JPH06186552A - 反強誘電性液晶素子 - Google Patents
反強誘電性液晶素子Info
- Publication number
- JPH06186552A JPH06186552A JP34245992A JP34245992A JPH06186552A JP H06186552 A JPH06186552 A JP H06186552A JP 34245992 A JP34245992 A JP 34245992A JP 34245992 A JP34245992 A JP 34245992A JP H06186552 A JPH06186552 A JP H06186552A
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- JP
- Japan
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- liquid crystal
- antiferroelectric
- antiferroelectric liquid
- electrodes
- insulating film
- Prior art date
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 中間調表示が可能な反強誘電性液晶を挟持し
た反強誘電性液晶表示素子。 【構成】 電極を有する一対の基板間に反強誘電性液晶
（自発分極の大きさが１００ｎＣ／ｃｍ2 以上であ
る。）を挟持した液晶素子で少なくとも一方の基板の電
極上に膜厚２００Å〜１０００Åの有機系または無機系
の絶縁膜を設ける。
た反強誘電性液晶表示素子。 【構成】 電極を有する一対の基板間に反強誘電性液晶
（自発分極の大きさが１００ｎＣ／ｃｍ2 以上であ
る。）を挟持した液晶素子で少なくとも一方の基板の電
極上に膜厚２００Å〜１０００Åの有機系または無機系
の絶縁膜を設ける。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は反強誘電性液晶素子にお
いて、中間調表示が可能な液晶素子に関するものであ
る。
いて、中間調表示が可能な液晶素子に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、反強誘電相を有する液晶を用いた
液晶表示素子に関する研究が行われている。この素子の
特徴として、三安定スイッチングを行うこと、明確なし
きい値特性を有すること、良好なメモリ−性を有するこ
と等が挙げられる。反強誘電相を有する液晶として、４
−（１−メチルヘプチロキシカルボニル）フェニル４’
−オクチロキシフェニル−４−カルボキシレートが知ら
れているが、その構造式および相転移温度は以下の通り
である。
液晶表示素子に関する研究が行われている。この素子の
特徴として、三安定スイッチングを行うこと、明確なし
きい値特性を有すること、良好なメモリ−性を有するこ
と等が挙げられる。反強誘電相を有する液晶として、４
−（１−メチルヘプチロキシカルボニル）フェニル４’
−オクチロキシフェニル−４−カルボキシレートが知ら
れているが、その構造式および相転移温度は以下の通り
である。
【０００３】
【化１】 （上式中Ｃ＊は不斉炭素原子を示す。）
【０００４】 （数字は相転移温度を示す。）
【０００５】ここで、ＳＡ、ＳＣ* 、ＳＣＡ* 、ＳＩＡ
* はそれぞれスメクチックＡ相、カイラルスメクチック
Ｃ相、反強誘電性カイラルスメクチックＣ相、反強誘電
性カイラルスメクチックＩ相を表す。反強誘電相の特徴
や主な性質に関しては、Japanese Journal of Applied
Physics, Vol.27, pp.L729, 1988, JapaneseJournal of
Applied Physics, Vol.28, pp.L1261, 1989, Japanese
Journal ofApplied Physics, Vol.28, pp.L1265, 1989
に記載されている。以下、反強誘電相を有する液晶を
反強誘電性液晶という。
* はそれぞれスメクチックＡ相、カイラルスメクチック
Ｃ相、反強誘電性カイラルスメクチックＣ相、反強誘電
性カイラルスメクチックＩ相を表す。反強誘電相の特徴
や主な性質に関しては、Japanese Journal of Applied
Physics, Vol.27, pp.L729, 1988, JapaneseJournal of
Applied Physics, Vol.28, pp.L1261, 1989, Japanese
Journal ofApplied Physics, Vol.28, pp.L1265, 1989
に記載されている。以下、反強誘電相を有する液晶を
反強誘電性液晶という。
【０００６】直交する偏光板間に反強誘電性液晶素子を
挟み、素子に電圧を印加しながら透過光変化を観察する
と、図１のような印加電圧と透過光の関係が得られる。
ただし、液晶素子はその層方向がいずれかの偏光板の偏
光方向と一致するように配置してある。この図より反強
誘電性液晶素子には３つの安定な状態があることが分か
る。すなわち、強誘電性液晶素子で見られる２つのユニ
フォーム状態（Ｕｒ，Ｕｌ）と反強誘電状態である。ま
た、反強誘電状態からユニフォーム状態への変化は急峻
で明確なしきい値特性を有していることも分かる。さら
に、透過光変化に履歴現象があることから、メモリー機
能があることも分かる。
挟み、素子に電圧を印加しながら透過光変化を観察する
と、図１のような印加電圧と透過光の関係が得られる。
ただし、液晶素子はその層方向がいずれかの偏光板の偏
光方向と一致するように配置してある。この図より反強
誘電性液晶素子には３つの安定な状態があることが分か
る。すなわち、強誘電性液晶素子で見られる２つのユニ
フォーム状態（Ｕｒ，Ｕｌ）と反強誘電状態である。ま
た、反強誘電状態からユニフォーム状態への変化は急峻
で明確なしきい値特性を有していることも分かる。さら
に、透過光変化に履歴現象があることから、メモリー機
能があることも分かる。
【０００７】反強誘電性液晶素子の大きな問題点は中間
調（白と黒の中間状態）表示である。図１で説明を行っ
たように、反強誘電状態からユニフォーム状態への変化
は急峻であるため、中間調を表示することが難しい。こ
れまで、反強誘電性液晶に関する報告は数多く行われて
いるが、中間調表示に関する報告は行われていない。ま
た、反強誘電性液晶素子の印加電圧と透過光の関係は特
開平３−２９２３８８号公報、特開平４−１７８３５３
号公報等に開示されているが、液晶素子の構成はいずれ
も図２に示したものであった。図２において１、１’は
基板、２、２’は電極、４、４’は配向膜、５は液晶層
を示す。
調（白と黒の中間状態）表示である。図１で説明を行っ
たように、反強誘電状態からユニフォーム状態への変化
は急峻であるため、中間調を表示することが難しい。こ
れまで、反強誘電性液晶に関する報告は数多く行われて
いるが、中間調表示に関する報告は行われていない。ま
た、反強誘電性液晶素子の印加電圧と透過光の関係は特
開平３−２９２３８８号公報、特開平４−１７８３５３
号公報等に開示されているが、液晶素子の構成はいずれ
も図２に示したものであった。図２において１、１’は
基板、２、２’は電極、４、４’は配向膜、５は液晶層
を示す。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】前述のように、反強誘
電性液晶素子は反強誘電状態からユニフォーム状態への
変化が急峻過ぎるため、中間調表示が難しいという欠点
を有していた。本発明はこのような問題を解決するもの
で、その目的とするところは、中間調表示が可能な反強
誘電性液晶素子を提供することにある。
電性液晶素子は反強誘電状態からユニフォーム状態への
変化が急峻過ぎるため、中間調表示が難しいという欠点
を有していた。本発明はこのような問題を解決するもの
で、その目的とするところは、中間調表示が可能な反強
誘電性液晶素子を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前記目的は、以下に説明
する発明により達成できる。液晶素子の形成において絶
縁膜を用いることは公知であり、その目的とするところ
は基板間の短絡を防ぐことにあるが、これを反強誘電性
液晶素子に適用したところ予想外の効果がもたらされる
ことが明かとなった。即ち、電極を有する一対の基板間
に反強誘電性液晶を挟持した液晶素子において、少なく
とも１方の基板の電極上に絶縁膜を設けることにより中
間調表示が可能になることを見い出したものである。こ
れにより、従来困難であった中間調表示が可能な反強誘
電性液晶表示素子を実現できる。
する発明により達成できる。液晶素子の形成において絶
縁膜を用いることは公知であり、その目的とするところ
は基板間の短絡を防ぐことにあるが、これを反強誘電性
液晶素子に適用したところ予想外の効果がもたらされる
ことが明かとなった。即ち、電極を有する一対の基板間
に反強誘電性液晶を挟持した液晶素子において、少なく
とも１方の基板の電極上に絶縁膜を設けることにより中
間調表示が可能になることを見い出したものである。こ
れにより、従来困難であった中間調表示が可能な反強誘
電性液晶表示素子を実現できる。
【００１０】図３に本発明が対象とする液晶表示素子の
構成を示した。反強誘電性液晶層５は、電極２、２’を
有する基板１、１’間に挟まれている。基板１の電極上
には絶縁膜３が設けられている。また、液晶分子を配向
させるための配向膜４、４’がそれぞれの基板に設けら
れている。本発明の反強誘電性液晶素子の印加電圧と透
過光の関係を図４に示した。図４から明らかなように反
強誘電状態からユニフォ−ム状態への変化はなだらかに
なっており、中間調表示が可能なことが分かる。
構成を示した。反強誘電性液晶層５は、電極２、２’を
有する基板１、１’間に挟まれている。基板１の電極上
には絶縁膜３が設けられている。また、液晶分子を配向
させるための配向膜４、４’がそれぞれの基板に設けら
れている。本発明の反強誘電性液晶素子の印加電圧と透
過光の関係を図４に示した。図４から明らかなように反
強誘電状態からユニフォ−ム状態への変化はなだらかに
なっており、中間調表示が可能なことが分かる。
【００１１】本発明で使用できる絶縁膜としては例えば
ＳｉＯｘ，ＳｉＮｘ，Ａｌ2 Ｏ3 等の無機系薄膜、ポリ
イミド、フォトレジスト樹脂、高分子液晶等の有機系薄
膜等を挙げることができる。本発明の絶縁膜の厚さは２
００Åから１０００Åのものが使用し得るが４００Åか
ら１０００Åのものが特に好ましい。絶縁膜の厚さが厚
いほど、反強誘電状態からユニフォーム状態への変化は
緩やかになるが、厚すぎると液晶素子の駆動に大きな電
圧が必要になる。また、絶縁膜の厚さが薄すぎると反強
誘電状態からユニフォーム状態への変化は急峻で中間調
表示ができなくなる。本発明で用いる反強誘電性液晶は
１００ｎＣ／ｃｍ2 以上の自発分極を持つものが好まし
い。自発分極が小さ過ぎると、反強誘電状態からユニフ
ォーム状態への変化を緩やかにすることが難しい。
ＳｉＯｘ，ＳｉＮｘ，Ａｌ2 Ｏ3 等の無機系薄膜、ポリ
イミド、フォトレジスト樹脂、高分子液晶等の有機系薄
膜等を挙げることができる。本発明の絶縁膜の厚さは２
００Åから１０００Åのものが使用し得るが４００Åか
ら１０００Åのものが特に好ましい。絶縁膜の厚さが厚
いほど、反強誘電状態からユニフォーム状態への変化は
緩やかになるが、厚すぎると液晶素子の駆動に大きな電
圧が必要になる。また、絶縁膜の厚さが薄すぎると反強
誘電状態からユニフォーム状態への変化は急峻で中間調
表示ができなくなる。本発明で用いる反強誘電性液晶は
１００ｎＣ／ｃｍ2 以上の自発分極を持つものが好まし
い。自発分極が小さ過ぎると、反強誘電状態からユニフ
ォーム状態への変化を緩やかにすることが難しい。
【００１２】
【実施例】以下、実施例および比較例によりさらに具体
的に説明を行う。
的に説明を行う。
【００１３】実施例１ 反強誘電性液晶として以下の構造式の化合物を主成分と
する液晶組成物を用いた。
する液晶組成物を用いた。
【００１４】
【化２】
【００１５】液晶組成物の相転移温度（℃）は以下の通
りである。液晶組成物の自発分極は１２０ｎＣ／ｃｍ2
であった。
りである。液晶組成物の自発分極は１２０ｎＣ／ｃｍ2
であった。
【００１６】初めに、ＩＴＯの透明電極付きのガラス基
板（ＥＨＣ社製）２枚を用意した。この中の１枚のガラ
ス基板の電極上にスパッタ法により厚さ約４００ÅのＳ
ｉＯ2 の薄膜を形成した。ついで、両ガラス基板にポリ
イミドをコーティングし、ラビング処理を施した。この
ガラス基板２枚を、直径２μｍのガラスビーズをスペー
サーとして貼合わせ、液晶セルを組み立てた。液晶セル
に上記の反強誘電性液晶を注入した。液晶が等方相にな
るまで液晶セルを一旦加熱し、その後１℃／ｍｉｎの速
度で液晶素子を徐冷し液晶を配向させた。液晶配向後、
液晶素子の温度を２５℃に保った。液晶セルの電極間に
±２５Ｖ，１Ｈｚの三角波電圧を印加し、印加電圧と透
過光の関係を調べた。結果を図４に示した。図４から明
らかなように反強誘電状態からユニフォーム状態への変
化はなだらになっていた。次に、図５に示す波形の電圧
を印加し透過光変化を調べた。ただし、バイアス電圧Ｖ
B は８Ｖに固定し、書き込み電圧Ｖw を変化させた。な
お、書き込みパルスの幅は２００μｓ、周波数は３０Ｈ
ｚとした。書き込み電圧Ｖw 印加後（バイアス電圧ＶB
を印加している時）の透過光量を書き込み電圧Ｖw に対
し表したものが図６である。透過光量は書き込み電圧Ｖ
w の大きさに比例して変化しており、中間調表示が可能
なことが分かる。
板（ＥＨＣ社製）２枚を用意した。この中の１枚のガラ
ス基板の電極上にスパッタ法により厚さ約４００ÅのＳ
ｉＯ2 の薄膜を形成した。ついで、両ガラス基板にポリ
イミドをコーティングし、ラビング処理を施した。この
ガラス基板２枚を、直径２μｍのガラスビーズをスペー
サーとして貼合わせ、液晶セルを組み立てた。液晶セル
に上記の反強誘電性液晶を注入した。液晶が等方相にな
るまで液晶セルを一旦加熱し、その後１℃／ｍｉｎの速
度で液晶素子を徐冷し液晶を配向させた。液晶配向後、
液晶素子の温度を２５℃に保った。液晶セルの電極間に
±２５Ｖ，１Ｈｚの三角波電圧を印加し、印加電圧と透
過光の関係を調べた。結果を図４に示した。図４から明
らかなように反強誘電状態からユニフォーム状態への変
化はなだらになっていた。次に、図５に示す波形の電圧
を印加し透過光変化を調べた。ただし、バイアス電圧Ｖ
B は８Ｖに固定し、書き込み電圧Ｖw を変化させた。な
お、書き込みパルスの幅は２００μｓ、周波数は３０Ｈ
ｚとした。書き込み電圧Ｖw 印加後（バイアス電圧ＶB
を印加している時）の透過光量を書き込み電圧Ｖw に対
し表したものが図６である。透過光量は書き込み電圧Ｖ
w の大きさに比例して変化しており、中間調表示が可能
なことが分かる。
【００１７】比較例１ ＩＴＯの透明電極付きガラス基板にＳｉＯ2 の薄膜を形
成せずに、実施例１と同じ手順で実験を行った。液晶セ
ルの電極間に±２５Ｖ、１Ｈｚの三角波電圧を印加し、
印加電圧と透過光の関係を調べた。結果を図７に示し
た。図７から明らかなように反強誘電状態からユニフォ
ーム状態への変化は急峻であった。次に、図５に示す波
形の電圧を印加し透過光変化を調べた。ただし、バイア
ス電圧ＶB は１１Ｖに固定し、書き込み電圧Ｖw を変化
させた。なお、周波数は３０Ｈｚとした。書き込み電圧
Ｖw 印加後の透過光量を書き込み電圧Ｖw に対し表した
ものが図８である。透過光量は書き込み電圧Ｖw に対し
急峻に変化しており、中間調表示が困難なことが分か
る。
成せずに、実施例１と同じ手順で実験を行った。液晶セ
ルの電極間に±２５Ｖ、１Ｈｚの三角波電圧を印加し、
印加電圧と透過光の関係を調べた。結果を図７に示し
た。図７から明らかなように反強誘電状態からユニフォ
ーム状態への変化は急峻であった。次に、図５に示す波
形の電圧を印加し透過光変化を調べた。ただし、バイア
ス電圧ＶB は１１Ｖに固定し、書き込み電圧Ｖw を変化
させた。なお、周波数は３０Ｈｚとした。書き込み電圧
Ｖw 印加後の透過光量を書き込み電圧Ｖw に対し表した
ものが図８である。透過光量は書き込み電圧Ｖw に対し
急峻に変化しており、中間調表示が困難なことが分か
る。
【００１８】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、反強
誘電性液晶を用いた液晶表示素子において、基板の電極
上に絶縁膜を設けることにより中間調表示が可能とな
る。
誘電性液晶を用いた液晶表示素子において、基板の電極
上に絶縁膜を設けることにより中間調表示が可能とな
る。
【図１】図１は反強誘電性液晶表示素子の印加電圧と透
過光強度の関係を表す。
過光強度の関係を表す。
【図２】図２は従来の反強誘電性液晶素子の構成を表
す。
す。
【図３】図３は本発明が対象とする反強誘電性液晶素子
の構成を表す。
の構成を表す。
【図４】図４は実施例１に示した反強誘電性液晶素子の
印加電圧と透過光強度の関係を表す。
印加電圧と透過光強度の関係を表す。
【図５】図５は実施例１で用いた駆動電圧の波形を表
す。
す。
【図６】図６は実施例１に示した反強誘電性液晶素子の
書き込み電圧（Ｖw ）と透過光強度の関係を表す。
書き込み電圧（Ｖw ）と透過光強度の関係を表す。
【図７】図７は比較例１に示した反強誘電性液晶素子の
印加電圧と透過光強度の関係を表す。
印加電圧と透過光強度の関係を表す。
【図８】図８は比較例１に示した反強誘電性液晶素子の
書き込み電圧（Ｖw ）と透過光強度の関係を表す。
書き込み電圧（Ｖw ）と透過光強度の関係を表す。
Ｖw ：反強誘電性液晶素子の書き込み電圧。 ＶB ：反強誘電性液晶素子のバイアス電圧。
Claims (3)
- 【請求項１】 電極を有する一対の基板間に反強誘電性
液晶を挟持した液晶素子において、少なくとも１方の基
板の電極上に絶縁膜を設け中間調表示を可能にしたこと
を特徴とする反強誘電性液晶素子。 - 【請求項２】 前記絶縁膜の膜厚が２００Åから１００
０Åであることを特徴とする請求項１記載の反強誘電性
液晶素子。 - 【請求項３】 前記反強誘電性液晶の自発分極の大きさ
が１００ｎＣ／ｃｍ2 であることを特徴とする請求項１
記載の反強誘電性液晶素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34245992A JPH06186552A (ja) | 1992-12-22 | 1992-12-22 | 反強誘電性液晶素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34245992A JPH06186552A (ja) | 1992-12-22 | 1992-12-22 | 反強誘電性液晶素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06186552A true JPH06186552A (ja) | 1994-07-08 |
Family
ID=18353910
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34245992A Pending JPH06186552A (ja) | 1992-12-22 | 1992-12-22 | 反強誘電性液晶素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06186552A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100481343B1 (ko) * | 2000-09-12 | 2005-04-14 | 가부시끼가이샤 도시바 | 액정 표시 소자 |
-
1992
- 1992-12-22 JP JP34245992A patent/JPH06186552A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100481343B1 (ko) * | 2000-09-12 | 2005-04-14 | 가부시끼가이샤 도시바 | 액정 표시 소자 |
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