JP3466986B2 - カイラルスメクチック液晶素子および液晶装置 - Google Patents
カイラルスメクチック液晶素子および液晶装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はフラットパネルディ
スプレイ、プロジェクションディスプレイ、プリンター
等に用いられるライトバルブに使用される液晶素子及び
それらを使用した表示装置をはじめとする液晶装置に関
する。
スプレイ、プロジェクションディスプレイ、プリンター
等に用いられるライトバルブに使用される液晶素子及び
それらを使用した表示装置をはじめとする液晶装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔ
ｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等の能動素子を用いた表示素子と
して広範に用いられているネマティック液晶表示素子の
代表的な液晶モードとして、たとえばエム・シャット
（Ｍ．Ｓｃｈａｄｔ）とダブリュー・ヘルフリッヒ
（Ｗ．Ｈｅｌｆｒｉｃｈ）著“Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙ
ｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ”第１８巻、第４号（１９７
１年２月１５日発行）第１２７頁から１２８頁において
示されたツイステッドネマチック（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎ
ｅｍａｔｉｃ）モードが広く用いられている。一方最近
では、横方向電界を利用したインプレインスイッチング
（Ｉｎ−Ｐｌａｉｎ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モードや垂
直配向（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モー
ドを用いた液晶ディスプレイが発表されており、従来型
の液晶ディスプレイの欠点であった視野角特性の改善が
なされている。このように、こうしたネマティック液晶
を用いたＴＦＴ表示素子に用いるための液晶モードとし
ていくつかのモードが存在するのであるが、そのいずれ
のモードの場合にも液晶の応答速度が数十ミリ秒以上と
遅く、更なる応答速度の改善が要求されている。
ｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等の能動素子を用いた表示素子と
して広範に用いられているネマティック液晶表示素子の
代表的な液晶モードとして、たとえばエム・シャット
（Ｍ．Ｓｃｈａｄｔ）とダブリュー・ヘルフリッヒ
（Ｗ．Ｈｅｌｆｒｉｃｈ）著“Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙ
ｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ”第１８巻、第４号（１９７
１年２月１５日発行）第１２７頁から１２８頁において
示されたツイステッドネマチック（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎ
ｅｍａｔｉｃ）モードが広く用いられている。一方最近
では、横方向電界を利用したインプレインスイッチング
（Ｉｎ−Ｐｌａｉｎ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モードや垂
直配向（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モー
ドを用いた液晶ディスプレイが発表されており、従来型
の液晶ディスプレイの欠点であった視野角特性の改善が
なされている。このように、こうしたネマティック液晶
を用いたＴＦＴ表示素子に用いるための液晶モードとし
ていくつかのモードが存在するのであるが、そのいずれ
のモードの場合にも液晶の応答速度が数十ミリ秒以上と
遅く、更なる応答速度の改善が要求されている。
【０００３】このような従来型のネマティック液晶素子
の応答速度を改善するものとして、近年、カイラルスメ
クチック相を示す液晶を用いた液晶モードがいくつか提
案されている。例えば、「ショートピッチタイプの強誘
電性液晶」、「高分子安定型強誘電性液晶」、「無閾反
強誘電性液晶」などが提案されており、未だ実用化には
至っていないものの、いずれもサブミリ秒以下の高速応
答性が実現できると報告されている。
の応答速度を改善するものとして、近年、カイラルスメ
クチック相を示す液晶を用いた液晶モードがいくつか提
案されている。例えば、「ショートピッチタイプの強誘
電性液晶」、「高分子安定型強誘電性液晶」、「無閾反
強誘電性液晶」などが提案されており、未だ実用化には
至っていないものの、いずれもサブミリ秒以下の高速応
答性が実現できると報告されている。
【０００４】一方、本発明者等は特願平１０−１７７１
４５号に記載されている素子（以下「先願１」と記載）
を発明し提案している。当該発明では、例えば、高温側
より等方性液体相（ＩＳＯ. ）−コレステリック相（Ｃ
ｈ）−カイラルスメクチックＣ相（ＳｍＣ*）又は等方
性液体相（ＩＳＯ. ）−カイラルスメクチックＣ相（Ｓ
ｍＣ*）を示す相系列の材料に着目し、仮想コーンのエ
ッジより内側の位置にて単安定化させるようにしてい
る。そして例えば、Ｃｈ−ＳｍＣ*相転移の際、又は等
方相- ＳｍＣ*相転移の際に一対の基板間に正負いずれ
かのＤＣ電圧を印加する、などによって層方向を一方向
に均一化させ、これにより高速応答且つ階調制御が可能
であり、動画質に優れた高輝度の液晶素子が、高い量産
性とともに実現しうる。そして先願の素子は上述の各種
スメクチック液晶モードと比較して自発分極値を小さく
する事ができることからＴＦＴ等のアクティブ素子との
マッチングがよい素子となっている。
４５号に記載されている素子（以下「先願１」と記載）
を発明し提案している。当該発明では、例えば、高温側
より等方性液体相（ＩＳＯ. ）−コレステリック相（Ｃ
ｈ）−カイラルスメクチックＣ相（ＳｍＣ*）又は等方
性液体相（ＩＳＯ. ）−カイラルスメクチックＣ相（Ｓ
ｍＣ*）を示す相系列の材料に着目し、仮想コーンのエ
ッジより内側の位置にて単安定化させるようにしてい
る。そして例えば、Ｃｈ−ＳｍＣ*相転移の際、又は等
方相- ＳｍＣ*相転移の際に一対の基板間に正負いずれ
かのＤＣ電圧を印加する、などによって層方向を一方向
に均一化させ、これにより高速応答且つ階調制御が可能
であり、動画質に優れた高輝度の液晶素子が、高い量産
性とともに実現しうる。そして先願の素子は上述の各種
スメクチック液晶モードと比較して自発分極値を小さく
する事ができることからＴＦＴ等のアクティブ素子との
マッチングがよい素子となっている。
【０００５】同様に、我々は特開２０００−０１００７
６号公報に記載されている素子（以下「先願２」と記
載）を発明し提案している。当該発明では、例えば、高
温側より等方性液体相（ＩＳＯ. ）−コレステリック相
（Ｃｈ）−カイラルスメクチックＣ相又は等方性液体相
（ＩＳＯ. ）−カイラルスメクチックＣ相を示す相系列
の材料に着目し、仮想コーンエッジの位置にて単安定化
させるようにしている。そして例えば、Ｃｈ−ＳｍＣ*
相転移の際、又は等方相−ＳｍＣ*相転移の際に一対の
基板間に正負いずれかのＤＣ電圧を印加する、などによ
って層方向を一方向に均一化させ、これにより高速応答
且つ階調制御が可能であり、動画質に優れた高輝度の液
晶素子が、高い量産性とともに実現しうる。また先願２
の素子はヒステリシスが小さく安定な中間調表示が実現
でき、かつ上述した他の各種スメクチック液晶モードと
比較して自発分極値を小さくする事ができることからＴ
ＦＴ等のアクティブ素子とのマッチングがよい素子とな
っている。
６号公報に記載されている素子（以下「先願２」と記
載）を発明し提案している。当該発明では、例えば、高
温側より等方性液体相（ＩＳＯ. ）−コレステリック相
（Ｃｈ）−カイラルスメクチックＣ相又は等方性液体相
（ＩＳＯ. ）−カイラルスメクチックＣ相を示す相系列
の材料に着目し、仮想コーンエッジの位置にて単安定化
させるようにしている。そして例えば、Ｃｈ−ＳｍＣ*
相転移の際、又は等方相−ＳｍＣ*相転移の際に一対の
基板間に正負いずれかのＤＣ電圧を印加する、などによ
って層方向を一方向に均一化させ、これにより高速応答
且つ階調制御が可能であり、動画質に優れた高輝度の液
晶素子が、高い量産性とともに実現しうる。また先願２
の素子はヒステリシスが小さく安定な中間調表示が実現
でき、かつ上述した他の各種スメクチック液晶モードと
比較して自発分極値を小さくする事ができることからＴ
ＦＴ等のアクティブ素子とのマッチングがよい素子とな
っている。
【０００６】以上述べたように、従来ネマティック液晶
を用いたＴＦＴ液晶ディスプレイが抱えていた応答速度
に関する問題点を解決できるという意味において、カイ
ラルスメクティック液晶、特に先願１、２の液晶素子を
用いた液晶表示素子の実現が期待されている。
を用いたＴＦＴ液晶ディスプレイが抱えていた応答速度
に関する問題点を解決できるという意味において、カイ
ラルスメクティック液晶、特に先願１、２の液晶素子を
用いた液晶表示素子の実現が期待されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】このように、高速応答
性能など次世代のディスプレイ等に階調表示能を有する
先願のスメクチック液晶素子が期待されるものである。
性能など次世代のディスプレイ等に階調表示能を有する
先願のスメクチック液晶素子が期待されるものである。
【０００８】しかしながら、先願による液晶素子は、注
入後の配向過程において層方向を揃えるために、ＤＣを
印加することが必須となっており、製造の際にＤＣ印加
しつつ冷却する工程が増えること、及び、電界無印加の
状態で一旦コレステリック相になると、層方向を揃える
ために再度ＤＣ印加が必要なことから、実質的に素子の
保存上限温度はＴｃ（Ｃｈ- ＳｍＣ*相転移温度）以下
となることが課題となっていた。
入後の配向過程において層方向を揃えるために、ＤＣを
印加することが必須となっており、製造の際にＤＣ印加
しつつ冷却する工程が増えること、及び、電界無印加の
状態で一旦コレステリック相になると、層方向を揃える
ために再度ＤＣ印加が必要なことから、実質的に素子の
保存上限温度はＴｃ（Ｃｈ- ＳｍＣ*相転移温度）以下
となることが課題となっていた。
【０００９】この課題に対し、定常的にＤＣ電界が印加
されるべく、上下基板の材質変更、上下基板での膜構成
変更などにより、表面電位差を与える方法が考えられ
る。ところが、実際の使用温度においても定常的にＤＣ
を与え続けると、駆動特性に非対称性が生じ、長期駆動
した際に焼き付き現象が観測される。
されるべく、上下基板の材質変更、上下基板での膜構成
変更などにより、表面電位差を与える方法が考えられ
る。ところが、実際の使用温度においても定常的にＤＣ
を与え続けると、駆動特性に非対称性が生じ、長期駆動
した際に焼き付き現象が観測される。
【００１０】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
で、その課題とするところは、一対の基板間の電位差
を、外部からの電界未印加の状態で、Ｔｃ近傍で層方向
を揃えるのに充分な基板間電位差を確保すること、及
び、実使用温度範囲で、焼き付き等の駆動劣化を生じさ
せないように充分基板間電位差を小さくすることを両立
させることによって、一旦コレステリック相になって
も、外部からの電界が無印加の状態で、冷却によって層
方向の揃った配向が再現する、保存温度上限の無い液晶
素子、また、実使用温度範囲では焼き付き等の駆動劣化
の生じない液晶素子、並びに該素子を用いた液晶装置を
提供することである。
で、その課題とするところは、一対の基板間の電位差
を、外部からの電界未印加の状態で、Ｔｃ近傍で層方向
を揃えるのに充分な基板間電位差を確保すること、及
び、実使用温度範囲で、焼き付き等の駆動劣化を生じさ
せないように充分基板間電位差を小さくすることを両立
させることによって、一旦コレステリック相になって
も、外部からの電界が無印加の状態で、冷却によって層
方向の揃った配向が再現する、保存温度上限の無い液晶
素子、また、実使用温度範囲では焼き付き等の駆動劣化
の生じない液晶素子、並びに該素子を用いた液晶装置を
提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、カイラ
ルスメクチック液晶と、該液晶に電圧を印加する一対の
電極と、該液晶を挟持して対向すると共に、該液晶を配
向させるための一軸性配向処理が施された一対の基板
と、少なくとも一方の基板に偏光板とを備えた液晶素子
であって、前記カイラルスメクチック液晶の相転移系列
が、高温側より、等方性液体相（ＩＳＯ．）−コレステ
リック相（Ｃｈ）−カイラルスメクチックＣ相（ＳｍＣ
*）又は等方性液体相（ＩＳＯ．）−カイラルスメクチ
ックＣ相（ＳｍＣ*）であり、かつ前記一対の基板の少
なくとも一方は各画素に対応する電極に接続したアクテ
ィブ素子を有しており、Ｃｈ−ＳｍＣ* 又はＩｓｏ．−
ＳｍＣ * 相転移温度をＴｃとした場合Ｔｃ−２℃からＴ
ｃ＋２℃の温度範囲で、外部からの電界が無印加の状態
で、該一対の基板間に１００ｍＶ以上の電位差を与える
手段が具備されていることを特徴とするカイラルスメク
チック液晶素子である。
ルスメクチック液晶と、該液晶に電圧を印加する一対の
電極と、該液晶を挟持して対向すると共に、該液晶を配
向させるための一軸性配向処理が施された一対の基板
と、少なくとも一方の基板に偏光板とを備えた液晶素子
であって、前記カイラルスメクチック液晶の相転移系列
が、高温側より、等方性液体相（ＩＳＯ．）−コレステ
リック相（Ｃｈ）−カイラルスメクチックＣ相（ＳｍＣ
*）又は等方性液体相（ＩＳＯ．）−カイラルスメクチ
ックＣ相（ＳｍＣ*）であり、かつ前記一対の基板の少
なくとも一方は各画素に対応する電極に接続したアクテ
ィブ素子を有しており、Ｃｈ−ＳｍＣ* 又はＩｓｏ．−
ＳｍＣ * 相転移温度をＴｃとした場合Ｔｃ−２℃からＴ
ｃ＋２℃の温度範囲で、外部からの電界が無印加の状態
で、該一対の基板間に１００ｍＶ以上の電位差を与える
手段が具備されていることを特徴とするカイラルスメク
チック液晶素子である。
【００１２】更に、少なくとも１０℃から５０℃の温度
範囲で、外部からの電界無印加の状態で、該一対の基板
間の電位差が１００ｍＶ以下であることが好ましい。更
に、Ｔｃ−２℃からＴｃ＋２℃の温度範囲で、外部から
の電界無印加の状態で、該一対の基板間に与える電位差
として１５０ｍＶ以上３Ｖ以下であることが好ましい。
範囲で、外部からの電界無印加の状態で、該一対の基板
間の電位差が１００ｍＶ以下であることが好ましい。更
に、Ｔｃ−２℃からＴｃ＋２℃の温度範囲で、外部から
の電界無印加の状態で、該一対の基板間に与える電位差
として１５０ｍＶ以上３Ｖ以下であることが好ましい。
【００１３】更に、少なくとも１０℃から５０℃の温度
範囲で、外部からの電界無印加の状態で、該一対の基板
間の電位差が１００ｍＶ以下であることが好ましい。更
に、少なくとも１０℃から７５℃の温度範囲で、１５０
ｍＶ以上の表面電位変化を示す材料を１種または複数組
み合わせて、一対の基板の片側もしくは両側の基板表面
に用いることが好ましい。
範囲で、外部からの電界無印加の状態で、該一対の基板
間の電位差が１００ｍＶ以下であることが好ましい。更
に、少なくとも１０℃から７５℃の温度範囲で、１５０
ｍＶ以上の表面電位変化を示す材料を１種または複数組
み合わせて、一対の基板の片側もしくは両側の基板表面
に用いることが好ましい。
【００１４】更に、少なくとも１０℃から５０℃の温度
範囲で、１５０ｍＶ以上の表面電位変化を示す上記の材
料を、１種または複数組み合わせて、一対の基板の片側
もしくは両側の基板表面に用いることが好ましい。
範囲で、１５０ｍＶ以上の表面電位変化を示す上記の材
料を、１種または複数組み合わせて、一対の基板の片側
もしくは両側の基板表面に用いることが好ましい。
【００１５】また、本発明は、上記の液晶素子を用いた
液晶装置である。
液晶装置である。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明は、２０〜７０℃の温度変化によって１５０ｍＶ
以上の表面電位差を発生する高抵抗性材料に着目してな
された。
本発明は、２０〜７０℃の温度変化によって１５０ｍＶ
以上の表面電位差を発生する高抵抗性材料に着目してな
された。
【００１７】本発明のカイラルスメクチック液晶素子
は、カイラルスメクチック液晶と、該液晶に電圧を印加
する一対の電極と、該液晶を挟持して対向すると共に、
該液晶を配向させるための一軸性配向処理が施された一
対の基板と、少なくとも一方の基板に偏光板とを備えた
液晶素子であって、前記カイラルスメクチック液晶の相
転移系列が、高温側より、等方性液体相（ＩＳＯ. ）−
コレステリック相（Ｃｈ）−カイラルスメクチックＣ相
（ＳｍＣ*）又は等方性液体相（ＩＳＯ. ）−カイラル
スメクチックＣ相（ＳｍＣ*）であって、前記液晶素子
に用いる基板の少なくとも一方は各画素に対応する電極
に接続したアクティブ素子を有しており、Ｃｈ- ＳｍＣ
*相転移温度（Ｔｃ）近傍で、外部からの電界が無印加
の状態で、該一対の基板間に電位差を与える手段が具備
され、Ｔｃ以上の温度になっても、再度Ｔｃ以下の温度
で層方向の揃った配向が再現するため、保存温度の上限
が無くなる。かつ、実使用温度範囲では該基板間電位差
が小さく焼き付き等の特性劣化を示さないことを特徴と
する。
は、カイラルスメクチック液晶と、該液晶に電圧を印加
する一対の電極と、該液晶を挟持して対向すると共に、
該液晶を配向させるための一軸性配向処理が施された一
対の基板と、少なくとも一方の基板に偏光板とを備えた
液晶素子であって、前記カイラルスメクチック液晶の相
転移系列が、高温側より、等方性液体相（ＩＳＯ. ）−
コレステリック相（Ｃｈ）−カイラルスメクチックＣ相
（ＳｍＣ*）又は等方性液体相（ＩＳＯ. ）−カイラル
スメクチックＣ相（ＳｍＣ*）であって、前記液晶素子
に用いる基板の少なくとも一方は各画素に対応する電極
に接続したアクティブ素子を有しており、Ｃｈ- ＳｍＣ
*相転移温度（Ｔｃ）近傍で、外部からの電界が無印加
の状態で、該一対の基板間に電位差を与える手段が具備
され、Ｔｃ以上の温度になっても、再度Ｔｃ以下の温度
で層方向の揃った配向が再現するため、保存温度の上限
が無くなる。かつ、実使用温度範囲では該基板間電位差
が小さく焼き付き等の特性劣化を示さないことを特徴と
する。
【００１８】本発明においては、一対の基板間電位差
を、Ｔｃ近傍で層方向を揃えるために充分大きく、実使
用温度領域で駆動劣化を示さぬように十分小さく最適化
することで、外部からの電界が無印加の状態で、一旦コ
レステリック相になっても、外部からの電界が無印加の
状態で、冷却によって層方向の揃った配向が再現し、保
存温度上限の無い液晶素子、並びに該素子を用いた液晶
装置を提供することができる。
