JPH052209B2 - - Google Patents
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- JPH052209B2 JPH052209B2 JP60265333A JP26533385A JPH052209B2 JP H052209 B2 JPH052209 B2 JP H052209B2 JP 60265333 A JP60265333 A JP 60265333A JP 26533385 A JP26533385 A JP 26533385A JP H052209 B2 JPH052209 B2 JP H052209B2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—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
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- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
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-
- G—PHYSICS
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- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
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- G02F1/1337—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
- G02F1/133711—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers by organic films, e.g. polymeric films
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Description
【発明の詳細な説明】
『発明の利用分野』
この発明は液晶電気光学装置に関するもので、
よりコントラスト比の向上を図り、マイクロ・コ
ンピユータ、ワードプロセツサまたはテレビ等の
表示部の薄膜化を図る液晶装置、さらにデイスク
メモリ等のメモリ装置、スピーカ等の音響機器へ
応用する液晶装置に関する。
よりコントラスト比の向上を図り、マイクロ・コ
ンピユータ、ワードプロセツサまたはテレビ等の
表示部の薄膜化を図る液晶装置、さらにデイスク
メモリ等のメモリ装置、スピーカ等の音響機器へ
応用する液晶装置に関する。
『従来技術』
従来、液晶材料を用いて液晶装置を作製せんと
する場合、この液晶の一対の基板の内側に一対の
電極を設け、その電極上に対称配向膜を設ける方
式が知られている。
する場合、この液晶の一対の基板の内側に一対の
電極を設け、その電極上に対称配向膜を設ける方
式が知られている。
しかし、かかる単純マトリツクス構造または各
画素に非線型素子が直列に連結されたアクテイブ
素子構造において、最も重要な要素として、前記
した液晶材料が十分大きいEc（臨界電界またはス
レツシユホールド電界）を有することが重要であ
る。
画素に非線型素子が直列に連結されたアクテイブ
素子構造において、最も重要な要素として、前記
した液晶材料が十分大きいEc（臨界電界またはス
レツシユホールド電界）を有することが重要であ
る。
このEcは液晶が所定の電界以下では初期の状
態（例えば非透過）を維持し、所定の電界以上に
おいてきわめて急峻に反転し、他の状態（例えば
透過）を呈する現象、およびこの逆に透過より非
透過となる現象をいう。即ち、このEcはEc＋（正
に電界を加える場合に観察される臨界電界）と、
逆にEc−（負に電界を加える場合に存在する電
界）とがある。このEc＋とEc−は必ずしも絶対
値において同じではないが、液晶に接する配向処
理のプロセス条件により概ね一致させることがで
きる。また液晶を駆動する際には明確なEcの存
在が望まれる。
態（例えば非透過）を維持し、所定の電界以上に
おいてきわめて急峻に反転し、他の状態（例えば
透過）を呈する現象、およびこの逆に透過より非
透過となる現象をいう。即ち、このEcはEc＋（正
