieben wird und eine Spannung
zwischen den Elektroden angewendet wird, wie in 1 gezeigt,
wird zwischen den Elektroden abrupt ein elektrisches Feld erzeugt
und für
eine Weile gehalten. Die Elektroden einer Anzeigevorrichtung sind
Kondensatoren äquivalent,
und es dauert ziemlich lange, bis eine Spannung zwischen den Elektroden
Null wird. Der chiral-nematische Flüssigkristall der Flüssigkristallschicht
ist währenddessen
in dem homöotropen
Zustand. Daher lässt
der chiral-nematische Flüssigkristall
der Flüssigkristallschicht
das einfallende Licht hindurch.
-
Die
Spannung zwischen den Elektroden, die durch das piezoelektrische
Element angewendet wird, wird für
eine Weile gehalten. Jedoch schwächt sich
die Spannung im Laufe der Zeit allmählich ab und verschwindet dann.
Als Resultat des allmählichen
Verschwindens des elektrischen Feldes zwischen den Elektroden nimmt
der chiral-nematische Flüssigkristall
der Flüssigkristallschicht
den fokal-konischen Zustand ein. Daher lässt der chiral-nematische Flüssigkristall
der Flüssigkristallschicht
das auf die Flüssigkristallschicht
einfallende Licht genauso wie im homöotropen Zustand durch.
-
Nur
durch das Anlegen einer Spannung zwischen den Elektroden unter Verwendung
des piezoelektrischen Elementes kann eine hohe Spannung abrupt angewendet
werden, wie oben beschrieben, wobei aber die Spannung zwischen den
Elektroden nicht abrupt entfernt werden kann. Daher kann der chiral-nematische Flüssigkristall
der Flüssigkristallschicht
nicht in den planaren Zustand verändert werden, und er kann jenes
von dem einfallenden Licht, das eine spezifische Wellenlänge hat,
nicht reflektieren. Das heißt,
nur unter Verwendung des piezoelektrischen Elementes als Elektroenergiequelle
zum Anwenden einer Spannung zwischen den Elektroden kann die selektive
Reflexion durch den chiral-nematischen Flüssigkristall nicht realisiert
werden.
-
Bei
der vorliegenden Erfindung wird ein Spannungssignal, wie in 1 gezeigt,
das durch das piezoelektrische Element erzeugt wird, in zwei Signale
geteilt; ihnen wird eine Phasendifferenz verliehen; und die zwei
Spannungssignale mit einer Phasendifferenz werden jeweilig auf die
Elektroden angewendet, wodurch ein Zustand hergestellt wird, bei
dem die Spannung zwischen den Elektroden abrupt entfernt worden
ist. Somit kann auch in dem Fall, wenn das piezoelektrische Element
als Elektroenergiequelle zum Anwenden einer Spannung zwischen den
Elektroden verwendet wird, der chiral-nematische Flüssigkristall
in den planaren Zustand verändert
werden. Ohne eine teure Elektroenergiequelleneinheit verwenden zu
müssen,
sondern unter Verwendung eines preiswerten piezoelektrischen Elementes,
kann daher die reflektive Anzeigevorrichtung unter Verwendung des
chiral-nematischen
Flüssigkristalls
gebildet werden.
-
Das
Prinzip des Verfahrens zum Betreiben der Anzeigevorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung wird unter Bezugnahme auf 2 erläutert. 2 zeigt Ansichten, die das Prinzip des
Verfahrens zum Betreiben der Anzeigevorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung erläutern.
-
Zuerst
wird ein Spannungssignal durch das piezoelektrische Element erzeugt,
das abrupt bis auf einen vorgeschriebenen Spannungswert ansteigt und
sich dann allmählich
abschwächt.
-
Dann
wird das durch das piezoelektrische Element erzeugte Spannungssignal
in zwei Signale geteilt, und eine Phasendifferenz wird ihnen verliehen.
-
Als
Nächstes
wird dasjenige der zwei geteilten Spannungssignale, denen die Phasendifferenz verliehen
wird, das die vorauseilende Phase hat, auf eine der Elektroden angewendet,
und das Spannungssignal, dessen Phase verzögert ist, wird auf die andere
Elektrode angewendet. 2A zeigt die Wellenform des
Spannungssignals mit der vorauseilenden Phase, die auf die +Elektrode
der Anzeigevorrichtung anzuwenden ist, und die Wellenform der Spannung
mit der verzögerten
Phase, die auf die -Elektrode anzuwenden ist.
-
Dann
wird eine Potentialdifferenz zwischen den Elektroden auf Grund einer
Potentialerhöhung der
Elektrode, auf die zuerst das Spannungssignal mit der vorauseilenden
Phase angewendet worden ist, abrupt erhöht. Somit nimmt die chiral-nematische Flüssigkeit
den homöotropen
Zustand ein.
-
Auf
Grund einer Potentialerhöhung
der anderen Elektrode, auf die als Nächstes das Spannungssignal
mit der verzögerten
Phase angewendet worden ist, wird dann die Potentialdifferenz zwischen den
Elektroden abrupt verringert. Das heißt, die Spannung wird auf die
Flüssigkristallschicht
für einen Zeitraum
entsprechend der Phasendifferenz der zwischen den Elektroden angewendeten
Spannungssignale angewendet, und dann wird die Spannung zwischen
den Elektroden abrupt entfernt. 2B zeigt die Übergangsveränderungen
der Potentialdifferenz zwischen den Elektroden, die verliehen wird,
wenn die Spannungssignale von 2A auf
die jeweiligen Elektroden angewendet werden.
-
Durch
das Anwenden einer Spannung zwischen den Elektroden, wie oben beschrieben,
wird der chiral-nematische Flüssigkristall
in den planaren Zustand oder den fokal-konischen Zustand verändert. Die
Veränderung
in den planaren Zustand oder in den fokal-konischen Zustand kann
durch einen Spannungswert oder eine Wellenform des durch das piezoelektrische
Element erzeugten Spannungssignals gesteuert werden.
