JPH11344730A - 反射型双安定ネマチック液晶表示装置 - Google Patents

反射型双安定ネマチック液晶表示装置

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JPH11344730A
JPH11344730A JP11110702A JP11070299A JPH11344730A JP H11344730 A JPH11344730 A JP H11344730A JP 11110702 A JP11110702 A JP 11110702A JP 11070299 A JP11070299 A JP 11070299A JP H11344730 A JPH11344730 A JP H11344730A
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crystal display
nematic liquid
bistable nematic
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Shinto Ri
信 斗 李
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Samsung Display Devices Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 液晶と位相差板の複屈折を利用することによ
って光の損失が少なく、他の液晶構造に比べて明るさが
優れ、高コントラスト比を得ることができるとともに、
広い視野角を有し、応答が速い反射型双安定ネマチック
液晶表示装置を提供する。 【解決手段】 前面基板1の内側面の上部に形成されて
いる透明電極3と、後面基板2の内側面に形成されてお
り反射物質からなるミラー(mirror)電極4と、前記前
面基板1の外側面の上部に付着されている偏光板7と、
前記透明電極3及びミラー電極4の上部にそれぞれ形成
されている2つの配向膜5と、前記前面基板1及び後面
基板2の上部の前記2つの配向膜間に挿入されており、
陽の誘電率異方性を有するネマチック液晶物質とキラル
ドパント(chiral dopant)を含んで捩じれた構造を有
する液晶層とを備えて、前記液晶層の方向子は2つの安
定状態を有するように駆動する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は反射型双安定ネマチ
ック液晶表示装置に係り、特に、液晶と位相差板の位相
差を利用することにより光の損失が少なく、他の液晶構
造に比べて明るさが優れ、高いコントラスト比(contra
st ratio)を得ることができると共に、広い視野角を有
し、応答が速いため反射型として利用する時に既存の液
晶表示装置に比べて電気光学性能が優れた反射型双安定
ネマチック液晶表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】双安定構造を有する捩れネマチック構造
(twisted nematic:TN)は70年代後半頃から研究
が始まった。光学的に双安定性を有する機構は、初期に
は主に光学シャッタ(optical shutter)などに応用す
るために研究されたが、双安定構造が有する長所により
最近では情報通信機器などに利用され得る液晶表示装置
として開発するための研究が活発に進められている。
【0003】BTN構造は、既存の超捩れネマチック
(super twisted nematic:STN)構造と類似するが
STNとは異なり双安定性を有し、対応する2つの安定
した状態は水平配向構造を有する。このような特性によ
り視野角が非常に優れ、双安定状態間の転移がすべて電
圧により具現されるので、速い応答特性を有する。従っ
て、手動駆動方式によっても多量の情報を表示すること
ができ、このような優れた性能はSTNの有する限界を
克服することができる。
【0004】最近では、多くの携帯用情報通信機器が登
場するのに伴い、これらの機器に適した液晶表示装置の
必要性が増加している。前記携帯用情報通信機器に使用
するためには、何よりも低い消費電力特性を有しなけれ
ばならない。このような理由により反射型液晶表示装置
の必要性が増加しており、最近まで多様な構造を用いた
反射型液晶表示装置が紹介された。表示素子の高品質化
のためにはカラー化が必須であり、反射型液晶表示装置
