JPH06317779A - 液晶装置 - Google Patents

液晶装置

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JPH06317779A
JPH06317779A JP5292693A JP29269393A JPH06317779A JP H06317779 A JPH06317779 A JP H06317779A JP 5292693 A JP5292693 A JP 5292693A JP 29269393 A JP29269393 A JP 29269393A JP H06317779 A JPH06317779 A JP H06317779A
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liquid crystal
state
voltage
cell
cholesteric
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JP5292693A
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Colin M Waters
コリン・マーチン・ウオーターズ
Edward P Raynes
エドワード・ピーター・レイネス
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UK Government
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 液晶表示装置のマルチプレックス・レベルを
高いものとする。 【構成】 マルチプレックス・アドレッシングが行わ
れ、表面配向は均一な傾斜方向にてπラジアンよりも大
きく２πラジアンよりも小さい累進的分子捩れを与える
ようにコレステリック材料に適合されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】本発明は液晶装置、即ち液晶デバイスに関
するものである。この種の装置は、典型的にはガラス・
スライド間に含まれた液晶材料の薄層を有している。ス
ライド上の電極構造は、液晶層を横断して電場を加える
ことを可能にし、液晶分子をオン状態へ再配列させる。
電場を除去すると、液晶分子はそのオフ状態に復帰す
る。
【０００２】液晶材料には３種の公知種類、すなわちネ
マチック型、コレステリック型、およびスメクチック型
が存在し、それぞれ異なる液晶分子配列を有する。
【０００３】本発明は、液晶分子が自然に螺線構造をと
り、その螺線軸を液晶層の面に対し垂直にする長ピッチ
のコレステリック混合物を利用する。長ピッチのコレス
テリック混合物は、典型的には数パーセントのコレステ
リック液晶材料をネマチック液晶材料と混合することに
より形成される。コレステリック混合物のピッチは、コ
レステリック液晶材料の濃度を調整して制御することが
できる。
【０００４】公知の装置には捩れネマチック装置がある
が、これはガラス・スライドの間に入れたネマチック材
料の薄層を使用する。ガラス・スライドは１方向に擦ら
れ、すなわちラビング(rubbing) を施され、かつそのラ
ビング方向を直交させて組立てられる。このラビングは
液晶分子に表面配向を与え、層を横断して累進的な90度
の捩れをもたらす。偏光方向をラビング方向に対し垂直
または平行にした偏光子間に置くと、この装置はそのオ
フ状態において偏光面を回転させ、そのオン状態におい
て回転することなく透過させる。オフ状態において、偏
光子は透過する光を選択的に吸収する。少量のコレステ
リック材料をネマチック材料へ添加することにより、英
国特許第 1,472,247号および第 1,478,592号明細書に説
明されているように、90度の捩れが装置の全領域を横断
して同じ向きになることを確保することができる。
【０００５】短ピッチのコレステリック材料を使用する
公知の装置は相転移(phase change)装置である。そのオ
フ状態、すなわち零印加電圧の状態において、この材料
は光に対し散乱性である。コレステリック材料のピッチ
は、層厚さに比較して極めて小さい。層を横断して閾値
より高い電圧を印加すると、その分子は螺線構造が解け
て、加えられた電場に対し平行となる。これは、正のネ
マチック材料のオン状態と同様であって、光に対し透明
である。電圧を除去すると、この材料はその光散乱性の
オフ状態に復帰する。この種の装置についてはセル壁部
の表面配向は必要ではない。この装置の利点は、捩れネ
マチック装置と比較して迅速なターンオフ時間および広
い視角が得られることである。
【０００６】他の種類のセルは、ピッチが層厚さに等し
いコレステリック材料を利用する。ホモジニアスな境界
条件により、プレーナー状態(plane state）が層を横断
するディレクタの 2π回転を伴って誘発される。多色性
染料（pleochroic dye）を含ませると、オフ状態におい
て光の吸収をもたらす。電圧の印加は液晶分子および染
料分子を再配列させ、オン状態においてより高度の透過
を与える。電圧が閾値より僅か上方まで増加すると、散
乱性組織が形成され、この組織はさらに電圧を実質的に
増加させると透明になって、オン状態を与える。電圧を
低下させると、閾値電圧における透過の急速な減少が起
こる。したがって、この装置は常に電圧の増加速度とは
無関係に存在する顕著なヒステリシスを示す。このヒス
テリシスは、この装置の多重度（multiplexibility）を
制限する。この装置はＩＥＥＥＴrans. Ｅlectron Ｄev
ices 第ＥＤ28巻、第６号、1981年 6月、第 719〜823
頁に記載されている。
【０００７】今回、約 3π／2 の捩れを有するある種の
コレステリック液晶セルは、電圧を急速に増加させるこ
とで、実質的に零のヒステリシスを持ち急峻な透過−電
圧特性を示すことを見出だした。しかしながら、電圧の
緩徐な増加は、依然として若干のヒステリシスをもたら
す。
【０００８】本発明によれば、２個のセル壁部の間に含
まれており、２０μｍ以下の厚さを持つ正の誘電異方性
を有するコレステリック液晶材料の層と、複数のアドレ
シング可能な要素を形成するように両方の壁部に設けら
れた電極構造とを具備し、液晶分子を傾斜付きホモジニ
アス状態に配向させるように液晶材料と接触する両セル
壁部には表面処理が施されており、均一な傾斜方向にて
πラジアンよりも大きく２πラジアンよりも小さい累進
的分子捩れを与えるように、該表面配向は該コレステリ
ック材料に適合されている液晶装置であって、該装置は
更に (i)液晶材料の分子配列に依存して透過する光を選
択的に吸収する手段を有しており、(ii)電源からの電圧
を電極構造へとr.m.s.マルチプレックスの順序で反復し
て印加するための２組の駆動回路及び論理制理回路を有
するr.m.s.マルチプレックス駆動を具備しており、 (ii
i)急峻な透過−電圧特性を有し、実質的にヒステリシス
がなく、各アドレシング可能な要素を光透過状態と非透
過状態との間で直接に切換えるようにされており、(iv)
各アドレス可能な要素に対するオン電圧は、オフ状態か
らオン状態へのスイッチングに対するのものと実質的に
同一であり、(v) 各アドレス可能な要素に対するオフ電
圧は、オフ状態からオン状態へのスイッチングに対する
のものと実質的に同一である液晶装置が提供される。
【０００９】ここで、捩れ角φの値は好ましくは約 3π
／2 （ラジアン）である。表面配向処理は、 0〜30度も
しくはそれ以上であるが、90度（ホメオトロピック配
列）未満の分子傾斜角をもたらすものである。 5度未
満、例えば 2度の傾斜は、低傾斜(low tilt)と呼び、 5
〜70度の傾斜は、高傾斜(high tilt) と呼ぶ。低傾斜お
よび高傾斜の両者は、それぞれ単独でまたは組合せて使
用することができる。液晶材料中に少量の多色性染料を
添加することができる。層厚さは20μｍ、好ましくは15
μｍ以下とする。
【００１０】上述の液晶装置は、中性偏光子もしくはカ
ラー偏光子を用いて、または用いずに、透過方式で、あ
るいは反射板を用いた反射方式で使うことができる。
【００１１】２つもしくはそれ以上の上述の装置を光学
的に直列に配置することもできる。この配置は、全部で
３種の色が観察されうるように各装置に異なる色の染料
を使用することができる。あるいは、これら染料を同じ
にして、オフ状態とオン状態との間で単一の色のコント
ラストを向上させることもできる。さらに、各セルは異
なった吸収を有して、８つの吸収値すなわちグレー・ス
ケール（grey scale）を得ることもできる。
【００１２】通常、コレステリック液晶のピッチは温度
の上昇と共に増大するが、次の手段のいずれかにより改
善できる。
【００１３】（ｉ) ピッチの温度依存性が小さくまたは
零であって、広い温度範囲に亘り最適の d／p を維持す
る液晶材料またはこれら材料の混合物を選択する。
【００１４】（ii) 温度の上昇と共にピッチが低下し
て、温度に伴う閾値電圧の変化を部分的にまたは完全に
補償する液晶を選択する。
【００１５】それに加えてまたはその代りに、液晶温度
を検知して、それに応じてアドレッシング電圧レベルを
変化させることもできる。この検知方法の一例が英国特
許第2,012,093B号明細書に記載されている。
【００１６】以下、添付図面を参照して本発明を実施例
につき説明する。
【００１７】第１図および第２図に示す液晶装置は、平
行に隔離した２個のガラス・スライド3 、4 の間に入れ
たコレステリック液晶材料の層2 により形成された液晶
セル1 を有している。スペーサ・リング5 は、これら壁
部が典型的には 6ミクロンだけ離れるようにする。さら
に、長さの短いかつ直径 6ミクロンの多数のガラス繊維
を液晶材料中に分散させて、正確な壁部間隔を維持す
る。例えば酸化スズ（Ｓn Ｏ2 ）よりなる帯状の横列電
極６1 〜６m を１つの壁部3 に形成し、同様な縦列電極
７1 〜７n を他方の壁部4 に形成する。ｍ個の横列の電
極組とｎ個の縦列の電極組とにより、アドレッシングの
可能な複数の表示要素から成るｍ×ｎマトリクスが形成
される。各要素は、横列電極および縦列電極の相互作用
によって形成される。
【００１８】横列駆動回路8 は、各横列電極6 へ電圧を
供給する。同様に、縦列駆動回路9は、各縦列電極7 へ
電圧を供給する。印加電圧の制御は、論理制御回路10に
より行われるのであって、それは電圧源11からの電力と
クロック12からのタイミングとを受け入れる。
【００１９】液晶装置において、オン状態とオフ状態と
は視覚的に異なって観察される。これは、例えば時計な
どにおけるような数字(digit) を表示するために使用さ
れる。
【００２０】マルチプレックス・アドレッシング方式の
液晶表示装置に関しては、２つの慣用技術がある。いわ
ゆる低速走査および高速走査あるいはr.m.s.方式であ
る。低速走査方式において、マトリクスの各要素は、こ
の要素をオンに切換えるのに充分な時間に亘って電圧が
加えられる。これはマトリクスの各ラインにつき反復さ
れ、次いで全マトリクスが再アドレッシングされ、反復
してリフレッシュされる。高速走査方式においては、オ
ンとなるのに必要な各要素は１回の完全リフレッシュ・
サイクルにつき１回、高い電圧レベルで液晶材料の応答
時間より短い時間に亘ってアドレッシングされ、リフレ
ッシュ・サイクルの残余において、より低い電圧を受け
る。これらの電圧は、多数のサイクルに亘るr.m.s.（電
圧実効値）レベルが所要の要素をオン状態に維持するの
に充分高くなるように設定される。他の場合には、r.m.
s.レベルは、各要素をオン状態にするには不充分であ
る。
【００２１】高速走査アドレッシングの例としてＡＣ横
列電圧ＶR が順次に各横列へ印加される。各横列がアド
レスされる際、縦列電圧±ＶC が適当な縦列電極へ印加
される。但し、±符号は例えば 1 kＨz のＡＣ信号の位
相を意味する。これは全セルがアドレッシングされるま
で、各横列について反復される。この過程は、典型的に
は10ラインのマトリクスに対し50Ｈz のフレーム率で全
セルにつき反復されて、情報が表示される。オン状態と
なることが必要な各要素は、１回の完全アドレスサイク
ルすなわちフレーム時間当りの１個の時間間隔につきＶ
R ＋ＶC を加えられ、他の（ｎ−１）個の時間間隔につ
きＶC を加えられる。ＶR ＋ＶC およびＶC の r.m.s.
値は、所望のＶ2 レベルと等しくなるようにされる。オ
ン状態となることが必要でない要素は全ての時間に亘り
ＶR −ＶC およびＶC を加えられる。ＶR −ＶC および
ＶC の電圧実効値はＶ1 である。Ｖ1 ボルトを加えられ
るオフ要素を背景として、Ｖ2 ボルトを加えられるオン
要素により、総合的に表示が形成される。あるいはオン
要素を背景として、オフ要素により、総合的に表示を形
成することもできる。
【００２２】多数のラインを有する液晶装置のマルチプ
レックス・アドレッシングを行うのには、オン／オフ透
過特性をきわめて鋭くしなければならない。なぜなら、
そのような液晶表示装置におけるオフ要素は、オン電圧
Ｖ2 よりほんの少し低い電圧Ｖ1 に保たなければならな
いからである。アドレッシングの可能なラインの数ｎ
（またはマルチプレックス・レベル）は、電圧Ｖ1 およ
びＶ2 の比に関連させることができる。例えば、Ｐ．
Ｍ．Ａlt、Ｐ．Ｐleshkoの最適化アドレス方式（ＩＥＥ
Ｅ Ｔrans．Ｅlectron Ｄevices, ＥＤ−21、（1974）
第 146〜155 頁）では、
【００２３】
【数１】 である。
【００２４】Ｖ2 −Ｖ1 の減少は、ｎの値を増大させ
る。
【００２５】染料を用いないで、捩れネマチック効果す
なわちシャット・ヘルフリッヒ効果を利用する現在の液
晶装置は、約32ライン（ｎ＝32）で多重化することがで
きる。しかし、染料を用いる液晶装置は従来約ｎ＝3 に
制約されていた。以下に説明するが、本発明の液晶装置
は急峻なオン／オフ透過特性を与え、したがってｎの高
い値を与える。換言すれば、各アドレス可能な要素に対
するオン電圧は、オフ状態からオン状態へのスイッチン
グに対するものと実質的に同一であり、各アドレス可能
な要素に対するオフ電圧は、オフ状態からオン状態への
スイッチングに対するのものと実質的に同一である。
【００２６】第１図の液晶装置は、直交ｍ×ｎマトリク
スの表示例であるが、他のレイアウトにすることもでき
る。例えば、３横列×３縦列のマトリクスにより８セグ
メントのバー・ディジット(bar digit) を表示し、かつ
マルチプレックス・アドレッシングを行うことができ
る。これらのディジットは、３つずつのグループにした
縦列電極を追加することにより、デジットの横列の方に
拡張することができる。
【００２７】第２図の透視形液晶装置に関しては、偏光
子13をセル1 の背後または前面に配置することができ
る。偏光子の偏光軸Ｐは、隣接するセル壁部における表
面配向方向Ｒに対して平行である（下記参照）。観察者
14は、例えばタングステン電球15により照明された液晶
表示装置を見る。
【００２８】第３図は、セルの背後に反射板16を有する
液晶装置を示す。偏光子13は、セル1 の前面または背後
に置き、その偏光軸Ｐを隣接壁部の配向方向Ｒに対し平
行にする。
【００２９】第２図および第３図に見られるように、そ
れらのコンポーネントは離れているが、実際には互いに
接触している。例えば反射板16は、後部セル壁部4 に噴
霧または蒸着したアルミニウムの層とすることができ
る。
【００３０】使用するコレステリック材料は、層2 にお
いて螺線配列を自然に形成し、その螺線軸は壁部3 、4
に対して垂直である。
【００３１】液晶分子は、種々の配向技術により、セル
壁部表面に配向させることができる。例えば、ポリビニ
ルアルコールによる表面の被覆および柔らかいティッシ
ュペーパーによる１方向のラビングを挙げることができ
る。これはラビング方向に沿って、表面に対する分子傾
斜角が約 2度の分子配向をもたらす。あるいは、英国特
許 1,472,247号、第 1,478,592号、第 1,545,084号およ
び英国特許出願公開第2,007,865A号明細書に記載のよう
に、フッ化マグネシウム (Ｍg Ｆ2 ) を壁部に蒸着させ
ることができる。蒸着の角度を変え、１回だけでなく何
回も蒸着を行って、分子を配向させ、しかも傾斜角度を
0〜30度もしくはそれ以上の範囲で変化させることがで
きる。
【００３２】液晶セルは、液晶層を横断して 3π／2 の
分子捩れを有するように作成する。かくして、組立てた
後のセルでは、２つの配向方向は直交しなければならな
い。コレステリック材料のピッチp は、層厚さd につい
て分子が液晶層を横断して 3π／2 だけ捩れるように、
すなわち d／p が 0.75 となるように選択すると、この
ような d／p の値は、自然のコレステリック捩れを表面
配向捩れに適合する。適合のためには、一般に、捩れ角
をφとして d／p ＝φ／ 2πであるが、 d／pの値は、
3π／2 セルに対しては 0.5〜1.0 の範囲にし得ること
を見出だした。また、 d／p が 0.5と 0.75 の間にある
ときには表面配向によって導入される付加的歪み（addi
tional strain ）により、オフ状態とオン状態の間の閾
値より僅か上方のところで散乱性組織(scattering text
ure)を形成する傾向を減ずるという顕著な結果が得られ
ることを見出した。
【００３３】上記したように、ラビングによる表面配向
は約 2度の表面分子傾斜をもたらす。２つのラビング方
向の相対的向きは、左回りまたは右回りの自然のコレス
テリック回転に適合しなければならない。この適合の必
要性については、第４図および第５図を参照して説明す
る。
【００３４】第４図においては、セル壁部20、21は１方
向にラビングされ、ラビング方向Ｒを同じ向きにして組
立てられる。このセルについて、液晶材料はネマチック
材料であり、光学的に活性ではなく、すなわち捩れ構造
を持たない。この液晶分子22を注入すると、液晶分子は
層の中央部へ向けて傾斜する。電圧が印加されると、分
子は壁部に対し直角に配列するように回転する。或る分
子は時計方向に回転し、他の分子は反時計方向に回転し
て、オン状態となる。これは、従来技術でのいわゆるリ
バース・チップ(reverse tip）の問題である。これは液
晶装置に対して表示むらをもたらす。
【００３５】第５図は第４図と同様であるが、ラビング
方向が反対である。これはオフ状態において、全てが１
つの壁部に向けて同方向に傾斜した液晶分子23をもたら
す。電圧を印加すると、全ての分子が同方向に回転して
均一な外観を与える。
【００３６】第６図は、コレステリック材料の捩れおよ
び配向が適合する様子を示す。左側の平面25と右側の平
面26とはそれぞれラビング方向ＲL およびＲR を有す
る。左側から見てＲR は 3π／2 だけ反時計方向にＲL
から回転している。ディレクタは左側から右側へと時計
方向に 3π／2 だけ累進的に回転する。層の中心を横切
る傾斜角度は均一である。中間平面はπ／2 回転および
π回転について示してある。層を通過する際反時計方向
に捩れるコレステリック材料については、ラビング方向
ＲL は逆転させる。ラビング方向のこの向きは臨界的で
ある。ラビング方向の１つが第６図に示すものと反対で
ある場合、電気光学的透過曲線の急峻性は著しく低下す
る。
【００３７】染料を含みかつ単一の偏光子を用いる 3π
／2 捩れの低傾斜（例えば 2度）の6ミクロンの液晶セ
ルに特徴的な印加電圧に対する透過特性を第７図に示
す。下方曲線は、徐々に電圧が増加する際の透過変化を
示しており、上方曲線は、電圧が減少する際の透過変化
を示している。電圧減少の際の上方曲線は、電圧の緩徐
な減少および急速な減少の両者について得られる。驚異
的な効果は、破線で示されるように、Ｖ1 からＶ2 への
電圧の急速な増大により得られるものであり、その透過
変化は上方曲線によく一致する。Ｖ1 はこの２つの僅か
に離間した急傾斜ラインの直ぐ下方にあり、Ｖ2 はその
直ぐ上方にある。即ち、各アドレス可能な要素に対する
オン電圧は、オン状態からオフ状態へのスイッチングに
対するものと実質的に同一であり、各アドレス可能な要
素に対するオフ電圧は、オフ状態からオン状態へのスイ
ッチングに対するものと実質的に同一である。第１図の
液晶装置は、オフおよびオン要素のそれぞれについて、
r.m.s.値Ｖ1 およびＶ2 を用いて、作動する。
【００３８】オフ状態においては、極めて僅かの光しか
透過しないのに対し、オン状態においては、ほぼ全ての
光が透過する。極めて高い複屈折率（例えば、
【００３９】
【数２】 ）を有する液晶材料については、オフ状態において偏光
の案内(guiding）が生ずる。光源からの光の偏光方向が
液晶と染料の分子軸方向に一致し、かつこの分子軸方向
に対し直角な方向において液晶層に入射すると、入射光
は、液晶層を横断して案内されると共に、吸収される。
複屈折率が小さい場合（例えば、
【００４０】
【数３】 ）、偏光の案内は小さく、偏光されない光の大部分は染
料分子に吸収されるので、液晶装置を偏光子なしに用い
ることもできる。
【００４１】液晶セルがオン状態であると、液晶および
染料分子は壁部に対し垂直方向に再配列される。但し、
この場合、液晶材料は正の誘電異方性を有する
【００４２】
【数４】 。この状態においては、殆ど光は染料によって吸収され
ない。
【００４３】高複屈折率材料
【００４４】
【数５】 の場合については、単一の偏光子を使用して、オフ状態
における吸収を増大させるのが好ましい。低複屈折率材
料
【００４５】
【数６】 の場合については、偏光子を使用せずに、より明るいオ
ン状態を形成するのが好ましい。
【００４６】高複屈折率材料および12ミクロン以上の厚
さの層については、２つの偏光子の間に液晶セルを置く
ことにより、染料を用いなくても偏光切換効果（π／2
捩れネマチックを参照）を得ることができる。
【００４７】第９図は、透過特性が第７図に示すような
ものである低傾斜セルにおいて、 d／p を変化させた場
合の効果を示している。コレステリック材料のピッチp
に対する液晶層の厚さd の比を 0.5以上に増大しても、
Ｖ1 の値はほぼ一定に留まる。しかしながら、Ｖ2 の値
は、d ／p が約0.75になるまで徐々に増大し、次いで急
上昇する。かくして、低傾斜液晶セルについては、 d／
p の値は好ましくは 0.5〜0.75の範囲にある。 3π／2
捩れ（ツイスト）について、 d／p ＜ 0.75 の値におい
て表面により誘起される付加的歪みは、このセルが閾値
電圧Ｖ1 のすぐ上の電圧において散乱性組織を形成する
という傾向を減少させる。
【００４８】高傾斜、例えば30度を有する表面配向をも
った 3π／2 捩れセルは、第８図に示す透過特性を有す
