JPH04162020A - 液晶表示素子 - Google Patents
液晶表示素子Info
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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】
[発明の分野]
本発明は、スメクチック液晶を用いた液晶表示素子に関
し、特にマルチブレクシレグ駆動時のコントラスト比を
改善したスメクチック液晶表示素子に関するものである
。
し、特にマルチブレクシレグ駆動時のコントラスト比を
改善したスメクチック液晶表示素子に関するものである
。
[従来の技術]
液晶分子の屈折率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かクラーク
(C1ark)およびラガーウオル(Lagerwal
l)により提案されている(米国特許第4367924
号明細書、米国特許第4639089号公報等)。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(SmC” )またはH相(SmH’ )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、且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
る応答も速やがてあり、高速ならびに記憶型の表示素子
としての広い利用か期待されている。
わせにより透過光線を制御する型の表示素子かクラーク
(C1ark)およびラガーウオル(Lagerwal
l)により提案されている(米国特許第4367924
号明細書、米国特許第4639089号公報等)。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(SmC” )またはH相(SmH’ )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、且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
る応答も速やがてあり、高速ならびに記憶型の表示素子
としての広い利用か期待されている。
前述したスメクチック液晶素子は、走査電極と信号電極
とて構成したマトリクス電極か組み込まれ、走査電極に
は順次走査信号か印加され、該走査信号と同期して信号
電極には情報信号か印加されてマルチブレクシング駆動
される。
とて構成したマトリクス電極か組み込まれ、走査電極に
は順次走査信号か印加され、該走査信号と同期して信号
電極には情報信号か印加されてマルチブレクシング駆動
される。
しかしながら、このようなスメクチック液晶素子は、コ
ントラスト比か低かったり、全体にざらつきやむらか見
えるという不都合があフた。これは、このマルチブレク
シング駆動をスメクチック液晶素子に適用する際、画素
間では電界が印加されないため、第1の光学的安定状態
と第2の光学的安定状態がまたらに配列するからである
。
ントラスト比か低かったり、全体にざらつきやむらか見
えるという不都合があフた。これは、このマルチブレク
シング駆動をスメクチック液晶素子に適用する際、画素
間では電界が印加されないため、第1の光学的安定状態
と第2の光学的安定状態がまたらに配列するからである
。
[発明か解決しようとする課題]
本発明の目的は、前述したような従来の液晶表示素子に
おける問題点を解決した新規な液晶素子を提供すること
にある。
おける問題点を解決した新規な液晶素子を提供すること
にある。
本発明の別の目的は、高速応答性を有する液晶表示素子
を提供することにある。
を提供することにある。
[課題を解決するための手段および作用]本発明のかか
る目的は、強誘電性を有するスメクチック液晶と該スメ
クチック液晶を挟持し且つ互いに対向する電極とを有す
る液晶表示素子において、各電極の両側端部に凸部を設
け、これにより画素間の配向状態を1軸配向性のない状
態、もしくは垂直配向とすることにより達成される。す
なわち、コントラスト比およびざらつきやむらを改善さ
れた液晶表示素子が提供される。
る目的は、強誘電性を有するスメクチック液晶と該スメ
クチック液晶を挟持し且つ互いに対向する電極とを有す
る液晶表示素子において、各電極の両側端部に凸部を設
け、これにより画素間の配向状態を1軸配向性のない状
態、もしくは垂直配向とすることにより達成される。す
なわち、コントラスト比およびざらつきやむらを改善さ
れた液晶表示素子が提供される。
本発明の表示素子で用いられる強誘電性を有するスメク
チック7夜晶としては、カイラルスメクチックC相(S
mC” )、H相(SmH” )、F相(SmF” )
、1相(Sml” )、J相(SmJ”)、G相(Sm
G” ) 、またはに相(SmK″)の液晶が通してい
る。この強誘電性液晶については、”LE JOURN
AL DE PHYSIQUE LETTER5’“3
6 (L −69) 1 97 5. rFe
rroelectricliquid Crysta
ls J ; °”Applied Phys
icsLetters ” 3 6 (11)
1 980 rsubn+icr。
チック7夜晶としては、カイラルスメクチックC相(S
mC” )、H相(SmH” )、F相(SmF” )
、1相(Sml” )、J相(SmJ”)、G相(Sm
G” ) 、またはに相(SmK″)の液晶が通してい
る。この強誘電性液晶については、”LE JOURN
AL DE PHYSIQUE LETTER5’“3
6 (L −69) 1 97 5. rFe
rroelectricliquid Crysta
ls J ; °”Applied Phys
icsLetters ” 3 6 (11)
1 980 rsubn+icr。
5econd Bjstable Electro
optic Switching 1nLiquid
Crystals J ; ”固体物理”16(
141)1981r液晶」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て
きる。
optic Switching 1nLiquid
Crystals J ; ”固体物理”16(
141)1981r液晶」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て
きる。
第1図は、強誘電性液晶セルの例を模式的に描いたもの
である。21と21′は、In、、03、SnO2ある
いはITO(I nd i um−Ti n0xjde
)等の薄膜からなる透明電極で被覆された基板(ガラス
板)であり、その間に液晶分子層22がガラス面に垂直
になるように配向したSmC” 、SmH” 、SmF
’ 、SmI’ 、SmG”等のカイラルスメクチック
相の液晶が封入されている。太線で示した線23が液晶
分子を表わしており、この液晶分子23はその分子に直
交した方向に双極子モーメント(P±)24を有してい
る。基板21と21′上の電極間に一定の閾値以上の電
圧を印加すると、液晶分子23のらせん構造か(Jとけ
、双極子モーメント(P±)24かすべて電界方向に向
くよう、液晶分子23は配向方向を変えることができる
。液晶分子23は細長い形状を有しており、その長軸方
向と短軸方向で屈折率異方性を示し、したがって、例え
はカラス面の上下に互いにクロスニコルの偏光子を置け
は、電圧印加極性によって光学特性か変わる液晶光学変
調素子となることは、容易に理解される。
である。21と21′は、In、、03、SnO2ある
いはITO(I nd i um−Ti n0xjde
)等の薄膜からなる透明電極で被覆された基板(ガラス
板)であり、その間に液晶分子層22がガラス面に垂直
になるように配向したSmC” 、SmH” 、SmF
’ 、SmI’ 、SmG”等のカイラルスメクチック
相の液晶が封入されている。太線で示した線23が液晶
分子を表わしており、この液晶分子23はその分子に直
交した方向に双極子モーメント(P±)24を有してい
る。基板21と21′上の電極間に一定の閾値以上の電
圧を印加すると、液晶分子23のらせん構造か(Jとけ
、双極子モーメント(P±)24かすべて電界方向に向
くよう、液晶分子23は配向方向を変えることができる
。液晶分子23は細長い形状を有しており、その長軸方
向と短軸方向で屈折率異方性を示し、したがって、例え
はカラス面の上下に互いにクロスニコルの偏光子を置け
は、電圧印加極性によって光学特性か変わる液晶光学変
調素子となることは、容易に理解される。
本発明で好ましく用いられる液晶セルは、その厚さを充
分に薄く(例えは10μm以下)することかできる。こ
のように液晶層か薄くなることにしたがい、第2図に示
すように電界を印加していない状態ても液晶分子のらせ
ん構造かほどけ、非らせん構造となり、その双極子モー
メントPまたはP′は上向き(矢印34)または下向き
(矢印34′)のどちらかの状態をとる。このようなセ
ルに、第2図に示す如く一定の閾値以上の極性の異なる
電界EまたはE′を不図示の電圧印加手段により付与す
ると、双極子モーメントは、電界EまたはE′の電界ベ
クトルに対応して上向き34または下向ぎ34′ と向
きを変え、それに応して液晶分子は、第1の安定状態3
3かあるいは第2の安定状態33′の何れか一方に配向
する。
分に薄く(例えは10μm以下)することかできる。こ
のように液晶層か薄くなることにしたがい、第2図に示
すように電界を印加していない状態ても液晶分子のらせ
ん構造かほどけ、非らせん構造となり、その双極子モー
メントPまたはP′は上向き(矢印34)または下向き
(矢印34′)のどちらかの状態をとる。このようなセ
ルに、第2図に示す如く一定の閾値以上の極性の異なる
電界EまたはE′を不図示の電圧印加手段により付与す
ると、双極子モーメントは、電界EまたはE′の電界ベ
クトルに対応して上向き34または下向ぎ34′ と向
きを変え、それに応して液晶分子は、第1の安定状態3
3かあるいは第2の安定状態33′の何れか一方に配向
する。
このような強誘電性液晶セルを用いることの利点は、先
にも述へたか2つある。
にも述へたか2つある。
その第1は、応答速度か極めて速いことである。第2は
液晶分子の配向か双安定性を有することである。第2の
点を、例えば第2図によってさらに説明すると、電界E
を印加すると液晶分子は第1の安定状態33に配向する
か、この状態は電界を切っても安定である。また、逆向
きの電界E′ を印加すると、液晶分子は第2の安定状
態33′に配向してその分子の向きを変えるが、やはり
電界を切ってもこの状態に留っている。また、与える電
界Eカ)一定の闇値を越えない限り、それぞれの配向状
態にやはり維持されている。このような応答速度の速さ
と、双安定性か有効に実現されるにはセルとしては出来
るたけ薄い方か好ましい。
液晶分子の配向か双安定性を有することである。第2の
点を、例えば第2図によってさらに説明すると、電界E
を印加すると液晶分子は第1の安定状態33に配向する
か、この状態は電界を切っても安定である。また、逆向
きの電界E′ を印加すると、液晶分子は第2の安定状
態33′に配向してその分子の向きを変えるが、やはり
電界を切ってもこの状態に留っている。また、与える電
界Eカ)一定の闇値を越えない限り、それぞれの配向状
態にやはり維持されている。このような応答速度の速さ
と、双安定性か有効に実現されるにはセルとしては出来
