JPH04296821A - 光学変調素子 - Google Patents
光学変調素子Info
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- JPH04296821A JPH04296821A JP6320091A JP6320091A JPH04296821A JP H04296821 A JPH04296821 A JP H04296821A JP 6320091 A JP6320091 A JP 6320091A JP 6320091 A JP6320091 A JP 6320091A JP H04296821 A JPH04296821 A JP H04296821A
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- Japan
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- liquid crystal
- optical modulation
- modulation element
- ferroelectric liquid
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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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、階調表示を行なうため
の光学変調素子に関し、特に少なくとも２つの安定状態
を有する液晶、例えば強誘電性液晶を用いた階調表示用
液晶素子に関する。
の光学変調素子に関し、特に少なくとも２つの安定状態
を有する液晶、例えば強誘電性液晶を用いた階調表示用
液晶素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のアクティブマトリクス駆動方式を
用いた液晶テレビジョンパネルでは、薄膜トランジスタ
（ＴＦＴ）を画素毎のマトリクス配置し、ＴＦＴにゲー
トオンパルスを印加してソースとドレイン間を導通状態
とし、このとき映像画像信号かソースから印加され、キ
ャパシタに蓄積され、この蓄積された画像信号に対応し
て液晶（例えばツイステッド・ネマチック：ＴＮ−液晶
）が駆動し、同時に映像信号の電圧を変調することによ
って階調表示が行なわれている。
用いた液晶テレビジョンパネルでは、薄膜トランジスタ
（ＴＦＴ）を画素毎のマトリクス配置し、ＴＦＴにゲー
トオンパルスを印加してソースとドレイン間を導通状態
とし、このとき映像画像信号かソースから印加され、キ
ャパシタに蓄積され、この蓄積された画像信号に対応し
て液晶（例えばツイステッド・ネマチック：ＴＮ−液晶
）が駆動し、同時に映像信号の電圧を変調することによ
って階調表示が行なわれている。
【０００３】
【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、こ
の様なＴＮ液晶、あるいはＳＴＮ（スーパーツイステッ
ド・ネマチック）液晶を用いたアクティブマトリクス駆
動方式のテレビジョンパネルでは応答速度が数百ミリ秒
と遅く今後展開の期待されるＥＤさらにはＨＤ（ｈｉｇ
ｈ ｖｉｓｉｏｎ）対応のテレビ駆動に用いた場合、
残像が残る等の欠点が生じるという問題点がある。
の様なＴＮ液晶、あるいはＳＴＮ（スーパーツイステッ
ド・ネマチック）液晶を用いたアクティブマトリクス駆
動方式のテレビジョンパネルでは応答速度が数百ミリ秒
と遅く今後展開の期待されるＥＤさらにはＨＤ（ｈｉｇ
ｈ ｖｉｓｉｏｎ）対応のテレビ駆動に用いた場合、
残像が残る等の欠点が生じるという問題点がある。
【０００４】一方双安定性を有する強誘電性液晶は、数
百マイクロ秒と応答速度が速いので強誘電性液晶をテレ
ビの階調駆動に用いる試みが最近なされはじめている。
百マイクロ秒と応答速度が速いので強誘電性液晶をテレ
ビの階調駆動に用いる試みが最近なされはじめている。
【０００５】その方式の一例として強誘電性液晶の電荷
制御駆動がある。これは強誘電性液晶のドメイン反転面
積（ａ）と注入電荷量（ｑ）との間に Ｑ＝ｆ（Ｐｓ、ａ）…■ Ｐｓ：強誘電性液晶の自発分極 なる相関があることを利用したもので、強誘電性液晶の
各画示ごとに反転面積に相当する電荷量を注入すること
で階調表示を行うというものである。
制御駆動がある。これは強誘電性液晶のドメイン反転面
積（ａ）と注入電荷量（ｑ）との間に Ｑ＝ｆ（Ｐｓ、ａ）…■ Ｐｓ：強誘電性液晶の自発分極 なる相関があることを利用したもので、強誘電性液晶の
各画示ごとに反転面積に相当する電荷量を注入すること
で階調表示を行うというものである。
【０００６】上記電荷制御駆動は、双安定強誘電性液晶
を用いた階調表示には非常に有効な手段であるが、同時
にいくつかの欠点を有する場合がある。
を用いた階調表示には非常に有効な手段であるが、同時
にいくつかの欠点を有する場合がある。
【０００７】そのひとつに、電圧−透過率特性における
ヒステリシス現象がある。以下その現象を説明する。
ヒステリシス現象がある。以下その現象を説明する。
【０００８】図４は、一般に用いられる強誘電性液晶の
構成図である。図４において、１４、１４′は基板、１
３、１３′は透明導電層、１２、１２′は絶縁層、１０
、１０′は配向層、１１は強誘電性液晶層である。
構成図である。図４において、１４、１４′は基板、１
３、１３′は透明導電層、１２、１２′は絶縁層、１０
、１０′は配向層、１１は強誘電性液晶層である。
【０００９】図５は、強誘電性液晶を用いてアクティブ
マトリクス電荷制御駆動で階調表示を行う時の等価回路
である。図中Ｔ１１、Ｔ１２、Ｔ２１、Ｔ２２…はアク
ティブマトリクス駆動のスイッチング素子に用いる薄膜
トランジスタ（ＴＦＴ）を示している。ＬＣ１１、ＬＣ
１２、ＬＣ２１、ＬＣ２２…はそれぞれのＴＦＴ Ｔ
１１、Ｔ１２、Ｔ２１、Ｔ２２…のドレイン電極４、４
′、４′′、４′′′…と対向電極８とによって狭持さ
れた強誘電性液晶からなる画素である。Ｃ１１、Ｃ１２
、Ｃ２１、Ｃ２２…はゲート線１ａ、１ａ′、…とドレ
イン電極４、４′、４′′、４′′′、とによって形成
される駆動信号電荷蓄積用のコンデンサを示している。 さて上記回路を用いて各画素に図６の（ａ）に示したよ
うな駆動波形で１周期１６．７ｍｓ（６０Ｈｚ）にリセ
ットパルス１１と、各階調に応じた書き込みパルスを印
加すると図６の（ｂ）に示すような透過率を生ずる。こ
のときの１３に示す透過率がほぼ１２の書き込みパルス
に対応する透過率である。
マトリクス電荷制御駆動で階調表示を行う時の等価回路
である。図中Ｔ１１、Ｔ１２、Ｔ２１、Ｔ２２…はアク
ティブマトリクス駆動のスイッチング素子に用いる薄膜
トランジスタ（ＴＦＴ）を示している。ＬＣ１１、ＬＣ
１２、ＬＣ２１、ＬＣ２２…はそれぞれのＴＦＴ Ｔ
１１、Ｔ１２、Ｔ２１、Ｔ２２…のドレイン電極４、４
′、４′′、４′′′…と対向電極８とによって狭持さ
れた強誘電性液晶からなる画素である。Ｃ１１、Ｃ１２
、Ｃ２１、Ｃ２２…はゲート線１ａ、１ａ′、…とドレ
イン電極４、４′、４′′、４′′′、とによって形成
される駆動信号電荷蓄積用のコンデンサを示している。 さて上記回路を用いて各画素に図６の（ａ）に示したよ
うな駆動波形で１周期１６．７ｍｓ（６０Ｈｚ）にリセ
ットパルス１１と、各階調に応じた書き込みパルスを印
加すると図６の（ｂ）に示すような透過率を生ずる。こ
のときの１３に示す透過率がほぼ１２の書き込みパルス
に対応する透過率である。
【００１０】さてこの様な駆動波形で書き込みパルス１
２に対する透過率１３をプロットしたものが、上述した
電圧−透過率特性である。その一例を図７に示す。同図
から明らかなように、電圧昇圧時１４と降圧時１５との
間で透過率の異なるいわゆるヒステリシス現象が認めら
れる。
２に対する透過率１３をプロットしたものが、上述した
電圧−透過率特性である。その一例を図７に示す。同図
から明らかなように、電圧昇圧時１４と降圧時１５との
間で透過率の異なるいわゆるヒステリシス現象が認めら
れる。
【００１１】上記ヒステリシス現象を定性的に説明した
のが図８である。図８の（ｂ）は図７の１４に相当して
いる。即ち、黒ドメインを減少させる方向であり駆動の
面から見ると、リセット後、白を書き込む必要がある。 一方図８の（ａ）は黒ドメインを増加させる方向であり
、駆動の面から見るとリセット後白を書き込む必要がな
い。即ち、書き込みパルスについて見た場合、前者（１
４）は後者（１５）と比較して、より大きな電圧を必要
とすることになる。
のが図８である。図８の（ｂ）は図７の１４に相当して
いる。即ち、黒ドメインを減少させる方向であり駆動の
面から見ると、リセット後、白を書き込む必要がある。 一方図８の（ａ）は黒ドメインを増加させる方向であり
、駆動の面から見るとリセット後白を書き込む必要がな
い。即ち、書き込みパルスについて見た場合、前者（１
４）は後者（１５）と比較して、より大きな電圧を必要
とすることになる。
【００１２】以上述べたように、図６のような駆動法で
電荷制御方式により階調表示を行う場合、必然的に電圧
−透過率特性にヒステリシス現象が生じる。
電荷制御方式により階調表示を行う場合、必然的に電圧
−透過率特性にヒステリシス現象が生じる。
【００１３】さらに加えて、上記の様なアクティブマト
リクス駆動を行った場合、駆動時の長時間にわたる直流
電圧（ＤＣ）成分の連続印加により液晶の応答が疎外さ
れるという問題も生じる。この原因としては、上記ＤＣ
成分により、液晶の内部イオンの偏在が誘起され、これ
が電界を形成するためと考えられる。
リクス駆動を行った場合、駆動時の長時間にわたる直流
電圧（ＤＣ）成分の連続印加により液晶の応答が疎外さ
れるという問題も生じる。この原因としては、上記ＤＣ
成分により、液晶の内部イオンの偏在が誘起され、これ
が電界を形成するためと考えられる。
【００１４】図６に示す駆動波形を印加した場合に生ず
る現象を図９に示す。図９よりくり返しパルス印加によ
り、透過率が次第に減少する様子が明確にわかる。次に
図１０を用いて、この現象を説明する。図６に示す波形
では幾何学的にはプラスのＤＣ成分が過剰に印加される
様に液晶は感じる。図１０は、このＤＣ成分がどの様に
液晶に作用するかを示している。
る現象を図９に示す。図９よりくり返しパルス印加によ
り、透過率が次第に減少する様子が明確にわかる。次に
図１０を用いて、この現象を説明する。図６に示す波形
では幾何学的にはプラスのＤＣ成分が過剰に印加される
様に液晶は感じる。図１０は、このＤＣ成分がどの様に
液晶に作用するかを示している。
【００１５】プラスのＤＣ成分の印加により、絶縁層部
１０、１０′と液晶部分１１との間に電荷の蓄積が起こ
り、この電荷蓄積成分により液晶分圧がマイナス方向と
なり、この結果、次第に「白」書込みがされ難くなる。
１０、１０′と液晶部分１１との間に電荷の蓄積が起こ
り、この電荷蓄積成分により液晶分圧がマイナス方向と
なり、この結果、次第に「白」書込みがされ難くなる。
【００１６】上記の様なヒステリシス現象やＤＣ成分に
よる駆動の疎外はアクティブマトリクス方式で階調表示
を行う場合、画素表示電圧が一義的に決められないため
大きな問題となっている。
よる駆動の疎外はアクティブマトリクス方式で階調表示
を行う場合、画素表示電圧が一義的に決められないため
大きな問題となっている。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、前述
の様な欠点を解消した光学変調素子を提供することであ
る。詳しくは、配向膜を低抵抗化電圧−透過率特性にお
けるヒステリシス現象を低減させ、かつＤＣ成分による
不安定性がなく、低抵抗化にあっても配向が乱れない一
様性の高い配向性を有する光学変調素子を提供すること
である。
の様な欠点を解消した光学変調素子を提供することであ
る。詳しくは、配向膜を低抵抗化電圧−透過率特性にお
けるヒステリシス現象を低減させ、かつＤＣ成分による
不安定性がなく、低抵抗化にあっても配向が乱れない一
様性の高い配向性を有する光学変調素子を提供すること
である。
【００１８】
【課題を解決するための手段】本発明の光学変調素子は
一対の電極間に強誘電液晶層および該液晶層を配向せし
めたる配向層を狭持した画素を形成し、上記電極間に階
調信号に応じた外部電圧を付与することによって階調駆
動せしめる光学変調素子において、上記配向層材質が超
微粒子導電物質を分散した高分子重合体であることを特
徴とする。
一対の電極間に強誘電液晶層および該液晶層を配向せし
めたる配向層を狭持した画素を形成し、上記電極間に階
調信号に応じた外部電圧を付与することによって階調駆
動せしめる光学変調素子において、上記配向層材質が超
微粒子導電物質を分散した高分子重合体であることを特
徴とする。
【００１９】本発明によれば、階調表示を行うアクティ
ブマトリクス光学変調素子において、配向層に、超微細
導電物質を分散した高分子重合体を用いることにより配
向膜を低抵抗化することで上記ヒステリシス現象および
ＤＣ成分による不安定性をなくすことができる。
ブマトリクス光学変調素子において、配向層に、超微細
導電物質を分散した高分子重合体を用いることにより配
向膜を低抵抗化することで上記ヒステリシス現象および
ＤＣ成分による不安定性をなくすことができる。
【００２０】
【実施例】以下本発明の光学変調物質に用いる強誘電性
液晶を説明した後、本発明の実施例を説明する。
液晶を説明した後、本発明の実施例を説明する。
【００２１】本発明で用いうる光学変調物質としては、
加えられる電界に応じて第１の光学的安定状態（例えば
明状態を形成するものとする）と第２の光学的安定状態
（例えば暗状態を形成するものとする）を有する、すな
わち電界に対する少なくとも２つの安定状態を有する物
質、特にこのような性質を有する液晶が最適である。
加えられる電界に応じて第１の光学的安定状態（例えば
明状態を形成するものとする）と第２の光学的安定状態
（例えば暗状態を形成するものとする）を有する、すな
わち電界に対する少なくとも２つの安定状態を有する物
質、特にこのような性質を有する液晶が最適である。
【００２２】本発明の光学変調素子で用いることができ
る少なくとも２つの安定状態を有する液晶としては、強
誘電性を有するカイラルスメクチック液晶が最も好まし
く、そのうちカイラルスメクチックＣ相（ＳｍＣ＊）、
Ｈ相（ＳｍＨ＊）、Ｉ相（ＳｍＩ＊）、Ｆ相（ＳｍＦ＊
）やＧ相（ＳｍＧ＊）の液晶が適している。この強誘電
性液晶については、“ル・ジュルナール・ド・フイジイ
ク・レツトル”（ＬＥＪＯＵＲＮ ＡＬ ＤＥ
ＰＨＹＳＩＱＵＥ ＬＥＴＴＲＥ”）第３６巻（Ｌ−
６９）１９７５年の「フエロエレクトリック・リキッド
・クリスタルス」（「Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ
Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌｓ」）：“アプライド
・フイジイックス・レターズ（“Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐ
ｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ”）第３６巻、第１１
号、１９８０年の「サブミクロ・セカンド・バイステイ
ブル・エレクトロオプティック・スイッチング・イン・
リキッド・クリスタルズ」（「Ｓｕｂｍｉｃｒｏ Ｓ
ｅｃｏｎｄ Ｂｉｓｔａｂｌｅ Ｅｌｅｃｔｒｏ−
ｏｐｔｉｃ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｉｎ Ｌｉｑ
ｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌｓ」）：固体物理１６（１４
１）１９８１「液晶」等に記載されており、本発明では
これらに開示された強誘電性液晶を用いることができる
。
る少なくとも２つの安定状態を有する液晶としては、強
誘電性を有するカイラルスメクチック液晶が最も好まし
く、そのうちカイラルスメクチックＣ相（ＳｍＣ＊）、
Ｈ相（ＳｍＨ＊）、Ｉ相（ＳｍＩ＊）、Ｆ相（ＳｍＦ＊
）やＧ相（ＳｍＧ＊）の液晶が適している。この強誘電
性液晶については、“ル・ジュルナール・ド・フイジイ
ク・レツトル”（ＬＥＪＯＵＲＮ ＡＬ ＤＥ
ＰＨＹＳＩＱＵＥ ＬＥＴＴＲＥ”）第３６巻（Ｌ−
６９）１９７５年の「フエロエレクトリック・リキッド
・クリスタルス」（「Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ
Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌｓ」）：“アプライド
・フイジイックス・レターズ（“Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐ
ｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ”）第３６巻、第１１
号、１９８０年の「サブミクロ・セカンド・バイステイ
ブル・エレクトロオプティック・スイッチング・イン・
リキッド・クリスタルズ」（「Ｓｕｂｍｉｃｒｏ Ｓ
ｅｃｏｎｄ Ｂｉｓｔａｂｌｅ Ｅｌｅｃｔｒｏ−
ｏｐｔｉｃ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｉｎ Ｌｉｑ
ｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌｓ」）：固体物理１６（１４
１）１９８１「液晶」等に記載されており、本発明では
これらに開示された強誘電性液晶を用いることができる
。
【００２３】より具体的には、本発明法に用いられる強
誘電性液晶化合物の例としては、デシロキシベンジリデ
ン−Ｐ′−アミノ−２−メチルブチルシンナメート（Ｄ
ＯＢＡＭＢＣ）、ヘキシルオキシベンジリデン−Ｐ′−
アミノ−２−クロロプロピルシンナメート（ＨＯＢＡＣ
ＰＣ）および４−０−（２−メチル）−ブチルレゾルシ
リデン−４′−オクチルアニリン（ＭＢＲＡ８）等が挙
げられる。
誘電性液晶化合物の例としては、デシロキシベンジリデ
ン−Ｐ′−アミノ−２−メチルブチルシンナメート（Ｄ
ＯＢＡＭＢＣ）、ヘキシルオキシベンジリデン−Ｐ′−
アミノ−２−クロロプロピルシンナメート（ＨＯＢＡＣ
ＰＣ）および４−０−（２−メチル）−ブチルレゾルシ
リデン−４′−オクチルアニリン（ＭＢＲＡ８）等が挙
げられる。
【００２４】これらの材料を用いて、素子を構成する場
合液晶化合物が、ＳｍＣ＊、ＳｍＨ＊、ＳｍＩ＊、Ｓｍ
Ｆ＊、ＳｍＧ＊となるような温度状態に保持する為、必
要に応じて素子をヒーターが埋め込まれた銅ブロック等
により支持することができる。
合液晶化合物が、ＳｍＣ＊、ＳｍＨ＊、ＳｍＩ＊、Ｓｍ
Ｆ＊、ＳｍＧ＊となるような温度状態に保持する為、必
要に応じて素子をヒーターが埋め込まれた銅ブロック等
により支持することができる。
【００２５】図１１は、強誘電性液晶セルの例を模式的
に描いたものである。１１と１１′は、Ｉｎ２Ｏ３、Ｓ
ｎＯ２やＩＴＯ（インジウム−テイン−オキサイド）等
の透明電極がコートされた基盤（ガラス板）であり、そ
の間に液晶分子層１２がガラス面に垂直になるように配
向したＳｍＣ＊相の液晶が封入されている。太線で示し
た線１３が液晶分子を表わしており、この液晶分子１３
は、その分子に直交した方向に双極子モーメント（Ｐ⊥
）１４を有している。基盤１１と１１′上の電極間に一
定の閾値以上の電圧を印加すると、液晶分子１３のらせ
ん構造がほどけ、双極子モーメント（Ｐ⊥）１４はすべ
て電界方向に向くよう、液晶分子１３の配向方向を変え
ることができる。液晶分子１３は細長い形状を有してお
り、その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位置
関係に配置した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。さらに液晶セルの厚さを充分に薄くした場
合（例えば１μ）には、図１２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はほどけ（非
らせん構造）、その双極子モーメントＰ又はＰ′は上向
き（２４）又は下向き（２４′）のどちらかの配向状態
をとる。このようなセルに図１２に示す如く一定の閾値
以上の極性の異なる電界ＥまたはＥ′を付与すると、双
極子モーメント電界Ｅ又はＥ′の電界ベクトルに対応し
て上向き２４又は下向き２４′と向きを変え、それに応
じて液晶分子は第１の安定状態２３（明状態）か或は第
２の安定状態２３′（暗状態）の何れか一方に配向する
。
に描いたものである。１１と１１′は、Ｉｎ２Ｏ３、Ｓ
ｎＯ２やＩＴＯ（インジウム−テイン−オキサイド）等
の透明電極がコートされた基盤（ガラス板）であり、そ
の間に液晶分子層１２がガラス面に垂直になるように配
向したＳｍＣ＊相の液晶が封入されている。太線で示し
た線１３が液晶分子を表わしており、この液晶分子１３
は、その分子に直交した方向に双極子モーメント（Ｐ⊥
）１４を有している。基盤１１と１１′上の電極間に一
定の閾値以上の電圧を印加すると、液晶分子１３のらせ
ん構造がほどけ、双極子モーメント（Ｐ⊥）１４はすべ
て電界方向に向くよう、液晶分子１３の配向方向を変え
ることができる。液晶分子１３は細長い形状を有してお
り、その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位置
関係に配置した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。さらに液晶セルの厚さを充分に薄くした場
合（例えば１μ）には、図１２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はほどけ（非
らせん構造）、その双極子モーメントＰ又はＰ′は上向
き（２４）又は下向き（２４′）のどちらかの配向状態
をとる。このようなセルに図１２に示す如く一定の閾値
以上の極性の異なる電界ＥまたはＥ′を付与すると、双
極子モーメント電界Ｅ又はＥ′の電界ベクトルに対応し
て上向き２４又は下向き２４′と向きを変え、それに応
じて液晶分子は第１の安定状態２３（明状態）か或は第
２の安定状態２３′（暗状態）の何れか一方に配向する
。
【００２６】この様な強誘電性液晶を光学変調素子とし
て用いることの利点は２つある。第１に応答速度が極め
て速いこと、第２に液晶分子の配向が双安定性を有する
ことである。第２の点を例えば図１２によって説明する
と、電界Ｅを印加すると液晶分子は第１の安定状態２３
に配向するが、この状態は電界を切ってもこの第１の安
定状態２３が維持され、又、逆向きの電界Ｅ′を印加す
ると、液晶分子は第２の安定状態２３′に配向してその
分子の向きを変えるが、やはり電界を切ってもこの状態
に保ち、それぞれの安定状態でメモリー機能を有してい
る。この様な応答速度の速さと、双安定性が有効に実現
されるには、セルとしては出来るだけ薄い方が好ましく
、一般的には０．５μｍ〜２０μｍ、特に１μｍ〜５μ
ｍが適している。この種の強誘電液晶を用いたマトリク
ス電極構造を有する液晶−電気光学装置は、例えば、米
国特許４．３６７．９２４号や４．８４０．４６２号明
細書で提案されている。
て用いることの利点は２つある。第１に応答速度が極め
て速いこと、第２に液晶分子の配向が双安定性を有する
ことである。第２の点を例えば図１２によって説明する
と、電界Ｅを印加すると液晶分子は第１の安定状態２３
に配向するが、この状態は電界を切ってもこの第１の安
定状態２３が維持され、又、逆向きの電界Ｅ′を印加す
ると、液晶分子は第２の安定状態２３′に配向してその
分子の向きを変えるが、やはり電界を切ってもこの状態
に保ち、それぞれの安定状態でメモリー機能を有してい
る。この様な応答速度の速さと、双安定性が有効に実現
されるには、セルとしては出来るだけ薄い方が好ましく
、一般的には０．５μｍ〜２０μｍ、特に１μｍ〜５μ
ｍが適している。この種の強誘電液晶を用いたマトリク
ス電極構造を有する液晶−電気光学装置は、例えば、米
国特許４．３６７．９２４号や４．８４０．４６２号明
細書で提案されている。
【００２７】次に本発明における光学変調素子の詳細を
実施例をもとに説明する。
実施例をもとに説明する。
【００２８】実施例１
図１は本発明の光学変調素子の１例を示す模式図である
。図１において、１、１′は基板、２、２′はＩＴＯ膜
からなる透明導電膜である。３、３′は、超微粒子導電
物質を分散した高分子重合対層であり、具体的には、Ｓ
ｎＯ２：ｓｂ超微粒子を分散したポリシロキサン膜をラ
ビングしてなるＦＬＣ配向膜、４は強誘電性液晶層であ
る。
。図１において、１、１′は基板、２、２′はＩＴＯ膜
からなる透明導電膜である。３、３′は、超微粒子導電
物質を分散した高分子重合対層であり、具体的には、Ｓ
ｎＯ２：ｓｂ超微粒子を分散したポリシロキサン膜をラ
ビングしてなるＦＬＣ配向膜、４は強誘電性液晶層であ
る。
【００２９】尚１、１′は１．１ｍｍ厚のホヤガラス製
ＮＡ４０無アルカリガラスであり、２、２′のＩＴＯ膜
は酸素ガス中の反応性ＲＦイオンプレーティング法によ
り７００Åの膜厚に形成したものである。ポリシロキサ
ン配向層はシロキサンを溶媒中に固型分として、エチリ
ルシリカとＳｎＯ２：超微粒子混合物を２．５ｗｔ％添
加した分散液を調合した後、この固型分のＳｎＯ２：ｓ
ｂ比（導電材比）を４０％とし、この分散液をスピナー
塗布した後、１５０℃の温度で１時間熱処理して得られ
た５００Åのポリシロキサン：ＳｎＯ２膜をラビング処
理して形成した。
ＮＡ４０無アルカリガラスであり、２、２′のＩＴＯ膜
は酸素ガス中の反応性ＲＦイオンプレーティング法によ
り７００Åの膜厚に形成したものである。ポリシロキサ
ン配向層はシロキサンを溶媒中に固型分として、エチリ
ルシリカとＳｎＯ２：超微粒子混合物を２．５ｗｔ％添
加した分散液を調合した後、この固型分のＳｎＯ２：ｓ
ｂ比（導電材比）を４０％とし、この分散液をスピナー
塗布した後、１５０℃の温度で１時間熱処理して得られ
た５００Åのポリシロキサン：ＳｎＯ２膜をラビング処
理して形成した。
【００３０】尚、液晶のギャップは、１．５μｍφのシ
リカビーズにより形成し、その中に強誘電液晶を注入し
た。
リカビーズにより形成し、その中に強誘電液晶を注入し
た。
【００３１】得られたＦＬＣの配向状態は一様なユニフ
ォーム配向となっていた。これにより得られたＶ−Ｔカ
ーブを図２に示す。図２から明らかな様にＳｎＯ２：Ｓ
ｂを全く分散させていないポリシロキサン配向膜（図２
における１）と比較すると、Ｖ−Ｔ特性のヒステリシス
が明らかに減少していることがわかる。
ォーム配向となっていた。これにより得られたＶ−Ｔカ
ーブを図２に示す。図２から明らかな様にＳｎＯ２：Ｓ
ｂを全く分散させていないポリシロキサン配向膜（図２
における１）と比較すると、Ｖ−Ｔ特性のヒステリシス
が明らかに減少していることがわかる。
【００３２】また、図３に黒リセット放置時間を変化さ
せた時の全白書き込み応答時間の相関を示す。図３にお
いて１はＳｎＯ２：ｓｂを全く分散させていないポリシ
ロキサン配向膜のＦＬＣ、２は本実施例のＦＬＣである
。図３から明らかに本発明のＦＬＣは、ＤＣ成分による
不安定性が解消していることがわかる。
せた時の全白書き込み応答時間の相関を示す。図３にお
いて１はＳｎＯ２：ｓｂを全く分散させていないポリシ
ロキサン配向膜のＦＬＣ、２は本実施例のＦＬＣである
。図３から明らかに本発明のＦＬＣは、ＤＣ成分による
不安定性が解消していることがわかる。
【００３３】実施例２
実施例１と同様のシロキサン溶液に導電材比８０％の固
型分２．５ｗｔ％分散させた。
型分２．５ｗｔ％分散させた。
【００３４】この分散液を実施例１と同様にＩＴＯ基板
上にスピナー塗布後、１５０℃で１時間焼成し、ラビン
グ処理を行った。次いで、セル組を行ない、液晶を注入
した。
上にスピナー塗布後、１５０℃で１時間焼成し、ラビン
グ処理を行った。次いで、セル組を行ない、液晶を注入
した。
【００３５】上記素子の配向状態を偏光顕微鏡で観察し
たところ実施例１同様一様なユニフォーム配向となって
おり、そのＶ−Ｔ特性のヒステリシスも大きく低減され
ていた。
たところ実施例１同様一様なユニフォーム配向となって
おり、そのＶ−Ｔ特性のヒステリシスも大きく低減され
ていた。
【００３６】尚、実施例１、実施例２以外の導電材比の
、ポリシロキサン配向膜（導電材比４０〜９０％）でも
ユニフォーム配向が得られ、Ｖ−Ｔ特性のヒステリシス
の低減を達成できた。
、ポリシロキサン配向膜（導電材比４０〜９０％）でも
ユニフォーム配向が得られ、Ｖ−Ｔ特性のヒステリシス
の低減を達成できた。
【００３７】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、配
向膜に超微粒子導電性物質を分散させたポリシロキサン
高分子重合体を用いることにより、配向膜を低抵抗化し
、強誘電性液晶を用いた中間調表示特有のＶ−Ｔ特性の
ヒステリシス現象およびＤＣ成分による不安定性をおさ
えることができる。さらに、配向膜の低抵抗化により一
般に生じる配向の乱れをおさえ一様なユニフォーム配向
を得ることができる。
向膜に超微粒子導電性物質を分散させたポリシロキサン
高分子重合体を用いることにより、配向膜を低抵抗化し
、強誘電性液晶を用いた中間調表示特有のＶ−Ｔ特性の
ヒステリシス現象およびＤＣ成分による不安定性をおさ
えることができる。さらに、配向膜の低抵抗化により一
般に生じる配向の乱れをおさえ一様なユニフォーム配向
を得ることができる。
【図１】本発明の光学変調素子の１例を示す模式図であ
る。
る。
【図２】本発明の光学変調素子のＶ−Ｔ特性と従来のＦ
ＬＣのＶ−Ｔ特性を示すグラフである。
ＬＣのＶ−Ｔ特性を示すグラフである。
【図３】本発明の光学変調素子と従来のＦＬＣの黒放置
時間の差異による白書込み時間の相関を示すグラフであ
る。
時間の差異による白書込み時間の相関を示すグラフであ
る。
【図４】一般的な強誘電性液晶の１例を示す模式図であ
る。
る。
【図５】強誘電性液晶を用いてアクティブマトリクス電
荷制御駆動で階調表示を行う時の等価回路である。
荷制御駆動で階調表示を行う時の等価回路である。
【図６】駆動波形と透過率の関係を示すグラフである。
【図７】書込み電圧と透過率の関係を示すグラフである
。
。
【図８】ヒステリシス現象を定性的に示す模式図である
。
。
【図９】ＤＣ成分による液晶の応答の疎外の現象を示す
グラフである。
グラフである。
【図１０】ＤＣ成分による液晶の応答の疎外の現象を示
す模式図である。
す模式図である。
【図１１】強誘電性液晶セルの１例を示す模式図である
。
。
【図１２】強誘電性液晶セルの１例を示す模式図である
。
。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 一対の電極間に強誘電液晶層および該
液晶層を配向せしめたる配向層を狭持した画素を形成し
、上記電極間に階調信号に応じた外部電圧を付与するこ
とによって階調駆動せしめる光学変調素子において、上
記配向層材質が超微粒子導電物質を分散した高分子重合
体であることを特徴とする光学変調素子。 【請求項２】 前記高分子重合体が主鎖にシロキサン
結合を有する請求項１に記載の光学変調素子【請求項３
】 前記超微細子導電物質がＳｂをドープした酸化す
ずである請求項１に記載の光学変調素子【請求項４】
前記超微細子導電物質の粒径が１００Å以下である請
求項３に記載の光学変調素子【請求項５】 前記配向
層はラビング処理がほどこされている請求項１乃至請求
項４のいずれかに記載の光学変調素子
Priority Applications (12)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6320091A JP3176079B2 (ja) | 1991-03-27 | 1991-03-27 | 光学変調素子 |
| US07/857,509 US5327272A (en) | 1991-03-27 | 1992-03-25 | Optical modulation element |
| DE69231953T DE69231953T2 (de) | 1991-03-27 | 1992-03-26 | Verfahren zum Herstellen eines optischen Modulationselements |
| DE69213291T DE69213291T2 (de) | 1991-03-27 | 1992-03-26 | Optisches Modulationselement |
| DE69231981T DE69231981T2 (de) | 1991-03-27 | 1992-03-26 | Optisches Modulationselement |
| AT92105195T ATE142354T1 (de) | 1991-03-27 | 1992-03-26 | Optisches modulationselement |
| EP95113537A EP0701160B1 (en) | 1991-03-27 | 1992-03-26 | Optical modulation element |
| AT95113538T ATE203352T1 (de) | 1991-03-27 | 1992-03-26 | Verfahren zum herstellen eines optischen modulationselements |
| EP92105195A EP0508227B1 (en) | 1991-03-27 | 1992-03-26 | Optical modulation element |
| EP95113538A EP0688022B1 (en) | 1991-03-27 | 1992-03-26 | Method of producing an optical modulation element |
| AT95113537T ATE203837T1 (de) | 1991-03-27 | 1992-03-26 | Optisches modulationselement |
| US08/224,662 US5838410A (en) | 1991-03-27 | 1994-04-07 | Optical modulation element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6320091A JP3176079B2 (ja) | 1991-03-27 | 1991-03-27 | 光学変調素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04296821A true JPH04296821A (ja) | 1992-10-21 |
| JP3176079B2 JP3176079B2 (ja) | 2001-06-11 |
Family
ID=13222337
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6320091A Expired - Fee Related JP3176079B2 (ja) | 1991-03-27 | 1991-03-27 | 光学変調素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3176079B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5495352A (en) * | 1992-07-30 | 1996-02-27 | Canon Kabushiki Kaisha | Liquid crystal display device with stripe-shaped unevennesses on the electrodes |
-
1991
- 1991-03-27 JP JP6320091A patent/JP3176079B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5495352A (en) * | 1992-07-30 | 1996-02-27 | Canon Kabushiki Kaisha | Liquid crystal display device with stripe-shaped unevennesses on the electrodes |
| US5552914A (en) * | 1992-07-30 | 1996-09-03 | Canon Kabushiki Kaisha | Liquid crystal display having a fine particle-dispersion layer on at least one side of the liquid crystal layer |
| US5604613A (en) * | 1992-07-30 | 1997-02-18 | Canon Kabushiki Kaisha | Liquid crystal display device with pixels having stripe-shaped projections with equal heights |
| US5644372A (en) * | 1992-07-30 | 1997-07-01 | Canon Kabushiki Kaisha | Liquid crystal display device having protrusions on the electrodes |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3176079B2 (ja) | 2001-06-11 |
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