JPS63262619A - 液晶表示装置、液晶セル及びその製造方法 - Google Patents
液晶表示装置、液晶セル及びその製造方法Info
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- JPS63262619A JPS63262619A JP8888988A JP8888988A JPS63262619A JP S63262619 A JPS63262619 A JP S63262619A JP 8888988 A JP8888988 A JP 8888988A JP 8888988 A JP8888988 A JP 8888988A JP S63262619 A JPS63262619 A JP S63262619A
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-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
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-
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
［発明の利用分野］
本発明は液晶表示装置、液晶セル及びその製造方法、特
に強誘電性又はカイラル液晶セルに関する。
に強誘電性又はカイラル液晶セルに関する。
［従来技術とその課題］
高速強誘電性の液晶表示素子の構造及び動作の基本原理
はクラークその他著のアプライド・フィジックス・レタ
ーズ３６ （１１）１９８０に解説されている。この
クラーク等の表示素子はカイラル・スメクチックＣ液晶
を用いる液晶セルを含んでいる。この型の液晶材料は分
子が平行面状に配向し、その面の法線方向に対して鋭角
で傾斜するという性質を有する。この分子は面に対する
法線の周りに回転し、且つ分子の長軸に直角方向の永久
電気双極子モーメ゛ントを有する。
はクラークその他著のアプライド・フィジックス・レタ
ーズ３６ （１１）１９８０に解説されている。この
クラーク等の表示素子はカイラル・スメクチックＣ液晶
を用いる液晶セルを含んでいる。この型の液晶材料は分
子が平行面状に配向し、その面の法線方向に対して鋭角
で傾斜するという性質を有する。この分子は面に対する
法線の周りに回転し、且つ分子の長軸に直角方向の永久
電気双極子モーメ゛ントを有する。
クラーク等の液晶セルは多くのスメクチック面を有し、
これらの面は平行する１対の透明電極板間及びこれに直
角に配列する。電極板間に印加する電位差は液晶材料内
に、２枚の板の一方に向かう電界を発生する。この電界
は液晶分子の双極子モーメントと結合して、電界の方向
に依存する少なくとも２つの方向の１つをとる様にする
。このような液晶セルを透過軸が直交する１対のニュー
トラル線形偏光板間に配置すると、分子の方向は光学的
に識別出来て、光透過状態と不透明状態を有する強誘電
性の液晶表示素子が得られる。
これらの面は平行する１対の透明電極板間及びこれに直
角に配列する。電極板間に印加する電位差は液晶材料内
に、２枚の板の一方に向かう電界を発生する。この電界
は液晶分子の双極子モーメントと結合して、電界の方向
に依存する少なくとも２つの方向の１つをとる様にする
。このような液晶セルを透過軸が直交する１対のニュー
トラル線形偏光板間に配置すると、分子の方向は光学的
に識別出来て、光透過状態と不透明状態を有する強誘電
性の液晶表示素子が得られる。
クラーク等の液晶セルは温度が低下するにつれて順次ア
イソトロピック、セマチックＡ及びセフチックＣフェー
ズとなる液晶材料を使用している。
イソトロピック、セマチックＡ及びセフチックＣフェー
ズとなる液晶材料を使用している。
アイソトロピック・フェーズの液晶材料を１対の電極板
間に入れてセマチックＡフェーズになるまで冷却する。
間に入れてセマチックＡフェーズになるまで冷却する。
液晶分子の面配向は一方の電極板を他の電極板に対して
反復的に裁断してスメクチック面が得られるようにする
。電極構体に接触する液晶分子はこの構体と実質的に平
行になる。次に、素子を冷却してスメクチックＣにする
。この裁断配向法の主な問題点はこの形式の素子の製造
が困難であることである。
反復的に裁断してスメクチック面が得られるようにする
。電極構体に接触する液晶分子はこの構体と実質的に平
行になる。次に、素子を冷却してスメクチックＣにする
。この裁断配向法の主な問題点はこの形式の素子の製造
が困難であることである。
スメクチック面配向の他の方法には、強誘電体ＶＯＬ５
９，１３７頁１９８４年パテル著「スメクチック液晶の
高信頼性配向法」に開示している。
９，１３７頁１９８４年パテル著「スメクチック液晶の
高信頼性配向法」に開示している。
この形式の液晶セルの問題は、セルを光透過状態と不透
過状態間でスイッチングするときスメクチック面配向欠
陥を生じると事があると言う点である。このスメクチッ
ク面配向欠陥は液晶セル面にジグザグ模様が現れる事で
ある。
過状態間でスイッチングするときスメクチック面配向欠
陥を生じると事があると言う点である。このスメクチッ
ク面配向欠陥は液晶セル面にジグザグ模様が現れる事で
ある。
比較的スメクチック面配向欠陥が少ないと称するスメク
チックＣ液晶セルは、ジャパンディスプレイ１９８６年
４６４〜４６７頁のウニムラ等による「傾斜蒸着法によ
るカイラルスメクチックＣ液晶の配向」に開示されてい
る。この液晶セルは温度が下がるにつれて順次アイソト
ロピック、ネマチック、スメクチック八及びスメクチッ
クＣフェーズとなる液晶材料を使用している。アイソト
ロピック・フェーズのこの液晶材料を１対の対向する電
極板間に配置する。この電極板はこれに接する液晶材料
のディレクタが２０〜２５度のプレチルト角をなすよう
に処理されている。この電極板に接するディレクタのプ
レチルト角は同じ回転方向で定義する。斯かるディレク
タ形状は「アンチパラレル配向」と呼ばれることもある
。次に、この液晶セルを冷却して液晶材料を順次ネマチ
ック、スメクチックＡ及びスメクチックＣフェーズに移
行させる。このウニムラ等の液晶セルはスメクチック面
配向欠陥が比較的少ないとされているが、このセルによ
る表示素子は一般に視角が狭いと言う欠点を有する。
チックＣ液晶セルは、ジャパンディスプレイ１９８６年
４６４〜４６７頁のウニムラ等による「傾斜蒸着法によ
るカイラルスメクチックＣ液晶の配向」に開示されてい
る。この液晶セルは温度が下がるにつれて順次アイソト
ロピック、ネマチック、スメクチック八及びスメクチッ
クＣフェーズとなる液晶材料を使用している。アイソト
ロピック・フェーズのこの液晶材料を１対の対向する電
極板間に配置する。この電極板はこれに接する液晶材料
のディレクタが２０〜２５度のプレチルト角をなすよう
に処理されている。この電極板に接するディレクタのプ
レチルト角は同じ回転方向で定義する。斯かるディレク
タ形状は「アンチパラレル配向」と呼ばれることもある
。次に、この液晶セルを冷却して液晶材料を順次ネマチ
ック、スメクチックＡ及びスメクチックＣフェーズに移
行させる。このウニムラ等の液晶セルはスメクチック面
配向欠陥が比較的少ないとされているが、このセルによ
る表示素子は一般に視角が狭いと言う欠点を有する。
また、ここに述べる液晶セルの発明者はアンチパラレル
・ディレクタ配向を用いる大面積の液晶セルのディレク
タ配向の均一化に苦労した。大面積の表示素子は、不均
一なディレクタ配向のために、偏光軸を合わせる事が不
可能であるので、可視面の多くの場所で光が漏れると言
う欠点があった。
・ディレクタ配向を用いる大面積の液晶セルのディレク
タ配向の均一化に苦労した。大面積の表示素子は、不均
一なディレクタ配向のために、偏光軸を合わせる事が不
可能であるので、可視面の多くの場所で光が漏れると言
う欠点があった。
［発明の目的］
従って、本発明の目的の１つは比較的大きい視角を有す
る高速液晶表示装置を提供することである。
る高速液晶表示装置を提供することである。
本発明の他の目的はスメクチック面配向欠陥が実質的に
ない液晶セル装置及び製法を提供することである。
ない液晶セル装置及び製法を提供することである。
本発明の更に他の目的は大きな表示面積を有し、ディレ
クタが均一に配向され、視角の広い液晶表示装置を提供
することである。
クタが均一に配向され、視角の広い液晶表示装置を提供
することである。
［発明の概要］
本発明の液晶表示装置は離間した１対の電極構体を有し
、その中にカイラル液晶セルを充填する。
、その中にカイラル液晶セルを充填する。
この液晶材料は温度が低下するにつれて順次アイソトロ
ピック、ネマチック、スメクチックＡ及びカイラルフェ
ーズとなるものである。各電極構体はディレクタ配向処
理をした内面を有する。各電極構体のディレクタ配向層
はこれと接する液晶材料のディレクタが配向層に対して
比較的大きい鋭角の傾斜バイアス角をなすように処理し
ている。
ピック、ネマチック、スメクチックＡ及びカイラルフェ
ーズとなるものである。各電極構体はディレクタ配向処
理をした内面を有する。各電極構体のディレクタ配向層
はこれと接する液晶材料のディレクタが配向層に対して
比較的大きい鋭角の傾斜バイアス角をなすように処理し
ている。
また、電極構体の一方に接触するディレクタの傾斜バイ
アス角は、他方の電極構体に接触するディレクタの傾斜
バイアス角と逆回転角となるように方向付けされている
。斯かる液晶セルはスメクチック面配向欠陥が実質的に
なく、ディレクタ配向特性が実質的に均一になる。
アス角は、他方の電極構体に接触するディレクタの傾斜
バイアス角と逆回転角となるように方向付けされている
。斯かる液晶セルはスメクチック面配向欠陥が実質的に
なく、ディレクタ配向特性が実質的に均一になる。
この液晶セルを１対の偏光フィルタ間に配置すると、比
較的視角の広い且つ可視面欠陥の実質的にない表示装置
が得られる。この液晶セルは典型的には光学軸の異なる
２つの光学状態を有する双安定素子として機能する。こ
の光学軸はセルの電極構体に印加する刺激電圧による電
界の向きにより変化する。この光学軸は好ましくは４５
度の回転をして光透過状態と不透過状態との間で切り替
わる。
較的視角の広い且つ可視面欠陥の実質的にない表示装置
が得られる。この液晶セルは典型的には光学軸の異なる
２つの光学状態を有する双安定素子として機能する。こ
の光学軸はセルの電極構体に印加する刺激電圧による電
界の向きにより変化する。この光学軸は好ましくは４５
度の回転をして光透過状態と不透過状態との間で切り替
わる。
［実施例］
第２図を参照すると、本発明によるカイラル液晶セル（
１０）は互いに離間した略平行な１対の電極構体（１２
）及び（１４）を含み、その間にカイラル液晶材料（１
