JPH0760230B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

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ゲストホスト型の液晶表
示装置に関する。

［従来の技術］ 近年、強誘電性液晶を用いた液晶表示装置の研究開発が
各所で行なわれている。強誘電性液晶を用いた液晶表示
装置の表示原理の一つにゲストホスト型の表示モードを
用いたものがある。

第４図は従来の強誘電性液晶を用いたゲストホスト型の
液晶表示装置の表示原理を示したものである。

同図において、30は透明基板間に強誘電性液晶34および
二色性色素35を互いの分子軸が平行になるように充填し
た液晶パネルであり、37は偏向板である。

同図（ａ）は、液晶パネル30および偏向板37を透過した
光が暗くなる暗状態を示したものである。液晶パネル30
に垂直な一方向に所定の電界を印加して、強誘電性液晶
34および二色性色素35の分子軸を、偏向板37の偏向軸に
対して所定の角度で整列させる。このとき、強誘電性液
晶34および二色性色素35の分子軸と垂直な方向の光成分
のみが液晶パネル30を透過する。液晶パネル30を透過し
た光成分は偏向板37の偏向軸に対して所定の角度を有し
ているため、偏向板37の偏向軸に対して平行な光成分の
みが偏向板37を透過する。従って偏向板37により相当量
の光が減衰することになり、表示状態は暗状態となる。

同図（ｂ）は、液晶パネル30および偏向板37を透過した
光が上記暗状態よりも明るくなる明状態を示したもので
ある。

液晶パネル30に垂直でしかも上記暗状態のときとは逆方
向に所定の電界を印加し、強誘電性液晶34および二色性
色素35の分子軸を偏向板37の偏向軸に対して垂直に整列
させる。このとき、強誘電性液晶34および二色性色素35
の分子軸と垂直な方向の光成分のみが液晶パネル30を透
過する。液晶パネル30を透過した光成分は偏向板37の偏
向軸に対して平行であるため、液晶パネル30を透過した
光は減衰することなく偏向板37を透過する。従って表示
状態は上記暗状態よりも明るくなり、明状態となる。

従来は以上のように、液晶パネルに印加する電界の方向
を反転させることにより、強誘電性液晶34および二色性
色素35の分子軸を回転させ、このときの強誘電性液晶34
および二色性色素35の分子軸と偏向板37の偏向軸との角
度を適当に選定して明暗を制御し、表示を行っていた。

［解決しようとする課題］ 暗状態（第４図（ａ））での強誘電性液晶34および二色
性色素35の分子軸と、明状態（第４図（ｂ））での強誘
電性液晶34および二色性色素35の分子軸とがなす角は、
一般にスイッチング角と呼ばれている。このスイッチン
グ角は強誘電性液晶の種類により異なるが、下限が０度
Ｃ以下の温度範囲を持つ実用的な材料では、最大のもの
でも60度程度である。

従って上記従来例では、暗状態のときに強誘電性液晶34
および二色性色素35の分子軸と偏向板37の偏向軸とがな
す角は最大でも60度程度であり、液晶パネル30を透過し
た光を偏向板37で完全に遮断することができず、理想的
な暗状態を得ることができなかった。そのためコントラ
ストも悪く、優れた表示品質を有した液晶パネルを得る
ことができなかった。

本発明は上記従来の課題に対してなされたものであり、
コントラストが高く優れた表示品質を有した液晶表示装
置、特にマトリクス型の液晶表示装置を提供することを
目的としている。

［課題を解決するための手段］ 本発明における液晶表示装置は、一対の第１対向基板
と、上記一対の第１対向基板の内側に形成されたマトリ
クス構成の一対の第１電極と、上記一対の第１対向基板
の間に充填された第１強誘電性液晶と、上記一対の第１
対向基板の間に充填された第１二色性色素とを有し、上
記第１強誘電性液晶の分子軸と上記第１二色性色素の分
子軸とが平行になるように形成された第１液晶パネル
と、一対の第２対向基板と、上記一対の第２対向基板の
内側に形成されたマトリクス構成の一対の第２電極と、
上記一対の第２対向基板の間に充填された第２強誘電性
液晶と、上記一対の第２対向基板の間に充填された第２
二色性色素とを有し、上記第２強誘電性液晶の分子軸と
上記第２二色性色素の分子軸とが平行になるように形成
され、上記第１液晶パネルと重ね合わされた第２液晶パ
ネルと、光を透過または反射する明状態では上記第１強
誘電性液晶および第１二色性色素の分子軸と上記第２強
誘電性液晶および上記第２二色性色素の分子軸とが互い
に平行になるように、光を透過または反射しない暗状態
では上記第１強誘電性液晶および上記第１二色性色素の
分子軸と上記第２強誘電性液晶および上記第２二色性色
素の分子軸とが互いにほぼ直交するように、上記第１電
極および上記第２電極に所定の電界を印加する電界印加
手段とを有し、一方の上記第１電極と一方の上記第２電
極とを共通に接続し、他方の上記第１電極と他方の上記
第２電極とを共通に接続したことを特徴とする。

［実施例］ 以下、図面に基いて本発明の一実施例の説明を行う。

第１図において、10はパネルユニットであり、これは強
誘電性液晶を用いた二つのゲストホスト型の液晶パネル
10Aおよび10Bにより構成されている。それぞれの液晶パ
ネル10Aおよび10Bは、ガラス等を用いた透明基板11a、1
1bおよび11c、11d、透明電極12a、12bおよび12c、12d、
配向層13a,13bおよび13c、13d、強誘電性液晶14aおよび
14b、この強誘電性液晶14aおよび14bのそれぞれの分子
軸に対してその分子軸が平行である二色性色素15aおよ
び15b、封止部材16aおよび16bにより構成されている。
なお、強誘電性液晶14aおよび14bと二色性色素15aおよ
び15bはホモジニアス配向状態となっている。20は電界
印加手段であり、上記各透明電極12a、12bおよび12c、1
2dを通して液晶パネル10Aおよび10Bの各強誘電性液晶14
aおよび14bに電界を印加するものである。

第２図は、上記構成によって明暗を表示するときの原理
を示したものである。

同図（ａ）は、液晶パネル10Aおよび10Bを透過した光が
明るくなる明状態を示したものである。本状態では、そ
れぞれの液晶パネル10Aおよび10Bに対して所定の方向に
電界を印加したときに、液晶パネル10Aの強誘電性液晶1
4aおよび二色性色素15aの分子軸と液晶パネル10Bの強誘
電性液晶14bおよび二色性色素15bの分子軸とが互いに平
行になる。液晶パネル10Aを透過する光は、強誘電性液
晶14aおよび二色性色素15aの分子軸と垂直な方向の光成
分のみが液晶パネル10Aを透過する。液晶パネル10Bの強
誘電性液晶14bおよび二色性色素15bの分子軸は、液晶パ
ネル10Aを透過した光成分に対して垂直であるため、液
晶パネル10Aを透過した光は減衰することなく液晶パネ
ル10Bを透過する。このようにして理想的な明状態が得
られる。

同図（ｂ）は、液晶パネル10Aおよび10Bを透過した光が
暗くなる暗状態を示したものである。本状態では、それ
ぞれの液晶パネル10Aおよび10Bに対して上記明状態のと
きと逆方向に電界を印加したときに、液晶パネル10Aの
強誘電性液晶14aおよび二色性色素15aの分子軸と液晶パ
ネル10Bの強誘電性液晶14bおよび二色性色素15bの分子
軸とが互いにほぼ直交する。液晶パネル10Aを透過する
光は、強誘電性液晶14aおよび二色性色素15aの分子軸と
垂直な方向の光成分のみが液晶パネル10Aを透過する。
液晶パネル10Bの強誘電性液晶14bおよび二色性色素15b
の分子軸は、液晶パネル10Aを透過した光成分に対して
平行であるため、液晶パネル10Aを透過した光は液晶パ
ネル10Bによりほとんど全て吸収される。従って液晶パ
ネル10Bを透過する光はほとんどなく、理想的な暗状態
が得られる。

以上のようにして、偏向板を用いることなく十分高いコ
ントラストを有した液晶表示装置を得ることができる。

本例では、強誘電性液晶14aおよび二色性色素15aのスイ
ッチング角、強誘電性液晶14bおよび二色性色素15bのス
イッチング角を、第２図（ｂ）に示したように両者とも
に45度としてあるが、両者のスイッチング角の和がほぼ
90度であればよい。

液晶パネル10Aの強誘電性液晶14aおよび二色性色素15a
の分子軸と液晶パネル10Bの強誘電性液晶14bおよび二色
性色素15bの分子軸とがなす角、すなわち両者のスイッ
チング角の和は、現在得られている強誘電性液晶の最大
のスイッチング角の60度以上であれば従来以上のコント
ラストを得ることができる。しかしより高いコントラス
トを得るためには、本例のようにほぼ90度であることが
好ましい。

