JPH0781144B2 - 強誘電性液晶素子 - Google Patents
強誘電性液晶素子Info
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- JPH0781144B2 JPH0781144B2 JP1158040A JP15804089A JPH0781144B2 JP H0781144 B2 JPH0781144 B2 JP H0781144B2 JP 1158040 A JP1158040 A JP 1158040A JP 15804089 A JP15804089 A JP 15804089A JP H0781144 B2 JPH0781144 B2 JP H0781144B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は強誘電性液晶の自発分極及びその負の誘電異方
性を利用して、電気光学的変換を行う強誘電性液晶素子
に関するものである。
性を利用して、電気光学的変換を行う強誘電性液晶素子
に関するものである。
本発明は、強誘電性液晶の自発分極及びその負の誘電異
方性を利用して、２つの双安定状態間をスイッチング
し、かつ、ACスタビライズド効果で光学的濃度比を高め
る強誘電性液晶素子で、フェニルピリダジン骨格を有す
る化合物を含有する強誘電性液晶組成物とすることによ
り、低い交流電圧でACスタビライズド効果で出現させ、
また、高速応答を実現したものである。
方性を利用して、２つの双安定状態間をスイッチング
し、かつ、ACスタビライズド効果で光学的濃度比を高め
る強誘電性液晶素子で、フェニルピリダジン骨格を有す
る化合物を含有する強誘電性液晶組成物とすることによ
り、低い交流電圧でACスタビライズド効果で出現させ、
また、高速応答を実現したものである。
強誘電性液晶素子は、1980年にクラーク、ラガーバルに
よって、サーフェススタビライジング法が提案されて以
降、表示素子やシャッターアレイとして実用化すべく活
発に研究されてきた。
よって、サーフェススタビライジング法が提案されて以
降、表示素子やシャッターアレイとして実用化すべく活
発に研究されてきた。
しかし、配向処理を施した液晶セル内で強誘電性液晶相
を形成すると、第１図（ａ）のように、スメクチック相
の層が折れ曲がったいわゆるシェブロン構造となった
り、（ｂ）のように層が斜めになり、双安定状態間の見
掛けのコーン角が小さく、第２図で示したような理想的
な配向状態のような約45゜の双安定状態間のスイッチン
グは得られない。更に、基板表面と強誘電性液晶の自発
分極との相互作用が強いとユニフォーム配向ではなく、
ツウィスト配向となる。
を形成すると、第１図（ａ）のように、スメクチック相
の層が折れ曲がったいわゆるシェブロン構造となった
り、（ｂ）のように層が斜めになり、双安定状態間の見
掛けのコーン角が小さく、第２図で示したような理想的
な配向状態のような約45゜の双安定状態間のスイッチン
グは得られない。更に、基板表面と強誘電性液晶の自発
分極との相互作用が強いとユニフォーム配向ではなく、
ツウィスト配向となる。
こうした理由により、光学的なON−OFFの濃度比（コン
トラスト）が低いという問題があった。コントラストを
上げる方法としては、酸化シリコンの斜方蒸着膜を配向
膜とすることにより、理想配向に近い双安定な配向状態
を形成する方法や、誘電率異方性が負の強誘電性液晶を
用いて、ACスタビライズド効果を利用する方法が知られ
ている。
トラスト）が低いという問題があった。コントラストを
上げる方法としては、酸化シリコンの斜方蒸着膜を配向
膜とすることにより、理想配向に近い双安定な配向状態
を形成する方法や、誘電率異方性が負の強誘電性液晶を
用いて、ACスタビライズド効果を利用する方法が知られ
ている。
しかし、酸化シリコンの斜方蒸着膜を配向膜として使用
する方法は、大きな基板に均一な膜を形成するために
は、大きな蒸着装置が必要であり、かつ、膜形成に時間
がかかるなど、大量生産には不向きであり、コストが高
くなる。また、誘電異方性が負の強誘電性液晶を用い、
ACスタビライズド効果を利用する方法は、特開昭60−17
6097号、63−192020号、63−201629号、63−210825号な
どに開示されているが、ACスタビライズド効果を生じる
電圧、周波数が高く、そのため現状で液晶表示素子のド
ライバー回路で使われているドライバーICが使えなかっ
たり、駆動回路が複雑になったりした。
する方法は、大きな基板に均一な膜を形成するために
は、大きな蒸着装置が必要であり、かつ、膜形成に時間
がかかるなど、大量生産には不向きであり、コストが高
くなる。また、誘電異方性が負の強誘電性液晶を用い、
ACスタビライズド効果を利用する方法は、特開昭60−17
6097号、63−192020号、63−201629号、63−210825号な
どに開示されているが、ACスタビライズド効果を生じる
電圧、周波数が高く、そのため現状で液晶表示素子のド
ライバー回路で使われているドライバーICが使えなかっ
たり、駆動回路が複雑になったりした。
誘電異方性が負で、かつ、その絶対値が大きい強誘電性
液晶は、一般に分子間の相互作用が強く、応答が速い傾
