JPH0784263A - Liquid crystal display element and its production - Google Patents

Liquid crystal display element and its production

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JPH0784263A
JPH0784263A JP23139693A JP23139693A JPH0784263A JP H0784263 A JPH0784263 A JP H0784263A JP 23139693 A JP23139693 A JP 23139693A JP 23139693 A JP23139693 A JP 23139693A JP H0784263 A JPH0784263 A JP H0784263A
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JP
Japan
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ferroelectric liquid
liquid crystal
layer
low
crystal polymer
Prior art date
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Pending
Application number
JP23139693A
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Japanese (ja)
Inventor
Mikiko Kawamoto
三紀子 川本
Akio Takimoto
昭雄 滝本
Kuni Ogawa
久仁 小川
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To realize orientation uniform and stable in quality over the entire part by having ferroelectric liquid crystal polymer layers on transparent substrate surfaces and encapsulating low molecule ferroelectric liquid crystals to the inner side thereof. CONSTITUTION:This display element is produced by applying and forming the high polymer ferroelectric liquid crystals 5, 6 on a pair of the glass substrates 1, 2 formed with transparent electrodes 3, 4 on their surfaces and holding the low molecule ferroelectric liquid crystals 7 therebetween. The ferroelectric liquid crystals are uniaxially oriented and controlled in a stretching direction by orienting if ferroelectric liquid crystal polymers formed as films are used. The film surfaces of the high polymer ferroelectric liquid crystals lined up with the high polymer chains in one direction are formed and the low polymer ferroelectric liquid crystal is inserted between a pair of the films, by which the low polymer ferroelectric liquid crystals are uniformly lined up in their axial direction.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は大型の光シャッター、大
型のディスプレイ、投射型ディスプレイ、投影スクリー
ン等に用いられる表示素子に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a display device used for a large optical shutter, a large display, a projection type display, a projection screen and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】低分子強誘電性液晶は高速応答性、広い
視野角、双安定性、メモリー特性等の特徴を持ち、次世
代の表示素子として期待されている。中でも、クラーク
らの提案した表面安定化表示モード(以下SSFLCと
称する)は大面積表示素子を作る上で重要である(関連
論文 アプライド・フィジックス・レター,ボリューム
36,899ページ,1980)。しかし、低分子強誘
電性液晶は配向の制御が難しく、これを用いた表示素子
は機械的衝撃に弱いという欠点をもつため大型化しにく
い。一方、高分子強誘電性液晶は、高分子の側鎖に既知
の強誘電性液晶をペンダントとして付加することによっ
て合成されてきた。これは低分子強誘電性液晶の持つ広
い視野角、双安定性、メモリー特性といった特徴を保ち
ながら薄膜化、素子化を容易にし、大型の表示素子を目
的としたものである。従来の配向膜は、ラビング処理や
酸化珪素等の斜方蒸着などの表面形状による物理的手法
により、その近傍の配向を制御してきた。
2. Description of the Related Art A low-molecular ferroelectric liquid crystal has characteristics such as high-speed response, wide viewing angle, bistability, and memory characteristics, and is expected as a next-generation display device. Among them, the surface-stabilized display mode proposed by Clark et al. (Hereinafter referred to as SSFLC) is important for making a large-area display device (related article Applied Physics Letter, Volume 36, page 899, 1980). However, it is difficult to increase the size of a low-molecular ferroelectric liquid crystal because it is difficult to control the alignment and a display element using the liquid crystal has a drawback of being weak against mechanical shock. On the other hand, polymer ferroelectric liquid crystals have been synthesized by adding a known ferroelectric liquid crystal as a pendant to a polymer side chain. This is intended for large-sized display devices by facilitating thinning and device formation while maintaining the wide viewing angle, bistability, and memory characteristics of low-molecular ferroelectric liquid crystals. In the conventional alignment film, the alignment in the vicinity of the alignment film has been controlled by a physical method such as rubbing treatment or oblique deposition of silicon oxide or the like by the surface shape.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、低分子
強誘電性液晶を用いた表示素子を大型化するためには膜
厚数μmオーダーの制御と安定な配向が必要である。従
来の低分子強誘電性液晶では機械的衝撃に対して液晶配
向が極端に弱いため、配向材料、配向方法について新た
な開発を必要としていた。また従来の例えば配向膜表面
のラビング処理や酸化珪素等の斜方蒸着などでは、均一
な品質を保つことが困難であった。さらに、高分子強誘
電性液晶を用いた表示素子の開発では薄膜化、大型化が
容易ではあるが、高分子の粘度が高いが故に電界に対す
る応答速度が低下し、高速応答性という強誘電性液晶の
持つ特徴を出せないという問題があった。
However, in order to increase the size of a display device using a low-molecular ferroelectric liquid crystal, it is necessary to control the film thickness on the order of several μm and to achieve stable orientation. Conventional low-molecular-weight ferroelectric liquid crystals have extremely weak liquid crystal alignment against mechanical shock, so new development of alignment materials and alignment methods is required. Further, it has been difficult to maintain uniform quality by conventional rubbing treatment of the surface of the alignment film or oblique vapor deposition of silicon oxide or the like. Furthermore, although it is easy to make thin and large-sized display devices using polymer ferroelectric liquid crystal, the response speed to an electric field decreases due to the high viscosity of the polymer, and the ferroelectric property of high-speed response There was a problem that the characteristics of liquid crystal could not be obtained.

