JPH0895061A

JPH0895061A - 強誘電性液晶表示素子

Info

Publication number: JPH0895061A
Application number: JP6252693A
Authority: JP
Inventors: Tetsushi Yoshida; 哲志吉田; Katsuto Sakamoto; 克仁坂本; Jun Ogura; 潤小倉
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 1994-09-22
Filing date: 1994-09-22
Publication date: 1996-04-12

Abstract

(57)【要約】【目的】表示が明るく、表示画像の着色を防止でき、
設計上の自由度が高い強誘電性液晶表示素子を提供する
ことである。【構成】強誘電性液晶表示素子を、電極１３、１７が
形成された一対の基板１１、１２と、基板１１、１２間
に配置され、印加電圧に応じて分子が第１の方向にほぼ
配列した第１の配向状態と、液晶分子が第２の方向にぼ
ぼ配列した第２の配向状態と、液晶分子がその平均的な
配列方向を前記第１と第２の方向の間の任意の方向に向
けて配列した中間の配向状態とに配向する強誘電性液晶
２１と、強誘電性液晶２１に添加された二色性染料２６
と、透過軸が第１又は第２の方向と平行に設定された１
枚の偏光板２３と、から構成する。電極１３、１７間に
電圧を印加して液晶の配向状態を変化させると、二色性
染料２６の配向状態も変化し、偏光板２３を透過した直
線偏光の二色性染料２６による吸収率が変化し、透過率
が変化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は強誘電性をもった強誘
電性液晶（反強誘電性液晶を含む）を用いた液晶表示素
子に関し、特に、二色性染料が添加された強誘電性液晶
と１枚の偏光板を備える強誘電性液晶表示素子に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】強誘電性液晶表示素子としては、強誘電
性液晶を用いた強誘電性液晶表示素子と反強誘電性液晶
を用いた反強誘電性液晶表示素子とが知られている。

【０００３】従来の強誘電性液晶表示素子は、図７に示
すように、対向面に電極７３、７４が形成された一対の
透明基板７１、７２間に強誘電性液晶７５を封入し、両
基板７１、７２を一対の偏光板７６、７７で挟んで構成
される。透明基板７１、７２の電極形成面には、それぞ
れ配向膜７８、７９が設けられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の強誘電性液晶表
示素子は、２枚の偏光板７６、７７を使用しているた
め、偏光板７６、７７での光の吸収量が大きく、表示が
暗いという問題がある。また、入射側偏光板を透過した
直線偏光が液晶７５の層を通過する間に、波長毎に異な
った複屈折作用を受け、波長毎に異なった楕円偏光とな
り、各楕円偏光の出射側偏光板の透過軸と平行な成分が
この透過軸より出射する。このため、波長毎に出射光の
強度が異なり、表示が着色するという問題がある。ま
た、液晶表示素子の光学的特性が液晶７５の光学異方性
Δｎ及び光学異方性Δｎと液晶７５の層厚ｄの積Δｎｄ
に依存するため、液晶７５とその層厚の選択が制限され
てしまう。

【０００５】この発明は、上記実状に鑑みてなされたも
ので、表示が明るい強誘電性液晶表示素子を提供するこ
とを目的とする。また、この発明は、表示画像の着色を
防止できる強誘電性液晶表示素子を提供することを他の
目的とする。さらに、この発明は、設計上の自由度を高
めた強誘電性液晶表示素子を提供することを他の目的と
する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明の強誘電性液晶表示素子は、画素電極と該
画素電極に接続されたアクティブ素子とがマトリクス状
に配列された第１の基板と、前記画素電極に対向する対
向電極が形成された第２の基板と、前記第１と第２の基
板の間に配置され、層構造をもち、前記画素電極と前記
対向電極間に印加された電圧に応じて液晶分子の平均的
な配向方向が第１の配向方向となる第１の配向状態と、
液晶分子の平均的な配向方向が第２の配向方向となる第
２の配向状態と、液晶分子の平均的な配向方向が前記第
１と第２の配向方向の間の任意の方向となる中間の配向
状態とに配向する強誘電性をもった強誘電性液晶と、前
記強誘電性液晶に添加された二色性染料と、前記第１と
第２の基板の一方に近接して配置され、前記第１の配向
方向又は第２の配向方向の一方と実質的に平行な方向に
光学軸が設定された１枚の偏光板と、を備えたことを特
徴とする。

