JPS62185779A - 時分割駆動用液晶素子 - Google Patents
時分割駆動用液晶素子Info
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Landscapes
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- Liquid Crystal Substances (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。
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Description
【発明の詳細な説明】
1亙豆j
本発明は、双安定状態にある強誘電性液晶素子にII
L、詳しくは1フレームまたはlフィールド期間の間書
込み状態を保持させるメモリー駆動方式を用いた時分割
駆動用液晶素子に関する。
L、詳しくは1フレームまたはlフィールド期間の間書
込み状態を保持させるメモリー駆動方式を用いた時分割
駆動用液晶素子に関する。
11且遣
従来の液晶素子としては、例えば、エム。
シャフト(M、5chadt)とダブリュー、ヘルフリ
ヒ(w、)telfrich)著、°゛アプライドフィ
ズイクス、レターズ°’18a4号(” Applie
d PhysicsLetters″、 Vol、1B
、 No、4 ) (19?+、2.15) 、 P
。
ヒ(w、)telfrich)著、°゛アプライドフィ
ズイクス、レターズ°’18a4号(” Applie
d PhysicsLetters″、 Vol、1B
、 No、4 ) (19?+、2.15) 、 P
。
127〜128の「捩れネマチック液晶の電圧依存光学
挙動J (” Voltage −Dependen
t 0pticalActivit7 of a
Twisted Nematic Liqui
dCrystaloo)に記載されたTN(ツィステッ
ド・ネマチック)液晶を用いたものが知られている。
挙動J (” Voltage −Dependen
t 0pticalActivit7 of a
Twisted Nematic Liqui
dCrystaloo)に記載されたTN(ツィステッ
ド・ネマチック)液晶を用いたものが知られている。
しかしながら、このTN液晶は1画素布度を高くしたマ
トリクス電極構造を用いた時分割駆動の時、クロストー
クを発生する問題点があるため。
トリクス電極構造を用いた時分割駆動の時、クロストー
クを発生する問題点があるため。
画素数が制限されていた。
また、各画素にFJ膜トランジスタによるスイッチング
素子を接続し、各画素毎をスイッチングする方式の表示
素子が知られているが、基板上に薄膜トランジスタを形
成する工程が極めて煩雑な上、大面積の表示素子を作成
することが難しい問題点がある。
素子を接続し、各画素毎をスイッチングする方式の表示
素子が知られているが、基板上に薄膜トランジスタを形
成する工程が極めて煩雑な上、大面積の表示素子を作成
することが難しい問題点がある。
このような従来型の液晶素子の欠点を改善するものとし
て、双安定性を有する液晶素子の使用が、クラーク(C
1ark )およびラガウエル(Lagerwall)
により提案されている(特開昭58−107218号公
報、米国特許第4387924号明細書等)、双安定性
を有する液晶としては、一般に、カイラルスメクティッ
クC相(SmC”)又はH相(S mH” )を有する
強誘電性液晶が用いられる。
て、双安定性を有する液晶素子の使用が、クラーク(C
1ark )およびラガウエル(Lagerwall)
により提案されている(特開昭58−107218号公
報、米国特許第4387924号明細書等)、双安定性
を有する液晶としては、一般に、カイラルスメクティッ
クC相(SmC”)又はH相(S mH” )を有する
強誘電性液晶が用いられる。
この液晶は電界に対して第1の光学的安定状態と第2の
光学安定状態からなる双安定状fEを有し、従って前述
のTN型の液晶で用いられた光学変調素子とは異なり、
例えば一方の電界ベクトルに対して第1の光学的安定状
態に液晶が配向し、他方の電界ベクトルに対しては第2
の光学的安定状態に液晶゛が配向される。またこの型の
液晶は、加えられる電界に応答して、極めて速やかに上
記2つの安定状態のいずれかを取り、且つ電界の印加の
ないときはその状態を維持する性質を有する。このよう
な性質を利用することにより、上述した従来のTN型素
子の問題点の多くに対して。
光学安定状態からなる双安定状fEを有し、従って前述
のTN型の液晶で用いられた光学変調素子とは異なり、
例えば一方の電界ベクトルに対して第1の光学的安定状
態に液晶が配向し、他方の電界ベクトルに対しては第2
の光学的安定状態に液晶゛が配向される。またこの型の
液晶は、加えられる電界に応答して、極めて速やかに上
記2つの安定状態のいずれかを取り、且つ電界の印加の
ないときはその状態を維持する性質を有する。このよう
な性質を利用することにより、上述した従来のTN型素
子の問題点の多くに対して。
かなり木質的な改善が得られる。
しかしながら、前述した双安定性を有する液晶素子を用
いて後述するメモリー駆動方式の時分割駆動を行なうと
1画面中の情報信号に応じて書込まれた画素のいくつか
が、書込み時の液晶配列方向から他方の液晶配列方向に
安定配向状態を変えることに基づく書込み画素の反転現
象を生じる問題点があった。これは、例えば1画面中に
「白」信号として書込まれた画素が、「黒」状態に反転
する現象である。この様な反転現象を生じることは、実
際上、ディスプレイ装置にこの強誘電性液晶素子を適用
することを難しくするものであった。
いて後述するメモリー駆動方式の時分割駆動を行なうと
1画面中の情報信号に応じて書込まれた画素のいくつか
