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JPH01112223A - マルチプレツクス駆動可能な液晶デイスプレイセル - Google Patents

マルチプレツクス駆動可能な液晶デイスプレイセル

Info

Publication number
JPH01112223A
JPH01112223A JP62041554A JP4155487A JPH01112223A JP H01112223 A JPH01112223 A JP H01112223A JP 62041554 A JP62041554 A JP 62041554A JP 4155487 A JP4155487 A JP 4155487A JP H01112223 A JPH01112223 A JP H01112223A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
plate
liquid crystal
display cell
alignment
plane
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
JP62041554A
Other languages
English (en)
Inventor
Joachim Grupp
ヨアヒム・グルツプ
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.)
Asulab AG
Original Assignee
Asulab AG
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 Asulab AG filed Critical Asulab AG
Publication of JPH01112223A publication Critical patent/JPH01112223A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • 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
    • G02F1/01—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 
    • G02F1/13—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
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • 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
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    • 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
    • G02F1/1393—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 the birefringence of the liquid crystal being electrically controlled, e.g. ECB-, DAP-, HAN-, PI-LC cells
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • 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
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    • G02F1/13787—Hybrid-alignment cells

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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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、マルチプレックス駆動可能な液晶デイスフ’
　ｖイ（ＬＣＤ）セルに関する。このセルは特に一方が
