JP3456493B2 - 液晶素子 - Google Patents

液晶素子

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一対の基体間に液晶が
配されている液晶素子に関し、特に、透明電極及び配向
膜をこの順に設けた一対の基板が所定の間隙を置いて対
向配置され、前記間隙内に強誘電性液晶が注入されてい
る液晶素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】強誘電性液晶（ＦＬＣ：ferroelectric
liquid crystal) を表示素子に応用しようとする研究開
発は、ここ10年来活発に進められてきている。ＦＬＣデ
ィスプレイは、主として次の（１）〜（３）の特徴を有
する優れたものである。 （１）高速応答性（従来のネマチック液晶表示に比較し
て1000倍も高速応答）。 （２）視野角依存性が少ない。 （３）画像にメモリ性がある。
【０００３】従来、こうした強誘電性液晶の表示技術と
しては、表示パネルのセルギャップを２μｍ以下にコン
トロールし、パネル界面の分子配向規制力を用いて液晶
分子を配向させ、２状態のみ安定なエネルギー状態をと
る表面安定化強誘電性液晶表示素子がクラークら（米国
特許第4,367,924 号）により提案され、そのμ秒オーダ
の応答性や、画像のメモリ効果などの特徴でもって研究
開発が精力的にすすめられてきた。
【０００４】このように、双安定モードの強誘電性液晶
表示は、メモリ性をもつためにＣＲＴ（陰極線管）など
で問題となっているフリッカーをなくせること、そし
て、単純Ｘ−Ｙマトリックス駆動でも1000本以上の走査
線で駆動できること（ＴＦＴ：薄膜トランジスタでの駆
動をなくせること）、また、現在主流のネマチック液晶
での視野角が狭いという問題に対しても、分子配向が一
様であること、およびパネルのギャップがネマチック液
晶パネルの半分以下であることから、広い視野角を有す
ることなどを特徴としてきた。
【０００５】このようなＦＬＣディスプレイ（強誘電性
液晶表示素子）は、例えば図36に概略的に示すような構
造からなっている。即ち、ガラスなどの透明な基板１ａ
上に、ＩＴＯ（indium tin oxide：インジウムにスズを
ドープした導電性酸化物）などの透明電極層２ａ、及び
液晶配向膜としての例えばＳｉＯ斜方蒸着層３ａを順次
積層した積層体Ａと；これと同様に、基板１ｂ上に、透
明電極層２ｂ、例えばＳｉＯ斜方蒸着層３ｂを順次積層
した積層体Ｂと；を、液晶配向膜である例えばＳｉＯ斜
方蒸着層３ａ、３ｂが互いに対向するように配し、所定
のセルギャップを実現するためのスペーサ４を挟むこと
により液晶セルを構成し、そのセルギャップに強誘電性
液晶５を注入した構造を有している。
【０００６】しかしながら、こうしたＦＬＣディスプレ
イは上記の優れた特長を有してはいるが、階調表示が難
しいことが課題として挙げられていた。即ち、従来の双
安定モードを用いた強誘電性液晶表示は２状態のみ安定
であることから、ビデオ等の階調表示には不適当である
とされてきた。
【０００７】即ち、従来の強誘電性液晶素子（例えば界
面安定型強誘電性液晶素子）は、外部印加電界Ｅに対し
て分子Ｍの配向方向が図37に示すように状態１と状態２
の二つの状態間をスイッチングする。この分子配向の変
化は、液晶素子を直交する偏光板間に設置することによ
って透過率の変化として現れ、図38のように印加電界に
対して透過率がしきい値電圧Ｖthで０％から 100％に急
峻に変化する。この透過率が変化する電圧幅は一般的に
１Ｖ以下である。さらに、Ｖthがセルギャップの微小な
変動によって変化する。従って、従来の液晶素子では、
透過率−印加電圧のカーブに安定な電圧幅を持たせるこ
とが困難であり、電圧制御による階調表示は困難若しく
は不可能である。
【０００８】このため、サブピクセルを設けて画素面積
を調節することにより階調を行う方法（面積階調法）
や、強誘電性液晶の高速スイッチング性を利用して１フ
ィールドの間にスイッチングを繰り返すことにより階調
を行う方法（タイムインテグレーション階調法）などの
方法が提案されている。しかし、これらの方法でも未だ
階調表示が不十分であるという問題があった。
【０００９】即ち、面積階調法の場合、階調数を増やせ
ば増やすほど、必要なサブピクセルの数が増え、デバイ
ス作製という面から、また、駆動法という観点から考え
ても、コストパフォーマンスが悪いことは明らかであ
る。また、タイムインテグレーション階調法では、タイ
ムインテグレーション階調法単独ではもちろんのこと、
面積階調法との組み合わせを考えても、実用性は低いと
いう問題があった。
【００１０】そこで、画素毎にアナログ階調表示を行う
方法として、一つの画素内で対向電極間の距離を変化さ
せたり、対向電極間に形成した誘電性層の厚みを変化さ
せることにより局所的に電界強度勾配をつける方法や、
対向電極の材質を変えることにより電圧勾配をつけるこ
とが提案されている。
【００１１】しかしながら、実用レベルのアナログ階調
表示特性を有する液晶表示素子を製造することは、工程
的にも繁雑となり、また、製造条件のコントロールも非
常に困難となり、更に製造コストが高いという問題があ
った。
【００１２】他方、特開平３−276126号公報に示される
ように、配向膜上に 0.3〜２μｍのアルミナ微粒子を散
布する等により、この微粒子の存在部分と非存在部分と
で強誘電性液晶の反転を印加電圧によって制御し、階調
表示を行わんとするＦＬＣディスプレイが提案されてい
る。
【００１３】しかしながら、この公知技術の場合、上記
微粒子のサイズが大きすぎ、また散布量の規定等が不明
であるため、実際には、意図する階調表示は極めて困難
である。
【００１４】即ち、例えば２μｍのセルギャップ中に粒
径 0.3〜２μｍの微粒子を単に散布したのでは、実際に
は液晶の反転を一画素内で微細に変化させることは極め
て困難である。しかも、強誘電性液晶ディスプレイがそ
の液晶の複屈折モードでの表示であるため、セルギャッ
プのコントロールは極めて困難であり、色ムラが出現し
てしまう。この状況は、セルギャップの変動が 500Å以
下であることが要求される現在のＳＴＮ（スーパーツイ
ストネマチック）表示素子と同様であると考えられる。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記した従
来技術の欠点を解消し、液晶素子、特に強誘電性液晶表
示素子において高コントラストを保持しつつ、特にアナ
ログ階調表示を低コストにして容易かつ確実に実現する
ことを目的とするものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、一対の
基体間に液晶が配され、前記液晶をスイッチングするた
めのしきい値電圧の異なる領域が微細に分布している液
晶素子において、透明電極及び配向膜をこの順に設けた
一対の基板が所定の間隙を置いて対向配置され、前記間
隙内に強誘電性液晶が注入されていて、反転ドメインに
よる透過率が２５％であるときに２μｍφ以上の大きさ
のドメインが１ｍｍ2の視野の中に３００個以上存在
し、かつ、そのドメイン内でのしきい値電圧幅が透過率
１０〜９０％の範囲で２ボルト以上であり、これによっ
て階調表示を行えるように構成したことを特徴とする液
晶素子に係るものである。
【００１７】本発明の液晶素子において、上記の「しき
い値電圧の異なる領域が微細に分布している」とは、反
転ドメイン（例えば白の中に黒のドメイン又はその反
対）による透過率が２５％であるときに２μｍφ以上の
大きさのドメイン（マイクロドメイン）が１ｍｍ2の視
野の中に３００個以上（好ましくは６００個以上）存在
し、かつ、そのドメイン内でのしきい値電圧幅が透過率
１０〜９０％の範囲で２ボルト以上であることを意味す
る。
【００１８】即ち、図１に例示するように、本発明の液
晶素子では、印加電圧によって透過率が従来（図38）の
ように急峻に変化するのではなく、比較的緩やかな変化
を示すものである。これは、上記したように、特に、一
つの画素内において、しきい値電圧（Ｖth）の異なる微
細な領域（マイクロドメイン）の発現により、印加電圧
の大きさに応じてマイクロドメインの透過率が変化する
ためである。そして、一つのドメイン内では、液晶分子
が双安定であるとメモリ機能を有し、フリッカーフリー
な静止画像を実現でき、しきい値電圧の異なるμｍオー
ダのドメインから一画素が形成されることから、連続階
調表示が可能となる。
【００１９】図１では、透過率が変化するしきい値電圧
のうち、透過率10％のときをＶth1、透過率90％のとき
をＶth2 とした場合、しきい値電圧の変化幅（△Ｖth＝
Ｖth2 −Ｖth1)が２ボルト以上である。
【００２０】マイクロドメインについては、図２（Ａ）
に示すように、透過率25％のときに、２μｍφ以上の大
きさのドメインＭＤが 300個以上/mm2の割合で存在する
ものである。こうしたマイクロドメインによる微細な光
透過部分によって、全体として中間調の画面（透過率）
を実現できるが、このようなマイクロドメインによる構
造は、いわば星空の如き様相を呈するので、以下に「ス
ターライトテクスチャ」と称することとする。
【００２１】このスターライトテクスチャによれば、印
加電圧の大小に応じてマイクロドメインによる光透過部
分ＭＤが図２（Ａ）に一点鎖線で示す如くに拡大したり
（透過率上昇）、或いは縮小させる（透過率減少）こと
ができ、印加電圧によって任意に透過率を変化させるこ
とができる。これに反し、従来の構造では、図２（Ｂ）
に示すように、しきい値電圧幅が極めて小さいために、
印加電圧による光透過部分Ｄが急激に増加したり、或い
は消失してしまうだけであり、階調表示が極めて困難で
ある。
【００２２】本発明において、上記のマイクロドメイン
を形成する手段として、液晶中に超微粒子を分散させる
ことができる。図３には、こうした超微粒子10を分散さ
せたＦＬＣディスプレイを例示するが、この基本構造は
図36に示したものと同様である。
【００２３】ここで、超微粒子10によるしきい値電圧の
変化を図４について原理的に説明する。超微粒子10の粒
径をｄ2 、誘電率をε2 、超微粒子10を除く液晶５の厚
みをｄ1 、誘電率をε1 としたとき、超微粒子にかかる
電界Ｅeff は、次式（１）で表される。 Ｅeff ＝（ε2 ／（ε1 ｄ2 ＋ε2 ｄ1 ））×Ｖgap ・・・・・（１）
【００２４】従って、誘電率の値が液晶よりも小さい超
微粒子を添加すると（ε2 ＜ε1 ）、液晶層の全厚ｄga
p(＝ｄ1+ｄ2)よりも小さな微粒子（ｄ2 ）を入れること
により、 Ｅeff ＜Ｅgap となり、液晶には、微粒子を入れない場合（Ｅgap)に比
較して小さな電界Ｅeffが作用する。その反対に、誘電
率の値が液晶より大きな微粒子を添加することにより
（ε2 ＞ε1 ）、 Ｅeff ＞Ｅgap となり、液晶には、微粒子を入れない場合（Ｅgap)に比
較して大きな電界Ｅeffが作用する。
【００２５】以上をまとめると、次の通りとなる。 ε1 ＞ε2 のとき → Ｅeff ＜（Ｖgap/ｄ1 ＋ｄ2 ）
＝Ｖgap/ｄgap ＝Ｅgap ε1 ＝ε2 のとき → Ｅeff ＝Ｅgap ε1 ＜ε2 のとき → Ｅeff ＞Ｅgap
【００２６】いずれにしても、超微粒子の添加によっ
て、液晶自体に加わる実効電界Ｅeffは変化することに
なり、超微粒子が存在する領域とそうでない領域とで液
晶に加わる実効電界が異なることになる。この結果、同
じ電界Ｅgap を作用させても、それら領域間では反転ド
メインが生じる領域と生じない領域が存在し、図２
（Ａ）で示した如きスターライトテクスチャ構造を発現
