JPH06273801A - Liquid crystal electrooptical device - Google Patents

Liquid crystal electrooptical device

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JPH06273801A
JPH06273801A JP8559993A JP8559993A JPH06273801A JP H06273801 A JPH06273801 A JP H06273801A JP 8559993 A JP8559993 A JP 8559993A JP 8559993 A JP8559993 A JP 8559993A JP H06273801 A JPH06273801 A JP H06273801A
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JP
Japan
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liquid crystal
electrode
substrates
optical device
pair
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Application number
JP8559993A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshimitsu Konuma
利光 小沼
Takeshi Nishi
毅 西
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Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Original Assignee
Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To eliminate the generation and influence of antielectric fields at the time of driving a ferroelectric liquid crystal and to improve performance by providing the respective inner surfaces of a pair of substrates facing each other with electrodes subjected to a rubbing treatment. CONSTITUTION:The electrodes 122, 123 on insulating substrates 120, 121 are subjected to the direct rubbing treatment and a smetic liquid crystal which passes through a nematic phase is held between these substrates. In this time, the liquid crystal of the phase system passing through the nematic phase having good orientability next to the isotropic phase in a high-temp. part is required to be selected. Namely, the liquid crystal passing through the nematic phase in which the molecular major axes are unified in the axial direction of orientation and which does not form a laminar structure directly from the isotropic phase is more preferable. Then, the good orientation state is obtd. if the electrodes are subjected to the direct rubbing treatment without using oriented films. The liquid crystal electrooptical device having good characteristics without being affected by the antielectric fields is produced.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、スメクチック液晶を用
いた液晶電気光学装置さらにはその応用製品に使用され
るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is used in a liquid crystal electro-optical device using a smectic liquid crystal and further applied products thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】液晶を用いた表示ディスプレイは、時計
のような簡単な情報の表示から、壁掛けテレビの高速な
大容量の情報表示に至るまで様々な分野に利用されてい
る。
2. Description of the Related Art A display using a liquid crystal is used in various fields from simple information display such as a clock to high-speed and large-capacity information display of a wall-mounted television.

【0003】液晶ディスプレイのなかでも、特に広範に
用いられているのはネマチック液晶であり、ツイステッ
ドネマチック(TNと呼ぶ)液晶やスーパーツイステッ
ドネマチック(STNと呼ぶ)液晶のモードで利用され
ている。これらは液晶分子の誘電率の異方性と液晶に印
加される実効値電圧の2乗の積に従って動作し、その応
答速度は1から200m秒と遅いものとなっている。
Among the liquid crystal displays, nematic liquid crystal is particularly widely used, and is used in modes of twisted nematic (TN) liquid crystal and super twisted nematic (STN) liquid crystal. These operate according to the product of the anisotropy of the dielectric constant of the liquid crystal molecule and the square of the effective value voltage applied to the liquid crystal, and the response speed thereof is as slow as 1 to 200 msec.

【0004】一方、基板間距離を数μmと小さくして液
晶のらせん構造がほどけた状態で使用する、いわゆる表
面安定化型の強誘電性液晶は、スメクチック相の一状態
が使用され、ネマチック液晶とは異なった動作モードを
示す。
On the other hand, the so-called surface-stabilized ferroelectric liquid crystal, which is used in a state where the distance between the substrates is reduced to a few μm and the liquid crystal is unwound in a helical structure, uses one state of a smectic phase and is a nematic liquid crystal. Shows a different operating mode.

【0005】強誘電性液晶ディスプレイの一般的な構造
について図1に記述する。ガラス等の絶縁性基板11
0、111上にITO(酸化インジューム・ズズ)等の
電極112、113を設け、その上に液晶をある一定の
向きに配列させる為の配向膜114、115が形成され
ている。配向膜は、通常、ポリイミド、ナイロン等の有
機高分子薄膜を布で擦ってラビング処理を施した、有機
配向膜が最も広く利用されている。この様な配向膜を両
基板上または一方の基板上のみに設ける。図1にはラビ
ング処理を施した配向膜の、液晶分子を一様な方向に配
列させる為の溝117を模式的に記述した。この基板は
一定の直径を有したスペーサーを介して所定の間隔に保
たれ、シール部116により固定されている。
The general structure of a ferroelectric liquid crystal display is described in FIG. Insulating substrate 11 such as glass
Electrodes 112 and 113 such as ITO (indium oxide oxide) are provided on the electrodes 0 and 111, and alignment films 114 and 115 for aligning the liquid crystal in a certain direction are formed on the electrodes 112 and 113. As the alignment film, an organic alignment film obtained by rubbing an organic polymer thin film such as polyimide or nylon with a cloth to perform rubbing treatment is most widely used. Such an alignment film is provided on both substrates or only on one substrate. In FIG. 1, a groove 117 for arranging liquid crystal molecules in a uniform direction of the alignment film subjected to the rubbing treatment is schematically described. This substrate is kept at a predetermined interval via a spacer having a constant diameter and is fixed by a seal portion 116.

【0006】この基板間に液晶118が満たされ、電極
と外部信号を接続して液晶を動作させる。強誘電性液晶
がON状態とOFF状態の2つの状態の何れを示すか
は、印加電界の方向に対し液晶の有する自発分極の方向
が反平行になるため一義的に決定される。従って、一般
的に強誘電性液晶が示す2つの状態間はエネルギー的に
等価であり、何れから何れへのスイッチングでも高速に
応答を行うことができる。その時間は1から200μ秒
程度であり、先に説明したネマチック液晶のそれに比べ
て約3桁程高速になる。
The liquid crystal 118 is filled between the substrates and the electrodes are connected to an external signal to operate the liquid crystal. Whether the ferroelectric liquid crystal exhibits an ON state or an OFF state is uniquely determined because the spontaneous polarization direction of the liquid crystal is antiparallel to the direction of the applied electric field. Therefore, generally, the two states represented by the ferroelectric liquid crystal are energetically equivalent, and a high speed response can be achieved by switching from one to the other. The time is about 1 to 200 μsec, which is about three orders of magnitude faster than that of the nematic liquid crystal described above.

【0007】また、電界によって選択された強誘電性液
晶の自発分極の方向は、電界を除去した後でも、その状
態を変化させずに保つことが出来る。これを、メモリー
性を有していると呼ぶ。この様な特性を有した液晶であ
る為に透光性電極をパターニングした基板で挟持された
単純マトリクスディスプレイで高性能な表示を行う事が
出来るし、さらに表示画素に金属−絶縁膜−金属(MI
Mと呼ぶ)、薄膜トランジスタ(TFTと呼ぶ)を設け
て一層高度な表示を行うこともできる。
Further, the direction of spontaneous polarization of the ferroelectric liquid crystal selected by the electric field can be kept unchanged even after the electric field is removed. This is called having a memory property. Since it is a liquid crystal having such characteristics, it is possible to perform high-performance display with a simple matrix display sandwiched between substrates having a transparent electrode patterned, and further display metal-insulating film-metal ( MI
M) and a thin film transistor (also referred to as TFT) may be provided for higher-level display.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】先にも述べたように、
強誘電性液晶の自発分極の向きは外部から印加される電
界方向によって決められ、かつその状態は電界を取り去
った後にも保持される。つまり、液晶の自発分極は上下
いずれかの電極方向に必ず向いている。さらに自発分極
は電荷量であるために電極間には常に電位差が生じてい
る。
[Problems to be Solved by the Invention] As described above,
The direction of spontaneous polarization of the ferroelectric liquid crystal is determined by the direction of the electric field applied from the outside, and its state is maintained even after the electric field is removed. That is, the spontaneous polarization of the liquid crystal is always directed toward either the upper or lower electrode. Furthermore, since the spontaneous polarization is an electric charge, a potential difference is always generated between the electrodes.

【0009】しかし実際には電極間に発生する電位差の
減少や不安定をまねく様々な現象が発生する。その一つ
として、有機配向膜の分極による反電場がある。
However, in actuality, various phenomena occur which reduce the potential difference generated between the electrodes and cause instability. One of them is a counter electric field due to polarization of the organic alignment film.

【0010】図2に強誘電性液晶ディスプレイの電流−
電圧特性について示した。この測定は一対の絶縁性の内
側面に電極と電極上の有機配向膜を形成し、強誘電性液
晶を狭持した液晶セルに±20V、5Hzの三角波を印
加したときのものである。図2によると信号印加に伴っ
て2種類のピークが測定される。第1ピーク100は液
晶の自発分極が印加信号にしたがって反転する時に流れ
る電流であり強誘電性液晶の特徴的な特性である。この
ピーク面積から電荷量を求めてその2分の1を計算し、
さらに単位面積当たりに換算したものを通常自発分極の
値として用いている。
FIG. 2 shows the current of a ferroelectric liquid crystal display.
The voltage characteristics are shown. In this measurement, an electrode and an organic alignment film on the electrode were formed on a pair of insulating inner surfaces, and ± 20 V and 5 Hz triangular waves were applied to a liquid crystal cell in which a ferroelectric liquid crystal was sandwiched. According to FIG. 2, two types of peaks are measured as the signal is applied. The first peak 100 is a current flowing when the spontaneous polarization of the liquid crystal is inverted according to the applied signal, and is a characteristic characteristic of the ferroelectric liquid crystal. Calculate the amount of charge from this peak area and calculate half of it,
Further, the value converted per unit area is usually used as the value of spontaneous polarization.

【0011】つぎに発生するのが第2ピーク101であ
り、液晶の自発分極の反転が終了しようとする近辺から
生じるものである。これが前述の反電場に伴う余分な電
流で、これにより光学応答の飽和が遅れたり、またこの
第2ピークの大きさによって第1ピークの位置がメモリ
ー性を低下させる方に変化し、ひいてはディスプレイと
してのコントラスト比の低下をまねいていた。さらに液
晶に電界を印加し液晶を反転させる時には、液晶のみだ
けでなく反電場も反転させる必要があり、その結果応答
速度を遅くしていた。
The second peak 101 is generated next, which is generated near the point where the inversion of the spontaneous polarization of the liquid crystal is about to end. This is the extra current associated with the above-mentioned anti-electric field, which delays the saturation of the optical response, and the position of the first peak changes depending on the size of the second peak so as to reduce the memory property. Was causing a decrease in the contrast ratio. Furthermore, when an electric field is applied to the liquid crystal to invert the liquid crystal, it is necessary to invert not only the liquid crystal but also the anti-electric field, resulting in a slow response speed.

【0012】また、薄膜トランジスタによる駆動では、
液晶のスイッチングのための電荷は極短時間に一定の量
しか供給されないため、その供給された電荷量でもって
液晶を十分にスイッチングさせなければ高コントラスト
比は得られない。そのためには、供給された電荷の、液
晶の反転以外に余分に消費される量をいかに少なくでき
るかということが重要である。しかし従来は反電場によ
る余分な電荷消費があったため、液晶の反転が不十分と
なり、コントラスト比の低下をもたらしていた。さらに
このような液晶を十分に反転させるためには多くの電荷
を供給しなければならず、使用する薄膜トランジスタは
大電流を流せる高価かつ高性能なものを用いる必要があ
り、消費電力の増大、コストの向上を引き起こしてい
た。また電荷の供給に必要な時間も長くなり低速化をも
たらしていた。そのためにも第2ピークとして現れる余
分な電荷消費の低減が望まれていた。
Further, in the driving by the thin film transistor,
Since only a fixed amount of electric charge for switching the liquid crystal is supplied in an extremely short time, a high contrast ratio cannot be obtained unless the liquid crystal is sufficiently switched by the supplied electric charge amount. For that purpose, it is important to reduce how much the supplied charge is consumed in addition to the liquid crystal inversion. However, in the related art, the extra charge was consumed by the anti-electric field, so that the liquid crystal inversion was insufficient and the contrast ratio was lowered. Furthermore, in order to sufficiently invert such a liquid crystal, it is necessary to supply a large amount of charges, and it is necessary to use an expensive and high-performance thin film transistor that can carry a large current, which increases power consumption and costs. Was causing an improvement. In addition, the time required to supply the electric charge is lengthened and the speed is reduced. Therefore, it has been desired to reduce the extra charge consumption that appears as the second peak.

【0013】これらの問題を解決するために、配向膜を
薄くしたり、配向膜と電極の間に高誘電率を有する無機
膜を入れたりすることで反電場による液晶への影響を排
除しようとする試みもなされてきたが、大きく改善をす
るには至らなかった。
In order to solve these problems, it is attempted to eliminate the influence of the anti-electric field on the liquid crystal by thinning the alignment film or inserting an inorganic film having a high dielectric constant between the alignment film and the electrode. Attempts have been made to do so, but they did not make a significant improvement.

【0014】本発明は強誘電性液晶を駆動する際の反電
場の発生や影響を排除し、高性能な液晶電気光学装置を
提供するものである。
The present invention provides a high-performance liquid crystal electro-optical device which eliminates the occurrence and influence of a counter electric field when driving a ferroelectric liquid crystal.

【0015】[0015]

【問題を解決するための手段】上記問題を解決するため
の構成として、本発明の第1の発明は、相対向する一対
の絶縁性基板の間に、ネマチック相を経由するスメクチ
ック液晶を有する液晶電気光学装置であって、前記一対
の基板のそれぞれの内側表面に、ラビング処理を施した
電極を有することを特徴とする液晶電気光学装置であ
る。
As a constitution for solving the above problems, the first invention of the present invention is a liquid crystal having a smectic liquid crystal passing through a nematic phase between a pair of insulating substrates facing each other. The electro-optical device is a liquid crystal electro-optical device characterized in that it has an electrode subjected to a rubbing treatment on the inner surface of each of the pair of substrates.

【0016】第2の発明は、相対向する一対の絶縁性基
板の間に、ネマチック相を経由するスメクチック液晶を
有する液晶電気光学装置であって、前記一対の基板のそ
れぞれの内側表面に、ラビング処理を施した、表面にカ
ップリング剤を有する電極を有することを特徴とする液
晶電気光学装置である。
A second invention is a liquid crystal electro-optical device having a smectic liquid crystal passing through a nematic phase between a pair of insulating substrates facing each other, wherein rubbing is performed on the inner surface of each of the pair of substrates. A liquid crystal electro-optical device having a treated electrode having a coupling agent on its surface.

【0017】第3の発明は、相対向する一対の絶縁性基
板の間に、ネマチック相を経由するスメクチック液晶を
有する液晶電気光学装置であって、前記一対の基板のう
ち一方の基板の内側表面には、電極と該電極上のラビン
グ処理を施した配向膜を有し、他方の基板の内側表面に
は、ラビング処理を施した電極を有することを特徴とす
る液晶電気光学装置である。
A third invention is a liquid crystal electro-optical device having a smectic liquid crystal passing through a nematic phase between a pair of insulating substrates facing each other, wherein an inner surface of one of the pair of substrates. Has an electrode and a rubbing-treated alignment film on the electrode, and the inner surface of the other substrate has a rubbing-treated electrode.

