JPH06265906A - 強誘電性液晶パネル、強誘電性液晶表示装置及び製造法 - Google Patents

強誘電性液晶パネル、強誘電性液晶表示装置及び製造法

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JPH06265906A
JPH06265906A JP5054188A JP5418893A JPH06265906A JP H06265906 A JPH06265906 A JP H06265906A JP 5054188 A JP5054188 A JP 5054188A JP 5418893 A JP5418893 A JP 5418893A JP H06265906 A JPH06265906 A JP H06265906A
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JP
Japan
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liquid crystal
ferroelectric liquid
voltage waveform
crystal panel
display device
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Application number
JP5054188A
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English (en)
Inventor
Kenji Nakao
健次 中尾
Hisahide Wakita
尚英 脇田
Shozo Fujiwara
正三 藤原
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 強誘電性液晶表示装置を、長時間駆動後もコ
ントラストの低下がなく、良好な表示を保つことが可能
なものとすること。 【構成】 強誘電性液晶パネル102と、液晶パネル1
02を駆動する駆動回路106と、強誘電性液晶のしき
い値電圧以上で1キロヘルツ以下の低周波交番電圧波形
を前記強誘電性液晶に印加する第1の電界処理手段10
3と、強誘電性液晶に1キロヘルツ以上の高周波電圧波
形を印加する第2の電界処理手段104とを有する強誘
電性液晶表示装置である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、表示装置等に用いられ
る液晶表示装置に関し、特に強誘電性液晶表示装置等に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】現在、強誘電性液晶は明確な層構造をと
ることが知られている。すなわち、薄膜化された強誘電
性液晶は2つの限られた状態が安定になる。この強誘電
性液晶パネルに印加する電界の極性を反転させること
で、この2つの状態間のスイッチングを行なうことがで
きる。
【0003】強誘電性液晶は高温側では強誘電性を示さ
ない液晶相が存在し、この相状態から冷却した直後(第
1状態)ではこの2つの状態が持つ分子の平均方向のな
す角度2θeffは比較的小さな値を示す。これは強誘電
性液晶の層の断面構造が大きく屈曲した状態にあるため
である。
【0004】この第1状態の強誘電性液晶パネルに低周
波交番電界を印加すると、2つの状態が持つ分子の平均
方向のなす角度は大きくなる。この処理を第1の電界処
理とし、この状態を第2状態とする。また、このときの
分子のなす角度を2θintとする。この状態では強誘電
性液晶の層の断面構造はほぼ垂直に立った状態にある。
従来はこの第2状態を用いて表示駆動を行なっていた
(特開昭62−220930公報参照)。
【0005】図4はこれを示した概念図である。第1状
態では強誘電性液晶分子は401と402の状態間のス
イッチングを行なうが、第2状態では403と404の
状態間のスイッチングを行なう。第2状態でのスイッチ
ングを行なう場合、上の偏光板は405、下の偏光板は
406の方向に配置し、液晶分子が403の場合に白表
示、404の場合に黒表示となる。
【0006】光の透過率は偏光板405と液晶分子がな
す角度によって決定され、理想的な黒状態ではこの角
度、すなわち404と405の角度がゼロであり、透過
率は理論的にはゼロになる。しかしこの角度が大きくな
るに従い透過率が大きくなり、コントラストが低下す
る。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の強誘
電性液晶表示装置を長時間駆動し続けると、コントラス
トが低下する課題があった。
【0008】本発明は、従来の強誘電性液晶表示装置の
課題を考慮し、長時間駆動後もコントラストの低下がな
く、良好な表示を保つことが可能な強誘電性液晶表示装
置等を提供することを目的とするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の強誘電性液晶パ
ネルは、強誘電性液晶が層構造を持ち、その層構造は、
前記強誘電性液晶が高温側で有する非強誘電性相から冷
却した後の強誘電性液晶が有する層構造を、第1の電界
処理によって基板に実質上垂直に立てた後に、第2の電
界処理によって屈曲させた状態である強誘電性液晶パネ
ルである。
【0010】また、本発明の強誘電性液晶パネルは、強
誘電性液晶は分子方向において2つの安定状態を有し、
その2つの安定状態のそれぞれの分子方向間の角度を2
θとし、強誘電性液晶が高温側で有する非強誘電性相か
ら冷却した後の強誘電性液晶が有する2つの安定状態の
それぞれの分子方向間の角度を2θeffとし、冷却し
た後の強誘電性液晶に電界処理を行なった強誘電性液晶
が有する2つの安定状態のそれぞれの分子方向間の角度
を2θintとすると、角度2θは前記角度2θeff
よりも大きく、前記角度2θintよりも小さい強誘電
性液晶パネルである。
【0011】また、本発明の強誘電性液晶表示装置は、
強誘電性液晶のしきい値電圧以上で1キロヘルツ以下の
低周波交番電圧波形を強誘電性液晶に印加する第1の電
界処理手段と、強誘電性液晶に1キロヘルツ以上の高周
波電圧波形を印加する第2の電界処理手段を有するもの
である。
【0012】
【作用】コントラストの低下は、表示していたパターン
に依存して発生するために、微少なコントラストの違い
であっても明確に判別されるのである。
【0013】すなわち、強誘電性液晶の第1状態では2
つの状態の分子のなす角度は小さい。ここで低周波電圧
パルスを印加すると、分子のなす角度は大きくなる(第
2状態)。この状態は若干不安定であるため、長時間駆
動を続けると、駆動電圧パルスによる擾乱でこの角度は
1度程度小さくなり安定化する。通常の駆動では1時間
から数十時間の駆動で安定化する。
【0014】偏光板を第2状態、すなわち低周波電圧パ
ルスを印加した直後の状態にあわせて貼り付けた場合に
は、駆動後は分子の方向がわずかに変化するため、コン
トラストが低下する。このコントラストの低下は表示し
たパターンに従って発生するため長時間表示続けたパタ
ーンがわずかに残り、一種の「やきつき」のように容易
に判別される。
【0015】そこで、低周波電圧パルス(第1の電界処
理)を印加した直後に高周波電圧パルス(第2の電界処
理)を印加することで、分子のなす角度を短時間で小さ
くすることができ、安定になる(第3状態)。この後に
連続駆動を行なった場合には、分子のなす角度の変化及
び分子方向の変化は見られない。このためこの第3状態
に合わせて偏光板を貼りつけることで連続駆動でも良好
な表示品位が安定して得られる。
【0016】
【実施例】
(実施例1)以下本発明の一実施例の強誘電性液晶表示
装置について、図面を参照しながら説明する。
【0017】図1は、本発明の一実施例を示す強誘電性
液晶表示装置の構成図、図2は分子方向及び層断面構造
を示した概念図である。図1に於て、スイッチ101
は、低周波波形発生器103と高周波波形発生器104
と表示信号源105との出力端子を切り換えるためのス
イッチである。そのスイッチ101の共通端子は駆動回
路106に入力されている。この駆動回路106は、駆
動ドライバ107、108にそれぞれ信号を出力してい
る。さらに、強誘電性液晶パネル102は、その駆動ド
ライバ107、108からの駆動信号によって駆動表示
される。また、図2に於て、201は下の偏光板方向、
202は上の偏光板方向、203は強誘電性液晶分子方
向、204は上基板、205は下基板、206は液晶層
である。
【0018】そこで、強誘電性液晶パネル102は、第
1状態では図2(a)のように分子のなす角度は小さく
15度程度である。これは強誘電性液晶の層の断面構造
は大きく「く」の字のように屈曲しているためである
(図2(d))。
【0019】ここでスイッチ101を(a)側端子に切
り替え低周波波形発生器103を接続することで、液晶
パネル全面に低周波電圧パルスを印加し、分子のなす角
度を増大させ、22度とする(第1の電界処理)。この
ときの分子方向が図2(b)であり、強誘電性液晶の層
の断面構造はほぼ垂直に立った状態にある(図2
(e))。
【0020】この直後スイッチ101を(b)側端子に
切り替え液晶パネルを高周波波形発生器104に接続す
ることでパネルに高周波電圧パルスを印加する(第2の
電界処理)。これにより分子のなす角度は約1度小さく
なり、21度になる。高周波電界処理よってこのような
安定な状態に移行する。この状態を第3状態とし、分子
方向を図2(c)に、層断面構造を図2(f)に示す。
このとき層の断面構造は電圧印加処理によって屈曲した
状態にある。
【0021】以上要約すると、2つの安定状態のそれぞ
れの分子方向間の角度を2θとし、強誘電性液晶が高温
側で有する非強誘電性相から冷却した後の強誘電性液晶
が有する2つの安定状態のそれぞれの分子方向間の角度
を2θeffとし、前記冷却した後の強誘電性液晶に前
記第1の電界処理を行なった強誘電性液晶が有する2つ
の安定状態のそれぞれの分子方向間の角度を2θint
とすると、前記2θは前記2θeffよりも大きく、前
記2θintよりも小さい状態となっている。
【0022】これらの処置を行なった後、スイッチを
(c)側端子に切り替え、画面を表示するための線順次
駆動を行なう。この状態で一状態の分子方向に合わせて
下の偏光板を配置すると最良のコントラストで安定に表
示できた。
【0023】また過度の温度変動によって表示品位が低
下する場合には、このスイッチ切り替え操作を連続して
行なうことで良好な表示品位を保つことが可能である。
【0024】このときの低周波電圧パルス(図3
(a))は、30ボルト、10Hzであり、10秒間印
加を行なった。また高周波電圧パルスは、図3(b)に
示す波形を15秒間印加した。図3(b)のように電圧
の符号が反転する際に一旦0ボルトの電圧を印加する時
間領域を設けることで、液晶の配向状態を乱すことなく
第3状態への移行が行なわれる。この0ボルトを示す時
間領域は10マイクロ秒以上あれば有効である。低周波
電圧パルスは1キロヘルツ以下で有効であり、高周波電
圧パルスは液晶が応答するしきい値電圧以上の電圧で、
1キロヘルツ以上であれば効果的である。印加時間は低
周波、高周波とも数秒から数分印加することで効果が得
られた。
【0025】このような高周波電圧パルスを印加した後
には、連続駆動によっても強誘電性液晶の分子のなす角
度はほとんど変化しない。これは高周波電圧パルスすな
わち第2の電界処理によって安定な状態に移行したため
である。 (実施例2)実施例1で述べた操作を、強誘電性液晶表
示装置を製造する過程において処理する場合にも同様の
効果が得られ、連続駆動に対して安定で良好な表示が得
られる。
【0026】すなわち製造工程において、低周波電圧波
形を強誘電性液晶パネル全面に印加し第1状態から第2
状態に移行させる(第1の電界処理)。その直後に高周
波電圧波形を液晶パネル全面に印加し、第2状態から第
3状態に移行させる(第2の電界処理)。この場合には
強誘電性液晶表示装置に低周波電圧波形発生器と高周波
電圧波形発生器を内蔵する必要はない。
【0027】
【発明の効果】以上述べたところから明らかなように、
本発明の強誘電性液晶表示装置は、長時間駆動後もコン
トラストの低下がなく、良好な表示を保つことが可能で
あるという長所を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の強誘電性液晶表示装置の構
成図である。
【図2】低周波及び高周波印加による分子方向と分子の
なす角度、及び層断面構造の変化を示す概念図であっ
て、(a)は第1状態の分子方向と分子のなす角度、
(b)は第2状態の分子方向と分子のなす角度、(c)
は第3状態の分子方向と分子のなす角度、(d)は第1
状態の層断面構造、(e)は第2状態の層断面構造、
(f)は第3状態の層断面構造をそれぞれ示すものであ
る。
【図3】本発明の一実施例の強誘電性液晶表示装置に用
いた電圧波形図であって、(a)は低周波電圧波形を、
(b)は高周波電圧波形を示すものである。
【図4】従来例の分子のスイッチングを示す概念図であ
る。
【符号の説明】
101 スイッチ 102 強誘電性液晶パネル 201 下の偏光板方向 202 上の偏光板方向 203 強誘電性液晶分子方向 204 上基板 205 下基板 206 液晶層 401 第1状態の分子方向 402 第1状態の分子方向 403 第2状態の分子方向 404 第2状態の分子方向 405 下の偏光板方向 406 上の偏光板方向

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】少なくとも一方に透明電極が形成された2
    枚の基板に狭持された強誘電性液晶を持つ強誘電性液晶
    パネルにおいて、前記強誘電性液晶は層構造を持ち、そ
    の層構造は、前記強誘電性液晶が高温側で有する非強誘
    電性相から冷却した後の強誘電性液晶が有する層構造
    を、第1の電界処理によって基板に実質上垂直に立てた
    後に、第2の電界処理によって屈曲させた状態であるこ
    とを、特徴とする強誘電性液晶パネル。
  2. 【請求項2】少なくとも一方に透明電極が形成された2
    枚の基板に狭持された強誘電性液晶を持つ強誘電性液晶
    パネルにおいて、 前記強誘電性液晶は分子方向において2つの安定状態を
    有し、その2つの安定状態のそれぞれの分子方向間の角
    度を2θとし、 強誘電性液晶が高温側で有する非強誘電性相から冷却し
    た後の強誘電性液晶が有する2つの安定状態のそれぞれ
    の分子方向間の角度を2θeffとし、 前記冷却した後の強誘電性液晶に電界処理を行なった強
    誘電性液晶が有する2つの安定状態のそれぞれの分子方
    向間の角度を2θintとすると、 前記角度2θは前記角度2θeffよりも大きく、前記
    角度2θintよりも小さいことを特徴とする強誘電性
    液晶パネル。
  3. 【請求項3】少なくとも一方に透明電極が形成された2
    枚の基板に狭持された強誘電性液晶を持つ強誘電性液晶
    パネルと、 前記液晶パネルを駆動する駆動回路と、 前記強誘電性液晶のしきい値電圧以上で所定の低周波電
    圧波形を前記強誘電性液晶に印加する第1の電界処理手
    段と、 前記強誘電性液晶に所定の高周波電圧波形を印加する第
    2の電界処理手段と、 を有することを特徴とする強誘電性液晶表示装置。
  4. 【請求項4】高周波電圧波形が、前記低周波交番電圧波
    形が強誘電性液晶パネルに印加された後にその強誘電性
    液晶パネルに印加されることを特徴とする請求項3記載
    の強誘電性液晶表示装置。
  5. 【請求項5】低周波電圧波形は1キロヘルツ以下であっ
    て、前記高周波電圧波形は1キロヘルツ以上であること
    を特徴とする請求項3記載の強誘電性液晶表示装置。
  6. 【請求項6】高周波電圧波形において、電圧の符号が反
    転する場合に電圧が0ボルトまたは略0ボルトを示す時
    間領域が存在することを特徴とする請求項3記載の強誘
    電性液晶表示装置。
  7. 【請求項7】高周波電圧波形において、電圧の極性が正
    または負の波形が印加された直後に電圧を印加しない時
    間領域が存在することを特徴とする請求項3記載の強誘
    電性液晶表示装置。
  8. 【請求項8】時間領域が10マイクロ秒以上存在するこ
    とを特徴とする請求項6または請求項7記載の強誘電性
    液晶表示装置。
  9. 【請求項9】少なくとも一方に透明電極が形成された2
    枚の基板に狭持された強誘電性液晶を持つ強誘電性液晶
    パネルに、前記強誘電性液晶のしきい値電圧以上でかつ
    1キロヘルツ以下の低周波交番電圧波形を前記強誘電性
    液晶パネルに印加する工程と、 その強誘電性液晶パネルに1キロヘルツ以上の高周波電
    圧波形を印加する工程を有することを特徴とする強誘電
    性液晶表示装置の製造法。
JP5054188A 1993-03-15 1993-03-15 強誘電性液晶パネル、強誘電性液晶表示装置及び製造法 Pending JPH06265906A (ja)

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