においてもカラー化を試みている。しかし、大部分の反
射型液晶構造は、このような特性を満たすためには解決
しなければならない問題点を有している。
【0005】まず、前記反射型構造において解像度を高
めるためには後面基板による視差(parallax)現象を解
決しなければならない。この現象は後面基板の厚さが厚
いために発生する。視差現象が発生すると表示装置の画
像が互いに重なって見える現象が発生するため、表示装
置の品質を低下させ、特に、解像度が良好な表示装置に
応用する場合には決定的な短所になる可能性がある。こ
のような問題は、後面基板の内側に透明電極の代わりに
金属電極を使用することにより解決される。前記金属電
極は電極の役割と反射板の役割とを同時に遂行するため
別途の反射板が必要なく、後面基板の内側に形成されて
いるので、後面基板の厚さによる視差現象を防止でき
る。
【0006】しかし、このような構造では既存の透過型
液晶表示装置のように2枚の偏光板を使用することがで
きず、1枚の偏光板で適切な電気光学特性を実現しなけ
ればならない。2枚の偏光板を採用した構造では更に問
題点がある。すなわち、STNのように2枚の偏光板を
使用すると、反射型構造では明るさが極めて低下する。
特に、カラー化のためにカラーフィルタを使用すると明
るさはさらに急激に減少する。従って、1枚の偏光板を
使用するのが必須であるが、明るさが増加する代わりに
コントラスト比(contrast ratio)が低下する現象が発
生する。反射型液晶表示装置の性能向上は1枚の偏光板
を使用して、明るさが優れるとともに、コントラスト比
が低下しない液晶構造である。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】このような目的のため
に、最近、混成配向構造を用いた反射型液晶表示装置と
既存のSTN構造を改善して光学条件を最適化した反射
型構造などが紹介された。これらの構造では、すべて金
属電極と1枚の偏光板が使用された。しかし、STN構
造では、1枚の偏光板を使用することによってはコント
ラスト比の低下を根本的に防止することはできず、応答
及び視野角特性などにおいても手動駆動方式が有する限
界点を克服し難い。
【0008】前記混成配向構造を用いた反射型液晶表示
装置では、STN構造に比べて優れた電気光学特性を得
ることができる。しかし、この構造では多量の情報を表
示するために能動駆動方式が要求されるため、製造単価
上昇の要因になる薄膜トランジスタ(thin film transi
stor:TFT)のような別途の能動駆動素子が必要であ
る。
【0009】本発明は、このような従来の課題に鑑みて
なされたものであり、その目的は、BTNが有する電気
光学特性を利用した反射型双安定ネマチック液晶表示装
置で、液晶と位相差板の複屈折を利用することにより光
の損失が少なく、他の液晶構造に比べて明るさが優れ、
高コントラスト比を得ることができると共に、広い視野
角を有し、応答が速いため電気光学的性能が優れた反射
型双安定ネマチック液晶表示装置を提供することにあ
る。
【0010】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、請求項1記載の第1の発明は、外側面と内側面とを
有する前面基板と、前記前面基板の内側面と対向する内
側面と外側面とを有する後面基板と、前記前面基板の内
側面の上部に形成される透明電極と、前記後面基板の内
側面に形成されており反射物質からなるミラー(mirro
r)電極と、前記前面基板の外側面の上部に付着される
偏光板と、前記透明電極及びミラー電極の上部にそれぞ
れ形成される2つの配向膜と、前記前面基板及び後面基
板の上部の前記2つの配向膜間に挿入されており、陽の
誘電率異方性を有するネマチック液晶物質とキラルドパ
ント(chiral dopant)を含んで捩じれた構造を有する
液晶層とを備えて、前記液晶層の方向子は2つの安定状
態を有して駆動することを要旨とする。従って、BTN
が有する電気光学特性を利用した反射型双安定ネマチッ
ク液晶表示装置で、液晶と位相差板の複屈折を利用する
ことにより光の損失が少なく、他の液晶構造に比べて明
るさが優れ、高コントラスト比を得ることができると共
に、広い視野角を有し、応答が速いため電気光学的性能
が優れる。
【0011】前記2つの安定状態は液晶方向子の初期捩
れ角Φに対してΦ±πの捩れ角を有することを要旨とす
