JP2746486B2 - 強誘電性液晶素子 - Google Patents
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- G09G2320/00—Control of display operating conditions
- G09G2320/02—Improving the quality of display appearance
- G09G2320/028—Improving the quality of display appearance by changing the viewing angle properties, e.g. widening the viewing angle, adapting the viewing angle to the view direction
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、強誘電性液晶素子に関
する。さらに詳しくは、スイッチング素子と強誘電性液
晶を組み合わせてなる液晶素子に関する。
する。さらに詳しくは、スイッチング素子と強誘電性液
晶を組み合わせてなる液晶素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】現在、液晶表示素子は時計、電卓はもと
より、ワープロ、パソコンなどのＯＡ機器、ポケットテ
レビ、など幅広い分野において用いられている。最近の
傾向として大容量表示の可能な高品位の表示素子が求め
られている。もっとも表示品位の高い大容量表示が得ら
れるものとして一般に認められているのが、薄膜トラン
ジスタ（ＴＦＴ）をマトリクス上に配置したアクティブ
マトリクス基板にツイステッドネマチック（ＴＮ）液晶
を組み合わせた液晶表示素子である。
より、ワープロ、パソコンなどのＯＡ機器、ポケットテ
レビ、など幅広い分野において用いられている。最近の
傾向として大容量表示の可能な高品位の表示素子が求め
られている。もっとも表示品位の高い大容量表示が得ら
れるものとして一般に認められているのが、薄膜トラン
ジスタ（ＴＦＴ）をマトリクス上に配置したアクティブ
マトリクス基板にツイステッドネマチック（ＴＮ）液晶
を組み合わせた液晶表示素子である。
【０００３】しかし、この液晶表示素子の大きな欠点は
視角が狭いという点にある。これはＴＮ表示に固有の問
題であり、この表示方式を用いる限り、改善の余地は大
きくない。また、コスト上の問題から駆動電圧を低下さ
せたいという要求も非常に強い。これに対して、広視野
角という特徴を有するものに、強誘電性液晶がある。強
誘電性液晶は明確なしきい値をもたないため、スイッチ
ングのためのパルス幅を長くすれば駆動電圧を低くする
ことも原理的に可能である。しかし、通常の強誘電性液
晶素子においては、バイアス電圧による分子の揺らぎの
ため、高コントラストが得にくいという欠点が存在す
る。
視角が狭いという点にある。これはＴＮ表示に固有の問
題であり、この表示方式を用いる限り、改善の余地は大
きくない。また、コスト上の問題から駆動電圧を低下さ
せたいという要求も非常に強い。これに対して、広視野
角という特徴を有するものに、強誘電性液晶がある。強
誘電性液晶は明確なしきい値をもたないため、スイッチ
ングのためのパルス幅を長くすれば駆動電圧を低くする
ことも原理的に可能である。しかし、通常の強誘電性液
晶素子においては、バイアス電圧による分子の揺らぎの
ため、高コントラストが得にくいという欠点が存在す
る。
【０００４】このような欠点を補い、広視野角で、駆動
電圧が低く、コントラストの高い液晶表示素子を実現す
る手段として、アクティブマトリクス基板に強誘電性液
晶を組み合わせることが考えられる。強誘電性液晶素子
（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，３６，８９９（１
９８０）；特開昭５６−１０７２１６号公報；米国特許
第４３６７９２４号）はキラルスメクチックＣ相、キラ
ルスメクチックＦ相、キラルスメクチックＩ相などの強
誘電性液晶を利用するものである。これらの強誘電性液
晶はらせん構造を有しているが、これらの強誘電性液晶
をそのらせんピッチよりセル厚の薄い液晶セルに挟持す
ると、らせん構造がほどけることが開示されている。実
際には、図１に示すように、液晶分子がスメクチック層
法線にたいして傾き角θだけ傾いて安定する領域と、逆
方向にθだけ傾いて安定する領域とが混在する状態が実
現できることがその後の研究で明らかとなっている。こ
れに、図１において紙面に垂直な方向に電界を印加する
ことにより、液晶分子とその自発分極の向きを一様に揃
えることができ、印加する電界の極性を切り替えること
によって２状態間のスイッチングを行うことができる。
このスイッチングに伴い、セル内の強誘電性液晶では、
複屈折光が変化するので２つの偏光子間に上記強誘電性
液晶素子を挟むことによって、透過光を制御することが
できる。さらに、電圧の印加を停止しても液晶分子の配
向は、界面の配向規制力によって電圧印加停止前の状態
に維持されるので、メモリ効果も得ることができる。ま
た、スイッチング駆動に必要な時間は、液晶の自発分極
と電界が直接作用するためにμｓｅｃのオーダーの高速
応答を得ることができる。
電圧が低く、コントラストの高い液晶表示素子を実現す
る手段として、アクティブマトリクス基板に強誘電性液
晶を組み合わせることが考えられる。強誘電性液晶素子
（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，３６，８９９（１
９８０）；特開昭５６−１０７２１６号公報；米国特許
第４３６７９２４号）はキラルスメクチックＣ相、キラ
ルスメクチックＦ相、キラルスメクチックＩ相などの強
誘電性液晶を利用するものである。これらの強誘電性液
晶はらせん構造を有しているが、これらの強誘電性液晶
をそのらせんピッチよりセル厚の薄い液晶セルに挟持す
ると、らせん構造がほどけることが開示されている。実
際には、図１に示すように、液晶分子がスメクチック層
法線にたいして傾き角θだけ傾いて安定する領域と、逆
方向にθだけ傾いて安定する領域とが混在する状態が実
現できることがその後の研究で明らかとなっている。こ
れに、図１において紙面に垂直な方向に電界を印加する
ことにより、液晶分子とその自発分極の向きを一様に揃
えることができ、印加する電界の極性を切り替えること
によって２状態間のスイッチングを行うことができる。
このスイッチングに伴い、セル内の強誘電性液晶では、
複屈折光が変化するので２つの偏光子間に上記強誘電性
液晶素子を挟むことによって、透過光を制御することが
できる。さらに、電圧の印加を停止しても液晶分子の配
向は、界面の配向規制力によって電圧印加停止前の状態
に維持されるので、メモリ効果も得ることができる。ま
た、スイッチング駆動に必要な時間は、液晶の自発分極
と電界が直接作用するためにμｓｅｃのオーダーの高速
応答を得ることができる。
【０００５】互いに直交する偏光板の偏光軸方向と強誘
電性液晶の双安定の状態のうちの一方の状態の分子の長
軸方向と一致させた強誘電性液晶素子における印加電圧
波形と透過光量との関係を図２に示す。強誘電性液晶素
子はメモリ性を有するため、短いパルスを印加し、その
後無電界の状態を保持する駆動によって、良好な２値間
スイッチングを実現することができる。
電性液晶の双安定の状態のうちの一方の状態の分子の長
軸方向と一致させた強誘電性液晶素子における印加電圧
波形と透過光量との関係を図２に示す。強誘電性液晶素
子はメモリ性を有するため、短いパルスを印加し、その
後無電界の状態を保持する駆動によって、良好な２値間
スイッチングを実現することができる。
【０００６】次に、アクティブマトリクス基板について
述べる。図３に典型的な３端子型素子である薄膜トラン
ジスタ（ＴＦＴ）を用いたアクティブマトリクス型液晶
表示素子の等価回路を示す。図中、Ｇはゲート電極、Ｓ
はソース電極、Ｄはドレイン電極、Ｖcom は共通電極、
ＬＣは液晶容量を各々示すものである。ここで、液晶を
駆動する場合、走査線より信号を送ってゲート電極に電
界を印加し、ＴＦＴをＯＮにする。これに同期させて信
号線よりソース電極に信号を送ると、ドレイン電極を通
して液晶容量に電荷が蓄積され、これによって生じる電
界によって液晶が応答する。
述べる。図３に典型的な３端子型素子である薄膜トラン
ジスタ（ＴＦＴ）を用いたアクティブマトリクス型液晶
表示素子の等価回路を示す。図中、Ｇはゲート電極、Ｓ
はソース電極、Ｄはドレイン電極、Ｖcom は共通電極、
ＬＣは液晶容量を各々示すものである。ここで、液晶を
駆動する場合、走査線より信号を送ってゲート電極に電
界を印加し、ＴＦＴをＯＮにする。これに同期させて信
号線よりソース電極に信号を送ると、ドレイン電極を通
して液晶容量に電荷が蓄積され、これによって生じる電
界によって液晶が応答する。
【０００７】そして、強誘電性液晶をかかるアクティブ
マトリクス型液晶表示に適用した場合に従来、図４や図
５に示すごとき駆動波形が採用されていた。
マトリクス型液晶表示に適用した場合に従来、図４や図
５に示すごとき駆動波形が採用されていた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかし図４の駆動法の
場合、例えば、ある画素の表示が長時間にわたって変化
しない場合、その画素の強誘電性液晶には同一極性の電
圧がかかり続けることになる。これは信頼性の観点から
言って極めて大きな問題であり、このような駆動で実用
的な表示素子を作製することはほとんど不可能である。
場合、例えば、ある画素の表示が長時間にわたって変化
しない場合、その画素の強誘電性液晶には同一極性の電
圧がかかり続けることになる。これは信頼性の観点から
言って極めて大きな問題であり、このような駆動で実用
的な表示素子を作製することはほとんど不可能である。
【０００９】一方、図５の駆動法であるが、この駆動で
は、各画素にかかる電圧がプラスマイナスのどちらか一
方に偏るということはなく、信頼性の点では好ましい駆
動方法と言える。しかし、実際の表示素子を考えると次
のような問題が生じる。典型的な強誘電性液晶のスイッ
チングに必要なパルス幅は電圧が１０Ｖの場合、室温で
１００μｓｅｃ程度である。これまでに、より高速の強
誘電性液晶も報告されてはいるが、一般に、液晶材料を
高速化するためには強誘電性液晶の自発分極を増大化す
る必要があり、自発分極が大きくなると良好な双安定な
スイッチングが得られにくい。ＴＦＴ駆動の液晶表示素
子の駆動電圧は５Ｖ程度であるので、仮に、駆動電圧を
５Ｖ、スイッチングに必要なパルス幅を２００μｓｅｃ
とした場合、図５の駆動波形の場合、１走査線当たりの
書き込み時間は６００μｓｅｃとなる。１０００本の走
査線を有する液晶素子を実現しようとした場合、１画面
の書き換えに要する時間は６００ｍｓｅｃとなる。駆動
電圧を下げれば、この時間は更に長くなる。これは書き
換え時間としては遅い値であり、これの改善なくして
は、高品位の大容量アクティブマトリクス型強誘電性液
晶表示素子は実現し得ない。
は、各画素にかかる電圧がプラスマイナスのどちらか一
方に偏るということはなく、信頼性の点では好ましい駆
動方法と言える。しかし、実際の表示素子を考えると次
のような問題が生じる。典型的な強誘電性液晶のスイッ
チングに必要なパルス幅は電圧が１０Ｖの場合、室温で
１００μｓｅｃ程度である。これまでに、より高速の強
誘電性液晶も報告されてはいるが、一般に、液晶材料を
高速化するためには強誘電性液晶の自発分極を増大化す
る必要があり、自発分極が大きくなると良好な双安定な
スイッチングが得られにくい。ＴＦＴ駆動の液晶表示素
子の駆動電圧は５Ｖ程度であるので、仮に、駆動電圧を
５Ｖ、スイッチングに必要なパルス幅を２００μｓｅｃ
とした場合、図５の駆動波形の場合、１走査線当たりの
書き込み時間は６００μｓｅｃとなる。１０００本の走
査線を有する液晶素子を実現しようとした場合、１画面
の書き換えに要する時間は６００ｍｓｅｃとなる。駆動
電圧を下げれば、この時間は更に長くなる。これは書き
換え時間としては遅い値であり、これの改善なくして
は、高品位の大容量アクティブマトリクス型強誘電性液
晶表示素子は実現し得ない。
【００１０】本発明はこのような状況のもとになされた
ものであり、大容量、広視野角、低駆動電圧、高コント
ラストの駆動を実現できるアクティブマトリクス型強誘
電性液晶表示素子を提供しようとするものである。
ものであり、大容量、広視野角、低駆動電圧、高コント
ラストの駆動を実現できるアクティブマトリクス型強誘
電性液晶表示素子を提供しようとするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段及び作用】かくして本発明
によれば、複数の走査電極と複数の信号電極がマトリク
ス状に形成され、電極の各交点にスイッチング素子が設
けられた基板と備えた液晶セルに、強誘電性液晶が充填
されてなる強誘電性液晶素子において、前記強誘電性液
晶が均一なＣ１Ｕ配向を示すシェブロン構造の液晶層で
あって、走査電極より信号を送ってスイッチング素子を
ＯＮ状態にするのと同期させて、求める表示に対応する
信号とは極性が逆である信号を信号電極より送り、一定
時間後に再び走査電極より信号を送ってスイッチング素
子をＯＮ状態にするのと同期させて、求める表示に対応
する信号を信号電極より送り、さらに一定時間後に再び
走査電極より信号を送ってスイッチング素子をＯＮ状態
にするのと同期させて、液晶にかかる電圧がゼロとなる
ような信号を信号電極より送る駆動制御手段を備えてな
る強誘電性液晶素子が提供される。
によれば、複数の走査電極と複数の信号電極がマトリク
ス状に形成され、電極の各交点にスイッチング素子が設
けられた基板と備えた液晶セルに、強誘電性液晶が充填
されてなる強誘電性液晶素子において、前記強誘電性液
晶が均一なＣ１Ｕ配向を示すシェブロン構造の液晶層で
あって、走査電極より信号を送ってスイッチング素子を
ＯＮ状態にするのと同期させて、求める表示に対応する
信号とは極性が逆である信号を信号電極より送り、一定
時間後に再び走査電極より信号を送ってスイッチング素
子をＯＮ状態にするのと同期させて、求める表示に対応
する信号を信号電極より送り、さらに一定時間後に再び
走査電極より信号を送ってスイッチング素子をＯＮ状態
にするのと同期させて、液晶にかかる電圧がゼロとなる
ような信号を信号電極より送る駆動制御手段を備えてな
る強誘電性液晶素子が提供される。
【００１２】本発明の強誘電性液晶表示素子の駆動制御
について、図６に示すごとき１本の走査電極Ｇ
1,Ｇ2,．．．，Ｇn-1,Ｇn,Ｇn+1,Ｇn+2,．．．，Ｇn-1,
Ｇ1 とｋ本の信号電極Ｓ1,Ｓ2,．．．，Ｓ
m,Ｓm+1,．．．，Ｓk-1,Ｓk がマトリクス状に形成さ
れ、その各交点に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を配列し
たアクティブマトリクス基板に強誘電性液晶を組み合わ
せた液晶表示素子を用いて説明する。各交点のＴＦＴの
ゲート電極は走査電極に接続され、ソース電極は信号電
極に接続される。Ｐ1/1,Ｐ1/2,．．．Ｐ
1/m,Ｐ1/m+1,．．．Ｐn/1,Ｐn/2,．．．Ｐ
n/m,Ｐn/m+1,．．．などは各交点に形成されたＴＦＴの
ドレイン電極に接続された画素を示す。各画素の表示を
図６に示すように行いたい場合、各走査電極及び信号電
極には図７及び図８に示すような信号波形が送られる。
このとき画素に印加される電圧波形は図９に示すように
なる。強誘電性液晶に正の電圧が印加されたときに白の
表示、負の電圧が印加されたときに黒の表示が得られる
ように、偏光板を配置するものとする。
について、図６に示すごとき１本の走査電極Ｇ
1,Ｇ2,．．．，Ｇn-1,Ｇn,Ｇn+1,Ｇn+2,．．．，Ｇn-1,
Ｇ1 とｋ本の信号電極Ｓ1,Ｓ2,．．．，Ｓ
m,Ｓm+1,．．．，Ｓk-1,Ｓk がマトリクス状に形成さ
れ、その各交点に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を配列し
たアクティブマトリクス基板に強誘電性液晶を組み合わ
せた液晶表示素子を用いて説明する。各交点のＴＦＴの
ゲート電極は走査電極に接続され、ソース電極は信号電
極に接続される。Ｐ1/1,Ｐ1/2,．．．Ｐ
1/m,Ｐ1/m+1,．．．Ｐn/1,Ｐn/2,．．．Ｐ
n/m,Ｐn/m+1,．．．などは各交点に形成されたＴＦＴの
ドレイン電極に接続された画素を示す。各画素の表示を
図６に示すように行いたい場合、各走査電極及び信号電
極には図７及び図８に示すような信号波形が送られる。
このとき画素に印加される電圧波形は図９に示すように
なる。強誘電性液晶に正の電圧が印加されたときに白の
表示、負の電圧が印加されたときに黒の表示が得られる
ように、偏光板を配置するものとする。
【００１３】まず、ｔ1 の時間走査電極Ｇ1 より信号を
送ってＴＦＴをＯＮにする。これに同期して、Ｇ1 に接
続された画素のうち白の表示を得たい画素Ｐ1/2,Ｐ
1/m+1,Ｐ 1/k-1 、などに接続した信号電極からは負の電
圧−Ｖ0 を印加する。逆に、Ｇ1 に接続された画素のう
ち黒の表示を得たい画素Ｐ1/1,Ｐ1/m,Ｐ1/k 、などに接
続した信号電極からは正の電圧Ｖ0 を印加する。次のｔ
1 の時間にはＧ2 より信号を送ってＴＦＴをＯＮにし、
これに同期させて信号電極から信号を送る。以下同様に
して順次ｎ本目までの各走査電極に接続したＴＦＴをＯ
Ｎにしてゆく。
送ってＴＦＴをＯＮにする。これに同期して、Ｇ1 に接
続された画素のうち白の表示を得たい画素Ｐ1/2,Ｐ
1/m+1,Ｐ 1/k-1 、などに接続した信号電極からは負の電
圧−Ｖ0 を印加する。逆に、Ｇ1 に接続された画素のう
ち黒の表示を得たい画素Ｐ1/1,Ｐ1/m,Ｐ1/k 、などに接
続した信号電極からは正の電圧Ｖ0 を印加する。次のｔ
1 の時間にはＧ2 より信号を送ってＴＦＴをＯＮにし、
これに同期させて信号電極から信号を送る。以下同様に
して順次ｎ本目までの各走査電極に接続したＴＦＴをＯ
Ｎにしてゆく。
【００１４】さて、ｎ本目の走査電極より信号を送った
後、再びｔ1 の時間走査電極Ｇ1 より信号を送ってＴＦ
ＴをＯＮにする。これに同期して、Ｇ1 に接続された画
素のうち白の表示を得たい画素Ｐ1/2,Ｐ
1/m+1,Ｐ1/k-1 、などに接続した信号電極からは正の電
圧Ｖ0 を印加する。逆に、Ｇ1 に接続された画素のうち
黒の表示を得たい画素Ｐ1/1,Ｐ1/m,Ｐ1/k 、などに接続
した信号電極からは負の電圧−Ｖ0 を印加する。次のｔ
1 の時間にはＧ2 より信号を送ってＴＦＴをＯＮにし、
これに同期させて信号電極から信号を送る。以下同様に
して順次ｎ本目までの各走査電極に接続したＴＦＴをＯ
Ｎにしてゆく。
後、再びｔ1 の時間走査電極Ｇ1 より信号を送ってＴＦ
ＴをＯＮにする。これに同期して、Ｇ1 に接続された画
素のうち白の表示を得たい画素Ｐ1/2,Ｐ
1/m+1,Ｐ1/k-1 、などに接続した信号電極からは正の電
圧Ｖ0 を印加する。逆に、Ｇ1 に接続された画素のうち
黒の表示を得たい画素Ｐ1/1,Ｐ1/m,Ｐ1/k 、などに接続
した信号電極からは負の電圧−Ｖ0 を印加する。次のｔ
1 の時間にはＧ2 より信号を送ってＴＦＴをＯＮにし、
これに同期させて信号電極から信号を送る。以下同様に
して順次ｎ本目までの各走査電極に接続したＴＦＴをＯ
Ｎにしてゆく。
【００１５】再びｎ本目の走査電極より信号を送った
後、再びｔ1 の時間走査電極Ｇ1 より信号を送ってＴＦ
ＴをＯＮにする。これに同期して、信号電極からは０Ｖ
の電圧を印加する。以下同様にして順次ｎ本目までの各
走査電極に接続したＴＦＴをＯＮにし、これに同期し
て、信号電極からは０Ｖの電圧を印加する。次に以上と
同様な走査をｎ＋１本目からｎ＋ｎ本目までに行い、以
下同様に１本目まで行う。
後、再びｔ1 の時間走査電極Ｇ1 より信号を送ってＴＦ
ＴをＯＮにする。これに同期して、信号電極からは０Ｖ
の電圧を印加する。以下同様にして順次ｎ本目までの各
走査電極に接続したＴＦＴをＯＮにし、これに同期し
て、信号電極からは０Ｖの電圧を印加する。次に以上と
同様な走査をｎ＋１本目からｎ＋ｎ本目までに行い、以
下同様に１本目まで行う。
【００１６】以上説明したように、本発明の駆動法は表
示内容を１回書き込むためにスイッチング素子を３回Ｏ
Ｎにするところに特色がある。このとき各画素に印加さ
れる波形は図９のように正負のかたよりがなく、信頼性
のうえで好ましい。ＶS の値は液晶素子駆動用ＬＳＩの
仕様によって異なるが、例えば、５Ｖなどの値を用いる
ことができる。ｔ1 はＴＦＴによって液晶を挟む電極間
にＶS の電圧を得るのに必要な電荷を充電するのに必要
な時間であり、例えば、２５μｓｅｃなどの値を用いる
ことができる。液晶に印加されるパルス幅はｔ1 ×ｎと
なるので、ＶS の電圧を印加したときに強誘電性液晶が
スイッチングするのに十分な時間がｔ1 ×ｎとなるよう
ｎを決めることが必要である。例えば、５Ｖの電圧を印
加したときに強誘電性液晶がスイッチングするのに十分
な時間を２００μｓｅｃ、ｔ1＝２５μｓｅｃとする
と、ｎは８とすればよい。１画面の書き換えには、ｔ1
×３×１の時間が必要となる。画面を周期的に書き換え
る手法で表示を行う場合には、フリッカの発生を防ぐた
め、ｔ1 ×３×１が１６．６ｍｓｅｃ以下であることが
好ましく、ｔ1 ＝２５μｓｅｃとすると、１は２２１本
以下となる。一方、部分書き換え法を用いて表示する場
合にはｔ1 ×３×１が１００ｍｓｅｃ以上でも十分に高
速で高品位の表示が得られるので、１が１０００本以上
の表示も十分に可能である。１＝１０００，ｔ1 ＝２５
μｓｅｃの場合、１画面書き換えの時間は７５ｍｓｅｃ
であり、十分に高速表示と言える。この駆動法を用いれ
ば、液晶の応答速度が遅くなっても、原理的に１画面書
き換えのために必要な時間が長くなるということはな
い。
示内容を１回書き込むためにスイッチング素子を３回Ｏ
Ｎにするところに特色がある。このとき各画素に印加さ
れる波形は図９のように正負のかたよりがなく、信頼性
のうえで好ましい。ＶS の値は液晶素子駆動用ＬＳＩの
仕様によって異なるが、例えば、５Ｖなどの値を用いる
ことができる。ｔ1 はＴＦＴによって液晶を挟む電極間
にＶS の電圧を得るのに必要な電荷を充電するのに必要
な時間であり、例えば、２５μｓｅｃなどの値を用いる
ことができる。液晶に印加されるパルス幅はｔ1 ×ｎと
なるので、ＶS の電圧を印加したときに強誘電性液晶が
スイッチングするのに十分な時間がｔ1 ×ｎとなるよう
ｎを決めることが必要である。例えば、５Ｖの電圧を印
加したときに強誘電性液晶がスイッチングするのに十分
な時間を２００μｓｅｃ、ｔ1＝２５μｓｅｃとする
と、ｎは８とすればよい。１画面の書き換えには、ｔ1
×３×１の時間が必要となる。画面を周期的に書き換え
る手法で表示を行う場合には、フリッカの発生を防ぐた
め、ｔ1 ×３×１が１６．６ｍｓｅｃ以下であることが
好ましく、ｔ1 ＝２５μｓｅｃとすると、１は２２１本
以下となる。一方、部分書き換え法を用いて表示する場
合にはｔ1 ×３×１が１００ｍｓｅｃ以上でも十分に高
速で高品位の表示が得られるので、１が１０００本以上
の表示も十分に可能である。１＝１０００，ｔ1 ＝２５
μｓｅｃの場合、１画面書き換えの時間は７５ｍｓｅｃ
であり、十分に高速表示と言える。この駆動法を用いれ
ば、液晶の応答速度が遅くなっても、原理的に１画面書
き換えのために必要な時間が長くなるということはな
い。
【００１７】本発明の駆動法は、画面のうち表示内容を
書き換えたい部分のみに信号を送るという部分書き換え
法にも適用可能である。この場合には、表示内容を書き
換えたい画素に接続している走査電極と信号電極のみに
信号を送れば良い。また、対向電極Ｖcom に電圧を印加
することによって強誘電性液晶に印加される電圧を調整
することも可能である。
書き換えたい部分のみに信号を送るという部分書き換え
法にも適用可能である。この場合には、表示内容を書き
換えたい画素に接続している走査電極と信号電極のみに
信号を送れば良い。また、対向電極Ｖcom に電圧を印加
することによって強誘電性液晶に印加される電圧を調整
することも可能である。
【００１８】走査電極と信号電極の各交点に設けられる
スイッチング素子としては、種々の素子が可能である
が、例えば、ａ−Ｓｉやｐｏｌｙ−Ｓｉを用いたＴＦ
Ｔ、Ｌａｄｄｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ、プラズマアドレス型
素子などが可能であるが、特にａ−Ｓｉやｐｏｌｙ−Ｓ
ｉを用いたＴＦＴが好ましい。図１０はａ−Ｓｉ・ＴＦ
Ｔを用いたアクティブマトリクス基板と強誘電性液晶を
組み合わせた本発明の液晶素子の一例を示す断面図であ
る。図中、１は基板、２はゲート電極、３はゲート絶縁
膜、４はａ−Ｓｉ半導体膜、１４はリンドープのｎ+ −
ａ−Ｓｉ膜、５は絶縁膜、６はソース電極、７はドレイ
ン電極、８は画素電極、９は絶縁膜、１０は配向膜、１
１は共通電極、１２は不透明膜、１３は強誘電性液晶で
ある。１２は不透明膜は必ずしも必要ではないが、画素
以外の部分を遮光するブラックマトリクスとしての役目
と、電界がゼロになったときに強誘電性液晶が反転しよ
うとするのを防ぐ役目とをする。２枚の基板上の配向膜
１０の内少なくとも一方には一軸配向処理が施される。
第９図は白黒表示を行う場合の素子の例であるが、カラ
ーフィルターを基板上に形成することによりカラー表示
が可能であることは言うまでもない。
スイッチング素子としては、種々の素子が可能である
が、例えば、ａ−Ｓｉやｐｏｌｙ−Ｓｉを用いたＴＦ
Ｔ、Ｌａｄｄｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ、プラズマアドレス型
素子などが可能であるが、特にａ−Ｓｉやｐｏｌｙ−Ｓ
ｉを用いたＴＦＴが好ましい。図１０はａ−Ｓｉ・ＴＦ
Ｔを用いたアクティブマトリクス基板と強誘電性液晶を
組み合わせた本発明の液晶素子の一例を示す断面図であ
る。図中、１は基板、２はゲート電極、３はゲート絶縁
膜、４はａ−Ｓｉ半導体膜、１４はリンドープのｎ+ −
ａ−Ｓｉ膜、５は絶縁膜、６はソース電極、７はドレイ
ン電極、８は画素電極、９は絶縁膜、１０は配向膜、１
１は共通電極、１２は不透明膜、１３は強誘電性液晶で
ある。１２は不透明膜は必ずしも必要ではないが、画素
以外の部分を遮光するブラックマトリクスとしての役目
と、電界がゼロになったときに強誘電性液晶が反転しよ
うとするのを防ぐ役目とをする。２枚の基板上の配向膜
１０の内少なくとも一方には一軸配向処理が施される。
第９図は白黒表示を行う場合の素子の例であるが、カラ
ーフィルターを基板上に形成することによりカラー表示
が可能であることは言うまでもない。
【００１９】１０の配向膜と、１３の強誘電性液晶とし
ては既に報告されているものを含めて種々の材料を用い
ることができる。本発明の素子においては高コントラス
トを実現できる材料・素子構造を用いることが好まし
い。次にその好ましい一例として、一対の基板の一軸配
向処理の方向が平行であり、駆動される液晶相がキラル
スメクチックＣ相であり、該キラルスメクチックＣ相に
おいてスメクチック層構造が『く』の字に折れ曲がった
シェブロン構造をとっており、かつその配向状態が均一
なＣ１配向（Ｃ１Ｕ配向）であることを特徴とする液晶
素子について述べる。
ては既に報告されているものを含めて種々の材料を用い
ることができる。本発明の素子においては高コントラス
トを実現できる材料・素子構造を用いることが好まし
い。次にその好ましい一例として、一対の基板の一軸配
向処理の方向が平行であり、駆動される液晶相がキラル
スメクチックＣ相であり、該キラルスメクチックＣ相に
おいてスメクチック層構造が『く』の字に折れ曲がった
シェブロン構造をとっており、かつその配向状態が均一
なＣ１配向（Ｃ１Ｕ配向）であることを特徴とする液晶
素子について述べる。
【００２０】一般に、キラルスメクチックＣ層における
層構造は、一般的には、図１０（ａ）に示すような
『く』の字に折れたシェブロン構造を有していると言わ
れている。層の折れ曲がる方向には図に示すように、二
通りの方向がある。このとき層の折れ曲がりの方向が変
化する所には、ジグザグ欠陥と呼ばれる配向欠陥が生じ
る。図１０（ｂ）はジグザグ欠陥を偏向顕微鏡で観察し
たときの模式図であるが、ジグザグ欠陥はライトニング
欠陥と呼ばれる欠陥と、ペアピン欠陥と呼ばれる欠陥と
に分類することができる。これまでの研究の結果、層構
造が＜＜＞＞となている部分がライトニング欠陥に対応
しており、層構造が＞＞＜＜となっている部分がヘアピ
ン欠陥に対応していることが明らかとなっている（Ｎ．
Ｈｉｊｉ ｅｔ ａｌ．，Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈ
ｙｓ．，２７，Ｌ１（１９８８）．）。ラビング方向と
プレチルト角θP の関係は図１０に示すとおりであり、
上記の２つの配向はラビング方向との関係からＣ１配
向、Ｃ２配向と呼ばれている（神辺，電子情報通信学会
専門講習会講演論文集「オプトエレクトロニクス」−液
晶表示と関連材料−，１９９０年１月，ｐ１８〜２
６）。ラビング軸と層の折れ曲がり方向が同じである場
合をＣ１配向（シェブロン１）、逆である場合をＣ２配
向（シェブロン２）と定義されている。
層構造は、一般的には、図１０（ａ）に示すような
『く』の字に折れたシェブロン構造を有していると言わ
れている。層の折れ曲がる方向には図に示すように、二
通りの方向がある。このとき層の折れ曲がりの方向が変
化する所には、ジグザグ欠陥と呼ばれる配向欠陥が生じ
る。図１０（ｂ）はジグザグ欠陥を偏向顕微鏡で観察し
たときの模式図であるが、ジグザグ欠陥はライトニング
欠陥と呼ばれる欠陥と、ペアピン欠陥と呼ばれる欠陥と
に分類することができる。これまでの研究の結果、層構
造が＜＜＞＞となている部分がライトニング欠陥に対応
しており、層構造が＞＞＜＜となっている部分がヘアピ
ン欠陥に対応していることが明らかとなっている（Ｎ．
Ｈｉｊｉ ｅｔ ａｌ．，Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈ
ｙｓ．，２７，Ｌ１（１９８８）．）。ラビング方向と
プレチルト角θP の関係は図１０に示すとおりであり、
上記の２つの配向はラビング方向との関係からＣ１配
向、Ｃ２配向と呼ばれている（神辺，電子情報通信学会
専門講習会講演論文集「オプトエレクトロニクス」−液
晶表示と関連材料−，１９９０年１月，ｐ１８〜２
６）。ラビング軸と層の折れ曲がり方向が同じである場
合をＣ１配向（シェブロン１）、逆である場合をＣ２配
向（シェブロン２）と定義されている。
【００２１】さて、プレチルト角θP を大きくすると、
Ｃ１配向とＣ２配向での液晶分子の配向状態の差が顕著
になってゆき、８°以上という大きな値（通常、８〜３
０°）を示す配向膜を用いると、高温側のＣ１配向にお
いては、明確な消光位置を示す領域と消光する位置を示
さない領域とが観察され、低温側のＣ２配向では、明確
な消光位置を示す領域のみが観察される。ユニフォーム
配向とツイスト配向とを消光位の有無によって区別する
ことが一般に認められているので（福田，竹添，「強誘
電性液晶の構造と物性」，コロナ社，１９９０年，ｐ−
３２７）、今ここで、Ｃ１配向で消光位を示すものをＣ
１Ｕ（Ｃ１ユニフォーム）配向、Ｃ１配向で消光位を示
さないものをＣ１Ｔ（Ｃ１ツイスト）配向と呼ぶことに
する。Ｃ２配向については一種類の配向しか得られなか
ったので、Ｃ２配向とのみ標記することにする。図２に
示すような電圧波形を印加したとき、Ｃ１Ｕ配向および
Ｃ２配向では良好なコントラストが得られるのに対し、
Ｃ１Ｔでは低いコントラストしか得られない。コントラ
ストには次のような傾向があることを本発明の研究者ら
は見いだしており、Ｃ１Ｕ配向はコントラストの点で特
に好ましいものである。
Ｃ１配向とＣ２配向での液晶分子の配向状態の差が顕著
になってゆき、８°以上という大きな値（通常、８〜３
０°）を示す配向膜を用いると、高温側のＣ１配向にお
いては、明確な消光位置を示す領域と消光する位置を示
さない領域とが観察され、低温側のＣ２配向では、明確
な消光位置を示す領域のみが観察される。ユニフォーム
配向とツイスト配向とを消光位の有無によって区別する
ことが一般に認められているので（福田，竹添，「強誘
電性液晶の構造と物性」，コロナ社，１９９０年，ｐ−
３２７）、今ここで、Ｃ１配向で消光位を示すものをＣ
１Ｕ（Ｃ１ユニフォーム）配向、Ｃ１配向で消光位を示
さないものをＣ１Ｔ（Ｃ１ツイスト）配向と呼ぶことに
する。Ｃ２配向については一種類の配向しか得られなか
ったので、Ｃ２配向とのみ標記することにする。図２に
示すような電圧波形を印加したとき、Ｃ１Ｕ配向および
Ｃ２配向では良好なコントラストが得られるのに対し、
Ｃ１Ｔでは低いコントラストしか得られない。コントラ
ストには次のような傾向があることを本発明の研究者ら
は見いだしており、Ｃ１Ｕ配向はコントラストの点で特
に好ましいものである。
【００２２】 Ｃ１Ｕ＞Ｃ２≫Ｃ１Ｔ プレチルト角θP がそれほど大きくないときにはＣ１Ｕ
配向とＣ２配向のコントラストの差はそれほど大きくな
い。
配向とＣ２配向のコントラストの差はそれほど大きくな
い。
【００２３】
実施例１ 下記に示す化合物Ｎｏ．１０１〜１２８を用いて表３に
示す組成の液晶組成物Ｎｏ．２０１〜２０３を作製し
た。これらの液晶組成物は室温でスメクチックＣ相を示
した。これらの組成物の相転移温度を表１及び表２に示
す。なお、表１及び表２において、Ｃは結晶相、ＳX は
スメクチックＸ相、ＳC はスメクチックＣ相、ＳA はス
メクチックＡ相、Ｉは等方性液体相を各々示す。
示す組成の液晶組成物Ｎｏ．２０１〜２０３を作製し
た。これらの液晶組成物は室温でスメクチックＣ相を示
した。これらの組成物の相転移温度を表１及び表２に示
す。なお、表１及び表２において、Ｃは結晶相、ＳX は
スメクチックＸ相、ＳC はスメクチックＣ相、ＳA はス
メクチックＡ相、Ｉは等方性液体相を各々示す。
【００２４】
【化１】
【００２５】
【化２】
【００２６】
【表１】
【００２７】
【表２】
【００２８】２枚のガラス基板上にＩＴＯ膜を形成し、
ポリイミド系配向膜（日立化成製ＬＸ−１４００）を塗
布し、ラビングした。次にこの２枚のガラス基板をラビ
ング方向が同一になるようにセル厚２μｍで張り合わ
せ、表３に示す強誘電性液晶組成物をそれぞれを注入し
た。注入後いったん液晶組成物が等方性液体に変化する
温度にセルを加熱し、その後１℃／ｍｉｎで室温まで冷
却することにより良好な配向を有する強誘電性液晶素子
を得た。この強誘電性液晶素子を互いに直交する偏光板
の間に設置し、応答速度、チルト角、メモリ角、メモリ
パルス幅を測定した。測定結果を表４に示す。なお、応
答速度は２５℃でＶ＝±１０Ｖの矩形波電圧を印加した
ときの、電圧印加時から透過光量がそれぞれ０→５０
％、０→９０％、１０→９０％変化するまでの時間とし
た。チルト角はセルに矩形波電圧を印加したときに得ら
れる２つの消光位間の角度の１／２で定義した。メモリ
角はセルに電界を印加しないときに得られる２つの消光
位間の角度で定義した。メモリパルス幅は、２５℃でＶ
＝±１０Ｖのパルス波形電圧を印加してスイッチングさ
せることのできる最小のパルス幅で定義した。
ポリイミド系配向膜（日立化成製ＬＸ−１４００）を塗
布し、ラビングした。次にこの２枚のガラス基板をラビ
ング方向が同一になるようにセル厚２μｍで張り合わ
せ、表３に示す強誘電性液晶組成物をそれぞれを注入し
た。注入後いったん液晶組成物が等方性液体に変化する
温度にセルを加熱し、その後１℃／ｍｉｎで室温まで冷
却することにより良好な配向を有する強誘電性液晶素子
を得た。この強誘電性液晶素子を互いに直交する偏光板
の間に設置し、応答速度、チルト角、メモリ角、メモリ
パルス幅を測定した。測定結果を表４に示す。なお、応
答速度は２５℃でＶ＝±１０Ｖの矩形波電圧を印加した
ときの、電圧印加時から透過光量がそれぞれ０→５０
％、０→９０％、１０→９０％変化するまでの時間とし
た。チルト角はセルに矩形波電圧を印加したときに得ら
れる２つの消光位間の角度の１／２で定義した。メモリ
角はセルに電界を印加しないときに得られる２つの消光
位間の角度で定義した。メモリパルス幅は、２５℃でＶ
＝±１０Ｖのパルス波形電圧を印加してスイッチングさ
せることのできる最小のパルス幅で定義した。
【００２９】
【表３】
【００３０】
【表４】
【００３１】実施例２ ２枚のガラス基板上のそれぞれに１０００Åの厚さのＩ
ＴＯ膜を形成し、その上に５００ÅのＳｉＯ2 絶縁膜を
形成し、これに表４の配向膜をスピンコーターにて４０
０Åの厚みに形成し、この後レーヨン系の布を用いてラ
ビングによる一軸配向処理を行った。これらの基板を、
ラビング方向が反平行となるように厚さ２０μｍで貼り
合わせて液晶セルを作製した。これにメルク社製ネマチ
ック液晶Ｅ−８を注入し、磁場容量法を用いて液晶分子
の基板からのプレチルト角度を測定した。結果を表５に
示す。
ＴＯ膜を形成し、その上に５００ÅのＳｉＯ2 絶縁膜を
形成し、これに表４の配向膜をスピンコーターにて４０
０Åの厚みに形成し、この後レーヨン系の布を用いてラ
ビングによる一軸配向処理を行った。これらの基板を、
ラビング方向が反平行となるように厚さ２０μｍで貼り
合わせて液晶セルを作製した。これにメルク社製ネマチ
ック液晶Ｅ−８を注入し、磁場容量法を用いて液晶分子
の基板からのプレチルト角度を測定した。結果を表５に
示す。
【００３２】
【表５】
【００３３】実施例３ 図１０に示す構造のアクティブマトリクス型強誘電性液
晶素子を以下のプロセスで作製した。まず、ガラス製の
基板１上にスパッタによってＴａ膜を形成し、所定の形
状にパターンニングして、６４本のゲート電極２を形成
した。プラズマＣＶＤによってゲート絶縁膜（ＳｉＮｘ
膜）３、ａ−Ｓｉ半導体膜４、ゲート絶縁膜（ＳｉＮｘ
膜）５を真空を破ることなく連続積層し、絶縁膜５を所
定の形状にパターニングした。プラズマＣＶＤによって
リンをドープしたｎ+ −ａ−Ｓｉ膜１４を形成し、該ｎ
+ −ａ−Ｓｉ膜とａ−Ｓｉ半導体膜４をパターニングし
た。次いでスパッタによってＴｉ膜を形成し、該Ｔｉ膜
およびｎ+ −ａ−Ｓｉ膜１４を所定の形状にパターニン
グして６４本のソース電極６及びドレイン電極７を形成
した。ＩＴＯ膜をスパッタによって形成し、これをパタ
ーニングして画素電極８を形成した。
晶素子を以下のプロセスで作製した。まず、ガラス製の
基板１上にスパッタによってＴａ膜を形成し、所定の形
状にパターンニングして、６４本のゲート電極２を形成
した。プラズマＣＶＤによってゲート絶縁膜（ＳｉＮｘ
膜）３、ａ−Ｓｉ半導体膜４、ゲート絶縁膜（ＳｉＮｘ
膜）５を真空を破ることなく連続積層し、絶縁膜５を所
定の形状にパターニングした。プラズマＣＶＤによって
リンをドープしたｎ+ −ａ−Ｓｉ膜１４を形成し、該ｎ
+ −ａ−Ｓｉ膜とａ−Ｓｉ半導体膜４をパターニングし
た。次いでスパッタによってＴｉ膜を形成し、該Ｔｉ膜
およびｎ+ −ａ−Ｓｉ膜１４を所定の形状にパターニン
グして６４本のソース電極６及びドレイン電極７を形成
した。ＩＴＯ膜をスパッタによって形成し、これをパタ
ーニングして画素電極８を形成した。
【００３４】別の基板上にスパッタによって共通電極１
１となるＩＴＯ膜を形成し、次いでスパッタによって不
透明膜１２となるＭｏ膜を形成し、該Ｍｏ膜を所定の形
状にパターニングした。作製したこれら２枚の基板のそ
れぞれに５００ÅのＳｉＯ2 絶縁膜を形成し、配向膜と
してＰＳＩ−Ｘ−Ａ−２００１（チッソ石油化学株式会
社製ポリイミド）をスピンコーターにて４００Åの厚み
に形成し、この後レーヨン系の布を用いてラビングによ
る一軸配向処理を行った。次いで、これら２枚の基板
を、ラビング方向がほぼ一致するように、２μｍの間隔
を隔ててシリカスペーサーを介してエポキシ樹脂製のシ
ール部材で貼り合わせた。これらの基板間に、真空注入
法で注入口から実施例１で作製した強誘電性液晶組成物
Ｎｏ．２０１を注入したのちアクリル系のＵＶ硬化型の
樹脂で注入口を硬化して液晶セルを作成した。更に、こ
のセルの上下に偏光軸をほぼ直交させた偏光板を配置
し、偏光板の一方の偏光軸をセルの液晶のどちらか一方
の光軸にほぼ一致させて液晶表示装置とした。
１となるＩＴＯ膜を形成し、次いでスパッタによって不
透明膜１２となるＭｏ膜を形成し、該Ｍｏ膜を所定の形
状にパターニングした。作製したこれら２枚の基板のそ
れぞれに５００ÅのＳｉＯ2 絶縁膜を形成し、配向膜と
してＰＳＩ−Ｘ−Ａ−２００１（チッソ石油化学株式会
社製ポリイミド）をスピンコーターにて４００Åの厚み
に形成し、この後レーヨン系の布を用いてラビングによ
る一軸配向処理を行った。次いで、これら２枚の基板
を、ラビング方向がほぼ一致するように、２μｍの間隔
を隔ててシリカスペーサーを介してエポキシ樹脂製のシ
ール部材で貼り合わせた。これらの基板間に、真空注入
法で注入口から実施例１で作製した強誘電性液晶組成物
Ｎｏ．２０１を注入したのちアクリル系のＵＶ硬化型の
樹脂で注入口を硬化して液晶セルを作成した。更に、こ
のセルの上下に偏光軸をほぼ直交させた偏光板を配置
し、偏光板の一方の偏光軸をセルの液晶のどちらか一方
の光軸にほぼ一致させて液晶表示装置とした。
【００３５】この強誘電性液晶素子の配向の様子を調べ
たところ、スメクチックＣ−スメクチックＡ転移点から
室温までの温度領域において、微小なジグザグ欠陥に囲
まれたＣ２配向の領域を除けば、全面Ｃ１Ｕ配向であっ
た。この強誘電性液晶素子を図７及び図８に示す駆動法
で駆動した。ＶG1＝１０Ｖ，ＶG2＝−１５Ｖ，ＶS ＝５
Ｖ，ｔ1 ＝２５μｓｅｃ，ｎ＝２０，という条件で２５
℃で駆動したところ、１画面書き換え時間が４．８ｍｓ
ｅｃの良好な表示が得られた。
たところ、スメクチックＣ−スメクチックＡ転移点から
室温までの温度領域において、微小なジグザグ欠陥に囲
まれたＣ２配向の領域を除けば、全面Ｃ１Ｕ配向であっ
た。この強誘電性液晶素子を図７及び図８に示す駆動法
で駆動した。ＶG1＝１０Ｖ，ＶG2＝−１５Ｖ，ＶS ＝５
Ｖ，ｔ1 ＝２５μｓｅｃ，ｎ＝２０，という条件で２５
℃で駆動したところ、１画面書き換え時間が４．８ｍｓ
ｅｃの良好な表示が得られた。
【００３６】実施例４ 実施例３における液晶組成物Ｎｏ．２０１を液晶組成物
Ｎｏ．２０２に変えるほかは、実施例３と同様にして図
１０に示す構造のアクティブマトリクス型強誘電性液晶
素子を作製した。この強誘電性液晶素子の配向の様子を
調べたところ、スメクチックＣ−スメクチックＡ転移点
から室温までの温度領域において、微小なジグザグ欠陥
に囲まれたＣ２配向の領域を除けば、全面Ｃ１Ｕ配向で
あった。この強誘電性液晶素子を図７及び図８に示す駆
動法で駆動した。ＶG1＝１０Ｖ，ＶG2＝−１５Ｖ，ＶS
＝５Ｖ，ｔ1 ＝２５μｓｅｃ，という条件で２５℃にお
いて種々のｎの値で駆動してみたが、双安定のスイッチ
ングを得ることはできなかった。しかし、３３℃以上に
おいては駆動することができ、例えば、３５℃におい
て、ＶG1＝１０Ｖ，ＶG2＝−１５Ｖ，ＶS ＝５Ｖ，ｔ1
＝２５μｓｅｃ，ｎ＝５，という条件で駆動したとこ
ろ、１画面書き換え時間が４．８ｍｓｅｃの良好な表示
が得られた。
Ｎｏ．２０２に変えるほかは、実施例３と同様にして図
１０に示す構造のアクティブマトリクス型強誘電性液晶
素子を作製した。この強誘電性液晶素子の配向の様子を
調べたところ、スメクチックＣ−スメクチックＡ転移点
から室温までの温度領域において、微小なジグザグ欠陥
に囲まれたＣ２配向の領域を除けば、全面Ｃ１Ｕ配向で
あった。この強誘電性液晶素子を図７及び図８に示す駆
動法で駆動した。ＶG1＝１０Ｖ，ＶG2＝−１５Ｖ，ＶS
＝５Ｖ，ｔ1 ＝２５μｓｅｃ，という条件で２５℃にお
いて種々のｎの値で駆動してみたが、双安定のスイッチ
ングを得ることはできなかった。しかし、３３℃以上に
おいては駆動することができ、例えば、３５℃におい
て、ＶG1＝１０Ｖ，ＶG2＝−１５Ｖ，ＶS ＝５Ｖ，ｔ1
＝２５μｓｅｃ，ｎ＝５，という条件で駆動したとこ
ろ、１画面書き換え時間が４．８ｍｓｅｃの良好な表示
が得られた。
【００３７】参考例１ 実施例３における液晶組成物Ｎｏ．２０１を液晶組成物
Ｎｏ．２０２に、配向膜ＰＳＩ−Ｘ−Ａ−２００１（チ
ッソ石油化学株式会社製ポリイミド）をＰＳＩ−Ｘ−Ｓ
−０１４（チッソ石油化学株式会社製ポリイミド）に変
えるほかは、実施例３と同様にして図１０に示す構造の
アクティブマトリクス型強誘電性液晶素子を作製した。
この強誘電性液晶素子の配向の様子を調べたところ、室
温では微小なジグザグ欠陥に囲まれたＣ１の配向の領域
を除けば、全面Ｃ２配向であった。この強誘電性液晶素
子を図７及び図８に示す駆動法で駆動した。ＶG1＝１０
Ｖ，ＶG2＝−１５Ｖ，ＶS ＝５Ｖ，ｔ1 ＝２５μｓｅ
ｃ，ｎ＝１０という条件で２５℃において駆動したとこ
ろ、１画面書き換え時間が４．８ｍｓｅｃの表示が得ら
れた。
Ｎｏ．２０２に、配向膜ＰＳＩ−Ｘ−Ａ−２００１（チ
ッソ石油化学株式会社製ポリイミド）をＰＳＩ−Ｘ−Ｓ
−０１４（チッソ石油化学株式会社製ポリイミド）に変
えるほかは、実施例３と同様にして図１０に示す構造の
アクティブマトリクス型強誘電性液晶素子を作製した。
この強誘電性液晶素子の配向の様子を調べたところ、室