【０００７】

【作用】液晶分子の平均的な配向方向と二色性染料の長
軸の平均的な方向は一致する。前記偏光板の前記光学軸
を光透過軸とすると、前記二色性染料の光吸収軸がその
長軸方向にほぼ一致するので、前記液晶分子の平均的な
配向方向が第１と第２の配向方向の配向方向のうち、偏
光板の光学軸とほぼ平行な一方の配向状態となった時、
偏光板を透過した直線偏光は直線偏光のまま強誘電性液
晶の層内を進行し、この直線偏光と前記二色性染料の光
吸収軸が平行のため、直線偏光は二色性染料に吸収さ
れ、透過率が最低となる。

【０００８】前記液晶分子の平均的な配向方向と前記一
方の配向方向との角度が増加するに従って偏光板を透過
した直線偏光と前記二色性染料の光吸収軸のなす角が大
きくなり、また、偏光板を透過した直線偏光が強誘電性
液晶の複屈折効果により楕円偏光となる。このため、偏
光板を透過した光が二色性染料に吸収される割合が低下
し、透過率が高くなる。そして、前記液晶分子の平均的
な配向方向が第１と第２の配向方向の他方の配向方向と
なった時、透過率は最高となる。従って、対向する電極
間に印加する電圧を制御して、液晶分子の配向方向を制
御することにより、透過率を制御し、階調画像を表示で
きる。

【０００９】上記構成の強誘電性液晶表示素子は、１枚
の偏光板を使用しているだけなので、偏光板での光の吸
収量が小さく、表示が明るくなる。また、光の透過制御
を二色性染料により行っているので、液晶の複屈折の影
響が少なく、表示が着色しない。また、液晶及びその層
厚の選択の自由度が向上する。

【００１０】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図面を参照して
説明する。図１はこの実施例の強誘電性液晶表示素子の
断面図、図２は強誘電性液晶表示素子の画素電極とアク
ティブ素子を形成した透明基板の平面図である。この強
誘電性液晶表示素子は、アクティブマトリクス方式のも
のであり、図１に示すように、一対の透明基板（例え
ば、ガラス基板）１１、１２間に液晶２１を封入して形
成した液晶セル２５と、該液晶セル２５に隣接して配置
された一枚の偏光板２３と、から構成される。

【００１１】図１において下側の透明基板（以下、下基
板）１１には、ＩＴＯ等の透明導電材料から構成された
画素電極１３と画素電極１３にソースが接続された薄膜
トランジスタ（以下、ＴＦＴ）１４とがマトリクス状に
形成されている。

【００１２】図２に示すように、画素電極１３の行間に
ゲートライン１５が配線され、画素電極１３の列間にデ
ータライン（階調信号ライン）１６が配線されている。
各ＴＦＴ１４のゲート電極は対応するゲートライン１５
に接続され、ドレイン電極は対応するデータライン１６
に接続されている。ゲートライン１５は、行ドライバ３
１に接続され、データライン１６は列ドライバ３２に接
続される。行ドライバ３１は、後述するゲート電圧を印
加して、ゲートライン１５をスキャンする。一方、列ド
ライバ３２は、画像データ（階調信号）を受け、データ
ライン１６に画像データに対応するデータ信号を印加す
る。

【００１３】図１において、上側の透明基板（以下、上
基板）１２には、下基板１１の各画素電極１３と対向
し、基準電圧Ｖ０が印加されている対向電極１７が形成
されている。対向電極１７は、例えば、ＩＴＯ等から形
成された透明電極である。下基板１１と上基板１２の電
極形成面には、それぞれ配向膜１８、１９が設けられて
いる。配向膜１８、１９はポリイミド等の有機高分子化
合物からなる水平配向膜であり、その対向面にはラビン
グによる配向処理が施されている。

