JP2001281631A - Liquid crystal device - Google Patents

Liquid crystal device

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JP2001281631A
JP2001281631A JP2000095780A JP2000095780A JP2001281631A JP 2001281631 A JP2001281631 A JP 2001281631A JP 2000095780 A JP2000095780 A JP 2000095780A JP 2000095780 A JP2000095780 A JP 2000095780A JP 2001281631 A JP2001281631 A JP 2001281631A
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JP
Japan
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liquid crystal
voltage
chiral smectic
phase
luminance
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Application number
JP2000095780A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshimasa Mori
省誠 森
Yasushi Asao
恭史 浅尾
Takashi Moriyama
孝志 森山
Takeshi Togano
剛司 門叶
Ryuichiro Isobe
隆一郎 礒部
Masahiro Terada
匡宏 寺田
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the inhomogeneous state of aligned state of a liquid crystal. SOLUTION: A chiral smectic liquid crystal 2 is used and alignment control films 6a, 6b are disposed in the liquid crystal panel P1. An arithmetic average roughness Ra of the alignment control films 6a, 6b is controlled to satisfy Ra<0.5 nm. Thereby, the aligned state of the chiral smectic liquid crystal 2 is made homogeneous with an oblique bookshelf structure and the display quality is improved.

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
ィスプレイやプロジェクションディスプレイやプリンタ
ー等に用いられる液晶素子に関する。
The present invention relates to a liquid crystal device used for a flat panel display, a projection display, a printer, and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】(1) 従来、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)にはネマチック液晶や
カイラルスメクチック液晶が用いられているが、応答速
度が速いという点ではカイラルスメクチック液晶の方が
好ましい。以下、この点について説明する。
2. Description of the Related Art (1) Conventionally, a nematic liquid crystal or a chiral smectic liquid crystal is used for a liquid crystal panel (liquid crystal element) for displaying various information using a liquid crystal. Smectic liquid crystals are preferred. Hereinafter, this point will be described.

【0003】ネマチック液晶を利用した液晶パネルとし
ては、次のようなものがある。 * 一つ一つの画素にトランジスタのようなスイッチン
グ素子を配置したアクティブマトリクス型液晶パネルで
あって、ツイステッドネマチック(Twisted N
ematic)モードを用いたもの(エム・シャット
(M.Schadt)とダブリュー・ヘルフリッヒ
(W.Helfrich)著、Applied Phy
sics Letters、第18巻、第4号(197
1年2月15日発行)、第127頁〜128頁) * 同じくアクティブマトリクス型液晶パネルであっ
て、横方向電界を利用したインプレインスイッチング
(In−Plain Switching)モードを用
いて視野角の改善が図られたもの * 上述のようなスイッチング素子を用いない液晶パネ
ルであって、スーパーツイステッドネマティック(su
per Twisted Nematic)モードを用
いたもの しかし、いずれの液晶パネルにおいても、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
していた。
There are the following liquid crystal panels using a nematic liquid crystal. * An active matrix type liquid crystal panel in which a switching element such as a transistor is arranged in each pixel, and is a twisted nematic (Twisted N).
(e.g., M. Schadt and W. Helfrich, Applied Phys)
sics Letters, Vol. 18, No. 4 (197
(Issued Feb. 15, 2001), pp. 127-128) * Also an active matrix type liquid crystal panel, in which the viewing angle is improved by using an in-plane switching mode using a horizontal electric field. * A liquid crystal panel that does not use the switching element as described above, and is a super twisted nematic (su
(Per Twisted Nematic) Mode However, in any liquid crystal panel, there is a problem that the response speed of the liquid crystal takes several tens of milliseconds or more.

【0004】このような問題を改善するものとして、双
安定性を示す液晶を用いた液晶パネルがクラーク(cl
ark)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。
As a solution to such a problem, a liquid crystal panel using a liquid crystal exhibiting bistability has been proposed by Clark (cl.).
ark) and Lagerwell (JP-A-56-107216,
U.S. Pat. No. 4,367,924). 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.

【0005】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.

【0006】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、ネマチッ
ク液晶が従来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、スメクティック液晶を用い
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 that perform inversion switching by such spontaneous polarization are liquid crystals exhibiting a smectic liquid crystal phase. That is, the realization of a liquid crystal panel using a smectic liquid crystal is expected in the sense that the problem of the response speed that the nematic liquid crystal has conventionally can be solved.

【0007】(2) 上述のような利点を有するカイラルス
メクチック液晶ではあるが、一般的に双安定状態や3安
定状態を示すため、階調表示の実現は困難である。
(2) Although it is a chiral smectic liquid crystal having the above-mentioned advantages, since it generally shows a bistable state or a tristable state, it is difficult to realize gradation display.

【0008】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 a gradation display, various thresholds 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.

【0009】(3) 液晶パネルを用いて動画表示を行なう
場合の問題について説明する。
(3) A problem when displaying a moving image using a liquid crystal panel will be described.

【0010】ところで、液晶パネルを用いて動画を表示
する場合、液晶の応答速度の高速化に頼っていたが、か
かる高速化だけでは、人間の感じる動画高速応答特性が
得られないことが最近の研究で明らかになっている(信
学技報EID96−4p.19)。すなわち、人間に動
画表示を高速と感じさせるには、 * シャッターを用いて時間開口率を50%以下にする
方式(つまり、50%以下の時間比率で静止画像を間欠
的に表示する方式)や、 * 2倍速表示方式、を用いる方が良いことが明らかに
なっている。
When displaying a moving image using a liquid crystal panel, it has been relied on an increase in the response speed of the liquid crystal. However, it has recently been impossible to obtain a high-speed response characteristic of a moving image that can be sensed by humans only by such an increase in the speed. It has been clarified by research (IEICE Technical Report EID96-4p.19). That is, in order to make humans feel that moving image display is performed at a high speed, a method of using a shutter to reduce the time aperture ratio to 50% or less (that is, a method of intermittently displaying a still image at a time ratio of 50% or less) or , * It is clear that it is better to use the double speed display method.

【0011】なお、ネマチック液晶の場合、上述のよう
に応答速度が遅いことから動画表示には適していない
が、カイラルスメクチック液晶の場合、動画表示を行な
うには液晶パネルの駆動方法や周辺回路が複雑となり、
液晶パネルのコストもアップしてしまうという問題を有
していた。
The nematic liquid crystal is not suitable for displaying moving images because of its low response speed as described above. However, the chiral smectic liquid crystal requires a liquid crystal panel driving method and peripheral circuits to display moving images. Becomes complicated,
There was a problem that the cost of the liquid crystal panel also increased.

【0012】(4) 上述した問題を解決できる従来液晶パ
ネルの一例について説明する。
(4) An example of a conventional liquid crystal panel that can solve the above-described problem will be described.

【0013】そこで、我々は鋭意検討した結果、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)の相転移系列を示すカイラルスメクチ
ック液晶を用い、特に該液晶が、 * 駆動電圧が印加されていない場合には、液晶分子の
平均分子軸が単安定化された配向状態を示し、 * 一の極性の駆動電圧が印加されている場合には、液
晶分子の平均分子軸が駆動電圧の大きさに応じた角度で
前記単安定化された位置から一方の側にチルトし、 * 他の極性の駆動電圧が印加されている場合には、液
晶分子の平均分子軸が駆動電圧の大きさに応じた角度で
前記単安定化された位置から他方の側にチルトし、 * 前記一の極性の駆動電圧を印加することによって最
大チルト状態とした場合におけるチルト角が、前記他の
極性の駆動電圧を印加することによって最大チルト状態
とした場合におけるチルト角と異なる、 ような液晶パネルを提案した(特願平10−17714
5号参照)。
Therefore, as a result of intensive studies, from the high temperature side, an isotropic liquid phase (ISO.)-Cholesteric phase (Ch) -chiral smectic C phase (SmC * ) or an isotropic liquid phase (ISO) .)-Chiral smectic C phase (SmC * ) using a chiral smectic liquid crystal exhibiting a phase transition series, particularly when the liquid crystal is not applied with a driving voltage, the average molecular axis of the liquid crystal molecule is monostable. * When a driving voltage of one polarity is applied, the average molecular axis of the liquid crystal molecules is shifted from the mono-stabilized position by an angle corresponding to the magnitude of the driving voltage. * When a driving voltage of another polarity is applied, the average molecular axis of the liquid crystal molecules is shifted from the monostable position to the other side at an angle corresponding to the magnitude of the driving voltage. Tilt, * A liquid crystal in which a tilt angle in a case where a maximum tilt state is obtained by applying a drive voltage of the first polarity is different from a tilt angle in a case where a maximum tilt state is obtained by applying a drive voltage of the other polarity. The panel was proposed (Japanese Patent Application No. 10-17714).
No. 5).

【0014】かかる液晶パネルによれば、高速応答や階
調制御が可能となり、複雑な回路を用いなくとも動画質
が向上される。
According to such a liquid crystal panel, high-speed response and gradation control can be performed, and the moving image quality can be improved without using a complicated circuit.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した液
晶パネルにおいては、カイラルスメクチック液晶は、対
称シェブロン構造や斜めブックシェルフ構造や非対称シ
ェブロン構造を任意に形成する(例えば、斜めブックシ
ェルフ配向領域とシェブロン配向領域とが混在してしま
う)こともあり、さらなる配向の均一化手法技術に向上
が求められていた。
In the above-mentioned liquid crystal panel, the chiral smectic liquid crystal arbitrarily forms a symmetric chevron structure, an oblique bookshelf structure, or an asymmetric chevron structure (for example, an oblique bookshelf alignment region and a chevron alignment region). In some cases, the orientation region may be mixed), and there has been a demand for further improvement in the technique for uniformizing the orientation.

【0016】そこで、本発明は、配向の不均一を防止す
る液晶素子を提供することを目的とするものである。
Therefore, an object of the present invention is to provide a liquid crystal element which prevents non-uniform alignment.

【0017】[0017]

【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、所定間隙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第1及び第2電極
と、前記カイラルスメクチック液晶に接するように配置
されて該液晶を配向する配向制御膜と、を備え、かつ、
前記第1及び第2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基づき1秒間に複数フレ
−ム期間での画像を表示する液晶素子において、1フレ
−ム期間は少なくとも2つのフィールド期間に分割し表
示され、1フレ−ム期間中の少なくとも1フィールド期
間において第1の輝度で所望の画像を表示し、1フレ−
ム期間中の残るフィールド期間においては該第1の輝度
より小さく且つ0より大きい第2の輝度で該第1の輝度
で表示した画像と実質的に同一の画像を表示し、前記配
向制御膜の算術平均粗さRaが、 Ra<0.5nm である、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 pair of substrates disposed with a predetermined gap therebetween, and a chiral substrate disposed between the pair of substrates. A smectic liquid crystal, first and second electrodes arranged so as to sandwich the chiral smectic liquid crystal, and an alignment control film arranged so as to be in contact with the chiral smectic liquid crystal and aligning the liquid crystal, and
In a liquid crystal device which displays an image in a plurality of frame periods per second based on applying a voltage to the chiral smectic liquid crystal through the first and second electrodes, one frame period includes at least two fields. A desired image is displayed at the first luminance in at least one field period of one frame period, and the image is displayed in one frame period.
In the remaining field period during the program period, an image substantially the same as the image displayed at the first luminance is displayed at a second luminance smaller than the first luminance and larger than 0, and The arithmetic average roughness Ra is characterized by Ra <0.5 nm.

【0018】この場合、前記配向制御膜における所定領
域の投影面積をSとし、該領域における該配向制御膜の
表面積をSrとした場合に、 (Sr/S)<1.0020 である、ようにしても良い。
In this case, when the projected area of a predetermined region in the orientation control film is S and the surface area of the orientation control film in the region is Sr, (Sr / S) <1.020. May be.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下、図1乃至図12を参照し
て、本発明の実施の形態について説明する。 (1) まず、本実施の形態に係る液晶素子の構成について
図1及び図2を参照して説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. (1) First, the configuration of the liquid crystal element according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.