【0004】本発明は、前記従来の問題を解決するた
め、全体的に品質が均一で安定な配向ができ、かつ製造
工程が比較的容易な液晶表示素子及びその製造方法を提
供することを目的とする。
In order to solve the above-mentioned conventional problems, the present invention aims to provide a liquid crystal display device having a uniform quality and stable alignment as a whole, and a relatively easy manufacturing process, and a manufacturing method thereof. And

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の液晶表示素子は、電圧の印加による分子反
転によって表示作動する液晶表示素子であって、透明基
板表面に強誘電性液晶ポリマー層を有するとともに、そ
の内側に低分子強誘電性液晶が封入されていることを特
徴とする。
In order to achieve the above object, a liquid crystal display device of the present invention is a liquid crystal display device which operates by molecular inversion by application of a voltage, and a ferroelectric liquid crystal polymer is formed on a transparent substrate surface. It is characterized in that it has a layer and a low-molecular ferroelectric liquid crystal is enclosed inside the layer.

【0006】前記構成においては、低分子強誘電性液晶
層が第一の強誘電性液晶ポリマー層と第二の強誘電性液
晶ポリマー層の間に挟まれていることが好ましい。また
前記構成においては、一対の透明基板の間に低分子強誘
電性液晶と強誘電性液晶ポリマーからなる層を含むこと
が好ましい。
In the above structure, it is preferable that the low molecular weight ferroelectric liquid crystal layer is sandwiched between the first ferroelectric liquid crystal polymer layer and the second ferroelectric liquid crystal polymer layer. Further, in the above structure, it is preferable that a layer composed of a low-molecular ferroelectric liquid crystal and a ferroelectric liquid crystal polymer is included between the pair of transparent substrates.

【0007】また前記構成においては、一対の透明基板
の間に光導電層と、低分子強誘電性液晶と強誘電性液晶
ポリマーからなる層を含むことが好ましい。また前記構
成においては、強誘電性液晶ポリマーを構成する側鎖の
有機基と、低分子強誘電性液晶の化学構造とが実質的に
同一であることが好ましい。
In the above structure, it is preferable that a photoconductive layer and a layer composed of a low-molecular ferroelectric liquid crystal and a ferroelectric liquid crystal polymer are included between the pair of transparent substrates. Further, in the above-mentioned constitution, it is preferable that the side chain organic group constituting the ferroelectric liquid crystal polymer and the chemical structure of the low molecular weight ferroelectric liquid crystal are substantially the same.

【0008】次に本発明の表示素子の製造方法は、強誘
電性液晶ポリマーを延伸処理した後、透明基板表面に前
記強誘電性液晶ポリマー層を形成し、次いで表示素子を
組み立てることを特徴とする。
Next, the method for producing a display element of the present invention is characterized in that the ferroelectric liquid crystal polymer is stretched, the ferroelectric liquid crystal polymer layer is formed on the surface of the transparent substrate, and then the display element is assembled. To do.

【0009】[0009]

