JPH0680450B2 - カイラルスメクチック液晶素子 - Google Patents
カイラルスメクチック液晶素子Info
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- JPH0680450B2 JPH0680450B2 JP60285283A JP28528385A JPH0680450B2 JP H0680450 B2 JPH0680450 B2 JP H0680450B2 JP 60285283 A JP60285283 A JP 60285283A JP 28528385 A JP28528385 A JP 28528385A JP H0680450 B2 JPH0680450 B2 JP H0680450B2
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- Japan
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- liquid crystal
- voltage
- chiral smectic
- flc
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の分野〕 本発明は、カラーデイスプレイ、特にカラーテレビジヨ
ンに適した強誘電性液晶素子に関する。
ンに適した強誘電性液晶素子に関する。
従来のアクテイブマトリクス駆動方式を用いた液晶テレ
ビジヨンパネルでは、薄膜トランジスタ（TFT）を画素
毎のマトリクス配置し、TFTにゲートオンパルスを印加
してソースとドレイン間を導通状態とし、この時映像画
像信号がソースから印加され、キヤパシタに蓄積され、
この蓄積された画像信号に対応して液晶（例えばツイス
テツド・ネマチツク−TN液晶）が駆動し、そして画素毎
に設けたカラーフイルター層を光学的にスイツチングす
ることによってカラーデイスプレイが行なわれていた。
ビジヨンパネルでは、薄膜トランジスタ（TFT）を画素
毎のマトリクス配置し、TFTにゲートオンパルスを印加
してソースとドレイン間を導通状態とし、この時映像画
像信号がソースから印加され、キヤパシタに蓄積され、
この蓄積された画像信号に対応して液晶（例えばツイス
テツド・ネマチツク−TN液晶）が駆動し、そして画素毎
に設けたカラーフイルター層を光学的にスイツチングす
ることによってカラーデイスプレイが行なわれていた。
しかし、この様なTN液晶を用いたアクテイブマトリクス
駆動方式のテレビジヨンパネルでは、使用するTFTが複
雑な構造を有しているため、構造工程数が多く、高い製
造コストがネツクとなっている上で、TFTを構成してい
る薄膜半導体（例えば、ポリシリコン、アモルフアスシ
リコン）を広い面積に亘って被膜形成することが難しい
などの問題点がある。
駆動方式のテレビジヨンパネルでは、使用するTFTが複
雑な構造を有しているため、構造工程数が多く、高い製
造コストがネツクとなっている上で、TFTを構成してい
る薄膜半導体（例えば、ポリシリコン、アモルフアスシ
リコン）を広い面積に亘って被膜形成することが難しい
などの問題点がある。
一方、低い製造コストで製造できるものとしてTN液晶を
用いたパツシブマトリクス駆動方式の表示パネルが知ら
れているが、この表示パネルでは走査線（Ｎ）が増大す
るに従って、１画面（１フレーム）を走査する間に１つ
の選択点に有効な電界が印加されている時間（デユーテ
イー比）が1/Nの割合で減少し、このためクロストーク
が発生し、しかも高コントラストの画像とならないなど
の欠点を有している上、デユテーイー比が低くなると各
画素の階調を電圧変調により制御することが難しくなる
など、高密度配線数の表示パネル、特に液晶テレビジヨ
ンパネルには適していない。
用いたパツシブマトリクス駆動方式の表示パネルが知ら
れているが、この表示パネルでは走査線（Ｎ）が増大す
るに従って、１画面（１フレーム）を走査する間に１つ
の選択点に有効な電界が印加されている時間（デユーテ
イー比）が1/Nの割合で減少し、このためクロストーク
が発生し、しかも高コントラストの画像とならないなど
の欠点を有している上、デユテーイー比が低くなると各
画素の階調を電圧変調により制御することが難しくなる
など、高密度配線数の表示パネル、特に液晶テレビジヨ
ンパネルには適していない。
この様な従来のTN液晶がもつ根本的な問題点を解決する
ものとして、クラークとラガーウオルらの米国特許第43
6794号公報などで双安定性をもつ強誘電性液晶素子が提
案されている。
ものとして、クラークとラガーウオルらの米国特許第43
6794号公報などで双安定性をもつ強誘電性液晶素子が提
案されている。
しかしながら、前述の強誘電性液晶素子をカラーデイス
プレイ、特にカラーテレビジヨンに適用するには、下述
する如き問題点がある。
プレイ、特にカラーテレビジヨンに適用するには、下述
する如き問題点がある。
すなわち、液晶素子を用いたカラーデイスプレイ方式と
して最っとも都合の良い方式は、カラーストライプフイ
ルター又はカラーモザイクフイルターの単色位毎を液晶
駆動によって光学的にスイツチングする方式で、特にマ
トリクス電極の交差部を色単位毎に対応させたカラー画
像単位毎を線順次駆動によってスイツチングする方式が
