JPH03160415A - カイラルスメクチック液晶素子 - Google Patents
カイラルスメクチック液晶素子Info
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- JPH03160415A JPH03160415A JP29957989A JP29957989A JPH03160415A JP H03160415 A JPH03160415 A JP H03160415A JP 29957989 A JP29957989 A JP 29957989A JP 29957989 A JP29957989 A JP 29957989A JP H03160415 A JPH03160415 A JP H03160415A
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Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
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］
本発明はカイラルスメクチック液晶素子（強誘電液晶素
子）に関し、特にパネルの上下ショートに対する改善を
行なうために新規な絶縁膜を具備した強誘電液晶素子に
関するものである。
子）に関し、特にパネルの上下ショートに対する改善を
行なうために新規な絶縁膜を具備した強誘電液晶素子に
関するものである。
［従来の技術］
液晶分子の屈折異方性を利用して偏光素子との組み合わ
せにより透過光線を制御する型の表示素子がクラーク（
Ｃｌａｒｋ）およびラガーウオル（Ｌａｇｅｒｗａｌ
１）により提案されている（米国特許第４３６７９３４
号、米国特許第４６３９０８９号等）．この液晶は、一
般に特定の温度域において、カイラルスメクチックＣ相
（Ｓｍ＊Ｃ）またはＨ相（Ｓｍ＊Ｈ）を有し、この状態
において、加えられる電界に応答して第１の光学的安定
状態と第２の光学的安定状態のいずれかを取り、かつ電
界の印加のないときはその状態を維持する性質、すなわ
ち双安定性を有し、また、電界の変化に対する応答も速
やかであり、高速ならびに記憶型の表示素子としての広
い利用が期待されている。
せにより透過光線を制御する型の表示素子がクラーク（
Ｃｌａｒｋ）およびラガーウオル（Ｌａｇｅｒｗａｌ
１）により提案されている（米国特許第４３６７９３４
号、米国特許第４６３９０８９号等）．この液晶は、一
般に特定の温度域において、カイラルスメクチックＣ相
（Ｓｍ＊Ｃ）またはＨ相（Ｓｍ＊Ｈ）を有し、この状態
において、加えられる電界に応答して第１の光学的安定
状態と第２の光学的安定状態のいずれかを取り、かつ電
界の印加のないときはその状態を維持する性質、すなわ
ち双安定性を有し、また、電界の変化に対する応答も速
やかであり、高速ならびに記憶型の表示素子としての広
い利用が期待されている。
前述したカイラルスメクチック液晶には、走査電極と信
号電極とで構成したマトリクス電極が組み込まれ、走査
電極には順次走査信号が印加され、該走査信号と同期し
て信号電極には情報信号が印加される。また、絶縁膜と
しては主にＳｉＯ２が利用されていた。
号電極とで構成したマトリクス電極が組み込まれ、走査
電極には順次走査信号が印加され、該走査信号と同期し
て信号電極には情報信号が印加される。また、絶縁膜と
しては主にＳｉＯ２が利用されていた。
［発明が解決しようとする課題］
前記、強誘電液晶素子をマルチプレックス駆動する場合
、絶縁膜と配向膜の組み合せによる静電容量が小さいと
逆電界の影響でスイッチング不良や残像現象等の欠陥が
出てしまう問題があった。
、絶縁膜と配向膜の組み合せによる静電容量が小さいと
逆電界の影響でスイッチング不良や残像現象等の欠陥が
出てしまう問題があった。
この問題を解決するために高い比誘電率を有する絶縁膜
を用いることや幾何容量を大きくする方法が取られてい
るが、幾何容量はパネルの上下基板電極間のショート防
止効果を考えると４００入程度が限界であり、上記欠陥
を解決することはできない。また、高い比誘電率を有す
る絶縁材料として、ＳｒＴｉＯａ ，ＢａＴｉ０３ ，
ＰｂＴｉＯ，などの薄膜を用いる場合、一般にこれらの
結晶は表面粗さが大きいためＦＬＣの配向に悪影響を与
え、強誘電液晶素子に使うには問題があった。
を用いることや幾何容量を大きくする方法が取られてい
るが、幾何容量はパネルの上下基板電極間のショート防
止効果を考えると４００入程度が限界であり、上記欠陥
を解決することはできない。また、高い比誘電率を有す
る絶縁材料として、ＳｒＴｉＯａ ，ＢａＴｉ０３ ，
ＰｂＴｉＯ，などの薄膜を用いる場合、一般にこれらの
結晶は表面粗さが大きいためＦＬＣの配向に悪影響を与
え、強誘電液晶素子に使うには問題があった。
本発明は上記従来技術の欠点に鑑みなされたものであっ
て、高い比誘電率を有するＳｒＴｉＯ３，ＢａＴｉＯ３
又はＰｂＴｉ０３等のチタン酸塩化合物の使用を可能と
し、しかもスイッチング不良や残像時間の問題を解消し
た強誘電液晶素子の提供を目的とする。
