JPH05203961A - 強誘電性液晶素子 - Google Patents
強誘電性液晶素子Info
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- JPH05203961A JPH05203961A JP4013026A JP1302692A JPH05203961A JP H05203961 A JPH05203961 A JP H05203961A JP 4013026 A JP4013026 A JP 4013026A JP 1302692 A JP1302692 A JP 1302692A JP H05203961 A JPH05203961 A JP H05203961A
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- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
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- G02F1/137—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering
- G02F1/139—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering based on orientation effects in which the liquid crystal remains transparent
- G02F1/141—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering based on orientation effects in which the liquid crystal remains transparent using ferroelectric liquid crystals
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- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1337—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
- G02F1/133746—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers for high pretilt angles, i.e. higher than 15 degrees
Abstract
(57)【要約】
【目的】 強誘電性液晶の双安定性を保ち、焼きつきの
ない液晶素子を得る。 【構成】 プレチルト角α、チルト角Θ、２つの安定状
態の光学軸のなす角度の１／２であるθaの関係を α＞Θ、Θ＞θa＞Θ／２ とする。
ない液晶素子を得る。 【構成】 プレチルト角α、チルト角Θ、２つの安定状
態の光学軸のなす角度の１／２であるθaの関係を α＞Θ、Θ＞θa＞Θ／２ とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示素子や液晶光
シャッター等で用いる液晶素子、特に強誘電性液晶素子
に関し、更に詳しくは、液晶分子の配向状態を改善する
ことにより、表示特性を改善した液晶素子に関するもの
である。
シャッター等で用いる液晶素子、特に強誘電性液晶素子
に関し、更に詳しくは、液晶分子の配向状態を改善する
ことにより、表示特性を改善した液晶素子に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】強誘電性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）及びラガーウォ
ル（Ｌａｇｅｒｗａｌｌ）により提案されている（特開
昭５６−１０７２１６号公報、米国特許第４３６７９２
４号明細書等）。この強誘電性液晶は、一般に特定の温
度域において、非らせん構造のカイラルスメクチックＣ
相（ＳｍＣ*）又は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か
であり、高速ならびに記憶型の表示素子用としての広い
利用が期待され、特にその機能から大画面で高精細なデ
ィスプレーへの応用が期待されている。
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）及びラガーウォ
ル（Ｌａｇｅｒｗａｌｌ）により提案されている（特開
昭５６−１０７２１６号公報、米国特許第４３６７９２
４号明細書等）。この強誘電性液晶は、一般に特定の温
度域において、非らせん構造のカイラルスメクチックＣ
相（ＳｍＣ*）又は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か
であり、高速ならびに記憶型の表示素子用としての広い
利用が期待され、特にその機能から大画面で高精細なデ
ィスプレーへの応用が期待されている。
【０００３】この双安定性を有する液晶を用いた光学変
調素子が所定の駆動特性を発揮するためには、一対の平
行基板間に配置される液晶が、電界の印加状態とは無関
係に、上記２つの安定状態の間での変換が効果的に起こ
るような分子配列状態にあることが必要である。
調素子が所定の駆動特性を発揮するためには、一対の平
行基板間に配置される液晶が、電界の印加状態とは無関
係に、上記２つの安定状態の間での変換が効果的に起こ
るような分子配列状態にあることが必要である。
【０００４】また、液晶の複屈折を利用した液晶素子の
場合、直交ニコル下での透過率は、