【0018】第4の発明は、相対向する一対の絶縁性基
板の間に、ネマチック相を経由するスメクチック液晶を
有する液晶電気光学装置であって、前記一対の基板のそ
れぞれの内側表面に、電極と該電極上のラビング処理を
施した絶縁性無機膜を有していることを特徴とする液晶
電気光学装置である。
A fourth invention is a liquid crystal electro-optical device having a smectic liquid crystal passing through a nematic phase between a pair of insulating substrates facing each other, wherein an electrode is provided on each inner surface of the pair of substrates. And a liquid crystal electro-optical device having a rubbing-processed insulating inorganic film on the electrode.

【0019】また本発明は、上記それぞれの構成におい
て、一対の基板のうちの一方の基板の電極は複数の画素
電極よりなり、各々の画素電極は薄膜トランジスタに接
続していることを特徴とする液晶電気光学装置である。
According to the present invention, in each of the above-mentioned constitutions, the electrode of one of the pair of substrates is composed of a plurality of pixel electrodes, and each pixel electrode is connected to a thin film transistor. It is an electro-optical device.

【0020】本発明は、ネマチック相を経由するスメク
チック液晶を用い、電極または電極上の絶縁性無機膜に
直接ラビング処理を施し、従来必要不可欠であったポリ
イミド等の有機配向膜を用いない、あるいは一方の基板
側のみに用いることで、上記問題を解決したものであ
る。
The present invention uses a smectic liquid crystal that passes through a nematic phase and directly rubs the electrode or the insulating inorganic film on the electrode without using an organic alignment film such as polyimide, which has been conventionally indispensable. The above problem is solved by using only one substrate side.

【0021】[0021]

【作用】本発明の最も基本的な構成である第1の発明を
概念的に表したものを図3に示す。図3に示すように絶
縁性基板上120、121の電極122、123上にラ
ビング処理を直接に施し、この基板間にネマチック相を
経由するスメクチック液晶を挟持している。
FIG. 3 conceptually shows the first invention, which is the most basic configuration of the present invention. As shown in FIG. 3, rubbing treatment is performed directly on the electrodes 122 and 123 of the insulating substrates 120 and 121, and a smectic liquid crystal passing through a nematic phase is sandwiched between the substrates.

【0022】強誘電性液晶ディスプレイで反電場の影響
の少ないディスプレイを作製するときには通常ポリイミ
ド等の有機配向膜の厚みを薄くし、膜の影響を少なくす
ると言った手法が取られる。しかし配向膜が存在するた
めに、どうしても反電場による悪影響が発生してしまっ
ていた。液晶を配向させるためには配向膜は必要不可欠
であったためである。
When manufacturing a display which is less affected by the anti-electric field in a ferroelectric liquid crystal display, a method is usually used in which the thickness of the organic alignment film such as polyimide is reduced to reduce the effect of the film. However, due to the existence of the alignment film, the adverse effect of the counter electric field was inevitably generated. This is because the alignment film was indispensable for aligning the liquid crystal.

【0023】しかし本発明者らは、配向膜を用いずに電
極を直接ラビング処理すると、良好な配向状態が得られ
かつ反電場の影響がない良好な特性の液晶電気光学装置
を作ることができることを発見した。
However, the inventors of the present invention can directly manufacture a liquid crystal electro-optical device having a good alignment state and no influence of a counter electric field by rubbing the electrode without using an alignment film. I have found

【0024】本発明の液晶電気光学装置による電流─電
圧特性を図4に示すが、図に示したように反電場による
第2ピークが殆ど存在しない。また電流方向において2
つの第1ピークが重なる領域が極めて少なく、良好なメ
モリー性を有していることを示している。
The current-voltage characteristics of the liquid crystal electro-optical device of the present invention are shown in FIG. 4, but as shown in the figure, there is almost no second peak due to the anti-electric field. 2 in the current direction
The region in which the first peaks overlap with each other is extremely small, which shows that it has a good memory property.

【0025】ここで問題となるのは、ポリイミドなどの
有機配向膜がなくても液晶の良好な配向が可能かという
事である。ここで先ず重要となるのが、液晶の相系列の
選択である。本発明においては、高温部での等方相の次
に、配向性の良いネマチック相を経由する相系列の液晶
を選択する必要がある。すなわち、等方相から直接に、
分子長軸を配向軸方向にそろえかつ層構造を形成しない
ネマチック相を経由するものがよい。このネマチック相
はコレステリック相と同義であり、表面安定化型の状態
においてネマチック相の振る舞いを示す。等方相から直
接にスメクチックA相、スメクチックC* の様な秩序性
の高い相が来るような材料は望ましくない。この様な液
晶ではある程度の液晶分子の方向性は得られるものの良
好な配向にはならない。
The problem here is whether or not the liquid crystal can be well aligned without the organic alignment film such as polyimide. The first important point here is the selection of the liquid crystal phase sequence. In the present invention, it is necessary to select a phase-series liquid crystal that passes through a nematic phase having good orientation next to the isotropic phase in the high temperature portion. That is, directly from the isotropic phase,
It is preferable that the major axis of the molecule is aligned with the orientation axis direction and that a nematic phase that does not form a layered structure is passed through. This nematic phase is synonymous with the cholesteric phase and exhibits the behavior of the nematic phase in the surface-stabilized state. A material in which a highly ordered phase such as a smectic A phase or a smectic C * directly comes from the isotropic phase is not desirable. Such a liquid crystal provides a certain degree of orientation of the liquid crystal molecules, but does not provide good alignment.

【0026】また、電極に対しラビングを行う時の強度
については通常のラビング密度と比較して強めが良い。
ラビング密度Rは、通常下の式で表せる。 R=n(M×d×π±V)/V n:回数、 M:ロール回転数(回/秒)、 d:ロー
ルの直径(mm) V:テーブル移動速度(mm/秒) TN液晶を用いた液晶電気光学装置の場合Rは100〜
300であり、高プレチルト角配向膜の場合200〜1
000となるのが通常である。本発明の場合、ラビング
密度が200〜20000が良いようであった。このよ
うな処理を電極に施したディスプレイにおいてネマチッ
ク相を持つ強誘電性液晶は良好な配向を呈する。ネマチ
ック液晶についても同様である。また通常、ポリイミド
膜等の柔らかい有機配向膜において、ラビング密度が高
すぎた場合に配向膜がはがれてしまうことがあるが、本
発明においては配向膜自体がないためそのようなことは
ない。
Further, the strength when rubbing the electrode is better than the normal rubbing density.
The rubbing density R can usually be expressed by the following equation. R = n (M × d × π ± V) / V n: number of times, M: roll rotation number (times / second), d: roll diameter (mm) V: table moving speed (mm / second) TN liquid crystal In the case of the liquid crystal electro-optical device used, R is 100 to
300, and 200 to 1 for a high pretilt angle alignment film.
It is usually 000. In the case of the present invention, a rubbing density of 200 to 20000 seems to be good. Ferroelectric liquid crystal having a nematic phase exhibits good alignment in a display in which such treatment is applied to the electrodes. The same applies to nematic liquid crystals. Usually, in a soft organic alignment film such as a polyimide film, if the rubbing density is too high, the alignment film may peel off, but this is not the case in the present invention because there is no alignment film itself.

【0027】また、例えば電極に透光性電極であるIT
Oを用いて直接にラビング処理を行い、電極表面を電子
顕微鏡で観察したところ、ITOの結晶粒が50〜10
00Åの大きさに観察されるだけであり、ラビングによ
る一様な方向性を示す傷や付着物を認める事は出来なか
った。
In addition, for example, IT which is a translucent electrode is used as the electrode.
When rubbing was directly performed using O and the electrode surface was observed with an electron microscope, ITO crystal grains were 50 to 10
It was only observed at a size of 00Å, and scratches and deposits showing a uniform directionality due to rubbing could not be recognized.

【0028】また、光電子分光法(ESCA)で基板表
面を測定するとラビング処理を施した方がカーボン量の
増加が観察できるため、ラビング布の繊維成分が何らか
の形で転写した事も考えられる。図3にはそれを模式的
な溝125として示した。しかしながら、何が原因で液
晶が配列する力を持つかと言うことに関しては、まだ未
知の点が多く残っている。従って、ここでは良好な配向
を示すと言う事実のみを提示するにとどめる。
Further, when the surface of the substrate is measured by photoelectron spectroscopy (ESCA), an increase in the amount of carbon can be observed when the rubbing treatment is performed, so that it is considered that the fiber component of the rubbing cloth is transferred in some form. In FIG. 3, it is shown as a schematic groove 125. However, there are still many unknowns as to what causes liquid crystal to be aligned. Therefore, only the fact that it exhibits a good orientation is presented here.

【0029】次に第2の発明について説明する。塗布等
により電極表面上にカップリング剤を層状に有せしめ、
この電極に対してラビング処理を施し、基板間にネマチ
ック相を経由するスメクチック液晶を挟持すると、カッ
プリング剤は通常疎水性を有しており、液晶分子はその
上で垂直に配列しようとする。さらにこれをラビング処
理すると基板面上に液晶分子を平行配向をする成分を与
えることになり、液晶分子はあるプレチルト角(基板面
に対する液晶分子の角度)を持った状態となる。この時
のプレチルト角は1〜10°となる。カップリング剤は
一分子、一分子が基板に吸着しているだけで絶縁抵抗の
非常に小さな層にしかなっておらず、反電場の発生はな
く、良好な配向と特性を示す。
Next, the second invention will be described. Apply a layer of coupling agent on the electrode surface by coating,
When this electrode is subjected to a rubbing treatment and a smectic liquid crystal that passes through a nematic phase is sandwiched between the substrates, the coupling agent usually has hydrophobicity, and the liquid crystal molecules tend to be vertically aligned on it. When this is further rubbed, a component for orienting the liquid crystal molecules in parallel is provided on the substrate surface, and the liquid crystal molecules are in a state of having a certain pretilt angle (angle of the liquid crystal molecules with respect to the substrate surface). The pretilt angle at this time is 1 to 10 °. Only one molecule of the coupling agent is adsorbed on the substrate, and the layer has only a very small insulation resistance, so that no anti-electric field is generated and good orientation and characteristics are exhibited.

【0030】次に第3の発明について説明する。一方の
基板の内側表面に、電極と該電極上のラビング処理を施
した一般的な配向膜を有し、他方の基板の内側表面に、
配向膜を形成せずに電極にラビング処理を施してある。
すなわち一方の基板側の電極上のみに有機配向膜を備え
ている。
Next, the third invention will be described. On the inner surface of one of the substrates, an electrode and a general alignment film that has been subjected to a rubbing treatment on the electrode are provided, and on the inner surface of the other substrate,
The electrodes are rubbed without forming an alignment film.
That is, the organic alignment film is provided only on the electrode on one substrate side.

【0031】両方の基板上に有機配向膜を形成すると配
向膜の絶縁性により反電場の影響が非常に出やすい。一
方のみに配向膜を形成すれば当然その影響が少ないので
あるが、その場合にネマチック相を通過する液晶を配列
させることは非常に困難であった。この理由は、液晶は
ネマチック相の時にコレステリック液晶としての性質を
有している為に、液晶分子が基板間隔方向に旋回する性
質を持っている為であり、このままでは良好な配向並び
に高いコントラストは得られない。この性質を改めるた
めには2枚の基板面に共に配向性を持たせる必要があっ
た。
When the organic alignment films are formed on both substrates, the influence of the counter electric field is very likely to occur due to the insulating properties of the alignment films. If the alignment film is formed only on one side, the effect is naturally small, but in that case, it was very difficult to align the liquid crystal that passes through the nematic phase. The reason for this is that the liquid crystal has a property as a cholesteric liquid crystal when it is in a nematic phase, so that the liquid crystal molecules have a property of swirling in the direction of the distance between the substrates. I can't get it. In order to improve this property, it was necessary to give the two substrate surfaces both orientations.

【0032】そこで本発明のように配向膜の無い方の電
極面に対してラビング処理を施すと一軸配向性もよく、
かつ反電場の影響も小さくすることができた。また配向
膜の無い電極面上にカップリング剤の層を有せしめ、ラ
ビング処理を行うことで、双方の基板における液晶分子
のプレチルト角をそろえることができた。
Therefore, when the rubbing treatment is applied to the electrode surface without the alignment film as in the present invention, the uniaxial orientation is good,
Moreover, the influence of the anti-electric field could be reduced. In addition, by providing a layer of a coupling agent on the electrode surface without an alignment film and performing a rubbing treatment, the pretilt angles of liquid crystal molecules on both substrates could be aligned.

【0033】次に第4の発明について説明する。絶縁性
の無機膜を電極上に形成するといままで述べたものとは
別の特徴が出てくる。絶縁性の無機膜は誘電率の高い膜
が多く、高い誘電率の無機膜を電極上に形成することで
反電場が極めて小さくなり液晶のスイッチングに対する
悪影響を除去することができる。その効果が十分得られ
る誘電率はポリイミド等の有機配向膜の3〜4倍の8以
上であり、その値を有する無機膜としては、アルミナ、
酸化チタン、酸化タンタル、酸化タングステン、チタン
酸バリウム、酸化チタンを含んだ珪酸ガラスなどがあ
る。また絶縁性の無機膜は有機膜に比べて固く、絶縁性
に優れている為に、液晶ディスプレイのショート防止膜
になる。
Next, the fourth invention will be described. Forming an insulative inorganic film on an electrode has another characteristic different from those described above. Many insulating inorganic films have a high dielectric constant, and by forming an inorganic film having a high dielectric constant on an electrode, the anti-electric field becomes extremely small and adverse effects on liquid crystal switching can be eliminated. The dielectric constant at which the effect is sufficiently obtained is 8 or more, which is 3 to 4 times that of an organic alignment film such as polyimide, and as an inorganic film having that value, alumina,
Examples include titanium oxide, tantalum oxide, tungsten oxide, barium titanate, and silicate glass containing titanium oxide. Further, the insulating inorganic film is harder than the organic film and is excellent in insulating property, so that it serves as a short-circuit preventing film of a liquid crystal display.

【0034】電極上の無機膜を設けてもその上に有機配
向膜を必要とした従来の液晶電気光学装置では、配向膜
による反電場の影響を避けることは困難であったが、本
発明においては、配向膜を形成せず、電極上に無機膜を
形成し、これにラビング処理を施すことで、良好な一軸
配向を呈し、かつ反電場の影響を除去できた。
In the conventional liquid crystal electro-optical device which requires an organic alignment film on the inorganic film provided on the electrodes, it was difficult to avoid the influence of the anti-electric field due to the alignment film. By forming an inorganic film on the electrode without forming an alignment film and subjecting it to a rubbing treatment, a good uniaxial alignment was exhibited, and the influence of the counter electric field could be removed.

【0035】上記のような本発明の構成により、従来問
題となっていた配向膜による反電場の影響を除去して第
2ピークの発生を防ぎ、メモリー性を向上させ、高速か
つ高コントラスト比とすることができた。
With the structure of the present invention as described above, the influence of the anti-electric field due to the alignment film, which has been a problem in the past, is removed to prevent the occurrence of the second peak, the memory property is improved, and the high speed and high contrast ratio is achieved. We were able to.

【0036】また上記のそれぞれの構成において、一方
の基板の電極を複数の画素電極とし、各画素のスイッチ
ングを薄膜トランジスタで行うようにした、薄膜トラン
ジスタ駆動型の液晶電気光学装置においては、供給され
る電荷量の反電場による無駄な消費を排除することがで
き、その結果安価なTFTの少ない電荷の供給量でも電
極間の液晶を充分に反転でき、コントラスト比の向上、
高速化、低消費電力化、低コスト化をもたらすことがで
きた。以下に実施例を示す。
In each of the above configurations, in the thin film transistor drive type liquid crystal electro-optical device in which the electrode of one substrate is a plurality of pixel electrodes and the switching of each pixel is performed by the thin film transistor, It is possible to eliminate unnecessary consumption due to a large amount of anti-electric field, and as a result, the liquid crystal between the electrodes can be sufficiently inverted even with a small charge supply amount of an inexpensive TFT, and the contrast ratio can be improved.
We were able to bring about higher speeds, lower power consumption, and lower costs. Examples will be shown below.

【0037】[0037]

【実施例】【Example】

〔実施例1〕 [Example 1]

【0038】本実施例においては電極に対し直接ラビン
グ処理を施した液晶電気光学装置について記述する。ま
ずモニター実験を行い、発明の効果を見た。比較例を含
めて両基板が以下の4種の構造有する実験用セルを作製
しそれぞれ測定した。 本発明のITO(インジウム・チン・オキサイド)の
パラレルラビング(両基板においてラビング方向が平
行)セル ITO上の東レ製ポリイミドLP−64(200Å)
のパラレルラビングセル ITO上の日産化学製酸化珪素A2014(300
Å)と東レ製ポリイミドLP−64(200Å)の積層
のパラレルラビングセル ITO上の日産化学製ポリイミドRN305(LP−
64より高い誘電率を有する)(200Å)のパラレル
ラビングセル
In this embodiment, a liquid crystal electro-optical device in which an electrode is directly rubbed will be described. First, a monitor experiment was conducted to see the effect of the invention. Including comparative examples, experimental cells having the following four types of structures on both substrates were prepared and measured. Parallel rubbing of ITO (Indium-Tin-Oxide) cell of the present invention (rubbing direction is parallel on both substrates) Cell Toray polyimide LP-64 (200Å) on ITO
Parallel rubbing cell of ITO Silicon Chemicals A2014 on ITO (300
Å) and Toray's polyimide LP-64 (200 Å) laminated parallel rubbing cell Nissan Polyimide RN305 on ITO (LP-
(200 Å) parallel rubbing cell with dielectric constant higher than 64

【0039】〜の全てのセルは、一対の透光性絶縁
基板である青板ガラス基板の内側に26mm2 の面積の一
対の透光性電極を、DCスパッタ法にてITOを100
0Åの厚さに形成した。シート抵抗は20Ω/□であっ
た。のセルにおいては、配向膜、または酸化珪素
膜と配向膜をITO上に形成するが、それぞれの膜はす
べてスピンコート法により、20秒間、回転数4000
rpmで塗布した後、280℃、2.5時間焼成を行っ
た。
In all of the cells 1 to 3, a pair of translucent electrodes having an area of 26 mm 2 are provided inside a blue glass substrate which is a pair of translucent insulating substrates, and 100% ITO is formed by DC sputtering.
Formed to a thickness of 0Å. The sheet resistance was 20Ω / □. In the cell of No. 3, an alignment film, or a silicon oxide film and an alignment film are formed on ITO, and each film is spin-coated for 20 seconds at a rotation speed of 4000.
After coating at rpm, baking was performed at 280 ° C. for 2.5 hours.

【0040】次に電極および配向膜上面をラビング処理
した。ラビング装置はロール直径が130mm、回転数
が900rpm、テーブル移動速度は20mm/秒、ラ
ビング回数は1回。ラビング布としてチャージノン(旭
化成製)を利用した。ラビング密度は約300であっ
た。
Next, the upper surfaces of the electrodes and the alignment film were rubbed. The rubbing device has a roll diameter of 130 mm, a rotation speed of 900 rpm, a table moving speed of 20 mm / sec, and a rubbing frequency of once. Charge Non (made by Asahi Kasei) was used as a rubbing cloth. The rubbing density was about 300.

【0041】その後スペーサとエポキシ樹脂のシール材
により基板間距離(ここでは液晶層の厚さ)を1.5μ
mとして、両基板におけるラビング方向が平行となるよ
うに固定した。液晶材料としてチッソ製CS1014を
注入した。相系列は、等方相−ネマチック相−スメクチ
ックA相−スメクチックC* 相、室温における自発分極
の大きさは、約6nC/cm2 であった。
After that, the distance between the substrates (here, the thickness of the liquid crystal layer) is set to 1.5 μm by the spacer and the sealing material of epoxy resin.
The m was fixed so that the rubbing directions on both substrates were parallel to each other. CS1014 manufactured by Chisso was injected as a liquid crystal material. The phase series was an isotropic phase-nematic phase-smectic A phase-smectic C * phase, and the magnitude of spontaneous polarization at room temperature was about 6 nC / cm 2 .

【0042】まず各セルの第2ピークを測定するため
に、各セルの画素容量に100KΩの抵抗を直列に接続
し、±30V、5Hzの三角波を印加して抵抗端の電圧
をオシロスコープにより測定することで、第2ピークの
電流値をそれぞれのセルにおいて求めた。
First, in order to measure the second peak of each cell, a resistor of 100 KΩ is connected in series to the pixel capacitance of each cell, a triangular wave of ± 30 V and 5 Hz is applied, and the voltage at the resistance end is measured by an oscilloscope. Thus, the current value of the second peak was obtained in each cell.

【0043】次に各セルに±20V、パルス幅200μ
秒のパルス信号をパルス間隔50m秒で印加してコント
ラスト比を測定して、単純マトリクス型液晶電気光学装
置としてのメモリー性の測定を行った。
Next, each cell has ± 20 V and a pulse width of 200 μ.
A pulse signal of 2 seconds was applied at a pulse interval of 50 ms to measure the contrast ratio, and the memory property as a simple matrix type liquid crystal electro-optical device was measured.