６）を充填している。この液晶材料（１６）はアイソト
ロピック、ネマチック、スメクチックＡ及びカイラルス
メクチックＣフェーズのいずれをもとり得るものである
。この形式の液晶材料の１例には西ドイツはダルムステ
ートのイー・メリック製液晶化合物番号３０４１がある
。この特定の液晶材料は略室温でカイラルスメクチック
Ｃフェーズになるので特に好ましい。
１０）は互いに離間した略平行な１対の電極構体（１２
）及び（１４）を含み、その間にカイラル液晶材料（１
６）を充填している。この液晶材料（１６）はアイソト
ロピック、ネマチック、スメクチックＡ及びカイラルス
メクチックＣフェーズのいずれをもとり得るものである
。この形式の液晶材料の１例には西ドイツはダルムステ
ートのイー・メリック製液晶化合物番号３０４１がある
。この特定の液晶材料は略室温でカイラルスメクチック
Ｃフェーズになるので特に好ましい。
しかし、この材料は１５度の円錐角（即ちスメクチック
面に法線方向に対してディレクタがなす角）を生じ、こ
れは好適値である２２．５度よりも小さい。２２．５度
のとき光学軸の方向を最適な４５度シフトし、光透過状
態において最大輝度の表示装置が得られる。従って、１
５度の角度では最適な輝度が得られない。
面に法線方向に対してディレクタがなす角）を生じ、こ
れは好適値である２２．５度よりも小さい。２２．５度
のとき光学軸の方向を最適な４５度シフトし、光透過状
態において最大輝度の表示装置が得られる。従って、１
５度の角度では最適な輝度が得られない。
電極構体（１２）は、インヂウム亜鉛酸化物の如き導電
性且つ光透過性層（２０）を内面に有する誘電性ガラス
基板（１８）を含んでいる。ディレクタ配向膜層（２２
）を導電層（２０）に被着形成し、電極構体（１２）と
液晶材料（１６）間の境界をなす。この液晶材料に接触
する配向膜表面はこれと接触する液晶材料のディレクタ
の向きが所定方向となるように処理している。電極構体
（１４）は電極構体（１２）と同様であるので、対応す
る部分には同じ参照番号にダッシュを付している。
性且つ光透過性層（２０）を内面に有する誘電性ガラス
基板（１８）を含んでいる。ディレクタ配向膜層（２２
）を導電層（２０）に被着形成し、電極構体（１２）と
液晶材料（１６）間の境界をなす。この液晶材料に接触
する配向膜表面はこれと接触する液晶材料のディレクタ
の向きが所定方向となるように処理している。電極構体
（１４）は電極構体（１２）と同様であるので、対応す
る部分には同じ参照番号にダッシュを付している。
電極構体（１２）と（１４）は互いに左右にずらせ、導
電層（２０）（２０″）に第４図に示す液晶セル駆動回
路（２５）の出力導体（２４）及び（２４’）が接続出
来るようにする。スペーサ（２６）は両電極構体（１２
）と（１４）とを離間し略平行関係に維持する。スペー
サ（２６）は例えばグラスファイバー等の適当な材料で
作る。
電層（２０）（２０″）に第４図に示す液晶セル駆動回
路（２５）の出力導体（２４）及び（２４’）が接続出
来るようにする。スペーサ（２６）は両電極構体（１２
）と（１４）とを離間し略平行関係に維持する。スペー
サ（２６）は例えばグラスファイバー等の適当な材料で
作る。
駆動回路（２５）は互いに逆極性の異なる電位差を導電
層（２０）（２０’）間に選択的に印加して液晶材料（
１６）の選択された領域に、両溝電層のいずれか一方に
向かう電界を形成する。電位差の極性は電界の向きを定
める。セル内に形成された電界は液晶ディレクタの双極
子モーメントと結合して、導電層（２０） （２０′
）間に先に形成された電界の向き（第１図の（２７）参
照）に依存する２つの方向の一方をとるようにする。
層（２０）（２０’）間に選択的に印加して液晶材料（
１６）の選択された領域に、両溝電層のいずれか一方に
向かう電界を形成する。電位差の極性は電界の向きを定
める。セル内に形成された電界は液晶ディレクタの双極
子モーメントと結合して、導電層（２０） （２０′
）間に先に形成された電界の向き（第１図の（２７）参
照）に依存する２つの方向の一方をとるようにする。
セル内に電界が約１００ｍＳ以上存在すると、ディレク
タをいずれか一方にする。電界がないとディレクタの方
向はそのままであるので、液晶セル（１０）は双安定型
である。その結果、導電層（２０）を向く電界により特
定の方向を向いているディレクタ分子は導電層（２０’
）を向く電界が反転させるまでその向きに留まる。
タをいずれか一方にする。電界がないとディレクタの方
向はそのままであるので、液晶セル（１０）は双安定型
である。その結果、導電層（２０）を向く電界により特
定の方向を向いているディレクタ分子は導電層（２０’
）を向く電界が反転させるまでその向きに留まる。
第１図は液晶セル（１０）内に封止された液晶材料（１
６）がスメクチックＣディレクタ配向形状をとる場合の
推定図を示す。電極構体（１２）の配向膜（２２）は、
ネマチックフェーズにおいて配向層（２２）に接するデ
ィレクタが、その面に対して反時計方向に測定して鋭角
の傾斜バイアス角十θで略平行に配列するように配向処
理されている。電極構体（１４）の配向膜（２２°）は
この膜に接触するディレクタがネマチックフェーズで配
向膜（２２）“の面に対して時計方向に測定して鋭角の
傾斜バイアス角−θで互いに略平行に配列するように処
理されている。従って、液晶セル（１０）は各ディレク