に電界を加える場合に観察される臨界電界）と、
逆にEc−（負に電界を加える場合に存在する電
界）とがある。このEc＋とEc−は必ずしも絶対
値において同じではないが、液晶に接する配向処
理のプロセス条件により概ね一致させることがで
きる。また液晶を駆動する際には明確なEcの存
在が望まれる。
しかしかかるEc＋Ec−は特にカイラルスメク
チツクＣ相を用いる液晶（以下FLCという）に
おいては、その存在が不明確であり、この液晶に
印加するパルス電界の電界強度とそのパルス巾と
の値に大きく依存している。そのためマトリツク
ス表示においては「ACバイアス法」として知ら
れている駆動方式を用いなければならないし、正
方向に書換えんとする時、一時負のパルスを加
え、次に正のパルスを所定の電界強度と時間とを
精密に制御して加える。また逆に負方向に書き換
えんとする場合も一度正のパルスを加え、次に負
のパルスを所定の電界強度と時間との精密な制御
のもとに加えなければならない。
チツクＣ相を用いる液晶（以下FLCという）に
おいては、その存在が不明確であり、この液晶に
印加するパルス電界の電界強度とそのパルス巾と
の値に大きく依存している。そのためマトリツク
ス表示においては「ACバイアス法」として知ら
れている駆動方式を用いなければならないし、正
方向に書換えんとする時、一時負のパルスを加
え、次に正のパルスを所定の電界強度と時間とを
精密に制御して加える。また逆に負方向に書き換
えんとする場合も一度正のパルスを加え、次に負
のパルスを所定の電界強度と時間との精密な制御
のもとに加えなければならない。
『発明が解決しようとする問題点』
かくの如くEcの存在が不明確な場合、液晶を
駆動する周辺回路がきわめて複雑になつてしまう
ため、デイスプレイ装置とした時、より簡単な周
辺回路が求められている。そのためには、液晶そ
れ自体が十分明確なEcを有していることが重要
になる。この十分明確なEcを作らんとした時、
これまでのFLCは、その周波数特性をおとす等
の制約のもとに、不十分なEcで満足せざるを得
ないのが実情であつた。
駆動する周辺回路がきわめて複雑になつてしまう
ため、デイスプレイ装置とした時、より簡単な周
辺回路が求められている。そのためには、液晶そ
れ自体が十分明確なEcを有していることが重要
になる。この十分明確なEcを作らんとした時、
これまでのFLCは、その周波数特性をおとす等
の制約のもとに、不十分なEcで満足せざるを得
ないのが実情であつた。
本発明は液晶それ自体にEcを有することを求
めるのではなく、この液晶と配向膜（配向処理）
とを一体物とみなし、その全体で実質的に有効な
Ecを得んとしたものである。
めるのではなく、この液晶と配向膜（配向処理）
とを一体物とみなし、その全体で実質的に有効な
Ecを得んとしたものである。
『問題を解決するための手段』
かかる問題を解くため、本発明はEcを決定す
る要素として液晶材料に密接または実質的に密接
する一方または双方に強誘電体薄膜（以下FEと
もいう）を設けたものである。そしてこの液晶材
料とFEとのEcを実質的にFEにより決定するべく
試みたものである。
る要素として液晶材料に密接または実質的に密接
する一方または双方に強誘電体薄膜（以下FEと
もいう）を設けたものである。そしてこの液晶材
料とFEとのEcを実質的にFEにより決定するべく
試みたものである。
即ち、本発明においてはこのFEを配向膜とし
て用い、この配向膜が自発分極を有し、かつ1000
Å以下例えば200〜300Åとする。そしてこの配向
膜は透光性であるが、光学的異方性を好ましくは
有さないものより選ばれる。
て用い、この配向膜が自発分極を有し、かつ1000
Å以下例えば200〜300Åとする。そしてこの配向
膜は透光性であるが、光学的異方性を好ましくは
有さないものより選ばれる。
その縦断面図を第１図に示す。
第１図において液晶材料１、配向膜２，２′、
一対を構成する透光性電極３，３′、さらに透光
性基板４，４′を有する。
一対を構成する透光性電極３，３′、さらに透光
性基板４，４′を有する。
この第１図の電気的等価回路を用い本発明を以
下に記す。
下に記す。
この際の液晶材料１が電気的等価回路として
G2（コンダクタンス）、C2（キヤパシタンス）を有
する。又FE２の等価回路としてG1（コンダクタン
ス）、C1（キヤパシタンス）を有する。すると電
気的等価回路は第２図を有する。この両端子間に
