JPS62223729A - Method for driving ferroelectric liquid crystal element - Google Patents
Method for driving ferroelectric liquid crystal elementInfo
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Landscapes
- Liquid Crystal Display Device Control (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、強誘電性液晶素子の駆動法に関し、詳しくは
表示ならびに駆動特性を改善した強誘電性液晶素子の駆
動法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a method for driving a ferroelectric liquid crystal element, and more particularly to a method for driving a ferroelectric liquid crystal element with improved display and driving characteristics.
従来の液晶素子としては例えば、エム・シャット(M、
5chadt)とダブり二−壷へルフリッヒ(W、He
1frich)著“アプライド・フィジックス・レタ
ーズ°1(”Applied Physics L
etters”)第18巻、第4号(1971年2月1
5日発行)、第127頁〜128頁の“ボルテージ・デ
ィペンダント・オプティカルやアクティビティ−・オブ
Φア・ツィステッド−ネマチック・リキッド・クリスタ
ル″(“Vo l t ageDepent entO
ptical Activity of aTw
isted Nematic LiquidC
r y s t a l ” )に示されたツィステッ
ド会ナマチック(twisted Nematic)
液晶を用いたものが知られている。このTN液晶は1画
素密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、クロストークを発失する問題点があるため、画
素数が制限されていた。Examples of conventional liquid crystal elements include M-Shut (M,
5chadt) and double urn Helfrich (W, He
1frich) “Applied Physics Letters°1”
etters”) Volume 18, No. 4 (February 1, 1971
"Voltage Dependent Optical and Activities of a Twisted Nematic Liquid Crystal"
ptical Activity of aTw
isted Nematic LiquidC
Twisted Nematic shown in rystal”
One that uses liquid crystal is known. This TN liquid crystal has a problem in that crosstalk occurs during time-division driving using a matrix electrode structure with a high pixel density, so the number of pixels is limited.
ヌ、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、基板トに薄膜トランジスタを形
成する工程が極めて煩雑なヒ、大面積の表示素子を作成
することが難ずかしい問題点がある。A display element is known in which a switching element such as an FJ or a film transistor is connected to each pixel, and each pixel is switched. However, the process of forming the thin film transistor on the substrate is extremely complicated. There is a problem that it is difficult to create a display element.
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(C1
ark)およびラガウエル(Lage rwa l 1
)により提案されている(#開閉56−107216号
公報、米国特許第43−67924号明細書等)、双安
定性を有する液晶としては、一般に、カイラルスメクチ
ックC相(AmC)k)又はH相(SmH)k)を宥す
る強誘電性液晶が用いられる。この液晶は電界に対して
双安定状態を有し、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1例えば一方の電界ベクト
ルに対して1つ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他方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
、かなり本質的な改善が得られる。Clark (C1
ark) and Lagauer (Lage rwa l 1)
) (#Open and Close Publication No. 56-107216, U.S. Patent No. 43-67924, etc.), liquid crystals having bistability are generally chiral smectic C phase (AmC) k) or H phase. (SmH)k) is used. This liquid crystal has a bistable state with respect to an electric field, and therefore, unlike the optical modulation element used in the above-mentioned TN type liquid crystal, the liquid crystal is oriented in one optically stable state for one electric field vector. However, the liquid crystal is oriented in the other optically stable state with respect to the other electric field vector. Furthermore, this type of liquid crystal has the property of very quickly taking one of the above two stable states in response to an applied electric field, and maintaining that state when no electric field is applied. By utilizing such properties, many of the problems of the conventional TN type device described above can be significantly improved.
このような強誘電性を有する液晶で素子を形成するに当
って最も問題となるのは、SmC*相を有する層が基板
面に対して垂直に配列し且つ液晶分子が基板面に略平行
に配向したモノドメイン性の高いセルを形成することが
困難なことである。The biggest problem in forming devices using liquid crystals with such ferroelectric properties is that the layer having the SmC* phase is aligned perpendicularly to the substrate surface, and the liquid crystal molecules are aligned approximately parallel to the substrate surface. It is difficult to form highly oriented monodomain cells.
即ち、5rnC*の七ノドメインを形成する際に、これ
まで基板に施した一軸性配向処理によってSmC)Hの
垂直層をその法線方向に沿って配列させる配向方法が採
用されていたが、かかる配向方法によって配向制御され
たSmC)kは、上述するスプレィ配向状態で配向する
傾向があるため、最大チルト角0よりかなり小さいチル
ト角θの双安定状態又は多安定状態となっていた。That is, when forming the 5rnC* heptadomain, an alignment method has been adopted in which the vertical layer of SmC)H is aligned along the normal direction by a uniaxial alignment treatment applied to the substrate. SmC)k whose orientation was controlled by such an orientation method had a tendency to be oriented in the above-mentioned spray orientation state, so it was in a bistable state or a multistable state with a tilt angle θ considerably smaller than the maximum tilt angle 0.
チルト角θが小さい双安定状態又は多安定状態の強誘電
性液晶は、スイッチング時には最大チルト角0となるが
、スイッチング後のメモリー状態下ではチルト角Qに戻
るため、光学特性もこれに応じてスイッチング時には最
大透過率を示すが、その後のメモリー状態下ではその透
過率は次第に減少することになる。従って、スプレィ配
向状態の強誘電性液晶を線順次書込み方式に適用すると
、書込み昨には一瞬明るくなリ、これが表示画面でのち
らつきの原因となり、又メモリー状態下の低い透過率は
暗い表示画面の原因となっている。A ferroelectric liquid crystal in a bistable or multistable state with a small tilt angle θ has a maximum tilt angle of 0 during switching, but returns to the tilt angle Q in the memory state after switching, so the optical properties also change accordingly. It exhibits maximum transmittance during switching, but the transmittance gradually decreases under subsequent memory conditions. Therefore, when a ferroelectric liquid crystal in a splay alignment state is applied to a line-sequential writing method, the screen becomes bright for a moment before writing, which causes flickering on the display screen, and the low transmittance under the memory state causes a dark display screen. It is the cause of
〔問題点を解決するための手段〕及び〔作用〕従って、
本発明の目的は、前述の問題点を解消した強誘電性液晶
素子の駆動法を提供することにあり、詳しくは強誘電性
液晶をユニフォール配向状態下で駆動する強誘電性液晶
素子の駆動法を提供することにある。[Means for solving the problem] and [effect] Therefore,
An object of the present invention is to provide a method for driving a ferroelectric liquid crystal element that solves the above-mentioned problems, and more specifically, for driving a ferroelectric liquid crystal element in which ferroelectric liquid crystal is driven in a unifold alignment state. It is about providing law.
