JPS62175710A - 液晶装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 「発明の利用分野」 この発明はスメクチック液晶に関するもので、特にその
代表例の１つである強誘電性液晶（以下ＦＬＣという）
を用いた液晶装置に関し、よりコントラスト比の向上を
図り、マイクロ・コンピュータ、ワードプロセッサまた
はテレビ等の表示部の薄膜化を図る液晶装置、さらにデ
ィスクメモリ等のメモリ装置、スピーカ等の音響機器へ
応用する液晶装置に関する。

「従来技術１ 従来、スメクチック液晶を用いて液晶装置を作製せんと
する場合、この液晶の一対の基板の内側に一対の電極を
設け、その電極上に対称配向膜を設ける方式が知られて
いる。

しかし、かかる単純マトリックス構造または各画素に非
線型素子が直列に連結されたアクティブ素子構造におい
て、最も重要な要素として、前記したスメクチック液晶
が十分大きいＥｃ（１ｍｍ電電界たはスレッシェホール
ド電界）を有することが重要である。このＥｃは液晶が
所定の電界以下では初期の状態（例えば非透過）を維持
し、所定の電界以上においてきわめて急峻に反転し、他
の状態（例えば透過）を呈する現象、およびこの逆に透
過より非透過となる現象をいう。即ち、このＥｃはＥｃ
＋　（正に電界を加える場合に観察される臨界電界）と
、逆にＥｃ−（負に電界を加える場合に存在する電界）
とがある。このＥｃ＋とＥｃ−は必ずしも絶対値におい
て同じではないが、液晶に接する配向処理のプロセス条
件により概ね一致させることができる。

しかしかかるＥｃ＋とＥｃ−はスメクチック液晶におい
てはきわめてその存在が乏しく、特にカイラルスメクチ
ックＣ相を発現する液晶においては、この液晶を印加す
るパルス電界の電界強度とそのパルス巾との値に大きく
依存している。そのためマトリックス表示においてはｒ
ＡＣバイアス法」として知られている駆動方式を用いな
ければならないし、正方向に書換えんとする時、一度負
のパルスを加え、次に正のパルスを所定の電界強度と時
間とを精密に制御して加える。また逆に負方向に書き換
えんとする場合も一度正のパルスを加え、次に負のパル
スを所定の電界強度と時間との精密な制御のもとに加え
なければならない。

ｒ発明が邂決しようとする問題点Ｊ かくの如きスメクチック液晶であって、特に強誘電性液
晶として用いんとした時、これまでの技術では前記した
如きｒＡＣバイアス法」を用いなければならない。しか
しこのバイアス法は周辺回路がきわめて複雑になってし
まうため、ディスプレイ装置とした時、これよりも簡単
な周辺回路が求められている。そのためには、液晶それ
自体が十分明確なＨｅを有していることが重要になる。

この十分明確なＥｃを作らんとした時、これまでのＦＬ
Ｃは、その周波数特性をおとす等の制約のもとに、不十
分なＨｅで満足せざるを得ないのが実情であった。

本発明はかかる強誘電性液晶を用いた場合、液晶それ自
体にＥｃを有することを求めるのではなく、この液晶と
配向膜（配向処理）とを一体物とみなし、その全体で実
質的に有効なＥｃを得んとしたものである。

ｒ問題を解決するための手段」 かかる問題を解くため、本発明はＥｃを決定する要素と
してＦＬＣに密接または実質的に密接する一方または双
方の配向処理層又は配向膜の下層として強誘電体（以下
ＦＢともいう）を設けたものである。そしてこのスメク
チック液晶の強誘電体のＥｃを実質的にＦＢにより決定
するべく試みたものである。

即ち、本発明においてはこのＦＥを配向処理層又は配向
膜の下層として用い、この配向膜部が自発分極を有し、
かつ５０００Å以下例えば２００〜３００人とする。そ
してこの配向膜は透光性であるが、光学的異方性を有さ
ないものより選ばれる。

その縦断面図を第１図に示す。

第１図において強誘電性液晶（ＦＬＣ）　（１）　、配
向膜（配向処理）　（２）、（２“）、　　Ｆ　Ｅｌ！
（３）、　（３°）、一対を構成する透光性電極（４）
　、　（４”）、さらに透光性基板（５）　、　（５’
）を有する。

この第１図の電気的等価回路を用い本発明を以下に記す
。

この際のＦＬＣ（１）が電気的等価回路としてＣＺ（コ
ンダクタンス）、ＣＩ（キャパシタンス）を有する。

又配向膜部（６）の等価回路としてＣＩ（コンダクタン
ス）、Ｃｔ（キャパシタンス）を有する。すると電気的
等価回路は第２図を有する。この両端子間にｖｏの電圧
を印加した時、Ｃ，、Ｇ、に加わる電圧ＶＩ＋電荷ＱＩ
＋　Ｃｔ、Ｇｚに加わる電圧をｖ２．電荷Ｑ２とすると
、 Ｖｏ＝Ｌ＋Ｖｚ Ｌ ｖ、＝丁τｖ０ ｖ２＝」≧Ｖ。

ｌ−ＩＣ１ でｔ＝Ｑにおいて分圧される。

この時、ＦＢの厚さは２００〜３００　人であり、ＦＬ
Ｃの厚さは２〜３μであるため、ＣＩはＣ２より十分大
である。その結果、初期において Ｖ、：Ｖ。

となり、初期状態においては印加電圧のほとんどすべて
がＦＬＣに印加される。

さらにＦＢとＦＬＣとの界面においてｔ秒後に蓄積され
るＱは次式で与えられる。

この一般式において前記したＣ、　＞Ｃ２である条件及
びＦＥは十分絶縁性であることよりＧ、＝０の条件で与
えられる。するとその結果、Ｖ、、Ｖ２は＝Ｃｚ　（Ｖ
ｏ　　　Ｌ　） 上式を変形して ６ル ｖＩ（Ｃ＋十Ｃｚ）＝ＣｚＶｏ　＋ｃ、ｖ、　Ｃ，Ｖｏ
ｅｘｐ（−Ｃ，）　ｔで与えられる。

さらにこのｖＩに対しｔが十分大きくなると、Ｖ、＝Ｖ
。

となる。

即ち、印加の初期においては電極間に印加した電圧はほ
とんどがＦＬＣに印加され、その値は殆どの電圧がＦＥ
に印加されることになる。言い換えるならば、最初ＰＬ
Ｃを勅の状態にする。その後ＦＥにこの電圧が印加され
、このＦＥが所定の反転または非反転を行う。するとこ
のＦＢの反転または非反転に従って次にＥｃが十分小さ
いＦＬＣの反転または非反転が決められる。

即ちＰＨのＰｓ（自発分極）に従属してＦＬＣの分極の
値を変えさせることができる。

その結果、ＦＬＣに十分なＥｃがなくても、ＦＢ自体が
有するＥＣを可変制御することにより、このＦＨのＦＨ
に従ってＦＬＣが従属的に従い、結果として見掛は上Ｆ
ＬＣが大きなＥｃを有するようにさせることができる。

以上の結果より、本発明はスメクチック液晶と直列に強
誘電体を存在せしめ、この強誘電体の分極に従って液晶
の反転、非反転を決定することをその思想としている。

以下に本発明の実施例を示す。

実施例１ 第１図は本発明の構成の縦断面図である。

図面において、ガラス基板（４）、（４’）上に透明導
電膜、例えばＩＴＯ（酸化インジューム・スズ）、さら
にこの一方の上面に第１の電極（２”）を他の電極の上
面に第２の配向膜を設けた。

即ちＦＥとしてビニリデンフロライト（ＣＨｚＣＦｚ）
　ｎ（ＶＤＦという）にトリフロロエチレン（ＴｒＦＥ
）を重合し、コポリマとして用いた。これをスピン法に
て電極上に添加薄膜とするため、これを１０重景％をメ
チル・エチル・ケトン溶液にとかした。スピンコードす
ると、この薄め方とスピナの回転スピードに従ってＦＥ
の厚さを制御できる。この後この溶液を加熱気化除去を
した。本発明においては、さらにこのＦＥ上に対しポリ
イミド配向膜を形成した後ラビング処理を施し配向させ
、配向膜部（６）とした。他の電極上には同様のポリイ
ミド配向膜を形成させた。この側の表面に対しては、ラ
ビング処理を施すことを省略し非対称配向膜とした。

次にこの配向膜が形成された一対の基板の周辺部を互い
に封止（図示せず）し、公知の方法にてＦＬＣを充填し
た。このＦＬＣは、例えばエステル系とビフェニル系の
Ｆ　Ｌ　Ｃ１：１のブレンド品を用いた。又例えば特開
昭５６−１０７２１６．特開昭５９−９８０５１特開昭
５９−１１８７４４に示される液晶を用いてもよい。

本実施例においてＦＥ上の配向膜または配向処理層とし
てポリイミドを用いたが他の物質（例えばナイロン、Ｐ
ＶＡ等）でもよ（、また他の形成方法（例えばスパツタ
リング、ＤＩＰ法等）でも可能である。

ＦＢ膜を実質的に覆い保護側るものであればよいかかる
セルの電極は１ｍｍ　Ｘ　１ｍｍとなり、マトリックス
構成させ、それぞれに±ＩＯＶの電圧を加えた。すると
この電界が加わっても画素はシランカップリング材のみ
を用いた従来の方法では見られないきわめてきれいなＥ
ｃを実質的に有せしめることが可能となった。

第３図は縦軸に透過率、横軸に印加電圧を示している。

この図面において従来例として示された曲線（９）　、
　（９”）はシランカップリング材のみを用いた非対称
配向処理法で得たものである。（そのＥｃはきわめて小
さくばらつきやすい欠点を有する。）本発明においては
曲線（１０）　、　（１０’　”）を得ることができ、
きわめてきれいなＥｃ＋　、　Ｅｃ−を得ることができ
た。

そしてかかるＢｃを有するため、例えば７２０　Ｘ４８
０画素を有する大面積のディスプレイに対してもまった
（クロストークのない表示をさせることが可能となり得
る。

またＦＥ膜は化学的に不安定で溶媒や液晶自身により分
解または溶解する可能性があるが本発明のように配向膜
または配向処理層をＦＥ膜の上に設けることにより、Ｆ
Ｅ膜を保護できるという特徴がある。

「効果」 本発明は以上に示す如く、強誘電体を配向膜の一部とし
、それを一方または双方に配設したちのである。そのた
めより一層Ｅｃの明確な液晶装置を得ることができた。

またＦＥ膜上の配向膜または配向処理層は液晶を配向さ
せるだけでなく、化学的に不安定なＦＥ膜を実質的に覆
って保護膜として機能している。

また、この強誘電体は第１図の電極等の上のみに選択的
に形成しても、また電極を含む全面に形成してもよい。

　この液晶装置は単にディスプレイのみならずスピーカ
、プリンタまたはディスクメモリに対しても適用でき、
スメクチック液晶の光学的異方性の適用可能な製品に適
用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の液晶装置の縦断面図である。 第２図は本発明の等価回路図を示す。 第３図は本発明と従来例の特性の一例を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、一対の基板の内側に電極を互いに対抗して設け、該
   一対の電極間に強誘電性を有する液晶が充填された液晶
   装置において、前記液晶に密接または実質的に密接する
   一方または双方の配向処理層又は配向膜と電極との間に
   は強誘電体薄膜が設けられたことを特徴とする液晶装置
   。 ２、特許請求の範囲第１項において、強誘電体は有機物
   よりなることを特徴とする液晶装置。