JP2650255B2 - 液晶素子 - Google Patents
液晶素子Info
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- JP2650255B2 JP2650255B2 JP62107440A JP10744087A JP2650255B2 JP 2650255 B2 JP2650255 B2 JP 2650255B2 JP 62107440 A JP62107440 A JP 62107440A JP 10744087 A JP10744087 A JP 10744087A JP 2650255 B2 JP2650255 B2 JP 2650255B2
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- film
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1337—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
- G02F1/133711—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers by organic films, e.g. polymeric films
Description
【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、新規な駆動原理を有する液晶素子、より詳
細には強誘電性を有する有機高分子薄膜を液晶素子に付
加することにより、しきい電圧特性が改善された液晶素
子に関するものである。
細には強誘電性を有する有機高分子薄膜を液晶素子に付
加することにより、しきい電圧特性が改善された液晶素
子に関するものである。
〈従来の技術〉 マトリクス駆動方式の液晶装置の場合、従来のツイス
ティドネマティック（TNと略す）型の液晶素子では画素
間のクロストークが問題となり、走査方向の電極数は10
0本より多くすることは困難である。このTN型の欠点を
改善し、走査方向の電極数をより増やす技術として、現
在、薄膜トランジスタを用いたアクティブマトリクス方
式や、壁面での液晶のねじれ角が270°または180°であ
るスーパーツイスト方式が研究されている。しかし、ア
クティブマトリクス方式は製作に多くの工程を要し、欠
陥のない大型素子を作るには非常にコスト高であり、ま
たスーパーツイスト方式ではカラー表示が困難であるな
どの欠点がある。
ティドネマティック（TNと略す）型の液晶素子では画素
間のクロストークが問題となり、走査方向の電極数は10
0本より多くすることは困難である。このTN型の欠点を
改善し、走査方向の電極数をより増やす技術として、現
在、薄膜トランジスタを用いたアクティブマトリクス方
式や、壁面での液晶のねじれ角が270°または180°であ
るスーパーツイスト方式が研究されている。しかし、ア
クティブマトリクス方式は製作に多くの工程を要し、欠
陥のない大型素子を作るには非常にコスト高であり、ま
たスーパーツイスト方式ではカラー表示が困難であるな
どの欠点がある。
また、誘電体薄膜の抵抗値が印加電圧により変化する
ために電流がオームの法則に従わなくなる、いわゆる非
線型抵抗素子を用いた（Metal-Insulator-Metal）方式
の液晶表示素子（たとえば特開昭60-241021号公報）も
開発されているが、この方式では均一な性能を得るのが
むずかしい、製作工程がアクティブマトリクス方式より
は改善されたとは言え、まだ複雑である等の問題があ
る。
ために電流がオームの法則に従わなくなる、いわゆる非
線型抵抗素子を用いた（Metal-Insulator-Metal）方式
の液晶表示素子（たとえば特開昭60-241021号公報）も
開発されているが、この方式では均一な性能を得るのが
むずかしい、製作工程がアクティブマトリクス方式より
は改善されたとは言え、まだ複雑である等の問題があ
る。
〈発明が解決しようとする問題点〉 本発明の目的は、従来技術であるTN方式、アクティブ
マトリクス方式、スーパーツイスト方式およびMIM方式
の持つ上記の欠点を解決し、強誘電性の高分子薄膜を用
いた新規な方式の液晶素子を提供することを目的とす
る。すなわち、画素間のクロストークの少ない大容量の
マトリックス駆動方式の液晶素子を実現することが本発
明の目的である。
マトリクス方式、スーパーツイスト方式およびMIM方式
の持つ上記の欠点を解決し、強誘電性の高分子薄膜を用
いた新規な方式の液晶素子を提供することを目的とす
る。すなわち、画素間のクロストークの少ない大容量の
マトリックス駆動方式の液晶素子を実現することが本発
明の目的である。
〈問題点を解決するための手段〉 本発明は、液晶および該液晶を介して対向する電極を
備えた液晶素子において、該液晶がネマチック液晶また
はコレステリック液晶であり、かつ、該電極の少なくと
も一方と該液晶との間に、フッ化ビニリデンと三フッ化
エチレンおよび／または四フッ化エチレンとの共重合体
であってフッ化ビニリデンの共重合割合が55〜95モル％
であるものを主成分とする強誘電性有機高分子の薄膜が
介在することを特徴とする液晶素子である。
備えた液晶素子において、該液晶がネマチック液晶また
はコレステリック液晶であり、かつ、該電極の少なくと
も一方と該液晶との間に、フッ化ビニリデンと三フッ化
エチレンおよび／または四フッ化エチレンとの共重合体
であってフッ化ビニリデンの共重合割合が55〜95モル％
であるものを主成分とする強誘電性有機高分子の薄膜が
介在することを特徴とする液晶素子である。
本発明で用いられる液晶は、ネマチック液晶、コレス
テリック液晶のいずれであってもよい。
テリック液晶のいずれであってもよい。
本発明に言う強誘電性有機高分子の薄膜とは、（１）
その高分子薄膜が自発分極を有し、（２）膜の両面にそ
の膜の物性に由来するある大きさ以上の電場（以下これ
を抗電場と呼ぶ）を加えることによって自発分極が電場
の方向に回転し、しかも、（３）電場を取り除いた後も
逆方向の電場を加えない限り、膜の自発分極はそのまま
保持される性質を有する高分子薄膜を意味する。本発明
において用いられる強誘電性有機高分子の薄膜は、フッ
化ビニリデンと三フッ化エチレンおよび／または四フッ
化エチレンとの共重合体であってフッ化ビニリデンの共
重合割合が55〜95モル％のものを主成分とする。
その高分子薄膜が自発分極を有し、（２）膜の両面にそ
の膜の物性に由来するある大きさ以上の電場（以下これ
を抗電場と呼ぶ）を加えることによって自発分極が電場
の方向に回転し、しかも、（３）電場を取り除いた後も
逆方向の電場を加えない限り、膜の自発分極はそのまま
保持される性質を有する高分子薄膜を意味する。本発明
において用いられる強誘電性有機高分子の薄膜は、フッ
化ビニリデンと三フッ化エチレンおよび／または四フッ
化エチレンとの共重合体であってフッ化ビニリデンの共
重合割合が55〜95モル％のものを主成分とする。
フッ化ビニリデンと三フッ化エチレンとの共重合体
（以下、Ｐ（VDF-TrFE）と略す）およびフッ化ビニリデ
ンと四フッ化エチレンとの共重合体（以下、Ｐ（VDF-TE
FE）と略す）は、強誘電性有機高分子の中でも特に自発
分極量が大きくＤ−Ｅヒステリシス曲線の角型比が良好
である。
（以下、Ｐ（VDF-TrFE）と略す）およびフッ化ビニリデ
ンと四フッ化エチレンとの共重合体（以下、Ｐ（VDF-TE
FE）と略す）は、強誘電性有機高分子の中でも特に自発
分極量が大きくＤ−Ｅヒステリシス曲線の角型比が良好
である。
これらの共重合体におけるフッ化ビニリデンの共重合
割合は55〜95モル％であることが必要であるが、中でも
Ｐ（VDF-TrFE）の場合はフッ化ビニリデンの共重合割合
が65〜90モル％のものが、またＰ（VDF-TEFE）において
は同割合が72〜87モル％のものが特に好ましい。これら