すなわち、本発明は、走査線とデータ線との交差部で画
素を形成しているマトリクス電極と、電界が印加されて
いない時に双安定状態又は多安定状態を生じる強誘電性
液晶とを有する強誘電性液晶素子の駆動法において、前
記強誘電性液晶の一方の安定状態から他方の安定状態へ
切換えるのに必要な電圧をスイッチング閾値Vthとし
、且つ電界無印加時の強誘電性液晶の双安定状態又は多
安定状態から別の双安定状態又は多安定状態へ転換させ
る必要な交流電圧の¥:@頌をVthとした時、前記走
査線のうち選択されていない走査線上の画素に印加する
交りとした強誘電性液晶素子の駆動法に特徴を有してい
る。本発明の好ましい具体例では、a、電界が印加され
ていない時、少なくとも第1の安定状態と第2の安定状
態を有する双安定又は多安定配向状態のうち何れか1つ
の安定状態に配向する強誘電性液晶を1対の基板間に配
置した液晶セルと、
b、第1の安定状態に配向した時の強誘電性液晶を第3
の安定状態に配向させ、第2の安定状態に配向した時の
強誘電性液晶を第4の安定状態に配向させる交流電界を
印加する手段と。That is, the present invention provides a ferroelectric liquid crystal that has a matrix electrode forming a pixel at the intersection of a scanning line and a data line, and a ferroelectric liquid crystal that exhibits a bistable state or a multistable state when no electric field is applied. In the driving method of a dielectric liquid crystal element, the voltage required to switch the ferroelectric liquid crystal from one stable state to the other stable state is defined as a switching threshold Vth, and the bistable state of the ferroelectric liquid crystal when no electric field is applied is set as the switching threshold Vth. Necessary alternating current voltage to convert one state or multistable state to another bistable state or multistable state: When Vth is the alternating voltage applied to the pixels on the scanning line that is not selected among the scanning lines. It is characterized by a method for driving a ferroelectric liquid crystal element. In a preferred embodiment of the present invention, a, when no electric field is applied, the orientation is in one of a bistable or multistable orientation state having at least a first stable state and a second stable state; A liquid crystal cell in which a ferroelectric liquid crystal is arranged between a pair of substrates; b) a ferroelectric liquid crystal arranged in a first stable state in a third cell;
and means for applying an alternating current electric field to orient the ferroelectric liquid crystal in a fourth stable state when the ferroelectric liquid crystal is oriented in a second stable state.
C,マトリクス電極手段と、
d、前記マトリクス電極手段に走査選択信号を印加する
手段と走査選択信号に同期して、前記交流電界の実効値
以上の電圧波高値をもつ情報信号を印加する手段と。C. matrix electrode means; d. means for applying a scan selection signal to the matrix electrode means; and means for applying an information signal having a voltage peak value greater than the effective value of the AC electric field in synchronization with the scan selection signal. .
e、第3の安定配向に配向した強誘電性液晶を通過した
光線と第4の安定配向に配向した強誘電性液晶を通過し
た光線との光学的相違を検知する手段、
とを有する液晶装置によ−って達成される。e. means for detecting an optical difference between a light beam passing through a ferroelectric liquid crystal oriented in a third stable orientation and a light beam passing through a ferroelectric liquid crystal oriented in a fourth stable orientation; This is achieved by
(実施例〕
以下、必要に応じて図面を参照しつつ、本発明を更に詳
細に説明する。(Example) The present invention will be described in further detail below with reference to the drawings as necessary.
本発明で用いる液晶材料として、特に適したものは、カ
イラルスメクチック液晶であって、強誘電性を有するも
のである。具体的にはカイラルスメクチックC相(Sm
c*)、カイラルスメクチックC相(SmG)k)、カ
イラルスメクチックF相(SmF)k)、カイラルスメ
クチックI相(SmI*)又はカイラルスメクチックH
相(SmH*)の液晶を用いることができる。A particularly suitable liquid crystal material for use in the present invention is a chiral smectic liquid crystal having ferroelectricity. Specifically, chiral smectic C phase (Sm
c*), chiral smectic C phase (SmG) k), chiral smectic F phase (SmF) k), chiral smectic I phase (SmI*) or chiral smectic H
(SmH*) liquid crystal can be used.
強誘電性液晶の詳細については、たとえば“ル争ジュル
ナール・ド・フイジイク・レットル°” (“LE
JOtTRNAL DE PHYSIQUE
LETTRE”)36 (L−69)1975年「フ
ェロエレクトリック・リキッド・クリスタルJ (F
erroelectricLiquid Cryst
als;”アプライド・フイジイツクス・レターズ(”
Applied Physics Letters
”)36 (11)1980年「サブミクロΦセカンド
番バイスティプル・エレクトロオプティック・スイッチ
ング・イン・リキッド会りリスタルスJ (rsub
micro S e c o n dBistabl
e ElectroopticSwitching
in L I q u i dCyst
als」);”固体物体パ上6(141)1981 r
液晶」等に記載されている。For more information on ferroelectric liquid crystals, see, for example, "Les Journals de Fijic L'Etre°"("LE
JOtTRNAL DE PHYSIQUE
LETTRE") 36 (L-69) 1975 "Ferroelectric Liquid Crystal J (F
erroelectricLiquid Cryst
als;”Applied Physics Letters (”
Applied Physics Letters
”) 36 (11) 1980 “Submicro Φ 2nd Bi-stipple Electro-optic Switching in Liquid Meeting Ristals J (rsub
microSecondBistable
eElectrooptic Switching
in L Iq u i dCyst
als”);”Solid Objects Volume 6 (141) 1981 r
"LCD" etc.
本発明で用いうる液晶化合物の具体例としては、p−デ
シロキシベンジリデン−p′−アミノ−2−メチルブル
シンナメー) (DOBAMBC)、p−へキシロキシ
ベンジリデン−p′−アミノ−2−クロロプロピルシン
ナメート(HOBACPC)、P−デシロキシベンジリ
デン−p′−アミノ−2−メチルブチル−α−シアノシ
ン−j−) −1(DOBAMBCC)、p−テトラデ
シロキシベンジリデン−p′−アミノ−2−メチルブチ
ル−α−シアノシンナメー) (TDOBAMBCC)
、P−才クチルオキシベンジリデン−p′−7ミノー2
−メチルブチル−α−クロロシンナメート(OOBAM
BCC)、P−オクチルオキシベンジリデン−p′−ア
ミノ−2−メチルブチル−α−メチルシンナメート、4
.4′−7ソキシシンナミツクマシツドービス(2−メ
チルブチル)エステル4−0− (2−メチル)−ブチ
ルレゾルシリチン−4′−オクチルアニリン(MBRA
8)、4− (2’−メチルブチル)フェニル−4
′−オクチルオキシビフェニル−4−カルボキシレート
、4−へキシルオキシフェニル−4−(2’−メチルブ
チル)ビフェニル−4′−力ルポキシレート、4−オク
チルオキシフェニル−4−(2’−メチルブチル)ビフ
ェニル−4′−カルボキシレート、4−へブチルフェニ
ル−4−(4ニーメチルヘキシル)ビフェニル−4′−
力ルポキシレート、4−(2’−メチルブチル)フェニ
ル−4−(47−メチルヘキシル)ビフェニル−4′−
力ルポキシレートや、その他下達の実施例で用いたもの
などが挙げられる。特に、好ましい強誘電性液晶として
は、これにより高温側でコレステリック相を示すものを
用いることができ、例えば下達の実施例に挙げた相転移
温度を示すフェニルエステル系液晶を用いることができ
る。Specific examples of liquid crystal compounds that can be used in the present invention include p-decyloxybenzylidene-p'-amino-2-methylbrucinname (DOBAMBC), p-hexyloxybenzylidene-p'-amino-2-chloro Propyl cinnamate (HOBACPC), P-decyloxybenzylidene-p'-amino-2-methylbutyl-α-cyanosine-j-)-1 (DOBAMBCC), p-tetradecyloxybenzylidene-p'-amino-2-methylbutyl -α-cyanosinname) (TDOBAM BCC)
, P-cutyloxybenzylidene-p'-7 minnow 2
-Methylbutyl-α-chlorocinnamate (OOBAM
BCC), P-octyloxybenzylidene-p'-amino-2-methylbutyl-α-methylcinnamate, 4
.. 4'-7 Soxycinnamic acid bis(2-methylbutyl) ester 4-0-(2-methyl)-butylresorsilitin-4'-octylaniline (MBRA
8), 4-(2'-methylbutyl)phenyl-4
'-Octyloxyphenyl-4-carboxylate, 4-hexyloxyphenyl-4-(2'-methylbutyl)biphenyl-4'-rupoxylate, 4-octyloxyphenyl-4-(2'-methylbutyl)biphenyl- 4'-carboxylate, 4-hebutylphenyl-4-(4-methylhexyl)biphenyl-4'-
Rupoxylate, 4-(2'-methylbutyl)phenyl-4-(47-methylhexyl)biphenyl-4'-
Examples include hydroxylupoxylate and others used in the examples below. Particularly preferred ferroelectric liquid crystals include those exhibiting a cholesteric phase at high temperatures; for example, phenyl ester liquid crystals exhibiting a phase transition temperature listed in the Examples below may be used.