【0044】次にこれらのセルにFETを接続して駆動
してTFT駆動したときの様子をシミュレートし、残留
電圧とコントラスト比を測定した。残留電圧とコントラ
スト比の測定系を図5(A)、各箇所の信号波形を図5
(B)に示す。図5(A)において薄膜トランジスタの
ソース部151には駆動の信号が入り、ゲート152が
選択されている時のみ画素にソース信号156(図5
(B))が入る。ゲートがオフの状態ではソースとドレ
イン部153の間の抵抗は非常に高い状態であり、画素
容量155に注入された電荷はトランジスタを介しては
逃げないようになっている。この場合に電位すなわち残
留電圧が下がるのは画素容量内部で電荷が消費されると
きだけである(図5(B)159)。消費が無ければ電
荷は保たれ電位が減衰する事はない(図5(B)15
8)。望ましい特性は画素電位が減衰せずに一定に保た
れていることであることは言うまでもない。この電位を
電圧計154にて測定する。
Next, a state in which an FET was connected to these cells and driven to drive a TFT was simulated, and the residual voltage and the contrast ratio were measured. Fig. 5 (A) shows the measurement system of the residual voltage and the contrast ratio, and Fig. 5 shows the signal waveform at each location.
It shows in (B). In FIG. 5A, a driving signal is input to the source portion 151 of the thin film transistor, and the source signal 156 (see FIG. 5) is supplied to the pixel only when the gate 152 is selected.
(B)) enters. When the gate is off, the resistance between the source and drain 153 is very high, and the charges injected into the pixel capacitor 155 cannot escape through the transistor. In this case, the potential, that is, the residual voltage decreases only when the charge is consumed inside the pixel capacitor (FIG. 5B 159). If it is not consumed, the electric charge is retained and the potential is not attenuated (Fig. 5 (B) 15).
8). It goes without saying that the desirable characteristic is that the pixel potential is kept constant without being attenuated. This potential is measured by the voltmeter 154.

【0045】印加している電圧は±14Vであり、ゲー
トONの時間は1μ秒であり、コントラストの測定は、
ゲートがONされてから1秒後の状態でのコントラスト
比と画素の残留電圧として測定した。
The applied voltage is ± 14 V, the gate ON time is 1 μsec, and the contrast measurement is
The contrast ratio and the residual voltage of the pixel were measured 1 second after the gate was turned on.

【0046】以上の測定の結果を表1に示す。なお第2
ピークの高さは、第2ピーク頂点の電流値から、容量と
抵抗成分に起因する電流値を引いた数値で示している。
The results of the above measurements are shown in Table 1. The second
The height of the peak is indicated by a value obtained by subtracting the current value due to the capacitance and the resistance component from the current value at the apex of the second peak.

【0047】[0047]

【表1】 [Table 1]

【0048】表1に示した様に第2ピークが小さいほ
ど、パルス印加によるコントラスト比、FET駆動時の
コントラスト比および残留電圧が良い特性が得られる傾
向を示した。そして、本発明のITOのみのパラレルラ
ビングセルの電流─電圧特性は図4に示した通り第2
ピークはほとんど発生せず、測定した4つのセルの中で
本発明のセルが全ての測定項目において最も良い特性を
示した。それに対し、他の3つのセルはいずれも第2ピ
ークが観測され、測定結果も本発明のセル程の良好な結
果が得られたものはなかった。これらの結果から、本発
明の構造は単純マトリクス型およびTFT駆動型の液晶
電気光学装置においても、反電場による余分な電荷の消
費を防ぎ、高いメモリー性、高コントラスト比、高速、
低消費電力、低コストの液晶電気光学装置とすることが
できることがわかった。
As shown in Table 1, the smaller the second peak, the better the contrast ratio by pulse application, the contrast ratio during FET driving and the residual voltage tended to be. And, the current-voltage characteristics of the parallel rubbing cell of the present invention, which is made only of ITO, are as shown in FIG.
The peak hardly occurred, and the cell of the present invention showed the best characteristics in all the measured items among the four measured cells. On the other hand, the second peak was observed in all the other three cells, and none of the measurement results were as good as those of the cell of the present invention. From these results, the structure of the present invention prevents the consumption of extra charges due to the anti-electric field even in a simple matrix type and a TFT driving type liquid crystal electro-optical device, and has a high memory property, a high contrast ratio, a high speed,
It has been found that the liquid crystal electro-optical device can have low power consumption and low cost.

【0049】この結果を受けて、本発明構成を有する液
晶電気光学装置を作製した。図3に基づいて説明する。
絶縁性基板として青板ガラス120、121を用い、そ
の上にDCスパッタ法や電子ビーム蒸着法でITOを透
光性電極として形成した。膜圧は500〜1200Åこ
こでは1000Å、シート抵抗は10〜200Ω/□こ
こでは20Ω/□であった。これを通常のフォトリソ法
でマトリックス状の電極パターンに加工した。
Based on this result, a liquid crystal electro-optical device having the constitution of the present invention was manufactured. It will be described with reference to FIG.
Sodium lime glass 120, 121 was used as an insulating substrate, and ITO was formed thereon as a transparent electrode by a DC sputtering method or an electron beam evaporation method. The membrane pressure was 500 to 1200Å here, 1000Å, and the sheet resistance was 10 to 200 Ω / □, here 20 Ω / □. This was processed into a matrix-shaped electrode pattern by an ordinary photolithography method.

【0050】次にこの電極をラビング処理した。ラビン
グ装置はロール直径が130mm、回転数が900rp
m、テーブル移動速度は20mm/秒、ラビング回数1
回であった。ラビング布としては、綿、レーヨン、ナイ
ロン製のベルベット生地、チャージノン(旭化成製)な
どがあるがここではチャージノンを利用した。ラビング
密度は約300であった。基板の一方にはエポキシ樹脂
をシール剤124として印刷し、他方の基板上には1.
5〜2.5μmのスペーサ(図示せず)を散布し、両基
板におけるラビング方向が平行となるようにパラレルセ
ルとしてスペーサーで決まるところの所定の間隔ここで
は1.5μmに配置して固定した。液晶材料126とし
ては実験用セルと同じくチッソ製CS1014を使用し
た。
Next, this electrode was rubbed. The rubbing device has a roll diameter of 130 mm and a rotation speed of 900 rp.
m, table moving speed 20 mm / sec, rubbing frequency 1
It was once. As the rubbing cloth, there are cotton, rayon, nylon velvet cloth, Chargenon (made by Asahi Kasei), etc. We used Chargenon here. The rubbing density was about 300. Epoxy resin is printed as the sealant 124 on one of the substrates, and 1. is printed on the other substrate.
Spacers (not shown) having a size of 5 to 2.5 μm were dispersed, and a predetermined interval, which was determined by the spacers as a parallel cell, was set to 1.5 μm in this case and fixed so that the rubbing directions on both substrates were parallel. As the liquid crystal material 126, CS1014 manufactured by Chisso was used as in the experimental cell.

【0051】ディスプレイを偏光顕微鏡下で配向状態を
観察すると、ネマチック相及びスメクチックA相では良
好な消光位を示した。スメクチックC* 相では通常のジ
グザグ欠陥と2つの状態のドメインを観察する事が出来
た。偏光板や周辺回路等を取付けて出来上がった装置は
高いメモリー性を示し、応答速度も速く、高性能なもの
であった。
Observation of the alignment state of the display under a polarizing microscope showed a good extinction position in the nematic phase and the smectic A phase. In the smectic C * phase, a normal zigzag defect and domains in two states could be observed. The device, which was completed by attaching a polarizing plate and peripheral circuits, showed high memory performance, fast response speed, and high performance.

