JPS62204231A - 液晶素子 - Google Patents
液晶素子Info
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- JPS62204231A JPS62204231A JP4760886A JP4760886A JPS62204231A JP S62204231 A JPS62204231 A JP S62204231A JP 4760886 A JP4760886 A JP 4760886A JP 4760886 A JP4760886 A JP 4760886A JP S62204231 A JPS62204231 A JP S62204231A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL 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
- G02F1/00—Devices 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
- G02F1/01—Devices 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
- G02F1/13—Devices 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
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1343—Electrodes
- G02F1/134309—Electrodes characterised by their geometrical arrangement
- G02F1/134336—Matrix
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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。
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液晶層として持つ液晶素子にお
いて、透過光量を階調制御できる液晶素子に関するもの
である。
いて、透過光量を階調制御できる液晶素子に関するもの
である。
従来の技術
近年、応答速度が速くメモリー性のある強誘電性液晶の
報告がなされている（例えば、竹添秀夫、福田敦夫、久
世栄−；「工業材料」、第３１巻、第１０号、第２２頁
）。
報告がなされている（例えば、竹添秀夫、福田敦夫、久
世栄−；「工業材料」、第３１巻、第１０号、第２２頁
）。
以下、図面を用いて従来の強誘電性液晶パネルの一例に
ついて説明する。第７図は従来のスメクチック液晶パネ
ルの構造を示すものである。第７図において２１はガラ
ス基板、２２はＩＴＯ（インジウム・錫酸化物）より成
る透明電極、２４は強誘電性液晶層、２５は液晶分子の
Ｃダイレクタ−１２６は双極子モーメントである。
ついて説明する。第７図は従来のスメクチック液晶パネ
ルの構造を示すものである。第７図において２１はガラ
ス基板、２２はＩＴＯ（インジウム・錫酸化物）より成
る透明電極、２４は強誘電性液晶層、２５は液晶分子の
Ｃダイレクタ−１２６は双極子モーメントである。
強誘電性液晶は一般に分子長軸に垂直な方向に双極子モ
ーメントをもっており、薄膜化により自発分極を持つよ
うになる。強誘電性を示すカイラルスメクチック相の例
を用いて強誘電性液晶の表記方法を第８図に示す。第８
図（ａ）は分子層の法線２７に対し分子長軸が＋θ度傾
いた状態、第８図（ｂ）は−θ度傾いた状態の強誘電性
液晶の表記法である。２７は層の法線、２８は分子の長
軸方向ｎ、２９は双極子モーメントＰｓ、３０はｎをｘ
ｙ平面上に投影した時のＣダイレクタ−０１３１は分子
長軸の法線に対する傾き角±θ度である。以上のような
構造を持つ強誘電性液晶パネルについて、以下その動作
原理について図を参照しながら説明する。
ーメントをもっており、薄膜化により自発分極を持つよ
うになる。強誘電性を示すカイラルスメクチック相の例
を用いて強誘電性液晶の表記方法を第８図に示す。第８
図（ａ）は分子層の法線２７に対し分子長軸が＋θ度傾
いた状態、第８図（ｂ）は−θ度傾いた状態の強誘電性
液晶の表記法である。２７は層の法線、２８は分子の長
軸方向ｎ、２９は双極子モーメントＰｓ、３０はｎをｘ
ｙ平面上に投影した時のＣダイレクタ−０１３１は分子
長軸の法線に対する傾き角±θ度である。以上のような
構造を持つ強誘電性液晶パネルについて、以下その動作
原理について図を参照しながら説明する。
第８図に従来の強誘電性液晶パネルの表示方法の原理図
を示す。３２は層法線に対して分子長軸が±θ度傾いた
液晶分子、３３は＝θ度傾いた液晶分子、３４は紙面表
方向の双極子モーメント、３５は紙面裏方向の双極子モ
ーメント、３６は２枚の偏光板の方向である。さて、第
８図（ａ）は電圧無印加の状態、第８図（ｂ）は紙面表
から裏へ正の電圧を印加した場合、第８図（Ｃ１は紙面
裏から表へ正の電圧を印加した場合の動作原理である。
を示す。３２は層法線に対して分子長軸が±θ度傾いた
液晶分子、３３は＝θ度傾いた液晶分子、３４は紙面表
方向の双極子モーメント、３５は紙面裏方向の双極子モ
ーメント、３６は２枚の偏光板の方向である。さて、第
８図（ａ）は電圧無印加の状態、第８図（ｂ）は紙面表
から裏へ正の電圧を印加した場合、第８図（Ｃ１は紙面
裏から表へ正の電圧を印加した場合の動作原理である。
このように電圧の印加方向によりセル全体が±θ度傾い
た２つの状態をとり、したがって、電気光学効果による
複屈折または２色性を利用すれば明暗を表すごとができ
る。
た２つの状態をとり、したがって、電気光学効果による
複屈折または２色性を利用すれば明暗を表すごとができ
る。
以上のように強誘電性液晶は微視的にみると２つの状態
しか取り得ないので、中間調を出すには第８図山）から
第８図（Ｃ）、或いは第８図（Ｃ１から第８図（ｂ）へ
の移行期に得られる第８図（ａｌのような２つの状態の
混ざった状態をもちいるか、或いは２状態の出現時間の
比率を変化させる方法が考えられている（例えば、クラ
ーク、ラガバール、ウオールニューロディスプレイ゛８
４ ダイジェスト１９８４年、７３頁ＣＮ、 Ａ、 Ｃ
１ａ ｒ ｋ、 Ｓ。
しか取り得ないので、中間調を出すには第８図山）から
第８図（Ｃ）、或いは第８図（Ｃ１から第８図（ｂ）へ
の移行期に得られる第８図（ａｌのような２つの状態の
混ざった状態をもちいるか、或いは２状態の出現時間の
比率を変化させる方法が考えられている（例えば、クラ
ーク、ラガバール、ウオールニューロディスプレイ゛８
４ ダイジェスト１９８４年、７３頁ＣＮ、 Ａ、 Ｃ
１ａ ｒ ｋ、 Ｓ。
Ｔ、Ｌａｇｅｒｗａｌｌ ａｎｄ Ｊ、Ｗａｈｌ：
Ｅｕｒｏｄｉｓｐｌａｙ’ ８４ Ｄｉｇｅｓｔ（
１９Ｂ４）ｐ、７３））。
Ｅｕｒｏｄｉｓｐｌａｙ’ ８４ Ｄｉｇｅｓｔ（
１９Ｂ４）ｐ、７３））。
発明が解決しようとする問題点
しかしながら、通常の平面状の電極上で上記の２状態が
混ざった状態を多くの絵素について均一に出現させるこ
とは極めて困難である。さらに２状態の出現時間比率を
変化される方法については、大規模素子に向くマトリッ
クス駆動については詳しい検討が成されていない。
混ざった状態を多くの絵素について均一に出現させるこ
とは極めて困難である。さらに２状態の出現時間比率を
変化される方法については、大規模素子に向くマトリッ
クス駆動については詳しい検討が成されていない。
本発明は上記問題点に鑑み、高デユーティ−のマトリッ
クス駆動により強誘電性液晶パネルで光透過量を階調制
御できる液晶マトリックス表示パネルの駆動法を提供す
るものである。
クス駆動により強誘電性液晶パネルで光透過量を階調制
御できる液晶マトリックス表示パネルの駆動法を提供す
るものである。
問題点を解決するための手段
上記問題点を解決するために本発明の液晶素子は、対向
面に電極を有する一対の基板間に強誘電性液晶を挟持し
、少なくとも一方の基板の絵素内もしくは絵素外縁に、
突起物状の段差のある部分を設けるか、電極抵抗が前記
絵素内の他の部分より低い部分を設けることにより、前
記部分に前記絵素内の他の部分より強い電界が印加する
ことにより階調制御が容易に行えるものである。
面に電極を有する一対の基板間に強誘電性液晶を挟持し
、少なくとも一方の基板の絵素内もしくは絵素外縁に、
突起物状の段差のある部分を設けるか、電極抵抗が前記
絵素内の他の部分より低い部分を設けることにより、前
記部分に前記絵素内の他の部分より強い電界が印加する
ことにより階調制御が容易に行えるものである。
本発明の液晶素子は強誘電性液晶の誘電異方性が負の場
合に特に有効であり、前記液晶素子を走査電極の非選択
期間に印加されるパルス電圧の周期が選択期間のパルス
電圧の周期より短いような駆動をすると効果が強まる。
合に特に有効であり、前記液晶素子を走査電極の非選択
期間に印加されるパルス電圧の周期が選択期間のパルス
電圧の周期より短いような駆動をすると効果が強まる。
作用
従来の均一な電極上では、閾値電圧以上の電圧が強誘電
性液晶素子に印加されると、電極上の液晶分子はほとん
ど同時に自発分極が電場方向に向くように反転する。そ
こで、前記の閾値電圧よりわずかに電圧が低いかパルス
幅が短いパルス電圧を印加すれば、まだらな状態を出現
させることはできるが、この場合、電極表面の微細な凹
凸や液晶層の欠陥や配向状態等の制御の困難な微妙な因
子の影響を受は易いため、絵素により明暗の分布はまち
まちである。そこで本発明の液晶素子では絵素電極上も
しくは電極外縁に、突起物状の段差のある部分を設ける
か、電極抵抗が前記絵素内の他の部分より低い部分を設
けることにより、前記部分に前記絵素内の他の部分より
強い電界が印加されるようにし、前記部分を反転核とす
る。その結果、分極反転は必ずこの反転核から始まり拡
がっていくようになるので、どの絵素でも均一で安定し
た階調制御ができるようになる。
性液晶素子に印加されると、電極上の液晶分子はほとん
ど同時に自発分極が電場方向に向くように反転する。そ
こで、前記の閾値電圧よりわずかに電圧が低いかパルス
幅が短いパルス電圧を印加すれば、まだらな状態を出現
させることはできるが、この場合、電極表面の微細な凹
凸や液晶層の欠陥や配向状態等の制御の困難な微妙な因
子の影響を受は易いため、絵素により明暗の分布はまち
まちである。そこで本発明の液晶素子では絵素電極上も
しくは電極外縁に、突起物状の段差のある部分を設ける
か、電極抵抗が前記絵素内の他の部分より低い部分を設
けることにより、前記部分に前記絵素内の他の部分より
強い電界が印加されるようにし、前記部分を反転核とす
る。その結果、分極反転は必ずこの反転核から始まり拡
がっていくようになるので、どの絵素でも均一で安定し
た階調制御ができるようになる。
但し、人工的に反転核を形成したために閾値特性が劣化
し、マトリックス駆動しにくくなる場合がある。すなわ
ち、非選択期間に印加それる電圧が低くても、選択期間
に反転した部分から分極ドメイン壁が動き反転領域が拡
がっていってしまう。
し、マトリックス駆動しにくくなる場合がある。すなわ
ち、非選択期間に印加それる電圧が低くても、選択期間
に反転した部分から分極ドメイン壁が動き反転領域が拡
がっていってしまう。
そこで、本発明の液晶素子では、誘電異方性が負の強誘
電性液晶を用いてこの問題を解決している。
電性液晶を用いてこの問題を解決している。
強誘電性液晶分子には自発分極と電界の相互作用以外に
従来のネマチック液晶と同様に誘電異方性と実効値電圧
に比例する作用がある。強誘電性液晶の誘電異方性が負
の場合には実効値電圧に比例して分子が基板表面に並行
になろうとする力が大きくなり、その結果、前記の非選
択期間での分極ドメイン壁の動きを止めることができる
。さらに、走査電極の非選択期間に印加されるパルス電
圧の周期が選択期間のパルス電圧の周期より短くすれば
、非選択期間では自発分極と電界との相互作用はパルス
幅が短いために分極反転がおこるにはいたらず、実効値
電圧だけを大きくできるのでメモリー効果が非常に強ま
る。
従来のネマチック液晶と同様に誘電異方性と実効値電圧
に比例する作用がある。強誘電性液晶の誘電異方性が負
の場合には実効値電圧に比例して分子が基板表面に並行
になろうとする力が大きくなり、その結果、前記の非選
択期間での分極ドメイン壁の動きを止めることができる
。さらに、走査電極の非選択期間に印加されるパルス電
圧の周期が選択期間のパルス電圧の周期より短くすれば
、非選択期間では自発分極と電界との相互作用はパルス
幅が短いために分極反転がおこるにはいたらず、実効値
電圧だけを大きくできるのでメモリー効果が非常に強ま
る。
実施例
以下にその実施例を示す。
第１図は、本発明の液晶素子の構造図の一例である。片
面の透明電極１の上に金属バスパー２を設けて、このバ
スパーにより段をつけている。
面の透明電極１の上に金属バスパー２を設けて、このバ
スパーにより段をつけている。
バスバー２は電極抵抗を下げる働きもかねており、上下
両面に付けてもよい。液晶は、誘電異方性が−４，５程
度のエステル系の混合物をもちいた。配向はバスバーの
ない方の基板に配向膜を塗り、ラビングにより配向させ
た。前記液晶素子に第２図［ａ）のような電圧波形を印
加したときの電圧−透過光量特性を第２図（ｂ）に示す
。この図から幅４００μ秒、電圧５ボルトから１５ボル
トのパルスでは中間調が期待できる。この時の絵素の状
態を顕微鏡で観察すると、電圧を上げるのに従ってバス
バーの部分から分極反転が拡がっているのがわかった。
両面に付けてもよい。液晶は、誘電異方性が−４，５程
度のエステル系の混合物をもちいた。配向はバスバーの
ない方の基板に配向膜を塗り、ラビングにより配向させ
た。前記液晶素子に第２図［ａ）のような電圧波形を印
加したときの電圧−透過光量特性を第２図（ｂ）に示す
。この図から幅４００μ秒、電圧５ボルトから１５ボル
トのパルスでは中間調が期待できる。この時の絵素の状
態を顕微鏡で観察すると、電圧を上げるのに従ってバス
バーの部分から分極反転が拡がっているのがわかった。
そこで、第３図のようなマトリクス駆動波形でバイアス
電圧■、を変えて本発明の液晶素子を駆動したところ、
少なくとも４階調をすべての絵素でほぼ均一に表示でき
た。
電圧■、を変えて本発明の液晶素子を駆動したところ、
少なくとも４階調をすべての絵素でほぼ均一に表示でき
た。
なおａは各電極に印加される電圧、ｂはパネルに印加さ
れる電圧である。また、第４図のようにオン電圧■。（
１７ポルト）の印加されるパルス幅ｐｗ （０〜４００
μ秒）を変化させるマトリクス駆動法でも同様の結果が
得られた。なお第４図ａは各電極に印加される電圧、ｂ
はパネルに印加される電圧である。従来の電極上が平面
の液晶素子では、同様の駆動法で均一に表示できるのは
２値だけであった。以上の結果からバスバーによる段差
を設けたことで、絵素の透過光量−電圧特性が均一化さ
れたことがわかる。
れる電圧である。また、第４図のようにオン電圧■。（
１７ポルト）の印加されるパルス幅ｐｗ （０〜４００
μ秒）を変化させるマトリクス駆動法でも同様の結果が
得られた。なお第４図ａは各電極に印加される電圧、ｂ
はパネルに印加される電圧である。従来の電極上が平面
の液晶素子では、同様の駆動法で均一に表示できるのは
２値だけであった。以上の結果からバスバーによる段差
を設けたことで、絵素の透過光量−電圧特性が均一化さ
れたことがわかる。
さらに、第５図および第６図のように走査電極の非選択
期間に振幅２０ボルト程度の高周波を重畳して実効値を
増やすと、メモリー性が高まってコントラストが上がり
、階調数は５から６階調表示できた。なおａは各電極に
印加される電圧であり、ｂはパネルに印加される電圧で
ある。
期間に振幅２０ボルト程度の高周波を重畳して実効値を
増やすと、メモリー性が高まってコントラストが上がり
、階調数は５から６階調表示できた。なおａは各電極に
印加される電圧であり、ｂはパネルに印加される電圧で
ある。
発明の効果
本発明の液晶素子は検案内に突起状の段差を設けるか、
抵抗値の低い部分を設けて、絵素の他の部分より分極反
転しやすい反転核を造ることにより、中間調を多数の絵
素でも均一に現出させることができる。
抵抗値の低い部分を設けて、絵素の他の部分より分極反
転しやすい反転核を造ることにより、中間調を多数の絵
素でも均一に現出させることができる。
第１図上戸出は本発明の一実施例における液晶素子の平
面図および側面図、第２図は前記液晶素子の印加電圧−
透過光量特性図、第３図から第６図は実施例におけるマ
トリクス駆動波形を表す波形図である。 第７図は強誘電性液晶パネルの断面図、第８図はカイラ
ルスメクチックＣ液晶の表記法を示す図、第９図は従来
の強誘電性液晶パネルの表示の原理を示す模式図である
。 １．３・・・・・・透明電極、４・・・・・・ガラス基
板、６・・・・・・強誘電性液晶層、７・・・・・・偏
光板。 代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 ばか１名／・３−−
一透明貢」承 ２−リベスノ（− ６−−−弧誘覧）臣液売 ７−−−侮プＣ４１反 第２図 （久） 曹 （ｂ）
面図および側面図、第２図は前記液晶素子の印加電圧−
透過光量特性図、第３図から第６図は実施例におけるマ
トリクス駆動波形を表す波形図である。 第７図は強誘電性液晶パネルの断面図、第８図はカイラ
ルスメクチックＣ液晶の表記法を示す図、第９図は従来
の強誘電性液晶パネルの表示の原理を示す模式図である
。 １．３・・・・・・透明電極、４・・・・・・ガラス基
板、６・・・・・・強誘電性液晶層、７・・・・・・偏
光板。 代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 ばか１名／・３−−
一透明貢」承 ２−リベスノ（− ６−−−弧誘覧）臣液売 ７−−−侮プＣ４１反 第２図 （久） 曹 （ｂ）
Claims (3)
- （１）対向面に電極を有する一対の基板間に強誘電性液
晶を挟持し、少なくとも一方の基板の絵素内もしくは絵
素外縁に、突起物状の段差のある部分を設けるか、電極
抵抗が前記絵素内の他の部分より低い部分を設け、前記
部分に前記絵素内の他の部分より強い電界が印加するこ
とを特徴とする液晶素子。 - （２）誘電異方性が負の強誘電性液晶を用いた特許請求
の範囲第１項の液晶素子。 - （３）マトリックス状の電極を有し、走査電極の非選択
期間に印加されるパルス電圧の周期が選択期間のパルス
電圧の周期より短いことを特徴とする特許請求の範囲第
２項の液晶素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4760886A JPS62204231A (ja) | 1986-03-05 | 1986-03-05 | 液晶素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4760886A JPS62204231A (ja) | 1986-03-05 | 1986-03-05 | 液晶素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62204231A true JPS62204231A (ja) | 1987-09-08 |
Family
ID=12779947
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4760886A Pending JPS62204231A (ja) | 1986-03-05 | 1986-03-05 | 液晶素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62204231A (ja) |
-
1986
- 1986-03-05 JP JP4760886A patent/JPS62204231A/ja active Pending
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