JPS5991420A - 液晶表示セルとそのスイツチング方法 - Google Patents

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】 技術分野 本発明は表示素子、とシわけ、双安定性液晶素子に関す
るものである。

発明の背景 双安定ネマチック液晶表示素子は一般に双安定状態間の
切換えを開始させる為に大きなＡＣ電圧を必要とする。

このように大きなＡＣの切換え電圧を必要とする一つの
重要な理由は、回位構造をピンどめさｉ″したサイトか
ら離して動かす為に、それぞれの表示セルに十分な電気
工ネルキーを供給しなければならないことである。

ネマチック液晶表示素子の一つの具体化例は、２つの状
態間で構造的な双安定性を示す。

米国特許第４．．３３３，７０８号を参照のこと。この
２つの状態は、保持電圧がない状態で、別々に存在する
が、位相空間的に非等価であり、回位構造のピンとめに
よって安定性をひきだしている。状態間の切換は、大き
くて、鋭い切換の閾値を超えるＡＣ切換電圧を印加する
のに応答して、ピンどめされたサイトから回位構造を離
して、動かすことによって成就さｉする。

このタイプの液晶表示素子の切換の限界電位は、大きな
切換電圧を印加する前に、表示中のいくつかの選ばれた
セルに、小さなＡＣ電圧で前もってバイアスをかけるこ
とによって減少させることができる。

上記表示素子に関して、注意すべきことは、ＡＣ切換電
圧は状態間の切換を成しとげるのに使われるということ
である。これらのＡＣ切換電圧を発生させる信号は、一
般に、一定の包絡線信号の系統から、もつと限定してい
えば、実質的に一定の包絡線の、ゲイトのか＼つたＡＣ
パルス信号の系統から得られる。

一定の包絡線ＡＣ信号は、一定振幅信号、あるいはＤＣ
信号より望ましいが、これは後者が空間電荷分極効果を
生じ、これが印加電場の振幅を減少させるからである。

上述の表示素子では、相対的に大きなＡＣ切換え電圧が
いることと回位運動による切換という問題が捷だある。

発明の概要 本発明によれば、小さ々ＤＣＤＣ電圧マチック液晶表示
セルに印加さｉｔ、２つの位相空間的に等価な水平に配
向した方向子の構造の間で、双安定状態間のスイッチン
グが開始される。ＤＣ電圧の極性によって、状態量切換
のサイクルを始める構造が決められる。切換が始まった
後、たとえば、ＩＯＶ以下の小さなＡＣ電圧がセルにか
けら′Ｉｔ、切換のサイクルを完成させ、配向性方向子
の構造を２つの水平状態の内の１つに保持する。双安定
ネマチック液晶表示セルは、上部、および下部基板と２
つの基板の間にとり入れたネマチック液晶物質を含み、
そして、基板に完全に接続された要素の組合せで、それ
が、対称性をこわすＤＣ電場とひき続いてかけられるＡ
Ｃ電圧の存在下で、実質的に隣接し、かつ前もって決め
られた基板に平行な反転層をもった非対称水平状態に液
晶物質の方向子を優先的に向けることができるようなも
のを含む。

本発明の一つの実施例では、液晶表示セルは、電導性の
小片のついた上部の平行な基板と、その上に配置された
トポクラフ的な組織をもつ、傾斜整列の表面を含み、ま
た、反対方向の組織をもつ表面の間にとり入れたネマチ
ック液晶を含み、液晶物質を通して切換電場を発生させ
るように電導性の小片に接続された、可変電圧源を含む
。セルは活性領域と、その活性領域をとり囲む隔離領域
の２つに分けられる。セルの活性領域では、反対方向の
組織をもつ傾斜整列の表面は、等しくて逆の傾斜境界条
件を示し、そして、それら状態の光学的な微分に対して
、反対方向の組織をもつ傾斜整列の表面の方位角の配向
にねじれあるいは角度差を示す。各々の組織をもった傾
斜配列の表面では、隔離領域は平行の境界条件で特徴づ
けられる。状態間のスイッチングは第一のＤＣ電圧を液
晶物質にかけることによって行なわれ、これにより、配
向性方向子の第一非対称水平状態への整列を開始させる
。

臨界電圧よりも大きい、小さなＡＣ保持電圧を基板に垂
直にかけて、第一状態への切換を完成させる。第二状態
への転移は配向性方向子の第二非対称状態への適当な整
列を開始さぜるよう液晶物質に第二ＤＣ電圧をかけるこ
とによって成しとげられる。そして再び、小さなＡＣ電
圧をかけて、第二状態への切換を完成させる。

本発明の別の実施例では、液晶表示セルは同様に、電導
性の小片をつけた、上部、および下部の平行な基板と、
その上に配置されたトポクラフ的な組織をもつ傾斜整列
の表面を含み、また、反対方向の組織をもった表面の間
にとり入れたネマチック液晶物質を含み、そして液晶物
質を通して切換電場を発生させる為の、電導性小片に接
続された可変電圧源を含む。この実施例が前に記述した
実施例と異なるのは、向い合った基板上のトポクラフ的
な組織をもつ傾斜整列の表面が終始逆の傾斜境界条件を
もつことである。後者の実施例の活性領域は傾斜整列表
面の組織によっては定義されなくてむしろ、相対する基
板上の電導性小片の間の重なり領域によって定義される
。

ネマチック液晶では、新しい双安定効果が示されていて
、そこでは、２つの位相空間的に等価な状態間のスイッ
チングが対称性をこわすＤＣ電圧を印加することによっ
て開始される。一つの状態は続いて印加される小さなＡ
Ｃ保持電圧によってその適当な構造のｉｔに保たれる。

それぞれの状態は、対応する境界に隣接し、実質的に水
平に整列した配向性方向子を含む境界反転層を示す。一
つの状態から別の状態へのスイッチングにはこれらの状
態が位相幾例学的に等価であるから同位運動は必要とし
ない。

液晶表示セルは第１図に示されている。この表示セルは
、本発明の一例としての実施例である。第１図のセルは
全体の液晶表示に含まれているこのような多数の中の１
准一つのものである。第１図に示したように、液晶表示
セルは上部基板１０、下部基板１１、上部のトポグラフ
的な組織をもの傾斜整列表面２０、下部のトポグラフ的
な組織をもつ傾斜整列表面２１、ネマチック液晶物質３
０、上部電導体４０、そして、下部電導体４１を含む。

スイッチングと保持用の電圧は、上部電導体４０と下部
電導体４１に接続された可変電圧源５０からセルに供給
される。それぞれの図に一組の基準ヘクトル（ｘ、ｙ、
ｚ）を示して、第４図ないし７図に対する第１図の向き
をみやすくしである。

基板１０と１１は液晶物質３０を中に含有する為の手段
を力えると同時に、それぞれ、電導体４０および電導体
４１を支持する働きもする。各基板は主として、酸化シ
リコン、あるいは、カラス、あるいは、その類似物質の
ような透明な誘電体物質からなっている。

電導体４０と４１は、ＡＣあるいはＤＣ電場を実質的に
は垂直に各基板に印加することが可能なように、それぞ
れの基板の内側の向かいあった表面に配備されている。

インターデジタル電極と連続の均一な細長い電極はどち
らも電導体４０と４１として用いるのに適当な配備であ
る。

図解する目的でのみ第１図に示されたように、電導体４
０と４１はお互いに直交して配置された連続の均一な細
長い電極である。電導体４０は上部基板１０の内側の表
面上に形成され、−刃室導体４１は同様に下部基板１１
の内側の表面に電導体４０の方向に直交する方向で形成
される。各電導体はそれぞれの基板の内側の表面上に通
常の光転写技術で、付着され、エツチングされて薄膜と
して存在する。透過型の表示セルには、酸化インジウム
すずのような透明な膜が用いられ、一方、反射型の表示
セルの場合には、一つの基板上の導体には、例えば、ア
ルミニウムを含む不透明な膜が用いられる。

トポグラフ的な組織をもつ傾斜整列表面２０および２１
は、それぞれの表面に隣接した液晶分子を既知の傾斜整
列に誘導することに用いられる。これらの表面はまた傾
斜整列表面とも呼ばれている。表面２０と２１ｆｄ基板
と電導体の内側の露出面上にある透明な非電導性の層で
あり、液晶物質３０の配向性方向子の表面整列を定める
為のものである。表面２０と２１は酸化チタン、あるい
は酸化シリコンのように、どちらも絶縁体として働く物
質を斜めから電子ビームで月着させるか、あるいは、加
熱蒸着させることによってそれぞれの基板上に完全に接
続される。これはそれぞれの傾斜した整列表面に対して
、均一に傾いたカラム状のトポグラフィを生じさせる。

表面２０と２１のそれぞれのトポグラフィは各基板の垂
直方向（内側表面）から測定した０°から９０°の範囲
の表面傾斜角θ０を定義する。水平に配向した方向子の
構造を支配的にする為には４５°　より大きい表面傾斜
角が望ましい。傾斜整列表面２０と２１に関しては第２
，３図を参照しながら後により完全に記述する。

液晶材料３０は少なくともある周波数領域では正の誘電
異方性をもったネマチック中間相（ｍｅｓｏｐｈａｓｅ
　）　　にある液晶物質である。例としてあげた表示セ
ルでは、物質３０にはＭｅｒｃｋ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　
ＣｏｍｐａｎｙからのＥ７．シアノビフェニル試料が含
まれている。液晶物質３０は向いあった平ｌうの基板の
間にいれられていて、その基板の表面と表面の間の距離
は２０μｍ以下であり、典型的には約１０μｍである。

各表示セルは活性領域と非活性領域に分けられる。活性
領域は液晶物質３０のある容積で、適当に印加された電
場に応答して、状態間のスイッチングを可能にしている
部分を含む。一般に、第１図に示したようなセルの型で
は、活性領域は電導体４０と４１の重なりあっている領
域として定義される。第１図では、活性領域の下部の境
界は表面２１上の斜線部で示されている。

それぞれの活性領域をとりかこむ非活性領域は液晶物質
のある容積で、隣接する活性領域の構造に関係々〈固定
した配向性方向子の構造を保持する部分である。それぞ
れの非活性領域は、中性の隔離領域としても知られてい
るが、液晶表示の対応するセルのとり囲んだ活性領域を
分離し、隔離し、そして安定化する。中性隔離領域の理
論はシエイ、チェン（Ｊ、　Ｃｈｅｎｇ　）によるＮ回
位構造の表面ピンどめと双安定性ネマチック蓄積型表示
の安定性〃Ｊ、Ａｐｐ１．Ｐｈｙｓ、　５２．　ｐｐ７
２４−７２７　（１９８１）で説明されている。

第１図に示された基本的な表示セルの物理的観点とその
組立てに関する相加的な情報は、米国特許第４，３３３
，７０８号に含まれている。

可変電源５０はいくつかの電気信号を発生し、これらは
上部電導体４０と下部電導体４１に供給され、液晶物質
３０を通して、実質的には、基板１０と１１に垂直にい
ろいろな、ＡＣ，あるいはＤＣ電場を印加する。表示セ
ルの活性領域にかけられた電場の特性によって、液晶物
質３０の配向性方向子の構造は、ねじれた水平構造（第
５図）を通して、上部非対称水平状態（第６図）に、あ
るいは、下部の非対称水平状態（第７図）に変換される
。非対称状態への切換が開始された後、電源５０はＡＣ
保持信号を発生し、切換のサイクルを完成させ、そ゛し
て、保持電圧によって、表示セル中でへ非対称水平状態
を維持する。

電源５０が発生する信号は一般に、一定の包絡線信号と
、一定の振幅信号の系統からのものである。より限定し
ていえば、一定の包絡線信号というのは実質的には一定
の包絡線をもった、ゲイトのかかった、ＡＣパルス信号
であり、一定の振幅信号というのは、ゲイトのかかった
ＤＣパルス信号である。

本発明の原理にしたがって、スイッ゛チングを実行する
ためには、電源５ｏがらの信号は、以下により詳細に記
述する臨界電位ＶＯを基準にした電圧を発生する。信号
は広い範ちゅう、即ち、ＤＣ，Ｊ込信号、ＤＣ初期化信
号あるいＩｄＤＣ消去信号、そして、ＡＣ保持信号に区
分される。電源５ｏがらの書込み信号は表示セルにＶＷ
の大きさのＤＣ電圧をかけ、セルを第−滲（上部または
下部の）非対称水平状態に切換えることを開始させる。

ここで、電圧ｖｗは、必要なスイッチンク特性を産みだ
す為に臨界電圧Ｖ。の上が下になっている。

消去信号は表示セルＫＶおの大きさの電圧をかけ、セル
を第二の（下部または上部の）非対称水平状態に切換え
ることを開始させる。

ここで、ＶＦ、は実質的にはｖｗと大きさが等しく反対
の極性をもっている。ＡＣ保持信号は電源５０によって
発生され、切換のサイクルを完成させ、そして、配向性
方向子をそれが切換えられた特定の非対称状態に維持す
る。

保持信号はセルに大きさＶｌｌのＡＣ電圧を作り出すが
、とのｖｌｌは少なくとも臨界電圧Ｖ。

よりも大きい。第一と第二非対称水平状態間の光学的コ
ントラストを改良するた、めに、保持電圧の大きさｖＩ
□を増加することができる。

注意すべきことは、電圧Ｖ９．■、１ＶＷＶｏ　　は液
晶表示セルの大きさと他の特性に依存していることであ
る。しかし、−例として、　Ｅ７を含む薄いセル（基板
間距離１０　ｐｍ　）　　での、とるべき電圧は、Ｖｏ
＝　１．５　ホルト、ｖｗとＶｌ、は１．５ホルトから
５ボルトの間、Ｖ１□は１００　　ホルト以下であるこ
とが知られている。可変電圧源５０、および、液晶輩示
セルの双安定スイッチングに関するより詳しい情報は第
５ないし７図を参照して、後に述べられている。

第２図は上部傾斜整列表面２０を図１の線２−２に沿っ
た位置からみたものである。傾斜整列表面２０は活性領
域表面２０１（太線の楕円）と隔離領域表面２０２（細
線の楕円）を含む。描かれた楕円は表面２０の傾斜した
地形図における傾斜した分子のカラムを表わしている。

活性領域２０１のいくつかの楕円の主軸に沿って、ベク
トルが描かれているが、これは各楕円の主軸即ち、金属
カラムの分子軸を傾斜整列表面上に直交射影したもので
ある。ベクトルはカラムが、傾斜整列表面から向いてい
る方向を示しているので、このベクトルは、金属酸化物
カラムの表面傾斜の方向、したがって、傾＊ご１整列表
面の方位角の変位の方向を示すといえよう。

活性領域表面の方位角の変位は、基準線からの角度変位
として測定される。直線２０３は表面２０１１のベクト
ルに平行であり、活性領域表面２０１の方位角の変位の
方向が、角度αであることを示している。ここで、αは
一９０°　から＋９０°　の間の鋭角である。

注意すべきことは、隔離領域表面２０２は活性領域表面
２０１の方位角の変位の方向に平行に並んでいることで
ある。

第３図は下部の傾斜整列表面２１を第１図の線３−３に
沿った位置からみたものである。

表面２１は活性領域表面２１１（太線の楕円）と隔離領
域表面２１２（細線の楕円）を含む。

基準線２１３はまた、活性領域表面２１１の方位角の変
位の方向を示し、したがって、表面２１１の方位角の変
位はθ°ズある。表面２１２の方位角の変位は表面２１
１の変位の方向と平行である。

表示セルの活性領域では、表面２０と２１は逆の傾斜境
界条件を形成する。逆の傾斜がおこるのは、表面２０１
の方位角の変位（χが一９０°から＋９０°の間にあり
、そｆ’Ｌぞれの基板、（内１１１＋１の表面）の垂直
から鋭角で測定す′るとき、表面２０１の表面傾斜角は
表面２１１０表面傾斜角と逆の極性をもっているからで
ある。例えば、第２．第３図に示されたように、表面２
０１に対する表面傾斜角は基板１０の内側表面の垂直か
ら鋭角で、反時計回りに測定するが表面２１１の傾斜角
は基板１１の内側表面の垂直から時計方向に測定する。

上に述べたように、表面２０１と２１１の表面傾斜角は
それぞれの基板の垂直から０°から９０°の範囲の絶対
値をもつことが必要とされる。そして、できれば水平の
配向性方向子の構造に有利々ように４５°　より犬き義
い角度であれば良い。更に、本発明の原理にとって逆の
傾きが等しく、シたがって、表面２０１の傾斜角の絶対
値が表面２１１の傾斜角の絶対値に等しい′ことが重要
である。

隔離領域では、表面２０と２１は対応する活性領域表面
の方位角の変位に平行にならんだ均一な平行境界条件を
形成する。即ち、隔離領域表面２０２と２１２は基板の
垂直から約９０°　の表面傾斜角を示すカラムをもって
いる。（第２，３図を参照）製作の容易さから表面２０
１と２０２の平行境界条件は、基板の垂直から約６５°
　の角度をもって、必要な方位角の変位の方向に垂直な
方向の入射面で、５ｔＯＸ　　を斜め蒸着することによ
って作られることがわかった。

上部および下部の傾斜整列表面は、液晶表示セルめ双安
定スイツチンクにとって、個々においても、寸だ、組合
せでも重要である。

上部および下部の傾斜整列表面はある特定の切換電場が
ない状態で、一方の非対称水平状態が他方のものより選
択的にできることがないように、そして、それら非対称
状態の光学的微分を与えるように作られる。特に、上部
と下部の活性領域表面め方位角の変位の間の差が双安定
状態間の光学的微分′（ｒ−与える。表示セルの表面の
対称性は、対称をこわす電場がないとき、ある特定の表
面近くで一つの非対称水平状態におちついてしまうよう
な選択性を除去する。これらの特性は以下の第４図ない
し第７図を参照す（ることによって、より明らかになる
であろう。

第４図は表示セルの活性領域の液晶物質の部分の三次元
的な図であり配向性方向子がねじれのない水平構造にあ
るように描かれている。これは、液晶物質の配向性方向
子が電場のないとき、この構造をとっていると考えられ
るから静止構造といえる。境界層の平面部分４０１は実
質的に表面２１１の表面煩多１角に向いた液晶物質の方
向子を含み、一方、境界層の平面部分４０１ｊ：表面２
０１の表面傾斜角に向いた方向子を含む。反転層の平面
部分４０２はそ、ｆ］、ぞれの基板表面に対して実質的
に水平（実質的に平行）Ｋなった配向性方向子を含む。

簡単の為、第４図は平面部分４０２が、反転層の共平面
配向性方向子の一部分であることがわかるのに十分な詳
細だけを示している。

明らかに平面部分４０２に平行な同一の平面部分が沢山
あり、これらが全体の反転層を形作っている。同様に、
平面部分４０１と４０３もそれぞれに平行な同一の平面
部分が沢山あり、それぞれ表面２０と２１で境界層を形
作っている。このような詳細の単純化は第５゜６．７図
にも適用されている。

配向性方向子の整列は対称性をこわす電場がセルにかか
るまで、ねじれのない水平構造から変化しない。更に、
この変化は臨界電圧以上の保持電圧を表示セルに引き続
いてかけるならば維持できるものである。臨界電圧Ｖｏ
はそれ以上では液晶物質３０が水平構造に関して双安定
的にふるまうような電圧として定義される。臨界電圧は
以下に記述されている。境界層と反転層は完全に分離し
ていると仮定し、単位体積あたり、均一の斜めに曲げる
（　５ｐｒａｙ−ｂｅｎｄ　）ねじれエネルギーＵｏ　
　を次のように表わす。

ここで、ξは電気的コヒーレンス長であり、これば平均
の斜め曲げ係数（ｓｐｌａｙ７ｂｅｎｄｍｏｄｕｌｕｓ
　）　　ｋと誘電異方性Δε　をもった液晶分子がかけ
られた電場Ｅに対して垂直から水平に回転するのに特徴
的な距離として定義される。それぞれの境界層の単位面
積あたりのエネルキー密度は下の表に示すように特定の
層の厚みに比例する。

境界（５０１，５０３）　　　　ξ／２ｕｏξ／２反転
（５０２）　　　　　　　２ξ　　　　２Ｕｏξ上の表
から明らかなように第５図に示されたねじれの水平構造
は、単位面積あたりの全エネルギーとして３Ｕｏξなる
値をもち、一方、第６，７図の非対称水平状態はそれぞ
れ単位面積あたシの全エネルギーとして２ＵＯξなる値
をもつことになる。しかし、ここに提出された議論は、
かけられた電場に対して、境界層と反転層が表示セルの
全体の厚みｄだけしみこんでいる場合には正しくない。

したがって、セルの厚みｄは少なくとも３ξに等しく、
また臨界電圧は次の関係式で布えられる。

Ｖ゛。＝ｄＥｏ＝３ξＥ。

シアノビフェニルＥ７の試料で表面傾斜角の絶対値が約
５３°　のとき、臨界電圧Ｖ。は約１．３から１．７ボ
ルトである。

表示セルに臨界電圧Ｖ。より大きい電圧が印加されると
、活性領域の配向性方向子は第５図に示されたように、
簡単にねじれた水平構造に変換される。ねじれた水平構
造は、下部境界層の平面部分５０１、反転層の平面部分
５０２、及び、上部境界層の平面部５０３を含み、これ
以後、それぞれを下部境界層５０１、反転層５０２、及
び、上部境界層５０３と呼ぶことにする。この状態は不
安定であるが、それは反転層５０２が、上部境界層５０
３にしみこんで（第６図）上部非対称水平状態を形成す
るか、あるいは、下部境界層５０１にしみこんで（第７
図）下部非対称水平状態を形成することによって、配向
性方向子構造の全体の弾性エネルギーと誘電工ネルキー
が低下しうるからである。結果として生じた非対称状態
はどちらも等しいエネルギーをもち、位相空間的に等価
であり、ねじれた水平構造によって表わされるエネルキ
ー障壁によって分けられている。

もし、ねじれた水平構造においてセルに印加されるＤＣ
電圧が、電源５０からの書き込み信号に対応する■いで
あるならば、ねじれた水平構造（第５図）から第６図に
示した」二部非対称水平状態への配向性方向子の転換が
開始される。この転換は反転層５０２の境界層５０３に
向けての直接的な垂直運動によっておこる。これは結果
として、表面２０の活性領域表面２０１に隣接した境界
反転層５０４を形成させる。ＡＣ保持電電圧、□が電源
５０からの保持信号を経て、ひき続いてセルに印加され
ると、切換のサイクルが完成し、配向性方向子は上部非
対称水平状態に保持され７る。

境界反転層５０４の配向性方向子は基板の垂直線と、活
性領域表面２０１の方位角の変位、即ち直線２０３を含
む平面内にある。

一方、ねじれた水平構造においてセルに印加されるＤＣ
電圧が電源５０からの消去信号に対応するＶｏであるな
らば、ねじれた水平構造から、第７図に示した下部非対
称水平状態への配向性方向子の転換が開始される。この
転換は、反転層５０２の下部境界層５０１に向けての下
方垂直運動によって起こる。ＡＣ保持電圧ＶＩＩが電源
５０からの保持信号を経て、ひき続きセルに印加される
と、切換のサイクルが完了し配向性方向子の構造は下部
非対称状態に保持される。境界反転層５０５の配向性方
向子は、基板の垂直線と活性領域表面２１１の方位角の
変位、即ち、基準線２１３を含む平面内にある。

非対称水平状態間の切換、たとえば、上部から下部へ、
あるいは下部から上部への切換はセルにかけるＡＣ保持
電圧を切り、液晶物質３０を瞬間的にねじれた水平構造
（第５図）か、ねじれのない水平構造（第４図）に緩和
さぜることによって行なう。短い緩オロ期間の後、ＤＣ
書込み信号か、ＤＣ消去信号がセルに供給されて、切換
を適当に開始させる。ここで注意すべきことは、セルは
臨界電圧Ｖ。

以下の電圧、あるいはわずかに上の電圧の存在下でも実
質的にねじれのない水平構造に緩和するであろうという
ことである。したがって、状態間の切換は、セルにかけ
る電圧を保持電圧から臨界電圧のわずかに上か下に下げ
ることによっても成しうる。

表示セルの操作にとって、どちらの非対称状態において
も、配向性方向子が垂直構造への切換が妨げられている
方が有利である。可変電圧源５０を回位構造の分離がお
こる限界電圧以下で働かせることによって、垂直構造の
切換を防ぐことができる。この限界電圧は一般に、６０
ボルトのオーダーにあることがわかっている。

表示セルの第二の実施例では、操作の本質的な要素と方
法は第１図ないし第７図までに示した表示セルに関連し
て、これ寸で記述しているものと同じである。更に、隔
離領域２０２と２１２は、隔離領域に囲捷れたそれぞれ
の活性領域に類似した傾斜カラムの地形図を示す。

図には示されていないが、線形偏光子と、おそらく、固
定の減速板の適当な組合せを用いれば、非鉛称状態間の
光学的コントラストを高めることができる。

この型のネマチック液晶表示セルの一つの応用は高速の
、行列番地イボは可能な蓄積型表示素子である。番地付
けの速度は現在、３０ミリ秒のオーダーであることがわ
かっているが、表示セル特性の何らかの修正によって、
表示セルの性能を改良することができるのは明らかであ
る。特に、これらの修正は、基板間の間隔を小さくする
こと、ネマチック液晶物質の粘性を下げることを含んで
いる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、液晶表示セルの三次元的な概観図、 第２図は、第１図の線２−２からみた、上部のトポグラ
フ的な組織をもつ傾斜整列表面２０を示す概念図、 第３図は、第１図の線３−３からみた、■部のトポグラ
フ的な組織をもつ傾斜整列表面２１を示す概念図、 第４図ないし第７図は、本発明の原理に従って、第１図
の表示セルの活性領域内の種々な水平配向方向子の整列
を示す図である。 〔主要部分の符号の説明〕 第一基板・・・１０ 第二基板・・・１１ ネマチック液晶物質・・・３０ 第一基板」二のトポグラフ的な組織をもつ傾斜整列表面
・・・２０ 第二基板上のトポグラフ的な組織をもつ傾斜整列表面・
・・２１ 出　願　人　　：　　ウェスターン　エレクトリックカ
ムパニー、インコーポレーテット ＦＩＧ、４ １４ＵＩ ＦＩＧ、５ ＦＩＧ、６ ０１ ＦＩＧ、７

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　第一状態、あるいは第二状態への切換可能な液晶
   表示セルであって、お互いに平行に配置された第一と第
   二の基板、および、それら２つの基板の間にとりいれた
   配向性方向子をもつネマチック液晶物質を含み、該液晶
   表示セルは、それぞれの基板が、その表面の垂直線から
   鋭角の表面傾斜角で均一に傾斜したトポグラフ的な組織
   をもった内部表面をもっていることと、 第一極性ＤＣ電位を発生させて液晶物質に印加し、配向
   性方向子の反転層が実質的に第一基板に隣接し、かつ平
   行であるような配向性方向子の構造に仕向けるように、
   液晶表示セルの対称性をこわすことによって配向性方向
   子の構造に第一変化を開始させる手段と、 液晶物質を通して電位を発生させ、配向性方向子が第一
   状態に配列するように、配向性方向子の構造における第
   一変化を完成しかつ、維持するための、それぞれの基板
   に接続された手段とを含むことを特徴とする液晶表示セ
   ル。 ２、特許請求の範囲第１項に記載された表示セルにおい
   て、第一基板上にトポグラフ的な組織をもつ内側表面の
   表面傾斜角が、第二基板上にトポグラフ的な組織をもつ
   内イｌ１ｌ１表面の表面傾斜角と実質的に等しく、かつ
   、反対の極性をもっていて、両方のトポグラフ的な組織
   をもつ内側表面が、等しい逆の傾斜境界条件を形成する
   ことを特徴とする液晶表示セル。 ３、特許請求の範囲第１項、あるいは第２項に記載され
   た表示セルにおいて、それぞれのトポグラフ的な組織を
   もつ内側表面は、前もって決められた基準線に関して、
   方位角の変位をもち、第一基板上にトポグラフ的な組織
   をもつ内側表面は、もっばら −９００　から＋９０’　　の範囲にある方位角の変位
   をもち、第二基板上にトポグラフ的な組織をもつ内側表
   面は０°　の方位角の変位をもっていることを特徴とす
   る液晶表示セル。 ４、　特許請求の範囲第１項、第２項、あるいは、第３
   項に記載された表示セルにおいて、第一変化を開始させ
   るための手段が、第二極性ＤＣ電位を発生させて、液晶
   物質に印加し、配向性方向子の反転層が実質的に第二基
   板に隣接し、かつ平行であるような配向性方向子の構造
   に仕向けるように液晶表示セルの対称性をこわすことに
   よって、配向性方向子の構造に第二の変化を開始させる
   手段を含み、更に電位を発生する為の手段は、液晶を通
   して電位を発生させ、配向性方向子が第二状態に配列す
   るように、配向性方向子の構造における第二変化を完成
   し、かつ維持するようにそれぞれの基板に接続された手
   段を含むことを特徴とする液晶表示セル。 ５、平行に配置した第−及び第二基板の間にとり入れた
   配向性方向子をもつネマチック液晶物質をもち、そｆ”
   Ｌぞれの基板は各基板表面の垂直線から鋭角の表面傾斜
   角で均一に傾斜したトポグラフ的な組織をもった内側表
   面をもち、そして、液晶表示セルの対称性をこわすこと
   によって、配向性方向子の構造に第一の変を開始させ、
   配向性方向子の構造を配向性方向子の反転層が実質的に
   第一基板に隣接し、かつ、平行であるようなものに仕向
   けるように液晶物質を通して第一極性のＤＣ電位を発生
   させ、そして、配向性方向子が第一状態に配列するよう
   に配向性方向子の構造における第一の変化を完成させ、
   維持するために、液晶物質を通して電位を発生させるよ
   うな液晶表示セルのスイツチンク方法。