JPS6017719A - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置

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Publication number
JPS6017719A
JPS6017719A JP12666683A JP12666683A JPS6017719A JP S6017719 A JPS6017719 A JP S6017719A JP 12666683 A JP12666683 A JP 12666683A JP 12666683 A JP12666683 A JP 12666683A JP S6017719 A JPS6017719 A JP S6017719A
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JP
Japan
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liquid crystal
transparent
display device
crystal display
substrate
Prior art date
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Pending
Application number
JP12666683A
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English (en)
Inventor
Yukiyoshi Tsunoda
角田 幸義
Koji Iwasa
浩二 岩佐
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Seiko Instruments Inc
Original Assignee
Seiko Instruments Inc
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Publication date
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Publication of JPS6017719A publication Critical patent/JPS6017719A/ja
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL 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
    • G02F1/00Devices 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
    • G02F1/01Devices 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 
    • G02F1/13Devices 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
    • G02F1/137Devices 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

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  • Liquid Crystal (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ・産業上の利用分野 本発明は強誘電性液晶を用いた液晶表示装置の配回方法
に関するものである。強誘電性液晶は従来の液晶では見
らnなかったマイクロ秒の高速応答性とメモリー性を有
しているので、大面積表示や液晶テレビなどの高密度表
示装置用の液晶材料として注目さn研究さnている。
0従米技術 強誘電性液晶を用いた表示装置の一般的構造について説
明する。液晶の強誘電性は、2−メチルブチルP−P−
%−デシキロキシベンジリデン了ミノシンナメート(略
称DOBAMBO)のカイラルスメクチックC相(以下
sgc、、と略す)において最初に確認さした。f3%
c の分子配列と層構造を第1図、さらにそit−拡大
し電気双極子モーメントの方間を示したものを第2図に
示す。
1は液晶の分子であフ、2は分子の持つ電気双極子モー
メントの方間を示している。図かられかるよりにS営C
*は2軸方回に分子の層を積み重ねた構造となっておシ
、各々の層内では電気双極子モーメントが同一方間に揃
っている。しかし液晶分子1の長軸方間(z軸方口)で
はラセン構造となっているため、双極子モーメントは平
均としてゼロになってしまい巨視的には自発分極が表わ
nず強誘電体とはならない。このためラセン構造を発生
させずに双極モーメントによる自発分極だけを発現させ
る方法として、セル間隔が1μ常程度の薄いセルにラセ
ン軸(2軸)が平行になるようにB 、rLO* 1.
封入する方式が提案さしている。この方式を応用した液
晶表示装置の勤拝を第3図によシ説明する。第3図@)
は厚いセルにElfiOi封入した時、ψ)は1μ常程
度の薄いセルにS惧C*を封入した時の液晶分子1の配
列と双極子そ一メント2のガロ’にセルの面に垂直な方
間からLt図でおる。C(■〕は紙面と垂直方向の双極
子モーメント、(■)は([有])と逆方向の双極子モ
ーメン)k示す。@)ではラセン構造が発生しているの
に対し、(b)ではラセンが解けている。この(b)の
セルに対し紙面に垂直方向に電圧を印刀口すると分子1
が一ガロに並び第3図(C)のようになシ、(C)と逆
方向の電圧を印加すると(イ)となる。この(6)と(
イ)の状態を電圧の方間で制御することによシ、従、米
の液晶では見らnなかった高速応答の表示が可能となる
。又、(C)及び(d′)の状態は共に安定な状態でち
るので、どちらも電圧を切つftJpjその状態が保た
nる。つまりメモリー性を有している。
このように優しfc特性を持つ強誘電性液晶による表示
装置を作る際の最大の問題点は、配回の制御方法すなわ
ちいかにしてモノドメインを作るかという点であった。
従来用いらしてきた配回制御法は以下の通シである。
(1) セル表面の界面効果を利用する方法(If) 
せん断応力を加える方法 (呻 磁場を加える方法 (IV) セル側面の界面効果を利用する方法ところが
上記の方法にはそnぞn以下に述べるような欠点がらり
、充分な特性が得らtなかった。すなわち(1)の方法
ではセル表面が一ガロに配回を強制するので、強誘電性
液晶の持つ特性の一つであるメモリー性が失わnてしま
う。(II)の方法は実験的には有効でちるが、実際に
製造する際には手間がかかり過ぎて現実的ではない。(
III)の方法は厚いセルに対しては有効であるが薄い
セルに対しては不適当でおる。(11’)の方法は具体
的には高分子フィルムを主軸ガロにカットし、そ:rL
’iスペーサとして使いフィルムの切口部分の配回力で
液晶分子の配回を制御しようとするもので必るが、雑<
カットしたフィルムを非常に狭い間隔で並べることは手
間がかかシ実用的ではない。
0発明の目的 本発明は、上記の欠点を除去するためになさnたもので
ラシ、セル基板として表面が液晶分子を一部ガロに配回
させる性質を有する基板を用い、その表面に、液晶分子
を配回させる性質を有しない透明電極を形成して表示セ
ルを構成することによって、透明電極の周囲に露出して
いる基板表面の配回作用によって、セル中に封入さnた
液晶分子の配回を制御することを目的としている。
本発明によって、基本的には前記した配回制御法の(り
であるセル表面の界面効果を利用するが、電極表面では
配回作用を及ぼさないから強誘電液晶の表示特性でおる
メモリー性には影響を及ぼすことかない。また、電極の
周囲の基板の持つ配向作用を用いる点で前記した(6)
)のセル側面の界面効果を利用する場合と近似の効果が
得らnるが、(■)の方法と比較すると、遥かに製造が
容易で実用的に高い価値を有している。
0発明の構成 7F、発明による強誘電液晶表示装置の配向の原理と方
法について説明する。
プラスチックのフィルムにに一般に一軸延伸法で作ら2
″したものと二軸延伸法で作らnたものがある。−軸延
伸で作らnfcフィルムは二軸延伸フィルムに比べてフ
ィルムの分子が一方向にかカシ良く揃っているので、液
晶分子に対する強い配向制御力を持つ。但し、この−軸
延伸フィルム上に工TO47の透明導電膜を設けると配
向制御力は消失してしまう。そこで適当な形状にバター
ニングした一軸延伸フイルムを基板とするセルに強誘電
性液晶を注入すると、液晶分子の配列状態紙透明導[膜
が除去さnた部分ではフィルムの配向力によって一部ガ
ロに並ぶが、導電膜の存在する部分では決った方向には
並ばない。この様子を第4図に示す。第4図において3
は一軸延伸プラスチックフィルムの基板、4は透明電極
でちる0次に第4図のセルを強誘電性液晶が通常の液体
相に転移する温度まで加熱し分子の配列を完全にランダ
ムな状態にする。その彼、加熱さしたセルを充分時間を
かけて徐々に冷却する。すると透明電極が除去さした部
分におる液晶分子は加熱前と同様にプラスチックフィル
ムの配向力によって一方向に並ぶのはもちろんのこと、
導電膜の近くにある配向力を受けない液晶分子も、フィ
ルムによる配向力で並んでいる液晶分子の影響ヲ受けて
その界面から徐々に同一方向に並び始め、最終的にはセ
ル全体にモノドメインが形成さnる。〔第5図〕上記の
ように、本発明は、基本的に液晶分子の配向を制御でき
る基板の表面に液晶分子の配向を制御する界面効果を有
しない電極膜をパターン形成することによってgb立っ
ている。したがって、基板材料としては一軸延伸法で成
膜さR7’Cブシスチツクフイルムに限定さnるもので
はな(、たとえは、表面にポリイミド等の高分子層を被
覆してその表面をラビングすることにより液晶を配向さ
せる作用を付与したガラス基板や、−軸延伸によって分
子配向を揃えたポリビニルアルコールの薄層を表面にラ
ミネートしたポリビニルアセテート板等も同様に用いる
ことができる。また、表面に形成さnる界面配向効果を
有しない透明電極膜としては、真空蒸着法や、低温マグ
ネトロンスパッタ法等で成膜さする工To、@等が一般
に用いらnる。
次に実施例について説明する。
〔実施例1〕 第6図は本発明による液晶表示装置の正面図と断面図で
ある。−軸延伸さnfc厚さ100μ常のポリエステル
フィルム基板3の上にマグ木トロンスパッタリングによ
シエToの薄膜を形成し、こrt、’e帯状にバターニ
ングして透明電極4とする。
この基板3tスペーサ5を介して透明電極4が互いに交
差する方向に2枚組み合わせてセルを作る。上下基板3
の間隔は約1.5μ惧でちる。このセルに強誘電性液晶
であるDOBAMBOi封入し120℃まで加熱してD
OBAMBGを完全表液体層咳する。次にこのセルを毎
時1℃という非常にゆつ(シした速度で80℃まで冷却
することにょシDOBAMBOの良好な配向状態が得ら
nたQ (実施例2ン 第6図において工ToをスパッタリングLrcポリエス
テルの代シに、市販さ肚ている工TO蒸着膜付ポリエチ
レンテレフタレートフィルム(例えば商品名セレクタ(
ダイセル)、ハイビーム(東し)等)を基板3として利
用したセルにおいても、実施例1と同様に良好な配向状
態を得た。
(実施例3〕 強誘電性液晶としてDOBAMBCに代ってMBRA 
(S−,4−0−2メチルブチルレンルシリデン−4′
−アルキルアニリン)ヲ用い、セルを70℃よj55(
lfiで徐冷することによシ同様に良好な配向状態を得
た。
(冥施例4〕 基板として、ガラス板表面にポリイミドをコーティング
し、木綿布を用いて強く一方向にラビングする配向処理
を施したガラス基板を用い、その表面に、マグネトロン
スパッタにぶって工To膜を形放し、以下、実施例1と
同様に液晶セルを製作した。その結果、配向方向が揃っ
たモノドメイセルが得ら′nた。
(実施例5) ポリビニルアセテートフィルムの表面に一軸配向したポ
リビニルアルコール層ヲ2ミネートし、そnに二色性色
素を吸着させたものが、偏光板として普通に使わnてい
る。その種の偏光板は、素面が液晶を配向させる性質を
有するから、偏光板全ガラス板に貼付したものを基板と
して用いた。
以下、実施例1と同様に、表面に工To膜をパターン形
、成して液晶セルを製作した。その結果、液晶の配向が
良く揃ったモノドメインセルが得らn−0 ・発明の効果 以上の実施例で得らRrcモノドメインセyld、、以
上の実施例で得らnたモノドメインセルは、いづしも、
液晶表示装置として駆動しfc場合に、1ミリ秒以下の
高速応答と、1分間以上保持さするメモリー性を示し、
強誘電性液晶セルを特徴づける優2′した表示特性を有
していた。
上記に説明した通り、本発明によnば、表面が液晶分子
を配向する性質を有する基板表面に、表面が液晶全配向
する性質を有しない電極、@全パターン形成することに
よって、液晶セル全均一なモノドメインセルに形成する
のに必要な配向作用は電極パターン周囲に露出する基板
表面によって得ることができ、また、表示部W、を駆動
する場合は電極狭面の配向作用はないから、印加電圧の
働きのみによって表示部の液晶の向きを制御することが
できる。
α)簡単な製造工程で、容易に応答が速く、メモリー効
果のある液晶表示装置を製造できる。
(乃特に、−軸配向の高分子フィルムを基板に用いる場
合は、従来のように基板表面に配向処理を施す必要がな
いから、安価に製造できる。
等の伊二nた利点を有している。本発明は、特に液晶?
用いる単純マトリクスtugの大屋グラフィックディス
プレーを工業的に実現するために重要でちる。
【図面の簡単な説明】
P、1図は強誘電性液晶分子のS、ZC*層の構造と分
子配列を示した図、第2図は第1図を拡大し、宛然双極
子モーメントの方向を示した図、第3図1は強誘電性液
晶分子のセル内での配列をセルの面に壬直な方向から見
た図で、@)は基板間隔が厚いセル、(b)は間隔が薄
いセル、(C)は(6)に紙面と垂直方向に電圧を印加
しfc場合、(d)は(C)と逆方向に電圧を印加した
場合の図、第4図はプラスチックフィルムによる液晶の
配向状態を示す図、第5図は本発明による液晶表示装置
の液晶配向状態全示す図、第6図は本発明による液晶表
示装置の例でらる。 1゜0強肪電性液晶 2、、′rM、気双極子モーメントの方向(■、■印は
紙面に垂直で互いに逆方向金示す) 30.」軸延伸プラスチックフィルム基板4゜。透明電
極 50.、スペーサ 以上 第1図 1゜ 第2図 否 第3図(α) 第 X内七× \゛ 笛3図(C) 第 ぐ \\\ ン。 \\\\ /、 \// \// 3図(d) /// ///

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)表面が液晶分子を一定方向に配向させる性質を有
    する一対の透明基板上に、表面が液晶分子を配向させる
    性質を有しない透明電極屑を部分的に被覆形成し、七〇
    ら透明電極屑で部分的に被覆さ2″した前記一対の透明
    基板の間にスメクチックQ相で強誘電性を示す性質を有
    する液晶組成物を封入し′fc:e、晶表示装置。 (2、特許請求の範囲第(1)項に記載した表面が液晶
    分子’e−ffl方向に配向させる性質を有する一対の
    透明基板は、−軸方向にラグング処理さnた高分子層で
    被覆さnた透明基板である液晶表示装置(3)特許請求
    の範囲第(1)項に記載した表面が液晶分子ヲー尼方向
    に配向させる性質を有する一対の透明基板は、−軸方向
    に延伸さtた高分子層で被覆さfした透明基板である液
    晶表示装置。 (4)特許請求の範囲第(1)項に記載した表面が液晶
    分子全一定方同に配回させる性質を有する透明基板は、
    −軸延伸さnた高分子フィルム基板である液晶表示装置
    。 (5)特許請求の範囲第(3)および(4)項に記載し
    た一軸延伸さtfc高分子層またはフィルム基板は、−
    軸延伸によって成型さしたポリエチレンテレフタレート
    である液晶表示装置。 (6)特許請求の範囲第(2)および(3)項に記載し
    た透明基板は、ガラス基板またはポリエチレンテレフタ
    レート基板である液晶表示装置。 (7)特許請求の範囲第α)項に記載した表面が液晶分
    子を配回させる性質を有しない透明電極層は、前記した
    透明基板表面に真空蒸着法または低温スパッタ法で形成
    さnた酸化インジウムを主成分とする透明な金属酸化物
    の層である液晶表示装[。
JP12666683A 1983-07-12 1983-07-12 液晶表示装置 Pending JPS6017719A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63204230A (ja) * 1987-02-20 1988-08-23 Seiko Instr & Electronics Ltd スメクチツク液晶の注入・封止方法
JPH035719A (ja) * 1989-06-01 1991-01-11 Matsushita Electric Ind Co Ltd 強誘電性液晶パネルの製造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63204230A (ja) * 1987-02-20 1988-08-23 Seiko Instr & Electronics Ltd スメクチツク液晶の注入・封止方法
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