JPH10221718A - 強誘電性の液晶セル - Google Patents
強誘電性の液晶セルInfo
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- JPH10221718A JPH10221718A JP9343281A JP34328197A JPH10221718A JP H10221718 A JPH10221718 A JP H10221718A JP 9343281 A JP9343281 A JP 9343281A JP 34328197 A JP34328197 A JP 34328197A JP H10221718 A JPH10221718 A JP H10221718A
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- Liquid Crystal (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 周知の強誘電性の表示セルの優れた利点、つ
まり少ない視角依存性、階調度および短いスイッチング
時間を有するが、上の述べた周知のＤＨＦ表示セルの難
点を持っていない液晶セルを提供する。 【解決手段】 強誘電性で複屈折性のキラル・スメクテ
ィック液晶層２と、少なくとも一つの偏光子５，６をを
備え、セル１が液晶層２を閉じ込める一対の平行な板
３，４を有し、各々の板に液晶層２の分子を整列させる
表面構造と、電圧Ｕで電場を発生する少なくとも一つの
電極７，８とを設け、液晶層２１が膜厚ｄと飽和スイッ
チング角度αを有する液晶セルにあって、前記膜厚ｄが
液晶層のランセピッチｐより小さく、飽和スイッチング
角度αが 60 °より大きく、液晶層がＳC * 相の上にコ
レストロール相を形成し、Ｕ＝０でのセルの光路差Δｎ
・ｄeff が飽和状態の場合より長く、ここで、Δｎが複
屈折率で、ｄeff が偏光子と検光子の間を光の進んだ距
離であり、セルの電流・電圧特性曲線がＵ＞０とＵ＜０
に対してそれぞれ一つの最高値を有する。
まり少ない視角依存性、階調度および短いスイッチング
時間を有するが、上の述べた周知のＤＨＦ表示セルの難
点を持っていない液晶セルを提供する。 【解決手段】 強誘電性で複屈折性のキラル・スメクテ
ィック液晶層２と、少なくとも一つの偏光子５，６をを
備え、セル１が液晶層２を閉じ込める一対の平行な板
３，４を有し、各々の板に液晶層２の分子を整列させる
表面構造と、電圧Ｕで電場を発生する少なくとも一つの
電極７，８とを設け、液晶層２１が膜厚ｄと飽和スイッ
チング角度αを有する液晶セルにあって、前記膜厚ｄが
液晶層のランセピッチｐより小さく、飽和スイッチング
角度αが 60 °より大きく、液晶層がＳC * 相の上にコ
レストロール相を形成し、Ｕ＝０でのセルの光路差Δｎ
・ｄeff が飽和状態の場合より長く、ここで、Δｎが複
屈折率で、ｄeff が偏光子と検光子の間を光の進んだ距
離であり、セルの電流・電圧特性曲線がＵ＞０とＵ＜０
に対してそれぞれ一つの最高値を有する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、強誘電性のキラ
ル・スメクティック液晶層を有する液晶セルに関する。
以下では、この液晶セルを表示セルとも称する。
ル・スメクティック液晶層を有する液晶セルに関する。
以下では、この液晶セルを表示セルとも称する。
【０００２】
【従来の技術】周知の液晶セルはネマティック液晶配置
を有し、この配置に応じてＴＮセルあるいはＳＴＮセル
と称されている。この場合、ＴＮが Twisted Nematicに
対応し、ＳＴＮが Super Twisted Nematicに対応する。
このようなセルは多くの電光的な応用に対して十分であ
る。現在知られている大抵の液晶にはアクティブマトリ
ック制御のＴＮセルがある。これ等の表示セルでは、各
画像点に表示素子が付属し、この素子は付属する半導体
回路により電気的に制御される。コントラスト、階調度
および液晶層の配向性のような光電的な要請の多くはＴ
Ｎ表示器により最適に解決され、これが広い普及を与え
ている。
を有し、この配置に応じてＴＮセルあるいはＳＴＮセル
と称されている。この場合、ＴＮが Twisted Nematicに
対応し、ＳＴＮが Super Twisted Nematicに対応する。
このようなセルは多くの電光的な応用に対して十分であ
る。現在知られている大抵の液晶にはアクティブマトリ
ック制御のＴＮセルがある。これ等の表示セルでは、各
画像点に表示素子が付属し、この素子は付属する半導体
回路により電気的に制御される。コントラスト、階調度
および液晶層の配向性のような光電的な要請の多くはＴ
Ｎ表示器により最適に解決され、これが広い普及を与え
ている。
【０００３】もっとも、このＴＮ表示セルは全ての要請
を同じように満たすことはできない。重大な難点は視角
範囲が制限され、スイッチング時間が遅い点にある。こ
れ等の難点はＴＮセルの物理特性に起因し、簡単には克
服できない。これ等の表示セルではオン作動を電気駆動
するが、オフ作動は電気駆動されない。その結果、スイ
ッチング時間、つまり画像発生と画像消滅の速度がネマ
テッィク液晶混合物の粘性および弾性的な復帰力により
決まり、制限されることになる。それ故、ＴＮセルは短
時間に連続的に変わる画像列を表示するために適してい
ない。これは、例えば最近の多くのマルチメディヤ応用
等に当てはまる。
を同じように満たすことはできない。重大な難点は視角
範囲が制限され、スイッチング時間が遅い点にある。こ
れ等の難点はＴＮセルの物理特性に起因し、簡単には克
服できない。これ等の表示セルではオン作動を電気駆動
するが、オフ作動は電気駆動されない。その結果、スイ
ッチング時間、つまり画像発生と画像消滅の速度がネマ
テッィク液晶混合物の粘性および弾性的な復帰力により
決まり、制限されることになる。それ故、ＴＮセルは短
時間に連続的に変わる画像列を表示するために適してい
ない。これは、例えば最近の多くのマルチメディヤ応用
等に当てはまる。
【０００４】ＴＮ表示セルの代わりとなるものを既に以
前から捜し求めていた。より早い媒体として強誘電性の
キラル・スメクティック液晶が提供されている。この液
晶は自発分極を持ち、この分極がＴＮセルで可能となる
ものよりも液晶を電場に強結合させる。特にこの結合は
電場に直線的である。これは重要な二つの結果をもたら
す。第一に小さな駆動電圧で回転モーメントが大きくな
り、第二に強誘電性のキラル・スメクティック液晶層を
有する表示セルの場合、オン作動もオフ作動も電気駆動
でき、そのため比較的早い。
前から捜し求めていた。より早い媒体として強誘電性の
キラル・スメクティック液晶が提供されている。この液
晶は自発分極を持ち、この分極がＴＮセルで可能となる
ものよりも液晶を電場に強結合させる。特にこの結合は
電場に直線的である。これは重要な二つの結果をもたら
す。第一に小さな駆動電圧で回転モーメントが大きくな
り、第二に強誘電性のキラル・スメクティック液晶層を
有する表示セルの場合、オン作動もオフ作動も電気駆動
でき、そのため比較的早い。
【０００５】強誘電性のキラル・スメクティック液晶セ
ルは、以下でＳC * 層とも称する複屈折性で、場合によ
って、ラセン配置を形成する液晶混合物を有する（* は
ここでは液晶層のキラル特性に対するものである）。こ
の混合物は電場の作用により、その光学的な非等方性が
変わるように影響を受けるか変形する。スメクティック
は、液晶混合物の分子が分極可能なコアと極性のない側
鎖を持つことによる巧妙な構造を示す。スメクティック
相では、この場合、極性のコアがスメクティック層の中
に配置されている。これ等のコアは側鎖から成る極性の
ない層により互いに分離されている。スメクティック層
は、強誘電性の液晶セルの場合、表示セルの板に対して
ほぼ垂直に立っている。
ルは、以下でＳC * 層とも称する複屈折性で、場合によ
って、ラセン配置を形成する液晶混合物を有する（* は