る。Ｖ1 より高い印加電圧について、徐々にまたは急速
に、増加または減少する電圧の両者に対して、透過特性
は、殆どヒステリシスなしに急激に即ち直接的に変化す
る。この高傾斜セルについて、 d／p を変化したときの
Ｖ1 およびＶ2 の変化を第10図に示す。Ｖ1 およびＶ2
の両者は d／p の増大につれて一定の割合で絶えず増大
する。傾斜が２つのセル壁部について異なる場合でも、
同様な結果が得られる。例えば、一方の傾斜を 0度もし
くは 2度とし、かつ他方の傾斜を30度として、その配列
を第６図に示す捩れ方向に適合させることができる。
【００４９】液晶材料の例は次の通りである。英国ドル
セット州、プール在のＢ．Ｄ．Ｈ．社から入手できるカ
タログＮo.がＥ63、Ｅ70、Ｅ43、ＣＢ15のものが挙げら
れる。ビフェニル系の液晶材料としては、英国特許第
1,433,130号および英国特許出願公開第2,031,010A号明
細書に記載されている。その外に、西ドイツ、ダムシュ
タット在のＥ．Ｍerck社から入手できるＺＬＩ1132が挙
げられる。
【００５０】染料の例は英国特許出願公開第2,011,940A
号、第2,082,196A号、第2,081,736A号、第2,093,457A号
の各明細書に記載のようなＩ．Ｃ．Ｉ．社またはＢ．
Ｄ．Ｈ．社からＤ82、Ｄ86として入手できるアントラキ
ノン染料である。
【００５１】実施例１ 材 料：Ｅ63＋1.5 重量％ＣＢ15＋1 ％染料 Ｄ82
（Ｂ．Ｄ．Ｈ．）、セル厚さ： 6μｍ、低傾斜配向、温
度Ｔ＝20°におけるＶ2 ／Ｖ1 ＝1.165 、Ａ1t＆Ｐlesh
ko技術を用いたマルチプレックス・ラインの最大数：ｎ
＝40、
【００５２】
【表１】 視野角は、偏光子を用いてまたは偏光子なしに極めて良
好である。
【００５３】実施例２ 液晶セル厚さ： 8μｍ、低傾斜配向、
【００５４】
【表２】 実施例３ セル厚さ： 8μｍ、低傾斜配向、
【００５５】
【表３】 実施例４ セル厚さ： 8μｍ、低傾斜配向、
【００５６】
【表４】 実施例５ セル厚さ： 8μｍ、一方の壁部において低傾斜配向かつ
他方の壁部において高傾斜配向、
【００５７】
【表５】 実施例６ セル厚さ： 8μｍ、低／高傾斜配向、
【００５８】
【表６】 実施例７ セル厚さ： 8μｍ、低／高傾斜配向、
【００５９】
【表７】 実施例８ セル厚さ： 8μｍ、高傾斜配向、
【００６０】
【表８】 実施例９ セル厚さ： 8μｍ、高傾斜配向、
【００６１】
【表９】 実施例10 セル厚さ： 8μｍ、高傾斜配向、
【００６２】
【表１０】 上記実施例で用いた液晶材料の性質を次に示す。
【００６３】
【表１１】 前記液晶の成分は次のとおりである。
【００６４】
【表１２】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るマルチプレックス・アドレッシン
グを行う液晶表示装置の原理を示す概略図である。
【図２】透過方式で使用される液晶装置を説明する図で
ある。
【図３】反射方式で使用される液晶装置を説明する図で
ある。
【図４】配列の適合を説明するための液晶セルの略図で
ある。
【図５】配列の適合を説明するための液晶セルの略図で
ある。
【図６】表面配向とコレステリック捩れ方向とが適合す
る様子を 3π／2 捩れの場合について示す略図である。
【図７】低傾斜表面配向を有する 3π／2 捩れ液晶セル
に特性的な電圧の変化を示すグラフである。
【図８】図７と同様であるが高傾斜セルに対するグラフ
である。
【図９】低傾斜セルの表面配向に関する比 d／p に対す
るセル切換え電圧を示すグラフである。
【図１０】高傾斜セルの表面配向に関する比 d／p に対
するセル切換え電圧を示すグラフである。
【符号の説明】
１ 液晶セル ２ 液晶材料層 ３、４ セル壁部 ６、７ 電極 ８、９ 駆動回路 １０ 論理制御回路 １１ 電圧源 １２ クロック １３ 偏光子 １６ 反射板

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ２個のセル壁部（３、４）の間に含まれ
    ており、２０μｍ以下の厚さを持つ正の誘電異方性を有
    するコレステリック液晶材料の層（２）と、複数のアド
    レシング可能な要素を形成するように両方の壁部に設け
    られた電極構造（６、７）とを具備し、液晶分子を傾斜
    付きホモジニアス状態に配向させるように液晶材料と接
    触する両セル壁部には表面処理が施されており、均一な
    傾斜方向にてπラジアンよりも大きく２πラジアンより
    も小さい累進的分子捩れを与えるように、該表面配向は
    該コレステリック材料に適合されている液晶装置であっ
    て、該装置は更に (i)液晶材料（２）の分子配列に依存
    して透過する光を選択的に吸収する手段を有しており、
    (ii)電源（１１）からの電圧を電極構造（６、７）へと
    r.m.s.マルチプレックスの順序で反復して印加するため
    の２組の駆動回路（８、９）及び論理制理回路（１０）
    を有するr.m.s.マルチプレックス駆動を具備しており、
    (iii)急峻な透過−電圧特性を有し、実質的にヒステリ
    シスがなく、各アドレシング可能な要素を光透過状態と
    非透過状態との間で直接に切換えるようにされており、
    (iv)各アドレス可能な要素に対するオン電圧は、オフ状
    態からオン状態へのスイッチングに対するのものと実質
    的に同一であり、(v) 各アドレス可能な要素に対するオ
    フ電圧は、オフ状態からオン状態へのスイッチングに対
    するのものと実質的に同一である液晶装置。
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Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0098070B2 (en) * 1982-06-29 2000-12-13 The Secretary of State for Defence in Her Britannic Majesty's Government of the United Kingdom of Great Britain and Liquid crystal devices
EP0106386A3 (de) * 1982-09-23 1985-03-13 BBC Brown Boveri AG Verfahren zur Ansteuerung einer multiplexierbaren, bistabilen Flüssigkristallanzeige
IN161652B (ja) * 1983-07-12 1988-01-09 Bbc Brown Boveri & Cie
GB8400665D0 (en) * 1984-01-11 1984-02-15 Secr Defence Disubstituted ethanes
SE464264B (sv) * 1984-02-24 1991-03-25 Esab Ab Optiskt filter foer svetsskyddsglas
US4664483A (en) * 1984-02-24 1987-05-12 U.S. Philips Corporation Liquid crystal display device with a hysteresis
GB2166256B (en) * 1984-10-25 1988-06-08 Stc Plc Ferroelectric liquid crystal display cells
EP0182509B1 (en) * 1984-11-14 1992-04-08 Nortel Networks Corporation Two-dimensional optical information processing apparatus
JPS61210324A (ja) * 1985-03-15 1986-09-18 Hitachi Ltd 液晶表示素子
US4917476A (en) * 1985-06-21 1990-04-17 British Aerospace Public Limited Company Thermal imagers using liquid crystal sensing elements
JPS62174725A (ja) * 1985-09-27 1987-07-31 Sanyo Electric Co Ltd 液晶表示器
JPS62127714A (ja) * 1985-11-29 1987-06-10 Konishiroku Photo Ind Co Ltd 液晶表示装置
JP2522645B2 (ja) * 1986-04-10 1996-08-07 旭硝子株式会社 液晶光学スイッチ装置
JP2522647B2 (ja) * 1986-05-15 1996-08-07 旭硝子株式会社 偏光変換素子
JP2521260B2 (ja) * 1986-06-06 1996-08-07 旭硝子株式会社 液晶光学スイツチ装置
US4779958A (en) * 1986-06-28 1988-10-25 Kabushiki Kaisha Toshiba Liquid crystal device having different natural and induced twists
JP2676508B2 (ja) * 1986-09-12 1997-11-17 コニカ株式会社 液晶表示装置
JPH01217315A (ja) * 1988-02-25 1989-08-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd 液晶表示装置
DE3835803A1 (de) * 1988-03-10 1990-04-26 Merck Patent Gmbh Supertwist-fluessigkristallanzeigeelement und fluessigkristallmischung
DE3832693A1 (de) * 1988-09-27 1990-03-29 Leybold Ag Vorrichtung zum aufbringen dielektrischer oder metallischer werkstoffe
DE3835804B4 (de) * 1988-10-20 2006-12-28 Merck Patent Gmbh Nematische Flüssigkristallmischung
USRE36654E (en) 1989-03-28 2000-04-11 In Focus Systems, Inc. Stacked LCD color display
DE3923064B4 (de) * 1989-07-13 2004-08-05 Merck Patent Gmbh Flüssigkristallmischung und sie enthaltende Supertwist-Flüssigkristallanzeige
JPH03122615A (ja) * 1989-10-06 1991-05-24 Toshiba Corp 液晶表示装置
US6693696B1 (en) 1992-06-30 2004-02-17 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Electro-optical device
JPH08166605A (ja) * 1994-10-14 1996-06-25 Sharp Corp 液晶表示装置
US6094252A (en) * 1995-09-05 2000-07-25 Sharp Kabushiki Kaisha GH LCD having particular parameters and characteristics
US7071907B1 (en) * 1999-05-07 2006-07-04 Candescent Technologies Corporation Display with active contrast enhancement

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58116832A (ja) * 1981-12-29 1983-07-12 Matsushita Electric Ind Co Ltd デ−タサンプリングパルス発生装置
JPS5928130A (ja) * 1982-06-29 1984-02-14 イギリス国 液晶装置
JPH01234538A (ja) * 1988-03-11 1989-09-19 Sekisui Chem Co Ltd 亜鉛基合金

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2356173A1 (fr) * 1976-06-21 1978-01-20 Gen Electric Procede pour ameliorer le temps de descente d'un dispositif d'affichage a composition de cristaux liquides nematique en helice
CH629001A5 (fr) * 1978-02-06 1982-03-31 Ebauches Sa Cellule d'affichage electro-optique passif.
US4272162A (en) * 1978-11-21 1981-06-09 Citizen Watch Co., Ltd. Guest-host liquid crystal display device
JPS56125723A (en) * 1980-03-06 1981-10-02 Seiko Epson Corp Liquid crystal display
JPS56156817A (en) * 1980-05-09 1981-12-03 Hitachi Ltd Liquid-crystal display element
JPS56162722A (en) * 1980-05-21 1981-12-14 Asahi Glass Co Ltd Liquid crystal display device
CH656236A5 (de) * 1980-07-07 1986-06-13 Bbc Brown Boveri & Cie Gast-wirt-fluessigkristallanzeige.
CH664027A5 (de) * 1983-07-12 1988-01-29 Bbc Brown Boveri & Cie Fluessigkristallanzeige.

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58116832A (ja) * 1981-12-29 1983-07-12 Matsushita Electric Ind Co Ltd デ−タサンプリングパルス発生装置
JPS5928130A (ja) * 1982-06-29 1984-02-14 イギリス国 液晶装置
JPH01234538A (ja) * 1988-03-11 1989-09-19 Sekisui Chem Co Ltd 亜鉛基合金

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Publication number Publication date
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