が、書込み時の液晶配列方向から他方の液晶配列方向に
安定配向状態を変えることに基づく書込み画素の反転現
象を生じる問題点があった。これは、例えば1画面中に
「白」信号として書込まれた画素が、「黒」状態に反転
する現象である。この様な反転現象を生じることは、実
際上、ディスプレイ装置にこの強誘電性液晶素子を適用
することを難しくするものであった。
立」LΩ」Lの
本発明の目的は、前述の反転現象を防止し、情報信号に
応じて書込まれた画素の書込み状態を1フレームまたは
lフィールド期間の間保持しうる時分割駆動用液晶素子
を提供することにある。
応じて書込まれた画素の書込み状態を1フレームまたは
lフィールド期間の間保持しうる時分割駆動用液晶素子
を提供することにある。
11立1」
本発明は、一対の対向電極間に双安定状態下にある下記
一般式(I)で示される光学活性な液晶性の乳酸誘導体
またはそれを含有する液晶組成物を有している画素を複
数行に配列し、該複数行の画素に行毎に書込み信号を印
加し、該書込み信号を印加した行における画素の書込み
状態を、次の周期の書込み信号が印加されるまでの間保
持させる方式の時分割駆動を行うことを特徴とする時分
割駆動用液晶素子を提供するものである。
一般式(I)で示される光学活性な液晶性の乳酸誘導体
またはそれを含有する液晶組成物を有している画素を複
数行に配列し、該複数行の画素に行毎に書込み信号を印
加し、該書込み信号を印加した行における画素の書込み
状態を、次の周期の書込み信号が印加されるまでの間保
持させる方式の時分割駆動を行うことを特徴とする時分
割駆動用液晶素子を提供するものである。
(上記一般式中、R1は炭素数4〜16のアルキル基を
、Rは炭素数1〜16のアルキル基をそれぞれ示す、ま
たmおよびnは゛、1または2の整数であり、kはOま
たは1、C1は不斉炭素原子を示す、) 以下、必要に応じて図面を参照しつつ1本発明を更に詳
細に説明する。
、Rは炭素数1〜16のアルキル基をそれぞれ示す、ま
たmおよびnは゛、1または2の整数であり、kはOま
たは1、C1は不斉炭素原子を示す、) 以下、必要に応じて図面を参照しつつ1本発明を更に詳
細に説明する。
・ ロ
本発明の液晶素子で用いる上記の光学活性な原品性乳酸
誘導体を示す一般式(I)中、Rは炭素原子数1−16
の直鎖状1分岐状または環状の飽和もしくは不飽和の炭
化水素基のものである。炭素原子数が17以上では画素
における機能材料(乳酸誘導体あるいはその組成物)と
したときの粘度やモル鉢植が増加するため好ましくない
、また、好ましいHの炭素原子数は2〜14である。
誘導体を示す一般式(I)中、Rは炭素原子数1−16
の直鎖状1分岐状または環状の飽和もしくは不飽和の炭
化水素基のものである。炭素原子数が17以上では画素
における機能材料(乳酸誘導体あるいはその組成物)と
したときの粘度やモル鉢植が増加するため好ましくない
、また、好ましいHの炭素原子数は2〜14である。
Rの具体例としては直鎖状アルキル基、分岐状アルキル
基、シクロアルキル基、直鎖状アルケニル基、分岐状ア
ルケニル基、シクロアルケニル基。
基、シクロアルキル基、直鎖状アルケニル基、分岐状ア
ルケニル基、シクロアルケニル基。
直鎖状アルカブイエニル基、分岐状アルカブイエニル基
、シクロアル力ディエニル基、直鎖状アルカトリエニル
基、分岐状アルカトリエニル基、直鎖状アルキニル基、
分岐状アルキニル基、アラルキル基がある。良好な液晶
特性を与えるためには、特にアルキル基が好ましい。
、シクロアル力ディエニル基、直鎖状アルカトリエニル
基、分岐状アルカトリエニル基、直鎖状アルキニル基、
分岐状アルキニル基、アラルキル基がある。良好な液晶
特性を与えるためには、特にアルキル基が好ましい。
R1は炭素数4〜16のアルキル基であり、また好まし
いR1の炭素数は6〜14である。n=1または?であ
りに=oまたはlである。
いR1の炭素数は6〜14である。n=1または?であ
りに=oまたはlである。
本発明の光学活性な乳酸誘導体は、好ましくは特願昭6
0−245709号に示される4−(2−アルコキシプ
ロピルオキシ)安息香14’−(2−フルコキシプロピ
ルオキシ)ビフェニルカルボン酸等の光学活性中間体(
下式(f)の化合物)を経由して以下の反応工程式に示
すように。
0−245709号に示される4−(2−アルコキシプ
ロピルオキシ)安息香14’−(2−フルコキシプロピ
ルオキシ)ビフェニルカルボン酸等の光学活性中間体(
下式(f)の化合物)を経由して以下の反応工程式に示
すように。
合成される。
(a)
(b)
(e)
(d)
(e)
(f)
リ リ
すなわち、Rがアルキル基である化合物[上記式(a)
の化合物]を合成するには、乳酸エステルと炭化水素ヨ
ウ化物とをAg、O存在下に反応させることにより得ら
れる。この場合、乳酸エステルと炭化水素を容器に入れ
て混合しておき、この混合物中にAgtOを添加する方
法が好ましい。
の化合物]を合成するには、乳酸エステルと炭化水素ヨ
ウ化物とをAg、O存在下に反応させることにより得ら
れる。この場合、乳酸エステルと炭化水素を容器に入れ
て混合しておき、この混合物中にAgtOを添加する方
法が好ましい。
さらに上記式(b)の化合物を合成するには。
上記式(a)の化合物をL i A I H4の如き還
元剤を作用せしめる方法がとられる。
元剤を作用せしめる方法がとられる。
更に、OH基をハロゲン原子に置換する場合には、上記
式(b)の化合物ニPB ra 、 SOCl2.PC
II+の如きハロゲン化剤を作用せしめる方法が採用さ
れる。またトシル化するする場合には、p−トルエンス
ルホン酸クロライドを上記式(b)の化合物に作用せし
める方法がとられる。
式(b)の化合物ニPB ra 、 SOCl2.PC
II+の如きハロゲン化剤を作用せしめる方法が採用さ
れる。またトシル化するする場合には、p−トルエンス
ルホン酸クロライドを上記式(b)の化合物に作用せし
める方法がとられる。
このようにして得られた上記式(C)、(d)、(e)
の化合物をアルカリ条件下にてP−ハイドロキシ安息香
酸、p−ハイドロキシビフェニルカルボン酸と反応させ
ることにより式(f)の化合物を得ることが出来る。
の化合物をアルカリ条件下にてP−ハイドロキシ安息香
酸、p−ハイドロキシビフェニルカルボン酸と反応させ
ることにより式(f)の化合物を得ることが出来る。
更に、式(f)の化合物を塩化チオニルにて酸クロライ
ドとしたのち一般式(g)で示される化合物と反応させ
ることにより本発明の光学活性な液晶性の乳酸誘導体を
得ることが出来る。
ドとしたのち一般式(g)で示される化合物と反応させ
ることにより本発明の光学活性な液晶性の乳酸誘導体を
得ることが出来る。
上記反応式におけるRIは炭素数の広い範囲にわたって
選択することが可能であり、具体的にはヨードブタン、
ヨードペンタン、ヨードヘキサン、ヨードへブタン、ヨ
ードオクタン、ヨードノナン、ヨードデカン、ヨードウ
ンデカン、ヨードドデカン、ヨードトリデカン、ヨード
テトラデカン、ヨードペンタデカン、ヨードヘキサデカ
ン、ヨードヘプタデカン、ヨードオクタデカン、ヨード
ノナデカン、ヨードエイコサン等の直鎖状飽和炭化水素
ヨウ化物;2−ヨードブタン、1−ヨード−2−メチル
プロパン、1−ヨード−3−メチルブタン等の分岐状飽
和炭化水素ヨウ化物:ヨードベンジル、ヨードフェナシ
ル、3−ヨード−1−シクロヘキセン等の環状不飽和炭
化水素ヨウ化物;ヨードシクロペンタン、ヨードシクロ
ヘキサン、1−ヨード−3−メチルシクロヘキサン、ヨ
ードシクロへブタン、ヨードシクロオクタン等の環状飽
和炭化水素ヨウ化物がある。
選択することが可能であり、具体的にはヨードブタン、
ヨードペンタン、ヨードヘキサン、ヨードへブタン、ヨ
ードオクタン、ヨードノナン、ヨードデカン、ヨードウ
ンデカン、ヨードドデカン、ヨードトリデカン、ヨード
テトラデカン、ヨードペンタデカン、ヨードヘキサデカ
ン、ヨードヘプタデカン、ヨードオクタデカン、ヨード
ノナデカン、ヨードエイコサン等の直鎖状飽和炭化水素
ヨウ化物;2−ヨードブタン、1−ヨード−2−メチル
プロパン、1−ヨード−3−メチルブタン等の分岐状飽
和炭化水素ヨウ化物:ヨードベンジル、ヨードフェナシ
ル、3−ヨード−1−シクロヘキセン等の環状不飽和炭
化水素ヨウ化物;ヨードシクロペンタン、ヨードシクロ
ヘキサン、1−ヨード−3−メチルシクロヘキサン、ヨ
ードシクロへブタン、ヨードシクロオクタン等の環状飽
和炭化水素ヨウ化物がある。
以上のようなヨウ化物から自由に選択することにより光
学活性な乳酸誘導体を得ることができる。
学活性な乳酸誘導体を得ることができる。
表1に、このようにして得られた光学活性な液晶性の乳
酸誘導体の相転移温度および旋光度を示す。
酸誘導体の相転移温度および旋光度を示す。
表中および以下の記載において相転移温度の記載におけ
る記号は、それぞれ以下の相を示す。
る記号は、それぞれ以下の相を示す。
Cr7st、 :結晶相、SmA :スメクチックA相
、Sac ” :カイラルスメクチックC相、N:ネマ
チック相、Ch:コレステリック相、Iso :等吉相
、Sml 、 S+w2 : SmA 、 Sac ”
以外のスメクチック相(未同定)。
、Sac ” :カイラルスメクチックC相、N:ネマ
チック相、Ch:コレステリック相、Iso :等吉相
、Sml 、 S+w2 : SmA 、 Sac ”
以外のスメクチック相(未同定)。
本発明の液晶素子で用いる組成物は、上記一般式(I)
で表わされる。光学活性な液晶性の乳酸誘導体を少なく
とも1種類配合成分として含有するものである。
で表わされる。光学活性な液晶性の乳酸誘導体を少なく
とも1種類配合成分として含有するものである。
上記組成物のうち下式(1)〜(13)に代表して示さ
れるような強誘電性液晶を配合成分として混合したもの
は、自発分極を増大させることが可能であり、さらに粘
度を低下させる効果とあいまって応答速度を改善するこ
とができ好ましい。
れるような強誘電性液晶を配合成分として混合したもの
は、自発分極を増大させることが可能であり、さらに粘
度を低下させる効果とあいまって応答速度を改善するこ
とができ好ましい。
このような場合には、一般式(I)で示される本発明の
液晶性の乳酸誘導体を、0.1〜99重量%の比率で使
用することが好ましく、特に好ましくは1〜90fi量
%で使用される。
液晶性の乳酸誘導体を、0.1〜99重量%の比率で使
用することが好ましく、特に好ましくは1〜90fi量
%で使用される。
フェニルエステル
フェニルエステル
フェニルエステル
(:ryd、−−→SsC” −−すSEA −−す
Igo。
Igo。
フェニルエステル
フェニルエステル
Cryst、−一峠5llIG”−一仝5sA−チIs
o。
o。
フェニルエステル
H3
C00CHz C)(C2Ha
4.4′−アゾキシシンナミックアシッド−ビス(2−
メチルブチル)エスフ結晶 照」ηや コレステリック
相 旦4’O9方相SmC” −74,3℃ SmA
81.0’0また、上記一般式(I)の液晶性乳酸
誘導体を、下式l)〜5)で示されるような、それ自体
はカイラルでないスメクチック液晶に配合することによ
り、強誘電性液晶として使用可能な組成物が得られる。
メチルブチル)エスフ結晶 照」ηや コレステリック
相 旦4’O9方相SmC” −74,3℃ SmA
81.0’0また、上記一般式(I)の液晶性乳酸
誘導体を、下式l)〜5)で示されるような、それ自体
はカイラルでないスメクチック液晶に配合することによ
り、強誘電性液晶として使用可能な組成物が得られる。
このような場合においては一般式(I)で示される本発
明の液晶性の乳酸誘導体を1.0〜99ffiffi%
の比率で使用することができる。
明の液晶性の乳酸誘導体を1.0〜99ffiffi%
の比率で使用することができる。
+、f−y:シルオキシアゾキシベンゼンCrrst、
77”a Sd: 120’ON +23”
CIgo。
77”a Sd: 120’ON +23”
CIgo。
C@H1,QC称浄QC@Ht*
C・H息フ2く:甲≧)−r>)c山
2−(4’−オクチルオキシフェニル)−5−ノニルピ
リミジンCryst−」ハ硲冠−犯4%−再Fo−4′
−ペンチルオキシフェニル−4−オクチルオキシベンゾ
エートCr7st、 58’OSac [14”O
Sd os’c N 85”OLgo。
リミジンCryst−」ハ硲冠−犯4%−再Fo−4′
−ペンチルオキシフェニル−4−オクチルオキシベンゾ
エートCr7st、 58’OSac [14”O
Sd os’c N 85”OLgo。
ここで、記号は、それぞれ以下の相を示す。
Crygt、 :結晶相、 S−:スメクチ
ックA相。
ックA相。
5IIB:スメクチックB相、5llc:スメクチック
C,IlN。
C,IlN。
N :ネマチック相、 Iso、 :等吉相。
また本発明の液晶性乳酸誘導体を、下式(A)〜(L)
に示すようなコレステリック相を示す液晶化合物ととも
に混合して、液晶材料とすることもできる。この場合、
コレステリック相を示す液晶化合物は1組成物の1.0
〜99重量%の割合で使用することができる。
に示すようなコレステリック相を示す液晶化合物ととも
に混合して、液晶材料とすることもできる。この場合、
コレステリック相を示す液晶化合物は1組成物の1.0
〜99重量%の割合で使用することができる。
(A) コレステリルプロピオネート(B) コレ
ステリルノネナート (C) コレステリルパルミテート (D) コレステリルベナゾネート (E) 4−(2″−メチルブチル)−4’−シアノビフェニル
4−(2”−メチルブチルオキシ)−4’−シアノビフ
ェニル4−才クチルフェニル− −(4−β−メチルブチルベンゾイルオキシ)ベンゾエ
ート154、3℃ 結晶i臀ーFコレステリック相妻=二二等方相4−シア
ノベンジリデン−4−(2−メチルブチル)アニリン4
− (2−メチルブチル 4− (2−メチルブチル)フェニル−4′−デシロキ
シベンゾエート4−へキシルオキシ−4’−(2−メチ
ルブチル)ベンゾエートこれらの液晶材料を用いて素子
を構成する場合,液晶材料が例えばSmC”相またはS
mH”相となるような温度状態に保持する為,必要に応
じて素子をヒーターが埋め込まれた銅ブロック等により
支持することができる。
ステリルノネナート (C) コレステリルパルミテート (D) コレステリルベナゾネート (E) 4−(2″−メチルブチル)−4’−シアノビフェニル
4−(2”−メチルブチルオキシ)−4’−シアノビフ
ェニル4−才クチルフェニル− −(4−β−メチルブチルベンゾイルオキシ)ベンゾエ
ート154、3℃ 結晶i臀ーFコレステリック相妻=二二等方相4−シア
ノベンジリデン−4−(2−メチルブチル)アニリン4
− (2−メチルブチル 4− (2−メチルブチル)フェニル−4′−デシロキ
シベンゾエート4−へキシルオキシ−4’−(2−メチ
ルブチル)ベンゾエートこれらの液晶材料を用いて素子
を構成する場合,液晶材料が例えばSmC”相またはS
mH”相となるような温度状態に保持する為,必要に応
じて素子をヒーターが埋め込まれた銅ブロック等により
支持することができる。
第1図は、強誘電性液晶の動作説明のために、セルの例
を模式的に描いたものである.llaと、llbは、そ
れぞれI n20s 、S n02あるいはI T O
( Indium − Tin Oxide)等の薄
膜からなる透明電極で被覆された基板(ガラス板)であ
り、その間に液晶分子層12がガラス面に垂直になるよ
う配向したSmC”相又はSmH”相の液晶が封入され
ている.太線で示した線13が液晶分子を表わしており
、この液晶分子13はその分子に直交した方向に双極子
モーメント(P上)14を有している.基板21とll
b上の電極間に一定の閾値以上の電圧を印加すると、液
晶分子13のらせん構造がほどけ,双極子モーメント(
P上)14がすべて電界方向に向くよう、液晶分子13
は配向方向を変えることができる.液晶分子13は、細
長い形状を有しており、その長袖方向と短軸方向で屈折
率異方性を示し、従って例えばガラス面の上下に互いに
りaスニコルの偏光子を置けば、電圧i加極性によって
光学特性が変わる液晶光学変調素子となることは、容易
に理解される。
を模式的に描いたものである.llaと、llbは、そ
れぞれI n20s 、S n02あるいはI T O
( Indium − Tin Oxide)等の薄
膜からなる透明電極で被覆された基板(ガラス板)であ
り、その間に液晶分子層12がガラス面に垂直になるよ
う配向したSmC”相又はSmH”相の液晶が封入され
ている.太線で示した線13が液晶分子を表わしており
、この液晶分子13はその分子に直交した方向に双極子
モーメント(P上)14を有している.基板21とll
b上の電極間に一定の閾値以上の電圧を印加すると、液
晶分子13のらせん構造がほどけ,双極子モーメント(
P上)14がすべて電界方向に向くよう、液晶分子13
は配向方向を変えることができる.液晶分子13は、細
長い形状を有しており、その長袖方向と短軸方向で屈折
率異方性を示し、従って例えばガラス面の上下に互いに
りaスニコルの偏光子を置けば、電圧i加極性によって
光学特性が変わる液晶光学変調素子となることは、容易
に理解される。
更に液晶セルの厚さを充分に薄くした場合(例えば約I
JL)、第2図に示すように電界を印加していない状態
でも液晶分子のらせん構造がほどけ.その双極子モーメ
ントPaまたはpbは上向&(24a)又は下向き(2
4b)のどちらかの状態をとる.このようなセルに、第
2図に示す如く一定の閾値以上の極性の異る電界Ea又