場合、直交ニコル下での透過率は、
【０００５】
【外１】 （式中：Ｉ0は入射光強度、Ｉは透過光強度、θはチル
ト角、Δｎは屈折率異方性、ｄは液晶層の膜厚、λは入
射光の波長である。）で表わされる。前述の非らせん構
造におけるチルト角θは、第１と第２の配向状態でのね
じれ配列した液晶分子の平均分子軸方向の角度として現
われることになる。上式によれば、かかるチルト角θが
２２．５°の角度の時最大の透過率となり、双安定性を
実現する非らせん構造でのチルト角θが、２２．５°に
できる限り近いことが必要である。
ト角、Δｎは屈折率異方性、ｄは液晶層の膜厚、λは入
射光の波長である。）で表わされる。前述の非らせん構
造におけるチルト角θは、第１と第２の配向状態でのね
じれ配列した液晶分子の平均分子軸方向の角度として現
われることになる。上式によれば、かかるチルト角θが
２２．５°の角度の時最大の透過率となり、双安定性を
実現する非らせん構造でのチルト角θが、２２．５°に
できる限り近いことが必要である。
【０００６】ところで、強誘電性液晶の配向方法として
は、大きな面積に亘って、スメクチック液晶を形成する
複数の分子で組織された分子層を、その法線に沿って一
軸方向に配向させることができ、しかも製造プロセス
も、簡便なラビング処理により実現できるものが望まし
い。
は、大きな面積に亘って、スメクチック液晶を形成する
複数の分子で組織された分子層を、その法線に沿って一
軸方向に配向させることができ、しかも製造プロセス
も、簡便なラビング処理により実現できるものが望まし
い。
【０００７】強誘電性液晶、特に非らせん構造のカイラ
ルスメクチック液晶のための配向方法としては、例えば
米国特許第４５６１７２６号公報に記載されたものなど
が知られている。
ルスメクチック液晶のための配向方法としては、例えば
米国特許第４５６１７２６号公報に記載されたものなど
が知られている。
【０００８】
【発明が解決しようとしている問題点】しかしながらこ
れまで報告されたユニフォーム配向の強誘電性液晶素子
の問題点として、Ｆｅｒｒｏｅｌｃｃｔｒｉｃｓ１９８
８Ｖｏｌ８５ｐｐ．２５５−２６４によれば、２つの安
定状態のうち、いずれか一方の状態にして素子を放置し
ておくとその状態が安定化してしまい双安定性がくずれ
てしまうという問題があった。この問題のためディスプ
レーとしての重大な欠陥がもたらされる。つまり前に長
時間あるパターンを書きつづけた場合、そのパターンが
完全に消えずに残ってしまう「焼き付き」という問題が
生じるのである。
れまで報告されたユニフォーム配向の強誘電性液晶素子
の問題点として、Ｆｅｒｒｏｅｌｃｃｔｒｉｃｓ１９８
８Ｖｏｌ８５ｐｐ．２５５−２６４によれば、２つの安
定状態のうち、いずれか一方の状態にして素子を放置し
ておくとその状態が安定化してしまい双安定性がくずれ
てしまうという問題があった。この問題のためディスプ
レーとしての重大な欠陥がもたらされる。つまり前に長
時間あるパターンを書きつづけた場合、そのパターンが
完全に消えずに残ってしまう「焼き付き」という問題が
生じるのである。
【０００９】
【問題点を解決するための手段】そこで本発明は、強誘
電性液晶素子は、 強誘電性液晶と、この強誘電性液晶を間に保持して対
向するとともにその対向面にはそれぞれ強誘電性液晶に
電圧を印加するための電極が形成されかつ強誘電性液晶
を配向するための相互にほぼ平行で同一方向の一軸性配
向処理が施された一対の基板とを備え、強誘電性液晶の
プレチルト角をα、チルト角（コーン角）をΘとすれ
ば、強誘電性液晶は、 α＞Θ で表わされる配向状態を有し、かつ該配向状態における
強誘電性液晶が少なくとも２つの安定状態を示し、それ
らの光学軸のなす角度の１／２であるθaと該強誘電性
液晶のチルト角Θとが Θ＞θa＞Θ／２ の関係を有することを特徴とする強誘電性液晶素子によ
り、また、 強誘電性液晶と、この強誘電性液晶を間に保持して対
向するとともにその対向面にはそれぞれ強誘電性液晶に
電圧を印加するための電極が形成されかつ強誘電性液晶
を配向するための相互にほぼ平行で同一方向の一軸性配
向処理が施された一対の基板とを備え、強誘電性液晶の
プレチルト角をα、チルト角（コーン角）をΘとすれ
ば、強誘電性液晶は、 α＞Θ で表わされる配向状態を有し、かつ該配向状態における
強誘電性液晶が少なくとも２つの安定状態を示し、それ
らの光学軸のなす角を２等分する位置に一方の偏光板の
吸収軸を合わせ、それに垂直に他方の偏光板の吸収軸を
合わせた配置から一方の偏光板だけを時計方向に３°〜
３０°回転させたときの第１の安定状態の呈する色と、
反時計方向に同じ角度回転させたときの第２の安定状態
の呈する色が同じであることを特徴とする強誘電性液晶
素子により、また 強誘電性液晶と、この強誘電性液晶を間に保持して対
向するとともにその対向面にはそれぞれ強誘電性液晶に
電圧を印加するための電極が形成されかつ強誘電性液晶
を配向するための相互にほぼ平行で同一方向の一軸性配
向処理が施された一対の基板とを備え、強誘電性液晶の
プレチルト角をα、チルト角をΘとすれば、強誘電性液
晶は、 α＞Θ で表わされる配向状態を有し、かつ該配向状態における
強誘電性液晶がクロスニコル下、消光位の透過率の低い
２つの安定状態と、クロスニコル下、消光位の透過率の
高い１つまたは２つの安定状態の計３または４状態を有
することを特徴とする強誘電性液晶素子により解決する
ことができる。
電性液晶素子は、 強誘電性液晶と、この強誘電性液晶を間に保持して対
向するとともにその対向面にはそれぞれ強誘電性液晶に
電圧を印加するための電極が形成されかつ強誘電性液晶
を配向するための相互にほぼ平行で同一方向の一軸性配
向処理が施された一対の基板とを備え、強誘電性液晶の
プレチルト角をα、チルト角（コーン角）をΘとすれ
