JPH0535410B2 - - Google Patents
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- JPH0535410B2 JPH0535410B2 JP58185177A JP18517783A JPH0535410B2 JP H0535410 B2 JPH0535410 B2 JP H0535410B2 JP 58185177 A JP58185177 A JP 58185177A JP 18517783 A JP18517783 A JP 18517783A JP H0535410 B2 JPH0535410 B2 JP H0535410B2
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-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/132—Thermal activation of liquid crystals exhibiting a thermo-optic effect
-
- G—PHYSICS
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- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は液晶素子に関し、更に詳しくは熱走査
により液晶に画像を記録する液晶表示素子に関す
る。
により液晶に画像を記録する液晶表示素子に関す
る。
従来より液晶素子は電気画像信号を記録可視化
するものとして知られており、単純な７セグメン
トの電極により数字を表示するものから、高密度
の電極マトリクスによる液晶テレビなどが既に存
在し、使われる用途等によりその駆動方法等も
様々あり、現在のソフトコピー形成の分野におい
て大きな地位を占めるようになつてきた。
するものとして知られており、単純な７セグメン
トの電極により数字を表示するものから、高密度
の電極マトリクスによる液晶テレビなどが既に存
在し、使われる用途等によりその駆動方法等も
様々あり、現在のソフトコピー形成の分野におい
て大きな地位を占めるようになつてきた。
一方、画像信号を液晶に与える方法としては、
上記の電極マトリクスによるものの他に熱走査の
形で与えるものがある。
上記の電極マトリクスによるものの他に熱走査の
形で与えるものがある。
画像信号を熱走査により与える形式のものは、
前記した高密度の電極マトリクスの形式の様に、
必ずしも分割した電極のそれぞれに対し選択的に
電圧を印加するものである必要はなく、電極から
引き出すリード線の数がはるかに少なくできるた
めに、高密度の画像を与える上では駆動手段の簡
略化の面などからも大きな利点を有する。
前記した高密度の電極マトリクスの形式の様に、
必ずしも分割した電極のそれぞれに対し選択的に
電圧を印加するものである必要はなく、電極から
引き出すリード線の数がはるかに少なくできるた
めに、高密度の画像を与える上では駆動手段の簡
略化の面などからも大きな利点を有する。
従来から知られている熱走査により画像信号を
与える液晶表示素子として、主としてレーザ光を
熱源とする第１図に示すようなものがある。
与える液晶表示素子として、主としてレーザ光を
熱源とする第１図に示すようなものがある。
第１図において、１はガラス等の透明基板、２
はITO（インジウム−すず−複合酸化物）等の透
明導電層、３はアルミニウム反射膜、４は液晶の
配向を制御するための配向層であり、有機または
無機の薄層あるいは蒸着層等が使用される。５
は、温度によりスメクチツク→ネマテイツク→等
方状態と相転移する液晶層であり、この層の厚み
はスペーサー１０により保持されている。また、
液晶層５の液晶分子は配向層４の壁面効果により
セル面に対し通常一様に垂直、あるいは水平に保
たれる。この液晶素子は、以下のようにして動作
する。
はITO（インジウム−すず−複合酸化物）等の透
明導電層、３はアルミニウム反射膜、４は液晶の
配向を制御するための配向層であり、有機または
無機の薄層あるいは蒸着層等が使用される。５
は、温度によりスメクチツク→ネマテイツク→等
方状態と相転移する液晶層であり、この層の厚み
はスペーサー１０により保持されている。また、
液晶層５の液晶分子は配向層４の壁面効果により
セル面に対し通常一様に垂直、あるいは水平に保
たれる。この液晶素子は、以下のようにして動作
する。
すなわち、画像書き込み前においては液晶５は
スメクチツク−ネマテイツク相転移の温度近傍の
スメクチツク側に保たれる。これに対し、YAG
レーザー等により像状のレーザー光６を照射する
ことにより、液晶層５のうち照射された像状部分
９のみネマテイツク相あるいは等方状態へ相転移
する。レーザー光の照射を停止すると相転移した
部分は急冷状態となり、散乱状態のスメクチツク
相に転移する。このセルに対し読み出し光７を透
明導電層２側から照射すると照射光７ａ，７ｃは
ほぼ一定方向にアルミニウム反射膜により反射す
るのに対し、散乱部分９に照射される照射光７ｂ
は散乱される。したがつてこの反射光をスクリー
ン１１に投影させることにより照射光７ａ，７ｃ
のみはスクリーン上に投射され、７ｂはほとんど
投射されない。したがつて液晶に記録された像が
そのままスクリーン上に投影されることになる。
スメクチツク−ネマテイツク相転移の温度近傍の
スメクチツク側に保たれる。これに対し、YAG
レーザー等により像状のレーザー光６を照射する
ことにより、液晶層５のうち照射された像状部分
９のみネマテイツク相あるいは等方状態へ相転移
する。レーザー光の照射を停止すると相転移した
部分は急冷状態となり、散乱状態のスメクチツク
相に転移する。このセルに対し読み出し光７を透
明導電層２側から照射すると照射光７ａ，７ｃは
ほぼ一定方向にアルミニウム反射膜により反射す
るのに対し、散乱部分９に照射される照射光７ｂ
は散乱される。したがつてこの反射光をスクリー
ン１１に投影させることにより照射光７ａ，７ｃ
のみはスクリーン上に投射され、７ｂはほとんど
投射されない。したがつて液晶に記録された像が
そのままスクリーン上に投影されることになる。
この像の消去は、交流電源８によりセルに電圧
を印加するか、あるいはセル全体をネマテイツク
あるいは等方状態に加熱して比較的ゆつくりと冷
やすことで可能である。このような液晶表示素子
は、メモリー性のある高密度、大画面の表示が可
能であるという利点はあるが、上述した書き込み
の相転移温度近傍にセル自身を保つ必要があり厳
しい温度制御が必要である等、欠点も多かつた。
を印加するか、あるいはセル全体をネマテイツク
あるいは等方状態に加熱して比較的ゆつくりと冷
やすことで可能である。このような液晶表示素子
は、メモリー性のある高密度、大画面の表示が可
能であるという利点はあるが、上述した書き込み
の相転移温度近傍にセル自身を保つ必要があり厳
しい温度制御が必要である等、欠点も多かつた。
本発明の主要な目的は、上述した様な従来の熱
走査型の液晶表示素子の欠点を除き、比較的緩や
かな温度制御で充分であり且つ応答性に優れる等
の利点を有する、広義には熱走査型であるが新規
な型の液晶表示素子を提供することにある。
走査型の液晶表示素子の欠点を除き、比較的緩や
かな温度制御で充分であり且つ応答性に優れる等
の利点を有する、広義には熱走査型であるが新規
な型の液晶表示素子を提供することにある。
本発明者らは上述の目的で研究した結果、強誘
電性液晶からなる液晶材料と隣接して焦電材料層
をおき、これに加えられる走査熱を、電界変化に
転換して液晶材料に印加することが、上述の目的
の達成に極めて有効であることを見出した。
電性液晶からなる液晶材料と隣接して焦電材料層
をおき、これに加えられる走査熱を、電界変化に
転換して液晶材料に印加することが、上述の目的
の達成に極めて有効であることを見出した。
本発明の液晶素子は、このような知見に基づく
ものであり、より詳しくは、焦電材料層と隣接し
て強誘電性液晶層を配置し、両者を一対の電極基
板間に挾持させてなり、前記焦電材料を加熱走査
して誘起される電荷のもたらす直流電界の変化に
より前記液晶材料の配向変化を起させるようにし
たことを特徴とするものである。
ものであり、より詳しくは、焦電材料層と隣接し
て強誘電性液晶層を配置し、両者を一対の電極基
板間に挾持させてなり、前記焦電材料を加熱走査
して誘起される電荷のもたらす直流電界の変化に
より前記液晶材料の配向変化を起させるようにし
たことを特徴とするものである。
以下、本発明の液晶素子を、その実施例につい
て図面を参照しつつ更に詳細に説明する。
て図面を参照しつつ更に詳細に説明する。
第２図は、本発明の液晶素子の一実施例の側断
面図である。第２図を参照して、ガラス板等から
なる一対の対向する透明基板１２，１３の内面に
は、それぞれITO等からなる導電膜１４および１
５を設け、更にこれら導電膜の内側には互に隣接
して、ポリフツ化ビニリデン等の焦電材料層１６
と強誘電性液晶層１７とが挿入され、強誘電性液
晶層１７の厚さはスペーサ１８により保持されて
いる。また、導電膜１４と１５には画像の書込み
あるいは消去用のバイアス電源Ｅが接続され、液
晶層１７に直流又は交流電界が印加可能に構成さ
れている。なお、焦電材料層１６および導電膜１
５の液晶層１７との接触面側には、必要に応じ
て、配向処理あるいは配向処理層が施されるが、
その図示は省略する。
面図である。第２図を参照して、ガラス板等から
なる一対の対向する透明基板１２，１３の内面に
は、それぞれITO等からなる導電膜１４および１
５を設け、更にこれら導電膜の内側には互に隣接
して、ポリフツ化ビニリデン等の焦電材料層１６
と強誘電性液晶層１７とが挿入され、強誘電性液
晶層１７の厚さはスペーサ１８により保持されて
いる。また、導電膜１４と１５には画像の書込み
あるいは消去用のバイアス電源Ｅが接続され、液
晶層１７に直流又は交流電界が印加可能に構成さ
れている。なお、焦電材料層１６および導電膜１
５の液晶層１７との接触面側には、必要に応じ
て、配向処理あるいは配向処理層が施されるが、
その図示は省略する。
焦電材料１６は、その特性として、温度変化に
より電気的な分極状態が変化する。本発明の液晶
表示素子の最大の特徴は、この分極変化により強
誘電性液晶層１７に直流電界を作用させ、この直
流電界により液晶に配向変化をもたらすことにあ
る。焦電材料としては前記ポリ弗化ビニリデン
（以下PVDFと記す）、トリグリシンサルフエート
（TGSと記す）、チタン酸鉛（PbTiO3と記す）、
タンタル酸リチウム（LiTaO3と記す）等が知ら
れており、これらは10-9〜10-8C／cm2℃程度の焦
電係数を有する。すなわち例えば１℃の温度変化
により、前記のPVDFでは４×10-9C／cm2の分極
変化がある。なお、たとえばPVDFについて云え
ば、これをフイルムないしシート化し、延伸した
後に分極処理を施すことにより焦電材料化するこ
とができる。分極処理は、第３図ａ，ｂに示す様
な一般的な方法で行なわれる。第３図ａに示す系
においては、両面に電極３０ａ，３０ｂを設けた
焦電材料３６を、120℃前後の高温の恒温槽（図
示せず）中に保持し、直流高圧電源３２より、
500〜1KV／cmの直流高電圧を印加し１時間程度
保持し、室温に冷却後、電圧を除去することによ
り行われる。また、第３図ｂに示す系において
は、片面に電極３０ｃを設けた焦電材料３６ａ
に、その電極３０ｃとは逆側から直流高圧電源３
２ａに接続された針状電極３７によりコロナ放電
を行なう方法が採られる。（分極処理のより詳細
については、例えば「精密機械」46巻１号P27〜
33「トランスジユーサ材料としての圧電性、焦電
性高分子」を参照。） 本発明の液晶表示素子の基本的動作原理を説明
するために、まず第４図に示すように、電源Ｅか
らの電圧印加がない状態で、レーザー照射あるい
は熱ヘツド等により熱Ｈを焦電材料層１６に供給
する場合を説明する。この場合、焦電材料層１６
に生じた温度変化により、焦電材料の分極状態が
変化し焦電材料表面に見かけ上電荷が発生し、こ
れにより、これと隣接する液晶層に図中矢示する
様に右向きあるいは左向きの電圧が発生する。こ
の電圧の方向は前述した分極処理に際しての電圧
印加方向との対応で決まる。あるいは電圧を発生
させるためには、冷却手段により焦電材の温度を
下げても良い。ただしこの場合加熱した場合と逆
の電圧を発生する。
より電気的な分極状態が変化する。本発明の液晶
表示素子の最大の特徴は、この分極変化により強
誘電性液晶層１７に直流電界を作用させ、この直
流電界により液晶に配向変化をもたらすことにあ
る。焦電材料としては前記ポリ弗化ビニリデン
（以下PVDFと記す）、トリグリシンサルフエート
（TGSと記す）、チタン酸鉛（PbTiO3と記す）、
タンタル酸リチウム（LiTaO3と記す）等が知ら
れており、これらは10-9〜10-8C／cm2℃程度の焦
電係数を有する。すなわち例えば１℃の温度変化
により、前記のPVDFでは４×10-9C／cm2の分極
変化がある。なお、たとえばPVDFについて云え
ば、これをフイルムないしシート化し、延伸した
後に分極処理を施すことにより焦電材料化するこ
とができる。分極処理は、第３図ａ，ｂに示す様
な一般的な方法で行なわれる。第３図ａに示す系
においては、両面に電極３０ａ，３０ｂを設けた
焦電材料３６を、120℃前後の高温の恒温槽（図
示せず）中に保持し、直流高圧電源３２より、
500〜1KV／cmの直流高電圧を印加し１時間程度
保持し、室温に冷却後、電圧を除去することによ
り行われる。また、第３図ｂに示す系において
は、片面に電極３０ｃを設けた焦電材料３６ａ
に、その電極３０ｃとは逆側から直流高圧電源３
２ａに接続された針状電極３７によりコロナ放電
を行なう方法が採られる。（分極処理のより詳細
については、例えば「精密機械」46巻１号P27〜
33「トランスジユーサ材料としての圧電性、焦電
性高分子」を参照。） 本発明の液晶表示素子の基本的動作原理を説明
するために、まず第４図に示すように、電源Ｅか
らの電圧印加がない状態で、レーザー照射あるい
は熱ヘツド等により熱Ｈを焦電材料層１６に供給
する場合を説明する。この場合、焦電材料層１６
に生じた温度変化により、焦電材料の分極状態が
変化し焦電材料表面に見かけ上電荷が発生し、こ
れにより、これと隣接する液晶層に図中矢示する
様に右向きあるいは左向きの電圧が発生する。こ