【0020】本実施の形態に係る液晶素子は、図1や図
2に符号P及びPで示すように、所定間隙を開けた
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を挟み込む
ように配置された第1及び第2電極3a,3bと、前記
カイラルスメクチック液晶2に接するように配置されて
該液晶を配向する配向制御膜6a,6bと、を備えてお
り、前記第1及び第2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基づき
駆動される(例えば、階調表示がなされる)ようになっ
ている。
The liquid crystal device according to this embodiment, as indicated at P 1 and P 2 in FIGS. 1 and 2, a pair of substrates 1a arranged with a predetermined spacing, and 1b, the pair A chiral smectic liquid crystal 2 disposed in a gap between the substrates 1a and 1b, first and second electrodes 3a and 3b disposed so as to sandwich the chiral smectic liquid crystal, and disposed so as to be in contact with the chiral smectic liquid crystal 2. And alignment control films 6a and 6b for orienting the liquid crystal, and are driven by applying a voltage to the chiral smectic liquid crystal 2 via the first and second electrodes 3a and 3b (for example, , Gradation display).

【0021】なお、この液晶素子P及びPとして
は、前記第1及び第2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基づき
1秒間に複数フレ−ム期間での画像を表示するものが好
ましく、1フレ−ム期間は少なくとも2つのフィールド
期間に分割し表示され、1フレ−ム期間中の少なくとも
1フィールド期間において第1の輝度で所望の画像を表
示し、1フレ−ム期間中の残るフィールド期間において
は該第1の輝度より小さく且つ0より大きい第2の輝度
で該第1の輝度で表示した画像と実質的に同一の画像を
表示するものが好ましい。
[0021] Incidentally, as this liquid crystal element P 1 and P 2, the first and second electrodes 3a, a plurality per second based on applying a voltage to said chiral smectic liquid crystal 2 via the 3b frame - arm period Preferably, one frame period is divided into at least two field periods and displayed, and a desired image is displayed at a first luminance in at least one field period during one frame period. In the remaining field period of one frame period, an image which displays substantially the same image as the image displayed at the first luminance at a second luminance smaller than the first luminance and larger than 0 is used. preferable.

【0022】(2) 次に、本実施の形態にて用いる配向制
御膜6a,6bについて説明する。
(2) Next, the alignment control films 6a and 6b used in the present embodiment will be described.

【0023】本実施の形態においては、ラビング後にお
ける配向制御膜6a,6bの算術平均粗さ(すなわち、
定量面で中心面から表面までの偏差の絶対値)Raは、 Ra<0.5nm に設定すると良い。
In the present embodiment, the arithmetic average roughness of the alignment control films 6a and 6b after rubbing (ie, the arithmetic average roughness)
The absolute value (Ra) of the deviation from the center plane to the surface in the quantitative plane) should preferably be set to Ra <0.5 nm.

【0024】また、配向制御膜6a,6bにおける所定
領域の投影面積(粗さを測定した領域の垂直方向への投
影面積)をSとし、該領域における該配向制御膜6a,
6bの表面積(ラビング後において該配向制御膜に存在
する凹凸も含めた表面の実際の面積)をSrとした場合
に、 (Sr/S)<1.0020 となるように設定すると良い。
The projected area of a predetermined area on the orientation control films 6a and 6b (the projected area of the area where the roughness is measured in the vertical direction) is S, and the orientation control films 6a and 6b in the area are defined as S.
Assuming that the surface area of 6b (the actual area of the surface including the unevenness existing in the alignment control film after rubbing) is Sr, it is preferable to set (Sr / S) <1.020.

【0025】さらに、配向制御膜6a,6bの材料や一
軸配向処理の処理条件等を適宜選択することによって、
液晶分子のプレチルト角の大きさα(すなわち、配向制
御膜6a,6bの界面近傍において液晶分子が配向制御
膜6a,6bに対してなす角度)を、調整すると良い。
Further, by appropriately selecting the materials of the alignment control films 6a and 6b and the processing conditions of the uniaxial alignment processing,
It is preferable to adjust the magnitude α of the pretilt angle of the liquid crystal molecules (that is, the angle formed by the liquid crystal molecules with respect to the alignment control films 6a and 6b near the interface between the alignment control films 6a and 6b).

【0026】かかる配向制御膜6a,6bとしては、 * ポリイミド、ポリイミドアミド、ポリアミド、ポリ
ビニルアルコール等の有機材料からなる溶液を塗布して
膜を形成し、該膜の表面にラビング処理等の一軸配向処
理を施したものや、 * SiO等の酸化物や窒化物からなる無機材料を基板
1a,1bに斜め方向から所定の角度で蒸着させて形成
した斜方蒸着膜、 を挙げることができる。
As the alignment control films 6a and 6b, * a film made of an organic material such as polyimide, polyimide amide, polyamide or polyvinyl alcohol is applied to form a film, and a uniaxial alignment such as rubbing treatment is performed on the surface of the film. Examples include a treated film and an obliquely deposited film formed by depositing an inorganic material made of an oxide or nitride such as * SiO on the substrates 1a and 1b at a predetermined angle from an oblique direction.

【0027】なお、上述した配向制御膜6a,6bは、
カイラルスメクチック液晶2の両側に配置すればよく、
その場合における一軸配向処理方向(特にラビング方
向)の関係は、用いる液晶材料を考慮して、 * パラレル(両一軸配向処理方向が平行かつ同方
向)、 * アンチパラレル(両一軸配向処理方向が平行かつ逆
方向)、 * 45°以下の範囲でクロスする関係、 のいずれかにすれば良い。なお、液晶2を後述のように
斜めブックシェルフ構造にするには、一軸配向処理方向
は通常はアンチパラレルである方が好ましいが、本発明
ではパラレルラビングでも同様の配向になることが確認
され、パラレルラビングでもアンチパラレルラビングで
も斜めブックシェルフが安定に均一に配向できる。
The orientation control films 6a and 6b described above are
What is necessary is just to arrange on both sides of the chiral smectic liquid crystal 2,
In this case, considering the liquid crystal material used, the relationship between the uniaxial alignment processing directions (particularly the rubbing direction) is * parallel (both uniaxial alignment processing directions are parallel and the same direction), and antiparallel (both uniaxial alignment processing directions are parallel And in the opposite direction), * a relationship of crossing within a range of 45 ° or less. In addition, in order for the liquid crystal 2 to have an oblique bookshelf structure as described later, it is generally preferable that the uniaxial alignment processing direction is anti-parallel, but in the present invention, it has been confirmed that the same alignment is obtained even in parallel rubbing. The oblique bookshelf can be stably and uniformly aligned in both parallel rubbing and anti-parallel rubbing.

【0028】ところで、配向制御膜6a,6bをポリイ
ミドにて形成する場合であって、液晶2を単安定モード
(単安定FLCモード)とする場合、他のSSFLCと
は異なり、配向制御膜による一軸配向性は従来ほど問題
がなく配向することが分かった。
In the case where the alignment control films 6a and 6b are formed of polyimide and the liquid crystal 2 is in a monostable mode (monostable FLC mode), unlike other SSFLCs, the uniaxial film formed by the alignment control films is used. It has been found that the orientation does not cause any problem as compared with the conventional art.

【0029】しかし、シェブロン構造のC1配向やC2
配向や斜めブックシェルフが微小エリアに現出されてし
まう場合もあり、さらなる配向の均一性も必要である。
However, the C1 orientation of the chevron structure and the C2 orientation
In some cases, an orientation or an oblique bookshelf appears in a small area, and further uniformity of the orientation is required.

【0030】本発明者は、配向制御膜の構造や焼成温度
やラビング条件等を変えて鋭意検討してきた。その結
果、本発明の配向になり易い配向制御膜の構造は、構造
的にしっかりとしたタイプの材料(例えば、ポリイミド
構造中の長鎖方向にアルキレン鎖の短いもの)を用いれ
ば良いことが分かった。また、構造的にしっかりとして
いないタイプの材料(ポリイミド構造中の長鎖方向にア
ルキレン鎖の長いもの)であっても、ラビング強度を強
くしたり、焼成温度を調整しても良いことが分かった。
そして、配向制御膜の構造との相関関係よりも、ラビン
グ処理後における配向制御膜の表面の状態との相関関係
の方が大きいことが分かった。
The present inventor has studied diligently by changing the structure of the orientation control film, the firing temperature, the rubbing conditions, and the like. As a result, it was found that the structure of the alignment control film of the present invention, which is easily oriented, may be made of a structurally solid type material (for example, a material having a short alkylene chain in the long chain direction in a polyimide structure). Was. In addition, it was found that the rubbing strength could be increased or the firing temperature could be adjusted even for a structurally insecure type material (a material having a long alkylene chain in the long chain direction in the polyimide structure). .
Then, it was found that the correlation with the surface state of the alignment control film after the rubbing treatment was larger than the correlation with the structure of the alignment control film.

【0031】つまり、斜めブックシェルフ構造で安定に
均一に配向するには、配向制御膜6a,6bの表面が平
滑であれば良く、ラビング処理によっても凹凸を作ら
ず、その算術平均粗さRaや(Sr/S)の値を上述の
範囲内にすれば良いことが分かった。
That is, in order to stably and uniformly align in the oblique bookshelf structure, it is sufficient that the surfaces of the alignment control films 6a and 6b are smooth, and no irregularities are formed even by the rubbing treatment. It was found that the value of (Sr / S) should be within the above range.

【0032】(3) 次に、本実施の形態に用いるカイラル
スメクチック液晶2について説明する。
(3) Next, the chiral smectic liquid crystal 2 used in the present embodiment will be described.

【0033】本実施の形態においては、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(Sm
)の相転移系列を示すカイラルスメクチック液晶を
用いると良い。
In the present embodiment, the isotropic liquid phase (ISO.)-Cholesteric phase (Ch)-
Chiral smectic C phase (SmC * ) or isotropic liquid phase (ISO.)-Chiral smectic C phase (Sm
It is preferable to use a chiral smectic liquid crystal showing a phase transition series of C * ).

【0034】以下、このようなカイラルスメクチック液
晶を構成する化合物として好適なものを具体的に示す。
Preferred compounds constituting such a chiral smectic liquid crystal will be specifically described below.

【0035】[0035]

【化1】 Embedded image

【0036】[0036]

【化2】 Embedded image

【0037】ところで、上述した液晶素子で階調表示を
行なうには、図3や図4に示すようなメモリー性(双安
定性)が消失されていて印加電圧に応じて液晶分子の位
置が連続的に変化するような液晶を用いることが好まし
い。以下、この点について説明する。
In order to perform gradation display with the above-described liquid crystal element, the memory property (bistability) shown in FIGS. 3 and 4 is lost, and the positions of the liquid crystal molecules are continuously changed according to the applied voltage. It is preferable to use a liquid crystal that changes gradually. Hereinafter, this point will be described.

【0038】上述したようにSmA相を含まない液晶
(すなわち、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 )の相転移系列を示す
カイラルスメクチック液晶)の場合、例えば図5(b)
に示すようにCh相からSmC相に相転移する過程
で、液晶分子30はスメクチック層法線方向LNに対し
て傾くように、且つ平均一軸配向処理方向Rから若干傾
くように配列されて、スメクチック層構造32を形成す
る。そして本発明では、液晶分子30は、SmC相内
の使用温度域で、仮想コーン31のエッジより内側の位
置で安定化されるように調整される。
As described above, a liquid crystal containing no SmA phase
(That is, the isotropic liquid phase (ISO.)
Cholesteric phase (Ch) -Chiral smectic C phase
(SmC*) Or isotropic liquid phase (ISO.)
Larsmectic C phase (SmC *) Indicates the phase transition series
In the case of a chiral smectic liquid crystal), for example, FIG.
As shown in FIG.*Process of phase transition to phase
Thus, the liquid crystal molecules 30 move with respect to the smectic layer normal direction LN.
And slightly inclined from the average uniaxial orientation processing direction R.
To form a smectic layer structure 32.
You. In the present invention, the liquid crystal molecules 30 are made of SmC*Aiuchi
Within the operating temperature range of the inside of the edge of the virtual cone 31
It is adjusted to be stabilized by the position.

