JPH02157726A - 液晶素子 - Google Patents
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- JPH02157726A JPH02157726A JP31127788A JP31127788A JPH02157726A JP H02157726 A JPH02157726 A JP H02157726A JP 31127788 A JP31127788 A JP 31127788A JP 31127788 A JP31127788 A JP 31127788A JP H02157726 A JPH02157726 A JP H02157726A
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Landscapes
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は強誘電性液晶組成物を用いた液晶素子に関する
。
。
[従来の技術]
近年、液晶デイスプレィは、薄型、軽量、低消費電力等
の特徴を生かして表示素子として幅広く用いられるよう
になった。しかし、これらの表示素子のほとんどはネマ
チック液晶を用いたTN型表示素子であり、高マルチプ
レツクス化を必要とする応用分野ではまだまだ応答が遅
く、改良の必要がある。このような状況の中で注目され
ているのが光学活性部位を有するカイラルスメクチック
液晶である。
の特徴を生かして表示素子として幅広く用いられるよう
になった。しかし、これらの表示素子のほとんどはネマ
チック液晶を用いたTN型表示素子であり、高マルチプ
レツクス化を必要とする応用分野ではまだまだ応答が遅
く、改良の必要がある。このような状況の中で注目され
ているのが光学活性部位を有するカイラルスメクチック
液晶である。
このカイラルスメクチック液晶のカイラルスメクチック
C相 (以下SmC”相と記す)は、強誘電性を示し、
その自発分極(以下Psと記す)と電界との大きな結合
力のため、TN型液晶表示素子では達成し得ない高速応
答性を示すことが可能である。さらにSmC”相は、十
分に薄いセル内においては、適当な配向制御をする事に
よりメモリー性を示すことが知られており、 (クラー
クら。
C相 (以下SmC”相と記す)は、強誘電性を示し、
その自発分極(以下Psと記す)と電界との大きな結合
力のため、TN型液晶表示素子では達成し得ない高速応
答性を示すことが可能である。さらにSmC”相は、十
分に薄いセル内においては、適当な配向制御をする事に
よりメモリー性を示すことが知られており、 (クラー
クら。
アプライド フィジックス レター 36,899.1
980)高速シャッターや、高マルチプレツクス表示素
子としての開発が進んでいる。
980)高速シャッターや、高マルチプレツクス表示素
子としての開発が進んでいる。
強誘電性液晶の応答速度を支配する因子として、Ps、
液晶の粘性、セル内での液晶の配向等が考えられる。−
船釣な液晶組成物はSmC”相の上位温度でスメクチッ
クA相を(以下SmA相と記す)を示す、この様な相系
列の強誘電性液晶組成物はSmC’相において、温度の
降下に伴ってPSは次第に大きくなり、−船釣には10
〜30nc / c rrrとなる。しかしながら、液
晶の応答速度は徐々に遅くなり室温で100〜300μ
sとなる。これは温度の降下に伴い液晶の粘性が大きく
なるためであると考えられる。また、他の液晶化合物に
おいては大西ら(ナショナル テクニカルレポート、V
OL33.Nol、 Feb、 1987)が示し
たように220 n c / c rdという大きなP
sをもつ液晶化合物も知られている。この化合物の応答
速度は20μsと非常に速い。即ち液晶の高速応答化は
、Psを大きくすることで容易に達成できるが、Psの
大きな液晶化合物はC1,Coo、OCH3,CN等の
置換基が不斉炭素の部位の近くに位置している場合が多
く、分子骨格から察すると、そのバルク状態での粘性は
かなり大きいと予想される。
液晶の粘性、セル内での液晶の配向等が考えられる。−
船釣な液晶組成物はSmC”相の上位温度でスメクチッ
クA相を(以下SmA相と記す)を示す、この様な相系
列の強誘電性液晶組成物はSmC’相において、温度の
降下に伴ってPSは次第に大きくなり、−船釣には10
〜30nc / c rrrとなる。しかしながら、液
晶の応答速度は徐々に遅くなり室温で100〜300μ
sとなる。これは温度の降下に伴い液晶の粘性が大きく
なるためであると考えられる。また、他の液晶化合物に
おいては大西ら(ナショナル テクニカルレポート、V
OL33.Nol、 Feb、 1987)が示し