の電圧の方向は前述した分極処理に際しての電圧
印加方向との対応で決まる。あるいは電圧を発生
させるためには、冷却手段により焦電材の温度を
下げても良い。ただしこの場合加熱した場合と逆
の電圧を発生する。
上記の電圧は通常焦電材の温度変化がなくなる
とともに消滅する。
とともに消滅する。
焦電材として前記のPVDF等は熱拡散が小さい
のでほぼ加熱部分あるいは冷却部分のみにおいて
電圧を発生する。
のでほぼ加熱部分あるいは冷却部分のみにおいて
電圧を発生する。
第４図において、たとえばPVDFからなる焦電
材料層１６を５〜10μm厚、また液晶層１７を同
様に５〜10μmで構成すると、PVDFの焦電作用
により１℃の温度変化に対し液晶層１７には１〜
3Vの電圧を印加することができる。
材料層１６を５〜10μm厚、また液晶層１７を同
様に５〜10μmで構成すると、PVDFの焦電作用
により１℃の温度変化に対し液晶層１７には１〜
3Vの電圧を印加することができる。
本発明の素子においては、このような焦電材料
の温度変化に伴なう液相相１７への印加電圧変化
により液晶１７の配向変化を起し、これを表示に
利用する。
の温度変化に伴なう液相相１７への印加電圧変化
により液晶１７の配向変化を起し、これを表示に
利用する。
ここで使用しうる液晶１７としては、カイラル
スメクテイツク液晶等の強誘電性液晶が好適に用
いられる。
スメクテイツク液晶等の強誘電性液晶が好適に用
いられる。
この強誘電性液晶は、他のたとえばネマテイツ
ク液晶等に比べ極めて高インピーダンスで直流電
界に対する応答が早く表示状態に記憶性があるな
どの理由により最適である。強誘電性液晶として
カイラルスメクチツク液晶があり、そのうちカイ
ラルスメクチツクＣ相（SmC*）又はＨ相
（SmH*）の液晶が適している。
ク液晶等に比べ極めて高インピーダンスで直流電
界に対する応答が早く表示状態に記憶性があるな
どの理由により最適である。強誘電性液晶として
カイラルスメクチツク液晶があり、そのうちカイ
ラルスメクチツクＣ相（SmC*）又はＨ相
（SmH*）の液晶が適している。
強誘電性液晶の詳細については、たとえばLE
JOURNAL DE PHYSIQUE LETTERS ”36
（Ｌ−69）1975、「Ferroelectric Liquid
Crystals」；”Applied Physics Letters”36
（11）1980「Submicro Second Bistable
Electrooptic Switching in Liquid
Crystals」；”固体物理”16（141）1981「液晶」
等に記載されており、本発明ではこれらに開示さ
れた強誘電性液晶を用いることができる。
JOURNAL DE PHYSIQUE LETTERS ”36
（Ｌ−69）1975、「Ferroelectric Liquid
Crystals」；”Applied Physics Letters”36
（11）1980「Submicro Second Bistable
Electrooptic Switching in Liquid
Crystals」；”固体物理”16（141）1981「液晶」
等に記載されており、本発明ではこれらに開示さ
れた強誘電性液晶を用いることができる。
強誘電性液晶化合物の具体例としては、デシロ
キシベンジリデン−p′−アミノ−２−メチルブチ
ル シンナメート（DOBAMBC）、ヘキシルオ
キシベンジリデン−p′−アミノ−２−クロロプロ
ピルシンナメート（HOBACPC）、４−ｏ−（２
−メチル）−ブチルレゾルシリデン−420オクチル
アニリン（MBRA8）が挙げられる。
キシベンジリデン−p′−アミノ−２−メチルブチ
ル シンナメート（DOBAMBC）、ヘキシルオ
キシベンジリデン−p′−アミノ−２−クロロプロ
ピルシンナメート（HOBACPC）、４−ｏ−（２
−メチル）−ブチルレゾルシリデン−420オクチル
アニリン（MBRA8）が挙げられる。
第５図ａは、強誘電性液晶の動作を説明するた
めに、セルの例を模式的に描いたものである。１
９と、１９ａは、In2O3、SnO2あるいはITO
（Indium−Tin Oxide）等の薄膜からなる透明電
極で被覆された基板（ガラス板）であり、その間
に液晶分子層２０がガラス面に垂直になるよう配
向したSmC*相又はSmH*相の液晶が封入されて
いる。太線で示した線２１が液晶分子を表わして
おり、この液晶分子２１は、その分子に直交した
方向に、双極子モーメント（P1）２２を有して
いる。基板１９と１９ａ上の電極間に、一定の閾
値以上の電圧を印加すると、液晶分子２１のらせ
ん構造がほどけ、双極子モーメント（P1）２２
がすべて電界方向に向くよう、液晶分子２１は配
向方向を変えることができる。液晶分子２１は、
細長い形状を有しており、その長軸方向と短軸方