【0052】また、一方の基板表面の複数の画素にTF
Tが接続されたTFT駆動型液晶電気光学装置を、単純
マトリクス型と同じように配向膜を形成せずに電極上に
ラビング処理を施したものを作製したところ、コントラ
スト比の高い優れた装置とすることができ、かつ高速で
低消費電力、低コストなものとすることができた。
In addition, TF is applied to a plurality of pixels on the surface of one substrate.
A TFT drive type liquid crystal electro-optical device connected with T was manufactured by rubbing the electrodes without forming an alignment film as in the simple matrix type. As a result, an excellent device with a high contrast ratio was obtained. It was possible to achieve high speed, low power consumption, and low cost.

【0053】このように本発明の透光性電極を直接ラビ
ングする液晶電気光学装置は、単純マトリクス型におい
てもTFT駆動型であっても、従来の配向膜を用いたも
のと比較して優れた液晶電気光学装置とすることができ
た。
As described above, the liquid crystal electro-optical device for directly rubbing the transparent electrode of the present invention is superior to the one using the conventional alignment film regardless of whether it is a simple matrix type or a TFT driving type. It could be a liquid crystal electro-optical device.

【0054】〔実施例2〕カップリング剤を用いた液晶
電気光学装置に関する実施例について記述する。実施例
1と同様に実験用セルをまず作製した。カップリング剤
として大日本インキ製Surfine150を純粋に1
%溶解させ、透光性電極(ITO、1000Å)が形成
された青板ガラス基板をカップリング剤溶液に1分間浸
漬した。この時に超音波を印加すると一層効果的であ
る。この基板を直立にし、余分な溶液を除去した後、1
20℃30〜60分加熱した。電極面をラビング処理
し、ラビング方向が一致するように2枚の基板を重ねて
基板間距離2.5μmの実験用セルを作製した。この基
板間に液晶材料チッソ製CS1014を注入し、偏光顕
微鏡で上でコントラスト比を測定した。パルス印加によ
るコントラスト比の測定(実施例1と同じ条件)ではコ
ントラスト比は12であり、メモリー性は良好であっ
た。
Example 2 An example of a liquid crystal electro-optical device using a coupling agent will be described. First, an experimental cell was prepared in the same manner as in Example 1. As a coupling agent, Surfine 150 manufactured by Dainippon Ink Co., Ltd.
%, And the soda-lime glass substrate on which the transparent electrode (ITO, 1000Å) was formed was immersed in the coupling agent solution for 1 minute. It is more effective to apply ultrasonic waves at this time. Place this substrate upright and remove excess solution, then
Heated at 20 ° C. for 30-60 minutes. The electrode surface was rubbed, and two substrates were stacked so that the rubbing directions coincided with each other to prepare an experimental cell having a substrate-to-substrate distance of 2.5 μm. The liquid crystal material CS1014 manufactured by Chisso was injected between the substrates, and the contrast ratio was measured with a polarizing microscope. In the measurement of the contrast ratio by pulse application (the same conditions as in Example 1), the contrast ratio was 12, and the memory property was good.

【0055】一方、同セルのFFT駆動でのコントラス
ト比は約33であり、TFTで駆動しても高性能が得ら
れることがわかった。双方において電圧−電流特性で第
2ピークは発生しなかった。ここでプレチルト角を測定
してみた。先程の液晶材料の代わりにネマチック液晶メ
ルク製ZLI2293を前記セルに注入してプレチルト
角をクリスタルローテーション法で測定した。プレチル
ト角は約5°であった。本実施例の構成で単純マトリク
ス型とTFT駆動型の液晶電気光学装置を作製したこと
ろ、共に実験用セルと同様に、極めて高性能な装置とす
ることができた。
On the other hand, the contrast ratio in FFT driving of the same cell was about 33, and it was found that high performance can be obtained even when driving with a TFT. In both cases, the second peak did not occur in the voltage-current characteristics. Here, the pretilt angle was measured. ZLI2293 manufactured by Nematic Liquid Crystal Merck was injected into the cell instead of the above liquid crystal material, and the pretilt angle was measured by the crystal rotation method. The pretilt angle was about 5 °. Since the simple matrix type and the TFT driving type liquid crystal electro-optical device were manufactured by the constitution of this example, both devices could be made extremely high-performance devices like the experimental cells.

【0056】〔実施例3〕まずモニター実験をするた
め、実験用セルを作製した。ITO付基板上の一方の内
側面に有機配向膜として東レ製LP−64を塗布し20
0Å厚の配向膜とし、ラビング処理を行った。もう一方
の基板として、ITO付基板に特に処理を施すことなく
前記基板と対向させたものと、ITO付基板にラビング
処理を施した基板と前記基板とを対向させたものの2種
類を作製した。基板間距離は2.5μm、用いた液晶は
チッソ製CS1014であった。
Example 3 First, an experimental cell was prepared for conducting a monitor experiment. Toray LP-64 applied as an organic alignment film on one inner surface of the ITO-attached substrate is applied.
A rubbing treatment was performed using a 0Å thick alignment film. Two types of substrates were prepared as the other substrate: one with the ITO substrate facing the substrate without any particular treatment, and one with the rubbing substrate with the ITO substrate facing the substrate. The distance between the substrates was 2.5 μm, and the liquid crystal used was CS1014 manufactured by Chisso.

【0057】ITO上のラビング処理なしのセルでは液
晶分子の一軸配向性に乏しく良好な配向とはいえなかっ
た。実施例1と同様なパルス印加によるメモリー性の測
定においては、コントラスト比が4、FET駆動による
測定においてはコントラスト比は6であった。一方IT
O上をもラビングした本発明のセルは、良好な一軸配向
となり、コントラスト比は実施例1と同じ条件によるパ
ルス印加測定では18、FET駆動による測定において
はコントラスト比は約35であった。本実施例の構成で
単純マトリクス型とTFT駆動型の液晶電気光学装置を
作製したことろ、実験用セルと同様な、極めて高性能な
装置とすることができた。
In the cell without rubbing treatment on ITO, the uniaxial orientation of liquid crystal molecules was poor and it could not be said that the orientation was good. In the memory property measurement by pulse application similar to that in Example 1, the contrast ratio was 4, and in the measurement by the FET drive, the contrast ratio was 6. Meanwhile IT
The cell of the present invention which was rubbed even on O had a good uniaxial orientation, and the contrast ratio was 18 in pulse application measurement under the same conditions as in Example 1 and about 35 in FET driving measurement. The liquid crystal electro-optical device of the simple matrix type and the TFT driving type having the structure of this example was manufactured, and thus it was possible to obtain an extremely high-performance device similar to the experimental cell.

【0058】〔実施例4〕2枚のITO付基板の上に日
産化学製AT902をスピンコート法やオフセット法で
で塗布し、300℃で焼成して約300Åの酸化珪素膜
を絶縁性無機膜として形成した。この膜の誘電率は約2
0である。この膜の表面をラビング処理し、ラビング方
向が平行になるように張り合わせて基板間隔2.5μm
の実験用セルを作製した。これにチッソ製CS1014
を注入し、コントラスト比の測定を行った。
[Example 4] AT902 manufactured by Nissan Kagaku Co., Ltd. was applied onto two substrates with ITO by a spin coating method or an offset method and baked at 300 ° C to form a silicon oxide film of about 300 Å as an insulating inorganic film. Formed as. The dielectric constant of this film is about 2
It is 0. The surface of this film is rubbed and laminated so that the rubbing directions are parallel, and the substrate spacing is 2.5 μm.
The experimental cell of was produced. This is CS1014 made by Chisso
Was injected and the contrast ratio was measured.