【作用】前記した本発明の構成によれば、透明基板表面
に強誘電性液晶ポリマー層を有するとともに、その内側
に低分子強誘電性液晶が封入されているので、全体的に
品質が均一で安定な配向が実現できる。すなわち、電圧
の印加による分子反転によって表示作動する強誘電性液
晶の表面安定化表示モード(SSFLC)は配向膜近傍
の低分子強誘電性液晶の配向特性で決定される。また、
低分子強誘電性液晶と同一もしくは類似の強誘電性を有
する高分子強誘電性液晶を配向膜として用いることで、
形状ばかりでなく、静電的にも強い結合を界面において
つくることができる。その界面において強制的に配向が
制御されることにより、全体的に安定な配向を実現でき
る。透明基板表面に強誘電性液晶ポリマー層を形成して
いるので、このポリマー層はフィルム状に薄膜化するこ
とが容易となる。
According to the above-described structure of the present invention, since the ferroelectric liquid crystal polymer layer is provided on the surface of the transparent substrate and the low-molecular-weight ferroelectric liquid crystal is enclosed inside the layer, the quality is uniform throughout. A stable orientation can be realized. That is, the surface-stabilized display mode (SSFLC) of the ferroelectric liquid crystal that performs display operation by molecular inversion by applying a voltage is determined by the alignment characteristics of the low molecular ferroelectric liquid crystal near the alignment film. Also,
By using a polymer ferroelectric liquid crystal having the same or similar ferroelectricity as the low molecular ferroelectric liquid crystal as an alignment film,
Not only shape but also electrostatically strong bond can be created at the interface. By forcibly controlling the orientation at the interface, a stable orientation can be realized as a whole. Since the ferroelectric liquid crystal polymer layer is formed on the surface of the transparent substrate, this polymer layer can be easily thinned into a film.

【0010】また、低分子強誘電性液晶層が第一の強誘
電性液晶ポリマー層と第二の強誘電性液晶ポリマー層の
間に挟まれているという本発明の好ましい構成によれ
ば、配向制御可能な高分子強誘電性液晶を用いて高速応
答できる低分子強誘電性液晶を挟み込むことによって大
型化が出来る。
Further, according to the preferable constitution of the present invention, the low-molecular-weight ferroelectric liquid crystal layer is sandwiched between the first ferroelectric liquid crystal polymer layer and the second ferroelectric liquid crystal polymer layer. The size can be increased by sandwiching a low-molecular ferroelectric liquid crystal that can respond at high speed by using a controllable polymer ferroelectric liquid crystal.

【0011】また、一対の透明基板の間に低分子強誘電
性液晶と強誘電性液晶ポリマーからなる層を含むという
本発明の好ましい構成によれば、さらに構造が簡単なも
のとなる。
Further, according to the preferable constitution of the present invention in which the layer composed of the low molecular weight ferroelectric liquid crystal and the ferroelectric liquid crystal polymer is included between the pair of transparent substrates, the structure is further simplified.

【0012】また、一対の透明基板の間に光導電層と、
低分子強誘電性液晶と強誘電性液晶ポリマーからなる層
を含むという本発明の好ましい構成によれば、例えば光
書き込み型空間光変調素子を実現できる。
A photoconductive layer is provided between the pair of transparent substrates,
According to the preferable constitution of the present invention including the layer composed of the low-molecular ferroelectric liquid crystal and the ferroelectric liquid crystal polymer, for example, an optical writing type spatial light modulator can be realized.

【0013】また、強誘電性液晶ポリマーを構成する側
鎖の有機基と、低分子強誘電性液晶の化学構造とが実質
的に同一であるという本発明の好ましい構成によれば、
強誘電性液晶ポリマー層と低分子強誘電性液晶層の界面
の親和性が向上し、さらに均一な品質の表示素子を得る
ことができる。
Further, according to the preferred constitution of the present invention, the organic group of the side chain constituting the ferroelectric liquid crystal polymer and the chemical structure of the low molecular weight ferroelectric liquid crystal are substantially the same.
The affinity of the interface between the ferroelectric liquid crystal polymer layer and the low-molecular ferroelectric liquid crystal layer is improved, and a display element with more uniform quality can be obtained.

【0014】次に本発明の表示素子の製造方法の構成に
よれば、強誘電性液晶ポリマーを延伸処理した後、透明
基板表面に前記強誘電性液晶ポリマー層を形成し、次い
で表示素子を組み立てることにより、前記表示素子を効
率よく合理的に製造できる。すなわち、フィルム化され
た強誘電性液晶ポリマーは延伸することによって、延伸
方向に一軸的に配向制御される。よって、高分子鎖が一
方向に並んだ高分子強誘電性液晶の膜表面をつくり一対
のフィルム間に低分子強誘電性液晶を挟み込むことで、
低分子強誘電性液晶をその軸方向に均一に並べることが
できる。
According to the structure of the method for manufacturing a display device of the present invention, the ferroelectric liquid crystal polymer is stretched, the ferroelectric liquid crystal polymer layer is formed on the surface of the transparent substrate, and then the display device is assembled. As a result, the display element can be efficiently and reasonably manufactured. That is, the film-formed ferroelectric liquid crystal polymer is uniaxially controlled in the stretching direction by stretching. Therefore, by creating a film surface of a polymer ferroelectric liquid crystal in which polymer chains are arranged in one direction and sandwiching a low molecular ferroelectric liquid crystal between a pair of films,
The low-molecular-weight ferroelectric liquid crystal can be uniformly arranged in the axial direction.