を、Ｔｃ近傍で層方向を揃えるために充分大きく、実使
用温度領域で駆動劣化を示さぬように十分小さく最適化
することで、外部からの電界が無印加の状態で、一旦コ
レステリック相になっても、外部からの電界が無印加の
状態で、冷却によって層方向の揃った配向が再現し、保
存温度上限の無い液晶素子、並びに該素子を用いた液晶
装置を提供することができる。
【００１９】また、ＤＣ成分による駆動劣化が問題とな
る実使用温度範囲で該基板間電位差が充分小さく、焼き
付き等の特性劣化が生じにくい。
る実使用温度範囲で該基板間電位差が充分小さく、焼き
付き等の特性劣化が生じにくい。
【００２０】本発明の液晶素子では、該基板間表面電位
差の温度特性を最適化することによって、外部電界印加
での配向処理による従来例のカイラルスメクチック液晶
素子で課題となっていた保存上限温度がＴｃまでという
制約条件を解決することが可能となる。また、実使用温
度範囲での該基板間表面電位差を抑えることで、焼き付
き等の特性劣化が生じにくい素子が作成可能となった。
基板間電位差の温度特性の制御方法として、配向膜自体
の表面電位の温度特性と、配向膜の下地に設ける電位調
整層の温度特性、更に基板自体の表面電位の温度特性を
一対の基板各々について単独、もしくは組み合わせて制
御可能である。
差の温度特性を最適化することによって、外部電界印加
での配向処理による従来例のカイラルスメクチック液晶
素子で課題となっていた保存上限温度がＴｃまでという
制約条件を解決することが可能となる。また、実使用温
度範囲での該基板間表面電位差を抑えることで、焼き付
き等の特性劣化が生じにくい素子が作成可能となった。
基板間電位差の温度特性の制御方法として、配向膜自体
の表面電位の温度特性と、配向膜の下地に設ける電位調
整層の温度特性、更に基板自体の表面電位の温度特性を
一対の基板各々について単独、もしくは組み合わせて制
御可能である。
【００２１】特に上記液晶素子の好適な態様として、液
晶と、該液晶に電圧を印加する一対の電極と、該液晶を
挟持して対向すると共に少なくとも一方の対向面に該液
晶を配向させるための一軸性配向処理が施された一対の
基板と、少なくとも一方の基板に偏光板とを備え、１秒
間に複数フレームでの画像を表示し、各フレーム内にお
いて液晶の配向状態が経時的に変化する液晶素子が提供
される。
晶と、該液晶に電圧を印加する一対の電極と、該液晶を
挟持して対向すると共に少なくとも一方の対向面に該液
晶を配向させるための一軸性配向処理が施された一対の
基板と、少なくとも一方の基板に偏光板とを備え、１秒
間に複数フレームでの画像を表示し、各フレーム内にお
いて液晶の配向状態が経時的に変化する液晶素子が提供
される。
【００２２】更に本発明では、上述したような素子製造
法によって作製される素子として、上述したような電圧
無印加時に液晶が単安定状態を呈するようなカイラルス
メクチック液晶を用いた液晶素子が提供される。
法によって作製される素子として、上述したような電圧
無印加時に液晶が単安定状態を呈するようなカイラルス
メクチック液晶を用いた液晶素子が提供される。
【００２３】その本発明に適用できる液晶素子は、特願
平１０−１７７１４５号あるいは特開２０００−０１０
０７６号公報に記載の素子であり、該液晶材料の相転移
系列が等方性液体相（ＩＳＯ．）−コレステリック相
（Ｃｈ）−カイラルスメクチックＣ相（ＳｍＣ* ）、ま
たは等方性液体相（ＩＳＯ．）−カイラルスメクチック
Ｃ相（ＳｍＣ* ）を示し、ＳｍＣ* 相への転移温度にお
いて一対の基板間に生じる電位差によって、２つの層方
向のうち一方の層方向のみに揃え、即ち平均一軸配向処
理軸とスメクチック層法線方向のずれ方向が一定となる
ようにし、電圧無印加の状態で液晶分子仮想コーンエッ
ジ上、あるいはその内側に安定化させ、そのメモリ性を
消失させたＳｍＣ* 相の配向状態を得ている。
平１０−１７７１４５号あるいは特開２０００−０１０
０７６号公報に記載の素子であり、該液晶材料の相転移
系列が等方性液体相（ＩＳＯ．）−コレステリック相
（Ｃｈ）−カイラルスメクチックＣ相（ＳｍＣ* ）、ま
たは等方性液体相（ＩＳＯ．）−カイラルスメクチック
Ｃ相（ＳｍＣ* ）を示し、ＳｍＣ* 相への転移温度にお
いて一対の基板間に生じる電位差によって、２つの層方
向のうち一方の層方向のみに揃え、即ち平均一軸配向処
理軸とスメクチック層法線方向のずれ方向が一定となる
ようにし、電圧無印加の状態で液晶分子仮想コーンエッ
ジ上、あるいはその内側に安定化させ、そのメモリ性を
消失させたＳｍＣ* 相の配向状態を得ている。
【００２４】また、本発明に用いられるカイラルスメク
チック液晶は相転移系列が、高温側より、等方性液体相
（ＩＳＯ. ）−コレステリック相（Ｃｈ）−カイラルス
メクチックＣ相又は等方性液体相（ＩＳＯ. ）−カイラ
ルスメクチックＣ相であるものが好ましい。
チック液晶は相転移系列が、高温側より、等方性液体相
（ＩＳＯ. ）−コレステリック相（Ｃｈ）−カイラルス
メクチックＣ相又は等方性液体相（ＩＳＯ. ）−カイラ
ルスメクチックＣ相であるものが好ましい。
【００２５】以下に本発明で用いられる液晶組成物を構
成する好ましい化合物の具体例を（１）〜（４）に示
す。
成する好ましい化合物の具体例を（１）〜（４）に示
す。
【００２６】
【化１】
【００２７】Ｒ1，Ｒ2：炭素原子数が１〜２０である置
換基を有していてもよい直鎖または分岐状のアルキル基 Ｘ1，Ｘ2：単結合、Ｏ、ＣＯＯ、ＯＯＣ Ｙ1，Ｙ2，Ｙ3，Ｙ4：ＨまたはＦ ｎ：０または１
換基を有していてもよい直鎖または分岐状のアルキル基 Ｘ1，Ｘ2：単結合、Ｏ、ＣＯＯ、ＯＯＣ Ｙ1，Ｙ2，Ｙ3，Ｙ4：ＨまたはＦ ｎ：０または１
【００２８】
【化２】
【００２９】Ｒ1，Ｒ2：炭素原子数が１〜２０である置
換基を有していてもよい直鎖または分岐状のアルキル基 Ｘ1，Ｘ2：単結合、Ｏ、ＣＯＯ、ＯＯＣ Ｙ1，Ｙ2，Ｙ3，Ｙ4：ＨまたはＦ
換基を有していてもよい直鎖または分岐状のアルキル基 Ｘ1，Ｘ2：単結合、Ｏ、ＣＯＯ、ＯＯＣ Ｙ1，Ｙ2，Ｙ3，Ｙ4：ＨまたはＦ
【００３０】
【化３】
【００３１】Ｒ1，Ｒ2：炭素原子数が１〜２０である置
換基を有していてもよい直鎖または分岐状のアルキル基 Ｘ1，Ｘ2：単結合、Ｏ、ＣＯＯ、ＯＯＣ Ｙ1，Ｙ2，Ｙ3，Ｙ4：ＨまたはＦ
換基を有していてもよい直鎖または分岐状のアルキル基 Ｘ1，Ｘ2：単結合、Ｏ、ＣＯＯ、ＯＯＣ Ｙ1，Ｙ2，Ｙ3，Ｙ4：ＨまたはＦ
【００３２】
【化４】
【００３３】Ｒ1，Ｒ2：炭素原子数が１〜２０である置
換基を有していてもよい直鎖または分岐状のアルキル基 Ｘ1，Ｘ2：単結合、Ｏ、ＣＯＯ、ＯＯＣ Ｙ1，Ｙ2，Ｙ3，Ｙ4：ＨまたはＦ
換基を有していてもよい直鎖または分岐状のアルキル基 Ｘ1，Ｘ2：単結合、Ｏ、ＣＯＯ、ＯＯＣ Ｙ1，Ｙ2，Ｙ3，Ｙ4：ＨまたはＦ
【００３４】以下、図１を参照して本発明の液晶素子の
具体的な一実施形態について説明する。
具体的な一実施形態について説明する。
【００３５】同図に示す液晶素子８０では、一対のガラ
ス、プラスチック等透明性の高い材料からなる基板８１
ａ、８１ｂ間に液晶８５、好ましくはカイラルスメクチ
ック相を呈する液晶を挟持したセルが互いに偏光軸が直
交した一対の偏光板８７ａ及び８７ｂ間に挟装した構造
となっている。
ス、プラスチック等透明性の高い材料からなる基板８１
ａ、８１ｂ間に液晶８５、好ましくはカイラルスメクチ
ック相を呈する液晶を挟持したセルが互いに偏光軸が直
交した一対の偏光板８７ａ及び８７ｂ間に挟装した構造
となっている。
【００３６】基板８１ａ、８１ｂには、夫々液晶８５に
電圧を印加するためのＩｎ2 Ｏ3 、ＩＴＯ等の材料から
なる電極８２ａ、８２ｂが設けられており、例えば後述
するように一方の基板にドット状の透明電極をマトリッ
クス状に配置し、各透明電極にＴＦＴやＭＩＭ（Ｍｅｔ
ａｌ−Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ−Ｍｅｔａｌ）等のスイッチ
ング素子を接続し、他方の基板の一面上あるいは所定パ
ターンの対向電極を設けアクティブマトリックス構造を
形成している。
電圧を印加するためのＩｎ2 Ｏ3 、ＩＴＯ等の材料から
なる電極８２ａ、８２ｂが設けられており、例えば後述
するように一方の基板にドット状の透明電極をマトリッ
クス状に配置し、各透明電極にＴＦＴやＭＩＭ（Ｍｅｔ
ａｌ−Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ−Ｍｅｔａｌ）等のスイッチ
ング素子を接続し、他方の基板の一面上あるいは所定パ
ターンの対向電極を設けアクティブマトリックス構造を
形成している。
【００３７】電極８２ａ，８２ｂ上には、必要に応じて
これらのショートを防止する等の機能を持つＳｉＯ2 、
ＴｉＯ2 、Ｔａ2 Ｏ5 等の材料からなる絶縁膜８３ａ，
８３ｂが夫々設けられる。
これらのショートを防止する等の機能を持つＳｉＯ2 、
ＴｉＯ2 、Ｔａ2 Ｏ5 等の材料からなる絶縁膜８３ａ，
８３ｂが夫々設けられる。
【００３８】更に、絶縁膜８３ａ，８３ｂ上には、液晶
８５に接し、その配向状態を制御するべく機能する配向
制御膜８４ａ，８４ｂが設けられている。かかる配向制
御膜８４ａ，８４ｂの少なくとも一方には一軸配向処理
が施されている。かかる膜としては、例えば、ポリイミ
ド、ポリイミドアミド、ポリアミド、ポリビニルアルコ
ール、ナイロン等の有機材料を溶液塗工した膜の表面に
ラビング処理を施したもの、あるいはＳｉＯ等の酸化
物、窒化物を基板に対し斜め方向から所定の角度で蒸着
した無機材料の斜方蒸着膜を用いることができる。
８５に接し、その配向状態を制御するべく機能する配向
制御膜８４ａ，８４ｂが設けられている。かかる配向制
御膜８４ａ，８４ｂの少なくとも一方には一軸配向処理
が施されている。かかる膜としては、例えば、ポリイミ
ド、ポリイミドアミド、ポリアミド、ポリビニルアルコ
ール、ナイロン等の有機材料を溶液塗工した膜の表面に
ラビング処理を施したもの、あるいはＳｉＯ等の酸化
物、窒化物を基板に対し斜め方向から所定の角度で蒸着
した無機材料の斜方蒸着膜を用いることができる。
【００３９】尚、配向制御膜８４ａ，８４ｂについて
は、その材料の選択、処理（一軸配向処理等）の条件等
により、液晶８５の分子のプレチルト角（液晶分子の配
向制御膜界面付近で膜面に対してなす角度）が調整され
る。
は、その材料の選択、処理（一軸配向処理等）の条件等
により、液晶８５の分子のプレチルト角（液晶分子の配
向制御膜界面付近で膜面に対してなす角度）が調整され
る。
【００４０】また、配向制御膜８４ａ，８４ｂがいずれ
も一軸配向処理がなされた膜である場合、夫々の膜の一
軸配向処理方向（特にラビング方向）を、用いる液晶材
料に応じて反平行、平行、またはクロスラビング、ある
いは片側のみのラビングに設定するすることができる。
も一軸配向処理がなされた膜である場合、夫々の膜の一
軸配向処理方向（特にラビング方向）を、用いる液晶材
料に応じて反平行、平行、またはクロスラビング、ある
いは片側のみのラビングに設定するすることができる。
【００４１】基板８１ａ及び８１ｂは、スペーサー８６
を介して対向している。かかるスペーサー８６は、基板
８１ａ、８１ｂの間の距離（セルギャップ）を決定する
ものであり、シリカビーズ等が用いられる。ここで決定
されるセルギャップについては、液晶材料の違いによっ
て最適範囲及び上限値が異なるが、均一な一軸配向性、
また電圧無印加時に液晶分子の平均分子軸をほぼ配向処
理軸の平均方向の軸と実質的に同一にする配向状態を発
現させるべく、０．３〜１０μｍの範囲に設定すること
が好ましい。
を介して対向している。かかるスペーサー８６は、基板
８１ａ、８１ｂの間の距離（セルギャップ）を決定する
ものであり、シリカビーズ等が用いられる。ここで決定
されるセルギャップについては、液晶材料の違いによっ
て最適範囲及び上限値が異なるが、均一な一軸配向性、
また電圧無印加時に液晶分子の平均分子軸をほぼ配向処
理軸の平均方向の軸と実質的に同一にする配向状態を発
現させるべく、０．３〜１０μｍの範囲に設定すること
が好ましい。
【００４２】スペーサー８６に加えて、基板８１ａ及び
８１ｂ間の接着性を向上させ、カイラルスメクチック相
を示す液晶の耐衝撃性を向上させるべく、エポキシ樹脂
等の樹脂材料等からなる接着粒子を分散配置することも
できる（図示せず）。
８１ｂ間の接着性を向上させ、カイラルスメクチック相
を示す液晶の耐衝撃性を向上させるべく、エポキシ樹脂
等の樹脂材料等からなる接着粒子を分散配置することも
できる（図示せず）。
【００４３】更に、基板表面の電位差の温度特性を調整
するための配向膜の下地層として下述するような表面電
位温度特性調整膜８８を片側、もしくは、両側基板上に
設けることが有効である。膜８８として、ラダー型のポ
リシロキサン膜や有機変成シリカ膜等の表面エネルギー
の分散項が配向制御層のポリイミド等より相対的に低い
材料を主成分として用いることができる。更に、基板間
電位差の温度特性を向上させるべく、その体積抵抗値を
１．０×１０4 〜１．０×１０10Ωｃｍの範囲とした層
とすることが好ましい。
するための配向膜の下地層として下述するような表面電
位温度特性調整膜８８を片側、もしくは、両側基板上に
設けることが有効である。膜８８として、ラダー型のポ
リシロキサン膜や有機変成シリカ膜等の表面エネルギー
の分散項が配向制御層のポリイミド等より相対的に低い
材料を主成分として用いることができる。更に、基板間
電位差の温度特性を向上させるべく、その体積抵抗値を
１．０×１０4 〜１．０×１０10Ωｃｍの範囲とした層
とすることが好ましい。
【００４４】特に好ましくは、膜８８として、上述した
電気特性を実現すべく、例えば、微粒子（導電性微粒
子）を絶縁性母材、バインダー中に分散させた膜を用い
ることができる。かかる微粒子には必要に応じて導電性
制御不純物を添加し導電性を調整する。
電気特性を実現すべく、例えば、微粒子（導電性微粒
子）を絶縁性母材、バインダー中に分散させた膜を用い
ることができる。かかる微粒子には必要に応じて導電性
制御不純物を添加し導電性を調整する。
【００４５】かかる微粒子として、例えば、ＺｎＯ、Ｃ
ｄＯ、ＺｎＣｄＯｘ等の１２族元素の酸化物、Ｇｅ
Ｏ2、ＳｎＯ2、ＧｅＳｎＯｘ、ＴｉＯ2、ＺｒＯ2、Ｔｉ
ＺｒＯｘ等の４族元素、１４族元素の酸化物、Ｓｉ、Ｓ
ｉＣ等の１４族半導体の微粒子が挙げられる。
ｄＯ、ＺｎＣｄＯｘ等の１２族元素の酸化物、Ｇｅ
Ｏ2、ＳｎＯ2、ＧｅＳｎＯｘ、ＴｉＯ2、ＺｒＯ2、Ｔｉ
ＺｒＯｘ等の４族元素、１４族元素の酸化物、Ｓｉ、Ｓ
ｉＣ等の１４族半導体の微粒子が挙げられる。
【００４６】必要に応じて上記微粒子に添加される導電
性制御不純物としては、１２族元素の酸化物に対してド
ープする導電性制御不純物には、例えばｎ型不純物（ド
ナー／電子伝導を高める不純物）として１３族元素であ
るＢ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ等が、ｐ型不純物（アクセプタ
／ホール伝導度を高める不純物）として１族、１１族元
素であるＣｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｌｉ等用いられる。また１
４族元素の酸化物、半導体にドープする導電性制御不純
物には、例えば、ｎ型不純物として１５族元素である
Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉが、ｐ型不純物として１３族元素
であるＢ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ等が挙げられる。
性制御不純物としては、１２族元素の酸化物に対してド
ープする導電性制御不純物には、例えばｎ型不純物（ド
ナー／電子伝導を高める不純物）として１３族元素であ
るＢ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ等が、ｐ型不純物（アクセプタ
／ホール伝導度を高める不純物）として１族、１１族元
素であるＣｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｌｉ等用いられる。また１
４族元素の酸化物、半導体にドープする導電性制御不純
物には、例えば、ｎ型不純物として１５族元素である
Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉが、ｐ型不純物として１３族元素
であるＢ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ等が挙げられる。
【００４７】このような導電性制御不純物については、
当該不純物が添加された材料を含む配向制御層を有する
基板側の表面電位を正とする場合はドナーを、負とする
場合はアクセプタを用いる、不純物の添加濃度について
は、材料（微粒子、不純物の材料の組合せ）の種類、結
晶状態（結晶欠陥密度の多寡）に応じて設定されるが、
不純物が添加された状態での材料の自由電子あるいは自
由正孔の濃度が１．０×１０11〜１．０×１０14ａｔｍ
／ｃｍ3程度となるようにすることが好ましい。不純物
を添加する母体の材料として多結晶又は非晶質の材料を
用いる場合は、不純物の添加効率を考慮して、１．０×
１０17〜１．０×１０20ａｔｍ／ｃｍ3（母体材料に対
して０．０１〜１％程度）を実際の添加量とする。上記
微粒子を分散させるバインダーとなる材料としては、例
えば、ＳｉＯｘ、ＴｉＯｘ、ＺｒＯｘ、その他の酸化物
溶融母材、シロキサンポリマー等が挙げられる。
当該不純物が添加された材料を含む配向制御層を有する
基板側の表面電位を正とする場合はドナーを、負とする
場合はアクセプタを用いる、不純物の添加濃度について
は、材料（微粒子、不純物の材料の組合せ）の種類、結
晶状態（結晶欠陥密度の多寡）に応じて設定されるが、
不純物が添加された状態での材料の自由電子あるいは自
由正孔の濃度が１．０×１０11〜１．０×１０14ａｔｍ
／ｃｍ3程度となるようにすることが好ましい。不純物
を添加する母体の材料として多結晶又は非晶質の材料を
用いる場合は、不純物の添加効率を考慮して、１．０×
１０17〜１．０×１０20ａｔｍ／ｃｍ3（母体材料に対
して０．０１〜１％程度）を実際の添加量とする。上記
微粒子を分散させるバインダーとなる材料としては、例
えば、ＳｉＯｘ、ＴｉＯｘ、ＺｒＯｘ、その他の酸化物
溶融母材、シロキサンポリマー等が挙げられる。
【００４８】上記構造の液晶素子８０では、液晶８５と
してカイラルスメクチック相を示す液晶を用いる場合に
ついては、その材料の組成を調整し、更に液晶材料の処
理や素子構成、例えば配向制御膜８４ａ及び８４ｂの材
料、処理条件等を適宜設定することにより、電圧無印加
時では、該液晶の平均分子軸（液晶分子）が単安定化さ
れている配向状態を示し、駆動時では一方の極性（第一
の極性）の電圧印加時に印加電圧の大きさに応じて平均
分子軸の単安定化される位置を基準としたチルト角度が
連続的に変化し、他方の極性（第二の極性）の電圧印加
時には液晶の平均分子軸は、印加電圧の大きさに応じた
角度でチルトするような特性を示すようにする。このと
き、第一の極性の電圧印加による最大チルト角度が、第
