JP2562569B2 - 液晶デバイスの製造方法 - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は強誘電性スメクチック材
料を用いたスメクチック液晶デバイスの製造方法に係
る。
料を用いたスメクチック液晶デバイスの製造方法に係
る。
【0002】
【従来の技術】液晶装置は一般的に2つのガラス板また
は壁の間に薄い液晶材料層を挟んだものから成る。両方
の壁の内面に薄い透明電極をデポジットする。このよう
な液晶層と壁と電極とを組合せたものを液晶セルと呼ぶ
ことが多い。2つの電極間に電界を印加すると、液晶分
子が電界内で回転してオン状態になる。電界を除去する
と、分子は反転してオフ状態になる。オフ状態はセルの
組立て前に壁に対して行なわれる表面処理および液晶材
料の種類によって決定されるものである。オン状態とオ
フ状態では光透過特性が異なる。デバイスによってはオ
ン状態とオフ状態を視覚的に区別するために1つまたは
それ以上の偏光子および/または色素を要するものがあ
る。
は壁の間に薄い液晶材料層を挟んだものから成る。両方
の壁の内面に薄い透明電極をデポジットする。このよう
な液晶層と壁と電極とを組合せたものを液晶セルと呼ぶ
ことが多い。2つの電極間に電界を印加すると、液晶分
子が電界内で回転してオン状態になる。電界を除去する
と、分子は反転してオフ状態になる。オフ状態はセルの
組立て前に壁に対して行なわれる表面処理および液晶材
料の種類によって決定されるものである。オン状態とオ
フ状態では光透過特性が異なる。デバイスによってはオ
ン状態とオフ状態を視覚的に区別するために1つまたは
それ以上の偏光子および/または色素を要するものがあ
る。
【0003】大雑把に言って液晶材料にはネマチック、
コレステリック、スメクチックの3種類の相があり、そ
れぞれ分子の秩序性が異なる。
コレステリック、スメクチックの3種類の相があり、そ
れぞれ分子の秩序性が異なる。
【0004】このような材料が液晶相を呈するのは、固
相と等方性液晶の間の限られた温度範囲だけである。液
晶相の温度範囲内で、材料はネマチック相、コレステリ
ック相、スメクチック相のうち1種またはそれ以上の相
を呈する場合があるが、通常はその動作温度範囲に亘っ
て1種類の液晶相のみ呈するものを選択する。
相と等方性液晶の間の限られた温度範囲だけである。液
晶相の温度範囲内で、材料はネマチック相、コレステリ
ック相、スメクチック相のうち1種またはそれ以上の相
を呈する場合があるが、通常はその動作温度範囲に亘っ
て1種類の液晶相のみ呈するものを選択する。
【0005】本発明は強誘電性スメクチック液晶材料を
使用する装置の製造方法に係る。
使用する装置の製造方法に係る。
【0006】現在、表示装置は一方の壁に行状に形成さ
れた電極と、もう一方の壁に列状に形成された電極とを
備えて構成されている。これらが集まって、大型表示装
置の上に個別にアドレス可能な素子から成るx−yマト
リックスを形成する。このような表示装置にアドレスす
る方法の1つがマルチプレックス方式、すなわち1行毎
に装置全体のアドレスを終わるまでアドレスして行く方
法であり、表示が必要になる度にこれを繰返す。別の種
類の表示装置として、オン状態とオフ状態を用いて光学
シャッタを形成するものがある。さらに別の種類の表示
装置は光学記憶装置として使用される。これまではこの
ような装置にネマチック、コレステリックおよびスメク
チック液晶材料が使用されている。装置の多くが抱える
問題の1つに、2つの状態間での切換え速度、すなわち
応答時間の問題がある。大抵の表示装置では応答時間を
速くする必要がある。90度捩って構成したネマチック
材料の応答時間で普通100ミリセカンドである。
れた電極と、もう一方の壁に列状に形成された電極とを
備えて構成されている。これらが集まって、大型表示装
置の上に個別にアドレス可能な素子から成るx−yマト
リックスを形成する。このような表示装置にアドレスす
る方法の1つがマルチプレックス方式、すなわち1行毎
に装置全体のアドレスを終わるまでアドレスして行く方
法であり、表示が必要になる度にこれを繰返す。別の種
類の表示装置として、オン状態とオフ状態を用いて光学
シャッタを形成するものがある。さらに別の種類の表示
装置は光学記憶装置として使用される。これまではこの
ような装置にネマチック、コレステリックおよびスメク
チック液晶材料が使用されている。装置の多くが抱える
問題の1つに、2つの状態間での切換え速度、すなわち
応答時間の問題がある。大抵の表示装置では応答時間を
速くする必要がある。90度捩って構成したネマチック
材料の応答時間で普通100ミリセカンドである。
【0007】スメクチック材料を含む装置はネマチック
材料やコレステリック材料を用いた装置ほど広範囲に使
