JP2640265B2 - 強誘電性液晶素子の駆動方法 - Google Patents
強誘電性液晶素子の駆動方法Info
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- JP2640265B2 JP2640265B2 JP1048556A JP4855689A JP2640265B2 JP 2640265 B2 JP2640265 B2 JP 2640265B2 JP 1048556 A JP1048556 A JP 1048556A JP 4855689 A JP4855689 A JP 4855689A JP 2640265 B2 JP2640265 B2 JP 2640265B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、例えばプリンターヘッドやディスプレイ画
面等に応用される強誘電性液晶素子の駆動方法に関す
る。
面等に応用される強誘電性液晶素子の駆動方法に関す
る。
［従来の技術］ 近年、高速応答性とメモリー性とを特徴とする強誘電
性液晶（FLC）を用いた大画面ディスプレイ等の開発が
期待されている。特に、誘電異方性Δεが負である強誘
電性液晶に交番電界を印加したときに見かけのチルト角
が拡大するという現象を利用したACスタビライズ方式の
強誘電性液晶ディスプレイは、明るくかつコントラスト
が高いという利点を有しており、実現が期待されてい
る。
性液晶（FLC）を用いた大画面ディスプレイ等の開発が
期待されている。特に、誘電異方性Δεが負である強誘
電性液晶に交番電界を印加したときに見かけのチルト角
が拡大するという現象を利用したACスタビライズ方式の
強誘電性液晶ディスプレイは、明るくかつコントラスト
が高いという利点を有しており、実現が期待されてい
る。
ここで、見かけのチルト角とは、液晶に正極性パルス
を印加してから解除したときの平均分子軸方向θPOと負
極性パルスを印加してから解除したときの平均分子軸方
向θNOとの中心軸 （θPO−θNO）/2 であり、通常、ラビンク方向に一致する。
を印加してから解除したときの平均分子軸方向θPOと負
極性パルスを印加してから解除したときの平均分子軸方
向θNOとの中心軸 （θPO−θNO）/2 であり、通常、ラビンク方向に一致する。
［発明が解決しようとしている課題］ しかしながら、前述したACスタビライズ方式で大画面
ディスプレイ等を構成しようとする場合、従来、見かけ
のチルト角の交番電圧値に対する拡がり方は比較的穏や
かであった。そのために次のような相反する問題点が生
じた。
ディスプレイ等を構成しようとする場合、従来、見かけ
のチルト角の交番電圧値に対する拡がり方は比較的穏や
かであった。そのために次のような相反する問題点が生
じた。
（１）もし、低い電圧の交番電圧で使用しようとすると
きは、見かけのチルト角θａの拡がり角が不足し、明る
くコントラストの高いディスプレイとすることができな
い。
きは、見かけのチルト角θａの拡がり角が不足し、明る
くコントラストの高いディスプレイとすることができな
い。
（２）一方、強誘電性液晶ディスプレイでは１〜２μｍ
という薄いセル厚のパネルを使用するために上下電極間
の容量がTNセルに比べて桁違いに大きく、またACスタビ
ライズ効果が利用できる交番電圧の周波数は通常10KHz
程度以上である。したがって、高い電圧の交番電界で使
用するときには、パネル内の充放電電流に伴なう発熱が
大きく、マトリクス回路構成と関係してパネル内に大き
な温度分布が形成され、表示可能駆動電圧および駆動パ
ルス幅の範囲が狭くなってしまう。
という薄いセル厚のパネルを使用するために上下電極間
の容量がTNセルに比べて桁違いに大きく、またACスタビ
ライズ効果が利用できる交番電圧の周波数は通常10KHz
程度以上である。したがって、高い電圧の交番電界で使
用するときには、パネル内の充放電電流に伴なう発熱が
大きく、マトリクス回路構成と関係してパネル内に大き
な温度分布が形成され、表示可能駆動電圧および駆動パ
ルス幅の範囲が狭くなってしまう。
この問題を解決するには、パネル内の発熱が無視でき
る程度に低い電圧の交番電界でACスタビライズ効果を生
じるような素子をつくるのが望ましいが、従来はその方
法が知られていなかった。
る程度に低い電圧の交番電界でACスタビライズ効果を生
じるような素子をつくるのが望ましいが、従来はその方
法が知られていなかった。
そこで本発明は、上述した従来形における問題点に鑑
み、印加電圧が比較的低電圧であっても見かけのチルト
角の拡がり角が大きくかつ明るいディスプレイを実現す
ることのできる強誘電性液晶素子の駆動方法を提供する
ことを目的とする。
み、印加電圧が比較的低電圧であっても見かけのチルト
角の拡がり角が大きくかつ明るいディスプレイを実現す
ることのできる強誘電性液晶素子の駆動方法を提供する
ことを目的とする。
［課題を解決するための手段および作用］ 上記の目的を達成するため、本発明に係る強誘電性液
晶素子の駆動方法は、強誘電性液晶として誘電異方性が
負であるものを用いること、並びに配向状態として、ク
ロスニコル下で振り分け位置に液晶セルを配置した後ア
ナライザー側の偏光板を左右に略15゜回転した状態での
色観察において、右に回転したときの第１の安定状態の
色と左に回転したときの第２の安定状態の色（以後、楕
円色と呼ぶ）とが略等しいような配向状態（FAN型配向
と呼ぶ）を用い、この配向状態の非スイッチング状態に
おいて第１の安定状態の平均分子軸方向と第２の安定状
態の平均分子軸方向とのなす角が無電界地に比べて大き
くなるに十分な電界強度と周波数をもつ交番電界を、液
晶素子の電極に印加することを特徴としている。
晶素子の駆動方法は、強誘電性液晶として誘電異方性が
負であるものを用いること、並びに配向状態として、ク
ロスニコル下で振り分け位置に液晶セルを配置した後ア
ナライザー側の偏光板を左右に略15゜回転した状態での
色観察において、右に回転したときの第１の安定状態の
色と左に回転したときの第２の安定状態の色（以後、楕
円色と呼ぶ）とが略等しいような配向状態（FAN型配向
と呼ぶ）を用い、この配向状態の非スイッチング状態に
おいて第１の安定状態の平均分子軸方向と第２の安定状
態の平均分子軸方向とのなす角が無電界地に比べて大き
くなるに十分な電界強度と周波数をもつ交番電界を、液
晶素子の電極に印加することを特徴としている。
かかる交番電界を印加することにより、比較的低い電
圧の交番電界に対して見かけのチルト角の拡がり角を大
きくしたものである。
圧の交番電界に対して見かけのチルト角の拡がり角を大
きくしたものである。
［実施例］ 以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。
第１図は、本発明の一実施例に係る強誘電性液晶素子
の断面を示す。同図において、１は誘電異方性Δεが負
でFAN型配向状態にある強誘電性液晶、２は交番電圧を
発生する電源である。ここでは特に、強誘電性液晶１と
してΔε＝−3.9（100kHz）の液晶（チッソ（株）社製
の強誘電性液晶CS1011（商標））を用いた。また、11は
偏光板（アナライザーおよびポラライザー）、12は基板
ガラス、13は透明電極（ITO）、14は絶縁層（SiO2）、1
5は有機配向膜である。ここでは有機配向膜15として特
にクラレ（株）社製のポリビニルアルコール（PVA）で
あるPVA117（商品名）を用いた。
の断面を示す。同図において、１は誘電異方性Δεが負
でFAN型配向状態にある強誘電性液晶、２は交番電圧を
発生する電源である。ここでは特に、強誘電性液晶１と
してΔε＝−3.9（100kHz）の液晶（チッソ（株）社製
の強誘電性液晶CS1011（商標））を用いた。また、11は
偏光板（アナライザーおよびポラライザー）、12は基板
ガラス、13は透明電極（ITO）、14は絶縁層（SiO2）、1
5は有機配向膜である。ここでは有機配向膜15として特
にクラレ（株）社製のポリビニルアルコール（PVA）で
あるPVA117（商品名）を用いた。
上記強誘電性液晶１は上記有機配向膜15の間に挟持さ
れ、厚さ1.28μｍの表面安定型強誘電性液晶セルの中で
FAN型配向状態をとる。
れ、厚さ1.28μｍの表面安定型強誘電性液晶セルの中で
FAN型配向状態をとる。
これは第２図（ａ）に示したごとく、観測者に近い側
の偏光板であるアナライザーを右に略15゜回転したとき
の右に平均分子軸を有する第１の配向状態の色とアナラ
イザーを左に15゜回転したときの左に平均分子軸を有す
る第２の配向状態の色とが紫色で、ともに略等しいこと
から分かる。
の偏光板であるアナライザーを右に略15゜回転したとき
の右に平均分子軸を有する第１の配向状態の色とアナラ
イザーを左に15゜回転したときの左に平均分子軸を有す
る第２の配向状態の色とが紫色で、ともに略等しいこと
から分かる。
ただし、ここでアナライザーの回転方向の左右と平均
分子軸の左右は、第２図に示したごとくラビング方向21
に対して右側にあるか左側にあるかで定義する。同図に
おいて、右に15゜回転したアナライザーはＡ（右15゜）
で示し、左に15゜回転したアナライザーはＡ（左15゜）
で示す。また、22は右平均分子軸、23は左平均分子軸を
示す。Ｐは光源に近い側の偏光板であるポラライザーの
軸を示す。
分子軸の左右は、第２図に示したごとくラビング方向21
に対して右側にあるか左側にあるかで定義する。同図に
おいて、右に15゜回転したアナライザーはＡ（右15゜）
で示し、左に15゜回転したアナライザーはＡ（左15゜）
で示す。また、22は右平均分子軸、23は左平均分子軸を
示す。Ｐは光源に近い側の偏光板であるポラライザーの
軸を示す。
前述のアナライザーを左右に回転したときの色である
楕円色は、本実施例ではセル厚が1.28μｍであったので
ともに紫色であった。しかし、セル厚とともに変化する
のがFAN型配向状態の特徴であり、セル厚1.0〜1.4μｍ
程度でともに紫色から青紫色、セル厚1.4〜2.5μｍ程度
で青色から淡青となる。ただし、色の観察には光源とし
て顕微鏡用のハロゲンランプを用いた。
楕円色は、本実施例ではセル厚が1.28μｍであったので
ともに紫色であった。しかし、セル厚とともに変化する
のがFAN型配向状態の特徴であり、セル厚1.0〜1.4μｍ
程度でともに紫色から青紫色、セル厚1.4〜2.5μｍ程度
で青色から淡青となる。ただし、色の観察には光源とし
て顕微鏡用のハロゲンランプを用いた。
第３図のΔは上述した本実施例の強誘電性液晶素子に
60KHzの駆動交流電圧を印加してAC印加電界強度に対す
る見かけのチルト角θａの拡がり方を調べた実験結果で
ある。見かけのチルト角θａが、後述する比較例のデー
タ に比べて拡がり易くなっていることがわかる。
60KHzの駆動交流電圧を印加してAC印加電界強度に対す
る見かけのチルト角θａの拡がり方を調べた実験結果で
ある。見かけのチルト角θａが、後述する比較例のデー
タ に比べて拡がり易くなっていることがわかる。
第４図は、FAN型配向状態における液相の分子配列を
しめす模式図である。同図において、41はSmC＊相のシ
ェブロン型の層構造であり、42はSmC＊相のコーン、42
〜46はFLC分子を示す。また、Psは自発分極の方向の例
であり、47はAC印加電界を示す。
しめす模式図である。同図において、41はSmC＊相のシ
ェブロン型の層構造であり、42はSmC＊相のコーン、42
〜46はFLC分子を示す。また、Psは自発分極の方向の例
であり、47はAC印加電界を示す。
同図から、FAN型配向状態では分子のねじれ方が小さ
いためにAC電界に対して見かけのチルト角θａが拡がり
易く、かかる配向状態をACスタビライズ方式のFLCディ
スプレイにおいて用いることが好適であることがわか
る。
いためにAC電界に対して見かけのチルト角θａが拡がり
易く、かかる配向状態をACスタビライズ方式のFLCディ
スプレイにおいて用いることが好適であることがわか
る。
［比較例］ 次に、比較例として、アナライザーを右に回転したと
きの右平均分子軸側の安定状態の色と左に回転したとき
の左平均分子軸側の安定状態の色とが互いに異なる色で
ある場合につき説明する。
きの右平均分子軸側の安定状態の色と左に回転したとき
の左平均分子軸側の安定状態の色とが互いに異なる色で
ある場合につき説明する。
第２図（ｂ）は、アナライザーを左右に回転したとき
の色（楕円色）を示す概念図である。本比較例では、ア
ナライザーを右に15゜回転したときの右平均分子軸22側
の安定状態はうす茶色であり、一方アナライザーを左に
15゜回転したときの左平均分子軸23側の安定状態は紫色
で、明らかに互いに異なる色であった。このように、楕
円色が互いに異なる色となるような配向状態をここでは
splay型配向と呼ぶこととする。
の色（楕円色）を示す概念図である。本比較例では、ア
ナライザーを右に15゜回転したときの右平均分子軸22側
の安定状態はうす茶色であり、一方アナライザーを左に
15゜回転したときの左平均分子軸23側の安定状態は紫色
で、明らかに互いに異なる色であった。このように、楕
円色が互いに異なる色となるような配向状態をここでは
splay型配向と呼ぶこととする。
本比較例は、有機配向膜としてポリイミドを用いるこ
とを除き、上記実施例と同様に作成され、セル厚も1.30
μｍで実施例と略等しかった。
とを除き、上記実施例と同様に作成され、セル厚も1.30
μｍで実施例と略等しかった。
splay型配向の楕円色もセル厚とともに変化し、アナ
ライザーを左に15゜回転したときの左平均分子軸23側の
安定状態の色は、通常およそセル厚1.0〜1.4μｍで紫か
ら青紫、1.4〜2.5μｍで青から淡青となる。一方、アナ
ライザーを右に15゜回転したときの右平均分子軸22側の
安定状態の色は、およそセル厚1.0〜1.4μｍで茶色から
うす茶色、1.4〜2.5μｍでうす茶から淡黄色となる。
ライザーを左に15゜回転したときの左平均分子軸23側の
安定状態の色は、通常およそセル厚1.0〜1.4μｍで紫か
ら青紫、1.4〜2.5μｍで青から淡青となる。一方、アナ
ライザーを右に15゜回転したときの右平均分子軸22側の
安定状態の色は、およそセル厚1.0〜1.4μｍで茶色から
うす茶色、1.4〜2.5μｍでうす茶から淡黄色となる。
ただし、楕円色は同じセル厚でもSmC＊における界面
の分子配向状態の違いによって多少異なる。
の分子配向状態の違いによって多少異なる。
第３図の は本比較例の液晶素子に60KHzの駆動交流電圧を印加し
てAC印加電界強度に対する見かけのチルト角θａの拡が
り方を調べた実験結果である。比較例のsplay配向セル
は実施例のFAN型配向セルに比べて、見かけのチルト角
θａの拡がり方が劣るのがわかる。
てAC印加電界強度に対する見かけのチルト角θａの拡が
り方を調べた実験結果である。比較例のsplay配向セル
は実施例のFAN型配向セルに比べて、見かけのチルト角
θａの拡がり方が劣るのがわかる。
［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、強誘電性液晶
素子において、液晶として誘電異方性が負であるものを
用いかつ配向状態としてFAN型配向状態を用いているの
で、比較的低電圧での見かけのチルト角の拡がり角が大
きくなり、低電圧で明るいディスプレイが実現される。
素子において、液晶として誘電異方性が負であるものを
用いかつ配向状態としてFAN型配向状態を用いているの
で、比較的低電圧での見かけのチルト角の拡がり角が大
きくなり、低電圧で明るいディスプレイが実現される。
また、配向状態の非スイッチング状態において第１の
安定状態の平均分子軸方向と第２の安定状態の平均分子
軸方向とのなす角が無電界時に比べて大きくなるに十分
な電界強度と周波数をもつ交番電界を液晶素子の電極に
印加するようにしているため、さらに見かけのチルト角
の拡がりが大きくなる。
安定状態の平均分子軸方向と第２の安定状態の平均分子
軸方向とのなす角が無電界時に比べて大きくなるに十分
な電界強度と周波数をもつ交番電界を液晶素子の電極に
印加するようにしているため、さらに見かけのチルト角
の拡がりが大きくなる。
第１図は、本発明の一実施例に係る強誘電性液晶素子の
断面図、 第２図は、アナライザー回転時の色を示す概念図、 第３図は、AC印加電界強度に対する見かけのチルト角の
拡がり特性を示すグラフ、 第４図は、FAN型配向状態における液晶の分子配列を示
す模式図である。 11:偏光板、 12:基板ガラス、 13:透明電極（ITO）、 14:絶縁層（SiO2）、 15:有機配向膜、 Ａ（右15゜）：右に15゜回転したときのアナライザーの
軸、 Ａ（左15゜）：左に15゜回転したときのアナライザーの
軸、 P:ポラライザーの軸。
断面図、 第２図は、アナライザー回転時の色を示す概念図、 第３図は、AC印加電界強度に対する見かけのチルト角の
拡がり特性を示すグラフ、 第４図は、FAN型配向状態における液晶の分子配列を示
す模式図である。 11:偏光板、 12:基板ガラス、 13:透明電極（ITO）、 14:絶縁層（SiO2）、 15:有機配向膜、 Ａ（右15゜）：右に15゜回転したときのアナライザーの
軸、 Ａ（左15゜）：左に15゜回転したときのアナライザーの
軸、 P:ポラライザーの軸。
Claims (1)
- 【請求項１】電極および有機配向膜を有する一対の基板
で双安定性を有する強誘電性液晶を挟持してなる液晶セ
ルを用いた強誘電性液晶素子の駆動方法であって、 前記強誘電性液晶として誘電異方性が負である液晶を用
い、かつ、 前記液晶セルとして、クロスニコル下で振り分け位置に
前記液晶セルを配置した後アナライザー側の偏光板を左
右に略15゜回転したとき、右に回転したときの第１の安
定状態の色と左に回転したときの第２の安定状態の色と
が略等しく、分子のねじれがある配向状態の液晶セルを
用い、この配向状態の非スイッチングにおいて前記第１
の安定状態の平均分子軸方向と前記第２の安定状態の平
均分子軸方向とのなす角が無電界時に比べて大きくなる
に十分な電界強度と周波数をもつ交番電界を、前記液晶
素子の電極に印加することを特徴とする強誘電性液晶素
子の駆動方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1048556A JP2640265B2 (ja) | 1989-03-02 | 1989-03-02 | 強誘電性液晶素子の駆動方法 |
| US07/438,046 US5005953A (en) | 1987-10-06 | 1989-11-20 | High contrast liquid crystal element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1048556A JP2640265B2 (ja) | 1989-03-02 | 1989-03-02 | 強誘電性液晶素子の駆動方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02230122A JPH02230122A (ja) | 1990-09-12 |
| JP2640265B2 true JP2640265B2 (ja) | 1997-08-13 |
Family
ID=12806656
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1048556A Expired - Fee Related JP2640265B2 (ja) | 1987-10-06 | 1989-03-02 | 強誘電性液晶素子の駆動方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2640265B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62161123A (ja) * | 1985-09-04 | 1987-07-17 | Canon Inc | 液晶素子及びその製法 |
-
1989
- 1989-03-02 JP JP1048556A patent/JP2640265B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02230122A (ja) | 1990-09-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |