JPH09508715A - 強誘電性液晶装置の整列 - Google Patents
強誘電性液晶装置の整列Info
- Publication number
- JPH09508715A JPH09508715A JP7521032A JP52103295A JPH09508715A JP H09508715 A JPH09508715 A JP H09508715A JP 7521032 A JP7521032 A JP 7521032A JP 52103295 A JP52103295 A JP 52103295A JP H09508715 A JPH09508715 A JP H09508715A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- liquid crystal
- alignment
- cell walls
- lattice
- phase
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1337—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
- G02F1/13378—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers by treatment of the surface, e.g. embossing, rubbing or light irradiation
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1337—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1337—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
- G02F1/133765—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers without a surface treatment
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1339—Gaskets; Spacers; Sealing of cells
- G02F1/13394—Gaskets; Spacers; Sealing of cells spacers regularly patterned on the cell subtrate, e.g. walls, pillars
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/137—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering
- G02F1/139—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering based on orientation effects in which the liquid crystal remains transparent
- G02F1/141—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering based on orientation effects in which the liquid crystal remains transparent using ferroelectric liquid crystals
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/137—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering
- G02F1/139—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering based on orientation effects in which the liquid crystal remains transparent
- G02F1/141—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering based on orientation effects in which the liquid crystal remains transparent using ferroelectric liquid crystals
- G02F1/1416—Details of the smectic layer structure, e.g. bookshelf, chevron, C1 and C2
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
Abstract
(57)【要約】
強誘電性液晶装置は、電極構造を載せ表面整列処理された、二つのセル壁間に含まれる強誘電性液晶材料の層を含む。表面の整列は、少なくとも一方のセル壁上のプロフィルつき表面、たとえば格子によって実現される。格子は、対称または非対称のプロフィルをもった単格子または複格子でよい。このようなプロフィル付けによって、表面傾斜エネルギーおよび整列定着エネルギーを液晶材料および装置のタイプに適合するように独立して配列し、必要な分子整列を形成し装置の欠陥を減らすことが可能になる。干渉写真法、フォトリソグラフィ、エンボス加工、刻線、またはキャリア層転写によって、格子を形成することができる。セル壁上の整列方向は、平行でも非平行でもよい。両方のセル壁上の表面傾斜は、同じ値でも異なる値でもよい。セル壁は、その内部表面をエンボス加工して一方または両方の表面に格子および一組のスペーサ支柱を形成できるなら、たとえばガラス板のように比較的剛性でも、たとえば薄いプラスティックのように可とう性であってもよい。
Description
【発明の詳細な説明】
強誘電性液晶装置の整列
本発明は、強誘電性液晶装置の整列に関する。
液晶表示装置は、周知のものである。これらの装置は通常、二枚のガラス壁の
間に保持された液晶材料の薄い層によって形成された液晶セルを具備する。これ
らの壁には、液晶層の両端間に電界を印加して液晶材料の分子を再配向させる透
明電極が載架される。多くの表示装置では、液晶分子は、二つの分子配列状態の
内の一つをとる。情報は、他方の状態の領域と対照をなす一方の状態の液晶材料
の領域に表示される。ある種の周知の表示は、一方の壁面の列電極と他方の壁面
の行電極の間の交点に形成される画素または表示要素のマトリクスとして形成さ
れる。表示はしばしば、連続する行および列電極に電圧を印加することによって
、多重アドレス指定される。
液晶材料には、ネマティック型、コレステリック型、およびスメクティック型
の三つの基本的なタイプがあり、それぞれ独特の分子配列を有する。
本発明は、キラルスメクティック液晶材料、特に強誘電性スメクティック液晶
材料に関する。この材料を使用した装置とし
ては、表面安定化強誘電性液晶(SSFLC)装置などがある。これらの装置は
、双安定性を示すことができる。すなわち、液晶分子、より正確には分子ディレ
クタ(director)が、正および負電圧パルスによるスイッチングで二つの整列状
態のうちの一つをとり、電圧を解除した後もスイッチングされた状態に留まる。
この挙動は、一部には表面の整列特性に依存する。スイッチングされた状態は、
多重アドレス指定された装置でのデータ(列)電圧によって得られる交流バイア
スの存在によって安定化させることができる。別のタイプの強誘電性液晶装置(
FELCD)としては、電気診療装置がある。SSFLCは、たとえば N A Cla
rk & S T Lagerwall,App Phys Lette rs 36(11)1980 pp 899-901、ならびに
米国特許第4,367,924号に記載されている。さらに別のタイプとしては
、反強誘電性装置(参照:A Fukuda et al.,J Mater.Chem.(1994)4.7.997
- 1016)がある。
強誘電性液晶の整列は、研磨高分子整列を使用してしばしば実施されるが、こ
の方法にはいくつかの限界がある。それには、塵埃、面内電極間の放電による電
気的破損、ならびに予傾斜(pretilt)および定着(anchoring)の均一性などが
ある。
別の周知の整列は、SiOなどの斜蒸着による整列である。これは、広い領域の
表示に利用することがが難しい。
使用する整列で高温コレステリック相にスプレー(splay)が導入される場合
、強誘電相においてほとんど(ジグザグ)欠陥のない整列を達成することができ
ることが示されうる。これは、表面の予傾斜エネルギーと表面の(天頂および方
位)定着エネルギーとの間の均衡によって、動作温度においてC1またはC2シ
ェブロンの存在をバイアスさせることができるためであろう。所与の液晶につい
てこの均衡を最適化できるようにするには、理想的には、表面予傾斜エネルギー
および定着エネルギーを制御可能にかつ独立的に変化させることが可能であるこ
とが必要である。これは、これらすべての特性が同一の物理的相互作用の現れで
あるため、研磨高分子では難しい。
ある種の液晶材料では、整列がこの均衡の影響をきわめて受けやすく、表面全
体にわたって予傾斜エネルギーと定着エネルギーの非常に良好な均一性が必要と
されるため、これは、研磨整列技法では常に達成できるわけではない。
さらに、ある種のFLC装置では、平行であろうとあるいは何らかの必要な角
度にオフセットされていようと、好ましい方
向(コレステリック相において規定される)を互いに正確に整列させることはき
わめて難しい。研磨が表面上に容易に観測される方向を残さないことから、これ
は、従来型の整列ではきわめて難しい。
上記の問題は、本発明によれば、液晶セル壁の内面上に格子を使用することに
よって解決される。
本発明による液晶装置は、それぞれその内部表面上で電極構造を支承し、液晶
材料を表面で整列させるために各表面が処理された、二つのセル壁間に含まれる
スメクティック液晶材料の層を具備し、少なくとも一方のセル壁上の格子面整列
を特徴とする。
格子面整列によって、整列定着力および液晶表面の傾斜角度を独立して制御す
ることができ、それによって液晶層を横切って必要な液晶分子ディレクタのスプ
レーを形成することができることが好ましい。
C2強誘電体には、より大きい方位定着エネルギーを使用し、C1強誘電体ま
たは反強誘電体にはより小さい定着エネルギーを使用することができる。
格子面は、単格子(monograting)あるいは複格子(bigrating)、ならびに対
称あるいは非対称(ブレーズ)の
対称(ブレーズ)の任意の組合せでよい。二つのセル壁間の格子の角度は、ほぼ
平行でも非平行でもよい。複格子が、少なくとも一つの非対称(ブレーズ)格子
を有すると、表面の整列と表面の予傾斜が共に実現できる。このような二つの表
面は、液晶分子が高温長ピッチコレステリック相においてスプレー構成をとるよ
うに配列することが可能である。
液晶材料は、装置の通常動作温度で強誘電性液晶相を有する材料、特にスメク
ティックA相やコレステリック相など、高温下で秩序性の低い相を有する材料で
よい。
この状況では、複格子面は、次式で記述することができる表面である。
Y(x,y)=Y(x+mkx,y+nky)
ここで、Yは表面の振幅を表す関数、mおよびnは整数、kxおよびkyは周期
である。単一の格子は、主方向xまたはyのうちの一方で不変である。たとえば
x方向でのブレーズ変調は、以下のように、hの値が存在しない表面として定義
される。
Y(h−x)=Y(h+x)
すべてのxの値について、この定義を他方の主変調(格子)
主方向(y)に対しても同様に適用することができる。
非ブレーズ(対称)複格子面の一例としては、次式で記述される二重正弦波構
造がある。
Y=a1sinkxx+a2sinkyy
a1またはa2のいずれかがゼロに設定された場合は、単一の格子が回復する。
高温コレステリック(またはスメクティックA)相において複格子面上で単安
定整列を達成するには、一方の格子変調が他方よりエネルギー的に優勢であるこ
と、すなわちa1 2kx 3>a2 3ky 3であることが必要である。長ピッチコレステリ
ック−(スメクティックA)−強誘電性スメクティックの相順を有し、その主方
向がほぼ平行に配置されている液晶がこのような二つの格子面間に存在する場合
、加熱してコレステリック相にすると単安定整列が形成され、それを冷却して強
誘電性スメクティック相にするとよく整列した液晶が形成される。
複格子は、干渉写真法(たとえば、M C Hutley,Diffraction Gra tings(Acade
mic Press.London 1982)p95-125)、あるいはフォトリソグラフィ法(たとえば
、F Horn,Physics World,33(March,1993))によって形成された光ポリマーのプ
ロフィル
付きの層でよい。あるいは、複格子を、エンボス加工(M T Gale.J Kane and K
Knop,J Ap pl Photo Eng,4.2.41(1978))、刻線(E G Loewen and R S Wiley
.Prroc SPIE,815.88(1987))、またはキャリア層転写によって形成すること
もできる。
一方または両方のセル壁を、ガラスなどの比較的厚い非可とう性材料で形成す
ることができる。あるいは、一方または両方のセル壁を、ガラスまたはプラステ
ィック材料、たとえばポリプロピレンの薄い層などの可とう性材料で形成するこ
ともできる。プラスティックのセル壁は、その内部表面にエンボス加工して格子
を形成することができる。その上、エンボス加工によって、セル壁を適正な間隔
だけ離すのに助けとなり、かつセルが屈曲したとき液晶材料の流れに対する障壁
となる小さい支柱(たとえば、高さ1〜3μm、幅5〜50μm以上)を形成す
ることができる。あるいは、整列層の材料によって支柱を形成することも可能で
ある。
次に、以下の添付図面を参照して、本発明の一つの形態を単に例示的なものと
して説明する。
第1図は、マトリクス式多重アドレス指定液晶表示装置の平
面図である。
第2図は、第1図の表示装置の断面図である。
第3図は、セル壁の格子面を生成するための装置の略図である。
第4図は、格子整列面を生成するための代替装置の略図である。
第5図ないし第12図は、セル壁面上の格子の種々の構成を示す図である。
第1図、第2図の表示装置は、ガラス壁3、4の間に含まれる、強誘電性液晶
材料の層2によって形成された液晶セル1を具備する。材料2は、たとえばスメ
クティックC、スメクティックA、長ピッチコレステリックなど、温度が上がる
につれて秩序性が低くなる高温相を有する。長ピッチコレステリックは、コレス
テリックのピッチが層の厚さより大きいものとして定義することができる。スペ
ーサ・リング5は、典型的な場合、壁間の間隔を2μmに維持する。
さらに、壁の間隔を正確に維持するため、多数の直径2μmのスペーサ(ビー
ズ)を液晶材料中に分散させることができる。SnO2やITOなどの帯状の行
電極6は、一方の壁4上に形
成され、同様に列電極7は、他方の壁3上に形成される。m行、n列の電極を使
用することによって、これは、アドレス指定可能な要素または画素のm−nマト
リクスを形成する。各画素は、行および列電極の交差によって形成される。
行ドライバ8は、各行電極6に電圧を供給する。同様に、列ドライバ9は、各
列電極7に電圧を供給する。印加される電圧の制御は、電圧源11から電力を、
クロック12からタイミングをそれぞれ供給される制御論理回路10によって行
われる。
セル1の両側に、偏光子13、13’がある。従来型の表面安定化強誘電性双
安定装置は、研磨方向によって優先される表面整列方向の一方の側面に整列を有
する二つの安定状態間でスイッチングを行う。本発明による装置では、両方のセ
ル壁3、4が複格子整列を有し、格子の主方向の一方の側に整列を有する二つの
安定状態間でスイッチングを行う。偏光子13、13’は、その偏光軸が互いに
交差し、一方の偏光子の軸が二つの(スイッチングされた)安定状態の整列方向
に対して平行になるように配置される。
部分反射ミラー16を、光源15と共にセル1の背後に配置することができる
。これらによって、表示を反射でみることな
らびに鈍い周囲光で背面から照射することが可能になる。透過装置の場合、ミラ
ーは省略できる。
第1図、第2図のセルを組み立てる前に、少なくとも一方のセル壁を、複格子
を形成するように表面処理する。他方の壁は、複格子、単格子、あるいは従来型
すなわち研磨整列処理のいずれを有してもよい。第3図に、この複格子を生成す
るための装置を示す。
第3図に示すように、アルゴンイオンレーザ21からの光20を、第1レンズ
22により、固定された第1拡散器23および回転する第2拡散器24上に集束
させる。第2レンズ25によって、拡大した状態のレーザ光線を半アルミ蒸着し
たビームスプリッタ26上に再びコリメートさせる。光は、ビームスプリッタ2
6から第1ミラー27上に反射され、そこからホルダ29内に支持された基板2
8上に反射される。ビームスプリッタ26中を透過した光は、第2ミラー30お
よび第3ミラー31を介して基板上に反射される。したがって、基板28は、静
止縞パターンを形成する二つの光線20a、20bを受け取る。縞パターンのピ
ッチは、第1ミラー27および第3ミラー31から来る二つの光線20a、20
bの間の角度によって決
まる。
正弦波(対称)複格子は、第3図の装置によって以下のように生成することが
できる。
実施例1
セル壁を形成するための、透明導電膜(ITO)で被覆した一片のガラス28
をアセトンとイソプロパノールで洗浄し、次いでフォトポリイミド(日産 RN
901)を毎分4000回転で20秒間、スピンコートして、厚さ1.2μmの
被覆を形成した。次に、80℃で30分間、ソフトベークを実行した。次に、第
3図に示すように、試料28をアルゴンイオンレーザ21(波長457.9nm
)から生成される光の干渉パターンに露光させた。
出力密度1.5mW/cm2で90秒間、試料28を露光させた。次に、試料
28をホルダ29から取り外して90°回転させ元の位置に戻した後、二回目も
やはり90秒間、露光を実施した。次に、マイクロポジットMF319現像液に
60秒間浸し、それに続いて30秒間、脱イオン水で洗浄することによって現像
を実施した。最後に、170℃で60分間ベークし、続いて350℃で30分間
ベークすることによって、フォトポ
リイミドを架橋させた。この場合、その結果得られる試料は、その中で二つの主
な変調が互いに90°に位置している表面レリーフ複格子を含んでいる。しかし
、変調が互いに90°未満、たとえば45°である場合、特定の応用例に有利で
あろう。
上記の技法を使用して、単一または二重の非ブレーズの格子を生成することが
できる。第4図に、変調の主方向の一つがブレーズ(非対称)である複格子を生
成するための簡単な技法の一つを示す。
薄いインジウムスズ酸化物電極36を載せた基板35を、Ciba Geig
y343などの光ポリマー37で被覆する。ガラス板40上のクロムパターン3
9によって形成したマスク38を、ポリマー37の上部に間隔をあけて配置する
。クロムパターンは、複格子フォトリソグラフィマスクのパターンである。水銀
ランプ41を、マスク表面に対して非垂直角度でマスク38を照らすように配置
する。マスクの垂線とマスクの主方向の一つによって規定される平面での軸外照
明によって、一方の方向では(QZ3301で現像しQS3312で洗浄した後
)ブレーズプロフィルが得られるが、他方の主方向では非ブレーズプロフィルが
得られる。マスクの垂線およびマスクの主方向
の一つによって規定される平面内にない軸外照明によって、両方の主方向にブレ
ーズされた複格子がもたらされることになる。
以下の第5図ないし第12図に、セル内の格子の様々な配列を示す。
第5図は、対称(非ブレーズ)プロフィルと非対称(ブレーズ)プロフィルを
、対称を示す両方向矢印およびブレーズ方向を示す一方向矢印と共にそれぞれ示
す。
第6図は、ほぼ平行に(同一方向もしくは反対方向に)整列した二つの単格子
面を示す。陰影をつけた楕円は、高温コレステリック相で各表面で得られたLC
ディレクタの整列を示す。ディレクタの整列は、同一方向にあり、たとえばコレ
ステリック相における表面の予傾斜をまったく伴わなわい。
第7図は、頂部壁が非ブレーズ格子(垂直の矢印)ならびに他方の格子に対し
て劣勢である第二非ブレーズ格子(破線を用いた水平の矢印)を任意選択で有す
る、二つの格子面を示す。この結果、ディレクタの整列が頂部壁面で水平になり
、表面の傾斜をまったく伴わない。底部面上の複格子も同様である。これら二つ
の複格子は、高温コレステリック相においてほぼねじれのない単安定整列を形成
する。
第8図は、整列を示し表面の傾斜をまったく伴わない頂部表面の複格子を示す
。底部表面は、対称格子およびブレーズ格子を有する。対称格子が優勢であり、
そのため液晶ディレクタは水平に整列するが、ブレーズ格子の形状によって形成
される表面の傾斜を伴う。
第9図は、両セル壁上の対称格子および非対称格子の、二つの類似の複格子を
示すが、この場合、対称格子が優勢である。これらによって、整列方向と表面傾
斜の両方が形成され、コレステリック相においてスプレーされたディレクタ構成
をもたらす。
第10図は、底部表面のブレーズ方向が頂部表面のそれと反対の方向になって
いることを除き、第9図と同様の図である。これらによって高温コレステリック
相でのほぼねじれのない単安定整列がもたらされる。
第11a図は、セルがコレステリック液晶を単安定ねじれ状態で整列させるよ
うに、方位的に互いにずれた二つの単格子面または複格子面を示す。オフセット
角を調節して、シェブロン層の幾何形状における強誘電性液晶の半スプレー状態
を安定化させたり不安定化することができる。
第11b図は、それぞれが表面に接触するコレステリックの好ましい二つに整
列状態を有する二つの複格子面を示す。各複格子内のどちらの格子も等しい定着
エネルギーを有するため、好ましい整列方向が二つになる。複格子は、コレステ
リック相においてほぼ均一な単安定整列を形成するように互いにずれて配置され
る。各表面での双安定状態間の角度を調節して、シェブロン層幾何形状における
強誘電性液晶の半スプレー状態を安定化させたり不安定化することができる。
第12図に、高温コレステリック相においてほぼねじれのない整列を形成する
ために両方の主方向がブレーズされた二つの複格子面を示す。両方の複格子が、
整列と表面の傾斜をもたらす。図の実施例では、二つのブレーズ方向が平行かつ
同一方向にあり、他の(優勢である)二つは平行かつ反対方向にある。これによ
って、シェブロン状態の安定性ならびに半スプレー状態の安定性の調節が可能と
なる。この配置の利点は、整列方向に対する定着エネルギーを二つのセル壁上の
反対の方向で非対称にすることが可能なことである。
【手続補正書】特許法第184条の8
【提出日】1996年1月10日
【補正内容】
本発明による液晶装置は、それぞれその内部表面上で電極構造を支承し、液晶
材料を表面で整列させるために各表面が処理された、二つのセル壁間に含まれる
、高温で少なくともスメクティックA相またはコレステリック相を有する強誘電
性スメクティック液晶材料の層を具備し、少なくとも一方のセル壁上の格子面整
列を特徴とする。
格子面整列によって、整列定着力および液晶表面の傾斜角度を独立して制御す
ることができ、それによって液晶層を横切って必要な液晶分子ディレクタのスプ
レーを形成することができることが好ましい。
C2強誘電体には、より大きい方位定着エネルギーを使用し、C1強誘電体ま
たは反強誘電体にはより小さい定着エネルギーを使用することができる。
格子面は、単格子あるいは複格子、ならびに対称あるいは非対称(ブレーズ)
の任意の組合せでよい。二つのセル壁間の格子の角度は、ほぼ平行でも非平行で
もよい。複格子が、少なくとも一つの非対称(ブレーズ)格子を有すると、表面
の整列と表面の予傾斜が共に実現できる。このような二つの表面は、液晶分子が
高温長ピッチコレステリック相においてスプレー構成
をとるように配列することが可能である。
液晶材料は、装置の通常動作温度で強誘電性液晶相を有する材料、特にスメク
ティックA相やコレステリック相など、高温下で秩序性の低い相を有する材料で
よい。
請求の範囲
1.それぞれその内部表面上で電極構造を支承し、各表面が表面の液晶材料を整
列させるために表面処理された、二つのセル壁間に含まれる、高温で少なくとも
スメクティックA相またはコレステリック相を有する強誘電性スメクティック液
晶材料の層を含む液晶装置であって、
少なくとも一方のセル壁上の格子面整列を特徴とする液晶装置。
2.格子面が単格子である請求の範囲第1項に記載の装置。
3.格子面が複格子である請求の範囲第1項に記載の装置。
4.少なくとも一方の格子面が対称である請求の範囲第1項に記載の装置。
5.少なくとも一方の格子面が非対称である請求の範囲第1項に記載の装置。
6.格子によって両方のセル壁上に形成される表面の整列方向がほぼ平行である
請求の範囲第1項に記載の装置。
7.両方のセル壁上に形成される表面の整列方向が、互いに0°以外の角度にあ
る請求の範囲第1項に記載の装置。
8.液晶材料が、温度が下がるにつれてイソトロピック相−コレステリック相−
スメクティックA相−キラルスメクティック相またはイソトロピック相−コレス
テリック相−キラルスメクティック相を有する強誘電性材料である請求の範囲第
1項に記載の装置。
9.両方のセル壁が複格子を有し、二つの格子が、高温相において液晶層全体に
わたりスプレーされた分子配列を形成するように配列されている請求の範囲第1
項に記載の装置。
10.両方のセル壁が複格子面を有し、
複格子が対称格子および非対称格子を含み、対称格子が非対称格子よりエネル
ギー的に優勢であって、液晶材料のスメクティックAまたはコレステリック相に
おいて単安定整列および表面の分子の予傾斜を与え、
単安定整列および予傾斜の方向が、高温相における液晶層全体にわたってスプ
レーされた分子配列を形成するように配置されている請求の範囲第1項に記載の
装置。
11.複格子が干渉写真法、フォトリソグラフィ、エンボス加工、刻線、または
キャリア転写によって形成される層である請求の範囲第9項に記載の装置。
12.セル壁がガラス材料で形成されている請求の範囲第1項に記載の装置。
13.セル壁が可とう性プラスチック材料で形成されている請求の範囲第1項に
記載の装置。
14.一方または両方のセル壁上にスペーサ支柱が形成されている請求の範囲第
1項に記載の装置。
15.一方または両方のセル壁上に格子を形成する材料によって、スペーサ支柱
が形成されている請求の範囲第1項に記載の装置。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 マクドネル,デイミアン・ジエラード
イギリス国、ウスターシヤー・ダブリユ・
14・3・ピー・エス、モールバーン、セン
ト・アンドリユーズ・ロード、デイフエン
ス・リサーチ・エージエンシー(番地な
し)
(72)発明者 タウラー,マイケル・ジヨン
イギリス国、オツクスフオード・オー・エ
ツクス・4・4・ジー・エイ、オツクスフ
オード・サイエンス・パーク、エドマン
ド・ハーレイ・ロード、シヤープ・ラボラ
トリーズ・オブ・ヨーロツパ(番地なし)
(72)発明者 ジヨーンズ,ジヨン・クリフォード
イギリス国、ウスターシヤー・ダブリユ・
アール・14・3・ピー・エス、モールバー
ン、セント・アンドリユーズ・ロード、デ
イフエンス・リサーチ・エージエンシー
(番地なし)
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1.それぞれその内部表面上で電極構造を支承し、各表面が表面の液晶材料を整 列させるために表面処理された、二つのセル壁間に含まれるスメクティック液晶 材料の層を含む液晶装置であって、 少なくとも一方のセル壁上の格子面整列を特徴とする液晶装置。 2.格子面が単格子である請求の範囲第1項に記載の装置。 3.格子面が複格子である請求の範囲第1項に記載の装置。 4.少なくとも一方の格子面が対称である請求の範囲第1項に記載の装置。 5.少なくとも一方の格子面が非対称である請求の範囲第1項に記載の装置。 6.格子によって両方のセル壁上に形成される表面の整列方向がほぼ平行である 請求の範囲第1項に記載の装置。 7.両方のセル壁上に形成される表面の整列方向が、互いに0°以外の角度にあ る請求の範囲第1項に記載の装置。 8.液晶材料が、高温下で少なくともスメクティックA相また はコレステリック相を有する強誘電性材料である請求の範囲第1項に記載の装置 。 9.液晶材料が、温度が下がるにつれてイソトロピック相−コレステリック相− スメクティックA相−キラルスメクティックまたはイソトロピック相−コレステ リック相−キラルスメクティック相を有する強誘電性材料である請求の範囲第1 項に記載の装置。 10.両方のセル壁が複格子を有し、二つの格子が、高温相において液晶層全体 にわたりスプレーされた分子配列を形成するように配列されている請求の範囲第 1項に記載の装置。 11.複格子が干渉写真法、フォトリソグラフィ、エンボス加工、刻線、または キャリア転写によって形成される層である請求の範囲第10項に記載の装置。 12.セル壁がガラス材料で形成されている請求の範囲第1項に記載の装置。 13.セル壁が可とう性プラスチック材料で形成されている請求の範囲第1項に 記載の装置。 14.一方または両方のセル壁上にスペーサ支柱が形成されている請求の範囲第 1項に記載の装置。 15.一方または両方のセル壁上に格子を形成する材料によって、スペーサ支柱 が形成されている請求の範囲第1項に記載の装置。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB9402517.8 | 1994-02-09 | ||
GB9402517A GB9402517D0 (en) | 1994-02-09 | 1994-02-09 | Ferroelectric liquid crystal alignment |
PCT/GB1995/000178 WO1995022076A1 (en) | 1994-02-09 | 1995-01-30 | Ferroelectric liquid crystal device alignment |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09508715A true JPH09508715A (ja) | 1997-09-02 |
Family
ID=10750135
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7521032A Ceased JPH09508715A (ja) | 1994-02-09 | 1995-01-30 | 強誘電性液晶装置の整列 |
Country Status (13)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5754264A (ja) |
EP (1) | EP0744040B1 (ja) |
JP (1) | JPH09508715A (ja) |
KR (1) | KR970701369A (ja) |
CN (1) | CN1041657C (ja) |
CA (1) | CA2182961A1 (ja) |
DE (1) | DE69501781T2 (ja) |
ES (1) | ES2114307T3 (ja) |
GB (2) | GB9402517D0 (ja) |
MY (1) | MY111985A (ja) |
SG (1) | SG52583A1 (ja) |
TW (1) | TW439008B (ja) |
WO (1) | WO1995022076A1 (ja) |
Families Citing this family (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2312523B (en) * | 1995-02-10 | 1998-10-07 | Secr Defence | Liquid crystal device alignment |
GB9502635D0 (en) * | 1995-02-10 | 1995-03-29 | Secr Defence | Liquid crystal device alignment |
GB9521106D0 (en) | 1995-10-16 | 1995-12-20 | Secr Defence | Bistable nematic liquid crystal device |
GB2309794B (en) * | 1996-02-01 | 1998-07-15 | Lg Electronics Inc | An ultraviolet irradiating device for photo-alignment process and an irradiating method using the same |
GB9604461D0 (en) * | 1996-03-01 | 1996-05-01 | Secr Defence | Alignment of ferroelectric liquid crystal displays |
GB9607854D0 (en) * | 1996-04-16 | 1996-06-19 | Secr Defence | Liquid crystal device |
DE69823875T2 (de) * | 1997-10-08 | 2005-04-21 | Hewlett Packard Co | Orientierungsverfahren für flüssigkristallvorrichtung und verfahren zur herstellung dieser vorrichtung |
JP2001091715A (ja) * | 1999-09-27 | 2001-04-06 | Nippon Mitsubishi Oil Corp | 複合回折素子 |
EP1139152A1 (en) * | 2000-03-27 | 2001-10-04 | Hewlett-Packard Company, A Delaware Corporation | Liquid crystal alignment structure |
EP1139151B1 (en) * | 2000-03-27 | 2007-05-16 | Hewlett-Packard Company, A Delaware Corporation | Bistable nematic liquid crystal device |
EP1139150A1 (en) * | 2000-03-27 | 2001-10-04 | Hewlett-Packard Company, A Delaware Corporation | Liquid crystal alignment structure |
US7460200B2 (en) * | 2000-03-27 | 2008-12-02 | Helwett-Packard Development Company, L.P. | Liquid crystal alignment |
ITMI20012075A1 (it) * | 2001-10-08 | 2003-04-08 | Consiglio Nazionale Ricerche | Procedimento per il conferimento e controllo su scale micro e nanomatriche dell'anisotropia di proprieta' strutturali elettriche ottiche ed |
EP2209027A1 (en) | 2002-02-13 | 2010-07-21 | MERCK PATENT GmbH | Security marking comprising an anisotropic polymer film on a substrate with a structured surface |
ATE470166T1 (de) * | 2002-02-13 | 2010-06-15 | Merck Patent Gmbh | Verfahren zur herstellung von einem anisotropen polymerfilm auf einem substrat mit einer strukturierten oberfläche |
AU2003278314A1 (en) * | 2002-10-17 | 2004-05-04 | Zbd Displays Ltd. | Liquid crystal alignment layer |
US9575366B2 (en) | 2011-12-29 | 2017-02-21 | The Hong Kong University Of Science And Technology | Fast switchable and high diffraction efficiency grating ferroelectric liquid crystal cell |
CN109313366B (zh) | 2016-05-10 | 2021-11-05 | 香港科技大学 | 光配向量子棒增强膜 |
CN108572487A (zh) * | 2017-09-22 | 2018-09-25 | 北京航空航天大学 | 一种基于铁电液晶光控取向的圆形达曼光栅 |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3787110A (en) * | 1972-06-23 | 1974-01-22 | Bell Telephone Labor Inc | Liquid crystal devices |
GB1472458A (en) * | 1974-06-21 | 1977-05-04 | Shell Int Research | Apparatus and a method for treating a surface in particular for spraying an insulating foam on a wall |
JPS542580B2 (ja) * | 1974-07-01 | 1979-02-09 | ||
US4729640A (en) * | 1984-10-03 | 1988-03-08 | Canon Kabushiki Kaisha | Liquid crystal light modulation device |
US5299289A (en) * | 1991-06-11 | 1994-03-29 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Polymer dispersed liquid crystal panel with diffraction grating |
JPH05264972A (ja) * | 1992-03-18 | 1993-10-15 | Canon Inc | 表示素子および表示装置 |
JPH05297376A (ja) * | 1992-04-20 | 1993-11-12 | Hoechst Japan Ltd | 強誘電性液晶ディスプレイ素子 |
US5371618A (en) * | 1993-01-05 | 1994-12-06 | Brite View Technologies | Color liquid crystal display employing dual cells driven with an EXCLUSIVE OR relationship |
US5566217A (en) * | 1995-01-30 | 1996-10-15 | General Electric Company | Reduced height spacer for nuclear fuel rods |
-
1994
- 1994-02-09 GB GB9402517A patent/GB9402517D0/en active Pending
-
1995
- 1995-01-30 WO PCT/GB1995/000178 patent/WO1995022076A1/en active IP Right Grant
- 1995-01-30 US US08/687,495 patent/US5754264A/en not_active Expired - Lifetime
- 1995-01-30 DE DE69501781T patent/DE69501781T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1995-01-30 EP EP95907062A patent/EP0744040B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1995-01-30 CN CN95192470A patent/CN1041657C/zh not_active Expired - Fee Related
- 1995-01-30 ES ES95907062T patent/ES2114307T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1995-01-30 JP JP7521032A patent/JPH09508715A/ja not_active Ceased
- 1995-01-30 KR KR1019960704457A patent/KR970701369A/ko not_active Application Discontinuation
- 1995-01-30 CA CA002182961A patent/CA2182961A1/en not_active Abandoned
- 1995-02-08 SG SG1996006387A patent/SG52583A1/en unknown
- 1995-02-08 MY MYPI95000278A patent/MY111985A/en unknown
- 1995-02-08 GB GB9502402A patent/GB2286894A/en not_active Withdrawn
- 1995-03-16 TW TW084102510A patent/TW439008B/zh not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0744040B1 (en) | 1998-03-11 |
TW439008B (en) | 2001-06-07 |
KR970701369A (ko) | 1997-03-17 |
DE69501781D1 (de) | 1998-04-16 |
GB9402517D0 (en) | 1994-03-30 |
DE69501781T2 (de) | 1998-07-02 |
GB2286894A (en) | 1995-08-30 |
ES2114307T3 (es) | 1998-05-16 |
EP0744040A1 (en) | 1996-11-27 |
MY111985A (en) | 2001-03-31 |
SG52583A1 (en) | 1998-09-28 |
CA2182961A1 (en) | 1995-08-17 |
GB9502402D0 (en) | 1995-03-29 |
WO1995022076A1 (en) | 1995-08-17 |
CN1041657C (zh) | 1999-01-13 |
CN1145122A (zh) | 1997-03-12 |
US5754264A (en) | 1998-05-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPH09508715A (ja) | 強誘電性液晶装置の整列 | |
EP0744041B1 (en) | Bistable nematic liquid crystal device | |
US5724113A (en) | Liquid crystal device alignment layer having an asymmetric profile grating on its surface | |
US8384872B2 (en) | Bistable nematic liquid crystal device | |
US5917570A (en) | Liquid crystal device alignment | |
US4370194A (en) | Orientation of ordered liquids and their use in devices | |
US6456348B2 (en) | Bistable nematic liquid crystal device | |
EP1301823B1 (en) | Liquid crystal device | |
JP4384262B2 (ja) | 液晶装置 | |
JP2001296563A (ja) | 双安定ネマチック液晶デバイス | |
US5764325A (en) | Liquid crystal device alignment | |
Gibbons et al. | Optically controlled alignment of liquid crystals: Devices and applications |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040224 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040212 |
|
A313 | Final decision of rejection without a dissenting response from the applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A313 Effective date: 20040705 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040810 |