【0015】[0015]

【実施例】以下本発明の実施例を図面を参照しながら説
明する。図1(a)は本発明の表示素子の一実施例の平
面図であり、図1(b)はそのA−A’断面図である。
表示素子10は表面に透明電極3,4が形成された一対
のガラス基板1,2に高分子強誘電性液晶5,6が塗布
形成され低分子強誘電性液晶7が挟まれたものである。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1A is a plan view of an embodiment of the display element of the present invention, and FIG. 1B is a sectional view taken along the line AA '.
The display element 10 comprises a pair of glass substrates 1 and 2 having transparent electrodes 3 and 4 formed on the surfaces thereof, and high-molecular ferroelectric liquid crystals 5 and 6 formed by coating and sandwiching a low-molecular ferroelectric liquid crystal 7. .

【0016】液晶材料ポリマーとしては、例えば一般式
(化1)で表わされるものを用いる。
As the liquid crystal material polymer, for example, one represented by the general formula (Formula 1) is used.

【0017】[0017]

【化1】 [Chemical 1]

【0018】低分子液晶材料としては、例えば一般式
(化2)で表わされるものがよい。
As the low molecular weight liquid crystal material, for example, one represented by the general formula (Formula 2) is preferable.

【0019】[0019]

【化2】 [Chemical 2]

【0020】(実施例1)図1に示した表示素子10を
以下の方法で作製した。縦5cm×横5cmの光学研磨した
ガラス基板1,2上にスパッタ法を用いて透明電極イン
ジウム・ティン・オキサイド(ITO)を1000オン
グストロームの厚さで成膜し、25μm幅5μmギャッ
プの短冊状電極3、4をパターン形成した。この一対の
基板1,2を用いることで、1000×1000のマト
リックス画素を形成した。各々の基板上に下記式(化
3)の強誘電性液晶ポリマー5,6を1000オングス
トロームの厚さにスピナーで塗布した。下記式(化3)
の強誘電性液晶ポリマーの重量平均分子量(Mw)は
4.3×105 であった。
Example 1 The display element 10 shown in FIG. 1 was manufactured by the following method. A transparent electrode, indium tin oxide (ITO), having a thickness of 1000 angstroms is formed on a glass substrate 1 or 2 which is 5 cm in length × 5 cm in width and optically polished by a sputtering method. 3 and 4 were patterned. By using this pair of substrates 1 and 2, 1000 × 1000 matrix pixels were formed. Ferroelectric liquid crystal polymers 5 and 6 represented by the following formula (Formula 3) were coated on each substrate by a spinner to a thickness of 1000 angstrom. The following formula (Formula 3)
The weight average molecular weight (Mw) of the above ferroelectric liquid crystal polymer was 4.3 × 10 5 .

【0021】[0021]

【化3】 [Chemical 3]

【0022】前記式(化3)の強誘電性液晶ポリマー
5、6の成膜方法は、この他に真空蒸着重合法、電解重
合法、触媒重合法等がある。さらに、高分子強誘電性液
晶5、6をフィルム化した後、基板面に接着する方法を
用いることもできる。この場合には、フィルムを延伸処
理することにより一軸配向制御された高分子強誘電性液
晶5,6をつくることができ、ラビング工程抜きで低分
子強誘電性液晶7を配向制御することができる。スピナ
ー塗布後、塗布膜の強誘電性液晶ポリマー5,6の表面
をレーヨン布を用いてラビングした。基板上に1μm径
のガラスビーズを分散し、一対のガラス基板1,2をシ
ール剤で密着して液晶セルを形成する。真空容器に液晶
セルを置き、真空下で液晶セルの加熱温度を低分子強誘
電性液晶7の融点以上に設定した後、毛細管現象によっ
て低分子強誘電性液晶7を液晶セル内に注入した。試作
に用いた低分子強誘電性液晶7は下記(化4)に示し
た。
Besides the above, the ferroelectric liquid crystal polymers 5 and 6 of the formula (Formula 3) may be formed by vacuum vapor deposition polymerization, electrolytic polymerization, catalytic polymerization, or the like. Further, it is also possible to use a method in which the polymeric ferroelectric liquid crystals 5 and 6 are formed into a film and then adhered to the substrate surface. In this case, the polymer ferroelectric liquid crystals 5 and 6 whose uniaxial orientation is controlled can be produced by stretching the film, and the orientation of the low molecular ferroelectric liquid crystal 7 can be controlled without the rubbing step. . After applying the spinner, the surfaces of the ferroelectric liquid crystal polymers 5 and 6 of the coating film were rubbed with rayon cloth. Glass beads having a diameter of 1 μm are dispersed on a substrate, and a pair of glass substrates 1 and 2 are adhered to each other with a sealant to form a liquid crystal cell. The liquid crystal cell was placed in a vacuum container, and the heating temperature of the liquid crystal cell was set to be equal to or higher than the melting point of the low molecular weight ferroelectric liquid crystal 7 under vacuum, and then the low molecular weight ferroelectric liquid crystal 7 was injected into the liquid crystal cell by a capillary phenomenon. The low-molecular-weight ferroelectric liquid crystal 7 used for trial manufacture is shown in the following (Chemical formula 4).