ば、強誘電性液晶は、 α＞Θ で表わされる配向状態を有し、かつ該配向状態における
強誘電性液晶が少なくとも２つの安定状態を示し、それ
らの光学軸のなす角度の１／２であるθaと該強誘電性
液晶のチルト角Θとが Θ＞θa＞Θ／２ の関係を有することを特徴とする強誘電性液晶素子によ
り、また、 強誘電性液晶と、この強誘電性液晶を間に保持して対
向するとともにその対向面にはそれぞれ強誘電性液晶に
電圧を印加するための電極が形成されかつ強誘電性液晶
を配向するための相互にほぼ平行で同一方向の一軸性配
向処理が施された一対の基板とを備え、強誘電性液晶の
プレチルト角をα、チルト角（コーン角）をΘとすれ
ば、強誘電性液晶は、 α＞Θ で表わされる配向状態を有し、かつ該配向状態における
強誘電性液晶が少なくとも２つの安定状態を示し、それ
らの光学軸のなす角を２等分する位置に一方の偏光板の
吸収軸を合わせ、それに垂直に他方の偏光板の吸収軸を
合わせた配置から一方の偏光板だけを時計方向に３°〜
３０°回転させたときの第１の安定状態の呈する色と、
反時計方向に同じ角度回転させたときの第２の安定状態
の呈する色が同じであることを特徴とする強誘電性液晶
素子により、また 強誘電性液晶と、この強誘電性液晶を間に保持して対
向するとともにその対向面にはそれぞれ強誘電性液晶に
電圧を印加するための電極が形成されかつ強誘電性液晶
を配向するための相互にほぼ平行で同一方向の一軸性配
向処理が施された一対の基板とを備え、強誘電性液晶の
プレチルト角をα、チルト角をΘとすれば、強誘電性液
晶は、 α＞Θ で表わされる配向状態を有し、かつ該配向状態における
強誘電性液晶がクロスニコル下、消光位の透過率の低い
２つの安定状態と、クロスニコル下、消光位の透過率の
高い１つまたは２つの安定状態の計３または４状態を有
することを特徴とする強誘電性液晶素子により解決する
ことができる。
【００１０】好ましくは前記液晶素子の上下基板のラビ
ング方向が平行かつ同一方向から０＜θcross＜±１５
の範囲でねじれていることがよい。さらに好ましくは、
前記液晶の自発分極Ｐｓが負の場合液晶セルを上からみ
て上基板のラビングに対して下基板のラビングを時計ま
わりにずらし、Ｐｓが正の場合、液晶セルを上からみて
上基板のラビングに対して下基板のラビングを反時計ま
わりにずらすのがよい。
ング方向が平行かつ同一方向から０＜θcross＜±１５
の範囲でねじれていることがよい。さらに好ましくは、
前記液晶の自発分極Ｐｓが負の場合液晶セルを上からみ
て上基板のラビングに対して下基板のラビングを時計ま
わりにずらし、Ｐｓが正の場合、液晶セルを上からみて
上基板のラビングに対して下基板のラビングを反時計ま
わりにずらすのがよい。
【００１１】［発明の態様の詳細な説明］図１は、本発
明の強誘電性液晶セルの１例を模式的に描いたものであ
る。
明の強誘電性液晶セルの１例を模式的に描いたものであ
る。
【００１２】１１ａと１１ｂは、それぞれＩｎ2Ｏ3やＩ
ＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）等の透明電
極１２ａと１２ｂで被覆された基板（ガラス板）であ
り、その上に２００〜３０００Å厚の絶縁膜１３ａと１
３ｂ（ＳｉＯ2膜、ＴｉＯ2膜、Ｔａ2Ｏ5膜など）と、前
記一般式で示すポリイミドで形成した５０〜１０００Å
厚の配向制御膜１４ａと１４ｂとがそれぞれ積層されて
いる。配向制御膜１４ａと１４ｂは配向方向が、平行か
つ同一向き（図１でいえばＡ方向）になるようラビング
処理（矢印方向）してある。基板１１ａと１１ｂとの間
には、強誘電性スメクチック液晶１５が配置され、基板
１１ａと１１ｂとの間の距離は、強誘電性スメクチック
液晶１５のらせん配列構造の形成を抑制するのに十分に
小さい距離（例えば０．１〜３μｍ）に設定され、強誘
電性スメクチック液晶１５は双安定性配向状態を生じて
いる。上述の十分に小さい距離は、基板１１ａと１１ｂ
との間に配置したビーズスぺーサ１６（シリカビーズ、
アルミナビーズ）によって保持される。１７ａ、１７ｂ
は偏光板である。
ＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）等の透明電
極１２ａと１２ｂで被覆された基板（ガラス板）であ
り、その上に２００〜３０００Å厚の絶縁膜１３ａと１
３ｂ（ＳｉＯ2膜、ＴｉＯ2膜、Ｔａ2Ｏ5膜など）と、前
記一般式で示すポリイミドで形成した５０〜１０００Å
厚の配向制御膜１４ａと１４ｂとがそれぞれ積層されて
いる。配向制御膜１４ａと１４ｂは配向方向が、平行か
つ同一向き（図１でいえばＡ方向）になるようラビング
処理（矢印方向）してある。基板１１ａと１１ｂとの間
には、強誘電性スメクチック液晶１５が配置され、基板
１１ａと１１ｂとの間の距離は、強誘電性スメクチック
液晶１５のらせん配列構造の形成を抑制するのに十分に
小さい距離（例えば０．１〜３μｍ）に設定され、強誘
電性スメクチック液晶１５は双安定性配向状態を生じて
いる。上述の十分に小さい距離は、基板１１ａと１１ｂ
との間に配置したビーズスぺーサ１６（シリカビーズ、
アルミナビーズ）によって保持される。１７ａ、１７ｂ
は偏光板である。
【００１３】このような構成において、本発明者等は特
定の配向膜、配向処方法と液晶の組み合わせを用いると
第１の安定状態および第２の安定状態にそれぞれ長期間
放置しても、第１の安定状態で放置した部分と第２の安
定状態で放置した部分のしきい値のずれが非常に少ない
ユニフォーム配向の液晶素子を得ることができる。
定の配向膜、配向処方法と液晶の組み合わせを用いると
第１の安定状態および第２の安定状態にそれぞれ長期間
放置しても、第１の安定状態で放置した部分と第２の安
定状態で放置した部分のしきい値のずれが非常に少ない
ユニフォーム配向の液晶素子を得ることができる。
【００１４】つまり、本発明者らは、強誘電性液晶素子
を、強誘電性液晶と、この強誘電性液晶を間に保持して
対向するとともにその対向面にはそれぞれ強誘電性液晶
に電圧を印加するための電極が形成されかつ強誘電性液
晶を配向するための相互にほぼ平行で同一方向の一軸性
配向処理が施された一対の基板とを備え、強誘電性液晶
のプレチルト角をα、チルト角（コーン角の１／２）を
Θ、とすれば、強誘電性液晶は、 α＞Θ で表わされる配向状態を有するようにすると、第１の安
定状態および第２の安定状態にそれぞれ長期間放置して
も、第１の安定状態で放置した部分と第２の安定状態で
放置した部分のしきい値のずれが非常に少ないユニフォ
ーム配向の液晶素子を得ることができることを確認し
た。本発明における配向状態を示す。
を、強誘電性液晶と、この強誘電性液晶を間に保持して
対向するとともにその対向面にはそれぞれ強誘電性液晶
に電圧を印加するための電極が形成されかつ強誘電性液
晶を配向するための相互にほぼ平行で同一方向の一軸性
配向処理が施された一対の基板とを備え、強誘電性液晶
のプレチルト角をα、チルト角（コーン角の１／２）を
Θ、とすれば、強誘電性液晶は、 α＞Θ で表わされる配向状態を有するようにすると、第１の安
定状態および第２の安定状態にそれぞれ長期間放置して
も、第１の安定状態で放置した部分と第２の安定状態で
放置した部分のしきい値のずれが非常に少ないユニフォ
ーム配向の液晶素子を得ることができることを確認し
た。本発明における配向状態を示す。
【００１５】
【外２】 転移すると層間隔が縮むので図２のように層が上下基板
の中央で折れ曲がった構造（シェブロン構造をとる）。
折れ曲がる方向は図に示すようにＣ１とＣ２の２つ有り
得るが、よく知られているようにラビングによって基板
界面の液晶分子は基板に対して角度をなし（ブレチル
ト）、その方向はラビング方向に向って液晶分子が頭を
もたげる（先端が浮いた格好になる）向きである。
の中央で折れ曲がった構造（シェブロン構造をとる）。
折れ曲がる方向は図に示すようにＣ１とＣ２の２つ有り
得るが、よく知られているようにラビングによって基板
界面の液晶分子は基板に対して角度をなし（ブレチル
ト）、その方向はラビング方向に向って液晶分子が頭を
もたげる（先端が浮いた格好になる）向きである。
【００１６】本発明の素子ではＣ１配向をとっていると
考えられる。
考えられる。
【００１７】図３はＣ１配向の各状態における基板間の
各位置でのダイレクタの配置を示す模式図である。図
中、３１〜４４は各状態においてダイレクタをコーンの
底面に投影し、これを底面方向から見た様子を示してお
り、３１および３２がスプレイ状態、３３および３４が
ユニフォーム状態と考えられるダイレクタの配置であ
る。同図から分かるとおり、ユニフォームの２状態３３
と３４においては、上下いずれかの基板界面の液晶分子
の位置がスプレイ状態の位置と入れ替わっている。
各位置でのダイレクタの配置を示す模式図である。図
中、３１〜４４は各状態においてダイレクタをコーンの
底面に投影し、これを底面方向から見た様子を示してお
り、３１および３２がスプレイ状態、３３および３４が
ユニフォーム状態と考えられるダイレクタの配置であ
る。同図から分かるとおり、ユニフォームの２状態３３
と３４においては、上下いずれかの基板界面の液晶分子
の位置がスプレイ状態の位置と入れ替わっている。
【００１８】次に本発明における配向状態とラビングの
クロス角θcrossの関係についてのべる。本発明では、
Θより大きなプレチルトを有する配向制御層をもちい
る。プレチルトをΘに近づけ、さらに大きくする過程
で、図３に示したツイスト配向３１、３２が出現する。
このツイスト配向３１、３２を抑制しユニフォーム配向
３３、３４を優勢にするためラビングを平行から数°ず
らすことが有効である。用いるＦＬＣの自発分極Ｐｓ＜
０の場合、図４（ａ）のようにセルを上からみて、上基
板のラビングに対して下基板のラビングを時計まわりに
数°ずらすとよい。又、用いるＦＬＣの自発分極Ｐｓ＞
０の場合は、図４（ｂ）のようにセルを上からみて上基
板のラビングに対して下基板ラビングを反時計まわりに
数°ずらすのがよい。
クロス角θcrossの関係についてのべる。本発明では、
Θより大きなプレチルトを有する配向制御層をもちい
る。プレチルトをΘに近づけ、さらに大きくする過程
で、図３に示したツイスト配向３１、３２が出現する。
このツイスト配向３１、３２を抑制しユニフォーム配向
３３、３４を優勢にするためラビングを平行から数°ず
らすことが有効である。用いるＦＬＣの自発分極Ｐｓ＜
０の場合、図４（ａ）のようにセルを上からみて、上基
板のラビングに対して下基板のラビングを時計まわりに
数°ずらすとよい。又、用いるＦＬＣの自発分極Ｐｓ＞
０の場合は、図４（ｂ）のようにセルを上からみて上基
板のラビングに対して下基板ラビングを反時計まわりに
数°ずらすのがよい。
【００１９】（チルト角Θの測定）１０Ｖ〜３０ＶのＤ
ＣをＦＬＣ素子の上下基板間に印加しながら直交クロス
ニコル下、その間に配置されたＦＬＣ素子を偏光板と水
平に回転させ第１の消光位（透過率が最も低くなる位
置）をさがし、次に上記と逆極性のＤＣを印加しながら
第２の消光位をさがす。このときの第１の消光位から第
２の消光位までの角度の１／２をチルト角Θとした。
ＣをＦＬＣ素子の上下基板間に印加しながら直交クロス
ニコル下、その間に配置されたＦＬＣ素子を偏光板と水
平に回転させ第１の消光位（透過率が最も低くなる位
置）をさがし、次に上記と逆極性のＤＣを印加しながら
第２の消光位をさがす。このときの第１の消光位から第
２の消光位までの角度の１／２をチルト角Θとした。
