JP2766784B2 - 強誘電性液晶表示素子 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、強誘電性の液晶表示素
子に係り、詳細には配向膜のラビング角と液晶特性とを
効果的に組み合わせることにより、電圧増加に応じて光
透過量を線形に変化させ中間階調表示が可能でありなが
らも非常に速い応答特性を有する新規の強誘電性液晶表
示素子に関する。
子に係り、詳細には配向膜のラビング角と液晶特性とを
効果的に組み合わせることにより、電圧増加に応じて光
透過量を線形に変化させ中間階調表示が可能でありなが
らも非常に速い応答特性を有する新規の強誘電性液晶表
示素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】図１は通常の液晶表示素子の概略的な断
面図である。
面図である。
【０００３】通常の液晶表示素子は、図１に示すよう
に、ガラスなどで製造される上下一対の基板１２，１８
の上部にＩＴＯ（indium-tin oxide）などで製造される
透明電極１３，１７が形成されている。前記透明電極１
３，１７の上部には、隣接した液晶の配向のための配向
膜１４，１６が備えられており、前記配向膜１４，１６
の間の空間には液晶物質が注入されて液晶層１５を成し
ている。前記基板１２，１８の外側には入射光および透
過光の偏光のための偏光板１１，１９が具備されてい
る。これは電極に電圧を印加する際に液晶層の配列が変
化すれば、偏光された光を光透過状態および光遮断状態
に誘導することによって表示機能を達成している。
に、ガラスなどで製造される上下一対の基板１２，１８
の上部にＩＴＯ（indium-tin oxide）などで製造される
透明電極１３，１７が形成されている。前記透明電極１
３，１７の上部には、隣接した液晶の配向のための配向
膜１４，１６が備えられており、前記配向膜１４，１６
の間の空間には液晶物質が注入されて液晶層１５を成し
ている。前記基板１２，１８の外側には入射光および透
過光の偏光のための偏光板１１，１９が具備されてい
る。これは電極に電圧を印加する際に液晶層の配列が変
化すれば、偏光された光を光透過状態および光遮断状態
に誘導することによって表示機能を達成している。
【０００４】ところで、一般に多く使用される液晶とし
ては、ＴＮ（Twisted Nematic)液晶や、ＳＴＮ（Super
Twisted Nematic)液晶などがある。
ては、ＴＮ（Twisted Nematic)液晶や、ＳＴＮ（Super
Twisted Nematic)液晶などがある。
【０００５】しかし、ＴＮ液晶で多量の情報を表示する
ためには、例えばＴＦＴ（thin film transistor）のよ
うなアクティブマトリックス駆動素子などの半導体素子
を利用しなければならない短所がある。
ためには、例えばＴＦＴ（thin film transistor）のよ
うなアクティブマトリックス駆動素子などの半導体素子
を利用しなければならない短所がある。
【０００６】また、ＳＴＮ液晶を使用する場合にはマル
チプレックス駆動は可能であるが、応答速度が遅くて速
い画像表現が難しいという短所がある。
チプレックス駆動は可能であるが、応答速度が遅くて速
い画像表現が難しいという短所がある。
【０００７】これに対し、強誘電性の液晶（Ferroelect
ric Liquid Crystal；略して「ＦＬＣ」という。）は、
既存のＴＮ液晶やＳＴＮ液晶に比べて多くの長所を持っ
ている。
ric Liquid Crystal；略して「ＦＬＣ」という。）は、
既存のＴＮ液晶やＳＴＮ液晶に比べて多くの長所を持っ
ている。
【０００８】特に、強誘電性の液晶が持っている双安定
性、すなわち２つの安定した状態が有り１つの位置では
光を透過（オン）し、他の１つの位置では光を遮断（オ
フ）する特性は、コントラストの低下なくマルチプレッ
クス駆動を可能にする。また、速い応答特性はフリッカ
ー（flicker)やイメージの残像を取り除いてマウス（mo
use)の使用を可能にする。
性、すなわち２つの安定した状態が有り１つの位置では
光を透過（オン）し、他の１つの位置では光を遮断（オ
フ）する特性は、コントラストの低下なくマルチプレッ
クス駆動を可能にする。また、速い応答特性はフリッカ
ー（flicker)やイメージの残像を取り除いてマウス（mo
use)の使用を可能にする。
【０００９】このような特性を利用して製造された液晶
素子として表面安定化強誘電性の液晶素子（Surface St
abilized FLC Device ：略して「ＳＳＦＬＣＤ」とい
う。）がある。
素子として表面安定化強誘電性の液晶素子（Surface St
abilized FLC Device ：略して「ＳＳＦＬＣＤ」とい
う。）がある。
【００１０】強誘電性の液晶を利用したＳＳＦＬＣＤ
は、マルチプレックス駆動が可能であり、速い応答特性
など優れた特性を多く持っている素子である(Appl. let
t., 3 6 , 899, 1980 ／米国特許第４，３６７，９２４
号／米国特許第４，５６３，０５９号）。
は、マルチプレックス駆動が可能であり、速い応答特性
など優れた特性を多く持っている素子である(Appl. let
t., 3 6 , 899, 1980 ／米国特許第４，３６７，９２４
号／米国特許第４，５６３，０５９号）。
【００１１】一方、強誘電性の液晶を素子化するには中
間階調（gray scale）表示が必要であるが、ＳＳＦＬＣ
Ｄは非常に小さいセル間隔を維持させなければならな
く、また同時に双安定性のために中間の明るさを表現す
るのが困難であった。
間階調（gray scale）表示が必要であるが、ＳＳＦＬＣ
Ｄは非常に小さいセル間隔を維持させなければならな
く、また同時に双安定性のために中間の明るさを表現す
るのが困難であった。
【００１２】このため、１ピクセルを複数個に分けて動
作させる面積階調（米国特許第５，１５７，５２４号）
と、信号パルスの時差周期調節による方法およびマルチ
ドメインによる方法（Ferroelectrics, 122 , pl, 199
1）などが提案されているが、これらには複雑な工程と
駆動が要求されるという問題点がある。
作させる面積階調（米国特許第５，１５７，５２４号）
と、信号パルスの時差周期調節による方法およびマルチ
ドメインによる方法（Ferroelectrics, 122 , pl, 199
1）などが提案されているが、これらには複雑な工程と
駆動が要求されるという問題点がある。
【００１３】この問題点を解決するために、J.S.Patel
などが強誘電性の液晶を利用して中間階調表示の可能な
捩じれた強誘電性の液晶表示素子（twisted ＦＬＣＤ；
略して「ＴＦＬＣＤ」という。）を提案した（米国特許
第５，１７２，２５７号／Appl. phys. lett.,60(3), 2
80, 1992／Information Display 10, p14, 1992 ）。
などが強誘電性の液晶を利用して中間階調表示の可能な
捩じれた強誘電性の液晶表示素子（twisted ＦＬＣＤ；
略して「ＴＦＬＣＤ」という。）を提案した（米国特許
第５，１７２，２５７号／Appl. phys. lett.,60(3), 2
80, 1992／Information Display 10, p14, 1992 ）。
【００１４】これは強誘電性の液晶を使用しながらもＴ
Ｎ ＬＣＤでのように電気場により液晶内で光の透過経
路を調節して透過光の量を調節しながら中間階調が表示
できるようになったことから非常に重要な提案である。
Ｎ ＬＣＤでのように電気場により液晶内で光の透過経
路を調節して透過光の量を調節しながら中間階調が表示
できるようになったことから非常に重要な提案である。
【００１５】以下、このＴＦＬＣＤの動作原理を図２
（ａ）および図２（ｂ）を参照して説明することにす
る。
（ａ）および図２（ｂ）を参照して説明することにす
る。
【００１６】図において、矢印は光の進行方向を示し、
図２（ａ）は電気場が印加される前の光透過の状態を、
図２（ｂ）は電気場が印加された後の光遮断状態を示し
ている。
図２（ａ）は電気場が印加される前の光透過の状態を、
図２（ｂ）は電気場が印加された後の光遮断状態を示し
ている。
【００１７】図２（ａ）において配向膜表面に対して垂
直の方向から見れば、液晶分子は配向軸に沿って下側の
表面から上側の表面にわたって連続的に９０°回転した
状態に配列されている。分子はスメクチック液晶層１５
に垂直に配列されており、固有のチルト角ほどチルトさ
れている。自発分極は液晶層と同一の面にあり液晶分子
に対して垂直の方向なので、下側の分子から上側の分子
へ１８０°変わるようになる。
直の方向から見れば、液晶分子は配向軸に沿って下側の
表面から上側の表面にわたって連続的に９０°回転した
状態に配列されている。分子はスメクチック液晶層１５
に垂直に配列されており、固有のチルト角ほどチルトさ
れている。自発分極は液晶層と同一の面にあり液晶分子
に対して垂直の方向なので、下側の分子から上側の分子
へ１８０°変わるようになる。
【００１８】光学的に捩じれた強誘電性の液晶ではＴＮ
液晶でのように偏光された光が分子の光学軸に沿って９
０°回転して上側の偏光板１９を通過する。この際に、
上側の偏光板１９は下側の偏光板１１と９０°で交叉し
て液晶の光軸に沿って９０°回転した光を透過させる。
液晶でのように偏光された光が分子の光学軸に沿って９
０°回転して上側の偏光板１９を通過する。この際に、
上側の偏光板１９は下側の偏光板１１と９０°で交叉し
て液晶の光軸に沿って９０°回転した光を透過させる。
【００１９】電圧を印加した場合は、図２（ｂ）に示す
ように、液晶分子が電気場に垂直に配列され分子分極の
方向が電気場の方向となる。これにより、光軸変化なく
透過された光は上部偏光板の光軸と直交されるために、
光は通過されず遮断される。
ように、液晶分子が電気場に垂直に配列され分子分極の
方向が電気場の方向となる。これにより、光軸変化なく
透過された光は上部偏光板の光軸と直交されるために、
光は通過されず遮断される。
【００２０】この際、弱い電気場を加えると、液晶分子
が電気場の大きさにより部分的に回転するために、光が
部分的のみに透過される。よって、電気場の強さを調節
すると、光の透過量を調節することができ、これにより
中間階調表示が可能になる。
が電気場の大きさにより部分的に回転するために、光が
部分的のみに透過される。よって、電気場の強さを調節
すると、光の透過量を調節することができ、これにより
中間階調表示が可能になる。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなＴＦＬＣＤでは、チソ(Chisso)社の液晶ＣＳ２００
４のように固有のチルト角が温度に構わず４５°の液晶
の場合に限定されているため、固有のチルト角がおよそ
２２．５°である大部分の強誘電性の液晶にはこれを利
用することができないという問題点があった。
うなＴＦＬＣＤでは、チソ(Chisso)社の液晶ＣＳ２００
４のように固有のチルト角が温度に構わず４５°の液晶
の場合に限定されているため、固有のチルト角がおよそ
２２．５°である大部分の強誘電性の液晶にはこれを利
用することができないという問題点があった。
【００２２】本発明者は前述の問題点に鑑みて液晶と配
向との関係を鋭意注視しながら研究した結果、ついに液
晶特性と配向とには或る特別の関係があるという事実を
見いだすに至った。
向との関係を鋭意注視しながら研究した結果、ついに液
晶特性と配向とには或る特別の関係があるという事実を
見いだすに至った。
【００２３】つまり、一般的に強誘電性の液晶を含むス
メクチック液晶は配向が非常に難しく、その構造も不安
定である。これを使用してＴＦＬＣ素子を製作するため
の配向は、前記のJ.S.Patel の他はまだ提案されたこと
がないので、適切な配向法が知られていない。したがっ
て、強誘電性の液晶を使用してＴＦＬＣＤを作るために
は、液晶の配向と液晶分子のチルト角による捩じれ角度
の決定方法、配向時の液晶分子構造の変化などに対する
考察が必要である。
メクチック液晶は配向が非常に難しく、その構造も不安
定である。これを使用してＴＦＬＣ素子を製作するため
の配向は、前記のJ.S.Patel の他はまだ提案されたこと
がないので、適切な配向法が知られていない。したがっ
て、強誘電性の液晶を使用してＴＦＬＣＤを作るために
は、液晶の配向と液晶分子のチルト角による捩じれ角度
の決定方法、配向時の液晶分子構造の変化などに対する
考察が必要である。
【００２４】本発明は、このような強誘電性の液晶（Ｆ
ＬＣ）の特性や問題点を考察してなされたもので、ＦＬ
Ｃの長所を効果的に利用するため、配向膜のラビング角
と液晶特性を有効に組み合わせることにより、強誘電性
の液晶の光透過量をＴＮ液晶のように電圧増加に応じて
線形に変化させて、中間階調表示が可能であると同時
に、ＳＴＮに比べて非常に速い応答特性を有する新しい
捩じれた強誘電性液晶表示素子を提供することを目的と
する。
ＬＣ）の特性や問題点を考察してなされたもので、ＦＬ
Ｃの長所を効果的に利用するため、配向膜のラビング角
と液晶特性を有効に組み合わせることにより、強誘電性
の液晶の光透過量をＴＮ液晶のように電圧増加に応じて
線形に変化させて、中間階調表示が可能であると同時
に、ＳＴＮに比べて非常に速い応答特性を有する新しい
捩じれた強誘電性液晶表示素子を提供することを目的と
する。
【００２５】
【課題を達成するための手段】前記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、上下一対の基板と、前記各基板
の上部に形成された透明電極と、前記各透明電極の上部
に形成され所定の方向へラビングされた配向膜と、前記
配向膜の間の空間に注入された、印加電圧の大きさに応
じて透過される光の量を調節できる捩じれた強誘電性の
液晶と、を具備する強誘電性液晶表示素子において、前
記上下基板上の配向膜のラビング方向の角度が前記液晶
の固有のチルト角の２±０．２倍となるように調節さ
れ、前記強誘電性の液晶が温度による液晶の相変化時に
スメクチックＡ相を含むことを特徴とする。
に、請求項１の発明は、上下一対の基板と、前記各基板
の上部に形成された透明電極と、前記各透明電極の上部
に形成され所定の方向へラビングされた配向膜と、前記
配向膜の間の空間に注入された、印加電圧の大きさに応
じて透過される光の量を調節できる捩じれた強誘電性の
液晶と、を具備する強誘電性液晶表示素子において、前
記上下基板上の配向膜のラビング方向の角度が前記液晶
の固有のチルト角の２±０．２倍となるように調節さ
れ、前記強誘電性の液晶が温度による液晶の相変化時に
スメクチックＡ相を含むことを特徴とする。
【００２６】また、請求項２の発明は、請求項１記載の
発明において、 前記強誘電性の液晶がキラルスメクチッ
ク液晶であることを特徴とする。
発明において、 前記強誘電性の液晶がキラルスメクチッ
ク液晶であることを特徴とする。
【００２７】
【作用】強誘電性の液晶の特性に応じて配向角を調節す
ることにより、強誘電性の液晶をＴＮ液晶のように電圧
増加に応じて光透過量を線形に変化させ、中間階調表示
を可能にし、かつ、ＳＴＮに比べて非常に速い応答速度
を有する捩じれた強誘電性液晶表示素子を製造すること
ができる。また、液晶の配向過程で液晶がスメクチック
Ａ相を経ることにより、均一な配向が行なわれる。
ることにより、強誘電性の液晶をＴＮ液晶のように電圧
増加に応じて光透過量を線形に変化させ、中間階調表示
を可能にし、かつ、ＳＴＮに比べて非常に速い応答速度
を有する捩じれた強誘電性液晶表示素子を製造すること
ができる。また、液晶の配向過程で液晶がスメクチック
Ａ相を経ることにより、均一な配向が行なわれる。
【００２８】
【実施例】以下、添付した図面に基づき本発明をさらに
詳細に説明する。
詳細に説明する。
【００２９】本発明の液晶表示素子は、望ましくは次の
通りに製造する。
通りに製造する。
【００３０】すなわち、ＩＴＯ蒸着されたガラス基板を
きれいに洗浄したのちに、電気場の印加の際に発生する
ショートを防止するためSiOxを蒸着する。その上に配向
膜として使用する有機物をコーティングし、適切な強さ
でラビングする。
きれいに洗浄したのちに、電気場の印加の際に発生する
ショートを防止するためSiOxを蒸着する。その上に配向
膜として使用する有機物をコーティングし、適切な強さ
でラビングする。
【００３１】そして、上下２枚のガラス基板を、上下ガ
ラス基板上の配向膜のラビング方向がなす角が、使用す
る液晶の固有のチルト角のおよそ２倍となるように調節
する。その後、スペーサとして直径約３〜５μm 程度の
ガラス球体を分散させて２枚を接合した後、強誘電性の
液晶を注入すれば、本発明に係る液晶表示素子が完成す
る。
ラス基板上の配向膜のラビング方向がなす角が、使用す
る液晶の固有のチルト角のおよそ２倍となるように調節
する。その後、スペーサとして直径約３〜５μm 程度の
ガラス球体を分散させて２枚を接合した後、強誘電性の
液晶を注入すれば、本発明に係る液晶表示素子が完成す
る。
【００３２】以下、具体的な実施例１，２と、その比較
例１，２とを比較し、その比較結果を基にして、本発明
をさらに詳細に説明する。
例１，２とを比較し、その比較結果を基にして、本発明
をさらに詳細に説明する。
【００３３】＜実施例１＞まず、ＩＴＯのコーティング
された１．１mm厚さの２枚のガラス基板を横５cm×縦６
cmの大きさで切る。前記ＩＴＯ透明電極のコーティング
されたガラス基板を洗浄工程を通じて数回繰り返してき
れいに洗浄する。
された１．１mm厚さの２枚のガラス基板を横５cm×縦６
cmの大きさで切る。前記ＩＴＯ透明電極のコーティング
されたガラス基板を洗浄工程を通じて数回繰り返してき
れいに洗浄する。
【００３４】そして、コーティングされたＩＴＯ透明電
極を３cm×４cmの大きさでエッチングする。エッチング
は通常のフォトリソグラフィー法（photolithography）
により遂行した。
極を３cm×４cmの大きさでエッチングする。エッチング
は通常のフォトリソグラフィー法（photolithography）
により遂行した。
【００３５】なお、エッチング後に残された感光性の樹
脂を完全に除去するために、アセトンで十分に洗浄す
る。
脂を完全に除去するために、アセトンで十分に洗浄す
る。
【００３６】次いで、電気的なショートを防止するため
に、日本触媒化成のＲＴＺ１０６５をコーティングして
４５０℃で焼成してSiOxの薄い膜を形成し、続いてオル
トクロロフェノール（o-chlorophenol）に１，４ーポリ
ブチレンテレフタレート（1,4-polybutylene terephtha
late；以下、「ＰＢＴ」という。）を溶かして得られた
溶液をSiOx膜の表面に５００オングストロームの厚さで
コーティングして有機膜を形成し、これを１方向へラビ
ングして配向膜を形成する。
に、日本触媒化成のＲＴＺ１０６５をコーティングして
４５０℃で焼成してSiOxの薄い膜を形成し、続いてオル
トクロロフェノール（o-chlorophenol）に１，４ーポリ
ブチレンテレフタレート（1,4-polybutylene terephtha
late；以下、「ＰＢＴ」という。）を溶かして得られた
溶液をSiOx膜の表面に５００オングストロームの厚さで
コーティングして有機膜を形成し、これを１方向へラビ
ングして配向膜を形成する。
【００３７】そして、配向膜のうちの一方の上部に３μ
m 大きさのガラス球体を塗布し、２枚の上下ガラス基板
をラビング方向が互いに垂直になって、上下ガラス基板
上の配向膜のラビング方向がなす角が９０°となるよう
に接合、配向膜間の空間にチソ社の強誘電性の液晶ＣＳ
２００４を注入した。この液晶は、固有のチルト角が４
５°に近い４３°で、このチルト角を持つ液晶としては
唯一に商品化されたものである。
m 大きさのガラス球体を塗布し、２枚の上下ガラス基板
をラビング方向が互いに垂直になって、上下ガラス基板
上の配向膜のラビング方向がなす角が９０°となるよう
に接合、配向膜間の空間にチソ社の強誘電性の液晶ＣＳ
２００４を注入した。この液晶は、固有のチルト角が４
５°に近い４３°で、このチルト角を持つ液晶としては
唯一に商品化されたものである。
【００３８】その後、液晶配向のために２℃／分の速度
で徐々に常温まで冷却して液晶表示素子を製造した。
で徐々に常温まで冷却して液晶表示素子を製造した。
【００３９】＜実施例２＞実施例１の場合と同一の方法
で遂行するが、上下ガラス基板上の配向膜のラビング方
向がなす角が４５°となるように、上下ガラス基板を接
合して固有のチルト角が２３°の液晶ＣＳ１０２７を注
入して液晶表示素子を製造した。
で遂行するが、上下ガラス基板上の配向膜のラビング方
向がなす角が４５°となるように、上下ガラス基板を接
合して固有のチルト角が２３°の液晶ＣＳ１０２７を注
入して液晶表示素子を製造した。
【００４０】＜比較例１＞実施例１の場合と同一の方法
で遂行するが、上下ガラス基板上の配向膜のラビング方
向がなす角が４５°となるように、上下ガラス基板を接
合して固有のチルト角が４３°のチソ液晶ＣＳ２００４
を注入して液晶表示素子を製造した。
で遂行するが、上下ガラス基板上の配向膜のラビング方
向がなす角が４５°となるように、上下ガラス基板を接
合して固有のチルト角が４３°のチソ液晶ＣＳ２００４
を注入して液晶表示素子を製造した。
【００４１】＜比較例２＞実施例１の場合と同一の方法
で遂行するが、上下ガラス基板上の配向膜のラビング方
向がなす角が９０°となるように、上下ガラス基板を接
合して固有のチルト角が２３°の液晶ＣＳ１０２７を注
入して液晶表示素子を製造した。
で遂行するが、上下ガラス基板上の配向膜のラビング方
向がなす角が９０°となるように、上下ガラス基板を接
合して固有のチルト角が２３°の液晶ＣＳ１０２７を注
入して液晶表示素子を製造した。
【００４２】前記各実施例１，２、および比較例１、２
で使用した強誘電性の液晶の特性を要約すれば、次の表
１の通りである。
で使用した強誘電性の液晶の特性を要約すれば、次の表
１の通りである。
【００４３】
【表１】 但し、前記表１において、Ｉはイソトロピック（isotro
pic)相で，Ｎ* はツイストネマチック又はコレステリッ
ク相で，ＳｍＡはスメクチックＡ相で，ＳｍＣ* はキラ
ルスメクチックＣ相（強誘電性の液晶）である。
pic)相で，Ｎ* はツイストネマチック又はコレステリッ
ク相で，ＳｍＡはスメクチックＡ相で，ＳｍＣ* はキラ
ルスメクチックＣ相（強誘電性の液晶）である。
【００４４】実施例１および比較例１において使用した
液晶のＣＳ２００４は、固有のチルト角がおよそ４３°
であり、ラビング方向角度が９０°と４５°となるよう
に配向させたものである。これを偏光顕微鏡で観察して
みると、共通にマルチドメイン構造（multidomain stru
cture)が多く見られるが、ラビング方向角度が４５°の
ものに比べて９０°の場合が一層均一なことが分かっ
た。
液晶のＣＳ２００４は、固有のチルト角がおよそ４３°
であり、ラビング方向角度が９０°と４５°となるよう
に配向させたものである。これを偏光顕微鏡で観察して
みると、共通にマルチドメイン構造（multidomain stru
cture)が多く見られるが、ラビング方向角度が４５°の
ものに比べて９０°の場合が一層均一なことが分かっ
た。
【００４５】実施例２と比較例２で使用した液晶のＣＳ
１０２７は、固有のチルト角が約２３°であり、ラビン
グ方向角度が４５°と９０°となるように配向させたも
のである。これを偏光顕微鏡で観察してみると、ラビン
グ方向角度が４５°のものが９０°の場合より一層均一
な特性を持つことが分かった。
１０２７は、固有のチルト角が約２３°であり、ラビン
グ方向角度が４５°と９０°となるように配向させたも
のである。これを偏光顕微鏡で観察してみると、ラビン
グ方向角度が４５°のものが９０°の場合より一層均一
な特性を持つことが分かった。
【００４６】前述した観察結果を液晶の固有のチルト角
と配向特性とを総合して検討した結果、強誘電性の液晶
の固有チルト角のおよそ２倍の大きさで液晶が配向され
るように上下基板を調節する時に、優れた特性を有する
液晶表示素子が得られることが分かった。
と配向特性とを総合して検討した結果、強誘電性の液晶
の固有チルト角のおよそ２倍の大きさで液晶が配向され
るように上下基板を調節する時に、優れた特性を有する
液晶表示素子が得られることが分かった。
【００４７】そして、実施例１と実施例２でＳｍＡ相の
ないＣＳ２００４とＳｍＡ相のあるＣＳ１０２７を使用
して製造した素子の配向状態と電気特性とを観察した。
ないＣＳ２００４とＳｍＡ相のあるＣＳ１０２７を使用
して製造した素子の配向状態と電気特性とを観察した。
【００４８】ＳｍＡ相を経ていないＣＳ２００４の場合
は、マルチドメインが多く観察された反面、ＳｍＡ相を
経たＣＳ１０２７の場合は極めて均一な配向状態を示
し、実際肉眼観察でも非常に透明できれいなパネルが製
作されることが分かった。
は、マルチドメインが多く観察された反面、ＳｍＡ相を
経たＣＳ１０２７の場合は極めて均一な配向状態を示
し、実際肉眼観察でも非常に透明できれいなパネルが製
作されることが分かった。
【００４９】結論的に、ＴＦＬＣ配向でＳｍＣ* での固
有チルト角の２倍となるように、上下基板上の配向膜を
配向して接合させ、ＳｍＡ相を経る液晶を使用すること
により、良い配向特性と光学特性とを有するＴＦＬＣＤ
が製作できることが分かった。
有チルト角の２倍となるように、上下基板上の配向膜を
配向して接合させ、ＳｍＡ相を経る液晶を使用すること
により、良い配向特性と光学特性とを有するＴＦＬＣＤ
が製作できることが分かった。
【００５０】特に、前記実施例２では、ＳｍＡ相を経る
ＣＳ１０２７を使用し、この固有チルト角の２倍の４５
°で配向させることによって、非常にきれいなモノドメ
イン構造を有し、バラツキもほぼ生じないきれいなパネ
ルを製作することができ、ここでは外部衝撃による配向
のブレークダウン（breakdown)もほとんど発生しないこ
とが分かった。
ＣＳ１０２７を使用し、この固有チルト角の２倍の４５
°で配向させることによって、非常にきれいなモノドメ
イン構造を有し、バラツキもほぼ生じないきれいなパネ
ルを製作することができ、ここでは外部衝撃による配向
のブレークダウン（breakdown)もほとんど発生しないこ
とが分かった。
【００５１】図３（ａ）および図３（ｂ）は、外部電気
場の大きさによる光透過率の測定結果をグラフで示して
いるが、図３（ａ）は前記実施例１による液晶表示素子
に関するもので、図３（ｂ）は前記実施例２による液晶
表示素子に関するものである。
場の大きさによる光透過率の測定結果をグラフで示して
いるが、図３（ａ）は前記実施例１による液晶表示素子
に関するもので、図３（ｂ）は前記実施例２による液晶
表示素子に関するものである。
【００５２】実施例１で製作した素子と実施例２で製作
した素子との電気光学的な効果を調べてみると、ＳｍＡ
相を経て固有のチルト角の２倍で配向させた実施例２の
素子がさらに優れた特性を示すことが確認できた。実施
例１で使用したＣＳ２００４はＳｍＡ相を経ずコレステ
リック相から直ちにスメクチックＣ* 相に行くために、
固有のチルト角の２倍の配向にもかかわらず光のバラツ
キがあまり良くないことが分かった。
した素子との電気光学的な効果を調べてみると、ＳｍＡ
相を経て固有のチルト角の２倍で配向させた実施例２の
素子がさらに優れた特性を示すことが確認できた。実施
例１で使用したＣＳ２００４はＳｍＡ相を経ずコレステ
リック相から直ちにスメクチックＣ* 相に行くために、
固有のチルト角の２倍の配向にもかかわらず光のバラツ
キがあまり良くないことが分かった。
【００５３】図４（ａ）および図４（ｂ）は、外部電気
場の大きさによる応答時間を示すグラフであり、図４
（ａ）は前記実施例１による液晶表示素子に関するもの
で、図４Ｂは前記実施例２による液晶表示素子に関する
ものである。
場の大きさによる応答時間を示すグラフであり、図４
（ａ）は前記実施例１による液晶表示素子に関するもの
で、図４Ｂは前記実施例２による液晶表示素子に関する
ものである。
【００５４】応答時間を測定してみた結果、図４（ａ）
および図４（ｂ）に示したように、いずれの場合もミリ
秒程度の速い応答特性を示したが、ＣＳ１０２７の場合
は図４（ｂ）に示したように、電圧変化に応じて線形的
に比例して均一に現れるのに対し、ＣＳ２００４の場合
は図４（ａ）に示したように、やや不均一の応答特性を
示した。
および図４（ｂ）に示したように、いずれの場合もミリ
秒程度の速い応答特性を示したが、ＣＳ１０２７の場合
は図４（ｂ）に示したように、電圧変化に応じて線形的
に比例して均一に現れるのに対し、ＣＳ２００４の場合
は図４（ａ）に示したように、やや不均一の応答特性を
示した。
【００５５】従って、強誘電性の液晶を利用したＳＳＦ
ＬＣＤは中間階調の表示に難しさがあったが、本発明の
実施例によれば、強誘電性の液晶をＴＮ液晶のように外
部から加えられる電圧の大きさに応じて透過される光の
量を調節することができるため、中間階調表示が可能で
あり、カラー化がより容易になる。
ＬＣＤは中間階調の表示に難しさがあったが、本発明の
実施例によれば、強誘電性の液晶をＴＮ液晶のように外
部から加えられる電圧の大きさに応じて透過される光の
量を調節することができるため、中間階調表示が可能で
あり、カラー化がより容易になる。
【００５６】また、ＳＳＦＬＣＤの場合、非常に小さい
セルギャップを均一にしにくいが、本発明の実施例では
３〜５μm でセルギャップの調節範囲が広くなってより
容易に素子を製作することができる。
セルギャップを均一にしにくいが、本発明の実施例では
３〜５μm でセルギャップの調節範囲が広くなってより
容易に素子を製作することができる。
【００５７】また、本発明の実施例によれば、セルの製
作時に使用する液晶と配向との関係を考慮したため、固
有のチルト角が４５°の液晶だけでなく２３°、又はお
よそ３０°の固有のチルト角を有する一般的な強誘電性
の液晶までにその利用範囲を広めることができ、より均
一に配向された液晶を有する液晶表示素子を製作するこ
とができる。
作時に使用する液晶と配向との関係を考慮したため、固
有のチルト角が４５°の液晶だけでなく２３°、又はお
よそ３０°の固有のチルト角を有する一般的な強誘電性
の液晶までにその利用範囲を広めることができ、より均
一に配向された液晶を有する液晶表示素子を製作するこ
とができる。
【００５８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、温度に
よる液晶の相変化時にスメクチックＡ相を含む強誘電性
の液晶を用い、その強誘電性の液晶の特性に応じて配向
角を調節するようにしたから、電圧増加に応じて光透過
量が線形に変化して中間階調表示が可能となり、かつ、
均一な配向状態となって、パネル全体にわたってＴＮ液
晶に劣らない良質の中間階調表示が得られるとともに、
ＳＴＮに比べて非常に速い応答速度を有する捩じれた強
誘電性の液晶表示素子を製造することができる。
よる液晶の相変化時にスメクチックＡ相を含む強誘電性
の液晶を用い、その強誘電性の液晶の特性に応じて配向
角を調節するようにしたから、電圧増加に応じて光透過
量が線形に変化して中間階調表示が可能となり、かつ、
均一な配向状態となって、パネル全体にわたってＴＮ液
晶に劣らない良質の中間階調表示が得られるとともに、
ＳＴＮに比べて非常に速い応答速度を有する捩じれた強
誘電性の液晶表示素子を製造することができる。
【００５９】特に、本発明は４５°という特殊の固有チ
ルト角を有する強誘電性の液晶を含めて２２．５°又は
３０°内外の固有チルト角を有する大部分の強誘電性の
液晶までその使用範囲を拡大することができる。
ルト角を有する強誘電性の液晶を含めて２２．５°又は
３０°内外の固有チルト角を有する大部分の強誘電性の
液晶までその使用範囲を拡大することができる。
【図１】通常の液晶表示素子の概略的な断面を示す断面
図。
図。
【図２】通常の液晶表示素子において、捩じれた強誘電
性の液晶の光学的な特性を示す説明図で、（ａ）は光透
過状態を示す説明図、（ｂ）は光遮断状態を示す説明
図。
性の液晶の光学的な特性を示す説明図で、（ａ）は光透
過状態を示す説明図、（ｂ）は光遮断状態を示す説明
図。
【図３】外部電気場の大きさに応じる光透過率の測定結
果を示すグラフで、（ａ）は本発明の実施例１による液
晶表示素子による測定結果を示すグラフ、（ｂ）は本発
明の実施例２による液晶表示素子による測定結果を示す
グラフ。
果を示すグラフで、（ａ）は本発明の実施例１による液
晶表示素子による測定結果を示すグラフ、（ｂ）は本発
明の実施例２による液晶表示素子による測定結果を示す
グラフ。
【図４】外部電気場の大きさによる応答速度を示すグラ
フで、（ａ）は本発明の実施例１による液晶表示素子の
応答速度を示すグラフ、（ｂ）は本発明の実施例２によ
る液晶表示素子の応答速度を示すグラフ。
フで、（ａ）は本発明の実施例１による液晶表示素子の
応答速度を示すグラフ、（ｂ）は本発明の実施例２によ
る液晶表示素子の応答速度を示すグラフ。
１１，１９ 偏光板 １２、１８ 基板 １３，１７ 透明電極 １４，１６ 配向膜 １５ 液晶層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−50735（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−297374（ＪＰ，Ａ) 国際公開93／9465（ＷＯ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G02F 1/1337 - 1/1337 530
Claims (2)
- 【請求項１】 上下一対の基板と、前記各基板の上部に
形成された透明電極と、前記各透明電極の上部に形成さ
れ所定の方向へラビングされた配向膜と、前記配向膜の
間の空間に注入された、印加電圧の大きさに応じて透過
される光の量を調節できる捩じれた強誘電性の液晶と、
を具備する強誘電性液晶表示素子において、 前記上下基板上の配向膜のラビング方向の角度が前記液
晶の固有のチルト角の２±０．２倍となるように調節さ
れ、 前記強誘電性の液晶が温度による液晶の相変化時にスメ
クチックＡ相を含むことを特徴とする強誘電性液晶表示
素子。 - 【請求項２】 前記強誘電性の液晶がキラルスメクチッ
ク液晶であることを特徴とする請求項１記載の強誘電性
液晶表示素子。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1994-12160 | 1994-05-31 | ||
| KR1019940012160A KR0161377B1 (ko) | 1994-05-31 | 1994-05-31 | 강유전성 액정표시소자 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07333616A JPH07333616A (ja) | 1995-12-22 |
| JP2766784B2 true JP2766784B2 (ja) | 1998-06-18 |
Family
ID=19384353
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7004140A Expired - Lifetime JP2766784B2 (ja) | 1994-05-31 | 1995-01-13 | 強誘電性液晶表示素子 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2766784B2 (ja) |
| KR (1) | KR0161377B1 (ja) |
| GB (1) | GB2289952B (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100312684B1 (ko) * | 1999-09-13 | 2001-11-03 | 모나한 토마스 제이 | 강유전성 액정 물질을 사용하는 반사형 액정 표시 장치 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6250735A (ja) * | 1985-08-29 | 1987-03-05 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 液晶表示装置 |
| US5172257A (en) * | 1991-11-08 | 1992-12-15 | Bell Communications Research, Inc. | Twisted ferroelectric liquid crystal modulator for providing gray scale |
| JPH05297374A (ja) * | 1992-04-15 | 1993-11-12 | Idemitsu Kosan Co Ltd | 液晶光学素子及びその表示方法 |
| JP3040921B2 (ja) * | 1993-10-13 | 2000-05-15 | キヤノン株式会社 | 強誘電性液晶素子及びこれを備えた液晶装置 |
-
1994
- 1994-05-31 KR KR1019940012160A patent/KR0161377B1/ko not_active IP Right Cessation
-
1995
- 1995-01-13 JP JP7004140A patent/JP2766784B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1995-02-01 GB GB9501977A patent/GB2289952B/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB2289952A (en) | 1995-12-06 |
| KR0161377B1 (ko) | 1999-01-15 |
| KR950033569A (ko) | 1995-12-26 |
| GB2289952B (en) | 1998-11-11 |
| GB9501977D0 (en) | 1995-03-22 |
| JPH07333616A (ja) | 1995-12-22 |
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