JPS61282882A - 液晶素子 - Google Patents
液晶素子Info
- Publication number
- JPS61282882A JPS61282882A JP12468085A JP12468085A JPS61282882A JP S61282882 A JPS61282882 A JP S61282882A JP 12468085 A JP12468085 A JP 12468085A JP 12468085 A JP12468085 A JP 12468085A JP S61282882 A JPS61282882 A JP S61282882A
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- Japan
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- liquid crystal
- substrate
- ferroelectric
- spontaneous polarization
- crystal molecules
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- 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（１）技術分野
本発明は液晶を用いた電気光学素子に関し、更に詳しく
は液晶として強誘電性液晶を用いた素子における液晶の
配向方法に関する。
は液晶として強誘電性液晶を用いた素子における液晶の
配向方法に関する。
（２）従来技術とその問題点
現在、液晶を用いた電気光学素子、すなわち表示素子や
プリンターへ）ドの開発が活発に行なわれており、表示
素子は広く実用化されている。
プリンターへ）ドの開発が活発に行なわれており、表示
素子は広く実用化されている。
しかしながら、従来の液晶素子は応答速度に限界があり
、表示素子として広く用いられているツイストネマチ享
り型の応答速度は室温において３０ミリ秒程度であり、
これを１桁短縮することは極めて困難というのが常識で
ある。表示素子においてはこの程度の応答速度で一応、
使用に耐えられるが、それでも低温時の動作は不充分で
あり、更にプリンターへ）ドに用いるには２桁程度、応
答時間を短縮する必要がある。このために、プリンター
へ）ドに用いる液晶素子を中心に、２周波駆動型等の新
しい液晶動作モードの開発が盛んに行なわれているが、
これでもプリンターとしては印字速度がｌθ枚／分程度
の低速機にしか使用できないのが現状である。このよう
な状況にあって、近年、強誘電性液晶と呼ばれる種類の
カイラルスメクチ＼り液晶が注目をあびている。それは
、この種の強誘電性液晶がツイストネマチ＼り型液晶と
較べると１万分の１程度という、従来液晶とは桁遅いの
高速応答性を有する可能性を秘めているからである。
、表示素子として広く用いられているツイストネマチ享
り型の応答速度は室温において３０ミリ秒程度であり、
これを１桁短縮することは極めて困難というのが常識で
ある。表示素子においてはこの程度の応答速度で一応、
使用に耐えられるが、それでも低温時の動作は不充分で
あり、更にプリンターへ）ドに用いるには２桁程度、応
答時間を短縮する必要がある。このために、プリンター
へ）ドに用いる液晶素子を中心に、２周波駆動型等の新
しい液晶動作モードの開発が盛んに行なわれているが、
これでもプリンターとしては印字速度がｌθ枚／分程度
の低速機にしか使用できないのが現状である。このよう
な状況にあって、近年、強誘電性液晶と呼ばれる種類の
カイラルスメクチ＼り液晶が注目をあびている。それは
、この種の強誘電性液晶がツイストネマチ＼り型液晶と
較べると１万分の１程度という、従来液晶とは桁遅いの
高速応答性を有する可能性を秘めているからである。
強誘電性液晶か示す、このマイクロ秒台の応答速度を最
初に確認したのはノーエル・ニー・クラーク（Ｎｏｅｌ
Ａ−Ｃ１ａｒｋ）とスヘン・チー・う）ｆｋｔ＜ル
（８ｖｅｎ Ｔ −Ｌｒａ ｇｅ ｒ −＝ｌｉ！ｉ
ｆａ ｌ ｌ）テあるとされており、その内容はアで−
イド・フィシクス・レターズ（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈ
ｙｓｉｃｓＬｅｔｔｅｒｓ）の第３６巻、第１１号（１
９８０年発行）の８９９頁から９０１頁にかけて掲載さ
れた彼らの論文に記載されている。すなわち、強誘電性
を示すカイラルスメクチ〜り液晶は、第２図に示すよう
に自発分極２１をもさた液晶分子２２が層構造をとると
同時にらせん構造を形成している。このままでは自発分
極はらせん軸２３のまわりに均一に分布して打消しあシ
ているが、このような液晶を、そのらせん軸と平行な２
枚の基板で挟み、かつその間隙、すなわち液晶の厚さを
少なくともらせん構造のビ々チ長以下に薄くすると、液
晶分子は自発分極が基板に対して垂直となるような２つ
の配向状態のいずれかに強制的に配向させられる。第３
図はその様子を示す図であり、領域Ａは自発分極が下側
の基板３１に向いた状態、領域Ｂは自発分極が上側の基
板３２に向いた状態である。第４図は、基板の上面から
みた図であり、領域人と領域Ｂとでは液晶分子が４１．
４２の異なる配向状態をとっていることを示している。
初に確認したのはノーエル・ニー・クラーク（Ｎｏｅｌ
Ａ−Ｃ１ａｒｋ）とスヘン・チー・う）ｆｋｔ＜ル
（８ｖｅｎ Ｔ −Ｌｒａ ｇｅ ｒ −＝ｌｉ！ｉ
ｆａ ｌ ｌ）テあるとされており、その内容はアで−
イド・フィシクス・レターズ（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈ
ｙｓｉｃｓＬｅｔｔｅｒｓ）の第３６巻、第１１号（１
９８０年発行）の８９９頁から９０１頁にかけて掲載さ
れた彼らの論文に記載されている。すなわち、強誘電性
を示すカイラルスメクチ〜り液晶は、第２図に示すよう
に自発分極２１をもさた液晶分子２２が層構造をとると
同時にらせん構造を形成している。このままでは自発分
極はらせん軸２３のまわりに均一に分布して打消しあシ
ているが、このような液晶を、そのらせん軸と平行な２
枚の基板で挟み、かつその間隙、すなわち液晶の厚さを
少なくともらせん構造のビ々チ長以下に薄くすると、液
晶分子は自発分極が基板に対して垂直となるような２つ
の配向状態のいずれかに強制的に配向させられる。第３
図はその様子を示す図であり、領域Ａは自発分極が下側
の基板３１に向いた状態、領域Ｂは自発分極が上側の基
板３２に向いた状態である。第４図は、基板の上面から
みた図であり、領域人と領域Ｂとでは液晶分子が４１．
４２の異なる配向状態をとっていることを示している。
例えば、このような状態を２枚の互いに偏光方向が直交
する偏光板で挟み、かつ１枚の偏光板の偏光方向４３を
４１の液晶分子の方向に一致させて観察すると、領域Ａ
は暗くみえ、領域Ｂは明るくみえる。領域Ｂが最も明る
くみえるのは４２の液晶分子の方向が２枚の偏光板の偏
光方向（互いに直交）の中間方向、すなわちいずれかの
偏光方向から４５°ずれた場合であることは容易にわか
る。
する偏光板で挟み、かつ１枚の偏光板の偏光方向４３を
４１の液晶分子の方向に一致させて観察すると、領域Ａ
は暗くみえ、領域Ｂは明るくみえる。領域Ｂが最も明る
くみえるのは４２の液晶分子の方向が２枚の偏光板の偏
光方向（互いに直交）の中間方向、すなわちいずれかの
偏光方向から４５°ずれた場合であることは容易にわか
る。
このように、強誘電性を示すカイラルスメクチ５り液晶
を極めて間隙の挾い２枚の基板で挟むと、液晶分子は光
学的に識別される２つの配向状態のいずれかをとるよう
になる。しかも、強訴電性液晶はその自発分極が外部電
界と直接的に応答して、電界方向に配向する。従Ｎて、
外部から基板と直交する方向の直流電界を印加して、そ
の向きを反転すると、それに応じて自発分極の向きが反
転する。すなわち、第４図の領域人と領域Ｂとが電気的
にスイ＼チングされる訳で、これは２枚の基板の内面に
透明電極の類を形成しておくことによ〜て容易に実現で
きる。しかも、この電気的スインチング現象が自発分極
と外部電界との直接的な応答によるものであるために、
極めて高速であり、ッ４ｏ論文、よ１４イケ。秒台。応
答速度ゎ確。
を極めて間隙の挾い２枚の基板で挟むと、液晶分子は光
学的に識別される２つの配向状態のいずれかをとるよう
になる。しかも、強訴電性液晶はその自発分極が外部電
界と直接的に応答して、電界方向に配向する。従Ｎて、
外部から基板と直交する方向の直流電界を印加して、そ
の向きを反転すると、それに応じて自発分極の向きが反
転する。すなわち、第４図の領域人と領域Ｂとが電気的
にスイ＼チングされる訳で、これは２枚の基板の内面に
透明電極の類を形成しておくことによ〜て容易に実現で
きる。しかも、この電気的スインチング現象が自発分極
と外部電界との直接的な応答によるものであるために、
極めて高速であり、ッ４ｏ論文、よ１４イケ。秒台。応
答速度ゎ確。
されている。しかしながら、このような高速応答の液晶
素子が実用化に至〜ていない一つの大きな原因は、その
液晶分子の均一配向を得ることの困難さにある。すなわ
ち、外部電界が印加されていない状態においては第３図
の２つの配向状態はエネルギー的に等価であり、従来の
液晶配向技術ではこの２つの配向状態が混在してしまう
ことになり、結果的に液晶素子のコントラスト低下や表
示ムラ、あるいは電気光学効果のしきい現象の不明瞭化
とい■た不都合を引き起こしてしまい、実用に耐えない
のが現状である。しかるに本発明者は、上述の液晶分子
の自発分極の配向の向きを揃える新規な配向処理法を見
出した結果、強誘電性液晶分子のモノドメイン状の均一
配向を実現せしめて本発明に至へたものである。
素子が実用化に至〜ていない一つの大きな原因は、その
液晶分子の均一配向を得ることの困難さにある。すなわ
ち、外部電界が印加されていない状態においては第３図
の２つの配向状態はエネルギー的に等価であり、従来の
液晶配向技術ではこの２つの配向状態が混在してしまう
ことになり、結果的に液晶素子のコントラスト低下や表
示ムラ、あるいは電気光学効果のしきい現象の不明瞭化
とい■た不都合を引き起こしてしまい、実用に耐えない
のが現状である。しかるに本発明者は、上述の液晶分子
の自発分極の配向の向きを揃える新規な配向処理法を見
出した結果、強誘電性液晶分子のモノドメイン状の均一
配向を実現せしめて本発明に至へたものである。
（３）問題点を解決する手段
本発明の液晶素子は、電極を設けた相対向する２枚の基
板の間隙に強誘電性液晶を挟持した構造の液晶素子であ
り、前記基板の少なくとも１枚の液晶と接する面に強誘
電性高分子物質の膜を設けた点に特徴がある。
板の間隙に強誘電性液晶を挟持した構造の液晶素子であ
り、前記基板の少なくとも１枚の液晶と接する面に強誘
電性高分子物質の膜を設けた点に特徴がある。
（４）発明の作用・原理
本発明の液晶素子に用いる強誘電性高分子物質は高分子
の分子鎖と概略直交する方向に自発分極を有しており、
基板上で簿膜を形成すると高分子鎖が基板面と概略平行
となるような構造となり、従〜て自発分極は基板と概略
垂直な方向に配向する。このような配向は基板上の高分
子物質膜に一方向のせん断応力（シアリング）を加える
ことによって、より完全なものにすることができる。。
の分子鎖と概略直交する方向に自発分極を有しており、
基板上で簿膜を形成すると高分子鎖が基板面と概略平行
となるような構造となり、従〜て自発分極は基板と概略
垂直な方向に配向する。このような配向は基板上の高分
子物質膜に一方向のせん断応力（シアリング）を加える
ことによって、より完全なものにすることができる。。
また、自発分極の向きは、必要に応じて外部電界を印加
することによＮて、基板から外に向かう向きと基板から
内側に向かう向きとの２種類を作り出すことができ、い
ずれの状態も外部電界を取り除いた状態において半永久
的に保持される。従って、強誘電性液晶を挟む２枚の基
板のそれぞれの液晶と接する面に強誘電性高分子物質の
膜を設け、かつ例えば下側基板の強誘電性分子物質の膜
の自発分極の向きを基板から液晶物質の側に向け、上側
基板においてはその逆となるように対向させることによ
り、強誘電性液晶分子はその自発分極が強誘電性高分子
物質膜の自発分極との相互作用により、すべて下側基板
から上側基板に向くように均一に配向する。また、基板
の表面自体が例えばそれと接する強誘電性液晶分子の自
発分極を基板から液晶物質の側に向けるような作用を有
するとすれば、もう一方の基板の液晶と接する面にだけ
強誘電性高分子物質の膜を設けて、その自発分極の向き
が液晶物質の側から基板側に向くように制御することに
より、同様の均一な強誘電性液晶分子の配向が得られる
。
することによＮて、基板から外に向かう向きと基板から
内側に向かう向きとの２種類を作り出すことができ、い
ずれの状態も外部電界を取り除いた状態において半永久
的に保持される。従って、強誘電性液晶を挟む２枚の基
板のそれぞれの液晶と接する面に強誘電性高分子物質の
膜を設け、かつ例えば下側基板の強誘電性分子物質の膜
の自発分極の向きを基板から液晶物質の側に向け、上側
基板においてはその逆となるように対向させることによ
り、強誘電性液晶分子はその自発分極が強誘電性高分子
物質膜の自発分極との相互作用により、すべて下側基板
から上側基板に向くように均一に配向する。また、基板
の表面自体が例えばそれと接する強誘電性液晶分子の自
発分極を基板から液晶物質の側に向けるような作用を有
するとすれば、もう一方の基板の液晶と接する面にだけ
強誘電性高分子物質の膜を設けて、その自発分極の向き
が液晶物質の側から基板側に向くように制御することに
より、同様の均一な強誘電性液晶分子の配向が得られる
。
（５）実施例
以下に具体例を参照して本発明の詳細な説明する◇
第１図は本発明の一実施例の液晶素子の構造を示す断面
図であり、第１図において１，２はそれぞれの内面に酸
化インジウムの透明電極３，４を設けた、相対向する２
枚のガラス基板である。
図であり、第１図において１，２はそれぞれの内面に酸
化インジウムの透明電極３，４を設けた、相対向する２
枚のガラス基板である。
２枚のガラス基板は、その間隙に平均粒径２ミクロンの
アルミナ粒子５を介在させて、周辺をエポキシ接着剤６
で固定されている。この２枚のガラス基板の間隙には略
称ＤＯＢＡＭＢＣの名称で公知の強誘を性液晶パラーデ
シルオキシベンジリデン−バラ−アミ）−２−メチルブ
チルシンナメート７が挟持されている。８および９はそ
れぞれ、ガラス基板ｌおよび２の液晶７と接する面に形
成された強誘電性高分子物質、シアン化ビニリデン共重
合体の膜であり、膜中のシアノ基の膜厚方向への均一配
向に基づき、膜８の自発分極（第１図では挾式的に矢印
８０で示した）は基板側から液晶物質側に、また膜９の
自発分極（同じく矢印９０で示した）は液晶物質側から
基板側に均一に向いている。
アルミナ粒子５を介在させて、周辺をエポキシ接着剤６
で固定されている。この２枚のガラス基板の間隙には略
称ＤＯＢＡＭＢＣの名称で公知の強誘を性液晶パラーデ
シルオキシベンジリデン−バラ−アミ）−２−メチルブ
チルシンナメート７が挟持されている。８および９はそ
れぞれ、ガラス基板ｌおよび２の液晶７と接する面に形
成された強誘電性高分子物質、シアン化ビニリデン共重
合体の膜であり、膜中のシアノ基の膜厚方向への均一配
向に基づき、膜８の自発分極（第１図では挾式的に矢印
８０で示した）は基板側から液晶物質側に、また膜９の
自発分極（同じく矢印９０で示した）は液晶物質側から
基板側に均一に向いている。
この強誘電性高分子物質膜の配向したシアノ基と１強誘
電性液晶物質７のカルボニル基との間の強い相互作用、
すなわち自発分極相互作用によって、第１図の構造の液
晶素子においては、強誘電性液晶分子がその自発分極を
すべて基板８から基板９に向けた均一な配向が得られる
。
電性液晶物質７のカルボニル基との間の強い相互作用、
すなわち自発分極相互作用によって、第１図の構造の液
晶素子においては、強誘電性液晶分子がその自発分極を
すべて基板８から基板９に向けた均一な配向が得られる
。
そして、この自発分極の向きは、電極３および４の間に
印加した直流電界の極性を反転することによって高速に
切換えることができ、前記の直交偏晃板と組合わせた構
成の素子において、均一で高速応答の可能な優れた電気
光学特性が得られる〇（６）発明の効果 以上述べたように、本発明によれば強誘電性液晶が均一
に配向した液晶素子が得られ、優れた電気光学特性を実
現することができる。
印加した直流電界の極性を反転することによって高速に
切換えることができ、前記の直交偏晃板と組合わせた構
成の素子において、均一で高速応答の可能な優れた電気
光学特性が得られる〇（６）発明の効果 以上述べたように、本発明によれば強誘電性液晶が均一
に配向した液晶素子が得られ、優れた電気光学特性を実
現することができる。
第１図は本発明の液晶素子の一実施例の構造を示す断面
図であり、ｌ、２はガラス基板、３，４は透明電極、５
はスペーサ、６は接着剤、７は強誘電性液晶、８，９は
強誘電性高分子物質膜、８０゜９０は自発分極の向きを
示す。 第２図は強誘電性液晶分子のらせん配列状態を示す図で
、２１は自発分極、２２は液晶分子、２３はらせん軸を
示す。 第３図は強誘電性液晶分子のらせんが消滅した配列状態
を示す図で、３１．３２は２枚の基板である。第４図は
、第３図の上面図であり、４１．４２は液晶分子がとる
２つの、配向方向を示し、４３は直交する２枚の偏光板
のうちの１枚の偏光方向を示している０ □ ７ｉ−１図 第２図 ７ｉ−３図 □ 二 ３１ オ ４ 図
図であり、ｌ、２はガラス基板、３，４は透明電極、５
はスペーサ、６は接着剤、７は強誘電性液晶、８，９は
強誘電性高分子物質膜、８０゜９０は自発分極の向きを
示す。 第２図は強誘電性液晶分子のらせん配列状態を示す図で
、２１は自発分極、２２は液晶分子、２３はらせん軸を
示す。 第３図は強誘電性液晶分子のらせんが消滅した配列状態
を示す図で、３１．３２は２枚の基板である。第４図は
、第３図の上面図であり、４１．４２は液晶分子がとる
２つの、配向方向を示し、４３は直交する２枚の偏光板
のうちの１枚の偏光方向を示している０ □ ７ｉ−１図 第２図 ７ｉ−３図 □ 二 ３１ オ ４ 図
Claims (1)
- 電極を設けた相対向する２枚の基板の間隙に強誘電性液
晶を挟持した構造の液晶素子において、前記基板の少な
くとも１枚の液晶と接する面に、強誘電性高分子物質の
膜を設けたことを特徴とする液晶素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12468085A JPS61282882A (ja) | 1985-06-07 | 1985-06-07 | 液晶素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12468085A JPS61282882A (ja) | 1985-06-07 | 1985-06-07 | 液晶素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61282882A true JPS61282882A (ja) | 1986-12-13 |
| JPH0564798B2 JPH0564798B2 (ja) | 1993-09-16 |
Family
ID=14891411
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12468085A Granted JPS61282882A (ja) | 1985-06-07 | 1985-06-07 | 液晶素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61282882A (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6078422A (ja) * | 1983-10-05 | 1985-05-04 | Canon Inc | 液晶素子 |
| JPS61159627A (ja) * | 1985-01-07 | 1986-07-19 | Seiko Epson Corp | 液晶電気光学装置 |
| JPS61170726A (ja) * | 1985-01-24 | 1986-08-01 | Canon Inc | 液晶セル |
-
1985
- 1985-06-07 JP JP12468085A patent/JPS61282882A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6078422A (ja) * | 1983-10-05 | 1985-05-04 | Canon Inc | 液晶素子 |
| JPS61159627A (ja) * | 1985-01-07 | 1986-07-19 | Seiko Epson Corp | 液晶電気光学装置 |
| JPS61170726A (ja) * | 1985-01-24 | 1986-08-01 | Canon Inc | 液晶セル |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0564798B2 (ja) | 1993-09-16 |
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