JPH0954345A - 液晶光学素子及びその製造方法 - Google Patents
液晶光学素子及びその製造方法Info
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- JPH0954345A JPH0954345A JP20722095A JP20722095A JPH0954345A JP H0954345 A JPH0954345 A JP H0954345A JP 20722095 A JP20722095 A JP 20722095A JP 20722095 A JP20722095 A JP 20722095A JP H0954345 A JPH0954345 A JP H0954345A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】４μｍ以上の電極基板間隙におけるメモリ性と
グレースケール性の発現。 【解決手段】平行な配向方向３が設けられた一対の電極
付き基板間に、非液晶性の有機物と強誘電性を有するキ
ラル性液晶材料２とを含む光学活性層が挟持され、光学
活性層中のキラル性液晶材料に前記有機物が分散されて
島状構造体１が形成され、基板に平行な面内における島
状構造体１の占有面積の比率が５〜７０％である液晶光
学素子。
グレースケール性の発現。 【解決手段】平行な配向方向３が設けられた一対の電極
付き基板間に、非液晶性の有機物と強誘電性を有するキ
ラル性液晶材料２とを含む光学活性層が挟持され、光学
活性層中のキラル性液晶材料に前記有機物が分散されて
島状構造体１が形成され、基板に平行な面内における島
状構造体１の占有面積の比率が５〜７０％である液晶光
学素子。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は階調表示が可能かつ
大面積のメモリ型液晶表示素子に関する。
大面積のメモリ型液晶表示素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】強誘電性液晶はキラルスメクチックＣ液
晶など、自発分極を示すスメクチック液晶材料である。
この強誘電性液晶に見られる特有のメモリ現象や高速の
応答動作等の諸特性は強誘電性電気光学効果と呼ばれ、
大容量メモリ型ディスプレイ等への応用が期待されてい
る。
晶など、自発分極を示すスメクチック液晶材料である。
この強誘電性液晶に見られる特有のメモリ現象や高速の
応答動作等の諸特性は強誘電性電気光学効果と呼ばれ、
大容量メモリ型ディスプレイ等への応用が期待されてい
る。
【０００３】この強誘電性キラルスメクチックＣ液晶
は、そのヘリカルピッチよりかなり薄い。例えば、平行
配向処理した配向層間に挟みこまれると、電場無印加時
において、ヘリカル構造をとれなくなり、その結果、ス
メクチックＣ相に相当する分子配列状態（無電場分子配
列状態と呼ぶ）を形成する。これが、表面安定型強誘電
性液晶素子（ＳＳＦＬＣ）と呼ばれる（例えば、Appl.P
hys.Lett.36,899(1980)参照）。
は、そのヘリカルピッチよりかなり薄い。例えば、平行
配向処理した配向層間に挟みこまれると、電場無印加時
において、ヘリカル構造をとれなくなり、その結果、ス
メクチックＣ相に相当する分子配列状態（無電場分子配
列状態と呼ぶ）を形成する。これが、表面安定型強誘電
性液晶素子（ＳＳＦＬＣ）と呼ばれる（例えば、Appl.P
hys.Lett.36,899(1980)参照）。
【０００４】このＳＳＦＬＣの無電場分子配列状態にお
いて、電極基板に対し垂直に配列したスメクチック層
は、この層の法線に角度＋θ又は角度−θで一様に傾斜
配向した液晶分子を有する。このため、完全に一様では
ないが、全液晶分子は電極基板面にほぼ平行に配列す
る。したがって、電極基板面に平行なある面Ａに対し
て、これらの液晶分子は、自発分極が面Ａに対して表向
きか、裏向きかのいずれかに揃っている。
いて、電極基板に対し垂直に配列したスメクチック層
は、この層の法線に角度＋θ又は角度−θで一様に傾斜
配向した液晶分子を有する。このため、完全に一様では
ないが、全液晶分子は電極基板面にほぼ平行に配列す
る。したがって、電極基板面に平行なある面Ａに対し
て、これらの液晶分子は、自発分極が面Ａに対して表向
きか、裏向きかのいずれかに揃っている。
【０００５】次に、基板上に配置した電極に電圧を印加
して光学活性層に電界を与え、その電界の極性を反転す
ることによって、この二つの状態の間、つまり、液晶の
傾斜角（±θの二つの傾斜角）をスメクチック層の法線
に対して電極面内でスイッチできる。そして、二つの状
態は各々安定であり、かつメモリ性を有する。つまり、
電界が除かれた後も長時間維持される。この分子配列状
態のスイッチング現象とそのメモリ性は、光シャッタや
ディスプレイ素子等に利用できる。
して光学活性層に電界を与え、その電界の極性を反転す
ることによって、この二つの状態の間、つまり、液晶の
傾斜角（±θの二つの傾斜角）をスメクチック層の法線
に対して電極面内でスイッチできる。そして、二つの状
態は各々安定であり、かつメモリ性を有する。つまり、
電界が除かれた後も長時間維持される。この分子配列状
態のスイッチング現象とそのメモリ性は、光シャッタや
ディスプレイ素子等に利用できる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来例におい
ては次のような問題点があった。つまり、従来例ではメ
モリ性を発現させるために、キラルスメクチックＣ液晶
のヘリカルピッチよりかなり薄い平行配向処理したセル
を用いる必要があった。例えば、ラビングによる平行配
向処理したポリイミド配向層を備えた４μｍ未満の電極
基板間隙が必要であった。
ては次のような問題点があった。つまり、従来例ではメ
モリ性を発現させるために、キラルスメクチックＣ液晶
のヘリカルピッチよりかなり薄い平行配向処理したセル
を用いる必要があった。例えば、ラビングによる平行配
向処理したポリイミド配向層を備えた４μｍ未満の電極
基板間隙が必要であった。
【０００７】より安定な特性を望むなら２μｍ以下が必
要であった。この場合、大容量で大面積の表示素子を作
る場合、このような極薄の厚みのセルを量産することが
非常に困難であった。
要であった。この場合、大容量で大面積の表示素子を作
る場合、このような極薄の厚みのセルを量産することが
非常に困難であった。
【０００８】また、従来例１のＳＳＦＬＣでは、上述し
た二状態は安定でメモリ性があるが、その中間状態（い
わゆるグレーレベル）は安定性に乏しく、電界により生
成しても、電界除去後瞬時に消滅しメモリ性がない。し
たがって、このＳＳＦＬＣで階調表示を行おうとすると
いわゆる面積階調を行うほかなく、充分な階調性能が期
待できなかった。
た二状態は安定でメモリ性があるが、その中間状態（い
わゆるグレーレベル）は安定性に乏しく、電界により生
成しても、電界除去後瞬時に消滅しメモリ性がない。し
たがって、このＳＳＦＬＣで階調表示を行おうとすると
いわゆる面積階調を行うほかなく、充分な階調性能が期
待できなかった。
【０００９】本発明は、従来例では得られなかったグレ
ーレベルの表示制御性を獲得することを目的とする。そ
して、量産可能で階調表示可能なメモリ素子とその製造
方法を提供しようとする。
ーレベルの表示制御性を獲得することを目的とする。そ
して、量産可能で階調表示可能なメモリ素子とその製造
方法を提供しようとする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明の第１
発明は、少なくとも一方に配向層が設けられた一対の電
極付き基板間に、非液晶性の有機物と強誘電性を有する
キラル性液晶材料とを含む光学活性層が挟持され、光学
活性層中のキラル性液晶材料に前記有機物が分散されて
島状構造体が形成され、基板に平行な面内における島状
構造体の占有面積の比率が５〜７０％であることを特徴
とする液晶光学素子である。
発明は、少なくとも一方に配向層が設けられた一対の電
極付き基板間に、非液晶性の有機物と強誘電性を有する
キラル性液晶材料とを含む光学活性層が挟持され、光学
活性層中のキラル性液晶材料に前記有機物が分散されて
島状構造体が形成され、基板に平行な面内における島状
構造体の占有面積の比率が５〜７０％であることを特徴
とする液晶光学素子である。
【００１１】また、第２発明は、第１発明において、前
記有機物がキラル性液晶材料に対して、重量比で０．１
〜７０％である液晶光学素子である。
記有機物がキラル性液晶材料に対して、重量比で０．１
〜７０％である液晶光学素子である。
【００１２】また、第３発明は、第１又は第２発明にお
いて、前記有機物が分子量１０００未満の低分子である
液晶光学素子である。
いて、前記有機物が分子量１０００未満の低分子である
液晶光学素子である。
【００１３】また、第４発明は、第１又は第２発明にお
いて、前記有機物が分子量１０００〜１００００のオリ
ゴマーである液晶光学素子である。
いて、前記有機物が分子量１０００〜１００００のオリ
ゴマーである液晶光学素子である。
【００１４】また、第５発明は、第１又は第２発明にお
いて、前記有機物が分子量１００００超の高分子である
液晶光学素子である。
いて、前記有機物が分子量１００００超の高分子である
液晶光学素子である。
【００１５】また、第６発明は、第１、第２、第３、第
４又は第５発明において、キラル性液晶材料が二色性を
有する色素を含む液晶光学素子である。
４又は第５発明において、キラル性液晶材料が二色性を
有する色素を含む液晶光学素子である。
【００１６】また、第７発明は、非液晶性の有機物と強
誘電性を有するキラル性液晶材料とを含む光学活性層
を、少なくとも一方に配向層が設けられた一対の電極付
き基板間に挟持してなる液晶光学素子の製造方法であっ
て、使用温度範囲でスメクティックＣ相を示すキラル性
液晶材料を用い、キラル性液晶材料及び前記有機物との
相溶性混合物を調製し、この相溶性混合物を空のセルに
注入し、そして、有機物を液晶中から分離して形成する
ことを特徴とする液晶光学素子の製造方法である。
誘電性を有するキラル性液晶材料とを含む光学活性層
を、少なくとも一方に配向層が設けられた一対の電極付
き基板間に挟持してなる液晶光学素子の製造方法であっ
て、使用温度範囲でスメクティックＣ相を示すキラル性
液晶材料を用い、キラル性液晶材料及び前記有機物との
相溶性混合物を調製し、この相溶性混合物を空のセルに
注入し、そして、有機物を液晶中から分離して形成する
ことを特徴とする液晶光学素子の製造方法である。
【００１７】また、第８発明は、第７発明において、該
非液晶性の有機物が分子量１０００未満であり、有機物
を液晶中から分離し、その後に有機物を重合せしめて高
分子を形成する液晶光学素子の製造方法である。
非液晶性の有機物が分子量１０００未満であり、有機物
を液晶中から分離し、その後に有機物を重合せしめて高
分子を形成する液晶光学素子の製造方法である。
【００１８】また、第９発明は、第７又は第８発明にお
いて、相溶性混合物を注入したセルを徐冷することによ
って有機物を分離して形成することを特徴とする液晶光
学素子の製造方法である。
いて、相溶性混合物を注入したセルを徐冷することによ
って有機物を分離して形成することを特徴とする液晶光
学素子の製造方法である。
【００１９】また、第１０発明は、第７、第８又は第９
発明において、有機物の島状構造体を分離して形成する
液晶光学素子の製造方法である。
発明において、有機物の島状構造体を分離して形成する
液晶光学素子の製造方法である。
【００２０】本発明の液晶光学素子は、従来例の課題で
あるメモリ性と安定なグレーレベルの発現を特に４μｍ
以上の基板間隙（光学活性層の厚みにほぼ等しく、以
後、セル厚と呼ぶ）で実現しようとする。これによっ
て、実用性のある液晶表示素子を提供できるようになっ
た。次に本発明の構成について詳述する。
あるメモリ性と安定なグレーレベルの発現を特に４μｍ
以上の基板間隙（光学活性層の厚みにほぼ等しく、以
後、セル厚と呼ぶ）で実現しようとする。これによっ
て、実用性のある液晶表示素子を提供できるようになっ
た。次に本発明の構成について詳述する。
【００２１】本発明の液晶光学素子では液晶中に非液晶
性の有機物が分散している。そして、独立に又は相互に
接触しつつ存在し、その形状・構造は上下の基板間を支
える柱、又は基板に形成された山のような構造を有す
る。これを本発明では有機物の島状構造体と呼ぶ。
性の有機物が分散している。そして、独立に又は相互に
接触しつつ存在し、その形状・構造は上下の基板間を支
える柱、又は基板に形成された山のような構造を有す
る。これを本発明では有機物の島状構造体と呼ぶ。
【００２２】島状構造体のそれぞれの大きさは、柱状の
形態のものは底面積が１０μｍ2 〜５ｍｍ2 で高さがセ
ル厚と同一の円柱、楕円柱、三角柱、又は直方体であ
る。山状の形態のものは、一方の基板に付着するものが
多く、その底面の形状が円、楕円、長方形、三角形、そ
れ以外の多角形で底面積が１０μｍ2 〜５ｍｍ2 で高さ
がセル厚以下で、それぞれが独立に又は接触して存在す
る。形状と大きさは種々に分散している。
形態のものは底面積が１０μｍ2 〜５ｍｍ2 で高さがセ
ル厚と同一の円柱、楕円柱、三角柱、又は直方体であ
る。山状の形態のものは、一方の基板に付着するものが
多く、その底面の形状が円、楕円、長方形、三角形、そ
れ以外の多角形で底面積が１０μｍ2 〜５ｍｍ2 で高さ
がセル厚以下で、それぞれが独立に又は接触して存在す
る。形状と大きさは種々に分散している。
【００２３】その、存在量は、光学活性層中の０．１〜
７０重量％であり、これは、おおよそ、セル上面からこ
のセルを見たときの液晶部分に対する島状構造体の占め
る面積比である。ただし、表示面内でマクロに見た場合
ほぼ均一に分散している。
７０重量％であり、これは、おおよそ、セル上面からこ
のセルを見たときの液晶部分に対する島状構造体の占め
る面積比である。ただし、表示面内でマクロに見た場合
ほぼ均一に分散している。
【００２４】有機物がこれより少ないと後述する作用の
発現が不充分となり、逆にこれより多いとディスプレイ
としてのコントラスト比が不充分となる。このような非
液晶性の有機物の存在が、平行配向処理された配向膜に
方向づけられる液晶分子の安定な配列、つまりヘリカル
ピッチより大きいセル厚を有する液晶セル内で、電場無
印加時において、安定に生成するはずのヘリカル構造に
影響し、それを不安定化し、よってヘリカル構造をとれ
ないように作用している。
発現が不充分となり、逆にこれより多いとディスプレイ
としてのコントラスト比が不充分となる。このような非
液晶性の有機物の存在が、平行配向処理された配向膜に
方向づけられる液晶分子の安定な配列、つまりヘリカル
ピッチより大きいセル厚を有する液晶セル内で、電場無
印加時において、安定に生成するはずのヘリカル構造に
影響し、それを不安定化し、よってヘリカル構造をとれ
ないように作用している。
【００２５】その結果、準安定であった、スメクチック
Ｃ相に相当する分子配列状態が最も安定な構造となり、
ほとんどの液晶分子はその配列を形成する。
Ｃ相に相当する分子配列状態が最も安定な構造となり、
ほとんどの液晶分子はその配列を形成する。
【００２６】その結果、有機物を分散させないキラルス
メクチック液晶が、メモリ性を示さず、単安定状態しか
示さないのに対し、メモリ性を有するようになる。ま
た、分散させた非液晶性の有機物の作用は、液晶配列の
中間状態にも及び、上記メモリ性の発現と同時に液晶へ
の相互作用により、液晶の自由な動きにも影響を与え、
液晶の配列の中間状態を安定化し、グレーレベルの実現
を可能とする。
メクチック液晶が、メモリ性を示さず、単安定状態しか
示さないのに対し、メモリ性を有するようになる。ま
た、分散させた非液晶性の有機物の作用は、液晶配列の
中間状態にも及び、上記メモリ性の発現と同時に液晶へ
の相互作用により、液晶の自由な動きにも影響を与え、
液晶の配列の中間状態を安定化し、グレーレベルの実現
を可能とする。
【００２７】本発明で使用する非液晶性の有機物は、キ
ラル液晶物質に対して重量比で０．１〜７０％をキラル
液晶物質に混合して加熱したとき、その混合物の沸点以
下の温度で相溶し、均一な溶液状態となることが好まし
い。なぜなら、均一な溶液状態をとることができれば、
セル内に混合物を導入し、液晶と非液晶とを分離する
際、均一な分散が容易となるからである。
ラル液晶物質に対して重量比で０．１〜７０％をキラル
液晶物質に混合して加熱したとき、その混合物の沸点以
下の温度で相溶し、均一な溶液状態となることが好まし
い。なぜなら、均一な溶液状態をとることができれば、
セル内に混合物を導入し、液晶と非液晶とを分離する
際、均一な分散が容易となるからである。
【００２８】このように、加熱し、均一な溶液となった
後、使用温度範囲内に冷却した際、液晶と液晶でないも
のが安定して分離すること、そして、その液晶がスメク
ティック液晶状態であることが、非液晶性の有機物の特
性として必要である。また、この有機物に関しては、液
状、結晶、粘稠物等の状態の制限は特にない。しかし、
例えば高分子の前駆体であるモノマーを液晶と混合し、
セルに注入し、分離し、分散させたのちに、露光等の手
段により重合させ、液晶でない有機物の集まりである塊
（以後、島状構造体と呼ぶ）の硬さを向上させると、そ
のスイッチング特性に変化が生ずる。
後、使用温度範囲内に冷却した際、液晶と液晶でないも
のが安定して分離すること、そして、その液晶がスメク
ティック液晶状態であることが、非液晶性の有機物の特
性として必要である。また、この有機物に関しては、液
状、結晶、粘稠物等の状態の制限は特にない。しかし、
例えば高分子の前駆体であるモノマーを液晶と混合し、
セルに注入し、分離し、分散させたのちに、露光等の手
段により重合させ、液晶でない有機物の集まりである塊
（以後、島状構造体と呼ぶ）の硬さを向上させると、そ
のスイッチング特性に変化が生ずる。
【００２９】液晶光学素子のコントラスト比が重合前よ
り低下することが見られる場合があることから、液晶で
ない有機物の集まりである島状構造体は液晶と充分相互
作用できる程度に軟らかいことが必要となる。つまり、
液晶でない有機物の液晶との界面は液晶によってある程
度膨潤していることが好ましい。
り低下することが見られる場合があることから、液晶で
ない有機物の集まりである島状構造体は液晶と充分相互
作用できる程度に軟らかいことが必要となる。つまり、
液晶でない有機物の液晶との界面は液晶によってある程
度膨潤していることが好ましい。
【００３０】このような軟らかさを備えるならば、本発
明で用いる有機物はオリゴマーやモノマー、または高分
子でもよい。いずれにしても、液晶と有機物の適度な相
互作用がメモリ性と中間状態の双方の安定化を実現し、
階調表示可能なメモリ素子を実現せしめる。
明で用いる有機物はオリゴマーやモノマー、または高分
子でもよい。いずれにしても、液晶と有機物の適度な相
互作用がメモリ性と中間状態の双方の安定化を実現し、
階調表示可能なメモリ素子を実現せしめる。
【００３１】ただし、液晶と有機物との相溶性という観
点から、分子量が問題となる。つまり、有機物の分子量
は液晶との充分な相互作用が可能ならば、液晶との相溶
性を満たす限りにおいて制限はない。しかし、有機物を
液晶セルの中で位置的安定性を得ようとしたとき、換言
すれば、あまり浮遊しないように固定配置しようとする
場合は、分子量は上記特性を満たす限りにおいて高い方
がよい。また、前駆体を液晶の中に分散させた後、固定
などの目的で重合高分子化させてもよい。
点から、分子量が問題となる。つまり、有機物の分子量
は液晶との充分な相互作用が可能ならば、液晶との相溶
性を満たす限りにおいて制限はない。しかし、有機物を
液晶セルの中で位置的安定性を得ようとしたとき、換言
すれば、あまり浮遊しないように固定配置しようとする
場合は、分子量は上記特性を満たす限りにおいて高い方
がよい。また、前駆体を液晶の中に分散させた後、固定
などの目的で重合高分子化させてもよい。
【００３２】
【発明の実施の形態】キラル液晶物質に非液晶性の有機
物を分散させることにより、セル厚４μｍ以上の比較的
厚いセルにおいて、液晶にメモリ性、さらに多重安定性
を付与できる。以下に実施例を説明する。
物を分散させることにより、セル厚４μｍ以上の比較的
厚いセルにおいて、液晶にメモリ性、さらに多重安定性
を付与できる。以下に実施例を説明する。
【００３３】
【実施例】表１に本発明に用いた液晶材料（以下、液晶
材料Ａという）の諸特性を示す。
材料Ａという）の諸特性を示す。
【００３４】
【表１】
【００３５】（実施例１）まず、セルを以下のように形
成した。平行配向処理されたポリイミド配向層を有する
ＩＴＯ付きの対向するガラス基板を準備した。空のセル
に略５μｍ径のスペーサを１ｍｍ2 当たり約１個散布し
た。注入口以外の周辺をシールして空のセルを形成し
た。
成した。平行配向処理されたポリイミド配向層を有する
ＩＴＯ付きの対向するガラス基板を準備した。空のセル
に略５μｍ径のスペーサを１ｍｍ2 当たり約１個散布し
た。注入口以外の周辺をシールして空のセルを形成し
た。
【００３６】次に、トリメチルヘキサメチレンジイソシ
アネート、長鎖のポリプロピレングリコール、及び２−
ヒドロキシアクリレートから合成された化１に示す分子
量約１００００のウレタンアクリレート１３部と液晶材
料Ａ８７部とを混合した。その後、この混合物を加熱
し、この混合物が均一な溶液となるように１００℃に保
持した。そして、この相溶性の混合物を空のセルに溶液
状態のまま注入した。
アネート、長鎖のポリプロピレングリコール、及び２−
ヒドロキシアクリレートから合成された化１に示す分子
量約１００００のウレタンアクリレート１３部と液晶材
料Ａ８７部とを混合した。その後、この混合物を加熱
し、この混合物が均一な溶液となるように１００℃に保
持した。そして、この相溶性の混合物を空のセルに溶液
状態のまま注入した。
【００３７】
【化１】
【００３８】次に、相溶性混合物を充填したセルを１〜
３℃／分の割合で冷却し、室温に戻した後、注入口を封
止し、偏光板２枚を電界の印加による液晶のスイッチン
グの際、コントラスト比が最大になるようにセルのガラ
ス基板上に表裏各１枚装着し、液晶光学素子を形成し
た。
３℃／分の割合で冷却し、室温に戻した後、注入口を封
止し、偏光板２枚を電界の印加による液晶のスイッチン
グの際、コントラスト比が最大になるようにセルのガラ
ス基板上に表裏各１枚装着し、液晶光学素子を形成し
た。
【００３９】図１はこの液晶光学素子の基板平面の一部
の状態を示す模式図である。この模式図の一部のブロッ
クＫ（図中のＬ＝５００μｍを１辺とする正方形の領
域）を測定し、その中に位置する島状構造体（有機物の
塊のランダムな集合）の大きさと、隣接する島状構造体
の互いの距離、単位面積当たりの個数を測定した。さら
に、液晶と島状構造体の占める面積比を算出した。その
結果を表２に示す。
の状態を示す模式図である。この模式図の一部のブロッ
クＫ（図中のＬ＝５００μｍを１辺とする正方形の領
域）を測定し、その中に位置する島状構造体（有機物の
塊のランダムな集合）の大きさと、隣接する島状構造体
の互いの距離、単位面積当たりの個数を測定した。さら
に、液晶と島状構造体の占める面積比を算出した。その
結果を表２に示す。
【００４０】
【表２】
【００４１】次に、この液晶光学素子を用い、メモリ性
の確認とグレーレベルの確認を行った。図９には液晶光
学素子に印加したパルスの波形図を示す。±５０Ｖのリ
セットパルス（ＴR ）を２ｍｓ間印加した直後、引き続
いて±０〜±５０Ｖで任意の選択パルス（ＴS ）を２ｍ
ｓ間印加し、その後電圧を０Ｖに保持した。
の確認とグレーレベルの確認を行った。図９には液晶光
学素子に印加したパルスの波形図を示す。±５０Ｖのリ
セットパルス（ＴR ）を２ｍｓ間印加した直後、引き続
いて±０〜±５０Ｖで任意の選択パルス（ＴS ）を２ｍ
ｓ間印加し、その後電圧を０Ｖに保持した。
【００４２】なお図９はリセットパルスの後３７．５Ｖ
の選択パルスを印加した場合の波形を例示している。選
択パルスの電圧が変化すれば、リセットパルス後の選択
パルスの波高値が変化する。図２〜図８は選択パルス
（ＶIN）がそれぞれ０Ｖ、１０Ｖ、１２．５Ｖ、１３．
５Ｖ、１５Ｖ、２０Ｖ、３７．５Ｖの場合の液晶光学素
子の評価結果であり、印加された選択パルスに従って変
化する透過率（インテンシティ（％））を時間に対する
関数として表示している。
の選択パルスを印加した場合の波形を例示している。選
択パルスの電圧が変化すれば、リセットパルス後の選択
パルスの波高値が変化する。図２〜図８は選択パルス
（ＶIN）がそれぞれ０Ｖ、１０Ｖ、１２．５Ｖ、１３．
５Ｖ、１５Ｖ、２０Ｖ、３７．５Ｖの場合の液晶光学素
子の評価結果であり、印加された選択パルスに従って変
化する透過率（インテンシティ（％））を時間に対する
関数として表示している。
【００４３】選択パルスの電圧により、選択パルス印加
後保持される０Ｖ状態での透過率は選択パルス印加後５
ｍｓ後より変化せず、それぞれ異なった固有の値を示し
ながら安定する。図２〜図８では、選択パルス印加後０
Ｖの保持時間が１６ｍｓまでしか示していないが、実際
の液晶光学素子においては、選択パルスにより実現され
た透過率は数分以上少なくとも６０分は安定である。
後保持される０Ｖ状態での透過率は選択パルス印加後５
ｍｓ後より変化せず、それぞれ異なった固有の値を示し
ながら安定する。図２〜図８では、選択パルス印加後０
Ｖの保持時間が１６ｍｓまでしか示していないが、実際
の液晶光学素子においては、選択パルスにより実現され
た透過率は数分以上少なくとも６０分は安定である。
【００４４】このように、本発明の液晶光学素子が選択
パルスの電圧にしたがって、任意にグレーレベルを調節
できる。また、実現されたグレーレベルはメモリ性を有
し、充分に安定に機能する特性を備えることが確認され
た。
パルスの電圧にしたがって、任意にグレーレベルを調節
できる。また、実現されたグレーレベルはメモリ性を有
し、充分に安定に機能する特性を備えることが確認され
た。
【００４５】（実施例２）２，２，６，６−テトラブロ
モビスフェノール−Ａ−ジアクリレートを１３部、液晶
材料Ａを８７部混合し、加熱し、均一に溶解した。その
後、この混合物が均一な溶液として保たれるように１０
０℃に保持した。実施例１と同様にして空セルに溶液状
態のまま注入した。
モビスフェノール−Ａ−ジアクリレートを１３部、液晶
材料Ａを８７部混合し、加熱し、均一に溶解した。その
後、この混合物が均一な溶液として保たれるように１０
０℃に保持した。実施例１と同様にして空セルに溶液状
態のまま注入した。
【００４６】この高温状態で混合物を注入した液晶セル
を１〜３℃／分の割合で冷却し、室温に戻した後、注入
口を封止した。そして、偏光板２枚を電界の印加による
液晶のスイッチングの際、コントラスト比が最大になる
ようにセルのガラス基板上に表裏各１枚装着し、液晶光
学素子を形成した。
を１〜３℃／分の割合で冷却し、室温に戻した後、注入
口を封止した。そして、偏光板２枚を電界の印加による
液晶のスイッチングの際、コントラスト比が最大になる
ようにセルのガラス基板上に表裏各１枚装着し、液晶光
学素子を形成した。
【００４７】この液晶光学素子を用い、実施例１に示し
たメモリ性の確認とグレーレベルの確認を行ったとこ
ろ、実施例１と同様のメモリ性とグレーレベルの安定し
た発現が確認された。
たメモリ性の確認とグレーレベルの確認を行ったとこ
ろ、実施例１と同様のメモリ性とグレーレベルの安定し
た発現が確認された。
【００４８】（実施例３）２ＥＯ変性ビスフェノール−
Ａ−ジアクリレートを１３部、液晶材料Ａを８７部とを
混合し、加熱して、相溶性の混合物を得た。さらに、実
施例２と同様にして、偏光板付きの液晶光学素子を形成
した。
Ａ−ジアクリレートを１３部、液晶材料Ａを８７部とを
混合し、加熱して、相溶性の混合物を得た。さらに、実
施例２と同様にして、偏光板付きの液晶光学素子を形成
した。
【００４９】この液晶光学素子を用い、実施例１に示し
たメモリ性の確認とグレーレベルの確認を行ったとこ
ろ、同様のメモリ性とグレーレベルの安定的な実現が確
認された。
たメモリ性の確認とグレーレベルの確認を行ったとこ
ろ、同様のメモリ性とグレーレベルの安定的な実現が確
認された。
【００５０】（実施例４）２，２，６，６−テトラブロ
モビスフェノール−Ａ−ジアクリレートを１３部、液晶
材料Ａを８７部、及びベンゾインメチルエーテルを２，
２，６，６−テトラブロモビスフェノール−Ａ−ジアク
リレートに対し重量比で３％混合し、加熱し、均一に溶
解した。
モビスフェノール−Ａ−ジアクリレートを１３部、液晶
材料Ａを８７部、及びベンゾインメチルエーテルを２，
２，６，６−テトラブロモビスフェノール−Ａ−ジアク
リレートに対し重量比で３％混合し、加熱し、均一に溶
解した。
【００５１】さらに、この相溶性混合物を実施例１と同
様にして空のセルに注入した。注入した液晶セルを１〜
３℃／分の割合で冷却し、室温に戻った後、注入口を封
止した。そして、紫外線照射装置（旭硝子製ＳＵＮＣＵ
ＲＥ）により液晶セルの表示面の全体を２０分間露光し
た。この液晶光学素子は、非液晶性の有機物、つまりモ
ノマーなどの光硬化性化合物が液晶中に分散して析出さ
れた後、光重合によって硬化され、高分子が形成せしめ
られる。
様にして空のセルに注入した。注入した液晶セルを１〜
３℃／分の割合で冷却し、室温に戻った後、注入口を封
止した。そして、紫外線照射装置（旭硝子製ＳＵＮＣＵ
ＲＥ）により液晶セルの表示面の全体を２０分間露光し
た。この液晶光学素子は、非液晶性の有機物、つまりモ
ノマーなどの光硬化性化合物が液晶中に分散して析出さ
れた後、光重合によって硬化され、高分子が形成せしめ
られる。
【００５２】露光の後、偏光板２枚を電界の印加による
液晶のスイッチングの際、コントラスト比が最大になる
ようにセルのガラス基板上に表裏各１枚装着し、液晶光
学素子を形成した。
液晶のスイッチングの際、コントラスト比が最大になる
ようにセルのガラス基板上に表裏各１枚装着し、液晶光
学素子を形成した。
【００５３】この液晶光学素子を用い、実施例１に示し
たメモリ性の確認とグレーレベルの確認を行ったとこ
ろ、同様のメモリ性とグレーレベルの安定的な実現が確
認された。しかし、実施例２の液晶光学素子に比較する
と、表示のコントラスト比が低下した。
たメモリ性の確認とグレーレベルの確認を行ったとこ
ろ、同様のメモリ性とグレーレベルの安定的な実現が確
認された。しかし、実施例２の液晶光学素子に比較する
と、表示のコントラスト比が低下した。
【００５４】
【発明の効果】本発明によって、従来例では得られなか
った、メモリ性とグレースケールの両方の特性が得られ
るようになった。
った、メモリ性とグレースケールの両方の特性が得られ
るようになった。
【００５５】従来のＳＳＦＬＣにおいてはキラルピッチ
に対して、セルギャップをかなり薄くすることによっ
て、基板表面の配向効果を液晶全体に行きわたらせ、液
晶のキラル性を解除するようにしていた。しかし、本発
明において、この基板面での配向作用を液晶中に分散し
た非液晶性物質が一部担うことができる。したがって、
キラル性を解除できる液晶層の厚みを厚くすることがで
きた。
に対して、セルギャップをかなり薄くすることによっ
て、基板表面の配向効果を液晶全体に行きわたらせ、液
晶のキラル性を解除するようにしていた。しかし、本発
明において、この基板面での配向作用を液晶中に分散し
た非液晶性物質が一部担うことができる。したがって、
キラル性を解除できる液晶層の厚みを厚くすることがで
きた。
【００５６】この点が従来例にない大きな効果である。
その結果、例えば４μｍギャップも可能となった。ただ
し、本発明は２μｍ以下でも充分な作用が期待できる。
その結果、例えば４μｍギャップも可能となった。ただ
し、本発明は２μｍ以下でも充分な作用が期待できる。
【００５７】また、本発明はその効果を損しない範囲で
種々の応用ができる。
種々の応用ができる。
【図１】本発明の液晶光学素子の表示部の一部を模式的
に描いた平面図。
に描いた平面図。
【図２】本発明で選択パルス＝０Ｖとしたときの光学応
答を示すグラフ。
答を示すグラフ。
【図３】本発明で選択パルス＝１０Ｖとしたときの光学
応答を示すグラフ。
応答を示すグラフ。
【図４】本発明で選択パルス＝１２．５Ｖとしたときの
光学応答を示すグラフ。
光学応答を示すグラフ。
【図５】本発明で選択パルス＝１３．５Ｖとしたときの
光学応答を示すグラフ。
光学応答を示すグラフ。
【図６】本発明で選択パルス＝１５Ｖとしたときの光学
応答を示すグラフ。
応答を示すグラフ。
【図７】本発明で選択パルス＝２０Ｖとしたときの光学
応答を示すグラフ。
応答を示すグラフ。
【図８】本発明で選択パルス＝３７．５Ｖとしたときの
光学応答を示すグラフ。
光学応答を示すグラフ。
【図９】本発明で用いる駆動電圧波形を示す波形図。
１：島状構造体 ２：キラル性液晶材料 ３：配向方向
Claims (10)
- 【請求項１】少なくとも一方に配向層が設けられた一対
の電極付き基板間に、非液晶性の有機物と強誘電性を有
するキラル性液晶材料とを含む光学活性層が挟持され、
光学活性層中のキラル性液晶材料に前記有機物が分散さ
れて島状構造体が形成され、基板に平行な面内における
島状構造体の占有面積の比率が５〜７０％であることを
特徴とする液晶光学素子。 - 【請求項２】前記有機物がキラル性液晶材料に対して、
重量比で０．１〜７０％である請求項１の液晶光学素
子。 - 【請求項３】前記有機物が分子量１０００未満の低分子
である請求項１又は２の液晶光学素子。 - 【請求項４】前記有機物が分子量１０００〜１００００
のオリゴマーである請求項１又は２の液晶光学素子。 - 【請求項５】前記有機物が分子量１００００超の高分子
である請求項１又は２の液晶光学素子。 - 【請求項６】キラル性液晶材料が二色性を有する色素を
含む請求項１、２、３、４又は５の液晶光学素子。 - 【請求項７】非液晶性の有機物と強誘電性を有するキラ
ル性液晶材料とを含む光学活性層を、少なくとも一方に
配向層が設けられた一対の電極付き基板間に挟持してな
る液晶光学素子の製造方法であって、使用温度範囲でス
メクティックＣ相を示すキラル性液晶材料を用い、キラ
ル性液晶材料及び前記有機物との相溶性混合物を調製
し、この相溶性混合物を空のセルに注入し、そして、有
機物を液晶中から分離して形成することを特徴とする液
晶光学素子の製造方法。 - 【請求項８】該非液晶性の有機物が分子量１０００未満
であり、有機物を液晶中から分離し、その後に有機物を
重合せしめて高分子を形成する請求項７の液晶光学素子
の製造方法。 - 【請求項９】相溶性混合物を注入したセルを徐冷するこ
とによって有機物を分離して形成する請求項７又は８の
液晶光学素子の製造方法。 - 【請求項１０】有機物の島状構造体を分離して形成する
請求項７、８又は９の液晶光学素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20722095A JP3596949B2 (ja) | 1995-08-14 | 1995-08-14 | 液晶光学素子及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20722095A JP3596949B2 (ja) | 1995-08-14 | 1995-08-14 | 液晶光学素子及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0954345A true JPH0954345A (ja) | 1997-02-25 |
| JP3596949B2 JP3596949B2 (ja) | 2004-12-02 |
Family
ID=16536239
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20722095A Expired - Fee Related JP3596949B2 (ja) | 1995-08-14 | 1995-08-14 | 液晶光学素子及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3596949B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007065286A (ja) * | 2005-08-31 | 2007-03-15 | Dainippon Ink & Chem Inc | 高分子分散型液晶表示素子 |
| CN101872839A (zh) * | 2010-05-31 | 2010-10-27 | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 | 稳定阈值电压的低功耗相变存储器及其制造方法 |
-
1995
- 1995-08-14 JP JP20722095A patent/JP3596949B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007065286A (ja) * | 2005-08-31 | 2007-03-15 | Dainippon Ink & Chem Inc | 高分子分散型液晶表示素子 |
| CN101872839A (zh) * | 2010-05-31 | 2010-10-27 | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 | 稳定阈值电压的低功耗相变存储器及其制造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3596949B2 (ja) | 2004-12-02 |
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