【0039】ここで、本発明の一態様としてシェブロン
構造または斜めブックシェルフ等の層傾斜角を有する場
合に関して、モデルを利用して図6(a)を用いて詳述
する。図6(a)は図5(b)と同様にSmA相を含ま
ない相系列における液晶分子の配列の変化を示してお
り、例えばCh層からSmC相に相転移する過程(特
にSmC相への転移温度直下)で、液晶分子30はス
メクチック相法線方向LNに対して傾くように配列しス
メクチック層構造32が形成される。
Here, as one embodiment of the present invention, a case having a layer inclination angle such as a chevron structure or an oblique bookshelf will be described in detail with reference to FIG. 6A using a model. FIG. 6A shows a change in the arrangement of liquid crystal molecules in a phase series not including the SmA phase, as in FIG. 5B. For example, a process of phase transition from the Ch layer to the SmC * phase (particularly, the SmC * phase) The liquid crystal molecules 30 are arranged so as to be inclined with respect to the normal direction LN of the smectic phase, and a smectic layer structure 32 is formed.

【0040】但し、図6(a)ではSmC相内の、例
えば高温側(T1)と低温側(T2)においてコーン角
Θ(仮想コーン31の頂角の1/2)に違いが存在す
る。
However, in FIG. 6A, there is a difference in the cone angle Θ (1 / of the apex angle of the virtual cone 31) in, for example, the high temperature side (T1) and the low temperature side (T2) in the SmC * phase. .

【0041】ここで、高温側(T1)におけるコーン角
をΘ1、低温側(T2)におけるコーン角をΘ2とし、
Θ1<Θ2なる関係を満たすような材料を用いるとき、
通常の場合、これら各温度におけるスメクチック層の層
間隔d1及びd2間にはd1>d2なる関係が成立す
る。したがって、仮に温度T1においてブックシェルフ
構造の層構造を有しているとした場合、温度T2では少
なくとも関係式δ=cos-1(d2/d1)を満たす層
傾斜角δを有することになる。
Here, the cone angle on the high temperature side (T1) is Θ1, the cone angle on the low temperature side (T2) is Θ2,
When using a material that satisfies the relationship of Θ1 <Θ2,
In a normal case, a relationship of d1> d2 is established between the spacings d1 and d2 of the smectic layer at these temperatures. Accordingly, if it is assumed that the layer structure has a bookshelf structure at the temperature T1, the layer tilt angle δ that satisfies at least the relational expression δ = cos −1 (d2 / d1) at the temperature T2.

【0042】よって、温度T2においてはシェブロン構
造または斜めブックシェルフ構造を形成することにな
る。これらのうちシェブロン構造をとる場合の層構造及
びc−ダイレクタの様子及び仮想コーン底面への射影を
図6(b)及び(c)に示す。同図に示すように、通常
の双安定型SSFLCと同様に、ラビング方向と層傾斜
角の関係からC1、C2を定義することができる。以上
述べた原理により、液晶分子30が、仮想コーン31の
エッジより内側の位置で安定化されるように調整され
る。
Therefore, at the temperature T2, a chevron structure or an oblique bookshelf structure is formed. 6 (b) and 6 (c) show the layer structure, c-director state, and projection onto the bottom surface of the virtual cone in the case of a chevron structure. As shown in the figure, C1 and C2 can be defined based on the relationship between the rubbing direction and the layer inclination angle, similarly to the normal bistable SSFLC. According to the principle described above, the liquid crystal molecules 30 are adjusted so as to be stabilized at a position inside the edge of the virtual cone 31.

【0043】図5(a)及び(b)、図6(a)のいず
れの場合も、例えば図3及び図4に示すような液晶分子
30がシェブロン構造の双安定配向状態、すなわち、基
板と実質的に平行な2状態で安定になるべきであるが、
図5(b)、図6(a)に示す場合、一軸配向処理の束
縛力が強くなり、この2状態のうちの一方のみが安定と
なり、メモリー性が消失することになる。また、図5
(b)、図6(a)に示すCh−SmC相転移の際
(SmC相への転移温度直下)、図7に示すように2
通りの異なった層法線方向(LN1及びLN2)を示す
スメクチック層構造が形成されることが考えられる。こ
のとき、カイラルスメクチック液晶を挟持するセルの上
下一対の基板の一軸配向処理の状態(処理方向等の条
件、配向材料等)が完全に対称であれば、図7に示すよ
うな2つのスメクチック層構造が均等な割合で形成され
る。
In each of FIGS. 5A, 5B and 6A, for example, the liquid crystal molecules 30 as shown in FIGS. Should be stable in two substantially parallel states,
In the case shown in FIG. 5B and FIG. 6A, the binding force of the uniaxial orientation processing becomes strong, and only one of these two states becomes stable, and the memory property is lost. FIG.
(B), at the time of the Ch-SmC * phase transition shown in FIG. 6A (immediately below the transition temperature to the SmC * phase), as shown in FIG.
It is conceivable that a smectic layer structure showing different layer normal directions (LN1 and LN2) is formed. At this time, if the state of uniaxial alignment processing (conditions such as processing direction, alignment material, etc.) of a pair of upper and lower substrates of the cell sandwiching the chiral smectic liquid crystal is completely symmetric, the two smectic layers as shown in FIG. The structures are formed in even proportions.

【0044】一方、図7に示すように発現される2つの
層構造のうち一方の層構造のみに揃え、すなわち平均一
軸配向処理軸とスメクチック層法線方向のズレ方向が一
定となるようにするための素子内の内部電位の偏りの持
たせ方として、 Ch−SmC相転移の際に一対の基板間の液晶2
に正負いずれかのDC電圧を印加する方法や、 異なる材料からなる配向制御膜6a,6bを液晶2
を挟み込むように配置する方法や、 液晶2を挟み込むように配置した一対の配向制御膜
6a,6bについて、処理法(膜の形成条件やラビング
強度やUV光照射等の処理条件)を異ならせる方法や、 液晶2を挟み込むように一対の配向制御膜6a,6
bを配置すると共に各配向制御膜の裏側(基板側)に下
地層をそれぞれ配置し、該下地層の膜種や膜厚を異なら
せる方法、 を挙げることができる。
On the other hand, as shown in FIG. 7, only one of the two layer structures developed is aligned, that is, the deviation direction between the average uniaxially oriented axis and the normal direction of the smectic layer is constant. For the bias of the internal potential in the element for liquid crystal 2 between a pair of substrates during Ch-SmC * phase transition
To apply a positive or negative DC voltage to the liquid crystal 2 or to apply the alignment control films 6 a and 6 b made of different materials to the liquid crystal 2.
And a method of changing the processing method (film forming conditions and processing conditions such as rubbing intensity and UV light irradiation) for a pair of alignment control films 6a and 6b disposed so as to sandwich the liquid crystal 2. And a pair of alignment control films 6 a and 6 so as to sandwich the liquid crystal 2.
In addition, a method of arranging b and arranging an underlayer on the back side (substrate side) of each orientation control film and varying the film type and thickness of the underlayer can be used.

【0045】このうち、上記の方法を用いる場合、配
向制御膜自体が永久双極子を有してしまう現象(エレク
トレット化)を回避するため、DC電圧の印加時間は、
Ch−SmC相転移の際に層方向を一方向に揃えるの
に必要かつ十分な(最小限の)時間にとどめておくこと
が好ましい。また、DC電圧の大きさは、100mV以
上10V以下の範囲(好ましくは1V以上8V以下の範
囲)にすると良い。
When the above method is used, in order to avoid a phenomenon (electret formation) in which the alignment control film itself has a permanent dipole, the application time of the DC voltage is
It is preferable to keep the time necessary and sufficient (minimum) for aligning the layers in one direction during the Ch-SmC * phase transition. Further, the magnitude of the DC voltage is preferably in the range of 100 mV to 10 V (preferably, 1 V to 8 V).

【0046】なお、液晶素子をアクティブマトリクス型
とする場合、配向制御膜や液晶材料中のイオンは、TF
T駆動に悪影響を与えないように極力低減しておくこと
が好ましい。
When the liquid crystal element is of an active matrix type, ions in the alignment control film and the liquid crystal material are TF
It is preferable to reduce as much as possible so as not to adversely affect the T drive.

【0047】上記構造の液晶素子では、カイラルスメク
チック液晶2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6a,6bの材料、処理条件
等を適宜設定することにより、図8に示すように、 * 駆動電圧が印加されていない場合には、液晶分子の
平均分子軸が単安定化された配向状態を示し(同図(b)
参照)、 * 一の極性の駆動電圧が印加されている場合には、液
晶分子の平均分子軸が駆動電圧の大きさに応じた角度で
前記単安定化された位置から一方の側にチルトし(同図
(c) 参照)、 * 他の極性(前記一の極性に対する逆極性をいう。以
下、同じ)の駆動電圧が印加されている場合には、液晶
分子の平均分子軸が駆動電圧の大きさに応じた角度で前
記単安定化された位置から他方の側(すなわち、前記一
の極性の電圧を印加したときにチルトする側とは反対の
側)にチルトし(同図(a) 参照)、 * 前記一の極性の駆動電圧を印加することによって最
大チルト状態とした場合におけるチルト角が、前記他の
極性の駆動電圧を印加することによって最大チルト状態
とした場合におけるチルト角より大きい、 特性を示すようにすると良い。つまり、本実施の形態に
用いる液晶2は、カイラルスメクチック液晶本来のメモ
リ性(双安定性)が消失されたものであって、チルト角
の大きさを印加電圧によって連続的に制御することがで
き、それに伴って液晶素子の光量も連続的に変化させる
ことができ、階調表示を可能とするものである。
In the liquid crystal device having the above structure, the composition of the chiral smectic liquid crystal 2 is adjusted, and the processing of the liquid crystal material and the device configuration, for example, the materials of the alignment control films 6a and 6b, the processing conditions, and the like are appropriately set. As shown in FIG. 8, when no driving voltage is applied, the average molecular axis of the liquid crystal molecules is in a monostable alignment state (FIG. 8B).
*) * When a driving voltage of one polarity is applied, the average molecular axis of the liquid crystal molecules is tilted to one side from the monostable position at an angle corresponding to the magnitude of the driving voltage. (The same figure
(See (c)), * When a driving voltage of another polarity (the opposite polarity to the above-mentioned one polarity; the same applies hereinafter) is applied, the average molecular axis of the liquid crystal molecules is reduced by the magnitude of the driving voltage. Tilt from the mono-stabilized position to the other side (ie, the side opposite to the side that tilts when the voltage of one polarity is applied) at a corresponding angle (see FIG. 3A), * The tilt angle in the case of the maximum tilt state by applying the drive voltage of one polarity is larger than the tilt angle in the case of the maximum tilt state by applying the drive voltage of the other polarity. It is good to show it. In other words, the liquid crystal 2 used in the present embodiment has lost the inherent memory property (bistability) of the chiral smectic liquid crystal, and the magnitude of the tilt angle can be continuously controlled by the applied voltage. Accordingly, the light amount of the liquid crystal element can be continuously changed, thereby enabling gradation display.

【0048】この場合、前記一の極性の駆動電圧を印加
することによって最大チルト状態とした場合におけるチ
ルト角は、前記他の極性の電圧を印加することによって
最大チルト状態とした場合におけるチルト角と異ならせ
ると良く、前記一の極性の駆動電圧を印加することによ
って最大チルト状態とした場合におけるチルト角は、前
記他の極性の電圧を印加することによって最大チルト状
態とした場合におけるチルト角の5倍以上の大きさにす
ると良い。
In this case, the tilt angle when the maximum tilt state is obtained by applying the driving voltage of one polarity is equal to the tilt angle when the maximum tilt state is obtained by applying the voltage of the other polarity. Preferably, the tilt angle in the case of the maximum tilt state by applying the driving voltage of one polarity is 5 times the tilt angle in the case of the maximum tilt state by applying the voltage of the other polarity. It is better to make it twice as large.

【0049】また、前記他の極性の電圧を印加すること
によって最大チルト状態とした場合におけるチルト角が
実質的に0°であるようにしてもよい(図9参照)。
Further, the tilt angle in the case of the maximum tilt state by applying the voltage having the other polarity may be substantially 0 ° (see FIG. 9).

【0050】本実施の形態に用いるカイラルスメクチッ
ク液晶2は、ビフェニル骨格やフェニルシクロヘキサン
エステル骨格や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すれば良い。
As the chiral smectic liquid crystal 2 used in the present embodiment, a hydrocarbon liquid crystal material having a biphenyl skeleton, a phenylcyclohexane ester skeleton, a phenylpyrimidine skeleton, or the like, a naphthalene liquid crystal material, or a polyfluorine liquid crystal material is appropriately selected. Adjust it.

【0051】なお、前記カイラルスメクチック液晶2の
バルク状態でのらせんピッチはセル厚(基板1a,1b
の間隙)の2倍より長くすると良い。
The helical pitch of the chiral smectic liquid crystal 2 in the bulk state is determined by the cell thickness (the substrates 1a and 1b).
The gap is preferably longer than twice.

【0052】(4) 次に、液晶素子P,Pの各構成部
材等について説明する。
(4) Next, components of the liquid crystal elements P 1 and P 2 will be described.

【0053】上述した基板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。
The substrates 1a and 1b may be made of a highly transparent material such as glass or plastic.

【0054】また、電極3a,3bには、In
ITO(インジウム・ティン・オキサイド)等の材料を
用いれば良く、これらの電極3a,3bはそれぞれの基
板1a,1bに形成すると良い。
The electrodes 3a and 3b may be made of a material such as In 2 O 3 or ITO (indium tin oxide), and these electrodes 3a and 3b may be formed on the respective substrates 1a and 1b. .

【0055】さらに、各電極3a,3bの表面には、こ
れらの電極間のショートを防止するための絶緑膜5a,
5bを形成すると良く(図1には両方の絶緑膜5a,5
bを図示、図2には絶縁膜5bのみ図示)、かかる絶緑
膜5a,5bは、SiO、TiO、Ta等に
て形成すれば良い。
Further, on the surface of each of the electrodes 3a, 3b, a green-green film 5a, 5b for preventing a short circuit between these electrodes.
5b is preferably formed (FIG. 1 shows both green and green films 5a and 5a).
b, only the insulating film 5b is shown in FIG. 2), and the green films 5a and 5b may be made of SiO 2 , TiO 2 , Ta 2 O 5 or the like.

【0056】さらに、基板1a,1bの間隙には、シリ
カビーズ等からなるスペーサー(図1の符号8参照)を
配置して、かかるスペーサー8によってその間隙寸法を
規定するようにしてもよい。なお、間隙寸法は、液晶材
料に応じて調整すれば良いが、均一な一軸配向性を達成
させたり、電圧が印加されていない状態での液晶分子の
平均分子軸を配向処理軸Rの平均方向の軸と実質的に一
致させるために、0.3〜10μmの範囲に設定するこ
とが好ましい。
Further, a spacer (see reference numeral 8 in FIG. 1) made of silica beads or the like may be arranged in the gap between the substrates 1a and 1b, and the size of the gap may be defined by the spacer 8. Note that the gap size may be adjusted according to the liquid crystal material. However, uniform uniaxial alignment can be achieved, or the average molecular axis of liquid crystal molecules in a state where no voltage is applied is changed to the average direction of the alignment processing axis R. Is preferably set in the range of 0.3 to 10 μm in order to substantially coincide with the axis of (1).

【0057】またさらに、基板1a,1bの間隙にエポ
キシ樹脂等からなる接着粒子(不図示)を分散配置し
て、両基板1a,1bの接着性や、液晶素子P,P
の耐衝撃性を向上させると良い。
Further, adhesive particles (not shown) made of epoxy resin or the like are dispersed and arranged in the gap between the substrates 1a and 1b, and the adhesiveness between the two substrates 1a and 1b and the liquid crystal elements P 1 and P 2.
It is good to improve the impact resistance of the dies.

【0058】さらに、液晶素子P,Pは、透過型と
しても良く、反射型としても良い。なお、透過型の場合
には両基板1a,1bを透明にする必要があり、反射型
の場合には、基板1a,1bの一方に光を反射させる機
能を付与する必要がある。こ こで、光を反射させる機能を付与する方法としては、 * 反射板や反射膜を、基板とは別体に設ける方法や、 * 基板自体を反射部材で形成する方法や、 等を挙げることができる。
Further, the liquid crystal elements P 1 and P 2 may be of a transmission type or a reflection type. In the case of the transmission type, both substrates 1a and 1b need to be transparent, and in the case of the reflection type, one of the substrates 1a and 1b needs to have a function of reflecting light. Here, as a method of imparting the function of reflecting light, * a method of providing a reflecting plate or a reflecting film separately from the substrate, * a method of forming the substrate itself with a reflecting member, and the like. Can be.

【0059】また、透過型の液晶素子の場合には両方の
基板に偏光板を(それらの偏光軸が互いに直交するよう
に)配置すれば良く、反射型の液晶素子の場合には少な
くとも一方の基板に偏光板を設ければ良い。かかる場
合、電圧無印加の状態で最暗状態となるようにセルを配
置し、電圧印加時には、このようなチルト角の連統的な
変化に伴い例えば図9に示すような特性で素子の透過光
量(素子からの出射光量)を電圧変化に伴いアナログ的
に制御することができる。
Further, in the case of a transmission type liquid crystal element, a polarizing plate may be disposed on both substrates (so that their polarization axes are orthogonal to each other). In the case of a reflection type liquid crystal element, at least one of them is provided. What is necessary is just to provide a polarizing plate in a board | substrate. In such a case, the cells are arranged so as to be in the darkest state when no voltage is applied, and when a voltage is applied, the transmission of the element with the characteristic as shown in FIG. The amount of light (the amount of light emitted from the element) can be controlled in an analog manner with a change in voltage.

【0060】さらに、本発明に係る液晶素子P,P
は単純マトリクス型としてもアクティブマトリクス型と
しても良いが、単純マトリクス型にする場合には電極3
a,3bをストライプ状に形成して互いに交差するよう
に配置すれば良く、アクティブマトリクス型にする場合
には、前記第1電極3bを画素毎に配置すると共に各第
1電極3bにスイッチング素子4を接続し、かつ、該ス
イッチング素子4がオンされた場合に前記第1及び第2
電極3a,3bの間に電圧が印加される、ようにすると
良い。なお、スイッチング素子4としては、TFTやM
IM(Metal−Insulator−Metal)
等を用いれば良い。
Further, the liquid crystal elements P 1 , P 2 according to the present invention
May be a simple matrix type or an active matrix type.
a and 3b may be formed in a stripe shape and arranged so as to intersect each other. In the case of an active matrix type, the first electrodes 3b are arranged for each pixel, and the switching elements 4 are provided on each first electrode 3b. And when the switching element 4 is turned on, the first and second
It is preferable to apply a voltage between the electrodes 3a and 3b. The switching element 4 may be a TFT or M
IM (Metal-Insulator-Metal)
Etc. may be used.

【0061】かかる場合、前記スイッチング素子4に駆
動回路21を接続し、該駆動回路21から前記スイッチ
ング素子4を介して前記第1電極3bに電圧を供給する
ようにして、液晶装置を構成しても良い。
In such a case, a driving circuit 21 is connected to the switching element 4, and a voltage is supplied from the driving circuit 21 to the first electrode 3 b via the switching element 4 to constitute a liquid crystal device. Is also good.

【0062】かかる場合、液晶素子によって上述のよう
な階調表示を行うには、駆動回路2によって階調信号を
供給すると良い。
In such a case, in order to perform the above-described gradation display by the liquid crystal element, it is preferable that the driving circuit 2 supplies a gradation signal.

【0063】またさらに、上述した液晶素子P,P
を用いてカラー表示を行うようにしても良い。このよう
なカラー表示を行う方法としては、 * 各画素にカラーフィルターを配置する方法や、 * そのようなカラーフィルターを用いず、液晶素子に
対して異なる色の光を順次照射すると共に該光の照射に
同期させて画像を変更する方法(いわゆるフィールドシ
ーケンシャル方式)、 を挙げることができる。
Further, the above-mentioned liquid crystal elements P 1 , P 2
May be used for color display. As a method of performing such a color display, there are a method of arranging a color filter in each pixel, a method of sequentially irradiating a liquid crystal element with light of a different color without using such a color filter, and A method of changing an image in synchronization with irradiation (a so-called field sequential method).

【0064】(5) 次に、TFTを用いたアクティブマト
リクス型液晶素子Pの構成の一例を、図2及び図10
を参照して説明する。
[0064] (5) Next, an example of an active matrix type liquid crystal device P 1 configuration using TFT, FIG. 2 and FIG. 10
This will be described with reference to FIG.

【0065】図に示す液晶素子Pは、所定間隙を開け
た状態に配置した一対のガラス基板1a,1b、を備え
ており、一方のガラス基板1aの全面には、均一な厚み
の共通電極(第2電極)3aが形成され、共通電極3a
の表面には配向制御膜6aが形成されている。
[0065] The liquid crystal element P 1 shown in the figures, a pair of glass substrates 1a arranged with a predetermined spacing, 1b, comprises a, the entire surface of one glass substrate 1a, the common electrode having a uniform thickness (Second electrode) 3a is formed, and the common electrode 3a
Is formed with an orientation control film 6a.

【0066】また、他方のガラス基板1bの側には、図
10に示すように、ゲート線G,G,…が図示X方
向に多数配置され、ゲート線G,G,…とは絶縁さ
れた状態のソース線S,S,…が図示Y方向に多数
配置されている。そして、これらのゲート線G
,…及びソース線S,S,…の各交点の画素に
は、スイッチング素子としての薄膜トランジスタ(アモ
ルファスSiTFT)4や、ITO膜等の透明導電膜か
らなる画素電極(第1電極)3b及び保持容量電極7等
が配置されている。
[0066] Further, on the side of the other glass substrate 1b, as shown in FIG. 10, gate lines G 1, G 2, ... are arranged in large numbers in the X-direction, the gate lines G 1, G 2, ... and In the figure, a large number of insulated source lines S 1 , S 2 ,... Then, these gate lines G 1 ,
A pixel electrode (first electrode) made of a thin film transistor (amorphous SiTFT) 4 as a switching element or a transparent conductive film such as an ITO film is provided at a pixel at each intersection of G 2 ,... And source lines S 1 , S 2 ,. 3b, the storage capacitor electrode 7 and the like are arranged.

【0067】このうち、アモルファスSiTFT4は、
図2に示すように、ゲート電極10と、窒化シリコン
(SiNx)からなる絶縁膜(ゲート絶緑膜)5bと、
半導体層であるa−Si層11やna−Si層12,
13と、ソース電極14と、ドレイン電極15と、チャ
ネルを保護するチャネル保護膜16と、によって構成さ
れている。すなわち、ガラス基板1bには各画素毎にゲ
ート電極10が形成され、該ゲート電極10の表面は絶
縁膜5bにて覆われ、絶縁膜5bの表面であってゲート
電極10を形成した位置にはa−Si層11が形成され
ている。また、このa−Si層11の表面には、互いに
離間するようにna−Si層12,13が形成されて
おり、各na−Si層12,13にはソース電極14
やドレイン電極15が互いに離間した状態に形成されて
いる。さらに、これらのa−Si層11や電極14,1
5を覆うようにチャネル保護膜16が形成されている。
Of these, the amorphous Si TFT 4 is
As shown in FIG. 2, a gate electrode 10, an insulating film (gate insulating film) 5b made of silicon nitride (SiNx),
A-Si layer 11 or n + a-Si layer 12 which is a semiconductor layer;
13, a source electrode 14, a drain electrode 15, and a channel protection film 16 for protecting a channel. That is, the gate electrode 10 is formed for each pixel on the glass substrate 1b, the surface of the gate electrode 10 is covered with the insulating film 5b, and the surface of the insulating film 5b is located at the position where the gate electrode 10 is formed. An a-Si layer 11 is formed. On the surface of the a-Si layer 11, n + a-Si layers 12 and 13 are formed so as to be separated from each other, and the source electrode 14 is provided on each of the n + a-Si layers 12 and 13.
And the drain electrode 15 are formed to be separated from each other. Further, the a-Si layer 11 and the electrodes 14, 1
Channel protection film 16 is formed so as to cover 5.

【0068】そして、TFT4のゲート電極10は上述
したゲート線G,G,…を介して走査信号ドライバ
20に接続され、TFT4のソース電極14はソース線
,S,…を介して情報信号ドライバ21に接続さ
れ、TFT4のドレイン電極15は画素電極3bに接続
されている。
The gate electrode 10 of the TFT 4 is connected to the scanning signal driver 20 via the above-described gate lines G 1 , G 2 ,..., And the source electrode 14 of the TFT 4 is connected via the source lines S 1 , S 2 ,. And the drain electrode 15 of the TFT 4 is connected to the pixel electrode 3b.

【0069】ところで、上述した保持容量電極7はガラ
ス基板1bの表面に形成されており、上述した絶縁膜5
bは、この保持容量電極7及びガラス基板1bを覆う位
置まで形成され、上述したソース電極14や画素電極3
bはこの絶縁膜5bの表面に形成されている。これによ
り、保持容量電極7と画素電極3bとは、絶縁膜5bを
挟んだ状態に配置されることとなり、これらによって、
液晶2と並列の形で設けられた保持容量Cが構成され
ることとなる(図11参照)。なお、この保持容量電極
7は、面積を大きくした場合における開口率低下を防止
するため、透明なITOによって形成すると良い。
Incidentally, the above-mentioned storage capacitor electrode 7 is formed on the surface of the glass substrate 1b, and the above-mentioned insulating film 5 is formed.
b is formed to a position that covers the storage capacitor electrode 7 and the glass substrate 1b, and the source electrode 14 and the pixel electrode 3 described above are formed.
b is formed on the surface of the insulating film 5b. As a result, the storage capacitor electrode 7 and the pixel electrode 3b are arranged with the insulating film 5b interposed therebetween.
So that the storage capacitor C s provided in the form of a parallel with the liquid crystal 2 is configured (see FIG. 11). Note that this storage capacitor electrode 7 is preferably formed of transparent ITO in order to prevent a decrease in aperture ratio when the area is increased.

【0070】また、図2に示すように、上述したTFT
4や画素電極3bの表面には配向制御膜6bが形成され
ており、その表面には一軸配向処理(ラビング処理)が
施されている。
Further, as shown in FIG.
An alignment control film 6b is formed on the surface of the pixel electrode 3 or the pixel electrode 3b, and a uniaxial alignment process (rubbing process) is performed on the surface.

【0071】さらに、これらのガラス基板1a,1bの
間隙であって、画素電極3bと共通電極3aとの間に
は、自発分極を有するカイラルスメクチック液晶2が配
置されていて、液晶容量Clcが構成されることとなる
(図11参照)。
Further, a chiral smectic liquid crystal 2 having spontaneous polarization is disposed in the gap between the glass substrates 1a and 1b and between the pixel electrode 3b and the common electrode 3a, and the liquid crystal capacitance C lc is increased. (See FIG. 11).

【0072】また、このような液晶素子Pの両側に
は、互いに偏光軸が直交した関係にある一対の偏光板
(不図示)が配置されている。
[0072] On both sides of the liquid crystal element P 1, are a pair of polarizing plates (not shown) is disposed in a relationship that polarization axes are orthogonal to each other.

【0073】なお、図2に示す液晶素子Pではアモル
ファスSiTFT4を用いているが、もちろんこれに限
る必要はなく、多結晶Si(p−Si)TFTを用いて
も良い。
Although the amorphous Si TFT 4 is used in the liquid crystal element P 1 shown in FIG. 2, the present invention is not limited to this, and a polycrystalline Si (p-Si) TFT may be used.

【0074】(6) 次に、上述した液晶素子Pの駆動方
法の一例について説明する。
[0074] (6) Next, an example of a method of driving the liquid crystal device P 1 described above.

【0075】本発明に係る液晶素子を駆動するに際して
は、前記第1及び第2電極3a,3bを介して前記カイ
ラルスメクチック液晶2に電圧を印加すれば良い。
When driving the liquid crystal element according to the present invention, a voltage may be applied to the chiral smectic liquid crystal 2 via the first and second electrodes 3a and 3b.

【0076】この場合、前記第1及び第2電極3a,3
bを介して前記カイラルスメクチック液晶2に印加する
電圧を変える(カイラルスメクチック液晶2として図9
に示す特性の液晶を用いた場合には電圧の絶対値を同じ
として極性のみ異ならせる)ことにより、例えば図12
(d)に示すように、一の静止画像を高輝度(第1の輝
度)Tx及び低輝度(第2の輝度)Tyで連続的に表示
する、ようにすると良い。ここで、高輝度で表示される
場合と低輝度で表示される場合との輝度の比(すなわ
ち、第1の輝度と第2の輝度との比)は5より大きくす
ると良い。そして、該高輝度及び低輝度にて表示される
静止画像を変えることによって動画を表示する、ように
すると良い。以下、具体的に説明する。
In this case, the first and second electrodes 3a, 3a
b to change the voltage applied to the chiral smectic liquid crystal 2 (see FIG. 9 as the chiral smectic liquid crystal 2).
In the case of using a liquid crystal having the characteristics shown in FIG. 12, the absolute value of the voltage is the same and only the polarity is changed.
As shown in (d), one still image may be displayed continuously at high luminance (first luminance) Tx and low luminance (second luminance) Ty. Here, it is preferable that the ratio of the luminance between the case where the image is displayed at high luminance and the case where the image is displayed at low luminance (that is, the ratio between the first luminance and the second luminance) is larger than 5. Then, a moving image may be displayed by changing the still image displayed at the high luminance and the low luminance. Hereinafter, a specific description will be given.

【0077】図12に示すように、1つのフレーム期間
を複数のフィールド期間F,F,…に分割し、
1つのフィールド期間Fで高輝度の静止画像を表示
し、連続する次のフィールド期間Fで低輝度の静止画
像(高輝度の画像とほぼ同様のトーンの画像)を表示す
ると良い。以下、その駆動方法について説明する。
As shown in FIG. 12, one frame period F 0 is divided into a plurality of field periods F 1 , F 2 ,.
One displays a still image of high luminance at a field period F 1, in the next field period F 2 consecutive may display the low luminance of the still image (approximately the same tone image with high brightness of the image). Hereinafter, the driving method will be described.

【0078】ここで、図12は、各フレーム期間F
2つのフィールド期間F,Fに分割した例を示す図
であり、同図(a)は、ある1本のゲート線Gにゲー
ト電圧Vgが印加される様子を示す図、同図(b)は、
ある1本のソース線Sにソース電圧Vsが印加される
様子を示す図、同図(c)は、これらゲート線G及び
ソース線Sの交差部の画素(すなわち、液晶2)に電
圧Vpix が印加される様子を示す図、同図(d)は、当
該画素における透過光量の変化を示す図である。なお、
液晶2には、図9に示す特性のものを用いている。
Here, FIG. 12 is a diagram showing an example in which each frame period F 0 is divided into two field periods F 1 and F 2 , and FIG. 12A shows one gate line G i. FIG. 2B shows a state in which a gate voltage Vg is applied to FIG.
Shows how the source voltage Vs is applied to the source line S j of a certain one, FIG. (C), the pixel at the intersection of the gate lines G i and the source line S j (i.e., the liquid crystal 2) FIG. 4D is a diagram illustrating a state in which the voltage V pix is applied, and FIG. 4D is a diagram illustrating a change in the amount of transmitted light in the pixel. In addition,
The liquid crystal 2 has a characteristic shown in FIG.

【0079】いま、ある1本のゲート線Gに一定期間
(選択期間Ton)だけゲート電圧Vgが印加され(同図
(a)参照)、ある1本のソース線Sには、ゲート電
圧Vgの印加に同期した選択期間Tonに、共通電極3a
の電位Vcを基準電位としたソース電圧Vs(=+V
x)が印加される(同図(b)参照)。すると、当該画
素のTFT4はゲート電圧Vgの印加によってオンさ
れ、ソース電圧VxがTFT4及び画素電極3bを介し
て印加されて液晶容量Clc及び保持容量Csの充電が
なされる。
[0079] Now, a period of time the gate line G i of a certain one (selection period T on) only the gate voltage Vg is applied (see FIG. (A)), the source line S j of a certain one, the gate in the selection period T on in synchronization with the application of the voltage Vg, the common electrode 3a
Source voltage Vs (= + V
x) is applied (see FIG. 3B). Then, the TFT 4 of the pixel is turned on by the application of the gate voltage Vg, the source voltage Vx is applied via the TFT 4 and the pixel electrode 3b, and the liquid crystal capacitance Clc and the storage capacitance Cs are charged.

【0080】ところで、選択期間Ton以外の非選択期間
off には、ゲート電圧Vgは他のゲート線G
,…に印加されていて同図(a)に示すゲート線G
には印加されず、当該画素のTFT4はオフとなる。
したがって、液晶容量Clc及び保持容量Csは、この
間、充電された電荷を保持することとなる(同図(c)
参照)。これにより、1フィールド期間Fを通じて液
晶2には電圧Vpix (=+Vx)が印加され続けること
となり、ほぼ同じ透過光量Txが維持されることとなる
(同図(d)参照)。
By the way, in the non-selection period T off other than the selection period T on , the gate voltage Vg is changed to the other gate lines G 1 ,
G 2 ,... And the gate line G shown in FIG.
No voltage is applied to i , and the TFT 4 of the pixel is turned off.
Accordingly, the liquid crystal capacitor C lc and the storage capacitor Cs hold the charged electric charges during this period (FIG. 9C).
reference). Thus, 1 is the liquid crystal 2 through the field period F 1 becomes the voltage V pix (= + Vx) is continuously applied, so that the substantially the same amount of transmitted light Tx is maintained (see FIG. (D)).

【0081】次のフィールド期間Fにおいては、上述
したゲート線Gには再びゲート電圧Vgが印加され
(同図(a)参照)、これと同期してソース線S
は、先のものとは逆極性のソース電圧−Vxが印加され
る(同図(b)参照)。これによって、ソース電圧−V
xが液晶容量Clc及び保持容量Csに充電されると共
に、非選択期間Toff においてはその電荷が保持される
(同図(c)参照)。これにより、1フィールド期間F
を通じて液晶2には電圧Vpix (=−Vx)が印加さ
れ続けることとなり、ほぼ同じ透過光量Tyが維持され
ることとなる(同図(d)参照)。
[0081] In the next field period F 2, is applied again the gate voltage Vg to the gate line G i as described above (see FIG. (A)), the synchronization with the source line S j to this, previous A source voltage −Vx having a polarity opposite to that of the source voltage is applied (see FIG. 3B). As a result, the source voltage −V
x is charged in the liquid crystal capacitor Clc and the storage capacitor Cs, and the charge is held in the non-selection period Toff (see FIG. 3C). Thereby, one field period F
2 , the voltage V pix (= −Vx) is continuously applied to the liquid crystal 2, and the substantially same transmitted light amount Ty is maintained (see FIG. 3D).

【0082】ところで、図12に示す駆動方法によれ
ば、各フィールド期間F,F単位で印加電圧の大き
さに応じて液晶2がスイッチングされ、各フィールド期
間F,F単位で異なる階調表示状態(透過光量T
x,Ty)が得られ、フレ−ム期間Fの全体でそれら
Tx,Tyを平均した透過光量が得られる。
[0082] Incidentally, according to the driving method shown in FIG. 12, the liquid crystal 2 is switched in accordance with the size of each field period F 1, F 2 units at an applied voltage, different for each field period F 1, F 2 units Gradation display state (transmitted light amount T
x, Ty) is obtained, frame - total amount of transmitted light obtained by averaging them Tx, the Ty-free period F 0 is obtained.

【0083】なお、2番目のフィールド期間Fにおけ
る透過光量Tyは、Txよりかなり小さくてほぼ0レベ
ルであり、フレ−ム期間全体の透過光量は、上述のよう
な透過光量の平均化によって最初のフィールド期間F
の透過光量に比べて低下することとなる。したがって、
実際の駆動においては、フレ−ム期間全体で得たい透過
光量(表示画像の階調)に基づいて、最初のフィールド
期間Fの透過光量Txを(表示階調よりも高めに)決
定し、該透過光量Txを得るような電圧Vxを印加すれ
ば良い。
[0083] Incidentally, the amount of transmitted light Ty in the second field period F 2, is substantially 0 level significantly less than Tx, frame - transmitted light quantity of the whole beam period, first by the averaging of the transmitted light amount as described above Field period F 1
Of the transmitted light amount. Therefore,
In actual driving, frame - based on the amount of transmitted light to be obtained in the whole arm period (the gray level of the display image), (to be higher than the display gradation) transmitted light quantity Tx of the first field period F 1 determines, What is necessary is just to apply the voltage Vx which obtains this transmitted light quantity Tx.

【0084】なお、上述のように駆動した場合、奇数フ
ィールド期間(例えばF)では正極性の電圧(+V
x)が液晶2に印加され、偶数フィールド期間(例えば
)では負極性の電圧(−Vx)が液晶2に印加され
ることとなるため、液晶2に実際に印加される電圧が時
間的に交流化され、液晶2の劣化が防止される。
In the case of driving as described above, the voltage of the positive polarity (+ V) during the odd field period (for example, F 1 ).
x) is applied to the liquid crystal 2, and a negative voltage (−Vx) is applied to the liquid crystal 2 in an even field period (for example, F 2 ). And the deterioration of the liquid crystal 2 is prevented.

【0085】また、最初のフィールド期間Fにおいて
は高輝度表示を行い、次のフィールド期間Fでは低輝
度表示を行うため、時間開口率が50%以下程度とな
る。したがって、かかる液晶素子で動画像を表示した場
合、その画質が良好なものとなる。
[0085] Further, in the first field period F 1 performs high-brightness display, in order to perform the next field period F 2 at low luminance display, the time the aperture ratio is much less than 50%. Therefore, when a moving image is displayed on such a liquid crystal element, the image quality is good.

【0086】(7) 次に、本実施の形態に係る液晶素子の
製造方法について説明する。上述の液晶素子を製造する
に際しては、 * 所定間隙を開けた状態に一対の基板1a,1bを配
置する工程と、 * これら一対の基板1a,1bの間にカイラルスメク
チック液晶2を配置する工程と、 * 該カイラルスメクチック液晶2を挟み込むように一
対の電極3a,3bを配置する工程と、 * 前記カイラルスメクチック液晶2を配向させるため
の配向制御膜6a,6bを該液晶2に接するように配置
する工程と、 を適切な順序で実施する。
(7) Next, a method for manufacturing the liquid crystal element according to the present embodiment will be described. In manufacturing the above-described liquid crystal element, * a step of arranging a pair of substrates 1a and 1b with a predetermined gap therebetween; * a step of arranging a chiral smectic liquid crystal 2 between the pair of substrates 1a and 1b. * A step of arranging a pair of electrodes 3a and 3b so as to sandwich the chiral smectic liquid crystal 2; and * an alignment control film 6a and 6b for aligning the chiral smectic liquid crystal 2 so as to be in contact with the liquid crystal 2. Steps and are performed in an appropriate order.

【0087】そして、電極3a,3bの間に配置したカ
イラルスメクチック液晶2は、高温側から降温させると
共に、カイラルスメクチックC相(SmC)に相転移
する際のカイラルスメクチック液晶2には、前記一対の
電極3a,3bを介してDC電圧を印加する。
The chiral smectic liquid crystal 2 disposed between the electrodes 3a and 3b is cooled down from the high temperature side, and the chiral smectic liquid crystal 2 at the time of phase transition to the chiral smectic C phase (SmC * ) is included in the pair. A DC voltage is applied through the electrodes 3a and 3b.

【0088】なお、前記DC電圧の大きさは100mV
以上10V以下の範囲(好ましくは、1V以上8V以下
の範囲)とすれば良い。
The magnitude of the DC voltage is 100 mV
The range is not less than 10 V and not more than 10 V (preferably, not less than 1 V and not more than 8 V).

【0089】(8) 次に、本実施の形態の効果について説
明する。
(8) Next, effects of the present embodiment will be described.

【0090】本実施の形態によれば、配向制御膜6a,
6bの表面粗さ等を上述の範囲に設定することによっ
て、液晶全体が斜めブックシェルフ構造をもつ配向とな
り、液晶の層構造が均一な液晶素子を製造することがで
き、配向欠陥の発生や面内ムラの発生を防止できる。
According to the present embodiment, the orientation control films 6a,
By setting the surface roughness and the like of 6b in the above range, the entire liquid crystal becomes an alignment having an oblique bookshelf structure, and a liquid crystal element having a uniform liquid crystal layer structure can be manufactured. The occurrence of inner unevenness can be prevented.

【0091】また、カイラルスメクチック液晶2に双安
定性を有しないものを用いることによって階調表示を可
能とし、低輝度及び高輝度による連続表示によって動画
質を向上させることができる。
Further, by using a chiral smectic liquid crystal 2 having no bistability, gradation display is possible, and moving picture quality can be improved by continuous display with low luminance and high luminance.

【0092】さらに、本実施の形態によれば、応答速度
の速い液晶素子を得ることができる。
Further, according to the present embodiment, a liquid crystal element having a high response speed can be obtained.

【0093】[0093]

【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。 (実施例1) <液晶組成物の調製>まず、下記液晶性化合物を、それ
ぞれの右側に併記した重量比率で混合し、本実施例で用
いる液晶組成物LCを調製した。
The present invention will be described below in more detail with reference to examples. (Example 1) <Preparation of liquid crystal composition> First, the following liquid crystal compounds were mixed at the weight ratios shown on the right side of each, to prepare a liquid crystal composition LC used in this example.

【0094】[0094]

【化3】 Embedded image

【0095】上記液晶組成物LCの物性パラメータを以
下に示す。 83.6 61.2 -10.2 相転移温度(℃) :ISO. → Ch → SmC → Cry 自発分極(30℃):Ps=2.9nC/cm コーン角(30℃):Θ=23.3° SmC相でのらせんピッチ(30℃):20μm以上
The physical parameters of the liquid crystal composition LC are as follows.
Shown below. 83.6 61.2 -10.2 Phase transition temperature (° C.): ISO. → Ch → SmC* → Cry spontaneous polarization (30 ° C.): Ps = 2.9 nC / cm2  Cone angle (30 ° C.): Θ = 23.3 ° SmC*Spiral pitch in phase (30 ° C): 20 μm or more

【0096】<液晶セルの作製>まず、厚さ1.1mm
の一対のガラス基板1a,1bのそれぞれに、透明電極
として700ÅのITO膜(インジウム・ティン・オキ
サイド膜)3a,3bを形成した。なお、この透明電極
3a,3bのパターニングは行わず、液晶セルを単画素
とした。
<Preparation of Liquid Crystal Cell> First, a thickness of 1.1 mm
A 700 ° ITO film (indium tin oxide film) 3a, 3b was formed as a transparent electrode on each of the pair of glass substrates 1a, 1b. Note that the transparent electrodes 3a and 3b were not patterned, and the liquid crystal cell was a single pixel.

【0097】そして、該基板の透明電極3a,3b上
に、ポリアミック酸(東レ社製、LP−64)をスピン
コートし、これを、80℃で5分間の前乾燥を行なうと
共に200℃で60分間焼成して、厚さ300Åの配向
制御膜(ポリイミド膜)6a,6bを形成した。その
後、この配向制御膜6a,6bに対して、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
(株)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50cm
/secとし、回転数を1000rpm、送り回数を2
回とした。なお、AFM(走査型プローブ顕微鏡)を用
い、配向制御膜6a,6bの表面粗さRaを測定したと
ころ、 Ra=0.39 であり、Sr/S=1.0009であった。なお、測定
条件としては、探針にSiカンチレバー(テトラヘドラ
ル型)を用い、走査モードをタッピングモードとし、走
査範囲を3.0μm×3.0μmとした。
Then, polyamic acid (LP-64, manufactured by Toray Industries, Inc.) was spin-coated on the transparent electrodes 3a and 3b of the substrate, and this was pre-dried at 80 ° C. for 5 minutes and at 200 ° C. for 60 minutes. After baking for minutes, the orientation control films (polyimide films) 6a and 6b having a thickness of 300 ° were formed. Thereafter, a rubbing treatment (uniaxial orientation treatment) with a nylon cloth was performed on the alignment control films 6a and 6b. For this rubbing treatment, a rubbing roll having a diameter of 10 cm and nylon (NF-77 / manufactured by Teijin Limited) bonded to the outer peripheral surface was used, the pushing amount was 0.3 mm, and the feeding speed was 50 cm.
/ Sec, the number of rotations is 1000 rpm, and the number of feeds is 2
Times. When the surface roughness Ra of the alignment control films 6a and 6b was measured using an AFM (scanning probe microscope), Ra = 0.39 and Sr / S = 1.0009. The measurement conditions were as follows: a Si cantilever (tetrahedral type) was used as the probe, the tapping mode was used as the scanning mode, and the scanning range was 3.0 μm × 3.0 μm.

【0098】続いて、一方の基板上には、平均粒径1.
5μmのシリカビーズ(スペーサー)8を散布し、一対
の基板1a,1bを、それらのラビング処理方向が互い
にアンチパラレルとなるように貼り合わせ、均一な基板
間隙のセル(単画素の空セル)を得た。このセルのプレ
チ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0.7°であった。
Subsequently, on one of the substrates, the average particle size was 1.
A 5 μm silica bead (spacer) 8 is scattered, and a pair of substrates 1a and 1b are bonded together so that their rubbing directions are anti-parallel to each other. Obtained. The pretilt angle of the cell measured by a crystal rotation method was 0.7 °.

【0099】このようなプロセスで作製したセルに液晶
組成物LCを等方相の温度で注入し、液晶がカイラルス
メクチック液晶相を示す温度まで冷却し、液晶がCh相
からSmC相に相転移する際に−5Vのオフセット電
圧(直流電圧)を印加し、液晶パネルを作製した。
The liquid crystal composition LC is injected into the cell produced by such a process at an isotropic phase temperature, cooled to a temperature at which the liquid crystal exhibits a chiral smectic liquid crystal phase, and the liquid crystal undergoes a phase transition from the Ch phase to the SmC * phase. In this case, an offset voltage (DC voltage) of -5 V was applied to produce a liquid crystal panel.

【0100】そして、作製した液晶パネルについて、配
向状態、光学応答、矩形波応答、層の傾斜角を調べたと
ころ、以下のようになった。
The alignment state, optical response, rectangular wave response, and layer tilt angle of the manufactured liquid crystal panel were examined. The results were as follows.

【0101】1.配向状態 液晶の配向状態について偏光顕微鏡観察を行なったとこ
ろ、液晶全体が斜めブックシェルフ構造であることが分
かった。
1. Orientation State When the orientation state of the liquid crystal was observed by a polarizing microscope, it was found that the entire liquid crystal had an oblique bookshelf structure.

【0102】室温(30℃)では、電圧無印加状態で最
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均一な配向状態が観
測された。
At room temperature (30 ° C.), the darkest axis was slightly deviated from the rubbing direction when no voltage was applied, and a uniform alignment state in which the layer normal direction was only one direction in the entire cell was observed. .

【0103】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。
2. Optical Response In order to measure the electro-optical response exhibited by the liquid crystal panel, the liquid crystal panel was placed under a crossed Nicol on a polarizing microscope equipped with a photomultiplier so that the polarization axis was in a dark field with no voltage applied.

【0104】これに30℃において±5V、0.2Hz
の三角波電圧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の1/8程度であった。
± 30 V at 30 ° C., 0.2 Hz
When the optical response when the triangular wave voltage was applied was observed, the amount of transmitted light gradually increased in accordance with the magnitude of the applied voltage when the voltage of the positive polarity was applied. On the other hand, the optical response at the time of application of the voltage of the negative polarity shows that the transmitted light amount changes with respect to the voltage level, but the maximum light amount is about 1/8 of the maximum transmittance at the time of the application of the positive polarity voltage. Met.

【0105】なお、この液晶パネルでは、飽和電圧に達
するまではドメインスイッチングしていた。
In this liquid crystal panel, domain switching was performed until the saturation voltage was reached.

【0106】3.矩形波応答 液晶パネルに60Hz(±5V)の矩形波電圧を印加
し、電圧を変化させながら上述と同様に光学応答を観測
した。
3. Rectangular Wave Response A rectangular wave voltage of 60 Hz (± 5 V) was applied to the liquid crystal panel, and the optical response was observed as described above while changing the voltage.

【0107】その結果、正極性の電圧印加に対しては、
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。一
方、負極性の電圧印加に対しては、同じ大きさ(絶対
値)の正極性電圧を印加の際の最大透過率の1/8程度
の光学応答が観測され、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, when a positive voltage is applied,
The optical response was sufficient, and it was confirmed that the optical response did not depend on the previous state and a stable halftone state was obtained. On the other hand, when a negative polarity voltage is applied, an optical response of about 8 of the maximum transmittance when a positive polarity voltage of the same magnitude (absolute value) is applied is observed. It was confirmed that the average value did not depend on the previous state and a stable halftone was obtained.

【0108】また、この正極性の矩形波電圧印加によ
る、立ち上がり時間(最暗状態から、所定の電圧印加に
より得ようとする透過率の90%の透過率となる時間)
と、立下り時間(所定の電圧での飽和透過率状態から当
該透過率の10%の透過率となる時間)での応答速度
は、高電圧(5V程度)印加の際には、それぞれ0.8
mV,0.3mVであり、低電圧(1V程度)印加の際
には、それぞれ2.1ms,0.2msであり、一般的
なネマチック液晶でのスイッチングに比較しても高速応
答性が確認された。
The rise time due to the application of the positive-polarity square wave voltage (the time when the transmittance becomes 90% of the transmittance to be obtained by applying a predetermined voltage from the darkest state).
And the fall time (time when the transmittance becomes 10% of the transmittance from the saturated transmittance state at a predetermined voltage) when the high voltage (approximately 5 V) is applied. 8
mV, 0.3 mV, and 2.1 ms and 0.2 ms, respectively, when a low voltage (approximately 1 V) was applied, and high-speed response was confirmed as compared with switching with a general nematic liquid crystal. Was.

【0109】4.層の傾斜角の測定 該測定に際しては、X線測定専用の液晶パネルを用い
た。なお、この液晶パネルは、X線の吸収を極力低減す
るために80μmの厚さのガラス基板1a,1bを用い
た。それ以外の構造は、本実施例にて作製した液晶パネ
ルと同様とした。
4. Measurement of Layer Inclination Angle In this measurement, a liquid crystal panel dedicated to X-ray measurement was used. In this liquid crystal panel, glass substrates 1a and 1b each having a thickness of 80 μm were used to minimize absorption of X-rays. Other structures were the same as those of the liquid crystal panel manufactured in this example.

【0110】そして、液晶パネルにおける液晶層の傾斜
角の測定を行なったところ、θが1本観測され、明らか
に斜めブックシェルフ構造であることが分かった。
When the tilt angle of the liquid crystal layer in the liquid crystal panel was measured, one θ was observed, and it was apparent that the liquid crystal layer had an oblique bookshelf structure.

【0111】(比較例1)本比較例においては、ラビン
グロールの送り速度を5cm/secとし、送り回数を
6回とした以外は、実施例1と同様の構造の液晶パネル
を同様の方法で作製した。なお、実施例1と同様の方法
で配向制御膜6a,6bの表面粗さRaを測定したとこ
ろ、 Ra=0.67nm であり、Sr/S=1.0031であった。
(Comparative Example 1) In this comparative example, a liquid crystal panel having the same structure as in Example 1 was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the rubbing roll feed speed was set to 5 cm / sec and the number of feeds was set to 6. Produced. When the surface roughness Ra of the alignment control films 6a and 6b was measured by the same method as in Example 1, it was Ra = 0.67 nm and Sr / S = 1.0031.

【0112】また、クリスタルローテーション法によっ
て測定したプレチルト角は2.5°であった。
The pretilt angle measured by the crystal rotation method was 2.5 °.

【0113】そして、本比較例にて作製した液晶パネル
についても、実施例1と同様に、配向状態、光学応答、
矩形波応答、層の傾斜角を調べたところ、以下のように
なった。
The liquid crystal panel manufactured in this comparative example was also subjected to the same alignment state, optical response,
When the rectangular wave response and the inclination angle of the layer were examined, the results were as follows.

【0114】1.配向状態 室温(30℃)では、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
ない均一な配向状態が観測された。基板内全面でシェブ
ロン構造をもつ配向であった。
1. At room temperature (30 ° C.), a uniform alignment state was observed in which the darkest axis was slightly deviated from the rubbing direction and the layer normal direction was only one direction in the entire cell. The alignment had a chevron structure over the entire surface of the substrate.

【0115】2.光学応答 実施例1と同様の観測結果が得られた。なお、本比較例
の液晶パネルでは、飽和電圧に達するまではドメインレ
ススイッチングをしていた。
[0115] 2. Optical response The same observation result as in Example 1 was obtained. In the liquid crystal panel of this comparative example, domainless switching was performed until the saturation voltage was reached.

【0116】3.矩形波応答 実施例1と同様の矩形波電圧を印加して光学応答を観測
したところ、同様の結果が得られた。したがって、本液
晶パネルによれば、TFTアクティブマトリクス駆動に
よる振幅変調によるアナログ階調表示が可能であること
が分かった。
3. Rectangular Wave Response When the same rectangular wave voltage as in Example 1 was applied and the optical response was observed, similar results were obtained. Therefore, according to the present liquid crystal panel, it was found that analog gradation display by amplitude modulation by TFT active matrix driving was possible.

【0117】4.層の傾斜角の測定 θが2本観測され、明らかにシェブロン構造であること
が分かった。
4. Measurement of the inclination angle of the layer Two θs were observed, and it was apparent that the layer had a chevron structure.

【0118】(実施例2〜13)配向制御膜6a,6b
の材質(構造式)、表面粗さRa及び表面積を下表のよ
うにそれぞれ異ならせた。それ以外の構成及び製造方法
は、実施例1と同様とした。
(Examples 2 to 13) Orientation control films 6a and 6b
(Structural formula), surface roughness Ra, and surface area were different from each other as shown in the following table. Other configurations and manufacturing methods were the same as in Example 1.

【0119】そして、作製した液晶パネルについて、配
向状態、光学応答、矩形波応答、層の傾斜角を調べたと
ころ、以下のようになった。
The alignment state, optical response, rectangular wave response, and layer tilt angle of the manufactured liquid crystal panel were examined. The results were as follows.

【0120】1.配向状態 室温(30℃)では、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
ない均一な配向状態が観測された。いずれの液晶パネル
でも、基板内全面で斜めブックシェルフ構造をもつ配向
であった。
[0120] 1. At room temperature (30 ° C.), a uniform alignment state was observed in which the darkest axis was slightly deviated from the rubbing direction and the layer normal direction was only one direction in the entire cell. In all liquid crystal panels, the liquid crystal panel had an oblique bookshelf structure over the entire surface of the substrate.

【0121】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。
2. Optical Response In order to measure the electro-optical response exhibited by the liquid crystal panel, the liquid crystal panel was placed under a crossed Nicol on a polarizing microscope equipped with a photomultiplier so that the polarization axis was in a dark field with no voltage applied.

【0122】これに30℃において±5V、0.2Hz
の三角波電圧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の1/8程度であった。
± 30 V at 30 ° C., 0.2 Hz
When the optical response when the triangular wave voltage was applied was observed, the amount of transmitted light gradually increased in accordance with the magnitude of the applied voltage when the voltage of the positive polarity was applied. On the other hand, the optical response at the time of application of the voltage of the negative polarity shows that the transmitted light amount changes with respect to the voltage level, but the maximum light amount is about 1/8 of the maximum transmittance at the time of the application of the positive polarity voltage. Met.

【0123】3.矩形波応答 液晶パネルに60Hz(±5V)の矩形波電圧を印加
し、電圧を変化させながら上述と同様に光学応答を観測
した。
3. Rectangular Wave Response A rectangular wave voltage of 60 Hz (± 5 V) was applied to the liquid crystal panel, and the optical response was observed as described above while changing the voltage.

【0124】その結果、正極性の電圧印加に対しては、
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。一
方、負極性の電圧印加に対しては、同じ大きさ(絶対
値)の正極性電圧を印加の際の最大透過率の1/8程度
の光学応答が観測され、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, when a positive voltage is applied,
The optical response was sufficient, and it was confirmed that the optical response did not depend on the previous state and a stable halftone state was obtained. On the other hand, when a negative polarity voltage is applied, an optical response of about 8 of the maximum transmittance when a positive polarity voltage of the same magnitude (absolute value) is applied is observed. It was confirmed that the average value did not depend on the previous state and a stable halftone was obtained.

【0125】4.層の傾斜角の測定 該測定に際しては、X線測定専用の液晶パネルを用い
た。なお、この液晶パネルは、X線の吸収を極力低減す
るために80μmの厚さのガラス基板1a,1bを用い
た。それ以外の構造は、配向状態等の測定に用いた液晶
パネルと同様とした。
[0125] 4. Measurement of Layer Inclination Angle In this measurement, a liquid crystal panel dedicated to X-ray measurement was used. In this liquid crystal panel, glass substrates 1a and 1b each having a thickness of 80 μm were used to minimize absorption of X-rays. Other structures were the same as those of the liquid crystal panel used for measuring the alignment state and the like.

【0126】そして、液晶パネルにおける液晶層の傾斜
角の測定を行なったところ、θが1本観測され、明らか
に斜めブックシェルフ構造であることが分かった。
When the tilt angle of the liquid crystal layer in the liquid crystal panel was measured, one θ was observed, and it was apparent that the liquid crystal panel had an oblique bookshelf structure.

