JPH0774873B2 - 液晶表示装置 - Google Patents
液晶表示装置Info
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- JPH0774873B2 JPH0774873B2 JP59137767A JP13776784A JPH0774873B2 JP H0774873 B2 JPH0774873 B2 JP H0774873B2 JP 59137767 A JP59137767 A JP 59137767A JP 13776784 A JP13776784 A JP 13776784A JP H0774873 B2 JPH0774873 B2 JP H0774873B2
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- ferroelectric
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- 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
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1337—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
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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
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Description
【発明の詳細な説明】 （発明の技術分野） 本発明は全く新しい駆動原理に基づく液晶表示装置に関
する。
する。
（発明の背景） 液晶表示装置は、液晶の配向状態を変えると光学的性質
が変わる現象を利用して表示を行なうものであるが、従
来の駆動原理は、液晶に電圧を印加するか又は液晶に電
流を流すことにより液晶の配向状態を変え、それにより
光学的性質を変えるものである。
が変わる現象を利用して表示を行なうものであるが、従
来の駆動原理は、液晶に電圧を印加するか又は液晶に電
流を流すことにより液晶の配向状態を変え、それにより
光学的性質を変えるものである。
（発明の目的） 本発明の目的は、全く新しい駆動原理に基づく液晶表示
装置を提供することにある。
装置を提供することにある。
（発明の概要） 液晶が強誘電体の分極方向に対して平行に（正の誘電異
方性を有する液晶の場合）又は垂直に（負の誘電異方性
を有する液晶の場合）配向する現象が知られている（M.
GLogarova et al.J.Physique.40,C3-502（1979）参
照）。
方性を有する液晶の場合）又は垂直に（負の誘電異方性
を有する液晶の場合）配向する現象が知られている（M.
GLogarova et al.J.Physique.40,C3-502（1979）参
照）。
一方、強誘電体の分極方向が外部電場の方向にならう現
象も知られている。
象も知られている。
本発明者らは、これらの現象を組み合わせることによ
り、全く新しい駆動原理に基づく液晶表示装置を着想
し、本発明を成すに至った。
り、全く新しい駆動原理に基づく液晶表示装置を着想
し、本発明を成すに至った。
即ち、本発明は、 強誘電体、該強誘電体の分極状態を変化させる駆動手
段、及び該強誘電体に直接接して又は配向膜を介して配
置された液晶からなり、該液晶の配向状態を該強誘電体
の分極状態の変化にならわせて誘導的に変化させること
を特徴とする液晶表示装置を提供する。
段、及び該強誘電体に直接接して又は配向膜を介して配
置された液晶からなり、該液晶の配向状態を該強誘電体
の分極状態の変化にならわせて誘導的に変化させること
を特徴とする液晶表示装置を提供する。
ところで、強誘電体を使用した液晶表示装置それ自体
は、既に特公昭55-25675及び55-28070号公報に報告され
ているが、これらの装置では液晶は一対の電極で挾持さ
れており、強誘電体が直接に又は配向膜を介して液晶と
接していることはなく、一対の電極を通して液晶に電流
を供給する際に、強誘電体の分極反転の際に生じる電荷
を利用している。つまり、強誘電体にパルス電圧を印加
したとき、流れる電流がヒステリシスを示し電圧立下り
時に電流が徐々に減少する性質を利用しようとするもの
で、本発明とは駆動原理を全く異にするものである。
は、既に特公昭55-25675及び55-28070号公報に報告され
ているが、これらの装置では液晶は一対の電極で挾持さ
れており、強誘電体が直接に又は配向膜を介して液晶と
接していることはなく、一対の電極を通して液晶に電流
を供給する際に、強誘電体の分極反転の際に生じる電荷
を利用している。つまり、強誘電体にパルス電圧を印加
したとき、流れる電流がヒステリシスを示し電圧立下り
時に電流が徐々に減少する性質を利用しようとするもの
で、本発明とは駆動原理を全く異にするものである。
また、強誘電体を基板として使用した液晶セルが特開昭
53-110545号公報に報告されている。この液晶セル（第
１図参照）では、強誘電体からなる２枚の対向する基板
の間に液晶を配置し、さらに液晶と接しない各基板の外
側表面に透明電極を設けている。この液晶セルの構成の
場合、強誘電体の分極状態を変化させるためには、強誘
電体が基板状であるため、高電圧を印加する必要があ
る。そして、基板状の強誘電体の分極状態を変化させる
ために、強誘電体に高電圧を印加すると、液晶にも高電
圧を印加することになるので、液晶が劣化して機能不能
となってしまう。従って、この液晶セルの構成の場合
は、本発明の原理を適用することができない。
53-110545号公報に報告されている。この液晶セル（第
１図参照）では、強誘電体からなる２枚の対向する基板
の間に液晶を配置し、さらに液晶と接しない各基板の外
側表面に透明電極を設けている。この液晶セルの構成の
場合、強誘電体の分極状態を変化させるためには、強誘
電体が基板状であるため、高電圧を印加する必要があ
る。そして、基板状の強誘電体の分極状態を変化させる
ために、強誘電体に高電圧を印加すると、液晶にも高電
圧を印加することになるので、液晶が劣化して機能不能
となってしまう。従って、この液晶セルの構成の場合
は、本発明の原理を適用することができない。
なお、強誘電体の分極状態を変化させる駆動手段によ
り、液晶の分極状態も変化する（液晶にも電圧が印加さ
れる）構成の場合に、本発明の原理を適用させるために
は、強誘電体を薄膜状にする必要がある。即ち、強誘電
体を薄膜状にすることで、強誘電体の分極状態を変化さ
せるのに必要な電圧値を低減させて、その結果、液晶に
印加される電圧値も低減させて、高電圧印加による液晶
の劣化（機能不能化）を防止する必要がある。
り、液晶の分極状態も変化する（液晶にも電圧が印加さ
れる）構成の場合に、本発明の原理を適用させるために
は、強誘電体を薄膜状にする必要がある。即ち、強誘電
体を薄膜状にすることで、強誘電体の分極状態を変化さ
せるのに必要な電圧値を低減させて、その結果、液晶に
印加される電圧値も低減させて、高電圧印加による液晶
の劣化（機能不能化）を防止する必要がある。
本発明に使用される強誘電体としては、使用温度範囲、
使用電圧範囲などを考慮しなければ、 （１）リン酸二水素カリウム、ロッシェル塩等の結晶物
質、 （２）PLZT、PbTiO3、SrTiO3、ZnO、BaTiO3等のセラミッ
クスの薄板あるいは、これらの物質を真空薄膜形成技術
（例えばスパッタリング）で薄膜としたもの、 （３）ポリフッ化ビニリデンその他の高分子の押出しフ
ィルムあるいは塗布して得られる薄膜、 （４）２−メチルブチル＝Ｐ−（p-n−デシロキシベン
ジリデンアミン）シンナメートその他の強誘電性液晶な
どが挙げられる。
使用電圧範囲などを考慮しなければ、 （１）リン酸二水素カリウム、ロッシェル塩等の結晶物
質、 （２）PLZT、PbTiO3、SrTiO3、ZnO、BaTiO3等のセラミッ
クスの薄板あるいは、これらの物質を真空薄膜形成技術
（例えばスパッタリング）で薄膜としたもの、 （３）ポリフッ化ビニリデンその他の高分子の押出しフ
ィルムあるいは塗布して得られる薄膜、 （４）２−メチルブチル＝Ｐ−（p-n−デシロキシベン
ジリデンアミン）シンナメートその他の強誘電性液晶な
どが挙げられる。
しかし、望ましくは、抗電界が小さく室温で強誘電体と
なる硫酸グアニジンアルミニウム、硫酸グリシン、ニオ
ブ酸リチウム、ニオブ酸カリウム、モリブデン酸ガドリ
ニウム、硫酸グアニジンカリウム、モリブデン酸テルビ
ウム、硝酸ナトリウムなどを使用すべきである。
なる硫酸グアニジンアルミニウム、硫酸グリシン、ニオ
ブ酸リチウム、ニオブ酸カリウム、モリブデン酸ガドリ
ニウム、硫酸グアニジンカリウム、モリブデン酸テルビ
ウム、硝酸ナトリウムなどを使用すべきである。
これらの強誘電体は、それぞれの結晶状態に応じて分極
方向が、強誘電体面と平行でかつ一方向に揃っている状
態、面と平行でかつランダムな状態、面に垂直な又はそ
れに近い方向に揃っている状態、面に全くランダムな状
態のいずれかにある。
方向が、強誘電体面と平行でかつ一方向に揃っている状
態、面と平行でかつランダムな状態、面に垂直な又はそ
れに近い方向に揃っている状態、面に全くランダムな状
態のいずれかにある。
従って、そのような状態の強誘電体に接して液晶を配置
すると、液晶はそれらの分極状態に応じて配向する。例
えば、分極方向が強誘電体面と平行でかつ一方向に揃っ
ておれば、その分極方向にならって液晶も配向する。但