向があった。そのため、液晶分子の反転に必要な電圧パ
ルスのパルス巾は広く、そして、ACスタビライズド効果
を生じる電圧パルス巾は狭いということで、周波数の高
いAC波形を信号電極から重畳するのが一般的な駆動方法
であった。
液晶は、一般に分子間の相互作用が強く、応答が速い傾
向があった。そのため、液晶分子の反転に必要な電圧パ
ルスのパルス巾は広く、そして、ACスタビライズド効果
を生じる電圧パルス巾は狭いということで、周波数の高
いAC波形を信号電極から重畳するのが一般的な駆動方法
であった。
更に、ACスタビライズド効果を生じる電圧は、その強誘
電性液晶素子の配向状態によっても大きく異なる。即
ち、ユニフォーム配向の双安定な状態を取り得る配向状
態であれば、ACスタビライズド効果を生じる電圧が低い
が、ツウィスト配向であれば、かなりその電圧が高くな
るという問題があった。よって、強誘電性液晶材料と配
向膜との組合わせで、ユニフォーム配向の双安定な状態
を取り得ることが求められた。
電性液晶素子の配向状態によっても大きく異なる。即
ち、ユニフォーム配向の双安定な状態を取り得る配向状
態であれば、ACスタビライズド効果を生じる電圧が低い
が、ツウィスト配向であれば、かなりその電圧が高くな
るという問題があった。よって、強誘電性液晶材料と配
向膜との組合わせで、ユニフォーム配向の双安定な状態
を取り得ることが求められた。
本発明の目的は、ACスタビライズ効果を生じる電圧が低
く、かつ、応答の速い強誘電性液晶組成物を提供するも
のであり、同時にその強誘電性液晶が組成物が双安定な
ユニフォーム配向状態を容易に取り得る配向膜も合わせ
提供し、ACスタビライズド効果が低電圧で生じ、即ち、
高コントラストで、応答性の良い強誘電性液晶素子を提
供しようとするものである。
く、かつ、応答の速い強誘電性液晶組成物を提供するも
のであり、同時にその強誘電性液晶が組成物が双安定な
ユニフォーム配向状態を容易に取り得る配向膜も合わせ
提供し、ACスタビライズド効果が低電圧で生じ、即ち、
高コントラストで、応答性の良い強誘電性液晶素子を提
供しようとするものである。
本発明で提供される強誘電性液晶素子は強誘電性液晶組
成物を使用されているものであって、その強誘電性液晶
組成物は以下のとおりの化合物を組成して成るものであ
る。即ち 一般式 （ここで、R1は直鎖状のアルキル基、アルコキシ基また
は不斉炭素原子を有するアルコキシ基、アルコキシアル
コキシ基、アシルオキシ基であり、R2が直鎖アルキル基
である） で表される化合物を10〜80重量％ 一般式 （ここで、R3は直鎖アルキル基または不斉炭素原子を有
するアルキル基でありR4は直鎖アルキル基であり、Ｘが 又は−Ｃ≡Ｃ−である） で表される化合物を10〜60重量％ 一般式 及びまたは 一般式 （ここで、R7〜R10は別々にアルキル基、アルコキシ
基、アルコキシカルボニル基である） で表される化合物を10〜60重量％ の範囲で配合組成してなる強誘電性液晶組成物を使用し
ている素子である。
成物を使用されているものであって、その強誘電性液晶
組成物は以下のとおりの化合物を組成して成るものであ
る。即ち 一般式 （ここで、R1は直鎖状のアルキル基、アルコキシ基また
は不斉炭素原子を有するアルコキシ基、アルコキシアル
コキシ基、アシルオキシ基であり、R2が直鎖アルキル基
である） で表される化合物を10〜80重量％ 一般式 （ここで、R3は直鎖アルキル基または不斉炭素原子を有
するアルキル基でありR4は直鎖アルキル基であり、Ｘが 又は−Ｃ≡Ｃ−である） で表される化合物を10〜60重量％ 一般式 及びまたは 一般式 （ここで、R7〜R10は別々にアルキル基、アルコキシ
基、アルコキシカルボニル基である） で表される化合物を10〜60重量％ の範囲で配合組成してなる強誘電性液晶組成物を使用し
ている素子である。
ここにおいて、式（１）で示される化合物は既に本件出
願人において特許出願されているものであるが、その代
表的なものの転移温度を第１表に記す。
願人において特許出願されているものであるが、その代
表的なものの転移温度を第１表に記す。
一般式（１）で表わされるフェニルピリダジン系化合物
は、ピリダジン環の電子的片寄りのために、負の誘電異
方性を有する。Δεとしては、−１から−４の値を有す
る。ところで、これまで一般的に利用されている誘電異
方性が負の化合物は、以下の一般式のように、骨格のベ
ンゼン環のオルト，メタ位に大きな電子吸引性を有する
基（Ｃ≡N,cl,F）が付加した構造を有する。
は、ピリダジン環の電子的片寄りのために、負の誘電異
方性を有する。Δεとしては、−１から−４の値を有す
る。ところで、これまで一般的に利用されている誘電異
方性が負の化合物は、以下の一般式のように、骨格のベ
ンゼン環のオルト，メタ位に大きな電子吸引性を有する
基（Ｃ≡N,cl,F）が付加した構造を有する。
ここで、R5,R6はアルキル基、アルコキシ基、アルシロ
シ基等であり、Ｘは −CH2O−，−OCH2−等であり、 はベンゼン環、ピリミジン環等であり、ｎは０か１であ
り、そして、Y1〜Y4の位置に−Ｃ≡N,−F,−clが１〜２
個付加している。
