JP2002040476A - 液晶表示素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 液晶動作や直流電圧などの不安定化による表
示焼き付きを軽減する。 【解決手段】 一対のガラス基板１、２の各配向膜９、
１０間に自発分極を有する液晶３が封入された表示機能
を有する液晶セル４と、強誘電性の液晶高分子層２１を
有し、かつ印加電界の極性に応じて位相差を発生させる
位相差発生機能を有する液晶高分子セル２０とを積層さ
せた。従って、液晶高分子セル２０に印加される電界の
極性を変えて位相差を発生させることにより、液晶セル
４に印加される電界を変えても、液晶高分子セル２０に
印加される電界の極性を制御することにより、同一表示
状態にすることができ、このため常に同じパターンを表
示する場合、直流電圧を印加し続ける必要がないので、
液晶動作や直流電圧などの不安定化による表示焼き付き
を軽減することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は液晶表示素子に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、液晶表示素子においては、高速応
答性および広視野角特性が要望され、これに応えて、双
安定性を有する強誘電性液晶、３つの安定性をもつ反強
誘電性液晶、あるいは反強誘電性液晶を用い、電界の強
度に応じて液晶層のダイレクタが連続的に変化する光学
的特性をもった液晶表示素子が提案されている。図６お
よび図７はその一例を示した図である。この液晶表示素
子は、図６に示すように、一対の透明なガラス基板１、
２が上下に対向して配置され、これら一対のガラス基板
１、２間に反強誘電性の液晶３が封入された液晶セル４
と、この液晶セル４の上面つまり上側のガラス基板１の
上面に設けられた上側の偏光板５と、液晶セル４の下面
つまり下側のガラス基板２の下面に設けられた下側の偏
光板６とを備えている。

【０００３】この場合、図６に示すように、液晶セル４
の下側のガラス基板２の対向面（同図では上面）には、
ＩＴＯなどの透明な導電材料からなる複数の画素電極７
が行方向および列方向に配列形成されていると共に、こ
れら複数の画素電極７を覆って配向膜８が形成されてい
る。また、液晶セル４の上側のガラス基板１の下面に
は、同図に示すように、ＩＴＯなどの透明な導電材料か
らなる共通電極９が形成されていると共に、これら共通
電極９を覆って配向膜１０が形成されている。そして、
反強誘電性の液晶３は、上下一対のガラス基板１、２の
各配向膜８、１０間に挟持されて配向されている。な
お、上下一対の偏光板５、６は、各透過軸が互いに直交
した状態で配置されている。

【０００４】このような液晶表示素子は、液晶セル４に
絶対値が十分大きい直流電圧（ＤＣ）を印加すると、液
晶分子の自発分極の方位が印加電圧の極性に応じて揃う
特性をもっている。このため、例えば、図７（ａ）に示
すように、液晶セル４に十分高いプラスの直流電圧（＋
ＤＣ）を印加すると、その印加電圧の極性に応じて液晶
分子の自発分極が揃い、液晶分子が透過軸を互いに直交
させた上下の偏光板５、６の各透過軸に対して、ほぼ４
５°の角度で交差する方向にその分子長軸を揃えて配列
し、図７（ｂ）に示すように、透過率が高くなり、白表
示を呈する。また、図７（ａ）に示すように、液晶セル
４に絶対値が十分大きいマイナスの直流電圧（−ＤＣ）
を印加すると、その印加電圧のマイナス極に応じて上記
のプラス極性とは異なる方向に液晶分子の自発分極が揃
い、液晶分子がその分子長軸を、上下の偏光板５、６の
各透過軸のうち、いずれか一方の透過軸と一致する方向
に揃えて配列し、透過する光が遮断され、図７（ｂ）に
示すように、透過率が低くなり、黒表示を呈する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな液晶表示素子では、常に同じパターンである固定パ
ターンを表示する場合、液晶セル４に直流電圧を印加し
続けなければならないため、液晶層中のイオン性不純物
が画素電極７に引き寄せられ、このイオン性不純物によ
る液晶動作の不安定化、あるいは直流電圧の不安定化に
よって表示焼き付きが発生するという問題がある。な
お、このような表示焼き付きを防ぐために、駆動信号に
一定のリセット期間を設け、直流電圧の不安定性を緩和
する方法が考えられているが、このような方法では、リ
セット信号の導入によるフリッカ（画面のチラツキ）の
発生、駆動波形の煩雑化、消費電力の増大などの問題が
生じる。

【０００６】この発明の課題は、駆動信号にリセット期
間を設けることなく、イオン性不純物による液晶動作の
不安定化による表示焼き付きを軽減することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は、互いに対向
する一対の基板の対向面にそれぞれ透明電極とこの透明
電極を覆う配向膜とが設けられた一対の基板間に自発分
極を有する液晶が封入され、前記液晶に印加される電界
に応じて液晶分子の配向状態を制御して表示状態を変化
させる表示機能を有する液晶セルと、対向配置された透
明電極間に強誘電性の液晶高分子を挟持し、前記液晶高
分子に印加される電界の極性に応じて、この液晶高分子
を２つの配向状態に制御し、前記液晶セルに印加される
電界の極性に応じて、印加される電界の極性を変え、透
過光に対する位相差を変化させる液晶高分子セルと、前
記液晶セルと前記液晶高分子セルとを積層させた状態
で、これらを挟んで配置される一対の偏光板とを備えた
ことを特徴とする。

【０００８】この発明によれば、液晶高分子セルに印加
される電界の極性を変えて位相差を発生させることによ
り、液晶セルに印加される電界の極性を変えても、液晶
高分子セルに印加される電界の極性を制御することによ
り、同一表示状態にすることができる。このため、常に
同じパターンである固定パターンを表示する場合、直流
電圧を印加し続ける必要がないので、イオン性不純物に
よる液晶動作の不安定化および直流電圧の不安定化によ
る表示焼き付きを軽減することができ、また駆動信号に
リセット期間を設ける必要もないので、リセット信号の
導入によるフリッカの発生、駆動波形の煩雑化、消費電
力の増大などを防ぐことができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図１〜図５を参照して、こ
の発明の液晶表示素子の一実施形態について説明する。
なお、図６および図７に示された従来例と同一部分には
同一符号を付して説明する。この液晶表示素子は、図１
に示すように、液晶セル４に液晶高分子セル２０を積層
させ、これらを上下一対の偏光板５、６で挟んだ構造で
あり、液晶セル４の構造は図６に示した従来例とほぼ同
じ構造になっている。すなわち、液晶セル４は、図６の
従来例と同様に、互いに対向する一対のガラス基板１、
２の対向面にそれぞれ透明な電極７、９と、この透明な
電極７、９を覆う配向膜８、１０とが設けられ、これら
一対のガラス基板１、２間にスメクティック相をもった
反強誘電性の液晶３が封入されている。反強誘電性の液
晶３は、その屈折率異方性Δｎと液晶層厚ｄとの積の値
Δｎｄが、透過光の波長帯域の中間の波長をλとすると
き、ほぼλ／２となるように設定されている。

【００１０】液晶３は、図２（ａ）に示すように、その
スメクティック相におけるスメクティック層の法線方向
３ａを液晶セル４の上下方向の縦軸に一致させて配向さ
せられており、一方極性（例えばプラス極性）の十分強
い電界（臨界電場を越える直流電圧）が印加されると、
液晶分子の自発分極が印加電圧の極性に応じて一方向に
揃い、液晶分子がそのダイレクタを、スメクティック層
の法線方向３ａに対して所定の角度θだけ一方方向に傾
いた第１の方向３ｂに向けて配列する。また、他方極性
（例えばマイナス極性）の十分強い電界が印加される
と、液晶分子の自発分極が印加電圧の極性に応じて他方
向に揃い、液晶分子がそのダイレクタを、スメクティッ
ク層の法線方向３ａに対して所定の角度θだけ他方向に
傾いた第２の方向３ｃに向けて配列する。そして、第１
と第２の電圧の間の任意の電圧の印加に応じて、液晶分
子がそのダイレクタを第１と第２の方向３ｂ、３ｃの間
の任意の方向に向けて配列する。前記液晶３は、前記２
θが４５°よりも大きい反強誘電性液晶が用いられてお
り、液晶セル４は、液晶３のダイレクタが前記法線方向
３ａに対して２２．５°の角度で交差する方向３ｅ、３
ｄの範囲で変化するように電圧を印加して駆動される。

【００１１】一方、液晶高分子セル２０は、図１に示す
ように、強誘電性の液晶高分子層２１の上下両面にそれ
ぞれ配向膜２２、２３が形成され、これら配向膜２２、
２３の各外面の全域に透明電極２４、２５がそれぞれ形
成された構造で、液晶セル４の下側に配置されている。
この液晶高分子層２１としては、双安定を有する強誘電
性の液晶高分子が用いられ、その液晶高分子層２１の屈
折率異方性Δｎと液晶高分子層２１の層厚ｄとの積Δｎ
ｄの値が、透過光の波長帯域の中間の波長をλとすると
き、ほぼλ／２となるように設定されている。この液晶
高分子セル２０は、上下の透明電極２４、２５間に極性
が逆の電圧を印加することにより、強誘電性液晶高分子
のダイレクタが、第１の方向に向けて配列する第１の配
向状態と、前記ダイレクタが第２の方向に配列する第２
の配向状態とに制御される。

【００１２】すなわち、この液晶高分子セル２０の液晶
高分子層２１のダイレクタは、互いに極性が逆の電圧の
印加により、図２（ｂ）に示すように、液晶高分子層２
１のスメクティック相の法線方向（以下、液晶高分子層
２１の法線方向２１ａと称す）に対して、それぞれ右と
左回りにθ１の角度で変化する。前記液晶高分子層２１
は、２θ１が４５°の強誘電性の液晶高分子が用いら
れ、前記液晶高分子層２１のダイレクタに対して４５°
の方向に振動面を有する直線偏光に対してλ／２の位相
差を与えるように液晶の屈折率異方性とその層厚が設定
されている。そして、前記液晶高分子セル２０は、電圧
の印加により、液晶高分子層２１のダイレクタが前記液
晶高分子層２１の法線方向２１ａに対して２２．５°の
角度で交差する第１および第２の方向２１ｂ、２１ｃに
向けて液晶分子が配列する２つの安定状態をとるように
選択的に制御される。

【００１３】前記液晶高分子セル２０は、液晶高分子層
２１の２つの安定状態における第１および第２の方向２
１ｂ、２１ｃのうちの一方、例えば第２の方向２１ｃを
前記液晶セル４の液晶３におけるダイレクタの第２の方
向３ｃと一致させた状態で配置されている。そして、こ
の液晶高分子セル２０は、上下の透明電極２４、２５間
に電圧が印加されて２つの安定状態をとるときの液晶高
分子層２１のダイレクタ２１ｂ、２１ｃが、前記液晶セ
ル４の液晶３におけるダイレクタの第１、第２の方向３
ｂ、３ｃとそれぞれ一致するから、前記液晶高分子セル
２０のダイレクタを制御して、前記液晶セル４の液晶３
におけるダイレクタと一致させたときには、液晶高分子
セル２０は光学的な作用はなく、前記液晶高分子セル２
０のダイレクタと前記液晶セル４の液晶３のダイレクタ
とが４５°で交差するとき、液晶高分子セル２０はλ／
２位相差板として作用する。

【００１４】また、一対の偏光板５、６は、その一方の
偏光板５の透過軸５ａを前記液晶セル４の液晶３におけ
るダイレクタの方向３ｅと一致させた状態で配置し、他
方の偏光板６の透過軸６ａを前記一方の偏光板５の透過
軸５ａとほぼ直交するように配置されている。このた
め、液晶セル４のダイレクタが方向３ｅにあるとき、こ
の液晶高分子セル２０に、一方の極性の電圧（マイナス
のパルス電圧−Ｖｐ）が印加されると、液晶高分子層２
１のダイレクタが第２の方向２１ｃに向き、上側の偏光
板５の透過軸５ａと液晶セル４のダイレクタが示す方向
３ｅとにそれぞれ一致するため、液晶セル４の透過光に
対して位相差を与えずに透過させ、また液晶高分子セル
２０に逆極性の電圧（プラスのパルス電圧＋Ｖｐ）が印
加されると、液晶高分子層２１のダイレクタが第１の方
向２１ｂとなり、この第１の方向２１ｂが上下の偏光板
５、６の各透過軸５ａ、６ａおよび液晶セル４のダイレ
クタが示す方向３ｅとに対してそれぞれ約４５°で交差
するため、液晶セル４の透過光に対してλ／２位相差板
として作用し、入射光の波長をλとしたとき、入射光に
対してλ／２の位相差を与えて透過させる。

【００１５】また、液晶セル４のダイレクタが方向３ｄ
にあるとき、液晶高分子セル２０に、一方の極性の電圧
（マイナスのパルス電圧−Ｖｐ）が印加されると、液晶
高分子層２１のダイレクタが第１の方向２１ｃに向き、
上側の偏光板５の透過軸５ａと一致し、かつ液晶セル４
のダイレクタの方向３ｄと４５°で交差する状態となる
ため、液晶セル４の透過光に対してλ／２位相差板とし
て作用し、入射光にλ／２の位相差を与えて透過させ、
また液晶高分子セル２０に逆極性の電圧（プラスのパル
ス電圧＋Ｖｐ）が印加されると、液晶高分子層２１のダ
イレクタが第１の方向２１ｂとなり、この第１の方向２
１ｂが上下の偏光板５、６の各透過軸５ａ、６ａに対し
て約４５°で交差し、かつ液晶３のダイレクタの方向３
ｄと一致するため、液晶セル４の透過光に対して位相差
を与えることなく透過させる。なお、この液晶高分子セ
ル２０は、液晶セル４と同期駆動されている。

【００１６】次に、このような液晶表示素子の動作につ
いて、図３〜図５を参照して説明する。この液晶表示素
子は、液晶セル４に極性の異なる直流電圧を印加すると
共に、これと同期して液晶高分子セル２０にも極性の異
なるパルス電圧（＋Ｖｐ、−Ｖｐ）を印加することによ
り、白表示（明状態）と黒表示（暗状態）のいずれかの
表示状態を示す。以下、液晶セル４と液晶高分子セル２
０とに印加される電圧の極性に応じた表示状態について
述べる。

【００１７】まず、図３（ａ）に示すように、液晶セル
４にプラスの電圧を印加すると共に、これに同期させ
て、液晶高分子セル２０にプラスのパルス電圧（＋Ｖ
ｐ）を印加させたときには、図２（ａ）に示すように、
液晶セル４のダイレクタが、液晶３の法線方向３ａに対
し右側に約２２．５°傾いた第１の方向３ｄとなり、図
３（ａ）に示すように、上下の偏光板５、６の各透過軸
５ａ、６ａに対し約４５°で交差する。また、図２
（ｂ）に示すように、液晶高分子セル２０のダイレクタ
が第１の方向２１ｂとなり、図３（ａ）に示すように、
上側の偏光板５の透過軸５ａに対して約４５°で交差
し、かつ液晶セル４の液晶３のダイレクタの方向３ｄと
一致する。このため、液晶高分子セル２０は、液晶セル
４の透過光に対して位相差を与えずに透過させる。これ
により、上側の偏光板５を透過した直線偏光は液晶セル
４により直線偏光の振動面がほぼ９０°回転させられて
出射し、液晶高分子セル２０をそのまま透過して下側の
偏光板６に入射する。その入射光は振動面が透過軸６ａ
とほぼ平行であるため、下側の偏光板６を透過する。し
たがって、液晶表示素子は、透過率の高い状態となり、
白表示（明状態）を呈する。

【００１８】また、図３（ｂ）に示すように、液晶セル
４にマイナスの電圧を印加し、これに同期させて、液晶
高分子セル２０にマイナスのパルス電圧（−Ｖｐ）を印
加させたときには、図２（ａ）に示すように、液晶セル
４のダイレクタが、液晶３の法線方向３ａに対して左側
に約２２．５°傾いた第２の方向３ｅとなり、図３
（ｂ）に示すように、上側の偏光板５の透過軸５ａと一
致する。また、図２（ｂ）に示すように、液晶高分子セ
ル２０のダイレクタが第２の方向２１ｃとなり、図３
（ｂ）に示すように、上側の偏光板５の透過軸５ａと液
晶セル４のダイレクタが示す第２の方向２１ｃとにそれ
ぞれ一致する。このため、液晶高分子セル２０は、液晶
セル４の透過光に対して位相差を与えずに透過させる。
これにより、上側の偏光板５を透過した直線偏光は複屈
折作用を受けることなく、液晶セル４および液晶高分子
セル２０を透過して下側の偏光板６に入射する。その入
射光は振動面が透過軸６ａとほぼ直交しているため、下
側の偏光板６によりそのほとんどが吸収される。したが
って、液晶表示素子は、透過率の低い状態となり、黒表
示（暗状態）を呈する。

【００１９】また、図４（ａ）に示すように、液晶セル
４にプラスの電圧を印加すると共に、これに同期させ
て、液晶高分子セル２０にマイナスのパルス電圧（−Ｖ
ｐ）を印加させたときには、図２（ａ）に示すように、
液晶セル４のダイレクタが第１の方向３ｄになり、図４
（ａ）に示すように、上下の偏光板５、６の各透過軸５
ａ、６ａに対し約４５°で交差する。また、図２（ｂ）
に示すように、液晶高分子セル２０のダイレクタが第２
の方向２１ｃとなり、図４（ａ）に示すように、上側の
偏光板５の透過軸５ａと一致し、かつ液晶セル４のダイ
レクタの方向３ｄに対して約４５°で交差する。このた
め、上側の偏光板５を透過した直線偏光は液晶セル４に
より直線偏光の振動面がほぼ９０°回転させられて出射
し、液晶高分子セル２０によりさらに振動面がほぼ９０
°回転させられて下側の偏光板６に入射する。その下側
の偏光板６への入射光は振動面が透過軸６ａとほぼ直交
しているため、下側の偏光板６によりそのほとんどが吸
収される。したがって、液晶表示素子は、透過率の低い
状態となり、黒表示（暗状態）を呈する。

【００２０】さらに、図４（ｂ）に示すように、液晶セ
ル４にマイナスの電圧を印加し、これに同期させて、液
晶高分子セル２０にプラスのパルス電圧（＋Ｖｐ）を印
加させたときには、図２（ａ）に示すように、液晶セル
４のダイレクタが第２の方向３ｅとなり、図４（ｂ）に
示すように、上側の偏光板５の透過軸５ａと一致する。
また、図２（ｂ）に示すように、液晶高分子セル２０の
ダイレクタが第１の方向２１ｂとなり、図４（ｂ）に示
すように、上下の偏光板５、６の各透過軸５ａ、６ａお
よび液晶セル４のダイレクタが示す第２の方向３ｅに対
してそれぞれ約４５°で交差する。このため、上側の偏
光板５を透過した直線偏光は複屈折作用を受けることな
く、液晶セル４を透過して液晶高分子セル２０に入射
し、この液晶高分子セル２０により入射光の振動面がほ
ぼ９０°回転させられて下側の偏光板６に入射する。そ
の入射光は振動面が透過軸６ａとほぼ平行であるため、
下側の偏光板６を透過する。したがって、液晶表示素子
は、透過率の高い状態となり、白表示（明状態）を呈す
る。

【００２１】次に、図５を参照して、この液晶表示素子
を、白表示と黒表示とを繰り返し表示させるときの駆動
方法について説明する。この液晶表示素子を白表示また
は黒表示させる場合、液晶セル４の液晶層３にはそれぞ
れの表示状態ごとに極性が逆の電圧が印加される。すな
わち、図５（ａ）に示すように、液晶セル４の液晶層３
には白表示または黒表示させる期間の前半にプラスの電
圧を印加し、後半にマイナスの電圧を印加する。この液
晶セル４の白表示または黒表示の駆動に同期させて、液
晶高分子セル２０には液晶セル４の白表示または黒表示
が切換わるタイミングで正負のパルスが選択的に印加さ
れる。すなわち、図５（ｂ）に示すように、液晶セル４
に最初にプラスの電圧が印加されたときに、プラスのパ
ルス電圧を印加し、液晶表示素子に白表示を行わせる期
間にはプラスの電圧が印加され、黒表示を行わせる期間
にはマイナスのパルス電圧が印加される。

【００２２】このような駆動によれば、まず、白表示の
前半においては、図５（ａ）に示すように、液晶セル４
にプラスの電圧が印加され、これに同期させて、図５
（ｂ）に示すように、液晶高分子セル２０にプラスのパ
ルス電圧が印加されるので、液晶セル４と液晶高分子セ
ル２０とは、それぞれ図３（ａ）に示した状態となり、
図５（ｃ）に示すように、液晶表示素子の透過率が高い
状態となり、白表示（明状態）を呈する。白表示の後半
では、液晶セル４にマイナスの電圧が印加され、液晶高
分子セル２０の印加電圧が変化しないため、液晶セル４
と液晶高分子セル２０とは、それぞれ図４（ｂ）に示し
た状態となり、図５（ｃ）に示すように、液晶表示素子
の透過率が高い状態を維持し、白表示（明状態）を呈す
る。

【００２３】次に、黒表示の前半において、図５（ａ）
に示すように、液晶セル４に再びプラスの電圧が印加さ
れ、これに同期して、図５（ｂ）に示すように、液晶高
分子セル２０にマイナスのパルス電圧が印加されるの
で、液晶セル４と液晶高分子セル２０とは、それぞれ図
４（ａ）に示した状態となり、図５（ｃ）に示すよう
に、液晶表示素子の透過率が低い状態となり、黒表示
（暗状態）を呈する。黒表示の後半では、液晶セル４に
マイナスの電圧が印加され、液晶高分子セル２０の印加
電圧が変化しないため、液晶セル４と液晶高分子セル２
０とは、それぞれ図３（ｂ）に示した状態となり、図５
（ｃ）に示すように、液晶表示素子の透過率が低い状態
を維持し、黒表示（暗状態）を呈する。

【００２４】中間調の表示においては、液晶セル４の液
晶層３には、液晶表示素子に白および黒を表示させる電
圧の値よりも絶対値の小さい中間の値の交流化電圧が印
加され、この交流化電圧に応じて液晶高分子セル２０に
正または負の電圧が印加される。この場合、液晶セル４
の液晶層３は、印加電圧の絶対値に対応してダイレクタ
を図２（ａ）の方向３ｅと方向３ｄとの間で変化させ、
この液晶セル４を透過する光の偏光状態を制御する。そ
して、液晶セル４に印加される電圧に同期して印加され
る正と負の電圧により、液晶高分子セル２０のダイレク
タが図２（ｂ）に示す第１または第２の方向２１ｂ、２
１ｃに変化するため、上側の偏光板５を透過した直線偏
光は、液晶セル４を透過して偏光状態が変化し、さらに
液晶高分子セル２０のダイレクタの方向に応じて偏光状
態が変えられ、下側の偏光板６に入射し、この下側の偏
光板６の透過軸６ａに沿った偏光成分の光が透過する。
したがって、液晶表示素子の透過率は中間の値となり、
中間の明るさが得られ、階調表示が可能である。この場
合も、液晶セル４および液晶高分子セル２０には、常に
正または負の電圧が交互に印加されるので、液晶層中に
含まれる不純物イオンが一方の基板側に偏ることなく、
また吸着することがなく、表示の焼き付きが軽減され
る。

【００２５】このように、この液晶表示素子によれば、
液晶高分子セル２０に印加される電界の極性を変えるこ
とにより、液晶セル４に印加される電界を変えなくて
も、表示状態を変えることができ、また液晶セル４に印
加される電界を変えても、液晶高分子セル２０に印加さ
れる電界の極性を制御することにより、同一表示状態に
することができる。このため、白表示または黒表示にお
いて、液晶セル４には正負の電圧が交互に印加されるの
で、白表示または黒表示が連続する場合、および常に同
じパターンである固定パターンを表示する場合にも、液
晶セル４に直流電圧が印加されることなく、交流化され
た電圧が印加される。よって、イオン性不純物による液
晶セル４の液晶動作の不安定化および直流電圧の不安定
化による表示焼き付きを軽減することができる。また、
駆動信号にリセット期間を設ける必要もないため、リセ
ット信号の導入によるフリッカの発生、駆動波形の煩雑
化、消費電力の増大などを防ぐことができる。

【００２６】なお、上記実施形態では、自発分極を有す
る液晶として、反強誘電性の液晶３を用いた場合につい
て述べたが、これに限らず、例えば強誘電性の液晶を用
いた液晶表示素子にも適用することができる。また、上
下のガラス基板１、２間に挟持された液晶は、フェリ
相、ランダム相を示す液晶にも適用でき、さらに一対の
ガラス基板間で螺旋を維持して液晶分子が配列した液晶
にも適用することができる。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、一対の基板間に自発分極を有する液晶が封入され、
印加される電界に応じて表示状態が変化する液晶セル
と、対向配置された透明電極間に強誘電性の液晶高分子
を挟持し、この液晶高分子に印加される電界の極性に応
じて液晶高分子の配向状態を制御して透過光に対する位
相差を変化させる液晶高分子セルとを積層させたことに
より、液晶高分子セルに印加される電界の極性を変えて
位相差を発生させ、これにより液晶セルに印加される電
界を変えても、液晶高分子セルに印加される電界の極性
を制御することにより、同一表示状態にすることができ
る。このため、常に同じパターンである固定パターンを
表示する場合、直流電圧を印加し続ける必要がないの
で、イオン性不純物による液晶動作の不安定化および直
流電圧の不安定化による表示焼き付きを軽減することが
できる。また、駆動信号にリセット期間を設ける必要も
ないため、リセット信号の導入によるフリッカの発生、
駆動波形の煩雑化、消費電力の増大などを防ぐことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の液晶表示素子の一実施形態を示した
要部の断面図。

【図２】（ａ）は図１に示した一対の偏光板の透過軸
と、液晶セルの液晶分子の動作を示した図、（ｂ）は図
１に示した一対の偏光板の透過軸と、液晶高分子セルの
液晶高分子の動作を示した図。

【図３】図１の液晶表示素子における各光学要素の光学
軸の方向の組み合わせと、各光学要素を透過した光の偏
光状態を示し、（ａ）は液晶セルと液晶高分子セルとに
プラスの電圧を印加した状態を示した図、（ｂ）は液晶
セルと液晶高分子セルとにマイナスの電圧を印加した状
態を示した図。

【図４】図１の液晶表示素子における各光学要素の光学
軸の方向の他の組み合わせと、各光学要素を透過した光
の偏光状態を示し、（ａ）は液晶セルにプラスの電圧を
印加して液晶高分子セルにマイナスの電圧を印加した状
態を示した図、（ｂ）は液晶セルにマイナスの電圧を印
加して液晶高分子セルにプラスの電圧を印加した状態を
示した図。

【図５】図１の液晶表示素子の駆動時における動作タイ
ミングおよびその時の透過率を示し図。

【図６】従来の液晶表示素子を示した要部の断面図。

【図７】図６の液晶表示素子の駆動時における動作タイ
ミングおよびその時の透過率を示し図。

【符号の説明】

１、２ ガラス基板 ３ 液晶 ４ 液晶セル ５、６ 偏光板 ７、９ 透明電極 ８、１０ 配向膜 ２０ 液晶高分子セル ２１ 液晶高分子層 ２２、２３ 配向膜 ２４、２５ 透明電極

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】互いに対向する一対の基板の対向面にそれ
   ぞれ透明電極とこの透明電極を覆う配向膜とが設けられ
   た一対の基板間に自発分極を有する液晶が封入され、前
   記液晶に印加される電界に応じて液晶分子の配向状態を
   制御して表示状態を変化させる表示機能を有する液晶セ
   ルと、 対向配置された透明電極間に強誘電性の液晶高分子を挟
   持し、前記液晶高分子に印加される電界の極性に応じ
   て、この液晶高分子を２つの配向状態に制御し、前記液
   晶セルに印加される電界の極性に応じて、印加される電
   界の極性を変え、透過光に対する位相差を変化させる液
   晶高分子セルと、 前記液晶セルと前記液晶高分子セルとを積層させた状態
   で、これらを挟んで配置される一対の偏光板とを備えた
   ことを特徴とする液晶表示素子。
2. 【請求項２】前記液晶セルには、１つの表示データに対
   応させて極性が異なる２つの表示電圧を順次印加し、前
   記液晶高分子セルには、前記２つの表示電圧の極性に対
   応させて、互いに極性が異なる位相差発生電圧を印加す
   ることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示素子。
3. 【請求項３】前記自発分極を有する液晶は反強誘電性の
   液晶であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示
   素子。