向で屈折率異方性を示し、従つて例えばガラス面
の上下に互にクロスニコルの偏光子を置けば、電
圧印加極性によつて光学特性が変わる液晶光学変
調素子となることは、容易に理解される。更に、
液晶セルの厚さを充分に薄く（例えば10μ以下）
した場合には、第５図ｂに示すように電界を印加
していない状態でも液晶分子のらせん構造がほど
け、その双極子モーメントP1は、上向き２２ａ
又は下向き２２ｂのどちらかの状態をとる。この
ようなセルに、第５図ｂに示す如く一定の閾値以
上の極性の異なる電界Ea又はEbを付与すると、
双極子モーメントは、電界Ea又はEbの電界ベク
トルに対応して上向き２２ａ又は下向き２２ｂと
向きを変え、それに応じて液晶分子は、第１の安
定状態２１ａかあるいは第２の安定状態２１ｂの
何れか１方に配向する。
めに、セルの例を模式的に描いたものである。１
９と、１９ａは、In2O3、SnO2あるいはITO
（Indium−Tin Oxide）等の薄膜からなる透明電
極で被覆された基板（ガラス板）であり、その間
に液晶分子層２０がガラス面に垂直になるよう配
向したSmC*相又はSmH*相の液晶が封入されて
いる。太線で示した線２１が液晶分子を表わして
おり、この液晶分子２１は、その分子に直交した
方向に、双極子モーメント（P1）２２を有して
いる。基板１９と１９ａ上の電極間に、一定の閾
値以上の電圧を印加すると、液晶分子２１のらせ
ん構造がほどけ、双極子モーメント（P1）２２
がすべて電界方向に向くよう、液晶分子２１は配
向方向を変えることができる。液晶分子２１は、
細長い形状を有しており、その長軸方向と短軸方
向で屈折率異方性を示し、従つて例えばガラス面
の上下に互にクロスニコルの偏光子を置けば、電
圧印加極性によつて光学特性が変わる液晶光学変
調素子となることは、容易に理解される。更に、
液晶セルの厚さを充分に薄く（例えば10μ以下）
した場合には、第５図ｂに示すように電界を印加
していない状態でも液晶分子のらせん構造がほど
け、その双極子モーメントP1は、上向き２２ａ
又は下向き２２ｂのどちらかの状態をとる。この
ようなセルに、第５図ｂに示す如く一定の閾値以
上の極性の異なる電界Ea又はEbを付与すると、
双極子モーメントは、電界Ea又はEbの電界ベク
トルに対応して上向き２２ａ又は下向き２２ｂと
向きを変え、それに応じて液晶分子は、第１の安
定状態２１ａかあるいは第２の安定状態２１ｂの
何れか１方に配向する。
このような強誘電性を光学変調素子として用い
ることの利点は、先にも述べたが主として２つあ
る。その第１は、応答速度が極めて速いことであ
り、第２は液晶分子の配向が双安定性を有するこ
とである。第２の点を、例えば第５図ｂによつて
更に説明すると、電界Eaを印加すると液晶分子
は第１の安定状態２１ａに配向するが、この状態
は電界を切つても安定である。また、逆向きの電
界Ebを印加すると、液晶分子は第２の安定状態
２１ｂに配向してその分子の向きを変えるが、や
はり電界を切つてもこの状態に留つている。ま
た、与える電界Eaが一定の閾値を越えない限り、
それぞれの配向状態にやはり維持されている。こ
のような応答速度の速さと、双安定性が有効に実
現されるにはセルとしては出来るだけ薄い方が好
ましく、一般的には0.5μ〜20μ、特に1μ〜5μが適
している。この種の強誘電性液晶を用いたマトリ
クス電極構造を有する液晶−電気光学装置は、例
えばクラークとラガバルにより、米国特許第
4367924号明細書で提案されている。
ることの利点は、先にも述べたが主として２つあ
る。その第１は、応答速度が極めて速いことであ
り、第２は液晶分子の配向が双安定性を有するこ
とである。第２の点を、例えば第５図ｂによつて
更に説明すると、電界Eaを印加すると液晶分子
は第１の安定状態２１ａに配向するが、この状態
は電界を切つても安定である。また、逆向きの電
界Ebを印加すると、液晶分子は第２の安定状態
２１ｂに配向してその分子の向きを変えるが、や
はり電界を切つてもこの状態に留つている。ま
た、与える電界Eaが一定の閾値を越えない限り、
それぞれの配向状態にやはり維持されている。こ
のような応答速度の速さと、双安定性が有効に実
現されるにはセルとしては出来るだけ薄い方が好
ましく、一般的には0.5μ〜20μ、特に1μ〜5μが適
している。この種の強誘電性液晶を用いたマトリ
クス電極構造を有する液晶−電気光学装置は、例
えばクラークとラガバルにより、米国特許第
4367924号明細書で提案されている。
上記第４図および第５図ａ，ｂに基づく説明を
前提として、本質的に第２図に示すと同様な液晶
素子を組み込み且つ強誘電性液晶を用いる場合の
反射モードの表示系ならびにその駆動（画像記
録）の具体例を第６図（但し、この例では反射モ
ードとするために焦電材料層１６と液晶層１７の
間に誘電体ミラー６０を挿入してある）を用いて
説明する。なお、この例では、焦電材料１６は、
その加熱時に液晶層１７側に正電荷６１を発生す
る様な焦電特性を有するものとする。
前提として、本質的に第２図に示すと同様な液晶
素子を組み込み且つ強誘電性液晶を用いる場合の
反射モードの表示系ならびにその駆動（画像記
録）の具体例を第６図（但し、この例では反射モ
ードとするために焦電材料層１６と液晶層１７の
間に誘電体ミラー６０を挿入してある）を用いて
説明する。なお、この例では、焦電材料１６は、
その加熱時に液晶層１７側に正電荷６１を発生す
る様な焦電特性を有するものとする。
画像表示に際しては、まず、電源Ｅにより透明
電極１５側が正となるような電圧（Eb方向）を
印加する。この電圧は液晶層に実質印加される電
圧が配向変化の閾値を充分に越えているものとす
る。この時液晶分子は、第６図ｂに示す方向２１
ｂの様に全面配向する。全面配向後、上記電圧を
除去する。次にレーザー光、感熱ヘツドあるいは
各画素毎に設けたヒータ等の加熱手段（図示せ
ず）から供給された走査熱Ｈにより、像状の温度
変化を焦電材料層１６に与える。この時、加熱部
に相当する液晶１７ａには見かけ上発生する電荷
６１により、Eb方向とは逆のEa方向の直流電圧
が作用する。この電圧Eaが配向変化の閾値を越
えるようにすると液晶分子は２１ａで示す様に配
向を変える。
電極１５側が正となるような電圧（Eb方向）を
印加する。この電圧は液晶層に実質印加される電
圧が配向変化の閾値を充分に越えているものとす
る。この時液晶分子は、第６図ｂに示す方向２１
ｂの様に全面配向する。全面配向後、上記電圧を
除去する。次にレーザー光、感熱ヘツドあるいは
各画素毎に設けたヒータ等の加熱手段（図示せ
ず）から供給された走査熱Ｈにより、像状の温度
変化を焦電材料層１６に与える。この時、加熱部
に相当する液晶１７ａには見かけ上発生する電荷
６１により、Eb方向とは逆のEa方向の直流電圧
が作用する。この電圧Eaが配向変化の閾値を越
えるようにすると液晶分子は２１ａで示す様に配
向を変える。
画像記録の際に、上記の加熱により発生する直
流電圧を液晶配向に対し充分有効に作用させるた
めには、像状の加熱の際に電源Ｅにより電極１４
側が正極性となる様なバイアス電圧を印加するこ
とができる。この電圧は、液晶層１７に実質印加
される電圧が２１ｂより２１ａに配向する閾値以
下、閾値付近が適している。この様にバイアス電
圧を印加することにより、与える温度変化が比較
的小さい場合でも充分な高感度で応答させること
ができる。
流電圧を液晶配向に対し充分有効に作用させるた
めには、像状の加熱の際に電源Ｅにより電極１４
側が正極性となる様なバイアス電圧を印加するこ
とができる。この電圧は、液晶層１７に実質印加
される電圧が２１ｂより２１ａに配向する閾値以
下、閾値付近が適している。この様にバイアス電
圧を印加することにより、与える温度変化が比較
的小さい場合でも充分な高感度で応答させること
ができる。
焦電材料層１６においての温度変化がなくなる
とともに発生する電圧も次第に消滅するが、本発
明の様に使用する液晶が強誘電性液晶の場合、メ
モリー性を有するため記録画像は電圧あるいは加
熱走査を除去しても保持される。
とともに発生する電圧も次第に消滅するが、本発
明の様に使用する液晶が強誘電性液晶の場合、メ
モリー性を有するため記録画像は電圧あるいは加
熱走査を除去しても保持される。
上述により液晶層１７に記録された画像は偏光
ビームスプリツター６２を介して読み出し光ある
いは投射光６３，６３ａ，６３ｂ，６３ｃ…によ
つて可視化することができる。たとえば偏光ビー
ムスプリツター６２における透過光の偏光方向
を、２１ｂの液晶分子方向と平行あるいは直角な
方向になるように設けることで、１７ａ部分に対
する照射光６３ｂのみが複屈析によりスクリーン
６４に投射され、６３ａ，６３ｃは複屈析が起こ
らないためにスクリーン６４上に投射されないよ
うにすることができる。
ビームスプリツター６２を介して読み出し光ある
いは投射光６３，６３ａ，６３ｂ，６３ｃ…によ
つて可視化することができる。たとえば偏光ビー
ムスプリツター６２における透過光の偏光方向
を、２１ｂの液晶分子方向と平行あるいは直角な
方向になるように設けることで、１７ａ部分に対
する照射光６３ｂのみが複屈析によりスクリーン
６４に投射され、６３ａ，６３ｃは複屈析が起こ
らないためにスクリーン６４上に投射されないよ
うにすることができる。
また上記例では反射型として適用した例を挙げ
たが、たとえば第２図の系において焦電材層１６
が透光性のものであれば、支持体１２，１３およ
び導電層１４，１５をすべて透明のもので形成
し、さらに素子の両側にポラライザおよびアナラ
イザを配置することで記録画像を視認することが
できる。１例として偏光板をクロスニコルの配置
とし、また１方向の電界に対して液晶分子のなす
方向がポラライザに対して平行あるいは垂直の方
向になるようにすることにより、この状態では透
過光を小さく、また逆方向の電界に対し透過光を
大きく取れるようにすることができる。但しこの
場合において透光性の焦電材層はポラライザを通
過した直線偏光に対してなるべく偏光を乱さない
様な配置にすることが望ましい。
たが、たとえば第２図の系において焦電材層１６
が透光性のものであれば、支持体１２，１３およ
び導電層１４，１５をすべて透明のもので形成
し、さらに素子の両側にポラライザおよびアナラ
イザを配置することで記録画像を視認することが
できる。１例として偏光板をクロスニコルの配置
とし、また１方向の電界に対して液晶分子のなす
方向がポラライザに対して平行あるいは垂直の方
向になるようにすることにより、この状態では透
過光を小さく、また逆方向の電界に対し透過光を
大きく取れるようにすることができる。但しこの
場合において透光性の焦電材層はポラライザを通
過した直線偏光に対してなるべく偏光を乱さない
様な配置にすることが望ましい。
本発明の液晶表示素子においては前述した従来
の熱走査型液晶表示素子と比較して以下の点で多
大なる利点をもつ。
の熱走査型液晶表示素子と比較して以下の点で多
大なる利点をもつ。
すなわち本発明および従来例ともに熱書き込み
を行なうものであるが、従来例は液晶層のおかれ
る温度の絶対値に対しても微妙な制御が必要であ
つた。すなわち、液晶自身の特性である相転移温
度近傍において厳しい温度制御が必要であつたの
に対し、本発明においては、単に記録時における
極めて大きな外適熱刺激を防ぐだけで良い。ま
た、液晶の駆動は直接的には熱刺激でなく電界効
果であるために、使用する液晶の相範囲（たとえ
ばSmC*等）を保つ程度の温度に保ちさえすれば
良い。更に、本発明で利用する熱に対する焦電材
料の応答性ならびに直流電界変化に対する強誘電
性液晶の配向変化の応答性は、一般に従来例で利
用されている熱に対する液晶の状態変化の応答性
よりも大であるために、本発明の素子において
は、熱走査に対する応答性が従来のものよりも改
善される。
を行なうものであるが、従来例は液晶層のおかれ
る温度の絶対値に対しても微妙な制御が必要であ
つた。すなわち、液晶自身の特性である相転移温
度近傍において厳しい温度制御が必要であつたの
に対し、本発明においては、単に記録時における
極めて大きな外適熱刺激を防ぐだけで良い。ま
た、液晶の駆動は直接的には熱刺激でなく電界効
果であるために、使用する液晶の相範囲（たとえ
ばSmC*等）を保つ程度の温度に保ちさえすれば
良い。更に、本発明で利用する熱に対する焦電材
料の応答性ならびに直流電界変化に対する強誘電
性液晶の配向変化の応答性は、一般に従来例で利
用されている熱に対する液晶の状態変化の応答性
よりも大であるために、本発明の素子において
は、熱走査に対する応答性が従来のものよりも改
善される。
第１図は、従来の熱走査型（光書き込み型）液
晶表示素子の模式側断面図；第２図は、本発明の
液晶表示素子の一実施例の模式側断面図；第３図
ａ，ｂは、それぞれ焦電材料を分極処理する系の
模式側面図；第４図は、第２図の素子の焦電材料
層に熱を印加したときの挙動を示す説明図；第５
図ａは、強誘電性液晶セルにおける液晶の分子構
造を説明するためのセルの概念的斜視図、第５図
ｂは同セルにおける強誘電性液晶の２つの安定状
態を示す概念的斜視図；第６図ａは、第２図の素
子とほぼ同様な素子を組み込んだ液晶表示系の模
式側断面図、第６図ｂは、同素子における液晶の
配向状態を示す概念的部分平面図である。 １，１２，１３，１９ａ，１９ｂ……（透明）
基板、２，１４，１５……（透明）導電膜、３…
…反射板、４……配向層、５，１７……液晶層
（７ａ……強誘電性液晶の配向変化状態）、６，Ｈ
……入射熱、７，６３……読み出し光、（７ａ，
７ｂ，７ｃ…，６３ａ，６３ｂ，６３ｃ……その
成分）、８……交流電源、Ｅ……バイアス電源、
９……液晶の加熱部（光散乱部）、１０，１８…
…スペーサ、１１，６４……スクリーン、１６…
…焦電材料層（１６ａ……その加熱部）、２０…
…強誘電性液晶の分子層、２１ａ，２１ｂ……強
誘電性液晶の分子軸、２２……強誘電性液晶の双
極子モーメント、（２２ａ，２２ｂ……その双安
定状態）、６０……誘電体ミラー、６１……焦電
材料、６２……ビームスプリツタ。
晶表示素子の模式側断面図；第２図は、本発明の
液晶表示素子の一実施例の模式側断面図；第３図
ａ，ｂは、それぞれ焦電材料を分極処理する系の
模式側面図；第４図は、第２図の素子の焦電材料
層に熱を印加したときの挙動を示す説明図；第５
図ａは、強誘電性液晶セルにおける液晶の分子構
造を説明するためのセルの概念的斜視図、第５図
ｂは同セルにおける強誘電性液晶の２つの安定状
態を示す概念的斜視図；第６図ａは、第２図の素
子とほぼ同様な素子を組み込んだ液晶表示系の模
式側断面図、第６図ｂは、同素子における液晶の
配向状態を示す概念的部分平面図である。 １，１２，１３，１９ａ，１９ｂ……（透明）
基板、２，１４，１５……（透明）導電膜、３…
…反射板、４……配向層、５，１７……液晶層
（７ａ……強誘電性液晶の配向変化状態）、６，Ｈ
……入射熱、７，６３……読み出し光、（７ａ，
７ｂ，７ｃ…，６３ａ，６３ｂ，６３ｃ……その
成分）、８……交流電源、Ｅ……バイアス電源、
９……液晶の加熱部（光散乱部）、１０，１８…
…スペーサ、１１，６４……スクリーン、１６…
…焦電材料層（１６ａ……その加熱部）、２０…
…強誘電性液晶の分子層、２１ａ，２１ｂ……強
誘電性液晶の分子軸、２２……強誘電性液晶の双
極子モーメント、（２２ａ，２２ｂ……その双安
定状態）、６０……誘電体ミラー、６１……焦電
材料、６２……ビームスプリツタ。
Claims (1)
- １ 焦電材料層と強誘電性液晶層とを配置し、両
者を一対の電極基板間に挾持させてなり、前記焦
電材料を加熱走査して誘起された電荷のもたらす
直流電界の変化により前記強誘電性液晶の配向変
化を起させるようにしたことを特徴とする液晶素
子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18517783A JPS6078422A (ja) | 1983-10-05 | 1983-10-05 | 液晶素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18517783A JPS6078422A (ja) | 1983-10-05 | 1983-10-05 | 液晶素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6078422A JPS6078422A (ja) | 1985-05-04 |
| JPH0535410B2 true JPH0535410B2 (ja) | 1993-05-26 |
Family
ID=16166180
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18517783A Granted JPS6078422A (ja) | 1983-10-05 | 1983-10-05 | 液晶素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6078422A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61282882A (ja) * | 1985-06-07 | 1986-12-13 | 日本電気株式会社 | 液晶素子 |
| JPS62124525A (ja) * | 1985-11-25 | 1987-06-05 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 液晶装置 |
| FR2696875B1 (fr) * | 1992-10-13 | 1994-11-18 | Thomson Csf | Convertisseur d'image infrarouge en image visible. |
| FR2957553B1 (fr) | 2010-03-17 | 2012-08-17 | Erca Formseal | Procede et dispositif de fabrication de recipients par thermoformage |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49123299A (ja) * | 1973-03-28 | 1974-11-26 | ||
| JPS50126396A (ja) * | 1974-03-25 | 1975-10-04 |
-
1983
- 1983-10-05 JP JP18517783A patent/JPS6078422A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49123299A (ja) * | 1973-03-28 | 1974-11-26 | ||
| JPS50126396A (ja) * | 1974-03-25 | 1975-10-04 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6078422A (ja) | 1985-05-04 |
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