JPH1078585A - Ferroelectric liquid crystal display element - Google Patents

Ferroelectric liquid crystal display element

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Publication number
JPH1078585A
JPH1078585A JP23330096A JP23330096A JPH1078585A JP H1078585 A JPH1078585 A JP H1078585A JP 23330096 A JP23330096 A JP 23330096A JP 23330096 A JP23330096 A JP 23330096A JP H1078585 A JPH1078585 A JP H1078585A
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JP
Japan
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liquid crystal
ferroelectric liquid
thickness
time
crystal display
Prior art date
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Pending
Application number
JP23330096A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshiaki Yoshihara
敏明 吉原
Akihiro Mochizuki
昭宏 望月
Hironori Shirato
博紀 白戸
Tetsuya Makino
哲也 牧野
Yoshinori Kiyota
芳則 清田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP23330096A priority Critical patent/JPH1078585A/en
Publication of JPH1078585A publication Critical patent/JPH1078585A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve a memory characteristic and to enable display with high fineness in a case by display control with an inexpensive simple matrix system by using a specific liquid crystal material as a liquid crystal layer and setting the film thickness of oriented films for orienting liquid crystals smaller than conventional general numerical values. SOLUTION: Polarizing plates 111, 112, transparent glass substrates 121, 122, transparent electrodes 131, 132, insulating films 141, 142 and oriented films 151, 152 are successively laminated and formed from both outer sides around the liquid crystal layer 107. Liquid crystal materials exhibiting a book shelf layer structure or pseudo book shelf layer structure are packed between both oriented films 151 and 152, by which the liquid crystal layer 107 is formed. The film thickness of the oriented films 151, 152 is made smaller than 600Å of the conventional devices. The more adequate thickness is <=500Å at which a high memory rate is obtainable by aligning the orientation. More preferably, the film thickness of <=200Åat which the change with lapse of time does not substantially arise and just one time of the orientation treatment at the time of sealing the liquid crystals is necessitated is more adequate.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、強誘電性液晶表示
素子に関し、特に、単純マトリクス方式で表示可能な表
面安定化強誘電性液晶表示素子に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a ferroelectric liquid crystal display device, and more particularly to a surface stabilized ferroelectric liquid crystal display device capable of displaying in a simple matrix system.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、ワードプロセッサ, パーソナルコ
ンピュータ等の情報機器の小型・軽量化が進められてお
り、その目的を達成するための手段の一つとして液晶デ
ィスプレイが広く使用されている。特に近年では、パー
ソナルユーズの携帯型の情報機器が広く普及してきてお
り、液晶ディスプレイは単にそれらの小型・軽量化のみ
ならず、低消費電力化, 高精細・大容量化, 低コスト化
等の面からも期待されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, information devices such as word processors and personal computers have been reduced in size and weight, and liquid crystal displays have been widely used as one of means for achieving the object. In recent years, in particular, portable information devices for personal use have become widespread, and liquid crystal displays have not only been reduced in size and weight, but also have reduced power consumption, higher definition, larger capacity, lower cost, etc. It is also expected from the aspect.

【0003】ところで、液晶表示素子の表示制御方式と
しては、単純マトリクス方式とアクティブマトリクス方
式との二つの方式が一般的である。後者のアクティブマ
トリクス方式では、個々の画素に対応して一般的にはTF
T(Thin Film Transistor) をスイッチング素子として1
対1で対応させた駆動回路が必要であり、このため構成
が複雑になると共に製造コストも比較的高価になる。し
かし、前者の単純マトリクス方式では相互に直交させた
透明ないわゆる平行電極を液晶層の両面に配置するのみ
でよく、従って構成も単純になると共に製造コストも比
較的安価になる。しかし、単純マトリクス方式に従来一
般的に使用されている液晶物質では電界の印加に対する
応答速度が比較的遅い等の難点がある。このような観点
から、単純マトリクス方式で表示制御が可能であり、且
つ極めて高速な応答性を有する強誘電性液晶表示素子が
期待されている。
[0003] As a display control method of a liquid crystal display element, two methods, a simple matrix method and an active matrix method, are generally used. In the latter active matrix method, TF is generally used for each pixel.
T (Thin Film Transistor) as switching element 1
A drive circuit corresponding to one-to-one correspondence is required, which complicates the configuration and relatively increases the manufacturing cost. However, in the former simple matrix system, only transparent so-called parallel electrodes that are orthogonal to each other need only be arranged on both sides of the liquid crystal layer, so that the configuration is simple and the manufacturing cost is relatively low. However, the liquid crystal material conventionally used in the simple matrix system has a drawback such as a relatively slow response speed to the application of an electric field. From such a viewpoint, a ferroelectric liquid crystal display device which can perform display control by a simple matrix method and has an extremely high speed response is expected.

【0004】以下、強誘電性液晶表示素子に関する従来
の技術について、図1及び図2の模式図を参照して説明
する。液晶層に強誘電性液晶を用い、その強誘電性液晶
の螺旋軸が基板に平行であり、層が垂直であるセルにお
いては、液晶層の層厚が1〜2μm 程度にまで薄くなる
と、図2(a) に示されているような状態から図2(b)に
示されているように、各液晶分子の螺旋がほどけてスメ
クティック層構造を呈するようになり、層表面で安定化
された表面安定化状態 (Surface Stabilized states:SS
状態) になる。
[0004] A conventional technique relating to a ferroelectric liquid crystal display device will be described below with reference to the schematic diagrams of FIGS. In a cell in which a ferroelectric liquid crystal is used for the liquid crystal layer, and the helical axis of the ferroelectric liquid crystal is parallel to the substrate and the layer is vertical, when the layer thickness of the liquid crystal layer is reduced to about 1 to 2 μm, the figure shows From the state shown in FIG. 2 (a), as shown in FIG. 2 (b), the helix of each liquid crystal molecule was released to exhibit a smectic layer structure, which was stabilized on the layer surface. Surface Stabilized states: SS
State).

【0005】このSS状態の強誘電性液晶分子の様子を図
1の模式図に示す。なお、図1において、参照符号Lは
個々の液晶分子を、Pは個々の液晶分子Lの自発分極
を、Eはセルに印加される電場をそれぞれ示している。
The state of the ferroelectric liquid crystal molecules in the SS state is schematically shown in FIG. In FIG. 1, reference numeral L denotes individual liquid crystal molecules, P denotes spontaneous polarization of each liquid crystal molecule L, and E denotes an electric field applied to the cell.

【0006】このようなSS状態の強誘電性液晶分子にお
いては、自発分極の反転という強誘電性液晶の強誘電性
たる性質の利用が可能になり、そのような状態を表面安
定化強誘電性液晶(Surface Stabilized Ferroelectric
Liquid Crystal:SSFLC) と称する。
In such ferroelectric liquid crystal molecules in the SS state, it is possible to use the ferroelectric property of the ferroelectric liquid crystal, ie, reversal of spontaneous polarization. Liquid crystal (Surface Stabilized Ferroelectric
Liquid Crystal: SSFLC).

【0007】図2(b) に示されているように、液晶層の
層厚が比較的薄いセルにおいては、強誘電性液晶分子L
の自発分極Pの上向き・下向きに対応して、液晶分子L
の長軸が層法線方向に対して右側・左側にθずつ傾いて
いて双安定状態になっている。このように、最初は右側
に傾いた状態と左側に傾いた状態とが混在していたとし
ても、図1に実線にて示されているように、透明電極に
より電場Eを上向きに印加すると、図2(c) に示されて
いるように、全体の液晶分子Lが右側に傾いた状態とな
る。そして、この状態において電場Eを破線にて示すよ
うに反転して下向きに印加すれば、図2(d) に示されて
いるように、全体の液晶分子Lが左側に傾いた状態にな
る。
As shown in FIG. 2B, in a cell having a relatively thin liquid crystal layer, ferroelectric liquid crystal molecules L
Liquid crystal molecules L corresponding to the upward and downward spontaneous polarization P of
Is inclined to the right and left sides by θ with respect to the layer normal direction, and is in a bistable state. As described above, even if the state of initially tilting to the right and the state of tilting to the left are mixed, as shown by the solid line in FIG. 1, when the electric field E is applied upward by the transparent electrode, As shown in FIG. 2C, the whole liquid crystal molecules L are inclined rightward. In this state, when the electric field E is inverted and applied downward as shown by a broken line, the entire liquid crystal molecules L are inclined to the left as shown in FIG.

【0008】偏光軸を直交させた2枚の偏光板の間にこ
の図1に示されているような SSFLC状態のセルを挿入し
たパネルを作成する。この際、例えば全体の液晶分子L
の長軸が右側に傾いている場合に暗視野になるように、
一方の偏光板の偏光軸を液晶分子Lの長軸と一致させて
おく。そのような状態において電場Eを反転させて全体
の液晶分子Lの長軸を左側に傾かせれば、複屈折により
光が透過し、明視野になる。その際に透過する光量Iは
下記(1) 式で表される。
A panel is prepared in which a cell in an SSFLC state as shown in FIG. 1 is inserted between two polarizing plates whose polarization axes are orthogonal to each other. At this time, for example, the entire liquid crystal molecules L
So that if the major axis of
The polarization axis of one polarizing plate is made to coincide with the long axis of the liquid crystal molecules L. In such a state, when the electric field E is inverted and the long axis of the entire liquid crystal molecules L is tilted to the left, light is transmitted by birefringence and a bright field is obtained. The amount of light I transmitted at that time is expressed by the following equation (1).

【0009】 I=IO sin2 2α・ sin2 (πΔnd/λ) ・・・(1) 但し、d:パネルギャップ(配向膜間隙) Δn :液晶の屈折率 λ:波長 α:液晶の光軸と一方の偏光軸とのなす角I = I O sin 2 2α · sin 2 (πΔnd / λ) (1) where, d: panel gap (alignment film gap) Δn: refractive index of liquid crystal λ: wavelength α: difference between optical axis of liquid crystal and one polarization axis Eggplant

【0010】一方の偏光板の偏光軸と液晶分子Lの長軸
とが一致している場合にα=0となるので、透過光量I
=0、即ち暗状態になる。電場Eを反転させると、液晶
分子Lがそれまでとは逆に傾いてα=2θとなるので、
光が透過して明状態となる。ここで、θは強誘電性液晶
のチルト角であり、2θは、強誘電性液晶の開き角であ
る。
When the polarization axis of one of the polarizing plates coincides with the long axis of the liquid crystal molecules L, α = 0.
= 0, that is, a dark state. When the electric field E is inverted, the liquid crystal molecules L are tilted in the opposite direction, and α = 2θ.
The light passes through to a bright state. Here, θ is the tilt angle of the ferroelectric liquid crystal, and 2θ is the opening angle of the ferroelectric liquid crystal.

【0011】このように、SS状態を利用した強誘電性液
晶パネルは双安定性、即ち層法線に対して左右いずれの
側に傾いた状態においても安定であり、しかも電場Eの
印加によりいずれかの状態になった後に電場Eの印加が
停止されても、図2(e) に示されているように、それま
での状態を維持し続ける。そのような状態を維持し続け
る性質をメモリ効果と称し、この強誘電性液晶のメモリ
効果を利用して単純マトリクス方式で表示制御すること
により大容量表示が可能である。また、強誘電性液晶表
示素子は1ライン当たりの走査が 100μsec 程度の極め
て短い時間で可能であり、高速応答である。更に、強誘
電性液晶表示素子では、液晶分子Lの長軸が印加電圧の
有無に関わらず常に基板(ガラス基板)に対して平行で
あるため、実用上は表示特性の視野角がないと言っても
よい程に視野角が極めて広い。
As described above, the ferroelectric liquid crystal panel utilizing the SS state is bistable, that is, stable even when inclined to the left or right with respect to the layer normal. Even if the application of the electric field E is stopped after this state, as shown in FIG. 2 (e), the previous state is maintained. The property of maintaining such a state is called a memory effect, and large-capacity display is possible by performing display control in a simple matrix system using the memory effect of the ferroelectric liquid crystal. Further, the ferroelectric liquid crystal display element can perform scanning per line in a very short time of about 100 μsec, and has a high-speed response. Further, in the ferroelectric liquid crystal display element, since the major axis of the liquid crystal molecules L is always parallel to the substrate (glass substrate) regardless of the presence or absence of an applied voltage, there is practically no view angle of display characteristics. The viewing angle is so wide that it may be acceptable.

【0012】図3に従来の強誘電性液晶表示素子の模式
的断面図を示す。図3において、参照符号7で示されて
いる液晶層を中心として両外側から液晶層7へ向けて順
に、偏光板11, 12、透明ガラス基板21, 22、透明電極3
1, 32、絶縁膜41, 42、配向膜51, 52が積層形成されて
いる。両配向膜51, 52はスペーサ6により所定間隔で対
向しており、この両配向膜51, 52間のギャップ(間隙)
に液晶物質を充填することにより、液晶層7が形成され
ている。なお、両配向膜51, 52間のギャップは、1〜2
μm程度の狭ギャップである。
FIG. 3 is a schematic sectional view of a conventional ferroelectric liquid crystal display device. In FIG. 3, the polarizing plates 11 and 12, the transparent glass substrates 21 and 22, and the transparent electrode 3 are sequentially arranged from both outer sides toward the liquid crystal layer 7 around the liquid crystal layer indicated by reference numeral 7.
1, 32, insulating films 41 and 42, and alignment films 51 and 52 are formed by lamination. The two alignment films 51 and 52 are opposed at a predetermined interval by the spacer 6, and a gap (gap) between the two alignment films 51 and 52 is provided.
Is filled with a liquid crystal material to form a liquid crystal layer 7. The gap between the two alignment films 51 and 52 is 1-2.
The gap is as narrow as about μm.

【0013】透明電極31, 32は液晶層7の画素部分に電
界を与えるための電極であり、一般的にはITO(Indium T
in Oxide) が使用される。絶縁膜41, 42には一般的には
SiO2等が使用されている。配向膜51, 52には一般的には
ポリイミドが使用され、従来は約 600Åの膜厚に形成さ
れることが多い。
The transparent electrodes 31 and 32 are electrodes for applying an electric field to the pixel portion of the liquid crystal layer 7, and are generally made of ITO (Indium Tungsten).
in Oxide) is used. Generally, the insulating films 41 and 42
SiO 2 or the like is used. Generally, polyimide is used for the alignment films 51 and 52, and conventionally, it is often formed to a thickness of about 600 °.

【0014】透明電極31, 32は、図4の模式図に示すよ
うに、一方向に等間隔で配列された複数の直線状の透明
電極31と、これらと直交する方向に等間隔で配列された
複数の直線状の透明電極32とで構成されており、相互の
透明電極31, 32が交差する部分で個々の画素が形成さ
れ、全体としてマトリクス状に画素が配列された表示装
置が構成される。
As shown in the schematic diagram of FIG. 4, the transparent electrodes 31 and 32 are provided with a plurality of linear transparent electrodes 31 arranged at equal intervals in one direction and at equal intervals in a direction orthogonal to these. And a plurality of linear transparent electrodes 32, each pixel is formed at a portion where the transparent electrodes 31, 32 cross each other, and a display device in which pixels are arranged in a matrix as a whole is configured. You.

【0015】偏光板11, 12は相互の偏光軸方向を直交さ
せてあり、一方の偏光板11(又は12) の偏光軸と液晶層
7の液晶分子長軸との方向を一致させてある。なお、透
明ガラス基板21, 22間の構成を両偏光板11, 12間に挿入
することにより、液晶表示素子が形成される。
The polarizing axes of the polarizing plates 11 and 12 are orthogonal to each other, and the direction of the polarizing axis of one of the polarizing plates 11 (or 12) and the direction of the long axis of the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer 7 are matched. The liquid crystal display element is formed by inserting the configuration between the transparent glass substrates 21 and 22 between the polarizing plates 11 and 12.

【0016】[0016]

【発明が解決しようとする課題】上述のように、強誘電
性液晶表示素子の大きな特徴の一つにメモリ効果があ
り、これにより比較的安価な単純マトリクス方式による
表示制御が可能であるが、従来の強誘電性液晶表示素子
では、製造時に液晶の配向を整えた直後においても高い
メモリ特性を得ることはできなかった。また、液晶を配
向させてからの時間の経過に伴ってメモリ特性が低下
し、表示を行なうためには何らかの形で液晶を再配向さ
せる必要があった。
As described above, one of the major features of the ferroelectric liquid crystal display element is a memory effect, which enables display control by a relatively inexpensive simple matrix system. In the conventional ferroelectric liquid crystal display device, high memory characteristics could not be obtained even immediately after the alignment of liquid crystal was adjusted at the time of manufacturing. In addition, the memory characteristics deteriorate with the lapse of time after the liquid crystal is aligned, and it is necessary to realign the liquid crystal in some way to perform display.

【0017】一般に、強誘電性液晶表示素子は、強誘電
性液晶のメモリ特性を利用して単純マトリクス方式によ
り線順次走査で表示を行なう。具体的には、ある一つの
走査ラインに書き込みが行なわれた時点から次にそのラ
インに書き込みが行なわれるまでの間の表示状態の保持
を液晶のメモリ特性に依存することにより、線順次走査
での表示が可能である。しかし、表示素子の高精細化,
大容量化が進んで走査ライン数が増加すると、同一走査
ラインへの書き込み間隔が長くなるため、それに伴って
表示状態を保持しなければならない時間、換言すればメ
モリ特性を維持すべき時間も長くなる。従って、強誘電
性液晶のメモリ特性が低い場合には、表示を保持してい
る間の表示輝度の変化が大きくなり、表示品質が低下す
る。このことは、表示の高精細化、大容量化が困難であ
ることを意味している。
In general, a ferroelectric liquid crystal display element performs display by line-sequential scanning by a simple matrix system utilizing the memory characteristics of ferroelectric liquid crystal. Specifically, by maintaining the display state between the time when writing is performed on one scanning line and the time when writing is performed on the next line, the line-sequential scanning is performed by relying on the memory characteristics of the liquid crystal. Can be displayed. However, high definition display devices,
As the capacity increases and the number of scanning lines increases, the writing interval to the same scanning line becomes longer, and accordingly, the time required to maintain the display state, in other words, the time required to maintain the memory characteristics, also increases. Become. Therefore, when the memory characteristics of the ferroelectric liquid crystal are low, the change in the display luminance while maintaining the display is large, and the display quality is degraded. This means that it is difficult to increase the definition and capacity of the display.

【0018】本発明は、上述した従来の強誘電性液晶表
示素子が有する問題点に鑑みてなされたものであり、従
来技術を大幅に変えることなく、換言すれば製造コスト
の増加を伴うことなく、強誘電性液晶表示素子の大きな
特徴であるメモリ特性をより向上させることにより、安
価な単純マトリクス方式での表示制御による場合におい
て高精細な表示を可能とした強誘電性液晶表示素子を提
供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the conventional ferroelectric liquid crystal display device, and does not significantly change the conventional technology, in other words, does not increase the manufacturing cost. The present invention provides a ferroelectric liquid crystal display device capable of high-definition display when display is controlled by an inexpensive simple matrix method by further improving memory characteristics, which is a major feature of a ferroelectric liquid crystal display device. The purpose is to:

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の強誘電性液晶表示素子においては、ブック
シェルフ層構造または疑似ブックシェルフ層構造を示す
液晶物質を液晶層として使用し、液晶を配向させるため
の配向膜の膜厚を、従来の一般的な数値である600Åよ
りも薄膜化したことを特徴とする。
In order to solve the above problems, in the ferroelectric liquid crystal display device of the present invention, a liquid crystal material having a bookshelf layer structure or a pseudo bookshelf layer structure is used as a liquid crystal layer. It is characterized in that the thickness of the alignment film for aligning the liquid crystal is made thinner than the conventional general value of 600 °.

【0020】より具体的には、配向膜の膜厚は、 500Å
以下が、好ましくは 300Å以下が、より好ましくは 200
Å以下が望ましい。そして、最も好ましい、換言すれば
理論的に最適な配向膜の膜厚は、液晶が配向する最低の
膜厚である。
More specifically, the thickness of the alignment film is 500
Or less, preferably 300 mm or less, more preferably 200 mm or less.
Å The following is desirable. The most preferable, in other words, the theoretically optimal film thickness of the alignment film is the minimum film thickness at which the liquid crystal is aligned.

【0021】前述の如く、強誘電性液晶は、自発分極を
有していてこれにより高速応答が可能なのであるが、電
界が印加されることにより自発分極の向きが変えられて
液晶分子が反転すると反電界が発生する。このようにし
て発生した反電界は、強誘電性液晶の自発分極によって
絶縁膜,配向膜に電荷が蓄積され、外部電界を取り除い
た場合にセル内に発生する外部電界と逆極性の電界であ
る。このような反電界により、液晶分子が外部電界印加
前の元の状態に反転してしまい、メモリ特性が低下する
と考えられる。この対策としては、反電界の電荷が外部
に逃げやすくなるような構造を採ることが考えられる。
As described above, the ferroelectric liquid crystal has spontaneous polarization and can respond at high speed. However, when the direction of the spontaneous polarization is changed by the application of an electric field, the liquid crystal molecules are inverted. An anti-electric field is generated. The anti-electric field generated in this manner is an electric field having a polarity opposite to that of the external electric field generated in the cell when the electric field is removed by accumulating charges in the insulating film and the alignment film due to spontaneous polarization of the ferroelectric liquid crystal. . It is considered that the liquid crystal molecules are inverted to the original state before the application of the external electric field due to such a counter electric field, and the memory characteristics are degraded. As a countermeasure against this, it is conceivable to adopt a structure that makes it easy for the charges of the anti-electric field to escape to the outside.

【0022】また、長時間にわたって明状態(又は暗状
態)のままに維持された場合には空間電荷が発生し、そ
の状態が単安定化されてしまって暗状態(又は明状態)
に戻りにくくなる。この現象はいわゆる焼付の要因とな
り、以下のようにして発生すると考えられる。即ち、液
晶分子が一つの状態を維持し続けるということは自発分
極を同一方向に向け続けることであり、これによって液
晶中の不純物イオンなどがこの自発分極を打ち消そうと
してかたよるために電荷の蓄積した領域が生成される。
これが空間電荷であり、この電界により液晶分子の双安
定性が崩れてメモリ特性が低下する。この対策として
は、液晶材料中の不純物イオンを減少させること、前述
の反電界の場合と同様に電荷が外部に逃げやすい構造に
すること、等が考えられる。
If the light state (or dark state) is maintained for a long time, space charge is generated, and the state is monostabilized, resulting in a dark state (or light state).
It is difficult to return to. This phenomenon causes so-called seizure, and is considered to occur as follows. That is, to keep the liquid crystal molecules in one state means to keep the spontaneous polarization in the same direction, and by this, the impurity ions in the liquid crystal accumulate the electric charge because it tries to cancel this spontaneous polarization. The generated area is generated.
These are space charges, and the electric field degrades the bistability of the liquid crystal molecules and lowers the memory characteristics. As a countermeasure for this, it is conceivable to reduce impurity ions in the liquid crystal material, or to adopt a structure in which electric charges can easily escape to the outside as in the case of the above-described counter electric field.

【0023】以上のような観点から本願発明者らは、強
誘電性液晶の余分な電荷の外部への放出を促進すればメ
モリ特性が向上すること、そしてそのためには、配向膜
を薄くすればよいとの知見を得た。以下に詳述する。
From the above viewpoints, the inventors of the present invention have found that by promoting the release of extra charges of the ferroelectric liquid crystal to the outside, the memory characteristics can be improved. I got the knowledge that it was good. Details will be described below.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】以下、本発明をその実施の形態を
示す図面に基づいて詳述する。なお、本発明は、前述の
従来の強誘電性液晶表示素子と基本的な構成は共通であ
るが、本願発明者により新たに確認された知見に基づい
て一部構成要素の寸法を工夫することにより、前述の如
き従来技術の問題点の解消を図っている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings showing the embodiments. Although the present invention has the same basic configuration as the above-mentioned conventional ferroelectric liquid crystal display element, the dimensions of some constituent elements are devised based on knowledge newly confirmed by the inventor of the present application. Thus, the above-mentioned problems of the prior art are solved.

【0025】図5に本発明の強誘電性液晶表示素子の模
式的断面図を示す。図5において、参照符号107 で示さ
れている液晶層を中心として両外側から液晶層107 へ向
けて順に、偏光板111, 112、透明ガラス基板121, 122、
透明電極131, 132、絶縁膜141, 142、配向膜151, 152が
積層形成されている。両配向膜151, 152はスペーサ106
により所定間隔で対向しており、この両配向膜151, 152
間のギャップに液晶物質を充填することにより、液晶層
107 が形成されている。なお、両配向膜151, 152間のギ
ャップは、1〜2μm程度の狭ギャップである。
FIG. 5 is a schematic sectional view of the ferroelectric liquid crystal display device of the present invention. In FIG. 5, polarizing plates 111 and 112, transparent glass substrates 121 and 122 are sequentially arranged from both outer sides toward the liquid crystal layer 107 around the liquid crystal layer indicated by reference numeral 107.
Transparent electrodes 131 and 132, insulating films 141 and 142, and alignment films 151 and 152 are laminated. Both alignment films 151 and 152 are spacers 106
The two alignment films 151, 152
Filling the gap between the liquid crystal material with the liquid crystal layer
107 are formed. The gap between the alignment films 151 and 152 is a narrow gap of about 1 to 2 μm.

【0026】透明電極131, 132は液晶層107 の画素部分
に電界を与えるための電極であり、一般的なITO(Indium
Tin Oxide) が使用される。絶縁膜141, 142には一般的
な SiO2 等が使用されている。配向膜151, 152には一般
的なポリイミドが使用され、従来は約 600Åの膜厚に形
成されることが多かったが、本実施の形態では後述する
ように、50〜 620Åの範囲で種々の厚さに形成した。
The transparent electrodes 131 and 132 are electrodes for applying an electric field to the pixel portion of the liquid crystal layer 107, and are generally formed of ITO (Indium).
Tin Oxide) is used. For the insulating films 141 and 142, general SiO 2 or the like is used. Ordinary polyimide is used for the alignment films 151 and 152, and in the past, it was often formed to a thickness of about 600 °, but in the present embodiment, as described later, various polyimides are formed in a range of 50 to 620 °. It was formed to a thickness.

【0027】透明電極131, 132は、前述の従来と同様に
図4の模式図に示すように、一方向に等間隔で配列され
た複数の直線状の透明電極131 と、これらと直交する方
向に等間隔で配列された複数の直線状の透明電極132 と
で構成されており、相互の透明電極131, 132が交差する
部分で個々の画素が形成され、全体としてマトリクス状
に画素が配列された表示装置が構成される。
As shown in the schematic diagram of FIG. 4, the transparent electrodes 131 and 132 are composed of a plurality of linear transparent electrodes 131 arranged at equal intervals in one direction and a direction orthogonal to these. And a plurality of linear transparent electrodes 132 arranged at equal intervals.Each pixel is formed at a portion where the transparent electrodes 131 and 132 cross each other, and the pixels are arranged in a matrix as a whole. A display device is configured.

【0028】偏光板111, 112は相互の偏光軸方向を直交
させてあり、一方の偏光板111 (又は112)の偏光軸と液
晶層107 の液晶分子長軸との方向を一致させてある。な
お、透明ガラス基板121, 122間の構成を両偏光板111, 1
12間に挿入することにより、液晶表示素子が形成され
る。
The polarization axes of the polarizing plates 111 and 112 are orthogonal to each other, and the direction of the polarization axis of one of the polarizing plates 111 (or 112) and the direction of the long axis of the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer 107 match. The configuration between the transparent glass substrates 121 and 122 is the same as that of the polarizing plates 111 and 1.
A liquid crystal display element is formed by inserting the liquid crystal display element between the two.

【0029】この図5の模式図に示されているような基
本的には従来と同様の構成において、配向膜151, 152の
膜厚をそれぞれ50〜 620Åの範囲で変化させて以下のよ
うにして強誘電性液晶表示素子を作製し、メモリ特性を
詳細に調べた。
In a configuration basically similar to the conventional one as shown in the schematic diagram of FIG. 5, the thickness of each of the alignment films 151 and 152 is changed in the range of 50 to 620 ° as follows. In this way, a ferroelectric liquid crystal display device was manufactured, and its memory characteristics were examined in detail.

【0030】まず、ガラス板上に電極幅が 0.185mmでピ
ッチが0.2mm の ITOの透明電極131,132を積層形成し、
その上に厚さ約1000Åの SiO2 の絶縁膜141, 142を積層
形成して2枚の透明ガラス基板121, 122を作成した。こ
れらの透明ガラス基板121, 122を洗浄した後、絶縁膜14
1, 142上に配向膜151, 152としてポリイミドをスピンコ
ータで膜厚が50〜 620Åの範囲で8段階の異なる厚さに
塗布し、 200℃で1時間焼成した。なお、配向膜151, 1
52としてのポリイミドの膜厚は実測値としては50, 118,
162, 225, 294, 403, 492及び 618Åになった。
First, ITO transparent electrodes 131 and 132 having an electrode width of 0.185 mm and a pitch of 0.2 mm are laminated on a glass plate.
On top of this, two transparent glass substrates 121 and 122 were formed by laminating SiO 2 insulating films 141 and 142 each having a thickness of about 1000 °. After cleaning these transparent glass substrates 121 and 122, the insulating film 14
Polyimide as an alignment film 151, 152 was coated on each of 1, 142 with a spin coater in eight different thicknesses in the range of 50 to 620 ° and baked at 200 ° C. for 1 hour. Note that the alignment films 151, 1
The film thickness of polyimide as 52 is actually measured as 50, 118,
162, 225, 294, 403, 492 and 618 km.

【0031】次に、配向膜151, 152の表面をレーヨン製
の布でラビングし、 1.6μm 平均粒径のガラス球をスペ
ーサ106 として、2枚の透明ガラス基板121, 122を両配
向膜151, 152を対向させて貼り合わせて1024×768 画素
の液晶パネルを作製した。
Next, the surfaces of the alignment films 151 and 152 are rubbed with a cloth made of rayon, and two transparent glass substrates 121 and 122 are attached to the two alignment films 151 and 122 using glass spheres having an average particle diameter of 1.6 μm as spacers 106. The liquid crystal panel of 1024 × 768 pixels was fabricated by bonding the substrates 152 to each other.

【0032】以上のようにして得られたパネルのギャッ
プ、即ち両配向膜151, 152間の間隔は実測で約2μm で
あった。このパネルのギャップに、スメクティック層構
造時にブックシェルフ層構造を示すナフタレン系液晶物
質を主成分とした強誘電性液晶材料を封入して液晶層10
7 を形成した。次に、このようにして得られた液晶パネ
ルを、偏光軸が直交した2枚の偏光板111, 112の間に挿
入した。この際、強誘電性液晶の二つの安定状態の内の
一方に傾いた場合の液晶分子の長軸と一方の偏光板111
(又は112)の偏光軸とが一致するようにした。
The gap of the panel obtained as described above, that is, the distance between the two alignment films 151 and 152 was about 2 μm as measured. In the gap of this panel, a ferroelectric liquid crystal material containing a naphthalene-based liquid crystal material as a main component, which exhibits a bookshelf layer structure at the time of the smectic layer structure, is filled and a liquid crystal layer 10 is formed.
7 was formed. Next, the liquid crystal panel thus obtained was inserted between two polarizing plates 111 and 112 whose polarization axes were orthogonal to each other. At this time, when the ferroelectric liquid crystal is tilted to one of two stable states, the long axis of the liquid crystal molecule and one of the polarizing plates 111 are tilted.
(Or 112).

【0033】以上のようにして、配向膜151, 152を膜厚
を種々相違させて積層形成した以外は全く同一の液晶パ
ネルを複数作成し、図6のグラフに示されているように
メモリ特性をメモリ率として定義してそれぞれのメモリ
特性を調べた。具体的には、配向膜151, 152の膜厚が異
なるそれぞれの液晶パネル(いずれも2枚ずつ)に図6
(a) のに示されているような、電圧が±20Vでパルス幅
が 200μsの双極性パルスを印加した。そして、図6
(b) に示されているように、パルス印加時の透過光強度
Ibと、印加パルス電圧を取り除いた時点から0.5s後の透
過光強度Iaとの比(Ia/Ib)をメモリ率と定義し、配向膜1
51, 152の膜厚の相違に伴うメモリ率の変化を時系列的
に調べた。具体的には、液晶層107 の液晶分子の配向を
整えた直後(液晶を等方相になるまで、具体的には 100
℃にまで一旦昇温してその後に25℃まで徐冷することに
よって液晶の配向を整えた直後),2日後,15日後及び
30日後にそれぞれメモリ率を調べた。それらの結果を図
7のグラフに示す。
As described above, a plurality of identical liquid crystal panels were prepared except that the alignment films 151 and 152 were laminated with various thicknesses, and a memory characteristic was obtained as shown in the graph of FIG. Was defined as a memory ratio, and each memory characteristic was examined. More specifically, FIG. 6 shows that each of the liquid crystal panels (two each) having different thicknesses of the alignment films 151 and 152 is provided.
As shown in (a), a bipolar pulse having a voltage of ± 20 V and a pulse width of 200 μs was applied. And FIG.
As shown in (b), the transmitted light intensity at the time of pulse application
The ratio (Ia / Ib) of Ib and the transmitted light intensity Ia after 0.5 s from the time when the applied pulse voltage was removed is defined as the memory ratio, and the orientation film 1
The change of the memory ratio with the difference of the film thickness of 51 and 152 was examined in time series. Specifically, immediately after the alignment of the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer 107 is adjusted (until the liquid crystal becomes isotropic,
Immediately after the liquid crystal alignment was adjusted by raising the temperature to ℃ and then gradually cooling to 25 ℃), after 2 days, 15 days and
Thirty days later, the memory ratio was checked. The results are shown in the graph of FIG.

【0034】配向膜151, 152の膜厚が従来同様の 600Å
である場合には、液晶の配向を整えた直後 (○) におい
てもメモリ率は40%程度と低く、配向処理から2日後
(△)には10%程度になり、15日後 (□) 及び30日後
(×) には実質的にはメモリ率は”0”になっていた。
The thickness of the alignment films 151 and 152 is 600 °
In this case, the memory ratio was as low as about 40% immediately after the alignment of the liquid crystal was adjusted (○), and two days after the alignment treatment.
(△) is about 10%, 15 days later (□) and 30 days later
For (x), the memory ratio was substantially "0".

【0035】一方、配向膜151, 152の膜厚を 500Å以下
に薄くした場合には高いメモリ率が得られるようになっ
ていることが判明した。たとえば、配向膜151, 152の膜
厚を500Åとした場合には配向処理直後 (○) において
は90%以上の高いメモリ率を示し、配向処理から2日後
(△) においても60%前後のメモリ率を維持した。
On the other hand, it has been found that when the thickness of the alignment films 151 and 152 is reduced to 500 ° or less, a high memory ratio can be obtained. For example, when the film thickness of the alignment films 151 and 152 is set to 500 直 後, a high memory ratio of 90% or more is obtained immediately after the alignment treatment (、), and two days after the alignment treatment.
(△) also maintained a memory ratio of around 60%.

【0036】更に配向膜151, 152の膜厚を薄くしてたと
えば 300Åとした場合には、配向処理直後 (○) におい
ては90%以上の高いメモリ率を示し、配向処理から2日
後 (△) においても90%以上のメモリ率を示し、更に15
日後 (□) 及び30日後 (×)においても50%程度のメモ
リ率を示した。
Further, when the thickness of the alignment films 151 and 152 is reduced to 300 °, for example, immediately after the alignment treatment (○), a high memory ratio of 90% or more is exhibited, and two days after the alignment treatment (△). Also showed a memory rate of 90% or more, and
After 50 days (□) and 30 days (×), the memory ratio was about 50%.

【0037】また更に配向膜151, 152を薄くしてたとえ
ば 200Å以下とした場合には、メモリ率に対する経時変
化はほとんど無く、配向処理直後 (○) 、及びその15日
後 (□) 及び30日後 (×) においても80〜90%程度の十
分なメモリ率を維持した。
When the orientation films 151 and 152 are further thinned to, for example, 200 ° or less, there is almost no change over time with respect to the memory ratio, immediately after the orientation treatment ((), and 15 days (□) and 30 days ( In X), a sufficient memory ratio of about 80 to 90% was maintained.

【0038】ところで、経時的に低下したメモリ率は配
向を再度整えることにより初期の値に復帰させることが
可能ではあるが、そのためには液晶を等方相になるまで
昇温させる必要があり、若干の時間を要する。但し、初
期の値以上のメモリ率は得られない。以上のことから、
配向膜151, 152の膜厚としては、配向を整えることによ
り高いメモリ率が得られる 500Å以下が適しており、好
ましくは経時変化が小さく、且つ配向処理の回数を少な
くすることが可能な 300Å以下が、より好ましくは、経
時変化がほとんどなく、配向処理が液晶封入時の一回の
みでよい膜厚 200Å以下が好適である。
By the way, it is possible to return the memory ratio, which has decreased with time, to the initial value by adjusting the orientation again, but for that purpose, it is necessary to raise the temperature of the liquid crystal until it isotropic. It takes some time. However, a memory ratio higher than the initial value cannot be obtained. From the above,
The film thickness of the alignment films 151 and 152 is suitably 500 ° or less, in which a high memory ratio can be obtained by adjusting the alignment, and is preferably 300 ° or less, in which the change over time is small and the number of alignment treatments can be reduced. However, it is more preferable that the film thickness is 200 ° or less, which hardly changes with time and the alignment treatment is required only once when the liquid crystal is sealed.

【0039】配向膜151, 152の膜厚を更に薄くした場
合、たとえば50Å程度にした場合には実質的に経時変化
の無い高いメモリ特性が得られることも判明した。しか
しこの場合には、液晶の配向性が低下するため、暗状態
の透過光強度が向上すると共に明状態の透過光強度が低
下してコントラスト比が低下した。具体的には、膜厚が
500Åである場合の75:1から、50Åである場合には18:1
へとコントラスト比が低下した。
It has also been found that when the thickness of the alignment films 151 and 152 is further reduced, for example, when it is set to about 50 °, a high memory characteristic with substantially no change over time can be obtained. However, in this case, since the orientation of the liquid crystal was reduced, the transmitted light intensity in the dark state was improved, and the transmitted light intensity in the bright state was lowered, so that the contrast ratio was lowered. Specifically, the film thickness
75: 1 for 500Å, 18: 1 for 50Å
The contrast ratio decreased.

【0040】従って、メモリ特性のみならず表示時のコ
ントラスト比も考慮すれば、配向膜151, 152の膜厚とし
ては、理論的には液晶が配向する最低の膜厚が最適であ
ると言える。
Accordingly, considering not only the memory characteristics but also the contrast ratio at the time of display, it can be said that the film thickness of the alignment films 151 and 152 is theoretically the optimum film thickness at which the liquid crystal is aligned.

【0041】更に、本願発明者らは、上述の知見を裏付
けるために、配向膜151, 152の膜厚が液晶分子の分極反
転ピーク電流に及ぼす影響についての実験を行ない、そ
の結果を検討した。この実験は、前述の実験に使用した
パネルと全く同一の、即ち配向膜151, 152の膜厚が実測
値で50, 118, 162, 225, 294, 403, 492及び 618Åの8
種類のパネルを使用し、図8の波形図に示されているよ
うに、分極反転ピーク電流の各過程及び自発分極(Ps)の
大きさを、図8(b) に示すような±10Vで1Hzの低周波
数三角波を印加し、液晶層107 の配向直後とその15日後
とに測定した。測定結果のグラフを図9以下の各模式図
に示す。
Further, in order to support the above findings, the present inventors conducted an experiment on the effect of the thickness of the alignment films 151 and 152 on the polarization reversal peak current of liquid crystal molecules, and examined the results. This experiment was performed in exactly the same manner as the panel used in the above-mentioned experiment, that is, the film thickness of the alignment films 151 and 152 was 50, 118, 162, 225, 294, 403, 492 and 618 ° of 8 mm.
As shown in the waveform diagram of FIG. 8, each process of the polarization inversion peak current and the magnitude of the spontaneous polarization (Ps) were performed using ± 10 V as shown in FIG. A low frequency triangular wave of 1 Hz was applied, and the measurement was performed immediately after the orientation of the liquid crystal layer 107 and 15 days after that. Graphs of the measurement results are shown in FIG.

【0042】なお、図8(a) に示されている各測定対象
(Ps, Td, Tp, Ip, Tw, Tr)について説明しておく。Psは
自発分極の大きさであり、単位は nC/cm2 である。Tdは
図8(b) に示されている印加三角波の極性が変化する時
点とそれ以前に分極反転が開始する時点との間の時間で
ある。Tpは図8(b) に示されている印加三角波の極性が
変化した時点から分極反転がピークに達するまでの時間
である。Ipは分極反転のピーク電流値であり、単位はμ
Aである。TwはIpの半値幅の時間である。Trは分極反転
の後半の時間 (ピーク以降の時間) である。なお、Td,
Tp, Tw, Trの単位は時間であり、具体的にはmsである。
Each measurement object shown in FIG.
(Ps, Td, Tp, Ip, Tw, Tr) will be described. Ps is the magnitude of spontaneous polarization, and the unit is nC / cm 2 . Td is the time between the point in time when the polarity of the applied triangular wave shown in FIG. 8B changes and the point in time when the polarization inversion starts before that. Tp is the time from when the polarity of the applied triangular wave shown in FIG. 8 (b) changes to when the polarization inversion reaches a peak. Ip is the peak current value of polarization reversal, and the unit is μ
A. Tw is the half-width time of Ip. Tr is the latter half of the polarization reversal (time after the peak). Note that Td,
The unit of Tp, Tw, and Tr is time, and specifically, ms.

【0043】図9にPsの測定結果を示す。但し、Psは図
9(a) に示されているように、グラフ上の突出部分の面
積として表されるが、ここでは三角形で近似しており、
単位は単位面積当たりの電荷量(nC/cm2 ) である。図9
(b) に示されているように、Psは配向処理直後 (○は
+, △は−) 及び15日後 (●は+, 黒△は−) にも、配
向膜151, 152の膜厚に伴う大きな差は見られない。
FIG. 9 shows the measurement results of Ps. Here, Ps is represented as the area of the protruding portion on the graph as shown in FIG. 9 (a). Here, it is approximated by a triangle, and
The unit is the amount of charge per unit area (nC / cm 2 ). FIG.
As shown in (b), Ps is not affected by the thickness of the alignment films 151 and 152 immediately after the alignment treatment (○ is +, △ is −) and after 15 days (● is +, black △ is −). There is no significant difference.

【0044】図10にTdの測定結果を示す。但し、Tdは図
10(a) に示されているように、印加三角波の極性が変化
する時点 (破線) とそれ以前に分極反転が開始する時点
との間の時間であり、単位は時間(ms)である。図10(b)
に示されているように、Tdは配向処理直後 (○は+, △
は−) 及び15日後 (●は+, 黒△は−) のいずれも、配
向膜151, 152の膜厚が厚くなるのに伴って長くなってい
る。これは、分極反転に伴う反電界の影響と考えられ
る。
FIG. 10 shows the measurement results of Td. However, Td is the figure
As shown in FIG. 10 (a), this is the time between the time when the polarity of the applied triangular wave changes (broken line) and the time when the polarization inversion starts before that, and the unit is time (ms). Fig. 10 (b)
As shown in the figure, Td is immediately after the alignment treatment (○ is +, △
Both −) and 15 days later (● is +, black triangle is −) are longer as the thickness of the alignment films 151 and 152 increases. This is considered to be due to the effect of the reversal electric field accompanying the polarization reversal.

【0045】図11にTpの測定結果を示す。但し、Tpは図
11(a) に示されているように、印加三角波の極性が変化
した時点 (破線) から分極反転がピークに達するまでの
時間であり、単位は時間(ms)である。図11(b) に示され
ているように、Tpは配向処理直後 (○は+, △は−) と
15日後 (●は+, 黒△は−) とでは大きく異なる測定結
果が得られた。配向処理直後においては、配向膜151, 1
52の膜厚には拘らずほぼ一定の値を示しているが、15日
後には、+電圧を印加した場合と−電圧を印加した場合
とで大きな差が見られた。具体的には、+電圧を印加し
た場合には配向膜151, 152の膜厚が厚くなるのに伴って
Tpが大きくなり、逆に−電圧を印加した場合には配向膜
151,152 の膜厚が厚くなるのに伴ってTpが小さくなって
いる。これは、+電圧を印加した場合に同極性の空間電
荷がセル内部に形成されていることが理由と考えられ
る。
FIG. 11 shows the measurement results of Tp. Where Tp is
As shown in FIG. 11 (a), this is the time from when the polarity of the applied triangular wave changes (broken line) to when the polarization inversion reaches the peak, and the unit is time (ms). As shown in FIG. 11 (b), Tp was determined immediately after the alignment treatment (○ was +, △ was −).
After 15 days (● is +, black − is −), measurement results were significantly different. Immediately after the alignment treatment, the alignment films 151, 1
Although the value is almost constant irrespective of the film thickness of No. 52, after 15 days, a large difference was observed between the case where the + voltage was applied and the case where the − voltage was applied. Specifically, when a positive voltage is applied, the thickness of the alignment films 151 and 152 increases with increasing thickness.
Tp increases, and conversely, when-voltage is applied, the alignment film
As the film thicknesses of 151 and 152 increase, Tp decreases. This is considered to be because space charges of the same polarity are formed inside the cell when the + voltage is applied.

【0046】図12にIpの測定結果を示す。但し、Ipは図
12(a) に示されているように、分極反転のピーク電流値
であり、単位はアンペア (μA) である。図12(b) に示
されているように、Ipは配向処理直後 (○は+, △は
−) 及び15日後 (●は+, 黒△は−) のいずれにおいて
も配向膜151, 152の膜厚が薄いほど大きいという測定結
果が得られた。しかし、この傾向は配向処理から15日後
の方が明らかにばらつきが大きく、しかも+電圧印加の
方が−電圧印加よりも大きい値を示す傾向がある。
FIG. 12 shows the measurement results of Ip. Where Ip is
As shown in FIG. 12 (a), this is the peak current value of domain inversion, and the unit is ampere (μA). As shown in FIG. 12 (b), Ip was obtained immediately after the alignment treatment (152 is +, Δ is-) and after 15 days (● is +, black Δ is-). A measurement result was obtained that the smaller the film thickness, the larger the film thickness. However, this tendency is clearly larger after 15 days from the alignment treatment, and tends to show a larger value when the + voltage is applied than when the − voltage is applied.

【0047】図13にTwの測定結果を示す。但し、Twは図
13(a) に示されているように、半値幅、即ちIpの 1/2の
値を示す部分の時間幅であり、単位は時間(ms)である。
図13(b) に示されているように、Twは配向処理直後 (○
は+, △は−) よりも15日後(●は+, 黒△は−) の方
がばらつきが大きく、しかも配向膜151, 152の膜厚が厚
くなるに従ってばらつきも大きくなるという測定結果が
得られた。また、Tw自体も配向膜151, 152の膜厚が厚く
なるに従って大きくなるという傾向もみられる。
FIG. 13 shows the measurement results of Tw. However, Tw is a figure
As shown in FIG. 13 (a), it is a half width, that is, a time width of a portion indicating a value of 1/2 of Ip, and a unit is time (ms).
As shown in FIG. 13 (b), Tw is immediately after the alignment treatment (○
The results show that the dispersion was larger 15 days later (● is +, black Δ is-) than + and △ is −), and that the dispersion became larger as the thickness of the alignment films 151 and 152 became larger. Was done. There is also a tendency that Tw itself increases as the thickness of the alignment films 151 and 152 increases.

【0048】図14にTrの測定結果を示す。但し、Trは図
14(a) に示されているように、分極反転の後半の時間
(ピーク以降の時間) であり、単位は時間(ms)である。
図14(b) に示されているように、Trは前述のTwと同様
に、配向処理直後 (○は+, △は−) よりも15日後 (●
は+, 黒△は−) の方がばらつきが大きく、しかも配向
膜151, 152の膜厚が厚くなるに従ってばらつきも大きく
なるという測定結果が得られた。また、Tr自体も配向膜
151, 152の膜厚が厚くなるに従って大きくなるという傾
向もみられる。
FIG. 14 shows the measurement results of Tr. However, Tr is a figure
As shown in Fig. 14 (a), the second half of the polarization reversal
(Time after the peak), and the unit is time (ms).
As shown in FIG. 14 (b), Tr is 15 days after the alignment treatment (○ is +, Δ is −), as in the case of Tw described above (●
(+) And black (-) indicate that the variation is larger, and that the variation increases as the thickness of the alignment films 151 and 152 increases. Also, Tr itself is an alignment film.
There is also a tendency that the film thickness increases as the film thicknesses of 151 and 152 increase.

【0049】以上の結果から、配向膜151, 152の膜厚が
薄い場合の方が厚い場合に比して、Tdの値が小さくなっ
ていることから分極反転に伴う反電界の影響が小さくな
っていると考えられること、またIpが大きく且つTwが小
さいことから一様な分極反転が行なわれているとも考え
られる。また、配向膜151, 152の膜厚が薄い場合の方が
厚い場合に比して、配向処理から15日後においても分極
反転の各過程には大きな変換は見られず、経時的に安定
であることも容易に理解される。
From the above results, when the film thickness of the alignment films 151 and 152 is thin, the value of Td is smaller than when the film thickness is large. It is also considered that uniform polarization reversal is performed from the fact that Ip is large and Tw is small. In addition, as compared with the case where the thickness of the alignment films 151 and 152 is thin, no large conversion is observed in each process of the polarization inversion even after 15 days from the alignment treatment, and the alignment films are stable over time. It is also easily understood.

【0050】従って、これらの実験結果からも前述のメ
モリ特性を調べた実験結果、即ち配向膜151, 152の膜厚
が薄い場合の方が厚い場合に比してメモリ特性が高く且
つ経時変換が少ないことが裏付けられることが判った。
Therefore, based on these experimental results, the experimental results of examining the above-mentioned memory characteristics, that is, the memory characteristics are higher when the thickness of the alignment films 151 and 152 are thinner than when they are thicker, and the time-dependent conversion is improved. It turns out that the small number is supported.

【0051】最後に、上述のような実験結果に基づい
て、配向膜151, 152の膜厚を従来一般的であった 600Å
よりも薄膜化することにより、メモリ特性が高く、且つ
0.2mmピッチで1024×768 画素を有する高精細・大容量
表示の強誘電性液晶表示素子が得られた。
Finally, based on the above experimental results, the thickness of the alignment films 151 and 152 is set to 600 °
By making it thinner, the memory characteristics are high and
A high-definition, large-capacity display ferroelectric liquid crystal display device having 1024 × 768 pixels at a pitch of 0.2 mm was obtained.

【0052】なお上述の実施の形態では、強誘電性液晶
材料として、ブックシェルフ層構造を示す液晶材料を用
いたが、電界印加によりブックシェルフ層構造となる疑
似ブックシェルフ層構造を示す強誘電性液晶材料を用い
ても実質的に同様の特性を示す。
In the above-described embodiment, a liquid crystal material having a bookshelf layer structure is used as the ferroelectric liquid crystal material. However, a ferroelectric liquid crystal material having a pseudo bookshelf layer structure that becomes a bookshelf layer structure by applying an electric field is used. Even when a liquid crystal material is used, substantially the same characteristics are exhibited.

【0053】また、上述の実施の形態では、透明ガラス
基板121, 122を使用しているが、基板としてはプラステ
ィックまたはその他の透明な素材を使用することも可能
であることは言うまでもない。
In the above embodiment, the transparent glass substrates 121 and 122 are used, but it is needless to say that plastic or other transparent materials can be used as the substrates.

【0054】[0054]

【発明の効果】以上に詳述したように、本発明の強誘電
性液晶表示素子によれば、従来技術を大幅に変えること
なく、具体的には配向膜の薄膜化のみにより、製造コス
トの増加を伴わずに強誘電性液晶表示素子の大きな特徴
であるメモリ特性の向上が図れる。更に、メモリ特性が
向上することにより、安価な単純マトリクス方式の画像
表示制御により高精細な強誘電性液晶表示素子の提供が
可能になる。
As described in detail above, according to the ferroelectric liquid crystal display device of the present invention, the production cost can be reduced without greatly changing the prior art, specifically, by only thinning the alignment film. It is possible to improve the memory characteristics, which is a great feature of the ferroelectric liquid crystal display element, without increasing the memory characteristics. Further, by improving the memory characteristics, it is possible to provide a high-definition ferroelectric liquid crystal display element by inexpensive simple matrix type image display control.

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

【図1】表面安定化強誘電性液晶の模式図である。FIG. 1 is a schematic view of a surface stabilized ferroelectric liquid crystal.

【図2】強誘電性液晶表示素子の状態変化の模式図であ
る。
FIG. 2 is a schematic diagram of a state change of a ferroelectric liquid crystal display element.

【図3】従来の強誘電性液晶表示素子の模式的断面図で
ある。
FIG. 3 is a schematic sectional view of a conventional ferroelectric liquid crystal display device.

【図4】強誘電性液晶表示素子の電極構成の模式図であ
る。
FIG. 4 is a schematic diagram of an electrode configuration of a ferroelectric liquid crystal display element.

【図5】本発明の強誘電性液晶表示素子の模式的断面図
である。
FIG. 5 is a schematic sectional view of a ferroelectric liquid crystal display device of the present invention.

【図6】強誘電性液晶表示素子のメモリ特性の定義を示
すグラフである。
FIG. 6 is a graph showing definitions of memory characteristics of a ferroelectric liquid crystal display device.

【図7】本発明の強誘電性液晶表示素子の配向膜厚とメ
モリ特性との関係を示すグラフである。
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the alignment film thickness and the memory characteristics of the ferroelectric liquid crystal display device of the present invention.

【図8】配向膜厚が分極反転ピーク電流に及ぼす影響を
示すグラフである。
FIG. 8 is a graph showing the influence of the orientation film thickness on the polarization inversion peak current.

【図9】配向膜厚が分極反転ピーク電流に及ぼす影響を
示すグラフである。
FIG. 9 is a graph showing the effect of the orientation film thickness on the polarization inversion peak current.

【図10】配向膜厚が分極反転ピーク電流に及ぼす影響
を示すグラフである。
FIG. 10 is a graph showing the influence of the orientation film thickness on the polarization inversion peak current.

【図11】配向膜厚が分極反転ピーク電流に及ぼす影響
を示すグラフである。
FIG. 11 is a graph showing the influence of the orientation film thickness on the polarization inversion peak current.

【図12】配向膜厚が分極反転ピーク電流に及ぼす影響
を示すグラフである。
FIG. 12 is a graph showing the effect of the orientation film thickness on the polarization inversion peak current.

【図13】配向膜厚が分極反転ピーク電流に及ぼす影響
を示すグラフである。
FIG. 13 is a graph showing the influence of the orientation film thickness on the polarization inversion peak current.

【図14】配向膜厚が分極反転ピーク電流に及ぼす影響
を示すグラフである。
FIG. 14 is a graph showing the influence of the orientation film thickness on the polarization inversion peak current.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

121, 122 透明ガラス基板 151, 152 配向膜 107 液晶層 121, 122 Transparent glass substrate 151, 152 Alignment film 107 Liquid crystal layer

フロントページの続き (72)発明者 白戸 博紀 神奈川県川崎市中原区上小田中4丁目1番 1号 富士通株式会社内 (72)発明者 牧野 哲也 神奈川県川崎市中原区上小田中4丁目1番 1号 富士通株式会社内 (72)発明者 清田 芳則 神奈川県川崎市中原区上小田中4丁目1番 1号 富士通株式会社内Continued on the front page (72) Inventor Hiroki Shirato 4-1-1, Kamidadanaka, Nakahara-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Prefecture Inside Fujitsu Limited (72) Inventor Tetsuya Makino 4-1-1, Kamiodanaka, Nakahara-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Inside Fujitsu Limited (72) Inventor Yoshinori Kiyota 4-1-1 Kamikadanaka Nakahara-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Fujitsu Limited

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 液晶に電界を印加するための透明電極
と、液晶を配向させるための配向膜とが形成された二枚
の基板を対向配置し、前記配向膜相互間の間隙にブック
シェルフ層構造を示す強誘電性液晶を封入した強誘電性
液晶表示素子において、 前記配向膜の膜厚が500Å以下であることを特徴とす
る強誘電性液晶表示素子。
1. A two-layer substrate in which a transparent electrode for applying an electric field to a liquid crystal and an alignment film for aligning the liquid crystal are arranged to face each other, and a bookshelf layer is provided in a gap between the alignment films. A ferroelectric liquid crystal display device in which a ferroelectric liquid crystal having a structure is sealed, wherein the thickness of the alignment film is 500 ° or less.
【請求項2】 液晶に電界を印加するための透明電極
と、液晶を配向させるための配向膜とが形成された二枚
の基板を対向配置し、前記配向膜相互間の間隙に疑似ブ
ックシェルフ層構造を示す強誘電性液晶を封入した強誘
電性液晶表示素子において、 前記配向膜の膜厚が500Å以下であることを特徴とす
る強誘電性液晶表示素子。
2. A two-layer substrate having a transparent electrode for applying an electric field to a liquid crystal and an alignment film for aligning the liquid crystal is disposed to face each other, and a pseudo bookshelf is provided in a gap between the alignment films. A ferroelectric liquid crystal display device in which a ferroelectric liquid crystal having a layer structure is sealed, wherein the thickness of the alignment film is 500 ° or less.
【請求項3】 前記配向膜の膜厚が300Å以下である
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項又は2項に記載
の強誘電性液晶表示素子。
3. The ferroelectric liquid crystal display device according to claim 1, wherein the thickness of the alignment film is 300 ° or less.
【請求項4】 前記配向膜の膜厚が200Å以下である
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項又は2項に記載
の強誘電性液晶表示素子。
4. The ferroelectric liquid crystal display device according to claim 1, wherein the thickness of the alignment film is 200 ° or less.
【請求項5】 前記配向膜の膜厚が前記液晶の各分子が
配向する最低の膜厚であることを特徴とする特許請求の
範囲第1項又は2項に記載の強誘電性液晶表示素子。
5. The ferroelectric liquid crystal display device according to claim 1, wherein the thickness of the alignment film is a minimum thickness at which each molecule of the liquid crystal is aligned. .
【請求項6】 前記配向膜がポリイミド系樹脂であるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項乃至第5項のいず
れかに記載の強誘電性液晶表示素子。
6. The ferroelectric liquid crystal display device according to claim 1, wherein said alignment film is a polyimide resin.
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