【００１４】下基板１１と上基板１２は、その外周縁部
において枠状のシール材２０を介して接着されている。
配向膜１８、１９の間隔は、シール材２０及びギャップ
材２２により、例えば、２μｍ（１．７μｍ〜２．４μ
ｍ）の一定間隔に規制されており、基板１１、１２とシ
ール材２０で囲まれた領域には液晶２１が封入されてい
る。液晶２１は、カイラルスメクティックＣ相の螺旋ピ
ッチが両基板１１、１２の間隔より小さく、かつ、配向
状態のメモリ性を有さない強誘電性液晶（以下、ＤＨＦ
(Deformed Helix Ferroelectric)液晶）である。ＤＨＦ
液晶２１は、螺旋ピッチが、可視光帯域の波長である７
００nm〜４００nm以下（例えば、４００nm〜３００nm）
であり、自発分極が大きく、コーンアングルが約２７度
ないし４５゜（望ましくは、２７゜ないし３０゜）の強
誘電性液晶組成物からなる。

【００１５】ＤＨＦ液晶２１は、カイラルスメクティッ
クＣ相が有する層構造の層の法線を配向膜１８、１９の
配向処理の方向に向けて均一な層構造を形成する。ま
た、その螺旋ピッチが基板間隔より小さいため、螺旋構
造をもった状態で基板１１、１２間に封入されている。
画素電極１３と対向電極１７との間に絶対値が十分大き
い電圧を印加したとき、ＤＨＦ液晶２１は印加電圧の極
性に応じて、液晶分子の配向方向（長軸方向、ダイレク
タ）がほぼ第１の配向方向となる第１の配向状態（第１
の強誘電相）と液晶分子の配向方向がほぼ第２の配向方
向となる第２の配向状態（第２の強誘電相）のいずれか
の状態に設定される。また、絶対値が液晶分子を第１又
は第２の配向状態に配向させる電圧より低い電圧を画素
電極１３と対向電極１７間に印加したとき、ＤＨＦ液晶
２１の分子配列の螺旋が歪み、ＤＨＦ液晶２１の平均的
な配向方向が第１の配向方向と第２の配向方向の間の方
向となる中間配向状態となる。

【００１６】ＤＨＦ液晶２１には、二色性染料（二色性
色素）２６が添加されている。二色性染料２６は、例え
ば、アゾ系或いはアントラキノン系の黒色で、二色比が
５〜１２の色素等から構成される。その添加量は、ＤＨ
Ｆ液晶２１の層の厚さ及び二色性染料の二色比に応じて
適宜選択され、例えば、ＤＨＦ液晶２１に対し０．２〜
７重量％に設定される。なお、二色性染料２６の添加量
が少ないと、低階調が表示しにくく、また、二色性染料
２６の添加量が多すぎると、表示が暗くなり、二色性染
料２６がＤＨＦ液晶２１に溶解しにくくなると共にＤＨ
Ｆ液晶２１の適切な配向を阻害する。このため、添加量
は０．７〜４重量％程度、特に１〜３重量％が望まし
い。なお、ＤＨＦ液晶２１の層厚が増加するに従ってそ
の添加量を減少させてもよい。二色性染料２６は液晶分
子の配向方向に沿って配列し、その長軸の平均的な方向
はＤＨＦ液晶２１の液晶分子の平均的な配向方向に一致
する。この実施例では、二色性染料２６の吸収率異方性
を正とし、二色性染料２６の吸収軸はその長軸とほぼ一
致している。

【００１７】配向膜１８、１９に施された配向処理の方
向、偏光板２３の光学軸とＤＨＦ液晶２１の液晶分子の
配向方向との関係を図３を参照して説明する。

【００１８】図３において、符号２１Ｃは配向膜１８、
１９に施された配向処理の方向を示し、ＤＨＦ液晶２１
は、カイラルスメクティックＣ相が有する層構造の層の
法線を配向処理の方向２１Ｃに向けて配向している。一
方の極性でかつ絶対値が十分大きい電圧をＤＨＦ液晶２
１に印加した時、ＤＨＦ液晶２１は、第１の配向状態と
なり、液晶分子の配向方向はほぼ第１の配向方向２１Ａ
となる。他方の極性でかつ絶対値が十分大きい電圧をＤ
ＨＦ液晶２１に印加したとき、ＤＨＦ液晶２１は第２の
配向状態となり、液晶分子の配向方向はほぼ第２の配向
方向２１Ｂとなる。一方、印加電圧が０のとき、液晶分
子の平均的な配向方向は液晶のスメクティック相の層の
法線方向、即ち、第１と第２の配向方向２１Ａと２１Ｂ
の中間の方向（配向処理の方向）２１Ｃとなる。

【００１９】第１の配向方向２１Ａと第２の配向方向２
１Ｂとのずれ角は、ＤＨＦ液晶２１の種類によって異な
るが、２５゜〜４５゜に選定され、望ましくは２７゜〜
４５゜である。二色性染料２６は液晶分子の配向に沿っ
て配向し、その長軸の方向は第１の配向方向２１Ａと第
２の配向方向２１Ｂの間で変化する。偏光板２３の光学
軸（この実施例では透過軸）２３Ａは、第２の配向方向
２１Ｂとほぼ平行に設定されている。

【００２０】次に、図１〜図３に示す構成の強誘電性液
晶表示素子の動作を説明する。ＤＨＦ液晶２１の液晶分
子を第２の配向方向２１Ｂに配向させた第２の配向状態
の時、偏光板２３を透過した直線偏光は、直線偏光のま
まＤＨＦ液晶２１の層を通過する。二色性染料２６の吸
収軸（長軸）と偏光板２３の透過軸２３Ａが平行である
ため、偏光板２３を透過した直線偏光の方向と二色性染
料２６の吸収軸が一致し、偏光板２３を透過した光は二
色性染料２６に吸収され、液晶表示素子の光の透過率は
最小となる。

【００２１】一方、液晶分子の平均的な配向方向が第２
の配向方向２１Ｂから第１の配向方向２１Ａに徐々に変
化していくと、偏光板２３を透過した直線偏光と二色性
染料２６の吸収軸の交差角が徐々に大きくなり、また、
ＤＨＦ液晶２１の複屈折効果により、ＤＨＦ液晶２１に
入射した直線偏光は楕円偏光となる。このため、二色性
染料２６による光の吸収量が徐々に減少し、ＤＨＦ液晶
２１から出射する光の光量が増加し、表示が徐々に明る
くなる。そして、ＤＨＦ液晶２１の液晶分子の平均的な
配向方向が第１の配向方向２１Ａとなった時、透過率と
表示階調は最高となる。

【００２２】ＤＨＦ液晶２１の液晶分子の平均的な配向
方向は、画素電極１３と対向電極１７の間に印加する電
圧の極性と電圧値（絶対値）に応じて、第１の配向方向
２１Ａと第２の配向方向２１Ｂの間で連続的に変化し、
それに応じて前述のようにＤＨＦ液晶２１の層での光の
吸収量が変化する。

【００２３】このため、この強誘電性液晶表示素子の画
素電極１３と対向電極１７間に０．１Ｈｚ程度の低周波
の三角波電圧を印加した場合、透過率は図４に実線で示
すように印加電圧に対して連続的に変化し、階調画像を
表示可能となる。そして、この強誘電性液晶表示素子
は、アクティブマトリクス方式のものであるため、非選
択期間中もＤＨＦ液晶２１を任意の配向状態に維持する
電圧を保持しておくことができる。このため、上記構成
の強誘電性液晶表示素子は、透過率を変化させて階調の
ある表示を行わせることが可能である。

【００２４】上記構成の強誘電性液晶表示素子は、使用
する偏光板が１枚のため、偏光板を２枚使用する場合に
比較して、偏光板による光の吸収量が小さく、表示が明
るくなる。また、表示画像の着色も防止できる。また、
透過率が、従来の強誘電性液晶表示素子と異なり、ＤＨ
Ｆ液晶２１の光学異方性Δｎ及び光学異方性ΔｎとＤＨ
Ｆ液晶２１の層厚ｄの積Δｎｄに依存しないため、ＤＨ
Ｆ液晶２１とその層厚の選択の自由度が向上する。

【００２５】上記実施例では、偏光板２３の透過軸２３
Ａを第２の配向方向に一致させているが、第１の配向方
向２１Ａに一致させてもよい。この場合、図４に破線で
示すように、第１の配向状態において、透過率が最低と
なり、第２の配向状態において透過率が最高となる。ま
た、偏光板２３の吸収軸を第１又は第２の配向方向に一
致させてもよい。さらに、偏光板２３を光入射側に配置
したが、偏光板２３を光出射側（視点側）に配置しても
よい。

【００２６】上記実施例では、二色性染料２６として、
正の吸収率異方性を有するものを使用したが、負の吸収
率異方性を有するものを使用してもよい。また、この実
施例の駆動方法はＴＦＴをアクティブ素子とするものに
限らず、ＭＩＭをアクティブ素子とする強誘電性液晶表
示素子の駆動にも適用することができる。また、液晶２
１としてＤＨＦ液晶を使用する例を示したが、ＳＢＦ液
晶、或いは、強誘電相と反強誘電相をもった反強誘電性
液晶等も使用可能である。

【００２７】次に、上記構成の強誘電性液晶表示素子の
実用的な駆動方法を、図５（Ａ）乃至（Ｃ）を参照し
て、ＤＨＦ液晶と正の吸収率異方性を有する二色性染料
とを用い、偏光板２３の透過軸２３Ａを図３に示すよう
に配置した強誘電性液晶表示素子を例に説明する。

【００２８】強誘電性液晶はその光学特性のヒステリシ
スが大きく、また印加電圧も高速でオン・オフされるた
め、対向電極１７と画素電極１３間に図４に実線又は破
線で示す表示階調に対応する電圧を単純に印加しただけ
では、所望の表示階調は得られない。そこで、この実施
例では、所望の透過率を得るため、ＤＨＦ液晶２１を一
旦第１の配向状態又は第２の配向状態に配向させ、その
後、表示階調に応じた電圧（書き込み電圧ＶＤ）をＤＨ
Ｆ液晶２１に印加することにより、書き込み電圧印加前
のＤＨＦ液晶２１の配向状態を一定とし、書き込み電圧
に対応する階調を得ることとする。

【００２９】図５（Ａ）乃至（Ｃ）は、任意の画素に注
目し、行ドライバ３１がゲートライン１５に印加するゲ
ート信号と、列ドライバ３２がデータライン１６に印加
するデータ信号と、その画素の透過率をそれぞれ示す。

【００３０】また、図５（Ａ）乃至（Ｃ）において、Ｔ
Ｆは１フレーム期間、ＴＳはその画素の選択期間、ＴＯ
は非選択期間を示す。各選択期間ＴＳは４つのスロット
ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４に４等分されている。各１スロ
ットの期間Δｔは約４５μ秒である。最初のスロットｔ
１は補償パルスＰ１１の印加期間、スロットｔ２はリセ
ット補償パルスＰ１２の印加期間、スロットｔ３はリセ
ットパルスＰ１３の印加期間、最終スロットｔ４は書き
込みパルスＰ１４の印加期間である。

【００３１】書き込みパルスＰ１４は画像データに対応
した電圧（書き込み電圧）ＶＤを有するパルスである。
補償パルスＰ１１は、書き込みパルスＰ１４の印加によ
りＤＨＦ液晶２１に直流電圧成分が片寄ってかかるのを
補償するためのパルスであり、書き込みパルスＰ１４と
逆極性のパルスである。補償パルスＰ１１の電圧−ＶＤ
（補償電圧）の絶対値は、書き込みパルスＰ１４の電圧
ＶＤと同一である。書き込みパルスＰ１４の電圧ＶＤは
画像データに応じて種々の値に制御され、これに対応し
て補償パルスＰ１１の電圧−ＶＤも制御される。

【００３２】リセットパルスＰ１３は、強誘電性液晶表
示素子の光学特性におけるヒステリシスの影響をなくす
ためのパルスであり、リセットパルスＰ１３の電圧−Ｖ
Ｒは、ＤＨＦ液晶２１の液晶分子のほとんどが第２の配
向方向２１Ｂに配向するのに十分な値を有する。また、
リセット補償パルスＰ１２は、リセットパルスＰ１３の
印加によりＤＨＦ液晶２１に直流電圧成分が片寄ってか
かるのを補償するための逆極性のパルスである。リセッ
ト補償パルスＰ１２の電圧ＶＲの絶対値とリセットパル
スＰ１３の電圧−ＶＲの絶対値は同一である。

【００３３】各パルスＰ１１、Ｐ１２、Ｐ１３、Ｐ１４
の極性及び電圧値は、データ信号の基準電圧Ｖ０に対す
る極性と電圧である。基準電圧Ｖ０は対向電極１７の電
圧と同一である。

【００３４】この駆動方法では、書き込み電圧ＶＤの最
小値をＶ０とし、最大値ＶmaxをリセットパルスＰ１３
の電圧−ＶＲの絶対値より若干低い値として、Ｖ０乃至
Ｖmaxの範囲で書き込み電圧ＶＤを制御する。

【００３５】上記のような波形のゲート信号とデータ信
号とを用いて上記強誘電性液晶表示素子を駆動すると、
各行の選択期間ＴＳに、補償パルスＰ１１の電圧（補償
電圧）−ＶＤと、リセット補償パルスＰ１２の電圧ＶＲ
と、リセットパルスＰ１３の電圧−ＶＲと、書き込みパ
ルスＰ１４の電圧（書き込み電圧）ＶＤとが順次ＴＦＴ
１４を介して画素電極１３に印加される。

【００３６】書き込みパルスＰ１４を印加する直前にリ
セットパルスＰ１３を印加して、液晶分子を第２の配向
方向に配向させているため、液晶分子と二色性染料２６
の長軸の平均的な配向方向は、例えば、書き込み電圧Ｖ
ＤがＶ０のとき、第２の配向方向２１Ｂにほぼ平行な状
態を維持して透過率がほぼ最低の状態を維持する。ま
た、書き込み電圧ＶＤがＶmaxのとき、第１の配向方向
２１Ａにほぼ平行となり、透過率がほぼ最高となる。ま
た、例えば、書き込み電圧ＶＤがリセット電圧ＶＲの１
／２であると、液晶分子及び二色性染料２６の平均的な
配向方向は配向処理の方向２１Ｃにほぼ一致し、その透
過率は最高と最低のほぼ中間の透過率となる。また、書
き込み電圧ＶＤがリセット電圧ＶＲの１／４のとき、液
晶分子と二色性染料２６の平均的な配向方向は、配向処
理の方向２１Ｃと第２の配向方向２１Ｂの中間の方向に
なる。従って、液晶表示素子の透過率は、前記中間の透
過率と最も低い透過率とのほぼ中間の値になる。

【００３７】非選択期間ＴＯになると、ＴＦＴ１４がオ
フし、選択期間ＴＳの最終スロットｔ４に印加された書
き込み電圧ＶＤに応じた電圧が画素電極１３と対向電極
１７とその間のＤＨＦ液晶２１とで形成される画素容量
に保持される。従って、各画素の透過率は、次の選択期
間ＴＳまで書き込み電圧ＶＤに対応した値に維持され
る。

【００３８】従って、この駆動方法では、書き込み電圧
ＶＤをＶ０〜Ｖmaxの範囲で可変することにより、二色
性染料２６の吸収軸の方向を第１の配向方向２１Ａと第
２の配向方向２１Ｂの間で変化させ、図６に示すように
透過率を変化させて、表示階調を制御することができ
る。

【００３９】また、上記駆動方法では、選択期間ＴＳ毎
に、電極１３、１７間に電圧ＶＲと−ＶＲの対と書き込
み電圧ＶＤと書き込み補償電圧−ＶＤの対を印加してい
るため、ＤＨＦ液晶２１に印加される直流電圧成分が相
殺され、表示の焼き付き現象や液晶の劣化を生ずること
もない。

【００４０】上記実施例では、リセット補償パルスＰ１
２とリセットパルスＰ１３をこの順で液晶表示素子に印
加しているが、印加順序は逆でもよい。電圧ＶＲ、−Ｖ
Ｒは、液晶分子のほとんどが第１及び第２の配向方向２
１Ａ、２１Ｂに配向する電圧であればよく、配向方向２
１Ａ、２１Ｂに完全に配向する電圧でなくともよい。ま
た、補償パルスＰ１１の電圧−ＶＤとリセット補償パル
スＰ１２の電圧ＶＲを加算した電圧（ＶＲ−ＶＤ）を有
するパルスを補償パルスＰ１１とリセット補償パルスＰ
１２の代わりにＤＨＦ液晶２１に印加してもよい。

【００４１】

【発明の効果】上記構成の強誘電性液晶表示素子は、使
用する偏光板が１枚ですみ、偏光板による光の吸収量が
小さく、表示が明るくなる。また、表示画像の着色も防
止できる。また、透過率が、従来の強誘電性液晶表示素
子と異なり、液晶の光学異方性Δｎ及び光学異方性Δｎ
と液晶の層厚ｄの積Δｎｄに依存しないため、液晶とそ
の層厚の選択の自由度が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例にかかる強誘電性液晶表示
素子の構造を示す断面図である。

【図２】図１に示す強誘電性液晶表示素子の下基板の構
成を示す平面図である。

【図３】配向処理の方向と、液晶分子の配向方向と、偏
光板の透過軸の方向の関係を示す図である。

【図４】印加電圧と透過率との関係を示すグラフであ
る。

【図５】この発明の強誘電性液晶表示素子の実用的な駆
動方法を説明するための波形図であり、（Ａ）はゲート
ラインに供給されるゲート信号の波形を示す図である。
（Ｂ）はデータラインに供給されるデータ信号の一例の
波形を示す図である。（Ｃ）は透過率の変化を示すグラ
フである。

【図６】図５（Ａ）〜（Ｃ）に示す駆動方法を使用した
場合の、書き込み電圧と透過率との関係を示すグラフで
ある。

【図７】従来の強誘電性液晶表示素子の構成を示す断面
図である。

【符号の説明】

１１・・・透明基板、１２・・・透明基板、１３・・・画素電
極、１４・・・ＴＦＴ、１５・・・ゲートライン、１６・・・デ
ータライン、１７・・・対向電極、１８・・・配向膜、１９・・
・配向膜、２０・・・シール材、２１・・・液晶、２２・・・ギャ
ップ材、２３・・・偏光板、２５・・・液晶セル、２６・・・二
色性染料、３１・・・行ドライバ、３２・・・列ドライバ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０９Ｇ 3/36

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画素電極と該画素電極に接続されたアクテ
ィブ素子とがマトリクス状に配列された第１の基板と、前記画素電極に対向する対向電極が形成された第２の基
板と、前記第１と第２の基板の間に配置され、層構造をもち、
前記画素電極と前記対向電極間に印加された電圧に応じ
て液晶分子の平均的な配向方向が第１の配向方向となる
第１の配向状態と、液晶分子の平均的な配向方向が第２
の配向方向となる第２の配向状態と、液晶分子の平均的
な配向方向が前記第１と第２の配向方向の間の任意の方
向となる中間の配向状態とに配向する強誘電性をもった
強誘電性液晶と、前記強誘電性液晶に添加された二色性染料と、前記第１と第２の基板の一方に近接して配置され、前記
第１の配向方向又は第２の配向方向の一方と実質的に平
行な方向に光学軸が設定された１枚の偏光板と、を備えたことを特徴とする強誘電性液晶表示素子。
【請求項２】対向面にそれぞれ電極が形成された一対の
基板と、前記一対の基板間に配置され、層構造をもち、対向する
前記電極間に印加された電圧に応じて液晶分子が第１の
配向方向にほぼ配列した第１の配向状態と、液晶分子が
第２の配向方向にぼぼ配列した第２の配向状態と、液晶
分子がその平均的な配向方向を前記第１と第２の配向方
向の間の任意の方向に向けた中間の配向状態とに配向す
る強誘電性をもった強誘電性液晶と、前記強誘電性液晶に添加された二色性染料と、前記一対の基板の一方の側に配置され、前記第１の配向
方向又は第２の配向方向の一方と実質的に平行な方向に
光学軸が設定された１枚の偏光板と、を備えたことを特徴とする強誘電性液晶表示素子。
【請求項３】前記偏光板の前記光学軸は光透過軸であ
り、前記二色性染料の光吸収軸は、前記強誘電性液晶の
平均的な配向方向と実質的に平行である、ことを特徴と
する請求項１又は２に記載の強誘電性液晶表示素子。
【請求項４】表示画像を指示する画像データを受け、こ
の信号に対応する絶対値を有する第１の電圧と、前記液
晶分子を前記第１の配向状態と第２の配向状態のいずれ
かに設定する第２の電圧と、前記第１の電圧と前記第２
の電圧を相殺するための第３の電圧を、第３の電圧、第
２の電圧、第１の電圧の順で、対向する前記電極間に印
加する駆動手段を備える、ことを特徴とする請求項１、２又は３に記載の強誘電性
液晶表示素子。