JPH04216525A - 液晶素子 - Google Patents
液晶素子Info
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- JPH04216525A JPH04216525A JP40294290A JP40294290A JPH04216525A JP H04216525 A JPH04216525 A JP H04216525A JP 40294290 A JP40294290 A JP 40294290A JP 40294290 A JP40294290 A JP 40294290A JP H04216525 A JPH04216525 A JP H04216525A
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- liquid crystal
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Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
- Liquid Crystal Substances (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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、表示装置、スイッチン
グ装置等に用いられる液晶素子に関する。
グ装置等に用いられる液晶素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】高速な液晶光学素子を得る方法として、
強誘電性液晶を利用する方法（Ｎ．Ａ．ＣｌａｒｋらＡ
ｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，３６，８９９（
１９８０））、およびエレクトロクリニック効果を利用
する方法（Ｓ．ＧａｒｏｆｆおよびＲ．Ｂ．Ｍｅｙｅｒ
，Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖ．Ｌｅｔｔ．，３８，８４８（１９
７７）および特開昭６３−１０３２１３号）等が提案さ
れている。
強誘電性液晶を利用する方法（Ｎ．Ａ．ＣｌａｒｋらＡ
ｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，３６，８９９（
１９８０））、およびエレクトロクリニック効果を利用
する方法（Ｓ．ＧａｒｏｆｆおよびＲ．Ｂ．Ｍｅｙｅｒ
，Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖ．Ｌｅｔｔ．，３８，８４８（１９
７７）および特開昭６３−１０３２１３号）等が提案さ
れている。
【０００３】これらの素子においてカラー表示を行うた
めには、各画素ごとにカラーフィルターを設け加法混色
を行う方法が提案されている。
めには、各画素ごとにカラーフィルターを設け加法混色
を行う方法が提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし上記方法では、
偏光板を使用しているためオン状態での透過率が高くと
れないという欠点があった。このため見やすくするため
にバックライトの使用が避けられず、消費電力を大きく
してしまう原因となっていた。また光の利用効率が低く
暗いカラーフィルター方式でなく減法混色による明るい
カラー表示方式の開発も必要とされていた。
偏光板を使用しているためオン状態での透過率が高くと
れないという欠点があった。このため見やすくするため
にバックライトの使用が避けられず、消費電力を大きく
してしまう原因となっていた。また光の利用効率が低く
暗いカラーフィルター方式でなく減法混色による明るい
カラー表示方式の開発も必要とされていた。
【０００５】本発明はこのような問題点を解決するため
のもので、偏光板を使用せず明るく、かつ減法混色によ
りカラー化が可能な高速液晶光学素子を提供することを
目的とする。
のもので、偏光板を使用せず明るく、かつ減法混色によ
りカラー化が可能な高速液晶光学素子を提供することを
目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の液晶素子は、二
枚の基板がキラルスメクティック液晶を挟持してなる液
晶素子において、非呈色時に可視光を透過する二色性色
素を、一般式化１
枚の基板がキラルスメクティック液晶を挟持してなる液
晶素子において、非呈色時に可視光を透過する二色性色
素を、一般式化１
【化１】
（ただし式中、ｍ、ｎは０または１、Ｘは−ＣＯＯ−、
−Ｏ−または単結合、Ｙは−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−
ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−または単結合、Ｒ１はアルキ
ル基、不斉アルキル基、ハロゲン原子またはアルコキシ
ル基で置換された不斉アルキル基、Ｒ２は炭素数２以上
のアルキル基を表し、Ｃ＊は不斉炭素を表す。）で表さ
れる化合物を含有してなる液晶組成物の非傾斜相に添加
してなるスメクティック層を基板に平行に配向させると
ともに、上記スメクティック層に沿って電界を印加する
電極を設けたことを特徴とする。
−Ｏ−または単結合、Ｙは−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−
ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−または単結合、Ｒ１はアルキ
ル基、不斉アルキル基、ハロゲン原子またはアルコキシ
ル基で置換された不斉アルキル基、Ｒ２は炭素数２以上
のアルキル基を表し、Ｃ＊は不斉炭素を表す。）で表さ
れる化合物を含有してなる液晶組成物の非傾斜相に添加
してなるスメクティック層を基板に平行に配向させると
ともに、上記スメクティック層に沿って電界を印加する
電極を設けたことを特徴とする。
【０００７】以下、本発明についてさらに詳細に説明す
る。
る。
【０００８】本発明の液晶素子は、電界無印加時には図
１に示すように液晶分子２および色素分子５が基板１，
４に対して垂直に位置している。この状態では、色素の
遷移モーメントは光の進行方向と平行であるため光の吸
収は起こらず、素子は無色透明である。電界印加時には
、図２に示すように、液晶分子２がエレクトロクリニッ
ク効果により基材１，４に対して傾斜する。このとき液
晶分子２に伴って、色素分子５も傾斜することになり色
素の遷移モーメントと入射光の電場ベクトルとの間に相
互作用が生じ、光の吸収が起こる。すなわち透過光は添
加されている二色性色素に独特の着色を示すことになる
。
１に示すように液晶分子２および色素分子５が基板１，
４に対して垂直に位置している。この状態では、色素の
遷移モーメントは光の進行方向と平行であるため光の吸
収は起こらず、素子は無色透明である。電界印加時には
、図２に示すように、液晶分子２がエレクトロクリニッ
ク効果により基材１，４に対して傾斜する。このとき液
晶分子２に伴って、色素分子５も傾斜することになり色
素の遷移モーメントと入射光の電場ベクトルとの間に相
互作用が生じ、光の吸収が起こる。すなわち透過光は添
加されている二色性色素に独特の着色を示すことになる
。
【０００９】液晶分子２および色素分子５の傾斜の大き
さは印加電界に比例するものであるから、結果として透
過光の強度も印加電界の関数となる。印加電界強度をＥ
、傾斜角をθ、透過率をＴ、θ＝９０°のときの透過率
をＴ０とすれば、この間にはＴ／Ｔ０＝ｓｉｎ２（θ（
Ｅ））＝ｓｉｎ２（ｋ・Ｅ）≒（ｋ・Ｅ）２という関係
がある。ここでｋはエレクトロクリニック係数ｄθ／ｄ
Ｅである。従って透過率は印加電界によって容易に制御
可能であり、この素子を用いることにより階調表示が可
能である。
さは印加電界に比例するものであるから、結果として透
過光の強度も印加電界の関数となる。印加電界強度をＥ
、傾斜角をθ、透過率をＴ、θ＝９０°のときの透過率
をＴ０とすれば、この間にはＴ／Ｔ０＝ｓｉｎ２（θ（
Ｅ））＝ｓｉｎ２（ｋ・Ｅ）≒（ｋ・Ｅ）２という関係
がある。ここでｋはエレクトロクリニック係数ｄθ／ｄ
Ｅである。従って透過率は印加電界によって容易に制御
可能であり、この素子を用いることにより階調表示が可
能である。
【００１０】本発明の液晶素子で用いる二色性色素は一
般に呈する色の補色の光を吸収し、残りの波長の光は透
過するものである。このためレッド（Ｒ）・グリーン（
Ｇ）・ブルー（Ｂ）三色を呈する色素を含有する素子を
３枚重ねることで減法混色による明るいカラー表示が可
能となる。この素子は上記のように、階調表示が可能で
あるから、フルカラー表示が可能なわけである。なお二
色性色素として、黒色の色素を用いれば一つの素子でモ
ノクロの白黒表示が可能である。
般に呈する色の補色の光を吸収し、残りの波長の光は透
過するものである。このためレッド（Ｒ）・グリーン（
Ｇ）・ブルー（Ｂ）三色を呈する色素を含有する素子を
３枚重ねることで減法混色による明るいカラー表示が可
能となる。この素子は上記のように、階調表示が可能で
あるから、フルカラー表示が可能なわけである。なお二
色性色素として、黒色の色素を用いれば一つの素子でモ
ノクロの白黒表示が可能である。
【００１１】本発明の液晶素子に用いる液晶はエレクト
ロクリニック効果を有すべく、非傾斜相にあるが、速度
の観点からは、特開昭６３−１０３２１３号に示される
ように強誘電性キラルスメクティックＣ相の高温側にあ