【0023】[0023]

【化4】 [Chemical 4]

【0024】図2に示すような表示素子10を用いた表
示システムをつくり画像評価をした。システムはバック
ライト20、偏光子21、検光子22、駆動系23から
構成される。1000×1000の画素に動画像を表示
したところ、配向率100%、コントラスト比200:
1以上と良好であった。
A display system using the display element 10 as shown in FIG. 2 was made and image evaluation was performed. The system includes a backlight 20, a polarizer 21, an analyzer 22, and a drive system 23. When a moving image is displayed on 1000 × 1000 pixels, the orientation ratio is 100% and the contrast ratio is 200:
It was good at 1 or more.

【0025】強誘電性液晶ポリマー5,6と低分子強誘
電性液晶7の層厚の割合を変化させたときの応答速度を
(表1)に示す。強誘電性液晶ポリマー5,6のそれぞ
れの層厚をx(μm)、低分子強誘電性液晶7の層厚を
y(μm)とし、層厚の総和は、2x+y=2(μm)
である。低分子強誘電性液晶7の層厚の割合が大きくな
るほど応答速度が速くなることが確かめられた。また、
顕微鏡観察の結果から、強誘電性液晶ポリマー5,6の
存在により、配向状態が非常によくなることが確認でき
た。
The response speed when the layer thickness ratio of the ferroelectric liquid crystal polymers 5 and 6 and the low molecular weight ferroelectric liquid crystal 7 is changed is shown in (Table 1). The layer thickness of each of the ferroelectric liquid crystal polymers 5 and 6 is x (μm) and the layer thickness of the low molecular weight ferroelectric liquid crystal 7 is y (μm), and the total layer thickness is 2x + y = 2 (μm).
Is. It was confirmed that the larger the ratio of the layer thickness of the low-molecular ferroelectric liquid crystal 7 was, the faster the response speed was. Also,
From the result of the microscopic observation, it was confirmed that the presence of the ferroelectric liquid crystal polymers 5 and 6 makes the alignment state very good.

【0026】[0026]

【表1】 [Table 1]

【0027】(実施例2)図4は、光書き込み型空間光
変調素子12の一実施例の断面図である。空間光変調素
子12を以下の方法で作製した。縦15cm×横15cmの
光学研磨したガラス基板1、2上にスパッタ法を用いて
ITO、1000オングストロームを成膜した。一方の
ガラス基板1上には、p/i/n構造のアモルファスシ
リコン層8をCVD法を用いて1.5μm積層した。さ
らに光導電層8上に、読みだし用の反射画素電極9をマ
トリックス状に配置する。そして、それぞれの基板上に
実施例1と同様の強誘電性液晶ポリマー5,6を塗布形
成し、実施例1と同様の低分子強誘電性液晶7を成膜、
注入した。
(Embodiment 2) FIG. 4 is a sectional view of an embodiment of the optical writing type spatial light modulator 12. The spatial light modulator 12 was manufactured by the following method. ITO was formed into a film of 1000 angstrom on the optically polished glass substrates 1 and 2 having a length of 15 cm and a width of 15 cm by a sputtering method. An amorphous silicon layer 8 having a p / i / n structure was laminated on one glass substrate 1 by a CVD method to a thickness of 1.5 μm. Further, the reflective pixel electrodes 9 for reading are arranged in a matrix on the photoconductive layer 8. Then, the ferroelectric liquid crystal polymers 5 and 6 similar to those in Example 1 were applied and formed on the respective substrates, and the low molecular ferroelectric liquid crystal 7 similar to that in Example 1 was formed.
Injected.

【0028】画素電極9はフォトリソグラフ技術を用い
て、38μm角のアルミニウム反射電極を40μmピッ
チで3000×3000画素パターニング形成した。開
口率90.25%の表示画面が得られる。
The pixel electrode 9 was formed by patterning 3000 × 3000 pixel aluminum reflective electrodes of 38 μm square at a pitch of 40 μm by using the photolithography technique. A display screen with an aperture ratio of 90.25% is obtained.