たように220 n c / c rdという大きなP
sをもつ液晶化合物も知られている。この化合物の応答
速度は20μsと非常に速い。即ち液晶の高速応答化は
、Psを大きくすることで容易に達成できるが、Psの
大きな液晶化合物はC1,Coo、OCH3,CN等の
置換基が不斉炭素の部位の近くに位置している場合が多
く、分子骨格から察すると、そのバルク状態での粘性は
かなり大きいと予想される。
[発明が解決しようとする課題]
しかしながら、液晶の高速応答化のためにPsを大きく
すればするほど液晶と基板表面との相互が作用が大きく
なり、液晶のセル内での配向が乱れやすくなる。 第2
図〜第4図に強誘電性液晶セルのスイッチング過程を模
式的に示した。同図において、11は基体、12は配向
膜、13はCダイレクタ−14は自発分極、15は液晶
と接する基体表面のダイポールの向き及び大きさを示す
。
すればするほど液晶と基板表面との相互が作用が大きく
なり、液晶のセル内での配向が乱れやすくなる。 第2
図〜第4図に強誘電性液晶セルのスイッチング過程を模
式的に示した。同図において、11は基体、12は配向
膜、13はCダイレクタ−14は自発分極、15は液晶
と接する基体表面のダイポールの向き及び大きさを示す
。
第4図は、基体表面のダイポールの向き及び大きさが等
しい場合である。(b)、 (C)の様に、電界が印
加されている時は、電界の向きに自発分極14が配向す
るが、無電界時には(a)に示したように自発分極14
と基体表面のダイポール15との相互作用が大きく、ど
ちらか一方の基体表面付近でツイスト状態となりやすい
。
しい場合である。(b)、 (C)の様に、電界が印
加されている時は、電界の向きに自発分極14が配向す
るが、無電界時には(a)に示したように自発分極14
と基体表面のダイポール15との相互作用が大きく、ど
ちらか一方の基体表面付近でツイスト状態となりやすい
。
第3図は、基体表面のダイポールの向きが異なる場合で
ある。 (b)、(c)は、第4図と同様に電界が印加
されていれば、その向きに応じた双安定状態を示してい
る。しかし、無電界時には(a)に示したように両基体
表面のダイポール15の影響で自発分極14が配向して
しまい、双安定状態のうち一安定状態が非常に安定とな
り片側メモリー状態となる。
ある。 (b)、(c)は、第4図と同様に電界が印加
されていれば、その向きに応じた双安定状態を示してい
る。しかし、無電界時には(a)に示したように両基体
表面のダイポール15の影響で自発分極14が配向して
しまい、双安定状態のうち一安定状態が非常に安定とな
り片側メモリー状態となる。
第2図は基体表面のダイポールの向きは等しいが大きさ
が異なる場合である。電界印加時には(b)、(C)
に示す様に電界の向きに応じた双安定状態を示すが、
無電界時には基体表面のダイポール15の影響で自発分
極14が配向しくa)の様にツイストの残った片側メモ
リー状態となる。
が異なる場合である。電界印加時には(b)、(C)
に示す様に電界の向きに応じた双安定状態を示すが、
無電界時には基体表面のダイポール15の影響で自発分
極14が配向しくa)の様にツイストの残った片側メモ
リー状態となる。
これらの配向は、いずれも双安定状態のメモリーを利用
する強誘電性液晶のマルチプレックス駆動に適さない。
する強誘電性液晶のマルチプレックス駆動に適さない。
この様に、応答速度を速くする目的でPsを大きくすれ
ばするほど、前述したようにツイスト状態、もしくは片
側メモリー状態をとりやすくなる。
ばするほど、前述したようにツイスト状態、もしくは片
側メモリー状態をとりやすくなる。
一方、液晶素子に駆動波形を印加したときにもPsの大
きさは液晶素子の光学特性に影響する。
きさは液晶素子の光学特性に影響する。
我々の詳細な実験によれば液晶素子のしきい値特性はP
sの大きさによって変化する事が判明した。
sの大きさによって変化する事が判明した。
即ち、第5図に示すような電圧パルスを印加したときに
、第6図に示すように、強誘電性液晶の第一の安定状態
から第二の安定状態へ変化させる時の液晶のしきい値と
、第二の安定状態から第一の安定状態へ変化させる時の
液晶のしきい値とが異なり、マルチプレックス駆動波形
を印加したときには、液晶素子のコントラストが低下す
る。このヒステリシス現象についてのPsの影響を述べ
るならば、Psが大きければ大きいほどヒステリシスが
大きくなるという事が判明した。
、第6図に示すように、強誘電性液晶の第一の安定状態
から第二の安定状態へ変化させる時の液晶のしきい値と
、第二の安定状態から第一の安定状態へ変化させる時の
液晶のしきい値とが異なり、マルチプレックス駆動波形