るスメクティックＡ相にあることが望ましい。一方エレ
クトロクリニック効果の大きさ、すなわち電界によって
引き起こされる傾斜の大きさからは、特開昭６３−２６
１２３０号に示されるように、より結晶に近い非傾斜の
スメクティック相、つまりスメクティックＢ相、スメク
ティックＥ相であることが望ましい。
ロクリニック効果を有すべく、非傾斜相にあるが、速度
の観点からは、特開昭６３−１０３２１３号に示される
ように強誘電性キラルスメクティックＣ相の高温側にあ
るスメクティックＡ相にあることが望ましい。一方エレ
クトロクリニック効果の大きさ、すなわち電界によって
引き起こされる傾斜の大きさからは、特開昭６３−２６
１２３０号に示されるように、より結晶に近い非傾斜の
スメクティック相、つまりスメクティックＢ相、スメク
ティックＥ相であることが望ましい。
【００１２】本発明の液晶素子に用いられる液晶材料は
、特開平２−２２８号に開示された化合物、すなわち化
合物単独でスメクティックＡ相、キラルスメクティック
Ｃ相を呈し、キラルスメクティックＣ相において２００
ｎＣ／ｃｍ２以上、中には１０００ｎＣ／ｃｍ２以上も
の自発分極を示すケトン系強誘電性液晶化合物を液晶組
成物の一成分として含むものである。このように大きな
自発分極の為にスメクティックＡ相おいて大きなエレク
トロクリニック効果を示す。
、特開平２−２２８号に開示された化合物、すなわち化
合物単独でスメクティックＡ相、キラルスメクティック
Ｃ相を呈し、キラルスメクティックＣ相において２００
ｎＣ／ｃｍ２以上、中には１０００ｎＣ／ｃｍ２以上も
の自発分極を示すケトン系強誘電性液晶化合物を液晶組
成物の一成分として含むものである。このように大きな
自発分極の為にスメクティックＡ相おいて大きなエレク
トロクリニック効果を示す。
【００１３】本発明の液晶素子は透過型として使用でき
るが、偏光板が不要であり明るいという特徴を生かして
、反射型で使用することが期待される。またアクティブ
マトリクス構成とすることにより、画素数の多いマトリ
クス表示が可能である。このようなパネルは液晶プロジ
ェクションに使用する液晶パネルとして用いても、透過
率が高く明るいため、投射用光源として小電力のものが
使用でき、システム全体をコンパクトに出来るという利
点がある。
るが、偏光板が不要であり明るいという特徴を生かして
、反射型で使用することが期待される。またアクティブ
マトリクス構成とすることにより、画素数の多いマトリ
クス表示が可能である。このようなパネルは液晶プロジ
ェクションに使用する液晶パネルとして用いても、透過
率が高く明るいため、投射用光源として小電力のものが
使用でき、システム全体をコンパクトに出来るという利
点がある。
【００１４】
（実施例１）
図３に示すような電極パターン６，７が形成された基板
１と、図４に示すような電極パターン８，９が形成され
た基板４を張り合わせて試験用液晶セルとした。電極６
と７の間隔は１０μｍ、電極８と９の間隔は５０μｍと
した。液晶層の厚さはスペーサーにより４μｍに設定し
た。液晶の垂直配向を得るために各基板の表面はヘキサ
デシルトリメチルアンモニウム臭化物で処理した。用い
た液晶は、特開平２−２２８号に開示された化合物の中
で次式化２
１と、図４に示すような電極パターン８，９が形成され
た基板４を張り合わせて試験用液晶セルとした。電極６
と７の間隔は１０μｍ、電極８と９の間隔は５０μｍと
した。液晶層の厚さはスペーサーにより４μｍに設定し
た。液晶の垂直配向を得るために各基板の表面はヘキサ
デシルトリメチルアンモニウム臭化物で処理した。用い
た液晶は、特開平２−２２８号に開示された化合物の中
で次式化２
【化２】
で表される光学活性化合物であり、９６℃以下でキラル
スメクティックＣ相、１３２℃以下でスメクティックＡ
相を示し、それ以上の温度で液体となる。この化合物に
二色性色素としてアントラキノン系色素Ｄ１６ （ＢＤ
Ｈ社製）を１％加熱溶解させて試料とした。この試料を
上記試験用セルに加熱注入し、冷却して試験用素子とし
た。この素子は９３℃以上の温度で透明であり、透過率
は８０％以上であった。
スメクティックＣ相、１３２℃以下でスメクティックＡ
相を示し、それ以上の温度で液体となる。この化合物に
二色性色素としてアントラキノン系色素Ｄ１６ （ＢＤ
Ｈ社製）を１％加熱溶解させて試料とした。この試料を
上記試験用セルに加熱注入し、冷却して試験用素子とし
た。この素子は９３℃以上の温度で透明であり、透過率
は８０％以上であった。
【００１５】この素子を９４℃に保ちながら、電極６と
７の間に３０Ｖの直流電圧を印加したところ、電極間液
晶が青色に着色した。透過光強度の変化をフォトダイオ
ードで測定したところ、応答速度は１０μｓ以下であっ
た。またコントラストは１：３以上であった。
７の間に３０Ｖの直流電圧を印加したところ、電極間液
