JPS62161122A - 強誘電性液晶素子 - Google Patents

強誘電性液晶素子

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JPS62161122A
JPS62161122A JP313986A JP313986A JPS62161122A JP S62161122 A JPS62161122 A JP S62161122A JP 313986 A JP313986 A JP 313986A JP 313986 A JP313986 A JP 313986A JP S62161122 A JPS62161122 A JP S62161122A
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JP
Japan
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liquid crystal
ferroelectric liquid
substrates
crystal element
sio
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Application number
JP313986A
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English (en)
Inventor
Koji Suzuki
孝治 鈴木
Makoto Arai
真 新井
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Citizen Watch Co Ltd
Original Assignee
Citizen Watch Co Ltd
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Publication date
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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。

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る液晶表示素子や光シヤ
ツター等の液晶素子に関し、更に詳しくは液晶素子の配
向処理方法により強誘電性液晶素子の特徴の一つである
メモリー性を液晶素子のみで達成する強誘電性液晶素子
に関するものである。
〔発明の背景〕
強誘電性液晶を用いる液晶表示モードは、Meyer等
(J、Phys、、36.L269(1975))がカ
イラルスメクティックC液晶であるDQBAMBCを合
成し強誘電性を発見して以来、基礎的な研究が始まり、
更にC1arkとLagerwal 1(Appl、P
hys、Lett、、36.  899(1980) 
 ン が強誘電性液晶を用いた薄い素子により高速応答
性、メモリー性が得られる事を発表し、実用面からも急
速に認識がされている現状にある。C1arkとLag
erwal 1が発表した強誘電性液晶を用いた薄い素
子の動作原理を図を用いて簡単に説明する。第1図は、
強誘電性液晶であるカイラルスメクティックC(以下S
mCと略す〕液晶の層構造と分子配列を模式的に素子と
して示したものである。第1図において101と102
は透明電極が設けられた基板であり、この基板間には液
晶分子層21が基板面に垂直になるように配向したSm
C相が封入されている。201は液晶分子を示し、この
液晶分子201はその分子に直交した方向に双極子モー
メント601を有している。液晶分子201はスメクテ
ィソク相の垂線からある角度(ティルト角)θ傾いてい
ると共に、液晶分子の長軸方向は層から眉へ角度θを一
定に保ちながら、らせん状に回転している。このような
らせん構造を有するSmC相の相構造、分子配列は素子
の基板間の間隔が厚い時に見られる。第1図のような構
造の素子をらせんピッチ以下、例えば1〜2μm程度に
素子の基板間の間隔を薄くすると第2図に示すように液
晶分子のらせん構造がほどけた非らせん構造となり、液
晶分子は202あるいは206のどちらかの状態をとる
。この場合双極子モーメントは上向き602または下向
き606のどちらかの状態となり、このような素子に閾
値以上の極性の異なる電界EまたはEを印加すると双極
子モーメントは、電界EまたはEの電界ベクトルに対応
して上向き602または下向き606に向きを変え、液
晶分子は202あるいは203のいずれか一方の状態と
なる。このような液晶分子の状態変化は2枚の基板の外
側にそれぞれ偏光板を設置して複屈折型モードとする、
あるいは、液晶層に2色性色素を添加してゲストホスト
型モードとして光学的スイッチング素子とする事ができ
、表示素子、光シヤツター等に応用する事ができる。
このような動作原理に基づ(強誘電性液晶を用いた素子
は、電圧スイッチングに伴なう光学的応答が高速である
と共に、例えば第2図において、電界Eを印加すると液
晶分子は202の状態で配向するが、電界を切ってもこ
の状態を保持し、さらに、逆の電界Eを印加すると液晶
分子は206の状態に配向し電界を切ってもこの状態を
保持するという双安定性、メモリー性という特徴を有す
るものである。
〔従来技術と問題点〕
このような強誘電性液晶を用いる液晶素子において5r
ri!相の層が基板に対して垂直に配列し、かつ液晶分
子が基板に平行に配列したモノドメインの素子を達成す
る配向処理方法としては、1)−軸配向制御法 2)シェアリング法 3)磁場印加法 4)温度勾配法 5)スペーサーエツジ法 等が知られている。
シェアリング法とは基板をずらせてせん断応力をかげ、
これによって配向させる方法であり、磁場印加法は外部
からの磁場印加による方法、温度勾配法とは、強誘電性
液晶の相変化を利用し温度により一種のエピタキシャル
成長でモノドメインを達成する方法、スペーサーエツジ
法とは一軸性フィルムを利用しモノドメインを達成させ
る方法であり、これらの方法を単独であるいは組合せて
モノドメインを達成させた報告はあるが、強誘電性液晶
を用いる液晶素子の製造を考えた場合、素子製造工程の
装置が大規模になる、大面積化が困難である、量産性が
ない等の理由から工業的には望ましいものではない。こ
れに対し、−軸配向制御法とは、従来のTNモードで知
られているポリイミド系樹脂、PVA等を配向膜として
、綿、ナイロン等の布でラビングする方法や、S10を
蒸着する方法であり、従来技術の延長で強誘電性液晶の
モノドメインを形成する方法である。
この−軸配向制御法は、製造工程が簡便である、大面積
化も容易である等の理由から工業的に有利と考えられ、
配向膜の材料による配向性、2枚の基板での配向膜を同
一にする、2枚の基板で異なる配向膜を使う等種々の試
みがなされている。
然しなから、これらの方法により液晶素子全体でほぼ均
一なモノドメインは得られるものの、強誘電性液晶を用
いる液晶素子の特徴の一つである双安定性、メモリー性
は液晶素子のみでは達成できず駆動方法を改良してAC
バイアス法(J、M。
Geary;SID  DIGEST、、128(19
85))と呼ばれる駆動方法を採用する等、液晶素子と
他の技術を組合せて双安定性、メモリー性を実現してい
る状況にある。
強誘電性液晶素子の電気光学特性は双安定性、メモリー
性がある場合は第3図ta+に示すような+V、−Vの
電圧印加に対して第3図(blに示すよ一定レベルを維
持する。これに対し、メモリー性かない場合は第3図(
C)に示すように+Vあるいは−V印加後の光量は時間
と共に変化し一定レベルの光量を保持する事ができない
。これは第2図に示したように1.電圧印加後の液晶分
子202あるいは206が電圧を切った後、その配向状
態を保持できず配向変化が生じるためであり、この結果
、光量を一定レベルに維持できないものである。このよ
うな双安定性、メモリー性が無い素子に対して、駆動方
法を工夫したACバイアス法とは、例えばその駆動波形
を第4図に示すように、vAc電圧を印加し、閾値以上
のパルス印加後に交流波形を重畳し、第2図に示したよ
うに液晶分子202あるいは206の状態を反転パルス
印加後の交流波形でその状態を保持するものである。
〔発明の目的〕
本発明の強誘電性液晶素子は、上述したようなACバイ
アス法等を用いずに液晶素子のみで強誘電性液晶素子の
特徴であるメモリー性を実現することを目的とするもの
である。
〔発明の構成〕
゛ 本発明の強誘電性液晶素子は、ITQ等の電極が施
こされた基板に配向膜としてSiQを斜方蒸着してなる
斜方蒸着はSiQの入射角αを基板法線に対して55度
から88度の任意の角度を設定して行なう。
〔実施例〕
以下図面に基づいて本発明の詳細な説明する。
第5図は本発明に係る斜方蒸着の説明図で、斜方蒸着は
、SiQの入射角αを基板101の法線に対し55度か
ら88度の任意の角度をとるようにする。
第6図は本発明による強誘電性液晶素子の断面図である
。基板1には電極2が形成され、配向膜6はSiQの8
5度斜方蒸着で膜厚として約30OAの配向膜が形成さ
れ、2枚の基板の間隔は約2.0μmである。2枚の基
板の間隔は、ガラスファイバー、プラビーズ、 A12
os 粉末、フィルム、樹脂等をスペーサーとして用い
液晶層4は一定の間隔に保たれている。この素子に強誘
電性液晶であるC8−1oll(チッソ株式会社製〕を
封入し、約100 ’Cまで加熱し除冷する事により均
一なモノドメインが得られた。この素子での電気光学特
性を第7図に示す。第7図は+10vから−10Vの電
圧を掃引した場合の光量変化を示す特性図である。第7
図において電圧印加に対応して光量変化には明確な閾値
が存在すると共に、例えば−10Vの光量は+Vの印加
でも−Vでの光量を維持しているというメモリー性のあ
る結果が得られた。比較のために、第8図は配向膜をポ
リイミド系樹脂(PIX−5400日立化成株式会社製
)を用いラビングにより配向膜を形成し前述した方法で
作製した素子の電気光学特性図である。第7図と比較し
、光量変化の閾値は存在せず、また十V、−Vの電圧印
加で光量の維持特性は無くメモリー性が得られない結果
となった。
本発明の実施例である85度のSiQ斜方蒸着はネマテ
ィック液晶を用いた場合、約25度のプレティルト角と
なるものであり、さらに、ネマティック液晶で0度のプ
レティルト角となる60度のSiQ斜方蒸着を行ない前
述した方法で作製した素子でも第7図と同様のメモリー
性のある電気光学特性が得られろ結果となった。また、
強誘電性液晶材料に関してC5−1011は誘電率異方
性が負の強誘電性液晶であるが、誘電率異方性が正であ
るZL I−3080(E、 Merck製)を用いて
も配向処理をSiO斜方蒸着とする事でメモリー性を有
する素子を実現できた。このように本発明による配向膜
をSiQ斜方蒸着とした強誘電性液晶素子は、強誘電性
液晶の誘電率異方性の正、負によらず液晶素子のみでメ
モリー性を有するものであり、特にACバイアス法を採
用した場合には誘電率異方性が負の強誘電性液晶のみが
有効であるのに対し、強誘電性液晶の材料選択の幅を広
げるものでもある。
〔発明の効果〕
上述したように、本発明による強誘電性液晶素子は配向
膜を基板法線に対して55度から88度の任意の角度で
のSiQ斜方蒸着とする事で液晶素子のみでメモリー性
を有する結果が得られ、強誘電性液晶を用いる液晶素子
の特徴であるメモIJ−性を簡便な方法で達成するもの
であり、本発明の実施例の一つである85度のSiQ斜
方蒸着を配向膜とした強誘電性液晶素子の場合、電圧除
去後も数週間のメモリー性を有するものであった。さら
にメモリー性により単純マトリクス型液晶素子で駆動デ
ユーティ−比を高くとれる、メモリー性を利用して液晶
素子の全面走査でなく、書き込み、消去を選択して行な
う事ができる等、特に大型液晶表示素子として本発明は
有効なものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は一般的な強誘電性液晶のSm♂の相構造と分子
構造を示す説明図、第2図は第1図の基板間の間隔を薄
くした場合の強誘電性液晶の配列を示す説明図、第3図
、第4図は従来技術に係り、第3図は電圧印加に対する
光量変化を示し、第3図(a)の印加電圧(+V、−V
)に対し、第3図(b)第5図は本発明に係る斜方蒸着
の説明図、第6図は本発明による強誘電性液晶素子の断
面図であり第7図は実施例によるメモリー性が有る場合
の電圧印加に対する光量変化を示す特性図であり、第8
図はメモリー性が無い場合の光量変化を示す特性図であ
る。 1・・・・・・基板、2・・・・・・電極、6・・・・
・・配向膜、4・・・・・・液晶層、5・・・・・・偏
光板、 201.202.206・・・・・・液晶分子、601
.602.606・・・・・・電気双極子モーメント。 第6図 第7図 −10−10EV) 第8図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 電極を備えた少なくとも一方が透明である2枚の基板間
    に強誘電性液晶を挾み、前記2枚の基板間の前記強誘電
    性液晶を非らせん構造として用いる強誘電性液晶素子に
    おいて、前記2枚の基板に施される配向処理が前記基板
    の法線に対して55度から88度の角度でなされるSi
    O斜方蒸着である事を特徴とする強誘電性液晶素子。
JP313986A 1986-01-10 1986-01-10 強誘電性液晶素子 Pending JPS62161122A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6366533A (ja) * 1986-09-09 1988-03-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd 強誘電性液晶パネル
JPS6478234A (en) * 1987-09-19 1989-03-23 Nippon Denso Co Matrix type liquid crystal display device
US5781266A (en) * 1993-09-27 1998-07-14 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Ferroelectric liquid crystal display device and method for producing the same

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60156043A (ja) * 1984-01-23 1985-08-16 Canon Inc カイラルスメクティック液晶素子

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