JP3176079B2 - Optical modulator - Google Patents

Optical modulator

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JP3176079B2
JP3176079B2 JP6320091A JP6320091A JP3176079B2 JP 3176079 B2 JP3176079 B2 JP 3176079B2 JP 6320091 A JP6320091 A JP 6320091A JP 6320091 A JP6320091 A JP 6320091A JP 3176079 B2 JP3176079 B2 JP 3176079B2
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修三 金子
朋子 丸山
智子 村上
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、階調表示を行なうため
の光学変調素子に関し、特に少なくとも2つの安定状態
を有する液晶、例えば強誘電性液晶を用いた階調表示用
液晶素子に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical modulation device for performing gradation display, and more particularly to a liquid crystal device for gradation display using a liquid crystal having at least two stable states, for example, a ferroelectric liquid crystal.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のアクティブマトリクス駆動方式を
用いた液晶テレビジョンパネルでは、薄膜トランジスタ
(TFT)を画素毎のマトリクス配置し、TFTにゲー
トオンパルスを印加してソースとドレイン間を導通状態
とし、このとき映像画像信号かソースから印加され、キ
ャパシタに蓄積され、この蓄積された画像信号に対応し
て液晶(例えばツイステッド・ネマチック:TN−液
晶)が駆動し、同時に映像信号の電圧を変調することに
よって階調表示が行なわれている。
2. Description of the Related Art In a conventional liquid crystal television panel using an active matrix drive system, thin film transistors (TFTs) are arranged in a matrix for each pixel, and a gate-on pulse is applied to the TFTs to make a conduction state between a source and a drain. At this time, a video image signal is applied from a source and stored in a capacitor. A liquid crystal (for example, a twisted nematic: TN-liquid crystal) is driven in accordance with the stored image signal, and simultaneously modulates a voltage of the video signal. Thus, gradation display is performed.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、こ
の様なTN液晶、あるいはSTN(スーパーツイステッ
ド・ネマチック)液晶を用いたアクティブマトリクス駆
動方式のテレビジョンパネルでは応答速度が数百ミリ秒
と遅く今後展開の期待されるEDさらにはHD(hig
h vision)対応のテレビ駆動に用いた場合、残
像が残る等の欠点が生じるという問題点がある。
However, an active matrix driving type television panel using such a TN liquid crystal or an STN (super twisted nematic) liquid crystal has a response speed of several hundred milliseconds and will be developed in the future. Expected ED and HD (hig
When used for driving a television that supports hvision, there is a problem in that defects such as residual images remain.

【0004】一方双安定性を有する強誘電性液晶は、数
百マイクロ秒と応答速度が速いので強誘電性液晶をテレ
ビの階調駆動に用いる試みが最近なされはじめている。
On the other hand, a ferroelectric liquid crystal having bistability has a fast response time of several hundred microseconds, and therefore, attempts have recently been made to use the ferroelectric liquid crystal for gradation driving of a television.

【0005】その方式の一例として強誘電性液晶の電荷
制御駆動がある。これは強誘電性液晶のドメイン反転面
積(a)と注入電荷量(q)との間に Q=f(Ps、a)… Ps:強誘電性液晶の自発分極 なる相関があることを利用したもので、強誘電性液晶の
各画示ごとに反転面積に相当する電荷量を注入すること
で階調表示を行うというものである。
As one example of such a method, there is charge control driving of a ferroelectric liquid crystal. Q = f (P s, a ) between which the ferroelectric liquid crystal domain inversion area (a) injecting charge amount and (q) ... P s: that there is a spontaneous polarization becomes correlation of the ferroelectric liquid crystal In this method, a gradation display is performed by injecting a charge amount corresponding to an inversion area for each display of the ferroelectric liquid crystal.

【0006】上記電荷制御駆動は、双安定強誘電性液晶
を用いた階調表示には非常に有効な手段であるが、同時
にいくつかの欠点を有する場合がある。
The above-mentioned charge control drive is a very effective means for gray scale display using a bistable ferroelectric liquid crystal, but may have some disadvantages at the same time.

【0007】そのひとつに、電圧−透過率特性における
ヒステリシス現象がある。以下その現象を説明する。
One of them is a hysteresis phenomenon in voltage-transmittance characteristics. Hereinafter, the phenomenon will be described.