用されるに至っていない。現存のスメクチック材料を基
材とする表示装置が必要な特性を備えていないためであ
る。しかし最近になって、切換え速度が速く、双安定特
性を有するスメクチック強誘電性が重要視されるように
なった。例えば、N.A.Clark並びにS.T.L
agerwall著、App.Phys.Letter
s 36(11)1980 pp899 −901を参
照され度い。例えばSC,SI,SF,SJ,SG,S
H,等の傾斜液晶スメクチック相にあるキラル材料が強
誘電性を示すことが分かっている。これについては、
R.B. Meyer,L.Liebard,L,St
rzelecki,P.Keller著, J.de
Physigue (Lett.),36,L−69
(1975)に記載されている。
材料やコレステリック材料を用いた装置ほど広範囲に使
用されるに至っていない。現存のスメクチック材料を基
材とする表示装置が必要な特性を備えていないためであ
る。しかし最近になって、切換え速度が速く、双安定特
性を有するスメクチック強誘電性が重要視されるように
なった。例えば、N.A.Clark並びにS.T.L
agerwall著、App.Phys.Letter
s 36(11)1980 pp899 −901を参
照され度い。例えばSC,SI,SF,SJ,SG,S
H,等の傾斜液晶スメクチック相にあるキラル材料が強
誘電性を示すことが分かっている。これについては、
R.B. Meyer,L.Liebard,L,St
rzelecki,P.Keller著, J.de
Physigue (Lett.),36,L−69
(1975)に記載されている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】強誘電性またはキラル
スメクチック(S*)材料を用いた装置には、セルが不
均等になり継ぎ合せたような(patchy)状態にな
るという欠点がある。捩れネマチック装置に使用するよ
うな擦過ポリイミド材料など従来の配向層を使用した装
置において特に特徴的に生じる問題点として、「ジグザ
グ」欠陥がある。この欠陥は顕微鏡検査で見ることがで
き、セルがコントラストレベルや視角の異なる領域に分
かれていることが解る。このため、スメクチックC材料
を用いた表示装置やシャッタの外観が容認し難い状態と
なるのである。
スメクチック(S*)材料を用いた装置には、セルが不
均等になり継ぎ合せたような(patchy)状態にな
るという欠点がある。捩れネマチック装置に使用するよ
うな擦過ポリイミド材料など従来の配向層を使用した装
置において特に特徴的に生じる問題点として、「ジグザ
グ」欠陥がある。この欠陥は顕微鏡検査で見ることがで
き、セルがコントラストレベルや視角の異なる領域に分
かれていることが解る。このため、スメクチックC材料
を用いた表示装置やシャッタの外観が容認し難い状態と
なるのである。
【0009】本発明では、接触する液晶分子に大きな傾
斜角(high tilt)を与えるセル壁面処理方法
を用いることによって、上記の問題点を解決する。
斜角(high tilt)を与えるセル壁面処理方法
を用いることによって、上記の問題点を解決する。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明により提供される
液晶デバイスの製造方法は、電極構造を一方の面に担侍
する2つのセル壁部を設ける段階と、前記セル壁部の電
極を担侍する表面に対して表面配向処理を施す段階であ
って、該処理は配向方向と液晶材料に対する5度以上の
表面チルトとを与えることと、電極構造を担侍し表面配
向処理が施された表面がお互いに向き合うようにして、
スペーサによって一定間隔離されるように該セル壁部を
配置する段階と、キラルスメクチック相を有する液晶材
料であって、該スメクチック相より上の温度範囲におけ
るコレステリック相と、該コレステリック相の上の温度
範囲における等方相とを含有する液晶材料を用意する段
階と、該キラル液晶材料をその等方相にまで加熱する段
階と、このように加熱された材料を2つのセル壁部の間
に導入し、液晶材料層を形成する段階と、該材料を2つ
のセル壁部の間に封止する段階と、良好な配向と一様な
外観を与えるべく、該材料をそのコレステリック相から
該スメクチック相まで緩慢に冷却する段階と、少なくと
も1つの偏光子を一つのセル壁部に隣接して、その偏光
子の光学軸が液晶分子配向方向に実質的に平行になるよ
うに配置する段階と、液晶材料に二色性色素を添加する
か、第2の偏光子をセル壁部に隣接して、2つのセル壁
部がこの2つの偏光子の間に置かれようには位置する段
階と、を具備してなり、前記液晶材料を用意する段階
が、液晶材料層の厚さをdとしたとき、スメクチック層
とコレステリック層の層転移温度から上少なくとも0.
1℃に亘って、コレステリックピッチPが4dより大き
くなるように、左旋性コレステリック捩れ方向を有する
キラル成分1種類またはそれ以上と右旋性コレステリッ
ク捩れ方向を有するキラル成分1種類またはそれ以上を
組合わせることを含んでいる。
液晶デバイスの製造方法は、電極構造を一方の面に担侍
する2つのセル壁部を設ける段階と、前記セル壁部の電
極を担侍する表面に対して表面配向処理を施す段階であ
って、該処理は配向方向と液晶材料に対する5度以上の
表面チルトとを与えることと、電極構造を担侍し表面配
向処理が施された表面がお互いに向き合うようにして、
スペーサによって一定間隔離されるように該セル壁部を
配置する段階と、キラルスメクチック相を有する液晶材
料であって、該スメクチック相より上の温度範囲におけ
るコレステリック相と、該コレステリック相の上の温度
範囲における等方相とを含有する液晶材料を用意する段
階と、該キラル液晶材料をその等方相にまで加熱する段
階と、このように加熱された材料を2つのセル壁部の間
に導入し、液晶材料層を形成する段階と、該材料を2つ
のセル壁部の間に封止する段階と、良好な配向と一様な
外観を与えるべく、該材料をそのコレステリック相から
該スメクチック相まで緩慢に冷却する段階と、少なくと
も1つの偏光子を一つのセル壁部に隣接して、その偏光
子の光学軸が液晶分子配向方向に実質的に平行になるよ
うに配置する段階と、液晶材料に二色性色素を添加する
か、第2の偏光子をセル壁部に隣接して、2つのセル壁
部がこの2つの偏光子の間に置かれようには位置する段
階と、を具備してなり、前記液晶材料を用意する段階
が、液晶材料層の厚さをdとしたとき、スメクチック層
とコレステリック層の層転移温度から上少なくとも0.
1℃に亘って、コレステリックピッチPが4dより大き
くなるように、左旋性コレステリック捩れ方向を有する
キラル成分1種類またはそれ以上と右旋性コレステリッ
ク捩れ方向を有するキラル成分1種類またはそれ以上を
組合わせることを含んでいる。
【0011】2つのセル壁の配向方向は同一方向または
反対方向で平行とするが、多少の変動は容認される。
反対方向で平行とするが、多少の変動は容認される。
【0012】偏光子の間に遅延器を組入れて色およびコ
ントラストを最適化するこもできる。
ントラストを最適化するこもできる。
【0013】反射器を用いて装置を反射光で見るように
しても好い。その場合は第2偏光子の代わりに遅延器を
セルと反射器の間に設ける。
しても好い。その場合は第2偏光子の代わりに遅延器を
セルと反射器の間に設ける。
【0014】キラルスメクチック材料は、スメクチック
層と等方性相の間で周囲温度以上の温度においてコレス
テリック相を有する。材料の自発分極係数PSは少なく
とも0.1nC/cm2、好適には1nC/cm2また
はそれ以上である。
層と等方性相の間で周囲温度以上の温度においてコレス
テリック相を有する。材料の自発分極係数PSは少なく
とも0.1nC/cm2、好適には1nC/cm2また
はそれ以上である。
【0015】液晶材料を加熱して等方性相とした後、2
つの孔を介して毛細管作用によりセル壁の間に導入して
これらの孔を実質的に封止するか、あるいは1つの孔を
介して真空充填により導入する。液晶材料を定位置に配
し終わると、これを加熱してコレステリック相とし、周
囲温度まで徐冷する。この操作が良好な配向の獲得と外
観を均質にするのを促進する働きをする。一般的な冷却
速度はスメクチック相とコレステリック相の転移温度の
±5℃の範囲内で0.05〜2℃/分である。
つの孔を介して毛細管作用によりセル壁の間に導入して
これらの孔を実質的に封止するか、あるいは1つの孔を
介して真空充填により導入する。液晶材料を定位置に配
し終わると、これを加熱してコレステリック相とし、周
囲温度まで徐冷する。この操作が良好な配向の獲得と外
観を均質にするのを促進する働きをする。一般的な冷却
速度はスメクチック相とコレステリック相の転移温度の
±5℃の範囲内で0.05〜2℃/分である。
【0016】ほとんどの表示装置については周囲温度を
0℃〜40℃とみなすことができるが、計器類やその他
の機器に装着される表示装置の周囲温度は100℃に達
する場合もある。
0℃〜40℃とみなすことができるが、計器類やその他
の機器に装着される表示装置の周囲温度は100℃に達
する場合もある。
【0017】
【実施例】図1,図2,図3に示したセル1は、スペー
サリング4および/または分散スペーサによって約2〜
15μmの間隔をあけて配設した2つのガラス壁2,3
を含む。透明酸化錫から成る電極構造5,6が両壁の内
面に形成されている。これらの電極は従来の行(x)と
列(y)の形状半径と角度(r,θ)の形状または文字
数字表示用の7セグメントまたはそれ以上のセグメント
表示装置とすることができる。スメクチック液晶材料層
7が壁2,3とスペーサリング4の間に含まれる。偏光
子8,9がセル1つの前と後にそれぞれ配設される。直
流電圧源10から制御ロジック11を経て、リード線1
4,15により電極構造5,6に接続されている駆動回
路12,13に給電される。
サリング4および/または分散スペーサによって約2〜
15μmの間隔をあけて配設した2つのガラス壁2,3
を含む。透明酸化錫から成る電極構造5,6が両壁の内
面に形成されている。これらの電極は従来の行(x)と
列(y)の形状半径と角度(r,θ)の形状または文字
数字表示用の7セグメントまたはそれ以上のセグメント
表示装置とすることができる。スメクチック液晶材料層
7が壁2,3とスペーサリング4の間に含まれる。偏光
子8,9がセル1つの前と後にそれぞれ配設される。直
流電圧源10から制御ロジック11を経て、リード線1
4,15により電極構造5,6に接続されている駆動回
路12,13に給電される。
【0018】セル表示装置は透過光によって見ることが
できるが、その場合はタングステン電球16のような光
源を表示装置の後方に配設する。選択的方法として、偏
光子の後方に反射器17を配設し、反射光によって表示
装置を見るようにしても良い。さらに、壁3と偏光子9
の間に遅延器(不図示)を配設する場合もある。
できるが、その場合はタングステン電球16のような光
源を表示装置の後方に配設する。選択的方法として、偏
光子の後方に反射器17を配設し、反射光によって表示
装置を見るようにしても良い。さらに、壁3と偏光子9
の間に遅延器(不図示)を配設する場合もある。
【0019】電極5,6を被覆した壁2,3は組立て前
に周知の方法である一酸化ケイ素の斜め蒸着により表面
処理される。
に周知の方法である一酸化ケイ素の斜め蒸着により表面
処理される。
【0020】これについては、例えばG.B.1,45
4,296, 1,472,247,1,470,59
2に記載されている。一酸化ケイ素の流れを基板表面に
対して15度までの角度で壁上に堆積させる。この方法
を上記明細書に記載の方法でネマチック液晶材料を用い
ると、液晶分子が、均等に直線配向すると共に分子と壁
の間の傾斜角が30度となる。この整列は液晶分子を配
向させる擦過と類似しているが、擦過の場合の傾斜角は
約2度である。SiOの蒸着を15度までの蒸着角度と
15〜30度の蒸着角度で連続的に行なうことにより、
いろいろな分子傾斜角度を作り出すことができる。これ
ら2つの方向で堆積する材料の量を変えることによって
傾斜角を0〜45度の間で変化させることができる。
4,296, 1,472,247,1,470,59
2に記載されている。一酸化ケイ素の流れを基板表面に
対して15度までの角度で壁上に堆積させる。この方法
を上記明細書に記載の方法でネマチック液晶材料を用い
ると、液晶分子が、均等に直線配向すると共に分子と壁
の間の傾斜角が30度となる。この整列は液晶分子を配
向させる擦過と類似しているが、擦過の場合の傾斜角は
約2度である。SiOの蒸着を15度までの蒸着角度と
15〜30度の蒸着角度で連続的に行なうことにより、
いろいろな分子傾斜角度を作り出すことができる。これ
ら2つの方向で堆積する材料の量を変えることによって
傾斜角を0〜45度の間で変化させることができる。
【0021】スメクチック材料はスメクチック相の上で
ピッチが長いコレステリック相を有するものが望まし
い。
ピッチが長いコレステリック相を有するものが望まし
い。
【0022】分子26とマイクロレイヤ25の両方の均
一な配向を得るために、装置の用途により例えば40℃
あるいは100℃にもなる装置動作温度以上の高温にお
いてコレステリック相を有するスメクチック材料を使用
することが必要である。図4aはコレステリック相を有
する典型的な従来のスメクチック材料に関するコレステ
リックピッチP対温度曲線を示す。温度が低下してコレ
ステリック相とスメクチック相の転移温度に接近するに
従って、ピッチPは無限大に大きくなる。この転移温度
から離れると、コレステリックピッチが非常に小さくな
り、普通は1μm未満となる。
一な配向を得るために、装置の用途により例えば40℃
あるいは100℃にもなる装置動作温度以上の高温にお
いてコレステリック相を有するスメクチック材料を使用
することが必要である。図4aはコレステリック相を有
する典型的な従来のスメクチック材料に関するコレステ
リックピッチP対温度曲線を示す。温度が低下してコレ
ステリック相とスメクチック相の転移温度に接近するに
従って、ピッチPは無限大に大きくなる。この転移温度
から離れると、コレステリックピッチが非常に小さくな
り、普通は1μm未満となる。
【0023】本願発明と同時に出願した同時係属出願で
あるGB 86 08,114および86 08,11
5に記載の発明の表示装置はこの相転移温度から上少な
くとも0.1℃に亘るコレステリック相において長いピ
ッチを有するものである。この範囲は好ましくは5℃で
あり、理想的にはコレステリック温度範囲の全体で長い
ピッチを有するのが良い。この温度範囲内では層の厚さ
をdとすると最小ピッチPが4dより大きい。
あるGB 86 08,114および86 08,11
5に記載の発明の表示装置はこの相転移温度から上少な
くとも0.1℃に亘るコレステリック相において長いピ
ッチを有するものである。この範囲は好ましくは5℃で
あり、理想的にはコレステリック温度範囲の全体で長い
ピッチを有するのが良い。この温度範囲内では層の厚さ
をdとすると最小ピッチPが4dより大きい。
【0024】上述の材料はいくつかの方法で達成するこ
とができる。例えば左旋性コレステリック捩れ方向を有
するキラル成分1種類またはそれ以上と右旋性コレステ
リック捩れ方向を有するキラル成分1種類またはそれ以
上を組合わせる。但し左旋性成分はいずれも右旋性成分
のラセミ化合物でないことを条件とする。必要なスメク
チック相を備えていれば、この混合物をそれだけ用いる
ことができる。また非キラル液晶材料またはラセミ液晶
材料は、例えばスメクチック7Cホスト材料にキラル混
合物を添加しても良い。キラル成分の種類によって温度
/ピッチ特性が異なる場合がある。この場合は結果的に