る。前記液晶層の厚さdと当該液晶層のピッチp及び前
記液晶方向子の初期捩れ角Φは1.2(Φ/2π)≦d
/p≦1.2(Φ/2π)の関係を満たすことを要旨と
する。前記液晶方向子の初期捩れ角はπであることを要
旨とする。前記配向膜は互いに反対方向にラビングされ
ていることを要旨とする。前記偏光板の光軸は前記2つ
のラビング方向に対して45度を成すことを要旨とす
る。前記液晶層のリタデーション(retardation)は前
記2つの安定状態のうち1つの状態で入射光の1/4波
長と同一であり、他の状態における前記液晶層は光学的
に等方性を有することを要旨とする。前記前面基板と前
記偏光板との間に挿入される位相差板をさらに備えるこ
とを要旨とする。前記位相差板の光軸は前記2つのラビ
ング方向に対して垂直であることを要旨とする。前記液
晶層と前記位相差板の全体リタデーションは前記2つの
安定状態のうち1つの状態で入射光の1/4波長と同一
であり、他の状態における当該液晶層は光学的に等方性
を有することを要旨とする。前記位相差板のリタデーシ
ョンは入射光が半波長または1/4波長であることを要
旨とする。前記位相差板の光軸は前記2つのラビング方
向に平行であることを要旨とする。前記液晶層と前記位
相差板の全体リタデーションは前記2つの安定状態のう
ち1つの状態で入射光の1/4波長と同一であり、他の
状態における当該液晶層は光学的に等方性を有すること
を要旨とする。前記2つの安定状態はリセット電圧と当
該リセット電圧より低い選択電圧とを順に印加すること
により得られ、当該リセット電圧は前記液晶方向子を垂
直方向に配列し、当該選択電圧は当該液晶方向子を当該
2つの安定状態のうち1つの状態になることを要旨とす
る。前記選択電圧より低いデータ電圧が前記透明電極と
前記ミラー電極との間に印加され、前記リセット電圧及
び当該選択電圧の後に印加されることを要旨とする。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づいて本発明
をより詳しく説明する。図1には反射型双安定捩れネマ
チック液晶表示装置の構造が示されている。反射型セル
(cell)は2枚のガラス基板1、2を有しており、前面ガ
ラス基板1はindium−tin−oxide(IT
O)のような透明電極3でパターンが形成されており、
後面ガラス基板2はアルミニウムなどのように反射率の
優れた金属電極4でパターンが形成されている。それぞ
れの電極3、4の上部には液晶を配向するためのポリイ
ミド(polyimide:PI)のような配向剤を使用した配
向膜5が形成されている。この配向膜5は一定の角度で
ラビングされていて有限な値の先傾斜角(pretilt angl
e)を有する水平配向状態を有する。
【0013】前記2枚の基板1、2間には液晶6が注入
されている。前記反射型セル(cell)の前面には偏光板7
が付着され、位相差板8が結合されている。前記位相差
板8は液晶が有する位相差を補償する役割を果す。反射
型BTNの原理を説明するために、先ずBTNの駆動原
理を説明する。BTNは前述したように捩れ角の転移を
基本原理として利用している。初期捩れ角が180°で
ある場合を例としてあげると、液晶セルの両基板は互い
に反対方向にラビングされており、ネマチック液晶には
キラル添加剤を混合して捩れ構造を有するようにする。
【0014】また、セル間隔をd、液晶のピッチをpと
すると、キラル添加剤の重さ濃度は液晶セルのd/pが
0.55から0.65の間の大きさを有するように調節
される。基板表面における先傾斜角の大きさに応じて液
晶は0°又は180°捩れた状態になり得る。捩れエネ
ルギーより表面固定(surface anchoring)エネルギー
が大きいと液晶は0°捩じれた状態になり、捩じれ状態
エネルギーが大きいと180°捩じれた状態になる。一
般に先傾斜角が小さく(5°程度)表面固定エネルギー
が弱い場合(1×10-4J/m2)、既存のSTN構造
のように液晶は180°捩れた状態になる。
【0015】初期のこのような配向構造は図2のπの状
態と同一である。外部から高い電圧が印加されると液晶
は、図2のBの状態のように垂直配向状態に変化する。
この時、高い電圧が印加されると液晶は、傾斜欠陥エネ
ルギーを克服するようになる。この状態で急に電圧を切
ると液晶の配向状態は、水平配向構造に戻りながら図2
の0又は2πの状態のうちの1つになる。いずれの状態
になるのかは電圧が減少する方式の影響を受ける。垂直
配向構造と0または2π配向構造との間には傾斜欠陥が
存在せず、連続的な転移が可能である。しかし、0又は
2πの状態とπ捩れ構造との間には傾斜欠陥によるエネ
ルギー障壁が存在する。
【0016】図2のBのような垂直配向構造で急激に電
圧が減少すると、π転移に必要なエネルギー障壁を克服
することができない。しかし、電圧を徐々に減少させる
と、異なる現象が発生する。キラル添加剤によって捩れ
エネルギーが大きいので、垂直配向構造は再びπ捩れ状
態に転移され得る。電圧が徐々に減少しながら捩れエネ
ルギーと共に作用して180°転移に必要なエネルギー
障壁を克服することができるためである。BTNの駆動
原理は傾斜欠陥エネルギー障壁を克服した後、0°又は
360°の捩れ角を有する状態間の転移を利用する。
【0017】電圧が減少する方式によって0°又は36
0°転移を選択することができる。例えば、約40V程
度の高い電圧を印加した後に0Vが印加されると360
°捩れ状態になるが、約5Vが印加されると0°捩れ状
態になる。捩れ角の転移によりBTNの光学的な特性が
決定される。透過型液晶表示装置ではセルの前後面に偏
光板を特定の角度で付着して電気光学効果を得ることが
でき、セルの構造に応じて次の2つの方法が可能であ
る。第1の方法としては0°及び360°状態でそれぞ
れの捩れ角により誘導される有効複屈折を利用すること
ができ、第2の方法としては液晶セルの間隔と複屈折と
をかけた値が光の波長より短い時にMauguin条件
が満たされず光学活性がなくなるという効果を利用する
ことができる。このような2つの方法で偏光板が付着さ
れる角度は互いに異なる。
【0018】前記BTN構造で反射型を実現するために
はBTNを駆動する電圧波長を考慮しなければならな
い。BTNを駆動する電圧波長の一例が図3に示されて
いる。初期に高い電圧を有するリセット(reset)電圧
rが印加され、次に選択(selection)電圧Vsが印加
される。BTNはこれら2つの電圧波形で駆動すること
ができる。しかし、手動駆動方式であるBTNの駆動波
形は選択電圧の次のデータ(data)電圧Vdが要求され
る。手動駆動液晶表示装置では行と列とから構成された
電極パターンに一定の模様を有する電圧波形が印加さ
れ、各画素が互いに独立して駆動され得ないためデータ
波形が必ず存在する。データ波形はBTNの電気光学特
性を低下させる役割を果すが、液晶の物性に適した駆動
波形が印加されると、却ってデータ波形を利用して電気
光学特性を向上させることができる。薄膜トランジスタ
素子などを利用した能動駆動方式の場合には、任意のデ
ータ波形を発生させて利用することができる。
【0019】反射型BTNの原理を説明するために前述
のように捩れ角が180°である場合を例としてあげ
る。この場合、BTNは0°と360°捩じれた状態間
で駆動が行われる。液晶セルの間隔と複屈折とをかけた
値が波長に比べて極めて小さいと360°捩じれた状態
ではMauguin条件が満たされないので、光学活性
が無くなり光学的に等方的な性質を有するようになる。
このような条件下で次のセル構造を利用して反射型BT
Nを実現することができる。
【0020】1)まず、偏光板と位相差板は図4
(A)、(B)のように構成されており、同図におい
て、Lは液晶、Raxはフィルム形位相差板の光軸、P
axは偏光板の光軸を示したものであり、円は360°
捩じれた液晶状態を示し、楕円は0°捩じれた液晶状態
を示す。前記偏光板Paxは液晶セルのラビング方向、
即ち、0°状態における液晶の方向子に対して45°に
なるように付着されている。位相差板はラビング方向と
互いに垂直である。入射される光の波長をλとすると位
相差板の位相遅延は、λ/4になるようにする。この構
造で前面基板に光が入射されると偏光板を透過した光
は、45°の角度で線偏光された状態になる。
【0021】この光が位相差板を透過するとλ/4位相
差板の光学的な特性により光は、円偏光状態に変化す
る。360°捩じれた状態は光が液晶層を通過しても光
学的変化を与えることができない。セルの下部のガラス
基板1は金属電極4が形成されているので、円偏光状態
の光が当該金属電極で反射されると、円偏光の方向のみ
が変化する。即ち、左線性(left-handed)円偏光は右
線性(right-handed)に、右線性は左線性に変化する。
【0022】前記金属電極で反射された光は再び液晶層
と位相差板とを通過する。円偏光された光がλ/4位相
差板を通過すると、再び線形偏光に変化するが、偏光方
向は入射して偏光板を通過した光の偏光方向と垂直にな
る。反射される光はλ/4位相差板を2回通過した状態
になり、位相差板の位相遅延は互いに補強されて実際に
はλ/2の位相差板を通過したものと同一の効果を有し
ている。
【0023】前記線形偏光された光がλ/2位相差板を
透過すると、偏光方向が90°回転する特性を有してい
る。従って、反射された光は135°に線形偏光された
状態になる。この光は前記偏光板を透過することができ
ないので暗い状態になる。反対に、0°捩じれた状態に
あると液晶層は、一定の大きさの複屈折を有する。位相
差板を透過した光が液晶層に入射されると、液晶層が有
する位相差の大きさにより光学的な効果が異なるように
なる。
【0024】例えば、液晶層の位相差が位相差板と同一
にλ/4であると、液晶層のラビング方向と位相差板の
光軸とは互いに垂直であるので複屈折は相殺される。そ
のため、光の偏光状態は全く変化せず、45°に線形偏
光された状態で反射される。この場合には明るい状態に
なる。可視光線領域で最も明るい色を表す550nmの
波長を有する光を基準にすると、λ/4になる条件は約
140nmになる。液晶セル間隔を2μmにすると、こ
の条件を満たすためには、液晶の屈折率異方性Δnは
0.07にならなければならない。
【0025】しかし、前述したように、データ電圧が存
在する場合には液晶の複屈折は0.07より大きくなけ
ればならない。他の波長の光に対してはλ/4になる複
屈折の大きさは異なるが、複屈折が極めて小さい場合に
は波長に応じた反射率又は透過率の変化量が非常に小さ
いので、巨視的には白黒状態を具現することができる。
データ電圧が印加されると、0°捩じれた状態で液晶
は、フレデリックス(Fredericks)電圧或いは臨界(th
reshold)電圧以上で電気場(電磁場)に平行に配列し
ようとする性質を有するようになる。液晶の有効複屈折
dΔneffは異常光屈折率neと正常光屈折率noとを利
用して次の数1のように表現される。
【0026】
【数1】 ここで、θは液晶方向子の傾斜角(tilt angle)であ
る。
【0027】上記数1で、傾斜角が0°であるとdΔn
eff=d(neーo)になり、傾斜角が90°になると有効
複屈折は0になる。傾斜角が増加するほど有効複屈折は
減少し、傾斜角は外部から印加された電圧と液晶の弾性
係数などの物質定数に依存する。液晶の誘電異方性Δε
が陽である場合に電圧が増加すると、液晶方向子の傾斜
角は増加して液晶の有効複屈折は減少する。
【0028】そのため、液晶の有効複屈折dΔneff
140nmより大きい場合にも液晶層の有効位相差が1
40nmを満たすことができるデータ電圧が存在する。
その反面、360°捩じれた状態はフレデリックス電圧
が0°捩じれた場合より非常に高いので、データ電圧で
垂直配向状態への転移が殆ど発生しない。このような原
理を用いると、1枚の偏光板と位相差板を使用して特性
が優れた反射型液晶表示装置を得ることができる。
【0029】2)他の例として、位相差板の光軸を液晶
セルのラビング方向に平行に置くことができる。この構
造は図5(A)、(B)に示されている。360°捩じ
れた状態では前述のような原理で暗い状態を実現するこ
とができる。しかし、0°捩じれた状態は少し異なる特
性を有する。前述の構造では位相差板と液晶を通過した
光の位相とが相殺されて0になるが、この構造では互い
に補強されて2πになる。位相が2nπ(n:定数)で
ある光は光学的に同一な性質を有する。従って、前述の
ような原理で白黒状態を実現することができる。
【0030】3)更に他の例として、位相差板の位相遅
延がλ/2である場合にも次のような構成で反射型BT
Nが製作され得る。位相差板の光軸はセルのラビング方
向と互いに垂直であり、偏光板はラビング方向に45°
に付着されている。0°捩じれた状態で位相差板の位相
遅延がλ/2であり、液晶層の位相差がλ/4であると
各層の光軸は、互いに垂直であるので相殺され、BTN
セルはλ/4の位相差を有する。この状態で反射板によ
り反射された光の位相差はλ/2になり、前述の例で説
明したような原理で暗い状態になる。360°捩じれた
状態では液晶層は光学的に等方的な性質を有するので、
BTNセルの光学的な特性は位相差板によって決定され