二の極性の電圧印加による最大チルト角度より大きいよ
うな特性を示すようにしてもよい。または第２の極性の
電圧印加時には平均分子軸が印加電圧の大きさによらず
チルトしないような特性にしても良い。
してカイラルスメクチック相を示す液晶を用いる場合に
ついては、その材料の組成を調整し、更に液晶材料の処
理や素子構成、例えば配向制御膜８４ａ及び８４ｂの材
料、処理条件等を適宜設定することにより、電圧無印加
時では、該液晶の平均分子軸（液晶分子）が単安定化さ
れている配向状態を示し、駆動時では一方の極性（第一
の極性）の電圧印加時に印加電圧の大きさに応じて平均
分子軸の単安定化される位置を基準としたチルト角度が
連続的に変化し、他方の極性（第二の極性）の電圧印加
時には液晶の平均分子軸は、印加電圧の大きさに応じた
角度でチルトするような特性を示すようにする。このと
き、第一の極性の電圧印加による最大チルト角度が、第
二の極性の電圧印加による最大チルト角度より大きいよ
うな特性を示すようにしてもよい。または第２の極性の
電圧印加時には平均分子軸が印加電圧の大きさによらず
チルトしないような特性にしても良い。
【００４９】そして、カイラルスメクチック相を示す液
晶材料８５としては、前述したような特性（液晶材料固
有の物性値コーン角Θ、スメクチック層の層間隔ｄ、傾
斜角δについての特性）を示すようなビフェニル骨格や
フェニルシクロヘキサンエステル骨格、フェニルピリミ
ジン骨格等を有する炭化水素系液晶材料、ナフタレン系
液晶材料、ポリフッ素系液晶材料を適宜選択して調製し
た組成物を用いる。
晶材料８５としては、前述したような特性（液晶材料固
有の物性値コーン角Θ、スメクチック層の層間隔ｄ、傾
斜角δについての特性）を示すようなビフェニル骨格や
フェニルシクロヘキサンエステル骨格、フェニルピリミ
ジン骨格等を有する炭化水素系液晶材料、ナフタレン系
液晶材料、ポリフッ素系液晶材料を適宜選択して調製し
た組成物を用いる。
【００５０】当該液晶素子では、基板８１ａ及び８１ｂ
の一方に少なくともＲ，Ｇ，Ｂのカラーフィルターを設
け、カラー液晶素子とすることもできる。また光源とし
てＲ，Ｇ，Ｂの光源を順次切り替えることで、時分割に
よる混色を利用してフルカラー表示させる方法を用いる
こともできる。
の一方に少なくともＲ，Ｇ，Ｂのカラーフィルターを設
け、カラー液晶素子とすることもできる。また光源とし
てＲ，Ｇ，Ｂの光源を順次切り替えることで、時分割に
よる混色を利用してフルカラー表示させる方法を用いる
こともできる。
【００５１】尚、当該液晶素子は、基板８１ａ及び８１
ｂの両方の基板に一対の偏光板を設けた透過型の液晶素
子、即ち基板８１ａ及び８１ｂのいずれも透光性の基板
であり、一方の基板側からの入射光（例えば外部光源に
よる光）を変調し他方側に出射するタイプの素子、又は
少なくとも一方の基板に偏光板を設けた反射型の液晶素
子、即ち基板８１ａ及び８１ｂのいずれか一方の側に反
射板を設けるかあるいは一方の基板自体又は基板に設け
る部材として反射性の材料を用いて、入射光及び反射光
を変調し、入射側と同様の側に光を出射するタイプの素
子のいずれにも適用することができる。
ｂの両方の基板に一対の偏光板を設けた透過型の液晶素
子、即ち基板８１ａ及び８１ｂのいずれも透光性の基板
であり、一方の基板側からの入射光（例えば外部光源に
よる光）を変調し他方側に出射するタイプの素子、又は
少なくとも一方の基板に偏光板を設けた反射型の液晶素
子、即ち基板８１ａ及び８１ｂのいずれか一方の側に反
射板を設けるかあるいは一方の基板自体又は基板に設け
る部材として反射性の材料を用いて、入射光及び反射光
を変調し、入射側と同様の側に光を出射するタイプの素
子のいずれにも適用することができる。
【００５２】本発明では、上述の液晶素子に対して階調
信号を供給する駆動回路を設け、上述したような電圧の
印加により液晶の平均分子軸の単安定位置からの連続的
なチルト角度の変化、及び素子からの出射光量が連続的
に変化する特性を利用し階調表示を行う液晶表示素子を
構成することができる。例えば、液晶素子の一方の基板
として前述したようなＴＦＴ等を備えたアクティブマト
リクス基板を用い、駆動回路で振幅変調によるアクティ
ブマトリクス駆動を行うことでアナログ階調表示が可能
となる。
信号を供給する駆動回路を設け、上述したような電圧の
印加により液晶の平均分子軸の単安定位置からの連続的
なチルト角度の変化、及び素子からの出射光量が連続的
に変化する特性を利用し階調表示を行う液晶表示素子を
構成することができる。例えば、液晶素子の一方の基板
として前述したようなＴＦＴ等を備えたアクティブマト
リクス基板を用い、駆動回路で振幅変調によるアクティ
ブマトリクス駆動を行うことでアナログ階調表示が可能
となる。
【００５３】次に、図２〜図４を参照して、本発明の液
晶素子において、このようなアクティブマトリクス基板
を用いた例について説明する。図２は、当該液晶素子
を、駆動手段を備えた形で、一方の基板（アクティブマ
トリクス基板）の構成を中心に模式的に示したものであ
る。
晶素子において、このようなアクティブマトリクス基板
を用いた例について説明する。図２は、当該液晶素子
を、駆動手段を備えた形で、一方の基板（アクティブマ
トリクス基板）の構成を中心に模式的に示したものであ
る。
【００５４】図２に示す構成では、液晶素子に相当する
パネル部９０において、駆動手段である走査信号ドライ
バ９１に連結した走査線に相当する図面上水平方向のゲ
ート線Ｇｌ、Ｇ２・・・・と、駆動手段である情報信号
ドライバ９２に連結した情報信号線に相当する図面上縦
方向のソース線Ｓｌ、Ｓ２・・・・が互いに絶縁された
状態で直交するように設けられており、その各交点の画
素に対応してスイッチング素子に相当する薄膜トランジ
スタ（ＴＦＴ）９４及び画素電極９５が設けられている
（同図では簡略化のため５×５画素の領域のみを示
す）。尚、スイッチング素子として、ＴＦＴの他、ＭＩ
Ｍ素子を用いることもできる。ゲート線Ｇｌ、Ｇ２・・
・はＴＦＴ９４のゲート電極（図示せず）に接続され、
ソース線Ｓｌ、Ｓ２・・・はＴＦＴ９４のソース電極
（図示せず）に接続され、画素電極９５はＴＦＴ９４の
ドレイン電極（図示せず）に接続されている。かかる構
成において、走査信号ドライバ９１によリゲート線Ｇ
ｌ、Ｇ２・・・が例えば線順次に走査選択されてゲート
電圧が供給され、このゲート線の走査選択に同期して情
報信号ドライバ９２から、各画素に書き込む情報に応じ
た情報信号電圧がソース線Ｓｌ、Ｓ２・・・に供給さ
れ、ＴＦＴ９４を介して各画素電極に印加される。
パネル部９０において、駆動手段である走査信号ドライ
バ９１に連結した走査線に相当する図面上水平方向のゲ
ート線Ｇｌ、Ｇ２・・・・と、駆動手段である情報信号
ドライバ９２に連結した情報信号線に相当する図面上縦
方向のソース線Ｓｌ、Ｓ２・・・・が互いに絶縁された
状態で直交するように設けられており、その各交点の画
素に対応してスイッチング素子に相当する薄膜トランジ
スタ（ＴＦＴ）９４及び画素電極９５が設けられている
（同図では簡略化のため５×５画素の領域のみを示
す）。尚、スイッチング素子として、ＴＦＴの他、ＭＩ
Ｍ素子を用いることもできる。ゲート線Ｇｌ、Ｇ２・・
・はＴＦＴ９４のゲート電極（図示せず）に接続され、
ソース線Ｓｌ、Ｓ２・・・はＴＦＴ９４のソース電極
（図示せず）に接続され、画素電極９５はＴＦＴ９４の
ドレイン電極（図示せず）に接続されている。かかる構
成において、走査信号ドライバ９１によリゲート線Ｇ
ｌ、Ｇ２・・・が例えば線順次に走査選択されてゲート
電圧が供給され、このゲート線の走査選択に同期して情
報信号ドライバ９２から、各画素に書き込む情報に応じ
た情報信号電圧がソース線Ｓｌ、Ｓ２・・・に供給さ
れ、ＴＦＴ９４を介して各画素電極に印加される。
【００５５】図３は、図２に示すようなパネル構成にお
ける各画素部分（１ビット分）の断面構造の一例を示
す。同図に示す構造では、ＴＦＴ９４及び画素電極９５
を備えるアクティブマトリクス基板２０と共通電極３２
を備えた対向基板４０間に、自発分極を有する液晶層４
９が挟持され、液晶容量（Ｃ1c）３１が構成されてい
る。
ける各画素部分（１ビット分）の断面構造の一例を示
す。同図に示す構造では、ＴＦＴ９４及び画素電極９５
を備えるアクティブマトリクス基板２０と共通電極３２
を備えた対向基板４０間に、自発分極を有する液晶層４
９が挟持され、液晶容量（Ｃ1c）３１が構成されてい
る。
【００５６】アクティブマトリクス基板２０について
は、ＴＦＴ９４としてアモルファスＳｉＴＦＴを用いた
例が示されている。ＴＦＴ９４はガラス等からなる基板
２１上に形成され、図２に示すゲート線Ｇｌ、Ｇ２・・
・に接続したゲート電極２２上に窒化シリコン（ＳｉＮ
ｘ）等の材料からなる絶縁膜（ゲート絶縁膜）２３を介
してａ−Ｓｉ層２４が設けられており、該ａ−Ｓｉ層２
４上に、夫々ｎ+ａ−Ｓｉ層２５、２６を介してソース
電極２７、ドレイン電極２８が互いに離間して設けられ
ている。
は、ＴＦＴ９４としてアモルファスＳｉＴＦＴを用いた
例が示されている。ＴＦＴ９４はガラス等からなる基板
２１上に形成され、図２に示すゲート線Ｇｌ、Ｇ２・・
・に接続したゲート電極２２上に窒化シリコン（ＳｉＮ
ｘ）等の材料からなる絶縁膜（ゲート絶縁膜）２３を介
してａ−Ｓｉ層２４が設けられており、該ａ−Ｓｉ層２
４上に、夫々ｎ+ａ−Ｓｉ層２５、２６を介してソース
電極２７、ドレイン電極２８が互いに離間して設けられ
ている。
【００５７】ソース電極２７は図２に示すソース線Ｓ
ｌ、Ｓ２・・・に接続し、ドレイン電極２８はＩＴＯ膜
等の透明導電膜からなる画素電極９５に接続している。