シ基等であり、Ｘは −CH2O−，−OCH2−等であり、 はベンゼン環、ピリミジン環等であり、ｎは０か１であ
り、そして、Y1〜Y4の位置に−Ｃ≡N,−F,−clが１〜２
個付加している。
これらの化合物は、分子の横方向に出っ張った形状を
し、かつその電子的片寄りのため、横方向の分子間相互
作用が強くなり、応答性が悪くなる。又、横方向の出っ
張りは、液晶性を小さくする。
し、かつその電子的片寄りのため、横方向の分子間相互
作用が強くなり、応答性が悪くなる。又、横方向の出っ
張りは、液晶性を小さくする。
これに対して、フェニルピリダジン系液晶は、大きな負
の誘電異方性を有するが、分子横方向の出っ張りがない
ため、液晶性が高い。確かにその電子的片よりのため、
分子間相互作用が高いが、それを弱くする化合物とブレ
ンドすることにより、応答性の優れた強誘電性液晶組成
物を得ることができる。更に、フェニルピリタジン系の
化合物はその液晶相の温度域が高いという特徴もあり、
室温を含み、高い温度まで強誘電性液晶相を有する液晶
組成物を調整し得る。このため、フェニルピリダジン系
化合物を適量含有する強誘電性液晶組成物は、ACスタビ
ライズド効果を利用して、高コントラストを得ようとす
る強誘電性液晶素子にとって好適であり、応答性の良い
素子が得られることが実験的に確認された。
の誘電異方性を有するが、分子横方向の出っ張りがない
ため、液晶性が高い。確かにその電子的片よりのため、
分子間相互作用が高いが、それを弱くする化合物とブレ
ンドすることにより、応答性の優れた強誘電性液晶組成
物を得ることができる。更に、フェニルピリタジン系の
化合物はその液晶相の温度域が高いという特徴もあり、
室温を含み、高い温度まで強誘電性液晶相を有する液晶
組成物を調整し得る。このため、フェニルピリダジン系
化合物を適量含有する強誘電性液晶組成物は、ACスタビ
ライズド効果を利用して、高コントラストを得ようとす
る強誘電性液晶素子にとって好適であり、応答性の良い
素子が得られることが実験的に確認された。
フェニルピリダジン系化合物の組成比は、10％以下で
は、その化合物の特徴を発揮されず、また80％以上で
は、ブレンドする他の系の化合物を種々変えても、結晶
化しやすいというデメリットをカバーし得ないため、10
〜80重量％が良好であり、更には、20〜70重量％が望ま
しい。
は、その化合物の特徴を発揮されず、また80％以上で
は、ブレンドする他の系の化合物を種々変えても、結晶
化しやすいというデメリットをカバーし得ないため、10
〜80重量％が良好であり、更には、20〜70重量％が望ま
しい。
フェニルピリダジン系化合物にブレンドする液晶化合物
としては、粘度が小さい液晶化合物が好ましく、誘電異
方性が小さいか、負の液晶化合物が良い。具体的には以
下の一般式に表わされるものである。
としては、粘度が小さい液晶化合物が好ましく、誘電異
方性が小さいか、負の液晶化合物が良い。具体的には以
下の一般式に表わされるものである。
一般式 ［ここで、R3は直鎖アルキル基または不斉炭素原子を有
するアルキル基であり、R4は直鎖アルキル基であり、Ｘ
が−Ｃ≡Ｃ−， である］ で表わさる液晶化合物は、強誘電性液晶化合物にブレン
ドすると、回転粘度を下げる働きをする。代表的な化合
物と転移温度を第２表に示す。これらの液晶化合物は、
誘電異方性が負またはは、正の小さな値であり、フェニ
ルピリダジン系化合物の誘電的性質に余り影響を及ぼさ
ずに、スイッチングの応答性を良くする。
するアルキル基であり、R4は直鎖アルキル基であり、Ｘ
が−Ｃ≡Ｃ−， である］ で表わさる液晶化合物は、強誘電性液晶化合物にブレン
ドすると、回転粘度を下げる働きをする。代表的な化合
物と転移温度を第２表に示す。これらの液晶化合物は、
誘電異方性が負またはは、正の小さな値であり、フェニ
ルピリダジン系化合物の誘電的性質に余り影響を及ぼさ
ずに、スイッチングの応答性を良くする。
一般式（２）で表わされる液晶化合物は、一種または多
種類をフェニルピリダジン系化合物にブレンドすること
ができ、その比率としては、10〜60重量％が好ましい。
10重量％以上でないと、回転粘度を低くする効果が乏し
く、また、60重量％以上になると、スメクチック相の上
限温度を大きく下げるため、好ましくなく、又、フェニ
ルピリダジン系化合物の誘電的性質が大きく影響を受け
てくる。
種類をフェニルピリダジン系化合物にブレンドすること
ができ、その比率としては、10〜60重量％が好ましい。
10重量％以上でないと、回転粘度を低くする効果が乏し
く、また、60重量％以上になると、スメクチック相の上
限温度を大きく下げるため、好ましくなく、又、フェニ
ルピリダジン系化合物の誘電的性質が大きく影響を受け
てくる。
一般式（１）と（２）の液晶混合物に、その他の液晶性
化合物を添加することも可能であり、以下に示す一般式
（３），（４）等の化合物を添加し、回転粘度を調整し
たり、自発分極やピッチの値を調整できる。
化合物を添加することも可能であり、以下に示す一般式
（３），（４）等の化合物を添加し、回転粘度を調整し
たり、自発分極やピッチの値を調整できる。
［ここで、R7〜R10は別々にアルキル基、アルコキシ
基、アシロキシ基等である。］ ただし、一般式（３）のフェニルピリミジン骨格を有す
る化合物は、誘電異方性が正であり、多量にブレンドす
ると、フェニルピリダジン系の化合物の誘電異方性が負
である性質を打ち消す。又、自発分極の値を調整するた
めには、R7,R9が （ここで、ｎは２以上の整数であり、ＸはF,cl,CN−な
どである。）のような自発分極が大きいものをブレンド
すると、少量で自発分極の大きさが調整でき、フェニル
ピリダジン系の化合物の誘電的性質を大きく損なうこと
はない。
基、アシロキシ基等である。］ ただし、一般式（３）のフェニルピリミジン骨格を有す
る化合物は、誘電異方性が正であり、多量にブレンドす
ると、フェニルピリダジン系の化合物の誘電異方性が負
である性質を打ち消す。又、自発分極の値を調整するた
めには、R7,R9が （ここで、ｎは２以上の整数であり、ＸはF,cl,CN−な
どである。）のような自発分極が大きいものをブレンド
すると、少量で自発分極の大きさが調整でき、フェニル
ピリダジン系の化合物の誘電的性質を大きく損なうこと
はない。
更に配向膜との適合性であるが、ACスタビライズド効果
を低電圧で生じさせるためには、双安定なユニフォーム
配向が望ましく、又、ツウィスト配向のものでも、表面
反転が起こり易ければ、ACスタビライズド効果は、低電
圧で生じる傾向がある。
を低電圧で生じさせるためには、双安定なユニフォーム
配向が望ましく、又、ツウィスト配向のものでも、表面
反転が起こり易ければ、ACスタビライズド効果は、低電
圧で生じる傾向がある。
本発明のフェニルピリダジン系の化合物を主成分とする
強誘電性液晶組成物は、ポリイミド系の配向膜に対して
は、表面反転しずらいツウィスト配向となる傾向が強
く、ACスタビライズド効果を生じる電圧が高かった。こ
れに対し、ポリイミド系配向膜に比べ、相対的に極性エ
ネルギーの低いポリアミド系樹脂の配向膜は、ユニフォ
ーム配向を取りやすい。特にナイロン６のような芳香環
を含まないポリアミド配向膜ほど、ユニフォームな双安
定な配向状態をとる。同様にポリフマル酸の配向膜で
も、双安定なユニフォーム配向をとりやすく、これらの
配向では、ACスタビライズド効果を生じる電圧が低かっ
た。ポリフマル酸は一般式として、 の形で表わされ、X,Yがアルキル基のものから、シクロ
ヘキサン環のような環状のものなど種々ある。このポリ
フマル酸の系列では、とりわけポリフマル酸ジイソプロ
ピル又は、これとポリ（イソプロピル1,1,2,2−テトラ
ビドロパーフルオロデシルフマレート）の混合配向膜
は、均一で双安定なユニフォーム配向状態を呈した。
強誘電性液晶組成物は、ポリイミド系の配向膜に対して
は、表面反転しずらいツウィスト配向となる傾向が強
く、ACスタビライズド効果を生じる電圧が高かった。こ
れに対し、ポリイミド系配向膜に比べ、相対的に極性エ
ネルギーの低いポリアミド系樹脂の配向膜は、ユニフォ
ーム配向を取りやすい。特にナイロン６のような芳香環
を含まないポリアミド配向膜ほど、ユニフォームな双安
定な配向状態をとる。同様にポリフマル酸の配向膜で
も、双安定なユニフォーム配向をとりやすく、これらの
配向では、ACスタビライズド効果を生じる電圧が低かっ
た。ポリフマル酸は一般式として、 の形で表わされ、X,Yがアルキル基のものから、シクロ
ヘキサン環のような環状のものなど種々ある。このポリ
フマル酸の系列では、とりわけポリフマル酸ジイソプロ
ピル又は、これとポリ（イソプロピル1,1,2,2−テトラ
ビドロパーフルオロデシルフマレート）の混合配向膜
は、均一で双安定なユニフォーム配向状態を呈した。
フェニルピリダジン系化合物がベースにした強誘電性液
晶組成物を用い、上記したように、双安定なユニフォー
ム配向を実現すると1.5μｍ厚のセルでは、20kHz以上の
矩形波交流を印加したとき、約7VからACスタビライズド
効果が生じ始める。初期配向状態では、ON−OFFさせた
２つのメモリ状態間の見かけのコーン角は約15゜である
が、10Vの矩形波交流の印加で、見掛けのコーン角が、
約35゜に広がる。コーン角が約35゜に広がると、高偏光
度の偏光板をクロスニコルに設定して20:1以上のコント
ラストが得られる。
晶組成物を用い、上記したように、双安定なユニフォー
ム配向を実現すると1.5μｍ厚のセルでは、20kHz以上の
矩形波交流を印加したとき、約7VからACスタビライズド
効果が生じ始める。初期配向状態では、ON−OFFさせた
２つのメモリ状態間の見かけのコーン角は約15゜である
が、10Vの矩形波交流の印加で、見掛けのコーン角が、
約35゜に広がる。コーン角が約35゜に広がると、高偏光
度の偏光板をクロスニコルに設定して20:1以上のコント
ラストが得られる。
更に、上記した強誘電性液晶組成物は、自発分極の値を
適切に調整すると、応答が速くなり、30Vのピーク値の
交流矩形波では、約25μｓのパルス巾まで応答する。
適切に調整すると、応答が速くなり、30Vのピーク値の
交流矩形波では、約25μｓのパルス巾まで応答する。
即ち、通常の1/3バイアスの駆動波形で、選択時の電圧
波高値を30Vに設定すると、パルス巾25μｓ以上で応答
し、かつ10Vの矩形波交流が印加される非選択の部分に
はACスタビライズド効果が生じ、高コントラストが得ら
れる。この応答速度は、400本の走査ラインでも動画表
示が可能なレベルである。この1/3バイアスの波形を第
３図（ａ）に示し、同時にACスタビライズド効果を利用
するこれまでの素子で使用されている一般的な波形を示
す（ｂ）。この図より明らかなように、第３図の（ｂ）
では、信号電極に高周波のACを重畳しなければ得られ
ず、一般的な1/3バイアスの波形である（ａ）の波形の
方が駆動回路が簡易である。
波高値を30Vに設定すると、パルス巾25μｓ以上で応答
し、かつ10Vの矩形波交流が印加される非選択の部分に
はACスタビライズド効果が生じ、高コントラストが得ら
れる。この応答速度は、400本の走査ラインでも動画表
示が可能なレベルである。この1/3バイアスの波形を第
３図（ａ）に示し、同時にACスタビライズド効果を利用
するこれまでの素子で使用されている一般的な波形を示
す（ｂ）。この図より明らかなように、第３図の（ｂ）
では、信号電極に高周波のACを重畳しなければ得られ
ず、一般的な1/3バイアスの波形である（ａ）の波形の
方が駆動回路が簡易である。
実施例１ 透明電極を有する二枚の透明基板に、絶縁層として、Si
O2膜を形成した後、ポリフマル酸ジイソピルの配向膜を
スピンナー塗布200℃焼成で120Åの膜厚に形成した。そ
の上で、両側の基板をパラレル配向となるようにラビン
グ処理を施した上で、1.7μｍのgapとなるように、gap
剤を散布し、セルを形成した。このセルは以下の組成の
強誘電性液晶組成物を注入した。
O2膜を形成した後、ポリフマル酸ジイソピルの配向膜を
スピンナー塗布200℃焼成で120Åの膜厚に形成した。そ
の上で、両側の基板をパラレル配向となるようにラビン
グ処理を施した上で、1.7μｍのgapとなるように、gap
剤を散布し、セルを形成した。このセルは以下の組成の
強誘電性液晶組成物を注入した。
上記の強誘電性液晶組成物の相転移温度は以下の通りで
ある。
ある。
上記強誘電性液晶組成物を注入した液晶セルを70℃に熱
した後、除冷した。初期配向状態としては、ユニフォー
ムのアップ及びダウンの２状態と、ツウィストのアップ
及びダウンの２状態が混在していた。
した後、除冷した。初期配向状態としては、ユニフォー
ムのアップ及びダウンの２状態と、ツウィストのアップ
及びダウンの２状態が混在していた。
このセルに、±20Vの矩形波のパルス波形を常温中で印
加駆動すると、ユニフォームの２状態間でスイッチング
した。このユニフォームの２状態を直交ニコル下で観察
すると、２状態それぞれが光透過強度の低い黒レベルが
得られる。そのときの偏光軸方向が見かけのダイレクタ
ーを示しているが、２状態の見かけのダイレクターの角
度が見かけのコーン角であり、約15゜であった。
加駆動すると、ユニフォームの２状態間でスイッチング
した。このユニフォームの２状態を直交ニコル下で観察
すると、２状態それぞれが光透過強度の低い黒レベルが
得られる。そのときの偏光軸方向が見かけのダイレクタ
ーを示しているが、２状態の見かけのダイレクターの角
度が見かけのコーン角であり、約15゜であった。
このセルに、20kHzの矩形波交流を印加し、電圧を上げ
ていくとと、ACスタビライズド効果により、見掛けのコ
ーン角が広がり、いわゆるON−OFFのコントラストが上
がっていく。このセルでは、±6.5Vから、コーン角が広
がりはじめ、±10Vで見かけのコーン角が34゜まで広が
り、直交ニコル下で、片方の状態を透過光量が最少とな
るように、偏光軸を設定すると1:20のコントラストが得
られた。
ていくとと、ACスタビライズド効果により、見掛けのコ
ーン角が広がり、いわゆるON−OFFのコントラストが上
がっていく。このセルでは、±6.5Vから、コーン角が広
がりはじめ、±10Vで見かけのコーン角が34゜まで広が
り、直交ニコル下で、片方の状態を透過光量が最少とな
るように、偏光軸を設定すると1:20のコントラストが得
られた。
このセルの応答速度は、30V,AC矩形波駆動で、30μsec
であり、第３図（ａ）に示すような1/3バイアスのスイ
ッチング波形で波高値30Vの電圧波形を印加すると、パ
ルス巾30μsecまで応答し、かつ、バイアス部の交流波
形でACスタビライズド効果が得られるので、高いコント
ラストのスイッチングが可能であった。
であり、第３図（ａ）に示すような1/3バイアスのスイ
ッチング波形で波高値30Vの電圧波形を印加すると、パ
ルス巾30μsecまで応答し、かつ、バイアス部の交流波
形でACスタビライズド効果が得られるので、高いコント
ラストのスイッチングが可能であった。
実施例２ ２枚のITO電極を有する透明基板に、絶縁層としてSiO2
膜を形成した後、日立化成（株）製ポリアミド系配向剤
を塗布、焼成し、200Åの配向膜を得、両側がパラレル
配向となる向きにラビング処理を施した。その上でgap
剤を散布し1.5μｍ厚となるようにセルを形成した。か
かるセルに以下の組成の強誘電性液晶組成物を注入し特
性を測定した。
膜を形成した後、日立化成（株）製ポリアミド系配向剤
を塗布、焼成し、200Åの配向膜を得、両側がパラレル
配向となる向きにラビング処理を施した。その上でgap
剤を散布し1.5μｍ厚となるようにセルを形成した。か
かるセルに以下の組成の強誘電性液晶組成物を注入し特
性を測定した。
上記14種の化合物を上記組成比でブレンドすると、その
転移温度は、 であった。
転移温度は、 であった。
上記液晶を注入した後、70℃に加熱後、除冷するとユニ
フォームの２状態とツウィストの２状態の４状態が混在
した初期配向状態が得られた。
フォームの２状態とツウィストの２状態の４状態が混在
した初期配向状態が得られた。
このセルに、±20Vの矩形波のパルス波形を常温中で印
加すると、ユニフォームの２状態間にスイッチングし
た。しかし、このユニフォームの２状態を直交ニコル下
で観察すると、２状態それぞれが黒レベルが得られる見
かけのダイレクターの角度−見かけのコーン角は、約15
゜であった。
加すると、ユニフォームの２状態間にスイッチングし
た。しかし、このユニフォームの２状態を直交ニコル下
で観察すると、２状態それぞれが黒レベルが得られる見
かけのダイレクターの角度−見かけのコーン角は、約15
゜であった。
このセルに、20kHzの矩形波交流を印加し、電圧を上げ
ていくと、上記のユニフォームの２状態は、ACスタビラ
イズド効果により、見掛けのコーン角が広がる。±6Vか
ら見かけのコーン角が広がり始め、±10Vで見かけのコ
ーン角は36゜まで広がり、直交ニコル下で片方の状態を
最も透過光量を最小にするように設定すると、1:25のコ
ントラストが得られる。
ていくと、上記のユニフォームの２状態は、ACスタビラ
イズド効果により、見掛けのコーン角が広がる。±6Vか
ら見かけのコーン角が広がり始め、±10Vで見かけのコ
ーン角は36゜まで広がり、直交ニコル下で片方の状態を
最も透過光量を最小にするように設定すると、1:25のコ
ントラストが得られる。
このセルの応答速度は、AC駆動で30Vで25μsecであり、
第３図（ａ）に示すような1/3バイアスのスイッチング
波形で波高値30Vの電圧波形を印加すると、パルス巾25
μsecまで応答し、バイアス部の交流波形でACスタビラ
イズド効果をもつので、高いコントラストのスイッチン
グが可能であった。
第３図（ａ）に示すような1/3バイアスのスイッチング
波形で波高値30Vの電圧波形を印加すると、パルス巾25
μsecまで応答し、バイアス部の交流波形でACスタビラ
イズド効果をもつので、高いコントラストのスイッチン
グが可能であった。
実施例３ 透明電極を有する２枚の透明基板に、絶縁層として、Si
O2膜を形成した後、ポリフマル酸ジイソプロピルとポリ
（イソプロピル1,1,2,2−テトラヒドロパーフルオロデ
シルフマレート）を重量比で4:1の比率で溶媒に溶かし
た後、この液でスピンナー塗布、そして焼成により150
Åの厚さで配向膜を形成した。その上で、両側の基板を
パラレル配向となるようにラビング処理を施し1.5μｍ
のgap厚となるように、セルを形成した。このセルに以
下の組成の強誘電性液晶組成物を注入した。
O2膜を形成した後、ポリフマル酸ジイソプロピルとポリ
（イソプロピル1,1,2,2−テトラヒドロパーフルオロデ
シルフマレート）を重量比で4:1の比率で溶媒に溶かし
た後、この液でスピンナー塗布、そして焼成により150
Åの厚さで配向膜を形成した。その上で、両側の基板を
パラレル配向となるようにラビング処理を施し1.5μｍ
のgap厚となるように、セルを形成した。このセルに以
下の組成の強誘電性液晶組成物を注入した。
この液晶組成物の相転移温度は以下のようであった。
この液晶組成物を上記セルに注入し、70℃に加熱した
後、除冷し、30℃で特性を測定した。初期配向状態とし
ては、ユニフォームの２状態が得られ、±20Vの矩形波
パルスでの応答速度として、8.5μsecの応答が得られ
た。そして、実施例1,2と同様にして、ACスタビライズ
ド効果を確認したが、±10Vの20kHzの矩形波交流の印加
で35゜の見かけのコーン角に広がった。
後、除冷し、30℃で特性を測定した。初期配向状態とし
ては、ユニフォームの２状態が得られ、±20Vの矩形波
パルスでの応答速度として、8.5μsecの応答が得られ
た。そして、実施例1,2と同様にして、ACスタビライズ
ド効果を確認したが、±10Vの20kHzの矩形波交流の印加
で35゜の見かけのコーン角に広がった。
このセルは、30℃では、第３図（ａ）の1/3のバイアス
のスイッチング波形で波高値30Vの電圧波形を印加する
と、パルス巾20μsecまで応答し、かつ、ACスタビライ
ズド効果により、高いコントラスト（23:1）が得られ
た。
のスイッチング波形で波高値30Vの電圧波形を印加する
と、パルス巾20μsecまで応答し、かつ、ACスタビライ
ズド効果により、高いコントラスト（23:1）が得られ
た。
以上述べたように、本発明の強誘電性液晶組成物と配向
膜を組合わせることにより、応答が速く、高コントラス
トの液晶素子が得られる。そして、ACスタビライズド効
果を利用するわけだが、これまでのように、周波数の異
なる信号を印加する必要がなく、通常の電圧平均化法の
電圧波形でよいため、回路構成も簡単で済む。そして、
本発明は動画が得られる応答速度は、走査電極数が500
本までは、画面書き換えが可能である。このように高コ
ントラスト化、高速応答化を合わせ実現する技術であ
り、強誘電性液晶素子の実用化にとって有効である。
膜を組合わせることにより、応答が速く、高コントラス
トの液晶素子が得られる。そして、ACスタビライズド効
果を利用するわけだが、これまでのように、周波数の異
なる信号を印加する必要がなく、通常の電圧平均化法の
電圧波形でよいため、回路構成も簡単で済む。そして、
本発明は動画が得られる応答速度は、走査電極数が500
本までは、画面書き換えが可能である。このように高コ
ントラスト化、高速応答化を合わせ実現する技術であ
り、強誘電性液晶素子の実用化にとって有効である。
第１図（ａ）は、強誘電性液晶の層がショブロン構造を
呈している模式図であり、第１図（ｂ）は層が斜めにな
った模式図であり、第２図は理想的なbook−shelf構造
を呈する模式図であり、第３図（ａ）は1/3バイアスの
スイッチング波形であり、第３図（ｂ）がこれまでのAC
スタビライズド効果を利用するときに印加する電圧波形
の一般形を示している。
呈している模式図であり、第１図（ｂ）は層が斜めにな
った模式図であり、第２図は理想的なbook−shelf構造
を呈する模式図であり、第３図（ａ）は1/3バイアスの
スイッチング波形であり、第３図（ｂ）がこれまでのAC
スタビライズド効果を利用するときに印加する電圧波形
の一般形を示している。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０２Ｆ 1/133 ５６０ (56)参考文献 特開 平１−306493（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−12482（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−12491（ＪＰ，Ａ)
Claims (4)
- 【請求項１】透明電極を有し、配向膜を形成された２枚
の基板間に、誘電率の異方性が負の強誘電性液晶を挟持
した強誘電性液晶素子において、該強誘電性液晶が 一般式 （ここで、R1は直鎖状のアルキル基、アルコキシ基また
は不斉炭素原子を有するアルコキシ基、アルコキシアル
コキシ基、アシルオキシ基であり、R2が直鎖アルキル基
である） で表される化合物を10〜80重量％ 一般式 （ここで、R3は直鎖アルキル基または不斉炭素原子を有
するアルキル基でありR4は直鎖アルキル基であり、Ｘが 又は−Ｃ≡Ｃ−である） で表される化合物を10〜60重量％ 一般式 及びまたは 一般式 （ここで、R7〜R10は別々にアルキル基、アルコキシ
基、アルコキシカルボニル基である） で表される化合物を10〜60重量％ の範囲で配合組成してなる強誘電性液晶組成物である強
誘電性液晶素子。 - 【請求項２】該強誘電性液晶が印加電界による自発分極
の反転によりスイッチングし、かつACスタビライズド効
果により、ON−OFFの光学濃度比を高める駆動を行うこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の強誘電性液
晶素子。 - 【請求項３】走査電極に印加されるAC電圧と信号電極に
印加されるAC電圧が同一周波数であることを特徴とする
特許請求の範囲第２項記載の強誘電性液晶素子。 - 【請求項４】該配向膜が、少なくとも一方がラビング処
理されたポリアミドまたはポリフマル酸の薄膜であるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の強誘電性液
晶素子。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1158040A JPH0781144B2 (ja) | 1989-06-19 | 1989-06-19 | 強誘電性液晶素子 |
| EP90306614A EP0404480B1 (en) | 1989-06-19 | 1990-06-18 | Ferro-electric liquid crystal electro-optical device |
| DE69016510T DE69016510T2 (de) | 1989-06-19 | 1990-06-18 | Elektrooptische ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung. |
| US08/017,347 US5395552A (en) | 1989-06-19 | 1993-02-10 | Ferro-electric liquid crystal electrol-optical device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1158040A JPH0781144B2 (ja) | 1989-06-19 | 1989-06-19 | 強誘電性液晶素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0321692A JPH0321692A (ja) | 1991-01-30 |
| JPH0781144B2 true JPH0781144B2 (ja) | 1995-08-30 |
Family
ID=15662971
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1158040A Expired - Fee Related JPH0781144B2 (ja) | 1989-06-19 | 1989-06-19 | 強誘電性液晶素子 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
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| EP (1) | EP0404480B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0781144B2 (ja) |
| DE (1) | DE69016510T2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US6416826B1 (en) * | 1998-08-18 | 2002-07-09 | Minolta Co., Ltd. | Liquid crystal display element |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| DE3515374C2 (de) * | 1985-04-27 | 1998-02-26 | Hoechst Ag | Chirale getilte smektische flüssigkristalline Phasen und deren Verwendung in elektrooptischen Anzeigeelementen |
| DE8606401U1 (de) * | 1986-03-08 | 1986-04-30 | Telefonbau Und Normalzeit Gmbh, 6000 Frankfurt | Gabelumschalter für Fernsprechapparate |
| EP0277567B1 (en) * | 1987-01-23 | 1997-04-09 | Toray Industries, Inc. | Liquid crystal element |
| JP2594266B2 (ja) * | 1987-02-05 | 1997-03-26 | チッソ株式会社 | 光学活性−２−アルコキシ−プロピルエーテル類および液晶組成物 |
| US4973426A (en) * | 1987-03-04 | 1990-11-27 | Chisso Corporation | Optically active compound having a plurality of asymmetric carbon atoms |
| JPH01306493A (ja) * | 1988-06-03 | 1989-12-11 | Chisso Corp | 強誘電性液晶組成物 |
| JPH0312482A (ja) * | 1989-06-09 | 1991-01-21 | Canon Inc | 強誘電性カイラルスメクチック液晶組成物およびこれを含む液晶素子 |
| JPH0312491A (ja) * | 1989-06-09 | 1991-01-21 | Canon Inc | 強誘電性カイラルスメクチック液晶組成物およびこれを含む液晶素子 |
| EP0352054B1 (en) * | 1988-07-19 | 1993-02-10 | Teikoku Chemical Industry Co., Ltd. | Liquid crystal compound |
-
1989
- 1989-06-19 JP JP1158040A patent/JPH0781144B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1990
- 1990-06-18 DE DE69016510T patent/DE69016510T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1990-06-18 EP EP90306614A patent/EP0404480B1/en not_active Expired - Lifetime
-
1993
- 1993-02-10 US US08/017,347 patent/US5395552A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE69016510T2 (de) | 1995-08-03 |
| EP0404480A2 (en) | 1990-12-27 |
| US5395552A (en) | 1995-03-07 |
| EP0404480B1 (en) | 1995-02-01 |
| DE69016510D1 (de) | 1995-03-16 |
| JPH0321692A (ja) | 1991-01-30 |
| EP0404480A3 (en) | 1991-12-27 |
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