-
Wenn
zum Beispiel ein Spannungssignal mit einem großen Spannungswert durch das
piezoelektrische Element erzeugt wird, wird eine hohe Spannung zwischen
den Elektroden angewendet und abrupt entfernt, wodurch der chiral-nematische
Flüssigkristall
der Flüssigkristallschicht
den planaren Zustand einnimmt.
-
Somit
kann auch in dem Fall, wenn das piezoelektrische Element als Elektroenergiequelle
verwendet wird, die Spannung zwischen den Elektroden abrupt entfernt
werden, wodurch der chiral-nematische Flüssigkristall gesteuert werden
kann, um sich in den planaren Zustand oder in den fokal-konischen Zustand
zu verändern.
Die reflektive Anzeigevorrichtung unter Verwendung des chiral-nematischen
Flüssigkristalls
kann daher preiswert gebildet werden.
-
(Erste Ausführungsform)
-
Die
Anzeigevorrichtung und das Verfahren zum Betreiben der Anzeigevorrichtung
gemäß einer ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf 3 und 4 erläutert. 3 ist
eine schematische Ansicht der Anzeigevorrichtung gemäß der vorliegenden
Ausführungsform, die
deren Struktur zeigt. 4 sind Ansichten,
die das Verfahren zum Betreiben der Anzeigevorrichtung gemäß der vorliegenden
Ausführungsform
erläutern.
-
Zuerst
wird die Anzeigevorrichtung gemäß der vorliegenden
Ausführungsform
unter Bezugnahme auf 3 erläutert.
-
Eine
Elektrode 12 aus ITO ist, wie in 3 gezeigt,
auf einem Substrat 10 aus Glas gebildet. Eine Photoabsorptionsschicht 11 ist
auf der Rückseite
des Substrats 10 gebildet.
-
Ein
Substrat 14 aus Glas ist über dem Substrat 10,
worauf die Elektrode 12 gebildet ist, gegenüber dem
Substrat 10 angeordnet. Eine Elektrode 16 aus
ITO ist auf der Oberfläche
des Substrats 14 gebildet, die der Elektrode 12 gegenüberliegt.
-
Eine
Flüssigkristallschicht 18 des
chiral-nematischen Flüssigkristalls
ist zwischen den gegenüberliegenden
Substraten 10, 14 gebildet. Die Flüssigkristallschicht 18 ist
mit einer Abdichtungsverbindung 20 zum Verhindern des Heraustretens
des Flüssigkristalls
aus der Flüssigkristallschicht 18 an
der äußeren Peripherie
zwischen den Substraten 10, 14 abgedichtet.
-
Der
chiral-nematische Flüssigkristall
der Flüssigkristallschicht 18 wird
durch Hinzufügen
eines chiralen Reagens zu einem nematischen Flüssigkristall gebildet. Als
nematischer Flüssigkristall
kann zum Beispiel E48 (Handelsname, von Merck) verwendet werden.
Als chirales Reagens kann zum Beispiel CB15 (Handelsname, von Merck)
verwendet werden, das bewirkt, dass sich die Flüssigkristallmoleküle nach
rechts drehen. Die Dicke der Flüssigkristallschicht 18 kann
z. B. 5 μm
betragen. Die Wellenlänge der
selektiven Reflexion durch den chiral-nematischen Flüssigkristall
kann durch Einstellen der Menge des zu dem nematischen Flüssigkristall
hinzuzufügenden
chiralen Reagens angemessen festgelegt werden.
-
Die
jeweiligen Elektroden 12, 16 sind mit einer Elektroenergiequelleneinheit 22 zum
Anwenden einer Spannung zwischen den Elektroden 12, 16 verbunden.
-
Die
Elektroenergiequelleneinheit 22 umfasst ein piezoelektrisches
Element 24 zum Erzeugen eines Spannungssignals, das abrupt
bis auf einen vorgeschriebenen Spannungswert ansteigt und sich dann
allmählich
abschwächt,
und eine Phasendifferenzerzeugungsschaltung 26, die ein
Spannungssignal von dem piezoelektrischen Element 24 in
zwei Spannungssignale teilt und ihnen eine Phasendifferenz verleiht.
-
Die
Elektroenergiequelleneinheit 22 umfasst Ausgabeteile X,
Y, die jeweilig die zwei Spannungssignale ausgeben, in die durch
die Phasendifferenzerzeugungsschaltung 26 das durch das
piezoelektrische Element 24 erzeugte Spannungssignal geteilt worden
ist und denen eine Phasendifferenz verliehen worden ist. Der Ausgabeteil
X ist mit der Elektrode 12 verbunden. Der Ausgabeteil Y
ist mit der Elektrode 16 verbunden.
-
Ein
Schalter 28 und ein Herabstufungstransformator 30 sind
zwischen dem piezoelektrischen Element 24 und der Phasendifferenzerzeugungsschaltung 26 vorgesehen.
Der Schalter 28 wird mit der A-Seite verbunden, um dadurch
ein durch das piezoelektrische Element 24 erzeugtes Spannungssignal
zu der Phasendifferenzerzeugungsschaltung 26 zu führen, so
wie es ist. Der Schalter 28 wird mit der B-Seite verbunden,
um einen Spannungswert eines durch das piezoelektrische Element 24 erzeugten Spannungssignals
durch den Herabstufungstransformator 30 zu verringern und
das Spannungssignal zu der Phasendifferenzerzeugungsschaltung 26 zu
führen.
-
Ein
Hauptcharakteristikum der Anzeigevorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform liegt
darin, wie oben beschrieben, dass die Anzeigevorrichtung die Phasendifferenzerzeugungsschaltung 26 umfasst,
die ein Spannungssignal, das durch das piezoelektrische Element 24 erzeugt
wurde, in zwei Spannungssignale teilt, ihnen eine Phasendifferenz
verleiht und die geteilten Spannungssignale jeweilig auf die Elektroden 12, 16 anwendet.
