JP5037604B2 - 双安定型強誘電性液晶装置 - Google Patents
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Description
等方相(I)→キラルネマチック(N*)→キラルスメクチックA(SmA*)→キラルスメクチックC(SmC*)。
そのうち1つの化合物クラスは、以下の式で示されるものである:
Wは、
式中R’およびR’’は、独立して、CrH (2r+1) (rは1〜4である)、または、フェニル基から選択され;cは1〜10であり;nは、3〜14であり;aは、0または1であり;mは、1または2であり;sは、1または2であり;qは、0または1であり、ここでTは、O、COO、OCO、CH=N、N=CH、CF2O、OCF2、NHCO、または、CONHであり;Yは、独立して、H、ハロゲン、NO2、CN、CH3、CF3から選択され;Lは、独立して、H、または、ハロゲンから選択され;Qは、O、COO、または、OCOであり、ここでbは0または1であり;および、Xは、少なくとも1個のキラル中心を有するアルキル基、または、ハロ置換された少なくとも1個のキラル中心を有するアルキル基である。
ここで、および後述される実施例において相の分類として「固体」が使用されているが、これは、50V/μm未満の電場を印加して1秒間の時間スケール以内で、強誘電性のスイッチングが観察されない相を伴うものである。
その他の適切な化合物クラスは、以下の式で示されるテルフェニルである:
Wは、
式中R’およびR’’は、独立して、CrH (2r+1) (rは1〜4である)、または、フェニル基から選択され;cは、1〜10であり;nは、3〜14であり;aは、0または1であり;Lは、独立して、Hまたはハロゲンから選択され;mは、1または2であり;sは、1または2であり;qは、0または1であり、ここでTは、O、COO、OCO、CH=N、N=CH、CF2O、OCF2、NHCO、または、CONHであり;Yは、独立して、H、ハロゲン、NO2、CN、CH3、CF3から選択され;Qは、O、COO、または、OCOであり、ここでbは0または1であり;および、Xは、少なくとも1個のキラル中心を有するアルキル基、または、ハロ置換された少なくとも1個のキラル中心を有するアルキル基である。
本発明を用いて、配向層としてポリアミド(ナイロン)を用いた場合の双安定スイッチングを実証した。小さい欠陥は、電場処理によって容易に修復された。
[本発明の態様]
1.液晶電気光学装置であって、該装置は、少なくとも1個の液晶セルを含み、
ここで該液晶セルは:
間にギャップを有する一対の基板;
一対の電極(ここで該一対の電極は、該基板の一方に配置されているか、または、1つの電極がそれぞれの基板ごとに配置されている);および、
該一対の基板の間のギャップに堆積した強誘電性オリゴシロキサン液晶材料、
を含み、
ここで、該強誘電性オリゴシロキサン液晶材料は、I→SmC*の相系列を示し、
ただし、該強誘電性オリゴシロキサン液晶材料は、
ここで該液晶電気光学装置は、作動中に双安定である、上記液晶電気光学装置。
2.前記基板の少なくとも一方が、内部表面上に配向層を有する、1に記載の液晶電気光学装置。
3.前記配向層が、有機物質のコーティングまたは無機物質のコーティングから選択される、2に記載の液晶電気光学装置。
4.前記配向層が、ポリアミド、ポリイミド、ポリエステル、ポリテトラフルオロエチレン、酸化ケイ素、シラン、および、ポリシランから選択される、2または3に記載の液晶電気光学装置。
5.前記配向層が、パターン化されている、2〜4のいずれか一項に記載の液晶電気光学装置。
6.基板ごとに1つの電極がある、1〜5のいずれか一項に記載の液晶電気光学装置。
7.前記電極の少なくとも1つが、内部表面の選択された領域を覆う、1〜6のいずれかに記載の液晶電気光学装置。
8.前記電極の少なくとも1つが、透明な電極である、1〜7のいずれかに記載の液晶電気光学装置。
9.前記基板の少なくとも1つが、透明である、1〜8のいずれかに記載の液晶電気光学装置。
10.前記ギャップが、約0.5マイクロメートル〜10マイクロメートルの範囲である、1〜9のいずれかに記載の液晶電気光学装置。
11.前記一対の基板に隣接して、強誘電性オリゴシロキサン液晶材料とは逆側の基板上に一対の偏光板をさらに含む、1〜10のいずれかに記載の液晶電気光学装置。
12.前記強誘電性オリゴシロキサン液晶材料が、強誘電性の液晶材料と組み合わされている、1〜11のいずれかに記載の液晶電気光学装置。
13.前記オリゴシロキサン液晶材料の傾斜角が、約20°より大きい、1〜12のいずれかに記載の液晶電気光学装置。
14.前記強誘電性オリゴシロキサン液晶材料が、式:
Wは、
式中R’およびR’’は、独立して、CrH (2r+1) (rは1〜4である)、または、フェニル基から選択され;cは、1〜10であり;nは、3〜14であり;aは、0または1であり;mは、1または2であり;sは、1または2であり;qは、0または1であり、ここでTは、O、COO、OCO、CH=N、N=CH、CF2O、OCF2、NHCO、または、CONHであり;Yは、独立して、H、ハロゲン、NO2、CN、CH3、CF3から選択され;Lは、独立して、H、または、ハロゲンから選択され;Qは、O、COO、または、OCOであり、ここでbは、0または1であり;および、Xは、少なくとも1個のキラル中心を有するアルキル基、または、少なくとも1個のキラル中心を有するハロ置換されたアルキル基である]
で示される、1〜13のいずれかに記載の液晶電気光学装置。
15.前記強誘電性オリゴシロキサン液晶材料が、式:
Wは、
で示されるテルフェニルを含む、1〜13のいずれか一項に記載の液晶電気光学装置。
16.前記強誘電性オリゴシロキサン液晶材料が、ピリミジンを含む、1〜13のいずれかに記載の液晶電気光学装置。
17.前記強誘電性オリゴシロキサン液晶材料が、トランを含む、1〜13のいずれかに記載の液晶電気光学装置。
18.前記液晶電気光学装置が、アクティブマトリックス式の直視型FLCフラットパネルディスプレイ、パッシブマトリックス式の直視型FLCフラットパネルディスプレイ、または、シリコン基板上の液晶(LCoS)装置から選択される、1〜17のいずれかに記載の液晶電気光学装置。
19.液晶電気光学装置の製造方法であって:
表面に一対の電極を有する一対の基板を提供すること(ここで該一対の電極は、該基板の一方に配置されているか、または、1つの電極がそれぞれの基板ごとに配置されており、該一対の基板は、その間にギャップを有する);
該一対の基板の間のギャップに、強誘電性オリゴシロキサン液晶材料を提供すること
{ここで、該強誘電性オリゴシロキサン液晶材料は、I→SmC*の相系列を示し、
ただし、該強誘電性オリゴシロキサン液晶材料は、
第一の電場を印加して、該液晶装置を、該強誘電性オリゴシロキサン液晶材料を冷却しながら配向させるか、または、該強誘電性オリゴシロキサン液晶材料がSmC*相である状態で配向させるか、または、その両方で配向させることにより、モノドメインを作製すること、
を含む、上記方法。
20.前記モノドメインを回転させるために、第二の電場を印加することをさらに含む、19に記載の方法。
21.前記液晶電気光学装置中の欠陥を修復するために、前記装置に第三の電場を印加することをさらに含む、19または20に記載の方法。
Claims (23)
- 液晶電気光学装置であって、該装置は、少なくとも1個の液晶セルを含み、
ここで該液晶セルは、
間にギャップを有する一対の基板;
一対の電極、ここで該一対の電極は、該基板の一方に配置されているか、または、1つの電極がそれぞれの基板ごとに配置されている;および、
該一対の基板の間のギャップに配置した単一の液晶材料、ここで該液晶材料は、強誘電性オリゴシロキサン液晶材料であって、I→SmC*の相系列を示す;
を含み、
該強誘電性オリゴシロキサン液晶材料が、
式:
Rは、W、または、CdH(2d+1)であり、dは1〜10であり、および、
Wは、
式中R’およびR’’は、独立して、CrH(2r+1)(rは1〜4である)、または、フェニル基から選択され;cは、1〜10であり;nは、3〜14であり;aは、0または1であり;mは、1または2であり;sは、1または2であり;qは、0または1であり、ここでTは、O、CH=N、N=CH、CF2O、OCF2、NHCO、または、CONHであり;Yは、独立して、H、ハロゲン、NO2、CN、CH3、CF3から選択され;Qは、O、COO、または、OCOであり、ここでbは、0または1であり;および、Xは、少なくとも1個のキラル中心を有するアルキル基、または、少なくとも1個のキラル中心を有するハロ置換されたアルキル基である]から選ばれ、
ここで該液晶電気光学装置は、作動中に双安定である、上記液晶電気光学装置。 - 前記基板の少なくとも一方が、内部表面上に配向層を有する、請求項1に記載の液晶電気光学装置。
- 前記配向層が、ポリアミド、ポリイミド、ポリエステル、ポリテトラフルオロエチレン、酸化ケイ素、シラン、および、ポリシランから選択される、請求項2に記載の液晶電気光学装置。
- 基板ごとに1つの電極がある、請求項1に記載の液晶電気光学装置。
- 前記ギャップが、0.5マイクロメートル〜10マイクロメートルの範囲である、請求項1に記載の液晶電気光学装置。
- 前記一対の基板に隣接して、強誘電性オリゴシロキサン液晶材料とは逆側の基板上に一対の偏光板をさらに含む、請求項1に記載の液晶電気光学装置。
- 前記オリゴシロキサン液晶材料の傾斜角が、20°より大きい、請求項1に記載の液晶電気光学装置。
- 液晶電気光学装置の製造方法であって、
表面に一対の電極を有する一対の基板を提供すること、ここで該一対の電極は、該基板の一方に配置されているか、または、1つの電極がそれぞれの基板ごとに配置されており、該一対の基板は、その間にギャップを有する;
該一対の基板の間のギャップに、単一の液晶材料を提供すること、
ここで該液晶材料は、強誘電性オリゴシロキサン液晶材料であって、該強誘電性オリゴシロキサン液晶材料は、I→SmC*の相系列を示し、
該強誘電性オリゴシロキサン液晶材料が、
式:
Rは、W、または、CdH(2d+1)であり、dは1〜10であり、および、
Wは、
式中R’およびR’’は、独立して、CrH(2r+1)(rは1〜4である)、または、フェニル基から選択され;cは、1〜10であり;nは、3〜14であり;aは、0または1であり;mは、1または2であり;sは、1または2であり;qは、0または1であり、ここでTは、O、CH=N、N=CH、CF2O、OCF2、NHCO、または、CONHであり;Yは、独立して、H、ハロゲン、NO2、CN、CH3、CF3から選択され;Qは、O、COO、または、OCOであり、ここでbは、0または1であり;および、Xは、少なくとも1個のキラル中心を有するアルキル基、または、少なくとも1個のキラル中心を有するハロ置換されたアルキル基である]から選ばれる;および、
第一の電場を印加して、該液晶装置を、該強誘電性オリゴシロキサン液晶材料を冷却しながら配向させるか、または、該強誘電性オリゴシロキサン液晶材料がSmC*相である状態で配向させるか、または、その両方で配向させることにより、モノドメインを作製すること;
を含む、上記方法。 - 前記モノドメインを回転させるために、第二の電場を印加することをさらに含む、請求項8に記載の方法。
- 前記液晶電気光学装置中の欠陥を修復するために、前記装置に第三の電場を印加することをさらに含む、請求項8に記載の方法。
- 前記配向層がパターン化されている、請求項2に記載の液晶電気光学装置。
- 前記電極の少なくとも1つが内部表面の選択された領域を覆う、請求項1に記載の液晶電気光学装置。
- 前記電極の少なくとも1つが透明な電極である、請求項1に記載の液晶電気光学装置。
- 前記基板の少なくとも1つが透明である、請求項1に記載の液晶電気光学装置。
- 前記強誘電性オリゴシロキサン液晶材料が強誘電性の液晶材料と組み合わされている、請求項1に記載の液晶電気光学装置。
- 前記液晶電気光学装置が、アクティブマトリックス式の直視型FLCフラットパネルディスプレイ、パッシブマトリックス式の直視型FLCフラットパネルディスプレイ、または、シリコン基板上の液晶(LCoS)装置から選択される、請求項1に記載の液晶電気光学装置。
- 前記第一の電場が方形波の電場である、請求項8に記載の方法。
- 前記第一の電場が、1V/μm〜25V/μmの範囲である、請求項8に記載の方法。
- 前記第一の電場が、10Hz〜25kHzの範囲の周波数を有する、請求項8に記載の方法。
- 前記第二の電場が非対称な波形の電場である、請求項9に記載の方法。
- nが11〜14である、請求項1に記載の液晶電気光学装置。
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