JPS62148925A - 液晶光学変調素子 - Google Patents

液晶光学変調素子

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JPS62148925A
JPS62148925A JP60289886A JP28988685A JPS62148925A JP S62148925 A JPS62148925 A JP S62148925A JP 60289886 A JP60289886 A JP 60289886A JP 28988685 A JP28988685 A JP 28988685A JP S62148925 A JPS62148925 A JP S62148925A
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JP
Japan
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liquid crystal
optical
crystal layer
ratio
compensating plate
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JP60289886A
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Hiroshi Watabe
渡部 寛
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Seiko Epson Corp
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Seiko Epson Corp
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Publication date
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    • 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
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    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
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    • G02F2413/01Number of plates being 1

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、強誘電性液晶を用いた光学変調素子に関する
〔発明の概要〕
本発明は強誘電性を示す液晶を用いた液晶光早変A素子
において、固有の問題として発現する配向欠陥の一つで
あるねじれ構漬によって発生するりタープ−ジョンを、
液晶光学変調素子に臨設した光学補償板を用い補正する
事により、素子の光学的オン・オフ比(例えば液晶表示
素子におけるコントラスト比)を向上させたものである
〔従来の技術〕
強誘電性液晶を用いた液晶光学変調素子の中で液晶をご
く薄い間隙(例えば1μm程度)に挾み込む事により双
安定な状態を作りだす方式は、その高速応答性、メモリ
ーI生、しきい値特性の急峻性により様々な応用が期待
されている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
前記強誘電性液晶変調素子は、従来幅広く利用されてい
るツイストネマチック型液晶f調素子と較べ、液晶層の
厚さが薄い為量産に適さない欠点を有している。(ツイ
ストネマチック型では5〜10μm程1髪の1@隙が用
いられている)しかし単純に液晶層を厚くする事は、配
向欠陥である。
ねじれ構造を取り易くシ、マルチプレックス駆動した場
合にオン・オフ比の低下を招くため、実用に適さない問
題がある。ねじれ構造の発生メカニズムについては(F
erroelectrics、1984゜V o 15
9 P−69〜116など)多数報告されている。
ねじれ構造発生によるオンφオフ比低下のメカニズムを
第1図〜第4図に示す。第1図は強誘電性液晶変調素子
断面の分子配向で、1は自発分極の向き2はCダイレク
タ−の向き、6は外部電場の向きを示し、7に、  e
は各電場方向に対する正常な配向状態で、bはねじれ構
造を持つ場合である。
第2図は、強誘電性液晶変調素子を上から見た時の分子
の配列を示し、4は表基板付近の液晶分子で、5は裏基
板付近の液晶分子を指す。d、fは各電場方向に対する
正常な配向状態で、eは表基板付近と裏基板付近の分子
配向が異なるねじれ構造で、角度6は一義的には決まら
ないねじれ角度である。第3図は、強誘電性液晶変調素
子の一例として、第2図(a)の7.8のように偏光軸
を持つ偏光板を表・裏基板に設置した透過型液晶表示装
置において、入射した自然光に対し、出射した変調光の
一例を示すもので、9は光源、10は裏偏光板、11は
強誘電性液晶変調素子、12は表偏光板をさし、入射光
13に対し、11を通過した光を14.12を通過した
光を15とし各々の電場成分を示した。
第3図(−)は第1図(a)、第2図(、)の配列、第
3図(b)は第1図(b)、第2図(b)の配列、第3
図(、)は第1図(e)m2図(c)の配列にそれぞれ
対応している。ここで第2図(b)に示されるように、
ねじれ構造を有す場合は有さない第3図(、)に比較し
て光のもれが大きくなり、オン・オフ比を劣化させる順
向となる。ねじれ構造によるリターデーションに関して
は、  (J、0PT−8OC、Am   vo163
.Al  イ。
P1374〜1380)など多数報告されている。第4
図は、実際に液晶層に印加されるマルチプレッス駆動波
形の一列である。16は注目する画素に対する選択期間
を示し、充分高い電圧が加わる為、第1図(a)、 (
b)の配向となる。17は、他の画素の選択期間を示し
、第1図(b)、第21図(b)の配向を取る可能性が
高くなる。18は、注目する画素を反転する波形であり
、第1図(c)、第2図(c)の配向を示す。19は1
7と同様であるが配列の状態は一般的に第1図(b)、
第2図(b)と異なる。この波形に対する、光学的な変
化を図−5に示す。20は16に、21は17に、22
は18.23は19にそれぞれ対応する光学的な変化で
、24は光量0の状態を示す。実際のオン・オフ比は、
26と27の光量の比により求められる。また良好な配
向第1図(a)、第2図(a)と第1図(C)、第2図
(c)での動作によるオン・オフ比は25と28の光量
の比により求められる為、その差がツイスト構造に起因
する特性の低下を示す事になる。
第6図は本発明に用いられた強誘電性液晶光学変調素子
の所面図であり、29は透明基板、30は電極、31は
配向l傍、32が液晶層、33はシール部を示す。
本発明は、先に示したねじれ構造により発生するりター
デージョンを光学補償板を用いる事により補正し、オン
・オフ比の優れた液晶表示素子を得る事を目的とする。
〔問題を解決するための手段〕
液晶層と該液晶層を挾持しかつ液晶層と接する面に電圧
印加が可能となるよう電極を設け、さらに電極面と平行
あるいはほぼ平行なある方位に液晶分子を配列させるべ
く電極面を覆うように配向層を設げた複数の透明基板と
、前記液晶層を囲むように前記基板間に形成したシール
部とからなる液晶光学変調素子において、前記液晶力1
強誘電性を示し、かつ、第6図の29に示す各透明基板
の外側か内側のいずれかの場所に、液晶層と平行になる
よう、少なくとも1枚の光学補償板を設けた事により、
強誘電性液晶光学変調素子に固有な不良モードであるね
じれ構造によるリターデーション発生を補正した事を特
徴とする。
〔作用〕
本発明によれば、第3図のhの14に示すリターデーシ
ョンを補償板を用い第7図のようにキャンセルする事が
出来る。ここで34は補償板で、35は補償板を曲過し
た先のし、i、’IA成分を示す。第711(a)は、
光源9に対し液晶変調素子11つ外側に補償板61を設
置した場合の設nf条件■乞示し、第7図(b)は61
を9と11の内11111に設置した場合の設置条件H
に対応する。また、角度66は、鉛直方向から左廻りに
、偏光軸7,8・補償板のne軸67・D、+t%分子
の平均的配向方向68の各樵とのなす角度でφとする。
〔実カイ1′に2す〕 成品?jの厚さ2μm1液晶の屈折率異方性0.16の
光学変調素子を、1/4波長板を用い補正した場合の結
果を表−1に示す。表から見られるように、黒レベルの
暗さが明らかに改善され、オン・オフ比であるコントラ
スト比が飛躍的に向上した。また、補償板の設置@所に
よらず効果が有る事も確認された。
表−1 〔発明の効果〕 本発明の応用により、強誘電性液晶を用いた光学変調素
子固有の不良モードであるツイスト構造を持つ配向を示
す場合でも、実用レベルのオン・オフ比に補正する事が
出来る。又、それぞれ異なるツイスト角・液晶層厚・液
晶屈折率異方性を持つ例に示した素子に対しても、偏光
軸、平均分子軸、補償板のne軸の方向を、稠整する事
により幅広く素子を最適化する事が出来、表示性能を向
上する事が出来る。
【図面の簡単な説明】
@1図(、)〜(c)1は、素子における各配向状態を
断面図で示したもので(b)力5−12じれ構造に対応
する。 第2図(、)〜(c)は、各配回状態の平面図で(b)
がねじれ構造に対応する。第31′;!J(a)〜(c
)は、谷配向を持つ素子の光学時性[Aを摸武的に表わ
したもので、244 iJ]は、マルチプレクス駆動に
用いられる波形図の一例を示し、その駆動波形に対応し
た光学応答時性図を第5図に示す。第6図は、本発明に
用いられる、液晶光学変調素子の代表的な例を断面図を
用いて表わしている。第7図(、)、 (b)は、光学
補償板によりリターデーションが補市される様子を示す
光学特性図。 以  −上 出願人 セイコーエプソン株式会社 (d)                 (&)  
               (C)7名、&”J 
 K(s  th  @’?H3jzl第1図 (α)(b)(C) 浴披j配置ロー斗菌1男 第2図 ’Ar しsn Is h°’j ’r L1144 
+’L1m第3図 マル子7σし7人証食いy佛ト幻 第4図 癩晶光営嘔諷禾)め吋菌1如 第6図 (a−)            (b)*IHt7及
、上〃町いTて序尺Q光中モ平す1図−=1−1−−’
−1−ト・3−@ 形叩茄・答特・)゛ヱ1兄 第5図 第7図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 液晶層と該液晶層を挾持しかつ液晶層と接する面に電圧
    印加が可能となるよう電極を設け、さらに電極面と平行
    あるいはほぼ平行なある方位に液晶分子を配列させるべ
    く電極面を覆うように配向層を設けた複数の透明基板と
    、前記液晶層を囲むように前記基板間に形成したシール
    部からなる液晶光学変調素子において、前記液晶が強誘
    電性を示し、かつ、該液晶光学素子における液晶層に平
    行な、いずれか、あるいは両方の側面に光学補償板を設
    けた事を特徴とする液晶光学変調素子。
JP60289886A 1985-12-23 1985-12-23 液晶光学変調素子 Pending JPS62148925A (ja)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0194317A (ja) * 1987-10-07 1989-04-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd 液晶表示装置
JPH01183625A (ja) * 1988-01-18 1989-07-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd 液晶表示装置及びそれに用いる位相板の製造方法
JPH0223A (ja) * 1987-08-24 1990-01-05 Seiko Epson Corp 液晶光学装置および液晶光学装置を備えた立体映像装置
JPH024220A (ja) * 1988-06-21 1990-01-09 Seiko Instr Inc 液晶装置
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JPH02256022A (ja) * 1989-03-29 1990-10-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd 液晶表示パネルの光源とそれを用いた液晶表示装置

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