これらの材料を用いて素子を構成する場合、液晶化合物
が所望の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。When constructing an element using these materials, the element can be supported by a copper block or the like in which a heater is embedded, if necessary, in order to maintain the temperature at which the liquid crystal compound becomes a desired phase.
第4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。以下、所望の相としてS
mC)kを例にとって説明する。FIG. 4 schematically depicts an example of a cell for explaining the operation of a ferroelectric liquid crystal. Hereinafter, S as the desired phase
This will be explained using mC)k as an example.
41aと1bは、I n203あるいはITO(Ind
ium−Tin 0xide)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42がガラス面に垂直になるように配向したS
mC)IC相の液晶が封入されている。太線で示した線
43が液晶分子を表わしており、この液晶分子43は基
板の面方向に連続的にらせん構造を形成している。この
らせん構造の中心軸45と液晶分子43の軸方向とのな
す角度を■として表わす。この液晶分子43は、その分
子に直交した方向に双極子モーメント(P上)44を有
している。41a and 1b are I n203 or ITO (Ind
It is a substrate (glass plate) coated with a transparent electrode made of a thin film such as ium-Tin oxide), between which a liquid crystal molecular layer 42 is oriented perpendicularly to the glass surface.
mC) IC phase liquid crystal is sealed. A thick line 43 represents a liquid crystal molecule, and the liquid crystal molecule 43 continuously forms a helical structure in the plane direction of the substrate. The angle formed between the central axis 45 of this helical structure and the axial direction of the liquid crystal molecules 43 is expressed as ■. This liquid crystal molecule 43 has a dipole moment (on P) 44 in a direction perpendicular to the molecule.
基板41aと41b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43のらせん構造がほどけ、双
極子モーメン) (P上)44がすべて電界方向に向く
よう、液晶分子43は配向方向を変えることができる。When a voltage equal to or higher than a certain threshold is applied between the electrodes on the substrates 41a and 41b, the helical structure of the liquid crystal molecules 43 is unraveled, and the liquid crystal molecules 43 are aligned so that all dipole moments (P) 44 are oriented in the direction of the electric field. You can change direction.
液晶分子43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クロスニコルの偏光子を置けば、電
圧印加極性によって光学特性が変わる液晶光学素子とな
ることは、容易に理解される。The liquid crystal molecules 43 have an elongated shape and exhibit refractive index anisotropy in the long axis direction and the short axis direction. Therefore, for example, if crossed nicol polarizers are placed above and below the glass surface, the polarizer will change depending on the voltage applied polarity. It is easily understood that this results in a liquid crystal optical element whose optical properties change.
本発明の液晶光学素子で好ましく用いられる液晶セルは
、例えば10ル以下とする事ができる。このように液晶
層が薄くなるにしたがい、第5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、
非らせん構造となり、その双極子モーメン)Paまたは
Pbは上向き(54a)又は下向き(54b)のどちら
かの状態をとる。この液晶分子軸53aの分子軸と53
bのなす角度の1/2の角度をチルト角(■)と称し、
このチルト角(0)はらせん構造をとる時のコーンのな
す頂角の1/2に等しく、下達する最大チルト角に相当
している。このようなセルに、一定の閾値以上の極性の
異なる電界Ea又はEbを電圧印加手段51aと51b
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54a又は下向き
54bと向きを変え、それに応じて液晶分子は、1つの
安定配向53aかあるいは他の安定配向53bの何れか
一方に配向する。The liquid crystal cell preferably used in the liquid crystal optical element of the present invention can have a size of, for example, 10 l or less. As the liquid crystal layer becomes thinner, the helical structure of the liquid crystal molecules unwinds even when no electric field is applied, as shown in Figure 5.
It has a non-helical structure, and its dipole moment (Pa or Pb) is either upward (54a) or downward (54b). The molecular axis of this liquid crystal molecular axis 53a and 53
The angle that is 1/2 of the angle formed by b is called the tilt angle (■),
This tilt angle (0) is equal to 1/2 of the apex angle formed by the cone when it takes a spiral structure, and corresponds to the maximum tilt angle that can be lowered. Voltage applying means 51a and 51b apply electric fields Ea or Eb of different polarity above a certain threshold to such cells.
When given by Orient in one direction.
このような強誘電性を液晶光学素子とじて用いることの
利点は、先にも述べたが2つある。As mentioned earlier, there are two advantages to using such ferroelectricity as a liquid crystal optical element.
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又は多安定性を有することで
ある。第2の点を、例えば第5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1つの安定配向5
3a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、液晶分子は他
の安定配向53b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。The first is that the response speed is extremely fast, and the second is that the alignment of liquid crystal molecules has bistability or multistability. To further explain the second point, for example, with reference to FIG.
3a, and this state is stable even when the electric field is turned off. Furthermore, when an electric field Eb in the opposite direction is applied, the liquid crystal molecules are aligned to another stable orientation 53b and the orientation of the molecules is changed, but they remain in this state even after the electric field is turned off.
このような応答速度の速さと、双安定性又は多安定性が
有効に実現されるにはセル厚が出来るだけ薄い方が好ま
しい。In order to effectively realize such fast response speed and bistability or multistability, it is preferable that the cell thickness be as thin as possible.
ところで、従来より大面積の液晶セルを製造する上で、
基板表面に一軸性の配向処理を施す方法が知られている
。この一軸性の配向処理法としては基板表面をビロード
、布や紙で一方向にラビングする方法あるいは基板表面
にSiOやS i O2を斜方蒸着する方法などが挙げ
られる。By the way, in manufacturing a liquid crystal cell with a larger area than before,
A method is known in which a substrate surface is subjected to uniaxial alignment treatment. Examples of the uniaxial alignment treatment include a method of rubbing the substrate surface in one direction with velvet, cloth, or paper, and a method of obliquely depositing SiO or SiO2 on the substrate surface.
しかしながら、強誘電性液晶の配向制御法として、前述
したラビング法や斜方蒸着法を適用すると、第8図に示
すスプレィ配向状態で双安定性又は多安定性が形成され
ることが判明した。第8図は、第5図の垂直層42の法
線方向から見た断面図で、81は液晶分子54a又は5
4bの垂直層への写影(C−ダイレクタ)を表わし、8
2は液晶分子54a又は54bの先端部を表わし、83
は自発分極を表わしている。すなわち、第8図によれば
、基板41aに隣接する液晶分子は垂直層の中心軸法線
(紙面垂直方向)に対して右側に配向しているが、基板
4Lbに隣接する液晶分子は垂直層の中心軸法線に対し
て左側に配向している。このスプレィ配向状態の強誘電
性液晶に閾値電圧以上の電界を印加すると、液晶分子は
最大チルト角■で配向するが、その電界を除去した後で
はそのチルト角は次第に減少し、スプレィ配向状態での
チルト角θに戻ってしまう。However, it has been found that when the above-mentioned rubbing method or oblique evaporation method is applied as a method for controlling the orientation of ferroelectric liquid crystal, bistable or multistable orientation is formed in the spray orientation state shown in FIG. FIG. 8 is a cross-sectional view of the vertical layer 42 in FIG.
4b onto the vertical layer (C-director), and 8
2 represents the tip of the liquid crystal molecule 54a or 54b, and 83
represents spontaneous polarization. That is, according to FIG. 8, the liquid crystal molecules adjacent to the substrate 41a are oriented to the right with respect to the normal to the central axis of the vertical layer (in the direction perpendicular to the plane of the paper), but the liquid crystal molecules adjacent to the substrate 4Lb are oriented in the vertical layer. It is oriented to the left with respect to the normal to the central axis of. When an electric field higher than the threshold voltage is applied to the ferroelectric liquid crystal in the splay alignment state, the liquid crystal molecules align at the maximum tilt angle ■, but after the electric field is removed, the tilt angle gradually decreases and the ferroelectric liquid crystal in the splay alignment state becomes oriented. The tilt angle θ returns to .
第7図は、前述した液晶分子の配向状態を模式的に示す
もので、基板面41aより上方から見た図である。FIG. 7 schematically shows the alignment state of the liquid crystal molecules described above, and is a view seen from above the substrate surface 41a.
図中、70は一軸性配向処理の方向、すなわち、本実施
例ではラビング方向に相当している。SmA相では、液
晶分子がラビング方向70と一致する液晶の平均分子軸
方向71をもって配向する。SmC*相に於ては液晶分
子の平均的な分子軸方向は、72aの方向に傾き、ラビ
ング方向70とSmC)kの平均分子軸方向72aは、
角度θをなして第1の安定配向状態となる。この状態で
上下基板に電圧を印加すると、SmC*の液晶分子の平
均的な分子軸方向は、角度θより大きい角度に変化し、
角度0で飽和した第3の安定配向状態をとる。この゛
時の平均分子軸方向を73aとする。In the figure, 70 corresponds to the direction of uniaxial alignment treatment, that is, the rubbing direction in this example. In the SmA phase, liquid crystal molecules are oriented with the average molecular axis direction 71 of the liquid crystal coinciding with the rubbing direction 70. In the SmC* phase, the average molecular axis direction of liquid crystal molecules is inclined in the direction 72a, and the rubbing direction 70 and the average molecular axis direction 72a of SmC)k are as follows.
The angle θ is formed and the first stable orientation state is achieved. When a voltage is applied to the upper and lower substrates in this state, the average molecular axis direction of the liquid crystal molecules of SmC* changes to an angle larger than the angle θ,
A third stable orientation state saturated at an angle of 0 is assumed. This゛
The average molecular axis direction at the time is 73a.
次に、電圧を零に戻すと、液晶分子は再びもとの第1の
分子軸方向72aの状態に戻る。Next, when the voltage is returned to zero, the liquid crystal molecules return to the original state in the first molecular axis direction 72a.
従って、第1の分子軸方向72aの状態で、液晶分子は
メモリー性を有することになる。又、分子軸方向72a
の状態で、逆方向の電圧を印加すると、その電圧が充分
に高い場合には、液晶分子の平均的分子軸方向は、飽和
して角度0をなす第4の安定配向状態の平均分子軸方向
73bに切換わる。そして、再び電圧を零に戻すと、液
晶分子は、角度θをなす第2の安定配向状態の平均分子
軸方向72bの状態に落ちつく。Therefore, in the state of the first molecular axis direction 72a, the liquid crystal molecules have memory properties. Moreover, the molecular axis direction 72a
When a voltage in the opposite direction is applied in the state of 73b. Then, when the voltage is returned to zero again, the liquid crystal molecules settle into a second stable alignment state forming an angle θ in the average molecular axis direction 72b.
そこで、本発明者らは、前述した様なスプレィ配向状態
の強誘電性液晶に予め又は駆動中に交流電圧を印加する
ことによって、下達する第9図に示すユニフォーム配向
状態とすることを見い出した。特に、本発明の好ましい
具体例では、走査線とデータ線で形成したマトリクス電
極を備えた液晶装置を線順次書込み方式で書込む際、強
誘電性液晶を第1の安定状態から第2の安定状態へ、又
は第2の安定状態から第1の安定状態へ反転させるのに
必要な電圧、すなわち駆動時のスイッチング閾値をVt
hとし、且つ第8図に示すスプレィ配向状態下の双安定
状態又は多安定状態を第9図に示すユニフォーム配向状
態下での双安定状態又は多安定状態へ転換するのに必要
な交流電圧の実効値(以下、した時、マトリクス電極内
の選択されていない係にある交流電圧Vacを印加する
点に特徴を有している。Therefore, the present inventors have discovered that by applying an alternating current voltage to the ferroelectric liquid crystal in the spray alignment state as described above beforehand or during driving, the uniform alignment state shown in FIG. 9 can be achieved. . In particular, in a preferred embodiment of the present invention, when a liquid crystal device having a matrix electrode formed of scanning lines and data lines is written in a line-sequential writing method, the ferroelectric liquid crystal is changed from a first stable state to a second stable state. Vt is the voltage required to reverse the state or from the second stable state to the first stable state, that is, the switching threshold during driving.
h, and the AC voltage required to convert the bistable state or multistable state under the splay orientation state shown in FIG. 8 to the bistable state or multistable state under the uniform orientation state shown in FIG. 9. When the effective value (hereinafter referred to as rms value) is applied, a certain AC voltage Vac is applied to unselected sections in the matrix electrode.
第9図は、本発明で用いるユニフォーム配向状態を模式
的に表わした断面図である。第9図によれば基板41a
に隣接する液晶分子54a又は54bはそれぞれ垂直層
の中心軸法線に対して左側又は右側に配向しており、同
様に基板41bに隣接する液晶分子54a又は54bも
垂直層の中心軸法線に対して左側又は右側に配向し、両
基板に隣接するそれぞれの液晶分子軸の基板への写影軸
は互いに平行となっている。FIG. 9 is a cross-sectional view schematically showing the uniform orientation state used in the present invention. According to FIG. 9, the substrate 41a
The liquid crystal molecules 54a or 54b adjacent to the substrate 41b are oriented to the left or right, respectively, with respect to the normal to the central axis of the vertical layer, and similarly, the liquid crystal molecules 54a or 54b adjacent to the substrate 41b are also oriented to the normal to the central axis of the vertical layer. On the other hand, the projection axes of the respective liquid crystal molecular axes adjacent to both substrates, which are oriented on the left or right side and are adjacent to both substrates, are parallel to each other.
第6図(A)と(B)は、本発明で用いる液晶素子の一
実施例を示している。第6図(A)は、本発明の液晶素
子の平面図で、第6図(B)はそのA−N断面図である
。FIGS. 6A and 6B show an embodiment of a liquid crystal element used in the present invention. FIG. 6(A) is a plan view of the liquid crystal element of the present invention, and FIG. 6(B) is a sectional view taken along the line AN.
第6図で示すセル構造体60は、ガラス板又はプラスチ
ック板などからなる一対の基板61aと61bをスペー
サ64で所定の間隔に保持され、この一対の基板をシー
リングするために接着剤66で接着したセル構造を有し
ており、さらに基板61aの上には複数の透明電極62
からなる電極群(例えばマトリクス電極構造のうちの走
査電圧印加用電極群)が例えば帯状パターンなどの所定
パターンで形成されている。In the cell structure 60 shown in FIG. 6, a pair of substrates 61a and 61b made of glass plates, plastic plates, etc. are held at a predetermined distance by a spacer 64, and are bonded with an adhesive 66 to seal the pair of substrates. Furthermore, a plurality of transparent electrodes 62 are provided on the substrate 61a.
A group of electrodes (for example, a group of electrodes for applying a scanning voltage in a matrix electrode structure) is formed in a predetermined pattern such as a strip pattern.
基板61bの上には前述の透明電極62と交差させた複
数の透明電極62bからなる電極群(例えば、マトリク
ス電極構造のうちの信号電圧印加用電極群)が形成され
ている。On the substrate 61b, an electrode group (for example, a signal voltage application electrode group in a matrix electrode structure) is formed, which is made up of a plurality of transparent electrodes 62b intersecting with the transparent electrode 62 described above.
この様な透明電極62bを設けた基板61bには、例え
ば、−酸化硅素、二酸化硅素、酸化アルミニウム、ジル
コニア、フッ化マグネシウム、酸化セリウム、フッ化セ
リウム、シリコン窒化物、シリコン炭化物、ホウ素窒化
物などの無機絶縁物質や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、ポリパ
ラキシリレン、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、ポリアミド、ポリ
スチレン、セルロース樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂
やアクリル樹脂などの有機絶縁物質を用いて被膜形成し
た配向制御膜65を設けることができるが、特にポリビ
ニルアルコールで形成した配向制御膜65が好ましい。The substrate 61b provided with such a transparent electrode 62b may be made of, for example, silicon oxide, silicon dioxide, aluminum oxide, zirconia, magnesium fluoride, cerium oxide, cerium fluoride, silicon nitride, silicon carbide, boron nitride, etc. inorganic insulating materials and organic materials such as polyvinyl alcohol, polyimide, polyamideimide, polyesterimide, polyparaxylylene, polyester, polycarbonate, polyvinyl acetal, polyvinyl chloride, polyamide, polystyrene, cellulose resin, melamine resin, urea resin and acrylic resin. Although the alignment control film 65 may be formed using an insulating material, the alignment control film 65 formed from polyvinyl alcohol is particularly preferable.
この配向制御膜65は、前述の如き無機絶縁物質又は有
機絶縁物質を被膜形成した後に、その表面をビロード、
布や紙で一方向に摺擦(ラビング)することによって得
られる。This orientation control film 65 is formed by coating the above-mentioned inorganic insulating material or organic insulating material, and then coating the surface with velvet.
Obtained by rubbing in one direction with cloth or paper.
本発明の別の好ましい具体例では、SiOやS i 0
2などの無機絶縁物質を基板61bの上に斜め蒸着法に
よって被膜形成することによって、配向制御膜65を得
ることができる。In another preferred embodiment of the invention, SiO or S i 0
The alignment control film 65 can be obtained by forming a film of an inorganic insulating material such as No. 2 on the substrate 61b by oblique vapor deposition.
前述の配向制御膜65は、同時に絶縁膜としても機能さ
せることが好ましく、この為にこの配向制御膜65の膜
厚は一般に50人〜1K、好ましくは100人〜100
0人の範囲に設定することができる。この絶縁膜は、液
晶層63に微量に含有される不純物等のために生ずる電
流の発生を防止できる利点をも有しており、従って動作
を繰り返し行なっても液晶化合物を劣化させることがな
い。The above-mentioned alignment control film 65 preferably functions as an insulating film at the same time, and for this reason, the thickness of the alignment control film 65 is generally 50 to 1K, preferably 100 to 100K.
It can be set to a range of 0 people. This insulating film also has the advantage of being able to prevent the generation of current caused by trace amounts of impurities contained in the liquid crystal layer 63, and therefore does not deteriorate the liquid crystal compound even if the operation is repeated.
また、本発明の液晶素子では前述の配向制御lN5i6
5と同様のものをもう一方の基板61aに設けることが
できる。Further, in the liquid crystal element of the present invention, the above-mentioned alignment control lN5i6
5 can be provided on the other substrate 61a.
第6図に示すセル構造体60の中の液晶層63は、Sm
C木とすることができる。又、液晶層63の厚さは充分
に薄く、液晶分子はらせん構造を有していない。The liquid crystal layer 63 in the cell structure 60 shown in FIG.
It can be a C-tree. Further, the thickness of the liquid crystal layer 63 is sufficiently thin, and the liquid crystal molecules do not have a helical structure.
このようなセル構造体60は、基板61aとstbの両
側にはクロスニコル状態とした偏光子67と68がそれ
ぞれ配置されて、この偏光子67と68により電極62
aと62bの間に電圧を印加した時の光学変調を検知す
ることができる。In such a cell structure 60, polarizers 67 and 68 in a crossed Nicol state are arranged on both sides of the substrates 61a and stb, respectively, and the polarizers 67 and 68 polarize the electrode 62.
Optical modulation when a voltage is applied between a and 62b can be detected.
次に、本発明の液晶素子の作成法について液晶材料とし
てエステル系液晶であるチッソ(株)製のrcslol
l(商品名)Jを例にとって説明する。Next, regarding the method for producing the liquid crystal element of the present invention, rcslo, an ester liquid crystal manufactured by Chisso Corporation, will be used as a liquid crystal material.
This will be explained using l (product name) J as an example.
この液晶材料は、降温過程に於て、下記の如き相転移を
示す。This liquid crystal material exhibits the following phase transition during the cooling process.
I so−+ Ch −+ S mA−+ SmC−
+ Crysta191℃ 78℃ 58℃
0℃(Iso;等吉相、Ch;コレステリック相。I so-+ Ch-+ S mA-+ SmC-
+ Crysta191℃ 78℃ 58℃
0°C (Iso: Tokichi phase, Ch: cholesteric phase.
SmA;スメクチックA相)
まず、前述のエステル系液晶が封入されているセル構造
体60は、セル60全体が均一に加熱される様な加熱ケ
ース(図示せず)のセットされる。SmA (smectic A phase) First, the cell structure 60 in which the above-mentioned ester-based liquid crystal is sealed is set in a heating case (not shown) so that the entire cell 60 is uniformly heated.
次に、セル60中の化合物が等吉相となる温度(約95
°C)まで加熱する。しかる後に、加熱ケースの温度を
降温させて、セル60中の等吉相となっている化合物を
降温過程に移す。この昇温過程で等吉相の化合物は、約
91″Cでグランシュアン組織のコレステリック相に相
転移し、ざらに降温過程を続けると約78℃でコレステ
リック相から一軸異吉相であるSmAに相転移を生じる
ことができる。この時、SmAの液晶分子軸は、ラビン
グ方向に揃う。Next, the temperature at which the compound in the cell 60 becomes the tokiyoshi phase (approximately 95
Heat to 10°F (°C). Thereafter, the temperature of the heating case is lowered, and the compound in the isokyoshi phase in the cell 60 is transferred to the temperature lowering process. During this temperature raising process, the compound in the isotokyoshi phase undergoes a phase transition to the cholesteric phase with a Grandshuan structure at approximately 91"C, and when the temperature continues to decrease roughly, the phase transitions from the cholesteric phase to SmA, which is a uniaxial hethoptic phase, at approximately 78°C. At this time, the liquid crystal molecular axes of SmA are aligned in the rubbing direction.
しかる後に、このSmAより降温過程でSmC*に相転
移することによって、例えばセル厚を6gm程度以下と
する非らせん構造をもつモノドメンのSmC*が得られ
る。Thereafter, this SmA undergoes a phase transition to SmC* in the process of cooling, thereby obtaining monodomen SmC* having a non-helical structure with a cell thickness of about 6 gm or less, for example.
前述のエステル化合物液晶のSmC*相に於ける一軸性
処理方向と平均的分子軸方向のなす角度すなわちチルト
角0は室温で約8°、又、充分に電界(例えば20V〜
30V程度)を印加したときの平均的分子軸方向(f8
1)の値、すなわち最大チルト角■は、液晶層の厚さに
より若干異なるが約18″であった。The angle between the uniaxial processing direction and the average molecular axis direction in the SmC* phase of the above-mentioned ester compound liquid crystal, that is, the tilt angle 0, is approximately 8° at room temperature.
The average molecular axis direction (f8
The value of 1), that is, the maximum tilt angle (2), was approximately 18'', although it differed slightly depending on the thickness of the liquid crystal layer.
さて、前述した様にスプレィ配向状態を有する液晶セル
に、交流電界をスメクチック相の液晶分子層12と平行
に印加する事により、それぞれ第1と第2の安定配向状
態を第3と第4の安定配向状態へと「転換」せしめる事
が可能となった。この現象は、所定の交流電界を印加す
ることにより、第7図及び第8図の液晶セルの厚さ方向
における液晶分子の「ねじれ」がほどかれ、第3及び第
4の配向状態が新たな双安定状態又は多安定状態となる
べく、スプレィ配向とユニフォーム配向での2種類の双
安定状態の間の「転換」が発生したものと考えられる。Now, as described above, by applying an alternating current electric field parallel to the liquid crystal molecular layer 12 in the smectic phase to the liquid crystal cell having the spray alignment state, the first and second stable alignment states can be changed to the third and fourth stable alignment states, respectively. It has become possible to "convert" to a stable orientation state. This phenomenon occurs by applying a predetermined alternating current electric field to untwist the liquid crystal molecules in the thickness direction of the liquid crystal cell shown in FIGS. It is believed that a "conversion" between two types of bistable states, splayed orientation and uniform orientation, occurred to result in a bistable or multistable state.
従って、交流電界印加後の無電界時における平均分子軸
方向の角度(θ′)はeにほぼ一致し、約18″であっ
た。Therefore, the angle (θ') of the average molecular axis direction in the absence of an electric field after application of an alternating electric field was approximately equal to e, and was approximately 18''.
このとき、クロスニコルの偏光子のうち一方の偏光子の
偏光軸は、第7図に示す第3の安定配向状態の平均分子
軸方向63a又は第4の安定配向状態の平均分子軸方向
63bに合致させた。At this time, the polarization axis of one of the crossed Nicol polarizers is in the average molecular axis direction 63a of the third stable orientation state or the average molecular axis direction 63b of the fourth stable orientation state shown in FIG. Matched.
次にこのような2種類の双安定状態間の「転換」を生じ
せしめる交流電界について説明する。Next, the alternating current electric field that causes the "conversion" between these two types of bistable states will be explained.
本発明者ら等は、印加交流電界の周波数及び電圧値と配
向状態の変化の関係を調べた結果、前述の「転換」 (
スプレィ配向状態での双安定性又は多安定性から、ユニ
フォーム配向状態での双安定性又は多安定性への転換を
いう)を起こさせる交流電界は周波数にはあまり依存せ
ず、数Hz〜数KHzの周波数領域であれば交流電界の
実効電圧値Vacに強く依存し、ユニフォーム化の閾値
以上の実効電圧Vacをもつ交流′電界を印加する事に
より、前述の「転換」が起こることが判明した。The present inventors investigated the relationship between the frequency and voltage value of the applied alternating current electric field and changes in the orientation state, and found that the above-mentioned "conversion" (
The alternating current electric field that causes the transition from bistability or multistability in the splayed orientation state to bistability or multistability in the uniform orientation state does not depend much on frequency, and ranges from several Hz to several Hz. It was found that in the KHz frequency region, it strongly depends on the effective voltage value Vac of the AC electric field, and that the above-mentioned "conversion" occurs by applying an AC' electric field with an effective voltage Vac above the uniformization threshold. .
本実施例では周波数IKHz、電圧値±3V、デユーテ
ィ−1/2の矩形波交流電界(従って実効値は3V)を
約1分程度印加したところ、「転換」が怒り、それ以下
の電圧値では転換が起こらなかったことから、前述の実
効電圧閾値閾値)は、約3■であった。これ以上の実効
値でも、もちろん転換は起こった。In this example, when a rectangular wave alternating current electric field with a frequency of IKHz, a voltage value of ±3V, and a duty of -1/2 (therefore, the effective value is 3V) was applied for about 1 minute, "conversion" occurred, and at lower voltage values, Since no conversion occurred, the aforementioned effective voltage threshold (threshold) was approximately 3 ■. Of course, conversion occurred even at effective values higher than this.
