JPH06103370B2 - 液晶表示装置 - Google Patents
液晶表示装置Info
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- JPH06103370B2 JPH06103370B2 JP62137180A JP13718087A JPH06103370B2 JP H06103370 B2 JPH06103370 B2 JP H06103370B2 JP 62137180 A JP62137180 A JP 62137180A JP 13718087 A JP13718087 A JP 13718087A JP H06103370 B2 JPH06103370 B2 JP H06103370B2
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- Japan
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- liquid crystal
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- pretilt
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- crystal display
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-
- 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
- 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
- G02F1/13—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
- 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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Description
【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、カイラルスメクチックＣ（SmC*）液晶を用い
た液晶表示装置に係り、特に配向制御に関する構成を特
徴の一つとする液晶表示装置に関するものである。
た液晶表示装置に係り、特に配向制御に関する構成を特
徴の一つとする液晶表示装置に関するものである。
（ロ）従来の技術 従来よりネマチック液晶を用いて実用に供されているTN
型（twisted nematic）の液晶表示装置においては、マ
ルチプレックス化が進むに従い駆動マージンが狭くなり
十分なコントラストが得られなくなる欠点を有してい
た。またその改良型として大きなツイスト角を用いたSB
E（Supertwisted Birefrengence effect）型の表示素子
があるが、コントラストは向上するものの、表示に色が
付着したり、応答速度が遅くなる欠点を持っている。
型（twisted nematic）の液晶表示装置においては、マ
ルチプレックス化が進むに従い駆動マージンが狭くなり
十分なコントラストが得られなくなる欠点を有してい
た。またその改良型として大きなツイスト角を用いたSB
E（Supertwisted Birefrengence effect）型の表示素子
があるが、コントラストは向上するものの、表示に色が
付着したり、応答速度が遅くなる欠点を持っている。
このようなネマチック液晶を用いた従来型の表示装置を
改善するものとして、1980年にクラーク（Clark）とラ
ガヴァル（Lagerwall）により提案されたのが、スメク
チック液晶、即ち強誘電性液晶を用いた表示素子であっ
た。この表示素子は、液晶分子の誘電異方性を利用した
電界効果を用いる前記従来の表示装置とは異なり、強誘
電性液晶の自発分極の極性と電界の極性を整合させる回
転力を用いたものである。そして、表示素子の特徴とし
ては、双安定性を有しており、正、負の電界を印加する
ことにより、２つの光学的安定状態に切り替えることが
でき、また一度電界を印加すると、その後電界を０にし
てもその双安定性の為に表示が保持されることが挙げら
れ、さらにスイッチングに必要な時間がTN型の液晶の10
00倍以上と速く、この高速性と、メモリー（Memory）効
果を利用すればマトリックス電極を用いた大容量表示が
可能となることもその特徴の一つである。
改善するものとして、1980年にクラーク（Clark）とラ
ガヴァル（Lagerwall）により提案されたのが、スメク
