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JPH03243920A - Liquid crystal electrooptical device - Google Patents

Liquid crystal electrooptical device

Info

Publication number
JPH03243920A
JPH03243920A JP4194490A JP4194490A JPH03243920A JP H03243920 A JPH03243920 A JP H03243920A JP 4194490 A JP4194490 A JP 4194490A JP 4194490 A JP4194490 A JP 4194490A JP H03243920 A JPH03243920 A JP H03243920A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
state
optical device
transmittance
substrates
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP4194490A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yuzuru Sato
譲 佐藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP4194490A priority Critical patent/JPH03243920A/en
Publication of JPH03243920A publication Critical patent/JPH03243920A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

PURPOSE:To simultaneously obtain a high contrast ratio and a high transmittance by allowing two uniform states and at least one twist state to exist stably and maintaining orientation in a twist state at times exclusive of use. CONSTITUTION:The projections of the major axes n1 17, n1 18 of the liquid crystal molecules in contact with two sheets of the substrates 12 in the chiral nematic phase or smectic phase of a ferroelectric liquid crystal 16 are parallel with each other. The major axes n1 17, n1 18 of the liquid crystal molecules respectively form angles thetaD1 19, thetaD2 20 (=0) with the substrate surfaces. Two sheets of the substrates are so combined that the major axes n1 17, n1 18 of the liquid crystal molecules form angle alpha=¦thetaD1¦+¦thetaD2¦ with each other. The two uniform states and at least one twist state are, therefore, made to exist stably and the orientation is kept in the twist state at times exclusive of the use. The liquid crystal electrooptical device with which the high contrast ratio and the high transmittance are simultaneously obtd. over a long period of time and the reliability is high is obtd. in this way.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野コ 本発明は液晶電気光学装置に関し、特に強誘電性液晶電
気光学装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a liquid crystal electro-optical device, and more particularly to a ferroelectric liquid crystal electro-optical device.

[従来の技術] 強誘電性液晶はよく知られているように自発分極を持っ
ている。分子軸n (21)と自発分極P (22)の
関係は図2に示されているように互いに直交している。
[Prior Art] As is well known, ferroelectric liquid crystals have spontaneous polarization. The relationship between the molecular axis n (21) and the spontaneous polarization P (22) is orthogonal to each other as shown in FIG.

nはZ軸に対して常にθ傾いており、Pとxy面とは平
行である。nのxy面への投影をC(23)、CとX軸
とのなす角(方位角)をφで表わす。液晶層を支持する
基板面はxz面内にあり、nとXZ面の成す角度θ。(
プレティルト〉は液晶分子と基板面(配向膜)との相互
作用によって決まる。水平配向処理を施せばθ、斗o’
である。
n is always tilted by θ with respect to the Z axis, and P and the xy plane are parallel. The projection of n onto the xy plane is represented by C(23), and the angle (azimuth angle) between C and the X axis is represented by φ. The substrate surface that supports the liquid crystal layer is in the xz plane, and the angle θ formed between n and the XZ plane. (
The pretilt is determined by the interaction between the liquid crystal molecules and the substrate surface (alignment film). If horizontal alignment treatment is applied, θ, doo'
It is.

外場を受けていなければ、基板面から十分前れたところ
ではφは2とともに増加または減少し、らせん構造を形
成する。しかし、液晶層厚がある程度薄くなれば、液晶
層を支持している基板のアンカリング効果のためにらせ
んが解けて、図3(a)、  (b)に示したようなツ
イスト状態となる。ただし、ここでは上下基板(12)
ともPの負側を引きつける性質を持っており、スメクチ
ック層は基板面(XZ面)に対して垂直であるものとす
る。液晶層厚をさらに薄くすればツイスト状態の弾性エ
ネルギーが大きくなるため、図3(c)。
If no external field is applied, φ increases or decreases with 2 at a sufficient distance from the substrate surface, forming a helical structure. However, if the liquid crystal layer becomes thinner to a certain extent, the helix will unravel due to the anchoring effect of the substrate supporting the liquid crystal layer, resulting in a twisted state as shown in FIGS. 3(a) and 3(b). However, here, the upper and lower boards (12)
Both have the property of attracting the negative side of P, and the smectic layer is assumed to be perpendicular to the substrate surface (XZ plane). If the thickness of the liquid crystal layer is further reduced, the elastic energy in the twisted state increases, as shown in FIG. 3(c).

(d)に示したようなユニフォーム状態となる。A uniform state as shown in (d) is obtained.

一般的には、ある条件の液晶電気光学装置において、無
電界時には二つの状態のみが安定に存在でき、双安定性
(記憶効果)が得られる。その二つの状態とは、二つの
ツイスト状態または二つのユニフォーム状態である。そ
して、二つのツイスト状態間、または二つのユニフォー
ム状態量テスイッチングを行うことができる。
Generally, in a liquid crystal electro-optical device under certain conditions, only two states can stably exist in the absence of an electric field, resulting in bistability (memory effect). The two states are two twisted states or two uniform states. Teswitching between two twist states or between two uniform state quantities can then be performed.

[発明が解決しようとする課題] 二つのユニフォーム状態間のスイッチングを利用すれば
、完全な消光位が得られるために高コントラスト比と高
透過率を両立することができる。
[Problems to be Solved by the Invention] By utilizing switching between two uniform states, a complete extinction position can be obtained, so that both high contrast ratio and high transmittance can be achieved.

しかし、オン(オフ)状態のまま数日間放置しておくと
オフ〈オン)状態がオン(オフ)状態よりも不安定にな
り、しばしば双安定性が消失して正常に表示できなくな
る。
However, if left in the on (off) state for several days, the off (on) state becomes more unstable than the on (off) state, and bistability often disappears, making it impossible to display normally.

双安定性が消失する原因として、液晶中の不純物イオン
の偏在が考えられている。第4図にそのモデルを示す。
The uneven distribution of impurity ions in the liquid crystal is thought to be the cause of the loss of bistability. Figure 4 shows the model.

ここで、初期状態(第4図(a))では正イオン(41
)、負イオン(42)ともランダムに分布しており、す
べての液晶分子の方位角はφ=0(すべてのPは上向き
二 オフ状態)になっているものとする、ところが、液
晶層と配向膜との上下界面には、それぞれ密度P(C7
m)の正の表面電荷(43)と負の表面電荷(44)が
発生しているため、液晶内部には図示したように下向き
の内部電場E+(45)が発生している。そのため、こ
の状態で長時間放置しておくと、第4図(b)に示した
ように内部電場によって正(負)のイオンは下(上)向
きに移動し、下(上)基板と液晶層との界面に蓄積され
る。その後、第4図(C)に示したようにオン状態(P
は下向き)に反転させれば、界面に蓄積されたイオンと
表面電荷によって上向きの内部電場E2(>El:  
イオンの量が十分ならばE2=2EI)が発生するため
、オン状態のエネルギーは初期のオフ状態のそれよりも
高くなる。そして、もし内部電場が充分大きければオン
状態はオフ状態に反転してしまい、双安定性が失われて
表示が不可能になる。
Here, in the initial state (Fig. 4(a)), positive ions (41
) and negative ions (42) are randomly distributed, and the azimuth angle of all liquid crystal molecules is assumed to be φ = 0 (all P points upward and in the OFF state). However, it is assumed that the liquid crystal layer and orientation At the upper and lower interfaces with the membrane, there is a density P (C7
Since a positive surface charge (43) and a negative surface charge (44) of m) are generated, a downward internal electric field E+ (45) is generated inside the liquid crystal as shown. Therefore, if left in this state for a long time, the internal electric field will cause the positive (negative) ions to move downward (upward), causing the lower (upper) substrate and the liquid crystal to move. Accumulates at the interface with the layer. Thereafter, as shown in FIG. 4(C), the on state (P
is downward), the internal electric field E2 (>El:
If the amount of ions is sufficient, E2=2EI) will occur, so the energy of the on-state will be higher than that of the initial off-state. If the internal electric field is large enough, the on state will be reversed to the off state, and bistability will be lost, making display impossible.

一方、二つのツイスト状態を用いた場合、第5図に示し
たように上下の界面に現われる表面電荷の符号は共に等
しいため、ユニフォーム状態の場合と違って、上下界面
に異なる符号のイオンが偏ることはない。そのため、イ
オンはほとんど双安定性に影響を与えない、しかし、ツ
イスト状態では完全な消光位が得られないために、高コ
ントラスト比と高透過率を両立することはできない。
On the other hand, when two twisted states are used, as shown in Figure 5, the signs of the surface charges appearing at the upper and lower interfaces are the same, so unlike the uniform state, ions with different signs are biased at the upper and lower interfaces. Never. Therefore, ions have little effect on bistability, but since a complete extinction position cannot be obtained in the twisted state, it is not possible to achieve both high contrast ratio and high transmittance.

本発明は上記の課題を解決し、長期間にわたって高コン
トラスト比と高透過率を同時に得ることができる、信頼
性の高い液晶電気光学装置を提供することである。
The present invention solves the above problems and provides a highly reliable liquid crystal electro-optical device that can simultaneously obtain high contrast ratio and high transmittance over a long period of time.

[課題を解決するための手段] 本発明は電極および前記電極上に配向膜を形成した二枚
の基板A1、  A2の間に強誘電性液晶を挟持した素
子において、 斜方蒸着法によって形成した無機質膜、あるいはラビン
グ処理を施した高分子膜を前記配向膜として用い、 前記強誘電性液晶のカイラルネマチック相またはスメク
チックA相において、前記二枚の基板A1、  A2と
接している液晶分子長軸n1、n2の前記基板面A1、
  A2への投影が互いにほぼ平行であり、また、前記
液晶分子長軸na、n2がそれぞれ前記基板面A1、 
 A2との間に角度θl、  6.2(≠0)をなし、
かつ、前記液晶分子長軸n1、n2が互いに角度α=I
θ。11+lθ、21をなすように前記二枚の基板を組
み合わせることによって、二つのユニフォーム状態と少
なくとも一つのツイスト状態を安定に存在せしめて、使
用時以外は配向をツイスト状態にしておくことを特徴と
する。
[Means for Solving the Problems] The present invention provides an element in which a ferroelectric liquid crystal is sandwiched between an electrode and two substrates A1 and A2 on which an alignment film is formed, which is formed by an oblique evaporation method. An inorganic film or a polymer film subjected to rubbing treatment is used as the alignment film, and the long axes of liquid crystal molecules in contact with the two substrates A1 and A2 in the chiral nematic phase or smectic A phase of the ferroelectric liquid crystal the substrate surface A1 of n1, n2;
The projections onto A2 are substantially parallel to each other, and the long axes na and n2 of the liquid crystal molecules are aligned with the substrate surfaces A1 and A2, respectively.
Forms an angle θl, 6.2 (≠0) with A2,
And, the long axes n1 and n2 of the liquid crystal molecules form an angle α=I with respect to each other.
θ. By combining the two substrates so as to form 11+lθ, 21, two uniform states and at least one twisted state are made to stably exist, and the orientation is kept in the twisted state except when in use. .

[実施例] (実施例1) 本発明で用いた液晶電気光学装置の略断面図を図1に示
す。11は偏光板、12はガラス基板、13は透明電極
、14は絶縁層(SiO2)、15はカラム状の配向膜
(5in)、■6は液晶層、17.18はガラス基板と
接している液晶分子のスメクチックA相における長軸方
向(n1、  n2)、19.20はn1、n2がそれ
ぞれ接しているガラス基板とのなす角度 θ。hθ。2
である。絶縁層の厚さは500人、SiO膜の厚さは1
000人である。
[Example] (Example 1) A schematic cross-sectional view of a liquid crystal electro-optical device used in the present invention is shown in FIG. 11 is a polarizing plate, 12 is a glass substrate, 13 is a transparent electrode, 14 is an insulating layer (SiO2), 15 is a columnar alignment film (5 inches), 6 is a liquid crystal layer, 17.18 is in contact with a glass substrate The long axis direction (n1, n2) of the liquid crystal molecule in the smectic A phase, 19.20, is the angle θ that n1 and n2 make with the glass substrate in contact with each other. hθ. 2
It is. The thickness of the insulating layer is 500, and the thickness of the SiO film is 1.
000 people.

SiO膜は基板法線に対して85度の角度から斜方蒸着
することによって形成したため、図示したようなカラム
状になっている。また、カラムの傾斜方向については、
図示したように上下基板ともZ軸の負方向となるように
基板を重ね合わせた。液晶層厚は2μmである。
The SiO film was formed by oblique deposition at an angle of 85 degrees to the normal line of the substrate, so it had a column shape as shown. Also, regarding the column inclination direction,
As shown in the figure, the upper and lower substrates were stacked so that they were both in the negative direction of the Z axis. The liquid crystal layer thickness is 2 μm.

このようにして作成した液晶電気光学装置に強誘電性液
晶(チッソ社製CS −1011)を封入し、等方相温
度からスメクチックA相まで2°C/分の速度で降温す
ることによって良好な配向を得た。
A ferroelectric liquid crystal (CS-1011 manufactured by Chisso Corporation) was sealed in the liquid crystal electro-optical device thus prepared, and the temperature was lowered from the isotropic phase temperature to the smectic A phase at a rate of 2°C/min. Obtained orientation.

スメクチックA相における配向状態は、X線回折法によ
って求めたスメクチック層の傾き角より、−Z方向ヲx
 準ニt iばe 、+ ”= 32” 、 e −a
”= −32”であり、図示したようにn1、n2は互
いに64°の角(=lθ、11+1θ。21)をなして
いると推定される。
The orientation state in the smectic A phase can be determined from the inclination angle of the smectic layer determined by X-ray diffraction in the -Z direction.
Quasi-ni tibae, + ”= 32”, e −a
"=-32", and as shown in the figure, it is estimated that n1 and n2 form an angle of 64° (=lθ, 11+1θ.21) with each other.

図6に25°Cにおけるしきい値特性を示す。この測定
には図7に示した電圧波形を印加し、Vflに対するエ
イと■、の変化を測定した。透過率については、偏光板
の透過光強度を基準とした。透過率が0%の状態と90
%の状態はそれぞれ図3(c)。
Figure 6 shows the threshold characteristics at 25°C. For this measurement, the voltage waveform shown in FIG. 7 was applied, and the changes in Stingray and ■ with respect to Vfl were measured. The transmittance was based on the intensity of light transmitted through the polarizing plate. Transmittance is 0% and 90
% status is shown in Figure 3(c).

(d)に示したユニフォーム状態であり、透過率が25
%の状態は図3(a)または(b)のツイスト状態であ
る。図6かられかるように、V8を十分高くすればIm
: Ipとなり、はぼ完全な記憶効果が得られている。
In the uniform state shown in (d), the transmittance is 25.
% state is the twisted state shown in FIG. 3(a) or (b). As shown in Figure 6, if V8 is made high enough, Im
: Ip, and almost complete memory effect was obtained.

また、v[!を調節することによってこれら3つの状態
のいずれかを選択することができる。
Also, v[! Any of these three states can be selected by adjusting .

図8に示したマルチプレックス駆動波形によって、この
液晶電気光学装置をデユーティ比1/1000で駆動し
た。V 1::4 v、  V2: 8 v、  V3
= IOV。
This liquid crystal electro-optical device was driven at a duty ratio of 1/1000 using the multiplex drive waveform shown in FIG. V1::4v, V2:8v, V3
= IOV.

V4=−18vとして、二つのユニフォーム状態間でス
イッチングを行なうことによって、オンの透過率80%
、コントラスト比1:20が得られた。
By switching between the two uniform states with V4 = -18v, the on transmission is 80%.
, a contrast ratio of 1:20 was obtained.

また、ツイスト状態で6ケ月放置した後、再び同一条件
で駆動したところ、表示特性に劣化は認められなかった
。比較例として、透過率0%のユニフォーム状態(オフ
状態)で−週間放置した後、再び同一条件で駆動したと
ころ、オン状態の透過率は、デユーティ比1/200で
は60%、デユーティ比1/400では30%となった
。これは、既に述べたようにイオンの影響によってオン
状態の安定性が低下し、パルス電圧に対するオン状態の
透過率が図9に示すように時間とともに低下して記憶効
果が不完全になるためである。いったんこのような状況
になれば、駆動電圧を変化させても初期の特性を再現す
ることはできない。
Further, when the device was left in the twisted state for 6 months and then driven again under the same conditions, no deterioration in display characteristics was observed. As a comparative example, after being left in a uniform state (off state) with a transmittance of 0% for a week, we drove it again under the same conditions.The transmittance in the on state was 60% at a duty ratio of 1/200, and 60% at a duty ratio of 1/200. At 400, it was 30%. This is because, as already mentioned, the stability of the on-state decreases due to the influence of ions, and the transmittance of the on-state to the pulse voltage decreases over time as shown in Figure 9, making the memory effect incomplete. be. Once such a situation occurs, the initial characteristics cannot be reproduced even if the driving voltage is changed.

(実施例2) 本実施例では配向膜として厚さ500AのTiO2を用
いた。蒸着角度などは実施例1と同様である。この場合
も二つのユニフォーム状態と一つのツイスト状態が得ら
れ、図6とほぼ同様なしきい値特性が得られた。
(Example 2) In this example, TiO2 with a thickness of 500A was used as the alignment film. The deposition angle and the like are the same as in Example 1. In this case as well, two uniform states and one twisted state were obtained, and almost the same threshold characteristics as in FIG. 6 were obtained.

図8に示したマルチプレックス駆動波形によって、この
液晶電気光学装置を171000のデユーティ比で駆動
した。V+:4.5v、V2: 9 v、  V3: 
10V、V t = −19vとすることによってオン
の透過率80%、コントラスト比1:18が得られた。
This liquid crystal electro-optical device was driven at a duty ratio of 171,000 using the multiplex drive waveform shown in FIG. V+: 4.5v, V2: 9v, V3:
By setting 10V and V t = -19V, an on-state transmittance of 80% and a contrast ratio of 1:18 were obtained.

また、ツイスト状態で6ケ月放置した後、再び同一条件
で駆動したところ、表示特性に劣化は認められなかった
。比較例として、透過率O%のユニフォーム状態(オフ
状態〉で−週間放置した後、再び同一条件で駆動したと
ころ、オンの透過率は、デユーティ比1/200では5
5%、デユーティ比1/400では30%となった。さ
らに駆動電圧を変化させて初期の特性を再現しようと試
みたが、はとんど改善されなかった。
Further, when the device was left in the twisted state for 6 months and then driven again under the same conditions, no deterioration in display characteristics was observed. As a comparative example, after being left in a uniform state (off state) with a transmittance of 0% for - weeks, we drove it again under the same conditions.The on transmittance was 5 at a duty ratio of 1/200.
5%, and at a duty ratio of 1/400, it became 30%. Further attempts were made to reproduce the initial characteristics by changing the driving voltage, but there was little improvement.

(実施例3〉 本実施例では配向膜として厚さ1500人のSiO2を
用いた。蒸着角度などは実施例1と同様である。
(Example 3) In this example, SiO2 with a thickness of 1500 mm was used as the alignment film.The evaporation angle and the like were the same as in Example 1.

この場合も二つのユニフォーム状態と一つのツイスト状
態が得られ、図6とほぼ同様なしきい優待性が得られた
In this case as well, two uniform states and one twisted state were obtained, and almost the same threshold preferential properties as in FIG. 6 were obtained.

図8に示したマルチプレックス駆動波形によって、この
液晶電気光学装置を171000のデユーティ比で駆動
した。V+= 4 v、  V2:10V、  V3=
 IOV、Va=−20vとすることによってオンの透
過率80%、コントラスト比1:16が得られた。
This liquid crystal electro-optical device was driven at a duty ratio of 171,000 using the multiplex drive waveform shown in FIG. V+= 4v, V2:10V, V3=
By setting IOV and Va to -20v, an on-state transmittance of 80% and a contrast ratio of 1:16 were obtained.

また、ツイスト状態で6ケ月放置した後、再び同一条件
で駆動したところ、表示特性に劣化は認められなかった
。比較例として、透過″40%のユニフォーム状態(オ
フ状態)で−週間放置した後、再び同一条件で駆動した
ところ、オンの透過率は、デユーティ比1/200では
55%、デユーティ比1/400では20%なった。さ
らに駆動電圧を変化させて初期の特性を再現しようと試
みたが、はとんど改善されなかった。
Further, when the device was left in the twisted state for 6 months and then driven again under the same conditions, no deterioration in display characteristics was observed. As a comparative example, after being left in a uniform state (off state) with a transmittance of 40% for a week, it was driven again under the same conditions.The on transmittance was 55% at a duty ratio of 1/200, and 1/400 at a duty ratio of 1/400. The result was 20%.Although attempts were made to reproduce the initial characteristics by changing the driving voltage, there was almost no improvement.

(実施例4) 本実施例では配向膜としてスピンコード法によって作成
した厚さ900人のポリイミドを用いた。ラビング処理
を施しチッソ社製CS −1011を封入したところ、
スメクチックA相においてθ、I”F15@、θ、2″
ニー15”であった。この場合も二つのユニフォーム状
態と一つのツイスト状態が得られ、図6とほぼ同様なし
きい優待性が得られた。
(Example 4) In this example, polyimide having a thickness of 900 mm and made by a spin code method was used as the alignment film. After applying rubbing treatment and enclosing Chisso CS-1011,
In smectic A phase θ, I"F15@, θ, 2"
The knee was 15". In this case as well, two uniform states and one twisted state were obtained, and almost the same threshold preferential properties as in FIG. 6 were obtained.

図8に示したマルチプレックス駆動波形によって、この
液晶電気光学装置を171000のデユーティ比で駆動
した。  V+=4.5v、  ■2= 9 v、  
V3=10v、Va=  19vとすることによってオ
ンの透過率80%、コントラスト比1:18が得られた
This liquid crystal electro-optical device was driven at a duty ratio of 171,000 using the multiplex drive waveform shown in FIG. V+=4.5v, ■2=9v,
By setting V3=10v and Va=19v, an on-state transmittance of 80% and a contrast ratio of 1:18 were obtained.

また、ツイスト状態で6ケ月放置した後、再び同一条件
で駆動したところ、表示特性に劣化は認められなかった
。比較例として、透過率O%のユニフォーム状態(オフ
状態)で−週間放置した後、再び同一条件で駆動したと
ころ、オンの透過率は、デユーティ比1/200では5
5%、デユーティ比1/400では30%なった。さら
に駆動電圧を変化させて初期の特性を再現しようと試み
たが、はとんど改善されなかった。
Further, when the device was left in the twisted state for 6 months and then driven again under the same conditions, no deterioration in display characteristics was observed. As a comparative example, after being left in a uniform state (off state) with a transmittance of 0% for - weeks, we drove it again under the same conditions.The on transmittance was 5 at a duty ratio of 1/200.
5%, and at a duty ratio of 1/400, it became 30%. Further attempts were made to reproduce the initial characteristics by changing the driving voltage, but there was little improvement.

(実施例5) 本実施例では配向膜として厚さ500人のポリイミド/
−塩基性クロム錯体混合膜を用いた。この場合、スメク
チック人相においてθ*+’;25@、θ、2ま一25
@であった。ここでも二つのユニフォーム状態と一つの
ツイスト状態が得られ、図6とほぼ同様なしきい優待性
が得られた。
(Example 5) In this example, the alignment film was made of polyimide/
- A basic chromium complex mixed film was used. In this case, in smectic physiognomy, θ*+';25@, θ, 2-25
@Met. Here again, two uniform states and one twisted state were obtained, and almost the same threshold preferential properties as in FIG. 6 were obtained.

図8に示したマルチプレックス駆動波形によって、この
液晶電気光学装置をデユーティ比1/1000で駆動し
た。V+=4N/S V2=8v、Vs=10v。
This liquid crystal electro-optical device was driven at a duty ratio of 1/1000 using the multiplex drive waveform shown in FIG. V+=4N/S V2=8v, Vs=10v.

Va=−18vとして、二つのユニフォーム状態間でス
イッチングを行なうことによって、オンの透過率80%
、コントラスト比1:19が得られた。
By switching between two uniform states with Va=-18v, the on-transmittance is 80%.
, a contrast ratio of 1:19 was obtained.

また、ツイスト状態で6ケ月放置した後、再び同一条件
で駆動したところ、表示特性に劣北は認められなかった
。比較例として、透過1!O%のユニフォーム状態(オ
フ状態)で−週間放置した後、再び同一条件で駆動した
ところ、オン状態の透過率は、デユーティ比1/200
では55%、デユーティ比1/400では20%となっ
た。さらに駆動電圧を変化させて初期の特性を再現しよ
うと試みたが、はとんど改善されなかった。
Furthermore, when the device was left in the twisted state for 6 months and then driven again under the same conditions, no deterioration was observed in the display characteristics. As a comparative example, Transparent 1! After being left in the uniform state (off state) at 0% for a week, we drove it again under the same conditions, and the transmittance in the on state was 1/200 of the duty ratio.
When the duty ratio was 1/400, it was 55%, and 20% when the duty ratio was 1/400. Further attempts were made to reproduce the initial characteristics by changing the driving voltage, but there was little improvement.

有機配向膜として、ポリイミドとポリイミド/−塩基性
クロム錯体混合膜を用いたが、その材質は限定されない
。また、強誘電性液晶材料も限定されない。
Although polyimide and a polyimide/basic chromium complex mixed film were used as the organic alignment film, the material thereof is not limited. Furthermore, the ferroelectric liquid crystal material is not limited either.

[発明の効果] 上記のように、二つのユニフォーム状態と少なくとも一
つのツイスト状態を安定に存在せしめて、使用時以外は
配向をツイスト状態にしておくことにより、高コントラ
スト比と高透過率を同時に得ることができ、しかも、保
存時に偏ったイオンが発生させる内部電場の影響が小さ
くなるため、双安定性が消失するということがなくなっ
た。
[Effect of the invention] As described above, by stably existing two uniform states and at least one twisted state, and keeping the orientation in the twisted state except during use, a high contrast ratio and high transmittance can be achieved at the same time. Furthermore, since the influence of the internal electric field generated by biased ions during storage is reduced, bistability does not disappear.

本発明は、液晶デイスプレィや液晶プリンターヘッド、
空間光変調器などに応用できる。
The present invention relates to liquid crystal displays, liquid crystal printer heads,
It can be applied to spatial light modulators, etc.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明による液晶電気光学装置の略断面図、第
2図は強誘電性液晶の分子軸と自発分極との関係を示す
図、第3図はツイスト状態とユニフォーム状態を表わす
図、第4図はユニフォーム状態で保持したときのイオン
の分布を示す図、第5図はツイスト状態で保持したとき
のイオンの分布を示す図、第6図は本発明の液晶電気光
学装置において得られるしきい優待性を示す図、第7図
はしきい優待性を求めるための印加電圧波形を示す図、
第8図はマルチプレックス駆動のための印加電圧波形を
示す図、第9図はユニフォーム状態で長時間保存した後
の記憶効果を示す図である。 11・・偏光板、12・・ガラス基板、13・・透明電
極、14・・絶縁膜、15・・配向膜、16・・液晶層
、17.18・・ガラス基板と接している液晶分子のス
メクチックA相における長軸方向(B1、  B2)、
19.20・・B+。 B2がそれぞれ接しているガラス基板とのなす角度θ、
1.θ、2.21・・液晶分子軸n、22・・自発分極
P、23・・nのxy面への投影C141・・正イオン
、42・・負イオン、43・・正の表面電荷、44・・
負の表面電荷、45・・内部電場。 以上
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a liquid crystal electro-optical device according to the present invention, FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the molecular axis and spontaneous polarization of a ferroelectric liquid crystal, and FIG. 3 is a diagram showing a twisted state and a uniform state. Figure 4 shows the distribution of ions when held in a uniform state, Figure 5 shows the distribution of ions when held in a twisted state, and Figure 6 shows the distribution of ions obtained in the liquid crystal electro-optical device of the present invention. FIG. 7 is a diagram showing the applied voltage waveform for determining the threshold preferential property.
FIG. 8 is a diagram showing the applied voltage waveform for multiplex driving, and FIG. 9 is a diagram showing the memory effect after long-term storage in a uniform state. 11...Polarizing plate, 12...Glass substrate, 13...Transparent electrode, 14...Insulating film, 15...Alignment film, 16...Liquid crystal layer, 17.18...Liquid crystal molecules in contact with the glass substrate Long axis direction in smectic A phase (B1, B2),
19.20...B+. The angle θ that B2 makes with the glass substrate that it is in contact with,
1. θ, 2.21...Liquid crystal molecular axis n, 22...Spontaneous polarization P, 23...Projection of n onto the xy plane C141...Positive ions, 42...Negative ions, 43...Positive surface charge, 44・・・
Negative surface charge, 45... internal electric field. that's all

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)電極および前記電極上に配向膜を形成した二枚の
基板A_1、A_2の間に強誘電性液晶を挟持した素子
において、二つのユニフォーム状態と少なくとも一つの
ツイスト状態が安定に存在することを特徴とする液晶電
気光学装置。
(1) In an element in which a ferroelectric liquid crystal is sandwiched between an electrode and two substrates A_1 and A_2 on which alignment films are formed, two uniform states and at least one twisted state stably exist. A liquid crystal electro-optical device featuring:
(2)使用時以外は前記強誘電性液晶の配向状態を前記
ツイスト状態にしておくことを特徴とする請求項1記載
の液晶電気光学装置。
(2) The liquid crystal electro-optical device according to claim 1, wherein the orientation state of the ferroelectric liquid crystal is kept in the twisted state except when in use.
(3)前記配向膜は斜方蒸着法によって形成された無機
質膜から成ることを特徴とする請求項1記載の液晶電気
光学装置。
(3) The liquid crystal electro-optical device according to claim 1, wherein the alignment film is an inorganic film formed by oblique evaporation.
(4)前記配向膜はラビング処理が施された高分子膜か
ら成ることを特徴とする請求項1記載の液晶電気光学装
置。
(4) The liquid crystal electro-optical device according to claim 1, wherein the alignment film is made of a polymer film that has been subjected to a rubbing treatment.
(5)前記強誘電性液晶のカイラルネマチック相または
スメクチックA相において、前記二枚の基板A_1、A
_2と接している液晶分子長軸n_1、n_2の前記基
板面A_1、A_2への投影は互いにほぼ平行であり、
また、前記液晶分子長軸n_1、n_2はそれぞれ前記
基板面A_1、A_2との間に角度θ_D_1、θ_D
_2(≠0)をなしており、かつ、前記液晶分子長軸n
_1、n_2は互いに角度α=|θ_D_1|+|θ_
D_2|をなしていることを特徴とする請求項1記載の
液晶電気光学装置。
(5) In the chiral nematic phase or smectic A phase of the ferroelectric liquid crystal, the two substrates A_1, A
The projections of the liquid crystal molecule long axes n_1 and n_2 in contact with the substrate surfaces A_1 and A_2 are substantially parallel to each other,
Further, the long axes n_1 and n_2 of the liquid crystal molecules are at angles θ_D_1 and θ_D with the substrate surfaces A_1 and A_2, respectively.
_2 (≠0), and the long axis n of the liquid crystal molecules
_1 and n_2 are at an angle α=|θ_D_1|+|θ_
The liquid crystal electro-optical device according to claim 1, wherein the liquid crystal electro-optical device has a shape D_2|.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03288825A (en) * 1990-04-06 1991-12-19 Canon Inc Ferroelectric liquid crystal device
US5223963A (en) * 1991-02-13 1993-06-29 Canon Kabushiki Kaisha Chiral smectic liquid crystal device with different pretilt angles in pixel and non-pixel areas

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