JPH0711632B2 - カイラルスメクチック液晶素子の電圧印加方法 - Google Patents
カイラルスメクチック液晶素子の電圧印加方法Info
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- JPH0711632B2 JPH0711632B2 JP61278743A JP27874386A JPH0711632B2 JP H0711632 B2 JPH0711632 B2 JP H0711632B2 JP 61278743 A JP61278743 A JP 61278743A JP 27874386 A JP27874386 A JP 27874386A JP H0711632 B2 JPH0711632 B2 JP H0711632B2
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- G02F1/141—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 based on orientation effects in which the liquid crystal remains transparent using ferroelectric liquid crystals
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は液晶光−シャッタやディスプレイ等に応用され
る強誘電性カイラルスメクチック液晶素子の駆動方法に
関し、更に詳しくは、駆動特性および表示特性等が改善
された強誘電性カイラルスメクチック液晶素子の駆動方
法に関する。
る強誘電性カイラルスメクチック液晶素子の駆動方法に
関し、更に詳しくは、駆動特性および表示特性等が改善
された強誘電性カイラルスメクチック液晶素子の駆動方
法に関する。
（従来の技術） 従来、液晶を一対の対向電極間に挟持させてなる種々の
液晶素子が提案されているが、DSM（Dynamic Scatterin
g Mode）型の液晶素子以外については、液晶層中のナト
リウムイオン等のプラスイオンや塩素イオン等のマイナ
スイオン等の荷電体をコントロールする必要はあまり認
められていない。
液晶素子が提案されているが、DSM（Dynamic Scatterin
g Mode）型の液晶素子以外については、液晶層中のナト
リウムイオン等のプラスイオンや塩素イオン等のマイナ
スイオン等の荷電体をコントロールする必要はあまり認
められていない。
その理由は、現在普及しているTN（Twisted Nematic）
型液晶素子〔例えば、M.SchadtとW.Helf-rich著、“App
lied Physics Letters"、Vol.18,No.4（1971.2.15）、
P.127〜128の“Volt-age Dependent Optical Activity
of a Twisted Nematic Liquid Crystal"参照〕において
は、 （１）過度のイオン流が液晶分子の配列を乱す。
型液晶素子〔例えば、M.SchadtとW.Helf-rich著、“App
lied Physics Letters"、Vol.18,No.4（1971.2.15）、
P.127〜128の“Volt-age Dependent Optical Activity
of a Twisted Nematic Liquid Crystal"参照〕において
は、 （１）過度のイオン流が液晶分子の配列を乱す。
（２）液晶材料の耐久性を低下させる。
（３）液晶層にかかる電圧の時定数が短くなる。
等の影響がイオン等の導電性物質によって引き起される
ことが考えられたが、実際には液晶を適当に精製するこ
とによって液晶の体積抵抗を109Ωcm以上に上げたり、
素子の構成過程で液晶の汚染防止を効果的にする等の手
段により前述の（１）および（２）の問題は十分対応可
能であり、一方駆動方式においては、交流駆動方式、リ
フレッシュ蓄積型駆動方式が基本となるため、前記
（３）の点も深刻な問題とはならなかったことによる。
ことが考えられたが、実際には液晶を適当に精製するこ
とによって液晶の体積抵抗を109Ωcm以上に上げたり、
素子の構成過程で液晶の汚染防止を効果的にする等の手
段により前述の（１）および（２）の問題は十分対応可
能であり、一方駆動方式においては、交流駆動方式、リ
フレッシュ蓄積型駆動方式が基本となるため、前記
（３）の点も深刻な問題とはならなかったことによる。
これに対して、近年世界的に開発が進んでいる強誘電性
液晶素子の場合には、液晶層中のイオン等の荷電粒子の
挙動が、強誘電性液晶素子の特性に重大な影響を与える
ことが明らかにされている。
液晶素子の場合には、液晶層中のイオン等の荷電粒子の
挙動が、強誘電性液晶素子の特性に重大な影響を与える
ことが明らかにされている。
例えば、クラークとラガヴァル等の提案した強誘電性液
晶素子の構成においては、第１図に示されるように液晶
層内で各液晶分子の双極子の方向が揃い、液晶の自発分
極が生じている。
晶素子の構成においては、第１図に示されるように液晶
層内で各液晶分子の双極子の方向が揃い、液晶の自発分
極が生じている。
この自発分極の存在は、強誘電性液晶素子のスイッチン
グ特性の条件であるため、この自発分極による電化の片
寄りは、SSFLCD（Surface Stabi-lized Ferroelectric
Liquid Crystal Device）においては不可避なものであ
る。
グ特性の条件であるため、この自発分極による電化の片
寄りは、SSFLCD（Surface Stabi-lized Ferroelectric
Liquid Crystal Device）においては不可避なものであ
る。
（発明が解決しようとしている問題） 以上の如き強誘電性液晶素子における液晶分子の自発分
極は必然的なものであるが、この分極電荷の影響によっ
て、素子の非駆動時（すなわち、メモリー状態）におい
て液晶層の双安定性が損なわれ、液晶分子が単安定性化
するという問題があることが判明した。
極は必然的なものであるが、この分極電荷の影響によっ
て、素子の非駆動時（すなわち、メモリー状態）におい
て液晶層の双安定性が損なわれ、液晶分子が単安定性化
するという問題があることが判明した。
すなわち、素子内にはITO電極等の透明電極が存在し、
その上に誘電体および配向膜を介して液晶層に接する構
成が一般的であるが、その場合にメモリー状態（印加電
圧＝０）でも、液晶層内には液晶分子の分極電荷によっ
て生じる電界が存在して、この電界によって液晶層内に
存在しているイオン性不純物が泳動して、イオンの不均
一な偏在が生じる。このイオンの偏在によって、逆に液
晶分子が拘束を受けるため、液晶分子のスイッチング状
態での双安定性が乱され、更には素子のメモリー性自体
の消滅をも誘引するという重大な問題が生じ、現在の強
誘電性液晶素子を光シャッターやディスプレイとして考
えた場合大きな障害となっている。
その上に誘電体および配向膜を介して液晶層に接する構
成が一般的であるが、その場合にメモリー状態（印加電
圧＝０）でも、液晶層内には液晶分子の分極電荷によっ
て生じる電界が存在して、この電界によって液晶層内に
存在しているイオン性不純物が泳動して、イオンの不均
一な偏在が生じる。このイオンの偏在によって、逆に液
晶分子が拘束を受けるため、液晶分子のスイッチング状
態での双安定性が乱され、更には素子のメモリー性自体
の消滅をも誘引するという重大な問題が生じ、現在の強
誘電性液晶素子を光シャッターやディスプレイとして考
えた場合大きな障害となっている。
従って、強誘電性液晶素子においては液晶層内に存在す
るイオンによる問題を解決することが要望されている。
るイオンによる問題を解決することが要望されている。
（問題点を解決するための手段） 本発明者は上記の如き従来技術の問題点を解決すべく鋭
意研究の結果、本発明を完成した。
意研究の結果、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、カイラルスメクチック液晶の螺旋
構造の形成を抑制させる間隔を置いて配置し、該液晶に
接する面のいずれか一方を導電性となした一対の電極基
板と、該一対の電極基板間に配置されたカイラルスメク
チック液晶とを有し、該一対の電極間に電圧を印加する
カイラルスメクチック液晶素子の電圧印加方法であっ
て、非駆動時に前記一対の電極間にイオン性不純物の一
方の荷電体を前記導電性面に泳動させて該一方の荷電体
を中和し、無電界時に二つの異なる安定な配向状態を持
つ双安定性状態のカイラルスメクチック液晶を生じさせ
るに必要な直流電圧を印加することを特徴とするカイラ
ルスメクチック液晶素子の電圧印加方法。
構造の形成を抑制させる間隔を置いて配置し、該液晶に
接する面のいずれか一方を導電性となした一対の電極基
板と、該一対の電極基板間に配置されたカイラルスメク
チック液晶とを有し、該一対の電極間に電圧を印加する
カイラルスメクチック液晶素子の電圧印加方法であっ
て、非駆動時に前記一対の電極間にイオン性不純物の一
方の荷電体を前記導電性面に泳動させて該一方の荷電体
を中和し、無電界時に二つの異なる安定な配向状態を持
つ双安定性状態のカイラルスメクチック液晶を生じさせ
るに必要な直流電圧を印加することを特徴とするカイラ
ルスメクチック液晶素子の電圧印加方法。
次に本発明を更に詳しく説明する。
本発明で使用する強誘電性カイラルスメクチック液晶素
子は、加えられる電界に応じて第一の光学的安定状態と
第二の光学的安定状態とのいずれかを取るもの、すなわ
ち、電界に対して双安定性を有する液晶物質である。
子は、加えられる電界に応じて第一の光学的安定状態と
第二の光学的安定状態とのいずれかを取るもの、すなわ
ち、電界に対して双安定性を有する液晶物質である。
本発明で使用するカイラルスメクチック液晶のうちでは
特にカイラルスメクチックＣ層（SmC＊）またはＨ層（S
mH＊）の液晶が適している。これらの強誘電性液晶は、
“LEJOURNAL DE PHYSIOUE LETTERS"36（L-69）1975、
「Ferroelectric Liquid Crystals」;Applied Physics
Letters"36（11）1980、「Submicro Second Bistable E
lectrooptic Switching in Liquid Crystals」；“固体
物理"16（141）1981「液晶」等に記載されており、より
具体的には、例えば、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（DOBAMBC）、
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（HOBACPC）および４−ｏ−
（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。
特にカイラルスメクチックＣ層（SmC＊）またはＨ層（S
mH＊）の液晶が適している。これらの強誘電性液晶は、
“LEJOURNAL DE PHYSIOUE LETTERS"36（L-69）1975、
「Ferroelectric Liquid Crystals」;Applied Physics
Letters"36（11）1980、「Submicro Second Bistable E
lectrooptic Switching in Liquid Crystals」；“固体
物理"16（141）1981「液晶」等に記載されており、より
具体的には、例えば、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（DOBAMBC）、
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（HOBACPC）および４−ｏ−
（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。
第２図示の例は強誘電性液晶素子の１例を模式的に示す
ものであり、図中の１と１′はIn2O3、SnO2あるいはITO
（Indium-Tin-Oxide）等の透明電極がコートされた基板
（例えばガラス板）であり、これらの一対の基板の少な
くとも一方には絶縁層および配向膜（図示なし）が設け
られ、これらの配向制御膜の間に前記の如き液晶からな
る液晶層２が、基板面に垂直になるように配向したSmC
＊相の液晶として封入されている。
ものであり、図中の１と１′はIn2O3、SnO2あるいはITO
（Indium-Tin-Oxide）等の透明電極がコートされた基板
（例えばガラス板）であり、これらの一対の基板の少な
くとも一方には絶縁層および配向膜（図示なし）が設け
られ、これらの配向制御膜の間に前記の如き液晶からな
る液晶層２が、基板面に垂直になるように配向したSmC
＊相の液晶として封入されている。
太線で示した線３が液晶分子を表わしており、この液晶
分子３はその分子に直交した方向に双極子モーメント
（Ｐ⊥）４を有している。
分子３はその分子に直交した方向に双極子モーメント
（Ｐ⊥）４を有している。
このような強誘電性液晶素子の基板１と１′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３のら
せん構造がほどけ、双極子モーメント（Ｐ⊥）４がすべ
て電界方向に向くように液晶分子３の配向方向を変える
ことができる。
に一定の閾値以上の電圧を印加すると、液晶分子３のら
せん構造がほどけ、双極子モーメント（Ｐ⊥）４がすべ
て電界方向に向くように液晶分子３の配向方向を変える
ことができる。
液晶分子３は細長い形状を有しており、その長軸方向と
短軸方向で屈折率の異方性を示し、従って、例えば、基
板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化
する液晶光学変調素子となることは容易に理解される。
短軸方向で屈折率の異方性を示し、従って、例えば、基
板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化
する液晶光学変調素子となることは容易に理解される。
更に液晶素子の厚さを充分に薄くした場合（例えば１μ
ｍ）には、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はほどけ（非らせん構
造）、その双極子モーメントＰまたはＰ′は上向き（4
a）または下向き（4b）のいずれかの状態をとる。この
ような素子に第３図に示す如く一定の閾値以上の極性の
異なる電界ＥまたはＥ′を所定時間付与すると、双極子
モーメントは電界ＥまたはＥ′の電界ベクトルに対応し
て上向き4aまたは下向き4bと向きを変え、それに応じて
液晶分子は第１の配向状態５かあるいは第二の配向状態
５′の何れか一方に配向する。このような強誘電性液晶
素子を光学変調素子として用いることの利点は２つあ
る。
ｍ）には、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はほどけ（非らせん構
造）、その双極子モーメントＰまたはＰ′は上向き（4
a）または下向き（4b）のいずれかの状態をとる。この
ような素子に第３図に示す如く一定の閾値以上の極性の
異なる電界ＥまたはＥ′を所定時間付与すると、双極子
モーメントは電界ＥまたはＥ′の電界ベクトルに対応し
て上向き4aまたは下向き4bと向きを変え、それに応じて
液晶分子は第１の配向状態５かあるいは第二の配向状態
５′の何れか一方に配向する。このような強誘電性液晶
素子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には、応答速度が極めて速いこと、第２に液晶分子
の配向が双安定性状態を有することである。第２の点を
例えば第３図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の配向状態５に配向するが、この状態で
は電界を切っても安定である。また、逆向きの電界Ｅ′
を印加すると、液晶分子は第２の配向状態５′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Ｅが一定の閾
値を越えない限り、それぞれの配向状態にやはり維持さ
れている。このような応答速度の速さと、双安定性が有
効に実現されるには、素子としてできるだけ薄い方が好
ましく、一般的には0.5〜20μｍ、特に１〜５μｍが適
している。この種の強誘電性液晶を用いるマトリックス
電極構造を有する強誘電性液晶素子は、例えば、クラー
クとラガバルにより、米国特許第4367924号明細書に提
案されている。
の配向が双安定性状態を有することである。第２の点を
例えば第３図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の配向状態５に配向するが、この状態で
は電界を切っても安定である。また、逆向きの電界Ｅ′
を印加すると、液晶分子は第２の配向状態５′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Ｅが一定の閾
値を越えない限り、それぞれの配向状態にやはり維持さ
れている。このような応答速度の速さと、双安定性が有
効に実現されるには、素子としてできるだけ薄い方が好
ましく、一般的には0.5〜20μｍ、特に１〜５μｍが適
している。この種の強誘電性液晶を用いるマトリックス
電極構造を有する強誘電性液晶素子は、例えば、クラー
クとラガバルにより、米国特許第4367924号明細書に提
案されている。
以上は強誘電性液晶素子の構成の１例であるが、これら
の強誘電性液晶素子は前述の如く、液晶層内に存在する
イオンによって種々の問題を生じるものであった。
の強誘電性液晶素子は前述の如く、液晶層内に存在する
イオンによって種々の問題を生じるものであった。
すなわち、強誘電性液晶は第１図に示したように分子双
極子に由来する自発分極を持ち、強誘電性液晶が双安定
性を有する液晶素子では、その分極によって誘起される
内部電界が発生している。この内部電界は強誘電性液晶
層に電圧が印加・無印加にかかわらず常に存在してい
る。
極子に由来する自発分極を持ち、強誘電性液晶が双安定
性を有する液晶素子では、その分極によって誘起される
内部電界が発生している。この内部電界は強誘電性液晶
層に電圧が印加・無印加にかかわらず常に存在してい
る。
前述した自発分極によって誘起された内部電界により、
強誘電性液晶内のイオン種が泳動し、これらのイオン種
は各電極方向に偏在せしめられる。そしてこれらイオン
の偏在はかなりの時間安定に存在する。
強誘電性液晶内のイオン種が泳動し、これらのイオン種
は各電極方向に偏在せしめられる。そしてこれらイオン
の偏在はかなりの時間安定に存在する。
以上の現象は以下の実験によって確かめられる。例え
ば、第４図示のように透明電極７、７′上に配向膜等の
絶縁膜６、６′を設けた素子に、強誘電性液晶を封入し
強誘電性液晶素子を作る。その分子３の向きを一方の方
向に向けて（自発分極の向き、上→下）且つ電極７、
７′を同電位にして放置すると、その分極方向のみが安
定になり、もう一方の状態が実現できなくなり、液晶分
子３の双安定性が消失する（第４図ａ）。次にこの素子
に上基板から下基板の方向に数ボルトの外部電圧Ｅを印
加して数分間放置し（第４図ｂ）、再び上下電極を同電
位にする（第４図ｃ）と、今度はもう一方の状態が安定
になり、駆動パルスを印加しても液晶分子３を逆の状態
に転移させることができない。
ば、第４図示のように透明電極７、７′上に配向膜等の
絶縁膜６、６′を設けた素子に、強誘電性液晶を封入し
強誘電性液晶素子を作る。その分子３の向きを一方の方
向に向けて（自発分極の向き、上→下）且つ電極７、
７′を同電位にして放置すると、その分極方向のみが安
定になり、もう一方の状態が実現できなくなり、液晶分
子３の双安定性が消失する（第４図ａ）。次にこの素子
に上基板から下基板の方向に数ボルトの外部電圧Ｅを印
加して数分間放置し（第４図ｂ）、再び上下電極を同電
位にする（第４図ｃ）と、今度はもう一方の状態が安定
になり、駆動パルスを印加しても液晶分子３を逆の状態
に転移させることができない。
これらの現象は第４図中のプラスおよびマイナスで表し
たイオンの偏在によりわかりやすく説明できる。
たイオンの偏在によりわかりやすく説明できる。
第４図ａの場合は液晶分子３の分極による内部電界、第
４図ｂ、ｃの場合は外部電界によってイオン泳動が起こ
り、それぞれのイオンの偏在により液晶分子３の分極方
向が安定化され、液晶分子の双安定性が低下し、液晶分
子の単安定性化現象が起こることがわかる。
４図ｂ、ｃの場合は外部電界によってイオン泳動が起こ
り、それぞれのイオンの偏在により液晶分子３の分極方
向が安定化され、液晶分子の双安定性が低下し、液晶分
子の単安定性化現象が起こることがわかる。
本発明は、これらの液晶分子の単安定性化を解決するた
めに強誘電性液晶層を挟持する２枚の電極基板の強誘電
性液晶層に接する面のいずれか一方を導電性とすること
によって、基板近傍に偏在するプラス荷電またはマイナ
ス荷電を消滅させることができ、その結果イオンの偏在
による液晶分子の単安定性化を防止し、上記の如き従来
技術の欠点を解決したものである。
めに強誘電性液晶層を挟持する２枚の電極基板の強誘電
性液晶層に接する面のいずれか一方を導電性とすること
によって、基板近傍に偏在するプラス荷電またはマイナ
ス荷電を消滅させることができ、その結果イオンの偏在
による液晶分子の単安定性化を防止し、上記の如き従来
技術の欠点を解決したものである。
上記の如き本発明を、本発明の一実施例を示す第５図を
参照して更に具体的に説明する。
参照して更に具体的に説明する。
第５図は本発明の強誘電性液晶素子の一実施例の断面を
図解的に示す図であり、１、１′はガラス基板、７、
７′はガラス基板１、１′上に形成されたITO等からな
る透明電極層、８は上側基板付近に偏在したプラス電荷
を有する荷電体、９は下側基板付近に偏在したマイナス
荷電体である。２は液晶層を示し、５、５′はその中で
採り得る２種の液晶状態を示し、６は絶縁層を示す。
図解的に示す図であり、１、１′はガラス基板、７、
７′はガラス基板１、１′上に形成されたITO等からな
る透明電極層、８は上側基板付近に偏在したプラス電荷
を有する荷電体、９は下側基板付近に偏在したマイナス
荷電体である。２は液晶層を示し、５、５′はその中で
採り得る２種の液晶状態を示し、６は絶縁層を示す。
図示の通り５は分子内双極子としても同時に自発分極の
方向も上側基板から下側へ矢印（−から＋へ引くものと
する）が向いているので、上下基板近傍の荷電体の偏在
によってその存在は安定化されている。これに対し、
５′に示す液晶分子の配置は双極子がイオンの偏在に対
して反対方向を向いているので電気的に極めて不安定な
状態であり、双安定性を有する液晶表示素子としては好
ましくない状態にある。
方向も上側基板から下側へ矢印（−から＋へ引くものと
する）が向いているので、上下基板近傍の荷電体の偏在
によってその存在は安定化されている。これに対し、
５′に示す液晶分子の配置は双極子がイオンの偏在に対
して反対方向を向いているので電気的に極めて不安定な
状態であり、双安定性を有する液晶表示素子としては好
ましくない状態にある。
これに対して本発明の強誘電性液晶素子の場合には、上
基板側には絶縁層は形成されていないので導電性であ
り、 直流バイアスで絶縁層の形成されていない側にプラスま
たはマイナスのいずれかの荷電体を偏在させ、電極上に
イオンを吸着し、その極性を打ち消すことで荷電体の偏
在による液晶分子配列の電気的不安定性が軽減でき、メ
モリー状態を利用した表示が可能となる。
基板側には絶縁層は形成されていないので導電性であ
り、 直流バイアスで絶縁層の形成されていない側にプラスま
たはマイナスのいずれかの荷電体を偏在させ、電極上に
イオンを吸着し、その極性を打ち消すことで荷電体の偏
在による液晶分子配列の電気的不安定性が軽減でき、メ
モリー状態を利用した表示が可能となる。
以上の如く強誘電性液晶層を挟持する２枚の電極基板の
強誘電性液晶に接する面のいずれか一方を導電性にする
ことにより、素子のイオンの偏在による液晶分子の単安
定性化を防止して液晶分子の双安定性を著しく向上させ
ることができる。
強誘電性液晶に接する面のいずれか一方を導電性にする
ことにより、素子のイオンの偏在による液晶分子の単安
定性化を防止して液晶分子の双安定性を著しく向上させ
ることができる。
本発明の液晶素子において、液晶層が接する基板面の一
方を導電性にする方法としては、第５図示の如く、一方
の電極基板の面にのみ絶縁層を設ける方法の外、例え
ば、２枚の電極基板の両方に絶縁層を設ける場合には、
一方の絶縁層の導電性を比抵抗値ρ＝106Ω.cm以下、好
ましくはρ＝104Ω.cm以下にする方法等でもよいもので
ある。
方を導電性にする方法としては、第５図示の如く、一方
の電極基板の面にのみ絶縁層を設ける方法の外、例え
ば、２枚の電極基板の両方に絶縁層を設ける場合には、
一方の絶縁層の導電性を比抵抗値ρ＝106Ω.cm以下、好
ましくはρ＝104Ω.cm以下にする方法等でもよいもので
ある。
また強誘電性液晶層に接する基板面にラビング処理を施
した配向制御膜を設けるのが好ましい。このような場合
には、例えば、両方の基板に配向制御膜を設ける場合に
は、その一方の配向制御膜の導電性を、ρ＝106Ω.cm以
下、好ましくはρ＝104Ω.cm以下にする方法、一方の電
極基板に絶縁層と配向制御膜とを設け、且つ他方の電極
基板に絶縁層を設けることなく電極上に配向制御膜を設
ける場合には、この配向制御膜の導電性をρ＝106Ω.cm
以下、好ましくはρ＝104Ω.cm以下にする方法等が有効
である。
した配向制御膜を設けるのが好ましい。このような場合
には、例えば、両方の基板に配向制御膜を設ける場合に
は、その一方の配向制御膜の導電性を、ρ＝106Ω.cm以
下、好ましくはρ＝104Ω.cm以下にする方法、一方の電
極基板に絶縁層と配向制御膜とを設け、且つ他方の電極
基板に絶縁層を設けることなく電極上に配向制御膜を設
ける場合には、この配向制御膜の導電性をρ＝106Ω.cm
以下、好ましくはρ＝104Ω.cm以下にする方法等が有効
である。
上記配向制御膜は、ポリビニルアルコール、ポリイミ
ド、ポリアミド、ポリエステルイミド、セルロースまた
はポリエチレン等から常法に従って形成でき、また配向
制御膜を導電性にするにはそれらの膜中に導電性粒子等
を包含させればよい。
ド、ポリアミド、ポリエステルイミド、セルロースまた
はポリエチレン等から常法に従って形成でき、また配向
制御膜を導電性にするにはそれらの膜中に導電性粒子等
を包含させればよい。
尚、上記における比抵抗の測定は、ASTM（AMERI-CAN NA
TIONAL STANDARD）D-257によって測定される値である。
TIONAL STANDARD）D-257によって測定される値である。
以上において素子を構成する基板、液晶、透明電極、絶
縁層、配向制御膜等はいずれも従来技術に準じて形成す
ればよい。
縁層、配向制御膜等はいずれも従来技術に準じて形成す
ればよい。
（作用・効果） 以上の如き本発明によれば、強誘電性カイラルスメクチ
ック液晶素子の構成にあたり、液晶層が接する電極基板
のいずれか一方の面を導電性にすることにより、その素
子の非駆動時に直流電圧を印加すれば、強誘電性液晶層
中に発生したイオンの偏在を中和することができ、その
結果、素子の駆動時の液晶分子の単安定性化が防止さ
れ、双安定性が著しく向上するので素子の応答性をより
高速化でき、表示特性やメモリー特性を一層向上させる
ことができる。
ック液晶素子の構成にあたり、液晶層が接する電極基板
のいずれか一方の面を導電性にすることにより、その素
子の非駆動時に直流電圧を印加すれば、強誘電性液晶層
中に発生したイオンの偏在を中和することができ、その
結果、素子の駆動時の液晶分子の単安定性化が防止さ
れ、双安定性が著しく向上するので素子の応答性をより
高速化でき、表示特性やメモリー特性を一層向上させる
ことができる。
次に参考例および実施例を挙げて本発明を更に具体的に
説明する。
説明する。
参考例１ 液晶材料としてチッソ社製のCS−108を用いた。ITO電極
が形成されている２枚のガラス基板の両方にSiO2膜から
なる絶縁層をスパッタ法により1000Åの厚み形成し、そ
の上にポリビニルアルコール膜を400Åの厚さでスピナ
ーコートし乾燥硬化後、アセテート布で上記基板を一方
向にラビング処理した。このような２枚の基板を、スペ
ーサーを介して対向して貼り合せて素子を作成した。素
子厚は、１〜1.4μｍであった。この素子に前記の液晶
材料を等方相となる温度100℃にて注入した。素子の温
度をコントロールしながら５℃／時間のスピードで徐冷
すると、素子内の液晶はCh相（コレステリック相）、Sm
A相（スメクティックＡ相）を経て、SmC＊相（カイラル
スメクチィックＣ相）に達する。これらの相変化は、液
晶素子の両側に偏光子と検光子を配置することによって
同定することができる。第５図において２種の安定状態
のうち５′の方向に自発分極を揃えるように9.0VのDC電
界を上下基板に印加して約10時間放置した。その結果、
５の方向は安定であったが、５′の方向は不安定であ
り、２つの安定状態間のコントラストは殆どなかった。
が形成されている２枚のガラス基板の両方にSiO2膜から
なる絶縁層をスパッタ法により1000Åの厚み形成し、そ
の上にポリビニルアルコール膜を400Åの厚さでスピナ
ーコートし乾燥硬化後、アセテート布で上記基板を一方
向にラビング処理した。このような２枚の基板を、スペ
ーサーを介して対向して貼り合せて素子を作成した。素
子厚は、１〜1.4μｍであった。この素子に前記の液晶
材料を等方相となる温度100℃にて注入した。素子の温
度をコントロールしながら５℃／時間のスピードで徐冷
すると、素子内の液晶はCh相（コレステリック相）、Sm
A相（スメクティックＡ相）を経て、SmC＊相（カイラル
スメクチィックＣ相）に達する。これらの相変化は、液
晶素子の両側に偏光子と検光子を配置することによって
同定することができる。第５図において２種の安定状態
のうち５′の方向に自発分極を揃えるように9.0VのDC電
界を上下基板に印加して約10時間放置した。その結果、
５の方向は安定であったが、５′の方向は不安定であ
り、２つの安定状態間のコントラストは殆どなかった。
駆動電圧印加時と後の分子状態を顕微鏡で観察すると自
発分極が５の方向から５′の方向へ反転するように駆動
した時、電圧印加中は５′の方向へ反転した分子が電圧
が切れた後に５の方向へ再び反転し安定となり、５の方
向へ単安定性となっていることがわかった。
発分極が５の方向から５′の方向へ反転するように駆動
した時、電圧印加中は５′の方向へ反転した分子が電圧
が切れた後に５の方向へ再び反転し安定となり、５の方
向へ単安定性となっていることがわかった。
実施例１ 参考例１において液晶素子のいずれか一方の電極基板上
に絶縁層と配向膜を形成せずに、他はすべて参考例１と
同じ条件で素子を作成し、全く同じ駆動を行った。
に絶縁層と配向膜を形成せずに、他はすべて参考例１と
同じ条件で素子を作成し、全く同じ駆動を行った。
その結果、第５図の５の方向は安定で、５′の方向は不
安定であったが、２つの安定状態間でのコントラストは
参考例の場合に比較して著しく大きかった。顕微鏡で自
発分極が５の方向から５′の方向へ反転する様子を観察
すると５′の方向は全く不安定ではなく、電圧が切れた
後も５′の方向に十分に安定に存在していることがわか
った。
安定であったが、２つの安定状態間でのコントラストは
参考例の場合に比較して著しく大きかった。顕微鏡で自
発分極が５の方向から５′の方向へ反転する様子を観察
すると５′の方向は全く不安定ではなく、電圧が切れた
後も５′の方向に十分に安定に存在していることがわか
った。
この結果から、液晶素子のいずれか一方の基板に絶縁層
と配向膜を形成せずにおき、直流バイアスで絶縁層の形
成されていない側にプラスまたはマイナスのいずれか一
方の荷電体を偏在させ、電極上にイオンを吸着し、その
極性を消すことで荷電体の偏在による液晶分子配列の電
気的不安定性が軽減でき、メモリー状態を利用した表示
が十分に可能となった。
と配向膜を形成せずにおき、直流バイアスで絶縁層の形
成されていない側にプラスまたはマイナスのいずれか一
方の荷電体を偏在させ、電極上にイオンを吸着し、その
極性を消すことで荷電体の偏在による液晶分子配列の電
気的不安定性が軽減でき、メモリー状態を利用した表示
が十分に可能となった。
実施例２ 実施例１の液晶素子を用いて荷電体を偏在させるため、
9.0VのDC電界を実施例１と同一方向に上下基板間に印加
して放置した。実施例１で安定となった方向から不安定
となった方向に液晶分子配列がすべて反転するための電
圧（飽和電圧）の経時変化を測定した。測定結果を第６
図に示した。液晶素子のいずれか一方の電極基板上に絶
縁層と配向膜を形成しなかった試料では、両側の電極基
板上に絶縁層と配向膜を形成した試料に比べ明らかに飽
和電圧の増加が遅く、しかも小さいことがわかる。この
ような飽和電圧の上昇は、液晶素子中にイオン等の荷電
体が偏在するためおこるものであり、上記結果により液
晶素子のいずれか一方の電極基板上に絶縁層と配向膜を
形成せずにおき、直流バイアスを印加することにより荷
電体の偏在の影響が軽減できることが明らかとなった。
9.0VのDC電界を実施例１と同一方向に上下基板間に印加
して放置した。実施例１で安定となった方向から不安定
となった方向に液晶分子配列がすべて反転するための電
圧（飽和電圧）の経時変化を測定した。測定結果を第６
図に示した。液晶素子のいずれか一方の電極基板上に絶
縁層と配向膜を形成しなかった試料では、両側の電極基
板上に絶縁層と配向膜を形成した試料に比べ明らかに飽
和電圧の増加が遅く、しかも小さいことがわかる。この
ような飽和電圧の上昇は、液晶素子中にイオン等の荷電
体が偏在するためおこるものであり、上記結果により液
晶素子のいずれか一方の電極基板上に絶縁層と配向膜を
形成せずにおき、直流バイアスを印加することにより荷
電体の偏在の影響が軽減できることが明らかとなった。
実施例３ 参考例１において、一方の電極基板上に絶縁層を設け、
他方の電極基板上にポリビニルアルコールから配向制御
膜（400Å）を設け、他は参考例１と同様に本発明の液
晶素子を構成した。
他方の電極基板上にポリビニルアルコールから配向制御
膜（400Å）を設け、他は参考例１と同様に本発明の液
晶素子を構成した。
尚、本実施例で用いた400Åの一方のポリビニルアルコ
ール膜の比抵抗をASTM D-257に従って測定したところ、
ρ＝106Ω.cmであった。
ール膜の比抵抗をASTM D-257に従って測定したところ、
ρ＝106Ω.cmであった。
上記素子を実施例２およびと同様に駆動したところ、同
様な結果が得られた。
様な結果が得られた。
第１図〜第４図は強誘電性液晶素子の断面の１部を図解
的に示し、且つ液晶分子の分極の二つの状態を図解的に
示す図であり、第５図は本発明の強誘電性液晶素子の断
面を図解的に示す図であり、第６図は本発明の素子と参
考例の素子との飽和電圧と放置時間との関係を示す図で
ある。 １、１′……基板 ２……液晶層 ３……液晶分子 ４……双極子モーメント ５、５′……液晶分子の配向状態 ６……絶縁層 ７……電極 ８……プラスイオン ９……マイナスイオン
的に示し、且つ液晶分子の分極の二つの状態を図解的に
示す図であり、第５図は本発明の強誘電性液晶素子の断
面を図解的に示す図であり、第６図は本発明の素子と参
考例の素子との飽和電圧と放置時間との関係を示す図で
ある。 １、１′……基板 ２……液晶層 ３……液晶分子 ４……双極子モーメント ５、５′……液晶分子の配向状態 ６……絶縁層 ７……電極 ８……プラスイオン ９……マイナスイオン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−214824（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−30829（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−121020（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】カイラルスメクチック液晶の螺旋構造の形
成を抑制させる間隔を置いて配置し、該液晶に接する面
のいずれか一方を導電性となした一対の電極基板と、該
一対の電極基板間に配置されたカイラルスメクチック液
晶とを有し、該一対の電極間に電圧を印加するカイラル
スメクチック液晶素子の電圧印加方法であって、非駆動
時に前記一対の電極間にイオン性不純物の一方の荷電体
を前記導電性面に泳動させて該一方の荷電体を中和し、
無電界時に二つの異なる安定な配向状態を持つ双安定性
状態のカイラルスメクチック液晶を生じさせるに必要な
直流電圧を印加することを特徴とするカイラルスメクチ
ック液晶素子の電圧印加方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61278743A JPH0711632B2 (ja) | 1986-11-25 | 1986-11-25 | カイラルスメクチック液晶素子の電圧印加方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61278743A JPH0711632B2 (ja) | 1986-11-25 | 1986-11-25 | カイラルスメクチック液晶素子の電圧印加方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63132220A JPS63132220A (ja) | 1988-06-04 |
| JPH0711632B2 true JPH0711632B2 (ja) | 1995-02-08 |
Family
ID=17601584
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61278743A Expired - Fee Related JPH0711632B2 (ja) | 1986-11-25 | 1986-11-25 | カイラルスメクチック液晶素子の電圧印加方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0711632B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2943675B2 (ja) * | 1995-11-24 | 1999-08-30 | 株式会社大林組 | 土留め壁の構築工法 |
| CN1287626A (zh) * | 1998-10-22 | 2001-03-14 | 西铁城时计株式会社 | 铁电液晶显示器件及其驱动方法 |
| JP2012247663A (ja) * | 2011-05-30 | 2012-12-13 | Seiko Epson Corp | 液晶装置、投射型表示装置および電子機器 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59214824A (ja) * | 1983-05-20 | 1984-12-04 | Seiko Epson Corp | 液晶電気光学装置 |
| JPS6330829A (ja) * | 1986-07-25 | 1988-02-09 | Seiko Epson Corp | 液晶表示装置の製造方法 |
| JPH0711637B2 (ja) * | 1986-11-10 | 1995-02-08 | キヤノン株式会社 | 強誘電性液晶素子 |
-
1986
- 1986-11-25 JP JP61278743A patent/JPH0711632B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63132220A (ja) | 1988-06-04 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |