JPH03138620A - 強誘電性液晶素子 - Google Patents

強誘電性液晶素子

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JPH03138620A
JPH03138620A JP27610389A JP27610389A JPH03138620A JP H03138620 A JPH03138620 A JP H03138620A JP 27610389 A JP27610389 A JP 27610389A JP 27610389 A JP27610389 A JP 27610389A JP H03138620 A JPH03138620 A JP H03138620A
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野コ 本発明は強誘電液晶を用いた液晶素子に関するものであ
る。
[従来の技術] クラーク(f;1ark) およびラガウエル(Lag
er−*all)により双安定性を有する液晶素子が提
案されている(特開昭56−107216号公報、米国
特許第4,367.924号明細書等)。双安定性を有
する液晶としては、一般にカイラルスメクチックC相(
SmC*)又はH相(SmH*)を有する強誘電性液晶
が用いられる。この液晶は電界に対して第1の光学的安
定状態と第2の光学的安定状態からなる双安定状態を有
し、従って従来のTN型の液晶を用いた光学変調素子と
は異なり、例えば一方の電界ベクトルに対して第1の光
学的安定状態に液晶が配向し、他方の電界ベクトルに対
しては第2の光学的安定状態に液晶が配向される。また
この型の液晶は、加えられる電界に応答して、極めて速
やかに上記2つの安定状態のいずれかをとり、且つ電界
の印加のないときはその状態を維持する特質を有する。
このような性質を有する強誘電性液晶を利用して液晶素
子を構成することにより、従来のTN型素子が視野角特
性が悪いという問題点の多くに対して、かなり木質的な
改善が得られている。
[発明が解決しようとする課B] しかしながら、高速かつ大面積のパネル(素子)を駆動
するため液晶の自発分極psを大きくすることが求めら
れるが、Psを大きくすることにより、液晶の駆動時に
於けるPgの向きの反転によって、次の(1)式で表わ
される逆電界■(、)が発生し、液晶のスイッチング不
良を起すことが知られている。
(1) P3 :液晶の自発分極(nC/Cm”)C1:パネル
の絶縁11!(配向用有機膜を含む)の容量(nF/a
m”) CLC:液晶の容量(nF/cm2) RI :パネルの絶縁膜(配向用有機膜を含む)の抵抗
(Ω/ c m鵞) したがって、液晶の自発分極の大きいもの程反転スイッ
チングが阻害され、強誘電性液晶パネルの大画面化に当
って自発分極を大きく設定できなくなる。そこで、CI
を大きくすることで逆電界V (t)を小さくおさえ、
液晶のスイッチング不良を防ぐことが求められている。
CIを大きくすることは配向制御膜の膜厚を薄くするこ
とにつながるが膜厚を薄くすることは、液晶に対する配
向性を低下させることが本発明者らの実験により判明し
、したがって、配向制御膜の膜厚を薄く設定できないと
いう問題がある。
本発明の目的は、前述の問題点を解決した強誘電性液晶
素子を提供することにあり、特に液晶の配向性を低下さ
せることなく自発分極を大きくして常に良好な双安定状
態の強誘電性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] 上記目的を達成するため本発明は、配向制御膜を有する
上下2枚の基板間に強誘電性液晶を配置した液晶素子に
於いて、配向制御膜の膜厚が上下の基板で異なり一方の
基板の膜の膜厚が、もう−方の基板が有する膜の膜厚の
70%以下の膜厚である液晶素子に特徴を有している。
[作用] この構成において、一方の基板の配向制御膜の膜厚がも
う一方の基板のそれの70%以下であるため、液晶に対
する配向性を低下させることなくセルの容量を大きくす
ることができ、表示に際しては、常に良好な双安定状態
でスイッチング不良のない高品位の表示が行なわれる。
[実施例] 以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。
第1図は本発明の一実施例に係る液晶素子の平面図であ
り、第2図(A)〜(C)はそれぞれ異なるM棟の第1
図のA−A’断面図である。
第1図と第2図で示すセル構造体100は、ガラス板又
はプラスチック板などからなる一対の基板101と10
1°をスペーサ104で所定の間隔に保持して対向させ
、この一対の基板をシーリングするために接着剤106
で接着したセル構造を有しており、さらに基板101上
には複数の透明電極102からなる電極群(例えば、マ
トリクス電極構造のうちの走査電圧印加用電極群)が例
えば帯状パターンなどの所定パターンで形成されている
。基板101′の上には前述の透明電極102と交差さ