る。前記位相差板の位相遅延はλ/2であるので、反射
板により反射されるとλになり明るい状態になる。
【0031】このような構造を応用すると、位相差板が
無い場合にも反射型BTNセルを製作することができ
る。前記位相差板の位相遅延を0と仮定すると、液晶層
の位相差はλ/4であるので、0°捩じれた状態では反
射された光の位相差がλ/2になり暗い状態になる。3
60°捩じれた状態では液晶層は等方的な性質を有する
ので、BTNセルは何らの光学的効果も有せずに極めて
明るい状態になる。この構造は図6(A)、(B)に示
されている。
【0032】具体例として前述した構造のBTNセルを
製作して測定した電気光学的性能を例示した。セルの前
面ガラス基板にはITO電極が形成されており、後面基
板にはアルミニウム電極が形成されている。配向膜は日
本化学(Nissan Chemicals)のSE−3140を使用
し、0°の配向を与えるために配向膜が塗布された基板
はラビングされて2つの基板が互いに反対方向になるよ
うに組立てた。セル間隔は2μmに維持された。液晶は
メルク(MERCK)社のZLI−3700−100を使用
し、キラル性を与えるためにメルク(MERCK)社のS−
811を混合した。液晶のセル間隔(d)とピッチ
(p)の比であるd/pは0.62に調節した。このセ
ルに図3に示すように電圧駆動波形を印加した。リセッ
ト電圧Vrは40V、パルス幅は2msecとし、選択
パルスとデータパルスの幅は同一に1msecとし、駆
動波形の周波数は50Hzとした。選択電圧とデータ電
圧の大きさを変化させながら反射型BTNセルの反射率
を測定した。光源は波長が543.5nmのレーザーを
使用した。前述の構造1)、2)、3)における測定結
果がそれぞれ図7、図8、図9に示されている。各構造
で白黒状態が実現されて、白黒が具現されると、カラー
フィルタを装着して反射型カラーBTNセルを完成する
ことができる。以上、本発明の実施の形態について説明
したが、本発明はこれに限定されるものではなく、明細
書に記載されて請求された原理の精神及び範囲内で修正
及び変更し得る多様な実施形態は本発明の保護範囲に属
するものである。
【0033】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、液晶と
位相差板の位相差を利用するので、光の損失が少なく、
他の液晶構造に比べて明るさが優れ、コントラスト比の
低下が発生しない。コントラスト比は暗い状態の光の反
射率に多く依存するので、反射型BTNでは暗い状態を
容易に実現することができるために高コントラスト比が
得られる。BTNは広い視野角を有し、応答が速いため
反射型として利用する時に他の液晶表示装置に比べて優
れた電気光学的性能を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】反射型BTNセルの断面図である。
【図2】BTN駆動原理の説明図である。
【図3】反射型BTNを駆動するための一般的な電圧波
形図である。
【図4】反射型BTNセルの光学的な構造を示したもの
であり、位相差板の光軸とセルのラビング方向とが互い
に垂直である場合を示す。
【図5】反射型BTNセルの光学的な構造を示したもの
であり、位相差板の光軸とセルのラビング方向とが互い
に平行である場合を示す。
【図6】位相差板がない反射型BTNセルの光学的構造
図である。
【図7】反射型BTNセルの電気光学特性を示す図面で
あり、位相差板の光軸とセルのラビング方向とが互いに
垂直である場合を示した図面である。
【図8】反射型BTNセルの電気光学特性を示す図面で
あり、位相差板の光軸とセルのラビング方向とが互いに
平行である場合を示した図面である。
【図9】反射型BTNセルの電気光学特性を示す図面で
あり、位相差板がない場合を示した図面である。
【符号の説明】
1、2 ガラス基板 3 透明電極 5 配向膜 6 液晶 7 偏光板 8 位相差板

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 外側面と内側面とを有する前面基板と、 前記前面基板の内側面と対向する内側面と外側面とを有
    する後面基板と、 前記前面基板の内側面の上部に形成される透明電極と、 前記後面基板の内側面に形成されており反射物質からな
    るミラー(mirror)電極と、 前記前面基板の外側面の上部に付着される偏光板と、 前記透明電極及びミラー電極の上部にそれぞれ形成され
    る2つの配向膜と、 前記前面基板及び後面基板の上部の前記2つの配向膜間
    に挿入されており、陽の誘電率異方性を有するネマチッ
    ク液晶物質とキラルドパント(chiral dopant)を含ん
    で捩じれた構造を有する液晶層とを備えて、 前記液晶層の方向子は2つの安定状態を有して駆動する
    ことを特徴とする反射型双安定ネマチック液晶表示装
    置。
  2. 【請求項2】 前記2つの安定状態は液晶方向子の初期
    捩れ角Φに対してΦ±πの捩れ角を有することを特徴と
    する請求項1に記載の反射型双安定ネマチック液晶表示
    装置。
  3. 【請求項3】 前記液晶層の厚さdと当該液晶層のピッ
    チp及び前記液晶方向子の初期捩れ角Φは1.2(Φ/
    2π)≦d/p≦1.2(Φ/2π)の関係を満たすこ
    とを特徴とする請求項1に記載の反射型双安定ネマチッ
    ク液晶表示装置。
  4. 【請求項4】 前記液晶方向子の初期捩れ角はπである
    ことを特徴とする請求項3に記載の反射型双安定ネマチ
    ック液晶表示装置。
  5. 【請求項5】 前記配向膜は互いに反対方向にラビング
    されていることを特徴とする請求項1に記載の反射型双
    安定ネマチック液晶表示装置。
  6. 【請求項6】 前記偏光板の光軸は前記2つのラビング
    方向に対して45度を成すことを特徴とする請求項5に
    記載の反射型双安定ネマチック液晶表示装置。
  7. 【請求項7】 前記液晶層のリタデーション(retardat
    ion)は前記2つの安定状態のうち1つの状態で入射光
    の1/4波長と同一であり、他の状態における当該液晶
    層は光学的に等方性を有することを特徴とする請求項1
    に記載の反射型双安定ネマチック液晶表示装置。
  8. 【請求項8】 前記前面基板と前記偏光板との間に挿入
    される位相差板をさらに備えることを特徴とする請求項
    1に記載の反射型双安定ネマチック液晶表示装置。
  9. 【請求項9】 前記位相差板の光軸は前記2つのラビン
    グ方向に対して垂直であることを特徴とする請求項8に
    記載の反射型双安定ネマチック液晶表示装置。
  10. 【請求項10】 前記液晶層と前記位相差板の全体リタ
    デーションは前記2つの安定状態のうち1つの状態で入
    射光の1/4波長と同一であり、他の状態における当該
    液晶層は光学的に等方性を有することを特徴とする請求
    項9に記載の反射型双安定ネマチック液晶表示装置。
  11. 【請求項11】 前記位相差板のリタデーションは入射
    光が半波長または1/4波長であることを特徴とする請
    求項9に記載の反射型双安定ネマチック液晶表示装置。
  12. 【請求項12】 前記位相差板の光軸は前記2つのラビ
    ング方向に平行であることを特徴とする請求項8に記載
    の反射型双安定ネマチック液晶表示装置。
  13. 【請求項13】 前記液晶層と前記位相差板の全体リタ
    デーションは前記2つの安定状態のうち1つの状態で入
    射光の1/4波長と同一であり、他の状態における当該
    液晶層は光学的に等方性を有することを特徴とする請求
    項12に記載の反射型双安定ネマチック液晶表示装置。
  14. 【請求項14】 前記2つの安定状態はリセット電圧と
    当該リセット電圧より低い選択電圧とを順に印加するこ
    とにより得られ、当該リセット電圧は前記液晶方向子を
    垂直方向に配列し、当該選択電圧は当該液晶方向子を当
    該2つの安定状態のうち1つの状態になることを特徴と
    する請求項1に記載の反射型双安定ネマチック液晶表示
    装置。
  15. 【請求項15】 前記選択電圧より低いデータ電圧が前
    記透明電極と前記ミラー電極との間に印加され、前記リ
    セット電圧及び当該選択電圧の後に印加されることを特
    徴とする請求項14に記載の反射型双安定ネマチック液
    晶表示装置。
JP11110702A 1998-04-18 1999-04-19 反射型双安定ネマチック液晶表示装置 Pending JPH11344730A (ja)

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