できるのである。
【００２７】このことから、本発明によるスターライト
テクスチャ構造は連続階調を実現するのに好適なものと
なり、超微粒子の添加下で印加電圧（大きさ、パルス幅
等）を制御する（即ち、２種類以上の電圧を印加するこ
と）によって多様な透過率（即ち、２種類以上の階調レ
ベル）を得ることができる。これに反し、従来のように
単に微粒子を存在させるだけでは、図２（Ｂ）の如きも
のしか得られず、特に微小な（２μｍ程度の）ギャップ
中に 0.3〜２μｍの微粒子を存在させても目的とする表
示性能が得られないことが明らかであり、また、微小な
ギャップでなくても微粒子部分による色ムラが生じてし
まう（これについては、後記の比較例で詳細に説明す
る）。本発明では、このような現象を生じることなく、
目的とする性能が得られる。
【００２８】本発明の液晶素子において、液晶に添加す
る微粒子としては、図３に示した対向する透明電極層２
ａ、２ｂの間に存在する液晶５に印加される実効電界強
度に分布を持たせることができるような微粒子であれば
よく、例えば誘電率の異なる複数の材質の微粒子を混合
して使用することができる。このように誘電率の異なる
微粒子を存在させることにより、各画素内に誘電率の分
布が形成される。この結果、上記したように、画素の透
明電極層２ａ、２ｂ間に均一に外部電界を印加した場合
でも、その画素内の液晶に印加される実効電界強度には
分布ができ、液晶（特に強誘電性液晶）の双安定状態間
をスイッチングするためのしきい値電圧の幅を広げるこ
とができ、一画素内でアナログ階調表示が可能となる。
【００２９】また、使用する微粒子として、誘電率が同
じものを使用する場合には、大きさに分布をもたせれば
よい。このように、誘電率は異ならないが大きさが異な
る微粒子を存在させることにより液晶層の厚みに分布が
できる。その結果、一画素の透明電極層２ａ、２ｂ間に
均一に外部電界を印加した場合でも、その画素内の液晶
に印加される実効電界強度には分布ができ、一画素内で
アナログ階調表示が可能となる。微粒子の大きさの分布
について、その分布の広がりはある程度大きい方が、優
れたアナログ階調表示ができるので好ましい。
【００３０】本発明の液晶素子では、液晶に添加する微
粒子はpH2.0 以上の表面を有することが望ましいが、こ
れは、pH2.0 未満では酸性が強すぎ、プロトンにより液
晶が劣化し易いからである。
【００３１】また、この微粒子は、50重量％以下、 0.1
重量％以上の割合で液晶に添加されているのが望まし
い。添加量があまり多いと、凝集してスターライトテク
スチャ構造が発現し難く、また液晶の注入が困難となり
易い。
【００３２】使用可能な微粒子はカーボンブラック及び
／又は酸化チタンからなっていてよく、またカーボンブ
ラックがファーネス法により作製されたカーボンブラッ
クであり、酸化チタンがアモルファス酸化チタンである
のがよい。ファーネス法により作製されたカーボンブラ
ックは、微粒子の粒度分布が比較的広く、またアモルフ
ァス酸化チタンは、表面性が良く、耐久性にも優れてい
る。
【００３３】使用可能な微粒子は、凝集していない一次
微粒子の状態で、液晶セルギャップの半分以下の大きさ
(0.4μｍ以下、特に 0.1μｍ以下）が好ましい。また、
その粒度分布によって階調表示特性をコントロールでき
るが、粒度分布の標準偏差が9.0nm以上であることが透
過率の変化（トランスミタンス）を緩やかにできる点で
望ましい。微粒子の比重が液晶の 0.1〜10倍であること
が、液晶中に分散させた際の沈降防止の点で望ましく、
また、微粒子が良分散性を示すようにシランカップリン
グ剤等で表面処理されているのがよい。
【００３４】本発明において、微粒子は対向する電極間
に存在させる必要があるが、その場所は特に限定され
ず、液晶中でも、液晶配向膜中又は液晶配向膜上でもよ
い。
【００３５】本発明の液晶素子においては、液晶の層傾
斜角が配向膜近傍領域とこれ以外のバルク領域とで異な
っているのがよく、また、液晶の層傾斜角を示すＸ線回
折強度のピークが、Ｘ線入射角90°以下又は90°以上に
おいて少なくとも２つ存在するのがよい。この場合のＸ
線回折強度のピークの半値幅が３°以上であるのが、階
調性を出し易いので好ましい。
【００３６】また、本発明においては、しきい値電圧の
異なる複数のドメインを構成する液晶分子のみかけのチ
ルト角（コーン角）が、モノドメインの状態よりも±１
°以上変化していることがよい。そして、液晶分子のコ
ーン角の温度依存性が、モノドメインの状態よりも小さ
いことが望ましい。
【００３７】本発明のスターライトテクスチャ構造は、
液晶中に微粒子を添加すること等によって出現するが、
配向膜をアニールすることによっても出現する。基本的
には、通常、強誘電性液晶は層構造をもち、その構造は
ブックシェルフまたはシェブロンであるのに対して、こ
のスターライトテクスチャ構造はそのどちらでもなく、
配向膜表面近傍では、バルク部分と異なった層傾斜角を
もっている構造をなす。
【００３８】さらに、チルト角がモノドメイン状態であ
るときに比較して小さくなることは、次のように考えら
れる。即ち、実験的に確認されたことであるが、配向処
理方向に対して、小さくなったチルト角が対称であるこ
とから、配向膜表面の液晶分子は配向膜方向に対して平
行に配向していることが分かった。また、この配向膜表
面の液晶分子は、電界によってスイッチングせずに、不
動であることが分かった。従って、みかけのチルト角が
表面の液晶分子がスイッチングする場合に比べて、小さ
く観測されることになる。また、チルト角が大きくなる
ことは、通常の層傾斜角に比べて、増大したか、若しく
は、プレチルト角が増大したために、起こった変化であ
ると考えられる。
【００３９】この液晶分子のみかけのプレチルト角の分
布幅は、一画素内で６°以上（更には８°以上）である
のがよい。即ち、液晶分子のプレチルト角に、液晶の配
向を乱さない範囲で分布をもたせることにより、一つの
画素内で液晶の双安定状態間のスイッチングのしきい値
の異なるマイクロドメインを多数形成することが有効で
ある。これは、例えば、ＳｉＯ斜方蒸着層上に特定の薄
膜を形成することにより実現できる。
【００４０】即ち、電荷移動錯体、有機顔料、金属、酸
化物及びフッ化物からなる群より選ばれた物質を配向膜
上に積層するが、これを図５〜図７について具体的に説
明する。
【００４１】図５は、ＳｉＯ斜方蒸着層３ａ、３ｂに電
荷移動錯体薄膜６を設けた液晶表示素子の概略断面図で
あり、高コントラストと良好なドメインを実現する液晶
配向膜としてのＳｉＯ斜方蒸着層３ａ及び電荷移動錯体
薄膜６を順次積層した積層体Ａと、同様にＳｉＯ斜方蒸
着層３ｂ及び電荷移動錯体薄膜６を順次積層した積層体
Ｂとを、液晶配向膜としてのＳｉＯ斜方蒸着層３ａ、３
ｂが互いに対向するように配し、その他は図36と同様に
構成している。
【００４２】この素子において、ＳｉＯ斜方蒸着層３
ａ、３ｂ上に電荷移動錯体薄膜６を蒸着させるが、この
場合の蒸着方法としては、まず、基板１ａ、１ｂに電極
２ａ、２ｂとＳｉＯ斜方蒸着層３ａ、３ｂとを形成した
基材ベース２上に、図６に示すように記号「Ａ」で示し
た、ＳｉＯ斜方蒸着層上にＳｉＯと表面エネルギーの異
なる物質を島状に蒸着させ、その後に電荷移動錯体薄膜
を形成することが好ましい。これにより、液晶分子のプ
レチルト角に好ましい分布を持たせることが可能とな
る。
【００４３】この場合、ＳｉＯと表面エネルギーの異な
る物質としては種々の有機物、例えば電荷移動錯体それ
自体や、後述するような電荷移動錯体を構成する電子受
容性分子又は電子供与性分子を使用することができ、あ
るいは無機物、例えば金属、その酸化物などを使用する
ことができる。
【００４４】更に、図５に示した液晶表示素子において
は、液晶セルのセルギャップに液晶を注入した後に、電
界処理を施す。このように電界処理することにより、液
晶分子のプレチルト角の分布をより確実なものとするこ
とができる。この結果、一画素内で、液晶の双安定状態
間をスイッチングするためのしきい値が異なる微小なマ
ルチドメインを形成し、高いコントラストを保持しつ
つ、アナログ階調表示を実現することができる。
【００４５】このような電界処理電圧としては、好まし
くは±３Ｖ〜±50Ｖ（即ち、ＶP-P＝６Ｖ〜 100Ｖ）で
あり、この場合、周波数や処理時間は適宜選択すること
ができる。一般には、 100Hzで±30Ｖ程度の矩形波を１
分間程度印加することにより、電界処理を行うことがで
きる。
【００４６】ここで使用する電荷移動錯体薄膜は、下記
の表１に例示されるような電子供与性分子（エレクトロ
ンドナー）と、下記の表２に例示されるような電子受容
性分子（エレクトロンアクセプター）とからなる錯体の
薄膜であり、例えば下記の表３〜５に示されるような錯
体の薄膜である。このような電荷移動錯体薄膜の厚み
は、好ましくは 300Å以下、より好ましくは40〜80Åで
ある。
【００４７】
【００４８】
【００４９】
【００５０】
【００５１】
【００５２】
【００５３】
【００５４】
【００５５】
【００５６】図７（ａ）は、液晶配向膜としてのＳｉＯ
斜方蒸着層３ａ、３ｂ上に有機導電性化合物膜、酸化物
又はフッ化物膜又は金属薄膜からなる最上層７を設けた
液晶表示素子の概略断面図であり、薄膜７を形成するこ
とにより、液晶の双安定状態間をスイッチングするため
のしきい値が異なる微小なマルチドメインが形成され
る。
【００５７】薄膜７を形成する有機導電性化合物薄膜と
しては、種々の有機導電性化合物から適宜選択した化合
物の薄膜を使用することができる。例えば、イッテルビ
ウムジフタロシアニン(YbPc2) の薄膜を使用することが
できる。なお、導電率が１×10-6Ｓ／cm以上の有機導電
性化合物を使用すると、応答速度も早くなるという効果
も得られる。このような有機導電性化合物薄膜の厚み
は、好ましくは 300Å以下、より好ましくは40〜80Åで
ある。
【００５８】また、酸化物薄膜としては、種々の酸化化
合物から適宜選択した化合物の薄膜を使用することがで
きる。例えば、ＳｉＯ、ＳｉＯ2 、ＭｇＯ、ＴｉＯ、Ｔ
ｉＯ2 、Ａｌ2 Ｏ3 などの薄膜を使用することができ
る。このような酸化物薄膜の厚みは、好ましくは 100Å
以下である。
【００５９】フッ化物薄膜としては、種々のフッ化物か
ら適宜選択した化合物の薄膜を使用することができる。
例えば、ＭｇＦ2 、ＣａＦ2 、ＡｌＦ3 などの薄膜を使
用することができる。このようなフッ化物薄膜の厚み
は、好ましくは 100Å以下である。
【００６０】金属薄膜としては、種々の金属薄膜から適
宜選択したも薄膜を使用することができる。例えば、Ａ
ｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｐｔなどを使用することができ
る。このような金属薄膜の厚みは、好ましくは 100Å以
下である。
【００６１】この液晶表示素子（図３の素子も同様）
は、常法に従って製造することができる。例えは、ガラ
ス基板にスパッタ法により透明ＩＴＯ層を形成し、フォ
トリソグラフ法により所定のパターニングを行った後、
ＳｉＯを基板に対し斜めに真空蒸着させる。
【００６２】このようにして得られた積層体のＳｉＯ斜
方蒸着層上に、好ましくは基板の垂直方向から真空蒸着
法により、電荷移動錯体薄膜などや、酸化物若しくはフ
ッ化物薄膜又は金属薄膜を真空蒸着法などにより形成
し、液晶セルを組み立てた後に、セルギャップに特に微
粒子を均一に混入した液晶を注入することにより製造す
ることができる。液晶配向膜としては、ラビング処理さ
れたポリイミド膜やＳｉＯ斜方蒸着膜、ＳｉＯ2 斜方蒸
着膜、フッ化マグネシウム斜方蒸着膜、フッ化カルシウ
