JPH02204721A - 液晶表示素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は強誘電性液晶を液晶層として持つ液晶表示素子
であって、透過光量を階調制御できる液晶表示素子に関
するものである。

従来の技術 近年、応答速度が速くメモリー性のある強誘電性液晶の
報告がなされている（例えば、竹添秀夫、。

福田敦夫、久世栄−；「工業材料」、第３１＠、第１０
号、２２）。

以下、図面を用いて従来の強誘電性液晶パネルの一例に
ついて説明する。第３図は従来のスメクチック液晶パネ
ルの構造を示すものである。第３図において２１はガラ
ス基板、２２はＩＴＤ　（インジウム・錫酸化物）より
成る透明雪掻、２４は強誘電性液晶層、２５は液晶分子
のＣダイレクタ、２６は双極子モーメントである。

強誘電性液晶は一般に分子長軸に垂直な方向に双極子モ
ーメントをもっており、薄膜化により自発分極を持つよ
うになる０強誘電性を示すカイラルスメアチック相の例
を用いて強誘電性液晶の表記方法を第４回に示す、第４
図（ａ）は分子層の法線２７に対し分子長軸が＋θ度傾
いた状態、第４図（ｂ）は−０度（頃いた状態の強誘電
性液晶の表記法である。２７は層の法線、２日は分子の
長軸方向ｎ３２９は双極子モーメントＰｓ、３０はｎを
ｘｙ平面上に投影した時のＣダイレクタ−０１３１は分
子長軸の法線に対する傾き角±θ度である。以上のよう
な構造を持つ強誘電性液晶パネルについて、以下その動
作原理について図を参照しながら説明する。

第５図に従来の強誘電性液晶パネルの表示方法の原理図
を示す、３２は層法線に対して分子長軸が＋θ度傾いた
液晶分子、３３は一θ度傾いた液晶分子、３４は紙面表
方向の双極子モーメント、３５は紙面裏方向の双極子モ
ーメント、３６は２枚の偏光板の方向である。さて、第
５図（ａ）は電圧無印加の状態、第５図（ｂ）は紙面表
から裏へ正の電圧を印加した場合、第５図（ｃ）は紙面
裏から表へ正の電圧を印加した場合の動作原理である。

このように電圧の印加方向によりセル全体が±θ度傾い
た２つの状態をとり、したがって、電気光学効果に°よ
る複屈折または２色性を利用すれば明暗を表すことがで
きる。

以上のように強誘電性液晶は微視的にみると２つの状態
しか取り得ないので、中間調を出すには第５図（ｂ）か
ら第５図（Ｃ）、或いは第５図＜Ｃ＞から第５図（ｂ）
への移行期に得られる第５図（ａ）のような２つの状態
の混ざった状態をもちいるか、或いは２状態の出現時間
の比率を変化させる方法が考えられている（例えば、ク
ラーク、ラガバール、ウオールニューロデイスプレィ゛
８４ダイジェスト　１９８４年、７３頁（Ｎ、Ａ、Ｃｌ
　ａ　ｒ　ｋ。

Ｓ、Ｔ、ｌ−ａｇｅｒｗａｌｌ　　ａｎｄ　　Ｊ、Ｗａ
ｈｌ：Ｅｕｒｏｄｉｓｐｌａｙ’８４　　Ｄｉｇｅｓｔ
（１９８４）Ｐ、７３）。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、通常の平面状の電極上で上記の２状態が
混ざった状態を多くの絵素について均一に出現させるこ
とは極めて困難である。さらに２状態の出現時間比率を
変化させる方法については、大規模素子に向くマトリッ
クス駆動については詳しい検討が成されていない。

本発明は上記問題点に鑑み、光透過量を階調制御できる
強誘電性液晶を用いた液晶表示素子を提供するものであ
る。

課題を解決するための手段 上記課題を解決するために本発明の液晶表示素子は、少
なくとも１つ以上の間隙を有する一対の電極間に強誘電
性液晶を挟持することにより階調制御が容易に行えるも
のである。

作用 従来の均一な電極上では、闇値電圧以上の電圧が強誘電
性液晶素子に印加されると、電極上の液晶分子はほとん
ど同時に自発分極が電場方向に向くように反転する。そ
こで、前記の闇値電圧よりわずかに電圧が低いかパルス
幅が短いパルス電圧を印加すれば、まだらな状態を出現
させることばできるが、この場合、電極表面の微細な凹
凸や液晶層の欠陥や配向状態等の制御の困難な微妙な因
子の影響を受は易いため、絵素または素子により明暗の
分布はまちまちである。そこで本発明の液晶表示素子で
は絵素電極内に少なくとも１つ以上の間隙を設けること
により１つの絵素内に電界分布ができるようにして、と
の絵素でも均一で安定した階調制御ができるものである
。

実施例 以下本発明の一実施例を図面を参照しながら説明する。

第１図は、本発明の液晶素子の構成図の１例である。１
は上基盤、２ば上基板、３は感光性樹脂土手、４は透明
電橋、５は配向膜、６は強誘電性液晶、７はシール材で
ある。電極内の間隙の幅は０．５μｍ、ピッチは５０μ
ｍである。第１図の基板２には平坦な硝子基板上に通常
の方法により基板１のストライブ電極とは直交する方向
にストライプ電極を設けである。基板２も基板ｌと同様
のものを用いてもよい。いずれの電極も０．３ａｍピッ
チとした。基板間距離は感光性樹脂の土手により、３．
０μｍに保たれている。

この距離は１５ｃｍ角のパネルで±０．１μｍの誤差で
あった。基板上にポリイミド膜を塗布しラビング処理を
行った後、エステル系の強誘電性液晶の混合物を等労相
まで加熱して注入してから徐冷したところ均一な配向が
得られた。このパネルを第２図のような波形により駆動
してみた。第２図（ａ）は走査電極と信号電極に印加す
る波形を表し、第２図（ｂ）はその時絵素に印加される
電圧を表す６選択期間の負のパルスで絵素は黒にリセッ
トされ、最後に加わるパルスのオン電圧■。

（１７ボルト）の印加されるパルス幅ｐｖ　（ｏ〜４０
０ａ秒）を変化させることにより階調を制御し、非選択
期間のパルスでは輝度はほとんど変らない、実験の結果
、本発明の液晶素子ではすべての絵素について４階調を
均一に表示できることが分った。従来の電極上が平面の
液晶素子では、同様の駆動法で均一に表示できるのは２
値だけであったことから、本発明の液晶素子がより多（
の階調を均一に表示する効果があることが分った。駆動
法については、階調により信号電圧値を変えるアナグロ
変調でも良い。

また、本実施例では電極内の間隙の幅を０．５μｍ、ピ
ッチを５０μｍにしたが、この電極内の間隙の幅及びピ
ッチは、液晶材料、配向性、絵素サイズ、駆動法等に応
じて必要な階調を得るための最適な値を選ぶべきである
。

発明の効果 本発明の液晶素子は絵素電極内に少なくとも１つ以上の
間隙を設けることにより、印加電界に勾配をつけて、中
間調を多数の絵素または素子において均一に現出させる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、実施例における本発明の液晶素子の構成図、
第２図は実施例におけるマトリックス駆動波形を表す波
形図、第３図は従来の強誘電性液晶パネルの断面図、第
４図はカイラルスメクチックＣ液晶の表記法を示す模式
図、第５図は従来の強誘電性液晶パネルの表示の原理を
示す平面図である。 １・・・・・・下基板、２・・・・・・上基板、３・・
・・・・ラインスペーサー、４・・・・・・透明電極、
５・・・・・・配向膜、６・・・・・・強誘電性液晶、
７・・・・・・シール材。 代理人の氏名　弁理士　粟野重孝　はか１名一 項 へ　も 載梱ヤ戦 埋口す輪興 第 図 ２５−　創り１頃 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 一対の電極をマトリックス状に配置した液晶表示素子で
   あって、前記電極内に少なくとも１つ以上の間隙を形成
   し、挟持した強誘電性液晶層に印加される電界に勾配を
   設け、前記強誘電性液晶の反転ドメインと非反転ドメイ
   ンの面積比を制御することを特徴とする液晶表示素子。