せた複数の透明電極102°からなる電極群(例えば、
マトリクス電極構造のうちの信号電圧印加用電極群)が
形成されている。
そして、透明電極102と102°の少なくとも一方に
ショート防止用絶縁体膜を用いることができるが、第2
図(A)の素子ではこの絶縁体膜は用いず、透明電極1
02と102°がそれぞれ形成された基板101と10
1°上に直接配向制御11i105と105°がそれぞ
れ配置される。
第2図(B)の素子では基板101と101゛上にそれ
ぞれシa −)防止用絶縁体膜109と109゛並びに
配向制御膜105と105゛が配置される。第2図(C
)の素子では、基板101°上にショ−ト防止用絶縁体
膜109°と配向制御膜105゛を配置し、基板101
上には直接配向制御膜105が配置されている。
配向制御膜105と105°としては、例えば−酸化硅
素、二酸化硅素、酸化アルミニウム、ジルコニア、フッ
化マグネシウム、酸化セリウム、フッ化セリウム、シリ
コン窒化物、シリコン炭化物、ホウ素窒化物などの無機
絶縁物質やポリビニルアルコール、ポリイミド、ポリア
ミドイミド、ポリエステルイミド、ポリバラキシリレン
、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリビニルアセタ
ール、ポリ塩化ビニル、ポリアミド、ポリスチレン、セ
ルロース樹脂、メラミン樹脂、エリア樹脂やアクリル樹
脂などの有機絶縁物質を用いて被膜形成したものを用い
ることができる。上述の無機絶縁物質の膜は、ショート
防止用絶縁体膜の機能を兼ねることができる。特に、上
述したように、第2図(A)に示す液晶素子で用いた配
向制御膜105及び105゛は、前述した配向制御とシ
ョート防止の機能を併せ持つ無機絶縁体膜によって形成
される。
この配向制御膜105と105°は、前述の如き無機絶
縁物質または有機絶縁物質を被膜形成した後に、その表
面をビロード、布や紙で一方向に摺擦(ラビング)する
ことによって、−軸性配向処理軸が付与される。
配向制御膜105と105゛の膜厚は、その容量C1を
大きくする目的でできる限り薄膜であることが好ましい
が、薄膜にすることで液晶の配向性が低下するため、配
向制御膜105と105゜の一方の膜厚を液晶を配向さ
せるのに十分な膜厚に設定し、他方の配向制御膜の膜厚
は対向する配向制御膜の膜厚の70%以下の膜厚に設定
する。
液晶を配向させるのに十分な膜厚は配向させる液晶およ
び配向制御膜の種類により異なる。
又、ショート防止用絶縁体膜109と109゜は200
人厚以上、好ましくは500人厚以上の膜厚に設定され
、S i O2、T I O2Au203 、S i3
 N4やB a T i Osなどの無機絶縁物質を成
膜することによって得られる。成膜法としては、スパッ
タ法、イオンビーム蒸着法あるいは有機チタン化合物、
有機シラン化合物や有機アルミニウム化合物の塗布膜を
焼成する方法を用いることができる。この際有機チタン
化合物としては、アルキル(メチル、エチル、プロピル
、ブチルなと)、チタネート化合物、有機シラン化合物
としては通常のシランカップリング剤などを用いること
ができる。ショート防止用絶縁体膜109と109°の
膜厚が200Å以下である場合では、十分なショート防
止効果を得ることができず、又その膜厚を5000Å以
上とすると、液晶層に印加される実効的な電圧が印加さ
れなくなるので、5000Å以下、好ましくは2000
Å以下に設定する。
本発明で用いる液晶材料として、特に適したものは、カ
イラルスメクティック液晶であって強誘電性を有するも
のである。具体的にはカイラルスメクティックC相(S
mC*) 、カイラルスメクティックG相(SmG*)
 、カイラルスメクティックF相(SmF*)、カイラ
ルスメクティックI相(Sml*)またはカイラルスメ
クティックH相(SmH*)の液晶を用いることができ
る。
強誘電性液晶の詳細については、例えばLEJOtlR
NAL DE PHYSIQUE LETTER5@3
6 (L−69)1975、’Ferr。
electric Liquid Crystals」
; ”Applied PhysicsLetters
”36 (11) 1980’Submicro 5e
cond B1−5table Electroopt
lc SwItching In Liquid Cr
ystaIsJ ;  “固体物理”16 (141)
 1981  r液晶」、米国特許第4,561,72
6号公報、米国特許第4.589,996号公報、米国
特許第4,592.858号公報、米国特許第4,59
6,667号公報、米国特許第4,613,209号公
報、米国特許第4,814,609号公報、米国特許第
4,622,165号公報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。
強誘電性液晶化合物の具体例としては、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(DOBAMBG) 、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(H
OBACPC)、4− o −(2−メチル)プチルレ
ゾルシリデンー4°−オクチルアニリン(MBR8)が
挙げられる。
以下、実際に製造した例を示す。
流側1および比 例1〜3 上下の基板用として2枚の1.1mm厚のガラス板を用
意し、それぞれにITOのストライブ状電極を形成した
。次に、この上下基板のショート防止絶縁体膜としてS
in、をスパッタ法により1000人形成した。さらに
その上にポリイミド形成液5P710 (東し社製)1
〜2%溶液を回転数300Orpmのスピンナーで30
秒間塗布した。その後、約1時間300℃の加熱焼成処
理を施してポリイミド配向膜を形成した。この塗膜の膜
厚はポリイミド形成液の濃度により異なるが上述の濃度
範囲では100人〜200人のポリイミド膜であった。
次に、2枚の基板の焼成後のポリイミドの被膜に対して
ラビング処理を施した。その後、平均粒径約1.5μm
のアルミナビーズを一方のガラス基板上に散布してから
、これに対し他方のガラス基板を貼り合わせてセルを作
成した。
以上の工程によりポリイミド配向制御膜の膜厚が異なる
4 ft1lのセル(A−D)を作成し、それぞれの基
板が有するポリイミド配向制御膜の膜厚を測定したとこ
ろ、第1表の通りであった。
これらA〜Dの各セルにチッソ(株)社製のrCS−1
01フ」 (商品名)を注入して、配向性を観察し、そ
の後、十分な大きさの単発パルスを与えて双安定性を調
べた。その結果を第1表に示す。
第1表に示す通り、一方の基板に液晶を配向させるのに
十分な膜厚の配向制御膜を設け、その70%以下の膜厚
の配向制御膜を他方の基板に設けることにより、液晶に
対する配向性を低下させることなくスイッチング不良を
防ぎ双安定性の良好な強誘電性液晶素子を得られること
がわかる。
施 2および  例4〜6 実施例1で用いたポリイミド形成液5P710(東し社
製)に代えて、5E100 (8産化学社製)を用いた
他は実施例1と同様の方法でポリイミド配向制御膜の膜
厚が異なる4fi(E−H)の液晶素子を作成した。作
成したセルE〜Hそれぞれの基板が有する配向制御用ポ
リイミド膜の膜厚は第2表に示す通りであった。
第2表 次に、これらE−Hの各セルにチッソ(株)社製のrC
S−1017J  (商品名)を注入して配向性を観察
し、その後、十分な大きさの単発パルスを与えて双安定
性を調べた。その結果を第2表に示す。
第2表に示す結果の通り、本発明の範囲の配向制御膜の
膜厚を有するセルGに於いて配向性を低下させることな
くスイッチング不良が防止され良好な双安定性が得られ
ることがわかる。
[発明の効果] 以上説明したように本発明によれば、配向制御膜の膜厚
を上下基板で異ならせ、一方を他方の70%以下の膜厚
にするようにしたため、液晶に対する配向性を低下させ
ることなく、セルの容量(配向膜を含む絶縁膜の容量)
を大きくすることが可能となり、スイッチング不良を防
ぎ双安定性の良好な強誘電性液晶素子が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施例に係る強誘電性液晶素子の
平面図、 第2図(A)〜(C)はそれぞれ異なる実施態様の第1
図のA−A’断面図である。 100:セル構造体、101,101° :基板、10
2,102° :透明電極、103:強誘電性液晶、1
05,105’  :配向制御膜。 (A) (B) 第2 図 (C) 第2

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 電圧を印加して強誘電性液晶を駆動するための電極群、
    および強誘電性液晶を配向させるための配向制御膜を有
    する2枚の基板間に強誘電性液晶を配置した強誘電性液
    晶素子に於いて、一方の基板の配向制御膜の膜厚が他方
    の基板の配向制御膜の膜厚の70%以下であることを特
    徴とする強誘電性液晶素子。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8690454B2 (en) 2009-10-28 2014-04-08 Sei Optifrontier Co., Ltd. Optical connector

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59214824A (ja) * 1983-05-20 1984-12-04 Seiko Epson Corp 液晶電気光学装置
JPH01217319A (ja) * 1988-02-25 1989-08-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd 強誘電性液晶表示装置

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