JPH08271906A - 強誘電性液晶表示素子とその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 らせんピッチが短い強誘電性液晶材料を用
い、ＳＢＦ液晶素子として動作させることが可能な強誘
電性液晶表示素子及びその製造方法を提供することであ
る。 【構成】 液晶表示素子の配向膜１５、１６の厚さを１
０ｎｍより小さくし、膜厚が増加するに従って小さくな
る表面エネルギーの極性力成分が強誘電性液晶２１の液
晶分子のねじれ力よりも小さくなるように設定する。表
面エネルギーの極性力成分がねじれ力よりも強いため、
強誘電性液晶２１の分子は螺旋構造を維持するよりも、
第１又は第２の配向方向のいずれかに配向し易くなる。
ただし、そのしきい値に幅があり、その幅の範囲内で
は、第１の配向状態の液晶分子と第２の配向状態の液晶
分子とが混在する状態となり、印加電圧によりその平均
的なダイレクタの方向を変化させることができ、ＳＢＦ
液晶素子として動作する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、強誘電性液晶表示素
子に関し、特に、配向膜の膜厚を制御することにより、
強誘電性液晶をＳＢＦ（Short pitch Bistable Ferroel
ectric）液晶として動作させる強誘電性液晶表示素子に
関する。

【０００２】

【従来の技術】近時、階調表示が可能な強誘電性液晶表
示素子として、カイラルスメクティック相の螺旋ピッチ
が極めて短く且つ表示素子の基板間隔より短くした強誘
電性液晶を用いるものが注目されている。この種の強誘
電性液晶は、メモリ性を有するものはＳＢＦ液晶と呼ば
れ、非メモリ性のものはＤＨＦ（Deformed Helix Ferro
electric）液晶と呼ばれている。

【０００３】ＳＢＦ液晶を用いる強誘電性液晶表示素子
では、ＳＢＦ液晶が螺旋構造をもった状態で基板間に封
入される。ＳＢＦ液晶は、液晶層を挟んで対向する電極
間に絶対値が所定値以上の電圧を印加したとき、印加電
圧の極性に応じて、第１の配向状態と第２の配向状態と
のいずれかに配列する。第１の配向状態は液晶分子の長
軸の方向（ダイレクタ）が第１の方向にほぼ配向した状
態であり、第２の配向状態は液晶分子のダイレクタが第
２の方向にほぼ配向した状態である。また、ＳＢＦ液晶
は、印加電圧の絶対値が前記所定値以下の場合、ダイレ
クタが第１の方向に配向した液晶分子とダイレクタが第
２の方向に配向した液晶分子が混在した中間の配向状態
になり、平均的なダイレクタの方向は印加する電圧の値
に応じて第１の方向と第２の方向の間の任意の方向とな
る。

【０００４】このため、ＳＢＦ液晶は、第１と第２の配
向状態を用いた２値表示と、中間の配向状態を用いた階
調表示のいずれにも適する。しかも、メモリ性を有して
いるので、単純マトリクス方式の液晶セルを用いたマル
チプレックス駆動による階調表示が可能になる。

【０００５】ＤＨＦ液晶を用いる強誘電性液晶表示素子
では、ＤＨＦ液晶が螺旋構造をもった状態で基板間に封
入されている。ＤＨＦ液晶は、液晶層を挟んで対向する
電極間に絶対値が所定値以上の電圧を印加したとき、印
加電圧の極性に応じて、第１の配向状態と第２の配向状
態とのいずれかに配列する。第１の配向状態は液晶分子
のダイレクタが第１の方向にほぼ配向した状態であり、
第２の配向状態は液晶分子のダイレクタが第２の方向に
ほぼ配向した状態である。また、印加電圧の絶対値が前
記所定値以下の場合、ＤＨＦ液晶は、分子配列の螺旋の
歪みにより、液晶分子のダイレクタの平均的な方向が印
加された電圧の値に応じて前記第１と第２の方向の間と
なる中間の配向状態になる。

【０００６】このため、液晶表示素子をアクティブマト
リクスタイプとして、中間的な配向状態を維持する電圧
を非選択期間も保持するようにすれば、ＤＨＦ液晶を用
いて階調表示が可能である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来、ＳＢＦ液晶素子
は、メモリー性を持ったＳＢＦ用液晶材料を用い、この
液層材料が一対の基板間で、初期配向状態のときにらせ
ん構造をもち、電圧を印加したときにメモリー性を有す
るように、配向膜材料、配向処理条件及びセルギャップ
などを設定しなければならなかった。しかし、上述した
ＳＢＦ用液晶材料と配向膜材料等の最適な組み合わせを
選定することは、液晶材料及び配向膜材料が多数存在す
るため、膨大な作業量を要求されるものであり、極めて
困難であった。

【０００８】この発明は、上記実状に鑑みてなされたも
ので、らせんピッチが短い強誘電性液晶材料を用いてＳ
ＢＦ液晶素子として動作する強誘電性液晶表示素子及び
その製造方法を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明の第１の観点にかかる強誘電性液晶表示素
子は、第１の電極と該第１の電極の上に形成された第１
の配向膜とが形成された第１の基板と、前記第１の電極
に対向する第２の電極が形成され、その上に第２の配向
膜が形成された第２の基板と、自己のねじれ力により分
子の螺旋構造を有した状態で、前記第１と第２の配向膜
の間に配置された強誘電性液晶と、を具備する強誘電性
液晶表示素子において、前記第１と第２の配向膜の表面
は、液晶分子との間に働く力が前記強誘電性液晶のねじ
れ力よりも大きくなる表面エネルギーを有する、ことを
特徴とする。

【００１０】また、この発明の第２の観点にかかる強誘
電性液晶表示素子の製造方法は、第１の電極と第１の電
極の上に形成された第１の配向膜がそれぞれ形成された
第１の基板と、前記第１の電極に対向する第２の電極が
形成され、その上に第２の配向膜が形成された第２の基
板と、前記第１と第２の配向膜の間に配置された強誘電
性液晶と、を具備する強誘電性液晶表示素子の製造方法
において、前記第１と第２の配向膜を、その膜厚に応じ
て変化する前記強誘電性液晶との間に働く力が前記強誘
電性液晶のねじれ力よりも大きくなる厚さに形成するこ
とにより、前記強誘電性液晶を、前記第１と第２の電極
間に印加する電圧に応じて、ダイレクタが第１の方向に
配向した液晶分子とダイレクタが第２の方向に配向した
液晶分子が混在した状態に配向しうるＳＢＦ液晶として
動作させる、ことを特徴とする。

【００１１】

【作用】上記構成の強誘電性液晶表示素子及びその製造
方法によれば、第１と第２の配向膜の配向規制力が強誘
電性液晶のねじれ力よりも大きい。即ち、液晶分子の螺
旋構造を維持する力よりも液晶分子の配向を規制する力
の方が強く、液晶分子の描く螺旋が解け易い。このた
め、強誘電性液晶は、第１と第２の電極間に絶対値が所
定値以上の電圧を印加したとき、印加電圧の極性に応じ
て、液晶分子のダイレクタが第１の方向にほぼ配向した
第１の配向状態と液晶分子のダイレクタが第２の方向に
ほぼ配向した第２の配向状態のいずれかになり、印加電
圧の絶対値が前記所定値以下の場合、ダイレクタが第１
の方向に配向した液晶分子とダイレクタが第２の方向に
配向した液晶分子が混在した配向状態になり、ＳＢＦ液
晶として動作する。ＳＢＦ液晶はメモリ性を有するた
め、マルチプレックス駆動が可能である。

【００１２】強誘電性液晶の螺旋ピッチが約０．３μｍ
のとき、第１と第２の配向膜の各厚さを１０ｎｍより小
さく形成する。螺旋ピッチが０．３μｍよりも増減した
場合には、増減率に応じた率で第１と第２の配向膜の膜
厚を増減する。

【００１３】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面を参照して説
明する。まず、この実施例にかかる強誘電性液晶表示素
子の構成を図１を参照して説明する。

【００１４】この実施例の強誘電性液晶表示素子は、単
純マトリクス方式のものであり、一対の透明な基板（例
えば、ガラス基板）１１、１２を有する。基板１１には
透明な信号電極１３がストライプ状に形成されている。
基板１２には透明な走査電極１４が、信号電極１３に直
交するようにストライプ状に形成されている。

【００１５】基板１１と基板１２の電極形成面には、そ
れぞれ配向膜１５、１６が設けられている。配向膜１
５、１６は、例えば、化学式１に示す分子構造を有す
る、ポリイミド等の有機高分子化合物からなる水平配向
膜であり、その対向面にはラビングによる配向処理が施
されている。

【００１６】

【化１】 Ｒ１：４価の化合物Ｒ２：ジアミン成分

【００１７】配向膜１５、１６の厚さは、強誘電性液晶
２１を、後述するように、ＳＢＦ液晶と、ＤＨＦ液晶
と、ＳＢＦ液晶の動作とＤＨＦ液晶の動作を兼ね備えた
液晶とのいずれとして使用するかに応じて設定される。
この実施例では、強誘電性液晶２１をＳＢＦ液晶として
動作させるために、１０ｎｍ（１００オングストロー
ム）以下の厚さ、例えば、８ｎｍに設定されている。

【００１８】基板１１と基板１２は、スペーサ２２と枠
状のシール材ＳＣを介して接着されている。基板１１、
１２とシール材ＳＣで囲まれた領域には強誘電性液晶２
１が封入されている。

【００１９】強誘電性液晶２１は、カイラルスメクティ
ックＣ相の螺旋ピッチが可視光帯域の光の波長よりも短
い０．３μｍ、コーン角θが５０°、自発分極が８０ｎ
Ｃ／ｃｍ²、０℃以上でＳｃ^*相、５９℃以上でＳａ相、
６６℃以上でＩｓｏ相を取る。また、その層厚は、例え
ば、５〜６μｍに形成される。

【００２０】強誘電性液晶２１はカイラルスメクティッ
クＣ相が有する層構造の層の法線を配向膜１５、１６の
配向処理の方向に向けて均一な層構造を形成する。ま
た、その螺旋ピッチが基板間隔より小さいため、螺旋構
造をもった状態で基板１１、１２の間に封入されてい
る。

【００２１】各画素は、信号電極１３と走査電極１４と
の対向部分とその間の強誘電性液晶２１により形成され
る。強誘電性液晶２１には、信号電極１３に印加される
駆動信号の電圧と走査電極１４に印加される走査信号の
電圧の差分が印加される。各画素の選択期間には、液晶
分子を任意の配向状態に設定する書き込み電圧が印加さ
れ、非選択期間には液晶分子の配向状態を維持させる維
持電圧が印加される。

【００２２】液晶表示素子の上下には、一対の偏光板２
３、２４が配置されている。偏光板２３、２４の透過軸
と強誘電性液晶２１の液晶分子の配向方向との関係を図
２を参照して説明する。

【００２３】正極性でかつ絶対値が所定の値以上の電圧
を強誘電性液晶２１に印加したとき、強誘電性液晶２１
は、第１の配向状態となり、液晶分子は図２に実線で示
す第１の配向方向２１Ａに配向する。負極性でかつ絶対
値が所定の値以上の電圧を強誘電性液晶２１に印加した
とき、強誘電性液晶２１は第２の配向状態となり、液晶
分子は破線で示す第２の配向方向２１Ｂに配向する。

【００２４】偏光板２３、２４のうち、一方の偏光板、
例えば、偏光板２３の透過軸２３Ａは、強誘電性液晶２
１の２つの配向方向２１Ａ、２１Ｂの一方、例えば、第
２の配向方向２１Ｂとほぼ平行になっている。偏光板２
４の透過軸２４Ａは、偏光板２３の透過軸２３Ａとほぼ
直交している。

【００２５】偏光板２３、２４の透過軸２３Ａ、２４Ａ
を図２に示すように設定した強誘電性液晶表示素子は、
液晶分子を第１の配向方向２１Ａに配向させたときに透
過率が最も高く（表示が最も明るく）なり、液晶分子を
第２の配向方向２１Ｂに配向させたときに透過率が最も
低く（表示が最も暗く）なる。そして、液晶分子の平均
的な配向方向が第１の配向方向２１Ａと第２の配向方向
２１Ｂの間にあるとき、その平均的な配向方向に応じて
透過率が連続的に変化する。

【００２６】図３（Ａ）〜（Ｃ）は、強誘電性液晶２１
の層の厚さを５μｍとし、ピーク−ピークが±１０Ｖ
で、６０Ｈｚ程度の三角波を信号電極１３と走査電極１
４間に印加したときの印加電圧と透過光量の関係を示す
グラフであり、それぞれ、配向膜１５、１６の厚さが１
０、２５、４０ｎｍの場合の特性である。

【００２７】図３（Ａ）に示すように、配向膜１５、１
６の膜厚が１０ｎｍの場合は、電圧−透過光量特性のヒ
ステリシスが大きく、そのしきい値（及び透過光量が最
小になる電圧と最大になる電圧の差）は小さい。また、
透過光量が最大の状態から印加電圧を低減して、印加電
圧をほぼ０にしても、透過光量は維持される。同様に、
透過光量が最小の状態から印加電圧を増加して、印加電
圧をほぼ０にしても、透過光量は維持される。即ち、配
向状態のメモリ性を有する。

【００２８】−１０Ｖ〜−２Ｖを印加したとき、ほとん
ど画素全体が暗状態になり、透過光量は、図３（Ａ）に
示すように最低である。０Ｖ近傍の中間電圧を印加した
状態では、図４（Ａ）に示すように、各画素内に暗い微
小領域と明い微小領域が混在し、印加電圧が高くなるに
従って、明るい微小領域の割合が増加する。このため、
画素全体としては、図３（Ａ）に示すように透過光量が
徐々に増加する。＋２Ｖ〜＋１０Ｖを印加した状態で
は、ほとんど画素全体が明状態になり、透過光量は図３
（Ａ）に示すように最大となる。即ち、配向膜１５、１
６の膜厚が１０ｎｍの場合は、印加電圧の変化に伴っ
て、明るい微小領域と暗い微小領域の割合が変化し、全
体としては表示階調が変化する。

【００２９】これらの実験結果より、配向膜１５、１６
の厚さが１０ｎｍの場合は、強誘電性液晶２１はＳＢＦ
液晶として動作していることがわかる。

【００３０】図３（Ｃ）に示すように、配向膜１５、１
６の膜厚が４０ｎｍの場合は、電圧−透過光量特性のヒ
ステリシスの幅が比較的小さく、しきい値が高い。ま
た、メモリ性を有していない。−１０Ｖ〜−４Ｖを印加
したとき、ほとんど画素全体が暗状態になり、透過光量
は、図３（Ｃ）に示すように最低である。０Ｖ近傍の中
間電圧を印加した状態では、図４（Ｃ）に示すように、
画素内各部の透過率がほぼ均一に徐々に明るくなる。そ
して、電圧が高くなるに従って、透過率が高くなる。こ
のため、画素全体としては、図３（Ｃ）に示すように透
過光量が徐々に増加する。＋４Ｖ〜＋１０Ｖを印加した
状態では、ほとんど画素全体が明状態になり、透過光量
は図３（Ｃ）に示すように最大となる。

【００３１】これらの実験結果から、配向膜１５、１６
の厚さが４０ｎｍの場合は、強誘電性液晶２１がＤＨＦ
液晶として動作することがわかる。

【００３２】図３（Ｂ）に示すように、配向膜の膜厚が
２５ｎｍの場合は、電圧−透過光量特性のヒステリシス
の幅が中間の状態である。また、メモリ性は有していな
い。−１０Ｖ〜−３Ｖを印加したとき、ほとんど画素全
体が暗状態になり、透過光量は、図３（Ｂ）に示すよう
に最低である。０Ｖ近傍の中間電圧を印加した状態で
は、図４（Ｂ）に示すように、各画素内に暗の微小領域
と明の微小領域と中間調の微小領域が混在する。そし
て、印加電圧が高くなるに従って、画素の面積に対する
明の微小領域の割合が高くなり、更に、中間調の微小領
域も徐々に明るくなる。このため、画素全体としては、
図３（Ｂ）に示すように透過光量が徐々に増加する。＋
３Ｖ〜＋１０Ｖを印加した状態では、ほとんど画素全体
が明状態になり、透過光量は図３（Ｂ）に示すように最
大となる。

【００３３】これらの実験結果から、配向膜１５、１６
の厚さが２５ｎｍの場合は、強誘電性液晶２１はＳＢＦ
液晶としての動作とＤＨＦ液晶としての動作とを兼ね備
えた液晶として機能することがわかる。

【００３４】以上説明したように、強誘電性液晶２１
は、その構造（分子構造）が同一の場合でも、配向膜１
５、１６の膜厚が１０ｎｍ以下の場合はＳＢＦ液晶とし
て動作し、膜厚が４０ｎｍ以上の場合はＤＨＦ液晶とし
て動作し、１５ｎｍ〜３５ｎｍの場合は、ＳＢＦ液晶と
ＤＨＦ液晶との両方の動作を兼ね備えた強誘電性液晶と
なる。即ち、可視光の波長よりも短いらせんピッチをも
ったカイラルスメクティックＣ相の強誘電性液晶２１
は、配向膜１５、１６との関係で、ＳＢＦ液晶素子とＤ
ＨＦ液晶素子のいずれにも適用できる。

【００３５】このように強誘電性液晶２１の特性が変化
する理由は、配向膜１５、１６と液晶分子の間に働く力
と強誘電性液晶のねじれ力の大小関係が変化するためで
ある。

【００３６】図５は、配向膜１５、１６の厚さと表面エ
ネルギーの極性力成分［ｅｒｇ／ｃｍ²］との関係を示
す。この特性は、配向膜１５、１６の表面をラビング
後、ラビングに対し平行方向の成分を測定したものであ
る。このグラフから明らかなように、配向膜１５、１６
の膜厚が厚くなるに従って配向膜１５、１６と液晶分子
の間に働く力である表面エネルギーの極性力成分は小さ
くなる。

【００３７】一方、強誘電性液晶２１は、カイラルスメ
クティックＣ相の液晶であり、固有のピッチで螺旋構造
を描いて配向している。この液晶分子に螺旋構造を描か
せる力がねじり力であり、ピッチの短い液晶物質ほどこ
のねじり力が大きい。

【００３８】そして、表面エネルギーの極性力成分がね
じり力よりも十分に大きい状態では、液晶分子の螺旋構
造を維持する力よりも配向を安定させる力の方が強くな
り、液晶分子の描く螺旋が解け易い。また、液晶分子の
電圧しきい値が一定にならず、しきい値に幅ができる。
従って、その幅の範囲の電圧では、オンとオフの２つの
安定状態が混在する。このため、上述のように、強誘電
性液晶２１はＳＢＦ液晶として動作する。

【００３９】表面エネルギーの極性力成分がねじり力よ
りも十分に小さい状態では、ねじり力が強いため、電界
をかけると液晶分子は螺旋構造を維持したまま、その螺
旋構造が歪む。透過率等の巨視的な物理量は螺旋構造に
わたって平均化され、一様な階調を得ることができる。
このため、上述のように、強誘電性液晶２１はＤＨＦ液
晶として動作する。

【００４０】表面エネルギーの極性力成分とねじり力が
ほぼ等しく、且つ、無電界状態で液晶分子が螺旋構造を
維持している状態では、表面エネルギーの極性力成分と
ねじり力とが拮抗しているため、しきい値に幅ができ
て、その幅の範囲の電圧では、螺旋が解けてオンとオフ
の２つの安定状態が混在する微小領域と、螺旋構造を維
持したまま、その螺旋構造が歪む微小領域が混在する。
このため、強誘電性液晶２１がＳＢＦ液晶として動作す
る微小領域とＤＨＦ液晶として動作する微小領域とが混
在することになる。そして、ＳＢＦ液晶として動作する
領域とＤＨＦ液晶として動作する領域の割合は、表面エ
ネルギーの極性力成分とねじり力の大小に応じて変化す
る。

【００４１】即ち、図６に示すように、配向膜１５、１
６の表面エネルギーの極性力成分が液晶分子のねじり力
よりも十分に大きい場合は、強誘電性液晶２１はＳＢＦ
液晶として動作し、表面エネルギーの極性力成分がねじ
り力よりも十分に小さい場合は強誘電性液晶２１はＤＨ
Ｆ液晶として動作し、表面エネルギーの極性力成分とね
じり力がほぼ等しい場合は、ＳＢＦ液晶とＤＨＦ液晶と
の動作を兼ね備えた強誘電性液晶として機能する。

【００４２】この実施例では、図１の構成において、配
向膜１５、１６の厚さを１０ｎｍより薄く形成している
ので、配向膜１５、１６の表面エネルギーの極性力成分
が、ピッチが０．３μｍである強誘電性液晶２１のねじ
り力よりも十分に小さい。従って、強誘電性液晶２１
は、ＳＢＦ液晶として動作する。

【００４３】このため、信号電極１３と走査電極１４間
に正極性で絶対値が所定値以上の電圧を印加したとき、
液晶分子は、ダイレクタが第１の配向方向２１Ａにほぼ
配向した第１の配向状態となり、負極性で絶対値が所定
値以上の電圧を印加したとき、ダイレクタが第２の配向
方向２１Ｂにほぼ配向した第２の配向状態となり、印加
電圧の絶対値が前記所定値以下の場合、第１の配向状態
の分子と第２の配向状態の分子が混在する中間の配向状
態になる。従って、この中間の配向状態を用いた階調表
示が可能となる。

【００４４】尚、上述のＳＢＦ液晶表示素子は、基板１
１上に信号電極１３を形成し、基板１２上に走査電極１
４を形成した後で、ポリアミック酸の０．０１〜４０％
溶液を塗布し、１００〜３５０℃で加熱することによ
り、厚さ１０ｎｍ未満の配向膜１５、１６を形成する。
続いて、配向膜１５、１６を形成した基板１１、１２を
シール材ＳＣを介して接合して液晶セルを形成する。次
に、真空注入法等を用いて液晶セルに強誘電性液晶２１
を注入する。その後、偏光板２３、２４を配置して、Ｓ
ＢＦ液晶表示素子を完成する。

【００４５】次に、上記構成の強誘電性液晶表示素子の
駆動方法について説明する。図７（Ａ）は走査電極１４
に印加する走査信号の波形、図７（Ｂ）は信号電極１３
に印加するデータ信号の波形、図７（Ｃ）は強誘電性液
晶２１に印加される電圧の波形をそれぞれ示す。なお、
図７（Ａ）〜（Ｃ）に示すＴＳは選択期間、ＴＯは非選
択期間を示す。

【００４６】図７（Ａ）、（Ｂ）に示す走査信号とデー
タ信号を走査電極１４と信号電極１３に印加することに
より、各画素の強誘電性液晶２１には、図７（Ｃ）に示
すように、選択期間ＴＳの後半に、液晶分子の配向状態
を設定するための書き込み電圧ＶＤが印加され、非選択
期間ＴＯには、液晶分子の配向状態を維持するための維
持電圧が印加される。従って、印加電圧ＶＤを調整する
ことにより、任意の階調画像を表示できる。なお、ＳＢ
Ｆ液晶表示素子の駆動方法は、図７（Ａ）〜（Ｃ）に示
す方法に限定されず、従来知られた任意の駆動方法を使
用できる。

【００４７】この発明は、上記実施例に限定されず、種
々の変形応用が可能である。例えば、上記実施例では配
向膜１５、１６の膜厚を１０μｍ以下としたが、１５μ
ｍ以下とすれば、ほぼＳＢＦ液晶の特性が得られる。し
かし、望ましくは、上述のように、１０μｍ以下とす
る。また、上記実施例では、強誘電性液晶２１の螺旋ピ
ッチが０．３μｍで、配向膜１５、１６の膜厚を１０μ
ｍ以下としたが、異なる螺旋ピッチの強誘電性液晶２１
を使用する場合には、配向膜１５、１６の膜厚をほぼ同
一の割合で増減すればよい。即ち、螺旋ピッチが０．３
・Ｐ（Ｐは正の実数）μｍの強誘電性液晶を使用する場
合には、配向膜１５、１６の厚さを１０・Ｐｎｍ以下と
すればよい。

【００４８】配向膜１５、１６の材質も変更可能であ
る。

【００４９】また、上記実施例では、液晶表示素子を単
純マトリクス方式としたが、図８に断面で示すようにア
クティブマトリクス構造としてもよい。図８では、基板
１１上に画素電極３１とスイッチング素子（ＴＦＴ又は
ＭＩＭ）３２をマトリクス状に配置し、この上に配向膜
１５を形成する。また、基板１２上に対向電極３３と配
向膜１６を配置する。この場合も、配向膜１５、１６
を、その膜厚に応じて変化する液晶分子との間に働く力
が強誘電性液晶のねじれ力よりも大きくなる厚さに形成
する。また、上記実施例では、液晶表示素子を透過型と
したが、反射型でもよい。

【００５０】なお、偏光板２３、２４は、偏光板２３の
透過軸２３Ａを強誘電性液晶２１の第１の配向方向２１
Ａにほぼ平行にし、偏光板２４の透過軸２４Ａを透過軸
２３Ａにほぼ直交させてもよい。また、一方の偏光板の
透過軸又は吸収軸を強誘電性液晶２１が有するカイラル
スメクティック相の層構造の層の法線方向に一致させ、
他方の偏光板の透過軸又は吸収軸を一方の偏光板の透過
軸又は吸収軸に直交又は平行としてもよい。また、透過
軸と吸収軸を入れ替えてもよい。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、らせんピッチの短い強誘電性液晶を用いてＳＢＦ液
晶表示素子を形成することができ、また、製造が容易に
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例にかかる強誘電性液晶表示素
子の構造を示す断面図である。

【図２】偏光板の透過軸の方向と配向方向との関係を示
す図である。

【図３】（Ａ）は配向膜の膜厚が１０ｎｍの場合の印加
電圧と透過光量の関係を示すグラフである。（Ｂ）は配
向膜の膜厚が２５ｎｍの場合の印加電圧と透過光量の関
係を示すグラフである。（Ｃ）は配向膜の膜厚が４０ｎ
ｍの場合の印加電圧と透過光量の関係を示すグラフであ
る。

【図４】（Ａ）は配向膜の膜厚が１０ｎｍで中間電圧を
印加したときの、各画素の表示状態を示す図である。
（Ｂ）は配向膜の膜厚が２５ｎｍで中間電圧を印加した
ときの、各画素の表示状態を示す図である。（Ｃ）は配
向膜の膜厚が４０ｎｍで中間電圧を印加したときの、各
画素の表示状態を示す図である。

【図５】配向膜の膜厚と表面エネルギーの極性力成分の
関係を示すグラフである。

【図６】強誘電性液晶のねじり力と配向膜の表面エネル
ギーの極性力成分と液晶との関係を示す図である。

【図７】（Ａ）〜（Ｃ）はこの実施例の強誘電性液晶表
示素子の駆動方法により、走査電極に印加される走査信
号と、信号電極に印加されるデータ信号と、強誘電性液
晶に印加される電圧の波形をそれぞれ示す図である。

【図８】この発明の実施例にかかる液晶表示素子の他の
構造を示す断面図である。

【符号の説明】

１１・・・基板、１２・・・基板、１３・・・信号電極、１４・・・
走査電極、１５・・・配向膜、１６・・・配向膜、２１・・・強
誘電性液晶、２３・・・偏光板、２４・・・偏光板、３１・・・
画素電極、３２・・・スイッチング素子、３３・・・対向電極

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１の電極と該第１の電極の上に形成され
   た第１の配向膜とが形成された第１の基板と、 前記第１の電極に対向する第２の電極が形成され、その
   上に第２の配向膜が形成された第２の基板と、 自己のねじれ力により分子の螺旋構造を有した状態で、
   前記第１と第２の配向膜の間に配置された強誘電性液晶
   と、 を具備する強誘電性液晶表示素子において、 前記第１と第２の配向膜の表面は、液晶分子との間に働
   く力が前記強誘電性液晶のねじれ力よりも大きくなる表
   面エネルギーを有する、 ことを特徴とする強誘電性液晶表示素子。
2. 【請求項２】前記第１と第２の配向膜は、その膜厚に応
   じて変化する前記液晶分子との間に働く力が前記強誘電
   性液晶のねじれ力よりも大きくなる厚さに形成され、 前記強誘電性液晶は、前記第１と第２の電極間に絶対値
   が所定値以上の電圧を印加したとき、印加電圧の極性に
   応じて、液晶分子のダイレクタが第１の方向にほぼ配向
   した第１の配向状態と、液晶分子のダイレクタが第２の
   方向にほぼ配向した第２の配向状態のいずれかに配列
   し、印加電圧の絶対値が前記所定値以下のとき、ダイレ
   クタが第１の方向に配向した液晶分子とダイレクタが第
   ２の方向に配向した液晶分子が混在した中間の配向状態
   に配列する、 ことを特徴とする請求項１に記載の強誘電性液晶表示素
   子。
3. 【請求項３】前記第１と第２の配向膜と前記液晶分子と
   の間に働く力は、表面エネルギーの極性力成分であるこ
   とを特徴とする請求項１又は２に記載の強誘電性液晶表
   示素子。
4. 【請求項４】第１の電極と該第１の電極の上に形成され
   た第１の配向膜とが形成された第１の基板と、 前記第１の電極に対向する第２の電極が形成され、その
   上に第２の配向膜が形成された第２の基板と、 前記第１と第２の配向膜の間に配置され、螺旋ピッチが
   ０．３・Ｐ（Ｐは正の実数）μｍである強誘電性液晶
   と、を備え、 前記第１と第２の配向膜は１０・Ｐｎｍより小さい厚さ
   を有し、前記強誘電性液晶をＳＢＦ液晶として動作させ
   る、ことを特徴とする強誘電性液晶表示素子。
5. 【請求項５】前記強誘電性液晶表示素子をマルチプレッ
   クス駆動する手段を備えることを特徴とする請求項１乃
   至４のいずれか１つに記載の強誘電性液晶表示素子。
6. 【請求項６】第１の電極と第１の電極の上に形成された
   第１の配向膜がそれぞれ形成された第１の基板と、前記
   第１の電極に対向する第２の電極が形成され、その上に
   第２の配向膜が形成された第２の基板と、前記第１と第
   ２の配向膜の間に配置された強誘電性液晶と、を具備す
   る強誘電性液晶表示素子の製造方法において、 前記第１と第２の配向膜を、その膜厚に応じて変化する
   前記強誘電性液晶との間に働く力が前記強誘電性液晶の
   ねじれ力よりも大きくなる厚さに形成することにより、
   前記強誘電性液晶を、前記第１と第２の電極間に印加す
   る電圧に応じて、ダイレクタが第１の方向に配向した液
   晶分子とダイレクタが第２の方向に配向した液晶分子が
   混在した状態に配向しうるＳＢＦ液晶として動作させ
   る、 ことを特徴とする強誘電性液晶表示素子の製造方法。
7. 【請求項７】前記第１と第２の配向膜と前記液晶分子と
   の間に働く力は、表面エネルギーの極性力成分であるこ
   とを特徴とする請求項６に記載の強誘電性液晶表示素子
   の製造方法。