JPS628124A - 液晶素子 - Google Patents
液晶素子Info
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- JPS628124A JPS628124A JP14811485A JP14811485A JPS628124A JP S628124 A JPS628124 A JP S628124A JP 14811485 A JP14811485 A JP 14811485A JP 14811485 A JP14811485 A JP 14811485A JP S628124 A JPS628124 A JP S628124A
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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、液晶表示素子や液晶−光シヤツタアレイ等に
適用する液晶素子に関し、詳しくは液晶分子の初期配向
状態を改善することにより、表示ならびに駆動特性を改
善した液晶素子に関する。
適用する液晶素子に関し、詳しくは液晶分子の初期配向
状態を改善することにより、表示ならびに駆動特性を改
善した液晶素子に関する。
従来の液晶素子としては、例えばエム・シャット(”A
pplIed Physics Letters”)第
18巻。
pplIed Physics Letters”)第
18巻。
第4号(1971年2月15日発行)、第127頁〜1
28頁のパボルテージ・ディペンダント・オプティカル
・アクティビティ−φオブ・ア・ツィステッド拳ネマチ
ック串リキッド・クリスタル″(”Voltage
Dependent 0pticalAct、1vi
t’y of a Twisted Nema
ticLiquid Crystalつに示されたツ
ィステッド・ネマチック(twfsted nemat
ic)液晶を用いたものが知られている。このTN液晶
は、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、クロストークを発生する問題点があるた
め1画素数が制限されていた。
28頁のパボルテージ・ディペンダント・オプティカル
・アクティビティ−φオブ・ア・ツィステッド拳ネマチ
ック串リキッド・クリスタル″(”Voltage
Dependent 0pticalAct、1vi
t’y of a Twisted Nema
ticLiquid Crystalつに示されたツ
ィステッド・ネマチック(twfsted nemat
ic)液晶を用いたものが知られている。このTN液晶
は、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、クロストークを発生する問題点があるた
め1画素数が制限されていた。
又、各画素に薄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。
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。
この様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(Cl
a r k)およびラガウエル(Lage rwa
l l)により提案されている(特開昭56−1072
16号公報、米国特許$4367924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
クテイツクC相(SmC末)又はH相(SmH”)を有
する強誘電性液晶が用いられる。
、双安定性を有する液晶素子の使用が、クラーク(Cl
a r k)およびラガウエル(Lage rwa
l l)により提案されている(特開昭56−1072
16号公報、米国特許$4367924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
クテイツクC相(SmC末)又はH相(SmH”)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、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、かなり本質的な改善が得られ
る。この点は、本発明と関連して、以下に、更に詳細に
説明する。しかしながら、この双安定性強誘電性液晶素
子は、第1の光学的安定状態と第2の光学的安定状態下
での液晶分子の配向方向のなす角度(チルト角)が小さ
いために、シャッタ開口時の透過率を大きくすることが
できない問題点がある。従って、セル内の強誘電性液晶
に2色性色素を溶解させたゲスト−ホスト方式で表示を
行なう試みが提案されている。このゲスト−ホスト方式
による表示は、偏光板が1枚で済むため、シャッタ開口
時の透過率を大きくすることができる利点があるうえ、
このゲスト−ホスト方式は、例えばワードプロセッサー
の画面を青地や緑地に白色の文字で表示を行なうことが
できる利点をもっている。
光学安定状態からなる双安定状態を有し、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、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、かなり本質的な改善が得られ
る。この点は、本発明と関連して、以下に、更に詳細に
説明する。しかしながら、この双安定性強誘電性液晶素
子は、第1の光学的安定状態と第2の光学的安定状態下
での液晶分子の配向方向のなす角度(チルト角)が小さ
いために、シャッタ開口時の透過率を大きくすることが
できない問題点がある。従って、セル内の強誘電性液晶
に2色性色素を溶解させたゲスト−ホスト方式で表示を
行なう試みが提案されている。このゲスト−ホスト方式
による表示は、偏光板が1枚で済むため、シャッタ開口
時の透過率を大きくすることができる利点があるうえ、
このゲスト−ホスト方式は、例えばワードプロセッサー
の画面を青地や緑地に白色の文字で表示を行なうことが
できる利点をもっている。
しかしなか、液晶素子をワードプロセッサ等のディスプ
レイ画面に適用するには、液晶素子の背後に白色灯を配
置し、その白色灯からの光線を画素毎にスイッチングす
ることによって、所定の表示を行なうことができる様に
構成されているが、前述した双安定性強誘電性液晶素子
は、そのセル厚が1〜2ILm程度と極めて薄いため、
そこに溶解される2色性色素の量が充分なものとはなら
ず、従ってシャッタ遮閉時とシャッタ開口時の透過率コ
ントラストが小さく、このため前述した如き背後に設け
た白色灯下での観察では、見かけ上透過率コントラスト
が測定値以上に小さい透過率コントラストで青地又は緑
地中の白色文字が観察されることになり、実用上の問題
となっている。
レイ画面に適用するには、液晶素子の背後に白色灯を配
置し、その白色灯からの光線を画素毎にスイッチングす
ることによって、所定の表示を行なうことができる様に
構成されているが、前述した双安定性強誘電性液晶素子
は、そのセル厚が1〜2ILm程度と極めて薄いため、
そこに溶解される2色性色素の量が充分なものとはなら
ず、従ってシャッタ遮閉時とシャッタ開口時の透過率コ
ントラストが小さく、このため前述した如き背後に設け
た白色灯下での観察では、見かけ上透過率コントラスト
が測定値以上に小さい透過率コントラストで青地又は緑
地中の白色文字が観察されることになり、実用上の問題
となっている。
〔問題点を解決するための手段〕及び〔作用〕本発明の
目的は、前述した事情に鑑み、背後に配置した白色灯下
での表示であっても良好な透過率コントラスト、すなわ
ち良好な青地又は緑地中の白色文字で表示できるゲスト
−ホスト方式(効果)を用いた双安定性強誘電性液晶素
子を提供することにある。
目的は、前述した事情に鑑み、背後に配置した白色灯下
での表示であっても良好な透過率コントラスト、すなわ
ち良好な青地又は緑地中の白色文字で表示できるゲスト
