[发明专利]液晶显示元件

说明书

技术领域

本发明涉及使用了具有自发极化的单稳态强介电性液晶的液晶显示元件。

背景技术

由于液晶显示元件具有薄、消耗电力低等特征，因此从大型显示器到携带信息末端其用途广泛，并且其开发也正活跃地进行。到目前为止，作为液晶显示元件，TN方式、STN的多路传输驱动、在TN上使用薄层晶体管(TFT)的有源矩阵驱动等被开发并实用化，不过，由于这些使用向列型液晶，因此液晶材料的应答速度为数ms～数十ms即慢，因此不能充分适应动画显示。

强介电性液晶(FLC)的应答速度为μs级即极短，是适于高速器件的液晶。熟知强介电性液晶为由克拉克及赖格沃(ラガ一ウオル)提倡的在无施加电压时具有2种稳定状态的双稳定性的液晶(图12的上段)，不过，其仅限于明、暗两种状态的转换，虽然具有存储性，但存在不能进行灰度显示等问题。

近年，在无施加电压时液晶层的状态为一种且稳定(以下称其为“单稳(安定)”)的强介电性液晶，作为通过根据电压的变化使液晶的导向偶极子(分子轴的倾斜)连续发生变化且模拟调制透过光强度而可以进行灰度显示的液晶而受瞩目(参照非专利文献1，图12下段)。作为显示单稳态的液晶，通常使用在降温过程中以胆甾相(Ch)-手性近晶(chiralsmectic)C(SmC^*)相进行相变化，不经由近晶(smectic)A(SmA)相的强介电性液晶(图11上段)。

另一方面，作为强介电性液晶有在降温过程中以胆甾相(Ch)-近晶A(SMA)相一手性近晶C(SmC^*)相进行相变化，经由SmA相而呈现SmC^*相的材料。现在已有报告的强介电性液晶材料中，比起前者的不经由SmA相的材料，后者的具有经由SmA相的相序列的材料有大半。已知后者的具有经由SmA相的相序列的强介电性液晶，通常相对1层法线具有二个稳定状态(图11下段)，显示双稳定性。

另外，近几年彩色液晶显示元件的开发正活跃地进行。作为实现彩色显示的方法，通常有滤色一面式和场序彩色(field sequential color)方式。滤色一面式是，作为背光灯使用白色光源，使R·G·B的微型滤色片附随各像素而实现彩色显示的方式。相对于此，场序彩色方式是，使背光灯在时间上转换为R·G·B·R·G·B…，与此同步开闭强介电性液晶的白黑快门，因而通过网膜的余像效果将色时间性的进行混合，从而实现彩色显示的方式。由于该场序彩色方式，可以用一个像素进行彩色显示，且不使用透过率低的滤色片也可以解决问题，因此可以进行明亮且高精细的彩色显示，可以实现消耗低电力及低成本，因而有用。

由于场序彩色方式是将1个像素进行时间分割的方式，因此为了得到良好的动画显示特性，需要作为白黑快门的液晶具有高速应答性。如果使用强介电性液晶，则可以解决该问题。作为这时所使用的强介电性液晶，为了如上面所述可以通过模拟调制进行灰度显示，且实现高精细的彩色显示，因而优选显示单稳态的强介电性液晶。

在这里，将根据场序彩色方式的液晶显示元件的驱动顺序的示意图用图13表示。在图13中，将向液晶显示元件的施加电压作为0～±V(V)，以正极性的电压进行数据写入扫描，以负极性的电压进行清除扫描。因而，使用显示单稳态的强介电性液晶。

作为显示单稳态的强介电性液晶的应答，如图10例示的一样，有以正极性的电压进行应答而成为明状态的情况(图10(a))和以负极性的电压进行应答而成为明状态的情况(图10(b))。因而，如图13所示，在使用显示图10(a)的应答(液晶应答1)的强介电性液晶的情况下，当施加正极性的电压时成为明状态，在使用显示图10(b)的应答(液晶应答2)的强介电性液晶的情况下，当施加负极性的电压时成为明状态。

由于在场序彩色方式中每一次扫描一行，因此当扫描至第一～L行时，第一行的写入扫描(施加正极性电压)和第L行的写入扫描(施加正极性电压)在时间上错开，同样第一行的清除扫描(施加负极性电压)和第L行的清除扫描(施加负极性电压)也在时间上错开(图13的施加电压(1)及施加电压(L))。

还有，在图13中，+(R)就是表示与R(红色)的背光灯同步进行写入扫描(施加正极性的电压)，-(R)就是表示与R的背光灯同步进行清除扫描(施加负极性的电压)。同样对于+(G)、-(G)、+(B)、-(B)而言，也分别表示分别与G(绿色)、B(青色)的背光灯同步进行扫描。