JPS6373223A - 液晶表示素子 - Google Patents
液晶表示素子Info
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- JPS6373223A JPS6373223A JP22024886A JP22024886A JPS6373223A JP S6373223 A JPS6373223 A JP S6373223A JP 22024886 A JP22024886 A JP 22024886A JP 22024886 A JP22024886 A JP 22024886A JP S6373223 A JPS6373223 A JP S6373223A
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Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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〕
この発明は、液晶表示素子に関するものである。
液晶忙は、ネマティック相、コレステリック相。
スメクテイツク相等種々の相が存在する。今日、時計、
電卓等小型の表示素子に用いられているのは、はとんど
がネマティック相を利用したものである。これらの表示
素子は、低消費電力で薄型軽量であることから時計、電
卓以外にも自動車用インストウルメンタルパネル、大画
面表示装置にも利用されているが、その電気光学的応答
時間の遅さ、表示容量の制限等が問題となっている。
電卓等小型の表示素子に用いられているのは、はとんど
がネマティック相を利用したものである。これらの表示
素子は、低消費電力で薄型軽量であることから時計、電
卓以外にも自動車用インストウルメンタルパネル、大画
面表示装置にも利用されているが、その電気光学的応答
時間の遅さ、表示容量の制限等が問題となっている。
最近、ノーエル・ニー・クラークらが特開昭５６−１０
７２１６ 号公報で強誘電性液晶を利用した電気光学装
置を提唱している。これによると、従来より１０００倍
以上速い応答性、また従来の液晶表示素子にはなかった
メモリー性、高い表示容量が期待できる。この第２図は
従来の液晶表示素子の模式図であり、表面に透明電極層
を有したガラス基板（２０５）の間にカイラルスメクチ
ックＣ又は■相を示す液晶（２０１）をはさんだ構成に
なっている。
７２１６ 号公報で強誘電性液晶を利用した電気光学装
置を提唱している。これによると、従来より１０００倍
以上速い応答性、また従来の液晶表示素子にはなかった
メモリー性、高い表示容量が期待できる。この第２図は
従来の液晶表示素子の模式図であり、表面に透明電極層
を有したガラス基板（２０５）の間にカイラルスメクチ
ックＣ又は■相を示す液晶（２０１）をはさんだ構成に
なっている。
次に、この強誘電性液晶を利用した電気光学装置の動作
原理について説明する。
原理について説明する。
液晶層の法線方向Ｌ （２０？）に対し、液晶分子の配
向方向ｎは２種の方向（２０３）、（２０４）を取り得
る。
向方向ｎは２種の方向（２０３）、（２０４）を取り得
る。
この２種の安定状態は分極Ｐ （２０７）が電界によっ
て反転することにより切り換えることができるので、光
シヤツター等電気光学装置として用いることができる。
て反転することにより切り換えることができるので、光
シヤツター等電気光学装置として用いることができる。
また、特開昭６１−２０９３０号公報では片側に一軸配
向処理膜、他方にランダム水平配向処理膜を用いること
Ｋより、均一な配向を得る方法が示されている。
向処理膜、他方にランダム水平配向処理膜を用いること
Ｋより、均一な配向を得る方法が示されている。
上記従来のように、２種の安定状態を表示素子全面にわ
たって配向させるためには、層の法線方向りを均一化す
る必要がある。従来技術では、等方性液体からスメクチ
ック人相に冷却する過程で大きな磁界を印加すれば、磁
界に沿ってモノドメインのスメクチック人相を得る方法
とスメクチック人相で一定方向にせん断応力を印加する
方法が示されている。しかし磁界を利用する方法では、
かなり大きな磁石を必要とし、又磁石内部に加熱装置を
必要とするため、量産性、コストに問題があった。又、
せん断応力を印加する方法では、セルを観察しなからせ
ん断応力を印加する必要があシ、これも量産性に問題が
あった。
たって配向させるためには、層の法線方向りを均一化す
る必要がある。従来技術では、等方性液体からスメクチ
ック人相に冷却する過程で大きな磁界を印加すれば、磁
界に沿ってモノドメインのスメクチック人相を得る方法
とスメクチック人相で一定方向にせん断応力を印加する
方法が示されている。しかし磁界を利用する方法では、
かなり大きな磁石を必要とし、又磁石内部に加熱装置を
必要とするため、量産性、コストに問題があった。又、
せん断応力を印加する方法では、セルを観察しなからせ
ん断応力を印加する必要があシ、これも量産性に問題が
あった。
さらに、上記特開昭６１−２０９３０号公報では、一方
の基板の一軸配向性のみにより液晶分子を液晶層内全体
にわたり、一定方向に揃えるため、セル厚の微少な変化
により配向が乱れやすい。これはスメクチックＡでは容
易にその一軸規制方向に分子が揃うけれどもスメクチッ
クＣ、Ｉ、■およびＧ相へ転移する際にひずみを受け、
セル厚に応じたねじれを生じやすいためである。
の基板の一軸配向性のみにより液晶分子を液晶層内全体
にわたり、一定方向に揃えるため、セル厚の微少な変化
により配向が乱れやすい。これはスメクチックＡでは容
易にその一軸規制方向に分子が揃うけれどもスメクチッ
クＣ、Ｉ、■およびＧ相へ転移する際にひずみを受け、
セル厚に応じたねじれを生じやすいためである。
さらにこの方法は、両側の配向膜の極性が違うために、
液晶表示素子として、ＯＮ状態からＯＦＦ状態、 ＯＦ
Ｆ状態からＯＮ状態へ遷移させる際に、非対称性が出現
し、駆動方法が難しくなるという欠点も有している。
液晶表示素子として、ＯＮ状態からＯＦＦ状態、 ＯＦ
Ｆ状態からＯＮ状態へ遷移させる際に、非対称性が出現
し、駆動方法が難しくなるという欠点も有している。
この発明は、かかる問題点を解決するためになされたも
ので、均一な配向で良好なメモリー状態を有し、簡単な
組立てで作成でき量産性に優れ、しかも応答時間が短く
、容量大の液晶表示素子を得ることを目的とするもので
ある。
ので、均一な配向で良好なメモリー状態を有し、簡単な
組立てで作成でき量産性に優れ、しかも応答時間が短く
、容量大の液晶表示素子を得ることを目的とするもので
ある。
この発明の液晶表示素子は、第１、第２透明電極基材間
に、カイラルスメクチック（！、 Ｉ、 ＨおよびＧ相
の内の少なくとも一種を示す液晶成分を含む強誘電性液
晶が、挟持されるものにおいて、上記第１、第２透明電
極基材の上記強誘電性液晶対向面に、表面エネルギー差
が３ ｄｙｎ／ｃｍ以下の異種の第１、第２液晶配向材
層を各々設け、この第１、第２液晶配向材層の内の少な
くとも一方にはラビング処理が施されているものである
。
に、カイラルスメクチック（！、 Ｉ、 ＨおよびＧ相
の内の少なくとも一種を示す液晶成分を含む強誘電性液
晶が、挟持されるものにおいて、上記第１、第２透明電
極基材の上記強誘電性液晶対向面に、表面エネルギー差
が３ ｄｙｎ／ｃｍ以下の異種の第１、第２液晶配向材
層を各々設け、この第１、第２液晶配向材層の内の少な
くとも一方にはラビング処理が施されているものである
。
〔作用］
この発明における表面エネルギー差が３ｄｙｎ／ｃｍ以
下の第１、第２液晶配向材層との間に、液晶との界面の
極性相互作用に対し、微少な差が得られる。この微少な
差により第２図に示した液晶の分極Ｐ （２０７）は、
一定の方向を取υやすくなり、スメクチック人相からの
除冷却によりカイラルスメクチックＣ相へ転移する際に
欠陥の少ない配向が得られる。しかも表面エネルギーの
差があまり大きくないので、片側に有機高分子膜、もう
一方にシランカップリング剤を使用した場合のように、
ＯＮ状態からＯＦＦ状態、ＯＦＦ状態からＯＮ状態へ遷
移させる際に、非対称性は出現しないため、駆動方法も
比較的容易になる。
下の第１、第２液晶配向材層との間に、液晶との界面の
極性相互作用に対し、微少な差が得られる。この微少な
差により第２図に示した液晶の分極Ｐ （２０７）は、
一定の方向を取υやすくなり、スメクチック人相からの
除冷却によりカイラルスメクチックＣ相へ転移する際に
欠陥の少ない配向が得られる。しかも表面エネルギーの
差があまり大きくないので、片側に有機高分子膜、もう
一方にシランカップリング剤を使用した場合のように、
ＯＮ状態からＯＦＦ状態、ＯＦＦ状態からＯＮ状態へ遷
移させる際に、非対称性は出現しないため、駆動方法も
比較的容易になる。
この発明に係わる第１、第２液晶配向材は、両者の表面
エネルギーの差が３ｄｙｎ／ｃｍ以下でなけれ゛ばなら
ない。３ｄｙｎ／ｃｍ以上では、メモリーが不安定とな
り好ましくない。又、上記第１、第２液晶配向材の組合
せとしては、例えばポリイミド系材料とポリエチレン、
ポリビニルアルコールとポリビニルクロライド、および
ポリイミド系材料とポリアミドエーテル系材料などがあ
る。
エネルギーの差が３ｄｙｎ／ｃｍ以下でなけれ゛ばなら
ない。３ｄｙｎ／ｃｍ以上では、メモリーが不安定とな
り好ましくない。又、上記第１、第２液晶配向材の組合
せとしては、例えばポリイミド系材料とポリエチレン、
ポリビニルアルコールとポリビニルクロライド、および
ポリイミド系材料とポリアミドエーテル系材料などがあ
る。
この発明に係わるラビング処理は、例えばアクリル布お
よびナイロン布を用いて行なわれる。
よびナイロン布を用いて行なわれる。
この発明に係わる透明電極基材は、例えばガラス等の基
板Ｋ、透明ｉ！極層を設けたものである。
板Ｋ、透明ｉ！極層を設けたものである。
以下、実施例によりこの発明を具体的に説明するＯ
実施例１
第１図は、この発明の一冥施例の液晶表示素子の断面図
である。即ち、工Ｔｏ（インジウム ティンオキサイド
）をパターンニングした第１透明電極基材ＱＯ上に、液
晶配向用ポリイミド（商品名ＦＩＸ１４ｏＯ１日立化成
製）で約８００への厚みで第１液晶配向材／７９ （１
０３）を印刷又はスピンコー）Ｋより形成した。さらに
第２透明ｔｉ基材αＯ上に配向材としてポリエチレンを
使用して約ａｏｏＡの厚みで第２液晶配向材層（１ｏ５
） を形成した。それぞれの材料の表面エネルギーは、
ポリイミドが３３ｄｙｎ／ｃｍポリエチレンが３］ｄｙ
ｎ／Ｃｍとその差は小さい。また第１、第２液晶配向材
層上をアクリル布で一方向にラビング処理した。
である。即ち、工Ｔｏ（インジウム ティンオキサイド
）をパターンニングした第１透明電極基材ＱＯ上に、液
晶配向用ポリイミド（商品名ＦＩＸ１４ｏＯ１日立化成
製）で約８００への厚みで第１液晶配向材／７９ （１
０３）を印刷又はスピンコー）Ｋより形成した。さらに
第２透明ｔｉ基材αＯ上に配向材としてポリエチレンを
使用して約ａｏｏＡの厚みで第２液晶配向材層（１ｏ５
） を形成した。それぞれの材料の表面エネルギーは、
ポリイミドが３３ｄｙｎ／ｃｍポリエチレンが３］ｄｙ
ｎ／Ｃｍとその差は小さい。また第１、第２液晶配向材
層上をアクリル布で一方向にラビング処理した。
さらに、基材間のセル厚を一定にするため、スペーサー
（１０６）として２）１ｍ径のシリカビーズを用いた。
（１０６）として２）１ｍ径のシリカビーズを用いた。
この構成のセルに強誘電性液晶材料として（商品名０８
ＩＯＩＩ、チッソ製）を用いた。この液晶をセルに注入
し、等方性液体からコレステリック相、スメクチック人
相を経由してカイラルスメクチックＣ相まで約２℃毎分
の速度で徐冷した。なお、第１、第２透明ｉ！！極基材
００は、例えばガラス基板（１０１）上に、透明電極層
（１０２）を設けたものである。このようにして得られ
たこの発明の一実施例の液晶表示素子は、全体に均一な
配向を示した。次に、これを、第３図（ａ）に示すＯＮ
駆動波形口および第３図（１，、）に示すＯＦＦ駆動波
形図により駆動したところ、第４図に示す印加電圧（７
）による輝度変化を示す！＃性図のような、対称で良好
なメモリー効果を得ることができた。
ＩＯＩＩ、チッソ製）を用いた。この液晶をセルに注入
し、等方性液体からコレステリック相、スメクチック人
相を経由してカイラルスメクチックＣ相まで約２℃毎分
の速度で徐冷した。なお、第１、第２透明ｉ！！極基材
００は、例えばガラス基板（１０１）上に、透明電極層
（１０２）を設けたものである。このようにして得られ
たこの発明の一実施例の液晶表示素子は、全体に均一な
配向を示した。次に、これを、第３図（ａ）に示すＯＮ
駆動波形口および第３図（１，、）に示すＯＦＦ駆動波
形図により駆動したところ、第４図に示す印加電圧（７
）による輝度変化を示す！＃性図のような、対称で良好
なメモリー効果を得ることができた。
なお、第３図において、縦軸は電圧（Ｖ）、横軸は時間
（１）であり、Ｖａｐは駆動電圧である。又第４図およ
び第５図において、縦軸は輝度、横軸は電圧（Ｖ）であ
り、（Ａ）および（Ｂ）は各々ＯＮ駆動状態およびＯＦ
Ｆ駆動状態を示す。
（１）であり、Ｖａｐは駆動電圧である。又第４図およ
び第５図において、縦軸は輝度、横軸は電圧（Ｖ）であ
り、（Ａ）および（Ｂ）は各々ＯＮ駆動状態およびＯＦ
Ｆ駆動状態を示す。
実施ｇＡＪ２
第１図に示すように、第１透明電極基材００にポリビニ
ルアルコールの第１液晶配向材層（１０３）をスピンコ
ード、又は印刷により形成した。第２透明電極基材αＯ
上にポリビニルクロライドの第２液晶配向材層（１０５
）を形成した。それぞれの表面工ｌルギ−４、ボｌＪビ
ニルアルコールカ３７ａｙｎ／ｃｍ 。
ルアルコールの第１液晶配向材層（１０３）をスピンコ
ード、又は印刷により形成した。第２透明電極基材αＯ
上にポリビニルクロライドの第２液晶配向材層（１０５
）を形成した。それぞれの表面工ｌルギ−４、ボｌＪビ
ニルアルコールカ３７ａｙｎ／ｃｍ 。
ポリビニルクロライドが３９ｄｙｎ／ｃｍである。また
第コ、第２液晶配向材層をアクリル布で一方向にラビン
グ処理を施こし、この発明の他の実施例の液晶表示素子
を得た。なお、スペーサ（１０６）として２ｐｍ径のポ
リスチレンビーズを使用した。
第コ、第２液晶配向材層をアクリル布で一方向にラビン
グ処理を施こし、この発明の他の実施例の液晶表示素子
を得た。なお、スペーサ（１０６）として２ｐｍ径のポ
リスチレンビーズを使用した。
上記液晶表示素子においても欠陥の少ない配向が得られ
、良好なメモリー効果を得ることができた０ 比較例 第１透明電極基材α０にポリビニルアルコールの第１液
晶配向材層を形成し、第２透明電極基材上に、有機シラ
ン化合物により配向処理を施こした。
、良好なメモリー効果を得ることができた０ 比較例 第１透明電極基材α０にポリビニルアルコールの第１液
晶配向材層を形成し、第２透明電極基材上に、有機シラ
ン化合物により配向処理を施こした。
有機シラン化合物の処理法は、有機シラン化合物０．１
重ｆｉｔ％の水溶液に浸漬し、乾燥する方法である。有
機シラン化合物としてＮ−メチル−３−アミノプロビル
ト１リメトキシシランを使用した０それぞれの材料の表
面エネルギーは、ポリビニルアルコールが３７ｄｙｎ／
ｃｍ 、 Ｎ−メチル−３−アミノプロピルトリメトキ
シシランが４６ｄｙｎ／ｃｍである。
重ｆｉｔ％の水溶液に浸漬し、乾燥する方法である。有
機シラン化合物としてＮ−メチル−３−アミノプロビル
ト１リメトキシシランを使用した０それぞれの材料の表
面エネルギーは、ポリビニルアルコールが３７ｄｙｎ／
ｃｍ 、 Ｎ−メチル−３−アミノプロピルトリメトキ
シシランが４６ｄｙｎ／ｃｍである。
スペーサー（１０６）としては２ｆｉｒｎ径のシリカビ
ーズを用い液晶材料は、実施例１と同じ（ａｓ １０１
１（チッソ製）を使用し実施例と同様の熱処理を行なっ
た。
ーズを用い液晶材料は、実施例１と同じ（ａｓ １０１
１（チッソ製）を使用し実施例と同様の熱処理を行なっ
た。
このように得られた液晶表示素子は均一な配向を示した
が、実施例１と同様に第３図で示すような波形で駆動し
たところ第５図の印加電圧■）による輝度変化を示す特
性図で示したような片側のメモリーが不安定な状態を示
した。
が、実施例１と同様に第３図で示すような波形で駆動し
たところ第５図の印加電圧■）による輝度変化を示す特
性図で示したような片側のメモリーが不安定な状態を示
した。
この原因としては、両側の基材表面のエネルギーにかな
り差があるために、液晶の双極子と界面との間の極性相
互作用が大きく、液晶の分ｉＰ （２０７）は、一定の
方向を向いたときのみが極端に安定となり、２つの安定
状態は得ることができない。
り差があるために、液晶の双極子と界面との間の極性相
互作用が大きく、液晶の分ｉＰ （２０７）は、一定の
方向を向いたときのみが極端に安定となり、２つの安定
状態は得ることができない。
なお、液晶成分として、上記実施例以外のカイラルスメ
クチックＣ、Ｉ、ＨおよびＧ相の内の少なくとも一種を
有する強誘電性液晶の場合も同様の効果を示す。
クチックＣ、Ｉ、ＨおよびＧ相の内の少なくとも一種を
有する強誘電性液晶の場合も同様の効果を示す。
以上説明したとおり、この発明は、第１、第２透明電極
基材間に、カイラルスメクテイツクＣ１■、ＨおよびＧ
相の内の少なくとも一種を示す液晶成分を含む強誘電性
液晶が、挟持されるものにおいて、上記第１、第２透明
電極基材の上記強誘電性液晶対向面に、表面エネルギー
差が３ｄｙｎ／ｃｍ以下の異種の第１、第２液晶配向材
層を各々設け、この第１．第２液晶配向材層の内の少な
くとも一方にはラビング処理が施されているものを用い
ることＫより、均一な配向で良好なメモリー状態を有し
、簡単な組立てで作成でき量産性に優れ、しかも応答時
間が短く、容量大の液晶表示素子を得ることができる。
基材間に、カイラルスメクテイツクＣ１■、ＨおよびＧ
相の内の少なくとも一種を示す液晶成分を含む強誘電性
液晶が、挟持されるものにおいて、上記第１、第２透明
電極基材の上記強誘電性液晶対向面に、表面エネルギー
差が３ｄｙｎ／ｃｍ以下の異種の第１、第２液晶配向材
層を各々設け、この第１．第２液晶配向材層の内の少な
くとも一方にはラビング処理が施されているものを用い
ることＫより、均一な配向で良好なメモリー状態を有し
、簡単な組立てで作成でき量産性に優れ、しかも応答時
間が短く、容量大の液晶表示素子を得ることができる。
第１図はこの発明の一犬施例の液晶表示素子の断面図、
第２図は、従来の液晶表示素子の模式図、第３図（ａ）
はＯＮ駆動波形図、第３図（ｂ）はＯＦＦ駆動波形図、
第４図および第５図は、各々この発明の一４施例および
比較例の液晶表示素子の印加電圧（Ｖ）による輝度変化
を示す特性図である。 図において、 ＱＯは透明電極基材、（１０３）は第１
液晶配向材層、（１０４）は強誘電性液晶、（１０５）
は第２液晶配向材層である。 なお、各図中同一符号は同−又は相当部分を示す０
第２図は、従来の液晶表示素子の模式図、第３図（ａ）
はＯＮ駆動波形図、第３図（ｂ）はＯＦＦ駆動波形図、
第４図および第５図は、各々この発明の一４施例および
比較例の液晶表示素子の印加電圧（Ｖ）による輝度変化
を示す特性図である。 図において、 ＱＯは透明電極基材、（１０３）は第１
液晶配向材層、（１０４）は強誘電性液晶、（１０５）
は第２液晶配向材層である。 なお、各図中同一符号は同−又は相当部分を示す０
Claims (2)
- （１）第１、第２透明電極基材間に、カイラルスメクチ
ツクＣ、Ｉ、ＨおよびＧ相の内の少なくとも一種を示す
液晶成分を含む強誘電性液晶が、挟持されるものにおい
て、上記第１、第２透明電極基材の上記強誘電性液晶対
向面に、表面エネルギー差が３ｄｙｎ／ｃｍ以下の異種
の第１、第２液晶配向材層を各々設け、この第１、第２
液晶配向材層の内の少なくとも一方にはラビング処理が
施されていることを特徴とする液晶表示素子。 - （２）第１、第２液晶配向材がポリイミド系材料および
ポリアミドエーテル系材料である特許請求の範囲第１項
記載の液晶表示素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22024886A JPS6373223A (ja) | 1986-09-17 | 1986-09-17 | 液晶表示素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22024886A JPS6373223A (ja) | 1986-09-17 | 1986-09-17 | 液晶表示素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6373223A true JPS6373223A (ja) | 1988-04-02 |
Family
ID=16748213
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22024886A Pending JPS6373223A (ja) | 1986-09-17 | 1986-09-17 | 液晶表示素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6373223A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63178213A (ja) * | 1987-01-19 | 1988-07-22 | Seiko Instr & Electronics Ltd | 電気光学装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61198130A (ja) * | 1985-02-27 | 1986-09-02 | Chisso Corp | 液晶パネル |
| JPS62173433A (ja) * | 1986-01-27 | 1987-07-30 | Seiko Epson Corp | 液晶電気光学装置 |
-
1986
- 1986-09-17 JP JP22024886A patent/JPS6373223A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61198130A (ja) * | 1985-02-27 | 1986-09-02 | Chisso Corp | 液晶パネル |
| JPS62173433A (ja) * | 1986-01-27 | 1987-07-30 | Seiko Epson Corp | 液晶電気光学装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63178213A (ja) * | 1987-01-19 | 1988-07-22 | Seiko Instr & Electronics Ltd | 電気光学装置 |
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