JPH0335220A - 液晶装置 - Google Patents
液晶装置Info
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- JPH0335220A JPH0335220A JP1169422A JP16942289A JPH0335220A JP H0335220 A JPH0335220 A JP H0335220A JP 1169422 A JP1169422 A JP 1169422A JP 16942289 A JP16942289 A JP 16942289A JP H0335220 A JPH0335220 A JP H0335220A
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- Japan
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- liquid crystal
- voltage
- phase
- temperature
- ferroelectric liquid
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- 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
- G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
- G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
- G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
- G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
- G09G3/34—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source
- G09G3/36—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source using liquid crystals
- G09G3/3611—Control of matrices with row and column drivers
- G09G3/3622—Control of matrices with row and column drivers using a passive matrix
- G09G3/3629—Control of matrices with row and column drivers using a passive matrix using liquid crystals having memory effects, e.g. ferroelectric liquid crystals
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- G—PHYSICS
- G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
- G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
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- G09G2310/06—Details of flat display driving waveforms
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- G—PHYSICS
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- G09G2320/04—Maintaining the quality of display appearance
- G09G2320/041—Temperature compensation
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔技術分野〕
本発明は強誘電性液晶組成物を用いた液晶表示素子、特
にハイデユーティ−で高周波数駆動を可能とする液晶表
示素子に関するものである。
にハイデユーティ−で高周波数駆動を可能とする液晶表
示素子に関するものである。
従来より、液晶は電気光学素子として種々の分野で応用
されている。現在実用化されている液晶素子はほとんど
が、例えばＭ、５ｃｈａｄｔ Ｉ！：Ｗ、Ｈｅ１ｆｒｉ
ｃｈ著“Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅ
ｒｓ”Ｖｏ、１８、Ｎｏ、１４ （１９７１，２，１５
）、Ｐ、１２７〜１２８の“Ｖｏｌｔａｇｅ−３ｐｅｎ
ｄｅｎｔ ０ｐｔｉｃａｌ Ａｃｔｉｖｉｔｙ
ｏｆ ａＴｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ Ｌｉｑｕ
ｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ″に示されたＴＮ （ｔｗｉｓｔ
ｅｄ ｎｅｍａｔｉｃ）型の液晶を用いたちのでる。
されている。現在実用化されている液晶素子はほとんど
が、例えばＭ、５ｃｈａｄｔ Ｉ！：Ｗ、Ｈｅ１ｆｒｉ
ｃｈ著“Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅ
ｒｓ”Ｖｏ、１８、Ｎｏ、１４ （１９７１，２，１５
）、Ｐ、１２７〜１２８の“Ｖｏｌｔａｇｅ−３ｐｅｎ
ｄｅｎｔ ０ｐｔｉｃａｌ Ａｃｔｉｖｉｔｙ
ｏｆ ａＴｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ Ｌｉｑｕ
ｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ″に示されたＴＮ （ｔｗｉｓｔ
ｅｄ ｎｅｍａｔｉｃ）型の液晶を用いたちのでる。
これらは、液晶の誘電的配列効果に基づいており、液晶
分子の誘電異方性のために平均分子軸方向が、加えられ
た電場により特定の方向を向く効果を利用している。こ
れらの素子の光学的な応答速度の限界はミリ秒であると
いわれ、多くの応用のためには遅すぎる。一方、大型平
面デイスプレィへの応用では、価格、生産性などを考え
合せると単純マトリクス方式による駆動が最も有力であ
る。単純マトリクス方式においては、走査電極群と信号
電極群をマトリクス状に構成した電極構成が採用され、
その駆動のためには、走査電極群に順次周期的にアドレ
ス信号を選択印加し、信号電極群には所定の情報信号を
アドレス信号と同期させて並列的に選択印加する時分割
駆動方式が採用される。
分子の誘電異方性のために平均分子軸方向が、加えられ
た電場により特定の方向を向く効果を利用している。こ
れらの素子の光学的な応答速度の限界はミリ秒であると
いわれ、多くの応用のためには遅すぎる。一方、大型平
面デイスプレィへの応用では、価格、生産性などを考え
合せると単純マトリクス方式による駆動が最も有力であ
る。単純マトリクス方式においては、走査電極群と信号
電極群をマトリクス状に構成した電極構成が採用され、
その駆動のためには、走査電極群に順次周期的にアドレ
ス信号を選択印加し、信号電極群には所定の情報信号を
アドレス信号と同期させて並列的に選択印加する時分割
駆動方式が採用される。
しかしこのような駆動方式の素子に前述したＴＮ型の液
晶を採用すると走査電極が選択され、信号電極が選択さ
れない領域、或いは走査電極が選択されず、信号電極が
選択される領域（所謂“半選択点“）にも有限に電界が
かかってしまう。選択点にかかる電圧と、半選択点にか
かる電圧の差が充分に大きく、液晶分子を電界に垂直に
配列させるのに要する電圧閾値がこの中間の電圧値に設
定されるならば、表示素子は正常に動作するわけである
が、走査線数（Ｎ）を増やして行った場合、画面全体（
ｌフレーム）を走査する間に一つの選択点に有効な電界
がかかっている時間（ｄｕｔｙ比）が１／Ｎの割合で減
少してしまう。このために、くり返し走査を行った場合
の選択点と非選択点にかかる実効値としての電圧差は、
走査線数が増えれば増える程小さくなり、結果的には画
像コントラストの低下やクロストークが避は難い欠点と
なっている。このような現象は、双安定性を有さない液
晶（電極面に対し、液晶分子が水平に配向しているのが
安定状態であり、電界が有効に印加されている間のみ垂
直に配向する）を時間的蓄積効果を利用して駆動する（
即ち、繰り返し走査する）ときに生ずる本質的には避は
難い問題点である。この点を改良するために、電圧平均
化法、２周波駆動法や、多重マトリクス法等が既に提案
されているが、いずれの方法でも不充分であり、表示素
子の大画面化や高密度化は、走査線数が充分に増やせな
い（４００本程変声限界）ことによって頭打ちになって
いるのが現状である。
晶を採用すると走査電極が選択され、信号電極が選択さ
れない領域、或いは走査電極が選択されず、信号電極が
選択される領域（所謂“半選択点“）にも有限に電界が
かかってしまう。選択点にかかる電圧と、半選択点にか
かる電圧の差が充分に大きく、液晶分子を電界に垂直に
配列させるのに要する電圧閾値がこの中間の電圧値に設
定されるならば、表示素子は正常に動作するわけである
が、走査線数（Ｎ）を増やして行った場合、画面全体（
ｌフレーム）を走査する間に一つの選択点に有効な電界
がかかっている時間（ｄｕｔｙ比）が１／Ｎの割合で減
少してしまう。このために、くり返し走査を行った場合
の選択点と非選択点にかかる実効値としての電圧差は、
走査線数が増えれば増える程小さくなり、結果的には画
像コントラストの低下やクロストークが避は難い欠点と
なっている。このような現象は、双安定性を有さない液
晶（電極面に対し、液晶分子が水平に配向しているのが
安定状態であり、電界が有効に印加されている間のみ垂
直に配向する）を時間的蓄積効果を利用して駆動する（
即ち、繰り返し走査する）ときに生ずる本質的には避は
難い問題点である。この点を改良するために、電圧平均
化法、２周波駆動法や、多重マトリクス法等が既に提案
されているが、いずれの方法でも不充分であり、表示素
子の大画面化や高密度化は、走査線数が充分に増やせな
い（４００本程変声限界）ことによって頭打ちになって
いるのが現状である。
この様な従来型の液晶素子の欠点を改善するものとして
、双安定性を有する液晶素子の使用がＣ１ａｒｋ及びＬ
ａｇｅｒｗａｌｌにより提案されている（特開昭５６−
１０７２１６号公報、米国特許第４３６７９２４号明細
書等）。双安定性液晶としては一般に、カイラルスメク
チックＣ相（ＳｍＣ”）又はＨ相（ＳｍＨ”）を有する
強誘電性液晶が用いられる。この強誘電性液晶は電界に
対して第１の光学的安定状態と第２の光学的安定状態か
らなる双安定状態を有し、従って前記のＴＮ型の液晶で
用いられた光学変調素子とは異なり、例えば一方の電界
ベクトルに対して第１の光学的安定状態に液晶が配向し
、他方の電界ベクトルに対しては第２の光学的安定状態
に液晶が配向される。また、この型の液晶は、加えられ
る電界に応答して、上記２つの安定状態のいずれかを取
り、且つ電界の印加のないときはその状態を維持する性
質（双安定性）を有する。
、双安定性を有する液晶素子の使用がＣ１ａｒｋ及びＬ
ａｇｅｒｗａｌｌにより提案されている（特開昭５６−
１０７２１６号公報、米国特許第４３６７９２４号明細
書等）。双安定性液晶としては一般に、カイラルスメク
チックＣ相（ＳｍＣ”）又はＨ相（ＳｍＨ”）を有する
強誘電性液晶が用いられる。この強誘電性液晶は電界に
対して第１の光学的安定状態と第２の光学的安定状態か
らなる双安定状態を有し、従って前記のＴＮ型の液晶で
用いられた光学変調素子とは異なり、例えば一方の電界
ベクトルに対して第１の光学的安定状態に液晶が配向し
、他方の電界ベクトルに対しては第２の光学的安定状態
に液晶が配向される。また、この型の液晶は、加えられ
る電界に応答して、上記２つの安定状態のいずれかを取
り、且つ電界の印加のないときはその状態を維持する性
質（双安定性）を有する。
以上のような双安定性を有する特徴に加えて、強誘電液
晶は高速応答性であるという優れた特徴を持つ。それは
強誘電液晶の持つ自発分極と印加電場が直接作用して配
向状態の転移を誘起するためであり、誘電率異方性と電
場の作用による応答速度より３〜４オーダー速い。
晶は高速応答性であるという優れた特徴を持つ。それは
強誘電液晶の持つ自発分極と印加電場が直接作用して配
向状態の転移を誘起するためであり、誘電率異方性と電
場の作用による応答速度より３〜４オーダー速い。
このように強誘電液晶はきわめて優れた特性を潜在的に
有しており、このような性質を利用することにより、上
述した従来のＴＮ型素子の問題点の多くに対して、かな
り本質的な改善が得られる。特に、高速光学光シャッタ
ーや、高密度、大画面デイスプレィへの応用が期待され
る。
有しており、このような性質を利用することにより、上
述した従来のＴＮ型素子の問題点の多くに対して、かな
り本質的な改善が得られる。特に、高速光学光シャッタ
ーや、高密度、大画面デイスプレィへの応用が期待され
る。
しかしながら、強誘電性液晶素子は、カイラルスメクチ
ックＣ相を示す温度領域の高温側部で駆動マージンが低
温側部と比較し、小さいといった問題点があった。例え
ば、高温側で駆動する様に設定した電圧値（パルス幅一
定）で駆動している時に、液晶温度がより高温側に変化
した時に適切な駆動が行えなくなる。特に、マルチブレ
クシフグ駆動下、ある選択された走査線上の画素を情報
に応じて書込みを行う時に、その走査線上の画素が一斉
に黒（又は白）に消去させる電圧を印加し、続いて選択
された画素のみに反転スイッチングする白（又は黒）を
生じさせる電圧が印加されるが、第７図に示すかかる反
転スイッチング開始電圧（ｖ２）と反転スイッチングを
生じなくなる電圧ｖ３との駆動マージン が高温側はど小さくなる問題点があった。
ックＣ相を示す温度領域の高温側部で駆動マージンが低
温側部と比較し、小さいといった問題点があった。例え
ば、高温側で駆動する様に設定した電圧値（パルス幅一
定）で駆動している時に、液晶温度がより高温側に変化
した時に適切な駆動が行えなくなる。特に、マルチブレ
クシフグ駆動下、ある選択された走査線上の画素を情報
に応じて書込みを行う時に、その走査線上の画素が一斉
に黒（又は白）に消去させる電圧を印加し、続いて選択
された画素のみに反転スイッチングする白（又は黒）を
生じさせる電圧が印加されるが、第７図に示すかかる反
転スイッチング開始電圧（ｖ２）と反転スイッチングを
生じなくなる電圧ｖ３との駆動マージン が高温側はど小さくなる問題点があった。
本発明の目的は、良好な書き換えスピードを有し、さら
に５０℃以上の高温状態であっても良好な画像が得られ
るのに十分な応答速度と駆動マージンをもつ液晶装置を
提供することにある。
に５０℃以上の高温状態であっても良好な画像が得られ
るのに十分な応答速度と駆動マージンをもつ液晶装置を
提供することにある。
本発明は、
ａ、電極を設けた一対の基板、及び、
ｂ、一対の基板の間に配置された強誘電性液晶であって
、前記電極間に強誘電性液晶の一方の配向状態を生じさ
せるのに十分な電圧ｖｌ（パルス幅＝一定）を印加した
後の強誘電性液晶が、他方の配向状態に反転を開始する
電圧を電圧Ｖ２（パルス幅＝一定）とし、且つ電圧ｖ２
より大きい波高値で、前記強誘電性液晶が他方の配向状
態への反転を生じなくなる電圧を電圧Ｖ３（パルス幅＝
一定）とした時、を満たす温度〔０Ｃ〕が（Ｔｃ人−１
０） ℃以下に設定されている強誘電性液晶、 を有する液晶装置に第１の特徴を有し、第２にａ、一対
の基板、 ｂ、一対の基板の間に配置された強誘電性液晶であって
、自発分極の値をＰ ｓ［ｎｃ／ｃ ｒｔｒ）とした時
、カイラルスメクチックＣ相を示す温度域中の（ＴＣＡ
−１０） ℃以下の任意の温度Ｔ℃との間で、 ｜ＰＳ｜≦５＋０．２５ （ＴＣＡ−Ｔ） （ｎｃ／ｃ
ｒｒｒ）（式中、ＴＣＡはカイラルスメクチックＣ相
からスメクチックＡ相への相転移温度〔℃〕である） の関係を満たす強誘電性液晶、及び ｃ、強誘電性液晶又は基板の温度を（ＴＣＡ−１０）℃
以下に制御する手段、 を有する液晶装置に第２の特徴を有している。
、前記電極間に強誘電性液晶の一方の配向状態を生じさ
せるのに十分な電圧ｖｌ（パルス幅＝一定）を印加した
後の強誘電性液晶が、他方の配向状態に反転を開始する
電圧を電圧Ｖ２（パルス幅＝一定）とし、且つ電圧ｖ２
より大きい波高値で、前記強誘電性液晶が他方の配向状
態への反転を生じなくなる電圧を電圧Ｖ３（パルス幅＝
一定）とした時、を満たす温度〔０Ｃ〕が（Ｔｃ人−１
０） ℃以下に設定されている強誘電性液晶、 を有する液晶装置に第１の特徴を有し、第２にａ、一対
の基板、 ｂ、一対の基板の間に配置された強誘電性液晶であって
、自発分極の値をＰ ｓ［ｎｃ／ｃ ｒｔｒ）とした時
、カイラルスメクチックＣ相を示す温度域中の（ＴＣＡ
−１０） ℃以下の任意の温度Ｔ℃との間で、 ｜ＰＳ｜≦５＋０．２５ （ＴＣＡ−Ｔ） （ｎｃ／ｃ
ｒｒｒ）（式中、ＴＣＡはカイラルスメクチックＣ相
からスメクチックＡ相への相転移温度〔℃〕である） の関係を満たす強誘電性液晶、及び ｃ、強誘電性液晶又は基板の温度を（ＴＣＡ−１０）℃
以下に制御する手段、 を有する液晶装置に第２の特徴を有している。
第１図において符号ｌは強誘電性液晶層、２はガラス基
板、３は透明電極、４は絶縁性配向制御層、５はスペー
サー、６はリード線、７は電源、８は偏光板、９は光源
を示している。
板、３は透明電極、４は絶縁性配向制御層、５はスペー
サー、６はリード線、７は電源、８は偏光板、９は光源
を示している。
２枚のガラス基板２には、それぞれＩｎ２Ｏ３゜ＳｎＯ
２あるいはＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ ０ｘｉｄ
ｅ）等の薄膜から成る透明電極が被覆されている。その
上にポリイミドの様な高分子の薄膜をガーゼやアセテー
ト植毛布等でラビングして、液晶をラビング方向に並べ
る絶縁性配向制御層が形成されている。また絶縁物質と
して例えばシリコン窒化物、水素を含有するシリコン炭
化物、シリコン酸化物、硼素窒化物、水素を含有する硼
素窒化物、タンタル酸化物、アルミニウム酸化物、ジル
コニウム酸化物、チタン酸化物やフッ化マグネシウムな
どの無機物質絶縁層を形成し、その上にポリビニルアル
コール、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエステル
イミド、ポリバラキシレン、ポリエステル、ポリカーボ
ネート、ポリビニルアセタール、ポリ塩化ビニル、ポリ
酢酸ビニル、ポリアミド、ポリスチレン、セルロース樹
脂、メラミン樹脂、ユリャ樹脂、アクリル樹脂やフォト
レジスト樹脂などの有機絶縁物質を配向制御層として、
２層で絶縁性配向制御層が形成されていてもよく、また
無機物質絶縁性配向制御層あるいは有機物質絶縁性配向
制御層単層であっても良い。この絶縁性配向制御層が無
機系ならば蒸着法などで形成でき、有機系ならば有機絶
縁物質を溶解させた溶液、またはその前駆体溶液（溶剤
０．１〜２０重量％、好ましくは０．２〜１０重量％）
を用いて、スピンナー塗布法、浸漬塗布法、スクリーン
印刷法、スプレー塗布法、ロール塗布法等で塗布し、所
定の硬化条件下（例えば加熱下）で硬化させ形成させる
ことができる。
２あるいはＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ ０ｘｉｄ
ｅ）等の薄膜から成る透明電極が被覆されている。その
上にポリイミドの様な高分子の薄膜をガーゼやアセテー
ト植毛布等でラビングして、液晶をラビング方向に並べ
る絶縁性配向制御層が形成されている。また絶縁物質と
して例えばシリコン窒化物、水素を含有するシリコン炭
化物、シリコン酸化物、硼素窒化物、水素を含有する硼
素窒化物、タンタル酸化物、アルミニウム酸化物、ジル
コニウム酸化物、チタン酸化物やフッ化マグネシウムな
どの無機物質絶縁層を形成し、その上にポリビニルアル
コール、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエステル
イミド、ポリバラキシレン、ポリエステル、ポリカーボ
ネート、ポリビニルアセタール、ポリ塩化ビニル、ポリ
酢酸ビニル、ポリアミド、ポリスチレン、セルロース樹
脂、メラミン樹脂、ユリャ樹脂、アクリル樹脂やフォト
レジスト樹脂などの有機絶縁物質を配向制御層として、
２層で絶縁性配向制御層が形成されていてもよく、また
無機物質絶縁性配向制御層あるいは有機物質絶縁性配向
制御層単層であっても良い。この絶縁性配向制御層が無
機系ならば蒸着法などで形成でき、有機系ならば有機絶
縁物質を溶解させた溶液、またはその前駆体溶液（溶剤
０．１〜２０重量％、好ましくは０．２〜１０重量％）
を用いて、スピンナー塗布法、浸漬塗布法、スクリーン
印刷法、スプレー塗布法、ロール塗布法等で塗布し、所
定の硬化条件下（例えば加熱下）で硬化させ形成させる
ことができる。
絶縁性配向制御層の層厚は通常３０人〜１μｍ１好まし
くは３０人〜３０００人、さらに好ましくは５０人〜１
０００人が適している。
くは３０人〜３０００人、さらに好ましくは５０人〜１
０００人が適している。
この２枚のガラス基板２はスペーサー５によって任意の
間隔に保たれている。例えば所定の直径を持つシリカビ
ーズ、アルミナビーズをスペーサーとしてガラス基板２
枚で挟持し、周囲をシール材、例えばエポキシ系接着材
を用いて密封する方法がある。その他スペーサーとして
高分子フィルムやガラスファイバーを使用しても良い。
間隔に保たれている。例えば所定の直径を持つシリカビ
ーズ、アルミナビーズをスペーサーとしてガラス基板２
枚で挟持し、周囲をシール材、例えばエポキシ系接着材
を用いて密封する方法がある。その他スペーサーとして
高分子フィルムやガラスファイバーを使用しても良い。
この２枚のガラス基板の間に強誘電性液晶が封入されて
いる。強誘電性液晶が封入された強誘電性液晶層は、一
般には０．５〜２０μｍ１好ましくは１〜５μｍである
。
いる。強誘電性液晶が封入された強誘電性液晶層は、一
般には０．５〜２０μｍ１好ましくは１〜５μｍである
。
透明電極３からはリード線によって外部電源７に接続さ
れている。
れている。
またガラス基板２の外側には偏光板８が貼り合わせであ
る。
る。
第１図は透過型なので光源９を備えている。
第２図は強誘電性液晶素子の動作説明のために、セルの
例を模式的に描いたものである。２１ａと２１ｂはそれ
ぞれＩｎ２Ｏ３，５ｎ０２あるいはＩＴＯ（Ｔｎｄｆｕ
ｍ−Ｔｉｎ ０ｘｊｄｅ）等の薄膜からなる透明電極
で被覆された基板（ガラス板）であり、その間に液晶分
子層２２がガラス面に垂直になるよう配向したＳ ｍ
Ｃ”相またはＳｍＨ”相の液晶が封入されている。太線
で示した線２３が液晶分子を表わしており、この液晶分
子２３はその分子に直交した方向に双極子モーメント（
Ｐｌ）２４を有している。基板２１ａと２１ｂ上の電極
間に一定の閾値以上の電圧を印加すると、液晶分子２３
のらせん構造がほどけ、双極子モーメント（Ｐｌ）２４
がすべて電界方向に向くよう、液晶分子２３は配向方向
を変えることができる。液晶分子２３を細長い形状を有
しており、その長軸方向と短軸方向で屈折率異方性を示
し、従って例えばガラス面の上下に互いにクロスニコル
の偏光子を置けば、電圧印加極性によって光学特性が変
わる液晶光学変調素子となることは、容易に理解される
。
例を模式的に描いたものである。２１ａと２１ｂはそれ
ぞれＩｎ２Ｏ３，５ｎ０２あるいはＩＴＯ（Ｔｎｄｆｕ
ｍ−Ｔｉｎ ０ｘｊｄｅ）等の薄膜からなる透明電極
で被覆された基板（ガラス板）であり、その間に液晶分
子層２２がガラス面に垂直になるよう配向したＳ ｍ
Ｃ”相またはＳｍＨ”相の液晶が封入されている。太線
で示した線２３が液晶分子を表わしており、この液晶分
子２３はその分子に直交した方向に双極子モーメント（
Ｐｌ）２４を有している。基板２１ａと２１ｂ上の電極
間に一定の閾値以上の電圧を印加すると、液晶分子２３
のらせん構造がほどけ、双極子モーメント（Ｐｌ）２４
がすべて電界方向に向くよう、液晶分子２３は配向方向
を変えることができる。液晶分子２３を細長い形状を有
しており、その長軸方向と短軸方向で屈折率異方性を示
し、従って例えばガラス面の上下に互いにクロスニコル
の偏光子を置けば、電圧印加極性によって光学特性が変
わる液晶光学変調素子となることは、容易に理解される
。
本発明の光学変調素子で好ましく用いられる液晶セルは
、その厚さを充分に薄く（例えばｌＯμ以下）すること
ができる。このように液晶層が薄くなるにしたがい、第
３図に示すように電界を印加していない状態でも液晶分
子のらせん構造がほどけ、その双極子モーメントＰａま
たはｐｂは上向き（３４ａ）または下向き（３４ｂ）の
どちらかの状態をとる。このようなセルに、第３図に示
す如く一定の閾値以上の極性の異なる電界ＥａまたはＥ
ｂを電圧印加手段３１ａと３１ｂにより付与すると、双
極子モーメントは電界ＥａまたはＥｂの電界ベクトルに
対応して上向き３４ａまたは下向き３４ｂと向きを変え
、それに応じて液晶分子は、第１の安定状態３３ａかあ
るいは第２の安定状態３３ｂの何れか一方に配向する。
、その厚さを充分に薄く（例えばｌＯμ以下）すること
ができる。このように液晶層が薄くなるにしたがい、第
３図に示すように電界を印加していない状態でも液晶分
子のらせん構造がほどけ、その双極子モーメントＰａま
たはｐｂは上向き（３４ａ）または下向き（３４ｂ）の
どちらかの状態をとる。このようなセルに、第３図に示
す如く一定の閾値以上の極性の異なる電界ＥａまたはＥ
ｂを電圧印加手段３１ａと３１ｂにより付与すると、双
極子モーメントは電界ＥａまたはＥｂの電界ベクトルに
対応して上向き３４ａまたは下向き３４ｂと向きを変え
、それに応じて液晶分子は、第１の安定状態３３ａかあ
るいは第２の安定状態３３ｂの何れか一方に配向する。
このような強誘電性を光学変調素子として用いることの
利点は先にも述べたが２つある。
利点は先にも述べたが２つある。
その第１は、応答速度が極めて速いことであり、第２は
液晶分子の配向が双安定性を有することである。第２の
点を例えば第３図によって更に説明すると、電界Ｅａを
印加すると液晶分子は第１の安定状態３３ａに配向する
が、この状態は電界を切っても安定である。また、逆向
きの電界Ｅｂを印加すると、液晶分子は第２の安定状態
３３ｂに配向してその分子の向きを変えるが、やはり電
界を切ってもこの状態に留まっている。また与える電界
ＥａあるいはＥｂが一定の閾値を越えない限り、それぞ
れ前の配向状態にやはり維持されている。
液晶分子の配向が双安定性を有することである。第２の
点を例えば第３図によって更に説明すると、電界Ｅａを
印加すると液晶分子は第１の安定状態３３ａに配向する
が、この状態は電界を切っても安定である。また、逆向
きの電界Ｅｂを印加すると、液晶分子は第２の安定状態
３３ｂに配向してその分子の向きを変えるが、やはり電
界を切ってもこの状態に留まっている。また与える電界
ＥａあるいはＥｂが一定の閾値を越えない限り、それぞ
れ前の配向状態にやはり維持されている。
この様な特性を有する強誘電性液晶材料を一対の基板間
に挟持した素子で単純マトリクス表示装置とした場合、
例えば特開昭５９−１９３４２６号公報、同５９−１９
３４２７号公報、同６０−１５６０４６号公報や同６０
−１５６０４７号公報などに開示された駆動法を適用す
ることができる。
に挟持した素子で単純マトリクス表示装置とした場合、
例えば特開昭５９−１９３４２６号公報、同５９−１９
３４２７号公報、同６０−１５６０４６号公報や同６０
−１５６０４７号公報などに開示された駆動法を適用す
ることができる。
第４図は、本発明の実施例中で用いた駆動法の波形図で
ある。また、第５図は、本発明で用いたマトリクス電極
を配置した強誘電性液晶パネル５１の平面図である。第
５図のパネル５１には、走査線５２とデータ線５３とが
互いに交差して配線され、その交差部の走査線５２とデ
ータ線５３との間には強誘電性液晶が配置されている。
ある。また、第５図は、本発明で用いたマトリクス電極
を配置した強誘電性液晶パネル５１の平面図である。第
５図のパネル５１には、走査線５２とデータ線５３とが
互いに交差して配線され、その交差部の走査線５２とデ
ータ線５３との間には強誘電性液晶が配置されている。
第４図（Ａ）中のＳ、は選択された走査線に印加する選
択走査波形を、ＳＮは選択されていない非選択走査波形
を、Ｉｓは選択されたデータ線に印加する選択情報波形
（黒）を、ＩＮは選択されていないデータ線に印加する
非選択情報信号（白）を表わしている。また、図中（Ｉ
ｓ Ｓｓ）と（ＩＮ ｓｓ）は選択された走査線上
の画素に印加する電圧波形で、電圧（Ｉｓ Ｓｓ）が
印加された画素は黒の表示状態をとり、電圧（ＩＮ
Ｓｇ）が印加された画素は白の表示状態をとる。
択走査波形を、ＳＮは選択されていない非選択走査波形
を、Ｉｓは選択されたデータ線に印加する選択情報波形
（黒）を、ＩＮは選択されていないデータ線に印加する
非選択情報信号（白）を表わしている。また、図中（Ｉ
ｓ Ｓｓ）と（ＩＮ ｓｓ）は選択された走査線上
の画素に印加する電圧波形で、電圧（Ｉｓ Ｓｓ）が
印加された画素は黒の表示状態をとり、電圧（ＩＮ
Ｓｇ）が印加された画素は白の表示状態をとる。
第４図（Ｂ）は第４図（Ａ）に示す駆動波形で第６図に
示す表示を行ったときの時系列波形である。
示す表示を行ったときの時系列波形である。
第４図に示す駆動例では、選択された走査線上の画素に
印加される単一極性電圧の最小印加時間Δｔが書込み位
相ｔ２の時間に相当し、１ラインクリア上３位相の時間
が２Δｔに設定されている。
印加される単一極性電圧の最小印加時間Δｔが書込み位
相ｔ２の時間に相当し、１ラインクリア上３位相の時間
が２Δｔに設定されている。
さて、第４図に示した駆動波形の各パラメータｖＳ＋
ｖｌ＋ Δｔの値は使用する液晶材料のスイッチング特
性によって決定される。第７図は後述するバイアス比を
一定に保ったまま駆動電圧（Ｖｓ十Ｖ＋）を変化させた
ときの透過率Ｔの変化、即ちＶ−Ｔ特性を示したもので
ある。ここでは、Δｔ＝５０１ｔｓｓバイアス比Ｖ ＋
／ （Ｖ Ｉ＋Ｖ ｓ ） ＝１／３ ニ固定されて
いる。第７図の正側は第４図で示した（ＩＮ ＳＳ）
、負側は（Ｉｓ Ｓｓ）で示した波形が印加される。
ｖｌ＋ Δｔの値は使用する液晶材料のスイッチング特
性によって決定される。第７図は後述するバイアス比を
一定に保ったまま駆動電圧（Ｖｓ十Ｖ＋）を変化させた
ときの透過率Ｔの変化、即ちＶ−Ｔ特性を示したもので
ある。ここでは、Δｔ＝５０１ｔｓｓバイアス比Ｖ ＋
／ （Ｖ Ｉ＋Ｖ ｓ ） ＝１／３ ニ固定されて
いる。第７図の正側は第４図で示した（ＩＮ ＳＳ）
、負側は（Ｉｓ Ｓｓ）で示した波形が印加される。
ここでｖ２ ＊ Ｖ ３をそれぞれ実駆動量値電圧、及
びクロストーク電圧（Ｖｓ Ｖ＋がＶ３を越えると反
転してしまうのでスイッチング不良電圧ともいう）と呼
ぶ。但しＶ２＜Ｖ、＜Ｖ、）またΔｖ”” （Ｖ３ ｖ
＋ ）を電圧マージンと呼び、マトリクス駆動可能な電
圧幅となる。又、駆動マーのマトリクス駆動上、一般的
に存在すると言ってよい。具体的には、第４図（Ａ）（
ＩＮ ＳＳ）の波形における■Ｌによるスイッチング
を起こす電圧値である。勿論、バイアス比を大きくする
ことによりＶ３の値を大きくすることは可能であるが、
バイアス比を増すことは情報信号の振幅を大きくするこ
とを意味し、画質的にはちらつきの増大、コントラスト
の低下を招き好ましくない。我々の検討ではバイアス比
は１／３〜１／４程度が実用的であった。ところでバイ
アス比を固定すれば、電圧マージンΔ■は液晶材料のス
イッチング特性に強く依存し、ΔＶの大きい液晶材料が
マトリクス駆動上非常に有利であることは言うまでもな
い。
びクロストーク電圧（Ｖｓ Ｖ＋がＶ３を越えると反
転してしまうのでスイッチング不良電圧ともいう）と呼
ぶ。但しＶ２＜Ｖ、＜Ｖ、）またΔｖ”” （Ｖ３ ｖ
＋ ）を電圧マージンと呼び、マトリクス駆動可能な電
圧幅となる。又、駆動マーのマトリクス駆動上、一般的
に存在すると言ってよい。具体的には、第４図（Ａ）（
ＩＮ ＳＳ）の波形における■Ｌによるスイッチング
を起こす電圧値である。勿論、バイアス比を大きくする
ことによりＶ３の値を大きくすることは可能であるが、
バイアス比を増すことは情報信号の振幅を大きくするこ
とを意味し、画質的にはちらつきの増大、コントラスト
の低下を招き好ましくない。我々の検討ではバイアス比
は１／３〜１／４程度が実用的であった。ところでバイ
アス比を固定すれば、電圧マージンΔ■は液晶材料のス
イッチング特性に強く依存し、ΔＶの大きい液晶材料が
マトリクス駆動上非常に有利であることは言うまでもな
い。
この様な、ある一定温度において、情報信号の２通りの
向きによって選択画素に「黒」および「白」の二状態を
書き込むことが可能であり、非選択画素は、その「黒」
または「白」の状態を保持することが可能である印加電
圧の上下限の値およびその幅（駆動電圧マージンΔ■）
は液晶材料間で差があり特有なものである。また環境温
度の変化によっても、駆動マージンはズしていくため、
実際の表示装置の場合、液晶材料や環境温度に対して最
適駆動電圧にしておく必要がある。
向きによって選択画素に「黒」および「白」の二状態を
書き込むことが可能であり、非選択画素は、その「黒」
または「白」の状態を保持することが可能である印加電
圧の上下限の値およびその幅（駆動電圧マージンΔ■）
は液晶材料間で差があり特有なものである。また環境温
度の変化によっても、駆動マージンはズしていくため、
実際の表示装置の場合、液晶材料や環境温度に対して最
適駆動電圧にしておく必要がある。
しかしながら、実用上この様なマトリクス表示装置の表
示面積を拡大していく場合、各画素における液晶の存在
環境の差（具体的には、温度や電極間のセルギャップ差
）は当然大きくなり、駆動電圧マージンが小さな液晶で
は表示エリア全体に良好な画像を得ることが出来なくな
る。
示面積を拡大していく場合、各画素における液晶の存在
環境の差（具体的には、温度や電極間のセルギャップ差
）は当然大きくなり、駆動電圧マージンが小さな液晶で
は表示エリア全体に良好な画像を得ることが出来なくな
る。
また書き換え速度の速い画像（高周波駆動）を得るため
には、当然高速応答性を有すことが必要となる。
には、当然高速応答性を有すことが必要となる。
応答時間゛τと自発分極の大きさＰｓおよび粘度ηの間
には の関係が存在する。したがって応答速度を速くするには
、 （ア）自発分極の大きさＰｓを大きくする（イ）粘度η
を小さくする （つ）印加電界強度Ｅを高くする 方法がある。しかし、電界強度（印加電圧Ｖ）には、Ｉ
Ｃ等で駆動するため上限があり、せいぜいＣ−ＭＯＳで
はｖｐｐ〜３０Ｖであり、駆動電圧（Ｖ Ｓ ＋Ｖ ＋
）も３０Ｖ以下となる。よって、実際には粘度ηを小
さくするか、自発分極の大きさＰｓの値を大きくする必
要がある。
には の関係が存在する。したがって応答速度を速くするには
、 （ア）自発分極の大きさＰｓを大きくする（イ）粘度η
を小さくする （つ）印加電界強度Ｅを高くする 方法がある。しかし、電界強度（印加電圧Ｖ）には、Ｉ
Ｃ等で駆動するため上限があり、せいぜいＣ−ＭＯＳで
はｖｐｐ〜３０Ｖであり、駆動電圧（Ｖ Ｓ ＋Ｖ ＋
）も３０Ｖ以下となる。よって、実際には粘度ηを小
さくするか、自発分極の大きさＰｓの値を大きくする必
要がある。
一般的に自発分極の大きい強誘電性カイラルスメクチッ
ク液晶組成物においては、自発分極のもたらすセルの内
部逆電界も大きく、双安定状態をとり得る素子構成への
制約が多くなる傾向にある。
ク液晶組成物においては、自発分極のもたらすセルの内
部逆電界も大きく、双安定状態をとり得る素子構成への
制約が多くなる傾向にある。
我々の検討によると、良好な書き換えスピードを得るた
めにはフレーム周波数Ｆ＋は２０Ｈｚ以上必要であり、
仮に走査線（Ｓ）を４００本とすると、−走査線書き込
み時間（ＩＨ）は１２５μｓｅｃ以下（第４図に示す駆
動波形ではΔｔ＜４１．６μｓｅｃ）となる。この応答
性能を満足する温度範囲を出来るだけ低温側へ（少なく
とも室温まで）もっていくためには、ある程度大きなＰ
ｓを液晶組成物に与えなくてはならないが、我々の鋭意
検討によるとＰｓの増加は、双安定状態を取り得なくす
る傾向にあるだけではなく、駆動マージンの減少を引き
起こしてしまう。
めにはフレーム周波数Ｆ＋は２０Ｈｚ以上必要であり、
仮に走査線（Ｓ）を４００本とすると、−走査線書き込
み時間（ＩＨ）は１２５μｓｅｃ以下（第４図に示す駆
動波形ではΔｔ＜４１．６μｓｅｃ）となる。この応答
性能を満足する温度範囲を出来るだけ低温側へ（少なく
とも室温まで）もっていくためには、ある程度大きなＰ
ｓを液晶組成物に与えなくてはならないが、我々の鋭意
検討によるとＰｓの増加は、双安定状態を取り得なくす
る傾向にあるだけではなく、駆動マージンの減少を引き
起こしてしまう。
この現像は、Ｐｓが増加しても双安定性にほとんど影響
を与えない様なセル構成（具体的には、透明電極（ＩＴ
Ｏ）上に特別な絶縁層を設けず、５０人程度の超薄膜Ｐ
Ｉを塗布して、ラビング処理したものやＩＴＯを直接ラ
ビング処理したもの）においても確認された。
を与えない様なセル構成（具体的には、透明電極（ＩＴ
Ｏ）上に特別な絶縁層を設けず、５０人程度の超薄膜Ｐ
Ｉを塗布して、ラビング処理したものやＩＴＯを直接ラ
ビング処理したもの）においても確認された。
このため、有効に応答性能を高めるには、出来るだけ低
粘性な材料（ｅｘ、フェニルピリミジン骨格を有する化
合物ｅｔｃ、）を多用して、液晶相転移パターンを整え
ておき（ｅｘ、ＳｍＣ”−ＳｍＡ−Ｃｈ−■ＳＯ）、Ｐ
ｓ附与成分として自発分極の大きな化合物（ｅｘ、不斉
炭素に直接Ｆ原子結合した化合物等）を用い、その添加
量の調節によってＰｓの値を駆動マージンの減少が大き
く起きない上限に設定することが必要となる１（ＳｍＣ
”：カイラルスメクチツク相、ＳｍＡ：スメクチツクＡ
ＳＣｈ：コレクステリツク相、Ｉｓｏ ：等吉相） また、実際のデイスプレィとしての使用温度範囲を例え
ば５〜４５°Ｃ程度とした場合、駆動系やバックライト
等からの放熱も加わるため高温側の表示可能温度は５０
〜５５℃以上でなければならない。
粘性な材料（ｅｘ、フェニルピリミジン骨格を有する化
合物ｅｔｃ、）を多用して、液晶相転移パターンを整え
ておき（ｅｘ、ＳｍＣ”−ＳｍＡ−Ｃｈ−■ＳＯ）、Ｐ
ｓ附与成分として自発分極の大きな化合物（ｅｘ、不斉
炭素に直接Ｆ原子結合した化合物等）を用い、その添加
量の調節によってＰｓの値を駆動マージンの減少が大き
く起きない上限に設定することが必要となる１（ＳｍＣ
”：カイラルスメクチツク相、ＳｍＡ：スメクチツクＡ
ＳＣｈ：コレクステリツク相、Ｉｓｏ ：等吉相） また、実際のデイスプレィとしての使用温度範囲を例え
ば５〜４５°Ｃ程度とした場合、駆動系やバックライト
等からの放熱も加わるため高温側の表示可能温度は５０
〜５５℃以上でなければならない。
ところが、一般に駆動マージンは、高温側で減少する傾
向があり、特にＴｃから１０℃以内は著しく駆動マージ
ンは小さくなる。このため液晶組成物の’ｒｃ人の設定
は、使用温度範囲を考慮に入れた上で、駆動マージンの
確保を最っとも意識してなされなければならない。
向があり、特にＴｃから１０℃以内は著しく駆動マージ
ンは小さくなる。このため液晶組成物の’ｒｃ人の設定
は、使用温度範囲を考慮に入れた上で、駆動マージンの
確保を最っとも意識してなされなければならない。
低温側で大きな問題となるのが、大きな温度特性から生
まれる応答性能の劣化であり、５℃〜５０℃ではすぐれ
た温度特性を有ｂ、カイラルスメクチック液晶組成物で
も１０倍近く応答速度に差があり、表示素子として良好
な書き換えスピード（フレーム周波数Ｆｔ≧２０Ｈｚ）
を保ったまま、駆動電圧の調節のみをこの温度特性を備
うのは困難を要する。
まれる応答性能の劣化であり、５℃〜５０℃ではすぐれ
た温度特性を有ｂ、カイラルスメクチック液晶組成物で
も１０倍近く応答速度に差があり、表示素子として良好
な書き換えスピード（フレーム周波数Ｆｔ≧２０Ｈｚ）
を保ったまま、駆動電圧の調節のみをこの温度特性を備
うのは困難を要する。
このため、特に温度特性が急峻な室温以下の温度範囲を
カバーする目的で、液晶素子に熱印加手段を設ける方法
があるが、この場合、その素子上の面内温度差は拡大す
る傾向にあるため、駆動マージンはより大きくなくては
ならない。特に高温側での駆動マージンが最も重要な問
題となる。
カバーする目的で、液晶素子に熱印加手段を設ける方法
があるが、この場合、その素子上の面内温度差は拡大す
る傾向にあるため、駆動マージンはより大きくなくては
ならない。特に高温側での駆動マージンが最も重要な問
題となる。
また表示素子のフレーム周波数を上げるために、駆動波
形を１走査線走査時間（ＩＨ）を第４図に示した様な３
ΔＴ構成から２ΔＴ構成にする事や、２本以上の走査線
を同時に走査する事によって試みたが、多くの場合、駆
動マージンは減少しやはり液晶材料の駆動マージンをよ
り大きく確保する事が必要となってくる。
形を１走査線走査時間（ＩＨ）を第４図に示した様な３
ΔＴ構成から２ΔＴ構成にする事や、２本以上の走査線
を同時に走査する事によって試みたが、多くの場合、駆
動マージンは減少しやはり液晶材料の駆動マージンをよ
り大きく確保する事が必要となってくる。
また、良好な画質を得るために均−配向性を示し、モノ
ドメイン状態を得ることが必須であり、その強誘電性液
晶は等吉相からｃｈ相（コレステリック相）−３ｍＡ相
（スメクチック相）−ＳｍＣ”相（カイラルスメクチッ
クＣ相）という相転移系列を有していることが望ましい
。
ドメイン状態を得ることが必須であり、その強誘電性液
晶は等吉相からｃｈ相（コレステリック相）−３ｍＡ相
（スメクチック相）−ＳｍＣ”相（カイラルスメクチッ
クＣ相）という相転移系列を有していることが望ましい
。
本発明で用いうる液晶化合物は、以下のとおりである。
■ 低粘性であり、低温での高速駆動に有利な液晶性化
合物で 等の環と環との結合が単結合である。２環骨格を有する
液晶性化合物。
合物で 等の環と環との結合が単結合である。２環骨格を有する
液晶性化合物。
■ Ｐｓ（自発分極）附与材料として、少量の添加及び
調節により液晶組成物全体のＰｓが調節できる。大きな
Ｐｓを有する（好ましくは低粘である）化合物で、 （ｚ；環骨格との結合基、Ｒ；任意のアルキル基、Ｃ１
；光学活性な不斉炭素原子）等の側鎖を持つ、光学活性
な液晶性化合物。
調節により液晶組成物全体のＰｓが調節できる。大きな
Ｐｓを有する（好ましくは低粘である）化合物で、 （ｚ；環骨格との結合基、Ｒ；任意のアルキル基、Ｃ１
；光学活性な不斉炭素原子）等の側鎖を持つ、光学活性
な液晶性化合物。
■ 液晶組成物の粘性を著しく上昇させることなくＴＣ
Ａを上昇させ、高温高速駆動に有利な化合物で 等の任意の３つ環が各々単結合で結ばれた３環骨格を有
する液晶性化合物 また、 フェニルピリミ ジン環等、 単結合で結ば れた２環と、 フェニル環、 シクロヘキサン環との 間の結合子が 等で結合した３環骨格を有する液晶性化合物、＼ さらには、２環の液晶性化合物の中でも、Ｓ ｍ Ｃ”
相の上限温度が７０℃以上と高温である２環骨格を有す
る液晶性化合物もＴＣＡを上昇させるのに有効である。
Ａを上昇させ、高温高速駆動に有利な化合物で 等の任意の３つ環が各々単結合で結ばれた３環骨格を有
する液晶性化合物 また、 フェニルピリミ ジン環等、 単結合で結ば れた２環と、 フェニル環、 シクロヘキサン環との 間の結合子が 等で結合した３環骨格を有する液晶性化合物、＼ さらには、２環の液晶性化合物の中でも、Ｓ ｍ Ｃ”
相の上限温度が７０℃以上と高温である２環骨格を有す
る液晶性化合物もＴＣＡを上昇させるのに有効である。
■ ＳｍＣ”相の低温側の確保（ｍ、Ｐの低下）や相転
移系列の調節のための材料とじて 等が挙げられる。
移系列の調節のための材料とじて 等が挙げられる。
また、上述した■〜■の液晶性化合物の側鎖長、環骨格
との結合子、分岐・置換基の有無、骨格内の置換基の有
無、位置等は、目的とする強誘電性液晶組成物に与える
影響（Ｐｓ附与性、粘性の増減性、相転移パターン、ｃ
ｈ相・ｓ ｍ Ａ相等の温度域、化学的安定性等）を考
慮し、種々選択してい（必要がある。
との結合子、分岐・置換基の有無、骨格内の置換基の有
無、位置等は、目的とする強誘電性液晶組成物に与える
影響（Ｐｓ附与性、粘性の増減性、相転移パターン、ｃ
ｈ相・ｓ ｍ Ａ相等の温度域、化学的安定性等）を考
慮し、種々選択してい（必要がある。
以下実施例により本発明について更に詳細に説明するが
、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
尚、実施例中で、液晶材料の駆動マージンを比較するた
めのパラメータとして、ある駆動波形に対してΔｔを固
定しである温度で駆動電圧マージンΔＶ（Ｖ３ Ｖ２
）を測定し、セルギャップの変動に対するパラメータと
して、下記の式で求めたＭｄ （以下駆動ギャップマー
ジンという）を用いる。
めのパラメータとして、ある駆動波形に対してΔｔを固
定しである温度で駆動電圧マージンΔＶ（Ｖ３ Ｖ２
）を測定し、セルギャップの変動に対するパラメータと
して、下記の式で求めたＭｄ （以下駆動ギャップマー
ジンという）を用いる。
仮１：Ｖ ２＝１０Ｖ、 Ｖ ３＝１５ＶでＭｄ＝０．
２であれば、ある一定温度で、±２０％の面内セルギャ
ップバラツキを許容する駆動マージンを持つことになる
。本発明ではＭｄ＞０．１に設定されるのがよい。
２であれば、ある一定温度で、±２０％の面内セルギャ
ップバラツキを許容する駆動マージンを持つことになる
。本発明ではＭｄ＞０．１に設定されるのがよい。
■
また、駆動電圧マージンの中央値−（Ｖ ２ ＋Ｖ ３
）に電圧を設定して、測定温度を変化させた場合の駆動
可能な温度差を駆動温度マージンＭｔ（±ｘ ℃）とす
る。ＭｄとＭｔを用いると速度が速い、つまり駆動電圧
が低いためにΔＶの絶対値が小さくなっても、駆動マー
ジンの正当な評価が可能となる。
）に電圧を設定して、測定温度を変化させた場合の駆動
可能な温度差を駆動温度マージンＭｔ（±ｘ ℃）とす
る。ＭｄとＭｔを用いると速度が速い、つまり駆動電圧
が低いためにΔＶの絶対値が小さくなっても、駆動マー
ジンの正当な評価が可能となる。
我々の検討によると、Ｍｄの値は０．１以上なければあ
る程度以上の面積（例えば１０インチサイズ）における
画像表示を良好に保つことは、かなり困難であった。
る程度以上の面積（例えば１０インチサイズ）における
画像表示を良好に保つことは、かなり困難であった。
第１Ｏ図は、液晶層の温度を（ＴＣＡ−１０）℃以下の
温度に制御する手段が備えられた装ｒｊ１（例えば、プ
リンタ・ヘッド）を示している。
温度に制御する手段が備えられた装ｒｊ１（例えば、プ
リンタ・ヘッド）を示している。
第１０図に示す光路開閉手段では、画像形成装置のプリ
ンタ・ヘッドとして作動する時に、セル中の強誘電性液
晶１００１が（ＴＣＡ−１０） ℃以下の温度、例えば
温度５０℃に温度制御されるための昇温手段が設けられ
ている。この昇温手段は、強誘電性液晶１００１と接す
るか、又は図示していないが絶縁膜をその上に設けた発
熱抵抗体１００２と、該発熱抵抗体１００２に電流を与
えるための電源１００３を有している。発熱抵抗体１０
０２は、酸化インジウム、酸化錫や酸化チタンなどの透
明な金属酸化物の膜によって得られる。
ンタ・ヘッドとして作動する時に、セル中の強誘電性液
晶１００１が（ＴＣＡ−１０） ℃以下の温度、例えば
温度５０℃に温度制御されるための昇温手段が設けられ
ている。この昇温手段は、強誘電性液晶１００１と接す
るか、又は図示していないが絶縁膜をその上に設けた発
熱抵抗体１００２と、該発熱抵抗体１００２に電流を与
えるための電源１００３を有している。発熱抵抗体１０
０２は、酸化インジウム、酸化錫や酸化チタンなどの透
明な金属酸化物の膜によって得られる。
本発明では、発熱抵抗体１００２の発熱量により、液晶
温度が動作温度Ｔ℃より高＜、（ＴＣＡ−１０） ℃よ
り低い温度Ｔａまで加熱された後、自然冷却によってＴ
℃まで冷却される。この制御はメイン電源１００８がＯ
Ｎとなった時から、温度センサーとして感熱素子１００
５、電流調整器１００６、温度制御回路１００５とマイ
クロプロセッサ１００６とによって行われる。
温度が動作温度Ｔ℃より高＜、（ＴＣＡ−１０） ℃よ
り低い温度Ｔａまで加熱された後、自然冷却によってＴ
℃まで冷却される。この制御はメイン電源１００８がＯ
Ｎとなった時から、温度センサーとして感熱素子１００
５、電流調整器１００６、温度制御回路１００５とマイ
クロプロセッサ１００６とによって行われる。
第１Ｏ図に示す光路開閉手段は、液晶駆動回路１００７
によって、セル中に設けた電極１００９と１０１０に選
択的な信号が印加され、このために強誘電性液晶１００
１の配向状態が選択的に制御されて光路の開閉を行うこ
とができる。この配向状態の変調は、両側に配置した偏
光子１０１５と１０１６によって検知される。又、第１
Ｏ図において１０１１と１０１２は、例えばガラスやプ
ラスチックシートなどの基板を、１０１３と１０１４は
Ｓｉｎ、 ＳｉＯ２あるいはポリイミド、ポリカーボネ
ート、ポリアミドなどの絶縁膜で形成した配向制御膜を
表わしている。
によって、セル中に設けた電極１００９と１０１０に選
択的な信号が印加され、このために強誘電性液晶１００
１の配向状態が選択的に制御されて光路の開閉を行うこ
とができる。この配向状態の変調は、両側に配置した偏
光子１０１５と１０１６によって検知される。又、第１
Ｏ図において１０１１と１０１２は、例えばガラスやプ
ラスチックシートなどの基板を、１０１３と１０１４は
Ｓｉｎ、 ＳｉＯ２あるいはポリイミド、ポリカーボネ
ート、ポリアミドなどの絶縁膜で形成した配向制御膜を
表わしている。
第１１図は、本発明で用いる光路開閉手段の別の具体例
を表わしている。この具体例においては、発熱抵抗体１
１０１を配線した発熱体１１０３が液晶セル１１０２の
側面に配置されている。この発熱抵抗体１１０１に電流
を第１Ｏ図の場合と同様のシーケンスによって制御する
ことができる。
を表わしている。この具体例においては、発熱抵抗体１
１０１を配線した発熱体１１０３が液晶セル１１０２の
側面に配置されている。この発熱抵抗体１１０１に電流
を第１Ｏ図の場合と同様のシーケンスによって制御する
ことができる。
以下、本発明を実施例に従って説明する。
なお以下実施例では、自発分極はに６ミヤサト外「三角
波による強誘電性液晶の自発分極の直接測定法」（日本
応用物理学会誌■、１０号、Ｌ （６ｄ、）１９８３、
（“Ｄｉｒｅｃｔ Ｍｅｔｈｏｄ ｗｉｔｈ Ｔｒｉａ
ｎｇｕｌａｒＷ ａ ｖ ｅ ｓ ｆ ｏ ｒ Ｍ
ｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｓ ｐ ｏ ｎ
ｔ ａ ｎ ｅ ｏ ｕ ５Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏ
ｎ ｉｎ Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｌｉｑｕ
ｉｄＣｒｙｓｔａｌ”、ａｓ ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ ｂ
ｙ ＫｏＭｉｙａｓａｔ。
波による強誘電性液晶の自発分極の直接測定法」（日本
応用物理学会誌■、１０号、Ｌ （６ｄ、）１９８３、
（“Ｄｉｒｅｃｔ Ｍｅｔｈｏｄ ｗｉｔｈ Ｔｒｉａ
ｎｇｕｌａｒＷ ａ ｖ ｅ ｓ ｆ ｏ ｒ Ｍ
ｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｓ ｐ ｏ ｎ
ｔ ａ ｎ ｅ ｏ ｕ ５Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏ
ｎ ｉｎ Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｌｉｑｕ
ｉｄＣｒｙｓｔａｌ”、ａｓ ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ ｂ
ｙ ＫｏＭｉｙａｓａｔ。
ｅｔ ａｌ、（Ｊａｐ、Ｊ、Ａｐｐｌ、Ｐｈｙｓ、２２
． Ｎｏ、１０． Ｌ６ｄ、（１９８３）））により測
定した。
． Ｎｏ、１０． Ｌ６ｄ、（１９８３）））により測
定した。
実施例１
下記に示す自発分極の大きな液晶性化合物を１対２の重
量部で混合した液晶組成物１−Ａを作成した。
量部で混合した液晶組成物１−Ａを作成した。
重量部
次にチッソ■製液晶組成物Ｃ５−１０１４に対して以下
に示す重量％で液晶組成物１−Ａを混合し、液晶組成物
１−１−１−５を得た。これらはすべてＳｍＣ”−８ｍ
Ａ−Ｃｈ−■ｓｏの相転移系列を有す。
に示す重量％で液晶組成物１−Ａを混合し、液晶組成物
１−１−１−５を得た。これらはすべてＳｍＣ”−８ｍ
Ａ−Ｃｈ−■ｓｏの相転移系列を有す。
ＴＣＡも同時に示す。
組成物名
Ｃ８−１０１４／ｌ−Ａ
重量％ 重量％
ＴＣＡ
（℃）
１−２ ９２／８ ５
３．１℃１−３ ９０／１０
５２．５℃１−４ ８５／１５
５１，１℃また、これらの液晶組成物及びＣ５−
１０１４の自発分極を前述した三角波法で測定した。結
果を第８図に示す。第８図より明らかな様にほぼＴＣＡ
−Ｔ≧１５ではＰｓの増加は（Ｔ ｃＡ−Ｔ ）に対し
て直線的であり、高温側でやや急に小さくなる（ＣＳ−
１０１４のＰｓが低温域でほとんど増加していないが、
逆に低温で急にＰｓの値が大きくなる例は、相転移を伴
わなければないと言ってよい。）。直線領域の各液晶組
成物のＩＰＳＩを（ＴＣＡ−丁）の関数としてＰｓ ｌ
＝ α＋β（ＴＣＡ−Ｔ） （ｎｃ／ｃ ｒｒｒ）と
表わすとき液晶組成物１−１〜１−５及びＣ５−１０１
４のαとβを第８図より読みとった値は以下の通りであ
る。
３．１℃１−３ ９０／１０
５２．５℃１−４ ８５／１５
５１，１℃また、これらの液晶組成物及びＣ５−
１０１４の自発分極を前述した三角波法で測定した。結
果を第８図に示す。第８図より明らかな様にほぼＴＣＡ
−Ｔ≧１５ではＰｓの増加は（Ｔ ｃＡ−Ｔ ）に対し
て直線的であり、高温側でやや急に小さくなる（ＣＳ−
１０１４のＰｓが低温域でほとんど増加していないが、
逆に低温で急にＰｓの値が大きくなる例は、相転移を伴
わなければないと言ってよい。）。直線領域の各液晶組
成物のＩＰＳＩを（ＴＣＡ−丁）の関数としてＰｓ ｌ
＝ α＋β（ＴＣＡ−Ｔ） （ｎｃ／ｃ ｒｒｒ）と
表わすとき液晶組成物１−１〜１−５及びＣ５−１０１
４のαとβを第８図より読みとった値は以下の通りであ
る。
ａ、、Ｚ
１−１ ４．８ ０．１４１−２
４．６ ０．２３１−３
５．８ ０．２５１−４ ７．５
０．３４Ｃ３−１０１４３，８０，０５ 次に、これらの液晶組成物を以下の手順で作製したセル
を用いて、光学的な応答を観察した。
４．６ ０．２３１−３
５．８ ０．２５１−４ ７．５
０．３４Ｃ３−１０１４３，８０，０５ 次に、これらの液晶組成物を以下の手順で作製したセル
を用いて、光学的な応答を観察した。
２枚の１．Ｉｍｍ厚のガラス板を用意し、それぞれのガ
ラス板上にＩＴＯ膜を形成し、電圧印加電極を作威し、
さらにこの上にＳｉＯ２（４００人）を蒸着させ絶縁層
とした。
ラス板上にＩＴＯ膜を形成し、電圧印加電極を作威し、
さらにこの上にＳｉＯ２（４００人）を蒸着させ絶縁層
とした。
この基板上にポリイミド樹脂前駆体〔東しくｍ５Ｐ−７
１０）１．０％ジメチルアセトアミド溶液を回転数３０
００ｒ、ｐ、ｍのスピンナーで１５秒間塗布した。
１０）１．０％ジメチルアセトアミド溶液を回転数３０
００ｒ、ｐ、ｍのスピンナーで１５秒間塗布した。
成膜後、６０分間、３００℃加熱縮合焼成処理を施した
。この時の塗膜の膜厚は約１２０人であった。
。この時の塗膜の膜厚は約１２０人であった。
この焼成後の被膜には、アセテート植毛布によるラビン
グ処理がなされ、その後イソプロピルアルコール液で洗
浄し、平均粒径１．５μｍのシリカビーズを一方のガラ
ス板上に散布した後、それぞれのラビング処理軸が互い
に平行となる様にし、接着シール剤〔リクソンボンド（
チッソ＠）〕を用いてガラス板をはり合わせ、６０分間
、１００℃にて加熱乾燥しセルを作成した。このセルの
セル厚をベレツク位相板によって測定したところ約１．
５μｍであった。
グ処理がなされ、その後イソプロピルアルコール液で洗
浄し、平均粒径１．５μｍのシリカビーズを一方のガラ
ス板上に散布した後、それぞれのラビング処理軸が互い
に平行となる様にし、接着シール剤〔リクソンボンド（
チッソ＠）〕を用いてガラス板をはり合わせ、６０分間
、１００℃にて加熱乾燥しセルを作成した。このセルの
セル厚をベレツク位相板によって測定したところ約１．
５μｍであった。
このセルに上述の液晶組成物１−１〜１〜４及びＣ５−
１０１４を等方性液体状態で注入し、等吉相から２０℃
／ｈで２５℃まで徐冷することにより、強誘電性液晶素
子を作成した。
１０１４を等方性液体状態で注入し、等吉相から２０℃
／ｈで２５℃まで徐冷することにより、強誘電性液晶素
子を作成した。
これらの強誘電性液晶素子を用いて、前述した第４図に
示す駆動波形（ｌ／３バイアス）で駆動型その結果を次
に示す１（尚、Δｔは４０μｓｅｃに固定） ２５℃ ４０℃ １−１ ３２．５Ｖ／４５Ｖ以上（−） １
４．５Ｖ／２１．４Ｖ （０，１９２）１−２
２２．６Ｖ／３０．５Ｖ （０，１４９） ＩＯ，
ＩＶ／１３．ＩＶ （０，１３０）１−３ １８
．８Ｖ／２０．３Ｖ （０，０３８） ８．８Ｖ
／ ８．９Ｖ （０，００５）１−４ スイッ
チング不良 スイッチング不良つまり、液晶組
成物１−２だけが２５℃でも３０Ｖ以下で駆動可能でか
つＭｄが０．１以上ある。
示す駆動波形（ｌ／３バイアス）で駆動型その結果を次
に示す１（尚、Δｔは４０μｓｅｃに固定） ２５℃ ４０℃ １−１ ３２．５Ｖ／４５Ｖ以上（−） １
４．５Ｖ／２１．４Ｖ （０，１９２）１−２
２２．６Ｖ／３０．５Ｖ （０，１４９） ＩＯ，
ＩＶ／１３．ＩＶ （０，１３０）１−３ １８
．８Ｖ／２０．３Ｖ （０，０３８） ８．８Ｖ
／ ８．９Ｖ （０，００５）１−４ スイッ
チング不良 スイッチング不良つまり、液晶組
成物１−２だけが２５℃でも３０Ｖ以下で駆動可能でか
つＭｄが０．１以上ある。
Ｐｓ ｌ ＜５＋０．２５ （ＴＣＡ−Ｔ）の関係より
大きなＰｓの値である液晶組成物において、ｌ−３は駆
動マージンが著しく減少しており、またｌ−４ではスイ
ッチング不良（双安定性が失われている状態）のためマ
ージンなしとなっている。
大きなＰｓの値である液晶組成物において、ｌ−３は駆
動マージンが著しく減少しており、またｌ−４ではスイ
ッチング不良（双安定性が失われている状態）のためマ
ージンなしとなっている。
さらに１−１と１−２を４５℃で同じ測定をしたところ
Ｉ−１のＭｄが０．０８．１−２のＭｄは０．０３と０
．１以下になり、駆動マージンが十分であるとは言えな
い。これはＴ ｃｐ、 −Ｔ ＜ １０℃の温度領域で
あるためと思われる。
Ｉ−１のＭｄが０．０８．１−２のＭｄは０．０３と０
．１以下になり、駆動マージンが十分であるとは言えな
い。これはＴ ｃｐ、 −Ｔ ＜ １０℃の温度領域で
あるためと思われる。
次にＴＣＡを上昇させる目的で下記に示す液晶性化合物
を用いて以下の混合を行った。
を用いて以下の混合を行った。
重量部
これを液晶組成物１−Ｂとする。Ｃ８−１０１４゜１−
Ａ、１−Ｂを用いて以下の混合を行い上述の液晶組成物
１−１．１−２の改良を試みた。
Ａ、１−Ｂを用いて以下の混合を行い上述の液晶組成物
１−１．１−２の改良を試みた。
１−５ ８０ ５
１５１−６７７８１５ １−５．１−６伴にＳｍＣ″４−４８ｍＡ−Ｃｈ−ＩＳ
Ｏの相転移系列を示し、ＴＣＡは１−５がｄ、．８℃、
ｌ −６がｄ、．３℃であった。Ｐｓの温度変化を第８
図に示す。
１５１−６７７８１５ １−５．１−６伴にＳｍＣ″４−４８ｍＡ−Ｃｈ−ＩＳ
Ｏの相転移系列を示し、ＴＣＡは１−５がｄ、．８℃、
ｌ −６がｄ、．３℃であった。Ｐｓの温度変化を第８
図に示す。
液晶組成物１−５．１−６をセル内に注入する以外は、
全く上述と同様の方法で強誘電性液晶素子を作成し、駆
動電圧マージンＭｄを測定した（Δｔは４０μｓｅｃに
固定） ２５°０ ４０℃ ４５
℃１−１と１−５． １−２と１−６を比較すると２５
℃のスピード（ｖ２）は、それほど変わっていないが４
５℃での駆動マージンが著しく増大している。
全く上述と同様の方法で強誘電性液晶素子を作成し、駆
動電圧マージンＭｄを測定した（Δｔは４０μｓｅｃに
固定） ２５°０ ４０℃ ４５
℃１−１と１−５． １−２と１−６を比較すると２５
℃のスピード（ｖ２）は、それほど変わっていないが４
５℃での駆動マージンが著しく増大している。
１−２と１−６の３２．５℃における駆動温度マージン
Ｍｔは、それぞれ上２゜５℃と上３゜３℃でありｌ−６
の方が改善されている。
Ｍｔは、それぞれ上２゜５℃と上３゜３℃でありｌ−６
の方が改善されている。
実施例２
下記重量部で混合した液晶組成物２−Ａ。
２−Ｂ。
２−Ｃｌ
２−Ｄを作成した。
（２−Ａ）
重量部
（２−Ｂ）
（２−Ｃ）
（２−Ｄ）
重量部
これらの液晶組成物及び他の液晶性化合物を以下の重量
部で混合し液晶組成物２−１〜２−５を得た。
部で混合し液晶組成物２−１〜２−５を得た。
これらの液晶組成物２−１〜２−５はＳｍＣ”−５ｍＡ
−Ｃｈ−■ｓｏの相転移系列を示し、各々’Ｉ’ ＣＡ
は順に５７．８℃、 ６３．２°Ｃ，７１，４℃、７０
．６℃、 ６９．６℃であった。Ｐｓの温度変化を第９
図に示す。
−Ｃｈ−■ｓｏの相転移系列を示し、各々’Ｉ’ ＣＡ
は順に５７．８℃、 ６３．２°Ｃ，７１，４℃、７０
．６℃、 ６９．６℃であった。Ｐｓの温度変化を第９
図に示す。
次に液晶組成物２−１〜２−５をセル内に注入する以外
は、全く上述と同様の方法で強誘電性液晶素子を作成し
、駆動電圧マージンＭｄを測定した。
は、全く上述と同様の方法で強誘電性液晶素子を作成し
、駆動電圧マージンＭｄを測定した。
（Δｔは３０μｓに固定）
３０°０ ４０℃ ５５℃２−３
２５．８Ｖ／４０．８Ｖ １７．２Ｖ／２６．
ＯＶ １０．ＩＶ／１４．７Ｖ（０，２２５）
（０，２０４） （０，１８５
）２−４ １９．５Ｖ／２６．ＯＶ １３．
ｌＶ／１７．２Ｖ ７，７Ｖ／９．８Ｖ（０，１
４３） （０，１３５） （
０，１２０）２−５ １３．１．Ｖ／１３．５Ｖ
８，８Ｖ／８，９Ｖ マージンなしく０．
０１５） （０，００５）Ｐｓ ｌ ＜
５＋０．２５ （Ｔｃ−Ｔ）の関係より大きなＰｓをも
つ液晶組成物である２−５の駆動マージンは著しく減少
している。また、５５℃より１０°Ｃ以上高いＴＣＡを
有さない液晶組成物２−１．２−２はその５５℃におけ
る駆動マージンが小さく、表示素子としての使用温度範
囲の上限に問題を生じた。
２５．８Ｖ／４０．８Ｖ １７．２Ｖ／２６．
ＯＶ １０．ＩＶ／１４．７Ｖ（０，２２５）
（０，２０４） （０，１８５
）２−４ １９．５Ｖ／２６．ＯＶ １３．
ｌＶ／１７．２Ｖ ７，７Ｖ／９．８Ｖ（０，１
４３） （０，１３５） （
０，１２０）２−５ １３．１．Ｖ／１３．５Ｖ
８，８Ｖ／８，９Ｖ マージンなしく０．
０１５） （０，００５）Ｐｓ ｌ ＜
５＋０．２５ （Ｔｃ−Ｔ）の関係より大きなＰｓをも
つ液晶組成物である２−５の駆動マージンは著しく減少
している。また、５５℃より１０°Ｃ以上高いＴＣＡを
有さない液晶組成物２−１．２−２はその５５℃におけ
る駆動マージンが小さく、表示素子としての使用温度範
囲の上限に問題を生じた。
Ｐ ｓｌ ＜５＋０．２５ （ＴＣＡ−Ｔ）の範囲内に
Ｐｓの値をもち、ＴＣＡが６５８Ｃ（５５＋１０°Ｃ）
以上高い液晶組成物２−３．２−４は５５℃における駆
動マージンも確保されており、３０℃でも３０Ｖ以下で
駆動できる非常に実用度の高いものとなっている。
Ｐｓの値をもち、ＴＣＡが６５８Ｃ（５５＋１０°Ｃ）
以上高い液晶組成物２−３．２−４は５５℃における駆
動マージンも確保されており、３０℃でも３０Ｖ以下で
駆動できる非常に実用度の高いものとなっている。
実施例３
実施例１で使用した液晶組成物Ｃ５−１０１４゜１−１
． １−２．１−３． ｌ−４，１−５及び１−６を５
ｉ０２を用いずにポリイミド樹脂だけで配向制御膜を作
成した以外は全〈実施例１と同様の方法で駆動電圧マー
ジンＭｄを測定したところ、１−４もスイッチング不良
を起こすことはなくなったが、高温側まで駆動マージン
が確保されていたのは、１−５゜１−６だけであり、そ
の他の傾向も実施例１と同様であった。
． １−２．１−３． ｌ−４，１−５及び１−６を５
ｉ０２を用いずにポリイミド樹脂だけで配向制御膜を作
成した以外は全〈実施例１と同様の方法で駆動電圧マー
ジンＭｄを測定したところ、１−４もスイッチング不良
を起こすことはなくなったが、高温側まで駆動マージン
が確保されていたのは、１−５゜１−６だけであり、そ
の他の傾向も実施例１と同様であった。
実施例４
実施例２で使用した強誘電性液晶素子を第１２図に示す
駆動波形（２本の走査線が％ＩＨの時間、同時に走査さ
れているため、表示素子のフレーム周波数を２倍に出来
る利点がある）を用いて駆動電圧マージンＭｄを測定し
たところ、実施例２と同様に５０℃以上の高温まで駆動
可能な材料は２−３と２−４のみであり、その他の傾向
も実施例Ｉと同様であった。
駆動波形（２本の走査線が％ＩＨの時間、同時に走査さ
れているため、表示素子のフレーム周波数を２倍に出来
る利点がある）を用いて駆動電圧マージンＭｄを測定し
たところ、実施例２と同様に５０℃以上の高温まで駆動
可能な材料は２−３と２−４のみであり、その他の傾向
も実施例Ｉと同様であった。
比較例１〜４
実施例１で用いた強誘電性液晶組成物に代えてＣ３１０
１７（ＴＣＡ ： ５３℃）、Ｃ５−１０Ｌ９ （ＴＣ
Ａ ： ６７．２℃）〔チッソ■製〕及びＺＬＩ−４０
００（ＴＣＡ ： ６３．８℃）、ＺＬＩ−４００３（
ＴＣＡ ： ６２．０°Ｃ）〔メルク■製〕を用いた以
外は全〈実施例１と同様の方法で強誘電性液晶素子を作
成し、駆動電圧マージンＭｄを測定し、比較例１． ２
．３．４とした（Δｔは３０μｓｅｃに固定）。測定結
果を下記の通りであった。尚、各組成物の相転移パター
ンはＳｍＣ″−８ｍＡ−Ｃｈ−■Ｓｏであり、自発分極
値の測定結果は第１３図に示す。
１７（ＴＣＡ ： ５３℃）、Ｃ５−１０Ｌ９ （ＴＣ
Ａ ： ６７．２℃）〔チッソ■製〕及びＺＬＩ−４０
００（ＴＣＡ ： ６３．８℃）、ＺＬＩ−４００３（
ＴＣＡ ： ６２．０°Ｃ）〔メルク■製〕を用いた以
外は全〈実施例１と同様の方法で強誘電性液晶素子を作
成し、駆動電圧マージンＭｄを測定し、比較例１． ２
．３．４とした（Δｔは３０μｓｅｃに固定）。測定結
果を下記の通りであった。尚、各組成物の相転移パター
ンはＳｍＣ″−８ｍＡ−Ｃｈ−■Ｓｏであり、自発分極
値の測定結果は第１３図に示す。
２５℃
４０℃
５５℃
Ｃ８−１０１７４０，ＯＶ／４６Ｖ以上 １７．ＯＶ
／２０．９Ｖ −（−） （０，
１０３）尚、Ｃ５−１０１９、ＺＬ、ｌ−４００３はい
ずれの測定温度においても駆動電圧マージンは得られな
かった。
／２０．９Ｖ −（−） （０，
１０３）尚、Ｃ５−１０１９、ＺＬ、ｌ−４００３はい
ずれの測定温度においても駆動電圧マージンは得られな
かった。
また、Ｃ５−１０１７、ＺＬＩ−４０００におイテも、
高温での駆動マージンに大きな問題があると言える。
高温での駆動マージンに大きな問題があると言える。
ｍ−
（塩１下余・白；）
ｋ パ、・
実施例５
以下に示す液晶性化合物を以下に示す重量部で混合して
、 液晶組成物５−１を得た。
、 液晶組成物５−１を得た。
重量部
重量部
この液晶組成物５−１はＳ ｍ Ｃ”−Ｓ ｍ Ａ−Ｃ
ｈ４−４ＩＳＯの相転移系列を示す。
ｈ４−４ＩＳＯの相転移系列を示す。
ＴＣＡと自発分極の温度変化の結果を以下に示す。
ｌ Ｐｓ ｌ （ＴＣＡ−Ｔ） Ｃｎｃ／ｃ ｎｆ）
ＴＣＡ （１０℃）（２０℃） （３０℃） （
４０℃）６８．１℃ ３．９ ６．２ ８．
５ １１．０液晶組成物５−１をセル内に注入する
以外は、全〈実施例１と同様の方法で強誘電性液晶素子
を作成し、駆動電圧マージンＭｄを測定した１（Δｔ＝
３０μｓｅｃに固定）その結果を示す。
ＴＣＡ （１０℃）（２０℃） （３０℃） （
４０℃）６８．１℃ ３．９ ６．２ ８．
５ １１．０液晶組成物５−１をセル内に注入する
以外は、全〈実施例１と同様の方法で強誘電性液晶素子
を作成し、駆動電圧マージンＭｄを測定した１（Δｔ＝
３０μｓｅｃに固定）その結果を示す。
２５°Ｃ４０℃ ５５℃この液晶組成
物を用いた強誘電性液晶表示素子は、５０℃以上まで良
好な画像を表示することができた。
物を用いた強誘電性液晶表示素子は、５０℃以上まで良
好な画像を表示することができた。
実施例６
実施例５で混合した液晶組成物５−１において、強誘電
性液晶性化合物［相］、■の代わりに、以下に示す強誘
電性液晶性化合物をそれぞれ■、■と同重量部用いる他
は全く液晶組成物５−１と同様な混合をし液晶組成物６
−１を得た。
性液晶性化合物［相］、■の代わりに、以下に示す強誘
電性液晶性化合物をそれぞれ■、■と同重量部用いる他
は全く液晶組成物５−１と同様な混合をし液晶組成物６
−１を得た。
り
この液晶組成物６−１はＳ ｍ Ｃ”−３ｍ Ａ−Ｃｈ
−■ＳＯの相転移系列を示す。
−■ＳＯの相転移系列を示す。
Ｔｃ式と自発分極の温度変化の結果を以下に示す。
ＣＡ
５
（１０℃）
（Ｔ（−Ｔ）（ｎｃ／ｃ ｒｔ？）
（２０℃） （３０℃）（４０°Ｃ）６８゜９℃
４．１ ６．３ ８．９ １
１．２液晶組成物６−１をセル内に注入する以外は、全
〈実施例１と同様の方法で強誘電性液晶素子を作成し駆
動電圧マージンＭｄを測定した１（Δｔ＝３０μｓｅｃ
に固定）その結果を示す。
４．１ ６．３ ８．９ １
１．２液晶組成物６−１をセル内に注入する以外は、全
〈実施例１と同様の方法で強誘電性液晶素子を作成し駆
動電圧マージンＭｄを測定した１（Δｔ＝３０μｓｅｃ
に固定）その結果を示す。
２５℃ ４０℃ ５５
°にの液晶組成物を用いた強誘電性液晶表示素子は５０
℃以上まで良好な画像を表示することができた。
°にの液晶組成物を用いた強誘電性液晶表示素子は５０
℃以上まで良好な画像を表示することができた。
以上述べてきたことより明らかな様に、本発明による強
誘電性液晶組成物を用いた、強誘電性液晶表示素子は、
大版表示面積を有する表示素子として、良好な書き換え
スピードを示し、かつ室温付近から５０℃以上の高温ま
で、均一で良好な画像を得ることができる。
誘電性液晶組成物を用いた、強誘電性液晶表示素子は、
大版表示面積を有する表示素子として、良好な書き換え
スピードを示し、かつ室温付近から５０℃以上の高温ま
で、均一で良好な画像を得ることができる。
また、本発明の他の効果として、均一で良好な書き換え
スピードを画像を得るための電極間ギャップバラツキ及
び表示素子の面内温度分布等に対する許容度を広げるこ
とができる。
スピードを画像を得るための電極間ギャップバラツキ及
び表示素子の面内温度分布等に対する許容度を広げるこ
とができる。
第１図は強誘電性液晶を用いた液晶表示素子の一例の断
面概略図である。 第２図および第３図は強誘電性液晶素子の動作説明のた
めに、素子セルの一例を模式的に表わす斜視図である。 第４図（Ａ）、（Ｂ）は実施例中で用いた駆動法の波形
図である。 第５図はマトリクス電極を配置した強誘電性液晶パネル
の平面図である。 第６図は、第４図（Ｂ）に示す時系列駆動波形で実際の
駆動を行ったときの表示パターンの模式図である。 第７図は駆動電圧を変化させたときの透過率の変化を表
わすつまりＶ−Ｔ特性図である。 第８図、第９図および第１３図はそれぞれ実施例１、２
および比較例１〜４で示された強誘電性液晶組成物のＰ
ｓの（Ｔｃ−Ｔ）に対する変化を表わす特性図である。 第１０図は本発明装置例のブロック図である。 第１１図は本発明で用いた別のセルの斜視図である。 第１２図は実施例４で用いた駆動法の波形図である。 ◆Ｉ Ａ？Ｎ ０ □ ５Ｅ損報電１幻暉 ｌ／ρ！
面概略図である。 第２図および第３図は強誘電性液晶素子の動作説明のた
めに、素子セルの一例を模式的に表わす斜視図である。 第４図（Ａ）、（Ｂ）は実施例中で用いた駆動法の波形
図である。 第５図はマトリクス電極を配置した強誘電性液晶パネル
の平面図である。 第６図は、第４図（Ｂ）に示す時系列駆動波形で実際の
駆動を行ったときの表示パターンの模式図である。 第７図は駆動電圧を変化させたときの透過率の変化を表
わすつまりＶ−Ｔ特性図である。 第８図、第９図および第１３図はそれぞれ実施例１、２
および比較例１〜４で示された強誘電性液晶組成物のＰ
ｓの（Ｔｃ−Ｔ）に対する変化を表わす特性図である。 第１０図は本発明装置例のブロック図である。 第１１図は本発明で用いた別のセルの斜視図である。 第１２図は実施例４で用いた駆動法の波形図である。 ◆Ｉ Ａ？Ｎ ０ □ ５Ｅ損報電１幻暉 ｌ／ρ！
Claims (26)
- （１）ａ、電極を設けた一対の基板、及び、ｂ、一対の
基板の間に配置された強誘電性液晶であって、前記電極
間に強誘電性液晶の一方の配向状態を生じさせるのに十
分な電圧Ｖ＿１（パルス幅＝一定）を印加した後の強誘
電性液晶が、他方の配向状態に反転を開始する電圧を電
圧Ｖ＿２（パルス幅＝一定）とし、且つ電圧Ｖ＿２より
大きい波高値で、前記強誘電性液晶が他方の配向状態へ
の反転を生じなくなる電圧を電圧Ｖ＿３（パルス幅＝一
定）とした時、｜（Ｖ＿２−Ｖ＿３）／Ｖ＿２＋Ｖ＿３
）｜＞０．１を満たす温度〔℃〕が（Ｔ＿Ｃ＿Ａ−１０
）℃以下に設定されている強誘電性液晶 を有する液晶装置（但し、Ｔ＿Ｃ＿Ａはカイラルスメク
チツクＣ相からスメクチツクＡ相への昇温時の相転移温
度〔℃〕である）。 - （２）前記強誘電性液晶が自発分極の値をＰ＿Ｓ〔ｎｃ
／ｃｍ＾２〕とした時、カイラルスメクチツクＣ相を示
す温度域中の（Ｔ＿Ｃ＿Ａ−１０）℃以下の任意の温度
Ｔ℃との間で、 ｜Ｐ＿Ｓ｜≦５＋０．２５（Ｔ＿Ｃ＿Ａ−Ｔ）〔ｎｃ／
ｃｍ＾２〕の関係を満たしている請求項１の液晶装置。 - （３）前記強誘電性液晶が降温下でコレステリツク相及
びスメクチツクＡ相を通して形成したカイラルスメクチ
ツクＣ相である請求項１の液晶装置。 - （４）前記一対の基板の電極上に誘電体膜が形成されて
いる請求項１の液晶装置。 - （５）ａ、電極を設けた一対の基板、及び ｂ、一対の基板の間に配置された強誘電性液晶であって
、前記電極間に強誘電性液晶の一方の配向状態を生じさ
せるのに十分な電圧Ｖ＿１（パルス幅＝一定）を印加し
た後の強誘電性液晶が他方の配向状態に反転を開始する
電圧を電圧Ｖ＿２（パルス幅＝一定）とし、且つ電圧Ｖ
＿２より大きい波高値で、前記強誘電性液晶が他方の配
向状態への反転を生じなくなる電圧を電圧Ｖ＿３（パル
ス幅＝一定）とした時、｜（Ｖ＿２−Ｖ＿３／Ｖ＿２＋
Ｖ＿３）｜＞０．１を満たす温度〔℃〕が（Ｔ＿Ｃ＿Ａ
−１５）℃以下に設定されている強誘電性液晶 を有する液晶装置（但し、Ｔ＿Ｃ＿Ａはカイラルスメク
チツクＣ相からスメクチツクＡ相への昇温時の相転移温
度〔℃〕である）。 - （６）前記強誘電性液晶が自発分極の値をＰ＿Ｓ〔ｎｃ
／ｃｍ＾２〕とした時、カイラルスメクチツクＣ相を示
す温度域中の（Ｔ＿Ｃ＿Ａ−１０）℃以下の任意の温度
Ｔ℃との間で、 ｜Ｐ＿Ｓ｜≦５＋０．２５（Ｔ＿Ｃ＿Ａ−Ｔ）〔ｎｃ／
ｃｍ＾２〕の関係を満たしている請求項５の液晶装置。 - （７）前記強誘電性液晶が降温下でコレステリツク相及
びスメクチツクＡ相を通して形成したカイラルスメクチ
ツクＣ相である請求項５の液晶装置。 - （８）前記一対の基板の電極上に誘電体膜が形成されて
いる請求項５の液晶装置。 - （９）ａ、一対の基板、 ｂ、一対の基板の間に配置された強誘電性液晶であって
、自発分極の値をＰ＿ｓ〔ｎｃ／ｃｍ＾２〕とした時、
カイラルスメクチツクＣ相を示す温度域中の（Ｔ＿Ｃ＿
Ａ−１０）℃以下の任意の温度Ｔ℃との間で、 ｜Ｐ＿Ｓ｜≦５＋０．２５（Ｔ＿Ｃ＿Ａ−Ｔ）〔ｎｃ／
ｃｍ＾２〕（式中、Ｔ＿Ｃ＿Ａはカイラルスメクチツク
Ｃ相からスメクチツクＡ相への相転移温度〔℃〕で ある）。 の関係を満たす強誘電性液晶、及び ｃ、強誘電性液晶又は基板の温度を（Ｔ＿Ｃ＿Ａ−１０
）℃以下に制御する手段 を有する液晶装置。 - （１０）前記強誘電性液晶が降温下でコレステリツク相
及びスメクチツクＡ相を通して形成したカイラルスメク
チツクＣ相である請求項９の液晶装置。 - （１１）前記一対の基板の電極上に誘電体膜が形成され
ている請求項９の液晶装置。 - （１２）前記手段が加熱手段を有している請求項９の液
晶装置。 - （１３）ａ、走査電極を設けた基板と信号電極を設けた
基板、 ｂ、２枚の基板の間に配置された強誘電性液晶であって
、前記電極間に強誘電性液晶の一方の配向状態を生じさ
せるのに十分な電圧Ｖ＿１（パルス幅＝５０μｓｅｃ）
を印加した後の強誘電性液晶が他方の配向状態に反転を
開始する電圧を電圧Ｖ＿２（パルス幅＝５０μｓｅｃ）
とし、且つ電圧Ｖ＿２より大きい波高値で、前記強誘電
性液晶が他方の配向状態への反転を生じなくなる電圧を
電圧Ｖ＿３（パルス幅＝５０μｓｅｃ）とした時、 ｜（Ｖ＿２−Ｖ＿３／Ｖ＿２＋Ｖ＿３）｜＞０．１を満
たす温度〔℃〕が（Ｔ＿Ｃ＿Ａ−１０）℃以下に設定さ
れている強誘電性液晶、 ｃ、走査電極に走査選択信号を印加し、信号電極に走査
選択信号と同期して情報信号を印加する駆動手段を有す
る液晶装置。 - （１４）前記駆動手段が選択された走査電極上の画素に
一斉に消去するための電圧を印加し、該走査電極上の選
択された画素に該消去するための電圧と逆極性電圧を印
加する手段を有する請求項１３の液晶装置。 - （１５）前記選択された走査電極上の選択された画素に
、前記逆極性電圧が印加されている時、続いて選択され
る走査電極上の画素に一斉に消去するための電圧を印加
する手段を有する請求項１４の液晶装置。 - （１６）前記強誘電性液晶が自発分極の値をＰ＿Ｓ〔ｎ
ｃ／ｃｍ＾２〕とした時、カイラルスメクチツクＣ相を
示す温度域中の（Ｔ＿Ｃ＿Ａ−１０）℃以下の任意の温
度Ｔ℃との間で、 ｜Ｐ＿Ｓ｜≦５＋０．２５（Ｔ＿Ｃ＿Ａ−Ｔ）〔ｎｃ／
ｃｍ＾２〕の関係を満たしている請求項１３の液晶装置
。 - （１７）前記強誘電性液晶が降温下でコレステリツク相
及びスメクチツクＡ相を通して形成したカイラルスメク
チツクＣ相である請求項１３の液晶装置。 - （１８）前記一対の基板の電極上に誘電体膜が形成され
ている請求項１３の液晶装置。 - （１９）前記駆動手段が非選択時の画素にＡＣを印加す
る手段を有する請求項１３の液晶装置。 - （２０）ａ、一対の基板、 ｂ、一対の基板の間に配置された強誘電性液晶であって
、自発分極の値をＰ＿Ｓ〔ｎｃ／ｃｍ＾２〕とした時、
カイラルスメクチツクＣ相を示す温度域中の（Ｔ＿Ｃ＿
Ａ−１０）℃以下の任意の温度Ｔ℃との間で、 ｜Ｐ＿Ｓ｜≦５＋０．２５（Ｔ＿Ｃ＿Ａ−Ｔ）〔ｎｃ／
ｃｍ＾２〕（式中、Ｔ＿Ｃ＿Ａはカイラルスメクチツク
Ｃ相からスメクチツクＡ相への相転移温度〔℃〕で ある）の関係を満たす強誘電性液晶、 ｃ、走査電極に走査選択信号を印加し、信号電極に走査
選択信号と同期して情報信号を印加する駆動手段、及び
、 ｄ、強誘電性液晶又は基板の温度を（Ｔ＿Ｃ＿Ａ−１０
）℃以下に制御する手段、 を有する液晶装置。 - （２１）前記駆動手段が選択された走査電極上の画素に
一斉に消去するための電圧を印加し、該走査電極上の選
択された画素に該消去するための電圧と逆極性電圧を印
加する手段を有する請求項２０の液晶装置。 - （２２）前記選択された走査電極上の選択された画素に
、前記逆極性電圧が印加されている時、続いて選択され
る走査電極上の画素に一斉に消去するための電圧を印加
する手段を有する請求項２１の液晶装置。 - （２３）前記強誘電性液晶が降温下でコレステリツク相
及びスメクチツクＡ相を通して形成したカイラルスメク
チツクＣ相である請求項２０の液晶装置。 - （２４）前記一対の基板の電極上に誘電体膜が形成され
ている請求項２０の液晶装置。 - （２５）前記手段が加熱手段を有している請求項２０の
液晶装置。 - （２６）前記駆動手段が非選択時の画素にＡＣを印加す
る手段を有する請求項２０の液晶装置。
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