Dieses Charakteristikum macht es möglich, eine hohe Spannung zwischen
den Elektroden 12, 16 anzuwenden und das Spannungssignal,
das zwischen den Elektroden 12, 16 angewendet
wird, abrupt zu entfernen, wodurch der chiral-nematische Flüssigkristall
der Flüssigkristallschicht 18 in
den planaren Zustand verändert
werden kann. Daher kann die reflektive Anzeigevorrichtung unter
Verwendung eines preiswerten piezoelektrischen Elementes als Elektroenergiequelle
gebildet werden.
-
Als
Nächstes
wird das Verfahren zum Betreiben der Anzeigevorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform
unter Bezugnahme auf 4 erläutert.
-
Zuerst
wird unter Bezugnahme auf 4A der
Betrieb der Anzeigevorrichtung zum Versetzen des chiral-nematischen
Flüssigkristalls
der Flüssigkristallschicht 18 in
den planaren Zustand erläutert, so
dass die Flüssigkristallschicht 18 jenes
von dem einfallenden Licht reflektiert, das eine spezifische Wellenlänge hat.
Die Ansicht auf der linken Seite von 4A ist
die Wellenform des Spannungssignals, das der Phasendifferenzerzeugungsschaltung 26 einzugeben
ist, wenn der Schalter 28 mit der A-Seite verbunden ist.
Die Ansicht auf der rechten Seite von 4A sind
die Wellenformen der Spannungssignale, die jeweilig von den Ausgabeteilen
X, Y der Elektroenergieeinheit 22 auszugeben sind.
-
Der
Schalter 28 wird mit der A-Seite verbunden, und dann wird
das piezoelektrische Element 24 betrieben, um dadurch ein
Spannungssignal zu erzeugen, welches abrupt bis auf einen vorgeschriebenen
Spannungswert ansteigt und sich dann allmählich abschwächt. Ein
Spannungswert des Spannungssignals kann z. B. 50 V sein.
-
Das
durch das piezoelektrische Element 24 erzeugte Spannungssignal
wird der Phasendifferenzerzeugungsschaltung 26 eingegeben,
so wie es ist (siehe die Ansicht auf der linken Seite von 4A).
-
Dann
wird das eingegebene Spannungssignal durch die Phasendifferenzerzeugungsschaltung 26 in
zwei Spannungssignale geteilt. Dabei wird den zwei geteilten Spannungssignalen
eine Phasendifferenz verliehen. Eine Phasendifferenz, die den zwei Spannungssignalen
zu verleihen ist, kann z. B. 50 ms betragen. Die zwei Spannungssignale,
in die das Spannungssignal geteilt worden ist und denen die Phasendifferenz
verliehen worden ist, werden jeweilig von den Ausgabeteilen X, Y
ausgegeben (siehe die Ansicht auf der rechten Seite von 4A).
-
Als
Nächstes
werden die Spannungssignale, die von den Ausgabeteilen X, Y ausgegeben
werden, jeweilig auf die Elektroden 12, 16 angewendet.
Die jeweilig auf die Elektroden 12, 16 angewendeten Spannungssignale
sind einer Spannung mit Rechteckwellenform äquivalent, die zwischen den
Elektroden 12, 16 angewendet wird. Das heißt, eine
hohe Spannung wird angewendet, und dann wird die Spannung abrupt
entfernt. Wenn zum Beispiel ein Spannungswert eines Spannungssignals,
das durch das piezoelektrische Element 14 erzeugt wurde,
50 V beträgt
und eine Phasendifferenz, die durch die Phasendifferenzerzeugungsschaltung 26 zu
verleihen ist, 50 ms beträgt,
wird eine Spannung mit der Rechteckwellenform mit einem Spannungswert
von 50 V und einer Impulsbreite von 50 ms zwischen den Elektroden 12, 16 angewendet.
-
Somit
gestattet es die Spannung mit der Rechteckwellenform, die zwischen
den Elektroden 12, 16 angewendet wird, dass der
chiral-nematische Flüssigkristall
der Flüssigkristallschicht 18 den
planaren Zustand einnimmt. Somit reflektiert die Flüssigkristallschicht 18 selektiv
jenes von dem einfallenden Licht, das eine spezifische Wellenlänge entsprechend
einer Helixsteigung der Flüssigkristallmoleküle hat.
-
In
dieser Weise kann die Anzeigevorrichtung betrieben werden, um jenes
von dem einfallenden Licht zu reflektieren, das eine spezifische
Wellenlänge
hat.
-
Nun
wird unter Bezugnahme auf 4B der Betrieb
der Anzeigevorrichtung zum Verändern
des chiral-nematischen Flüssigkristalls
der Flüssigkristallschicht 18 in
den fokal-konischen
Zustand erläutert,
so dass die Flüssigkristall schicht 18 das
einfallende Licht hindurchlässt,
so wie es ist. Die Ansicht auf der linken Seite von 4B ist
die Wellenform eines Spannungssignals, das der Phasendifferenzerzeugungsschaltung 26 einzugeben
ist, wenn der Schalter 28 mit der B-Seite verbunden ist.
Die Ansicht auf der rechten Seite von 4B sind
die Wellenformen der Spannungssignale, die jeweilig von den Ausgabeteilen
X, Y der Elektroenergieeinheit 22 auszugeben sind.
-
Der
Schalter 28 wird mit der B-Seite verbunden, und dann wird
das piezoelektrische Element 24 betrieben, um dadurch das
Spannungssignal zu erzeugen, und zwar als Spannungssignal, das erzeugt wird,
wenn das piezoelektrische Element 24 mit der A-Seite verbunden
ist. Der Spannungswert des Spannungssignals kann z. B. 50 V betragen.
-
Das
durch das piezoelektrische Element 24 erzeugte Spannungssignal
wird dem Herabstufungstransformator 30 eingegeben, um auf
einen vorgeschriebenen Spannungswert verringert zu werden. Zum Beispiel
wird ein Spannungssignal von 50 V, das durch das piezoelektrische
Element 24 erzeugt wurde, auf 20 V verringert.
-
Das
Spannungssignal, das durch den Herabstufungstransformator 30 verringert
worden ist, wird der Phasendifferenzerzeugungsschaltung 26 eingegeben
(siehe die Ansicht auf der linken Seite von 4B).
-
Als
Nächstes
wird in derselben Weise wie beim Verbinden des Schalters 28 mit
der A-Seite das eingegebene Spannungssignal durch die Phasendifferenzerzeugungsschaltung 26 in
zwei Spannungssignale geteilt. Dabei wird den zwei geteilten Spannungssignalen
eine Phasendifferenz verliehen. Die Phasendifferenz, die den zwei
Spannungssignalen zu verleihen ist, kann z. B. 50 ms betragen. Die
zwei Spannungssignale, in die das Spannungssignal geteilt worden
ist und denen die Phasendifferenz verliehen worden ist, werden jeweilig
von den Ausgabeteilen X, Y ausgegeben (siehe die Ansicht auf der
rechten Seite von 4B).
-
Als
Nächstes
werden die zwei Spannungssignale, die von den Ausgabeteilen X, Y
ausgegeben werden, jeweilig auf die Elektroden 12, 16 angewendet.
Die Anwendung der Spannungssignale, die jeweilig auf die zwei Elektroden
angewendet werden, ist der Anwendung der Spannung mit einer Rechteckwellenform
zwischen den Elektroden 12, 16 äquivalent.
Wenn zum Beispiel ein Spannungssignal, das durch das piezoelektrische
Element 14 erzeugt wird, 50 V beträgt, der Spannungswert durch
den Herabstufungstransformator 30 auf 20 V verringert wird
und eine Phasendifferenz, die durch die Phasendifferenzerzeugungsschaltung 26 zu
verleihen ist, 50 ms beträgt,
wird äquivalent
eine Spannung mit einer Rechteckwellenform mit einem Spannungswert
von 20 V und einer Impulsbreite von 50 ms angewendet. Das heißt, das
Verbinden des Schalters mit der B-Seite ist dem Anwenden einer Spannung
mit einer Rechteckwellenform zwischen den Elektroden 12, 16 mit
einem kleineren Spannungswert als beim Verbinden des Schalters mit
der A-Seite äquivalent.
-
Das
Spannungssignal mit der Rechteckwellenform mit einem kleineren Spannungswert
als beim Verbinden des Schalters mit der A-Seite, das zwischen den
Elektroden 12, 16 angewendet worden ist, verändert den
chiral-nematischen Flüssigkristall
der Flüssigkristallschicht 18 in
die fokal-konische Struktur. Somit wird das einfallende Licht durch
die Flüssigkristallschicht 18 hindurchgelassen,
um durch die Photoabsorptionsschicht 11 absorbiert zu werden.
-
Die
Anzeigevorrichtung wird somit betrieben, um das einfallende Licht
so wie es ist hindurchzulassen.
-
Der
Schalter 28 wird umgeschaltet, wie oben beschrieben, wodurch
eine Rechteckwellenform mit einem größeren Spannungswert oder eine
Rechteckwellenform mit einem kleineren Spannungswert zwischen den
Elektroden 12, 16 angewendet werden kann. Daher
kann der chiral-nematische Flüssigkristall
der Flüssigkristallschicht 18 in
den planaren Zustand oder den fokal-konischen Zustand versetzt werden.
Folglich können
der Zustand, bei dem die Flüssigkristallschicht 18 jenes
von dem einfallenden Licht, das eine spezifische Wellenlänge hat,
reflektiert, und der Zustand, bei dem die Flüssigkristallschicht 18 das
einfallende Licht hindurchlassen kann, umgeschaltet werden, und
die Anzeigevorrichtung kann in dem nichtemittierenden reflektiven
Modus betrieben werden.
-
Gemäß der vorliegenden
Ausführungsform wird
ein Spannungssignal, wie oben beschrieben, das durch das piezoelektrische
Element 14 erzeugt wird, in zwei Spannungssignale geteilt,
und ihnen wird eine Phasendifferenz verliehen, und die Spannungen
werden jeweilig auf die Elektroden 12, 16 angewendet,
wodurch der Zustand erzeugt werden kann, der dem Zustand äquivalent
ist, der durch Anwenden einer hohen Spannung zwischen den Elektroden 12, 16 und
abruptes Entfernen der Spannung gebildet wird, und der chiral-nematische
Flüssigkristall
der Flüssigkristallschicht 18 kann
in den planaren Zustand verändert
werden. Der Spannungswert eines Spannungssignals, das durch das
piezoelektrische Element 14 erzeugt wird, wird verringert,
wodurch der chiral-nematische Flüssigkristall
in den fokal-konischen Zustand verändert wird. Die reflektive Anzeigevorrichtung
unter Verwendung des piezoelektrischen Elementes 24 als
Elektroenergiequelle zum Anwenden einer Spannung zwischen den Elektroden 12, 16 und
unter Verwendung des chiral-nematischen Flüssigkristalls kann preiswert
gebildet werden und einfach betrieben werden.
-
In
der vorliegenden Ausführungsform
wird ein Spannungssignal mit einem großen Spannungswert durch das
piezoelektrische Element 24 erzeugt, und zum Verändern des
chiral-nematischen
Flüssigkristalls
in den fokal-konischen Zustand wird das Spannungssignal durch den
Herabstufungstransformator 30 verringert, um der Phasendifferenzerzeugungsschaltung 26 eingegeben
zu werden, wobei aber auch das Gegenteil möglich ist. Das heißt, ein Spannungssignal
mit einem kleinen Spannungswert wird durch das piezoelektrische
Element 24 erzeugt, und wenn der chiral-nematische Flüssigkristall
in den fokal-konischen Zustand zu versetzen ist, wird das Spannungssignal
der Phasendifferenzerzeugungsschaltung 26 eingegeben, so
wie es ist. Wenn andererseits der chiral-nematische Flüssigkristall in den planaren
Zustand versetzt wird, wird das Spannungssignal mit dem kleinen
Spannungswert, das durch das piezoelektrische Element 24 erzeugt
wird, durch einen Heraufstufungstransformator erhöht, um der Phasendifferenzerzeugungsschaltung 26 eingegeben
zu werden.
-
In
der vorliegenden Ausführungsform
sind der Fall der Anwendung einer höheren Spannung zwischen den
Elektroden 12, 16 und der Fall der Anwendung einer
niedrigeren Spannung zwischen den Elektroden 12, 16 erläutert worden,
wobei dies aber nicht wesentlich ist. Zum Beispiel ist es möglich, dass ein
Spannungswert eines durch ein piezoelektrisches Element 24 erzeugten
Spannungssignals auf geeignete Weise einstellbar gemacht wird, um
dadurch einen Wert einer Spannung angemessen einzustellen, die zwischen
den Elektroden 12, 16 anzuwenden ist. Dadurch
kann der chiral-nematische Flüssigkristall
in einen Zustand versetzt werden, bei dem der planare Zustand und
der fokal-konische Zustand vermischt sind, und es können Halbton-Anzeigen
vorgenommen werden.
-
(Zweite Ausführungsform)
-
Unter
Bezugnahme auf 5 und 6 werden nun
die Anzeigevorrichtung und das Verfahren zum Betreiben der Anzeigevorrichtung
gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung erläutert. 5 ist
eine schematische Ansicht der Anzeigevorrichtung gemäß der vorliegenden
Ausführungsform,
die deren Struktur zeigt. 6 sind Ansichten,
die das Verfahren zum Betreiben der Anzeigevorrichtung gemäß der vorliegenden
Ausführungsform
erläutern.
Dieselben Komponenten der vorliegenden Ausführungsform wie jene der Anzeigevorrichtung
und des Verfahrens zum Betreiben der Anzeigevorrichtung gemäß der ersten
Ausführungsform sind
mit denselben Bezugszeichen versehen, um ihre Erläuterung
nicht zu wiederholen oder sie zu vereinfachen.
-
In
der ersten Ausführungsform
wird der Wert eines Spannungssignals verändert, um Spannungssignale
mit verschiedenen Spannungswerten jeweilig auf die Elektroden 12, 16 anzuwenden,
wodurch die Orientierungszustände
des chiral-nematischen
Flüssigkristalls
der Flüssigkristallschicht 18 gesteuert werden.
Jedoch sind die Anzeigevorrichtung und das Verfahren zum Betreiben
der Anzeigevorrichtung gemäß der vorliegenden
Ausführungsform
hauptsächlich
dadurch gekennzeichnet, dass die Wellenform eines Spannungssignals
verändert
wird, um auf Elektroden 12, 16 angewendet zu werden,
wodurch Orientierungszustände
des chiral-nematischen Flüssigkristalls
einer Flüssigkristallschicht 18 verändert werden.
-
Eine
Elektroenergiequelleneinheit 22 umfasst ein piezoelektrisches
Element 24, das ein Spannungssignal erzeugt, und eine Phasendifferenzerzeugungsschaltung 26,
die ein Spannungssignal teilt, das durch die piezoelektrische Vorrichtung 24 erzeugt
wird, und ihnen eine Phasendifferenz verleiht. Ein Schalter 32 ist
zwischen dem piezoelektrischen Element 24 und der Phasendifferenzerzeugungsschaltung 26 vorgesehen.
Der Schalter 32 wird mit einer A-Seite verbunden, wodurch
ein Spannungssignal, das durch das piezoelektrische Element 24 erzeugt
wird, in zwei Spannungssignale geteilt wird, und den zwei Spannungssignalen
wird durch die Phasendifferenzerzeugungsschaltung 26 eine
Phasendifferenz verliehen, und die zwei Spannungssignale werden
jeweilig von Ausgabeteilen X, Y ausgegeben. Der Schalter 32 wird
mit einer B-Seite verbunden, wodurch ein Spannungssignal, das durch
das piezoelektrische Element 24 erzeugt wird, so wie es ist
von dem Ausgabeteil X ausgegeben wird, um auf eine 12 der
Elektroden angewendet zu werden.
-
Nun
wird unter Bezugnahme auf 6 das Verfahren
zum Betreiben der Anzeigevorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform
erläutert.
-
Zuerst
wird unter Bezugnahme auf 6A der
Betrieb der Anzeigevorrichtung erläutert, worin der chiral-nematische
Flüssigkristall
der Flüssigkristallschicht 18 in
den planaren Zustand versetzt wird, so dass die Flüssigkristallschicht 18 jenes
von dem einfallenden Licht reflektiert, das eine spezifische Wellenlänge hat.
Die Ansicht auf der linken Seite von 6A zeigt
die Wellenform eines Spannungssignals, das der Phasendifferenzerzeugungsschaltung 26 einzugeben
ist, wenn der Schalter 32 mit der A-Seite verbunden ist.
Die Ansicht auf der rechten Seite von 6A zeigt
die Wellenformen von Spannungssignalen, die jeweilig von den Ausgabeteilen
X, Y der Phasendifferenzerzeugungsschaltung 26 auszugeben
sind.
-
Zuerst
wird der Schalter 32 mit der Seite A verbunden, und dann
wird ein vorgeschriebenes Spannungssignal durch das piezoelektrische
Element 24 erzeugt. Ein Spannungswert des Spannungssignals
kann z. B. 50 V sein.
-
Das
durch das piezoelektrische Element 24 erzeugte Spannungssignal
wird so wie es ist der Phasendifferenzerzeugungsschaltung 26 eingegeben (siehe
die linke Ansicht von 6A).
-
Dann
wird das Spannungssignal genauso wie in der ersten Ausführungsform
in zwei Spannungssignale geteilt, und durch die Phasendifferenzerzeugungsschaltung 26 wird
den zwei Spannungssignalen eine Phasendifferenz verliehen, und die zwei
Spannungssignale, denen die Phasendifferenz verliehen wurde, werden
jeweilig auf die Elektroden 12, 16 angewendet
(siehe die rechte Ansicht von 6A). So
wird der chiral-nematische
Flüssigkristall
der Flüssigkristallschicht 18 in
den planaren Zustand versetzt. Somit reflektiert die Flüssigkristallschicht 18 jenes
von dem einfallenden Licht, das eine spezifische Wellenlänge entsprechend
einer Helixsteigung der Flüssigkristallmoleküle hat.
-
Die
Anzeigevorrichtung wird somit angetrieben, um jenes von dem einfallenden
Licht zu reflektieren, das eine spezifische Wellenlänge hat.
-
Als
Nächstes
wird unter Bezugnahme auf 6B der
Betrieb der Anzeigevorrichtung erläutert, in der der chiral-nematische Flüssigkristall
der Flüssigkristallschicht 18 in
den fokal-konischen Zustand versetzt wird, so dass die Flüssigkristallschicht 18 das
einfallende Licht hindurch lässt,
so wie es ist. Die Ansicht auf der linken Seite von 6B ist
die Ansicht der Wellenform eines Spannungssignals, das der Phasendifferenzerzeugungsschaltung 26 einzugeben
ist, wenn der Schalter 32 mit der B-Seite verbunden ist.
Die Ansicht auf der rechten Seite von 6B zeigt
Ansichten der Wellenformen der Spannungssignale, die jeweilig von
den Ausgabeteilen X, Y der Phasendifferenzerzeugungsschaltung 26 ausgegeben
werden.
-
Der
Schalter 32 wird mit der B-Seite verbunden, und dann wird
durch das piezoelektrische Element 24 ein vorgeschriebenes
Spannungssignal erzeugt. Ein Spannungswert des Spannungssignals kann
z. B. 50 V sein.
-
Ein
Spannungssignal, das durch das piezoelektrische Element 24 erzeugt
wird, wird von dem Ausgabeteil X der Elektroquelleneinheit 22 ausgegeben,
um so wie es ist auf die Elektrode 12 angewendet zu werden.
Andererseits wird das Spannungssignal nicht auf die Elektrode 16 angewendet
(siehe die rechte Ansicht von 6B).
-
In
diesem Fall wird ein Spannungssignal nur auf eine 12 der
Elektroden unter Verwendung des piezoelektrischen Elementes 24 angewendet.
Obwohl eine hohe Spannung zwischen den Elektroden 12, 16 angewendet
werden kann, kann demzufolge, wie es bei dem Prinzip der vorliegenden
Erfindung beschrieben ist, die angewendete Spannung zwischen den Elektroden 12, 16 nicht
abrupt entfernt werden. Daher wird der chiral-nematische Flüssigkristall der Flüssigkristallschicht 18 in
den fokal-konischen Zustand versetzt. Somit wird das einfallende
Licht durch die Flüssigkristallschicht 18 hindurchgelassen,
um durch die Photoabsorptionsschicht 11 absorbiert zu werden.
-
Somit
wird die Anzeigevorrichtung betrieben, um das einfallende Licht
hindurchzulassen, so wie es ist.
-
Gemäß der vorliegenden
Ausführungsform wird
ein Spannungssignal, das durch das piezoelektrische Element 24 erzeugt
wird, wie oben beschrieben, in zwei Spannungssignale geteilt, wird
ihnen eine Phasendifferenz verliehen und werden die zwei Spannungssignale
jeweilig auf die Elektroden 12, 16 angewendet,
wodurch ein Zustand erzeugt werden kann, der jenem äquivalent
ist, der durch Anwenden einer hohen Spannung zwischen den Elektroden 12, 16 und
dann durch abruptes Entfernen der Spannung gebildet wird, wodurch
der chiral-nematische Flüssigkristall
der Flüssigkristallschicht 18 in
den planaren Zustand versetzt werden kann. Ein durch das piezoelektrische
Element 24 erzeugtes Spannungssignal wird einfach auf eine
Elektrode 12 angewendet, wodurch der chiral-nematische
Flüssigkristall
in den fokal-konischen Zustand verändert werden kann. Die reflektive
Anzeigevorrichtung unter Verwendung des piezoelektrischen Elementes 24 als
Elektroenergiequelle zum Anwenden einer Spannung zwischen den Elektroden 12, 16 und
unter Verwendung des chiral-nematischen
Flüssigkristalls
kann preiswert gebildet werden und einfach betrieben werden.
-
(Dritte Ausführungsform)
-
Unter
Bezugnahme auf 7 und 8 werden nun
die Anzeigevorrichtung und das Verfahren zum Betreiben der Anzeigevorrichtung
gemäß einer
dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung erläutert. 7 ist
eine schematische Ansicht der Anzeigevorrichtung gemäß der vorliegenden
Ausführungsform,
die deren Struktur zeigt. 8 sind schematische
Ansichten der Zustände
der Photoleiterschicht vor und nach der Anwendung von Licht auf die
Photoleiterschicht.
-
Dieselben
Bestandteile der vorliegenden Ausführungsform wie jene der Anzeigevorrichtung gemäß der ersten
Ausführungsform
sind mit denselben Bezugszeichen versehen, um deren Erläuterung nicht
zu wiederholen oder sie zu vereinfachen.
-
Zuerst
wird unter Bezugnahme auf 7 die Anzeigevorrichtung
gemäß der vorliegenden
Ausführungsform
erläutert.
Die Anzeigevorrichtung gemäß der vorliegenden
Ausführungsform
ist die Anzeigevorrichtung gemäß der ersten
Ausführungsform,
die mit einem Photoschreibsystem kombiniert wird.
-
Eine
Elektrode 12 aus ITO ist, wie in 7 gezeigt,
auf einem Substrat 10 aus Glas gebildet. Eine Photoleiterschicht 34 aus
amorphem Silizium, die ihre Leitfähigkeit in Abhängigkeit
von dem Nichtvorhandensein oder dem Vorhandensein der Lichtanwendung
verändert,
ist auf der Elektrode 12 gebildet.
-
Eine
Photoabsorptionsschicht 11 ist auf der Photoleiterschicht 34 gebildet.
-
Ein
Substrat 14 aus Glas ist über der Seite des Substrats 10 mit
der darauf gebildeten Photoleiterschicht 34, etc. gegenüber dem
Substrat 10 angeordnet. Eine Elektrode 16 ist
auf der Seite des Substrats 14 gebildet, die der Photoleiterschicht 34 gegenüberliegt.
-
Eine
Flüssigkristallschicht 18 des
chiral-nematischen Flüssigkristalls
ist zwischen den Substraten 10, 14 gebildet, die
einander gegenüberliegen. Die
Flüssigkristallschicht 18 ist
mit einer Abdichtungsverbindung 20 zum Verhindern des Heraustretens
des Flüssigkristalls
an der äußeren Peripherie zwischen
den Substraten 10, 14 abgedichtet.
-
Ein
Lichtmodulator 36, der Licht auf die Photoleiterschicht 34 an
einer vorgeschriebenen Position anwenden kann, ist auf der Rückseite
des Substrats 10 mit der darauf gebildeten Photoleiterschicht 34 vorgesehen.
-
Die
Elektroden 12, 16, die jeweilig auf den Substraten 10, 14 gebildet
sind, sind wie in der ersten Ausführungsform mit einer Elektroenergiequelleneinheit 22 verbunden.
-
Die
Anzeigevorrichtung gemäß der vorliegenden
Ausführungsform
ist hauptsächlich
dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner die Photoleiterschicht 34 umfasst,
die auf der Elektrode 12 gebildet ist, und den Lichtmodulator 36,
der an einer vorgeschriebenen Position Licht auf die Photoleiterschicht 34 anwenden
kann, welche zu der Struktur der Anzeigevorrichtung gemäß der ersten
Ausführungsform hinzugefügt sind.
-
Die
Photoleiterschicht 34 aus amorphem Silizium wird durch
die Anwendung von Licht elektrisch leitfähig.
-
Bevor
Licht auf die Photoleiterschicht 34 angewendet wird, ist
die Photoleiterschicht 34 nicht geladen, wie in 8A gezeigt,
und sie hat einen hohen elektrischen Widerstand. Daher ist die Stärke der elektrischen
Felder, die in der Flüssigkristallschicht 18 gebildet
sind, sehr niedrig.
-
Wenn
andererseits Licht durch den Photomodulator 36 auf die
Photoleiterschicht 34 an einer vorgeschriebenen Position
angewendet wird, wird die Photoleiterschicht 34 an der
Position, auf die das Licht angewendet worden ist, geladen, wie
in 8B gezeigt, und der elektrische Widerstand wird
verringert. Daher kann in diesem Zustand, wenn eine Spannung zwischen
den Elektroden 12, 16 durch das Verfahren zum
Antreiben der Anzeigevorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform
angewendet wird, ein starkes elektrisches Feld in dem Flüssigkristall nur
an der vorgeschriebenen Position gebildet werden. So kann der Orientierungszustand
des chi ral-nematischen Flüssigkristalls
der Flüssigkristallschicht 18 an
der vorgeschriebenen Position verändert werden.
-
Nun
wird unter Bezugnahme auf 7 das Verfahren
zum Betreiben der Anzeigevorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform
erläutert.
-
Zuerst
wird der Betrieb der Anzeigevorrichtung erläutert, in der der chiral-nematische
Flüssigkristall
der Flüssigkristallschicht 18 an
einer vorgeschriebenen Position in den planaren Zustand verändert wird,
so dass die Anzeigevorrichtung ein vorgeschriebenes Bild anzeigt.
In dem Anfangszustand der Anzeigevorrichtung kann der chiral-nematische
Flüssigkristall
der Flüssigkristallschicht 18 in
dem planaren Zustand oder dem fokal-konischen Zustand sein.
-
Zuerst
wird Licht auf die Photoleiterschicht 34 an einer vorgeschriebenen
Position durch den Photomodulator 36 angewendet. Die Photoleiterschicht 34 wird
an den Positionen leitend, an denen Licht auf sie angewendet worden
ist.
-
Dann
werden genauso wie in der ersten Ausführungsform zwei Spannungssignale
mit hohen Spannungswerten mit einer Phasendifferenz jeweilig auf
die Elektroden 12, 16 angewendet. Was Antriebsbedingungen
anbelangt, kann ein Spannungswert des durch das piezoelektrische
Element 24 erzeugten Spannungssignals zum Beispiel 120
V sein und kann eine Phasendifferenz, die zwei Spannungssignalen
zu verleihen ist, die durch die Phasendifferenzerzeugungsschaltung 26 geteilt
wurden, 100 ms betragen.
-
So
nimmt der chiral-nematische Flüssigkristall,
der über
dem Teil der Photoleiterschicht 34 positioniert ist, auf
den das Licht angewendet worden ist, einen Zustand ein, der dem
Zustand äquivalent
ist, der durch Bilden eines starken elektrischen Feldes und abruptes
Entfernen des elektrischen Feldes hervorgerufen wird. Daher nimmt
der chiral-nematische Flüssigkristall,
der über
dem Teil der Photoleiterschicht 34 positioniert ist, auf
den das Licht angewendet worden ist, den planaren Zustand ein und
reflektiert Licht mit einer spezifischen Wellenlänge entsprechend einer Helixsteigung
der Flüssigkristallmoleküle.
-
Andererseits
nimmt der Zustand des chiral-nematischen Flüssigkristalls, der über dem
Teil der Photoleiterschicht 34 positioniert ist, auf den
das Licht nicht angewendet worden ist, auf Grund eines schwachen
elektrischen Feldes den fokal-konischen Zustand ein. Daher lässt der
chiral-nematische
Flüssigkristall,
der über
dem Teil der Photoleiterschicht 34 positioniert ist, auf
den das Licht angewendet worden ist, das einfallende Licht hindurch.
-
Der
chiral-nematische Flüssigkristall
der Flüssigkristallschicht 18 an
der vorgeschriebenen Position wird somit in den reflektiven Zustand
versetzt, wodurch ein Bild entsprechend der Position, an der Licht
durch den Photomodulator 36 angewendet worden ist, angezeigt
werden kann.
-
Der
chiral-nematische Flüssigkristall,
der über
dem Teil der Photoleiterschicht 34 positioniert ist, auf
den das Licht angewendet worden ist, kann auch in den fokal-konischen
Zustand versetzt werden.
-
In
diesem Fall werden genauso wie in der ersten Ausführungsform
Spannungssignale mit niedrigen Spannungswerten mit einer Phasendifferenz
jeweilig auf die Elektroden 12, 16 angewendet.
Was Antriebsbedingungen anbelangt, wird der Spannungswert eines
Spannungssignals von zum Beispiel 120 V, das durch das piezoelektrische
Element 24 erzeugt wird, durch den Herabstufungstransformator 30 auf
50 V verringert, und eine Phasendifferenz, die den zwei Spannungssignalen
zu verleihen ist, die durch die Phasendifferenzerzeugungsschaltung 26 erzeugt
wurden, kann 100 ms betragen.
-
Andererseits
hat der Zustand des chiral-nematischen Flüssigkristalls, der über dem
Teil der Photoleiterschicht 34 positioniert ist, worauf
das Licht nicht angewendet worden ist, ein sehr schwaches elektrisches
Feld, und er wird nicht verändert.
-
Daher
hat die Flüssigkristallschicht 18 den zusätzlichen
Teil, der das einfallende Licht so wie es ist hindurchlässt, und
ein neues Bild wird zusätzlich zu
dem zuvor angezeigten Bild angezeigt.
-
Um
das angezeigte Bild zu löschen,
wird Licht auf die gesamte Oberfläche der Photoleiterschicht 34 angewendet,
und dann wird eine Spannung von 120 V in derselben Weise angewendet.
Der gesamte chiral-nematische Flüssigkristall
der Flüssigkristallschicht 18 wird
in den planaren Zustand versetzt, und das angezeigte Bild wird gelöscht.
-
Gemäß der vorliegenden
Ausführungsform wird
ein Spannungssignal, das durch das piezoelektrische Element 24 erzeugt
wird, in zwei Spannungssignale geteilt, wie oben beschrieben, ihnen
wird eine Phasendifferenz verliehen, und die zwei Spannungssignale
werden jeweilig auf die Elektroden 12, 16 über die
Photoleiterschicht 34 angewendet, an deren vorgeschriebener
Position Licht angewendet worden ist, wodurch der chiral-nematische
Flüssigkristall,
der über
dem Teil der Photoleiterschicht 34 positioniert ist, auf
den das Licht angewendet worden ist, in den planaren Zustand versetzt
werden kann, und Bilder, etc. können
sofort angezeigt werden.
-
In
der vorliegenden Ausführungsform
ist das Material der Photoleiterschicht 34 amorphes Silizium, wobei
es jedoch nicht unbedingt auf amorphes Silizium begrenzt ist. Als
Material der Photoleiterschicht 34 kann zum Beispiel OPC
(Organic PhotoConductor), das als Sensibilisator von Laserdruckern
verwendet wird, eingesetzt werden.
-
In
der vorliegenden Ausführungsform
werden Spannungssignale genauso wie in der ersten Ausführungsform
auf die Elektroden 12, 16 angewendet, wobei sie
jedoch genauso wie in der zweiten Ausführungsform auf die Elektroden 12, 16 angewendet
werden können.
-
(Abgewandelte Ausführungsformen)
-
Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen
begrenzt und kann sich auf zahlreiche andere Abwandlungen erstrecken.
-
Zum
Beispiel enthält
die Anzeigevorrichtung in den oben beschriebenen Ausführungsformen
die Flüssigkristallschicht
des chiral-nematischen Flüssigkristalls,
wobei solch eine Flüssigkristallschicht
jedoch nicht wesentlich ist. Als Flüssigkristall, der die Flüssigkristallschicht
bildet, kann zum Beispiel ein Flüssigkristall
verwendet werden, der eine cholesterische Phase bildet.
-
In
den oben beschriebenen Ausführungsformen
enthält
die Anzeigevorrichtung die Flüssigkristallschicht
des chiral-nematischen
Flüssigkristalls, wobei
solch eine Flüssigkristallschicht
jedoch nicht wesentlich ist. Die vorliegende Erfindung ist auf eine beliebige
Anzeigevorrichtung anwendbar, solange die Anzeigevorrichtung eine
Anzeigeschicht enthält, die
einen Anzeigezustand entsprechend Spannungen verändert, die zwischen den Elektroden
angewendet werden.
-
In
den oben beschriebenen Ausführungsformen
sind die Substrate 10, 14 aus Glas gebildet. Das Material
der Substrate 10, 14 ist nicht unbedingt auf Glas
begrenzt und kann ein beliebiges Material sein, solange das Material
lichtdurchlässig
ist. Materialien der Substrate 10, 14 können auch
ein Harz wie z. B. Polyethylenterephthalat oder andere sein. Die
Anzeigevorrichtung kann flexibel sein und auf breiten Anwendungsgebieten
verwendbar sein.
-
In
den oben beschriebenen Ausführungsformen
sind die Elektroden 12, 16 aus ITO gebildet. Das Material
der Elektroden 12, 16 ist jedoch nicht unbedingt
auf ITO begrenzt und kann ein beliebiges sein, solange das Material
lichtdurchlässig
ist.
-
In
den oben beschriebenen Ausführungsformen
wird ein Spannungssignal durch ein piezoelektrisches Element 24 erzeugt,
wird das Spannungssignal durch die Phasendifferenzerzeugungsschaltung 26 in
zwei Spannungssignale geteilt und werden ihnen eine Phasendifferenz
verliehen, und dann werden die Spannungssignale jeweilig auf die
Elektroden 12, 16 angewendet. Es ist jedoch möglich, dass piezoelektrische
Elemente jeweilig mit den Elektroden 12, 16 verbunden
sind und Spannungssignale mit einer Phasendifferenz angewendet werden.
-
[ANWENDBARKEIT IN DER INDUSTRIE]
-
Die
Anzeigevorrichtung und das Verfahren zum Betreiben der Anzeigevorrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung sind zur Kostenreduzierung und zur Reduzierung des Elektroenergieverbrauchs der
Anzeigevorrichtungen von Computern, Mobilgeräten, etc. nützlich, bei denen Flüssigkristalle
verwendet werden, die eine cholesterische Phase bilden.