て、高い比誘電率を有するＳｒＴｉＯ３，ＢａＴｉＯ３
又はＰｂＴｉ０３等のチタン酸塩化合物の使用を可能と
し、しかもスイッチング不良や残像時間の問題を解消し
た強誘電液晶素子の提供を目的とする。
［課題を解決するための手段及び作用］本発明によれば
、結晶粒径が１５０人以下の、ＳｒＴｉＯ．．ＢａＴｉ
Ｏ，又はＰｂＴｉＯ，を絶縁層として用いることで、良
好な配向状態が得られかつ、スイッチング不良がなく残
像時間が短い強誘電液晶素子を実現することができる．
［実施例］ 第１図、第２図は、本発明の実施例を示したもので、第
１図は平面図、第２図は断面図である。
、結晶粒径が１５０人以下の、ＳｒＴｉＯ．．ＢａＴｉ
Ｏ，又はＰｂＴｉＯ，を絶縁層として用いることで、良
好な配向状態が得られかつ、スイッチング不良がなく残
像時間が短い強誘電液晶素子を実現することができる．
［実施例］ 第１図、第２図は、本発明の実施例を示したもので、第
１図は平面図、第２図は断面図である。
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され、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！［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１
０１′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。
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され、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！［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１
０１′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。
本発明では、上述の透明電極！０２と！０２′の少なく
とも一方の透明電極上にショート防止用絶縁体膜を用い
ることができる．第２図で示した液晶表示素子は、両側
基板の透明電極上にショート防止用絶縁体＠１０９と１
０９′並びに配向制御膜１０５と１０５′が配置されて
いる。この配向制御膜１０５と１０５′は例えば一酸化
硅素、二酸化硅素、酸化アルミニウム、ジルコニア、弗
化マグネシウム、酸化セリウム、弗化セリウム、シリコ
ン窒化物、シリコン炭化物、ホウ素化合物などの無機絶
縁物質やポリビニルアルコール、ボリイ主ド、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、ポリア主ド、ボリスチレン、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．本実施例では、ポリイ友ド（２００人）
を用いた． 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、一軸性配向処理軸が付与される。液晶材料と
しては、ｃｓ−ｔｏ１４（商品名；チッソ（株）製）を
真空注入して使用した。
とも一方の透明電極上にショート防止用絶縁体膜を用い
ることができる．第２図で示した液晶表示素子は、両側
基板の透明電極上にショート防止用絶縁体＠１０９と１
０９′並びに配向制御膜１０５と１０５′が配置されて
いる。この配向制御膜１０５と１０５′は例えば一酸化
硅素、二酸化硅素、酸化アルミニウム、ジルコニア、弗
化マグネシウム、酸化セリウム、弗化セリウム、シリコ
ン窒化物、シリコン炭化物、ホウ素化合物などの無機絶
縁物質やポリビニルアルコール、ボリイ主ド、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、ポリア主ド、ボリスチレン、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．本実施例では、ポリイ友ド（２００人）
を用いた． 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、一軸性配向処理軸が付与される。液晶材料と
しては、ｃｓ−ｔｏ１４（商品名；チッソ（株）製）を
真空注入して使用した。
ここで、ショート防止［１０９と１０９′は、Ｓ ｒ
Ｔ ｉ Ｏ ｓ薄膜を用いた。形成方法はマグネトロン
スパッタ法を用いた。成膜条件は、ＳｒＴｉＯ３焼結体
をターゲットとし、Ａｒ ：０２ ＝３ ＋１、基板温
度２５０℃、パワー密度４Ｗ／ｃｍ２圧力６ｍＴｏｒｒ
である。この様にして形成したＳ ｒ Ｔ ｊ Ｏ ３
薄膜（膜厚１ ０００人）の結晶粒径を、Ｘ線回折で解
析したところ平均１００人であった。また、この膜の電
気的特性を調べたところ比誘電率１００ （１ｋＨｚ）
、絶縁耐圧は４ＭＶ／ｃｍ（１０００人）であった。上
記絶縁膜を用いた強誘電液晶素子はスイッチング、配内
状態、上下ショートに対して良好な結果が得られ、かつ
残像時間も１．５秒であり、良好であった（残像時間は
、通常３〜４秒以上だと問題となる）。強誘電液晶素子
において、スイッチング不良や残像等の欠陥をなくすた
めには、配向膜の厚さが２００人以下の場合（配向膜の
比誘電率３．５〜５．５）、絶縁膜の比誘電率は、少な
くとも３５以上が必要であり、上記ＳｒＴｉＯ．薄膜で
達成できる。また、強誘電液晶素子の上下ショートは、
通常絶縁耐圧が１．５ＭＶ／ｃｍ以上あれば防止でき、
好ましくは２．５ＭＶ／ｃｍ以上とされ（実験結果から
）、この点に関してもＳｒＴｉＯ３は満足している。
Ｔ ｉ Ｏ ｓ薄膜を用いた。形成方法はマグネトロン
スパッタ法を用いた。成膜条件は、ＳｒＴｉＯ３焼結体
をターゲットとし、Ａｒ ：０２ ＝３ ＋１、基板温
度２５０℃、パワー密度４Ｗ／ｃｍ２圧力６ｍＴｏｒｒ
である。この様にして形成したＳ ｒ Ｔ ｊ Ｏ ３
薄膜（膜厚１ ０００人）の結晶粒径を、Ｘ線回折で解
析したところ平均１００人であった。また、この膜の電
気的特性を調べたところ比誘電率１００ （１ｋＨｚ）
、絶縁耐圧は４ＭＶ／ｃｍ（１０００人）であった。上
記絶縁膜を用いた強誘電液晶素子はスイッチング、配内
状態、上下ショートに対して良好な結果が得られ、かつ
残像時間も１．５秒であり、良好であった（残像時間は
、通常３〜４秒以上だと問題となる）。強誘電液晶素子
において、スイッチング不良や残像等の欠陥をなくすた
めには、配向膜の厚さが２００人以下の場合（配向膜の
比誘電率３．５〜５．５）、絶縁膜の比誘電率は、少な
くとも３５以上が必要であり、上記ＳｒＴｉＯ．薄膜で
達成できる。また、強誘電液晶素子の上下ショートは、
通常絶縁耐圧が１．５ＭＶ／ｃｍ以上あれば防止でき、
好ましくは２．５ＭＶ／ｃｍ以上とされ（実験結果から
）、この点に関してもＳｒＴｉＯ３は満足している。
一方、比較のためにＡｒ：０２ｘ３：１、基板温度４０
０℃、パワー密度４ Ｗ ／ Ｃ ｍ ２，圧力６ｍＴ
ｏｒｒで戒膜したＳ ｒＴ ｉ Ｏｓ薄膜を絶縁膜とし
て用いた強誘電液晶素子を試作して（他の構成はすべて
同様）スイッチング特性、配向状態、上下ショート防止
効果について評価した，ＳｒＴｉｅ３の結晶粒径は、平
均１７５人であった。
０℃、パワー密度４ Ｗ ／ Ｃ ｍ ２，圧力６ｍＴ
ｏｒｒで戒膜したＳ ｒＴ ｉ Ｏｓ薄膜を絶縁膜とし
て用いた強誘電液晶素子を試作して（他の構成はすべて
同様）スイッチング特性、配向状態、上下ショート防止
効果について評価した，ＳｒＴｉｅ３の結晶粒径は、平
均１７５人であった。
その結果、上下ショート防止効果に差はないが、強誘電
液晶の配向状態が悪いため、スイッチング不良を生じて
いた。そのため残像時間も１０秒以上であり、画像切換
時の表示品位も著しく悪くしていた． 別の実施例として、ショート防止膜１０９と１０９’
にＢａＴｉＯｓ薄膜、ＰｂＴｉＯ３薄膜を用いても同様
の効果が得られた． ＢａＴｉＯ，はＢａＴｉＯｓ焼結体ターゲットを用いＡ
ｒ：Ｏ．ｘ３：１、基板温度３００℃、パワー密度４
Ｗ ／ ｃ ｍ ，圧力６ｍＴ．ｏｒｒでマグネトロン
スパッタにより１０００大成膜した．この膜の比誘電率
は９０（１ｋＨｚ）、絶縁耐圧は３ＭＶ／ｃｍ（１００
０人）、平均粒径は１２０人であり、良好なスイッチン
グ特性を示した．ＣＶＤ法で成膜したＰ ｂ Ｔ ｉ
Ｏ ｓ薄ＩＩ！（膜厚１ ０００人、比誘電率２２０，
絶縁耐圧１．５ＭＶ ／ ｃ ｍ ，平均粒径１４０人
）においても同様に良好なスイッチング特性が得られた
． また、本発明は、ＳｒＴｉＯｓ ，ＢａＴｉＯｓやＰｂ
ＴｉＯ，を単独で、または複数組合せて用いることがで
きる。
液晶の配向状態が悪いため、スイッチング不良を生じて
いた。そのため残像時間も１０秒以上であり、画像切換
時の表示品位も著しく悪くしていた． 別の実施例として、ショート防止膜１０９と１０９’
にＢａＴｉＯｓ薄膜、ＰｂＴｉＯ３薄膜を用いても同様
の効果が得られた． ＢａＴｉＯ，はＢａＴｉＯｓ焼結体ターゲットを用いＡ
ｒ：Ｏ．ｘ３：１、基板温度３００℃、パワー密度４
Ｗ ／ ｃ ｍ ，圧力６ｍＴ．ｏｒｒでマグネトロン
スパッタにより１０００大成膜した．この膜の比誘電率
は９０（１ｋＨｚ）、絶縁耐圧は３ＭＶ／ｃｍ（１００
０人）、平均粒径は１２０人であり、良好なスイッチン
グ特性を示した．ＣＶＤ法で成膜したＰ ｂ Ｔ ｉ
Ｏ ｓ薄ＩＩ！（膜厚１ ０００人、比誘電率２２０，
絶縁耐圧１．５ＭＶ ／ ｃ ｍ ，平均粒径１４０人
）においても同様に良好なスイッチング特性が得られた
． また、本発明は、ＳｒＴｉＯｓ ，ＢａＴｉＯｓやＰｂ
ＴｉＯ，を単独で、または複数組合せて用いることがで
きる。
［発明の効果］
以上説明したように、ＳｒＴｉＯ，，ＢａＴｉ０３ ，
Ｐ ｂＴ ｉ Ｏｓ等のチタン酸塩からなる絶縁体
薄膜の結晶粒径を平均１５０人以下とし、かつ比誘電率
を３５以上とすることで、これらの薄膜を絶縁膜として
用いた強誘電液晶素子のスイッチング特性を著しく改善
することができる。
Ｐ ｂＴ ｉ Ｏｓ等のチタン酸塩からなる絶縁体
薄膜の結晶粒径を平均１５０人以下とし、かつ比誘電率
を３５以上とすることで、これらの薄膜を絶縁膜として
用いた強誘電液晶素子のスイッチング特性を著しく改善
することができる。
第１図は、本発明に係る液晶表示装置の平面図、
第２図は、
第１図のＡ−Ａ’
断面図である。
ｔｏｔ，ｔｏｔ’ ：基板、
１０２，１０２’ ：透明電極、
１０５，１０５’ ：配向制御膜、
１０９，１０９’ ：絶縁体膜．
Claims (5)
- （１）基板上に設けた駆動用電極と、該電極上に設けた
絶縁膜および配向膜とを具備し、前記絶縁膜はチタン酸
塩化合物の多結晶からなり、該多結晶の平均粒径が１５
０Å以下であることを特徴とする強誘電液晶素子。 - （２）前記チタン酸塩化合物は、ＳｒＴｉＯ＿３からな
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の強誘電
液晶素子。 - （３）前記チタン酸塩化合物は、ＢａＴｉＯ＿３からな
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の強誘電
液晶素子。 - （４）前記チタン酸塩化合物は、ＰｂＴｉＯ＿３からな
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の強誘電
液晶素子。 - （５）前記チタン酸塩化合物の比誘電率は３５以上であ
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の強誘電
液晶素子。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP1299579A JP2785144B2 (ja) | 1989-11-20 | 1989-11-20 | カイラルスメクチック液晶素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP1299579A JP2785144B2 (ja) | 1989-11-20 | 1989-11-20 | カイラルスメクチック液晶素子 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03160415A true JPH03160415A (ja) | 1991-07-10 |
| JP2785144B2 JP2785144B2 (ja) | 1998-08-13 |
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ID=17874464
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| JP1299579A Expired - Fee Related JP2785144B2 (ja) | 1989-11-20 | 1989-11-20 | カイラルスメクチック液晶素子 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2785144B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5815230A (en) * | 1994-01-27 | 1998-09-29 | Canon Kabushiki Kaisha | Liquid crystal device and process for production thereof |
| EP1463787A2 (en) * | 2002-01-10 | 2004-10-06 | Kent State University | A material for liquid crystal cell |
| US7758773B2 (en) | 2002-01-10 | 2010-07-20 | Kent State University | Non-synthetic method for modifying properties of liquid crystals |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1989
- 1989-11-20 JP JP1299579A patent/JP2785144B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| EP1463787A4 (en) * | 2002-01-10 | 2005-03-23 | Univ Kent State Ohio | MATERIAL FOR LIQUID CRYSTAL CELL |
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| US7903228B2 (en) | 2002-01-10 | 2011-03-08 | Kent State University | Material for liquid crystal cell |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2785144B2 (ja) | 1998-08-13 |
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