JPS5865418A - 液晶装置 - Google Patents

液晶装置

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Publication number
JPS5865418A
JPS5865418A JP56165376A JP16537681A JPS5865418A JP S5865418 A JPS5865418 A JP S5865418A JP 56165376 A JP56165376 A JP 56165376A JP 16537681 A JP16537681 A JP 16537681A JP S5865418 A JPS5865418 A JP S5865418A
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JP
Japan
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liquid crystal
comb
light
electrodes
transparent substrate
Prior art date
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Pending
Application number
JP56165376A
Other languages
English (en)
Inventor
Takao Kawamura
河村 孝夫
Akihiko Sugimura
明彦 杉村
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Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Kyocera Corp filed Critical Kyocera Corp
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Priority to US06/409,848 priority patent/US4645304A/en
Priority to DE19823231285 priority patent/DE3231285A1/de
Publication of JPS5865418A publication Critical patent/JPS5865418A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL 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
    • G02F1/00Devices 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
    • G02F1/01Devices 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 
    • G02F1/13Devices 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
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1343Electrodes
    • G02F1/134309Electrodes characterised by their geometrical arrangement
    • G02F1/134327Segmented, e.g. alpha numeric display

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)

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】 零発I14は液晶の電気光学効果を利用した液晶装置の
改良に関し、より詳細Cは液晶分子の持つ二色性、即ち
液晶分子の長軸方向とそれに直交する方向とで光の徴収
率が異なる特性を利用した液晶装置cllするものであ
る。
近時、液晶装置は液晶が示す電気光学効果を応用し、耽
時Itや電車等の数字表示パネルの表示デバイスとして
多用されるとともIC表示デバイス以外の分野、例えば
写真機やプリンタ用光像走査装[C使用される元シャッ
ター等のオプトエレクトロニクスの分野にも応用展開が
図られている。
しかし乍ら、従来の液晶装置の電気光学効果を用いて、
例えば光シヤツター動作を行わせる場匍光の通過のON
%OFF状層を形成するための液晶の二方向への配向が
、一方は相対向する電極間に電界を印加し、両電極間に
介在する液晶分子の配列を強制的(変化させているのc
t4し、他一方は初期の液晶分子配列にもとすく分子配
向にのみ依存しているため、その応答速度が数十〜数百
(2)・・と極めて遅く、かつ光の過断も完全でないた
め光シャ゛ツタ−としては到底実用に供しなかった。
そこで、この従来の液晶装置の応答速度の欠点を改良す
るため液晶セルの相対向する電極の一方を櫛形とした3
電極構痺のものがチャニンにより提案された。
この3電極構造の液晶セルを使用した液晶装置は液晶分
子の光学的異方性によるレターデーシーンを利用したも
ので、!lI1図囚(図囚W−示すよう(偏光軸が互い
に直交する2枚の偏光板Po%An間に液晶セルlを、
該液晶セル1の櫛形電極LO1L2の長さ方向(y軸方
向)が両偏光板PO%Amの偏光軸(罰して45°の傾
きをもつよう(配置された構造を有しており、前記液晶
セル五の対向する電極L・とLlの間に電圧Veを印加
すると、液晶分子は垂直配向(第1図(B)の3軸方向
)し、光はそのまま液晶セルを通過するため、光は偏光
軸が互いに直交する2枚の偏光板Po%AnCより完全
に遍断され、光のOFF状態となり、−万一形電極Lo
とL2の間に電圧Vdを印加すると、液晶分子は平行配
向(11図(B) x軸方向)し、x軸方向に光軸を持
つl軸性結晶と同じ光学的特性となって、光軸が2枚の
偏光板と45″の傾きをもつものとなるため光は次式で
示される強度で通過し、光のON状態となる。
式中、■O:偏光板P・、ムnを通過する際の損失を差
し引いた後の光の強さ 1m=入射光の偏光方向と液晶分子軸方向となす角 声冨45’ S:液晶セル中での常光線と異常光− との位相差 かくして、光のON%OFF状態が電圧v0、Vdの印
加切換えにより制御される。この3電極構造の液晶セル
を使用した液晶装置は光の通過のON、 OFF状態を
形成するための液晶配向かいずれも電圧Va、Vdの印
加による強制的なものであるため、数ma・Cという早
い応答速度が得られる。
しかし乍ら、このチャニンの3電極構造の液晶セルを使
用した液晶装置は光の通過のON、 OFF状態を形成
するのに偏光板が必ず2枚必要であるため、この2枚の
偏光板により通過する光が損失され、光の通過のON状
態でも通過する光は極めて弱く、光の通過のON、 O
FF状園のコントラスト比が極めて低いという欠点を有
していた。また同時に高価な偏光板を2枚必要とするた
め装置が大型化するとともに高コストとなる欠点も有し
ていた本尭明者等は上記従来の欠点の解消のために、櫛
形電極を有する透明基板と対向電極を有する透明基板と
を、両電極が@対向するよう【近接配置し、且つ両透明
基板間に液晶を封入した液晶セルと、―記櫛形電極間の
電界による液晶の配向方向と平行となる偏光軸を有する
偏光板とから成る応答速度が早く、且つ光の通過のON
、OFF状態のコントラスト比が^<、シかも小i1に
シて低コストな液晶装置を先に提案した。
しかし乍ら、この液晶装置も櫛形電極に電圧を印加して
液晶を強制的に配向させ、光の通過のoyr B態を形
成させた場合、該櫛形電極の基底部が凹状であるため基
底sc印加される電界方向が歯scおける電界方向とs
o”ずれ、その部位の液晶を液晶装置の光の通過のON
状態を形成する方向に配向させることになり、その結果
、櫛形電極の基底−は常に党を通過し、完全な光の通過
の01FF状態を形成することができないという点で改
良すぺぎ課■を有していた。
不発9+1は不発明看等が先に提案した液晶装置に於い
て、完全な光の通過のOFF状態を形成することができ
る液晶装置を提供することをその目的とするものである
本発明は櫛形電極を有する透明基板と対向電極を有する
透明基板とを両電極が相対向するよう【近接配置すると
ともに両透明基板間に液晶を封入した液晶セルと、前記
櫛形電極間の電界による液晶の配向方向と平行となる偏
光軸を有する偏光板とから成る液晶装置において、前記
透明基板の少なくとも一方の基板の外表面における前記
櫛形電極の基底部(対応する部分に遮光体を配設したこ
とを特徴とするものである。
以下、本発明を添付図11ic基づき詳細に説明する。
第2図体51B)は本発明の液晶装置の基本構成を示し
、lは液晶セル、Poは偏光板である。
液晶セルlは内面に櫛形の電極L・、L2を有する透明
基板2と内向に対向電極LXを有する透明基板3を、両
基板間に所定間−を形成するようにスペー94を介して
近接配置し、該間隙内に正の誘電異方性を示す液晶Sを
封入したものである。
前記透明基板2.3の白衣@Cは、分子配向処理が施し
てあり、液晶Sの分子が基板に対し平行もしくは−直に
なるように処理されている。
―記−形電極L・、Lz及び対向電極L1は酸化スベ酸
化インジウム等の透明導電社料から成り、従来周知の薄
膜手法及びエツチング加工法を採用することにより形成
される。
前記櫛形電極は98図に示すように凹状の電極L@に凸
状の電極L2を嵌入させた形状を有しており、凹状の電
IiL・は共通電極として接地されており、凸状の電極
L3は、駆動電極として外部電II(不図示)に接続さ
れている。この櫛形電@Lo、L!間に駆動電圧vdが
印加されると、櫛形電極の基底部(11811斜線部参
IK)の領域を除いて液晶Sは液晶セルlの基[1,l
に対し強制的に平行に配向される。
また、前記対向電極Llは制御電極として外部電源(不
図示)EIl絖されており、前記共通接地電極Loとの
間で制御電圧vcIが印加されると液晶Sは基板2.3
に対し垂直に強制的に配向される。
前記櫛形電極の基底部の領域の液晶は、櫛形電極Le、
 t、z間に駆動電圧Vdを印加したと#に、液晶セル
1の基@2.3r一対し垂直方向に配向されその結果、
光の通過を許容すること(なり、この領域は実際上、液
晶装置として機能しない部分である。
そこで、本発明(おいては、透明基鈑2.3の少なくと
も一方の基1fl#cおいて、櫛形電極の基底部【該当
する部分【遼光体を配設することが重要である。このた
めに、例えば1s1図に示すように、液晶セルlの透明
基板3の外表面には、櫛形電極L・、Lzの基底部【#
当する部分【金属蒸着膜等から成る遮光体6が配設され
ている。
尚、前記櫛形電極Lo%L2の歯数は第3図に示す3個
のものC4I定されるものではなく、液晶セル1の大き
さ等に応じその歯数を任意に変更することが可能である
餉配偏光板Pot寡液晶セルlの引りすなわち光の出射
側に配置されており、その偏光軸は液晶セル1の櫛形電
極L・、Lzの方向と直交する方向、換言すれば、櫛形
電極間の電界【よる液晶5の配向方向と平行となってい
る。
かくして、本発明の液晶装置に於いて、液晶セルlの前
部すなわち光の入射側に光源としてタングステンを発光
エレメントとする夏ラング(図示せず)を配置し、該液
晶セル1の櫛形電極L・、Lz間に駆動電圧vdを印加
した場合、液晶20分子は液晶セル10基板に対し平行
(嬉8図(B)の1軸方向)E配向し、通過する平行方
向cX軸方向)の光を強く吸収して、垂直方向(X軸方
向)の光のみを通過させる。この液晶セルlを通過した
垂直方向(X軸方向)の光は、液晶セル1区近接して配
置された偏光軸が液晶セル1の平行方向CX軸方向)と
岡方崗の偏光IIP・(より徴収され、偏光11P・を
通過することはなく完全に速断され、党の通過のOFF
状腸が形成される。
尚、この時櫛形電極L・、Lzの基底mcおいては液晶
分子の配向はX軸方向に対し・OoずれたX軸方向とな
り、X軸方向の光がそのまま液晶セル1及び偏光板Po
を通過し、光の通過のON状態が形成されるが、前記遮
光体6cより完全に光の通過が速断されているため、完
全な光のOFF状−が形成される。
また、液晶セルlの灼向電極Llと接地電極り。
間に制御電圧Vcを印加した場合、液晶5の分子は液晶
セルlの基板C灼し垂直方向(第2図(B) X軸方向
)に配向し、光は液晶5cよる吸収を受けることはなく
、そのまま液晶セル1を通過する。この液晶セルlを通
過した光は、液晶セル1c近接して配置された偏光板P
oCより、偏光板PGの偏光軸以外の光は吸収されるも
のの偏光軸に平行な光はそのまま通過し、光の通過のO
N状態が形成される。これにより光の通過のON、 O
FF状口が形成される。
なお、本発明においては遮光体6を配設する位置は透明
基板2.3の外表面Cおける櫛形電極の基底@C対応す
る部分以外に透明基*2.3の内表面であってもよい。
例えば透明基板2の内表面において櫛形電極の基底部上
に直接不透明の絶縁樹脂等から成る遣光体を塗布するこ
ともできる。
次に、本発明を以下に示す実施例に基づき説明する。
下記の実施例においては液晶セル及び偏光板を第2図に
示すように配置するとともに、櫛形電極は亀3図に示す
形状とした。そして光源としてはHa −Ne v−f
 −(入= 68281) *’fl用L、各m晶セル
に駆動電圧(Vd )、制御電圧(V・)をそれぞれ印
加して液晶装置としての応答速度(立上り時間及び立下
り時間)及び表示の鮮明度としてのコントラスト比を測
定した。
尚、応答速度としての立上り時間(1:write)、
立下り時間(11:era畠・)及びコントラスト比は
次式により規定する。
’CwriLs=  T、delay  +   1;
riaa1:era@・=   E d@aay式中、
1:d@1mF =透過光強度の最小値から透過光強度
の最大値の10 Lscなるまでの立上り時 間 ”Criaa  −透過光強度の最大値のlO嘩から9
0%iCなるまでの 時間 Cd@cmy =透過光強度の最大値の90−からlO
慢(なるまでの 時間 式中、Twmx : 透過光強度の最大値7j+nin
 : 透過光強度の最小値〔実施例1〕 液晶セル及び偏光板を下記のものより構成し、制御電圧
(Ve)として35V(r−m−a)、駆動電圧(Vd
)として35V(r−m−s)を印加し応答速度及びコ
ントラスト比を測定した。
液晶セル 使用液晶二ZLI −1557(メルク社M)透明基板
ニガラス基板 電極材料二酸化インジウム 透明基板間膝(液晶層厚) : 12.5μ厘偏光板 HN−11(ポラロイド社製) (測定結果) 応答速度 立上り時間(てwrite) = gLIS m5ec
立下り時間(τd@eay) = (L3! tam@
sコントラスト比 〔実施例2〕 実施例1の透明基板間II(液晶層厚)を9.0μlと
した液晶セルを用い制御電圧(Ve)として35V(r