V0の電圧を印加した時、C1，G1に加わる電圧
V1、電荷Q1，C2，G2に加わる電圧をV2、電荷Q2
とすると、 V0＝V1＋V2 V1＝Q1／C1＝C2／C1＋C2V0 V2＝Q2／C1＝C1／C1＋C2V0 でｔ＝０において分圧される。
G2（コンダクタンス）、C2（キヤパシタンス）を有
する。又FE２の等価回路としてG1（コンダクタン
ス）、C1（キヤパシタンス）を有する。すると電
気的等価回路は第２図を有する。この両端子間に
V0の電圧を印加した時、C1，G1に加わる電圧
V1、電荷Q1，C2，G2に加わる電圧をV2、電荷Q2
とすると、 V0＝V1＋V2 V1＝Q1／C1＝C2／C1＋C2V0 V2＝Q2／C1＝C1／C1＋C2V0 でｔ＝０において分圧される。
この時、FEの厚さは200〜300Åであり、液晶
材料部分の厚さは２〜3μmであるため、C1はC2
より十分大である。その結果、初期において V2≒V0 となり、初期状態においては印加電圧のほとんど
すべてが液晶材料に印加される。
材料部分の厚さは２〜3μmであるため、C1はC2
より十分大である。その結果、初期において V2≒V0 となり、初期状態においては印加電圧のほとんど
すべてが液晶材料に印加される。
さらにFEと液晶材料との界面においてｔ秒後
に蓄積されるＱは次式で与えられる。
に蓄積されるＱは次式で与えられる。
Ｑ＝C2G1−C1−G2／G1＋G2V0｛１
−exp（−G1＋G2／C1＋C2ｔ）｝
この一般式において前記したC1＞C2である条
件及びFEは十分絶縁性であることよりG1≒０の
条件を加えると、 Ｑ＝−C1V0｛１−exp（−G2／C1ｔ）｝ ＝Q2−Q1 で与えられる。するとその結果、V1，V2は V1＝Q1／C1 V2＝Q2／C1 Ｖ＝V1＋V2＝Q1／C1＋Q2／C1 Ｑ＝C1V1−C1V0｛１−exp（−G2／C1ｔ）｝ ＝C2（V0−V1） 上式を変形して V1（C1＋C2） ＝C2V0＋C1V0−C1V0exp（−G2／C1ｔ） V1＝V0−C1／C1＋C2V0exp（−G2／C1ｔ） で与えられる。
件及びFEは十分絶縁性であることよりG1≒０の
条件を加えると、 Ｑ＝−C1V0｛１−exp（−G2／C1ｔ）｝ ＝Q2−Q1 で与えられる。するとその結果、V1，V2は V1＝Q1／C1 V2＝Q2／C1 Ｖ＝V1＋V2＝Q1／C1＋Q2／C1 Ｑ＝C1V1−C1V0｛１−exp（−G2／C1ｔ）｝ ＝C2（V0−V1） 上式を変形して V1（C1＋C2） ＝C2V0＋C1V0−C1V0exp（−G2／C1ｔ） V1＝V0−C1／C1＋C2V0exp（−G2／C1ｔ） で与えられる。
さらにこのV1に対しｔが十分大きくなると、
V1＝V0
となる。
即ち、印加の初期においては電極間に印加した
電圧はほとんどが液晶材料部に印加され、その後
は殆どの電圧がFEに印加されることになる。言
い換えるならば、最初液晶を動の状態にする。そ
の後FEにこの電圧が印加され、このFEが所定の
反転または非反転を行う。するとこのFEの反転
または非反転に従つて次にEcが不明確な液晶材
料の反転または非反転が決められる。
電圧はほとんどが液晶材料部に印加され、その後
は殆どの電圧がFEに印加されることになる。言
い換えるならば、最初液晶を動の状態にする。そ
の後FEにこの電圧が印加され、このFEが所定の
反転または非反転を行う。するとこのFEの反転
または非反転に従つて次にEcが不明確な液晶材
料の反転または非反転が決められる。
即ちFEのPs（自発分極）に従属して液晶材料に
印加される電界を変えさせることができる。
印加される電界を変えさせることができる。
その結果、液晶材料に十分なEcがなくても、
FE自体が有するEcを可変制御することにより、
このFEのFEに従つて液晶が従属的に従い、結果
として見掛け上液晶が明確なEcを有するように
させることができる。
FE自体が有するEcを可変制御することにより、
このFEのFEに従つて液晶が従属的に従い、結果
として見掛け上液晶が明確なEcを有するように
させることができる。
以上の結果より、本発明は液晶材料と直列に強
誘電体を存在せしめ、この強誘電体の分極に従つ
て液晶材料に印加される電界を変化させその反
転、非反転を決定することをその思想としてい
る。以下に本発明の実施例を示す。
誘電体を存在せしめ、この強誘電体の分極に従つ
て液晶材料に印加される電界を変化させその反
転、非反転を決定することをその思想としてい
る。以下に本発明の実施例を示す。
実施例 １
第１図は本発明の構成の縦断面図である。
本実施例においては、液晶材料としてFLC材
料を使用した。
料を使用した。
図面において、ガラス基板４，４′上に透明導
電膜、例えばITO（酸化インジユーム・スズ）、さ
らにこの一方の上面に第１の電極２′を他の電極
の上面に第２の配向膜を設けた。
電膜、例えばITO（酸化インジユーム・スズ）、さ
らにこの一方の上面に第１の電極２′を他の電極
の上面に第２の配向膜を設けた。
FEとしてポリビニリデンフロライト
（CH2CF2）o（VDFという）を用いた。さらにこ
のVDFにトリフロロエチレン（TrFE）を混合
し、コポリマとして用いた。これをスピン法にて
電極上に添加薄膜とするため、これを10重量％を
メチル・エチル・ケノン溶液にとかした。スピン
コートすると、この薄め方とスピナの回転スピー
ドに従つてFEの厚さを制御できる。この後この
溶液を加熱気化除去をした。本発明においては、
さらにこのFEに対し公知のラビング処理を施し
配向させ、配向膜とした。他の電極上にはこの
FEであつても、また1.1.1.トリメチルシラザン等
の他の配向膜を形成させた。この側の表面に対し
ては、ラビング処理を施すことを省略し、非対称
配向膜とした。
（CH2CF2）o（VDFという）を用いた。さらにこ
のVDFにトリフロロエチレン（TrFE）を混合
し、コポリマとして用いた。これをスピン法にて
電極上に添加薄膜とするため、これを10重量％を
メチル・エチル・ケノン溶液にとかした。スピン
コートすると、この薄め方とスピナの回転スピー
ドに従つてFEの厚さを制御できる。この後この
溶液を加熱気化除去をした。本発明においては、
さらにこのFEに対し公知のラビング処理を施し
配向させ、配向膜とした。他の電極上にはこの
FEであつても、また1.1.1.トリメチルシラザン等
の他の配向膜を形成させた。この側の表面に対し
ては、ラビング処理を施すことを省略し、非対称
配向膜とした。
次にこの配向膜が形成された一対の基板の周辺
部を互いに封止（図示せず）し、公知の方法にて
FLCを充填した。このFLCは、例えばF8とB7と
の１：１のブレンド品を用いた。この液晶は
OMOOPPとMBRAとのブレンド品を用いてもよ
い。又例えば特開昭56−107216、特開昭59−
98051、特開昭59−118744に示される液晶を用い
てもよい。
部を互いに封止（図示せず）し、公知の方法にて
FLCを充填した。このFLCは、例えばF8とB7と
の１：１のブレンド品を用いた。この液晶は
OMOOPPとMBRAとのブレンド品を用いてもよ
い。又例えば特開昭56−107216、特開昭59−
98051、特開昭59−118744に示される液晶を用い
てもよい。
かかるセルの電極は１mm×１mmとなり、マトリ
ツクス構成させ、それぞれに±10Vの電圧を加え
た。するとこの電界が加わつても画素はシランカ
ツプリング材のみを用いた従来の方法では見られ
ないきわめてきれいなEcを実質的に有せしめる
ことが可能となつた。
ツクス構成させ、それぞれに±10Vの電圧を加え
た。するとこの電界が加わつても画素はシランカ
ツプリング材のみを用いた従来の方法では見られ
ないきわめてきれいなEcを実質的に有せしめる
ことが可能となつた。
第３図は縦軸に透過率、横軸に印加電圧を示し
ている。この図面において従来例として示された
曲線９，９′はシランカツプリング材のみを用い
た非対称配向処理法で得たものである。（そのEc
はきわめて小さくばらつきやすい欠点を有する。）
本発明においては曲線１０，１０′を得ることが
でき、きわめてきれいなEc＋，Ec−を得ること
ができた。
ている。この図面において従来例として示された
曲線９，９′はシランカツプリング材のみを用い
た非対称配向処理法で得たものである。（そのEc
はきわめて小さくばらつきやすい欠点を有する。）
本発明においては曲線１０，１０′を得ることが
でき、きわめてきれいなEc＋，Ec−を得ること
ができた。
そしてかかるEcを有するため、例えば720×
480画素を有する大面積のデイスプレイに対して
もまつたくクロストークのない表示をさせること
が可能となり得る。
480画素を有する大面積のデイスプレイに対して
もまつたくクロストークのない表示をさせること
が可能となり得る。
本発明において、さらにシユアリング（液晶を
充填した後一方的に微小距離ずらすことにより配
