JPH0478971B2 - - Google Patents
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Description
〔発明の分野〕
本発明はカイラルスメクチツク液晶を用いた液
晶素子、特にマルチプレクシング駆動時のちらつ
きの発生を改善したカイラルスメクチツク液晶素
子に関するものである。 〔従来技術〕 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
素子がクラーク（Clark）及びラガーウオル
（Lagerwall）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、
カイラルスメクチツクＣ相（Sm*Ｃ）又は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、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ツク液晶素子には、
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。このマルチプレクシング駆動をカ
イラルスメクチツク液晶素子に適用する際、走査
電極に走査信号を繰返し、周期的に印加するリフ
レツシユ駆動とした時、表示画面でちらつき（画
面全体の輝度が周期的に変化するために生じるち
らつき）を発生する問題点があつた。 〔発明の概要〕 本発明の目的は、前述の問題点を解決した液晶
素子を提供することにある。 本発明は、 ａ それぞれ電極を設け、対向配置した際互いに
同一方向となる様に一軸配向処理軸を付与した
一対の基板、 ｂ 一方方向に沿つて延長された長さを持つ一方
の電極と他方方向に沿つて延長された長さを持
つ他方の電極との交差部で定めた画素部、 ｃ 前記一方の電極の一方の端部の長手方向に沿
つて設けた一方の線状突起体及び前記他方の電
極の一方の端部の長手方向に沿つて設けた他方
の線状突起体であつて、前記一軸配向処理軸の
処理方向が該一方及び他方の線状突起体から遠
ざかる方向に付与される様に配置した一方及び
他方の線状突起体、並びに ｄ 前記一対の基板の間に配置したカイラルスメ
クチツク液晶であつて、該カイラルスメクチツ
ク液晶の膜厚が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
ているとともに、前記画素部において、対をな
すヘアピン欠陥部とライトニング欠陥部を発生
する傾向をもつか、又は該ヘアピン欠陥部とラ
イトニング欠陥部を発生し、前記一軸配向処理
軸の処理方向に従つて前で該ライトニング欠陥
部、後でヘアピン欠陥部を発生する配向状態の
ドメインを形成したカイラルスメクチツク液晶 を有する液晶素子。 〔発明の態様の詳細な説明〕 本発明者らは前述の問題点に対して実験検討を
行つたところ、以下の点が判明した。 第１図は本発明の液晶素子で用いる基板の態様
を表わす斜視図である。図中１１はガラスやプラ
スチツクなどの基板、１２はITOなどで形成した
透明電極、１３はアルミニウム、クロム、モリブ
デンなどの金属又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１
２は300Å〜5000Å、好ましくは500Å〜2000Åの
膜厚で設けられており、又低抵抗接続線１３は
300Å〜5000Å、好ましくは500Å〜3000Åの膜厚
で設けられている。 又、本発明では基板１１の上に上下電極間のシ
ヨ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
ができる。この際、絶縁膜としてはSiO2膜、
TiO2膜などを用いることができ、又配向膜とし
てはポリビニルアルコール膜、ポリイミド膜、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などを用いることがで
きる。 第４図Ａは第１図に示す基板１１ａと１１ｂを
２枚用意した態様を表わしている。この液晶素子
では第４図Ａに示す２枚の基板１１ａと１１ｂが
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Ra４とRb４はそれぞれの基板
に施したラビング処理軸など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つて、低抵抗接続線１３ａ及
び透明電極１２ａがそれぞれ低抵抗接続線１３ｂ
及び透明電極１２ｂと交差し、第４図Ａ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Ｐでは、一軸配向処理軸
Ra４が、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に対して垂直方向に設定
されているとともに、その向きが低抵抗接続線１
３ａに向いている。 かかる第４図Ａ及びＢに示す画素P4を形成し
た液晶素子では、対をなすヘアピン欠陥部１４と
ライトニング欠陥部１５が複数形成され、それぞ
れ対をなすヘアピン欠陥部１４とライトニング欠
陥部１５が、規則的に一軸配向処理軸Ra４に対
して平行に発生し、しかもヘアピン欠陥部１４と
ライトニング欠陥部１５のうちライトニング欠陥
部１５がヘアピン欠陥部１４より線状突起体に相
当する低抵抗接続線１３ａに近く発生している。 前述のヘアピン欠陥部１４とライトニング欠陥
部１５とは対をなして発生し、セル内に散布した
ビーズスペーサ又はフアイバースペーサが原因と
なつて発生する。従つて、この対をなすヘアピン
欠陥部１４とライトニング欠陥部１５の発生個数
は、ビーズスペーサやフアイバースペーサの散布
個数と相関がある。また、ビーズスペーサやフア
イバースペーサが存在していない場合であつて
も、セルを指でかるく押圧することによつても発
生する。 第７図Ａ〜Ｃはヘアピン欠陥とライトニング欠
陥の態様を模式的にスケツチした図である。第７
図Ａはビーズスペーサが原因となつて発生したヘ
アピン欠陥７１とライトニング欠陥７２を表わし
ている。第７図Ｂは第７図Ａに示す欠陥状態をも
つセルに指でかるく押圧することによつて、さら
に欠陥を生長させた欠陥状態を示し、第７図Ｃは
その欠陥状態をさらに生長させた態様を明らかに
している。 第７図Ａ〜Ｃで明らかにした様に、ヘアピン
欠陥７１とライトニング欠陥７２とは対をなして
発生し、周囲のドメイン（カイラルスメクチツク
C2ドメイン７４）と光学状態（例えば透過率）
が一般に相違し、顕微鏡で判別することができ、
ヘアピン欠陥７１の線幅W1はライトニング欠
陥７２の線幅W2に比較して大きく、一般にヘア
ピン欠陥７１の線幅W1は２〜10μｍ程度で、ライ
トニング欠陥７２の線幅W2は2μｍ以下で、ヘ
アピン欠陥７１及びライトニング欠陥７２で囲ま
れたドメイン７３と周囲のドメイン７４とは異な
つた配向状態のカイラルスメクチツクＣ相を形成
し、それぞれのドメインをカイラルスメクチツク
C1ドメイン７３及びカイラルスメクチツクC2ド
メインとして定義することができ、これらの２つ
の異なるドメインは一般に異なつた光学状態（透
過率）を示し、顕微鏡で判別することができる。 又、上述のヘアピン欠陥とライトニング欠陥
は、昭和62年10月液晶討論会予稿集P.114〜115
「顕微分光法によるSSFLC状態の構造に関する考
察」で明らかにされている。 本発明者らはかかる第４図Ａ及び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で行つたところ、周期的に画面の輝度
が変化するちらつきが見られた。本発明者らは上
述の液晶素子をマルチプレクシング駆動下で顕微
鏡観察を行つたところ、閾値電圧｜±Vth｜を越
えた電圧｜±Va｜の印加直後に、低抵抗接続線
１３ａのない側Ａの領域に反転部１６がフレーム
周期毎に形成されており、かかる反転部１６の発
生が上述のちらつきに原因していることが判明し
た。尚、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。 次に、本発明者らは第４図Ａ及びＢに示す一軸
配向処理軸Ra４，Rb４の向きを第２図Ａ及びＢ
に示す如く、低抵抗接続線１３ａのない側Ａの向
きに設定した（一軸配向処理軸Ra４，Rb４に対
して逆向き）ほかは、第４図Ａ及びＢに示す画素
P4と同様の方法で画素P2を形成した。 本発明者らの観察によれば、上述した画素P2
ではヘアピン欠陥部１４とライトニング欠陥部１
５が、画素P4で発生した場合と比較して逆向き
に発生していたことが判明した。しかも、画素
P2を形成した液晶素子に対して前述と同様に第
５図に示すマルチプレクシング駆動方式による書
込みを行つたところ、画面の輝度が周期的に変化
する様なちらつきの発生は見られなかつた。本発
明者らはマルチプレクシング駆動下の画素P2を
顕微鏡観察したところ、画素P4の時に発生して
いた反転部１６は全く見られないことが判明し
た。 又、第３図Ａ及びＢに示す画素P3では、一軸
配向処理軸Ra３，Rb３がそれぞれ低抵抗接続線
１３ａ，１３ｂに対して交差する方向に設定され
ている。かかる画素P3で発生したヘアピン欠陥
部１４とライトニング欠陥部１５は、ヘアピン欠
陥部１４がライトニング欠陥部１５より低抵抗接
続線１３ａ，１３ｂに近い位置で発生し、それぞ
れの欠陥部は一軸配向処理軸Ra３，Rb３の向き
と平行であつた。この画素P3を形成した液晶素
子に、前述と同様のマルチプレクシング駆動方式
による書込みを適用したところ、ちらつきの発生
はなく、しかも反転部の発生も見られなかつた。 尚、第２図、第３図及び第４図は、倍率200倍
の顕微鏡写真をスケツチしたものである。 本発明で用いるカイラルスメクチツク液晶とし
ては、各種のものを用いることができる。例え
ば、米国特許第4561726号公報、米国特許第
4614609号公報、米国特許第4589996号公報、米国
特許第4596667号公報、米国特許第4613209号公
報、米国特許第4615586号公報などに記載された
カイラルスメクチツク液晶を用いることができ
る。 第６図ＡとＢは本発明の液晶素子の一実施例を
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。 第６図で示すセル構造体６００は、ガラス板又
はプラスチツク板など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
され、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）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６
０１′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６０２，６
０２′には、それぞれ低抵抗接続線６１０，６１
０′が設けられている。 この様な透明電極６０２′を設けた基板６０
１′に、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、フツ化マグネシウ
ム、酸化セリウム、フツ化セリウム、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、ポリパ
ラキシレリン、ポリエステル、ポリカーポネー
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配向膜６０５を設
けることができる。 この配向膜６０５は、前述の如き無機絶縁物質
又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）
することによつて得られる。 本発明の別の好ましい具体例では、SiOやSiO2
などの無機絶縁物質を基板６０１′の上に斜め蒸
着法によつて被膜形成することによつて、配向膜
６０５を得ることができる。 また、別の具体例ではガラス又はプラスチツク
からなる基板６０１′の表面あるいは基板６０
１′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
ング法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100Å〜1μ、好ましくは
500Å〜5000Åの範囲に設定することができる。
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、従つて動作を繰り返し行つ
ても液晶化合物を劣化させることがない。 また、本発明の液晶素子では前述の配向膜６０
５と同様のものをもう一方の基板６０１に設ける
ことができる。 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ツ
ク液晶６０３を有しており、該カイラルスメクチ
ツク液晶６０３の膜厚がバツ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、米国特許第
4367924号公報に詳述されている。 この様なセル構造体６００は、基板６０１と６
０１′の両側にはクロスニコル状態又はパラレル
ニコル状態とした偏光子６０７と６０８がそれぞ
れ配置されて、電極６０２と６０２′の間に電圧
を印加した時に光学変調を生じることになる。 〔発明の効果〕 本発明によれば、画面の輝度が周期的に変化す
ることによつて生じるちらつきの発生がなく、表
示品位の高い画面を形成することができる。 以下、本発明を実施例に従つて説明する。 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のストライプ状電極を形成し
た。この基板にモリブデンで形成したメタル配線
を第１図の低抵抗接続線１３のようにITO電極と
画素間にまたがつて、1000Åの厚みで形成した。
さらに上下電極のシヨート防止層としてSiO2を
スパツタ法により500Å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2000rpm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SP510（東レ社製）２％溶液（NMP：ｎブチ
ルセロソルブ＝２：１）を回転数3000rpm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200Åのポリイミド膜
であつた。 次に、一方のガラス板（第１の基板）に、第２
図に示すRb２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。他方のガラ
ス板（第２の基板）には、第２図に示すRa２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、平均粒経約1.5μｍのアルミナビーズ
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２図Ａ及びＢの
ような平行ラビングになるように一方と他方ガラ
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ツク位相板（位相差に
よる測定）によつて測定したところ、約1.5μｍで
あつた。このセル内にチツソ(株)社製の「CS−
1014」（商品名）を等方相下で真空注入してから、
等方相から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℃
で行つた。 尚、前述した「CS−1014」の相変化は、下記
のとおりであつた。 Cry.−21℃ ―――→ Sm*Ｃ54.4℃ ―――→ SmA69.1℃ ―――→ Ch80.5℃ ―――→ Iso （SmA；スメクチツクＡ相、Ch；コレステリ
ツク相、Iso；等方相を示す） 直交ニコル下でこのセルを観察すると、一様で
欠陥のない非らせん構造のカイラルスメクチツク
Ｃ相を形成したモノドメインが得られていた。 又、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、SmA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
マルチプレクシング駆動した。 １フレームで明状態と暗状態が書き込める方式
であり、書き込みパルス幅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。 (A)がｎ番目の走査線Snに印加される走査信号、 (B)がある情報線Ｉに印加される情報信号で、白
→白→白→白→黒→白→白→白の情報信号。 (C)が走査線Snと情報線Ｉとの交差部に印加さ
れる合成波形である。 又、この時の画素内の配向状態を倍率200倍の
顕微鏡で観察すると、第２図に示すように、アル
ミナビーズが原因となつて発生するヘアピン欠陥
とライトニング欠陥をもつドメインが形成されて
おり、ヘアピン欠陥の部分がモリブデン配線の側
を向いていることが確認された。 実施例 ２ 第３図Ａ及びＢに示す様に、一軸配向処理軸
Ra３，Rb３に相当するラビング処理軸と低抵抗
接続線１３ａ，１３ｂに相当するモリブデン配線
との交差角θαを45゜に設定したほかは、実施例１
と同様の方法でセルを作成し、テストを行つたと
ころ、第３図Ｂに示すヘアピン欠陥とライトニン
グ欠陥の発生が見られた（倍率200倍の顕微鏡）。 このセルに対して実施例１と同様のマルチプレ
クシング駆動による書込みを行つたところ、ちら
つきの発生はなかつた。 又、本発明では上述の交差角θαを10゜〜80゜の範
囲、好ましくは30゜〜60゜の範囲に設定することが
可能である。 比較例 １ ラビング処理方向を第４図のように向けたほか
は、実施例１と全く同様の方法で、液晶セルを作
成し、実施例１と同様のテストを行つた。 駆動時に低抵抗接続線１３ａのない側Ａから画
素書き込み方向とは逆方向の逆反転ドメイン（反
転部１６）が発生した。 白い画素間からは、画素の黒書き込み時に白い
逆反転ドメインが発生し、黒い画素間からは画素
の白書き込み時に黒い逆反転ドメインが発生し
た。 又、画素内に配向状態の観察をすると、Fig4
に示すようにアルミナビーズが原因となつて発生
するヘアピン欠陥とライトニング欠陥をもつドメ
インのライトニング欠陥の部分が低抵抗接続線１
３ａの方向に向いていることが確認された。 実施例 ３−８ 配向膜及び液晶材料として下表のものを用いた
ほかは、実施例１と同様のセルを作成し、テスト
を行つたところ、実施例１と同様の結果であつ
た。
晶素子、特にマルチプレクシング駆動時のちらつ
きの発生を改善したカイラルスメクチツク液晶素
子に関するものである。 〔従来技術〕 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
素子がクラーク（Clark）及びラガーウオル
（Lagerwall）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、
カイラルスメクチツクＣ相（Sm*Ｃ）又は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、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ツク液晶素子には、
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。このマルチプレクシング駆動をカ
イラルスメクチツク液晶素子に適用する際、走査
電極に走査信号を繰返し、周期的に印加するリフ
レツシユ駆動とした時、表示画面でちらつき（画
面全体の輝度が周期的に変化するために生じるち
らつき）を発生する問題点があつた。 〔発明の概要〕 本発明の目的は、前述の問題点を解決した液晶
素子を提供することにある。 本発明は、 ａ それぞれ電極を設け、対向配置した際互いに
同一方向となる様に一軸配向処理軸を付与した
一対の基板、 ｂ 一方方向に沿つて延長された長さを持つ一方
の電極と他方方向に沿つて延長された長さを持
つ他方の電極との交差部で定めた画素部、 ｃ 前記一方の電極の一方の端部の長手方向に沿
つて設けた一方の線状突起体及び前記他方の電
極の一方の端部の長手方向に沿つて設けた他方
の線状突起体であつて、前記一軸配向処理軸の
処理方向が該一方及び他方の線状突起体から遠
ざかる方向に付与される様に配置した一方及び
他方の線状突起体、並びに ｄ 前記一対の基板の間に配置したカイラルスメ
クチツク液晶であつて、該カイラルスメクチツ
ク液晶の膜厚が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
ているとともに、前記画素部において、対をな
すヘアピン欠陥部とライトニング欠陥部を発生
する傾向をもつか、又は該ヘアピン欠陥部とラ
イトニング欠陥部を発生し、前記一軸配向処理
軸の処理方向に従つて前で該ライトニング欠陥
部、後でヘアピン欠陥部を発生する配向状態の
ドメインを形成したカイラルスメクチツク液晶 を有する液晶素子。 〔発明の態様の詳細な説明〕 本発明者らは前述の問題点に対して実験検討を
行つたところ、以下の点が判明した。 第１図は本発明の液晶素子で用いる基板の態様
を表わす斜視図である。図中１１はガラスやプラ
スチツクなどの基板、１２はITOなどで形成した
透明電極、１３はアルミニウム、クロム、モリブ
デンなどの金属又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１
２は300Å〜5000Å、好ましくは500Å〜2000Åの
膜厚で設けられており、又低抵抗接続線１３は
300Å〜5000Å、好ましくは500Å〜3000Åの膜厚
で設けられている。 又、本発明では基板１１の上に上下電極間のシ
ヨ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
ができる。この際、絶縁膜としてはSiO2膜、
TiO2膜などを用いることができ、又配向膜とし
てはポリビニルアルコール膜、ポリイミド膜、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などを用いることがで
きる。 第４図Ａは第１図に示す基板１１ａと１１ｂを
２枚用意した態様を表わしている。この液晶素子
では第４図Ａに示す２枚の基板１１ａと１１ｂが
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Ra４とRb４はそれぞれの基板
に施したラビング処理軸など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つて、低抵抗接続線１３ａ及
び透明電極１２ａがそれぞれ低抵抗接続線１３ｂ
及び透明電極１２ｂと交差し、第４図Ａ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Ｐでは、一軸配向処理軸
Ra４が、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に対して垂直方向に設定
されているとともに、その向きが低抵抗接続線１
３ａに向いている。 かかる第４図Ａ及びＢに示す画素P4を形成し
た液晶素子では、対をなすヘアピン欠陥部１４と
ライトニング欠陥部１５が複数形成され、それぞ
れ対をなすヘアピン欠陥部１４とライトニング欠
陥部１５が、規則的に一軸配向処理軸Ra４に対
して平行に発生し、しかもヘアピン欠陥部１４と
ライトニング欠陥部１５のうちライトニング欠陥
部１５がヘアピン欠陥部１４より線状突起体に相
当する低抵抗接続線１３ａに近く発生している。 前述のヘアピン欠陥部１４とライトニング欠陥
部１５とは対をなして発生し、セル内に散布した
ビーズスペーサ又はフアイバースペーサが原因と
なつて発生する。従つて、この対をなすヘアピン
欠陥部１４とライトニング欠陥部１５の発生個数
は、ビーズスペーサやフアイバースペーサの散布
個数と相関がある。また、ビーズスペーサやフア
イバースペーサが存在していない場合であつて
も、セルを指でかるく押圧することによつても発
生する。 第７図Ａ〜Ｃはヘアピン欠陥とライトニング欠
陥の態様を模式的にスケツチした図である。第７
図Ａはビーズスペーサが原因となつて発生したヘ
アピン欠陥７１とライトニング欠陥７２を表わし
ている。第７図Ｂは第７図Ａに示す欠陥状態をも
つセルに指でかるく押圧することによつて、さら
に欠陥を生長させた欠陥状態を示し、第７図Ｃは
その欠陥状態をさらに生長させた態様を明らかに
している。 第７図Ａ〜Ｃで明らかにした様に、ヘアピン
欠陥７１とライトニング欠陥７２とは対をなして
発生し、周囲のドメイン（カイラルスメクチツク
C2ドメイン７４）と光学状態（例えば透過率）
が一般に相違し、顕微鏡で判別することができ、
ヘアピン欠陥７１の線幅W1はライトニング欠
陥７２の線幅W2に比較して大きく、一般にヘア
ピン欠陥７１の線幅W1は２〜10μｍ程度で、ライ
トニング欠陥７２の線幅W2は2μｍ以下で、ヘ
アピン欠陥７１及びライトニング欠陥７２で囲ま
れたドメイン７３と周囲のドメイン７４とは異な
つた配向状態のカイラルスメクチツクＣ相を形成
し、それぞれのドメインをカイラルスメクチツク
C1ドメイン７３及びカイラルスメクチツクC2ド
メインとして定義することができ、これらの２つ
の異なるドメインは一般に異なつた光学状態（透
過率）を示し、顕微鏡で判別することができる。 又、上述のヘアピン欠陥とライトニング欠陥
は、昭和62年10月液晶討論会予稿集P.114〜115
「顕微分光法によるSSFLC状態の構造に関する考
察」で明らかにされている。 本発明者らはかかる第４図Ａ及び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で行つたところ、周期的に画面の輝度
が変化するちらつきが見られた。本発明者らは上
述の液晶素子をマルチプレクシング駆動下で顕微
鏡観察を行つたところ、閾値電圧｜±Vth｜を越
えた電圧｜±Va｜の印加直後に、低抵抗接続線
１３ａのない側Ａの領域に反転部１６がフレーム
周期毎に形成されており、かかる反転部１６の発
生が上述のちらつきに原因していることが判明し
た。尚、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。 次に、本発明者らは第４図Ａ及びＢに示す一軸
配向処理軸Ra４，Rb４の向きを第２図Ａ及びＢ
に示す如く、低抵抗接続線１３ａのない側Ａの向
きに設定した（一軸配向処理軸Ra４，Rb４に対
して逆向き）ほかは、第４図Ａ及びＢに示す画素
P4と同様の方法で画素P2を形成した。 本発明者らの観察によれば、上述した画素P2
ではヘアピン欠陥部１４とライトニング欠陥部１
５が、画素P4で発生した場合と比較して逆向き
に発生していたことが判明した。しかも、画素
P2を形成した液晶素子に対して前述と同様に第
５図に示すマルチプレクシング駆動方式による書
込みを行つたところ、画面の輝度が周期的に変化
する様なちらつきの発生は見られなかつた。本発
明者らはマルチプレクシング駆動下の画素P2を
顕微鏡観察したところ、画素P4の時に発生して
いた反転部１６は全く見られないことが判明し
た。 又、第３図Ａ及びＢに示す画素P3では、一軸
配向処理軸Ra３，Rb３がそれぞれ低抵抗接続線
１３ａ，１３ｂに対して交差する方向に設定され
ている。かかる画素P3で発生したヘアピン欠陥
部１４とライトニング欠陥部１５は、ヘアピン欠
陥部１４がライトニング欠陥部１５より低抵抗接
続線１３ａ，１３ｂに近い位置で発生し、それぞ
れの欠陥部は一軸配向処理軸Ra３，Rb３の向き
と平行であつた。この画素P3を形成した液晶素
子に、前述と同様のマルチプレクシング駆動方式
による書込みを適用したところ、ちらつきの発生
はなく、しかも反転部の発生も見られなかつた。 尚、第２図、第３図及び第４図は、倍率200倍
の顕微鏡写真をスケツチしたものである。 本発明で用いるカイラルスメクチツク液晶とし
ては、各種のものを用いることができる。例え
ば、米国特許第4561726号公報、米国特許第
4614609号公報、米国特許第4589996号公報、米国
特許第4596667号公報、米国特許第4613209号公
報、米国特許第4615586号公報などに記載された
カイラルスメクチツク液晶を用いることができ
る。 第６図ＡとＢは本発明の液晶素子の一実施例を
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。 第６図で示すセル構造体６００は、ガラス板又
はプラスチツク板など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
され、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）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６
０１′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６０２，６
０２′には、それぞれ低抵抗接続線６１０，６１
０′が設けられている。 この様な透明電極６０２′を設けた基板６０
１′に、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、フツ化マグネシウ
ム、酸化セリウム、フツ化セリウム、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、ポリパ
ラキシレリン、ポリエステル、ポリカーポネー
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配向膜６０５を設
けることができる。 この配向膜６０５は、前述の如き無機絶縁物質
又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）
することによつて得られる。 本発明の別の好ましい具体例では、SiOやSiO2
などの無機絶縁物質を基板６０１′の上に斜め蒸
着法によつて被膜形成することによつて、配向膜
６０５を得ることができる。 また、別の具体例ではガラス又はプラスチツク
からなる基板６０１′の表面あるいは基板６０
１′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
ング法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100Å〜1μ、好ましくは
500Å〜5000Åの範囲に設定することができる。
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、従つて動作を繰り返し行つ
ても液晶化合物を劣化させることがない。 また、本発明の液晶素子では前述の配向膜６０
５と同様のものをもう一方の基板６０１に設ける
ことができる。 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ツ
ク液晶６０３を有しており、該カイラルスメクチ
ツク液晶６０３の膜厚がバツ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、米国特許第
4367924号公報に詳述されている。 この様なセル構造体６００は、基板６０１と６
０１′の両側にはクロスニコル状態又はパラレル
ニコル状態とした偏光子６０７と６０８がそれぞ
れ配置されて、電極６０２と６０２′の間に電圧
を印加した時に光学変調を生じることになる。 〔発明の効果〕 本発明によれば、画面の輝度が周期的に変化す
ることによつて生じるちらつきの発生がなく、表
示品位の高い画面を形成することができる。 以下、本発明を実施例に従つて説明する。 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のストライプ状電極を形成し
た。この基板にモリブデンで形成したメタル配線
を第１図の低抵抗接続線１３のようにITO電極と
画素間にまたがつて、1000Åの厚みで形成した。
さらに上下電極のシヨート防止層としてSiO2を
スパツタ法により500Å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2000rpm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SP510（東レ社製）２％溶液（NMP：ｎブチ
ルセロソルブ＝２：１）を回転数3000rpm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200Åのポリイミド膜
であつた。 次に、一方のガラス板（第１の基板）に、第２
図に示すRb２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。他方のガラ
ス板（第２の基板）には、第２図に示すRa２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、平均粒経約1.5μｍのアルミナビーズ
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２図Ａ及びＢの
ような平行ラビングになるように一方と他方ガラ
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ツク位相板（位相差に
よる測定）によつて測定したところ、約1.5μｍで
あつた。このセル内にチツソ(株)社製の「CS−
1014」（商品名）を等方相下で真空注入してから、
等方相から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℃
で行つた。 尚、前述した「CS−1014」の相変化は、下記
のとおりであつた。 Cry.−21℃ ―――→ Sm*Ｃ54.4℃ ―――→ SmA69.1℃ ―――→ Ch80.5℃ ―――→ Iso （SmA；スメクチツクＡ相、Ch；コレステリ
ツク相、Iso；等方相を示す） 直交ニコル下でこのセルを観察すると、一様で
欠陥のない非らせん構造のカイラルスメクチツク
Ｃ相を形成したモノドメインが得られていた。 又、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、SmA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
マルチプレクシング駆動した。 １フレームで明状態と暗状態が書き込める方式
であり、書き込みパルス幅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。 (A)がｎ番目の走査線Snに印加される走査信号、 (B)がある情報線Ｉに印加される情報信号で、白
→白→白→白→黒→白→白→白の情報信号。 (C)が走査線Snと情報線Ｉとの交差部に印加さ
れる合成波形である。 又、この時の画素内の配向状態を倍率200倍の
顕微鏡で観察すると、第２図に示すように、アル
ミナビーズが原因となつて発生するヘアピン欠陥
とライトニング欠陥をもつドメインが形成されて
おり、ヘアピン欠陥の部分がモリブデン配線の側
を向いていることが確認された。 実施例 ２ 第３図Ａ及びＢに示す様に、一軸配向処理軸
Ra３，Rb３に相当するラビング処理軸と低抵抗
接続線１３ａ，１３ｂに相当するモリブデン配線
との交差角θαを45゜に設定したほかは、実施例１
と同様の方法でセルを作成し、テストを行つたと
ころ、第３図Ｂに示すヘアピン欠陥とライトニン
グ欠陥の発生が見られた（倍率200倍の顕微鏡）。 このセルに対して実施例１と同様のマルチプレ
クシング駆動による書込みを行つたところ、ちら
つきの発生はなかつた。 又、本発明では上述の交差角θαを10゜〜80゜の範
囲、好ましくは30゜〜60゜の範囲に設定することが
可能である。 比較例 １ ラビング処理方向を第４図のように向けたほか
は、実施例１と全く同様の方法で、液晶セルを作
成し、実施例１と同様のテストを行つた。 駆動時に低抵抗接続線１３ａのない側Ａから画
素書き込み方向とは逆方向の逆反転ドメイン（反
転部１６）が発生した。 白い画素間からは、画素の黒書き込み時に白い
逆反転ドメインが発生し、黒い画素間からは画素
の白書き込み時に黒い逆反転ドメインが発生し
た。 又、画素内に配向状態の観察をすると、Fig4
に示すようにアルミナビーズが原因となつて発生
するヘアピン欠陥とライトニング欠陥をもつドメ
インのライトニング欠陥の部分が低抵抗接続線１
３ａの方向に向いていることが確認された。 実施例 ３−８ 配向膜及び液晶材料として下表のものを用いた
ほかは、実施例１と同様のセルを作成し、テスト
を行つたところ、実施例１と同様の結果であつ
た。
【表】
表中、「SE100」、「SE4110」及び「LP64」はそ
れぞれポリイミド膜形成用樹脂液である。
れぞれポリイミド膜形成用樹脂液である。
第１図は本発明で用いた基板の斜視図である。
第２図Ａは本発明で用いた一対の基板の平面図
で、第２図Ｂはその画素の平面図である。第３図
Ａは本発明で用いた別の一対の基板の平面図で、
第３図Ｂはその画素の平面図である。第４図Ａは
本発明外の一対の基板の平面図で、第４図Ｂはそ
の画素の平面図である。第５図Ａ〜Ｃは本実施例
で用いた駆動電圧の波形図である。第６図Ａは本
発明で用いたセルの平面図で、第６図ＢはそのＡ
−A′断面図である。第７図Ａ〜Ｃはヘアピン欠
陥とライトニング欠陥を模式的にスケツチした説
明図である。
第２図Ａは本発明で用いた一対の基板の平面図
で、第２図Ｂはその画素の平面図である。第３図
Ａは本発明で用いた別の一対の基板の平面図で、
第３図Ｂはその画素の平面図である。第４図Ａは
本発明外の一対の基板の平面図で、第４図Ｂはそ
の画素の平面図である。第５図Ａ〜Ｃは本実施例
で用いた駆動電圧の波形図である。第６図Ａは本
発明で用いたセルの平面図で、第６図ＢはそのＡ
−A′断面図である。第７図Ａ〜Ｃはヘアピン欠
陥とライトニング欠陥を模式的にスケツチした説
明図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ａ それぞれ電極を設け、対向配置した際互
いに同一方向となる様に一軸配向処理軸を付与
した一対の基板、 ｂ 一方方向に沿つて延長された長さを持つ一方
の電極と他方方向に沿つて延長された長さを持
つ他方の電極との交差部で定めた画素部、 ｃ 前記一方の電極の一方の端部の長手方向に沿
つて設けた一方の線状突起体及び前記他方の電
極の一方の端部の長手方向に沿つて設けた他方
の線状突起体であつて、前記一軸配向処理軸の
処理方向が該一方及び他方の線状突起体から遠
ざかる方向に付与される様に配置した一方及び
他方の線状突起体、並びに ｄ 前記一対の基板の間に配置したカイラルスメ
クチツク液晶であつて、該カイラルスメクチツ
ク液晶の膜厚が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
ているとともに、前記画素部において、対をな
すヘアピン欠陥部とライトニング欠陥部を発生
する傾向をもつか、又は該ヘアピン欠陥部とラ
イトニング欠陥部を発生し、前記一軸配向処理
軸の処理方向に従つて前で該ライトニング欠陥
部、後でヘアピン欠陥部を発生する配向状態の
ドメインを形成したカイラルスメクチツク液晶
を有する液晶素子。 ２ 前記線状突起体が線状低抵抗金属又はその合
金である特許請求の範囲第１項記載の液晶素子。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63004312A JPH01179915A (ja) | 1988-01-11 | 1988-01-11 | 液晶素子 |
| AT89100343T ATE121204T1 (de) | 1988-01-11 | 1989-01-10 | Flüssigkristallvorrichtung. |
| EP89100343A EP0324433B1 (en) | 1988-01-11 | 1989-01-10 | Liquid crystal device |
| DE68922115T DE68922115T2 (de) | 1988-01-11 | 1989-01-10 | Flüssigkristallvorrichtung. |
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| US07/295,509 US5007716A (en) | 1988-01-11 | 1989-01-11 | Liquid crystal device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63004312A JPH01179915A (ja) | 1988-01-11 | 1988-01-11 | 液晶素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01179915A JPH01179915A (ja) | 1989-07-18 |
| JPH0478971B2 true JPH0478971B2 (ja) | 1992-12-14 |
Family
ID=11580965
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63004312A Granted JPH01179915A (ja) | 1988-01-11 | 1988-01-11 | 液晶素子 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5007716A (ja) |
| EP (1) | EP0324433B1 (ja) |
| JP (1) | JPH01179915A (ja) |
| AT (1) | ATE121204T1 (ja) |
| DE (1) | DE68922115T2 (ja) |
| ES (1) | ES2070133T3 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| US5285304A (en) * | 1992-01-24 | 1994-02-08 | Canon Kabushiki Kaisha | Ferroelectric liquid crystal device having spacers including the thermosetting adhesive particles and the thermoplastic polymer particles |
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-
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- 1989-01-10 EP EP89100343A patent/EP0324433B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-01-10 DE DE68922115T patent/DE68922115T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1989-01-10 AT AT89100343T patent/ATE121204T1/de not_active IP Right Cessation
- 1989-01-11 US US07/295,509 patent/US5007716A/en not_active Expired - Lifetime
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