るたけ薄い方か好ましい。
一般的には05μm〜20μm、特に1μm〜5μmか
適している。この種の強お電性液晶を用いたマトリクス
電極構造を有する液晶電気光学装置は、例えはクラーク
とラガハルにより米国特許第4367924号公報で提
案されている。
適している。この種の強お電性液晶を用いたマトリクス
電極構造を有する液晶電気光学装置は、例えはクラーク
とラガハルにより米国特許第4367924号公報で提
案されている。
本発明者らは、強銹電性を有するスメクチック液晶の分
子の配列状態および偏光子検光子の組合わせによる液晶
素子の最適化をさらに検討した結果、画素間に位置する
液晶分子の配列状態か、コントラスト比に大きく影響し
ていることを知るに至った。さらに、画素間に位置する
液晶分子の配向状態か第1の光学的安定状態と第2の光
学的安定状態がまたらに配列していると全体にざらつき
やむらになって見えること、および電極間に電界を印加
したときに漏れ電界のため画素間の液晶分子が部分的に
応答して第1の光学的安定状態または第2の光学的安定
状態となり、コントラスト比力変化することを知るに至
った。
子の配列状態および偏光子検光子の組合わせによる液晶
素子の最適化をさらに検討した結果、画素間に位置する
液晶分子の配列状態か、コントラスト比に大きく影響し
ていることを知るに至った。さらに、画素間に位置する
液晶分子の配向状態か第1の光学的安定状態と第2の光
学的安定状態がまたらに配列していると全体にざらつき
やむらになって見えること、および電極間に電界を印加
したときに漏れ電界のため画素間の液晶分子が部分的に
応答して第1の光学的安定状態または第2の光学的安定
状態となり、コントラスト比力変化することを知るに至
った。
そして、スメクチック液晶を挟持して互いに対向する電
極双方の両側端部に凸部を設け、さらに凸部に平行てな
いラビング処理で配向制御することにより、画素間にお
ける配向状態を1軸配向性のない状態、もしくは垂直配
向とすることができ、コントラスト比、ざらつきおよび
やむらに関する改善か可能であることを知見するに至っ
た。
極双方の両側端部に凸部を設け、さらに凸部に平行てな
いラビング処理で配向制御することにより、画素間にお
ける配向状態を1軸配向性のない状態、もしくは垂直配
向とすることができ、コントラスト比、ざらつきおよび
やむらに関する改善か可能であることを知見するに至っ
た。
第3図は、本発明の液晶表示素子て用いる基板の態様を
表わす斜視図である。図中、11はガラスやプラスチッ
ク等の基板、12はIT○等て形成した透明電極、13
はアルミニウム、クロム、モリブデン等の金属またはそ
の合金で形成した低抵抗接続線、14は一方方向に延長
した段差部を表わし、15はその稜線を表わしている。
表わす斜視図である。図中、11はガラスやプラスチッ
ク等の基板、12はIT○等て形成した透明電極、13
はアルミニウム、クロム、モリブデン等の金属またはそ
の合金で形成した低抵抗接続線、14は一方方向に延長
した段差部を表わし、15はその稜線を表わしている。
透明電極12は300人〜5000人、好ましくは50
0人〜2000人の膜厚て設けられており、また低抵抗
接続線13は1000人〜5000人、好ましくは10
00人〜3000人の膜厚で設けられている。
0人〜2000人の膜厚て設けられており、また低抵抗
接続線13は1000人〜5000人、好ましくは10
00人〜3000人の膜厚で設けられている。
また、本発明では基板11の上に上下電極間のショート
を防止するための絶縁膜(図示せず)を設け、さらにこ
の絶縁膜の上に配向膜を設けることかできる。この際、
絶縁膜としては5i02膜、TiO2膜等を用いること
かでき、また配向膜としてはボリヒニルアルコール膜、
ポリイミド月莫、ポリアミド膜、ポリエステル膜、ポリ
アミドイミド膜やポリエステルイミド膜等を用いること
かできる。
を防止するための絶縁膜(図示せず)を設け、さらにこ
の絶縁膜の上に配向膜を設けることかできる。この際、
絶縁膜としては5i02膜、TiO2膜等を用いること
かでき、また配向膜としてはボリヒニルアルコール膜、
ポリイミド月莫、ポリアミド膜、ポリエステル膜、ポリ
アミドイミド膜やポリエステルイミド膜等を用いること
かできる。
第4図(A)は、第3図に示す基板を2枚用意した態様
を表わしている。この液晶表示素子では、第4図(A)
に示す2枚の基板11aと11bか点AaとAb、並び
に点BaとBbで対向配置されている。図中の矢印Ra
4とRb4はそれぞれの基板に施したラビング処理軸等
の一軸配向処理軸である。2枚の基板11aと11bを
上述の如く対向配置することによって、低抵抗接続線1
3aおよび透明電極12aがそれぞれ低抵抗接続線13
bおよび透明電&12bと交差し、第4図(B)に示す
画素P4を形成することになる。
を表わしている。この液晶表示素子では、第4図(A)
に示す2枚の基板11aと11bか点AaとAb、並び
に点BaとBbで対向配置されている。図中の矢印Ra
4とRb4はそれぞれの基板に施したラビング処理軸等
の一軸配向処理軸である。2枚の基板11aと11bを
上述の如く対向配置することによって、低抵抗接続線1
3aおよび透明電極12aがそれぞれ低抵抗接続線13
bおよび透明電&12bと交差し、第4図(B)に示す
画素P4を形成することになる。
第4図(B)に示す画素P4では、−軸配向処理軸Ra
4か、画素P4内に存在する線状突起体に相当する低抵
抗接続線13aに対して垂直方向から5℃以上の角度に
設定されている。
4か、画素P4内に存在する線状突起体に相当する低抵
抗接続線13aに対して垂直方向から5℃以上の角度に
設定されている。
本発明者らか、かかる第4図(A)および(B)に示す
画素P4を形成した液晶素子に対して、第5図に示すマ
ルチブレクシング方式による書込みをフレーム周波数1
0Hzで行ったところ、画素が暗状態(黒表示状態)の
時に、まばらに白っぽい部分がありざらつきが見られた
。次に、明状態(白表示状態)としてコントラスト比を
測定したところ、コントラスト比か画面内でばらついて
おり全体に低くなっていた。
画素P4を形成した液晶素子に対して、第5図に示すマ
ルチブレクシング方式による書込みをフレーム周波数1
0Hzで行ったところ、画素が暗状態(黒表示状態)の
時に、まばらに白っぽい部分がありざらつきが見られた
。次に、明状態(白表示状態)としてコントラスト比を
測定したところ、コントラスト比か画面内でばらついて
おり全体に低くなっていた。
また、上述の液晶素子をマルチブレクシフグ駆動下で顕
微鏡観察を行ったところ、閾値電圧1±Vthlを越え
た電圧1±■、1を印加し画素P4を暗状態(黒表示状
態)としたとき、画素間】6では暗状態と明状態とがま
ばらに存在しており、画面内の各部分でその割合がばら
ついており、これが上述のざらつき、コントラスト比の
むらおよび低コントラスト比の原因となっていることが
判明した。
微鏡観察を行ったところ、閾値電圧1±Vthlを越え
た電圧1±■、1を印加し画素P4を暗状態(黒表示状
態)としたとき、画素間】6では暗状態と明状態とがま
ばらに存在しており、画面内の各部分でその割合がばら
ついており、これが上述のざらつき、コントラスト比の
むらおよび低コントラスト比の原因となっていることが
判明した。
なお、第5図は画素P4に印加される電圧の波形を時系
列で示したものである。
列で示したものである。
第4図は、倍率200倍の顕微鏡写真をスケッチしたも
のである。本発明で用いるスメクチック液晶としては、
各種のものを用いることかできる。例えば米国特許第4
561726号公報、米国特許第4614[i0!1号
公報、米国特許第45899!15号公報、米国特許第
459H67号公報、米国特許第4613209号公報
、米国特許第4615586号公報等に記載されたカイ
ラルスメクチック液晶を用いることができる。
のである。本発明で用いるスメクチック液晶としては、
各種のものを用いることかできる。例えば米国特許第4
561726号公報、米国特許第4614[i0!1号
公報、米国特許第45899!15号公報、米国特許第
459H67号公報、米国特許第4613209号公報
、米国特許第4615586号公報等に記載されたカイ
ラルスメクチック液晶を用いることができる。
[実施例]
以下、実施例により本発明の詳細な説明する。
第6図(A)と(B)は本発明の液晶表示素子の一実施
例を示している。第6図(A)は本発明の液晶素子の平
面図で、第6図(B)はそのA−A’断面図である。
例を示している。第6図(A)は本発明の液晶素子の平
面図で、第6図(B)はそのA−A’断面図である。
第6図で示すセル構造体600は、ガラス板またはプラ
スチック板等からなる一対の基板601と601′をス
ペーサ604で所定の間隔に保持し、この一対の基板を
シーリングするために接着剤606で接着したセル構造
を有しており、さらに基板601の上には複数の透明電
極602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)か例えば帯状パターン
等の所定のパターンで形成されている。基板601′の
上には前述の透明電極602と交差させた複数の透明電
極602′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。透
明電極602.602′には、そわぞれ低抵抗接続線6
】0.610′が設けられている。
スチック板等からなる一対の基板601と601′をス
ペーサ604で所定の間隔に保持し、この一対の基板を
シーリングするために接着剤606で接着したセル構造
を有しており、さらに基板601の上には複数の透明電
極602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)か例えば帯状パターン
等の所定のパターンで形成されている。基板601′の
上には前述の透明電極602と交差させた複数の透明電
極602′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。透
明電極602.602′には、そわぞれ低抵抗接続線6
】0.610′が設けられている。
このような透明電極602′を設けた基板601′には
、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
窒化物等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
パラキシレリン、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、ユリア樹
脂、アクリル樹脂等の有機絶縁物質を用いて被膜形成し
た配向膜605を設けることかてきる。
、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
窒化物等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
パラキシレリン、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、ユリア樹
脂、アクリル樹脂等の有機絶縁物質を用いて被膜形成し
た配向膜605を設けることかてきる。
この配向膜605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、その表面を上リードや
、布や紙で一方向に摺擦(ラビング)することによって
得られる。
機絶縁物質を被膜形成した後に、その表面を上リードや
、布や紙で一方向に摺擦(ラビング)することによって
得られる。
また、別の具体例ではガラスまたはプラスチックからな
る基板601′の表面あるいは基板601′の上に前述
した無機絶縁物質や有機絶縁物質を被膜形成した後に、
該被膜の表面を斜方エツチング7去によりエツチングす
ることにより、その表面に配向制御効果を付与すること
ができる。
る基板601′の表面あるいは基板601′の上に前述
した無機絶縁物質や有機絶縁物質を被膜形成した後に、
該被膜の表面を斜方エツチング7去によりエツチングす
ることにより、その表面に配向制御効果を付与すること
ができる。
前述の配向膜605は、同時に絶縁膜としても機能させ
ることが好ましく、このためにこの配向膜605の膜厚
は一般に100人〜1μm1好ましくは500人〜50
00人の範囲に設定することがてきる。この絶縁膜は、
液晶層603に微量に含有される不純物等のために生ず
る電流の発生を防止できる利点をも有しており、したか
って、動作を繰り返し行っても液晶化合物を劣化させる
ことかない。
ることが好ましく、このためにこの配向膜605の膜厚
は一般に100人〜1μm1好ましくは500人〜50
00人の範囲に設定することがてきる。この絶縁膜は、
液晶層603に微量に含有される不純物等のために生ず
る電流の発生を防止できる利点をも有しており、したか
って、動作を繰り返し行っても液晶化合物を劣化させる
ことかない。
また、本発明の液晶素子では前述の配向膜605と同様
のものをもう一方の基板601に設けることかできる。
のものをもう一方の基板601に設けることかできる。
このセル構造体600は、複数の分子で組織した層を隣
接して複数形成したカイラルスメクチック液晶603を
有しており、該カイラルスメクチック液晶603の膜厚
かバルク状態下で固有するらせん構造の形成を抑制する
のに十分に薄く設定されている。この点については、米
国特:i!lr第4367924号公報に詳述されてい
る。
接して複数形成したカイラルスメクチック液晶603を
有しており、該カイラルスメクチック液晶603の膜厚
かバルク状態下で固有するらせん構造の形成を抑制する
のに十分に薄く設定されている。この点については、米
国特:i!lr第4367924号公報に詳述されてい
る。
このようなセル構造体600は、基板601と601′
の両側にクロスニコル状態またはパラレルニコル状態と
した偏光子607と608をそれぞれ配置されて、電8
i602と602′の間に電圧を印加した時に光学変調
を生しることになる。
の両側にクロスニコル状態またはパラレルニコル状態と
した偏光子607と608をそれぞれ配置されて、電8
i602と602′の間に電圧を印加した時に光学変調
を生しることになる。
実施例1
2枚の1.1mm厚のガラス板を用意し、それぞれのガ
ラス板上にITOのストライブ状電極を形成した。この
基板にモリブデンで形成したメタル配線を第3図の低抵
抗接続線13のようにITO電極と画素間にまたがって
、1000人の厚みで形成した。さらに上下電極のショ
ート防止層として5i02をスパッタ法により500人
形成した。
ラス板上にITOのストライブ状電極を形成した。この
基板にモリブデンで形成したメタル配線を第3図の低抵
抗接続線13のようにITO電極と画素間にまたがって
、1000人の厚みで形成した。さらに上下電極のショ
ート防止層として5i02をスパッタ法により500人
形成した。
その上にアミノシラン0.1%IPA(イソプロピルア
ルコール)溶液を回転数2000 rpmのスピンナー
で15秒間塗布し、150℃で焼成後、ポリイミド形成
液LQ1802(日立化成社製)10%溶液を回転数3
000rpmのスピンナーで30秒間塗布した。成膜後
、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200人のポリイ
ミド膜であった。
ルコール)溶液を回転数2000 rpmのスピンナー
で15秒間塗布し、150℃で焼成後、ポリイミド形成
液LQ1802(日立化成社製)10%溶液を回転数3
000rpmのスピンナーで30秒間塗布した。成膜後
、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200人のポリイ
ミド膜であった。
次に、一方のガラス(第1の基板)に、第4図(A)に
示すRb4の方向に、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。他方のカラス板(第2の基板
)には、第4図(A)に示すRa4の方向に、焼成後の
ポリイミド膜に対してラビング処理を施した。
示すRb4の方向に、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。他方のカラス板(第2の基板
)には、第4図(A)に示すRa4の方向に、焼成後の
ポリイミド膜に対してラビング処理を施した。
しかる後、平均粒径約15μmのアルミナヒーズを一方
のガラス板上に散布した後、それぞれのラビング処理軸
およびその方向が第4図(A)および(B)のような平
行ラビングになるように一方と他方のガラス板をはり合
わせてセルを作成した。
のガラス板上に散布した後、それぞれのラビング処理軸
およびその方向が第4図(A)および(B)のような平
行ラビングになるように一方と他方のガラス板をはり合
わせてセルを作成した。
このセルのセル厚をベレック位相板(位相差による測定
)によって測定したところ、約1.5μmであった。こ
のセル内にチッソ■社製のrC3−1014J (商
品名)を等労相下で真空注入してから、等労相から0.
5℃/hで60℃まで徐冷することにより配向させるこ
とができた。以後の実験は25℃で行った。
)によって測定したところ、約1.5μmであった。こ
のセル内にチッソ■社製のrC3−1014J (商
品名)を等労相下で真空注入してから、等労相から0.
5℃/hで60℃まで徐冷することにより配向させるこ
とができた。以後の実験は25℃で行った。
なお、前述したrC3−1014Jの相変化は、下記の
とおりでありた。
とおりでありた。
一21℃ 54.4℃ 69.1 t 80.5
℃Cry、 −5mC” →SmA −Ch
→Is。
℃Cry、 −5mC” →SmA −Ch
→Is。
但し、SmAはスメクチックA相、Chはコレステリッ
ク相、Isoは等労相を示す。
ク相、Isoは等労相を示す。
直交ニコル下でこのセルを観察すると、−様で欠陥のな
い非らせん構造のカイラルスメクチックC相を形成した
モノドメインが得られていた。
い非らせん構造のカイラルスメクチックC相を形成した
モノドメインが得られていた。
また、この液晶素子を60℃に保温し、SmAの配向状
態にし、直交クロスニコルにした偏光顕微鏡観察下、S
mAの状態で液晶分子が層に直角方向に並ぶことを利用
して層の方向を測定した。
態にし、直交クロスニコルにした偏光顕微鏡観察下、S
mAの状態で液晶分子が層に直角方向に並ぶことを利用
して層の方向を測定した。
その結果、ラビング方向に直角であることが確認された
。
。
この液晶素子を第5図に示す駆動方式を用いてマルチブ
レクシング駆動した。
レクシング駆動した。
1フレームで明状態と暗状態が書込める方式であり、書
込みパルス幅ΔTに対して1ライン走査期間3ΔTを必
要とする3ΔT駆動方式である。
込みパルス幅ΔTに対して1ライン走査期間3ΔTを必
要とする3ΔT駆動方式である。
第5図(A)はn番目の走査線Snに印加される走査信
号、第5図(B)はある情報線rに印加される情報信号
で、白−白一白一白一黒一白一白一白の情報信号である
。第5図(C)は走査線Snと情報線Iとの交差部に印
加される合成波形である。
号、第5図(B)はある情報線rに印加される情報信号
で、白−白一白一白一黒一白一白一白の情報信号である
。第5図(C)は走査線Snと情報線Iとの交差部に印
加される合成波形である。
上述の第4図(A)および(B)に示す画素P4を形成
した液晶素子に対して、第5図に示すマルチブレクシン
グ方式による書込みをフレーム周波数10 Hzで行っ
たところ、画素か暗状態(黒表示状態)の時に、まばら
に白っぽい部分がありざらつきが見られた。次に、明状
態(白表示状態)としてコントラスト比を測定したとこ
ろ、コントラスト比が画面内でばらついており全体に低
い値となっていた。
した液晶素子に対して、第5図に示すマルチブレクシン
グ方式による書込みをフレーム周波数10 Hzで行っ
たところ、画素か暗状態(黒表示状態)の時に、まばら
に白っぽい部分がありざらつきが見られた。次に、明状
態(白表示状態)としてコントラスト比を測定したとこ
ろ、コントラスト比が画面内でばらついており全体に低
い値となっていた。
また、上述の液晶素子をマルチプレクシレグ駆動下で顕
微鏡観察を行りたところ、閾値電圧1±V th lを
越えた電圧1±V、[を印加し画素P4を暗状態(黒表
示状態)としたとき、画素間16では暗状態と明状態と
がまばらに存在しており、画面内の各部分てその割合が
ばらついており、これか上述のざらつき、コントラスト
比のむらおよび低コントラスト比の原因となっているこ
とか判明した。
微鏡観察を行りたところ、閾値電圧1±V th lを
越えた電圧1±V、[を印加し画素P4を暗状態(黒表
示状態)としたとき、画素間16では暗状態と明状態と
がまばらに存在しており、画面内の各部分てその割合が
ばらついており、これか上述のざらつき、コントラスト
比のむらおよび低コントラスト比の原因となっているこ
とか判明した。
そこで、第3図においては、透明電極12の片側にのみ
低抵抗接続線13か設けられているのに対し、第7図に
示すように透明電極12の両Illに低抵抗接続線13
.13を設けた。
低抵抗接続線13か設けられているのに対し、第7図に
示すように透明電極12の両Illに低抵抗接続線13
.13を設けた。
基板11として第7図のものを用いる他は、前述と同様
にして液晶表示素子を作成した。第8図(A)は第7図
に示す基板を2枚用意した状態を示し、第8図(B)は
画素P4の状態を示す、それぞれ第4図(A)および(
B)に対応する図である。
にして液晶表示素子を作成した。第8図(A)は第7図
に示す基板を2枚用意した状態を示し、第8図(B)は
画素P4の状態を示す、それぞれ第4図(A)および(
B)に対応する図である。
第8図(A)の基板を用いて同図(B)に示す画素P4
を形成した液晶素子に対して、第5図に示すマルチプレ
クシング方式による書込みをフレーム周波数10Hzで
行ったところ、画素が暗状態(黒表示状態)のとき、へ
た異状、−となり、ざらつきは見られなかった。次に、
明状態(白表示状態)としてコントラスト比を測定した
ところ、コントラスト比のばらつきは夕なく、全体に値
か高くなった。
を形成した液晶素子に対して、第5図に示すマルチプレ
クシング方式による書込みをフレーム周波数10Hzで
行ったところ、画素が暗状態(黒表示状態)のとき、へ
た異状、−となり、ざらつきは見られなかった。次に、
明状態(白表示状態)としてコントラスト比を測定した
ところ、コントラスト比のばらつきは夕なく、全体に値
か高くなった。
また、上述の液晶素子をマルチブレクシレグ駆動下で顕
微鏡観察を行ったところ、閾値電圧1±■1,1を越え
た電圧1±V2 Iを印加し画素P4を暗状態(黒表示
状、@)としたとき、画素間16はすべて暗状態となっ
ていた。
微鏡観察を行ったところ、閾値電圧1±■1,1を越え
た電圧1±V2 Iを印加し画素P4を暗状態(黒表示
状、@)としたとき、画素間16はすべて暗状態となっ
ていた。
また、液晶素子の上下に配置した偏光板をクロスニコル
の関係を保りたまま回転しても画素間は暗状態のままで
あり、画素間が垂直配向となっていることが分った。
の関係を保りたまま回転しても画素間は暗状態のままで
あり、画素間が垂直配向となっていることが分った。
以上より、第7および8図に示すように、電極の両端部
に凸部を設けることによって、マルチブレクシレグ駆動
下でのざらつき、コントラスト比むら、およびコントラ
スト比を著しく改善することができた。
に凸部を設けることによって、マルチブレクシレグ駆動
下でのざらつき、コントラスト比むら、およびコントラ
スト比を著しく改善することができた。
また、透明電極の両端部に凸部を設けた場合と、片側に
のみ設けた場合とで、画面内の各点でのコントラスト比
を比較すると、第1表のようになった。同表において、
測定点の番号は第9図に示す番号に対応している。
のみ設けた場合とで、画面内の各点でのコントラスト比
を比較すると、第1表のようになった。同表において、
測定点の番号は第9図に示す番号に対応している。
すなわち、本発明により、ざらつき、コントラスト比む
ら、およびコントラスト比を著しく改善することができ
た。
ら、およびコントラスト比を著しく改善することができ
た。
実施例2
基板zbにおけるラビング方向を電極12bの両端に設
けた凸部13b、13bに対して0@、5’、10°、
25′および35°とした他は実施例1と全く同様にし
てラビング方向か異なる5種類の液晶表示素子を作成し
、実施例1と同様のテストを行なった。なお、各液晶表
示素子とも基板11aにおけるラヒング方向は、液晶表
示素子の状態で基板11bと平行にした。
けた凸部13b、13bに対して0@、5’、10°、
25′および35°とした他は実施例1と全く同様にし
てラビング方向か異なる5種類の液晶表示素子を作成し
、実施例1と同様のテストを行なった。なお、各液晶表
示素子とも基板11aにおけるラヒング方向は、液晶表
示素子の状態で基板11bと平行にした。
また、画素間の配向状態を偏光顕微鏡て観察すると%
1.0図(A)〜(E)に示す通りてあった。0°の場
合、画素間16は、第1の安定状態と第2の安定状態と
垂直配向の部分かあった。
1.0図(A)〜(E)に示す通りてあった。0°の場
合、画素間16は、第1の安定状態と第2の安定状態と
垂直配向の部分かあった。
また、5°および10°の場合、画素間16は、垂直配
向部分と一軸性のない部分(偏光板をクロスニコル状態
で回転した場合に均一に明・暗となる位置かない部分)
か存在した。
向部分と一軸性のない部分(偏光板をクロスニコル状態
で回転した場合に均一に明・暗となる位置かない部分)
か存在した。
また、25゛および35°では画素間16はすへて垂直
配向てあった。
配向てあった。
以上のように、ラヒング方向が電極の両端の凸部に対し
て5°以上の時にざらつき、コントラスト比むら、およ
びコン]・ラストが改善できた。
て5°以上の時にざらつき、コントラスト比むら、およ
びコン]・ラストが改善できた。
[効果]
以上説明したように、本発明によれは、互いに対向する
電極の双方の電極の両側の端部に凸部を設けたことによ
りざらつき、コントラストむら、コントラスト等の表示
品質か改善され、高速応答性を有する液晶表示素子が提
供される。
電極の双方の電極の両側の端部に凸部を設けたことによ
りざらつき、コントラストむら、コントラスト等の表示
品質か改善され、高速応答性を有する液晶表示素子が提
供される。
第1図、第2図および第3図は、本発明で用いた基板の
斜視図、 第4図(A)は、本発明で用いた一対の基板の平面図、 第4図(B)は、第4図(A)の画素の平面図、 第5図(A)〜(C)は、本実施例で用いた駆動電圧の
波形図、 第6図(A、)は、本発明で用いたセルの平面図、 第6図(B)は、第6図(A)の、l−A’断面図、 第7図は、本発明の一実施例に係る液晶表示素子の基板
の斜視図、 第8図(A)は、第7図の基板の断面図、第8図(B)
は、第8図(A)の基板を用いた液晶表示素子の画素の
平面図、 第9図は、液晶表示素子の画面内のコントラスト比測定
点を示す平面図、そして 第10図(A)〜(E)は、本発明の他の実施例に係る
液晶表示素子の画素の平面図である。 11、lla、llb:基板 12、 12a、 12b 透明電極+3; i
3a、13b 低抵抗接続線(凸部)16 画素間 21.21’ ・透明電極 23 スメチックン夜晶 Ra4.Rb4ニラピング処理の方向 特許出願人 ギヤノン株式会社 代理人 弁理士 伊 東 哲 也 代理人 弁理士 伊 東 辰 雄 第2図 第3図 Bo Aa
Ab第4図( A) (B) 第6図 −15−”7″藺゛゛)置“〜4it+″古””’
13.1iili、、IL□。4.、、♀\ 由叫凸
’A f f’ :? ’(情2第7図 第9図 Ba Aa A
b第8図(/ \) 尤、?(−)へE侍 f)沖、 fj 伯表5−1B町のジ素 第10図(A) 黒貴示時の!う、左 I3表示時の昌素 番4 !− 、区 ン
斜視図、 第4図(A)は、本発明で用いた一対の基板の平面図、 第4図(B)は、第4図(A)の画素の平面図、 第5図(A)〜(C)は、本実施例で用いた駆動電圧の
波形図、 第6図(A、)は、本発明で用いたセルの平面図、 第6図(B)は、第6図(A)の、l−A’断面図、 第7図は、本発明の一実施例に係る液晶表示素子の基板
の斜視図、 第8図(A)は、第7図の基板の断面図、第8図(B)
は、第8図(A)の基板を用いた液晶表示素子の画素の
平面図、 第9図は、液晶表示素子の画面内のコントラスト比測定
点を示す平面図、そして 第10図(A)〜(E)は、本発明の他の実施例に係る
液晶表示素子の画素の平面図である。 11、lla、llb:基板 12、 12a、 12b 透明電極+3; i
3a、13b 低抵抗接続線(凸部)16 画素間 21.21’ ・透明電極 23 スメチックン夜晶 Ra4.Rb4ニラピング処理の方向 特許出願人 ギヤノン株式会社 代理人 弁理士 伊 東 哲 也 代理人 弁理士 伊 東 辰 雄 第2図 第3図 Bo Aa
Ab第4図( A) (B) 第6図 −15−”7″藺゛゛)置“〜4it+″古””’
13.1iili、、IL□。4.、、♀\ 由叫凸
’A f f’ :? ’(情2第7図 第9図 Ba Aa A
b第8図(/ \) 尤、?(−)へE侍 f)沖、 fj 伯表5−1B町のジ素 第10図(A) 黒貴示時の!う、左 I3表示時の昌素 番4 !− 、区 ン
Claims (4)
- (1)強誘電性を有するスメクチック液晶と、該スメク
チック液晶を挟持し且つ互いに対向する電極とを有する
液晶素子において、 双方の電極の端部に凸部を設けたことを特徴とする液晶
表示素子。 - (2)前記凸部が電極面を基準として1000Å以上の
高さを有することを特徴とする請求項1記載の液晶表示
素子。 - (3)前記凸部に対して平行でない方向へのラビング処
理により配向制御することを特徴とする請求項1記載の
液晶表示素子。 - (4)前記ラビング処理が前記凸部に対して5゜以上の
角度で行なわれていることを特徴とする請求項3記載の
液晶表示素子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28724690A JPH04162020A (ja) | 1990-10-26 | 1990-10-26 | 液晶表示素子 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28724690A JPH04162020A (ja) | 1990-10-26 | 1990-10-26 | 液晶表示素子 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04162020A true JPH04162020A (ja) | 1992-06-05 |
Family
ID=17714924
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP28724690A Pending JPH04162020A (ja) | 1990-10-26 | 1990-10-26 | 液晶表示素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04162020A (ja) |
-
1990
- 1990-10-26 JP JP28724690A patent/JPH04162020A/ja active Pending
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