はEbを電圧印加手段21aと21bにより付与すると
、双極子モーメントは、電界Ea又はEbの電界ベクト
ルに対応して上向き24a又は下向き24bと向きを変
え,それに応じて液晶分子は、第1の安定状態23aか
あるいは第2の安定状態23bの何れか1方に配向する
。
JL)、第2図に示すように電界を印加していない状態
でも液晶分子のらせん構造がほどけ.その双極子モーメ
ントPaまたはpbは上向&(24a)又は下向き(2
4b)のどちらかの状態をとる.このようなセルに、第
2図に示す如く一定の閾値以上の極性の異る電界Ea又
はEbを電圧印加手段21aと21bにより付与すると
、双極子モーメントは、電界Ea又はEbの電界ベクト
ルに対応して上向き24a又は下向き24bと向きを変
え,それに応じて液晶分子は、第1の安定状態23aか
あるいは第2の安定状態23bの何れか1方に配向する
。
このような強誘電性を光学変調素子として用いることの
利点は、2つある。
利点は、2つある。
その第1は、応答速度が極めて速いことであり、第2は
液晶分子の配向が双安定性を有量ることである。第2の
点を1例えば第2図によって更に説明すると、電界Ea
を印加すると液晶分子は第1の安定状態23aに配向す
るが、この状態は電界を切っても安定である。又、逆向
きの電界Ebを印加すると、液晶分子は第2の安定状態
23bに配向してその分子の向きを変えるが、やはり電
界を切ってもこの状態に留っている。又、与える電界E
aあるいはEbが一定の閾値を越えない限り、それぞれ
前の配向状態にやはり維持されている。このような応答
速度の速さと、双安定性が有効に実現されるにはセルと
しては出来るだけ薄い方が好ましく、一般的には0.5
1L〜201L、特にlルー5uLが適している。
液晶分子の配向が双安定性を有量ることである。第2の
点を1例えば第2図によって更に説明すると、電界Ea
を印加すると液晶分子は第1の安定状態23aに配向す
るが、この状態は電界を切っても安定である。又、逆向
きの電界Ebを印加すると、液晶分子は第2の安定状態
23bに配向してその分子の向きを変えるが、やはり電
界を切ってもこの状態に留っている。又、与える電界E
aあるいはEbが一定の閾値を越えない限り、それぞれ
前の配向状態にやはり維持されている。このような応答
速度の速さと、双安定性が有効に実現されるにはセルと
しては出来るだけ薄い方が好ましく、一般的には0.5
1L〜201L、特にlルー5uLが適している。
次に強M@、性液晶素子の駆動法の具体例を、第3図〜
第5図を用いて説明する。
第5図を用いて説明する。
第3図は、中間に強誘電性液晶化合物(図示せず)が挾
まれたマトリクス電極構造を有するセル31の模式図で
ある。32は、走査電極群であり、33は信号電極群で
ある。最初に走査電極S1が選択された場合について述
べる。第4図(a)と第4図(b)は走査信号であって
、それぞれ選択された走査電極Slに印加される電気信
号とそれ以外の走査電極(選択されない走査電極)S2
.SR,S411・・に印加される電気信号を示してい
る。第4図(C)と第4図(d)は、情報信号であって
それぞれ選択された信号電極I、、I、、I、と選択さ
れない信号電極I、、I、に与えられる電気信号を示し
ている。
まれたマトリクス電極構造を有するセル31の模式図で
ある。32は、走査電極群であり、33は信号電極群で
ある。最初に走査電極S1が選択された場合について述
べる。第4図(a)と第4図(b)は走査信号であって
、それぞれ選択された走査電極Slに印加される電気信
号とそれ以外の走査電極(選択されない走査電極)S2
.SR,S411・・に印加される電気信号を示してい
る。第4図(C)と第4図(d)は、情報信号であって
それぞれ選択された信号電極I、、I、、I、と選択さ
れない信号電極I、、I、に与えられる電気信号を示し
ている。
第4図および第5図においては、それぞれ横軸が時間を
、縦軸が電圧を表す0例えば、動画を表示するような場
合には、走査電極群32は逐次、周期的に選択される。
、縦軸が電圧を表す0例えば、動画を表示するような場
合には、走査電極群32は逐次、周期的に選択される。
今、所定の電圧印加昨間1、またはtzに対して双安定
性を有する液晶セルの、第1の安定状態を与えるための
閾値電圧を−vth□とし、2の安定状態を与えるため
の閾値電圧を+v th、とすると、選択された走査電
極32(Sl)に与えられる電極信号は、第4図(a)
に示される如く位相(時間)11では、2Vを、位相(
時間)tzでは、−2vとなるような交番する電圧であ
る。このように選択された走査電極に互いに電圧の異な
る複数の位相間隔を有する電気信号を印加すると、光学
的「暗」あるいは「明」状態に相当する液晶の第1ある
いは第2の安定状態間での状態変化を、速やかに起こさ
せることができるという重要な効果が得られる。
性を有する液晶セルの、第1の安定状態を与えるための
閾値電圧を−vth□とし、2の安定状態を与えるため
の閾値電圧を+v th、とすると、選択された走査電
極32(Sl)に与えられる電極信号は、第4図(a)
に示される如く位相(時間)11では、2Vを、位相(
時間)tzでは、−2vとなるような交番する電圧であ
る。このように選択された走査電極に互いに電圧の異な
る複数の位相間隔を有する電気信号を印加すると、光学
的「暗」あるいは「明」状態に相当する液晶の第1ある
いは第2の安定状態間での状態変化を、速やかに起こさ
せることができるという重要な効果が得られる。
一方、それ以外の走査電極52〜511−ψ・は、第4
図(b)に示す如くアース状態となっており、電気信号
0である。また、選択された信号電極I□、■3、I5
に与えられる電気信号は、第4図(C)に示される如く
Vであり、また選択されない信号電極r2、■、に与え
られる電気信号は、第4図(d)に示される如<−Vで
ある。
図(b)に示す如くアース状態となっており、電気信号
0である。また、選択された信号電極I□、■3、I5
に与えられる電気信号は、第4図(C)に示される如く
Vであり、また選択されない信号電極r2、■、に与え
られる電気信号は、第4図(d)に示される如<−Vで
ある。
以上に於て各々の電圧値は、以下の関係を満足する所望
の値に設定される。
の値に設定される。
v<vth、<3v
−3V<−Vthl <−V
この様な電気信号が与えられたときの各画素のうち1例
えば第3図中の画素AとBにそれぞれ印加される電圧波
形を第5図(a)と(b)に示す、すなわち、第5図(
a)と(b)より明らかな如く1選択された走査線上に
ある画素Aでは、位相t2に於て、閾値v th2を越
える電圧3vが印加される。また、同一走査線上に存在
する画素Bでは位相を里に於て閾値−vthlを越える
電圧−3Vが印加される。従って1選択された走査電極
線上に於て、信号電極が選択されたか否かに応じて、選
択された場合には、液晶分子は第1の安定状態に配向を
揃え1選択されない場合には第2の安定状態に配向を揃
える。
えば第3図中の画素AとBにそれぞれ印加される電圧波
形を第5図(a)と(b)に示す、すなわち、第5図(
a)と(b)より明らかな如く1選択された走査線上に
ある画素Aでは、位相t2に於て、閾値v th2を越
える電圧3vが印加される。また、同一走査線上に存在
する画素Bでは位相を里に於て閾値−vthlを越える
電圧−3Vが印加される。従って1選択された走査電極
線上に於て、信号電極が選択されたか否かに応じて、選
択された場合には、液晶分子は第1の安定状態に配向を
揃え1選択されない場合には第2の安定状態に配向を揃
える。
一方、第5図(c)と(d)に示される如く、選択され
ない走査線上では、すべての画素に印加される電圧はV
または一■であって、いずれも閾値電圧を越えない、従
って、選択された走査線上以外の各画素における液晶分
子は、配向状態を変えることなく前回走査されたときの
信号状態に対応した配向を、そのまま保持している。即
ち、走査電極が選択されたときにその1547分の信号
の書き込みが行われ、lフレームが終了して次回選択さ
れるまでの間は、その信号状態を保持し得るわけである
。従って、走査電極数が増えても、実質的なデユーティ
比はかわらず、コントラストの低下は全く生じない。
ない走査線上では、すべての画素に印加される電圧はV
または一■であって、いずれも閾値電圧を越えない、従
って、選択された走査線上以外の各画素における液晶分
子は、配向状態を変えることなく前回走査されたときの
信号状態に対応した配向を、そのまま保持している。即
ち、走査電極が選択されたときにその1547分の信号
の書き込みが行われ、lフレームが終了して次回選択さ
れるまでの間は、その信号状態を保持し得るわけである
。従って、走査電極数が増えても、実質的なデユーティ
比はかわらず、コントラストの低下は全く生じない。
次に、ディスプレイ装置として駆動を行った場合の実際
に生じ得る問題点について考えてみる。
に生じ得る問題点について考えてみる。
第3図に於て、走査電極SL#S6・・・と信号電極■
1〜I6・・・の交点で形成する画素のうち、斜線部の
画素は「明」状態に、白地で示した画素は、「暗」状態
に対応するものとする。今、第3図中の信号電極I、上
の表示に注目すると、走査電極SLに対応する画素(A
)では「明」状態であり3それ以外の画素(B)はすべ
て「暗」状態である。この場合の駆動法の一例として、
走査信号と信号電極11に与えられる情報信号及び画素
Aに印加される電圧を時系列的に表したものが第6図で
ある。
1〜I6・・・の交点で形成する画素のうち、斜線部の
画素は「明」状態に、白地で示した画素は、「暗」状態
に対応するものとする。今、第3図中の信号電極I、上
の表示に注目すると、走査電極SLに対応する画素(A
)では「明」状態であり3それ以外の画素(B)はすべ
て「暗」状態である。この場合の駆動法の一例として、
走査信号と信号電極11に与えられる情報信号及び画素
Aに印加される電圧を時系列的に表したものが第6図で
ある。
例えば第6図のようにして、駆動した場合、走査信号S
1が走査されたとき、時1111 t 2に於て画素A
には、閾値v th、を越える電圧3■が印加されるた
め、前歴に関係なく、画素Aは一方向の安定状態、即ち
「明」状態に転移(スイッチ)する、その後は、32〜
S6・・番が走査される間は第6図に示される如<−V
の電圧が印加され続けるが、これは闇値−vth□を越
えないため、画素Aは「明」状態を保ち得るはずである
が、実際にはこのように1つの信号電極上で一方の信号
(今の場合「暗」に対応)が与えられ続けるような情報
の表示を行う場合には、走査線数が極めて多く、しかも
高速駆動が求められるときには反転現象を生じるが、前
述した特定の液晶化合物またはそれを含有した液晶組成
物を用いることによって、この様な反転現象は完全に防
止される。
1が走査されたとき、時1111 t 2に於て画素A
には、閾値v th、を越える電圧3■が印加されるた
め、前歴に関係なく、画素Aは一方向の安定状態、即ち
「明」状態に転移(スイッチ)する、その後は、32〜
S6・・番が走査される間は第6図に示される如<−V
の電圧が印加され続けるが、これは闇値−vth□を越
えないため、画素Aは「明」状態を保ち得るはずである
が、実際にはこのように1つの信号電極上で一方の信号
(今の場合「暗」に対応)が与えられ続けるような情報
の表示を行う場合には、走査線数が極めて多く、しかも
高速駆動が求められるときには反転現象を生じるが、前
述した特定の液晶化合物またはそれを含有した液晶組成
物を用いることによって、この様な反転現象は完全に防
止される。
さらに、本発明では、前述の反転現象を防止する上で液
晶セルを構成している対向電極のうち少なくとも一方の
電極に絶縁物質により形成した絶縁膜を設けることが好
ましい。
晶セルを構成している対向電極のうち少なくとも一方の
電極に絶縁物質により形成した絶縁膜を設けることが好
ましい。
この際に使用する絶縁物質としては、特に制限されるも
のではないが、シリコン窒化物、水素を含有するシリコ
ン窒化物、シリコン炭化物、水素を含有するシリコン炭
化物、シリコン酸化物、硼素窒化物、水素を含有する硼
素窒化物、セリウム酸化物、アルミニウム酸化物、ジル
コニウム酸化物、チタン酸化物やフッ化マグネシウムな
どの無機絶縁物質、あるいはポリビニルアルコール、ポ
リイミド、ポリアミドイミド、ポリエステルイミド、ポ
リバラキシレン、ポリエステル、ポリカーボネート、ポ
リビニルアセタール、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル
、ポリアミド、ポリスチレン、セルロース樹脂、メラミ
ン樹脂、ユリャ樹脂、アクリル樹脂やフォトレジスト樹
脂などの有機絶縁物質が絶縁膜として使用される。これ
らの絶縁膜の膜厚は5000Å以下、好ましくは100
人〜1000人、特に500人〜3000人が適してい
る。
のではないが、シリコン窒化物、水素を含有するシリコ
ン窒化物、シリコン炭化物、水素を含有するシリコン炭
化物、シリコン酸化物、硼素窒化物、水素を含有する硼
素窒化物、セリウム酸化物、アルミニウム酸化物、ジル
コニウム酸化物、チタン酸化物やフッ化マグネシウムな
どの無機絶縁物質、あるいはポリビニルアルコール、ポ
リイミド、ポリアミドイミド、ポリエステルイミド、ポ
リバラキシレン、ポリエステル、ポリカーボネート、ポ
リビニルアセタール、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル
、ポリアミド、ポリスチレン、セルロース樹脂、メラミ
ン樹脂、ユリャ樹脂、アクリル樹脂やフォトレジスト樹
脂などの有機絶縁物質が絶縁膜として使用される。これ
らの絶縁膜の膜厚は5000Å以下、好ましくは100
人〜1000人、特に500人〜3000人が適してい
る。
完」11シ仇」に
上述したように、本発明の強?A電性液晶素子は、前述
した一般式(I)によって表わされた光学活性基をもつ
液晶化合物またはそれを含有した液晶組成物を用いるこ
とによって、メモリー駆動型の時分割駆動法によってス
イッチングやディスプレイを行なう時に現われていた反
転現象を、有効に防止することができる利点を有してい
る。
した一般式(I)によって表わされた光学活性基をもつ
液晶化合物またはそれを含有した液晶組成物を用いるこ
とによって、メモリー駆動型の時分割駆動法によってス
イッチングやディスプレイを行なう時に現われていた反
転現象を、有効に防止することができる利点を有してい
る。
以下1本発明を実施例に従って説明する。
10已
交差した帯状のITOで形成した対向マトリクス電極の
それぞれに1000人の膜厚を有するポリイミド8(ピ
ロメリット酸無水物と4.4”−ジアミノジフェニルエ
ーテルとの結合物からなるポリアミック酸樹脂の5重量
%N−メチルピロリドン溶液を塗布し、250℃の温度
で加熱閉環反応により形成した)を設け、このポリイミ
ド11々の表面を互いに平行になる様にラビングし、セ
ル厚をlILしたセルを作成した。
それぞれに1000人の膜厚を有するポリイミド8(ピ
ロメリット酸無水物と4.4”−ジアミノジフェニルエ
ーテルとの結合物からなるポリアミック酸樹脂の5重量
%N−メチルピロリドン溶液を塗布し、250℃の温度
で加熱閉環反応により形成した)を設け、このポリイミ
ド11々の表面を互いに平行になる様にラビングし、セ
ル厚をlILしたセルを作成した。
次いで、下記組成物Aを等吉相下で前述のセル中に真空
注入法によって注入し、月日した。しかる後に、徐冷(
5℃/時間)によってSmc”の液晶セルを作成した。
注入法によって注入し、月日した。しかる後に、徐冷(
5℃/時間)によってSmc”の液晶セルを作成した。
迩俣鴎憑椿
り
温度を25℃で維持させた状態で、この液晶セルの両側
にクロスニコルの偏光子と検光子を配置し、対向マトリ
クス電極間に第4図及び第5図に示す波形の信号を印加
した。この際、走査信号は第4図(a)に示す+8ボル
トと一8ボルトの交番波形とし、書込み情報は、それぞ
れ+4ボルトと一4ボルトとした。また、lフレーム・
期間を30mm5ecとした。
にクロスニコルの偏光子と検光子を配置し、対向マトリ
クス電極間に第4図及び第5図に示す波形の信号を印加
した。この際、走査信号は第4図(a)に示す+8ボル
トと一8ボルトの交番波形とし、書込み情報は、それぞ
れ+4ボルトと一4ボルトとした。また、lフレーム・
期間を30mm5ecとした。
この結果、この液晶素子は前述のメモリー駆動型時分割
駆動を行なっても、書込み状態は、何ら反転することな
く正常な動画表示が得られた。
駆動を行なっても、書込み状態は、何ら反転することな
く正常な動画表示が得られた。
支11巨」
実施例1で用いた液晶に代えて、下記の液晶組成物B(
実施例2)、C(実施例3)及びD(実施例4)を用い
たほかは、実施例1と同様の方法で液晶素子を作成し、
それぞれの液晶素子について実施例1で用いた方法と同
様の駆動法により動画表示を行なった結果、何れの例で
も画面中に反転現象は見られなかった。
実施例2)、C(実施例3)及びD(実施例4)を用い
たほかは、実施例1と同様の方法で液晶素子を作成し、
それぞれの液晶素子について実施例1で用いた方法と同
様の駆動法により動画表示を行なった結果、何れの例で
も画面中に反転現象は見られなかった。
但し、この場合材料Bについてのみ60℃の温度に保ち
、材料C,Dの場合は25℃の温度に保って観測を行な
った 液晶組成物中 SmC”温度範囲(昇温過a:50℃〜105℃Smc