を印加したときには、液晶素子のコントラストが低下す
る。このヒステリシス現象についてのPsの影響を述べ
るならば、Psが大きければ大きいほどヒステリシスが
大きくなるという事が判明した。
本発明は前記課題を解決するためのものであり、その目
的とするところはマルチプレックス駆動時において安定
なメモリー性を有し、コントラストが良好な液晶素子を
提供することにある。
的とするところはマルチプレックス駆動時において安定
なメモリー性を有し、コントラストが良好な液晶素子を
提供することにある。
[課題を解決するための手段]
詳細な研究の結果、我々は強誘電性液晶の自発分極の大
きさに最適値があることを見いだした。
きさに最適値があることを見いだした。
即ち 本発明の液晶素子は
(1)電極を有する2組の基板間に強誘電性液晶を挟持
してなる液晶セルにおいて、少なくとも一方の電極上に
形成されたポリイミド等の有機薄膜上にラビング処理を
施し一軸配向処理を行い、強誘電性液晶を注入し、その
のちさらに交番電界を印加して配向状態を変化させる事
を特徴とする。
してなる液晶セルにおいて、少なくとも一方の電極上に
形成されたポリイミド等の有機薄膜上にラビング処理を
施し一軸配向処理を行い、強誘電性液晶を注入し、その
のちさらに交番電界を印加して配向状態を変化させる事
を特徴とする。
(2)上記液晶素子において、前記強誘電性液晶の、各
々の成分要素のうち少なくとも1種以上がスメクチック
C相を示す液晶化合物である事を特徴とする。
々の成分要素のうち少なくとも1種以上がスメクチック
C相を示す液晶化合物である事を特徴とする。
(3)前記強誘電性液晶の自発分極の大きさの絶対値が
、強誘電性液晶相を示すすべての温度範囲にわたってO
,Inc/cm2 〜40nc/crrrの範囲にある
事を特徴とする。
、強誘電性液晶相を示すすべての温度範囲にわたってO
,Inc/cm2 〜40nc/crrrの範囲にある
事を特徴とする。
(4)前記強誘電性液晶の自発分極の大きさの絶対値が
、強誘電性液晶相を示すすべての温度範囲にわたってO
,Inc/crrr 〜20nc/cmの範囲にある事
を特徴とする。
、強誘電性液晶相を示すすべての温度範囲にわたってO
,Inc/crrr 〜20nc/cmの範囲にある事
を特徴とする。
(5)前記強誘電性液晶が、カイラルスメクチックC相
を示す事を特徴とする。
を示す事を特徴とする。
本発明で用いられる液晶素子は、必要に応じて偏光板を
使用することができる。
使用することができる。
本発明で用いられる電極としては、インジウムチンオキ
サイド等の透明電極、もしくは アルミニウム、金等の
金属蒸着膜を用いることができる。
サイド等の透明電極、もしくは アルミニウム、金等の
金属蒸着膜を用いることができる。
本発明で用いられる基体としては、ガラス、透明プラス
チック基板、または少なくとも一方が不透明なガラス、
プラスチック、金属等を用いることができる。
チック基板、または少なくとも一方が不透明なガラス、
プラスチック、金属等を用いることができる。
本発明で用いられる電極上には必要番:応じてSio2
等の絶縁層を設けることができる。
等の絶縁層を設けることができる。
本発明で用いられる液晶としては、ピリミジン系、ピラ
ジン系、ビフェニル系、エステル系、ピリジン系、ジエ
ステル系、アゾ系、シフ系、トラン系等の強誘電性スメ
クチック液晶を用いる事が出来る。またその他の液晶材
料を用いてもよい。
ジン系、ビフェニル系、エステル系、ピリジン系、ジエ
ステル系、アゾ系、シフ系、トラン系等の強誘電性スメ
クチック液晶を用いる事が出来る。またその他の液晶材
料を用いてもよい。
本発明で用いられる強誘電性スメクチック液晶の強誘電
性液晶相としては、SmC°相が望ましいが、ほかのカ
イラルスメクチック相も用いることができる。
性液晶相としては、SmC°相が望ましいが、ほかのカ
イラルスメクチック相も用いることができる。
本発明で用いられる強誘電性液晶のPsの値は0.1〜
40 n c / cゴが望ましいが、より望ましくは
0.1〜20nc/cn?である。
40 n c / cゴが望ましいが、より望ましくは
0.1〜20nc/cn?である。
本発明で用いられる配向膜は、ポリイミドを用いること
が望ましいが、他の有機高分子膜、無機高分子膜も用い
ることができる。また、本発明において他の配向膜を用
いた場合にはその上にラビング処理を施すことができる
。また、ラビング方向も上基板、下基板の成す角度を必
要に応じて変えることができる。一方の基板のみをラビ
ングしてもよい。
が望ましいが、他の有機高分子膜、無機高分子膜も用い
ることができる。また、本発明において他の配向膜を用
いた場合にはその上にラビング処理を施すことができる