又、このユニフォーム配向状態が実現されても、もう一
度等吉相まで加熱し、ch相→SmA相→SmC*相へ
と再び徐冷すると、再び元のスプレィ配向状態に戻るこ
とが判明した。従って、ユニフォーム配向状態は系全体
のエネルギー的には極小値ではあっても最小値ではなく
、スプレィ配向状態に比べるとエネルギーの高い双安定
状態であると考えざるを得ない。従って、ユニフォーム
配向状態は、永久的に保持される双安定状態ではなく、
いずれはスプレィ状態に戻る状態であると言える。ユニ
フォーム配向からスプレィ配向へ戻る時間は放置状態で
数時間〜数週間であった。Furthermore, it has been found that even if this uniform orientation state is achieved, the original splayed orientation state is returned again if the material is heated once again to the isoyoshi phase and then slowly cooled again from the ch phase to the SmA phase to the SmC* phase. Therefore, the uniform orientation state is considered to be a bistable state with higher energy than the splay orientation state, although the energy of the entire system is a minimum value, but not the minimum value. Therefore, the uniform orientation state is not a permanently maintained bistable state;
It can be said that the state will eventually return to the spray state. The time to return from the uniform orientation to the spray orientation was several hours to several weeks when left unattended.
一方、各双安定状態における双安定状態間のスイッチン
グ閾値については、転換前、即ちスプレィ状態において
、双安定状態間のスイッチングに要する、印加パルスの
パルス幅と電圧値により定まるスイッチング閾値Vth
’は、1m5eCで約3vであった。On the other hand, the switching threshold between the bistable states in each bistable state is determined by the pulse width and voltage value of the applied pulse required for switching between the bistable states before conversion, that is, in the spray state.
' was about 3V at 1m5eC.
一方、ユニフォーム配向状態での双安定状態では、その
スイッチング閾値Vthは、スプレィ配向状態でのそれ
より多少高く、本例では1m5ecで約10Vであった
。On the other hand, in the bistable state in the uniform orientation state, the switching threshold Vth is somewhat higher than that in the splayed orientation state, and in this example was about 10 V at 1 m5ec.
従って、本発明の好ましい具体例では、ユニフォーム化
の閾値Vthがユニフォーム配向状態でのスイッチング
閾値Vthより小さく、特に好ましくは画素に印加する
書込みパルス3v1の賜以下の値に設定するのがよい。Therefore, in a preferred embodiment of the present invention, the uniformization threshold Vth is preferably set to a value smaller than the switching threshold Vth in the uniform orientation state, and particularly preferably to a value equal to or less than the value of the write pulse 3v1 applied to the pixel.
本明細書に記載の実効値では、電圧をv (t)実効値
? = [+ f′roV2 (t) d t′2]に
よって示される(但し、式中tは時間を表わしている。In the effective values described herein, the voltage is defined as v (t) effective value? = [+f'roV2 (t) d t'2] (where t represents time.
)
本発明の好ましい具体例では交流電圧Vacは、第10
図に示す繕デユーティ矩形波を用いる事ができる。この
際のVacの実効値では、実効値?= [(v2 T+
v2 T)]’ = vT o” T
。) In a preferred embodiment of the invention, the alternating current voltage Vac is
The repair duty square wave shown in the figure can be used. The effective value of Vac at this time is the effective value? = [(v2 T+
v2 T)]' = vT o”T
.
となる。becomes.
第2図は走査電極(走査線)と表示電極(データ線)の
マトリクス回路図、第3図は第2図の各交差点に対応す
る画素の表示例を示す図である。なお、第2図は実際に
マルチプレックス駆動する場合のマトリクス電極を表わ
したもので、図中81〜S5は走査線、■1〜■5はデ
ータ線を示す。また、第3図の斜線部の画素は「黒」、
白地で示した画素は「白」の各書き込み状態に対応する
ものとする。FIG. 2 is a matrix circuit diagram of scanning electrodes (scanning lines) and display electrodes (data lines), and FIG. 3 is a diagram showing an example of display of pixels corresponding to each intersection in FIG. 2. Incidentally, FIG. 2 shows the matrix electrodes in the case of actual multiplex driving, and in the figure, 81 to S5 indicate scanning lines, and 1 to 5 indicate data lines. In addition, the pixels in the shaded area in Figure 3 are "black",
Pixels shown in white correspond to each writing state of "white".
第2図のマトリクス回路によって、第3図に示した画素
の書き込み、すなわち走査信号線51〜S5を線順次走
査を行ない、データ線11の列を全て黒に書き込む場合
のタイミングチャートを第1図に示第1図においてΔT
は書き込みパルス巾を示し、書き込みの際には十方向の
電界で白、一方向の電界で黒を書き込むものとする。ま
た、書き込みパルス(スイッチング閾値を越えているパ
ルス)は、パルス巾ΔT、波高値±3v1のものとする
。さらに、Aは第3図の画素Aに印加される電圧波形を
表わすものとする。FIG. 1 shows a timing chart when the matrix circuit shown in FIG. 2 writes the pixels shown in FIG. In Figure 1, ΔT
indicates the write pulse width, and when writing, it is assumed that white is written with an electric field in ten directions, and black is written with an electric field in one direction. Further, the write pulse (pulse exceeding the switching threshold) has a pulse width ΔT and a peak value ±3v1. Furthermore, let A represent the voltage waveform applied to pixel A in FIG.
第3図に示した画素の書き込みを、走査線上の画素を先
ず白にクリヤーしてから、データ線上の選択画素に黒書
き込み信号を印加する方式(ラインクリアーライン書き
込み)で行なった場合、かかるデータ線に印加する「黒
」信号のことによって、選択されていない走査線上の画
素に電圧波高値v1をもつ交流電圧Vacを印加するこ
とができる。When writing the pixels shown in FIG. 3 by first clearing the pixels on the scanning line to white and then applying a black write signal to the selected pixels on the data line (line clear line writing), such data By applying the "black" signal to the line, it is possible to apply an alternating current voltage Vac having a voltage peak value v1 to the pixels on the unselected scanning line.
従って1本発明の駆動法では、書込み画面中の書込みラ
インを除いた画素には、常にユニフォーム化の閾値以上
の実効値をもち、且つスイッチング閾値より小さい値Ω
交流電圧が印加されているので、書込みを開始すると同
時に強誘電性液晶はユニフォーム配向状態に転換するこ
とができるので、書込み時に生じていた画面のちらつき
の発生がなく、しかも高い透過率をもつ「白」の表示状
態を達成することができる。Therefore, in the driving method of the present invention, pixels in the writing screen excluding the writing line always have an effective value equal to or higher than the uniformization threshold, and a value Ω smaller than the switching threshold.
Since an alternating current voltage is applied, the ferroelectric liquid crystal can switch to a uniform alignment state at the same time as writing starts, so there is no flickering on the screen that occurs during writing, and it has a high transmittance. A "white" display state can be achieved.
又、本発明の駆動法では、走査選択信号と同期させて、
データ線に印加する「黒」信号を第1図に示す様に+V
と一■の交番波形信号とすることができ、又「白」信号
については、−■と+Vの交番波形信号とすることがで
きる。Further, in the driving method of the present invention, in synchronization with the scanning selection signal,
The “black” signal applied to the data line is +V as shown in Figure 1.
The "white" signal can be an alternating waveform signal of -■ and +V.
本発明によれば、書込み開始と同時に、スブレイ配向状
態の強誘電性液晶をユニフォーム配向状態の強誘電性液
晶へ転換させることができ、これによって書込み時の画
面ちらつきがなく、しかも透過率の高い鮮明な「白」の
表示状態を形成することができ、その表示品位を顕著に
向上させることができる。According to the present invention, the ferroelectric liquid crystal in the Sovrei alignment state can be converted to the ferroelectric liquid crystal in the uniform alignment state at the same time as writing starts, thereby eliminating screen flickering during writing and providing high transmittance. A clear "white" display state can be formed, and the display quality can be significantly improved.
第1図は、本発明の駆動法で用いた駆動波形のタイミン
グチャート図である。第2図は、本発明で用いたマトリ
クス電極を示す模式図である。第3図は、本発明の方法
によって書込まれた画素の表示例を示す説明図である。
第4図は、電界無印加時にらせん構造を形成している強
誘電性スメクチック液晶を用いた素子の斜視図である。
第5図は、本発明で用いる電界印加時に非らせん構造を
形成している強誘電性スメクチック液晶を用いた素子の
斜視図である。
・第6図(A)は本発明で用いた強誘電性液晶素子の平
面図で、第6図CB)はその八−に断面図である。第7
図は、液晶分子の安定配向方向と一軸性配向処理方向を
模式的に表わした平面図である。第8図は、スプレィ配
向状態を模式的に表わした断面図である。第9図は、ユ
ニフォーム配向状態を模式的に表わした断面図である。
第10図は、本発明の方法で用いた交流電圧Vacの波
形図である。FIG. 1 is a timing chart of driving waveforms used in the driving method of the present invention. FIG. 2 is a schematic diagram showing the matrix electrode used in the present invention. FIG. 3 is an explanatory diagram showing a display example of pixels written by the method of the present invention. FIG. 4 is a perspective view of an element using ferroelectric smectic liquid crystal that forms a helical structure when no electric field is applied. FIG. 5 is a perspective view of an element using a ferroelectric smectic liquid crystal that forms a non-helical structure when an electric field is applied, which is used in the present invention. - Fig. 6(A) is a plan view of the ferroelectric liquid crystal element used in the present invention, and Fig. 6(CB) is a cross-sectional view thereof. 7th
The figure is a plan view schematically showing the direction of stable alignment of liquid crystal molecules and the direction of uniaxial alignment treatment. FIG. 8 is a cross-sectional view schematically showing the spray orientation state. FIG. 9 is a cross-sectional view schematically showing the uniform orientation state. FIG. 10 is a waveform diagram of AC voltage Vac used in the method of the present invention.
Claims (8)
るマトリクス電極と、電界が印加されていない時に双安
定状態又は多安定状態を生じる強誘電性液晶とを有する
強誘電性液晶素子の駆動法において、前記強誘電性液晶
の一方の安定状態から他方の安定状態へ切換えるのに必
要な電圧をスイッチング閾値Vthとし、且つ電界無印
加時の強誘電性液晶の双安定状態又は多安定状態から別
の双安定状態又は多安定状態へ転換させる必要な交流電
圧の実効値を■^a^cthとした時、前記走査線のう
ち選択されていない走査線上の画素に印加する交流電圧
の実効値Vacを■^a^cth≦Vac<Vthとし
たことを特徴とする強誘電性液晶素子の駆動法。(1) A ferroelectric liquid crystal that has a matrix electrode that forms a pixel at the intersection of a scanning line and a data line, and a ferroelectric liquid crystal that produces a bistable or multistable state when no electric field is applied. In the device driving method, the voltage required to switch the ferroelectric liquid crystal from one stable state to the other stable state is set as a switching threshold Vth, and the ferroelectric liquid crystal is in a bistable state or multistable state when no electric field is applied. When the effective value of the alternating current voltage required to convert from a stable state to another bistable state or multistable state is ^a^cth, the alternating current voltage applied to the pixels on the scanning line that is not selected among the scanning lines. A method for driving a ferroelectric liquid crystal element, characterized in that the effective value Vac of is set to ■^a^cth≦Vac<Vth.
る特許請求の範囲第1項記載の駆動法。(2) The driving method according to claim 1, wherein the AC voltage is a voltage applied from a data line.
査信号と同期させて、前記データ線に前記■^a^ct
h以上の交番波形電圧信号を印加する特許請求の範囲第
1項記載の駆動法。(3) The ■^a^ct is applied to the data line in synchronization with the scanning signal applied to the selected scanning line among the scanning lines.
2. The driving method according to claim 1, wherein an alternating waveform voltage signal of h or more is applied.
囲第3項記載の駆動法。(4) The driving method according to claim 3, wherein the alternating waveform voltage is an alternating current voltage.
液晶の一方の安定状態と他方の安定状態とのなす角度が
、電界無印加時に生じる強誘電性液晶の一方の安定状態
と他方の安定状態とのなす角度より大きい角度である特
許請求の範囲第1項記載の駆動法。(5) The angle formed between one stable state of the ferroelectric liquid crystal and the other stable state that occurs when or after the application of the AC voltage is the same as the angle between one stable state and the other stable state of the ferroelectric liquid crystal that occur when no electric field is applied. The driving method according to claim 1, wherein the angle is larger than the angle formed with the state.
の存在下で形成した双安定状態又は多安定状態を生じた
液晶である特許請求の範囲第1項記載の駆動法。(6) The driving method according to claim 1, wherein the ferroelectric liquid crystal is a liquid crystal in which a bistable state or a multistable state is formed in the presence of a substrate subjected to a uniaxial alignment treatment.
求の範囲第6項記載の駆動法。(7) The driving method according to claim 6, wherein the uniaxial alignment treatment is a rubbing treatment.
ある特許請求の範囲第1項記載の駆動法。(8) The driving method according to claim 1, wherein the ferroelectric liquid crystal is a chiral smectic liquid crystal.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6758586A JPS62223729A (en) | 1986-03-25 | 1986-03-25 | Method for driving ferroelectric liquid crystal element |
US07/225,827 US4941736A (en) | 1985-04-23 | 1988-07-29 | Ferroelectric liquid crystal device and driving method therefor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6758586A JPS62223729A (en) | 1986-03-25 | 1986-03-25 | Method for driving ferroelectric liquid crystal element |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62223729A true JPS62223729A (en) | 1987-10-01 |
Family
ID=13349137
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6758586A Pending JPS62223729A (en) | 1985-04-23 | 1986-03-25 | Method for driving ferroelectric liquid crystal element |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62223729A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0431828A (en) * | 1990-05-28 | 1992-02-04 | Canon Inc | Liquid crystal element |
-
1986
- 1986-03-25 JP JP6758586A patent/JPS62223729A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPH0431828A (en) * | 1990-05-28 | 1992-02-04 | Canon Inc | Liquid crystal element |
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