JPS61236526A

JPS61236526A - 光変調素子

Info

Publication number: JPS61236526A
Application number: JP7886985A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Akimoto; 一彦秋元; Tokihiko Shinomiya; 時彦四宮
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1985-04-12
Filing date: 1985-04-12
Publication date: 1986-10-21

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、強誘電性液晶物質、特に強誘電性力イラルス
メクティック液晶を用いた光変調素子に関するものであ
る。

〈従来の技術〉従来、液晶表示装置としては、ネマティック液晶を用い
たツィステッド・ネマティック（ｔｕ＋ｊ、ｔｅｄ…ｅ
ｍａｔｉｃ；以下、ＴＮと略す）電界効果型、所謂ＴＮ
セルが一般的であり、電子式卓上計算機、ディジタル式
時計等の表示装置に広く用いられている。

しかし、ＴＮセルは、液晶材料、セル構造及び駆動方法
等の改良にも拘わらず、高速応答性に欠ける為、最近特
に注目されているテレビ画像表示、ポータプルコンピュ
ーターの表示、光シヤツター装置として使用するには、
応答性に問題があった。

そこで、応答性に関する問題を解決する方法として、強
誘電性カイラルスメクティック液晶を用いた表示素子が
、Ｎ、Ａ、Ｃ１ａｒｋ　　、　　Ｓ、Ｔ。

Ｌ　ａＨｅｒｗａ　ｌ　ｌ　　らによって、提案されて
いる（Ａｐｐｌ。

Ｐｈｙｓ、　３６，８９９．１９８０）。

第２図（ａ）（ｂ）（ｃ）は、強誘電性力イラルスメタ
　　　　　　　　　　　　、ティック液晶セルの例を、
模式的に示したものである。

定常状態では、第２図（、）に示すように、液晶分子１
は、螺旋軸２に対して、ティルト角度θ傾いて配列して
いるとともに、螺旋構造を有している。又、この液晶分
子１は、個々の分子に直交した方向に自発分極を有して
いる。

いま、上下の基板間に、第２図（ｂ）に示すように、一
定の臨界電場以上の電界（Ｅ）を印加すると、液晶分子
１の螺旋構造が解消されて、液晶分子１は総て同一方向
を向く。この液晶分子１の配列は、自発分極に依るので
、電界の向き（Ｅ、−Ｅ）によって２つの配列方向を持
つ。液晶分子は、細長い形状を成しており、長軸方向と
短軸方向とで屈折率の異なる所謂複屈折性を示す為、セ
ルの上下に偏光子を直交配置することで、電界の極性に
よってスイッチング作用を行なう光変調素子を得ること
ができる。この液晶分子の配列の変化は、層内での液晶
分子の向きが変わるだけであるので、ＴＮ電界効果型の
ような層構造の変化を伴なうものではなく、高速応答性
を有する。

更に、電界を印加しない定常状態においても、液晶分子
の螺旋ピッチより液晶層の厚さを薄くすることで、螺旋
を解消することが可能である。この場合においても、液
晶分子の配列方向は゛２方向を示し、双安定性を有する
。例えば、電界（Ｅ）を印加して、第２図（ｂ）の安定
状態の配向を得るが、電界を切っても、第２図（ｂ）の
状態を維持し続ける。又、電界（−Ｅ）を印加すると、
第２図（ｃ）の安定状態の配向を得るが、やはり同じよ
うに、電界を切っても、第２図（ｃ）の状態を維持し続
ける。

このように、液晶層の厚さを薄くすることで、高速応答
性を得るとともに、双安定性を得ることができる。

尚、図中、符号１は液晶分子、２は螺旋方向、３．４は
、夫々、上下の偏光子の軸方向である。

以上の複屈折現象を利用した光変調方式では、入射光強
度■。と透過光強度Ｉとの関係は、次式％式％第２図（ｂ）の状態：１＝０第２図（ｃ）の状態：１＝（Ｉｏ／２）木ｓｉｎ”（４θ）本５ｉｎ２ｉπ本
（Δｎ＊ｄ／λ））ここで、Δｎ：　強誘電性力イラル
スメクティック液晶の屈折率異方性ｄ：　強誘電性力イラルスメクティック液晶層の厚さ θ：　強誘電性力イラルスメクティック液晶の螺旋ティ
ルト角度である。

〈発明が解決しようとする問題点〉しかし、現在の時点では、光変調素子として、充分な高
速応答性及び双安定性を有する強誘電性力イラルスメク
ティック液晶セルは、実用化されていない。

本発明は、高速応答性及び双安定性を有する強誘電性力
イラルスメクティック液晶光変調素子を提供することを
目的とする。

〈問題点を解決するための手段〉本発明の光変調素子は、液晶分子を所定方向に配列させ
る為の配向膜として絶縁性を有するポリスチレン系の高
分子膜を用いたことを特徴とする。

〈実施例〉以下、図示する実施例により、本発明を具体的に説明す
る。

第１図は、本発明の光変調素子の一実施例の構造を示す
縦断面図であり、偏光子１３，１４、透明電極９，１０
、配向膜７，８、液晶材料６及びシール材５から成り、
対向配置されたガラス等の透明基板１１．１２上に、Ｎ
ＥＳＡ膜やＩＴＯ膜等の透明電極９．１０をパターン形
成し、その上に、夫々、ポリスチレン系の高分子膜を形
成した後ラビング処理を行ない配向膜７，８とし、該配
向膜７，８間に、液晶材料として強誘電性カイラルスメ
クティック液晶６を注入し、シール材５で密閉封止して
あり、両基板１１．１２の外側に、偏光子１３．１４が
配設されている。

ここで、強誘電性力イラルスメクティック液晶６として
は、例えば、下記のものが挙げられる。

ｐ−ｄｅｃｙｌｏｘｙｂｅｎｚｙｌｉｄｅｎ−ｐ’　　
ａｍｉｎｏ　　２　　ｍｅｔｈｙｌ−ｂｕｔｙｌ　　ｃ
ｉｎｎａｍａｔｅ（ＤＯＢＡＭＢＣ）ｐ　　ｏｃｔｙｌ
ｏｘｙｂｅｎｚｙｌ　１ｃｌｅｎｅ　　ｐ’　　ａｍｉ
ｎｏ　−２−ｍｅｔｈｙ−Ｉｂｕｔｙｌ−α−ｃｈｌｏ
ｒｏ−ｃｉｎｎａｍａｔｅ（ＯＯＢＡＭＢＣＣ）ｐ−ｄ
ｅｃｙｌｏｘｙｂｅｎｚｙｌｉｄｅｎｅ　　ｐ’−ａｍ
ｉｎｏ−２−ｍｅｔｈｙｌ−ｂｕｔｙｌ−α−ｃｙａｎ
ｏ−ｃ　ｉｎｎａｍａｔｅ（ＯＯＢＡＭＢＣＣ）ｐ−ｔ
ｅｔｒａｄｅｃｙｌｏｏｘｙｂｅｎｚｙｌｉｄｅｎｅ−
ｐ’−ａｍｉｎｏ−２−ｍｅｔｈｙｌｂｕｔｙｌ−α−
ｃｙａｎｏ−ｃｉｎｎａｍａｔｅ（ＴＤＯＢＡＭＢＣＣ
）ｐ　　Ｈｅｘｙｌｏｘｙｂｅｎｚｙｌｉｄｅｎｅ−ｐ
’　−ａｍｉｎｏ−２−ｃｈｌｏｒ。

−Ｑ　−ｐｒｏｐｙｌｅ−ｃｉｎｎａｍａｔｅ（ＨＯＢ
ＡＣＰＣ）ｐ−ｏｃｔｙｌｏｘｙｂｅｎｚｙｌ　１ｄｅ
ｎｅ−ｐ’−ａｍｉｎｏ−２−ｍｅｔｈｙトｂｕｔｙｌ
−α−ｍｅｔｈｙｌ　−ｃｉｎｎａｍａｔｅ（ＯＯＢＡ
ＭＢＨＣ）ｐ−ａｚｏｘｙ−ｃｉｎｎａｍａｔｅ−ｍｅ
ｔｙｌ−２−ｂｕｔａｎｏｌ（ＰＡＣＭＢ）ｐ−ｄｏｄ
ｅｃｙｌｏｘｙｂｅｎｚｙｌｉｄｅｎｅ−ｐ’　　ａｍ
ｉｎｏ−２ｍｅｔｈ−ｙｌ　−ｃｉｎｎａｍａｔｅ（Ｄ
ＤＯＢＡＨＢＣ）ｐ−ｏｃｔｙｌｏｘｙｂｅｎｚｙｌ　
１ｄｅｎ−ｐ’　−ａｍｉｎｏ　−２−ｍｅｔｈｙｌｂ
−ｕｔｙｌ　−ｃｉｎｎａｍａｔｅ（ＣＯＢＡＨＢＣ）
ｐ−ｈｅｘｙｌｏｘｙｂｅｎｚｙｌ　１ｄｅｎｅ−ｐ’
−ａｍｉｎｏ−２−ｍｅｔｈｙｌ−ｂｕＬｙｌ　−ｃｉ
ｎｎａｍａｔｅ（ＨＯＢＡＭＢＣ）又、配向膜７，８は
、ポリスチレン２［％１酢酸メチル溶液をスピンナーで
塗布し、１０叶℃１で１時間の焼成を行なった後、パフ
等を用いてラビング処理して形成され、膜厚は、約５０
叶入１であり、絶縁性を有しており、絶縁膜の働きをも
する。

更に、液晶セルは、２枚の透明基板１１，１２の開隔即
ちセル厚が２Ｅμｍ］となるように透明基板１１゜１２
を貼り合わせ、強誘電性力イラルスメクティック液晶を
注入ｌ、た後、該強誘電性力イラルスメクティック液晶
が等方性液体になる温度までセルを加熱し、強誘電性カ
イラルスメクティック相を示す温度まで約０．２［’Ｃ
／ｍ１ｎｌの冷却スピードで冷却して、液晶分子の螺旋
軸を揃えである。

〈発明の効果〉以上のように、本発明の光変調素子は、配向膜として絶
縁性を有するポリスチレン系の高分子膜を用いたことに
より、良好な配向性を得て、コントラストが向上し、充
分な高速応答性及び双安定性を有する強誘電性カイラル
又メクティック液晶セルを容易に実現することが可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示すセル構造の縦断面図
、第２図（ａ）（ｂ）（ｃ）は、本発明に使用する強誘電
　　　　　□性カイラル又メクティック液晶の分子配列
の模式５・・・シール材６・・・強誘電性力イラルスメクティック液晶７．８・
・・配向膜９．１０・・・透明電極１１．１２・・・透明基板１３．１４・・・偏光子

Claims

【特許請求の範囲】

透明電極を形成し、配向処理された透明電極の間に、強
誘電性液晶物質を封入して成る光変調素子において、液
晶分子を所定方向に配列させる為の配向膜として絶縁性
を有するポリスチレン系の高分子膜を用いたことを特徴
とする光変調素子。