チック液晶、即ち強誘電性液晶を用いた表示素子であっ
た。この表示素子は、液晶分子の誘電異方性を利用した
電界効果を用いる前記従来の表示装置とは異なり、強誘
電性液晶の自発分極の極性と電界の極性を整合させる回
転力を用いたものである。そして、表示素子の特徴とし
ては、双安定性を有しており、正、負の電界を印加する
ことにより、２つの光学的安定状態に切り替えることが
でき、また一度電界を印加すると、その後電界を０にし
てもその双安定性の為に表示が保持されることが挙げら
れ、さらにスイッチングに必要な時間がTN型の液晶の10
00倍以上と速く、この高速性と、メモリー（Memory）効
果を利用すればマトリックス電極を用いた大容量表示が
可能となることもその特徴の一つである。
かかる表示素子の作製においては、TN型液晶表示装置の
ように液晶層を挟持する一対の電極面の配向処理の配向
軸方向が異なるように設定して液晶分子をねじれ配向さ
せる必要はない。従って、通常、対向する両基板には配
向軸方向が同一となるように、かつその両基板面での液
晶分子のティルト角（プレティルト角）の角度及び方向
が一致するような配向処理がなされている。
ように液晶層を挟持する一対の電極面の配向処理の配向
軸方向が異なるように設定して液晶分子をねじれ配向さ
せる必要はない。従って、通常、対向する両基板には配
向軸方向が同一となるように、かつその両基板面での液
晶分子のティルト角（プレティルト角）の角度及び方向
が一致するような配向処理がなされている。
（ハ）発明が解決しようとする問題点 しかしながらこの表示装置においては、欠陥のないよう
な均一配向（モノドメイン）を大面積で得ることが困難
であった。すなわち、強誘電性液晶（例えば、SmC*相を
用いるもの）の配向は、一般にセル内にジクザグ状のデ
イスクリネーションが現われ易い。
な均一配向（モノドメイン）を大面積で得ることが困難
であった。すなわち、強誘電性液晶（例えば、SmC*相を
用いるもの）の配向は、一般にセル内にジクザグ状のデ
イスクリネーションが現われ易い。
我々はこの欠陥に着目したところ、欠陥を境として存在
する２つの領域で、スイッチング特性が異ることを見い
出した。この２つの領域は、光学的な特性も異り、ディ
スプレイ装置として致命的な欠陥となる。この２つの領
域については現在様々な論議を呼んでいるが、領域の差
は、SmC*層のベンド構造に起因し、そのベンド方向の違
いで生じてくるものと考えられている。
する２つの領域で、スイッチング特性が異ることを見い
出した。この２つの領域は、光学的な特性も異り、ディ
スプレイ装置として致命的な欠陥となる。この２つの領
域については現在様々な論議を呼んでいるが、領域の差
は、SmC*層のベンド構造に起因し、そのベンド方向の違
いで生じてくるものと考えられている。
ここで解決する問題としては、２つの領域をどちらか１
つにするか、層のベンド構造を完全にとり除き、ジクザ
グ欠陥のない均一な配向を実現することである。
つにするか、層のベンド構造を完全にとり除き、ジクザ
グ欠陥のない均一な配向を実現することである。
（ニ）問題点を解決するための手段及びその作用 本発明者らは鋭意研究した結果、前述した上下両基板の
配向処理において、プレティルト角の異る異種の配向膜
を組み合わせたところ、２つの領域がどちらか一つに収
束して前述したジグザグ欠陥がなく、しかも均一な電気
的、光学的特性を有する液晶表示装置が得られる事実を
見出し、本発明に到達した。
配向処理において、プレティルト角の異る異種の配向膜
を組み合わせたところ、２つの領域がどちらか一つに収
束して前述したジグザグ欠陥がなく、しかも均一な電気
的、光学的特性を有する液晶表示装置が得られる事実を
見出し、本発明に到達した。
すなわち、この発明によれば、電極が形成された基板を
相対向するように設置した一対の基板間に、強誘電性液
晶からなるスメクチック液晶層を挟持した液晶表示装置
において、両基板に対する液晶分子のプレティルト角を
それぞれ異なる値とし、且つ該プレティルト角双方の差
異を1.5°以上としてなる液晶表示装置が提供される。
相対向するように設置した一対の基板間に、強誘電性液
晶からなるスメクチック液晶層を挟持した液晶表示装置
において、両基板に対する液晶分子のプレティルト角を
それぞれ異なる値とし、且つ該プレティルト角双方の差
異を1.5°以上としてなる液晶表示装置が提供される。
この発明において、プレティルト角の差は、1.5°以上
に設定されるが、その値は大きくなればなる程効果的で
ある。ただし、電界応答性やメモリー効果等の点で15°
以下とするのが適している。
に設定されるが、その値は大きくなればなる程効果的で
ある。ただし、電界応答性やメモリー効果等の点で15°
以下とするのが適している。
なお、上記プレティルト角とは、両基板間に電圧を印加
する前の状態において、各液晶分子のその各基板面に対
する傾きを示す。
する前の状態において、各液晶分子のその各基板面に対
する傾きを示す。
かかるプレティルト角の異なる両基板面の配向処理は、
ラビング処理条件、有機又は無機の配向膜の材質、無機
酸化物の斜め蒸着の条件等を両基板で違えることにより
容易に行なうことができる。
ラビング処理条件、有機又は無機の配向膜の材質、無機
酸化物の斜め蒸着の条件等を両基板で違えることにより
容易に行なうことができる。
プレティルト角が上記のごとく異なるよう設定される以
外の配向処理条件及び両基板の配向条件は従来と同様と
すればよい。即ち、両基板の配向軸方向は同一又は略同
一とされ、またティルトの方向は一致するように設定さ
れる。
外の配向処理条件及び両基板の配向条件は従来と同様と
すればよい。即ち、両基板の配向軸方向は同一又は略同
一とされ、またティルトの方向は一致するように設定さ
れる。
本発明におけるスメクチック液晶としては、強誘電性液
晶が用いられ、とくに限定されないが、通常、SmC*（ス
メクチックＣ相）を示すものが適している。この例とし
ては、ｐ−デシロキシベンジリデン−ｐ′−アミノ−２
−メチルブチルシンナメート（DOBAMBC）、Ｓ−４−
（６−メチル）オクチル−レゾルシリデン−４′−オク
チルアニリン（MORA−８）、ｐ−デシロキシベンジリデ
ン−ｐ′−アミノ−１−メチルブチルシンナメート（DO
BA-1-MBC）並びに各種エステル系混合液晶が挙げられ
る。かかるスメクチック液晶層の厚みは特に限定されな
いが、SmC*の場合、通常、約１〜３μｍとするのが適し
ている。
晶が用いられ、とくに限定されないが、通常、SmC*（ス
メクチックＣ相）を示すものが適している。この例とし
ては、ｐ−デシロキシベンジリデン−ｐ′−アミノ−２
−メチルブチルシンナメート（DOBAMBC）、Ｓ−４−
（６−メチル）オクチル−レゾルシリデン−４′−オク
チルアニリン（MORA−８）、ｐ−デシロキシベンジリデ
ン−ｐ′−アミノ−１−メチルブチルシンナメート（DO
BA-1-MBC）並びに各種エステル系混合液晶が挙げられ
る。かかるスメクチック液晶層の厚みは特に限定されな
いが、SmC*の場合、通常、約１〜３μｍとするのが適し
ている。
（ホ）実施例 以下図に示す実施例に基いて本発明を詳述する。なお、
これによって本発明が限定されるものではない。
これによって本発明が限定されるものではない。
第１図は液晶表示装置のセル構造を示したもので、２枚
のガラス基板１上に透明電極２を対向するように形成
し、その上にSiO2の保護膜３及び配向膜4,5を形成し、
配向膜の上下でアンチパラレル方向（逆方向）にラビン
グ処理して配向方向、プレティルト方向が一致した配向
処理を行なった後、２枚の基板をスペーサー８（２μ）
を介して、エポキシ樹脂６で貼合わせた。このセルに強
誘電性液晶７を真空注入法で注入し、注入口を封止して
実験用セルとした。
のガラス基板１上に透明電極２を対向するように形成
し、その上にSiO2の保護膜３及び配向膜4,5を形成し、
配向膜の上下でアンチパラレル方向（逆方向）にラビン
グ処理して配向方向、プレティルト方向が一致した配向
処理を行なった後、２枚の基板をスペーサー８（２μ）
を介して、エポキシ樹脂６で貼合わせた。このセルに強
誘電性液晶７を真空注入法で注入し、注入口を封止して
実験用セルとした。
液晶はエステル系液晶を主成分とする混合液晶からなる
スメクチック液晶（チッソ性CS-1014）を使用し、配向
膜としてプレティルト角の異る４種類を選んで、その組
合わせについて、配向性を調べた。配向膜のプレティル
ト角は、SmC*相での測定法が確立していないため、同系
列のエステル系のネマティック液晶（ロッシュ性ROTN13
2）のネマティック相で磁場測定法を用いて測定し、そ
の時得られた値を用いプレティルト角の差（以下単にプ
レティルト差と称す）を計算した。プレティルト差Δ
は配向膜Ａで測定したプレティルト角ａ°、配向膜Ｂで
測定したプレティルト角ｂ°とすると、A,Bを上下に組
合わせて作製したセルでのプレティルト差はΔ＝ａ°
−ｂ°で定義した。配向膜としては、Ａポリビニールア
ルコール（ティルト角0.5°）、Ｂナイロン６・６（テ
ィルト角２°）、Ｃポリイミド樹脂（日産化学製サンエ
バー130）（ティルト角５°）、Ｄポリイミド樹脂（日
立化成製LQ1800）（ティルト角８°）の４種を使用し
た。
スメクチック液晶（チッソ性CS-1014）を使用し、配向
膜としてプレティルト角の異る４種類を選んで、その組
合わせについて、配向性を調べた。配向膜のプレティル
ト角は、SmC*相での測定法が確立していないため、同系
列のエステル系のネマティック液晶（ロッシュ性ROTN13
2）のネマティック相で磁場測定法を用いて測定し、そ
の時得られた値を用いプレティルト角の差（以下単にプ
レティルト差と称す）を計算した。プレティルト差Δ
は配向膜Ａで測定したプレティルト角ａ°、配向膜Ｂで
測定したプレティルト角ｂ°とすると、A,Bを上下に組
合わせて作製したセルでのプレティルト差はΔ＝ａ°
−ｂ°で定義した。配向膜としては、Ａポリビニールア
ルコール（ティルト角0.5°）、Ｂナイロン６・６（テ
ィルト角２°）、Ｃポリイミド樹脂（日産化学製サンエ
バー130）（ティルト角５°）、Ｄポリイミド樹脂（日
立化成製LQ1800）（ティルト角８°）の４種を使用し
た。
表１は、上記４種類の膜を組合わせて作製した液晶セル
の配向状態を記したものである。
の配向状態を記したものである。
表Ｉ中の配向状態を表わす記号Ｉ〜IIIは、各々下記の
意味を示す。
意味を示す。
Ｉ……表示面の中央部にジクザグ状のディスクリネーシ
ョンが現われこのディスクリネーションを境として配向
状態の異なる２つの領域に分かれる。
ョンが現われこのディスクリネーションを境として配向
状態の異なる２つの領域に分かれる。
II……表示面に部分的にディスクリネーションが生じ、
これはＩの領域の片側に優位である。
これはＩの領域の片側に優位である。
III……ディスクリネーションのない均一な配向が得ら
れる。
れる。
表の結果を見ると、プレティルト差のない同種の膜の組
合わせの場合、ジクザク状のディスクリネーションが現
われ、ディスクリネーションを境として、配向状態の異
る２つの領域が発生しているが、プレティルト差1.5°
の場合、これらがかなり改善されており、さらにプレテ
ィルト差３°になると領域は片側に揃いジクザグ状のデ
ィスクリネーションのない均一な配向が得られた。従っ
て均一な配向を得る為には、セルの上下基板（配向膜）
でプレティルト角の差をつけることが有効な手段であ
り、ティルト角の差は、1.5°位から有効的に働き、大
きくなる程効果的である。
合わせの場合、ジクザク状のディスクリネーションが現
われ、ディスクリネーションを境として、配向状態の異
る２つの領域が発生しているが、プレティルト差1.5°
の場合、これらがかなり改善されており、さらにプレテ
ィルト差３°になると領域は片側に揃いジクザグ状のデ
ィスクリネーションのない均一な配向が得られた。従っ
て均一な配向を得る為には、セルの上下基板（配向膜）
でプレティルト角の差をつけることが有効な手段であ
り、ティルト角の差は、1.5°位から有効的に働き、大
きくなる程効果的である。
以上有機膜の組合せについてティルト角の差の効果を述
べてきたが、無機膜の組み合せ及び有機膜と無機膜の組
み合せにおいても上記と同様な結果が得られた。すなわ
ち、有機−無機の組合せとしてSiOx（東京応化製OCD）
にオクタデシルジメチル［３−（トリメトキシシリル）
プロピル］アンモニウムクロライド（東レAY43）をシラ
ン処理したもの（プレティルト角１°）と、ポリイミド
樹脂（日産化学製サンエバー130）（プレティルト角５
°）、斜め蒸着を用いたものとして、蒸着角60°方向
（プレティルト角０°）と蒸着角60°方向の処理後横方
向から蒸着角85°で蒸着したもの（プレティルト角15
°）の組合せ、同種配向膜でラビング処理の異るものと
して、ポリイミド樹脂（日産化学製サンエバー130）を
ポリエステル布でラビングしたもの（プレティルト角２
°）とレーヨン系の布でラビングしたもの（プレティル
ト角５°）の組合せ、同種配向膜で膜形成条件の異る例
としてポリイミド樹脂（日産化学製サンエバー130）を1
70℃で１時間焼成したもの（プレティルト角３°）250
℃で1Hr焼成したもの（プレティルト角５°）等の組合
せについても、均一で良好な配向が得られた。
べてきたが、無機膜の組み合せ及び有機膜と無機膜の組
み合せにおいても上記と同様な結果が得られた。すなわ
ち、有機−無機の組合せとしてSiOx（東京応化製OCD）
にオクタデシルジメチル［３−（トリメトキシシリル）
プロピル］アンモニウムクロライド（東レAY43）をシラ
ン処理したもの（プレティルト角１°）と、ポリイミド
樹脂（日産化学製サンエバー130）（プレティルト角５
°）、斜め蒸着を用いたものとして、蒸着角60°方向
（プレティルト角０°）と蒸着角60°方向の処理後横方
向から蒸着角85°で蒸着したもの（プレティルト角15
°）の組合せ、同種配向膜でラビング処理の異るものと
して、ポリイミド樹脂（日産化学製サンエバー130）を
ポリエステル布でラビングしたもの（プレティルト角２
°）とレーヨン系の布でラビングしたもの（プレティル
ト角５°）の組合せ、同種配向膜で膜形成条件の異る例
としてポリイミド樹脂（日産化学製サンエバー130）を1
70℃で１時間焼成したもの（プレティルト角３°）250
℃で1Hr焼成したもの（プレティルト角５°）等の組合
せについても、均一で良好な配向が得られた。
（ヘ）発明の効果 この発明によれば、相対向する基板の各液晶分子のプレ
ティルト角双方の差を1.5°以上とすることによって、
ジグザグ状のディスクリネーションがなく、しかも均一
な電気的・光学的特性を有する配向を得、それによって
良好な表示品位を有する液晶表示装置、例えばカラー液
晶表示装置が提供される。
ティルト角双方の差を1.5°以上とすることによって、
ジグザグ状のディスクリネーションがなく、しかも均一
な電気的・光学的特性を有する配向を得、それによって
良好な表示品位を有する液晶表示装置、例えばカラー液
晶表示装置が提供される。
第１図はこの発明に係る液晶表示装置の一実施例を示す
説明断面図である。 １……ガラス基板、２……透明電極、 4,5……配向膜、７……強誘電性液晶。
説明断面図である。 １……ガラス基板、２……透明電極、 4,5……配向膜、７……強誘電性液晶。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 坪田 耕次郎 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−174723（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】内面に電極が形成された基板を相対向させ
て配設した一対のセル基板の対向間隙に強誘電性を示す
スメクチック液晶層を挾持してなる液晶表示装置におい
て、前記一対の基板内面には液晶分子に対する配向膜が
形成されかつ配向膜表面には互いに逆方向にラビング処
理が施され、各配向膜で液晶分子が呈するプレティルト
角双方の差異が３度以上に設定されていることを特徴と
する液晶表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62137180A JPH06103370B2 (ja) | 1987-05-29 | 1987-05-29 | 液晶表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62137180A JPH06103370B2 (ja) | 1987-05-29 | 1987-05-29 | 液晶表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63300223A JPS63300223A (ja) | 1988-12-07 |
| JPH06103370B2 true JPH06103370B2 (ja) | 1994-12-14 |
Family
ID=15192682
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62137180A Expired - Lifetime JPH06103370B2 (ja) | 1987-05-29 | 1987-05-29 | 液晶表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06103370B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07109458B2 (ja) * | 1989-12-21 | 1995-11-22 | スタンレー電気株式会社 | 液晶表示装置 |
| CA2051191C (en) * | 1990-09-13 | 1996-07-09 | Shuzo Kaneko | Optical modulation element |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62174723A (ja) * | 1986-01-29 | 1987-07-31 | Toshiba Corp | 液晶素子 |
-
1987
- 1987-05-29 JP JP62137180A patent/JPH06103370B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63300223A (ja) | 1988-12-07 |
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