適している。
して最っとも都合の良い方式は、カラーストライプフイ
ルター又はカラーモザイクフイルターの単色位毎を液晶
駆動によって光学的にスイツチングする方式で、特にマ
トリクス電極の交差部を色単位毎に対応させたカラー画
像単位毎を線順次駆動によってスイツチングする方式が
適している。
しかしながら、前述した方式に適用する液晶素子は、カ
ラー画素単位毎にカラーフイルター層が交差電極の一方
の側に配置されていて、かかる液晶素子を長期間に亘っ
て使用すると、正常なカラーデイスプレイを行わなくな
る問題点を有していることが判明した。
ラー画素単位毎にカラーフイルター層が交差電極の一方
の側に配置されていて、かかる液晶素子を長期間に亘っ
て使用すると、正常なカラーデイスプレイを行わなくな
る問題点を有していることが判明した。
第１図（ａ）は、強誘電性液晶（以下、FLCという）の
画素を構成する一対の電極間に、パルス発生器から供給
した駆動パルス波形を表わしている。第２図（ｂ）は、
第１図（ａ）に示すパルスを一対の電極間に供給した
時、FLC層に印加された電圧波形を表わしている。すな
わち、前述の交差電極間に供給したVonの書込みパルス
によって、FLC層に印加される電圧波形は、第１図
（ｂ）に示す様に、一対の電極間へのパルス供給時のＶ
onが時定数τ＝RC（R:FLC画素の抵抗、C:FLC画素の容
量）に応じてΔV0だけの電圧降下を生じ、この電圧降下
ΔV0はFLC層の抵抗ＲLCが小さい程、大きくなり、この
結果パルス切換時（一対の電極間へのパルス供給終了
時）に逆極性の−ΔV0がFLC層に印加される。この｜−
ΔV0|が反転閾値電圧｜−Ｖth｜より大きい電圧を生じ
た場合には、例えば「白」の書込みのためのＶonを一対
の電極間に供給したにもかかわらず、FLC画素は「黒」
の書込みが行なわれてしまうことになる。これは、一対
の電極間へのパルス供給終了時に、FLC層に接する配向
制御膜などの誘電体層の容量からの放電により逆向きの
電界（−ΔV0）を発生することが原因となっている。
画素を構成する一対の電極間に、パルス発生器から供給
した駆動パルス波形を表わしている。第２図（ｂ）は、
第１図（ａ）に示すパルスを一対の電極間に供給した
時、FLC層に印加された電圧波形を表わしている。すな
わち、前述の交差電極間に供給したVonの書込みパルス
によって、FLC層に印加される電圧波形は、第１図
（ｂ）に示す様に、一対の電極間へのパルス供給時のＶ
onが時定数τ＝RC（R:FLC画素の抵抗、C:FLC画素の容
量）に応じてΔV0だけの電圧降下を生じ、この電圧降下
ΔV0はFLC層の抵抗ＲLCが小さい程、大きくなり、この
結果パルス切換時（一対の電極間へのパルス供給終了
時）に逆極性の−ΔV0がFLC層に印加される。この｜−
ΔV0|が反転閾値電圧｜−Ｖth｜より大きい電圧を生じ
た場合には、例えば「白」の書込みのためのＶonを一対
の電極間に供給したにもかかわらず、FLC画素は「黒」
の書込みが行なわれてしまうことになる。これは、一対
の電極間へのパルス供給終了時に、FLC層に接する配向
制御膜などの誘電体層の容量からの放電により逆向きの
電界（−ΔV0）を発生することが原因となっている。
ところで、前述したカラーデイスプレイ用液晶素子は、
カラーフイルターがセル内に配置され、このためセル内
のFLCにカラーフイルター層中の染料が溶出し、かかる
液晶素子を長期間に亘って使用すると、セル内のFLCの
抵抗Ｒが経時的に低下し、やがて前述した逆向き電界−
ΔV0の値が反転閾値電圧を越えて所望の光学的なスイツ
チング駆動が作動しなくなる問題点がある。
カラーフイルターがセル内に配置され、このためセル内
のFLCにカラーフイルター層中の染料が溶出し、かかる
液晶素子を長期間に亘って使用すると、セル内のFLCの
抵抗Ｒが経時的に低下し、やがて前述した逆向き電界−
ΔV0の値が反転閾値電圧を越えて所望の光学的なスイツ
チング駆動が作動しなくなる問題点がある。
又、FLC素子に行順次書込み方式を適用する場合には、
例えば行上の全又は所定の画素に対して第１位相となる
位相t1でFLCの第１の配向状態に基づく第１表示状態を
形成するパルスを印加し、次の第２位相となる位相t2で
選択された画素に対して第１表示状態をFLCの第２の配
向状態に基づく第２表示状態に反転するパルスを印加す
る方式がある。
例えば行上の全又は所定の画素に対して第１位相となる
位相t1でFLCの第１の配向状態に基づく第１表示状態を
形成するパルスを印加し、次の第２位相となる位相t2で
選択された画素に対して第１表示状態をFLCの第２の配
向状態に基づく第２表示状態に反転するパルスを印加す
る方式がある。
この方式の場合、位相t2では第２図（ａ）に示す様に第
１表示状態を保持する画素には位相t1で印加したパルス
とは逆極性のパルスが閾値電圧以下で印加されることに
なる。
１表示状態を保持する画素には位相t1で印加したパルス
とは逆極性のパルスが閾値電圧以下で印加されることに
なる。
この様に行順次書込み方式の場合では、位相t1で書込ま
れた表示状態を位相t2で反転することなく保持されるこ
とが必要である。従って、位相t2で反転閾値電圧を超え
た電圧が印加されてはならないはずであるが、本発明者
らの研究から明らかとなったことであるが、位相t1から
位相t2へのパルス極性切換時にFLCには第２図（ｂ）に
示す様に−（aV0＋ΔV0）：〔ａはａ＜|Vth|/|V0n|;Vth
はFLCの閾値電圧〕：の電圧が実質的に印加されること
になり、この−（aV0＋ΔV0）が反転閾値電圧より大き
い場合には、第１表示状態を保持すべき画素が位相t2で
第２表示状態に反転されることになり、所期の表示を形
成することができなくなる問題点があった。
れた表示状態を位相t2で反転することなく保持されるこ
とが必要である。従って、位相t2で反転閾値電圧を超え
た電圧が印加されてはならないはずであるが、本発明者
らの研究から明らかとなったことであるが、位相t1から
位相t2へのパルス極性切換時にFLCには第２図（ｂ）に
示す様に−（aV0＋ΔV0）：〔ａはａ＜|Vth|/|V0n|;Vth
はFLCの閾値電圧〕：の電圧が実質的に印加されること
になり、この−（aV0＋ΔV0）が反転閾値電圧より大き
い場合には、第１表示状態を保持すべき画素が位相t2で
第２表示状態に反転されることになり、所期の表示を形
成することができなくなる問題点があった。
〔問題点を解決するための手段〕及び〔作用〕 従って、本発明の目的は、長期間に亘って安定したカラ
ーデイスプレイ、特にカラーテレビジヨンデイスプレイ
を可能としたFLC素子を提供することにある。
ーデイスプレイ、特にカラーテレビジヨンデイスプレイ
を可能としたFLC素子を提供することにある。
すなわち、本発明は、 電極を設けた一対の基板と、該一対の基板間に配置した
カイラルスメクチック液晶と、少なくとも一方の電極上
に設けた誘電体層とを有し、該一対の電極間に一方極性
パルスを供給することによって、カイラルスメクチック
液晶に、該一方極性パルスの供給開始から電圧値が該液
晶の抵抗値に依存して減少を生じた波形の電圧が印加さ
れ、該一方極性パルスの供給終了時に、カイラルスメク
チック液晶に、前記減少を生じた波形の電圧に応じた電
圧値をもつ逆極性電圧が印加されてなる液晶素子であっ
て、 前記一対の基板のうち、少なくとも一方の基板と、該基
板上に設けた電極との間に、カラーフィルター層及び該
カラーフィルター層とカイラルスメクチック液晶との直
接接触を防止し、且つ該カラーフィルター層から該液晶
の抵抗値を低下させる物質が該液晶中に溶出することを
防止する保護層を設け、これによって前記逆極性電圧成
分の発生を抑制した液晶素子に特徴がある。本発明の作
用は、セル内に設けたカラーフイルター層を覆う保護層
を配置することによって、カラーフイルター層中の染料
がFLCに溶出されることを防止し、この結果FLCの抵抗が
低下することによって生じていた逆向き電界（−ΔV0）
の増大を防止することができる。
カイラルスメクチック液晶と、少なくとも一方の電極上
に設けた誘電体層とを有し、該一対の電極間に一方極性
パルスを供給することによって、カイラルスメクチック
液晶に、該一方極性パルスの供給開始から電圧値が該液
晶の抵抗値に依存して減少を生じた波形の電圧が印加さ
れ、該一方極性パルスの供給終了時に、カイラルスメク
チック液晶に、前記減少を生じた波形の電圧に応じた電
圧値をもつ逆極性電圧が印加されてなる液晶素子であっ
て、 前記一対の基板のうち、少なくとも一方の基板と、該基
板上に設けた電極との間に、カラーフィルター層及び該
カラーフィルター層とカイラルスメクチック液晶との直
接接触を防止し、且つ該カラーフィルター層から該液晶
の抵抗値を低下させる物質が該液晶中に溶出することを
防止する保護層を設け、これによって前記逆極性電圧成
分の発生を抑制した液晶素子に特徴がある。本発明の作
用は、セル内に設けたカラーフイルター層を覆う保護層
を配置することによって、カラーフイルター層中の染料
がFLCに溶出されることを防止し、この結果FLCの抵抗が
低下することによって生じていた逆向き電界（−ΔV0）
の増大を防止することができる。
第３図は、本発明の液晶素子の断面図である。31はカラ
ーフイルター層で、それぞれ31（Ｂ）、31（Ｇ）及び31
（Ｒ）は青色カラーフイルター層、緑色カラーフイルタ
ー層及び赤色カラーフイルター層で、１つのカラー画素
単位を形成している。32はカラーフイルター層31とFLC3
5との直接接触を防止する保護層で、絶縁性と配向制御
性を兼ね備えることができる。33aと33bはガラス板、プ
ラスチツクフイルムなどの基板、34aと34bはマトリクス
電極を形成するストライプ状透明電極で、ITO（インジ
ウム−テイン−オキサイド）などの膜で形成されてい
る。35はFLCで、36は配向制御膜で省略することも可能
である。37aと37bはクロスニコルの偏光子で、38は基板
33aと33bとの間隔をシールするシーリング部材で、スペ
ーサとしての機能を兼ね備えることができる。
ーフイルター層で、それぞれ31（Ｂ）、31（Ｇ）及び31
（Ｒ）は青色カラーフイルター層、緑色カラーフイルタ
ー層及び赤色カラーフイルター層で、１つのカラー画素
単位を形成している。32はカラーフイルター層31とFLC3
5との直接接触を防止する保護層で、絶縁性と配向制御
性を兼ね備えることができる。33aと33bはガラス板、プ
ラスチツクフイルムなどの基板、34aと34bはマトリクス
電極を形成するストライプ状透明電極で、ITO（インジ
ウム−テイン−オキサイド）などの膜で形成されてい
る。35はFLCで、36は配向制御膜で省略することも可能
である。37aと37bはクロスニコルの偏光子で、38は基板
33aと33bとの間隔をシールするシーリング部材で、スペ
ーサとしての機能を兼ね備えることができる。
カラーフイルター層31は、染料でポリビニルアルコール
やセルロール樹脂などの媒染体を着色させて形成したも
のを用いることができる。この際に用いる染料として
は、シアニン系染料、メロシアニン系染料、アズレニウ
ム系染料、ナントラキノン系染料、ナフトキノン系染
料、フエノール系染料、ジスアゾ系染料、トリスアゾ系
染料、テトラゾ系染料などを用いることができる。
やセルロール樹脂などの媒染体を着色させて形成したも
のを用いることができる。この際に用いる染料として
は、シアニン系染料、メロシアニン系染料、アズレニウ
ム系染料、ナントラキノン系染料、ナフトキノン系染
料、フエノール系染料、ジスアゾ系染料、トリスアゾ系
染料、テトラゾ系染料などを用いることができる。
又、本発明で用いるカラーフイルター層31は、種の有機
顔料を蒸着法によって被膜形成させたものであってもよ
い。この際に用いる有機顔料としては、銅フタロシアン
顔料、鉛フタロシアニン顔料、ペリレン系顔料、インジ
ゴ系顔料、チオインジゴ系顔料、ジスアゾ系顔料、トリ
スアゾ系顔料、テトラゾ系顔料などを用いることができ
る。
顔料を蒸着法によって被膜形成させたものであってもよ
い。この際に用いる有機顔料としては、銅フタロシアン
顔料、鉛フタロシアニン顔料、ペリレン系顔料、インジ
ゴ系顔料、チオインジゴ系顔料、ジスアゾ系顔料、トリ
スアゾ系顔料、テトラゾ系顔料などを用いることができ
る。
又、本発明の別の好ましい具体例では、カラーフイルタ
ー層31として、着色ポリイミド、着色ポリアミド、着色
ポリアミドイミド、着色エステルイミドや着色ポリエス
テルを用いることができる。特に、ポリアミド（６−ナ
イロン、66−ナイロンあるいは共重合ナイロン）やポリ
エステルは各種の有機溶剤に可溶性であるため、各種の
有機顔料を混入させることが可能である。又、ポリイミ
ド、ポリアミドイミドやポリエステルイミドを着色する
方法としては、その前駆体であるポリアミツク酸溶液中
に分散剤（水酸基、カルボキシル基、スルホン酸基、カ
ルボンアミド基、スルホンアミド基などを置換基として
もつアゾ系染料、フタロシアニン系染料、トリフエニル
メタン系染料など）とともに有機顔料を分散させる方法
を用いることができる。これらの着色フイルムは、保護
層32との密着性が極めて良好でよい結果を得ることがで
きる。
ー層31として、着色ポリイミド、着色ポリアミド、着色
ポリアミドイミド、着色エステルイミドや着色ポリエス
テルを用いることができる。特に、ポリアミド（６−ナ
イロン、66−ナイロンあるいは共重合ナイロン）やポリ
エステルは各種の有機溶剤に可溶性であるため、各種の
有機顔料を混入させることが可能である。又、ポリイミ
ド、ポリアミドイミドやポリエステルイミドを着色する
方法としては、その前駆体であるポリアミツク酸溶液中
に分散剤（水酸基、カルボキシル基、スルホン酸基、カ
ルボンアミド基、スルホンアミド基などを置換基として
もつアゾ系染料、フタロシアニン系染料、トリフエニル
メタン系染料など）とともに有機顔料を分散させる方法
を用いることができる。これらの着色フイルムは、保護
層32との密着性が極めて良好でよい結果を得ることがで
きる。
本発明で用いる保護層32は、特に制限されるものではな
いが、シリコン窒化物、水素を含有するシリコン窒化
物、シリコン炭化物、水素を含有するシリコン窒化物、
シリコン酸化物、硼素窒化物、水素を含有する硼素窒化
物、セリウム酸化物、アルミニウム酸化物、ジルコニウ
ム酸化物、チタン酸化物、フツ化マグネシウムSiOやSiO
2などの無機絶縁物質、あるいはポリビニルアルコー
ル、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエステルイミ
ド、ポリパラキシリレン、ポリエステル、ポリカーボネ
ート、ポリビニルアセタール、ポリ塩化ビニル、ポリ酢
酸ビニル、ポリアミド、ポリスチレン、セルロース樹
脂、メラミン樹脂、ユリヤ樹脂、アクリル樹脂やフオト
レジスト樹脂などの有機絶縁物質が絶縁膜として使用さ
れる。これらの絶縁膜の膜厚5000Å以下、好ましくは10
0Å〜5000Å、特に500Å〜3000Åが適している。
いが、シリコン窒化物、水素を含有するシリコン窒化
物、シリコン炭化物、水素を含有するシリコン窒化物、
シリコン酸化物、硼素窒化物、水素を含有する硼素窒化
物、セリウム酸化物、アルミニウム酸化物、ジルコニウ
ム酸化物、チタン酸化物、フツ化マグネシウムSiOやSiO
2などの無機絶縁物質、あるいはポリビニルアルコー
ル、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエステルイミ
ド、ポリパラキシリレン、ポリエステル、ポリカーボネ
ート、ポリビニルアセタール、ポリ塩化ビニル、ポリ酢
酸ビニル、ポリアミド、ポリスチレン、セルロース樹
脂、メラミン樹脂、ユリヤ樹脂、アクリル樹脂やフオト
レジスト樹脂などの有機絶縁物質が絶縁膜として使用さ
れる。これらの絶縁膜の膜厚5000Å以下、好ましくは10
0Å〜5000Å、特に500Å〜3000Åが適している。
又この保護層32によって形成される容量の場合では5.5
×103PF/cm3以上となる様に設定することによって、前
述の反転現像を一層有効に防止することができる。その
好ましい容量は5.5×103PF/cm2〜3.0×105PF/cm2の範囲
で、特に十分な絶縁性を保持する上で9.0×103PF/cm2〜
5.5×104PF/cm2が適している。
×103PF/cm3以上となる様に設定することによって、前
述の反転現像を一層有効に防止することができる。その
好ましい容量は5.5×103PF/cm2〜3.0×105PF/cm2の範囲
で、特に十分な絶縁性を保持する上で9.0×103PF/cm2〜
5.5×104PF/cm2が適している。
さらに、この保護層32の表面をラビング処理などの一軸
性配向処理することによって、FLC35に対する配向制御
効果を付与することができる。
性配向処理することによって、FLC35に対する配向制御
効果を付与することができる。
又、本発明で用いる保護層32とカラーフイルター層31中
の染料又は顔料とは互いに相溶性をもっていないものか
ら選択することが好ましい。本明細書で言う「相溶性」
とは、保護層と染料又は顔料が同一の有機溶剤によって
溶解する性質のことである。この際の溶解度としては、
有機溶剤100gに対して保護層及び染料又は顔料が1g以上
の割合で溶解する場合では、かかるカラーフイルター層
31と保護層32をFLC素子に設けた時に、かかるFLC素子の
長期間に亘る使用中にカラーフイルター層31中の染料又
は顔料が保護層32中に浸透し、その結果FLCの抵抗を低
下させることになり、このために前述した様な誤動作を
生じる。
の染料又は顔料とは互いに相溶性をもっていないものか
ら選択することが好ましい。本明細書で言う「相溶性」
とは、保護層と染料又は顔料が同一の有機溶剤によって
溶解する性質のことである。この際の溶解度としては、
有機溶剤100gに対して保護層及び染料又は顔料が1g以上
の割合で溶解する場合では、かかるカラーフイルター層
31と保護層32をFLC素子に設けた時に、かかるFLC素子の
長期間に亘る使用中にカラーフイルター層31中の染料又
は顔料が保護層32中に浸透し、その結果FLCの抵抗を低
下させることになり、このために前述した様な誤動作を
生じる。
この様に、本発明で用いる保護層32は、カラーフイルタ
ー層31中の染料又は顔料に対して相溶性をもっていない
ものから選択することによって、FLC素子の長期におけ
る動作安定性をより一層向上させることができる。又か
かる保護層32を複数の層からなる積層体とすることも可
能である。
ー層31中の染料又は顔料に対して相溶性をもっていない
ものから選択することによって、FLC素子の長期におけ
る動作安定性をより一層向上させることができる。又か
かる保護層32を複数の層からなる積層体とすることも可
能である。
又、図示した様にカラーフイルター層31の上に透明電極
34bを設け、さらにその上に保護層32を設けた場合の他
に、本発明で用いる保護層32は、カラーフイルター層31
の上に直接設け、その上に透明電極34bを設けることも
可能である。この際、透明電極34bを覆う別に配向制御
膜（図示せず）を設けることが好ましい。この配向制御
膜は、前述した保護層32と同様の材料によって被膜形成
した後にラビング処理などの一軸性配向処理を施すこと
によって得ることができる。
34bを設け、さらにその上に保護層32を設けた場合の他
に、本発明で用いる保護層32は、カラーフイルター層31
の上に直接設け、その上に透明電極34bを設けることも
可能である。この際、透明電極34bを覆う別に配向制御
膜（図示せず）を設けることが好ましい。この配向制御
膜は、前述した保護層32と同様の材料によって被膜形成
した後にラビング処理などの一軸性配向処理を施すこと
によって得ることができる。
第４図は、FLCセルの例を模式的に描いたものである。1
1aと11bは、In2O3、SnO2やITO（インジウム−テイン−
オキサイド）等の透明電極がコートされた基板（ガラス
板）であり、その間に液晶分子層12がガラス面に垂直に
なるように配向したSmC＊相の液晶が封入されている。
太線で示した線13が液晶分子を表わしており、この液晶
分子13は、その分子に直交した方向に双極子モーメント
（Ｐ⊥）14を有している。基板11aと11b上の電極間に一
定の閾値以上の電圧を印加すると、液晶分子13のらせん
構造がほどけ、双極子モーメント（Ｐ⊥）14はすべて電
界方向に向くよう、液晶分子13の配向方向を変えること
ができる。液晶分子13は細長い形状を有しており、その
長軸方向と短軸方向で屈折率異方性を示し、従って例え
ばガラス面の上下に互いにクロスニコルの位置関係に配
置した偏光子を置けば、電圧印加極性によって光学特性
が変わる液晶光学変調素子となることは、容易に理解さ
れる。さらに液晶セルの厚さを充分に薄くした場合（例
えば１μ）には、第５図に示すように電界を印加してい
ない状態でも液晶分子のらせん構造はほどけ、必らせん
構造となり、その双極子モーメントPa又はPbは上向き
（24a）又は下向き（24b）のどちらかの状態をとる。こ
のようなセルに第10図に示す如く一定の閾値以上の極性
の異る電界Ea又はEbを付与すると、双極子モーメント電
界Ea又はEbは電界ベクトルに対応して上向き24a又は、
下向き24bと向きを変え、それに応じて液晶分子は第１
の安定状態23aかあるいは第２の安定状態23bの何れか一
方に配向する。
1aと11bは、In2O3、SnO2やITO（インジウム−テイン−
オキサイド）等の透明電極がコートされた基板（ガラス
板）であり、その間に液晶分子層12がガラス面に垂直に
なるように配向したSmC＊相の液晶が封入されている。
太線で示した線13が液晶分子を表わしており、この液晶
分子13は、その分子に直交した方向に双極子モーメント
（Ｐ⊥）14を有している。基板11aと11b上の電極間に一
定の閾値以上の電圧を印加すると、液晶分子13のらせん
構造がほどけ、双極子モーメント（Ｐ⊥）14はすべて電
界方向に向くよう、液晶分子13の配向方向を変えること
ができる。液晶分子13は細長い形状を有しており、その
長軸方向と短軸方向で屈折率異方性を示し、従って例え
ばガラス面の上下に互いにクロスニコルの位置関係に配
置した偏光子を置けば、電圧印加極性によって光学特性
が変わる液晶光学変調素子となることは、容易に理解さ
れる。さらに液晶セルの厚さを充分に薄くした場合（例
えば１μ）には、第５図に示すように電界を印加してい
ない状態でも液晶分子のらせん構造はほどけ、必らせん
構造となり、その双極子モーメントPa又はPbは上向き
（24a）又は下向き（24b）のどちらかの状態をとる。こ
のようなセルに第10図に示す如く一定の閾値以上の極性
の異る電界Ea又はEbを付与すると、双極子モーメント電
界Ea又はEbは電界ベクトルに対応して上向き24a又は、
下向き24bと向きを変え、それに応じて液晶分子は第１
の安定状態23aかあるいは第２の安定状態23bの何れか一
方に配向する。
このようなFLCを光学変調素子として用いることの利点
は２つある。第１に、応答速度が極めて速いこと、第２
に液晶分子の配向が双安定性を有することである。第２
の点を、例えば第10図によって説明すると、電界Eaを印
加すると液晶分子は第１の安定状態23aに配向するが、
この状態は電界を切っても安定である。又、逆向きの電
界Ebを印加すると、液晶分子は第２の安定状態23bに配
向して、その分子の向きを変えるが、やはり電界を切っ
てもこの状態に留っている。又、与える電界Eaが一定の
閾値を越えない限り、それぞれの配向状態にやはり維持
されている。このような応答速度の速さと、双安定性が
有効に実現されるには、セルとしては出来るだけ薄い方
が好ましく、一般的には0.5μ〜20μ、特に１μ〜５μ
が適している。この種のFLCを用いたマトリクス電極構
造を有する液晶−電気光学装置は、例えばクラークとラ
ガバルにより、米国特許第4367924号明細書で提案され
ている。
は２つある。第１に、応答速度が極めて速いこと、第２
に液晶分子の配向が双安定性を有することである。第２
の点を、例えば第10図によって説明すると、電界Eaを印
加すると液晶分子は第１の安定状態23aに配向するが、
この状態は電界を切っても安定である。又、逆向きの電
界Ebを印加すると、液晶分子は第２の安定状態23bに配
向して、その分子の向きを変えるが、やはり電界を切っ
てもこの状態に留っている。又、与える電界Eaが一定の
閾値を越えない限り、それぞれの配向状態にやはり維持
されている。このような応答速度の速さと、双安定性が
有効に実現されるには、セルとしては出来るだけ薄い方
が好ましく、一般的には0.5μ〜20μ、特に１μ〜５μ
が適している。この種のFLCを用いたマトリクス電極構
造を有する液晶−電気光学装置は、例えばクラークとラ
ガバルにより、米国特許第4367924号明細書で提案され
ている。
本発明で用いるFLC35としては、カイラルスメクチツク
液晶が最好ましく、そのうちカイラルスメクチツクＣ相
（SmC＊）、Ｈ相（SmH＊）、Ｉ相（SmI＊）、Ｊ相（SmJ
＊）、Ｋ相（SmK＊）、Ｇ相（SmG＊）やＦ相（SmF＊）
の液晶が適している。
液晶が最好ましく、そのうちカイラルスメクチツクＣ相
（SmC＊）、Ｈ相（SmH＊）、Ｉ相（SmI＊）、Ｊ相（SmJ
＊）、Ｋ相（SmK＊）、Ｇ相（SmG＊）やＦ相（SmF＊）
の液晶が適している。
より具体的には、FLC35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）、ｐ−ヘキシロキベンジリデン−ｐ′−
アミノ−２−クロロプロピルシンナメート（HOBACP
C）、ｐ−デシロキ−シベンジリデン−ｐ′−アミノ−
２−メチルブチル−α−シアノシンナメート（DOBAMBC
C）、ｐ−テトラデシロキシベンジリデン−ｐ′−アミ
ノ−２−メチルブチル−α−シアノシンナメート（TDOB
AMBCC）、ｐ−オクチルオキシベンジリデン−ｐ′−ア
ミノ−２−メチルブチル−α−クロロシンナメート（OO
BAMBCC）、ｐ−オクチルオキシベンジリデン−ｐ′−ア
ミノ−２−メチルブチル−α−メチルシンナメート、4,
4′−アゾキシシンナミックアシツド−ビス（２−メチ
ルブチル）エステル４−０−（２−メチル）−ブチルレ
ゾルシリデン−４′−オクチルアニリン（MBRA ８）、