−ホスト方式(効果)を用いた双安定性強誘電性液晶素
子を提供することにある。
本発明のかかる目的は、電極が形成された一対の基板間
に2色性色素を溶解した強誘電性液晶を封入したセル構
造体と偏光子とを有する液晶素子において、前記電極間
に一方向の電圧を印加した時の前記強誘電性液晶の平均
分子軸方向と前記強誘電性液晶を相転移させた時の別の
相に対応する一軸異方相の軸方向とのなす角度を(H)
とし、かつ前記電極間の電圧を零とした時の前記強誘電
性液晶の平均分子軸方向と前記強誘電性液晶を相転移さ
せた時の別の相に対応する一軸異方相の軸方向とのなす
角度をθとした時、前記角度■とθの間にθ<(H)の
関係を有しているとともに、前記偏光子の偏光軸方向が
角度θをなす強誘電性液晶の平均分子軸方向と平行又は
略平行とした液晶素子を特徴としている。
に2色性色素を溶解した強誘電性液晶を封入したセル構
造体と偏光子とを有する液晶素子において、前記電極間
に一方向の電圧を印加した時の前記強誘電性液晶の平均
分子軸方向と前記強誘電性液晶を相転移させた時の別の
相に対応する一軸異方相の軸方向とのなす角度を(H)
とし、かつ前記電極間の電圧を零とした時の前記強誘電
性液晶の平均分子軸方向と前記強誘電性液晶を相転移さ
せた時の別の相に対応する一軸異方相の軸方向とのなす
角度をθとした時、前記角度■とθの間にθ<(H)の
関係を有しているとともに、前記偏光子の偏光軸方向が
角度θをなす強誘電性液晶の平均分子軸方向と平行又は
略平行とした液晶素子を特徴としている。
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。
細に説明する。
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Gl(SmG”)、カイ
ラルスメクチックF相(SmF”)、カイラルスメクチ
ックエ相(SmI ”)又はカイラルスメクチックH相
(S mH”)の液晶を用いることができる。
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Gl(SmG”)、カイ
ラルスメクチックF相(SmF”)、カイラルスメクチ
ックエ相(SmI ”)又はカイラルスメクチックH相
(S mH”)の液晶を用いることができる。
強誘電性液晶の詳細については、たとえば°゛ル・ジュ
ールナール・ド・フイジイク・レットル゛′(LE
JOURNAL DEPHYSIQUE LETT
RE”)第36巻、第69頁、1975年発行の「フェ
ロエにクトリック争リキッド・クリスタル」(rFer
roelectric LiquidCr y s
t a l S J ) ; ”アプライド・フジ
イツクス・レターズ(“’AppliedPhysic
s Letters ” ) 第 36 @
。
ールナール・ド・フイジイク・レットル゛′(LE
JOURNAL DEPHYSIQUE LETT
RE”)第36巻、第69頁、1975年発行の「フェ
ロエにクトリック争リキッド・クリスタル」(rFer
roelectric LiquidCr y s
t a l S J ) ; ”アプライド・フジ
イツクス・レターズ(“’AppliedPhysic
s Letters ” ) 第 36 @
。
第11号、1980年発行の「サブミクロΦセカンドΦ
バイスティプル拳エレクトロオプティック・スイッチン
グ−イン・リキッド・クリスタルJ (rsubrn
tcro 5econdBistable Ele
ctroopticSwitching in L
i q u i dCystals」); ”固体
物理′°上J(141)1981 r液晶j等に記載さ
れており、本発明ではこれらに開示された強誘電性液晶
を用いることができる。
バイスティプル拳エレクトロオプティック・スイッチン
グ−イン・リキッド・クリスタルJ (rsubrn
tcro 5econdBistable Ele
ctroopticSwitching in L
i q u i dCystals」); ”固体
物理′°上J(141)1981 r液晶j等に記載さ
れており、本発明ではこれらに開示された強誘電性液晶
を用いることができる。
強誘電性液晶化合物の具体例としては、デシロキシベン
ジリデン−p′−アミノ−2−メチルブチルシンナメー
ト(DOBAMBC)、ヘキシルオキシベンジリデン−
p′−アミノ−2−クロロプロピルシンナメート(HO
BACPC)、4−o −(2−メチル)−ブチルレゾ
ルシリテン−4′−オクチルアニリン(MB RA8)
が挙げられる。特に好ましい強誘電性液晶としては、こ
れ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1例えば下述の実施例に挙げた相転移温度を示
すビフェニルエステル系液晶を用いることができる。
ジリデン−p′−アミノ−2−メチルブチルシンナメー
ト(DOBAMBC)、ヘキシルオキシベンジリデン−
p′−アミノ−2−クロロプロピルシンナメート(HO
BACPC)、4−o −(2−メチル)−ブチルレゾ
ルシリテン−4′−オクチルアニリン(MB RA8)
が挙げられる。特に好ましい強誘電性液晶としては、こ
れ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1例えば下述の実施例に挙げた相転移温度を示
すビフェニルエステル系液晶を用いることができる。
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。
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。
又1本発明で用いる2色性色素の代表例は下記のとおり
である。
である。
本発明は、これらの2色性色素の他に、少なくとも1つ
の発色部分と少なくとも1つの光学活性部分を単一分子
中に含むヘリクロミックな2色性色素を用いることがで
きる。具体的な発色団としてはアゾ、アゾ−スチルベン
、ベンゾチアゾリルポリアゾ、アゾメチン、メチン、メ
ロシアニン、アントラキノン、メチン−7リーデン、テ
トラン・ン、オキサジアジン、カルバゾール−アゾなど
を用いることができる。又、光学活性部分は不斉炭素原
子を有する有機基で、具体的には(+)−2−メチルア
ルキル基、(+)−3−メチルアルキル基、(+)−2
−メチルアルコキシ基、(+)−3−メチルアルコキシ
ル基、(+)−3−メチルシクロヘキシル、(+)−α
−メチルベンジル、(+)−2−メチルブチルビフェニ
ル、(+) −2−メチルブチルフェニルチオ、(+)
−2−メチルブチルアミノ+フタレンなどを挙げること
ができる0代表的ヘリクロミックな2色性色素を下記に
示す、これらの合成法については、特開昭59−937
77号公報に開示されている。
の発色部分と少なくとも1つの光学活性部分を単一分子
中に含むヘリクロミックな2色性色素を用いることがで
きる。具体的な発色団としてはアゾ、アゾ−スチルベン
、ベンゾチアゾリルポリアゾ、アゾメチン、メチン、メ
ロシアニン、アントラキノン、メチン−7リーデン、テ
トラン・ン、オキサジアジン、カルバゾール−アゾなど
を用いることができる。又、光学活性部分は不斉炭素原
子を有する有機基で、具体的には(+)−2−メチルア
ルキル基、(+)−3−メチルアルキル基、(+)−2
−メチルアルコキシ基、(+)−3−メチルアルコキシ
ル基、(+)−3−メチルシクロヘキシル、(+)−α
−メチルベンジル、(+)−2−メチルブチルビフェニ
ル、(+) −2−メチルブチルフェニルチオ、(+)
−2−メチルブチルアミノ+フタレンなどを挙げること
ができる0代表的ヘリクロミックな2色性色素を下記に
示す、これらの合成法については、特開昭59−937
77号公報に開示されている。
■
これらの2色性色素は、スメクテイツク液晶、特に強誘
電性を示すカイラルスメクテイツク液晶に対して0.1
〜lO重量%、好ましくは1〜5重量%の範囲でスメク
テイツク液晶に溶解される。
電性を示すカイラルスメクテイツク液晶に対して0.1