【0029】この光書き込み型空間光変調素子12を用
いた投射テレビジョンシステムを図5に示す。読みだし
用の光源50、レンズ51、偏光ビームスプリッター5
2、光書き込み型空間光変調素子12、セルフォクレン
ズアレイ53、画像書き込み用のCRT54、投射レン
ズ55、スクリーン56から成る。CRTに表示された
動画像はスクリーン上に拡大され、500ルックスと非
常に明るく鮮明な画像が得られ、コントラスト比も20
0:1以上であった。
A projection television system using this optical writing type spatial light modulator 12 is shown in FIG. Light source 50 for reading, lens 51, polarization beam splitter 5
2. The spatial light modulator 12 of the optical writing type, the self-focus lens array 53, the CRT 54 for image writing, the projection lens 55, and the screen 56. The moving image displayed on the CRT is magnified on the screen to give a very bright and clear image of 500 lux and a contrast ratio of 20.
It was 0: 1 or more.

【0030】光導電層8に用いられる材料は暗時では誘
電体として動作し、光照射時には光導電性により誘電体
の特性を失うものである。例えば、CdS,CdTe,
CdSe,ZnS,ZnSe,GaAs,GaN,Ga
P,GaAlAs,InP等の化合物半導体、Se,S
eTe,AsSe等の非晶質の半導体、Si,Ge,S
1-x x ,Si1-x Gex ,Ge1-x x (0<x<
1)の多結晶または非晶質の半導体、また、(1)フタ
ロシアニン顔料(Pcと略す)例えば無金属Pc,XP
c(X=Cu,Ni,Co,TiO,Mg,Si(O
H)2 など),AlClPcCl,TiOClPcC
l,InClPcCl,InClPc,InBrPcB
rなど、(2)モノアゾ色素,ビスアゾ色素などのアゾ
系色素、(3)ペニレン酸無水化物およびペニレン酸イ
ミドなどのペニレン系顔料、(4)インジゴイド染料、
(5)キナクリドン顔料、(6)アントラキノン類、ピ
レンキノン類などの多環キノン類、(7)シアニン色
素、(8)キサンテン染料、(9)PVK/TNFなど
の電荷移動錯体、(10)ビリリウム塩染料とポリカー
ボネイト樹脂から形成される共晶錯体、(11)アズレ
ニウム塩化合物など有機半導体がある。
The material used for the photoconductive layer 8 acts as a dielectric in the dark and loses the characteristics of the dielectric due to photoconductivity during light irradiation. For example, CdS, CdTe,
CdSe, ZnS, ZnSe, GaAs, GaN, Ga
Compound semiconductors such as P, GaAlAs, InP, Se, S
Amorphous semiconductors such as eTe and AsSe, Si, Ge and S
i 1-x C x , Si 1-x Ge x , Ge 1-x C x (0 <x <
1) Polycrystalline or amorphous semiconductor, and (1) Phthalocyanine pigment (abbreviated as Pc), for example, metal-free Pc, XP
c (X = Cu, Ni, Co, TiO, Mg, Si (O
H) 2 etc.), AlClPcCl, TiOClPcC
l, InClPcCl, InClPc, InBrPcB
r and the like, (2) azo dyes such as monoazo dyes and bisazo dyes, (3) penylene pigments such as penylene anhydride and penylene acid imide, (4) indigoid dyes,
(5) quinacridone pigment, (6) polycyclic quinones such as anthraquinones and pyrenequinones, (7) cyanine dyes, (8) xanthene dyes, (9) charge transfer complexes such as PVK / TNF, and (10) pyrylium salts. There are organic semiconductors such as a eutectic complex formed from a dye and a polycarbonate resin and (11) azurenium salt compound.

【0031】また、非晶質のSi,Ge,Si
1-x x ,Si1-x Gex ,Ge1-x x 0<x<1)
(以下、a−Si,a−Ge,a−Si1-x x ,a−
Si1-x Ge x ,a−Ge1-x x のように略す)を光
導電層8に使用する場合、水素またはハロゲン元素を含
めてもよく、誘電率を小さくするか抵抗率を大きくする
ために酸素または窒素を含めてもよい。抵抗率の制御に
はp型不純物であるボロン、アルミニウム、ガリウムな
どの元素を、またはn型不純物であるリン、ヒ素、アン
チモンなどの元素を添加してもよい。このように不純物
を添加した非晶質材料を積層してp/n,p/i,i/
n,p/i/nなどの接合を形成し、光導電層8内に空
乏層を形成するようにして誘電率および暗抵抗あるいは
動作電圧極性を制御してもよい。
Amorphous Si, Ge, Si
1-xCx, Si1-xGex, Ge1-xCx0 <x <1)
(Hereinafter, a-Si, a-Ge, a-Si1-xCx, A-
Si1-xGe x, A-Ge1-xCxAbbreviated as) light
When used for the conductive layer 8, it does not contain hydrogen or halogen elements.
You can reduce the dielectric constant or increase the resistivity.
Oxygen or nitrogen may be included for this purpose. For controlling the resistivity
Are p-type impurities such as boron, aluminum and gallium.
Which element or n-type impurities such as phosphorus, arsenic, and an
You may add elements, such as Zimon. Impurities like this
P-n, p / i, i /
n, p / i / n, etc. are formed, and a space is left in the photoconductive layer 8.
Dielectric constant and dark resistance or
The operating voltage polarity may be controlled.

【0032】このような非晶質材料だけでなく、上記の
材料を2種類以上積層してヘテロ接合を形成して光導電
層8内に空乏層を形成してもよい。 (実施例3)図3は、光書き込み型空間光変調素子11
の一実施例の断面図である。空間光変調素子11は表面
に透明電極3が形成された一方のガラス基板1に光導電
層8が形成されている。それぞれの基板上に強誘電性液
晶ポリマー5,6が塗布形成され低分子強誘電性液晶7
が挟まれたものである。
Not only such an amorphous material, but also two or more kinds of the above materials may be laminated to form a heterojunction to form a depletion layer in the photoconductive layer 8. (Embodiment 3) FIG. 3 shows an optical writing type spatial light modulator 11.
It is sectional drawing of one Example. The spatial light modulator 11 has a photoconductive layer 8 formed on one glass substrate 1 having a transparent electrode 3 formed on the surface thereof. Ferroelectric liquid crystal polymers 5 and 6 are formed on each substrate by coating to form low molecular ferroelectric liquid crystal 7.
Is sandwiched between.

【0033】図3に示す光書き込み型空間光変調素子1
1の光導電層8に有機光導電材料を用いた。有機光導電
材料には可視域の光に対しては透過率が高く、紫外域の
光に対して吸収し電気抵抗の下がるものを用いる。例え
ば、ポリパラフェニレンスルフィド(PPS)がある。
縦1m横1mの素子を製作し、図5に示した投射システ
ムのスクリーン56に用いた。
Optical writing type spatial light modulator 1 shown in FIG.
An organic photoconductive material was used for the photoconductive layer 8 of No. 1. As the organic photoconductive material, a material having a high transmittance for light in the visible region, absorbing light in the ultraviolet region and lowering electric resistance is used. For example, polyparaphenylene sulfide (PPS).
A device having a length of 1 m and a width of 1 m was manufactured and used for the screen 56 of the projection system shown in FIG.

【0034】(実施例4)延伸装置を用いて強誘電性液
晶ポリマーを延伸率1〜100%まで延伸し、表示素子
10を作製した。図2に示した表示システムを用いて延
伸比率に対する特性評価を行った。結果を(表2)に示
す。延伸率の増加とともにコントラスト比が飛躍的に増
加する。
Example 4 A display device 10 was manufactured by using a stretching device to stretch the ferroelectric liquid crystal polymer to a stretching ratio of 1 to 100%. The display system shown in FIG. 2 was used to evaluate the characteristics with respect to the stretching ratio. The results are shown in (Table 2). The contrast ratio dramatically increases as the stretching ratio increases.

【0035】[0035]

【表2】 [Table 2]

【0036】[0036]

【発明の効果】以上詳説したように、本発明の表示素子
によれば、少なくとも構成要素として低分子強誘電性液
晶と強誘電性液晶ポリマーからなる層を持つことで、均
一で安定な配向が得られ高速応答可能な表示装置の大型
化ができる。また強誘電性液晶ポリマーを延伸処理した
後、基板面に設置することによって、容易に理想的な配
向が得られ、高いコントラスト比を与える表示素子を提
供できる。
As described in detail above, according to the display element of the present invention, a uniform and stable alignment can be obtained by having a layer composed of a low molecular weight ferroelectric liquid crystal and a ferroelectric liquid crystal polymer as at least a constituent element. The obtained display device capable of high-speed response can be upsized. Further, by stretching the ferroelectric liquid crystal polymer and then installing it on the surface of the substrate, it is possible to easily obtain an ideal orientation and provide a display element which gives a high contrast ratio.

