JPS6057821A - 液晶表示素子 - Google Patents
液晶表示素子Info
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- JPS6057821A JPS6057821A JP16608683A JP16608683A JPS6057821A JP S6057821 A JPS6057821 A JP S6057821A JP 16608683 A JP16608683 A JP 16608683A JP 16608683 A JP16608683 A JP 16608683A JP S6057821 A JPS6057821 A JP S6057821A
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- 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
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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。
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〕
す尊閤Ｉ）憶り主二九７−２ｒ岨１ 此１ｒ白輸θ〒１
分子配向との強い結合によシ極性によシ迅速に応答する
カイラルスメクチック液晶を用いた液晶表示素子に関す
る。
分子配向との強い結合によシ極性によシ迅速に応答する
カイラルスメクチック液晶を用いた液晶表示素子に関す
る。
液晶は、諸鍾の電気光学的応用に使わして米ておフ、特
にゴンバクトでエネルギー効率がよく、電圧用動の光バ
ルブとして時計や計算機の表示に使わｎている。こｎら
の素子は、ネマチック、コレステリック、スメクチック
相の誘電性配列効果に基づいておシ、この場合は、誘電
異方性のために、平鍋的な分子の長軸方向が、加えらｎ
た電場の山でに′ｉ特定の方向に向くことになる。この
機構による刀Ｕえらｆた電場との結合力はかなシ弱いの
でこｎらの素子の電気光学的な応答時間１は、多くの潜
在的な応用分野では非常に遅い。
にゴンバクトでエネルギー効率がよく、電圧用動の光バ
ルブとして時計や計算機の表示に使わｎている。こｎら
の素子は、ネマチック、コレステリック、スメクチック
相の誘電性配列効果に基づいておシ、この場合は、誘電
異方性のために、平鍋的な分子の長軸方向が、加えらｎ
た電場の山でに′ｉ特定の方向に向くことになる。この
機構による刀Ｕえらｆた電場との結合力はかなシ弱いの
でこｎらの素子の電気光学的な応答時間１は、多くの潜
在的な応用分野では非常に遅い。
液晶素子（ＴＪ ＯＤ）はたくさんの特異な特性を有し
ている。例えば、低電圧、低消費電力のような、このた
め受光型の電気光学素子の中で最も期待さｎるものであ
るが、遅い応答と不十分な非線形性げ一尋にＬ重１１１
．うＡ画矢の釣ガ冬（力Ａと蕃要な問題になってくる。
ている。例えば、低電圧、低消費電力のような、このた
め受光型の電気光学素子の中で最も期待さｎるものであ
るが、遅い応答と不十分な非線形性げ一尋にＬ重１１１
．うＡ画矢の釣ガ冬（力Ａと蕃要な問題になってくる。
こｎらの欠点を除去するためＶｃＯｌａｒｌｃｓ（ＴＩ
ＢＰａｔ 、４３６７９２４）ｔｊ：、スメクチック相
を用いた新しい表示原理による液晶素子を考案した。こ
ｎについて以下若干の説明をする。
ＢＰａｔ 、４３６７９２４）ｔｊ：、スメクチック相
を用いた新しい表示原理による液晶素子を考案した。こ
ｎについて以下若干の説明をする。
図１は、スメクチックＣ１′たは■液晶の模式図である
。液晶全体は分子層１から成っている。個々の層の中で
は、分子長軸の平均的な方向が、層に垂直な方向とは角
度φ。だけ傾いている。Ｍ。
。液晶全体は分子層１から成っている。個々の層の中で
は、分子長軸の平均的な方向が、層に垂直な方向とは角
度φ。だけ傾いている。Ｍ。
ｙｇｒらは、Ｌｅ ＪｏｗｒｎａＬ ｄｅ Ｐｈｙｓｉ
ＴｑｕｅＶｏｌ、３６ＣＭａｒｃｈ、’１９７５ＰＰ、
Ｌ＝６９ｔａＬ−７１）の「強誘電性液晶」というタイ
トルの論文において、光学活性な分子から成るスメクチ
ックａ６るいは■液晶は、一般に電気双極子密度Ｆ−６
．有し、強誘電的であることを示している。この双極子
密度ｒは、分子の傾き方向−に垂直で、スメクチックの
層面に平行である。彼らの示したことは■相についても
適用可能であるが、Ｈ相では、層に垂直な軸のまわシの
回転に対する粘性がよシ大きくなる。こｎらのカイラル
スメクチックにおける電気双極子の存在は、誘電異方性
におけるよりも、電場に対してずつと強い結合力を与え
る。さらに、この結合は、ずの好ましい方向が首と平行
′な方向であるという意味で極性のあるもめなので、印
加しｆｃ電場の方向を反転することは、−の方向を反転
することになる。つまシ、電場を反転させて、分子の方
向を制御することができるのであるまた、カイラルスメ
クチック液晶は、強誘電性液晶という側面を持ち、分子
間に強い相互作用がある。基板表面の配向処理は分子に
かなり強い規制力を与えるの・で、表面付近の分子だけ
でなく分子間相互作用によシ沖合の分子にもその影響力
が及ぶ。その分子配列、すなわち、ドメインの惜造は表
面配向処理によって大きく左右さｎる。
ＴｑｕｅＶｏｌ、３６ＣＭａｒｃｈ、’１９７５ＰＰ、
Ｌ＝６９ｔａＬ−７１）の「強誘電性液晶」というタイ
トルの論文において、光学活性な分子から成るスメクチ
ックａ６るいは■液晶は、一般に電気双極子密度Ｆ−６
．有し、強誘電的であることを示している。この双極子
密度ｒは、分子の傾き方向−に垂直で、スメクチックの
層面に平行である。彼らの示したことは■相についても
適用可能であるが、Ｈ相では、層に垂直な軸のまわシの
回転に対する粘性がよシ大きくなる。こｎらのカイラル
スメクチックにおける電気双極子の存在は、誘電異方性
におけるよりも、電場に対してずつと強い結合力を与え
る。さらに、この結合は、ずの好ましい方向が首と平行
′な方向であるという意味で極性のあるもめなので、印
加しｆｃ電場の方向を反転することは、−の方向を反転
することになる。つまシ、電場を反転させて、分子の方
向を制御することができるのであるまた、カイラルスメ
クチック液晶は、強誘電性液晶という側面を持ち、分子
間に強い相互作用がある。基板表面の配向処理は分子に
かなり強い規制力を与えるの・で、表面付近の分子だけ
でなく分子間相互作用によシ沖合の分子にもその影響力
が及ぶ。その分子配列、すなわち、ドメインの惜造は表
面配向処理によって大きく左右さｎる。
全く配向処理を行なわず洗浄のみのパネルでは分子への
規制力は弱く分子は色々の方向に向く傾向がある。
規制力は弱く分子は色々の方向に向く傾向がある。
一方、規制力の強い配向処理を行うと、分子はその規制
力の方向に並ぶ。
力の方向に並ぶ。
特にＰＴＡラビングパネルでは分子は、分子軸ｆ！：揃
えた数１００μｍ程度の均一カドメインを作るように４
なる。
えた数１００μｍ程度の均一カドメインを作るように４
なる。
一方、分子が保有しているダイポールモーメントずと、
印加さｎｆｃ１！界百によって分子が反転するのである
が、ドメイン全体を考えると、分子の向きを考慮した自
発分極Ｐ、と首と粘性ηにょってドメイン全体の応答が
決まる。
印加さｎｆｃ１！界百によって分子が反転するのである
が、ドメイン全体を考えると、分子の向きを考慮した自
発分極Ｐ、と首と粘性ηにょってドメイン全体の応答が
決まる。
すなわち、
η
ｐＢｌｗ ■
τ：応答
自発分極Ｐ８は、分子のダイポールが？であるから、
ＰＳ＝−εＧｉＰｉ ■
ｉ
ｉは、 ｕｎｉｔ ０ｅＬｔ中での和を意味する。
Ｖ ： ｕｎｉｔ ０ｅｌｔの体積
Ｐ：ダイポールの絶体値
Ｇ ： Ｂｔｎｉｃｔｗｒｅ ｆａｃｔｏｒ （電界方
向とダイポールのなす角の余弦ン Ｇは、分子の配向の方向を表わす因子と考える事ができ
る。
向とダイポールのなす角の余弦ン Ｇは、分子の配向の方向を表わす因子と考える事ができ
る。
よって、Ｇ’ｉｌに近づける事と、”ｆｃ大きくする裏
となシ、シいては応答を速くする有効な手段となる。
となシ、シいては応答を速くする有効な手段となる。
ここで、”ｆｃ大きくするには、配向処理によシ分子を
基板に対して平行に、かつ横方向に揃ったドメインを作
る事が必要である。
基板に対して平行に、かつ横方向に揃ったドメインを作
る事が必要である。
ｐ’１大きくするには、材料の開発が必要になるので本
発明の範囲ではない。
発明の範囲ではない。
本発明の目的は、均一な分子配列を有するドメインを簡
易な配向によシ実現し、応答の速い表示素子を実現し、
さらに高いコントラストラ得る事を目的とするために考
案さｎた。
易な配向によシ実現し、応答の速い表示素子を実現し、
さらに高いコントラストラ得る事を目的とするために考
案さｎた。
以下実施例をもとに、本発明の詳細な説明を行う。
第２図は、カイラルスメクチックを表示素子として用い
た場合の原理図である。
た場合の原理図である。
分子の長軸に対して垂直方向にダイポールを有し、電界
の方向にダイポールが揃う。
の方向にダイポールが揃う。
ダイポールが、反転する時の分子のｒＪｂ ＊は、円椎
の側面をまわる動きでちシ、電界印加の安定点は、基板
に平行な位置である。この位置は、第２図の２，３で示
さｎている。
の側面をまわる動きでちシ、電界印加の安定点は、基板
に平行な位置である。この位置は、第２図の２，３で示
さｎている。
１Ｋ ３ 図１１、Ｐ Ｔ Ａラビング等の一軸配向処
理を施した時の、分子の平衡時（電圧無印加時）の位置
を示した図である。
理を施した時の、分子の平衡時（電圧無印加時）の位置
を示した図である。
分子は、基板表面では一軸方向に並んでいるが、基板か
らｍｎｆｃ、所の分子は、第３図の位置８に落ちつく。
らｍｎｆｃ、所の分子は、第３図の位置８に落ちつく。
こｎを、基板表面上から分子の配列を見た場合、第４図
のような配列をする。
のような配列をする。
矢印は、電圧を印加した時分子が取る位置を示している
。すなわち、第３図にかける、６又は、７の位置である
。
。すなわち、第３図にかける、６又は、７の位置である
。
θ。は、チルト角と言わｎる角度である。普通Ｄ ＯＢ
Ａ Ｍ Ｂ Ｏ等テハ、 θ。〜２２．５ 位である。
Ａ Ｍ Ｂ Ｏ等テハ、 θ。〜２２．５ 位である。
加しない状態では、チルト角がθ１＼θ。の位置に配列
する。
する。
電圧を印刀口すると、第３図に示さｎる６及び７の位置
を取るから、コントラストは材料が本質的に保有してい
るチルト角で表示が行なわ扛る。見かけのチルト角をφ
とすると、光学的強度は次式％式％ ： ｄ：セル厚 γ：波長 ここで、φに注目すると式は次のように表わさｎる。
を取るから、コントラストは材料が本質的に保有してい
るチルト角で表示が行なわ扛る。見かけのチルト角をφ
とすると、光学的強度は次式％式％ ： ｄ：セル厚 γ：波長 ここで、φに注目すると式は次のように表わさｎる。
■＝ ｄ ｓｉｎ” ２φ
見かけのチルト角がη／４のとき光学強度が最大となる
。−軸配向処理の場合、見かけのチルト角は材料本来の
チルト角と対応するから、φ中２２．５°となシ、最大
のコントラストが得らｎる。
。−軸配向処理の場合、見かけのチルト角は材料本来の
チルト角と対応するから、φ中２２．５°となシ、最大
のコントラストが得らｎる。
また、電界の反転に対して分子の持つダイポールと相互
作用によシ １１”１＝Ｉ−Ｐ、Ｅｌ ＝、Ｐ、Ｅ の力を受ける。よって、電磁気的な力は、理剋的に最大
となる。
作用によシ １１”１＝Ｉ−Ｐ、Ｅｌ ＝、Ｐ、Ｅ の力を受ける。よって、電磁気的な力は、理剋的に最大
となる。
一軸配向処理は、Ｔｌｉ聾の液晶において通常用いらｎ
ている配向処理であシ、処理は簡易でシール等の問題も
ほとんど考、慮する必要のない成熟し。
ている配向処理であシ、処理は簡易でシール等の問題も
ほとんど考、慮する必要のない成熟し。
た技術である。
この技術が開発さｎＩＣ事が、ＴＮ型のＬＣＤの実用化
を予想以上にはやめ、応用を広げたと言っても過言では
ない。
を予想以上にはやめ、応用を広げたと言っても過言では
ない。
この技術が、カイラルスメクチックにも応用でき、さら
には、高速応答。高コントラストが実現できる事は、今
後のカイラルスメクチックの実用化に拍車をかけると考
えらｎる。
には、高速応答。高コントラストが実現できる事は、今
後のカイラルスメクチックの実用化に拍車をかけると考
えらｎる。
第５図は、−軸配向処理を施したパネルの断面図である
。通常のＴＮ液晶と同様に、透明導電膜上に配向膜を蒸
着、ディッピング等で設け、ラビング等の処理により一
軸配向膜とする。
。通常のＴＮ液晶と同様に、透明導電膜上に配向膜を蒸
着、ディッピング等で設け、ラビング等の処理により一
軸配向膜とする。
第１図は、スメクチックＣまたはＨの構造模式図である
。第２図は、カイラルスメクチック液晶の動作原理を示
した図である。 第３図は、−軸配向処理したパネルでの、分子の平衡位
置を示している。 第４図は、−軸配向処理パネルの分子配列状態を基板側
から見た図である。第５図は、配向処理したパネルの断
面図である。 １゜。分子層 ２．３゜。分子 ４．５゜。偏光板 ６．７゜。電圧印刀日時の安定位置 ８゜。配向による分子位置 ９゜。基板 ］０゜、透明導電膜 １１ 、。−軸配向膜 以上 出願人 株式会社第二精工舎 代理人 弁理士最上 務 第１図 第２図 第３０ 第４図
。第２図は、カイラルスメクチック液晶の動作原理を示
した図である。 第３図は、−軸配向処理したパネルでの、分子の平衡位
置を示している。 第４図は、−軸配向処理パネルの分子配列状態を基板側
から見た図である。第５図は、配向処理したパネルの断
面図である。 １゜。分子層 ２．３゜。分子 ４．５゜。偏光板 ６．７゜。電圧印刀日時の安定位置 ８゜。配向による分子位置 ９゜。基板 ］０゜、透明導電膜 １１ 、。−軸配向膜 以上 出願人 株式会社第二精工舎 代理人 弁理士最上 務 第１図 第２図 第３０ 第４図
Claims (3)
- （１）、光活性的なカイラルスメクチック液晶を用いた
液晶表示素子において、二つの基板表面の少なくとも一
方に一軸配向処理を施した事を特徴とする液晶表示素子
。 - （２）、液晶のしきい値電圧以上の正負の電圧を加えた
状態が異なシかつ、電圧を印加しない状態が前記電圧印
加時の状態と異なる事を特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の液晶表示素子。 - （３）、−軸配向処理が、ＰＴＡラビング、テフロンラ
ビング、ポリイミドラビング、シラン配向である事を特
徴とする特許請求のＱ即用１項記載の液晶表示素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16608683A JPS6057821A (ja) | 1983-09-09 | 1983-09-09 | 液晶表示素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16608683A JPS6057821A (ja) | 1983-09-09 | 1983-09-09 | 液晶表示素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6057821A true JPS6057821A (ja) | 1985-04-03 |
Family
ID=15824723
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16608683A Pending JPS6057821A (ja) | 1983-09-09 | 1983-09-09 | 液晶表示素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6057821A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61232419A (ja) * | 1985-04-08 | 1986-10-16 | Sharp Corp | 光変調素子 |
| JPS61286816A (ja) * | 1985-06-14 | 1986-12-17 | Canon Inc | 液晶素子 |
| JPS628124A (ja) * | 1985-07-04 | 1987-01-16 | Canon Inc | 液晶素子 |
| JPS62153827A (ja) * | 1985-12-27 | 1987-07-08 | Casio Comput Co Ltd | 液晶素子 |
| JPS62234134A (ja) * | 1986-04-04 | 1987-10-14 | Seiko Epson Corp | 強誘電性液晶素子の駆動方法 |
| JPS6310130A (ja) * | 1986-07-02 | 1988-01-16 | Canon Inc | 液晶素子 |
| US4775225A (en) * | 1985-05-16 | 1988-10-04 | Canon Kabushiki Kaisha | Liquid crystal device having pillar spacers with small base periphery width in direction perpendicular to orientation treatment |
| US5026144A (en) * | 1986-05-27 | 1991-06-25 | Canon Kabushiki Kaisha | Liquid crystal device, alignment control method therefor and driving method therefor |
| US7662092B2 (en) | 2003-04-25 | 2010-02-16 | Olympus Corporation | Endoscope device with electrically actuated bending |
-
1983
- 1983-09-09 JP JP16608683A patent/JPS6057821A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JPH0580652B2 (ja) * | 1985-06-14 | 1993-11-09 | Canon Kk | |
| JPS628124A (ja) * | 1985-07-04 | 1987-01-16 | Canon Inc | 液晶素子 |
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