〜lO重量%、好ましくは1〜5重量%の範囲でスメク
テイツク液晶に溶解される。
第1図は1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。
を模式的に描いたものである。
以下、所望の相としてSmC”を例にとって説明する。
11と11′は、In2O3,5n02或いはITO(
Indium−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12がガラス面に垂直になる様に配向し
たS m C”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
は基板の面方向に連続的にらせん構造を形成している。
Indium−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12がガラス面に垂直になる様に配向し
たS m C”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15と液晶分子13の軸方向と
のなす角度を■として表わす、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) (P±)1
4を有している。基板11と11’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工)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−一一偏光子を置けば、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。
のなす角度を■として表わす、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) (P±)1
4を有している。基板11と11’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工)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−一一偏光子を置けば、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。
本発明の液晶素子で好ましく用いられる液晶セルは、そ
の厚さを充分に薄く(例えば10延以下)することがで
きる、このように液晶層が薄くなるにしたがい、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、非らせん構造となり、その双極子
モーメントPまたはP′は上向き(24)又は下向き(
24’)のどちらかの状態をとる。この液晶分子軸23
の分子軸と23′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(■)はらせん構造をとる
時のコーンのなす頂角に等しい。このようなセルに、第
6図に示す如く一定の閾値以上の極性の異る電界E又は
E′を電圧印加手段21と21′により付与すると、双
極子モーメントは、電界E又はE′の電界ベクトルに対
応して上向き24又は下向き24′と向きを変え、それ
に応じて液晶分子は、第1の安定状態23かあるいは第
2の安定状態23′の何れか一方に配向する。
の厚さを充分に薄く(例えば10延以下)することがで
きる、このように液晶層が薄くなるにしたがい、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、非らせん構造となり、その双極子
モーメントPまたはP′は上向き(24)又は下向き(
24’)のどちらかの状態をとる。この液晶分子軸23
の分子軸と23′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(■)はらせん構造をとる
時のコーンのなす頂角に等しい。このようなセルに、第
6図に示す如く一定の閾値以上の極性の異る電界E又は
E′を電圧印加手段21と21′により付与すると、双
極子モーメントは、電界E又はE′の電界ベクトルに対
応して上向き24又は下向き24′と向きを変え、それ
に応じて液晶分子は、第1の安定状態23かあるいは第
2の安定状態23′の何れか一方に配向する。
このような双安定性強誘電性液晶素子を用いることによ
る利点は、先にも述べたが2つある。
る利点は、先にも述べたが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することである。第2の
点を、例えば第2図によって更に説明すると、電界Eを
印加すると液晶分子は第1の安定状態23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E′を印加すると、液晶分子は第2の安定状態23
′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。
液晶分子の配向が双安定性を有することである。第2の
点を、例えば第2図によって更に説明すると、電界Eを
印加すると液晶分子は第1の安定状態23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E′を印加すると、液晶分子は第2の安定状態23
′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。
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セル厚を1〜2JLmとした出来
るだけ薄い方が好ましい。
れるにはセルとしてはセル厚を1〜2JLmとした出来
るだけ薄い方が好ましい。
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、先にも述べたように、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。
って最も問題となるのは、先にも述べたように、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。
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−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5i02を斜方蒸着する方法などが挙げられ
る。
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−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5i02を斜方蒸着する方法などが挙げられ
る。
しかしながら1、強誘電性液晶に対して、このようなラ
ビング法や斜方蒸着法を適用しても、配向処理を施すこ
と自体が、前記した液晶分子の双安定性を阻害するため
、所謂メモリー性を生かした駆動法を採用する場合には
一軸性配向処理では、不適当なものと考えられていた。
ビング法や斜方蒸着法を適用しても、配向処理を施すこ
と自体が、前記した液晶分子の双安定性を阻害するため
、所謂メモリー性を生かした駆動法を採用する場合には
一軸性配向処理では、不適当なものと考えられていた。
ところが1本発明者らが鋭意検討した結果、基板表面に
適正な一軸性の配向処理を施すことにより、以下に詳述
する如く、ある特定化された双安定状態を達成すること
が可能であり、偏光子をその特定化された軸方向に一致
させることにより、メモリー性を生かした駆動が達成し
得ることが明らかとなった。
適正な一軸性の配向処理を施すことにより、以下に詳述
する如く、ある特定化された双安定状態を達成すること
が可能であり、偏光子をその特定化された軸方向に一致
させることにより、メモリー性を生かした駆動が達成し
得ることが明らかとなった。
第3図(A)と(B)は、本発明の液晶素子の一実施例
を示している。第3図(A)は。
を示している。第3図(A)は。
本発明の液晶素子の平面図で、第3図(B)はそのA−
A ’断面図である。
A ’断面図である。
第3図で示すセル構造体100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101と101’をス
ペーサ104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106で接着したセル構
造を有しており、さらに基板101の上には複数の透明
電極102かもなる電極群(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。基板101′
の上には前述の透明電極102と交差させた複数の透明
電極102′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
。
チック板などからなる一対の基板101と101’をス
ペーサ104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106で接着したセル構
造を有しており、さらに基板101の上には複数の透明
電極102かもなる電極群(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。基板101′
の上には前述の透明電極102と交差させた複数の透明
電極102′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
。
このような透明電極102′を設けた基板101’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、
ポリバラキシリレン、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Ml 1 0’5を設けることができる
。
、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、
ポリバラキシリレン、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Ml 1 0’5を設けることができる
。
この配向制御膜105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。
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。
前述の配向制御膜105は、同時に絶縁膜としても機能
させることが好ましく、このためにこの配向制御膜10
5の膜厚は一般に100人〜IJL、好ましくは500
λ〜5000人の範囲に設定することができる。この絶
縁膜は、液晶層103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。
させることが好ましく、このためにこの配向制御膜10
5の膜厚は一般に100人〜IJL、好ましくは500
λ〜5000人の範囲に設定することができる。この絶
縁膜は、液晶層103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。
また、本発明の液晶素子では前述の配向制御膜105と
同様のものをもう一方の基板lotに設けることができ
る。
同様のものをもう一方の基板lotに設けることができ
る。
第3図に示すセル構造体100の中の液晶層103は、
SmC”とすることができる、又、液晶層103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。
SmC”とすることができる、又、液晶層103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。
第4図は、本発明の液晶素子の別の具体例を表わしてい
る.第4図で示す液晶素子は、一対の基板101と10
1′の間に複数のスペーサ部材203が配置されている
。このスペーサ部材203は、例えば配向制御膜105
が設けられテイナイ基板L O Lc7)上ニs to
、 S i02 。
る.第4図で示す液晶素子は、一対の基板101と10
1′の間に複数のスペーサ部材203が配置されている
。このスペーサ部材203は、例えば配向制御膜105
が設けられテイナイ基板L O Lc7)上ニs to
、 S i02 。
AJ1203.Ti02などの無機化合物あるいはポリ
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,ユリア樹脂、アクリル
樹脂やフォトレジスト樹脂などの樹脂類を適当な方法で
被膜形成した後に、所定の位置にスペーサ部材203が
配置される様にエツチングすることによって得ることが
できる。
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,ユリア樹脂、アクリル
樹脂やフォトレジスト樹脂などの樹脂類を適当な方法で
被膜形成した後に、所定の位置にスペーサ部材203が
配置される様にエツチングすることによって得ることが
できる。
このようなセル構造体100は,偏光子108とその背
後に日色灯107がそれぞれ配置されて、電極1.02
と102′の間に電圧を印加した時に日色灯107から
の光線をスイッチングすることができる。
後に日色灯107がそれぞれ配置されて、電極1.02
と102′の間に電圧を印加した時に日色灯107から
の光線をスイッチングすることができる。
次に、本発明の液晶素子の作成法について液晶材料とし
てビフェニルエステル系液晶を例にとって第3図と第5
図に従って説明する.このビフェニルエステル系化合物
は、下記に示す相転移状態を表わしている。
てビフェニルエステル系液晶を例にとって第3図と第5
図に従って説明する.このビフェニルエステル系化合物
は、下記に示す相転移状態を表わしている。
Iso (等吉相)→ch(コレステリック相)72℃
→ SmA(スメクテイツクA相)呻 SmC”80℃
50℃→Cry (結
晶相) 20℃ 液晶層が充分に厚い場合(〜1 0 0 g)、SmC
”ではらせん構造をとり、そのピッチは約4牌である。
50℃→Cry (結
晶相) 20℃ 液晶層が充分に厚い場合(〜1 0 0 g)、SmC
”ではらせん構造をとり、そのピッチは約4牌である。
まず、前述のビフェニルエステル系液晶が封入されてい
るセル構造体lOOは、セル100全体が均一に加熱さ
れる様な加熱ケース(図示せず)にセットされる。
るセル構造体lOOは、セル100全体が均一に加熱さ
れる様な加熱ケース(図示せず)にセットされる。
次に、セル100中の化合物が等吉相となる温度(約7
5℃)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100中の等吉相となっている化合物
を降温過程に移す。
5℃)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100中の等吉相となっている化合物
を降温過程に移す。
この降温過程で等吉相の化合物は、約72℃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60℃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、この
時に、この液晶中には2色性色素が溶解されており、こ
の液晶の配向方向と同一の方向で2色性色素が配向され
る。
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60℃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、この
時に、この液晶中には2色性色素が溶解されており、こ
の液晶の配向方向と同一の方向で2色性色素が配向され
る。
しかる後に、このSmAより降温過程でSmC末に相転
移することによって、例えばセル厚を3Bm程度以下と
すると非らせん構造をもつモノドメインのSmC”が得
られる。
移することによって、例えばセル厚を3Bm程度以下と
すると非らせん構造をもつモノドメインのSmC”が得
られる。
第5図は、液晶分子の配向状態を模式的に示すもので、
基板面505より上方から見た図である。
基板面505より上方から見た図である。
図中、500は一軸性配向処理の方向、即ち、本実施例
ではラビング方向に相当している。
ではラビング方向に相当している。
SmA相では、液晶分子と2色性色素分子がラビング方
向500と一致する液晶の平均分子軸方向501をもっ
て配向する。SmC”相に於ては液晶分子と2色性色素
分子の平均的な分子軸方向は、502の方向に傾き、ラ
ビング方向500とS m C”の平均分子軸方向(2
色性色素分子軸方向)502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■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50
3とする。
向500と一致する液晶の平均分子軸方向501をもっ
て配向する。SmC”相に於ては液晶分子と2色性色素
分子の平均的な分子軸方向は、502の方向に傾き、ラ
ビング方向500とS m C”の平均分子軸方向(2
色性色素分子軸方向)502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■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50
3とする。
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502の状態に戻る。
分子軸方向502の状態に戻る。
従って、第1の分子軸方向502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502
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■をなす第4の安定配向状態の平均分子軸方向
503′に転移する。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502′の状態に落ちつく。
メモリー性を有することになる。又、分子軸方向502
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■をなす第4の安定配向状態の平均分子軸方向
503′に転移する。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502′の状態に落ちつく。
従って、図に示すように偏光子の偏光軸方向504を角
度θをなす分子軸方向502に合致させることによって
、下述する如き電界による第1と第2の安定配向状態と
の間で生じる配向転移とこのメモリー性を生じた駆動法
を用いた時にオン状態とオフ状態での光学コントラスト
を向上することができる。
度θをなす分子軸方向502に合致させることによって
、下述する如き電界による第1と第2の安定配向状態と
の間で生じる配向転移とこのメモリー性を生じた駆動法
を用いた時にオン状態とオフ状態での光学コントラスト
を向上することができる。
第6図には2色性色素No、12を溶解した前述のビフ
ェニル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(θ)及び分子軸
502の状態と502′の状態での光学的コントラスト
比の液晶層の厚さによる依存性の例が示されている0曲
線61によれば液晶層の厚さが小さくなるに従い、角度
0の値は低下していくが、液晶層の厚さが大きくなる程
曲線62に従ってコントラストは増大する。尚′1.こ
れらの測定は、SmA→SmC”の相転移温度より20
℃だけ低い温度にて行われた。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(■)の値は、液晶層の厚さが1:24のとき■=2
5° 、2.0鉢のとき■=27°。
ェニル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(θ)及び分子軸
502の状態と502′の状態での光学的コントラスト
比の液晶層の厚さによる依存性の例が示されている0曲
線61によれば液晶層の厚さが小さくなるに従い、角度
0の値は低下していくが、液晶層の厚さが大きくなる程
曲線62に従ってコントラストは増大する。尚′1.こ
れらの測定は、SmA→SmC”の相転移温度より20
℃だけ低い温度にて行われた。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(■)の値は、液晶層の厚さが1:24のとき■=2
5° 、2.0鉢のとき■=27°。
2.6鉢のとき■=28°であり、液晶層の厚さが充分
に厚いとき(約1001L)には■=3011であった
・ 第7図は、液晶材料として、前述の2色性色素No、1
2を溶解したアゾメチン化合物のSmCX相に於ける1
軸性処理方向と平均的分子軸方向のなす角度(θ)及び
分子軸502の状態と502′の状態でのコントラスト
比の液晶層の厚み依存性を示す測定データである。
に厚いとき(約1001L)には■=3011であった
・ 第7図は、液晶材料として、前述の2色性色素No、1
2を溶解したアゾメチン化合物のSmCX相に於ける1
軸性処理方向と平均的分子軸方向のなす角度(θ)及び
分子軸502の状態と502′の状態でのコントラスト
比の液晶層の厚み依存性を示す測定データである。
この液晶は1次のような相転移を示すもの78℃
93℃ 118℃ である* Cr y −1−SmC)k−+ SmA−
+Iso、らせんピッチは約21Lとした。
93℃ 118℃ である* Cr y −1−SmC)k−+ SmA−
+Iso、らせんピッチは約21Lとした。
この材料の場合には、液晶層の厚さが薄くなるに従い角
度θは曲線71で示す様に増大していくが、光学的コン
トラストは、やはり液晶層の厚さが大きくなる保油1i
!72で示す様に増大する。これらの測定は、SmA−
+ SmC)kの相転移温度より15℃だけ低い温度で
測定したものである。
度θは曲線71で示す様に増大していくが、光学的コン
トラストは、やはり液晶層の厚さが大きくなる保油1i
!72で示す様に増大する。これらの測定は、SmA−
+ SmC)kの相転移温度より15℃だけ低い温度で
測定したものである。
又、充分に電界(20v〜30V程度)を印加したとき
の平均的分子軸方向(■)の値は、液晶層の厚みがlI
Lのとき■=14°、2ILのとき@= l 5°であ
り、液晶層の厚さが充分に厚い場合(約100 g)は
、18°であった。
の平均的分子軸方向(■)の値は、液晶層の厚みがlI
Lのとき■=14°、2ILのとき@= l 5°であ
り、液晶層の厚さが充分に厚い場合(約100 g)は
、18°であった。
さて1本発明の特徴が基板面の配向処理によって液晶分
子に角度θをもつ特定の安定状態を与えることからも判
る様に角度θの値は、基板面の処理の程度によって、そ
の値が変化し、液晶分子に対する拘束力がより強い処理
方法であれば、角度θは小さくなり、又、より弱い処理
方法であれば角度θは大きくなる。拘束力の程度が余り
に強い場合には角度θが著しく小さくなり、SmC*の
メモリー性を生かした駆動を行うことが、事実上不可能
となる。このため角度0の値としては好ましくは=0(
θとなる配向処理条件を設定することが望ましい。
子に角度θをもつ特定の安定状態を与えることからも判
る様に角度θの値は、基板面の処理の程度によって、そ
の値が変化し、液晶分子に対する拘束力がより強い処理
方法であれば、角度θは小さくなり、又、より弱い処理
方法であれば角度θは大きくなる。拘束力の程度が余り
に強い場合には角度θが著しく小さくなり、SmC*の
メモリー性を生かした駆動を行うことが、事実上不可能
となる。このため角度0の値としては好ましくは=0(
θとなる配向処理条件を設定することが望ましい。
木8発明の液晶光学素子で用いる駆動法としては下記に
示す方法が適している。すなわち、第8図(A)−(a
)は、中間に強誘電性液晶化合物が挟まれたマトリクス
電極構造を有するセル81の模式図である。82は走査
電極群であり、83は信号電極群である。第8図(A)
−(b)と(A)−(c)はそれぞれ選択された走査電
極82(s)に与えら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)82(n)に与えられる電
気信号を示し、第8図(A)−(d)と(A)−(e)
はそれぞれ選択された(情報有の)信号電極83 (S
)に与えられる電気信号と選択されない(情報無の)信
号電極83(n)に与えられる電気信号を表わす、第8
図(A)−(b)〜(A)−(e)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82は逐次周期的に選択される。
示す方法が適している。すなわち、第8図(A)−(a
)は、中間に強誘電性液晶化合物が挟まれたマトリクス
電極構造を有するセル81の模式図である。82は走査
電極群であり、83は信号電極群である。第8図(A)
−(b)と(A)−(c)はそれぞれ選択された走査電
極82(s)に与えら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)82(n)に与えられる電
気信号を示し、第8図(A)−(d)と(A)−(e)
はそれぞれ選択された(情報有の)信号電極83 (S
)に与えられる電気信号と選択されない(情報無の)信
号電極83(n)に与えられる電気信号を表わす、第8
図(A)−(b)〜(A)−(e)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82は逐次周期的に選択される。
今、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Vthlとし。
るための閾値電圧をVthlとし。
第2の安定状態を与えるための閾値電圧を−vth2と
すると1選択された走査電極82(S)に与えられる電
気信号は第8図(A)−(b)に示される如く位相(時
間)tlでは。
すると1選択された走査電極82(S)に与えられる電
気信号は第8図(A)−(b)に示される如く位相(時
間)tlでは。
2vを位相(時間)t2では、−■となるような交番す
る電圧である。又、それ以外の走査電極82(n)は、
第8図(A)−(c)に示す如くアース状態となってお
り電気信号Oである。一方、選択された信号電極83(
s)に与えられる電気信号は第8図(A)−(d)に示
される如く位相t1において0で、位相t2においてV
であり、又、選択されない信号電極83(n)に与えら
れる電気信号は第8図(A)−(e)に示される如く0
である。
る電圧である。又、それ以外の走査電極82(n)は、
第8図(A)−(c)に示す如くアース状態となってお
り電気信号Oである。一方、選択された信号電極83(
s)に与えられる電気信号は第8図(A)−(d)に示
される如く位相t1において0で、位相t2においてV
であり、又、選択されない信号電極83(n)に与えら
れる電気信号は第8図(A)−(e)に示される如く0
である。
以上に於て、電圧値VはV<Vthl<2V、!ニーV
>−Vt h2>−2Vを満足する所望の値に設定され
る。このような電気信号が与えられたときの、各画素に
印加される電圧波形を第9図(B)に示す。
>−Vt h2>−2Vを満足する所望の値に設定され
る。このような電気信号が与えられたときの、各画素に
印加される電圧波形を第9図(B)に示す。
第8図(B)のCB)−(a)、CB)−(b)、CB
)−(e)と(B) −(d)はそれぞれ第8図(A)
中の画素A、B、CとDは対応している。すなわち、第
8図(B)から明らかな如く1選択された走査線上にあ
るすべての画素は、第1の位相t1で閾値電圧−vth
2を越える電圧−2vが印加されるために、まず−担一
方の光学的安定状態(第2の安定状態)に揃えられる。
)−(e)と(B) −(d)はそれぞれ第8図(A)
中の画素A、B、CとDは対応している。すなわち、第
8図(B)から明らかな如く1選択された走査線上にあ
るすべての画素は、第1の位相t1で閾値電圧−vth
2を越える電圧−2vが印加されるために、まず−担一
方の光学的安定状態(第2の安定状態)に揃えられる。
このうち、情報信号有に対応する画素Aでは第2の位相
t2で。
t2で。
閾値電圧vt hlを越える電圧2vが印加されるため
に他方の光学的安定状態(ニア1IJlの安定状態)に
転移する。又、同一走査線上に存在し、情報信号無に対
応する画素Bでは第2の位相t2に於ける印加電圧は閾
値電圧Vthlを越えない電圧Vであるために、一方の
光学的安定状態に留ったままである。
に他方の光学的安定状態(ニア1IJlの安定状態)に
転移する。又、同一走査線上に存在し、情報信号無に対
応する画素Bでは第2の位相t2に於ける印加電圧は閾
値電圧Vthlを越えない電圧Vであるために、一方の
光学的安定状態に留ったままである。
一方、画素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CとDに印加される電圧は+V又は
0であって、いずれも閾値電圧を越えない、従って、各
画素CとD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、まず第1の位相t1において、−担一方の光学的安
定状態に揃えられ、第2の位相t2において−ライン分
の信号の書き込みが行われ、−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。
では、すべての画素CとDに印加される電圧は+V又は
0であって、いずれも閾値電圧を越えない、従って、各
画素CとD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、まず第1の位相t1において、−担一方の光学的安
定状態に揃えられ、第2の位相t2において−ライン分
の信号の書き込みが行われ、−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とクロストーク等は全
く生じない。
はかわらず、コントラストの低下とクロストーク等は全
く生じない。
この際、電圧値Vの値及び位相(t1+t2)=’rの
値としては、用いられる液晶材料やセルの厚さにも依存
するが、通常3ポルト〜70ポルトで、0.1JLse
c 〜2m5ecの範囲で用いられる。
値としては、用いられる液晶材料やセルの厚さにも依存
するが、通常3ポルト〜70ポルトで、0.1JLse
c 〜2m5ecの範囲で用いられる。
本発明の駆動方法が有効に達成されるためには、走査電
極或いは信号電極に与えられる電気信号が、必ずしも第
8図′(b)〜(e)に於て説明されたような単純な矩
形波信号でなくてもよいことは自明である0例えば、正
弦波や三角波によって駆動することも可能である。
極或いは信号電極に与えられる電気信号が、必ずしも第
8図′(b)〜(e)に於て説明されたような単純な矩
形波信号でなくてもよいことは自明である0例えば、正
弦波や三角波によって駆動することも可能である。
第9図は、別の変形実施例である。第8図に示した実施
例との違いは第8図(A) −(b)に示す走査信号8
2(s)の位相t1における電圧は半分のVとし、その
分すべての情報信号に位相t1に於て−Vを印加してい
る。この方法によるメリットは、各電極に与える信号の
電圧最大値が第8図に示した実施例に比べ半分で済む点
にある。
例との違いは第8図(A) −(b)に示す走査信号8
2(s)の位相t1における電圧は半分のVとし、その
分すべての情報信号に位相t1に於て−Vを印加してい
る。この方法によるメリットは、各電極に与える信号の
電圧最大値が第8図に示した実施例に比べ半分で済む点
にある。
この際、第9図(A)−(a)は、選択された走査電極
