JPH09146126A - 液晶装置及び情報伝達装置 - Google Patents
液晶装置及び情報伝達装置Info
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- JPH09146126A JPH09146126A JP7304456A JP30445695A JPH09146126A JP H09146126 A JPH09146126 A JP H09146126A JP 7304456 A JP7304456 A JP 7304456A JP 30445695 A JP30445695 A JP 30445695A JP H09146126 A JPH09146126 A JP H09146126A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】長時間駆動に伴う液晶分子の移動による液晶層
の厚みの変動を抑制する。 【解決手段】一対のガラス基板４，５間に、電界に対し
て双安定性を有するカイラルスメクチック液晶１２を挟
持した液晶素子１において、情報信号の印加前、印加
中、印加オフに応じて少なくとも部分的に可逆的変化を
起こすような層構造を有する液晶化合物からなるカイラ
ルスメクチック液晶１２を用いたことにより、液晶分子
の移動が抑制されて良好なスイッチング特性を得ること
ができる。
の厚みの変動を抑制する。 【解決手段】一対のガラス基板４，５間に、電界に対し
て双安定性を有するカイラルスメクチック液晶１２を挟
持した液晶素子１において、情報信号の印加前、印加
中、印加オフに応じて少なくとも部分的に可逆的変化を
起こすような層構造を有する液晶化合物からなるカイラ
ルスメクチック液晶１２を用いたことにより、液晶分子
の移動が抑制されて良好なスイッチング特性を得ること
ができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、カイラルスメクチ
ック液晶等の強誘電性液晶が基板間に挟持された液晶装
置に係り、詳しくは液晶分子の移動を抑制できるように
した液晶装置及び情報伝達装置に関する。
ック液晶等の強誘電性液晶が基板間に挟持された液晶装
置に係り、詳しくは液晶分子の移動を抑制できるように
した液晶装置及び情報伝達装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、強誘電性液晶分子の屈折率異
方性を利用して偏向素子との組み合わせによって透過光
線を制御する方式の液晶表示素子が、クラーク（Clark)
及びラガーウオル（Lagerwall)らにより提案されている
（例えば、特開昭５６−１０７２１６号公報、米国特許
第４３６７９２４号等）。
方性を利用して偏向素子との組み合わせによって透過光
線を制御する方式の液晶表示素子が、クラーク（Clark)
及びラガーウオル（Lagerwall)らにより提案されている
（例えば、特開昭５６−１０７２１６号公報、米国特許
第４３６７９２４号等）。
【０００３】強誘電性液晶は、一般に特定の温度域にお
いて非らせん構造のカイラルスメクチックＣ相（ＳｍＣ
* ）、又はＨ相（ＳｍＨ* ）を有し、この状態におい
て、印加される電界に応答して第１の光学的安定状態と
第２の光学的安定状態のいずれかを取り、且つ電界の印
加のないときはその状態を維持する性質、即ち双安定性
を有し、また、電界の変化に対する応答も速やかであ
り、高速、並びに記憶型の表示素子としての広い利用が
期待されている。
いて非らせん構造のカイラルスメクチックＣ相（ＳｍＣ
* ）、又はＨ相（ＳｍＨ* ）を有し、この状態におい
て、印加される電界に応答して第１の光学的安定状態と
第２の光学的安定状態のいずれかを取り、且つ電界の印
加のないときはその状態を維持する性質、即ち双安定性
を有し、また、電界の変化に対する応答も速やかであ
り、高速、並びに記憶型の表示素子としての広い利用が
期待されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した強
誘電性液晶を長時間駆動して表示動作を行った場合、図
１２に示すように、強誘電性液晶（図示省略) を挟持し
た一対の基板１０１，１０２間に形成された表示部１０
３の端部領域（斜線部分) １０４が、黄色に着色してい
く現象が生じることがある。このような現象が発生する
と、表示部１０３の表示面の見栄えを悪くするだけでな
く、液晶画素のスイッチング特性も変化する。この現象
は、特にコントラストの高いユニフォーム配向状態のセ
ルにおいて顕著である。尚、図中、矢印Ａは強誘電性液
晶の配向処理方向である。
誘電性液晶を長時間駆動して表示動作を行った場合、図
１２に示すように、強誘電性液晶（図示省略) を挟持し
た一対の基板１０１，１０２間に形成された表示部１０
３の端部領域（斜線部分) １０４が、黄色に着色してい
く現象が生じることがある。このような現象が発生する
と、表示部１０３の表示面の見栄えを悪くするだけでな
く、液晶画素のスイッチング特性も変化する。この現象
は、特にコントラストの高いユニフォーム配向状態のセ
ルにおいて顕著である。尚、図中、矢印Ａは強誘電性液
晶の配向処理方向である。
【０００５】このような現象は、強誘電性液晶（図示省
略) が表示部１０３の端部領域１０４の方向へ移動し、
端部領域１０４の液晶層の厚みが増加することによって
生じることが分っている。
略) が表示部１０３の端部領域１０４の方向へ移動し、
端部領域１０４の液晶層の厚みが増加することによって
生じることが分っている。
【０００６】そこで、本願発明者らは上述した強誘電性
液晶の移動の原因について研究した結果、液晶の駆動パ
ルスによる交流的な電界で、液晶分子の双極子モーメン
トが揺らぐことによって発生する電気力学的効果による
ものと推察した。
液晶の移動の原因について研究した結果、液晶の駆動パ
ルスによる交流的な電界で、液晶分子の双極子モーメン
トが揺らぐことによって発生する電気力学的効果による
ものと推察した。
【０００７】また、図１３に示すように、強誘電性液晶
の移動方向Ｂは、配向処理方向Ａと液晶分子の平均分子
軸方向Ｃ1 ，Ｃ2 等によって決定されるものと推定され
る。このように、液晶分子の移動方向Ｂが配向処理方向
Ａに依存していることにより、強誘電性液晶の移動現象
は、基板界面でのプレチルトの状態、若しくはそのプレ
チルトにより決まる弾性エネルギー的に安定なスメクチ
ック層の折れ曲がり方向等に依存していることが推察さ
れる。
の移動方向Ｂは、配向処理方向Ａと液晶分子の平均分子
軸方向Ｃ1 ，Ｃ2 等によって決定されるものと推定され
る。このように、液晶分子の移動方向Ｂが配向処理方向
Ａに依存していることにより、強誘電性液晶の移動現象
は、基板界面でのプレチルトの状態、若しくはそのプレ
チルトにより決まる弾性エネルギー的に安定なスメクチ
ック層の折れ曲がり方向等に依存していることが推察さ
れる。
【０００８】更に、上述した強誘電性液晶の配向処理等
により規制されると考えられる界面規制力の強弱によっ
ても強誘電性液晶の移動方向や移動量が変化する傾向も
ある。しかし、例えば界面規制力を単に弱めるというこ
とのみでは、強誘電性液晶の配向を良好に保ったままで
移動量を完全に抑制することはできないと考えられる。
により規制されると考えられる界面規制力の強弱によっ
ても強誘電性液晶の移動方向や移動量が変化する傾向も
ある。しかし、例えば界面規制力を単に弱めるというこ
とのみでは、強誘電性液晶の配向を良好に保ったままで
移動量を完全に抑制することはできないと考えられる。
【０００９】また、本願発明者らの研究によると、上述
した強誘電性液晶の移動現象は、その移動方向、移動量
などが外的因子、例えば温度、液晶素子に印加する電界
の強度、周波数などと密接に関係していることが判明し
た。また、内的因子、即ち液晶素子側の因子としては、
特に界面プレチルトα、配向状態、自発分極Ｐｓ、コー
ン角Θの大きさ、スメクチック相の層の傾斜角度δなど
の強誘電性液晶の物性に依存していることが判明した。
した強誘電性液晶の移動現象は、その移動方向、移動量
などが外的因子、例えば温度、液晶素子に印加する電界
の強度、周波数などと密接に関係していることが判明し
た。また、内的因子、即ち液晶素子側の因子としては、
特に界面プレチルトα、配向状態、自発分極Ｐｓ、コー
ン角Θの大きさ、スメクチック相の層の傾斜角度δなど
の強誘電性液晶の物性に依存していることが判明した。
【００１０】これらの因子のうち、温度、電界強度、周
波数は、応答速度に影響を与える自発分極Ｐｓなどと互
いにトレードオフの関係にあり、フレーム周波数、デュ
ーティー比などの液晶表示装置としての設計を受けるた
めに、この面からの画期的な改善は難しかった。
波数は、応答速度に影響を与える自発分極Ｐｓなどと互
いにトレードオフの関係にあり、フレーム周波数、デュ
ーティー比などの液晶表示装置としての設計を受けるた
めに、この面からの画期的な改善は難しかった。
【００１１】そこで、本願発明者らは、液晶材料の物性
や配向膜材料の物性等の素子構成の組み合わせをそれぞ
れ独立に操作して多くの検討を行ったところ、図１４
（ａ）に示すように、強誘電性液晶１０５のスメクチッ
ク層の傾斜角δを０°にする、即ち、図１４（ｂ）に示
すようなブックシェルフ構造にすることによって、液晶
の移動現象を防ぐことができることを見出した。
や配向膜材料の物性等の素子構成の組み合わせをそれぞ
れ独立に操作して多くの検討を行ったところ、図１４
（ａ）に示すように、強誘電性液晶１０５のスメクチッ
ク層の傾斜角δを０°にする、即ち、図１４（ｂ）に示
すようなブックシェルフ構造にすることによって、液晶
の移動現象を防ぐことができることを見出した。
【００１２】カイラルスメクチックＣ相（ＳｍＣ* ）で
の液晶素子内の強誘電性液晶の層構造をブックシェルフ
構造にする方法としては、低周波数で高電界の交流を印
加する方法が知られており、このような変化を起こすも
のとして、例えばMolecularCrystals and Liquid Cryst
ls の第２０７巻、第８７ページに記載されているよう
な材料がある。このような材料に１０Hz、５Ｖ／μｍ程
度の交流を印加することでスメクティック層の傾斜角δ
はほぼ０°になることがＸ線回折分析によって確かめら
れている。
の液晶素子内の強誘電性液晶の層構造をブックシェルフ
構造にする方法としては、低周波数で高電界の交流を印
加する方法が知られており、このような変化を起こすも
のとして、例えばMolecularCrystals and Liquid Cryst
ls の第２０７巻、第８７ページに記載されているよう
な材料がある。このような材料に１０Hz、５Ｖ／μｍ程
度の交流を印加することでスメクティック層の傾斜角δ
はほぼ０°になることがＸ線回折分析によって確かめら
れている。
【００１３】しかしながら、このような低周波数の電界
の印加中に可逆的にブックシェルフ構造を形成するもの
では、層構造の変化に要する電界強度よりもはるかに低
い電界強度でスイッチングが起こってしまい、駆動時に
ブックシェルフ構造を形成するということは事実上不可
能である。
の印加中に可逆的にブックシェルフ構造を形成するもの
では、層構造の変化に要する電界強度よりもはるかに低
い電界強度でスイッチングが起こってしまい、駆動時に
ブックシェルフ構造を形成するということは事実上不可
能である。
【００１４】また、低周波数の交流の印加によって不可
逆的にブックシェルフ構造を形成するものについては、
駆動時に構造をブックシェルフ構造にしておくことは可
能であるものの、形成された構造は温度の変化に対して
不安定で、５℃程度の温度の変化でも配向が著しく劣化
してしまい、表示特性が悪くなる。
逆的にブックシェルフ構造を形成するものについては、
駆動時に構造をブックシェルフ構造にしておくことは可
能であるものの、形成された構造は温度の変化に対して
不安定で、５℃程度の温度の変化でも配向が著しく劣化
してしまい、表示特性が悪くなる。
【００１５】そこで、本発明は、長時間駆動に伴う液晶
分子の移動による液晶層の厚みの変動を抑制して良好な
スイッチング特性を得ることができる液晶装置及び情報
伝達装置を提供することを目的とする。
分子の移動による液晶層の厚みの変動を抑制して良好な
スイッチング特性を得ることができる液晶装置及び情報
伝達装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述事情に鑑
みなされたものであって、互いに対向するように配置さ
れた一対の基板と、少なくとも一方の前記基板に形成し
た配向膜と、前記一対の基板間に挟持された液晶を有
し、前記基板間に情報信号と走査信号を印加して前記液
晶をマトリクス駆動する液晶装置において、前記液晶
は、その層構造が前記情報信号の印加前、印加中、印加
オフに応じて少なくとも部分的に可逆的変化を起こすよ
うな構造を有していることを特徴としている。
みなされたものであって、互いに対向するように配置さ
れた一対の基板と、少なくとも一方の前記基板に形成し
た配向膜と、前記一対の基板間に挟持された液晶を有
し、前記基板間に情報信号と走査信号を印加して前記液
晶をマトリクス駆動する液晶装置において、前記液晶
は、その層構造が前記情報信号の印加前、印加中、印加
オフに応じて少なくとも部分的に可逆的変化を起こすよ
うな構造を有していることを特徴としている。
【００１７】また、前記配向膜の配向処理がラビング処
理であり、前記配向膜が前記一対の基板のうちの一方に
形成され、他方の前記基板には非一軸性表面となるよう
な配向処理が施されていることを特徴としている。
理であり、前記配向膜が前記一対の基板のうちの一方に
形成され、他方の前記基板には非一軸性表面となるよう
な配向処理が施されていることを特徴としている。
【００１８】また、前記液晶の層構造の可逆的変化が、
シェブロン構造からブックシェルフ構造への変化である
ことを特徴としている。
シェブロン構造からブックシェルフ構造への変化である
ことを特徴としている。
【００１９】また、前記液晶は、配向状態において少な
くとも２つの光学的安定状態を示す強誘電性液晶でるカ
イラルスメクチック液晶であり、且つそのチルト角をΘ
とし、見かけのチルト角をθａとした場合に、Θ＞θａ
＞Θ／２の関係を有するユニフォーム配向であることを
特徴としている。
くとも２つの光学的安定状態を示す強誘電性液晶でるカ
イラルスメクチック液晶であり、且つそのチルト角をΘ
とし、見かけのチルト角をθａとした場合に、Θ＞θａ
＞Θ／２の関係を有するユニフォーム配向であることを
特徴としている。
【００２０】また、前記カイラルスメクチック液晶は、
下記の一般式１で表されている化合物を一種もしくは多
種含んでいることを特徴としている。
下記の一般式１で表されている化合物を一種もしくは多
種含んでいることを特徴としている。
【００２１】一般式１ Ｐ−Ｑ−Ａ−Ｗ−Ｂ−（Ｔ−Ｄ）n −Ｕ−Ｖ ただし、Ａ，Ｂ，Ｄは、それぞれ同一もしくは異なる芳
香族環、複素芳香族環、脂肪族環あるいはそれらの縮環
造を表す。それらの環は置換されていても良い。
香族環、複素芳香族環、脂肪族環あるいはそれらの縮環
造を表す。それらの環は置換されていても良い。
【００２２】Ｑ，Ｗ，Ｔは、それぞれ同一もしくは異な
る、単結合、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯ
ＮＲ−、−ＮＲ−、−ＣＨ2 、−ＣＨ＝Ｎ−、−ＣＨ＝
ＣＨ−、−ＣＯＳ−、−ＣＨ2 ＣＨ2 −、−ＣＨ2 Ｏ−
を表す。Ｒは、アルキル基を表す。Ｐは、置換されてい
ても良いアルキル基を表す。ｎは、０、１、２を表す。
Ｕは、−ＣＯ−Ｃm Ｈ2m−、−Ｏ−Ｃm Ｈ2m−、−Ｃm
Ｈ2m−、−ＯＳＯ2 −、−ＳＯ2 −、−ＳＯ2 −Ｃm Ｈ
2m−、−Ｏ−Ｃm Ｈ2m−Ｏ−Ｃm Ｈ2m−、−Ｃm Ｈ2m−
Ｎ（Ｃm'Ｈ2m'+1 ）−ＳＯ2 −、−Ｃm Ｈ2m−Ｎ（Ｃm'
Ｈ2m'+1 ）−ＣＯ−を表し、ｍ、ｍ’は、それぞれ同一
もしくは異なる１から２０までの整数を表す。Ｖは、−
（Ｃp Ｆ2pＯ）q Ｃr Ｆ2r+1を表す。ｐは、ｑが複数の
場合にそれぞれの（Ｃp Ｆ2pＯ）に対して独立に１から
１０の整数であり、ｑが１の場合には１から１０の整数
である。ｑは、１から６の整数である。ｒは、１から１
０の整数である。
る、単結合、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯ
ＮＲ−、−ＮＲ−、−ＣＨ2 、−ＣＨ＝Ｎ−、−ＣＨ＝
ＣＨ−、−ＣＯＳ−、−ＣＨ2 ＣＨ2 −、−ＣＨ2 Ｏ−
を表す。Ｒは、アルキル基を表す。Ｐは、置換されてい
ても良いアルキル基を表す。ｎは、０、１、２を表す。
Ｕは、−ＣＯ−Ｃm Ｈ2m−、−Ｏ−Ｃm Ｈ2m−、−Ｃm
Ｈ2m−、−ＯＳＯ2 −、−ＳＯ2 −、−ＳＯ2 −Ｃm Ｈ
2m−、−Ｏ−Ｃm Ｈ2m−Ｏ−Ｃm Ｈ2m−、−Ｃm Ｈ2m−
Ｎ（Ｃm'Ｈ2m'+1 ）−ＳＯ2 −、−Ｃm Ｈ2m−Ｎ（Ｃm'
Ｈ2m'+1 ）−ＣＯ−を表し、ｍ、ｍ’は、それぞれ同一
もしくは異なる１から２０までの整数を表す。Ｖは、−
（Ｃp Ｆ2pＯ）q Ｃr Ｆ2r+1を表す。ｐは、ｑが複数の
場合にそれぞれの（Ｃp Ｆ2pＯ）に対して独立に１から
１０の整数であり、ｑが１の場合には１から１０の整数
である。ｑは、１から６の整数である。ｒは、１から１
０の整数である。
【００２３】また、本発明に係る情報伝達装置は、デー
タ信号及び走査方式信号を出力するグラフィックコント
ローラと、走査線アドレスデータ及び走査方式信号を出
力する走査信号制御回路と、表示データ及び走査方式信
号を出力する情報信号制御回路と、上述したいずれかの
液晶装置とを備えたことを特徴としている。
タ信号及び走査方式信号を出力するグラフィックコント
ローラと、走査線アドレスデータ及び走査方式信号を出
力する走査信号制御回路と、表示データ及び走査方式信
号を出力する情報信号制御回路と、上述したいずれかの
液晶装置とを備えたことを特徴としている。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明に係
る実施の形態について説明する。
る実施の形態について説明する。
【００２５】図１は、本発明の実施の形態に係る液晶装
置である液晶素子を示す概略断面図である。この液晶素
子１は、偏光板２，３の間に対向して配置されたガラス
基板４，５を備えており、ガラス基板４，５間には、そ
れぞれＩＴＯ膜などの透明電極６，７、配向処理された
配向膜８，９が形成されている。
置である液晶素子を示す概略断面図である。この液晶素
子１は、偏光板２，３の間に対向して配置されたガラス
基板４，５を備えており、ガラス基板４，５間には、そ
れぞれＩＴＯ膜などの透明電極６，７、配向処理された
配向膜８，９が形成されている。
【００２６】また、配向膜８，９の間に、径が均一な球
状のスペーサ（粒子）１０を散布し、更にスペーサ（粒
子）１０以上にギャップが広がらないように接着性樹脂
（図示省略）を散布してガラス基板４，５を貼り合わ
せ、その周囲をシール材１１によってシールし、配向膜
８，９間に電界に対して双安定性を有する強誘電性液晶
であるカイラルスメクチック液晶（以下、液晶という）
１２が注入されている。尚、透明電極６，７と配向膜
８，９の間には、ガラス基板４，５のショート防止層と
して、Ｔａ2 Ｏ5 、ＴｉＳｉＯｘ等の絶縁膜を設けても
よい。
状のスペーサ（粒子）１０を散布し、更にスペーサ（粒
子）１０以上にギャップが広がらないように接着性樹脂
（図示省略）を散布してガラス基板４，５を貼り合わ
せ、その周囲をシール材１１によってシールし、配向膜
８，９間に電界に対して双安定性を有する強誘電性液晶
であるカイラルスメクチック液晶（以下、液晶という）
１２が注入されている。尚、透明電極６，７と配向膜
８，９の間には、ガラス基板４，５のショート防止層と
して、Ｔａ2 Ｏ5 、ＴｉＳｉＯｘ等の絶縁膜を設けても
よい。
【００２７】液晶素子１の各画素は、マトリクス配置さ
れた透明電極（走査電極）６と透明電極（情報電極）７
との交差部分により構成されている。
れた透明電極（走査電極）６と透明電極（情報電極）７
との交差部分により構成されている。
【００２８】そして、このように構成された液晶素子１
中での液晶１２の層構造を調べるためにＸ線回折分析を
用いた。Ｘ線回折分析は、基本的にはクラーク（Clark)
及びラガーウオル（Lagerwall)によって発表された方法
［ジャパン ディスプレイ（Japan Display)、８６、９
月３０日〜１０月２日、１９８６年、ｐｐ．４５６−４
５８］、或いは大内等の方法［ジャパニーズ ジャーナ
ル オブ アプライドフィジックス（J.J.A.P)、２７
（５) （１９８８) 、ｐｐ．Ｌ７２５−７２８］と同様
に、液晶１２の層間隔ｄからブラッグの一次の回折の
式、 λ＝２ｄ sinθＢ……（１) を用いて求められるブラッグ角θＢの２倍の角度に検出
器の位置を固定し、試料（液晶素子１) を回転させなが
ら測定を行う、通常のロッキングカーブ測定の方法で行
った。尚、この測定は透過法で行い、Ｘ線回折分析を行
うための液晶素子１のガラス基板４，５は吸収の少ない
十分に薄いものを用いる必要がある。
中での液晶１２の層構造を調べるためにＸ線回折分析を
用いた。Ｘ線回折分析は、基本的にはクラーク（Clark)
及びラガーウオル（Lagerwall)によって発表された方法
［ジャパン ディスプレイ（Japan Display)、８６、９
月３０日〜１０月２日、１９８６年、ｐｐ．４５６−４
５８］、或いは大内等の方法［ジャパニーズ ジャーナ
ル オブ アプライドフィジックス（J.J.A.P)、２７
（５) （１９８８) 、ｐｐ．Ｌ７２５−７２８］と同様
に、液晶１２の層間隔ｄからブラッグの一次の回折の
式、 λ＝２ｄ sinθＢ……（１) を用いて求められるブラッグ角θＢの２倍の角度に検出
器の位置を固定し、試料（液晶素子１) を回転させなが
ら測定を行う、通常のロッキングカーブ測定の方法で行
った。尚、この測定は透過法で行い、Ｘ線回折分析を行
うための液晶素子１のガラス基板４，５は吸収の少ない
十分に薄いものを用いる必要がある。
【００２９】そして、本発明のような、情報信号レベル
の交流電界の印加によって液晶１２の層構造変化を起こ
させるためには、液晶材料、配向膜材料、及びその他の
構成要素の組み合わせが適当である必要がある。
の交流電界の印加によって液晶１２の層構造変化を起こ
させるためには、液晶材料、配向膜材料、及びその他の
構成要素の組み合わせが適当である必要がある。
【００３０】図２は、本発明に係る構成の液晶素子１に
ついて、上述した測定方法による情報信号を印加する前
（図中、Ｄ) 、情報信号の印加中（図中、Ｅ) における
液晶１２の層構造のＸ線回折分析結果を示した図であ
る。
ついて、上述した測定方法による情報信号を印加する前
（図中、Ｄ) 、情報信号の印加中（図中、Ｅ) における
液晶１２の層構造のＸ線回折分析結果を示した図であ
る。
【００３１】液晶素子１中での液晶１２の層構造がシェ
ブロン構造である場合（図１４（ａ) 参照) 、Ｘ線回折
パターンには、シェブロン構造の２つの面に相当する２
つの回折ピークが、シェブロン構造の層の傾き角δとブ
ラッグ角θＢで決まる、θＢ±δの位置に出現する。
ブロン構造である場合（図１４（ａ) 参照) 、Ｘ線回折
パターンには、シェブロン構造の２つの面に相当する２
つの回折ピークが、シェブロン構造の層の傾き角δとブ
ラッグ角θＢで決まる、θＢ±δの位置に出現する。
【００３２】一方、液晶１２の層構造がブックシェルフ
構造の場合（図１４（ｂ) 参照) 、ブラッグ角θＢの位
置にただ１つの回折ピークが観測されることになる。
構造の場合（図１４（ｂ) 参照) 、ブラッグ角θＢの位
置にただ１つの回折ピークが観測されることになる。
【００３３】従って、図２に示したＸ線回折分析結果か
ら明らかなように、液晶材料と配向膜材料との組み合わ
せを適当に選ぶことにより、情報信号の印加によって層
構造を変化させることが可能で、ブックシェルフ構造を
形成し得ることが分る。
ら明らかなように、液晶材料と配向膜材料との組み合わ
せを適当に選ぶことにより、情報信号の印加によって層
構造を変化させることが可能で、ブックシェルフ構造を
形成し得ることが分る。
【００３４】そして、情報信号の印加をオフにした後に
再度Ｘ線回折パターンを測定したところ、ほぼ最初の印
加前の状態に戻っていることが確かめられ、層構造の変
化は電界印加中だけの間であって、可逆的変化であるこ
とが確認された。
再度Ｘ線回折パターンを測定したところ、ほぼ最初の印
加前の状態に戻っていることが確かめられ、層構造の変
化は電界印加中だけの間であって、可逆的変化であるこ
とが確認された。
【００３５】一方、駆動に伴う液晶１２の移動速度の測
定は、図３に示すように、配向処理（ラビング処理) を
施した一対のガラス基板２１，２２を、ストライプ状に
印刷されたシール材２３と配向処理方向Ａとが直交する
ように貼り合わせて、液晶（図示省略) を注入した液晶
素子（図１に示した液晶素子１と同じ構成である) を用
いて行った。
定は、図３に示すように、配向処理（ラビング処理) を
施した一対のガラス基板２１，２２を、ストライプ状に
印刷されたシール材２３と配向処理方向Ａとが直交する
ように貼り合わせて、液晶（図示省略) を注入した液晶
素子（図１に示した液晶素子１と同じ構成である) を用
いて行った。
【００３６】そして、この液晶素子の解放端に、液晶移
動方向Ｂ1 ，Ｂ2 を観察するためのマーカーとしてシリ
コンオイル２４を垂らして、液晶分子軸方向が配向処理
方向Ａに対してＣ1 ，Ｃ2 となるように書き込み波形
（例えば、図４（ａ) 、又は（ｂ) に示すような波形)
を入力し、この液晶素子の駆動によって液晶（図示省
略) が移動すると、マーカーであるシリコンオイル２４
が両側の解放端からガラス基板２１，２２内に引き込ま
れることによって、液晶（図示省略) の移動を確認する
ことができる。尚、液晶移動方向Ｂ1 ，Ｂ2 は、図３に
おいて、液晶分子がＣ1 の状態にある時に矢印Ｂ1 方向
に移動する場合の方向を正（＋）とした。
動方向Ｂ1 ，Ｂ2 を観察するためのマーカーとしてシリ
コンオイル２４を垂らして、液晶分子軸方向が配向処理
方向Ａに対してＣ1 ，Ｃ2 となるように書き込み波形
（例えば、図４（ａ) 、又は（ｂ) に示すような波形)
を入力し、この液晶素子の駆動によって液晶（図示省
略) が移動すると、マーカーであるシリコンオイル２４
が両側の解放端からガラス基板２１，２２内に引き込ま
れることによって、液晶（図示省略) の移動を確認する
ことができる。尚、液晶移動方向Ｂ1 ，Ｂ2 は、図３に
おいて、液晶分子がＣ1 の状態にある時に矢印Ｂ1 方向
に移動する場合の方向を正（＋）とした。
【００３７】図５は、図３に示した液晶素子における、
情報信号印加時の液晶移動速度の測定結果を示す図であ
る。この測定結果から明らかなように、液晶の移動速度
は温度変化（図５では、２０〜４０℃）に拘らずほぼ０
である。即ち、液晶はほとんど移動していない。
情報信号印加時の液晶移動速度の測定結果を示す図であ
る。この測定結果から明らかなように、液晶の移動速度
は温度変化（図５では、２０〜４０℃）に拘らずほぼ０
である。即ち、液晶はほとんど移動していない。
【００３８】また、この液晶素子で、印加される電界
（情報信号）をオフの状態にして温度を変化させた場合
の配向状態の変化を調べたが、温度を変化させてもカイ
ラルスメクチック（ＳｍＣ* ）相の範囲では、液晶素子
中での液晶分子の配向状態にはほとんど変化は認められ
なかった。
（情報信号）をオフの状態にして温度を変化させた場合
の配向状態の変化を調べたが、温度を変化させてもカイ
ラルスメクチック（ＳｍＣ* ）相の範囲では、液晶素子
中での液晶分子の配向状態にはほとんど変化は認められ
なかった。
【００３９】そして、上述したように電界（情報信号）
の印加をオフ状態にして温度を変化させた場合につい
て、Ｘ線回折分析を行った結果、温度変化に伴ってシェ
ブロン構造の２つの回折ピーク位置が変化している様子
が認められ、シェブロン角が変化することで液晶層の厚
みの温度変化に起因する配向の劣化を抑制できることが
確認された。
の印加をオフ状態にして温度を変化させた場合につい
て、Ｘ線回折分析を行った結果、温度変化に伴ってシェ
ブロン構造の２つの回折ピーク位置が変化している様子
が認められ、シェブロン角が変化することで液晶層の厚
みの温度変化に起因する配向の劣化を抑制できることが
確認された。
【００４０】
【実施例】次に、実施例を挙げて本発明に係る液晶素子
の構造を詳細に説明する。
の構造を詳細に説明する。
【００４１】（実施例１)図６に示すように、本実施例
に係る液晶素子は、偏光板２，３間のガラス基板４ａ，
５ａ上に、それぞれ膜厚が９００Å程度の透明電極（Ｉ
ＴＯ膜) ６，７が、例えばスパッタリング法によって形
成され、ガラス基板４ａ，５ａ間に液晶１２が注入され
ている。尚、１０はスペーサ、１１はシール材である。
に係る液晶素子は、偏光板２，３間のガラス基板４ａ，
５ａ上に、それぞれ膜厚が９００Å程度の透明電極（Ｉ
ＴＯ膜) ６，７が、例えばスパッタリング法によって形
成され、ガラス基板４ａ，５ａ間に液晶１２が注入され
ている。尚、１０はスペーサ、１１はシール材である。
【００４２】ガラス基板４ａ，５ａとしては、それぞれ
２種類のものを作成した。１つは、液晶１２の移動速度
測定用の一対のガラス基板で、厚さはそれぞれ１．１ｍ
ｍである。もう１つは、Ｘ線回折分析用の一対のガラス
基板（例えば、コーニング社製、商品名：マイクロシー
ト) で、厚さはそれぞれ８０μｍである。
２種類のものを作成した。１つは、液晶１２の移動速度
測定用の一対のガラス基板で、厚さはそれぞれ１．１ｍ
ｍである。もう１つは、Ｘ線回折分析用の一対のガラス
基板（例えば、コーニング社製、商品名：マイクロシー
ト) で、厚さはそれぞれ８０μｍである。
【００４３】そして、２種類の厚さの各ガラス基板４
ａ，５ａのうちの一方のガラス基板４ａの透明電極（Ｉ
ＴＯ膜) ６上に、ポリアミック酸のＮＭＰ溶液をスピン
コート法により塗布して、２００℃で約１時間焼成して
イミド化し、配向膜８ａを形成した。
ａ，５ａのうちの一方のガラス基板４ａの透明電極（Ｉ
ＴＯ膜) ６上に、ポリアミック酸のＮＭＰ溶液をスピン
コート法により塗布して、２００℃で約１時間焼成して
イミド化し、配向膜８ａを形成した。
【００４４】そして、このように形成された配向膜８ａ
に対して、以下に示す条件でラビング処理を施し、これ
を第１の基板とする。
に対して、以下に示す条件でラビング処理を施し、これ
を第１の基板とする。
【００４５】布材質……ナイロン ローラー径［ｍｍ］……８５ 押込み量［ｍｍ］ ……０．３ ローラー回転数［ｒｐｍ］……１０００ ステージ速度［ｍｍ／ｓ］……５ 繰り返し回数［回］……３ 一方、２種類の厚さの各ガラス基板４ａ，５ａのうちの
他方のガラス基板５ａの透明電極（ＩＴＯ膜) ７上に、
シランカップリング剤をスピンコート法により塗布して
形成したシランカップリング剤塗布層１３を乾燥させて
非一軸性配向処理を施し、これを第２の基板とする。
他方のガラス基板５ａの透明電極（ＩＴＯ膜) ７上に、
シランカップリング剤をスピンコート法により塗布して
形成したシランカップリング剤塗布層１３を乾燥させて
非一軸性配向処理を施し、これを第２の基板とする。
【００４６】そして、このそれぞれの厚さの第１，２の
基板を用いて、ギャップが２μｍの液晶移動速度測定用
とＸ線回折分析用の液晶素子をそれぞれ作成した。
基板を用いて、ギャップが２μｍの液晶移動速度測定用
とＸ線回折分析用の液晶素子をそれぞれ作成した。
【００４７】液晶移動速度測定用の液晶素子は、上述し
た１．１ｍｍ厚のガラス基板４ａ，５ａからなる第１の
基板と第２の基板とを、ストライプ状に印刷されたシー
ル材１１と配向処理方向とが直交するように貼り合わせ
て（図３参照 )、等方相において以下に示す液晶１２を
注入した。
た１．１ｍｍ厚のガラス基板４ａ，５ａからなる第１の
基板と第２の基板とを、ストライプ状に印刷されたシー
ル材１１と配向処理方向とが直交するように貼り合わせ
て（図３参照 )、等方相において以下に示す液晶１２を
注入した。
【００４８】実施例１で用いられる液晶１２は、以下の
構造式（化１ )で示される液晶化合物であり、混合比は
重量比で、Ａ／Ｂ／Ｃ／Ｄ／Ｅ＝４６．４／１５．５／
３０．９／５．２／２．０である。
構造式（化１ )で示される液晶化合物であり、混合比は
重量比で、Ａ／Ｂ／Ｃ／Ｄ／Ｅ＝４６．４／１５．５／
３０．９／５．２／２．０である。
【００４９】
【化１】 この液晶化合物の物性パラメータは、以下に示す通りで
ある。
ある。
【００５０】 チルト角（＠３０℃) Θ＝２４．４° 自発分極（＠３０℃) Ｐｓ＝−３１．１（nC／cm2 ) 尚、この液晶化合物は、上述した非対称構成の液晶素子
中で特に配向状態が良いことが本願発明者らの研究で明
らかになっている。
中で特に配向状態が良いことが本願発明者らの研究で明
らかになっている。
【００５１】そして、この液晶化合物を注入後に温度を
３０℃にし、ＳｍＣ* 相での配向状態を観察した結果、
作成した液晶素子はいずれも欠陥の少ない良好なユニフ
ォーム配向状態を示し、見かけのチルト角θａは平均で
２２°と大きかった。
３０℃にし、ＳｍＣ* 相での配向状態を観察した結果、
作成した液晶素子はいずれも欠陥の少ない良好なユニフ
ォーム配向状態を示し、見かけのチルト角θａは平均で
２２°と大きかった。
【００５２】尚、この液晶化合物は、配向状態において
少なくとも２つの光学的安定状態を示すカイラルスメチ
ック液晶であり、且つそのチルト角をΘとし、見かけの
チルト角をθａとした場合に、Θ＞θａ＞Θ／２の関係
を有する。
少なくとも２つの光学的安定状態を示すカイラルスメチ
ック液晶であり、且つそのチルト角をΘとし、見かけの
チルト角をθａとした場合に、Θ＞θａ＞Θ／２の関係
を有する。
【００５３】そして、この液晶素子の解放端に、図３に
示したように、液晶移動速度を見るためのマーカーとし
てシリコンオイル（図示省略) を垂らし、液晶分子軸が
配向処理方向に対してＣ1 またはＣ2 となるように書き
込み波形（例えば、図４（ａ)，又は（ｂ )に示すよう
な波形 )を入力する。この書き込みは、パルス幅３０μ
ｓｅｃ、１／３バイアス、１／１０００デューティーの
波形で、書き込み波形電圧を２０Ｖとし、閾値の１．２
倍のパルス幅で、２０℃、２５℃、３０℃、３５℃の温
度で検討した。尚、液晶移動速度は、５時間後のシリコ
ンオイルの侵入距離から算出した。
示したように、液晶移動速度を見るためのマーカーとし
てシリコンオイル（図示省略) を垂らし、液晶分子軸が
配向処理方向に対してＣ1 またはＣ2 となるように書き
込み波形（例えば、図４（ａ)，又は（ｂ )に示すよう
な波形 )を入力する。この書き込みは、パルス幅３０μ
ｓｅｃ、１／３バイアス、１／１０００デューティーの
波形で、書き込み波形電圧を２０Ｖとし、閾値の１．２
倍のパルス幅で、２０℃、２５℃、３０℃、３５℃の温
度で検討した。尚、液晶移動速度は、５時間後のシリコ
ンオイルの侵入距離から算出した。
【００５４】図７は、この時の液晶移動速度の測定結果
を示す図である。この測定結果から明らかなように、２
０〜３５℃の範囲において液晶移動速度はほぼ０であっ
た。即ち、液晶１２はほとんど移動していない。尚、こ
の温度範囲外においても液晶移動速度はほぼ０であっ
た。
を示す図である。この測定結果から明らかなように、２
０〜３５℃の範囲において液晶移動速度はほぼ０であっ
た。即ち、液晶１２はほとんど移動していない。尚、こ
の温度範囲外においても液晶移動速度はほぼ０であっ
た。
【００５５】次に、上述した８０μｍ厚のガラス基板４
ａ，５ａによるＸ線回折分析用の第１、２の基板を用い
て作成した液晶素子を用いて、情報信号の印加前、印加
中、印加オフにおける液晶１２の層構造の測定を行っ
た。図８は、この測定結果を示したものであり、Ｍ1 は
情報信号を印加する前、Ｍ2 は情報信号の印加中、Ｍ3
は情報信号をオフにした後を示している。尚、この測定
は、上述した透過法によるＸ線回折分析により、３０℃
の温度で行った。
ａ，５ａによるＸ線回折分析用の第１、２の基板を用い
て作成した液晶素子を用いて、情報信号の印加前、印加
中、印加オフにおける液晶１２の層構造の測定を行っ
た。図８は、この測定結果を示したものであり、Ｍ1 は
情報信号を印加する前、Ｍ2 は情報信号の印加中、Ｍ3
は情報信号をオフにした後を示している。尚、この測定
は、上述した透過法によるＸ線回折分析により、３０℃
の温度で行った。
【００５６】この測定結果から明らかなように、情報信
号の印加中（図中、Ｍ2 ）において液晶１２の層構造が
部分的にブックシェルフ構造（図１４（ｂ) 参照）にな
っている。そして、情報信号の印加を中止（図中、Ｍ
3 ）した後には、液晶１２の層構造は情報信号を印加す
る前（図中、Ｍ1 ）の状態にほぼ戻っており、層構造の
変化が可逆的であることが確認された。また、温度を変
化させて同様なＸ線回折分析の測定を行ったところ、こ
れらの温度領域でも図８と同じような層構造変化を示す
ことが確かめられた。
号の印加中（図中、Ｍ2 ）において液晶１２の層構造が
部分的にブックシェルフ構造（図１４（ｂ) 参照）にな
っている。そして、情報信号の印加を中止（図中、Ｍ
3 ）した後には、液晶１２の層構造は情報信号を印加す
る前（図中、Ｍ1 ）の状態にほぼ戻っており、層構造の
変化が可逆的であることが確認された。また、温度を変
化させて同様なＸ線回折分析の測定を行ったところ、こ
れらの温度領域でも図８と同じような層構造変化を示す
ことが確かめられた。
【００５７】また、この液晶素子の駆動を中止して温度
をＳｍＣ* 相の範囲で変化させたが、配向状態には変化
が認められず、配向状態も安定していることが確かめら
れた。
をＳｍＣ* 相の範囲で変化させたが、配向状態には変化
が認められず、配向状態も安定していることが確かめら
れた。
【００５８】（比較例)上述した実施例１との比較を行
うために比較例用液晶素子を作成した。この比較例用液
晶素子には、等方相において以下に示す液晶を注入し
た。他の構成実施例１と同様である。この場合も液晶移
動速度測定用とＸ線回折分析用の液晶素子をそれぞれ作
成した。
うために比較例用液晶素子を作成した。この比較例用液
晶素子には、等方相において以下に示す液晶を注入し
た。他の構成実施例１と同様である。この場合も液晶移
動速度測定用とＸ線回折分析用の液晶素子をそれぞれ作
成した。
【００５９】この比較例用液晶素子で用いられる液晶
は、以下の構造式（化２ )で示される液晶化合物であ
り、混合比は重量比で、Ａ／Ｂ／Ｃ／Ｄ／Ｅ＝５０．０
／１５．０／１０．０／１５．０／５．０である。
は、以下の構造式（化２ )で示される液晶化合物であ
り、混合比は重量比で、Ａ／Ｂ／Ｃ／Ｄ／Ｅ＝５０．０
／１５．０／１０．０／１５．０／５．０である。
【００６０】
【化２】 この液晶化合物の物性パラメータは、以下に示す通りで
ある。
ある。
【００６１】 チルト角（＠２５℃) Θ＝２８．９° 自発分極（＠２５℃) Ｐｓ＝−２８（nC／cm2 ) 尚、この液晶化合物は、上述した非対称構成の液晶素子
中で特に配向状態が良いことが本願発明者らの研究で明
らかになっている。
中で特に配向状態が良いことが本願発明者らの研究で明
らかになっている。
【００６２】そして、この液晶化合物を注入後に温度を
２５℃にし、ＳｍＣ* 相での配向状態を観察した結果、
この比較例用液晶素子はいずれも欠陥の少ない良好なユ
ニフォーム配向状態を示し、見かけのチルト角θａは平
均で２２．５°であった。
２５℃にし、ＳｍＣ* 相での配向状態を観察した結果、
この比較例用液晶素子はいずれも欠陥の少ない良好なユ
ニフォーム配向状態を示し、見かけのチルト角θａは平
均で２２．５°であった。
【００６３】そして、この比較例用液晶素子を実施例１
と同様の条件で駆動して、上述したようにシリコンオイ
ルの移動量から液晶の移動速度を求めたところ、２５℃
において２．８ｍｍ／ｈｒという大きな移動量を示し
た。
と同様の条件で駆動して、上述したようにシリコンオイ
ルの移動量から液晶の移動速度を求めたところ、２５℃
において２．８ｍｍ／ｈｒという大きな移動量を示し
た。
【００６４】また、比較例用液晶素子のＸ線回折分析を
実施例１と同様に、情報信号を印加する前と印加中につ
いて行った。その結果、この比較例用液晶素子における
液晶の層構造は、２５℃において、液晶のスメクチック
層の傾斜角δが１１．５°のシェブロン構造（図１４
（ａ) 参照）であり、情報信号の印加による液晶の層構
造の変化は全く認められなかった。
実施例１と同様に、情報信号を印加する前と印加中につ
いて行った。その結果、この比較例用液晶素子における
液晶の層構造は、２５℃において、液晶のスメクチック
層の傾斜角δが１１．５°のシェブロン構造（図１４
（ａ) 参照）であり、情報信号の印加による液晶の層構
造の変化は全く認められなかった。
【００６５】（実施例２)本実施例に係る液晶素子は、
図９に示すように、実施例１と同様に偏光板２，３間に
配置された厚さ１．１ｍｍ、及び８０μｍの２種類（液
晶移動速度測定用とＸ線回折分析用) の各ガラス基板４
ａ，５ａ上に、それぞれ膜厚が９００Å程度の透明電極
（ＩＴＯ膜) ６，７が、例えばスパッタリング法によっ
て形成され、ガラス基板４ａ，５ａ間に液晶１２ａが注
入されている。尚、１０はスペーサ、１１はシール材で
ある。
図９に示すように、実施例１と同様に偏光板２，３間に
配置された厚さ１．１ｍｍ、及び８０μｍの２種類（液
晶移動速度測定用とＸ線回折分析用) の各ガラス基板４
ａ，５ａ上に、それぞれ膜厚が９００Å程度の透明電極
（ＩＴＯ膜) ６，７が、例えばスパッタリング法によっ
て形成され、ガラス基板４ａ，５ａ間に液晶１２ａが注
入されている。尚、１０はスペーサ、１１はシール材で
ある。
【００６６】そして、この２種類の各ガラス基板４ａ，
５ａの透明電極（ＩＴＯ膜) ６，７上にそれぞれナイロ
ンのギ酸溶液をスピンコート法により塗布し、１８０℃
で１時間乾燥、焼成を行って配向膜８ｂ，９ｂを形成し
た。このようにして作成された配向膜８ｂ，９ｂに対し
て、以下に示す条件でラビング処理を施した後、ガラス
基板４ａ，５ａを貼り合わせた。このガラス基板４ａ，
５ａ間のギャップは実施例１と同じ２μｍである。
５ａの透明電極（ＩＴＯ膜) ６，７上にそれぞれナイロ
ンのギ酸溶液をスピンコート法により塗布し、１８０℃
で１時間乾燥、焼成を行って配向膜８ｂ，９ｂを形成し
た。このようにして作成された配向膜８ｂ，９ｂに対し
て、以下に示す条件でラビング処理を施した後、ガラス
基板４ａ，５ａを貼り合わせた。このガラス基板４ａ，
５ａ間のギャップは実施例１と同じ２μｍである。
【００６７】布材質……ナイロン ローラー径［ｍｍ］……８５ 押込み量［ｍｍ］ ……０．３５ ローラー回転数［ｒｐｍ］……１０００ ステージ速度［ｍｍ／ｓ］……２０ 繰り返し回数［回］……１ 尚、本実施例では、配向膜８ｂ，９ｂの配向処理方向が
互いに同一方向で略平行状態な液晶素子と、配向膜８
ｂ，９ｂの配向処理方向が互いに逆向き方向で略平行状
態な液晶素子を作成した。
互いに同一方向で略平行状態な液晶素子と、配向膜８
ｂ，９ｂの配向処理方向が互いに逆向き方向で略平行状
態な液晶素子を作成した。
【００６８】作成された各液晶素子のガラス基板４ａ，
５ａ間に、等方相において以下に示す液晶１２ａを注入
した。
５ａ間に、等方相において以下に示す液晶１２ａを注入
した。
【００６９】本実施例で用いられる液晶１２ａは、上述
した比較例用液晶素子に用いたＡ〜Ｅの化合物からなる
液晶化合物であり、混合比は重量比で、Ａ／Ｂ／Ｃ／Ｄ
／Ｅ＝８０．０／３．０／３．０／４．０／５．０であ
る。
した比較例用液晶素子に用いたＡ〜Ｅの化合物からなる
液晶化合物であり、混合比は重量比で、Ａ／Ｂ／Ｃ／Ｄ
／Ｅ＝８０．０／３．０／３．０／４．０／５．０であ
る。
【００７０】この液晶化合物の物性パラメータは、以下
に示す通りである。
に示す通りである。
【００７１】 チルト角（＠２５℃) Θ＝２６．７° 自発分極（＠２５℃) Ｐｓ＝−２６（nC／cm2 ) 尚、この液晶化合物は、上述した非対称構成の液晶素子
中で特に配向状態が良いことが本願発明者らの研究で明
らかになっている。
中で特に配向状態が良いことが本願発明者らの研究で明
らかになっている。
【００７２】そして、この液晶化合物を注入後に温度を
２５℃にし、ＳｍＣ* 相での配向状態を観察した結果、
作成した液晶素子はいずれも欠陥の少ない良好なユニフ
ォーム配向状態を示し、見かけのチルト角θａは平均で
２２．３°であった。
２５℃にし、ＳｍＣ* 相での配向状態を観察した結果、
作成した液晶素子はいずれも欠陥の少ない良好なユニフ
ォーム配向状態を示し、見かけのチルト角θａは平均で
２２．３°であった。
【００７３】また、配向膜８ｂ，９ｂの配向処理方向が
互いに同一方向で略平行状態な液晶素子と、配向膜８
ｂ，９ｂの配向処理方向が互いに逆向き方向で略平行状
態な液晶素子とを比較した場合、一軸配向性にはほとん
ど差異は認められなかったが、配向処理方向が互いに同
一方向で略平行状態な液晶素子の方がわずかに配向状態
が良いという傾向が見られた。
互いに同一方向で略平行状態な液晶素子と、配向膜８
ｂ，９ｂの配向処理方向が互いに逆向き方向で略平行状
態な液晶素子とを比較した場合、一軸配向性にはほとん
ど差異は認められなかったが、配向処理方向が互いに同
一方向で略平行状態な液晶素子の方がわずかに配向状態
が良いという傾向が見られた。
【００７４】そして、この液晶素子の解放端に、図３に
示したように、液晶１２ａの移動速度を見るためのマー
カーとしてシリコンオイル（図示省略) を垂らし、実施
例１と同様の条件で駆動して、２０℃、２５℃、３０
℃、３５℃、４０℃の温度で検討した。
示したように、液晶１２ａの移動速度を見るためのマー
カーとしてシリコンオイル（図示省略) を垂らし、実施
例１と同様の条件で駆動して、２０℃、２５℃、３０
℃、３５℃、４０℃の温度で検討した。
【００７５】図１０は、配向膜８ｂ，９ｂの配向処理方
向が互いに逆向き方向で略平行状態な液晶素子における
液晶移動速度の測定結果を示す図である。この測定結果
から明らかなように、この液晶素子は、２０〜４０℃の
範囲において液晶移動速度はほぼ０であった。即ち、液
晶１２ａはほとんど移動していない。
向が互いに逆向き方向で略平行状態な液晶素子における
液晶移動速度の測定結果を示す図である。この測定結果
から明らかなように、この液晶素子は、２０〜４０℃の
範囲において液晶移動速度はほぼ０であった。即ち、液
晶１２ａはほとんど移動していない。
【００７６】尚、本実施例では、配向膜８ｂ，９ｂの配
向処理方向が互いに同一方向で略平行状態な液晶素子、
及び配向膜８ｂ，９ｂの配向処理方向が互いに逆向き方
向で略平行状態な液晶素子とも、液晶移動速度はほぼ０
で変わらなかった。
向処理方向が互いに同一方向で略平行状態な液晶素子、
及び配向膜８ｂ，９ｂの配向処理方向が互いに逆向き方
向で略平行状態な液晶素子とも、液晶移動速度はほぼ０
で変わらなかった。
【００７７】次に、上述したＸ線回折分析用の８０μｍ
厚のガラス基板４ａ，５ａを用いた液晶素子により、ガ
ラス基板４ａ，５ａ間に挟持された液晶１２ａの層構造
の分析を行った。尚、この測定は、上述した透過法によ
るＸ線回折分析により、２５℃の温度で情報信号を印加
する前、情報信号の印加中、及び情報信号のオフ後の状
態について行った。
厚のガラス基板４ａ，５ａを用いた液晶素子により、ガ
ラス基板４ａ，５ａ間に挟持された液晶１２ａの層構造
の分析を行った。尚、この測定は、上述した透過法によ
るＸ線回折分析により、２５℃の温度で情報信号を印加
する前、情報信号の印加中、及び情報信号のオフ後の状
態について行った。
【００７８】この結果、情報信号を印加する前には、液
晶１２ａのスメクチック層の傾斜角δが４．５°のシェ
ブロン構造であったものが、図８に示した実施例１の場
合と同様に、情報信号の印加によって部分的にブックシ
ェルフ構造に変化していることが確かめられた。このよ
うに、この液晶素子においても、情報信号の印加のオフ
後には液晶の層構造はほぼ元の状態に戻っており、液晶
の層構造の変化が可逆的であることが確認された。
晶１２ａのスメクチック層の傾斜角δが４．５°のシェ
ブロン構造であったものが、図８に示した実施例１の場
合と同様に、情報信号の印加によって部分的にブックシ
ェルフ構造に変化していることが確かめられた。このよ
うに、この液晶素子においても、情報信号の印加のオフ
後には液晶の層構造はほぼ元の状態に戻っており、液晶
の層構造の変化が可逆的であることが確認された。
【００７９】尚、配向膜８ｂ，９ｂの配向処理方向が互
いに同一方向で略平行状態な液晶素子、及び配向膜８
ｂ，９ｂの配向処理方向が互いに逆向き方向で略平行状
態な液晶素子とも、その層構造には顕著な相違は認めら
れなかった。
いに同一方向で略平行状態な液晶素子、及び配向膜８
ｂ，９ｂの配向処理方向が互いに逆向き方向で略平行状
態な液晶素子とも、その層構造には顕著な相違は認めら
れなかった。
【００８０】また、この液晶素子の駆動をオフにして、
温度をＳｍＣ* 相の範囲で変化させたが、配向膜８ｂ，
９ｂの配向処理方向が互いに同一方向で略平行状態な液
晶素子、及び配向膜８ｂ，９ｂの配向処理方向が互いに
逆向き方向で略平行状態な液晶素子ともに配向状態に変
化が認められず、配向状態も安定していることが確かめ
られた。
温度をＳｍＣ* 相の範囲で変化させたが、配向膜８ｂ，
９ｂの配向処理方向が互いに同一方向で略平行状態な液
晶素子、及び配向膜８ｂ，９ｂの配向処理方向が互いに
逆向き方向で略平行状態な液晶素子ともに配向状態に変
化が認められず、配向状態も安定していることが確かめ
られた。
【００８１】このように、本実施の形態では、液晶素子
を長時間駆動する場合でも、液晶分子の移動が抑制され
て良好なスイッチング特性を得ることができる。
を長時間駆動する場合でも、液晶分子の移動が抑制され
て良好なスイッチング特性を得ることができる。
【００８２】図１１は、上述した液晶素子１を備えた情
報伝達装置の構成を示すブロック図である。この情報伝
達装置３０は、上述した液晶素子１と、駆動制御部３１
と、グラフィックコントローラ３２とを備えている。
報伝達装置の構成を示すブロック図である。この情報伝
達装置３０は、上述した液晶素子１と、駆動制御部３１
と、グラフィックコントローラ３２とを備えている。
【００８３】液晶素子１は、例えば１２８０×１０２４
画素を有しており、各画素はマトリクス配置された走査
電極（図示省略 )と情報電極（図示省略 )との交差部分
により構成されている。また、液晶素子１には、走査信
号印加回路３３と情報信号印加回路３４が接続されてい
る。
画素を有しており、各画素はマトリクス配置された走査
電極（図示省略 )と情報電極（図示省略 )との交差部分
により構成されている。また、液晶素子１には、走査信
号印加回路３３と情報信号印加回路３４が接続されてい
る。
【００８４】駆動制御部３１は、走査信号制御回路３５
と、情報信号制御回路３６と、駆動制御回路３７からな
り、走査信号制御回路３５は走査信号印加回路３３に走
査線アドレスデータを出力し、情報信号制御回路３６は
情報信号印加回路３４に表示データを出力する。また、
走査信号制御回路３５、情報信号制御回路３６には、グ
ラフィックコントローラ３２から駆動制御回路３７を介
してデータと走査方式信号等が入力される。
と、情報信号制御回路３６と、駆動制御回路３７からな
り、走査信号制御回路３５は走査信号印加回路３３に走
査線アドレスデータを出力し、情報信号制御回路３６は
情報信号印加回路３４に表示データを出力する。また、
走査信号制御回路３５、情報信号制御回路３６には、グ
ラフィックコントローラ３２から駆動制御回路３７を介
してデータと走査方式信号等が入力される。
【００８５】グラフィックコントローラ３２から出力さ
れるデータは、走査信号制御回路３５、情報信号制御回
路３６でそれぞれアドレスデータと表示データとに変換
され、走査方式信号は、そのまま走査信号印加回路３３
及び情報信号印加回路３４に入力される。
れるデータは、走査信号制御回路３５、情報信号制御回
路３６でそれぞれアドレスデータと表示データとに変換
され、走査方式信号は、そのまま走査信号印加回路３３
及び情報信号印加回路３４に入力される。
【００８６】また、走査信号印加回路３３は、アドレス
データによって決まる液晶素子１の走査電極（図示省略
)へ走査方式信号によって決まる波形の走査信号を印加
し、情報信号印加回路３４は、液晶素子１の情報電極
（図示省略 )へ表示データによって送られる白又は黒の
表示内容と走査方式信号の２つによって決まる波形の情
報信号を印加するように構成されている。
データによって決まる液晶素子１の走査電極（図示省略
)へ走査方式信号によって決まる波形の走査信号を印加
し、情報信号印加回路３４は、液晶素子１の情報電極
（図示省略 )へ表示データによって送られる白又は黒の
表示内容と走査方式信号の２つによって決まる波形の情
報信号を印加するように構成されている。
【００８７】本実施の形態に係る情報伝達装置３０は上
述したように構成されており、液晶素子１の液晶分子の
移動が抑制されて良好なスイッチング特性を得ることが
できるので、良好な表示を行うことができる。
述したように構成されており、液晶素子１の液晶分子の
移動が抑制されて良好なスイッチング特性を得ることが
できるので、良好な表示を行うことができる。
【００８８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
液晶の層構造が、情報信号の印加前、印加中、印加オフ
に応じて少なくとも部分的に可逆的変化を起こすような
構造を有していることによって、駆動に伴う液晶分子の
移動、及び液晶層の厚みの変動を抑制することが可能と
なり、スイッチング特性が良好で、且つ温度変化による
配向劣化のない良好なユニフォーム配向を示す液晶装置
を提供することができる。
液晶の層構造が、情報信号の印加前、印加中、印加オフ
に応じて少なくとも部分的に可逆的変化を起こすような
構造を有していることによって、駆動に伴う液晶分子の
移動、及び液晶層の厚みの変動を抑制することが可能と
なり、スイッチング特性が良好で、且つ温度変化による
配向劣化のない良好なユニフォーム配向を示す液晶装置
を提供することができる。
【００８９】また、本発明に係る液晶装置を備えた情報
伝達装置では、液晶装置のスイッチング特性が良好で、
且つ温度変化による配向劣化がないので、表示面の全面
に渡って良好な表示を行うことができる。
伝達装置では、液晶装置のスイッチング特性が良好で、
且つ温度変化による配向劣化がないので、表示面の全面
に渡って良好な表示を行うことができる。
【図１】本発明の実施の形態に係る液晶素子の構造を示
す概略断面図。
す概略断面図。
【図２】本発明の実施の形態に係る液晶素子における情
報信号の印加前と印加中でのＸ線回折分析結果を示す
図。
報信号の印加前と印加中でのＸ線回折分析結果を示す
図。
【図３】液晶の移動速度の測定方法を説明するための模
式図。
式図。
【図４】（ａ )，（ｂ )は、それぞれ液晶の駆動波形を
示す図。
示す図。
【図５】本発明の実施の形態に係る液晶素子における液
晶移動速度の測定結果を示す図。
晶移動速度の測定結果を示す図。
【図６】本発明の実施例１に係る液晶素子の構造を示す
概略断面図。
概略断面図。
【図７】本発明の実施例１に係る液晶素子における液晶
移動速度の測定結果を示す図。
移動速度の測定結果を示す図。
【図８】本発明の実施例１に係る液晶素子における情報
信号印加前、印加中、印加オフでのＸ線回折分析結果を
示す図。
信号印加前、印加中、印加オフでのＸ線回折分析結果を
示す図。
【図９】本発明の実施例２に係る液晶素子の構造を示す
概略断面図。
概略断面図。
【図１０】本発明の実施例２に係る液晶素子における液
晶移動速度の測定結果を示す図。
晶移動速度の測定結果を示す図。
【図１１】本発明に係る液晶素子を備えた情報伝達装置
の構成を示すブロック図。
の構成を示すブロック図。
【図１２】従来例に係る液晶素子の一例を示す図。
【図１３】液晶の移動とラビング方向との関係を説明す
るための図。
るための図。
【図１４】（ａ )は、液晶のシェブロン構造を示す図、
（ｂ )は、液晶のブックシェルフ構造を示す図。
（ｂ )は、液晶のブックシェルフ構造を示す図。
１ 液晶素子（液晶装置 ) ４，４ａ，５，５ａ，２１，２２ ガラス基板（基
板） ６，７ 透明電極 ８，８ａ，８ｂ，９，９ｂ 配向膜 １１，２３ シール材 １２，１２ａ 液晶 １３ シランカップリング剤塗布層 ２４ シリコンオイル ３０ 情報伝達装置
板） ６，７ 透明電極 ８，８ａ，８ｂ，９，９ｂ 配向膜 １１，２３ シール材 １２，１２ａ 液晶 １３ シランカップリング剤塗布層 ２４ シリコンオイル ３０ 情報伝達装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡田 伸二郎 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 棟方 博英 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 丸山 朋子 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内
Claims (10)
- 【請求項１】 互いに対向するように配置され透明電極
がそれぞれ形成された一対の基板と、少なくとも一方の
前記基板に配向処理が施されて形成された配向膜と、前
記一対の基板間に挟持された液晶とを有し、前記基板間
に情報信号と走査信号を印加して前記液晶をマトリクス
駆動する液晶装置において、 前記液晶は、その層構造が前記情報信号の印加前、印加
中、印加オフに応じて少なくとも部分的に可逆的変化を
起こすような構造を有している、 ことを特徴とする液晶装置。 - 【請求項２】 前記配向膜の配向処理がラビング処理で
ある、 請求項１記載の液晶装置。 - 【請求項３】 前記配向膜が前記一対の基板のうちの一
方の基板に形成され、他方の基板には非一軸性表面とな
るような配向処理が施されている、 請求項１又は２記載の液晶装置。 - 【請求項４】 前記配向膜が前記一対の基板の両方に形
成され、且つ前記各配向膜の配向処理方向が互いに同一
方向で略平行状態にある、 請求項１又は２記載の液晶装置。 - 【請求項５】 前記配向膜が前記一対の基板の両方に形
成され、且つ前記各配向膜の配向処理方向が互いに逆向
き方向で略平行状態にある、 請求項１又は２記載の液晶装置。 - 【請求項６】 前記液晶の層構造の可逆的変化が、シェ
ブロン構造からブックシェルフ構造への変化である、 請求項１記載の液晶装置。 - 【請求項７】 前記液晶は、配向状態において少なくと
も２つの光学的安定状態を示す強誘電性液晶であり、且
つそのチルト角をΘとし、見かけのチルト角をθａとし
た場合に、 Θ＞θａ＞Θ／２ の関係を有するユニフォーム配向である、 請求項１又は６記載の液晶装置。 - 【請求項８】 前記強誘電性液晶はカイラルスメクチッ
ク液晶である、 請求項７記載の液晶装置。 - 【請求項９】 前記カイラルスメクチック液晶は、下記
の一般式１で表されている化合物を一種もしくは多種含
んでいる、 請求項８記載の液晶装置。 一般式１ Ｐ−Ｑ−Ａ−Ｗ−Ｂ−（Ｔ−Ｄ）n −Ｕ−Ｖ ただし、Ａ，Ｂ，Ｄは、それぞれ同一もしくは異なる芳
香族環、複素芳香族環、脂肪族環あるいはそれらの縮環
造を表す。それらの環は置換されていても良い。Ｑ，
Ｗ，Ｔは、それぞれ同一もしくは異なる、 単結合、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＮＲ
−、−ＮＲ−、 −ＣＨ2 、−ＣＨ＝Ｎ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＯＳ
−、 −ＣＨ2 ＣＨ2 −、−ＣＨ2 Ｏ−を表す。Ｒは、アルキ
ル基を表す。Ｐは、置換されていても良いアルキル基を
表す。ｎは、０、１、２を表す。Ｕは、 −ＣＯ−Ｃm Ｈ2m−、−Ｏ−Ｃm Ｈ2m−、−Ｃm Ｈ
2m−、−ＯＳＯ2 −、 −ＳＯ2 −、−ＳＯ2 −Ｃm Ｈ2m−、−Ｏ−Ｃm Ｈ2m−
Ｏ−Ｃm Ｈ2m−、 −Ｃm Ｈ2m−Ｎ（Ｃm'Ｈ2m'+1 ）−ＳＯ2 −、 −Ｃm Ｈ2m−Ｎ（Ｃm'Ｈ2m'+1 ）−ＣＯ−を表し、ｍ、
ｍ’は、それぞれ同一もしくは異なる１から２０までの
整数を表す。Ｖは、−（Ｃp Ｆ2pＯ）q Ｃr Ｆ2r+1を表
す。ｐは、ｑが複数の場合にそれぞれの（Ｃp Ｆ2pＯ）
に対して独立に１から１０の整数であり、ｑが１の場合
には１から１０の整数である。ｑは、１から６の整数で
ある。ｒは、１から１０の整数である。 - 【請求項１０】 データ信号及び走査方式信号を出力す
るグラフィックコントローラと、 走査線アドレスデータ及び走査方式信号を出力する走査
信号制御回路と、 表示データ及び走査方式信号を出力する情報信号制御回
路と、 請求項１乃至９記載のいずれか１項記載の液晶装置とを
備えた、 ことを特徴とする情報伝達装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7304456A JPH09146126A (ja) | 1995-11-22 | 1995-11-22 | 液晶装置及び情報伝達装置 |
| US08/754,674 US5863458A (en) | 1995-11-22 | 1996-11-21 | Liquid crystal apparatus and display apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7304456A JPH09146126A (ja) | 1995-11-22 | 1995-11-22 | 液晶装置及び情報伝達装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09146126A true JPH09146126A (ja) | 1997-06-06 |
Family
ID=17933241
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7304456A Pending JPH09146126A (ja) | 1995-11-22 | 1995-11-22 | 液晶装置及び情報伝達装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5863458A (ja) |
| JP (1) | JPH09146126A (ja) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3807454B2 (ja) * | 1995-12-27 | 2006-08-09 | チッソ株式会社 | 電気光学液晶システム |
| JPH1082979A (ja) * | 1996-09-06 | 1998-03-31 | Sony Corp | 液晶素子の駆動方法 |
| JP3342341B2 (ja) * | 1997-03-13 | 2002-11-05 | キヤノン株式会社 | 液晶装置及び液晶装置の駆動方法 |
| US6195147B1 (en) * | 1997-08-01 | 2001-02-27 | Canon Kabushiki Kaisha | Liquid crystal substrate with optical modulation region having different alignment control forces |
| JP3432747B2 (ja) * | 1998-07-14 | 2003-08-04 | シャープ株式会社 | 液晶表示装置の駆動装置および駆動方法 |
| US6084649A (en) * | 1998-08-10 | 2000-07-04 | 3M Innovative Properties Company | Tristable liquid crystal display device |
| JP3104687B2 (ja) * | 1998-08-28 | 2000-10-30 | 日本電気株式会社 | 液晶表示装置 |
| JP3382580B2 (ja) | 1999-02-19 | 2003-03-04 | キヤノン株式会社 | 液晶素子 |
| JP3466986B2 (ja) | 2000-04-07 | 2003-11-17 | キヤノン株式会社 | カイラルスメクチック液晶素子および液晶装置 |
| KR20030042641A (ko) * | 2001-11-23 | 2003-06-02 | 일진다이아몬드(주) | 도전성 기둥을 갖는 액정표시장치 |
| JP4486319B2 (ja) * | 2002-05-09 | 2010-06-23 | 三星電子株式会社 | 階調電圧発生装置及び階調電圧発生方法及びこれを利用した反射−透過型液晶表示装置 |
| US20090109387A1 (en) * | 2006-12-08 | 2009-04-30 | Canon Kabushiki Kaisha | Liquid crystal optical device manufacturing process |
| US7612862B2 (en) * | 2007-03-22 | 2009-11-03 | Citizen Holdings Co., Ltd. | Liquid crystal device |
| CN108983513A (zh) * | 2018-09-04 | 2018-12-11 | 深圳市云记科技有限公司 | 一种导电膜及液晶手写板 |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4655561A (en) * | 1983-04-19 | 1987-04-07 | Canon Kabushiki Kaisha | Method of driving optical modulation device using ferroelectric liquid crystal |
| US4712877A (en) * | 1985-01-18 | 1987-12-15 | Canon Kabushiki Kaisha | Ferroelectric display panel of varying thickness and driving method therefor |
| US4712878A (en) * | 1985-01-18 | 1987-12-15 | Canon Kabushiki Kaisha | Color image forming apparatus comprising ferroelectric smectic liquid crystal having at least two stable states |
| US4898456A (en) * | 1985-04-23 | 1990-02-06 | Canon Kabushiki Kaisha | Liquid crystal optical device |
| US4941736A (en) * | 1985-04-23 | 1990-07-17 | Canon Kabushiki Kaisha | Ferroelectric liquid crystal device and driving method therefor |
| US4778259A (en) * | 1985-07-17 | 1988-10-18 | Canon Kabushiki Kaisha | Ferroelectric liquid crystal devices having reverse twist angle and stable states resulting from A.C. excitation |
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| US5078477A (en) * | 1988-11-09 | 1992-01-07 | Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. | Ferroelectric liquid crystal cell |
| JP2802685B2 (ja) * | 1991-01-08 | 1998-09-24 | キヤノン株式会社 | 強誘電性液晶装置 |
| US5260817A (en) * | 1991-03-27 | 1993-11-09 | Canon Kabushiki Kaisha | Liquid crystal optical device comprising a liquid crystal pixel and a parallel circuit for providing a gradation of display |
| JPH05265001A (ja) * | 1992-03-18 | 1993-10-15 | Canon Inc | 強誘電性液晶素子及び配向処理方法 |
| US5262082A (en) * | 1992-04-28 | 1993-11-16 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Ferroelectric liquid crystal compounds having perfluoroether terminal portions |
| EP0677565B1 (en) * | 1994-04-14 | 2000-10-18 | Canon Kabushiki Kaisha | Liquid crystal composition, liquid crystal device using the composition, liquid crystal apparatus and display method |
| DE69521458T2 (de) * | 1994-07-26 | 2001-11-08 | Canon K.K., Tokio/Tokyo | Flüssigkristallzusammensetzung, -vorrichtung, -apparat und Anzeigeverfahren, die sie verwenden |
-
1995
- 1995-11-22 JP JP7304456A patent/JPH09146126A/ja active Pending
-
1996
- 1996-11-21 US US08/754,674 patent/US5863458A/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5863458A (en) | 1999-01-26 |
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