ム斜方蒸着膜などを使用することができる。
【００６３】配向膜が酸化シリコンの蒸着層からなって
いるときは、その蒸着後にアニール処理が施されたもの
であることが、その表面性を変化させてスターライトテ
クスチャ構造を出現させる上で好ましい。これは、図
３、図５、図７のいずれの素子でもあてはまる。
【００６４】配向膜として使用する例えばＳｉＯ斜方蒸
着層が、図７（ｂ）に示すように多数のＳｉＯ斜方柱Ｘ
から構成されており、そのＳｉＯ斜方蒸着層にはＳｉＯ
斜方柱Ｘに沿って間隙ｄが存在していることがＳＥＭや
電気化学分析により確認されている。そして、ＳｉＯ斜
方蒸着膜上に蒸着法で形成した電荷移動錯体薄膜等６又
は７に対して加熱処理等を行うことにより、その構成物
質の少なくとも一部分６’又は７’がＳｉＯ斜方蒸着層
の斜方柱Ｘの間隙ｄに介在若しくは入り込む場合がある
ことが、ＦＴ−ＩＲ（時間分解赤外吸収スペクトル）の
ＲＡＳ測定等により確認されている。例えば、斜方柱Ｘ
の斜方角は約45度、間隙ｄの割合は全表面積の約２％で
ある。
【００６５】これによって、薄膜６又は７の膜厚が結果
的に薄くなり、ひいてはＳｉＯ斜方蒸着層の一部が液晶
分子と直接接触するようになり、液晶分子の配向性が保
持されることが分かった。即ち、図７（ｂ）に示すよう
に、ＳｉＯ斜方蒸着層３ａ及び３ｂを構成するＳｉＯ斜
方柱Ｘの間隙ｄに、電荷移動錯体薄膜等６又は７の少な
くとも一部分６’又は７’を入り込ませた液晶表示素子
は、強誘電性液晶の配向性が保持されると共に、その自
発分極や不純物質による反電界を緩和できるものとな
る。これは、薄膜が例えば上記したテトラチアフルバレ
ン−テトラシアノキノジメタン錯体（ＴＴＦ−ＴＣＮ
Ｑ）からなっている場合、そのＣＮ基がＳｉＯ斜方柱に
沿って存在していることが関与しているものと考えられ
る。
【００６６】即ち、液晶５と電極２ａ、２ｂ間を上記錯
体（ＴＴＦ−ＴＣＮＱ）の如き導電性物質が接続した状
態となり、これが液晶の配向に影響を及ぼすことなしに
電圧印加時の応答性を良くし、その高速化が可能となる
ものと思われる。
【００６７】こうした導電性物質としては、上記した電
荷移動錯体、有機顔料、金属、酸化物及びフッ化物から
なる群より選ばれた物質のように、導電性をもつ物質な
らば金属、有機物質、無機物質など、特に規定しない。
【００６８】この場合、導電性物質の導電率が蒸着膜及
び／又は液晶の導電率よりも大きいことが望ましく、１
×10-12S/cm2以上がよく、10-2S/cm2 以上、更には102S
/cm2以上がよい。例えば、上記のＴＴＦ−ＴＣＮＱの場
合、有機導電性物質として１×102S/cm2の導電率を有し
ている。
【００６９】この導電性物質の少なくとも一部分（図７
（ｂ）の６’又は７’）を斜方蒸着膜の斜方柱間に介在
させるには、導電性物質を蒸着法により薄膜（膜厚３〜
40nm）に形成し、50〜160 ℃の温度で焼成を行って斜方
柱間に注入することができる。或いは、液体状態で注入
することもできる。
【００７０】上記したように、薄膜６又は７が導電性物
質からなる場合、斜方柱Ｘ間に一部分が入り込み、その
膜厚が小さくなることによって、強誘電性液晶分子の分
極が緩和され、液晶分子の分極に起因して生じる印加電
圧に対する実効電圧の低下現象（反電界現象）を抑制す
ることが可能となる。従って、印加電圧と実効電圧との
差を小さくすることができ、高いコントラストでアナロ
グ階調表示を実現しながら強誘電性液晶の応答速度を早
めることが可能となる。一般に、ＳｉＯ等の配向膜のみ
を使用した場合（即ち、導電性物質を設けない場合）に
比べて、約２倍〜５倍速い応答速度が得られるようにな
る。
【００７１】
【実施例】以下、本発明を実施例について比較例の参照
下に更に詳細に説明する。
【００７２】実施例１〜２、比較例１〜２ チッソ（株）製の強誘電性液晶組成物：ＣＳ−１０１４
（実施例１）、ＣＳ−１０２８（実施例２）の100mg
に、超微粒子としてカーボンブラックであるキャボット
社製のカーボンブラックＭｏｇｕｌ Ｌを１mg加え、 1
00℃に加熱し（即ち、アイソトロピック温度に加熱
し）、超音波ホモジナイザーを用いて、均一に分散させ
た。
【００７３】この組成物を真空中でアイソトロピック温
度に加熱してテストテルに注入した。このときのテスト
セルの配向膜は、ＳｉＯ斜方蒸着膜を使用した。蒸着角
度は基板の法線に対して85度、基板温度は 170℃とし、
50nmの膜厚に蒸着した。蒸着後、 300℃で空気中でアニ
ールした。
【００７４】なお、液晶セルの作製において、スパッタ
法により 400Å厚の透明ＩＴＯ膜（面抵抗 100Ω/cm2）
を設けたガラス基板上に、液晶配向膜として 500Å厚の
ＳｉＯ斜方蒸着膜を、ＳｉＯ粉末（純度 99.99％、フル
ウチ化学株式会社製）を入れたタンタルボート（日本バ
ックスメタル株式会社製）を加熱（抵抗加熱）すること
により真空蒸着した。
【００７５】このように処理した２枚のガラス基板を、
1.6μｍ径のスペーサ（真し球：触媒化学株式会社製）
と紫外線硬化型接着剤（フォトレック：積水ファインケ
ミカル株式会社製）とを用いて、ＳｉＯ斜方蒸着膜の蒸
着方向が互いに反平行になるように液晶セルに組み立
て、このセルギャップに上記の強誘電性液晶を注入し、
得られた液晶セルに、周波数 100Hzで±35Ｖの交流電界
を印加して液晶表示素子を製造した。
【００７６】こうして作製された液晶セルについて、液
晶にカーボンブラックを含有したセルは、カーボンブラ
ックを含有しない場合のモノドメイン構造に比較して、
全く異なる構造を示した。即ち、電界を直流で加えた場
合に、電圧の大きさに対応して、ドメインの横流れが起
きずかつ電圧の大きさに比例してドメインのサイズが変
化するようなテクスチャであった。このテクスチャはち
ょうど夜空に星が輝くように見えることから、スターラ
イトテクスチャと命名した。このスターライトとの従来
の系との比較を下記の表６に示した。
【００７７】
【００７８】ここでは、配向膜は反平行に組んであるの
で、従来系ではブックシェルフ構造をとっていることが
知られているが、本発明に基づくスターライトテクスチ
ャの場合には、この層構造が配向膜表面では、液晶分子
が電界に対して不動である領域が増大していると考えら
れるので、配向膜表面近傍では、層傾斜角が変化してい
ることが考えられる。このことが、特にＣＳ−１０１４
を使用したときに、印加電圧のオン、オフ時にコーン角
が変化し易い原因であると考えられる。また、スターラ
イトテクスチャでは、モノドメイン（従来系）に比べて
コーン角がそれぞれ±１°以上変化していることが分か
る。
【００７９】この液晶表示素子について、印加電圧とコ
ントラスト比との関係を以下に説明するようにして調べ
た。即ち、直交ニコル下で、図８に示すような駆動波形
を液晶表示素子に印加した。まず、リセットパルス（Ｖ
reset パルス（パルス幅１msec））を印加し、次にリセ
ットパルス以下のグレイパルス（Ｖgrayパルス（パルス
幅１msec））を印加した。リセットパルス印加後（ダー
クレベル）の光透過強度とグレイパルスの印加後（グレ
イレベル）の光透過強度を比較することによりコントラ
スト比を求めた。
【００８０】こうして、印加電圧によるコントラスト比
（透過率に対応）の変化を測定した結果を図９に示す。
但し、ここでは、スターライトテクスチャ（Ｉ）を実施
例１とし、従来系（Ｉ）を比較例１とした。
【００８１】この結果から明らかなように、本実施例で
得られた液晶表示素子は、電圧に応じて異なるコントラ
スト比が得られており、強誘電性液晶の双安定状態間の
スイッチングのためのしきい値電圧（コントラスト比が
最大値の1/10〜9/10又は透過率が10〜90％の範囲内での
しきい値電圧の変化幅）が２Ｖ以上と広く、アナログ階
調表示が可能であることを示している。従って、ＴＦＴ
などのアクティブ素子を画素毎に設けることなく、単純
マトリックスでの画像表示が可能となることが分かる。
【００８２】これに反し、カーボンブラックを添加しな
い比較例１の液晶表示素子は、しきい値が急峻なカーブ
を有しているので、アナログ階調性を有していないこと
が分かる。
【００８３】実施例３ 実施例１において、液晶としてＣＳ−１０１４を用い、
超微粒子として酸化チタンを用い、出光興産株式会社製
のチタニアのうち、高分散タイプのＩＴ−ＵＤを１重量
％添加した。この酸化チタンは、非晶質であることを特
徴とするもので、このタイプの平均粒径は17nmであっ
た。そして、実施例１と同様にして液晶セルを作製し
た。
【００８４】酸化チタン超微粒子添加系（実施例２）と
従来系（即ち、ＣＳ−１０１４のみ）（比較例１）とに
ついて、コーン角の温度依存性を調べた。その結果を図
10に示す（ここでは、30度の時のコーン角を１として規
格化してある）。
【００８５】この結果から、本実施例によるスターライ
トテクスチャの方がコーン角の温度依存性が小さいこと
がわかる。このことは、表面での液晶分子の不動化があ
るために、温度に対して層構造が安定となり、その結
果、コーン角がより高温度まで狭くならないということ
になっていると考えられる。即ち、通常のテクスチャで
は、ＳｍＡ相からＳｍＣ相への相転移点近傍に温度が近
付くと、次第にチルト角が小さくなり、転移点では、チ
ルト角が０度になるが、その減少の仕方が、スターライ
トテクスチャでは、より小さくなっているというメリッ
トを持つ。
【００８６】実施例４ 実施例１と同様に、液晶としてＣＳ−１０１４、配向膜
もＳｉＯ配向膜を用いた。添加する微粒子としては、出
光興産株式会社製のチタニアのうち、表面が親水性であ
り、粒度分布のみが異なるＩＴ−Ｓ、ＩＴ−ＰＡ、ＩＴ
−ＰＢをそれぞれ用いた。それぞれの平均粒径は、17n
m、24nm、40nmであった（これらの粒度分布を図11に示
す）。そして、実施例１と同様にして液晶セルを作製し
た。
【００８７】これらの酸化チタン超微粒子を１重量％加
えた系での、透過率と印加電圧との関係を図12に示す。
即ち、傾きがＩＴ−Ｓ＞ＩＴ−ＰＡ＞ＩＴ−ＰＢの順に
急峻になっていることが分かった。従って、超微粒子の
粒度分布によってしきい値電圧幅及びその印加電圧によ
る変化を制御できる。即ち、酸化チタンの粒度分布が広
くなると、しきい値電圧幅も広くなる傾向があることも
分かった。この実施例で得られた液晶表示素子も、電圧
に応じて異なるコントラスト比が得られており、強誘電
性液晶の双安定状態間のスイッチングのためのしきい値
電圧幅が広く、アナログ階調表示が可能であることを示
している。従って、ＴＦＴなどのアクティブ素子を画素
毎に設けることなく、単純マトリックスでの画像表示が
可能となることが分かった。
【００８８】さらに、粒度分布の標準偏差と透過率変化
の傾きとの関係を調べると、図13のようにリニアに近い
関係があることが明らかになった。即ち、階調表示のた
めのしきい値電圧特性のコントロールは、添加する粒子
の粒度分布のコントロールによって可能であり、その標
準偏差を 9.0nm以上とすれば透過率変化の勾配（即ち、
しきい値電圧の変化幅）を良好にでき、スターライトテ
クスチャ構造を得易い。
【００８９】実施例５ 実施例１のように液晶としてチッソ（株）製のＣＳ−１
０１４を用い、微粒子としてＭｏｇｕｌ Ｌを１重量％
添加した系に対し、この実施例５ではチッソ（株）製の
ＣＳ−１０２８に微粒子としてＭｏｇｕｌ Ｌを24重量
％添加した系を用い、同様にして液晶セルを作製した。
【００９０】そして、各セルについて、２μｍ以上のド
メインの数を、透過率が25％（但し、そのセルで最も明
るい時を 100％として）となるように電圧をコントロー
ルして、1mm 平方の領域内で数えた。結果を下記の表７