の共重合体には、さらに他の共重合ビニルモノマが共重
合体成分として含まれていてもよい。
割合は55〜95モル％であることが必要であるが、中でも
Ｐ（VDF-TrFE）の場合はフッ化ビニリデンの共重合割合
が65〜90モル％のものが、またＰ（VDF-TEFE）において
は同割合が72〜87モル％のものが特に好ましい。これら
の共重合体には、さらに他の共重合ビニルモノマが共重
合体成分として含まれていてもよい。
本発明における強誘電性有機高分子の薄膜はこれらの
共重合体を主成分とするものであり、これらの共重合体
の２種以上のブレンド物であってもよい。また、本発明
の効果を損なわない範囲で、Ｐ（VDF-TrFE）またはＰ
（VDF-TEFE）であって共重合割合が55〜95モル％ではな
いもの、あるいはポリメチルメタクリレート等の他の高
分子材料とブレンドしたものであってもよい。
共重合体を主成分とするものであり、これらの共重合体
の２種以上のブレンド物であってもよい。また、本発明
の効果を損なわない範囲で、Ｐ（VDF-TrFE）またはＰ
（VDF-TEFE）であって共重合割合が55〜95モル％ではな
いもの、あるいはポリメチルメタクリレート等の他の高
分子材料とブレンドしたものであってもよい。
強誘電性有機高分子の薄膜を形成するには、フッ化ビ
ニリデン共重合体を用いる場合にはジメチルホルムアミ
ド、メチルエチルケトン、アセトン等の極性溶媒に溶か
し、基板上に塗布する塗付製膜法、または熱によって溶
融して製膜する溶融製膜法によって形成することができ
る。塗布の具体的手段としては、浸漬引き上げ法、スピ
ンコート法、流延法およびバーコーターによる塗布、印
刷法などが有効である。この場合、基板と強誘電性有機
高分子の薄膜との接着性をより向上させるために、基板
上にあらかじめカップリング材を付加しても良い。強誘
電性有機高分子の薄膜を塗布する基板としては、電極が
付加されたガラス板、電極が付加されたプラスチックパ
ネル、電極が付加された高分子など可撓性を有するフィ
ルムなどが用いられ、またシリコン等の半導体であって
も良い。
ニリデン共重合体を用いる場合にはジメチルホルムアミ
ド、メチルエチルケトン、アセトン等の極性溶媒に溶か
し、基板上に塗布する塗付製膜法、または熱によって溶
融して製膜する溶融製膜法によって形成することができ
る。塗布の具体的手段としては、浸漬引き上げ法、スピ
ンコート法、流延法およびバーコーターによる塗布、印
刷法などが有効である。この場合、基板と強誘電性有機
高分子の薄膜との接着性をより向上させるために、基板
上にあらかじめカップリング材を付加しても良い。強誘
電性有機高分子の薄膜を塗布する基板としては、電極が
付加されたガラス板、電極が付加されたプラスチックパ
ネル、電極が付加された高分子など可撓性を有するフィ
ルムなどが用いられ、またシリコン等の半導体であって
も良い。
強誘電性有機高分子の薄膜の厚さに関しては特に限定
はないが、厚ければ厚いほど液晶素子にした場合の駆動
電圧が高くなり、５μｍを越える膜厚では実用には適さ
ない。好ましい膜厚は0.01〜５μｍであり、特に好まし
くは0.05〜２μｍである。
はないが、厚ければ厚いほど液晶素子にした場合の駆動
電圧が高くなり、５μｍを越える膜厚では実用には適さ
ない。好ましい膜厚は0.01〜５μｍであり、特に好まし
くは0.05〜２μｍである。
以上、強誘電性有機高分子の薄膜について述べたが、
本発明に係る液晶素子は第１図に示したごとき１対の電
極（少なくとも一方の電極と液晶との間には強誘電性有
機高分子の薄膜が形成されている）の間に液晶が封入さ
れた構成を基本とするものであり、駆動は該電極の間に
電圧を印加して行う。
本発明に係る液晶素子は第１図に示したごとき１対の電
極（少なくとも一方の電極と液晶との間には強誘電性有
機高分子の薄膜が形成されている）の間に液晶が封入さ
れた構成を基本とするものであり、駆動は該電極の間に
電圧を印加して行う。
上記手法により、強誘電性有機高分子の薄膜を形成し
た第１図に示すごとき、液晶素子の対向電極の間に電圧
（Ｖ）を印加した場合、電圧Ｖは液晶と強誘電性有機高
分子の薄膜（以下強誘電膜と略す）に分圧され、その等
価回路は第２図のごとく表わされる。
た第１図に示すごとき、液晶素子の対向電極の間に電圧
（Ｖ）を印加した場合、電圧Ｖは液晶と強誘電性有機高
分子の薄膜（以下強誘電膜と略す）に分圧され、その等
価回路は第２図のごとく表わされる。
第２図の回路において、液晶に加わる電圧（Vl）、強
誘電膜に加わる電圧（Vf）はそれぞれ次式から求まる。
誘電膜に加わる電圧（Vf）はそれぞれ次式から求まる。
Vl＝V/（１＋Cl／Cf） Vf＝Ｖ−Vl ここでCl、Cfは、それぞれ当該液晶素子における液晶
および強誘電膜の静電容量である。式において、Vlは
Cl／Cfが大きければ小さくなり、Cl／Cf０ではVlＶ
となる。
および強誘電膜の静電容量である。式において、Vlは
Cl／Cfが大きければ小さくなり、Cl／Cf０ではVlＶ
となる。
一方、Cfは強誘電膜の厚さ（ｄ）、面積（Ｓ）および
誘電率（εｆ）によって、式のように表わされる。
誘電率（εｆ）によって、式のように表わされる。
Cf＝ε０εｆS/d ここでε０は真空の誘電率を意味する。
強誘電体は永久分極を有するため、その電気変位Ｄは
一般に式で表わされ、電場Ｅに対してヒステリシス特
性をもつことが知られている。
一般に式で表わされ、電場Ｅに対してヒステリシス特
性をもつことが知られている。
Ｄ＝ε０εｒＥ＋Ps ここでPsは永久分極、εｒ電子分極による誘電率であ
る。式を電場Ｅで微分することにより、永久分極まで
考慮に入れた強誘電体の誘電率εｆは式で表わされ
る。
る。式を電場Ｅで微分することにより、永久分極まで
考慮に入れた強誘電体の誘電率εｆは式で表わされ
る。
εｆ＝∂D/∂Ｅ＝ ε０εｒ＋∂Ps／∂Ｅ 式においてε０εｒは電場によらず一定であるが、永
久分極は抗電場Ec以上の電場によって電場方向に回転を
起すため、Ｅ＜Ecの電場では∂Ps／∂Ｅ０であるが、 ではε０εｒに比べて十分大きな値をもつ。Ec境にして
εｆが急増することによってCl／Cfは急減するため、液
晶に加わる電圧VlはEcを境にして急増し、第３図に示す
様にVcを境にしてＶに対して非線型になる。従ってＶ＝
VcにおいてVl＝VThとなる様に設定することにより、電
圧による液晶の配向特性を急峻にすることができる。こ
こにVThは使用した液晶が配向するためのしきい電圧を
意味し、これは液晶材料固有の値である。従って、液晶
素子の電圧による光透過率変化のしきい特性を鋭くする
ことができる。用いる液晶の種類はネマチック液晶に限
らず、コレステリック液晶でもよい。それにともない配
向方式もTN型、ゲストホスト型等種々の方式が適用でき
る。従って、配向方式によっては第１図の上下の偏光板
は必要ない。一方、VThをVc付近に設定する方法として
は、強誘電膜と液晶層の厚さを選択すること、またしき
い電圧、誘電率が適当である液晶材料を選択することの
他に、第４図に示す様に強誘電膜の上にAu、Cr、酸化イ
ンヂウム、酸化スズなどの金属を用いて透明な中間電極
を付加することによって、液晶と強誘電膜の実効面積比
を調節することによっても行うことができる。
久分極は抗電場Ec以上の電場によって電場方向に回転を
起すため、Ｅ＜Ecの電場では∂Ps／∂Ｅ０であるが、 ではε０εｒに比べて十分大きな値をもつ。Ec境にして
εｆが急増することによってCl／Cfは急減するため、液
晶に加わる電圧VlはEcを境にして急増し、第３図に示す
様にVcを境にしてＶに対して非線型になる。従ってＶ＝
VcにおいてVl＝VThとなる様に設定することにより、電
圧による液晶の配向特性を急峻にすることができる。こ
こにVThは使用した液晶が配向するためのしきい電圧を
意味し、これは液晶材料固有の値である。従って、液晶
素子の電圧による光透過率変化のしきい特性を鋭くする
ことができる。用いる液晶の種類はネマチック液晶に限