。また、ラビング方向も上基板、下基板の成す角度を必
要に応じて変えることができる。一方の基板のみをラビ
ングしてもよい。
本発明で印加する交番電界の波高値は、15V〜40V
が望ましいが必要に応じて高くする、または低くするこ
とができる。
が望ましいが必要に応じて高くする、または低くするこ
とができる。
本発明で印加する交番電界の周波数は、強誘電性液晶が
充分に応答する周波数であり1ヘルツ〜100ヘルツが
望ましいが必要に応じて高くする、または低くすること
ができる。
充分に応答する周波数であり1ヘルツ〜100ヘルツが
望ましいが必要に応じて高くする、または低くすること
ができる。
以上述べたように本発明は、液晶材料、配向方法の限定
されるものではなく、色々の製造プロセス等にも応用で
きる。以下に実施例を挙げ本発明をさらに具体的に説明
する。
されるものではなく、色々の製造プロセス等にも応用で
きる。以下に実施例を挙げ本発明をさらに具体的に説明
する。
[実施例]
(実施例1)
本実施例で用いた液晶組成物を以下に示した。
1)CsHn@◎0C6H1325z
2 ) Ce H+ 96◎0C1lH132!J3)
C8H17◎Coo◎◎CsH++ 1
5χ4)CsH+7@@Coo◎CsH++
15%本実施例の液晶組成
物のPsO値は14nc/Cボであった・ 透明電極としてITO(インジウムチンオキサイド)を
スパッタした基板表面に、絶縁層としてSiO2を蒸着
し、ポリイミド溶液をスピンナーを用いて塗布した。2
50℃で30分焼成しラビング処理を施した。得られた
基板を第1図のごとくスペーサーを介して約2μmのセ
ル厚となるように組立て、前記液晶組成物を注入した。
C8H17◎Coo◎◎CsH++ 1
5χ4)CsH+7@@Coo◎CsH++
15%本実施例の液晶組成
物のPsO値は14nc/Cボであった・ 透明電極としてITO(インジウムチンオキサイド)を
スパッタした基板表面に、絶縁層としてSiO2を蒸着
し、ポリイミド溶液をスピンナーを用いて塗布した。2
50℃で30分焼成しラビング処理を施した。得られた
基板を第1図のごとくスペーサーを介して約2μmのセ
ル厚となるように組立て、前記液晶組成物を注入した。
その後15ヘル・人 25vの交番電界を印加し液晶の
配向を整えた。この液晶素子を1 / 64 d u
t yマルチプレックス駆動したところ、メモリー性が
良好であり、コントラスト15であった。
配向を整えた。この液晶素子を1 / 64 d u
t yマルチプレックス駆動したところ、メモリー性が
良好であり、コントラスト15であった。
(実施例2)
本実施例で用いた液晶組成物を以下に示した。
1)CvH+s弱0CeH+z 25
χ2 ) C*H+eg@OCvH+s
25χ3)CsH+7@Coo@@CsH++
15χ4)CaH+v■Coo◎C5Hu
15χ本実施例の液晶組成物のPsの値は13
n c / cボであった。
χ2 ) C*H+eg@OCvH+s
25χ3)CsH+7@Coo@@CsH++
15χ4)CaH+v■Coo◎C5Hu
15χ本実施例の液晶組成物のPsの値は13
n c / cボであった。
実施例1と同様に作成した基板を、スペーサーを介して
約2μmのセル厚となるように組立てた。
約2μmのセル厚となるように組立てた。
その後上記液晶組成物を注入した。その後15ヘル゛人
25vの交番電界を印加し液晶の配向を整えた。この
液晶素子を1 / 64 d u t ’!マルチプレ
ックス駆動したところ、メモリー性が良好であり、コン
トラスト18であった。
25vの交番電界を印加し液晶の配向を整えた。この
液晶素子を1 / 64 d u t ’!マルチプレ
ックス駆動したところ、メモリー性が良好であり、コン
トラスト18であった。
(実施例3)
本実施例で用いた液晶組成物を以下に示した。
2)CsH1s@◎0CtH+s
25χ
3)CgH+r◎Coo4コベ甜)CsH++
15χ本実施例の液晶組成物のPsの値
は15nC/crdであった。
15χ本実施例の液晶組成物のPsの値
は15nC/crdであった。
実施例1と同様に作成した基板を、スペーサーを介して
約2μmのセル厚となるように組立てた。
約2μmのセル厚となるように組立てた。
その後上記液晶組成物を注入した。その後15ヘル゛人
25vの交番電界を印加し液晶の配向を整えた。この
液晶素子を1/64dutyマルチプレツクス駆動した
ところ、メモリー性が良好であり、コントラスト15で
あった。
25vの交番電界を印加し液晶の配向を整えた。この
液晶素子を1/64dutyマルチプレツクス駆動した
ところ、メモリー性が良好であり、コントラスト15で
あった。
以上実施例を述べたが、本発明は上記の実施例のみなら
ず、広く他の液晶材群、配向材群、配向方法などでも同
様の効果が得られる。さらには、本液晶素子は、液晶テ
レビ、液晶デイスプレィ、液晶シャッター等に応用が可
能である。
ず、広く他の液晶材群、配向材群、配向方法などでも同
様の効果が得られる。さらには、本液晶素子は、液晶テ
レビ、液晶デイスプレィ、液晶シャッター等に応用が可
能である。
[発明の効果]
以上述べたように、本発明によればマルチプレックス駆
動時において安定なメモリー性を有し、コントラストが
良好な液晶素子を提供することができる。
動時において安定なメモリー性を有し、コントラストが
良好な液晶素子を提供することができる。
第1図は、本発明の液晶素子を模式的に表した図である
。 第2図(al〜(C)は、強誘電性液晶の配向状態を模
式的に示した図である。 第3図(al〜(C)は、強誘電性液晶の配向状態を模
式的に示した図である。 第4図(a)〜(C)は、強誘電性液晶の配向状態を模
式的に示した図である。 第5図は、しきい値測定時の印加電圧パルスを示した図
である。 第6図は、しきい値測定時の電圧パルスを印加したとき
の液晶の光学応答を示した図である。 1:基体 2;電極 3:配向膜 4:スベーサー 5: 液晶 基板 配向膜 Cダイレクタ− 自発分極 液晶と接する基体表面のダイポールの向き及び大きさ 以 上
。 第2図(al〜(C)は、強誘電性液晶の配向状態を模
式的に示した図である。 第3図(al〜(C)は、強誘電性液晶の配向状態を模
式的に示した図である。 第4図(a)〜(C)は、強誘電性液晶の配向状態を模
式的に示した図である。 第5図は、しきい値測定時の印加電圧パルスを示した図
である。 第6図は、しきい値測定時の電圧パルスを印加したとき
の液晶の光学応答を示した図である。 1:基体 2;電極 3:配向膜 4:スベーサー 5: 液晶 基板 配向膜 Cダイレクタ− 自発分極 液晶と接する基体表面のダイポールの向き及び大きさ 以 上
Claims (5)
- (1)電極を有する2組の基板間に強誘電性液晶を挟持
してなる液晶セルにおいて、少なくとも一方の電極上に
形成されたポリイミド等の有機薄膜上にラビング処理を
施し一軸配向処理を行い、強誘電性液晶を注入し、その
のちさらに交番電界を印加して配向状態を変化させる事
を特徴とする液晶素子。 - (2)上記液晶素子において、前記強誘電性液晶の、各
々の成分要素のうち少なくとも1種以上がスメクチック
C相を示す液晶化合物である事を特徴とする請求項1記
載の液晶素子。 - (3)前記強誘電性液晶の自発分極の大きさの絶対値が
、強誘電性液晶相を示すすべての温度範囲にわたって0
.1nc/cm^2〜40nc/cm^2の範囲にある
事を特徴とする請求項1または2記載の液晶素子。 - (4)前記強誘電性液晶の自発分極の大きさの絶対値が
、強誘電性液晶相を示すすべての温度範囲にわたって0
.1nc/cm^2〜20nc/cm^2の範囲にある
事を特徴とする請求項1または2記載の液晶素子。 - (5)前記強誘電性液晶が、カイラルスメクチックC相
を示す事を特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の
液晶素子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31127788A JPH02157726A (ja) | 1988-12-09 | 1988-12-09 | 液晶素子 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31127788A JPH02157726A (ja) | 1988-12-09 | 1988-12-09 | 液晶素子 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02157726A true JPH02157726A (ja) | 1990-06-18 |
Family
ID=18015198
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP31127788A Pending JPH02157726A (ja) | 1988-12-09 | 1988-12-09 | 液晶素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH02157726A (ja) |
-
1988
- 1988-12-09 JP JP31127788A patent/JPH02157726A/ja active Pending
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