全面に、他方が後面に配置された１対の面平行な板と、
該層の間に配置されがっ該層の内面と隣接したチャンバ
を形成するフレームと、チャンバ内に収容された液晶と
掌性化合物との混合物と、夫々内面の一方に施された１
対の制御電極回路網と、夫々内面を被覆する１対のアラ
イメント層とから成る。更に、該セルは前板の前面に、
表面に対して平行に延びる１つの偏光子、及びアライメ
ント層の背面に配置されかつ後板を被覆する反射及び拡
散装置を有するか、又は２つの板の外面に配置された偏
光子を有する。
従来の技術 この形式のセルはフランス国特許第２５４９２６８号明
細書に記載されている。このようなセルはＳＢＥ　（Ｓ
ｕｐｅｒｔｗｉｓｔ　Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ　Ｅ
ｆｆｅｃｔ　）セルに関する。
この形式のセルを用いると、印加された電界に依存して
透過される光線はまず最初は実質的に一定であシかつ次
いで急激に変化する、すなわち偏光子とアライメント層
の相対的配向に依存して増減するので、１００を越える
ことのある率でマルチプレックス駆動可能なデイスプレ
ィを達成することができる。また、印加電圧は極めて弱
い。更に、この種のセルは色コントスト及び特に幅広い
視角を提供する。このことは、液晶混合物が板間の距離
に等しいか又はそれよシも大きいピンチのヘリカル構造
を有し、かつ電界の不在では、板に近接した分子が一緒
に板に対して約２５°の傾斜角度を形成するという事実
に起因する。この特殊な構造は広い電界範囲内では激し
く変動しかつ次いでこの電界が臨界に達すると、急激に
変化する、すなわち２つの板間の間隙の中央部分の分子
が自体で板の表面に対して９００に近づく角度を形成す
る位置を取る。
この種のセルは、分子の配向に対して特に敏感である。
この配向における変動は顕著にセルの色及び透明度を変
化させる。従って、均一な外観を有するセルのためには
、アライメント層は分子が可能な限り相互に対して平行
であるようなアライメントを生せしめるべきである。
発明が解決しようとする問題点 最近実験室において約２５°の傾斜角度を有するアライ
メントを達成するために最もしばしば使用される方法は
、極めて平坦な入射角度（約５°）で−酸化珪素（Ｓｉ
ｎ）を析出させることより成シ、この場合Ｓｉ０粒子は
処理すべき板の表面全体に亘って一定の入射角度で噴射
される９分子の平行を確保するためには、粒子ビームの
ア／？−チャ角度はできるだけ小さく保持されねばなら
ない。この操作は極めて高いコストを必要とし、従って
この方法は大量生産のためには不適当である。
本発明の課題は、ＳＢＥセルに類似した特性を有すが、
但し明らかに低価格であるＬＣＤ　’（ｉｌ：提供する
ことであった。
問題点を解決するための手段 前記課題は、アライメントの１つに関して、アライメン
ト層の一方が混合物の分子の平坦なアライメント層生ぜ
しめ、かつ該分子をその光軸が核層に隣接した板の面と
１０’を越えない角度を形成するように配向し、更に上
記アライメント層の他方が混合物の分子のホモトロピッ
ク（ｈｏｍｅｏｔｒｏｐｉｃ）アライメントを生ぜしめ
かつ分子をその光軸が上記の他方の層に隣接した板の面
に対して垂直な軸線と１００を越えない角度を形成する
ように配向することにより解決される。
この種のセルの動作はＳＢＥセルに類似している、それ
というのも分子は電界がその臨界値の僅かに下又は僅か
に上にあるかに基づき相互に著しく異なった２つの構造
を有するからである。
しかし、コストはより簡単かつ廉価な技術を利用するこ
とにより著しく減少させることができるＯ 有機材料を用いて、垂直又は水平に対して著しく接近し
たアライメントを生ぜしめるアライメント層を製造する
ことは公知である。その方法及び材料については以下に
記載する。また、分子がＳｉＯｆ傾斜角度（板の面に対
して約３０°）で析出させることにより板に対してほぼ
平行である平坦なアライメント層を製造することも公平
である。
含有される液晶混合物の分子が一方の板に接近すると、
該層に対して平行な方向に、かつ他方の板に接近すると
、垂直な位置に位置決めされるセルを製造することも公
知である。分子が板に対して完全には平行及び／又は垂
直でない場合には、°′チルテッド・ハイブリッド・ア
ライメント（ｔｉｌｔｅｄ　ｈｙｂｒｉｄ　ａｌｉｇｎ
ｍｅｎｔ）　”が使用される。
この種のセルは、ＳＩＤ　１９８４＋　Ｄｉｇｅｓｔ　
ｏｆＴｅｃｈｎｉｃａｌ　ＰａｐｅｒＳｙ　Ｖｏｌｕｍ
ｅ　１５＋　ｐ２０６に記載されている。このＰＣＧＨ
（Ｐｈａｓｅ　Ｃｈａｎｇｅ　ＧｕｅｓｔＨｏ　ｓ　ｔ
　）として公知のセルは、ネマチック液晶、掌性（ｃｈ
ｉｒｓｌｉｃ）化合物及び二色分子の混合物を含有する
。掌性化合物の濃度は、それが板間の距離よりも僅かに
小さいピッチを生ぜしめる程度である。評言すれば、厚
さｄとピッチｐの間の比は１．０２〜１．５２の範囲内
にある。
類似した種類のセルは、ＳＩＤ　１９８５．　Ｄｉｇｅ
ｓｔｏｆ　Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｐａｐｅｒｓ、　Ｖｏ
ｌｎｍｅ　１６＋　ｐ２７８に記載゛されている。該文
献に記載されたセルは、ｄ／ｐ比が１．６〜２であるこ
とによシ異なる。
この種のセルは良好な視角を提供するが、但し二色モー
ドに基づき比較的にコントラストが弱い。これはその著
しく拡大された範囲に基づき、通常のマルチプレックス
駆動アドレッシングでは使用することはできない。
ハイブリッドアライメントを有するセルの別の類似は、
ＨＡＮ　（Ｈｙｂｒｉｄ　Ａｌｉｇｎｅｄ　Ｎｅｍａｔ
ｉｃ）として公知である。この種のセルは、Ｊｏｕｒｎ
ｓｌ　ｏｆＡｐｐｌｉｅｄ　Ｐｈｙｓｉｃｓ＋　　Ｖ４
’Ｌ　　Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ　　１９７６　＋ｐ３８４
２〜３８４５に記載されている。このセルはその内面が
、一方は平坦なアライメントを生ぜしめる層で、他方は
ホメオトロピックアライメントを生ぜしめる層で被覆さ
れた１対の板間にネマチック液晶の混合物を含有する。
このセルは電界モードによって制御される複屈折で動作
する。このセルの物理的特徴は、電界に依存する透過及
び色における変動が極めて平坦な電気光学的透過曲線を
提供する。
この特徴は、色の多数の陰影のデイスプレィを可能にす
る。他面、これらは常用のマルチプレックス駆動アドレ
スには全く適合しない。
実施例 次に図示の実施例につき本発明の詳細な説明する。
第１図及び第２図に示されたデイスプレィセルは、夫々
透過モード及び反射モードで動作するために配置されて
いる。これら両者は、チャンバ１５を形成するためにフ
レーム１４にょって間隙が設けられた、フロントガラス
板１０とリアガラス１２から成る。フレームはエポキシ
グルーから成るのが最も有利である。板間の距離は、板
間の間隔内に等分に分配され、チャンバ１５とフレーム
１４のグルーの両者の内部にあるガラス繊維１６によっ
て設定される。導体路１８及び２ｏの回路網は板１０及
び１２の夫夫の内面に設けられている。回路網１８は透
明であシかつ最適にはドープされた酸化インジウムから
成る。回路網２０は、セルを透過モードと反射モードの
いずれで動作させんとするのかに基づいて異なった組成
を有する。回路網１８と２０は直交しかつ情報をデイス
ジレイするためのドツトのマトリックスを規定する。板
１０及び１２の内面及びその導体格は夫々アライメント
層２２及び２４で被覆されている。これらのアライメン
ト層は有機材料で製造されているのが最も有利であシ、
その組成及び特性については以下によシ詳細に説明する
。チャンバ１５内には、液晶混合物２６が充填されてお
り、その組成についても以下に記載する。
透過モードで動作させることを目的とする第１図のセル
は、更に夫々前板１０の上面と、後板１２の底面に配置
された偏光子２８及び３゜を有する。この場合にはまた
透明であるべき導体路２０の回転網は、ドープされた酸
化インジウムから成るのが最も有利である。
反射モードで動作する第２図のセルは、１つだけの偏光
子２８を有し、かつこの場合には導体路２ｏの回路網は
透明の材料からではなく、不透明の反射性のかつ拡散性
材料、例えばアルミニウムのフロスト加工箔から成る。
従って、デイスプレセルに入射する光線は、反射による
読取りを可能にするために前面に反射される。
これらのセルにおいては、アライメント層２４は、平坦
なアライメントをその隣位において混合物の分子の共通
の方向で生ぜしめるポリアミドから成り、この場合液晶
分子は板に対して実質的に平行である。評言すれば、板
に対する分子の傾斜角度は約２０である。
このアライメント層は、傾斜した入射角度（３０’）で
ＳｉＯの層を析出させることによっても製造することが
できる。また分子の傾斜角度は１°であってもよい。
アライメント層２２は有機材料から成ることもできる。
該有機材料は、その隣接した液晶分子の構造がホモトロ
ピック型を有する。これは例えばジメチルオクタデシル
アミノゾロピルトリメトキシラン（この一般的略語はＤ
ＭＯＡＰである）又はオクタデシルトリエトキシラン（
この一般的略語はＯＤＳである）で達成することができ
る。
液晶混合物は、英国のＢＤＨ社から市販のＣＢ１５の添
加物を有する、正の誘電異方性を有する、西独国のＭｅ
ｒｋ社からＺＬ１１６１２の商品名で市販されている製
品から製造することができる。
該セルの動作よシ良く理解するためには、透過モードで
動作させることを目的とした本発明に基づくセルの一部
分を略示する第３図及び第４ａ図を参照すべきである。
第３図は、ガラス板１ｏ及び１２、導体路１８及び２０
、アライメント層２２及び２４、偏光子２８及び３０及
び混合物２６中に含有された液晶分子を示す。これらの
分子は丸味を帯びた端部を有する円筒体によって略示さ
れておシ、該円筒体の軸線は分子の光軸に相当する。
セルの構造をよシ良く理解するために、夫々セルの厚さ
のＩＡと２／３の位置に配置された２つの中間投影板３
２．３４が示されている。前述のとおシ、アライメント
層２４は隣接して配置された混合物の分子の平坦なアラ
イメントを生ぜしめ、一方アライメント層２２はホメオ
トロピックアライメントを生せしめる。
非電界又は臨界値未満の電界を有しかつ上記アライメン
ト及び混合物中の掌性化合物の存在に基づき、分子はヘ
リカル構造をハイブリットアライメントによって誘導さ
れる構造と合する複合構造に基づき配置される。
分子の配向は、第３図に示されているように２つの角度
α及びβによって定義することができる。分子に関する
角度を定義するために、面は板の面に対して平行に、分
子の中心を通るように描かれている。この面は平坦なア
ライメント方向に対して平行である第１の直線ｄ１及び
分子の軸線ａを面に投影することによって得られる第２
の直線ｄ２を包含する。角度αは直線ｄ、とｄ２に定義
されかつ角度βは直線ｄ２と軸線ａによって定義される
。
第４ａ図では、混合物２６の分子は図面の横断面に投影
した状態が示されかつそのヘッドを観察者に向けたくぎ
の形で描かれている。上方部分は、印加電界が臨界値よ
シも小さい値を有する場合のセルの構造を示し、かつ下
方部分は印加電界が臨界値よシも大きな値を有する場合
のセルの構造を示す。図面に示されているように、分子
は板１０及び１２に対して垂直な軸線に対してヘリカル
構造に基づき配置されており、その際各分子は漸進的に
板１０の近くのゼロから板１２の近くの９００に漸進的
に変化する角度を持って、軸線に対してより一層傾斜せ
しめられる。
印加電界が臨界値を越える値を有すると、第４ａ図の下
方部分に示されているように、分子は大きな傾斜角度を
有するが、但しそのヘリカルアライメントを維持する。
換言すれば、電界の方向と整列しようとする。
分子が配列される過程をよシ良く理解するためには、今
やα及びβが後板１２からの分子の距離と共にどのよう
に変化するかをグラフで示す第４ｂ図及び第４ｃ図を参
照すべきである。
これらの曲線はセルの動作原理を説明する唯一の目的の
ために経験的方法で図示されている。
第４ｂ図及び第４ｃ図において、曲線Ａは夫夫正又は負
の誘電性異方性を有する液晶に関して、準臨界的に印加
された電解が存在した場合後板１２からの距離に伴うα
及びβの変化を表し、かつ曲線Ｂ及びＣは、夫々正及び
負である誘電性異方性を有する液晶混合物に関して、超
臨界電界が存在する場合、後板１２からの距離に伴うα
及びβの変化を表す。
第４ｂ図に示されているように、角度αは後板１２から
金板１０までほとんど直線的に変化する。この角度は電
界を印加することによって極〈僅かに影響されるにすぎ
ない。
角度βに関しては、状況が異なる。明らかに非電界又は
臨値未滴の電界を有する場合には、角度βはほとんど直
線的に変化する。この場合には、βの平均値は４５°で
ある。但し、印加電圧が臨界値を越えると直ちに、分子
は液晶が正の誘電性異方性を有する場合には自体で電界
に対して平行になろうとする。このことはＯ又はｄ以外
の２の全ての値に関しては、曲線Ｂはβが電界の不在に
おける場合よりも犬きくなるようにわん曲する。従って
、βの平均値は４５°よりも大きい。
負の誘電性異方性を有する液晶の挙動は曲線Ｃによって
示されている。超臨界的電界を印加すると、別の方向で
βの平均値が４５°よりも小さくなる経路の曲線を描く
。
液晶分子の複屈折特性を考慮すれば、それら（２ｏ） の配向における変化は、前記に説明したように偏光され
た光線が混合物中を進行する際に、該偏光光線の特性を
変性させる。
最大効果を達成するために、偏光子は平坦なアライメン
ト層に対して正確に位置決めされるべきである。この偏
光子と平坦なアライメント層との相対的配向をよシ良ぐ
理解するためには、偏光子２８及び３ｏ並びにアライメ
ント層２２及び２４を示す第５図を参照すべきである。
平坦なアライメント層２４のアライメントの方向は軸Ｘ
で表わされており、この場合偏光子２８及び３０の偏光
方向は軸Ｐ１及びＰ２によって表わされている。この図
面に示されているように、軸Ｐ１及びＰ２Ｕ夫々軸Ｘと
共に角度λ及び角度δを形成する。
データを得るためにセルに関する多数の構造実施例で実
施した試験において興味ある結果が得られた。以下に、
このような３つの実施例を示す。
実施例１ このセルでは、正の誘電異方性を有する液晶混合物であ
る製品ＺＬ１１６１２及びＣＢ１５として公知の掌性化
合物１．１９％から成る。この掌性化合物は液晶の時計
方向の回転を惹起する。このセルは、マルチゾレツク駆
動モードで以下の特性を有する： Ｐ　＝　１１μｍ ｄ＝　　　８μｍ Ｕｏｎ＝１．５５Ｖ ＵＯｆ　ｆ＝　　　１．０４　Ｖ Ｎ＝　　　７ ｃ　　＝　　３４．５ λ　＝−２７゜ δ　＝−９゜ 上記光において、ｐは拘束の無い場合の掌性化合物によ
って混合物中に惹起されるピッチを表わし、ｄは板間の
距離、Ｕｏｎはセルがその最も暗い状態にある電圧、Ｕ
ｏｆｆｌｄセルがその最も明るい状態にある電圧、Ｎは
最適なマルチプレックス比、すなわち活性化領域と不活
性化領域との間のコントラストが最大である状態を表わ
し、かつｅはＮのマルチプレックス比で得られるコント
ラストを表わす。更に、このセルは以下の特徴を有する
。アライメント層はＳｉＯｘから成っている。評言すれ
ば、平坦なアライメント層２４は２つの板に対して３０
０の入射角度でＳｉＯを施すことによシ製造されている
。このタイプの析出は板に対してせいぜい１°の入射角
度を有するような実質的に平坦なアライメントを可能に
する。ホメオトロピックアライメント層もＳｉＯｘから
製造されているが、但しこの場合には５ｉＯＸはすれす
れの入射及び板を回転運動させることによシ施される。
この種の析出は準ホメオトロピック構造を製造すること
を可能にし、この場合板に対する垂線と分子のアライメ
ントの方向との間の角度は１〜３°の範囲内にある。
第６図は、セル端子を介して施される電圧との関係で透
過率がどのように変化するかを示す。
該透過率は、このタイプの測定のために一般的であるよ
うに、眼の感度に合せて、可視スペクトル全体に亘って
測定した。
第６図に示した曲線は３つの部分を有する。
第１の部分、すなわちＯ〜ＩＶでは、透過率はその最良
であシかつ実際に一定である。１，５Ｖよりも大きな電
圧を有する曲線の第３の部分では、透過率は漸進的に増
大する。この曲線の第１と第２の部分だけが重要である
。曲線の第１の部分は実質的に水平な特性を示す。この
経験的研究により得られた結果は、電界にさらされてい
るかどうかが表示されるべきでない領域が同じコントラ
ストを有するセルの製造を可能にする。この特性はマル
チプレックス駆動セルが関与する場合に重要である、そ
れというのもこの類型のセルの場合には、表示されない
セグメントは、永久的に非ゼロ電界（Ｕｏｆｆ参照）に
さらされるからである。コントラストが電界にさらされ
ない領域内で発生したコントラストと合致しない場合に
は、表示されないセグメントは電界にさらされない領域
に対して僅かなコントラストを示し、このことは好まし
くない。
透過率が漸進的に増大する曲線の第３の部分に基づき、
この種のセルは、透過率曲線の最低値に相当する値を越
えるべきでない供給電圧Ｕ。ｎを必要とする。
光線がそれを介して侵入するセルの面上に配置された平
坦な又はホメオトロピックアライメント層で実施した試
験によれば、透過率に関しては類似した特性を示した。
換言すれば、コントラストが最適である角度λ及びδは
、セルの位置がどこにあろうとも同一の値を有する。
実施例２ 第２のデイスプレィセルは、両者ともＢＤＨから供給さ
れる、若干の掌性化合物ＣＢ１５　を有する液晶Ｅ７を
使用して製造する。ｃＢ１５の割合は１．７６％である
。このセルはマルチゾレックス駆動モードのための以下
の特性を有する二Ｐ　　＝　　９．１４μｍ ｄ　　　＝　　　６．４　　μｍ Ｕｏｎ　”　　１．３　Ｖ Ｕｏｆｆ　　”’　　　０．５５Ｖ Ｎ　　　　＝７ ｃ　　　＝　３４ λ　　　＝００ δ　　＝＋２４゜ この透過モードで作動するセルにおいては、ホメロトロ
ぎツクアライメント層は、光線がそれを介して入射する
面上に配置されている。
平坦なアライメント層はなかんずく遠心分離機を包含す
る常用の装置によって沈着させたポリイミドで製造し、
次いでアライメントの方向を規定するために磨砕する。
更に、このアライメント層は、分子が板に対して数度の
角度を形成するように分子のアライメントを定義する、
この角度は全表面に亘って一定である。ホメオトロピッ
クアライメント層は、主として化合物ＤＭＯＡＰ　ｉ含
有する溶液で、ポリイミドに類似した形式で沈着させる
。液晶分子は、上記のようなホメオトロピックアライメ
ント層に対して、はとんど垂直な配向を有する。印加電
圧の機能としての、透過率曲線は、第７図に示されてい
る。この全体的形状は第６図の形状に著しく類似してい
る。しかしながら、該曲線の第１の部分は先に記載した
セルはどには平坦でなく、その場合透過率はゼロ電圧の
時よりも電圧Ｕ。ｆｆの場合が僅かに大きい。
実施例３ この場合のセルは、アライメント層の配向以外は、２番
目のセルと同一である特性を有し、この場合平坦なアラ
イメント層は光線が入射する面にある。これはアライメ
ント層に対する偏光子の位置の変更も包含する。この場
合、角度λは一４°でありかつ角度δは一２８°である
。電圧に対する透過率の曲率は、第２のセルの曲線に合
致し、従って第７図に相応する。
前記の３つの実施例では、セルは透過モードで動作する
ように配置されている。これはもちろん反射モードで動
作するように配置されていてもよい。
このようなセルを製造するには、２つの構造形を採用す
ることができる。
第２図を参照して説明したセルに相当する、第１の構造
形では、セルはその全面に配置された１つだけの偏光子
を有する。この配置形は、透過モードで動作するセルを
用いて得られる程のコントラストを可能にしない。この
理由は入力及び出力偏光子で行なわれる機能が、この場
合には、１つの偏光子だけによって実施されるので、後
者の配向譲歩されうろことにある。
第２の構造形においては、セルは２の偏光子を有し、こ
れらの偏光子は、付加的に第２の偏光子の背面に配置さ
れた反射及び拡散装置を有する、第１図の透過型セルに
おけると同じ形式で配置されかつ配向されている。この
場合には、コントラストは１つだけの偏光子を有するセ
ルを用いた場合よりも大きくなるが、但し明度は弱くな
る。このことは光線が第１の構造形による２回の代シに
手回偏光子を透過しなければならないという事実に基づ
く。
上記実施例から明らかなとおシ、７以下、恐らくはそれ
以上のマルチプレツク率を達成することが可能であり、
かつ工業的に低コストで製造することができるデイスプ
レィセルを提供することができる。
従来、この種のセルを支配する物理的規則を確立するこ
とは不可能であった。しかしながら、実地の試験により
、満足な結果は、液晶分子の軸線がそれに隣接した板と
０−１００の角度を形成し、平坦なアライメント層に隣
接した板の面及びヘモオトロビックアライメント層に隣
接した板に対して垂直である場合に得ることができ、そ
の際使用混合物において最も有利な範囲は３〜６ｏであ
る。
このようなアライメントを達成するためには、ポリアミ
ドの析出及び磨砕によって得られる傾斜角度が、析出、
重合及び磨砕が実施される条件下に依存して、０〜６°
の範囲内にある。また、８°を越える傾斜角度を有する
アライメントは、ＳｉＯｆ僅かな入射角で析出によって
達成することができる。ホメオトロピックアライメント
層を支持する板の近くに配置された分子を傾斜させるた
めには、Ｆ、Ｃ０５ａｕｎｄｅｒｓ他著、Ｍｏ　１　、
　Ｃｒｙｓｔ。
Ｌｉｇ、　Ｃｒｙｓｔ、　１９８５＋　Ｖｏｌ、　１２
２＋　ｐ２９７〜３０８に記載された方法によって製造
することができる。
平坦なアライメント層を支持する板に隣接して配置され
た偏光子は最も有利には後者のアライメントの方向とＯ
〜１５°の角度を形成し、−方偏光子のアライメントの
方向は最良には２０〜３０’の角度を形成すると思われ
る。
恐らく、セルの特徴は液晶の複屈折特性にその厚さを適
合させることにより改善することができると見なされる
。
前記のデイスプレィセルは低コストで製造スることがで
き、しかも著しく低い供給電圧で１０に近いマルチプレ
ックス率を達成することが可能である。このような特性
は、これらのセルを時計に適用すること、例えば点マト
リックスデイスプレィ時計を製造するために使用するこ
とを可能にする。更に、該コントラストは意図的な光沢
の変化する色、ひいては幾分かの全く外観的美的効果を
可能ならしめる複屈折効果を利用することによシ得られ
る。
【図面の簡単な説明】
第１図は透過モードで動作するために配置された、本発
明に基づ＜　ＬＣＤセルの横断面図、第２図は反射モー
ドで動作するために配置された、本発明に基づくセルの
横断面図、第３図は電界の不在で若干の液晶分子の配向
を示す、第１図のセルに類似したセルの断面した分解斜
視図、第４ａ図は準臨界的電界及び超臨界的電界の存在
で分子の２つのセットを略示するセルの別の分解横断面
図、第４ｂ図及び第４Ｃ図は層の厚さの範囲内の位置に
依存する液晶の配向における変化をグラフで示す図、第
５図は第１図のセル構造に類似しかつ特に液晶分子及び
偏光子が相互に配向された形式を示す略示斜視図、第６
図及び第７図はデイスプレィセルの３つの実施例の透過
曲線をグラフで示す図である。 １０・・・前板、１２・・・後板、１４・・・フレーム
、１５・・・チャンバ、１６・・・ガラスファイバ、１
８．２０・・・導体路（回路網）、２２．２４・・・ア
ライメント層、２６・・・液晶混合物、２８゜３ｏ・・
・偏光子。 勺・ｌ 〜・Ｚ １０・・・前板１２・・・後板１４・・・フレーム　　
１５・・・チャンノ々１８．２０・・・導体路（回路網
）　　２２．２４・・・アライメント層２６・・・液晶
混合＠　　　２８．３０・・・偏光子１０・・・前板　
　１２・・・後板　　１８．２０・・・導体路（回路網
）２２．２４・・・アライメント層　　２６・・・液晶
混合物１０・・・前板　　１２・・・後板　　１８・２
０・・・導体路（回路網）２２．２４・・・アライメン
ト層　　２６・・・液晶混合物２８．３０・・・偏光子

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、マルチプレックス駆動可能な液晶ディスプレイセル
    において、 一方が前面に、他方が後面に配置された１ 対の面平行な板と、 上記板間に配置されかつ該板と共にチャン バを形成するフレームと、 上記チャンバ内に収容された、液晶と掌性 化合物から成り、該掌性化合物の量が液晶に、上記板間
    の距離ｄよりも大きいか又はそれに等しいピッチｐを有
    するヘリカル動作を付与する程度である混合物と、 一方が各板の内面上に設けられた、１対の 制御電極回路網と、 夫々上記板の内面を被覆する１対のアライ メント層と、 前板の前面にあり、上記面に対して平行に 延びる偏光子と、 上記アライメント層の背面に配置されかつ 後板を被覆する反射及び拡散装置とから成り、上記アラ
    イメント層の一方が混合物の分子の平坦なアライメント
    を生ぜしめかつ該分子をその光軸が該層に隣接した板の
    面と１０゜を越えない角度を形成するように配向し、更
    に上記アライメント層の他方が混合物の分子のホメオト
    ロピツクアライメントを生ぜしめかつ分子をその光軸が
    上記の他方の層に隣接した板の面に対して垂直な軸線と
    １０゜を越えない角度を形成するように配向するように
    構成されていることを特徴とする、マルチプレツク駆動
    可能な液晶ディスプレイセル。 ２、前記反射及び拡散装置が後板の背面に配置されてお
    りかつ更に後面と反射及び拡散装置との間に１つの偏光
    子を有する、特許請求の範囲第１項記載のディスプレイ
    セル。 ３、前記反射及び拡散装置が、後板の内面を被覆する不
    透明かつ拡散性材料の層を有する、特許請求の範囲第１
    項記載のディスプレイセル。 ４、ｄ／ｐが０．５〜１の範囲内にある、特許請求の範
    囲第１項記載のディスプレイセル。 ５、ホメオトロピックアライメント層で被覆された板の
    隣位において、前記光軸が該板の面に対して垂直な角度
    と３〜６゜の範囲内の角度を形成する、特許請求の範囲
    第１項記載のディスプレイセル。 ６、平坦なアライメント層で被覆された板の隣位におい
    て、前記光軸が該板の面と３〜６゜の範囲内の角度を形
    成する、特許請求の範囲第１項記載のディスプレイセル
    。 ７、前記液晶混合物が正の誘電異方性を有する、特許請
    求の範囲第１項記載のディスプレイセル。 ８、マルチプレックス駆動可能な液晶ディスプレイセル
    において、 一方が前面に、他方が後面に配置された１ 対の面平行な板と、 上記板間に配置されかつ該板と共にチャン バを形成するフレームと、 上記チャンバ内に収容された液晶と、掌性 化合物から成り、該掌性化合物の量が液晶に、上記板間
    の距離ｄよりも大きいか又はそれに等しいピッチｐを有
    するヘリカル動作を付与する程度である混合物と、 前板の内面に配置された透明な制御電極の 第１の回路網と、 後板の内面に配置されかつ光反射及び拡散 装置として作用する不透明な制御電極の第２の回路網と
    、 夫々上記内面を被覆する１対のアライメン ト層と、 前板の前面に配置された、前記板に対して 平行に延びる偏光子とから成り、上記アライメント層の
    一方が混合物の分子の平坦なアライメントを生ぜしめ、
    かつ該分子をその光軸が該層に隣接した板の面と１０°
    を越えない角度を形成するように配向し、更に上記アラ
    イメント層の他方が混合物の分子のホメオトロピックア
    ライメントを生ぜしめかつ分子をその光軸が上記の他方
    の層に隣接した板の面に対して垂直な軸線と１０゜を越
    えない角度を形成するように配向するように構成されて
    いることを特徴とする、マルチプレック駆動可能な液晶
    ディスプレイ。 ９、ｄ／ｐが０．５〜１の範囲内にある、特許請求の範
    囲第８項記載のディスプレイセル。 １０、ホメオトロピツクアライメント層で被覆された板
    の隣位において、前記光軸が該板の面に対して垂直な角
    度と３〜６゜の範囲内の角度を形成する、特許請求の範
    囲第８項記載のディスプレイセル。 １１、平坦なアライメント層で被覆された板の隣位にお
    いて、前記光軸が該板の面と３〜６゜の範囲内の角度を
    形成する、特許請求の範囲第８項記載のディスプレイセ
    ル。 １２、前記液晶混合物が正の誘電異方性を有する、特許
    請求の範囲第８項記載のディスプレイセル。 １３、マルチプレツクス駆動可能な液晶ディスプレイに
    おいて、 一方が前面に、他方が後面に配置された１ 対の面平行な板と、 上記板間に配置されかつ板と共にチャンバ を形成するフレームと、 上記チャンバ内に収容された、液晶と掌性 化合物から成り該掌性化合物の量が液晶に、上記板間の
    距離ｄよりも大きいか又はそれに等しいピッチｐを有す
    るヘリカル動作を付与する程度である混合物と、 一方が各板の内面に配置された１対の制御 電極回路網と、 夫々の板の上記内面を被覆する１対のアラ イメント層と、 前板の前面に配置された、前記板に平行に 延びる第１及び、第２の偏光子とから成り、上記アライ
    メント層の一方が混合物の分子の平坦なアライメントを
    生ぜしめ、かつ該分子をその光軸が該層に隣接した板の
    面と１０゜を越えない角度を形成するように配向し、更
    に上記アライメント層の他方が混合物の分子のホメオト
    ロピックアライメントを生ぜしめかつ分子をその光軸が
    上記の他方の層に隣接した板の面に対して垂直な軸線と
    １０゜を越えない角度を形成するように配向するように
    構成されていることを特徴とする、マルチプレック駆動
    可能な液晶ディスプレイセル。 １４、ｄ／ｐが０．５〜１の範囲内にある、特許請求の
    範囲第１３項記載のディスプレイセル。 １５、ホメオトロピックアライメント層で被覆された板
    の隣位において、前記光軸が該板の面に対して垂直な角
    度と３〜６゜の範囲内の角度を形成する、特許請求の範
    囲第１３項記載のディスプレイセル。 １６、平坦なアライメント層で被覆された板の隣位にお
    いて、前記光軸が該板の面と３〜６゜の範囲内の角度を
    形成する、特許請求の範囲第１３項記載のディスプレイ
    セル。 １７、前記液晶混合物が正の誘電異方性を有する、特許
    請求の範囲第１３項記載のディスプレイセル。
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