４−（２″−メチルブチル）フエニル−４′−オクチル
オキシビフエニル−４−カルボキシレート、４−ヘキシ
ルオキシフエニル−４−（２″−メチルブチル）ビフエ
ニル−４′−カルボキシレート、４−オクチルオキシフ
エニル−４−（２′−メチルブチル）ビフエニル−４′
−カルボキシレート、４−ヘプチルフエニル−４−
（４″−メチルヘキシル）ビフエニル−４′−カルボキ
シレート、４−（２″−メチルブチル）フエニル−４−
（４″−メチルヘキシル）ビフエニル−４′−カルボキ
シレートなどを用いることができる。
ジリデン−ｐ′−アミノ−２−メチルブチルシンナメー
ト（DOBAMBC）、ｐ−ヘキシロキベンジリデン−ｐ′−
アミノ−２−クロロプロピルシンナメート（HOBACP
C）、ｐ−デシロキ−シベンジリデン−ｐ′−アミノ−
２−メチルブチル−α−シアノシンナメート（DOBAMBC
C）、ｐ−テトラデシロキシベンジリデン−ｐ′−アミ
ノ−２−メチルブチル−α−シアノシンナメート（TDOB
AMBCC）、ｐ−オクチルオキシベンジリデン−ｐ′−ア
ミノ−２−メチルブチル−α−クロロシンナメート（OO
BAMBCC）、ｐ−オクチルオキシベンジリデン−ｐ′−ア
ミノ−２−メチルブチル−α−メチルシンナメート、4,
4′−アゾキシシンナミックアシツド−ビス（２−メチ
ルブチル）エステル４−０−（２−メチル）−ブチルレ
ゾルシリデン−４′−オクチルアニリン（MBRA ８）、
４−（２″−メチルブチル）フエニル−４′−オクチル
オキシビフエニル−４−カルボキシレート、４−ヘキシ
ルオキシフエニル−４−（２″−メチルブチル）ビフエ
ニル−４′−カルボキシレート、４−オクチルオキシフ
エニル−４−（２′−メチルブチル）ビフエニル−４′
−カルボキシレート、４−ヘプチルフエニル−４−
（４″−メチルヘキシル）ビフエニル−４′−カルボキ
シレート、４−（２″−メチルブチル）フエニル−４−
（４″−メチルヘキシル）ビフエニル−４′−カルボキ
シレートなどを用いることができる。
これらのFLC化合物は単独又は２種以上組合せて用いる
ことができ、又、他の非誘電性液晶、例えばネマチツク
液晶、コレステリツク液晶（カイラルスメクチツク液
晶）やスメクチツク液晶と混合することができる。又、
前述したFLC35は、前述の第４図に示すらせん構造を形
成したものでもよく、第５図に示す非らせん構造のもの
であってもよい。特に、第４図に示すらせん構造を有し
ている際には、FLCとして負の誘電異方性をもつものを
使用し、両電極間に交流バイアスを印加することによっ
て、非らせん構造として双安定性を付与させる駆動法を
適用するのが好ましい。又、この際、液晶層のセル層を
十分に小さくそれだけで非らせん構造を形成する液晶素
子に前述の交流バイアスを印加する駆動法を適用するも
可能である。
ことができ、又、他の非誘電性液晶、例えばネマチツク
液晶、コレステリツク液晶（カイラルスメクチツク液
晶）やスメクチツク液晶と混合することができる。又、
前述したFLC35は、前述の第４図に示すらせん構造を形
成したものでもよく、第５図に示す非らせん構造のもの
であってもよい。特に、第４図に示すらせん構造を有し
ている際には、FLCとして負の誘電異方性をもつものを
使用し、両電極間に交流バイアスを印加することによっ
て、非らせん構造として双安定性を付与させる駆動法を
適用するのが好ましい。又、この際、液晶層のセル層を
十分に小さくそれだけで非らせん構造を形成する液晶素
子に前述の交流バイアスを印加する駆動法を適用するも
可能である。
カラーデイスプレイ用、特にカラーテレビジヨンデイス
プレイ用液晶素子を長期間に亘る使用で安定したカラー
デイスプレイを形成することができる。特に、従来のツ
イストネマチツク（TN）を用いたドツトマトリクス型液
晶素子にカラーフイルター層を適用し、前述した様な保
護層の省略した場合でも、TN液晶層では抵抗の低下を生
じるが、書込みパルスの立下がり時に、書込み情報と異
なる表示状態となることがなく、従って従来のTNモード
では抵抗の低下に対する考慮は必要としていない。これ
に対し、FLCでは書込みパルスの立下がり時に誘電体層
の放電による逆電界の発生が書込み情報と異なる情報で
書込みを行うことに原因しているため、FLCを用いたカ
ラーデイスプレイで大きな問題となっているが、本発明
は前述の問題を有効に解決することができる。
プレイ用液晶素子を長期間に亘る使用で安定したカラー
デイスプレイを形成することができる。特に、従来のツ
イストネマチツク（TN）を用いたドツトマトリクス型液
晶素子にカラーフイルター層を適用し、前述した様な保
護層の省略した場合でも、TN液晶層では抵抗の低下を生
じるが、書込みパルスの立下がり時に、書込み情報と異
なる表示状態となることがなく、従って従来のTNモード
では抵抗の低下に対する考慮は必要としていない。これ
に対し、FLCでは書込みパルスの立下がり時に誘電体層
の放電による逆電界の発生が書込み情報と異なる情報で
書込みを行うことに原因しているため、FLCを用いたカ
ラーデイスプレイで大きな問題となっているが、本発明
は前述の問題を有効に解決することができる。
第１図（ａ）及び（ｂ）は、書込み時の電圧波形を表わ
す説明図である。第２図（ａ）と（ｂ）は別の書込み時
の電圧波形を表わす説明図である。第３図は、本発明図