82(s)に印加する電圧の波形を示し、一方、選択さ
れない走査電極82(n)には第9図(A)−(b)に
示す様にアース状態にされ、電気信号は0ポルトである
。第9図(A)−(c)は、選択された信号電極83(
S)に印加する電圧の波形を示しており、第9図(A)
−(d)は選択されない信号電極83(n)に印加する
電圧波形を示している。
82(s)に印加する電圧の波形を示し、一方、選択さ
れない走査電極82(n)には第9図(A)−(b)に
示す様にアース状態にされ、電気信号は0ポルトである
。第9図(A)−(c)は、選択された信号電極83(
S)に印加する電圧の波形を示しており、第9図(A)
−(d)は選択されない信号電極83(n)に印加する
電圧波形を示している。
第9図(B)は各画素A、B、CとDに印加される電圧
の波形を示している。すなわち、第9図(B)の(B)
−(a) 、 (B) −(b) 。
の波形を示している。すなわち、第9図(B)の(B)
−(a) 、 (B) −(b) 。
(B)−(c)と(B)−(d)はそれぞれ第8図(A
)中の画素A、B、CとDに対応している。
)中の画素A、B、CとDに対応している。
今までに述べた本発明の説明に於ては、一つの画素に対
応する液晶化合物層は一様であり、一画素全領域に渉っ
てどちらかの安定状態に配向を揃えているものとして来
た。しかしながら、強誘電性液晶の配向状態は、基板の
表面との相互作用によって極めて微妙に作用されるため
、印加電圧と閾値電圧Vthl又は−vth2の差が小
さい場合には、局所的な基板表面の僅かの差によって、
−画素内で互いに逆方向の安定配向状態が混在している
状況が生じ得る。これを利用して情報信号の第2の位相
に於て階調性を与える信号を付加することが可能である
0例えば1.第8図に於て述べた駆動方法と走査信号は
全く同一にして第10図(a)〜(d)に示すような階
調に応じ、信号電極に印加する情報信号の位相t2に於
けるパルス数を変えることによって階調画像を得るとと
が可能である。
応する液晶化合物層は一様であり、一画素全領域に渉っ
てどちらかの安定状態に配向を揃えているものとして来
た。しかしながら、強誘電性液晶の配向状態は、基板の
表面との相互作用によって極めて微妙に作用されるため
、印加電圧と閾値電圧Vthl又は−vth2の差が小
さい場合には、局所的な基板表面の僅かの差によって、
−画素内で互いに逆方向の安定配向状態が混在している
状況が生じ得る。これを利用して情報信号の第2の位相
に於て階調性を与える信号を付加することが可能である
0例えば1.第8図に於て述べた駆動方法と走査信号は
全く同一にして第10図(a)〜(d)に示すような階
調に応じ、信号電極に印加する情報信号の位相t2に於
けるパルス数を変えることによって階調画像を得るとと
が可能である。
以下、本発明を実施例に従って説明する。
〔実施例1〕
ピッチ1100ILで幅62.5 g mのストライプ
状のITO膜を電極として設け、さらにその上にポリイ
ミド樹脂を1000人の膜厚で設けたガラス基板を2枚
用意した。この2枚のガラス基板のうち1枚のガラス基
板にラビング処理を施した。
状のITO膜を電極として設け、さらにその上にポリイ
ミド樹脂を1000人の膜厚で設けたガラス基板を2枚
用意した。この2枚のガラス基板のうち1枚のガラス基
板にラビング処理を施した。
この2枚のガラス基板に設けたストライプ状ITOII
Iが互に交差し、その間隔が21Lmとな ″
る様に重ね合せ、その周辺をエポキシ系接着剤でシーリ
ングしてセルを作成した。こうして作成したセル内に等
吉相となっている前述のビフェニルエステル液晶化合物
(この液晶化合物に対して前述の2色性色素No、12
を5重量%の割合で溶解した組成物を用いた)を注入口
から注入し、その注入口を封口した。このセルを徐り 冷(0,5℃/%)によって冷却させ、温度を約30℃
で維持させた状態で、片側に偏光子を設けてから顕微鏡
観察したところ、非らせん構造のSmC*が形成されて
おり、角度θ中10゜であることが判明した。
Iが互に交差し、その間隔が21Lmとな ″
る様に重ね合せ、その周辺をエポキシ系接着剤でシーリ
ングしてセルを作成した。こうして作成したセル内に等
吉相となっている前述のビフェニルエステル液晶化合物
(この液晶化合物に対して前述の2色性色素No、12
を5重量%の割合で溶解した組成物を用いた)を注入口
から注入し、その注入口を封口した。このセルを徐り 冷(0,5℃/%)によって冷却させ、温度を約30℃
で維持させた状態で、片側に偏光子を設けてから顕微鏡
観察したところ、非らせん構造のSmC*が形成されて
おり、角度θ中10゜であることが判明した。
又、前述の角度lO0に偏光軸を合せて偏光子を貼り合
せ、そしてその背後に60Wの白色蛍光灯を配置し、駆
動電圧30Vでスイッチング駆動を行なったところ、良
好な色彩コントラストをもつ青色地に鮮かな白色文字が
表示された。
せ、そしてその背後に60Wの白色蛍光灯を配置し、駆
動電圧30Vでスイッチング駆動を行なったところ、良
好な色彩コントラストをもつ青色地に鮮かな白色文字が
表示された。
一方、角度■=27°に偏光軸を合せて偏光子貼り合わ
せた他は、前述と同様の方法でテストを行なったところ
、前述の例と比較して色彩コントラストが小さく、ワー
ドプロセッサー等の表示画面には不適当であることが判
明した。
せた他は、前述と同様の方法でテストを行なったところ
、前述の例と比較して色彩コントラストが小さく、ワー
ドプロセッサー等の表示画面には不適当であることが判
明した。
ゲスト−ホスト方式を用いた双安定性強誘電性液晶素子
を用いて白色灯下で青色地や緑色地中の白色文字表示を
行う際、良好な色彩コントラストを得ることができる。
を用いて白色灯下で青色地や緑色地中の白色文字表示を
行う際、良好な色彩コントラストを得ることができる。
従って、ワードプロセッサー等の画面表示を行なった際
に、観察者が表示された文字を容易に認識することがで
きる利点を有している。
に、観察者が表示された文字を容易に認識することがで
きる利点を有している。
第1図及び第2図は、本発明で用いる液晶素子を模式的
に示す斜視図である。第3図(A)は本発明の液晶光学
素子を示す平面図で、第3図(B)はそのA−A断面図
である。第4図は、本発明の液晶光学素子の別の態様を
示す断面図である。第5図は本発明における液晶分子の
配向状態を模式的に示す平面図である。第6図及び第7
図は一軸性処理方向と平均的分子軸方向のなす角度θ及
び光学的コントラストと液晶層の厚さとの関係を表わす
説明図である。 第8図(A)(a)は、本発明液晶素子を模式的に示す
平面図である。第8図(A)(b)は選択された走査電
極の信号を示す説明図である。第8図(A)(c)は選
択されない走査電極の信号を示す説明図である。第8図
(A)(d)は選択された信号電極の情報信号を示す説
明図である。第8図(A)(e)は選択されない信号電
極の情報信号を示す説明図である。 第8図(B)(a)は画素Aの液晶に印加される電圧の
波形図である。第8図(B)Cb)は画素Bの液晶に印
加される電圧の波形図である。第8図(B)(C)は画
素Cの液晶に印加される電圧の波形図である。第8図(
B)(d)は画素りの液晶に印加される電圧の波形図で
ある。第9図(A)(a)は別の具体例における選択さ
れた走査電極の信号を示す説明図である。第9図(A)
(b)は別の具体例における選択されない走査電極の信
号を示す説明図である。第9図(A)(c)は別の具体
例における選択された信号電極の情報信号を示す説明図
である。第9図(A)(d)は別の具体例における選択
されない信号電極の情報信号を示す説明図である。第9
図(B)(a)は別の具体例における画素Aの液晶に印
加される電圧の波形図である。第9図(B)(b)は別
の具体例における画素Bの液晶に印加される電圧の波形
図である。第9図(B)(c)は別の具体例における画
素Cの液晶に印加される電圧の波形図である。第9図(
B)(d)は別の具体例における画素りの液晶に印加さ