向を行う）法、温度勾配法をラビング法に変えて
またはこれに加えて行うことは有効である。
充填した後一方的に微小距離ずらすことにより配
向を行う）法、温度勾配法をラビング法に変えて
またはこれに加えて行うことは有効である。
『効果』
本発明は以上に示す如く、強誘電体を配向膜と
し、それを一方または双方に配設したものであ
る。そのためより一層Ecの明確な液晶装置を得
ることができた。
し、それを一方または双方に配設したものであ
る。そのためより一層Ecの明確な液晶装置を得
ることができた。
この強誘電体を下地とし、その上に公知の配向
膜処理を施し、この強誘電体と液晶材料とを実質
的に密接する方式としてもよい。また、この強誘
電体は第１図の電極等の上のみに選択的に形成し
ても、また電極を含む全面に形成してもよい。こ
の液晶装置は単にデイスプレイのみならずスピー
カ、プリンタまたはデイスクメモリに対しても適
用でき、液晶の光学的異方性の適用可能な製品に
適用できる。
膜処理を施し、この強誘電体と液晶材料とを実質
的に密接する方式としてもよい。また、この強誘
電体は第１図の電極等の上のみに選択的に形成し
ても、また電極を含む全面に形成してもよい。こ
の液晶装置は単にデイスプレイのみならずスピー
カ、プリンタまたはデイスクメモリに対しても適
用でき、液晶の光学的異方性の適用可能な製品に
適用できる。
第１図は本発明の液晶装置の縦断面図である。
第２図は本発明の等価回路図を示す。第３図は本
発明と従来例の特性の一例を示す。
第２図は本発明の等価回路図を示す。第３図は本
発明と従来例の特性の一例を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 一対の基板の内側に液晶材料が充填された液
晶装置において、前記液晶に密接または実質的に
密接する一方または双方には強誘電体薄膜が設け
られたことを特徴とする液晶装置。 ２ 一対の基板の内側に電極を互いに対抗して設
け、該一対の電極間に液晶材料が充填された液晶
装置において、前記液晶に密接または実質的に密
接する一方または双方の電極との間には強誘電体
薄膜が設けられたことを特徴とする液晶装置。 ３ 特許請求の範囲第１項または第２項におい
て、前記強誘電体薄膜は有機物材料で構成された
ことを特徴とする液晶装置。
Priority Applications (2)
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|---|---|---|---|
| JP60265333A JPS62124525A (ja) | 1985-11-25 | 1985-11-25 | 液晶装置 |
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60265333A JPS62124525A (ja) | 1985-11-25 | 1985-11-25 | 液晶装置 |
Related Child Applications (1)
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| JPH052209B2 true JPH052209B2 (ja) | 1993-01-12 |
Family
ID=17415730
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP60265333A Granted JPS62124525A (ja) | 1985-11-25 | 1985-11-25 | 液晶装置 |
Country Status (2)
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1985
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1989
- 1989-08-14 US US07/394,265 patent/US4995706A/en not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
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| JPS62124525A (ja) | 1987-06-05 |
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