に示す。
【００９１】
【００９２】即ち、ＣＳ−１０１４系の場合には、 500
倍の倍率で観測し、20μｍ平方の領域の中のドメインの
数を数え（40個）、１mm平方に換算するために、2500倍
し、10万個を得た。ＣＳ−１０２８系の場合には、72倍
の倍率で観測し、 200μｍ平方中の数を数え（18〜43
個）、それを１mm平方に換算し、 450から1075個という
数を得た。
【００９３】このように、本発明に基づくスターライト
テクスチャ構造が所望の個数のマイクロドメインによっ
て実現可能であることが分かる。なお、ＣＳ−１０２８
系の場合のドメイン数が微粒子の添加量が多いのにも拘
らず、ＣＳ−１０１４系よりも少なくなっているのは、
微粒子の分散性の影響によるものと思われる。
【００９４】実施例６ １）ＳｉＯ斜方蒸着配向膜の形成及び評価セルの作製方
法 スパッタＩＴＯ膜（面抵抗 100Ω／cm2)付ガラス基板
(2.5mm厚）上に、ガラス基板法線が垂線と85°をなすよ
うに置き、ガラス基板を 170℃に保ちながら、真空度８
×10-6Torrにて、ピンホールの開いたＴａボート（日本
バックスメタル社製）に入れた一酸化硅素ＳｉＯ（フル
ウチ化学社製：純度 99.99％、粉末）を抵抗加熱法によ
り蒸着速度１Å/secで膜厚 500Åの斜方蒸着膜を形成し
た。膜厚及び蒸着速度は水晶振動子膜厚計によりフィー
ドバックコントロールした。
【００９５】次に、このガラス基板をクリーンオーブン
（ヤマト科学製ＤＴ62）にて 300℃で１時間加熱処理し
た後（液晶配向性を向上させるため）、斜方蒸着方向が
反平行となるように 1.4μｍ径スペーサ（触媒化成工業
社製の真し球）を分散させた紫外線硬化樹脂（積水ファ
インケミカル製のフォトレック）を挟んで組み、紫外線
を照射して硬化させ、所望のセルギャップを形成した。
【００９６】２）微粒子の分散 中間階調を可能とする微小ドメインの発現を誘起するた
めに、実施例１で述べたように強誘電性液晶中に微粒子
を分散させた。 100℃、つまり等方相に加熱したチッソ
社製の強誘電性液晶：ＣＳ−１０１４ 100mgに対して、
キャボット社製のカーボンブラックＭｏｇｕｌ Ｌを１
mg混ぜ、超音波ホモジナイザーにて攪拌した（よって、
微粒子の重量比はおよそ１％となる）。上述のように作
製した素子に、微粒子を分散させた強誘電性液晶ＣＳ−
１０１４を等方相にて注入した後、室温まで自然冷却し
た。
【００９７】３）しきい値特性の評価 上記の方法で作製した強誘電性液晶素子を、一方のメモ
リ状態が偏光板の透過軸に一致するように直交偏光板間
に置き、パルス幅１msec、電圧±25Ｖの矩形波（リセッ
トパルス）印加後の透過光強度Ｔdarkとパルス幅１mse
c、電圧±30Ｖ以下の矩形波（セレクトパルス）印加後
の透過光強度Ｔbrightの比により、コントラスト比ＣＲ
を以下のように決定した。 ＣＲ＝Ｔbright／Ｔdark
【００９８】セレクトパルスの電圧値を変化させること
により、コントラスト比のしきい値特性（最低コントラ
スト（＝１）から最高コントラスト比までの電圧幅）を
測定した。その測定結果は図９に示したものと同様（横
軸はセレクトパルスの電圧、縦軸はメモリ状態のコント
ラスト比）であった。微粒子を添加しない強誘電性液晶
素子ではしきい値幅がおよそ１Ｖと非常に急峻であるの
に対し、微粒子を添加した強誘電性液晶素子ではおよそ
10Ｖに広がり、中間階調表示が可能となる。
【００９９】偏光顕微鏡による観察により、上述の微粒
子を添加した強誘電性液晶素子の中間階調状態は、〜μ
ｍ径のごく微小なマルチドメイン状態となっており、 1
00μｍ角程度の高精細素子の一画素中での中間階調表示
にも対応できる（しきい値幅10Ｖである強誘電性液晶素
子では、非常に均一なドメインである）。また、微粒子
を添加するしないにかかわらず、40以上の高コントラス
ト比である。
【０１００】４）層構造の解析 Ｘ線回折法を用いて、上述の方法で作製した強誘電性液
晶素子の強誘電性を持つＳｍＣ* 相における層構造を解
析した。測定した強誘電性液晶素子では、Ｘ線の透過量
を考え、 100μｍ厚のガラス基板を用いて作製した。理
学電機社製の回転対陰極型Ｘ線源ＲＵ−３００（ターゲ
ットＣｕ、Ｋα線 1.542Å：50kV、 240mA）を用いた。
【０１０１】図14に示すように、入射Ｘ線（ピンホール
コリメーターによりビーム径 2.5mmに絞られる。）は、
理学電機社製の繊維試料台ＦＳ−３を組み合わせた理学
電機社製の広角ゴニオメーターＣＮ２１５５Ｄ５に配向
処理方向が水平となるように取付けられた試料により回
折し、入射Ｘ線に対して試料固有のブラック角θB の２
倍角（ＣＳ−１０１４は２θB ＝3.08°）に固定された
モノクロメーターにより波長選択（この場合、ＣｕＫα
線 1.542Å）された後（試料とモノクロメーターの間に
１mm角のスリットあり）、理学電機社製ＮａＩシンチレ
ーションカウンターＳＣ−３０により、１秒間当たりの
カウント数を計数した（モノクロメーターとシンチレー
ションカウンターの間に２’幅スリットあり）。
【０１０２】広角ゴニオメーターにより入射Ｘ線の入射
角度αを、繊維試料台により試料面内での回転角βをそ
れぞれ変えることができる。角度αは試料基板面が入射
Ｘ線と平行になるときを原点とし（従って、入射Ｘ線が
試料基板面に垂直のとき90°）、上から見て時計回りを
正とする。また、角度βは試料の配向処理方向が水平と
なるときを原点とし、時計回りを正とする。
【０１０３】以上の光学系において、図15に示すよう
に、基板法線に対する層傾斜角度δは、β＝０°及びβ
＝180 °で角度αをスキャンした場合の回折Ｘ線強度の
極大値の角度αをそれぞれα1 、α2 とすると、 δ＝｜α1 −α2 ｜／２ と求めることができる。また、回折強度ピークが複数あ
った場合、β＝０°及びβ＝180 °のＸ線回折パターン
について、α＝90°に対して対称な位置にあるピークに
対して同様に求めればよい。測定における以上の操作
は、試料基板面を正確に入射Ｘ線に対して垂直にするこ
とが困難なために行った。
【０１０４】図16（ａ）に、しきい値特性（しきい値
幅）が１Ｖの強誘電性液晶素子の測定結果を、同図
（ｂ）にしきい値幅が10Ｖの素子の測定結果を示す。
（ａ）では、回折強度ピークは非常にシャープな（ピー
ク半値幅２°）一本（層傾斜角32°）のピークだけであ
るが、（ｂ）では、α＝90°〜135 °にわたってブロー
ドな三本のピーク（層傾斜角８°（８°）、32°（４
°）、45°（８°）；カッコ内は各層傾斜角度を示すＸ
線回折ピークの半値幅）が見られる。
【０１０５】以上の測定により、考えられる層構造はそ
れぞれ、図17（ａ）及び（ｂ）のようになる。図中の角
度δは、Ｘ線回折法により求めた基板法線に対する層傾
斜角であり、また、その値の後ろにＸ線回折ピークの半
値幅（つまり、その層傾斜角度の広がりを示す。）の半
分を±として示してある。
【０１０６】以上の層構造の違いにより、しきい値幅の
相違を考える。しきい値幅１Ｖの場合は、非常にＸ線回
折ピークがシャープであり、液晶分子（即ち、スイッチ
ングの源である自発分極）が、均一に配向している。従
って、ある大きさの電界を印加した場合に大部分の液晶
分子が一斉にスイッチングする。それに対し、しきい値
幅10Ｖの場合は、その層構造は種々の層傾斜角を持ち、
液晶分子（即ち、自発分極）が広い分布をもって配向し
ている。よって、ある電界を印加した場合に、スイッチ
ングする部分、しない部分が現れ、画素全体として中間
階調が表示できる。こうした一画素内の中間階調表示
は、図17（ｂ）に示したように、層傾斜角の分布が広い
層構造に起因すると考えられる。この場合、配向膜近傍
で層傾斜角が変化し、それ以外のバルク部分では層傾斜
角が揃っている。
【０１０７】実施例７ 本実施例では、上記した各実施例で述べたＦＬＣディス
プレイの階調駆動法を説明する。
【０１０８】駆動波形の有効性を確認するために、ま
ず、単一ピクセル液晶セルにその電圧を印加し、直交偏
光板間のセルの透過率制御の可能性を確認した。
【０１０９】セルの作製は次のように行った。40×20×
３mm3 の透明電極付きＩＴＯガラス基板二枚で液晶セル
を作製し、ガラス基板は標準ソーダ素材のものであり、
透明電極はスパッタによって 500Åコーティングされ
た。ＩＴＯの抵抗は 100Ω/cm2であった。
【０１１０】基板表面に、液晶分子配向させるための配
向膜を、ＳｉＯ斜方蒸着膜によって作製した。蒸着角は
85度で、配向膜の厚さは 500Åにした。液晶セルは、蒸
着方向が平行と反平行となるように二種類の液晶セルを
作製した。液晶セルのギャップは、二枚のガラス基板を
接着するシール材にシリカの微粒を混合して制御した。
シリカのサイズは 1.4〜2.0 μｍのものを使用した。
【０１１１】強誘電性液晶は、チッソ石油化学（株）製
のＣＳ−１０１４を使用した。液晶は、等方相(110℃）
で脱気し、同様に等方相において毛細管効果を利用し
て、 1.5μｍのガラス間の隙間に注入された。液晶が完
全に注入された後に、徐々にセルを室温に冷却した。冷
却時間は２〜３時間であった。
【０１１２】強誘電性液晶に超微粒子として、上記実施
例１のようにカーボン微粒子を混合した。その混合方法
は、液晶を等方相に加熱してカーボン微粒子を混合し、
超音波攪拌機で微粒子と液晶を均一に混合させた。そし
て、上記した実施例１と同様にして液晶セルを作製し
た。
【０１１３】この場合、強誘電性液晶セルは、階調表示
させるために、図18に示すように、透明電極がついたガ
ラス基板１ａおよび１ｂで強誘電性液晶セルを作製し
た。透明電極は、基板１ｂにＸ方向に平行な一群２ｂを
Ｎ本有し、基板１ａにはＹ方向に平行な一群２ａをＭ本
有する（配向膜は図示省略）。そして、図19に示すよう
に、それぞれのＹ方向の透明電極に画素の表示を選択す
る電気信号、Ｘ方向に表示する情報の内容、白もしくは
黒、あるいは中間階調を表示するための電気信号を印加
した。
【０１１４】Ｙ方向に印加される選択電気信号の波形
は、次の通りであった。 １．選択パルスは正負対称な二パルスから構成される。
そのパルス電圧強度および高さは図１に示した液晶素子
のしきい値によって決定される。パルス幅は液晶の応答
速度で決定される。パルスの高さは黒表示をしている液
晶のモノドメインにスターライトテクスチャが出る電
圧：直交偏光板間の液晶セルの透過率変化（Ｔr ）と印
加電圧（Ｖ）との関係のＴr −Ｖカーブの電圧しきい値
Ｖthlow である。
【０１１５】２．選択パルスの前に対称なリセットパル
スを設定する。リセットパルスの幅は選択パルスの２倍
であり、その高さは液晶を完全にスイッチングさせるた
めの電圧：Ｔr −ＶカーブにＶthhighにΔＶを足したも
のである。ΔＶは、後述する基板１ｂのＸ方向の電極に
印加される最大信号電圧とする。
【０１１６】また、Ｘ方向に印加されるデータ用の電気
信号の波形は、次の通りであった。 １．信号電気信号は正負対称のパルス二つによって構成
される。パルス幅は選択信号の幅と等しくする。信号電
圧の高さＶS は表示する液晶のグレーレベルによって０
からＶthhigh−Ｖthlow の間で変化する。
【０１１７】２．信号電圧パルスの極性は、選択パルス
の極性と逆になるように設定する。このことにより、デ
ィスプレイ上の（ｎ，ｍ）にある画素に印加される電圧
はＶS ＋Ｖthlow の和となり、Ｖthhigh−Ｖthlow の間
で変化する。
【０１１８】図20には、上記した電圧を印加した時に得
られた液晶セルの透過率の変化を示している。ここで使
用したセルは、配向膜としてＳｉＯの蒸着方向が平行に
なるように作製された。セルギャップは 1.6μｍであっ
た（ギャップ測定は大塚電子（株）製のＭＳ−２０００
膜厚測定装置を使用した）。このセルでは、カーボン微
粒子：モーガルＬを 1.3重量％液晶中に添加した。液晶
セルは直交偏光板間に設置し、電圧を印加していないメ
モリ状態で液晶セルの透過率が最低になるように、セル
の方向を設定した。
【０１１９】信号パルスの幅は 350μｓで、リセットパ
ルス幅はその２倍の 700μｓとした。しきい値電圧はこ
のセルでは34Ｖであったために、リセット電圧を35Ｖと
した。信号電圧は18Ｖから30Ｖの間に変化させ、セルの
透過率の変化を測定した。図20からわかるように、セル
の透過率は印加電圧18Ｖから28Ｖまでの範囲に連続的に
変化する。電圧強度を制御することで、液晶セルの透過
率を制御できることを示した。
【０１２０】実施例８ 図21には、上記と同様に作製されたセルギャップが 1.8
μｍ、配向膜にＳｉＯの蒸着方向が反平行になるように
作製したセルの透過率−電圧の関係を示している。ここ
では、電界印加しないときにセルの透過率が最大になる
ようにセル方向を設置した。
【０１２１】波形として、信号パルス幅は 350μｓに
し、リセットパルス幅はその２倍の 700μｓであった。
リセットパルスの強度は35Ｖにした。透過率は信号電圧
25Ｖから30Ｖまでの間に測定した。上記と同様に、電圧
によって透過率を制御する可能性はここでも示されてい
る。
【０１２２】実施例９ 実施例７、８のデータに基いて、カーボン微粒子混合の
強誘電性液晶を用いたセルの階調表示のマトリクス駆動
を行った。
【０１２３】セルの作製は次のように行った。ガラス基
板はコーニング製の７０５９、サイズは52×52×0.7mm3
であった。電極は、スパッタリングによって作製したＩ
ＴＯを使用した。電極の形状は図22に示し、ＩＴＯの抵
抗は 100Ω/cm2であった。セルは、同様なガラス基板二
枚を用いて図23に示すように、両電極が直交するように
作製した。液晶配向膜はＳｉＯ斜方蒸着膜を使用した。
蒸着方向は反平行であった。セルギャップは 1.5μｍで
あった。また、カーボン微粒子はモーガルＬを使用し、
液晶に対する濃度は２重量％であった。使用した液晶は
チッソ石油化学（株）製のＣＳ−１０１４であった。
【０１２４】図24に基板１ｂのＸ方向、図25に基板１ａ
のＹ方向の電極に印加される電圧波形をそれぞれ示して
いる。Ｙ方向の電極に印加される信号の構成は次のよう
にした。リセット電圧は24Ｖで選択電圧は20Ｖにした。
信号パルスの幅 400μｓであった。リセットパルス幅は
その２倍の 800μｓにした。Ｘ方向の電極への印加電圧
は、パルス幅が信号電圧と同様 300μｓで、電圧の強度
は10Ｖから 2.5Ｖの間で変化させた。
【０１２５】図26に印加波形によって表示される表示パ
ターンを示した。これによれば、良好な階調表示が実現
されていることがわかった。
【０１２６】実施例10 ＳｉＯ斜方蒸着膜上に、更に、 300Å厚のテトラチアフ
ルバレン−テトラシアノキノジメタン電荷移動錯体膜を
形成し、製膜後、 100℃で１時間アニール処理を行い、
また、液晶に添加する微粒子をＭＴカーボン（コロンビ
アカーボン社製）とした以外は実施例１と同様にして、
液晶表示素子を製造した。
【０１２７】得られた液晶表示素子について、実施例１
と同様に印加電圧とコントラスト比との関係を調べたと
ころ、実施例１の液晶表示素子に比べアナログ階調性が
改善されていることがわかった。
【０１２８】なお、この例において、上記のテトラチア
フルバレン−テトラシアノキノジメタン錯体（ＴＴＦ−
ＴＣＮＱ）を斜方蒸着膜上に製膜後、 100℃で１時間ア
ニール処理を行うと、斜方蒸着膜の斜方柱間にＴＴＦ−
ＴＣＮＱの少なくとも一部が入り込む場合があることが
確認された（図７（ｂ）参照）。
【０１２９】この場合に得られた液晶表示素子は、印加
電圧と実効電圧との差が小さく、ＴＴＦ−ＴＣＮＱを製
膜しない以外は上記と同様に作製した液晶表示素子の約
２倍以上速い応答速度を示した。
【０１３０】実施例11 ＳｉＯ斜方蒸着膜上に、更に、有機導電性薄膜として 1
00Å厚のイッテルビウムジフタロシアニン薄膜を形成
し、製膜後、 150℃で１時間アニール処理を行う以外は
実施例10と同様にして、液晶表示素子を製造した。
【０１３１】得られた液晶表示素子について実施例１と
同様に印加電圧とコントラスト比との関係を調べた。そ
の結果を図27に示す。この図から明らかなように、この
実施例の液晶表示素子は、実施例１の液晶表示素子に比
べ、特に低電圧領域でのアナログ階調性が改善されてい
ることが分かった。
【０１３２】実施例12 実施例１で述べたと同様にして作製されたＩＴＯ付きガ
ラス基板にＳｉＯを斜方蒸着した後、ガラス基板を水平
にし、更にＳｉＯ斜方蒸着膜上に、テトラチアフルバレ
ン−テトラシアノキノジメタン錯体の蒸着膜を形成し
た。この蒸着は、テトラチアフルバレン（ＴＴＦ）とテ
トラシアノキノジメタン（ＴＣＮＱ）とを別々のボート
に入れ、基板温度を室温から 120℃の範囲で、真空度１
×10-6〜５×10-5Torrという圧力下で、まずドメインを
多数形成する目的でＴＴＦを約10Å以下の厚みになるま
で単独で積層し、続いてＴＴＦ（蒸着速度１〜３Å/se
c）とＴＣＮＱ（蒸着速度 0.1〜１Å/sec）とを共蒸着
し、その後、再びＴＴＦを単独で約50Å以上の厚みに積
層した。製膜後、液晶分子の配向性を向上させるために
50〜100 ℃の温度で30分から２時間アニール処理を行っ
た。
【０１３３】このように処理された２枚のガラス基板
を、ポリエチレンテレフタレート製のスペーサ（９μｍ
径）と紫外線硬化型接着剤（フォトレック：積水ファイ
ンケミカル株式会社製）とを用いて、ＳｉＯ斜方蒸着膜
の蒸着方向が互いに反平行になるように液晶セルに組み
立てた。このセルギャップにネマチック液晶（ＺＬＩ−
２００８：メルク株式会社製）を注入して液晶表示素子
を製造した。
【０１３４】この液晶表示素子について、磁場容量法
（磁場強度 7.5〜8.0KGauss)により液晶分子のプレチル
ト角を測定した。この場合、一画素(1.2×1.2cm2）を図
28に示したように約２mm2 に25分割して、分割されたそ
れぞれの領域（１〜25番）についてプレチルト角を測定
した。得られた結果を下記の表８と図29（ａ）に示す。
【０１３５】この例において、上記の錯体の製膜後のア
ニール処理によって、その少なくとも一部分が斜方蒸着
膜の斜方柱間に入り込むことがある。この場合は、上記
したと同様に、応答速度が向上することが確認された。
【０１３６】比較例３ テトラチアフルバレン−テトラシアノキノジメタン錯体
膜を形成せずかつ電界処理を施さない以外は実施例10と
同様にして、液晶表示素子を製造した。得られた液晶表
示素子について、実施例12と同様に液晶分子のプレチル
ト角を測定した。その結果を下記の表８と図29（ｂ）に
示す。
【０１３７】比較例４ テトラチアフルバレン−テトラシアノキノジメタン錯体
の蒸着膜を形成する際に、あらかじめ合成しておいた錯
体をボートに入れ、基板温度室温、真空度５×10-5Tor
r、蒸着速度５Å/secで 100Åの厚さに蒸着し、かつ電
界処理を施さない以外は実施例10と同様にして、液晶表
示素子を製造した。得られた液晶表示素子について、実
施例12と同様に液晶分子のプレチルト角を測定した。そ
の結果を下記の表８と図29（ｂ）に示す。
【０１３８】
【０１３９】
【０１４０】表８および図29（ａ）から明らかなよう
に、実施例12の液晶表示素子は、液晶分子のプレチルト
角の分布幅が９°もあった。従って、一定の範囲の印加
電界強度の増減に応じてコントラスト比が緩やかに増減
してアナログ階調表示が可能となることがわかった。
【０１４１】これに反し、表８及び図29（ｂ）から明ら
かなように、比較例３、４で得られた液晶表示素子は、
液晶分子のプレチルト角の分布幅が４°しかなく、実施
例12に比べアナログ階調表示が劣っていたことがわかっ
た。
【０１４２】なお、テトラチアフルバレンとテトラシア
ノキノジメタンとを最初から共蒸着する以外は比較例４
と同様にして得れた液晶表示素子についても、比較例４
と同様の結果が得られた。
【０１４３】実施例13 スペーサとして 1.4μｍ径のスペーサ（真し球：触媒化
成株式会社製）を用いる以外は実施例12と同様にして液
晶セルを作製した。この液晶セルに強誘電性液晶（ＣＳ
−１０１４：チッソ株式会社製）を注入した。得られた
液晶セルに対し、周波数 100Hzで±30Ｖの矩形波を１分
間印加するという電界処理を施すことにより、液晶表示
素子を製造した。
【０１４４】この液晶表示素子について、印加電界強度
とコントラストの関係を以下に説明するようにして調べ
た。即ち、±６Ｖのバイアス電圧を20回印加し、直交ニ
コル下で、図８に示したような、±30ＶのＶreset パル
ス（パルス幅 500μsec)を印加した。次に、±30Ｖ以下
のＶgrayパルス（パルス幅 500μsec)を印加した。そし
てＶreset パルス印加後（ダークレベル）の光透過強度
とＶgrayパルス印加後（グレイレベル）の光透過強度と
を比較することにより、コントラスト比を求めた。この
結果を下記の表９と図30（ａ）に示す。
【０１４５】比較例５ テトラチアフルバレン−テトラシアノキノジメタン錯体
膜を形成せずかつ電界処理を施さない以外は実施例13と
同様にして、液晶表示素子を製造した。得られた液晶表
示素子について、実施例13と同様に印加電界強度とコン
トラスト比の関係を調べた。その結果を下記の表９と図
30（ｂ）に示す。
【０１４６】テトラチアフルバレン−テトラシアノキノ
ジメタン錯体の蒸着膜を形成する際に、あらかじめ合成
しておいた錯体をボートに入れ、基板温度室温、真空度
５×10-5Torr、蒸着速度５Å/secで 100Åの厚さに蒸着
し、かつ電界処理を施さない以外は実施例13と同様にし
て、液晶表示素子を製造した。得られた液晶表示素子に
ついて、実施例13と同様に印加した電界強度とコントラ
スト比との関係を調べた。その結果を下記の表９と図30
（ｃ）に示す。
【０１４７】
【０１４８】表９および図30（ａ）から明らかなよう
に、実施例13で得られた液晶表示素子においては、印加
した一定の範囲の電界強度の増減に応じてコントラスト
比が緩やかに増減した。従って、実施例13の液晶表示素
子でアナログ階調表示が可能であることがわかった。
【０１４９】これに反し、表９及び図30（ｂ）、（ｃ）
から明らかなように、比較例５、６で得られた液晶表示
素子は、しきい値が急峻なカーブを有しているので、ア
ナログ階調性を有していないことが分かった。
【０１５０】実施例14 テトラチアフルバレン−テトラシアノキノジメタン錯体
膜に代えて、有機導電性化合物薄膜としてイッテルビウ
ムジフタロシアニン薄膜を形成しかつ電界処理を施さな
い以外は実施例13と同様にして、液晶表示素子を製造し
た。得られた液晶表示素子について、実施例13と同様に
印加電界強度とコントラスト比の関係を調べた。その結
果を下記の表10と図31（ａ）に示す。
【０１５１】比較例７ イッテルビウムジフタロシアニン薄膜を形成せずかつ電
界処理を施さない以外は実施例14と同様にして、液晶表
示素子を製造した。得られた液晶表示素子について、実
施例14と同様に印加電界強度とコントラスト比の関係を
調べた。その結果を下記の表10と図31（ｂ）に示す。
【０１５２】
【０１５３】表10および図31（ａ）から明らかなよう
に、実施例14で得られた液晶表示素子においては、印加
した一定の範囲の電界強度の増減に応じてコントラスト
比が緩やかに増減した。従って、実施例14の液晶表示素
子でアナログ階調表示が可能であることがわかった。
【０１５４】これに反し、表10及び図31（ｂ）から明ら
かなように、比較例７で得られた液晶表示素子は、しき
い値が急峻なカーブを有しているので、アナログ階調性
を有していないことが分かった。
【０１５５】実施例15 実施例１で述べたと同様にして作製したＩＴＯ付きガラ
ス基板にＳｉＯを斜方蒸着した後、ガラス基板を水平に
し、ＳｉＯ斜方蒸着膜上に、20Å厚のＳｉＯ垂直蒸着膜
を同条件で形成した。製膜後、空気中で 300℃でアニー
ル処理を行った。
【０１５６】このように処理した２枚のガラス基板を、
1.4μｍ径のスペーサ（真し球：触媒化成株式会社製）
と紫外線硬化型接着剤（フォトレック：積水ファインケ
ミカル株式会社製）とを用いて、ＳｉＯ垂直蒸着膜が対
向しかつＳｉＯ斜方蒸着膜の蒸着方向が互いに反平行に
なるように、液晶セルに組み立てた。このセルギャップ
に強誘電性液晶（ＣＳ−１０１４：チッソ株式会社製）
を注入して液晶表示素子を製造した。この液晶表示素子
の液晶は約10μｍ径のマイクロドメインを形成してい
た。
【０１５７】得られた液晶表示素子に、周波数20Hzで±
30Ｖの矩形波を１分間印加した後に、実施例13と同様に
印加電界強度とコントラスト比との関係を調べた。この
結果を図32に示す。
【０１５８】実施例16 ＳｉＯ垂直蒸着膜に代えてＭｇＦ2 蒸着膜を使用する以
外は実施例15と同様にして、液晶表示素子を製造した。
この液晶表示素子について実施例15と同様に印加電界強
度とコントラスト比との関係を調べた。この結果を図32
に併せて示す。
【０１５９】比較例８ ＳｉＯ垂直蒸着膜を形成しない以外は実施例15と同様に
して液晶表示素子を製造し、更にその印加電圧とコント
ラスト比との関係を調べた。その結果を図32に併せて示
す。
【０１６０】図32から明らかなように、実施例15、16で
得られた液晶表示素子においては、しきい値幅が３Ｖ／
μｍ程度もあり、印加した一定の範囲の電界強度の増減
に応じてコントラスト比が緩やかに増減した。従って、
実施例15、16の液晶表示素子でアナログ階調表示が可能
であることがわかった。
【０１６１】これに反し、図32から明らかなように、比
較例８の液晶表示素子はしきい値幅が１Ｖ／μｍ程度し
かなく、従ってアナログ階調性を有していないことが分
かった。
【０１６２】実施例17 実施例１で述べたと同様にして作製したＩＴＯ付きガラ
ス基板にＳｉＯ斜方蒸着膜を形成した後、ＳｉＯ斜方蒸
着膜上に、40Å厚のＡｇ垂直膜を電子ビーム法により形
成した。この形成は、基板温度室温、真空度９×10-6To
rr、蒸着速度１Å/secという条件で行った。
【０１６３】このように処理した２枚のガラス基板を、
1.4μｍ径のスペーサ（真し球：触媒化成株式会社製）
と紫外線硬化型接着剤（フォトレック：積水ファインケ
ミカル株式会社製）とを用いて、Ａｇ垂直膜が対向しか
つＳｉＯ斜方蒸着膜の蒸着方向が互いに反平行になるよ
うに、液晶セルに組み立てた。このセルギャップに強誘
電性液晶（ＣＳ−１０１４：チッソ株式会社製）を注入
して液晶表示素子を製造した。
【０１６４】得られた液晶表示素子に周波数20Hzで±30
Ｖの矩形波を１分間印加した後に、実施例15と同様に印
加電界強度とコントラスト比との関係を調べた。この結
果を図33に示す。
【０１６５】比較例９ Ａｇ垂直膜を形成しない以外は実施例17と同様にして液
晶表示素子を製造し、更にその印加電界強度とコントラ
スト比との関係を調べた。その結果を図33に併せて示
す。
【０１６６】図33から明らかなように、実施例17で得ら
れた液晶表示素子においては、しきい値幅が３Ｖ／μｍ
程度もあり、印加した一定の範囲の電界強度の増減に応
じてコントラスト比が緩やかに増減した。従って、実施
例17の液晶表示素子でアナログ階調表示が可能であるこ
とがわかった。
【０１６７】これに反し、図33から明らかなように、比
較例９の液晶表示素子はしきい値幅が１Ｖ／μｍ程度し
かなく、従ってアナログ階調性を有していないことが分
かった。
【０１６８】実施例18 Ａｇ垂直膜に代えてＡｕ膜をスパッタ法で形成する以外
は実施例17と同様にして液晶表示素子を作製した。この
液晶表示素子について実施例15と同様に印加電界強度と
コントラスト比との関係を調べた。ただし、バイアス電
圧を±2.5 Ｖとし、Ｖreset パルスを±25Ｖとした。こ
の結果を図34に示す。
【０１６９】比較例10 Ａｕ垂直膜を形成しない以外は実施例18と同様にして液
晶表示素子を製造し、更にその印加電界強度とコントラ
スト比との関係を調べた。その結果を図34に併せて示
す。
【０１７０】図34から明らかなように、実施例18で得ら
れた液晶表示素子においては、しきい値幅が３Ｖ／μｍ
程度もあり、印加した一定の範囲の電界強度の増減に応
じてコントラスト比が緩やかに増減した。従って、実施
例18の液晶表示素子でアナログ階調表示が可能であるこ
とがわかった。
【０１７１】これに反し、図34から明らかなように、比
較例10の液晶表示素子はしきい値幅が１Ｖ／μｍ程度し
かなく、従ってアナログ階調性を有していないことが分
かった。
【０１７２】比較例11 既述した特開平３−276126号公報に示された内容に基い
て、以下のようにしてＦＬＣディスプレイを作製した。
【０１７３】長さ40mm、幅25mmで３mmの厚みをもつＩＴ
Ｏ透明電極付きガラス（ＩＴＯ面抵抗＝100 Ω/cm2、膜
厚 500Å）に日本合成ゴム社製のポリイミドＪＡＬＳ−
２４６を 500Åの厚みでスピンコートした。スピンコー
トの条件は、 300rpm ３秒、3000rpm 30秒であった。こ
のポリイミドをコートしたガラス基板を、レイヨン布を
ローラに巻き付け固定したラビング装置を用いて、毛の
押し込み深さを0.15mm、ローラの回転速度を 94rpm、ス
テージの送り速度を５cm／分とし、３回のラビングを行
った。
【０１７４】そして、その基板上に 0.5μｍの粒径のア
ルミナを、ソノコム社製のスペーサ散布機を用いて、１
mm2 中に散布密度として 300個となるように散布した
（これは、それ以上の散布濃度にするためには、アルミ
ナの微粒子が凝集を起こしてしまうためである）。この
基板上にさらに、２μｍのスペーサを同じ散布機を用い
て散布した。この散布密度は、25個／mm2 とした。
【０１７５】ここで、他方のガラス基板において、三井
東圧社製のストラクトボンドをシール剤として用いて、
基板の周辺部にスクリーン印刷機を用いて塗布した。そ
して、両者の基板を位置合わせした後、貼り合わせギャ
ップが 1.7μｍに均一にとれるまで、均一に圧力を加え
た。その際、配向方向は、平行及び反平行の両方を作製
した。その圧力は、１kg/cm2であった。その貼り合わせ
状態のまま、セルを温風式ヒータに入れ、 180℃に２時
間置いて、シール剤を硬化させた。その後、ギャップを
大塚電子社製のセルギャップ測定装置を用いて測定する
と、 1.7μｍ±0.1 μｍにセル全体にわたってギャップ
がコントロールされていることを確認した。
【０１７６】次に、このセルにメルク（株）製の強誘電
性液晶組成物：ＺＬＩ−３７７５を80℃で真空脱気後、
アイソトロピック温度領域である 110℃に昇温し、真空
中で注入した。この過程は、 1.5時間を要した。このセ
ルを室温に徐冷した後、直交した偏光板の間にはさみ、
顕微鏡下でその液晶分子配向性、および電気光学特性を
測定した。
【０１７７】１）液晶分子配向について： 平行配向セル：図35に示すように、スペーサのまわりが
全体を黒の状態にしても、光もれを起こしており、その
ことがセルのコントラストを低下させる主因となる黒レ
ベルの低下を引き起こしていた。
【０１７８】また、強誘電性液晶は、複屈折モードでの
表示であるために、セルギャップは極めて均一に最適な
厚みにコントロールされなければならない。しかしなが
ら、0.5μｍのアルミナを散布した近傍部分では、これ
がスペーサとして作用し、最適のセルギャップから大き
くずれてしまうために、色ムラが顕著に観測された。こ
のことは、いうまでもなく表示品位を大きく低下させ
る。このことは、スペーサが可視光の波長に対して、十
分な大きさをもつことによると考えられる。スペーサ散
布密度をいたずらに増すことは、スペーサの周りの光も
れにより、コントラストを低下してしまい、やはり好ま
しくない。
【０１７９】しかしながら、本発明に基づくスターライ
トテクスチャ構造は、上述した超微粒子の分散によるも
のであるから、光もれが低減し、また液晶の配向も乱す
ことはなく、誘電率分布による実効電界分布を効果的に
生ぜしめることができる。
【０１８０】反平行配向セル：液晶分子の配向テクスチ
ャとしては、配向処理方向にμｍオーダーの細かな縞が
観測された。スペーサのまわりが全体を黒の状態にして
も、光もれを起こしており、そのことがセルのコントラ
ストを低下させる主因となる黒レベルの低下を引き起こ
している。また、スペーサの周りには、多くの欠陥が見
られ、そのことが光もれの大きな原因であると考えられ
る。
【０１８１】２）電気光学効果について： 平行配向セル：パルス幅１mm秒で電圧が30Ｖのリセット
パルスをバイポーラで印加後、信号パルスとして、パル
ス幅１mm秒で、１Ｖから30Ｖまで電圧を変化させ、その
ときの透過率変化が通常の双安定モードの強誘電性液晶
と異なるかどうかを調べた。
【０１８２】この結果、電圧を変化させて加えていく
と、スペーサの上の部分から液晶分子が動きはじめてい
くようには、顕微鏡下では見えず、スペーサの上の部分
では、液晶の分子配向は乱れており、決してユニフォー
ムではない（全体が黒ならば、輝点として観測され、全
体が白ならば、黒い点として観測される。いずれの場合
にも、コントラストを低下させる：図35参照）。
【０１８３】また、肝心の反転のスイッチングである
が、スペーサ部分（及びその近傍）から反転が起こるこ
ともあり、また、他の部分から反転スイッチングがはじ
まることも観測された。即ち、必ずしも、スペーサ部分
及びその近傍部分から反転スイッチングが起こるとは限
らない。
【０１８４】更に、重要なことは、反転が起きてドメイ
ンが広がるが、その広がりがしきい値電圧幅をもつなら
ば、スイッチング電圧幅をもたなければならない。しか
し、結果的には、しきい値電圧の幅の広がりは、従来系
に比較して殆ど見られなかった。即ち、この系でのしき
い値電圧幅は、１Ｖであった。また、電圧をＤＣ的に変
化させて、そのスイッチングのドメインの変化を検討し
た結果、典型的なボート型ドメインであり、また、セル
の端の部分にジグザグ欠陥が散見されたことから、層構
造としては、 chevron構造であることが確認された。セ
ル全体のスイッチング特性としては、反転がスペーサ部
分及びその近傍から起きる場合もあるということであっ
て、通常のセルと同様のスイッチング特性であった。従
って、一画素内階調表示というレベルのものでは、到底
ありえないものであった。
【０１８５】反平行配向セル：パルス幅１mm秒で電圧が
30Ｖのリセットパルスをバイポーラで印加後、信号パル
スとして、パルス幅１mm秒で、１Ｖから30Ｖまで電圧を
変化させ、そのときの透過率変化が通常の双安定モード
の強誘電性液晶と異なるかどうかを調べた。
【０１８６】この結果、電圧を変化させて加えていく
と、スペーサの上の部分から液晶分子が動きはじめてい
くようには、顕微鏡下では見えず、μｍオーダーの細か
な、ラビング処理方向に出現した縞に沿って、スイッチ
ングが起こっていることが明らかになった。ここでも、
スペーサの上の部分では、液晶の分子配向は乱れてお
り、決してユニフォームではない（図35参照）。
【０１８７】次に検討したものとして、スペーサの散布
密度を変化させてその影響を検討した。その結果、スペ