ここでは液晶層のキラル特性に対するものである）。こ
の混合物は電場の作用により、その光学的な非等方性が
変わるように影響を受けるか変形する。スメクティック
は、液晶混合物の分子が分極可能なコアと極性のない側
鎖を持つことによる巧妙な構造を示す。スメクティック
相では、この場合、極性のコアがスメクティック層の中
に配置されている。これ等のコアは側鎖から成る極性の
ない層により互いに分離されている。スメクティック層
は、強誘電性の液晶セルの場合、表示セルの板に対して
ほぼ垂直に立っている。
【０００６】ＳC * 層は他の特性でも優れている。つま
り、スメクティック層に属し、互いにほぼ平行に配置さ
れている分子のコアがこれに属する層の面に垂直に配置
されていなく、面の法線に角度θほど傾いている。ＳC
* 層の他の重要な特性はそのキラル特性に起因する。こ
れはＳC * 層に自発分極Ｐs を付与する。この分極の方
向はスメクティック層の面内にあり、分子に垂直に立っ
ている。このことは、表示セルに印加する電場がこの自
発分極と強く相互作用し、ＴＮセルやＳＴＮセルで知ら
れているスイッチング時間を著しく短縮する。更に、こ
のキラル特性は外部応力なしに液晶分子の軸を層毎に回
転させるので、ピッチｐのネジ山状のラセンを形成す
る。
り、スメクティック層に属し、互いにほぼ平行に配置さ
れている分子のコアがこれに属する層の面に垂直に配置
されていなく、面の法線に角度θほど傾いている。ＳC
* 層の他の重要な特性はそのキラル特性に起因する。こ
れはＳC * 層に自発分極Ｐs を付与する。この分極の方
向はスメクティック層の面内にあり、分子に垂直に立っ
ている。このことは、表示セルに印加する電場がこの自
発分極と強く相互作用し、ＴＮセルやＳＴＮセルで知ら
れているスイッチング時間を著しく短縮する。更に、こ
のキラル特性は外部応力なしに液晶分子の軸を層毎に回
転させるので、ピッチｐのネジ山状のラセンを形成す
る。
【０００７】周知の強誘電性のキラル・スメクティック
液晶セルは欧州特許第 0 309 774号明細書により周知で
ある。この刊行物により知られているＤＨＦ（Deformed
Helix Ferroelectric）セルは一対の透明な板を有し、
これ等の板はＳC * 層を閉じ込めていて、ＳC * 層の分子
を整列させる各一つの表面構造体、液晶内に電場を発生
する電極、および各一つの偏光子を備えている。この場
合、ＳC * 層に対向する表面構造体は隣接する液晶分子
に整列作用を及ぼす。
液晶セルは欧州特許第 0 309 774号明細書により周知で
ある。この刊行物により知られているＤＨＦ（Deformed
Helix Ferroelectric）セルは一対の透明な板を有し、
これ等の板はＳC * 層を閉じ込めていて、ＳC * 層の分子
を整列させる各一つの表面構造体、液晶内に電場を発生
する電極、および各一つの偏光子を備えている。この場
合、ＳC * 層に対向する表面構造体は隣接する液晶分子
に整列作用を及ぼす。
【０００８】休止状態、つまり電場が印加しない状態で
は、ＤＨＦセルは一定の光透過度を示す。電極に電圧を
印加すると、ＳC * 層内に電場が生じ、この電場が分子
の再配列、従って個々のスメクティック層の再配列を与
え、結局光の透過度を変化させることになる。ＤＨＦ表
示に基づくこの電光効果は当業者に周知である。この場
合、短いピッチｐを有する液晶配置を前提としている。
このピッチｐは、光がラセン体のコイルにより平均化さ
れる、つまりただ一つの平均化された屈折率を受けるよ
うに選択される。両方の板の電極に電圧を印加すると、
回転モーメントが個々のスメクティック層に働く。これ
等の回転モーメントは個々のスメクティック層を上に述
べたように再配列させ、液晶層を仕切る板に対して平行
な面で光軸を回転させることになる。印加電圧に応じた
光軸の回転は、実際にはスイッチング角度αを測定して
求めることができる。飽和スイッチング角度は、印加す
る駆動電圧を高めても最早変化しない角度αで定義さ
れ、実際の場合、この駆動電圧は周期信号あるいは駆動
パルスで与えられる。
は、ＤＨＦセルは一定の光透過度を示す。電極に電圧を
印加すると、ＳC * 層内に電場が生じ、この電場が分子
の再配列、従って個々のスメクティック層の再配列を与
え、結局光の透過度を変化させることになる。ＤＨＦ表
示に基づくこの電光効果は当業者に周知である。この場
合、短いピッチｐを有する液晶配置を前提としている。
このピッチｐは、光がラセン体のコイルにより平均化さ
れる、つまりただ一つの平均化された屈折率を受けるよ
うに選択される。両方の板の電極に電圧を印加すると、
回転モーメントが個々のスメクティック層に働く。これ
等の回転モーメントは個々のスメクティック層を上に述
べたように再配列させ、液晶層を仕切る板に対して平行
な面で光軸を回転させることになる。印加電圧に応じた
光軸の回転は、実際にはスイッチング角度αを測定して
求めることができる。飽和スイッチング角度は、印加す
る駆動電圧を高めても最早変化しない角度αで定義さ
れ、実際の場合、この駆動電圧は周期信号あるいは駆動
パルスで与えられる。
【０００９】周知のＤＨＦセルは白黒表示器である。こ
れ等のセルは印加電場に応じて連続的に変わる階調度を
形成する。各画像点を決める電極セグメントを三つの下
部電極に分割し、赤色、緑色および青色に対する適当な
カラーフィルターを設ければ、周知のように、カラーＤ
ＨＦ表示器を形成でき、この表示器では赤、緑および青
の画素点を一つの電圧源で暗黒から最大の明るさまで制
御できる。
れ等のセルは印加電場に応じて連続的に変わる階調度を
形成する。各画像点を決める電極セグメントを三つの下
部電極に分割し、赤色、緑色および青色に対する適当な
カラーフィルターを設ければ、周知のように、カラーＤ
ＨＦ表示器を形成でき、この表示器では赤、緑および青
の画素点を一つの電圧源で暗黒から最大の明るさまで制
御できる。
【００１０】白黒ＤＨＦ表示器やカラーＤＨＦ表示器の
商業生産は今のところ殆ど行われていない。これは、特
に表示器に必要なＤＨＦセルが従来の技術により短いス
イッチング時間、階調度および良好な視角範囲を持って
いるが、その駆動には比較的大きい電圧と電流を必要と
するからである。これに加えて、ＤＨＦセルを作製する
場合およびコントラス値を高くするため、液晶混合物を
更に電場で配向させたり一定形状にする必要があり、こ
れが製造処理を更に困難にしている。
商業生産は今のところ殆ど行われていない。これは、特
に表示器に必要なＤＨＦセルが従来の技術により短いス
イッチング時間、階調度および良好な視角範囲を持って
いるが、その駆動には比較的大きい電圧と電流を必要と
するからである。これに加えて、ＤＨＦセルを作製する
場合およびコントラス値を高くするため、液晶混合物を
更に電場で配向させたり一定形状にする必要があり、こ
れが製造処理を更に困難にしている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】この発明の課題は、欧
州特許第 0 405 346号明細書を前提として、周知の強誘
電性の表示セルの優れた利点、つまり少ない視角依存
性、階調度および短いスイッチング時間を有するが、上
の述べた周知のＤＨＦ表示セルの難点を持っていない液
晶セルを提供することにある。
州特許第 0 405 346号明細書を前提として、周知の強誘
電性の表示セルの優れた利点、つまり少ない視角依存
性、階調度および短いスイッチング時間を有するが、上
の述べた周知のＤＨＦ表示セルの難点を持っていない液
晶セルを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記の課題は、この発明
により、強誘電性で複屈折性のキラル・スメクティック
液晶層２と少なくとも一つの偏光子５，６とを備え、セ
ル１が液晶層２を閉じ込める一対の平行な板３，４を有
し、各々の板に液晶層２の分子を整列させる表面構造
と、電圧Ｕで電場を発生する少なくとも一つの電極７，
８とを設け、液晶層２１が膜厚ｄと飽和スイッチング角
度αを有する液晶セルにあって、前記膜厚ｄが液晶層の
ランセピッチｐより小さく、飽和スイッチング角度αが
60 °より大きく、液晶層がＳC * 相の上にコレストロ
ール相を形成し、Ｕ＝０でのセルの光路差Δｎ・ｄeff
が飽和状態の場合より大きく、ここで、Δｎが複屈折率
で、ｄeff が偏光子と検光子の間を光の進む距離であ
り、セルの電流・電圧特性曲線がＵ＞０とＵ＜０に対し
てそれぞれ一つの最高値を有することによって解決され
ている。
により、強誘電性で複屈折性のキラル・スメクティック
液晶層２と少なくとも一つの偏光子５，６とを備え、セ
ル１が液晶層２を閉じ込める一対の平行な板３，４を有
し、各々の板に液晶層２の分子を整列させる表面構造
と、電圧Ｕで電場を発生する少なくとも一つの電極７，
８とを設け、液晶層２１が膜厚ｄと飽和スイッチング角
度αを有する液晶セルにあって、前記膜厚ｄが液晶層の
ランセピッチｐより小さく、飽和スイッチング角度αが
60 °より大きく、液晶層がＳC * 相の上にコレストロ
ール相を形成し、Ｕ＝０でのセルの光路差Δｎ・ｄeff
が飽和状態の場合より大きく、ここで、Δｎが複屈折率
で、ｄeff が偏光子と検光子の間を光の進む距離であ
り、セルの電流・電圧特性曲線がＵ＞０とＵ＜０に対し
てそれぞれ一つの最高値を有することによって解決され
ている。
【００１３】この発明による他の有利な構成は特許請求
の範囲の従属請求項に記載されている。
の範囲の従属請求項に記載されている。
【００１４】
【発明の実施の形態】この発明による表示セルの有利な
構成は、特に以下に更に詳しく説明する下記の特性の点
で優れている。 ・制御電圧が誤動作すると（Ｕ＝０）表示が暗くなる。 ・セルに制御電圧を印加すると、表示器が明るくなる。
構成は、特に以下に更に詳しく説明する下記の特性の点
で優れている。 ・制御電圧が誤動作すると（Ｕ＝０）表示が暗くなる。 ・セルに制御電圧を印加すると、表示器が明るくなる。
【００１５】・表示セルの電流電圧ヒステリシス特性は
ほぼ等しい二つの大きな最大値を示す。 ・複屈折率Δｎは制御され完全に飽和した二つの状態よ
り電場のない状態（＝零電場）で大きく、飽和状態では
印加した電場を更に強くしても透過度の著しい変化が生
じない。
ほぼ等しい二つの大きな最大値を示す。 ・複屈折率Δｎは制御され完全に飽和した二つの状態よ
り電場のない状態（＝零電場）で大きく、飽和状態では
印加した電場を更に強くしても透過度の著しい変化が生
じない。
【００１６】・飽和電圧は、周知のＤＨＦセルとは異な
り、非常に小さな自発分極（ＰS ＜5 nC/cm2）でも小さ
い。この代わりに、A. D. L. Chandani et al., Jpn.
J. Appl. Phys., 27 (1988), L 729 により二つの最大
値を持つ電流・電圧ヒステリシス特性を示すＳC * 層を
有する表示セルが知られている。この所謂反強誘電性の
表示セルでは、自発分極Ｐs が分子面毎にその符号を換
え、これはこの発明による表示セルの場合ではない。更
に、反強誘電性の表示セルはＵ＝０の場合の液晶層の複
屈折率Δｎが印加電場の時より小さい点に特徴がある。
この周知の表示セルはこの発明の内容と基本的に異な
り、この発明の課題を解決する動機を与えない。
り、非常に小さな自発分極（ＰS ＜5 nC/cm2）でも小さ
い。この代わりに、A. D. L. Chandani et al., Jpn.
J. Appl. Phys., 27 (1988), L 729 により二つの最大
値を持つ電流・電圧ヒステリシス特性を示すＳC * 層を
有する表示セルが知られている。この所謂反強誘電性の
表示セルでは、自発分極Ｐs が分子面毎にその符号を換
え、これはこの発明による表示セルの場合ではない。更
に、反強誘電性の表示セルはＵ＝０の場合の液晶層の複
屈折率Δｎが印加電場の時より小さい点に特徴がある。
この周知の表示セルはこの発明の内容と基本的に異な
り、この発明の課題を解決する動機を与えない。
【００１７】
【実施例】以下では、好適実施例の添付図面に基づきこ
の発明をより詳しく説明する。この発明によるセルで発
生し得る有利な電光効果を説明する前に、好ましいカラ
ー表示セルの一般的な構造をより詳しく説明する。図１
と図２に示し、全体に符号１を付けた表示セルは膜厚ｄ
のＳC * 層２を有する。この層２は互いに平行な二つの
板３と４の間に配置されている。平行な板３と４に対す
る光透過性の材料としては、例えばガラス、アクリル・
ガラスまたは合成樹脂フォイルが考えられる。膜厚ｄは
好ましくは約 2μm 〜 3μm であり、例えば約 2.1μm
である。このセルは直視表示セルであるので、更に光が
この液晶の中を進む距離ｄeff が膜厚ｄに等しい。
の発明をより詳しく説明する。この発明によるセルで発
生し得る有利な電光効果を説明する前に、好ましいカラ
ー表示セルの一般的な構造をより詳しく説明する。図１
と図２に示し、全体に符号１を付けた表示セルは膜厚ｄ
のＳC * 層２を有する。この層２は互いに平行な二つの
板３と４の間に配置されている。平行な板３と４に対す
る光透過性の材料としては、例えばガラス、アクリル・
ガラスまたは合成樹脂フォイルが考えられる。膜厚ｄは
好ましくは約 2μm 〜 3μm であり、例えば約 2.1μm
である。このセルは直視表示セルであるので、更に光が
この液晶の中を進む距離ｄeff が膜厚ｄに等しい。
【００１８】上板３の外側に偏光子５があり、この偏光
子は好ましくは板３に連結し、例えばこの板に糊付けさ
れている。同様に、下板４には同じように偏光子６が付
属し、これは光が図示する実施例で上から入射する場合
に検光子として使用される。これ等の偏光子はセルの中
にも配置できるし、それ等が例えば整合した二色性の顔
料分子を含む合成樹脂で形成されている場合、板２と３
で予め与えられる。
子は好ましくは板３に連結し、例えばこの板に糊付けさ
れている。同様に、下板４には同じように偏光子６が付
属し、これは光が図示する実施例で上から入射する場合
に検光子として使用される。これ等の偏光子はセルの中
にも配置できるし、それ等が例えば整合した二色性の顔
料分子を含む合成樹脂で形成されている場合、板２と３
で予め与えられる。
【００１９】液晶層２に対向する表面には、板３と４が
透明電極７と８を有し、これ等の電極は文字または画像
点を表示するためにある通常の電極セグメントを形成す
る。その場合、ここに示す部分には個別電極セグメント
の素子のみが示してあり、このセグメントは画像点を表
すために、赤色、緑色および青色の三原色画素に分割さ
れている。つまり、電極の上部分は三つの下部電極７a,
７b と７c に分割され、場合によっては、セグメント化
にもされる電極８の対向する部分には、個々の下部電極
７a,７b と７c に付属するカラーフィルター９，１０と
１１が設けてある。各下部電極７a,７b と７c には、薄
膜トランジスタ等のような電子部品１２，１３と１４も
付属する。これ等の電子部品は、下部電極７a,７b と７
c を互いに独立に駆動する駆動電子回路１５と共に、冒
頭で既に述べたアクティブマトリックスを形成する。こ
の代わりに、制御を外部電子回路でも行える。（この発
明によれば、アクティブマトリックスをアドレス指定す
るセルも可能である）。
透明電極７と８を有し、これ等の電極は文字または画像
点を表示するためにある通常の電極セグメントを形成す
る。その場合、ここに示す部分には個別電極セグメント
の素子のみが示してあり、このセグメントは画像点を表
すために、赤色、緑色および青色の三原色画素に分割さ
れている。つまり、電極の上部分は三つの下部電極７a,
７b と７c に分割され、場合によっては、セグメント化
にもされる電極８の対向する部分には、個々の下部電極
７a,７b と７c に付属するカラーフィルター９，１０と
１１が設けてある。各下部電極７a,７b と７c には、薄
膜トランジスタ等のような電子部品１２，１３と１４も
付属する。これ等の電子部品は、下部電極７a,７b と７
c を互いに独立に駆動する駆動電子回路１５と共に、冒
頭で既に述べたアクティブマトリックスを形成する。こ
の代わりに、制御を外部電子回路でも行える。（この発
明によれば、アクティブマトリックスをアドレス指定す
るセルも可能である）。
【００２０】更に、Ｓc * 層に対向するガラス板３と４
の表面は、隣接する液晶分子、従って液晶層全体に方向
性作用をもたらし、これによりデレクターの方向を決め
るように処理される。この処理は、例えば高分子層を被
覆し、表面を一方方向に摩擦して行われる。つまり、こ
こでは平行に摩擦されるポリイミト方向性層、例えば日
産化学産業社の方向性層ＳＥ 510のようなポリイミト方
向性層が重要である。他の可能性は、光配向させた方向
性層あるいは斜め蒸着で配向させた層である。このよう
な層を図１に示し、符号１６と１７を付ける。
の表面は、隣接する液晶分子、従って液晶層全体に方向
性作用をもたらし、これによりデレクターの方向を決め
るように処理される。この処理は、例えば高分子層を被
覆し、表面を一方方向に摩擦して行われる。つまり、こ
こでは平行に摩擦されるポリイミト方向性層、例えば日
産化学産業社の方向性層ＳＥ 510のようなポリイミト方
向性層が重要である。他の可能性は、光配向させた方向
性層あるいは斜め蒸着で配向させた層である。このよう
な層を図１に示し、符号１６と１７を付ける。
【００２１】このような処理の結果は以下で表面方向性
とも称される。これは、両方の板３と４上に矢印１８で
示してある。この場合、上板３の表面方位は下板４の方
位に平行である。上板３に属する偏光子５は、偏光方向
が表面方位に平行になるように配置されている。これに
反して、下板４に属する偏光子６の偏光方向は、表面方
位の方向あるいは偏光子５の偏光方向と角度βを成す。
この角度βは主に 90 °になる。しかし、同じように良
好な結果を得ることのできる他の偏光子配置も可能であ
る。そのような配置は単純な最適化により簡単に決定で
きる。
とも称される。これは、両方の板３と４上に矢印１８で
示してある。この場合、上板３の表面方位は下板４の方
位に平行である。上板３に属する偏光子５は、偏光方向
が表面方位に平行になるように配置されている。これに
反して、下板４に属する偏光子６の偏光方向は、表面方
位の方向あるいは偏光子５の偏光方向と角度βを成す。
この角度βは主に 90 °になる。しかし、同じように良
好な結果を得ることのできる他の偏光子配置も可能であ
る。そのような配置は単純な最適化により簡単に決定で
きる。
【００２２】この発明の目的に対して利用可能であり、
セル内にＳc * 相を形成する液晶混合物は、特に飽和ス
イッチング角α＞ 60 °とピッチｐ＞ｄに特徴がある。
この発明による液晶混合物の二つの例を表１及び表２に
示し、試験混合物ＡとＢとする。更に、これ等の液晶混
合物はＳc * 相の上部にコレストロール相Ｎ*を有するこ
と、つまり約 100℃から室温に冷却すると、等方性の相
からコレストロール相Ｎ* に、次いで直接所望のＳc *
相へ移行することでも優れている。
セル内にＳc * 相を形成する液晶混合物は、特に飽和ス
イッチング角α＞ 60 °とピッチｐ＞ｄに特徴がある。
この発明による液晶混合物の二つの例を表１及び表２に
示し、試験混合物ＡとＢとする。更に、これ等の液晶混
合物はＳc * 相の上部にコレストロール相Ｎ*を有するこ
と、つまり約 100℃から室温に冷却すると、等方性の相
からコレストロール相Ｎ* に、次いで直接所望のＳc *
相へ移行することでも優れている。
【表１】
【表２】
【００２３】この発明による液晶セルを作製するには、
強誘電性の液晶混合物を予め準備した約 2.1μm の板間
隔を持ち、平行に摩擦される配向層を持つセル内に充填
する。これは、周知のように約 90 ℃の温度で毛細管作
用により行われる。次いで、セルを 20 秒以内で 50 ℃
に冷却する。その場合、望ましい強誘電液晶配向が自然
に形成する。液晶層をＮ* 相からＳc * 相に冷却すと、
更に同じように自発的な巨視的に目視できる数μm の幅
と数百μm のドメイが生じる。
強誘電性の液晶混合物を予め準備した約 2.1μm の板間
隔を持ち、平行に摩擦される配向層を持つセル内に充填
する。これは、周知のように約 90 ℃の温度で毛細管作
用により行われる。次いで、セルを 20 秒以内で 50 ℃
に冷却する。その場合、望ましい強誘電液晶配向が自然
に形成する。液晶層をＮ* 相からＳc * 相に冷却すと、
更に同じように自発的な巨視的に目視できる数μm の幅
と数百μm のドメイが生じる。
【００２４】図８には、それぞれ層の厚さｄが 2μm で
二つの交差する分極を有する二つのセルの二つの偏光顕
微鏡写真が再現されている。ここでは、画像 (a)がこの
発明の表示セルに使用できる相転移Ｎ−Ｓc * を持つ液
晶混合物を示し、画像 (b)が相転移Ｎ−ＳA −Ｓ
C * （ここで、Ａは全ての液晶分子がスメクテッィク面
にほぼ垂直に向く配向に対するものである）を持つ通常
の強誘電液晶混合物を示す。これ等の写真から良く分か
ることは、この発明の液晶混合物が、動作準備状態で、
周知の強誘電性の表示セルで形成されない帯状のドメイ
ン構造を有する点にある。
二つの交差する分極を有する二つのセルの二つの偏光顕
微鏡写真が再現されている。ここでは、画像 (a)がこの
発明の表示セルに使用できる相転移Ｎ−Ｓc * を持つ液
晶混合物を示し、画像 (b)が相転移Ｎ−ＳA −Ｓ
C * （ここで、Ａは全ての液晶分子がスメクテッィク面
にほぼ垂直に向く配向に対するものである）を持つ通常
の強誘電液晶混合物を示す。これ等の写真から良く分か
ることは、この発明の液晶混合物が、動作準備状態で、
周知の強誘電性の表示セルで形成されない帯状のドメイ
ン構造を有する点にある。
【００２５】この発明の液晶セルは一連の利点で優れて
いる。つまり、液晶配置の自然形成（電気的な作用なし
に自発配向）が強誘電性の表示セルの製造を容易にす
る。同じように、この発明による表示セルは清澄温度以
上に安全に加熱できる。何故なら、冷却時に最適な配置
が再び自然に形成されるからである。結局、この発明に
よる表示セルはアクティブマトリックス制御でも小さな
制御電圧を用いて行え、高いコントラスと大きな位相範
囲を有する。
いる。つまり、液晶配置の自然形成（電気的な作用なし
に自発配向）が強誘電性の表示セルの製造を容易にす
る。同じように、この発明による表示セルは清澄温度以
上に安全に加熱できる。何故なら、冷却時に最適な配置
が再び自然に形成されるからである。結局、この発明に
よる表示セルはアクティブマトリックス制御でも小さな
制御電圧を用いて行え、高いコントラスと大きな位相範
囲を有する。
【００２６】この利点を解明するため、微視的な構造と
この構造に対して平均化した巨視的な見掛け上の像との
間を区別する必要がある。これを次に詳しく説明する。
以下の説明の前提は、図１と２に基づき説明する透過表
示セルの配置にある。液晶相は交差する二つの偏光子の
間に、両方の偏光子の一方が摩擦方向に平行に向くよう
に位置決めされている。そして、セルは、例えばアクテ
イブマトリックッスで電気的に駆動される画像点のセグ
メントに分割される。
この構造に対して平均化した巨視的な見掛け上の像との
間を区別する必要がある。これを次に詳しく説明する。
以下の説明の前提は、図１と２に基づき説明する透過表
示セルの配置にある。液晶相は交差する二つの偏光子の
間に、両方の偏光子の一方が摩擦方向に平行に向くよう
に位置決めされている。そして、セルは、例えばアクテ
イブマトリックッスで電気的に駆動される画像点のセグ
メントに分割される。
【００２７】先ず、巨視的な観察をする。既に説明した
ように、この発明による表示セルは、特に以下の点で優
れている。即ち、 ・表示はＵ＝０で暗くなり、｜Ｕ｜＞０で明るい。 ・電流電圧ヒステリシス特性曲線は各二つの同じ大きさ
の最高値を示す。
ように、この発明による表示セルは、特に以下の点で優
れている。即ち、 ・表示はＵ＝０で暗くなり、｜Ｕ｜＞０で明るい。 ・電流電圧ヒステリシス特性曲線は各二つの同じ大きさ
の最高値を示す。
【００２８】・電場のない状態の複屈折率Δｎは飽和状
態より大きい。 ・飽和電圧が非常に小さい自発分極ＰS （ＰS ＜ 5 nC/
cm2)場合でも比較的小さい。である。Ｕ＝０の場合、光
軸は摩擦方向に平行であり、表示は暗く、残留透過度は
非常に小さい。電圧が印加すると、表示は明るくなる。
この場合、正の電圧の作用は反対の負の電圧と同じであ
る。これは、画像を正の電圧と負の電圧で周期的に発生
させる対称制御を可能にする。正と負の電圧に交互に切
り換えるこの可能性は、例えばＳＳＦ（Surface Stabil
ized Ferroelectric Liquid Crystal)表示の場合のよう
に、ゴースト像の発生を防止する。
態より大きい。 ・飽和電圧が非常に小さい自発分極ＰS （ＰS ＜ 5 nC/
cm2)場合でも比較的小さい。である。Ｕ＝０の場合、光
軸は摩擦方向に平行であり、表示は暗く、残留透過度は
非常に小さい。電圧が印加すると、表示は明るくなる。
この場合、正の電圧の作用は反対の負の電圧と同じであ
る。これは、画像を正の電圧と負の電圧で周期的に発生
させる対称制御を可能にする。正と負の電圧に交互に切
り換えるこの可能性は、例えばＳＳＦ（Surface Stabil
ized Ferroelectric Liquid Crystal)表示の場合のよう
に、ゴースト像の発生を防止する。
【００２９】図９は試験混合物Ａを用いて室温で測定し
た、セルに印加する± 5 Vで 11.3Hzの対称三角電圧に
対する電流・電圧ヒステシス特性曲線を示す。この電流
電圧ヒステリシス特性曲線は既に上に述べた二つの最高
値を有し、一方がＵ＞2 で、他方がＵ＜2 である。これ
は、負の飽和電圧から零に、また零から正の飽和電圧に
遷移する時にそれぞれ自発分極の半分が切り換わること
を意味する。
た、セルに印加する± 5 Vで 11.3Hzの対称三角電圧に
対する電流・電圧ヒステシス特性曲線を示す。この電流
電圧ヒステリシス特性曲線は既に上に述べた二つの最高
値を有し、一方がＵ＞2 で、他方がＵ＜2 である。これ
は、負の飽和電圧から零に、また零から正の飽和電圧に
遷移する時にそれぞれ自発分極の半分が切り換わること
を意味する。
【００３０】これに反して、図１０は同じ電圧波形に属
する光電圧依存性を示す。この光電圧特性曲線は、均整
のとれたヒステリシス、これはドメインによるスイッチ
ングを意味するが、これを無視すれば、印加電圧に対し
てほぼ対称である。画像当たりに周期的な電圧切り換え
により、このヒステリシスは画質に影響を与えない。何
故なら、電圧をこの発明により必ず零から所望値に移行
させるからである。この発明の有利な実施例では、正と
負の二つの飽和状値の透過値は互いに 10 ％以上相違す
ることはない（100 ％の透過度は平行な分極でＵ＝０の
場合の光透過度に相当する）。
する光電圧依存性を示す。この光電圧特性曲線は、均整
のとれたヒステリシス、これはドメインによるスイッチ
ングを意味するが、これを無視すれば、印加電圧に対し
てほぼ対称である。画像当たりに周期的な電圧切り換え
により、このヒステリシスは画質に影響を与えない。何
故なら、電圧をこの発明により必ず零から所望値に移行
させるからである。この発明の有利な実施例では、正と
負の二つの飽和状値の透過値は互いに 10 ％以上相違す
ることはない（100 ％の透過度は平行な分極でＵ＝０の
場合の光透過度に相当する）。
【００３１】電場のない状態の複屈折率Δｎは、電圧を
更に上げても透過度が殆ど変わらない程度の大きさであ
る駆動電圧を印加した飽和状態より大きいことは驚くべ
きことである。これは、明るい状態で小さな複屈折率が
大きなセル間隔の使用を可能するから有利であり、これ
がこの発明の表示セルの製造に非常に重要である。複屈
折率Δｎの振舞は、反強誘電性のセルがないことも示
す。何故なら、丁度そこで飽和状態の複屈折率が零電場
の時より大きいからである。
更に上げても透過度が殆ど変わらない程度の大きさであ
る駆動電圧を印加した飽和状態より大きいことは驚くべ
きことである。これは、明るい状態で小さな複屈折率が
大きなセル間隔の使用を可能するから有利であり、これ
がこの発明の表示セルの製造に非常に重要である。複屈
折率Δｎの振舞は、反強誘電性のセルがないことも示
す。何故なら、丁度そこで飽和状態の複屈折率が零電場
の時より大きいからである。
【００３２】最後に、図１１は試験混合物Ｂでの測定を
示す。この測定で対応する表示セルに印加する駆動電圧
は 16 個の直線状に上昇する二重パルスの列で形成さ
れ、この二重パルスの各々はそれぞれ 20 msの同じ大き
さで逆向きの二つのパルスで構成されている。この測定
から明らかなことは、セルが 2.8 Vの非常に低い電圧で
既に飽和状態から暗い状態に完全に切り換わり、これが
高速（スイッチング時間 t＜ 500μs）で切り換わる点
にある。同様に、図１１はこの発明の表示セルが微細な
階調度であることを示している。
示す。この測定で対応する表示セルに印加する駆動電圧
は 16 個の直線状に上昇する二重パルスの列で形成さ
れ、この二重パルスの各々はそれぞれ 20 msの同じ大き
さで逆向きの二つのパルスで構成されている。この測定
から明らかなことは、セルが 2.8 Vの非常に低い電圧で
既に飽和状態から暗い状態に完全に切り換わり、これが
高速（スイッチング時間 t＜ 500μs）で切り換わる点
にある。同様に、図１１はこの発明の表示セルが微細な
階調度であることを示している。
【００３３】次に、微視的な外見を考察する。上に要約
した調査結果を非常に単純化された微視的な解釈は図３
〜６に基づき説明できる。これ等のうちの図３はスメク
ティック層３１の斜視図を、また図４〜６は互いに接す
る複数のスメクティック層４１と４２の断面をそれぞれ
示す。液晶層のスメクティック層は、この発明による表
示セルの場合、セルの板にほぼ垂直に対向している。更
に、互いに平行に配置された各層の分子は図３に示す面
法線３２に対して傾斜角θほど傾いている。この配置を
完全に特徴付けるため、Ｘ−Ｚ面内にある角度γも使用
する。境界効果なしのキラル・スメクティック相に対し
てこの角度γは一定でなく、層毎に増加する。それ故、
面法線のｙ方向に追従すると、個々の層の分子は一つの
円錐の上で移動し、冒頭で既に述べたランセピッチｐの
ラセン体が形成される。この場合、ラセン体は縁の力で
巻き上がっている。つまりγは約 90 °である。
した調査結果を非常に単純化された微視的な解釈は図３
〜６に基づき説明できる。これ等のうちの図３はスメク
ティック層３１の斜視図を、また図４〜６は互いに接す
る複数のスメクティック層４１と４２の断面をそれぞれ
示す。液晶層のスメクティック層は、この発明による表
示セルの場合、セルの板にほぼ垂直に対向している。更
に、互いに平行に配置された各層の分子は図３に示す面
法線３２に対して傾斜角θほど傾いている。この配置を
完全に特徴付けるため、Ｘ−Ｚ面内にある角度γも使用
する。境界効果なしのキラル・スメクティック相に対し
てこの角度γは一定でなく、層毎に増加する。それ故、
面法線のｙ方向に追従すると、個々の層の分子は一つの
円錐の上で移動し、冒頭で既に述べたランセピッチｐの
ラセン体が形成される。この場合、ラセン体は縁の力で
巻き上がっている。つまりγは約 90 °である。
【００３４】図４，５と６では、自発分極ＰS の方向が
符号・とｘ（・＝前向きのＰS ；ｘ＝後向きのＰS ）を
用いて、また分子の屈折率の楕円体４４の表示面への投
影が示してある。つまり、僅かな電場に対して（図４，
Ｕ＝０），正の電場に対して（図５，Ｕ＞０）および負
の電場に対して（図６，Ｕ＜０）示してある。図４，５
と６の層４１あるいは４２は先に説明したタイプの二つ
のストライプ状のドメインを示す。これ等のドメインは
摩擦方向４３にほぼ平行に進む。
符号・とｘ（・＝前向きのＰS ；ｘ＝後向きのＰS ）を
用いて、また分子の屈折率の楕円体４４の表示面への投
影が示してある。つまり、僅かな電場に対して（図４，
Ｕ＝０），正の電場に対して（図５，Ｕ＞０）および負
の電場に対して（図６，Ｕ＜０）示してある。図４，５
と６の層４１あるいは４２は先に説明したタイプの二つ
のストライプ状のドメインを示す。これ等のドメインは
摩擦方向４３にほぼ平行に進む。
【００３５】図４に示す電場のない状態では、隣接する
ドメインは互いに逆向きの自発分極ＰS を示す。光軸の
表示面への投影は、この場合、二つのドメインでほぼ平
行である。即ち、これ等の投影は摩擦方向４３と小さな
角度δをなすだけである。それ故、液晶層はこの状態で
最大の複屈折率を持つ。好ましい分極方位では表示セル
はＵ＝０に対して暗くなる。十分大きい駆動電圧Ｕに対
して、Ｕの符号に応じて、一方または他方のドメインに
切り換わる（図５と６にハッチングを付けて示す屈折率
楕円体）。このようにして生じた配置では、二つのドメ
インの分子はもはや平行でなく、角度2(θ−δ）ほど互
いに回転し、これは飽和状態で観察された小さな複屈折
率を説明する。
ドメインは互いに逆向きの自発分極ＰS を示す。光軸の
表示面への投影は、この場合、二つのドメインでほぼ平
行である。即ち、これ等の投影は摩擦方向４３と小さな
角度δをなすだけである。それ故、液晶層はこの状態で
最大の複屈折率を持つ。好ましい分極方位では表示セル
はＵ＝０に対して暗くなる。十分大きい駆動電圧Ｕに対
して、Ｕの符号に応じて、一方または他方のドメインに
切り換わる（図５と６にハッチングを付けて示す屈折率
楕円体）。このようにして生じた配置では、二つのドメ
インの分子はもはや平行でなく、角度2(θ−δ）ほど互
いに回転し、これは飽和状態で観察された小さな複屈折
率を説明する。
【００３６】零位置から正に飽和した配置に切り換える
には、電荷を電極に流す必要がある。負に飽和したセル
配置から零に切り換える場合には、同じ電荷が流れる。
負の飽和状態から正の飽和状態への電荷反転は二つの電
流パスルで行われる（図９）という観察は、図４に示す
中間状態がＵ＝０に対して実際上受入れられることを示
す。
には、電荷を電極に流す必要がある。負に飽和したセル
配置から零に切り換える場合には、同じ電荷が流れる。
負の飽和状態から正の飽和状態への電荷反転は二つの電
流パスルで行われる（図９）という観察は、図４に示す
中間状態がＵ＝０に対して実際上受入れられることを示
す。
【００３７】このモデルは確かに新しい電光効果を強く
単純化たたものである。表示のうちの重要でなくはない
部分は転位線から成る。つまり、この表示では分子が平
面から傾いていてもよく（γ≒ 90 °) ，スメクティッ
ク層が正確に表示面に垂直に向いている必要はないこと
が無視されている。しかし、このモデルは上に説明した
観察を解明し、この発明の表示セルが完全に新しい表示
器のタイプであることを示す。
単純化たたものである。表示のうちの重要でなくはない
部分は転位線から成る。つまり、この表示では分子が平
面から傾いていてもよく（γ≒ 90 °) ，スメクティッ
ク層が正確に表示面に垂直に向いている必要はないこと
が無視されている。しかし、このモデルは上に説明した
観察を解明し、この発明の表示セルが完全に新しい表示
器のタイプであることを示す。
【００３８】ここでは、反強誘電性の表示セルとは異な
ったセルタイプも大切であることを自発分極の交番方向
切り換わりが示している。この分極は、この場合、その
方向をスメクティック層毎に切り換えるのでなく、それ
ぞれ数百のスメクティック面を有するドメイン毎に切り
換える。交互に正と負の電圧で駆動される表示セルの重
要な特性は符号の切り換わりに関して電光応答が対称で
ある点にある。図４，５と６から容易に分かるように、
これは帯状のドメインができる限り微細に分布し、同じ
大きさである場合にのみ保証される。この発明による表
示セルで自然に生じる微細な線では、これが自動的な場
合である。もっとも、ＳC 相の上部にＳA 相が存在する
および／または飽和スイッチング角αが 60 °より小さ
いなら、ドメインは、主に存在する場合、もっと広い面
積で直線状でない。従って、電光応答はドメイン形成の
偶然に応じて非対称であり、これが閃光現象を与える。
何故なら、表示器が像毎に輝度を換えるからである。
ったセルタイプも大切であることを自発分極の交番方向
切り換わりが示している。この分極は、この場合、その
方向をスメクティック層毎に切り換えるのでなく、それ
ぞれ数百のスメクティック面を有するドメイン毎に切り
換える。交互に正と負の電圧で駆動される表示セルの重
要な特性は符号の切り換わりに関して電光応答が対称で
ある点にある。図４，５と６から容易に分かるように、
これは帯状のドメインができる限り微細に分布し、同じ
大きさである場合にのみ保証される。この発明による表
示セルで自然に生じる微細な線では、これが自動的な場
合である。もっとも、ＳC 相の上部にＳA 相が存在する
および／または飽和スイッチング角αが 60 °より小さ
いなら、ドメインは、主に存在する場合、もっと広い面
積で直線状でない。従って、電光応答はドメイン形成の
偶然に応じて非対称であり、これが閃光現象を与える。
何故なら、表示器が像毎に輝度を換えるからである。
【００３９】非常に動作電圧が低く、階調度の再現性が
同じであり、コントラスの値が大きいおよび作製が比較
的容易であるため、および強誘電体性の表示セルで既に
周知の利点のため、この発明による液晶セルは、早い画
像列を処理する必要のある応用に特に良好に適してい
る。これには、例えばテレビ装置のビデオ表示器、ビデ
オカメラ、頭上装備表示器、ヒデオ投影器、マルチメデ
ィヤ装置等が属する。
同じであり、コントラスの値が大きいおよび作製が比較
的容易であるため、および強誘電体性の表示セルで既に
周知の利点のため、この発明による液晶セルは、早い画
像列を処理する必要のある応用に特に良好に適してい
る。これには、例えばテレビ装置のビデオ表示器、ビデ
オカメラ、頭上装備表示器、ヒデオ投影器、マルチメデ
ィヤ装置等が属する。
【００４０】ここで、上で説明した液晶セルがこの発明
の可能な多数の実施例のただ一つの選択のみを表すこと
をも指摘しておく。この発明による表示セルは、先に説
明したような透過だけでなく、反射でも使用でき、それ
に合わせてそのように形成できる。この場合、反射体は
拡散状態になり、この場合には図１の透過性の表示器と
組み合わせる。反射体は鏡のように反射してもよい。こ
れは層の厚さｄが薄いセルを与える。
の可能な多数の実施例のただ一つの選択のみを表すこと
をも指摘しておく。この発明による表示セルは、先に説
明したような透過だけでなく、反射でも使用でき、それ
に合わせてそのように形成できる。この場合、反射体は
拡散状態になり、この場合には図１の透過性の表示器と
組み合わせる。反射体は鏡のように反射してもよい。こ
れは層の厚さｄが薄いセルを与える。
【００４１】図７は、今度は、鏡のように反射する応用
の例としてこの発明による反射性の投影表示器の一部５
０を示す。ここでは、シリコン板５１の上に必要な駆動
電圧を発生するのに適した半導体構造５２が付けてあ
る。更に、これに付属する電極にはそれぞれ一つの光反
射金属面５３があり、液晶層５４を二つの方位層５５で
仕切っている。更に、この表示器には第二の板、つまり
図示していない対向電極を有する光透過性の対向板５６
と、この板５６の上に配置された偏光ビームスプリッタ
５７とがある。
の例としてこの発明による反射性の投影表示器の一部５
０を示す。ここでは、シリコン板５１の上に必要な駆動
電圧を発生するのに適した半導体構造５２が付けてあ
る。更に、これに付属する電極にはそれぞれ一つの光反
射金属面５３があり、液晶層５４を二つの方位層５５で
仕切っている。更に、この表示器には第二の板、つまり
図示していない対向電極を有する光透過性の対向板５６
と、この板５６の上に配置された偏光ビームスプリッタ
５７とがある。
【００４２】この表示器を使用する場合、図示していな
い投影ランプの光は三原色に分解され異なる三つの部分
５０に偏向されるか、あるいは個々の画像時間の各３分
の１の間に赤、緑および青色の光を通すカラーフィルタ
ーを通過する。両方の場合、光５８は偏光ビームスプリ
ッター５７に入射し、このビームスプリッターが一方の
偏光成分を反射し、他方の偏光成分（５８.1）を通す。
反射して液晶に入射する光は直線偏光している。この光
は液晶層５４を横断し、鏡面仕上げされた電極５３によ
り逆反射され、もう一度液晶を戻り通路で横断する。偏
光ビームスプリッター５７は、成分５９のみ、つまり電
光変調された液晶層の複屈折率により生じる成分のみを
通す検光子として働く。他の成分５８.2は反射されてラ
ンプへ戻る。次いで、変調された光５９は適当な光学系
により投影スクリーン（後方あるいは前方投影）に投影
され、ビームを分解する場合には、原色に属する三つの
ビームが再び再結合される。
い投影ランプの光は三原色に分解され異なる三つの部分
５０に偏向されるか、あるいは個々の画像時間の各３分
の１の間に赤、緑および青色の光を通すカラーフィルタ
ーを通過する。両方の場合、光５８は偏光ビームスプリ
ッター５７に入射し、このビームスプリッターが一方の
偏光成分を反射し、他方の偏光成分（５８.1）を通す。
反射して液晶に入射する光は直線偏光している。この光
は液晶層５４を横断し、鏡面仕上げされた電極５３によ
り逆反射され、もう一度液晶を戻り通路で横断する。偏
光ビームスプリッター５７は、成分５９のみ、つまり電
光変調された液晶層の複屈折率により生じる成分のみを
通す検光子として働く。他の成分５８.2は反射されてラ
ンプへ戻る。次いで、変調された光５９は適当な光学系
により投影スクリーン（後方あるいは前方投影）に投影
され、ビームを分解する場合には、原色に属する三つの
ビームが再び再結合される。
【００４３】この配置は交差する二つの偏光子の間に二
倍の厚さを持つ表示器に光学的に対応している。先に説
明した機能の経過から、光源で形成されセルに入射する
光ビームが検光子に入射する前に複屈折する液晶層５４
を二回横断する。従って、光が液晶の中を進む区間ｄ
eff は液晶層の厚さｄの二倍、つまり 2ｄである。それ
故、反射動作のためにあるこの発明の表示セルを実現す
るには、セルの厚さｄが同等な透過表示セルに比べて半
分になる。これも必要な動作電圧を半分にすることにな
る。
倍の厚さを持つ表示器に光学的に対応している。先に説
明した機能の経過から、光源で形成されセルに入射する
光ビームが検光子に入射する前に複屈折する液晶層５４
を二回横断する。従って、光が液晶の中を進む区間ｄ
eff は液晶層の厚さｄの二倍、つまり 2ｄである。それ
故、反射動作のためにあるこの発明の表示セルを実現す
るには、セルの厚さｄが同等な透過表示セルに比べて半
分になる。これも必要な動作電圧を半分にすることにな
る。
【００４４】
【発明の効果】以上、説明したように、この発明による
強誘電性の液晶セルにより、周知の強誘電性の表示セル
の優れた利点、つまり少ない視角依存性、階調度および
短いスイッチング時間を有するが、上の述べた周知のＤ
ＨＦ表示セルの難点を持っていない液晶セルをが得られ
る。
強誘電性の液晶セルにより、周知の強誘電性の表示セル
の優れた利点、つまり少ない視角依存性、階調度および
短いスイッチング時間を有するが、上の述べた周知のＤ
ＨＦ表示セルの難点を持っていない液晶セルをが得られ
る。
【図１】 この発明によるカラー表示セルの一部の模式
断面図、
断面図、
【図２】 図１に示す部分の単純化した斜視図、
【図３】 Ｓc * 層の個々のスメクティック層の拡大
図、
図、
【図４】 制御電圧に応じて得られる一つの分子配置を
持つスメクティック層の単純化した図、
持つスメクティック層の単純化した図、
【図５】 制御電圧に応じて得られる他の分子配置を持
つスメクティック層の単純化した図、
つスメクティック層の単純化した図、
【図６】 制御電圧に応じて得られる他の分子配置を持
つスメクティック層の単純化した図、
つスメクティック層の単純化した図、
【図７】 反射表示セルの単純化した模式図、
【図８】 このはつめいの表示セルに使用される液晶混
合物（ａ）と通常の強誘電性の液晶混合物（ｂ）の偏光
顕微鏡撮影像、
合物（ａ）と通常の強誘電性の液晶混合物（ｂ）の偏光
顕微鏡撮影像、
【図９】 試験混合物Ａの室温で測定された電流・電圧
ヒステリシク特性曲線、
ヒステリシク特性曲線、
【図１０】 同じ電圧波形に属する光の透過度と駆動電
圧の依存性を示すグラフ、
圧の依存性を示すグラフ、
【図１１】 試験混合物Ｂの表示セルに印加する駆動電
圧の時間と透過度の関係を示すグラフ、
圧の時間と透過度の関係を示すグラフ、
１ 表示セル ２ ＳC * 層 ３，４ 平行な上板と下板 ５，６ 偏光子 ７，８ 電極 ７a,７b,７c 下部電極 ９，１０，１１ カラーフィルター １２，１３，１４ 電子部品 １５ 駆動電子回路 １６，１７ 方位層 １８ 矢印 ３１ スメティック層 ３２ 面法線 ４１，４２ スメティック層 ４３ 摩擦層 ４４ 屈折率楕円体 ５０ 投影表示器の一部 ５１ シリコン板 ５２ 半導体構造 ５３ 金属面 ５４ 液晶層 ５５ 方向層 ５６ 対向板 ５７ 偏光ビームスプリッター ５８ 光 ５９ 変調光 ＰS 自発分極 ｄ 層の厚さ ｐ ランセピッチ α 飽和スイッチング角度 β 表面方向と分極方向の間の角度 θ 傾斜角 γ ＸＺ面内の角度 δ 光軸と摩擦方向４３との成す角度
Claims (8)
- 【請求項１】 強誘電性で複屈折性のキラル・スメクテ
ィック液晶層（２）と少なくとも一つの偏光子（５，
６）とを備え、セル（１）が液晶層（２）を閉じ込める
一対の平行な板（３，４）を有し、各々の板に液晶層
（２）の分子を整列させる表面構造と、電圧Ｕで電場を
発生する少なくとも一つの電極（７，８）とを設け、液
晶層（２１）が膜厚ｄと飽和スイッチング角度αを有す
る液晶セルにおいて、前記膜厚ｄが液晶層のランセピッ
チｐより小さく、飽和スイッチング角度αが 60 °より
大きく、液晶層がＳC * 相の上にコレストロール相を形
成し、Ｕ＝０でのセルの光路差Δｎ・ｄeff が飽和状態
の場合より大きく、ここで、Δｎが複屈折率で、ｄeff
が偏光子と検光子の間を光の進む距離であり、セルの電
流・電圧特性曲線がＵ＞０とＵ＜０に対してそれぞれ一
つの最高値を有することを特徴とする液晶セル。 - 【請求項２】 透過表示器として使用され、正と負の飽
和状態の光透過値の相違は 10 ％より大きくないことを
特徴とする請求項１に記載の液晶セル。 - 【請求項３】 透過表示器として使用され、反射性の鏡
あるいは拡散鏡を有することを特徴とする請求項１に記
載の液晶セル。 - 【請求項４】 表面構造は摩擦される平行な方向層で形
成され、少なくとも一つの偏光子（５，６）が摩擦方向
に平行であることを特徴とする請求項１〜３の何れか１
項に記載の液晶セル。 - 【請求項５】 表面構造は平行なデレクタを持つ二つの
光電方向層（１６，１７）で形成され、少なくとも一つ
の偏光子（５，６）はデレクタに平行であることを特徴
とする請求項１〜３の何れか１項に記載の液晶セル。 - 【請求項６】 偏光子（５，６）は互いに垂直に配置さ
れていることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に
記載の液晶セル。 - 【請求項７】 請求項１〜６の何れか１項の液晶セルを
有することを特徴とする表示手段。 - 【請求項８】 ビデオカメラ、テレビ装置の表示器、頭
上組込表示器、ビデオ投影器、あるいはマルチメディヤ
装置であることを特徴とする請求項７に記載の表示手
段。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CH19963073/96 | 1996-12-13 | ||
| CH307396 | 1996-12-13 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10221718A true JPH10221718A (ja) | 1998-08-21 |
Family
ID=4248029
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9343281A Withdrawn JPH10221718A (ja) | 1996-12-13 | 1997-12-12 | 強誘電性の液晶セル |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6111631A (ja) |
| EP (1) | EP0848281B1 (ja) |
| JP (1) | JPH10221718A (ja) |
| KR (1) | KR100596683B1 (ja) |
| CN (1) | CN1126981C (ja) |
| DE (1) | DE59712621D1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6344889B1 (en) | 1999-03-19 | 2002-02-05 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Liquid crystal display and method of manufacturing the same |
| US6900874B1 (en) * | 1999-08-30 | 2005-05-31 | Deutsche Telekom Ag | Device and method for the temperature-independent operation of electro-optical switches on the basis of ferroelectric liquid crystals having a deformed helix |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19822150C2 (de) * | 1998-05-16 | 2003-09-11 | Univ Stuttgart | Flüssigkristalldisplay |
| GB2398130A (en) * | 2003-02-05 | 2004-08-11 | Ocuity Ltd | Switchable active lens for display apparatus |
| JP4260752B2 (ja) * | 2004-01-15 | 2009-04-30 | シャープ株式会社 | 表示素子および表示装置 |
| JP5070614B2 (ja) * | 2008-10-31 | 2012-11-14 | Ｎｅｃディスプレイソリューションズ株式会社 | プロジェクタ及びその制御方法 |
| US20100171921A1 (en) * | 2009-01-06 | 2010-07-08 | Industrial Technology Research Institute | Liquid crystal display |
| CN105556505A (zh) | 2013-09-30 | 2016-05-04 | 慧与发展有限责任合伙企业 | 遗产系统 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0539991B1 (en) * | 1991-10-30 | 1997-01-08 | Canon Kabushiki Kaisha | Liquid crystal device and display apparatus |
| US5629788A (en) * | 1992-12-29 | 1997-05-13 | Canon Kabushiki Kaisha | Liquid crystal device providing tilt angle inclination angle and ps satisfying relationships at 55 degrees |
| EP0813096A1 (de) * | 1996-06-12 | 1997-12-17 | Rolic AG | Flüssigkristalline Anzeige-, Schalt- oder Bildverarbeitungsvorrichtung |
-
1997
- 1997-12-02 EP EP97810936A patent/EP0848281B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1997-12-02 DE DE59712621T patent/DE59712621D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1997-12-08 US US08/986,711 patent/US6111631A/en not_active Expired - Fee Related
- 1997-12-12 JP JP9343281A patent/JPH10221718A/ja not_active Withdrawn
- 1997-12-12 CN CN97125400A patent/CN1126981C/zh not_active Expired - Fee Related
- 1997-12-13 KR KR1019970068468A patent/KR100596683B1/ko not_active IP Right Cessation
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6344889B1 (en) | 1999-03-19 | 2002-02-05 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Liquid crystal display and method of manufacturing the same |
| US6900874B1 (en) * | 1999-08-30 | 2005-05-31 | Deutsche Telekom Ag | Device and method for the temperature-independent operation of electro-optical switches on the basis of ferroelectric liquid crystals having a deformed helix |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6111631A (en) | 2000-08-29 |
| EP0848281B1 (de) | 2006-04-19 |
| KR100596683B1 (ko) | 2006-10-04 |
| CN1186967A (zh) | 1998-07-08 |
| DE59712621D1 (de) | 2006-05-24 |
| CN1126981C (zh) | 2003-11-05 |
| EP0848281A1 (de) | 1998-06-17 |
| KR19980064115A (ko) | 1998-10-07 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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| A761 | Written withdrawal of application |
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