タ配向層（２２）及び（２２’）に接触する面接触ディ
レクタ（２８）（２８°）が互いに逆回転方向の傾斜バ
イアス角を有するように製造される。実験の結果、面接
触ディレクタ（２８）（３０）が逆方向であると、スメ
クチックＣ液晶（１６）の面非接触ディレクタの配向は
第１図に示す如く略平行の曲面状スメクチック層（３４
）となる事が判明した。
６）がスメクチックＣディレクタ配向形状をとる場合の
推定図を示す。電極構体（１２）の配向膜（２２）は、
ネマチックフェーズにおいて配向層（２２）に接するデ
ィレクタが、その面に対して反時計方向に測定して鋭角
の傾斜バイアス角十θで略平行に配列するように配向処
理されている。電極構体（１４）の配向膜（２２°）は
この膜に接触するディレクタがネマチックフェーズで配
向膜（２２）“の面に対して時計方向に測定して鋭角の
傾斜バイアス角−θで互いに略平行に配列するように処
理されている。従って、液晶セル（１０）は各ディレク
タ配向層（２２）及び（２２’）に接触する面接触ディ
レクタ（２８）（２８°）が互いに逆回転方向の傾斜バ
イアス角を有するように製造される。実験の結果、面接
触ディレクタ（２８）（３０）が逆方向であると、スメ
クチックＣ液晶（１６）の面非接触ディレクタの配向は
第１図に示す如く略平行の曲面状スメクチック層（３４
）となる事が判明した。
液晶材料（１６）はスメクチックＣフェーズであり、液
晶材料（１６）のディレクタはスメクチック層（３４）
の直角軸に対して傾斜している。
晶材料（１６）のディレクタはスメクチック層（３４）
の直角軸に対して傾斜している。
第３図は第１図の曲面スメクチック層（３４）の１つの
法線（３６）に対して面非接触ディレクタ（３２）の傾
斜を示す等角図である。ディレクタ（３２）は第１及び
３図の面への法線（３６）に対して約１５度の正回転角
（３６ａ）をなす。液晶材料（１６）はカイラ）Ｊ型で
あるが、液晶セルは充分に薄く （即ち、膜層（２２）
（２２°）間の間隔（３８）は充分に小さい）、ディレ
クタ（３２）はセルあつ厚さ方向に殆どねじれを生じる
ことができない。液晶セル（１０）の厚さは約２ミクロ
ンであり、緑色光線に約半波長のりターディジョン（遅
延）を生じる。
法線（３６）に対して面非接触ディレクタ（３２）の傾
斜を示す等角図である。ディレクタ（３２）は第１及び
３図の面への法線（３６）に対して約１５度の正回転角
（３６ａ）をなす。液晶材料（１６）はカイラ）Ｊ型で
あるが、液晶セルは充分に薄く （即ち、膜層（２２）
（２２°）間の間隔（３８）は充分に小さい）、ディレ
クタ（３２）はセルあつ厚さ方向に殆どねじれを生じる
ことができない。液晶セル（１０）の厚さは約２ミクロ
ンであり、緑色光線に約半波長のりターディジョン（遅
延）を生じる。
傾斜バイアス角＋及び−θの絶対値は典型的には約５度
と４５度の間であり、２５〜３０度が最適値である。こ
の範囲内の傾斜バイアス角では液晶セルのディレクタに
高いプレチルト角度を与え液晶セル（１０）の双安定性
を改善する。傾斜バイアス角＋θの絶対値は必須要件で
はないが傾斜バイアス角−θと同じ値である。
と４５度の間であり、２５〜３０度が最適値である。こ
の範囲内の傾斜バイアス角では液晶セルのディレクタに
高いプレチルト角度を与え液晶セル（１０）の双安定性
を改善する。傾斜バイアス角＋θの絶対値は必須要件で
はないが傾斜バイアス角−θと同じ値である。
各ディレクタ配向層（２２）（２２’ ）への面接触デ
ィレクタ（２８）（３０）の大きなプレチルト・アライ
メントを行うには導電層（２０）及び（２０’）上に二
酸化ケイ素又はその他の配向材料を所定の方向に蒸着す
る事により行うのが好ましい。これらの材料番蒸着して
液晶ディレクタを所定方向に配向する方法は既に他人に
より開示されており当業者には周知である。その−例は
ジャニングの米国特許第４１６５９２３号に開示されて
いる。
ィレクタ（２８）（３０）の大きなプレチルト・アライ
メントを行うには導電層（２０）及び（２０’）上に二
酸化ケイ素又はその他の配向材料を所定の方向に蒸着す
る事により行うのが好ましい。これらの材料番蒸着して
液晶ディレクタを所定方向に配向する方法は既に他人に
より開示されており当業者には周知である。その−例は
ジャニングの米国特許第４１６５９２３号に開示されて
いる。
第４図は本発明の液晶セル（１０）を用いて表示装置を
作る光ゲー）（４０）の構成図である。
作る光ゲー）（４０）の構成図である。
液晶セル（１０）は夫々直交する偏光軸を有する１対の
ニュートラル線形偏光フィルタ （４２）（４’４）藺
に配置する。偏光フィルタ（４２）は光吸収垂直偏光軸
（４６）と光透過水平偏光軸（４８）を有する。一方、
偏光フィルタ（４４）は光透過垂直偏光軸（５０）と光
吸収水平偏光軸（５２）を有する。光ゲー）（４０）は
光源（図示せず）からの光線（５４）を受ける。光源は
例えばＣＲＴ等からの蛍光光線であっても良い。
ニュートラル線形偏光フィルタ （４２）（４’４）藺
に配置する。偏光フィルタ（４２）は光吸収垂直偏光軸
（４６）と光透過水平偏光軸（４８）を有する。一方、
偏光フィルタ（４４）は光透過垂直偏光軸（５０）と光
吸収水平偏光軸（５２）を有する。光ゲー）（４０）は
光源（図示せず）からの光線（５４）を受ける。光源は
例えばＣＲＴ等からの蛍光光線であっても良い。
液晶セル（１０）はこのセル内に形成した電界の方向に
より第１光学状態から第２光学状態にスイッチングする
。この第１及び第２光学状態は法線方向に入射する予め
定めた波長の光線に略半波長すターデイションを生じさ
せる。しかし、液晶′セル（１０）の光軸を′約３０度
変化して光ゲート（４０）に夫々光不透過状態及び光透
過状態を生じさせる。
より第１光学状態から第２光学状態にスイッチングする
。この第１及び第２光学状態は法線方向に入射する予め
定めた波長の光線に略半波長すターデイションを生じさ
せる。しかし、液晶′セル（１０）の光軸を′約３０度
変化して光ゲート（４０）に夫々光不透過状態及び光透
過状態を生じさせる。
第１光学状態では液晶セル（１０）の光学軸の両光通過
面（’５８）（６’０）への投影（５６）は各偏光フィ
ルタ（４２）’ （４４）の水平偏光軸（４８）（５０
）に略平行になる。第２光学状態では液晶セル（１０）
の光学軸の面（５８） （６０）への投影は偏光フィル
タ（４２）（４４）の偏光軸の１つに対して略３０度で
ある。８第１及び第２リターデイシヨン状態での投影（
５６）及び（６２）間の３０度の角度差はスメクチック
層（３４）のディレクタ（３２）の公称１５度の角度と
逆方向の電界によるディレクタの方向変化による。第３
図においてディレクタ（３２）は光学軸の一方向を示す
法線（３６）に対して角度（３６ａ）の線（３２ａ）と
光学軸の他方向を示す法線（３６）に対して角度（３６
ｂ）の線（３２ｂ）で表される。液晶セル（１０）内に
生じる電界は駆動回路（２５）の出力（６４）両端に現
れる電位差により形成される。駆動回路（２５）の出力
（６４）は液晶セル（１０）の端子（２４）（２４°）
に印加される。
面（’５８）（６’０）への投影（５６）は各偏光フィ
ルタ（４２）’ （４４）の水平偏光軸（４８）（５０
）に略平行になる。第２光学状態では液晶セル（１０）
の光学軸の面（５８） （６０）への投影は偏光フィル
タ（４２）（４４）の偏光軸の１つに対して略３０度で
ある。８第１及び第２リターデイシヨン状態での投影（
５６）及び（６２）間の３０度の角度差はスメクチック
層（３４）のディレクタ（３２）の公称１５度の角度と
逆方向の電界によるディレクタの方向変化による。第３
図においてディレクタ（３２）は光学軸の一方向を示す
法線（３６）に対して角度（３６ａ）の線（３２ａ）と
光学軸の他方向を示す法線（３６）に対して角度（３６
ｂ）の線（３２ｂ）で表される。液晶セル（１０）内に
生じる電界は駆動回路（２５）の出力（６４）両端に現
れる電位差により形成される。駆動回路（２５）の出力
（６４）は液晶セル（１０）の端子（２４）（２４°）
に印加される。
駆動回路（２５）が端子（２４）（２４°）間に正電圧
を印加すると、液晶セル（１０）は第１光学状態にされ
る。入射光線（５４）は通常偏光フィルタ（４２）の水
平偏光軸（４８）を通過して液晶セル（１０）に入射し
偏光フィルタ（４４）の水平偏光軸（５２）に実質的に
吸収される。従って、この状態では光ゲー）（４０）か
ら本質的に光は出ないので光不透過光学状態となる。
を印加すると、液晶セル（１０）は第１光学状態にされ
る。入射光線（５４）は通常偏光フィルタ（４２）の水
平偏光軸（４８）を通過して液晶セル（１０）に入射し
偏光フィルタ（４４）の水平偏光軸（５２）に実質的に
吸収される。従って、この状態では光ゲー）（４０）か
ら本質的に光は出ないので光不透過光学状態となる。
駆動回路（２５）が端子（２４） （２４”）間に負
電圧を印加すると、液晶セル（１０）は第２光学リタデ
ーシヨン状態となす。偏光フィルタ（４２）の水平偏光
軸（４８〉を通過する法線入射光線（５４）は液晶セル
（１０）を通過し、偏光フィルタ（４４）の垂直偏光軸
（５０）を透過する。光ゲー）（４０）は、この状態に
おいて光を出力するので、光透過状態となる。
電圧を印加すると、液晶セル（１０）は第２光学リタデ
ーシヨン状態となす。偏光フィルタ（４２）の水平偏光
軸（４８〉を通過する法線入射光線（５４）は液晶セル
（１０）を通過し、偏光フィルタ（４４）の垂直偏光軸
（５０）を透過する。光ゲー）（４０）は、この状態に
おいて光を出力するので、光透過状態となる。
ディレクタは極めて狭い領域に特定方向に配列できるが
、セルの全面に渡って配列方向は数度の範囲で変化する
のが普通である。上述した液晶セル（１０）は上述した
従来のアンチパラレルセルの如く良好なディレクタ配列
の均一性が得られる。
、セルの全面に渡って配列方向は数度の範囲で変化する
のが普通である。上述した液晶セル（１０）は上述した
従来のアンチパラレルセルの如く良好なディレクタ配列
の均一性が得られる。
また、液晶セル（１０）はアンチパラレル型ディレクタ
アライメントの液晶セルを用いる表示装置に比較して、
視角の関数とする光透過状態における輝度変化が小さく
且つ光不透過状態における光漏洩が小さいので、視角特
性が優れている（広い） Ｊ と言う特徴を有する。
アライメントの液晶セルを用いる表示装置に比較して、
視角の関数とする光透過状態における輝度変化が小さく
且つ光不透過状態における光漏洩が小さいので、視角特
性が優れている（広い） Ｊ と言う特徴を有する。
第５図は光ゲート（４０）の視角特性を試験する試験装
置（８０）を示す。この試験装置（８０）は光ゲー）（
４０）が取り付けられている透明部分を有する回転テー
ブル（８２）を含んでいる。
置（８０）を示す。この試験装置（８０）は光ゲー）（
４０）が取り付けられている透明部分を有する回転テー
ブル（８２）を含んでいる。
白色光源（８４）は光軸（８６）に沿って平行光線を放
射し、この光線は光ゲー）（４０）の面に法線方向（９
０）に対して４０度の角度（８８）で偏光フィルタ（４
２）に入射する。テーブル（８２）は光ゲート （４０
）を回転して法線（９０）の周りのアジマス角φの関数
として透過する光の強度を定める。感光検出器（９２）
が光軸（８６）上に配置され、光ゲー）（４０）を透過
した光を受ける。以下に示す図はイー・メリック製３０
４１型液晶材料を用いる厚さ２ミクロンの液晶セルの視
角特性を示す。
射し、この光線は光ゲー）（４０）の面に法線方向（９
０）に対して４０度の角度（８８）で偏光フィルタ（４
２）に入射する。テーブル（８２）は光ゲート （４０
）を回転して法線（９０）の周りのアジマス角φの関数
として透過する光の強度を定める。感光検出器（９２）
が光軸（８６）上に配置され、光ゲー）（４０）を透過
した光を受ける。以下に示す図はイー・メリック製３０
４１型液晶材料を用いる厚さ２ミクロンの液晶セルの視
角特性を示す。
第６Ａ及び６Ｂ図は夫々本発明の液晶セル（１０）と前
述したウニムラ等のアンチパラレル配向液晶セルの光不
透過及び光透過状態で測定した光強度関係を示す。第６
Ａ図に示すデータは光不透過状態で軸上（オンアクシス
）光透過が最小になるように偏光フィルタ （４２）
（４４）に対して液晶セル（１０）を方向付けた光ゲ
ー）（４０）について得たものである。第６Ｂ図に示す
データは液晶セル（１０）と同じリターディション及び
傾斜バイアス角であるがアンチパラレル型ディレクタ配
向の液晶セルから得たものである。液晶セルは１対の直
交偏光軸を有する線形偏光フィルタ間に配置して表示装
置を構成する。
述したウニムラ等のアンチパラレル配向液晶セルの光不
透過及び光透過状態で測定した光強度関係を示す。第６
Ａ図に示すデータは光不透過状態で軸上（オンアクシス
）光透過が最小になるように偏光フィルタ （４２）
（４４）に対して液晶セル（１０）を方向付けた光ゲ
ー）（４０）について得たものである。第６Ｂ図に示す
データは液晶セル（１０）と同じリターディション及び
傾斜バイアス角であるがアンチパラレル型ディレクタ配
向の液晶セルから得たものである。液晶セルは１対の直
交偏光軸を有する線形偏光フィルタ間に配置して表示装
置を構成する。
第６Ａ及び６Ｂ図のデータは、第６Ａ図を参照して後述
する方法と同じ手順で得たものである。
する方法と同じ手順で得たものである。
光ゲー）（４０）を不透過状態にスイッチして、光ゲー
ト （４０）が３６０度のアジマス角に渡り回転するよ
うにテーブル（８２）を回転する。検出器（９２）が測
定する光は、光ゲー）（４０）を通過することができる
最大透過光の１０％刻みで行った。次に、光ゲー）（４
０）を光透過状態にスイッチして、光不透過状態につき
上述したように再度データを取り込んだ。
ト （４０）が３６０度のアジマス角に渡り回転するよ
うにテーブル（８２）を回転する。検出器（９２）が測
定する光は、光ゲー）（４０）を通過することができる
最大透過光の１０％刻みで行った。次に、光ゲー）（４
０）を光透過状態にスイッチして、光不透過状態につき
上述したように再度データを取り込んだ。
第６Ａ図につき説明すると、光強度パターン（９４）（
９６）は夫々液晶セル（ｌＯ）の光透過及び不透過状態
での光強度を示す。第６Ａ及び６Ｂ図は光不透過状態に
おける光強度は光透過状態における光強度よりも常に小
さく且ついずれの光学状態においてもアジマス角の関数
での光強度変化は小さいことを示している。
９６）は夫々液晶セル（ｌＯ）の光透過及び不透過状態
での光強度を示す。第６Ａ及び６Ｂ図は光不透過状態に
おける光強度は光透過状態における光強度よりも常に小
さく且ついずれの光学状態においてもアジマス角の関数
での光強度変化は小さいことを示している。
第６Ｂ図を参照すると、光強度パターン（９８）及び（
１００）は夫々アンチパラレル型ディレクタ配向の液晶
セルの光透過及び不透過状態における光強度を表す。第
６Ｂ図は、光不透過状態における光強度が光透過状態に
おける光強度より大きいアジマス角が存すること及び両
光状態共にアジマス角を関数とする光強度の変化が大き
いことを示す。第６Ｂ図は、アンチパラレル型ディレク
タ配向であり明暗ピクセルセルの映像を表示する液晶セ
ルを用いる表示装置の監視者は表示装置を見る角度が変
わる毎に映像も変わって見えることに気付く。
１００）は夫々アンチパラレル型ディレクタ配向の液晶
セルの光透過及び不透過状態における光強度を表す。第
６Ｂ図は、光不透過状態における光強度が光透過状態に
おける光強度より大きいアジマス角が存すること及び両
光状態共にアジマス角を関数とする光強度の変化が大き
いことを示す。第６Ｂ図は、アンチパラレル型ディレク
タ配向であり明暗ピクセルセルの映像を表示する液晶セ
ルを用いる表示装置の監視者は表示装置を見る角度が変
わる毎に映像も変わって見えることに気付く。
第７Ａ及び７Ｂ図は夫々曲面スメクチック層及び面法線
に対して３０度の傾斜平面状スメクチック層を有する液
晶セル（１０）のディレクタ配向状態の液晶セルの光透
過及び不透過状態での光強度を計算により求めた比較図
を示す。第７Ａ図において、光強度パターン（１０２）
及び（１０４）は夫々光透過及び不透過状態における光
強度を示す。第７Ａ図と第６Ａ図を比較すると、光透過
状態における光強度パターン（９４）及び（１０２）は
略同じであり且つ光不透過状態における光強度パターン
（９６）及び（１０４）も略同じである事を示している
。第７Ｂ図において、光強度パターン（１０６）及び（
１０８）は夫々光透過及び不透過状態における光強度を
示す。第７Ｂ及び６Ｂ図を比較すると、光透過状態にお
ける光強度パターン（９８）及び（１０’６）は略同じ
であり且つ光不透過状態における光強度パターン（１０
０）及び（１０８）も略同じである事が判る。従って、
液晶セル（１０）の面接触ディレクタ配向セルの利点は
スメクチック層の曲面にあると結論付ける事ができよう
。
に対して３０度の傾斜平面状スメクチック層を有する液
晶セル（１０）のディレクタ配向状態の液晶セルの光透
過及び不透過状態での光強度を計算により求めた比較図
を示す。第７Ａ図において、光強度パターン（１０２）
及び（１０４）は夫々光透過及び不透過状態における光
強度を示す。第７Ａ図と第６Ａ図を比較すると、光透過
状態における光強度パターン（９４）及び（１０２）は
略同じであり且つ光不透過状態における光強度パターン
（９６）及び（１０４）も略同じである事を示している
。第７Ｂ図において、光強度パターン（１０６）及び（
１０８）は夫々光透過及び不透過状態における光強度を
示す。第７Ｂ及び６Ｂ図を比較すると、光透過状態にお
ける光強度パターン（９８）及び（１０’６）は略同じ
であり且つ光不透過状態における光強度パターン（１０
０）及び（１０８）も略同じである事が判る。従って、
液晶セル（１０）の面接触ディレクタ配向セルの利点は
スメクチック層の曲面にあると結論付ける事ができよう
。
スメクチックＣ液晶セル（１０）の双安定性により、約
２０：１のコントラスト比を有する良好な明暗映像の光
ゲー）（４０）が得られる。これは、従来のスメクチッ
クＣ型表示装置のコントラスト比が４＝１未満であった
事から本発明の効果がよく理解できよう。更に、液晶セ
ル（１０）の光学状態が約１００μｓ間隔でスイッチン
グ出来るので、例えば１０００本の高解像度の高コント
ラスト高解像度の液晶表示装置が得られる。
２０：１のコントラスト比を有する良好な明暗映像の光
ゲー）（４０）が得られる。これは、従来のスメクチッ
クＣ型表示装置のコントラスト比が４＝１未満であった
事から本発明の効果がよく理解できよう。更に、液晶セ
ル（１０）の光学状態が約１００μｓ間隔でスイッチン
グ出来るので、例えば１０００本の高解像度の高コント
ラスト高解像度の液晶表示装置が得られる。
［変形変更］
以上、本発明の液晶表示装置について詳細に説明したが
、本発明は斯かる実施例のみに限定するものではなく、
本発明の要旨を逸脱する事なく種々の変形変更がなし得
ること当業者には容易に理解できよう。例えば、カイラ
ル・スメクチックＣフェーズはカイラル・スメクチック
Ｃフェーズ又はその他のカイラル・スメクチックフェー
ズに置換可能である。更にまた、液晶セル（１０）は好
適実施例で述べた２つの均一ディレクタ配向以外のディ
レクタ配向間でスイッチングすることにより子状態素子
を得ることも可能である。この子状態素子はディレクタ
配向ねじれ状態を含み、異なる光透過強度状態を得るこ
とができよう。
、本発明は斯かる実施例のみに限定するものではなく、
本発明の要旨を逸脱する事なく種々の変形変更がなし得
ること当業者には容易に理解できよう。例えば、カイラ
ル・スメクチックＣフェーズはカイラル・スメクチック
Ｃフェーズ又はその他のカイラル・スメクチックフェー
ズに置換可能である。更にまた、液晶セル（１０）は好
適実施例で述べた２つの均一ディレクタ配向以外のディ
レクタ配向間でスイッチングすることにより子状態素子
を得ることも可能である。この子状態素子はディレクタ
配向ねじれ状態を含み、異なる光透過強度状態を得るこ
とができよう。
［発明の効果］
本発明の液晶表示装置によると、ディレクタ配向面が曲
面或いは球面状のカイラルスメクチックＣ配向を得るこ
とにより、高コントラスト比及び高速の表示装置が得ら
れる。従って、偏光フィルタ等と組み合わせて従来にな
い優れた表示装置が得られる。
面或いは球面状のカイラルスメクチックＣ配向を得るこ
とにより、高コントラスト比及び高速の表示装置が得ら
れる。従って、偏光フィルタ等と組み合わせて従来にな
い優れた表示装置が得られる。
第１図は本発明による液晶セルのディレクタ配向状態の
説明図、第２図は本発明の液晶表示装置の構造を示す模
型図、第３図は第１図の曲面スメクチック層の１つの法
線に対する面非接触ディレクタの傾斜を示す図、 第４
図は本発明の液晶セルを用いる表示装置の構成図、第５
図は第４図の表示装置の動作特性試験装置を示す図、第
６Ａ及び６Ｂ図は夫々第４図及び従来の表示装置の視角
特性図、第７Ａ及び７Ｂ図は夫々３０度のディレクタ傾
斜バイアス角の曲面スメクチック層と３０度のディレク
タ傾斜バイアス角の平面状スメクチック層の液晶セルの
視角動作特性図を示す。 図中（１０）は液晶セル、（１２） （１４）は電極
構体、（１６）はカイラル液晶材料、（２０）は電極層
、（２２）は配向層、（２６）はスペーサ、（２８）は
ディレクタ、（４２） （４４）は偏光フィルタ、（
８０）は特性試験装置、（８４）は白色光源、（８２）
は回転テーブル、（９２）は光検出器である。
説明図、第２図は本発明の液晶表示装置の構造を示す模
型図、第３図は第１図の曲面スメクチック層の１つの法
線に対する面非接触ディレクタの傾斜を示す図、 第４
図は本発明の液晶セルを用いる表示装置の構成図、第５
図は第４図の表示装置の動作特性試験装置を示す図、第
６Ａ及び６Ｂ図は夫々第４図及び従来の表示装置の視角
特性図、第７Ａ及び７Ｂ図は夫々３０度のディレクタ傾
斜バイアス角の曲面スメクチック層と３０度のディレク
タ傾斜バイアス角の平面状スメクチック層の液晶セルの
視角動作特性図を示す。 図中（１０）は液晶セル、（１２） （１４）は電極
構体、（１６）はカイラル液晶材料、（２０）は電極層
、（２２）は配向層、（２６）はスペーサ、（２８）は
ディレクタ、（４２） （４４）は偏光フィルタ、（
８０）は特性試験装置、（８４）は白色光源、（８２）
は回転テーブル、（９２）は光検出器である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、夫々内面に電極層及び配向層を有する互いに離間し
た１対の電極構体と、該電極構体間に充填したカイラル
液晶材料とを具え、該液晶材料は温度が低下するにつれ
て順次ネマチック、スメクチックＡ及びカイラルフェー
ズとなる形式のものであり、上記配向層はネマチックフ
ェーズで上記液晶材料のディレクタが上記配向層に対し
て小さなバイアス角で接触し且つ一方の電極構体の配向
層に接触するディレクタの傾斜バイアス角が他方の電極
構体の配向層に接触するディレクタの傾斜バイアス角と
互いに逆回転方向であることを特徴とする液晶セル。 ２、夫々互いに直交する偏光軸を有する１対の偏光フィ
ルタと、該偏光フィルタ間に配置したカイラル液晶セル
と、該液晶セル内に選択的に２つの光学状態を生じさせ
る制御手段とを具え、上記液晶セルは温度低下につれて
順次ネマチック、スメクチックＡ及びカイラルフェーズ
となるカイラル液晶材料であることを特徴とする液晶表
示装置。 ３、１対の電極構体を形成する２枚の絶縁板の表面に少
なくとも一方は透明な導電層を形成することと、上記電
極構体の内面をこれに接触する液晶ディレクタがネマチ
ックフェーズで所定方向となるように配向処理すること
と、上記電極構体を互いに離間して配置することと、該
電極構体間に温度低下に応じて順次ネマチック、スメク
チックＡ及びカイラルフェーズとなる液晶材料をアイソ
トロピック温度で注入することと、上記液晶の温度を順
次ネマチック、スメクチックＡ及びカイラルフェーズに
低下することとよりなることを特徴とする液晶セルの製
造方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US3856787A | 1987-04-13 | 1987-04-13 | |
| US38,567 | 1987-04-13 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63262619A true JPS63262619A (ja) | 1988-10-28 |
| JP2607380B2 JP2607380B2 (ja) | 1997-05-07 |
Family
ID=21900664
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63088889A Expired - Lifetime JP2607380B2 (ja) | 1987-04-13 | 1988-04-11 | 液晶セル |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0288194B1 (ja) |
| JP (1) | JP2607380B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5189536A (en) * | 1990-03-02 | 1993-02-23 | Canon Kabushiki Kaisha | Ferroelectric liquid crystal element having uniform high temperature alignment |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
| JPS61272719A (ja) * | 1985-05-27 | 1986-12-03 | Hosiden Electronics Co Ltd | 強誘電性液晶セル及びその製造方法 |
| JPS6218522A (ja) * | 1985-07-17 | 1987-01-27 | Canon Inc | 液晶素子 |
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| JPH01501174A (ja) * | 1986-04-03 | 1989-04-20 | イギリス国 | 液晶デバイス |
Family Cites Families (3)
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0288194A1 (en) | 1988-10-26 |
| JP2607380B2 (ja) | 1997-05-07 |
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