JPS63198024A - 液晶電気光学装置 - 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】 「発明の利用分野ｊ この発明は強誘電性液晶を用いた電気光学装置の駆動方
法の新規な駆動方法及び新規な電気光学装置に関する。

ｒ従来の技術」 ＣＲＴに代わる固体表示装置は液晶材料を用いたもの、
エレクトロクロミック現象を利用したもの、ガス放電を
用いたもの等多種多様にわたって開発がなされてきた。

取り分け、液晶表示装置は消費電力の小さいことと応答
速度が速いことから、実用向きであり、特に開発が盛ん
になった。

しかし、最近、情報量の増加に伴い、−画面中の画素数
は増加の一途を辿っている。少量画素の場合にはＴＮ液
晶材料を用いた表示装置でも表示品質は確保できたが、
例えば６４０　ｘ４００画素程度の多量画素を持つマト
リクス液晶表示装置の場合にはクロストーク等による画
質低下を免れず、液晶材料として強誘電性液晶を用いた
り、ＴＮ液晶を用いた場合でもＳＢＢモードを用いたり
、半導体素子を各画素のスイッチとして用いた駆動をす
ることで画質の改善がなされてきた。

半導体素子、を用いたＴＮアクティブ・マトリックス表
示装置では、半導体素子形成のための生産コストが高（
、さらにその素子の製造歩留りが低いため表示装置その
ものの価格を低減することが困難であった。しかし表示
画質そのものは良好であったが生産価格も多量生産等の
努力で低減可能であったが、液晶材料の応答速度が遅く
、高速性を必要とする表示内容には不向きであった。

また、このＴＮ型液晶にかわってＮ、Ａ、Ｃ１ａｒｋら
により強誘電性液晶をもちいた液晶電気光学装置が提案
された（特開昭５６−１０７２１６）この液晶電気光学
装置において強誘電性液晶分子が第１図に示すように、
スメクチック層の層の法線方向に対して十〇傾いた第１
の状態（１）と−〇傾いた第２の状態（ＩＩ）を取る。

この二つの状態間を外部より電界を加えて、強誘電性液
晶分子をスイッチさせることにより発生する複屈折効果
の違いにより表示を行うものであった。

この時強誘電性液晶分子を第１の状Ｈ（１）より第２の
状態（ｎ）へかえる為にはスメクチック層に対して垂直
方向に例えば正の電界を加えることにより成される。

また逆に第２の状態（ＩＩ）より第１の状ａｎ）へ反転
させる為には、逆に負の電界を加えることにより成され
るものであった。すなわち外部より印加される電界の向
きをかえることにより強誘電性液晶分子の取る２状態を
変化させそれに伴って生じる電気光学効果の違いを利用
するものであった。

さらにこの外部より印加する電界を除去しても強誘電性
液晶分子はその状態を安定に保っており第１と第２の双
安定なメモリー性を持っていた。

その為、この強誘電性液晶を用いた液晶電気光学装置を
駆動する信号波形としては第２図に示すように、両極性
パルス列となっており、パルス極性の切り替わる方向に
より強誘電性液晶分子の取る２状態間をスイッチングし
ていた。

このスイッチングはＴＮ型液晶に比べて非常に高速にお
こなわれ、なおかつこの信号を取り去っても強誘電性液
晶分子の状態はメモリーされている。

ところが、この強誘電性液晶を用いた液晶電気光学装置
において強誘電性液晶分子は双安定性を有している必要
があった為、該装置の構造も双安定性を実現する為にあ
る特定の条件を満たしている必要があった。すなわち強
誘電性液晶をはさんでいる基板間隔を双安定性が実現さ
れる間隔まで狭くする必要があった。

この強誘電性液晶はホモジニアス配向させた液晶基板に
はさんだ場合、その基板間隔が広ければらせんを形成す
る。逆に、その間隔を十分小さ′くしてゆけば、らせん
をほどき双安定性を示すものであり、この従来の強誘電
性液晶を用いた液晶電気光学装置においては多安定性を
実現するため、基板間隔を液晶のらせんピッチである１
〜３μ輪程度にまで小さくする必要があり、液晶電気光
学装置を量産する際にこの小さい基板間隔が量産技術上
大きな問題となっていた。

ｒ発明の構成ｊ 本発明は前述の問題を解決するために強誘電性液晶を用
いた電気光学装置において基板間隔の広いすなわち強誘
電性液晶がらせんを形成している状態を利用して液晶表
示を行わしめるものである。

第２図に示すような通常め液晶電気光学装置のセル中に
強誘電性液晶を入れる、この際セルの基板（２）の間隔
は液晶（５）がらせん状態をとれるように広めにしであ
る。この様な時液晶は第３図（Ａ）に示すように外部よ
り電界を印加しない状態では液晶分子（８）は基板（２
）と平行方向にらせん軸を有するらせん状態を取る。こ
の状態で上下の電極（３）間に電圧を印加し、セル内に
電界を発生させると液晶分子（８）は第３図（Ｂ）又は
（Ｃ）の状態を取る。

次にセル内の電界を反転させると液晶分子（８）は第３
図（ｅ）又は（Ｂ）の如く、その方向を変える。

この液晶分子が傾（角度の違いで起こる透過光の変化を
セル外側に設けられた偏光手段（１１，（７）により検
出することで透過の変化を具体化して表示を行うことを
特徴とするものであります。

すなわち、セルに印加する電界により、らせんをほどき
、また該電界の正負、印加時間により該液晶分子の傾く
角度を制御することを特徴としたものである。

以下実施例により本発明を説明する。

「実施例」 本実施例では第２図に示す液晶電気光学装置セルを用い
基板（２）の間隔は１０μｍであり、少なくとも一方の
基板上の配向膜（４）は液晶に対し一軸配向性を付与す
るように配向処理が施されている。

このセル中にらせんピッチ１．８μ慣を持つエステル系
の強誘電性液晶を注入した。この液晶は強誘電性を示す
温度領域でらせん軸に対し、約１９″の傾き角を持って
いた。

この時、基板外側の偏光板（１）は、この傾き角と同じ
方向、すなわちらせん軸に対して＋１９″又は−１９”
の角度にその偏光方向を合わせ偏光板（７）はこのｆｉ
ｌの方向に対し直角となる方向に合わせ設置した。

この状態で液晶はセルでらせん状態となっている。

次にセル中の電極（３）に電圧を卯月ｕしセル中に電界
を発生させると液晶分子（８）は第３図（Ｂ）の状態を
とる。この時偏光板（１）の偏光方向と分子の長軸方向
とが一致するので、この状態のときは光を透過しない状
態となっている。

次に電界を反転させると液晶分子（８）は第３図（Ｃ）
の状態となり光を透過する状態となる。

このように印加電界の方向により液晶表示の透過、非透
過を具体化するものであります。

例えば第４図（Ａ）に示す電圧波形をセル中の電極（３
）に印加した場合、同図（Ｂ）に示すようなセルの透過
光強度が得られた。同図より明らかなように印加電圧の
印加時間を変化させることにより透過光強度を制御する
ことも可能であった。

次に第５図（Ａ）に示す電圧波形を同様に印加した場合
、同図（Ｂ）に示すようなセルの透過光強度が得られた
。同図より明らかなように印加電圧の電圧値を変化させ
ることによっても透過光強度を制御することができた。

よって、発明により液晶表示において階調表示（ブレー
ス−ケル）を行えるという特徴を持つ。

「効果」 本発明は強誘電性を示す液晶を用い、該液晶分子の取り
得る状態の違いにより発生する電気光学効果を利用する
液晶電気光学装置において、該液晶分子は液晶電気光学
装置内で双安定性を有しておらず、該液晶に対して外部
より印加する電圧により液晶電気光学装置内で発生する
電界によって液晶分子の状態を変化させ、其に伴って発
生する電気光学効果を利用することを特徴とするもので
ある。すなわち、双安定性を必要としない為、液晶電気
光学装置を作製する際の工業的なマージンを大きくとる
ことが可能となった。

さらに強誘電性液晶がらせんを形成しても電界により、
そのらせんをほどくため、そのセルの基板間隔を狭くす
る必要がないので量産技術において大きな優位性を持た
せることができた。

また従来の強誘電性液晶を用いた液晶表示の階調表示が
行えるという特徴を有するものであります。

【図面の簡単な説明】

第１図は強誘電性液晶分子の様子を示す。 第２図は液晶電気光学装置の概略図を示す。 第３図は液晶の分子長軸の取り得る様子を示す。 第４図及び第５図は強誘電性液晶の駆動信号波形に対す
る電気光学効果の様子を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、強誘電性を示す液晶を用い、該液晶分子の取り得る
   状態の違いにより発生する電気光学効果を利用する液晶
   電気光学装置において、該液晶に対して外部より印加す
   る電気信号により電気光学装置内で前記電界が発生する
   前はらせんを形成している液晶分子が単一方向にそろい
   、なおかつ発生する電界の方向により液晶分子のそろう
   方向を変化させ、其に伴って発生する電気光学効果の変
   化を利用することを特徴とする液晶電気光学装置。 ２、特許請求の範囲第１項において、基板間隔は液晶が
   らせんを形成する程広いことを特徴とする液晶電気光学
   装置。 ３、特許請求の範囲第１項において外部から印加する電
   界の印加時間を変化させることにより透過光強度を制御
   することができることを特徴とする液晶電気光学装置。