JP2001075130A - Liquid crystal device and liquid crystal display provided with the same - Google Patents

Liquid crystal device and liquid crystal display provided with the same

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JP2001075130A
JP2001075130A JP24662499A JP24662499A JP2001075130A JP 2001075130 A JP2001075130 A JP 2001075130A JP 24662499 A JP24662499 A JP 24662499A JP 24662499 A JP24662499 A JP 24662499A JP 2001075130 A JP2001075130 A JP 2001075130A
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liquid crystal
region
layer
chevron structure
chiral smectic
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Japanese (ja)
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Takeshi Togano
剛司 門叶
Yasushi Asao
恭史 浅尾
Masahiro Terada
匡宏 寺田
Yoshimasa Mori
省誠 森
Takashi Moriyama
孝志 森山
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Canon Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make a display of assigning intensity levels performable. SOLUTION: A chiral-smectic liquid crystal having a structure (intra-plane chevron structure) shown by the graph is utilized for a liquid crystal panel. This intra-plane chevron structure consists of a first region A1 wherein a layer normal direction 4 is inclined to one side (left side in the graph) to the direction R of uniaxially aligning treatment and a second region A2 wherein the layer normal direction 4 is inclined to the other side (right side in the graph) to the direction R of the uniaxially aligning treatment. In ether region A1 or A2, liquid crystal molecules are unistable in a direction (cf. mark 6) nearly along the direction R of the uniaxially aligning treatment. As memory properties are lost in this structure, the liquid crystal panel is capable of displaying assigning intesity levels in accordance with applied voltage.

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、プリンタ
ー等に使用される液晶素子、該液晶素子を備えた液晶装
置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal element used for a flat panel display, a projection display, a printer, and the like, and a liquid crystal device provided with the liquid crystal element.

【0002】[0002]

【従来の技術】液晶を利用して種々の情報を表示する液
晶パネル(液晶素子)としては、ネマチック液晶や強誘
電性液晶や反強誘電性液晶を用いたものがある。このう
ち、強誘電性液晶や反強誘電性液晶を用いた液晶パネル
は、ネマチック液晶を用いた液晶パネルに比べて応答速
度が速いという利点を有することから、今後の幅広い利
用が期待されている。以下、この事柄について詳細に説
明する。
2. Description of the Related Art As a liquid crystal panel (liquid crystal element) for displaying various information using a liquid crystal, there is a liquid crystal panel using a nematic liquid crystal, a ferroelectric liquid crystal, or an antiferroelectric liquid crystal. Among them, liquid crystal panels using ferroelectric liquid crystals or antiferroelectric liquid crystals have the advantage of a faster response speed than liquid crystal panels using nematic liquid crystals, and are expected to be widely used in the future. . Hereinafter, this matter will be described in detail.

【0003】従来より、ネマチック液晶を利用すると共
に、一つ一つの画素にトランジスタのようなアクティブ
素子を配置したアクティブマトリクス型液晶パネルの開
発が行われている。かかる液晶パネルには、たとえばエ
ム・シャット(M.Schadt)とダブリュー・ヘル
フリッヒ(W.Helfrich)著AppliedP
hysics Letters第18巻、第4号(19
71年2月15日発行)第127頁から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。
Conventionally, an active matrix type liquid crystal panel using a nematic liquid crystal and having an active element such as a transistor disposed in each pixel has been developed. Such liquid crystal panels include, for example, AppliedP by M. Schadt and W. Helfrich.
physics Letters Vol. 18, No. 4 (19
Twisted nematic shown on pages 127 to 128 (published February 15, 71)
Nematic) mode is widely used.

【0004】また、最近では横方向電界を利用したイン
プレインスイッチング(In−Plain Switc
hing)モードが発表されており、ツイステッドネマ
チックモード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。
Further, recently, in-plane switching (In-Plane Switch) using a lateral electric field has been proposed.
(hing) mode has been announced, and the viewing angle characteristic which has been a drawback of the twisted nematic mode liquid crystal display has been improved.

【0005】さらに、上述のようなアクティブ素子を用
いないネマチック液晶パネルの代表例としてスーパーツ
イステッドネマチック(super Twisted
Nematic)モードがある。
Further, a super twisted nematic (super twisted nematic) is a typical example of a nematic liquid crystal panel using no active element as described above.
Nematic mode).

【0006】このように、こうしたネマチック液晶を用
いた液晶パネルは様々な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
リ秒以上かかってしまうという問題点が存在した。
As described above, the liquid crystal panel using such a nematic liquid crystal has various modes.
In any of the modes, there is a problem that the response speed of the liquid crystal takes several tens of milliseconds or more.

【0007】このような従来型のネマチック液晶パネル
の欠点を改善するものとして、双安定性を示す液晶を用
いた素子がクラーク(clark)およびラガウェル
(Lagerwall)により提案されている(特開昭
56−107216号公報、米国特許第4367924
号明細書)。この双安定性を示す液晶としては、一般に
カイラルスメクティックC相を示す強誘電性液晶が用い
られている。この強誘電性液晶は、自発分極により反転
スイッチングを行うため、非常に速い応答速度が得られ
る上にメモリー性のある双安定状態を発現させることが
できる。さらに視野角特性も優れていることから、高
速、高精細、大面積の表示素子あるいはライトバルブと
して適していると考えられる。
[0007] To improve the disadvantages of the conventional nematic liquid crystal panel, a device using a liquid crystal exhibiting bistability has been proposed by Clark and Lagerwell (Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 56). -107216, U.S. Pat.
Specification). As the liquid crystal exhibiting this bistability, a ferroelectric liquid crystal exhibiting a chiral smectic C phase is generally used. Since the ferroelectric liquid crystal performs inversion switching by spontaneous polarization, a very fast response speed can be obtained and a bistable state having a memory property can be developed. Further, since the viewing angle characteristics are also excellent, it is considered that they are suitable as a high-speed, high-definition, large-area display element or a light valve.

【0008】一方、最近では3安定性を示す反強誘電性
液晶が注目されている。この反強誘電性液晶も、強誘電
性液晶と同様に自発分極により反転スイッチングを行う
ため、非常に速い応答速度が得られる。この液晶材料
は、電界無印加時には液晶分子は互いの自発分極を打ち
消し合うような分子配列構造をとるため、電界を印加し
ない状態では自発分極は存在しないことが特徴となって
いる。
On the other hand, recently, antiferroelectric liquid crystals exhibiting three stability have attracted attention. This antiferroelectric liquid crystal also performs reversal switching by spontaneous polarization similarly to the ferroelectric liquid crystal, so that a very fast response speed can be obtained. This liquid crystal material is characterized in that no spontaneous polarization exists when no electric field is applied, because the liquid crystal molecules have a molecular arrangement structure in which the liquid crystal molecules cancel each other when no electric field is applied.

【0009】更に最近では、この反強誘電性液晶をアク
ティブマトリクス素子にて駆動するために開発された無
閾値反強誘電性液晶も報告されている。
More recently, a thresholdless antiferroelectric liquid crystal developed to drive the antiferroelectric liquid crystal with an active matrix element has been reported.

【0010】こうした自発分極による反転スイッチング
を行う強誘電性液晶や反強誘電性液晶は、いずれもスメ
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、スメクチック液晶を用いた
液晶パネルの実現が期待されている。
A ferroelectric liquid crystal and an antiferroelectric liquid crystal which perform inversion switching by such spontaneous polarization are liquid crystals exhibiting a smectic liquid crystal phase. In other words, the realization of a liquid crystal panel using a smectic liquid crystal is expected in the sense that the problem concerning the response speed of the conventional nematic liquid crystal can be solved.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した強
誘電性液晶等は、基本的には2値の表示しかできず、1
画素内での階調表示が困難であった。
Incidentally, the above-mentioned ferroelectric liquid crystal or the like can basically display only binary values,
It was difficult to display a gradation in a pixel.

【0012】なお、階調表示を可能とするために、「無
閾値反強誘電性液晶」、「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」などの種々
の液晶が提案されているが、すべて研究開発段階であり
製品化にいたっているものは未だない。
In order to enable gradation display, various types of devices such as "thresholdless antiferroelectric liquid crystal", "short pitch type ferroelectric liquid crystal", and "polymer stable ferroelectric liquid crystal" are used. Liquid crystals have been proposed, but none are in the research and development stage and have yet to be commercialized.

【0013】そこで、本発明は、階調表示が可能な液晶
素子を提供することを目的とするものである。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a liquid crystal element capable of gradation display.

【0014】また本発明は、階調表示が可能な液晶装置
を提供することを目的とするものである。
Another object of the present invention is to provide a liquid crystal device capable of gradation display.

【0015】[0015]

【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、少なくとも一方に一軸配向処
理が施されると共に所定距離を開けた状態に配置された
一対の基板と、これら一対の基板の間隙に配置されたカ
イラルスメクチック液晶と、該カイラルスメクチック液
晶を挟み込むように配置された一対の電極と、を備え、
かつ、前記一対の電極を介して前記カイラルスメクチッ
ク液晶に電圧を印加することによって駆動される液晶素
子において、前記カイラルスメクチック液晶は、層法線
方向が前記一軸配向処理の方向に対して一側に傾く第1
領域と、層法線方向が前記一軸配向処理の方向に対して
他側に傾く第2領域とからなる面内シェブロン構造を有
し、かつ、前記第1領域及び前記第2領域において液晶
分子が前記一軸配向処理の方向に略沿った方向で安定に
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 includes a pair of substrates, at least one of which is subjected to a uniaxial orientation treatment and arranged at a predetermined distance, A chiral smectic liquid crystal arranged in the gap between the pair of substrates, and a pair of electrodes arranged to sandwich the chiral smectic liquid crystal,
And, in a liquid crystal element driven by applying a voltage to the chiral smectic liquid crystal through the pair of electrodes, the chiral smectic liquid crystal has a layer normal direction on one side with respect to the uniaxial alignment processing direction. 1st tilt
An in-plane chevron structure composed of a region and a second region in which the layer normal direction is inclined to the other side with respect to the direction of the uniaxial alignment treatment, and in the first region and the second region, liquid crystal molecules are formed. It is characterized in that it is stable in a direction substantially along the direction of the uniaxial orientation treatment.

【0016】[0016]

【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.

【0017】(1) まず、本発明に係る液晶素子の構造に
ついて、図1を参照して説明する。
(1) First, the structure of the liquid crystal element according to the present invention will be described with reference to FIG.

【0018】本発明に係る液晶素子は、図1に符号Pで
示すように、所定距離を開けた状態に配置された一対の
基板1a,1bと、これら一対の基板1a,1bの間隙
に配置されたカイラルスメクチック液晶2と、該カイラ
ルスメクチック液晶2を挟み込むように配置された一対
の電極3a,3bと、を備えており、少なくとも一方の
基板1a又は1bには一軸配向処理が施されている。そ
して、この液晶素子Pは、前記一対の電極3a,3bを
介して前記カイラルスメクチック液晶2に電圧を印加す
ることによって駆動されて、階調表示を行うようになっ
ている。
A liquid crystal element according to the present invention, as indicated by a symbol P in FIG. 1, has a pair of substrates 1a and 1b arranged at a predetermined distance from each other, and is disposed in a gap between the pair of substrates 1a and 1b. And a pair of electrodes 3a and 3b arranged so as to sandwich the chiral smectic liquid crystal 2, and at least one of the substrates 1a or 1b is subjected to a uniaxial orientation treatment. . The liquid crystal element P is driven by applying a voltage to the chiral smectic liquid crystal 2 via the pair of electrodes 3a and 3b, and performs gray scale display.

【0019】(2) 次に、本発明に用いるカイラルスメク
チック液晶2の構造について図2及び図3を参照して説
明する。
(2) Next, the structure of the chiral smectic liquid crystal 2 used in the present invention will be described with reference to FIGS.

【0020】本発明に用いるカイラルスメクチック液晶
2は、図2に示すように、一軸配向処理方向Rと平行な
ストライプテクスチャーを有しており、その基本構造
は、(スメクティック層間隔の減少分を「く」の字に折
れ曲がって補償する通常のシェブロン構造と異なり)層
法線方向4を変化させることによって層間隔の減少分を
補償する面内シェブロン構造となっている。すなわち、
この面内シェブロン構造は、層法線方向4が前記一軸配
向処理の方向Rに対して一側(図では左側)に傾く第1
領域A1 と、層法線方向4が前記一軸配向処理の方向R
に対して他側(図では右側)に傾く第2領域A2 と、か
らなり、いずれの領域A1 ,A2 においても、液晶分子
が前記一軸配向処理の方向Rに略沿った方向(符号6参
照)で安定になる、すなわち、液晶分子の安定位置をほ
ぼ一軸配向処理方向Rにして単安定化された(電界無印
加状態では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)配向状態を示す。
As shown in FIG. 2, the chiral smectic liquid crystal 2 used in the present invention has a stripe texture parallel to the uniaxial orientation processing direction R. The basic structure is as follows. Unlike a normal chevron structure which bends in a shape of "K" to compensate, an in-plane chevron structure which compensates for a decrease in the layer interval by changing the layer normal direction 4 is provided. That is,
In the in-plane chevron structure, the layer normal direction 4 is inclined to one side (the left side in the drawing) with respect to the direction R of the uniaxial orientation processing.
The region A 1 and the layer normal direction 4 correspond to the direction R of the uniaxial orientation treatment.
The other side and the second region A 2 inclines (right side in the figure), made, in any of the areas A 1, A 2, the direction in which liquid crystal molecules are substantially along the direction R of the uniaxial aligning treatment (codes to 6), that is, the liquid crystal molecules are mono-stabilized by setting the stable position of the liquid crystal molecules substantially to the uniaxial alignment processing direction R (the darkest optical axis when sandwiched between crossed Nicol polarizers in the state where no electric field is applied). (Having only one).

【0021】ここで、“一軸配向処理方向”とは、 * 基板1a,1bの両方に一軸配向処理が施されると
共に、その一軸処理方向が互いに平行で同方向である場
合、並びに、 * 基板1a,1bの両側ではなく片側にのみ一軸配向
処理が施される場合、には、その処理方向自体であり、 * 基板1a,1bの両方に一軸配向処理が施されると
共に、その一軸処理方向が互いにクロスしている場合に
は、それらのクロス角の1/2の方向に相当する。
Here, the "uniaxial orientation direction" refers to the case where * both the substrates 1a and 1b are uniaxially oriented and the uniaxial directions are parallel and the same direction. In the case where uniaxial orientation processing is performed only on one side of both substrates 1a and 1b, this is the processing direction itself. * The uniaxial orientation processing is performed on both substrates 1a and 1b, and the uniaxial processing direction is applied. Are crossed with each other, it corresponds to the direction of 1/2 of those cross angles.

【0022】なお、上述した第1領域A1 と第2領域A
2 の面積比をほぼ1:1としても良い(詳細は後述)。
The first region A 1 and the second region A
The area ratio of 2 may be approximately 1: 1 (details will be described later).

【0023】また、本発明に用いるカイラルスメクチッ
ク液晶2は、図3に示すように、上述した面内シェブロ
ン構造7と、通常のシェブロン構造8とが共存する液晶
とすれば良い。この場合、前記面内シェブロン構造の層
傾斜角(図2に符号δpで示す角であって、層法線方向
4と一軸配向処理方向Rとが為す角)と、前記通常シェ
ブロン層構造の層傾斜角(図4の符号δo参照)とをほ
ぼ等しくすると良い。
As shown in FIG. 3, the chiral smectic liquid crystal 2 used in the present invention may be a liquid crystal in which the above-mentioned in-plane chevron structure 7 and a normal chevron structure 8 coexist. In this case, the layer inclination angle of the in-plane chevron structure (the angle indicated by the symbol δp in FIG. 2 and the angle formed by the layer normal direction 4 and the uniaxial orientation processing direction R) and the layer of the normal chevron layer structure It is preferable that the inclination angle (see reference numeral δo in FIG. 4) be substantially equal.

【0024】(3) 上述した面内シェブロン構造はメモリ
ー性が消失されているが、その理由を従来型SSFLC
と対比の上で説明する。
(3) The above-mentioned in-plane chevron structure has lost the memory property. The reason is that the conventional SSFLC
This will be described in comparison with the above.

【0025】(3-1) 従来型SSFLCでは、SmC*
における基板に平行な2状態を安定化させることによっ
て双安定性すなわちメモリー性を発現させている。この
メモリー性について図4及び図5を参照して説明する。
(3-1) In the conventional SSFLC, two states parallel to the substrate in the SmC * phase are stabilized to exhibit bistability, that is, memory properties. This memory property will be described with reference to FIGS.

【0026】ここで、図4は層傾斜角δo、分子チルト
角Θ、プレチルト角αの関係を示した模式図であり、図
5は図4の分子位置におけるC−ダイレクタを表してい
る。
FIG. 4 is a schematic diagram showing the relationship among the layer tilt angle δo, the molecular tilt angle Θ, and the pretilt angle α. FIG. 5 shows the C-director at the molecular position in FIG.

【0027】この図に示すとおり、一般的なスメクティ
ックC相液晶はΘ>δoの関係を示すことから、シェブ
ロンキンク部分において2つの安定な分子位置に存在す
ることになり、この状態がメモリ状態の発現原理となっ
ている。
As shown in this figure, since a general smectic C-phase liquid crystal shows a relationship of Θ> δo, it exists at two stable molecular positions in a chevron kink portion, and this state is a memory state. It is an expression principle.

【0028】(3-2) これに対して、面内シェブロン構造
を形成するセルにおいては、上述したように、偏光顕微
鏡観測下では一軸配向処理方向Rと平行なストライプテ
クスチャーを形成しており、その基本構造はスメクティ
ック層間隔の減少分を「く」の字に折れ曲がって補償す
る通常のシェブロン構造に対し、図2に示すように層法
線方向4を変化させることによって層間隔の減少分を補
償する構造をとっている。したがって、この図のように
面内シェブロン部分の層が基板と完全に垂直になってい
るモデルを考えた場合、層傾斜角δpは、上記の「く」
の字に折れ曲がった層傾斜角δoと一致することが必要
となる。
(3-2) On the other hand, in the cell forming the in-plane chevron structure, as described above, a stripe texture parallel to the uniaxial alignment processing direction R is formed under observation with a polarizing microscope, Its basic structure is different from the ordinary chevron structure in which the decrease in the distance between the smectic layers is compensated by bending in the shape of a "<", as shown in FIG. It has a compensation structure. Therefore, when considering a model in which the layer of the in-plane chevron portion is completely perpendicular to the substrate as shown in this figure, the layer inclination angle δp
It is necessary to match with the layer inclination angle δo bent in the shape of “”.

【0029】一方、こうした面内シェブロン構造を有す
る液晶分子の配向方向は、SmC*液晶である限り他の
構造を有する場合と同様に層法線方向4から分子チルト
角Θだけずれた角度の位置が最も安定となるはずであ
る。なかでも他のSSFLC同様に基板と平行な2状態
が安定になるはずであるが、図2からわかる通り、面内
シェブロン構造の場合、2つの基板に平行な安定状態の
うち一方は一軸配向処理方向Rとほぼ一致(符号6参
照)、厳密には一軸配向処理方向Rから(Θ−δp)だ
けずれた方向に配向するのに対し、もう一方は一軸配向
処理方向Rとはかけ離れた方向、厳密には一軸配向処理
方向Rから(Θ+δp)だけずれた方向に配向する事に
なる。したがって、特に基板の一軸配向処理の束縛力が
強い場合には、上述のように、液晶分子は前記一軸配向
処理の方向Rに略沿った方向6においてのみ安定とな
り、これによってメモリー性が消失されることになる。
On the other hand, the alignment direction of the liquid crystal molecules having such an in-plane chevron structure is at a position shifted from the layer normal direction 4 by the molecular tilt angle Θ as in the case of other structures as long as the liquid crystal is SmC * liquid crystal. Should be the most stable. Above all, two states parallel to the substrate should be stable like other SSFLCs. However, as can be seen from FIG. 2, in the case of the in-plane chevron structure, one of the stable states parallel to the two substrates is uniaxially oriented. The orientation substantially coincides with the direction R (reference numeral 6), and strictly speaking, the orientation is shifted in the direction (た −δp) from the uniaxial orientation direction R, while the other direction is far away from the uniaxial orientation direction R, Strictly, the alignment is performed in a direction shifted from the uniaxial alignment processing direction R by (Θ + δp). Therefore, especially when the binding force of the uniaxial alignment processing of the substrate is strong, as described above, the liquid crystal molecules are stabilized only in the direction 6 substantially along the direction R of the uniaxial alignment processing, and the memory property is lost. Will be.

【0030】(4) 次に、面内シェブロン構造の発現原理
について考察する。
(4) Next, the principle of developing the in-plane chevron structure will be considered.

【0031】面内シェブロン構造を発現させた実際の液
晶素子にX線測定を行ってみると、通常の「く」の字構
造を示す測定結果が得られる。したがって、実際の液晶
素子では、面内シェブロン構造は全面に形成されている
のではなく、図3に示すように、セル厚方向に対して
「く」の字に折れ曲がった構造と面内シェブロン構造と
が混在した層構造となっていることが予想される。この
図に示すとおり、面内シェブロン構造は傾き方向の異な
るシェブロン構造が密集したときに発現する層構造であ
るといえる。
When an X-ray measurement is performed on an actual liquid crystal element having an in-plane chevron structure, a measurement result showing a normal "<" shape is obtained. Therefore, in an actual liquid crystal element, the in-plane chevron structure is not formed on the entire surface, but as shown in FIG. It is expected that the layer structure is a mixture of the above. As shown in this figure, it can be said that the in-plane chevron structure is a layer structure developed when the chevron structures having different inclination directions are dense.

【0032】したがって、このような面内シェブロン構
造を発現させるためには、C1及びC2が等確率で発生
しうるセル構成であることが必要となる。つまり、上下
基板の一軸配向処理方向(例えば、ラビング方向)を平
行かつ同方向とし、あるプレチルト角を有するセル構成
とした場合、C1とC2の間でのエネルギー差を生じる
ため、いずれか一方にそろってしまう。しかし、上下基
板の一軸配向処理方向を逆方向(反平行)とした場合に
は、C1とC2の区別がなくなるためC1及びC2が等
確率で発生しうるセル構成を実現しうることになる。す
なわち、上述のような面内シェブロン構造を発現させる
ためには、前記一対の基板1a,1bの両方に一軸配向
処理を施すと共に、それらの一軸配向処理方向を平行か
つ逆方向(アンチパラレル及び略アンチパラレル)にす
る必要がある。
Therefore, in order to develop such an in-plane chevron structure, it is necessary that C1 and C2 have a cell configuration that can be generated with equal probability. In other words, when the uniaxial orientation processing directions (for example, rubbing directions) of the upper and lower substrates are parallel and the same direction, and a cell configuration having a certain pretilt angle occurs, an energy difference occurs between C1 and C2. I'll get them all together. However, when the uniaxial orientation directions of the upper and lower substrates are set in opposite directions (anti-parallel), C1 and C2 are not distinguished, so that a cell configuration in which C1 and C2 can be generated with equal probability can be realized. That is, in order to develop the above-described in-plane chevron structure, both the pair of substrates 1a and 1b are subjected to uniaxial orientation processing, and their uniaxial orientation directions are parallel and reversed (anti-parallel and substantially parallel). Anti-parallel).

【0033】更に、詳細な観測を行ったところ、上述の
ような面内シェブロン構造はSmA相において形成さ
れ、それがSmC* 相まで保持される結果、SmC*
を示す温度域においてストライプテクスチャーが観測さ
れる場合が多い。したがって、上述のようなシェブロン
構造を形成するには、 * カイラルスメクチック液晶2が、少なくとも相系列
中の高温側にスメクチックA相(SmA相)を有する液
晶であり、 * 前記スメクチックA相における層間隔が温度の降下
と共に減少し、かつ該スメクチックA相において既に前
記面内シェブロン構造を有する、ことが必要であると考
えられる。
Furthermore, was subjected to detailed observations, plane chevron structure as described above is formed in the SmA phase, the result which it is held until SmC * phase, stripe texture in a temperature range showing the SmC * phase Often observed. Therefore, in order to form a chevron structure as described above, * the chiral smectic liquid crystal 2 is a liquid crystal having a smectic A phase (SmA phase) at least on the high temperature side in the phase sequence; * the layer spacing in the smectic A phase It is considered necessary that the in-plane chevron structure already decreases in the smectic A phase in the smectic A phase.

【0034】(5) ついで、このような層構造を形成して
いるときの電界に対する液晶分子の反転挙動について説
明する。
(5) Next, the inversion behavior of liquid crystal molecules with respect to an electric field when such a layer structure is formed will be described.

【0035】本発明に用いるカイラルスメクチック液晶
2は、電圧が印加されていない状態では、図6(b) に示
すように、隣接される2つの領域A1 ,A2 の間では、
自発分極の向きが互いに逆の方向を向いている。
When no voltage is applied to the chiral smectic liquid crystal 2 used in the present invention, as shown in FIG. 6B, between the two adjacent regions A 1 and A 2 ,
The directions of spontaneous polarization are opposite to each other.

【0036】この状態の液晶2に一の極性の電圧を印加
した場合には一方の領域A1 又はA2 のみが電界に対し
て応答し、他の極性の電圧を印加した場合には他方の領
域A2 又はA1 のみが電界に対して応答する。なお、同
図(a) は、正極性の電圧を印加した場合に一方の領域A
1 のみが電界に対して応答する様子を示し、同図(c)
は、負極性の電圧を印加した場合に他方の領域A2 のみ
が電界に対して応答する様子を示している。
When a voltage of one polarity is applied to the liquid crystal 2 in this state, only one area A 1 or A 2 responds to the electric field, and when a voltage of another polarity is applied, the other area A 1 or A 2 is applied. only the area A 2 or A 1 is responsive to the electric field. FIG. 3A shows one region A when a positive voltage is applied.
Figure 1 (c) shows that only 1 responds to the electric field.
Only other region A 2 indicates a state in response to the electric field in the case of applying a negative voltage.

【0037】このため、電圧が印加されていない状態で
液晶素子Pが最暗状態となるように偏光子をクロスニコ
ルに配設すると、一の極性の電圧に応じて一方の領域A
1 又はA2 の透過光強度が増加し、他方の極性の電圧に
応じて他方の領域A2 又はA1 の透過光強度が増加し、
いずれの極性の電圧を印加してもアナログ的な階調制御
が可能となる。
For this reason, if the polarizers are arranged in crossed Nicols so that the liquid crystal element P is in the darkest state in the state where no voltage is applied, one of the regions A according to the voltage of one polarity
The transmitted light intensity of 1 or A 2 increases, and the transmitted light intensity of the other region A 2 or A 1 increases according to the voltage of the other polarity,
Analog gradation control is possible regardless of the polarity of the applied voltage.

【0038】なお、第1領域A1 と第2領域A2 の面積
比をほぼ1:1にした場合には、印加電圧の大きさが同
じであれば極性の正負によらず一定の透過率が得られる
ため、極性反転を用いた駆動が可能となる。
When the area ratio between the first region A 1 and the second region A 2 is set to approximately 1: 1, a constant transmittance is obtained regardless of the polarity whether the applied voltage is the same. Is obtained, driving using polarity reversal becomes possible.

【0039】(6) 次に、液晶素子Pを構成する各部品に
ついて説明する。
(6) Next, each component constituting the liquid crystal element P will be described.

【0040】基板1a,1bには、ガラスやプラスチッ
ク等の透明性の高い材料を用いれば良い。
For the substrates 1a and 1b, a highly transparent material such as glass or plastic may be used.

【0041】また、電極3a,3bには、ITO(イン
ジウム・ティン・オキサイド)等からなる透明電極を用
いれば良い。
As the electrodes 3a and 3b, a transparent electrode made of ITO (indium tin oxide) or the like may be used.

【0042】さらに、基板に一軸配向処理を施す方法と
しては、 * 無機物(例えば、一酸化珪素、二酸化珪素、酸化ア
ルミニウム、ジルコニア、フッ化マグネシウム、酸化セ
リウム、フツ化セリウム、シリコン窒化物、シリコン炭
化物、ホウ素窒化物など)や有機物(例えば、ポリビニ
ルアルコール、ポリイミド、ポリイミドアミド、ポリエ
ステル、ポリアミド、ポリエステルイミド、ポリパラキ
シレン、ポリカーボネート、ポリビニルアセタール、ポ
リビニルクロライド、ポリスチレン、ポリシロキサン、
セルロース樹脂、メラミン樹脂、ウレア樹脂、アクリル
樹脂など)の薄膜(図1の符号5a,5b参照)を、塗
工法や蒸着法やスパッタリング法等によって形成し、そ
の表面をビロード、布あるいは紙等の繊維状のもので摺
擦(ラビング)する方法、 * SiO等の酸化物あるいは窒化物などを基板の斜方
から蒸着する方法、を挙げることができる。なお、この
一軸配向処理は、両方の基板1a,1bに施しても良
く、片方の基板1a又は1bにのみ施しても良い。
Further, the method of performing uniaxial orientation treatment on the substrate includes the following: * Inorganic substances (for example, silicon monoxide, silicon dioxide, aluminum oxide, zirconia, magnesium fluoride, cerium oxide, cerium fluoride, silicon nitride, silicon carbide) , Boron nitride, etc.) and organic substances (for example, polyvinyl alcohol, polyimide, polyimide amide, polyester, polyamide, polyester imide, polyparaxylene, polycarbonate, polyvinyl acetal, polyvinyl chloride, polystyrene, polysiloxane,
A thin film of cellulose resin, melamine resin, urea resin, acrylic resin, or the like (see reference numerals 5a and 5b in FIG. 1) is formed by a coating method, a vapor deposition method, a sputtering method, or the like, and the surface is formed of velvet, cloth, paper, or the like. A method of rubbing with a fibrous material, and a method of vapor-depositing an oxide or a nitride of SiO or the like from an oblique direction of the substrate can be exemplified. This uniaxial orientation treatment may be performed on both substrates 1a and 1b, or may be performed on only one substrate 1a or 1b.

【0043】一方、本発明は単純マトリクス型の液晶素
子に適用してもアクティブマトリクス型の液晶素子に適
用しても良く、後者の場合には、アクティブ素子と組み
合わせてアナログ階調表示をすることができる。
On the other hand, the present invention may be applied to a simple matrix type liquid crystal element or an active matrix type liquid crystal element. In the latter case, analog gray scale display is performed in combination with the active element. Can be.

【0044】また一方、上述した液晶素子Pと、該液晶
素子Pに階調信号を供給する駆動回路(不図示)と、該
液晶素子Pを照明する光源(不図示)等、とによって液
晶装置を構成すると良い。
On the other hand, the liquid crystal device P includes the above-described liquid crystal element P, a driving circuit (not shown) for supplying a gradation signal to the liquid crystal element P, and a light source (not shown) for illuminating the liquid crystal element P. Should be configured.

【0045】また、前記カイラルスメクチック液晶2の
ピッチは前記基板1a,1bの間隙の2倍より長くする
と良い。
The pitch of the chiral smectic liquid crystal 2 is preferably longer than twice the gap between the substrates 1a and 1b.

【0046】さらに、無電界時に最暗光学軸を1つしか
有さない配向状態が反強誘電性液晶ではない。
Furthermore, an alignment state having only one darkest optical axis in the absence of an electric field is not an antiferroelectric liquid crystal.

【0047】次に、本実施の形態の効果について説明す
る。
Next, the effect of this embodiment will be described.

【0048】本実施の形態によれば、1画素内での階調
表示が可能となる。
According to the present embodiment, gradation display within one pixel is possible.

【0049】[0049]

【実施例】以下、本発明を実施例に沿って詳細に説明す
る。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to embodiments.

【0050】本実施例においては、図1に示す液晶パネ
ル(液晶素子)Pを作成した。
In this embodiment, a liquid crystal panel (liquid crystal element) P shown in FIG. 1 was prepared.

【0051】なお、基板間隙には、平均粒径が2.0μ
mのシリカビーズをスペーサーとして配置し、基板間隙
を規定した。
Incidentally, the average particle size is 2.0 μm in the substrate gap.
m silica beads were arranged as spacers to define the substrate gap.

【0052】また、基板1a,1bには厚さが1.1m
mのガラス基板を用い、透明電極3a,3bには、厚さ
が700ÅのITO膜を用いた。さらに、配向制御膜5
a,5bには、厚さが200Åのポリイミド被膜を用い
た。また、下記液晶性化合物を使用して液晶組成物LC
−1を調整した。
The substrates 1a and 1b have a thickness of 1.1 m.
A glass substrate with a thickness of 700 m was used for the transparent electrodes 3a and 3b. Further, the orientation control film 5
A polyimide film having a thickness of 200 ° was used for a and 5b. Further, a liquid crystal composition LC is prepared by using the following liquid crystal compound.
-1 was adjusted.

【0053】[0053]

【化1】 上記液晶組成物LC−1の物性パラメータを以下に示
す。
Embedded image The physical property parameters of the liquid crystal composition LC-1 are shown below.

【0054】 自発分極(30℃):Ps=0.57nC/cm2 チルト角(30℃):Θ=22.2° SmC* 相でのらせんピッチ(30℃):20μm以上
(長ピッチなので概算) 次に、上述した液晶パネルPの製造方法について説明す
る。
[0054] Spontaneous polarization (30 ° C.): Ps = 0.57 nC / cm 2 Tilt angle (30 ° C.): Θ = 22.2 ° SmC * Spiral pitch in phase (30 ° C.): 20 μm or more (because of long pitch) A method for manufacturing the above-described liquid crystal panel P will be described.

【0055】まず、各ガラス基板1a,1bの表面に透
明電極3a,3bを形成した。
First, transparent electrodes 3a and 3b were formed on the surfaces of the glass substrates 1a and 1b.

【0056】次に、各透明電極3a,3bを覆うよう
に、下記の繰り返し単位PI−a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℃の
温度で5分間の前乾燥を行ない、さらに200℃の温度
で1時間の加熱焼成を施し、上述した配向制御膜5a,
5bを形成した。
Next, a polyimide precursor having the following repeating unit PI-a is applied by spin coating so as to cover the transparent electrodes 3a and 3b, and then pre-dried at a temperature of 80 ° C. for 5 minutes. Then, heating and baking is performed at a temperature of 200 ° C. for 1 hour, and the above-described alignment control film 5a,
5b was formed.

【0057】[0057]

【化2】 なお、各配向制御膜5a,5bの表面にはナイロン布に
よるラビング処理(一軸配向処理)を施した。このラビ
ング処理には、外周面にナイロン(NF−77/帝人
製)を貼り合わせた径10cmのラビングロールを用
い、押し込み量を0.3mm、送り速度を10cm/s
ec、回転数を1000rpm、送り回数を4回とし
た。
Embedded image The surfaces of the respective alignment control films 5a and 5b were subjected to a rubbing treatment (uniaxial orientation treatment) using a nylon cloth. For this rubbing treatment, a rubbing roll having a diameter of 10 cm with nylon (NF-77 / manufactured by Teijin) stuck to the outer peripheral surface was used, the pushing amount was 0.3 mm, and the feeding speed was 10 cm / s.
ec, the number of rotations was 1000 rpm, and the number of times of feeding was four times.

【0058】その後、一方の基板1aの表面(正確には
配向制御膜5aの表面)にシリカビーズを散布し、両基
板1a,1bを、ラビング処理方向が互いに逆方向(ア
ンチパラレル)となるように貼り合わせた。
Thereafter, silica beads are sprayed on the surface of one of the substrates 1a (more precisely, the surface of the orientation control film 5a) so that the rubbing directions of the substrates 1a and 1b are opposite to each other (anti-parallel). Bonded.

【0059】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2.1°であった。
The pretilt angle of the cell measured by a crystal rotation method was 2.1 °.

【0060】次に、上述した液晶組成物LC−1を基板
間隙に等方相の温度で注入し、液晶をカイラルスメクテ
ィック液晶相を示す温度まで徐冷し、液晶パネルPを作
製した。
Next, the above liquid crystal composition LC-1 was injected into the gap between the substrates at a temperature of an isotropic phase, and the liquid crystal was gradually cooled to a temperature at which a chiral smectic liquid crystal phase was exhibited.

【0061】本発明者は、このようにして作成した液晶
パネルPを用い、(1) 液晶の配向状態、(2) 光学応答、
(3) 層傾斜角、(4) SmA層における層間隔の温度変化
を調べた。以下、それぞれについて説明する。
The present inventor uses the liquid crystal panel P prepared in this way to obtain (1) the alignment state of the liquid crystal, (2) the optical response,
(3) Inclination angle of the layer and (4) Temperature change of the layer interval in the SmA layer were examined. Hereinafter, each will be described.

【0062】(1) 液晶の配向状態 本発明者は、液晶パネルPの液晶の配向状態を偏光顕微
鏡にて観察した。
(1) State of alignment of liquid crystal The present inventor observed the state of alignment of the liquid crystal of the liquid crystal panel P with a polarizing microscope.

【0063】その結果、液晶2には、 * SmA相の状態でラビング軸方向Rに平行な縞状
(ストライプ状)の2領域A1 ,A2 からなるテクスチ
ャーが発生しており、 * その後室温(30℃)まで徐冷した後も同様の縞状
組織が存在すること、が分かった。この隣接する縞間の
無電界下での消光位のなす角を測定すると約4°であっ
た。
As a result, the liquid crystal 2 has a texture consisting of two regions A 1 and A 2 in a * SmA phase in the form of stripes (stripes) parallel to the rubbing axis direction R. It was found that a similar striped structure was present even after gradually cooling to (30 ° C.). The angle formed between the extinction positions in the absence of an electric field between the adjacent stripes was about 4 °.

【0064】なお、液晶2に正極性及び負極性の電圧を
印加してみたところ、ストライプ状のそれぞれの領域A
1 ,A2 はそれぞれ一方の極性の電界にしか応答しない
ことがわかった。さらにこのセルに±10Vの電界を印
加しながら測定したそれぞれの領域A1 ,A2 における
消光位のなす角の2分の1の角度とラビング軸方向Rと
からなる角度(δp)は左右にそれぞれ約20.0℃で
あり、同じ30℃におけるスメクティック層の傾き角で
あるδoの値21.1°とほぼ一致した値を示している
ことがわかった。
When a positive voltage and a negative voltage were applied to the liquid crystal 2, each of the stripe-shaped regions A
It has been found that 1 and A 2 each respond only to an electric field of one polarity. Further, the angle (δp) formed by the half of the angle formed by the extinction position and the rubbing axis direction R in each of the regions A 1 and A 2 measured while applying an electric field of ± 10 V to the cell is left and right. It was found that the temperature was about 20.0 ° C., which was almost the same as the value of δo, which is the inclination angle of the smectic layer at 30 ° C., 21.1 °.

【0065】(2) 光学応答 本発明者は、液晶パネルPが示す電気光学応答を測定す
るために、上述した液晶パネ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、ラビング方向R
に偏光軸をあわせ暗視野となるように配置した。
(2) Optical Response In order to measure the electro-optical response of the liquid crystal panel P, the inventor applied the above liquid crystal panel to a polarizing microscope equipped with a photomultiplier under crossed nicols, and rubbing direction R
The polarization axis was adjusted so as to provide a dark field.

【0066】そして、±8Vで0.1Hzの矩形波を印
加したところ、その光学応答は、図7に示すように、印
加電圧に対して±4V付近に閾値を持つダブルヒステリ
シスカーブを描くことがわかった。
Then, when a rectangular wave of 0.1 Hz at ± 8 V was applied, the optical response could draw a double hysteresis curve having a threshold around ± 4 V with respect to the applied voltage, as shown in FIG. all right.

【0067】なお、正電界印加時における白表示状態の
透過光強度と、負電界印加時における白表示状態の透過
光強度とが一致したことから、ストライプ状の2領域A
1 ,A2 の面積比はほぼ1:1となっていると思われ
る。
Since the transmitted light intensity in the white display state when the positive electric field is applied matches the transmitted light intensity in the white display state when the negative electric field is applied, the two stripes A
It is considered that the area ratio of 1 and A 2 is almost 1: 1.

【0068】このようなダブルヒステリシス特性を持つ
液晶パネルPにおいては、明確な閾値特性を利用して、
単純マトリックス駆動素子で、例えば、図8に示すよう
にバイアス電圧±V1を印加して、その上さらに正負の
パルス電圧(±V2)を重畳することにより、暗状態と
明状態およびその混在を利用したアナログ階調レベルの
メモリー効果を発現させることが期待できる。
In the liquid crystal panel P having such a double hysteresis characteristic, a clear threshold characteristic is used to
In a simple matrix driving element, for example, as shown in FIG. 8, a bias voltage ± V1 is applied, and a positive / negative pulse voltage (± V2) is further superimposed to use a dark state, a bright state and a mixture thereof. It can be expected that the memory effect of the analog gray level is exhibited.

【0069】(3) 層の傾斜角δpの測定 (X線測定用セルの作製)基板ガラス1a,1bとし
て、X線の吸収を極力低減するために80μm厚のガラ
ス(コーニング社製商品名マイクロシート)を用い、ス
ペーサーとして1.4μmのシリカビーズを用いた以外
は、基本的には前述と同様の方法によりX線測定用セル
を作製した。なお、ラビング方向は逆方向(アンチパラ
レル)となるように作製した。
(3) Measurement of Layer Incline Angle δp (Preparation of X-ray Measurement Cell) As the substrate glasses 1a and 1b, glass having a thickness of 80 μm (trade name, manufactured by Corning Incorporated) was used to minimize absorption of X-rays. A sheet for X-ray measurement was prepared basically in the same manner as described above, except that a sheet (sheet) was used and silica beads of 1.4 μm were used as spacers. The rubbing direction was made to be opposite (anti-parallel).

【0070】(層の傾斜角の測定)基本的にはクラーク
やラガーウォルによって発表された方法(Japan
Display ’86,Sep.30〜Oct.2,
1986,pp.456〜458)あるいは大内らの方
法(J.J.A.P.,27(5)(1988)pp.
L725〜728)と同様の方法を用いた。
(Measurement of Tilt Angle of Layer) Basically, a method disclosed by Clark and Lagerwal (Japan)
Display '86, Sep. 30 to Oct. 2,
1986, pp. 456-458) or the method of Ouchi et al. (JJAP, 27 (5) (1988) pp.
L725-728).

【0071】測定装置は回転対陰極方式のMACサイエ
ンス社製X線回折装置を用い、銅のKα線を分析線とし
た。液晶の層間隔の測定はバルク液晶を80μm厚のガ
ラス上に塗り、通常の粉末X線回折と同様に2θ/θス
キャンを行なって求めた。
As a measuring apparatus, an X-ray diffractometer of MAC Science Co., Ltd. of a rotating anti-cathode method was used, and Kα ray of copper was used as an analysis line. The layer spacing of the liquid crystal was measured by applying a bulk liquid crystal on glass having a thickness of 80 μm and performing a 2θ / θ scan in the same manner as in ordinary powder X-ray diffraction.

【0072】先に作製したX線測定用セルに液晶組成物
LC−1を等方相の温度で注入し、室温(30℃)まで
徐冷することによりセルを作製した。その後前記層間隔
を得た回折角2θにX線検出器をあわせてセルをθスキ
ャンし、前記文献に示された方法で室温(30℃)にお
けるδpを算出した。その結果θが69.1°と11
1.8°に2本のシャープなピークが観測され、液晶組
成物LC−1はアンチパラレルラビングセル中におい
て、層の傾斜角δpが21.4°のシェブロン構造を取
っていることがわかった。測定結果を図9に示す。
The liquid crystal composition LC-1 was injected into the previously prepared cell for X-ray measurement at the temperature of the isotropic phase, and was gradually cooled to room temperature (30 ° C.) to prepare a cell. Thereafter, the cell was subjected to θ scan by adjusting the X-ray detector to the diffraction angle 2θ at which the layer interval was obtained, and δp at room temperature (30 ° C.) was calculated by the method described in the above-mentioned literature. As a result, θ was 69.1 ° and 11
Two sharp peaks were observed at 1.8 °, indicating that the liquid crystal composition LC-1 had a chevron structure in which the layer inclination angle δp was 21.4 ° in the antiparallel rubbing cell. . FIG. 9 shows the measurement results.

【0073】さらに上記セルを45℃まで昇温し、Sm
A相とした後に同様の方法により層の傾斜角δpの測定
を行なった。その結果θが78.4°と101.7°に
2本のピークが観測され、液晶組成物LC−1はSmA
相の状態でシェブロン構造を取っていることがわかっ
た。測定結果を図10に示す。
Further, the cell was heated to 45 ° C.
After the formation of the phase A, the inclination angle δp of the layer was measured in the same manner. As a result, two peaks were observed at θ of 78.4 ° and 101.7 °, and the liquid crystal composition LC-1 showed SmA
It was found that the phase had a chevron structure. FIG. 10 shows the measurement results.

【0074】(4) SmA相における層間隔の温度変化 層間隔の測定法についてさらに詳細に説明する。(4) Temperature Change of Layer Interval in SmA Phase The method of measuring the layer interval will be described in more detail.

【0075】80μm厚のガラス基板上に液晶組成物L
C−1を約5mm角で表面が平滑になるように塗り、通
常の粉末X線回折法により得られたピークをBragg
の回折条件式に当てはめ層間隔dを求めた。
The liquid crystal composition L was formed on a glass substrate having a thickness of 80 μm.
C-1 was applied to a surface of about 5 mm square so that the surface became smooth, and the peak obtained by ordinary powder X-ray diffraction method was
The layer spacing d was determined by applying the above diffraction condition equation.

【0076】測定温度は、回折面の平滑性を増すために
液晶組成物LC−1が等方性液体状態になる温度にした
後に3℃、SmA相の温度域からAC転移点近傍までは
1℃毎に温度を降下させて測定を行なった。実験に用い
た自動温度調節装置は、各温度で約±0.3℃の制御精
度を示した。
The measurement temperature was set at 3 ° C. after the temperature at which the liquid crystal composition LC-1 was brought to an isotropic liquid state in order to increase the smoothness of the diffraction surface, and was 1 ° C. from the temperature range of the SmA phase to the vicinity of the AC transition point. The measurement was performed by lowering the temperature every ° C. The automatic temperature controller used in the experiment showed a control accuracy of about ± 0.3 ° C. at each temperature.

【0077】その結果、46℃における層間隔d=2
9.824Åに対し、45℃における層間隔d=29.
5858Åであり、SmA相において温度の降下に伴い
層間隔が減少していることが確認された。
As a result, the layer interval d = 2 at 46 ° C.
For 9.824 °, the layer spacing at 45 ° C. d = 29.
It was 5858 °, and it was confirmed that the layer interval decreased in the SmA phase with a decrease in temperature.

【0078】[0078]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
1画素内での階調表示が可能となる。
As described above, according to the present invention,
It is possible to perform gradation display within one pixel.

【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】面内シェブロン構造を示す模式図。FIG. 2 is a schematic view showing an in-plane chevron structure.

【図3】面内シェブロン構造と通常のシェブロン構造の
共存状態を示す模式図。
FIG. 3 is a schematic diagram showing a coexistence state of an in-plane chevron structure and a normal chevron structure.

【図4】従来型SSFLCにおける層傾斜角と分子チル
ト角とプレチルト角との関係を示す図。
FIG. 4 is a diagram showing a relationship between a layer tilt angle, a molecular tilt angle, and a pretilt angle in a conventional SSFLC.

【図5】図4の分子位置におけるC−ダイレクタを示す
図。
FIG. 5 is a view showing a C-director at a molecular position in FIG. 4;

【図6】本発明における液晶分子の反転挙動を説明する
ための図。
FIG. 6 is a diagram illustrating the inversion behavior of liquid crystal molecules in the present invention.

【図7】印加電圧と透過率との関係を示す図。FIG. 7 is a diagram showing a relationship between an applied voltage and transmittance.

【図8】印加電圧と透過率との関係を示す図。FIG. 8 is a diagram showing a relationship between an applied voltage and transmittance.

【図9】室温における回折角の測定結果を示す図。FIG. 9 is a diagram showing a measurement result of a diffraction angle at room temperature.

【図10】SmA相における回折角の測定結果を示す
図。
FIG. 10 is a view showing a measurement result of a diffraction angle in an SmA phase.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1a,1b ガラス基板(基板) 2 カイラルスメクチック液晶 3a,3b 透明電極(電極) P 液晶パネル(液晶素子) 4 層法線方向 R ラビング方向(一軸配向処理の方向) A1 第1領域 A2 第2領域 7 面内シェブロン構造 8 通常のシェブロン構造1a, 1b glass substrate (substrate) 2 chiral smectic liquid crystal 3a, 3b transparent electrode (electrode) P crystal panel (liquid crystal device) 4-layer normal direction R rubbing direction (the direction of the uniaxial alignment treatment) A 1 the first region A 2 second 2 area 7 In-plane chevron structure 8 Normal chevron structure

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 寺田 匡宏 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 森 省誠 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 森山 孝志 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 Fターム(参考) 2H088 GA04 HA03 HA08 HA28 JA17 KA13 MA13  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Masahiro Terada 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Inside Canon Inc. (72) Inventor Makoto Mori 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Kia Non-corporation (72) Inventor Takashi Moriyama 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. F-term (reference) 2H088 GA04 HA03 HA08 HA28 JA17 KA13 MA13

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 少なくとも一方に一軸配向処理が施され
ると共に所定距離を開けた状態に配置された一対の基板
と、これら一対の基板の間隙に配置されたカイラルスメ
クチック液晶と、該カイラルスメクチック液晶を挟み込
むように配置された一対の電極と、を備え、かつ、前記
一対の電極を介して前記カイラルスメクチック液晶に電
圧を印加することによって駆動される液晶素子におい
て、 前記カイラルスメクチック液晶は、層法線方向が前記一
軸配向処理の方向に対して一側に傾く第1領域と、層法
線方向が前記一軸配向処理の方向に対して他側に傾く第
2領域とからなる面内シェブロン構造を有し、かつ、前
記第1領域及び前記第2領域において液晶分子が前記一
軸配向処理の方向に略沿った方向で安定になる、 ことを特徴とする液晶素子。
1. A pair of substrates, at least one of which is subjected to a uniaxial orientation treatment and arranged at a predetermined distance, a chiral smectic liquid crystal arranged in a gap between the pair of substrates, and the chiral smectic liquid crystal And a pair of electrodes arranged so as to sandwich the chiral smectic liquid crystal, and driven by applying a voltage to the chiral smectic liquid crystal through the pair of electrodes, wherein the chiral smectic liquid crystal is a layer method An in-plane chevron structure including a first region in which the line direction is inclined to one side with respect to the direction of the uniaxial orientation treatment, and a second region in which the layer normal direction is inclined to the other side with respect to the direction of the uniaxial orientation treatment. And liquid crystal molecules in the first region and the second region are stabilized in a direction substantially along the direction of the uniaxial alignment treatment. Child.
【請求項2】 前記カイラルスメクチック液晶が、その
高温側にスメクチックA相を有する液晶であり、前記面
内シェブロン構造と通常のシェブロン構造とが共存する
液晶であり、前記面内シェブロン構造の層傾斜角と前記
通常のシェブロン構造の層傾斜角とがほぼ等しい、 ことを特徴とする請求項1に記載の液晶素子。
2. The liquid crystal according to claim 1, wherein the chiral smectic liquid crystal is a liquid crystal having a smectic A phase on its high temperature side, a liquid crystal in which the in-plane chevron structure coexists with a normal chevron structure, and a layer tilt of the in-plane chevron structure. The liquid crystal element according to claim 1, wherein an angle is substantially equal to a layer inclination angle of the ordinary chevron structure.
【請求項3】 前記第1領域と前記第2領域の面積比が
ほぼ1:1である、 ことを特徴とする請求項1又は2に記載の液晶素子。
3. The liquid crystal device according to claim 1, wherein an area ratio between the first region and the second region is approximately 1: 1.
【請求項4】 前記スメクチックA相における層間隔が
温度の降下と共に減少し、かつ該スメクチックA相にお
いて既に前記面内シェブロン構造を有する、 ことを特徴とする請求項2又は3に記載の液晶素子。
4. The liquid crystal element according to claim 2, wherein a layer interval in the smectic A phase decreases with a decrease in temperature, and the smectic A phase already has the in-plane chevron structure. .
【請求項5】 前記一対の基板の両方に一軸配向処理が
なされ、それらの一軸配向処理の方向が平行かつ逆方向
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. The device according to claim 1, wherein a uniaxial alignment process is performed on both of the pair of substrates, and the directions of the uniaxial alignment processes are parallel and opposite to each other. Liquid crystal element.
【請求項6】 前記一軸配向処理がラビング処理であ
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 liquid crystal device according to claim 1, wherein the uniaxial alignment process is a rubbing process.
【請求項7】 前記カイラルスメクチック液晶のピッチ
は前記基板の間隙の2倍より長い、 ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載
の液晶素子。
7. The liquid crystal device according to claim 1, wherein a pitch of the chiral smectic liquid crystal is longer than twice a gap between the substrates.
【請求項8】 無電界時に最暗光学軸を1つしか有さな
い配向状態が反強誘電性液晶ではない、 ことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載
の液晶素子。
8. The liquid crystal device according to claim 1, wherein the alignment state having only one darkest optical axis in the absence of an electric field is not an antiferroelectric liquid crystal. .
【請求項9】 アクティブ素子と組み合わせてアナログ
階調表示をする、 ことを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載
の液晶素子。
9. The liquid crystal device according to claim 1, wherein an analog gray scale display is performed in combination with an active device.
【請求項10】 請求項1乃至9のいずれか1項に記載
の液晶素子と、 該液晶素子に階調信号を供給する駆動回路と、 該液晶素子を照明する光源と、 からなる液晶装置。
10. A liquid crystal device comprising: the liquid crystal element according to claim 1; a driving circuit that supplies a gradation signal to the liquid crystal element; and a light source that illuminates the liquid crystal element.
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