【0059】パルス印加による測定ではコントラスト比
14であった。FET駆動による測定ではコントラスト
比は約30であった。顕微鏡で観察すると良好に一軸配
向していた。プレチルト角は約0.8°であった。電流
−電圧特性を評価しても第2ピークは観察されなかっ
た。この構成で単純マトリクス型とTFT駆動型の液晶
電気光学装置を作製したところ、実験と同じく良好な特
性が得られた。
The contrast ratio was 14 in the measurement by pulse application. The contrast ratio was about 30 when measured by driving the FET. When observed under a microscope, it was found to be well uniaxially oriented. The pretilt angle was about 0.8 °. The second peak was not observed even when the current-voltage characteristics were evaluated. When a simple matrix type and a TFT driving type liquid crystal electro-optical device were manufactured with this configuration, good characteristics were obtained as in the experiment.

【0060】[0060]

【発明の効果】本発明により、反電場による余分な電荷
消費を防ぐことができ、良好なメモリー性、高コントラ
スト比、高速のディスプレイを実現する事ができた。ま
た、薄膜トランジスタを設けた液晶セルに本発明を適用
して駆動すると、高速、高コントラスト比、低消費電
力、低コストの高性能なディスプレイを実現することが
出来た。
As described above, according to the present invention, it is possible to prevent excessive charge consumption due to the anti-electric field, and to realize a good memory property, a high contrast ratio and a high-speed display. Further, when the present invention is applied to a liquid crystal cell provided with a thin film transistor and driven, a high-performance display with high speed, high contrast ratio, low power consumption, and low cost can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】従来の液晶セルの構造を示す。FIG. 1 shows a structure of a conventional liquid crystal cell.

【図2】従来の液晶セルの電流─電圧特性を示す。FIG. 2 shows current-voltage characteristics of a conventional liquid crystal cell.

【図3】本発明の液晶セルの構造の一例を示す。FIG. 3 shows an example of the structure of the liquid crystal cell of the present invention.

【図4】本発明の液晶セルの電流─電圧特性の測定例を
示す。
FIG. 4 shows a measurement example of current-voltage characteristics of the liquid crystal cell of the present invention.

【図5】薄膜トランジスタ駆動の測定例を示す。FIG. 5 shows a measurement example of driving a thin film transistor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100 第1ピーク 101 第2ピーク 120、121 絶縁性基板 122、123 電極 124 シール材 125 ラビング処理後の状態をあらわす模式的な溝 126 液晶 100 First Peak 101 Second Peak 120, 121 Insulating Substrate 122, 123 Electrode 124 Sealing Material 125 Schematic Groove Representing State after Rubbing Treatment 126 Liquid Crystal

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 相対向する一対の絶縁性基板の間に、ネ
マチック相を経由するスメクチック液晶を有する液晶電
気光学装置であって、前記一対の基板のそれぞれの内側
表面に、ラビング処理を施した電極を有することを特徴
とする液晶電気光学装置。
1. A liquid crystal electro-optical device having a smectic liquid crystal passing through a nematic phase between a pair of insulating substrates facing each other, wherein the inner surface of each of the pair of substrates is rubbed. A liquid crystal electro-optical device having an electrode.
【請求項2】 一対の基板のうちの一方の基板の電極は
複数の画素電極よりなり、各々の画素電極は薄膜トラン
ジスタに接続していることを特徴とする請求項1に記載
の液晶電気光学装置。
2. The liquid crystal electro-optical device according to claim 1, wherein an electrode of one of the pair of substrates is composed of a plurality of pixel electrodes, and each pixel electrode is connected to a thin film transistor. .
【請求項3】 相対向する一対の絶縁性基板の間に、ネ
マチック相を経由するスメクチック液晶を有する液晶電
気光学装置であって、前記一対の基板のそれぞれの内側
表面に、ラビング処理を施した、表面にカップリング剤
を有する電極を有することを特徴とする液晶電気光学装
置。
3. A liquid crystal electro-optical device having a smectic liquid crystal that passes through a nematic phase between a pair of insulating substrates facing each other, wherein the inner surface of each of the pair of substrates is rubbed. And a liquid crystal electro-optical device having an electrode having a coupling agent on its surface.
【請求項4】 一対の基板のうちの一方の基板の電極は
複数の画素電極よりなり、各々の画素電極は薄膜トラン
ジスタに接続していることを特徴とする請求項3に記載
の液晶電気光学装置。
4. The liquid crystal electro-optical device according to claim 3, wherein an electrode of one of the pair of substrates is composed of a plurality of pixel electrodes, and each pixel electrode is connected to a thin film transistor. .
【請求項5】 相対向する一対の絶縁性基板の間に、ネ
マチック相を経由するスメクチック液晶を有する液晶電
気光学装置であって、前記一対の基板のうち一方の基板
の内側表面には、電極と該電極上のラビング処理を施し
た配向膜を有し、他方の基板の内側表面には、ラビング
処理を施した電極を有することを特徴とする液晶電気光
学装置。
5. A liquid crystal electro-optical device having a smectic liquid crystal that passes through a nematic phase between a pair of insulating substrates facing each other, wherein an electrode is provided on the inner surface of one of the pair of substrates. And a rubbing-treated alignment film on the electrode, and a rubbing-treated electrode on the inner surface of the other substrate.
【請求項6】 一対の基板のうちの一方の基板の電極は
複数の画素電極よりなり、各々の画素電極は薄膜トラン
ジスタに接続していることを特徴とする請求項5に記載
の液晶電気光学装置。
6. The liquid crystal electro-optical device according to claim 5, wherein an electrode of one of the pair of substrates is composed of a plurality of pixel electrodes, and each pixel electrode is connected to a thin film transistor. .
【請求項7】 相対向する一対の絶縁性基板の間に、ネ
マチック相を経由するスメクチック液晶を有する液晶電
気光学装置であって、前記一対の基板のそれぞれの内側
表面に、電極と該電極上のラビング処理を施した絶縁性
無機膜を有していることを特徴とする液晶電気光学装
置。
7. A liquid crystal electro-optical device having a smectic liquid crystal passing through a nematic phase between a pair of insulating substrates facing each other, wherein an electrode and an electrode on the inner surface of each of the pair of substrates. 2. A liquid crystal electro-optical device having an insulating inorganic film that has been subjected to the rubbing treatment of.
【請求項8】 一対の基板のうちの一方の基板の電極は
複数の画素電極よりなり、各々の画素電極は薄膜トラン
ジスタに接続していることを特徴とする請求項7に記載
の液晶電気光学装置。
8. The liquid crystal electro-optical device according to claim 7, wherein an electrode of one of the pair of substrates is composed of a plurality of pixel electrodes, and each pixel electrode is connected to a thin film transistor. .
JP8559993A 1993-03-19 1993-03-19 Liquid crystal electrooptical device Pending JPH06273801A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003529785A (en) * 1999-06-10 2003-10-07 ピーピージー・インダストリーズ・オハイオ・インコーポレイテッド Electrodes for liquid crystal cells
JP2005100976A (en) * 2003-08-29 2005-04-14 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Light-emitting element and manufacturing method of the same

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