なお本例では、第１図に示したように、透明基板11a、1
1b、11c、11dを合計４枚使用しているが、同図に示され
た透明基板11bと11cは共通化することが可能であり、合
計３枚の透明基板ででパネルユニット10を構成してもよ
い。

二色性色素の色は何でもよいが、黒色の二色性色素を用
いれば明状態で白が、暗状態で黒が得られ、特にカラー
フィルタと組合せたときに美しい多色表示を得ることが
できる。

第３図は、第１図に示した液晶パネル10Aおよび10Bにつ
いて、それぞれの液晶パネルの一方の透明電極同志を共
通に接続したときの接続状態を示したものである。

同図（ａ）は、液晶パネル10Aの透明電極12aと液晶パネ
ル10Bの透明電極12dとを共通に接続し、液晶パネル10A
の透明電極12bと液晶パネル10Bの透明電極12cとを共通
に接続したものである。それぞれの透明電極は、電界印
加手段を構成する走査電極駆動回路20aと信号電極駆動
回路20bに、それぞれ接続されている。この接続方法
は、液晶パネル10Aおよび10Bの自発分極の極性が互いに
同じ場合に有効である。

同図（ｂ）は、液晶パネル10Aの透明電極12aと液晶パネ
ル10Bの透明電極12cとを共通に接続し、液晶パネル10A
の透明電極12bと液晶パネル10Bの透明電極12dとを共通
に接続したものである。それぞれの透明電極は、電界印
加手段を構成する走査電極駆動回路20aと信号電極駆動
回路20bに、それぞれ接続されている。この接続方法
は、液晶パネル10Aおよび10Bの自発分極の極性が互いに
逆の場合に有効である。

以上示したような接続方法を用いることにより、電界印
加手段を構成する走査電極駆動回路および信号電極駆動
回路を簡略化することができる。

なお以上の説明では、透過モードで表示を行う場合につ
いて述べたが、本発明はこれに限るものではなく、反射
モードで表示を行う場合にも適用することができる。

［効果］ 本発明では、偏光板を用いることなく理想的な明状態お
よび暗状態が得られ、十分高いコントラストを有した強
誘電性のゲストホスト型液晶表示装置を得ることができ
る。

また、黒色の二色性色素を用いれば明状態で理想的な白
が、暗状態で理想的な黒が得られ、特にカラーフィルタ
と組合せたときに美しい多色表示を得ることができる。

さらに、互いに重ね合わされたマトリクス構成の二つの
液晶パネルの一方の電極どうしおよび他方の電極どうし
をそれぞれ共通に接続したので、駆動回路等の簡略化を
はかることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示した説明図、第２図は本
発明の原理を示した説明図、第３図は透明電極の接続方
法の一例を示した説明図、第４図は従来例を示した説明
図である。 10a、10b……液晶パネル 11a、11b……透明基板 12a〜12d……透明基板 14a、14b……強誘電性液晶 15a、15b……二色性色素 20……電界印加手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−159622（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−266524（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−29630（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−52127（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一対の第１対向基板と、上記一対の第１対
   向基板の内側に形成されたマトリクス構成の一対の第１
   電極と、上記一対の第１対向基板の間に充填された第１
   強誘電性液晶と、上記一対の第１対向基板の間に充填さ
   れた第１二色性色素とを有し、上記第１強誘電性液晶の
   分子軸と上記第１二色性色素の分子軸とが平行になるよ
   うに形成された第１液晶パネルと、 一対の第２対向基板と、上記一対の第２対向基板の内側
   に形成されたマトリクス構成の一対の第２電極と、上記
   一対の第２対向基板の間に充填された第２強誘電性液晶
   と、上記一対の第２対向基板の間に充填された第２二色
   性色素とを有し、上記第２強誘電性液晶の分子軸と上記
   第２二色性色素の分子軸とが平行になるように形成さ
   れ、上記第１液晶パネルと重ね合わされた第２液晶パネ
   ルと、 光を透過または反射する明状態では上記第１強誘電性液
   晶および上記第１二色性色素の分子軸と上記第２強誘電
   性液晶および上記第２二色性色素の分子軸とが互いに平
   行になるように、光を透過または反射しない暗状態では
   上記第１強誘電性液晶および上記第１二色性色素の分子
   軸と上記第２強誘電性液晶および上記第２二色性色素の
   分子軸とが互いにほぼ直交するように、上記第１電極お
   よび上記第２電極に所定の電界を印加する電界印加手段
   とを有し、 一方の上記第１電極と一方の上記第２電極とを共通に接
   続し、他方の上記第１電極と他方の上記第２電極とを共
   通に接続した ことを特徴とする液晶表示装置。