”温度範囲(昇11!m:24℃〜82℃池慢叫jの SmC”温度範囲(昇温適−〇 ニー1℃〜34℃ルJ
11]しLヱ 実施例1〜4の液晶素子を作成する際に用いた液晶組成
物中の、前述の一般式(I)で示された光学活性基をも
つ化合物に相当する液晶化合物を省略した下記の比較用
液晶C′(比較例1)とD’(比較例2)を調製し、そ
れぞれの比較用液晶を用いて液晶素子を作成した。これ
らの液晶素子を前述と同様の方法で駆動させたが1反転
現象を生じているために、正常な動画が表示されなかっ
た。
、材料C,Dの場合は25℃の温度に保って観測を行な
った 液晶組成物中 SmC”温度範囲(昇温過a:50℃〜105℃Smc
”温度範囲(昇11!m:24℃〜82℃池慢叫jの SmC”温度範囲(昇温適−〇 ニー1℃〜34℃ルJ
11]しLヱ 実施例1〜4の液晶素子を作成する際に用いた液晶組成
物中の、前述の一般式(I)で示された光学活性基をも
つ化合物に相当する液晶化合物を省略した下記の比較用
液晶C′(比較例1)とD’(比較例2)を調製し、そ
れぞれの比較用液晶を用いて液晶素子を作成した。これ
らの液晶素子を前述と同様の方法で駆動させたが1反転
現象を生じているために、正常な動画が表示されなかっ
た。
止蝿■妬糾二
第1図および第2図は、本発明で用いる時分割駆動用液
晶素子を模式的に表わす斜視図、第3図は1本発明で用
いるマトリクス電極構造の平面図、第4図(a)〜(d
)は、マトリクス電極に印加する電気信号を表わす説明
図、第5図(a)〜(d)は、マトリクス電極間に付与
された電圧の波形を表わす説明図、第6図は1本発明の
液晶素子に印加する電気信号を表わしたタイムチャート
の説明図である。 11a、llb・・・基板、 12・・・液晶分子層、 13・・・液晶分子。 14・・・双極子モーメント(Pl)。 23a・・・第1の安定状態。 23b・・・第2の安定状態。 24a・・・上向き双極子モーメント、24b・・・下
向き双極子モーメント、31川セル、 32・・・(S□、S、、s、、・・・)・・・走査電
極群、 33− (It 、It 、Ig 、” 舎・) ・・
・信号電極群。 茶 f 図 第 2 図 33椙号電極群 It I2 13 14 15 −−−−渠 3 図 (a) 品 4 図 (4) 本 5 図 某 6 図
晶素子を模式的に表わす斜視図、第3図は1本発明で用
いるマトリクス電極構造の平面図、第4図(a)〜(d
)は、マトリクス電極に印加する電気信号を表わす説明
図、第5図(a)〜(d)は、マトリクス電極間に付与
された電圧の波形を表わす説明図、第6図は1本発明の
液晶素子に印加する電気信号を表わしたタイムチャート
の説明図である。 11a、llb・・・基板、 12・・・液晶分子層、 13・・・液晶分子。 14・・・双極子モーメント(Pl)。 23a・・・第1の安定状態。 23b・・・第2の安定状態。 24a・・・上向き双極子モーメント、24b・・・下
向き双極子モーメント、31川セル、 32・・・(S□、S、、s、、・・・)・・・走査電
極群、 33− (It 、It 、Ig 、” 舎・) ・・
・信号電極群。 茶 f 図 第 2 図 33椙号電極群 It I2 13 14 15 −−−−渠 3 図 (a) 品 4 図 (4) 本 5 図 某 6 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、一対の対向電極間に双安定状態下にある下記一般式
( I )で示される光学活性な液晶性の乳酸誘導体また
はそれを含有する液晶組成物を有している画素を複数行
に配列し、該複数行の画素に行毎に書込み信号を印加し
、該書込み信号を印加した行における画素の書込み状態
を、次の周期の書込み信号が印加されるまでの間保持さ
せる方式の時分割駆動を行うことを特徴とする時分割駆
動用液晶素子。 ▲数式、化学式、表等があります▼( I ) (上記一般式中、R^1は炭素数4〜16のアルキル基
を、Rは炭素数1〜16のアルキル基をそれぞれ示す。 またmおよびnは、1または2の整数であり、kは0ま
たは1、C^*は不斉炭素原子を示す。) 2、前記乳酸誘導体が下記一般式(II)で表わされる化
合物である特許請求の範囲第1項記載の液晶素子。 ▲数式、化学式、表等があります▼(II) (但し、R^1、R、C^*は前記の通りである。)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61028379A JPS62185779A (ja) | 1986-02-12 | 1986-02-12 | 時分割駆動用液晶素子 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61028379A JPS62185779A (ja) | 1986-02-12 | 1986-02-12 | 時分割駆動用液晶素子 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62185779A true JPS62185779A (ja) | 1987-08-14 |
Family
ID=12247006
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61028379A Pending JPS62185779A (ja) | 1986-02-12 | 1986-02-12 | 時分割駆動用液晶素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62185779A (ja) |
-
1986
- 1986-02-12 JP JP61028379A patent/JPS62185779A/ja active Pending
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