JP2849112B2 - 液晶光学素子及びその駆動方法 - Google Patents
液晶光学素子及びその駆動方法Info
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- JP2849112B2 JP2849112B2 JP1090539A JP9053989A JP2849112B2 JP 2849112 B2 JP2849112 B2 JP 2849112B2 JP 1090539 A JP1090539 A JP 1090539A JP 9053989 A JP9053989 A JP 9053989A JP 2849112 B2 JP2849112 B2 JP 2849112B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ディスプレイデバイス等の液晶光学素子に
関する。本発明はまた、その液晶光学素子の駆動方法に
関する。
関する。本発明はまた、その液晶光学素子の駆動方法に
関する。
強誘電性液晶の光学的異方性を利用した液晶光学素子
として、２枚の基板間に液晶を挟持したものがクラーク
とラゲルバルにより提案されている（特開昭56-107216
号公報、特開昭63-153521号公報）。これらは基板間の
距離を十分小さくしてカイラルスメクティックＣ相のら
せん構造を消失させ、液晶分子が基板界面に対して水平
な２つの安定状態を得ようとするものである。
として、２枚の基板間に液晶を挟持したものがクラーク
とラゲルバルにより提案されている（特開昭56-107216
号公報、特開昭63-153521号公報）。これらは基板間の
距離を十分小さくしてカイラルスメクティックＣ相のら
せん構造を消失させ、液晶分子が基板界面に対して水平
な２つの安定状態を得ようとするものである。
第５図は液晶セル厚を十分薄くしてカイラルスメクテ
ィックＣ相のらせん構造を解いた状態を表す模式図であ
る。51、53は基板、52は液晶分子のスイッチングする軌
跡を表すコーン、矢印は永久双極子である。液晶セル厚
が厚いと、カイラルスメクティックＣ相での液晶分子は
コーン上の任意の位置をとることができ全体としてらせ
ん構造をとる。しかし、液晶セル厚が十分に薄いと、液
晶セル界面の影響でらせん構造が解かれて、液晶分子は
界面に平行な２状態すなわち図中ａ又はｂの位置をとっ
た状態が安定になる。これを強誘電性液晶の双安定性と
呼んでいる。
ィックＣ相のらせん構造を解いた状態を表す模式図であ
る。51、53は基板、52は液晶分子のスイッチングする軌
跡を表すコーン、矢印は永久双極子である。液晶セル厚
が厚いと、カイラルスメクティックＣ相での液晶分子は
コーン上の任意の位置をとることができ全体としてらせ
ん構造をとる。しかし、液晶セル厚が十分に薄いと、液
晶セル界面の影響でらせん構造が解かれて、液晶分子は
界面に平行な２状態すなわち図中ａ又はｂの位置をとっ
た状態が安定になる。これを強誘電性液晶の双安定性と
呼んでいる。
このような、カイラルスメクティックＣ相を有する液
晶を用いた液晶光学素子の駆動方法としては、前記の双
安定性を利用した双安定駆動が提案されている。すなわ
ち、第５図で上向きの電界をかけると、液晶分子はａの
位置になり、電界を切ってもその位置で安定である。逆
に下向きの電界をかけるとｂの位置になり、電界を切っ
てもその位置で安定である。そこで、0Vを基準とした通
常の駆動パルス電圧（例えば第９（ｂ）図）で双安定駆
動ができる。
晶を用いた液晶光学素子の駆動方法としては、前記の双
安定性を利用した双安定駆動が提案されている。すなわ
ち、第５図で上向きの電界をかけると、液晶分子はａの
位置になり、電界を切ってもその位置で安定である。逆
に下向きの電界をかけるとｂの位置になり、電界を切っ
てもその位置で安定である。そこで、0Vを基準とした通
常の駆動パルス電圧（例えば第９（ｂ）図）で双安定駆
動ができる。
しかし、このような駆動原理を用いて従来の低分子強
誘電性液晶を使った液晶光学素子を作製するには、液晶
を薄く均一に配向させなければならず、そのためには、
基板に配向膜を設けなければならない、配向膜を設
けると大面積にわたって均一の膜厚を得ることは困難で
ある、前記配向膜のため当初考えられていたほどの明
確な双安定性が得にくいなどの問題点がある。特にの
欠点を克服するため最近ではラビングによる配向膜のか
わりに、ラングミュアー・ブロジェット（LB）膜を使う
と双安定性が損なわれずに有用であるという提案がされ
ている（Jpn.J.Appl.Phys.27（４）1988,L475-6）。し
かし、LB膜も生産性が悪いなどの欠点をもっており、実
用化は難しいと思われる。
