KR20050020700A - 표시 장치 - Google Patents

표시 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20050020700A
KR20050020700A KR1020040065818A KR20040065818A KR20050020700A KR 20050020700 A KR20050020700 A KR 20050020700A KR 1020040065818 A KR1020040065818 A KR 1020040065818A KR 20040065818 A KR20040065818 A KR 20040065818A KR 20050020700 A KR20050020700 A KR 20050020700A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
liquid crystal
electric field
dielectric
display device
liquid layer
Prior art date
Application number
KR1020040065818A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100682440B1 (ko
Inventor
쇼이찌 이시하라
고이찌 미야찌
Original Assignee
샤프 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 샤프 가부시키가이샤 filed Critical 샤프 가부시키가이샤
Publication of KR20050020700A publication Critical patent/KR20050020700A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100682440B1 publication Critical patent/KR100682440B1/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00—Liquid crystal materials
    • C09K19/02—Liquid crystal materials characterised by optical, electrical or physical properties of the components, in general
    • 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
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/137—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering
    • 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
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/07—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on electro-optical liquids exhibiting Kerr effect
    • 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
    • G02F2201/00—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00
    • G02F2201/12—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00 electrode
    • G02F2201/124—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00 electrode interdigital

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
  • Liquid Crystal Substances (AREA)

Abstract

적어도 한쪽이 투명한 화소 기판과 대향 기판 사이에, 거시적으로는 등방상을 나타내는 투명한 액체이지만, 미시적으로는 액정 분자가 어느 방향으로 배열된 단거리 질서를 갖는 분자 집단인 클러스터를 함유하는 유전성 액체층을 개재시킨다. 이 표시 장치는 상기 액정성 화합물의 액정-등방상 상전이 온도 이상의 온도에서도 상기 클러스터를 포함하고 있음으로써, 온도 상승에 따른 커 상수 효과의 저하가 억제된다. 예를 들면 분자간 수소 결합 형성능을 갖는 액정성 화합물이나 스멕틱상을 갖는 액정 화합물, 미립자 등을 포함하여 이루어지는 클러스터는 클러스터 크기가 크고, 온도 상승에 따른 수명이 길다.

Description

표시 장치 {Display Apparatus}
본 발명은 고속 응답성 및 넓은 시야의 표시 성능을 갖는 전기 광학 효과, 바람직하게는 2차 전기 광학 효과를 이용한 표시 장치에 관한 것이다.
액정 표시 소자는 각종 표시 소자 중에서도 박형이고 경량이며 소비 전력이 작다는 이점을 가져, 텔레비젼이나 비디오 등의 화상 표시 장치나 모니터, 워드프로세서, 퍼스널 컴퓨터 등의 OA(Office Automation) 기기에 널리 이용되고 있다.
액정 표시 소자의 액정 표시 방식으로서는 종래, 예를 들면 네마틱 액정을 이용한 TN(Twisted Nematic) 모드나 강유전성 액정(FLC) 또는 반강유전성 액정(AFLC)을 이용한 표시 모드, 고분자 분산형 액정 표시 모드 등이 알려져 있다.
그 중에서도 종래, 실용화되어 있는 액정 표시 소자로서는, 예를 들면 네마틱 액정을 이용한 TN(Twisted Nematic) 모드의 액정 표시 소자를 들 수 있는데, 이 TN 모드를 이용한 액정 표시 소자에는 응답이 늦고, 시야각이 좁은 것 등의 결점이 있고, 이러한 결점은 CRT(cathode ray tube)를 능가하는데 있어서 큰 방해가 되고 있다.
또, FLC 또는 AFLC를 이용한 표시 모드의 경우, 응답이 빠르고, 시야각이 넓다는 이점을 갖고는 있지만 내쇼크성, 온도 특성 등의 면에서 큰 결점이 있어, 널리 실용화 되기에는 이르지 못하고 있다.
또한 광산란을 이용하는 고분자 분산형 액정 표시 모드는 편광판을 필요로 하지 않고 고휘도 표시가 가능한데, 본질적으로 위상판에 의한 시각 제어를 할 수 없는 데다가 응답 특성의 면에서 과제를 갖고 있어 TN 모드에 대한 우위성은 적다.
이러한 표시 방식은, 모두 액정 분자가 일정 방향으로 정렬된 상태에 있어, 액정 분자에 대한 각도에 따라 다르게 보이기 때문에 시각 제한이 있다. 또, 이러한 표시 방식은 모두 전계 인가에 의한 액정 분자의 회전을 이용하는 것으로, 액정 분자가 정렬된 채로 회전하기 때문에 응답에 시간을 요한다. 또, FLC나 AFLC를 이용한 표시 모드의 경우, 응답 속도나 시야각의 면에서는 유리하지만, 외력에 의한 비가역적인 배향 파괴가 문제가 된다.
한편, 전계 인가에 의한 분자의 회전을 이용하는 이러한 표시 방식에 대하여 2차 전기 광학 효과를 이용한 전자 분극에 의한 표시 방식이 제안되어 있다.
전기 광학 효과란 물질의 굴절률이 외부 전계에 따라 변화하는 현상이다. 전기 광학 효과에는 전계의 1차에 비례하는 효과와 2차에 비례하는 효과가 있어 각각 포켈스(Pockels) 효과, 커(Kerr) 효과라고 한다. 특히, 커 효과라고 하는 2차 전기 광학 효과는 고속의 광 셔터로의 응용이 일찍부터 진행되고 있어 특수한 계측 기기에서 실용화가 이루어지고 있다. 커 효과는 1875년에 커(J. Kerr)에 의해 발견된 것으로, 지금까지 커 효과를 나타내는 재료로서는 무기 결정(LiNbO3)이나, 니트로벤젠 및 이황화탄소 등의 유기 액체가 알려져 있고, 이들 재료는 예를 들면 상기한 광 셔터, 광변조 소자, 광편광 소자, 또는 전력 케이블 등의 고전계 강도 측정 등에 이용되고 있다.
그 후, 액정 재료가 큰 커 상수를 갖는 것이 나타나 광변조 소자, 광편향 소자, 또는 광집적 회로 응용을 위한 기초 검토가 이루어져 상기 니트로벤젠의 200배를 넘는 커 상수를 나타내는 액정 화합물도 보고되었다.
이러한 상황에서, 커 효과의 표시 장치에의 응용이 검토되기 시작하고 있다. 커 효과는 전계의 2차에 비례하기 때문에 상대적으로 저전압 구동을 예상할 수가 있는 데다가, 본질적으로 수 마이크로 초 내지 수 밀리초의 응답 특성을 나타내기 때문에 고속 응답 표시 장치로의 응용이 기대된다.
그러한 가운데, 커 효과를 이용한 표시 장치로서, 최근 적어도 한쪽이 투명한 한 쌍의 기판과 이 한 쌍의 기판 사이에 협지된 등방상(等方相) 상태의 유극성 분자를 포함한 매체와 상기 한 쌍의 기판 중 적어도 한쪽 기판의 외측에 배치된 편광판과 상기 매체에 전계를 인가하기 위한 전계 인가 수단을 갖춘 표시 장치가 제안되어 있다(예를 들면, 일본 공개공보인 특개 2001-249363호 공보(공개일 2001년 9월 14일, 이하, 특허 문헌 1이라고 한다) 참조).
액정 재료를 이용했을 경우, 커 효과(그 자신은 등방상 상태로 관찰된다)는 액정상(液晶相)-등방상(等方相) 상전이(相轉移) 온도 근방에서 최대가 되고, 온도 상승과 함께 1/(T-T*)(또한, T*는 2차의 상전이 온도(임계 온도)를 나타낸다)에 비례하는 함수로 감소한다는 것이 알려져 있어, 커 효과의 표시 장치로의 응용 전개에서는 커 효과의 온도 의존성, 바꾸어 말하면 액정 재료의 커 상수의 온도 의존성이 실용상의 큰 문제가 되고 있다.
이에 대하여, 상기 특허 문헌 1에서는 액정 재료에 특정한 비액정 물질을 첨가함으로써 커 효과의 온도 의존성이 아니라 액정 재료의 등방 상전이 온도를 저하시킴으로써, 실용적인 온도 영역에서 큰 커 효과를 얻고자 하는 시도가 이루어지고 있다.
커 효과의 온도 의존성을 저감시키는 방법로서는 커 효과를 이용한 광 스위치에서 액정 분자를 고분자 중에 가두고 커 상수 온도 의존성을 저감시키는 연구가 제안되어 있다(예를 들면, 일본 공개공보인 특개평 11-183937호 공보(공개일 1999년 7월 9일, 대응 미국특허 제6,266,109호, 이하, 특허 문헌 2라고 한다) 참조).
구체적으로는, 상기 특허 문헌 2에서는 한 쌍의 기판과 이 한 쌍의 기판에 협지되어 소구역으로 분할된 액정 재료와 이 액정 재료의 영역을 소구역으로 분할하는 고분자 재료를 포함하고, 전압의 비인가시에 광학적으로 등방성이고, 전압의 인가시에 전기장 강도의 제곱에 비례하는 광학 이방성을 나타내는 매질과, 이 매질에 전압을 인가하는 전압 인가 수단을 갖춘 액정 광학 스위치 소자에 있어서, 액정 재료의 각 소구역의 평균 직경을 0.1㎛ 이하로 설정하는 것이 제안되어 있다.
그러나, 특허 문헌 2에 기재된 방법은 액정 재료의 영역을 소구역으로 분할하기 위해 광 등에 의해 반응성 단량체를 중합시킬 필요가 있으며, 액정 영역 크기를 0.1㎛ 이하로 할 필요가 있는 등, 제조가 매우 곤란하다는 문제점을 갖고 있다. 또, 특허 문헌 2에 기재된 방법은 액정 재료와 고분자 재료가 접하는 면적이 많기 때문에 신뢰성이 염려된다고 하는 문제점을 갖고 있다.
또한, 상기한 바와 같이 특허 문헌 1은 액정 재료의 등방 상전이 온도를 저하시킴으로써 가열 온도를 억제하여 실용적인 온도 영역에서의 스위칭을 가능하게 하는 것으로, 커 상수의 온도 의존성 그 자체를 저감시키는 것은 아니다.
그 때문에, 커 효과로 대표되는 전기 광학 효과의 온도 의존성이 작으며 제조가 용이한 표시 장치가 강력히 요구되고 있다.
본 발명은 상기 종래의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 커 효과와 같은 전기 광학 효과의 온도 의존성이 작으며 제조가 용이한 표시 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 관한 표시 장치는, 전압 비인가시에 광학적으로 등방적이고, 전계의 인가에 의해 광학 이방성이 변화하는 액정성 화합물을 함유하는 유전성 액체층과 상기 유전성 액체층에 전계를 인가하는 전계 인가 부재를 구비하고, 전계의 인가에 의해 광학 이방성을 변화시킴으로써 표시를 행하는 표시 장치로서, 상기 유전성 액체층은 상기 액정성 화합물의 액정-등방상 상전이 온도 이상의 온도에서 상기 액정성 화합물의 액정 분자가 부분적으로 배열된 클러스터를 포함하며, 가시광에 대해 투명한 것을 특징으로 하고 있다.
보다 구체적으로는, 예를 들면 본 발명에 관한 표시 장치는 상기 목적을 달성하기 위하여, 전계의 인가에 의해 굴절률이 변화하는 액정성 화합물을 함유하는 유전성 액체층과 상기 유전성 액체층에 전계를 인가하는 전계 인가 부재를 구비하고, 상기 굴절률이 전계의 2차에 비례하는 2차 전기 광학 효과에 의해 표시를 행하는 표시 장치로서, 상기 유전성 액체층은 상기 액정성 화합물의 액정-등방상 상전이 온도 이상의 온도에서 상기 액정성 화합물의 액정 분자가 부분적으로 배열된 클러스터를 포함하며, 가시광에 대해 투명한 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명에 관한 표시 장치는, 상기한 바와 같이 예를 들면 상기 굴절률 변화를 이용한 2차 전기 광학 효과(커 효과)에 의해 표시를 행하는 표시 장치이고, 1개의 분자내에서의 전자의 편향을 제어함으로써 랜덤하게 배열된 개개의 분자가 각각 별개로 회전하여 방향을 바꾸기 때문에 응답 속도가 매우 빠르고, 또한 분자가 무질서하게 배열되어 있기 때문에 시각 제한이 없다.
통상, 액정성 화합물은 온도 상승에 따라 단거리 질서를 가진 액정상으로부터 분자 레벨로 랜덤한 배향을 갖는 등방상으로 이행한다. 커 효과는 입사광에 대해서 투명한 매질 중에서 관측된다. 본 발명에 관한 표시 장치에서 이용되는 상기 유전성 액체층은 거시적으로는 등방상을 나타내는 투명한 액체이지만, 미시적으로는 어느 방향으로 배열된 단거리 질서를 갖는 분자 집단인 클러스터를 포함하고 있다. 또한 본 발명에서 상기 유전성 액체층은 가시광에 대해 투명하기 때문에, 물론 상기 클러스터도 가시광에 대해 투명한 상태에서 이용된다.
상기 표시 장치는, 이와 같이 상기 유전성 액체가 클러스터를 포함함으로써 큰 커 효과를 얻을 수 있다. 그러나, 종래의 액정 재료를 이용했을 경우, 커 효과는 온도의 상승에 따라 1/(T-T*)에 비례하는 함수로 감소한다. 본원 발명자들은 예의 검토한 결과, 이 종래의 액정 재료에 있어서의 커 효과의 온도 의존성이 큰 주요인은, 종래의 액정 재료에서는 클러스터가 상기 액정 재료의 투명점 근방에서는 크지만 온도 상승과 함께 급격하게 작아져 가는 데에 있고, 상기 유전성 액체층이 상기 액정성 화합물의 액정-등방상 상전이 온도 이상의 온도에서 상기 액정성 화합물의 액정 분자가 부분적으로 배열된 클러스터를 포함함으로써, 상기 커 효과와 같은 전기 광학 효과의 온도 의존성을 저감시킬 수 있다는 것을 발견하여 본 발명을 완성시키기에 이르렀다.
즉, 상기 구성에 따르면, 커 효과와 같은 전기 광학 효과의 온도 의존성을 저감하여 시야각이 넓고, 응답 속도가 빠른 표시 장치를 제공할 수 있다.
또한, 상기 구성에 따르면, 상기 특허 문헌 2에 도시한 바와 같이 액정 재료의 영역을 소구역으로 분할하기 위한 수단을 강구할 필요가 없어, 제조가 용이하며, 신뢰성이 높은 표시 장치를 제공할 수 있다.
또, 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 관한 표시 장치는, 전압 비인가시에 광학적으로 등방적이고, 전계의 인가에 의해 광학 이방성이 변화하는 액정성 화합물을 함유한 유전성 액체층과 상기 유전성 액체층에 전계를 인가하는 전계 인가 부재를 구비하고, 전계의 인가에 의해 광학 이방성을 변화시킴으로써 표시를 행하는 표시 장치로서, 상기 유전성 액체층은 가시광에 대해 투명하며 분자간 수소 결합 형성능을 갖는 액정성 화합물을 함유하고 있는 것을 특징으로 하고 있다.
보다 구체적으로는, 예를 들면 본 발명에 관한 표시 장치는 상기 목적을 달성하기 위하여, 전계의 인가에 의해 굴절률이 변화하는 액정성 화합물을 함유하는 유전성 액체층과 상기 유전성 액체층에 전계를 인가하는 전계 인가 부재를 구비하고, 상기 굴절률이 전계의 2차에 비례하는 2차 전기 광학 효과에 의해 표시를 행하는 표시 장치로서, 상기 유전성 액체층은 가시광에 대해 투명하며 분자간 수소 결합 형성능을 갖는 액정성 화합물을 함유하고 있는 것을 특징으로 하고 있다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 관한 표시 장치는 전압 비인가시에 광학적으로 등방적이고, 전계의 인가에 의해 광학 이방성이 변화하는 액정성 화합물을 함유하는 유전성 액체층과 상기 유전성 액체층에 전계를 인가하는 전계 인가 부재를 구비하고, 전계의 인가에 의해 광학 이방성을 변화시킴으로써 표시를 행하는 표시 장치로서, 상기 유전성 액체층은 가시광에 대해 투명하며 스멕틱상(smectic phase)을 갖는 액정 화합물을 함유하고 있는 것을 특징으로 하고 있다.
보다 구체적으로는, 예를 들면 본 발명에 관한 표시 장치는 상기 목적을 달성하기 위하여, 전계의 인가에 의해 굴절률이 변화하는 액정성 화합물을 함유하는 유전성 액체층과 상기 유전성 액체층에 전계를 인가하는 전계 인가 부재를 구비하고, 상기 굴절률이 전계의 2차에 비례하는 2차 전기 광학 효과에 의해 표시를 행하는 표시 장치로서, 상기 유전성 액체층은 가시광에 대해 투명하며 스멕틱상을 갖는 액정 화합물을 함유하고 있는 것을 특징으로 하고 있다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 관한 표시 장치는 전압 비인가시에 광학적으로 등방적이고, 전계의 인가에 의해 광학 이방성이 변화하는 액정성 화합물을 함유하는 유전성 액체층과 상기 유전성 액체층에 전계를 인가하는 전계 인가 부재를 구비하고, 전계의 인가에 의해 광학 이방성을 변화시킴으로써 표시를 행하는 표시 장치로서, 상기 유전성 액체층은 가시광에 대하여 투명하며 상기 유전성 액체층 중에 0.1㎛ 이하의 입자 지름을 갖는 미립자가 분산되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.
보다 구체적으로는, 예를 들면 본 발명에 관한 표시 장치는 상기 목적을 달성하기 위하여, 전계의 인가에 의해 굴절률이 변화하는 액정성 화합물을 함유하는 유전성 액체층과 상기 유전성 액체층에 전계를 인가하는 전계 인가 부재를 구비하고, 상기 굴절률이 전계의 2차에 비례하는 2차 전기 광학 효과에 의해 표시를 행하는 표시 장치로서, 상기 유전성 액체층은 가시광에 대하여 투명하며 상기 유전성 액체층 중에 0.1㎛ 이하의 입자 지름을 갖는 미립자가 분산되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 관한 표시 장치는 전압 비인가시에 광학적으로 등방적이고, 전계의 인가에 의해 광학 이방성이 변화하는 액정성 화합물을 함유하는 유전성 액체층과 상기 유전성 액체층에 전계를 인가하는 전계 인가 부재를 구비하고, 전계의 인가에 의해 광학 이방성을 변화시킴으로써 표시를 행하는 표시 장치로서, 상기 유전성 액체층은 가시광에 대하여 투명하며 상기 유전성 액체층의 적어도 한편의 표면에 접촉하도록 0.1㎛ 이하의 입자 지름을 갖는 미립자를 함유한 유전체 박막이 형성되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.
보다 구체적으로는, 예를 들면 본 발명에 관한 표시 장치는 상기 목적을 달성하기 위하여, 전계의 인가에 의해 굴절률이 변화하는 액정성 화합물을 함유하는 유전성 액체층과 상기 유전성 액체층에 전계를 인가하는 전계 인가 수단을 구비하고, 상기 굴절률이 전계의 2차에 비례하는 2차 전기 광학 효과에 의해 표시를 행하는 표시 장치로서, 상기 유전성 액체층은 가시광에 대하여 투명하며 상기 유전성 액체층의 적어도 한편의 표면에 접촉하도록 0.1㎛ 이하의 입자 지름을 갖는 미립자를 함유한 유전체 박막이 형성되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.
이와 같이 본 발명에 관한 상기한 각 표시 장치도 또한, 광학 이방성을 이용한 전기 광학 효과로서 예를 들면 굴절률 변화를 이용한 2차 전기 광학 효과(커 효과)에 의해 표시를 행하는 표시 장치이고, 이러한 표시 장치에 있어서는 1개의 분자내에서의 전자의 편향을 제어함으로써, 랜덤하게 배열된 개개의 분자가 각각 별개로 회전하여 방향을 바꾸기 때문에 응답 속도가 매우 빠르고, 또 분자가 무질서하게 배열되어 있기 때문에 시각 제한이 없다.
본 발명에 관한 표시 장치에서 이용되는 상기 유전성 액체층도 또한, 상기한 표시 장치와 마찬가지로 거시적으로는 등방상을 나타내는 투명한 액체인데, 미시적으로는 어느 방향으로 배열된 단거리 질서를 갖는 분자 집단인 클러스터를 포함하고 있다.
그리고, 상기 유전성 액체층이 분자간 수소 결합능을 갖는 액정성 화합물을 함유하고 있으면, 이 유전성 액체층 중에서 분자간 수소 결합을 형성함으로써 클러스터 크기를 크게 할 수가 있어 온도 상승에 따른 클러스터의 수명을 길게 할 수 있다. 따라서, 상기의 구성에 따르면, 커 효과와 같은 전기 광학 효과의 온도 의존성이 저감된, 시야각이 넓고 응답 속도가 빠른 표시 장치를 제공할 수 있다.
또, 스멕틱상을 갖는 액정 화합물은 분자간 상호 작용이 강하고, 상기 유전성 액체층이 스멕틱상을 갖는 액정 화합물을 함유함으로써, 클러스터 크기를 크게 할 수가 있어, 온도 상승에 따른 클러스터의 수명을 길게 할 수 있다. 따라서, 상기 구성에 따르면 커 효과와 같은 전기 광학 효과의 온도 의존성이 저감된 시야각이 넓고 응답 속도가 빠른 표시 장치를 제공할 수 있다.
또, 입자 지름이 0.1㎛ 이하, 즉 입자의 입자 지름이 입사 광파장보다 작은 경우의 광의 산란은 무시할 수 있다. 이 때문에, 입자 지름이 0.1㎛ 이하이면 상기 미립자도 또 가시광에 대하여 투명하다.
그리고, 상기 유전성 액체층이 상기 미립자를 함유하고 있으면, 이 미립자를 핵으로 하여 이 미립자 표면에 액정 분자가 물리적 또는 화학적으로 흡착(배향)되기 쉽고, 클러스터 크기가 큰 클러스터가 형성되므로, 온도 상승에 따른 클러스터의 수명을 길게 할 수 있다. 따라서, 상기의 구성에 따르면, 커 효과와 같은 전기 광학 효과의 온도 의존성이 저감된, 시야각이 넓고 응답 속도가 빠른 표시 장치를 제공할 수 있다.
또한, 예를 들면 상기 유전성 액체층을 협지하는, 적어도 한쪽이 투명한 한 쌍의 기판 중 적어도 한쪽 기판의 안쪽 표면에 형성된 유전체 박막, 즉 상기 유전성 액체층에 인접해서 설치된 층이 상기 미립자를 함유하고 있음으로써, 이 미립자를 핵으로 하여 이 미립자 표면에 액정 분자가 물리적 또는 화학적으로 흡착(배향)되기 쉬워져 클러스터 크기가 큰 클러스터가 형성된다. 이 때문에, 상기의 구성에 따르면, 온도 상승에 따른 클러스터의 수명을 길게 할 수 있다. 따라서, 상기의 구성에 따르면, 커 효과와 같은 전기 광학 효과의 온도 의존성이 저감된, 시야각이 넓고 응답 속도가 빠른 표시 장치를 제공할 수 있다.
또한 상기의 각 구성에 따르면, 상기 특허 문헌 2에 도시한 바와 같이 액정 재료의 영역을 소구역으로 분할하기 위한 수단을 강구할 필요가 없어, 제조가 용이하며 신뢰성이 높은 표시 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 또 다른 목적, 특징, 및 우수한 점은 이하에 나타내는 기재에 의해 충분히 알 수 있을 것이다. 또, 본 발명의 이익은 첨부 도면을 참조한 다음 설명으로 명백해질 것이다.
본 발명의 실시의 한 형태에 대하여 도 1 내지 도 11에 기초하여 설명하면 이하와 같다.
본 실시의 형태에 관한 표시 장치는 적어도 한쪽이 투명한 한 쌍의 기판 사이에 전압 비인가시에 광학적으로 등방적이고, 전계의 인가에 의해 광학적 이방성(굴절률, 배향 질서도)이 변화하는 액정성 화합물을 함유하는 유전성 액체를 협지한 표시 소자를 구비하고, 전계의 인가에 의해 광학 이방성을 변화시킴으로써 표시를 행하는 표시 장치로서, 보다 구체적으로는, 예를 들면 상기 유전성 액체가 상기 액정성 화합물로서 전계의 인가에 의해 굴절률이 변화하는 액정성 화합물을 함유하고, 전기 광학 효과, 바람직하게는 상기 굴절률이 전계의 2차에 비례하는 2차 전기 광학 효과, 즉 커 효과를 이용하여 표시를 행하는 표시 장치이다. 이하에, 본 실시의 형태에 관한 표시 장치의 일례에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 실시의 형태에 관한 표시 장치의 개략 구성의 일례를 나타내는 단면도이고, 도 2는 도 1에 나타내는 표시 장치 주요부의 개략 구성을 나타내는 분해 사시도이다. 또, 도 3은 도 1에 나타내는 표시 장치에 있어서의 셀을 구성하는 기판의 배향 처리 방향을 나타내는 설명도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 실시의 형태에 관한 표시 장치는 표시 소자로서 셀(31)을 구비함과 동시에, 필요에 따라 가열 수단(가열 부재)으로서 히터(51)을 구비하고 있다.
셀(31)은 도 1에 도시한 바와 같이, 적어도 한쪽이 투명한 한 쌍의 기판(이하, 각각 화소 기판(32), 대향 기판(33)이라 한다) 사이에, 유전성 액체층(41)이 협지되고 또한 상기 한 쌍의 기판 중 적어도 한쪽 기판의 외측(즉, 대향면과는 반대측)에 편광판이 설치된 구성을 갖고 있다. 도 1 및 도 2에 나타내는 셀(31)에서는 상기 화소 기판(32)의 외측에 편광판(22)이, 대향 기판(33)의 외측에 편광판(29)가 각각 설치되어 있다.
상기 한 쌍의 기판 중, 한쪽 화소 기판(32)는, 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 예를 들면 유리 기판 등의 투명한 기판(23)상에 상기 유전성 액체층(41)에 전계를 인가하기 위한 전계 인가 수단(전계 인가 부재)으로서의 빗살형 전극(24·25)가 서로 대향 배치된 구성을 가지며, 도 1에 도시한 바와 같이 이들 빗살형 전극(24·25)를 덮도록 러빙 처리가 된 유전체 박막(26; 배향막)이 필요에 따라 형성되어 있다.
상기 빗살형 전극(24·25)의 선폭 및 전극 간격은 특별히 한정되는 것은 아니고, 예를 들면 상기 화소 기판(32)와 대향 기판(33) 사이의 갭 A(도 1 참조)에 따라 임의로 설정할 수 있다. 또한, 본 실시의 형태에서는 일례로서 상기 갭 A를 10㎛, 빗살형 전극(24·25)의 선폭 및 전극 간격을 10㎛로 제작하였지만, 이들 수치는 단순한 일례에 불과하며, 이러한 수치에 의해 한정되는 것은 아니다. 또, 상기 빗살형 전극(24·25)의 재료로서는 ITO(인듐 주석 산화물) 등의 투명 전극 재료, 알루미늄 등의 금속 전극 재료 등, 전극 재료로서 종래 공지된 각종 재료를 이용할 수 있다.
한편, 상기 유전성 액체층(41)을 사이에 두고 상기 화소 기판(32)와 대향하여 설치된 대향 기판(33)은, 예를 들면 유리 기판 등의 투명한 기판(28)상에 러빙 처리가 된 유전체 박막(27; 배향막)이 필요에 따라 형성된 구성을 갖고 있다.
이와 같이, 표면에 유전체 박막(27)이 필요에 따라 형성된 기판(28)과 빗살형 전극(24·25)를 가지며, 그 표면이 유전체 박막(26)으로 필요에 따라 덮인 기판(23)을 도 3에 도시한 바와 같이 각각의 표면에 상기 빗살형 전극(24·25)의 빗살을 따라 서로 역방향으로 러빙 처리를 실시한 후, 밀봉제(34) 및 도시하지 않은 유리 섬유 스페이서 등의 스페이서를 통하여 맞붙이고, 그 공극에 유전성 액체를 도입함으로써 유전성 액체층(41)이 형성된다. 이 유전성 액체층(41)에 대해서는 나중에 상술한다.
본 실시의 형태에 관한 표시 장치에서 이용되는 상기 유전체 박막(26·27)으로서는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면 폴리이미드 등의 배향막 재료로 이루어지는 배향막을 이용할 수 있다. 또한, 이 유전체 박막(26·27)으로서는 액정을 배향시키는 효과를 갖는 막이면 좋고, 폴리이미드 재료로 한정되는 것은 아니다. 상기 화소 기판(32) 및 대향 기판(33) 표면에 설치되는 상기 유전체 박막(26·27)은 각각 유기막일 수도 있고, 무기막일 수도 있으며, 반드시 형성되어 있을 필요도 없다. 상기 유전체 박막(26·27)은 상기 한 쌍의 기판 중 적어도 한쪽 기판의 내측, 예를 들면 상기 화소 기판(32)에 있어서의 빗살형 전극(24·25)상에 형성되어 있으면 좋다. 또, 상기 유전체 박막(26·27)의 막 두께도 특별히 한정되지는 않는다.
단, 상기 표시 장치가 상기 유전체 박막(26·27), 바람직하게는 유기 박막, 특히 바람직하게는 폴리이미드로 이루어지는 유전체 박막(26·27)을 구비함으로써, 액정 분자 배향의 질서 정도를 향상시킬 수가 있어, 보다 큰 커 효과를 얻을 수 있다. 특히, 상기 유전체 박막(26·27)을 유기 박막에 의해 형성했을 경우, 양호한 배향 효과, 특히 폴리이미드의 경우는 매우 우수한 배향 효과를 나타내기 때문에 더욱 큰 커 효과를 얻을 수 있다. 또, 폴리이미드는 안정성이 높은 재료이고, 신뢰성이 높기 때문에 폴리이미드를 사용함으로써 양호한 표시 성능을 나타내는 표시 장치를 제공할 수 있다. 또한 본 실시의 형태에서 이용되는 유전성 액체에 대해서는 나중에 상술한다.
또, 히터(51)은 상기 유전성 액체층(41)으로서 등방상 상전이 온도가 사용 환경 온도, 즉 실온보다 높은 액정성 화합물을 이용하는 경우에, 이 액정성 화합물의 등방 상전이를 일으키기 위하여 사용된다. 상기 히터(51)은 상기 액정성 화합물이 사용 환경 온도에서 가시광(가시광 영역의 광)에 대해 투명하며 전압 비인가시에 광학적으로 등방상 상태의 액체인 경우(액정상을 갖지 않은 경우)에는 반드시 필요하지 않다. 이 히터(51)은 상기 유전성 액체층(41)의 가열이 가능하면, 그 배치 위치나 구체적인 구성은 특별히 한정되지 않는다. 또한, 본 실시의 형태에서 단지 투명이라고 적는 경우에는 가시광에 대하여 투명한 것을 나타낸다.
본 실시의 형태에 관한 표시 장치에 이용되는 유전성 액체는 투명 상태로 이용되고, 예를 들면 (1) 셀(31; 액정 셀)의 주변에 설치된 히터(예를 들면 도 1에 나타내는 히터(51) 등의 가열 수단(가열 부재))나 (2) 백 라이트로부터의 열 복사나, 백 라이트 및(또는) 주변 구동 회로로부터의 열전도(이 경우, 상기 백 라이트나 주변 구동 회로가 가열 수단(가열 부재)으로서 기능한다) 등에 의해 셀(31)을 가열하여 액정성 화합물을 그 투명점 이상으로 가열하여 이용할 수도 있고, (3) 셀(31)에 히터로서 시트형 히터(가열 수단, 가열 부재)를 부착하여 소정의 온도로 가열하여 이용할 수도 있다. 또한 상기 유전성 액체를 투명 상태로 이용하기 위하여 투명점이 표시 장치의 사용 온도 범위 하한보다 낮은 액정 재료를 이용할 수도 있다.
이어서, 본 실시의 형태에 관한 표시 장치에 있어서의 표시 원리에 대하여 도 4를 참조하여 이하에 설명한다.
도 4는 커 상수의 측정계의 개략 구성을 나타내는 모식도이고, 도 1 및 도 2에 나타내는 표시 장치에서, 갭 A를 사이에 두고 서로 대향 배치된 한 쌍의 기판(화소 기판(32) 및 대향 기판(33))이 셀(3)에, 빗살형 전극(24·25)이 전극(4·5)에, 유전성 액체층(41)이 셀(3)내의 유전성 액체(6)에, 편광판(22·29)이 편광자(2) 및 검광자(7)에, 광선(20)이 광선(8)에 각각 상당한다.
도 4에서, 대향하는 한 쌍의 전극(4·5) 및 유전성 액체(6)을 내부에 함유하는 셀(3)은 도시하지 않은 변조 전원으로부터 전력의 공급을 받는다. 또, 상기 셀(3)의 외측에 각각 설치된 편광판(도 4에서는 편광자(2) 및 검광자(7))의 편광축은 서로 직교인 위치 관계에 있고, 이들 편광자(2) 및 검광자(7)은 상기 편광축이 셀(3)의 전계 인가 방향에 대하여 45도 기울어진 상태로 배치되어 있다. 셀(3)에 전계가 가해지지 않은 경우, 유전성 액체(6)은 등방상이기 때문에 광선(8)은 편광 방향을 바꾸지 않고 셀(3) 가운데를 통과한다. 이 때문에, 상기 편광자(2) 및 검광자(7)의 배치로부터 고려하면 검지기(9)에 광선(8)은 도달하지 않는다. 셀(3)에 전계가 가해지면 유전성 액체(6)은 복굴절성을 나타내고, 전계 인가 방향과 그것과 수직인 방향과의 굴절률에 차이가 생기기 때문에 각각의 방향으로 전파되는 광의 위상이 달라 위상차가 발생한다. 이 때문에, 셀(3)을 통과한 광선(8)은 일반적으로는 타원 편광으로 되어 있다. 따라서, 일부 성분은 검광자(7)을 통과할 수 있게 되어, 검지기(9)에는 광선(8)이 도달하게 된다.
그리고, 상기 위상차가 π라디안(반파장에 상당)이 되었을 때, 셀(3)을 통과한 광선(8)은 검광자(7)과 동일한 편광 방향을 갖는 직선 편광으로 변화하고, 광선(8)은 거의 100％ 검지기(9)에 도달하게 된다. 이 때의 셀(3)에 가해지는 전압을 반파장 전압(Vπ)이라 한다.
이하에, 보다 상세히 설명한다.
커 상수란, 2차 전기 광학 효과의 크기를 나타내는 상수이다. 등방상 상태의 액정성 화합물에 전계 E를 가하면 복굴절을 일으키지만, 전계 방향의 굴절률과 전계 방향으로 수직인 방향의 굴절률을 각각 n//, n⊥이라 하면, 복굴절 변화(Δn=n//-n⊥)와, 외부 전계, 즉 전계 E(V/m)와의 관계는 하기 수학식 1로 표시된다.
Δn=BλE2　　　
여기에서, B는 커 상수(m/V2), λ는 진공 중에서의 입사광의 파장(m)이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 광원(1)으로부터 편광자(2)를 지나 편파면이 전계 방향으로 45도 기울어진 직선 편광을 셀(3)에 입사시키면, 셀(3)의 종단에서는 전계 방향과 그것과 수직 방향의 편광 성분 사이에 다음 수학식 2와 같은 위상차 Γ가 생긴다.
Γ=2πLΔn/λ　
또한 수학식 2 중, L은 전계에 의해 복굴절을 발생시키는 물질 속을 주행하는 광로 길이(m)이고, 도 4에 나타내는 측정계에서는 셀(3)에 있어서의 광의 통과 방향(광선 통과 방향)의 전극(4·5)의 길이(m)와 동일하다. 또, 수학식 2 중에서도 Δn은 굴절률 변화, λ는 진공 중에서의 입사광의 파장(m)을 나타낸다.
이 때문에, 셀(3)을 투과한 광은 상기 수학식 2에 따른 타원 편광이 된다. 이 때문에, 그 일부는 검광자(7; 편광판)을 투과할 수 있게 되고, 타원 편광의 일부는 직선 편광이 되어 검광자(7)을 투과한다. 이 때의 투과광 강도 I는 다음 수학식 3으로 표시된다.
I=I0sin2(Γ／2)
여기에서, I0는 입사광 강도를 나타낸다. 셀(3)에 전계 E를 가하지 않은 경우, 자연 굴절률을 보상해 두면 Γ=0이므로, 상기 수학식 3으로부터 I=0이지만, 셀(3)에 전계가 가해져 Γ=π가 되면, 상기 수학식 3으로부터 I=I0가 되어 100％의 광강도 변조를 실시할 수 있게 된다. 이 때의 전압, 즉 100％의 광강도 변조에 필요한 전압을 반파장 전압(Vπ)이라고 한다. 한편, E=V/d의 관계(여기에서, d는 전극 간격(m)을 나타낸다)를 사용하면, 상기 수학식 1 및 2로부터 위상차 Γ는 하기 수학식 4
Γ=2πBV2(L/d2)
로 표시되므로, 이 수학식 4를 Γ=π로 하여 풀면, 반파장 전압 Vπ는 다음 수학식 5로 구할 수 있다.
Vπ=d/(2LB)0.5　
따라서, 커 상수 B는 수학식 5를 변형하여 하기 수학식 6으로 구할 수 있다.
B=d2/2LVπ2
예를 들면, 셀(3)에 4'-n-펜틸-4-시아노비페닐을 봉입하고, 네마틱-등방상 상전이 온도 근방인 33.3℃로 설정하여, 광선(8; 피변조광선)으로서 He-Ne 레이저광(633nm)을 이용했을 경우, 셀(3)에 전압을 인가해 가면, 검지기(9)의 출력은 517V로 최고에 달한다. 이 값은 상기 광학 위상차가 π라디안에 도달한 것을 나타내는 것으로, 반파장 전압 Vπ에 상당한다. 여기에서, 셀(3)에 있어서의 전극 간격 d를 1mm로 하고, 광선 통과 방향의 전극 길이 L을 10mm로 했을 경우에, I=I0가 되는 반파장 전압 Vπ를 실측하여 상기 수학식 6으로부터 계산에 의해 커 상수 B를 구하면, 4'-n-펜틸-4-시아노비페닐의 커 상수 B는 1.87×10-8cm/V2가 된다.
이하, 본 실시의 형태에서는, I=I0가 되는 반파장 전압 Vπ를 실측하여 상기 수학식 6으로부터 계산하여 커 상수 B를 구하는 것으로 한다.
상술한 바와 같이, 커 효과는 전계의 2차에 비례하기 때문에 상대적으로 저전압 구동을 예상할 수가 있는 데다가, 본질적으로 수마이크로초 내지 수밀리초의 응답 특성을 나타낸다. 즉, 액정 그 자체는 도 5의 (a)에 도시한 바와 같이 단거리 질서를 가진 액체이고, 액정성 화합물의 배향은 온도 상승과 함께 도 5의 (a)에 나타내는 단거리 질서를 갖는 액정상 상태로부터 도 5의 (b)에 도시한 바와 같이 배향 질서도가 저하된 상태를 거쳐, 마침내 도 5의 (c)에 도시한 바와 같이 분자 레벨로 랜덤한 배향이 된다. 또한 도 5는 온도 상승에 따른 액정 배열의 변화를 나타내는 모식도이고, (a)는 액정상 상태의 분자 배열을 나타내고, (c)는 개개의 분자가 랜덤하게 배열되어 있는 상태를 나타내고, (b)는 (a)과 (c)의 중간 배열 상태를 나타내고 있다.
본 실시의 형태에 있어서는 액정성 화합물을 도 5의 (b)에서 점선으로 둘러싼 바와 같이 분자가 부분적으로 배열된 덩어리(이하, 클러스터라고 한다)를 갖는 거시적으로는 등방적인 투명한 액체로서 이용한다. 또한 본 실시의 형태에서 클러스터라는 것은 상기 유전성 액체(6) 중에서 상기 액정성 화합물이 형성되어 있는 분자 집단을 나타내고, 본 실시의 형태에서 사용하는 유전성 액체(6)은 미시적으로는 어느 방향으로 배열된 단거리 질서를 갖는 분자 집단을 형성하고 있지만 거시적으로는 등방상을 나타낸다.
이와 같이, 본 실시 형태에 따르면, 종래의 액정 표시 장치와 같이 액정성 화합물을 도 5의 (a)에 나타내는 단거리 질서를 가진 액정 상태에서 사용하는 것이 아니라, 상기한 클러스터를 포함한 거시적으로는 등방상을 나타내는 투명한 액체 상태에서 사용하기 때문에, 1개의 분자내에서의 전자의 편향을 제어함으로써 랜덤하게 배열된 개개의 분자를 각각 별개로 회전시켜 방향을 바꿀 수가 있어, 고속 응답성을 실현할 수 있음과 동시에, 분자가 무질서하게 배열되어 있기 때문에 시각 제한이 없고, 넓은 시야각의 표시 장치를 제공할 수 있다.
또한 커 효과를 나타내는 재료로서는, 본래 광학적으로 등방적인 재료이지만, 러빙 처리등에 의해 유전성 액체층(41)에 배향성을 부여시키면, 본래 등방적이 되어 액정 분자의 방위가 랜덤해지는 온도에서도 기판 계면 근방에서는, 복수의 액정 분자가 클러스터로서 행동하기 때문에(거시적으로 보면 등방상을 나타내고 있다), 외관상, 큰 커 상수 B를 얻을 수 있다.
본 실시의 형태에서는, 상기한 바와 같이 상기 액정성 화합물을 사용 환경 온도(실온)에서 가시광에 대하여 투명한 액체로서 이용하기 때문에, 예를 들면 상기 히터(51; 도 1 참조)를 사용하여 고온으로 온도 제어를 실시하고 있다. 단, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고, 상기 액정성 화합물을 사용 환경 온도(실온)에서 가시광에 대하여 투명한 액체로서 이용하기 때문에 상기 액정성 화합물의 직경을 예를 들면 0.1㎛ 이하로 하는 등, 상기 액정성 화합물을 광의 파장보다 작은 지름을 갖는 미소 드롭 렛으로 하여, 광의 산란을 억제함으로써 투명 상태로 하거나 사용 환경 온도(실온)에서 투명한 등방상을 나타내는 액정성 화합물을 사용하는 등 할 수도 있다.
커 효과는, 상기한 바와 같이 물질의 굴절률 변화 Δn가 전계 E의 제곱에 비례하여 통상, 전계 E의 인가 방향과 발생하는 복굴절 이방성의 방향과는 평행한 관계가 된다. 따라서, 이 복굴절률 변화 Δn를 광신호로서 추출하기 위하여는, 예를 들면 전계 E의 인가 방향과 광의 진행 방향이 직교하는 광학 배치로 할 필요가 있다. 통상의 표시 장치에서는 광은 기판면에 대하여 수직 방향으로 통과하기 때문에, 이 때의 전계 E의 인가 방향은 기판면에 평행한 방향으로 할 필요가 있다.
이와 같이 기판면에 평행한 방향으로 전계 E를 인가하는 방법으로서는, 예를 들면 도 2에 도시한 바와 같이 한 쌍의 기판 중 적어도 한쪽 기판의 내측면에 전계 인가 수단(전계 인가 부재)로서 빗살형 전극(24·25)를 이용하는 방법이 있다. 이와 같이 빗살형 전극(24·25)를 한쪽 기판(화소 기판(23))에 서로 대향하도록 형성함으로써, 전계 인가에서 발생하는 복굴절 이방성을 광신호의 변화로서 용이하게 추출할 수 있다.
그러나, 이와 같이 광의 진행 방향에 수직으로 전계 E를 인가하기 위하여 한쪽 화소 기판(32)에 빗살형 전극(24·25)를 서로 대향해 마련하면 이러한 빗살형 전극(24·25)에 의한 전기력선이 미치는 범위, 즉 광로 길이 L은 도 6에 도시한 바와 같이 두께로서 보았을 경우 그다지 크지는 않다. 이 때문에, 이러한 구성으로 했을 경우, 광로 길이 L을 크게 취할 수 없기 때문에, 가능한 한 커 상수 B, 즉 커 효과가 큰 유전성 액체(6; 도 4 참조)로 이루어지는 유전성 액체층(41)을 사용하는 것이 바람직하다. 이것을 위해서는, 유전성 액체층(41)에 이용되는 액정성 화합물을 가능한 한 커 상수 B가 큰 상태로 사용하는 것이 바람직하다.
즉, 액정의 커 효과는 네마틱상이 아니라 액정상-등방상 상전이 온도(일차 전이 온도 Tc) 이상의 등방상 상태의 액체로 보여지는 현상이고, 도 5의 (a) 내지 (c)에 도시한 바와 같이 가열에 의한 사용 환경 온도(가열 온도)가 높을수록 액정성 화합물, 즉, 액정 재료는 등방상 상태가 된다.
그러나, 그 한편으로 커 효과(그 자신은 등방상 상태로 관찰된다)는 액정상-등방상 상전이 온도 근방에서 최대가 되어 온도 상승과 함께 1/(T-T*)에 비례하는 함수로 감소한다는 것이 알려져 있다. 또한 T*는 2차의 액정상-등방상 상전이 온도(임계 온도)를 나타내고, 일반적으로 T*＜Tc, 구체적으로는 투명점보다 1 내지 2℃ 낮은 온도이다.
이 때문에, 유전성 액체층(41)에 이용되는 액정성 화합물을, 가능한 한 커 상수 B가 큰 상태로 사용하기 위하여는 엄격한 온도 제어가 필요하게 된다.
또한, 커 상수 B의 온도 의존성은 직접적으로는 상기 수학식 6으로부터 알 수 있는 바와 같이 반파장 전압 Vπ, 즉 구동 전압의 온도 의존성에 관계한다. ±15％ 정도의 전압 변동이면, 온도 변동을 보상하는 회로, 또는 화소의 전기 특성을 모니터하고, 구동 전압값으로 피드백하는 회로 등을 이용함으로써, 실용적인 표시 장치를 구성할 수 있다. ±15％의 구동 전압 변동은 커 상수 B의 크기로 대략 ±30％의 변동에 상당한다. 바꾸어 말하면, 커 상수 B의 크기가 센터값에 대하여 ±30％ 이내인 온도 영역을 어떻게 넓힐지가 중요해진다. 또, 말할 필요도 없이 커 상수 B가 충분히 크고 구동 전압이 100V 이하인 경우에는 전기 커 상수 B의 변동폭의 허용값은 더욱 커진다.
이 때문에, 액정 재료의 커 효과의 온도 의존성을 개선하는 것은 실용상의 큰 과제이다.
본원 발명자들은 액정 재료가 큰 커 효과를 나타내는 것은 도 5의 (b)에 도시한 바와 같이 분자가 부분적으로 배열된 클러스터를 형성하고 있기 때문이라고 생각하였다. 실제로 이러한 클러스터를 형성하지 않는 분자에서는 커 상수 B는 액정 재료에 비해 2자리수 작은 값 밖에 나타나지 않는다. 그래서, 본원 발명자들은 더욱 검토를 거듭한 결과, 액정 재료에 있어서의 커 효과의 온도 의존성이 큰 주요인은 통상의 액정 재료에서는 이러한 클러스터가 액정 재료의 투명점 근방에서는 크지만, 온도 상승과 함께 급격하게 작아지는데 있어, 이 클러스터의 수명을 길게 함으로써 커 효과의 온도 의존성을 저감시킬 수 있다는 것을 발견하였다.
본원 발명자들이 검토한 결과, 본 실시의 형태에서 클러스터의 수명을 길게 하는 방법으로서는 구체적으로는, 예를 들면
(i) 분자간력을 강하게 함과 동시에 클러스터 크기를 크게 하거나, (ii) 클러스터를 형성하기 쉽게하기 위하여 클러스터의 핵이 되어야 할 재료를 상기 유전성 액체(6) 또는 이 유전성 액체(6)으로 이루어지는 유전성 액체층(41)과 접하는 유전체 박막(26·27)에 첨가하는 방법을 생각할 수 있다.
여기에서, 상기(i)의 조건을 만족하기 위한 구체적인 방법으로서는, 예를 들면 상기 유전성 액체(6)에,
(1) 분자간 수소 결합 형성능을 갖는 액정성 화합물을 가하고,
(2) 스멕틱상을 갖는 액정 화합물(이하, 스멕틱 액정 화합물이라 한다)을 가하고,
(3) 착체 형성 능력을 갖는 액정성 화합물을 가하는
등의 방법을 생각할 수 있다.
또한, 상기(ii)의 조건을 만족하기 위한 구체적인 방법으로서는, 예를 들면
(4) 유전성 액체(6)에 클러스터의 핵이 되어야 할 미립자를 첨가하고,
(5) 유전성 액체(6), 즉 유전성 액체층(41)과 접하는 유전체 박막(26·27)에 클러스터의 핵이 되어야 할 미립자를 첨가하는
등의 방법을 생각할 수 있다.
단, 어느 경우에도, 본 실시의 형태에 관한 표시 장치에서는 상기 유전성 액체(6)은 사용 환경 온도에서 가시광에 대하여 투명한 액체 상태로 이용된다.
즉, 커 효과는 입사광에 대하여 투명한 매질 중에서 관측된다. 어느 매질 중에 광이 입사했을 경우, 투과, 흡수, 반사가 일어난다. 일반적으로, 불투명한 입자를 임의의 투명한 매질중에 분산시켰을 경우 광은 흡수, 또는 반사(산란)된다. 이 경우, 입자가 가시역에서 아무런 흡수가 없으면 산란의 유무가 투과, 불투과를 결정하게 된다.
일반적으로, 입사 광파장에 비해 입자의 입자 지름이 큰 경우에는 미 산란(Mie scattering)이 일어나고, 입자 지름이 광파장의 1/10 이하에서는 레일리 산란(Rayleigh scattering)이 일어난다고 한다. 그러나, 본 실시의 형태에 관한 표시 장치와 같이 광로 길이 L이 충분히 짧은 경우에는 입자 지름이 광의 파장보다 작은 경우의 산란은 무시할 수 있다. 이 때문에, 입자 지름(보다 정확하게는, 클러스터 장축의 길이)가 0.1㎛ 이하이면 상기 매질은 투명하다고 할 수 있다.
이 때문에, 상기 유전성 액체(6)을 사용 환경 온도에서 투명한 액체 상태로 유지하기 위하여는, 예를 들면 클러스터 크기(입자 지름, 보다 정확하게는 클러스터 장축의 길이)를 0.1㎛ 이하, 바람직하게는 0.08㎛ 이하로 하면 된다.
이하에, 본 실시의 형태에 관한 표시 장치에 대하여 보다 구체적으로 설명한다. 우선, 분자간 수소 결합 형성능을 갖는 액정성 화합물을 함유한 유전성 액체(6)을 이용한 표시 장치에 대하여 이하에 설명한다. 또한 이 표시 장치의 구성 및 표시 원리는 상기에 기재한 바와 같다. 따라서, 여기에서는 주로 상기 표시 장치에 이용되는 유전성 액체(6)에 대하여 설명하기로 한다.
분자간 수소 결합이란, 예를 들면 수소 원자보다 전기적으로 음성인 원자 2개 사이에 수소 원자가 개재하여 형성되는 결합이고, 상기 원자가 서로 다른 분자에 속하고 있는 경우를 나타낸다. 이러한 수소 결합은 OH나 NH와 같이 산성도가 조금 높은 수소 원자와 전자 음성도가 큰 음성 원자나 불포화 결합, 벤젠환 등과의 사이에 형성된다. 본 실시의 형태에서 이용되는 분자간 수소 결합능을 갖는 액정성 화합물로서는, 예를 들면 전자 음성도가 큰 음성 원자, 예를 들면 Cl이나 F 등의 할로겐, O, N, P, S, Se 등과 결합하고 있는 수소 원자를 갖는 극성 분자를 들 수 있다.
상기 액정성 화합물이 갖는 수소 결합능을 갖는 관능기의 일례로서는 구체적으로는, 예를 들면 수산기, 카르복실기, 카르보닐기, 에테르기, 아미노기, 이미노기, 술폰산기, 포스폰산기 등을 들 수 있지만, 특별히 한정되지는 않는다. 이러한 관능기는 동일 분자 중에 1개 포함되어 있을 수도 있고, 복수개 포함되어 있을 수도 있다. 즉, 상기 액정성 화합물은 적어도 분자간 수소 결합능을 갖고 있으면 된다.
본 실시의 형태에서 이용되는 분자간 수소 결합능을 갖는 액정성 화합물로서는, 보다 구체적으로는, 예를 들면 차례로 하기 구조식 (1) 내지 (4)로 표시되는 4-n-헥실옥시벤조산, 4-(4-옥틸옥시페닐에티닐)피리딘, p-시아노벤잘-p-아미노벤조산, p-n-아밀벤조산 등을 들 수 있다.
또한, 본 실시의 형태에서 이용되는 분자간 수소 결합능을 갖는 액정성 화합물로서는 상기한 액정성 화합물 이외에도 차례로 하기 구조식 (5) 내지 (11)
로 표시되는 ω-n-알킬소르빈산, p-n-알콕시-m-할로겐벤조산, p-치환 폴리옥시 벤조산, 트랜스-p-n-알콕시신남산, p'-n-알콕시-p-비페닐카르복실산, 7-n-알콕시-2-플루오렌산, 6-n-알콕시-2-나프틸산, 및 그러한 유도체; 하기 구조식 (12) 및 (13)
으로 표시되는 페놀 유도체; 하기 구조식 (14)
로 표시되는 화합물 등의 액정성 화합물을 들 수 있다. 또한, 상기 구조식 (5) 내지 (14) 중, R1 내지 R11는 각각 탄소수 1 내지 12의 알킬기를 나타낸다. 또, 상기 구조식 (6) 중, X는 할로겐기를 나타낸다.
이러한 분자간 수소 결합능을 갖는 액정성 화합물은 1 종류만을 이용할 수도 있고, 적당히 2 종류 이상을 혼합하여 이용할 수도 있다. 이러한 분자간 수소 결합능을 갖는 액정성 화합물은 분자간 상호 작용이 커서 상기 클러스터 크기를 크게 할 수 있다. 그 중에서도 특히, 그 분자 구조 중에 수산기를 갖는 액정성 화합물은 입수가 용이하며, 이 수산기와 산소 원자 사이의 결합 거리가 짧아 결합 에너지, 즉, 분자간 상호 작용이 크기 때문에 온도 상승에 따른 클러스터의 연명 효과가 커서 특히 적합하다. 또한 상기 수산기는, 페놀성 수산기일 수도 있고, 알콜성 수산기일 수도 있으며, 본 실시의 형태에서 분자 구조 중에 수산기를 갖는 액정성 화합물이란 카르복실기를 구성하는 수산기도 포함하고, 분자 구조 중에 수산기가 포함되는 액정성 화합물 전반을 나타내는 것으로 한다.
또, 이러한 분자간 수소 결합능을 갖는 액정성 화합물은 차례로 하기 구조식 (15) 내지 (19)
로 표시되는 p-부톡시벤질리덴-시아노아닐린, p-헥실옥시벤질리덴-시아노아닐린, p-옥틸옥시벤질리덴-시아노아닐린, 4-n-펜틸-4-시아노비페닐(5CB), 4,4'-비피리딘 또는 하기 구조식 (20)
으로 표시되는 화합물 등의 그 밖의 액정성 화합물과 혼합하여 상기 유전성 액체(6)으로서 이용할 수 있다. 또한 상기 구조식 (20)에서 n으로 표시되는 반복 단위는 0, 또는 1 내지 9의 정수를 나타낸다.
또한 본 실시의 형태에서 이용되는 그 밖의 액정성 화합물로서는 차례로 하기 구조식 (21) 내지 (23)
으로 표시되는 1,2-디플루오로-4-[트랜스-4-(트랜스-4-에틸시클로헥실)시클로헥실]벤젠, 1,2-디플루오로-4-[트랜스-4-(트랜스-4-프로필시클로헥실)시클로헥실]벤젠, 및 1,2-디플루오로-4-[트랜스-4-(트랜스-4-펜틸시클로헥실)시클로헥실]벤젠 등을 들 수 있지만, 특별히 한정되지는 않는다.
이들 분자간 수소 결합능을 갖는 액정성 화합물과 혼합하여 이용되는 그 밖의 액정성 화합물도 또한, 1 종류만을 이용할 수도 있고, 적당히 2 종류 이상을 혼합해 이용할 수도 있다.
본 실시의 형태에서 이용되는 유전성 액체(6)의 조성은 이 유전성 액체(6) 중에 분자간 수소 결합능을 갖는 액정성 화합물을 함유하기만 하면 특별히 한정되는 것은 아니지만 구체적으로는, 예를 들면 상기 구조식 (1)로 표시되는 4-n-헥실옥시벤조산과 상기 구조식 (2)로 표시되는 4-(4-옥틸옥시페닐에티닐)피리딘과 상기 구조식 (15)로 표시되는 p-부톡시벤질리덴-시아노아닐린과 상기 구조식 (16)으로 표시되는 p-헥실옥시벤질리덴-시아노아닐린과 상기 구조식 (17)로 표시되는 p-옥틸옥시벤질리덴-시아노아닐린과의 혼합물 또는 상기 구조식 (3)으로 표시되는 p-시아노벤잘-p-아미노벤조산과 상기 구조식 (4)로 표시되는 p-n-아밀벤조산과 상기 구조식 (18)로 표시되는 5CB와의 혼합물을 그 일례로서 들 수 있다.
또, 상기 구조식 (15) 내지 (17)로 표시되는 액정성 화합물과 상기 구조식 (5) 내지 (11)로 표시되는 화합물 및 그 유도체로부터 선택되는 적어도 1종의 액정성 화합물의 혼합물도, 본 실시의 형태에 관한 유전성 액체(6)의 일례로서 적확한 재료이다. 그 밖에 본 실시의 형태에 관한 유전성 액체(6)으로서 적확한 재료의 일례로서는, 예를 들면 상기 구조식 (12) 및(또는) 상기 구조식 (13)으로 표시되는 페놀 유도체와 상기 구조식 (19)로 표시되는 4,4'-비피리딘과의 혼합물; 상기 구조식 (14)로 표시되는 액정성 화합물이나 벤조산 유도체와 상기 구조식 (20)으로 표시되는 액정성 화합물과의 혼합물; 등을 들 수 있지만, 특별히 한정되지는 않는다.
본 실시의 형태에서의 분자간 수소 결합능을 갖는 액정성 화합물의 사용량은 이용하는 유전성 액체(6)의 조성, 특히 분자간 수소 결합능을 갖는 액정성 화합물의 종류 등에 따라 적당히 설정할 수 있어 특별히 한정되는 것은 아니며, 상기 유전성 액체(6)으로서 분자간 수소 결합능을 갖는 액정성 화합물만으로 이루어지는 액정성 조성물(혼합 액정)을 이용할 수도 있지만, 상기 유전성 액체(6) 중에 있어서의 분자간 수소 결합능을 갖는 액정성 화합물의 합계의 함유량이 10중량% 이상, 70중량% 이하의 범위내가 되도록 상기 유전성 액체(6)의 조성이 설정되는 것이 바람직하다.
상기 함유량이 10중량% 미만인 경우에는 클러스터 크기 확대에 대한 효과가 작아, 상기 분자간 수소 결합능을 갖는 액정성 화합물을 사용하는 효과를 충분히 얻지 못할 우려가 있다. 한편, 상기 함유량이 70중량%보다 많은 경우에는 유전성 액체(6)의 저항율이 작아져 셀(31)의 전압 보유 특성이 저하되는 경우가 있다.
상기 유전성 액체(6) 중에서의 분자간 수소 결합능을 갖는 액정성 화합물의 합계의 함유량은 커서 상수 B의 온도 의존성의 저감 효과가 높아 현저한 전압 보유 특성의 저하가 인정되지 않기 때문에 20중량% 이상, 60중량% 이하의 범위내인 것이 더욱 바람직하다.
분자간 수소 결합능을 갖는 액정성 화합물을 함유한 액정 재료로 이루어지는 상기 유전성 액체(6)은 액체 중에서 분자간 수소 결합을 형성함으로써 클러스터 크기가 커서 클러스터의 수명이 길다. 이 때문에, 본 실시 형태에 따르면 커 효과의 온도 의존성이 저감된 표시 장치를 제공할 수 있다.
또한 상기 분자간 수소 결합은 분자간 수소 결합능을 갖는 액정성 화합물간에 형성되어 있어도 좋지만, 분자간 수소 결합능을 갖는 비액정성 화합물, 즉, 상기 분자간 수소 결합능을 갖는 액정성 화합물과의 사이에 분자간 수소 결합능을 형성하는 것이 가능한 비액정성 화합물을 첨가함으로써 상기 분자간 수소 결합능을 갖는 액정성 화합물과 분자간 수소 결합능을 갖는 비액정성 화합물과의 사이에 형성되어 있어도 됨은 말할 필요도 없다.
분자간 수소 결합능을 갖는 비액정성 화합물로서는 상기 유전성 액체(6)의 물성을 저해하지 않고, 그 유전성 액체(6)를 가시광에 대하여 투명한 등방상 상태로 만들 수가 있는 것이면 특별히 한정되지 않는다. 이러한 비액정성 화합물로서는 구체적으로는, 예를 들면 에탄올 등의 알콜류나 페놀, 티오페놀류 등을 들 수 있지만, 특별히 한정되지는 않는다.
상기 유전성 액체(6)가 분자간 수소 결합능을 갖는 비액정 화합물을 함유한 경우, 상기 유전성 액체(6) 중에 있어서의 상기 비액정 화합물의 비율은 10중량% 이하인 것이 바람직하고, 3중량% 이하인 것이 더욱 바람직하다. 상기 비액정 화합물의 비율이 10중량%를 초과하면 유전성 액체(6)가 클러스터 형성 능력을 갖지 못하게 될 우려가 있다.
또한, 본 발명에서는 상기한 바와 같이 분자간 수소 결합으로 한정하지 않고, 착체 형성에 의해 상술한 클러스터 크기가 커지는 경우도 동일한 효과가 기대된다.
이어서, 스멕틱상, 즉 스멕틱 액정상(Sm상)을 갖는 스멕틱 액정 화합물을 함유한 유전성 액체(6)을 이용한 표시 장치에 대하여 이하에 설명한다. 또한 이 표시 장치에서도 이 표시 장치의 구성 및 표시 원리는 상기한 바와 같다. 따라서, 이하의 설명에서는 주로, 상기 표시 장치에 이용되는 유전성 액체(6)에 대하여 설명하기로 한다.
본 실시의 형태에서 이용되는 스멕틱 액정 화합물은 네마틱상이 갖는 분자 장축의 배열의 질서에 가세해, 분자 중심 위치에도 질서가 있는 일차원의 병진 주기성을 갖는 층 구조를 갖는 액정성 화합물로서 구체적으로는, 예를 들면 차례로 하기 구조식 (24) 내지 (27)로 표시되는, p-클로르벤조산, 4-헥실옥시페닐-4'-아조피리딘, 1-(4-n-펜틸비페닐)-2-(4-트리플루오로메톡시페닐)에탄, 4'-2-메틸부틸-4-시아노비페닐 등을 들 수 있다.
또한 상기 스멕틱 액정 화합물은, 예를 들면 상기 구조식 (24)로 표시되는 p-클로르벤조산과 같이 분자간 수소 결합능을 갖고 있을 수 있다.
또한, 본 실시의 형태로 이용되는 스멕틱 액정 화합물로서는 상기한 액정성 화합물 이외에도 차례로 하기 구조식 (28) 내지 (41)로 표시되는 화합물 등을 들 수 있지만, 특별히 한정되지는 않는다.
또한 상기 구조식 (33) 및 (34)에서, R12 내지 R15는 각각 탄소수 1 내지 12의 알킬기, 알킬옥시기, 또는 알킬옥시알킬기를 나타낸다.
이들 스멕틱 액정 화합물은 1 종류만을 이용할 수도 있고, 적절히 2 종류 이상을 혼합해 이용할 수도 있다. 이들 스멕틱 액정 화합물 중에서도 보다 큰 쌍극자 능률을 나타냄으로써 분자 말단에 시아노기를 갖는 액정성 화합물이 특히 바람직하다.
이들 스멕틱 액정 화합물은 상기 구조식 (15) 내지 (23)으로 표시되는 그 밖의 액정성 화합물이나, 상기 분자간 수소 결합을 갖는 액정성 화합물로부터 선택되는 적어도 1종의 액정성 화합물 등과 혼합하여 상기 유전성 액체(6)으로서 이용할 수 있다.
상기 스멕틱 액정 화합물은 SmA상, SmB상, SmC상 등의 어떤 상을 갖고 있어도 좋고, 우선성(右旋性)의 카이랄 액정이어도 좋고, 좌선성(左旋性)의 재료이어도 좋으며, 선광성(旋光性)을 갖지 않는 스멕틱 액정 화합물이어도 좋다.
상기 유전성 액체(6)으로서 이용되는 상기 스멕틱 액정 화합물을 함유한 액정성 조성물의 조성은 이 유전성 액체(6) 중에 스멕틱 액정 화합물을 함유하기만 하면, 특별히 한정되는 것은 아니지만 구체적으로는, 예를 들면 상기 구조식 (24)로 표시되는 p-클로르벤조산과 상기 구조식 (25)로 표시되는 4-헥실옥시페닐-4'-아조피리딘과 상기 구조식 (15)로 표시되는 p-부톡시벤질리덴-시아노아닐린과 상기 구조식 (16)으로 표시되는 p-헥실옥시벤질리덴-시아노아닐린과 상기 구조식 (17)로 표시되는 p-옥틸옥시벤질리덴-시아노아닐린과의 혼합물 또는 상기 구조식 (26)으로 표시되는 1-(4-n-펜틸비페닐)-2-(4-트리플루오로메톡시페닐)에탄과 상기 구조식 (15) 내지 (17)로 표시되는 액정성 화합물과의 혼합물, 상기 구조식 (27)로 표시되는 4'-2-메틸부틸-4-시아노비페닐과 상기 구조식 (21)로 표시되는 1,2-디플루오로-4-[트랜스-4-(트랜스-4-에틸시클로헥실)시클로헥실]벤젠과 상기 구조식 (22)로 표시되는 1,2-디플루오로-4-[트랜스-4-(트랜스-4-프로필시클로헥실)시클로헥실]벤젠과 상기 구조식 (23)으로 표시되는 1,2-디플루오로-4-[트랜스-4-(트랜스-4-펜틸시클로헥실)시클로헥실]벤젠과의 혼합물 등을 그 일례로서 들 수 있다.
또, 상기 구조식 (24) 내지 (27)로 표시되는 스멕틱 액정 화합물 대신에, 상기 구조식 (28) 내지 (41)로 표시되는 스멕틱 액정 화합물을 이용한 액정성 조성물도 또한 본 실시의 형태에 관한 유전성 액체(6)의 일례로서 적확한 재료이다. 또한, 상기 각 구조식에서 식 중 「C*」는 부제 탄소 원자(카이랄 중심)를 나타낸다.
본 실시의 형태에 있어서의 스멕틱 액정 화합물의 사용량은 이용하는 유전성 액체(6)의 조성, 특히 스멕틱 액정 화합물의 종류 등에 따라 적절히 설정할 수 있어 특별히 한정되는 것은 아니고, 상기 유전성 액체(6)으로서 스멕틱 액정 화합물만으로 이루어지는 액정성 조성물(혼합 액정)을 이용할 수도 있지만, 상기 유전성 액체(6) 중에 있어서의 스멕틱 액정 화합물의 합계의 함유량이 10중량% 이상, 90중량% 이하의 범위내가 되도록 상기 유전성 액체(6)의 조성이 설정되는 것이 바람직하다.
상기 함유량이 10중량% 미만의 경우에는 클러스터 크기 확대에 대한 효과가 작아, 상기 분자간 수소 결합능을 갖는 액정성 화합물을 사용하는 효과를 충분히 얻을 수 없을 우려가 있다. 한편, 상기 함유량이 90중량%보다 많은 경우에는 유전성 액체(6)의 저항율이 작아져 셀(31)의 전압 보유 특성이 저하되는 경우가 있다.
상기 유전성 액체(6)중에서의 스멕틱 액정 화합물의 합계의 함유량은 커 상수 B의 온도 의존성의 저감 효과가 높아 실용적인 전압 보유 특성을 얻을 수 있음과 동시에, 커 상수 B의 온도 변동을 ±30℃ 미만으로 억제할 수 있는 온도 범위가 넓으므로, 그 하한값이 더욱 바람직하게는 20중량%, 더욱 바람직하게는 30중량%이고, 그 상한값이 더욱 바람직하게는 60중량%, 더욱 바람직하게는 40중량%이다.
유전성 액체(6)중에 스멕틱 액정 화합물을 함유한 커 효과 액정은 분자간 상호 작용이 강하고, 커 상수 B의 온도 의존성이 저감되므로 그 실용적 가치는 지극히 크다. 본 실시의 형태에 따르면 상기한 바와 같이 스멕틱 액정 화합물을 함유한 액정 재료를 유전성 액체(6)으로서 이용함으로써도 커 효과의 온도 의존성이 저감된 표시 장치를 제공할 수 있다.
이어서, 클러스터의 핵으로서 미립자를 함유하는 표시 장치에 대하여 이하에 설명한다. 또한 이 표시 장치에서도 이 표시 장치의 구성 및 표시 원리는 상기한 바와 같다. 따라서, 이하의 설명에서는 주로 상기 표시 장치에 이용되는 유전성 액체(6)에 대하여 설명하기로 한다.
본 실시의 형태에서 이용되는 미립자는 상기한 바와 같이 클러스터의 핵으로서 이용되고 이 미립자를 함유하는 유전성 액체(6)이 사용 환경 온도에서 가시광에 대하여 투명한 액체일 필요가 있으므로 광의 파장보다 작고, 가시광에 대하여 투명한 입자, 구체적으로는 0.1㎛ 이하의 입자이다.
이와 같이 입자 지름이 0.1㎛ 이하, 즉, 입자의 입자 지름이 입사 광파장보다 작은 경우의 광의 산란은 무시할 수 있다. 이 때문에 입자 지름이 0.1㎛ 이하이면, 상기 미립자도 가시광에 대하여 투명하다.
이 때문에, 본 실시의 형태에서는 상기 조건을 만족하는 미립자로서 구체적으로는, 예를 들면 이른바 나노 입자라고 하는 미립자가 사용된다. 상기 미립자의 입자 지름은 이 미립자를 핵으로 하는 클러스터의 입자 지름(보다 정확하게는, 클러스터 장축의 길이)이 광파장보다 작고, 사용 환경 온도에서 가시광에 대하여 투명한 유전성 액체(6)을 얻는데 있어서 80nm 이하인 것이 더욱 바람직하고, 50nm 이하인 것이 더욱 바람직하다. 상기한 바와 같이 입자 지름이 광의 파장보다 작은 경우의 산란은 무시할 수 있다.
상기 미립자로서는, 예를 들면 상기한 것처럼 입자 지름이 0.1㎛ 이하이며, 이 미립자 표면에 액정 분자가 물리적 또는 화학적으로 흡착하기 쉬운 입자이면 적격하게 이용할 수 있다. 이 미립자로서는 구체적으로는, 예를 들면 팔라듐, 이산화규소, 이산화마그네슘, 산화알루미늄, 이산화티탄 등의 무기 화합물 또는 폴리스티렌, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리티오펜 등의 유기 화합물, 및 이러한 것에 표면 처리를 한 입자 등이 이용된다. 이들 미립자는 1종류만을 이용할 수도 있고, 2종류 이상을 적절히 혼합하여 이용할 수도 있다.
이들 미립자 중에서도 표면에 팔라듐(Pd)을 갖는 미립자, 특히 Pd로 이루어지는 나노 입자(Pd 나노 입자) 또는 담체에 Pd를 담지한 나노 입자가 적합하게 이용된다. 그 중에서도, 더욱 바람직하게는 Pd 나노 입자이다. 상기 미립자가 표면에 Pd를 가짐으로써 이 미립자 표면에 액정 분자가 물리적 또는 화학적으로 흡착되기 쉬워 클러스터 크기가 크고 온도 상승에 대하여 수명이 긴 클러스터를 형성할 수 있다.
상기 미립자는 유전성 액체(6) 중에 분산시켜 이용할 수도 있고, 이 유전성 액체(6)으로 이루어지는 유전성 액체층(41)과 접하는 유전체 박막(26·27) 중 적어도 한쪽, 예를 들면 화소 기판(32)상에 설치된 빗살형 전극(24·25)의 표면에 설치된 유기 박막인 유전체 박막(26)에 분산시켜 이용할 수도 있다.
상기 미립자를 유전성 액체(6) 중에 분산시켜 이용하는 경우에는, 상기 미립자를 상술한 액정성 화합물(액정성 조성물)에 첨가, 혼합하여 이용할 수도 있다. 또, 상기 미립자를 유전체 박막(26·27) 중 적어도 한쪽에 분산시켜 이용하는 경우에는 미리 유전체 박막(26) 및(또는) 유전체 박막(27)의 형성 전에 상기 미립자를 유전체 박막 재료에 첨가, 혼합한 후, 막을 형성하여 이용할 수도 있고, 미경화 상태의 유전체 박막(26·27) 중 적어도 한쪽 표면에 상기 미립자를 첨가한 다음 경화를 할 수도 있다.
상기 미립자를 유전성 액체(6) 중에 분산시켜 이용하는 경우에 이용되는 상기 액정성 화합물(액정성 조성물), 즉, 미립자 이외의 유전성 액체(6)의 조성(성분)으로서는 상술한 각종 액정성 화합물(액정성 조성물)을 이용할 수 있다.
마찬가지로, 상기 미립자를 유전체 박막(26·27) 중 적어도 한쪽에 분산시켜 이용하는 경우에 이용되는 유전성 액체(6)에도 상술한 각종 액정성 화합물(액정성 조성물)을 이용할 수 있다.
이와 같이 상기 유전성 액체(6) 또는 상기 유전체 박막(26·27) 중 적어도 한쪽이 상기 미립자를 함유한 경우, 상기 미립자를 핵으로 하여 이 미립자 표면에 액정 분자가 물리적 또는 화학적으로 흡착하여 클러스터 크기가 크고, 수명이 긴 클러스터가 형성된다. 이 때문에, 이 경우에서도 커 효과의 온도 의존성이 저감된 표시 장치를 제공할 수 있다.
또한, 상기 표시 장치에서, 유전성 액체(6)에 이용되는 액정성 화합물(액정성 조성물)로서는 상기한 바와 같이 상술한 각종 액정성 화합물(액정성 조성물)을 적절히 선택해 이용할 수가 있어, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 이 액정성 조성물, 즉 유전성 액체(6)은 분자 말단에 시아노기를 갖는 액정성 화합물을 함유하고 있는 것이 바람직하다. 이와 같이 상기 유전성 액체(6)에 함유되는 액정성 화합물이 말단기로서 시아노기를 갖고 있으면, 이 시아노기 중의 질소 원자가 상기 미립자에 대하여 배향하기 쉬우므로 클러스터를 형성하기 쉬워 클러스터 크기가 크고, 수명이 긴 클러스터가 형성된다.
예를 들면, 상기 유전성 액체(6)가 5CB를 포함한 경우, 5CB는 그 시아노기가 Pd측을 향하여 배위(배향)되어 있어 클러스터의 형태를 만들고 있다. 이 클러스터는 5CB의 투명점 이상의 폭 넓은 온도 범위에 걸쳐 안정하여 커 효과의 온도 의존성의 저감에 매우 유효하다.
상기 표시 장치에서, 커 효과는 상기 미립자의 함유 비율의 증가와 함께 커지는 경향이 있다. 그러나, 미립자의 분산성의 관점에서 상기 미립자의 함유 비율이 일정량을 초과하면 그 효과가 포화되는 경향이 있다.
전자, 즉 유전성 액체(6) 중에 미립자를 첨가하는 경우, 이 유전성 액체(6) 중의 미립자의 함유 비율이 10중량%를 초과하면 그 효과가 포화된다. 한편, 후자, 즉, 상기 유전체 박막(26·27) 중 적어도 한쪽이 미립자를 함유하는 경우, 이러한 유전체 박막(26·27) 중의 미립자의 미립자 함유 비율이 20중량%를 초과하면 그 효과가 포화된다.
이 때문에, 상기 함유 비율은 전자의 경우, 실용적으로는 3중량% 이상, 10중량% 이하의 범위내인 것이 바람직하고, 5중량% 이상, 10중량% 이하의 범위내인 것이 더욱 바람직하다. 또, 후자의 경우, 실용적으로는 3중량% 이상, 20중량% 이하의 범위내인 것이 바람직하고, 5중량% 이상, 20중량% 이하의 범위내인 것이 더욱 바람직하다.
이상과 같이, 본 실시의 형태에 관한 표시 장치는 적어도 한쪽이 투명한 한 쌍의 기판, 즉, 화소 기판(32) 및 대향 기판(33)과 이 한 쌍의 기판 사이에 협지되어 전계의 인가에 의해 굴절률이 변화하는 액정성 화합물을 함유하는 유전성 액체층(41)과 상기 유전성 액체층(41)에 전계를 인가하는, 예를 들면 빗살형 전극(24·25) 등의 전극을 구비하고, 상기 굴절률이 전계의 2차에 비례하는 2차 전기 광학 효과에 의해 표시를 행하는 표시 장치로서, 상기 유전성 액체층(41)은 상기 액정성 화합물의 액정-등방상 상전이 온도 이상의 온도에서 상기 액정성 화합물의 액정 분자가 부분적으로 배열된 클러스터를 포함하며, 가시광에 대하여 투명한 구성을 갖고 있다.
클러스터가 상기한 바와 같이, 예를 들면 분자간 수소 결합한 액정성 화합물, 스멕틱 액정 화합물, 미립자 중 적어도 일종을 포함하는 경우, 통상의 액정 재료, 즉 이러한 것을 포함하지 않은 경우보다 클러스터 크기가 커서, 상기 액정성 화합물의 액정-등방상 상전이 온도 이상의 온도에서도 상기 유전성 액체층(41) 중에 클러스터가 잔존한다. 그리고, 이와 같이 상기 액정성 화합물의 액정-등방상 상전이 온도 이상의 온도에서 클러스터가 존재하고 있는 경우, 이 온도에서의 커 효과의 저하가 억제된다.
이 때문에, 본 실시 형태에 따르면, 온도 상승에 따른 클러스터의 수명이 길고, 커 효과의 온도 의존성이 작아, 넓은 시야각으로 고속 응답성을 갖는 표시 장치를 제공할 수 있다. 즉, 본 실시의 형태에 관한 표시 장치에 이용되는 유전성 액체층(41)의 커 상수 B의 온도 의존성이 작은 이유로서는 이하와 같이 생각할 수 있다. 즉, 액정성 화합물 그 자체는 상기한 바와 같이 단거리 질서를 갖는 액체이고, 온도 상승과 함께 배향 질서의 정도가 저하되어, 마침내 분자 레벨로 랜덤한 배향이 되지만, 상기한 바와 같이 상기 유전성 액체층(41)을 구성하는 액정성 화합물의 분자간 상호 작용을 높임으로써 클러스터 크기를 크게 할 수가 있고, 이것이 온도 상승에 따른 클러스터의 수명을 길게 해 커 상수 B의 온도 의존성을 작게 하는 것과 관련된다고 생각할 수 있다.
여기에서, 커 효과의 온도 의존성이 작다는 것은 구동 전압의 온도 의존성(표시 특성의 온도 의존성과 동일 의미)이 작은 것을 의미하고 있어 그 실용적 가치는 지극히 크다.
상기한 바와 같이, 유전성 액체층(41)의 커 상수의 온도 의존성은 구동 전압의 온도 의존성에 관계하여 ±15% 정도의 전압 변동이면 온도 변동을 보상하는 회로, 또는 화소의 전기 특성을 모니터하고, 구동 전압값으로 피드백하는 회로 등을 이용함으로써 실용적인 표시 장치를 구성할 수 있다. ±15%의 구동 전압 변동은 커 상수 B의 크기로 대략 ±30%의 변동에 상당한다. 본 발명에 따르면, 상기한 바와 같이 상기 유전성 액체층(41)이 상기 액정성 화합물의 액정-등방상 상전이 온도 이상의 온도 하에서 상기 클러스터를 포함함으로써, 커 상수의 변동값을 상기 액정-등방상 상전이 온도에 대한 2차의 상전이 온도를 기준으로 하여 ＋5℃의 온도 범위내에서 ±30% 이내로 억제하는 것이 가능해진다.
또, 본 발명에 따르면, 커 상수 B가 저하되지 않기 때문에 인가 전압이 증대되지 않아 저전압으로 상기 표시 장치를 구동할 수 있다.
또한 본 실시 형태에 따르면, 종래와 같이 액정 재료의 영역을 소구역으로 분할하기 위한 수단을 강구할 필요가 없어, 제조가 용이하며 신뢰성이 높은 표시 장치를 제공할 수 있다.
이하에, 본 실시의 형태에 관한 표시 장치에서의 커 효과의 온도 의존성에 대하여 실시예 및 비교예를 이용하여 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이하의 실시예만으로 한정되는 것은 아니다.
<셀(A)의 제작>
이하의 실시예 1 내지 7 및 비교예 1에서 이용한 셀(A)은 이하와 같이 하여 제작하였다. 우선, 유리제의 기판(23)의 표면에, 전극 재료로서 알루미늄을 0.2㎛의 두께로 적층해 패터닝함으로써, 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이 선폭 및 전극 간격이 10㎛인 빗살형 전극(24·25)를 형성하였다. 이어서, 상기 기판(23)의 표면에 상기 빗살형 전극(24·25)를 덮도록, 유전체 박막(26)으로서 폴리이미드막(닛산 가가꾸 고교(주) 제품 배향막 「SE-7792(상품명)」)를 형성하고, 그 표면을 도 3에 도시한 바와 같이 빗살형 전극(24·25)의 빗살을 따라 화살표 J방향으로 러빙 처리함으로써 화소 기판(32)를 제작하였다.
한편, 유리제 기판(28)의 표면에 유전체 박막(27)으로서 유전체 박막(26)과 같은 폴리이미드막을 형성하여 그 표면을, 도 3에 도시한 바와 같이 상기 빗살형 전극(24·25)의 빗살을 따라 화살표 J방향과는 반대 방향(화살표 K방향)으로 러빙 처리함으로써 대향 기판(33)을 제작하였다.
이어서, 상기 화소 기판(32)와 대향 기판(33)을 두 기판 사이의 갭 A가 10㎛가 되도록 유리 섬유 스페이서 및 밀봉제(34)를 개재하여 맞붙이고, 상기 갭 A에 유전성 액체(6)으로서의 액정 재료(액정성 조성물)를 도입하고 이들 화소 기판(32) 및 대향 기판(33)의 외측에 도 1에 도시한 바와 같이 편광판(22·29)를 각각 서로의 흡수축 방향이 직교함과 동시에, 상기 러빙 방향인 화살표 J방향 및 화살표 K방향과는 45도의 각도를 이루도록 부착함으로써 셀(31)으로서의 셀(A)을 제작하였다.
또한, 커 상수 B의 측정에 있어서는 셀(31)의 온도 제어가 중요하다. 그래서 이하의 실시예 및 비교예에서는 커 상수 B의 측정에서 셀(31)으로서의 셀을 전자 냉각 장치(닛본 덴시 가부시끼가이샤(특별 주문품)) 중에 보유하여 온도 제어(PID; Proportional, Integral, Differential 제어)를 실시하고, 상기 셀(A)의 온도를 변화시켰을 때의 I=I0가 되는 반파장 전압 Vπ를 측정하여 상기 수학식 6으로부터 커 상수 B를 산출하였다. 또한 이 때의 온도 정밀도는 -20℃ 내지 40℃에서는 ±0.05℃, 40℃ 내지 150℃에서는 ±0.1℃로 하였다.
또, 이하의 실시예에서, 구조식 (1)로 표시되는 4-n-헥실옥시벤조산 및 구조식 (2)로 표시되는 4-(4-옥틸옥시페닐에티닐) 피리딘은 크산기　손(Xiangzi Song) 등의 방법(Liquid Crystals, 2002, Vol. 29, No. 12, pp. 1533-1537)으로 합성하였다. 그 밖의 화합물은 시판 중인 것을 사용하였다.
<실시예 1>
상기 구조식 (1)로 표시되는 4-n-헥실옥시벤조산 20.7 중량부와 상기 구조식 (2)로 표시되는 4-(4-옥틸옥시페닐에티닐)피리딘 29.3 중량부와 상기 구조식 (15)로 표시되는 p-부톡시벤질리덴-시아노아닐린 및 상기 구조식 (16)으로 표시되는 p-헥실옥시벤질리덴-시아노아닐린 및 상기 구조식 (17)로 표시되는 p-옥틸옥시벤질리덴-시아노아닐린의 등량 혼합물(이하, 등량 혼합물(I)이라 한다) 50중량부의 혼합물을 조제하고, 히터로 가열하여 본 실시의 형태에 관한 유전성 액체(6)으로서 투명한 액정 재료(액정성 조성물)을 얻었다. 이 액정 재료를 이용하여 상술한 방법으로 셀(A)의 온도를 변화시키면서 커 상수 B를 측정하였다. 이 결과를 도 7에 나타낸다. 도 7에서, 본 실시예 1의 횡축은 측정 온도 T와 2차 전이 온도 T*(=106.3℃)와의 차를 나타내고 있다.
<비교예 1>
실시예 1에서, 분자간 수소 결합을 갖는 액정성 화합물을 이용하지 않는 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 커 상수 B의 온도 의존성을 측정하였다. 즉, 상기 구조식 (15)로 표시되는 p-부톡시벤질리덴-시아노아닐린과 상기 구조식 (16)으로 표시되는 p-헥실옥시벤질리덴-시아노아닐린과 상기 구조식 (17)로 표시되는 p-옥틸옥시벤질리덴-시아노아닐린과의 등량 혼합물(I)을 조제하고, 히터로 가열하여 투명한 액정 재료(액정성 조성물)를 얻었다. 이 액정 재료를 이용하고 실시예 1과 동일하게 하여 셀(A)의 온도를 변화시키면서 커 상수 B를 측정하였다. 이 결과를 도 7에 상기 실시예 1의 결과와 함께 나타낸다. 또한 도 7에서, 비교예 1의 횡축은 측정 온도 T와 2차 전이 온도 T*(=95.7℃)와의 차를 나타내고 있다.
도 7에서 알 수 있는 바와 같이, 본 실시의 형태에 관한 표시 장치에 이용되는 유전성 액체(6)은 분자간 수소 결합능을 갖는 액정성 화합물을 이용하지 않은 경우와 비교하여 커 상수 B의 온도 의존성이 작은 특징을 갖고 있다. 즉, 이것은 구동 전압의 온도 의존성(표시 특성의 온도 의존성과 동일 의미)이 작다는 것을 의미하고 있어 그 실용적 가치는 지극히 크다.
본 실시의 형태에 관한 표시 장치에 이용되는 유전성 액체(6)의 커 상수 B의 온도 의존성이 작은 이유로서는 이하와 같이 생각할 수 있다. 즉, 상기 실시예 1과 같이, 분자간 수소 결합 형성능을 갖는 액정성 화합물은 분자간 상호 작용이 강하여, 분자간 수소 결합능을 갖는 액정성 화합물을 이용하지 않은 경우와 비교하여 상기 클러스터 크기를 크게 하는 것이 가능하고, 이 결과, 온도 상승에 대한 클러스터의 수명이 길어지는 것이라고 생각된다. 그리고, 이것이 커 상수 B의 온도 의존성을 작게 하는 것과 관련된다고 생각된다.
또한, 상기 실시예 1에서는 분자간 수소 결합능을 갖는 액정성 화합물로서 수산기를 갖는 액정성 화합물을 이용하였지만, 이것에 의해 본 발명을 전혀 한정하지 않는다. 또, 수소 결합으로 한정하지 않고, 착체 형성에 의해 상술한 클러스터 크기가 커지는 경우도 같은 효과가 기대된다.
<실시예 2>
실시예 1에서 이용한 상기 구조식 (1)로 표시되는 4-n-헥실옥시벤조산과 상기 구조식 (2)로 표시되는 4-(4-옥틸옥시페닐에티닐)피리딘과의 등몰(equimolar) 혼합물(이하, 등몰 혼합물(II)이라 한다)을, 상기 등량 혼합물(I)에 첨가해 갔을 때의 커 상수 B의 온도 의존성을 실시예 1과 동일하게 측정하였다. 표 1은 측정 온도 T와 2차 전이 온도 T*와의 차이가 2℃일 때의 커 상수 B의 크기를, 이들 액정성 화합물로 이루어지는 액정성 조성물에서의 분자간 수소 결합능을 갖는 액정성 화합물의 함유 비율, 즉 상기 등몰 혼합물(II)의 함유 비율에 대하여 나타낸 것이다.
등몰 혼합물(II)의 함유 비율(중량%) 커 상수 B(cm/V2)
0 461×10-10
10 622×10-10
20 835×10-10
30 878×10-10
50 950×10-10
60 850×10-10
70 770×10-10
80 444×10-10
100 307×10-10
표 1에서, 상기 등몰 혼합물(II)의 함유 비율이 10중량% 이상, 70중량% 이하의 범위내에서 큰 커 상수 B를 나타내고 있음을 알 수 있다. 이것은, 상기 등몰 혼합물(II)의 함유 비율이 10중량% 이상, 70중량% 이하의 범위내에서는 클러스터 크기가 상기 등량 혼합물(I)만의 경우에 비하여 커져 있어, 큰 커 상수 B가 발현되어 있다는 것을 나타낸다. 또한 상기 등몰 혼합물(II)의 함유 비율이 10중량% 미만인 경우에는 클러스터 크기 확대에 대한 효과는 작고, 70중량%보다 큰 경우에는 유전성 액체(6)의 저항율이 작아져, 셀(A)(표시 소자)의 전압-보유 특성이 저하되기 때문에 바람직하지 않다.
<실시예 3>
실시예 1에서, 본 실시의 형태에 관한 유전성 액체(6)으로서 상기 구조식 (3)으로 표시되는 p-시아노벤잘-p-아미노벤조산 20중량부와, 상기 구조식 (4)로 표시되는 p-n-아밀벤조산 20중량부와, 상기 구조식 (18)로 표시되는 4-n-펜틸-4-시아노비페닐(5CB) 60중량부로 이루어지는 혼합물(액정성 조성물)을 이용한 것 이외에는 상기 실시예 1과 동일하게 하여 커 상수 B를 측정하였다. 이 결과를 도 8에 나타낸다. 도 8에서, 횡축은 측정 온도 T와 2차 전이 온도 T*(=109.7℃)의 차를 나타내고 있다.
본 실시예에서, 상기 구조식 (3)으로 표시되는 p-시아노벤잘-p-아미노벤조산과 상기 구조식 (4)로 표시되는 p-n-아밀벤조산을 포함한 유전성 액체(6)은 액체 중에서 분자간 수소 결합을 형성함으로써, 클러스터 크기가 커지기 때문에 커 상수 B의 온도 의존성이 저감되고 있는 것이라고 생각된다.
<실시예 4>
실시예 1에서, 본 실시의 형태에 관한 유전성 액체(6)으로서 상기 구조식 (24)로 표시되는 p-클로르벤조산 17.8중량부와, 상기 구조식 (25)로 표시되는 4-헥실옥시페닐-4'-아조피리딘 32.2중량부와, 상기 등량 혼합물(I) 50중량부로 이루어지는 혼합물(액정성 조성물)을 이용한 것 이외에는 상기 실시예 1과 동일하게 하여 커 상수 B를 측정하였다. 이 결과를 도 9에 나타낸다. 도 9에서, 횡축은 측정 온도 T와 2차 전이 온도 T*(=108.8℃)의 차를 나타내고 있다.
본 실시예에서, 상기 구조식 (24)로 표시되는 p-클로르벤조산과 상기 구조식 (25)로 표시되는 4-헥실옥시페닐-4'-아조피리딘은 스멕틱 액정상을 나타내고, 그 분자간 상호 작용도 강하기 때문에 이들 스멕틱 액정 화합물을 함유한 유전성 액체(6)는 상기 클러스터 크기가 커서 커 상수 B의 온도 의존성이 저감되고 있는 것이라고 생각된다.
<실시예 5>
실시예 1에서, 본 실시의 형태에 관한 유전성 액체(6)으로서 상기 구조식 (26)으로 표시되는 1-(4-n-펜틸비페닐)-2-(4-트리플루오로메톡시페닐)에탄 40중량부와, 상기 등량 혼합물(I) 60중량부로 이루어지는 혼합물(액정성 조성물)을 이용한 것 이외에는 상기 실시예 1과 동일하게 하여 커 상수 B를 측정하였다. 이 결과를 도 10에 나타낸다. 도 10에서, 횡축은 측정 온도 T와 2차 전이 온도 T*(=110.0℃)의 차를 나타내고 있다.
상기 실시예 4·5에서 알 수 있는 바와 같이, 유전성 액체(6) 중에 스멕틱 액정 화합물을 갖는 커 효과 액정은 분자간 상호 작용이 강하고, 커 상수 B의 온도 의존성이 저감되고 있어 그 실용적 가치는 지극히 크다.
<실시예 6>
상기 구조식 (27)로 표시되는 4'-2-메틸부틸-4-시아노비페닐을, 상기 구조식 (21)로 표시되는 1,2-디플루오로-4-[트랜스-4-(트랜스-4-에틸시클로헥실)시클로헥실]벤젠 및 상기 구조식 (22)로 표시되는 1,2-디플루오로-4-[트랜스-4-(트랜스-4-프로필시클로헥실)시클로헥실]벤젠 및 상기 구조식 (23)으로 표시되는 1,2-디플루오로-4-[트랜스-4-(트랜스-4-펜틸시클로헥실)시클로헥실]벤젠의 등량 혼합물(이하, 등량 혼합물(III)이라 한다)에 첨가해 갔을 때의 커 상수 B의 온도 의존성을 실시예 1과 동일하게 하여 측정하였다. 표 2는 측정 온도 T와 2차 전이 온도 T*와의 차가 2℃일 때의 커 상수 B의 크기를, 이들 액정성 화합물로 이루어지는 액정성 조성물에 있어서의 스멕틱 액정 화합물의 함유 비율, 즉 상기 구조식 (27)로 표시되는 4'-2-메틸부틸-4-시아노비페닐의 함유 비율에 대하여 나타낸 것이다.
스멕틱 액정 화합물의 함유 비율(중량%) 커 상수 Ｂ(cm/V2) 커 상수 B의 온도 변동이 ±30% 미만인 온도 범위 TR(℃)
0 303×10-10 0.1
10 420×10-10 10.1
20 713×10-10 25.7
30 810×10-10 48
40 900×10-10 40.9
50 850×10-10 31.4
60 803×10-10 22.2
70 791×10-10 8.7
80 734×10-10 3.8
90 710×10-10 1.7
100 699×10-10 0.2
표 2에서, 상기 구조식 (27)로 표시되는 스멕틱 액정 화합물의 함유 비율이 10중량% 이상, 90중량% 이하의 범위내에서 큰 커 상수를 나타내고 있다는 것을 알 수 있다. 이것은, 상기 스멕틱 액정 화합물의 함유 비율이 10중량% 이상, 90중량% 이하의 범위내에서는 클러스터 크기가 상기 등량 혼합물(III)만의 경우에 비하여 커지고 있어 큰 커 상수 B가 발현하고 있는 것을 나타낸다.
또, 등방상 상태에서의 커 효과의 온도 의존성의 정도 TR(℃)를, 커 상수 B의 온도 변동폭이 ±30% 미만인 온도 범위라고 정의했을 때의 실측값을 표 2에 함께 기재한다. 표 2에서, 스멕틱 액정 화합물의 함유 비율이 10중량% 이상, 60중량% 이하일 때에, 커 상수 B의 온도 변동폭이 ±30% 미만인 온도 범위가 현저하게 넓어져 커 상수 B의 온도 의존성의 저감 효과가 커진다는 것을 알 수 있다. 상기의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 실시의 형태에 관한 표시 장치는 커 상수 B의 온도 의존성이 대폭 저감되어 있어 그 실용적 가치는 지극히 크다.
또한 본 실시예에서는, 스멕틱 액정 화합물로서 우선성의 카이랄 액정을 이용하였지만, 상기한 바와 같이 좌선성의 재료를 이용할 수도 있고, 선광성을 가지지 않는 스멕틱 액정 화합물을 이용할 수도 있다는 것은 말할 필요도 없다.
<실시예 7>
정법(定法)에 의해, 아세트산팔라듐과, 몰수로서 아세트산팔라듐의 10배량의 상기 구조식 (18)로 표시되는 5CB와의 혼합물의 10중량% 에탄올 용액에 자외선 조사함으로써 환원하여 5CB-Pd 나노 입자를 제조하였다. 이어서, 이 5CB-Pd 나노 입자와 5CB와의 혼합물(액정성 조성물)을, 그 혼합 비율을 바꾸어 조제하고, 각각에 대하여 2차 전이 온도 T*＋5℃에서의 커 상수 B를 측정하였다. 이 결과를 표 3에 나타낸다.
5CB-Pd 나노 입자의 함유 비율(중량%) 5CB의 비율(중량%) 커 상수 B(cm/V2)
1 99 153×10-10
3 97 277×10-10
5 95 440×10-10
10 90 588×10-10
20 80 534×10-10
30 70 551×10-10
표 3에서, 5CB-Pd 나노 입자 함유 비율의 증가와 함께 보다 큰 커 효과가 발현한다는 것을 알 수 있다. 또, 표 3에서, 상기 미립자의 함유 비율이 10중량%를 초과하면 그 효과가 포화된다는 것을 알 수 있다.
또한, 5CB-Pd 나노 입자 5중량%과 5CB 95중량%의 혼합 조성물에 대하여 실시예 1과 동일하게 하여 커 상수 B의 온도 의존성을 측정하였다. 이 결과를 도 11에 나타낸다. 도 11에서, 횡축은 측정 온도 T와 2차 전이 온도 T*(=32.4℃)의 차를 나타내고 있다.
본 실시예에서, 5CB는 그 시아노기를 Pd측을 향하게 배위하고 있는 클러스터 형태를 만들고 있다. 이 클러스터는 5CB의 투명점 이상의 폭넓은 온도 범위에 걸쳐서 안정하고, 커 상수 온도 의존성의 저감에 지극히 유효하다.
또한, 본 실시예에서는 Pd에 배위하는 액정 분자로서 5CB를 이용하였지만, 이것에 의해 본 발명은 전혀 한정되지 않는다.
<실시예 8>
우선, 유리제 기판(23)의 표면에 전극 재료로서 ITO를 0.2㎛의 두께로 적층하여 패터닝함으로써, 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이 선폭 및 전극 간격이 10㎛인 빗살형 전극(24·25)를 형성하였다. 이어서, 상기 기판(23)의 표면에 상기 빗살형 전극(24·25)를 덮도록, 유전체 박막(26)으로서, Pd미립자를 5 중량%의 비율로 함유하는 폴리이미드막(닛산 가가꾸 고교 주식회사 제조 배향막 「SE-7792(상품명)」)를 형성하고 그 표면을 도 3에 도시한 바와 같이 빗살형 전극(24·25)의 빗살을 따라 화살표 J방향으로 러빙 처리함으로써 화소 기판(32)를 제작하였다.
한편, 유리제 기판(28)의 표면에 유전체 박막(27)으로서 유전체 박막(26)과 같은 폴리이미드막을 형성하고, 그 표면을 도 3에 도시한 바와 같이 상기 빗살형 전극(24·25)의 빗살을 따라 화살표 J방향과는 반대 방향(화살표 K방향)으로 러빙 처리함으로써 대향 기판(33)을 제작하였다.
이어서, 상기 화소 기판(32)와 대향 기판(33)을 두 기판 사이의 갭 A가 10㎛가 되도록 유리 섬유 스페이서 및 밀봉제(34)를 개재하여 맞붙이고, 정법에 따라 상기 갭 A에 상기 등몰 혼합물(II)을 봉입하고, 이들 화소 기판(32)및 대향 기판(33)의 외측에 도 1에 도시한 바와 같이 편광판(22·29)를 각각 서로의 흡수축 방향이 직교함과 동시에, 상기 러빙 방향인 화살표 J방향 및 화살표 K방향과는 45도의 각도를 이루도록 부착함으로써, 본 실시의 형태에 관한 셀(31)로서의 셀(B)을 본 실시 형태에 관한 표시 장치로서 제작하였다.
상기 표시 장치의 분위기 온도를 변화시키면서, 상기 반파장 전압 Vπ를 측정했더니 95.0℃에서 36.0V, 101.3℃에서 36.4V, 107.2℃에서 37.1V의 값을 얻을 수 있었다.
본 실시예에서는 Pd 미립자가 유전체 박막(26·27)(배향막)중에 분산되어 있고, 여기에 시프베이스계 액정 중의 시아노기가 배위하기 때문에, 큰 클러스터가 얻어져 반파장 전압 Vπ의 온도 변화가 크게 억제되고 있다.
또한, 본 실시예에서는 상기 유전체 박막(26·27)로서 폴리이미드 박막을 이용하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. 또, 본 실시예에서는 전극상에 유전체 박막(26·27)을 배치하였지만, 본 발명은 이것에 의해 전혀 한정되지 않는다. 본 실시예와 같이 러빙 처리에 의해 상기 유전성 액체(6)으로 이루어지는 유전성 액체층(41)에 배향성을 부여시키면, 본래 등방적으로 되어 액정 분자의 방위가 랜덤해지는 온도에서도 기판 계면 근방에서는 복수의 액정 분자가 클러스터로서 행동하기 때문에(거시적으로 보면 등방상을 나타내고 있다), 외관상 큰 커 상수를 얻을 수 있다.
<실시예 9>
상기 셀(A)의 제작에 있어서, 실시예 1, 3, 4, 5, 7에서 조제한 액정성 조성물을 유전성 액체(6)로서 각각 이용함과 동시에, 각각 표 4에 나타내는 조건에 따라 제작한 셀 (C), (D), (E), (F), (G)에서의 2차 전이 온도 T*＋5℃에서의 반파장 전압 Vπ를, 상기 실시예 8과 동일하게 하여 측정하였다. 각 셀의 설계 파라미터와 함께 상기 반파장 전압 Vπ를 표 4에 나타낸다.
셀 유전성 액체의 조성 함유 비율(중량%) 셀 갭 d(㎛) 전극 간격 L(㎛) 반파장 전압Vπ(V)
(C) 구조식 (1)로 표시되는 액정성 화합물 20.7 10 10 22.9
구조식 (2)로 표시되는 액정성 화합물 29.3
등량 혼합물(I) 50
(D) 구조식 (3)으로 표시되는 액정성 화합물 20 5 10 29.1
구조식 (4)로 표시되는 액정성 화합물 20
구조식 (18)로 표시되는 액정성 화합물 60
(E) 구조식 (24)로 표시되는 액정성 화합물 17.8 7 5 13.1
구조식 (25)로 표시되는 액정성 화합물 32.2
등량 혼합물(I) 50
(F) 구조식 (26)으로 표시되는 액정성 화합물 40 7 7 15
등량 혼합물(I) 60
(G) 5CB-Pd 나노 입자 5 3 5 14
구조식 (18)로 표시되는 액정성 화합물 95
표 4에서 알 수 있는 바와 같이, 본 실시의 형태에 관한 표시 장치는 실용적인 전압으로 구동 가능하여 그 가치는 크다. 또한 상기 수학식 5에 의해 커 상수 B의 크기로부터 추정되는 반파장 전압 Vπ에 비해 표 4의 실측값에서는 큰 값을 나타내고 있지만, 이것은 빗살형 전극(24·25)의 전계 효과가 각 셀의 두께 방향으로 충분하게는 미치지 않기 때문과 전계 E의 방향이 광의 진행 방향에 대하여 직교하고 있지 않기 때문이라고 생각된다.
또한, 본 실시예에서도 유전체 박막(26·27)으로서는 폴리이미드 박막을 이용하였지만, 본 발명은 이것에 의해 전혀 한정되지 않는다.
이상과 같이, 본 실시의 형태에 관한 표시 장치는 고속 응답 특성을 나타내는 커 효과를 이용한 표시 장치이고, 표시 특성의 온도 의존성을 대폭 저감하는 것이 가능하여 그 실용적 가치는 매우 높은 것이다.
또, 상기의 실시예로부터 본 발명에 따르면, 예를 들면 커 상수 B의 센터값이 500×10-10cm/V2 이상, 구체적으로는 600×10-10cm/V2 내지 900×10-10cm/V2 라는 높은 값을 얻을 수 있음과 동시에, 커 상수의 변동값을 상기 액정-등방상 상전이 온도에 대한 2차의 상전이 온도(T*)를 기준으로 하여 ＋5℃의 온도 범위내에서 ±30% 이내로 억제하는 것이 가능해짐을 알 수 있다.
또한, 상기의 실시예에서는 커 효과를 이용하여 표시를 하기 때문에 유전성 액체층(41)에 전계를 인가하는 전계 인가 수단(전계 인가 부재)으로서, 예를 들면 빗살형 전극(24·25)를 이용하여 광의 진행 방향에 수직으로 전계 E를 인가하는 구성으로 하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고, 커 효과를 이용하여 표시를 하는 것이 가능한 구성(전극 구조)을 갖고 있으면, 상기 전계 인가 수단(전계 인가 부재)의 구성은 특별히 한정되지는 않는다. 또한 상기의 실시의 형태 및 실시예에서는 적어도 한쪽이 투명한 한 쌍의 기판 사이에 유전성 액체(6)을 주입함으로써 상기 기판 사이에 유전성 액체층(41)이 협지된 구성으로 하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고, 상기 유전성 액체층(41)은 반드시 한 쌍의 기판 사이에 협지되어 있을 필요는 없다. 상기 유전성 액체층(41)은 유전성 액체(6)의 보유가 가능한 기판 이외의 유전성 액체 보유재에 의해 보유되고 있을 수도 있고, 또, 상기 유전성 액체 보유재는 가요성을 갖고 있을 수도 있다.
또한, 상기의 설명에서는 본 발명에 관한 표시 장치로서, 상기 유전성 액체층(41)이, 전계의 인가에 의해 굴절률이 변화하는 액정성 화합물을 함유하고, 상기 굴절률이 전계의 2차에 비례하는 2차 전기 광학 효과에 의해 표시를 행하는 표시 장치를 예로 들어 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고, 상기 유전성 액체층(41)이 전계의 인가에 의해 광학적 이방성(굴절률, 배향 질서도)이 변화하는 액정성 화합물을 함유하고, 전계의 인가에 의해 광학 이방성을 변화시킬 수가 있기만 하면, 반드시 굴절률이 전계의 2차에 비례할 필요는 없다. 상기 표시에는 예를 들면 포켈스 효과를 이용할 수도 있어, 전계의 인가에 의해 광학 이방성을 변화시킴으로써 전압 비인가시와 전압 인가시에 있어서의 표시 상태를 다르게 할 수 있기만 하면 표시 방식은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 상기 유전성 액체(6)으로서는 전계 비인가시에 광학적으로 등방(거시적으로 보아 등방이면 좋다), 즉 광학적 등방성을 가지며, 전계 인가에 의해 광학 이방성이 발현하는 물질, 전형적으로는 전계 비인가시에는 광학적으로 등방(거시적으로 보아 등방이면 좋다)이고, 전계 인가에 의해 광학 변조(특히 전계 인가에 의해 복굴절이 상승하는 것이 바람직하다)를 발현하는 매질인 것이 바람직하다.
본 발명에 관한 표시 장치는, 이상과 같이 전압 비인가시에 광학적으로 등방적이고, 전계의 인가에 의해 광학 이방성이 변화하는 액정성 화합물을 함유하는 유전성 액체층과 상기 유전성 액체층에 전계를 인가하는 전계 인가 부재를 구비하고, 전계의 인가에 의해 광학 이방성을 변화시킴으로써 표시를 행하는 표시 장치로서, 상기 유전성 액체층은 상기 액정성 화합물의 액정-등방상 상전이 온도 이상의 온도에서 상기 액정성 화합물의 액정 분자가 부분적으로 배열된 클러스터를 포함하며 가시광에 대하여 투명한 구성이다.
보다 구체적으로는, 예를 들면 본 발명에 관한 표시 장치는 이상과 같이 전계의 인가에 의해 굴절률이 변화하는 액정성 화합물을 함유하는 유전성 액체층과 상기 유전성 액체층에 전계를 인가하는 전계 인가 수단(전계 인가 부재)을 구비하고, 상기 굴절률이 전계의 2차에 비례하는 2차 전기 광학 효과에 의해 표시를 행하는 표시 장치로서, 상기 유전성 액체층은 상기 액정성 화합물의 액정-등방상 상전이 온도 이상의 온도에서 상기 액정성 화합물의 액정 분자가 부분적으로 배열된 클러스터를 포함하며 가시광에 대하여 투명한 구성이다.
상기 구성에 따르면, 상기 유전성 액체층이 상기 액정성 화합물의 액정-등방상 상전이 온도 이상의 온도에서도 상기 액정성 화합물의 액정 분자가 부분적으로 배열된 클러스터를 포함함으로써, 상기 커 효과의 온도 의존성을 저감시킬 수 있다. 또, 상기 구성에 따르면, 커 효과의 온도 의존성을 저감시키기 위하여, 예를 들면 액정 재료의 영역을 소구역으로 분할하기 위한 수단 등을 강구할 필요가 없고 제조가 용이하며 신뢰성이 높은 표시 장치를 제공할 수 있다.
본 발명에 관한 표시 장치는, 이상과 같이 상기 유전성 액체층에서의 커 상수의 변동율이 상기 액정-등방상 상전이 온도에 대한 2차의 상전이 온도를 기준으로 하여 ＋5℃의 온도 범위내에서 ±30% 이내인 것이 바람직하다.
2차 전기 광학 효과, 즉 유전성 액체층의 커 상수의 온도 의존성은 구동 전압의 온도 의존성과 관계된다. 그러므로, 상기 구성에 따르면 커 상수의 온도 의존성이 저감되었던 실용적인 표시 장치를 제공할 수 있다.
또, 본 발명에 관한 표시 장치는, 이상과 같이 상기 클러스터가 분자간 수소 결합한 액정성 화합물을 함유하고 있는 것이 바람직하다. 또한 본 발명에 관한 표시 장치는 이상과 같이 상기 클러스터가 스멕틱 액정 화합물을 함유하고 있는 것이 바람직하다. 또한 본 발명에 관한 표시 장치는, 이상과 같이 상기 클러스터가 0.1 ㎛ 이하의 입자 지름을 갖는 미립자를 핵으로 하여 형성되어 있는 것이 바람직하다.
상기의 각 구성에 따르면, 상기 클러스터는 온도 상승에 따른 수명이 길며, 간소한 구성으로 커 효과의 온도 의존성을 저감시킬 수가 있으므로, 제조가 용이한 표시 장치를 제공할 수 있다.
또, 본 발명에 관한 표시 장치는, 이상과 같이 전압 비인가시에 광학적으로 등방적이고, 전계의 인가에 의해 광학 이방성이 변화하는 액정성 화합물을 함유하는 유전성 액체층과 상기 유전성 액체층에 전계를 인가하는 전계 인가 부재를 구비하고, 전계의 인가에 의해 광학 이방성을 변화시킴으로써 표시를 행하는 표시 장치로서, 상기 유전성 액체층은 가시광에 대하여 투명하며 분자간 수소 결합 형성능을 갖는 액정성 화합물을 함유하고 있는 구성이다.
보다 구체적으로는, 예를 들면 본 발명에 관한 표시 장치는, 이상과 같이 전계의 인가에 의해 굴절률이 변화하는 액정성 화합물을 함유하는 유전성 액체층과 상기 유전성 액체층에 전계를 인가하는 전계 인가 수단(전계 인가 부재)을 구비하고, 상기 굴절률이 전계의 2차에 비례하는 2차 전기 광학 효과에 의해 표시를 행하는 표시 장치로서, 상기 유전성 액체층은 가시광에 대하여 투명하며 분자간 수소 결합 형성능을 갖는 액정성 화합물을 함유하고 있는 구성이다.
상기 구성에 따르면, 상기 액정성 화합물이 수소 결합을 형성하기 때문에 클러스터 크기를 크게 할 수가 있어, 상기 액정성 화합물의 액정-등방상 상전이 온도 이상의 온도에서도 상기 액정성 화합물의 액정 분자가 부분적으로 배열된 클러스터를 포함한 표시 장치를 얻는 것이 가능해진다. 이 때문에, 상기 구성에 따르면 커 효과의 온도 의존성을 저감시킬 수 있음과 동시에, 커 효과의 온도 의존성을 저감시키기 때문에, 예를 들면 액정 재료의 영역을 소구역으로 분할하기 위한 수단 등을 강구할 필요가 없어, 제조가 용이하며 신뢰성이 높은 표시 장치를 제공할 수 있다.
또, 본 발명에 관한 표시 장치는, 이상과 같이 상기 분자간 수소 결합 형성능을 갖는 액정성 화합물이 수산기를 갖고 있는 것이 바람직하다.
수산기를 갖는 액정성 화합물은 입수가 용이하며, 이 수산기와 산소 원자 사이의 결합 거리가 짧아 분자간 상호 작용이 크다. 이 때문에, 상기 구성에 따르면, 온도 상승에 따른 클러스터의 연명 효과가 커서 커 효과의 온도 의존성을 충분히 저감시킬 수 있다.
또, 본 발명에 관한 표시 장치는, 이상과 같이 전압 비인가시에 광학적으로 등방적이고, 전계의 인가에 의해 광학 이방성이 변화하는 액정성 화합물을 함유하는 유전성 액체층과 상기 유전성 액체층에 전계를 인가하는 전계 인가 부재를 구비하고, 전계의 인가에 의해 광학 이방성을 변화시킴으로써 표시를 행하는 표시 장치로서, 상기 유전성 액체층은 가시광에 대하여 투명하며 스멕틱상을 갖는 액정 화합물을 함유하고 있는 구성이다.
보다 구체적으로는, 예를 들면 본 발명에 관한 표시 장치는, 이상과 같이 전계의 인가에 의해 굴절률이 변화하는 액정성 화합물을 함유하는 유전성 액체층과 상기 유전성 액체층에 전계를 인가하는 전계 인가 수단(전계 인가 부재)을 구비하고, 상기 굴절률이 전계의 2차에 비례하는 2차 전기 광학 효과에 의해 표시를 행하는 표시 장치로서, 상기 유전성 액체층은 가시광에 대하여 투명하며 스멕틱상을 갖는 액정 화합물을 함유하고 있는 구성이다.
스멕틱상을 갖는 액정 화합물은 분자간 상호 작용이 강하고, 상기 유전성 액체층이 스멕틱상을 갖는 액정 화합물을 함유하고 있는 것으로, 클러스터 크기를 크게 할 수가 있어, 상기 액정성 화합물의 액정-등방상 상전이 온도 이상의 온도에서도 상기 액정성 화합물의 액정 분자가 부분적으로 배열된 클러스터를 포함한 표시 장치를 얻는 것이 가능해진다. 이 때문에, 상기 구성에 따르면 커 효과의 온도 의존성을 저감시킬 수 있음과 동시에, 커 효과의 온도 의존성을 저감시키기 때문에 예를 들면 액정 재료의 영역을 소구역으로 분할하기 위한 수단 등을 강구할 필요가 없어, 제조가 용이하며 신뢰성이 높은 표시 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 관한 표시 장치는 이상과 같이 상기 스멕틱상을 갖는 액정 화합물이 분자 말단에 시아노기를 갖고 있는 것이 바람직하다.
상기 구성에 따르면, 보다 큰 쌍극자 능률을 가질 수 있으므로, 보다 큰 커 효과를 얻을 수 있다.
또, 본 발명에 관한 표시 장치는 이상과 같이 전압 비인가시에 광학적으로 등방적이고, 전계의 인가에 의해 광학 이방성이 변화하는 액정성 화합물을 함유하는 유전성 액체층과 상기 유전성 액체층에 전계를 인가하는 전계 인가 부재를 구비하고, 전계의 인가에 의해 광학 이방성을 변화시킴으로써 표시를 행하는 표시 장치로서, 상기 유전성 액체층은 가시광에 대하여 투명하며 상기 유전성 액체층 중에 0.1㎛ 이하의 입자 지름을 갖는 미립자가 분산되어 있는 구성이다.
보다 구체적으로는, 예를 들면 본 발명에 관한 표시 장치는 이상과 같이 전계의 인가에 의해 굴절률이 변화하는 액정성 화합물을 함유하는 유전성 액체층과 상기 유전성 액체층에 전계를 인가하는 전계 인가 수단(전계 인가 부재, 예를 들면 빗살형 전극 등의 전극)을 구비하고, 상기 굴절률이 전계의 2차에 비례하는 2차 전기 광학 효과에 의해 표시를 행하는 표시 장치로서, 상기 유전성 액체층은 가시광에 대하여 투명하며 상기 유전성 액체층 중에 0.1㎛ 이하의 입자 지름을 갖는 미립자가 분산되어 있는 구성이다.
입자 지름이 0.1㎛ 이하, 즉 입자의 입자 지름이 입사 광파장보다 작은 경우의 광의 산란은 무시할 수 있다. 이 때문에, 입자 지름이 0.1㎛ 이하이면 상기 미립자도 가시광에 대하여 투명하다.
그리고, 상기 유전성 액체층이 상기 미립자를 함유하고 있으면, 이 미립자를 핵으로 하여 상기 미립자 표면에 액정 분자가 물리적 또는 화학적으로 흡착(배향)되기 쉬워, 클러스터 크기가 큰 클러스터가 형성되기 때문에, 상기 구성에 따르면 상기 액정성 화합물의 액정-등방상 상전이 온도 이상의 온도에서도 상기 액정성 화합물의 액정 분자가 부분적으로 배열된 클러스터를 포함한 표시 장치를 얻는 것이 가능해진다. 이 때문에, 상기 구성에 따르면 커 효과의 온도 의존성을 저감시킬 수 있음과 동시에, 커 효과의 온도 의존성을 저감시키기 때문에, 예를 들면 액정 재료의 영역을 소구역으로 분할하기 위한 수단 등을 강구할 필요가 없어, 제조가 용이하며 신뢰성이 높은 표시 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 관한 표시 장치는 이상과 같이 상기 유전성 액체층의 적어도 한쪽 표면측에 유전체 박막이 형성되고 있는 것이 바람직하다.
상기 구성에 따르면, 상기 유전성 액체층의 적어도 한쪽 표면측에 유전체 박막이 형성됨으로써, 액정 배향의 질서 정도를 향상시킬 수 있어, 보다 큰 커 효과를 얻을 수 있다.
또, 본 발명에 관한 표시 장치는 이상과 같이 전압 비인가시에 광학적으로 등방적이고, 전계의 인가에 의해 광학 이방성이 변화하는 액정성 화합물을 함유하는 유전성 액체층과 상기 유전성 액체층에 전계를 인가하는 전계 인가 부재를 구비하고, 전계의 인가에 의해 광학 이방성을 변화시킴으로써 표시를 행하는 표시 장치로서, 상기 유전성 액체층은 가시광에 대하여 투명하며 상기 유전성 액체층의 적어도 한쪽 표면에 접촉하도록 0.1㎛ 이하의 입자 지름을 갖는 미립자를 함유한 유전체 박막이 형성되어 있는 구성이다.
보다 구체적으로는, 예를 들면 본 발명에 관한 표시 장치는 이상과 같이 전계의 인가에 의해 굴절률이 변화하는 액정성 화합물을 함유하는 유전성 액체층과 상기 유전성 액체층에 전계를 인가하는 전계 인가 수단(전계 인가 부재, 예를 들면 빗살형 전극 등의 전극)을 구비하고, 상기 굴절률이 전계의 2차에 비례하는 2차 전기 광학 효과에 의해 표시를 행하는 표시 장치로서, 상기 유전성 액체층은 가시광에 대하여 투명하며 상기 유전성 액체층의 적어도 한쪽 표면에 접촉하도록 0.1㎛ 이하의 입자 지름을 갖는 미립자를 함유한 유전체 박막이 형성되어 있는 구성이다.
상기한 바와 같이, 입자 지름이 0.1㎛ 이하, 즉 입자의 입자 지름이 입사 광파장보다 작은 경우의 광의 산란은 무시할 수 있다. 이 때문에, 상기의 경우에서도 입자 지름이 0.1㎛ 이하이면 상기 미립자도 또 가시광에 대하여 투명하다.
그리고, 상기 유전성 액체층의 적어도 한쪽 표면에 접촉하도록 형성된 유전성 액체층이 상기 미립자를 함유하고 있음으로써, 이 미립자를 핵으로 하여 이 미립자 표면에 액정 분자가 물리적 또는 화학적으로 흡착(배향)되기 쉬워 클러스터 크기가 큰 클러스터가 형성되기 때문에, 상기 구성에 따르면, 상기 액정성 화합물의 액정-등방상 상전이 온도 이상의 온도에서도 상기 액정성 화합물의 액정 분자가 부분적으로 배열된 클러스터를 포함한 표시 장치를 얻는 것이 가능해진다. 이 때문에, 상기 구성에 따르면, 커 효과의 온도 의존성을 저감시킬 수 있음과 동시에 커 효과의 온도 의존성을 저감시키기 때문에, 예를 들면 액정 재료의 영역을 소구역으로 분할하기 위한 수단 등을 강구할 필요가 없어, 제조가 용이하며 신뢰성이 높은 표시 장치를 제공할 수 있다.
또한 본 발명에 관한 표시 장치는, 이상과 같이 상기 유전체 박막이 유기 박막인 것이 바람직하다.
상기 구성에 따르면, 상기 표시 장치가 유기 박막으로 이루어지는 유전체 박막을 구비하고 있음으로써 양호한 배향 효과를 얻을 수 있어 액정의 배향 질서의 정도의 향상 효과가 커서 보다 큰 커 효과를 얻을 수 있다.
또, 본 발명에 관한 표시 장치는, 이상과 같이 상기 유기 박막이 폴리이미드 박막인 것이 바람직하다.
폴리이미드 박막은 매우 우수한 배향 효과를 나타내기 때문에 상기 구성에 따르면 액정의 배향 질서의 정도 향상 효과를 더욱 높일 수가 있다. 그러므로, 상기 구성에 따르면 보다 큰 커 효과를 안정하게 얻을 수 있다. 또, 폴리이미드는 안정성이 높은 재료이고, 신뢰성이 높기 때문에 폴리이미드를 사용함으로써 양호한 표시 성능을 나타내는 표시 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 관한 표시 장치는 이상과 같이 상기 미립자가 표면에 팔라듐을 갖고 있는 것이 바람직하다.
상기 구성에 따르면, 상기 미립자가 표면에 팔라듐을 가짐으로써, 이 미립자 표면에 액정 분자가 물리적 또는 화학적으로 흡착하기 쉬워, 클러스터 크기가 크고 온도 상승에 대하여 수명이 긴 클러스터를 형성할 수 있다.
또, 본 발명에 관한 표시 장치는, 이상과 같이 상기 유전성 액체층이 분자 말단에 시아노기를 갖는 액정성 화합물을 함유하고 있는 것이 바람직하다.
상기 구성에 따르면, 상기 유전성 액체층이 분자 말단에 시아노기를 갖는 액정성 화합물을 함유하고 있음으로써 클러스터를 형성하기 쉬워, 결과적으로 클러스터 크기가 크고 수명이 긴 클러스터를 형성할 수 있다.
또한, 본 발명에 관한 표시 장치는 이상과 같이 상기 전계 인가 수단(전계 인가 부재)가 상기 유전성 액체층의 적어도 한쪽 표면 측에 형성된 빗살형 전극인 구성이다.
상기 구성에 따르면, 상기 유전체층 표면에 대하여 수직의 방향으로 통과하는 광에 대하여 직교하는 방향, 즉 상기 유전체층 표면에 평행한 방향으로 용이하게 전계를 인가할 수가 있고, 이것에 의해 전계 인가에서 발생하는 복굴절 이방성을 광신호의 변화로서 추출하는 것을 용이하게 할 수 있다.
또한, 본 발명에 관한 표시 장치는 이상과 같이 상기 유전성 액체층을 상기 액정성 화합물의 액정-등방상 상전이 온도 이상의 온도에 가열하는 가열 수단(가열 부재)를 더 구비하고 있는 것이 바람직하다.
상기 구성에 따르면, 상기 액정성 화합물이 실온에서 액정상을 나타내는 경우, 즉 이 액정성 화합물의 등방 상전이 온도가 실온보다 높은 경우이더라도 이 액정성 화합물의 등방 상전이를 발생시킬 수 있으므로, 가시광에 대하여 투명하며 거시적으로는 등방상 상태의 액체를 용이하게 얻을 수 있다.
본 발명은 상술한 각 실시 형태로 한정되는 것은 아니고, 청구항에 나타낸 범위에서 여러 가지의 변경이 가능하고, 다른 실시 형태로 각각 개시된 기술적 수단을 적절히 조합하여 얻을 수 있는 실시 형태에 대하여도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.
또, 발명의 상세한 설명의 항에서 이루어진 구체적인 실시 형태 또는 실시예는 어디까지나 본 발명의 기술 내용을 분명히 하는 것으로서, 그러한 구체적예만으로 한정하여 협의로 해석되는 것은 아니고, 본 발명의 정신과 다음에 기재하는 특허 청구 사항과의 범위내에서 여러 가지로 변경하여 실시할 수 있다.
본 발명의 구성에 따르면, 커 효과와 같은 전기 광학 효과의 온도 의존성을 저감하여 시야각이 넓고, 응답 속도가 빠른 표시 장치를 제공할 수 있다.
또한, 액정 재료의 영역을 소구역으로 분할하기 위한 수단을 강구할 필요가 없어, 제조가 용이하며, 신뢰성이 높은 표시 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명 실시의 한 형태에 관한 표시 장치의 개략 구성의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 2는 도 1에 나타내는 표시 장치 주요부의 개략 구성을 나타내는 분해 사시도이다.
도 3은 도 1에 나타내는 표시 장치에 있어서의 셀을 구성하는 기판의 배향 처리 방향을 나타내는 설명도이다.
도 4는 커 상수의 측정계의 개략 구성을 나타내는 모식도이다.
도 5는 온도 상승에 따른 액정 배열의 변화를 나타내는 모식도이다.
도 6은 도 1에 나타내는 표시 장치에 있어서 빗살형 전극을 이용했을 경우의 광로 길이를 나타내는 모식도이다.
도 7은 본 발명 실시의 한 형태에서 이용한 유전성 액체의 커 상수의 온도 의존성을 측정한 결과를 나타내는 그래프이다.
도 8은 본 발명 실시의 다른 형태에서 이용한 유전성 액체의 커 상수의 온도 의존성을 측정한 결과를 나타내는 그래프이다.
도 9는 본 발명 실시의 또 다른 형태에서 이용한 유전성 액체의 커 상수의 온도 의존성을 측정한 결과를 나타내는 그래프이다.
도 10은 본 발명의 실시의 또 다른 형태에서 이용한 유전성 액체의 커 상수의 온도 의존성을 측정한 결과를 나타내는 그래프이다.
도 11은 본 발명의 실시의 또 다른 형태에서 이용한 유전성 액체의 커 상수의 온도 의존성을 측정한 결과를 나타내는 그래프이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1: 광원 2: 편광자
3, 31: 셀 4, 5: 전극
6: 유전성 액체 7: 검광자
8, 20: 광선 9: 검지기
22, 29: 편광판 23, 28: 투명 기판
24, 25: 빗살형 전극 26, 27: 유전체 박막
32: 화소 기판 33: 대향 기판
34: 밀봉제 41: 유전성 액체층
51: 히터

Claims (25)

  1. 전압 비인가시에 광학적으로 등방적이고, 전계의 인가에 의해 광학 이방성이 변화하는 액정성 화합물을 함유하는 유전성 액체층과, 상기 유전성 액체층에 전계를 인가하는 전계 인가 수단을 구비하고, 전계의 인가에 의해 광학 이방성을 변화시킴으로써 표시를 행하는 표시 장치에 있어서,
    상기 유전성 액체층은 상기 액정성 화합물의 액정-등방상 상전이 온도 이상의 온도에서 상기 액정성 화합물의 액정 분자가 부분적으로 배열된 클러스터를 포함하며, 가시광에 대하여 투명한 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  2. 전계의 인가에 의해 굴절률이 변화하는 액정성 화합물을 함유하는 유전성 액체층과, 상기 유전성 액체층에 전계를 인가하는 전계 인가 수단을 구비하고, 상기 굴절률이 전계의 2차에 비례하는 2차 전기 광학 효과에 의해 표시를 행하는 표시 장치에 있어서,
    상기 유전성 액체층은 상기 액정성 화합물의 액정-등방상 상전이 온도 이상의 온도에서 상기 액정성 화합물의 액정 분자가 부분적으로 배열된 클러스터를 포함하며, 가시광에 대하여 투명한 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 유전성 액체층에 있어서의 커 상수(Kerr constant)의 변동율은 상기 액정-등방상 상전이 온도에 대한 2차의 상전이 온도를 기준으로 하여 ＋5℃의 온도 범위내에서 ±30% 이내인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 클러스터는 분자간 수소 결합한 액정성 화합물을 함유하고 있는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 클러스터는 스멕틱상을 갖는 액정 화합물을 함유하고 있는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 클러스터는 0.1㎛ 이하의 입자 지름을 갖는 미립자를 핵으로 하여 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  7. 전압 비인가시에 광학적으로 등방적이고, 전계의 인가에 의해 광학 이방성이 변화하는 액정성 화합물을 함유하는 유전성 액체층과, 상기 유전성 액체층에 전계를 인가하는 전계 인가 수단을 구비하고, 전계의 인가에 의해 광학 이방성을 변화시킴으로써 표시를 행하는 표시 장치에 있어서,
    상기 유전성 액체층은 가시광에 대하여 투명하며, 분자간 수소 결합 형성능을 갖는 액정성 화합물을 함유하고 있는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  8. 전계의 인가에 의해 굴절률이 변화하는 액정성 화합물을 함유하는 유전성 액체층과, 상기 유전성 액체층에 전계를 인가하는 전계 인가 수단을 구비하고, 상기 굴절률이 전계의 2차에 비례하는 2차 전기 광학 효과에 의해 표시를 행하는 표시 장치에 있어서,
    상기 유전성 액체층은 가시광에 대하여 투명하며, 분자간 수소 결합 형성능을 갖는 액정성 화합물을 함유하고 있는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 분자간 수소 결합 형성능을 갖는 액정성 화합물은 수산기를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  10. 전압 비인가시에 광학적으로 등방적이고, 전계의 인가에 의해 광학 이방성이 변화하는 액정성 화합물을 함유하는 유전성 액체층과, 상기 유전성 액체층에 전계를 인가하는 전계 인가 수단을 구비하고, 전계의 인가에 의해 광학 이방성을 변화시킴으로써 표시를 행하는 표시 장치에 있어서,
    상기 유전성 액체층은 가시광에 대하여 투명하며, 스멕틱상을 갖는 액정 화합물을 함유하고 있는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  11. 전계의 인가에 의해 굴절률이 변화하는 액정성 화합물을 함유하는 유전성 액체층과, 상기 유전성 액체층에 전계를 인가하는 전계 인가 수단을 구비하고, 상기 굴절률이 전계의 2차에 비례하는 2차 전기 광학 효과에 의해 표시를 행하는 표시 장치에 있어서,
    상기 유전성 액체층은 가시광에 대하여 투명하며, 스멕틱상을 갖는 액정 화합물을 함유하고 있는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 스멕틱상을 갖는 액정 화합물은 분자 말단에 시아노기를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  13. 전압 비인가시에 광학적으로 등방적이고, 전계의 인가에 의해 광학 이방성이 변화하는 액정성 화합물을 함유하는 유전성 액체층과, 상기 유전성 액체층에 전계를 인가하는 전계 인가 수단을 구비하고, 전계의 인가에 의해 광학 이방성을 변화시킴으로써 표시를 행하는 표시 장치에 있어서,
    상기 유전성 액체층은 가시광에 대하여 투명하며, 상기 유전성 액체층 중에 0.1㎛ 이하의 입자 지름을 갖는 미립자가 분산되어 있는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  14. 전계의 인가에 의해 굴절률이 변화하는 액정성 화합물을 함유하는 유전성 액체층과, 상기 유전성 액체층에 전계를 인가하는 전계 인가 수단을 구비하고, 상기 굴절률이 전계의 2차에 비례하는 2차 전기 광학 효과에 의해 표시를 행하는 표시 장치에 있어서,
    상기 유전성 액체층은 가시광에 대하여 투명하며, 상기 유전성 액체층 중에 0.1㎛ 이하의 입자 지름을 갖는 미립자가 분산되어 있는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  15. 제1항, 제2항, 제7항, 제8항, 제10항, 제11항, 제13항 및 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유전성 액체층의 적어도 한쪽 표면측에 유전체 박막이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  16. 제15항에 있어서, 상기 유전체 박막이 유기 박막인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  17. 제16항에 있어서, 상기 유기 박막은 폴리이미드 박막인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  18. 전압 비인가시에 광학적으로 등방적이고, 전계의 인가에 의해 광학 이방성이 변화하는 액정성 화합물을 함유하는 유전성 액체층과, 상기 유전성 액체층에 전계를 인가하는 전계 인가 수단을 구비하고, 전계의 인가에 의해 광학 이방성을 변화시킴으로써 표시를 행하는 표시 장치에 있어서,
    상기 유전성 액체층은 가시광에 대하여 투명하며,
    상기 유전성 액체층의 적어도 한쪽 표면에 접촉하도록, 0.1㎛ 이하의 입자 지름을 갖는 미립자를 함유하는 유전체 박막이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  19. 전계의 인가에 의해 굴절률이 변화하는 액정성 화합물을 함유하는 유전성 액체층과, 상기 유전성 액체층에 전계를 인가하는 전계 인가 수단을 구비하고, 상기 굴절률이 전계의 2차에 비례하는 2차 전기 광학 효과에 의해 표시를 행하는 표시 장치에 있어서,
    상기 유전성 액체층은 가시광에 대하여 투명하며,
    상기 유전성 액체층의 적어도 한쪽 표면에 접촉하도록 0.1㎛ 이하의 입자 지름을 갖는 미립자를 함유하는 유전체 박막이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  20. 제18항 또는 제19항에 있어서, 상기 유전체 박막이 유기 박막인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  21. 제20항에 있어서, 상기 유기 박막은 폴리이미드 박막인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  22. 제13항, 제14항, 제18항 및 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 미립자는 표면에 팔라듐을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  23. 제13항, 제14항, 제18항 및 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유전성 액체층은 분자 말단에 시아노기를 갖는 액정성 화합물을 함유하고 있는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  24. 제1항, 제2항, 제7항, 제8항, 제10항, 제11항, 제13항, 제14항, 제18항 및 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전계 인가 수단은 상기 유전성 액체층의 적어도 한쪽 표면측에 형성된 빗살형 전극인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  25. 제1항, 제2항, 제7항, 제8항, 제10항, 제11항, 제13항, 제14항, 제18항 및 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유전성 액체층을 상기 액정성 화합물의 액정-등방상 상전이 온도 이상의 온도로 가열하는 가열 부재를 더 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
KR1020040065818A 2003-08-21 2004-08-20 표시 장치 KR100682440B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2003-00208243 2003-08-21
JP2003208243A JP3974093B2 (ja) 2003-08-21 2003-08-21 表示装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20050020700A true KR20050020700A (ko) 2005-03-04
KR100682440B1 KR100682440B1 (ko) 2007-02-15

Family

ID=34190095

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020040065818A KR100682440B1 (ko) 2003-08-21 2004-08-20 표시 장치

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20050041196A1 (ko)
JP (1) JP3974093B2 (ko)
KR (1) KR100682440B1 (ko)
CN (1) CN100388095C (ko)
TW (1) TWI316635B (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101157479B1 (ko) * 2005-11-18 2012-06-20 엘지디스플레이 주식회사 오씨비 모드 액정표시장치 및 그 제조 방법

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4610387B2 (ja) * 2005-03-23 2011-01-12 シャープ株式会社 液晶表示装置
TWI270731B (en) * 2004-01-19 2007-01-11 Sharp Kk Display apparatus
JP4142019B2 (ja) * 2004-01-20 2008-08-27 シャープ株式会社 表示素子および表示装置
JP4476137B2 (ja) * 2005-02-28 2010-06-09 セイコーエプソン株式会社 液晶装置および電子機器
WO2006132361A1 (ja) 2005-06-10 2006-12-14 Sharp Kabushiki Kaisha 表示素子および表示装置
JP2007086205A (ja) * 2005-09-20 2007-04-05 Sharp Corp 表示パネルおよび表示装置
WO2007034600A1 (ja) * 2005-09-20 2007-03-29 Sharp Kabushiki Kaisha 表示パネルおよび表示装置
TW200811508A (en) * 2006-08-21 2008-03-01 Ind Tech Res Inst Transflective display unit
KR20090063761A (ko) 2007-12-14 2009-06-18 삼성전자주식회사 표시 장치
US20100171921A1 (en) * 2009-01-06 2010-07-08 Industrial Technology Research Institute Liquid crystal display
US8537326B2 (en) * 2009-05-14 2013-09-17 Kent State University Liquid crystal composition, device and method thereof
JP5403553B2 (ja) * 2010-01-05 2014-01-29 株式会社ジャパンディスプレイ 液晶表示装置及びその駆動方法
JP5594662B2 (ja) * 2010-06-21 2014-09-24 Ｄｉｃ株式会社 表示素子、表示素子の製造方法
CN102503856A (zh) * 2010-12-17 2012-06-20 中国科学院福建物质结构研究所 一种绿色荧光发光有机化合物及其合成方法
CN102830522B (zh) * 2011-06-17 2014-12-24 苏州汉朗光电有限公司 高亮度、高对比度的近晶相液晶显示屏
CN103698935A (zh) * 2014-01-15 2014-04-02 青岛斯博锐意电子技术有限公司 一种透明液晶显示板及透明展示装置
CN105874380B (zh) * 2014-02-14 2017-09-12 Dic株式会社 光调制元件
KR102207192B1 (ko) * 2014-09-30 2021-01-25 엘지디스플레이 주식회사 편광 제어 필름 및 이를 이용한 입체 표시 장치
EP3299872B1 (en) * 2016-09-23 2020-06-10 Bodle Technologies Limited Phase change material-based display device with resistive switching elements

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3631411A (en) * 1969-10-15 1971-12-28 Rca Corp Electrically and optically accessible memory
US5418096A (en) * 1990-07-12 1995-05-23 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Information recording medium and method of recording and reproducing electrostatic information
JP2651972B2 (ja) * 1992-03-04 1997-09-10 株式会社半導体エネルギー研究所 液晶電気光学装置
CN1066455A (zh) * 1992-06-06 1992-11-25 张永棠 不脱水高粘度贮存稳定脲醛胶缩聚工艺
JP3721691B2 (ja) * 1997-02-27 2005-11-30 コニカミノルタフォトイメージング株式会社 光シャッタ素子駆動装置
JP3504159B2 (ja) * 1997-10-16 2004-03-08 株式会社東芝 液晶光学スイッチ素子
GB9827945D0 (en) * 1998-12-19 1999-02-10 Secr Defence Method of driving a spatial light modulator
JP2001249363A (ja) * 2000-03-06 2001-09-14 Matsushita Electric Ind Co Ltd 表示装置
JP2002275470A (ja) * 2000-04-05 2002-09-25 Optrex Corp カイラルネマチック液晶組成物およびそれを用いた液晶光学素子
CN1127465C (zh) * 2000-10-20 2003-11-12 中国科学院上海有机化学研究所 含氟双二苯乙炔类化合物、制备方法及用途
JP2002285159A (ja) * 2001-03-22 2002-10-03 Minolta Co Ltd 液晶組成物及び該組成物を用いた液晶光変調素子
JP3803267B2 (ja) * 2001-07-03 2006-08-02 株式会社日立製作所 アクティブマトリクス型液晶表示装置
JP4876348B2 (ja) * 2001-08-29 2012-02-15 Ｄｉｃ株式会社 液晶表示素子

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101157479B1 (ko) * 2005-11-18 2012-06-20 엘지디스플레이 주식회사 오씨비 모드 액정표시장치 및 그 제조 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR100682440B1 (ko) 2007-02-15
CN1584722A (zh) 2005-02-23
JP2005070076A (ja) 2005-03-17
US20050041196A1 (en) 2005-02-24
CN100388095C (zh) 2008-05-14
TWI316635B (en) 2009-11-01
JP3974093B2 (ja) 2007-09-12
TW200519505A (en) 2005-06-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100682440B1 (ko) 표시 장치
Pathak et al. Analysis of birefringence property of three different nematic liquid crystals dispersed with TiO2 nanoparticles
Kikuchi et al. 62.2: Invited Paper: Fast Electro‐Optical Switching in Polymer‐Stabilized Liquid Crystalline Blue Phases for Display Application
US7724335B2 (en) Display device producing display by changing shape of refractive index ellipsoid of medium by applying electric field to medium
CN102031121B (zh) 液晶组合物和使用其的液晶显示器装置
US8964161B2 (en) Electro-optical device and method for controlling color with polymer stabilized liquid crystal
US7758773B2 (en) Non-synthetic method for modifying properties of liquid crystals
JP2006099038A (ja) 表示素子および表示装置
US9085730B2 (en) Liquid crystal composition and device thereof
JP2005338800A (ja) 表示素子及び表示装置
Sathyanarayana et al. Viscoelasticity of ambient-temperature nematic binary mixtures of bent-core and rodlike molecules
JP4147217B2 (ja) 表示素子および表示装置
Tripathi et al. Enhancement of birefringence for liquid crystal with the doping of ferric oxide nanoparticles
US20020084442A1 (en) Liquid crystal mixture and liquid crystal cell for LCDs and use of a dye with a dipole for a liquid crystal mixture
US20130321754A1 (en) Fumed Metal-Oxide Gel-Dispersed Blue-Phase Liquid Crystals and Devices Thereof
Liang et al. Enhanced electro-optical properties of liquid crystals devices by doping with ferroelectric nanoparticles
Khatun et al. Topological defects stabilized by a soft twist-bend dimer and quantum dots lead to a wide thermal range and ultra-fast electro-optic response in a liquid crystalline amorphous blue phase
Zheng et al. Low‐temperature‐applicable polymer‐stabilized blue‐phase liquid crystal and its Kerr effect
JP4137803B2 (ja) 表示素子
Abdullah et al. The influence of gold nanoparticles on electro-optical properties of nematic liquid crystal
TW393584B (en) Dye-doped polymer planary-dispersed liquid crystal display
Dolgov et al. Light‐scattering liquid‐crystal composites with reduced off‐axis haze
Glushchenko et al. Encapsulated liquid crystals doped with nanoparticles
Hwang et al. Aerosil Gels-Dispersed Blue-Phase Liquid Crystals: A New Technique to Control the Electro-Optical Behavior of a Fast-Switching Display.
Kumar et al. Ceramic nanoparticles doped liquid crystals: A review of material properties for display applications

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120119

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130118

Year of fee payment: 7

LAPS Lapse due to unpaid annual fee