温では微小なジグザグ欠陥に囲まれたＣ１の配向の領域
を除けば、全面Ｃ２配向であった。この強誘電性液晶素
子を図７及び図８に示す駆動法で駆動した。ＶG1＝１０
Ｖ，ＶG2＝−１５Ｖ，ＶS ＝５Ｖ，ｔ1 ＝２５μｓｅ
ｃ，ｎ＝１０という条件で２５℃において駆動したとこ
ろ、１画面書き換え時間が４．８ｍｓｅｃの表示が得ら
れた。
【００３８】参考例２ 実施例３における液晶組成物Ｎｏ．２０１を液晶組成物
Ｎｏ．２０３に変えるほかは、実施例３と同様にして図
１０に示す構造のアクティブマトリクス型強誘電性液晶
素子を作製した。この強誘電性液晶素子の配向の様子を
調べたところ、室温では微小なジグザグ欠陥に囲まれた
Ｃ１の配向の領域を除けば、全面Ｃ２配向であった。こ
の強誘電性液晶素子を図７及び図８に示す駆動法で駆動
した。ＶG1＝１０Ｖ，ＶG2＝−１５Ｖ，ＶS ＝５Ｖ，ｔ
1 ＝２５μｓｅｃ，ｎ＝３２という条件で２５℃におい
て駆動したところ、１画面書き換え時間が４．８ｍｓｅ
ｃの表示が得られた。
Ｎｏ．２０３に変えるほかは、実施例３と同様にして図
１０に示す構造のアクティブマトリクス型強誘電性液晶
素子を作製した。この強誘電性液晶素子の配向の様子を
調べたところ、室温では微小なジグザグ欠陥に囲まれた
Ｃ１の配向の領域を除けば、全面Ｃ２配向であった。こ
の強誘電性液晶素子を図７及び図８に示す駆動法で駆動
した。ＶG1＝１０Ｖ，ＶG2＝−１５Ｖ，ＶS ＝５Ｖ，ｔ
1 ＝２５μｓｅｃ，ｎ＝３２という条件で２５℃におい
て駆動したところ、１画面書き換え時間が４．８ｍｓｅ
ｃの表示が得られた。
【００３９】参考例３ 実施例３における液晶組成物Ｎｏ．２０１を液晶組成物
Ｎｏ．２０３に、配向膜ＰＳＩ−Ｘ−Ａ−２００１（チ
ッソ石油化学株式会社製ポリイミド）をＰＶＡに変える
ほかは、実施例３と同様にして図１０に示す構造のアク
ティブマトリクス型強誘電性液晶素子を作製した。この
強誘電性液晶素子の配向の様子を調べたところ、室温で
は微小なジグザグ欠陥に囲まれたＣ１の配向の領域を除
けば、全面Ｃ２配向であった。この強誘電性液晶素子を
図７及び図８に示す駆動法で駆動した。ＶG1＝１０Ｖ，
ＶG2＝−１５Ｖ，ＶS ＝５Ｖ，ｔ1 ＝２５μｓｅｃ，ｎ
＝４０という条件で２５℃において駆動したところ、１
画面書き換え時間が４．８ｍｓｅｃの表示が得られた。
Ｎｏ．２０３に、配向膜ＰＳＩ−Ｘ−Ａ−２００１（チ
ッソ石油化学株式会社製ポリイミド）をＰＶＡに変える
ほかは、実施例３と同様にして図１０に示す構造のアク
ティブマトリクス型強誘電性液晶素子を作製した。この
強誘電性液晶素子の配向の様子を調べたところ、室温で
は微小なジグザグ欠陥に囲まれたＣ１の配向の領域を除
けば、全面Ｃ２配向であった。この強誘電性液晶素子を
図７及び図８に示す駆動法で駆動した。ＶG1＝１０Ｖ，
ＶG2＝−１５Ｖ，ＶS ＝５Ｖ，ｔ1 ＝２５μｓｅｃ，ｎ
＝４０という条件で２５℃において駆動したところ、１
画面書き換え時間が４．８ｍｓｅｃの表示が得られた。
【００４０】
【発明の効果】本発明によれば、大容量、広視野角、高
コントラスト、高信頼性のアクティブマトリクス型強誘
電性液晶素子を得ることができる。
コントラスト、高信頼性のアクティブマトリクス型強誘
電性液晶素子を得ることができる。
【図１】強誘電性液晶素子のスイッチングを説明するた
めの模式図である。
めの模式図である。
【図２】強誘電性液晶素子における印加電圧と透過光量
変化の関係を示す図である。
変化の関係を示す図である。
【図３】アクティブマトリクス型液晶表示の等価回路図
である。
である。
【図４】アクティブマトリクス型強誘電性液晶素子の駆
動法の従来例の説明図である。
動法の従来例の説明図である。
【図５】アクティブマトリクス型強誘電性液晶素子の駆
動法の別の従来例の説明図である。
動法の別の従来例の説明図である。
【図６】本発明のアクティブマトリクス型強誘電性液晶
素子の説明図である。
素子の説明図である。
【図７】本発明の駆動法についての説明図である。
【図８】同じく本発明の駆動法についての説明図であ
る。
る。
【図９】本発明のアクティブマトリクス型強誘電性液晶
素子において各画素に印加される電圧波形の説明図であ
る。
素子において各画素に印加される電圧波形の説明図であ
る。
【図１０】本発明のアクティブマトリクス型強誘電性液
晶素子の構造を説明するための断面図である。
晶素子の構造を説明するための断面図である。
【図１１】強誘電性液晶の配向についての説明図であ
る。
る。
１ 基板 ２ ゲート電極 ３ ゲート絶縁膜 ４ ａ−Ｓｉ半導体膜 ５ 絶縁膜 ６ ソース電極 ７ ドレイン電極 ８ 画素電極 ９ 絶縁膜 １０ 配向膜 １１ 共通電極 １２ 不透明膜 １３ 強誘電性液晶 １４ ｎ+ −ａ−Ｓｉ膜 １５ ライトニング欠陥 １６ ヘアピン欠陥
Claims (2)
- 【請求項１】 複数の走査電極と複数の信号電極がマト
リクス状に形成され、電極の各交点にスイッチング素子
が設けられた基板と備えた液晶セルに、強誘電性液晶が
充填されてなる強誘電性液晶素子において、前記強誘電性液晶が均一なＣ１Ｕ配向を示すシェブロン
構造の液晶層であって、 走査電極より信号を送ってスイ
ッチング素子をＯＮ状態にするのと同期させて、求める
表示に対応する信号とは極性が逆である信号を信号電極
より送り、一定時間後に再び走査電極より信号を送って
スイッチング素子をＯＮ状態にするのと同期させて、求
める表示に対応する信号を信号電極より送り、さらに一
定時間後に再び走査電極より信号を送ってスイッチング
素子をＯＮ状態にするのと同期させて、液晶にかかる電
圧がゼロとなるような信号を信号電極より送る駆動制御
手段を備えてなる強誘電性液晶素子。 - 【請求項２】 スイッチング素子が薄膜トランジスタで
ある請求項１の液晶素子。
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| CA2038687C (en) * | 1990-03-22 | 1996-05-07 | Shuzo Kaneko | Method and apparatus for driving active matrix liquid crystal device |
| JP2673595B2 (ja) * | 1990-03-22 | 1997-11-05 | キヤノン株式会社 | アクティブマトリクス液晶素子の駆動法 |
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