誘電性液晶を使った液晶光学素子を作製するには、液晶
を薄く均一に配向させなければならず、そのためには、
基板に配向膜を設けなければならない、配向膜を設
けると大面積にわたって均一の膜厚を得ることは困難で
ある、前記配向膜のため当初考えられていたほどの明
確な双安定性が得にくいなどの問題点がある。特にの
欠点を克服するため最近ではラビングによる配向膜のか
わりに、ラングミュアー・ブロジェット（LB）膜を使う
と双安定性が損なわれずに有用であるという提案がされ
ている（Jpn.J.Appl.Phys.27（４）1988,L475-6）。し
かし、LB膜も生産性が悪いなどの欠点をもっており、実
用化は難しいと思われる。
さらに、最近では強誘電性液晶のカイラルスメクティ
ックＣ相でスメクティック層がセル内部で折れ曲がり、
シェブロン構造（くの字変形）になっていて、液晶の自
発分極が大きい場合、第３の安定状態が出現するという
報告（第14回液晶討論会講演予稿集2B117（1988）92
頁、光学17，（1988）168）があり、双安定性を得るこ
とは難しく、従来のクラーク・ラゲルバルの提案による
考え方では良好な光学素子を得ることが困難である。
ックＣ相でスメクティック層がセル内部で折れ曲がり、
シェブロン構造（くの字変形）になっていて、液晶の自
発分極が大きい場合、第３の安定状態が出現するという
報告（第14回液晶討論会講演予稿集2B117（1988）92
頁、光学17，（1988）168）があり、双安定性を得るこ
とは難しく、従来のクラーク・ラゲルバルの提案による
考え方では良好な光学素子を得ることが困難である。
また、双安定性を利用した液晶光学素子では、本質的
に、明と暗の２状態しかなく、階調表示は実現できなか
った。
に、明と暗の２状態しかなく、階調表示は実現できなか
った。
本発明は、配向膜が不要で大面積化ができ、三安定性
を利用した階調表示が可能な、光学素子として良好な働
きをする液晶光学素子を提供しようとするものである。
また、その駆動方法を提供しようとするものである。
を利用した階調表示が可能な、光学素子として良好な働
きをする液晶光学素子を提供しようとするものである。
また、その駆動方法を提供しようとするものである。
本発明者らは前記課題を解決するために鋭意研究を重
ねた結果、強誘電相でのシェブロン構造を好適に利用す
る液晶光学素子により、その目的が達成されることを見
出し本発明を完成するに至った。
ねた結果、強誘電相でのシェブロン構造を好適に利用す
る液晶光学素子により、その目的が達成されることを見
出し本発明を完成するに至った。
すなわち本発明は、２枚の電極付基板が電極面を対向
して基板間の距離が１〜10μｍに配置され、それらの電
極間に高分子液晶を含む強誘電性液晶材料であって、か
つその強誘電相での自発分極値が20nC/cm2以上であり、
液晶分子の構造がスメクティック層のシェブロン構造で
ある液晶光学素子を提供するものである。
して基板間の距離が１〜10μｍに配置され、それらの電
極間に高分子液晶を含む強誘電性液晶材料であって、か
つその強誘電相での自発分極値が20nC/cm2以上であり、
液晶分子の構造がスメクティック層のシェブロン構造で
ある液晶光学素子を提供するものである。
第１図は、本発明の液晶光学素子の構造の一例を示す
断面図である。
断面図である。
第１図中、11、17は偏光板である。偏光板11、17の偏
光軸の方向は特に限定しないが、直交しているのが好ま
しい。
光軸の方向は特に限定しないが、直交しているのが好ま
しい。
12、16は基板である。透明性の材料ならば特に限定は
ない。例えばガラス、あるいは、ポリエチレンテレフタ
レート（PET）、ポリエーテルスルホン（PES）、ポリカ
ーボネート（PC）などのプラスチックフィルムなどを用
いることができる。本発明では液晶材料として高分子液
晶を用いているので、生産性を向上させるためにはプラ
スチックフィルムのような可撓性基板が好ましく、基板
の厚さは10μｍ〜数mmが好ましい。
ない。例えばガラス、あるいは、ポリエチレンテレフタ
レート（PET）、ポリエーテルスルホン（PES）、ポリカ
ーボネート（PC）などのプラスチックフィルムなどを用
いることができる。本発明では液晶材料として高分子液
晶を用いているので、生産性を向上させるためにはプラ
スチックフィルムのような可撓性基板が好ましく、基板
の厚さは10μｍ〜数mmが好ましい。
13、15は電極である。酸化インジウムあるいは酸化イ
ンジウムと酸化スズとの混合物からなるITO等の透明電
極を基板に蒸着して用いるとよい。
ンジウムと酸化スズとの混合物からなるITO等の透明電
極を基板に蒸着して用いるとよい。
14は液晶層である。液晶層14を構成する液晶材料は高
分子液晶を含む強誘電性液晶材料からなる。基本的には
その液晶材料の強誘電相での自発分極値が、20nC/cm
2（又は20×10-5C/m2）以上であれば何であってもよ
い。強誘電相での自発分極値が20nC/cm2以上であると
き、そのスメクティック層はシェブロン構造をとること
ができる。自発分極値の特に好ましい範囲は、50nC/cm2
以上である。
分子液晶を含む強誘電性液晶材料からなる。基本的には
その液晶材料の強誘電相での自発分極値が、20nC/cm
2（又は20×10-5C/m2）以上であれば何であってもよ
い。強誘電相での自発分極値が20nC/cm2以上であると
き、そのスメクティック層はシェブロン構造をとること
ができる。自発分極値の特に好ましい範囲は、50nC/cm2
以上である。
第４図は、強誘電相すなわちカイラルスメクティック
Ｃ相で、そのスメクティック層がシェブロン構造をとっ
た状態の液晶分子の挙動を表す模式図である。
Ｃ相で、そのスメクティック層がシェブロン構造をとっ
た状態の液晶分子の挙動を表す模式図である。
強誘電相では液晶分子はスメクティック層構造をなし
ており、さらに層が基板に対し傾き、真中付近で折れ曲
がった構造、すなわちシェブロン構造をとっている。第
４図で、41、44は電極付基板の電極、42はスメクティッ
ク層、43は液晶分子のスイッチングする軌跡を表したコ
ーン、矢印は永久双極子を示す。シェブロン構造での液
晶分子は、基板間電圧が０のとき、下向きのとき、上向
きのときでそれぞれａ、ｂ、ｃの位置をとった状態が安
定となる。すなわち、三安定性を有する。
ており、さらに層が基板に対し傾き、真中付近で折れ曲
がった構造、すなわちシェブロン構造をとっている。第
４図で、41、44は電極付基板の電極、42はスメクティッ
ク層、43は液晶分子のスイッチングする軌跡を表したコ
ーン、矢印は永久双極子を示す。シェブロン構造での液
晶分子は、基板間電圧が０のとき、下向きのとき、上向
きのときでそれぞれａ、ｂ、ｃの位置をとった状態が安
定となる。すなわち、三安定性を有する。
このような液晶材料としては、各種の自発分極の大き
な強誘電性高分子液晶、あるいは、自発分極の大きな強
誘電性高分子液晶と一般の低分子液晶のあらゆる組み合
わせ、又は一般の高分子液晶と自発分極の大きな強誘電
性低分子液晶のあらゆる組み合わせ、高分子液晶と非液
晶性カイラル添加物との組み合わせのうちカイラルスメ
クティック相を有する液晶組成物を用いることができ
る。これらの組成物には必要に応じて接着剤、減粘剤、
色素等が含まれていてもよい。また、上記の強誘電性高
分子液晶、高分子液晶は２〜３量体のオリゴマー液晶で
あってもよい。
な強誘電性高分子液晶、あるいは、自発分極の大きな強
誘電性高分子液晶と一般の低分子液晶のあらゆる組み合
わせ、又は一般の高分子液晶と自発分極の大きな強誘電
性低分子液晶のあらゆる組み合わせ、高分子液晶と非液
晶性カイラル添加物との組み合わせのうちカイラルスメ
クティック相を有する液晶組成物を用いることができ
る。これらの組成物には必要に応じて接着剤、減粘剤、
色素等が含まれていてもよい。また、上記の強誘電性高
分子液晶、高分子液晶は２〜３量体のオリゴマー液晶で
あってもよい。
自発分極の大きな強誘電性高分子液晶としては、特に
以下に述べるような強誘電性液晶の不斉部位に塩素（C
l）、フッ素（Ｆ）、トリフロロ基（CF3）などのハロゲ
ン原子を含む原子団を持つものが自発分極値も大きく好
適に用いられる。なお、自発分極値Psの測定には一般に
よく知られているソーヤタワー法、三角波法、焦電法な
どを用いるとよい。ここでは、三角波法による測定値を
挙げる。
以下に述べるような強誘電性液晶の不斉部位に塩素（C
l）、フッ素（Ｆ）、トリフロロ基（CF3）などのハロゲ
ン原子を含む原子団を持つものが自発分極値も大きく好
適に用いられる。なお、自発分極値Psの測定には一般に
よく知られているソーヤタワー法、三角波法、焦電法な
どを用いるとよい。ここでは、三角波法による測定値を
挙げる。
また、自発分極の大きな強誘電性低分子液晶として
は、例えば、以下に述べるようなものが挙げられる。ま
た、高分子の場合と同様に上記のような不斉骨格をもっ
ているものを含んでいてもよい。
は、例えば、以下に述べるようなものが挙げられる。ま
た、高分子の場合と同様に上記のような不斉骨格をもっ
ているものを含んでいてもよい。
（特開昭60-218358号公報） 液晶層の厚みは１〜10μｍ程度とする。この範囲で
は、前記液晶材料のカイラルスメクティックＣ相でのら
せん構造が界面の影響で消失する状態となり、容易にス
メクティック層がシェブロン構造をとることができる。
は、前記液晶材料のカイラルスメクティックＣ相でのら
せん構造が界面の影響で消失する状態となり、容易にス
メクティック層がシェブロン構造をとることができる。
本発明の液晶セル構成においては、液晶層に接する部
分に特に液晶の配向処理層を設けていない。これは、配
向膜によってシェブロン構造の液晶分子の状態の三安定
のうちの双安定性が損なわれるのを防ぐためである。ま
た、配向膜を設けないことにより上下の基板表面を同一
状態にすることも比較的平易であり、三安定のうちの双
安定性をよりよくすることが可能となる。更に、膜厚制
御が比較的容易となり大面積化も可能となる。
分に特に液晶の配向処理層を設けていない。これは、配
向膜によってシェブロン構造の液晶分子の状態の三安定
のうちの双安定性が損なわれるのを防ぐためである。ま
た、配向膜を設けないことにより上下の基板表面を同一
状態にすることも比較的平易であり、三安定のうちの双
安定性をよりよくすることが可能となる。更に、膜厚制
御が比較的容易となり大面積化も可能となる。
しかし、配向膜を設けていないため、液晶セルに液晶
を封入しただけでは均一配向が得られず、光学素子とし
ての役割をはたさない。そこで、液晶を注入後、配向処
理を行うことが望ましい。本発明では液晶材料として高
分子液晶を含んでいるので、剪断法と呼ばれる方法で簡
便に配向処理を行うことができる。
を封入しただけでは均一配向が得られず、光学素子とし
ての役割をはたさない。そこで、液晶を注入後、配向処
理を行うことが望ましい。本発明では液晶材料として高
分子液晶を含んでいるので、剪断法と呼ばれる方法で簡
便に配向処理を行うことができる。
第２図は剪断法による配向処理の方法を表す略示図で
ある。上下の電極付基板21、23に剪断応力をかける。更
に上下の電極付基板21、23に逆方向に剪断を１〜数回か
けることにより均一配向が得られる。22は液晶層であ
る。
ある。上下の電極付基板21、23に剪断応力をかける。更
に上下の電極付基板21、23に逆方向に剪断を１〜数回か
けることにより均一配向が得られる。22は液晶層であ
る。
基板として可撓性フィルムを用いる場合には、第３図
に示すように、液晶材料を製膜して単独で、又は可撓性
フィルムで挟持して一組のローラ群を用いて曲げ変形処
理により配向処理すると、生産性よく均一配向を得るこ
とができて好ましい。第３図で31は液晶光学素子、32、
33、34は自由回転ローラ、35は加熱装置である。ここ
で、液晶材料の製膜方法には、特に制限はない。例え
ば、液晶材料を電極付可撓性フィルムの電極面上にバー
コーター、ロールコーター等により塗布する方法などが
用いられる。
に示すように、液晶材料を製膜して単独で、又は可撓性
フィルムで挟持して一組のローラ群を用いて曲げ変形処
理により配向処理すると、生産性よく均一配向を得るこ
とができて好ましい。第３図で31は液晶光学素子、32、
33、34は自由回転ローラ、35は加熱装置である。ここ
で、液晶材料の製膜方法には、特に制限はない。例え
ば、液晶材料を電極付可撓性フィルムの電極面上にバー
コーター、ロールコーター等により塗布する方法などが
用いられる。
また本発明は、上記の液晶光学素子に正負２種のバイ
アスのかかったパルス波形状の電圧を印加することを特
徴とする液晶光学素子の駆動方法を提供するものであ
る。
アスのかかったパルス波形状の電圧を印加することを特
徴とする液晶光学素子の駆動方法を提供するものであ
る。
第４図に示したようなシェブロン構造を有する液晶光
学素子の基板間に十分大きな電圧を図中下向きに印加す
ると、液晶分子の永久双極子が電界の方向を向き、図の
ｂの位置に分子がくる。電圧が０のときはａ、逆向きの
電圧の印加時にはｃの位置にくる。
学素子の基板間に十分大きな電圧を図中下向きに印加す
ると、液晶分子の永久双極子が電界の方向を向き、図の
ｂの位置に分子がくる。電圧が０のときはａ、逆向きの
電圧の印加時にはｃの位置にくる。
第６（ｂ）図は、上記のような三安定性のある液晶セ
ルに第６（ａ）図に示すような三角波状の電圧を印加し
たときの透過光強度Ｔの様子を示したものである。透過
光強度Ｔは、双安定のヒステレシスが２つ存在するよう
な曲線を描いている。このような液晶セルに、例えばV0
のバイアス電圧をかけておき、これを基準点としたパル
ス状の電圧を正、負方向に加えれば、ａとｂとの間で双
安定になる。逆に、−V0のバイアス電圧をかけておき、
これを基準点としたパルス状の電圧を正、負方向に加え
れば、ａとｃとの間で双安定になる。
ルに第６（ａ）図に示すような三角波状の電圧を印加し
たときの透過光強度Ｔの様子を示したものである。透過
光強度Ｔは、双安定のヒステレシスが２つ存在するよう
な曲線を描いている。このような液晶セルに、例えばV0
のバイアス電圧をかけておき、これを基準点としたパル
ス状の電圧を正、負方向に加えれば、ａとｂとの間で双
安定になる。逆に、−V0のバイアス電圧をかけておき、
これを基準点としたパルス状の電圧を正、負方向に加え
れば、ａとｃとの間で双安定になる。
したがって、バイアス電圧を調整すれば三状態が安定
な液晶光学素子を得ることができる。例えば第７（ａ）
図のような波形の駆動電圧を三安定性のある液晶セルに
加えると、第７（ｂ）図のような透過光変化をするの
で、三安定液晶素子を得ることができる。
な液晶光学素子を得ることができる。例えば第７（ａ）
図のような波形の駆動電圧を三安定性のある液晶セルに
加えると、第７（ｂ）図のような透過光変化をするの
で、三安定液晶素子を得ることができる。
実際的な駆動パルス電圧としては、第８（ｂ）図のよ
うな波形が好ましい。第９（ａ）図に示すような双安定
性を有する場合には、第９（ｂ）図のようにしきい値電
圧Vthを超える書き込みパルスにより例えば暗方向へス
イッチングを行う際に、しきい値電圧Vth以下の電圧に
よるクロストークが生じてしまう。ここで、しきい値電
圧Vthは反対の状態にスイッチングさせるのに必要な電
圧であり、このクロストークによっては暗明のスイッチ
ングは起こらない。同様に、第８（ａ）図に示すような
三安定性の有る場合には、第８（ｂ）図のような駆動パ
ルス電圧を用いるとよい。すなわち、双安定性のヒステ
レシスが２つあると考えて、双安定パルス波形（第９
（ｂ）図）の基準0Vを、三安定の場合にはV0又は−V0へ
バイアスをかけてずらした波形とするとよい。第８
（ｂ）図の駆動パルスによると、光透過強度は最初の書
き込みパルスにより中間状態へスイッチングされ、第２
の書き込みパルスにより暗状態へスイッチングされ、さ
らに第３の書き込みパルスにより明状態へスイッチング
される。
うな波形が好ましい。第９（ａ）図に示すような双安定
性を有する場合には、第９（ｂ）図のようにしきい値電
圧Vthを超える書き込みパルスにより例えば暗方向へス
イッチングを行う際に、しきい値電圧Vth以下の電圧に
よるクロストークが生じてしまう。ここで、しきい値電
圧Vthは反対の状態にスイッチングさせるのに必要な電
圧であり、このクロストークによっては暗明のスイッチ
ングは起こらない。同様に、第８（ａ）図に示すような
三安定性の有る場合には、第８（ｂ）図のような駆動パ
ルス電圧を用いるとよい。すなわち、双安定性のヒステ
レシスが２つあると考えて、双安定パルス波形（第９
（ｂ）図）の基準0Vを、三安定の場合にはV0又は−V0へ
バイアスをかけてずらした波形とするとよい。第８
（ｂ）図の駆動パルスによると、光透過強度は最初の書
き込みパルスにより中間状態へスイッチングされ、第２
の書き込みパルスにより暗状態へスイッチングされ、さ
らに第３の書き込みパルスにより明状態へスイッチング
される。
以上のように、本発明の液晶光学素子は、配向膜が不
要で大面積化が可能であり、三安定性を利用した階調表
示が可能である。また、本発明の駆動方法は、三安定性
を利用した階調表示を可能とするものである。
要で大面積化が可能であり、三安定性を利用した階調表
示が可能である。また、本発明の駆動方法は、三安定性
を利用した階調表示を可能とするものである。
実施例１ 下記の構造と特性を有する強誘電性高分子液晶（Ａ）
を、ガラス基板（ITO電極を蒸着したもの）にバーコー
ターを用いて液晶温度95℃で塗布し、もう一方の基板を
重ね合わせて、ガラス厚さ1.5mm、面積5cm×5cm、液晶
層厚1.7μｍの液晶セルを作製した。
を、ガラス基板（ITO電極を蒸着したもの）にバーコー
ターを用いて液晶温度95℃で塗布し、もう一方の基板を
重ね合わせて、ガラス厚さ1.5mm、面積5cm×5cm、液晶
層厚1.7μｍの液晶セルを作製した。
この基板全体の温度を90℃に保ったまま、上下基板に
数回剪断応力をかけ、45℃まで徐冷した。次いで、液晶
セル上下に偏光板を設けた。
数回剪断応力をかけ、45℃まで徐冷した。次いで、液晶
セル上下に偏光板を設けた。
この液晶セルに45℃で第10（ａ）図のようなピーク電
圧V1＝30V、周波数0.1Hzの三角波状の電圧を印加した。
圧V1＝30V、周波数0.1Hzの三角波状の電圧を印加した。
このときの透過光強度の変化の様子を第10（ｂ）図に
示す。ほぼ15Vのバイアスで三安定駆動ができることが
わかった。
示す。ほぼ15Vのバイアスで三安定駆動ができることが
わかった。
なお、透過光強度の測定は、クロスニコル下での透過
光をフォトマルを用いて測定する方法で行った。
光をフォトマルを用いて測定する方法で行った。
実施例２ 下記の構造を有する液晶（Ｂ）と実施例１で用いた液
晶（Ａ）とを下記の割合で混合して、下記の特性を有す
る液晶組成物を得た。
晶（Ａ）とを下記の割合で混合して、下記の特性を有す
る液晶組成物を得た。
この液晶組成物を実施例１と同様の方法でガラスセル
に挟み、剪断応力をかけて配向させた。ここで、塗布し
たときの液晶温度は95℃、剪断応力をかけたときの基板
全体の温度は88℃、液晶層厚は1.7μｍとした。次い
で、液晶セル上下に偏光板を設けた。
に挟み、剪断応力をかけて配向させた。ここで、塗布し
たときの液晶温度は95℃、剪断応力をかけたときの基板
全体の温度は88℃、液晶層厚は1.7μｍとした。次い
で、液晶セル上下に偏光板を設けた。
この液晶セルに40℃で第11図のような波形の電圧を印
加した。ここで、バイアス電圧V0＝15V、またV1＝5V、V
2＝25V、パルス幅t1＝20msec、パルス間隔t2＝100msec
とした。
加した。ここで、バイアス電圧V0＝15V、またV1＝5V、V
2＝25V、パルス幅t1＝20msec、パルス間隔t2＝100msec
とした。
その結果、暗状態、中間状態、明状態の透過光強度比
は1:7:20であり、良好な三安定性を示した。
は1:7:20であり、良好な三安定性を示した。
実施例３ 下記の構造を有する液晶（Ｃ）と実施例１で述べた液
晶（Ａ）、実施例２で述べた液晶（Ｂ）とを下記の割合
で混合して、下記の特性を有する液晶組成物を得た。
晶（Ａ）、実施例２で述べた液晶（Ｂ）とを下記の割合
で混合して、下記の特性を有する液晶組成物を得た。
この液晶組成物を実施例１と同様の方法でガラスセル
に挟み、剪断応力をかけて配向させた。ここで、塗布し
たときの液晶温度は100℃、剪断応力をかけたときの基
板全体の温度は90℃、液晶層厚は1.8μｍとした。次い
で、液晶セル上下に偏光板を設けた。
に挟み、剪断応力をかけて配向させた。ここで、塗布し
たときの液晶温度は100℃、剪断応力をかけたときの基
板全体の温度は90℃、液晶層厚は1.8μｍとした。次い
で、液晶セル上下に偏光板を設けた。
この液晶セルに30℃で実施例２と同様の波形の電圧を
印加した。ただし、バイアス電圧V0＝13V、またV1＝4
V、V2＝22V、パルス幅t1＝10msec、パルス間隔t2＝100m
secとした。
印加した。ただし、バイアス電圧V0＝13V、またV1＝4
V、V2＝22V、パルス幅t1＝10msec、パルス間隔t2＝100m
secとした。
その結果、各安定状態の透過光強度比は1:10:25であ
り、良好な三安定性を示した。
り、良好な三安定性を示した。
実施例４〜６ 可撓性基板として、厚み約100μｍの透明なポリエー
テルスルホン（PES）のフィルムを用い、このフィルム
の片面に、電極として透明な導電膜である厚み約700Å
のITO膜を設けるとにより電極付可撓性基板を作製し
た。この基板の電極面に、第１表に示すような液晶組成
物（液晶（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は実施例１〜３に同
じ。）をバーコーターを用いてその厚みが約2.5μｍに
なるように塗布した。
テルスルホン（PES）のフィルムを用い、このフィルム
の片面に、電極として透明な導電膜である厚み約700Å
のITO膜を設けるとにより電極付可撓性基板を作製し
た。この基板の電極面に、第１表に示すような液晶組成
物（液晶（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は実施例１〜３に同
じ。）をバーコーターを用いてその厚みが約2.5μｍに
なるように塗布した。
次いで、対向基板として厚さ約100μｍのPESのフィル
ムを用い、これを上記の強誘電性高分子液晶の塗布膜の
面にラミネートし、幅10cm、長さ30cmの液晶セルを得
た。
ムを用い、これを上記の強誘電性高分子液晶の塗布膜の
面にラミネートし、幅10cm、長さ30cmの液晶セルを得
た。
なお、この状態では、液晶分子はランダムに配向して
いる。
いる。
次に、上記の方法により作製した液晶光学素子を、第
３図に示した装置を用いて、10cm/sの速度で、加熱装置
35により加熱した後、第１表に示すような雰囲気温度に
保たれた自由に回転できる直径30mm、中心間距離40mmの
ローラを３本組み合わせたローラ群により、連続的に曲
げ変形処理して配向した。
３図に示した装置を用いて、10cm/sの速度で、加熱装置
35により加熱した後、第１表に示すような雰囲気温度に
保たれた自由に回転できる直径30mm、中心間距離40mmの
ローラを３本組み合わせたローラ群により、連続的に曲
げ変形処理して配向した。
作製した液晶セルに実施例２と同様の波形の電圧を印
加した。ただし、各条件は第２表に示した通りである。
加した。ただし、各条件は第２表に示した通りである。
このときの各安定状態の透過光強度比を測定した結果
を第２表に示す。いずれも良好な三安定性を示した。
を第２表に示す。いずれも良好な三安定性を示した。
〔発明の効果〕 本発明によれば、配向膜が不要で、大面積表示素子を
得ることが可能であり、安定性の向上した、階調表示の
可能な液晶光学素子を得ることができる。また、三安定
性を利用した階調表示の駆動が可能となる。
得ることが可能であり、安定性の向上した、階調表示の
可能な液晶光学素子を得ることができる。また、三安定
性を利用した階調表示の駆動が可能となる。
第１図は、本発明の液晶光学素子の構成の一例を示す断
面図である。第２図は、配向処理の方法を表す略示図で
ある。第３図は、曲げ変形による配向処理方法を示す略
示図である。第４図は、三安定状態にある強誘電性液晶
の強誘電相での液晶分子の挙動を表す模式図である。第
５図は、双安定性状態での液晶分子の状態を示す模式図
である。 第６（ａ）図、第７（ａ）図、第８（ｂ）図、第９
（ｂ）図、第10（ａ）図、第11図は、液晶セルに印加す
る電圧の波形を表すグラフである。横軸は時間ｔ、縦軸
は電圧Ｖである。 第６（ｂ）図、第８（ａ）図、第９（ａ）図、第10
（ｂ）図は、液晶セルに三角波状の電圧を印加して得ら
れる印加電圧と透過光強度との関係を表すグラフであ
る。横軸は電圧Ｖ、縦軸は透過光強度Ｔである。 第７（ｂ）図は、透過光強度の変化を表すグラフであ
る。横軸は時間ｔ、縦軸は透過光強度Ｔである。 符号の説明 11……偏光板、12……基板 13……電極、14……液晶層 15……電極、16……基板 17……偏光板、21……電極付基板 22……液晶層、23……電極付基板 31……液晶光学素子、32……自由回転ローラ 33……自由回転ローラ 34……自由回転ローラ 35……加熱装置、41……電極 42……スメクティック層 43……液晶分子のスイッチングする軌跡を表したコーン 44……電極、51……基板 52……液晶分子のスイッチングする軌跡を表したコーン 53……基板
面図である。第２図は、配向処理の方法を表す略示図で
ある。第３図は、曲げ変形による配向処理方法を示す略
示図である。第４図は、三安定状態にある強誘電性液晶
の強誘電相での液晶分子の挙動を表す模式図である。第
５図は、双安定性状態での液晶分子の状態を示す模式図
である。 第６（ａ）図、第７（ａ）図、第８（ｂ）図、第９
（ｂ）図、第10（ａ）図、第11図は、液晶セルに印加す
る電圧の波形を表すグラフである。横軸は時間ｔ、縦軸
は電圧Ｖである。 第６（ｂ）図、第８（ａ）図、第９（ａ）図、第10
（ｂ）図は、液晶セルに三角波状の電圧を印加して得ら
れる印加電圧と透過光強度との関係を表すグラフであ
る。横軸は電圧Ｖ、縦軸は透過光強度Ｔである。 第７（ｂ）図は、透過光強度の変化を表すグラフであ
る。横軸は時間ｔ、縦軸は透過光強度Ｔである。 符号の説明 11……偏光板、12……基板 13……電極、14……液晶層 15……電極、16……基板 17……偏光板、21……電極付基板 22……液晶層、23……電極付基板 31……液晶光学素子、32……自由回転ローラ 33……自由回転ローラ 34……自由回転ローラ 35……加熱装置、41……電極 42……スメクティック層 43……液晶分子のスイッチングする軌跡を表したコーン 44……電極、51……基板 52……液晶分子のスイッチングする軌跡を表したコーン 53……基板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−222930（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−123890（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−254792（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−11570（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−311051（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−198724（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−63931（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−26250（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−22051（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G02F 1/137 510
Claims (2)
- 【請求項１】２枚の電極付基板が電極面を対向して基板
間の距離が１〜10μｍに配置され、それらの電極間に高
分子液晶を含む強誘電性液晶材料であって、かつその強
誘電相での自発分極値が20nC/cm2以上であり、液晶分子
の構造がスメクティック層のシェブロン構造である液晶
光学素子。 - 【請求項２】請求項１記載の液晶光学素子に、正負２種
のバイアスのかかったパルス波形状の電圧を印加するこ
とを特徴とする液晶光学素子の駆動方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1090539A JP2849112B2 (ja) | 1989-04-12 | 1989-04-12 | 液晶光学素子及びその駆動方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1090539A JP2849112B2 (ja) | 1989-04-12 | 1989-04-12 | 液晶光学素子及びその駆動方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02271326A JPH02271326A (ja) | 1990-11-06 |
| JP2849112B2 true JP2849112B2 (ja) | 1999-01-20 |
Family
ID=14001222
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1090539A Expired - Fee Related JP2849112B2 (ja) | 1989-04-12 | 1989-04-12 | 液晶光学素子及びその駆動方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2849112B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011154269A (ja) | 2010-01-28 | 2011-08-11 | Lg Display Co Ltd | 液晶表示素子およびその製造方法 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6122051A (ja) * | 1984-07-10 | 1986-01-30 | Chisso Corp | 液晶性エステル類及び液晶組成物 |
| JPH0688952B2 (ja) * | 1985-07-26 | 1994-11-09 | チッソ株式会社 | メチレンオキシ基とエステル基を有する新規光学活性液晶化合物及びその組成物 |
| JPS6463931A (en) * | 1987-03-20 | 1989-03-09 | Hitachi Ltd | Liquid crystal optical modulation device |
| JP2691405B2 (ja) * | 1987-11-06 | 1997-12-17 | チッソ株式会社 | 強誘電性液晶組成物 |
| JPH01198724A (ja) * | 1988-02-03 | 1989-08-10 | Hitachi Ltd | 液晶光変調装置およびその駆動方法 |
| JPH0816222B2 (ja) * | 1988-04-01 | 1996-02-21 | 松下電器産業株式会社 | 強誘電性液晶組成物 |
| JPH0819048B2 (ja) * | 1988-06-06 | 1996-02-28 | 株式会社ジャパンエナジー | 新規な乳酸誘導体、これを含む液晶組成物及び光スイッチング素子 |
| JPH0211570A (ja) * | 1988-06-30 | 1990-01-16 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光学活性化合物及びその用途 |
-
1989
- 1989-04-12 JP JP1090539A patent/JP2849112B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02271326A (ja) | 1990-11-06 |
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