【００２０】（かみけのチルト角Θaの測定）液晶のし
きい値の単発パルスを印加した後、無電界下、かつ直交
クロスニコル下、その間に配置されたＦＬＣ素子を偏光
板と水平に回転させ第１の消光位をさがし、次に上記の
単発パルスと逆極性のパルスを印加した後、無電界下、
第２の消光位をさがす。このときの第１の消光位から第
２の消光位までの角度の１／２をθaとした。
きい値の単発パルスを印加した後、無電界下、かつ直交
クロスニコル下、その間に配置されたＦＬＣ素子を偏光
板と水平に回転させ第１の消光位をさがし、次に上記の
単発パルスと逆極性のパルスを印加した後、無電界下、
第２の消光位をさがす。このときの第１の消光位から第
２の消光位までの角度の１／２をθaとした。
【００２１】（プレチルト角αの測定）Ｊｐｎ．Ｊ．Ａ
ｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｖｏｌ１９（１９８０）ＮＯ．１
０，Ｓｈｏｒｔ．Ｎｏｔｅｓ ２０１３に記載されてい
る方法（クリスタルローテーション法）に従って求め
た。
ｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｖｏｌ１９（１９８０）ＮＯ．１
０，Ｓｈｏｒｔ．Ｎｏｔｅｓ ２０１３に記載されてい
る方法（クリスタルローテーション法）に従って求め
た。
【００２２】つまり、平行かつ反対方向にラビングした
基板を貼り合せてセル厚２０μｍのセルを作成し、０℃
〜６０℃の範囲でＳｍＡ相を有する液晶（Ａ）を封入し
測定を行った。
基板を貼り合せてセル厚２０μｍのセルを作成し、０℃
〜６０℃の範囲でＳｍＡ相を有する液晶（Ａ）を封入し
測定を行った。
【００２３】液晶セルを上下基板に垂直かつ配向処理軸
を含む面で回転させながら回転軸と４５°の角度をなす
偏光面をもつヘリウム・ネオンレーザ光を回転軸に垂直
な方向から照射し、その反対側で入射偏光面と平行な透
過軸をもつ偏光板を通してフォトダイオードで透過光強
度を測定した。
を含む面で回転させながら回転軸と４５°の角度をなす
偏光面をもつヘリウム・ネオンレーザ光を回転軸に垂直
な方向から照射し、その反対側で入射偏光面と平行な透
過軸をもつ偏光板を通してフォトダイオードで透過光強
度を測定した。
【００２４】干渉によってできた透過光強度の双曲線群
の中心となる角と液晶セルに垂直な線となす角度をφx
とし、下式に代入してプレチルト角α0を求めた。
の中心となる角と液晶セルに垂直な線となす角度をφx
とし、下式に代入してプレチルト角α0を求めた。
【００２５】
【外３】 ｎ0：常光屈折率 ｎe：異常光屈折率
【００２６】（焼き付きの測定）図５のように上下の基
板にストライプ状の電極を付けそれらの交又部に画素を
形成したマトリスク表示パネルを作成し、液晶を注入
し、しきい値を方形波にて測定した。
板にストライプ状の電極を付けそれらの交又部に画素を
形成したマトリスク表示パネルを作成し、液晶を注入
し、しきい値を方形波にて測定した。
【００２７】初期状態で安定状態Ａから安定状態Ｂへの
しきい値安定状態Ｂから安定状態Ａへのしきい値を測定
し、双安定であることを確認した。その後ａ、ｂの画素
をそれぞれ安定状態Ａ安定状態Ｂにスイッチングさせ、
３０℃に保って３日間放置した。その後ａ、ｂの画素別
々にしきい値の測定を行い、しきい値のズレを算出し
た。
しきい値安定状態Ｂから安定状態Ａへのしきい値を測定
し、双安定であることを確認した。その後ａ、ｂの画素
をそれぞれ安定状態Ａ安定状態Ｂにスイッチングさせ、
３０℃に保って３日間放置した。その後ａ、ｂの画素別
々にしきい値の測定を行い、しきい値のズレを算出し
た。
【００２８】
【実施例】以下、本発明に係る液晶素子を作成した実施
例を説明する。
例を説明する。
【００２９】（実施例１）透明電極の付いたガラス基板
上に酸化タンタルの薄膜をスパッタ法で形成し、その上
に日立化成（株）製のポリアミド酸ＬＱ１８０２の１％
ＮＭＰ溶液をスピンナで塗布し２７０℃で１時間焼成し
た。次に、この上基板基板をラビング処理条件（ローラ
ー押し込み０．３ｍｍローラー回転数１０００ｒｐｍ、
ローラー送り連度３０ｍｍ／ｓｅｃ）でラビングし、同
じ処理をしたもう１枚の下基板基板のラビングが上から
みて時計方向に６°ねじった方向にラビング方向をとる
ように、１．５μｍのギャップを保って貼り合わせ、セ
ルを作成した。該セルのプレチルト角はクリスタルロー
テーション法により１８°ある。該セルにフェニルピリ
ミジンを主成分とする混合液晶で、チルト角は３０℃で
１４°の強誘電性液晶を注入した。相転移温度は以下の
とおりであり、Ｐｓは−５ｎＣ／ｃｍ2であった。
上に酸化タンタルの薄膜をスパッタ法で形成し、その上
に日立化成（株）製のポリアミド酸ＬＱ１８０２の１％
ＮＭＰ溶液をスピンナで塗布し２７０℃で１時間焼成し
た。次に、この上基板基板をラビング処理条件（ローラ
ー押し込み０．３ｍｍローラー回転数１０００ｒｐｍ、
ローラー送り連度３０ｍｍ／ｓｅｃ）でラビングし、同
じ処理をしたもう１枚の下基板基板のラビングが上から
みて時計方向に６°ねじった方向にラビング方向をとる
ように、１．５μｍのギャップを保って貼り合わせ、セ
ルを作成した。該セルのプレチルト角はクリスタルロー
テーション法により１８°ある。該セルにフェニルピリ
ミジンを主成分とする混合液晶で、チルト角は３０℃で
１４°の強誘電性液晶を注入した。相転移温度は以下の
とおりであり、Ｐｓは−５ｎＣ／ｃｍ2であった。
【００３０】
【外４】
【００３１】図７はこの液晶のチルト角の温度変化を示
したものである。
したものである。
【００３２】
【外５】 温度を下げながら観測したところ、全温度範囲でＣ１配
向が保たれ、見掛けのチルト角は１２°であった。
向が保たれ、見掛けのチルト角は１２°であった。
【００３３】次に、該ユニフォーム状態での表示特性を
評価する。
評価する。
【００３４】上述の液晶セルを一対の９０°クロスニコ
ル偏光子の間に挟み込んでから、５０μｓｅｃの３０Ｖ
パルスを印加して９０°クロスニコルを消光位（最暗状
態）にセットし、このときの透過率をホトマルチプレタ
ーにより測定し、続いて５０μｓｅｃの−３０Ｖパルス
を印加し、このときの透過率（明状態）を同様の方法で
測定したところ、暗状態時の透過率は０．２％で、明状
態時の透過率は１０％であり、従って、コントラスト比
は５０：１であった。
ル偏光子の間に挟み込んでから、５０μｓｅｃの３０Ｖ
パルスを印加して９０°クロスニコルを消光位（最暗状
態）にセットし、このときの透過率をホトマルチプレタ
ーにより測定し、続いて５０μｓｅｃの−３０Ｖパルス
を印加し、このときの透過率（明状態）を同様の方法で
測定したところ、暗状態時の透過率は０．２％で、明状
態時の透過率は１０％であり、従って、コントラスト比
は５０：１であった。
【００３５】又、上記の素子を図で示すようにａの部分
を第１の安定状態Ａ、ｂの部分を第２の安定状態Ｂに３
日間３０℃で放置した。その後ΔＴ＝４０μｓの方形波
でそれぞれの部分のしきい値を測定したところ表１のよ
うな結果を得た。
を第１の安定状態Ａ、ｂの部分を第２の安定状態Ｂに３
日間３０℃で放置した。その後ΔＴ＝４０μｓの方形波
でそれぞれの部分のしきい値を測定したところ表１のよ
うな結果を得た。
【００３６】
【表１】
【００３７】３日間放置後でもしきい値のズレはなく完
全な双安定を保っていた。
全な双安定を保っていた。
【００３８】（実施例２〜６）ラビング処理条件（ラビ
ングローラー送り速度）、上下のラビング方向のクロス
角θcross、液晶のＰｓ液晶材料のコーン角Θを以下の
ように変えた以外は、実施例１と同様のセルの作成、評
価を行った。結果を表２に示す。
ングローラー送り速度）、上下のラビング方向のクロス
角θcross、液晶のＰｓ液晶材料のコーン角Θを以下の
ように変えた以外は、実施例１と同様のセルの作成、評
価を行った。結果を表２に示す。
【００３９】
【表２】
【００４０】実施例２〜６においてしきい値のズレはほ
とんどなかった。
とんどなかった。
【００４１】（比較例）ラビング処理条件、上下のラビ
ング方向のクロス角θcross液晶のＰｓ、液晶材料のコ
ーン角Θを以下のように変えた以外は実施例１と同様の
セル構成で評価を行った結果を以下に示す。
ング方向のクロス角θcross液晶のＰｓ、液晶材料のコ
ーン角Θを以下のように変えた以外は実施例１と同様の
セル構成で評価を行った結果を以下に示す。
【００４２】
【表３】
【００４３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
双安定状態の安定性に優れ、しきい値がズレることがな
く、焼き付きを防止した強誘電性液晶素子を得ることが
できた。
双安定状態の安定性に優れ、しきい値がズレることがな
く、焼き付きを防止した強誘電性液晶素子を得ることが
できた。
【図１】本発明に用いることのできる液晶素子の模式的
断面図。
断面図。
【図２】スメクチック液晶のシェブロン構造を説明する
ための図。
ための図。
【図３】Ｃ１配向を説明するための図。
【図４】上下基板のラビングの向きの関係を説明するた
めの図。
めの図。
【図５】焼き付きの測定法を説明するための図。
１１ａ、１１ｂ 基板 １２ａ、１２ｂ 透明電極 １３ａ、１３ｂ 絶縁膜 １４ａ、１４ｂ 配向制御膜 １５ 強誘電性スメクチック液晶 １６ ビーズスぺーサ １７ａ、１７ｂ 偏光板 ３１、３２ スプレイ状態 ３３、３４ ユニフォーム状態
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三原 正 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノ ン株式会社内
Claims (9)
- 【請求項１】 強誘電性液晶と、この強誘電性液晶を間
に保持して対向するとともにその対向面にはそれぞれ強
誘電性液晶に電圧を印加するための電極が形成されかつ
強誘電性液晶を配向するための相互にほぼ平行で同一方
向の一軸性配向処理が施された一対の基板とを備え、強
誘電性液晶のプレチルト角をα、チルト角をΘとすれ
ば、強誘電性液晶は、 α＞Θ で表わされる配向状態を有し、かつ該配向状態における
強誘電性液晶が少なくとも２つの安定状態を示し、それ
らの光学軸のなす角度の１／２であるθaと該強誘電性
液晶のチルト角Θとが Θ＞θa＞Θ／２ の関係を有することを特徴とする強誘電性液晶素子。 - 【請求項２】 強誘電性液晶と、この強誘電性液晶を間
に保持して対向するとともにその対向面にはそれぞれ強
誘電性液晶に電圧を印加するための電極が形成されかつ
強誘電性液晶を配向するための相互にほぼ平行で同一方
向の一軸性配向処理が施された一対の基板とを備え、強
誘電性液晶のプレチルト角をα、チルト角をΘとすれ
ば、強誘電性液晶は、 Θ＜α で表わされる配向状態を有し、かつ該配向状態における
強誘電性液晶が少なくとも２つの安定状態を示し、それ
らの光学軸のなす角を２等分する位置に一方の偏光板の
吸収軸を合わせ、それに垂直に他方の偏光板の吸収軸を
合わせた配置から一方の偏光板だけを時計方向に３°〜
３０°回転させたときの第１の安定状態の呈する色と、
反時計方向に同じ角度回転させたときの第２の安定状態
の呈する色が同じであることを特徴とする強誘電性液晶
素子。 - 【請求項３】 強誘電性液晶と、この強誘電性液晶を間
に保持して対向するとともにその対向面にはそれぞれ強
誘電性液晶に電圧を印加するための電極が形成されかつ
強誘電性液晶を配向するための相互にほぼ平行で同一方
向の一軸性配向処理が施された一対の基板とを備え、強
誘電性液晶のプレチルト角をα、チルト角をΘとすれ
ば、強誘電性液晶は、 Θ＜α で表わされる配向状態を有し、かつ該配向状態における
強誘電性液晶がクロスニコル下、消光位の透過率の低い
２つの安定状態と、クロスニコル下、消光位の透過率の
高い１つまたは２つの安定状態の計３または４状態を有
することを特徴とする強誘電性液晶素子。 - 【請求項４】 前記配向状態が、ＳｍＡからＳｍ*Ｃに
転移する温度をＴ1℃とすると（Ｔ1−５）℃から（Ｔ1
−１０）℃までの、全温度範囲で存在する請求項１〜３
のいずれか１項記載の強誘電性液晶素子。 - 【請求項５】 前記配向状態が、ＳｍＡからＳｍ*Ｃに
転移する温度をＴ1℃とすると（Ｔ1−５）℃から（Ｔ1
−２０）℃までの、全温度範囲で存在する請求項１〜３
のいずれか１項記載の強誘電性液晶素子。 - 【請求項６】 前記配向状態が、ＳｍＡからＳｍ*Ｃに
転移する温度をＴ1℃とすると（Ｔ1−５）℃から（Ｔ1
−３０）℃までの、全温度範囲で存在する請求項１〜３
のいずれか１項記載の強誘電性液晶素子。 - 【請求項７】 前記配向状態が、ＳｍＡからＳｍ*Ｃに
転移する温度をＴ1℃とすると（Ｔ1−５）℃から（Ｔ1
−４０）℃までの、全温度範囲で存在する請求項１〜３
のいずれか１項記載の強誘電性液晶素子。 - 【請求項８】 前記液晶素子の上下基板のラビング方向
が平行かつ同一方向から０＜θcross＜±１５の範囲で
ねじれている請求項１〜７のいずれか１項記載の強誘電
性液晶素子。 - 【請求項９】 前記液晶の自発分極Ｐｓが負の場合液晶
セルを上からみて、上基板のラビングに対して下基板の
ラビングを時計まわりにずらし、Ｐｓが正の場合、液晶
セルを上からみて上基板のラビングに対して下基板のラ
ビングを反時計まわりにずらすことを特徴とする請求項
８記載の強誘電性液晶素子。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4013026A JPH05203961A (ja) | 1992-01-28 | 1992-01-28 | 強誘電性液晶素子 |
| US08/009,062 US5557435A (en) | 1992-01-28 | 1993-01-26 | Liquid crystal device and display apparatus |
| EP93101166A EP0556603A1 (en) | 1992-01-28 | 1993-01-27 | Liquid crystal device and display apparatus |
| KR1019930001043A KR930016806A (ko) | 1992-01-28 | 1993-01-28 | 강 유전성 액정소자 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4013026A JPH05203961A (ja) | 1992-01-28 | 1992-01-28 | 強誘電性液晶素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05203961A true JPH05203961A (ja) | 1993-08-13 |
Family
ID=11821631
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4013026A Pending JPH05203961A (ja) | 1992-01-28 | 1992-01-28 | 強誘電性液晶素子 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5557435A (ja) |
| EP (1) | EP0556603A1 (ja) |
| JP (1) | JPH05203961A (ja) |
| KR (1) | KR930016806A (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07287232A (ja) * | 1994-04-18 | 1995-10-31 | Fujitsu Ltd | 液晶表示装置、その製造方法、および駆動方法 |
| US5932136A (en) * | 1995-10-20 | 1999-08-03 | Canon Kabushiki Kaisha | Liquid crystal device and liquid crystal apparatus |
| US5885482A (en) * | 1995-12-28 | 1999-03-23 | Canon Kabushiki Kaisha | Liquid crystal device, production process thereof and liquid crystal apparatus |
| SG50846A1 (en) * | 1996-06-12 | 1998-07-20 | Rolic Ag | Liquid crystalline display switching or image processing apparatus |
| US6020947A (en) * | 1996-11-06 | 2000-02-01 | Sharp Kabushiki Kaisha | Liquid crystal devices |
| US5973761A (en) * | 1997-01-31 | 1999-10-26 | Canon Kabushiki Kaisha | Ferroelectic liquid crystal device having a low-resistivity layer below an alignment control layer |
Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4367924A (en) * | 1980-01-08 | 1983-01-11 | Clark Noel A | Chiral smectic C or H liquid crystal electro-optical device |
| US4561726A (en) * | 1983-07-29 | 1985-12-31 | At&T Bell Laboratories | Alignment of ferroelectric LCDs |
| FR2590392B1 (fr) * | 1985-09-04 | 1994-07-01 | Canon Kk | Dispositif a cristaux liquides ferroelectriques |
| US4808321A (en) * | 1987-05-01 | 1989-02-28 | The Procter & Gamble Company | Mono-esters as fiber and fabric treatment compositions |
| US5192596A (en) * | 1989-06-02 | 1993-03-09 | Canon Kabushiki Kaisha | Liquid crystal device |
| US4932758A (en) * | 1987-09-17 | 1990-06-12 | Canon Kabushiki Kaisha | Ferroelectric smectic liquid crystal device having a bistable alignment state providing two stable orientation states |
| US5200848A (en) * | 1987-09-17 | 1993-04-06 | Canon Kabushiki Kaisha | Ferroelectric smectic liquid crystal device |
| JPH02109658A (ja) * | 1988-10-20 | 1990-04-23 | Okuma Mach Works Ltd | 加工物計測方式及びその装置 |
| JP2623137B2 (ja) * | 1989-03-07 | 1997-06-25 | キヤノン株式会社 | カイラルスメクチック液晶素子ユニットおよびカイラルスメクチック液晶パネルの支持方法 |
| DE69032018T2 (de) * | 1989-09-01 | 1998-06-04 | Canon Kk | Flüssigkristallvorrichtung |
| ATE180580T1 (de) * | 1990-03-02 | 1999-06-15 | Canon Kk | Flüssigkristallelement und flüssigkristallvorrichtung, die dieses element verwendet |
| EP0444704A3 (en) * | 1990-03-02 | 1991-10-16 | Nippon Steel Chemical Co. Ltd. | Process for preparing rubber-modified styrene resins |
| DE4015869A1 (de) * | 1990-05-17 | 1991-11-21 | Nokia Unterhaltungselektronik | Hochaufloesende passiv angesteuerte fluessigkristallanzeige |
| US5347381B1 (en) * | 1991-01-25 | 1997-07-01 | Sharp Kk | Ferroelectric liquid crystal display device with molecules between hairpin and lightning defects following the lightning defects |
| US5186985A (en) * | 1991-04-04 | 1993-02-16 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Liquid crystal displays of high tilt bias angles |
-
1992
- 1992-01-28 JP JP4013026A patent/JPH05203961A/ja active Pending
-
1993
- 1993-01-26 US US08/009,062 patent/US5557435A/en not_active Expired - Fee Related
- 1993-01-27 EP EP93101166A patent/EP0556603A1/en not_active Withdrawn
- 1993-01-28 KR KR1019930001043A patent/KR930016806A/ko not_active Application Discontinuation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5557435A (en) | 1996-09-17 |
| KR930016806A (ko) | 1993-08-30 |
| EP0556603A1 (en) | 1993-08-25 |
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