【0127】[0127]

【表1】 [Table 1]

【0128】(比較例2〜11)配向制御膜6a,6b
の材質(構造式)、表面粗さRa及び表面積を下表のよ
うにそれぞれ異ならせた。それ以外の構成及び製造方法
は、実施例1と同様とした。
(Comparative Examples 2 to 11) Orientation control films 6a and 6b
(Structural formula), surface roughness Ra, and surface area were different from each other as shown in the following table. Other configurations and manufacturing methods were the same as in Example 1.

【0129】そして、作製した液晶パネルについて、配
向状態、光学応答、矩形波応答、層の傾斜角を調べたと
ころ、以下のようになった。
The alignment state, optical response, rectangular wave response, and layer tilt angle of the manufactured liquid crystal panel were examined. The results were as follows.

【0130】1.配向状態 室温(30℃)では、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
ない均一な配向状態が観測された。また、斜めブックシ
ェルフ配向領域とシェブロン配向領域とが半々の割合で
混在した配向状態のものと、全面がシェブロン構造をも
つ配向状態のものとがあった。
[0130] 1. At room temperature (30 ° C.), a uniform alignment state was observed in which the darkest axis was slightly deviated from the rubbing direction and the layer normal direction was only one direction in the entire cell. Further, there were an alignment state in which the oblique bookshelf alignment region and the chevron alignment region were mixed in a half ratio, and an alignment state in which the entire surface had a chevron structure.

【0131】2.光学応答 実施例1と同様の観測結果が得られた。なお、本比較例
の液晶パネルでは、飽和電圧に達するまではドメインレ
ススイッチングをしていた。
[0131] 2. Optical response The same observation result as in Example 1 was obtained. In the liquid crystal panel of this comparative example, domainless switching was performed until the saturation voltage was reached.

【0132】3.矩形波応答 実施例1と同様の矩形波電圧を印加して光学応答を観測
したところ、同様の結果が得られた。したがって、本液
晶パネルによれば、TFTアクティブマトリクス駆動に
よる振幅変調によるアナログ階調表示が可能であること
が分かった。
3. Rectangular Wave Response When the same rectangular wave voltage as in Example 1 was applied and the optical response was observed, similar results were obtained. Therefore, according to the present liquid crystal panel, it was found that analog gradation display by amplitude modulation by TFT active matrix driving was possible.

【0133】4.層の傾斜角の測定 測定結果は下表の通りになった。4. Measurement of layer inclination angle The measurement results are as shown in the table below.

【0134】[0134]

【表2】 [Table 2]

【0135】[0135]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
配向制御膜の表面粗さ等を上述の範囲に設定することに
よって、液晶の層構造が均一な液晶素子を製造すること
ができ、配向欠陥の発生や面内ムラの発生を防止でき
る。
As described above, according to the present invention,
By setting the surface roughness or the like of the alignment control film in the above range, a liquid crystal element having a uniform liquid crystal layer structure can be manufactured, and generation of alignment defects and in-plane unevenness can be prevented.

【0136】また、カイラルスメクチック液晶に双安定
性を有しないものを用いることによって階調表示を可能
とし、低輝度及び高輝度による連続表示によって動画質
を向上させることができる。
Further, by using a chiral smectic liquid crystal having no bistability, gradation display is possible, and moving image quality can be improved by continuous display with low luminance and high luminance.

【0137】さらに、本発明によれば、応答速度の速い
液晶素子を得ることができる。
Further, according to the present invention, a liquid crystal element having a high response speed can be obtained.

【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】SSFLC型の素子における液晶配向状態での
液晶分子及び液晶の層構造を示す模式図。
FIG. 3 is a schematic diagram showing a layer structure of liquid crystal molecules and liquid crystal in a liquid crystal alignment state in an SSFLC type element.

【図4】図3(a)及び(b)に示す液晶配向状態にお
ける、ダイレクタを示す模式図。
FIG. 4 is a schematic view showing a director in a liquid crystal alignment state shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b).

【図5】(a)は、SSFLCにおける各液晶相での配
向状態を示す模式図であり、(b)は、本発明に係る液
晶素子の一態様における各液晶相での配向状態を示す模
式図。
5A is a schematic diagram showing an alignment state in each liquid crystal phase in SSFLC, and FIG. 5B is a schematic diagram showing an alignment state in each liquid crystal phase in one embodiment of the liquid crystal element according to the present invention. FIG.

【図6】カイラルスメクチック液晶の配向状態を示す模
式図。
FIG. 6 is a schematic view showing an alignment state of a chiral smectic liquid crystal.

【図7】本発明の液晶素子の一態様におけるカイラルス
メクチック液晶相での配向状態を示す模式図。
FIG. 7 is a schematic view illustrating an alignment state in a chiral smectic liquid crystal phase in one embodiment of the liquid crystal element of the present invention.

【図8】電圧印加時における液晶分子の反転挙動を説明
するための図。
FIG. 8 is a diagram for explaining inversion behavior of liquid crystal molecules when a voltage is applied.

【図9】液晶の電圧ー透過率特性の一例を示す図。FIG. 9 is a diagram showing an example of a voltage-transmittance characteristic of a liquid crystal.

【図10】本発明に係る液晶素子の構造を示す回路図。FIG. 10 is a circuit diagram illustrating a structure of a liquid crystal element according to the present invention.

【図11】素子構造の等価回路を示す図。FIG. 11 is a diagram showing an equivalent circuit of an element structure.

【図12】本発明に係る液晶素子の駆動方法の一例を示
す図。
FIG. 12 illustrates an example of a method for driving a liquid crystal element according to the present invention.

【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 共通電極(第2電極) 3b 画素電極(第1電極) 4 TFT(スイッチング素子) 6a,6b 配向制御膜 P 液晶パネル(液晶素子) P 液晶パネル(液晶素子)1a, 1b Glass substrate (substrate) 2 Chiral smectic liquid crystal 3a Common electrode (second electrode) 3b Pixel electrode (first electrode) 4 TFT (switching element) 6a, 6b Alignment control film P 1 Liquid crystal panel (liquid crystal element) P 2 Liquid crystal panel (liquid crystal element)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 (72)発明者 門叶 剛司 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 礒部 隆一郎 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 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 Fターム(参考) 2H090 HA11 HB03Y HB07Y HB08Y HC05 HC15 HD14 KA14 KA15 LA04 MA04 MA11 MB01 MB06 2H093 NA16 NA33 NA55 NC34 NC35 ND06 ND32 ND35 NE04 NF17 NF20 NG02 5C006 AA14 AC15 BA11 BB16 FA21 GA02 GA03 GA04 5C080 AA10 BB05 DD05 EE29 FF11 JJ02 JJ04 JJ05 JJ06  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Takashi Moriyama, Inventor 3- 30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Inside Canon Inc. (72) Inventor Takeshi Kadoba 3- 30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Inside Non-corporation (72) Inventor Ryuichiro Isobe 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Inside Canon Inc. (72) Inventor Masahiro Terada 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Inside Canon Inc. F-term (reference) 2H090 HA11 HB03Y HB07Y HB08Y HC05 HC15 HD14 KA14 KA15 LA04 MA04 MA11 MB01 MB06 2H093 NA16 NA33 NA55 NC34 NC35 ND06 ND32 ND35 NE04 NF17 NF20 NG02 5C006 AA14 AC15 BA11 BB16 FA04 AE05 JJ05 JJ06

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 所定間隙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第1及び第2電極と、前記カイ
ラルスメクチック液晶に接するように配置されて該液晶
を配向する配向制御膜と、を備え、かつ、前記第1及び
第2電極を介して前記カイラルスメクチック液晶に電圧
を印加することに基づき1秒間に複数フレ−ム期間での
画像を表示する液晶素子において、 1フレ−ム期間は少なくとも2つのフィールド期間に分
割し表示され、1フレ−ム期間中の少なくとも1フィー
ルド期間において第1の輝度で所望の画像を表示し、1
フレ−ム期間中の残るフィールド期間においては該第1
の輝度より小さく且つ0より大きい第2の輝度で該第1
の輝度で表示した画像と実質的に同一の画像を表示し、 前記配向制御膜の算術平均粗さRaが、 Ra<0.5nm である、 ことを特徴とする液晶素子。
1. A pair of substrates disposed with a predetermined gap therebetween, a chiral smectic liquid crystal disposed between the pair of substrates, and a first and a second liquid crystal arranged to sandwich the chiral smectic liquid crystal. Comprising two electrodes and an alignment control film arranged to be in contact with the chiral smectic liquid crystal and aligning the liquid crystal, and applying a voltage to the chiral smectic liquid crystal via the first and second electrodes. In a liquid crystal element displaying an image in a plurality of frame periods per second based on the following, one frame period is divided into at least two field periods and displayed, and the first frame period is divided into at least one field period in one frame period. A desired image is displayed at a luminance of 1
In the remaining field period during the frame period, the first
At a second luminance that is smaller than the luminance of
A liquid crystal element which displays substantially the same image as the image displayed at the luminance of: wherein the arithmetic average roughness Ra of the alignment control film is Ra <0.5 nm.
【請求項2】 前記配向制御膜における所定領域の投影
面積をSとし、該領域における該配向制御膜の表面積を
Srとした場合に、 (Sr/S)<1.0020 である、 ことを特徴とする請求項1に記載の液晶素子。
2. When the projected area of a predetermined region in the orientation control film is S and the surface area of the orientation control film in the region is Sr, (Sr / S) <1.020. The liquid crystal device according to claim 1, wherein
【請求項3】 前記第1の輝度と前記第2の輝度との比
が5より大きい、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 a ratio between the first luminance and the second luminance is larger than 5.
【請求項4】 前記カイラルスメクチック液晶が、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 )の相転移系列を示す液晶であって、か
つ、該液晶のスメクチック層の法線方向が実質的に一方
向である、 ことを特徴とする請求項1乃3のいずれか1項に記載の
液晶素子。
4. The method according to claim 1, wherein the chiral smectic liquid crystal has a high temperature.
Liquid phase (ISO.)-Cholesteric phase
(Ch) -chiral smectic C phase (SmC*),or
Is an isotropic liquid phase (ISO.)-Chiral smectic
Phase C (SmC *A) a liquid crystal exhibiting a phase transition series of
The normal direction of the smectic layer of the liquid crystal is substantially one
4. The method according to claim 1, wherein:
Liquid crystal element.
【請求項5】 前記第1電極が画素毎に配置されると共
に各第1電極にスイッチング素子が接続され、かつ、 該スイッチング素子がオンされた場合に前記第1及び第
2電極の間に電圧が印加されて階調表示が行われる、 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 first electrode is disposed for each pixel, a switching element is connected to each first electrode, and a voltage is applied between the first and second electrodes when the switching element is turned on. The liquid crystal element according to any one of claims 1 to 4, wherein gray scale display is performed by applying a voltage.
【請求項6】 前記カイラルスメクチック液晶が高温側
から降温されると共に、前記液晶がカイラルスメクチッ
クC相(SmC)に相転移する際に該液晶にDC電圧
が印加される、 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 method according to claim 1, wherein the temperature of the chiral smectic liquid crystal is lowered from a high temperature side, and a DC voltage is applied to the liquid crystal when the liquid crystal undergoes a phase transition to a chiral smectic C phase (SmC * ). The liquid crystal device according to claim 1.
【請求項7】 前記DC電圧の大きさは100mV以上
10V以下の範囲である、 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 the magnitude of the DC voltage ranges from 100 mV to 10 V.
【請求項8】 前記DC電圧の大きさは1V以上8V以
下の範囲である、 ことを特徴とする請求項7に記載の液晶素子。
8. The liquid crystal device according to claim 7, wherein the magnitude of the DC voltage ranges from 1 V to 8 V.
【請求項9】 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 a helical pitch of the chiral smectic liquid crystal in a bulk state is longer than twice a cell thickness.
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WO2008075419A1 (en) * 2006-12-20 2008-06-26 Fujitsu Limited Liquid crystal display element and electronic paper using the same

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