また、ＴＦＴ９４におけるａ−Ｓｉ層２４上をチャネル
保護膜２９が被覆している。このＴＦＴ９４は、該当す
るゲート線が走査選択された期間においてゲート電極２
２にゲートパルスが印加されオン状態となる。
ｌ、Ｓ２・・・に接続し、ドレイン電極２８はＩＴＯ膜
等の透明導電膜からなる画素電極９５に接続している。
また、ＴＦＴ９４におけるａ−Ｓｉ層２４上をチャネル
保護膜２９が被覆している。このＴＦＴ９４は、該当す
るゲート線が走査選択された期間においてゲート電極２
２にゲートパルスが印加されオン状態となる。
【００５８】更に、アクティブマトリクス基板２０にお
いては、画素電極９５と、該電極のガラス基板側に設け
られた保持容量電極３０により絶縁膜２３（ゲート電極
２２上の絶縁膜と連続的に設けられた膜）を挟持した構
造により保持容量（Ｃs）３２が液晶層４９と並列の形
で設けられている。保持容量電極はその面積が大きい場
合、開口率が低下するため、ＩＴＯ膜等の透明導電膜に
より形成される。
いては、画素電極９５と、該電極のガラス基板側に設け
られた保持容量電極３０により絶縁膜２３（ゲート電極
２２上の絶縁膜と連続的に設けられた膜）を挟持した構
造により保持容量（Ｃs）３２が液晶層４９と並列の形
で設けられている。保持容量電極はその面積が大きい場
合、開口率が低下するため、ＩＴＯ膜等の透明導電膜に
より形成される。
【００５９】アクティブマトリクス基板２０のＴＦＴ９
４及び画素電極９５上には液晶の配向状態を制御する為
の例えばラビング処理等の一軸配向処理が施された配向
膜４３ａが設けられている。
４及び画素電極９５上には液晶の配向状態を制御する為
の例えばラビング処理等の一軸配向処理が施された配向
膜４３ａが設けられている。
【００６０】一方、対向基板４０では、ガラス基板４１
上に、全面同様の厚みで共通電極４２、及び液晶の配向
状態を制御する為の配向膜４３ｂが積層されている。
尚、上記セル構造は、互いに偏光軸が直交した関係にあ
る一対の偏光板間に挟持されている（図示せず）。
上に、全面同様の厚みで共通電極４２、及び液晶の配向
状態を制御する為の配向膜４３ｂが積層されている。
尚、上記セル構造は、互いに偏光軸が直交した関係にあ
る一対の偏光板間に挟持されている（図示せず）。
【００６１】上記構造のパネルの画素部分において、液
晶層４９としては、自発分極を有する液晶、例えばカイ
ラルスメクチック相を呈する液晶が用いられる。
晶層４９としては、自発分極を有する液晶、例えばカイ
ラルスメクチック相を呈する液晶が用いられる。
【００６２】尚、図２及び図３に示すようなパネル構成
において、アクティブマトリクス基板として、多結晶Ｓ
ｉ（ｐ−Ｓｉ）ＴＦＴを備えた基板を用いることができ
る。
において、アクティブマトリクス基板として、多結晶Ｓ
ｉ（ｐ−Ｓｉ）ＴＦＴを備えた基板を用いることができ
る。
【００６３】図３に示すパネルの画素部分の等価回路を
図４に示す。図４及び図５を参照して上記構造の液晶素
子における特性を利用したアクティブマトリクス駆動に
ついて述べる。本発明の液晶素子におけるアクティブマ
トリクス駆動では、例えば一画素においてある情報を表
示するための期間（１フレーム）を複数のフィールド
（例えば図５に示すｌＦ及び２Ｆ）に分割し、これら２
フィールドにおいて平均的に所定の情報に応じた出射光
量を得る。以下では、液晶層４９が一方の極性の電圧印
加で十分な透過光強度であり、逆極性ではそれより小さ
い透過光強度である特性を示す場合における２フィール
ドに分割された例について説明する。
図４に示す。図４及び図５を参照して上記構造の液晶素
子における特性を利用したアクティブマトリクス駆動に
ついて述べる。本発明の液晶素子におけるアクティブマ
トリクス駆動では、例えば一画素においてある情報を表
示するための期間（１フレーム）を複数のフィールド
（例えば図５に示すｌＦ及び２Ｆ）に分割し、これら２
フィールドにおいて平均的に所定の情報に応じた出射光
量を得る。以下では、液晶層４９が一方の極性の電圧印
加で十分な透過光強度であり、逆極性ではそれより小さ
い透過光強度である特性を示す場合における２フィール
ドに分割された例について説明する。
【００６４】図５（ａ）は、一画素を着目した際に、当
該画素に接続する走査線となる一ゲート線に印加される
電圧を示す。上記構造の液晶素子では、各フィールド毎
にゲート線Ｇｌ、Ｇ２・・・が例えば線順次で選択さ
れ、一ゲート線には選択期間Ｔｏｎにおいて所定のゲー
ト電圧Ｖｇが印加され、ゲート電極２２に電圧Ｖｇが加
わりＴＦＴ９４がオン状態となる。他のゲート線が選択
されている期間に相当する非選択期間Ｔｏｆｆにはゲー
ト電極２２に電圧が加わらずＴＦＴ９４は高抵抗状態
（オフ状態）となり、Ｔｏｆｆ毎に所定の同一のゲート
線が選択されてゲート電極２２にゲート電圧Ｖｇが印加
される。
該画素に接続する走査線となる一ゲート線に印加される
電圧を示す。上記構造の液晶素子では、各フィールド毎
にゲート線Ｇｌ、Ｇ２・・・が例えば線順次で選択さ
れ、一ゲート線には選択期間Ｔｏｎにおいて所定のゲー
ト電圧Ｖｇが印加され、ゲート電極２２に電圧Ｖｇが加
わりＴＦＴ９４がオン状態となる。他のゲート線が選択
されている期間に相当する非選択期間Ｔｏｆｆにはゲー
ト電極２２に電圧が加わらずＴＦＴ９４は高抵抗状態
（オフ状態）となり、Ｔｏｆｆ毎に所定の同一のゲート
線が選択されてゲート電極２２にゲート電圧Ｖｇが印加
される。
【００６５】図５（ｂ）は、当該画素の情報信号線（ソ
ース線）に印加される電圧Ｖｓを示す。図５（ａ）で示
すように各フィールドで選択期間Ｔｏｎでゲート電極２
２にゲート電圧が印加された際、これに同期して当該画
素に接続する情報線となるソース線Ｓｌ、Ｓ２・・・か
らソース電極２７に、所定のソース電圧（情報信号電
圧）Ｖｓ（基準電位を共通電極４２の電位Ｖｃとする）
が印加される。
ース線）に印加される電圧Ｖｓを示す。図５（ａ）で示
すように各フィールドで選択期間Ｔｏｎでゲート電極２
２にゲート電圧が印加された際、これに同期して当該画
素に接続する情報線となるソース線Ｓｌ、Ｓ２・・・か
らソース電極２７に、所定のソース電圧（情報信号電
圧）Ｖｓ（基準電位を共通電極４２の電位Ｖｃとする）
が印加される。
【００６６】ここで、１フレームを構成する第一のフィ
ールド（ｌＦ）では、当該画素に書込まれる情報、例え
ば用いる液晶に応じた電圧−透過率特性を基に当該画素
で得ようとする光学状態又は表示情報（透過率）に応じ
たレベルＶｘの正極性のソース電圧（情報信号電圧）
（基準電位を共通電極４２の電位Ｖｃとする）が印加さ
れる。この時、ＴＦＴ９４がオン状態であるため、上記
ソース電極２７に印加される電圧Ｖｘがドレイン電極２
８を介して画素電極９５に印加され、液晶容量（Ｃ1c）
３１及び保持容量３２（Ｃs）に充電がなされ、画素電
極の電位が情報信号電圧Ｖｘになる。続いて、当該画素
の属するゲート線の非選択期間ＴｏｆｆにおいてＴＦＴ
９４は高抵抗（オフ状態）となるため、この非選択期間
には、液晶セル（液晶容量Ｃ1c）３１及び保持容量（Ｃ
s）３２では選択期間Ｔｏｎで充電された電荷が蓄積さ
れた状態を維持し、電圧Ｖｘが保持される。そして、当
該画素における液晶層４９に第１フィールドｌＦの期間
を通して電圧Ｖｘが印加され、当該画素の液晶部分では
この電圧値に応じた光学状態（透過光量）が得られる。
このとき液晶の応答速度がゲートオン期間より遅い場
合、液晶セル（液晶容量Ｃ1c）３１及び保持容量
（Ｃs）３２に充電が完了し、ゲートがオフされた非選
択期間にスイッチングが開始される。このような場合は
自発分極の反転によって充電された電荷が相殺されて、
液晶層に印加される電圧が図５（ｃ）のようにＶｘより
小さいＶｘ’という値を取る。
ールド（ｌＦ）では、当該画素に書込まれる情報、例え
ば用いる液晶に応じた電圧−透過率特性を基に当該画素
で得ようとする光学状態又は表示情報（透過率）に応じ
たレベルＶｘの正極性のソース電圧（情報信号電圧）
（基準電位を共通電極４２の電位Ｖｃとする）が印加さ
れる。この時、ＴＦＴ９４がオン状態であるため、上記
ソース電極２７に印加される電圧Ｖｘがドレイン電極２
８を介して画素電極９５に印加され、液晶容量（Ｃ1c）
３１及び保持容量３２（Ｃs）に充電がなされ、画素電
極の電位が情報信号電圧Ｖｘになる。続いて、当該画素
の属するゲート線の非選択期間ＴｏｆｆにおいてＴＦＴ
９４は高抵抗（オフ状態）となるため、この非選択期間
には、液晶セル（液晶容量Ｃ1c）３１及び保持容量（Ｃ
s）３２では選択期間Ｔｏｎで充電された電荷が蓄積さ
れた状態を維持し、電圧Ｖｘが保持される。そして、当
該画素における液晶層４９に第１フィールドｌＦの期間
を通して電圧Ｖｘが印加され、当該画素の液晶部分では
この電圧値に応じた光学状態（透過光量）が得られる。
このとき液晶の応答速度がゲートオン期間より遅い場
合、液晶セル（液晶容量Ｃ1c）３１及び保持容量
（Ｃs）３２に充電が完了し、ゲートがオフされた非選
択期間にスイッチングが開始される。このような場合は
自発分極の反転によって充電された電荷が相殺されて、
液晶層に印加される電圧が図５（ｃ）のようにＶｘより
小さいＶｘ’という値を取る。
【００６７】次に、第二のフィールド（２Ｆ）の選択期
間Ｔｏｎでは、第一のフィールドｌＦとは極性が逆で実
質的に同様の電圧値Ｖｘを有するソース電圧（−Ｖｘ）
がソース電極２７に印加される。この時、ＴＦＴ９４が
オン状態であり、画素電極９５に電圧−Ｖｘが印加され
て、液晶容量（Ｃ1c）３１及び保持容量３２（Ｃs）に
充電がなされ、画素電極の電位が情報信号電圧−Ｖｘに
なる。続いて、非選択期間ＴｏｆｆにおいてＴＦＴ９４
は高抵抗（オフ状態）となるため、この非選択期間に
は、液晶セル（液晶容量Ｃ1c）３１及び保持容量
（Ｃs）３２では選択期間Ｔｏｎで充電された電荷が蓄
積された状態を維持し、電圧−Ｖｘが保持される。そし
て、当該画素における液晶層４９に第２のフィールド２
Ｆ期間を通して電圧−Ｖｘが印加され、当該画素ではこ
の電圧値に応じた光学状態（出射光量）が得られる。こ
のときも同様に液晶の応答速度がゲートオン期間より遅
い場合、液晶セル（液晶容量Ｃ1c）３１及び保持容量
（Ｃs）３２に充電が完了し、ゲートがオフされた非選
択期間にスイッチングが開始される。このような場合は
自発分極の反転によつて充電された電荷が相殺されて、
液晶層に印加される電圧が図５（ｃ）のように−Ｖｘよ
り小さい−Ｖｘ’という値を取る。
間Ｔｏｎでは、第一のフィールドｌＦとは極性が逆で実
質的に同様の電圧値Ｖｘを有するソース電圧（−Ｖｘ）
がソース電極２７に印加される。この時、ＴＦＴ９４が
オン状態であり、画素電極９５に電圧−Ｖｘが印加され
て、液晶容量（Ｃ1c）３１及び保持容量３２（Ｃs）に
充電がなされ、画素電極の電位が情報信号電圧−Ｖｘに
なる。続いて、非選択期間ＴｏｆｆにおいてＴＦＴ９４
は高抵抗（オフ状態）となるため、この非選択期間に
は、液晶セル（液晶容量Ｃ1c）３１及び保持容量
（Ｃs）３２では選択期間Ｔｏｎで充電された電荷が蓄
積された状態を維持し、電圧−Ｖｘが保持される。そし
て、当該画素における液晶層４９に第２のフィールド２
Ｆ期間を通して電圧−Ｖｘが印加され、当該画素ではこ
の電圧値に応じた光学状態（出射光量）が得られる。こ
のときも同様に液晶の応答速度がゲートオン期間より遅
い場合、液晶セル（液晶容量Ｃ1c）３１及び保持容量
（Ｃs）３２に充電が完了し、ゲートがオフされた非選
択期間にスイッチングが開始される。このような場合は
自発分極の反転によつて充電された電荷が相殺されて、
液晶層に印加される電圧が図５（ｃ）のように−Ｖｘよ
り小さい−Ｖｘ’という値を取る。
【００６８】図５（ｃ）は、上述したような当該画素の
液晶容量及び保持容量に実際に保持され液晶層４９に印
加される電圧値Ｖｐｉｘを、図５（ｄ）は当該画素での
液晶の実際の光学応答（透過型液晶素子とした場合での
光学応答）を模式的に示す。図５（ｃ）に示すように、
２フィールドｌＦ及び２Ｆを通じて印加電圧は互いに極
性が反転しただけの同一レベル（絶対値）Ｖｘ’であ
る。一方、図５（ｄ）に示すように第一フィールドｌＦ
では、Ｖｘ’に応じた階調表示状態（出射光量）が得ら
れ、第二フィールド２Ｆでは、−Ｖｘ’に応じた階調表
示状態が得られるが、実際にはわずか透過光量の変化し
か得られず、透過光量はＴｘより小さく、０レベルに近
いＴｙとなる。
液晶容量及び保持容量に実際に保持され液晶層４９に印
加される電圧値Ｖｐｉｘを、図５（ｄ）は当該画素での
液晶の実際の光学応答（透過型液晶素子とした場合での
光学応答）を模式的に示す。図５（ｃ）に示すように、
２フィールドｌＦ及び２Ｆを通じて印加電圧は互いに極
性が反転しただけの同一レベル（絶対値）Ｖｘ’であ
る。一方、図５（ｄ）に示すように第一フィールドｌＦ
では、Ｖｘ’に応じた階調表示状態（出射光量）が得ら
れ、第二フィールド２Ｆでは、−Ｖｘ’に応じた階調表
示状態が得られるが、実際にはわずか透過光量の変化し
か得られず、透過光量はＴｘより小さく、０レベルに近
いＴｙとなる。
【００６９】上述したようなアクティブマトリクス駆動
では、カイラルスメクチック相を示す液晶を用いた場合
で良好な高速応答性に基づいた階調表示が可能となると
同時に一画素であるレベルの階調表示を、高い透過光量
を得る第一フィールドと低い透過光量を得る第二フィー
ルドに分割して連続的に行うため、時間開口率が５０％
以下となり、人間の目の感じる動画高速応答特性も良好
になる。また、第二フィールドにおいては液晶分子の若
干のスイッチング動作により完全に透過光量が０にはな
らないので、フレーム期間全体での人間の目に感じる輝
度は確保される。更に、第一及び第二フィールドで同様
のレベルの電圧が極性反転して液晶層４９に印加される
ため、液晶層４９に実際に印加される電圧が交流化され
液晶の劣化を防止する。
では、カイラルスメクチック相を示す液晶を用いた場合
で良好な高速応答性に基づいた階調表示が可能となると
同時に一画素であるレベルの階調表示を、高い透過光量
を得る第一フィールドと低い透過光量を得る第二フィー
ルドに分割して連続的に行うため、時間開口率が５０％
以下となり、人間の目の感じる動画高速応答特性も良好
になる。また、第二フィールドにおいては液晶分子の若
干のスイッチング動作により完全に透過光量が０にはな
らないので、フレーム期間全体での人間の目に感じる輝
度は確保される。更に、第一及び第二フィールドで同様
のレベルの電圧が極性反転して液晶層４９に印加される
ため、液晶層４９に実際に印加される電圧が交流化され
液晶の劣化を防止する。
【００７０】上記のアクティブマトリクス駆動では、２
フィールドからなる１フレーム全体では、ＴｘとＴｙを
平均した透過光量が得られる。このため、情報信号電圧
Ｖｓについては、実際に当該フレームで当該画素で得よ
うとする画像情報（階調情報）に応じて、所定のレベル
だけ大きな透過光量を得ることのできる電圧値を選択し
て印加することで、第一フィールドｌＦにおいて、所望
の階調状態より高いレベル透過光量での階調状態を表示
することも好ましい。
フィールドからなる１フレーム全体では、ＴｘとＴｙを
平均した透過光量が得られる。このため、情報信号電圧
Ｖｓについては、実際に当該フレームで当該画素で得よ
うとする画像情報（階調情報）に応じて、所定のレベル
だけ大きな透過光量を得ることのできる電圧値を選択し
て印加することで、第一フィールドｌＦにおいて、所望
の階調状態より高いレベル透過光量での階調状態を表示
することも好ましい。
【００７１】なお、ここでは詳細には触れていないが上
記駆動法を応用し、ＲＧＢ各色光源とを組み合わせるこ
とにより時分割による混色を利用してフルカラー表示さ
せる方法を用いることも可能である。
記駆動法を応用し、ＲＧＢ各色光源とを組み合わせるこ
とにより時分割による混色を利用してフルカラー表示さ
せる方法を用いることも可能である。
【００７２】
【実施例】以下、本発明を実施例に沿って詳細に説明す
る。
る。
【００７３】実施例１
（液晶組成物の調製）下記液晶性化合物を混合して液晶
組成物ＬＣ−１を調製した。構造式に併記した数値は混
合の際の重量比率である。
組成物ＬＣ−１を調製した。構造式に併記した数値は混
合の際の重量比率である。
【００７４】
【化５】
【００７５】上記液晶組成物ＬＣ−１の物性パラメータ
を以下に示す。 相転移温度（℃） Ｉｓｏ．（８６．３）Ｃｈ（６１．２）ＳｍＣ*（−
７．２）Ｃｒｙ． 自発分極（３０℃）：Ｐｓ＝２．９ｎＣ／ｃｍ2 コーン角（３０℃）：Θ＝２３．３°（１００Ｈｚ，±
１２．５Ｖ，セルギヤップ＝１．４μｍ） δ（３０℃） ：２１．６° ＳｍＣ*相でのらせんピッチ（３０℃）：２０μｍ以上
を以下に示す。 相転移温度（℃） Ｉｓｏ．（８６．３）Ｃｈ（６１．２）ＳｍＣ*（−
７．２）Ｃｒｙ． 自発分極（３０℃）：Ｐｓ＝２．９ｎＣ／ｃｍ2 コーン角（３０℃）：Θ＝２３．３°（１００Ｈｚ，±
１２．５Ｖ，セルギヤップ＝１．４μｍ） δ（３０℃） ：２１．６° ＳｍＣ*相でのらせんピッチ（３０℃）：２０μｍ以上
【００７６】（液晶セルの作製）一方の基板として前に
述べた画素構造を有し、ゲート絶縁膜として窒化シリコ
ン膜を備えたａ−ＳｉＴＦＴを有するアクティブマトリ
クス基板と、対向する基板としてＲＧＢのカラーフィル
タ（ＣＦ）と透明電極を有している、厚さ１. １ｍｍの
一対の基板を用意した。画面サイズは１０．４インチ、
画素数は８００×６００とした。
述べた画素構造を有し、ゲート絶縁膜として窒化シリコ
ン膜を備えたａ−ＳｉＴＦＴを有するアクティブマトリ
クス基板と、対向する基板としてＲＧＢのカラーフィル
タ（ＣＦ）と透明電極を有している、厚さ１. １ｍｍの
一対の基板を用意した。画面サイズは１０．４インチ、
画素数は８００×６００とした。
【００７７】該ＴＦＴ基板上に、ナイロンＡの蟻酸溶液
をスピンコート法により塗布し、その後、１８０℃で１
時間乾燥させて膜厚５００Åのナイロン被膜を得た。
をスピンコート法により塗布し、その後、１８０℃で１
時間乾燥させて膜厚５００Åのナイロン被膜を得た。
【００７８】また、該ＣＦ基板上に溶液Ｂ（ＳｉＯｘの
重合体にラダー型のポリシロキサンを重合比で４０％混
合したシリコン酸化物母材中に、粒径が約１００ÅのＳ
ｎＯｘの酸化物超微粒子を分散した溶液）をスピンコー
ト法により塗布し、２００℃で１時間焼成して膜厚２０
００Åの被膜Ｂを得た。該被膜Ｂ上にナイロンＡの蟻酸
溶液をスピンコート法により塗布し、その後、１８０℃
で１時間乾燥させて膜厚５０Åのナイロン被膜を得た。
重合体にラダー型のポリシロキサンを重合比で４０％混
合したシリコン酸化物母材中に、粒径が約１００ÅのＳ
ｎＯｘの酸化物超微粒子を分散した溶液）をスピンコー
ト法により塗布し、２００℃で１時間焼成して膜厚２０
００Åの被膜Ｂを得た。該被膜Ｂ上にナイロンＡの蟻酸
溶液をスピンコート法により塗布し、その後、１８０℃
で１時間乾燥させて膜厚５０Åのナイロン被膜を得た。
【００７９】続いて、当該基板上のナイロン被膜に対し
て一軸配向処理としてナイロン布によるラビング処理を
施した。ラビング処理の条件は、径８５ｍｍのロールに
ナイロン（ＮＦ−７７／帝人製）を貼り合わせたラビン
グロールを用い、押し込み量０．３５ｍｍ、基板送り速
度２０ｍｍ／ｓｅｃ、回転数１０００ｒｐｍ、送り回数
１回とした。
て一軸配向処理としてナイロン布によるラビング処理を
施した。ラビング処理の条件は、径８５ｍｍのロールに
ナイロン（ＮＦ−７７／帝人製）を貼り合わせたラビン
グロールを用い、押し込み量０．３５ｍｍ、基板送り速
度２０ｍｍ／ｓｅｃ、回転数１０００ｒｐｍ、送り回数
１回とした。
【００８０】続いて、一方の基板上にスペーサーとし
て、平均粒径１．５μｍのシリカビーズを散布し、もう
一方の基板に粒径約５μｍの接着粒子（エポキシ樹脂粒
子）を分散させた溶液をスピンコート法により塗布し、
基板周辺部にシール材としてエポキシ接着剤を描画・仮
焼成したのち、各基板のラビング処理方向が互いに反平
行（アンチパラレル）となるように対向させ、圧着後焼
成・硬化を行い、均一なセルギャップのセルを得た。
て、平均粒径１．５μｍのシリカビーズを散布し、もう
一方の基板に粒径約５μｍの接着粒子（エポキシ樹脂粒
子）を分散させた溶液をスピンコート法により塗布し、
基板周辺部にシール材としてエポキシ接着剤を描画・仮
焼成したのち、各基板のラビング処理方向が互いに反平
行（アンチパラレル）となるように対向させ、圧着後焼
成・硬化を行い、均一なセルギャップのセルを得た。
【００８１】上記のプロセスで作製したセルに液晶組成
物ＬＣ−１をＣｈ相の温度で注入し、液晶をカイラルス
メクティック液晶相を示す温度まで冷却し、液晶パネル
Ａを作製した。
物ＬＣ−１をＣｈ相の温度で注入し、液晶をカイラルス
メクティック液晶相を示す温度まで冷却し、液晶パネル
Ａを作製した。
【００８２】実施例２
ＣＦ基板の配向膜厚１００Åとして、この工程以外は実
施例１と同様にセル作成・液晶注入を行い、液晶パネル
Ｂを作成した。
施例１と同様にセル作成・液晶注入を行い、液晶パネル
Ｂを作成した。
【００８３】比較例１
ＣＦ基板の膜構成をＴＦＴ基板と全く同一の工程・膜厚
で、ナイロン５００Åとして、この工程以外は実施例１
と同様にセル作成・液晶注入を行い、液晶パネルＣを作
成した。
で、ナイロン５００Åとして、この工程以外は実施例１
と同様にセル作成・液晶注入を行い、液晶パネルＣを作
成した。
【００８４】比較例２
ＣＦ基板の膜構成をＴＦＴ基板と全く同一の工程で、ナ
イロン１００Åとして、この工程以外は実施例１と同様
にセル作成・液晶注入を行い、液晶パネルＤを作成し
た。
イロン１００Åとして、この工程以外は実施例１と同様
にセル作成・液晶注入を行い、液晶パネルＤを作成し
た。
【００８５】実施例１、２と比較例１、２で作成したサ
ンプルについて、Ｔｃ温度での基板間電位差と、表面電
位による電位の向きに対応する層方向の割合の評価を行
った。その結果を下記の表１に示す。
ンプルについて、Ｔｃ温度での基板間電位差と、表面電
位による電位の向きに対応する層方向の割合の評価を行
った。その結果を下記の表１に示す。
【００８６】
【表１】
【００８７】表１に示す結果の通り、実施例１のパネル
ではＴｃ温度での基板電位差が大きいため層方向割合が
１００％に近く、３０℃連続１００時間駆動で焼き付き
が発生していない。実施例２では、層方向均一割合が若
干劣るが、膜厚が厚いためプロセス安定性は高い。比較
例１では層均一割合が低いが、上下基板での対称性が高
く、焼き付きは生じていない。比較例２では基板間電位
差が比較的大きく、層方向性均一化はある程度進んでい
るが、３０℃連続３０時間時点で焼き付きが発生してい
る。
ではＴｃ温度での基板電位差が大きいため層方向割合が
１００％に近く、３０℃連続１００時間駆動で焼き付き
が発生していない。実施例２では、層方向均一割合が若
干劣るが、膜厚が厚いためプロセス安定性は高い。比較
例１では層均一割合が低いが、上下基板での対称性が高
く、焼き付きは生じていない。比較例２では基板間電位
差が比較的大きく、層方向性均一化はある程度進んでい
るが、３０℃連続３０時間時点で焼き付きが発生してい
る。
【００８８】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
コレステリック相に転移してもカイラルスメクチック相
に戻る時に層方向が揃うため、保存上限温度が無くな
り、かつ、実使用温度領域で焼き付き等の駆動劣化の少
ない液晶素子が提供される。また、その液晶素子を用い
ることにより液晶装置が提供される。
コレステリック相に転移してもカイラルスメクチック相
に戻る時に層方向が揃うため、保存上限温度が無くな
り、かつ、実使用温度領域で焼き付き等の駆動劣化の少
ない液晶素子が提供される。また、その液晶素子を用い
ることにより液晶装置が提供される。
【図１】本発明の液晶素子の一実施形態を示す概略図で
ある。
ある。
【図２】本発明の液晶素子を駆動手段を備えた形で一方
の基板の構成を中心に模式的に示した図である。
の基板の構成を中心に模式的に示した図である。
【図３】図２に示すようなパネル構成における各画素部
分（１ビット分）の断面構造の一例を示す概略図であ
る。
分（１ビット分）の断面構造の一例を示す概略図であ
る。
【図４】パネルの画素部分の等価回路を示す図である。
【図５】液晶素子のアクティブマトリクス駆動を示す図
である。
である。
２０ アクティブマトリクス基板
２１ 基板
２２ ゲート電極
２３ 絶縁膜（ゲート絶縁膜）
２４ ａ−Ｓｉ層
２５、２６ ｎ+ ａ−Ｓｉ層
２７ ソース電極
２８ ドレイン電極
２９ チャネル保護膜
３０ 保持容量電極
３１ 液晶容量
３２ 共通電極
４０ 対向基板
４１ ガラス基板
４２ 共通電極
４３ａ，４３ｂ 配向膜
４９ 液晶層
８０ 液晶素子
８ｌａ、８ｌｂ 基板
８２ａ、８２ｂ 電極
８３ａ、８３ｂ 絶縁膜
８４ａ，８４ｂ 配向制御膜
８５ 液晶
８６ スペーサー
８７ａ、８７ｂ 偏光板
８８ 表面電位温度特性調整膜
９０ パネル部
９１ 走査信号ドライバ
９２ 情報信号ドライバ
９４ 薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）
９５ 画素電極
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 野口 幸治
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 礒部 隆一郎
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 昭63−228130（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−262447（ＪＰ，Ａ)
特開 平11−14991（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−306421（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−211393（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G02F 1/13 - 1/141
Claims (7)
- 【請求項１】 カイラルスメクチック液晶と、該液晶に
電圧を印加する一対の電極と、該液晶を挟持して対向す
ると共に、該液晶を配向させるための一軸性配向処理が
施された一対の基板と、少なくとも一方の基板に偏光板
とを備えた液晶素子であって、前記カイラルスメクチッ
ク液晶の相転移系列が、高温側より、等方性液体相（Ｉ
ＳＯ．）−コレステリック相（Ｃｈ）−カイラルスメク
チックＣ相（ＳｍＣ*）又は等方性液体相（ＩＳＯ．）
−カイラルスメクチックＣ相（ＳｍＣ*）であり、かつ
前記一対の基板の少なくとも一方は各画素に対応する電
極に接続したアクティブ素子を有しており、Ｃｈ−Ｓｍ
Ｃ* 又はＩｓｏ．−ＳｍＣ * 相転移温度をＴｃとした場合
Ｔｃ−２℃からＴｃ＋２℃の温度範囲で、外部からの電
界が無印加の状態で、該一対の基板間に１００ｍＶ以上
の電位差を与える手段が具備されていることを特徴とす
るカイラルスメクチック液晶素子。 - 【請求項２】 少なくとも１０℃から５０℃の温度範囲
で、外部からの電界無印加の状態で、該一対の基板間の
電位差が１００ｍＶ以下であることを特徴とする請求項
１記載の液晶素子。 - 【請求項３】 Ｔｃ−２℃からＴｃ＋２℃の温度範囲
で、外部からの電界無印加の状態で、該一対の基板間に
与える電位差として１５０ｍＶ以上３Ｖ以下であること
を特徴とする請求項１記載の液晶素子。 - 【請求項４】 少なくとも１０℃から５０℃の温度範囲
で、外部からの電界無印加の状態で、該一対の基板間の
電位差が１００ｍＶ以下であることを特徴とする請求項
３記載の液晶素子。 - 【請求項５】 少なくとも１０℃から７５℃の温度範囲
で、１５０ｍＶ以上の表面電位変化を示す材料を１種ま
たは複数組み合わせて、一対の基板の片側もしくは両側
の基板表面に用いることを特徴とする請求項１記載の液
晶素子。 - 【請求項６】 少なくとも１０℃から５０℃の温度範囲
で、１５０ｍＶ以上の表面電位変化を示す請求項５に記
載の材料を、１種または複数組み合わせて、一対の基板
の片側もしくは両側の基板表面に用いることを特徴とす
る請求項４記載の液晶素子。 - 【請求項７】 請求項１乃至６のいずれかに記載の液晶
素子を用いた液晶装置。
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| JP2000106383A JP3466986B2 (ja) | 2000-04-07 | 2000-04-07 | カイラルスメクチック液晶素子および液晶装置 |
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