晶が青色に着色した。透過光強度の変化をフォトダイオ
ードで測定したところ、応答速度は１０μｓ以下であっ
た。またコントラストは１：３以上であった。
【００１６】
（実施例２）
実施例１で作製した素子の一方の基板の外側に反射白板
を取り付けることにより反射型とすることが出来た。コ
ントラストは１：４以上であった。
を取り付けることにより反射型とすることが出来た。コ
ントラストは１：４以上であった。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、偏
光板を不要としたことにより透過率が高く、かつ減法混
色が可能な明るい液晶素子が得られる。
光板を不要としたことにより透過率が高く、かつ減法混
色が可能な明るい液晶素子が得られる。
【図１】本発明の液晶素子の電界無印加時の概略構成図
である。
である。
【図２】本発明の液晶素子の電界印加時の概略構成図で
ある。
ある。
【図３】実施例において使用した基板の平面図である。
【図４】実施例において使用した基板の平面図である。
１ 基板
２ 液晶分子
３ 電極
４ 基板
５ 色素分子
６ 電極
７ 電極
８ 電極
９ 電極
Claims (1)
- 【請求項１】 二枚の基板がキラルスメクティック液
晶を挟持してなる液晶素子において、非呈色時に可視光
を透過する二色性色素を、一般式化１ 【化１】 （ただし式中、ｍ、ｎは０または１、Ｘは−ＣＯＯ−、
−Ｏ−または単結合、Ｙは−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−
ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−または単結合、Ｒ１はアルキ
ル基、不斉アルキル基、ハロゲン原子またはアルコキシ
ル基で置換された不斉アルキル基、Ｒ２は炭素数２以上
のアルキル基を表し、Ｃ＊は不斉炭素を表す。）で表さ
れる化合物を含有してなる液晶組成物の非傾斜相に添加
してなるスメクティック層を基板に平行に配向させると
ともに、上記スメクティック層に沿って電界を印加する
電極を設けたことを特徴とする液晶素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP40294290A JPH04216525A (ja) | 1990-12-17 | 1990-12-17 | 液晶素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP40294290A JPH04216525A (ja) | 1990-12-17 | 1990-12-17 | 液晶素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04216525A true JPH04216525A (ja) | 1992-08-06 |
Family
ID=18512707
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP40294290A Pending JPH04216525A (ja) | 1990-12-17 | 1990-12-17 | 液晶素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04216525A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007217288A (ja) * | 2006-02-14 | 2007-08-30 | Chisso Corp | 液晶化合物、液晶組成物および液晶表示素子 |
| US9212909B2 (en) | 2011-11-11 | 2015-12-15 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Method of manufacturing inertial sensor |
-
1990
- 1990-12-17 JP JP40294290A patent/JPH04216525A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007217288A (ja) * | 2006-02-14 | 2007-08-30 | Chisso Corp | 液晶化合物、液晶組成物および液晶表示素子 |
| US9212909B2 (en) | 2011-11-11 | 2015-12-15 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Method of manufacturing inertial sensor |
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