JPS6266226A - 液晶電気光学装置 - Google Patents
液晶電気光学装置Info
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- JPS6266226A JPS6266226A JP60207091A JP20709185A JPS6266226A JP S6266226 A JPS6266226 A JP S6266226A JP 60207091 A JP60207091 A JP 60207091A JP 20709185 A JP20709185 A JP 20709185A JP S6266226 A JPS6266226 A JP S6266226A
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- substrate
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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〕
本発明は強誘電性液晶組成物を用い次液晶電気光学装置
に関する。
に関する。
本発明は強誘電性液晶組成物を用いた液晶電気光学装置
において、電圧印加の之めの電極面を有する溝状構造が
形成され九透明基板によって液晶の封入空間を得ている
。これにより、精密な空隙の制御、狭い空隙の形成、縦
方向の液晶層形成建よる新しい光学デバイスの実現をし
念ものである。
において、電圧印加の之めの電極面を有する溝状構造が
形成され九透明基板によって液晶の封入空間を得ている
。これにより、精密な空隙の制御、狭い空隙の形成、縦
方向の液晶層形成建よる新しい光学デバイスの実現をし
念ものである。
ま九、アクティブデバイスによって各素子が駆動される
マトリクス状の７レイを構成し几ものである。
マトリクス状の７レイを構成し几ものである。
従来の強誘電性液晶組成物を用い之液晶電気光学装置は
、特開昭５６−ｊ０７２．１６に代表されるように、基
板面に対しプラナ−に液晶壜ｈ；形成され強誘電性液晶
のラセンを解く念めに、狭い空隙を必要とするものであ
っ九。
、特開昭５６−ｊ０７２．１６に代表されるように、基
板面に対しプラナ−に液晶壜ｈ；形成され強誘電性液晶
のラセンを解く念めに、狭い空隙を必要とするものであ
っ九。
〔発明が解決しようとする問題点及び目的〕しかし、前
述の従来技術では、液晶層の空隙は強誘電液晶組成物に
依存し、現在のところ１μｍ８度の狭ギャップを必要と
する。ま比空隙の大きさノハラツキけりターデージ璽ン
のバラツキとなって表われる之めに、表示上の不均一を
生じる。このために非常に精度の良い空隙管理を必要と
し友。
述の従来技術では、液晶層の空隙は強誘電液晶組成物に
依存し、現在のところ１μｍ８度の狭ギャップを必要と
する。ま比空隙の大きさノハラツキけりターデージ璽ン
のバラツキとなって表われる之めに、表示上の不均一を
生じる。このために非常に精度の良い空隙管理を必要と
し友。
そこで本発明の目的は、第１に高精度で均一な液晶層の
空隙を与えるものであり、第２には縦方向に液晶層を形
成しｔ光学デバイスを提供するところにある。ま次第３
には、アクティブ素子によって駆動されるマトリクス状
光スイツチアレイを提供するところにある。
空隙を与えるものであり、第２には縦方向に液晶層を形
成しｔ光学デバイスを提供するところにある。ま次第３
には、アクティブ素子によって駆動されるマトリクス状
光スイツチアレイを提供するところにある。
本発明の液晶電気光学装置は、強誘電性液晶組成物を少
なくとも一面の壁面に電圧印加のための電極を有する溝
構造中に封入し之ことを特徴とする。さらに基板は導光
構造を有することを特徴とする。１ゴらに溝構造中の壁
面に形成された電極は駆動用アクティブデバイスに接続
されていることを特徴とする。
なくとも一面の壁面に電圧印加のための電極を有する溝
構造中に封入し之ことを特徴とする。さらに基板は導光
構造を有することを特徴とする。１ゴらに溝構造中の壁
面に形成された電極は駆動用アクティブデバイスに接続
されていることを特徴とする。
〔作用〕
本発明の上記の構成によれば、透明基板に＃Ｉ溝構造形
成し１強誘電性液晶組成物を封止している。
成し１強誘電性液晶組成物を封止している。
溝槽〜造はケミカルエツチングやスパッタエツチングに
代表される制御性の良い手法によって形成できる几め、
１ｍａ度のギャップを容易に形成することができる。ま
之深さ方向に長い溝構造を形成し、深さ方向に沿っ几壁
面に電極を形成することにより従来なかっ之縦型のセル
構造を持つ強誘電性液晶特有な一高速電気光学デバイス
な実現できる。
代表される制御性の良い手法によって形成できる几め、
１ｍａ度のギャップを容易に形成することができる。ま
之深さ方向に長い溝構造を形成し、深さ方向に沿っ几壁
面に電極を形成することにより従来なかっ之縦型のセル
構造を持つ強誘電性液晶特有な一高速電気光学デバイス
な実現できる。
またさらに駆動用アクティブデバイス、例えば薄膜トラ
ンジスタ等を設置し、多数の電気光学デバイスを駆動可
能となる。これらの電気光学デバイス間を導光路で結合
すると、大規模な光スイッチアレイｈｔ構成できるもの
である。
ンジスタ等を設置し、多数の電気光学デバイスを駆動可
能となる。これらの電気光学デバイス間を導光路で結合
すると、大規模な光スイッチアレイｈｔ構成できるもの
である。
第１図は本発明の溝構造型電気光学装置の基本セルの断
面図である。透明基板１には電圧印加の念めの電極４を
有する溝構造が形成され、その中に強誘電性液晶組成物
５が封入されている。３は１！啄４が附設され次対向基
板である。この基本セルは例えば透明基板としてソーダ
ライムガラスや石英ガラス等のガラス、あるいは透光性
セラｉｑり、透光性単結晶を用いることができる。溝形
成は基板材質に適し次化学エツチングや異方性エツチン
グを用いる。例えば石英ガラスを用いて、シャープな端
面を得る場合、０２Ｆ、と０２Ｈ４ガスによる反応性イ
オンエツチングを用い友。
面図である。透明基板１には電圧印加の念めの電極４を
有する溝構造が形成され、その中に強誘電性液晶組成物
５が封入されている。３は１！啄４が附設され次対向基
板である。この基本セルは例えば透明基板としてソーダ
ライムガラスや石英ガラス等のガラス、あるいは透光性
セラｉｑり、透光性単結晶を用いることができる。溝形
成は基板材質に適し次化学エツチングや異方性エツチン
グを用いる。例えば石英ガラスを用いて、シャープな端
面を得る場合、０２Ｆ、と０２Ｈ４ガスによる反応性イ
オンエツチングを用い友。
強誘電性液晶組成物としては、公知例中に記載のＤｏｎ
ＡｕＢｃ（ｐ−デシクロベンジリデン ｙ−アミノ−２
−メチルブチル シンナメート）を初めとして、スメク
チックｃ８液晶ｂｔ適している。
ＡｕＢｃ（ｐ−デシクロベンジリデン ｙ−アミノ−２
−メチルブチル シンナメート）を初めとして、スメク
チックｃ８液晶ｂｔ適している。
また配向方法は、第１図の場合、基板電極面に対して平
行となる配向をポリイミドのラビングによって得ている
。なお溝の深さは約４μｍである。
行となる配向をポリイミドのラビングによって得ている
。なお溝の深さは約４μｍである。
＠１図の基本セルの動作は、上下に配置され比重極間に
駆動電圧が与えられる之め、前述の強誘電性液晶パネル
と同様な双安定性スイッチングである。従って基本セル
中での液晶分子の動きは。
駆動電圧が与えられる之め、前述の強誘電性液晶パネル
と同様な双安定性スイッチングである。従って基本セル
中での液晶分子の動きは。
電極面と平行な面内での配向方向の変化である。
基本セル１２への光の透過方向は第２図に示すように電
極面に垂直６、平行７．８．さら忙各々６．７．８光線
から傾射した方向９，１０．１１ がある。
極面に垂直６、平行７．８．さら忙各々６．７．８光線
から傾射した方向９，１０．１１ がある。
液晶表示パネルとして前述の従来技術で用いられている
のは、６．９の入射方向の光に対する電界効果複屈折モ
ードである。第１図の基本セルは６．９に示される光線
方向に加え、電憧面に平行な光線を変調する光デバイス
であることに特長ｂＺある。
のは、６．９の入射方向の光に対する電界効果複屈折モ
ードである。第１図の基本セルは６．９に示される光線
方向に加え、電憧面に平行な光線を変調する光デバイス
であることに特長ｂＺある。
２１１５ 図（ａ） 、 （ｂ）、ｆｉｇ Ａ 図（（
Ｚ） 、 （ｂ）、第ｓ 図Ｇｚ）、 （ｂ）ｕ電極面
に平行に入射する光に対する基本的な変調モードを示し
ている。
Ｚ） 、 （ｂ）、第ｓ 図Ｇｚ）、 （ｂ）ｕ電極面
に平行に入射する光に対する基本的な変調モードを示し
ている。
第３図Ｃａ）、 （６）は強誘電性液晶のダイレクタ−
１２方向変化に伴う屈折率の変化を用い之全反射モード
を示す。透明基板１の屈折率は液晶の常光屈折率に一致
させ、第３図（２））状態では液晶層は低屈折率の九め
光線１３け透過、第３図（ｂ）状態では液晶層が光線に
対し高屈折率となり液晶と透明基板界面で全反射される
。第２図９．１０に示す光線がこのモードを用いること
ができる。
１２方向変化に伴う屈折率の変化を用い之全反射モード
を示す。透明基板１の屈折率は液晶の常光屈折率に一致
させ、第３図（２））状態では液晶層は低屈折率の九め
光線１３け透過、第３図（ｂ）状態では液晶層が光線に
対し高屈折率となり液晶と透明基板界面で全反射される
。第２図９．１０に示す光線がこのモードを用いること
ができる。
第４図し）、の）は複屈折による偏光面変化を用いるモ
ードである。基本セルに入射した電極に平行な偏光面を
持つ偏光が液晶層で偏光面の変化を受け、出射側検光子
１４によって強度の変化に変わるものである。この場合
液晶の配向はｔａ４図（（Ｚ）透過、（ｂ）消光の双安
定状態をとれるように基板のラビング方向が決められて
いる。第２図５．６．７に示す光線がこのモードに適し
ている。
ードである。基本セルに入射した電極に平行な偏光面を
持つ偏光が液晶層で偏光面の変化を受け、出射側検光子
１４によって強度の変化に変わるものである。この場合
液晶の配向はｔａ４図（（Ｚ）透過、（ｂ）消光の双安
定状態をとれるように基板のラビング方向が決められて
いる。第２図５．６．７に示す光線がこのモードに適し
ている。
第５図（α）、（ｂ）は導光路型モードを示している。
これけ導光路自体１５、もしくけ導光路周囲の媒質の屈
折率を変化させ、導光路としての機能の有無をスイッチ
ングするものである。第５図６）はコア部である液晶層
が高屈折率のため導光路として機能してａ′る場合、第
５図の）はコア部と周辺部の屈折率がほぼ一致し導光路
として機能しない場合であり、これらは液晶の複屈折と
透明基板の屈折率を選択することによって得られている
。第５図の場合は導光路の屈折率を変化させている。
折率を変化させ、導光路としての機能の有無をスイッチ
ングするものである。第５図６）はコア部である液晶層
が高屈折率のため導光路として機能してａ′る場合、第
５図の）はコア部と周辺部の屈折率がほぼ一致し導光路
として機能しない場合であり、これらは液晶の複屈折と
透明基板の屈折率を選択することによって得られている
。第５図の場合は導光路の屈折率を変化させている。
このような変調モードを有する基本セルは、複合化する
ことができる。第６図はその一例であり第５図（ハ））
、ω）に示した全反射モード基本セルを同一透明基板内
に複数集積化し次光スイッチアレイであ−る。ｆｊＸ６
図け６×９の基本セルアレイから成り、各基本セルは強
誘電性液晶組成物５、下側電極と対向基板側電極４から
構成されている。入射した光線１３は基本セルの液晶と
透明基板の界面で透過もしくけ全反射され、基本セルへ
の印加電圧によって光路の選択がされていく。この光路
選択が次々に行なわれることによって、入射光線は多数
の出射ボートから１つを選択することが可能である。例
えば光線１４は２行３列目（以下（（２゜３）と記す）
、（２，，３）（２，３）の基本セルが全反射状態であ
る几めに、第６図太線で示す光路を選択して出射してい
る。基本セルの状態の選択は、強誘電性液晶の５ｓＦＬ
ｃ （表面安定化強誘電液晶）モードの駆動手法により
て行なわれる。
ことができる。第６図はその一例であり第５図（ハ））
、ω）に示した全反射モード基本セルを同一透明基板内
に複数集積化し次光スイッチアレイであ−る。ｆｊＸ６
図け６×９の基本セルアレイから成り、各基本セルは強
誘電性液晶組成物５、下側電極と対向基板側電極４から
構成されている。入射した光線１３は基本セルの液晶と
透明基板の界面で透過もしくけ全反射され、基本セルへ
の印加電圧によって光路の選択がされていく。この光路
選択が次々に行なわれることによって、入射光線は多数
の出射ボートから１つを選択することが可能である。例
えば光線１４は２行３列目（以下（（２゜３）と記す）
、（２，，３）（２，３）の基本セルが全反射状態であ
る几めに、第６図太線で示す光路を選択して出射してい
る。基本セルの状態の選択は、強誘電性液晶の５ｓＦＬ
ｃ （表面安定化強誘電液晶）モードの駆動手法により
て行なわれる。
Ｓ！３ＦＬＯモードはメモリー性と電圧に対するしきい
値特性によって多数の要素から選択要素を分けるもので
ある。
値特性によって多数の要素から選択要素を分けるもので
ある。
ま之さらに第６図は点対称の２つの光スイツチアレイを
同一透明基板に構成している。ＩＥＩ図一点鎖線１５は
２つの光スイツチアレイの機能分離線を示している。
同一透明基板に構成している。ＩＥＩ図一点鎖線１５は
２つの光スイツチアレイの機能分離線を示している。
使用している光源は、光線がコリメートされていると使
い易く、レーザー光が最も適している。
い易く、レーザー光が最も適している。
ま九、基本セルと基本セルの間は薄膜導光路で結合する
と光路の方向精度ｂ＝内向上、光の伝播損失が減少する
などノリ９トが多い。この薄膜導光路はガラス基板への
金属イオンの移入法、高分子薄膜によって得ることがで
きる。
と光路の方向精度ｂ＝内向上、光の伝播損失が減少する
などノリ９トが多い。この薄膜導光路はガラス基板への
金属イオンの移入法、高分子薄膜によって得ることがで
きる。
第７図は各基本セル２に駆動用素子１６を接続し次光ス
イッチアレイの平面図である。前述のＥＩＳＦＬＣモー
ドにおいて完全なメモリー性が得られない場合や、明確
なしきい特性が得られない場合に、液晶の特性を補完す
る之めに用いられる。
イッチアレイの平面図である。前述のＥＩＳＦＬＣモー
ドにおいて完全なメモリー性が得られない場合や、明確
なしきい特性が得られない場合に、液晶の特性を補完す
る之めに用いられる。
第７図は第６図と同様１５の一点鎖線で分けられる２つ
の光スイヴチアレイが１つの透明基板上に構成され、各
基本セルにはＴＰＴ （薄膜トランジスタ）や双方向性
ダイオードが接続されている。
の光スイヴチアレイが１つの透明基板上に構成され、各
基本セルにはＴＰＴ （薄膜トランジスタ）や双方向性
ダイオードが接続されている。
これらの駆動用素子はエレクトロニクス オーム社１９
８５年６月号 Ｐ、３９〜４３．Ｐ、７６〜７９ に
示すよう建液晶層への電荷保持用のスイッチ機能を発揮
する。
８５年６月号 Ｐ、３９〜４３．Ｐ、７６〜７９ に
示すよう建液晶層への電荷保持用のスイッチ機能を発揮
する。
次に本発明の溝状構造を基板の深さ方向により深くし之
縦型セルの場合を説明する。
縦型セルの場合を説明する。
第８図は本発明の縦型セルのｈ面図を示している。透明
基板１には異方性エツチング手段を用いて巾２μｍ％深
さ４μ常の溝１７を形成し念。本実施例ではソーダライ
ムガラスを透明基板と対向基板３に用いた。異方性エツ
チング手段は本実施例では反応性イオンエツチングを用
いた。次に透明導電膜による電極４を第９図に示すよう
な斜方蒸着法によって６溝の壁面に形成した。１８は蒸
着源である。次に溝壁面以外の透明基板上のｆｆｉ極は
所定の形状にフォトエツチングされる。強誘電性液晶組
成物５の配向は第９図に示す斜方蒸着法や、有機薄膜の
コーティングによって得ることができる。強誘電性液晶
組成物５は透明基板１と対向基板３によって封止され、
縦型セルを構成している。
基板１には異方性エツチング手段を用いて巾２μｍ％深
さ４μ常の溝１７を形成し念。本実施例ではソーダライ
ムガラスを透明基板と対向基板３に用いた。異方性エツ
チング手段は本実施例では反応性イオンエツチングを用
いた。次に透明導電膜による電極４を第９図に示すよう
な斜方蒸着法によって６溝の壁面に形成した。１８は蒸
着源である。次に溝壁面以外の透明基板上のｆｆｉ極は
所定の形状にフォトエツチングされる。強誘電性液晶組
成物５の配向は第９図に示す斜方蒸着法や、有機薄膜の
コーティングによって得ることができる。強誘電性液晶
組成物５は透明基板１と対向基板３によって封止され、
縦型セルを構成している。
第８図の場合、強誘電性液晶組成物には壁面電極によっ
て横方向の電界が加わるｔめに前述の。
て横方向の電界が加わるｔめに前述の。
５ＳＦＬＯモードでは電極面に平行な平面内で液晶のダ
イレクタ方向の変化が生じる。この几め第８図１３に示
す光線に対して屈折率の変調がかけられない。そこで光
線１３を偏光し、強誘電性液晶層でのりターダンスの大
きさを変調するスイッチングモードを採用した。ま几、
同じく強誘電性液晶の動的な散乱モード（ＩＪｒｒｏｅ
ｌｅｃｔｒｉｃｓ Ｖｏｌ ５９Ｆ、１４５〜１６０
１９８４に記述）も同じく有効である。
イレクタ方向の変化が生じる。この几め第８図１３に示
す光線に対して屈折率の変調がかけられない。そこで光
線１３を偏光し、強誘電性液晶層でのりターダンスの大
きさを変調するスイッチングモードを採用した。ま几、
同じく強誘電性液晶の動的な散乱モード（ＩＪｒｒｏｅ
ｌｅｃｔｒｉｃｓ Ｖｏｌ ５９Ｆ、１４５〜１６０
１９８４に記述）も同じく有効である。
さらに縦型セルを基本セルとし、横型セルと同様第６図
、第７図に示すような大規模な光スイツチアレイを構成
することもできる。
、第７図に示すような大規模な光スイツチアレイを構成
することもできる。
以上述べ几ように本発明によれば、溝状構造が形成され
た透明基板によって液晶の封入空間を得ている。これに
より、精密な空隙の制御、形成が可能となり、強誘電性
液晶を用い次電気光学効果に必要な厳しい空隙管理を容
易に実現できるばかりか、これによる光スィッチが形成
され、さらには平面形の大規模な光スイツチアレイが形
成される。強誘電性液晶の大きな複屈折や高速応答性か
ら、大きな光路切換角度の高速光スイッチや、ＯＮ−Ｏ
Ｆ’Ｆ比に優れ次高速光スイッチ、ま九九スイッチアレ
イが実現できる。さらＫけ駆動用素子を各エレメントに
け設することによって、不完全な駆動特性を補完し比高
性能光スイグチアレイを提供するものである。
た透明基板によって液晶の封入空間を得ている。これに
より、精密な空隙の制御、形成が可能となり、強誘電性
液晶を用い次電気光学効果に必要な厳しい空隙管理を容
易に実現できるばかりか、これによる光スィッチが形成
され、さらには平面形の大規模な光スイツチアレイが形
成される。強誘電性液晶の大きな複屈折や高速応答性か
ら、大きな光路切換角度の高速光スイッチや、ＯＮ−Ｏ
Ｆ’Ｆ比に優れ次高速光スイッチ、ま九九スイッチアレ
イが実現できる。さらＫけ駆動用素子を各エレメントに
け設することによって、不完全な駆動特性を補完し比高
性能光スイグチアレイを提供するものである。
第１図は基本セルの断面図。
第２図は光線の透過方向図。
第３図れ）は、全反射モードの透過状態図、第３図（ｂ
） Ｆｉ同じく反射状態図を示している。 第４図６）は複屈折モードの透過状態図、第４図（ｂ）
は同じく消光状態図を示している。 第５図６）は導光路モードの導光状態図、第５図（ｂ）
は同じく非導光状態図を示している。 ｗＸ６図は光スイツチアレイの平面図。 第７図は駆動素子を付設し九九スイッチアレイ図。 第８図は縦型セルの１ＩＦ１面図。 第９図は斜方蒸着法による電極の形成図。 １・・・・・・透明基板 ２・・・・・・基本セル ５・・・・・・強誘電性液晶組成物 １６・・・・・・駆動用素子 １７・・・・・・縦型溝 以 上
） Ｆｉ同じく反射状態図を示している。 第４図６）は複屈折モードの透過状態図、第４図（ｂ）
は同じく消光状態図を示している。 第５図６）は導光路モードの導光状態図、第５図（ｂ）
は同じく非導光状態図を示している。 ｗＸ６図は光スイツチアレイの平面図。 第７図は駆動素子を付設し九九スイッチアレイ図。 第８図は縦型セルの１ＩＦ１面図。 第９図は斜方蒸着法による電極の形成図。 １・・・・・・透明基板 ２・・・・・・基本セル ５・・・・・・強誘電性液晶組成物 １６・・・・・・駆動用素子 １７・・・・・・縦型溝 以 上
Claims (3)
- （１）強誘電性液晶組成物を電圧印加のための電極間に
挾持して成る液晶電気光学装置において、少なくとも一
枚の基板は透明基板であり、この透明基板は、少なくと
も一面の壁面に電極を有する溝状の液晶封止構造を有し
ていることを特徴とする液晶電気光学装置。 - （２）前記透明基板は、導光構造を有することを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の液晶電気光学装置。 - （３）前記溝状の液晶封止構造は、液晶駆動用素子と接
続された電極を有することを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載の液晶電気光学装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60207091A JPH0785143B2 (ja) | 1985-09-19 | 1985-09-19 | 液晶電気光学装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60207091A JPH0785143B2 (ja) | 1985-09-19 | 1985-09-19 | 液晶電気光学装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6266226A true JPS6266226A (ja) | 1987-03-25 |
| JPH0785143B2 JPH0785143B2 (ja) | 1995-09-13 |
Family
ID=16534048
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60207091A Expired - Lifetime JPH0785143B2 (ja) | 1985-09-19 | 1985-09-19 | 液晶電気光学装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0785143B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07110482A (ja) * | 1993-09-29 | 1995-04-25 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 液晶電気光学素子 |
| JP2007240903A (ja) * | 2006-03-09 | 2007-09-20 | Sony Corp | 光制御素子および表示装置 |
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| JPS57147618A (en) * | 1981-03-10 | 1982-09-11 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Optical switch matrix |
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| JPS60154237A (ja) * | 1984-01-24 | 1985-08-13 | Nec Corp | 光スイツチ |
-
1985
- 1985-09-19 JP JP60207091A patent/JPH0785143B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (8)
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Also Published As
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| JPH0785143B2 (ja) | 1995-09-13 |
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