本发明专利技术提供能实现驱动温度范围宽，具有广阔视野角特性和高速响应特性的显示元件。其在相对的２块基板（基板（１）和（２））间设置由在不施加电场时表现光学各向同性、通过施加电场表现光学各向异性的媒质构成的介电性物质层（３）。而且，在基板（１）的与基板（２）的相对面上，相互相对配置用于对介电性物质层（３）施加电场的梳形电极（４、５）。进而，在基板（１、２）的与两基板的相对面相反一侧的面上分别设置偏光板（６）和偏光板（７）。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及驱动温度范围广，具有广阔视野角特性和高速响应特性，并且使用通过施加电场光学各向异性的程度发生变化的媒质的显示元件。
技术介绍
液晶显示元件在各种显示元件中具有重量轻并且耗电少的优点。因此，在电视或显示器等图像显示装置、或文字处理器、个人电脑等OA(Office Automation)仪器、摄影机、数字相机、移动电话等信息终端中设置的图像显示装置中广泛使用。作为液晶显示元件的液晶显示方式，现有知道使用向列型液晶的扭曲向列(TN)模式、使用铁电液晶(FLC)或反铁电液晶(AFLC)的显示模式、高分子分散型液晶显示模式。在这些液晶显示模式中，TN模式的液晶显示元件一直以来就实用化。可是，在使用TN模式的液晶显示元件中存在响应慢、视野角窄的缺点，这些缺点在超过CRT(cathode ray tube)上成为大的障碍。此外，使用FLC或AFLC的显示模式具有响应快、视野角广的优点，但是在抗冲击性、温度特性等方面存在大的缺点，还未达到广泛实用化。利用光散射的高分子分散型液晶显示模式不需要偏光板，能进行高亮度的显示，但是无法在本质上基于相位板控制视角，在响应特性方面具有课题，对于TN模式的优势很小。这些显示方式都处于液晶分子排列在一定方向上的状态，对于液晶分子的角度的不同能观察到的也不同，所以存在视角限制。此外，这些显示方式都利用电场的施加引起的液晶分子旋转，液晶分子保持排列一齐旋转，所以响应需要时间。在使用FLC或AFLC的显示模式时，在响应速度和视野角方面是有利的，但是外力引起的不可逆的取向破坏成为问题。而对于利用电场的施加引起的液晶分子旋转的显示方式，提出基于利用二次电光效应的电子极化的显示方式。电光效应是物质的折射率根据外部电场而发生变化的现象。在电光效应中存在与电场的一次成比例的效应和与二次成比例的效应，分别称作波克尔斯效应、克尔效应。二次电光效应即克尔效应向高速光闸的应用从很早就在进行，在特殊的计测仪器中实用化。克尔效应是1875年由J.Kerr(克尔)发现的，此前，作为表现克尔效应的材料，知道硝基苯或二硫化碳等有机液体。这些材料在上述光闸、光调制元件、光偏振元件或电力电缆等的高电场强度测定中利用。然后，进行了对液晶材料表现出具有大的克尔常数在光调制元件、光偏振元件、光集成电路的应用的基础研究，报告了表现出超过上述硝基苯的200倍的克尔常数的液晶化合物。在这样的状况下，开始研究克尔效应在显示装置的应用。克尔效应由于与电场的二次成比例，所以与和电场的一次成比例的波克尔斯效应相比，由于能以相对低电压驱动，并且在本质上表现数微秒～数毫秒的响应特性，所以能期待向高速响应显示装置的应用。在这样的状况中，例如在日本国专利公报的特开2001-249363号公报(公开日2001年9月14日)、特开平11-183937号公报(1999年7月9日公开)和Shiro Matsumoto及另外3人，“Fine droplets of liquidcrystals in a transparent polymer and their response to an electric field”，Appl.Phys.Lett，1996年，vol.69，p.1044-1046中，提出把由液晶性物质构成的媒质封入一对基板间，施加平行或垂直于基板的电场，引发克尔效应，作为显示元件应用。例如在上述特开2001-249363号公报中，作为使用克尔效应的显示装置，公开一种显示装置，其具有至少一方为透明的一对基板、夹在该一对基板间的包含各向同性状态的有极性分子的介质、配置在上述一对基板中的至少一方基板的外侧的偏光板、用于对上述介质施加电场的电场施加部件。可是，在上述特开2001-249363号公报中公开的显示装置中，可驱动的温度范围局限于向列-各向同性相变点附近，所以极精密的温度控制成为必要，存在实用化困难的问题。即克尔效应的温度依存性，换言之液晶材料的克尔常数的温度依存性成为实用上的大问题。这是因为在使用液晶材料时，克尔效应(其自身以各向同性相状态被观察到)在液晶相-各向同性相相变(phase transition)温度附近变为最大，在温度(T)上升的同时，以与1/(T-Tni)(须指出的是，Tni表示相变温度)成比例的函数减少。须指出的是，在上述特开2001-249363号公报中，尝试着要通过在液晶材料中添加特定的非液晶物质，不是降低克尔效应的温度依存性，而是使液晶材料的各向同性相变温度下降，在实用的温度区域中要取得大的克尔效应，但是还未充分消除克尔效应的温度依存性。此外，在上述各文献中记载的显示元件中，在上述基板的多个外侧配置相互的吸收轴正交的偏光板，在不施加电场时，媒质在光学上是各向同性的，实现黑显示，而在施加电场时产生双折射，产生它引起的透射率变化，由此进行灰度显示。因此，基板法线方向的对比度能实现极高的值。可是，根据本申请专利技术者的详细研究，可知从斜着观察具有上述现有的结构的显示元件时的对比度，特别是从偏光板吸收轴开始45度的方位的斜视角的对比度低。这意味着基于上述显示元件的视野角窄，例如在作为使用上述显示元件的电视或个人电脑显示器的实用性方面成问题。此外，在上述各文献中记载的使用通过施加电场，光学各向异性的程度发生变化的物质的显示元件中，当设置与一般的液晶显示元件中使用的同样的开关元件进行驱动时，基于显示元件的图像显示的响应对于基于开关元件的信号电压，存在变慢的问题。须指出的是，所谓信号电压意味着为了驱动显示元件，通过开关元件写入显示元件中的电压。具体而言，如图44所示，在显示元件200中设置由FET(场效应晶体管)构成的开关元件201、电压波形发生器202。如果这样在显示元件200中设置开关元件201和电压波形发生器202，则当开关元件201变为导通状态时，电压波形发生器202输出的电压施加在显示元件200上，进行显示元件200的充电。而且，如果开关元件201变为不导通，则在显示元件200中保持所充电的电荷。即在理想上如图45所示，如果通过电压波形发生器202产生电压时，开关元件201变为导通状态，就开始显示元件200的充电。然后，开关元件201即使变为不导通状态，对显示元件200充电的电荷也应该变为保持为一定的状态。可是，如图46(a)所示，当对显示元件写入一定的信号电压时，如果观察显示元件200的实际的透射率响应波形，则该响应波形如图46(b)所示，变为台阶状。因此，结果显示元件对信号电压的显示响应时间变为1帧以上的长度。如果帧频为60Hz，则典型的显示响应时间变为16.7ms以上的长度。这样，在动画显示中会观察到残留图像，显示质量下降。
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述问题而提出的，其目的在于提供驱动温度范围广，具有广阔视野角和高速响应特性的显示元件和显示装置。为了解决上述课题，本专利技术的显示元件通过对夹持在至少一方透明的一对基板间的媒质施加电场来进行显示，其特征在于上述媒质通过施加电场，光学各向异性的程度发生变化。根据上述结构，在施加电场时和不施加电场时，能使上述媒质的光学各向异性的程度发生变化。这里，光学各向异性的程度变化意味着折射率椭圆体(refractive index ellipsoid)的形状本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种显示元件（１２０），通过对夹持在至少一方透明的一对基板（１，２）间的媒质施加电场来进行显示，其特征在于：所述媒质通过施加电场，光学各向异性的程度发生变化。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：宫地弘一，芝原靖司，井上威一郎，石原将市，小出贵子，
申请(专利权)人：夏普株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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