−m−s)駆動電圧(Vd)として35V(r−a+−
a)を印加し実施例1と同一方法で応答速度、及びコン
トラスト比を測定した。
(I111定結果) 応答速度 立上り時間(1:write) = 0.33m5@e
立下り時間(’[dsaay) = 0.3115ms
@eコントラスト比 〔実施例3〕 実施例1の透明基板間■(液晶層厚)を10μ纒とした
液晶セルを剛い、制御電圧(Ve)として35V(r−
m4)駆動電圧(Vd)としテ50V(r−m−a)を
印屯 加し、実施例1と同一方法で応答速度及びコントラスト
比を測定した。
(測定結果) 応答速度 立上り時間(τwr i t・) = 0.27m1e
e立Fり時間〔てdecay) = 0.30m5ec
コントラスト比 〔比較例〕 実施例1の液晶セル及び2枚の偏光板を第1図に示すよ
うに配置し、制御電圧(Vc)としてssV(r−m−
s)、駆動電圧(Vd )として35V(r−in−s
+)を印加し応答速度及びコントラスト比を測定した。
(測定結果) 応答速度 立上り時間(てwrit@) = 1.s ulll@
(1立下り時間(τd@aay) = 0.35 m5
saコントラスト比 本発明の液晶装置によれば、上記実施例及び比較例の一
定結果からも判るよう(、液晶セルと1枚の偏光板を、
偏光板の偏光軸が液晶セルの櫛形電極間の電界による液
晶の配向方向と平行となるように配置したことにより、
従来の液晶装置に比し、極めて応答速度が早く、特に立
上り時間が顕著に改良され、且つ高ツノトラスト比の液
晶装置が得られ、その上、液晶セルの櫛形電極の基底部
に該当する部分【遍光体を配設したことkこより、不要
な光の漏れを防止し、光の通過のOFF状態が完全【行
なわれる。更に、この遣光体を設けるだけで、液晶装置
の実用部分が規定されるため、その実用部分を任意に且
つ正確に設定することができ、液晶装置の製作も簡単化
される。
また、本発明によれば高価なAft 銀を工1枚しか使
用しないため装置の小型化、低コスト化が達成される。
なお、本発明は上述した実施例に一@’x?−されるも
のではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば種
々の変史は□1能である。
【図面の簡単な説明】
第1回置(B)は従来の液晶装置の構造を説明するため
の図、第2図IA)(B)は本発明の液晶装置の構造を
説明するための図、第3図は櫛形電極の一例を示す平面
図である。 l:液晶セル  2.3;−透明基板 5:液晶    6:遣先棒 Lo%Ll:@形電極  Ll:対向電極Po1A謳:
偏光板 特許出願人 京都セラミック株式会社 代表者稲盛和夫 河村孝夫

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 機態電極を有する透明基板と対向電極を有する透明基板
    とを両電極が相対向するように近接配置するとともに両
    透勇基板間C@晶を飼犬した液晶セルと、前記櫛形電極
    間の電界による液晶の配向方向と平行となる偏光軸を有
    する偏光板とから成る液晶装置において、前記透明基板
    の少なくとも一方の基板W−おける前記櫛形電極の基底
    sC該当する部分に透光体を配設したことを特徴とする
    液晶装置・
JP56165376A 1981-08-25 1981-10-15 液晶装置 Pending JPS5865418A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP56165376A JPS5865418A (ja) 1981-10-15 1981-10-15 液晶装置
US06/409,848 US4645304A (en) 1981-08-25 1982-08-20 Liquid crystal device having interdigitated electrodes with shade member
DE19823231285 DE3231285A1 (de) 1981-08-25 1982-08-23 Fluessigkristallvorrichtung, insbesondere fuer die numerische anzeige

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP56165376A JPS5865418A (ja) 1981-10-15 1981-10-15 液晶装置

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ID=15811191

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JP56165376A Pending JPS5865418A (ja) 1981-08-25 1981-10-15 液晶装置

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