ーサの散布密度が０〜500 個／１mm2 のセルでは、セル
全体としてのスイッチング特性は、上に述べた 300個／
１mm2 の場合と同様であることが、実験によって確認さ
れた。
【０１８８】次に、セルギャップの変化として、平行配
向の場合には 1.8μｍ、 1.5μｍの中心値を持つもの
（いずれの場合も、±0.1 μｍの間にセルギャップはコ
ントロールしてある。）でも、全く同様のデバイス特性
を示した。また、反平行セルにおいても、 1.5μｍ、
1.8μｍの中心値を持つものをさらに検討したが、結果
は全く同様であった。
【０１８９】以上をまとめると、本検討により、特開平
３−276126号のディスプレイは、その実施例に忠実に追
試実験を行った結果、階調表示技術として、同公報に述
べられているような効果は得られず、実用的な技術では
ないことが判明した。
【０１９０】以上、本発明を実施例について説明した
が、上述した実施例は本発明の技術的思想に基いて更に
変形が可能である。
【０１９１】例えば、上述した液晶の種類をはじめ、液
晶素子の各構成部分の材質、構造、形状、組み立て方
法、更には微細なマイクロドメインの形成に用いる超微
粒子の物性、種類等は種々に変更することができる。ま
た、超微粒子の添加方法も変更してよいし、その分布位
置は液晶中のみならず、配向膜上、或いは配向膜中であ
ってもよい。また、マイクロドメインを形成する他の方
法（電荷移動錯体の積層等）も同様に種々の変形が可能
である。
【０１９２】また、本発明に基づくスターライトテクス
チャ構造は、既述したようにＸ線回折スペクトルによっ
て、Ｘ線入射角αが90度以下でピークが２つ以上存在す
ることに特徴があるが、Ｘ線入射角αが90度以上でピー
クが２つ以上存在していてもよい。要は、αが90度以下
又は以上でピークが少なくとも２つ存在していればよ
い。これは、従来技術による液晶セルの層傾斜角では、
αが90度付近でピークが１つしか存在しないか或いはα
が90度以下又は90度以上でピークが１つしか存在してい
ないものに比べて、本質的に異なる点である。
【０１９３】なお、上述した実施例では、表示素子に好
適な液晶素子について説明したが、表示素子では特に階
調性（中間調）を実現できる点で好ましいものである。
しかし、本発明は、表示素子に限らず、液晶素子をフィ
ルタやシャッタ、ＯＡ機器のディスプレイ画面、スクリ
ーンや、ウォブリング用の位相制御素子等にも適用可能
である。これらのいずれも、上述したしきい値電圧幅に
よって駆動電圧に応じた透過率又はコントラスト比を示
すことを利用して、従来にはない性能を得ることができ
る。
【０１９４】
【発明の作用効果】本発明は上述した如く、一対の基体
間に液晶が配されている液晶素子において、前記液晶を
スイッチングするためのしきい値電圧の異なる領域が微
細に分布していることを特徴とする液晶素子としている
ので、特に、一つの画素内において、しきい値電圧（Ｖ
th）の異なる微細な領域（マイクロドメイン）の発現に
より、印加電圧の大きさに応じてマイクロドメインの透
過率が比較的緩やかに変化することになる。そして、１
つのドメイン内では、液晶分子が双安定であるとメモリ
機能を有し、フリッカーフリーな静止画像が実現でき、
しきい値電圧の異なるμｍオーダのドメインから一画素
が形成されていることから、高コントラストでアナログ
的な連続階調表示が可能となる。
【０１９５】また、こうした階調性は、特殊なピクセル
や駆動法によらずとも実現できるので、液晶素子の作製
を低コストにして容易かつ確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に基づく液晶表示素子のしきい値電圧特
性を示す透過率−印加電圧特性図である。
【図２】同液晶表示素子のスイッチング時の透過率の変
化を説明するための概略図（Ａ）であり、同図（Ｂ）は
階調性のない場合の同様の概略図である。
【図３】同液晶表示素子の概略断面図である。
【図４】同液晶表示素子の液晶中での実効電界を説明す
るための概略図である。
【図５】本発明に基づく他の液晶表示素子の概略断面図
である。
【図６】液晶分子のプレチルト角に分布を持たせるよう
に、ＳｉＯ斜方蒸着膜上にＳｉＯ以外の物質を蒸着させ
た場合の説明図である。
【図７】本発明に基づく更に他の液晶表示素子の概略断
面図である。
【図８】液晶表示素子における印加電圧とコントラスト
比との関係を評価するためのパルス波形図である。
【図９】液晶表示素子の印加電圧とコントラスト比との
関係を比較して示す特性図である。
【図10】液晶表示素子の液晶コーン角の温度依存性を比
較して示すグラフである。
【図11】酸化チタンの粒度分布図である。
【図12】添加微粒子を変えたときの液晶表示素子の印加
電圧とコントラスト比との関係を比較して示す特性図で
ある。
【図13】液晶表示素子の透過率変化の勾配と添加微粒子
の粒度分布の標準偏差との関係を示すグラフである。
【図14】液晶表示素子のＸ線回折測定時の概略配置図で
ある。
【図15】同Ｘ線回折測定時のＸ線入射角による回折現象
を説明するための概略図である。
【図16】同Ｘ線回折測定による回折強度を比較して示す
スペクトル図である。
【図17】液晶の層傾斜角を比較して示す概略図である。
【図18】液晶表示素子の概略斜視図である。
【図19】液晶表示素子の走査波形図及び信号波形図であ
る。
【図20】液晶表示素子の印加電圧と透過率との関係を示
す特性図である。
【図21】他の液晶表示素子の印加電圧と透過率との関係
を示す特性図である。
【図22】液晶表示素子の電極形状を示す概略平面図であ
る。
【図23】同電極を交差して配した液晶表示素子の概略平
面図である。
【図24】具体的な走査波形図である。
【図25】具体的な信号波形図である。
【図26】同波形によって得られた表示パターン図であ
る。
【図27】液晶表示素子の印加電圧とコントラスト比との
関係を示す特性図である。
【図28】液晶分子のプレチルト角測定用の画素の平面図
である。
【図29】液晶分子のプレチルト角の各種分布図である。
【図30】液晶表示素子における印加電界強度とコントラ
スト比との関係を比較して示す特性図である。
【図31】液晶表示素子における印加電界強度とコントラ
スト比との関係を比較して示す特性図である。
【図32】液晶表示素子における印加電界強度とコントラ
スト比との関係を比較して示す特性図である。
【図33】液晶表示素子における印加電界強度とコントラ
スト比との関係を比較して示す特性図である。
【図34】液晶表示素子における印加電界強度とコントラ
スト比との関係を比較して示す特性図である。
【図35】比較例による液晶表示素子の透過状態を説明す
るための概略図である。
【図36】従来の液晶表示素子の概略断面図である。
【図37】強誘電性液晶のモデル図である。
【図38】従来の液晶表示素子のしきい値電圧特性を示す
透過率−印加電圧特性図である。
【符号の説明】
１ａ、１ｂ・・・基板 ２ａ、２ｂ・・・透明電極層 ３ａ、３ｂ・・・ＳｉＯ斜方蒸着層 ４・・・スペーサ ５・・・液晶 ６・・・電荷移動錯体薄膜 ７・・・最上層 10・・・超微粒子 Ｖth・・・しきい値電圧 ＭＤ・・・マイクロドメイン Ｄ・・・ドメイン Ｅeff ・・・実効電界
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 特願平5−238973 (32)優先日 平成５年８月31日(1993．8．31) (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (72)発明者 楊 映保 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソ ニー株式会社 内 (72)発明者 松居 恵理子 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソ ニー株式会社 内 (56)参考文献 特開 平３−6526（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−102520（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−276126（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02F 1/13 - 1/141

Claims (24)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 一対の基体間に液晶が配され、前記液晶
    をスイッチングするためのしきい値電圧の異なる領域が
    微細に分布している液晶素子において、透明電極及び配
    向膜をこの順に設けた一対の基板が所定の間隙を置いて
    対向配置され、前記間隙内に強誘電性液晶が注入されて
    いて、反転ドメインによる透過率が２５％であるときに
    ２μｍφ以上の大きさのドメインが１ｍｍ2の視野の中
    に３００個以上存在し、かつ、そのドメイン内でのしき
    い値電圧幅が透過率１０〜９０％の範囲で２ボルト以上
    であり、これによって階調表示を行えるように構成した
    ことを特徴とする液晶素子。
  2. 【請求項２】 しきい値電圧の異なる複数のドメインを
    構成する液晶分子のみかけのチルト角が、モノドメイン
    の状態よりも±１°以上変化している、請求項１に記載
    した液晶素子。
  3. 【請求項３】 しきい値電圧の異なる複数のドメインを
    構成する液晶分子のコーン角の温度依存性が、モノドメ
    インの状態よりも小さい、請求項１に記載した液晶素
    子。
  4. 【請求項４】 しきい値電圧の異なる複数のドメインを
    構成する液晶分子のみかけのプレチルト角の分布幅が、
    一画素内で６°以上である、請求項１に記載した液晶素
    子。
  5. 【請求項５】 ２種類以上の電圧を印加して２種類以上
    の階調レベルを得るように構成した、請求項１に記載し
    た液晶素子。
  6. 【請求項６】 しきい値電圧の異なる微細領域を形成す
    るために、微粒子が液晶に添加されている、請求項１に
    記載した液晶素子。
  7. 【請求項７】 微粒子がｐＨ２．０以上の表面を有して
    いる、請求項６に記載した液晶素子。
  8. 【請求項８】 微粒子が５０重量％以下の割合で液晶に
    添加されている、請求項７に記載した液晶素子。
  9. 【請求項９】 微粒子がカーボンブラック及び／又は酸
    化チタンからなっている、請求項６に記載した液晶素
    子。
  10. 【請求項１０】 カーボンブラックがファーネス法で作
    製されたカーボンブラックであり、酸化チタンがアモル
    ファス酸化チタンである、請求項９に記載した液晶素
    子。
  11. 【請求項１１】 階調表示特性を添加される微粒子の粒
    度分布によってコントロールするように構成した、請求
    項６に記載した液晶素子。
  12. 【請求項１２】 微粒子の粒度分布の標準偏差が９．０
    ｎｍ以上である、請求項１１に記載した液晶素子。
  13. 【請求項１３】 微粒子の比重が液晶の０．１〜１０倍
    である、請求項６に記載した液晶素子。
  14. 【請求項１４】 微粒子が良分散性を示すように表面処
    理されている、請求項６に記載した液晶素子。
  15. 【請求項１５】 基体上に設けられた配向膜が複数の斜
    方柱状体からなる斜方蒸着膜によって形成され、前記複
    数の斜方柱状体間に導電性物質の少なくとも一部分が介
    在している、請求項１に記載した液晶素子。
  16. 【請求項１６】 導電性物質の導電率が蒸着膜及び／又
    は液晶の導電率よりも大きい、請求項１５に記載した液
    晶素子。
  17. 【請求項１７】 導電性物質の導電率が１×１０-12Ｓ
    ／ｃｍ2以上である、請求項１５に記載した液晶素子。
  18. 【請求項１８】 電荷移動錯体、有機顔料、金属、酸化
    物及びフッ化物からなる群より選ばれた物質が配向膜上
    に積層されている、請求項１に記載した液晶素子。
  19. 【請求項１９】 導電性の物質が配向膜上に積層されて
    いる、請求項１８に記載した液晶素子。
  20. 【請求項２０】 配向膜が蒸着後にアニールされたもの
    である、請求項１５に記載した液晶素子。
  21. 【請求項２１】 配向膜が酸化シリコンの蒸着層からな
    っている、請求項１に記載した液晶素子。
  22. 【請求項２２】 液晶の層傾斜角が配向膜近傍領域とこ
    れ以外のバルク領域とで異なっている、請求項１に記載
    した液晶素子。
  23. 【請求項２３】 液晶の層傾斜角を示すＸ線回折強度の
    ピークが、Ｘ線入射角９０°以下又は９０°以上におい
    て少なくとも２つ存在する、請求項１に記載した液晶素
    子。
  24. 【請求項２４】 Ｘ線回折強度のピークの半値幅が３°
    以上である、請求項２３に記載した液晶素子。
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Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5963288A (en) 1987-08-20 1999-10-05 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Liquid crystal device having sealant and spacers made from the same material
JPH07152017A (ja) * 1993-11-30 1995-06-16 Sony Corp 液晶素子の駆動方法及びその液晶素子
EP0784225B1 (en) * 1995-07-03 2003-01-22 Citizen Watch Co. Ltd. Liquid crystal device
JPH0954307A (ja) * 1995-08-18 1997-02-25 Sony Corp 液晶素子の駆動方法
US6118512A (en) * 1995-12-27 2000-09-12 Sharp Kabushiki Kaisha Manufacturing method of a liquid crystal display element
KR100208970B1 (ko) 1995-12-29 1999-07-15 구자홍 액정셀 및 그의 제조방법
WO1997031362A1 (en) * 1996-02-22 1997-08-28 Philips Electronics N.V. Liquid-crystal display device
GB9615817D0 (en) * 1996-07-26 1996-09-04 Secr Defence Liquid crystal device with greyscale
GB2320103A (en) * 1996-12-05 1998-06-10 Sharp Kk Liquid crystal devices
AU6912798A (en) * 1997-06-10 1998-12-30 Lg. Philips Lcd Co., Ltd. Liquid crystal display with wide viewing angle and method for making it
JP3399796B2 (ja) * 1997-08-29 2003-04-21 シャープ株式会社 液晶表示装置
JPH11223813A (ja) * 1998-02-06 1999-08-17 Sony Corp 液晶素子及びその製造方法
US6297865B1 (en) * 1998-03-10 2001-10-02 Sony Corporation Liquid crystal element having polarization moderating properties
GB9811783D0 (en) 1998-06-03 1998-07-29 Sharp Kk Liquid crystal device manufacturing methods
DE19925985A1 (de) * 1999-06-08 2000-12-14 Bosch Gmbh Robert Flüssigkristallanzeige mit umschaltbarem Blickwinkel
JP2001291594A (ja) * 2000-04-07 2001-10-19 Canon Inc 導電性液晶素子
US6525860B1 (en) * 2000-05-18 2003-02-25 Raytheon Company Electronically variable light attenuator
JP4165001B2 (ja) * 2000-11-02 2008-10-15 富士ゼロックス株式会社 画像表示媒体、画像表示装置及び画像表示方法
JP3866522B2 (ja) 2001-02-14 2007-01-10 日本電気株式会社 アクティブマトリクス型液晶表示装置及びその製造方法
JP2003050397A (ja) * 2001-06-01 2003-02-21 Citizen Watch Co Ltd 配向膜を備えた基板とその製造方法
US6639637B2 (en) * 2001-12-26 2003-10-28 Eastman Kodak Company Field spreading layer for dispersed liquid crystal coatings
JP4558299B2 (ja) * 2003-10-14 2010-10-06 スタンレー電気株式会社 流体とその流体を用いた表示装置、およびマイクロマシーン
GB2423869B (en) * 2003-11-28 2007-06-27 Fuji Electric Holdings Co Switching element
US7764337B2 (en) * 2004-10-28 2010-07-27 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd Liquid crystal display device and electronic device
JP5426448B2 (ja) * 2010-03-29 2014-02-26 スタンレー電気株式会社 流体とその流体を用いた表示装置、およびマイクロマシーン
CN111164178B (zh) * 2018-03-28 2021-03-16 积水化学工业株式会社 电子材料用组合物、液晶显示元件用密封剂、上下导通材料和液晶显示元件

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3734597A (en) * 1968-02-23 1973-05-22 Ncr Co Process for producing a color state in a display device
US3620889A (en) * 1968-06-11 1971-11-16 Vari Light Corp Liquid crystal systems
US5196954A (en) * 1985-08-08 1993-03-23 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Liquid crystal display
JPH0723942B2 (ja) * 1985-08-08 1995-03-15 株式会社半導体エネルギ−研究所 液晶装置
US4796980A (en) * 1986-04-02 1989-01-10 Canon Kabushiki Kaisha Ferroelectric liquid crystal optical modulation device with regions within pixels to initiate nucleation and inversion
US4796979A (en) * 1986-04-07 1989-01-10 Canon Kabushiki Kaisha Ferroelectric liquid crystal device having dual laminated alignment films
AU610242B2 (en) * 1987-09-18 1991-05-16 Semiconductor Energy Laboratory Co. Ltd. Liquid crystal electro-optical device
US4906074A (en) * 1987-09-28 1990-03-06 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. FLC liquid crystal electro-optical device having microdomains within pixels
US5078477A (en) * 1988-11-09 1992-01-07 Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. Ferroelectric liquid crystal cell
JPH036526A (ja) * 1989-06-02 1991-01-14 Matsushita Electric Ind Co Ltd 強誘電性液晶ディスプレイ
NL8901481A (nl) * 1989-06-12 1991-01-02 Philips Nv Passieve ferro-elektrisch vloeibaar kristal weergeefinrichting en werkwijze ter vervaardiging daarvan.
JPH03276126A (ja) * 1990-03-27 1991-12-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd 強誘電性液晶パネル
JP2814024B2 (ja) * 1990-06-07 1998-10-22 キヤノン株式会社 液晶素子
US5138472A (en) * 1991-02-11 1992-08-11 Raychem Corporation Display having light scattering centers
JPH04258924A (ja) * 1991-02-13 1992-09-14 Canon Inc カイラルスメクチック液晶素子およびその製造方法
US5327272A (en) * 1991-03-27 1994-07-05 Canon Kabushiki Kaisha Optical modulation element
JPH05241138A (ja) * 1991-12-06 1993-09-21 Canon Inc 液晶光学素子
JP3100014B2 (ja) * 1991-12-10 2000-10-16 キヤノン株式会社 強誘電性液晶素子及び該素子の製造方法

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