【0008】図4は、一般に用いられる強誘電性液晶の
構成図である。図4において、14、14′は基板、1
3、13′は透明導電層、12、12′は絶縁層、1
0、10′は配向層、11は強誘電性液晶層である。
FIG. 4 is a configuration diagram of a commonly used ferroelectric liquid crystal. In FIG. 4, reference numerals 14 and 14 'denote substrates, 1
3, 13 'are transparent conductive layers, 12, 12' are insulating layers, 1
Reference numerals 0 and 10 'denote alignment layers, and reference numeral 11 denotes a ferroelectric liquid crystal layer.

【0009】図5は、強誘電性液晶を用いてアクティブ
マトリクス電荷制御駆動で階調表示を行う時の等価回路
である。図中T11、T12、T21、T22…はアクティブマ
トリクス駆動のスイッチング素子に用いる薄膜トランジ
スタ(TFT)を示している。LC11、LC12、L
21、LC22…はそれぞれのTFT T11、T12
21、T22…のドレイン電極4、4′、4′′、
4′′′…と対向電極8とによって狭持された強誘電性
液晶からなる画素である。C11、C12、C21、C22…は
ゲート線1a、1a′、…とドレイン電極4、4′、
4′′、4′′′、とによって形成される駆動信号電荷
蓄積用のコンデンサを示している。さて上記回路を用い
て各画素に図6の(a)に示したような駆動波形で1周
期16.7ms(60Hz)にリセットパルス11と、
各階調に応じた書き込みパルスを印加すると図6の
(b)に示すような透過率を生ずる。このときの13に
示す透過率がほぼ12の書き込みパルスに対応する透過
率である。
FIG. 5 is an equivalent circuit when gradation display is performed by active matrix charge control driving using a ferroelectric liquid crystal. In the drawing, T 11 , T 12 , T 21 , T 22 ... Indicate thin film transistors (TFTs) used as switching elements driven by active matrix. LC 11 , LC 12 , L
C 21 , LC 22 ... Are TFTs T 11 , T 12 ,
T 21 , T 22, ... Drain electrodes 4, 4 ′, 4 ″,
4 ′ ″ and a pixel made of a ferroelectric liquid crystal sandwiched by a counter electrode 8. C 11 , C 12 , C 21 , C 22 ... Are connected to the gate lines 1 a , 1 a ′,.
4 ″, 4 ″ ″, and a capacitor for accumulating drive signal charges. Now, using the circuit described above, a reset pulse 11 is applied to each pixel at a period of 16.7 ms (60 Hz) with a driving waveform as shown in FIG.
When a write pulse corresponding to each gradation is applied, a transmittance as shown in FIG. 6B is generated. The transmittance indicated at 13 at this time is a transmittance corresponding to approximately 12 write pulses.

【0010】さてこの様な駆動波形で書き込みパルス1
2に対する透過率13をプロットしたものが、上述した
電圧−透過率特性である。その一例を図7に示す。同図
から明らかなように、電圧昇圧時14と降圧時15との
間で透過率の異なるいわゆるヒステリシス現象が認めら
れる。
Now, the write pulse 1 with such a drive waveform
The plot of the transmittance 13 with respect to 2 is the voltage-transmittance characteristic described above. An example is shown in FIG. As is apparent from the figure, a so-called hysteresis phenomenon in which the transmittance is different between the voltage rising 14 and the voltage falling 15 is observed.

【0011】上記ヒステリシス現象を定性的に説明した
のが図8である。図8の(b)は図7の14に相当して
いる。即ち、黒ドメインを減少させる方向であり駆動の
面から見ると、リセット後、白を書き込む必要がある。
一方図8の(a)は黒ドメインを増加させる方向であ
り、駆動の面から見るとリセット後白を書き込む必要が
ない。即ち、書き込みパルスについて見た場合、前者
(14)は後者(15)と比較して、より大きな電圧を
必要とすることになる。
FIG. 8 qualitatively explains the hysteresis phenomenon. (B) of FIG. 8 corresponds to 14 in FIG. That is, it is a direction in which the number of black domains is reduced, and from the viewpoint of driving, it is necessary to write white after reset.
On the other hand, FIG. 8A shows the direction in which the number of black domains is increased, and it is not necessary to write white after reset from the viewpoint of driving. That is, when looking at the write pulse, the former (14) requires a larger voltage than the latter (15).

【0012】以上述べたように、図6のような駆動法で
電荷制御方式により階調表示を行う場合、必然的に電圧
−透過率特性にヒステリシス現象が生じる。
As described above, when gradation display is performed by the charge control method using the driving method as shown in FIG. 6, a hysteresis phenomenon occurs in the voltage-transmittance characteristic inevitably.

【0013】さらに加えて、上記の様なアクティブマト
リクス駆動を行った場合、駆動時の長時間にわたる直流
電圧(DC)成分の連続印加により液晶の応答が疎外さ
れるという問題も生じる。この原因としては、上記DC
成分により、液晶の内部イオンの偏在が誘起され、これ
が電界を形成するためと考えられる。
In addition, when the above-described active matrix driving is performed, there is a problem that the response of the liquid crystal is alienated by continuous application of a direct current (DC) component for a long time during driving. This is due to the DC
It is considered that the component induces the uneven distribution of the internal ions of the liquid crystal, which forms an electric field.

【0014】図6に示す駆動波形を印加した場合に生ず
る現象を図9に示す。図9よりくり返しパルス印加によ
り、透過率が次第に減少する様子が明確にわかる。次に
図10を用いて、この現象を説明する。図6に示す波形
では幾何学的にはプラスのDC成分が過剰に印加される
様に液晶は感じる。図10は、このDC成分がどの様に
液晶に作用するかを示している。
FIG. 9 shows a phenomenon that occurs when the driving waveform shown in FIG. 6 is applied. From FIG. 9, it can be clearly seen that the transmittance is gradually reduced by the repeated pulse application. Next, this phenomenon will be described with reference to FIG. In the waveform shown in FIG. 6, the liquid crystal feels like a geometrically positive DC component is excessively applied. FIG. 10 shows how this DC component acts on the liquid crystal.

【0015】プラスのDC成分の印加により、絶縁層部
10、10′と液晶部分11との間に電荷の蓄積が起こ
り、この電荷蓄積成分により液晶分圧がマイナス方向と
なり、この結果、次第に「白」書込みがされ難くなる。
By the application of the positive DC component, charges are accumulated between the insulating layer portions 10 and 10 'and the liquid crystal portion 11, and the partial pressure of the liquid crystal becomes negative due to the charge accumulated components. "White" writing becomes difficult.

【0016】上記の様なヒステリシス現象やDC成分に
よる駆動の疎外はアクティブマトリクス方式で階調表示
を行う場合、画素表示電圧が一義的に決められないため
大きな問題となっている。
The above-described hysteresis phenomenon and the alienation of driving due to the DC component are a serious problem in gray scale display by the active matrix method because the pixel display voltage cannot be uniquely determined.

【0017】[0017]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、前述
の様な欠点を解消した光学変調素子を提供することであ
る。詳しくは、配向膜を低抵抗化電圧−透過率特性にお
けるヒステリシス現象を低減させ、かつDC成分による
不安定性がなく、低抵抗化にあっても配向が乱れない一
様性の高い配向性を有する光学変調素子を提供すること
である。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an optical modulation element which has solved the above-mentioned disadvantages. Specifically, the alignment film is made to have a low resistance. The hysteresis phenomenon in the voltage-transmittance characteristic is reduced, and there is no instability due to the DC component, and the alignment film has a highly uniform alignment that does not disturb the alignment even when the resistance is reduced. An optical modulation element is provided.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】本発明は、一方の基板を
用意する工程、該基板の上に、粒径100Å以下の超微粒
子Sbドープの酸化錫粒子を分散含有させたシロキサン液
を塗布する工程、該塗布したシロキサン液の層に熱処理
を施し、これによって粒径100Å以下の超微粒子Sbドー
プの酸化錫粒子を含有したポリシロキサン膜を形成する
工程、前記ポリシロキサン膜をラビングする工程、 前
記一方の基板に対して間隔を置いて他方の基板を対向配
置する工程、及び前記間隔にカイラルスメクチック液晶
を配置する工程を有する (但し、粒径100Åの超微粒子S
bドープの酸化錫粒子を除く)液晶素子の製造法、に特徴
を有するものである。
According to the present invention, there is provided a step of preparing one substrate, and applying a siloxane liquid containing dispersed ultrafine Sb-doped tin oxide particles having a particle diameter of 100 ° or less to the substrate. Heat treating the applied siloxane liquid layer to form a polysiloxane film containing ultrafine Sb-doped tin oxide particles having a particle size of 100 ° or less, and rubbing the polysiloxane film; A step of disposing the other substrate at an interval with respect to one substrate, and a step of disposing a chiral smectic liquid crystal at the interval.
(excluding b-doped tin oxide particles).

【0019】本発明によれば、階調表示を行うアクティ
ブマトリクス光学変調素子において、配向層に、超微細
導電物質を分散した高分子重合体を用いることにより配
向膜を低抵抗化することで上記ヒステリシス現象および
DC成分による不安定性をなくすことができる。
According to the present invention, in an active matrix optical modulation element for performing a gradation display, the resistance of the alignment film is reduced by using a polymer in which an ultrafine conductive material is dispersed for the alignment layer. The hysteresis phenomenon and the instability due to the DC component can be eliminated.

【0020】[0020]

【実施例】以下本発明の光学変調物質に用いる強誘電性
液晶を説明した後、本発明の実施例を説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The ferroelectric liquid crystal used for the optical modulation material of the present invention will be described below, and then the embodiments of the present invention will be described.

【0021】本発明で用いうる光学変調物質としては、
加えられる電界に応じて第1の光学的安定状態(例えば
明状態を形成するものとする)と第2の光学的安定状態
(例えば暗状態を形成するものとする)を有する、すな
わち電界に対する少なくとも2つの安定状態を有する物
質、特にこのような性質を有する液晶が最適である。
The optical modulator usable in the present invention includes:
Has a first optically stable state (eg, forming a bright state) and a second optically stable state (eg, forming a dark state) in response to an applied electric field, ie, at least with respect to the electric field. A substance having two stable states, particularly a liquid crystal having such properties, is optimal.

【0022】本発明の光学変調素子で用いることができ
る少なくとも2つの安定状態を有する液晶としては、強
誘電性を有するカイラルスメクチック液晶が最も好まし
く、そのうちカイラルスメクチックC相(SmC*)、
H相(SmH*)、I相(SmI*)、F相(SmF*
やG相(SmG*)の液晶が適している。この強誘電性
液晶については、“ル・ジュルナール・ド・フイジイク
・レツトル”(LEJOURN AL DE PHYS
IQUE LETTRE”)第36巻(L−69)19
75年の「フエロエレクトリック・リキッド・クリスタ
ルス」(「Ferroelectric Liquid
Crystals」):“アプライド・フイジイック
ス・レターズ(“Applied Physics L
etters”)第36巻、第11号、1980年の
「サブミクロ・セカンド・バイステイブル・エレクトロ
オプティック・スイッチング・イン・リキッド・クリス
タルズ」(「Submicro Second Bis
table Electro−optic Switc
hing in Liquid Crystal
s」):固体物理16(141)1981「液晶」等に
記載されており、本発明ではこれらに開示された強誘電
性液晶を用いることができる。
As the liquid crystal having at least two stable states which can be used in the optical modulation element of the present invention, a chiral smectic liquid crystal having ferroelectricity is most preferable, among which chiral smectic C phase (SmC * ),
H phase (SmH * ), I phase (SmI *), F phase (SmF * )
And a liquid crystal of G phase (SmG *) is suitable. This ferroelectric liquid crystal is referred to as "Le Journal de Fisique Lettre" (LEJOURNAL DE PHYS).
IQUE LETTER ") Vol. 36 (L-69) 19
1975 "Ferroelectric Liquid Crystals"("FerroelectricLiquid"
Crystals "):" Applied Physics L.
Vol. 36, No. 11, 1980, "Submicro Second Bistable Electrooptic Switching in Liquid Crystals"("Submicro Second Bis").
table Electro-optic Switch
hing in Liquid Crystal
s "): Solid state physics 16 (141) 1981" Liquid crystal "and the like, and in the present invention, the ferroelectric liquid crystal disclosed therein can be used.

【0023】より具体的には、本発明法に用いられる強
誘電性液晶化合物の例としては、デシロキシベンジリデ
ン−P′−アミノ−2−メチルブチルシンナメート(D
OBAMBC)、ヘキシルオキシベンジリデン−P′−
アミノ−2−クロロプロピルシンナメート(HOBAC
PC)および4−0−(2−メチル)−ブチルレゾルシ
リデン−4′−オクチルアニリン(MBRA8)等が挙
げられる。
More specifically, as an example of the ferroelectric liquid crystal compound used in the method of the present invention, desyloxybenzylidene-P'-amino-2-methylbutylcinnamate (D
OBAMBC), hexyloxybenzylidene-P'-
Amino-2-chloropropylcinnamate (HOBAC
PC) and 4-0- (2-methyl) -butylresorcylidene-4'-octylaniline (MBRA8).

【0024】これらの材料を用いて、素子を構成する場
合液晶化合物が、SmC*、SmH*、SmI*、SmF
*、SmG*となるような温度状態に保持する為、必要
に応じて素子をヒーターが埋め込まれた銅ブロック等に
より支持することができる。
When a device is formed using these materials, the liquid crystal compounds are SmC * , SmH * , SmI *, SmF
The element can be supported by a copper block or the like in which a heater is embedded, if necessary, in order to maintain the temperature at which the temperature becomes * , SmG *.

【0025】図11は、強誘電性液晶セルの例を模式的
に描いたものである。11と11′は、In23、Sn
2やITO(インジウム−テイン−オキサイド)等の
透明電極がコートされた基盤(ガラス板)であり、その
間に液晶分子層12がガラス面に垂直になるように配向
したSmC*相の液晶が封入されている。太線で示した
線13が液晶分子を表わしており、この液晶分子13
は、その分子に直交した方向に双極子モーメント(P
⊥)14を有している。基盤11と11′上の電極間に
一定の閾値以上の電圧を印加すると、液晶分子13のら
せん構造がほどけ、双極子モーメント(P⊥)14はす
べて電界方向に向くよう、液晶分子13の配向方向を変
えることができる。液晶分子13は細長い形状を有して
おり、その長軸方向と短軸方向で屈折率異方性を示し、
従って例えばガラス面の上下に互いにクロスニコルの位
置関係に配置した偏光子を置けば電圧印加極性によって
光学特性が変わる液晶光学変調素子となることは、容易
に理解される。さらに液晶セルの厚さを充分に薄くした
場合(例えば1μ)には、図12に示すように電界を印
加していない状態でも液晶分子のらせん構造はほどけ
(非らせん構造)、その双極子モーメントP又はP′は
上向き(24)又は下向き(24′)のどちらかの配向
状態をとる。このようなセルに図12に示す如く一定の
閾値以上の極性の異なる電界EまたはE′を付与する
と、双極子モーメント電界E又はE′の電界ベクトルに
対応して上向き24又は下向き24′と向きを変え、そ
れに応じて液晶分子は第1の安定状態23(明状態)か
或は第2の安定状態23′(暗状態)の何れか一方に配
向する。
FIG. 11 schematically illustrates an example of a ferroelectric liquid crystal cell. 11 and 11 'are In 2 O 3 , Sn
It is a substrate (glass plate) coated with a transparent electrode such as O 2 or ITO (indium-tein-oxide), and an SmC * phase liquid crystal in which the liquid crystal molecular layer 12 is oriented so as to be perpendicular to the glass surface. It is enclosed. Lines 13 shown by bold lines represent liquid crystal molecules.
Is the dipole moment (P
⊥) 14 is provided. When a voltage higher than a certain threshold is applied between the electrodes on the substrates 11 and 11 ′, the helical structure of the liquid crystal molecules 13 is released, and the dipole moment (P⊥) 14 is oriented in the direction of the electric field. You can change direction. The liquid crystal molecules 13 have an elongated shape, exhibit refractive index anisotropy in the major axis direction and the minor axis direction,
Therefore, it is easily understood that, for example, if polarizers arranged in a crossed Nicols positional relationship with each other above and below the glass surface are provided, a liquid crystal optical modulation element whose optical characteristics change depending on the polarity of applied voltage. Further, when the thickness of the liquid crystal cell is sufficiently reduced (for example, 1 μm), the helical structure of the liquid crystal molecules is unwound (non-helical structure) even when no electric field is applied as shown in FIG. P or P 'takes an orientation state of either upward (24) or downward (24'). When an electric field E or E 'having a polarity equal to or more than a certain threshold is applied to such a cell as shown in FIG. 12, an upward direction 24 or a downward direction 24' corresponding to the electric field vector of the dipole moment electric field E or E 'is obtained. In response, the liquid crystal molecules are aligned in one of the first stable state 23 (bright state) and the second stable state 23 '(dark state).

【0026】この様な強誘電性液晶を光学変調素子とし
て用いることの利点は2つある。第1に応答速度が極め
て速いこと、第2に液晶分子の配向が双安定性を有する
ことである。第2の点を例えば図12によって説明する
と、電界Eを印加すると液晶分子は第1の安定状態23
に配向するが、この状態は電界を切ってもこの第1の安
定状態23が維持され、又、逆向きの電界E′を印加す
ると、液晶分子は第2の安定状態23′に配向してその
分子の向きを変えるが、やはり電界を切ってもこの状態
に保ち、それぞれの安定状態でメモリー機能を有してい
る。この様な応答速度の速さと、双安定性が有効に実現
されるには、セルとしては出来るだけ薄い方が好まし
く、一般的には0.5μm〜20μm、特に1μm〜5
μmが適している。この種の強誘電液晶を用いたマトリ
クス電極構造を有する液晶−電気光学装置は、例えば、
米国特許4.367.924号や4.840.462号
明細書で提案されている。
There are two advantages of using such a ferroelectric liquid crystal as the optical modulation element. First, the response speed is extremely fast, and second, the orientation of the liquid crystal molecules has bistability. The second point will be described with reference to FIG. 12, for example. When an electric field E is applied, the liquid crystal molecules change to the first stable state 23.
In this state, the first stable state 23 is maintained even when the electric field is cut off, and when the electric field E 'in the opposite direction is applied, the liquid crystal molecules are oriented to the second stable state 23'. Although the direction of the molecule is changed, it is maintained in this state even after the electric field is cut off, and each has a memory function in a stable state. In order to effectively realize such a high response speed and bistability, it is preferable that the cell is as thin as possible, generally 0.5 μm to 20 μm, particularly 1 μm to 5 μm.
μm is suitable. A liquid crystal-electro-optical device having a matrix electrode structure using this type of ferroelectric liquid crystal is, for example,
It is proposed in U.S. Pat. Nos. 4.367.924 and 4.840.462.

【0027】次に本発明における光学変調素子の詳細を
実施例をもとに説明する。
Next, the details of the optical modulation element according to the present invention will be described based on embodiments.

【0028】実施例1 図1は本発明の光学変調素子の1例を示す模式図であ
る。図1において、1、1′は基板、2、2′はITO
膜からなる透明導電膜である。3、3′は、超微粒子導
電物質を分散した高分子重合対層であり、具体的には、
SnO2:sb超微粒子を分散したポリシロキサン膜を
ラビングしてなるFLC配向膜、4は強誘電性液晶層で
ある。
Embodiment 1 FIG. 1 is a schematic view showing an example of an optical modulation device according to the present invention. In FIG. 1, 1 and 1 'are substrates, and 2 and 2' are ITO.
It is a transparent conductive film made of a film. Reference numerals 3 and 3 ′ denote polymer polymerization layers in which an ultrafine conductive material is dispersed, and specifically,
An FLC alignment film 4 obtained by rubbing a polysiloxane film in which SnO 2 : sb ultrafine particles are dispersed is a ferroelectric liquid crystal layer.

【0029】尚1、1′は1.1mm厚のホヤガラス製
NA40無アルカリガラスであり、2、2′のITO膜
は酸素ガス中の反応性RFイオンプレーティング法によ
り700Åの膜厚に形成したものである。ポリシロキサ
ン配向層はシロキサンを溶媒中に固型分として、エチリ
ルシリカとSnO2:超微粒子混合物を2.5wt%添
加した分散液を調合した後、この固型分のSnO2:s
b比(導電材比)を40%とし、この分散液をスピナー
塗布した後、150℃の温度で1時間熱処理して得られ
た500Åのポリシロキサン:SnO2膜をラビング処
理して形成した。
The reference numerals 1 and 1 'are 1.1 mm thick non-alkali glass NA40 made of sea squirt glass, and the 2 and 2' ITO films were formed to a thickness of 700 ° by a reactive RF ion plating method in oxygen gas. Things. The polysiloxane orientation layer is prepared by dispersing siloxane in a solvent as a solid component and adding 2.5 wt% of a mixture of ethylyl silica and SnO 2 : ultrafine particles, and then forming a solid component of SnO 2 : s
The b ratio (conducting material ratio) was set to 40%, and this dispersion was spin-coated, and then heat-treated at a temperature of 150 ° C. for 1 hour to form a 500 ° polysiloxane: SnO 2 film by rubbing.

【0030】尚、液晶のギャップは、1.5μmφのシ
リカビーズにより形成し、その中に強誘電液晶を注入し
た。
The gap between the liquid crystals was formed of 1.5 μmφ silica beads, into which ferroelectric liquid crystal was injected.

【0031】得られたFLCの配向状態は一様なユニフ
ォーム配向となっていた。これにより得られたV−Tカ
ーブを図2に示す。図2から明らかな様にSnO2:S
bを全く分散させていないポリシロキサン配向膜(図2
における1)と比較すると、V−T特性のヒステリシス
が明らかに減少していることがわかる。
The orientation state of the obtained FLC was uniform and uniform. The resulting VT curve is shown in FIG. As is clear from FIG. 2, SnO 2 : S
b is not dispersed at all (FIG. 2)
In comparison with 1), it can be seen that the hysteresis of the VT characteristic is clearly reduced.

【0032】また、図3に黒リセット放置時間を変化さ
せた時の全白書き込み応答時間の相関を示す。図3にお
いて1はSnO2:sbを全く分散させていないポリシ
ロキサン配向膜のFLC、2は本実施例のFLCであ
る。図3から明らかに本発明のFLCは、DC成分によ
る不安定性が解消していることがわかる。
FIG. 3 shows the correlation of the all-white writing response time when the black reset leaving time is changed. In FIG. 3, 1 is an FLC of a polysiloxane alignment film in which SnO 2 : sb is not dispersed at all, and 2 is an FLC of this embodiment. FIG. 3 clearly shows that the FLC of the present invention has eliminated the instability due to the DC component.

【0033】実施例2 実施例1と同様のシロキサン溶液に導電材比80%の固
型分2.5wt%分散させた。
Example 2 In a siloxane solution similar to that in Example 1, 2.5% by weight of a solid component having a conductive material ratio of 80% was dispersed.

【0034】この分散液を実施例1と同様にITO基板
上にスピナー塗布後、150℃で1時間焼成し、ラビン
グ処理を行った。次いで、セル組を行ない、液晶を注入
した。
This dispersion was spin-coated on an ITO substrate in the same manner as in Example 1, baked at 150 ° C. for 1 hour, and rubbed. Next, a cell assembly was performed, and liquid crystal was injected.

【0035】上記素子の配向状態を偏光顕微鏡で観察し
たところ実施例1同様一様なユニフォーム配向となって
おり、そのV−T特性のヒステリシスも大きく低減され
ていた。
Observation of the orientation state of the device by a polarizing microscope revealed that the device had a uniform uniform orientation as in Example 1, and the VT characteristic hysteresis was greatly reduced.

【0036】尚、実施例1、実施例2以外の導電材比
の、ポリシロキサン配向膜(導電材比40〜90%)で
もユニフォーム配向が得られ、V−T特性のヒステリシ
スの低減を達成できた。
It is to be noted that uniform orientation can be obtained even with a polysiloxane oriented film (conducting material ratio of 40 to 90%) having a conducting material ratio other than those of Examples 1 and 2, and a reduction in hysteresis of VT characteristics can be achieved. Was.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、配
向膜に超微粒子導電性物質を分散させたポリシロキサン
高分子重合体を用いることにより、配向膜を低抵抗化
し、強誘電性液晶を用いた中間調表示特有のV−T特性
のヒステリシス現象およびDC成分による不安定性をお
さえることができる。さらに、配向膜の低抵抗化により
一般に生じる配向の乱れをおさえ一様なユニフォーム配
向を得ることができる。
As described above, according to the present invention, by using a polysiloxane polymer in which an ultrafine conductive material is dispersed in an alignment film, the resistance of the alignment film can be reduced and the ferroelectric liquid crystal can be obtained. Can suppress the hysteresis phenomenon of the VT characteristic peculiar to the halftone display and the instability due to the DC component. Further, it is possible to obtain a uniform uniform orientation while suppressing the disorder of the orientation generally caused by lowering the resistance of the orientation film.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の光学変調素子の1例を示す模式図であ
る。
FIG. 1 is a schematic diagram showing one example of an optical modulation element of the present invention.

【図2】本発明の光学変調素子のV−T特性と従来のF
LCのV−T特性を示すグラフである。
FIG. 2 shows the VT characteristic of the optical modulation element of the present invention and the conventional F
5 is a graph showing VT characteristics of LC.

【図3】本発明の光学変調素子と従来のFLCの黒放置
時間の差異による白書込み時間の相関を示すグラフであ
る。
FIG. 3 is a graph showing a correlation between a white writing time and a difference in a black leaving time between an optical modulation element of the present invention and a conventional FLC.

【図4】一般的な強誘電性液晶の1例を示す模式図であ
る。
FIG. 4 is a schematic view showing an example of a general ferroelectric liquid crystal.

【図5】強誘電性液晶を用いてアクティブマトリクス電
荷制御駆動で階調表示を行う時の等価回路である。
FIG. 5 is an equivalent circuit when performing gray scale display by active matrix charge control driving using a ferroelectric liquid crystal.

【図6】駆動波形と透過率の関係を示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing a relationship between a driving waveform and transmittance.

【図7】書込み電圧と透過率の関係を示すグラフであ
る。
FIG. 7 is a graph showing a relationship between a writing voltage and transmittance.

【図8】ヒステリシス現象を定性的に示す模式図であ
る。
FIG. 8 is a schematic diagram qualitatively showing a hysteresis phenomenon.

【図9】DC成分による液晶の応答の疎外の現象を示す
グラフである。
FIG. 9 is a graph showing a phenomenon of alienation of a response of a liquid crystal due to a DC component.

【図10】DC成分による液晶の応答の疎外の現象を示
す模式図である。
FIG. 10 is a schematic diagram showing a phenomenon of alienation of a response of a liquid crystal due to a DC component.

【図11】強誘電性液晶セルの1例を示す模式図であ
る。
FIG. 11 is a schematic view showing one example of a ferroelectric liquid crystal cell.

【図12】強誘電性液晶セルの1例を示す模式図であ
る。
FIG. 12 is a schematic diagram showing one example of a ferroelectric liquid crystal cell.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村上 智子 東京都大田区下丸子3丁目30番2号キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 丸山 晶夫 東京都大田区下丸子3丁目30番2号キヤ ノン株式会社内 (56)参考文献 特開 平3−92824(JP,A) 特開 昭63−121020(JP,A) 特開 平2−221923(JP,A) 特開 平2−167389(JP,A) 特開 昭62−70815(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02F 1/1337 G02F 1/137 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Tomoko Murakami, Inventor Tomoko Murakami 3-30-2, Shimomaruko, Tokyo Canon Inc. (72) Inventor Akio Maruyama 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon (56) References JP-A-3-92824 (JP, A) JP-A-63-121020 (JP, A) JP-A-2-221923 (JP, A) JP-A-2-167389 (JP, A) A) JP-A-62-70815 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G02F 1/1337 G02F 1/137

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 一方の基板を用意する工程、該基板の上
に、粒径100Å以下の超微粒子Sbドープの酸化錫粒子を
分散含有させたシロキサン液を塗布する工程、該塗布し
たシロキサン液の層に熱処理を施し、これによって粒径
100Å以下の超微粒子Sbドープの酸化錫粒子を含有した
ポリシロキサン膜を形成する工程、前記ポリシロキサン
膜をラビングする工程、 前記一方の基板に対して間隔
を置いて他方の基板を対向配置する工程、及び前記間隔
にカイラルスメクチック液晶を配置する工程を有する液
晶素子の製造法(但し、粒径100Åの超微粒子Sbドープの
酸化錫粒子を除く)。
1. A step of preparing one substrate, a step of applying a siloxane solution containing dispersed ultrafine Sb-doped tin oxide particles having a particle size of 100 ° or less on the substrate, The layer is subjected to a heat treatment, which results in a particle size
Forming a polysiloxane film containing ultrafine Sb-doped tin oxide particles of 100 ° or less, rubbing the polysiloxane film, and arranging the other substrate so as to face the one substrate at an interval. And a method for producing a liquid crystal device having a step of arranging chiral smectic liquid crystals at the intervals (excluding ultrafine Sb-doped tin oxide particles having a particle diameter of 100 °).
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