らず、コレステリック液晶でもよい。それにともない配
向方式もTN型、ゲストホスト型等種々の方式が適用でき
る。従って、配向方式によっては第１図の上下の偏光板
は必要ない。一方、VThをVc付近に設定する方法として
は、強誘電膜と液晶層の厚さを選択すること、またしき
い電圧、誘電率が適当である液晶材料を選択することの
他に、第４図に示す様に強誘電膜の上にAu、Cr、酸化イ
ンヂウム、酸化スズなどの金属を用いて透明な中間電極
を付加することによって、液晶と強誘電膜の実効面積比
を調節することによっても行うことができる。
上記の説明から明らかな様に、本発明は第２図に示す
液晶素子の等価回路のうち、強誘電膜の静電容量の非線
型特性を利用することによって液晶素子の光透過率変化
のしきい特性を改善し、高デューティー駆動が可能な大
容量の液晶装置を実現させるものである。
液晶素子の等価回路のうち、強誘電膜の静電容量の非線
型特性を利用することによって液晶素子の光透過率変化
のしきい特性を改善し、高デューティー駆動が可能な大
容量の液晶装置を実現させるものである。
本発明の液晶素子は、液晶表示手段のみならず、液晶
シャッターやプロジェクターなど各種の用途に応用でき
る。
シャッターやプロジェクターなど各種の用途に応用でき
る。
〈実施例〉 以下、本発明の液晶素子について実施例を用いて詳し
く説明する。
く説明する。
実施例１ フッ化ビニリデンの共重合モル分率が80％のＰ（VDF-
TrFE）をジメチルホルムアミド溶液とし、金属電極（A
l）が付加されたガラス基板上にスピンコートして厚さ
0.5μｍの強誘電膜を得た。さらにこの強誘電膜にAuを
蒸着し、中間電極とした。この膜の電気変位Ｄと電場Ｅ
の関係の実測値を第５図の（ａ）に示す。抗電場（Ec＝
40MV/m）を境にして、永久分極が回転を行うため角形比
の良いヒステリシス曲線が得られた。また、フッ化ビニ
リデンの共重合モル分率が65％、75％および86％のＰ
（VDF-TrFE）についても、上記の方法で膜厚0.5μｍの
薄膜を作り、そのＤ−Ｅ曲線を測定した。フッ化ビニリ
デンの共重合モル分率が65％のＰ（VDF-TrFE）の場合
は、第５図（ｂ）に示す結果となり、またフッ化ビニリ
デンの共重合モル分率が75％および86％の共重合体にお
いては、第５図（ａ）と同一の結果が得られた。
TrFE）をジメチルホルムアミド溶液とし、金属電極（A
l）が付加されたガラス基板上にスピンコートして厚さ
0.5μｍの強誘電膜を得た。さらにこの強誘電膜にAuを
蒸着し、中間電極とした。この膜の電気変位Ｄと電場Ｅ
の関係の実測値を第５図の（ａ）に示す。抗電場（Ec＝
40MV/m）を境にして、永久分極が回転を行うため角形比
の良いヒステリシス曲線が得られた。また、フッ化ビニ
リデンの共重合モル分率が65％、75％および86％のＰ
（VDF-TrFE）についても、上記の方法で膜厚0.5μｍの
薄膜を作り、そのＤ−Ｅ曲線を測定した。フッ化ビニリ
デンの共重合モル分率が65％のＰ（VDF-TrFE）の場合
は、第５図（ｂ）に示す結果となり、またフッ化ビニリ
デンの共重合モル分率が75％および86％の共重合体にお
いては、第５図（ａ）と同一の結果が得られた。
また、Ｐ（VDF-TEFE）についてもフッ化ビニリデンの
共重合モル分率が72％および82％の共重合体について上
記の方法で、やはり膜厚0.5μｍの薄膜を作りそのＤ−
Ｅ曲線を測定した結果、どちらも第５図（ｃ）に示す結
果が得られた。
共重合モル分率が72％および82％の共重合体について上
記の方法で、やはり膜厚0.5μｍの薄膜を作りそのＤ−
Ｅ曲線を測定した結果、どちらも第５図（ｃ）に示す結
果が得られた。
これらの強誘電膜の比誘電率εｆ／ε０は200Hz以下
の低周波において、Ecより低い電場が印加されている場
合には10〜20、Ec以上の電場では150であった。第６図
に厚さ0.5μｍのＰ（VDF-TrFE）薄膜（フッ化ビニリデ
ンの共重合モル分率が80％のもの）の、εｆ／ε０の実
測値を示す。
の低周波において、Ecより低い電場が印加されている場
合には10〜20、Ec以上の電場では150であった。第６図
に厚さ0.5μｍのＰ（VDF-TrFE）薄膜（フッ化ビニリデ
ンの共重合モル分率が80％のもの）の、εｆ／ε０の実
測値を示す。
上記の、フッ化ビニリデンの共重合モル分率が80％の
Ｐ（VDF-TrFE）より成る強誘電膜を用いて第７図に示す
構造の液晶素子を構成した。透明な基板としてガラス基
板を、透明電極として酸化インジウム／酸化スズを用い
た。液晶材料は通常のＰ型ネマチック液晶（メルク社ZL
I2144）を用いた。電気定数はε||＝29、ε⊥＝８、V10
（10％配向するのに要する電圧）＝1.22V、V90（90％配
向するのに要する電圧）＝1.77V。
Ｐ（VDF-TrFE）より成る強誘電膜を用いて第７図に示す
構造の液晶素子を構成した。透明な基板としてガラス基
板を、透明電極として酸化インジウム／酸化スズを用い
た。液晶材料は通常のＰ型ネマチック液晶（メルク社ZL
I2144）を用いた。電気定数はε||＝29、ε⊥＝８、V10
（10％配向するのに要する電圧）＝1.22V、V90（90％配
向するのに要する電圧）＝1.77V。
強誘電膜を液晶層の面積比（Sl／Sf）は200とし、液
晶の初期配向がTN型となるようにポリビニルアルコール
の配向膜をラビング処理した。ポリエチレンテレフタレ
ートのフィルムを用い、厚さ４μｍのスペーサーとし、
その中に液晶を封入した。
晶の初期配向がTN型となるようにポリビニルアルコール
の配向膜をラビング処理した。ポリエチレンテレフタレ
ートのフィルムを用い、厚さ４μｍのスペーサーとし、
その中に液晶を封入した。
上記液晶セルの印加電圧に対する光透過率の実測値を
第８図に示す。第８図において光透過率は21V付近で急
峻に変化し、この素子におけるV90／V10は1.13である。
一方、使用した液晶材料のV90／V10は1.45であるから、
本発明によって液晶表示素子のしきい特性が大幅に改善
されたことになる。
第８図に示す。第８図において光透過率は21V付近で急
峻に変化し、この素子におけるV90／V10は1.13である。
一方、使用した液晶材料のV90／V10は1.45であるから、
本発明によって液晶表示素子のしきい特性が大幅に改善
されたことになる。
また、フッ化ビニリデンの共重合モル分率が65％、75
％および86％のＰ（VDF-TrFE）についても、上記と同様
の方法で膜厚0.5μｍの強誘電膜を作製し、それらを用
いて第７図の構造の液晶素子を作製した結果、３者とも
第８図と同様の光透過率特性が得られた。
％および86％のＰ（VDF-TrFE）についても、上記と同様
の方法で膜厚0.5μｍの強誘電膜を作製し、それらを用
いて第７図の構造の液晶素子を作製した結果、３者とも
第８図と同様の光透過率特性が得られた。
また、Ｐ（VDF-TEFE）についてはフッ化ビニリデンの
共重合モル分率が72％および82％のものについて、やは
り上記の方法で強誘電膜を作製した。こちらは抗電場が
上記本実施例で用いたＰ（VDF-TrFE）に比べてやや高い
ことを考慮して膜厚を0.35μｍとした。それらを用いて
第７図の構造の液晶素子を作製した結果、どちらも第８
図とほぼ同様の光透過率特性を得た。
共重合モル分率が72％および82％のものについて、やは
り上記の方法で強誘電膜を作製した。こちらは抗電場が
上記本実施例で用いたＰ（VDF-TrFE）に比べてやや高い
ことを考慮して膜厚を0.35μｍとした。それらを用いて
第７図の構造の液晶素子を作製した結果、どちらも第８
図とほぼ同様の光透過率特性を得た。
また、上記本実施例に用いた共重合比のＰ（VDF-TrF
E）およびＰ（VDF-TEFE）から成る膜厚0.5μｍの強誘電
膜について抵抗の電圧依存性を測定した結果、どれも10
0MV/m以下の電場においては、その抵抗値は電圧に依存
せずほぼ一定であった。
E）およびＰ（VDF-TEFE）から成る膜厚0.5μｍの強誘電
膜について抵抗の電圧依存性を測定した結果、どれも10
0MV/m以下の電場においては、その抵抗値は電圧に依存
せずほぼ一定であった。
〈発明の効果〉 本発明に係る液晶素子は、従来のTN型の液晶素子に比
べて、少なくとも一方の電極上に強誘電性有機高分子の
薄膜が直接形成されただけの極めて簡単な構成からなる
にもかかわらず、そのしきい電圧特性は従来のTN型の素
子に比べて大きく改善される。また当該素子に用いる強
誘電体として、チタン酸ジルコン酸鉛に代表される強誘
電セラミクス、また強誘電体の単結晶などが考えられる
が、どちらも厚さが５μｍ以下の薄膜を得ることは極め
て困難である。従って、素子の動作電圧が高くなり実用
に適さない。また液晶素子においては、強誘電性材料が
光学的に透明である場合には、素子を容易に反射型およ
び透過型のどちらの構成にもすることができ、大きな利
点となるが、本発明の強誘電性、有機高分子を用いる場
合には、電極が形成された基板上に塗布することによっ
て容易に数μｍ以下の薄膜が得られ、しかも光学的に透
明であるので、基板全体に塗布されていても何らじゃま
にならない。
べて、少なくとも一方の電極上に強誘電性有機高分子の
薄膜が直接形成されただけの極めて簡単な構成からなる
にもかかわらず、そのしきい電圧特性は従来のTN型の素
子に比べて大きく改善される。また当該素子に用いる強
誘電体として、チタン酸ジルコン酸鉛に代表される強誘
電セラミクス、また強誘電体の単結晶などが考えられる
が、どちらも厚さが５μｍ以下の薄膜を得ることは極め
て困難である。従って、素子の動作電圧が高くなり実用
に適さない。また液晶素子においては、強誘電性材料が
光学的に透明である場合には、素子を容易に反射型およ
び透過型のどちらの構成にもすることができ、大きな利
点となるが、本発明の強誘電性、有機高分子を用いる場
合には、電極が形成された基板上に塗布することによっ
て容易に数μｍ以下の薄膜が得られ、しかも光学的に透
明であるので、基板全体に塗布されていても何らじゃま
にならない。
更に本発明は、液晶素子の製造コストを従来のアクテ
ィブ駆動型の素子に比べて十分低く保った上で、そのし
きい電圧特性を著しく改善する効果も有する。
ィブ駆動型の素子に比べて十分低く保った上で、そのし
きい電圧特性を著しく改善する効果も有する。
従って、本発明の素子をマトリクス駆動方式の液晶装
置に用いた場合、画素間のクロストークノイズが軽減で
き、高デューティー駆動が可能な大容量の液晶表示装置
が実現できる。
置に用いた場合、画素間のクロストークノイズが軽減で
き、高デューティー駆動が可能な大容量の液晶表示装置
が実現できる。
第１図は、本発明に係る液晶素子の一例の概略図であ
る。 第２図は、本発明に係る液晶素子の等価回路を示す。 第３図は、液晶に加わる電圧特性を示す。 第４図は、本発明の液晶素子に中間電極を加えた場合の
概略図である。 第５図は、強誘電性有機高分子の薄膜の電気変位−電場
のヒステリシス特性を示すものであり、（ａ）はＰ（VD
F-TrFE）のフッ化ビニリデンの共重合割合が80モル％の
もの、（ｂ）はＰ（VDF-TrFE）の同割合が65％のもの、
（ｄ）はＰ（VDF-TEFE）の同割合が72％および82％のも
のを各々示す。 第６図は、強誘電性有機高分子の薄膜の比誘電率−電圧
特性を示す。 第７図は、本発明の実施例における素子構成の概略図で
ある。 第８図は、本発明の実施例における光透過率−電圧特性
を示す。 １……液晶 ２……強誘電性有機高分子の薄膜 ３……電極 ４……透明電極 ５……基板 ６……偏光板 ７……中間電極 ８……配向膜
る。 第２図は、本発明に係る液晶素子の等価回路を示す。 第３図は、液晶に加わる電圧特性を示す。 第４図は、本発明の液晶素子に中間電極を加えた場合の
概略図である。 第５図は、強誘電性有機高分子の薄膜の電気変位−電場
のヒステリシス特性を示すものであり、（ａ）はＰ（VD
F-TrFE）のフッ化ビニリデンの共重合割合が80モル％の
もの、（ｂ）はＰ（VDF-TrFE）の同割合が65％のもの、
（ｄ）はＰ（VDF-TEFE）の同割合が72％および82％のも
のを各々示す。 第６図は、強誘電性有機高分子の薄膜の比誘電率−電圧
特性を示す。 第７図は、本発明の実施例における素子構成の概略図で
ある。 第８図は、本発明の実施例における光透過率−電圧特性
を示す。 １……液晶 ２……強誘電性有機高分子の薄膜 ３……電極 ４……透明電極 ５……基板 ６……偏光板 ７……中間電極 ８……配向膜
Claims (2)
- 【請求項１】液晶および該液晶を介して対向する電極を
備えた液晶素子において、該液晶がネマチック液晶また
はコレステリック液晶であり、かつ、該電極の少なくと
も一方と該液晶との間に、フッ化ビニリデンと三フッ化
エチレンおよび／または四フッ化エチレンとの共重合体
であってフッ化ビニリデンの共重合割合が55〜95モル％
であるものを主成分とする強誘電性有機高分子の薄膜が
介在することを特徴とする液晶素子。 - 【請求項２】強誘電性有機高分子の薄膜が、膜厚0.01〜
５μｍであることを特徴とする特許請求の範囲第（１）
項記載の液晶素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62107440A JP2650255B2 (ja) | 1987-04-30 | 1987-04-30 | 液晶素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62107440A JP2650255B2 (ja) | 1987-04-30 | 1987-04-30 | 液晶素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63271431A JPS63271431A (ja) | 1988-11-09 |
| JP2650255B2 true JP2650255B2 (ja) | 1997-09-03 |
Family
ID=14459201
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62107440A Expired - Lifetime JP2650255B2 (ja) | 1987-04-30 | 1987-04-30 | 液晶素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2650255B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2789602B2 (ja) * | 1988-06-15 | 1998-08-20 | セイコーエプソン株式会社 | アクティブマトリクス装置及びその駆動方法 |
| JPH02173728A (ja) * | 1988-12-27 | 1990-07-05 | Seiko Epson Corp | アクティブデバイス |
| JPH04311711A (ja) * | 1991-04-11 | 1992-11-04 | Central Glass Co Ltd | 強誘電性共重合体およびこれからなる薄膜の製造方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62159124A (ja) * | 1986-01-07 | 1987-07-15 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 液晶装置 |
-
1987
- 1987-04-30 JP JP62107440A patent/JP2650255B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63271431A (ja) | 1988-11-09 |
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