の液晶素子の断面図である。第４図及び第５図は、本発
明で用いるFLC素子を模式的に表わす説明図である。
す説明図である。第２図（ａ）と（ｂ）は別の書込み時
の電圧波形を表わす説明図である。第３図は、本発明図
の液晶素子の断面図である。第４図及び第５図は、本発
明で用いるFLC素子を模式的に表わす説明図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 栗林 正樹 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 (56)参考文献 特開 昭59−168485（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−25714（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】電極を設けた一対の基板と、該一対の基板
間に配置したカイラルスメクチック液晶と、少なくとも
一方の電極上に設けた誘電体層とを有し、該一対の電極
間に一方極性パルスを供給することによって、カイラル
スメクチック液晶に、該一方極性パルスの供給開始から
電圧値が該液晶の抵抗値に依存して減少を生じた波形の
電圧が印加され、該一方極性パルスの供給終了時に、カ
イラルスメクチック液晶に、前記減少を生じた波形の電
圧に応じた電圧値をもつ逆極性電圧が印加されてなる液
晶素子であって、 前記一対の基板のうち、少なくとも一方の基板と、該基
板上に設けた電極との間に、カラーフィルター層及び該
カラーフィルター層とカイラルスメクチック液晶との直
接接触を防止し、且つ該カラーフィルター層から該液晶
の抵抗値を低下させる物質が該液晶中に溶出することを
防止する保護層を設け、これによって前記逆極性電圧成
分の発生を抑制したことを特徴とするカイラルスメクチ
ック液晶素子。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60285283A JPH0680450B2 (ja) | 1985-12-18 | 1985-12-18 | カイラルスメクチック液晶素子 |
| DE86117613T DE3688700T2 (de) | 1985-12-18 | 1986-12-17 | Flüssigkristallvorrichtung. |
| EP86117613A EP0226218B1 (en) | 1985-12-18 | 1986-12-17 | Liquid crystal device |
| ES86117613T ES2043600T3 (es) | 1985-12-18 | 1986-12-17 | Dispositivo de cristal liquido. |
| US07/328,706 US5078475A (en) | 1985-12-18 | 1989-03-27 | Flc device with color filter and insulating protection layer with pencil hardness of at least hb |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60285283A JPH0680450B2 (ja) | 1985-12-18 | 1985-12-18 | カイラルスメクチック液晶素子 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7182675A Division JPH0843797A (ja) | 1995-07-19 | 1995-07-19 | 液晶装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62144138A JPS62144138A (ja) | 1987-06-27 |
| JPH0680450B2 true JPH0680450B2 (ja) | 1994-10-12 |
Family
ID=17689504
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60285283A Expired - Fee Related JPH0680450B2 (ja) | 1985-12-18 | 1985-12-18 | カイラルスメクチック液晶素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0680450B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59168485A (ja) * | 1983-03-16 | 1984-09-22 | 大日本スクリ−ン製造株式会社 | 多色液晶表示素子及びその製造方法 |
-
1985
- 1985-12-18 JP JP60285283A patent/JPH0680450B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62144138A (ja) | 1987-06-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |