JP2001350161A - Liquid crystal device - Google Patents

Liquid crystal device

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JP2001350161A
JP2001350161A JP2000169468A JP2000169468A JP2001350161A JP 2001350161 A JP2001350161 A JP 2001350161A JP 2000169468 A JP2000169468 A JP 2000169468A JP 2000169468 A JP2000169468 A JP 2000169468A JP 2001350161 A JP2001350161 A JP 2001350161A
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JP
Japan
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liquid crystal
voltage
phase
chiral smectic
polarity
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Application number
JP2000169468A
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Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Togano
剛司 門叶
Yasushi Asao
恭史 浅尾
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the damage of monostability and the increase of a driving voltage of a chiral smectic liquid crystal. SOLUTION: If a retardation quantity obtained when either one polar voltage is applied to the chiral smectic liquid crystal is defined as RV and a retardation quantity obtained when no voltage is applied is defined as R0, the ratio of them (that is, the rate Rrate=RV/R0) in a panel are not made uniform on the entire surface of the panel but made different for every region. The problem is generated, that if the ratio Rrate is great on the entire surface of the panel, the driving voltage of the chiral smectic liquid crystal is obliged to be increased though its monostability is non damaged and on the contrary, if the ratio Rrate is small on the entire surface of the panel, the monostability of the chiral smectic liquid crystal is damaged. Thus the damage of the monostability and the increase of the driving voltage of the chiral smectic liquid crystal can be prevented.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、フラットパネルデ
ィスプレイ、プロジェクションディスプレイ等に用いら
れる液晶素子に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal device used for a flat panel display, a projection display and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、TFT(Thin Film T
ransistor)等のアクティブ素子として広範に
用いられてきているネマチック液晶表示素子の代表的な
液晶モードとして、たとえばエム・シャット(M.Sc
hadt)とダブリュー・ヘルフリッヒ(W.Helf
rich)著アプライド・フィジックス・レターズ(A
pplied Physics Letters)第1
8巻、第4号(1971年2月15日発行)第127頁
〜128頁において示されたツイステッドネマチック
(twisted nematic)モードが広く用い
られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a TFT (Thin Film T)
As a typical liquid crystal mode of a nematic liquid crystal display element which has been widely used as an active element such as a radiator, for example, M.S.
hadt) and W. Helfrich
Rich Applied Physics Letters (A)
Applied Physics Letters)
The twisted nematic mode shown in Vol. 8, No. 4 (published on Feb. 15, 1971), pp. 127-128 is widely used.

【0003】一方、最近では、横方向電界を利用したイ
ンプレインモードや垂直配向モードを用いた液晶ディス
プレイが発表されており、従来型の液晶ディスプレイの
欠点であった視野角特性の改善がなされている。
On the other hand, recently, a liquid crystal display using an in-plane mode or a vertical alignment mode using a lateral electric field has been announced, and the viewing angle characteristic which has been a defect of the conventional liquid crystal display has been improved. I have.

【0004】このように、こうしたネマチック液晶を用
いたTFT表示素子に用いるための液晶モードとしてい
くつかのモードが存在するのであるが、そのいずれのモ
ードの場合にも液晶の応答速度が数十ミリ秒以上と遅
く、更なる応答速度の改善が要求されている。
As described above, there are several liquid crystal modes for use in a TFT display element using such a nematic liquid crystal. In any of these modes, the response speed of the liquid crystal is several tens of millimeters. It is slower than a second, and further improvement in response speed is required.

【0005】このような従来型のネマチック液晶素子の
応答速度を改善するものとして、近年、カイラルスメク
チック相を示す液晶を用いた液晶モードがいくつか提案
されている。例えば、「ショートピッチタイプの強誘電
性液晶」「高分子安定型強誘電性液晶」「無閾値反強誘
電性液晶」などが提案されており、未だ実用化には至っ
ていないものの、いずれもサブミリ秒以下の高速応答性
が実現できると報告されている。
In order to improve the response speed of such a conventional nematic liquid crystal device, recently, several liquid crystal modes using a liquid crystal exhibiting a chiral smectic phase have been proposed. For example, "short pitch type ferroelectric liquid crystal", "polymer stable type ferroelectric liquid crystal" and "threshold-less antiferroelectric liquid crystal" have been proposed. It is reported that high-speed response of sub-second can be realized.

【0006】一方、本発明者らは、特願平10−177
145号(以下、先願という)に記載されている液晶素
子を発明し、提案している。当該発明では、例えば、高
温側より等方性液体相(Iso)−コレステリック相
(Ch)−カイラルスメクチックC相(SmC*)、ま
たは等方性液体相(Iso)−カイラルスメクチックC
相(SmC*)を示す相転移系列の材料に着目し、仮想
コーンのエッジより内側の位置にて単安定化させるよう
にしている。そして、例えば、Ch−SmC*相転移の
際、またはIso−SmC*相転移の際に一対の基板間
に正負いずれかのDC電圧を印加する、などによって層
方向を一方向に均一化させ、これにより高速応答且つ階
調制御が可能であり、動画質に優れた高輝度の液晶素子
が、高い量産性とともに実現しうる。
[0006] On the other hand, the present inventors have disclosed Japanese Patent Application No. 10-177.
No. 145 (hereinafter referred to as a prior application) has invented and proposed a liquid crystal element. In the present invention, for example, the isotropic liquid phase (Iso) -cholesteric phase (Ch) -chiral smectic C phase (SmC *) or the isotropic liquid phase (Iso) -chiral smectic C from the high temperature side
Attention is paid to a phase transition series material showing a phase (SmC *), and monostabilization is performed at a position inside the edge of the virtual cone. Then, for example, a positive or negative DC voltage is applied between a pair of substrates at the time of Ch-SmC * phase transition or at the time of Iso-SmC * phase transition, and the layer direction is made uniform in one direction. As a result, high-speed response and gradation control are possible, and a high-brightness liquid crystal element with excellent moving image quality can be realized with high mass productivity.

【0007】こうした自発分極による反転スイッチング
を行なう強誘電性液晶や反強誘電性液晶は、いずれもカ
イラルスメクチック液晶相を示す液晶である。すなわ
ち、従来ネマチック液晶が抱えていた応答速度に関する
問題点を解決できるという意味において、カイラルスメ
クチック液晶を用いた液晶表示素子の実現が期待されて
いる。
[0007] Ferroelectric liquid crystals and antiferroelectric liquid crystals that perform inversion switching by such spontaneous polarization are liquid crystals exhibiting a chiral smectic liquid crystal phase. In other words, a liquid crystal display device using a chiral smectic liquid crystal is expected to be realized in the sense that the problem concerning the response speed of the conventional nematic liquid crystal can be solved.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】(1) ところで、印加
電圧(すなわち、液晶分子を所定のチルト角にスイッチ
ングさせるために印加すべき電圧)の大きさは、液晶層
の厚さに応じて異なるものであり、液晶層厚が小さい場
合には印加電圧は大きくしなければならず、それに伴う
問題点があった。以下、この点について説明する。
(1) Incidentally, the magnitude of the applied voltage (that is, the voltage to be applied to switch the liquid crystal molecules to a predetermined tilt angle) differs depending on the thickness of the liquid crystal layer. However, when the thickness of the liquid crystal layer is small, the applied voltage must be increased, and there is a problem associated with that. Hereinafter, this point will be described.

【0009】すなわち、上述のように、高速応答性能を
示し階調表示能を有するスメクチック液晶が次世代のデ
ィスプレイ等に期待されているが、本発明者が詳細に検
討したところ、特願平10−177145、あるいは特
願平10−177146に記載されている素子などにお
いて、当該素子を、反射型液晶素子とすべく液晶層の厚
さdを小さくした場合、液晶層の厚さdが小さくなるに
従い所定のチルト角までスイッチングさせるに要する電
圧値が大幅に増大することが観測された。このような電
圧値(駆動電圧)の増大は液晶素子としての消費電力の
増大につながるばかりでなく、周辺回路のコスト増加要
因にもなるものであり、該電圧値の増大を回避する必要
がある。
That is, as described above, a smectic liquid crystal having a high-speed response performance and a gradation display capability is expected for a next-generation display and the like. For example, in the device described in Japanese Patent Application No. 177145 or Japanese Patent Application No. 10-177146, when the thickness d of the liquid crystal layer is reduced to make the device a reflective liquid crystal device, the thickness d of the liquid crystal layer is reduced. It has been observed that the voltage value required for switching to a predetermined tilt angle greatly increases in accordance with the following. Such an increase in the voltage value (drive voltage) not only leads to an increase in power consumption of the liquid crystal element, but also causes an increase in the cost of peripheral circuits, and it is necessary to avoid the increase in the voltage value. .

【0010】(2) 次に、上述のように液晶層厚が小さ
い場合に印加電圧を大きくしなければならない理由につ
いて説明する。
(2) Next, the reason why the applied voltage must be increased when the thickness of the liquid crystal layer is small as described above will be described.

【0011】特願平10−177145に記載されてい
るような、階調表示能を有する単安定型強誘電性液晶
は、TFT駆動が前提とされており、印加する電圧値に
応じた配向状態を形成する。なお、このTFT駆動で
は、液晶層に直流が印加されると不純物イオンの偏在に
よる焼き付き現象の原因となるため、交流による駆動が
一般的に用いられ、自発分極を有するこれらのモードで
は印加交流電圧の極性に応じて配向状態が変化する。
A monostable ferroelectric liquid crystal having a gradation display capability as described in Japanese Patent Application No. 10-177145 is premised on TFT driving, and has an alignment state corresponding to an applied voltage value. To form In this TFT drive, if a direct current is applied to the liquid crystal layer, it causes a burn-in phenomenon due to the uneven distribution of impurity ions. Therefore, an AC drive is generally used. In these modes having spontaneous polarization, an applied AC voltage is applied. The orientation state changes according to the polarity of.

【0012】一般的に界面近傍の分子よりバルク分子の
反転の方が速く行われる点や、そもそも単安定モード発
現の起源が電界無印加時の平均分子軸方向と一軸配向処
理軸が略一致した状態とさせることであることを鑑みる
と、電圧を印加しても界面近傍は電圧無印加状態の配向
状態を維持し、過渡状態における分子反転では必ず液晶
分子が捻れた状態を経ることが考えられる。
In general, the inversion of bulk molecules is performed faster than the molecules near the interface, and the origin of the monostable mode is substantially the same as the average molecular axis direction when no electric field is applied and the uniaxial orientation processing axis. Considering that it is a state, even if a voltage is applied, the vicinity of the interface maintains the alignment state in a state where no voltage is applied, and it is considered that liquid crystal molecules always undergo a twisted state in molecular inversion in a transient state .

【0013】つまり、上述のような単安定型強誘電性液
晶は、 * 電圧の印加により、その印加電圧の強度に応じてコ
ーン上での分子の反転が行われる部分(基板から離れた
部分であって、以下“反転部分”とする)と、 * 電圧を印加しても、電圧無印加状態の配向状態が維
持され、分子の反転に対してはほとんど寄与しない部分
(界面近傍に位置する部分であって、以下“非反転部
分”とする)と、 から構成されているものと考えることができる。
In other words, the above-mentioned monostable ferroelectric liquid crystal has the following characteristics: (1) a portion where a molecule is inverted on a cone in accordance with the intensity of the applied voltage (a portion distant from the substrate) Therefore, hereinafter, referred to as “reversal portion”; * Even when a voltage is applied, the orientation state in which no voltage is applied is maintained, and the portion hardly contributes to the reversal of molecules (portion located near the interface) , And hereinafter referred to as “non-inverted portion”).

【0014】そして、この非反転部分の厚さは、液晶層
自身の厚さに依存するというよりは、むしろ界面の規制
力に強く依存するものと思われる。すなわち、界面の規
制力が強くなると、非反転部分は厚くなり、逆に、界面
の規制力が弱くなればこの非反転部分の厚さも薄くなる
ものと思われる。
It is considered that the thickness of the non-inversion portion strongly depends not on the thickness of the liquid crystal layer itself but on the regulating force of the interface. That is, it is considered that the non-reversal portion becomes thicker when the regulating force of the interface becomes stronger, and conversely, the thickness of the non-reversal portion becomes thinner when the regulating force of the interface becomes weaker.

【0015】上述のように液晶層の厚さdが小さくなる
ということは、反転部分と非反転部分との比率が変わる
こと、つまり、反転部分の占める割合が小さくなること
を示しており、これが結果として液晶分子を所定のチル
ト角までスイッチングさせるに要する電圧値を上昇させ
ているものと思われる。
As described above, the decrease in the thickness d of the liquid crystal layer indicates that the ratio between the inversion portion and the non-inversion portion changes, that is, the ratio occupied by the inversion portion decreases. As a result, it is considered that the voltage value required to switch the liquid crystal molecules to a predetermined tilt angle is increased.

【0016】(3) 上述のような印加電圧の増大を防止
するには、非反転部分の割合を減ずることが考えられ
る。しかしながら、先にも述べたように、この単安定モ
ードは、電界無印加時の平均分子軸方向と一軸配向処理
軸が略一致した状態とさせることにより発現させられる
ものであり、非反転部分の割合を減ずることは、とりも
なおさず、単安定性自身を損なうことにつながる。
(3) In order to prevent the increase in the applied voltage as described above, it is conceivable to reduce the ratio of the non-inverted portion. However, as described above, this monostable mode is developed by making the average molecular axis direction when no electric field is applied substantially coincide with the uniaxial orientation processing axis, and the non-inverted portion Decreasing the proportion will, in the first place, lead to a loss of monostability itself.

【0017】(4) また、別の方法として、上述のよう
な印加電圧の増大を防止するには、液晶自身が有する自
発分極の値を増加させることが考えられる。
(4) As another method, in order to prevent the increase in the applied voltage as described above, it is conceivable to increase the value of the spontaneous polarization of the liquid crystal itself.

【0018】しかしながら、自発分極値を増加させるこ
とはアクティブマトリクス駆動において自発分極の反転
に基づく電圧の降下量を増大させることにつながり、結
果として液晶に印加される電圧値の低下をもたらすこと
から望ましくない。
However, increasing the value of the spontaneous polarization leads to an increase in the amount of voltage drop due to inversion of the spontaneous polarization in the active matrix driving, which results in a decrease in the voltage value applied to the liquid crystal. Absent.

【0019】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
で、その課題とするところは、特願平10−17714
5に記載されている素子などの液晶モードにおいて駆動
電圧の低減された液晶素子、また、挟ギャップセル化し
た場合の駆動電圧の上昇が抑えられた素子、並びに該素
子を用いた液晶装置を提供することである。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and a subject thereof is disclosed in Japanese Patent Application No. Hei 10-17714.
Provided are a liquid crystal element having a reduced driving voltage in a liquid crystal mode such as the element described in No. 5, an element having a suppressed increase in driving voltage when a narrow gap cell is formed, and a liquid crystal device using the element. It is to be.

【0020】[0020]

【課題を解決するための手段】本発明は上記事情を考慮
してなされたものであり、カイラルスメクチック液晶
と、該液晶に電圧を印加する一対の電極と、該液晶を挟
持して対向すると共に少なくとも一方の対向面に該液晶
を配向させるための一軸性配向処理が施された一対の基
板と、少なくとも一方の基板に沿うように配置された偏
光板と、前記一対の電極の内の少なくとも一方の電極に
接続されて画素毎に配置されたアクティブ素子と、アク
ティブマトリクス駆動を行なう駆動回路と、を備え、ア
ナログ階調表示を行なう液晶素子において、前記カイラ
ルスメクチック液晶が、電圧無印加時では、該液晶の平
均分子軸が単安定化された第一の状態を示し、第一の極
性の電圧印加時には、該液晶の平均分子軸は印加電圧の
大きさに応じた角度で該単安定化された位置から一方の
側にチルトし、該第一の極性とは逆極性の第二の極性の
電圧印加時には、該液晶の平均分子軸は該単安定化され
た位置から第一の極性の電圧を印加したときとは逆側に
チルトする液晶であって、いずれか一方の極性の電圧を
印加した際に得られるリタデーション量Rと、電圧無
印加時におけるリタデーション量Rと、の比Rrate=
/Rが異なる複数の領域からなる、ことを特徴と
する。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and comprises a chiral smectic liquid crystal, a pair of electrodes for applying a voltage to the liquid crystal, and a pair of electrodes which sandwich the liquid crystal and face each other. A pair of substrates on which at least one facing surface has been subjected to a uniaxial alignment treatment for aligning the liquid crystal, a polarizing plate arranged along at least one of the substrates, and at least one of the pair of electrodes An active element connected to each of the electrodes and arranged for each pixel, and a drive circuit for performing active matrix driving, comprising a liquid crystal element performing analog gray scale display, wherein the chiral smectic liquid crystal, when no voltage is applied, The liquid crystal shows a first state in which the average molecular axis is monostable, and when a voltage of the first polarity is applied, the average molecular axis of the liquid crystal is at an angle corresponding to the magnitude of the applied voltage. The liquid crystal tilts to one side from the mono-stabilized position, and when a voltage having a second polarity opposite to the first polarity is applied, the average molecular axis of the liquid crystal is shifted from the mono-stabilized position to a second position. A liquid crystal that tilts in a direction opposite to that when a voltage of one polarity is applied, and a retardation amount R V obtained when a voltage of either polarity is applied, and a retardation amount R 0 when no voltage is applied. And the ratio R rate =
R V / R 0 comprises a plurality of different regions.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】以下、図1乃至図6を参照して、
本発明の実施の形態について説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Referring to FIGS.
An embodiment of the present invention will be described.

【0022】本発明に係る液晶素子は、例えば図1及び
図2で符号P,Pに示すように、カイラルスメクチ
ック液晶1を備えており、該液晶1を挟持して互いに対
向するように一対の基板2a,2bが配置されている。
なお、これらの一対の基板2a,2bのうち、少なくと
も一方の基板の対向面(液晶1に接触する側の面)に
は、液晶1を配向させるための一軸性配向処理が施され
ている。
The liquid crystal element according to the present invention is provided with a chiral smectic liquid crystal 1 as shown, for example, by reference numerals P 1 and P 2 in FIGS. 1 and 2 so that the liquid crystal 1 is sandwiched and opposed to each other. A pair of substrates 2a and 2b are arranged.
In addition, a uniaxial alignment process for aligning the liquid crystal 1 is performed on at least one of the pair of substrates 2a and 2b on the opposing surface (the surface on the side in contact with the liquid crystal 1).

【0023】また、該液晶素子P,Pは、液晶1に
電圧を印加するための一対の電極3a,3bを備えてお
り、少なくとも一方の基板2a,2bに沿うように偏光
板が配置されている(不図示)。
Each of the liquid crystal elements P 1 and P 2 has a pair of electrodes 3 a and 3 b for applying a voltage to the liquid crystal 1, and a polarizing plate is arranged along at least one of the substrates 2 a and 2 b. (Not shown).

【0024】ところで、上述した一対の電極3a,3b
のうちの一方の電極は、各画素にそれぞれ配置されてい
るが(図3の符号3b参照)、該電極3bに接続された
アクティブ素子4が画素毎に配置されている。
Incidentally, the pair of electrodes 3a and 3b described above
One of the electrodes is disposed in each pixel (see reference numeral 3b in FIG. 3), but an active element 4 connected to the electrode 3b is disposed in each pixel.

【0025】さらに、該液晶素子P,Pは、アクテ
ィブマトリクス駆動を行なう駆動回路(図3の符号5,
6参照)を備えており、アナログ階調表示を行なうよう
になっている。
Further, the liquid crystal elements P 1 and P 2 are provided with a driving circuit (reference numeral 5 in FIG. 3) for performing active matrix driving.
6) for analog gradation display.

【0026】本発明に係る液晶素子P,Pは、非反
転部分(すなわち、液晶1の界面近傍の部分であって、
電圧が印加されても、電圧無印加状態の配向状態が維持
されて分子の反転に対してほとんど寄与しない部分)の
厚さの異なる複数の領域からなり、非反転部分の厚い領
域においては液晶層に対して単安定性を付与し、非反転
部分の薄い領域においては印加電圧の増大を抑えるよう
に構成されている。
The liquid crystal elements P 1 and P 2 according to the present invention have a non-inverted portion (that is, a portion near the interface of the liquid crystal 1,
Even if a voltage is applied, the alignment state in a state where no voltage is applied is maintained and a portion that hardly contributes to the inversion of molecules) is formed of a plurality of regions having different thicknesses. , And is configured to suppress an increase in applied voltage in a thin region of a non-inversion portion.

【0027】ところで、このような構成(すなわち、非
反転部分の厚い領域と薄い領域とを有していること)
は、リタデーション量によって評価できる。つまり、こ
の非反転部分の厚さが異なる複数の領域について外部か
ら観測する場合、これらの領域の違いは電圧印加時の過
渡的なリタデーション量を測定することにより観測する
ことができる。以下、この点について説明する。
By the way, such a configuration (that is, having a thick region and a thin region of the non-inverted portion)
Can be evaluated by the amount of retardation. In other words, when externally observing a plurality of regions having different thicknesses of the non-inverted portions, the difference between these regions can be observed by measuring the amount of transient retardation when a voltage is applied. Hereinafter, this point will be described.

【0028】リタデーション量は、屈折率異方性Δnと
液晶層の厚さdとの積によって表されるが、ここで言う
屈折率異方性の値Δnとは、基板垂直方向から見た平均
的な値のことであり、分子が一方向に揃っているとき
(さらには基板と水平面内に分子が揃っているとき)に
最大値を示し、分子位置が層内でねじれた状態にある場
合はその平均値として観測されるために小さく観測され
る値である。その結果、非反転部分の厚さが異なる複数
の領域については、電圧印加時の過渡的なリタデーショ
ン量を測定することにより、判断しうるものである。つ
まり、本発明に係る液晶素子は、上述のように非反転部
分の厚い領域と薄い領域とを有しているが、換言すれ
ば、リタデーション量の異なる複数の領域を有している
こととなる。
The amount of retardation is represented by the product of the refractive index anisotropy Δn and the thickness d of the liquid crystal layer, and the value of the refractive index anisotropy Δn referred to here is the average as viewed from the direction perpendicular to the substrate. Value when the molecules are aligned in one direction (and when the molecules are aligned in the horizontal plane with the substrate), and the molecular position is twisted in the layer Is a small observed value because it is observed as its average value. As a result, a plurality of regions having different thicknesses of the non-inverted portions can be determined by measuring the amount of transient retardation when applying a voltage. That is, the liquid crystal element according to the present invention has the thick region and the thin region of the non-inversion portion as described above, in other words, it has a plurality of regions having different amounts of retardation. .

【0029】すなわち、本発明は、いずれか一方の極性
の電圧を印加した際に得られるリタデーション量R
と、電圧無印加時におけるリタデーション量R(す
なわち、電圧無印加時の屈折率異方性の値Δnと液晶層
厚さdとの積)との比Rrate=R /Rが異なる複数
の領域からなることを特徴とする。つまり、本発明に係
る液晶素子においては、 * いずれか一方の極性の電圧を印加した際に得られる
リタデーション量をRとし、 * 電圧無印加時におけるリタデーション量(すなわ
ち、電圧無印加時の屈折率異方性の値Δnと液晶層厚さ
dとの積)をR、 とした場合に、それらの比Rrate=R/Rは、表示
面全域(液晶素子の画像表示面全域)に亘って均一とは
せず、領域毎に異ならせている(すなわち、液晶素子
は、比Rrateが異なる複数の領域からなるようにしてい
る)。
That is, according to the present invention, either polarity
Retardation amount R obtained when a voltage of
VAnd the amount of retardation R when no voltage is applied0(S
That is, the value Δn of the refractive index anisotropy when no voltage is applied and the liquid crystal layer
Product of thickness d) and ratio Rrate= R V/ R0Are different
Characterized by the following region: That is, according to the present invention.
Liquid crystal device, * can be obtained when a voltage of either polarity is applied
The amount of retardation is RV* The amount of retardation when no voltage is applied (i.e.,
That is, the value of the refractive index anisotropy Δn when no voltage is applied and the thickness of the liquid crystal layer
d) is R0, And their ratio Rrate= RV/ R0Is displayed
What is uniform over the entire surface (the entire image display surface of the liquid crystal element)
Instead, they are different for each region (ie, the liquid crystal element
Is the ratio RrateAre made up of different areas
).

【0030】この場合、比Rrateを異ならせる複数の領
域とは、画素を含む領域(該領域は、各画素のそれぞれ
に対応するように複数形成されたものであり、以下“画
素内領域”とする)と、画素を含まない領域(互いに隣
接される画素と画素との間の領域であって、以下“画素
間領域”とする)であるようにすると良い。換言すれ
ば、上記比Rrate=R/Rは、画素内領域と画素間
領域とで異ならせると良く、画素内領域における比R
rateが画素間領域における比Rrateよりも大きくなるよ
うにすると良い。
In this case, the plurality of regions having different ratios R rate is a region including a pixel (the plurality of regions are formed so as to correspond to each of the pixels. ) And a region that does not include a pixel (a region between adjacent pixels, hereinafter referred to as an “inter-pixel region”). In other words, the ratio R rate = R V / R 0 may be different between the intra-pixel region and the inter-pixel region.
It is preferable that the rate is larger than the ratio R rate in the inter-pixel region.

【0031】なお、前記リタデーション量Rの値は、
液晶素子を透過型にする場合には240nm以上にする
と良く、反射型にする場合には120nm以上にすると
良い。
The value of the retardation amount R 0 is
When the liquid crystal element is of a transmissive type, the thickness is preferably 240 nm or more. When the liquid crystal element is of a reflective type, the thickness is preferably 120 nm or more.

【0032】次に、過渡的リタデーション量の測定方法
について説明する。
Next, a method of measuring the amount of transient retardation will be described.

【0033】液晶素子に電圧を印加した際の液晶分子の
配向は、入射偏光の偏光回転に寄与しない界面近傍の液
晶層と、偏光回転に寄与する厚さdswのバルク層とに分
けられる。
The orientation of liquid crystal molecules when a voltage is applied to the liquid crystal element is divided into a liquid crystal layer near the interface that does not contribute to the polarization rotation of the incident polarized light and a bulk layer having a thickness d sw that contributes to the polarization rotation.

【0034】本測定の目的は、このバルク層における過
渡的なスイッチング角及びリタデーション量をリアルタ
イムで求めることにある。筆者らはこれらの値を求める
ために位相補償板を用いることで測定可能であると考え
た。すなわち、バルク層のリタデーション量と同じ値を
有する位相補償板を準備し、その光軸方向をバルク層の
液晶分子配向方向と直交させるよう角度調整して積層す
る。つまり、これらが完全に直交した場合には、バルク
層のリタデーションが補償され、リタデーション量がゼ
ロとなる結果偏光回転が生じなくなり、電圧舞印加状態
の透過光強度すなわち最暗状態になると考えられる。そ
こで、このときの位相補償板の配設した角度を測定する
ことでバルク層のスイッチング角を見積もることが出来
る。さらにオシロスコープを用いてこの測定を行って任
意の時間での最暗状態となる角度を求めることにより、
過渡的なスイッチング角をリアルタイムで求めることが
出来る。
The purpose of this measurement is to determine the transient switching angle and the amount of retardation in this bulk layer in real time. The authors thought that measurement could be performed by using a phase compensator to obtain these values. That is, a phase compensator having the same value as the amount of retardation of the bulk layer is prepared, and the layers are laminated while adjusting the angle so that the optical axis direction is orthogonal to the liquid crystal molecule orientation direction of the bulk layer. That is, when they are completely orthogonal to each other, it is considered that the retardation of the bulk layer is compensated and the amount of retardation becomes zero, so that no polarization rotation occurs and the transmitted light intensity in the voltage applied state, that is, the darkest state. Therefore, the switching angle of the bulk layer can be estimated by measuring the angle at which the phase compensator is provided at this time. Further, by performing this measurement using an oscilloscope and determining the angle at which the state becomes the darkest at any time,
Transient switching angles can be determined in real time.

【0035】さらに上記の位相補償板として、ネマチッ
ク液晶のECBモードのセルで代用することが出来る。
これによりネマチック液晶セルに印加する電圧を変化さ
せるだけでリタデーション量を変化させることが出来る
ため、上記の積層角度調整とネマチック液晶セルに印加
する電圧を適宜調整する操作を同時に行いながら、最暗
状態を取る条件を見出すことにより、リタデーション量
とスイッチング角の両方を同時に求めることが出来る。
なお、ネマチック液晶に対し印加する電圧とリタデーシ
ョン量との関係は、セナルモンまたはベレックのコンペ
ンセーターにて測定することが出来る。またこの測定に
関しても、オシロスコープを用いてこの測定を行って任
意の時間での最暗状態となる条件を求めることにより、
過渡的なスイッチング角及びリタデーション量を同時に
リアルタイムで求めることが出来る。
Further, as the above-mentioned phase compensator, an ECB mode cell of a nematic liquid crystal can be used instead.
As a result, the amount of retardation can be changed only by changing the voltage applied to the nematic liquid crystal cell. Therefore, while performing the above-described operation of adjusting the stacking angle and appropriately adjusting the voltage applied to the nematic liquid crystal cell, the darkest state is obtained. By finding the condition for taking, both the retardation amount and the switching angle can be obtained at the same time.
The relationship between the voltage applied to the nematic liquid crystal and the amount of retardation can be measured with a Senarmon or Berek compensator. Also for this measurement, by performing this measurement using an oscilloscope and finding the condition that makes it the darkest state at any time,
The transitional switching angle and the amount of retardation can be simultaneously determined in real time.

【0036】次に、上述のようにRrateが異なる複数の
領域を作製する方法について説明する。
Next, a method for producing a plurality of regions having different R rates as described above will be described.

【0037】ここで言うRrateが異なる複数の領域を作
製する方法としては特に限定されるものではないが、例
えば、1つの手投としてマスクラビング法が挙げられ
る。すなわち、セル全面に配向膜を形成した後、該配向
膜の全面をラビングする。その後、この配向膜の表面に
フォトレジストを塗布し、露光・現像することによって
特定の領域の配向膜だけを露出させ、さらに全面をラビ
ングする。その後レジスト膜(フォトレジスト)を除去
することにより、パネル面内に1回ラビングされた領域
と2回ラビングされた領域を作り分けることが可能とな
る。
The method for producing a plurality of regions having different R rates is not particularly limited, but for example, a mask rubbing method is used as one manual throw. That is, after forming an alignment film on the entire surface of the cell, the entire surface of the alignment film is rubbed. After that, a photoresist is applied to the surface of the alignment film, exposed and developed to expose only the alignment film in a specific region, and further rubbed on the entire surface. Thereafter, by removing the resist film (photoresist), it is possible to separately form a region rubbed once and a region rubbed twice in the panel surface.

【0038】また、その他の方法としては、 * セル全面に配向膜を形成した後にUV照射により所
定の部分の配向膜だけを分解剥離した後にラビングを行
なうUVアッシング法や、 * 配向膜自身に感光性を付与し、所望の形状に配向膜
を敷設した後にラビングを行なう方法、 等を挙げることができる。
Other methods include a UV ashing method in which an alignment film is formed on the entire surface of a cell, and only a predetermined portion of the alignment film is decomposed and peeled off by UV irradiation, and then rubbing is performed. Rubbing after laying the alignment film in a desired shape to impart rubbing properties.

【0039】一方、Rrateが異なる複数の領域の形状に
ついては特に限定されるものではないが、上述のように
駆動電圧の上昇が抑えられるRrateの大きな領域を画素
内領域に敷設し、単安定性の付与に寄与するRrateの小
さな領域を画素間領域に敷設すると良い。すなわち、画
素内領域における比Rrateが、画素間領域におけるR
rateよりも大きくなるようにすると良い。この場合、R
rateの小さな領域の形状は、画素間領域に対応するよう
にストライプ状に形成し、Rrateの大きな領域の形状
は、画素内領域に対応するように島状に形成すると良
い。また、それらの領域の大きさは、例えば良好な単安
定性が付与されるように調節するとよく、Rra teの小さ
な領域を、画素間領域全体ではなくその一部に形成して
も良い。
On the other hand, RrateHave different shapes
Although it is not particularly limited, as described above,
R that suppresses increase in drive voltageratePixels a large area of
R that is laid in the inner region and contributes to the addition of monostabilityrateSmall
It is good to lay a small area in the area between pixels. That is,
Ratio R in elementary regionrateIs R in the inter-pixel region.
rateIt is better to make it larger. In this case, R
rateThe shape of the small area of
To form a striperateLarge area shape
Should be formed in an island shape so as to correspond to the pixel area.
No. Also, the size of those areas is, for example, good
It may be adjusted so as to impart qualitative properties.ra teSmall
Area is formed not in the whole area between pixels but in a part of it.
Is also good.

【0040】ところで、液晶材料の有する屈折率異方性
の値(Δn)とセル厚との積が最適リタデーション値と
なるよう設計されるセル厚の値とは異なる値にセル厚を
決めることが望ましい。特に本発明の素子では、電圧無
印加状態でのΔnの値より電圧印加状態での実効的なΔ
nの値の方が小さくなることから、液晶材料の有する屈
折率異方性の値(Δn)とセル厚との積が最適リタデー
ション値となるよう設計されるセル厚の値よりも厚くす
るようセル厚を決めることが望ましい。
By the way, the cell thickness may be determined to be different from the cell thickness designed so that the product of the value of the refractive index anisotropy (Δn) of the liquid crystal material and the cell thickness becomes an optimum retardation value. desirable. In particular, in the element of the present invention, the effective Δ
Since the value of n is smaller, the product of the value of the refractive index anisotropy (Δn) of the liquid crystal material and the cell thickness is set to be larger than the cell thickness designed to be the optimum retardation value. It is desirable to determine the cell thickness.

【0041】なおここで言う最適リタデーション値と
は、透過型の液晶素子として用いる場合、クロスニコル
下ではΔnd/λが1/2になる値であるが、この値は
波長に依存する値であるため最適化すべき波長をあらか
じめ決めておく必要がある。
The optimum retardation value mentioned here is a value in which Δnd / λ becomes 1 / under crossed Nicols when used as a transmissive liquid crystal element, but this value is a value dependent on the wavelength. Therefore, it is necessary to determine the wavelength to be optimized in advance.

【0042】我々の経験からはカラー表示素子として用
いる場合には、白色表示時の色温度の観点などから最適
化すべき中心波長として、400nm〜480nmが適
することがわかっている。したがって最適リタデーショ
ン値は200nm〜240nmとなる。以上から、上記
表示素子及び液晶素子では、液晶材料の有する屈折率異
方性の値(Δn)とセル厚との積が200nm〜240
nmの範囲より大きくなるようセル厚を決めることが望
ましい。
From our experience, it is known that, when used as a color display element, 400 nm to 480 nm is suitable as the center wavelength to be optimized from the viewpoint of the color temperature during white display. Therefore, the optimum retardation value is 200 nm to 240 nm. From the above, in the above display element and liquid crystal element, the product of the value of the refractive index anisotropy (Δn) of the liquid crystal material and the cell thickness is 200 nm to 240 nm.
It is desirable to determine the cell thickness so as to be larger than the range of nm.

【0043】本発明では、上述したようなセル厚設計方
針に基づいて素子設計される素子として、上述したよう
な電圧無印加時に液晶が単安定状態を呈するようなカイ
ラルスメクチック液晶を用いた液晶素子が提供される。
According to the present invention, a liquid crystal element using a chiral smectic liquid crystal in which the liquid crystal exhibits a monostable state when no voltage is applied as described above is used as an element designed based on the above-described cell thickness design policy. Is provided.

【0044】その本発明に適用できる液晶素子の第一
は、特願平10−177145及び特願平10−177
146に記載の素子であり、該液晶材料の相転移系列
が、高温側より、等方性液体相(ISO.)−コレステ
リック相(Ch)−カイラルスメクチックC相(SmC
*)、又は等方性液体相(ISO.)−カイラルスメク
チックC相(SmC*)を示し、SmC*相への転移の
際に一対の基板間へ、正負いずれかのDC電圧を印加す
ることで、2つの層方向のうち一方の層方向のみに揃
え、即ち平均一軸配向処理軸とスメクチック層法線方向
のずれ方向が一定となるようにし、電圧無印加の状態で
液晶分子仮想コーンエッジの内側に安定化させ、そのメ
モリ性を消失させたSmC*相の配向状態を得ている。
The first of the liquid crystal elements applicable to the present invention is Japanese Patent Application Nos. 10-177145 and 10-177.
146, wherein the phase transition series of the liquid crystal material is isotropic liquid phase (ISO.)-Cholesteric phase (Ch) -chiral smectic C phase (SmC
*) Or an isotropic liquid phase (ISO.)-Chiral smectic C phase (SmC *), in which a positive or negative DC voltage is applied between a pair of substrates during the transition to the SmC * phase. Thus, the alignment direction is aligned only in one of the two layer directions, that is, the deviation direction between the average uniaxial alignment processing axis and the normal direction of the smectic layer is constant. The orientation state of the SmC * phase, which is stabilized inward and whose memory property is lost, is obtained.

【0045】また、本発明に用いられるカイラルスメク
チック液晶は相転移系列が、高温側より、等方性液体相
(ISO.)−コレステリック相(Ch)−カイラルス
メクチックC相(SmC*)又は等方性液体相(IS
O.)−カイラルスメクチックC相(SmC*)である
ものが好ましい。
The chiral smectic liquid crystal used in the present invention has a phase transition series from the high temperature side, from an isotropic liquid phase (ISO.)-Cholesteric phase (Ch) -chiral smectic C phase (SmC *) or isotropic. Liquid phase (IS
O. ) -Chiral smectic C phase (SmC *) is preferred.

【0046】以下に本発明で用いられる液晶組成物を構
成する好ましい化合物の具体例を(1)〜(4)に示
す。
Specific examples of preferred compounds constituting the liquid crystal composition used in the present invention are shown in (1) to (4) below.

【0047】[0047]

【化1】 Embedded image

【0048】[0048]

【化2】 Embedded image

【0049】また、本発明に適用できる第二の液晶素子
は、カイラルスメクチック液晶1を備えており、該液晶
1該液晶1を挟持して互いに対向するように一対の基板
2a,2bが配置されている。なお、これらの一対の基
板2a,2bのうち、少なくとも一方の基板の対向面
(液晶1に接触する側の面)には、液晶1を配向させる
ための一軸性配向処理が施されている。
The second liquid crystal element applicable to the present invention includes a chiral smectic liquid crystal 1, and a pair of substrates 2a and 2b are arranged so as to sandwich the liquid crystal 1 and face each other. ing. In addition, a uniaxial alignment process for aligning the liquid crystal 1 is performed on at least one of the pair of substrates 2a and 2b on the opposing surface (the surface on the side in contact with the liquid crystal 1).

【0050】また、該液晶素子は、液晶1に電圧を印加
するための一対の電極3a,3bを備えている。
The liquid crystal device has a pair of electrodes 3 a and 3 b for applying a voltage to the liquid crystal 1.

【0051】そして、前記カイラルスメクチック液晶1
はカイラルスメクチックC液晶であり、該液晶のスメク
チック層がシェブロン構造をとる。
The chiral smectic liquid crystal 1
Is a chiral smectic C liquid crystal, and the smectic layer of the liquid crystal has a chevron structure.

【0052】また、該シェブロン構造をなすスメクチッ
ク層の基板法線に対する傾斜角δが、少なくも使用温度
において前記前記カイラルスメクチックC液晶のチルト
角Θ以上(つまり、該チルト角Θと実質的に同じかそれ
より大きい角)でなければならない。
The tilt angle δ of the smectic layer having the chevron structure with respect to the substrate normal is at least equal to or greater than the tilt angle 前 記 of the chiral smectic C liquid crystal at the operating temperature (that is, substantially equal to the tilt angle Θ). Or larger angle).

【0053】この液晶素子によれば、電界無印加時で
は、該カイラルスメクチック液晶1が、該液晶の分子の
平均分子軸が平均一軸配向処理軸と実質的に一致し、ク
ロスニコル偏光子間に挟持した場合の最暗光学軸を1つ
しか持たない配向状態を有し、電界印加時では、印加電
界の強度変化に応じて該カイラルスメクチック液晶の連
続的に見かけのチルト角及び透過光強度が変化すること
となる。
According to this liquid crystal element, when no electric field is applied, the chiral smectic liquid crystal 1 has an average molecular axis of the molecules of the liquid crystal substantially coincident with the average uniaxial alignment processing axis, and the liquid crystal molecules between the crossed Nicol polarizers. It has an orientation state having only one darkest optical axis when sandwiched, and when an electric field is applied, the apparent tilt angle and transmitted light intensity of the chiral smectic liquid crystal continuously change according to the intensity change of the applied electric field. Will change.

【0054】また上記で述べた液晶モード以外にも、電
圧無印加状態において液晶分子の配向ベクトルが略一方
向に向いている強誘電性液晶素子であればいずれの素子
でも適用することが出来る。例えば、特開平4−212
16で開示されている素子、あるいは高分子安定化強誘
電性液晶などには適用することが出来る。
In addition to the liquid crystal mode described above, any ferroelectric liquid crystal element in which the orientation vector of liquid crystal molecules is oriented in one direction when no voltage is applied can be applied. For example, JP-A-4-212
16 or a polymer-stabilized ferroelectric liquid crystal.

【0055】上記素子では電圧無印加時のリタデーショ
ン量と電圧印加時のリタデーション量とを比較すると、
電圧印加時のリタデーション量の方が小さいため、電圧
無印加時を黒表示とする液晶素子とした場合において、
所望の透過光量を得るためには、所望のリタデーション
量に対して、液晶材料の有する屈折率異方性の値Δnと
セル厚dの積を大きくするよう設計する。
In the above element, when the retardation amount when no voltage is applied and the retardation amount when voltage is applied are compared,
Since the amount of retardation at the time of applying a voltage is smaller, when a liquid crystal element that displays black when no voltage is applied is used,
In order to obtain a desired amount of transmitted light, a design is made so that the product of the value Δn of the refractive index anisotropy of the liquid crystal material and the cell thickness d is larger than the desired amount of retardation.

【0056】ところで、本発明においては、前記カイラ
ルスメクチック液晶1のバルク状態でのらせんピッチは
セル厚の2倍より長くすると良い。
In the present invention, the helical pitch in the bulk state of the chiral smectic liquid crystal 1 is preferably longer than twice the cell thickness.

【0057】また、カイラルスメクチック液晶1とし
て、等方性液体相(ISO.)−コレステリック相(C
h)−スメクチックA相(SmA)−カイラルスメクチ
ックC相(SmC*)なる相転移系列を有するものを用
い、その製造過程において、液晶1が降温されてコレス
テリック相(Ch)やスメクチックA相(SmA)やカ
イラルスメクチックC相(SmC*)を示す温度にて、
該液晶に電界印加処理を施すと良い。さらには、液晶1
が降温されてスメクチックA相(SmA)やカイラルス
メクチックC相(SmC*)を示す温度にて、該液晶に
加圧処理を施しても良い。またさらに、カイラルスメク
チック液晶1として、等方性液体相(ISO.)−コレ
ステリック相(Ch)−カイラルスメクチックC相(S
mC*)なる相転移系列を有するものを用い、その製造
過程において、液晶1が降温されてコレステリック相
(Ch)やカイラルスメクチックC相(SmC*)を示
す温度にて、該液晶に電界印加処理を施しても良い。
Further, as the chiral smectic liquid crystal 1, an isotropic liquid phase (ISO.)-Cholesteric phase (C
h) -Smectic A phase (SmA) -a chiral smectic C phase (SmC *) having a phase transition series, and in a manufacturing process thereof, the liquid crystal 1 is cooled to a cholesteric phase (Ch) or a smectic A phase (SmA). ) And chiral smectic C phase (SmC *)
An electric field application treatment is preferably applied to the liquid crystal. Furthermore, the liquid crystal 1
The liquid crystal may be subjected to a pressure treatment at a temperature at which the temperature is lowered to show a smectic A phase (SmA) or a chiral smectic C phase (SmC *). Furthermore, as a chiral smectic liquid crystal 1, an isotropic liquid phase (ISO.)-Cholesteric phase (Ch) -chiral smectic C phase (S
In the manufacturing process, an electric field is applied to the liquid crystal 1 at a temperature at which the temperature of the liquid crystal 1 is lowered to show a cholesteric phase (Ch) or a chiral smectic C phase (SmC *). May be applied.

【0058】ところで、前記カイラルスメクチック液晶
1のスメクチック層の傾斜角δが、少なくとも使用温度
において前記カイラルスメクチックC液晶の該カイラル
スメクチックC液晶のバルク状態での層間隔の温度変化
から計算される大きさよりも大きくなるようにすると良
い。
By the way, the inclination angle δ of the smectic layer of the chiral smectic liquid crystal 1 is smaller than the magnitude calculated from the temperature change of the layer spacing in the bulk state of the chiral smectic C liquid crystal at least at the use temperature. Should also be large.

【0059】また、前記電界印加処理且つ/又は加圧処
理により変化した素子内のシェブロン構造の層傾斜角δ
が、等方性液体相を示す高温側から冷却されて形成され
る初期シェブロン構造の層傾斜角δより大きくなるよ
うにしても良い。
Further, the layer inclination angle δ of the chevron structure in the device changed by the electric field application processing and / or the pressure processing.
But it may be greater than the layer inclination angle [delta] 0 of the initial chevron structure which is formed by cooling from a high temperature side that indicates the isotropic liquid phase.

【0060】この場合、前記カイラルスメクチックC液
晶のバルク状態でのらせんピッチはセル厚の2倍より長
くすると良い。
In this case, the helical pitch in the bulk state of the chiral smectic C liquid crystal is preferably longer than twice the cell thickness.

【0061】さらに、前記複数の領域のうち、いずれか
一方の極性の電圧を印加した際に得られるリタデーショ
ン量Rと、電圧無印加時におけるリタデーション量R
(すなわち、電圧無印加時の屈折率異方性の値Δnと
液晶層厚さdとの積)との比Rrate=R/Rの小さ
い方の領域では、該比を0.90以下にすると良い。
[0061] Furthermore, among the plurality of regions, and the retardation amount R V obtained upon applying either polarity of the voltage, the retardation amount R when no voltage is applied
0 (that is, the product of the refractive index anisotropy value Δn when no voltage is applied and the thickness d of the liquid crystal layer) in a smaller region of the rate R rate = R V / R 0 , the ratio is set to 0. It is good to be 90 or less.

【0062】以下、本発明に係る液晶素子の具体的構成
について説明する。
Hereinafter, a specific configuration of the liquid crystal element according to the present invention will be described.

【0063】液晶素子P,Pでは、一対のガラス、
プラスチック等透明性の高い材料からなる基板2a,2
b間に液晶1、好ましくはカイラルスメクチック相を呈
する液晶を挟持したセルが互いに偏光軸が直交した一対
の偏光板(不図示)間に挟装した構遺となっている。
In the liquid crystal elements P 1 and P 2 , a pair of glass
Substrates 2a, 2 made of highly transparent material such as plastic
The cell has a structure in which a liquid crystal 1, preferably a liquid crystal exhibiting a chiral smectic phase, is sandwiched between b, and a cell is sandwiched between a pair of polarizing plates (not shown) whose polarization axes are orthogonal to each other.

【0064】基板2a,2bには、夫々液晶1に電圧を
印加するためのIn、ITO等の材料からなる電
極3a,3bが設けられており、後述するように一方の
基板にドット状の透明電極3bをマトリックス状に配置
し、各透明電極にTFTやMIM(Metal−Ins
ulator−Metal)等のアクティブ素子4を接
続し、他方の基板の一面上あるいは所定パターンの対向
電極3aを設けアクティブマトリックス構造にすること
が好ましい。
The substrates 2a and 2b are provided with electrodes 3a and 3b made of a material such as In 2 O 3 or ITO for applying a voltage to the liquid crystal 1, respectively. Transparent electrodes 3b are arranged in a matrix and each transparent electrode is provided with a TFT or MIM (Metal-Ins).
It is preferable to connect an active element 4 such as an U.S.A.-Ultor-Metal) and provide an opposing electrode 3a on one surface of the other substrate or a predetermined pattern to form an active matrix structure.

【0065】電極3a,3b上には、必要に応じてこれ
らのショートを防止する等の機能を持つSiO、Ti
、Ta等の材料からなる絶緑膜7a,7bが
夫々設けられる。
[0065] electrodes 3a, On 3b, SiO 2 having a function such as to prevent these short optionally, Ti
Green insulating films 7a and 7b made of a material such as O 2 and Ta 2 O 5 are provided, respectively.

【0066】更に、絶縁膜7a,7b上には、液晶1に
接し、その配向状態を制御するべく機能する配向制御膜
8a,8bが設けられている。かかる配向制御膜8a,
8bの少なくとも一方には一軸配向処理が施されてい
る。かかる膜としては、例えば、ポリイミド、ポリイミ
ドアミド、ボリアミド、ポリビニルアルコール等の有機
材料を溶液塗工した膜の表面にラビング処理を施したも
の、あるいはSiO等の酸化物、窒化物を基板に対し斜
め方向から所定の角度で蒸着した無機材料の斜方蒸着膜
を用いることができる。
Further, on the insulating films 7a and 7b, alignment control films 8a and 8b which are in contact with the liquid crystal 1 and function to control the alignment state are provided. Such alignment control films 8a,
8b is subjected to a uniaxial orientation treatment. As such a film, for example, a film obtained by applying a rubbing treatment to the surface of a film obtained by applying a solution of an organic material such as polyimide, polyimide amide, polyamide, or polyvinyl alcohol, or an oxide such as SiO or a nitride obliquely to the substrate is used. An oblique deposition film of an inorganic material deposited at a predetermined angle from the direction can be used.

【0067】尚、配向制御膜8a,8bについては、そ
の材料の選択、処理(一軸配向処理等)の条件等によ
り、液晶1の分子のプレチルト角(液晶分子の配向制御
膜界面付近で膜面に対してなす角度)が調整される。
The orientation control films 8a and 8b may have different pretilt angles of the molecules of the liquid crystal 1 (the film surfaces near the interface between the liquid crystal molecules and the orientation control film) depending on the selection of the materials and the conditions of the treatment (uniaxial orientation treatment and the like). Is adjusted.

【0068】また、配向制御膜8a,8bがいずれも一
軸配向処理がなされた膜である場合、夫々の膜の一軸配
向処理方向(特にラビング方向)を、用いる液晶材料に
応じて平行、反平行、あるいは45°以下の範囲でクロ
スするように設定することができる。
When the orientation control films 8a and 8b are both uniaxially oriented films, the uniaxial orientation direction (especially the rubbing direction) of each film is parallel or antiparallel depending on the liquid crystal material used. Alternatively, it can be set to cross in the range of 45 ° or less.

【0069】基板2a,2bは、スペーサー9を介して
対向している。かかるスペーサー9は、基板2a,2b
の間の距離(セルギャップ)を決定するものであり、シ
リカビーズ等が用いられる。ここで決定されるセルギャ
ップについては、液晶材料の違いによって最適範囲及び
上限値が異なるが、均一な一軸配向性、また電圧無印加
時に液晶分子の平均分子軸をほぼ配向処理軸の平均方向
の軸と実質的に同一にする配向状態を発現させるべく、
0.3〜10μmの範囲に設定することが好ましい。さ
らに、このセル厚の値は、上述したように、所望のリタ
デーション量となるよう、適宜調整し設定することが好
ましい。
The substrates 2a and 2b face each other with the spacer 9 interposed therebetween. Such spacers 9 are used for the substrates 2a and 2b.
To determine the distance between them (cell gap), and silica beads or the like are used. Regarding the cell gap determined here, the optimum range and the upper limit value are different depending on the difference of the liquid crystal material, but the uniform uniaxial orientation, and the average molecular axis of the liquid crystal molecule when no voltage is applied is almost in the average direction of the alignment processing axis. In order to develop an orientation state that is substantially the same as the axis,
It is preferable to set the range of 0.3 to 10 μm. Further, as described above, it is preferable that the value of the cell thickness is appropriately adjusted and set so as to have a desired retardation amount.

【0070】スペーサー9に加えて、基板2a,2b間
の接着性を向上させ、カイラルスメクチック相を示す液
晶の耐衝撃性を向上させるべく、エポキシ樹脂等の樹脂
材料等からなる接着粒子を分散配置することもできる
(図示せず)。
In addition to the spacers 9, adhesive particles made of a resin material such as an epoxy resin or the like are dispersed in order to improve the adhesiveness between the substrates 2a and 2b and to improve the impact resistance of the liquid crystal exhibiting a chiral smectic phase. (Not shown).

【0071】上記構造の液晶素子P,Pでは、液晶
1としてカイラルスメクチック相を示す液晶を用いる場
合については、その材料の組成を調整し、更に液晶材料
の処理や素子構成、例えば配向制御膜8a,8bの材
料、処理条件等を適宜設定することにより、電圧無印加
時では、該液晶の平均分子軸(液晶分子)が単安定化さ
れている配向状態(第一の状態)を示し、第一の極性の
電圧印加時には、該液晶の平均分子軸は印加電圧の大き
さに応じた角度で該単安定化された位置から一方の側に
チルトし、該第一の極性とは逆極性の第二の極性の電圧
印加時には、該液晶の平均分子軸は該単安定化された位
置から第一の極性の電圧を印加したときとは逆側にチル
トするような特性を示すようにする。このとき、第一の
極性の電圧印加による最大チルト角度(すなわち、第一
の状態における単安定化された位置を基準としたチルト
角のうち最大のもの)β1が、第二の極性の電圧印加に
よる最大チルト角度β2より大きい(β1>β2)よう
な特性を示すようにしても良い。また、β1≧5×β2
となるようにしても良い。さらに、β1=β2となるよ
うにしても良い。
In the liquid crystal elements P 1 and P 2 having the above structure, when a liquid crystal exhibiting a chiral smectic phase is used as the liquid crystal 1, the composition of the material is adjusted, and further, the processing of the liquid crystal material and the element configuration, for example, the alignment control are performed. By appropriately setting the materials and processing conditions of the films 8a and 8b, when no voltage is applied, the liquid crystal exhibits an alignment state (first state) in which the average molecular axis (liquid crystal molecules) is monostable. When a voltage of the first polarity is applied, the average molecular axis of the liquid crystal tilts to one side from the mono-stabilized position at an angle corresponding to the magnitude of the applied voltage, and is opposite to the first polarity. When a voltage of the second polarity is applied, the average molecular axis of the liquid crystal is tilted from the monostable position to a side opposite to that applied when the voltage of the first polarity is applied. I do. At this time, the maximum tilt angle due to the application of the voltage of the first polarity (that is, the largest one of the tilt angles based on the mono-stabilized position in the first state) β1 is equal to the voltage of the second polarity. May be larger than the maximum tilt angle β2 (β1> β2). Also, β1 ≧ 5 × β2
You may make it become. Further, β1 = β2 may be satisfied.

【0072】そして、カイラルスメクチック相を示す液
晶材料としては、前述したような特性(液晶材料固有の
物性値コーン角Θ、スメクチック層の層間隔d、傾斜角
δについての特性)を示すようなビフェニル骨格やフェ
ニルシクロへキサンエステル骨格、フェニルピリミジン
骨格等を有する炭化水素系液晶材料、ナフタレン系液晶
材料、ポリフッ素系液晶材料を適宜選択して調整した組
成物を用いる。
As the liquid crystal material exhibiting a chiral smectic phase, biphenyl which exhibits the above-mentioned properties (properties relating to the physical property value cone angle の, the layer spacing d of the smectic layer, and the inclination angle δ inherent to the liquid crystal material) is used. A composition obtained by appropriately selecting and adjusting a hydrocarbon-based liquid crystal material, a naphthalene-based liquid crystal material, and a polyfluorine-based liquid crystal material having a skeleton, a phenylcyclohexane ester skeleton, a phenylpyrimidine skeleton, or the like is used.

【0073】当該液晶素子では、基板2a,2bの一方
に少なくともR,G,Bのカラーフィルターを設け、カ
ラー液晶素子とすることもできる。
In the liquid crystal device, at least one of R, G, and B color filters may be provided on one of the substrates 2a, 2b to form a color liquid crystal device.

【0074】尚、当該液晶素子は、両方の基板2a,2
bに一対の偏光板を設けた透過型の液晶素子、即ち基板
2a,2bのいずれも透光性の基板であり、一方の基板
側からの入射光(例えば外部光源による光)を変調し他
方側に出射するタイプの素子、又は少なくとも一方の基
板に偏光板を設けた反射型の液晶素子、即ち基板2a,
2bのいずれか一方の側に反射板を設けるかあるいは一
方の基板自体又は基板に設ける部材として反射性の材料
を用いて、入射光及び反射光を変調し、入射側と同様の
側に光を出射するタイプの素子のいずれにも適用するこ
とができる。
The liquid crystal element is connected to both substrates 2a and 2a.
b, a transmission type liquid crystal element in which a pair of polarizing plates is provided, that is, both of the substrates 2a and 2b are translucent substrates, and modulate incident light (for example, light from an external light source) from one substrate side, and Or a reflective liquid crystal element in which a polarizing plate is provided on at least one substrate, that is, the substrate 2a,
The incident light and the reflected light are modulated by providing a reflective plate on one side of 2b or using a reflective material as one substrate itself or a member provided on the substrate, and the light is directed to the same side as the incident side. The present invention can be applied to any of the emission type elements.

【0075】本発明では、上述の液晶素子に対して階調
信号を供給する駆動回路を設け、上述したような電圧の
印加により液晶の平均分子軸の単安定位置からの連続的
なチルト角度の変化、及び素子からの出射光量が連続的
に変化する特性を利用し階調表示を行なう液晶表示素子
を構成することができる。例えば、液晶素子の一方の基
板として前述したようなTFT等を備えたアクティブマ
トリクス基板を用い、駆動回路で振幅変調によるアクテ
ィブマトリクス駆動を行なうことでアナログ階調表示が
可能となる。
In the present invention, a drive circuit for supplying a gradation signal to the above-mentioned liquid crystal element is provided, and by applying the above-mentioned voltage, a continuous tilt angle from the monostable position of the average molecular axis of the liquid crystal is obtained. A liquid crystal display element that performs gradation display by utilizing the change and the characteristic that the amount of light emitted from the element changes continuously can be configured. For example, by using an active matrix substrate having the above-described TFT or the like as one substrate of a liquid crystal element and performing active matrix driving by amplitude modulation with a driving circuit, analog gray scale display can be performed.

【0076】図2〜図5を参照して、本発明の液晶素子
において、このようなアクティブマトリクス基板を用い
た例について説明する。
With reference to FIGS. 2 to 5, an example in which such an active matrix substrate is used in the liquid crystal device of the present invention will be described.

【0077】図3は、当該素子を、駆動手段を備えた形
で、一方の基板(アクティブマトリクス基板)の構成を
中心に模式的に示したものである。
FIG. 3 schematically shows the element with a driving means, focusing on the structure of one substrate (active matrix substrate).

【0078】図3に示す構成では、液晶素子に相当する
パネル部において、駆動手段である走査信号ドライバ6
に連結した走査線に相当する図面上水平方向のゲート線
、G…と、駆動手段である情報信号ドライバ5に
連結した情報信号線に相当する図面上縦方向のソース線
、S…が互いに絶縁された状態で直交するように
設けられており、その各交点の画素に対応してアクティ
ブ素子に相当する薄膜トランジスタ(TFT)4及び画
素電極3bが設けられている(同図では簡略化のため5
x5画素の領域のみを示す)。尚、アクティブ素子とし
て、TFTの他、MIM素子を用いることもできる。ゲ
ート線G、G…はTFT4のゲート電極(図示せ
ず)に接続され、ソース線S、S…はTFT4のソ
ース電極(図示せず)に接続され、画素電極3bはTF
T4のドレイン電極(図示せず)に接統されている。か
かる構成において、走査信号ドライバ6によりゲート線
、G…が例えば線順次に走査選択されてゲート電
圧が供給され、このゲート線の走査選択に同期して情報
信号ドライバ5から、各画素に書き込む情報に応じた情
報信号電圧がソース線S、S…に供給され、TFT
4を介して各画素電極に印加される。
In the configuration shown in FIG. 3, in a panel section corresponding to a liquid crystal element, a scanning signal driver 6 serving as driving means is provided.
Drawing on the horizontal direction as the gate lines G 1, G 2 ..., the drawings on the vertical direction of the source lines S 1 corresponding to the information signal line which is connected to the information signal driver 5 is a drive means corresponding to the scan lines connected to, S 2 ... is provided with orthogonally with each other while being insulated from each other, a thin film transistor (TFT) 4, and the pixel electrode 3b corresponding to the active elements corresponding to the pixels of the intersections are provided (FIG. So for simplicity 5
Only the area of x5 pixels is shown). It should be noted that an MIM element can be used as the active element in addition to the TFT. The gate lines G 1, G 2 ... is connected to the gate electrode of the TFT 4 (not shown), the source lines S 1, S 2 ... is connected to the source electrode of the TFT 4 (not shown), the pixel electrode 3b is TF
It is connected to a drain electrode (not shown) of T4. In this configuration, the gate lines G 1 , G 2 ... Are, for example, line-sequentially scanned and selected by the scanning signal driver 6 and a gate voltage is supplied. Are supplied to the source lines S 1 , S 2, ...
4 is applied to each pixel electrode.

【0079】図2は、図3に示すようなパネル構成にお
ける各画素部分(1ピット分)の断面構造の一例を示
す。同図に示す構造では、TFT4及び画素電極3bを
備えるアクティブマトリクス基板2bと共通電極3aを
備えた対向基板2a間に、自発分極を有する液晶層1が
挟持され、液晶容量Clcが構成されている(図4参
照)。
FIG. 2 shows an example of a sectional structure of each pixel portion (for one pit) in the panel configuration shown in FIG. In the structure shown in the figure, a liquid crystal layer 1 having spontaneous polarization is sandwiched between an active matrix substrate 2b having a TFT 4 and a pixel electrode 3b and a counter substrate 2a having a common electrode 3a, thereby forming a liquid crystal capacitor Clc. (See FIG. 4).

【0080】アクティブマトリクス基板2bについて
は、TFT4としてアモルファスSiTFTを用いた例
が示されている。TFT4はガラス等からなる基板2b
上に形成され、図3に示すゲート線G、G…に接統
したゲート電極11上に窒化シリコン(SiNx)等の
材料からなる絶縁膜(ゲート絶緑膜)7bを介してa−
Si層12が設けられており、該a−Si層12上に、
夫々n+a−Si層13,14を介してソース電極1
5、ドレイン電極16が互いに離間して設けられてい
る。ソース電極15は図3に示すソース線S、S
に接続し、ドレイン電極16はITO膜等の透明導電膜
からなる画素電極3bに接続している。また、TFT4
におけるa−Si層12上をチャネル保護膜17が被覆
している。このTFT4は、該当するゲート線が走査選
択された期間においてゲート電極11にゲートパルスが
印加されオン状態となる。
In the active matrix substrate 2b, an example in which an amorphous Si TFT is used as the TFT 4 is shown. The TFT 4 is a substrate 2b made of glass or the like.
Formed thereon, via an insulating film (gate Zemmidorimaku) 7b which is formed on the gate lines G 1, G 2 ... gate electrode 11 which is SeMMitsuru in made of a material such as silicon nitride (SiNx) shown in FIG. 3 a-
An Si layer 12 is provided, and on the a-Si layer 12,
Source electrode 1 is interposed via n + a-Si layers 13 and 14, respectively.
5. The drain electrode 16 is provided apart from each other. The source electrodes 15 correspond to the source lines S 1 , S 2 .
And the drain electrode 16 is connected to the pixel electrode 3b made of a transparent conductive film such as an ITO film. In addition, TFT4
The channel protective film 17 covers the a-Si layer 12 in FIG. The TFT 4 is turned on by applying a gate pulse to the gate electrode 11 during a period in which the corresponding gate line is selected for scanning.

【0081】更に、アクティブマトリクス基板2bにお
いては、画素電極3bと、該電極のガラス基板側に設け
られた保持容量電極20により絶縁膜7b(ゲート電極
11上の絶縁膜と連続的に設けられた膜)を挟持した構
造により保持容量Csが液晶層1と並列の形で設けられ
ている(図4参照)。保持容量電極20はその面積が大
きい場合、開口率の低下するため、ITO膜等の透明導
電膜により形成される。
Further, in the active matrix substrate 2b, the insulating film 7b (continuously formed with the insulating film on the gate electrode 11) is formed by the pixel electrode 3b and the storage capacitor electrode 20 provided on the glass substrate side of the electrode. A storage capacitor Cs is provided in parallel with the liquid crystal layer 1 by a structure sandwiching the film (see FIG. 4). When the area of the storage capacitor electrode 20 is large, the aperture ratio is reduced, and thus the storage capacitor electrode 20 is formed of a transparent conductive film such as an ITO film.

【0082】アクティブマトリクス基板2bのTFT4
及び画素電極3b上には液晶の配向状態を制御する為の
例えばラビング処理等の一軸配向処理が施された配向膜
8bが設けられている。
The TFT 4 on the active matrix substrate 2b
On the pixel electrode 3b, there is provided an alignment film 8b which has been subjected to a uniaxial alignment process such as a rubbing process for controlling the alignment state of the liquid crystal.

【0083】一方、対向基板では、ガラス基板2a上
に、全面同様の厚みで共通電極3a、及び液晶の配向状
態を制御する為の配向膜8aが積層されている。
On the other hand, in the counter substrate, a common electrode 3a and an alignment film 8a for controlling the alignment state of the liquid crystal are laminated on the glass substrate 2a with the same thickness as the entire surface.

【0084】なお、上記セル構造は、互いに偏光軸が直
交した関係にある一対の偏光板間に挟持されている(不
図示)。
The cell structure is sandwiched between a pair of polarizing plates whose polarization axes are orthogonal to each other (not shown).

【0085】上記構造のパネルの画素部分において、液
晶層1としては、自発分極を有する液晶、例えばカイラ
ルスメクチック相を呈する液晶が用いられる。
In the pixel portion of the panel having the above structure, a liquid crystal having spontaneous polarization, for example, a liquid crystal exhibiting a chiral smectic phase is used as the liquid crystal layer 1.

【0086】尚、図2及び図3に示すようなパネル構成
において、アクティブマトリクス基板として、多結晶S
i(p−Si)TFTを備えた基板を用いることができ
る。
In the panel structure shown in FIGS. 2 and 3, polycrystalline S
A substrate provided with an i (p-Si) TFT can be used.

【0087】図2に示すパネルの画素部分の等価回路を
図4に示す。
FIG. 4 shows an equivalent circuit of a pixel portion of the panel shown in FIG.

【0088】図4及び図5を参照して上記構造の液晶素
子における特性を利用したアクティブマトリクス駆動に
ついて述べる。本発明の液晶素子におけるアクティブマ
トリクス駆動では、例えば一画素においてある情報を表
示するための期間(1フレーム)を複数のフィールド
(例えば図5に示す1F及び2F)に分割し、これら2
フィールドにおいて平均的に所定の情報に応じた出射光
量を得る。以下では、液晶層1が図6に示すような光学
特性を示す場合における2フィールドに分割された例に
ついて説明する。なお、正負両極性で同じ透過光強度が
得られる素子についても同様に説明可能であるため、こ
れについては省略する。
The active matrix driving utilizing the characteristics of the liquid crystal device having the above structure will be described with reference to FIGS. In the active matrix driving of the liquid crystal element of the present invention, for example, a period (one frame) for displaying certain information in one pixel is divided into a plurality of fields (for example, 1F and 2F shown in FIG. 5).
In the field, an emitted light amount according to predetermined information is obtained on average. Hereinafter, an example in which the liquid crystal layer 1 is divided into two fields when exhibiting the optical characteristics shown in FIG. 6 will be described. It should be noted that an element that can obtain the same transmitted light intensity with both positive and negative polarities can be similarly described, and thus the description thereof is omitted.

【0089】図5(a)は、一画素を着目した際に、当
該画素に接続する走査線となる一ゲート線に印加される
電圧を示す。上記構造の液晶素子では、各フィールド毎
にゲート線G、G…が例えば線順次で選択され、一
ゲート線には選択期間Tonにおいて所定のゲート電圧
Vgが印加され、ゲート電極11に電圧Vgが加わりT
FT4がオン状態となる。他のゲート線が選択されてい
る期間に相当する非選択期間Toffにはゲート電極1
1に電圧が加わらずTFT4は高抵抗状態(オフ状態)
となり、Toff毎に所定の同一のゲート線が選択され
てゲート電極11にゲート電圧Vgが印加される。
FIG. 5A shows a voltage applied to one gate line serving as a scanning line connected to the pixel when focusing on one pixel. In the liquid crystal element having the above structure, the gate lines G 1 , G 2, ... Are selected, for example, line-sequentially for each field, a predetermined gate voltage Vg is applied to one gate line during the selection period Ton, and a voltage is applied to the gate electrode 11. Vg is added and T
FT4 is turned on. In a non-selection period Toff corresponding to a period in which another gate line is selected, the gate electrode 1
No voltage is applied to 1 and TFT 4 is in a high resistance state (OFF state)
Thus, a predetermined same gate line is selected for each Toff, and a gate voltage Vg is applied to the gate electrode 11.

【0090】図5(b)は、当該画素の情報信号線(ソ
ース線)に印加される電圧Vsを示す。図5(a)で示
すように各フィールドで選択期間Tonでゲート電極1
1にゲート電圧が印加された際、これに同期して当該画
素に接統する情報線となるソース線S、S…からソ
ース電極13に、所定のソース電圧(情報信号電圧)V
S(基準電位を共通電極3aの電位Vcとする)が印加
される。
FIG. 5B shows the voltage Vs applied to the information signal line (source line) of the pixel. As shown in FIG. 5A, the gate electrode 1 is turned on during the selection period Ton in each field.
1 is applied with a predetermined source voltage (information signal voltage) V from source lines S 1 , S 2, ... Which are information lines connected to the pixel in synchronization with the gate voltage.
S (reference potential is the potential Vc of the common electrode 3a) is applied.

【0091】ここで、1フレームを構成する第一のフィ
ールド(1F)では、当該画素に書き込まれる情報、例
えば用いる液晶に応じた電圧−透過率特性を基に当該画
素で得ようとする光学状態又は表示情報(透過率)に応
じたレベルVxの正極性のソース電圧(情報信号電圧)
(基準電位を共通電極3aの電位Vcとする)が印加さ
れる。この時、TFT4がオン状態であるため、上記ソ
ース電極15に印加される電圧Vxがドレイン電極16
を介して画素電極(3b)に印加され、液晶容量Clc
及び保持容量Csに充電がなされ、画素電極の電位が情
報信号電圧Vxになる。続いて、当該画素の属するゲー
ト線の非選択期間ToffにおいてTFT4は高抵抗
(オフ状態)となるため、この非選択期間には、液晶セ
ル(液晶容量Clc)及び保持容量Csでは選択期間T
onで充電された電荷が蓄積された状態を維持し、電圧
Vxが保持される。そして、当該画素における液晶層1
に第1フィールド1Fの期間を通して電圧Vxが印加さ
れ、当該画素の液晶部分ではこの電圧値に応じた光学状
態(透過光量)が得られる。
Here, in the first field (1F) constituting one frame, an optical state to be obtained in the pixel based on information written in the pixel, for example, a voltage-transmittance characteristic corresponding to the liquid crystal used. Or, a source voltage (information signal voltage) having a positive polarity of level Vx according to display information (transmittance)
(The reference potential is the potential Vc of the common electrode 3a). At this time, since the TFT 4 is in the ON state, the voltage Vx applied to the source electrode 15
Is applied to the pixel electrode (3b) through the liquid crystal capacitor Clc.
And the storage capacitor Cs is charged, and the potential of the pixel electrode becomes the information signal voltage Vx. Subsequently, during the non-selection period Toff of the gate line to which the pixel belongs, the TFT 4 has a high resistance (off state). Therefore, during this non-selection period, the selection period T is not applied to the liquid crystal cell (liquid crystal capacitance Clc) and the storage capacitance Cs.
The state in which the charge charged by ON is accumulated is maintained, and the voltage Vx is held. Then, the liquid crystal layer 1 in the pixel
During the period of the first field 1F, the voltage Vx is applied, and in the liquid crystal portion of the pixel, an optical state (transmitted light amount) corresponding to the voltage value is obtained.

【0092】次に、第二のフィールド(2F)の選択期
問Tonでは、第一のフィールド1Fとは極性が逆で実
質的に同様の電圧値Vxを有するソース電圧(−Vx)
がソース電極15に印加される。この時、TFT4がオ
ン状態であり、画素電極3bに電圧−Vxが印加され
て、液晶容量Clc及び保持容量Csに充電がなされ、
画素電極の電位が情報信号電圧−Vxになる。続いて、
非選択期間ToffにおいてTFT4は高抵抗(オフ状
態)となるため、この非選択期間には、液晶セル(液晶
容量Clc)及び保持容量Csでは選択期間Tonで充
電された電荷が蓄積された状態を維持し、電圧−Vxが
保持される。そして、当該画素における液晶層1に第2
のフィールド2F期間を通して電圧−Vxが印加され、
当該画素ではこの電圧値に応じた光学状態(出射光量)
が得られる。
Next, in the selection period Ton of the second field (2F), the source voltage (-Vx) having a polarity similar to that of the first field 1F and having substantially the same voltage value Vx.
Is applied to the source electrode 15. At this time, the TFT 4 is in the ON state, the voltage -Vx is applied to the pixel electrode 3b, and the liquid crystal capacitance Clc and the storage capacitance Cs are charged.
The potential of the pixel electrode becomes the information signal voltage -Vx. continue,
During the non-selection period Toff, the TFT 4 has a high resistance (off state). During this non-selection period, the liquid crystal cell (the liquid crystal capacitance Clc) and the storage capacitor Cs store the charge accumulated during the selection period Ton. And the voltage -Vx is maintained. Then, the second liquid crystal layer 1
Voltage -Vx is applied throughout the field 2F of
In the pixel, the optical state (the amount of emitted light) according to this voltage value
Is obtained.

【0093】図5(c)は、上述したような当該画素の
液晶容量及び保持容量に実際に保持され液晶層1に印加
される電圧値Vpixを、図5(d)は当該画素での液
晶の実際の光学応答(透過型液晶素子した場合での光学
応答)を模式的に示す。(c)に示すように、2フィー
ルド1F及び2Fを通じて印加電圧は互いに極性が反転
しただけの同一レベル(絶対値)Vxである。一方、
(d)に示すように第一フィールド1Fでは、例えば図
6に示す特性に基づいてVxに応じた階調表示状態(出
射光量)が得られ、第二フィールド2Fでは、−Vxに
応じた階調表示状態が得られるが、例えば図6に示すよ
うな特性によれば実際にはわずか透過光量の変化しか得
られず、透過光量はTxより小さく、0レベルに近いT
yとなる。
FIG. 5C shows the voltage value Vpix actually held in the liquid crystal capacitance and the storage capacitor of the pixel and applied to the liquid crystal layer 1 as described above, and FIG. FIG. 1 schematically shows the actual optical response (optical response in the case of a transmission type liquid crystal element). As shown in (c), the applied voltages through the two fields 1F and 2F are at the same level (absolute value) Vx whose polarity is just inverted. on the other hand,
As shown in (d), in the first field 1F, a gradation display state (light emission amount) corresponding to Vx is obtained based on, for example, the characteristics shown in FIG. 6, and in the second field 2F, the gradation display state corresponding to -Vx is obtained. Although a tone display state can be obtained, for example, according to the characteristic as shown in FIG. 6, only a slight change in the transmitted light amount is actually obtained, and the transmitted light amount is smaller than Tx and T is close to 0 level.
y.

【0094】上述したようなアクティブマトリクス駆動
では、カイラルスメクチック相を示す液晶を用いた場合
で良好な高速応答性に基づいた階調表示が可能となると
同時に一画素であるレベルの階調表示を、高い透過光量
を得る第一フィールドと低い透過光量を得る第二フィー
ルドに分割して連続的に行なうため、時間開口率が50
%以下となり人間の目の感じる動画高速応答特性も良好
になる。また、第二フィールドにおいては液晶分子の若
干のスイッチング動作により完全に透過光量が0にはな
らないので、フレーム期間全体での人間の目に感じる輝
度は確保される。更に、第一及び第二フィールドで同様
のレベルの電圧が極性反転して液晶層1に印加されるた
め、液晶層1に実際に印加される電圧が交流化され液晶
の劣化が防止する。
In the above-described active matrix driving, when liquid crystal exhibiting a chiral smectic phase is used, gradation display based on good high-speed response can be performed, and at the same time, gradation display of one pixel level can be performed. Since it is divided into a first field for obtaining a high transmitted light amount and a second field for obtaining a low transmitted light amount and is continuously performed, the time aperture ratio is 50%.
% Or less, and the high-speed response characteristics of moving images perceived by human eyes are also improved. Further, in the second field, the transmitted light amount does not become completely zero due to a slight switching operation of the liquid crystal molecules, so that the luminance perceived by human eyes during the entire frame period is secured. Further, since the voltage of the same level is inverted and applied to the liquid crystal layer 1 in the first and second fields, the voltage actually applied to the liquid crystal layer 1 is converted into an alternating current, thereby preventing the liquid crystal from being deteriorated.

【0095】上記のアクティブマトリクス駆動では、2
フィールドからなる1フレーム全体では、TxとTyを
平均した透過光量が得られる。このため、情報信号電圧
Vsについては、図6に示す特性に沿って、実際に当該
フレームで当該画素で得ようとする画像情報(階調情
報)に応じて、所定のレベルだけ大きな透過光量を得る
ことのできる電圧値を選択して印加することで、第一フ
ィールド1Fにおいて、所望の階調状態より高いレベル
透過光量での階調状態を表示することも好ましい。
In the above-described active matrix driving, 2
In one entire frame composed of fields, a transmitted light amount obtained by averaging Tx and Ty is obtained. For this reason, the information signal voltage Vs increases the amount of transmitted light by a predetermined level in accordance with the image information (gradation information) to be actually obtained by the pixel in the frame in accordance with the characteristics shown in FIG. It is also preferable to select and apply an obtainable voltage value to display a gradation state with a higher level of transmitted light than the desired gradation state in the first field 1F.

【0096】次に、本実施の形態の効果について説明す
る。
Next, effects of the present embodiment will be described.

【0097】本実施の形態によれば、カイラルスメクチ
ック液晶の単安定性を損なうことなく階調表示を可能と
し、かつ、印加電圧の増大を抑えることもできる。
According to the present embodiment, gradation display can be performed without deteriorating the monostability of the chiral smectic liquid crystal, and an increase in applied voltage can be suppressed.

【0098】[0098]

【実施例】以下、実施例に沿って本発明を更に詳細に説
明する。
The present invention will be described below in more detail with reference to examples.

【0099】なお、本発明者は、使用するセル、配向膜
材料及び液晶組成物を異ならせて、下表のような種々の
液晶パネルを作製し、本発明の効果を確かめた。
The present inventor produced various liquid crystal panels as shown in the table below by using different cells, alignment film materials and liquid crystal compositions, and confirmed the effects of the present invention.

【0100】[0100]

【表1】 [Table 1]

【0101】以下、各液晶パネルについて、 (1) 感光性ポリイミド樹脂組成物の調整 (1-1) 感光性ポリイミド樹脂組成物PI−Aの調整 (1-2) 感光性ポリイミド樹脂組成物PI−Bの調整 (2) セルの作製方法 (2-1) セルA−1,A−2の作製方法、 (2-2) セルB−1,B−2の作製方法 (2-3) セルC−1,C−2の作製方法 (3) 液晶組成物の調整方法 (3-1) 液晶組成物LC−1の調整方法 (3-2) 液晶組成物LC−2の調整方法 (4) 液晶パネルの作製 (5) 液晶パネル1A−1,1B−1,1C−1につい
ての観測結果 (5-1) 液晶の配向状態及び駆動状態 (5-2) リタデーション量の測定 (6) 液晶パネル2A−1,2A−2,2C−1,2C
−2についての観測結果 (6-1) 液晶の配向状態 (6-2) 光学応答 (6-3) 矩形波応答 (6-4) リタデーションの測定 の順序で詳述する。
Hereinafter, for each liquid crystal panel, (1) Adjustment of photosensitive polyimide resin composition (1-1) Adjustment of photosensitive polyimide resin composition PI-A (1-2) Adjustment of photosensitive polyimide resin composition PI- Adjustment of B (2) Cell manufacturing method (2-1) Cell A-1 and A-2 manufacturing method, (2-2) Cell B-1 and B-2 manufacturing method (2-3) Cell C -1, Method for preparing C-2 (3) Method for adjusting liquid crystal composition (3-1) Method for adjusting liquid crystal composition LC-1 (3-2) Method for adjusting liquid crystal composition LC-2 (4) Liquid crystal (5) Observation results of liquid crystal panels 1A-1, 1B-1, and 1C-1 (5-1) Alignment state and driving state of liquid crystal (5-2) Measurement of retardation amount (6) Liquid crystal panel 2A -1,2A-2,2C-1,2C
Observation results for -2 (6-1) Orientation state of liquid crystal (6-2) Optical response (6-3) Square wave response (6-4) Measurement of retardation will be described in detail.

【0102】(1) 感光性ポリイミド樹脂組成物の調整 (1-1) 感光性ポリイミド樹脂組成物PI−Aの調整 攪拌機、窒素導入管、塩化カルシウム管を付した排出
管、温度計を付けた300mlの4つロフラスコをあら
かじめ窒素ガスで置換しておいた。このフラスコに、窒
素気流下で下記繰り返し単位を有するポリアミド酸のN
−メチル−2−ピロリドン溶液(固形分濃度13.5
%)100g(0.04mol)を仕込み、新たに蒸留
したジエチルアミノエチルメタクリレート18.5g
(0.1mol)を投入し、室温で1時間攪拌して、ポ
リアミド酸とジエチルアミノエチルメタクリレートの塩
が形成している溶液(A)を得た。
(1) Adjustment of photosensitive polyimide resin composition (1-1) Adjustment of photosensitive polyimide resin composition PI-A A stirrer, a nitrogen inlet tube, a discharge tube equipped with a calcium chloride tube, and a thermometer were attached. A 300 ml four-neck flask was replaced with nitrogen gas in advance. In this flask, N 2 of a polyamic acid having the following repeating unit was placed under a nitrogen stream.
-Methyl-2-pyrrolidone solution (solids concentration 13.5
%) Of 100 g (0.04 mol) and 18.5 g of freshly distilled diethylaminoethyl methacrylate.
(0.1 mol) and stirred at room temperature for 1 hour to obtain a solution (A) in which a salt of polyamic acid and diethylaminoethyl methacrylate was formed.

【0103】[0103]

【化3】 Embedded image

【0104】なお、塩生成の確認のため、赤外分光光度
計(日立製作所社製270−30形)にて、ポリアミド
酸に含まれているカルボニル基C=Oの伸縮振動吸収帯
を測定したところ、ポリアミド酸中のフリーのカルボキ
シル基に含まれるC=Oに基づく吸収帯は、1700c
−1付近に見られたのに対し、ポリアミド酸にジエチ
ルアミノエチルメタクリレートを加えて攪拌した後のC
=Oの吸収帯は1600〜1650cm−1にシフトし
ており、塩を形成していることが分かった。
In order to confirm the salt formation, the stretching vibration absorption band of the carbonyl group C = O contained in the polyamic acid was measured with an infrared spectrophotometer (model 270-30 manufactured by Hitachi, Ltd.). However, the absorption band based on C = O contained in a free carboxyl group in polyamic acid is 1700 c
m -1 , whereas C was obtained by adding diethylaminoethyl methacrylate to the polyamic acid and stirring.
The absorption band of OO shifted to 1600 to 1650 cm −1 , indicating that a salt was formed.

【0105】そして、上記溶液(A)47.4gに特級
N,N−ジメチルアセトアミド58.26gを加えて超
音波中にて混合し、溶液(B)を得た。
Then, 58.26 g of special grade N, N-dimethylacetamide was added to 47.4 g of the solution (A) and mixed in an ultrasonic wave to obtain a solution (B).

【0106】一方、窒素気流下にて、光重合開始剤イル
ガキュア651(チバガイギー社製)5.2gと増感剤
ダイトーキュアPAA(大東化学工業所社製)2.6g
を、特級N,N−ジメチルアセトアミド15.6gで溶
解させた溶液(C)を作製した。
On the other hand, under a nitrogen stream, 5.2 g of a photopolymerization initiator Irgacure 651 (manufactured by Ciba Geigy) and 2.6 g of a sensitizer Dytocure PAA (manufactured by Daito Kagaku Kogyo Co., Ltd.)
Was dissolved in 15.6 g of special grade N, N-dimethylacetamide to prepare a solution (C).

【0107】先に得られた溶液(B)105.66gに
溶液(C)を2.34g添加し、超音波中にて混合さ
せ、次いで、5μm孔のフィルタを用いて加圧ろ過し、
固形分濃度が12.6%(ポリアミド酸の固形分濃度が
5.0%)の感光性ポリイミド樹脂組成物(PI−A)
を作製した。
To 105.66 g of the solution (B) obtained above, 2.34 g of the solution (C) was added and mixed in an ultrasonic wave, followed by pressure filtration using a filter having a pore size of 5 μm.
Photosensitive polyimide resin composition (PI-A) having a solid content of 12.6% (polyamic acid solid content of 5.0%)
Was prepared.

【0108】(1-2) 感光性ポリイミド樹脂組成物PI
−Bの調整 攪拌機、窒素導入管、塩化カルシウム管を付した排出管
二温度計を付けた300mlの4つロフラスコをあらか
じめ窒素ガスで置換した。このフラスコに、窒素気流下
で下記繰り返し単位を有するポリアミド酸のN−メチル
−2−ピロリドン溶液(固形分濃度13.5%)100
g(0.04mol)を仕込み、新たに蒸留したジエチ
ルアミノエチルメタクリレート18.5g(0.1mo
l)を投入し、室温で1時間攪拌して、ポリアミド酸と
ジエチルアミノエチルメタクリレートの塩が形成してい
る溶液(A)を得た。
(1-2) Photosensitive polyimide resin composition PI
Adjustment of -B A 300 ml four-necked flask equipped with a stirrer, a nitrogen inlet tube, and a discharge tube thermometer equipped with a calcium chloride tube was replaced with nitrogen gas in advance. In a flask, an N-methyl-2-pyrrolidone solution of a polyamic acid having the following repeating unit (solid content concentration: 13.5%) 100 was placed under a nitrogen stream.
g (0.04 mol) and 18.5 g (0.1 mol) of freshly distilled diethylaminoethyl methacrylate.
l) was added, and the mixture was stirred at room temperature for 1 hour to obtain a solution (A) in which a salt of polyamic acid and diethylaminoethyl methacrylate was formed.

【0109】[0109]

【化4】 Embedded image

【0110】なお、塩生成の確認のため、赤外分光光度
計(日立製作所社製270−30形)にて、ポリアミド
酸に含まれているカルボニル基C=Oの伸縮振動吸収帯
を測定したところ、ポリアミド酸中のフリーのカルボキ
シル基に含まれるC=Oに基づく吸収帯は、1700m
−1付近に見られたのに対しポリアミド酸にジエチルア
ミノエチルメタクリレートを加えて捜拝した後のC=O
の吸収帯は1600〜1650cm−1にシフトしてお
り、塩を形成していることが分かった。
In order to confirm the salt formation, the stretching vibration absorption band of the carbonyl group C = O contained in the polyamic acid was measured with an infrared spectrophotometer (model 270-30 manufactured by Hitachi, Ltd.). However, the absorption band based on C = O contained in a free carboxyl group in polyamic acid is 1700 m
-1 while C = O after searching by adding diethylaminoethyl methacrylate to polyamic acid.
Has been shifted to 1600 to 1650 cm −1 , indicating that a salt was formed.

【0111】そして、上記溶液(A)47.4gに特級
N,N−ジメチルアセトアミド58.38gを加えて超
音波中にて混合し、溶液(B)を得た。
Then, 58.38 g of special grade N, N-dimethylacetamide was added to 47.4 g of the solution (A) and mixed in an ultrasonic wave to obtain a solution (B).

【0112】一方、窒素気流下にて、光重合開始剤イル
ガキュア369(チバガイギー社製)2.96gを、特
級N,N−ジメチルアセトアミド19.24gで溶解さ
せた溶液(C)を作製した。
On the other hand, a solution (C) was prepared by dissolving 2.96 g of a photopolymerization initiator Irgacure 369 (manufactured by Ciba Geigy) in 19.24 g of special grade N, N-dimethylacetamide under a nitrogen stream.

【0113】先に得られた溶液(B)105.78gに
溶液(C)を2.22g添加し、超音波中にて混合さ
せ、次いで、5μm孔のフィルタを用いて加圧ろ過し、
固形分濃度が12.1%(ポリアミド酸の固形分濃度が
5.0%)の感光性ポリイミド樹脂組成物(PI−B)
を作製した。
To 105.78 g of the solution (B) obtained above, 2.22 g of the solution (C) was added, mixed in an ultrasonic wave, and then filtered under pressure using a filter having a pore size of 5 μm.
Photosensitive polyimide resin composition (PI-B) having a solid content of 12.1% (polyamic acid solid content of 5.0%)
Was prepared.

【0114】(2) セルの作製方法 (2-1) セルA−1,A−2の作製方法 実施例で使用するマトリクスセル(単純マトリクスタイ
ブのセル)A−1,A−2を以下の如く作製した。
(2) Manufacturing Method of Cell (2-1) Manufacturing Method of Cells A-1 and A-2 The matrix cells (simple matrix type cells) A-1 and A-2 used in the examples are as follows. It was produced as follows.

【0115】透明電極としてITO膜(膜厚約70n
m)が形成された1.1mm厚の一対のガラス基板を用
意した。
As a transparent electrode, an ITO film (about 70 n thick)
A pair of 1.1 mm-thick glass substrates on which m) was formed were prepared.

【0116】このガラス基板に、先に調整した感光性ポ
リイミド樹脂組成物(PI−A)をスピンコート法によ
り塗布し、その後100℃5分間の前乾燥を行なった。
The photosensitive polyimide resin composition (PI-A) prepared above was applied to this glass substrate by spin coating, and then pre-dried at 100 ° C. for 5 minutes.

【0117】次いで、上記ポリイミド膜上に、マスク幅
16μm、間隔4μmのストライプ状のマスクパターン
を配置した。続いて、高圧水銀ランプからUV光(波長
254nmにおける光エネルギー量が1.44J/cm
)を照射して露光した。次いで、ジメチルホルムアミ
ド/エタノール=5/5の現像液を用い15秒間現像を
行ない、引き続き、エタノール中で洗浄し基板を乾燥さ
せた。その後、200℃1時間加熱焼成を施し、基板上
にストライプ状のポリイミド膜が50Å存在する領域
(幅4μm)とまったく存在しない領域(幅16μm)
からなるポリイミド膜パターンを得た。
Next, a stripe-shaped mask pattern having a mask width of 16 μm and an interval of 4 μm was arranged on the polyimide film. Subsequently, UV light (light energy at a wavelength of 254 nm was 1.44 J / cm
2 ) was irradiated and exposed. Next, development was performed for 15 seconds using a developing solution of dimethylformamide / ethanol = 5/5, followed by washing in ethanol and drying the substrate. Thereafter, the substrate is heated and baked at 200 ° C. for 1 hour, and a region (width 4 μm) and a region (width 16 μm) where the stripe-shaped polyimide film exists on the substrate at 50 ° are present.
Was obtained.

【0118】続いて、当該基板上のポリイミドに対して
一軸配向処理としてナイロン布によるラビング処理を施
した。ラビング処理の条件は、径10cmのロールにナ
イロン(NF−77/帝人製)を貼り付けたラビングロ
ールを用い、押し込み量0.3m、送り速度10cm/
sec、回転数1000rpm、送り回数4回とした。
ラビング処理の方向は、ポリイミド膜のストライプ方向
と垂直な方向に設定した。
Subsequently, the polyimide on the substrate was subjected to a rubbing treatment with a nylon cloth as a uniaxial orientation treatment. The conditions of the rubbing treatment were as follows: a rubbing roll in which nylon (NF-77 / manufactured by Teijin) was adhered to a roll having a diameter of 10 cm, a pushing amount of 0.3 m, and a feed speed of 10 cm /
sec, the number of rotations was 1000 rpm, and the number of times of feeding was 4 times.
The direction of the rubbing treatment was set in a direction perpendicular to the stripe direction of the polyimide film.

【0119】続いて一方の基板上にスペーサーとして、
平均粒径1.4μmのシリカビーズを散布し、他方の基
板をポリイミド膜が上下基板で一致するように貼りあわ
せ、セルA−1を作製した。
Subsequently, as a spacer on one of the substrates,
Silica beads having an average particle size of 1.4 μm were scattered, and the other substrate was bonded so that the polyimide films of the upper and lower substrates coincided with each other, thereby producing a cell A-1.

【0120】一方の基板に反射電極としてAlSiCu
膜(膜厚120nm)が形成された1.1mm厚のガラ
ス基板を用い、スペーサーとして0.7μmのシリカビ
ーズを用いた以外は前述と同様にしてセルA−2を作製
した。
On one substrate, AlSiCu was used as a reflective electrode.
Cell A-2 was produced in the same manner as described above, except that a 1.1-mm-thick glass substrate having a film (thickness: 120 nm) formed thereon was used and 0.7 μm silica beads were used as spacers.

【0121】このセルのプレティルト角をクリスタルロ
ーテーション法で測定したところ2.00であった。
The pretilt angle of the cell measured by a crystal rotation method was 2.00.

【0122】(2-2) セルB−1,B−2の作製方法 透明電極としてITO膜(膜厚約70nm)が形成され
た1.1mm厚の一対のガラス基板を用意した。
(2-2) Manufacturing method of cells B-1 and B-2 A pair of glass substrates having a thickness of 1.1 mm on which an ITO film (about 70 nm thick) was formed as a transparent electrode was prepared.

【0123】このガラス基板に、先に調整した感光性ポ
リイミド樹脂組成物(PIーB)をスピンコート法によ
り塗布し、その後100℃5分間の前乾燥を行なった。
The photosensitive polyimide resin composition (PI-B) prepared above was applied to this glass substrate by spin coating, and then pre-dried at 100 ° C. for 5 minutes.

【0124】次いで、上記ポリイミド膜上に、島状のマ
スクパターン(マスク領域:16μm角、格子部分:4
μm幅)を配置した。続いて、高圧水銀ランプからUV
光(波長254nmにおける光エネルギー量が1.44
J/cm)を照射して露光した。次いで、ジメチルホ
ルムアミド/エタノール=5/5の現像液を用い15秒
間現像を行ない、引き続き、エタノール中で洗浄し基板
を乾燥させた。その後、200℃1時間加熱焼成を施
し、基板上に格子状にポリイミド膜が50Å存在する部
分(幅4μm)とまったく存在しない部分(16μm
角)からなるポリイミド膜パターンを得た。
Next, an island-shaped mask pattern (mask area: 16 μm square, grid portion: 4) was formed on the polyimide film.
μm width). Then, UV light from high pressure mercury lamp
Light (light energy at a wavelength of 254 nm is 1.44
J / cm 2 ). Next, development was performed for 15 seconds using a developing solution of dimethylformamide / ethanol = 5/5, followed by washing in ethanol and drying the substrate. Thereafter, the substrate is heated and baked at 200 ° C. for 1 hour.
Corner) was obtained.

【0125】続いて、当該基板上のポリイミドに対して
一軸配向処理としてナイロン布によるラビング処理を施
した。ラビング処理の条件は、径10cmのロールにナ
イロン(NF−77/帝人製)を貼り付けたラビングロ
ールを用い、押し込み量0.3mm、送り速度10cm
/sec、回転数1000rpm、送り回数4回とし
た。ラビング処理の方向は、ポリイミド膜の格子の一辺
に平行な方向に設定した。
Subsequently, the polyimide on the substrate was subjected to a rubbing treatment with a nylon cloth as a uniaxial orientation treatment. The conditions of the rubbing treatment were as follows: using a rubbing roll in which nylon (NF-77 / manufactured by Teijin) was attached to a roll having a diameter of 10 cm, a pushing amount of 0.3 mm, and a feeding speed of 10 cm.
/ Sec, the number of rotations was 1000 rpm, and the number of times of feeding was 4 times. The direction of the rubbing treatment was set to a direction parallel to one side of the lattice of the polyimide film.

【0126】続いて一方の基板上にスペーサーとして、
平均粒径1.4μmのシリカビーズを散布し、他方の基
板をポリイミド膜が上下基板で一致するように重ねあわ
せ、セルB−1を作製した。
Subsequently, as a spacer on one of the substrates,
Silica beads having an average particle diameter of 1.4 μm were sprayed, and the other substrate was overlapped so that the polyimide films were aligned on the upper and lower substrates, thereby producing a cell B-1.

【0127】また、一方の基板に反射電極としてAlS
iCu膜(膜厚120nm)が形成された1.1mm厚
のガラス基板を用い、スペーサーとして0.7μmのシ
リカビーズを用いた以外は前述と同様にしてセルB−2
を作製した。
Also, AlS was used as a reflective electrode on one of the substrates.
Cell B-2 was prepared in the same manner as described above, except that a 1.1 mm thick glass substrate on which an iCu film (120 nm in thickness) was formed and 0.7 μm silica beads were used as spacers.
Was prepared.

【0128】このセルのプレティルト角をクリスタルロ
ーテーション法で測定したところ2.00であった。
The pretilt angle of the cell measured by a crystal rotation method was 2.00.

【0129】(2-3) セルC−1,C−2の作製方法 透明電極としてITO膜(膜厚約70nm)が形成され
た1.1mm厚の一対のガラス基板を用意した。
(2-3) Manufacturing Method of Cells C-1 and C-2 A pair of glass substrates having a thickness of 1.1 mm on which an ITO film (about 70 nm thick) was formed as a transparent electrode was prepared.

【0130】このガラス基板上に、下記繰り返し単位を
有するポリイミド(前駆体)をスピンコート法により塗
布し、その後、80℃5分間の前乾燥を行なった後、2
00℃で1時間加熱焼成を施し膜厚50Åのポリイミド
被膜を得た。
On this glass substrate, a polyimide (precursor) having the following repeating unit was applied by spin coating, followed by pre-drying at 80 ° C. for 5 minutes.
The resultant was baked at 00 ° C. for 1 hour to obtain a polyimide film having a thickness of 50 °.

【0131】[0131]

【化5】 Embedded image

【0132】続いて、当該基板上のポリイミドに対して
セルAの場合と同様の方法及び条件により、一軸配向処
理としてラビング処理を施した。
Subsequently, the polyimide on the substrate was subjected to a rubbing treatment as a uniaxial orientation treatment by the same method and under the same conditions as in the case of the cell A.

【0133】続いて、一方の基板上にスペーサーとし
て、平均粒径1.4μmのシリカビーズを散布し、他方
の基板を重ねあわせ、セルC−1を作製した。
Subsequently, silica beads having an average particle diameter of 1.4 μm were sprayed as spacers on one of the substrates, and the other substrate was overlaid to produce a cell C-1.

【0134】また、一方の基板に反射電極としてAlS
iCu膜(膜厚120nm)が形成された1.1mm厚
のガラス基板を用い、スペーサーとして0.7μmのシ
リカビーズを用いた以外は前述と同様にしてセルC−2
を作製した。
Further, AlS was used as a reflective electrode on one of the substrates.
Cell C-2 was prepared in the same manner as described above, except that a 1.1 mm thick glass substrate on which an iCu film (120 nm thick) was formed and 0.7 μm silica beads were used as spacers.
Was prepared.

【0135】このセルのプレティルト角をクリスタルロ
ーテーション法で測定したところ2.00であった。
The pretilt angle of the cell measured by a crystal rotation method was 2.00.

【0136】(3) 液晶組成物の調整方法 (3-1) 液晶組成物LC−1の調整方法 下記液晶性化合物を下記処方で混合し液晶組成物LC−
1を調整した。
(3) Method for Adjusting Liquid Crystal Composition (3-1) Method for Adjusting Liquid Crystal Composition LC-1
1 was adjusted.

【0137】[0137]

【化6】 Embedded image

【0138】かかる液晶組成物のパラメータを下記に示
す。
The parameters of the liquid crystal composition are shown below.

【0139】(3-2) 液晶組成物LC−2の調整方法 下記液晶性化合物を混合して液晶組成物LC−2を調整
した。混合式に併記した数値は混合の際の重量比率であ
る。
(3-2) Method of Adjusting Liquid Crystal Composition LC-2 The following liquid crystal compound was mixed to adjust the liquid crystal composition LC-2. The numerical values described together with the mixing formula are weight ratios at the time of mixing.

【0140】[0140]

【化7】 Embedded image

【0141】かかる液晶組成物のパラメータを下記に示
す。
The parameters of the liquid crystal composition are shown below.

【0142】(4) 液晶パネルの作製 上記のプロセスで作製したセルA−1,B−1,C−1
に液晶組成物LC−1を等方相の温度で注入し、液晶を
カイラルスメクチック液晶相を示す温度まで徐冷し、液
晶パネル1A−1,1B−1,1C−1を作製した。
(4) Production of liquid crystal panel Cells A-1, B-1, and C-1 produced by the above process
Was injected at a temperature of an isotropic phase, and the liquid crystal was gradually cooled to a temperature showing a chiral smectic liquid crystal phase, thereby producing liquid crystal panels 1A-1, 1B-1, and 1C-1.

【0143】一方、上記のプロセスで作製したセルA−
1、A−2、C−1、C−2に液晶組成物LC−2を等
方相の温度で注入し、液晶をカイラルスメクチック液晶
相を示す温度まで冷却し、この冷却の際、Ch−SmC
*相転移前後において、−5Vのオフセット電圧(直
流)電圧を印加して冷却を行なう処理を施し、液晶パネ
ル2A−1、2A−2、2C−1、2C−2を作製し
た。
On the other hand, the cell A-
1, A-2, C-1, and C-2, a liquid crystal composition LC-2 was injected at an isotropic phase temperature, and the liquid crystal was cooled to a temperature at which a chiral smectic liquid crystal phase was exhibited. SmC
* Before and after the phase transition, a cooling process was performed by applying an offset voltage (DC) voltage of -5 V to produce liquid crystal panels 2A-1, 2A-2, 2C-1, and 2C-2.

【0144】(5) 液晶パネル1A−1、1B−1、1
C−1についての観測結果 上述のように作製したそれぞれの液晶パネル1A−1、
1B−1、1C−1について、液晶の配向状態及び駆動
や、リタデーションを観測した。以下、その結果につい
て説明する。
(5) Liquid crystal panels 1A-1, 1B-1, 1
Observation Results for C-1 Each of the liquid crystal panels 1A-1 produced as described above,
Regarding 1B-1 and 1C-1, the alignment state of the liquid crystal, driving, and retardation were observed. Hereinafter, the results will be described.

【0145】(5-1) 液晶の配向状態及び駆動状態 液晶パネル1A−1、1B−1、1C−1の液晶の初期
の配向状態について偏光顕微鏡観察を行ったところ、室
温(30℃)ではいずれも2つのドメインが混在した双
安定状態であった。
(5-1) Alignment State and Driving State of Liquid Crystal The initial alignment state of the liquid crystal of the liquid crystal panels 1A-1, 1B-1, and 1C-1 was observed with a polarizing microscope. Each was a bistable state in which two domains were mixed.

【0146】液晶パネル1A−1、1B−1、1C−1
において、液晶に室温(30℃)で±50V、10Hz
の矩形波を印加し電界印加処理を行った後、偏光顕微鏡
下で配向状態の観測を行ったところ、電界印加処理前に
観測された2つのドメインが混在した双安定状態から、
ラビング方向に最暗軸を有する均一な配向状態に変化し
ていることが観測された。
Liquid crystal panels 1A-1, 1B-1, 1C-1
At room temperature (30 ° C.) ± 50 V, 10 Hz
After applying the rectangular wave and applying the electric field, the alignment state was observed under a polarizing microscope. From the bistable state in which the two domains observed before the electric field application were mixed,
It was observed that the orientation changed to a uniform alignment state having the darkest axis in the rubbing direction.

【0147】電界印加処理後の液晶パネル1A−1、1
B−1、1C−1についてフォトマルチプライヤー付き
偏光顕微鏡内で、ラビング方向に偏光軸をあわせ暗視野
となるように配置し、電圧値0〜±15V、0.1Hz
の矩形波を印加した際の光学応答(透過率)を観測する
と、ドメインレスでスイッチングを行い、0Vを中心に
してヒステリシスのないV字型のカーブの電圧−透過率
曲線V−Tを描くことがわかった。このセルの電圧透過
率特性の飽和電圧は、1A−1、1B−1についてはい
ずれも正側、負側共に約8.0Vであった。一方1C−
1については正側、負側共に約10.0Vであった。ま
た、これらの液晶パネルへの電界印加を中止すると、最
暗軸がラビング方向と同一な均一状態に戻り、この液晶
パネルにおいて分子の最安定位置はラビング方向と同一
な方向にあることが分かる。
Liquid crystal panels 1A-1 and 1A after electric field application processing
B-1 and 1C-1 were arranged in a polarizing microscope equipped with a photomultiplier so that the polarization axis was aligned in the rubbing direction to provide a dark field, and the voltage values were 0 to ± 15 V and 0.1 Hz.
Observing the optical response (transmittance) when applying a rectangular wave of the above, it performs domainless switching, and draws a voltage-transmittance curve VT of a V-shaped curve with no hysteresis centering on 0V. I understood. The saturation voltage of the voltage transmittance characteristics of this cell was about 8.0 V on both the positive side and the negative side for 1A-1 and 1B-1. On the other hand, 1C-
As for No. 1, both the positive side and the negative side were about 10.0 V. When the application of the electric field to these liquid crystal panels is stopped, the darkest axis returns to the same uniform state as the rubbing direction, and it can be seen that the most stable position of the molecules in this liquid crystal panel is in the same direction as the rubbing direction.

【0148】これらの液晶パネルでは、印加電圧に対し
て連続的な光学応答を示すことから、TFTアクティブ
マトリックス駆動による振幅変調によりアナログ階調表
示が可能である。
Since these liquid crystal panels exhibit a continuous optical response to an applied voltage, analog gray scale display can be performed by amplitude modulation by TFT active matrix driving.

【0149】(5-2) リタデーション量の測定 これらの液晶パネルについてリタデーションの測定を行
った。測定は電圧無印加時の値、及び30Hz、±10
Vの矩形波交流を印加中の値の2つについて測定した。
測定法は電圧無印加時の値はベレックのコンペンセータ
ーを用い、電圧印加中の値は本明細中で記載した駆動中
の平均リタデーション量の測定方法を用いた。なお、測
定の際には顕微鏡のスポットを絞り1A−1、1B−1
についてはポリイミド膜が敷設されていない場所のリタ
デーションを測定した。また、1C−1についても同様
にスポットを絞った上でリタデーションの測定を行っ
た。その結果、電圧無印加時のリタデーションの値と電
圧印加時のリタデーションの値の比は1A−1、1B−
1については0.96であったのに対し、1C−1につ
いては0.85であった。ポリイミド膜が敷設されてい
ない領域の方がリタデーションの比が大きくなってお
り、界面近傍の分子もスイッチングしているものと思わ
れる。また、その結果1A−1、1B−1の方が飽和電
圧が小さくなったものと思われる。
(5-2) Measurement of the amount of retardation The retardation of these liquid crystal panels was measured. Measurements were taken without voltage, 30 Hz, ± 10
V square wave alternating current was measured for two of the values during application.
As a measurement method, a value when no voltage was applied was measured using a Bellec compensator, and a value during voltage application was measured according to the method of measuring the average retardation amount during driving described in this specification. At the time of the measurement, the spot of the microscope was squeezed to 1A-1, 1B-1.
As for, the retardation of a place where the polyimide film was not laid was measured. Similarly, for 1C-1, the retardation was measured after narrowing the spot. As a result, the ratio of the retardation value when no voltage is applied to the retardation value when voltage is applied is 1A-1, 1B-
1 was 0.96, while 1C-1 was 0.85. It is considered that the region where the polyimide film is not laid has a larger retardation ratio, and molecules near the interface are also switching. Also, as a result, it seems that 1A-1 and 1B-1 had lower saturation voltages.

【0150】(6) 液晶パネル2A−1,2A−2,2
C−1,2C−2についての観測結果 上述のように作製したそれぞれの液晶パネル2A−1,
2A−2,2C−1,2C−2について、液晶の配向状
態や光学応答や矩形波応答やリタデーションを観測し
た。以下、その結果について説明する。
(6) Liquid crystal panels 2A-1, 2A-2, 2
Observation results for C-1 and C-2 Each of the liquid crystal panels 2A-1 and 2A-1
With respect to 2A-2, 2C-1 and 2C-2, the alignment state, optical response, rectangular wave response and retardation of the liquid crystal were observed. Hereinafter, the results will be described.

【0151】(6-1) 液晶の配向状態 液晶パネル2A−1、2A−2、2C−1、2C−2の
液晶の+配向状態についても偏光顕微鏡観察を行なった
ところ、室温(30℃)では、いずれも電圧無印加で最
暗軸がラビング方向と若干ずれた状態であり、且つ層法
線方向がセル全体で一方向しかないほぼ均一な配向状態
が観測された。
(6-1) Orientation state of liquid crystal The + orientation state of the liquid crystal of the liquid crystal panels 2A-1, 2A-2, 2C-1, and 2C-2 was also observed by a polarizing microscope. In each case, the darkest axis was slightly deviated from the rubbing direction when no voltage was applied, and an almost uniform alignment state in which the layer normal direction was only one direction in the entire cell was observed.

【0152】(6-2) 光学応答 液晶パネルが示す電気光学応答を測定するために、液晶
パネル2A−1、2A−2、2C−1、2C−2につい
てセルをクロスニコル下でフォトマルチプライヤー付き
偏光顕微鏡に、偏光軸を電圧無印加状態で暗視野となる
ように配置した。
(6-2) Optical Response In order to measure the electro-optical response of the liquid crystal panel, the cells of the liquid crystal panels 2A-1, 2A-2, 2C-1, and 2C-2 were subjected to photomultiplier under crossed Nicols. The polarizing axis was arranged so that the polarization axis was in a dark field with no voltage applied.

【0153】これに30℃において±10V、0.2H
zの三角波を印加した際の光学応答を観測すると、正極
性の電圧印加に対しては、印加電圧の大きさに応じて徐
々に透過光量(透過率)が増加していった。一方、負極
性の電圧印加の際の光学応答の様子は、電圧レベルに対
して透過光量が変化しているものの、その最大光量は、
正極性電圧印加の際の最大透過率と比較すると、1/1
0程度であった。
± 30 V, 0.2 H at 30 ° C.
Observing the optical response when the z-triangular wave was applied, the amount of transmitted light (transmittance) gradually increased in response to the magnitude of the applied voltage when the voltage of the positive polarity was applied. On the other hand, the state of the optical response at the time of application of the voltage of the negative polarity indicates that although the transmitted light amount changes with respect to the voltage level, the maximum light amount is
When compared with the maximum transmittance when a positive voltage is applied, 1/1
It was about 0.

【0154】これらのセルについて正極性の電圧印加の
際の飽和電圧を測定したところ液晶層厚(セルギャッ
プ)が1.4μmであるセル2A−1、2C−1につい
てはそれぞれ約4Vと5Vであった。一方液晶層厚(セ
ルギャップ)が0.7μmである2A−2、2C−2に
ついては2A−2の飽和電圧が約5Vであったのに対
し、2C−2については10Vの印加でも反射光量は徐
々に上昇しつづけ、10V印加でも飽和していないこと
が分かった。
The saturation voltage of these cells when a positive voltage was applied was measured. The cells 2A-1 and 2C-1 having a liquid crystal layer thickness (cell gap) of 1.4 μm were approximately 4 V and 5 V, respectively. there were. On the other hand, the saturation voltage of 2A-2 was about 5 V for 2A-2 and 2C-2 having a liquid crystal layer thickness (cell gap) of 0.7 μm, whereas the reflected light amount was increased for 2C-2 even when 10 V was applied. Continued to rise gradually and was not saturated even when 10 V was applied.

【0155】(6-3) 矩形波応答 液晶パネル2A−1、2A−2、2C−1、2C−2に
ついて三角波応答と同様の装置を用いて、60Hz(±
10V)の矩形波電圧を印加して電圧を変化させながら
光学レベルを測定した。
(6-3) Rectangular Wave Response The liquid crystal panels 2A-1, 2A-2, 2C-1, and 2C-2 were set at 60 Hz (±
The optical level was measured while changing the voltage by applying a rectangular wave voltage of 10 V).

【0156】その結果、正極性の電圧には、十分に光学
応答し、その光学応答は前状態には依存せずに安定した
中間調状態が得られることが確認できた。また、負極性
の電圧に対しても同じ電圧絶対値の正極性電圧印加の場
合の1/10程度の光学応答が確認され、正負の電圧に
対する光学応答の平均値は前状態には依存せず安定した
中間調が得られることが確認できた。
As a result, it was confirmed that the optical response sufficiently responded to the voltage of the positive polarity, and the optical response did not depend on the previous state, and a stable halftone state was obtained. In addition, an optical response of about 1/10 of the case of applying a positive voltage having the same voltage absolute value to a negative voltage is confirmed, and the average value of the optical response to positive and negative voltages does not depend on the previous state. It was confirmed that a stable halftone was obtained.

【0157】(6-4) リタデーションの測定 液晶パネル2A−1、2A−2、2C−1、2C−2に
ついてリタデーションの測定を行った。
(6-4) Measurement of retardation The retardation of the liquid crystal panels 2A-1, 2A-2, 2C-1, and 2C-2 was measured.

【0158】測定は電圧無印加時の値、及び60Hz、
±10Vの矩形波交流を印加中の値の2つについて測定
した。測定法は電圧無印加時の値はベレックのコンペン
セーターを用い、電圧印加中の値は本明細書中で記載し
た駆動中の平均リタデーション量の測定方法を用いた。
なお、測定の際には顕微鏡のスポットを絞り2A−1、
2A−2についてはポリイミド膜が敷設されていない場
所のリタデーションを測定した。また、2C−1、2C
−2についても同様にスポットを絞った上でリタデーシ
ョンの測定を行った。その結果、電圧無印加時のリタデ
ーションの値と電圧印加時のリタデーションの値の比は
2A−1については0.96であったのに対し、2C−
1については0.86であった。また、液晶層厚(セル
ギャップ)が0.7μmである2A−2については0.
94、2C−2については0.82であった。ポリイミ
ド膜がストライプ状に敷設されている2A−1、2A−
2の方がセルギャップの変化に対しリタデーションの比
の変化量は小さい。一方全面にポリイミド膜が敷設され
ている2C−1、2C−2ではセルギャップが小さくな
るとリタデーション比もまた大幅に小さくなっている。
The measurement was performed with no voltage applied, at 60 Hz,
A ± 10 V square wave alternating current was measured for two values during application. For the measurement method, the value when no voltage was applied was measured using a Berek compensator, and the value during the voltage application was measured according to the method for measuring the average retardation amount during driving described in this specification.
At the time of measurement, the spot of the microscope was squeezed 2A-1,
For 2A-2, the retardation of a place where no polyimide film was laid was measured. Also, 2C-1, 2C
With respect to -2, the spot was similarly narrowed down, and the retardation was measured. As a result, the ratio of the retardation value when no voltage was applied to the retardation value when voltage was applied was 0.96 for 2A-1, whereas 2C-
1 was 0.86. In addition, for 2A-2 in which the liquid crystal layer thickness (cell gap) is 0.7 μm, 0.1 is used.
94 and 2C-2 were 0.82. 2A-1, 2A- in which a polyimide film is laid in a stripe shape
In the case of No. 2, the change amount of the retardation ratio is smaller than the change of the cell gap. On the other hand, in the case of 2C-1 and 2C-2 in which a polyimide film is laid on the entire surface, the retardation ratio is also significantly reduced when the cell gap is reduced.

【0159】ポリイミド膜が敷設されていない領域で
は、セルギャップが小さくなっても界面近傍の分子がス
イッチングしており、その結果2A−1、2A−2の方
がセルギャップが小さくなった際にも飽和電圧の上昇が
小さかったものと思われる。
In the region where the polyimide film is not laid, molecules near the interface are switched even when the cell gap is small. As a result, when the cell gap becomes smaller in 2A-1 and 2A-2, It seems that the rise of the saturation voltage was also small.

【0160】[0160]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
カイラルスメクチック液晶の単安定性を損なうことなく
階調表示を可能とし、かつ、印加電圧の増大を抑えるこ
ともできる。
As described above, according to the present invention,
The gradation display can be performed without deteriorating the monostability of the chiral smectic liquid crystal, and an increase in applied voltage can be suppressed.

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

【図1】本発明に係る液晶素子の構造の一例を示す断面
図。
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating an example of the structure of a liquid crystal element according to the present invention.

【図2】本発明に係る液晶素子の構造の他の例を示す断
面図。
FIG. 2 is a sectional view showing another example of the structure of the liquid crystal element according to the present invention.

【図3】本発明に係る液晶素子の構造の他の例を示す平
面図。
FIG. 3 is a plan view showing another example of the structure of the liquid crystal element according to the present invention.

【図4】本発明に係る液晶素子の構造を示す等価回路
図。
FIG. 4 is an equivalent circuit diagram showing a structure of a liquid crystal element according to the present invention.

【図5】液晶素子の駆動方法の一例を示すタイミングチ
ャート図。
FIG. 5 is a timing chart illustrating an example of a method for driving a liquid crystal element.

【図6】液晶の透過率−電圧特性の一例を示す図。FIG. 6 is a diagram showing an example of transmittance-voltage characteristics of a liquid crystal.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 カイラルスメクチック液晶 2a,2b 基板 3a,3b 電極 4 TFT(アクティブ素子) P,P 液晶パネル(液晶素子)1 chiral smectic liquid crystal 2a, 2b substrate 3a, 3b electrode 4 TFT (active element) P 1, P 2 crystal panel (liquid crystal device)

フロントページの続き Fターム(参考) 2H088 EA02 EA12 GA03 GA04 GA17 HA01 HA06 HA08 HA18 JA17 KA07 KA14 MA10 MA13 2H090 KA14 KA15 LA04 LA09 MA06 MA10 MA11 2H093 NA11 NA31 ND09 NF17 Continued on the front page F term (reference) 2H088 EA02 EA12 GA03 GA04 GA17 HA01 HA06 HA08 HA18 JA17 KA07 KA14 MA10 MA13 2H090 KA14 KA15 LA04 LA09 MA06 MA10 MA11 2H093 NA11 NA31 ND09 NF17

Claims (19)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 カイラルスメクチック液晶と、該液晶に
電圧を印加する一対の電極と、該液晶を挟持して対向す
ると共に少なくとも一方の対向面に該液晶を配向させる
ための一軸性配向処理が施された一対の基板と、少なく
とも一方の基板に沿うように配置された偏光板と、前記
一対の電極の内の少なくとも一方の電極に接続されて画
素毎に配置されたアクティブ素子と、アクティブマトリ
クス駆動を行なう駆動回路と、を備え、アナログ階調表
示を行なう液晶素子において、 前記カイラルスメクチック液晶が、電圧無印加時では、
該液晶の平均分子軸が単安定化された第一の状態を示
し、第一の極性の電圧印加時には、該液晶の平均分子軸
は印加電圧の大きさに応じた角度で該単安定化された位
置から一方の側にチルトし、該第一の極性とは逆極性の
第二の極性の電圧印加時には、該液晶の平均分子軸は該
単安定化された位置から第一の極性の電圧を印加したと
きとは逆側にチルトする液晶であって、 いずれか一方の極性の電圧を印加した際に得られるリタ
デーション量Rと、電圧無印加時におけるリタデーシ
ョン量Rと、の比Rrate=R/Rが異なる複数の
領域からなる、 ことを特徴とする液晶素子。
1. A chiral smectic liquid crystal, a pair of electrodes for applying a voltage to the liquid crystal, and a uniaxial alignment treatment for sandwiching the liquid crystal and facing at least one of the opposing surfaces to align the liquid crystal. A pair of substrates, a polarizing plate disposed along at least one of the substrates, an active element connected to at least one of the pair of electrodes and disposed for each pixel, and an active matrix drive. And a drive circuit for performing the analog gray scale display, wherein the chiral smectic liquid crystal, when no voltage is applied,
The liquid crystal shows the first state in which the average molecular axis is monostable, and when a voltage of the first polarity is applied, the average molecular axis of the liquid crystal is monostable at an angle corresponding to the magnitude of the applied voltage. Tilted to one side from the position, and when a voltage of a second polarity having a polarity opposite to the first polarity is applied, the average molecular axis of the liquid crystal is changed to a voltage of the first polarity from the mono-stabilized position. Is a liquid crystal that tilts in a direction opposite to that when voltage is applied, and a ratio R between a retardation amount R V obtained when a voltage of either polarity is applied and a retardation amount R 0 when no voltage is applied. A liquid crystal element comprising a plurality of regions having different rate = R V / R 0 .
【請求項2】 前記複数の領域は、画素を含む領域、及
び画素を含まない領域である、 ことを特徴とする請求項1に記載の液晶素子。
2. The liquid crystal device according to claim 1, wherein the plurality of regions are a region including a pixel and a region not including a pixel.
【請求項3】 前記画素を含む領域における比R
rateが、前記画素を含まない領域における比Rrateより
も大きい、 ことを特徴とする請求項2に記載の液晶素子。
3. The ratio R in a region including the pixel
The liquid crystal device according to claim 2, wherein a rate is larger than a ratio R rate in a region not including the pixel.
【請求項4】 第一の極性の電圧を印加した場合におけ
る最大のチルト角をβ1とし、第二の極性の電圧を印加
した場合における最大のチルト角をβ2としたとき、 β1>β2 である、 ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載
の液晶素子。
4. When a maximum tilt angle when a voltage of the first polarity is applied is β1 and a maximum tilt angle when a voltage of the second polarity is applied is β2, β1> β2. The liquid crystal device according to claim 1, wherein:
【請求項5】 第一の極性の電圧を印加した場合におけ
る最大のチルト角をβ1とし、第二の極性の電圧を印加
した場合における最大のチルト角をβ2としたとき、 β1≧5×β2 である、ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1
項に記載の液晶素子。
5. When the maximum tilt angle when a voltage of the first polarity is applied is β1, and when the maximum tilt angle when a voltage of the second polarity is applied is β2, β1 ≧ 5 × β2 The method according to any one of claims 1 to 4, wherein
A liquid crystal element according to the item.
【請求項6】 前記カイラルスメクチック液晶の相転移
系列が、高温側より、等方性液体相(ISO.)−コレ
ステリック相(Ch)−カイラルスメクチックC相(S
mC*)又は等方性液体相(ISO.)−カイラルスメ
クチックC相(SmC*)である、 ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載
の液晶素子。
6. The phase transition series of the chiral smectic liquid crystal is such that the isotropic liquid phase (ISO.)-Cholesteric phase (Ch) -chiral smectic C phase (S
mC *) or an isotropic liquid phase (ISO.)-chiral smectic C phase (SmC *). The liquid crystal device according to claim 1, wherein:
【請求項7】 前記カイラルスメクチック液晶のバルク
状態でのらせんピッチはセル厚の2倍より長い、 ことを特徴とする請求項6に記載の液晶素子。
7. The liquid crystal device according to claim 6, wherein a helical pitch of the chiral smectic liquid crystal in a bulk state is longer than twice a cell thickness.
【請求項8】 第一の極性の電圧を印加した場合におけ
る最大のチルト角をβ1とし、第二の極性の電圧を印加
した場合における最大のチルト角をβ2としたとき、 β1=β2 である、 ことを特徴とする請求項1に記載の液晶素子。
8. When a maximum tilt angle when a voltage of the first polarity is applied is β1 and a maximum tilt angle when a voltage of the second polarity is applied is β2, β1 = β2. The liquid crystal device according to claim 1, wherein:
【請求項9】 前記カイラルスメクチック液晶がカイラ
ルスメクチックC液晶であり、該液晶のスメクチック層
がシェブロン構造をとる、 ことを特徴とする請求項1乃至3、又は請求項8のいず
れか1項に記載の液晶素子。
9. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the chiral smectic liquid crystal is a chiral smectic C liquid crystal, and a smectic layer of the liquid crystal has a chevron structure. Liquid crystal element.
【請求項10】 前記シェブロン構造をなすスメクチッ
ク層の基板法線に対する傾斜角が、少なくとも使用温度
において前記カイラルスメクチックC液晶のチルト角と
実質的に同じかそれより大きい、 ことを特徴とする請求項9に記載の液晶素子。
10. The tilt angle of the smectic layer having the chevron structure with respect to the substrate normal is substantially equal to or larger than the tilt angle of the chiral smectic C liquid crystal at least at a use temperature. 10. The liquid crystal element according to 9.
【請求項11】 前記カイラルスメクチックC液晶は、
等方性液体相(ISO.)−コレステリック相(Ch)
−スメクチックA相(SmA)−カイラルスメクチック
C相(SmC*)なる相転移系列を有する液晶であり、
コレステリック相(Ch)やスメクチックA相(Sm
A)やカイラルスメクチックC相(SmC*)を示す温
度にて電界印加処理が施される、 ことを特徴とする請求項10に記載の液晶素子。
11. The chiral smectic C liquid crystal,
Isotropic liquid phase (ISO.)-Cholesteric phase (Ch)
A liquid crystal having a phase transition series of -smectic A phase (SmA) -chiral smectic C phase (SmC *);
Cholesteric phase (Ch) or smectic A phase (Sm
The liquid crystal device according to claim 10, wherein the electric field application treatment is performed at a temperature that indicates A) or a chiral smectic C phase (SmC *).
【請求項12】 前記カイラルスメクチックC液晶は、
等方性液体相(ISO.)−コレステリック相(Ch)
−スメクチックA相(SmA)−カイラルスメクチック
C相(SmC*)なる相転移系列を有する液晶であり、
スメクチックA相(SmA)やカイラルスメクチックC
相(SmC*)を示す温度にて加圧処理が施される、 ことを特徴とする請求項10に記載の液晶素子。
12. The chiral smectic C liquid crystal,
Isotropic liquid phase (ISO.)-Cholesteric phase (Ch)
A liquid crystal having a phase transition series of -smectic A phase (SmA) -chiral smectic C phase (SmC *);
Smectic A phase (SmA) and chiral smectic C
The liquid crystal device according to claim 10, wherein the pressure treatment is performed at a temperature indicating a phase (SmC *).
【請求項13】 前記カイラルスメクチックC液晶は、
等方性液体相(ISO.)−コレステリック相(Ch)
−カイラルスメクチックC相(SmC*)なる相転移系
列を有する液晶であり、コレステリック相(Ch)又は
カイラルスメクチックC相(SmC*)を示す温度に
て、電界印加処理が施される、 ことを特徴とする請求項10に記載の液晶素子。
13. The chiral smectic C liquid crystal,
Isotropic liquid phase (ISO.)-Cholesteric phase (Ch)
-A liquid crystal having a phase transition series of a chiral smectic C phase (SmC *), wherein an electric field application treatment is performed at a temperature that indicates a cholesteric phase (Ch) or a chiral smectic C phase (SmC *). The liquid crystal device according to claim 10, wherein
【請求項14】 前記カイラルスメクチックC液晶のス
メクチック層の傾斜角が、少なくとも使用温度において
該カイラルスメクチックC液晶のバルク状態での層間隔
の温度変化から計算される大きさよりも大きい、 ことを特徴とする請求項9に記載の液晶素子。
14. The tilt angle of a smectic layer of the chiral smectic C liquid crystal is larger than a size calculated from a temperature change of a layer interval in a bulk state of the chiral smectic C liquid crystal at least at a use temperature. The liquid crystal device according to claim 9, wherein:
【請求項15】 電界印加処理且つ/又は加圧処理によ
り変化した素子内のシェブロン構造の層傾斜角が、等方
性液体相を示す高温側から冷却されて形成される初期シ
ェブロン構造の層傾斜角より大きい、 ことを特徴とする請求項9又は10に記載の液晶素子。
15. A layer inclination angle of an initial chevron structure formed by cooling from a high temperature side showing an isotropic liquid phase, wherein a layer inclination angle of a chevron structure in an element changed by an electric field application treatment and / or a pressure treatment is changed. The liquid crystal element according to claim 9, wherein the liquid crystal element is larger than a corner.
【請求項16】 前記カイラルスメクチックC液晶のバ
ルク状態でのらせんピッチはセル厚の2倍より長い、 ことを特徴とする請求項9に記載の液晶素子。
16. The liquid crystal device according to claim 9, wherein a helical pitch of the chiral smectic C liquid crystal in a bulk state is longer than twice a cell thickness.
【請求項17】 前記複数の領域のうち前記比Rrate
小さい方の領域では、該比Rrateが0.90以下であ
る、 ことを特徴とする請求項1乃至16のいずれか1項に記
載の液晶素子。
17. The device according to claim 1, wherein the ratio R rate is 0.90 or less in a region where the ratio R rate is smaller among the plurality of regions. The liquid crystal element according to the above.
【請求項18】 前記リタデーション量Rの値は、透
過型の場合は240nm以上である、 ことを特徴とする請求項1乃至17のいずれか1項に記
載の液晶素子。
18. The liquid crystal device according to claim 1, wherein a value of the retardation amount R 0 is 240 nm or more in a case of a transmission type.
【請求項19】 前記リタデーション量Rの値は、反
射型の場合は120nm以上である、 ことを特徴とする請求項1乃至17のいずれか1項に記
載の液晶素子。
19. The liquid crystal device according to claim 1, wherein the value of the retardation amount R0 is 120 nm or more in the case of a reflection type.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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