JPH10288787A - 液晶素子 - Google Patents

液晶素子

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JPH10288787A
JPH10288787A JP11367097A JP11367097A JPH10288787A JP H10288787 A JPH10288787 A JP H10288787A JP 11367097 A JP11367097 A JP 11367097A JP 11367097 A JP11367097 A JP 11367097A JP H10288787 A JPH10288787 A JP H10288787A
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JP
Japan
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liquid crystal
layer
alignment film
high dielectric
dielectric substance
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JP11367097A
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English (en)
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Tsuneki Nukanobu
恒樹 糠信
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Original Assignee
Canon Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電圧−透過率特性におけるS字現象を抑制
し、明確で安定な階調表示が可能な液晶素子を提供す
る。 【解決手段】 一対の基板上に設けられた電極間に、液
晶層及び該液晶層を配向せしめる配向層を狭持した画素
を形成し、前記電極間に外部電圧を付与することによっ
て階調駆動する液晶素子において、前記配向層は高誘電
率物質からなる超微粒子を分散させた配向膜からなる液
晶素子。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は液晶素子に関し、特
に階調表示を行うための液晶素子に関するものである。
【0002】
【従来の技術】比較的低コストで製造できるものとして
TN液晶を用いたパッシブマトリクス駆動方式の液晶表
示素子が知られている。この素子は、クロストークやコ
ントラストの点で限界があり、TN液晶を用いたパッシ
ブマトリクス駆動方式の液晶表示素子は、高密度配線数
の表示素子、例えば液晶テレビジョンパネルなどに適し
たものとは言いがたい。
【0003】この様な従来のTN液晶が持つ根本的な問
題を解決するものとして、クラークとラガヴァルに付与
された米国特許4,367,924号の明細書に記載さ
れている様な、双安定性を有する強誘電性液晶素子が知
られている。この強誘電性液晶素子は使用状態において
カイラルスメクティック相を呈するスメクティック液晶
が用いられる。この状態において、この液晶は印加電圧
に応答して第一の光学的安定状態と第二の光学的安定状
態のいずれかを取り、且つ電界の印加のない時にはその
状態を維持する性質、すなわち双安定性を有し、また電
界の変化に対する応答も速やかであり、最近、テレビの
階調駆動に用いる試みがなされている。
【0004】その試みの一つに、セル厚勾配駆動があ
る。これは、表示画素内の基板と電極間に勾配層を付与
し、セル厚勾配による閾値勾配をもたせた1画素内の面
積階調法である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記階調法は、双安定
カイラルスメクティック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。
【0006】その一つに、電圧−透過率特性におけるS
字現象がある。以下その現象を説明する。図3は、一般
的なセル厚勾配による階調表示用の液晶素子を示す模式
図である。同図3において、31、31’はガラス基
板、32は勾配層、33、33’は透明電極、34、3
4’は配向層、36はカイラルスメクティック液晶であ
る。また、駆動波形を図4に示す。図4(a)における
41はリセットパルス、42は書き込みパルスである。
この波形を画素に図4(a)に示した様に1周期30m
s(30Hz)にパルス41と各階調に応じた書き込み
パルス42を印加すると、図4(b)に示すような透過
率変化を生ずる。このときの43に示す透過率が書き込
みパルス42に対応する透過率である。
【0007】さてこのような駆動波形で書き込みパルス
42に対する透過率43をプロットしたものが、電圧−
透過率特性である。その1例を図5に示す。図5のグラ
フにおいて、領域aと領域bに見られるように電圧−透
過率特性になだらかな部分が存在する。以下、この現象
を、電圧−透過率曲線がS字になっていることから、前
述したようにS字現象とする。これは、微小ドメインが
徐々に成長、消滅する事が原因で表れる現象である。
【0008】この現象は、電極−基板間に勾配がない液
晶素子の場合には殆ど見られない現象で、セル厚勾配で
階調表示する液晶素子に特有の現象である。このような
S字現象が存在すると、その曲部付近の駆動電圧での色
調が不安定で、色誤差となって明確な階調表示が困難に
なるといった問題点があった。
【0009】本発明の目的は、前述のような問題を解消
した液晶素子を提供することである。つまり、配向膜に
高誘電率物質からなる超微粒子を分散させ、電圧−透過
率特性におけるS字現象を抑制し、明確で安定な階調表
示が可能な液晶素子を提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、一対の
基板上に設けられた電極間に、液晶層及び該液晶層を配
向せしめる配向層を狭持した画素を形成し、前記電極間
に外部電圧を付与することによって階調駆動する液晶素
子において、前記配向層は高誘電率物質からなる超微粒
子を分散させた配向膜からなることを特徴とする液晶素
子である。
【0011】本発明において、少なくとも一方のガラス
基板と電極間に表示画素内で勾配層が形成され、一画素
内で液晶層の厚みに分布が付与されていることが好まし
い。また、前記高誘電率物質の誘電率が、配向膜の誘電
率よりも大きいことが好ましい。また、前記高誘電率物
質からなる超微粒子がA123 からなることが好まし
い。
【0012】また、前記高誘電率物質からなる超微粒子
の平均粒径が、少なくとも配向膜の厚さ以上であること
が好ましい。また、前記液晶がカイラルスメクティック
液晶であることが好ましい。また、前記配向膜がポリイ
ミドであることが好ましい。
【0013】
【発明の実施の形態】本発明の液晶素子は、一対の電極
間に、液晶層及び該液晶層を配向せしめる配向層を狭持
した画素を形成し、上記電極間に外部電圧を付与するこ
とによって階調駆動する液晶素子において、上記配向層
が高誘電率物質からなる超微粒子を分散させた配向膜か
らなることを特徴とする。
【0014】図1は本発明の階調表示を行なう液晶素子
の1例を示す模式図である。同図において、本発明の液
晶素子は、一方のガラス基板1上には、透明電極3と配
向層4を順次形成し、他方のガラス基板1’上には、一
画素を形成する勾配層2を設け、その上に透明電極3’
を設け、その透明電極3’の上に高誘電率物質からなる
超微粒子5を分散した配向膜からなる配向層4’を順次
形成する。配向層4、4’に一方向ラビング処理を施
し、ガラス基板1、1’を、ラビング方向が平行になる
ように配置して、スペーサを介して貼り合わせてセルを
構成し、セル内にカイラルスメクティク液晶6を注入し
てなるものである。
【0015】ここで、高誘電率物質からなる超微粒子と
は、その誘電率が配向膜の誘電率より大きく、例えば誘
電率が5以上、好ましくは5〜200、さらに好ましく
は10〜100の範囲にある、有機物、無機物、さらに
はこれら2種類以上の材料からなる微粒子である。その
高誘電率物質の具体としては、A123 、TiO2
ZnO等が挙げられる。
【0016】また、超微粒子の平均粒径は、配向膜の厚
さ以上が好ましく、例えば0.005〜0.1μm、好
ましくは0.005〜0.05μmの範囲が望ましい。
また、配向膜中の超微粒子の含有量は、10〜200重
量%、好ましくは30〜150重量%の範囲が望まし
い。
【0017】また、高誘電率物質からなる超微粒子は配
向膜に分散させて配向層を形成するが、配向膜はポリイ
ミドが好ましいがこれに限定するものではない。液晶は
カイラルスメクティック液晶が好ましいがこれに限定す
るものではない。また、本発明の液晶素子は、少なくと
も一方の電極と基板の間に表示画素内に勾配層を付与
し、階調表示を行うものであることを特徴とする。
【0018】本発明によれば、少なくとも一方の電極と
基板の間に表示画素内に勾配層を付与し、階調表示させ
る液晶素子において、配向層に高誘電率物質からなる超
微粒子、例えば、A123 を分散したポリイミドを用
いることにより、該配向層を高誘電率にすることで前述
S字現象を抑制することができる。
【0019】
【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を詳細に
説明する。
【0020】実施例1 図1において、本発明の階調表示を行なう液晶素子を説
明する。同図1において、1、1’はガラス基板、2は
勾配層、3、3’は透明電極、4、4’は配向層、5は
高誘電率物質からなる超微粒子、例えばA123 であ
り、6はカイラルスメクティック液晶である。なお、配
向層4、4’から超微粒子5の上端のみが露出していて
もかまわない。
【0021】なお本実施例おいては、1、1’は1.1
mm厚のガラス基板で、2の勾配層は、高分子の樹脂を
フォトリソ工程でパターニングして形成させた。高低差
は0.5μmに形成した。透明電極3、3’はITO膜
を厚さ700Åに形成したものである。配向膜4、4’
としては、A123 (平均粒径200Å)を樹脂固形
分に対し5wt%に分散させたポリアミック酸溶液(日
立化成工業株式会社製のLQl800:商品名)をスピ
ン成膜し、270℃にて1時間焼成してポリイミド配向
膜を200Åの膜厚で形成した。このようにして塗布し
た配向膜4、4’にナイロン植毛布による一方向ラビン
グ処理を施した。
【0022】このようにして作成されたガラス基板1、
1’を、ラビング方向が平行になるようにして、lμm
径のシリカビーズのスペーサを介して貼り合わせセルを
形成した。その後、強誘電性液晶を空セル内に注入し、
液晶セルを作製した。
【0023】平均粒径200ÅのA123 微粒子を5
wt%分散させた場合に得られた、電圧−透過率曲線を
図2の曲線21に示す。また、A1微粒子を含有
していないポリイミド配向膜の電圧−透過率曲線を曲線
22に示す。図2の曲線21から明らかなように、比較
例としてA123 微粒子を分散させていないポリイミ
ド配向膜(図2の曲線22)と比較すると、S字現象が
改善されていることがわかる。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
少なくとも一方の電極と基板の間に表示画素内に勾配層
を付与し、階調表示させる液晶素子において、配向膜に
高誘電率物質からなる超微粒子を分散させることで、配
向層を高誘電率化し、電圧−透過率特性のS字現象を改
善することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の階調表示を行なう液晶素子の1例を示
す模式図である。
【図2】本発明の実施例の液晶素子の電圧−透過率特性
と比較例の液晶素子の電圧−透過率特性を示すグラフで
ある。
【図3】一般的なセル厚勾配による階調表示用の液晶素
子を示す模式図である。
【図4】駆動波形と透過率の関係を示すグラフである。
【図5】書き込み電圧と透過率の関係を示すグラフであ
る。
【符号の説明】
1、1’、31、31’ ガラス基板 2、32 勾配層 3、3’、33、33’ 透明電極 4、4’、34、34’ 配向層 5 高誘電率物質からなる超微粒子 6、36 カイラルスメクティック液晶 41 リセットパルス 42 書き込みパルス

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一対の基板上に設けられた電極間に、液
    晶層及び該液晶層を配向せしめる配向層を狭持した画素
    を形成し、前記電極間に外部電圧を付与することによっ
    て階調駆動する液晶素子において、前記配向層は高誘電
    率物質からなる超微粒子を分散させた配向膜からなるこ
    とを特徴とする液晶素子。
  2. 【請求項2】 少なくとも一方の基板と電極間に表示画
    素内で勾配層が形成され、一画素内で液晶層の厚みに分
    布が付与されていることを特徴とする請求項1記載の液
    晶素子。
  3. 【請求項3】 前記高誘電率物質の誘電率が、配向膜の
    誘電率よりも大きいことを特徴とする請求項1記載の液
    晶素子。
  4. 【請求項4】 前記高誘電率物質からなる超微粒子がA
    23 からなることを特徴とする請求項1または3記
    載の液晶素子。
  5. 【請求項5】 前記高誘電率物質からなる超微粒子の平
    均粒径が、少なくとも配向膜の厚さ以上であることを特
    徴とする請求項1、3および4のいずれかの項に記載の
    液晶素子。
  6. 【請求項6】 前記液晶がカイラルスメクティック液晶
    であることを特徴とする請求項1記載の液晶素子。
  7. 【請求項7】 前記配向膜がポリイミドであることを特
    徴とする請求項1記載の液晶素子。
JP11367097A 1997-04-16 1997-04-16 液晶素子 Pending JPH10288787A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100438164B1 (ko) * 2000-11-28 2004-07-01 샤프 가부시키가이샤 액정표시장치 및 그 제조방법

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