れる電圧の波形図である。第10図(a)、第1θ図(
b)、第10図(c)および第10図(d)は信号電極
に印加する電圧の波形例を示す説明図である。 500ニラピング方向 501;ラビング方向と平行となっているSmA相での
平均分子軸方向 502;SmC*相での第1の平均分子軸方向 502’;SmC*相での第2の平均分子軸方向 503;SmC*相での電圧印加時の飽和した第3の平
均分子軸方向 503’;SmC)k相での電圧印加時の飽和した第4
の平均分子軸方向 504;偏光子の偏光軸方向 505;基板面 θ ;電極間の電圧を零とした時のSmC*でのill
の平均分子軸方向502と SmA相での平均分子軸方向501 とのなす角度 O;電圧印加時のSmC*相での飽和した第3の平均分
子軸方向503と SmA相での平均分子軸方向501 とのなす角度。 ρ0 π醪 第6図(A) 釡 (C) (d)−−−VThl
−−−−−Vt)+。
に示す斜視図である。第3図(A)は本発明の液晶光学
素子を示す平面図で、第3図(B)はそのA−A断面図
である。第4図は、本発明の液晶光学素子の別の態様を
示す断面図である。第5図は本発明における液晶分子の
配向状態を模式的に示す平面図である。第6図及び第7
図は一軸性処理方向と平均的分子軸方向のなす角度θ及
び光学的コントラストと液晶層の厚さとの関係を表わす
説明図である。 第8図(A)(a)は、本発明液晶素子を模式的に示す
平面図である。第8図(A)(b)は選択された走査電
極の信号を示す説明図である。第8図(A)(c)は選
択されない走査電極の信号を示す説明図である。第8図
(A)(d)は選択された信号電極の情報信号を示す説
明図である。第8図(A)(e)は選択されない信号電
極の情報信号を示す説明図である。 第8図(B)(a)は画素Aの液晶に印加される電圧の
波形図である。第8図(B)Cb)は画素Bの液晶に印
加される電圧の波形図である。第8図(B)(C)は画
素Cの液晶に印加される電圧の波形図である。第8図(
B)(d)は画素りの液晶に印加される電圧の波形図で
ある。第9図(A)(a)は別の具体例における選択さ
れた走査電極の信号を示す説明図である。第9図(A)
(b)は別の具体例における選択されない走査電極の信
号を示す説明図である。第9図(A)(c)は別の具体
例における選択された信号電極の情報信号を示す説明図
である。第9図(A)(d)は別の具体例における選択
されない信号電極の情報信号を示す説明図である。第9
図(B)(a)は別の具体例における画素Aの液晶に印
加される電圧の波形図である。第9図(B)(b)は別
の具体例における画素Bの液晶に印加される電圧の波形
図である。第9図(B)(c)は別の具体例における画
素Cの液晶に印加される電圧の波形図である。第9図(
B)(d)は別の具体例における画素りの液晶に印加さ
れる電圧の波形図である。第10図(a)、第1θ図(
b)、第10図(c)および第10図(d)は信号電極
に印加する電圧の波形例を示す説明図である。 500ニラピング方向 501;ラビング方向と平行となっているSmA相での
平均分子軸方向 502;SmC*相での第1の平均分子軸方向 502’;SmC*相での第2の平均分子軸方向 503;SmC*相での電圧印加時の飽和した第3の平
均分子軸方向 503’;SmC)k相での電圧印加時の飽和した第4
の平均分子軸方向 504;偏光子の偏光軸方向 505;基板面 θ ;電極間の電圧を零とした時のSmC*でのill
の平均分子軸方向502と SmA相での平均分子軸方向501 とのなす角度 O;電圧印加時のSmC*相での飽和した第3の平均分
子軸方向503と SmA相での平均分子軸方向501 とのなす角度。 ρ0 π醪 第6図(A) 釡 (C) (d)−−−VThl
−−−−−Vt)+。
Claims (1)
- 電極が形成された一対の基板間に2色性色素を溶解した
強誘電性液晶を封入したセル構造体と偏光子とを有する
液晶素子において、前記電極間に一方向の電圧を印加し
た時の前記強誘電性液晶の平均分子軸方向と前記強誘電
性液晶を相転移させた時の別の相に対応する一軸異方相
の軸方向とのなす角度を(H)とし、かつ前記電極間の
電圧を零とした時の前記強誘電性液晶の平均分子軸方向
と前記強誘電性液晶を相転移させた時の別の相に対応す
る一軸異方相の軸方向とのなす角度をθとした時、前記
角度(H)とθの間にθ<(H)の関係を有していると
ともに、前記偏光子の偏光軸方向が角度θをなす強誘電
性液晶の平均分子軸方向と平行又は略平行としたことを
特徴とする液晶素子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14811485A JPS628124A (ja) | 1985-07-04 | 1985-07-04 | 液晶素子 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14811485A JPS628124A (ja) | 1985-07-04 | 1985-07-04 | 液晶素子 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS628124A true JPS628124A (ja) | 1987-01-16 |
Family
ID=15445563
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14811485A Pending JPS628124A (ja) | 1985-07-04 | 1985-07-04 | 液晶素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS628124A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02550A (ja) * | 1987-12-29 | 1990-01-05 | Canon Inc | 光像記録装置 |
JPH03102317A (ja) * | 1989-09-18 | 1991-04-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 強誘電性液晶パネルの製造方法 |
JPH04133024A (ja) * | 1990-09-26 | 1992-05-07 | Fujitsu Kiden Ltd | 強誘電性液晶表示素子 |
JPH04133020A (ja) * | 1990-09-26 | 1992-05-07 | Fujitsu Kiden Ltd | 強誘電性液晶表示素子 |
JP2011106817A (ja) * | 2009-11-12 | 2011-06-02 | Mitsutoyo Corp | 光学式寸法測定装置 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58173719A (ja) * | 1982-04-05 | 1983-10-12 | Hitachi Ltd | 液晶表示装置 |
JPS6057821A (ja) * | 1983-09-09 | 1985-04-03 | Seiko Instr & Electronics Ltd | 液晶表示素子 |
JPS61252532A (ja) * | 1985-05-02 | 1986-11-10 | Asahi Glass Co Ltd | 強誘電性スメクチック液晶電気光学装置の製造方法 |
-
1985
- 1985-07-04 JP JP14811485A patent/JPS628124A/ja active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2011106817A (ja) * | 2009-11-12 | 2011-06-02 | Mitsutoyo Corp | 光学式寸法測定装置 |
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