し、液晶分子は方向だけで向き（方位）までは分極方向
の向きにならうことはない。また分極方向がランダムで
あれば、液晶もランダムに配向する。
すると、液晶はそれらの分極状態に応じて配向する。例
えば、分極方向が強誘電体面と平行でかつ一方向に揃っ
ておれば、その分極方向にならって液晶も配向する。但
し、液晶分子は方向だけで向き（方位）までは分極方向
の向きにならうことはない。また分極方向がランダムで
あれば、液晶もランダムに配向する。
ところで液晶の光学的変化（コントラスト）を高めるた
めには、配向状態が極端に異なる２つの状態間を変動さ
せることである。つまり、液晶分子の長軸が基板面に対
し垂直になる状態（垂直配向）と平行になる状態（水平
配向）との間で変動させることが表示装置として好まし
い。
めには、配向状態が極端に異なる２つの状態間を変動さ
せることである。つまり、液晶分子の長軸が基板面に対
し垂直になる状態（垂直配向）と平行になる状態（水平
配向）との間で変動させることが表示装置として好まし
い。
従って、強誘電体の初期状態に於ける分極状態が液晶の
垂直配向又は水平配向のいずれか引き起こすものが好ま
しく、仮にいずれの状態をも完全には引き起こさない強
誘電体の場合には、補助として強誘電体と液晶との間に
従来公知の垂直配向膜又は水平配向膜を配置してもよ
い。
垂直配向又は水平配向のいずれか引き起こすものが好ま
しく、仮にいずれの状態をも完全には引き起こさない強
誘電体の場合には、補助として強誘電体と液晶との間に
従来公知の垂直配向膜又は水平配向膜を配置してもよ
い。
こうして液晶の初期配向状態が決まったならば、出来る
だけコントラストの高い配向状態に変化するように、強
誘電体の分極状態を変化させる。
だけコントラストの高い配向状態に変化するように、強
誘電体の分極状態を変化させる。
強誘電体の分極状態は、電場の方向にならって変化する
ので分極状態を変化させる駆動手段として強誘電体を一
対の電極（必要に応じて透明なもの）で挾持し、この電
極に給電するため電源及び給電をコントロールするスイ
ッチ類を設ける。
ので分極状態を変化させる駆動手段として強誘電体を一
対の電極（必要に応じて透明なもの）で挾持し、この電
極に給電するため電源及び給電をコントロールするスイ
ッチ類を設ける。
尚、この一対の電極で形成される電場が液晶に及ぶと液
晶の配向状態が変化するので、その場合には、強誘電体
の分極と電場の両方が液晶に及ぶことになり、液晶の配
向状態の立上り変化は極めて急峻となるので好ましい。
従って、この場合には、本発明の表示装置をXYマトリッ
クス配置による画像表示パネルにすると、従来の液晶表
示装置のパネルに比べ走査線の本数を増加させることが
できる。何故ならば、従来の装置特に単純マトリックス
表示のものは、イ応答が遅いこと、ロデューティ比が小
さい駆動では十分応答せずクロストーク現象が現われる
などの理由により桁数が多くなると十分なコントラスト
が得られず、今のところ液晶材料の改良にもかかわらず
走査線の本数は120本前後が限界となっているからであ
る。
晶の配向状態が変化するので、その場合には、強誘電体
の分極と電場の両方が液晶に及ぶことになり、液晶の配
向状態の立上り変化は極めて急峻となるので好ましい。
従って、この場合には、本発明の表示装置をXYマトリッ
クス配置による画像表示パネルにすると、従来の液晶表
示装置のパネルに比べ走査線の本数を増加させることが
できる。何故ならば、従来の装置特に単純マトリックス
表示のものは、イ応答が遅いこと、ロデューティ比が小
さい駆動では十分応答せずクロストーク現象が現われる
などの理由により桁数が多くなると十分なコントラスト
が得られず、今のところ液晶材料の改良にもかかわらず
走査線の本数は120本前後が限界となっているからであ
る。
それはともかく、電場によって変化した強誘電体の分極
状態は、強誘電体が十分厚い場合には電圧を消去すると
元の状態に速やかに戻るので、それに伴って液晶の配向
状態も元に戻る。しかし強誘電体が薄い場合には自発分
極の状態はそのまま記憶され、それに伴って液晶の配向
状態も元に戻らず、そのまま記憶される。記憶状態を破
壊して元に戻すには強誘電体の初期分極方向と一致する
電場を印加する消去用電極一対で強誘電体を挾持してお
く必要がある。この場合には表示装置は記憶性の装置と
なる。
状態は、強誘電体が十分厚い場合には電圧を消去すると
元の状態に速やかに戻るので、それに伴って液晶の配向
状態も元に戻る。しかし強誘電体が薄い場合には自発分
極の状態はそのまま記憶され、それに伴って液晶の配向
状態も元に戻らず、そのまま記憶される。記憶状態を破
壊して元に戻すには強誘電体の初期分極方向と一致する
電場を印加する消去用電極一対で強誘電体を挾持してお
く必要がある。この場合には表示装置は記憶性の装置と
なる。
本発明の液晶表示装置は、従来の電界効果型のモード例
えばTN（ねじれネマチック）型、TB（電界制御複屈折）
型、GH（ゲストホスト）型などのいずれのモードでも適
応可能である。
えばTN（ねじれネマチック）型、TB（電界制御複屈折）
型、GH（ゲストホスト）型などのいずれのモードでも適
応可能である。
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発
明はこれらに限定されるものではない。
明はこれらに限定されるものではない。
（実施例１） 第1A図は本実施例の液晶表示装置の断面構造を示す概念
図であり、（Ｓ）はガラス、プラスチックなどの基板、
（１）は誘電異方性が正（Δε＞０）の液晶分子、
（２）は強誘電体、（3a）、（3b）は一対の電極、
（４）は駆動電源、（５）はスイッチを示し、矢印は分
極方向を示す。
図であり、（Ｓ）はガラス、プラスチックなどの基板、
（１）は誘電異方性が正（Δε＞０）の液晶分子、
（２）は強誘電体、（3a）、（3b）は一対の電極、
（４）は駆動電源、（５）はスイッチを示し、矢印は分
極方向を示す。
電圧を印加しない初期状態では、強誘電体（２）は第1A
図に矢印で示す如く誘電体面にほぼ垂直に自発分極して
おり、従って液晶分子（１）も誘電体面にほぼ垂直に配
向（ホメオトロピック配向）している。
図に矢印で示す如く誘電体面にほぼ垂直に自発分極して
おり、従って液晶分子（１）も誘電体面にほぼ垂直に配
向（ホメオトロピック配向）している。
スイッチ（５）を閉じて電極（3a）、（3b）に電圧を印
加すると、分極方向は第1B図に示すように強誘電体
（２）の面に平行に揃い、それに伴って液晶分子（１）
も強誘電体（２）の面に平行に配向する。
加すると、分極方向は第1B図に示すように強誘電体
（２）の面に平行に揃い、それに伴って液晶分子（１）
も強誘電体（２）の面に平行に配向する。
そして、今強誘電体（２）が十分に厚いとすると、スイ
ッチ（５）を開けば、速やかに元の状態（第1A図）に戻
る。
ッチ（５）を開けば、速やかに元の状態（第1A図）に戻
る。
従って、液晶（１）に二色性染料を混ぜてゲストホスト
モードとすれば、第1A図の状態で第１色が見え、第1B図
の状態では第２色が見えることになる。
モードとすれば、第1A図の状態で第１色が見え、第1B図
の状態では第２色が見えることになる。
また液晶は一般に液晶分子の長軸方向に振動する偏光に
対する屈折率neと短軸方向に振動する偏光に対する屈折
率noとを有し、ne＞noである。従って、自然光が液晶中
に入射した場合、自然光の入射方向と液晶分子の長軸方
向とが一致しているときには全ての入射光に対し屈折率
noを示し、自然光の入射方向と液晶分子の短軸方向とが
一致しているときには半分の入射光に対し屈折率noを示
し、残りの半分の入射光に対し屈折率neを示す。何故な
らば、自然光は振動方向が互いに垂直な２つの直線偏光
の等量混合体とみなせるからである。
対する屈折率neと短軸方向に振動する偏光に対する屈折
率noとを有し、ne＞noである。従って、自然光が液晶中
に入射した場合、自然光の入射方向と液晶分子の長軸方
向とが一致しているときには全ての入射光に対し屈折率
noを示し、自然光の入射方向と液晶分子の短軸方向とが
一致しているときには半分の入射光に対し屈折率noを示
し、残りの半分の入射光に対し屈折率neを示す。何故な
らば、自然光は振動方向が互いに垂直な２つの直線偏光
の等量混合体とみなせるからである。
従って、自然光を入射させると第1A図の状態では屈折率
noが示され、第1B図の状態では屈折率ne、noの複屈折が
示される。また、第1A図の紙面内に振動する偏光を入射
させると、第1A図の状態では屈折率noが示され、第1B図
の状態では屈折率neが示される。この場合には、本発明
の装置は屈折率制御装置としても使用可能である。
noが示され、第1B図の状態では屈折率ne、noの複屈折が
示される。また、第1A図の紙面内に振動する偏光を入射
させると、第1A図の状態では屈折率noが示され、第1B図
の状態では屈折率neが示される。この場合には、本発明
の装置は屈折率制御装置としても使用可能である。
尚、上部基板（Ｓ）側にも強誘電体（２）及びその他を
配置して液晶の配向状態をコントロールすることは、よ
り有効である。また、第1A図の状態で分極方向が完全に
垂直ではないとき又は揃っていないときには、強誘電体
（２）の上に垂直配向膜例えばシランカップリング剤の
塗膜、レシチンの塗膜、Ta2O5の蒸着膜あるいはそれら
の膜をラビングしたもの若しくはそれらの膜の上に更に
SiOの斜め蒸着膜を設けたものを配置してもよい。
配置して液晶の配向状態をコントロールすることは、よ
り有効である。また、第1A図の状態で分極方向が完全に
垂直ではないとき又は揃っていないときには、強誘電体
（２）の上に垂直配向膜例えばシランカップリング剤の
塗膜、レシチンの塗膜、Ta2O5の蒸着膜あるいはそれら
の膜をラビングしたもの若しくはそれらの膜の上に更に
SiOの斜め蒸着膜を設けたものを配置してもよい。
また、電極（3a）、（3b）は、第2A図に示す如く、くし
形とし、これを誘電体（２）の表面に設けてもよい。こ
の場合、電圧を印加しない状態では第2B図の如き配向状
態となり、電圧を印加した状態では第2C図の如き配向状
態となる。
形とし、これを誘電体（２）の表面に設けてもよい。こ
の場合、電圧を印加しない状態では第2B図の如き配向状
態となり、電圧を印加した状態では第2C図の如き配向状
態となる。
（実施例２） 本例では強誘電体（２）として、その自発分極方向が強
誘電体面に平行であって、かつラムダムなものを使用し
た例を説明する。
誘電体面に平行であって、かつラムダムなものを使用し
た例を説明する。
第3A図は強誘電体（２）を上方より見た概念図であり、
矢印は分極方向を示す。スイッチ（５）を開いた状態で
は分極方向は第3A図に示す如くランダムである。従っ
て、その上に乗せた液晶も分極方向にならって、液晶分
子は矢印と同じ方向に誘電体面に平行（水平配向）であ
って、かつランダムな方向に向いている。
矢印は分極方向を示す。スイッチ（５）を開いた状態で
は分極方向は第3A図に示す如くランダムである。従っ
て、その上に乗せた液晶も分極方向にならって、液晶分
子は矢印と同じ方向に誘電体面に平行（水平配向）であ
って、かつランダムな方向に向いている。
それに対しスイッチ（５）を閉じて電極（3a）、（3b）
間に電圧を印加すると強誘電体（２）は電場の中におか
れ、分極方向は第3B図に示す如く、強誘電体（２）面に
平行であって、かつ一方向に揃う。それに伴って液晶分
子も矢印と同じ方向に水平配向する。そして、スイッチ
（５）を開くと、第3A図の状態に戻る。
間に電圧を印加すると強誘電体（２）は電場の中におか
れ、分極方向は第3B図に示す如く、強誘電体（２）面に
平行であって、かつ一方向に揃う。それに伴って液晶分
子も矢印と同じ方向に水平配向する。そして、スイッチ
（５）を開くと、第3A図の状態に戻る。
従って、第3A図紙面に垂直な方向から自然光を入射させ
ると、第3A図の状態ではほゞ1/3（ne＋2no）の屈折率が
示され、第3B図の状態ではne、noの複屈折が示される。
ると、第3A図の状態ではほゞ1/3（ne＋2no）の屈折率が
示され、第3B図の状態ではne、noの複屈折が示される。
なお、強誘電体（２）の表面に水平配向膜例えばイSiOx
の斜め蒸着やロSiO2その他の無機薄膜、ポリイミド、PV
A、エポキシ樹脂、ナイロン等の樹脂塗膜、シランカッ
プリング剤の塗膜等を、形成後、脱脂綿、研摩布で電場
の方向とは垂直な方向にラビングしたものを設けると、
液晶分子（１）は第4A図に示すように水平配向し、電圧
を印加すると第4B図に示すように水平配向することにな
る。従って、第4A図の液晶の長軸方向に振動する偏光を
紙面に対し垂直な方向から入射させると、第4A図の状態
では屈折率neが示され、第4B図の状態では屈折率noが示
される。強誘電体（２）が薄くてスイッチ（５）を開い
ても第3B図に示すままで第3A図に示す分極状態に戻らな
いときは、第4C図に示すように補助電極（6a）、（6b）
を設けて、電極（3a）、（3b）が形成する電場方向とは
垂直方向に電場を作り、分極方向を第4C図に示す如く揃
える。この場合には、液晶分子（１）は第4A図に示す如
く水平配向する。
の斜め蒸着やロSiO2その他の無機薄膜、ポリイミド、PV
A、エポキシ樹脂、ナイロン等の樹脂塗膜、シランカッ
プリング剤の塗膜等を、形成後、脱脂綿、研摩布で電場
の方向とは垂直な方向にラビングしたものを設けると、
液晶分子（１）は第4A図に示すように水平配向し、電圧
を印加すると第4B図に示すように水平配向することにな
る。従って、第4A図の液晶の長軸方向に振動する偏光を
紙面に対し垂直な方向から入射させると、第4A図の状態
では屈折率neが示され、第4B図の状態では屈折率noが示
される。強誘電体（２）が薄くてスイッチ（５）を開い
ても第3B図に示すままで第3A図に示す分極状態に戻らな
いときは、第4C図に示すように補助電極（6a）、（6b）
を設けて、電極（3a）、（3b）が形成する電場方向とは
垂直方向に電場を作り、分極方向を第4C図に示す如く揃
える。この場合には、液晶分子（１）は第4A図に示す如
く水平配向する。
（実施例３） 第5A図は、本実施例の液晶表示装置の断面の様子を示す
概念図であり、これは液晶分子（１）に対して電場と強
誘電体の自発分極の両方が影響する例である。
概念図であり、これは液晶分子（１）に対して電場と強
誘電体の自発分極の両方が影響する例である。
強誘電体（２）は電圧の加わらない初期状態で強誘電体
（２）面にほゞ平行な自発分極を有するものを使用し、
更に強誘電体（２）の表面に水平配向膜（７）を設け、
液晶（１）を対称的に挾持する。従って、液晶分子
（１）は第５図に示すように強誘電体面に平行に配向す
る。
（２）面にほゞ平行な自発分極を有するものを使用し、
更に強誘電体（２）の表面に水平配向膜（７）を設け、
液晶（１）を対称的に挾持する。従って、液晶分子
（１）は第５図に示すように強誘電体面に平行に配向す
る。
液晶（１）がΔε＞０のものであるとする。スイッチ
（５）を閉じて電極（3a）−（3b）間に駆動電圧Vappl.
を印加すると、電圧Vappl.は、液晶（１）の容量を
CLC．強誘電体（２）の容量をCfeとし、配向膜（７）を
無視すれば、おおむね式（１）： Cfe/2CLC＝VLC/2Vfe の割合でほゞ分割され、液晶層（１）にVLCの電圧が加
わり、強誘電体層（２）にVfeの電圧が加わり、式
（２）： VLC＋2Vfe＝Vappl. が成立する。
（５）を閉じて電極（3a）−（3b）間に駆動電圧Vappl.
を印加すると、電圧Vappl.は、液晶（１）の容量を
CLC．強誘電体（２）の容量をCfeとし、配向膜（７）を
無視すれば、おおむね式（１）： Cfe/2CLC＝VLC/2Vfe の割合でほゞ分割され、液晶層（１）にVLCの電圧が加
わり、強誘電体層（２）にVfeの電圧が加わり、式
（２）： VLC＋2Vfe＝Vappl. が成立する。
他方、液晶層（１）の誘電率をεLC、厚さをdLC、面積
をSLC強誘電体層（２）の誘電率をεfe、厚さをdfe、面
積をSfeとすると、式（３）： 及び式（４） が成立する。
をSLC強誘電体層（２）の誘電率をεfe、厚さをdfe、面
積をSfeとすると、式（３）： 及び式（４） が成立する。
今、SLC＝Sfeであるから、式（１）〜（４）から、式
（５）： 及び式（６）： が導かれる。
（５）： 及び式（６）： が導かれる。
強誘電体（２）が自発分極の方向を変えるには強誘電体
の抗電場ECより大きな電場が印加されることが必要であ
るから、 でなければならず、結局式（７）： を満足する駆動電圧Vappl.が必要となる。
の抗電場ECより大きな電場が印加されることが必要であ
るから、 でなければならず、結局式（７）： を満足する駆動電圧Vappl.が必要となる。
また液晶（１）が配向を変えるには液晶（１）に対し閾
値電圧Vth以上の電圧が印加されることが必要であり、
そのためには、式（８）： を満足する駆動電圧Vappl.が必要となる。
値電圧Vth以上の電圧が印加されることが必要であり、
そのためには、式（８）： を満足する駆動電圧Vappl.が必要となる。
従って、式（７）及び（８）を満足し、かつ出来るだけ
小さい駆動電圧を電極（3a）−（3b）間に印加すると、
液晶（１）にはVth以上の電圧が加わり、かつ強誘電体
（２）の変化した自発分極の影響が加わるので、液晶
（１）は極めて急峻に垂直配向し、第5B図の如くなる。
小さい駆動電圧を電極（3a）−（3b）間に印加すると、
液晶（１）にはVth以上の電圧が加わり、かつ強誘電体
（２）の変化した自発分極の影響が加わるので、液晶
（１）は極めて急峻に垂直配向し、第5B図の如くなる。
そして、スイッチ（５）を開くと、また元の第5A図の状
態に戻る。
態に戻る。
（実施例４） ITO透明電極層の形成されたガラス基板を２枚用意し
た。
た。
一方、硫酸グリシンを水に溶かした30重量％水溶液と１
重量％のポリビニルアルコール水溶液を、重量比で1:1
に混合し、この混合液を前記基板の電極層の上にスピン
ナー法によりコートし、乾燥させた後、150℃で焼結
し、強誘電体層を形成させた。形成された強誘電体層は
分極方向が基板面にほぼ平行である。
重量％のポリビニルアルコール水溶液を、重量比で1:1
に混合し、この混合液を前記基板の電極層の上にスピン
ナー法によりコートし、乾燥させた後、150℃で焼結
し、強誘電体層を形成させた。形成された強誘電体層は
分極方向が基板面にほぼ平行である。
次に各基板を「シランカップリング剤：商品名KBM-403
（信越化学（株）製）をイソプロピルアールに溶かした
0.5重量％溶液」に浸漬し、引き上げた後、自然乾燥さ
せた後、110℃で加熱乾燥させ、その後40℃まで徐冷し
て水平配向膜を形成させた。続いて、配向膜を で一方向にラビングした。
（信越化学（株）製）をイソプロピルアールに溶かした
0.5重量％溶液」に浸漬し、引き上げた後、自然乾燥さ
せた後、110℃で加熱乾燥させ、その後40℃まで徐冷し
て水平配向膜を形成させた。続いて、配向膜を で一方向にラビングした。
こうして得られた基板パネル２枚を配向膜を内側にし、
かつラビング方向が互いに直交するように対向させ、９
μｍ厚のスペーサーを挾んで周囲をエポキシ樹脂で封止
した後、内部空間に正の誘電異方性を持つ液晶:ZLI-156
5（メルク社の商品名）を注入して、液晶セルを組み立
てた。
かつラビング方向が互いに直交するように対向させ、９
μｍ厚のスペーサーを挾んで周囲をエポキシ樹脂で封止
した後、内部空間に正の誘電異方性を持つ液晶:ZLI-156
5（メルク社の商品名）を注入して、液晶セルを組み立
てた。
この液晶セルを偏光方向が互いに直交する２枚の偏光板
で挾み、TNモードの表示装置を得た。
で挾み、TNモードの表示装置を得た。
この装置は、電圧が印加されない時には分極状態は基板
にほゞ平行で液晶の配向状態も基板に平行であり、ただ
平行平面内で一方の基板付近から他方の基板に行くに従
い90度ねじれており、そのため偏光板を通して直線偏光
が入射すると、偏光面を90度回転させるが、出射側の偏
光板も偏光方向が90度回転しているので、出射が可能で
透過光量は多い。
にほゞ平行で液晶の配向状態も基板に平行であり、ただ
平行平面内で一方の基板付近から他方の基板に行くに従
い90度ねじれており、そのため偏光板を通して直線偏光
が入射すると、偏光面を90度回転させるが、出射側の偏
光板も偏光方向が90度回転しているので、出射が可能で
透過光量は多い。
それに対して閾値以上の電圧を印加すると、基板面に垂
直に電場が形成されるので、強誘電体の分極方向もそれ
にならい、液晶の配向方向もそれにならい、基板面に垂
直に配向する。そのため偏光板を通して直線偏光が入射
しても偏光面の回転はそのまま出射し、その結果出射光
の偏光面と出射側の偏光板の偏光方向とは90度異なるの
で、偏光板でさえぎられて、透過光は理論上ゼロにな
る。
直に電場が形成されるので、強誘電体の分極方向もそれ
にならい、液晶の配向方向もそれにならい、基板面に垂
直に配向する。そのため偏光板を通して直線偏光が入射
しても偏光面の回転はそのまま出射し、その結果出射光
の偏光面と出射側の偏光板の偏光方向とは90度異なるの
で、偏光板でさえぎられて、透過光は理論上ゼロにな
る。
このときの閾値電圧は約3Vrmsで強誘電体層がないとき
に比べ0.5Vrms程高かったが、閾値の急峻性γ＝VT90／V
T10＝1.20以下で、強誘電体層がないときに比べ0.1急峻
であった。
に比べ0.5Vrms程高かったが、閾値の急峻性γ＝VT90／V
T10＝1.20以下で、強誘電体層がないときに比べ0.1急峻
であった。
このことは、液晶が電場によって垂直配向するとき、強
誘電体の分極の影響を受けていることを示す。
誘電体の分極の影響を受けていることを示す。
（発明の効果） 以上の通り、本発明によれば全く新しい駆動原理に基づ
く液晶表示装置が得られる。その結果、従来の駆動原理
と組み合わせることにより、従来得られなかった急峻性
が得られ、マルチプレクシング特性が格段に向上し、マ
トリックス表示にした場合、走査本数を高めることが出
来、大画面の表示装置が得られると共に、応答性も高ま
る。
く液晶表示装置が得られる。その結果、従来の駆動原理
と組み合わせることにより、従来得られなかった急峻性
が得られ、マルチプレクシング特性が格段に向上し、マ
トリックス表示にした場合、走査本数を高めることが出
来、大画面の表示装置が得られると共に、応答性も高ま
る。
第1A図及び第1B図は本発明の実施例１に於ける液晶表示
装置の断面構造を示す概念図である。 第2A図は実施例１の変形例で使用される、くし歯状電極
の概略平面図である。 第2B図及び第2C図はくし形電極を設けた液晶表示装置の
断面構造を示す概念図である。 第3A図及び第3B図は、本発明の実施例２にかかる液晶表
示装置の強誘電体層を上方より見た概念図である。 第4A図及び第4B図は、同じく実施例２のそれの液晶を上
方より見た概念図である。 第4C図は、同じく実施例２の変形例にかかる液晶表示装
置の強誘電体層を上方より見た概念図である。 第5A図及び第5B図は実施例３の液晶表示装置の断面構造
を示す概念図である。 〔主要部分の符号の説明〕 １……液晶又は液晶分子、6a,6b……電極 ２……強誘電体、７……配向膜 3a,3b……電極（駆動手段） ４……電源（駆動手段） ５……スイッチ（駆動手段）
装置の断面構造を示す概念図である。 第2A図は実施例１の変形例で使用される、くし歯状電極
の概略平面図である。 第2B図及び第2C図はくし形電極を設けた液晶表示装置の
断面構造を示す概念図である。 第3A図及び第3B図は、本発明の実施例２にかかる液晶表
示装置の強誘電体層を上方より見た概念図である。 第4A図及び第4B図は、同じく実施例２のそれの液晶を上
方より見た概念図である。 第4C図は、同じく実施例２の変形例にかかる液晶表示装
置の強誘電体層を上方より見た概念図である。 第5A図及び第5B図は実施例３の液晶表示装置の断面構造