得られるピッチがスメクチック/コレステリック相転移
温度より上の温度範囲において所要の値となるようにす
る必要がある。
とができる。例えば左旋性コレステリック捩れ方向を有
するキラル成分1種類またはそれ以上と右旋性コレステ
リック捩れ方向を有するキラル成分1種類またはそれ以
上を組合わせる。但し左旋性成分はいずれも右旋性成分
のラセミ化合物でないことを条件とする。必要なスメク
チック相を備えていれば、この混合物をそれだけ用いる
ことができる。また非キラル液晶材料またはラセミ液晶
材料は、例えばスメクチック7Cホスト材料にキラル混
合物を添加しても良い。キラル成分の種類によって温度
/ピッチ特性が異なる場合がある。この場合は結果的に
得られるピッチがスメクチック/コレステリック相転移
温度より上の温度範囲において所要の値となるようにす
る必要がある。
【0025】捩れ方向が反対のキラル成分を用いた場
合、結果的に得られる混合物の自発分極値PSが所要の
値となるようにする必要がある。全てのキラル成分がそ
の捩れ方向とは無関係に同方向のS*分極を有する場合
がある。すなわちそれらのPSが加算される。あるいは
また、1つまたはそれ以上のキラル成分のPSを逆の符
号のものとして、正味のPSが十分な値となるようにす
ることもできる。
合、結果的に得られる混合物の自発分極値PSが所要の
値となるようにする必要がある。全てのキラル成分がそ
の捩れ方向とは無関係に同方向のS*分極を有する場合
がある。すなわちそれらのPSが加算される。あるいは
また、1つまたはそれ以上のキラル成分のPSを逆の符
号のものとして、正味のPSが十分な値となるようにす
ることもできる。
【0026】上記材料を達成するもう1つの方法として
は、コレステリック捩れ方向およびS* 分極方向が同
じであるが、なおかつ上記のコレステリックピッチ値を
満足するキラル成分を1つまたはそれ以上使用する方法
がある。このような混合物は単独で用いても良いし、S
Cホスト材料のような非キラルまたはラセミ液晶材料と
併用しても良い。
は、コレステリック捩れ方向およびS* 分極方向が同
じであるが、なおかつ上記のコレステリックピッチ値を
満足するキラル成分を1つまたはそれ以上使用する方法
がある。このような混合物は単独で用いても良いし、S
Cホスト材料のような非キラルまたはラセミ液晶材料と
併用しても良い。
【0027】コレステリック相におけるピッチを長くす
る結果、材料を冷却してSC *相にすると、セル壁処理
による均一な配向が生じる。その結果が図3に示す配向
である。
る結果、材料を冷却してSC *相にすると、セル壁処理
による均一な配向が生じる。その結果が図3に示す配向
である。
【0028】スメクチック相におけるピッチは約1μm
より大きくなるように、また好適にはそれよりはるかに
大きくなるように構成する。
より大きくなるように、また好適にはそれよりはるかに
大きくなるように構成する。
【0029】コレステリック相でのピッチ補償を図4
a,図4b,図4cに示す。図4aはコレステリック相
からスメクチック相への転移を示す補償されていない材
料に関してコレステリックピッチと温度の関係を示した
ものである。この転移においてピッチが無限大に向か
う。図4bの補償された材料は、転移温度より数度上の
所でピッチが大きくなり、それより下では減少を示して
いる。材料を適当に選択することによって、このピッチ
の増加を図4cのように転移温度に近付けることもでき
るが、数度の相違は最終的な結果に影響を及ぼすことは
ないようである。
a,図4b,図4cに示す。図4aはコレステリック相
からスメクチック相への転移を示す補償されていない材
料に関してコレステリックピッチと温度の関係を示した
ものである。この転移においてピッチが無限大に向か
う。図4bの補償された材料は、転移温度より数度上の
所でピッチが大きくなり、それより下では減少を示して
いる。材料を適当に選択することによって、このピッチ
の増加を図4cのように転移温度に近付けることもでき
るが、数度の相違は最終的な結果に影響を及ぼすことは
ないようである。
【0030】液晶材料をセル内に導入すると図3におい
て矢印Eで示した蒸着方向に沿ってセル壁の液晶分子が
配向し、表面傾斜角が例えば30度になる。2つの壁2
と壁3でのEの方向は同じでも反対でも良い。液晶分子
は印加された電圧の極性により、2つの配向方向D1,
D2のうち何れか一方をとることが観察される。通常の
電圧は±10〜50ボルトである。これら2つの配向方
向を図3では実線D1と破線D2で示しており、それぞ
れ蒸着/配向方向Eの両側に位置している。直流パルス
を印加した時に2つの状態間でのスイッチングが速くな
るのは、材料のもつスメクチック強誘電性によるもので
ある。通常の場合、液晶材料の種類により数μsから数
ms、例えば1msでセルをD1とD2の間で切換える
ことができる。これら2つの方向D1,D2はPSの2
つの方向を表わしており、アップ方向とダウン方向と呼
ばれることが多い。材料の組成により、2つの方向
D1,D2の開きは約45度になる。
て矢印Eで示した蒸着方向に沿ってセル壁の液晶分子が
配向し、表面傾斜角が例えば30度になる。2つの壁2
と壁3でのEの方向は同じでも反対でも良い。液晶分子
は印加された電圧の極性により、2つの配向方向D1,
D2のうち何れか一方をとることが観察される。通常の
電圧は±10〜50ボルトである。これら2つの配向方
向を図3では実線D1と破線D2で示しており、それぞ
れ蒸着/配向方向Eの両側に位置している。直流パルス
を印加した時に2つの状態間でのスイッチングが速くな
るのは、材料のもつスメクチック強誘電性によるもので
ある。通常の場合、液晶材料の種類により数μsから数
ms、例えば1msでセルをD1とD2の間で切換える
ことができる。これら2つの方向D1,D2はPSの2
つの方向を表わしており、アップ方向とダウン方向と呼
ばれることが多い。材料の組成により、2つの方向
D1,D2の開きは約45度になる。
【0031】図1と図2に示すように、偏光子8,9は
光軸を交差させて配設される。偏光子8がその軸を方向
D1と平行に整列される。セル1は分子整列方向D1ま
たはD2と平行な平面に偏光された光を透過する。即ち
セルの一方の状態D1においては、偏光子8とセル1と
偏光子9とを組合せたものを通過する光はごくわずかに
なる。
光軸を交差させて配設される。偏光子8がその軸を方向
D1と平行に整列される。セル1は分子整列方向D1ま
たはD2と平行な平面に偏光された光を透過する。即ち
セルの一方の状態D1においては、偏光子8とセル1と
偏光子9とを組合せたものを通過する光はごくわずかに
なる。
【0032】ところがセルがD2の状態にある時は、両
方の偏光子8,9の光軸に対して分子が45度の角度を
成し、光が透過される。通常の印加電圧は厚さ6μmの
液晶材料層の場合で±15〜20ボルト、厚さ2μmの
層で±5〜10ボルト、厚さ12μmの層で±約30ボ
ルトである。
方の偏光子8,9の光軸に対して分子が45度の角度を
成し、光が透過される。通常の印加電圧は厚さ6μmの
液晶材料層の場合で±15〜20ボルト、厚さ2μmの
層で±5〜10ボルト、厚さ12μmの層で±約30ボ
ルトである。
【0033】図1に示したx−yマトリックス表示装置
については、各電極交差部x,yが正または負の電圧パ
ルスによってアドレスされる。mとnはそれぞれx電極
とy電極の数に等しい整数である。これらのパルスが各
xm,yn交差部におい液晶材料を必要に応じて透過性
または不透明に切換える。周知の技術であるマルチプレ
ックスアドレスを用いて各交差部を順次アドレスする。
この時のアドレシングは一度に交差部1つとしても良い
し、一度にx行全体に行なっても良い。
については、各電極交差部x,yが正または負の電圧パ
ルスによってアドレスされる。mとnはそれぞれx電極
とy電極の数に等しい整数である。これらのパルスが各
xm,yn交差部におい液晶材料を必要に応じて透過性
または不透明に切換える。周知の技術であるマルチプレ
ックスアドレスを用いて各交差部を順次アドレスする。
この時のアドレシングは一度に交差部1つとしても良い
し、一度にx行全体に行なっても良い。
【0034】従来は表示装置のフリッカーを無くすため
にx−yマトリックスを連続的にリフレッシュ、すなわ
ち再アドレスする必要があった。その理由は従来のネマ
チック材料が非常に急速に弛緩してオン状態からオフ状
態に戻るためである。従来のアドレシング法ではオンか
らオフへ変わる前に各交差部をリフレッシュする。この
ため、アドレスできるx−y交差部の数が厳しく制限さ
れる。
にx−yマトリックスを連続的にリフレッシュ、すなわ
ち再アドレスする必要があった。その理由は従来のネマ
チック材料が非常に急速に弛緩してオン状態からオフ状
態に戻るためである。従来のアドレシング法ではオンか
らオフへ変わる前に各交差部をリフレッシュする。この
ため、アドレスできるx−y交差部の数が厳しく制限さ
れる。
【0035】これに対して本発明方法により製造された
セルは真の双安定性を有しており、セルをD1状態また
はD2状態に切換えた時、他の状態に切換えるまで電圧
を印加しなくてもセルの材料および構成により数秒から
場合によっては数時間にも亘って切換えたままの状態を
維持する。このことは、表示装置にフリッカーを生じる
ことなくアドレスできる交差部の数をはるかに多くでき
るということを意味するものである。あるいはまた表示
装置全体をリフレッシュする代わりに変更すべき部分の
みをアドレスしても良い。
セルは真の双安定性を有しており、セルをD1状態また
はD2状態に切換えた時、他の状態に切換えるまで電圧
を印加しなくてもセルの材料および構成により数秒から
場合によっては数時間にも亘って切換えたままの状態を
維持する。このことは、表示装置にフリッカーを生じる
ことなくアドレスできる交差部の数をはるかに多くでき
るということを意味するものである。あるいはまた表示
装置全体をリフレッシュする代わりに変更すべき部分の
みをアドレスしても良い。
【0036】本発明の方法に使用するのに適する材料は
下記の通りである。 例1 CM6=43.5%CD3(キラル成分)+56.5%H1(Sホスト) この時、CD3=22%CC1+78%CC3。
下記の通りである。 例1 CM6=43.5%CD3(キラル成分)+56.5%H1(Sホスト) この時、CD3=22%CC1+78%CC3。
【0037】
【化1】 CM6は下記の相を有する。
【0038】
【数1】 例2 MerckZLI3041 これは 等方相 132.8゜ コレステリック 106.8゜
スメクチックA83.9゜ キラルスメクチック C
14゜ 未知のスメクチック固相 の各相を有する。 例3 LPM13:72.5%H1+25%M7+2.5%C
C13
スメクチックA83.9゜ キラルスメクチック C
14゜ 未知のスメクチック固相 の各相を有する。 例3 LPM13:72.5%H1+25%M7+2.5%C
C13
【0039】
【化2】 LM13は、固体相、キラルスメクチック56.3゜コ
レステリック118゜等方相の各相を有する。
レステリック118゜等方相の各相を有する。
【0040】PSは20℃において10nC/cm2、
46℃において5nC/cm2である。
46℃において5nC/cm2である。
【0041】青色色素その一例としてD102があり、
BDH Poole, Dorset,UKから入手し
得る。
BDH Poole, Dorset,UKから入手し
得る。
【図1】本発明の方法を実施する液晶表示装置の平面図
である。
である。
【図2】本発明の方法を実施する液晶表示装置の断面図
である。
である。
【図3】図1の一部分を示す拡大図である。
【図4a】コレステリックピッチと温度の関係を示すグ
ラフである。
ラフである。
【図4b】コレステリックピッチと温度の関係を示すグ
ラフである。
ラフである。
【図4c】コレステリックピッチと温度の関係を示すグ
ラフである。
ラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−192724(JP,A) 特開 昭62−160426(JP,A) 特開 昭61−252532(JP,A) 特開 昭61−174294(JP,A) 特開 昭61−153623(JP,A) 特開 昭62−205189(JP,A) 特開 昭62−141093(JP,A) 特開 昭62−143030(JP,A)
Claims (2)
- 【請求項1】 液晶デバイスの製造方法であって、該製
造方法が、電極構造を一方の面に担侍する2つのセル壁
部を設ける段階と、 前記セル壁部の電極を担侍する表面に対して表面配向処
理を施す段階であって、該処理は配向方向と液晶材料に
対する5度以上の表面チルトとを与えることと、 電極構造を担侍し表面配向処理が施された表面がお互い
に向き合うようにして、スペーサによって一定間隔離さ
れるように該セル壁部を配置する段階と、 キラルスメクチック相を有する液晶材料であって、該ス
メクチック相より上の温度範囲におけるコレステリック
相と、該コレステリック相の上の温度範囲における等方
相とを含有する液晶材料を用意する段階と、 該キラル液晶材料をその等方相にまで加熱する段階と、 このように加熱された材料を2つのセル壁部の間に導入
し、液晶材料層を形成する段階と、 該材料を2つのセル壁部の間に封止する段階と、 良好な配向と一様な外観を与えるべく、該材料をそのコ
レステリック相から該スメクチック相まで緩慢に冷却す
る段階と、 少なくとも1つの偏光子を一つのセル壁部に隣接して、
その偏光子の光学軸が液晶分子配向方向に実質的に平行
になるように配置する段階と、 液晶材料に二色性色素を添加するか、第2の偏光子をセ
ル壁部に隣接して、2つのセル壁部がこの2つの偏光子
の間に置かれようには位置する段階と、 を具備してなり、 前記液晶材料を用意する段階が、液晶材料層の厚さをd
としたとき、スメクチック層とコレステリック層の層転
移温度から上少なくとも0.1℃に亘って、コレステリ
ックピッチPが4dより大きくなるように、左旋性コレ
ステリック捩れ方向を有するキラル成分1種類またはそ
れ以上と右旋性コレステリック捩れ方向を有するキラル
成分1種類またはそれ以上を組合わせることを含んでい
る、 液晶デバイスの製造 方法。 - 【請求項2】 液晶デバイスの製造方法であって、該製
造方法が、 電極構造を一方の面に担侍する2つのセル壁部を設ける
段階と、 前記セル壁部の電極を担侍する表面に対して表面配向処
理を施す段階であって、該処理は配向方向と液晶材料に
対する5度以上の表面チルトとを与えることと、 電極構造を担侍し表面配向処理が施された表面がお互い
に向き合うようにして、スペーサによって一定間隔離さ
れるように該セル壁部を配置する段階と、 キラルスメクチック相を有する液晶材料であって、該キ
ラルスメクチック相より上の温度範囲におけるスメクチ
ックA相と、該スメクチックA相より上の温度範囲にお
けるコレステリック相と、該コレステリック相より上の
温度範囲における等方相とを含有する液晶材料を用意す
る段階と、 該キラル液晶材料をその等方相にまで加熱する段階と、 このように加熱された材料を2つのセル壁部の間に導入
し、液晶材料層を形成する段階と、 該材料を2つのセル壁部の間に封止する段階と、 良好な配向と一様な外観を与えるべく、該材料をそのコ
レステリック相からスメクチック相まで緩慢に冷却する
段階と、 少なくとも1つの偏光子を一つのセル壁部に隣接して、
その偏光子の光学軸が液晶分子配向方向に実質的に平行
になるように配置する段階と、 液晶材料に二色性色素を添加するか、第2の偏光子をセ
ル壁部に隣接して、2つのセル壁部がこの2つの偏光子
の間に置かれるようには位置する段階と、 を具備してなり、前記液晶材料を用意する段階が、液晶材料層の厚さをd
としたとき、スメクチック層とコレステリック層の層転
移温度から上少なくとも0.1℃に亘って、コレステリ
ックピッチPが4dより大きくなるように、左旋性コレ
ステリック捩れ方向を有するキラル成分1種類またはそ
れ以上と右旋性コレステリック捩れ方向を有するキラル
成分1種類またはそれ以上を組合わせることを含んでい
る、 液晶デバイスの製造 方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB8608116 | 1986-04-03 | ||
GB868608116A GB8608116D0 (en) | 1986-04-03 | 1986-04-03 | Liquid crystal devices |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
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---|---|
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Family
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62502170A Expired - Fee Related JP2568236B2 (ja) | 1986-04-03 | 1987-04-01 | 液晶デバイス |
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---|---|
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EP (1) | EP0299970B1 (ja) |
JP (2) | JP2568236B2 (ja) |
KR (1) | KR0141984B1 (ja) |
CA (1) | CA1294354C (ja) |
DE (1) | DE3788724T2 (ja) |
GB (2) | GB8608116D0 (ja) |
HK (1) | HK201296A (ja) |
MY (1) | MY102915A (ja) |
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JP2607380B2 (ja) * | 1987-04-13 | 1997-05-07 | テクトロニックス・インコーポレイテッド | 液晶セル |
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JP2681779B2 (ja) * | 1987-09-18 | 1997-11-26 | キヤノン株式会社 | 液晶セル |
US5200848A (en) * | 1987-09-17 | 1993-04-06 | Canon Kabushiki Kaisha | Ferroelectric smectic liquid crystal device |
US5422749A (en) * | 1987-09-17 | 1995-06-06 | Canon Kabushiki Kaisha | Ferroelectric smetic liquid crystal device |
GB8726996D0 (en) * | 1987-11-18 | 1987-12-23 | Secr Defence | Multiplex addressing of ferro-electric liquid crystal displays |
JPH01302226A (ja) * | 1988-05-30 | 1989-12-06 | Alps Electric Co Ltd | 強誘電液晶素子 |
US5327273A (en) * | 1989-06-29 | 1994-07-05 | Hoffmann-La Roche Inc. | Bistable ferroelectric liquid crystal display cell |
JP2645754B2 (ja) * | 1989-10-26 | 1997-08-25 | キヤノン株式会社 | 液晶素子 |
US5646704A (en) * | 1989-10-26 | 1997-07-08 | Canon Kabushiki Kaisha | Chiral smectic liquid crystal device having predetermined pre-tilt angle and intersection angle |
GB9002105D0 (en) * | 1990-01-31 | 1990-03-28 | Stc Plc | Ferro electric liquid crystal cells |
JP2982330B2 (ja) * | 1990-04-28 | 1999-11-22 | ソニー株式会社 | 液晶表示素子 |
GB9127316D0 (en) * | 1991-12-23 | 1992-02-19 | Secr Defence | Ferroelectric liquid crystal display device(improved contrast) |
DE69320073T2 (de) * | 1992-01-24 | 1999-02-25 | Canon K.K., Tokio/Tokyo | Verfahren zur Behandlung einer chiralen smektischen Flüssigkristallvorrichtung |
US5539553A (en) * | 1993-04-09 | 1996-07-23 | Canon Kabushiki Kaisha | Liquid crystal device with an electrically neutral interface between the liquid crystal and orientation layer |
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