【0037】従って、本発明の表示素子を用いた直視型
テレビ、投射型大画面テレビ、投射用スクリーンは表示
品質の高い安定な画像を提供する。
Therefore, the direct-view television, the projection large-screen television, and the projection screen using the display device of the present invention provide stable images with high display quality.

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

【図1】(a)は本発明の表示素子の一実施例の平面図
であり、(b)はそのA−A’断面図である。
FIG. 1A is a plan view of an embodiment of a display element of the present invention, and FIG. 1B is a sectional view taken along line AA ′ of FIG.

【図2】本発明の一実施例の表示素子を用いた表示シス
テム例である。
FIG. 2 is an example of a display system using the display element of one embodiment of the present invention.

【図3】本発明の光書き込み型空間光変調素子の一実施
例の断面図であり、透過タイプである。
FIG. 3 is a cross-sectional view of one embodiment of the optical writing type spatial light modulator of the present invention, which is a transmission type.

【図4】本発明の光書き込み型空間光変調素子の一実施
例の断面図であり、反射タイプである。
FIG. 4 is a cross-sectional view of an embodiment of the optical writing type spatial light modulator of the present invention, which is a reflection type.

【図5】本発明の一実施例の光書き込み型空間光変調素
子を用いた投射テレビジョンシステム例である。
FIG. 5 is an example of a projection television system using the optical writing type spatial light modulator of one embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ガラス基板 2 ガラス基板 3 透明電極 4 透明電極 5 強誘電性液晶ポリマー 6 強誘電性液晶ポリマー 7 低分子強誘電性液晶 8 光導電層 9 反射画素電極 10 表示素子 11 光書き込み型空間光変調素子 12 光書き込み型空間光変調素子 1 Glass Substrate 2 Glass Substrate 3 Transparent Electrode 4 Transparent Electrode 5 Ferroelectric Liquid Crystal Polymer 6 Ferroelectric Liquid Crystal Polymer 7 Low-Molecular Ferroelectric Liquid Crystal 8 Photoconductive Layer 9 Reflective Pixel Electrode 10 Display Element 11 Photo-Writable Spatial Light Modulation Element 12 Optical writing type spatial light modulator

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電圧の印加による分子反転によって表示
作動する液晶表示素子であって、透明基板表面に強誘電
性液晶ポリマー層を有するとともに、その内側に低分子
強誘電性液晶が封入されていることを特徴とする表示素
子。
1. A liquid crystal display device that performs display operation by molecular inversion by applying a voltage, and has a ferroelectric liquid crystal polymer layer on the surface of a transparent substrate, and a low molecular ferroelectric liquid crystal is sealed inside the layer. A display element characterized by the above.
【請求項2】 低分子強誘電性液晶層が第一の強誘電性
液晶ポリマー層と第二の強誘電性液晶ポリマー層の間に
挟まれている請求項1に記載の表示素子。
2. The display device according to claim 1, wherein the low-molecular-weight ferroelectric liquid crystal layer is sandwiched between a first ferroelectric liquid crystal polymer layer and a second ferroelectric liquid crystal polymer layer.
【請求項3】 一対の透明基板の間に低分子強誘電性液
晶と強誘電性液晶ポリマーからなる層を含む請求項1記
載の表示素子。
3. The display device according to claim 1, further comprising a layer composed of a low molecular weight ferroelectric liquid crystal and a ferroelectric liquid crystal polymer between a pair of transparent substrates.
【請求項4】 一対の透明基板の間に光導電層と、低分
子強誘電性液晶と強誘電性液晶ポリマーからなる層を含
む請求項1記載の表示素子。
4. The display device according to claim 1, comprising a photoconductive layer and a layer composed of a low-molecular-weight ferroelectric liquid crystal and a ferroelectric liquid crystal polymer between a pair of transparent substrates.
【請求項5】 強誘電性液晶ポリマーを構成する側鎖の
有機基と、低分子強誘電性液晶の化学構造とが実質的に
同一である請求項1に記載の表示素子。
5. The display element according to claim 1, wherein the organic group of the side chain constituting the ferroelectric liquid crystal polymer and the chemical structure of the low molecular weight ferroelectric liquid crystal are substantially the same.
【請求項6】 強誘電性液晶ポリマーを延伸処理した
後、透明基板表面に前記強誘電性液晶ポリマー層を形成
し、次いで表示素子を組み立てることを特徴とする表示
素子の製造方法。
6. A method of manufacturing a display element, which comprises stretching the ferroelectric liquid crystal polymer, forming the ferroelectric liquid crystal polymer layer on the surface of the transparent substrate, and then assembling the display element.
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