JP2003066493A - 液晶セル装置及び液晶セル装置の製造方法 - Google Patents
液晶セル装置及び液晶セル装置の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 任意の幾何学的構造及び任意の液晶材料を用
い、並びに任意の動作周波数及び／又は任意の動作電圧
範囲で、実質的な無閾値、Ｖ字型スイッチングモードを
実現する。 【解決手段】 少なくとも１つの液晶セルの印加電圧−
透過率の関係を示すグラフが所定の周波数ｆに対して、
実質的に無閾値、Ｖ字型特性グラフを示すように、少な
くとも１つの液晶セルにコンデンサ及び／又は抵抗器を
接続し、この少なくとも１つの液晶セルとコンデンサ及
び／又は抵抗器間に分圧器を形成する。
い、並びに任意の動作周波数及び／又は任意の動作電圧
範囲で、実質的な無閾値、Ｖ字型スイッチングモードを
実現する。 【解決手段】 少なくとも１つの液晶セルの印加電圧−
透過率の関係を示すグラフが所定の周波数ｆに対して、
実質的に無閾値、Ｖ字型特性グラフを示すように、少な
くとも１つの液晶セルにコンデンサ及び／又は抵抗器を
接続し、この少なくとも１つの液晶セルとコンデンサ及
び／又は抵抗器間に分圧器を形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶装置に関し、
詳しくは、液晶材料と、電極及びこの液晶材料を配向さ
せる配向層（alignment layer）を有し、この液晶材料
を挟み込む少なくとも２つの透明基板とを有し、少なく
とも１つの強誘電性又は反強誘電性液晶セルを有する液
晶セル装置に関する。
詳しくは、液晶材料と、電極及びこの液晶材料を配向さ
せる配向層（alignment layer）を有し、この液晶材料
を挟み込む少なくとも２つの透明基板とを有し、少なく
とも１つの強誘電性又は反強誘電性液晶セルを有する液
晶セル装置に関する。
【０００２】さらに、本発明は、少なくとも１つの液晶
セルを備える液晶セル装置の「外部印加電圧−透過率特
性グラフ」を所定の動作周波数ｆ及び少なくとも１つの
液晶セルの所定の動作電圧範囲において実質的に無閾
値、Ｖ字型にすることにより液晶セルを改善する液晶セ
ル装置の製造方法に関する。
セルを備える液晶セル装置の「外部印加電圧−透過率特
性グラフ」を所定の動作周波数ｆ及び少なくとも１つの
液晶セルの所定の動作電圧範囲において実質的に無閾
値、Ｖ字型にすることにより液晶セルを改善する液晶セ
ル装置の製造方法に関する。
【０００３】
【従来の技術】従来の液晶セルは、例えば、スペーサに
より離間された２つのガラス基板等の少なくとも２つの
透明基板を備える。基板の内表面は、透明電極フィルム
によりカバーされ、透明電極フィルム上には、液晶材料
を配向（aligning）させる薄い配向層（alignment laye
r）がこれらの基板に挟み込まれるように蒸着されてい
る（なお、原理的には、このような配向層によらずセル
を設けることも可能である）。このような従来の液晶セ
ルは、ディスプレイ、光シャッタ、デフレクタ、空間光
変調器等の多くの液晶装置の基本素子として用いられて
いる。
より離間された２つのガラス基板等の少なくとも２つの
透明基板を備える。基板の内表面は、透明電極フィルム
によりカバーされ、透明電極フィルム上には、液晶材料
を配向（aligning）させる薄い配向層（alignment laye
r）がこれらの基板に挟み込まれるように蒸着されてい
る（なお、原理的には、このような配向層によらずセル
を設けることも可能である）。このような従来の液晶セ
ルは、ディスプレイ、光シャッタ、デフレクタ、空間光
変調器等の多くの液晶装置の基本素子として用いられて
いる。
【０００４】現在、様々な異なる液晶セル方式が知られ
ている。一般的な液晶セルは、プラナー配向、ホメオト
ロピック配向、ハイブリッド配向、ツイスト配向、スー
パーツイスト配向等のネマティック液晶構造を有する。
これらの液晶セルは、例えば、１９９８年、ワインハイ
ム（Weinheim）、ウィレイ・ブイ・シー・エイチ（Wile
y-VCH）、液晶ハンドブック（Handbook of Liquid Crys
tals）第１巻第９章第７３１頁に記載のアイ・シー・セ
ージ（I.C. Sage）著「ディスプレイ（Displays）」に
記載されているように、現代のディスプレイ技術に広く
用いられている。
ている。一般的な液晶セルは、プラナー配向、ホメオト
ロピック配向、ハイブリッド配向、ツイスト配向、スー
パーツイスト配向等のネマティック液晶構造を有する。
これらの液晶セルは、例えば、１９９８年、ワインハイ
ム（Weinheim）、ウィレイ・ブイ・シー・エイチ（Wile
y-VCH）、液晶ハンドブック（Handbook of Liquid Crys
tals）第１巻第９章第７３１頁に記載のアイ・シー・セ
ージ（I.C. Sage）著「ディスプレイ（Displays）」に
記載されているように、現代のディスプレイ技術に広く
用いられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ネマティック液晶は、
非極性材料であり、ネマティック液晶の応答は、印加電
界の極性には依存しない。したがって、ネマティック液
晶は、いかなる極性の電界を印加しても「オン」状態に
駆動することができるが、電界の印加を中止しても「オ
フ」状態に戻る速度は緩慢である。このような特性か
ら、ネマティック液晶の電界応答速度には限界がある。
非極性材料であり、ネマティック液晶の応答は、印加電
界の極性には依存しない。したがって、ネマティック液
晶は、いかなる極性の電界を印加しても「オン」状態に
駆動することができるが、電界の印加を中止しても「オ
フ」状態に戻る速度は緩慢である。このような特性か
ら、ネマティック液晶の電界応答速度には限界がある。
【０００６】一方、強誘電性液晶は、キラル層状（スメ
クティック）構造を有するとともに、固有の極性を有す
る。強誘電性液晶は、反対の極性を有する外部電圧によ
り、「オン」及び「オフ」（又は「０」及び「１」）状
態に駆動され、このスイッチング速度は、上述のネマテ
ィック液晶に比べて、極めて高速である。２つの電界状
態は、固有のメモリ性（intrinsic memory）を有し、し
たがって、必要であれば、双安定強誘電性液晶セル（bi
stable ferroelectric liquid crystal cell）を実現す
ることができる。
クティック）構造を有するとともに、固有の極性を有す
る。強誘電性液晶は、反対の極性を有する外部電圧によ
り、「オン」及び「オフ」（又は「０」及び「１」）状
態に駆動され、このスイッチング速度は、上述のネマテ
ィック液晶に比べて、極めて高速である。２つの電界状
態は、固有のメモリ性（intrinsic memory）を有し、し
たがって、必要であれば、双安定強誘電性液晶セル（bi
stable ferroelectric liquid crystal cell）を実現す
ることができる。
【０００７】また、反強誘電性液晶も２つの電界誘導強
誘電状態（field induced ferroelectric states）に駆
動することができ、このため、電気光学応答の特性ヒス
テリシスが存在する。この点については、例えば、１９
９１年、「強誘電体（Ferroelectrics）」１２２、１６
７に記載のエイチ・タケゾエ（H. Takezoe）他著「反強
誘電フェーズの出現（On the Appearance of the Antif
erroelectric Phase）」等に記載されている。
誘電状態（field induced ferroelectric states）に駆
動することができ、このため、電気光学応答の特性ヒス
テリシスが存在する。この点については、例えば、１９
９１年、「強誘電体（Ferroelectrics）」１２２、１６
７に記載のエイチ・タケゾエ（H. Takezoe）他著「反強
誘電フェーズの出現（On the Appearance of the Antif
erroelectric Phase）」等に記載されている。
【０００８】ここで、幾つかのアプリケーションにおい
て、ヒステリシスは、例えばグレイスケールが実現でき
ない等、電気光学応答における好ましくない結果を招く
ことがある。強誘電性液晶（ferroelectric liquid cry
stals：ＦＬＣ）及び反強誘電性液晶（antiferroelectr
ic liquid crystals：ＡＦＬＣ）の所謂「Ｖ字型（V-sh
ape）」又は「無閾値（thresholdless）」スイッチング
モードについては、例えば、１９９９年、ワインハイム
（Weinheim）、ウィレイ・ブイ・シー・エイチ（Wiley-
VCH）、ラガウォール・エス・ティー（Lagerwall. S.
T.）著「強誘電性及び反強誘電性液晶（Ferroelectric
and Antiferroelectric Liquid Crystals）」第３９０
頁等で議論されている。この文献においては、入射光の
電界ベクトルに沿った好ましい分子配向を有し、偏光方
向が直交した偏光子（polarizers）間に挿入されたブッ
クシェルフ配向のスメクティック層を有するセルが記述
されている。セルに三角波電圧が印加されると、電界に
誘導された光の透過率は、ある電界の動作周波数ｆに対
して、（「外部印加電圧−透過率」特性グラフにおい
て）閾値もヒステリシスも示さない。外部印加電圧−透
過率特性グラフは、「Ｖ」字に類似するため、この特定
の周波数におけるスイッチングモードは、上述のよう
に、「Ｖ字型」スイッチングモードと呼ばれる。
て、ヒステリシスは、例えばグレイスケールが実現でき
ない等、電気光学応答における好ましくない結果を招く
ことがある。強誘電性液晶（ferroelectric liquid cry
stals：ＦＬＣ）及び反強誘電性液晶（antiferroelectr
ic liquid crystals：ＡＦＬＣ）の所謂「Ｖ字型（V-sh
ape）」又は「無閾値（thresholdless）」スイッチング
モードについては、例えば、１９９９年、ワインハイム
（Weinheim）、ウィレイ・ブイ・シー・エイチ（Wiley-
VCH）、ラガウォール・エス・ティー（Lagerwall. S.
T.）著「強誘電性及び反強誘電性液晶（Ferroelectric
and Antiferroelectric Liquid Crystals）」第３９０
頁等で議論されている。この文献においては、入射光の
電界ベクトルに沿った好ましい分子配向を有し、偏光方
向が直交した偏光子（polarizers）間に挿入されたブッ
クシェルフ配向のスメクティック層を有するセルが記述
されている。セルに三角波電圧が印加されると、電界に
誘導された光の透過率は、ある電界の動作周波数ｆに対
して、（「外部印加電圧−透過率」特性グラフにおい
て）閾値もヒステリシスも示さない。外部印加電圧−透
過率特性グラフは、「Ｖ」字に類似するため、この特定
の周波数におけるスイッチングモードは、上述のよう
に、「Ｖ字型」スイッチングモードと呼ばれる。
【０００９】「Ｖ字型」又は「無閾値」スイッチングモ
ードは、１つの所定の周波数においてのみ実現され、動
作周波数ｆが変更されると、ヒステリシスの方向は、通
常のヒステリシスから非通常のヒステリシス（非通常の
ヒステリシスでは、光軸は、常識に反して、電界より遅
れず、電界より先に進む）に変化する。さらに、真性の
Ｖ字型スイッチングモードは、上述した所謂ヒステリシ
ス反転周波数（hysteresis inversion frequency）にお
いてのみ観察されるわけではなく、（ｉ）通常、０．１
Ｈｚ〜数Ｈｚの間の低い周波数範囲のある領域、（ｉ
ｉ）１μｍ〜２μｍの厚みの液晶層、（ｉｉｉ）強誘電
性液晶又は反強誘電性液晶（ＦＬＣ又はＡＦＬＣ）を配
向させるための比較的厚い（通常、１００ｎｍ〜２００
ｎｍ）ポリイミド層によって実現される。さらに、Ｖ字
型又は無閾値スイッチングモードの実現は、使用する液
晶材料に大きく依存する。
ードは、１つの所定の周波数においてのみ実現され、動
作周波数ｆが変更されると、ヒステリシスの方向は、通
常のヒステリシスから非通常のヒステリシス（非通常の
ヒステリシスでは、光軸は、常識に反して、電界より遅
れず、電界より先に進む）に変化する。さらに、真性の
Ｖ字型スイッチングモードは、上述した所謂ヒステリシ
ス反転周波数（hysteresis inversion frequency）にお
いてのみ観察されるわけではなく、（ｉ）通常、０．１
Ｈｚ〜数Ｈｚの間の低い周波数範囲のある領域、（ｉ
ｉ）１μｍ〜２μｍの厚みの液晶層、（ｉｉｉ）強誘電
性液晶又は反強誘電性液晶（ＦＬＣ又はＡＦＬＣ）を配
向させるための比較的厚い（通常、１００ｎｍ〜２００
ｎｍ）ポリイミド層によって実現される。さらに、Ｖ字
型又は無閾値スイッチングモードの実現は、使用する液
晶材料に大きく依存する。
【００１０】このような「Ｖ字型」又は「無閾値」スイ
ッチングモードがどのような条件で何故発生するかにつ
いて説明する幾つかのモデルが提案されているが、確固
たる理由は未だ解明されていない。
ッチングモードがどのような条件で何故発生するかにつ
いて説明する幾つかのモデルが提案されているが、確固
たる理由は未だ解明されていない。
【００１１】ある説明（ランジュヴァンモデル（Langev
in model））では、このＶ字型スイッチングモードは、
特定の反強誘電性液晶（ＡＦＬＣ）においてのみ観察さ
れ、層間のアジマス方向の傾斜（tilt）が「変動（fluc
tuating）」し、電界がローカルの（単一の層の）分極
を１つの方向に「収集する（collect）」ある種のフラ
ストレイティッドフェーズ（frustrated phase）が発生
すると仮定している（この説は、２０００年、「強誘電
体（Ferroelectrics）」、２４６、１、タケウチ・エム
（Takeuchi, M.）他による「反強誘電性液晶におけるフ
ラストエレクトリシティにより生ずるＶ字型スイッチン
グ（V-shaped Switching Due to Frustoelectricity in
Antiferroelectric Liquid Crystals）」に記載されて
いる）。このモデルにおいては、蓄積されたイオン電荷
がヒステリシスの反転に重要な役割を果たしている。
in model））では、このＶ字型スイッチングモードは、
特定の反強誘電性液晶（ＡＦＬＣ）においてのみ観察さ
れ、層間のアジマス方向の傾斜（tilt）が「変動（fluc
tuating）」し、電界がローカルの（単一の層の）分極
を１つの方向に「収集する（collect）」ある種のフラ
ストレイティッドフェーズ（frustrated phase）が発生
すると仮定している（この説は、２０００年、「強誘電
体（Ferroelectrics）」、２４６、１、タケウチ・エム
（Takeuchi, M.）他による「反強誘電性液晶におけるフ
ラストエレクトリシティにより生ずるＶ字型スイッチン
グ（V-shaped Switching Due to Frustoelectricity in
Antiferroelectric Liquid Crystals）」に記載されて
いる）。このモデルにおいては、蓄積されたイオン電荷
がヒステリシスの反転に重要な役割を果たしている。
【００１２】所謂「ブロックモデル（block model）」
と呼ばれる更なるモデルによれば、高い自発分極（spon
taneous polarization）Ｐｓを有する従来の全ての強誘
電性液晶（ＦＬＣ）は、均一に配向された自発分極（Ｐ
ｓ）のブロックを自動的に形成し、両界面の近傍に配向
キンク（orientational kinks）が形成される。電界の
影響により、ブロック全体が再配向され、キンクは、潤
滑剤のような役割を果たす（１９９９年、数理化学（J.
Mat. Chem.）９，１２５７、ルドキスト・アール（Rud
quist, R.）他著「無閾値反強誘電性の謎の解明：キラ
ルスメクティックＣにおける高コントラストアナログエ
レクトロオプティクス（Unraveling theMystery of Thr
esholdless Antiferroelectricity; High Contrast Ana
log Electro-Optics in Chiral Smectic C）」参照）。
と呼ばれる更なるモデルによれば、高い自発分極（spon
taneous polarization）Ｐｓを有する従来の全ての強誘
電性液晶（ＦＬＣ）は、均一に配向された自発分極（Ｐ
ｓ）のブロックを自動的に形成し、両界面の近傍に配向
キンク（orientational kinks）が形成される。電界の
影響により、ブロック全体が再配向され、キンクは、潤
滑剤のような役割を果たす（１９９９年、数理化学（J.
Mat. Chem.）９，１２５７、ルドキスト・アール（Rud
quist, R.）他著「無閾値反強誘電性の謎の解明：キラ
ルスメクティックＣにおける高コントラストアナログエ
レクトロオプティクス（Unraveling theMystery of Thr
esholdless Antiferroelectricity; High Contrast Ana
log Electro-Optics in Chiral Smectic C）」参照）。
【００１３】このモデルによれば、所望の結果を得るた
めには、強誘電性液晶材料の高い自発分極Ｐｓが必要で
ある。
めには、強誘電性液晶材料の高い自発分極Ｐｓが必要で
ある。
【００１４】第３のモデルでは、Ｖ字型スイッチング
は、ポリマ配向層（polymer aligninglayer）への強誘
電性液晶（ＦＬＣ）の特殊な極性アンカリング（polar
anchoring）により発生すると説明されている（２００
０年、「強誘電体（Ferroelectrics）」、２４６、２
１、ルドキスト・ピー（Rudquist, P.）他著「Ｖ字型ス
イッチングスメクティック材料のヒステリシス挙動」参
照）。
は、ポリマ配向層（polymer aligninglayer）への強誘
電性液晶（ＦＬＣ）の特殊な極性アンカリング（polar
anchoring）により発生すると説明されている（２００
０年、「強誘電体（Ferroelectrics）」、２４６、２
１、ルドキスト・ピー（Rudquist, P.）他著「Ｖ字型ス
イッチングスメクティック材料のヒステリシス挙動」参
照）。
【００１５】上述の文献を総括すると、「Ｖ字型」スイ
ッチングのメカニズムは未だ解明されておらず、このよ
うなＶ字型又は無閾値スイッチングモードは、事実上偶
発的な現象であり、特に、液晶セルの非常に低い動作周
波数ｆにおいてのみ発生すると言える。
ッチングのメカニズムは未だ解明されておらず、このよ
うなＶ字型又は無閾値スイッチングモードは、事実上偶
発的な現象であり、特に、液晶セルの非常に低い動作周
波数ｆにおいてのみ発生すると言える。
【００１６】そこで、本発明の目的は、上述の実情に鑑
みてなされたものであり、様々な種類の液晶材料及び液
晶セルの幾何学的構成に対応し、高い動作周波数でもＶ
字型又は無閾値スイッチングモードの動作を可能とし、
したがって、容易に実現できる液晶セル装置を提供する
ことである。さらに、本発明の目的は、任意の幾何学的
構造及び任意の液晶材料を用い、並びに任意の動作周波
数及び／又は任意の動作電圧範囲で、液晶セル装置にお
ける実質的な無閾値、Ｖ字型スイッチングモードを実現
するための液晶セル装置の製造方法を提供することであ
る。
みてなされたものであり、様々な種類の液晶材料及び液
晶セルの幾何学的構成に対応し、高い動作周波数でもＶ
字型又は無閾値スイッチングモードの動作を可能とし、
したがって、容易に実現できる液晶セル装置を提供する
ことである。さらに、本発明の目的は、任意の幾何学的
構造及び任意の液晶材料を用い、並びに任意の動作周波
数及び／又は任意の動作電圧範囲で、液晶セル装置にお
ける実質的な無閾値、Ｖ字型スイッチングモードを実現
するための液晶セル装置の製造方法を提供することであ
る。
【００１７】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明に係る液晶セル装置は、液晶材料と、それ
ぞれが電極を有する少なくとも１つの透明基板とを有す
る少なくとも１つの強誘電性又は反強誘電性の液晶セル
と、少なくとも１つの液晶セルに接続されたコンデンサ
及び／又は抵抗器であって、この少なくとも１つの液晶
セルとコンデンサ及び／又は抵抗器間に分圧器が形成さ
れ、この少なくとも１つの液晶セルの印加電圧−透過率
の関係を示すグラフが、少なくとも１つの液晶セルの所
定の動作周波数ｆ及び所定の動作電圧範囲に対して、実
質的に無閾値、Ｖ字型特性グラフを示すように構成され
たコンデンサ及び／又は抵抗器とを備える。
めに、本発明に係る液晶セル装置は、液晶材料と、それ
ぞれが電極を有する少なくとも１つの透明基板とを有す
る少なくとも１つの強誘電性又は反強誘電性の液晶セル
と、少なくとも１つの液晶セルに接続されたコンデンサ
及び／又は抵抗器であって、この少なくとも１つの液晶
セルとコンデンサ及び／又は抵抗器間に分圧器が形成さ
れ、この少なくとも１つの液晶セルの印加電圧−透過率
の関係を示すグラフが、少なくとも１つの液晶セルの所
定の動作周波数ｆ及び所定の動作電圧範囲に対して、実
質的に無閾値、Ｖ字型特性グラフを示すように構成され
たコンデンサ及び／又は抵抗器とを備える。
【００１８】この液晶セル装置は、例えば、強誘電性液
晶材料又は反強誘電性液晶材料により満たされた電気光
学セル（electrooptical cell）にコンデンサ及び／又
は抵抗器、及び／又はこれらの異なる組合せからなる単
純な「電気回路」を設け、これらコンデンサ及び／又は
抵抗器を液晶セルに直列又は並列に接続することにより
実現される。この電気回路は、液晶セルと共に、分圧器
を形成し、この分圧器の複素分割比は、印加電界の周波
数及び強度と、実現される２つのインピーダンス、すな
わち上述した電気回路のインピーダンス及び液晶セルの
インピーダンスに応じて決定される。
晶材料又は反強誘電性液晶材料により満たされた電気光
学セル（electrooptical cell）にコンデンサ及び／又
は抵抗器、及び／又はこれらの異なる組合せからなる単
純な「電気回路」を設け、これらコンデンサ及び／又は
抵抗器を液晶セルに直列又は並列に接続することにより
実現される。この電気回路は、液晶セルと共に、分圧器
を形成し、この分圧器の複素分割比は、印加電界の周波
数及び強度と、実現される２つのインピーダンス、すな
わち上述した電気回路のインピーダンス及び液晶セルの
インピーダンスに応じて決定される。
【００１９】液晶セルのインピーダンスは、電圧に依存
しているため、分割比、セルに印加される電圧及びこの
電圧の外部電圧に対する位相は、セルのスイッチング時
に変化する。これにより、動的フィードバックが実現さ
れ、この動的フィードバックは、液晶セル装置に印加さ
れる外部電圧に対するセルの電気光学的応答に大きな影
響を及ぼす。
しているため、分割比、セルに印加される電圧及びこの
電圧の外部電圧に対する位相は、セルのスイッチング時
に変化する。これにより、動的フィードバックが実現さ
れ、この動的フィードバックは、液晶セル装置に印加さ
れる外部電圧に対するセルの電気光学的応答に大きな影
響を及ぼす。
【００２０】任意に選択された、液晶セル内の強誘電性
液晶材料又は反強誘電性液晶材料が所望の動作周波数ｆ
に対して、好ましくない電気光学的応答のヒステリシス
を示す場合（通常、より高い動作周波数ｆが望まれる場
合）、液晶セルに接続された上述の電気回路の素子の値
又は構成を変更することにより、スイッチングは無閾値
になり、光の透過率の電界依存性は、所謂Ｖ字型とな
る。本発明によらなければ、このような効果を得るため
に、特別な強誘電性又は反強響誘電性混合材料と、各層
の配向と、液晶セルの特別な幾何学的構成とを開発する
必要があり、或いは、所望の周波数に対して、このよう
な効果を得ることは不可能であった。
液晶材料又は反強誘電性液晶材料が所望の動作周波数ｆ
に対して、好ましくない電気光学的応答のヒステリシス
を示す場合（通常、より高い動作周波数ｆが望まれる場
合）、液晶セルに接続された上述の電気回路の素子の値
又は構成を変更することにより、スイッチングは無閾値
になり、光の透過率の電界依存性は、所謂Ｖ字型とな
る。本発明によらなければ、このような効果を得るため
に、特別な強誘電性又は反強響誘電性混合材料と、各層
の配向と、液晶セルの特別な幾何学的構成とを開発する
必要があり、或いは、所望の周波数に対して、このよう
な効果を得ることは不可能であった。
【００２１】本発明は、「無閾値」でヒステリシスのな
いＶ字型のスイッチングが理論的には解明されていない
が、現象としては明らかであるとの認識に基づいてい
る。通常、内部誘電層を備える「液晶セルに印加される
総電圧」ではなく、「液晶層における電圧」に対して光
の透過率をプロットした場合、液晶層のディレクタ（光
軸）のスイッチングは、実際には、閾値及び通常のヒス
テリシスを有する。これらの層のために、分圧器は、誘
電層と液晶層との間に形成され、液晶に印加される電圧
は、関数発生器（function generator）から液晶セル装
置の液晶セルの電極に印加される電圧に比べて、減衰さ
れ、その位相も大きくシフトされる。
いＶ字型のスイッチングが理論的には解明されていない
が、現象としては明らかであるとの認識に基づいてい
る。通常、内部誘電層を備える「液晶セルに印加される
総電圧」ではなく、「液晶層における電圧」に対して光
の透過率をプロットした場合、液晶層のディレクタ（光
軸）のスイッチングは、実際には、閾値及び通常のヒス
テリシスを有する。これらの層のために、分圧器は、誘
電層と液晶層との間に形成され、液晶に印加される電圧
は、関数発生器（function generator）から液晶セル装
置の液晶セルの電極に印加される電圧に比べて、減衰さ
れ、その位相も大きくシフトされる。
【００２２】液晶層は、所定の電圧において、スイッチ
ング時に動的インピーダンスを変化させ、したがって、
分圧比を変化させる。この「フィードバック」の結果、
液晶層に印加される電圧（液晶セル全体に印加される電
圧ではない）の波形の形状が変化し、全体に印加される
外部電圧Ｕｔｏｔが三角波電圧であっても、液晶層に印
加される電圧の波形は三角波ではなくなる。新たな波形
により制御される液晶材料の光軸（ディレクタ）は、な
お閾値及びヒステリシスを有するが、より複雑に変化す
る。この結果、「セル印加電圧」−透過率は、特定の周
波数に対するヒステリシスを示さず、無閾値、Ｖ字型曲
線に見える。
ング時に動的インピーダンスを変化させ、したがって、
分圧比を変化させる。この「フィードバック」の結果、
液晶層に印加される電圧（液晶セル全体に印加される電
圧ではない）の波形の形状が変化し、全体に印加される
外部電圧Ｕｔｏｔが三角波電圧であっても、液晶層に印
加される電圧の波形は三角波ではなくなる。新たな波形
により制御される液晶材料の光軸（ディレクタ）は、な
お閾値及びヒステリシスを有するが、より複雑に変化す
る。この結果、「セル印加電圧」−透過率は、特定の周
波数に対するヒステリシスを示さず、無閾値、Ｖ字型曲
線に見える。
【００２３】したがって、液晶セルの所望の動作周波数
に対して、Ｖ字型スイッチングモード（「外部印加電圧
−透過率」のグラフにおけるＶ字型の曲線）が実現され
るように、上述のコンデンサの静電容量及び抵抗器の抵
抗値を液晶セルの幾何学的構成及び液晶セルに使用され
ている液晶材料に応じて決定し、これらのコンデンサ及
び／又は抵抗器を少なくとも１つの液晶セル又は液晶セ
ル装置に接続することにより、液晶材料の光の透過率に
対して有効な電圧波形を制御できる。
に対して、Ｖ字型スイッチングモード（「外部印加電圧
−透過率」のグラフにおけるＶ字型の曲線）が実現され
るように、上述のコンデンサの静電容量及び抵抗器の抵
抗値を液晶セルの幾何学的構成及び液晶セルに使用され
ている液晶材料に応じて決定し、これらのコンデンサ及
び／又は抵抗器を少なくとも１つの液晶セル又は液晶セ
ル装置に接続することにより、液晶材料の光の透過率に
対して有効な電圧波形を制御できる。
【００２４】本発明の好ましい実施の形態においては、
コンデンサは、少なくとも１つの液晶セルに対して直列
に接続される。さらに、抵抗器を少なくとも１つの液晶
セルに対して並列に接続し、コンデンサと抵抗器とを組
み合わせて用いることが特に好ましい。
コンデンサは、少なくとも１つの液晶セルに対して直列
に接続される。さらに、抵抗器を少なくとも１つの液晶
セルに対して並列に接続し、コンデンサと抵抗器とを組
み合わせて用いることが特に好ましい。
【００２５】さらに、コンデンサは、少なくとも１つの
液晶セルの液晶材料層の静電容量Ｃ ＬＣの１／１０倍乃
至１０倍の静電容量を有するとよい。
液晶セルの液晶材料層の静電容量Ｃ ＬＣの１／１０倍乃
至１０倍の静電容量を有するとよい。
【００２６】好ましい実施の形態においては、抵抗器の
抵抗値Ｒは、ｆを動作周波数とし、ＲＬＣ及びＣＬＣを
それぞれ液晶層の抵抗値及び静電容量として、ｆ＝（Ｒ
＋Ｒ ＬＣ）／（２πＲ＊ＲＬＣＣＬＣ）を満たすように
設定するとよい。このコンデンサの静電容量により、液
晶セル又は液晶セル装置において採用されている殆どの
幾何学的構成及び液晶材料がカバーされ、非常に高い動
作周波数ｆに対してもＶ字型スイッチングモードを実現
することができる。
抵抗値Ｒは、ｆを動作周波数とし、ＲＬＣ及びＣＬＣを
それぞれ液晶層の抵抗値及び静電容量として、ｆ＝（Ｒ
＋Ｒ ＬＣ）／（２πＲ＊ＲＬＣＣＬＣ）を満たすように
設定するとよい。このコンデンサの静電容量により、液
晶セル又は液晶セル装置において採用されている殆どの
幾何学的構成及び液晶材料がカバーされ、非常に高い動
作周波数ｆに対してもＶ字型スイッチングモードを実現
することができる。
【００２７】抵抗器の抵抗値は、液晶材料層の抵抗値Ｒ
ＬＣに比べて著しく低いことが望ましく、より好ましく
は、液晶材料層の抵抗値ＲＬＣの５０％以下の抵抗値を
有するとよい。これにより、液晶セルのＶ字型応答パラ
メータの温度ドリフトを低減することができる。
ＬＣに比べて著しく低いことが望ましく、より好ましく
は、液晶材料層の抵抗値ＲＬＣの５０％以下の抵抗値を
有するとよい。これにより、液晶セルのＶ字型応答パラ
メータの温度ドリフトを低減することができる。
【００２８】特に好ましい実施の形態においては、液晶
セル装置は、少なくとも１つの液晶セルに直列に接続さ
れたコンデンサと、少なくとも１つの液晶セルに並列に
接続された抵抗器と、コンデンサに並列に接続された追
加的な抵抗器とを備える。これにより、液晶層に直流バ
イアス電圧を印加することができ、或いは、液晶層に蓄
積された電荷を放電することができる。
セル装置は、少なくとも１つの液晶セルに直列に接続さ
れたコンデンサと、少なくとも１つの液晶セルに並列に
接続された抵抗器と、コンデンサに並列に接続された追
加的な抵抗器とを備える。これにより、液晶層に直流バ
イアス電圧を印加することができ、或いは、液晶層に蓄
積された電荷を放電することができる。
【００２９】この追加的な抵抗器は、ｆを動作周波数と
し、Ｃをコンデンサの静電容量として、１／（２πｆ
Ｃ）より高い抵抗値を有することが好ましい。
し、Ｃをコンデンサの静電容量として、１／（２πｆ
Ｃ）より高い抵抗値を有することが好ましい。
【００３０】本発明に基づくコンデンサ及び／又は抵抗
器は、様々な異なる手法により設けることができる。本
発明を適用した液晶セル装置の一具体例においては、各
液晶セルがそれぞれコンデンサ及び／又は抵抗器を備
え、これらのコンデンサ及び／又は抵抗器は、液晶セル
に一体に形成される。コンデンサ及び／又は抵抗器を液
晶セルに一体に形成する場合、コンデンサ及び／又は抵
抗器は、透明基板の内側に設けてもよく、透明基板の外
側に設けてもよい。特に好ましい実施の形態において
は、コンデンサ及び／又は抵抗器は、液晶セルの透明基
板において、誘電層又は半導体層により形成される。
器は、様々な異なる手法により設けることができる。本
発明を適用した液晶セル装置の一具体例においては、各
液晶セルがそれぞれコンデンサ及び／又は抵抗器を備
え、これらのコンデンサ及び／又は抵抗器は、液晶セル
に一体に形成される。コンデンサ及び／又は抵抗器を液
晶セルに一体に形成する場合、コンデンサ及び／又は抵
抗器は、透明基板の内側に設けてもよく、透明基板の外
側に設けてもよい。特に好ましい実施の形態において
は、コンデンサ及び／又は抵抗器は、液晶セルの透明基
板において、誘電層又は半導体層により形成される。
【００３１】好ましい実施の形態においては、コンデン
サは、好ましくは液晶セルの内部表面に蒸着されたポリ
マ層により実現される。さらに、好ましい実施の形態に
おいては、抵抗器は、電極及び／又は液晶材料を変更す
ることにより形成できる。
サは、好ましくは液晶セルの内部表面に蒸着されたポリ
マ層により実現される。さらに、好ましい実施の形態に
おいては、抵抗器は、電極及び／又は液晶材料を変更す
ることにより形成できる。
【００３２】他の好ましい実施の形態においては、コン
デンサ及び／又は抵抗器は、液晶セルの外部に設けても
よく、さらに、液晶セル装置の外部に設けてもよい。こ
の場合、２つ以上の液晶セル又は全ての液晶セルを共通
のコンデンサ及び／又は抵抗器に接続することもでき
る。
デンサ及び／又は抵抗器は、液晶セルの外部に設けても
よく、さらに、液晶セル装置の外部に設けてもよい。こ
の場合、２つ以上の液晶セル又は全ての液晶セルを共通
のコンデンサ及び／又は抵抗器に接続することもでき
る。
【００３３】コンデンサ及び／又は抵抗器を外部に設け
る手法は、標準的な電気抵抗器及び／又はコンデンサ、
又はこれらの抵抗器及び／又はコンデンサを備える集積
回路を利用できるため、より容易であり、原理的には、
より低コストで実現できる。例えばマトリクスディスプ
レイ等の他の技術的応用分野においては、コンデンサ及
び／又は抵抗器を統合する手法の法が好ましい。
る手法は、標準的な電気抵抗器及び／又はコンデンサ、
又はこれらの抵抗器及び／又はコンデンサを備える集積
回路を利用できるため、より容易であり、原理的には、
より低コストで実現できる。例えばマトリクスディスプ
レイ等の他の技術的応用分野においては、コンデンサ及
び／又は抵抗器を統合する手法の法が好ましい。
【００３４】さらに好ましい実施の形態においては、液
晶セル装置は、任意に接続された複数の液晶セルを備
え、これらの液晶セルは、例えば、直列、並列、モザイ
ク及び／又はマトリクス構成、又はこれらの組合せによ
り接続されている。これにより、液晶セル装置は、異な
る応用分野に適用することができる。液晶材料は、高い
自発分極Ｐｓを有することが好ましく、この自発分極
は、好ましくは５ｎｃ／ｃｍ２以上、より好ましくは１
５ｎｃ／ｃｍ２以上、さらに好ましくは３０ｎｃ／ｃｍ
２以上とするとよい。
晶セル装置は、任意に接続された複数の液晶セルを備
え、これらの液晶セルは、例えば、直列、並列、モザイ
ク及び／又はマトリクス構成、又はこれらの組合せによ
り接続されている。これにより、液晶セル装置は、異な
る応用分野に適用することができる。液晶材料は、高い
自発分極Ｐｓを有することが好ましく、この自発分極
は、好ましくは５ｎｃ／ｃｍ２以上、より好ましくは１
５ｎｃ／ｃｍ２以上、さらに好ましくは３０ｎｃ／ｃｍ
２以上とするとよい。
【００３５】液晶セルに用いられている液晶材料の回転
粘度は、可能な限り低い方がよく、好ましくは１５以
下、より好ましくは１０以下、さらに好ましくは５以下
とするとよい。
粘度は、可能な限り低い方がよく、好ましくは１５以
下、より好ましくは１０以下、さらに好ましくは５以下
とするとよい。
【００３６】さらに、液晶材料のインピーダンスを最適
化するために、液晶材料にイオン不純物をドープすると
よい。
化するために、液晶材料にイオン不純物をドープすると
よい。
【００３７】また、本発明は、従来の液晶セル又は液晶
セル装置に基づき、改善された液晶セル又は液晶セル装
置を製造する液晶セル装置の製造方法を提供する。
セル装置に基づき、改善された液晶セル又は液晶セル装
置を製造する液晶セル装置の製造方法を提供する。
【００３８】上述の目的を達成するために、本発明に係
る液晶セル装置の製造方法は、少なくとも１つの液晶セ
ルを備える液晶セル装置の外部印加電圧−透過率特性グ
ラフを所定の動作周波数ｆにおいて実質的に無閾値、Ｖ
字型にする液晶セル装置の製造方法において、少なくと
も１つの液晶セルとの間に分圧器が形成されるように、
液晶セルにコンデンサ及び／又は抵抗器を接続するステ
ップを有する。これにより、液晶セルの特性条件を制御
し、これにより、液晶セルにおいて、特に高い動作周波
数ｆに対応し、複数の応用例において重要となる「外部
印加電圧−透過率」のグラフにおける無閾値、Ｖ字型特
性を実現することができる。本発明を適用した液晶セル
装置及びこの製造方法により、特に現在の技術において
重要である高い動作周波数に対して、無閾値、Ｖ字型ス
イッチングモードを実現することができる。本発明を適
用した液晶セル装置の製造方法は、上述の液晶セル装置
の様々な形態に対応するものであり、上述した液晶セル
装置の全ての特徴の説明は、液晶セル装置の製造方法に
も同様に適用することができる。
る液晶セル装置の製造方法は、少なくとも１つの液晶セ
ルを備える液晶セル装置の外部印加電圧−透過率特性グ
ラフを所定の動作周波数ｆにおいて実質的に無閾値、Ｖ
字型にする液晶セル装置の製造方法において、少なくと
も１つの液晶セルとの間に分圧器が形成されるように、
液晶セルにコンデンサ及び／又は抵抗器を接続するステ
ップを有する。これにより、液晶セルの特性条件を制御
し、これにより、液晶セルにおいて、特に高い動作周波
数ｆに対応し、複数の応用例において重要となる「外部
印加電圧−透過率」のグラフにおける無閾値、Ｖ字型特
性を実現することができる。本発明を適用した液晶セル
装置及びこの製造方法により、特に現在の技術において
重要である高い動作周波数に対して、無閾値、Ｖ字型ス
イッチングモードを実現することができる。本発明を適
用した液晶セル装置の製造方法は、上述の液晶セル装置
の様々な形態に対応するものであり、上述した液晶セル
装置の全ての特徴の説明は、液晶セル装置の製造方法に
も同様に適用することができる。
【００３９】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る液晶セル装置
及び液晶セル装置の製造方法について、図面を参照しな
がら詳細に説明する。
及び液晶セル装置の製造方法について、図面を参照しな
がら詳細に説明する。
【００４０】図２は、通常の液晶セル装置５０における
液晶セル１０の構造を示す図である。液晶セル１０は、
この具体例においてはガラス板により形成されている２
枚の透明基板１を備える。透明基板１の内部表面は、透
明電極フィルム２により被覆され、透明電極フィルム２
上には、薄膜配向層（thin alignment layers）３が蒸
着されている。薄膜配向層３は、液晶材料５を配向させ
るための層である。
液晶セル１０の構造を示す図である。液晶セル１０は、
この具体例においてはガラス板により形成されている２
枚の透明基板１を備える。透明基板１の内部表面は、透
明電極フィルム２により被覆され、透明電極フィルム２
上には、薄膜配向層（thin alignment layers）３が蒸
着されている。薄膜配向層３は、液晶材料５を配向させ
るための層である。
【００４１】すなわち、液晶材料５は、透明電極フィル
ム２及び薄膜配向層３に被覆された２枚の透明基板１間
に挟み込まれており、２枚の透明基板１は、薄いスペー
サ４により離間されている。
ム２及び薄膜配向層３に被覆された２枚の透明基板１間
に挟み込まれており、２枚の透明基板１は、薄いスペー
サ４により離間されている。
【００４２】ここでは、説明を簡潔に行うために、１つ
の液晶セル１０のみしか示していないが、実際には、液
晶セル装置５０は、複数の液晶セル１０から構成されて
いる。
の液晶セル１０のみしか示していないが、実際には、液
晶セル装置５０は、複数の液晶セル１０から構成されて
いる。
【００４３】通常の適用例においては、液晶セル１０
は、偏光方向が直交した２枚の偏光子（cross polarize
rs）１１間に配設され、光源６は、光ビーム１２を出射
し、光ビーム１２は、液晶セル１０を通過する。
は、偏光方向が直交した２枚の偏光子（cross polarize
rs）１１間に配設され、光源６は、光ビーム１２を出射
し、光ビーム１２は、液晶セル１０を通過する。
【００４４】図２に示す具体例においては、光の透過率
は、光電子増倍管７により検出され、したがって、この
構造は、後述する測定にも利用することができる。
は、光電子増倍管７により検出され、したがって、この
構造は、後述する測定にも利用することができる。
【００４５】また、この測定のために、光電子増倍管７
に代えて、他の適切ないかなる素子を設けてもよく、さ
らに、セルを透過する光ビーム１２をユーザが目視して
もよい。
に代えて、他の適切ないかなる素子を設けてもよく、さ
らに、セルを透過する光ビーム１２をユーザが目視して
もよい。
【００４６】図２に示す構造を有する通常の液晶セル１
０は、配向層３として、それぞれ約５０ｎｍの厚みを有
する２つのポリマ層と、約２μｍの厚みを有する強誘電
性液晶（ＦＬＣ）層とを備える。セル領域の面積は１ｃ
ｍ２前後であり、使用されているポリマの誘電率は、ε
ｐ２＝２．６であり、固有抵抗値は、ρｐ １０１４Ω
ｃｍである。これにより、ポリマ層の静電容量は、Ｃｐ
５０ｎＦとなり、ポリマ層の抵抗値は、Ｒｐ １０Ｍ
Ωとなり、したがって、特性ＲＣ定数は、τｐ５００ｓ
となる。なお、配向層を１つのみ有するセルを実現して
もよく、配向層を有さないセルを実現してもよい。
０は、配向層３として、それぞれ約５０ｎｍの厚みを有
する２つのポリマ層と、約２μｍの厚みを有する強誘電
性液晶（ＦＬＣ）層とを備える。セル領域の面積は１ｃ
ｍ２前後であり、使用されているポリマの誘電率は、ε
ｐ２＝２．６であり、固有抵抗値は、ρｐ １０１４Ω
ｃｍである。これにより、ポリマ層の静電容量は、Ｃｐ
５０ｎＦとなり、ポリマ層の抵抗値は、Ｒｐ １０Ｍ
Ωとなり、したがって、特性ＲＣ定数は、τｐ５００ｓ
となる。なお、配向層を１つのみ有するセルを実現して
もよく、配向層を有さないセルを実現してもよい。
【００４７】図３（ａ）は、図２に示し上述した液晶セ
ル１０の等価回路である。コンデンサＣｐ及び抵抗器Ｒ
ｐは、配向層２（図２参照）として使用されるポリマ層
の不変の静電容量及び抵抗値に対応し、コンデンサＣ
ＬＣ及び抵抗器ＲＬＣは、液晶層の動的な静電容量及び
抵抗値に対応する。Ｕｔｏｔは、セルに印加される総電
圧（外部印加電圧）を表し、ＵＬＣは、液晶から「見
た」電圧、すなわち液晶セルにより生じる光の透過率に
対する実効電圧である。
ル１０の等価回路である。コンデンサＣｐ及び抵抗器Ｒ
ｐは、配向層２（図２参照）として使用されるポリマ層
の不変の静電容量及び抵抗値に対応し、コンデンサＣ
ＬＣ及び抵抗器ＲＬＣは、液晶層の動的な静電容量及び
抵抗値に対応する。Ｕｔｏｔは、セルに印加される総電
圧（外部印加電圧）を表し、ＵＬＣは、液晶から「見
た」電圧、すなわち液晶セルにより生じる光の透過率に
対する実効電圧である。
【００４８】ここで、極めて低い周波数、詳しくは、ｆ
＜＜（２πτｐ）−１ １ｍＨｚの周波数を考慮しなけ
れば、配向層の抵抗値Ｒｐは無視することができ、した
がって、図３（ａ）に示す等価回路は、図３（ｂ）に示
す等価回路に単純化することができる。
＜＜（２πτｐ）−１ １ｍＨｚの周波数を考慮しなけ
れば、配向層の抵抗値Ｒｐは無視することができ、した
がって、図３（ａ）に示す等価回路は、図３（ｂ）に示
す等価回路に単純化することができる。
【００４９】ＦＬＣの低い周波数における誘電率は、通
常、約１００であり、この誘電率は、印加電界が強くな
ると、すなわち印加電圧が高くなると、急激に５まで減
少する。すなわち、ＦＬＣ層の静電容量ＣＬＣは、セル
の印加電圧に応じて、約１００ｎＦ〜５ｎＦに変化す
る。固有抵抗値ρＬＣ １０１０Ωｃｍとすると、ＲＬ
Ｃ ２ＭΩ、液晶のＲＣ時定数τＬＣは、約２００ｍｓ
〜約１０ｍｓの間で変化する。周波数ｆ＜＜（２πτ
ＬＣ）−１ １００Ｈｚにおいては、液晶層のＡＣ電圧
ＵＬＣは、２つのインピーダンス、すなわち配向層とし
て使用されるポリマのインピーダンスＡ＝（ωＣｐ）
−１及び液晶層のインピーダンスＢ［（ＲＬＣ）−１＋
ωＣＬＣ］−１により制御され、電圧ＵＬＣは、ＵＬＣ
＝Ｂ／（Ａ＋Ｂ）の式に基づいて決定される。ポリマ配
向層のインピーダンスＡは定数であり、一方、液晶層Ｂ
のインピーダンスは劇的に変化する（周波数が高くなる
と、自発分極のスイッチングが誘電損を伴うので、これ
によりＲＬＣ値が影響されるため、ＣＬＣ及びＲ
ＬＣは、動的パラメータとなる）。
常、約１００であり、この誘電率は、印加電界が強くな
ると、すなわち印加電圧が高くなると、急激に５まで減
少する。すなわち、ＦＬＣ層の静電容量ＣＬＣは、セル
の印加電圧に応じて、約１００ｎＦ〜５ｎＦに変化す
る。固有抵抗値ρＬＣ １０１０Ωｃｍとすると、ＲＬ
Ｃ ２ＭΩ、液晶のＲＣ時定数τＬＣは、約２００ｍｓ
〜約１０ｍｓの間で変化する。周波数ｆ＜＜（２πτ
ＬＣ）−１ １００Ｈｚにおいては、液晶層のＡＣ電圧
ＵＬＣは、２つのインピーダンス、すなわち配向層とし
て使用されるポリマのインピーダンスＡ＝（ωＣｐ）
−１及び液晶層のインピーダンスＢ［（ＲＬＣ）−１＋
ωＣＬＣ］−１により制御され、電圧ＵＬＣは、ＵＬＣ
＝Ｂ／（Ａ＋Ｂ）の式に基づいて決定される。ポリマ配
向層のインピーダンスＡは定数であり、一方、液晶層Ｂ
のインピーダンスは劇的に変化する（周波数が高くなる
と、自発分極のスイッチングが誘電損を伴うので、これ
によりＲＬＣ値が影響されるため、ＣＬＣ及びＲ
ＬＣは、動的パラメータとなる）。
【００５０】ポリマ配向層は、液晶材料を配向させるの
みではなく、電圧の分圧器（ＵＬＣとＵｔｏｔ）として
機能し、さらに、液晶材料とポリマ配向層との間の界面
に蓄積された表面電荷を放電する役割を果たす。液晶材
料は、スイッチャの役割を果たすとともに、分割比（di
viding ratio）の変化にも貢献する。
みではなく、電圧の分圧器（ＵＬＣとＵｔｏｔ）として
機能し、さらに、液晶材料とポリマ配向層との間の界面
に蓄積された表面電荷を放電する役割を果たす。液晶材
料は、スイッチャの役割を果たすとともに、分割比（di
viding ratio）の変化にも貢献する。
【００５１】上述した素子及びパラメータを有するとと
もに、本発明に基づいて改善された液晶セルの等価回路
を図１（ａ）に示す。この本発明に基づく液晶セルは、
図３（ｂ）に示す素子に加えて、追加的な誘電性素子及
び抵抗素子、この具体例においては、追加的なコンデン
サＣと、追加的な抵抗器Ｒと、更なる追加的な抵抗器Ｒ
１とを備える。コンデンサＣ及び抵抗器Ｒは、本発明に
基づき、「ヒステリシス反転周波数（hysteresis inver
sion frequency）」を高めるために設けられたものであ
り、これにより、所望のより高い動作周波数ｆにおいて
Ｖ字型、無閾値スイッチングモードを実現することがで
きる。
もに、本発明に基づいて改善された液晶セルの等価回路
を図１（ａ）に示す。この本発明に基づく液晶セルは、
図３（ｂ）に示す素子に加えて、追加的な誘電性素子及
び抵抗素子、この具体例においては、追加的なコンデン
サＣと、追加的な抵抗器Ｒと、更なる追加的な抵抗器Ｒ
１とを備える。コンデンサＣ及び抵抗器Ｒは、本発明に
基づき、「ヒステリシス反転周波数（hysteresis inver
sion frequency）」を高めるために設けられたものであ
り、これにより、所望のより高い動作周波数ｆにおいて
Ｖ字型、無閾値スイッチングモードを実現することがで
きる。
【００５２】抵抗器Ｒ１は、設けても設けなくてもよ
く、したがって、図１（ａ）では抵抗器Ｒ１を点線で示
している。抵抗器Ｒ１を設けることにより、液晶セルに
ＤＣバイアス電圧を印加することができ、或いは、（非
対称セルの場合）コンデンサＣ ｐ又はコンデンサＣに蓄
積された電荷を放電することができる。
く、したがって、図１（ａ）では抵抗器Ｒ１を点線で示
している。抵抗器Ｒ１を設けることにより、液晶セルに
ＤＣバイアス電圧を印加することができ、或いは、（非
対称セルの場合）コンデンサＣ ｐ又はコンデンサＣに蓄
積された電荷を放電することができる。
【００５３】図１（ｂ）は、配向層を有さないセル、例
えば液晶材料がシアー法（shear technique）により配
向されている場合の等価回路である。この場合、等価回
路においては、コンデンサＣｐを省略することができ
る。
えば液晶材料がシアー法（shear technique）により配
向されている場合の等価回路である。この場合、等価回
路においては、コンデンサＣｐを省略することができ
る。
【００５４】さらに、液晶セルは、導電性が非常に低い
液晶材料を備え、したがって液晶材料の抵抗値Ｒ
ＬＣは、無視することができ、図１（ｂ）に示すように
省略することができる。本発明に基づく、この単純化さ
れた等価回路から、最適な位相シフト（phase shift）
は、φ＝ｔａｎ−１［ωＲ（Ｃ＋ＣＬＣ）］−１とな
り、したがって、無閾値、Ｖ字型スイッチングモード
は、周波数ｆ＝ω／２π＝［２πＲ（Ｃ＋ＣＬＣ）］
−１において実現することができる。周波数ｆは、所望
の動作周波数であり、追加的な回路素子、すなわち、コ
ンデンサＣ及び抵抗器Ｒの値を選択することにより制御
することができる。
液晶材料を備え、したがって液晶材料の抵抗値Ｒ
ＬＣは、無視することができ、図１（ｂ）に示すように
省略することができる。本発明に基づく、この単純化さ
れた等価回路から、最適な位相シフト（phase shift）
は、φ＝ｔａｎ−１［ωＲ（Ｃ＋ＣＬＣ）］−１とな
り、したがって、無閾値、Ｖ字型スイッチングモード
は、周波数ｆ＝ω／２π＝［２πＲ（Ｃ＋ＣＬＣ）］
−１において実現することができる。周波数ｆは、所望
の動作周波数であり、追加的な回路素子、すなわち、コ
ンデンサＣ及び抵抗器Ｒの値を選択することにより制御
することができる。
【００５５】なお、コンデンサＣ及び抵抗器Ｒは、勿
論、上述の式に基づいて精度が高い素子を用いることが
好ましいが、特性に多少のバラツキがあっても、少なく
ともＶ字型、無閾値スイッチングモードに近似したスイ
ッチングモードを実現することができるため、これらの
素子の精度は、高くなくてもよい。Ｒ及びＣの値は、通
常、±５％〜±１０％の誤差を有していてもよく、さら
に、±５０％〜±１００％の誤差があっても、所望の効
果を得ることができる。
論、上述の式に基づいて精度が高い素子を用いることが
好ましいが、特性に多少のバラツキがあっても、少なく
ともＶ字型、無閾値スイッチングモードに近似したスイ
ッチングモードを実現することができるため、これらの
素子の精度は、高くなくてもよい。Ｒ及びＣの値は、通
常、±５％〜±１０％の誤差を有していてもよく、さら
に、±５０％〜±１００％の誤差があっても、所望の効
果を得ることができる。
【００５６】図４は、例えば図２に示すような従来のセ
ルの外部印加電圧Ｖと透過率との関係を、異なる周波
数、すなわち１Ｈｚ、７Ｈｚ、５０Ｈｚについてそれぞ
れ示すグラフである。この測定に用いたセルは、ポリマ
配向層を備える既に最適化されたセル（セル番号１）で
ある。使用された材料は、自発分極Ｐｓ＝１００ｎｃ／
ｃｍ２、傾斜角２３．５°、粘性０．７ポイズ、転移温
度Ｃｒ−１０℃−ＳｍＣ ＊−５８℃−ＳｍＡ−８０℃−
Ｉｓｏの混合物Ｃｒ−１０℃−ＳｍＣ＊−５８℃−Ｓｍ
Ａ−８０℃−Ｉｓｏである。セルの液晶材料の厚さは
１．７μｍであり、面積は１４ｍｍ×１８ｍｍであり、
上述の混合物により満たされ、スメクティックＣ＊相で
冷却されている。液晶材料は、２つのポリイミド配向層
により配向され、これらのポリイミド配向層の厚みはそ
れぞれ８０ｎｍであり、一方のポリイミド配向層は、ラ
ビングされている。
ルの外部印加電圧Ｖと透過率との関係を、異なる周波
数、すなわち１Ｈｚ、７Ｈｚ、５０Ｈｚについてそれぞ
れ示すグラフである。この測定に用いたセルは、ポリマ
配向層を備える既に最適化されたセル（セル番号１）で
ある。使用された材料は、自発分極Ｐｓ＝１００ｎｃ／
ｃｍ２、傾斜角２３．５°、粘性０．７ポイズ、転移温
度Ｃｒ−１０℃−ＳｍＣ ＊−５８℃−ＳｍＡ−８０℃−
Ｉｓｏの混合物Ｃｒ−１０℃−ＳｍＣ＊−５８℃−Ｓｍ
Ａ−８０℃−Ｉｓｏである。セルの液晶材料の厚さは
１．７μｍであり、面積は１４ｍｍ×１８ｍｍであり、
上述の混合物により満たされ、スメクティックＣ＊相で
冷却されている。液晶材料は、２つのポリイミド配向層
により配向され、これらのポリイミド配向層の厚みはそ
れぞれ８０ｎｍであり、一方のポリイミド配向層は、ラ
ビングされている。
【００５７】図４のグラフに示すように、±８．３Ｖの
三角波電圧により誘導されたセルの光の透過率は、７Ｈ
ｚ（図４（ｂ））の周波数においてのみ、典型的な無閾
値スイッチングモードを示す。
三角波電圧により誘導されたセルの光の透過率は、７Ｈ
ｚ（図４（ｂ））の周波数においてのみ、典型的な無閾
値スイッチングモードを示す。
【００５８】これ以上の周波数（例えば、図４（ｃ）に
示す５０Ｈｚ）では、通常のヒステリシスが観察され、
一方、これより低い周波数（例えば、図４（ａ）に示す
１Ｈｚ）では、非通常のヒステリシスが観察される。
示す５０Ｈｚ）では、通常のヒステリシスが観察され、
一方、これより低い周波数（例えば、図４（ａ）に示す
１Ｈｚ）では、非通常のヒステリシスが観察される。
【００５９】ヒステリシスの幅は、閾値電圧の２倍２Ｕ
ｃに等しく、これは抗電界（coercive field）の２倍２
Ｅｃに相当し、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示す各周波
数における透過率の最小値間の距離から導き出すことが
できる。
ｃに等しく、これは抗電界（coercive field）の２倍２
Ｅｃに相当し、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示す各周波
数における透過率の最小値間の距離から導き出すことが
できる。
【００６０】このセルの光の透過率に関する閾値電圧の
周波数依存性を図５に曲線＃１として示す。図５は、周
波数ｆの対数−閾値電圧Ｕｔｈのグラフである。この曲
線＃１からわかるように、Ｖ字型の無閾値スイッチング
モードは、ｆ＝１〜１０Ｈｚの範囲のヒステリシス反転
周波数の近傍においてのみ実現されることがわかる。
周波数依存性を図５に曲線＃１として示す。図５は、周
波数ｆの対数−閾値電圧Ｕｔｈのグラフである。この曲
線＃１からわかるように、Ｖ字型の無閾値スイッチング
モードは、ｆ＝１〜１０Ｈｚの範囲のヒステリシス反転
周波数の近傍においてのみ実現されることがわかる。
【００６１】本発明に基づく液晶セルの測定において
は、上述のセル番号１の液晶セルに静電容量が２２ｎＦ
のコンデンサＣを直列に、抵抗値が１８０ｋΩの抵抗器
Ｒを並列に接続して同様の測定を行った。この結果を図
５において曲線＃２として示す。曲線＃２からわかるよ
うに、本発明により、１００Ｈｚの周波数においてＶ字
型又は無閾値スイッチングモードを実現でき、したがっ
て、可能な動作周波数を約１０倍に高めることができ
る。
は、上述のセル番号１の液晶セルに静電容量が２２ｎＦ
のコンデンサＣを直列に、抵抗値が１８０ｋΩの抵抗器
Ｒを並列に接続して同様の測定を行った。この結果を図
５において曲線＃２として示す。曲線＃２からわかるよ
うに、本発明により、１００Ｈｚの周波数においてＶ字
型又は無閾値スイッチングモードを実現でき、したがっ
て、可能な動作周波数を約１０倍に高めることができ
る。
【００６２】なお、本発明に基づいて液晶セルを構成す
ることにより、すなわち、上述のコンデンサＣ及び抵抗
器Ｒを追加することにより、光のコントラスト（optica
l contrast）を従来の液晶セルと同様に保ちながら、最
大透過率に対応する飽和電圧を高めることができる。高
められる周波数及び高められる電圧間の妥協点は、追加
する素子の値を設定する際に容易に見出すことができ
る。
ることにより、すなわち、上述のコンデンサＣ及び抵抗
器Ｒを追加することにより、光のコントラスト（optica
l contrast）を従来の液晶セルと同様に保ちながら、最
大透過率に対応する飽和電圧を高めることができる。高
められる周波数及び高められる電圧間の妥協点は、追加
する素子の値を設定する際に容易に見出すことができ
る。
【００６３】さらに、本発明の利点を具体的に説明す
る。例えば、１．５Ｈｚの反転周波数を有する従来の液
晶セル（上述したセル番号１）に対し、本発明に基づ
き、静電容量が２２ｎＦのコンデンサを直列に接続する
ことができる。これにより、反転周波数は１．５Ｈｚか
ら８．９Ｈｚにシフトされ、したがって、可能な動作周
波数を約６倍高めることができる。さらに、抵抗値が１
８０ｋΩの抵抗器Ｒを並列に接続すると、反転周波数
は、９９Ｈｚ（約６０倍）にまで高めることができ、さ
らに、抵抗値が８２ｋΩの抵抗器Ｒを並列に接続する
と、反転周波数は、１５８Ｈｚ（１００倍以上）とな
る。
る。例えば、１．５Ｈｚの反転周波数を有する従来の液
晶セル（上述したセル番号１）に対し、本発明に基づ
き、静電容量が２２ｎＦのコンデンサを直列に接続する
ことができる。これにより、反転周波数は１．５Ｈｚか
ら８．９Ｈｚにシフトされ、したがって、可能な動作周
波数を約６倍高めることができる。さらに、抵抗値が１
８０ｋΩの抵抗器Ｒを並列に接続すると、反転周波数
は、９９Ｈｚ（約６０倍）にまで高めることができ、さ
らに、抵抗値が８２ｋΩの抵抗器Ｒを並列に接続する
と、反転周波数は、１５８Ｈｚ（１００倍以上）とな
る。
【００６４】各周波数における電圧−透過率の測定結果
を図６（ａ）〜図６（ｄ）に示す。これらのグラフは全
てヒステリシス反転周波数における測定、すなわちヒス
テリシスがない状態を表している（したがって、図６
は、図４（ｂ）と同様の状態を表している）。測定され
た周波数より高い又は低い周波数においては、図４
（ａ）及び図４（ｃ）を用いて説明したように、通常又
は非通常のヒステリシスが生じる。
を図６（ａ）〜図６（ｄ）に示す。これらのグラフは全
てヒステリシス反転周波数における測定、すなわちヒス
テリシスがない状態を表している（したがって、図６
は、図４（ｂ）と同様の状態を表している）。測定され
た周波数より高い又は低い周波数においては、図４
（ａ）及び図４（ｃ）を用いて説明したように、通常又
は非通常のヒステリシスが生じる。
【００６５】図６（ａ）は、１．５Ｈｚの反転周波数を
有する従来の技術に基づくセル番号１に対する測定結果
を示している。本発明に基づき、セル番号１に静電容量
が２２ｎＦのコンデンサＣを直列に接続することによ
り、反転周波数は、８．９Ｈｚにシフトする（図６
（ｂ）参照）。さらに、抵抗値が１８０ｋΩの抵抗器Ｒ
を並列に接続することにより、反転周波数は、約９９Ｈ
ｚにシフトする（図６（ｃ）参照）。この１８０ｋΩの
抵抗器Ｒに代えて、８２ｋΩの抵抗器Ｒを並列に接続す
ることにより、反転周波数は、１５９Ｈｚにまでシフト
する（図６（ｄ）参照）。
有する従来の技術に基づくセル番号１に対する測定結果
を示している。本発明に基づき、セル番号１に静電容量
が２２ｎＦのコンデンサＣを直列に接続することによ
り、反転周波数は、８．９Ｈｚにシフトする（図６
（ｂ）参照）。さらに、抵抗値が１８０ｋΩの抵抗器Ｒ
を並列に接続することにより、反転周波数は、約９９Ｈ
ｚにシフトする（図６（ｃ）参照）。この１８０ｋΩの
抵抗器Ｒに代えて、８２ｋΩの抵抗器Ｒを並列に接続す
ることにより、反転周波数は、１５９Ｈｚにまでシフト
する（図６（ｄ）参照）。
【００６６】さらに、図７を用いて、更なる具体例、す
なわちセル番号２に対する測定結果を説明する。セル番
号２は、厚み２μｍの液晶材料を有する標準的なＥＨＣ
セルである。液晶材料は、チッソＣＳ−１０２５（Chis
so CS-1025）混合物であり、低い自発分極の値、すなわ
ちＰｓ １６ｎｃ／ｃｍ２を有する。このようなセルで
は、上述した文献において説明されているいかなるモデ
ルによっても、Ｖ字型スイッチングは期待することがで
きない。実際、この液晶材料が新しい（fresh）場合、
ヒステリシス反転周波数は、約０．７Ｈｚと非常に低
い。しかしながら、このセル番号２が、古くなった（ag
ed）より導電性が高い材料（これによりＲ ＬＣの値が小
さくなる）により満たされた場合、Ｖ字型スイッチング
モードは、より高い周波数、すなわち、約３．５Ｈｚの
範囲で観察される。この状態を図７（ａ）に示す。この
グラフは、外部印加電圧と測定された透過率との関係を
示している。
なわちセル番号２に対する測定結果を説明する。セル番
号２は、厚み２μｍの液晶材料を有する標準的なＥＨＣ
セルである。液晶材料は、チッソＣＳ−１０２５（Chis
so CS-1025）混合物であり、低い自発分極の値、すなわ
ちＰｓ １６ｎｃ／ｃｍ２を有する。このようなセルで
は、上述した文献において説明されているいかなるモデ
ルによっても、Ｖ字型スイッチングは期待することがで
きない。実際、この液晶材料が新しい（fresh）場合、
ヒステリシス反転周波数は、約０．７Ｈｚと非常に低
い。しかしながら、このセル番号２が、古くなった（ag
ed）より導電性が高い材料（これによりＲ ＬＣの値が小
さくなる）により満たされた場合、Ｖ字型スイッチング
モードは、より高い周波数、すなわち、約３．５Ｈｚの
範囲で観察される。この状態を図７（ａ）に示す。この
グラフは、外部印加電圧と測定された透過率との関係を
示している。
【００６７】このセル番号２を本発明に基づいて改善す
ることにより、すなわち、静電容量が２．７ｎＦのコン
デンサＣを直列に接続することにより、ヒステリシス反
転周波数は、図７（ｂ）に示すように、１５０倍に高め
られ、５３０Ｈｚに達する。すなわち、本発明により、
可能な動作周波数を著しく高めることができる。
ることにより、すなわち、静電容量が２．７ｎＦのコン
デンサＣを直列に接続することにより、ヒステリシス反
転周波数は、図７（ｂ）に示すように、１５０倍に高め
られ、５３０Ｈｚに達する。すなわち、本発明により、
可能な動作周波数を著しく高めることができる。
【００６８】図８は、従来の技術に基づくセル番号２
（曲線１）及び本発明に基づいて改善されたセル番号２
（曲線２）について、測定された周波数ｆ−閾値電圧Ｕ
ｔｈの関係を示すグラフである。すなわち、図８は、セ
ル番号２に関するという点を除いて、図５と同様のグラ
フを示している。
（曲線１）及び本発明に基づいて改善されたセル番号２
（曲線２）について、測定された周波数ｆ−閾値電圧Ｕ
ｔｈの関係を示すグラフである。すなわち、図８は、セ
ル番号２に関するという点を除いて、図５と同様のグラ
フを示している。
【００６９】更なる具体例として、セル番号３を用いた
測定について説明する。セル番号３は、自発分極Ｐｓ＝
２１ｎｃ／ｃｍ２のＦＬＣ混合物（スメクティックＣ＊
相）の液晶層を備える。さらに、セル番号３は、１つの
基板に配向層として蒸着された非常に薄いポリイミド層
を備える。このような構成を有するセル番号３のヒステ
リシス反転周波数ｆは、０．２５Ｈｚである。
測定について説明する。セル番号３は、自発分極Ｐｓ＝
２１ｎｃ／ｃｍ２のＦＬＣ混合物（スメクティックＣ＊
相）の液晶層を備える。さらに、セル番号３は、１つの
基板に配向層として蒸着された非常に薄いポリイミド層
を備える。このような構成を有するセル番号３のヒステ
リシス反転周波数ｆは、０．２５Ｈｚである。
【００７０】ここで、本発明に基づき、このセル番号３
に静電容量が２２ｎＦのコンデンサＣを直列に接続する
と、ヒステリシス反転周波数は、およそ２桁高くなり、
ｆ＝２１Ｈｚとなり、これにより、現在の技術で重要
な、より高い動作周波数を適用できるという利点が生じ
る。
に静電容量が２２ｎＦのコンデンサＣを直列に接続する
と、ヒステリシス反転周波数は、およそ２桁高くなり、
ｆ＝２１Ｈｚとなり、これにより、現在の技術で重要
な、より高い動作周波数を適用できるという利点が生じ
る。
【００７１】更なる具体例として、室温において、自発
分極Ｐｓ＝１８０ｎｃ／ｃｍ２のＦＬＣ混合物の液晶層
を有するセルを準備した。転移温度は、Ｃｒ−１０℃−
ＳｍＣ＊−５０℃−ＳｍＡ−５８℃−Ｉｓｏである。こ
の混合物は、０．２７μｍのヘリカルピッチ（helical
pitch）を有する。
分極Ｐｓ＝１８０ｎｃ／ｃｍ２のＦＬＣ混合物の液晶層
を有するセルを準備した。転移温度は、Ｃｒ−１０℃−
ＳｍＣ＊−５０℃−ＳｍＡ−５８℃−Ｉｓｏである。こ
の混合物は、０．２７μｍのヘリカルピッチ（helical
pitch）を有する。
【００７２】図９は、時間と外部印加電圧Ｕｔｏｔとの
関係を示すグラフであり、ここでは、三角波電圧の波形
が示されている。さらに、図９は、液晶セルから「見
た」電圧、すなわち液晶セルにおける「実効電圧」Ｕ
ｃｅｌｌも示している。上述のように、Ｕｃｅｌｌの波
形は、Ｕｔｏｔの波形と大きく異なり、ＵｔｏｔとＵ
ｃｅ ｌｌの零点は、互いに一致せず、この相違が液晶層
のヒステリシス挙動に影響を与える。図９には、オシロ
スコープで観測された電流ＩＰも示されている。
関係を示すグラフであり、ここでは、三角波電圧の波形
が示されている。さらに、図９は、液晶セルから「見
た」電圧、すなわち液晶セルにおける「実効電圧」Ｕ
ｃｅｌｌも示している。上述のように、Ｕｃｅｌｌの波
形は、Ｕｔｏｔの波形と大きく異なり、ＵｔｏｔとＵ
ｃｅ ｌｌの零点は、互いに一致せず、この相違が液晶層
のヒステリシス挙動に影響を与える。図９には、オシロ
スコープで観測された電流ＩＰも示されている。
【００７３】図１０は、本発明に基づき、印加外部電圧
Ｕｔｏｔ又は「実効」電圧である液晶セル上の電圧Ｕ
ｃｅｌｌと、透過率との関係を示すグラフである。図１
０に示すように、典型的なＶ字型は、光の透過率を回路
に印加された総電圧の関数Ｔ（Ｕｔｏｔ）として示した
場合にのみ観察され、曲線Ｔ（Ｕｃｅｌｌ）において
は、通常のＦＬＣ材料の典型的なヒステリシス挙動が現
れている。
Ｕｔｏｔ又は「実効」電圧である液晶セル上の電圧Ｕ
ｃｅｌｌと、透過率との関係を示すグラフである。図１
０に示すように、典型的なＶ字型は、光の透過率を回路
に印加された総電圧の関数Ｔ（Ｕｔｏｔ）として示した
場合にのみ観察され、曲線Ｔ（Ｕｃｅｌｌ）において
は、通常のＦＬＣ材料の典型的なヒステリシス挙動が現
れている。
【００７４】以上の説明でも明らかなように、本発明を
適用した液晶セル装置は、例えば、強誘電性液晶材料又
は反強誘電性液晶材料により満たされた電気光学セル
（electrooptical cell）にコンデンサ及び／又は抵抗
器、及び／又はこれらの異なる組合せからなる単純な
「電気回路」を設け、これらコンデンサ及び／又は抵抗
器を液晶セルに直列又は並列に接続することにより実現
される。この電気回路は、液晶セルと共に、分圧器を形
成し、この分圧器の複素分割比は、印加電界の周波数及
び強度と、実現される２つのインピーダンス、すなわち
上述した電気回路のインピーダンス及び液晶セルのイン
ピーダンスに応じて決定する。
適用した液晶セル装置は、例えば、強誘電性液晶材料又
は反強誘電性液晶材料により満たされた電気光学セル
（electrooptical cell）にコンデンサ及び／又は抵抗
器、及び／又はこれらの異なる組合せからなる単純な
「電気回路」を設け、これらコンデンサ及び／又は抵抗
器を液晶セルに直列又は並列に接続することにより実現
される。この電気回路は、液晶セルと共に、分圧器を形
成し、この分圧器の複素分割比は、印加電界の周波数及
び強度と、実現される２つのインピーダンス、すなわち
上述した電気回路のインピーダンス及び液晶セルのイン
ピーダンスに応じて決定する。
【００７５】液晶セルのインピーダンスは、電圧に依存
しているため、分割比、セルに印加される電圧及びこの
電圧の外部電圧に対する位相は、セルのスイッチング時
に変化する。これにより、動的フィードバックが実現さ
れ、この動的フィードバックは、液晶セル装置に印加さ
れる外部電圧に対するセルの電気光学的応答に大きな影
響を及ぼす。
しているため、分割比、セルに印加される電圧及びこの
電圧の外部電圧に対する位相は、セルのスイッチング時
に変化する。これにより、動的フィードバックが実現さ
れ、この動的フィードバックは、液晶セル装置に印加さ
れる外部電圧に対するセルの電気光学的応答に大きな影
響を及ぼす。
【００７６】任意に選択された、液晶セル内の強誘電性
液晶材料又は反強誘電性液晶材料が所望の動作周波数ｆ
に対して、好ましくない電気光学的応答のヒステリシス
を示す場合（通常、より高い動作周波数ｆが望まれる場
合）、液晶セルに接続された上述の電気回路の素子の値
又は構成を変更することにより、スイッチングは無閾値
になり、光の透過率の電界依存性は、所謂Ｖ字型とな
る。本発明によらなければ、このような効果を得るため
に、特別な強誘電性又は反強響誘電性混合材料と、各層
の配向と、液晶セルの特別な幾何学的構成とを開発する
必要があり、或いは、所望の周波数に対して、このよう
な効果を得ることは不可能であった。
液晶材料又は反強誘電性液晶材料が所望の動作周波数ｆ
に対して、好ましくない電気光学的応答のヒステリシス
を示す場合（通常、より高い動作周波数ｆが望まれる場
合）、液晶セルに接続された上述の電気回路の素子の値
又は構成を変更することにより、スイッチングは無閾値
になり、光の透過率の電界依存性は、所謂Ｖ字型とな
る。本発明によらなければ、このような効果を得るため
に、特別な強誘電性又は反強響誘電性混合材料と、各層
の配向と、液晶セルの特別な幾何学的構成とを開発する
必要があり、或いは、所望の周波数に対して、このよう
な効果を得ることは不可能であった。
【００７７】「無閾値」でヒステリシスのないＶ字型の
スイッチングが理論的には解明されていないが、現象と
しては明らかであるとの認識に基づいている。通常、内
部誘電層を備える「液晶セルに印加される総電圧」では
なく、「液晶層における電圧」に対して光の透過率をプ
ロットした場合、液晶層のディレクタ（光軸）のスイッ
チングは、実際には、閾値及び通常のヒステリシスを有
する。これらの層のために、分圧器は、誘電層と液晶層
との間に形成され、液晶に印加される電圧は、関数発生
器（function generator）から液晶セル装置の液晶セル
の電極に印加される電圧に比べて、減衰され、その位相
も大きくシフトされる。
スイッチングが理論的には解明されていないが、現象と
しては明らかであるとの認識に基づいている。通常、内
部誘電層を備える「液晶セルに印加される総電圧」では
なく、「液晶層における電圧」に対して光の透過率をプ
ロットした場合、液晶層のディレクタ（光軸）のスイッ
チングは、実際には、閾値及び通常のヒステリシスを有
する。これらの層のために、分圧器は、誘電層と液晶層
との間に形成され、液晶に印加される電圧は、関数発生
器（function generator）から液晶セル装置の液晶セル
の電極に印加される電圧に比べて、減衰され、その位相
も大きくシフトされる。
【００７８】液晶層は、所定の電圧において、スイッチ
ング時に動的インピーダンスを変化させ、したがって、
分圧比を変化させる。この「フィードバック」の結果、
液晶層に印加される電圧（液晶セル全体に印加される電
圧ではない）の波形の形状が変化し、全体に印加される
外部電圧Ｕｔｏｔが三角波電圧であっても、液晶層に印
加される電圧の波形は三角波ではなくなる。新たな波形
により制御される液晶材料の光軸（ディレクタ）は、な
お閾値及びヒステリシスを有するが、より複雑に変化す
る。この結果、「セル印加電圧」−透過率は、特定の周
波数に対するヒステリシスを示さず、無閾値、Ｖ字型曲
線に見える。
ング時に動的インピーダンスを変化させ、したがって、
分圧比を変化させる。この「フィードバック」の結果、
液晶層に印加される電圧（液晶セル全体に印加される電
圧ではない）の波形の形状が変化し、全体に印加される
外部電圧Ｕｔｏｔが三角波電圧であっても、液晶層に印
加される電圧の波形は三角波ではなくなる。新たな波形
により制御される液晶材料の光軸（ディレクタ）は、な
お閾値及びヒステリシスを有するが、より複雑に変化す
る。この結果、「セル印加電圧」−透過率は、特定の周
波数に対するヒステリシスを示さず、無閾値、Ｖ字型曲
線に見える。
【００７９】したがって、液晶セルの所望の動作周波数
に対して、Ｖ字型スイッチングモード（「外部印加電圧
−透過率」のグラフにおけるＶ字型の曲線）が実現され
るように、上述のコンデンサの静電容量及び抵抗器の抵
抗値を液晶セルの幾何学的構成及び液晶セルに使用され
ている液晶材料に応じて決定し、これらのコンデンサ及
び／又は抵抗器を少なくとも１つの液晶セル又は液晶セ
ル装置に接続することにより、液晶材料の光の透過率に
対して有効な電圧波形を制御できる。
に対して、Ｖ字型スイッチングモード（「外部印加電圧
−透過率」のグラフにおけるＶ字型の曲線）が実現され
るように、上述のコンデンサの静電容量及び抵抗器の抵
抗値を液晶セルの幾何学的構成及び液晶セルに使用され
ている液晶材料に応じて決定し、これらのコンデンサ及
び／又は抵抗器を少なくとも１つの液晶セル又は液晶セ
ル装置に接続することにより、液晶材料の光の透過率に
対して有効な電圧波形を制御できる。
【００８０】本発明を適用した液晶セル装置では、コン
デンサは、少なくとも１つの液晶セルに対して直列に接
続される。さらに、抵抗器を少なくとも１つの液晶セル
に対して並列に接続し、コンデンサと抵抗器とを組み合
わせて用いることが特に好ましい。
デンサは、少なくとも１つの液晶セルに対して直列に接
続される。さらに、抵抗器を少なくとも１つの液晶セル
に対して並列に接続し、コンデンサと抵抗器とを組み合
わせて用いることが特に好ましい。
【００８１】さらに、コンデンサは、少なくとも１つの
液晶セルの液晶材料層の静電容量Ｃ ＬＣの１／１０倍乃
至１０倍の静電容量を有するとよい。
液晶セルの液晶材料層の静電容量Ｃ ＬＣの１／１０倍乃
至１０倍の静電容量を有するとよい。
【００８２】また、抵抗器の抵抗値Ｒは、ｆを動作周波
数とし、ＲＬＣ及びＣＬＣをそれぞれ液晶層の抵抗値及
び静電容量として、ｆ＝（Ｒ＋ＲＬＣ）／（２πＲ＊Ｒ
ＬＣＣＬＣ）を満たすように設定するとよい。このコン
デンサの静電容量により、液晶セル又は液晶セル装置に
おいて採用されている殆どの幾何学的構成及び液晶材料
がカバーされ、非常に高い動作周波数ｆに対してもＶ字
型スイッチングモードを実現することができる。
数とし、ＲＬＣ及びＣＬＣをそれぞれ液晶層の抵抗値及
び静電容量として、ｆ＝（Ｒ＋ＲＬＣ）／（２πＲ＊Ｒ
ＬＣＣＬＣ）を満たすように設定するとよい。このコン
デンサの静電容量により、液晶セル又は液晶セル装置に
おいて採用されている殆どの幾何学的構成及び液晶材料
がカバーされ、非常に高い動作周波数ｆに対してもＶ字
型スイッチングモードを実現することができる。
【００８３】抵抗器の抵抗値は、液晶材料層の抵抗値Ｒ
ＬＣに比べて著しく低いことが望ましく、より好ましく
は、液晶材料層の抵抗値ＲＬＣの５０％以下の抵抗値を
有するとよい。これにより、液晶セルのＶ字型応答パラ
メータの温度ドリフトを低減することができる。
ＬＣに比べて著しく低いことが望ましく、より好ましく
は、液晶材料層の抵抗値ＲＬＣの５０％以下の抵抗値を
有するとよい。これにより、液晶セルのＶ字型応答パラ
メータの温度ドリフトを低減することができる。
【００８４】本発明を適用した液晶セル装置は、少なく
とも１つの液晶セルに直列に接続されたコンデンサと、
少なくとも１つの液晶セルに並列に接続された抵抗器
と、コンデンサに並列に接続された追加的な抵抗器とを
備える。これにより、液晶層に直流バイアス電圧を印加
することができ、或いは、液晶層に蓄積された電荷を放
電することができる。
とも１つの液晶セルに直列に接続されたコンデンサと、
少なくとも１つの液晶セルに並列に接続された抵抗器
と、コンデンサに並列に接続された追加的な抵抗器とを
備える。これにより、液晶層に直流バイアス電圧を印加
することができ、或いは、液晶層に蓄積された電荷を放
電することができる。
【００８５】この追加的な抵抗器は、ｆを動作周波数と
し、Ｃをコンデンサの静電容量として、１／（２πｆ
Ｃ）より高い抵抗値を有することが好ましい。
し、Ｃをコンデンサの静電容量として、１／（２πｆ
Ｃ）より高い抵抗値を有することが好ましい。
【００８６】このコンデンサ及び／又は抵抗器は、様々
な異なる手法により設けることができる。本発明を適用
した液晶セル装置では、各液晶セルがそれぞれコンデン
サ及び／又は抵抗器を備え、これらのコンデンサ及び／
又は抵抗器は、液晶セルに一体に形成される。コンデン
サ及び／又は抵抗器を液晶セルに一体に形成する場合、
コンデンサ及び／又は抵抗器は、透明基板の内側に設け
てもよく、透明基板の外側に設けてもよい。特に好まし
いくは、コンデンサ及び／又は抵抗器を、液晶セルの透
明基板において、誘電層又は半導体層により形成する。
な異なる手法により設けることができる。本発明を適用
した液晶セル装置では、各液晶セルがそれぞれコンデン
サ及び／又は抵抗器を備え、これらのコンデンサ及び／
又は抵抗器は、液晶セルに一体に形成される。コンデン
サ及び／又は抵抗器を液晶セルに一体に形成する場合、
コンデンサ及び／又は抵抗器は、透明基板の内側に設け
てもよく、透明基板の外側に設けてもよい。特に好まし
いくは、コンデンサ及び／又は抵抗器を、液晶セルの透
明基板において、誘電層又は半導体層により形成する。
【００８７】また、コンデンサは、好ましくは液晶セル
の内部表面に蒸着されたポリマ層により実現する。さら
に抵抗器は、電極及び／又は液晶材料を変更することに
より形成できる。
の内部表面に蒸着されたポリマ層により実現する。さら
に抵抗器は、電極及び／又は液晶材料を変更することに
より形成できる。
【００８８】また、コンデンサ及び／又は抵抗器は、液
晶セルの外部に設けてもよく、さらには、液晶セル装置
の外部に設けてもよい。この場合、２つ以上の液晶セル
又は全ての液晶セルを共通のコンデンサ及び／又は抵抗
器に接続することもできる。
晶セルの外部に設けてもよく、さらには、液晶セル装置
の外部に設けてもよい。この場合、２つ以上の液晶セル
又は全ての液晶セルを共通のコンデンサ及び／又は抵抗
器に接続することもできる。
【００８９】コンデンサ及び／又は抵抗器を外部に設け
る手法は、標準的な電気抵抗器及び／又はコンデンサ、
又はこれらの抵抗器及び／又はコンデンサを備える集積
回路を利用できるため、より容易であり、原理的には、
より低コストで実現できる。例えばマトリクスディスプ
レイ等の他の技術的応用分野においては、コンデンサ及
び／又は抵抗器を統合する手法の法が好ましい。
る手法は、標準的な電気抵抗器及び／又はコンデンサ、
又はこれらの抵抗器及び／又はコンデンサを備える集積
回路を利用できるため、より容易であり、原理的には、
より低コストで実現できる。例えばマトリクスディスプ
レイ等の他の技術的応用分野においては、コンデンサ及
び／又は抵抗器を統合する手法の法が好ましい。
【００９０】本発明を適用した液晶セル装置は、任意に
接続された複数の液晶セルを備え、これらの液晶セル
は、例えば、直列、並列、モザイク及び／又はマトリク
ス構成、又はこれらの組合せにより接続されている。こ
れにより、液晶セル装置は、異なる応用分野に適用する
ことができる。液晶材料は、高い自発分極Ｐｓを有する
ことが好ましく、この自発分極は、好ましくは５ｎｃ／
ｃｍ２以上、より好ましくは１５ｎｃ／ｃｍ２以上、さ
らに好ましくは３０ｎｃ／ｃｍ２以上とするとよい。
接続された複数の液晶セルを備え、これらの液晶セル
は、例えば、直列、並列、モザイク及び／又はマトリク
ス構成、又はこれらの組合せにより接続されている。こ
れにより、液晶セル装置は、異なる応用分野に適用する
ことができる。液晶材料は、高い自発分極Ｐｓを有する
ことが好ましく、この自発分極は、好ましくは５ｎｃ／
ｃｍ２以上、より好ましくは１５ｎｃ／ｃｍ２以上、さ
らに好ましくは３０ｎｃ／ｃｍ２以上とするとよい。
【００９１】液晶セルに用いられている液晶材料の回転
粘度は、可能な限り低い方がよく、好ましくは１５以
下、より好ましくは１０以下、さらに好ましくは５以下
とするとよい。
粘度は、可能な限り低い方がよく、好ましくは１５以
下、より好ましくは１０以下、さらに好ましくは５以下
とするとよい。
【００９２】さらに、液晶材料のインピーダンスを最適
化するために、液晶材料にイオン不純物をドープすると
よい。
化するために、液晶材料にイオン不純物をドープすると
よい。
【００９３】上述の説明及び添付の図面から、当業者
は、本発明の様々な変形例を想到することができる。し
たがって、本発明の範囲は、添付の請求の範囲によって
のみ制限される。
は、本発明の様々な変形例を想到することができる。し
たがって、本発明の範囲は、添付の請求の範囲によって
のみ制限される。
【００９４】
【発明の効果】以上のように、本発明を適用した液晶セ
ル装置は、液晶材料と、それぞれが電極を有する少なく
とも１つの透明基板とを有する少なくとも１つの強誘電
性又は反強誘電性の液晶セルと、少なくとも１つの液晶
セルに接続されたコンデンサ及び／又は抵抗器であっ
て、少なくとも１つの液晶セルとコンデンサ及び／又は
抵抗器間に分圧器が形成され、少なくとも１つの液晶セ
ルの印加電圧−透過率の関係を示すグラフが所定の周波
数ｆに対して、実質的に無閾値、Ｖ字型特性グラフを示
すように構成されたコンデンサ及び／又は抵抗器とを備
える。これにより、任意の幾何学的構造及び任意の液晶
材料を用い、並びに任意の動作周波数及び／又は任意の
動作電圧範囲で、液晶セル装置における実質的な無閾
値、Ｖ字型スイッチングモードを実現することができ
る。
ル装置は、液晶材料と、それぞれが電極を有する少なく
とも１つの透明基板とを有する少なくとも１つの強誘電
性又は反強誘電性の液晶セルと、少なくとも１つの液晶
セルに接続されたコンデンサ及び／又は抵抗器であっ
て、少なくとも１つの液晶セルとコンデンサ及び／又は
抵抗器間に分圧器が形成され、少なくとも１つの液晶セ
ルの印加電圧−透過率の関係を示すグラフが所定の周波
数ｆに対して、実質的に無閾値、Ｖ字型特性グラフを示
すように構成されたコンデンサ及び／又は抵抗器とを備
える。これにより、任意の幾何学的構造及び任意の液晶
材料を用い、並びに任意の動作周波数及び／又は任意の
動作電圧範囲で、液晶セル装置における実質的な無閾
値、Ｖ字型スイッチングモードを実現することができ
る。
【００９５】また、本発明を適用した液晶セル装置の製
造方法は、少なくとも１つの液晶セルを備える液晶セル
装置の外部印加電圧−透過率特性グラフを所定の動作周
波数ｆにおいて実質的に無閾値、Ｖ字型にする液晶セル
装置の製造方法において、少なくとも１つの液晶セルと
の間に分圧器が形成されるように、液晶セルにコンデン
サ及び／又は抵抗器を接続するステップを有する。これ
により、任意の幾何学的構造及び任意の液晶材料を用
い、並びに任意の動作周波数及び／又は任意の動作電圧
範囲で、実質的な無閾値、Ｖ字型スイッチングモードを
実現できる液晶セル装置を製造することができる。
造方法は、少なくとも１つの液晶セルを備える液晶セル
装置の外部印加電圧−透過率特性グラフを所定の動作周
波数ｆにおいて実質的に無閾値、Ｖ字型にする液晶セル
装置の製造方法において、少なくとも１つの液晶セルと
の間に分圧器が形成されるように、液晶セルにコンデン
サ及び／又は抵抗器を接続するステップを有する。これ
により、任意の幾何学的構造及び任意の液晶材料を用
い、並びに任意の動作周波数及び／又は任意の動作電圧
範囲で、実質的な無閾値、Ｖ字型スイッチングモードを
実現できる液晶セル装置を製造することができる。
【図１】本発明に基づく液晶セルの具体的な等価回路を
示す回路図である。
示す回路図である。
【図２】現在用いられている液晶セルの一般的な構成を
示す図である。
示す図である。
【図３】現在用いられている液晶セルの等価回路を示す
回路図である。
回路図である。
【図４】現在用いられている液晶セルにおける印加電圧
−透過率の関係を異なる周波数毎に示すグラフ図であ
る。
−透過率の関係を異なる周波数毎に示すグラフ図であ
る。
【図５】現在用いられている液晶セル（曲線１）及び本
発明に基づく液晶セル（曲線２）の光の透過率に関する
閾値電圧を周波数の関数として示すグラフ図である。
発明に基づく液晶セル（曲線２）の光の透過率に関する
閾値電圧を周波数の関数として示すグラフ図である。
【図６】現在用いられている液晶セル及び本発明に基づ
く液晶セルのヒステリシス反転周波数における外部印加
電圧−透過率特性を示すグラフ図である。
く液晶セルのヒステリシス反転周波数における外部印加
電圧−透過率特性を示すグラフ図である。
【図７】現在用いられている液晶セル及び本発明に基づ
いて改善された液晶セルのヒステリシス反転周波数にお
ける外部印加電圧−透過率特性を示すグラフ図である。
いて改善された液晶セルのヒステリシス反転周波数にお
ける外部印加電圧−透過率特性を示すグラフ図である。
【図８】図７に示す光の透過率の判定に使用された周波
数の関数としての光の透過率の閾値電圧を示すグラフ図
である。
数の関数としての光の透過率の閾値電圧を示すグラフ図
である。
【図９】外部電圧Ｕｔｏｔ、再分極電流Ｉｐ及び本発明
に基づく液晶セルに対する電圧Ｕｃｅｌｌのオシログラ
ムを示す図である。
に基づく液晶セルに対する電圧Ｕｃｅｌｌのオシログラ
ムを示す図である。
【図１０】光の透過率を総電圧の関数Ｔ（Ｕｔｏｔ）及
び液晶セルに対する電圧の関数Ｔ（Ｕｃｅｌｌ）として
示すグラフ図である。
び液晶セルに対する電圧の関数Ｔ（Ｕｃｅｌｌ）として
示すグラフ図である。
Ｃｐ 配向層として使用されるポリマ層の不変の静電容
量、Ｒｐ 配向層として使用されるポリマ層の不変の抵
抗値、ＣＬＣ 液晶層の動的な静電容量、ＲＬＣ液晶層
の動的な抵抗値、Ｃ 追加的なコンデンサ、Ｒ 追加的
な抵抗器、Ｒ１更なる追加的な抵抗器
量、Ｒｐ 配向層として使用されるポリマ層の不変の抵
抗値、ＣＬＣ 液晶層の動的な静電容量、ＲＬＣ液晶層
の動的な抵抗値、Ｃ 追加的なコンデンサ、Ｒ 追加的
な抵抗器、Ｒ１更なる追加的な抵抗器
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 安田 章夫
ドイツ連邦共和国 70327 シュトゥット
ゥガルト ハインリッヒ−ヘルツ−シュト
ラーセ １ ソニー インターナショナル
（ヨーロッパ） ゲゼルシャフト ミッ
ト ベシュレンクテル ハフツング アド
バンスド テクノロジー センター シュ
トゥットゥガルト内
(72)発明者 橋本 俊一
日本国東京都品川区北品川６丁目７番35号
ソニー株式会社内
(72)発明者 ハーゼ ウォルフガン
ドイツ連邦共和国 64287 ダラムスタッ
ト ペーターゼンストラーセ 20 ダラム
スタット ユニバーシティ オブ テクノ
ロジー インスティチュート オブ フィ
ジカル ケミストリー内
(72)発明者 ブリノフ レフ ミカイロビッチ
ドイツ連邦共和国 64287 ダラムスタッ
ト ペーターゼンストラーセ 20 ダラム
スタット ユニバーシティ オブ テクノ
ロジー インスティチュート オブ フィ
ジカル ケミストリー内
(72)発明者 ポッドゴーノフ フェードー
ドイツ連邦共和国 64287 ダラムスタッ
ト ペーターゼンストラーセ 20 ダラム
スタット ユニバーシティ オブ テクノ
ロジー インスティチュート オブ フィ
ジカル ケミストリー内
(72)発明者 シンハ アロカ
ドイツ連邦共和国 64287 ダラムスタッ
ト ペーターゼンストラーセ 20 ダラム
スタット ユニバーシティ オブ テクノ
ロジー インスティチュート オブ フィ
ジカル ケミストリー内
(72)発明者 ポジィダ イエフ エウゲン
ドイツ連邦共和国 64287 ダラムスタッ
ト ペーターゼンストラーセ 20 ダラム
スタット ユニバーシティ オブ テクノ
ロジー インスティチュート オブ フィ
ジカル ケミストリー内
Ｆターム(参考） 2H088 GA04 GA11 JA17 JA20 KA28
KA30 LA04 LA09 MA12 MA20
2H090 HB07Y HB08Y HD11 JB02
KA14 KA15 MB01
Claims (25)
- 【請求項１】 液晶材料と、それぞれが電極を有する少
なくとも１つの透明基板とを有する少なくとも１つの強
誘電性又は反強誘電性の液晶セルと、 上記少なくとも１つの液晶セルに接続されたコンデンサ
及び／又は抵抗器であって、上記少なくとも１つの液晶
セルと当該コンデンサ及び／又は抵抗器間に分圧器が形
成され、上記少なくとも１つの液晶セルの印加電圧−透
過率の関係を示すグラフが所定の周波数ｆに対して、実
質的に無閾値、Ｖ字型特性グラフを示すように構成され
たコンデンサ及び／又は抵抗器とを備える液晶セル装
置。 - 【請求項２】 上記コンデンサは、上記少なくとも１つ
の液晶セルに対して直列に接続されていることを特徴と
する請求項１記載の液晶セル装置。 - 【請求項３】 上記抵抗器は、上記少なくとも１つの液
晶セルに対して並列に接続されていることを特徴とする
請求項１又は２記載の液晶セル装置。 - 【請求項４】 上記コンデンサは、上記少なくとも１つ
の液晶セルの液晶材料層の静電容量の１／１０倍乃至１
０倍の静電容量を有することを特徴とする請求項１乃至
３いずれか１項記載の液晶セル装置。 - 【請求項５】 上記抵抗器は、上記液晶材料層の抵抗値
の５０％以下の抵抗値を有することを特徴とする請求項
１乃至４いずれか１項記載の液晶セル装置。 - 【請求項６】 上記抵抗器の抵抗値Ｒは、ｆを動作周波
数とし、ＲＬＣ及びＣ ＬＣをそれぞれ液晶層の抵抗値及
び静電容量として、ｆ＝（Ｒ＋ＲＬＣ）／（２πＲ＊Ｒ
ＬＣＣＬＣを）満たすように設定されていることを特徴
とする請求項１乃至５いずれか１項記載の液晶セル装
置。 - 【請求項７】 上記コンデンサは、上記少なくとも１つ
の液晶セルに直列に接続され、上記抵抗器は、上記少な
くとも１つの液晶セルに並列に接続され、及び上記コン
デンサに並列に追加的な抵抗器が接続されていることを
特徴とする請求項１乃至６いずれか１項記載の液晶セル
装置。 - 【請求項８】 上記追加的な抵抗器は、ｆを動作周波数
とし、Ｃを上記コンデンサの静電容量として、１／（２
πｆＣ）より高い抵抗値を有することを特徴とする請求
項７記載の液晶セル装置。 - 【請求項９】 上記各液晶セルは、それぞれ上記コンデ
ンサ及び／又は抵抗器を備えることを特徴とする請求項
１乃至８いずれか１項記載の液晶セル装置。 - 【請求項１０】 上記コンデンサ及び／又は抵抗器は、
上記少なくとも１つの液晶セルに一体に形成されている
ことを特徴とする請求項１乃至９いずれか１項記載の液
晶セル装置。 - 【請求項１１】 上記コンデンサ及び／又は抵抗器は、
上記少なくとも１つの液晶セルの少なくとも１つの透明
基板の内側に設けられていることを特徴とする請求項１
０記載の液晶セル装置。 - 【請求項１２】 上記コンデンサ及び／又は抵抗器は、
上記少なくとも１つの液晶セルの少なくとも１つの透明
基板の外側に設けられていることを特徴とする請求項１
０記載の液晶セル装置。 - 【請求項１３】 上記コンデンサ及び／又は抵抗器は、
誘電層又は半導体層により形成されていることを特徴と
する請求項１乃至１２いずれか１項記載の液晶セル装
置。 - 【請求項１４】 上記コンデンサ及び抵抗器に２つ以上
の液晶セルが接続されていることを特徴とする請求項１
乃至８いずれか１項記載の液晶セル装置。 - 【請求項１５】 任意に接続された複数の液晶セルを備
えることを特徴とする請求項１乃至１４いずれか１項記
載の液晶セル装置。 - 【請求項１６】 上記液晶セルは、直列、並列、モザイ
ク及び／又はマトリクス構成に接続されていることを特
徴とする請求項１５記載の液晶セル装置。 - 【請求項１７】 上記液晶材料の自発分極Ｐｓは、５ｎ
ｃ／ｃｍ２以上、１５ｎｃ／ｃｍ２以上、又は３０ｎｃ
／ｃｍ２以上であることを特徴とする請求項１乃至１６
記載の液晶セル装置。 - 【請求項１８】 上記液晶材料の回転粘度は、１５以
下、１０以下又は５以下であることを特徴とする請求項
１乃至１７いずれか１項記載の液晶セル装置。 - 【請求項１９】 上記液晶材料には、イオン不純物がド
ープされていることを特徴とする請求項１乃至１８いず
れか１項記載の液晶セル装置。 - 【請求項２０】 少なくとも１つの液晶セルを備える液
晶セル装置の外部印加電圧−透過率特性グラフを所定の
動作周波数ｆにおいて実質的に無閾値、Ｖ字型にする液
晶セル装置の製造方法において、 上記少なくとも１つの液晶セルとの間に分圧器が形成さ
れるように、該液晶セルにコンデンサ及び／又は抵抗器
を接続するステップを有する液晶セル装置の製造方法。 - 【請求項２１】 上記コンデンサは、上記少なくとも１
つの液晶セルに対して直列に接続されていることを特徴
とする請求項２０記載の液晶セル装置の製造方法。 - 【請求項２２】 上記抵抗器は、上記少なくとも１つの
液晶セルに対して並列に接続されていることを特徴とす
る請求項２０又は２１記載の液晶セル装置の製造方法。 - 【請求項２３】 上記コンデンサは、上記少なくとも１
つの液晶セルの液晶材料層の静電容量の１／１０倍乃至
１０倍の静電容量を有することを特徴とする請求項２０
乃至２２いずれか１項記載の液晶セル装置の製造方法。 - 【請求項２４】 上記抵抗器は、上記液晶材料層の抵抗
値の５０％以下の抵抗値を有することを特徴とする請求
項２０乃至２３いずれか１項記載の液晶セル装置の製造
方法。 - 【請求項２５】 上記抵抗器の抵抗値Ｒは、ｆを動作周
波数とし、ＲＬＣ及びＣＬＣをそれぞれ液晶層の抵抗値
及び静電容量として、ｆ＝（Ｒ＋ＲＬＣ）／（２πＲ＊
ＲＬＣＣＬＣを）満たすように設定されていることを特
徴とする請求項２０乃至２４いずれか１項記載の液晶セ
ル装置の製造方法。
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|---|---|---|---|
| EP01118435.5 | 2001-07-31 | ||
| EP01118435A EP1282000B1 (en) | 2001-07-31 | 2001-07-31 | Liquid crystal cell system and method for improving a liquid crystal cell system |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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|---|---|---|---|
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|---|---|
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|---|---|---|---|---|
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|---|---|---|---|---|
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