JPH0797192B2 - 液晶装置 - Google Patents
液晶装置Info
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- JPH0797192B2 JPH0797192B2 JP63046000A JP4600088A JPH0797192B2 JP H0797192 B2 JPH0797192 B2 JP H0797192B2 JP 63046000 A JP63046000 A JP 63046000A JP 4600088 A JP4600088 A JP 4600088A JP H0797192 B2 JPH0797192 B2 JP H0797192B2
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- Japan
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- electric field
- director
- substrate
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- 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
- G02F1/139—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
- G02F1/1393—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 the birefringence of the liquid crystal being electrically controlled, e.g. ECB-, DAP-, HAN-, PI-LC cells
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Description
【発明の詳細な説明】 （発明の背景） ［発明の属する技術分野］ 本発明は液晶（LC）装置さらにとくにはフレクソエレク
トリック効果を示すような装置に関する。
トリック効果を示すような装置に関する。
［従来技術の説明］ フレクソエレクトリック効果は、例えばスプレイ（第１
図および第２図）またはベンド（第３図および第４図）
歪みを特徴とする幾何形状のような極対称性を有する構
造を形成する液晶分子により示される。この効果はピエ
ゾ効果に類似の２つの形式を有する。電気的分極がス
プレイまたはベンド変形を誘起するか、あるいはその逆
に変形が電気的分極を誘起するかのいずれかである。本
発明は最初の形態に関する。すなわち印加電場が分極
を誘起し、一方分極が変形を誘起する（第１図ない
し第４図）。分極と変形とは極性的に相関を有するの
で、電場の符号を逆にすると同様に、および変形の方
向も逆になる（第１図対第２図、第３図対第４図）。
図および第２図）またはベンド（第３図および第４図）
歪みを特徴とする幾何形状のような極対称性を有する構
造を形成する液晶分子により示される。この効果はピエ
ゾ効果に類似の２つの形式を有する。電気的分極がス
プレイまたはベンド変形を誘起するか、あるいはその逆
に変形が電気的分極を誘起するかのいずれかである。本
発明は最初の形態に関する。すなわち印加電場が分極
を誘起し、一方分極が変形を誘起する（第１図ない
し第４図）。分極と変形とは極性的に相関を有するの
で、電場の符号を逆にすると同様に、および変形の方
向も逆になる（第１図対第２図、第３図対第４図）。
印加電圧はまた誘電異方性との相互作用により平行分子
配向を誘起する。もし誘電異方性が大き過ぎると、印加
電場により誘起されるフレクソエレクトリック効果は観
察されないであろう。
配向を誘起する。もし誘電異方性が大き過ぎると、印加
電場により誘起されるフレクソエレクトリック効果は観
察されないであろう。
フレクソエレクトリック効果の最初の提案はR.B.Meyer
により文献Phys.Rev.Lett.,Vol.22,p.918（1969）にお
いてなされた。最初一様に配列されている通常のネマテ
ィック液晶材料において、一様電場を印加すると、当該
文献の第２図に示すような交互に現れるスプレイおよび
ベンド歪みのバンドを有する連続的に回転する（時間的
でなく空間的に）ディレクタ構造の形成を誘起すること
を彼は提案した。しかしながら、一様配列されたネマテ
ィック液晶からはこのような構造は２つの理由で決して
観察されなかった。第１に、フレクソエレクトリック効
果は通常の誘電異方性と競合しなければならず、通常は
後者の相互作用のほうが支配的でこれにより一様方向を
維持しようとするからである（すなわち分子はの方向
に整列する）。第２に、連続的に回転するディレクタパ
ターンは、電極表面付近でスプレイバンドの中心におけ
るディスクリネーション（転傾）線欠陥の周期的配列