を示す概念図である。 〔主要部分の符号の説明〕 １……液晶又は液晶分子、6a,6b……電極 ２……強誘電体、７……配向膜 3a,3b……電極（駆動手段） ４……電源（駆動手段） ５……スイッチ（駆動手段）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭51−34694（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−155795（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−110545（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】強誘電体、該強誘電体の分極状態を変化さ
せる駆動手段、及び該強誘電体に直接接して又は配向膜
を介して配置された液晶からなり、該液晶の配向状態を
該強誘電体の分極状態の変化にならわせて誘導的に変化
させることを特徴とする液晶表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59137767A JPH0774873B2 (ja) | 1984-07-03 | 1984-07-03 | 液晶表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59137767A JPH0774873B2 (ja) | 1984-07-03 | 1984-07-03 | 液晶表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6117129A JPS6117129A (ja) | 1986-01-25 |
| JPH0774873B2 true JPH0774873B2 (ja) | 1995-08-09 |
Family
ID=15206351
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59137767A Expired - Lifetime JPH0774873B2 (ja) | 1984-07-03 | 1984-07-03 | 液晶表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0774873B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62173432A (ja) * | 1986-01-28 | 1987-07-30 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 液晶装置 |
| JP2537349B2 (ja) * | 1986-08-06 | 1996-09-25 | 日本真空技術株式会社 | 液晶配向膜の形成方法 |
| JP2562585B2 (ja) * | 1986-12-02 | 1996-12-11 | 株式会社 半導体エネルギ−研究所 | 液晶装置および液晶装置の作製方法 |
| JPS63301024A (ja) * | 1987-05-30 | 1988-12-08 | Ricoh Co Ltd | 液晶素子 |
| JP2561603B2 (ja) * | 1992-12-04 | 1996-12-11 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 液晶装置 |
| JP2761581B2 (ja) * | 1992-12-04 | 1998-06-04 | 株式会社 半導体エネルギー研究所 | 液晶装置 |
| JP2761583B2 (ja) * | 1993-12-10 | 1998-06-04 | 株式会社 半導体エネルギー研究所 | 液晶装置の駆動方法 |
| WO2013001979A1 (ja) * | 2011-06-27 | 2013-01-03 | シャープ株式会社 | 液晶駆動装置及び液晶表示装置 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5134694A (ja) * | 1974-09-19 | 1976-03-24 | Fujitsu Ltd | Gazochikusekihyojisochi |
| JPS53110545A (en) * | 1977-03-08 | 1978-09-27 | Matsushima Kogyo Kk | Liquid crystal cell |
| JPS54155795A (en) * | 1978-05-30 | 1979-12-08 | Seiko Instr & Electronics Ltd | Electro-optical display unit |
-
1984
- 1984-07-03 JP JP59137767A patent/JPH0774873B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6117129A (ja) | 1986-01-25 |
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