JPS61103124A - 強誘電性の液晶表示セル - Google Patents
強誘電性の液晶表示セルInfo
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- JPS61103124A JPS61103124A JP23780585A JP23780585A JPS61103124A JP S61103124 A JPS61103124 A JP S61103124A JP 23780585 A JP23780585 A JP 23780585A JP 23780585 A JP23780585 A JP 23780585A JP S61103124 A JPS61103124 A JP S61103124A
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- 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
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- 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
- G02F1/141—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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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
【発明の詳細な説明】
［発明の技術分野］
この発明は強誘電性のスメクチック状の液晶表示セルに
関する。
関する。
［発明の技術的背景］
表示装置として用いられる液晶表示セルの型としては第
１にネマチック状あるいはコレステリック状の液晶が使
用されている。電界効果モード内で動作したこの型は数
ボルトの１３号でｖＪ乍可能な典型的なものであるが、
励起電界が除去された揚台には液晶は常に短時間で同じ
状態に戻ってしまっていた。そこでイギリス国持訂出願
第１５５７１９９号（アメリカ合衆国特許第４１３９２
７３＠）では、電気的にアドレス可能な不揮発性の液晶
表示を行う方法が開示されている。この方法で、は動作
の双安定性を図るためにスメクチックＡの液晶が注入し
て使用されている。しかしこれはかなり高い駆動電圧を
必要とする。後に、゛°アプライド、 フィツクス、
Ｌ／クーＶｏ１．３６、Ｎｏ。
１にネマチック状あるいはコレステリック状の液晶が使
用されている。電界効果モード内で動作したこの型は数
ボルトの１３号でｖＪ乍可能な典型的なものであるが、
励起電界が除去された揚台には液晶は常に短時間で同じ
状態に戻ってしまっていた。そこでイギリス国持訂出願
第１５５７１９９号（アメリカ合衆国特許第４１３９２
７３＠）では、電気的にアドレス可能な不揮発性の液晶
表示を行う方法が開示されている。この方法で、は動作
の双安定性を図るためにスメクチックＡの液晶が注入し
て使用されている。しかしこれはかなり高い駆動電圧を
必要とする。後に、゛°アプライド、 フィツクス、
Ｌ／クーＶｏ１．３６、Ｎｏ。
１１″の第８８９頁乃至９０１頁（１９８０年、６月刊
）に記載されたＮ、Ａ、Ｃ１ａｒｋ及びＳ。
）に記載されたＮ、Ａ、Ｃ１ａｒｋ及びＳ。
Ｔ、Ｌａｄｅｒｗａ Ｉ ｌによる“液晶におけるマイ
クロ秒以下の双安定電気光学的スイッチング°′と題す
る論文に、より小さな電圧でスイッチングが可能な双安
定セルが記載されており、これには強誘電性のスメクチ
ックＣの液晶注入が採用されている。
クロ秒以下の双安定電気光学的スイッチング°′と題す
る論文に、より小さな電圧でスイッチングが可能な双安
定セルが記載されており、これには強誘電性のスメクチ
ックＣの液晶注入が採用されている。
“双安定的パ及び゛双安定性°′という言葉は本発明で
は、液晶が光学上マクロ的に弁別的な２つのラッチング
状態の間で電気的に切換え可能であり、そのため適切な
照射状態、例えば直接１！察したり、あるいは適切に方
向付けされて交差している偏向子の間に挟んでＩ！察す
ることによって、セルが対照的な様相の２つのラッチン
グ状態の間を電気的に切換え可能な表示要素として動く
ことができるような状態に関して用いられる。
は、液晶が光学上マクロ的に弁別的な２つのラッチング
状態の間で電気的に切換え可能であり、そのため適切な
照射状態、例えば直接１！察したり、あるいは適切に方
向付けされて交差している偏向子の間に挟んでＩ！察す
ることによって、セルが対照的な様相の２つのラッチン
グ状態の間を電気的に切換え可能な表示要素として動く
ことができるような状態に関して用いられる。
強誘電性を示すようにするために、スメクチック材料は
前記のＣ，Ｉ、Ｆのようなスメクチック状態にで存在し
なければならないのみならず１本質的にカイラルな材料
によって描成されているか又はカイラル性を示すために
カイラルな構成物を含んでいなければならない。異なる
スメクチック相の順序を決定するために、１ｅｏｒｎａ
ｒｄ１−１ｉ１１出版（１９８４年）のＧ、Ｗ、Ｇｒａ
ｙとＪ、Ｗ、Ｇｏｏｄ ｂｙｉ ”スメ’）ｆッ’）Ｆ
ａ晶ｍ織と構造′°の待に１５３頁のダイヤグラムを参
照する。従来カイラル性は＊で示されているので、この
本に用いられている試料はＣｒと表される。
前記のＣ，Ｉ、Ｆのようなスメクチック状態にで存在し
なければならないのみならず１本質的にカイラルな材料
によって描成されているか又はカイラル性を示すために
カイラルな構成物を含んでいなければならない。異なる
スメクチック相の順序を決定するために、１ｅｏｒｎａ
ｒｄ１−１ｉ１１出版（１９８４年）のＧ、Ｗ、Ｇｒａ
ｙとＪ、Ｗ、Ｇｏｏｄ ｂｙｉ ”スメ’）ｆッ’）Ｆ
ａ晶ｍ織と構造′°の待に１５３頁のダイヤグラムを参
照する。従来カイラル性は＊で示されているので、この
本に用いられている試料はＣｒと表される。
Ｃ，ｉＦ層の強誘電性液晶材料にカイラル性があると、
液晶の分子は続くスメクチック層内に自然に漸次異なる
方向へ配列されていく傾向かある。層が平行面に配列さ
れる場合はその配列に従ってらせんが決り、このらせん
のピッチは、カイラルな分子を非カイラルな分子あるい
は反対に手のある一層カイラルな分子で稀薄にすること
によって延長されなかった場合にはその厚み′は通常２
″乃至３ミクロンである。
液晶の分子は続くスメクチック層内に自然に漸次異なる
方向へ配列されていく傾向かある。層が平行面に配列さ
れる場合はその配列に従ってらせんが決り、このらせん
のピッチは、カイラルな分子を非カイラルな分子あるい
は反対に手のある一層カイラルな分子で稀薄にすること
によって延長されなかった場合にはその厚み′は通常２
″乃至３ミクロンである。
前記Ｃ１ａｒｋとｌａｇｅｒｗａ ｌ ｌの論文には、
Ｃ＊相の状態に保持された厚み１，５ミクロンのＤＯＢ
ＡＭＢＣあるいはＨＯＢＡＣＰＣ層のセルが双安定的な
作用を示し、そのスメクチック層は液晶層自身に対して
は垂直な平行面上に配列されていることが記載されてい
る。この様な条件下では液晶分子のらせん状の配列が抑
制される傾向が観察され、著者は彼等が発見した双安定
的な作用を表面安定作用によるらせん構造の抑制による
ものとしている。
Ｃ＊相の状態に保持された厚み１，５ミクロンのＤＯＢ
ＡＭＢＣあるいはＨＯＢＡＣＰＣ層のセルが双安定的な
作用を示し、そのスメクチック層は液晶層自身に対して
は垂直な平行面上に配列されていることが記載されてい
る。この様な条件下では液晶分子のらせん状の配列が抑
制される傾向が観察され、著者は彼等が発見した双安定
的な作用を表面安定作用によるらせん構造の抑制による
ものとしている。
Ｃ１ａｒｋ及びＬａｇｅｒｗａ Ｉ １の後の論文“表
面安定構造を用いた強誘電性の液晶電気光学”（Ｍｏ
１．Ｃｒｙｓｔ、Ｌ ｉｑ、Ｃｒｙｓｔ、１９８３年
Ｖｏｌ、９４．２１３頁乃至２３４頁）において著者は
Ｍ、Ａ、Ｈａｎｄｓｃｈｙと協力して、この様なセルを
用いた研究についてさらに報告し、厚さ２ミクロンのＣ
＊＊相ＯＢＡＭＣを含むセルおよび厚さ１．５ミクロン
のＣ＊相１ ：Ｉ：相両方のＨＯＢＡＣＰＣのセルに見
られる双安定性について述べている。（この論文ではＨ
ＯＢＡＣＰＣのＩ＊相がＦ＊相と誤って記載されている
が、後に訂正されている。） らせん形成の抑１１が動作の双安定性を（ｑるのに効果
的であるというこの理論の有効性は前記著者以外にも本
発明者や他の人々によって認められている。Ｃ＊相の試
料を用いた本発明者の研究では、セルに注入するバルク
材料のらせんのピッチが層の・厚みより数倍大きい場合
でさＩ＼、４ミクロンあるいはそれ以上の液晶層を保持
するセル内の作用の双安定性は認められなかった。この
発見は文献では支持されている。すなわら゛′フィジカ
ル、レビュー Ａ”、Ｖｏｌ、２８．Ｎｏ、１．１９
８３年 ７月号、５１２頁ないし５１４頁の論文゛ソリ
トン スイッチ″においてＰ、Ｅ、Ｃ１ａｄｉｓとｆ（
、Ｒ，Ｂｒａｎｄはピッチが１０から１００ミクロンの
Ｃ＊相の試料で満たされた厚さ１１０ミクロンのセルを
用いた観察においては、スイッチング電圧が６Ｘ１０’
Ｖｃｍ′１までは双安定性は認められなかったことを報
告している。
面安定構造を用いた強誘電性の液晶電気光学”（Ｍｏ
１．Ｃｒｙｓｔ、Ｌ ｉｑ、Ｃｒｙｓｔ、１９８３年
Ｖｏｌ、９４．２１３頁乃至２３４頁）において著者は
Ｍ、Ａ、Ｈａｎｄｓｃｈｙと協力して、この様なセルを
用いた研究についてさらに報告し、厚さ２ミクロンのＣ
＊＊相ＯＢＡＭＣを含むセルおよび厚さ１．５ミクロン
のＣ＊相１ ：Ｉ：相両方のＨＯＢＡＣＰＣのセルに見
られる双安定性について述べている。（この論文ではＨ
ＯＢＡＣＰＣのＩ＊相がＦ＊相と誤って記載されている
が、後に訂正されている。） らせん形成の抑１１が動作の双安定性を（ｑるのに効果
的であるというこの理論の有効性は前記著者以外にも本
発明者や他の人々によって認められている。Ｃ＊相の試
料を用いた本発明者の研究では、セルに注入するバルク
材料のらせんのピッチが層の・厚みより数倍大きい場合
でさＩ＼、４ミクロンあるいはそれ以上の液晶層を保持
するセル内の作用の双安定性は認められなかった。この
発見は文献では支持されている。すなわら゛′フィジカ
ル、レビュー Ａ”、Ｖｏｌ、２８．Ｎｏ、１．１９
８３年 ７月号、５１２頁ないし５１４頁の論文゛ソリ
トン スイッチ″においてＰ、Ｅ、Ｃ１ａｄｉｓとｆ（
、Ｒ，Ｂｒａｎｄはピッチが１０から１００ミクロンの
Ｃ＊相の試料で満たされた厚さ１１０ミクロンのセルを
用いた観察においては、スイッチング電圧が６Ｘ１０’
Ｖｃｍ′１までは双安定性は認められなかったことを報
告している。
この報告では“さらに言えることは、一般にピッチより
厚みの小さな試料を生成した場合はカイラルなスメチッ
ク液晶内での双安定性は得られない。
厚みの小さな試料を生成した場合はカイラルなスメチッ
ク液晶内での双安定性は得られない。
゛と結論している。同様に、“フエロエレクトリクス”
、１９８３年、ＶＯｌ、４９．２７５頁乃至２８４頁の
中の論文“強誘電性スメクチック液晶の分析、性質及び
応用゛の゛応用′°の章で、Ｊ。
、１９８３年、ＶＯｌ、４９．２７５頁乃至２８４頁の
中の論文“強誘電性スメクチック液晶の分析、性質及び
応用゛の゛応用′°の章で、Ｊ。
Ｗ、Ｇｏｏｄｂｙは以下のように述べている。
゛′スメクチック相Ｃ＊、Ｉ＊及びＦ＊は３つの異なる
方法で用いられる。（１）厚み１乃至３ミクロンの薄い
セル。らせんは形成されずセルは双安定性状態である。
方法で用いられる。（１）厚み１乃至３ミクロンの薄い
セル。らせんは形成されずセルは双安定性状態である。
、、１つの傾斜領域から池の傾斜領域へのスイッチング
スピードはマイクロ秒の単位である。（２）らせんが形
成されない厚いセル。
スピードはマイクロ秒の単位である。（２）らせんが形
成されない厚いセル。
双安定性ではないがスイッチングスピードはやはりマイ
クロ秒単位であり、同様の角度から観察した性質を持ち
、従来のねじれたネマチック装置とは対照的である。（
３）らせんの形成されない厚いセルであり、双安定性状
態ではなく、（２）の゛）′” ｔ ＪＬｔ ＆ Ｉ
ＥＩ ｌ工。□□っ。
クロ秒単位であり、同様の角度から観察した性質を持ち
、従来のねじれたネマチック装置とは対照的である。（
３）らせんの形成されない厚いセルであり、双安定性状
態ではなく、（２）の゛）′” ｔ ＪＬｔ ＆ Ｉ
ＥＩ ｌ工。□□っ。
［発明の概要］
以上をまとめるといかなるピッチのＣ＊相材料の場合も
、厚み３ミクロン以上の液晶層を備えたセルにおいては
動作の双安定性は知られていなかった。同様に、液晶層
の厚みが３ミクロン以上で動作の双安定性を示すような
別の型の強誘電性のセルは従来技術には見られない。ピ
ッチが少なくとも数十ミクロンあれば、層の厚みがピッ
チより小さくともピッチは巻回されないと信じられてい
る。これまで見たところでは、ピッチの抑制は動作の双
安定性を示すかどうかの決めてではない。
、厚み３ミクロン以上の液晶層を備えたセルにおいては
動作の双安定性は知られていなかった。同様に、液晶層
の厚みが３ミクロン以上で動作の双安定性を示すような
別の型の強誘電性のセルは従来技術には見られない。ピ
ッチが少なくとも数十ミクロンあれば、層の厚みがピッ
チより小さくともピッチは巻回されないと信じられてい
る。これまで見たところでは、ピッチの抑制は動作の双
安定性を示すかどうかの決めてではない。
我々の考えでは双安定性はセル内にある試料の相がどの
ような順序かということで決まる。
ような順序かということで決まる。
本発明は厚みが３ミクロン以上もありながら尚双安定性
を示す強誘電性の液晶表示セルに関する。
を示す強誘電性の液晶表示セルに関する。
特に重要なのは、■＊材料とＦ＊材料がＣ＊材料とはか
なり異なっていて、Ｃ＊材料を用いた従来知られた表示
セルの特徴である３ミクロンの範囲の限界を越えた厚み
を持つ液晶層を備えたｌ＊材料とＦ＊材料で満たされた
表示セルでは、本質的に双安定的な動作をするという発
見である。Ｉ ＝Ｃ及びＦ＊材料で満たされたセルでこ
の双安定性を得るためには、必ずしも液晶層の薄さによ
るらせんの表面安定化抑制を必要としない。Ｉニド及び
Ｆ＊材料の場合らせんが生じないのは、このＩ＊及びＦ
＊材料内に拡張性の３次元結合の方向性及び順番がある
ために立体的な安定効果が生ずると考えられている。立
体的な安定効果の存在は表面的な安定効果以上に、その
液晶の厚みが大きいので電界をかけずにＩ＊あるいはＦ
＊相にまでセルが冷やされるときピッチラインが現われ
るかあるいは保持されるかを、セル内のピッチラインの
動向を観察することで直接推論される。いったん充分な
強さの電界が与えられるとこのピッチラインは消えるが
、電界が除去されても直ぐには再度用われない。電界を
かける前にピッチラインがあるということは層が表面的
に安定化されていなかったことを示し、又電界除去後も
ピッチラインがないのは表面的な安定化以外何らかの現
象によって安定化が行われたことを示す。このようにＩ
＊及びＦ＊のセルの双安定的な動作においては表面が２
次的な役割を果たす。しかしながらこの双安定性は液晶
層の厚みにともなって無制限に延びるものではないが、
少なくともある材料では２０ミクロン以上の厚みにまで
効果が及ぶことが実験から明らかになっている。
なり異なっていて、Ｃ＊材料を用いた従来知られた表示
セルの特徴である３ミクロンの範囲の限界を越えた厚み
を持つ液晶層を備えたｌ＊材料とＦ＊材料で満たされた
表示セルでは、本質的に双安定的な動作をするという発
見である。Ｉ ＝Ｃ及びＦ＊材料で満たされたセルでこ
の双安定性を得るためには、必ずしも液晶層の薄さによ
るらせんの表面安定化抑制を必要としない。Ｉニド及び
Ｆ＊材料の場合らせんが生じないのは、このＩ＊及びＦ
＊材料内に拡張性の３次元結合の方向性及び順番がある
ために立体的な安定効果が生ずると考えられている。立
体的な安定効果の存在は表面的な安定効果以上に、その
液晶の厚みが大きいので電界をかけずにＩ＊あるいはＦ
＊相にまでセルが冷やされるときピッチラインが現われ
るかあるいは保持されるかを、セル内のピッチラインの
動向を観察することで直接推論される。いったん充分な
強さの電界が与えられるとこのピッチラインは消えるが
、電界が除去されても直ぐには再度用われない。電界を
かける前にピッチラインがあるということは層が表面的
に安定化されていなかったことを示し、又電界除去後も
ピッチラインがないのは表面的な安定化以外何らかの現
象によって安定化が行われたことを示す。このようにＩ
＊及びＦ＊のセルの双安定的な動作においては表面が２
次的な役割を果たす。しかしながらこの双安定性は液晶
層の厚みにともなって無制限に延びるものではないが、
少なくともある材料では２０ミクロン以上の厚みにまで
効果が及ぶことが実験から明らかになっている。
本発明では、対向した電極を有するプレー１〜間に閉込
められたスメクチックＩ＊相又はＦ＊相の液晶層を備え
、作用の双安定性を表す強誘電性の液晶表示セルであっ
て、前記プレートの相互に向合っている内側面が、近接
している液晶分子が２つの面の各々の同じ方向に平面配
列を回道するように処理されており、プレートが液晶−
の厚さを４ミクロンから４０ミクロンに制限する動きを
している強誘電性の液晶表示セルが提供されている。
められたスメクチックＩ＊相又はＦ＊相の液晶層を備え
、作用の双安定性を表す強誘電性の液晶表示セルであっ
て、前記プレートの相互に向合っている内側面が、近接
している液晶分子が２つの面の各々の同じ方向に平面配
列を回道するように処理されており、プレートが液晶−
の厚さを４ミクロンから４０ミクロンに制限する動きを
している強誘電性の液晶表示セルが提供されている。
液晶層の厚みは通常２０ミクロン以下がよい。
［実施例］
液晶層用の密封された容器は、２つのガラスシート１１
と１２を周囲シール１３で共に固定させることによって
形成される。この２つのシートの内表面には透明な酸化
インジウム錫の電極層１４と１５が付着しており、各電
！船は分子配列のために周囲シールで挟まれた表示範囲
内で、ポリイミド（図示されていない）のようなポリマ
ーで覆われている。ポリイミドの層は２つとも単一の方
向に粗面化されているため、液晶が接触する時液晶分子
の平面配列が粗面化方向になるように動かける。セルは
、互いに平行に配列された２つのポリイミド層の各々の
粗面化方向になるように組立てられる。その結果できる
容器内に含まれる液晶層の厚みは周囲シールの厚みによ
って決り、周囲シールの材料の中に混入された、半径が
均一な類いガラスファイバ（図示されていない）の散乱
光によって液晶層の厚みは正確に調節される。セルは周
囲シールで閉じられた部分の一端の中のガラスシートの
一方についている開口部（図示されていない）から真空
状態にされ、もう１つの対角線上反対の開口部（図示さ
れていない）からは液晶媒体が入るようにすると便利で
ある。注入作業は、等方性の層にまで加熱して粘性を適
当な低値にまで下げた注入材料によって行われる。この
注入作業に続いて２つの開口部が密閉される。注目した
いのはセルの基本構成が、当然のことであるが、粗面化
方向の平行配列を除いては、例えばｉ３来のねじれたネ
マチック構造に似ていることである。
と１２を周囲シール１３で共に固定させることによって
形成される。この２つのシートの内表面には透明な酸化
インジウム錫の電極層１４と１５が付着しており、各電
！船は分子配列のために周囲シールで挟まれた表示範囲
内で、ポリイミド（図示されていない）のようなポリマ
ーで覆われている。ポリイミドの層は２つとも単一の方
向に粗面化されているため、液晶が接触する時液晶分子
の平面配列が粗面化方向になるように動かける。セルは
、互いに平行に配列された２つのポリイミド層の各々の
粗面化方向になるように組立てられる。その結果できる
容器内に含まれる液晶層の厚みは周囲シールの厚みによ
って決り、周囲シールの材料の中に混入された、半径が
均一な類いガラスファイバ（図示されていない）の散乱
光によって液晶層の厚みは正確に調節される。セルは周
囲シールで閉じられた部分の一端の中のガラスシートの
一方についている開口部（図示されていない）から真空
状態にされ、もう１つの対角線上反対の開口部（図示さ
れていない）からは液晶媒体が入るようにすると便利で
ある。注入作業は、等方性の層にまで加熱して粘性を適
当な低値にまで下げた注入材料によって行われる。この
注入作業に続いて２つの開口部が密閉される。注目した
いのはセルの基本構成が、当然のことであるが、粗面化
方向の平行配列を除いては、例えばｉ３来のねじれたネ
マチック構造に似ていることである。
−例としては１０．７ミクロンの壓みのセルの液晶注入
はＣＦ２の名でＢＤＨより市販されている以下のカイラ
ルエステルであった。
はＣＦ２の名でＢＤＨより市販されている以下のカイラ
ルエステルであった。
この材料を結晶状態から加熱する場合の変位温度は以下
のように認められていた。
のように認められていた。
スメクチックＪ＊からスメクチックＩ＊へ６７℃
スメクチックＩ＊からスメクチックＣ＊へ７０．３℃
スメクチックＣ＊からスメクチックＡへ＊８０．７℃
スメクチックＡからコレステリックへ
１３５℃
コレステリックから等方状へ
１４０℃
注入後セルがゆっくり冷やされると、粗面化されたポリ
イミド表面の性質によって平面配列が生じ、スメクチッ
クＡ［ｆへ移行するスメクチックの配列が粗面化方向に
対しては順方向に、しかも液晶層の主表面に対しては垂
直な平面に生じる。このスメクチック層の配列は、この
スメクチック層内の分子へ冷やされた液体がＣ＊相へ移
行する際に変化する間維持された。この段階ではピッチ
ラインが観察された。このことから表面効果のみであせ
んを戻すにはセルの厚みが大きすぎることがわかる。こ
れは液晶層の厚みからせ）νのピッチよりかなり大きい
（この材料がＣ＊状態の場合約２ミクロン）ことから予
想されていた。さらに冷却してＩ＊相へ移行する時ピッ
チラインの比率に僅かな変化（約１Ｑ％）が認められた
。
イミド表面の性質によって平面配列が生じ、スメクチッ
クＡ［ｆへ移行するスメクチックの配列が粗面化方向に
対しては順方向に、しかも液晶層の主表面に対しては垂
直な平面に生じる。このスメクチック層の配列は、この
スメクチック層内の分子へ冷やされた液体がＣ＊相へ移
行する際に変化する間維持された。この段階ではピッチ
ラインが観察された。このことから表面効果のみであせ
んを戻すにはセルの厚みが大きすぎることがわかる。こ
れは液晶層の厚みからせ）νのピッチよりかなり大きい
（この材料がＣ＊状態の場合約２ミクロン）ことから予
想されていた。さらに冷却してＩ＊相へ移行する時ピッ
チラインの比率に僅かな変化（約１Ｑ％）が認められた
。
セルの注入作用をＩ＊相に保つためその温度を６９．８
℃に維持した状態で、電圧によってスイッチングがどの
ような影響を受けるかを調ｌ゛りるために一連の試験が
行われた。この目的のためにセルは、偏向面が粗面化方
向に対して４５°の位置にある交差している偏向子の間
に配置された。第２図にはこの結果がグラフとして示さ
れていて、パルス継続期間の対数がパルス電圧の対数の
関数として示されている。実際には継続同門が既知のパ
ルスの電圧を上げることによって結果かえられる。各パ
ルス長に対して１つの過渡的な効果の閾値電圧が示され
、スイッチング電圧の効果はこの閾値電圧で初めて顕著
となるが持続はしない。対応する双安定的な効果の閾値
電圧は、スイッチングが２時間を越えるような特別な緩
和状態がなくとも得られるようなより大きな電圧の単位
である。
℃に維持した状態で、電圧によってスイッチングがどの
ような影響を受けるかを調ｌ゛りるために一連の試験が
行われた。この目的のためにセルは、偏向面が粗面化方
向に対して４５°の位置にある交差している偏向子の間
に配置された。第２図にはこの結果がグラフとして示さ
れていて、パルス継続期間の対数がパルス電圧の対数の
関数として示されている。実際には継続同門が既知のパ
ルスの電圧を上げることによって結果かえられる。各パ
ルス長に対して１つの過渡的な効果の閾値電圧が示され
、スイッチング電圧の効果はこの閾値電圧で初めて顕著
となるが持続はしない。対応する双安定的な効果の閾値
電圧は、スイッチングが２時間を越えるような特別な緩
和状態がなくとも得られるようなより大きな電圧の単位
である。
（緩和状態はかなり長い間顕著ではないと考えられてい
るが、特別な装置を用いれば適切な温度安定が２時間以
上継続しないのでこの緩和状態を確立することは不可能
だった）。第２因かられかるように双安定的なスイッチ
ング時間は大体］１５から約２５ボルトの電圧範囲に反
比例しながら変化する。電圧が約１２．５ボルトの低い
範囲ではスイッチング時間は電圧の６乗に反比例し、さ
らに低い電圧範囲でパルス継続時間が１０ミリ秒を越え
る場合はおよそ電圧の２乗に反比例する。いったんセル
が電界と共に双安定的に切換えられるとらせんのライン
は消え、セルがスメクチックにに相にある限りこのライ
ンが再び現われることはなかった。第２のセルはより厚
みのある周囲シールを用いて構成されており、厚さ２０
ミクロン以上の液晶層を提供する。このセルのスイッチ
ング電圧はより高いが１０．７ミクロンのセルと同じ双
安定的な性質を示した。
るが、特別な装置を用いれば適切な温度安定が２時間以
上継続しないのでこの緩和状態を確立することは不可能
だった）。第２因かられかるように双安定的なスイッチ
ング時間は大体］１５から約２５ボルトの電圧範囲に反
比例しながら変化する。電圧が約１２．５ボルトの低い
範囲ではスイッチング時間は電圧の６乗に反比例し、さ
らに低い電圧範囲でパルス継続時間が１０ミリ秒を越え
る場合はおよそ電圧の２乗に反比例する。いったんセル
が電界と共に双安定的に切換えられるとらせんのライン
は消え、セルがスメクチックにに相にある限りこのライ
ンが再び現われることはなかった。第２のセルはより厚
みのある周囲シールを用いて構成されており、厚さ２０
ミクロン以上の液晶層を提供する。このセルのスイッチ
ング電圧はより高いが１０．７ミクロンのセルと同じ双
安定的な性質を示した。
第３のセルには約３０ミクロンの空間があった。
この例では真の双安定性はなく、顕著な緩和効果はほん
の数秒間のパルスの間にのみ見られた。これは液晶層が
厚くなりすぎて、密封表面に直角のｊ′仝： 表
面におけるスメクチック層の整列が層の厚み全体には充
分に行渡らないからであると考えられている。同様に、
スメクチックＣ＊状態にあった材料において、セルの厚
みが３ミクロンを越えている場合に見られた双安定性の
喪失の原因も同してあり、Ｃ＊状態の材料の６面体構成
の欠如によって、スメクチック層の平面整列を形成する
のに必要な厚みの限界の縮小が引起こされると考えられ
ている。
の数秒間のパルスの間にのみ見られた。これは液晶層が
厚くなりすぎて、密封表面に直角のｊ′仝： 表
面におけるスメクチック層の整列が層の厚み全体には充
分に行渡らないからであると考えられている。同様に、
スメクチックＣ＊状態にあった材料において、セルの厚
みが３ミクロンを越えている場合に見られた双安定性の
喪失の原因も同してあり、Ｃ＊状態の材料の６面体構成
の欠如によって、スメクチック層の平面整列を形成する
のに必要な厚みの限界の縮小が引起こされると考えられ
ている。
例示されているスメクチックｌ＊材料が通常の表示用途
に最適の材料として提供されたものでないことは明らか
である。他の材料と適当に混合することで■＊相の温度
範囲は変えたり拡張したりできる。さらに、ＣＦ２より
も高い偏向作用を持つ材料を組込むことでスイッチング
効率を上げることもできる。−例としては、第４のセル
は非カイラルな（ラセミ酸の）ＣＦ２で満たされた厚み
４０ミクロンの液晶層を備え、鍋内作用がより高くピッ
チもより長くする約６重量％のカイラルなエステルが添
加されているが、それでも厚みが大きすぎて双安定性に
欠けるということはない。こ １の様な添加物は
動作温度時には１＊あるいはＦ＊相において混合を残す
が単独ではどちらの相をもあられさない。
に最適の材料として提供されたものでないことは明らか
である。他の材料と適当に混合することで■＊相の温度
範囲は変えたり拡張したりできる。さらに、ＣＦ２より
も高い偏向作用を持つ材料を組込むことでスイッチング
効率を上げることもできる。−例としては、第４のセル
は非カイラルな（ラセミ酸の）ＣＦ２で満たされた厚み
４０ミクロンの液晶層を備え、鍋内作用がより高くピッ
チもより長くする約６重量％のカイラルなエステルが添
加されているが、それでも厚みが大きすぎて双安定性に
欠けるということはない。こ １の様な添加物は
動作温度時には１＊あるいはＦ＊相において混合を残す
が単独ではどちらの相をもあられさない。
別の例では代用としての強誘電性の６面体スメクチック
相、スメクチックＦ＊を含むセルにテストを施している
。このテストのために、Ｆ＊相を表すことが知られてい
る材料（Ｐ、Ａ、Ｃ，Ｇａｎｅ等著”ＭＯｌ、Ｃｒｙｓ
ｔ、Ｌｉｑ、Ｃｒ’ｌ／ｓｔ、’“、１９８３年、第１
００巻、６７頁ないし７４頁の記事より）はカイラルな
エステルドーパントを添加することにより強誘電性を示
す。その結果できる混合物は２０．８％のＨＥＰＴＯＢ
ＰＤ（ビス−４′−〇−へブチルオキシベンジリデン−
４−フェニルエネデイミン）、７９ｆｉ＋ｆｆｉ％のＴ
ＢＢＡ （テレフタルイリデン−ビス−ｎ−ブチルアニ
リン）及び６．１重量％のカイラルエステルドーパント
を含んでいた。この混合物はドーピングされていないＨ
ＥＰＴＯＢＰＤ／ＴＢＢＡ混合物の温度から約９°下降
した１１０°から１３０°でＦ＊相を示す。第３図は厚
さ８．９ミクロンのこのＦ＊相材料の層が１２４℃に保
たれた場合そのスイッチング電圧に対してスイッチング
パルスの継続時間がどのように変化するかを対数で示し
たものである。ＨＥＰＴＯＢＰＤ／ＴＢＢＡ混合物でカ
イラルドーパントを薄めると層の厚みより長い約４０ミ
クロンらのバルク材料のらせんのピッチが生じ、セル内
にはピッチラインは見られなかった。
相、スメクチックＦ＊を含むセルにテストを施している
。このテストのために、Ｆ＊相を表すことが知られてい
る材料（Ｐ、Ａ、Ｃ，Ｇａｎｅ等著”ＭＯｌ、Ｃｒｙｓ
ｔ、Ｌｉｑ、Ｃｒ’ｌ／ｓｔ、’“、１９８３年、第１
００巻、６７頁ないし７４頁の記事より）はカイラルな
エステルドーパントを添加することにより強誘電性を示
す。その結果できる混合物は２０．８％のＨＥＰＴＯＢ
ＰＤ（ビス−４′−〇−へブチルオキシベンジリデン−
４−フェニルエネデイミン）、７９ｆｉ＋ｆｆｉ％のＴ
ＢＢＡ （テレフタルイリデン−ビス−ｎ−ブチルアニ
リン）及び６．１重量％のカイラルエステルドーパント
を含んでいた。この混合物はドーピングされていないＨ
ＥＰＴＯＢＰＤ／ＴＢＢＡ混合物の温度から約９°下降
した１１０°から１３０°でＦ＊相を示す。第３図は厚
さ８．９ミクロンのこのＦ＊相材料の層が１２４℃に保
たれた場合そのスイッチング電圧に対してスイッチング
パルスの継続時間がどのように変化するかを対数で示し
たものである。ＨＥＰＴＯＢＰＤ／ＴＢＢＡ混合物でカ
イラルドーパントを薄めると層の厚みより長い約４０ミ
クロンらのバルク材料のらせんのピッチが生じ、セル内
にはピッチラインは見られなかった。
厚みが３ミクロン以上もある液晶層を備えた比較的速い
スイッチングの双安定的な表示セルを構成することがで
きると、ねじれのあるネマチック及び相変化セルのよう
な他の型のセル用に以前研究された方法の多くが、その
型の変形のセルにはほとんど適用できないため、利益が
大きい。一方、もし前記他の型のセル用に研究された厚
みの範囲が、厚みの同値を３ミクロン以下にするために
実質的に減らさなければならない時は、より顕著な変化
が要求される。しかしながら光バルブモード内のｌ＊又
はＦ＊相の動作は、表示セルが適切に方向付けされた偏
向子の間に買かれた場合、その動作は複屈折効果に依存
しているため、実質的にＣ＊セルの表面安定化と同様の
精密な制御が府の厚みに必要とされる。セルが液晶層の
背後に置かれた反射体を持つ反射モード内で操作される
場合は、さらに精密な厚みの制御りが必要になる。一方
注意したいのは、セルが光バルブモードではなく多色性
の染料あるいは混合染料が液晶に添加される主体検索モ
ードにある場合は、厚みの制御が緩和されるということ
である。この例では、セルが平面偏向された光でｖＡ察
されるようになっており、この光の偏向平面は液晶の双
安定的な方向状態の１つの中で染料分子が色を示ざない
ように配列されている。もう一方の双安定的な状態では
、Ｉ＊あるいはＦ＊相の傾斜角度が４５°でないときは
最大限に利用されないが、染料が色を吸収することがで
きる。近年知られている材料ではこの傾斜角度が前記値
の半分′より大きくないのが普通であり、従ってセルが
染料と充分に一体となって適切ｉ な吸収作用を
することを確認することが重要である。これは厚みが３
ミクロン以上のセルでは容易であることは明らかである
。
スイッチングの双安定的な表示セルを構成することがで
きると、ねじれのあるネマチック及び相変化セルのよう
な他の型のセル用に以前研究された方法の多くが、その
型の変形のセルにはほとんど適用できないため、利益が
大きい。一方、もし前記他の型のセル用に研究された厚
みの範囲が、厚みの同値を３ミクロン以下にするために
実質的に減らさなければならない時は、より顕著な変化
が要求される。しかしながら光バルブモード内のｌ＊又
はＦ＊相の動作は、表示セルが適切に方向付けされた偏
向子の間に買かれた場合、その動作は複屈折効果に依存
しているため、実質的にＣ＊セルの表面安定化と同様の
精密な制御が府の厚みに必要とされる。セルが液晶層の
背後に置かれた反射体を持つ反射モード内で操作される
場合は、さらに精密な厚みの制御りが必要になる。一方
注意したいのは、セルが光バルブモードではなく多色性
の染料あるいは混合染料が液晶に添加される主体検索モ
ードにある場合は、厚みの制御が緩和されるということ
である。この例では、セルが平面偏向された光でｖＡ察
されるようになっており、この光の偏向平面は液晶の双
安定的な方向状態の１つの中で染料分子が色を示ざない
ように配列されている。もう一方の双安定的な状態では
、Ｉ＊あるいはＦ＊相の傾斜角度が４５°でないときは
最大限に利用されないが、染料が色を吸収することがで
きる。近年知られている材料ではこの傾斜角度が前記値
の半分′より大きくないのが普通であり、従ってセルが
染料と充分に一体となって適切ｉ な吸収作用を
することを確認することが重要である。これは厚みが３
ミクロン以上のセルでは容易であることは明らかである
。
第１図は表示セルの概略的な斜視図であり、第２図は第
１図に従って構成されたセルの特定の注入及び厚みに対
するスイッヂングパルス継続時間及びスイッチングパル
ス電圧の対数表示のグラフであり。第３図は注入及び厚
みの異なる場合の結果を示した第２図と同様のグラフで
ある。 １１．１２・・・ガラスシート １３・・・周囲シー
ル １４、１５・・・電極層。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦ハ６ノＬス電、
圧
１図に従って構成されたセルの特定の注入及び厚みに対
するスイッヂングパルス継続時間及びスイッチングパル
ス電圧の対数表示のグラフであり。第３図は注入及び厚
みの異なる場合の結果を示した第２図と同様のグラフで
ある。 １１．１２・・・ガラスシート １３・・・周囲シー
ル １４、１５・・・電極層。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦ハ６ノＬス電、
圧
Claims (3)
- （１）対向する電極を有するプレート間に閉込められた
スメクチックＩ＊相又はＦ＊相の液晶層を備え、前記プ
レートの相互に向合つている内側面が、隣接している液
晶分子が２つの面の各々で同じ方向に平面整列されるこ
とを促進するように処理されており、プレートが液晶層
の厚さを４ミクロンから４０ミクロンに制限している双
安定性の強誘電性の液晶表示セル。 - （２）液晶層の厚みが２０ミクロン以下であることを特
徴とする特許請求の範囲第１項に記載の強誘電性の液晶
表示セル。 - （３）液晶層内に多色性の染料が分散していることを特
徴とする特許請求の範囲第１項あるいは第２項のいずれ
か１つに記載の強誘電性の液晶表示セル。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB8426976 | 1984-10-25 | ||
| GB08426976A GB2166256B (en) | 1984-10-25 | 1984-10-25 | Ferroelectric liquid crystal display cells |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61103124A true JPS61103124A (ja) | 1986-05-21 |
| JPH054647B2 JPH054647B2 (ja) | 1993-01-20 |
Family
ID=10568732
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23780585A Granted JPS61103124A (ja) | 1984-10-25 | 1985-10-25 | 強誘電性の液晶表示セル |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0179592A3 (ja) |
| JP (1) | JPS61103124A (ja) |
| AU (1) | AU573039B2 (ja) |
| ES (1) | ES8705668A1 (ja) |
| GB (2) | GB2166256B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5216415A (en) * | 1990-12-19 | 1993-06-01 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Method of driving a matrix-type liquid crystal display device |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3585820D1 (de) * | 1984-11-14 | 1992-05-14 | Northern Telecom Ltd | Zweidimensionales optisches informationsverarbeitungsgeraet. |
| JPS61193129A (ja) * | 1985-02-22 | 1986-08-27 | Casio Comput Co Ltd | 液晶光シヤツタ |
| GB2188742A (en) * | 1986-04-01 | 1987-10-07 | Stc Plc | Ferroelectric liquid crystal cells |
| GB8608114D0 (en) | 1986-04-03 | 1986-05-08 | Secr Defence | Smectic liquid crystal devices |
| GB8608116D0 (en) * | 1986-04-03 | 1986-05-08 | Secr Defence | Liquid crystal devices |
| GB8616165D0 (en) * | 1986-07-02 | 1986-08-06 | Stc Plc | Liquid crystal cell |
| US5200848A (en) * | 1987-09-17 | 1993-04-06 | Canon Kabushiki Kaisha | Ferroelectric smectic liquid crystal device |
| US5422749A (en) * | 1987-09-17 | 1995-06-06 | Canon Kabushiki Kaisha | Ferroelectric smetic liquid crystal device |
| US4932758A (en) * | 1987-09-17 | 1990-06-12 | Canon Kabushiki Kaisha | Ferroelectric smectic liquid crystal device having a bistable alignment state providing two stable orientation states |
| GB2231989B (en) * | 1989-05-24 | 1993-10-06 | Stc Plc | Neural networks |
| US5339090A (en) * | 1989-06-23 | 1994-08-16 | Northern Telecom Limited | Spatial light modulators |
| GB2265036B (en) * | 1992-03-10 | 1995-08-02 | Sharp Kk | Optical processor and neuromorphic processor |
| GB9407116D0 (en) * | 1994-04-11 | 1994-06-01 | Secr Defence | Ferroelectric liquid crystal display with greyscale |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1557199A (en) * | 1976-01-06 | 1979-12-05 | Standard Telephones Cables Ltd | Liquid crystal display cells |
| GB2110863B (en) * | 1981-12-01 | 1985-10-02 | Standard Telephones Cables Ltd | Liquid crystal display devices |
| 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 |
| DE3376692D1 (en) * | 1982-06-29 | 1988-06-23 | Secr Defence Brit | Liquid crystal devices |
| GB2129954B (en) * | 1982-10-22 | 1986-03-05 | Stc Plc | Liquid crystal display device |
| JPS60188925A (ja) * | 1984-03-09 | 1985-09-26 | Canon Inc | 光学変調素子の製造法 |
-
1984
- 1984-10-25 GB GB08426976A patent/GB2166256B/en not_active Expired
- 1984-11-14 GB GB08428811A patent/GB2166258B/en not_active Expired
-
1985
- 1985-10-08 EP EP85307174A patent/EP0179592A3/en active Pending
- 1985-10-11 AU AU48516/85A patent/AU573039B2/en not_active Ceased
- 1985-10-25 ES ES548227A patent/ES8705668A1/es not_active Expired
- 1985-10-25 JP JP23780585A patent/JPS61103124A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5216415A (en) * | 1990-12-19 | 1993-06-01 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Method of driving a matrix-type liquid crystal display device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB2166256B (en) | 1988-06-08 |
| ES548227A0 (es) | 1987-05-01 |
| AU573039B2 (en) | 1988-05-26 |
| EP0179592A2 (en) | 1986-04-30 |
| GB8426976D0 (en) | 1984-11-28 |
| GB2166258B (en) | 1988-06-08 |
| EP0179592A3 (en) | 1987-09-16 |
| AU4851685A (en) | 1986-05-01 |
| GB2166256A (en) | 1986-04-30 |
| GB2166258A (en) | 1986-04-30 |
| JPH054647B2 (ja) | 1993-01-20 |
| ES8705668A1 (es) | 1987-05-01 |
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