（アレイ）の生成により形成されなければならないから
である。しかしながら、これらの欠陥は高静電場できわ
めて発生しやすく、この高静電場はスプレイ−ベンド構
造を不明瞭にしようとする電気流体力学的不安定を誘起
することがあって好ましくない。
により文献Phys.Rev.Lett.,Vol.22,p.918（1969）にお
いてなされた。最初一様に配列されている通常のネマテ
ィック液晶材料において、一様電場を印加すると、当該
文献の第２図に示すような交互に現れるスプレイおよび
ベンド歪みのバンドを有する連続的に回転する（時間的
でなく空間的に）ディレクタ構造の形成を誘起すること
を彼は提案した。しかしながら、一様配列されたネマテ
ィック液晶からはこのような構造は２つの理由で決して
観察されなかった。第１に、フレクソエレクトリック効
果は通常の誘電異方性と競合しなければならず、通常は
後者の相互作用のほうが支配的でこれにより一様方向を
維持しようとするからである（すなわち分子はの方向
に整列する）。第２に、連続的に回転するディレクタパ
ターンは、電極表面付近でスプレイバンドの中心におけ
るディスクリネーション（転傾）線欠陥の周期的配列
（アレイ）の生成により形成されなければならないから
である。しかしながら、これらの欠陥は高静電場できわ
めて発生しやすく、この高静電場はスプレイ−ベンド構
造を不明瞭にしようとする電気流体力学的不安定を誘起
することがあって好ましくない。
一方、コレステリックまたはカイラルネマティック液晶
物質におけるフレクソエレクトリック効果の唯一の提案
が、1986年１月14日付でG.E.A.Durandに発行された米国
特許第4,564,266号に見出される。しかしながらDurand
においては、分子はらせん軸が基板に平行ではなく基板
に垂直であるように配列される。さらに、Durandの液晶
材料はスプレイおよびベンドの周期的バンドを含まな
い。
物質におけるフレクソエレクトリック効果の唯一の提案
が、1986年１月14日付でG.E.A.Durandに発行された米国
特許第4,564,266号に見出される。しかしながらDurand
においては、分子はらせん軸が基板に平行ではなく基板
に垂直であるように配列される。さらに、Durandの液晶
材料はスプレイおよびベンドの周期的バンドを含まな
い。
（発明の概要） 本発明の一形態によれば、液晶材料のらせん軸を、その
材料を含むセルの基板に本質的に平行に配向させること
により、カイラル中心を有する液晶材料（例えばコレス
テリック、カイラルネマティック）内にフレクソエレク
トリック効果が現れることがわかった。基板に垂直に印
加された電場はディレクタの面（ディレクタを含む面、
ディレクタに平行な面）をらせん軸に対し角度φだけ電
場方向のまわりに回転させ、これにより材料内に交互に
現れる（例えば周期的な）スプレイおよびベンドのバン
ドを有起する。印加電圧の大きさは、誘電異方性との結
合力がコレステリックらせんを巻き戻すことなく分子を
電場により配列させる程度に十分に低く維持させる。
材料を含むセルの基板に本質的に平行に配向させること
により、カイラル中心を有する液晶材料（例えばコレス
テリック、カイラルネマティック）内にフレクソエレク
トリック効果が現れることがわかった。基板に垂直に印
加された電場はディレクタの面（ディレクタを含む面、
ディレクタに平行な面）をらせん軸に対し角度φだけ電
場方向のまわりに回転させ、これにより材料内に交互に
現れる（例えば周期的な）スプレイおよびベンドのバン
ドを有起する。印加電圧の大きさは、誘電異方性との結
合力がコレステリックらせんを巻き戻すことなく分子を
電場により配列させる程度に十分に低く維持させる。
本発明においては、周期的なディスクリネーションが基
板の表面付近の位置に形成され、この場合内部のディレ
クタは表面のディレクタに直交するので有利である。従
って、前記のMeyerの比較的高い電場は必要ではない。
その代わりに、電場はスプレイおよびベンドを形成する
ように分子構造に歪みを与えるだけでよいので、さらに
低い電場で動作が可能である。
板の表面付近の位置に形成され、この場合内部のディレ
クタは表面のディレクタに直交するので有利である。従
って、前記のMeyerの比較的高い電場は必要ではない。
その代わりに、電場はスプレイおよびベンドを形成する
ように分子構造に歪みを与えるだけでよいので、さらに
低い電場で動作が可能である。
本発明の他の態様によれば、基板間にほぼ一様な電場を
印加すること、および液晶材料内に交互に現れる（例え
ば周期的な）スプレイおよびベンドのバンドを誘起する
のに適切な配列層を基板上に形成すること、とにより液
晶内にフレクソエレクトリック効果を誘起可能である。
印加すること、および液晶材料内に交互に現れる（例え
ば周期的な）スプレイおよびベンドのバンドを誘起する
のに適切な配列層を基板上に形成すること、とにより液
晶内にフレクソエレクトリック効果を誘起可能である。
いずれの場合においても、分子のディレクタを回転でき
ることは、材料の光学的性質が変化可能であることを意
味する。従って本発明は、例えば光変調器、光格子、ま
たは液晶ディスプレイを含む多数の適用例に使用可能で
ある。
ることは、材料の光学的性質が変化可能であることを意
味する。従って本発明は、例えば光変調器、光格子、ま
たは液晶ディスプレイを含む多数の適用例に使用可能で
ある。
（実施例の説明） 第５図および第６図には液晶装置の一部の略斜視図が示
される。セルは一対の本質的に平行な基板13,20のよう
な拘束手段を含み基板13、20はその間のコレステリック
またはカイラルネマティック液晶材料30の境界面を形成
する。一実施例においては、この物質の分子15（第６
図）はカイラルであり、基板にほぼ平行ならせん軸を有
するらせん形状に配列される。液晶材料は、カイラル対
称性を有する単一または複数の成分からなる。
される。セルは一対の本質的に平行な基板13,20のよう
な拘束手段を含み基板13、20はその間のコレステリック
またはカイラルネマティック液晶材料30の境界面を形成
する。一実施例においては、この物質の分子15（第６
図）はカイラルであり、基板にほぼ平行ならせん軸を有
するらせん形状に配列される。液晶材料は、カイラル対
称性を有する単一または複数の成分からなる。
光に対し透明な基板13、20は内側主要面を有し、内側主
要面上に電極12、22が堆積される。光が電極内を通過す
るところでは、電極は透明な材料としなければならな
い。液晶材料間で基板に垂直な方向にほぼ一様な交流電
場を発生するために、電源40、50が電極に接続され
る。適用例に応じて、電極は単一の広幅面の層（例えば
光変調器）でもまたはストライプ（しま）の配列（多重
ディスプレイ）でもよい。
要面上に電極12、22が堆積される。光が電極内を通過す
るところでは、電極は透明な材料としなければならな
い。液晶材料間で基板に垂直な方向にほぼ一様な交流電
場を発生するために、電源40、50が電極に接続され
る。適用例に応じて、電極は単一の広幅面の層（例えば
光変調器）でもまたはストライプ（しま）の配列（多重
ディスプレイ）でもよい。
この装置がディスプレイとして使用されるならば、マト
リックスアドレス化または多重化のための配置がとら
れ、この場合電極はパターン化されて間隔の狭いストラ
イプの配列を形成し、２つの配列は相互に交差して（例
えば直角に）配置される。このように、各対のストライ
プが重なる領域内の液晶成分は、画素（pel）を形成す
る。しかしながら、フレクソエレクトリック効果は線形
であるので、液晶材料はスイッチしきい値を示さない。
従ってコントラストを有効に出すために、セルは各画素
と直列に周知の非線形成分（例えば薄膜トランジスタ
（TFT）または金属−絶縁物−金属（MIM）装置）を組合
せ可能である。
リックスアドレス化または多重化のための配置がとら
れ、この場合電極はパターン化されて間隔の狭いストラ
イプの配列を形成し、２つの配列は相互に交差して（例
えば直角に）配置される。このように、各対のストライ
プが重なる領域内の液晶成分は、画素（pel）を形成す
る。しかしながら、フレクソエレクトリック効果は線形
であるので、液晶材料はスイッチしきい値を示さない。
従ってコントラストを有効に出すために、セルは各画素
と直列に周知の非線形成分（例えば薄膜トランジスタ
（TFT）または金属−絶縁物−金属（MIM）装置）を組合
せ可能である。
各画素は電源40、50内に組込まれた適切なスイッチ回路
により選択的にアドレスされる。簡単にするために各配
列に対し２本の接続部のみが示される。電源40、50は選
択された電極間に適当な電圧を印加し、これにより所定
の画素間に電場を印加する。
により選択的にアドレスされる。簡単にするために各配
列に対し２本の接続部のみが示される。電源40、50は選
択された電極間に適当な電圧を印加し、これにより所定
の画素間に電場を印加する。
この例でセル内へおよびセルから外へ透過される光65に
光学的コントラストを与える手段は、ガラス基板13、20
上に形成された偏光子（polarizer）60、70を含む。偏
光子は適用例に応じて相互に平行であってもまたはある
角度をなしてもよい。
光学的コントラストを与える手段は、ガラス基板13、20
上に形成された偏光子（polarizer）60、70を含む。偏
光子は適用例に応じて相互に平行であってもまたはある
角度をなしてもよい。
共通反射モードで使用されるときは、観察面から再透過
させるために、セルを透過して透過された光を反射する
反射体（図示なし）もまた設けられる。
させるために、セルを透過して透過された光を反射する
反射体（図示なし）もまた設けられる。
らせん軸が基板に対しぼ平行となるように液晶材料30の
分子を配向させるために、この図ではセルには、セルの
内面に一対の配向層80、90が設けられる。配向は文献J.
S.Patel他、Ferroelectrics,Vol.59,p.129（1984）に記
載の表面処理を用いておよび例えば液晶材料を電場の存
在の下で等方相からコレステリック相へ冷却することに
より実施可能である。一実施例においては、この配向層
は少なくとも液晶材料に電場が印加される領域内の電極
を覆う。この図に示す層80、90は電極12、22とそれらの
間の間隙空間とを覆う。
分子を配向させるために、この図ではセルには、セルの
内面に一対の配向層80、90が設けられる。配向は文献J.
S.Patel他、Ferroelectrics,Vol.59,p.129（1984）に記
載の表面処理を用いておよび例えば液晶材料を電場の存
在の下で等方相からコレステリック相へ冷却することに
より実施可能である。一実施例においては、この配向層
は少なくとも液晶材料に電場が印加される領域内の電極
を覆う。この図に示す層80、90は電極12、22とそれらの
間の間隙空間とを覆う。
本発明の一態様によれば、液晶はらせん軸が基板にほぼ
平行であるらせん（第６図ないし第９図）を形成する。
電場が存在しないとき（Ｅ＝０、第８図）、分子のデイ
レクタはらせん軸にほぼ垂直に配向される。しかしな
がら基板にほぼ垂直に印加される正の電場が存在すると
き（Ｅ＞０、第７図）、ディレクタの面はらせん軸に対
し角度φだけ電場方向のまわりに回転し、また逆に、同
じ大きさの負の電場が存在するとき（Ｅ＜０、第９
図）、ディレクタはらせん軸に対し角度−φだけ回転す
る。
平行であるらせん（第６図ないし第９図）を形成する。
電場が存在しないとき（Ｅ＝０、第８図）、分子のデイ
レクタはらせん軸にほぼ垂直に配向される。しかしな
がら基板にほぼ垂直に印加される正の電場が存在すると
き（Ｅ＞０、第７図）、ディレクタの面はらせん軸に対
し角度φだけ電場方向のまわりに回転し、また逆に、同
じ大きさの負の電場が存在するとき（Ｅ＜０、第９
図）、ディレクタはらせん軸に対し角度−φだけ回転す
る。
電場の大きさは、液晶材料の誘電異方性とのいかなる相
互作用もコレステリックらせんを巻き戻すことがない程
度に十分に低く選択される。このような状況下では、分
子は第10図および第11図に示すような交互に現れる（例
えば周期的な）スプレイおよびベンドのバンドを特徴と
する歪みを示す。これらの図はそれぞれ第７図および第
９図の線10−10および11−11による断面図、すなわちら
せんの面に垂直でかつｙ軸（Ｅ＝０におけるディレクタ
の方向）に対し±φの角度をなす平面により形成される
断面図である。この歪みがフレクソエテクトリック効果
を引き起こす。この場合電場の大きさは第12図に示すよ
うにtanφに対し線形関係にある。
互作用もコレステリックらせんを巻き戻すことがない程
度に十分に低く選択される。このような状況下では、分
子は第10図および第11図に示すような交互に現れる（例
えば周期的な）スプレイおよびベンドのバンドを特徴と
する歪みを示す。これらの図はそれぞれ第７図および第
９図の線10−10および11−11による断面図、すなわちら
せんの面に垂直でかつｙ軸（Ｅ＝０におけるディレクタ
の方向）に対し±φの角度をなす平面により形成される
断面図である。この歪みがフレクソエテクトリック効果
を引き起こす。この場合電場の大きさは第12図に示すよ
うにtanφに対し線形関係にある。
第10図および第11図に示すディスクリネーション（線状
格子欠陥）21は、本来的には、基板13、20の表面付近で
液晶の内部におけるディレクタが表面におけるディレク
タに直交するところの位置に形成される。例えば第10図
および第11図に示すディスクリネーション21は基板13、
20の表面付近でスプレイバンドの中心に配置される。前
に記載のように、ディスクリネーションを形成するため
に高電場を必要としないということは、本発明が大きさ
の比較的小さい電場を用いて作動可能であることを意味
する。
格子欠陥）21は、本来的には、基板13、20の表面付近で
液晶の内部におけるディレクタが表面におけるディレク
タに直交するところの位置に形成される。例えば第10図
および第11図に示すディスクリネーション21は基板13、
20の表面付近でスプレイバンドの中心に配置される。前
に記載のように、ディスクリネーションを形成するため
に高電場を必要としないということは、本発明が大きさ
の比較的小さい電場を用いて作動可能であることを意味
する。
交互に現れるスプレイおよびベンド歪みバンドにはそれ
ぞれ別個のフレクソエレクトリック係数esおよびebが関
係づけられる。これらの係数の平均値をeavで示す。フ
レクソエレクトリック効果を増加するためにはesとebと
は符号が同一で比較的値が大きい材料を用いることが好
ましい。この点に関しては、らせん構造が一定である限
り、Ｅ＝０におけるらせんのピッチp0がより大きい材料
においては効果もまた増大する。すなわち、一次近似で
tanφ＝eavp0E/2πＫであり、ここでＫはスプレイ、ツ
イストおよびベンドの弾性係数K1、K2およびK3のそれぞ
れに関連する定数である。しかしながら、その代わりに
ある適用例（例えばディスプレイまたは光回折格子）に
おいてはp0がより小さいほうが好ましいことである。
ぞれ別個のフレクソエレクトリック係数esおよびebが関
係づけられる。これらの係数の平均値をeavで示す。フ
レクソエレクトリック効果を増加するためにはesとebと
は符号が同一で比較的値が大きい材料を用いることが好
ましい。この点に関しては、らせん構造が一定である限
り、Ｅ＝０におけるらせんのピッチp0がより大きい材料
においては効果もまた増大する。すなわち、一次近似で
tanφ＝eavp0E/2πＫであり、ここでＫはスプレイ、ツ
イストおよびベンドの弾性係数K1、K2およびK3のそれぞ
れに関連する定数である。しかしながら、その代わりに
ある適用例（例えばディスプレイまたは光回折格子）に
おいてはp0がより小さいほうが好ましいことである。
実施例Ｉ この実施例は、Ｓ−４−ｎ−ノニルオキシフェニル（４
−（３′,7′−ジメチルオクチルオキシベンゾイルオキ
シ）安息香酸エステルからなるコレステリック液晶材料
内でフレクソエレクトリック効果が観察された実験を記
載する。液晶材料は、厚さが約2.75μｍのセルであって
ガラス基板上に堆積されたインジウム−スズ酸化物電極
を有しかつ表面に平行な分子配向を形成するためにポリ
−１−４−ブチレンテレフタレートでコーティングされ
セル内に封入された、さらに配向は、J.S.Patel他に記
載の技術に従った。ガラス基板い平行ならせん軸の最初
の配向は、サンプルを電場の存在の下で等方性状態（13
0℃）から冷却することにより得られた。この材料は正
の誘電異方性を有するので、らせんのこの配列は最低の
誘電エネルギを有していた。セルは交差する（例えば直
交する）偏光子の間に置かれ、電場が存在しないときに
消光するように配向された。次に効果の測定は、電極間
に40Hzの可変振幅方形波を印加すること、および透過さ
れた光の強度をホトダイオードとオシロスコープとを用
いてモニタすること、とにより実施された。各電場振幅
ごとに、各電場極性に対する消光角度を求めるためにセ
ルは時計方向と反時計方向とに回転された。電場に対す
る回転角の関係は誘電相互作用がらせん巻き戻すことに
なる電場まで線形であることがわかった（第12図）。前
に与えたtanφに関する式と第12図の勾配の値とを用
い、Ｋ＝１×10-6ダインおよびらせんピッチp0＝0.5μ
ｍを用いてeav＝３×10-5cgs単位であることがわかっ
た。
−（３′,7′−ジメチルオクチルオキシベンゾイルオキ
シ）安息香酸エステルからなるコレステリック液晶材料
内でフレクソエレクトリック効果が観察された実験を記
載する。液晶材料は、厚さが約2.75μｍのセルであって
ガラス基板上に堆積されたインジウム−スズ酸化物電極
を有しかつ表面に平行な分子配向を形成するためにポリ
−１−４−ブチレンテレフタレートでコーティングされ
セル内に封入された、さらに配向は、J.S.Patel他に記
載の技術に従った。ガラス基板い平行ならせん軸の最初
の配向は、サンプルを電場の存在の下で等方性状態（13
0℃）から冷却することにより得られた。この材料は正
の誘電異方性を有するので、らせんのこの配列は最低の
誘電エネルギを有していた。セルは交差する（例えば直
交する）偏光子の間に置かれ、電場が存在しないときに
消光するように配向された。次に効果の測定は、電極間
に40Hzの可変振幅方形波を印加すること、および透過さ
れた光の強度をホトダイオードとオシロスコープとを用
いてモニタすること、とにより実施された。各電場振幅
ごとに、各電場極性に対する消光角度を求めるためにセ
ルは時計方向と反時計方向とに回転された。電場に対す
る回転角の関係は誘電相互作用がらせん巻き戻すことに
なる電場まで線形であることがわかった（第12図）。前
に与えたtanφに関する式と第12図の勾配の値とを用
い、Ｋ＝１×10-6ダインおよびらせんピッチp0＝0.5μ
ｍを用いてeav＝３×10-5cgs単位であることがわかっ
た。
実施例II 実施例Ｉと同じ配向方法であるが厚さは2.0μｍのセル
を用いて、2141−100（EM chemicals社、米国ニューヨ
ーク州ホーソーン;E.Merck社、ドイル国ダルムシュタッ
ト）という名称のネマティック液晶材料0.264gとコレス
テリルノナノアート0.0713gとの混合物内で前記のよう
なフレクソエレクトリック効果が観測された。
を用いて、2141−100（EM chemicals社、米国ニューヨ
ーク州ホーソーン;E.Merck社、ドイル国ダルムシュタッ
ト）という名称のネマティック液晶材料0.264gとコレス
テリルノナノアート0.0713gとの混合物内で前記のよう
なフレクソエレクトリック効果が観測された。
実施例III ピッチがさらに細かい液晶を得ようと努力して、ネマテ
ィック液晶2141−100を0.2746gとコレステリネノナノア
ート0.09819gとを用いて実施例IIが反復された。同様に
前記のようなフレクソエレクトリック効果が観測され
た。
ィック液晶2141−100を0.2746gとコレステリネノナノア
ート0.09819gとを用いて実施例IIが反復された。同様に
前記のようなフレクソエレクトリック効果が観測され
た。
実施例IV K15（前記EM chemicals社およびE.Merck社）という名称
のネマティック液晶0.152gとコレステリルノナノアート
0.025gとの混合物内でも前記のようなフレクソエレクト
リック効果が観測された。
のネマティック液晶0.152gとコレステリルノナノアート
0.025gとの混合物内でも前記のようなフレクソエレクト
リック効果が観測された。
前記の実施例は、本発明の原理を適用すべく考案可能な
多数の可能性のある特殊実施例のうちのわずか数例にす
ぎないことを理解すべきである。当業者であれば、本発
明の精神と範囲とから逸脱することなく、これらの原理
に従って多数の他の変更態様が考案可能である。とくに
交互に現れるスプレイおよびベンドのバンドは、基板間
にほぼ一様な電場を印加すること、および基板の少なく
とも片方の面にほぼ均一でほぼ類似の材料の周期的領域
（例えばストライプ）からなる配向層を設けること、と
により液晶材料内に誘起可能である。液晶材料がらせん
構造を有するときは、領域の周期は本質的にはらせんの
ピッチに等しくなるはずである。
多数の可能性のある特殊実施例のうちのわずか数例にす
ぎないことを理解すべきである。当業者であれば、本発
明の精神と範囲とから逸脱することなく、これらの原理
に従って多数の他の変更態様が考案可能である。とくに
交互に現れるスプレイおよびベンドのバンドは、基板間
にほぼ一様な電場を印加すること、および基板の少なく
とも片方の面にほぼ均一でほぼ類似の材料の周期的領域
（例えばストライプ）からなる配向層を設けること、と
により液晶材料内に誘起可能である。液晶材料がらせん
構造を有するときは、領域の周期は本質的にはらせんの
ピッチに等しくなるはずである。
第１図および第２図は、スプレイとして知られる歪みを
示す液晶分子の略図、 第３図および第４図は、ベンドとして知られる歪みを示
す液晶分子の略図、 第５図は液晶装置の略斜視図、 第６図は本発明の一実施例によりフレクソエレクトリッ
ク液晶装置の顕著な特徴の略斜視図、 第７図および第９図は、基板に垂直な電場によって基板
間のＳの極性に応じたディレクタの面がらせん軸に対し
角度±φの方向に回転した液晶分子の略平面図、 第８図は、Ｅ＝０でディレクタがらせん軸に対し直角で
ある液晶分子の略平面図、 第10図および第11図は、それぞれ第７図および第９図の
線10−10および11−11による断面図、 第12図は、電場Ｅに対する回転角φの関係を示すグラフ
である。 図を簡単にするために、第７図ないし第11図は分子の理
想的な周期秩序を示す。しかしながら実際には、このよ
うな理想状態は観察されない。従って例えば各ｘ−ｙ平
面内では、ディレクタは方向秩序を示すものであって位
置秩序を示すものではない。 12,22……電極（電場印加手段） 13,20……基板 15……分子 30……液晶材料 ｎ……ディレクタ
示す液晶分子の略図、 第３図および第４図は、ベンドとして知られる歪みを示
す液晶分子の略図、 第５図は液晶装置の略斜視図、 第６図は本発明の一実施例によりフレクソエレクトリッ
ク液晶装置の顕著な特徴の略斜視図、 第７図および第９図は、基板に垂直な電場によって基板
間のＳの極性に応じたディレクタの面がらせん軸に対し
角度±φの方向に回転した液晶分子の略平面図、 第８図は、Ｅ＝０でディレクタがらせん軸に対し直角で
ある液晶分子の略平面図、 第10図および第11図は、それぞれ第７図および第９図の
線10−10および11−11による断面図、 第12図は、電場Ｅに対する回転角φの関係を示すグラフ
である。 図を簡単にするために、第７図ないし第11図は分子の理
想的な周期秩序を示す。しかしながら実際には、このよ
うな理想状態は観察されない。従って例えば各ｘ−ｙ平
面内では、ディレクタは方向秩序を示すものであって位
置秩序を示すものではない。 12,22……電極（電場印加手段） 13,20……基板 15……分子 30……液晶材料 ｎ……ディレクタ
Claims (6)
- 【請求項１】液晶材料を含み、一対の平行な基板（13、
20）を有するセルと、 前記基板間に電場を印加する電極手段（12、22）と、 材料の分子（15）を所定の方向に配向させる手段とから
なり、 前記分子のディレクタ（ｎ）は、らせん軸が前記基板に
平行な軸を有するらせんを形成し、 前記電極手段は、前記らせん軸に対する前記ディレクタ
の面の方向を変化させることを特徴とする液晶装置。 - 【請求項２】前記材料はコレステリック液晶からなるこ
とを特徴とする請求項１の装置。 - 【請求項３】前記材料はカイラルネマティック液晶から
なることを特徴とする請求項１の装置。 - 【請求項４】前記電極手段は前記ディレクタの面をらせ
ん軸に対し角度φだけ電場方向のまわりに回転させ、ta
nφは電場の大きさに対し線形関係にあることを特徴と
する請求項１、２または３の装置。 - 【請求項５】電場の大きさは前記材料の分子内に交互に
現れるスプレイおよびベンドのバンドを誘起するのに十
分なものであることを特徴とする請求項４の装置。 - 【請求項６】前記電極手段は前記ディレクタの面を鋭角
φだけ回転させることを特徴とする請求項４の装置。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US22736 | 1987-03-06 | ||
| US07/022,736 US4917475A (en) | 1987-03-06 | 1987-03-06 | Flexoelectric liquid crystal device |
| SG154794A SG154794G (en) | 1987-03-06 | 1994-10-21 | Flexoelectric liquid cristal device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63309931A JPS63309931A (ja) | 1988-12-19 |
| JPH0797192B2 true JPH0797192B2 (ja) | 1995-10-18 |
Family
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63046000A Expired - Fee Related JPH0797192B2 (ja) | 1987-03-06 | 1988-03-01 | 液晶装置 |
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| EP (1) | EP0281341B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0797192B2 (ja) |
| CA (1) | CA1304492C (ja) |
| DE (1) | DE3851166T2 (ja) |
| ES (1) | ES2059502T3 (ja) |
| SG (1) | SG154794G (ja) |
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| US5847790A (en) * | 1989-02-16 | 1998-12-08 | S.T. Lagerwall S.A.R.L. | Liquid crystal devices using a linear electro-optic effect |
| US5040876A (en) * | 1990-03-07 | 1991-08-20 | Bell Communications Research, Inc. | Liquid crystal light modulators with asymmetrical interfaces |
| FR2663770A1 (fr) * | 1990-06-22 | 1991-12-27 | Centre Nat Rech Scient | Afficheur a cristal liquide nematique, a bistabilite de surface, commande par effet flexoelectrique. |
| FR2666923A2 (fr) * | 1990-06-22 | 1992-03-20 | Centre Nat Rech Scient | Perfectionnements aux afficheurs a cristal liquide nematique, a bistabilite de surface, commandes par effet flexoelectrique. |
| US5781262A (en) * | 1994-04-19 | 1998-07-14 | Nec Corporation | Liquid crystal display cell |
| US5543950A (en) * | 1995-05-04 | 1996-08-06 | Kent State University | Liquid crystalline electrooptical device |
| JP3465776B2 (ja) * | 1996-10-04 | 2003-11-10 | シャープ株式会社 | 液晶表示装置 |
| JP2002357851A (ja) * | 2001-03-30 | 2002-12-13 | Minolta Co Ltd | 液晶表示装置 |
| ATE314446T1 (de) * | 2002-10-08 | 2006-01-15 | Merck Patent Gmbh | Flüssigkristallines medium und flüssigkristallanzeige |
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| EP1477547B1 (en) * | 2003-05-09 | 2006-06-14 | MERCK PATENT GmbH | Liquid crystalline medium and liquid crystal display |
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| US7499125B2 (en) * | 2004-01-28 | 2009-03-03 | Kent State University | Method of fabricating electro-optical devices with polymer-stabilized liquid crystal molecules |
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| TWI277814B (en) * | 2004-09-23 | 2007-04-01 | Hannstar Display Corp | Flexoelectric liquid crystal display |
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| GB0906377D0 (en) * | 2009-04-14 | 2009-05-20 | Cambridge Entpr Ltd | Phase modulation devices for optical applications |
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| CN108548097B (zh) * | 2018-05-10 | 2019-07-23 | 西安交通大学 | 基于挠曲电原理具有自检测功能的传输管道 |
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|---|---|---|---|---|
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| US4333708A (en) * | 1979-11-30 | 1982-06-08 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Mechanically multistable liquid crystal cell |
| JPS58173718A (ja) * | 1982-04-07 | 1983-10-12 | Hitachi Ltd | 液晶光変調素子およびその製造方法 |
| FR2526177A1 (fr) * | 1982-04-28 | 1983-11-04 | Centre Nat Rech Scient | Perfectionnements aux cellules optiques utilisant des cristaux liquides |
| US4664480A (en) * | 1985-04-26 | 1987-05-12 | American Telephone And Telegraph Company, At&T Bell Laboratories | Alignment technique for liquid crystal devices |
| JPS61264323A (ja) * | 1985-05-20 | 1986-11-22 | Fujitsu Ltd | 電子写真方式液晶プリンタ |
-
1987
- 1987-03-06 US US07/022,736 patent/US4917475A/en not_active Expired - Fee Related
-
1988
- 1988-02-23 CA CA000559604A patent/CA1304492C/en not_active Expired - Fee Related
- 1988-02-29 ES ES88301724T patent/ES2059502T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1988-02-29 DE DE3851166T patent/DE3851166T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1988-02-29 EP EP88301724A patent/EP0281341B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1988-03-01 JP JP63046000A patent/JPH0797192B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1994
- 1994-10-21 SG SG154794A patent/SG154794G/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0281341A2 (en) | 1988-09-07 |
| EP0281341B1 (en) | 1994-08-24 |
| EP0281341A3 (en) | 1990-05-30 |
| US4917475A (en) | 1990-04-17 |
| DE3851166T2 (de) | 1994-12-22 |
| ES2059502T3 (es) | 1994-11-16 |
| SG154794G (en) | 1995-03-17 |
| DE3851166D1 (de) | 1994-09-29 |
| JPS63309931A (ja) | 1988-12-19 |
| CA1304492C (en) | 1992-06-30 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |